JP2000262507A - 放射線画像処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーンビーム或いはファンビームを使用する
放射線画像処理方法及び装置において、検出器の異なる
場所で得られる投影像の拡大率の誤差をなくし、正確な
投影画像データを得る。 【解決手段】 被写体２と検出器６の間に仮想球面２０
を想定し、放射線源４から得られる、検出器６上の投影
像１２a、１２bのデータをこの仮想球面２０に投射しこ
の球面２０上のデータに補正する。得られるデータは検
出器６上のどの部分でも同じ拡大率を示すので、このデ
ータに基づいてボリュームデータを再構成すると、実際
の被写体２を表わす正確なデータが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線画像処理方法
及び装置に関し、特に相異なる投影方向から被写体に照
射された放射線を平面状の検出器で検出して得た複数の
投影画像データに基づいて被写体のボリュームデータを
再構成する放射線画像処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平９−２５３０７９号公報に
は、図３に示す如く、被写体１０２に対しコーンビーム
（コーン状のＸ線）１０８を照射するＸ線断層撮影装置
１００が開示されている。この装置１００は、被写体１
０２を挟んで対向して配置されたＸ線源１０４と平面状
の二次元検出器１０６を有し、互いに対をなして被写体
１０２の周りを回転するように構成されている。被写体
１０２を透過したＸ線（透過線）１０８は、各投影方向
毎に二次元検出器１０６により検出されてＸ線投影画像
データが得られる。画像処理部１１０は上記各投影方向
におけるＸ線投影画像データに基づいて、ボリュームデ
ータ（３次元再構成画像データ）を作成し、このボリュ
ームデータに基づいて３次元再構成画像が再構成され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例において
は、Ｘ線は放射線源１０４からコーン状に広がり、被写
体１０２を通過した後も主透過線はコーン状に進む。そ
こで検出器１０６は、それらの放射線に対しては球面状
とすることが望ましいが、小型の固体センサを個々に寄
せ集めて疑似球面に形成することは技術的に困難であ
り、高価なものとなる。通常は、大型の検出器を比較的
容易に製造できるという理由で、フラットパネルタイプ
の放射線固体検出器や、I.I、（イメージインテンシフ
ァイア）等の平面状の検出器が使用される。しかし、こ
れらの検出器は放射線検出面が平面状であり、主透過線
と検出器１０６とのなす角度は、投影像の周辺部になる
に従い浅い角度となる。即ち、投影像は周辺部では実際
の被写体１０２よりも拡大して画像が形成される。中心
部においても僅かに拡大されるものの、中央部と周辺部
では場所により拡大率の差が生じる。従って、この投影
像から得られる信号をそのまま画像処理した場合、得ら
れる３次元再構成画像は実際とは異なり、拡大率に応じ
た誤差が生じ、歪んだものとなってしまう。その為、例
えば人体等の被写体を診断する際に支障を来すという問
題がある。

【０００４】一方向のＸ線投影画像データを取るのに、
コーン状の放射線の代わりにファン状の放射線を用いて
被写体に対しステップ状に走査して各ステップ毎にデー
タを得て、それらのデータを集積することにより、全体
としてコーン状の放射線を照射した場合と同様に、この
ボリュームデータを得ることもできる。

【０００５】しかし、これらの問題は、ファン状の放射
線を用いた場合でも同様に発生する。

【０００６】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、平面状の検出器を使用しても、被写体の歪みのな
い画像を得ることができる、放射線画像処理方法及び装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の放射線画像処理
方法は、相異なる投影方向から被写体に照射された放射
線を平面状の検出器で検出して得た複数の投影画像デー
タに基づいて前記被写体のボリュームデータを再構成す
る放射線画像処理方法であって、前記各投影画像データ
を、前記放射線を発する放射線源もしくはその近傍に中
心を有する仮想球面に投射して該仮想球面上に位置する
球面上投影画像データに補正し、各球面上投影画像デー
タに基づいて前記ボリュームデータを再構成することを
特徴とするものである。

【０００８】また本発明の放射線画像処理装置は、相異
なる投影方向から被写体に照射された放射線を平面状の
検出器で検出して得た複数の投影画像データに基づいて
前記被写体のボリュームデータを再構成する放射線画像
処理方法であって、前記各投影画像データを、前記放射
線を発する放射線源もしくはその近傍に中心を有する仮
想球面に投射して該仮想球面上に位置する球面上投影画
像データに補正する補正手段を有し、該補正手段によっ
て補正された各球面上投影画像データに基づいて前記ボ
リュームデータを再構成することを特徴とするものであ
る。

【０００９】仮想球面とは完全な球面に限定されるもの
ではなく、多少それた形状であってもデータを十分補正
できる形状であればそれらも含むものとする。

【００１０】平面状の検出器とは、放射線を検出する検
出面が平面となった検出器をいう。

【００１１】

【発明の効果】本発明の放射線画像処理方法および装置
は、被写体を透過した放射線を平面状の検出器により検
出して得られる投影画像データを、放射線を発する放射
線源もしくはその近傍に中心を有する仮想球面に投射し
てこの仮想球面上に位置する球面上投影画像データに補
正し、この球面上投影画像データに基づいてボリューム
データを再構成するので次の効果を奏する。

【００１２】即ち、得られた平面状検出器上の投影像の
データは、放射線源から等距離にある仮想球面上のデー
タに置き換えられるので、被写体の投影像は仮想球面に
対して投影された形状になる。即ち球面上ではあらゆる
方向からのデータは、同じ拡大率で投影されるので、実
際の被写体の形状に極めて近いものとなる。この後に行
われる再構成もこの補正されたデータに基づいて行われ
るので正確なボリュームデータが得られ、更にこのボリ
ュームデータから被写体の歪みの極めて少ない正確な３
次元再構成画像を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の放射線画像処理方
法及び装置の好適な実施の形態について添付図を参照し
て詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の実施形態となる、被写体
２と平面状の放射線固体検出器（以下、単に検出器とい
う）６の間にある仮想球面（以下、単に球面という）２
０の一部を示す概略図である。被写体２の上方に放射線
源４が位置し、被写体２の下方に検出器６が配置されて
いる。

【００１５】通常、被写体２の撮影時には放射線源４か
らコーン状の放射線が被写体２に向けて照射される。こ
の放射線が被写体を透過した透過放射線が平面状の検出
器６により検出されて、被写体２の投影画像データ（放
射線透過像データ）が得られる。放射線源４と検出器６
を被写体２の周りに対をなして回転させ、回転の間、所
定の回転角度毎に、つまり所定の投影方向毎に被写体２
を撮影することにより、各投影方向毎の多数の投影画像
データが得られる。この各投影方向毎の投影画像データ
に基づいてボリュームデータが再構成される。

【００１６】撮影の際、放射線源４から照射される放射
線の内、所定の角度αで広がった放射線束（以下単に束
という）１０aと、同じ角度αで広がった異なる方向を
向く束１０bとを比較する。束１０aは検出器６の略中央
に略直角に入射され、そのときに被写体２を通過して透
過線によって形成される投影像１２aが矢印で示されて
いる。また周辺部に投射された束１０bによって形成さ
れる投影像１２bも矢印で示されている。

【００１７】投影像１２aと１２bを比較すると、検出器
６の中心Ｃに近い投影像１２aは、周辺部Aの位置にある
投影像１２bよりも小さい。この寸法上の差は周辺部の
投影像12bの拡大率が、中心部の投影像１２aの拡大率よ
り大きいために生じるものである。この投影像が誤差を
そのままにして、演算処理され再構成されると得られた
再構成画像は誤差を含んで実際の像とは異なったものと
なってしまう。即ち、被写体２の中央部と周辺部の拡大
率の相違がそのまま現れるので再構成画像は、実際の被
写体２とは異なる歪んだ画像となる。

【００１８】今ここで被写体２と検出器６の間に放射線
源を中心とする球面、即ち仮想球面２０を置き、放射線
源４から放射されたＸ線１０がこの球面２０に投影画像
データを形成するとすれば、これらの投影画像データは
放射線源４から等距離にある球面２０上に像を形成する
こととなる。即ち、投影像１２aのデータは、図示しな
い補正手段により球面上に投射されて球面上に位置する
投影像１４aとしてのデータ、即ち球面上投影画像デー
タに補正され、投影像１２bも同様に球面上に位置する
投影像１４bとしてのデータに補正される。球面２０の
上ではどの位置でも放射線源４から等距離にあるため、
投影像１４aと投影像１４bは同じ大きさとなり、実際の
被写体２と同じ比率で拡大された像となる。これらの投
影像１４a、１４bを画像処理する、即ち球面上投影画像
データに基づいてボリュームデータを再構成することに
より所望の正確な３次元再構成画像若しくは断層像を得
ることができる。

【００１９】次に図２を参照して、検出器６の表面上の
データを球面２０上のデータに補正する場合について説
明する。図２は検出器６の表面と球面２０の関係を示す
概略斜視図である。検出器６の表面上で直交するＸ軸、
Ｙ軸、及びこれらと直交するＺ軸の交点をOとし、半径
ｒの球面２０の中心Ｂが、Ｚ軸上にあるように球面２０
と座標軸の関係を設定する。今、検出器６上の点Ｐ１の
平面データをｄ（ｌ,ψ）とする。ここでｌはOからＰ１
までの長さであり、ψはＰ１と０と結ぶ直線がＸ軸とな
す角度を表す。Ｐ１から球面２０の中心Ｂを結ぶ直線と
球面２０との交点をＰ０とし、そのときのＺ軸とのなす
角度をθとすると、対応する球面２０上のデータはＤ
（ψ,θ）で表される。従って、平面データｄ（ｌ,ψ）
を球面データに置き換えると、Ｄ（ψ,θ）＝ｄ（ｌ,
ψ）の計算式が成り立つ。ｌはｒtanθで表されるので
Ｐ０を極座標表示で表すと、Ｄ（ψ,θ）＝ｄ（ｒtan
θ,ψ）となる。また、Ｘ、Ｙ座標で示した場合は、Ｄ
（ψ,θ）＝ｄ（ｒtanθ・cosψ,ｒtanθ・sinψ）とし
て表せる。

【００２０】従って、この計算式により平面データ、即
ちＸ−Ｙ座標で表されたデータは球面２０上のデータに
補正される。前述の補正手段は、これらの演算処理を行
うコンピュータプログラムを含む。

【００２１】以上、本発明について好適な実施形態を用
いて詳細に説明したが、この実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形、変更が考えられることは勿論で
ある。例えば、球面２０の中心は放射線源４と一致する
ことが望ましいが、必ずしも完全に一致する必要はな
く、拡大率が略同様であれば多少ずれていてもよい。ま
た、仮想球面は、必ずしも被写体２と検出器６の間に設
定しなくともよい。例えば放射線源４と被写体２の間、
或いは検出器６の背後（下側）にあってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による、被写体と検出器の間
にある仮想球面の一部を示す概略図

【図２】検出器の表面と球面の関係を示す概略斜視図

【図３】従来のＸ線断層撮影装置の一例を示す斜視図

【符号の説明】

２ 被写体 ４ 放射線源 ６ 検出器 １０ 放射線 １２a、１２b、１４a、１４b 放射線投影像 ２０ 仮想球面 Ｂ 中心

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相異なる投影方向から被写体に照射され
   た放射線を平面状の検出器で検出して得た複数の投影画
   像データに基づいて前記被写体のボリュームデータを再
   構成する放射線画像処理方法であって、 前記各投影画
   像データを、前記放射線を発する放射線源もしくはその
   近傍に中心を有する仮想球面に投射して該仮想球面上に
   位置する球面上投影画像データに補正し、各球面上投影
   画像データに基づいて前記ボリュームデータを再構成す
   ることを特徴とする放射線画像処理方法。
2. 【請求項２】 相異なる投影方向から被写体に照射され
   た放射線を平面状の検出器で検出して得た複数の投影画
   像データに基づいて前記被写体のボリュームデータを再
   構成する放射線画像処理方法であって、 前記各投影画
   像データを、前記放射線を発する放射線源もしくはその
   近傍に中心を有する仮想球面に投射して該仮想球面上に
   位置する球面上投影画像データに補正する補正手段を有
   し、該補正手段によって補正された各球面上投影画像デ
   ータに基づいて前記ボリュームデータを再構成すること
   を特徴とする放射線画像処理装置。