JPH0252501B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0252501B2 JPH0252501B2 JP58060169A JP6016983A JPH0252501B2 JP H0252501 B2 JPH0252501 B2 JP H0252501B2 JP 58060169 A JP58060169 A JP 58060169A JP 6016983 A JP6016983 A JP 6016983A JP H0252501 B2 JPH0252501 B2 JP H0252501B2
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- Japan
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- data
- ray
- detector
- fan
- interpolation
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、第４世代Ｘ線CT装置、例えばＳ
−Ｒ（Stationary−Rotate）型に関する。
−Ｒ（Stationary−Rotate）型に関する。
Ｓ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、円状あるいは弧状に
配列された複数の検出器と、前記検出器に対向し
ながら円状あるいは弧状の軌道上を回動しつつフ
アンビーム状のＸ線を曝射するＸ線管とを具備
し、前記検出器より出力されるデータにより断層
像を再構成し、断層像を表示するように構成され
る。
配列された複数の検出器と、前記検出器に対向し
ながら円状あるいは弧状の軌道上を回動しつつフ
アンビーム状のＸ線を曝射するＸ線管とを具備
し、前記検出器より出力されるデータにより断層
像を再構成し、断層像を表示するように構成され
る。
従来のＳ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、他の型のＸ線
CT装置に比べて、得られる空間解像力の割にデ
ータ量が多くて画像再構成処理時間が長い。その
理由は次のとおりである。空間解像力向上のた
めに検出器数を著しく増加させると良いのである
が、検出器数の増大は製造上、加工上の難点が有
るので、検出器数を無闇に増加させないで、サン
プリングピツチを細かくし、画像再構成アルゴリ
ズムの空間周波数応答を高周波域まで伸ばす手法
が、通常、採用される。Ｘ線管の一定回動角度
Δθ毎にデータのサンプリングが行なわれるので
あるから、前記手法はΔθを小さくすることに対
応する。そうすると、検出器数を増加させなかつ
たとしても、Ｒ−Ｒ型Ｘ線CT装置に比してＳ−
Ｒ型Ｘ線CT装置は、そのデータ量がたとえば150
万点対30万点となり、そのデータ量が膨大であ
る。Ｓ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、採用したデータ
（ソースフアンデータ）を、検出器を扇の要とす
るデイテクタフアンビームについてのデータ（デ
イテクタフアンデータ）に再配列し、前記デイテ
クタフアンデータを用いてコンボリユーシヨン−
バツクプロジエクシヨン法による画像再構成処理
を行なう。デイテクタフアンビームの数は検出器
の数に等しく、また、コンボリユーシヨンおよび
バツクプロジエクシヨンの処理時間はデイテクタ
フアンビームの数に比例する。一方、第３世代Ｘ
線CT装置として知られるＲ−Ｒ型Ｘ線CT装置
は、ソースフアンデータを用いてコンボリユーシ
ヨン−バツクプロジエクシヨン法による画像再構
成処理を行なうのであるが、フアンビームの数が
若干少なくとも空間解像力にさしたる影響を及ぼ
さないために、ソースフアンデータ数は比較的少
な目である。したがつて、同じ空間解像力である
なら、Ｓ−Ｒ型Ｘ線CT装置のデイテクタフアン
数とＲ−Ｒ型Ｘ線CT装置のソースフアン数とは、
たとえば1088対400である。このように、デイテ
クタフアン数が多いこともＳ−Ｒ型Ｘ線CT装置
における画像再構成処理時間を長期化する要因と
なつている。
CT装置に比べて、得られる空間解像力の割にデ
ータ量が多くて画像再構成処理時間が長い。その
理由は次のとおりである。空間解像力向上のた
めに検出器数を著しく増加させると良いのである
が、検出器数の増大は製造上、加工上の難点が有
るので、検出器数を無闇に増加させないで、サン
プリングピツチを細かくし、画像再構成アルゴリ
ズムの空間周波数応答を高周波域まで伸ばす手法
が、通常、採用される。Ｘ線管の一定回動角度
Δθ毎にデータのサンプリングが行なわれるので
あるから、前記手法はΔθを小さくすることに対
応する。そうすると、検出器数を増加させなかつ
たとしても、Ｒ−Ｒ型Ｘ線CT装置に比してＳ−
Ｒ型Ｘ線CT装置は、そのデータ量がたとえば150
万点対30万点となり、そのデータ量が膨大であ
る。Ｓ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、採用したデータ
（ソースフアンデータ）を、検出器を扇の要とす
るデイテクタフアンビームについてのデータ（デ
イテクタフアンデータ）に再配列し、前記デイテ
クタフアンデータを用いてコンボリユーシヨン−
バツクプロジエクシヨン法による画像再構成処理
を行なう。デイテクタフアンビームの数は検出器
の数に等しく、また、コンボリユーシヨンおよび
バツクプロジエクシヨンの処理時間はデイテクタ
フアンビームの数に比例する。一方、第３世代Ｘ
線CT装置として知られるＲ−Ｒ型Ｘ線CT装置
は、ソースフアンデータを用いてコンボリユーシ
ヨン−バツクプロジエクシヨン法による画像再構
成処理を行なうのであるが、フアンビームの数が
若干少なくとも空間解像力にさしたる影響を及ぼ
さないために、ソースフアンデータ数は比較的少
な目である。したがつて、同じ空間解像力である
なら、Ｓ−Ｒ型Ｘ線CT装置のデイテクタフアン
数とＲ−Ｒ型Ｘ線CT装置のソースフアン数とは、
たとえば1088対400である。このように、デイテ
クタフアン数が多いこともＳ−Ｒ型Ｘ線CT装置
における画像再構成処理時間を長期化する要因と
なつている。
以上のように、Ｓ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、デー
タ量の増大および再構成処理時間の長期化に対処
するために、巨大な記憶容量を有する記憶媒体た
とえば磁気デイスク、磁気テープや高速のデータ
処理装置を必要とし、その結果、装置全体の高価
格化、被写体を検査するために拘束する時間の長
期化を招いている。
タ量の増大および再構成処理時間の長期化に対処
するために、巨大な記憶容量を有する記憶媒体た
とえば磁気デイスク、磁気テープや高速のデータ
処理装置を必要とし、その結果、装置全体の高価
格化、被写体を検査するために拘束する時間の長
期化を招いている。
この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので
あり、データ量の低減および画像再構成処理時間
の短縮を図つた第４世代Ｘ線CT装置を提供する
ことを目的とする。
あり、データ量の低減および画像再構成処理時間
の短縮を図つた第４世代Ｘ線CT装置を提供する
ことを目的とする。
前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
被検体の周囲を回転しつつＸ線フアンビームを発
射するＸ線管と、円周上または円弧上に配列され
たＸ線フアンビームの検出可能な複数のＸ線検出
器と、Ｘ線検出器より出力されるデータを基礎に
して被検体の断層像を再構成する画像再構成装置
とを少なくとも有する第４世代Ｘ線CT装置にお
いて、Ｘ線検出器より出力されるデータを蓄積し
た蓄積手段に書き込まれているデータの配列を検
出器を中心としたフアン状のデータに再配列する
データ再配列手段と、再配列されたデータにつ
き、隣接する複数個のデータを束として取扱い、
各データの束に含まれる各データを加算平均処理
して１個の補間データを作成する補間演算手段
と、このようにして得られた各補間データに基い
て断層像を再構成する画像再構成手段とを設け、
再構成処理に供するデータ数を減少させたことを
特徴とするものである。
被検体の周囲を回転しつつＸ線フアンビームを発
射するＸ線管と、円周上または円弧上に配列され
たＸ線フアンビームの検出可能な複数のＸ線検出
器と、Ｘ線検出器より出力されるデータを基礎に
して被検体の断層像を再構成する画像再構成装置
とを少なくとも有する第４世代Ｘ線CT装置にお
いて、Ｘ線検出器より出力されるデータを蓄積し
た蓄積手段に書き込まれているデータの配列を検
出器を中心としたフアン状のデータに再配列する
データ再配列手段と、再配列されたデータにつ
き、隣接する複数個のデータを束として取扱い、
各データの束に含まれる各データを加算平均処理
して１個の補間データを作成する補間演算手段
と、このようにして得られた各補間データに基い
て断層像を再構成する画像再構成手段とを設け、
再構成処理に供するデータ数を減少させたことを
特徴とするものである。
次に、この発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
第１図はこの発明の一実施例であるＳ−Ｒ型Ｘ
線CT装置を示すブロツク図、第２図は前記第１
図におけるコンピユータの機能を示すブロツク図
および第３図は前記第１図におけるコンピユータ
による処理手順を示すフロー図である。
線CT装置を示すブロツク図、第２図は前記第１
図におけるコンピユータの機能を示すブロツク図
および第３図は前記第１図におけるコンピユータ
による処理手順を示すフロー図である。
第１図に示すように、この発明の一実施例であ
るＳ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、円周上に配列された
複数のＸ線検出器１と前記Ｘ線検出器１に対向し
ながら円周軌道上を回動し、前記円周あるいは円
周軌道の中心部に位置する被検体２に向つてＸ線
フアンビーム３を曝射するＸ線管４とを備えたガ
ントリー５と、前記Ｘ線検出器１より出力される
データを収集し、Ｘ線曝射位置を扇の要とするＸ
線フアンビームにより得られる一群のデータをソ
ースフアンデータとしてこれを出力するデータ収
集装置６と、後述の機能実現手段を有するコンピ
ユータ７と、各種のデータを書き込み、読み出す
記憶手段たとえば磁気デイスク８と、前記コンピ
ユータ７にその動作を指令する指令信号を出力す
る操作卓９と、前記コンピユータ７を介して転送
される補間デイテクタフアンデータをコンボリユ
ーシヨン−バツクプロジエクシヨン法に従つて画
像再構成処理する画像再構成装置１０と、前記画
像再構成装置１０で再構成した断層像を表示する
画像表示装置１１と、前記Ｘ線管４よりＸ線フア
ンビーム３を曝射させるために前記Ｘ線管４に所
定のタイミングで高電圧を印加する高圧発生装置
１２と、前記データ収集装置６および前記高圧発
生装置１２の動作タイミングを制御するシステム
制御装置１３とを有して構成される。
るＳ−Ｒ型Ｘ線CT装置は、円周上に配列された
複数のＸ線検出器１と前記Ｘ線検出器１に対向し
ながら円周軌道上を回動し、前記円周あるいは円
周軌道の中心部に位置する被検体２に向つてＸ線
フアンビーム３を曝射するＸ線管４とを備えたガ
ントリー５と、前記Ｘ線検出器１より出力される
データを収集し、Ｘ線曝射位置を扇の要とするＸ
線フアンビームにより得られる一群のデータをソ
ースフアンデータとしてこれを出力するデータ収
集装置６と、後述の機能実現手段を有するコンピ
ユータ７と、各種のデータを書き込み、読み出す
記憶手段たとえば磁気デイスク８と、前記コンピ
ユータ７にその動作を指令する指令信号を出力す
る操作卓９と、前記コンピユータ７を介して転送
される補間デイテクタフアンデータをコンボリユ
ーシヨン−バツクプロジエクシヨン法に従つて画
像再構成処理する画像再構成装置１０と、前記画
像再構成装置１０で再構成した断層像を表示する
画像表示装置１１と、前記Ｘ線管４よりＸ線フア
ンビーム３を曝射させるために前記Ｘ線管４に所
定のタイミングで高電圧を印加する高圧発生装置
１２と、前記データ収集装置６および前記高圧発
生装置１２の動作タイミングを制御するシステム
制御装置１３とを有して構成される。
前記コンピユータ７は、その機能実現手段とし
て、書き込み／読み出手段７Ａと、データ再配列
手段７Ｂと、補間演算手段７Ｃと、転送手段７Ｄ
とを有して構成される。
て、書き込み／読み出手段７Ａと、データ再配列
手段７Ｂと、補間演算手段７Ｃと、転送手段７Ｄ
とを有して構成される。
書き込み／読み出し手段７Ａは、前記データ収
集装置６より出力されるソースフアンデータおよ
び前記補間演算手段７Ｃより出力される補間デイ
テクタフアンデータ（後述する。）を磁気デイス
ク８に書き込み、磁気デイスク８に書き込まれた
ソースフアンデータを前記データ再配列手段７Ｂ
および補間演算手段７Ｃに読み出す制御を行な
う。
集装置６より出力されるソースフアンデータおよ
び前記補間演算手段７Ｃより出力される補間デイ
テクタフアンデータ（後述する。）を磁気デイス
ク８に書き込み、磁気デイスク８に書き込まれた
ソースフアンデータを前記データ再配列手段７Ｂ
および補間演算手段７Ｃに読み出す制御を行な
う。
データ再配列手段７Ｂは、前記書き込み／読み
出し手段７Ａを介して磁気デイスク８より読み出
したソースフアンデータを再配列して、たとえば
第４図に示すように、Ｘ線検出器位置dnを扇の
要とするフアン状のプロジエクシヨンデータであ
るデイテクタフアンデータに再編成する。なお、
第４図において、0、1、…はＸ線管４のＸ線曝
射位置を示す。
出し手段７Ａを介して磁気デイスク８より読み出
したソースフアンデータを再配列して、たとえば
第４図に示すように、Ｘ線検出器位置dnを扇の
要とするフアン状のプロジエクシヨンデータであ
るデイテクタフアンデータに再編成する。なお、
第４図において、0、1、…はＸ線管４のＸ線曝
射位置を示す。
補間演算手段７Ｃは、データ再配列手段７Ｂよ
り出力され、書き込み／読み出し手段７Ａを介し
て磁気デイスク８に書き込まれたデイテクタフア
ンデータを、再び書き込み／読み出し手段７Ａを
介して読み出し、隣接するデイテクタフアンデー
タを束ねてこれを1/2もしくはそれ以下の加算平
均をして補間する。補間演算手段７Ｃにおける補
間処理を以下に詳述する。なお、説明の便宜上、
隣接する２個のデイテクタフアンデータを束ねて
これを加算平均する場合とする。
り出力され、書き込み／読み出し手段７Ａを介し
て磁気デイスク８に書き込まれたデイテクタフア
ンデータを、再び書き込み／読み出し手段７Ａを
介して読み出し、隣接するデイテクタフアンデー
タを束ねてこれを1/2もしくはそれ以下の加算平
均をして補間する。補間演算手段７Ｃにおける補
間処理を以下に詳述する。なお、説明の便宜上、
隣接する２個のデイテクタフアンデータを束ねて
これを加算平均する場合とする。
第５図に示すように、Ｘ線管４のＸ線曝射位置
0、1…の中心角はΔθであり、Δθ毎にデータ収
集が行なわれ、また、配列されるＸ線検出器１の
中心角はΔΨとする。したがつて、配列されるＸ
線検出器１の数は、2π／ΔΨ個である。各Ｘ線検
出器１の位置は、基準位置doに対し、Ψ＝
2mΔΨとΨ＝（2m＋１）ΔΨとで表わすことがで
きる。次いで仮想的なＸ線検出器の位置Ψ＝
2m＋（2m＋１）／２ΔΨ＝（2m＋１／２）ΔΨに設定す る。そして、この仮想的Ｘ線検出器の位置をフア
ンの要とする、補間デイテクタフアンデータＰ
（2m＋１／２、ｋ）を次のようにして得る。なお、 ｍは、０、１、２…の整数である。
0、1…の中心角はΔθであり、Δθ毎にデータ収
集が行なわれ、また、配列されるＸ線検出器１の
中心角はΔΨとする。したがつて、配列されるＸ
線検出器１の数は、2π／ΔΨ個である。各Ｘ線検
出器１の位置は、基準位置doに対し、Ψ＝
2mΔΨとΨ＝（2m＋１）ΔΨとで表わすことがで
きる。次いで仮想的なＸ線検出器の位置Ψ＝
2m＋（2m＋１）／２ΔΨ＝（2m＋１／２）ΔΨに設定す る。そして、この仮想的Ｘ線検出器の位置をフア
ンの要とする、補間デイテクタフアンデータＰ
（2m＋１／２、ｋ）を次のようにして得る。なお、 ｍは、０、１、２…の整数である。
デイテクタフアンデータを構成する離散的デー
タ数はＮ（整数）個とする。このＮは、Ｘ線管４
とＸ線検出器１との距離（FDD）、Ｘ線管４と撮
影領域中心との距離（FCD）、撮影領域およびΔθ
により定まる定数である。2m番目（あるいは2m
＋１番目）のＸ線検出器位置を要とするデイテク
タフアンを構成するＮ個のデータの各々は、第６
図に示すように、θ＝π−（Ｎ−１）Δθ／２＋kΔθ ＋2mΔΨ（あるいは、θ＝π−（Ｎ−１）Δθ／２＋ kΔθ＋（2m＋１）ΔΨ）、ｋ＝０、１、２、…、
（Ｎ−１）にて採取されたデータである。このデ
ータをＤ（2m、ｋ）〔あるいはＤ（2m＋１、ｋ）〕
と表わす。さて、Ψ＝2mΔΨとΨ＝（2m＋１）
ΔΨの中点に仮想するＸ線検出器位置を要とする
補間デイテクタフアンデータをＰ（2m＋１／２、ｋ） とすると、Ｐ（2m＋１／２、ｋ）は次の計算式によ り算出することができる。
タ数はＮ（整数）個とする。このＮは、Ｘ線管４
とＸ線検出器１との距離（FDD）、Ｘ線管４と撮
影領域中心との距離（FCD）、撮影領域およびΔθ
により定まる定数である。2m番目（あるいは2m
＋１番目）のＸ線検出器位置を要とするデイテク
タフアンを構成するＮ個のデータの各々は、第６
図に示すように、θ＝π−（Ｎ−１）Δθ／２＋kΔθ ＋2mΔΨ（あるいは、θ＝π−（Ｎ−１）Δθ／２＋ kΔθ＋（2m＋１）ΔΨ）、ｋ＝０、１、２、…、
（Ｎ−１）にて採取されたデータである。このデ
ータをＤ（2m、ｋ）〔あるいはＤ（2m＋１、ｋ）〕
と表わす。さて、Ψ＝2mΔΨとΨ＝（2m＋１）
ΔΨの中点に仮想するＸ線検出器位置を要とする
補間デイテクタフアンデータをＰ（2m＋１／２、ｋ） とすると、Ｐ（2m＋１／２、ｋ）は次の計算式によ り算出することができる。
Ｐ（2m＋１／２、ｋ）＝１／２｛Ｄ（2m、
ｋ）＋Ｄ（2m＋１、ｋ）｝……(1) 補間演算手段７Ｃは、全てのデイテクタフアン
につき、第１式に従つて、ｍ＝０からｍ＝π／ΔΨ −１まで補間演算を行なう。
ｋ）＋Ｄ（2m＋１、ｋ）｝……(1) 補間演算手段７Ｃは、全てのデイテクタフアン
につき、第１式に従つて、ｍ＝０からｍ＝π／ΔΨ −１まで補間演算を行なう。
さらに、補間演算手段７Ｃは、補間演算により
得られた補間デイテクタフアンデータを、書き込
み／読み出し手段７Ａを介して磁気デイスク８に
転送し、補間演算に使用したデイテクタフアンデ
ータは出力しない（放棄する）ように構成されて
いる。
得られた補間デイテクタフアンデータを、書き込
み／読み出し手段７Ａを介して磁気デイスク８に
転送し、補間演算に使用したデイテクタフアンデ
ータは出力しない（放棄する）ように構成されて
いる。
転送手段７Ｄは、書き込み／読み出し手段７Ａ
を介して、磁気デイスク８に書き込まれた補間デ
イテクタフアンデータを順次に読み出して前記画
像再構成装置１０に転送するように構成される。
なお、この発明においては、転送手段７Ｄを省略
し、磁気デイスク８に書き込まれた補間デイテク
タフアンデータを前記書き込み／読み出し手段７
Ａにより直ちに前記画像再構成装置１０に読み出
すようにしてもよい。
を介して、磁気デイスク８に書き込まれた補間デ
イテクタフアンデータを順次に読み出して前記画
像再構成装置１０に転送するように構成される。
なお、この発明においては、転送手段７Ｄを省略
し、磁気デイスク８に書き込まれた補間デイテク
タフアンデータを前記書き込み／読み出し手段７
Ａにより直ちに前記画像再構成装置１０に読み出
すようにしてもよい。
次に、以上構成の作用について第３図示のフロ
ーと共に説明する。
ーと共に説明する。
第１図および第５図に示すように、Ｘ線管４が
その円周軌道上を回転しつつ各Ｘ線曝射位置0、
1…で被検体２に向つてＸ線フアンビーム３を曝
射する。被検体２を透過したＸ線フアンビーム３
はＸ線検出器１で検出され、Ｘ線検出器１より出
力されるデータはデータ収集装置６で収集され
る。データ収集装置６は、各Ｘ線曝射位置0、1
…で曝射されるＸ線フアンビームを入射する複数
のＸ線検出器１より出力される複数のデータより
なるデータ群を一まとめにして収集し、これをソ
ースフアンデータとして2π／Δθ個のソースフア
ンデータを順次にコンピユータ７に出力する。コ
ンピユータ７においては、第２図および第３図に
示すように、書き込み／読み出し手段７Ａにより
順次に送られてくるソースフアンデータを磁気デ
イスク８に書き込む。次いで、書き込み／読み出
し手段７Ａは、磁気デイスク８に一旦書き込んだ
ソースフアンデータを順次にデータ再配列手段７
Ｂに読み出す。データ再配列手段７Ｂは、2π／
Δθ個のソースフアンデータを、第４図に示すよ
うにＸ線検出器位置dnを扇の要としてＮ個の離
散的データよりなる2π／ΔΨ個のデイテクタフア
ンデータに再配列し、書き込み／読み出し手段７
Ａを介して2π／ΔΨ個のデイテクタフアンデータ
を磁気デイスク８に書き込む。次いで、書き込
み／読み出し手段７Ａにより2π／ΔΨ個のデイテ
クタフアンデータを補間演算手段７Ｃに読み出
す。補間演算手段７Ｃは、隣接するデイテクタフ
アンデータＤ（2m、ｋ）およびＤ（2m＋１、ｋ）
により、第７図に示すようにＸ線検出器位置d2n
とd2n+1の中点を扇の要とする補間デイテクタフ
アンデータＰ（2m＋１／２、ｋ）を第１式に従つて 算出する。この補間計算は、デイテクタフアンデ
ータＤ（2m、ｋ）とＤ（2m＋１、ｋ）のいわば相
加平均を算出するものである。得られる補間デイ
テクタフアンデータは、第２式に示すＮ個のデー
タθ（2m＋１／２、ｋ）よりなるデータ群である。
その円周軌道上を回転しつつ各Ｘ線曝射位置0、
1…で被検体２に向つてＸ線フアンビーム３を曝
射する。被検体２を透過したＸ線フアンビーム３
はＸ線検出器１で検出され、Ｘ線検出器１より出
力されるデータはデータ収集装置６で収集され
る。データ収集装置６は、各Ｘ線曝射位置0、1
…で曝射されるＸ線フアンビームを入射する複数
のＸ線検出器１より出力される複数のデータより
なるデータ群を一まとめにして収集し、これをソ
ースフアンデータとして2π／Δθ個のソースフア
ンデータを順次にコンピユータ７に出力する。コ
ンピユータ７においては、第２図および第３図に
示すように、書き込み／読み出し手段７Ａにより
順次に送られてくるソースフアンデータを磁気デ
イスク８に書き込む。次いで、書き込み／読み出
し手段７Ａは、磁気デイスク８に一旦書き込んだ
ソースフアンデータを順次にデータ再配列手段７
Ｂに読み出す。データ再配列手段７Ｂは、2π／
Δθ個のソースフアンデータを、第４図に示すよ
うにＸ線検出器位置dnを扇の要としてＮ個の離
散的データよりなる2π／ΔΨ個のデイテクタフア
ンデータに再配列し、書き込み／読み出し手段７
Ａを介して2π／ΔΨ個のデイテクタフアンデータ
を磁気デイスク８に書き込む。次いで、書き込
み／読み出し手段７Ａにより2π／ΔΨ個のデイテ
クタフアンデータを補間演算手段７Ｃに読み出
す。補間演算手段７Ｃは、隣接するデイテクタフ
アンデータＤ（2m、ｋ）およびＤ（2m＋１、ｋ）
により、第７図に示すようにＸ線検出器位置d2n
とd2n+1の中点を扇の要とする補間デイテクタフ
アンデータＰ（2m＋１／２、ｋ）を第１式に従つて 算出する。この補間計算は、デイテクタフアンデ
ータＤ（2m、ｋ）とＤ（2m＋１、ｋ）のいわば相
加平均を算出するものである。得られる補間デイ
テクタフアンデータは、第２式に示すＮ個のデー
タθ（2m＋１／２、ｋ）よりなるデータ群である。
θ（2m＋１／２、ｋ）＝｛（π−Ｎ−１／２Δθ＋k
Δθ＋2mΔΨ）＋（π＋Ｎ−１／２Δθ＋kΔθ ＋（2m＋１）ΔΨ｝×１／２＝π−Ｎ−１／２Δθ
＋kΔθ＋（2m＋１／２）ΔΨ……(2) 得られる補間デイテクタフアンデータは、書き
込み／読み出し手段７Ａを介して磁気デイスク８
に書き込む。このとき、書き込み／読み出し手段
７Ａは、補間処理に使用したデイテクタフアンデ
ータを磁気デイスク８に転送せず、そのデイテク
タフアンデータを放棄する。磁気デイスク８に書
き込まれた補間デイテクタフアンデータは、書き
込み／読み出し手段７Ａにより読み出され、転送
手段７Ｄにより画像再構成装置１０に転送され
る。再像再構成装置１０は、転送された補間デイ
テクタフアンデータにより被検体の断層像を再構
成する。再構成された断層像は、画像表示装置１
１により表示される。
Δθ＋2mΔΨ）＋（π＋Ｎ−１／２Δθ＋kΔθ ＋（2m＋１）ΔΨ｝×１／２＝π−Ｎ−１／２Δθ
＋kΔθ＋（2m＋１／２）ΔΨ……(2) 得られる補間デイテクタフアンデータは、書き
込み／読み出し手段７Ａを介して磁気デイスク８
に書き込む。このとき、書き込み／読み出し手段
７Ａは、補間処理に使用したデイテクタフアンデ
ータを磁気デイスク８に転送せず、そのデイテク
タフアンデータを放棄する。磁気デイスク８に書
き込まれた補間デイテクタフアンデータは、書き
込み／読み出し手段７Ａにより読み出され、転送
手段７Ｄにより画像再構成装置１０に転送され
る。再像再構成装置１０は、転送された補間デイ
テクタフアンデータにより被検体の断層像を再構
成する。再構成された断層像は、画像表示装置１
１により表示される。
以上のように、コンピユータ７で補間処理をす
ることによりデイテクタフアンデータ数の1/2で
ある補間デイテクタフアンデータを得て、この補
間デイテクタフアンデータにより画像再構成をす
るので、画像再構成処理時間を大幅に短縮するこ
とができる。換言すると、画像再構成の迅速化を
図ることができる。
ることによりデイテクタフアンデータ数の1/2で
ある補間デイテクタフアンデータを得て、この補
間デイテクタフアンデータにより画像再構成をす
るので、画像再構成処理時間を大幅に短縮するこ
とができる。換言すると、画像再構成の迅速化を
図ることができる。
なお、補間処理によつてデータ量が1/2に減少
しても、得られる断層像の空間解像力は殆んど損
なわれることがない。このことを、以下に例証す
る。
しても、得られる断層像の空間解像力は殆んど損
なわれることがない。このことを、以下に例証す
る。
先ず、ΔθおよびΔΨは、一般に微少量であるか
ら、ｋ＝０、１、２、…、（Ｎ−１）の各々につ
いて、Ｄ（2m、ｋ）とＤ（2m＋１、ｋ）との仮想
的なＸ線ビームの交わる点x1、…、xoは、第８図
に示すように、視野中心ｙと仮想的なＸ線検出器
位置d2n、d2n+1とを直径の両端とする円周上に位
置することとなる。なお、第８図において、１４
で示すのは複数のＸ線検出器１が配列される円を
示し、１５で示すのはＸ線管４が回転する円周軌
道を示し、１６で示すのはＸ線フアンビーム３に
よる撮影領域を示す。視野中心ｙでは、その位置
で交差するデータを選んで組み合わせているので
あるから、補間処理による画像のボケの原因は生
じない。その他の交点についても同様である。補
間処理によるボケは、Ｘ線ビームに直交する空間
周波数成分に対して生じるのである。そのような
ボケは、第８図において、新たに生成した破線で
示す仮想Ｘ線ビームと、真に計測される、実線で
示すＸ線ビームとの距離に比例する。この距離
は、仮想Ｘ線ビームに垂直の方向について計測さ
れる。したがつて、第８図において、点ａの近傍
で補間処理による影響が最大であることは、容易
に推察できる。簡単化のためにＮは奇数であると
すると、点ａでの実線で示すＸ線ビーム（データ
Ｄ（2m、Ｎ／２−１）とＤ（2m＋１、Ｎ／２−１）とを 与える。）間の距離は、Ｒ・ΔΨである。なお、
Ｒは撮影領域１６の半径である。したがつて、補
間処理による新たな仮想データは、真にその位置
で測定されたものではなく、±Ｒ／２ΔΨだけずれた 位置で測定されたものの和が使用されていること
になる。
ら、ｋ＝０、１、２、…、（Ｎ−１）の各々につ
いて、Ｄ（2m、ｋ）とＤ（2m＋１、ｋ）との仮想
的なＸ線ビームの交わる点x1、…、xoは、第８図
に示すように、視野中心ｙと仮想的なＸ線検出器
位置d2n、d2n+1とを直径の両端とする円周上に位
置することとなる。なお、第８図において、１４
で示すのは複数のＸ線検出器１が配列される円を
示し、１５で示すのはＸ線管４が回転する円周軌
道を示し、１６で示すのはＸ線フアンビーム３に
よる撮影領域を示す。視野中心ｙでは、その位置
で交差するデータを選んで組み合わせているので
あるから、補間処理による画像のボケの原因は生
じない。その他の交点についても同様である。補
間処理によるボケは、Ｘ線ビームに直交する空間
周波数成分に対して生じるのである。そのような
ボケは、第８図において、新たに生成した破線で
示す仮想Ｘ線ビームと、真に計測される、実線で
示すＸ線ビームとの距離に比例する。この距離
は、仮想Ｘ線ビームに垂直の方向について計測さ
れる。したがつて、第８図において、点ａの近傍
で補間処理による影響が最大であることは、容易
に推察できる。簡単化のためにＮは奇数であると
すると、点ａでの実線で示すＸ線ビーム（データ
Ｄ（2m、Ｎ／２−１）とＤ（2m＋１、Ｎ／２−１）とを 与える。）間の距離は、Ｒ・ΔΨである。なお、
Ｒは撮影領域１６の半径である。したがつて、補
間処理による新たな仮想データは、真にその位置
で測定されたものではなく、±Ｒ／２ΔΨだけずれた 位置で測定されたものの和が使用されていること
になる。
したがつて、一般に次の事柄が成立する。
方向ｘに分布する関数Ｐ（ｘ）をフーリエ変換
して、その空間周波数成分Ｆ（）を第３式によ
り定める。
して、その空間周波数成分Ｆ（）を第３式によ
り定める。
Ｆ（）＝∫∞ -∞（ｘ）e-i2〓xdx ……(3)
この関数Ｐ（ｘ）をｘ方向にｔだけずらした関
数P1（ｘ）＝Ｐ（ｘ−ｔ）のフーリエ変換は、推移
定理により第４式で表わすことができる。
数P1（ｘ）＝Ｐ（ｘ−ｔ）のフーリエ変換は、推移
定理により第４式で表わすことができる。
F1（）＝Ｆ（）e-i2〓t ……(4)
同様に−ｔだけずらすと、P2（ｘ）＝Ｐ（ｘ＋
ｔ）のフーリエ変換は、第５式により表わすこと
ができる。
ｔ）のフーリエ変換は、第５式により表わすこと
ができる。
F2（）＝Ｆ（）ei2〓t ……(5)
さて、関数Ｐ（ｘ）が測定されず、実際に測定
されたのはP1（ｘ）およびP2（ｘ）である。これ
より、Ｐ（ｘ）をP1（ｘ）とP2（ｘ）との平均値を
取る補間を行なう。この推定値P^（ｘ）は、P^（ｘ）
＝１／２｛P1（ｘ）＋P2（ｘ）｝とする。その空間周波 数成分F^（）を第６式により表わすことができ
る。
されたのはP1（ｘ）およびP2（ｘ）である。これ
より、Ｐ（ｘ）をP1（ｘ）とP2（ｘ）との平均値を
取る補間を行なう。この推定値P^（ｘ）は、P^（ｘ）
＝１／２｛P1（ｘ）＋P2（ｘ）｝とする。その空間周波 数成分F^（）を第６式により表わすことができ
る。
F^（）＝１／２〔e-i2〓t＋ei2〓t〕Ｆ
（）＝cos2πt・Ｆ（）……(6) すなわち、真の空間周波数成分Ｆ（）に対し、
cos2πtなるフイルタがかかつていることになる。
第８図において、点ａ近傍の（2m＋１／２）ΔΨ＋ π／２の方向での空間周波数成分は、＋Ｒ／２ΔΨと− Ｒ／２ΔΨとだけずれた点で計測されたデータより、 その平均値を計算したものであるから、やはり
cos2π（Ｒ／２ΔΨ）なるフイルタがかかつている。
（）＝cos2πt・Ｆ（）……(6) すなわち、真の空間周波数成分Ｆ（）に対し、
cos2πtなるフイルタがかかつていることになる。
第８図において、点ａ近傍の（2m＋１／２）ΔΨ＋ π／２の方向での空間周波数成分は、＋Ｒ／２ΔΨと− Ｒ／２ΔΨとだけずれた点で計測されたデータより、 その平均値を計算したものであるから、やはり
cos2π（Ｒ／２ΔΨ）なるフイルタがかかつている。
ここで、次のような諸元を有するＳ−Ｒ型Ｘ線
CT装置を想定する。
CT装置を想定する。
Ｘ線検出器 1200個
ΔΨ 5.2mrad.
FCD 700mm
FDD 1800mm
Ｘ線焦点 無限少に近似
Ｘ線検出器開口幅 5.7mm
MTF（モジユレーシヨン トランスフアー フ
アンクシヨン）は、ΔθがΔΨより充分に小さいと
すると、近似的に第７式で表わされ、このカツト
オフ周波数は0.45line−pair／mm MTF（）＝sin（π700／1800×5.7）／π700／1
800×5.7 ＝sin（2.22π）／2.22π ……(7) であり、そのプロフイルは第９図に示すとおりと
なる。一方、有効視野半径を160mmとして、前述
の例のように２つのデイテクタフアンデータから
１つの補間デイテクタフアンデータを作ると、最
悪のボケは、第８式のフイルタ関数で表わすこと
ができ、そのプロフイルは第１０図に示すとおり
となる。
アンクシヨン）は、ΔθがΔΨより充分に小さいと
すると、近似的に第７式で表わされ、このカツト
オフ周波数は0.45line−pair／mm MTF（）＝sin（π700／1800×5.7）／π700／1
800×5.7 ＝sin（2.22π）／2.22π ……(7) であり、そのプロフイルは第９図に示すとおりと
なる。一方、有効視野半径を160mmとして、前述
の例のように２つのデイテクタフアンデータから
１つの補間デイテクタフアンデータを作ると、最
悪のボケは、第８式のフイルタ関数で表わすこと
ができ、そのプロフイルは第１０図に示すとおり
となる。
Ｆ（）＝cos（πRΔΨ）＝cos（0.832π）……(8
) このように、Ｆ（）はＸ線検出開口幅による
MTFを充分に上まわつている。したがつて、画
像再構成処理に必要なデータ量を半減したにもか
かわらず、得られる空間解像力はさほど損なわれ
てはいないのである。
) このように、Ｆ（）はＸ線検出開口幅による
MTFを充分に上まわつている。したがつて、画
像再構成処理に必要なデータ量を半減したにもか
かわらず、得られる空間解像力はさほど損なわれ
てはいないのである。
以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲内で適宜
に変形して実施することができるのはいうまでも
ない。
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲内で適宜
に変形して実施することができるのはいうまでも
ない。
第２の実施例として、補間演算手段を３個以上
のデイテクタフアンデータから１個の補間デイテ
クタフアンデータを算出するように構成してもよ
い。このようにすると、空間解像力をやや犠牲に
することにはなるが、画像再構成に使用するデー
タ量を低減をさらに図ることができる。なお、３
個のデイテクタフアンデータＤ（3m、ｋ）、Ｄ
（3m＋１、ｋ）、Ｄ（3m＋２、ｋ）を使用する場
合、補間デイテクタフアンデータＰ（3m＋１、
ｋ）は第９式に従つて計算される。
のデイテクタフアンデータから１個の補間デイテ
クタフアンデータを算出するように構成してもよ
い。このようにすると、空間解像力をやや犠牲に
することにはなるが、画像再構成に使用するデー
タ量を低減をさらに図ることができる。なお、３
個のデイテクタフアンデータＤ（3m、ｋ）、Ｄ
（3m＋１、ｋ）、Ｄ（3m＋２、ｋ）を使用する場
合、補間デイテクタフアンデータＰ（3m＋１、
ｋ）は第９式に従つて計算される。
Ｐ（3m＋１、ｋ）＝１／３｛Ｄ（3m、ｋ）＋Ｄ（3m
＋１、ｋ）＋Ｄ（3m＋２、ｋ）｝……(9) この場合、補間処理によるボケは、第10式によ
り表わされる。
＋１、ｋ）＋Ｄ（3m＋２、ｋ）｝……(9) この場合、補間処理によるボケは、第10式によ
り表わされる。
Ｆ（）＝１／３｛１＋2cos（2πRΔΨ）｝……(10)
第３の実施例として、補間演算手段を、ソース
フアンデータを直に補間処理して補間ソースフア
ンデータを算出するように構成してもよい。第３
の実施例においては、再配列手段を省略し、得ら
れる補間ソースフアンデータにより画像再構成処
理をすることとなり、補間処理によるボケを少な
くしつつ、画像再構成処理に要するデータ量を削
減することができる。
フアンデータを直に補間処理して補間ソースフア
ンデータを算出するように構成してもよい。第３
の実施例においては、再配列手段を省略し、得ら
れる補間ソースフアンデータにより画像再構成処
理をすることとなり、補間処理によるボケを少な
くしつつ、画像再構成処理に要するデータ量を削
減することができる。
この発明によると、画像再構成に要するデータ
量を1/2以下に低減して、画像の劣化を防止しつ
つ、画像再構成処理時間の短縮を図ることができ
る。
量を1/2以下に低減して、画像の劣化を防止しつ
つ、画像再構成処理時間の短縮を図ることができ
る。
第１図はこの発明の一実施例であるＳ−Ｒ型Ｘ
線CT装置を示すブロツク図、第２図は前記第１
図におけるコンピユータの機能を示すブロツク図
および第３図は前記第１図におけるコンピユータ
による処理手順を示すフロー図、第４図はデイテ
クタフアンデータを与えるデイテクタフアンを示
す説明図、第５図はＸ線検出器位置とＸ線曝射位
置との関係を示す説明図、第６図はデイテクタフ
アンデータを構成する各データを与えるＸ線ビー
ムよりなるデイテクタフアンを示す説明図、第７
図は隣接するデイテクタフアンデータを与えるデ
イテクタフアンビームと補間デイテクタフアンデ
ータを与えるデイテクタフアンビームとを示す説
明図、第８図は補間処理により生ずるボケを計算
するための説明図、第９図はデイテクタフアンデ
ータにより画像再構成をする場合のMTFのプロ
フイルを示す特性図、および、第１０図は補間デ
イテクタフアンデータにより画像再構成をする場
合のMTFのプロフイルを示す特性図である。 １……Ｘ線検出器、２……被検体、３……Ｘ線
フアンビーム、４……Ｘ線管、７……補間演算手
段、１０……画像再構成装置。
線CT装置を示すブロツク図、第２図は前記第１
図におけるコンピユータの機能を示すブロツク図
および第３図は前記第１図におけるコンピユータ
による処理手順を示すフロー図、第４図はデイテ
クタフアンデータを与えるデイテクタフアンを示
す説明図、第５図はＸ線検出器位置とＸ線曝射位
置との関係を示す説明図、第６図はデイテクタフ
アンデータを構成する各データを与えるＸ線ビー
ムよりなるデイテクタフアンを示す説明図、第７
図は隣接するデイテクタフアンデータを与えるデ
イテクタフアンビームと補間デイテクタフアンデ
ータを与えるデイテクタフアンビームとを示す説
明図、第８図は補間処理により生ずるボケを計算
するための説明図、第９図はデイテクタフアンデ
ータにより画像再構成をする場合のMTFのプロ
フイルを示す特性図、および、第１０図は補間デ
イテクタフアンデータにより画像再構成をする場
合のMTFのプロフイルを示す特性図である。 １……Ｘ線検出器、２……被検体、３……Ｘ線
フアンビーム、４……Ｘ線管、７……補間演算手
段、１０……画像再構成装置。
Claims (1)
- １ 被検体の周囲を回動しつつＸ線フアンビーム
を発射するＸ線管と、円周上または円弧上に配列
されたＸ線フアンビームの検出可能な複数のＸ線
検出器と、Ｘ線検出器より出力されるデータを基
礎にして被検体の断層像を再構成する画像再構成
装置とを少なくとも有する第４世代Ｘ線CT装置
において、Ｘ線検出器より出力されるデータを蓄
積した蓄積手段に書き込まれているデータの配列
を検出器を中心としたフアン状のデータに再配列
するデータ再配列手段と、再配列されたデータに
つき、隣接する複数個のデータを束として取扱
い、各データの束に含まれる各データを加算平均
処理して１個の補間データを作成する補間演算手
段と、このようにして得られた各補間データに基
いて断層像を再構成する画像再構成手段とを設
け、再構成処理に供するデータ数を減少させたこ
とを特徴とする第４世代Ｘ線CT装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060169A JPS59183737A (ja) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | 第４世代ｘ線ｃｔ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060169A JPS59183737A (ja) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | 第４世代ｘ線ｃｔ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183737A JPS59183737A (ja) | 1984-10-18 |
| JPH0252501B2 true JPH0252501B2 (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=13134388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58060169A Granted JPS59183737A (ja) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | 第４世代ｘ線ｃｔ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183737A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4680709A (en) * | 1984-11-13 | 1987-07-14 | General Electric Company | Back projection image reconstruction apparatus and method |
| JP2534672B2 (ja) * | 1986-06-24 | 1996-09-18 | 株式会社東芝 | Ｘ線ｃｔ装置 |
| DE3785360T2 (de) * | 1986-09-30 | 1993-07-15 | Yokogawa Medical Syst | Rechnergestuetzter roentgen-tomograph. |
| JP2010169481A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toshiba Corp | Ｓｐｅｃｔ投影データ作成方法及びその装置並びにファンビームｓｐｅｃｔ処理装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5594240A (en) * | 1978-12-30 | 1980-07-17 | Shimadzu Corp | Computer tomographing device |
| JPS5697439A (en) * | 1979-12-31 | 1981-08-06 | Shimadzu Corp | Computer tomogram apparatus |
| JPS57183834A (en) * | 1981-05-01 | 1982-11-12 | Tokyo Shibaura Electric Co | Radioactive ray tomograph apparatus |
| JPS5819238A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | 株式会社日立メデイコ | Ｃｔ装置における検出デ−タ演算処理回路 |
| JPS58118735A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-14 | 株式会社東芝 | コンピユ−タ断層撮影装置 |
-
1983
- 1983-04-05 JP JP58060169A patent/JPS59183737A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59183737A (ja) | 1984-10-18 |
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