JPH0824676B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
Ｘ線ｃｔ装置Info
- Publication number
- JPH0824676B2 JPH0824676B2 JP61228237A JP22823786A JPH0824676B2 JP H0824676 B2 JPH0824676 B2 JP H0824676B2 JP 61228237 A JP61228237 A JP 61228237A JP 22823786 A JP22823786 A JP 22823786A JP H0824676 B2 JPH0824676 B2 JP H0824676B2
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- Japan
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- ray
- channel
- detector
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、被検体のCT像を得るＸ線CT装置に関するも
のである。
のである。
（従来の技術） Ｘ線CT技術は、偏平な扇状の広がり角を有するファン
状Ｘ線を曝射するＸ線源（Ｘ線管）と、このＸ線を検出
する複数のＸ線検出セルを並設してなるＸ線検出器とを
被検体を挟んで対向させ、かつこれらＸ線管及びＸ線検
出器を前記被検体を中心に互いに同方向に同一角速度で
回転移動させて、被検体断面上の種々の方向についての
Ｘ線投影データを収集し、十分なデータを収集した後、
このデータを電子計算機で解析し被検体断面の個個の位
置に対応するＸ線吸収率を算出して、その吸収率に応じ
た階調度を与えて前記被検体断面における画像情報を再
構成するようにしたものであり、軟質組織から硬質組織
に至るまでほぼ明確な断層像が得られる。
状Ｘ線を曝射するＸ線源（Ｘ線管）と、このＸ線を検出
する複数のＸ線検出セルを並設してなるＸ線検出器とを
被検体を挟んで対向させ、かつこれらＸ線管及びＸ線検
出器を前記被検体を中心に互いに同方向に同一角速度で
回転移動させて、被検体断面上の種々の方向についての
Ｘ線投影データを収集し、十分なデータを収集した後、
このデータを電子計算機で解析し被検体断面の個個の位
置に対応するＸ線吸収率を算出して、その吸収率に応じ
た階調度を与えて前記被検体断面における画像情報を再
構成するようにしたものであり、軟質組織から硬質組織
に至るまでほぼ明確な断層像が得られる。
ところで、近年、Ｘ線CT装置においては、異なる線質
のＸ線で複数回撮影してより多くの情報を得、さらにデ
ータの差分等の計算処理によりメタルピンアーチファク
ト除去などの補正や各種情報抽出が行われている。
のＸ線で複数回撮影してより多くの情報を得、さらにデ
ータの差分等の計算処理によりメタルピンアーチファク
ト除去などの補正や各種情報抽出が行われている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のＸ線CT装置においては、ある条
件で撮影し、次に線質を変えて再び撮影しなければなら
ず、そのため撮影時間が長くなるという問題点があった
り、また、先の撮影と後の撮影との間に患者が動いた場
合、データの差分等の計算処理の結果に悪影響を及ぼし
再構成像の画質が劣化するという問題点がある。
件で撮影し、次に線質を変えて再び撮影しなければなら
ず、そのため撮影時間が長くなるという問題点があった
り、また、先の撮影と後の撮影との間に患者が動いた場
合、データの差分等の計算処理の結果に悪影響を及ぼし
再構成像の画質が劣化するという問題点がある。
また、フィルターを使用して１回のスキャンにより異
なるＸ線スキャンデータを得る方法も考えられるが、こ
れだと１種のＸ線エネルギーによるデータ数が従来のス
キャンデータ数の半分になってしまい、空間分解能が劣
化してしまう。
なるＸ線スキャンデータを得る方法も考えられるが、こ
れだと１種のＸ線エネルギーによるデータ数が従来のス
キャンデータ数の半分になってしまい、空間分解能が劣
化してしまう。
そこで、本発明の目的とするところは１回のスキャン
によって異なるＸ線エネルギーのデータを収集するよう
に投影時間の短縮化等を図り、しかも空間分解能が劣化
しないＸ線CT装置を提供することにある。
によって異なるＸ線エネルギーのデータを収集するよう
に投影時間の短縮化等を図り、しかも空間分解能が劣化
しないＸ線CT装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、被検体の回りに一体的に回転されるＸ線管
及びｎチャンネルの検出器群を有し、かつ、前記検出器
群の一つの検出器の中心が前記Ｘ線管とその回転中心と
を結ぶ延長線よりも検出器配列ピッチの1/4ずれた位置
関係で回転させ、その各位置でｎチャンネルのＸ線ファ
ンデータを収集するデータ収集部と、前記検出器群の偶
数チャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質を異なら
せるＸ線フィルタと、前記検出器群からのデータを偶数
チャンネル，奇数チャンネル毎に分離するデータ分離部
と、このデータ分離部からのそれぞれn/2個の偶数チャ
ンネルデータ群及び奇数チャンネルデータ群に対し、各
データ群のチャンネル間データとして零を加えてそれぞ
れｎ個のデータを作成するデータ処理部と、このデータ
処理部からのデータに基づきそれぞれｎチャンネルデー
タとして演算して線質の異なる２種のＸ線に基づくCT画
像を再構成する画像再構成とを設けてＸ線CT装置を構成
している。
及びｎチャンネルの検出器群を有し、かつ、前記検出器
群の一つの検出器の中心が前記Ｘ線管とその回転中心と
を結ぶ延長線よりも検出器配列ピッチの1/4ずれた位置
関係で回転させ、その各位置でｎチャンネルのＸ線ファ
ンデータを収集するデータ収集部と、前記検出器群の偶
数チャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質を異なら
せるＸ線フィルタと、前記検出器群からのデータを偶数
チャンネル，奇数チャンネル毎に分離するデータ分離部
と、このデータ分離部からのそれぞれn/2個の偶数チャ
ンネルデータ群及び奇数チャンネルデータ群に対し、各
データ群のチャンネル間データとして零を加えてそれぞ
れｎ個のデータを作成するデータ処理部と、このデータ
処理部からのデータに基づきそれぞれｎチャンネルデー
タとして演算して線質の異なる２種のＸ線に基づくCT画
像を再構成する画像再構成とを設けてＸ線CT装置を構成
している。
（作 用） 本発明では、ｎチャンネルの検出器群のうちの偶数チ
ャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質を異ならせる
ようにＸ線フィルタを配置している。この結果、偶数チ
ャンネル群と奇数チャンネル群とではＸ線エネルギーの
異なるＸ線データを１回のスキャンによって収集でき、
撮影時間の短縮化を図ることができ、かつ、被検体の動
きによる画像への悪影響を低減することができる。
ャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質を異ならせる
ようにＸ線フィルタを配置している。この結果、偶数チ
ャンネル群と奇数チャンネル群とではＸ線エネルギーの
異なるＸ線データを１回のスキャンによって収集でき、
撮影時間の短縮化を図ることができ、かつ、被検体の動
きによる画像への悪影響を低減することができる。
このようなデータ収集を行なった場合、各回転位置毎
に得られる偶数チャンネル群データ及び奇数チャンネル
群データはそれぞれn/2個となり、空間分解能が劣化し
てしまう。
に得られる偶数チャンネル群データ及び奇数チャンネル
群データはそれぞれn/2個となり、空間分解能が劣化し
てしまう。
そこで、本発明ではCIA（Channel Interlace Arrenge
ment）、即ち各データ群のチャンネル間データとして零
を補うことによって、前記各データ群をｎ個のデータと
して取り扱かって画像を再構成するようにしている。
ment）、即ち各データ群のチャンネル間データとして零
を補うことによって、前記各データ群をｎ個のデータと
して取り扱かって画像を再構成するようにしている。
上記のようにチャンネル間データを零として取り扱
い、ｎチャンネルのデータとして処理することで正規な
CT画像が再構成される原理は、本出願人が先に出願した
特願昭61−74622号に開示しており、以下、これを引用
して上記原理を説明する。
い、ｎチャンネルのデータとして処理することで正規な
CT画像が再構成される原理は、本出願人が先に出願した
特願昭61−74622号に開示しており、以下、これを引用
して上記原理を説明する。
CIAの原理とは、ｎチャンネルの各チャンネルの中間
に相当する「対向データ」（詳細は後述する）を他のフ
ァンの中から補間によって選び出しこれを使って一旦2n
チャンネルのファンを作り（以下リフレクション処理と
称す）、この2nチャンネルのファンデータを用いて再構
成処理を行うものであり、このことは米国特許第428489
6号に開示されている。
に相当する「対向データ」（詳細は後述する）を他のフ
ァンの中から補間によって選び出しこれを使って一旦2n
チャンネルのファンを作り（以下リフレクション処理と
称す）、この2nチャンネルのファンデータを用いて再構
成処理を行うものであり、このことは米国特許第428489
6号に開示されている。
第５図，第６図は上述した「対向データ」を説明する
ための図である。第５図において、１はＸ線管、Ｄはそ
れぞれ前記Ｘ線管１と一体的に回転するＸ線検出器群で
あり、ここでは説明の便宜上９チャンネルの検出器D1〜
D9としている。
ための図である。第５図において、１はＸ線管、Ｄはそ
れぞれ前記Ｘ線管１と一体的に回転するＸ線検出器群で
あり、ここでは説明の便宜上９チャンネルの検出器D1〜
D9としている。
ここで、Ｘ線管１、検出器Ｄは図示矢印Ａ方向に回転
間隔Δθで回転するものとし、回転角θでのＸ線管１の
位置をＳとし、回転角θ′でのＸ線管１の位置をＳ′と
すると、各位置S,S′でのファンビームＦの中には共通
なＸ線ビームＲが存在する。位置Ｓでの前記Ｘ線ビーム
Ｒを（ψ，θ１）とし、位置Ｓ′でのＸ線ビームＲを
（ψ′，θ１′）とすると、 ψ′＝−ψ ……（１） θ１′＝θ１＋２π−ψ ……（２） と表わすことができる。ここで、（ψ，θ１）のＸ線ビ
ームR7′は検出器Ｄ−７で検出されるデータに対応す
る。
間隔Δθで回転するものとし、回転角θでのＸ線管１の
位置をＳとし、回転角θ′でのＸ線管１の位置をＳ′と
すると、各位置S,S′でのファンビームＦの中には共通
なＸ線ビームＲが存在する。位置Ｓでの前記Ｘ線ビーム
Ｒを（ψ，θ１）とし、位置Ｓ′でのＸ線ビームＲを
（ψ′，θ１′）とすると、 ψ′＝−ψ ……（１） θ１′＝θ１＋２π−ψ ……（２） と表わすことができる。ここで、（ψ，θ１）のＸ線ビ
ームR7′は検出器Ｄ−７で検出されるデータに対応す
る。
ところで、同図に示すように検出器群Ｄのうちの一の
検出器（同図では検出器Ｄ−５）の中心線が、Ｘ線管１
と回転中心Ｏとを結ぶラインｌよりP/4（Ｐは検出器の
配列ピッチ）だけずれている位置関係で回転させると、
前記（ψ′，θ１′）で示されるＸ線ビームＲは隣接す
る検出器の中心（同図では検出器Ｄ−3,D−４の中間
点）のデータに対応することになる。
検出器（同図では検出器Ｄ−５）の中心線が、Ｘ線管１
と回転中心Ｏとを結ぶラインｌよりP/4（Ｐは検出器の
配列ピッチ）だけずれている位置関係で回転させると、
前記（ψ′，θ１′）で示されるＸ線ビームＲは隣接す
る検出器の中心（同図では検出器Ｄ−3,D−４の中間
点）のデータに対応することになる。
ここで、（ψ，θ１）のビームによるデータをＰ
（ψ，θ１）とし、（ψ′，θ１′）のビームによるデ
ータをＰ（ψ′，θ１′）とすると、 Ｐ（ψ，θ１）＝Ｐ（ψ′，θ１′） …（３） となる。そして、Ｐ（ψ′，θ１′）は検出器で求める
ことができないデータであるが（検出器の中間位置のデ
ータであるため）、これに相当するデータはＰ（ψ，θ
１）として得られる。
（ψ，θ１）とし、（ψ′，θ１′）のビームによるデ
ータをＰ（ψ′，θ１′）とすると、 Ｐ（ψ，θ１）＝Ｐ（ψ′，θ１′） …（３） となる。そして、Ｐ（ψ′，θ１′）は検出器で求める
ことができないデータであるが（検出器の中間位置のデ
ータであるため）、これに相当するデータはＰ（ψ，θ
１）として得られる。
そこで、Ｐ（ψ，θ１）を「対向データ」とすること
で、チャンネル間のデータを求めることができ、同様に
第６図に示すように各チャンネル間に相当する「対向デ
ータ」を用いて2nチャンネルのデータを得ることができ
る。
で、チャンネル間のデータを求めることができ、同様に
第６図に示すように各チャンネル間に相当する「対向デ
ータ」を用いて2nチャンネルのデータを得ることができ
る。
そして、前述した米国特許の技術によればチャンネル
間データを「対向データ」よりリフレクションによって
求めていたのに対し、本発明では「対向データ」を零と
して扱い、「対向データ」の収集を待たずに各ファンデ
ータ毎のパイプライン的処理を可能としている。
間データを「対向データ」よりリフレクションによって
求めていたのに対し、本発明では「対向データ」を零と
して扱い、「対向データ」の収集を待たずに各ファンデ
ータ毎のパイプライン的処理を可能としている。
即ち、1985年９月５日に出願した本件出願人と同一出
願人による米国出願（出願番号732260号）に記載された
拡張されたダイバージェント法の原理を用いれば、ある
データＰ（ψ，θ）とその対向データＰ（−ψ，θ＋π
−２ψ）とが存在するとき、両データにそれぞれ任意の
重みｗ（ψ，θ）,w−ψ，θ＋π−２ψ）を乗算してか
ら再構成しても、その重み付けの和が「２」になる限り
結果に変わりがないことが判っている。
願人による米国出願（出願番号732260号）に記載された
拡張されたダイバージェント法の原理を用いれば、ある
データＰ（ψ，θ）とその対向データＰ（−ψ，θ＋π
−２ψ）とが存在するとき、両データにそれぞれ任意の
重みｗ（ψ，θ）,w−ψ，θ＋π−２ψ）を乗算してか
ら再構成しても、その重み付けの和が「２」になる限り
結果に変わりがないことが判っている。
ここで、第８図に示すように回転位置ＳでＸ線管１よ
り噴射され検出器群Ｄで検出されるＸ線ビームをR1〜R9
とすると、この各ビームR1〜R9の中間に存在するＸ線ビ
ームR1′〜R9′は、Ｘ線管１が他の回転位置に達した際
に得られることは第５図で示した通りである。そして、
これら各ビームR1〜R9,R1′〜R9′の「対向データ」と
してのビームを破線に示し、Ｘ線ビームR1〜R9,R1′〜R
9′によって得られるデータと、これらの「対向デー
タ」との重み付けを同図に示すように決定すると、これ
は前述した拡張されたダイバージェント法の条件を満た
している。
り噴射され検出器群Ｄで検出されるＸ線ビームをR1〜R9
とすると、この各ビームR1〜R9の中間に存在するＸ線ビ
ームR1′〜R9′は、Ｘ線管１が他の回転位置に達した際
に得られることは第５図で示した通りである。そして、
これら各ビームR1〜R9,R1′〜R9′の「対向データ」と
してのビームを破線に示し、Ｘ線ビームR1〜R9,R1′〜R
9′によって得られるデータと、これらの「対向デー
タ」との重み付けを同図に示すように決定すると、これ
は前述した拡張されたダイバージェント法の条件を満た
している。
従って、回転位置ＳでのＸ線ファンビームに着目する
と、Ｘ線ビームR1〜R9で得られたデータに「２」を重み
付けし、各チャンネル間のデータに「０」を重み付けし
て再構成しても全データ系で考察すれば拡張されたダイ
バージェント法の条件を満足していることになる。
と、Ｘ線ビームR1〜R9で得られたデータに「２」を重み
付けし、各チャンネル間のデータに「０」を重み付けし
て再構成しても全データ系で考察すれば拡張されたダイ
バージェント法の条件を満足していることになる。
このことをＸ線パスの拡り角度とＸ線源の回転角度と
の関係を示した第９図のサイノグラムを参照してさらに
詳しく説明する。第９図において、Ｘ線源の回転角度が
第５図及び第８図に示されるようにθ１のときＸ線検出
器D1乃至D9は線l1上の黒丸で示したＸ線パスR1,R2,…,R
9のデータを検出する。この回転角度θ１のときはＸ線
パスR1,R2,…,R9のそれぞれ隣接するパスを二等分する
Ｘ線R1′,R2′，…,R8′のデータは検出されない。ここ
で第５図に示した幾何学的位置関係から明白なように回
転角度θ１においてファンビームの中心からψ１ずれた
パスR7′（白丸）は回転角度θ１＋π−２ψ１において
ファンビームの中心から−ψ１ずれた検出器D3を通るパ
スR7′（黒丸）に対応する。すなわち第９図の線l1は同
図のl2に対応し、Ｘ線源１がΔψの間隔で回転しながら
データを収集すれば回転角度θ１における線l1で得られ
なかったデータは線l2上のパスで得られるのである。
の関係を示した第９図のサイノグラムを参照してさらに
詳しく説明する。第９図において、Ｘ線源の回転角度が
第５図及び第８図に示されるようにθ１のときＸ線検出
器D1乃至D9は線l1上の黒丸で示したＸ線パスR1,R2,…,R
9のデータを検出する。この回転角度θ１のときはＸ線
パスR1,R2,…,R9のそれぞれ隣接するパスを二等分する
Ｘ線R1′,R2′，…,R8′のデータは検出されない。ここ
で第５図に示した幾何学的位置関係から明白なように回
転角度θ１においてファンビームの中心からψ１ずれた
パスR7′（白丸）は回転角度θ１＋π−２ψ１において
ファンビームの中心から−ψ１ずれた検出器D3を通るパ
スR7′（黒丸）に対応する。すなわち第９図の線l1は同
図のl2に対応し、Ｘ線源１がΔψの間隔で回転しながら
データを収集すれば回転角度θ１における線l1で得られ
なかったデータは線l2上のパスで得られるのである。
従って、第８図に示したように拡張されたダイバージ
ェント法に従って線l1（↓方向の重み付け）及び線l2の
（↑方向の重み付け）を同図に示すようにすれば、U.S.
Pat.4,284,896のように対向するパスのデータを埋め込
まなくても再構成できる。尚、重み付け０は等価的にデ
ータの値が０と同じであるので第７図（Ａ）に示すよう
に検出されたデータの間に第７図（Ｂ）に示すように０
を入れても同じである。
ェント法に従って線l1（↓方向の重み付け）及び線l2の
（↑方向の重み付け）を同図に示すようにすれば、U.S.
Pat.4,284,896のように対向するパスのデータを埋め込
まなくても再構成できる。尚、重み付け０は等価的にデ
ータの値が０と同じであるので第７図（Ａ）に示すよう
に検出されたデータの間に第７図（Ｂ）に示すように０
を入れても同じである。
また、例えば６Δψごとにデータをサンプリングする
と第10図のサイノグラムのようになる。回転角度θ１に
おける線l1′上のパスR1′,R2′,R3,…,R8′のうち実際
に得られるのは線l2′上のパスR1′,R4′,R7′になりパ
スR2′,R3′,R5′,R6,R8′のデータは得られない。しか
しながらパスR6′のθ方向の近傍のパスr2,r3にはデー
タが存在し、しかも線l1上のパスR6′のθ方向の近傍に
も存在することになる。また、例えば512チャンネルで
ファン角度60゜としてもデータの収集間隔６Δφは0.7
゜程度なので、パスr3またr2をR6′と考えて、そのまま
コンボリューション，バックプロジェクションにもアー
チファクトなどは生じない。
と第10図のサイノグラムのようになる。回転角度θ１に
おける線l1′上のパスR1′,R2′,R3,…,R8′のうち実際
に得られるのは線l2′上のパスR1′,R4′,R7′になりパ
スR2′,R3′,R5′,R6,R8′のデータは得られない。しか
しながらパスR6′のθ方向の近傍のパスr2,r3にはデー
タが存在し、しかも線l1上のパスR6′のθ方向の近傍に
も存在することになる。また、例えば512チャンネルで
ファン角度60゜としてもデータの収集間隔６Δφは0.7
゜程度なので、パスr3またr2をR6′と考えて、そのまま
コンボリューション，バックプロジェクションにもアー
チファクトなどは生じない。
実際に発明者がコンピュータによってファン角度、51
2チャンネル、データの収集間隔の場合のシミュレーシ
ョンを行った画像にはアーチファクトは発生しなかった
し、また従来に比べ分解能が向上することが確められ
た。
2チャンネル、データの収集間隔の場合のシミュレーシ
ョンを行った画像にはアーチファクトは発生しなかった
し、また従来に比べ分解能が向上することが確められ
た。
ここで今、1024chの検出器を持つＸ線CTシステムを考
え、このシステムで得られる全データＰ（ψ，θ）につ
いて、ψがΔψ/2の間隔でサンプリングされているもの
とする。そして、上述の重み付けを、 とすると、これは拡張されたダイバージェント法の条件
を満たしている。従って、以後再構成に供されるデータ
を、 として処理すればよい。従って、結果的には1024chの検
出器のうち例えば偶数chの512ch分だけデータを収集す
ればよいことになる。このため、わざわざ検出器を1024
ch要せず、その半数の512ch有していても同等の画像が
得られることが分る。
え、このシステムで得られる全データＰ（ψ，θ）につ
いて、ψがΔψ/2の間隔でサンプリングされているもの
とする。そして、上述の重み付けを、 とすると、これは拡張されたダイバージェント法の条件
を満たしている。従って、以後再構成に供されるデータ
を、 として処理すればよい。従って、結果的には1024chの検
出器のうち例えば偶数chの512ch分だけデータを収集す
ればよいことになる。このため、わざわざ検出器を1024
ch要せず、その半数の512ch有していても同等の画像が
得られることが分る。
また、コンボリューションに使用する関数としては とか、 または、 などを使用することができる。
従って、これら（６），（７），（８）式で示される
ようなコンボリューション関数を とすると第５図において点（r,φ）のピクセルの値ｆ
（r,φ）は、 となる。
ようなコンボリューション関数を とすると第５図において点（r,φ）のピクセルの値ｆ
（r,φ）は、 となる。
ただし、 Ｍ＝360゜／Δθ Ｎ＝（ファン角度/2）／Δψ） ΔθはＸ線源の回転角度間隔 を表わす。
（９）式において、Lm（r,φ）はＸ線源から点（r,
φ）までの距離、また は−ＮΔψから＋ＮΔψまですなわちファン角度の範囲
のコンボリューション演算を示し、 はバックプロジェクション演算を示している。
φ）までの距離、また は−ＮΔψから＋ＮΔψまですなわちファン角度の範囲
のコンボリューション演算を示し、 はバックプロジェクション演算を示している。
なお、 は座標変換のためのヤコビアンである。
またこの重み付け係数ｗは２か０をとるようになって
いる。ここでｗの代わりにkw（ｋは０でない任意の定
数）を用いることも可能でありたとえばｋ＝1/2として
もよい。このときkwは１か０の値をとる。但し、ｋ≠１
の場合には再構成される画像の濃淡値が本来の値のｋ倍
になって現れるため、画像再構成後に1/k倍する必要が
ある。たとえばｋ＝1/2のときには作られた画像の濃淡
値を２倍すればよい。
いる。ここでｗの代わりにkw（ｋは０でない任意の定
数）を用いることも可能でありたとえばｋ＝1/2として
もよい。このときkwは１か０の値をとる。但し、ｋ≠１
の場合には再構成される画像の濃淡値が本来の値のｋ倍
になって現れるため、画像再構成後に1/k倍する必要が
ある。たとえばｋ＝1/2のときには作られた画像の濃淡
値を２倍すればよい。
このように、特願昭61−74622号に開示したCIAの原理
によれば、ｎチャンネルの検出器群でありながら、2nチ
ャンネル分のデータに基づきCT画像を再構成することが
できる。そして、本発明ではｎチャンネルの検出器群の
うちの偶数チャンネル，奇数チャンネルでそれぞれ線質
の異なるＸ線データを収集し、これをデータ分離部で偶
数チャンネルデータ群，奇数チャンネルデータ群に分離
し、この各データ群に対してCIAを実行することで、ｎ
チャンネルの検出器群で１回のスキャンによって線質の
異なるＸ線データを収集しながらも、線質を変えた２回
のスキャンによって得られる画像と同等の空間分解能を
得ることができる。
によれば、ｎチャンネルの検出器群でありながら、2nチ
ャンネル分のデータに基づきCT画像を再構成することが
できる。そして、本発明ではｎチャンネルの検出器群の
うちの偶数チャンネル，奇数チャンネルでそれぞれ線質
の異なるＸ線データを収集し、これをデータ分離部で偶
数チャンネルデータ群，奇数チャンネルデータ群に分離
し、この各データ群に対してCIAを実行することで、ｎ
チャンネルの検出器群で１回のスキャンによって線質の
異なるＸ線データを収集しながらも、線質を変えた２回
のスキャンによって得られる画像と同等の空間分解能を
得ることができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は実施例装置のブロック図である。
第１図は実施例装置のブロック図である。
同図において、11はデータ収集部（DAS）であり、被
検体の回りに前記Ｘ線管１と検出器群Ｄとを一体的に例
えば360゜回転させて各方向からのプロジェクションデ
ータを収集するものである。ここで、このデータ収集部
11におけるＸ線管１と検出器群Ｄとの関係は、第５図に
示すように一の検出器のセンターが、Ｘ線管１と回転中
心Ｏとを結ぶラインｌよりもP/4（Ｐは検出器配列ピッ
チ）だけずれている位置関係となっている。そして、こ
のデータ収集部11では、Ｘ線管１の各噴射位置毎にｎ
（＝2N）個のＸ線ファンデータＰ（ｎΔψ，θ）（ただ
し、ｎ＝1,2,…,2N）が収集されるものとする（従っ
て、検出器群Ｄはｎ（＝2N）チャンネルである）。
検体の回りに前記Ｘ線管１と検出器群Ｄとを一体的に例
えば360゜回転させて各方向からのプロジェクションデ
ータを収集するものである。ここで、このデータ収集部
11におけるＸ線管１と検出器群Ｄとの関係は、第５図に
示すように一の検出器のセンターが、Ｘ線管１と回転中
心Ｏとを結ぶラインｌよりもP/4（Ｐは検出器配列ピッ
チ）だけずれている位置関係となっている。そして、こ
のデータ収集部11では、Ｘ線管１の各噴射位置毎にｎ
（＝2N）個のＸ線ファンデータＰ（ｎΔψ，θ）（ただ
し、ｎ＝1,2,…,2N）が収集されるものとする（従っ
て、検出器群Ｄはｎ（＝2N）チャンネルである）。
ここで、このデータ収集部11では、2Nチャンネルのう
ちの偶数チャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質が
異なるＸ線データを収集できるようになっている。この
ために、第２図に示すように前記検出器群Ｄのうちの例
えば偶数チャンネルの入射面上にＸ線フィルタ31を配置
している。このため、Ｘ線管１より曝射されるＸ線ファ
ンビームのうち、Ray1はＸ線フィルター31を通過しない
のでＸ線エネルギーがＡ（kV）であるのに対し、Ray2は
Ｘ線フィルタ31を通過するので、平均Ｘ線エネルギーは
Ａ（kV）より高くなり、従って、偶数チャンネルと奇数
チャンネルとでＸ線の線質を異ならせることができる。
ちの偶数チャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質が
異なるＸ線データを収集できるようになっている。この
ために、第２図に示すように前記検出器群Ｄのうちの例
えば偶数チャンネルの入射面上にＸ線フィルタ31を配置
している。このため、Ｘ線管１より曝射されるＸ線ファ
ンビームのうち、Ray1はＸ線フィルター31を通過しない
のでＸ線エネルギーがＡ（kV）であるのに対し、Ray2は
Ｘ線フィルタ31を通過するので、平均Ｘ線エネルギーは
Ａ（kV）より高くなり、従って、偶数チャンネルと奇数
チャンネルとでＸ線の線質を異ならせることができる。
ログ変換部22は、前記DAS11で収集されるＸ線強度が
指数関数であることに鑑み、これをlog変換するもので
ある。
指数関数であることに鑑み、これをlog変換するもので
ある。
リファレンス補正部12は、Ｘ線強度の補正を行う補正
部である。
部である。
キャリブレーション部23は、キャリブレーションデー
タに基づき前記リファレンス補正部12からのデータを校
正するものである。
タに基づき前記リファレンス補正部12からのデータを校
正するものである。
データ分離部24は、前記DAS11で収集され、上記各部
で処理された2Nチャンネルのデータを、Ｎ個の偶数チャ
ンネルデータ群とＮ個の奇数チャンネルデータ群に分離
して出力するものである。
で処理された2Nチャンネルのデータを、Ｎ個の偶数チャ
ンネルデータ群とＮ個の奇数チャンネルデータ群に分離
して出力するものである。
データ処理部13は、前記データ分離部24からのそれぞ
れＮ個の偶数チャンネルデータ群及び奇数チャンネルデ
ータ群に対し、各データ群のチャンネル間データとして
零を水増してそれぞれ2Nチャンネル分のＸ線ファンデー
タを作成処理するものである。尚、本実施例では前述し
た拡張されたダイバージェント法の条件と満足させるた
めに、このデータ処理部13は（５）式で示されるよう
に、前記データ収集部11で現に収集された2Nのデータに
ついてのみ「２」を乗算する。
れＮ個の偶数チャンネルデータ群及び奇数チャンネルデ
ータ群に対し、各データ群のチャンネル間データとして
零を水増してそれぞれ2Nチャンネル分のＸ線ファンデー
タを作成処理するものである。尚、本実施例では前述し
た拡張されたダイバージェント法の条件と満足させるた
めに、このデータ処理部13は（５）式で示されるよう
に、前記データ収集部11で現に収集された2Nのデータに
ついてのみ「２」を乗算する。
14は画像再構成部であり、コンボリューション部15,
バックプロジェクション部16及びバックプロジェクショ
ン用のメモリ17で構成されている。前記画像再構成部14
は、（９）式で示されるようなコンボリューション し、バックプロジェクション の演算を実施する。尚、実際にはこれらコンボリューシ
ョンやバックプロジェクションは（９）式と等価な高速
な演算方法で処理される。
バックプロジェクション部16及びバックプロジェクショ
ン用のメモリ17で構成されている。前記画像再構成部14
は、（９）式で示されるようなコンボリューション し、バックプロジェクション の演算を実施する。尚、実際にはこれらコンボリューシ
ョンやバックプロジェクションは（９）式と等価な高速
な演算方法で処理される。
そして、再構成されたCT画像は表示部18に表示される
か、あるいはディスク19に格納されるようになってい
る。また、デュアルエネルギー法の解析手法として公知
のように、線質の異なる各画像間で演算を行い、有効原
子番号の画像又は有効電子密度の画像等をその後に作成
するようにしてもよい。
か、あるいはディスク19に格納されるようになってい
る。また、デュアルエネルギー法の解析手法として公知
のように、線質の異なる各画像間で演算を行い、有効原
子番号の画像又は有効電子密度の画像等をその後に作成
するようにしてもよい。
以上のように構成された実施例装置の作用について第
３図を参照して説明する。DAS11でのＸ線管１と検出器
群Ｄとを被検体の回りに360度回転し、その各回転位置
でＸ線を曝射することによりデータを収集する。この結
果得られるデータを第３図の上段に示す。同図において
横方向はチャンネル番号，縦方向は各プロジェクション
位置に対応し、奇数チャンネルの白丸はＡ（kV）のエネ
ルギーで収集されたデータ（Ｘ線フィルタ31を通過しな
いデータ）を示し、偶数チャンネルの黒丸は≠Ａ（kV）
のエネルギーで収集されたデータ（Ｘ線フィルター31を
通過したデータ）を示している。これらのデータは各プ
ロジェクション位置毎に収集され、その後、ログ変換部
22乃至キャリブレーション部23で各処理が実行され、デ
ータ分離部24に入力される。
３図を参照して説明する。DAS11でのＸ線管１と検出器
群Ｄとを被検体の回りに360度回転し、その各回転位置
でＸ線を曝射することによりデータを収集する。この結
果得られるデータを第３図の上段に示す。同図において
横方向はチャンネル番号，縦方向は各プロジェクション
位置に対応し、奇数チャンネルの白丸はＡ（kV）のエネ
ルギーで収集されたデータ（Ｘ線フィルタ31を通過しな
いデータ）を示し、偶数チャンネルの黒丸は≠Ａ（kV）
のエネルギーで収集されたデータ（Ｘ線フィルター31を
通過したデータ）を示している。これらのデータは各プ
ロジェクション位置毎に収集され、その後、ログ変換部
22乃至キャリブレーション部23で各処理が実行され、デ
ータ分離部24に入力される。
データ分離部24では、第３図の中段に図示するよう
に、奇数チャンネルデータ群と偶数チャンネルデータ群
とに分離して出力する。
に、奇数チャンネルデータ群と偶数チャンネルデータ群
とに分離して出力する。
その後、データ処理部13において第３図の下段に示す
ように奇数チャンネルデータ群及び偶数チャンネルデー
タ群に対し、各データ群のチャンネル間データとして零
を水増しし、それぞれ2N個のデータを作成し、かつ、こ
こで拡張されたダイバージェント法の条件を満たす重み
付けを行なっている。従って、以降の画像再構成部14で
線質の異なるＸ線に基づくデータをそれぞれ2Nチャンネ
ルのデータとして扱って画像再構成を行うことで、線質
を変えた２回のスキャンで収集された各画像と同等の空
間分解能の画像を得ることができる。
ように奇数チャンネルデータ群及び偶数チャンネルデー
タ群に対し、各データ群のチャンネル間データとして零
を水増しし、それぞれ2N個のデータを作成し、かつ、こ
こで拡張されたダイバージェント法の条件を満たす重み
付けを行なっている。従って、以降の画像再構成部14で
線質の異なるＸ線に基づくデータをそれぞれ2Nチャンネ
ルのデータとして扱って画像再構成を行うことで、線質
を変えた２回のスキャンで収集された各画像と同等の空
間分解能の画像を得ることができる。
しかも、このような画像を再構成するにあたって、各
Ｘ線ファンデータ毎のパイプライン的処理を行うことが
できる。
Ｘ線ファンデータ毎のパイプライン的処理を行うことが
できる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
上述した実施例ではＸ線フィルタ31を検出器群Ｄの入
射面前面に配置したが、これに限らずこのようなＸ線フ
ィルタ31をＸ線管１と被検体との間に配置してもよく、
要は検出器群Ｄの奇数チャンネルと偶数チャンネルとで
Ｘ線の線質を変えられればその位置は問わない。また、
本発明装置で上述したデュアルエネルギースキャン以外
に通常のシングルエネルギースキャンをも行う場合に
は、第４図に示すようにＸ線フィタ31をＸ線ビームと交
差する位置と交差しない位置とに可変するように構成
し、シングルエネルギースキャンを行う場合には同図の
破線で示すようにＸ線ビームと交差しない位置にＸ線フ
ィルタ31を配置すればよい。
射面前面に配置したが、これに限らずこのようなＸ線フ
ィルタ31をＸ線管１と被検体との間に配置してもよく、
要は検出器群Ｄの奇数チャンネルと偶数チャンネルとで
Ｘ線の線質を変えられればその位置は問わない。また、
本発明装置で上述したデュアルエネルギースキャン以外
に通常のシングルエネルギースキャンをも行う場合に
は、第４図に示すようにＸ線フィタ31をＸ線ビームと交
差する位置と交差しない位置とに可変するように構成
し、シングルエネルギースキャンを行う場合には同図の
破線で示すようにＸ線ビームと交差しない位置にＸ線フ
ィルタ31を配置すればよい。
以上説明したように、本発明によれば１回のスキャン
によって異なるＸ線エネルギーのデータを収集するよう
にして撮影時間の短縮化と被検体の動きによる悪影響の
低減とを図り、しかも、空間分解能は線質を変えた２回
のスキャンにより得られる各画像のものと同等とするこ
とができる。
によって異なるＸ線エネルギーのデータを収集するよう
にして撮影時間の短縮化と被検体の動きによる悪影響の
低減とを図り、しかも、空間分解能は線質を変えた２回
のスキャンにより得られる各画像のものと同等とするこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例装置のブロック図、第２図は
Ｘ線フィルムの一例を示す概略説明図、第３図は同上装
置でのデータ処理の流れを示す概略説明図、第４図はＸ
線フィルタの変形例を示す概略説明図、第５図は同上実
施例装置のデータ収集部の概略説明図、第６図は「対向
データ」を説明するための概略説明図、第７図（Ａ），
（Ｂ）はデータ処理部での処理動作を示す図、第８図は
拡張されたダイバージェント法に基づく重み付けを示す
図、第９図，第10図はＸ線パスの拡り角度とＸ線の回転
角度との関係を示すサイノグラムである。 １……Ｘ線管、Ｄ……検出器群、11……データ収集部、
13……データ処理部、14……画像再構成部、24……デー
タ分離部、31……Ｘ線フィルタ。
Ｘ線フィルムの一例を示す概略説明図、第３図は同上装
置でのデータ処理の流れを示す概略説明図、第４図はＸ
線フィルタの変形例を示す概略説明図、第５図は同上実
施例装置のデータ収集部の概略説明図、第６図は「対向
データ」を説明するための概略説明図、第７図（Ａ），
（Ｂ）はデータ処理部での処理動作を示す図、第８図は
拡張されたダイバージェント法に基づく重み付けを示す
図、第９図，第10図はＸ線パスの拡り角度とＸ線の回転
角度との関係を示すサイノグラムである。 １……Ｘ線管、Ｄ……検出器群、11……データ収集部、
13……データ処理部、14……画像再構成部、24……デー
タ分離部、31……Ｘ線フィルタ。
Claims (3)
- 【請求項１】被検体の回りに一体的に回転されるＸ線管
及びｎチャンネルの検出器群を有し、かつ、前記検出器
群の一つの検出器の中心が前記Ｘ線管とその回転中心と
を結ぶ延長線よりも検出器配列ピッチの1/4ずれた位置
関係で回転させ、その各位置でｎチャンネルのＸ線ファ
ンデータを収集するデータ収集部と、前記検出器群の偶
数チャンネルと奇数チャンネルとでＸ線の線質を異なら
せるＸ線フィルタと、前記検出器群からのデータを偶数
チャンネル，奇数チャンネル毎に分離するデータ分離部
と、このデータ分離部からのそれぞれn/2個の偶数チャ
ンネルデータ群及び奇数チャンネルデータ群に対し、各
データ群のチャンネル間データとして零を加えてそれぞ
れｎ個のデータを作成するデータ処理部と、このデータ
処理部からのデータに基づきそれぞれｎチャンネルデー
タとして演算して線質の異なる２種のＸ線に基づくCT画
像を再構成する画像再構成部とを有することを特徴とす
るＸ線CT装置。 - 【請求項２】Ｘ線フィルタは、ｎチャンネルの検出器群
の偶数チャンネル又は奇数チャンネルのいずれか一方の
入射面上に配置された特許請求の範囲第１項記載のＸ線
CT装置。 - 【請求項３】Ｘ線フィルタは、Ｘ線ビームと交差する位
置及びＸ線ビームと交差しない位置に変位可能に支持さ
れた特許請求の範囲第２項記載のＸ線CT装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228237A JPH0824676B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228237A JPH0824676B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6382628A JPS6382628A (ja) | 1988-04-13 |
| JPH0824676B2 true JPH0824676B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=16873309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228237A Expired - Fee Related JPH0824676B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824676B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000229076A (ja) * | 1999-02-12 | 2000-08-22 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0467850A (ja) * | 1990-07-09 | 1992-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線撮像装置及び方法 |
| JP5535733B2 (ja) * | 2010-04-05 | 2014-07-02 | 住友重機械工業株式会社 | 実効原子番号及び電子密度を求める方法、その方法を実行させるためのプログラム、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びｃｔ装置 |
| JP5610885B2 (ja) * | 2010-07-12 | 2014-10-22 | キヤノン株式会社 | Ｘ線撮像装置および撮像方法 |
| EP2866661B1 (en) * | 2012-06-29 | 2017-11-01 | Analogic Corporation | Estimating multi-energy data in a radiation imaging modality |
| JP6165826B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2017-07-19 | 株式会社モリタ製作所 | Ｘ線撮影装置、画像処理装置及びｘ線撮影方法 |
| US9962131B2 (en) | 2014-11-28 | 2018-05-08 | J. Morita Manufacturing Corporation | X-ray photography apparatus, image processing device, and X-ray photography method |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61228237A patent/JPH0824676B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000229076A (ja) * | 1999-02-12 | 2000-08-22 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6382628A (ja) | 1988-04-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |