JPH105210A - X-ray CT apparatus and its misalignment correction method - Google Patents
X-ray CT apparatus and its misalignment correction methodInfo
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- JPH105210A JPH105210A JP8161853A JP16185396A JPH105210A JP H105210 A JPH105210 A JP H105210A JP 8161853 A JP8161853 A JP 8161853A JP 16185396 A JP16185396 A JP 16185396A JP H105210 A JPH105210 A JP H105210A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コーンビームまたはマルチスライスX線CT
装置において、X線源の焦点移動を補正しアーティファ
クトのない再構成画像を得る。
【解決手段】 X線管球3の主X線検出器7に対する相
対的な複数の焦点位置(a,b,…)に対応する再構成
パラメータ31a,31b,…及びまたはビーム位置情
報33a,33b,…を予め記憶装置17に記憶させて
おく。スキャン前あるいはスキャン中に、プロファイル
検出器9により検出されたプロファイル検出用ビームか
らデータ処理装置15により主X線検出器7に対するX
線管球3の相対的な焦点位置を計算する。この検出・計
算された相対的な焦点位置に最も近い焦点位置に対応す
る再構成パラメータ31及びまたはビーム位置情報33
が記憶装置17より読み出されて、再構成装置25によ
る再構成に供される。
(57) [Summary] Cone beam or multi-slice X-ray CT
In the apparatus, the focal point shift of the X-ray source is corrected to obtain a reconstructed image without artifacts. SOLUTION: Reconstruction parameters 31a, 31b, ... and / or beam position information 33a, 33b corresponding to a plurality of focal positions (a, b, ...) of an X-ray tube 3 relative to a main X-ray detector 7 are provided. ,... Are stored in the storage device 17 in advance. Before or during the scan, the data processing device 15 converts the X-rays to the main X-ray detector 7 from the profile detection beam detected by the profile detector 9.
The relative focus position of the ray tube 3 is calculated. Reconstruction parameters 31 and / or beam position information 33 corresponding to the focal position closest to the detected and calculated relative focal position
Is read from the storage device 17 and is subjected to reconfiguration by the reconfiguration device 25.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の断層面の
撮影に供されるX線CT装置またはそのミスアライメン
ト補正方法に係り、特に、システムの回転軸回りの方向
(チャンネル方向)とこれに直角な回転軸の方向(スラ
イス方向)との2次元にX線検出器素子が配列されたマ
ルチスライスCT装置またはコーンビームCT装置及び
そのミスアライメント補正方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus used for imaging a tomographic plane of a subject or a method of correcting misalignment thereof, and more particularly, to a direction around a rotation axis of a system (a channel direction) and a method thereof. The present invention relates to a multi-slice CT apparatus or a cone-beam CT apparatus in which X-ray detector elements are arranged two-dimensionally with respect to a direction of a rotation axis (slice direction) perpendicular to the above, and a misalignment correction method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来よりファンビームX線CT装置が知
られている。これは、X線源からファン(扇)状のX線
ビームを照射し、回転軸回りに1列に並べられた100
0チャンネル程度のX線検出器で被写体を通過したX線
をデータ収集するCT装置である。通常、被写体周囲を
回転しながら1回転で1000回程度データ収集し(1
回のデータ収集を1ビューと称する)、そのデータを元
に画像を再構成する。2. Description of the Related Art A fan beam X-ray CT apparatus is conventionally known. This means that a fan (fan) -shaped X-ray beam is emitted from an X-ray source, and 100 X-rays are arranged in a line around a rotation axis.
This is a CT apparatus that collects data of X-rays that have passed through a subject with an X-ray detector of about 0 channel. Normally, data is collected about 1000 times per rotation while rotating around the subject (1
Data collection is referred to as one view), and an image is reconstructed based on the data.
【0003】このようなファンビームX線CT装置にお
ける再構成法としては、ファンビーム投影データを並べ
換えかつ補間することにより、ファンビーム投影データ
からパラレルビーム投影データに変換し、この変換−作
成されたパラレルビーム投影データを逆投影して所望の
断層像を得るファン−パラ変換法と、ファンビーム投影
データを一度基準軸(センタリング軸)に逆投影し、再
度再構成画像のピクセル列毎に逆投影するセンタリング
法との2種類の方法が考案され採用されている。[0003] As a reconstruction method in such a fan beam X-ray CT apparatus, the fan beam projection data is converted into parallel beam projection data by rearranging and interpolating the fan beam projection data. A fan-para conversion method of backprojecting parallel beam projection data to obtain a desired tomographic image, and backprojecting fan beam projection data once to a reference axis (centering axis) and backprojecting again for each pixel row of a reconstructed image Two types of methods have been devised and adopted.
【0004】いずれの方法も、専用のハードウェアを用
いて高速に処理しているが、これらの再構成法は、当然
ながら、スライス厚方向(被検体の体軸方向)のパラメ
ータを持っておらず、再構成はそれぞれの平面内の処理
で完結する。[0004] In any of the methods, high-speed processing is performed using dedicated hardware. However, these reconstruction methods naturally have parameters in the slice thickness direction (the body axis direction of the subject). Instead, the reconstruction is completed by processing in each plane.
【0005】また、データ収集時間を短縮する方法とし
て、ヘリカルスキャン法が知られている。前記ファンビ
ームX線CT装置の基本形は、被検体の同一断面上をX
線焦点が回転し、1回転する毎に被検体をスライス厚づ
つ体軸方向に送るという原理であったが、最近では、被
検体の体軸方向のより広い範囲を短時間でスキャンした
いという要求に対して、被検体をその体軸方向に相対的
に移動させながらスキャンする(被検体に対して、X線
焦点は、円軌道ではなく螺旋軌跡を描く)ヘリカルスキ
ャン法が考案され実用化されている。A helical scan method is known as a method for shortening the data collection time. The basic form of the fan beam X-ray CT apparatus is that an X-ray
The principle was that the line focus was rotated, and the subject was sent in the body axis direction by the slice thickness every rotation, but recently, there has been a demand for scanning a wider range of the subject in the body axis direction in a short time. In contrast, a helical scanning method in which the subject is scanned while relatively moving the subject in the body axis direction (the X-ray focal point draws a spiral trajectory instead of a circular orbit with respect to the subject) was devised and put into practical use. ing.
【0006】ヘリカルスキャン法では、焦点の角度毎に
焦点の体軸方向の位置がずれるため、そのままファンビ
ーム再構成を行うと強いアーティファクト(偽像)を生
じる。この対策として、再構成平面を挟んだ等価な回転
位相の2つのデータから補間して、対応する回転位相の
再構成平面の投影データを変換−作成して、ファンビー
ム再構成を行う方法を採っている。この補間法として
は、再構成平面を挟んだ2回転分の投影データを用いる
360°補間法と、再構成平面を挾んだ1回転分の投影
データを用い、対向ビームも使用して再構成平面の投影
データを変換−作成する対向ビーム補間法(180°補
間法)の2種類が考案され、目的に応じて使い分けられ
ている。In the helical scan method, since the position of the focal point in the body axis direction shifts for each focal angle, a strong artifact (false image) occurs if the fan beam is reconstructed as it is. As a countermeasure, a method is used in which fan data is reconstructed by interpolating from two data of the equivalent rotational phase sandwiching the reconstruction plane, converting and creating projection data of the corresponding reconstruction plane of the rotational phase. ing. The interpolation method includes a 360 ° interpolation method using projection data for two rotations across the reconstruction plane, and a reconstruction method using projection data for one rotation across the reconstruction plane and using the opposite beam. Two types of counter beam interpolation method (180 ° interpolation method) for converting and creating the projection data of a plane have been devised and used properly according to the purpose.
【0007】ヘリカルスキャンにおける再構成法は、投
影ビームの補間において、体軸方向のパラメータを使用
しているが、逆投影においてはファンビームX線CT装
置の基本形と同じで、スライス厚方向(被検体の体軸方
向)のパラメータを持っておらず、同一平面内の処理と
なっている。In the reconstruction method in the helical scan, the parameters in the body axis direction are used in the interpolation of the projection beam. However, in the back projection, the same as the basic form of the fan beam X-ray CT apparatus, the slice thickness direction (coverage) is used. It does not have parameters for the direction of the body axis of the specimen), and the processing is performed in the same plane.
【0008】一般に、従来のシングルスライスCT装置
および上記ファンビームCT装置におけるチャンネル方
向のX線管球アライメント調整は、焦点のチャンネル方
向の位置を測定し、これが設計上の位置に一致するよう
に管球を移動させる微調整機構を利用している。しか
し、機械的に管球を移動させる限界および管球の加工組
立精度の限界から、最終的には数十ミクロン程度の位置
誤差(ミスアライメント)が残る。この様な状態では、
設計上のX線パスと、実際のX線パスとがズレるため、
そのままでは、再構成(特に高解像モード)においてア
ーティファクトが発生する問題がある。そこで、アライ
メント調整時の限界により最終的に残ったミスアライメ
ント量を用いて、再構成パラメータを修正し、実際のX
線パスに合わせる補正が行われている。次に、従来のフ
ァンビームX線CT装置における焦点移動とその対策に
ついて説明する。ファンビームX線CT装置の原理上、
焦点は同一平面内を回転していることが前提であり、ま
た、X線検出器に入射するファンビームの位置も安定で
あることが必要ある。ヘリカルスキャン法でも、被検体
に対して相対的に螺旋軌跡になるものの、現実的には焦
点の回転と、被検体の体軸方向の直線移動を組み合わせ
たものとなっている。In general, in the conventional single-slice CT apparatus and the fan beam CT apparatus, the X-ray tube alignment adjustment in the channel direction is performed by measuring the position of the focal point in the channel direction and making the tube coincide with the designed position. A fine adjustment mechanism that moves the ball is used. However, a positional error (misalignment) of about several tens of microns ultimately remains due to a limit of mechanically moving the tube and a limit of processing and assembly accuracy of the tube. In such a state,
Because the design X-ray path is different from the actual X-ray path,
There is a problem that artifacts occur in the reconstruction (especially in the high resolution mode) as it is. Therefore, the reconstruction parameters are corrected using the misalignment amount finally left due to the limit at the time of alignment adjustment, and the actual X
Correction has been made to match the line path. Next, focus movement in a conventional fan beam X-ray CT apparatus and its countermeasures will be described. Due to the principle of the fan beam X-ray CT system,
It is assumed that the focal point is rotating in the same plane, and the position of the fan beam incident on the X-ray detector needs to be stable. Even in the helical scan method, although a spiral trajectory is relatively formed with respect to the subject, it is actually a combination of the rotation of the focal point and the linear movement of the subject in the body axis direction.
【0009】ところが実際には、X線管球やX線検出器
等の位置調整(アライメント)の限界から、X線検出
器、光学系(プリコリメータなど)の中心平面に対する
焦点位置のズレ(焦点のミスアライメント)を0にでき
なかったり、X線の発生時のターゲットの温度上昇によ
る熱膨張等、管球構造に依存して、焦点位置がスライス
厚方向に移動することが知られている。However, in practice, due to the limitation of the position adjustment (alignment) of the X-ray tube, the X-ray detector, and the like, the deviation of the focal position (focal point) with respect to the center plane of the X-ray detector and the optical system (such as a pre-collimator). It is known that the focal position moves in the slice thickness direction depending on the tube structure, such as the misalignment of the target cannot be reduced to 0, or the thermal expansion due to the temperature rise of the target when X-rays are generated.
【0010】焦点位置のズレは0.1mm以下に抑える
ことが可能であり、現在のX線CT装置ではその影響は
許容範囲内であり大きな問題とはならない。[0010] The deviation of the focal position can be suppressed to 0.1 mm or less, and the influence of the current X-ray CT apparatus is within an allowable range and does not cause a serious problem.
【0011】一方、焦点移動については無視できない問
題であり、図16に示すような回転陽極型X線管球の焦
点移動を例にして説明する。通常、X線管球は、フィラ
メント(陰極)101より放出された熱電子を陰極・陽
極間に印加された高電圧により加速・集束させて、この
高速度の電子をターゲット(陽極)103に衝突させ
て、X線を発生させている。On the other hand, the focus movement is a problem that cannot be ignored, and the focus movement of a rotating anode type X-ray tube as shown in FIG. 16 will be described as an example. Usually, the X-ray tube accelerates and focuses the thermoelectrons emitted from the filament (cathode) 101 by a high voltage applied between the cathode and the anode, and collides the high-speed electrons with the target (anode) 103. As a result, X-rays are generated.
【0012】電気エネルギーからX線エネルギーへの変
換効率は、加速電圧とターゲット材料の原子番号(Z)
との積に比例し、例えば、管電圧100kV、ターゲッ
ト材料タングステン(Z=74)とすれば、X線の変換
効率はわずか0.74%であり、残りの99%以上は、
熱に変換される。The conversion efficiency from electric energy to X-ray energy depends on the acceleration voltage and the atomic number (Z) of the target material.
For example, if the tube voltage is 100 kV and the target material is tungsten (Z = 74), the X-ray conversion efficiency is only 0.74%, and the remaining 99% or more is
Converted to heat.
【0013】このため、ターゲットは融点が高く原子番
号が高い材料が使用されているが、さらにターゲットの
単位面積当たりの発熱量を実効的に小さくするため、回
転陽極構造が採用されている。すなわち、ターゲット1
03を円盤状とし、その中心に接続された回転シャフト
105にロータ111を固着し、このロータ111をガ
ラスバルブ113の外部から回転磁界を生成するステー
タ(図示せず)により回転駆動する。For this reason, the target is made of a material having a high melting point and a high atomic number, but a rotating anode structure is employed in order to effectively reduce the heat generation per unit area of the target. That is, target 1
03 is formed in a disk shape, and a rotor 111 is fixed to a rotating shaft 105 connected to the center thereof. The rotor 111 is driven to rotate by a stator (not shown) that generates a rotating magnetic field from outside the glass bulb 113.
【0014】このような回転陽極構造では、陽極を直接
冷却することが困難であるため、ターゲット103で発
生した熱の大部分は、放射エネルギーとして、ターゲッ
ト103から周囲に放出されるが、発生熱の一部は熱伝
導により回転シャフト105を介して放出される。そし
て、このような回転陽極X線管球からX線照射を繰り返
すと、X線管内のターゲット103に蓄積される熱量が
増大し、回転シャフト105などの温度上昇をもたら
す。この温度上昇に伴って、回転シャフト105などは
熱膨脹を生じ、X線焦点は、設計上の焦点位置121
(黒丸)から焦点移動した位置123(白丸)に示すよ
うにスライス方向に移動する(図16では、熱膨張を誇
張して表現されている。)。In such a rotating anode structure, since it is difficult to directly cool the anode, most of the heat generated in the target 103 is emitted from the target 103 to the surroundings as radiant energy. Is released through the rotating shaft 105 by heat conduction. When the X-ray irradiation from the rotating anode X-ray tube is repeated, the amount of heat accumulated in the target 103 in the X-ray tube increases, and the temperature of the rotating shaft 105 and the like increases. As the temperature rises, the rotary shaft 105 and the like undergo thermal expansion, and the X-ray focus shifts to the design focus position 121.
It moves in the slice direction as shown in a position 123 (open circle) where the focal point has moved from (black circle) (in FIG. 16, the thermal expansion is exaggerated).
【0015】X線CT装置は、スリット115等の光学
系によってX線ビーム形状を調整しているため、焦点移
動が生じると、図示されないX線検出器に入射するビー
ム位置が実線の矢印から破線の矢印に示すように変動を
引き起こす。ビーム位置が変化するとX線検出器側の感
度分布(スライス厚方向)によって、X線検出器出力デ
ータが変動し、感度分布がX線検出器の各素子毎にばら
ついている場合、最終的に画像上のアーティファクトの
原因となる。In the X-ray CT apparatus, the X-ray beam shape is adjusted by an optical system such as the slit 115, so that when the focal point shifts, the beam position incident on the X-ray detector (not shown) changes from a solid arrow to a broken line. Cause fluctuation as shown by the arrow. When the beam position changes, the output data of the X-ray detector fluctuates due to the sensitivity distribution (slice thickness direction) on the X-ray detector side. If the sensitivity distribution varies for each element of the X-ray detector, finally It causes artifacts on the image.
【0016】この焦点移動によるアーティファクトの対
策としては、焦点移動を減らすこと、焦点移動してもビ
ームのX線検出器入射位置が変化しないようにする方
法、X線検出器の感度分布ばらつきを小さくすることな
どに加えて、X線検出器の感度変化を補正する方法が考
案されている。As a countermeasure against the artifact caused by the focal point movement, a method of reducing the focal point movement, a method of keeping the position of the beam incident on the X-ray detector even after the focal point movement, and a method of reducing the variation in sensitivity distribution of the X-ray detector. In addition to the above, a method of correcting a change in sensitivity of the X-ray detector has been devised.
【0017】これらの補正法の詳細については、特開平
6−169914号公報(公開日1994年6月21
日、特願平4−325159号、出願日1992年12
月4日)及び、特開平6−269443号公報(公開日
1994年9月27日、特願平5−57645号、出願
日1993年3月18日)に開示されている。この補正
方法は、焦点移動範囲をいくつかに分割し、それぞれの
小範囲毎に予めX線検出器感度補正データを収集、保管
しておき、被検体のデータ収集時の焦点位置に対応する
X線検出器感度補正データを用いて、X線検出器感度を
補正する方法である。The details of these correction methods are described in JP-A-6-169914 (published on June 21, 1994).
Japanese Patent Application No. 4-325159, filing date December 1992
4) and JP-A-6-269443 (publication date: September 27, 1994, Japanese Patent Application No. 5-57645, application date: March 18, 1993). This correction method divides the focus movement range into several parts, collects and stores X-ray detector sensitivity correction data in advance for each small range, and stores X-ray detector sensitivity correction data corresponding to the focus position at the time of data collection of the subject. This is a method of correcting the X-ray detector sensitivity using the line detector sensitivity correction data.
【0018】また、円すい状のX線ビームを放射するX
線源と、複数のファンビーム用X線検出器列をZ軸(回
転軸、被検体の体軸)方向にN列積み重ねたように円筒
面上にX線検出器の素子(Mチャンネル×N列)を配列
した2次元X線検出器から構成されているコーンビーム
(マルチスライス)X線CT装置が知られている。An X-ray radiating a cone-shaped X-ray beam
An X-ray detector element (M channels × N) is arranged on a cylindrical surface such that an N-ray source and a plurality of fan beam X-ray detector rows are stacked in the Z-axis (rotation axis, body axis of the subject) direction. 2. Description of the Related Art A cone beam (multi-slice) X-ray CT apparatus including a two-dimensional X-ray detector in which rows are arranged is known.
【0019】このコーンビームX線CT装置における代
表的な再構成(Feldkamp再構成)法は、下記の文献に開
示されている。“Practical cone-beam algorithm ”
L.A. Feldkamp, L.C. Davis,and J.W.Kress、J. Opt. S
oc. Am. A/Vol.1, No.6, pp.612-619/June 1984.この再
構成法は、数学的に厳密な再構成法であるファンビーム
(2次元平面内)再構成アルゴリズム[ Filtered-Back
projection(フィルタ補正逆投影法)]をZ軸方向に拡
張することによって得られた近似的な3次元再構成アル
ゴリズムであり、コーンビームによるコンベンショナル
スキャン(スタティックスキャン)を対象としており、
次に示す(a)〜(c)のステップからなる。A typical reconstruction (Feldkamp reconstruction) method in this cone beam X-ray CT apparatus is disclosed in the following literature. “Practical cone-beam algorithm”
LA Feldkamp, LC Davis, and JWKress, J. Opt. S
oc. Am. A / Vol.1, No.6, pp.612-619 / June 1984. This reconstruction method is a fan-beam (in a two-dimensional plane) reconstruction algorithm that is a mathematically exact reconstruction method. [Filtered-Back
projection (filtered backprojection method)] in the Z-axis direction, and is an approximate three-dimensional reconstruction algorithm obtained for a conventional scan (static scan) using a cone beam.
It comprises the following steps (a) to (c).
【0020】(a)投影データの重み付けステップ 投影データに,Z座標に依存した項とcos項を乗算す
る。(A) Projection data weighting step The projection data is multiplied by a term dependent on the Z coordinate and a cos term.
【0021】(b)コンボリューション演算ステップ ステップ(a)のデータと、ファンビームと同じ再構成
関数とのコンボリューション演算を行う。(B) Convolution calculation step The convolution calculation of the data of step (a) and the same reconstruction function as the fan beam is performed.
【0022】(c)BackProjection(逆投影)ステップ ステップ(b)のデータを、X線が通過した(焦点から
X線検出器のチャンネルまでの)パス上に逆投影する。
すなわち焦点から、逆投影するボクセルを通る直線がX
線検出器面と交差する点を計算し、その点の周囲のステ
ップ(b)のデータから逆投影するデータを補間などで
作成し、それをFCD/FVD2 で重み付けして逆投影
する。逆投影は360°にわたって行われる。(C) BackProjection (backprojection) step The data of step (b) is backprojected onto the path where the X-rays have passed (from the focal point to the channel of the X-ray detector).
That is, from the focal point, a straight line passing through the voxel to be backprojected is X
Calculate the point of intersection with the line detector plane, it creates data to be backprojected from the data of step (b) around that point interpolation or the like, back projection by weighting it in FCD / FVD 2. Backprojection is performed over 360 °.
【0023】次に、ファンビーム再構成法とコーンビー
ム再構成(Feldkamp再構成)法とは非常に似て
いるが、逆投影方法が大きく異なることを説明する。2
次元のファンビーム再構成においては、再構成面内の全
画素(ピクセル)に対して1次元に配列されたX線検出
器のデータから逆投影するのに対し、コーンビーム(F
eldkamp)再構成においては焦点と再構成するボ
クセルを結んだ直線が2次元のX線検出器面と交差する
点を求め、この交点に位置するX線検出器のデータをそ
の直線上のボクセルに逆投影する。Next, the fact that the fan beam reconstruction method is very similar to the cone beam reconstruction method (Feldkamp reconstruction method), but the back projection method is significantly different will be described. 2
In the three-dimensional fan beam reconstruction, back projection is performed from the data of the one-dimensionally arranged X-ray detectors for all the pixels (pixels) in the reconstruction plane, while the cone beam (F
eldkamp) In reconstruction, a point at which a straight line connecting the focal point and the voxel to be reconstructed intersects the two-dimensional X-ray detector plane is determined, and the data of the X-ray detector located at this intersection is converted into a voxel on the straight line. Backproject.
【0024】従って、ある面を再構成する場合には、特
定のX線検出器列の特定のX線検出器チャンネルのデー
タは、再構成面の一部のボクセルにのみ逆投影されるた
め、各ボクセルに対して逆投影するデータ(X線検出器
列とX線検出器チャンネル)を選択する必要があるの
で、再構成ボクセルと焦点を結んだ直線とX線検出器面
の3次元的な位置関係が重要になる。しかもZ座標が同
じX線検出器列を考え、そのX線検出器素子と焦点を結
んだ直線を考え場合、そのボクセルは焦点を中心とした
X線検出器面の相似図形(円筒検出器の場合、同心円)
上に並ぶため、この位置関係の計算は非常に複雑にな
る。Therefore, when reconstructing a certain plane, data of a specific X-ray detector channel of a specific X-ray detector row is back-projected to only some voxels of the reconstruction plane. Since it is necessary to select data (X-ray detector row and X-ray detector channel) to be back-projected for each voxel, a three-dimensional surface of the X-ray detector and a straight line focusing on the reconstructed voxel must be selected. Positional relationship becomes important. In addition, when considering an X-ray detector array having the same Z coordinate and a straight line focusing on the X-ray detector element, the voxel is similar to the X-ray detector surface centered on the focal point (the cylindrical detector). Concentric circles)
Due to the arrangement on the top, the calculation of this positional relationship becomes very complicated.
【0025】次に、コーンビームX線CT装置における
ヘリカルスキャンの再構成法(Feldkamp−He
lical)について説明する。2次元面状検出器を使
って被写体周囲をらせん状にヘリカルスキャンし、Fe
ldkamp再構成法を応用した3次元再構成法で再構
成する方法は下記文献に開示されている。Next, a method for reconstructing a helical scan in a cone beam X-ray CT apparatus (Feldkamp-He
lic.) will be described. Spiral helical scan around the subject using a two-dimensional planar detector
A method of performing reconstruction by a three-dimensional reconstruction method to which the ldkamp reconstruction method is applied is disclosed in the following document.
【0026】(a)“円すいビーム投影を用いた3次元
ヘリカルスキャンCT”、東北大学工藤博幸、筑波大学
斎藤恒雄、電子情報通信学会論文誌 DII Vol. J74-D
-II,No.8, pp.1108-1114, 1991 年8 月。(A) "3D helical scan CT using cone beam projection", Hiroyuki Kudo, Tohoku University, Tsuneo Saito, University of Tsukuba, Transactions of IEICE DII Vol. J74-D
-II, No. 8, pp. 1108-1114, August 1991.
【0027】(b)“コーンビームCT”、特願平7−
169963号(平成7年7月5日出願)。(B) “Cone beam CT”, Japanese Patent Application No. Hei 7-
No. 169963 (filed on July 5, 1995).
【0028】次に、コーンビームX線CT装置における
ファンビームみなしマルチスライス再構成について説明
する。コーンビームデータを収集するものの、コーンビ
ーム再構成を行わずに、コーンビームデータをファンビ
ームデータとみなして、ファンビーム再構成を行う方法
も種々提案されている。Next, a description will be given of a fan beam assumed multi-slice reconstruction in a cone beam X-ray CT apparatus. Although cone beam data is collected, various methods have been proposed for performing fan beam reconstruction by regarding cone beam data as fan beam data without performing cone beam reconstruction.
【0029】特にヘリカルスキャンにおける補間方法
は、特願平6−211046号(出願日94年9月5
日、優先日93年9月6日、特願平5−220918
号、特願平6−93296号を含む)、特願平7−33
7123号(出願日95年12月25日)などによって
開示されている。In particular, an interpolation method in helical scanning is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 6-212046 (filing date: September 5, 1994).
Date, priority date September 6, 1993, Japanese Patent Application No. 5-220918
And Japanese Patent Application No. 6-93296) and Japanese Patent Application No. 7-33.
No. 7123 (filing date: December 25, 95).
【0030】特願平7−337123号記載の方法は、
フィルタ補間方法と称しており、任意の位相についてス
ライス位置を少しずらした複数の補間データを得る手順
1と、それらの補間データを重み付け加算して目的の位
相のデータを得る手順2とから構成される。スライス位
置をずらして補間したデータを重み付け加算するので実
行スライス厚は若干増加するが、X線検出器列の切り替
えの影響が補間データの数に反比例して低減するため、
アーティファクトが少なくなり画質が改善する。The method described in Japanese Patent Application No. 7-337123 is
This is referred to as a filter interpolation method, and includes a procedure 1 for obtaining a plurality of pieces of interpolation data in which the slice position is slightly shifted with respect to an arbitrary phase, and a procedure 2 for obtaining the data of a target phase by weighting and adding the interpolation data. You. The weighted addition of the data interpolated by shifting the slice position slightly increases the execution slice thickness, but the effect of switching the X-ray detector row is reduced in inverse proportion to the number of interpolation data.
Reduces artifacts and improves image quality.
【0031】次に、コーンビーム(マルチスライス)X
線CT装置における焦点移動に伴う線量変化とその対策
について説明する。コーンビーム(マルチスライス)X
線CT装置におても、ファンビームX線CT装置と同様
に焦点位置のズレや、焦点移動の現象が生じることが予
想される。Next, a cone beam (multi-slice) X
A description will be given of a dose change accompanying a focus shift in the X-ray CT apparatus and its countermeasures. Cone beam (multi-slice) X
In the X-ray CT apparatus as well, it is expected that the displacement of the focal position and the phenomenon of the focal point shift will occur similarly to the fan beam X-ray CT apparatus.
【0032】焦点移動に対しては、補正法も含めて、フ
ァンビームX線CT装置の項で述べた対策が考えられ
る。この補正法は、「焦点移動→ビーム位置変動→X線
検出器の感度分布ばらつきに起因するアーティファクト
の発生」の補正を狙ったものであるが、コーンビーム
(マルチスライス)X線CT装置では、ビーム位置が変
動すると、X線検出器のスライス方向感度分布がばらつ
かなくても、各列の検出素子の出力が変化する問題があ
り、そのための対策が必要となる。この対策として補正
方法の詳細については、特願平6−302405号(出
願日1994年12月6日)において開示されている。
これは各X線検出器列毎の線量をモニターするプロファ
イル検出器を備え、各列の主検出器毎の線量変化を補正
する方法である。The countermeasures described in the section of the fan beam X-ray CT apparatus including the correction method can be considered for the focal point movement. This correction method aims at correcting “focus movement → beam position fluctuation → occurrence of artifacts due to variation in sensitivity distribution of the X-ray detector”. However, in a cone beam (multi-slice) X-ray CT apparatus, When the beam position fluctuates, there is a problem that the output of the detection element in each column changes even if the sensitivity distribution in the slice direction of the X-ray detector does not fluctuate. The details of the correction method as a countermeasure for this are disclosed in Japanese Patent Application No. 6-302405 (filing date: December 6, 1994).
This is a method in which a profile detector that monitors the dose for each X-ray detector row is provided and the dose change for each main detector in each row is corrected.
【0033】以上、焦点位置の精度について、ファンビ
ームX線CT装置においては、焦点のミスアライメント
(経時的な変化ではなく、調整ズレ)と、熱による経時
的な移動とがあり、前者についてはズレを許容レベルに
抑えることが可能なため問題とならず、後者については
補正を含むいくつかの対策を施すことで問題を解決して
いる。 一方、コーンビーム(マルチスライス)X線C
T装置においても、経時的な焦点移動について、X線検
出器の出力変動を補正する方法が既にあるこを説明し
た。As described above, regarding the accuracy of the focal position, in the fan beam X-ray CT apparatus, there are misalignment of the focal point (not a temporal change but an adjustment deviation) and a temporal movement due to heat. There is no problem because the deviation can be suppressed to an acceptable level, and the latter is solved by taking some measures including correction. On the other hand, cone beam (multi-slice) X-ray C
It has been described that also in the T apparatus, there is already a method of correcting the output fluctuation of the X-ray detector with respect to the temporal focus movement.
【0034】また、マルチスライスCTシステムにおい
て、セグメント束ね方式と呼ばれるデータの処理方法が
知られている。この方法は、スライス厚方向に配列され
た複数の検出素子により収集されたデータを加算、また
は補間等により束ねて、厚いスライスに対応するデータ
を求めてから処理する方法であり、特許第151386
7号、特開平4−224736号公報等により開示され
ている。Further, in a multi-slice CT system, a data processing method called a segment bundling method is known. This method is a method in which data collected by a plurality of detection elements arranged in the slice thickness direction is added, or bundled by interpolation or the like to obtain data corresponding to a thick slice and then processed.
No. 7, JP-A-4-224736 and the like.
【0035】また、スライス厚方向に配列する検出素子
のスライス方向の大きさについても、同じ大きさのもの
を並べるだけではなく、例えば、特開平6−16991
2号公報のように、異なる大きさの素子を配列したもの
も提案されている。Further, as for the size in the slice direction of the detection elements arranged in the slice thickness direction, not only those having the same size are arranged but also, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-16991.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2 (1999) -2002, an arrangement in which elements of different sizes are arranged has been proposed.
【0036】[0036]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シングルスライスCT装置及びマルチスライスCT装置
におけるチャンネル方向のミスアライメント補正は、管
球アライメント時に残ったミスアライメントの補正が目
的であり、熱的膨張等による焦点移動など、経時的に変
化するミスアライメントや、検出素子それぞれの組立誤
差によるミスアライメントなどを想定したものではな
く、これらが原因となってアーティファクトが生じると
いう問題点がある。However, in the conventional single-slice CT apparatus and multi-slice CT apparatus, the purpose of correcting misalignment in the channel direction is to correct the misalignment remaining at the time of tube alignment, such as thermal expansion. It does not assume misalignment that changes with time, such as focus shift due to the above, or misalignment due to an assembly error of each detection element, and has a problem that artifacts occur due to these.
【0037】また、コーンビーム(マルチスライス)X
線CT装置では、焦点位置に関係して、以下に説明する
問題点がある。Further, a cone beam (multi-slice) X
The line CT apparatus has the following problems related to the focal position.
【0038】まず、コーンビーム再構成を行うX線CT
装置では、ある再構成平面内の一つのピクセル(ボクセ
ル)に逆投影する投影データは、焦点とそのボクセルと
を結ぶ直線が2次元X線検出器と交差する点の投影デー
タであることが必要である。設計上、2次元X線検出器
のスライス方向の中心を通り、回転軸に直交する平面を
中央断面(Mid−Plane)と定義し、その断面上
に焦点があることを再構成の前提にして、何らかの原因
で焦点位置が中央断面からずれていた場合(設計上の位
置に対して、X線検出器がズレて取り付けられていても
再構成上は相対的に同じことで、ここでは、X線検出器
を基準に、焦点がズレている場合で記述する。)を考え
る。First, X-ray CT for cone beam reconstruction
In the apparatus, the projection data back-projected to one pixel (voxel) in a certain reconstruction plane needs to be projection data of a point where a straight line connecting the focal point and the voxel intersects the two-dimensional X-ray detector. It is. By design, a plane that passes through the center of the slice direction of the two-dimensional X-ray detector and is orthogonal to the rotation axis is defined as a mid-plane (Mid-Plane), and it is assumed that a focus is on that cross-section. If the focal position is deviated from the center cross section for some reason (this is relatively the same in terms of reconstruction even if the X-ray detector is attached to the designed position. The case where the focus is deviated based on the line detector will be described.)
【0039】設計上のX線パスから想定されていた2次
元X線検出器上の点での出力データ(直接得られるか、
あるいはその点の周囲の検出素子の出力データを補間し
て得られた、その点における出力データ)は、実際には
全く別のX線パスの投影データということになる。つま
り、対象となる再構成平面を考えると、あるボクセルに
対して、別のボクセルに逆投影すべきデータを逆投影し
てしまうことが生ずる。投影データを、全く別の位置に
逆投影すれば、アーティファクトの原因になることは容
易に推定できる。The output data at the point on the two-dimensional X-ray detector assumed from the design X-ray path (whether obtained directly or
Alternatively, the output data at the point obtained by interpolating the output data of the detection elements around the point) is actually projection data of a completely different X-ray path. That is, considering a target reconstruction plane, data to be back-projected to another voxel may be projected back to another voxel. If the projection data is back-projected to a completely different position, it can be easily estimated that it will cause artifacts.
【0040】この問題は、焦点移動だけでなく、X線検
出器をシステムに取り付ける場合のミスアライメント
(プリコリメータに平行なミスアライメント)など、チ
ャンネル方向に一定なミスアライメントでも同様に発生
する。しかも、この問題は、X線検出器のスライス方向
感度分布ばらつきや、X線検出器上でのビームの変動に
よる出力変化と異なるため、従来技術に示した補正方法
の効果はない。This problem occurs not only when the focus is moved but also when the X-ray detector is attached to the system, such as a misalignment (misalignment parallel to the pre-collimator), which is constant in the channel direction. In addition, since this problem is different from the variation in the sensitivity distribution in the slice direction of the X-ray detector and the change in output due to the fluctuation of the beam on the X-ray detector, there is no effect of the correction method shown in the prior art.
【0041】また、ファンビームみなし再構成を行うマ
ルチスライスX線CT装置においても、焦点のスライス
厚方向の移動があると、収集したデータのZ座標が設計
値からずれてくるため、再構成した画像の位置がずれた
り、前述したヘリカルモードにおけるフィルタ補間など
において誤差を発生させるという問題が生じてくる。Also in a multi-slice X-ray CT apparatus for performing fan beam deemed reconstruction, if the focal point moves in the slice thickness direction, the Z coordinate of the collected data deviates from the design value. There arises a problem that the position of the image is displaced and an error occurs in filter interpolation in the helical mode described above.
【0042】以上は、X線検出器全体を取り付ける際の
ミスアライメントや、位置のミスアライメント、及び経
時的な移動などによる、焦点とX線検出器との相対的な
位置ズレに伴う問題であり、さらに、これらとは別に、
X線検出器内部にも問題を含んでいる。X線検出器の構
造上、すべての素子を一体に組み立てることは、コスト
面などに大きな問題があり、複数の素子を持つ幾つかの
ブロックに分割して組み立てることが一般的である。The above is a problem associated with a relative positional shift between the focal point and the X-ray detector due to misalignment when mounting the entire X-ray detector, misalignment of the position, and movement over time. , And, apart from these,
Problems also exist within the X-ray detector. Due to the structure of the X-ray detector, assembling all elements integrally has a significant problem in terms of cost and the like, and it is common to assemble by dividing into several blocks having a plurality of elements.
【0043】最終的にX線検出器を配列する場合に、ブ
ロック毎あるいはチャンネル毎にスライス方向のアライ
メントが狂うことが避けられないため、上で述べた収集
データのZ座標のズレが、ブロック毎、あるいはチャン
ネル毎に異なるという問題につながる。焦点移動や、X
線検出器の取り付けのミスアライメントが無くても、収
集データのZ座標が設計値からズレてくるのである。ま
たこの問題は、X線検出器内部だけでなく、X線検出器
をシステムに取り付ける場合のプリコリメータとのねじ
れなど、チャンネル方向に変化する、スライス方向のミ
スアライメントでも同様に発生する。When the X-ray detectors are finally arranged, it is inevitable that the alignment in the slice direction will be out of order for each block or each channel. Or different for each channel. Focus shift, X
Even if there is no misalignment in mounting the line detector, the Z coordinate of the collected data deviates from the design value. This problem also occurs not only inside the X-ray detector but also in misalignment in the slice direction, which changes in the channel direction, such as twisting with the pre-collimator when the X-ray detector is attached to the system.
【0044】また、マルチスライスCTシステムにおい
て、実際のシステムでは、検出器の組立精度の限界か
ら、上記スライス方向のミスアライメントのみならず、
チャンネル方向のミスアライメントも残留することがあ
る。In a multi-slice CT system, in an actual system, not only the misalignment in the slice direction but also
Misalignment in the channel direction may also remain.
【0045】このため、セグメント束ね方式のデータ処
理を行う場合、束ねられる元のデータを供給する複数の
スライス厚方向に配列された検出素子それぞれのチャン
ネル方向のミスアライメント量が異なることも予想さ
れ、束ねたデータのミスアライメント量が元データの位
置によって異なるという新たな問題点が生じる。For this reason, when performing the data processing of the segment bundling method, it is expected that the misalignment amount in the channel direction of each of a plurality of detection elements that supply the original data to be bundled is arranged in the slice thickness direction. There is a new problem that the amount of misalignment of the bundled data differs depending on the position of the original data.
【0046】以上の問題点に鑑み、本発明の解決すべき
課題は、コーンビームCT装置あるいはマルチスライス
CT装置において、X線検出器組立において生ずるチャ
ンネル間、ブロック間で生ずるミスアライメントまたは
X線検出器全体をシステムに取り付ける場合のミスアラ
イメント(X線検出器全体のプリコリメータに対するね
じれ)によって生じるチャンネル方向に変化するスライ
ス方向のミスアライメントに伴って画像再構成時に原理
的に発生するアーティファクトを除去し、良好な再構成
画像を得ることである。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a cone beam CT apparatus or a multi-slice CT apparatus, in which misalignment or X-ray detection occurs between channels or blocks in the assembly of an X-ray detector. Eliminating artifacts that occur in principle during image reconstruction due to misalignment in the slice direction that changes in the channel direction caused by misalignment (torsion of the entire X-ray detector with respect to the precollimator) when the entire device is mounted on the system. To obtain a good reconstructed image.
【0047】また本発明の課題は、X線検出器全体をシ
ステムに取り付ける場合のミスアライメント(プリコリ
メータに平行なミスアライメント)または焦点のミスア
ライメント(経時的な位置変動(焦点移動)および位置
調整の精度の限界によるミスアライメント)に伴って画
像再構成時に原理的に発生するアーティファクトを除去
し、良好な再構成画像を得ることである。It is another object of the present invention to provide a system for mounting an entire X-ray detector on a system (misalignment parallel to a pre-collimator) or misalignment of a focus (temporal position fluctuation (focal movement) and position adjustment). The objective of the present invention is to obtain a good reconstructed image by removing artifacts that occur in principle at the time of image reconstruction due to misalignment due to the accuracy limit of the image.
【0048】[0048]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち請求項1記載
の発明は、X線ビームを被検体に向けて曝射するX線源
と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて対向
配置されたそれぞれ多数のチャネルを有するX線検出器
とを具備し、前記被検体が配置される空間の周囲に少な
くとも前記X線源を前記チャンネル配列方向に回転させ
るスキャンにより得られた情報について再構成パラメー
タ及びまたはビーム位置情報を使用して再構成するX線
CT装置において、前記スキャン前あるいはスキャン中
に前記X線検出器に対する前記X線源のチャンネル方向
の相対的な焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前
記検出された相対的な焦点位置に応じて前記再構成パラ
メータ及びまたは前記ビーム位置情報を変更する補正手
段と、を備えることを要旨とするX線CT装置である。In order to solve the above problems, the present invention has the following arrangement. That is, the invention according to claim 1 includes an X-ray source that irradiates an X-ray beam toward a subject, and a plurality of channels each of which is opposed to each other across a space where the X-ray source and the subject are arranged. Comprising an X-ray detector having at least a reconstruction parameter and / or beam position information about information obtained by scanning at least the X-ray source in the channel arrangement direction around a space where the subject is arranged. A focus position detecting means for detecting a relative focus position of the X-ray source with respect to the X-ray detector in a channel direction with respect to the X-ray detector before or during the scan; Correction means for changing the reconstruction parameter and / or the beam position information according to the relative focal position. .
【0049】また、請求項2記載の発明は、X線ビーム
を被検体に向けて曝射するX線源と、このX線源と被検
体が配置される空間を隔てて対向配置されたそれぞれ多
数のチャネルを有する複数のX線検出セグメントからな
るX線検出器とを具備し、前記被検体が配置される空間
の周囲に少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方
向に回転させるスキャンにより得られた情報について再
構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して再
構成するX線CT装置において、前記スキャン前あるい
はスキャン中に前記X線検出器に対する前記X線源のス
ライス方向及びまたはチャンネル方向の相対的な焦点位
置を検出する焦点位置検出手段と、前記検出された相対
的な焦点位置に応じて前記再構成パラメータ及びまたは
前記ビーム位置情報を変更する補正手段と、を備えるこ
とを要旨とするX線CT装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided an X-ray source for irradiating an X-ray beam toward a subject, and an X-ray source opposed to the X-ray source and a space in which the subject is disposed. An X-ray detector comprising a plurality of X-ray detection segments having a large number of channels, wherein the X-ray source is obtained by scanning at least the X-ray source around the space in which the subject is arranged in the channel arrangement direction. X-ray CT apparatus for reconstructing the information obtained by using reconstruction parameters and / or beam position information, in the slice direction and / or the channel direction of the X-ray source with respect to the X-ray detector before or during the scan. Focus position detecting means for detecting a relative focus position, and the reconstruction parameter and / or the beam position information according to the detected relative focus position. A correction means for changing the X-ray CT apparatus according to subject matter in that it comprises.
【0050】請求項1または請求項2記載の発明によれ
ば、X線CT装置が使用に供される前に、X線検出器に
対するX線源の相対的な焦点位置を検出し、この検出結
果に応じて再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報
を変更することにより、X線検出器の分割単位でのミス
アライメントまたはX線検出器全体をX線CT装置に取
り付ける際のミスアライメントに応じて、再構成パラメ
ータ及びまたはビーム位置情報を補正することができ、
アーティファクトのない再構成画像を得ることができ
る。According to the first or second aspect of the present invention, before the X-ray CT apparatus is used, the relative focus position of the X-ray source with respect to the X-ray detector is detected, and this detection is performed. By changing the reconstruction parameters and / or beam position information according to the result, according to the misalignment in units of division of the X-ray detector or the misalignment when attaching the entire X-ray detector to the X-ray CT apparatus, The reconstruction parameters and / or beam position information can be corrected,
A reconstructed image without artifacts can be obtained.
【0051】また、被検体のスキャン直前またはスキャ
ン中に、X線検出器に対するX線源の相対的な焦点位置
を検出し、この検出結果に応じて再構成パラメータ及び
またはビーム位置情報を変更することにより、実時間で
測定された焦点位置に対応した再構成パラメータ及びま
たはビーム位置情報を用いて画像再構成を行うことがで
き、焦点移動など経時的に変化するミスアライメントの
影響を無くし、アーティファクトのない再構成画像を得
ることができる。Further, immediately before or during scanning of the subject, the relative focus position of the X-ray source with respect to the X-ray detector is detected, and the reconstruction parameters and / or beam position information are changed according to the detection result. This makes it possible to perform image reconstruction using reconstruction parameters and / or beam position information corresponding to the focal position measured in real time, eliminates the influence of misalignment that changes over time such as focal point movement, and reduces artifacts. A reconstructed image having no image can be obtained.
【0052】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2記載のX線CT装置において、前記X線検
出器に対する前記X線源の複数の相対的な焦点位置に応
じてそれぞれ前記再構成パラメータ及びまたは前記ビー
ム位置情報を予め記憶する記憶手段をさらに備えてな
り、前記補正手段は、前記検出された相対的な焦点位置
に最も近い焦点位置に応じて記憶された前記再構成パラ
メータ及びまたは前記ビーム位置情報を使用することを
要旨とする。According to a third aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus according to the first or second aspect, each of the X-ray sources corresponds to a plurality of relative focal positions with respect to the X-ray detector. A storage unit that stores the reconstruction parameters and / or the beam position information in advance, wherein the correction unit is configured to store the reconstruction position corresponding to the focal position closest to the detected relative focal position. The gist is to use parameters and / or the beam position information.
【0053】請求項3記載の発明によれば、アーティフ
ァクトを無視できる程度のミスアライメント量のピッチ
で予め複数のミスアライメント量について、再構成パラ
メータ及びまたはビーム位置情報を予め記憶しておき、
スキャン直前またはスキャン中に検出された焦点位置の
検出結果に応じて記憶された再構成パラメータ及びまた
はビーム位置情報を選択して利用することができるの
で、再構成パラメータの更新計算が不要となり、ミスア
ライメント補正のために余分な処理時間を必要とせず、
再構成された画像が出力されるまでの遅延時間を増大す
ることがない。According to the third aspect of the present invention, reconstruction parameters and / or beam position information are previously stored for a plurality of misalignment amounts at a pitch of a misalignment amount such that artifacts can be ignored.
Since the stored reconstruction parameters and / or beam position information can be selected and used according to the detection result of the focus position detected immediately before or during the scan, the update calculation of the reconstruction parameters is not required, and the error No extra processing time is required for alignment correction,
There is no increase in the delay time until the reconstructed image is output.
【0054】また、請求項4記載の発明は、X線ビーム
を被検体に向けて曝射するX線源と、このX線源と被検
体が配置される空間を隔てて対向配置されたそれぞれ多
数のチャネルを有する複数のX線検出セグメントからな
るX線検出器とを具備し、前記被検体が配置される空間
の周囲に少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方
向に回転させるスキャンにより得られた情報について再
構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して再
構成するX線CT装置のミスアライメント補正方法であ
って、前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検
出器に対するX線源のスライス方向及びまたはチャンネ
ル方向の相対的な焦点位置を検出する位置検出過程と、
前記検出された相対的な焦点位置に応じて再構成パラメ
ータ及びまたはビーム位置情報を変更するパラメータ変
更過程と、前記変更された再構成パラメータ及びまたは
ビーム位置情報を使用して断層像を再構成する再構成過
程と、を備えたことを要旨とするX線CT装置のミスア
ライメント補正方法である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an X-ray source for irradiating an X-ray beam toward a subject, and the X-ray source and the X-ray source which are opposed to each other with a space in which the subject is placed. An X-ray detector comprising a plurality of X-ray detection segments having a large number of channels, wherein the X-ray source is obtained by scanning at least the X-ray source around the space in which the subject is arranged in the channel arrangement direction. A misalignment correction method of an X-ray CT apparatus for reconstructing information obtained by using reconstruction parameters and / or beam position information, wherein a slice direction of an X-ray source with respect to the X-ray detector before or during the scan And / or a position detection step of detecting a relative focus position in the channel direction,
A parameter changing step of changing reconstruction parameters and / or beam position information according to the detected relative focus position, and reconstructing a tomographic image using the changed reconstruction parameters and / or beam position information And a method of correcting misalignment of the X-ray CT apparatus.
【0055】また、請求項5記載の発明は、請求項4記
載のX線CT装置のミスアライメント補正方法におい
て、前記パラメータ変更過程は、任意のボクセルに逆投
影すべきデータを求めるための補間におけるX線検出デ
ータを収集した前記X線検出器セグメントとそのデータ
の重みとの組合せを前記検出された相対的な焦点位置に
基づくX線パスに従って変更することを要旨とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of correcting a misalignment of an X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, the parameter changing step is performed in interpolation for obtaining data to be back-projected onto an arbitrary voxel. The gist of the present invention is to change the combination of the X-ray detector segment from which the X-ray detection data is collected and the weight of the data according to the X-ray path based on the detected relative focus position.
【0056】また、請求項6記載の発明は、請求項4記
載のX線CT装置のミスアライメント補正方法におい
て、前記パラメータ変更過程は、X線検出データを収集
した前記X線検出器セグメントとそのデータの重みとの
組合せを用いて補間されたデータを設計上の焦点位置に
基づいて計算された逆投影すべきボクセルの位置から前
記検出された相対的な焦点位置に基づくX線パス上に移
動させることを要旨とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of correcting a misalignment of an X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, the parameter changing step includes the steps of: collecting the X-ray detection data; The data interpolated using the combination with the data weight is moved from the position of the voxel to be back-projected calculated based on the design focus position to the X-ray path based on the detected relative focus position. The gist of this is
【0057】また、請求項7記載の発明は、請求項4記
載のX線CT装置のミスアライメント補正方法におい
て、前記パラメータ変更過程は、検出器の各セグメント
で得られたデータのスライス方向位置情報を前記検出さ
れた相対的な焦点位置に基づくX線パスと回転中心軸と
の交点のスライス方向位置情報に変更することを要旨と
する。According to a seventh aspect of the present invention, in the misalignment correction method for an X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, the parameter changing step includes the step of obtaining slice position information of data obtained in each segment of the detector. Is changed to the slice direction position information of the intersection of the X-ray path and the rotation center axis based on the detected relative focus position.
【0058】請求項4乃至請求項7記載の発明によれ
ば、被検体のスキャン直前またはスキャン中に、X線検
出器に対するX線源の相対的な焦点位置を検出し、この
検出結果に応じて再構成パラメータ及びまたはビーム位
置情報を変更することにより、実時間で測定された焦点
位置に対応した再構成パラメータ及びまたはビーム位置
情報を用いて画像再構成を行うことができ、ミスアライ
メントの影響を無くしたアーティファクトのない再構成
画像を得ることができる。According to the present invention, the relative focus position of the X-ray source with respect to the X-ray detector is detected immediately before or during the scan of the subject, and according to the detection result. By changing the reconstruction parameters and / or the beam position information, the image reconstruction can be performed using the reconstruction parameters and / or the beam position information corresponding to the focal position measured in real time, and the influence of the misalignment can be obtained. And a reconstructed image without artifacts can be obtained.
【0059】また、請求項8記載の発明は、X線ビーム
を被検体に向けて曝射するX線源と、このX線源と被検
体が配置される空間を隔てて対向配置されたそれぞれ多
数のチャネルを有する複数のX線検出セグメントからな
るX線検出器とを具備し、前記被検体が配置される空間
の周囲に少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方
向に回転させるスキャンにより得られた情報について、
それぞれ異なるセグメントに属する検出素子から得られ
た複数のデータを束ねて代表データとして再構成に利用
するX線CT装置のミスアライメント補正方法であっ
て、前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出
器の素子毎のミスアライメント量を検出する位置検出過
程と、前記検出されたミスアライメント量を、前記束ね
られる複数のスライス方向の素子の大きさにより重み付
けした加重平均値または単純平均値を前記代表データの
ミスアライメント量とする過程と、前記代表データのミ
スアライメント量により再構成パラメータ及びまたはビ
ーム位置情報を変更するパラメータ変更過程と、前記変
更された再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を
使用して断層像を再構成する再構成過程と、を備えたこ
とを要旨とするX線CT装置のミスアライメント補正方
法である。According to the eighth aspect of the present invention, there is provided an X-ray source for irradiating an X-ray beam toward a subject, and the X-ray source and the X-ray source opposed to each other with a space in which the subject is disposed. An X-ray detector comprising a plurality of X-ray detection segments having a large number of channels, wherein the X-ray source is obtained by scanning at least the X-ray source around the space in which the subject is arranged in the channel arrangement direction. Information
A method for correcting misalignment of an X-ray CT apparatus, wherein a plurality of data obtained from detection elements belonging to different segments are bundled and used as reconstruction as representative data, wherein the X-ray detector is provided before or during the scan. A position detection step of detecting a misalignment amount for each element, and a weighted average value or a simple average value obtained by weighting the detected misalignment amounts according to the sizes of the elements in the plurality of slice directions to be bundled. A misalignment amount, a parameter changing step of changing a reconstruction parameter and / or beam position information according to the misalignment amount of the representative data, and a tomography using the changed reconstruction parameter and / or beam position information. A reconstruction process for reconstructing an image. It is a misalignment correction method of T devices.
【0060】請求項8記載の発明によれば、それぞれミ
スアライメント量が異なる複数の素子から得られたデー
タを束ねて使用する場合にも、素子の大きさに応じた加
重平均または単純平均を行うことにより、適切なミスア
ライメント補正を行うことができる。According to the eighth aspect of the present invention, even when data obtained from a plurality of elements having different amounts of misalignment are bundled and used, a weighted average or a simple average according to the size of the elements is performed. Thereby, appropriate misalignment correction can be performed.
【0061】[0061]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係るX線CT装置
の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係るX線CT装置1を示すシステム構
成図である。同図に示すように、X線CT装置1は、X
線ビーム発生器であるX線管球3と、スリット5と、2
次元に検出素子が配列された主X線検出器7と、プロフ
ァイル検出器9と、主X線検出器用データ収集装置11
と、プロファイル検出器用データ収集装置13と、デー
タ処理装置15と、予め複数の焦点位置(a,b,…)
にそれぞれ対応した複数の再構成パラメータ31a,3
1b,…及び複数の焦点位置にそれぞれ対応した複数の
ビーム位置情報33a,33b,…を記憶した記憶装置
17と、高電圧発生装置19と、ホストコントローラ2
1と、表示装置23と、再構成装置25と、補助記憶装
置27と、これら装置間を接続するバス29とを備えて
構成されている。Next, an embodiment of the X-ray CT apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an X-ray CT apparatus 1 according to the present invention. As shown in the figure, the X-ray CT apparatus 1
X-ray tube 3, which is a X-ray beam generator, slit 5,
A main X-ray detector 7 in which detection elements are arranged in a dimension, a profile detector 9, and a data collection device 11 for a main X-ray detector
, A profile detector data collection device 13, a data processing device 15, and a plurality of focal positions (a, b,...)
A plurality of reconstruction parameters 31a, 3 respectively corresponding to
, A plurality of beam position information 33a, 33b,... Respectively corresponding to a plurality of focal positions, a high voltage generator 19, and a host controller 2.
1, a display device 23, a reconfiguration device 25, an auxiliary storage device 27, and a bus 29 connecting these devices.
【0062】図1において、ホストコントローラ21
は、本X線CT装置1全体の動作を制御する中央制御装
置である。高電圧発生装置19は、ホストコントローラ
21からの制御信号によってX線管球3に高電圧を供給
しX線を発生させる。発生したX線は、被検体P内を透
過し、X線管球3と対向配置された主X線検出器7によ
ってそのエネルギーが電流に変換される。In FIG. 1, the host controller 21
Is a central control device that controls the operation of the entire X-ray CT apparatus 1. The high voltage generator 19 supplies a high voltage to the X-ray tube 3 according to a control signal from the host controller 21 to generate X-rays. The generated X-rays pass through the subject P, and the energy thereof is converted into a current by the main X-ray detector 7 arranged opposite to the X-ray tube 3.
【0063】この時、X線管球3、スリット5、主X線
検出器7及びプロファイル検出器9は、図示されない架
台の回転装置によって被検体Pの周囲を一体的に回転す
る。架台の回転装置はホストコントローラ21からの制
御信号によって制御される。主X線検出器7及びプロフ
ァイル検出器9によって電流として検出された信号は、
それぞれ主検出器用データ収集装置11、プロファイル
検出器用データ収集装置13によって増幅され、電圧信
号に変換され、A/D変換された後ディジタル信号の投
影データとしてデータ処理装置15に転送される。At this time, the X-ray tube 3, the slit 5, the main X-ray detector 7, and the profile detector 9 are integrally rotated around the subject P by a gantry rotating device (not shown). The rotating device of the gantry is controlled by a control signal from the host controller 21. The signals detected as currents by the main X-ray detector 7 and the profile detector 9 are as follows:
The data is amplified by the data detector 11 for the main detector and the data collector 13 for the profile detector, converted into a voltage signal, A / D converted, and transferred to the data processor 15 as digital signal projection data.
【0064】データ処理装置15では、それぞれの投影
データについてX線検出器の各素子毎の暗電流補正等を
行った後、対数変換を施して、記憶装置17に記憶させ
る。The data processing device 15 performs dark current correction and the like for each element of the X-ray detector for each projection data, performs logarithmic conversion, and stores the data in the storage device 17.
【0065】記憶装置17内に蓄えられた投影データ
は、画像再構成装置25に転送される。画像再構成装置
25によって画像化された断層像は、表示装置23に転
送され、表示される。また、収集された投影データある
いは画像化された断層像は、補助記憶装置27に転送さ
れ、記憶保存される。The projection data stored in the storage device 17 is transferred to the image reconstruction device 25. The tomographic image imaged by the image reconstruction device 25 is transferred to the display device 23 and displayed. Further, the collected projection data or the imaged tomographic image is transferred to the auxiliary storage device 27 and stored.
【0066】X線管球3の焦点移動を検出するため、ス
リット5には、プロファイル検出器9用のX線ビームX
Pを通過させる間隙が設けられている。このX線ビーム
XPを検出するプロファイル検出器9、プロファイル検
出器用データ収集装置13及びデータ処理装置15に内
蔵された焦点位置計算機能が、主X線検出器7に対する
X線管球3の相対的な焦点位置を検出する焦点位置手段
を構成している。To detect the movement of the focal point of the X-ray tube 3, the slit 5 is provided with an X-ray beam X for the profile detector 9.
A gap for passing P is provided. The focus position calculation function built in the profile detector 9 for detecting the X-ray beam XP, the data acquisition device 13 for the profile detector, and the data processing device 15 makes the X-ray tube 3 relative to the main X-ray detector 7. This constitutes a focus position means for detecting a proper focus position.
【0067】プロファイル検出器9とプロファイル検出
器用データ収集装置13について、その一例を説明す
る。図2に示すように、プロファイル検出器9はX線検
出器の2つの検出素子AおよびBから構成されており、
各素子は、図3に示すように、シンチレータ41とその
下部に配設されているフォトダイオード43によって構
成されている。シンチレータ41は、入射したX線強度
に応じて発光し、シンチレータ41の発光は、フォトダ
イオード43によって電流に変換される。その電流はプ
ロファイル検出器用データ収集装置13により増幅さ
れ、電圧信号に変換され、A/D変換後ディジタル信号
となる。An example of the profile detector 9 and the profile detector data collection device 13 will be described. As shown in FIG. 2, the profile detector 9 includes two detection elements A and B of an X-ray detector,
As shown in FIG. 3, each element is constituted by a scintillator 41 and a photodiode 43 provided therebelow. The scintillator 41 emits light according to the incident X-ray intensity, and the light emission of the scintillator 41 is converted into a current by the photodiode 43. The current is amplified by the profile detector data collection device 13, converted into a voltage signal, and converted into a digital signal after A / D conversion.
【0068】これらのディジタル電圧信号は、入射した
X線エネルギーに比例するように補正処理を行った後、
データ処理装置15によりその比が計算される。計算さ
れたディジタル電圧信号は、プロファイル検出器9の素
子Aおよび素子B上のX線照射面積の比を示す。図4
(a)に示すように、スリット5とプロファイル検出器
9とを組み合わせることにより、X線焦点のスライス方
向の移動量を検出することができる。After correcting these digital voltage signals so as to be proportional to the incident X-ray energy,
The ratio is calculated by the data processing device 15. The calculated digital voltage signal indicates the ratio of the X-ray irradiation area on the element A and the element B of the profile detector 9. FIG.
As shown in (a), by combining the slit 5 and the profile detector 9, it is possible to detect the amount of movement of the X-ray focus in the slice direction.
【0069】図5に補正処理の流れを示す。2次元X線
検出器を使用するモードは、収集法として、寝台固定の
スタティックモードとヘリカルモードの2種、再構成法
としてコーンビーム再構成法とファンビームみなし再構
成法の2種、合計4種類のモードを備えているものとす
る。(すべてを備えていなくてもよく、例えば1つのモ
ードしかない場合は、モード固定となる。) まず、オペレータからの指示により、上記4種のモード
からスキャンモードが選択される(ステップS10)。
モード選択後、オペレータの指示によりスキャン開始す
る(ステップS20)。スキャンが開始されると、X線
管球3からのX線の曝射が始まり、主X線検出器7及び
主X線検出器用データ収集装置11とによる被検体Pの
投影データ収集(ステップS30)と平行して、プロフ
ァイル検出器9及びプロファイル検出器用データ収集装
置による焦点位置の測定(ステップS40)、データ処
理装置15による焦点位置の計算(ステップS50)が
行われる。FIG. 5 shows the flow of the correction process. The two modes using the two-dimensional X-ray detector are two types of acquisition methods, a static mode fixed to a bed and a helical mode, and two types of reconstruction methods, a cone beam reconstruction method and a fan beam deemed reconstruction method, totaling four. It is assumed that there are different modes. (It is not necessary to provide all modes. For example, when there is only one mode, the mode is fixed.) First, a scan mode is selected from the above four modes according to an instruction from the operator (step S10).
After selecting the mode, scanning is started according to the instruction of the operator (step S20). When the scan is started, X-ray irradiation from the X-ray tube 3 starts, and the main X-ray detector 7 and the main X-ray detector data collection device 11 collect projection data of the subject P (step S30). In parallel with the above, the focus position is measured by the profile detector 9 and the profile detector data collection device (step S40), and the focus position is calculated by the data processing device 15 (step S50).
【0070】得られた焦点位置に基づいて、記憶装置1
7に記憶された複数の焦点位置にそれぞれ対応する再構
成パラメータ31a,31b,…から実際の焦点位置に
最も近い再構成パラメータが選ばれて再構成装置25に
送られ、同様に、記憶装置17に記憶された複数の焦点
位置にそれぞれ対応するビーム位置情報33a,33
b,…から実際の焦点位置に最も近いビーム位置情報が
選ばれて再構成装置25に送られて、ミスアライメント
の補正が行われる(ステップS60)。Based on the obtained focal position, the storage device 1
, The reconstruction parameter closest to the actual focal position is selected from the reconstruction parameters 31a, 31b,... Respectively corresponding to the plurality of focal positions and sent to the reconstruction device 25. Position information 33a, 33 respectively corresponding to a plurality of focal positions stored in
The beam position information closest to the actual focal position is selected from b,... and sent to the reconstruction device 25 to correct the misalignment (step S60).
【0071】次いで、収集された投影データと補正され
た再構成パラメータとを使用して画像再構成(ステップ
S70)、画像表示(ステップS80)と進む。ステッ
プS60において、再構成パラメータの補正は、再構成
の一部と考えても良く、図1のブロック図中では、再構
成装置25にその機能を持たせてもよい。Next, the procedure proceeds to image reconstruction (step S70) and image display (step S80) using the collected projection data and the corrected reconstruction parameters. In step S60, the correction of the reconstruction parameter may be considered as a part of the reconstruction, and the reconstruction device 25 may have its function in the block diagram of FIG.
【0072】次に、各スキャンモード毎に、補正方法に
ついて説明する。第1にコーンビーム再構成における補
正について説明する。スタティックモードと、ヘリカル
モードと特に区別せずに述べる。Next, a correction method will be described for each scan mode. First, correction in cone beam reconstruction will be described. The static mode and the helical mode will be described without distinction.
【0073】図6は、コーンビームCT装置設計上のジ
オメトリを示す。縦軸に回転軸をとり、スライス面に平
行な面に横軸を設定する。向かって左側に焦点があり、
右側にX線検出器がある位相での横方向の断面である。
X線検出器は16素子として説明する。既に述べたよう
に、コーンビーム再構成においては焦点と再構成するボ
クセルを結んだ直線が2次元のX線検出器面と交差する
点を求め、それをその直線上に逆投影する。同図に示す
再構成平面内のボクセルa、ボクセルbで考えると、N
o.12、No.13のX線検出器のほぼ中央に入射す
るビームAのデータ(例えば、No.12、No.13
のX線検出器のデータから補間で求める。)をボクセル
aに逆投影し、No.11のX線検出器のほぼ中間(N
o.10寄り)に入射するビームBのデータ(例えば、
No.10、No11のX線検出器のデータから補間で
求める。)をボクセルbに逆投影することになる。FIG. 6 shows the design geometry of the cone beam CT apparatus. The rotation axis is set on the vertical axis, and the horizontal axis is set on a plane parallel to the slice plane. The focus is on the left side,
It is a cross section in the horizontal direction at the phase where the X-ray detector is on the right side.
The X-ray detector will be described as having 16 elements. As described above, in the cone beam reconstruction, a point at which a straight line connecting the focal point and the voxel to be reconstructed intersects the two-dimensional X-ray detector plane is obtained, and the point is back-projected on the straight line. Considering voxel a and voxel b in the reconstruction plane shown in FIG.
o. 12, No. The data of the beam A (for example, No. 12 and No. 13) which is incident almost at the center of the X-ray detector No. 13
From the data of the X-ray detector described above. ) Is projected back to voxel a, 11 X-ray detectors (N)
o. Data of the beam B incident on the laser beam (approximately 10)
No. It is obtained by interpolation from the data of the X-ray detectors No. 10 and No. 11. ) Is back-projected onto voxel b.
【0074】ここで、熱的な焦点移動など何らかの原因
で焦点のX線検出器に対する相対的位置が変化する(以
下では焦点移動として述べる。)と、図7の状態とな
る。図6におけるビームA(図7では点線で示す。)の
データとして、例えば、No.12。No.13のX線
検出器のデータから補間で求めたデータは、焦点移動し
た実際には図7に示すビームAの位置をとおってX線検
出器に入射したものである。(ビームBについても同
様)。つまり、ボクセルaには、ボクセルaを通ってき
たと思って、全く別のところを通ってきたデータを逆投
影することになる。(ボクセルbも同様)。ビームが通
ってきたパス上のボクセルに逆投影するのが再構成の基
本であり、この図7の状態でアーティファクトが発生す
ることは容易に類推される。Here, if the relative position of the focal point with respect to the X-ray detector changes for some reason such as thermal focal point movement (hereinafter referred to as focal point movement), the state shown in FIG. 7 is obtained. As data of the beam A in FIG. 6 (indicated by a dotted line in FIG. 7), for example, No. 12. No. The data obtained by interpolation from the data of the X-ray detector No. 13 is actually the one that has moved the focal point and entered the X-ray detector through the position of the beam A shown in FIG. (The same applies to beam B). In other words, the data that has passed through voxel a is considered to have passed through voxel a, and is back-projected. (Similarly for voxel b). The basis of reconstruction is to project back onto the voxels on the path through which the beam has passed, and it is easily analogized that artifacts occur in the state of FIG.
【0075】そこで、本発明では、図8及び、図9に示
す方法で、このずれを補正する。Therefore, in the present invention, this deviation is corrected by the method shown in FIGS.
【0076】図8では、実際の焦点位置に合わせて、ボ
クセルaに逆投影すべきデータとして、ビームAを想定
して、例えば、No.12、No.13のX線検出器の
データから補間で求めたデータでなく、ビームA′を想
定し、例えば、No.14、No.15のX線検出器の
データから補間で求めたデータを選択する。ボクセルb
についても同様に、No.10、No.11のX線検出
器のデータら補間して得られたデータではなく、ビーム
B′のデータ(例えば、No.10、No.11のX線
検出器のデータから補間して得られたデータ)を逆投影
する方法をとる。この結果、該当するボクセルを実際に
通ってきたデータを、そのボクセルに逆投影することに
なり、コーンビーム再構成本来の性能を発揮できるよう
になる。In FIG. 8, beam A is assumed as data to be back-projected onto voxel a in accordance with the actual focal position. 12, No. Assuming the beam A ′ instead of the data obtained by interpolation from the data of the X-ray detector No. 13, for example, 14, No. Data obtained by interpolation from the data of the 15 X-ray detectors is selected. Voxel b
Similarly, No. 10, No. Not data obtained by interpolation from the data of the X-ray detector No. 11, but data of the beam B '(for example, data obtained by interpolating the data of the X-ray detectors No. 10 and No. 11) Is back-projected. As a result, data that has actually passed through the relevant voxel is back-projected onto the voxel, and the original performance of cone beam reconstruction can be exhibited.
【0077】ここで、図8の簡易的な実現方法について
述べる。図8の方法の基本は、実際の焦点位置に合わせ
て、該当するボクセルに逆投影すべきデータを求めるた
めの補間の組合せ(検出素子の組合せと、重み)を換え
ることである。連続的に変化する焦点位置について、そ
れぞれ補間の組合せを換えるためには、その都度補間の
組合せを計算して求める必要が出てくる。従って、ま
ず、予め予想される焦点移動の範囲を、ミスアライメン
トによるアーティファクトが許容される幅で分割し、そ
の範囲の代表として一つの補間の組合せを設定する。そ
して、実際のデータ収集時には、測定した焦点位置に最
も近い位置の補間の組合せを選択し補間する方法を採
る。予め補間の組合せを設定し、記憶させておくこと
で、補間の組合せを計算するための余分な時間が不要と
なる。Here, a simple realizing method of FIG. 8 will be described. The basis of the method of FIG. 8 is to change the combination of interpolation (detection element combination and weight) for obtaining data to be back-projected to the corresponding voxel according to the actual focal position. In order to change the combination of interpolation for each of the continuously changing focal positions, it is necessary to calculate and find the combination of interpolation each time. Therefore, first, the range of the expected focus movement is divided by a width in which an artifact due to misalignment is allowed, and one interpolation combination is set as a representative of the range. At the time of actual data collection, a method of selecting and interpolating a combination of interpolation at a position closest to the measured focal position is employed. By preliminarily setting and storing interpolation combinations, extra time is not required for calculating the interpolation combinations.
【0078】図9は、実際の焦点位置でのビームAのデ
ータを、実際に通ってきたボクセルa′に逆投影する方
法である。実際の焦点位置と、該当するビームが入射す
るX線検出器上の位置とを結ぶ直線が再構成平面と交差
する位置にあるボクセルa′を想定し、設計上ではボク
セルaに逆投影するはずだったデータを、このボクセル
a′に逆投影するのである。この結果、該当するボクセ
ルを実際に通ってきたデータを、そのボクセルに逆投影
することになり、コーンビーム再構成本来の性能を発揮
できるようになる。FIG. 9 shows a method of back-projecting the beam A data at the actual focal position onto the actually passed voxel a '. Assuming a voxel a 'where the straight line connecting the actual focal position and the position on the X-ray detector where the relevant beam is incident intersects the reconstruction plane, the design should project back to voxel a. Is back-projected to the voxel a '. As a result, data that has actually passed through the relevant voxel is back-projected onto the voxel, and the original performance of cone beam reconstruction can be exhibited.
【0079】図8の方法は、ボクセル位置を基準にし
て、このボクセルに逆投影すべきデータを焦点移動に応
じて変更するものであり、一方、図9の方法は、検出器
で検出されたデータを基準にして、このデータまたはこ
のデータから補間されたデータを逆投影すべきボクセル
位置を焦点移動に応じて変更する方法である。結果的に
は、図8の方法と図9の方法とは同じことであり、再構
成装置の構成に応じていずれの方法を選択しても、得ら
れる効果は同じである。The method shown in FIG. 8 changes the data to be back-projected onto the voxel in accordance with the movement of the focal point based on the voxel position. On the other hand, the method shown in FIG. 9 detects the data detected by the detector. In this method, the voxel position at which data or data interpolated from the data is to be back-projected is changed in accordance with the focal point movement based on the data. As a result, the method of FIG. 8 and the method of FIG. 9 are the same, and the effect obtained is the same regardless of which method is selected according to the configuration of the reconstruction apparatus.
【0080】第2に、ファンビームみなし再構成方法を
用いるモードについて説明する。図10に、設計上のジ
オメトリを示す。縦軸に回転軸をとり、スライス面に平
行に横軸を設定する。向かって左側に焦点があり、右側
にX線検出器がある位相での横方向の断面である。ここ
では、X線検出器は8素子として説明する。既に述べた
ように、コーンビームデータをファンビームデータとみ
なして、ファンビーム再構成を行う方法であるから、例
えばNo.6のX線検出器で得られたデータを、網掛け
部分の平面のファンビームデータとみなして再構成する
方法である。たとえば、No.6の検出素子の中央と焦
点位置とを結ぶ直線ビームAと、回転中心軸との交差す
る位置が、再構成平面の中央となり、これが、画像のス
ライス厚方向(Z軸とする)の座標となる。Second, a mode using the fan beam deemed reconstruction method will be described. FIG. 10 shows the design geometry. The rotation axis is set on the vertical axis, and the horizontal axis is set parallel to the slice plane. A lateral cross section at a phase with the focus on the left and the X-ray detector on the right. Here, the X-ray detector is described as having eight elements. As described above, the method is such that the cone beam data is regarded as the fan beam data and the fan beam is reconstructed. In this method, the data obtained by the X-ray detector No. 6 is regarded as fan beam data of the plane of the hatched portion and reconstructed. For example, No. The position at which the linear beam A connecting the center of the detection element 6 and the focal position intersects the rotation center axis is the center of the reconstruction plane, which is the coordinate of the image in the slice thickness direction (referred to as the Z axis). Become.
【0081】nview:viewの番号 Zview:任意のviewにおける、設計上の焦点を含む
平面のZ座標(スタティックモードでは一定、ヘリカル
モードではヘリカルピッチに応じて変化する) nseg :X線検出器segの番号 Zseg :X線検出器の任意のseg.のX線検出面にお
ける設計上の焦点を含む平面からの距離 FCD:焦点から回転軸(Z軸)までの距離 FDD:焦点からX線検出面までの距離 とすると、(nview、nseg) におけるビームのZ座
標:Z(nview、nseg )は、Nview: view number Zview: Z coordinate of a plane including a focal point in design at an arbitrary view (constant in static mode, changes according to helical pitch in helical mode) nseg: X-ray detector seg Number Zseg: Any seg. Of the X-ray detector. FCD: distance from focal point to rotation axis (Z-axis) FDD: distance from focal point to X-ray detection surface Given the following, the beam at (nview, nseg) The Z coordinate of Z: (nview, nseg) is
【数1】 Z(nview、nseg )=Zview+Zseg × FCD/FDD …(1) 式(1)となる。スタティックモードでは、この座標が
そのまま画像のZ座標とり、ヘリカルモードではそれぞ
れの収集データのZ座標として、補間の重みなどを決め
るパラメータとなる。Z (nview, nseg) = Zview + Zseg × FCD / FDD (1) Equation (1) is obtained. In the static mode, these coordinates take the Z coordinates of the image as they are, and in the helical mode, they serve as the Z coordinates of the respective collected data and serve as parameters for determining the weight of interpolation and the like.
【0082】ここで、熱的な焦点移動など何らか原因で
焦点のX線検出器に対する相対的位置が変化する(以下
では焦点移動として述べる。)と、図11の状態とな
る。例えば、No.6の検出素子の中央と実際の焦点位
置とを結ぶ直線ビームAが、図11のように変化し、回
転中心軸と交差する位置(再構成平面の中央)が、設計
上の位置(薄い網掛け)に対してずれている。Here, if the relative position of the focal point with respect to the X-ray detector changes for some reason such as thermal focal point movement (hereinafter referred to as focal point movement), the state shown in FIG. 11 is obtained. For example, no. The linear beam A connecting the center of the detection element 6 and the actual focal position changes as shown in FIG. 11, and the position crossing the rotation center axis (the center of the reconstruction plane) is the design position (thin net). Multiplied).
【0083】ここで、 Δf:焦点の移動量 とすると、(nview、nseg) における焦点移動状態で
のビームのZ座標:Z′(nview、nseg )は、Here, assuming that Δf: the moving amount of the focal point, the Z coordinate of the beam in the focal point moving state at (nview, nseg): Z ′ (nview, nseg) is:
【数2】 Z(nview、nseg ) =Zview+(Zseg −Δf)× FCD/FDD +Δf =Zview+Zseg × FCD/FDD +Δf×(1− FCD/FDD ) =Z(nview、nseg )+Δf×(1− FCD/FDD ) …(2) 式(2)となる。画像のZ座標、あるいは、収集データ
のZ座標として、設計値であるZ(nview、nseg )で
はなく、実測した焦点位置に基づくZ′(nview、nse
g )を用いることにより、焦点位置の相対的な変動によ
るミスアライメントの影響を抑えることができる。Z (nview, nseg) = Zview + (Zseg−Δf) × FCD / FDD + Δf = Zview + Zseg × FCD / FDD + Δf × (1-FCD / FDD) = Z (nview, nseg) + Δf × (1-FCD) / FDD) (2) Equation (2) is obtained. As the Z-coordinate of the image or the Z-coordinate of the acquired data, Z '(nview, nse) based on the actually measured focal position instead of the design value Z (nview, nseg)
By using g), the influence of misalignment due to relative fluctuation of the focal position can be suppressed.
【0084】コーンビーム再構成では補間の組合せを調
整するために複雑な補正処理が必要となるが、ファンビ
ームみなし再構成法の場合は、収集データのZ座標に補
正を加えることで済むためより簡単な処理でミスアライ
メントの補正が可能となる。In the cone beam reconstruction, complicated correction processing is required to adjust the combination of interpolation, but in the case of the fan beam deemed reconstruction method, it is sufficient to correct the Z-coordinate of the acquired data because the correction is sufficient. The misalignment can be corrected with simple processing.
【0085】続いて、チャンネル方向に変化する、スラ
イス方向のミスアライメントの補正方法について説明す
る。Next, a method of correcting misalignment in the slice direction, which changes in the channel direction, will be described.
【0086】この場合には、まず各検出素子のシステム
に対する配列位置ズレを測定する必要がある。X線検出
器内部の素子配列は製造工程内で測定することができ
る。例えば、X線検出器後方にX線フィルムを配置し
て、前方からX線を曝射し、X線検出器の影から各検出
素子の配列位置ズレを測定する方法がある。X線フィル
ムを別のX線検出器に置き換えて測定しても良い。ここ
で測定した検出素子データはX線検出器本体と合わせて
管理し、X線検出器をシステムに取り付けた際に、X線
検出器素子配列データをシステムに入力して補正に用い
る。In this case, it is necessary to first measure the displacement of the arrangement of each detection element with respect to the system. The element arrangement inside the X-ray detector can be measured in the manufacturing process. For example, there is a method of arranging an X-ray film behind the X-ray detector, irradiating the X-ray from the front, and measuring a displacement of each detection element from the shadow of the X-ray detector. The measurement may be performed by replacing the X-ray film with another X-ray detector. The detection element data measured here is managed together with the X-ray detector body, and when the X-ray detector is attached to the system, the X-ray detector element array data is input to the system and used for correction.
【0087】次に、X線検出器をシステムに取り付ける
際に、プリコリメータに対してねじれているかどうかを
測定する。X線検出器のチャンネル方向の両端にある素
子において、プリコリメータのプロフィールを測定し、
両端のプロフィールの差と、予め測定しシステムに入力
してある検出素子配列データのなかの該当する両端の検
出素子の配列データとから、プリコリメータとX線検出
器中心線(例えば、すべてのチャンネルの平均値)との
ねじれとが求められる。Next, when the X-ray detector is attached to the system, it is measured whether or not the pre-collimator is twisted. The precollimator profile is measured at the elements at both ends of the X-ray detector in the channel direction,
The precollimator and the X-ray detector center line (for example, all channels) are obtained from the difference between the profiles at both ends and the array data of the corresponding detector elements at the corresponding ends in the detector array data previously measured and input to the system. And the torsion of the average).
【0088】次に、これらのデータから、各チャンネル
の各seg.毎に、システムに対する配列位置(Z座
標)を計算する。ここで得られた、Z座標(Zseg (n
ch、nseg ))を、上で述べたZseg の代わりに用いる
ことで、それぞれの素子で得られたデータのビーム位置
を規定することができる。Next, based on these data, each seg. Each time, the array position (Z coordinate) for the system is calculated. The Z coordinate (Zseg (n
ch, nseg)) can be used in place of Zseg described above to define the beam position of the data obtained by each element.
【0089】その後の具体的な補正は、基本的に上で述
べてチャンネル方向に一定な、スライス方向のミスアラ
イメントの補正と同等で良い。コーンビーム再構成の場
合は、ビーム位置に合わせて補間する組合せで調整し、
ファンビームみなしマルチスライスのヘリカルの場合
は、検出素子毎にフィルタ補間の重み計算する。X線検
出器の構造上、素子毎のばらつきは小さくブロック単位
でばらつく場合は、素子毎に計算するのではなく、ブロ
ック単位で計算しても十分な効果が得られる。The subsequent specific correction may be basically equivalent to the correction of misalignment in the slice direction, which is constant in the channel direction as described above. In the case of cone beam reconstruction, adjust with a combination that interpolates according to the beam position,
In the case of a multi-slice helical assuming a fan beam, a filter interpolation weight is calculated for each detection element. Due to the structure of the X-ray detector, if the variation among elements is small and varies in blocks, a sufficient effect can be obtained by calculating in units of blocks instead of calculating for each element.
【0090】ただし、ファンビームみなしマルチスライ
スのスタティックモードの場合は、新たな方法も提案す
る。図12(a)に示すように、それぞれが4つのチャ
ンネルと、セグメント方向に1から8までの合計32素
子を備える検出器ブロックを6ブロック使用してX線検
出器を構成する場合を考える。そして、各検出器ブロッ
クをシステムに組み込む場合に、各ブロック毎にZ方向
のズレが生じたとする。このシステムで、複数のse
g.に渡るビームA,Bを照射し、データを束ねて2つ
の厚いスライスの画像を作る場合を考える。このZ方向
のミスアライメントを考えずに、そのままデータ加算す
ると、図12(b)のように、凸凹したビームとして処
理してしまう。However, in the case of the fan beam assumed multi-slice static mode, a new method is also proposed. As shown in FIG. 12A, consider a case where an X-ray detector is configured using six detector blocks each having four channels and a total of 32 elements from 1 to 8 in the segment direction. When each detector block is incorporated in the system, it is assumed that a deviation in the Z direction occurs for each block. In this system, multiple
g. Irradiate the beams A and B over the data and bundle the data to create an image of two thick slices. If the data is added without considering the misalignment in the Z direction, the beam is processed as an uneven beam as shown in FIG.
【0091】そこで、本実施の形態では、ビームが照射
された素子のデータを、配列データに基づいて重み付け
加算する方法を採る。アライメントが合っているブロッ
クNo.1、No.4、No.6では、それぞれビーム
A及びビームBに対応するseg.No.3、No.4
及びseg.No.5、No.6のデータをそれぞれ加
算する。一方、その他のブロックでは、それぞれのビー
ムを受けた(受けたかどうかは、検出素子配列データか
ら判断できる)seg.のデータを重み付け加算してデ
ータを得る。この結果、図12(b)ではなく、図12
(a)のビームを再現できることになる。Therefore, the present embodiment employs a method of weighting and adding the data of the elements irradiated with the beam based on the array data. Block No. that is aligned 1, No. 4, no. 6, seg. Corresponding to beam A and beam B, respectively. No. 3, No. 4
And seg. No. 5, no. 6 are added. On the other hand, in other blocks, each beam is received (seg. Can be determined from the detection element array data). Are obtained by weighting and adding the above data. As a result, instead of FIG.
The beam of (a) can be reproduced.
【0092】このように、スライス方向のミスアライメ
ントがチャンネル方向に変化する場合でも、先に述べた
チャンネル方向に一定なミスアライメントの場合と同様
に、その影響を抑えることができる。As described above, even when the misalignment in the slice direction changes in the channel direction, the effect can be suppressed as in the case of the above-described misalignment constant in the channel direction.
【0093】以上の実施形態では、スライス方向のミス
アライメントについて説明したが、本発明は、チャンネ
ル方向のミスアライメントにも適用することができる。
すなわち、図4(a)に示したプロファイル検出器にお
いて、検出素子の配列を2次元に拡張し、チャンネル方
向にも強度分布を持つプロファイル検出用X線ビームを
使用することにより、スライス方向の焦点移動のみなら
ず、チャンネル方向の焦点移動をも検出することができ
る。In the above embodiment, the misalignment in the slice direction has been described. However, the present invention can be applied to the misalignment in the channel direction.
That is, in the profile detector shown in FIG. 4A, the array of the detection elements is extended two-dimensionally, and the X-ray beam for profile detection having the intensity distribution also in the channel direction is used, so that the focus in the slice direction is obtained. Not only the movement but also the focus movement in the channel direction can be detected.
【0094】図4(b)に示すように、例えば、4つの
検出素子A,B,C,Dを方形に配置したプロファイル
検出器に向かって、正方形に成形されたプロファイル検
出用X線ビームを照射する。検出素子A及びBの信号比
率により、スライス方向の焦点移動が検出されること
は、図4(a)と変わりがないが、これに加えて、チャ
ンネル方向の焦点移動が検出素子A及びCの信号比率
(またはB及びDの信号比率)により検出可能となって
いる。As shown in FIG. 4B, for example, an X-ray beam for profile detection formed into a square is directed toward a profile detector in which four detection elements A, B, C, and D are arranged in a square. Irradiate. The fact that the focus movement in the slice direction is detected based on the signal ratio of the detection elements A and B is the same as that in FIG. 4A, but in addition, the focus movement in the channel direction is detected by the detection elements A and C. It can be detected by the signal ratio (or the signal ratio of B and D).
【0095】また、検出素子の配列誤差のデータ収集方
法についても、製造工程内でX線フィルムなどを用いる
方法を示したが、これもスライス方向だけでなく、チャ
ンネル方向の位置情報も収集するだけで、チャンネル方
向のミスアライメント補正に必要な情報が得られる。The method of collecting data on the arrangement error of the detection elements has been described by using an X-ray film or the like in the manufacturing process. However, this method also collects not only the slice direction but also the position information in the channel direction. Thus, information necessary for correcting misalignment in the channel direction can be obtained.
【0096】次に、マルチスライスシステムにおいて、
複数のX線検出素子のデータを束ねる場合のミスアライ
メント補正の実施形態について説明する。まず、図13
に示すように、スライス方向の検出素子の大きさが等し
い場合には、束ねられるそれぞれの素子のミスアライメ
ント量の平均値を求め、この平均値を束ねたデータのミ
スアライメント量とみなして、そのデータに対応する再
構成パラメータを変更する。Next, in a multi-slice system,
An embodiment of misalignment correction in a case where data of a plurality of X-ray detection elements is bundled will be described. First, FIG.
As shown in the figure, when the sizes of the detection elements in the slice direction are equal, an average value of the amount of misalignment of the respective elements to be bundled is obtained, and the average value is regarded as the amount of misalignment of the bundled data, and Change the reconstruction parameters corresponding to the data.
【0097】図13の場合であれば、それぞれ検出素子
の大きさが等しいセグメント1からセグメント4までの
データが束ねられる。すなわち、それぞれのセグメント
1、2、3、4に属する素子のそれぞれのミスアライメ
ント量をδ1、δ2、δ3、δ4とすれば、束ねたデー
タのミスアライメント量は、(δ1+δ2+δ3+δ
4)/4となる。In the case of FIG. 13, data of the segments 1 to 4 having the same size of the detecting elements are bundled. That is, if the misalignment amounts of the elements belonging to the respective segments 1, 2, 3, and 4 are δ1, δ2, δ3, and δ4, the misalignment amount of the bundled data is (δ1 + δ2 + δ3 + δ
4) / 4.
【0098】次いで、図14に示すように、スライス方
向の検出素子の大きさが等しくない場合には、束ねられ
るそれぞれの素子の大きさに応じてミスアライメント量
の重み付け平均値(加重平均値)を求め、この加重平均
値を束ねたデータのミスアライメント量とみなして、そ
のデータに対応する再構成パラメータを変更する。Next, as shown in FIG. 14, when the sizes of the detection elements in the slice direction are not equal, a weighted average value (weighted average value) of the misalignment amount according to the size of each element to be bundled. The weighted average value is regarded as the amount of misalignment of the bundled data, and the reconstruction parameter corresponding to the data is changed.
【0099】すなわち、それぞれのセグメント1、2、
3、4に属する素子の大きさをL1、L2、L3、L4
とし、それぞれのミスアライメント量をδ1、δ2、δ
3、δ4とすれば、束ねたデータのミスアライメント量
は、(δ1L1+δ2L2+δ3L3+δ4L4)/
(L1+L2+L3+L4)となる。That is, each segment 1, 2,.
The sizes of the elements belonging to 3, 4 are L1, L2, L3, L4
And the amounts of misalignment are δ1, δ2, δ
3, δ4, the misalignment amount of the bundled data is (δ1L1 + δ2L2 + δ3L3 + δ4L4) /
(L1 + L2 + L3 + L4).
【0100】また、図15に示すように、簡易的な方法
として、スライス方向の検出素子の大きさが等しくない
場合には、束ねられる素子の中で最も大きい素子(L
1)のミスアライメント量δ1を束ねたデータのミスア
ライメント量とみなして、そのデータに対応する再構成
パラメータを変更してもよい。As shown in FIG. 15, as a simple method, when the sizes of the detection elements in the slice direction are not equal, the largest element (L
The reconstruction parameter corresponding to the data may be changed by regarding the misalignment amount δ1 of 1) as the misalignment amount of the bundled data.
【0101】以上、好ましい実施の形態について説明し
たが、これらは本発明を限定するものではない。本発明
の思想の本質は、X線CTスキャナの世代やスキャン方
式、スキャンモードの種類や、補間方法の違いに依ら
ず、焦点位置検出手段により検出された焦点位置のX線
検出器に対する実際の相対位置に応じて、補間の組合せ
などの再構成パラメータやビームの位置情報などを変更
し、再構成のためのデータを処理することにある。The preferred embodiments have been described above, but they do not limit the present invention. The essence of the concept of the present invention is that the focus position detected by the focus position detecting means is not actually related to the X-ray detector regardless of the generation of the X-ray CT scanner, the type of scan method, the type of scan mode, and the difference in the interpolation method. The object is to process data for reconstruction by changing reconstruction parameters such as a combination of interpolation, beam position information, and the like according to the relative position.
【0102】[0102]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
キャン前あるいはスキャン中に位置検出手段によりX線
検出器に対するX線源の相対的な焦点位置を検出し、こ
の検出された相対的な焦点位置に応じて再構成パラメー
タ及びまたはビーム位置情報を補正して再構成を行うの
で、X線CT装置に恒久的な焦点位置ズレまたは経時的
な焦点移動が生じても、アーティファクトの少ない良好
な再構成画像を得ることができるという効果がある。As described above, according to the present invention, the relative focus position of the X-ray source with respect to the X-ray detector is detected by the position detecting means before or during the scan, and the detected relative position is determined. Since reconstruction is performed by correcting reconstruction parameters and / or beam position information in accordance with a proper focal position, even if a permanent focal position shift or a temporal focus shift occurs in the X-ray CT apparatus, good artifacts are less generated. There is an effect that a reconstructed image can be obtained.
【図1】本発明に係るコーンビームX線CT装置の実施
の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a cone beam X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図2】焦点位置検出手段の焦点位置検出原理説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of focus position detection by a focus position detection means.
【図3】焦点位置検出手段の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a focus position detection unit.
【図4】焦点位置検出手段の動作説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of a focus position detecting means.
【図5】本発明に係るコーンビームX線CT装置におけ
る焦点移動補正の手順を示すフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of focus movement correction in the cone beam X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図6】コーンビームX線CT装置の設計上のジオメト
リを説明する要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part explaining a design geometry of the cone beam X-ray CT apparatus.
【図7】コーンビームX線CT装置において焦点移動な
どミスアライメントが生じた場合の補正前の状態を説明
する部分断面図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating a state before correction when a misalignment such as a focal point shift occurs in a cone beam X-ray CT apparatus.
【図8】本発明に係るX線CT装置(コーンビーム)に
おいて焦点移動などミスアライメントが生じた状態の第
1の補正方法を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a first correction method in a state where misalignment such as a focus shift has occurred in the X-ray CT apparatus (cone beam) according to the present invention.
【図9】本発明に係るX線CT装置(コーンビーム)に
おいて焦点移動などミスアライメントが生じた状態の第
2の補正方法を説明する図である。FIG. 9 is a view for explaining a second correction method in a state where misalignment such as a focal point shift has occurred in the X-ray CT apparatus (cone beam) according to the present invention.
【図10】ファンビームみなし再構成を行うマルチスラ
イスX線CT装置の設計上のジオメトリを説明する要部
断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a principal part for explaining the design geometry of a multi-slice X-ray CT apparatus that performs fan beam deemed reconstruction.
【図11】ファンビームみなしマルチスライスX線CT
装置の焦点移動時のビームの位置ズレを説明する要部断
面図である。FIG. 11: Fan beam deemed multi-slice X-ray CT
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for explaining a positional shift of a beam when the apparatus moves a focal point.
【図12】ブロック間のばらつきがある場合のビームの
位置ズレを説明するX線検出器展開図である。FIG. 12 is an X-ray detector development diagram for explaining a beam position shift when there is variation between blocks.
【図13】同じサイズの複数セグメントのX線検出デー
タを束ねて使う場合のミスアライメント量を説明する図
である。FIG. 13 is a diagram illustrating the amount of misalignment in the case where X-ray detection data of a plurality of segments of the same size are used in a bundle.
【図14】異なるサイズの複数セグメントのX線検出デ
ータを束ねて使う場合のミスアライメント量を説明する
図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the amount of misalignment in the case where X-ray detection data of a plurality of segments of different sizes are used in a bundle.
【図15】異なるサイズの複数セグメントのX線検出デ
ータを束ねて使う場合のミスアライメント量(簡易的な
定義)を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a misalignment amount (simple definition) in a case where X-ray detection data of a plurality of segments of different sizes are used in a bundle.
【図16】回転陽極X線管球の焦点移動説明図である。FIG. 16 is a view for explaining the focal point movement of the rotating anode X-ray tube.
1…X線CT装置、3…X線管球、5…スリット、7…
主X線検出器、9…プロファイル検出器、11…主X線
検出器用データ収集装置、13…プロファイル検出器用
データ収集装置、15…データ処理装置、17…記憶装
置、19…高電圧発生装置、21…ホストコントロー
ラ、23…表示装置、25…再構成装置、27…補助記
憶装置、29…バス、31…再構成パラメータ、33…
ビーム位置情報。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray CT apparatus, 3 ... X-ray tube, 5 ... Slit, 7 ...
Main X-ray detector, 9: Profile detector, 11: Data collection device for main X-ray detector, 13: Data collection device for profile detector, 15: Data processing device, 17: Storage device, 19: High voltage generator, DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Host controller, 23 ... Display device, 25 ... Reconstruction device, 27 ... Auxiliary storage device, 29 ... Bus, 31 ... Reconstruction parameter, 33 ...
Beam position information.
Claims (8)
線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて
対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有するX線検
出器とを具備し、前記被検体が配置される空間の周囲に
少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方向に回転
させるスキャンにより得られた情報について再構成パラ
メータ及びまたはビーム位置情報を使用して再構成する
X線CT装置において、 前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器に
対する前記X線源のチャンネル方向の相対的な焦点位置
を検出する焦点位置検出手段と、 前記検出された相対的な焦点位置に応じて前記再構成パ
ラメータ及びまたは前記ビーム位置情報を変更する補正
手段と、 を備えることを特徴とするX線CT装置。An X-ray for irradiating an X-ray beam toward a subject
A source, and an X-ray detector having a plurality of channels, each of which is opposed to each other across a space in which the X-ray source and the subject are arranged, and at least around a space in which the subject is arranged. An X-ray CT apparatus for reconstructing information obtained by a scan in which the X-ray source is rotated in the channel arrangement direction using a reconstruction parameter and / or beam position information, wherein the X-ray is scanned before or during the scan. A focus position detecting means for detecting a relative focus position of the X-ray source in a channel direction with respect to a detector; and changing the reconstruction parameter and / or the beam position information according to the detected relative focus position. An X-ray CT apparatus comprising: a correction unit.
線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて
対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有する複数の
X線検出セグメントからなるX線検出器とを具備し、前
記被検体が配置される空間の周囲に少なくとも前記X線
源を前記チャンネル配列方向に回転させるスキャンによ
り得られた情報について再構成パラメータ及びまたはビ
ーム位置情報を使用して再構成するX線CT装置におい
て、 前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器に
対する前記X線源のスライス方向及びまたはチャンネル
方向の相対的な焦点位置を検出する焦点位置検出手段
と、 前記検出された相対的な焦点位置に応じて前記再構成パ
ラメータ及びまたは前記ビーム位置情報を変更する補正
手段と、 を備えることを特徴とするX線CT装置。2. An X-ray for irradiating an X-ray beam toward a subject
A source, and an X-ray detector composed of a plurality of X-ray detection segments each having a large number of channels disposed opposite to each other with a space in which the X-ray source and the subject are arranged, wherein the subject is An X-ray CT apparatus configured to reconstruct information obtained by scanning at least the X-ray source around the space to be arranged in the channel arrangement direction using reconstruction parameters and / or beam position information. Focus position detecting means for detecting a relative focus position of the X-ray source in a slice direction and / or a channel direction with respect to the X-ray detector before or during scanning, and in accordance with the detected relative focus position, An X-ray CT apparatus comprising: a correction unit that changes a reconstruction parameter and / or the beam position information.
数の相対的な焦点位置に応じてそれぞれ前記再構成パラ
メータ及びまたは前記ビーム位置情報を予め記憶する記
憶手段をさらに備えてなり、前記補正手段は、前記検出
された相対的な焦点位置に最も近い焦点位置に応じて記
憶された前記再構成パラメータ及びまたは前記ビーム位
置情報を使用することを特徴とする請求項1または請求
項2記載のX線CT装置。3. The apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit configured to store the reconstruction parameter and / or the beam position information in advance in accordance with a plurality of relative focal positions of the X-ray source with respect to the X-ray detector. The correction means uses the reconstruction parameters and / or the beam position information stored according to a focal position closest to the detected relative focal position. X-ray CT apparatus.
線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて
対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有する複数の
X線検出セグメントからなるX線検出器とを具備し、前
記被検体が配置される空間の周囲に少なくとも前記X線
源を前記チャンネル配列方向に回転させるスキャンによ
り得られた情報について再構成パラメータ及びまたはビ
ーム位置情報を使用して再構成するX線CT装置のミス
アライメント補正方法であって、 前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器に
対するX線源のスライス方向及びまたはチャンネル方向
の相対的な焦点位置を検出する位置検出過程と、 前記検出された相対的な焦点位置に応じて再構成パラメ
ータ及びまたはビーム位置情報を変更するパラメータ変
更過程と、 前記変更された再構成パラメータ及びまたはビーム位置
情報を使用して断層像を再構成する再構成過程と、 を備えたことを特徴とするX線CT装置のミスアライメ
ント補正方法。4. An X-ray for irradiating an X-ray beam toward a subject
A source, and an X-ray detector composed of a plurality of X-ray detection segments each having a large number of channels disposed opposite to each other with a space in which the X-ray source and the subject are arranged, wherein the subject is Misalignment correction of an X-ray CT apparatus for reconstructing at least the information obtained by scanning the X-ray source around the space to be arranged in the channel arrangement direction using reconstruction parameters and / or beam position information A method for detecting a relative focus position of an X-ray source in a slice direction and / or a channel direction with respect to the X-ray detector before or during the scan; and the detected relative focus. A parameter changing step of changing a reconstruction parameter and / or beam position information according to a position, and the changed reconstruction parameter Misalignment correction method of X-ray CT apparatus characterized by comprising: a reconstruction step of reconstructing a tomographic image by using the Bimatawa beam position information.
間におけるX線検出データを収集した前記X線検出器セ
グメントとそのデータの重みとの組合せを前記検出され
た相対的な焦点位置に基づくX線パスに従って変更する
ことを特徴とする請求項4記載のX線CT装置のミスア
ライメント補正方法。5. The parameter changing step includes the step of detecting a combination of the X-ray detector segment that has collected X-ray detection data in interpolation for obtaining data to be back-projected onto an arbitrary voxel and a weight of the data. 5. The method according to claim 4, wherein the change is performed according to an X-ray path based on the relative focus position.
そのデータの重みとの組合せを用いて補間されたデータ
を設計上の焦点位置に基づいて計算された逆投影すべき
ボクセルの位置から前記検出された相対的な焦点位置に
基づくX線パス上に移動させることを特徴とする請求項
4記載のX線CT装置のミスアライメント補正方法。6. The parameter changing step is a step of calculating data interpolated using a combination of the X-ray detector segment from which the X-ray detection data has been collected and the weight of the data, based on a design focal position. 5. The method according to claim 4, wherein the position of the voxel to be back-projected is moved on an X-ray path based on the detected relative focal position.
位置情報を前記検出された相対的な焦点位置に基づくX
線パスと回転中心軸との交点のスライス方向位置情報に
変更することを特徴とする請求項4記載のX線CT装置
のミスアライメント補正方法。7. The parameter changing step includes the step of using slice position information of data obtained in each segment of the detector based on the detected relative focal position.
5. The method for correcting misalignment of an X-ray CT apparatus according to claim 4, wherein the information is changed to slice direction position information of an intersection between the line path and the rotation center axis.
線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて
対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有する複数の
X線検出セグメントからなるX線検出器とを具備し、前
記被検体が配置される空間の周囲に少なくとも前記X線
源を前記チャンネル配列方向に回転させるスキャンによ
り得られた情報について、それぞれ異なるセグメントに
属する検出素子から得られた複数のデータを束ねて代表
データとして再構成に利用するX線CT装置のミスアラ
イメント補正方法であって、 前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器の
素子毎のミスアライメント量を検出する位置検出過程
と、 前記検出されたミスアライメント量を、前記束ねられる
複数のスライス方向の素子の大きさにより重み付けした
加重平均値または単純平均値を前記代表データのミスア
ライメント量とする過程と、 前記代表データのミスアライメント量により再構成パラ
メータ及びまたはビーム位置情報を変更するパラメータ
変更過程と、 前記変更された再構成パラメータ及びまたはビーム位置
情報を使用して断層像を再構成する再構成過程と、 を備えたことを特徴とするX線CT装置のミスアライメ
ント補正方法。8. An X-ray for irradiating an X-ray beam toward a subject
A source, and an X-ray detector composed of a plurality of X-ray detection segments each having a large number of channels disposed opposite to each other with a space in which the X-ray source and the subject are arranged, wherein the subject is For information obtained by scanning at least the X-ray source in the channel arrangement direction around the space where the X-ray source is arranged, a plurality of data obtained from the detection elements belonging to different segments are bundled and reconstructed as representative data. A misalignment correction method for an X-ray CT apparatus used for: a position detection step of detecting a misalignment amount of each element of the X-ray detector before or during the scan; and the detected misalignment amount. Is a weighted average or a simple average weighted by the size of the elements in the plurality of slice directions to be bundled. Using the changed reconstruction parameters and / or beam position information, and changing the reconstruction parameters and / or beam position information according to the misalignment amount of the representative data. A reconstruction process for reconstructing a tomographic image by using a method for correcting misalignment of an X-ray CT apparatus.
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