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WO2014129428A1 - Ｘ線ｃｔ装置及び画像再構成方法 - Google Patents

Ｘ線ｃｔ装置及び画像再構成方法 Download PDF

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Publication number
WO2014129428A1
WO2014129428A1 PCT/JP2014/053677 JP2014053677W WO2014129428A1 WO 2014129428 A1 WO2014129428 A1 WO 2014129428A1 JP 2014053677 W JP2014053677 W JP 2014053677W WO 2014129428 A1 WO2014129428 A1 WO 2014129428A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ray
reconstruction
range
image
movement direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/053677
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岡本　秀一
國分　博人
冬彦 寺本
Original Assignee
株式会社 日立メディコ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 日立メディコ filed Critical 株式会社 日立メディコ
Priority to CN201480005512.5A priority Critical patent/CN104955396B/zh
Priority to JP2015501442A priority patent/JP6233980B2/ja
Priority to US14/763,329 priority patent/US9542762B2/en
Publication of WO2014129428A1 publication Critical patent/WO2014129428A1/ja

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005—Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
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    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
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    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00—Image generation
    • G06T2211/40—Computed tomography
    • G06T2211/412—Dynamic

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray CT apparatus and an image reconstruction method suitable for image reconstruction of a moving part.
  • an X-ray CT apparatus When imaging a region with a body motion using an X-ray CT (Computed Tomography) device, artifacts due to the motion occur in the obtained image.
  • an X-ray CT apparatus images a subject from a plurality of projection angles in the circumferential direction, and reconstructs a tomographic image using projection data for at least 180 degrees. Therefore, the above-described artifact includes a movement artifact for a minimum of 180 degrees.
  • Patent Document 1 A method for reconstructing an image by selecting projection data having the obtained phase has been proposed.
  • the artifact may become stronger if the direction of movement is not taken into consideration.
  • projection data taken at opposite positions in the subject's left-right direction is less affected by movement, but projection taken at opposite positions in the subject's front-rear direction
  • the data has a feature that it is easily affected by movement.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an X-ray CT apparatus and an image reconstruction method capable of creating an image in which the influence of the movement of a region to be imaged is reduced. Objective.
  • the first invention provides an X-ray source that irradiates X-rays from around the subject, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject, and detected transmission X
  • An image processing device that creates projection data from line information and reconstructs a tomographic image of the subject based on the projection data; and a display device that displays the tomographic image, the image processing device comprising: A direction-of-motion acquisition unit that acquires the direction of movement of the image, a reconstruction data range calculation unit that calculates a reconstruction data range that is a range of projection data used for reconstruction based on the direction of movement, and a calculated reconstruction data range
  • An X-ray CT apparatus comprising: an image reconstruction unit that reconstructs an image using the projection data.
  • the second invention is a projection data creation step for creating projection data obtained by photographing the inside of the subject, a movement direction acquisition step for obtaining the movement direction of the imaging target region, and reconstruction based on the movement direction.
  • a reconstruction data range calculation step for calculating a reconstruction data range that is a range of projection data to be used; and an image reconstruction step for reconstructing an image using the projection data in the calculated reconstruction data range. It is the image reconstruction method characterized by including.
  • an X-ray CT apparatus and an image reconstruction method capable of creating an image in which the influence of the movement of a region to be imaged is reduced.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the reconstruction data ranges 8A-1, 8B-1,... Corresponding to the trajectories A and B in FIG.
  • FIG. 25 is a diagram showing projection data and reconstruction data ranges 8A-1, 8A-2,... Obtained in the case of FIG.
  • the X-ray CT apparatus 1 irradiates the subject 6 with X-rays and detects the X-rays transmitted through the subject 6, the bed table 3 on which the subject 6 is placed, and the rotation of the scanner gantry 2.
  • a measurement control device 202 that controls the operation and X-ray irradiation, an electrocardiograph 7 that acquires electrocardiogram information of the subject 6, and a console 4 for controlling each part of the X-ray CT apparatus 1 are provided.
  • the console 4 includes a system control device 401, an image processing device 403, a display device 405, and an input device 406.
  • an X-ray tube 201, a collimator 203, and an X-ray detector 205 are disposed to face each other through an opening of a rotating plate 207.
  • the turntable 207 is provided with an opening which is an X-ray irradiation space, and the bed table 3 on which the subject 6 is placed is carried.
  • the turntable 207 is driven to circulate around the subject 6 by the driving force transmitted from the rotation driving device 210 through the drive transmission system.
  • the rotary drive device 210 is controlled by the measurement control device 202.
  • the X-ray tube 201 is an X-ray source and is controlled by the measurement control device 202 to irradiate X-rays having a predetermined intensity continuously or intermittently.
  • the measurement control device 202 controls the X-ray tube voltage and the X-ray tube current applied or supplied to the X-ray tube 201 according to the X-ray tube voltage and the X-ray tube current determined by the system control device 401 of the console 4. .
  • the collimator 203 irradiates the subject 6 with X-rays radiated from the X-ray tube 201 as X-rays such as a cone beam (conical or pyramidal beam), and the aperture width of the collimator 203 is controlled by measurement. Controlled by device 202. X-rays transmitted through the subject 6 enter the X-ray detector 205.
  • the X-ray detector 205 includes, for example, about 1000 X-ray detection element groups configured by a combination of a scintillator and a photodiode in the channel direction (circumferential direction), for example, about 1 to 320 in the column direction (body axis direction). They are arranged and arranged so as to face the X-ray tube 201 with the subject 6 interposed therebetween.
  • the X-ray detector 205 detects X-rays radiated from the X-ray tube 201 and transmitted through the subject 6, and outputs the detected transmitted X-ray data to a data collection device (not shown).
  • the data collection device collects transmission X-ray data detected by the individual X-ray detection elements of the X-ray detector 205, converts it into digital data, and sequentially outputs it to the image processing device 403 of the console 4 as projection data. .
  • the measurement control device 202 controls the rotation of the X-ray tube 201, the collimator 203, and the turntable 207 in the scanner gantry 2 according to a control signal from the system control device 401 of the console 4.
  • the bed table 3 adjusts the height of the bed table 3 in accordance with the control signal sent from the system control device 401 of the console 4, and moves back and forth in the body axis direction and in the direction perpendicular to the body axis. Move in the direction parallel to the top (left and right). By moving back and forth, the subject 6 is carried in and out of the opening (X-ray irradiation space) of the scanner gantry 2.
  • the system control device 401 of the console 4 is a computer including a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), a storage unit such as a hard disk, and the like.
  • the system control device 401 controls the scanner gantry 2 (measurement control device 202), the bed table 3, and the electrocardiograph 7.
  • the storage unit of the system control apparatus 401 stores an image generated by the image processing apparatus 403, a program for realizing the function of the X-ray CT apparatus 1, and the like.
  • the image processing apparatus 403 reconstructs a tomographic image after performing preprocessing such as logarithmic conversion and sensitivity correction on the acquired projection data.
  • preprocessing such as logarithmic conversion and sensitivity correction
  • the display device 405 includes a display device such as a liquid crystal panel and a CRT monitor, and a logic circuit for executing display processing in cooperation with the display device, and is connected to the system control device 401.
  • the display device 405 displays the reconstructed image output from the image processing device 403 and various information handled by the system control device 401, and the operator views the display contents.
  • the input device 406 includes, for example, a keyboard, a pointing device such as a mouse, a numeric keypad, and various switch buttons, and outputs various instructions and information input by the operator to the system control device 401.
  • the operator interactively operates the X-ray CT apparatus 1 using the display device 405 and the input device 406.
  • the electrocardiograph 7 measures electrocardiographic information representing a change in action potential with time reflecting the heartbeat movement of the heart via an electrode attached to the subject 6.
  • the electrocardiogram information measured by the electrocardiograph 7 is sequentially sent to the system control device 401 and added to the projection data by the system control device 401.
  • the image processing apparatus 403 includes a motion direction acquisition unit 403a, a reconstruction data range calculation unit 403b, and an image reconstruction unit 403c.
  • the movement direction acquisition unit 403a acquires the movement direction of the region to be imaged.
  • the method for obtaining the direction of movement may be “manual setting” in which the direction of movement is set by an operator's operation, or the image processing device 403 analyzes the movement of the imaging target region based on the projection data or image, and determines the direction of movement. It may be “automatic setting” to be detected. In the description of the first embodiment, a case where the operator manually sets the movement direction will be described.
  • “movement” means a periodic movement of a living body such as a heart beat. Movement of the chest due to breathing and the like is also included in the “movement” in the present invention. Furthermore, the “movement” that is the subject of the present invention is characterized by a large amount of movement in a specific direction centering on a certain point. Specifically, for example, in the case of the heart, the amount of movement in the body width direction (left and right direction of the subject) is larger than the amount of movement in the body thickness direction (front and rear direction of the subject). In the case of the lung, the amount of movement in the body thickness direction (subject front-rear direction) is larger than the amount of movement in the body width direction (subject left-right direction). Therefore, in the present invention, the direction in which the amount of motion is the largest around a certain point is referred to as the “movement direction”.
  • FIG. 3 shows an example in which imaging is performed by the X-ray CT apparatus 1 using the heart as an imaging target site.
  • the movement in the left-right direction of the subject (the double arrow 71 in FIG. 3) is the largest around the center point 61.
  • the reconstruction data range calculation unit 403b calculates the range of projection data used for reconstruction based on the motion direction acquired by the motion direction acquisition unit 403a.
  • the range of projection data used for this reconstruction is called a reconstruction data range 8.
  • projection data for 360 degrees is acquired in one scan (one slice).
  • projection data for 180 degrees is used to reconstruct an image.
  • the reconstruction data range 8 is projection data in a range of at least 180 degrees including a projection direction (X-ray irradiation angle) that substantially matches the movement direction of the imaging target region.
  • Substantially match includes the case where it completely matches and the case where it is slightly different. It should be noted that the degree of deviation may be within a range in which reduction of motion artifacts, which is an effect of the present invention, can be obtained. The largest effect can be obtained when they completely match, and the effect decreases as the deviation increases.
  • the left-right direction of the subject is the movement direction 71 around the center point 61 of the imaging target region.
  • the reconstruction data range calculation unit 403b sets the reconstruction data range 8 to a range of at least 180 degrees (the range of the locus A) between the projection directions 51 and 52 (X-ray irradiation angle) that matches the movement direction 71.
  • a straight line that passes through the center of the shooting FOV and is perpendicular to the movement direction 71 is a reference line, and a range of 90 degrees or more (a total of 180 degrees or more) is symmetrical to the circumferential direction from this reference line.
  • the range of the projection data is a reconstruction data range 8.
  • the meaning of “matching with the direction of movement” means matching of the angle between the movement direction 71 and the projection direction. Therefore, the present invention can also be applied to a case where the imaging target part is at a position shifted from the center of the imaging FOV. In this case, the projection direction parallel to the movement direction is the “projection direction that matches the movement direction”.
  • the opposite positions (projection directions 51 and 52 in FIG. 3) that are separated in time are the opposite positions (projection directions 51 and 52 in FIG. 3) that are separated in time.
  • the influence of the movement direction of the imaging target region is minimized. That is, the projection data in the projection direction 51 and the projection data in the projection direction 52 are measured so that there is no movement. For this reason, it becomes possible to suppress the artifact by a motion.
  • FIG. 4 shows the reconstruction data range 8 shown in Fig. 3 on the sinogram 80 of the projection data.
  • FIG. 4 is a sinogram with the vertical axis representing the projection direction (X-ray irradiation angle) and the horizontal axis representing the channel.
  • the range indicated by the double-headed arrow in FIG. Projection data that is 180 degrees or more of projection data included in one scan and is photographed in a projection direction that coincides with the movement direction 71 is the reconstruction data range 8.
  • X-rays are irradiated in the form of a fan beam and detected by an X-ray detector.
  • the projection data shown in this specification and drawings indicate projection data and angles when the irradiated X-ray is not a fan beam but a parallel beam. For this reason, when considering the case where the irradiated X-ray has a fan beam shape, it is natural to consider data necessary for converting the irradiated X-ray from a fan beam shape to a parallel beam.
  • the most preferable reconstruction data range 8 is projection data in a range of 180 degrees between projection directions (X-ray irradiation angles) 51 and 52 that coincide with the movement direction of the region to be imaged, as shown in FIG.
  • the effect of reducing motion artifacts can be obtained.
  • the projection direction that is the upper and lower limit of the reconstruction data range may not completely coincide with the movement direction.
  • projection data of 180 degrees or more may be used as in the range of the locus A2 shown in FIG. 5 (b). Even in this case, the effect of reducing artifacts due to movement can be obtained.
  • the center point of the movement does not necessarily coincide with the center of the photographing FOV.
  • projection data in a range of 180 degrees or more including the projection direction 70 that substantially coincides with the movement direction (substantially parallel) is set as a reconstruction data range (range corresponding to the locus A).
  • the reconstruction data range may be the projection data of the projection range with the shorter distance between the center point of motion (imaging target part) and the X-ray source. desirable. This is because the imaging time corresponding to the projection data for 180 degrees at the position of the imaging target part is shorter when the trajectory of the X-ray tube 201 is closer to the imaging target part.
  • the image reconstruction unit 403c reconstructs an image using the projection data in the reconstruction data range 8 calculated by the reconstruction data range calculation unit 403b. For example, the image is reconstructed by a successive approximation method or the like.
  • the X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment executes image reconstruction processing according to the procedure shown in the flowchart of FIG. That is, the CPU of the system control device 401 reads the program and data related to the image reconstruction process shown in FIG. 6 from the storage unit, and executes the process based on the program and data.
  • the X-ray CT apparatus 1 sets imaging conditions and reconstruction conditions in accordance with the operation of the operator (step S101).
  • the system control device 401 displays a condition setting screen 9 shown in FIG.
  • the condition setting screen 9 displays a scanogram image 91 and a cross-sectional model diagram 92.
  • the scanogram image 91 is acquired by an imaging process called scanogram imaging in which an X-ray tube 201 is fixed and irradiated with X-rays and the bed table 3 is moved to acquire an image in the body axis direction.
  • a condition setting area 96 for setting various shooting conditions and reconstruction conditions a normal reconstruction selection button 97, a movement direction consideration reconstruction button 98, a shooting start button 99, a manual button 101, a DB button 102, and a Raw button 103, Img button 104, and the like are provided.
  • the condition setting screen 9 is an example, and the screen configuration and buttons to be arranged are not limited to the example of FIG.
  • the condition setting area 96 includes, for example, scanning conditions such as scan type, imaging range, imaging target site, body position, number of scans, scanning time, imaging FOV, image thickness, reconstruction filter, reconstruction FOV, reconstruction method, etc. And an operation area for setting reconstruction conditions.
  • scanning conditions such as scan type, imaging range, imaging target site, body position, number of scans, scanning time, imaging FOV, image thickness, reconstruction filter, reconstruction FOV, reconstruction method, etc.
  • an operation area for setting reconstruction conditions In the condition setting area 96, a plurality of buttons for changing to the input screen for each condition are arranged. When the button in the condition setting area 96 is pressed, the system control device 401 displays an input screen related to the corresponding condition and accepts the condition input.
  • the photographing range may be set on the scanogram image 91.
  • the normal reconstruction selection button 97 is a button that is selected when performing a normal image reconstruction process that does not consider the movement direction.
  • the movement direction consideration reconstruction button 98 is a button selected when performing an image reconstruction process considering the movement direction.
  • the manual button 101, the DB button 102, the Raw button 103, and the Img button 104 are buttons that can be operated when the movement direction consideration reconfiguration button 98 is selected.
  • the manual button 101 is operated when the operator inputs the movement direction and the movement center.
  • the system control device 401 displays a movement direction manual setting screen 9a shown in FIG.
  • the DB button 102 is selected when the movement direction is determined with reference to a movement direction database (see FIG. 13; second embodiment) described later.
  • the Raw button 103 is operated when automatically detecting the movement direction of the part to be imaged by analyzing the projection data (third embodiment).
  • the Img button 104 is operated when automatically detecting the movement direction of the imaging target region by analyzing the image (third embodiment).
  • the shooting start button 99 is a button that can be selected after setting shooting conditions, reconstruction processing, and the like.
  • the system control device 401 starts shooting based on the set shooting conditions and the like.
  • the shooting conditions and the reconstruction conditions are set (step S101), the normal reconstruction button 97 is pressed (step S102; No), and the shooting start button 99 is pressed.
  • the control device 401 starts a normal shooting process (step S103).
  • the system control device 401 controls each part of the scanner gantry 2 and each part of the bed table 3 according to the photographing conditions set in step S101. For example, when performing a normal scan as shown in FIG. 3, X-rays are irradiated while the table 3 is stationary, and projection data of 360 degrees per rotation is acquired. Move the table by the set amount, or acquire 360 degree projection data intermittently at the same position without moving the table.
  • the system control device 401 sends the projection data acquired by photographing to the image processing device 403.
  • the image processing device 403 reconstructs a tomographic image of the subject 6 based on the acquired projection data (step S104).
  • the system controller 401 displays the movement direction manual setting screen shown in FIG. 9a is displayed on the display device 405. The operator sets the movement direction and the movement center point on the movement direction manual setting screen 9a (step S105).
  • an image 107 corresponding to the shooting range (shooting position) set in step S101 is displayed on the movement direction manual setting screen 9a.
  • a movement direction line 93 and a movement center mark 94 are displayed.
  • the image 107 it is desirable to use a measured image when a measured image of the same subject is stored in the storage unit by a reference scan or the like. When a measured image is not stored, a model diagram or the like of the imaging target part may be used.
  • a series image 106 for selecting an image 107 for setting a moving direction and an entire subject image 105 may be displayed.
  • the movement direction setting image 107 displayed on the movement direction manual setting screen 9a can be displayed by moving the imaging position line 105a on the entire subject image 105 or by selecting an image at a desired slice position of the series image 106. You can choose.
  • the angle of the movement direction line 93 can be changed by the operation of the operator. Further, the position of the movement center mark 94 can be changed by the operation of the operator.
  • the operator uses the input device 406 such as a mouse to change the angle and position of the movement direction line 93 and the movement center mark 94.
  • the image processing apparatus 403 acquires the position indicated by the set angle of the movement direction line 93 and the movement center mark 94. Thereafter, the movement direction manual setting screen 9a is closed, and the condition setting screen 9 is restored.
  • the system control apparatus 401 When the shooting start button 99 on the condition setting screen 9 is pressed, the system control apparatus 401 first performs a shooting process in the same manner as in step S103 (step S106). That is, the system control device 401 controls each part of the scanner gantry 2 and each part of the bed table 3 in accordance with the imaging conditions set in step S101. The system control device 401 sends the projection data acquired by shooting to the image processing device 403.
  • the image processing apparatus 403 When acquiring the projection data, the image processing apparatus 403 reconstructs a tomographic image of the subject in consideration of the movement direction set in step S105 (step S107).
  • the image processing apparatus 403 sets the projection data in the projection range of at least 180 degrees including the projection direction substantially coincident with the movement direction set in step S105 as the reconstruction data range 8.
  • the position of the X-ray tube 201 at the start of imaging is a position that does not fall within the reconstruction data range 8. This means that if the reconstruction data range 8 straddles the start point 201a, the normal scan in which only one rotation is taken will be reconstructed using temporally discontinuous projection data. Because it ends up.
  • the image processing apparatus 403 uses the projection data in the reconstruction data range 8 to perform image reconstruction processing according to the reconstruction conditions.
  • the image processing apparatus 403 displays the created image on the display apparatus 403 and stores it in the storage unit of the system control apparatus 401, and ends the image reconstruction process.
  • the X-ray CT apparatus 1 of the first embodiment reconstructs an image using projection data in a range of 180 degrees or more including a projection direction that substantially matches the movement direction of the region to be imaged. .
  • an image can be reconstructed using projection data that minimizes the influence of the moving direction of the object to be photographed between projection data that are separated in time. Therefore, it is possible to create an image with reduced motion artifacts.
  • the present invention can also be applied to other types of scans.
  • the same body axis position can be taken continuously with the table stationary, and the table can be moved using a continuous dynamic scan that creates different images from projection data continuous in the time axis direction or a multi-slice CT device.
  • the present invention can also be applied to a spiral scan (volume scan) in which X-rays are continuously irradiated.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the reconstruction data range in the continuous dynamic scan
  • FIG. 10 is a diagram showing the reconstruction data range in the continuous dynamic scan in FIG. 9 on the projection data (sinogram).
  • trajectories A and B are trajectories of the X-ray tube 201 corresponding to the reconstruction data range.
  • the “projection data in a range of 180 degrees or more including a projection direction substantially coincident with the movement direction of the imaging target part” the first reconstruction data range 8A obtained with the trajectory A that does not straddle the X-ray irradiation start point 201a
  • the trajectory B corresponding to the second reconstruction data range 8B straddles the X-ray irradiation start point 201a.
  • the first reconstruction data range 8A may be adopted as in FIG. 3 (in the case of normal scanning), or the second reconstruction data range 8B may be adopted. This is because in the continuous dynamic scan, the same slice position is continuously photographed a plurality of times, so that the continuity of projection data between scans is maintained. This is particularly effective when examining the dynamics of the imaging target region.
  • FIG. 11 is a diagram showing the reconstructed data range on the projection data (sinogram) when a helical scan is performed using a multi-slice CT apparatus.
  • spiral scan X-rays are irradiated continuously while moving the table.
  • the image processing apparatus 403 When performing the reconstruction process without considering the movement direction, conventionally, as shown in FIG. 11 (a), the image processing apparatus 403 is at least centered on an angle at which the position of the image to be created and the central slice match. Collect 180 ° projection data and reconstruct. Before the center angle, the projection data of the front slice is used, and after the center angle, the projection data of the back slice is used, and data at an appropriate position is collected for reconstruction.
  • Projection data 81A to 81I indicated by double-headed arrows in FIG. 11 (a) are projection data used to reconstruct one tomographic image.
  • the reconstruction data range is a range 82A to 82I indicated by the solid-line double-pointed arrow in FIG. 11 (b).
  • the reconstruction data ranges 82A to 82C, 82D to 82F, and 82G to 82I are projection data acquired in the same projection angle range.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a functional configuration of the image processing apparatus 403 according to the second embodiment.
  • the image processing apparatus 403 includes a motion direction acquisition unit 403a, a reconstruction data range calculation unit 403b, an image reconstruction unit 403c, and a motion direction database 403d.
  • the second embodiment includes a motion direction database 403d in addition to the functional configuration of the first embodiment shown in FIG.
  • the motion database 403d is stored in the storage unit in advance.
  • the movement direction database 403d stores information on the movement direction according to the part to be imaged and the body position. For example, if the imaging target region is the heart and the body posture is supine, the movement direction is the left-right direction, and if the imaging target region is the heart and the body posture is lying down, the movement direction is the vertical direction. If the imaging target region is the chest (lung) and the posture is supine, the movement direction is vertical, and if the imaging target region is the chest (lung) and the posture is lying down, the movement direction is the horizontal direction.
  • the movement direction acquisition unit 403a of the image processing apparatus 403 acquires the movement direction according to the imaging target region and body position with reference to the movement direction database 403d. Based on the acquired motion information, a projection data range (reconstruction data range) used for image reconstruction is calculated. Note that the imaging target region and body position are set as imaging conditions.
  • the X-ray CT apparatus 1 sets imaging conditions and reconstruction conditions in accordance with the operation of the operator (step S201).
  • the shooting conditions and reconstruction conditions are set on the condition setting screen 9 shown in FIG. 7, as in step S101 of FIG.
  • step S202 step S202; No to Step S204
  • Step S102 step S102; No to Step S104 in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • step S201 shooting conditions and reconstruction conditions are set (step S201), the movement direction consideration reconstruction button 98 is selected, and the DB button 102 is further selected (step S202; Yes ),
  • the system control device 401 reads the movement direction database 403d shown in FIG. 13, and determines the movement direction corresponding to the imaging target region and body position (step S205).
  • the system control device 401 sends the determined movement direction to the image processing device 403.
  • the system control device 401 performs shooting processing (step S206). That is, the system control device 401 controls each part of the scanner gantry 2 and each part of the bed table 3 in accordance with the imaging conditions set in step S201. The system control device 401 sends the projection data acquired by shooting to the image processing device 403.
  • the image processing apparatus 403 When acquiring the projection data, the image processing apparatus 403 reconstructs a tomographic image of the subject in consideration of the movement direction determined in step S205 (step S207). The image processing apparatus 403 reconstructs an image using the projection data in the projection range of at least 180 degrees including the projection direction substantially coincident with the movement direction as the reconstruction data range 8. The image processing device 403 displays the image reconstructed in steps S204 and S207 on the display device 403, stores the image in the storage unit of the system control device 401, and ends the image reconstruction processing.
  • the processing of the second embodiment can be applied to any of the normal scan, continuous dynamic scan, and volume scan described in the first embodiment.
  • the X-ray CT apparatus 1 stores the motion direction database 403d in advance, and can acquire the motion direction according to the imaging target region and body position from the motion direction database 403d. Therefore, it is not necessary for the operator to manually set the movement direction, and it is possible to perform image reconstruction considering the movement direction with a simpler operation.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a functional configuration of the image processing device 403 according to the third embodiment.
  • the image processing apparatus 403 includes a motion direction acquisition unit 403a, a motion detection unit 403e, a reconstruction data range calculation unit 403b, and an image reconstruction unit 403c.
  • the third embodiment includes a motion detection unit 403e in addition to the functional configuration of the first embodiment shown in FIG.
  • the motion detection unit 403e detects the motion direction of the imaging target region.
  • the following two methods can be considered as the method of detecting the movement direction.
  • the motion direction acquisition unit 403a of the image processing device 403 acquires the motion direction calculated by the motion detection unit 403e and passes it to the reconstruction data range calculation unit 403b.
  • the reconstruction data range calculation unit 403b calculates a projection data range (reconstruction data range) used for image reconstruction based on the acquired motion direction.
  • the X-ray CT apparatus 1 sets imaging conditions and reconstruction conditions in accordance with the operation of the operator (step S301).
  • the shooting conditions and reconstruction conditions are set on the condition setting screen 9 (FIG. 7) as in step S101 of FIG.
  • step S302 processing when the direction of motion is not considered in step S302 (step S302; No to step S304) is the same as step S102; No to step S104 of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the shooting conditions and the reconstruction conditions are set (step S301), the movement direction consideration reconstruction button 98 is selected, and if the raw button 103 or the Img button 104 is further selected (step S302; Yes) ),
  • the system control device 401 displays a movement direction automatic setting screen 9c shown in FIG.
  • the operator sets a target area for detecting motion information on the motion direction automatic setting screen 9c (step S305).
  • an image 107 corresponding to the shooting range (shooting position) set in step S301 is displayed on the movement direction automatic setting screen 9c.
  • a target area setting frame 65 is displayed on the image 107.
  • the size and position of the target area setting frame 65 can be changed by the operator's operation. Further, the shape of the target area setting frame 65 is not limited to an elliptical shape as shown in FIG. 17, and may be a rectangle, a circle, or any other figure.
  • the operator uses the input device 406 such as a mouse to change the position and size of the target area setting frame 65 to select a desired part. The selected part is designated as a motion information analysis target.
  • the image processing apparatus 403 acquires the position and range of the set target area 65, closes the movement direction automatic setting screen 9c, and returns to the condition setting screen 9.
  • the image processing apparatus 403 confirms the set motion detection algorithm (motion detection method), and proceeds with the processing according to the set algorithm.
  • a motion detection algorithm based on the projection data analysis (the motion detection method (a) described above) is executed (step S306; projection data).
  • the Img button 104 is selected on the condition setting screen 9
  • a motion detection algorithm based on image analysis (the motion detection method (b) described above) is executed (step S306; image).
  • a photographing process is performed (step S307, step S310).
  • the shooting process is started when the shooting start button 99 on the condition setting screen 9 is pressed.
  • the shooting process is the same as the shooting process in step S103 of the first embodiment.
  • the image processing apparatus 403 obtains the movement direction based on the projection data (step S308).
  • a method of calculating the movement direction from the projection data for example, there is a method of comparing the opposing data.
  • the facing data is projection data whose projection direction is reversed by 180 degrees.
  • the image processing device 403 obtains the difference between the opposing data and obtains the movement direction based on the magnitude of the difference.
  • FIG. 18 (a) is a diagram showing the arrangement of the X-ray tube 201 in the opposing data in the direction that coincides with the movement direction 71.
  • FIG. The opposite data in the projection direction that matches the movement direction has a smaller difference due to movement between the opposite data.
  • the projection data in the direction perpendicular to the movement direction 71 has a large difference due to movement between the opposing data.
  • the image processing apparatus 403 obtains the difference between the opposing data at various angles, and calculates the angle of the opposing data with the smallest difference as the movement direction.
  • the difference between the opposing data may be obtained by using only the target area as a calculation target. Since only the target area is calculated, the range is narrowed down and processing can be performed at high speed.
  • the image processing apparatus 403 reconstructs an image using the projection data in the projection range of at least 180 degrees including the projection direction substantially coincident with the motion direction calculated in step S308 as the reconstruction data range 8 (step S309).
  • the image processing apparatus 403 creates a plurality of analysis images based on the acquired projection data (step S311).
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an analysis image. As shown in FIG. 19 (a), a range of at least 180 degrees used for reconstruction in the projection data is cut out little by little. An image reconstructed using the projection data in the range 83A shown in FIG. 19 (a) is the analysis image 84A in FIG. 19 (b). An image reconstructed using the projection data in the range 83B slightly shifted from the range 83A is the analysis image 84B in FIG. 19 (b). Similarly, analysis images 84C to 84F are created by shifting the projection data range to be used little by little. The range 83D is the opposing data of the range 83A, the range 83E is the opposing data of the range 83B, and the range 83F is the opposing data of the range 83C.
  • the image processing apparatus 403 obtains a difference between the analysis images 84A and 84D reconstructed from the facing data, as shown in FIG. 19 (b). Similarly, a difference is taken between the analysis images 84B and 84E and between the analysis images 84C and 84F. Then, the projection direction of the analysis image with the smallest difference at the facing angle is set as the movement direction (step S312).
  • the target area when the target area is set (see FIG. 17), only the target area may be the target of the difference calculation. That is, the image processing apparatus 403 obtains the difference between the opposing images only for the pixels in the target area. Since the calculation range is narrowed down, it can be processed at high speed.
  • the image processing apparatus 403 reconstructs an image using the projection data in the projection range of at least 180 degrees including the projection direction substantially coincident with the motion direction calculated in step S312 as the reconstruction data range 8 (step S313).
  • the image processing device 403 displays the image reconstructed in steps S304, S309, and S313 on the display device 403, stores the image in the storage unit of the system control device 401, and ends this image reconstruction processing.
  • the processing of the third embodiment can be applied to any of the normal scan, continuous dynamic scan, and volume scan described in the first embodiment.
  • the X-ray CT apparatus 1 can detect the movement direction based on the projection data acquired by imaging or the reconstructed image. This eliminates the need for the operator to manually set the movement direction. Further, since the movement of the part to be imaged is analyzed based on the projection data of the subject at the time of imaging, the direction of movement can be accurately acquired.
  • the fourth embodiment is an embodiment assuming electrocardiogram synchronous imaging generally performed in cardiac imaging or the like.
  • electrocardiogram synchronous imaging the heartbeat of the subject being imaged is measured with an electrocardiogram 7 or the like.
  • a helical scan is performed while overlapping a plurality of scan target regions.
  • projection data for 180 degrees is calculated by combining projection data acquired in a specific cardiac phase interval (stationary phase) where the amount of motion is minimum, and an image is reconstructed.
  • the reconstruction data range is calculated in consideration of not only the motion amount but also the motion direction.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a functional configuration of the image processing device 403 according to the fourth embodiment.
  • the image processing apparatus 403 according to the fourth embodiment includes a motion direction acquisition unit 403a, a motion amount calculation unit 403f, a reconstruction data range calculation unit 403b, and an image reconstruction unit 403c. That is, the fourth embodiment has a motion amount calculation unit 403f in addition to the functional configuration of the first embodiment shown in FIG.
  • the motion amount calculation unit 403f calculates the motion amount of the region to be imaged.
  • the amount of motion can be obtained, for example, by comparing tomographic images having the same phase and different imaging positions. Note that the motion amount calculation method is not limited to this, and the motion amount may be obtained by other methods.
  • the graph g1 in FIG. 21 is a graph showing the transition of the motion amount in each projection direction (X-ray irradiation angle).
  • the vertical axis represents the projection direction (X-ray irradiation angle), and the horizontal axis represents the amount of movement.
  • the image processing device 403 reconstructs an image using projection data in a range 8C of at least 180 degrees around the projection data position a having the smallest motion amount.
  • the image processing device 403 calculates the reconstructed data range in consideration of the direction of motion as well as the amount of motion.
  • the reconfiguration data range calculation unit 403b generates a motion direction weight in consideration of the effect of the motion direction. Then, the reconstruction data range is adjusted by multiplying the motion amount by the motion direction weight.
  • a graph g2 in FIG. 21 is a graph showing the transition of the motion direction weight in each projection direction (X-ray irradiation angle). The vertical axis represents the projection direction (X-ray irradiation angle), and the horizontal axis represents the magnitude of the motion direction weight.
  • the motion direction weight is generated so that the value of “motion amount ⁇ motion direction weight” is small in the projection direction that matches the motion direction.
  • the graph g3 in FIG. 21 is a graph showing the transition of the motion amount ⁇ motion direction weight in each projection direction (X-ray irradiation angle).
  • the vertical axis represents the projection direction (X-ray irradiation angle), and the horizontal axis represents the magnitude of the value obtained by multiplying the motion amount by the motion direction weight.
  • the range 8D in which the value of the motion amount ⁇ the motion direction weight is minimum is set as the reconstruction data range.
  • the range 8D in which the value of the motion amount ⁇ motion direction weight is minimum may be an angle range of 180 degrees centered on the projection data position where the value of the motion amount ⁇ motion direction weight is minimum, or the motion amount ⁇ motion direction. An angle range of 180 degrees that minimizes the sum of the weight values may be used.
  • the movement direction may be a movement direction manually set by the operator as described in the first embodiment. Further, as described in the second embodiment, the determination may be made with reference to the motion direction database 403d. Alternatively, as described in the third embodiment, the image processing apparatus 403 may calculate based on projection data or the like.
  • the image reconstruction unit 403c reconstructs the image using the projection data in the reconstruction data range 8D. Constitute.
  • the reconstruction data range is obtained in consideration of the movement amount and the movement direction of the target part. Therefore, it is possible to reconstruct an image using projection data that has a small amount of motion and little influence by the direction of motion. Thus, motion artifacts can be further reduced.
  • FIG. 22 shows a setting screen 9d when the movement directions are automatically set in different ranges in the slice direction.
  • the whole subject image 105, the series image 106, and the tomographic images 107a and 107b are displayed on the setting screen 9d.
  • range setting GUIs 105b and 105c for setting the slice direction range are displayed.
  • a plurality of range setting GUIs 105b and 105c can be displayed.
  • two range setting GUIs 105b and 105c are provided, but three or more may be used.
  • the slice direction range set by the range setting GUI 105b is referred to as a first range.
  • the slice direction range set by the range setting GUI 105c is referred to as a second range.
  • the length and position of the arrows of the range setting GUIs 105b and 105c can be changed by operating the mouse or the like.
  • the GUI 106a displayed in the vicinity of the series image indicates the image position corresponding to each slice direction range set by the range setting GUIs 105b and 105c.
  • the tomographic images 107a and 107b are tomographic images at representative slice positions in a plurality of designated slice direction ranges.
  • each tomographic image 107a, 107b is partially overlapped and displayed, and when one of the tomographic images is instructed by a mouse or the like, that tomographic image is displayed on the front. May be operable.
  • the image processing apparatus 403 accepts the setting of the movement direction target area 65 for the tomographic image 107a displayed on the front surface. Similarly to the third embodiment, the motion direction is calculated for each slice direction range.
  • a plurality of movement directions may be set in one image.
  • one tomographic image 107d is divided into two regions by a dividing line 60.
  • One area divided by the dividing line is called a first area 60a, and the other area is called a second area 60b.
  • the number of divisions is not limited to two and may be three or more.
  • movement center marks 93a and 93b and movement direction lines 94a and 94b are displayed in the respective areas.
  • the operator changes the positions of the movement center marks 93a and 93b and changes the angles of the movement direction lines 94a and 94b. Thereby, a movement center point and a movement direction can be set for each region.
  • the image processing device 403 includes a motion detection unit 403e.
  • the motion detection unit 403e calculates the motion direction of each divided region based on the projection data or the image.
  • the image processing device 403 calculates a projection data range (reconstruction data range) used for image reconstruction based on the motion direction of each divided region calculated by the motion detection unit 403e.
  • the reconstruction data range is a projection range of at least 180 degrees including a projection direction that substantially matches the movement direction.
  • the image processing device 403 reconstructs an image using the projection data in the reconstruction data range of each divided region. For pixels at the border of the image segmentation area, interpolation calculation is performed so that the pixels are connected smoothly, and one image is created.
  • a plurality of movement directions can be set within the imaging range, and the reconstruction data range can be set according to each movement direction.
  • data in the reconstruction data range that minimizes the influence of motion even when different motion directions are shown depending on slice positions, or even when different motion directions are shown at different parts at the same slice position.
  • An image can be created using. Thereby, a motion artifact can be reduced.
  • FIG. The sixth embodiment is an embodiment assuming a half scan.
  • Half-scan refers to acquiring projection data by irradiating X-rays only in the projection direction for half rotation (180 degree range), and stopping X-ray irradiation in the other projection directions for half rotation and not acquiring projection data. It is a shooting method.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a functional configuration of the image processing device 403 according to the sixth embodiment.
  • the image processing apparatus 403 according to the sixth embodiment includes a motion direction acquisition unit 403a, a reconstruction data range calculation unit 403b, an X-ray control unit 403g, and an image reconstruction unit 403c.
  • the sixth embodiment has an X-ray control unit 403g in addition to the functional configuration of the first embodiment shown in FIG.
  • the X-ray control unit 403g controls the X-ray tube 201 to emit X-rays at an X-ray irradiation angle corresponding to the reconstruction data range calculated by the reconstruction data range calculation unit 403b.
  • the X-ray control unit 403g controls not only the X-ray irradiation range but also the X-ray tube current, the X-ray tube voltage, and the like. X-ray tube current and X-ray tube voltage are determined based on imaging conditions and reconstruction conditions.
  • FIG. 25 shows the relationship between the movement direction 71 and the X-ray irradiation start point 55 and the X-ray irradiation end point 56 corresponding to the reconstruction data range (trajectory A).
  • the image processing device 403 When the image processing device 403 acquires the movement direction of the imaging target part, it calculates the reconstruction data range 8 according to the movement direction.
  • the reconstruction data range 8 is a range of at least 180 degrees including a projection direction (X-ray irradiation angle) that substantially matches the movement direction.
  • the movement direction may be manually set by the operator, may be determined with reference to the movement direction database 403d, or may be detected in the same manner as in any of the methods in the first to third embodiments. The determination may be made based on the projection data or the difference between the images opposed by the unit 403e.
  • the image processing apparatus 403 passes the calculated reconstruction data range 8 to the X-ray control unit 403e.
  • the X-ray control unit 403e controls the X-ray irradiation timing so that the end points of the locus A corresponding to the reconstruction data range 8 become the X-ray irradiation start point 55 and the X-ray irradiation end point 56 as shown in FIG. .
  • the image processing apparatus 403 acquires projection data in a 180-degree range from the X-ray irradiation start point 55 to the X-ray irradiation end point 56 while the bed table 3 is stationary at a predetermined slice position.
  • the couch table 3 is moved by the set amount, and projection data is acquired in a 180-degree range from the X-ray irradiation start point 55 to the X-ray irradiation end point 56.
  • the projection data is acquired in a 180 degree range from the X-ray irradiation start point 55 to the X-ray irradiation end point 56 intermittently at the same position without moving the table 3. By repeating this operation, projection data as shown in FIG. 26 is acquired.
  • FIG. 26 shows projection data obtained when a range corresponding to the reconstruction data range 8 is an X-ray irradiation region.
  • projection data of scan SC-1, the second rotation SC-2, the third rotation SC-3,... are obtained at each slice position.
  • the projection data is irradiated with X-rays in the range of the trajectory A in each of the scans SC-1, SC-2, and SC-3. That is, the projection data is measured in the ranges corresponding to the reconstruction data ranges 8A-1, 8A-2, and 8A-3, and there is no data in the other ranges.
  • the image processing apparatus 403 reconstructs an image using the data in the reconstruction data range 8A.
  • the X-ray CT apparatus 1 of the sixth embodiment controls the X-ray irradiation range along with the reconstruction data range 8 determined based on the movement direction. Therefore, half scanning can be performed at an optimal X-ray irradiation angle that is less affected by movement. Therefore, it is possible to reduce the exposure dose while reducing motion artifacts.
  • the X-ray irradiation control described in the sixth embodiment may be applied to, for example, a prospective ECG scan performed in cardiac imaging or the like.
  • the prospective ECG scan is an imaging method for controlling an X-ray irradiation amount based on electrocardiogram information measured by an electrocardiograph in imaging of a region to be imaged such as a heart.
  • the X-ray irradiation amount is increased at a phase (stationary phase) where the amount of motion of the imaging target region is minimum, and the minimum X-ray irradiation amount necessary for image reconstruction is set at other phases.
  • the amount of motion at each projection angle (phase) is obtained, and the reconstruction data range 8D is determined in consideration of the direction of motion. Control is performed so that X-ray irradiation is performed at a projection angle corresponding to the reconstruction data range 8D thus determined, and X-ray irradiation is stopped at other projection angles.
  • the X-ray CT apparatus 1 of the present invention determines the projection data range (reconstruction data range) used for image reconstruction based on the movement direction of the imaging target region, Create an image using the data. As a result, it is possible to create an image with less influence of movement in photographing of a photographing target part including periodic movement.

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Abstract

　撮影対象部位の動きの影響を低減させた画像を作成することが可能なX線CT装置及び画像再構成方法を提供するために、X線CT装置1の画像処理装置403は、撮影対象部位の動き方向に基づき、再構成に使用する投影データの範囲である再構成データ範囲を算出する。算出した再構成データ範囲の投影データを使用して画像を再構成する。再構成データ範囲は、撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲の投影データとする。撮影対象部位の動き方向の影響が最小となるような範囲の投影データを用いて画像を再構成するため、動きアーチファクトの少ない画像を得ることができる。

Description

Ｘ線ＣＴ装置及び画像再構成方法
　本発明は、動きのある部位の画像再構成に好適なX線CT装置及び画像再構成方法に関する。
　X線CT(Computed Tomography)装置によって身体の動きのある部位を撮影する場合、得られた画像には動きに起因するアーチファクトが発生する。一般にX線CT装置では、被検体を周方向の複数の投影角度から撮影し、少なくとも180度分の投影データを使用して断層像を再構成する。そのため、上述のアーチファクトは、最低180度分の動きアーチファクトを含んだものとなる。
　このような動きアーチファクトを低減するために、従来より、心電計や呼吸センサ等の生体センサを用いて撮影対象部位の動き量や動き速度を計測し、動き量が最小となる位相を求め、求めた位相の投影データを選択して画像を再構成する方法が提案されている(特許文献1)。
特許4487095号公報
　しかしながら、上述のように撮影対象部位の動き量や動き速度に基づいて画像を再構成しても、動きの方向が考慮されていないと、かえってアーチファクトが強くなることがある。例えば、周期的に運動している心臓等の撮影では、被検体左右方向の対向する位置で撮影した投影データには動きの影響が出にくいが、被検体前後方向の対向する位置で撮影した投影データには動きの影響が出やすいという特徴がある。
　本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、撮影対象部位の動きの影響を低減させた画像を作成することが可能なX線CT装置及び画像再構成方法を提供することを目的とする。
　前述した目的を達成するために第1の発明は、被検体の周囲からX線を照射するX線源と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、検出した透過X線情報から投影データを作成し、投影データに基づいて被検体の断層像を再構成する画像処理装置と、前記断層像を表示する表示装置と、を備え、前記画像処理装置は、撮影対象部位の動き方向を取得する動き方向取得部と、前記動き方向に基づき、再構成に使用する投影データの範囲である再構成データ範囲を算出する再構成データ範囲算出部と、算出した再構成データ範囲の投影データを使用して画像を再構成する画像再構成部と、を備えることを特徴とするX線CT装置である。
　また、第2の発明は、被検体の内部を撮影した投影データを作成する投影データ作成ステップと、撮影対象部位の動き方向を取得する動き方向取得ステップと、前記動き方向に基づき、再構成に使用する投影データの範囲である再構成データ範囲を算出する再構成データ範囲算出ステップと、前記算出された再構成データ範囲の投影データを使用して画像を再構成する画像再構成ステップと、を含むことを特徴とする画像再構成方法である。
　本発明により、撮影対象部位の動きの影響を低減させた画像を作成することが可能なX線CT装置及び画像再構成方法を提供することができる。
X線CT装置1の全体構成図 第1の実施の形態における画像処理装置403の機能ブロック図 動き方向と投影方向との関係について説明する図(ノーマルスキャン) 動き方向を考慮した再構成データ範囲8を示す図 動き方向を考慮した再構成データ範囲に対応するX線管位置の軌跡の変形例 本発明に係る画像再構成処理の流れを説明するフローチャート(第1実施形態) 条件設定画面9の一例 動き方向手動設定画面9aの一例 連続ダイナミックスキャンにおける再構成データ範囲についてX線照射角度の観点から説明する図 図9の軌跡A、Bに対応する各再構成データ範囲8A-1、8B-1、・・・について説明する図 ボリュームスキャンにおける再構成データ範囲について説明する図 第2の実施の形態の画像処理装置403の機能ブロック図 動き方向データベース403dの一例 本発明に係る画像再構成処理の流れを説明するフローチャート(第2実施形態) 第3の実施の形態の画像処理装置403の機能ブロック図 本発明に係る画像再構成処理の流れを説明するフローチャート(第3実施形態) 動き方向自動設定画面9cの一例 投影データに基づく動き方向の検出について説明する図 画像に基づく動き方向の検出について説明する図 第4の実施の形態の画像処理装置403の機能ブロック図 動き量と動き方向を考慮した再構成データ範囲について説明する図 動き方向手動設定画面9dの一例(第5実施形態) 画像内に複数の動き方向を手動設定する例 第6の実施の形態の画像処理装置403の機能ブロック図 ハーフスキャンにおけるX線照射範囲について説明する図 図25の場合に得られる投影データと再構成データ範囲8A-1、8A-2、・・・を示す図
　以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
　まず、図1を参照して、本発明に係るX線CT装置1の構成について説明する。
　X線CT装置1は、被検体6に対するX線照射を行うとともに被検体6を透過したX線を検出するスキャナガントリ2と、被検体6を載置する寝台テーブル3と、スキャナガントリ2の回転動作及びX線照射を制御する測定制御装置202と、被検体6の心電情報を取得する心電計7と、X線CT装置1の各部を制御するための操作卓4とを備える。操作卓4は、システム制御装置401、画像処理装置403、表示装置405、及び入力装置406を備える。
　スキャナガントリ2には、X線管201及びコリメータ203と、X線検出器205とが、回転盤207の開口部を介して対向配置されている。回転盤207にはX線照射空間である開口部が設けられ、被検体6が載置される寝台テーブル3が搬入される。回転盤207は、回転駆動装置210から駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって被検体6の周囲を周回するよう駆動される。回転駆動装置210は測定制御装置202によって制御される。
　X線管201はX線源であり、測定制御装置202に制御されて所定の強度のX線を連続的または断続的に照射する。測定制御装置202は、操作卓4のシステム制御装置401により決定されたX線管電圧及びX線管電流に従って、X線管201に印加または供給するX線管電圧及びX線管電流を制御する。コリメータ203は、X線管201から放射されたX線を、例えばコーンビーム(円錐形または角錐形ビーム)等のX線として被検体6に照射させるものであり、コリメータ203の開口幅は測定制御装置202により制御される。被検体6を透過したX線はX線検出器205に入射する。
　X線検出器205は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるX線検出素子群をチャネル方向(周回方向)に例えば1000個程度、列方向(体軸方向)に例えば1～320個程度配列したものであり、被検体6を介してX線管201に対向するように配置される。X線検出器205はX線管201から放射されて被検体6を透過したX線を検出し、検出した透過X線データを図示しないデータ収集装置に出力する。データ収集装置は、X線検出器205の個々のX線検出素子により検出される透過X線データを収集し、ディジタルデータに変換し、投影データとして操作卓4の画像処理装置403に順次出力する。
　測定制御装置202は、操作卓4のシステム制御装置401からの制御信号に従って、スキャナガントリ2内のX線管201、コリメータ203、回転盤207の回転を制御する。
　寝台テーブル3は、操作卓4のシステム制御装置401から送出される制御信号に従って、寝台テーブル3の高さを適切なものにし、また、体軸方向への前後動、体軸と垂直方向であって天板に平行な方向(左右方向)に移動する。前後動により、被検体6がスキャナガントリ2の開口部(X線照射空間)に搬入及び搬出される。
　操作卓4のシステム制御装置401は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク等の記憶部等により構成されるコンピュータである。システム制御装置401は、スキャナガントリ2(測定制御装置202)、寝台テーブル3、及び心電計7を制御する。
　システム制御装置401の記憶部は、画像処理装置403が生成する画像やX線CT装置1の機能を実現するためのプログラム等を記憶する。
　画像処理装置403は、取得した投影データに対して、対数変換、感度補正等の前処理を行った後、断層像を再構成する。画像処理装置403の機能構成については後述する。
　表示装置405は、液晶パネル、CRTモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置401に接続される。表示装置405は画像処理装置403から出力される再構成画像、並びにシステム制御装置401が取り扱う種々の情報を表示するものであり、操作者が表示内容を閲覧する。
　入力装置406は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置401に出力する。操作者は、表示装置405及び入力装置406を使用して対話的にX線CT装置1を操作する。
　心電計7は、被検体6に取り付けた電極を介して、心臓の心拍運動を反映した活動電位の時間変化を表す心電情報を計測する。心電計7により計測した心電情報は、システム制御装置401へ順次送出され、システム制御装置401により投影データに付加される。
［第1の実施の形態］
　図2～図11を参照して、第1の実施の形態のX線CT装置1について説明する。
　まず、画像処理装置403の機能構成について説明する。
　図2に示すように、画像処理装置403は動き方向取得部403a、再構成データ範囲算出部403b、画像再構成部403cを有する。
　動き方向取得部403aは、撮影対象部位の動き方向を取得する。動き方向を取得する方法は、操作者の操作により動き方向を設定する「手動設定」でもよいし、画像処理装置403が投影データや画像に基づいて撮影対象部位の動きを解析し、動き方向を検出する「自動設定」でもよい。第1実施形態の説明では、動き方向を操作者が手動設定する場合について説明する。
　ここで、「動き」とは、例えば心臓の拍動等のような、生体の周期的運動を意味する。
　呼吸等による胸部の運動も本発明でいう「動き」に含まれる。更に、本発明の対象となる「動き」は、ある点を中心として特定の方向での動き量が大きいという特徴がある。具体的には、例えば心臓であれば、体幅方向(被検体の左右方向)の動き量が体厚方向(被検体前後方向)での動き量と比較して大きい。また、肺であれば、体厚方向(被検体前後方向)での動き量が体幅方向(被検体左右方向)での動き量と比較して大きい。そこで本発明では、ある点を中心として動き量が最も大きい方向を「動き方向」と呼ぶこととする。
　図3は心臓を撮影対象部位としてX線CT装置1により撮影を行う例である。心臓の動きは中心点61を中心として被検体左右方向(図3の両方向矢印71)の方向の動きが最も大きい。
　再構成データ範囲算出部403bは、動き方向取得部403aにより取得した動き方向に基づき、再構成に使用する投影データの範囲を算出する。この再構成に使用する投影データの範囲を再構成データ範囲8と呼ぶ。寝台テーブル3を静止した状態でX線照射し、1回転360度分の投影データを取得するノーマルスキャンでは、1スキャン(1スライス)で360度分の投影データが取得される。一方、画像を再構成するには180度分の投影データが使用される。本発明では、撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向(X線照射角度)を含む少なくとも180度以上の範囲の投影データを再構成データ範囲8とする。
　「略一致」とは、完全に一致する場合と少しずれる場合とを含む。なお、ずれの程度は本発明の効果である動きアーチファクトの低減を得られる範囲であればよい。完全に一致する場合が最も大きな効果を得ることができ、ずれが大きくなるにしたがって効果が低減する。
　例えば、図3の例では、撮影対象部位の中心点61を中心として被検体左右方向が動き方向71となっている。再構成データ範囲算出部403bは、この動き方向71と一致する投影方向51、52(X線照射角度)の間の少なくとも180度の範囲(軌跡Aの範囲)を再構成データ範囲8とする。換言すると、撮影FOVの中心を通り、動き方向71に対して垂直な直線を基準線とし、この基準線から周方向に対称にそれぞれ90度以上(計180度以上)の範囲を投影方向とする投影データの範囲を再構成データ範囲8とする。
　なお、「動き方向と一致する」という意味は、動き方向71と投影方向との角度の一致を意味する。したがって、撮影対象部位が撮影FOVの中心からずれた位置にある場合にも適用できる。この場合、動き方向に平行な投影方向が「動き方向と一致する投影方向」となる。
　上述したように動き方向71と一致する投影方向51、52を含む180度の範囲を再構成データ範囲8とすると、時間的に離れた位置である対向位置(図3の投影方向51、52)において、撮影対象部位の動き方向の影響が最小となる。すなわち、投影方向51の投影データと投影方向52の投影データは動きがないように計測される。このため、動きによるアーチファクトを抑えることが可能となる。
　図3に示す再構成データ範囲8を投影データのサイノグラム80上に示すと、図4のようになる。図4は縦軸を投影方向(X線照射角度)、横軸をチャンネルとするサイノグラムである。図4の両方向矢印の範囲が再構成データ範囲8である。1スキャンに含まれる180度以上の投影データであって、動き方向71と一致する投影方向の間に撮影された投影データが再構成データ範囲8となる。
　なお、一般的にX線CT装置では、X線はファンビーム状に照射され、X線検出器で検出される。本明細書及び図面で表す投影データは、照射されるX線がファンビーム状ではなく、平行ビームである場合の投影データや角度を示している。このため、照射されるX線がファンビーム状である場合を考慮した場合に、照射されるX線をファンビーム状から平行ビームに変換するために必要なデータを考慮することは当然である。
　なお、最も好適な再構成データ範囲8は、図3に示すように撮影対象部位の動き方向と一致する投影方向(X線照射角度)51、52間の180度の範囲の投影データである。
ただし、図5に示す各種の変形例の場合にも動きアーチファクト低減の効果を得ることができる。
　例えば、図5(a)に示す軌跡A1の範囲のように、再構成データ範囲の上下限となる投影方向が動き方向と完全に一致していなくてもよい。
　また、図5(b)に示す軌跡A2の範囲のように、180度以上の投影データとしてもよい。この場合でも、動きによるアーチファクト低減の効果を得ることができる。
　また、上述したが、図5(c)に示すように、動きの中心点は撮影FOVの中心と必ずしも一致している必要はない。この場合でも、動き方向と略一致する(略平行な)投影方向70を含む180度以上の範囲の投影データを再構成データ範囲(軌跡Aに対応する範囲)とする。なお、動きの中心点が撮影FOVの中心にない場合は、動きの中心点(撮影対象部位)とX線源との距離が近い方の投影範囲の投影データを再構成データ範囲とすることが望ましい。これは、X線管201の軌道と撮影対象部位とが近い位置にある方が、撮影対象部位の位置における180度分の投影データに相当する撮影時間が短いからである。
　画像再構成部403cは、再構成データ範囲算出部403bにより算出した再構成データ範囲8の投影データを使用して画像を再構成する。例えば、逐次近似法等により画像再構成する。
　次に、図6を参照して、X線CT装置1が実行する画像再構成処理について説明する。
　本実施の形態のX線CT装置1は、図6のフローチャートに示す手順で画像再構成処理を実行する。すなわち、システム制御装置401のCPUは、記憶部から図6に示す画像再構成処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて処理を実行する。
　まず、X線CT装置1は、操作者の操作に従って、撮影条件や再構成条件の設定を行う(ステップS101)。システム制御装置401は、例えば、図7に示す条件設定画面9を表示装置405に表示する。
　条件設定画面9には、スキャノグラム像91及び断面モデル図92が表示される。なお、スキャノグラム像91とは、X線管201を固定したままX線を照射し、寝台テーブル3を移動させて体軸方向の画像を取得するスキャノグラム撮影と呼ばれる撮影処理によって取得されるものである。また、各種の撮影条件や再構成条件を設定するための条件設定エリア96、通常再構成選択ボタン97、動き方向考慮再構成ボタン98、撮影開始ボタン99、手動ボタン101、DBボタン102、Rawボタン103、Imgボタン104等が設けられる。なお、この条件設定画面9は一例であり、画面構成や配置するボタン等は図7の例に限定されない。
　条件設定エリア96は、例えば、スキャンの種類、撮影範囲、撮影対象部位、体位、スキャン数、スキャン時間、撮影FOV、画像の厚さ、再構成フィルタ、再構成FOV、再構成方法等の撮影条件及び再構成条件を設定するための操作領域である。条件設定エリア96には各条件の入力画面へ遷移するための複数のボタンが配置される。システム制御装置401は、条件設定エリア96内のボタンが押下されると該当する条件に関する入力画面を表示して条件入力を受け付ける。撮影範囲はスキャノグラム像91上で設定するようにしてもよい。
　通常再構成選択ボタン97は、動き方向を考慮しない通常の画像再構成処理を行う場合に選択されるボタンである。動き方向考慮再構成ボタン98は動き方向を考慮した画像再構成処理を行う場合に選択されるボタンである。
　手動ボタン101、DBボタン102、Rawボタン103、及びImgボタン104は、動き方向考慮再構成ボタン98が選択されている場合に操作可能となるボタンである。手動ボタン101は、動き方向や動き中心を操作者が入力する場合に操作される。手動ボタン101が選択されると、システム制御装置401は、図8に示す動き方向手動設定画面9aを表示する。DBボタン102は、後述する動き方向データベース(図13参照；第2実施形態)を参照して動き方向を決定する場合に選択される。Rawボタン103は、投影データを解析することにより撮影対象部位の動き方向を自動検出する場合に操作される(第3実施形態)。Imgボタン104は、画像を解析することにより撮影対象部位の動き方向を自動検出する場合に操作される(第3実施形態)。
　撮影開始ボタン99は、撮影条件や再構成処理等の設定が行われた後に選択可能となるボタンである。撮影開始ボタン99が操作されると、システム制御装置401は、設定された撮影条件等に基づいて撮影を開始する。
　図7に示す条件設定画面9において、撮影条件及び再構成条件が設定され(ステップS101)、通常再構成ボタン97が押下され(ステップS102；No)、撮影開始ボタン99が押下されると、システム制御装置401は、通常の撮影処理を開始する(ステップS103)。撮影処理においてシステム制御装置401は、ステップS101で設定された撮影条件に従ってスキャナガントリ2の各部及び寝台テーブル3の各部を制御する。
例えば、図3に示すようなノーマルスキャンを行う場合、テーブル3を静止した状態でX線を照射し、1回転360度の投影データを取得する。テーブルを設定した量だけ移動、またはテーブルを移動せずに同じ位置で間欠的に1回転360度の投影データを取得する。
　また、システム制御装置401は、撮影により取得した投影データを画像処理装置403へ送出する。画像処理装置403は、取得した投影データに基づいて被検体6の断層像を再構成する(ステップS104)。
　一方、条件設定画面9において動き方向考慮再構成ボタン98が選択され、更に手動ボタン101が選択された場合は(ステップS102；Yes)、システム制御装置401は、図8に示す動き方向手動設定画面9aを表示装置405に表示する。操作者は、動き方向手動設定画面9aで動き方向や動きの中心点を設定する(ステップS105)。
　図8に示すように、動き方向手動設定画面9aには、ステップS101で設定されている撮影範囲(撮影位置)に応じた画像107が表示される。画像107には、動き方向ライン93及び動き中心マーク94が表示される。画像107は、参照スキャン等により同じ被検体の測定済みの画像が記憶部に記憶されている場合は、測定済み画像を使用することが望ましい。測定済み画像が記憶されていない場合は、撮影対象部位のモデル図等としてもよい。また、動き方向を設定するための画像107を選択するためのシリーズ画像106や被検体全体画像105を表示してもよい。被検体全体画像105上の撮影位置ライン105aを移動したり、シリーズ画像106の所望のスライス位置の画像を選択したりすることで、動き方向手動設定画面9aに表示する動き方向設定用画像107を選択できる。
　動き方向ライン93は操作者の操作により角度を変更できる。また、動き中心マーク94は操作者の操作により位置を変更できる。操作者はマウス等の入力装置406を使用して動き方向ライン93及び動き中心マーク94の角度や位置を変更する。終了ボタン95が押下されると、画像処理装置403は設定された動き方向ライン93の示す角度と動き中心マーク94により指定された位置を取得する。その後、動き方向手動設定画面9aを閉じ、条件設定画面9に戻る。
　条件設定画面9の撮影開始ボタン99が押下されると、システム制御装置401は、まずステップS103と同様に撮影処理を行う(ステップS106)。すなわち、システム制御装置401は、ステップS101で設定された撮影条件に従ってスキャナガントリ2の各部及び寝台テーブル3の各部を制御する。システム制御装置401は、撮影により取得した投影データを画像処理装置403へ送出する。
　画像処理装置403は投影データを取得すると、ステップS105で設定された動き方向を考慮して被検体の断層像を再構成する(ステップS107)。
　ステップS107の画像作成処理では、画像処理装置403は、ステップS105で設定された動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度の投影範囲の投影データを再構成データ範囲8とする。なお、ノーマルスキャンでは、撮影開始時のX線管201の位置(開始点201a)は、再構成データ範囲8内に入らない位置とする。これは、もし再構成データ範囲8が開始点201aを跨いだ場合には、1回転だけ撮影を行うノーマルスキャンでは、時間的に不連続な投影データを使用して再構成を行うこととなってしまうからである。
　画像処理装置403は、再構成データ範囲8の投影データを使用して再構成条件に従った画像再構成処理を行う。画像処理装置403は、作成した画像を表示装置403に表示するとともにシステム制御装置401の記憶部に記憶して、本画像再構成処理を終了する。
　以上説明したように、第1の実施の形態のX線CT装置1は、撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む180度以上の範囲の投影データを用いて画像を再構成する。これにより、時間的に離れている投影データ間において、撮影対象物の動き方向の影響が最小となる投影データを使用して画像を再構成できる。よって、動きアーチファクトを低減した画像を作成することが可能である。
　なお、上述の例では、ノーマルスキャンについて動き方向を考慮した画像再構成処理を適用する例を示したが、その他の種類のスキャンについても適用可能である。例えば、テーブルを静止した状態で同じ体軸方向位置を連続して撮影し、時間軸方向に連続した投影データから異なる画像を作成する連続ダイナミックスキャンや、マルチスライスCT装置を用いてテーブルを移動させながら連続的にX線を照射するらせんスキャン(ボリュームスキャン)等にも本発明を適用できる。
　(連続ダイナミックスキャン)
　図9は連続ダイナミックスキャンにおける再構成データ範囲について説明する図、図10は、図9の連続ダイナミックスキャンにおける再構成データ範囲を投影データ(サイノグラム)上に示す図である。
　連続ダイナミックスキャンにおいても、上述したように撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む180度以上の範囲の投影データを再構成データ範囲とすることで、動きアーチファクトを低減することが可能である。そして連続ダイナミックスキャンの場合では、再構成データ範囲がX線照射の開始点201aを跨いでも問題ない。
　図9において軌跡A、Bは、それぞれ再構成データ範囲に対応したX線管201の軌跡である。「撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む180度以上の範囲の投影データ」には、X線照射開始点201aを跨がない軌跡Aで得られる第1の再構成データ範囲8Aと、これを反転した軌跡Bで得られる第2の再構成データ範囲8Bの少なくとも2パターンの範囲がある。第2の再構成データ範囲8Bに対応する軌跡BはX線照射開始点201aを跨いでいる。
　連続ダイナミックスキャンの場合では、図3(ノーマルスキャンの場合)と同様に第1の再構成データ範囲8Aを採用しても良いし、第2の再構成データ範囲8Bを採用してもよい。これは、連続ダイナミックスキャンでは、同じスライス位置を連続で複数回撮影するため、スキャン間の投影データの連続性が保たれるからである。特に、撮影対象部位の動態を検査する場合に効果的である。
　(マルチスライスCT装置でらせんスキャン)
　図11はマルチスライスCT装置を用い、らせんスキャンを行う場合における再構成データ範囲を投影データ(サイノグラム)上に示す図である。らせんスキャンでは、テーブルを移動させながら連続してX線照射する。
　動き方向を考慮しないで再構成処理を行う場合、従来は、画像処理装置403は、図11(a)に示すように、作成する画像の位置と中心スライスとが一致する角度を中心にして少なくとも180度の投影データを収集して再構成する。中心角度より前では手前のスライスの投影データを使用し、中心角度より後ろでは奥のスライスの投影データを使用し、妥当な位置のデータを収集して再構成を行う。図11(a)の両方向矢印で示す投影データ81A～81Iがそれぞれ1枚の断層像を再構成するために使用される投影データである。
　一方、本発明では、図11(b)に示すように、上述の投影データ81A～81Iのうち、撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む180度以上の範囲の投影データを再構成に使用する。すなわち、再構成データ範囲は、図11(b)の実線両方向矢印でしめす範囲82A～82Iである。
　図11(b)において、再構成データ範囲82A～82C、82D～82F、82G～82Iはそれぞれ同じ投影角度範囲で取得した投影データとなる。
　また、撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む180度以上の範囲の投影データは2方向あるが、X線管201の軌道と撮影対象部位が近い方の投影データを使用する方がより多くの効果を得ることができる。
　［第2の実施の形態］
　次に図12～図14を参照して、第2の実施の形態を詳細に説明する。
　図12は、第2の実施の形態の画像処理装置403の機能構成を示す図である。
　図12に示すように、第2の実施の形態の画像処理装置403は、動き方向取得部403a、再構成データ範囲算出部403b、画像再構成部403c、動き方向データベース403dを有する。
　すなわち、第2の実施の形態では、図2に示す第1の実施の形態の機能構成に加え、動き方向データベース403dを備える。動きデータベース403dは記憶部に予め保持される。
　図13に示すように、動き方向データベース403dには撮影対象部位や体位に応じた動き方向の情報が記憶されている。例えば、撮影対象部位が心臓で体位が仰臥であれば、動き方向は左右方向であり、撮影対象部位が心臓で体位が横臥であれば、動き方向は上下方向である。撮影対象部位が胸部(肺)で体位が仰臥であれば、動き方向は上下方向であり、撮影対象部位が胸部(肺)で体位が横臥であれば、動き方向は左右方向である。
　画像処理装置403の動き方向取得部403aは、動き方向データベース403dを参照して撮影対象部位や体位に応じた動き方向を取得する。そして、取得した動き情報に基づいて画像の再構成に使用する投影データの範囲(再構成データ範囲)を算出する。なお、撮影対象部位や体位は撮影条件として設定されている。
　なお、以下の説明では図1及び図2に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図14を参照して、第2の実施の形態のX線CT装置1が実行する画像再構成処理について説明する。
　まず、X線CT装置1は、操作者の操作に従って、撮影条件や再構成条件の設定を行う(ステップS201)。撮影条件や再構成条件の設定は、図6のステップS101と同様に、図7に示す条件設定画面9にて行うものとする。
　なお、ステップS202において動き方向を考慮しない場合の処理(ステップS202；No～ステップS204)は第1の実施の形態のステップS102；No～ステップS104と同様であるので説明を省略する。
　条件設定画面9(図7)において、撮影条件及び再構成条件が設定され(ステップS201)、動き方向考慮再構成ボタン98が選択され、更にDBボタン102が選択された場合は(ステップS202；Yes)、システム制御装置401は、図13に示す動き方向データベース403dを読み込み、撮影対象部位及び体位に対応する動き方向を決定する(ステップS205)。システム制御装置401は、決定した動き方向を画像処理装置403に送る。
　その後、条件設定画面9の撮影開始ボタン99が押下されると、システム制御装置401は、撮影処理を行う(ステップS206)。すなわち、システム制御装置401は、ステップS201で設定された撮影条件に従ってスキャナガントリ2の各部及び寝台テーブル3の各部を制御する。システム制御装置401は、撮影により取得した投影データを画像処理装置403へ送出する。
　画像処理装置403は、投影データを取得すると、ステップS205で決定された動き方向を考慮して、被検体の断層像を再構成する(ステップS207)。画像処理装置403は、動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲の投影データを再構成データ範囲8として、画像を再構成する。画像処理装置403は、ステップS204、S207で再構成した画像を表示装置403に表示するとともに、システム制御装置401の記憶部に記憶して、本画像再構成処理を終了する。
　第2の実施の形態の処理は、第1の実施形態で説明したノーマルスキャン、連続ダイナミックスキャン、ボリュームスキャンのいずれにも適用可能である。
　以上説明したように、第2の実施の形態では、X線CT装置1は動き方向データベース403dを予め記憶しており、動き方向データベース403dから撮影対象部位や体位に応じた動き方向を取得できる。そのため、操作者が手動で動き方向を設定する必要がなく、より簡単な操作で動き方向を考慮した画像再構成を行うことが可能となる。
　［第3の実施の形態］
　次に図15～図19を参照して、第3の実施の形態を詳細に説明する。
　図15は、第3の実施の形態の画像処理装置403の機能構成を示す図である。
　図15に示すように、第3の実施の形態の画像処理装置403は、動き方向取得部403a、動き検出部403e、再構成データ範囲算出部403b、及び画像再構成部403cを有する。
　すなわち、第3の実施の形態では、図2に示す第1の実施の形態の機能構成に加え、動き検出部403eを有する。
　動き検出部403eは、撮影対象部位の動き方向を検出する。動き方向の検出方法は、例えば、以下の2つの方法が考えられる。
　(a)対向する投影方向における各投影データの差分に基づいて算出する方法
　(b)再構成に使用する投影データ範囲をずらして再構成した同一部位の画像間の差分に基づいて算出する方法
　動き方向の具体的な算出方法については後述する。
　画像処理装置403の動き方向取得部403aは、動き検出部403eにより算出された動き方向を取得し、再構成データ範囲算出部403bに渡す。再構成データ範囲算出部403bは、取得した動き方向に基づいて画像の再構成に使用する投影データの範囲(再構成データ範囲)を算出する。
　図16を参照して、第3の実施の形態のX線CT装置1が実行する画像再構成処理について説明する。
　まず、X線CT装置1は、操作者の操作に従って、撮影条件や再構成条件の設定を行う(ステップS301)。撮影条件や再構成条件の設定は、図6のステップS101と同様に、条件設定画面9(図7)にて行うものとする。
　なお、ステップS302において動き方向を考慮しない場合の処理(ステップS302；No～ステップS304)は第1の実施の形態のステップS102；No～ステップS104と同様であるので説明を省略する。
　条件設定画面9において、撮影条件及び再構成条件が設定され(ステップS301)、動き方向考慮再構成ボタン98が選択され、更にRawボタン103またはImgボタン104が選択された場合は(ステップS302；Yes)、システム制御装置401は、図17に示す動き方向自動設定画面9cを表示装置405に表示する。操作者は、動き方向自動設定画面9cで動き情報を検出する対象エリアを設定する(ステップS305)。
　図17に示すように、動き方向自動設定画面9cには、ステップS301で設定されている撮影範囲(撮影位置)に応じた画像107が表示される。画像107には対象エリア設定枠65が表示される。
　対象エリア設定枠65は操作者の操作によって大きさや位置を変更できる。また、対象エリア設定枠65の形状は、図17に示すような楕円の形状に限定されるものでなく、矩形、円形、その他の任意の図形としてもよい。操作者はマウス等の入力装置406を使用して対象エリア設定枠65の位置や大きさを変更して、所望の部位を選択する。選択された部位が動き情報の解析対象として指定される。終了ボタン95が押下されると、画像処理装置403は設定された対象エリア65の位置や範囲を取得して、動き方向自動設定画面9cを閉じ、条件設定画面9に戻る。
　次に、画像処理装置403は、設定されている動き検出アルゴリズム(動き検出方法)を確認し、設定されているアルゴリズムに従って処理を進める。条件設定画面9でRawボタン103が選択されている場合は、投影データ解析に基づく動き検出アルゴリズム(上述の(a)の動き検出方法)を実行する(ステップS306；投影データ)。一方、条件設定画面9でImgボタン104が選択されている場合は、画像解析に基づく動き検出アルゴリズム(上述の(b)の動き検出方法)を実行する(ステップS306；画像)。
　いずれの場合も、まず撮影処理を行う(ステップS307、ステップS310)。撮影処理は、条件設定画面9の撮影開始ボタン99が押下されると開始される。撮影処理は第1の実施の形態のステップS103の撮影処理等と同様である。
　条件設定画面9でRawボタン103が選択されている場合は、画像処理装置403は、投影データを取得すると、投影データに基づいて動き方向を求める(ステップS308)。投影データから動き方向を算出する方法として、例えば対向データを比較する方法がある。対向データとは図18に示すように、投影方向が180度反転した投影データである。画像処理装置403は対向データの差分をとり、差分の大きさに基づいて動き方向を求める。
　図18(a)は、動き方向71と一致する方向の対向データにおけるX線管201の配置を示す図である。動き方向と一致する投影方向の対向データは、対向データ間で動きによる差分が小さくなる。一方、図18(b)に示すように、動き方向71と垂直な方向の投影データは、対向データ間で動きによる差分が大きくなる。
　画像処理装置403は、様々な角度で対向データの差分を求め、差分が最も小さくなる対向データの角度を動き方向として算出する。
　なお、対象エリアが設定されている場合は(図17参照)、対象エリアのみを演算対象として対向データの差分を求めるようにしてもよい。対象エリアのみの演算となるため、範囲が絞られ、高速に処理できるようになる。
　画像処理装置403は、ステップS308で算出した動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲の投影データを再構成データ範囲8として、画像を再構成する(ステップS309)。
　条件設定画面9でImgボタン104が選択されている場合は、画像処理装置403は、取得した投影データに基づいて複数の解析用画像を作成する(ステップS311)。
　図19は、解析用画像について説明する図である。
　図19(a)に示すように、投影データのうち再構成に使用する少なくとも180度分の範囲を少しずつずらして切り出す。図19(a)に示す範囲83Aの投影データを使用して再構成された画像が、図19(b)の解析用画像84Aである。範囲83Aから少しずらした範囲83Bの投影データを使用して再構成された画像が、図19(b)の解析用画像84Bである。同様に、使用する投影データ範囲を少しずつずらして解析用画像84C～84Fも作成する。範囲83Dは、範囲83Aの対向データであり、範囲83Eは範囲83Bの対向データであり、範囲83Fは範囲83Cの対向データである。
　画像処理装置403は、図19(b)に示すように、対向データにより再構成された解析用画像84A、84D間で差分をとる。同様に、解析用画像84B、84E間、解析用画像84C、84F間でそれぞれ差分をとる。そして、対向角度での差分が最も小さい解析用画像の投影方向が動き方向とする(ステップS312)。
　なお、対象エリアが設定されている場合は(図17参照)、対象エリアのみを差分演算の対象としてもよい。すなわち、画像処理装置403は、対象エリア内の画素についてのみ対向する画像の差分を求める。演算範囲が絞られるため、高速に処理できる。
　画像処理装置403は、ステップS312で算出した動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲の投影データを再構成データ範囲8として、画像を再構成する(ステップS313)。
　画像処理装置403は、ステップS304、S309、S313で再構成した画像を表示装置403に表示するとともに、システム制御装置401の記憶部に記憶して、本画像再構成処理を終了する。
　第3の実施の形態の処理は、第1の実施形態で説明したノーマルスキャン、連続ダイナミックスキャン、ボリュームスキャンのいずれにも適用可能である。
　以上説明したように、第3の実施の形態では、X線CT装置1は撮影により取得した投影データまたは再構成した画像に基づいて動き方向を検出できる。そのため、操作者が手動で動き方向を設定する必要がない。また、撮影時の被検体本人の投影データに基づいて撮影対象部位の動きを解析するため、正確に動き方向を取得できる。
　なお、上記の実施の形態では、撮影処理と同時に投影データから画像を作成する場合について説明したが、撮影処理で取得され、ハードディスク等の記憶装置に保存された投影データに対して再構成の条件を再度設定し、画像を作成するようにしてもよい。
　［第4の実施の形態］
　次に図20～図21を参照して、第4の実施の形態を詳細に説明する。
　第4の実施の形態は、心臓撮影等で一般に行われる心電同期撮影を想定した実施形態である。心電同期撮影では、撮影中の被検体の心拍を心電図7等により計測する。また、撮影対象部位を複数スキャンオーバーラップさせながら、らせんスキャンを行う。そして動き量が最小となる特定の心位相区間(静止位相)で取得された投影データを組み合わせて180度分の投影データを算出し、画像を再構成する。
　第4の実施の形態では、このような心電同期撮影において、動き量のみならず、動き方向を合わせて考慮して再構成データ範囲を算出する。
　図20は、第4の実施の形態の画像処理装置403の機能構成を示す図である。
　図20に示すように、第4の実施の形態の画像処理装置403は、動き方向取得部403a、動き量算出部403f、再構成データ範囲算出部403b、及び画像再構成部403cを有する。すなわち、第4の実施の形態では、図2に示す第1の実施の形態の機能構成に加え、動き量算出部403fを有する。
　動き量算出部403fは、撮影対象部位の動き量を算出する。動き量は、例えば、位相が同じで撮影位置の異なる断層像を比較することにより求めることができる。なお、動き量の算出方法はこれに限定されるものでなく、その他の方法で動き量を求めても良い。
　図21のグラフg1は、各投影方向(X線照射角度)での動き量の推移を表すグラフである。縦軸は投影方向(X線照射角度)、横軸は動き量の大きさである。従来の画像再構成処理では、画像処理装置403は、動き量が最も小さい投影データ位置aを中心として少なくとも180度の範囲8Cの投影データを用いて画像を再構成する。
　本発明では、画像処理装置403は、動き量と合わせて動き方向も考慮して、再構成データ範囲を算出する。
　第4の実施の形態において、再構成データ範囲算出部403bは、動き方向による影響を考慮した動き方向重みを生成する。そして、動き方向重みを動き量に乗算することにより再構成データ範囲を調整する。図21のグラフg2は各投影方向(X線照射角度)での動き方向重みの推移を表すグラフである。縦軸は投影方向(X線照射角度)、横軸は動き方向重みの大きさを示す。
　動き方向重みは、動き方向と一致する投影方向で「動き量×動き方向重み」の値が小さくなるように生成される。
　図21のグラフg3は各投影方向(X線照射角度)での動き量×動き方向重みの推移を表すグラフである。縦軸は投影方向(X線照射角度)、横軸は動き量に動き方向重みを乗じた値の大きさを示す。
　図21のグラフg3に示すように、動き量×動き方向重みの値が最小となる範囲8Dを再構成データ範囲とする。動き量×動き方向重みの値が最小となる範囲8Dは、動き量×動き方向重みの値が最小となる投影データ位置を中心とする180度の角度範囲としてもよいし、動き量×動き方向重みの値の総和が最小となる180度の角度範囲としてもよい。
　なお動き方向は、第1実施の形態で説明したように、操作者が手動で設定した動き方向としてもよい。また第2の実施形態で説明したように、動き方向データベース403dを参照して決定してもよい。或いは、第3の実施形態で説明したように、画像処理装置403が投影データ等に基づいて算出してもよい。
　再構成データ範囲算出部403bにより、動き量及び動き方向を考慮した再構成データ範囲8Dが算出されると、画像再構成部403cは、再構成データ範囲8Dの投影データを使用して画像を再構成する。
　以上説明したように、第4の実施の形態では、対象部位の動き量と動き方向とを考慮して再構成データ範囲を求める。そのため、動き量が少なく、かつ動き方向による影響の少ない投影データを使用して画像を再構成できるようになる。よって、動きアーチファクトを更に低減できる。
　［第5の実施の形態］
　次に図22～図23を参照して、第5の実施の形態を詳細に説明する。
　第1～第4の実施形態は、撮影範囲の全ての位置での動き方向が同一であるという前提で説明した。しかしながら、動き方向は撮影範囲全体で一律であるとは限らない。例えば、スライス位置によって異なる動き方向を示す場合がある。また、同一のスライス位置でも部位によって異なる動き方向を示す場合がある。
　そこで、第5の実施の形態では、複数の動き方向を設定する方法について説明する。
　図22は、スライス方向に異なる範囲でそれぞれ動き方向を自動設定する場合の設定画面9dである。
　設定画面9dには、被検体全体画像105、シリーズ画像106、断層像107a、107bが表示される。そして、被検体全体画像105にはスライス方向範囲を設定するための範囲設定GUI105b、105cが表示される。範囲設定GUI105b、105cは複数表示することが可能となっている。図22の例では、2つの範囲設定GUI105b、105cが設けられているが、3つ以上としてもよい。以下の説明では、範囲設定GUI105bで設定されるスライス方向範囲を第1範囲と呼ぶ。また範囲設定GUI105cで設定されるスライス方向範囲を第2範囲と呼ぶ。範囲設定GUI105b、105cの矢印の長さや位置はマウス等の操作によって変更可能である。
　シリーズ画像の近傍に表示されるGUI106aは、範囲設定GUI105b、105cにより設定された各スライス方向範囲に対応する画像位置を示している。
　断層像107a、107bは指定された複数のスライス方向範囲における代表スライス位置での断層像である。表示画面が狭い場合は、図22に示すように各断層像107a、107bを一部重ねて表示して、マウス等によりいずれかの断層像が指示されると、その断層像を前面に表示して操作可能とするようにしてもよい。
　画像処理装置403は、前面に表示された断層像107aについて、動き方向の対象エリア65の設定を受け付ける。また、第3の実施形態と同様に、スライス方向範囲毎にそれぞれ動き方向を算出する。
　また、図23に示すように、1つの画像内に複数の動き方向を設定しても良い。図23は、1枚の断層像107dを分割線60によって2つの領域に分割している。分割線で分割された一方の領域を第1領域60a、他方の領域を第2領域60bと呼ぶ。なお、分割数は2つに限定されず3つ以上としてもよい。
　動き方向を手動設定する場合は、図23に示すように、各領域にそれぞれ動き中心マーク93a、93b及び動き方向ライン94a、94bを表示する。操作者は、動き中心マーク93a、93bの位置を変更したり、動き方向ライン94a、94bの角度を変更したりする。これにより各領域にそれぞれ動き中心点と動き方向を設定できる。
　また、各分割領域60a、60bにおいて、動き方向を自動設定することも可能である。この場合、第3実施形態に示すように画像処理装置403は動き検出部403eを有する。動き検出部403eは、投影データまたは画像に基づいて各分割領域の動き方向を算出する。画像処理装置403は、動き検出部403eにより算出された各分割領域の動き方向に基づいて、画像の再構成に使用する投影データの範囲(再構成データ範囲)を算出する。再構成データ範囲は、第1～第3の実施形態と同様に、動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲とする。画像処理装置403は、各分割領域の再構成データ範囲の投影データを使用して画像を再構成する。画像分割領域の境界の画素については、スムーズにつながるように補間演算を行い、1枚の画像を作成する。
　以上説明したように、第5の実施の形態のX線CT装置1では、撮影範囲内に複数の動き方向を設定し、各動き方向に応じて再構成データ範囲を設定可能である。これにより、例えばスライス位置によって異なる動き方向を示す場合や、同一のスライス位置で異なる部位にそれぞれ異なる動き方向を示す場合であっても、動きの影響が最小となるような再構成データ範囲のデータを使用して画像を作成可能となる。これにより、動きアーチファクトを低減できる。
　［第6の実施の形態］
　次に図24～図26を参照して、第6の実施の形態を詳細に説明する。
　第6の実施の形態は、ハーフスキャンを想定した実施形態である。ハーフスキャンとは、半回転分(180度範囲)の投影方向のみX線を照射して投影データを取得し、他の半回転分の投影方向ではX線照射を停止して投影データを取得しない撮影方法である。
　図24は、第6の実施の形態の画像処理装置403の機能構成を示す図である。
　図24に示すように、第6の実施の形態の画像処理装置403は、動き方向取得部403a、再構成データ範囲算出部403b、X線制御部403g、及び画像再構成部403cを有する。
　すなわち、第6の実施の形態では、図2に示す第1の実施形態の機能構成に加え、X線制御部403gを有する。
　X線制御部403gは、再構成データ範囲算出部403bにより算出された再構成データ範囲に相当するX線照射角度でX線管201がX線を照射するよう制御する。なお、X線制御部403gは、X線照射範囲の制御のみならず、X線管電流やX線管電圧等を制御する。X線管電流やX線管電圧は撮影条件や再構成条件に基づいて決定される。
　図25に、動き方向71と再構成データ範囲(軌跡A)に対応するX線照射開始点55及びX線照射終点56との関係を示す。
　画像処理装置403は撮影対象部位の動き方向を取得すると、動き方向に応じて再構成データ範囲8を算出する。再構成データ範囲8は、動き方向と略一致する投影方向(X線照射角度)を含む少なくとも180度以上の範囲である。動き方向は、第1～第3実施形態のいずれかの方法と同様に、操作者が手動で設定してもよいし、動き方向データベース403dを参照して決定してもよいし、或いは動き検出部403eにより対向する投影データや画像の差分に基づいて決定してもよい。
　画像処理装置403は、算出した再構成データ範囲8をX線制御部403eに渡す。X線制御部403eは、図25に示すように再構成データ範囲8に対応する軌跡Aの端点がX線照射開始点55及びX線照射終点56となるようにX線の照射タイミングを制御する。
　画像処理装置403は、所定のスライス位置で寝台テーブル3を静止した状態でX線照射開始点55からX線照射終点56までの180度範囲で投影データを取得する。次に寝台テーブル3を設定した量だけ移動し、X線照射開始点55からX線照射終点56までの180度範囲で投影データを取得する。またはテーブル3を移動しないで同じ位置で間欠的に、X線照射開始点55からX線照射終点56までの180度範囲で投影データを取得する。この動作を繰り返すことにより、図26に示すような投影データを取得する。
　図26は、再構成データ範囲8に相当する範囲をX線照射領域とした場合に得られる投影データである。
　図26に示すように、各スライス位置でそれぞれ1回転目のスキャンSC-1、2回転目のSC-2、3回転目のSC-3、・・・の投影データを得る。投影データは、各スキャンSC-1、SC-2、SC-3でそれぞれ軌跡Aの範囲でX線が照射される。すなわち、再構成データ範囲8A-1、8A-2、8A-3に対応する範囲で投影データが計測され、その他の範囲ではデータのない状態となっている。
　画像処理装置403は、再構成データ範囲8Aのデータを使用して画像を再構成する。
　以上説明したように、第6の実施の形態のX線CT装置1は、動き方向に基づいて決定された再構成データ範囲8に伴ってX線照射範囲を制御する。したがって、動きによる影響が少ない最適なX線照射角度でハーフスキャンを行うことが可能となる。したがって、動きアーチファクトを低減しつつ、被曝量も低減することが可能となる。
　なお、第6の実施の形態で説明したX線照射制御を、例えば、心臓の撮影等で行われるプロスペクティブECGスキャンに適用してもよい。プロスペクティブECGスキャンとは、心臓等の動きのある撮影対象部位の撮影において、心電計で計測される心電情報に基づいてX線照射量を制御する撮影方法である。例えば、撮影対象部位の動き量が最小となる位相(静止位相)でX線照射量を大きくし、その他の位相では画像の再構成に必要な最小限のX線照射量とする。
　例えば第4の実施の形態では、図21のグラフg3に示すように各投影角度(位相)での動き量を求め、更に動き方向を考慮して再構成データ範囲8Dを決定する。このように決定された再構成データ範囲8Dに対応する投影角度でX線を照射し、その他の投影角度でX線照射を停止するよう制御する。
　これにより、プロスペクティブECGスキャンにおいても本発明を適用することができる。したがって、被曝量を低減しつつ、動きアーチファクトを低減することが可能となる。
　以上説明したように、本発明のX線CT装置1は、撮影対象部位の動き方向に基づいて画像再構成に使用する投影データの範囲(再構成データ範囲)を決定し、再構成データ範囲のデータを用いて画像を作成する。これにより、周期的な動きを含む撮影対象部位の撮影において、動きの影響の少ない画像を作成することができる。
　なお、上述の実施形態で説明した各種操作画面や操作方法等は一例であり、その他の操作画面や操作方法等としてもよい。その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　1　X線CT装置、2　スキャナガントリ、201　X線管、202　測定制御装置、205　X線検出器、210　回転盤駆動装置、3　寝台テーブル、4　操作卓、401　システム制御装置、403　画像処理装置、403a　動き方向取得部、403b　再構成データ範囲算出部、403c　画像再構成部、403d　動き方向データベース、403e　動き検出部、403f　動き量算出部、405　表示装置、406　入力装置、6　被検体、7　心電計、8、8A～8D　再構成データ範囲、A、B　X線管201の軌跡、51、52　投影方向、55　X線照射開始点、56　X線照射終点、61　中心点、71　動き方向、9　条件設定画面、9a　動き方向手動設定画面、9c、9d　動き方向自動設定画面、84A～84F　解析用画像、g1　各投影角度における撮影対象部位の動き量を示すグラフ、g2　動き方向重みを示すグラフ、g3　動き量×動き方向重みの値を示すグラフ

Claims (16)

  1. 　被検体の周囲からX線を照射するX線源と、
    　前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
    　検出した透過X線情報から投影データを作成し、投影データに基づいて被検体の断層像を再構成する画像処理装置と、
    　前記断層像を表示する表示装置と、
    　を備え、
    　前記画像処理装置は、
    　撮影対象部位の動き方向を取得する動き方向取得部と、
    　前記動き方向に基づき、再構成に使用する投影データの範囲である再構成データ範囲を算出する再構成データ範囲算出部と、
    　算出した再構成データ範囲の投影データを使用して画像を再構成する画像再構成部と、　を備えることを特徴とするX線CT装置。
  2. 　前記再構成データ範囲算出部は、前記撮影対象部位の動き方向と略一致する投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲の投影データを前記再構成データ範囲とすることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  3. 　前記再構成データ範囲算出部は、前記撮影対象部位の動き方向と同一の投影方向を含む少なくとも180度以上の投影範囲の投影データのうち、前記撮影対象部位とX線源との距離が近い方の投影範囲の投影データを前記再構成データ範囲とすることを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
  4. 　前記動き方向が入力される入力部を更に備え、
    　前記動き方向取得部は、前記入力部に入力された動き方向を取得することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  5. 　前記入力部には前記動き方向を示すラインの角度が入力され、
    　前記動き方向取得部は前記ラインの角度を動き方向として取得することを特徴とする請求項4に記載のX線CT装置。
  6. 　前記入力部には動きの中心点の位置がさらに入力されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
  7. 　前記撮影対象部位及び被検体の体位に応じた動き方向を記憶する記憶部を更に備え、
    　前記動き方向取得部は、撮影条件として設定される前記撮影対象部位及び被検体の体位に応じた動き方向を前記記憶部から取得することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  8. 　前記撮影対象部位の動き情報を検出する動き検出部を更に備え、
    　前記動き方向取得部は、前記動き検出部により検出された動き情報から前記撮影対象部位の動き方向を取得することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  9. 　前記動き検出部は、対向する各投影データに基づいて前記撮影対象部位の動き情報を算出することを特徴とする請求項8に記載のX線CT装置。
  10. 　前記動き検出部は、対向する範囲の投影データを使用してそれぞれ再構成した対向画像に基づいて、前記撮影対象部位の動き情報を算出することを特徴とする請求項8に記載のX線CT装置。
  11. 　動き検出対象エリアを指定する検出対象エリア指定部を更に備え、
    　前記動き検出部は、前記動き検出対象エリア内について前記動き情報の検出を行うことを特徴とする請求項8に記載のX線CT装置。
  12. 　前記撮影対象部位の動き量を算出する動き量算出部を更に備え、
    　前記再構成データ範囲算出部は、前記動き量算出部により算出された動き量と前記動き方向に基づいて前記再構成データ範囲を算出することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  13. 　前記再構成データ範囲算出部は、作成する画像位置毎に前記再構成データ範囲を算出することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  14. 　前記再構成データ範囲算出部により算出された再構成データ範囲に相当するX線照射角度で前記X線源がX線を照射するよう制御するX線制御部を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  15. 　前記撮影対象部位の動き量を算出する動き量算出部と、
    　前記動き量算出部により算出された動き量と前記動き方向に基づいて、前記再構成データ範囲算出部により算出された前記再構成データ範囲に相当するX線照射角度で前記X線源がX線を照射するよう制御するX線制御部を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  16. 　被検体の内部を撮影した投影データを作成する投影データ作成ステップと、
    　撮影対象部位の動き方向を取得する動き方向取得ステップと、
    　前記動き方向に基づき、再構成に使用する投影データの範囲である再構成データ範囲を算出する再構成データ範囲算出ステップと、
    　前記算出された再構成データ範囲の投影データを使用して画像を再構成する画像再構成ステップと、
    　を含むことを特徴とする画像再構成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112669405A (zh) * 2020-12-30 2021-04-16 上海联影医疗科技股份有限公司 图像重建方法、系统、可读存储介质和设备

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10025479B2 (en) * 2013-09-25 2018-07-17 Terarecon, Inc. Advanced medical image processing wizard
JP6381198B2 (ja) * 2013-11-08 2018-08-29 キヤノン株式会社 制御装置、制御方法及びプログラム
KR101579111B1 (ko) 2014-02-24 2015-12-21 삼성전자주식회사 영상 진단 방법, 장치 및 기록매체
US9526468B2 (en) * 2014-09-09 2016-12-27 General Electric Company Multiple frame acquisition for exposure control in X-ray medical imagers
CN104318595A (zh) * 2014-10-21 2015-01-28 沈阳东软医疗系统有限公司 Ct图像的运动向量场的计算方法及装置
KR101964844B1 (ko) * 2016-07-22 2019-04-03 주식회사 바텍 움직임 보상에 기반한 ct 데이터 재구성 방법 및 장치
EP3272288B1 (en) * 2016-07-22 2019-03-20 Vatech Co. Ltd. Apparatus and method for ct data reconstruction based on motion compensation
JP6608111B2 (ja) * 2016-09-28 2019-11-20 富士フイルム株式会社 医用画像保存再生装置および方法並びにプログラム
US10445886B2 (en) * 2017-05-30 2019-10-15 General Electric Company Motion-gated medical imaging
US10977840B2 (en) * 2018-08-21 2021-04-13 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for iterative reconstruction
CN110473271B (zh) * 2019-08-20 2022-12-06 上海联影医疗科技股份有限公司 一种图像数据处理方法、系统、装置及存储介质
US11298088B2 (en) 2020-03-31 2022-04-12 Varian Medical Systems International Ag Cone-beam computed tomography with continuous kV beam acquisition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011050509A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Toshiba Corp 画像再構成装置およびｘ線コンピュータ断層撮影装置
JP2011125700A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 General Electric Co <Ge> Ｘ線画像の時間分解能を高めるシステム及び方法
JP2011245281A (ja) * 2010-05-25 2011-12-08 Toshiba Corp Ｘ線コンピュータ断層撮影装置および画像処理方法
JP2012019892A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Toshiba Corp 放射線コンピュータ断層撮影装置、医用画像発生装置及び呼吸位相計測装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10231061A1 (de) * 2002-07-10 2004-01-22 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Verfahren und System zur Verbesserung des Informationsgehaltes in einem Bild
US6904118B2 (en) * 2002-07-23 2005-06-07 General Electric Company Method and apparatus for generating a density map using dual-energy CT
US6894494B2 (en) * 2002-11-25 2005-05-17 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government Method and device for correcting organ motion artifacts in MRI systems
US7787927B2 (en) * 2003-06-20 2010-08-31 Merge Cad Inc. System and method for adaptive medical image registration
JP2005137390A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｃｔ画像生成方法およびｘ線ｃｔ装置
JP2007521906A (ja) * 2004-02-13 2007-08-09 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 動きアーチファクトの補償
FI120760B (fi) * 2006-05-31 2010-02-26 Palodex Group Oy Menetelmä ja laitteisto lääketieteelliseen röntgenkuvantamiseen
JP4414420B2 (ja) * 2006-10-27 2010-02-10 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ｘ線断層撮影装置およびアーチファクトの低減方法
JP5368315B2 (ja) * 2007-01-08 2013-12-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 移動する物体を有する関心領域を撮像する撮像システム
JP5159543B2 (ja) * 2008-09-30 2013-03-06 株式会社東芝 Ｘ線ｃｔ装置
JP5643218B2 (ja) * 2009-11-04 2014-12-17 株式会社日立メディコ Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線ｃｔ装置による画像表示方法
US8761478B2 (en) * 2009-12-15 2014-06-24 General Electric Company System and method for tomographic data acquisition and image reconstruction
CN102144927B (zh) * 2010-02-10 2012-12-12 清华大学 基于运动补偿的ct设备和方法
CN102258383B (zh) * 2010-05-25 2013-03-20 株式会社东芝 X射线计算机断层摄影装置以及图像处理方法
US8923590B2 (en) * 2011-01-20 2014-12-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for 3D cardiac motion estimation from single scan of C-arm angiography
US8600132B2 (en) * 2011-05-03 2013-12-03 General Electric Company Method and apparatus for motion correcting medical images
CN102890824B (zh) * 2011-07-19 2015-07-29 株式会社东芝 运动对象轮廓跟踪方法和装置
DE102011083643A1 (de) * 2011-09-28 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, Rechensystem und CT-System zur Bestimmung eines Bewegungsfeldes und zur bewegungskompensierenden Rekonstruktion mit diesem Bewegungsfeld
US9117289B2 (en) * 2011-11-11 2015-08-25 Konica Minolta, Inc. Medical imaging system, medical image processing apparatus, and computer-readable medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011050509A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Toshiba Corp 画像再構成装置およびｘ線コンピュータ断層撮影装置
JP2011125700A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 General Electric Co <Ge> Ｘ線画像の時間分解能を高めるシステム及び方法
JP2011245281A (ja) * 2010-05-25 2011-12-08 Toshiba Corp Ｘ線コンピュータ断層撮影装置および画像処理方法
JP2012019892A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Toshiba Corp 放射線コンピュータ断層撮影装置、医用画像発生装置及び呼吸位相計測装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112669405A (zh) * 2020-12-30 2021-04-16 上海联影医疗科技股份有限公司 图像重建方法、系统、可读存储介质和设备
CN112669405B (zh) * 2020-12-30 2023-01-20 上海联影医疗科技股份有限公司 图像重建方法、系统、可读存储介质和设备

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