JPS60111640A

JPS60111640A - 画像再構成装置

Info

Publication number: JPS60111640A
Application number: JP58219222A
Authority: JP
Inventors: 秀夫長井; 吉留　英二; 星野　和哉
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1983-11-21
Publication date: 1985-06-18
Also published as: JPH0414008B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、ＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｔｏｍｏｇｒａ
ｐｈｙ　）等における画像山“描成方法に関し、更に詳
しくは、被検体く人体）の体動を伴う投影データからア
ーティファクト・を軽減する画像（イメージ）再構成手
法に関゛丈る。

（従来技術）ＣＴでのスギ１！ン・タイムはかなり長く（例えば第３
世代型で数秒〜１０数秒かかる）、その間撮影収集され
るデータは理想的静止状態の各方向の投影データと異な
り、動きのある（体動を伴った）投影データとなる。特
に開始点と終了点でのデータは時間的に最も隔たりのあ
るデータとなる。

即ち、３６００方向のスキャン・データを使ってイメー
ジ再描成を行う従来の方式では、その間始点く角度θ０
）と終了点（角度θ０±（３６０°−ΔＯ））で最も時
間的ずれが大きいため、この方向に体動によるアーティ
ファクトが発生しゃすい。

この軽減のために使用された従〉ｌこのｈ法（よ、スキ
ャン・データの１而影を３６０°以上３ＧＯ°十γにわ
たって行い、γだ【ノデータのオーバーラツプする部分
を設（〕、θ方面方向≦θ≦γ）のデータ１〕（θ）と
（３ＧＯ’＋０）方向のデータＤ（θ＋３６０°　）　
から　、　Ｒ＜ｅ　）　−Ｗ　ＸＤ　（θ　）＋（ｉ　
−ｗ）ｘＤ　＜０＋３６０°）に従うＲ（θ）を新しい
θ方向のデータとして０≦０≦γに適用し、γ・くｏく
３６０６に対してはＤ（θ）をそのまま使用して画像の
再構成を行う。ここでＷは重み関数で、０：Ｏ″′→γ
につれてｗ：ｏ→　１．０のように変化り゛る。

要するに、従来方式では３６ｏ６以上にわたってスキャ
ンしオーバーラツプ部分を段けな（）ればならないとい
う問題があった。

（発明の目的）本発明は、このような問題に鑑みてなされたｂので、そ
の目的は、Ａ−バーラップ・スキャンなしで３６０°以
内（１８０°十α以上）の各角度方向のスキャン・デー
タをもとにして体動の補正を行い、体動によるアーティ
ファクトの軽減を行える画像再構成方式を１？供りるこ
とにある。

（発明の構成）この目的を達成Ｊ゛る本発明の方式は、被検体の擾影断
面に関りるス：１：ヤンにより３６０°以下の各方向で
時間連続、空間連続に投影データを収集し、必要に応じ
て各方向毎に適当な処理を施したデータである原ビュー
データの集合を原ビューデータ群とし、該原ビューデー
タをその該当する方向のビューデータとしてそのまま使
用り°る部分■と、該当する方向と　１８０°ずれた原
ビューデータを中心とづ゛る近隣のビューデータ群より
演算により生成しＩζビューデータ（対向ビューデータ
）を使用Ｊ−る部分■と、α１−カニと部分■の２つの
中間部分では、原ビューデータの該当するビューデータ
と該当する対向ビューデータの間で、対応する頂角に適
当な重みづＧフをして加算し、この重みをこの境界部分
のビュー毎に適宜変化させて各ビューデータを生成し、
これらの全角度方向のビー１−データを曇に画像再構成
を行うことにより、部分１と部分■どのスキ１７ン・デ
ータのｔｌ側時間の不連続性を、この」３λ界部分で緩
やかに変化させるようにして吸収し、体動等のアーディ
フ１り１−を軽減りることを特徴とするものである。

以下、本発明によるスキャン及びデータ収ＩＨ。

アーチイノ１クト補正用データ生成方法（アルゴリス゛
ム）についで説明りる。第１図（イ）、（ロ）に反時計
方向（ＣＯＷ）と時計方向（ＣＷ）にお【ノるピユーの
構成を示Ｊ。

ＶＩ　ＳＩ　ＶＩＩｌ：Ｉ　Ｖ２ＳＩ　Ｖ？εは各方向
で（７）投影データ群（各ビュー）を示している。Ｃは
■り構成の中心点（Ｉ　ｓｏ　−Ｃｅｎｔｅｒ　）で、
ＶＩ　Ｓ　Ｃ４よ投影データの中心の方向と石９Ｉｉ＝
＋ことができるで、時間の経過（増加）と共に、順次Ｖ
ＩＥ、Ｖ２３、Ｖ２Ｅ、・・・のようにビューが変化−
りる。第１図（ハ）は各ビューデータの第１ビユーＶＩ
Ｓよりの経過時間（又はスキ１７ン時間）又は第１ビユ
ーからの相対回転角度を表わす。第１図（ニ）は各ビュ
ーデータに対応りる重み関数ウェイトを示す。

（１）スキ（・ン＆データ収集：第１ビュー〜第Ｖ２ε
ビューまで行う。

（２）アーティファクト補正用データの生成ニスキャン
で収集しＩこビューデータ群の第１ビューデータ群をＤ
ｌ　（Ｉ）、第２ビューデータ群をＤ２（■）、・・・
で表わし、補正されたビューデータの第１ビューデータ
群をＲ１（Ｉ）、第２ビューデータ群をＲ２（Ｉ）、・
・・・・・とじ、ビューナンバーをＶで表わ°μば（Ｉ
＝１．２．３．・・・・・・）、■ｖｌＳ≦Ｖ≦■ＩＥ
に対しＲＶ　（１）＝Ｗ＋　１−Ｄｖ　（１）−１−Ｗ２１　
・Ｃ’ｖ　（ｒ＞−・・（１＞Ｗｌｌ＋Ｗ２．＝１　・
・・（１−１＞■ＶＬ　ｔ：　＜Ｖ＜Ｖｚ　Ｓに対しＲｖ　（１）＝Ｄｖ　（Ｉ）　・　（２＞■Ｖ２Ｓ≦Ｖ
≦Ｖ２εに対しＲｖ（Ｉ）＝Ｗ＋　２　・　Ｄｖ’（１）＋Ｗ２２　・
Ｃｖ　（１）・・　＜３３）Ｗ１２＋Ｗ２２＝１　・・
・　（３−’Ｉ）■Ｖ２ε〈Ｖ≦ＶＭ　（最大ビュー）
にり・ｊしＲｖ　（１）　＝Ｃｖ　（Ｉ’）　−（４）
に従って補正データを作成覆る。ここでＣｖ（’Ｉ）は
、次式によりめる（ファンビームの例）。

Ｃｖ　（Ｉ）＝　（１−ｕ’＋Ｖ’）　（（１−ｉ’＋
Ｉ’）−Ｄｖ’　（］’）十　＜＋′−ｒ’）　−ＤＶ
’（１′−４−１）　Ｊ十（υ仁Ｖ’＞　（（１＋ｉ’
＋　Ｉ’）　・ＤＶ′＋１（白＋　（ｉ’　−１’）　
Ｄｖ′＋　１（１′４−１　）　）・・・（５） υ’＝Ｖ−ｙｒ／Δθ−２　（Ｉ　−ｃｃ）　・Δ７／
Δθ　・（（３）ｉ′−２・ｃｃ−’ｌ　・・・（７）ここでＣＣは、中心投影データの番号（又は検出器中心
チャネルの番号）、Δθは隣接２ビユーの角度差（Ｒａ
ｄｉａｎ　）　、Δγは検出器が等角度に配置されると
した時の隣接２チトネル間の中心角度差である。ＣＣＷ
の時Δθ＞Ｏ，ＣＷの時Δθく０である。但しＶ’　＝　ｔｒｕｌＩＯ（ｔｌ’）！’＝　ｔｒ旧１ｃ（ｉ’）　・・・　（８）即ち、Ｃ
ｖ（Ｉ）は、■と１８０°隔たった反対側のビューデー
タを中心と？ｌ−るビュ一群より成る。

Ｖｉｓ≦Ｖ≦Ｖｔｃでは原ビューデータと対向ビューデ
ータとの間でＡ−バーラップを行い、Ｖ＋ε＜Ｖ＜Ｖ２
ｓでは原ビューデータをそのまま使用リ−る。Ｖ２Ｓ≦
■≦Ｖ２Ｅでは原ビューデータと対向ビューデータとの
間でオーバーラツプを行い、Ｖ２　Ｅ　＜Ｖ≦ＶＭでは
対向ビューデータを使用する。ＶｔＳ〜Ｖｔε＋　Ｖｚ
Ｓ〜Ｖ２ｉｔ従ってＶｌｉ：　−Ｖ２　Ｓ　、Ｖ２　Ｅ
　〜ＶＭは、若干の制限を除いて、ビューの位置と大き
さは自由に選ぶことができる。第２図には、画像再構成
処理における手順の例を示しである。

（実施例）第３図は本方式によるＸ線ＣＴの構成例である。

図において、テーブル・ガントリーＴＧには、Ｘ線発生
部ＸＧとＸ線検出部Ｓとが装備され、被検体ＰＡ（患者
）を寝かせるように構成されている。

この被検体ＰＡにＸ線発生部ＸＧから公知の手法により
、Ｘ線を発生し被検体ＰＡを透過させ、Ｘ線検出部Ｓで
電気信号に変換される。この電気信号はデータ収集装＠
ＤＡＳで増幅、積分され、Ａ／Ｄ変換器によりディジタ
ル信号に変換して透視像データを得る。この透過像デー
タはデータ記憶装置ＤＳ１に一時記憶され、前処理装置
ＲＰＣにより、断面像再構成のための前処理を飾り。イ
の前処理の結果得られたデータはデータ記憶Ｓ装置ＤＳ
２に一時記憶される。このデータ記１装置ＤＳ２に記憶
されたデータは、Ａ−バーラップ処理装置０ＶＬＰで処
理され、データ記ｗ１装置ＤＳ３に一時記憶される。

このデータに対して、フーリエ変換装置Ｆ　Ｆ　Ｔとの
間でフーリエ変換の処理が施され、その結果はデータ記
憶装置ＤＳ４に一時記憶される。そのデータ記憶装置Ｆ
ｆＤＳ４に記憶されＩ、：データについて、フィルタ装
置ＦＩＬＴにより゛ノイルタ処理が施され、更に、逆フ
ーリエ変換装置Ｉ　Ｆ　Ｆ　Ｔにより、逆フーリエ変換
処理が施され、データ記憶波＠ＤＳ５に一時記憶される
。このデータは逆投影制御装置ＢＰＣにより処理されて
映像データとなり、映像データ記憶装置ＩＭに記憶され
る。この映像データは像写真撮影装置ＩＶｊＦＣで写真
撮影され、画像表示装置ＧＤＣに表示される。

上記テーブル・ガントリーＴＧにはテーブル・ガントリ
ー制御装置ＴＧＣが接続され、Ｘ線発生部ＸＧにはＸ　
ｉｊ１発生部制御装置ＸＧＣが接続され、それぞれＸ線
発生及び照射の制御を行うように構成されている。

これらのテーブル・ガントリー制御装置ＴＧＣ及びＸ線
発生部制御装ｆｆ１ＸＧｃ、更に、各データ記憶装置Ｄ
ＳＩ〜Ｉ）　Ｓ　５　、各処理装置、制御装置及び変換
装置は、撮影制御装置ＳＣＣにより制御されるように４
ｆｉ成されている。

このように構成されｌ、＝Ｘ線ＣＴでは、被検体ＰＡを
テーブル・ガン［−り−ＴＧに置き、被検体ＰＡの断面
部分に関しＣそれぞれ複数Ｎ個のザンブリングデータと
して得られる透視像データを多数の角度方向に収集して
データ記憶装置ＤＳ１に記憶し、これに前処理を施した
後に、Ａ−バーラップ処理装置ＯＶ　Ｌ　））で次のよ
うな処理を実行り“る。

０ＶＬＰは、必要に応じてＤＳ２に格納された対向ヒユ
ーデータより（５）式のＣｖ（１）をｈｌ算し、ＤＳ２
に格納されであるＤｖ（１）との間でウェイト処理（１
）又は（３）の演亦をｆｊい、その結果ＲＶ（１）をＤ
Ｓ３に格納覆る（１’＜Ｖ（１）は、（１）又は（２）
又は（３）又は（４）式）。

そのデータについて、フーリエ変換装置Ｆ　Ｆ　１”で
フーリエ変換により上記断面部分に関４″るフーリエ像
データを冑る。このデータはデータ記憶装置ＤＳ４に記
憶され、フィルタ装置Ｆ　Ｉ　ｌ　ｉ−によるフィルタ
処理及び逆フーリエ変換装置１１：：　ｒ−＋−による
逆フーリエ変換処理が施されて、ｈ文Ｑ］線吸収係数に
対応するデータとなり、逆投影制御ｖｉ置ＢＰＣにより
逆投影されて、各部の放射線吸収係数の分布をなす画像
データとなる。これは、画像表示装置ＧＤＣに表示Ｊ−
ると共に、（ｇ；写真１最影４’＜　Ｖ′ＩＭＦＣで写
真１巖影を行う。

尚、本発明は前述の実施例に限定されることはない。例
えば、次のようにすることもできる。

（１）ＶＩＳは通常第′１ビューを選ぶが、第１ヒ゛ニ
ーに限定されない（ＶｔＳ≧１）。

（２）オーバーラツプの領域Ｖ１ε〜ＶＩＳ（ＶＩＥ　
＞Ｖｔ　Ｓ　）　ｋ；Ｌ、アーティファクト軽減が可能
で、他の領ｌ１ｉｌｌ（ｖ２Ｓ−■２ε）とＡ−バーラ
ップしない範囲で任意に選べる（領域幅も任意）１、（３）　Ｖ２　Ｓ　Ｖよ、（６）式による対向ビューＶ
′が全ての■に対して時間連続となるように（■。ビュ
ーと第１ビユーでは時間不連続）選び、その範囲でＶ２
Ｓは任意である。叩らＶＨＳ　＝　１　（７］１’ｌ、
　Ｖ２　Ｓ　≧（１８０’　＋２α）／Δθ＋１と／ｉ
る（αについては第４図参照）（４）　オ／＜　’＞ツ
７ｆＪｊｌｉｉＪＶ２　Ｓ　−Ｖ２　Ｅ　（Ｖ２ε＞Ｖ
２Ｓ）は、アーティファクト軽減が可口しでＶ−を包含
しない（Ｖ２Ｅ≦■Ｍ）ＷＡＩＩｌｌ内で任意である。

（５）　Ｖ２　Ｓ　−Ｖ２　ＥとＶＩＳ−ＶＩＥが連結
して、見掛（）上１個のＡ−バーラップ領域にしなり（
ｑる。

（５１明の効果）以上説明したように、本発明によれば次のＪ、うな効果
がある。

（１）第１ピコ−と最終ビューのＳｔ　ｉｌｌ！１時四
のずれに拮づく体動等のアープイノァク１〜を軽減でき
る。

（２）３ＧＯ°以−トのスキトン・データで１ホ動等の
アープイノ、？り１−を軽減できる。

（３）従って、Ａ−バー・スキャンが不要でス：１−１
７ン・タイムが短い。

（４）　１８０’　＋２α」−βから３６０′　までの
任意の角度のス４：１シン・データを使用できる（画（
像再構成できる）。従って、スキＡ・ン萌間をこの範Ｉ
ＪＪＩで任意になし１す、状況に応じたスキｊｐンがで
きる。

α：フフ・ンビームの中心から被検体の片側（半分）を
包含づ−るまでのフ１ン角（第４図） β：Ａ−バーラップ領域２　（Ｖ２　Ｓ　−Ｖ２　）の
なＪ角

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式を説明づ−る図、第２図は画像再４
ｉ８成処理におりる手順の例を示づフローチ％ｚ一ト、
第３図は本発明の方式によるＸ線ＣＴの構成図、第４図
（ま水元１リ］のファン・ビームと被検体の関係を示Ｊ
図である。［〕へ・・・被検体　Ｓ・・・Ｘ線検出部ＤＡＳ・・・
データ収集装置ＤＳｌ，ＤＳ２，ＤＳ３，ＤＳ４．ＤＳ５・・・データ
記憶１置Ｐ　Ｐ　Ｃ・・・前処ｌ！ｌ！装置ＯＶＬＰ・・・オーバーラップ処理装置Ｆ　Ｆ　Ｔ・・
・フーリエ変換装置ＦＩＬＴ・・・フィルタ装置ＩＦＦＴ・・・逆フーリエ変換装置ＢＰＣ・・・逆投影制御装置ＩＭ・・・映像データ記憶装置ＭＦＣ・・・像写Ｉｆ　Ｈａ影駁置ＧＤＣ・・・画１免表示装置Ｔ　Ｇ　Ｃ・・・デープル・ガントリー制御装置ＸＧＣ
・・・Ｘ線発生部制御波向ＸＧ・・・ＸＦＡ光生部［Ｇ・・・テーブル・ガントリーＳＣＣ・・・撮影料０１１装置第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

放射線ＣＴ等で、被検体の撮影断面に関り゛るスキャン
により３６０°以下の各方向で時間連続、空間連続に投
影データを収集し、必要に応じて各方向毎に適当な処理
を施したデータである原ビューデータの集合を原ビュー
データ群どし、該原ビューデータをその該当する方向の
ビューデータとしてそのまま使用する部分■と、該当り
゛る方向と１８０°ずれた原ビューデータを中心とＪ゛
る近隣のビューデータ群より演算により生成しＩこビュ
ーデータ（対向ビューデータ）を使用する部分■と、部
分■と部分■の２つの中間部分では、原ビューデータの
該当するビューデータと該当する対向ビューデータの間
で、対応する項毎に適当な重みづｔノをして加算し、こ
の重みをこの境界部分のビュー毎に適宜変化させて各ビ
ューデータを生成し、これらの全角度方向のビューデー
タを基に画像再構成を行うことにＪ：す、部分工と部分
■とのスキャン・データの計測時間の不連続性を、この
境界部分で緩やかに変化させるようにして吸収し、体動
等のアーティファクトを軽減することを特徴とするＣ］
−等の画像再構成方式。