JP2007195960A - X-ray ct apparatus and its control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray CT apparatus in which the amount of the radiation exposure of a subject is lessened and moreover a tomographic image, etc. with a fully high resolution about a domain of interest is obtained. <P>SOLUTION: The X-ray CT apparatus has an X-ray source which irradiates X rays to the subject, a beam limiting running gear which controls the irradiation region of the X rays, a multi-slice detector which is prepared in an opposing relation to the X-ray source and detects the irradiated X rays through the subject, a wide area projection data control section which irradiates the X rays from the X-ray source to a wide area controlled by the beam limiting running gear and acquires wide area projection data up to the circumference region of the multi-slice detector, a wide area projection data storage means which memorizes the wide area projection data, a control means for acquiring narrow area projection data which irradiates the X rays by the X-ray source to a narrow area controlled by the beam limiting running gear after acquiring the wide area projection data and acquires narrow area projection data in the central region of the multi-slice detector, and a restructuring means which forms projection data composed from the wide area projection data memorized by the wide area projection data storage means and the narrow area projection data and performs reconstruction from the compound projection data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置及びその制御方法に係り、特に、複数列を有するマルチスタイラス検出器を用いて被検体への放射線被爆量を低く抑えながら、且つ被検体断層像の中の関心領域についての時間分解能を高めた断層画像を得ることができるマルチスタイラスＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮影装置）及びその制御方法に係る。   The present invention relates to an X-ray CT apparatus and a control method therefor, and more particularly to a region of interest in a tomographic image of a subject while using a multi-stylus detector having a plurality of rows to suppress a radiation exposure amount to the subject to a low level. The present invention relates to a multi-stylus X-ray CT apparatus (X-ray computed tomography apparatus) capable of obtaining a tomographic image with improved time resolution and a control method thereof.

マルチスライス検出器を有するＸ線ＣＴ装置は、被検体、例えば医療患者、にＸ線源から発射されたファン形状のビームを照射し、被検体を透過したＸ線量を、Ｘ線源の反対位置に設置された検出器の各素子で投影データとして検出し、このデータに基づいて画像を再構成するものである。   An X-ray CT apparatus having a multi-slice detector irradiates a subject, for example, a medical patient, with a fan-shaped beam emitted from an X-ray source, and transmits the X-ray dose transmitted through the subject to a position opposite to the X-ray source. Is detected as projection data by each element of the detector installed in the, and an image is reconstructed based on this data.

チャンネル方向に複数列を有する二次元マルチスライス検出器は、画像スライス方向（列方向）に対応するｚ軸を有し、且つz軸を横切る方向に円弧形状に形成される。X線源とマルチスライス検出器はガントリ内に対向して設置され、ガントリ内中心部に移動された被検体の周囲を回転駆動される。X線源とマルチスライス検出器を回転させて、異なったアングルで被検体の一連のビューを得ることを“スキャン”という。被検体をz軸方向に移動しつつ、X線源とマルチスライス検出器を回転させるヘリカルスキャンにより、マルチスライス検出器で得られた投影データに対応した被検体の断面画像が再構成される。   A two-dimensional multi-slice detector having a plurality of columns in the channel direction has a z-axis corresponding to the image slice direction (column direction) and is formed in an arc shape in a direction crossing the z-axis. The X-ray source and the multi-slice detector are installed facing each other in the gantry, and are driven to rotate around the subject moved to the center of the gantry. Rotating the X-ray source and multi-slice detector to obtain a series of views of the subject at different angles is called “scanning”. A cross-sectional image of the subject corresponding to the projection data obtained by the multi-slice detector is reconstructed by a helical scan that rotates the X-ray source and the multi-slice detector while moving the subject in the z-axis direction.

二次元マルチスライス検出器のＸ線コンピュータ断層撮影装置を用いて、被検体の診断部全体の断面画像を取得した後、全体画像の中の特定領域（以下、関心領域 (ROI, region of interest)という）、例えば心臓領域、の動態画像を得るためや、心電同期再構成処理により同一位相の投影データを集めて3次元(3D)画像データを得るために、ROIを含めて連続して複数回スキャンすることが知られている。   After obtaining a cross-sectional image of the entire diagnostic part of the subject using an X-ray computed tomography device of a two-dimensional multi-slice detector, a specific region in the whole image (hereinafter referred to as ROI, region of interest) For example, in order to obtain a dynamic image of the heart region, or to collect projection data of the same phase by electrocardiogram synchronous reconstruction processing to obtain three-dimensional (3D) image data, a plurality of images including ROI are continuously displayed. It is known to scan twice.

しかし、従来の技術においては、被検体撮像部内の一部の関心領域のみの狭域投影データが必要な場合であっても、時間分解能の高い再構成画像を得るために、ROIを含む被検体の診断部位全体の広域投影データを複数回に亘って収集する必要があった。このため、例えば時間分解能の高い心臓の動態画像を得るためには、被検体への放射線被曝量が多くなってしまうという問題があった。   However, in the conventional technique, a subject including ROI is obtained in order to obtain a reconstructed image with high time resolution even when narrow projection data of only a part of the region of interest in the subject imaging unit is required. It was necessary to collect wide-area projection data of the entire diagnostic site several times. Therefore, for example, in order to obtain a dynamic image of the heart with high time resolution, there has been a problem that the radiation exposure dose to the subject increases.

本発明は上記のような従来の問題点にかんがみてなされたもので、被検体の放射線被曝量を少なくししかも関心領域については十分解像度の高い断層像などが得られるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides an X-ray CT apparatus capable of obtaining a tomographic image having a sufficiently high resolution in a region of interest while reducing the radiation exposure amount of a subject. For the purpose.

本発明の請求項１によれば、被検体にX線を照射するX線源と、前記X線の照射域を制御する絞り駆動部と、前記Ｘ線源に対向し設けられ、被検体を介して前記照射X線を検出するマルチスライス検出器と、前記絞り駆動部で制御された広域に、前記Ｘ線源よりＸ線を照射して前記マルチスライス検出器の周辺域までの広域投影データを取得する広域投影データ制御部と、前記広域投影データを記憶する広域投影データ記憶手段と、前記広域投影データ取得後に、前記絞り駆動部で制御された狭域に、前記Ｘ線源によりＸ線を照射して前記マルチスライス検出器の中心域での狭域投影データを得る狭域投影データを取得する制御手段と、前記広域投影データ記憶手段に記憶された広域投影データと前記狭域投影データに基づいて合成した投影データを生成し、その合成した投影データに基づいて再構成処理を行う再構成手段と、を有することを特徴とするX線CT装置を提供する。   According to the first aspect of the present invention, an X-ray source that irradiates the subject with X-rays, a diaphragm drive unit that controls the X-ray irradiation area, and the X-ray source are provided. A multi-slice detector for detecting the irradiated X-rays via the X-ray source, and a wide-area projection data from the X-ray source to the peripheral area of the multi-slice detector A wide-area projection data control unit that acquires the wide-area projection data; and a wide-area projection data storage unit that stores the wide-area projection data; A narrow area projection data for obtaining a narrow area projection data in the central area of the multi-slice detector, a wide area projection data stored in the wide area projection data storage means and the narrow area projection data Projection data synthesized based on And a reconstruction means for performing reconstruction processing based on the combined projection data, and providing an X-ray CT apparatus.

本発明の請求項２によれば、被検体にX線を照射するX線源と、前記Ｘ線源に対向し設けられ前記被検体を介してX線の広域投影データをスライス方向に第１の長さの範囲で得るマルチスライス検出器と、このマルチスライス検出器により得られた前記広域投影データを記憶する広域投影データ記憶部と、指定された関心領域を含む狭域部分に前記Ｘ線源によりＸ線を照射し、このスライス方向に第２の長さの範囲で前記マルチスライス検出器により得られた狭域投影データを記憶する狭域投影データ記憶部と、前記広域投影データ記憶部からの広域投影データと前記狭域投影データ記憶部からの狭域投影データとに基づいて合成した投影データを生成する合成部と、を有することを特徴とするX線CT装置を提供する。   According to the second aspect of the present invention, the X-ray source that irradiates the subject with X-rays, and the X-ray wide area projection data that is provided opposite to the X-ray source and passes through the subject in the slice direction is first. A multi-slice detector obtained in the range of the length, a wide-area projection data storage unit for storing the wide-area projection data obtained by the multi-slice detector, and the X-ray in a narrow area including a designated region of interest A narrow-area projection data storage unit that radiates X-rays from a source and stores narrow-area projection data obtained by the multi-slice detector in a range of a second length in the slice direction; and the wide-area projection data storage unit An X-ray CT apparatus comprising: a synthesis unit that generates projection data synthesized based on the wide-area projection data from and the narrow-area projection data storage unit.

本発明の請求項７によれば、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したX線を検出するマルチスライス検出器と、前記マルチスライス検出器により収集された投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段を備えたＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、前記被検体の診断部位全体をヘリカルスキャンし、前記ヘリカルスキャンにより、前記マルチスライス検出器を介して広域投影データを収集し、前記広域投影データを再構成処理することで広域断層像を表示し、前記表示された広域断層像内の関心領域を指定し、前記指定された関心領域をボリュームスキャンして、狭域投影データを取得し、前記再構成処理された広域投影データを生成処理し、前記生成された広域投影データと前記狭域投影データとを合成し、前記合成データを再構成処理して画像表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法を提供する。   According to claim 7 of the present invention, an X-ray source for irradiating the subject with X-rays, a multi-slice detector for detecting X-rays transmitted through the subject, and a projection collected by the multi-slice detector A method for controlling an X-ray CT apparatus comprising a reconstruction means for reconstructing an image based on data, wherein the entire diagnostic region of the subject is helically scanned, and the helical scan is performed via the multi-slice detector. The wide area projection data is collected, the wide area projection data is reconstructed to display a wide area tomographic image, a region of interest in the displayed wide area tomographic image is designated, and the designated region of interest is volume scanned. Then, the narrow area projection data is acquired, the reconstructed wide area projection data is generated, the generated wide area projection data and the narrow area projection data are combined, and the combined data The present invention provides a method for controlling an X-ray CT apparatus, characterized in that a data is reconstructed and an image is displayed.

本発明によれば、被検体の放射線被曝量を少なくし、しかも関心領域については十分解像度の高い断層像などを取得可能なＸ線ＣＴ装置が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an X-ray CT apparatus that can obtain a tomographic image having a sufficiently high resolution for a region of interest while reducing the radiation exposure amount of a subject.

以下、図面を参照して本発明によるX線CT装置の実施形態を説明する。図１は、本発明による二次元マルチスライス X線CT装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。このマルチスライス X線CT装置100Ｘは、被検体Pを載置する天板を有する寝台装置100と、天板の移動と連動してX線投影データの収集を行うガントリ部101を有する。このガントリ部101でX線源104から照射されたX線が被検体Ｐを介して検出器105で収集される。この収集された投影データは、信号処理表示部102に供給され、投影データに基づく信号処理が行なわれ、被検体Ｐの所望部位のCT画像が信号処理表示部102内の表示装置118に表示される。   Embodiments of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a two-dimensional multi-slice X-ray CT apparatus according to the present invention. The multi-slice X-ray CT apparatus 100X includes a bed apparatus 100 having a top plate on which the subject P is placed, and a gantry unit 101 that collects X-ray projection data in conjunction with the movement of the top plate. X-rays irradiated from the X-ray source 104 by the gantry unit 101 are collected by the detector 105 through the subject P. The collected projection data is supplied to the signal processing display unit 102, signal processing based on the projection data is performed, and a CT image of a desired part of the subject P is displayed on the display device 118 in the signal processing display unit 102. The

X線CT装置100Xのガントリ部101では、X線を放射するX線源104と、Ｘ線源104と対向する位置に配置され、被検体Pを透過したX線を検出する二次元マルチスライス検出器105とがガントリ(架台)内に設けられる。二次元マルチスライス検出器10は、例えばX線源104からのファンビームのアングル内に複数チャンネルのX線検出素子を配置し、画像スライス方向(列方向)にも検出素子を複数配置した検出器である。   In the gantry unit 101 of the X-ray CT apparatus 100X, an X-ray source 104 that emits X-rays and a two-dimensional multi-slice detection that is disposed at a position facing the X-ray source 104 and detects X-rays transmitted through the subject P A container 105 is provided in the gantry (frame). The two-dimensional multi-slice detector 10 is a detector in which, for example, a plurality of channels of X-ray detection elements are arranged within the angle of the fan beam from the X-ray source 104, and a plurality of detection elements are also arranged in the image slice direction (column direction). It is.

ガントリ部101は、更に、Ｘ線源104に高電圧を印加する高圧発生部106と、Ｘ線源104から放射するＸ線の被検体Pへの照射領域を調整する絞り(collimator)駆動部107と、この絞り駆動部１０７により移動され照射領域を調整する絞り板107Bと、Ｘ線源104及びマルチスライス検出器105の対をガントリ内で回転させる回転駆動部108と、被検体Pの載置された寝台100及びガントリ部101を制御する架台制御部109と、マルチスライス検出器105で検出されたＸ線投影データを収集するデータ収集部110とを備える。   The gantry 101 further includes a high voltage generator 106 that applies a high voltage to the X-ray source 104, and a collimator drive unit 107 that adjusts the irradiation region of the X-ray radiated from the X-ray source 104 onto the subject P. A diaphragm plate 107B that is moved by the diaphragm drive unit 107 to adjust the irradiation area, a rotation drive unit 108 that rotates the pair of the X-ray source 104 and the multi-slice detector 105 in the gantry, and a placement of the subject P The gantry control unit 109 controls the bed 100 and the gantry unit 101, and the data collection unit 110 collects the X-ray projection data detected by the multi-slice detector 105.

絞り板107Bとしては、チャンネル方向の一対の絞り板、スライス方向の一対の絞り板の合計４枚がある。これらの絞り板は、絞り駆動部107によって移動される。   There are a total of four diaphragm plates 107B: a pair of diaphragm plates in the channel direction and a pair of diaphragm plates in the slice direction. These diaphragm plates are moved by the diaphragm drive unit 107.

X線CT装置100Xの信号処理表示部102は、前記ガントリ部101内のデータ収集部110から供給されるＸ線投影データの前処理を実行する前処理部112と、この前処理されたＸ線投影データを記憶する投影データ記憶部113と、この投影データ記憶部113からの投影データを、後述するように、合成するデータ合成部114と、合成された投影データを再構成処理する再構成処理部115と、再構成処理部115で処理された再構成データをボリュームデータとして記憶する画像記憶部116と、画像記憶部116に記憶されているボリュームデータから画像表示のための処理を行う画像処理部117と、画像処理部117で処理した断面画像データを表示する表示装置118と、表示装置118に表示された断面画像内での関心領域(ROI)を指定する入力操作部119と、操作者が入力操作部119を介して行った制御入力や種々のコンソール（信号処理表示部１０２）上の表示を制御するコンソール制御部120とを備える。   The signal processing display unit 102 of the X-ray CT apparatus 100X includes a preprocessing unit 112 that performs preprocessing of X-ray projection data supplied from the data collection unit 110 in the gantry unit 101, and the preprocessed X-ray A projection data storage unit 113 that stores projection data, a data synthesis unit 114 that synthesizes projection data from the projection data storage unit 113, and a reconstruction process that reconstructs the synthesized projection data, as will be described later. 115, image storage unit 116 that stores the reconstruction data processed by the reconstruction processing unit 115 as volume data, and image processing that performs processing for image display from the volume data stored in the image storage unit 116 Unit 117, display device 118 that displays the cross-sectional image data processed by image processing unit 117, input operation unit 119 that specifies a region of interest (ROI) in the cross-sectional image displayed on display device 118, and an operator Through the input operation unit 119 And a console control unit 120 for controlling the display on the control input and the various console (signal processing and displaying unit 102) was.

図2は、図1におけるX線CT装置100Xの投影データ記憶部113及びデータ合成部114等の構成を示す図であり、これらの構成及び処理方法を具体的に説明する。本発明によるX線装置信号処理部102の投影データ記憶部113は、図２に示すように、広域投影データ記憶部210と狭域投影データ記憶部202とから成る。広域投影データ記憶部210とデータ合成部114との間に投影データ処理生成部211が設けられる。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the projection data storage unit 113, the data synthesis unit 114, and the like of the X-ray CT apparatus 100X in FIG. 1, and the configuration and processing method will be specifically described. As shown in FIG. 2, the projection data storage unit 113 of the X-ray apparatus signal processing unit 102 according to the present invention includes a wide area projection data storage unit 210 and a narrow area projection data storage unit 202. A projection data processing generation unit 211 is provided between the wide area projection data storage unit 210 and the data synthesis unit 114.

まず検出器の周辺チャンネルまで使用して、被検体Pの診断領域全体をカバーする広域チャンネル幅で第１のスキャンを実行して収集された広域投影データを記憶する。次に、この広域投影データに基づいて再構成された表示部118に表示された広域断面画像内に、操作者により入力部119を介して、指定された特定範囲の関心領域(ROI)、例えば心臓部を指定し、ガントリ部101の絞り駆動部を駆動制御して、指定されたROIを中心にカバーするだけの狭域チャンネル幅のファンビームで第2のスキャンを実行して得られた狭域投影データを記憶する。広域投影データ記憶部201の出力である広域投影データは、投影データ記憶部に設けられる、再構成処理部（図示せず）若しくは図示する再構成処理部115に直接送られて、再構成処理により画像に変換された後、投影データ処理生成部211で画像から投影データに変換され、データ合成部114において、狭域投影データ記憶部202の出力である狭域投影データと同じX線パスのデータが合成され、再構成処理部115に供給される。   First, using the peripheral channels of the detector, the wide area projection data collected by executing the first scan with the wide area channel width covering the entire diagnosis area of the subject P is stored. Next, in the wide-area cross-sectional image displayed on the display unit 118 reconstructed based on this wide-area projection data, the operator enters the specific region of interest (ROI), for example, via the input unit 119, for example, Designate the heart, drive and control the diaphragm drive of the gantry 101, and perform the second scan with a fan beam with a narrow channel width that covers only the specified ROI. Area projection data is stored. The wide area projection data output from the wide area projection data storage unit 201 is directly sent to a reconstruction processing unit (not shown) provided in the projection data storage unit or the reconstruction processing unit 115 shown in the figure, and is reconstructed. After being converted into an image, the projection data processing generation unit 211 converts the image into projection data, and the data composition unit 114 uses the same X-ray path data as the narrow area projection data output from the narrow area projection data storage unit 202. Are combined and supplied to the reconstruction processing unit 115.

尚、広域投影データと狭域投影データとでは、Ｘ線のコーン角の違いや焦点位置の違いのためＸ線パスが異なる。このＸ線パスの違いを修正するために、一度画像に再構成した後に投影処理を行い、狭域投影データの周辺部で得られるであろう仮想の投影データを推定して生成している。   Note that the wide-area projection data and the narrow-area projection data have different X-ray paths due to differences in X-ray cone angle and focus position. In order to correct this X-ray path difference, projection processing is performed after reconstructing the image once, and virtual projection data that will be obtained in the peripheral portion of the narrow area projection data is estimated and generated.

図３は、本発明によるマルチスライス X線CT装置の画像処理方法の一実施形態を説明するフローチャートである。寝台100の天板上の被検体Pが体軸(図1に示すｚ軸)方向に移動されてガントリ部101のガントリ内の所定位置に入れる。先ず、Ｘ線源104から被検体Pの撮影領域全体を覆う広域チャンネル幅でＸ線が照射される。このX線の広域照射によるヘリカルスキャンが行われて被検体Ｐの広域投影データがマルチスライス検出器105で得られる（ステップ S301）。   FIG. 3 is a flowchart for explaining an embodiment of the image processing method of the multi-slice X-ray CT apparatus according to the present invention. The subject P on the top plate of the bed 100 is moved in the direction of the body axis (z axis shown in FIG. 1) and placed in a predetermined position in the gantry of the gantry unit 101. First, X-rays are emitted from the X-ray source 104 with a wide channel width that covers the entire imaging region of the subject P. A helical scan by this X-ray wide-area irradiation is performed, and wide-area projection data of the subject P is obtained by the multi-slice detector 105 (step S301).

このヘリカルスキャンにより得られた広域投影データが、ガントリ部101内のデータ収集部110において収集される（ステップ S302）。収集された広域投影データは信号処理表示部102内の前処理部112で前処理されて、投影データ記憶部113内の広域投影データ記憶部201に記憶される。記憶された広域投影データはデータ合成部114を介して再構成処理部115に入力され再構成処理が実行される（ステップ S303）。再構成処理された広域投影データはボリュームデータとして画像記憶部116に記憶された後、画像処理部117で画像処理されて、表示装置118の画面上に断層画像として表示される（ステップ S304）。   Wide area projection data obtained by the helical scan is collected by the data collection unit 110 in the gantry unit 101 (step S302). The collected wide area projection data is preprocessed by the preprocessing unit 112 in the signal processing display unit 102 and stored in the wide area projection data storage unit 201 in the projection data storage unit 113. The stored wide area projection data is input to the reconstruction processing unit 115 via the data synthesizing unit 114, and the reconstruction process is executed (step S303). The reconstructed wide area projection data is stored in the image storage unit 116 as volume data, and then subjected to image processing by the image processing unit 117 and displayed as a tomographic image on the screen of the display device 118 (step S304).

図4AはX線照射のスキャン方向(検出器チャンネル方向)断面表示であり、図4Bは画像スライス方向(検出器列方向)の斜視表示を示す。広域投影データは、図４Aに示すように、マルチスライス検出器105のチャンネル方向幅の周辺部まで含む広領域401で、図４Bに示すように、画像スライスに比較的短い複数列、例えば60列、の検出器で収集された投影データである。狭域投影データは、図４Aに示すように、マルチスライス検出器105のチャンネル中心部で常にROIをカバーするように検出器チャンネル方向に狭く、かつ画像スライス方向には広領域検出器より長い複数列、例えば200列、の検出器で収集された投影データである。   4A is a cross-sectional display in the scanning direction (detector channel direction) of X-ray irradiation, and FIG. 4B shows a perspective display in the image slice direction (detector row direction). As shown in FIG. 4A, the wide-area projection data is a wide area 401 including the periphery of the channel width of the multi-slice detector 105, as shown in FIG. 4A. As shown in FIG. , Projection data collected by the detector. As shown in FIG. 4A, the narrow area projection data is narrower in the detector channel direction so as to always cover the ROI at the center of the channel of the multi-slice detector 105 and longer than the wide area detector in the image slice direction. Projection data collected by detectors in rows, eg 200 rows.

最初に、関心領域を含む被検体Ｐの全体部位、例えば胸部全体、の広領域に亘って第１のヘリカルスキャンが行われ、チャンネル幅の広く且つスライス方向に短いマルチスライス検出器105の広領域401で広域投影データが得られる。広域投影データは再構成処理されて画像表示される。操作者は、表示装置117の画面に表示される、この広域投影データに基づく断層画像を見ながら、入力装置、例えばマウスやキーボードを用いて、表示されている広域断層画像の中で、特に詳しく動態画像や静止画像を観察したい部位、例えば被検体の心臓部、を関心領域(ROI)として指定する（ステップ S305）。   First, the first helical scan is performed over a wide region of the entire subject P including the region of interest, for example, the entire chest, and the wide region of the multi-slice detector 105 having a wide channel width and a short slice direction. In 401, wide area projection data is obtained. The wide area projection data is reconstructed and displayed as an image. The operator looks at the tomographic image based on the wide-area projection data displayed on the screen of the display device 117, and uses the input device, for example, a mouse or a keyboard, to display the details in the displayed wide-area tomographic image. A region where a dynamic image or a still image is to be observed, for example, the heart of the subject is designated as a region of interest (ROI) (step S305).

広域投影データに基づく断層画像の内部に関心領域(ROI)として狭領域402が特定されると、ROIのみをカバーするように絞り(collimator)駆動部107が駆動制御され、ROIのみをカバーする第２のスキャンが行われる。   When a narrow region 402 is identified as a region of interest (ROI) within a tomographic image based on wide-area projection data, the collimator drive unit 107 is driven and controlled so as to cover only the ROI, so that only the ROI is covered. Second scan is performed.

図４Bに示すように、本願発明の装置では、ROIのスキャンはチャンネル幅は短く且つスライス方向に長いマルチスライス検出器105の狭領域402でのボリュームスキャンとして行われる（ステップ S306）。即ち、被検体を体軸（ｚ軸）方向に狭領域402を移動することなくスキャンしたデータで画像が得られる。   As shown in FIG. 4B, in the apparatus of the present invention, the ROI scan is performed as a volume scan in the narrow region 402 of the multi-slice detector 105 having a short channel width and a long slice direction (step S306). That is, an image can be obtained from data obtained by scanning the subject without moving the narrow region 402 in the body axis (z-axis) direction.

一方、第１のスキャンとして広域投影データを得る際の広領域401としては、上述のように、例えば、スライス方向には60列の比較的短い幅のマルチスライス検出器が用いられる。一方、関心領域 (ROI)のみの狭領域での狭域投影データは、例えば、スライス方向に200列で前記広域チャンネルより長い幅のマルチスライス検出器で得る。即ち、第２のスキャンとして狭領域のボリュームスキャンが行われることで、関心領域(ROI)については時間分解能の高い投影データが得られる。   On the other hand, as described above, for example, 60 rows of multi-slice detectors having a relatively short width in the slice direction are used as the wide area 401 when the wide area projection data is obtained as the first scan. On the other hand, narrow projection data in a narrow region of only the region of interest (ROI) is obtained by, for example, a multi-slice detector having 200 rows in the slice direction and a width longer than the wide channel. That is, by performing a volume scan of a narrow region as the second scan, projection data with high temporal resolution can be obtained for the region of interest (ROI).

図３のフローチャートに戻る。上述のように、Ｘ線源104からのＸ線照射幅を関心領域が中心に位置するように、絞り駆動部107で絞られ、マルチスライス検出器のチャンネル中心部の狭領域402で検出する関心領域の狭領域のボリュームスキャンが行われる（ステップ S306）。このボリュームスキャンにより得られた狭域投影データはデータ収集部110において収集される（ステップ S307）。この狭域投影データは前処理部112で前処理された後、投影データ記憶部113内の狭域投影データ記憶部202に記憶される。   Returning to the flowchart of FIG. As described above, the X-ray irradiation width from the X-ray source 104 is reduced by the diaphragm drive unit 107 so that the region of interest is positioned at the center, and is detected by the narrow region 402 at the center of the channel of the multi-slice detector. A volume scan of a narrow area is performed (step S306). The narrow area projection data obtained by the volume scan is collected by the data collection unit 110 (step S307). The narrow area projection data is preprocessed by the preprocessing unit 112 and then stored in the narrow area projection data storage unit 202 in the projection data storage unit 113.

一方、第１のスキャンで得られ、広域投影データ記憶部201に記憶されている広域投影データは、上記ステップ S303で再構成処理により画像にされた後、その画像に基づいて広域投影データ生成処理部210で再び投影データに変換されてデータ合成部114に供給される。この変換では、広域投影データに基づいて再構成した画像から、狭域投影データの側部に於けるX線パスと同じX線パスを通るに投影データを求める（ステップ S308）。   On the other hand, the wide area projection data obtained in the first scan and stored in the wide area projection data storage unit 201 is converted into an image by the reconstruction process in step S303, and then the wide area projection data generation process is performed based on the image. The data is again converted into projection data by the unit 210 and supplied to the data synthesis unit 114. In this conversion, projection data is obtained from an image reconstructed based on the wide area projection data through the same X-ray path as the X-ray path at the side of the narrow area projection data (step S308).

データ合成部114において、狭域投影データ記憶部202に記憶されている第２のスキャンで得られた関心領域の範囲で時間分解能の高い狭域投影データと広域投影データ生成処理部210で生成された広域投影データを合成する（ステップ S309）。合成は、ステップＳ３０９で変換された広域投影データと狭域投影データとにより行われる。   In the data synthesizing unit 114, the narrow area projection data and the wide area projection data generation processing unit 210 with high temporal resolution in the range of the region of interest obtained by the second scan stored in the narrow area projection data storage unit 202 are generated. The wide area projection data is synthesized (step S309). The composition is performed by the wide area projection data and the narrow area projection data converted in step S309.

合成された投影データは再構成処理部115において再構成処理がなされる（ステップ S310）。このときの再構成処理は、関心領域(ROI)の部分については、第２のスキャンで得られた狭域投影データに置き換えられ、ROI周辺の他の領域については、広域投影データ記憶部201に記憶されている広域投影データを用いて計算により求められる。   The combined projection data is subjected to reconstruction processing in the reconstruction processing unit 115 (step S310). In this reconstruction process, the region of interest (ROI) is replaced with the narrow area projection data obtained in the second scan, and other areas around the ROI are stored in the wide area projection data storage unit 201. It is obtained by calculation using the stored wide area projection data.

再構成処理部115において、このように再構成処理された合成データは画像記憶部116に記憶されると共に画像処理部117に送られて画像表示に適する処理が行われ、表示装置118の画面上に表示される（ステップ S311）。これにより広域画像の全体表示の中で関心領域のみを時間分解能を高く表示することができる。   In the reconstruction processing unit 115, the composite data thus reconstructed is stored in the image storage unit 116 and sent to the image processing unit 117 to perform processing suitable for image display. (Step S311). Thereby, only the region of interest can be displayed with high temporal resolution in the entire display of the wide area image.

本発明のこの実施形態によれば、関心領域 (ROI)の狭域部分ではスライス方向に長くＸ線が二度照射されるが、ROI周辺の他の領域では、スライス方向の長さは短く、一度Ｘ線が照射されるだけであるので、Ｘ線の被曝量を減らすことができ、且つROIの時間分解能を高くすることができる。  According to this embodiment of the present invention, X-rays are irradiated twice in the slice direction in the narrow region of the region of interest (ROI), while in the other region around the ROI, the length in the slice direction is short, Since X-rays are only irradiated once, the exposure dose of X-rays can be reduced and the time resolution of ROI can be increased.

上記実施形態では、データ合成部114において、広域投影データと狭域投影データとが合成された後、合成されたデータが再構成処理部115において再構成処理され、画像記憶部116に送られる。他の実施形態として、図5で後述するように、第１のヘリカルスキャンが終了し,既にボリュームデータとして画像記憶部116に得られているデータに対して投影データ生成処理を行い広域投影データを生成して、この広域投影データと狭域投影データとを合成して再構成処理するようにすることも可能である。   In the above embodiment, after the wide area projection data and the narrow area projection data are combined in the data combining unit 114, the combined data is reconstructed in the reconstruction processing unit 115 and sent to the image storage unit 116. As another embodiment, as will be described later with reference to FIG. 5, the projection data generation processing is performed on the data already obtained in the image storage unit 116 as the volume data after the first helical scan is completed, and the wide area projection data is obtained. It is also possible to generate and synthesize the wide-area projection data and the narrow-area projection data for reconstruction processing.

本発明のX線装置に使用するマルチスライス検出器としては、スライス方向に幅が狭く、チャンネル方向に広い領域幅401を有すると共に、スライス方向に幅が広く、チャンネル方向の狭い領域幅402を有する十字形状のマルチスライス検出器を用いても良い。この場合、広い領域幅401で検出された広域投影データ、又は、その広域投影データに基づいて得られたボリュームデータを用いて、狭域投影データを合成及び再構成処理するようにすることも可能である。   The multi-slice detector used in the X-ray apparatus of the present invention has a narrow region width 401 in the slice direction and a wide region width 401 in the channel direction, and a wide region width 402 in the slice direction and a narrow region width 402 in the channel direction. A cross-shaped multi-slice detector may be used. In this case, it is also possible to synthesize and reconstruct the narrow area projection data using the wide area projection data detected with the wide area width 401 or the volume data obtained based on the wide area projection data. It is.

図５は、本発明のマルチスライス X線CT装置のデータ合成の他の実施形態を説明するブロック図である。前述のように、この実施形態では、第１のヘリカルスキャンが終了し, 前処理部で得られた広域投影データを再構成処理したボリュームデータとして画像記憶部116に記憶されているデータから投影データ記憶部113に設けられる広域投影データ生成処理部211で広域投影データに戻す。このときに使用する画像記憶部１１６に記憶されている画像データは、今回の検査時に作成したものであっても良いし、過去の検査時に作成したものであっても良い。   FIG. 5 is a block diagram for explaining another embodiment of data synthesis of the multi-slice X-ray CT apparatus of the present invention. As described above, in this embodiment, the first helical scan is completed, and projection data is obtained from data stored in the image storage unit 116 as volume data obtained by reconstructing the wide area projection data obtained by the preprocessing unit. The wide area projection data generation processing unit 211 provided in the storage unit 113 restores the wide area projection data. The image data stored in the image storage unit 116 used at this time may be created during the current examination or may be created during the past examination.

一方、関心領域(ROI)から得られた狭域投影データは前記実施例と同様に狭域投影データ記憶部502に記憶する。この狭域投影データと、広域投影データ処理生成部211で生成された投影データとをデータ合成部114で合成する。この合成投影データが再構成処理部115において再構成される。この実施形態によれば、既に再構成処理された広域投影データを利用することで、改めて第１のスキャンを行うことなく、関心領域の狭域投影データと合成することが可能となる。   On the other hand, the narrow area projection data obtained from the region of interest (ROI) is stored in the narrow area projection data storage unit 502 as in the above-described embodiment. The narrow area projection data and the projection data generated by the wide area projection data processing generation section 211 are combined by the data combining section 114. This composite projection data is reconstructed in the reconstruction processing unit 115. According to this embodiment, by using the wide-area projection data that has already been reconstructed, it can be combined with the narrow-area projection data of the region of interest without performing the first scan again.

上記実施形態では、マルチスライス検出器を用いた場合について述べたが、本発明においては、マルチスライスのＸ線が検知可能な検出器であれば、どのようなものであってもよい。例えば、図4Bに点線で示すように、画像スライス方向に狭域検出器402ａと同じ列幅を有する広域検出器401ａを使用することも可能である。   In the above embodiment, the case where a multi-slice detector is used has been described. However, in the present invention, any detector that can detect multi-slice X-rays may be used. For example, as shown by a dotted line in FIG. 4B, it is possible to use a wide area detector 401a having the same column width as the narrow area detector 402a in the image slice direction.

又、上記実施形態では、一度画像に再構成した後に投影処理を行って狭域投影データの周辺部の投影データを推定したが、再構成処理を行わずに収集された広域投影データから狭域投影データ周辺における投影データを推定しても良い。例えば、ファンビーム状の広域、狭域投影データをパラレルビームの投影データに変換し、狭域投影データのパラレルビームの周辺部の投影データを、広域投影データのパラレルビームの投影データから推定しても良い。   In the above embodiment, projection processing is performed after reconstruction into an image once to estimate projection data in the peripheral portion of the narrow-area projection data. However, narrow-area projection data is acquired from wide-area projection data collected without performing reconstruction processing. Projection data around the projection data may be estimated. For example, fan beam-like wide-area and narrow-area projection data is converted into parallel-beam projection data, and the projection data of the parallel beam in the narrow-area projection data is estimated from the parallel-beam projection data in the wide-area projection data. Also good.

そのほか、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変形して実施可能である。   In addition, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

本発明一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１のＸ線ＣＴ装置における投影データ記憶部の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the projection data storage part in the X-ray CT apparatus of FIG. 本発明一実施形態によるＸ線ＣＴ画像の処理方法を説明するフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart explaining the processing method of the X-ray CT image by one Embodiment of this invention. 本発明による関心領域ＲＯＩの狭域データと広域データの関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the narrow area data of the region of interest ROI by this invention, and wide area data. 本発明による関心領域ＲＯＩの狭域データと他の領域を含めた広域投影データの関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the narrow area data of the region of interest ROI by this invention, and wide area projection data including another area | region. 本発明のＸ線ＣＴ装置の実施形態における他の構成例の一部を示すブロック図。The block diagram which shows a part of other structural example in embodiment of the X-ray CT apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００・・・寝台、
１００Ｘ・・・Ｘ線ＣＴ装置、
１０１・・・ガントリ部、
１０２・・・信号処理表示部、
１０４・・・Ｘ線管、
１０５・・・マルチスライス検出器、
１０６・・・高圧発生部、
１０７・・・絞り駆動部、
１０７Ｂ・・・絞り板、
１０８・・・回転駆動部、
１０９・・・架台制御部、
１１０・・・データ収集部、
１１２・・・前処理部、
１１３・・・投影データ記憶部、
１１４・・・データ合成部、
１１５・・・再構成処理部、
１１６・・・画像記憶部、
１１７・・・画像処理部、
１１８・・・表示装置、
１１９・・・入力部、
１２０・・・コンソール制御部、
２０１・・・広域投影データ記憶部、
２０２，５０２・・・狭域投影データ記憶部、
２１０，２１１・・・広域投影データ生成処理部、
Ｐ・・・被検体、
ＲＯＩ・・・関心領域。 100 ... sleeper,
100X ... X-ray CT apparatus,
101 ... gantry part,
102: Signal processing display unit,
104 ... X-ray tube,
105 ... multi-slice detector,
106: high-pressure generator,
107... Aperture drive unit,
107B ... diaphragm plate,
108 ... Rotation drive part,
109 ... gantry control unit,
110: Data collection unit,
112 ... Pre-processing unit,
113 ... Projection data storage unit,
114... Data synthesis unit,
115... Reconstruction processing unit,
116: Image storage unit,
117... Image processing unit,
118... Display device,
119: Input unit,
120 ... Console control unit,
201 ... wide area projection data storage unit,
202, 502 ... narrow area projection data storage unit,
210, 211 ... wide area projection data generation processing unit,
P ... subject,
ROI: Region of interest.

Claims (9)

被検体にX線を照射するX線源と、
前記X線の照射域を制御する絞り駆動部と、
前記Ｘ線源に対向し設けられ、被検体を介して前記照射X線を検出するマルチスライス検出器と、
前記絞り駆動部で制御された広域に、前記Ｘ線源よりＸ線を照射して前記マルチスライス検出器の周辺域までの広域投影データを取得する広域投影データ制御部と、
前記広域投影データを記憶する広域投影データ記憶手段と、
前記広域投影データ取得後に、前記絞り駆動部で制御された狭域に、前記Ｘ線源によりＸ線を照射して前記マルチスライス検出器の中心域での狭域投影データを得る狭域投影データを取得する制御手段と、
前記広域投影データ記憶手段に記憶された広域投影データと前記狭域投影データに基づいて合成した投影データを生成し、その合成した投影データに基づいて再構成処理を行う再構成手段と、
を有することを特徴とするX線CT装置。 An X-ray source that irradiates the subject with X-rays;
An aperture drive unit for controlling the X-ray irradiation area;
A multi-slice detector that is provided facing the X-ray source and detects the irradiated X-rays through a subject;
A wide area projection data control unit that obtains wide area projection data up to a peripheral area of the multi-slice detector by irradiating an X-ray from the X-ray source to a wide area controlled by the aperture driving unit;
Wide area projection data storage means for storing the wide area projection data;
After obtaining the wide area projection data, narrow area projection data for obtaining narrow area projection data in the central area of the multi-slice detector by irradiating the narrow area controlled by the aperture driving unit with X-rays from the X-ray source. Control means for obtaining
Reconstructing means for generating projection data synthesized based on the wide area projection data stored in the wide area projection data storage means and the narrow area projection data, and performing reconstruction processing based on the synthesized projection data;
X-ray CT apparatus characterized by having. 被検体にX線を照射するX線源と、
前記Ｘ線源に対向し設けられ前記被検体を介してX線の広域投影データをスライス方向に第１の長さの範囲で得るマルチスライス検出器と、
このマルチスライス検出器により得られた前記広域投影データを記憶する広域投影データ記憶部と、
指定された関心領域を含む狭域部分に前記Ｘ線源によりＸ線を照射し、このスライス方向に第２の長さの範囲で前記マルチスライス検出器により得られた狭域投影データを記憶する狭域投影データ記憶部と、
前記広域投影データ記憶部からの広域投影データと前記狭域投影データ記憶部からの狭域投影データとに基づいて合成した投影データを生成する合成部と、
を有することを特徴とするX線CT装置。 An X-ray source that irradiates the subject with X-rays;
A multi-slice detector which is provided facing the X-ray source and obtains wide-area projection data of X-rays in the slice direction in a first length range through the subject;
A wide area projection data storage unit for storing the wide area projection data obtained by the multi-slice detector;
The X-ray source emits X-rays to a narrow area including a designated region of interest, and the narrow-area projection data obtained by the multi-slice detector is stored in a range of a second length in the slice direction. A narrow projection data storage unit;
A synthesizing unit that generates projection data synthesized based on the wide area projection data from the wide area projection data storage unit and the narrow area projection data from the narrow area projection data storage unit;
X-ray CT apparatus characterized by having. 前記合成部で合成された投影データに基づいて再構成処理を行って画像を生成する再構成処理部と、
この再構成部により再構成処理されたデータに基づいて画像を表示する画像表示装置とを更に備えることを特徴とする請求項２記載のX線CT装置。 A reconstruction processing unit that generates an image by performing reconstruction processing based on the projection data combined by the combining unit;
The X-ray CT apparatus according to claim 2, further comprising an image display device that displays an image based on data reconstructed by the reconstruction unit. 前記再構成部における前記狭域投影データと前記広域投影データの再構成は、記憶されたボリュームデータを一旦画像データ処理した後に広域投影データに戻してから再構成を行うことを特徴とする請求項２又は３記載のX線CT装置。   The reconstruction of the narrow area projection data and the wide area projection data in the reconstruction unit is performed by reconstructing the stored volume data after processing the image data once and then returning to the wide area projection data. X-ray CT apparatus according to 2 or 3. 前記マルチスライス検出器は、チャンネル周辺部がスライス方向に短い前記第１の列幅を有し、チャンネル中心部がスライス方向に前記第１の列幅より長い第２の列幅を有する形状のマルチスライス検出器であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一記載のX線CT装置。   The multi-slice detector has a shape in which a channel peripheral portion has the first column width short in the slice direction and a channel center portion has a second column width longer than the first column width in the slice direction. The X-ray CT apparatus according to claim 2, wherein the X-ray CT apparatus is a slice detector. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
Ｘ線ＣＴ画像のボリュームデータを記憶する画像記憶手段と、
前記ボリュームデータから広域投影データを生成する広域投影データ生成手段と、
前記Ｘ線源によりＸ線を照射して狭域投影データを得る狭域投影データ取得する制御手段と、
前記広域投影データ生成手段により生成された広域投影データと前記狭域投影データに基づいて合成処理を行い、その合成により得られた投影データに基づいて再構成処理を行う再構成手段と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
Image storage means for storing volume data of an X-ray CT image;
Wide area projection data generating means for generating wide area projection data from the volume data;
Control means for acquiring narrow area projection data by irradiating X-rays from the X-ray source to obtain narrow area projection data;
Reconstructing means for performing composition processing based on the wide area projection data generated by the wide area projection data generating means and the narrow area projection data, and performing reconstruction processing based on the projection data obtained by the composition;
An X-ray CT apparatus comprising: 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したX線を検出するマルチスライス検出器と、前記マルチスライス検出器により収集された投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段を備えたＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
前記被検体の診断部位全体をヘリカルスキャンし、前記ヘリカルスキャンにより、前記マルチスライス検出器を介して広域投影データを収集し、前記広域投影データを再構成処理することで広域断層像を表示し、前記表示された広域断層像内の関心領域を指定し、前記指定された関心領域をボリュームスキャンして、狭域投影データを取得し、前記再構成処理された広域投影データを生成処理し、前記生成された広域投影データと前記狭域投影データとを合成し、前記合成データを再構成処理して画像表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。 An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, a multi-slice detector that detects X-rays transmitted through the subject, and a reconstruction that reconstructs an image based on projection data collected by the multi-slice detector. A method for controlling an X-ray CT apparatus comprising a configuration means,
Helical scan of the entire diagnostic region of the subject, the wide area projection data is collected via the multi-slice detector by the helical scan, and the wide area projection data is reconstructed to display a wide area tomographic image, Specifying a region of interest in the displayed wide-area tomographic image, volume-scanning the specified region of interest, obtaining narrow-area projection data, generating the reconstructed wide-area projection data, A method for controlling an X-ray CT apparatus, comprising: synthesizing the generated wide area projection data and the narrow area projection data; and reconstructing the synthesized data to display an image. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したX線を検出するマルチスライス検出器と、前記マルチスライス検出器により収集された投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段を備えたＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
スライス方向において関心領域を狭いX線照射幅で、且つチャンネル方向に於ける広い範囲にX線を照射してヘリカルスキャンを行い広域投影データを収集し、スライス方向において広いX線照射幅で、且つチャンネル方向に於ける狭い範囲にX線を照射してボリュームスキャンを行い狭域投影データを収集し、前記広域投影データから、前記狭域投影データの周辺部におけるX線パスと同じをX線パスを通る投影データに変換し、前記変換された広域投影データと前記狭域投影データとを合成し、前記合成した投影データに基づいて画像を再構成処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。 An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, a multi-slice detector that detects X-rays transmitted through the subject, and a reconstruction that reconstructs an image based on projection data collected by the multi-slice detector. A method for controlling an X-ray CT apparatus comprising a configuration means,
A wide area projection data is collected by irradiating a region of interest with a narrow X-ray irradiation width in the slice direction and irradiating a wide range in the channel direction with a helical scan, and collecting a wide X-ray irradiation width in the slice direction, and A narrow area in the channel direction is irradiated with X-rays and volume scan is performed to collect narrow area projection data. From the wide area projection data, the X-ray path is the same as the X-ray path around the narrow area projection data. X-ray CT apparatus, wherein the converted wide area projection data and the narrow area projection data are combined, and an image is reconstructed based on the combined projection data Control method. 請求項7記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法において、
前記変換は、前記広域投影データに基づいて3次元画像を再構成し、前記再構成した3次元画像から前記狭域投影データの周辺部におけるX線パスと同じをX線パスを通る投影データを求めることを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。 The method of controlling an X-ray CT apparatus according to claim 7,
The transformation reconstructs a three-dimensional image based on the wide-area projection data, and uses the reconstructed three-dimensional image to convert projection data that passes through an X-ray path that is the same as the X-ray path in the periphery of the narrow-area projection data. A control method for an X-ray CT apparatus characterized by:
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