JPH0630927A - 放射線ctの高速逆投影演算を行う画像再構成方法と画像再構成装置 - Google Patents

放射線ctの高速逆投影演算を行う画像再構成方法と画像再構成装置

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JPH0630927A
JPH0630927A JP4190762A JP19076292A JPH0630927A JP H0630927 A JPH0630927 A JP H0630927A JP 4190762 A JP4190762 A JP 4190762A JP 19076292 A JP19076292 A JP 19076292A JP H0630927 A JPH0630927 A JP H0630927A
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JP
Japan
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data
backprojection
image
memory
data memory
Prior art date
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JP4190762A
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English (en)
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Un Chin
雲 沈
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GE Healthcare Japan Corp
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続的にスキャンを行って多くのイメージを
得る場合にも費用の増大を招くことはなく、多くのイメ
ージを短時間で得るための高速逆投影画像再構成方法と
その装置を実現することである。 【構成】 収集データメモリ21のデータを第1逆投影
演算器22でスキャン開始時からのデータを逐次逆投影
演算を行って第1逆投影データメモリ23に逐次格納す
る。第2逆投影演算器24は360°遅れて収集データ
メモリ21に格納されているスキャン開始時点からのデ
ータを逐次逆投影演算を行って第2逆投影データメモリ
25に格納する。上記各逆投影データメモリ23,25
からのデータは減算器26で減算されて任意のスライス
位置における逆投影データを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放射線CTの高速逆投影
演算を行う画像再構成装置とその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CTにおいて、被検体の周囲360°に
亘ってデータを収集し、これらのデータから画像再構成
することにより、被検体の断層像を得て表示することが
行われている。この画像再構成のアルゴリズムは大きく
分類して、逆投影法、逐次近似法、解析的方法とに分け
られる。
【0003】ここで、従来の逆投影法について説明す
る。この逆投影演算では通常360°毎に計算すること
によって画像データを得ている(360°毎に画像再構
成することをフルリコンといっており、180°毎に行
う場合をハーフリコンといっている)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】今、ヘリカルスキャン
を行う場合に、或るデーブル速度によって1秒間のスキ
ャンに対しテーブルの進む距離よりも小さいイメージピ
ッチを設定すると、重なった360°のデータが作成さ
れ、それを用いて逆投影演算によってイメージが得られ
る。
【0005】図6はテーブル速度を10mm/sとし、イメ
ージピッチを2.5mmとした時の1回転のスキャン時間
が1秒のヘリカルスキャンによって得られるデータの図
である。図において、(イ)図は連続回転により得られ
るデータと、画像再構成しようとするスライス位置にお
けるデータを示す図である。この例では、1回転のスキ
ャン時間が1秒で、テーブル速度が10mm/sなので、
2.5mm間隔のスライス位置は90°間隔になってい
る。(ロ)図は各スライス位置における収集データを示
している。即ち、スライス位置0mmにおいては、スキャ
ンの0°から360°までの360°の範囲のデータセ
ット1によりイメージNo.1の画像データが得られる。ス
ライス位置2.5mmでは、(イ)図のスキャンの90°
から450°に至る360°の範囲のデータを0°〜3
60°のデータセット2としてイメージNo.2の画像デー
タを得ている。同様にしてデータセット5までのデータ
を画像再構成して、イメージNo.3,イメージNo.4,イメ
ージNo.5の画像データを得ている。このように、2回転
のヘリカルスキャンによるデータによって、5個のデー
タセットが得られ、5個のイメージが5回の逆投影演算
を行うことによって得られる。
【0006】一般に1回の画像再構成に要する時間をt
とし、スキャン時間を1秒,テーブル速度をvmm/s,ピ
クセルサイズをpとして、n回転のデータを用いて画像
再構成を行うと、得られるイメージの数Nは次式のよう
になる。
【0007】N=(v/p)×(n−1)+1 従って画像再構成に要する時間Tは次式で得られる。 T=Nt={(v/p)×(n−1)+1}t v=10mm/s,p=0.5,n=11回転,t=10
秒とすると、 T={(10/0.5)×(11−1)+1}×10 =2010s=33.5min となる。即ち、ピクセルサイズと同じイメージ間ピッチ
で、10cmの間のスライスデータにより3D用のイメー
ジを得るためには33.5分の時間が必要となり、実用
的でない。これはヘリカルスキャンに限らず、同一位置
における連続スキャンにより、例えば、造影剤の動きを
見るような場合にも同様である。
【0008】この所要時間を減少するためには、各デー
タセット毎に逆投影演算用のCPUを並列に設置するこ
とが考えられるが、コストが増大して実用には限界があ
る。本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目
的は、連続的にスキャンを行って多くのイメージを得る
場合においても、費用の増大を制限しながら多くのイメ
ージを短時間で得るための高速逆投影画像再構成方法と
その装置を実現することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する第
1の発明は、連続スキャンにより得たデータを収集して
前処理後収集データメモリに格納し、このデータを逐次
読み出して第1の逆投影演算を行い、次に、1画像再構
成期間だけ遅れて前記収集データメモリに格納されてい
るデータ収集開始時からのデータについて第2の逆投影
演算を行い、前記第1の逆投影演算の結果のデータから
第2の逆投影演算の結果のデータを減じて必要な1画像
再構成期間の範囲の画像データを得ることを特徴とする
ものである。
【0010】第2の発明は、連続回転により収集したデ
ータに逆投影法を用いて画像再構成を行う放射CTの画
像再構成装置において、多回転スキャンにより得られ前
処理を受けた収集データを逐次格納する収集データメモ
リと、該収集データメモリから読み出されたデータを逐
次加算する第1の逆投影演算を行い、更に1画像再構成
期間遅れて前記収集データメモリに格納されているスキ
ャン開始時点からのデータを読み出して第2の逆投影演
算を行う逆投影演算手段と、前記第1の逆投影演算結果
のデータを格納する第1の逆投影データメモリと、前記
第2の逆投影演算の結果のデータを格納する第2の逆投
影データメモリと、前記第1の逆投影データメモリから
読み出されたデータと、前記第2の逆投影データメモリ
から読み出されたデータとの差を求める減算器とを具備
することを特徴とするものである。
【0011】
【作用】連続スキャンによるデータをスキャン開始時点
から収集データメモリに格納し、これをスキャン開始時
点から読み出して逆投影演算手段で第1の逆投影演算を
行って第1の逆投影データメモリに格納し、次に1画像
再構成期間だけ遅れて、前記収集データメモリに格納さ
れているデータ収集開始時点からのデータを逐次逆投影
演算して第2逆投影データメモリに格納する。格納され
た第1の逆投影データメモリのイメージから第2の逆投
影データメモリのイメージデータが減算器で減算され、
任意のスライス位置の逆投影データが出力される。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例をX線
CTについて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例
の画像再構成装置のブロック図、図2はこの画像再構成
装置を用いたX線CTのブロック図である。
【0013】図2において、1はX線CTを構成する構
成部分であるガントリで、X線管2と検出器3を被検体
の周囲で各種のスキャン方式に応じた動作をさせる。4
は被検体5を載置してガントリ1の内部に送り込むため
のテーブルである。ガントリ1のティルト,テーブル4
の移動等はテーブル・ガントリ制御装置6によって制御
される。
【0014】X線管2はX線管駆動発生制御装置7の制
御により回転停止及びX線の発生休止を行う。検出器3
は検出器駆動装置9の制御により被検体5の周囲を回転
する。X線管2の照射により被検体5を透過したX線は
検出器3で検出され、データ採集装置10でデータが採
集される。採集されたデータは画像再構成装置11に転
送される。 画像再構成装置11は入力されたデータに
逆投影演算を施こし、イメージを再構成する。再構成さ
れたイメージは表示装置12に表示され、或るいは、デ
ータ保存装置13に保存される。
【0015】データ保存装置13に保存されたイメージ
データは読み出されて3D構成装置14で集団検診に適
した3D像を形成され、その投影イメージは表示装置1
2で表示される。システム制御装置15は上記各装置の
動作及びそのタイミングを制御する。
【0016】次に、本実施例の画像再構成装置11の行
う逆投影法による画像再構成の方法を図1の画像再構成
装置11のブロック図により説明する。図において、図
2と同一の部分には同一の符号を付してある。21はデ
ータ採集装置10が採集した複数回転によるスキャンデ
ータを、すべて生のデータのまま格納する収集データメ
モリである。
【0017】22はデータ採集装置10が採集したスキ
ャン開始からの生データを収集データメモリ21から読
み出して次々と加算する第1逆投影演算器で、そのデー
タは第1逆投影データメモリ23に格納される。
【0018】24は収集データメモリ21に格納されて
いるデータの内、1回転目が終った後、第1逆投影演算
器22で演算されるデータから360°(フルリコンの
場合)遅れたデータを逐次加算する第2逆投影演算器
で、この演算結果は第2逆投影データメモリ25に格納
される。26は第1逆投影データメモリ23に格納され
ているデータと第2逆投影データメモリ25に格納され
ているデータとが入力されて、前者から後者を各同一ス
キャン角度毎に減ずる減算器である。
【0019】次に上記のように構成された画像再構成装
置11の動作を図3のタイムチャートを参照しながら説
明する。図3において、(イ)図は、スキャンによりデ
ータ採集装置10が採集し、収集データメモリ21に格
納される生データの格納のタイミングを示す図で、時刻
t1 でスキャンを開始し、時刻t2 で2回転目、時刻t
3 で3回転目に入っていることを示している。
【0020】(ロ)図は、第1逆投影演算器22で演算
され、第1逆投影データメモリ23に格納されるイメー
ジデータI1 のタイミングを示す図で、スキャン角度0
°から360°に至る1回転目では生データAのイメー
ジデータA1 、360°から720°に至る2回転目で
は生データAと生データBのイメージデータA1 とB 1
が逐次加算されたA1 +B1 ,720°か1080°で
は生データA,B,CのイメージデータA1 ,B1 ,C
1 が逐次加算されたイメージデータA1 +B1+C1 が
示されている。
【0021】(ハ)図は、第2逆投影演算器24で演算
され、第2逆投影データメモリ25に格納されるイメー
ジデータI2 のタイミングを示す図で、第1逆投影演算
器22による演算開始時刻t1 から1回転分即ち360
°遅れて収集データメモリ21から生データAを読み出
して逆投影演算を行って第2逆投影データメモリ25に
格納するイメージデータI2 のタイミングを示す図で、
2回転目の始まる時刻t2 から生データAをイメージデ
ータA1 に演算し、時刻t3 から生データBをイメージ
データB1 に演算しながらイメージデータA1 に加算し
てイメージデータA1 +B1 を算出している状態を示し
ている。
【0022】(ニ)図は、(ロ)図のイメージデータI
1 から(ハ)図のイメージデータI 2 を減じたイメージ
データI3 の図で、各回転角度におけるデータから、そ
のまま逆投影演算されたイメージデータが得られる状態
を示している。
【0023】図4は図3に示した各データをスキャン角
度を基準として描いた図で、(イ)図、(ロ)図は図3
と同様である。(ハ)図は第1逆投影演算器22の演算
開始から360°遅れてスキャン角度0°の生データA
を演算してイメージデータA 1 を算出し、スキャン角度
360°からスキャン角度α2 迄演算してイメージデー
タA1 +B1 を算出する状態を示している。
【0024】(ニ)図は、減算器26でイメージデータ
I1 からイメージデータI2 を減算し、スキャン角度α
2 からスキャン角度α1 迄の360°に亘るデータI3
が出力される状態を示している。
【0025】図5は図6に示す従来の場合との比較によ
り、同じイメージデータを得る場合の説明図である。図
において、(イ)図は図4の(ロ)図のα1 を450°
とし、(ロ)図は図(4)の(ハ)図のα2 を90°と
した図である。減算器26から得られる出力は(ハ)図
のイメージデータI3 で、これは図6の(ロ)図のデー
タセット2から成るイメージNo.2と同じデータであっ
て、画像再構成するスライス位置を2.5mm位置の逆投
影演算角度は、この例のようにα1 =α2 +360°=
450°となる。
【0026】以上説明したように本実施例によれば、2
台の逆投影演算器と2個の逆投影データメモリを用いる
ことによって、任意の時刻において、各回転のスキャン
によって得られるデータを逆投影演算して得たイメージ
データが常に求められ、この再構成に要する時間はイメ
ージの枚数とは無関係であって、所要時間はスキャンの
回転の回数で決まるものである。つまり、従来の通常の
スキャンと同じ再構成時間で、極めて小さいピクセル単
位の極めて多数のイメージデータを得ることができ、こ
れを用いて短時間で良い画質の3次元のヘリカルスキャ
ンによるイメージを得ることができる。又、連続回転の
ダイナミックCTにおいて、実時間で造影剤の造影効果
を観測することが可能になる。
【0027】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。 実施例では360°のフルリコンで説明したが、1
80°のハーフリコンでも差し支えない。 逆投影演算器は2台の場合で説明したが、1台の逆
投影演算器を用いて時分割で演算し、第1,第2の逆投
影データメモリにそれぞれ格納するようにしてもよい。 上記の説明はX線CTについて行ったが、アイソト
ープ等放射性元素を用いたエミッションCTにも用いる
ことができる。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、逆投影演算手段の数を制限して費用の増大を抑えな
がら多くのイメージを短時間で得ることができるように
なり、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の画像再構成装置の構成のブ
ロック図である。
【図2】本発明の画像再構成装置を用いたX線CTのブ
ロック図である。
【図3】画像再構成装置の逆投影演算のタイムチャート
である。
【図4】画像再構成装置のスキャン角度を基準とした逆
投影演算のタイムチャートである。
【図5】スライス位置2.5mmのイメージデータを得る
場合の動作のタイムチャートである。
【図6】従来のX線CTのヘリカルスキャンによるスラ
イス間隔の2.5mmの場合のデータの図である。
【符号の説明】
11 画像再構成装置 21 収集データメモリ 22 第1逆投影演算器 23 第1逆投影データメモリ 24 第2逆投影演算器 25 第2逆投影データメモリ 26 減算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続スキャンにより得たデータを収集し
    て前処理後収集データメモリに格納し、このデータを逐
    次読み出して第1の逆投影演算を行い、次に、1画像再
    構成期間だけ遅れて前記収集データメモリに格納されて
    いるデータ収集開始時からのデータについて第2の逆投
    影演算を行い、前記第1の逆投影演算の結果のデータか
    ら第2の逆投影演算の結果のデータを減じて必要な1画
    像再構成期間の範囲の画像データを得ることを特徴とす
    る放射線CTの高速逆投影演算を行う画像再構成方法。
  2. 【請求項2】 連続回転により収集したデータに逆投影
    法を用いて画像再構成を行う放射CTの画像再構成装置
    において、 多回転スキャンにより得られ前処理を受けた収集データ
    を逐次格納する収集データメモリ(21)と、 該収集データメモリ(21)から読み出されたデータを
    逐次加算する第1の逆投影演算を行い、更に1画像再構
    成期間遅れて前記収集データメモリ(21)に格納され
    ているスキャン開始時点からのデータを読み出して第2
    の逆投影演算を行う逆投影演算手段(22,24)と、 前記第1の逆投影演算結果のデータを格納する第1の逆
    投影データメモリ(23)と、 前記第2の逆投影演算の結果のデータを格納する第2の
    逆投影データメモリ(25)と前記第1の逆投影データ
    メモリ(23)から読み出されたデータと、前記第2の
    逆投影データメモリ(25)から読み出されたデータと
    の差を求める減算器(26)とを具備することを特徴と
    する放射線CTの高速逆投影演算を行う画像再構成装
    置。
JP4190762A 1992-07-17 1992-07-17 放射線ctの高速逆投影演算を行う画像再構成方法と画像再構成装置 Pending JPH0630927A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003528683A (ja) * 2000-03-30 2003-09-30 ザ、ボード、オブ、トラスティーズ、オブ、ザ、ユニバシティー、オブ、イリノイ 3dラドン変換のための高速階層的逆投影方法
JP2009500114A (ja) * 2005-07-08 2009-01-08 ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン 高度に限定されたイメージの再構成法
JP2009500115A (ja) * 2005-07-08 2009-01-08 ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン Ct画像の逆投影再構成法
JP2013166018A (ja) * 2007-07-25 2013-08-29 Toshiba Corp X線コンピュータ断層撮影装置

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