JP2008051548A - Computer tomographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランスレートと回転を組み合わせるTR方式のコンピュータ断層撮影装置に関する。 The present invention relates to a TR-type computed tomography apparatus that combines translation and rotation.
コンピュータ断層撮影装置(以下、適宜「CT」という)の一種として、TR(トランスレート・ローテート)方式のCTがよく知られている(例えば、非特許文献1参照)。TR方式のCTは、図8(a)に示すように、X線管101の放射線発生源Fから放射されてコリメータ(図示せず)でファン状に形成されたX線ビームの内のファン角(放射角)θ0分であるX線ビーム200を1ch〜NchのN個のチャンネルを有するX線検出器102で検出する。X検出器102の各チャンネルで検出されたX線ビーム200は透過データI(n)として出力されると、接続されるコンピュータ(図示せず)で処理されて断層像が形成される。
As a kind of computed tomography apparatus (hereinafter referred to as “CT” as appropriate), a TR (Translate Rotate) type CT is well known (for example, see Non-Patent Document 1). As shown in FIG. 8A, the TR-type CT is a fan angle in an X-ray beam emitted from a radiation source F of the X-ray tube 101 and formed into a fan shape by a collimator (not shown). An
図8(a)に示すCTでは、t移動機構(図示せず)が、被検体201が載置される回転テーブル103をt方向に移動させる(往路のトランスレート)。CTでは、この往路のトランスレート中に移動位置tの一定ピッチごとに各チャンネルnで透過データIn(t)を形成するX線ビームを検出する。往路のトランスレートが終了した時点では、回転テーブル103は、図8(a)に示す点線の位置にある。
In the CT shown in FIG. 8A, a t moving mechanism (not shown) moves the rotary table 103 on which the
続いて、図8(a)に示すCTでは、回転機構(図示せず)が、回転中心Cを回転軸として、回転テーブル103をファン角θ0の回転角で回転させる。このように回転テーブル103が回転されることで、回転テーブル103に載置される被検体201がステップ回転される。
Subsequently, in the CT shown in FIG. 8A, a rotation mechanism (not shown) rotates the rotary table 103 at the rotation angle of the fan angle θ 0 with the rotation center C as the rotation axis. By rotating the rotary table 103 in this way, the
その後、図8(a)に示すCTでは、t移動機構(図示せず)が、被検体201が載置される回転テーブル103をt方向の逆向きに移動させる(復路のトランスレート)。CTでは、この復路のトランスレート中に移動位置tの一定ピッチごとに各チャンネルnで被検体201の透過データIn(t)を形成するX線ビーム200を検出する。透過データIn(t)は、各チャンネルnそれぞれで検出された平行透過データである。
Thereafter, in CT shown in FIG. 8A, the t moving mechanism (not shown) moves the rotary table 103 on which the
このように、図8(a)に示すCTでは、往路のトランスレート、一定の向きのステップ回転及び復路のトランスレートを繰り返しながら、トランスレート番号をkとして、透過データIk,n(t)を取得することで、被検体201を基準にしたときのX線パスの方位(以下、「被検体基準の方位」という)ψ(k,n)に対し180°分の平行透過データIψ(t)をθ0/Nの角度ピッチで得ている。また、CTでは、K回(Kは、2以上の自然数)のトランスレートで得た平行透過データIψ(t)を用いて、フィルタ補正逆投影法等で被検体201の断層像を再構成している。ここで、ファン角θ0は、180°/Kにより求められる。
As described above, in the CT shown in FIG. 8A, the transmission data Ik, n (t) is obtained by setting the translation number to k while repeating the forward translation, the step rotation in a fixed direction, and the backward translation. By acquiring the parallel transmission data Iψ (t) for 180 ° with respect to the azimuth (hereinafter referred to as “subject reference orientation”) ψ (k, n) when the
従来のTR方式のCTにおける断面像の再構成では、図8(b)に示すように、まず、平行透過データIψ(t)を対数変換して平行透過データPψ(t)とし、平行透過データPψ(t)について方位ψごとにt方向に高域強調フィルタ掛けし、X線ビーム200(ψ方向)に沿って仮想格子点に逆投影して断面像を得ている。ここで、断面像を得るためには、平行透過データPψ(t)上の回転中心投影位置tcが回転中心Cに合うように逆投影する必要がある。 In the reconstruction of the cross-sectional image in the conventional CT of the TR method, as shown in FIG. 8B, first, the parallel transmission data Iψ (t) is logarithmically converted into parallel transmission data Pψ (t), and the parallel transmission data is obtained. A high-frequency emphasis filter is applied in the t direction for each direction ψ with respect to Pψ (t), and a cross-sectional image is obtained by back-projecting the virtual lattice point along the X-ray beam 200 (ψ direction). Here, in order to obtain a cross-sectional image, it is necessary to perform back projection so that the rotation center projection position tc on the parallel transmission data Pψ (t) matches the rotation center C.
TR方式のCTでは、逆投影の際、回転中心投影位置tcが一致しないと断層像にファン角θ0ごとの放射状アーチファクトが発生する。したがって、TR方式のCTは、断面像にアーチファクトが発生するのを防ぐため、回転中心投影位置tcが一致するようにトランスレート(t移動)の幾何位置を正確に設定しておくが、実際は誤差が生じ、多少の放射状アーチファクトが残存する場合が多い。これに対し、従来、K回のトランスレートよりなるスキャンを偶数回行って(多重スキャン)、各スキャンで得られる断面像を加算することで、このファン角θ0ごとの残存する放射状アーチファクトを打ち消しあわせ、良好な断面像を得る方法を利用するCTもあった(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載されるような従来のCTにおける多重スキャンでは、断面像に、ファン角θ0よりも細かな角度ピッチの放射状アーチファクトが残存することがあるという問題がある。従来のCTでアーチファクトが残存するのは、X線検出器102のチャンネル数Nが不足し、平行透過データの角度ピッチ(θ0/N)が大きいことによる。したがって、ハイカットフィルタで画像を平滑化するか、チャンネル数を増やすことで、断面像に残存するアーチファクトを防ぐことができる。
However, in the conventional multiple scan in CT as described in Patent Document 1, there is a problem that radial artifacts having an angular pitch finer than the fan angle θ 0 may remain in the cross-sectional image. Artifacts remain in the conventional CT because the number of channels N of the
一方、画像を平滑化すると分解能が低下するという問題が生じる。また、チャンネル数を増やした場合、検出器及びデータ収集システムが複雑になるほか、チャンネルピッチが小さくなることによって、例えば、チャンネル間に設置されている散乱線コリメータの長さや厚みや精度を確保することが困難になり、散乱線の影響が問題になる。 On the other hand, when the image is smoothed, there arises a problem that the resolution is lowered. In addition, when the number of channels is increased, the detector and data collection system become complicated, and the channel pitch is reduced, so that, for example, the length, thickness and accuracy of the scattered radiation collimator installed between the channels are secured. And the influence of scattered radiation becomes a problem.
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、TR方式CTの断面像のアーチファクトを減少させて画質を向上させることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve image quality by reducing artifacts in a cross-sectional image of TR CT.
上記の課題を達成するため、請求項1記載の発明は、2以上の自然数Kに対し、180°/Kの角度をθ0として、撮影面に沿ってθ0を覆うファン形状の放射線を放射する放射線源と、前記撮影面に沿って少なくともθ0の範囲の被検体を透過した前記放射線を検出する検出チャンネルを複数有する放射線検出器と、前記被検体が前記撮影面に沿って前記放射線と交差する方向に複数回の直線移動をするように前記放射線源及び前記被検体を相対的に制御するとともに、前記撮影面に垂直な回転軸を中心としてステップ回転するように前記放射線源及び前記被検体の位置関係を相対的に制御する機構部と、前記機構部に、前記直線移動をさせるとともに、各前記直線移動と次の前記直線移動との間に、同一向きに前記ステップ回転をさせて、2×K回の前記直線移動をさせる機構制御部であり、前記ステップ回転の複数の停止位置が互いに180°を成す位置にならないよう予めずらして設定してステップ回転させる機構制御部と、それぞれの前記直線移動の移動中に前記放射線を検出した前記放射線検出器が出力する前記被検体の透過データを入力し、該透過データから前記被検体の断面像を生成するデータ処理部とを有することを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 radiates fan-shaped radiation covering θ 0 along the imaging plane, with an angle of 180 ° / K being θ 0 for a natural number K of 2 or more. A radiation source, a radiation detector having a plurality of detection channels for detecting the radiation transmitted through the subject in the range of at least θ 0 along the imaging plane, and the subject along the imaging plane with the radiation The radiation source and the subject are relatively controlled so as to move linearly a plurality of times in the intersecting direction, and the radiation source and the subject are rotated stepwise about a rotation axis perpendicular to the imaging surface. A mechanism unit that relatively controls the positional relationship of the specimen; and the mechanism unit performs the linear movement, and the step rotation is performed in the same direction between each linear movement and the next linear movement. 2 × A mechanism control unit for moving the linear movement K times, a mechanism control unit configured to perform step rotation by setting a plurality of stop positions of the step rotation so as not to be at positions that are 180 ° from each other; And a data processing unit that inputs transmission data of the subject output from the radiation detector that detects the radiation during movement and generates a cross-sectional image of the subject from the transmission data. To do.
上記構成の本発明によれば、データ処理部は、被検体基準の方位ψの360°に亘る透過データから被検体の断面像を得るので、180°分の透過データとこれと逆向きの180°分の透過データが、互いに、ファン角θ0ごとに断面像に残存する放射状アーチファクトを打ち消し合わせ、アーチファクトの少ない断面像を得ることができる。また、180°分の被検体基準の方位ψとこれと逆向きの180°分の被検体基準の方位ψが、互いに重ならないようずれているので、透過データの方位ψの角度ピッチが補完されて断面像が再構成されるので、残存する細かな角度ピッチの放射状アーチファクトを低減した断面像を得ることができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the data processing unit obtains a cross-sectional image of the subject from the transmission data over 360 ° in the direction ψ of the subject reference. ° worth of transmission data, to each other, combined cancel the radial artifacts remaining in cross-section image for each fan angle theta 0, it can be obtained with less cross-sectional image artifacts. Also, since the 180 ° subject reference azimuth ψ for 180 ° and the 180 ° subject reference azimuth ψ opposite to each other are shifted so as not to overlap each other, the angular pitch of the transmission data azimuth ψ is complemented. Since the cross-sectional image is reconstructed, a cross-sectional image in which the remaining radial artifacts with fine angular pitch are reduced can be obtained.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のコンピュータ断層撮影装置において、隣接する前記検出チャンネルそれぞれが検出する放射線パス間の角度をΔθとしたとき、前記機構制御部は、前記機構部に、前記ステップ回転の複数の停止位置を互いに180°を成す位置からΔθ/2ずらすようにステップ回転させることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the computed tomography apparatus according to the first aspect, when the angle between the radiation paths detected by the adjacent detection channels is Δθ, the mechanism control unit The gist is that the plurality of stop positions of the step rotation are step-rotated so as to be shifted by Δθ / 2 from the positions forming 180 °.
上記構成の本発明によれば、透過データの方位ψの角度ピッチがΔθ/2の間隔で補完されて断面像が再構成されるので、残存する細かな角度ピッチの放射状アーチファクトを低減した断面像を得ることができる。 According to the present invention having the above configuration, the sectional image is reconstructed by complementing the angular pitch of the azimuth direction ψ of the transmission data at an interval of Δθ / 2, and thus the sectional image in which the radial artifacts of the remaining fine angular pitch are reduced Can be obtained.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のコンピュータ断層撮影装置において、隣接する前記検出チャンネルそれぞれが検出する放射線パス間の角度をΔθとしたとき、前記機構制御部は、前記機構部に、θ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させ、次にθ0+Δθ/2のステップ回転を1回実行させ、次にθ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the computed tomography apparatus according to the first or second aspect, when the angle between the radiation paths detected by the adjacent detection channels is Δθ, the mechanism control unit is Then, the linear movement with the step rotation of θ 0 is executed K times, then the step rotation of θ 0 + Δθ / 2 is executed once, and then the linear movement with the step rotation of θ 0 is inserted K The main point is to make it run once.
上記構成の本発明によれば、放射線パスの被検体基準の方位ψが360°に亘るようにでき、かつ、ステップ回転の停止位置を互いに180°を成す位置からΔθ/2ずらすことができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the object reference orientation ψ of the radiation path can extend over 360 °, and the stop positions of the step rotations can be shifted by Δθ / 2 from the positions forming 180 °.
請求項4記載の発明は、請求項1又は2記載のコンピュータ断層撮影装置において、隣接する前記検出チャンネルそれぞれが検出する放射線パス間の角度をΔθとしたとき、前記機構制御部は、前記機構部に、θ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させ、次にθ0−Δθ/2のステップ回転を1回実行させ、次にθ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the computed tomography apparatus according to the first or second aspect, when the angle between the radiation paths detected by the adjacent detection channels is Δθ, the mechanism control unit is Then, the linear movement with the step rotation of θ 0 is executed K times, then the step rotation of θ 0 −Δθ / 2 is executed once, and then the linear movement with the step rotation of θ 0 is inserted. The gist is to execute it K times.
上記構成の本発明によれば、放射線パスの被検体基準の方位ψが360°に亘るようにでき、かつ、ステップ回転の停止位置を互いに180°を成す位置からΔθ/2ずらすことができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the object reference orientation ψ of the radiation path can extend over 360 °, and the stop positions of the step rotations can be shifted by Δθ / 2 from the positions forming 180 °.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4記載のいずれかのコンピュータ断層撮影装置において、前記データ処理部は、それぞれの前記直線移動の移動中に取得した前記透過データを前記検出チャンネル毎に該検出チャンネルが検出する放射線パスの前記被検体を基準とする方位ψで360°に亘って逆投影して被検体の断面像を生成することを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the computed tomography apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the data processing unit obtains the transmission data acquired during the movement of the linear movement for each detection channel. The gist of the invention is that a cross-sectional image of the subject is generated by back-projecting over 360 ° in the direction ψ with respect to the subject of the radiation path detected by the detection channel.
上記構成の本発明によれば、フィルタ補正逆投影法で360°に亘って連続して逆投影して断面像が得られる。 According to the present invention configured as described above, a cross-sectional image can be obtained by continuously performing back projection over 360 ° by the filter-corrected back projection method.
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5記載のいずれかのコンピュータ断層撮影装置において、前記放射線検出器は、前記検出チャンネルを前記撮影面に平行な方向及び前記撮影面に直交する方向に複数列有することを要旨とする。 The invention according to claim 6 is the computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the radiation detector has the detection channel in a direction parallel to the imaging plane and a direction orthogonal to the imaging plane. The gist is to have multiple rows.
上記構成の本発明によれば、ステップ回転を挟んだ2×K回の移動、すなわち、1回のスキャンで複数の断面像を得ることができる。 According to the present invention having the above-described configuration, a plurality of cross-sectional images can be obtained by 2 × K movements including step rotation, that is, one scan.
TR方式のCTの断面像の画質を向上させることができる。 The image quality of the cross-sectional image of the TR type CT can be improved.
[第1の実施の形態]
図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置(CT)1の構成を上部から観察した平面図であって、図1(b)は、コンピュータ断層撮影装置1の構成を水平方向から観察した正面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1A is a plan view of the configuration of the computed tomography apparatus (CT) 1 according to the first embodiment of the present invention observed from above, and FIG. 1B is the computed tomography apparatus 1. It is the front view which observed the structure of from the horizontal direction.
コンピュータ断層撮影装置1は、図1に示すように、断面像を得る面として設定した水平な面である撮影面22に沿って、X線ビーム20を放射するX線管10と、撮影面22に沿って複数の検出チャンネルを有して各チャンネルで被検体21を透過したX線ビーム20を検出するX線検出器11とを有している。X線検出器11は、例えば、半導体光センサ及びシンチレータが組み合わせられており、放射線発生源Fから放射線が発生される。図1では、検出チャネルの数をNとし、X線検出器11の各チャンネルにおいてX線ビーム20を検出し、それぞれ透過データI(n)を出力するものとして説明する。
As shown in FIG. 1, the computed tomography apparatus 1 includes an
X線管10とX線検出器11は、図1(b)に示すように、対向して機構部12によって支持されている。X線管10のX線ビーム20の焦点Fから発生したX線ビーム20は、コリメータ(図示せず)により、180°/K(Kは、2以上の自然数)で求められる角度θ0をファン角として、少なくともθ0を覆う角度のファン形状に成形され、図1(a)に示すように、X線検出器11に入射する。上述したように、Kに対し、θ0=180°/Kであるので、K=6とすると、ファン角θ0は30°である。X線検出器11は、撮影面22に沿って少なくともθ0を覆う角度範囲のX線ビーム20を検出し、この内θ0分の検出した透過データを使用する。以下θ0分のみを検出するものとして記載する。
As shown in FIG. 1B, the
また、コンピュータ断層撮影装置1は、図1(b)に示すように、被検体21が載置される回転テーブル13を制御する機構部12を有している。具体的には、機構部12は、被検体21が撮影面22に沿ってX線ビーム20と交差する方向tに往路と復路を合わせてK×2回の往復の直線移動(以下、「トランスレート」又は「t移動」とする)をするように被検体21が載置される回転テーブル13の移動を制御する。また、機構部12は、各直線移動と次の直線移動との間に、撮影面22に垂直な回転中心Cを通る回転軸23を中心として同一向きに所定の角度のステップ回転をするように回転テーブル13の回転を制御する。
Further, the computer tomography apparatus 1 includes a mechanism unit 12 that controls a rotary table 13 on which the subject 21 is placed, as shown in FIG. Specifically, the mechanism unit 12 includes K × 2 reciprocating linear movements (hereinafter referred to as “transformers”) in the direction t in which the subject 21 intersects the
所定の角度とは、ステップ回転の複数の停止位置(の任意の2つが)が互いに180°を成す位置にならないよう予めずらして設定することで、各検出チャンネルが検出する放射線パスの被検体を基準とする方位ψが180°を成す位置での逆向きの放射線パスの方位と重ならないようにステップ回転を行うステップ回転角度である。また、所定の角度とは、ステップ回転の複数の停止位置が検出チャンネルが検出する放射線パスの被検体を基準とする方位ψが抜けなく360°に亘るよう予め設定したステップ回転角度である。 The predetermined angle is set in advance so that the plurality of stop positions (any two of the step rotations) are not 180 ° from each other, so that the subject of the radiation path detected by each detection channel is set. This is the step rotation angle at which the step rotation is performed so that the reference azimuth ψ does not overlap with the opposite direction of the radiation path at the position where the angle is 180 °. Further, the predetermined angle is a step rotation angle set in advance so that a plurality of stop positions of the step rotation is 360 ° so that the azimuth ψ with respect to the subject of the radiation path detected by the detection channel does not come off.
さらに、機構部12は、外部から入力する制御信号に従って、回転テーブル13を昇降させることで、回転テーブル13に載置される被検体21の撮影部位を撮影面22に合わせるように制御する。 Further, the mechanism unit 12 controls the imaging part of the subject 21 placed on the rotating table 13 to be aligned with the imaging surface 22 by raising and lowering the rotating table 13 according to a control signal input from the outside.
機構部12によって制御されるt移動及びステップ回転のシークエンスは、図1(b)に示す機構制御部14で記憶している。機構制御部14は、操作者によって断層撮影を開始するリクエストが入力されたデータ処理部15から開始指令を入力し、記憶されるシーケンスに従ってTRスキャンの処理を実行する制御信号を機構部12に出力する。また、操作者によって回転テーブル13の昇降を制御するリクエストを入力すると、回転テーブル13を昇降する制御信号を機構部12に出力する。
The sequence of t movement and step rotation controlled by the mechanism unit 12 is stored in the
図1(b)に示すように、コンピュータ断層撮影装置1は、データ処理部15を有し、2×K回の移動の移動中にそれぞれ多数の移動位置でX線検出器11が検出したX線ビーム20が変換された透過データI(n)を入力し、被検体21の撮影面22における断面像を再構成する。このデータ処理部15は、中央処理装置、記憶装置及びメモリ等を備える一般的なコンピュータで、断面像を再構成するソフトウェア等を記憶している。データ処理部15は、従来から一般的に用いられている「フィルタ補正逆投影法」を利用して、X線検出器11で検出した透過データから断面像を再構成する。また、データ処理部15は、操作者によって種々の操作するリクエストが入力される入力部を有している。
As shown in FIG. 1B, the computed tomography apparatus 1 includes a
コンピュータ断層撮影装置1の構成要素として、他に、データ処理部15に接続され、断層像等を表示する表示部16、X線管10を制御するX線制御部、X線が外部に漏れるのを防ぐX線遮蔽箱等がある(図示せず)。
Other components of the computer tomography apparatus 1 are a display unit 16 connected to the
次に、図2を用いてX線ビーム20とX線検出器11の各チャンネルの関係について、説明する。図2及び以下の説明では、隣接する検出チャンネルそれぞれが検出するX線パス間の角度をΔθとする。ここで、隣接する各X線パスから成る角度Δθは略一定であるが、厳密には同一角度ではない。たとえば、X線検出器11が複数の検出器ユニットより成るユニット構造である場合、ユニットである各検出器の継ぎ目で不均質となる。また、検出チャンネルを直線的で等間隔の配置とすると、中央の2本のX線パスpから成る角度Δθと比べて端に存在する2本のX線パスから成る角度Δθが小さくなる。以下で説明する本発明の実施の形態において、Δθには、各隣接X線パス間の角度の平均の値を用いる。具体的には、X線検出器11がNチャンネル(1,2,…,N)あるとしたとき、ファン角θ0に対し、X線パス間の角度をΔθ=θ0/Nとする。したがって、放射線パスp1及びp2の成す角度は概略Δθであり、放射線パスp2及びp3の成す角度も概略Δθである。また、他の任意の隣接する放射線パスの成す角度も概略Δθである。
Next, the relationship between each channel of the
《コンピュータ断層撮影装置におけるTRスキャンの処理》
コンピュータ断層撮影装置1では、被検体21が載置された回転テーブル13が昇降されて被検体21の撮影部位が回転中心Cに合わせられた後に、操作者によって入力されたTRスキャンの開始操作指令に従ってTRスキャンを開始する。データ処理部15は、操作者によって開始操作指令が入力されると、機構制御部14にスキャン開始指令を出力する。これにより、機構制御部14は、予め記憶されているシークエンスに従って、機構部12にTRスキャンを制御する制御信号を出力する。このとき機構制御部14は、機構部12に、θ0のステップ回転を挟んでK回のt移動を実行させ、次にθ0+Δθ/2(またはθ0−Δθ/2)のステップ回転を実行させ、その後にθ0のステップ回転を挟んでK回のt移動を実行させるように制御信号を出力する。
<< TR scan processing in computed tomography system >>
In the computed tomography apparatus 1, after the rotary table 13 on which the subject 21 is placed is moved up and down and the imaging region of the subject 21 is aligned with the rotation center C, the TR scan start operation command input by the operator is input. To start a TR scan. The
図3及び表1を参照して、コンピュータ断層撮影装置1においてTRスキャンを実行する処理について具体的に説明する。図3及び表1では、K=6、θ0=30°である場合について説明する。以下で説明する一連の処理が1回のTRスキャンであって、機構制御部14に記憶されるシークエンスによって実行される。
コンピュータ断層撮影装置1においてTRスキャンが開始されると、機構部12は、回転テーブル13をt移動させることで被検体21をX線ビーム20を横切るようにt移動(往路)させる(S01)。X線検出器11は、t移動の移動中に一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置のそれぞれで、X線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
When the TR scan is started in the computed tomography apparatus 1, the mechanism unit 12 moves the subject 21 by t (outward) so as to cross the
t移動(往路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13を30°ステップ回転させる(S02)。 When the t movement (outward path) is completed, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° (S02).
ステップ回転が終了すると、機構部12は、回転テーブル13をステップS01とは逆向きに移動させることで、被検体21をX線ビーム20を横切るようにt移動(復路)させる(S03)。X線検出器11は、t移動の移動中に一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置それぞれで、X線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
When the step rotation is completed, the mechanism unit 12 moves the subject 21 by t (return path) across the
t移動(復路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS02で回転させた向きと同一向きに30°ステップ回転させる(S05)。 When the t movement (return path) ends, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° in the same direction as the direction rotated in step S02 (S05).
t移動番号6のt移動が終了するまで上述したステップS01〜S05の処理を繰り返し、t移動番号6のt移動が終了すると(S04でYES)、機構部12は、被検体21の載置される回転テーブル13をステップS02で回転させた向きと同一向きに30°+Δθ/2ステップ回転させる(S06)。 The processes in steps S01 to S05 described above are repeated until the t movement of the t movement number 6 is completed. When the t movement of the t movement number 6 is completed (YES in S04), the mechanism unit 12 is placed on the subject 21. The rotary table 13 is rotated by 30 ° + Δθ / 2 steps in the same direction as the direction rotated in step S02 (S06).
続いて、機構部12は、回転テーブル13をステップS01と同一方向に移動させることで、被検体21をX線ビーム20を横切るようにt移動(往路)させる(S07)。X線検出器11は、t移動の移動中に、一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置それぞれでX線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
Subsequently, the mechanism unit 12 moves the subject 21 by t (outward) across the
t移動(往路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS02で回転させた向きと同一向きに30°ステップ回転させる(S08)。 When the t movement (outward path) ends, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° in the same direction as the direction rotated in step S02 (S08).
ステップ回転が終了すると、機構部12は、回転テーブル13をステップS07とは逆の向きに移動させることで被検体21をX線ビーム20を横切るようにt移動(復路)させる(S09)。X線検出器11は、t移動の移動中に、一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置それぞれでX線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
When the step rotation ends, the mechanism unit 12 moves the subject 21 by t (return path) across the
t移動(復路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS02で回転させた向きと同一向きに30°ステップ回転させる(S11)。その後、t移動番号12のt移動が終了するまでステップS07〜S11の処理を繰り返し、t移動番号12のt移動が終了すると(S10でYES)、機構部12はTRスキャンを終了する。 When the t movement (return path) ends, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° in the same direction as the direction rotated in step S02 (S11). Thereafter, the processes in steps S07 to S11 are repeated until the t movement of the t movement number 12 is completed. When the t movement of the t movement number 12 is completed (YES in S10), the mechanism unit 12 ends the TR scan.
表1に示すように、例えばt移動番号1のt移動が終わった時点では、初期位置からの回転角度φ(ステップ回転の積算)は、0°であり、t移動番号2のt移動が開始される前に30°ステップ回転されて回転角度が30°となる。また、t移動番号6のt移動が終わった時点では、回転角度は150°であり、t移動番号7のt移動が開始される前に30°+Δθ/2ステップ回転されて回転角度が180°+Δθ/2となる。さらに、t移動番号12のt移動が終わった時点では、回転角度は330°+Δθ/2となる。 As shown in Table 1, for example, at the time when t movement of t movement number 1 is finished, the rotation angle φ from the initial position (accumulation of step rotation) is 0 °, and t movement of t movement number 2 starts. Before being rotated, the rotation angle is 30 ° by 30 ° step rotation. Further, when the t movement of the t movement number 6 is finished, the rotation angle is 150 °, and before the t movement of the t movement number 7 is started, the rotation angle is rotated by 30 ° + Δθ / 2 steps and the rotation angle is 180 °. + Δθ / 2. Furthermore, when the t movement of t movement number 12 is finished, the rotation angle is 330 ° + Δθ / 2.
図4に、図3及び表1を用いて説明したTRスキャンがされた場合のステップ回転の互いに対向停止位置にあるt移動番号1(φ=0°)とt移動番号7(φ=180°+Δθ/2)についての被検体基準で表したX線パスpの方位ψの関係を示している。X線パスの被検体基準の方位ψは、t移動番号kでの回転角度φ(k)とチャンネルnが検出するX線パスpの撮影面22に沿ったX線検出器11の中央から測った角度であるセット角度θ(n)の和として、式(1)で表される。
FIG. 4 shows t movement number 1 (φ = 0 °) and t movement number 7 (φ = 180 °) at the mutually opposite stop positions of the step rotation when the TR scan described with reference to FIG. 3 and Table 1 is performed. The relationship of the azimuth | direction (psi) of the X-ray path p represented by the subject reference | standard about + (DELTA) (theta) / 2) is shown. The subject reference azimuth ψ of the X-ray path is measured from the center of the
ψ(k,n)=φ(k)+θ(n) ・・・(1)
対向停止位置とは、回転角度φのある停止位置に対し、概略180°を成す停止位置のことをいう。
ψ (k, n) = φ (k) + θ (n) (1)
The opposing stop position refers to a stop position that forms approximately 180 ° with respect to a stop position having a rotation angle φ.
X線検出器11の検出チャンネル数は、実際は100チャンネル以上であるが、図4において、便宜的に4チャンネル(1ch〜4ch)としている。図4に示す通り、t移動番号1及び7の回転位置は互いに180°からΔθ/2ずれ、検出するX線パスの角度ピッチを互いに補完する関係である。例えば、図4に示す例において、対向するX線パスp1及びp1’、X線パスp2及びp2’、X線パスp3及びp3’、X線パスp4及びp4’はそれぞれ互いに逆向きで方向はΔθ/2ずれている。また、図4に示していない他の互いに対向停止位置にある回転位置の組すべてについても表1で示すように、回転位置は、互いに180°からΔθ/2ずれている。これにより、逆向きパスで補完することで、360°に亘ってΔθ/2の間隔でX線パスができている。したがって、図3を用いて上述したt移動及びステップ回転を繰り返すTRスキャンにより、ψが360°に亘るよう、かつ、逆向きパスで互いに角度ピッチを補完するX線パスを成す透過データを取り込むことができる。
The number of detection channels of the
t移動番号がk、X線検出器のチャンネル数がn、t移動位置がtであるとき、データ処理部15は、2×K回のt移動でそれぞれ取得した(ψ(k,n)で360°に亘る)透過データI(ψ,t)をフィルタ補正逆投影法により、検出チャンネル毎に該検出チャンネルが規定するX線パスの被検体基準の方位ψ(k,n)で360°に亘って逆投影して被検体の断面像を得る。
When the t movement number is k, the number of channels of the X-ray detector is n, and the t movement position is t, the
上述した第1の実施形態に係るCT1によれば、透過データI(ψ,t)の方位ψの角度ピッチΔθ(Δθ=θ0/N)が補完され、Δθ/2の間隔で逆投影がなされるので、残存する細かな角度ピッチの放射状アーチファクトを低減した断面像を得ることができる。 According to the CT1 according to the first embodiment described above, the angular pitch Δθ (Δθ = θ 0 / N) of the direction ψ of the transmission data I (ψ, t) is complemented, and back projection is performed at an interval of Δθ / 2. As a result, it is possible to obtain a cross-sectional image in which the remaining fine radial pitch radial artifacts are reduced.
また、上述した第1の実施形態に係るCT1によれば、逆投影するとき、検出チャンネルの不均質配置を考慮して式(1)で計算したψ(k,n)を用いることで、逆投影を正確にでき、残存する細かな角度ピッチの放射状アーチファクトをさらに低減した断面像を得ることができる。 Moreover, according to CT1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, when backprojecting, it considers inhomogeneous arrangement | positioning of a detection channel, and (psi) (k, n) calculated by Formula (1) is used. Projection can be performed accurately, and a cross-sectional image can be obtained in which the remaining radial artifacts with fine angular pitch are further reduced.
さらに、上述した第1の実施形態に係るCT1によれば、0°〜360°の透過データを逆投影することで、180°分の逆投影とこれと逆向きの180°分の逆投影とにより、ファン角θ0ごとに残像する放射状アーチファクトを打ち消し合わせることができ、良好な断面像を得ることができる。上述した特許文献1には、ステップ回転を挟んだK回のトランスレートよりなるスキャンを、同じ方向にステップ回転続けながら、2回行って(2重スキャン)、各スキャンで得られる断面像を互いに180°回転させて加算することで、このファン角θ0ごとの残存する放射状アーチファクトを打ち消し合わせる方法が記載されている。特許文献1で、180°回転させて加算する理由は、各スキャンで完全に同じ逆投影を行っているためである。すなわち、1回目のスキャンで0°〜180°の透過データを0°〜180°で逆投影して断面像を作り、2回目のスキャンで180°〜360°の透過データを0°〜180°で逆投影して断面像を作っている。ここで、2回目のスキャンで180°〜360°で逆投影すれば、断面像は逆にならず、2つの断面像をそのまま加算すれば、同じ断面像ができる。また、0°〜360°の透過データを連続して0°〜360°で逆投影しても同じ断面像ができる。 Furthermore, according to CT1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, by backprojecting the transmission data of 0 degree-360 degrees, backprojection for 180 degrees and backprojection for 180 degrees opposite to this are performed. Thus, the radial artifacts that remain after each fan angle θ 0 can be canceled out, and a good cross-sectional image can be obtained. In Patent Document 1 described above, a scan composed of K times of translation with step rotation interposed is performed twice while continuing step rotation in the same direction (double scan), and cross-sectional images obtained by each scan are mutually obtained. A method is described in which the remaining radial artifacts for each fan angle θ 0 are canceled out by rotating 180 ° and performing addition. The reason for adding by rotating 180 degrees in Patent Document 1 is that the same back projection is performed in each scan. That is, the transmission data of 0 ° to 180 ° is back-projected at 0 ° to 180 ° in the first scan to create a cross-sectional image, and the transmission data of 180 ° to 360 ° is 0 ° to 180 ° in the second scan. The back view is used to make a cross-sectional image. Here, if back projection is performed at 180 ° to 360 ° in the second scan, the cross-sectional image is not reversed, and if the two cross-sectional images are added as they are, the same cross-sectional image can be formed. Further, the same cross-sectional image can be obtained even if the transmission data of 0 ° to 360 ° is continuously back-projected at 0 ° to 360 °.
なお、第1の実施形態では、図3のフローチャートのステップS06で、30°+Δθ/2回転しているが、Δθの符号を逆にして、30°−Δθ/2回転させても、方位ψについて360°に亘り、かつ、逆向きパスで互いに角度ピッチを補完するX線パスを成す透過データを取り込むことができ、同様の効果が得られることは容易に分かる。 In the first embodiment, the rotation of 30 ° + Δθ / 2 is performed in step S06 of the flowchart of FIG. 3. However, even if the rotation of 30 ° −Δθ / 2 is reversed with the sign of Δθ reversed, the direction ψ It can be easily understood that transmission data forming an X-ray path over 360 ° and complementing the angular pitch with each other in reverse directions can be acquired.
〈第2の実施形態〉
本発明の第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、本発明の第1の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置1のX線検出器11に替えて、図5に示すX線検出器11aを有している。図5では、X線検出器11aをX線ビーム20が入射する側と逆の側からみた状態を表しているが、X線検出器11aは、撮影面22に平行するチャンネル方向及び撮影面22に直交する列方向に複数の検出チャンネルを有している。第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置の他の構成については、図1を用いて上述した第1の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置1と同一であるため、説明を省略する。
<Second Embodiment>
The computed tomography apparatus according to the second embodiment of the present invention replaces the
また、第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置におけるTRスキャンの方法は、図2乃至図4を用いて上述した第1の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置1の場合と同様であるが、X線検出器11aが複数のチャンネル列を有しているので、第1の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置と比較して、チャンネル列数分の透過データI(k,n,t)を得ることができる。そして、第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、I(k,n,t)それぞれについて第1の実施形態と同じ再構成を行う。したがって、第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置では、一回のTRスキャンで、チャンネル列の数分(枚数分)の断面像を得ることができる。
The TR scan method in the computed tomography apparatus according to the second embodiment is the same as that of the computed tomography apparatus 1 according to the first embodiment described above with reference to FIGS. Since the
しかしながら、列数が多くなった場合、上記の再構成では撮影面22からずれた列ほどX線パスの撮影面22からの傾斜が大きくなるため断面像が劣化する。この場合は公知のコーンビーム再構成方法を用いる。このコーンビーム再構成方法は、X線検出器11aの列番号をmとし、透過データをI(m,k,n,t)で表したとき、(m,t)面上の透過データI(m,t)を一組とし、方位ψ(k,n)は一定(平行)で、回転軸23方向は焦点に向けて傾斜させ、三次元仮想マトリクスに対し逆投影する。ここで、仮想マトリクスのピッチは任意に設定でき、回転軸とこれに直交する2軸で同じでも変えてもよい。また、マトリクスサイズも任意に設定でき、列数によらない任意枚数の複数の断面像が得られる。これは、例えば、特開2005−361747等に記載される周知の再構成方法で、ψ範囲を180°から360°に変更したものである。
However, when the number of columns increases, in the above-described reconstruction, as the columns are shifted from the imaging surface 22, the inclination of the X-ray path from the imaging surface 22 increases, so that the cross-sectional image deteriorates. In this case, a known cone beam reconstruction method is used. In this cone beam reconstruction method, when the column number of the
上述したように、列数Mが多い2次元の検出マトリクスを持つX線検出器11aを用いる場合、撮影面22からずれた位置での断面像の劣化を防ぐため、コーンビーム再構成を用いるのが好ましい。
As described above, when using the
第2の実施形態に係るCTによれば、第1の実施形態に係るCTと同様に、透過データI(n)の方位ψの角度ピッチΔθ(=θ0/N)が補完され、Δθ/2の間隔で逆投影がなされるので、残存する細かな角度ピッチの放射状アーチファクトを低減した断面像を得ることができる。また、第2の実施形態に係るCTによれば、逆投影するとき、検出チャンネルの不均質配置を考慮して上述した式(1)で計算したψ(k,n)を用いることで、逆投影を正確にでき、残存する細かな角度ピッチの放射状アーチファクトをさらに低減した断面像を得ることができる。さらに、第2の実施形態に係るCTによれば、ファン角θ0ごとの残存する放射状アーチファクトを打ち消し合わせた断面像を得ることができる。また、第2の実施形態に係るCTによれば、1回のスキャンで複数枚の断面像を得ることができる。 According to the CT according to the second embodiment, similarly to the CT according to the first embodiment, the angle pitch Δθ (= θ 0 / N) of the azimuth ψ of the transmission data I (n) is complemented, and Δθ / Since back projection is performed at intervals of 2, it is possible to obtain a cross-sectional image in which the remaining radial artifacts with fine angular pitch are reduced. Further, according to the CT according to the second embodiment, when back projection is performed, by using ψ (k, n) calculated by the above equation (1) in consideration of the heterogeneous arrangement of the detection channels, Projection can be performed accurately, and a cross-sectional image can be obtained in which the remaining radial artifacts with fine angular pitch are further reduced. Furthermore, according to the CT according to the second embodiment, it is possible to obtain a cross-sectional image in which the remaining radial artifacts for each fan angle θ 0 are canceled out. Further, according to the CT according to the second embodiment, a plurality of cross-sectional images can be obtained by one scan.
〈第1の変形例〉
続いて、第1及び第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置の第1の変形例について説明する。第1の変形例に係るコンピュータ断層撮影装置の構成は、図1を用いて上述したコンピュータ断層撮影装置1と同一であるが、図6及び表2を用いて第1の変形例に係る処理の流れを説明するように、機構制御部14で記憶しているシークエンスが異なる。
Subsequently, a first modification of the computed tomography apparatus according to the first and second embodiments will be described. The configuration of the computed tomography apparatus according to the first modification is the same as that of the computed tomography apparatus 1 described above with reference to FIG. 1, but the processing according to the first modification is described with reference to FIG. As will be described, the sequence stored in the
図6及び表2では、K=6、θ0=30°であるとして説明する。第1の変形例に係るコンピュータ断層撮影装置においてTRスキャンが開始されると、機構部12は、回転テーブル13を移動させることで被検体21をX線ビーム20を横切るようにt移動(往路)させる(S21)。X線検出器11は、t移動の移動中に、一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置のそれぞれでX線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
In FIG. 6 and Table 2, it is assumed that K = 6 and θ 0 = 30 °. When the TR scan is started in the computed tomography apparatus according to the first modification, the mechanism unit 12 moves the subject 21 by moving the rotation table 13 to cross the X-ray beam 20 (outward path). (S21). The
t移動(往路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13を30°+Δθ/2ステップ回転させる(S22)。 When the t movement (outward path) ends, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° + Δθ / 2 steps (S22).
ステップ回転が終了すると、機構部12は、回転テーブル13をステップS21とは逆向きに移動させることで、被検体21をX線ビーム20を横切るように逆向きにt移動(復路)させる(S23)。X線検出器11は、t移動の移動中に、一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置それぞれで、X線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
When the step rotation ends, the mechanism unit 12 moves the subject 21 in the reverse direction so as to cross the
t移動(復路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS22で回転させた向きと同一向きに30°−Δθ/2ステップ回転させる(S25)。 When t movement (return path) is completed, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° −Δθ / 2 steps in the same direction as the direction rotated in step S22 (S25).
t移動番号6のt移動が終了するまで上述したステップS21〜S25の処理を繰り返し、t移動番号6のt移動が終了すると(S24でYES)、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS22で回転させた向きと同一向きに30°ステップ回転させる(S26)。 The processes in steps S21 to S25 described above are repeated until the t movement of the t movement number 6 is completed. When the t movement of the t movement number 6 is completed (YES in S24), the mechanism unit 12 places the subject 21 thereon. The rotary table 13 is rotated by 30 ° in the same direction as the direction rotated in step S22 (S26).
続いて、機構部12は、回転テーブル13をステップS21と同一方向に移動させることで、被検体21をX線ビーム20を横切るようにt移動(往路)させる(S27)。X線検出器11は、t移動の移動中に、一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置それぞれでX線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
Subsequently, the mechanism unit 12 moves the subject 21 by t (outward) across the
t移動(往路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS22で回転させた向きと同一向きに30°−Δθ/2ステップ回転させる(S28)。 When the t movement (outward path) ends, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° −Δθ / 2 steps in the same direction as the direction rotated in step S22 (S28).
ステップ回転が終了すると、機構部12は、回転テーブル13をステップS27とは逆の向きに移動させることで被検体21をX線ビーム20を横切るように逆向きにt移動(復路)させる(S29)。X線検出器11は、t移動の移動中に、一定移動間隔(一定ピッチ)の多数の位置それぞれでX線ビーム20を検出し、透過データI(n)としてデータ処理部15に出力する。
When the step rotation ends, the mechanism unit 12 moves the subject 21 in the reverse direction so as to cross the
t移動(復路)が終了すると、機構部12は、被検体21が載置される回転テーブル13をステップS22で回転させた向きと同一向きに30°+Δθ/2ステップ回転させる(S31)。その後、t移動番号12のt移動が終了するまでS27〜S31の処理を繰り返す。 When t movement (return path) is completed, the mechanism unit 12 rotates the rotary table 13 on which the subject 21 is placed by 30 ° + Δθ / 2 steps in the same direction as the direction rotated in step S22 (S31). Thereafter, the processes of S27 to S31 are repeated until the t movement of the t movement number 12 is completed.
表2に示すように、例えばt移動番号1のt移動が終わった時点では、初期位置からの回転角度(ステップ回転の積算)は、0°であり、t移動番号2のt移動が開始される前に30°+Δθ/2ステップ回転されて回転角度が30°+Δθ/2となる。また、t移動番号6のt移動が終わった時点では、回転角度は150°+Δθ/2であり、t移動番号7のt移動が開始される前に30°ステップ回転されて回転角度が180°+Δθ/2となる。さらに、t移動番号12のt移動が終わった時点では、回転角度は330°となる。 As shown in Table 2, for example, when the t movement of the t movement number 1 is finished, the rotation angle from the initial position (accumulation of the step rotation) is 0 °, and the t movement of the t movement number 2 is started. Is rotated by 30 ° + Δθ / 2 steps before the rotation angle becomes 30 ° + Δθ / 2. Further, when the t movement of the t movement number 6 is finished, the rotation angle is 150 ° + Δθ / 2, and the rotation angle is 180 ° by rotating 30 steps before the t movement of the t movement number 7 is started. + Δθ / 2. Furthermore, when the t movement of the t movement number 12 is finished, the rotation angle is 330 °.
上述したように、機構制御部14は、機構部12に表2に示すようなステップ回転をさせるように制御すれば、ステップ回転の対向停止位置は180°からΔθ/2ずれ、X線パスの被検体基準の方位ψが360°に亘り、かつ、方位ψが逆向きパスで互いに重ならないようにすることができる。
As described above, if the
〈第2の変形例〉
第2の変形例に係るコンピュータ断層撮影装置3は、図7に示すように、X線管30から照射され、被検体21を透過したX線ビーム20を2次元のチャンネルマトリックスを持つX線検出器31で検出して画像を構成する点では第2の実施形態と同一の構成であるが、t移動及び回転についての機構が異なる。すなわち、図1を用いて上述した第1及び第2の実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置では、被検体21をトランスレート(t移動)及び回転させている。しかし、第2の変形例に係るコンピュータ断層撮影装置は、被検体21を固定し、X線管30とX線検出器31を一体でトランスレート(t移動)及び回転させるものである。このように移動制御することで、相対的には、X線管30及びX線検出器31と被検体21との関係は、上述したように被検体21を移動制御する場合と等価なものとなる。
<Second Modification>
As shown in FIG. 7, the computed tomography apparatus 3 according to the second modified example detects an
具体的には、第2の変形例に係るコンピュータ断層撮影装置3では、フロア34に支持されるXYZ機構35上に被検体21が載置されている。被検体21は、XYZ機構35により、X線ビーム20に対し、X,Y,Z方向の3方向に移動させることができるが、スキャンの際には移動された位置で固定されている。
Specifically, in the computed tomography apparatus 3 according to the second modification, the subject 21 is placed on the
コンピュータ断層撮影装置3では、回転機構36がフロア34により支持され、回転機構36はt移動機構37を支持し、t移動機構37全体をt移動方向とともに回転させる。またt移動機構37はフレーム38を支持し、t移動機構37はフレーム38をt移動方向に移動させることができる。X線管30とX線検出器31は対向してフレーム38によって固定されている。コンピュータ断層撮影装置3において、t移動の方向は、図7に示す回転の位置においては紙面に垂直な方向であるが、回転に伴い、フレーム38とt移動機構37と共に回転する。 In the computed tomography apparatus 3, the rotating mechanism 36 is supported by the floor 34, the rotating mechanism 36 supports the t moving mechanism 37, and rotates the entire t moving mechanism 37 with the t moving direction. The t moving mechanism 37 supports the frame 38, and the t moving mechanism 37 can move the frame 38 in the t moving direction. The X-ray tube 30 and the X-ray detector 31 face each other and are fixed by a frame 38. In the computed tomography apparatus 3, the t movement direction is a direction perpendicular to the paper surface at the rotation position shown in FIG. 7, but rotates together with the frame 38 and the t movement mechanism 37.
その他、図示を省略するが、図7に示すコンピュータ断層撮影装置3においても、図1に示したコンピュータ断層撮影装置1と同一の構成を有している。そのため、コンピュータ断層撮影装置3においても、機構制御部に記憶されるシークエンスによってt移動機構37を制御してX線管30及びX線検出器31を固定するフレーム38をt移動するとともに回転機構36によって回転軸23を中心に回転させ、被検体21の断面像を撮影する。
Although not shown, the computed tomography apparatus 3 shown in FIG. 7 has the same configuration as the computed tomography apparatus 1 shown in FIG. Therefore, also in the computed tomography apparatus 3, the t moving mechanism 37 is controlled by the sequence stored in the mechanism control unit to move the frame 38 that fixes the X-ray tube 30 and the X-ray detector 31 and to rotate the rotating mechanism 36. Is rotated around the
このように、図7に示すコンピュータ断層撮影装置3においても、相対的に等価なTRスキャンをすることができる。 Thus, the computer tomography apparatus 3 shown in FIG. 7 can also perform a relatively equivalent TR scan.
第2の変形例で上述したように、機構動作は相対的に等価であれば、他の機構方式に対しても同様である。 As described above in the second modification, as long as the mechanism operation is relatively equivalent, the same applies to other mechanism systems.
〈他の変形例〉
上述した第1及び第2の実施形態では、X線ビーム20のファン角θ0の範囲を検出しているが、θ0を超えて検出するようにしてもよい。この場合、隣り合うt移動で重複した方位ψで透過データが取得されるが、例えば、特開2005−361741等に記載されるようにこの重複したψで透過データがウエイト付きで平均されるように再構成することができる。
<Other variations>
In the first and second embodiments described above, the range of the fan angle θ 0 of the
上述した第1及び第2の実施形態では、データ処理部15は、被検体基準の方位ψで360°に亘る透過データをψで360°に亘って逆投影して被検体の断面像を得ているが、透過データをψで複数に分割し、それぞれで逆投影して未完の断面像(部分画像)を再構成し、それぞれの部分画像を加算することで断面像を作成しても数学的に等価である。例えば、最初の180°と次の180°で部分画像を作成して加算し、平均するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the
上述した第1の実施形態及び第1の変形例では、互いに対向停止位置にある2つの回転停止位置の組は、すべて、互いに180°からΔθ/2ずらしている。このずれは、Δθ/2には限られない。例えば、iを整数として、一般に±(Δθ/2+i・Δθ)だけずらしてもよい。さらに、iは各組ごとに異なる数であっても良い。ここで、ずらし量の絶対値がΔθ/2を超える場合においては、隣接するt移動がカバーする方位ψに抜けが生じないようにするため、θ0を超えて検出するようにする。そして、ψに抜けや重複が生じないように使用チャンネル範囲をt移動ごとに調整する。 In the first embodiment and the first modification described above, the sets of the two rotation stop positions at the opposite stop positions are all shifted from each other by 180 ° from Δθ / 2. This shift is not limited to Δθ / 2. For example, i may be an integer and generally shifted by ± (Δθ / 2 + i · Δθ). Furthermore, i may be a different number for each group. Here, when the absolute value of the shift amount exceeds Δθ / 2, detection is made to exceed θ 0 in order to prevent a gap from occurring in the direction ψ covered by the adjacent t movement. Then, the used channel range is adjusted every t movement so that no omission or overlap occurs in ψ.
上述した第1及び第2の実施形態では、断層像を再構成する方法は、フィルタ補正逆投影法には限られず、フーリエ変換法やART(Algebraic Reconstruction Technique)のような公知のアルゴリズムを用いてもよい。 In the first and second embodiments described above, the method for reconstructing a tomographic image is not limited to the filtered back projection method, and a known algorithm such as a Fourier transform method or ART (Algebraic Reconstruction Technique) is used. Also good.
上述した第1及び第2の実施形態では、放射線としてX線を用いて説明しているが、透過性の放射線であれば、γ線、中性子線、マイクロ波等他の放射線であっても同様である。また、被検体が透明物体である場合、可視光線であっても同様である。 In the first and second embodiments described above, X-rays are used as the radiation. However, as long as the radiation is transmissive, the same applies to other radiation such as γ-rays, neutrons, and microwaves. It is. The same applies to visible light when the subject is a transparent object.
1…コンピュータ断層撮影装置
10…X線管(放射線源)
11…X線検出器(放射線検出器)
12…機構部
13…回転テーブル
14…機構制御部
15…データ処理部
16…表示部
20…X線ビーム(放射線)
21…被検体
22…撮影面
23…回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
11 ... X-ray detector (radiation detector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ...
21 ... Subject 22 ...
Claims (6)
撮影面に沿ってθ0を覆うファン形状の放射線を放射する放射線源と、
前記撮影面に沿って少なくともθ0の範囲の被検体を透過した前記放射線を検出する検出チャンネルを複数有する放射線検出器と、
前記被検体が前記撮影面に沿って前記放射線と交差する方向に複数回の直線移動をするように前記放射線源及び前記被検体を相対的に制御するとともに、前記撮影面に垂直な回転軸を中心としてステップ回転するように前記放射線源及び前記被検体の位置関係を相対的に制御する機構部と、
前記機構部に、前記直線移動をさせるとともに、各前記直線移動と次の前記直線移動との間に、同一向きに前記ステップ回転をさせて、2×K回の前記直線移動をさせる機構制御部であり、前記ステップ回転の複数の停止位置が互いに180°を成す位置にならないよう予めずらして設定してステップ回転させる機構制御部と、
それぞれの前記直線移動の移動中に前記放射線を検出した前記放射線検出器が出力する前記被検体の透過データを入力し、該透過データから前記被検体の断面像を生成するデータ処理部と、
を有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 For a natural number K of 2 or more, an angle of 180 ° / K is θ 0 .
A radiation source that emits fan-shaped radiation covering θ 0 along the imaging plane;
A radiation detector having a plurality of detection channels for detecting the radiation transmitted through the subject in the range of at least θ 0 along the imaging surface;
The radiation source and the subject are relatively controlled so that the subject moves linearly a plurality of times in a direction intersecting the radiation along the imaging surface, and a rotation axis perpendicular to the imaging surface is provided. A mechanism for relatively controlling the positional relationship between the radiation source and the subject so as to rotate stepwise as a center;
A mechanism control unit for causing the mechanism unit to perform the linear movement, and to perform the step rotation in the same direction between each linear movement and the next linear movement to perform the linear movement of 2 × K times. And a mechanism control unit for setting and shifting the step rotation in advance so that the plurality of stop positions of the step rotation are not 180 ° from each other, and a step rotation,
A data processing unit that inputs the transmission data of the subject output by the radiation detector that has detected the radiation during each of the linear movements, and generates a cross-sectional image of the subject from the transmission data;
A computer tomography apparatus characterized by comprising:
前記機構制御部は、前記機構部に、前記ステップ回転の複数の停止位置を互いに180°を成す位置からΔθ/2ずらすようにステップ回転させることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 The computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the angle between the radiation paths detected by each of the adjacent detection channels is Δθ,
The computer tomography apparatus, wherein the mechanism control unit causes the mechanism unit to perform step rotation so that a plurality of stop positions of the step rotation are shifted by Δθ / 2 from positions that form 180 ° with respect to each other.
前記機構制御部は、前記機構部に、θ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させ、次にθ0+Δθ/2のステップ回転を1回実行させ、次にθ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 The computed tomography apparatus according to claim 1 or 2, wherein the angle between the radiation paths detected by each of the adjacent detection channels is Δθ,
The mechanism control unit causes the mechanism unit to execute the linear movement with the step rotation of θ 0 sandwiched K times, then to perform the step rotation of θ 0 + Δθ / 2 once, and then the step of θ 0 A computed tomography apparatus characterized in that the linear movement with rotation is performed K times.
前記機構制御部は、前記機構部に、θ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させ、次にθ0−Δθ/2のステップ回転を1回実行させ、次にθ0のステップ回転を挟んだ前記直線移動をK回実行させることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 The computed tomography apparatus according to claim 1 or 2, wherein the angle between the radiation paths detected by each of the adjacent detection channels is Δθ,
The mechanism control unit causes the mechanism unit to execute the linear movement with a step rotation of θ 0 K times, then to perform a step rotation of θ 0 −Δθ / 2 once, and then to θ 0 A computed tomography apparatus, wherein the linear movement with step rotation is performed K times.
前記データ処理部は、それぞれの前記直線移動の移動中に取得した前記透過データを前記検出チャンネル毎に該検出チャンネルが検出する放射線パスの前記被検体を基準とする方位ψで360°に亘って逆投影して被検体の断面像を生成することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 The computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The data processing unit spans 360 ° in an azimuth direction ψ with respect to the subject of the radiation path detected by the detection channel for each detection channel of the transmission data acquired during each of the linear movements. A computer tomography apparatus that generates a cross-sectional image of a subject by back projection.
前記放射線検出器は、前記検出チャンネルを前記撮影面に平行な方向及び前記撮影面に直交する方向に複数列有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
The computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The radiation detector has a plurality of rows of detection channels in a direction parallel to the imaging plane and a direction orthogonal to the imaging plane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006225601A JP2008051548A (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Computer tomographic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006225601A JP2008051548A (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Computer tomographic apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008051548A true JP2008051548A (en) | 2008-03-06 |
Family
ID=39235760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006225601A Pending JP2008051548A (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Computer tomographic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008051548A (en) |
-
2006
- 2006-08-22 JP JP2006225601A patent/JP2008051548A/en active Pending
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