[go: up one dir, main page]

JP2013005949A - X-ray ct apparatus - Google Patents

X-ray ct apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2013005949A
JP2013005949A JP2011141209A JP2011141209A JP2013005949A JP 2013005949 A JP2013005949 A JP 2013005949A JP 2011141209 A JP2011141209 A JP 2011141209A JP 2011141209 A JP2011141209 A JP 2011141209A JP 2013005949 A JP2013005949 A JP 2013005949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
cone beam
correction amount
region
high absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011141209A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5854658B2 (en
Inventor
Yoshinori Uebayashi
義統 植林
Satoru Nakanishi
知 中西
Shigeomi Akino
成臣 秋野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2011141209A priority Critical patent/JP5854658B2/en
Publication of JP2013005949A publication Critical patent/JP2013005949A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5854658B2 publication Critical patent/JP5854658B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cone beam artifacts more than before.SOLUTION: In one embodiment, an X-ray CT apparatus includes an extraction processing part, a direction determination part, a correction amount adjustment part, and an image generation part. The extraction processing part extracts a bone region of a high X-ray absorption rate as a high absorption region from image data generated before main scanning. The direction determination part determines a straight line indicating the direction of the high absorption region as a direction line, on the basis of input information or the shape of the high absorption region. The correction amount adjustment part calculates the inclination angle of the advancing direction of a cone beam X-ray in the main scanning and the direction line, and adjusts the correction amount of correction processing of the cone beam artifact on the basis of the inclination angle. The image generation part detects the cone beam X-ray which a subject has transmitted in the main scanning, collects projection data on the basis of detection signals, and executes reconstruction processing and the correction processing based on the adjusted correction amount to the projection data to generate the image data.

Description

本発明の実施形態は、X線CT装置(X−ray Computed Tomography:X線コンピュータ断層撮影装置)に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus (X-ray Computed Tomography: X-ray computed tomography apparatus).

X線CT装置として、コーンビームX線で被検体をスキャンすることで収集された投影データを再構成処理してボリュームデータを発生可能なものが知られている。コーンビームを用いたコンピュータ断層撮影(以下、コーンビームCTという)では、FDK(フェルドカンプ:Feldkamp)再構成等のコーンビーム再構成処理が用いられる。   As an X-ray CT apparatus, an apparatus capable of generating volume data by reconstructing projection data collected by scanning a subject with cone beam X-rays is known. In computer tomography using a cone beam (hereinafter referred to as cone beam CT), cone beam reconstruction processing such as FDK (Feldkamp) reconstruction is used.

近年、X線検出器の多列化が進み、それに伴いコーン角が増大している。コーン角の影響により、コーンビーム再構成に基づいて発生されたボリュームデータには、コーンビームアーチファクトが顕著に現れる。   In recent years, the number of X-ray detectors has increased, and the cone angle has increased accordingly. Due to the effect of the cone angle, cone beam artifacts appear prominently in the volume data generated based on cone beam reconstruction.

コーンビームアーチファクトは、様々な撮影部位において発生する。例えば背骨が描出されたサジタル断面画像では、椎体とその周辺部との間で急峻なCT値(Computed Tomography Number)の勾配があるため、椎体からコーンビームアーチファクトが発生することが知られている。このコーンビームアーチファクトを低減する従来技術として、例えば特許文献1が知られている。   Cone beam artifacts occur at various imaging sites. For example, in a sagittal cross-sectional image in which the spine is depicted, it is known that cone beam artifacts are generated from the vertebral body because of a steep CT value (Computed Tomography Number) gradient between the vertebral body and its periphery. Yes. For example, Patent Document 1 is known as a conventional technique for reducing this cone beam artifact.

特許文献1では、背骨の撮影において、コーンビームX線でのスキャンで収集された投影データに基づいて基準ボリュームデータを生成している。この後、椎体からのコーンビームアーチファクトは、体軸(Z軸)方向にCT値勾配が急峻であるが、XY方向にCT値勾配が緩やかであることに基づいて、Z軸方向のフィルタ処理と、XY平面のフィルタ処理とを別々に行っている。これにより、基準ボリュームデータに含まれるコーンビームアーチファクト成分を抽出し、コーンビームアーチファクト成分と基準ボリュームデータとの差分をとることでコーンビームアーチファクトを低減している。   In Patent Literature 1, reference volume data is generated based on projection data collected by scanning with cone beam X-rays in imaging of the spine. Thereafter, the cone beam artifact from the vertebral body has a steep CT value gradient in the body axis (Z axis) direction, but based on the fact that the CT value gradient is gentle in the XY direction, the filtering process in the Z axis direction is performed. And XY plane filter processing are performed separately. Thereby, the cone beam artifact component included in the reference volume data is extracted, and the cone beam artifact is reduced by taking the difference between the cone beam artifact component and the reference volume data.

特開2009−34478号公報JP 2009-34478 A

コーンビームアーチファクトは、正確な画像診断のためには、できる限り小さいことが望ましい。このため、コーンビームCTにおいて、コーンビームアーチファクトを従来よりもさらに低減するための技術が要望されていた。   It is desirable that the cone beam artifact is as small as possible for accurate image diagnosis. For this reason, in the cone beam CT, a technique for further reducing cone beam artifacts than before has been demanded.

一実施形態では、X線CT装置は、コーンビームX線による本スキャンを実行するものであり、抽出処理部と、方向決定部と、補正量調整部と、画像生成部とを備える。
抽出処理部は、本スキャンの前に被検体を透過したX線の検出によって生成された画像データが示す被検体の骨領域において、隣接する骨領域よりもX線吸収率が高い骨領域を高吸収領域として抽出する。
方向決定部は、入力情報または高吸収領域の形状に基づいて、高吸収領域の向きを示す直線を方向線として決定する。
補正量調整部は、本スキャンにおけるコーンビームX線の進行方向の代表直線と、前記方向線との傾き角度を算出し、コーンビームアーチファクトの補正処理における補正量を前記傾き角度に基づいて調整する。
画像生成部は、本スキャンとして被検体を透過したコーンビームX線を検出して、検出信号に基づいて投影データを収集し、再構成処理と、補正量調整部により調整された補正量に基づく補正処理とを投影データに施すことで、被検体の画像データを生成する。
In one embodiment, the X-ray CT apparatus performs a main scan using cone beam X-rays, and includes an extraction processing unit, a direction determination unit, a correction amount adjustment unit, and an image generation unit.
In the bone region of the subject indicated by the image data generated by the detection of X-rays transmitted through the subject before the main scan, the extraction processing unit increases the bone region having a higher X-ray absorption rate than the adjacent bone region. Extract as an absorption region.
The direction determining unit determines a straight line indicating the direction of the high absorption region as a direction line based on the input information or the shape of the high absorption region.
The correction amount adjustment unit calculates a tilt angle between the representative straight line in the traveling direction of the cone beam X-ray in the main scan and the direction line, and adjusts the correction amount in the correction process of the cone beam artifact based on the tilt angle. .
The image generation unit detects cone beam X-rays that have passed through the subject as the main scan, collects projection data based on the detection signal, and based on the reconstruction process and the correction amount adjusted by the correction amount adjustment unit By applying correction processing to the projection data, image data of the subject is generated.

本実施形態に係るX線CT装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an X-ray CT apparatus according to the present embodiment. X線検出器の構成およびコーン角の定義の一例を示す模式的斜視図。The typical perspective view which shows an example of a structure of a X-ray detector, and a definition of a cone angle. 高吸収領域としての頭蓋底が長方形領域であると仮定して、この長方形領域の長辺に平行にX線が照射された場合のコーンビームアーチファクトのシミュレーション結果を示す模式図。The schematic diagram which shows the simulation result of the cone beam artifact when X-ray is irradiated in parallel with the long side of this rectangular area supposing that the skull base as a high absorption area | region is a rectangular area. 図3から頭蓋底の長方形領域を10°傾けた場合のコーンビームアーチファクトのシミュレーション結果を示す模式図。The schematic diagram which shows the simulation result of the cone beam artifact when the rectangular area | region of a skull base is inclined 10 degrees from FIG. 頭蓋底の領域を斜線領域として、コーンビームアーチファクトの領域をハッチング領域として、図3を模式化した図。FIG. 3 is a schematic diagram of FIG. 3 in which the skull base region is a hatched region and the cone beam artifact region is a hatched region. 頭蓋底の領域を斜線領域として、コーンビームアーチファクトの領域をハッチング領域として、図4を模式化した図。FIG. 5 is a schematic diagram of FIG. 4 in which the skull base region is a hatched region and the cone beam artifact region is a hatched region. コーンビームX線の進行方向の中心軸が鉛直方向に合致している場合における、当該中心軸と、高吸収領域との角度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the angle of the said center axis | shaft and high absorption area | region in case the center axis | shaft of the advancing direction of cone beam X-rays corresponds to the perpendicular direction. コーンビームX線の進行方向の中心軸を鉛直方向から傾けた場合における、当該中心軸と、高吸収領域との角度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the angle of the said center axis | shaft and high absorption area | region when the center axis | shaft of the advancing direction of cone beam X-rays is inclined from the perpendicular direction. 頭部のスカウト画像の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the scout image of a head. 図9のスカウト画像から高吸収領域を抽出して識別表示した一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example which extracted and displayed the high absorption area | region from the scout image of FIG. 図10のように一領域として抽出された高吸収領域に対して、その向きを示す方向線の自動算出方法の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the automatic calculation method of the direction line which shows the direction with respect to the high absorption area | region extracted as one area | region like FIG. 図9のスカウト画像から高吸収領域を抽出して識別表示した別の例を示す模式図。The schematic diagram which shows another example which extracted and displayed the high absorption area | region from the scout image of FIG. 図12のように複数の領域として抽出された高吸収領域に対して、その向きを示す方向線の自動算出方法の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the automatic calculation method of the direction line which shows the direction with respect to the high absorption area | region extracted as several area | region like FIG. 高吸収領域の向きを示す方向線を、ユーザがマニュアルで設定する場合の表示の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of a display in case a user sets the direction line which shows the direction of a high absorption area | region manually. 傾き角度に応じた補正係数の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the correction coefficient according to an inclination angle. 本実施形態に係るX線CT装置の動作の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on this embodiment.

以下、X線CT装置およびX線コンピュータ断層撮影方法の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する   Hereinafter, an embodiment of an X-ray CT apparatus and an X-ray computed tomography method will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(本実施形態の構成)
図1は、本実施形態におけるX線CT装置20の構成を示すブロック図である。図1に示すように、X線CT装置20は、ガントリ22と、X線管24と、回転部28と、寝台32と、X線検出器36と、高電圧発生器40と、回転駆動部44と、寝台制御部48と、システムバス52と、データ収集システム(Data Acquisition System:以下、DASという)56と、再構成部60と、抽出処理部64と、方向決定部68と、補正量調整部72と、補正部80と、記憶部84と、入力部88と、システム制御部92と、表示部96とを備える。
(Configuration of this embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus 20 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 20 includes a gantry 22, an X-ray tube 24, a rotating unit 28, a bed 32, an X-ray detector 36, a high voltage generator 40, and a rotation driving unit. 44, bed control unit 48, system bus 52, data acquisition system (hereinafter referred to as DAS) 56, reconstruction unit 60, extraction processing unit 64, direction determination unit 68, correction amount The adjustment unit 72, the correction unit 80, the storage unit 84, the input unit 88, the system control unit 92, and the display unit 96 are provided.

ガントリ22は、円環状または円板状の回転部28を回転可能に支持する。
寝台32は、回転部28の中央部に設けられた開口部(図示せず)に挿入され、寝台32上には被検体Pが乗せられる。
The gantry 22 rotatably supports an annular or disk-shaped rotating unit 28.
The bed 32 is inserted into an opening (not shown) provided at the center of the rotating unit 28, and the subject P is placed on the bed 32.

回転部28内では、X線管24の放射口と、X線検出器36とが被検体Pを間にして対向するように配置される。   In the rotating unit 28, the radiation port of the X-ray tube 24 and the X-ray detector 36 are arranged so as to face each other with the subject P in between.

X線検出器36は、多チャンネルの検出素子を円弧状に配列した構成であり、X線管24から照射されて被検体Pを透過したX線を検出する。   The X-ray detector 36 has a configuration in which multi-channel detection elements are arranged in an arc shape, and detects X-rays irradiated from the X-ray tube 24 and transmitted through the subject P.

回転駆動部44は、システム制御部92から入力される駆動制御信号に基づいて回転部28を駆動し、回転部28に支持されたX線管24およびX線検出器36を被検体Pの周りで連続回転させる。   The rotation drive unit 44 drives the rotation unit 28 based on the drive control signal input from the system control unit 92, and moves the X-ray tube 24 and the X-ray detector 36 supported by the rotation unit 28 around the subject P. Rotate continuously with.

寝台制御部48は、システム制御部92から入力される寝台制御信号に基づいて、寝台32の位置を制御する。   The bed control unit 48 controls the position of the bed 32 based on the bed control signal input from the system control unit 92.

高電圧発生器40は、不図示のスリップリングを介してX線管24の高電圧ケーブルに接続されている。高電圧発生器40は、システム制御部92から供給されるX線制御信号に基づいて、所定の管電流および管電圧をX線管24に供給する。   The high voltage generator 40 is connected to a high voltage cable of the X-ray tube 24 via a slip ring (not shown). The high voltage generator 40 supplies a predetermined tube current and tube voltage to the X-ray tube 24 based on the X-ray control signal supplied from the system control unit 92.

入力部88は、キーボード、マウス、表示パネルや選択ボタン等の入力デバイスを備え、操作者は、投影データの収集に先立ち、この入力部88において被検体Pの情報の入力や投影データの収集条件、再構成条件、画像表示条件等の設定を行なう。これにより設定された条件は、システム制御部92に入力される。   The input unit 88 includes input devices such as a keyboard, a mouse, a display panel, and a selection button, and the operator inputs information on the subject P and conditions for collecting projection data in the input unit 88 before collecting projection data. The reconstruction condition, the image display condition, etc. are set. The conditions set in this way are input to the system control unit 92.

システム制御部92は、入力部88から入力される各種設定条件等に従って、X線CT装置20の各部を制御する。また、システム制御部92は、X線管24の制御部(図示せず)に接続され、X線管24によるコーンビームX線を用いた撮影を制御する。   The system control unit 92 controls each unit of the X-ray CT apparatus 20 in accordance with various setting conditions input from the input unit 88. The system control unit 92 is connected to a control unit (not shown) of the X-ray tube 24 and controls imaging using the cone beam X-rays by the X-ray tube 24.

DAS56は、X線検出器36の各検出素子からの出力を時間積分する積分器と、積分器の出力をチャンネル単位で高速かつシリアルに取り込むマルチプレクサと、マルチプレクサの出力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータとを有する。DAS56は、システム制御部92から入力されるデータ収集制御信号に基づいて、X線検出器36により検出されるX線パス毎のX線透過率を反映した投影データを収集し、これを再構成部60および記憶部84に入力する。   The DAS 56 integrates an output from each detection element of the X-ray detector 36 with time, a multiplexer that takes the output of the integrator in a channel unit at high speed and serially, and an A that converts the output signal of the multiplexer into a digital signal. / D converter. The DAS 56 collects projection data reflecting the X-ray transmittance for each X-ray path detected by the X-ray detector 36 based on the data acquisition control signal input from the system control unit 92, and reconstructs this. To the unit 60 and the storage unit 84.

再構成部60は、被検体Pの複数のスライス面に対して収集された投影データに対し、コーンビーム再構成を行い、画像データを生成する。画像データとしては、マルチスライス画像データでも、ボリュームデータでもよいが、ここでは一例としてボリュームデータであるものとする。ボリュームデータは、3次元的な画像データ、即ち、厚みのある範囲の画像データであり、例えば、各ボクセル(各画素)がその輝度レベルを規定するCT値(画素値)を有するものである。   The reconstruction unit 60 performs cone beam reconstruction on projection data collected on a plurality of slice planes of the subject P, and generates image data. The image data may be multi-slice image data or volume data, but here is assumed to be volume data as an example. The volume data is three-dimensional image data, that is, image data in a thick range. For example, each voxel (each pixel) has a CT value (pixel value) that defines its luminance level.

抽出処理部64は、本スキャン前に行われるスカウトスキャンで得られたスカウト画像の画像データが示す被検体Pの骨領域において、隣接する骨領域よりもX線吸収率が高い骨領域を「高吸収領域」として抽出する。   In the bone region of the subject P indicated by the image data of the scout image obtained by the scout scan performed before the main scan, the extraction processing unit 64 selects a bone region having a higher X-ray absorption rate than the adjacent bone region as “high”. Extracted as “absorption region”.

方向決定部68は、高吸収領域の(長手方向の)向きを示す直線を「方向線」として決定する。   The direction determining unit 68 determines a straight line indicating the (longitudinal) direction of the high absorption region as a “direction line”.

補正量調整部72は、本スキャンでのコーンビームX線の進行方向の代表直線(例えばコーンビームX線の中心軸)と、前記方向線との傾き角度を算出し、コーンビームアーチファクトを補正する補正処理における補正係数を上記傾き角度に基づいて決定する。   The correction amount adjustment unit 72 calculates a tilt angle between a representative straight line in the traveling direction of the cone beam X-ray in the main scan (for example, the central axis of the cone beam X-ray) and the direction line, and corrects the cone beam artifact. A correction coefficient in the correction process is determined based on the tilt angle.

補正部80は、補正量調整部72により決定された補正係数に基づいて、再構成部60により再構成されたボリュームデータにコーンビームアーチファクト補正処理を施す。   Based on the correction coefficient determined by the correction amount adjustment unit 72, the correction unit 80 performs cone beam artifact correction processing on the volume data reconstructed by the reconstruction unit 60.

記憶部84は、被検体Pの複数のスライス面に対して収集された投影データを保存する。また、記憶部84は、再構成部60により生成されたボリュームデータを保存し、システム制御部92の指令に従って、上記ボリュームデータを表示部96に入力する。   The storage unit 84 stores projection data collected for a plurality of slice planes of the subject P. The storage unit 84 stores the volume data generated by the reconstruction unit 60 and inputs the volume data to the display unit 96 in accordance with a command from the system control unit 92.

表示部96は、上記ボリュームデータに患者情報等の付帯情報を付加して表示データを生成し、これによりX線CT画像を不図示のモニタに表示する。   The display unit 96 generates display data by adding incidental information such as patient information to the volume data, thereby displaying an X-ray CT image on a monitor (not shown).

図2は、X線検出器36の構成およびコーン角の定義の一例を示す模式的斜視図である。X線管24は、高電圧発生装置40からの高電圧の印加およびフィラメント電流の供給を受けてコーンビームX線を発生可能である。コーンビームX線は、大きなコーン角を有するX線ビームであり、一般的には四角錐形状である。   FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the X-ray detector 36 and the definition of the cone angle. The X-ray tube 24 can generate cone beam X-rays upon application of a high voltage from the high voltage generator 40 and supply of a filament current. The cone beam X-ray is an X-ray beam having a large cone angle, and generally has a quadrangular pyramid shape.

図2に示すように、X線管24のX線焦点Fから発生されたコーンビームX線は、X線検出器36によって検出される。X線検出器36は、チャンネル方向と、列方向(この例では後述の装置座標系のZ軸方向に合致)との両方向に関して稠密に分布される複数のX線検出素子36aを有する。   As shown in FIG. 2, the cone beam X-ray generated from the X-ray focal point F of the X-ray tube 24 is detected by the X-ray detector 36. The X-ray detector 36 has a plurality of X-ray detection elements 36a that are densely distributed in both the channel direction and the column direction (in this example, the Z-axis direction of the apparatus coordinate system described later).

換言すれば、X線検出器36は、列方向に沿って配列される複数のX線検出素子列36rを有する。各々のX線検出素子列36rは、複数のX線検出素子36aをチャンネル方向に沿って配列したものである。ここでは一例として、コーンビームX線のチャンネル方向の広がり角をファン角αとし、コーンビームX線の列方向の広がり角をコーン角βとする。   In other words, the X-ray detector 36 has a plurality of X-ray detection element arrays 36r arranged along the column direction. Each X-ray detection element row 36r has a plurality of X-ray detection elements 36a arranged in the channel direction. As an example, the spread angle of the cone beam X-ray in the channel direction is defined as a fan angle α, and the spread angle of the cone beam X-ray in the column direction is defined as a cone angle β.

(本実施形態の原理説明)
一般に、骨は、金属であるカルシウムを含むため、筋肉や血液などの他の体内組織よりもX線吸収率が高い(CT値が高い)ので、X線CT画像において他の体内組織よりも白く投影される。そして、例えば頭蓋骨における頭蓋底の部分は、2次元断面像で見た場合に、骨が周囲よりも密集しており、単位面積当たりの骨の量が周囲よりも多い。即ち、隣接する骨領域との間で、CT値(X線吸収率)の勾配が大きい。
(Principle of this embodiment)
In general, since bone contains calcium, which is a metal, it has a higher X-ray absorption rate (a higher CT value) than other body tissues such as muscles and blood, so it is whiter than other body tissues in an X-ray CT image. Projected. For example, when the skull base portion of the skull is viewed in a two-dimensional cross-sectional image, the bones are denser than the surroundings, and the amount of bone per unit area is larger than the surroundings. That is, the gradient of the CT value (X-ray absorption rate) is large between adjacent bone regions.

コーンビーム再構成を行った場合、上記のようにCT値の勾配が急峻な領域があると、再構成時にその急峻な変化を補い切れずに、コーンビームアーチファクトが生じ易い。例えば頭部スキャンでは、頭蓋骨における頭蓋底の部分が隣接する骨領域よりも骨の量が多いため、頭蓋底の部分からコーンビームアーチファクトが発生する。   When cone beam reconstruction is performed, if there is a region where the gradient of the CT value is steep as described above, cone beam artifacts are likely to occur without compensating for the steep change during reconstruction. For example, in a head scan, a cone beam artifact is generated from the skull base portion because the skull base portion of the skull has more bone than the adjacent bone region.

本発明者は、頭蓋底のように、隣接する骨領域よりもさらにX線吸収率が高い領域(高吸収領域)に対するコーンビームX線の照射方向と、コーンビームアーチファクトの大きさとの関係に着眼した。   The present inventor pays attention to the relationship between the irradiation direction of cone beam X-rays to a region (high absorption region) having a higher X-ray absorption rate than the adjacent bone region, such as the skull base, and the size of the cone beam artifact. did.

図3は、高吸収領域としての頭蓋底が長方形領域であるものと仮定して、この長方形領域の長辺に平行にX線が照射された場合のコーンビームアーチファクトのシミュレーション結果である。   FIG. 3 is a simulation result of cone beam artifacts when X-rays are irradiated in parallel to the long side of the rectangular region, assuming that the skull base as the high absorption region is a rectangular region.

図4は、図3から頭蓋底の長方形領域を約10°傾けた場合のコーンビームアーチファクトのシミュレーション結果である。この場合、X線の進行方向と、長方形領域の長辺との傾き角度は10°である。   FIG. 4 is a simulation result of cone beam artifacts when the rectangular region of the skull base is tilted by about 10 ° from FIG. In this case, the inclination angle between the X-ray traveling direction and the long side of the rectangular region is 10 °.

図3および図4は、図2において手前側または奥側に最も端側の列のX線検出素子列36r(図2においてハッチングにより他のX線検出素子列36rよりも黒くしたX線検出素子列36r)の検出結果を想定したものである。   3 and 4 show the X-ray detection element row 36r in the endmost row on the near side or the back side in FIG. 2 (the X-ray detection element blackened by hatching in FIG. 2 than the other X-ray detection element rows 36r). The detection result of column 36r) is assumed.

図5は、頭蓋底の領域を斜線領域、コーンビームアーチファクトの領域をハッチング領域として、図3を模式化した図である。   FIG. 5 is a schematic diagram of FIG. 3 in which the skull base region is a hatched region and the cone beam artifact region is a hatched region.

図6は、頭蓋底の領域を斜線領域、コーンビームアーチファクトの領域をハッチング領域として、図4を模式化した図である。   FIG. 6 is a schematic diagram of FIG. 4 in which the skull base region is a hatched region and the cone beam artifact region is a hatched region.

図3および図5と、図4および図6との対比で分かるように、高吸収領域(頭蓋底)がX線の進行方向に平行に延在する場合、コーンビームアーチファクトは強くなる。一方、図4および図6のように高吸収領域がX線の進行方向に対して傾いている場合、コーンビームアーチファクトは弱くなる。   As can be seen by comparing FIG. 3 and FIG. 5 with FIG. 4 and FIG. 6, when the high absorption region (the skull base) extends in parallel to the X-ray traveling direction, the cone beam artifact becomes strong. On the other hand, when the high absorption region is inclined with respect to the X-ray traveling direction as shown in FIGS. 4 and 6, the cone beam artifact is weakened.

このように、コーンビームアーチファクトの強度は、高吸収領域と、X線進行方向との傾き角度に依存することを本発明者は解明した。そして、高吸収領域の位置や形状は被検体により千差万別であり、その高吸収領域に対するコーンビームX線の進行方向の角度も撮影により異なる。これに対し、従来技術のように、高吸収領域に対するコーンビームX線の進行方向の角度に拘らずに臨床データに基づく一定のコーンビームアーチファクト補正処理を行うと、コーンビームアーチファクトを補正しきれない。   Thus, the inventor has clarified that the intensity of the cone beam artifact depends on the inclination angle between the high absorption region and the X-ray traveling direction. The position and shape of the high absorption region vary widely depending on the subject, and the angle of the cone beam X-ray traveling direction with respect to the high absorption region varies depending on the imaging. On the other hand, if a certain cone beam artifact correction process based on clinical data is performed regardless of the angle of the traveling direction of the cone beam X-ray with respect to the high absorption region as in the prior art, the cone beam artifact cannot be corrected. .

以上の点に着眼した本発明者は、高吸収領域と、X線の進行方向との傾き角度に基づいて、傾き角度に応じた補正係数を乗じる等によって補正量をさらに調整するという画期的な方法を捻出した。これにより、従来よりもさらにコーンビームアーチファクトを低減できる。そのために、まず、チルト角や装置座標系の定義の一例を説明後、高吸収領域と、コーンビームX線の進行方向との傾き角度の定義の一例について説明する。   The present inventor who paid attention to the above points is an epoch-making in that the correction amount is further adjusted by multiplying a correction coefficient corresponding to the inclination angle based on the inclination angle between the high absorption region and the X-ray traveling direction. Devised the right way. Thereby, cone beam artifacts can be further reduced as compared with the conventional case. Therefore, after describing an example of the definition of the tilt angle and the apparatus coordinate system, an example of the definition of the tilt angle between the high absorption region and the traveling direction of the cone beam X-ray will be described.

通常、ガントリ22は、水平に移動する寝台32に対して垂直な状態となっている(後述の図7参照)。即ち、X線管24からX線検出器36へ放射されるX線が作る面が寝台32の移動軸(通常は装置座標系のZ軸)に対して垂直な状態になっている。しかし、ガントリ22は、撮影手法に応じて寝台32の移動軸に対してチルト角φの傾きを持たせることができる。即ち、X線管24からX線検出器36へ放射されるX線が作る面が寝台32の移動軸に対して垂直ではなく、その垂直面からチルト角φで傾く。   Normally, the gantry 22 is in a state perpendicular to the bed 32 that moves horizontally (see FIG. 7 described later). That is, the plane formed by the X-rays radiated from the X-ray tube 24 to the X-ray detector 36 is in a state perpendicular to the moving axis of the bed 32 (usually the Z axis of the apparatus coordinate system). However, the gantry 22 can have a tilt angle φ with respect to the moving axis of the bed 32 according to the imaging method. That is, the plane formed by the X-rays radiated from the X-ray tube 24 to the X-ray detector 36 is not perpendicular to the moving axis of the bed 32 but tilts from the vertical plane with a tilt angle φ.

また、ここでは一例として、X線CT装置20の装置座標系のX軸、Y軸、Z軸を以下のように定義する。寝台32のテーブル面の法線方向が鉛直方向であってY軸方向であり、それに垂直なZ軸方向に寝台32が移動するものとする。これらZ軸方向、Y軸方向に直交する方向をX軸方向とする。   Here, as an example, the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the apparatus coordinate system of the X-ray CT apparatus 20 are defined as follows. It is assumed that the normal direction of the table surface of the bed 32 is the vertical direction and the Y-axis direction, and the bed 32 moves in the Z-axis direction perpendicular thereto. A direction orthogonal to the Z-axis direction and the Y-axis direction is taken as an X-axis direction.

また、鉛直方向に上向きをY軸正方向とし、ガントリ22内への寝台32の挿入方向をZ軸正方向とする。なお、以下では説明の簡単化のため、一例として、被検体PはZ軸方向に体軸(背骨の延在方向)が合致するように寝台32上にセットされるものとする。   Further, the upward direction in the vertical direction is the Y-axis positive direction, and the insertion direction of the bed 32 into the gantry 22 is the Z-axis positive direction. In the following description, for simplification of the description, as an example, the subject P is set on the bed 32 so that the body axis (the direction in which the spine extends) matches the Z-axis direction.

図7および図8は、高吸収領域と、コーンビームX線の進行方向との角度を示す説明図であり、図7、図8の違いは、コーンビームX線の進行方向のみである。即ち、図7は、コーンビームX線の進行方向の中心軸(図7内の太線矢印)が鉛直方向に合致している場合であり、チルト角φが0°の場合に対応する。図8は、チルト角φを与えた場合であり、コーンビームX線の進行方向の中心軸(図8内の太線矢印)は、基準軸である鉛直方向から傾く。   7 and 8 are explanatory diagrams showing the angle between the high absorption region and the traveling direction of the cone beam X-ray, and the difference between FIGS. 7 and 8 is only the traveling direction of the cone beam X-ray. That is, FIG. 7 shows a case where the central axis (thick arrow in FIG. 7) in the traveling direction of the cone beam X-rays coincides with the vertical direction, and corresponds to a case where the tilt angle φ is 0 °. FIG. 8 shows a case where a tilt angle φ is given, and the central axis (thick arrow in FIG. 8) in the traveling direction of the cone beam X-ray is tilted from the vertical direction which is the reference axis.

ここでは一例として、チルト角φは、図8に示すように、時計回りを正方向として、Y軸から、コーンビームX線の中心軸までの角度とする。また、チルト角φは、2直線の交わる角度であるから、−90°以上90°以下の範囲であるものとする。なお、図7、図8内の符号24aは、X線管24の管球24aである。   Here, as an example, the tilt angle φ is an angle from the Y axis to the central axis of the cone beam X-ray with the clockwise direction as the positive direction, as shown in FIG. Further, since the tilt angle φ is an angle where two straight lines intersect, it is assumed to be in a range of −90 ° or more and 90 ° or less. In addition, the code | symbol 24a in FIG. 7, FIG. 8 is the bulb | ball 24a of the X-ray tube 24. FIG.

また、図7および図8では一例として、高吸収領域が頭蓋底であり、頭蓋底の領域が長方形領域であると簡単化している。そして、図7および図8のように、反時計回りを正方向として、Y軸から、高吸収領域の長手方向を示す方向線(図中の破線)までの角度をズレ角度θと定義する。ズレ角度θも、2直線の交わる角度であるから、−90°以上90°以下の範囲であるものとする。上記方向線は、ここでは高吸収領域が長方形であるので長辺の方向に合致するが、方向線の決め方の詳細については後述する。   Further, in FIGS. 7 and 8, as an example, it is simplified that the high absorption region is the skull base and the skull base region is a rectangular region. 7 and 8, the angle from the Y axis to the direction line (broken line in the figure) indicating the longitudinal direction of the high absorption region is defined as a deviation angle θ, with the counterclockwise direction being the positive direction. Since the deviation angle θ is also an angle at which two straight lines intersect, it is assumed that it is in a range of −90 ° to 90 °. Here, the direction line coincides with the direction of the long side because the high absorption region is rectangular here, but details of how to determine the direction line will be described later.

図8の例では、ズレ角度θも、チルト角φも、90°未満の正の値である。そして、本実施形態では一例として、本スキャンにおけるコーンビームX線の中心軸と、高吸収領域の方向線との傾き角度γは、以下の(1)式で算出する。   In the example of FIG. 8, both the deviation angle θ and the tilt angle φ are positive values less than 90 °. In the present embodiment, as an example, the inclination angle γ between the central axis of the cone beam X-ray in the main scan and the direction line of the high absorption region is calculated by the following equation (1).

γ=φ+θ・・・(1)
即ち、傾き角度γをチルト角φとズレ角度θの和で表す場合、両者とも同じ基準軸(装置座標系のY軸)からの角度で表すと共に、チルト角φの正方向(この例では時計回り)と、ズレ角度θの正方向(この例では反時計回り)とを反対向きにすることが望ましい。
γ = φ + θ (1)
That is, when the tilt angle γ is represented by the sum of the tilt angle φ and the shift angle θ, both are represented by the angle from the same reference axis (the Y axis of the apparatus coordinate system) and the positive direction of the tilt angle φ (in this example, the clock Rotation) and the positive direction of the deviation angle θ (counterclockwise in this example) are desirably opposite directions.

ここで、チルト角φもズレ角度θも±90°の範囲内で変動するので、傾き角度γは、(1)式によれば±180°の範囲内で変動する。しかし実際には、傾き角度γは2直線の交わる角度なので、±90°の範囲内で表す方が分かり易い。そこで本実施形態では一例として、(1)式で算出される傾き角度γが−180°以上−90°未満の場合、傾き角度γに180°を加算して、傾き角度γを0°〜90°の範囲の値に換算する。同様に、(1)式で算出される傾き角度γが90°より大きい場合、傾き角度γから180°を差し引いて、傾き角度γを−90°〜0°の範囲の値に換算する。   Here, since both the tilt angle φ and the deviation angle θ vary within a range of ± 90 °, the tilt angle γ varies within a range of ± 180 ° according to the equation (1). However, in practice, since the inclination angle γ is an angle where two straight lines intersect, it is easier to express the inclination angle γ within a range of ± 90 °. Therefore, in this embodiment, as an example, when the inclination angle γ calculated by the expression (1) is −180 ° or more and less than −90 °, 180 ° is added to the inclination angle γ, and the inclination angle γ is set to 0 ° to 90 °. Convert to a value in the ° range. Similarly, when the inclination angle γ calculated by the equation (1) is larger than 90 °, 180 ° is subtracted from the inclination angle γ to convert the inclination angle γ to a value in the range of −90 ° to 0 °.

次に、(1)式におけるズレ角度θを定めるために、高吸収領域の抽出方法、および、その向きを示す方向線の決定方法について説明する。   Next, in order to determine the deviation angle θ in the equation (1), a method for extracting a high absorption region and a method for determining a direction line indicating the direction will be described.

図9は、頭部のスカウト画像の一例を示す模式図であり、X線透過率が高い領域ほど白く、X線透過率が低い領域ほど黒く示す。図9は、人体座標系におけるサジタル断面像である。ここでサジタル断面とは、腹側を前、背中側を後ろとした被検体の前後方向をY軸方向とし、背骨延在方向に頭を上、足を下とした被検体の上下方向をZ軸方向とし、これらY軸およびZ軸に直交する方向をX軸方向とした人体座標系における、Y−Z平面である。   FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a scout image of the head, in which a region having a higher X-ray transmittance is whiter and a region having a lower X-ray transmittance is blacker. FIG. 9 is a sagittal cross-sectional image in the human body coordinate system. Here, the sagittal section refers to the front-rear direction of the subject with the ventral side in front and the back side as the back, the Y-axis direction, and the vertical direction of the subject with the head in the spine extension direction and the foot in the bottom direction Z It is a YZ plane in a human body coordinate system in which an axial direction is set and a direction perpendicular to the Y axis and the Z axis is set as an X axis direction.

図10は、図9のスカウト画像から高吸収領域を抽出して識別表示した一例を示す模式図である。図10は、高吸収領域が離散しない一領域として抽出された例を示し、高吸収領域150を斜線領域で示す。   FIG. 10 is a schematic diagram showing an example in which a high absorption region is extracted and identified from the scout image of FIG. FIG. 10 shows an example in which the high absorption region is extracted as a non-discrete region, and the high absorption region 150 is indicated by a hatched region.

高吸収領域の抽出に際しては、抽出処理部64はまず、コントラスト強調やエッジ抽出などの従来の画像処理技術によって、骨領域を選択的に強調した画像をスカウト画像の画像データから生成する。この前処理の後、抽出処理部64は例えば、スカウト画像の画像データの全画素の画素値に対して閾値処理を施すことで、高吸収領域150を抽出する。画像データの一構成例では、CT値が高い画素ほど画素値が高いのでより白く表示されるので、例えば、画素値が所定値以上の領域を高吸収領域150とすればよい。   When extracting the high absorption region, the extraction processing unit 64 first generates an image in which the bone region is selectively enhanced from the image data of the scout image by a conventional image processing technique such as contrast enhancement or edge extraction. After this preprocessing, the extraction processing unit 64 extracts the high absorption region 150 by performing threshold processing on the pixel values of all the pixels of the image data of the scout image, for example. In one configuration example of the image data, a pixel having a higher CT value has a higher pixel value and is displayed whiter. Therefore, for example, a region having a pixel value equal to or larger than a predetermined value may be set as the high absorption region 150.

なお、高吸収領域の抽出方法は、上記の閾値処理に限定されるものではない。例えば頭部撮影の場合のように、少なくとも頭蓋底が高吸収領域であると分かっている場合、各骨の形状、大きさ等を含む標準的な人体の骨格モデルに基づいてスカウト画像とテンプレートマッチングを行うことで頭蓋底の領域を抽出し、高吸収領域としてもよい。   Note that the method of extracting the high absorption region is not limited to the above threshold processing. For example, in the case of head photography, when it is known that at least the base of the skull is a high absorption region, scout images and template matching based on a standard human skeleton model including the shape and size of each bone The region of the skull base may be extracted to perform a high absorption region.

図11は、図10のように離散しない一領域として抽出された高吸収領域150に対して、その向きを示す方向線Ldを自動的に算出する方法の一例を示す模式図である。この例ではまず、高吸収領域150内からはみ出ない直線としての最長の直線Lmaxを算出する。次に、高吸収領域150の面積が2等分になるように、最長の直線Lmaxに垂直な直線Lverによって、高吸収領域150を2分割する。図11(A)は、この状態を示す。   FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a method for automatically calculating the direction line Ld indicating the direction of the high absorption region 150 extracted as one non-discrete region as shown in FIG. In this example, first, the longest straight line Lmax as a straight line that does not protrude from the high absorption region 150 is calculated. Next, the high absorption region 150 is divided into two by a straight line Lver perpendicular to the longest straight line Lmax so that the area of the high absorption region 150 is equally divided into two. FIG. 11A shows this state.

次に、2分割された高吸収領域150の一方(図11(B)の上側)の重心W1の位置を算出する。同様に、2分割された高吸収領域150の他方(図11(B)の下側)の重心W2の位置を算出する。図11(B)は、重心W1、W2の位置を求めた状態を示す。そして、図11(C)に示すように、重心W1、W2を通る直線を方向線Ldとする。   Next, the position of the center of gravity W1 of one of the two high absorption regions 150 (the upper side in FIG. 11B) is calculated. Similarly, the position of the center of gravity W2 on the other side (the lower side in FIG. 11B) of the high absorption region 150 divided into two is calculated. FIG. 11B shows a state where the positions of the centroids W1 and W2 are obtained. Then, as shown in FIG. 11C, a straight line passing through the centroids W1 and W2 is defined as a direction line Ld.

図12は、図9のスカウト画像から高吸収領域を抽出して識別表示した別の例を示す模式図である。図12は、高吸収領域が離散した2つの領域として抽出された例を示し、高吸収領域152、154を斜線領域で示す。高吸収領域152、154の抽出方法は前述同様である。   FIG. 12 is a schematic diagram showing another example in which a high absorption region is extracted from the scout image of FIG. 9 and identified and displayed. FIG. 12 shows an example in which the high absorption regions are extracted as two discrete regions, and the high absorption regions 152 and 154 are indicated by hatched regions. The extraction method of the high absorption regions 152 and 154 is the same as described above.

図13は、図12のように離散した複数の領域として抽出された高吸収領域152、154に対して、その向きを示す方向線Ld’を自動的に算出する方法の一例を示す模式図である。この例ではまず、一端および他端が高吸収領域152、154内となる最長の直線Lmax’を算出する。最長の直線Lmax’は、その一部が高吸収領域152、154内からはみ出てもよい。   FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a method for automatically calculating the direction line Ld ′ indicating the orientation of the high absorption regions 152 and 154 extracted as a plurality of discrete regions as shown in FIG. is there. In this example, first, the longest straight line Lmax ′ whose one end and the other end are within the high absorption regions 152 and 154 is calculated. A part of the longest straight line Lmax ′ may protrude from the high absorption regions 152 and 154.

次に、高吸収領域152、154の合算面積が2等分になるように、最長の直線Lmax’に垂直な直線Lver’によって、高吸収領域152、154を2分割する。この例では、直線Lver’によって分割された高吸収領域154の上側の面積と、高吸収領域152の面積との合計が、直線Lver’によって分割された高吸収領域154の下側の面積に等しくなる。図13(A)は、この状態を示す。   Next, the high absorption regions 152 and 154 are divided into two by a straight line Lver 'perpendicular to the longest straight line Lmax' so that the total area of the high absorption regions 152 and 154 is divided into two equal parts. In this example, the sum of the area above the high absorption region 154 divided by the straight line Lver ′ and the area of the high absorption region 152 is equal to the area below the high absorption region 154 divided by the straight line Lver ′. Become. FIG. 13A shows this state.

次に、分割された高吸収領域154の上側と、高吸収領域152との合算領域の重心W1’の位置を算出する。同様に、直線Lver’によって分割された高吸収領域154の下側の重心W2’の位置を算出する。図13(B)は、この状態を示す。そして、図13(C)に示すように、重心W1、W2を通る直線を方向線Ld’とする。   Next, the position of the center of gravity W <b> 1 ′ of the summed area of the divided high absorption area 154 and the high absorption area 152 is calculated. Similarly, the position of the lower center of gravity W2 'divided by the straight line Lver' is calculated. FIG. 13B shows this state. Then, as shown in FIG. 13C, a straight line passing through the centroids W1 and W2 is defined as a direction line Ld ′.

なお、高吸収領域が3つ以上の離散した領域として抽出された場合も、同様の手法で方向線を決定できる。   In addition, also when a high absorption area | region is extracted as three or more discrete area | regions, a direction line can be determined with the same method.

図14は、高吸収領域150の向きを示す方向線を、ユーザがマニュアルで設定する場合の表示の一例を示す模式図である。表示部96は、スカウト画像において抽出された高吸収領域150を例えば異なる色によって識別表示する。具体的には例えば、高吸収領域150を除く被検体内の領域を白く、被検体外の領域を黒く表示し、高吸収領域150を赤などの有彩色で識別表示する。なお、図14では高吸収領域150をハッチングの領域で示す。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a display when the user manually sets a direction line indicating the direction of the high absorption region 150. The display unit 96 identifies and displays the high absorption region 150 extracted from the scout image, for example, using different colors. Specifically, for example, the region inside the subject excluding the high absorption region 150 is displayed in white, the region outside the subject is displayed in black, and the high absorption region 150 is identified and displayed in a chromatic color such as red. In FIG. 14, the high absorption region 150 is indicated by a hatched region.

また、表示部96は、一端および他端が高吸収領域150内となる最長の直線(図中の太線)を、高吸収領域150とは異なる色で高吸収領域150上に重畳表示する。また、表示部96は、この重畳表示した直線の中心を暫定的な回転中心160として設定する。   Further, the display unit 96 superimposes and displays the longest straight line (thick line in the drawing) whose one end and the other end are in the high absorption region 150 in a color different from that of the high absorption region 150. Further, the display unit 96 sets the center of the superimposed line as the temporary rotation center 160.

ユーザは、異なる色で識別表示された高吸収領域150の分布を頭部画像全体の中で目視で捉えながら、重畳表示された直線を入力部88からの入力操作で自在に回転させることで、高吸収領域150の長手方向を示す方向線Ldを決定できる。このとき、ユーザは、キーボードやマウスなどを備えた入力部88を介して、回転中心160の位置を自在に変更できる。   The user can freely rotate the superimposed line by an input operation from the input unit 88 while visually grasping the distribution of the superabsorbent region 150 identified and displayed in different colors in the entire head image. A direction line Ld indicating the longitudinal direction of the high absorption region 150 can be determined. At this time, the user can freely change the position of the rotation center 160 via the input unit 88 including a keyboard and a mouse.

以上が高吸収領域150の向きを示す方向線の決定方法の例であるが、方向線の決定方法は他の方法でもよい。   The above is an example of a method for determining the direction line indicating the direction of the superabsorbent region 150, but the method for determining the direction line may be another method.

例えば、一端および他端が高吸収領域150内となる最長の直線を方向線Ldとしてもよい。   For example, the longest straight line having one end and the other end in the high absorption region 150 may be used as the direction line Ld.

このように方向線Ldを決定できれば、方向線LdとY軸方向との角度をズレ角度θとして算出できるので、チルト角φが定まれば前述の(1)式に従って、コーンビームX線の中心軸と、高吸収領域の方向線との傾き角度γを算出できる。   If the direction line Ld can be determined in this way, the angle between the direction line Ld and the Y-axis direction can be calculated as the deviation angle θ. Therefore, if the tilt angle φ is determined, the center of the cone beam X-ray is determined according to the above-described equation (1). The inclination angle γ between the axis and the direction line of the high absorption region can be calculated.

次に、傾き角度γに応じたコーンビームアーチファクトの補正量について説明する。コーンビームアーチファクトは、例えば、基準のボリュームデータからコーンビームアーチファクト成分のみを抽出した偽像成分ボリュームデータを生成し、偽像成分ボリュームデータを基準のボリュームデータから差し引くことで補正される。   Next, the correction amount of cone beam artifacts according to the inclination angle γ will be described. The cone beam artifact is corrected by, for example, generating false image component volume data obtained by extracting only the cone beam artifact component from the reference volume data, and subtracting the false image component volume data from the reference volume data.

従って例えば、偽像成分ボリュームデータを基準のボリュームデータから差し引く直前に、偽像成分ボリュームデータの全ボクセル(全画素)のCT値に傾き角度γに応じた補正係数を乗じることで、コーンビームアーチファクトの補正量を調整できる。なお、ボリュームデータは例えば、全ボクセル(全画素)が輝度レベルを示すCT値(画素値に相当)を有するものである。   Therefore, for example, just before the false image component volume data is subtracted from the reference volume data, the CT value of all the voxels (all pixels) of the false image component volume data is multiplied by a correction coefficient corresponding to the inclination angle γ, thereby generating a cone beam artifact. The amount of correction can be adjusted. The volume data is, for example, data in which all voxels (all pixels) have CT values (corresponding to pixel values) indicating luminance levels.

図15は、傾き角度γに応じた補正係数の一例を示すグラフである。図3〜図6で説明したように、高吸収領域の長手方向がX線の進行方向から傾いているほどコーンビームアーチファクトは弱くなるので、上記のように±90°の範囲で規定される傾き角度γの絶対値が大きいほど、補正量を小さくすることが望ましい。   FIG. 15 is a graph showing an example of a correction coefficient corresponding to the inclination angle γ. As described with reference to FIGS. 3 to 6, the cone beam artifact becomes weaker as the longitudinal direction of the high absorption region is tilted from the traveling direction of the X-rays. Therefore, the tilt defined in the range of ± 90 ° as described above. It is desirable to reduce the correction amount as the absolute value of the angle γ increases.

従って、図15の例では、傾き角度が−90°や+90°の場合は補正係数を1として実質的に補正量の調整を行わない。傾き角度が0°の場合、コーンビームアーチファクトが最大と考えられるので、補正係数を最大値の2として、コーンビームアーチファクトの補正量を最大にしている。   Therefore, in the example of FIG. 15, when the tilt angle is −90 ° or + 90 °, the correction coefficient is set to 1 and the correction amount is not substantially adjusted. When the tilt angle is 0 °, the cone beam artifact is considered to be the maximum. Therefore, the correction coefficient is set to a maximum value of 2, and the correction amount of the cone beam artifact is maximized.

なお、図15の補正係数は、−90°〜0°まで、および、−0°〜90°までの各範囲で1次関数的に変化するものであるが、これは一例にすぎない。補正係数は他の値でもよく、図15のようにリニアに変化させるのではなく、傾き角度γに応じて段階的に変化させてもよい。補正係数は、例えば傾き角度γを変えた実験やシミュレーションによって予め求めておき、補正量調整部72に予め記憶させておく。   The correction coefficient in FIG. 15 changes linearly in each range from −90 ° to 0 ° and from −0 ° to 90 °, but this is only an example. The correction coefficient may be another value, and may be changed stepwise according to the inclination angle γ, instead of changing linearly as shown in FIG. The correction coefficient is obtained in advance by, for example, an experiment or simulation in which the tilt angle γ is changed, and is stored in advance in the correction amount adjustment unit 72.

(本実施形態の動作説明)
図16は、本実施形態のX線CT装置20の動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、前述の各図を適宜参照しながら、図に示すフローチャートのステップ番号に従って、X線CT装置20の動作を説明する。
(Description of operation of this embodiment)
FIG. 16 is a flowchart showing an example of the operation flow of the X-ray CT apparatus 20 of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the X-ray CT apparatus 20 will be described in accordance with the step numbers of the flowcharts shown in the drawings while referring to the respective drawings as appropriate.

[ステップS1]システム制御部92(図1参照)は、入力部88に対して入力された撮影条件の一部を規定する入力情報等に基づいて、X線CT装置20の初期設定を行う。ここでの「撮影条件の一部」とは、例えば、コーンビームCTなどの撮影手法や、頭部や胸部などの撮影部位などの条件である。この初期設定において、装置座標系のX軸、Y軸、Z軸に対する被検体Pの体位情報や、撮影部位を含む撮影条件等が設定される。ここでは一例として、入力情報に含まれた撮影条件として、頭部スキャンが設定されるものとする。この後、ステップS2に進む。   [Step S1] The system control unit 92 (see FIG. 1) performs initial setting of the X-ray CT apparatus 20 based on input information that defines a part of the imaging conditions input to the input unit 88. Here, “part of imaging conditions” refers to conditions such as imaging methods such as cone beam CT and imaging regions such as the head and chest. In this initial setting, body posture information of the subject P with respect to the X axis, Y axis, and Z axis of the apparatus coordinate system, imaging conditions including the imaging region, and the like are set. Here, as an example, it is assumed that head scanning is set as the imaging condition included in the input information. Thereafter, the process proceeds to step S2.

[ステップS2]システム制御部92は、X線CT装置20の各部を制御して被検体Pのスカウトスキャンを実行させる。ここでは一例として、コリメータで絞ることで生成される通常のNarrowビーム(コーン角が極めて小さく、例えば3°)を用いてスカウトスキャンを行うものとするが、コーンビームX線によりスカウトスキャンを実行してもよい。   [Step S2] The system control unit 92 controls each unit of the X-ray CT apparatus 20 to execute a scout scan of the subject P. Here, as an example, a scout scan is performed using a normal narrow beam (cone angle is extremely small, for example, 3 °) generated by focusing with a collimator. However, a scout scan is performed using a cone beam X-ray. May be.

スカウトスキャンによって、サジタル断面のスカウト画像の画像データが再構成部60によって生成され(図9参照)、記憶部84に記憶される。この後、ステップS3に進む。   The image data of the scout image of the sagittal section is generated by the reconstruction unit 60 by the scout scan (see FIG. 9) and stored in the storage unit 84. Thereafter, the process proceeds to step S3.

[ステップS3]システム制御部92は、スカウト画像および入力部88への入力情報に基づいて、チルト角などの本スキャンの撮影条件を設定する。この後、ステップS4に進む。   [Step S3] The system control unit 92 sets shooting conditions for the main scan such as a tilt angle based on the scout image and information input to the input unit 88. Thereafter, the process proceeds to step S4.

なお、ここでは便宜上、本スキャンの撮影条件の設定をステップS3の順番にしているが、これは一例に過ぎない。このステップS3の処理は、高吸収領域の方向線Ldと、コーンビームX線の中心軸との傾き角度γの算出処理である以下のステップS4〜S6と並行して行ってもよいし、以下のステップS4〜S6の後に行ってもよい。   Here, for convenience, the shooting conditions for the main scan are set in the order of step S3, but this is only an example. The process of step S3 may be performed in parallel with the following steps S4 to S6, which is a process of calculating the inclination angle γ between the direction line Ld of the high absorption region and the central axis of the cone beam X-ray. You may perform after step S4-S6.

[ステップS4]抽出処理部64は、記憶部84からスカウト画像の画像データを取得して、前処理として、コントラスト強調やエッジ抽出などの画像処理によって骨領域を選択的に強調した画像データを生成する。   [Step S4] The extraction processing unit 64 acquires the image data of the scout image from the storage unit 84, and generates image data that selectively enhances the bone region by image processing such as contrast enhancement and edge extraction as preprocessing. To do.

前処理の後、抽出処理部64は、例えばスカウト画像の画像データの全画素の画素値に閾値処理を施すことで、高吸収領域を抽出する(図10、図12参照)。抽出処理部64は、抽出した高吸収領域の位置、分布を示すデータを、スカウト画像の画像データと共に方向決定部68に入力する。この後、ステップS5に進む。   After the preprocessing, the extraction processing unit 64 extracts a high absorption region by performing threshold processing on the pixel values of all the pixels of the image data of the scout image, for example (see FIGS. 10 and 12). The extraction processing unit 64 inputs data indicating the position and distribution of the extracted high absorption region to the direction determination unit 68 together with the image data of the scout image. Thereafter, the process proceeds to step S5.

[ステップS5]方向決定部68は、スカウト画像の画像データと、抽出された高吸収領域の分布(形状)とに基づいて、高吸収領域の(長手方向の)向きを示す方向線Ldを自動的に算出する。方向線Ldの自動算出方法については、図11、図13等を用いて前述したので、重複する説明を省略する。   [Step S5] The direction determining unit 68 automatically generates a direction line Ld indicating the (longitudinal) direction of the high absorption region based on the image data of the scout image and the distribution (shape) of the extracted high absorption region. Calculate automatically. Since the automatic calculation method of the direction line Ld has been described with reference to FIGS.

なお、方向決定部68は、図14のように抽出した高吸収領域をスカウト画像上に識別表示した画像を表示部96に表示させ、前述のようにユーザの入力操作によって、高吸収領域の(長手方向の)向きを示す方向線Ldを決定してもよい。
この後、ステップS6に進む。
The direction determining unit 68 displays an image in which the extracted high-absorption region is identified and displayed on the scout image as shown in FIG. 14 on the display unit 96. As described above, the ( A direction line Ld indicating the direction (in the longitudinal direction) may be determined.
Thereafter, the process proceeds to step S6.

[ステップS6]補正量調整部72は、本スキャンの一撮影条件としてのチルト角φをシステム制御部92から取得する。また、補正量調整部72は、スカウト画像の画像データおよび方向線Ldのデータを方向決定部68から取得する。   [Step S <b> 6] The correction amount adjustment unit 72 acquires the tilt angle φ as one imaging condition for the main scan from the system control unit 92. Further, the correction amount adjustment unit 72 acquires the image data of the scout image and the data of the direction line Ld from the direction determination unit 68.

補正量調整部72は、チルト角φと、方向線Ldのデータと、前述の(1)式に基づいて、本スキャンにおけるコーンビームX線の進行方向の中心軸と、方向線Ldとの傾き角度γを±90°の範囲の値として算出する。補正量調整部72は、予め記憶している傾き角度γ毎の補正係数のテーブルデータから、算出した傾き角度γに該当する補正係数を決定する(図15参照)。   The correction amount adjustment unit 72 is based on the tilt angle φ, the data of the direction line Ld, and the inclination of the central axis in the traveling direction of the cone beam X-ray in the main scan and the direction line Ld based on the above-described equation (1). The angle γ is calculated as a value in the range of ± 90 °. The correction amount adjustment unit 72 determines a correction coefficient corresponding to the calculated inclination angle γ from the table data of correction coefficients for each inclination angle γ stored in advance (see FIG. 15).

ここで決定した補正係数により、本スキャンで生成されるボリュームデータに対してコーンビームアーチファクトの補正量が調整される。この後、ステップS7に進む。   The correction amount of the cone beam artifact is adjusted with respect to the volume data generated in the main scan by the correction coefficient determined here. Thereafter, the process proceeds to step S7.

[ステップS7]システム制御部92は、ステップS6での傾き角度γの算出後にチルト角φが変更されたか否かを判定する。変更されない場合、ステップS8に進み、変更された場合、ステップS6に戻って、変更後のチルト角φに基づいてステップS6の処理が再実行される。   [Step S7] The system control unit 92 determines whether or not the tilt angle φ has been changed after the calculation of the tilt angle γ in step S6. If not changed, the process proceeds to step S8. If changed, the process returns to step S6, and the process of step S6 is executed again based on the changed tilt angle φ.

[ステップS8]システム制御部92は、ステップS7までに設定された本スキャンの撮影条件に基づいてX線CT装置20の各部を制御し、コーンビームX線による本スキャンを実行させる。   [Step S <b> 8] The system control unit 92 controls each unit of the X-ray CT apparatus 20 based on the imaging conditions of the main scan set up to step S <b> 7 and executes the main scan using cone beam X-rays.

これにより、X線管24から放射されたコーンビームX線が被検体Pを透過して、X線検出器36の検出素子によって検出される。この処理は、回転駆動部44によって回転部28を駆動し、回転部28に支持されたX線管24およびX線検出器36を被検体Pの周りで連続回転させながら行われる。   Thereby, the cone beam X-ray radiated from the X-ray tube 24 passes through the subject P and is detected by the detection element of the X-ray detector 36. This processing is performed while the rotation unit 28 is driven by the rotation drive unit 44 and the X-ray tube 24 and the X-ray detector 36 supported by the rotation unit 28 are continuously rotated around the subject P.

DAS56は、X線検出器36により順次検出されるX線パス毎のX線透過率を反映した投影データを収集し、これを再構成部60および記憶部84に順次入力する。この後、X線の照射および投影データの収集が終了すると、ステップS9に進む。   The DAS 56 collects projection data reflecting the X-ray transmittance for each X-ray path sequentially detected by the X-ray detector 36, and sequentially inputs the projection data to the reconstruction unit 60 and the storage unit 84. Thereafter, when the X-ray irradiation and the collection of projection data are completed, the process proceeds to step S9.

[ステップS9]再構成部60は、収集された投影データに対し、例えばFDK再構成などのコーンビーム再構成処理を行い、基準ボリュームデータを生成する。基準ボリュームデータは、コーンビームアーチファクト補正が施されたものではなく、コーンビームアーチファクトを含むものである。再構成部60は、基準ボリュームデータを記憶部84に記憶させる。この後、ステップS10に進む。   [Step S9] The reconstruction unit 60 performs cone beam reconstruction processing, such as FDK reconstruction, on the collected projection data to generate reference volume data. The reference volume data is not subjected to cone beam artifact correction but includes cone beam artifacts. The reconstruction unit 60 stores the reference volume data in the storage unit 84. Thereafter, the process proceeds to step S10.

[ステップS10]ステップS10では、基準ボリュームデータからコーンビームアーチファクト成分のみを選択的に抽出した偽像ボリュームデータを生成する。   [Step S10] In step S10, false image volume data is generated by selectively extracting only cone beam artifact components from the reference volume data.

具体的には例えば、補正部80は、記憶部84から基準ボリュームデータを取得して、これにハイパスフィルタ処理を施す。本実施形態のように被検体Pの体軸(背骨の延在方向)を装置座標系のZ軸方向にほぼ合致させる場合(図7、図8参照)、頭部のコーンビームアーチファクトは、装置座標系のZ軸方向ではCT値の勾配が急峻となり、装置座標系のX軸方向およびY軸方向ではCT値の勾配が緩やかになる。   Specifically, for example, the correction unit 80 acquires reference volume data from the storage unit 84 and performs high-pass filter processing on the reference volume data. When the body axis of the subject P (extension direction of the spine) is substantially matched with the Z-axis direction of the apparatus coordinate system as in this embodiment (see FIGS. 7 and 8), the cone beam artifact of the head is The gradient of the CT value becomes steep in the Z-axis direction of the coordinate system, and the gradient of the CT value becomes gentle in the X-axis direction and the Y-axis direction of the apparatus coordinate system.

従って、ここでのハイパスフィルタ処理は、装置座標系のZ軸方向に関するハイパスフィルタ処理であり、例えば、空間周波数が第1の所定値以上の空間周波数成分のみを選択的に透過させるものである。   Therefore, the high-pass filter process here is a high-pass filter process in the Z-axis direction of the apparatus coordinate system, and for example, selectively transmits only the spatial frequency component having a spatial frequency equal to or higher than the first predetermined value.

このハイパスフィルタによってZ方向に関するCT値勾配成分が強調されたボリュームデータを、以下、第1中間ボリュームデータという。即ち、第1中間ボリュームデータは、Z軸方向に関するコーンビームアーチファクトのエッジ成分や生体組織間のエッジ成分、ノイズなどを有する。補正部80は、第1中間ボリュームデータを記憶部84に記憶させる。   The volume data in which the CT value gradient component in the Z direction is emphasized by the high-pass filter is hereinafter referred to as first intermediate volume data. That is, the first intermediate volume data includes an edge component of cone beam artifacts in the Z-axis direction, an edge component between living tissues, noise, and the like. The correction unit 80 stores the first intermediate volume data in the storage unit 84.

次に、補正部80は、第1中間ボリュームデータに閾値処理を施し、閾値処理後の第1中間ボリュームデータを第2中間ボリュームデータとして記憶部84に記憶させる。この閾値処理は、コーンビームアーチファクト成分が有するCT値を閾値とするものである。第2中間ボリュームデータは、Z軸方向に急峻なCT値勾配を有し、且つ、コーンビームアーチファクト成分のCT値を有する成分を含む。   Next, the correction unit 80 performs threshold processing on the first intermediate volume data, and stores the first intermediate volume data after the threshold processing in the storage unit 84 as second intermediate volume data. This threshold processing uses the CT value of the cone beam artifact component as a threshold. The second intermediate volume data has a steep CT value gradient in the Z-axis direction and includes a component having a CT value of a cone beam artifact component.

次に、補正部80は、第2中間ボリュームデータにローパスフィルタ処理を施し、この処理後の第2中間ボリュームデータを偽像成分ボリュームデータとして記憶部84に記憶させる。ここでのローパスフィルタ処理は、装置座標系のXY平面に関するローパスフィルタ処理であり、例えば2次元のガウシアンフィルタ処理や、空間周波数が第2の所定値以下の空間周波数成分のみを選択的に透過させる処理などである。   Next, the correction unit 80 performs low-pass filter processing on the second intermediate volume data, and stores the second intermediate volume data after this processing in the storage unit 84 as false image component volume data. Here, the low-pass filter process is a low-pass filter process related to the XY plane of the apparatus coordinate system. For example, only a two-dimensional Gaussian filter process or a spatial frequency component whose spatial frequency is equal to or smaller than a second predetermined value is selectively transmitted. Processing.

XY平面にローパスフィルタ処理を施すことにより、第2中間ボリュームデータに含まれる、XY平面内に関する急峻なCT値勾配を有する成分が抑制される。即ち、このようにして生成された偽像成分ボリュームデータは、生体成分が抑制されることによりコーンビームアーチファクト成分が強調されたものである。この後、ステップS11に進む。   By applying a low-pass filter process to the XY plane, a component having a steep CT value gradient in the XY plane contained in the second intermediate volume data is suppressed. That is, the false image component volume data generated in this way is obtained by enhancing the cone beam artifact component by suppressing the biological component. Thereafter, the process proceeds to step S11.

[ステップS11]補正部80は、偽像成分ボリュームデータの全ボクセルのCT値(全画素の画素値)に対して、ステップS6で決定した補正係数を乗じることで、偽像成分ボリュームデータを変換し、変換後の偽像成分ボリュームデータを記憶部84に記憶させる。この補正係数の絶対値は、傾き角度γの絶対値が大きいほど、コーンビームアーチファクトが弱くなるので小さくなる。即ち、傾き角度γに応じて、コーンビームアーチファクトの補正量が調整される。この後、ステップS12に進む。   [Step S11] The correction unit 80 converts the false image component volume data by multiplying the CT values (pixel values of all pixels) of all voxels of the false image component volume data by the correction coefficient determined in step S6. Then, the converted false image component volume data is stored in the storage unit 84. The absolute value of the correction coefficient becomes smaller as the absolute value of the inclination angle γ increases, because the cone beam artifact becomes weaker. That is, the correction amount of the cone beam artifact is adjusted according to the inclination angle γ. Thereafter, the process proceeds to step S12.

[ステップS12]補正部80は、基準ボリュームデータから、変換後の偽像成分ボリュームデータを差し引き、これを補正ボリュームデータとして記憶部84に記憶させる。この後、ステップS13に進む。   [Step S12] The correction unit 80 subtracts the converted false image component volume data from the reference volume data, and stores it in the storage unit 84 as corrected volume data. Thereafter, the process proceeds to step S13.

[ステップS13]システム制御部92は、入力部88に対する入力に応じて、補正ボリュームデータから得られる被検体Pの頭部の所望の断面を表示部96のモニタに表示させる。以上が本実施形態のX線CT装置20の動作説明である。   [Step S13] The system control unit 92 causes the monitor of the display unit 96 to display a desired cross section of the head of the subject P obtained from the correction volume data in response to an input to the input unit 88. The above is the description of the operation of the X-ray CT apparatus 20 of the present embodiment.

このように本実施形態では、コーンビームアーチファクトの発生源となる頭蓋底などの高吸収領域を抽出後、その長手方向を示す方向線と、X線進行方向との傾き角度γを算出する。そして、傾き角度γの絶対値が大きいほどコーンビームアーチファクトが弱くなることに基づいて、傾き角度γに応じた補正係数を偽像成分ボリュームデータに乗じることで、コーンビームアーチファクトの補正量を適正に調整する。   As described above, in this embodiment, after extracting a high-absorption region such as a skull base that is a source of cone beam artifacts, an inclination angle γ between the direction line indicating the longitudinal direction and the X-ray traveling direction is calculated. Then, based on the fact that the cone beam artifact becomes weaker as the absolute value of the tilt angle γ is larger, by multiplying the false image component volume data by the correction coefficient corresponding to the tilt angle γ, the correction amount of the cone beam artifact is appropriately set. adjust.

従って、被検体による千差万別である高吸収領域の位置および形状と、チルト角φなどによって変わるコーンビームX線の進行方向とに応じて、コーンビームアーチファクトを適正に補正できる。このため、コーンビームCTの撮影画像からコーンビームアーチファクトは殆ど除かれ、その画質を向上できる。   Therefore, cone beam artifacts can be appropriately corrected according to the position and shape of the high absorption region that varies depending on the subject and the traveling direction of the cone beam X-ray that changes depending on the tilt angle φ. For this reason, the cone beam artifact is almost removed from the captured image of the cone beam CT, and the image quality can be improved.

また、傾き角度γの算出は、抽出処理部64、方向決定部68、補正量調整部72によって自動的に行うことができるので、ユーザに操作負担はかからない。   In addition, since the calculation of the tilt angle γ can be automatically performed by the extraction processing unit 64, the direction determination unit 68, and the correction amount adjustment unit 72, the user is not burdened with operation.

さらに、チルト角φが変更された場合には傾き角度γを再度算出するので、本スキャン開始直前の撮影条件の変更にも柔軟に対応することができる。   Furthermore, since the tilt angle γ is calculated again when the tilt angle φ is changed, it is possible to flexibly cope with a change in imaging conditions immediately before the start of the main scan.

これに対し従来技術では、高吸収領域に対するコーンビームX線の進行方向の角度に拘らずに、臨床データに基づく一定のコーンビームアーチファクト補正処理を行っていたので、コーンビームアーチファクトを補正しきれていなかった。   On the other hand, in the prior art, a constant cone beam artifact correction process based on clinical data is performed regardless of the angle of the traveling direction of the cone beam X-ray with respect to the high absorption region, so that the cone beam artifact can be completely corrected. There wasn't.

即ち、以上説明した実施形態によれば、コーンビームアーチファクトを従来よりもさらに低減できる。   That is, according to the embodiment described above, the cone beam artifact can be further reduced as compared with the conventional case.

(実施形態の補足事項)
[1]上記実施形態では、スカウトスキャンで得られた画像データを用いて、高吸収領域を抽出し、本スキャンでの補正係数を決定する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。本スキャンの実行前に得られた同一の被検体Pの同じ撮影部位を含む画像データであれば、スカウト画像ではなく、前の撮影シーケンスで得られた画像データを用いて同様に補正係数を決定してもよい。
(Supplementary items of the embodiment)
[1] In the above embodiment, an example has been described in which a high-absorption region is extracted using image data obtained by a scout scan, and a correction coefficient in the main scan is determined. The embodiment of the present invention is not limited to such an aspect. If the image data includes the same imaging region of the same subject P obtained before execution of the main scan, the correction coefficient is determined in the same manner using the image data obtained in the previous imaging sequence instead of the scout image. May be.

[2]上記実施形態では一例として、頭部スキャンにおけるコーンビームアーチファクトを低減する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではなく、他の撮影部位にも適用可能である。コーンビームアーチファクトは、背骨の椎体や、肺の線状部位(例えば、脈管構造)のエッジ成分においても顕著に発生される。本実施形態は、コーンビームアーチファクト成分を含む投影データやボリュームデータであれば適用可能であり、撮影部位は限定されない。   [2] In the above embodiment, as an example, the example of reducing cone beam artifacts in head scanning has been described. The embodiment of the present invention is not limited to such an aspect, and can be applied to other imaging regions. Cone beam artifacts are also prominently generated in the spine vertebral body and the edge component of the linear portion of the lung (eg, vasculature). The present embodiment is applicable to projection data and volume data including cone beam artifact components, and the imaging region is not limited.

[3]傾き角度γに応じたコーンビームアーチファクトの補正量の調整方法として、偽造成分ボリュームデータを生成後、補正係数が乗じられた偽造成分ボリュームデータを基準ボリュームデータから差し引く例を述べた。これは、コーンビームアーチファクトの補正方法および補正量の調整方法の一例にすぎず、補正方法および補正量の調整方法については、他の方法であってもよい。   [3] As an adjustment method of the correction amount of the cone beam artifact according to the inclination angle γ, an example has been described in which after the forgery component volume data is generated, the forgery component volume data multiplied by the correction coefficient is subtracted from the reference volume data. This is merely an example of a cone beam artifact correction method and a correction amount adjustment method, and other methods may be used for the correction method and the correction amount adjustment method.

[4]X線検出器36、DAS56、再構成部60、補正部80、および、システム制御部92全体の機能は、請求項記載の画像生成部の一例である。   [4] The functions of the X-ray detector 36, the DAS 56, the reconstruction unit 60, the correction unit 80, and the system control unit 92 are an example of the image generation unit described in the claims.

[5]本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   [5] Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

20 X線CT装置
22 ガントリ
24 X線管
28 回転部
32 寝台
36 X線検出器
40 高電圧発生器
44 回転駆動部
48 寝台制御部
52 システムバス
56 DAS
60 再構成部
64 抽出処理部
68 方向決定部
72 補正量調整部
80 補正部
84 記憶部
88 入力部
92 システム制御部
96 表示部
150、152,154 高吸収領域
160 回転中心
Ld、Ld’ 方向線
W1、W1’、W2、W2’ 重心
P 被検体
20 X-ray CT device 22 Gantry 24 X-ray tube 28 Rotating unit 32 Couch 36 X-ray detector 40 High voltage generator 44 Rotating drive unit 48 Couch controlling unit 52 System bus 56 DAS
60 Reconstruction unit 64 Extraction processing unit 68 Direction determination unit 72 Correction amount adjustment unit 80 Correction unit 84 Storage unit 88 Input unit 92 System control unit 96 Display unit 150, 152, 154 High absorption region 160 Center of rotation Ld, Ld 'Direction line W1, W1 ′, W2, W2 ′ Center of gravity P Subject

Claims (6)

コーンビームX線による本スキャンを実行するX線CT装置であって、
前記本スキャンの前に被検体を透過したX線の検出によって生成された画像データが示す前記被検体の骨領域において、隣接する前記骨領域よりもX線吸収率が高い前記骨領域を高吸収領域として抽出する抽出処理部と、
入力情報または前記高吸収領域の形状に基づいて、前記高吸収領域の向きを示す直線を方向線として決定する方向決定部と、
前記本スキャンにおける前記コーンビームX線の進行方向の代表直線と、前記方向線との傾き角度を算出し、コーンビームアーチファクトの補正処理における補正量を前記傾き角度に基づいて調整する補正量調整部と、
前記本スキャンとして前記被検体を透過した前記コーンビームX線を検出して、検出信号に基づいて投影データを収集し、再構成処理と、前記補正量調整部により調整された前記補正量に基づく前記補正処理とを前記投影データに施すことで、前記被検体の画像データを生成する画像生成部と
を備えていることを特徴とするX線CT装置。
An X-ray CT apparatus that performs a main scan using cone beam X-rays,
In the bone region of the subject indicated by the image data generated by the detection of X-rays transmitted through the subject before the main scan, the bone region having a higher X-ray absorption rate than the adjacent bone region is highly absorbed. An extraction processing unit for extracting as an area;
Based on the input information or the shape of the high absorption region, a direction determination unit that determines a straight line indicating the direction of the high absorption region as a direction line;
A correction amount adjustment unit that calculates a tilt angle between a representative straight line in the traveling direction of the cone beam X-ray in the main scan and the direction line, and adjusts a correction amount in a cone beam artifact correction process based on the tilt angle. When,
As the main scan, the cone beam X-ray transmitted through the subject is detected, and projection data is collected based on the detection signal. Based on the reconstruction process and the correction amount adjusted by the correction amount adjustment unit An X-ray CT apparatus comprising: an image generation unit configured to generate image data of the subject by performing the correction process on the projection data.
請求項1記載のX線CT装置において、
前記方向決定部は、前記高吸収領域内に引ける最長の直線を算出後、前記最長の直線に垂直な直線によって前記高吸収領域を面積的に2等分し、2等分した一方の重心と、2等分した他方の重心とを通る直線を前記方向線とすることを特徴とするX線CT装置。
The X-ray CT apparatus according to claim 1,
The direction determining unit calculates the longest straight line that can be drawn in the high absorption region, then divides the high absorption region into two equal parts by a straight line perpendicular to the longest straight line, An X-ray CT apparatus characterized in that a straight line passing through the other center of gravity divided in half is used as the direction line.
請求項1記載のX線CT装置において、
前記補正量調整部は、前記傾き角度の絶対値が小さいほどコーンビームアーチファクトに対する補正量が大きくなるように、前記補正量を調整することを特徴とするX線CT装置。
The X-ray CT apparatus according to claim 1,
The X-ray CT apparatus, wherein the correction amount adjustment unit adjusts the correction amount so that the correction amount with respect to the cone beam artifact increases as the absolute value of the tilt angle decreases.
請求項1記載のX線CT装置において、
前記補正量調整部は、前記補正量として、前記傾き角度の絶対値が小さいほど絶対値が大きくなる補正係数を決定し、
前記画像生成部は、前記投影データに前記再構成処理を施すことで基準画像データを生成してから、前記被検体の体軸方向のハイパスフィルタ処理と、前記体軸方向に直交する平面でのローパスフィルタ処理とを前記基準画像データに施すことで前記コーンビームアーチファクトが抽出された偽像画像データを生成後、前記偽像画像データの各画素値に前記補正係数を乗じた画像データと、前記基準画像データとの差分を前記補正処理後の画像データとして生成することを特徴とするX線CT装置。
The X-ray CT apparatus according to claim 1,
The correction amount adjustment unit determines, as the correction amount, a correction coefficient that increases as the absolute value of the tilt angle decreases.
The image generation unit generates reference image data by performing the reconstruction process on the projection data, and then performs a high-pass filter process in the body axis direction of the subject and a plane orthogonal to the body axis direction. After generating false image image data in which the cone beam artifact is extracted by performing low pass filter processing on the reference image data, image data obtained by multiplying each pixel value of the false image image data by the correction coefficient, and An X-ray CT apparatus, wherein a difference from reference image data is generated as image data after the correction process.
請求項1記載のX線CT装置において、
前記補正量調整部は、前記本スキャンにおける前記コーンビームX線の進行方向と基準軸との傾きであるチルト角が前記傾き角度の算出後に変更された場合、変更後の前記チルト角に基づいて前記コーンビームX線の進行方向の代表直線を再算出することで、前記傾き角度を再算出することを特徴とするX線CT装置。
The X-ray CT apparatus according to claim 1,
When the tilt angle, which is the tilt between the traveling direction of the cone beam X-ray and the reference axis in the main scan, is changed after the tilt angle is calculated, the correction amount adjusting unit is based on the tilt angle after the change. An X-ray CT apparatus that recalculates the tilt angle by recalculating a representative straight line in the traveling direction of the cone beam X-ray.
請求項1記載のX線CT装置において、
前記補正量調整部は、前記本スキャンにおける前記コーンビームX線の中心軸に沿った直線を前記代表直線とし、
前記抽出処理部は、前記本スキャンの前に生成された画像データの各画素値に対して閾値処理を施すことで、前記高吸収領域を抽出する
ことを特徴とするX線CT装置。
The X-ray CT apparatus according to claim 1,
The correction amount adjustment unit sets a straight line along a central axis of the cone beam X-ray in the main scan as the representative straight line,
The X-ray CT apparatus, wherein the extraction processing unit extracts the high absorption region by performing threshold processing on each pixel value of image data generated before the main scan.
JP2011141209A 2011-06-24 2011-06-24 X-ray CT system Active JP5854658B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011141209A JP5854658B2 (en) 2011-06-24 2011-06-24 X-ray CT system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011141209A JP5854658B2 (en) 2011-06-24 2011-06-24 X-ray CT system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013005949A true JP2013005949A (en) 2013-01-10
JP5854658B2 JP5854658B2 (en) 2016-02-09

Family

ID=47673852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011141209A Active JP5854658B2 (en) 2011-06-24 2011-06-24 X-ray CT system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5854658B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014226321A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社東芝 X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing method, and reconstruction processing program
JP2016063876A (en) * 2014-09-22 2016-04-28 国立研究開発法人放射線医学総合研究所 Image processing apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1075947A (en) * 1996-09-04 1998-03-24 Toshiba Corp Artifact reduction method in image reconstruction processing device
JP2002209881A (en) * 2000-12-25 2002-07-30 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X-ray diagnostic apparatus, control method thereof, and storage medium
JP2009034478A (en) * 2007-07-10 2009-02-19 Toshiba Corp X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing apparatus, and image processing apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1075947A (en) * 1996-09-04 1998-03-24 Toshiba Corp Artifact reduction method in image reconstruction processing device
JP2002209881A (en) * 2000-12-25 2002-07-30 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X-ray diagnostic apparatus, control method thereof, and storage medium
JP2009034478A (en) * 2007-07-10 2009-02-19 Toshiba Corp X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing apparatus, and image processing apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014226321A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社東芝 X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing method, and reconstruction processing program
JP2016063876A (en) * 2014-09-22 2016-04-28 国立研究開発法人放射線医学総合研究所 Image processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5854658B2 (en) 2016-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10610185B2 (en) X-ray CT apparatus including processing circuitry to perform a metal-artifact reducing process
JP6523825B2 (en) X-ray CT apparatus and image processing apparatus
US9140803B2 (en) Acquisition protocol assessment apparatus
JP6242631B2 (en) Medical image processing apparatus and X-ray computed tomography apparatus
JP4350738B2 (en) X-ray tomography apparatus and artifact reduction method
EP2443614B1 (en) Imaging procedure planning
CN111656405A (en) Using Deep Learning to Reduce Metal Artifacts
JP6329490B2 (en) X-ray CT apparatus and image reconstruction method
US8989343B2 (en) Image processing device, X-ray CT photographic apparatus, and image processing method
EP2465435A1 (en) Selection of optimal viewing angle to optimize anatomy visibility and patient skin dose
JP4414420B2 (en) X-ray tomography apparatus and artifact reduction method
CN103156629A (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
US12400324B2 (en) Creation method of trained model, image generation method, and image processing device
US20170323432A1 (en) Medical image processing apparatus and medical image diagnostic apparatus
WO2015108097A1 (en) X-ray ct apparatus, image-processing device, and image reconstruction method
WO2015130388A1 (en) Image generating apparatus, radiation tomography imaging apparatus, and image generating method and program
JP5610474B2 (en) Image processing apparatus, program, and image diagnostic apparatus
JP5854658B2 (en) X-ray CT system
JP6466057B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment
JP5317612B2 (en) Tomographic image processing apparatus, X-ray CT apparatus, and program
JP6139100B2 (en) Image processing apparatus, radiation tomography apparatus, and program
JP2022533583A (en) Protocol-dependent 2D prescan projection images based on 3D prescan volumetric image data
KR20160061555A (en) Method and system of tomography for region-of-interest with arbitrary shape using dynamic collimation
WO2019021543A1 (en) X-ray ct scanner, image generation method, and image generation program
JP6873831B2 (en) Medical image diagnostic equipment, medical image processing equipment and medical image processing program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140530

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5854658

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350