JP2010038878A - Tomographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体に対する放射線の照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道の断層撮影装置に関する。 The present invention relates to a tomographic apparatus having a conical orbit that changes a radiation direction of a subject along a cone.
円錐軌道の断層撮影装置は、円形トモシンセシス(Tomosynthesis)装置、あるいは円形ラミノグラフ(Laminograph)、あるいは傾斜型CT(Computer Tomograpy)装置とも呼ばれている。 The tomographic apparatus of a conical orbit is also called a circular tomosynthesis apparatus, a circular laminograph, or a tilted CT (computer tomograpy) apparatus.
円錐軌道の断層撮影装置は、放射線源から発生する放射線を被検体に照射し、当該被検体から透過してくる放射線を2次元分解能の放射線検出器で検出し、相対的に、被検体に対する放射線照射方向を円錐に沿って変化させ、この変化の各位置で得られる放射線検出器の出力から被検体の3次元画像を作成する構成である。 The tomographic apparatus for conical orbits irradiates a subject with radiation generated from a radiation source, detects radiation transmitted from the subject with a radiation detector having a two-dimensional resolution, and relatively emits radiation to the subject. In this configuration, the irradiation direction is changed along a cone, and a three-dimensional image of the subject is created from the output of the radiation detector obtained at each position of the change.
近年、プリント基板等を検査するための円錐軌道の断層撮影装置が提案されている(特許文献1)。 In recent years, a conical orbit tomographic apparatus for inspecting a printed circuit board or the like has been proposed (Patent Document 1).
図12は従来の円錐軌道断層撮影装置の概念構成図である。この断層撮影装置は、X線焦点FからX線101を照射するX線源102と、被検体103から透過してくるX線101を検出しデジタル透過像として出力する2次元のX線検出器104と、被検体103を載置して回転する試料テーブル105とからなり、このテーブル105の回転軸106はX線101の中心と直角でなく90度よりも小さな交差角θで交差している。
FIG. 12 is a conceptual block diagram of a conventional conical orbital tomography apparatus. This tomography apparatus includes an
すなわち、この断層撮影装置は、X線源102のX線焦点Fから被検体103に向けてX線101を照射し、被検体103から透過してくるX線の透過像をX線検出器104で検出し、デジタル透過像に変換し収集する。このとき、被検体103は試料テーブル105によって回転される。その結果、X線検出器104は、被検体103が一回転する間に所定の回転角度ごとに撮影された多数の透過像を撮影し(スキャンと言う)、デジタル処理して被検体102の3次元画像(多数の断面像)を再構成する。
That is, this tomography apparatus irradiates the
再構成方法はフェルドカンプ等(非特許文献1)による方法などが用いられる。この方法は、フィルタリング処理と3次元再構成グリッド(格子)上への逆投影を行って被検体103の3次元画像を作成する。
従って、以上のような円錐軌道断層撮影装置では、被検体103から見て相対的にX線源102とX線検出器104が相対する位置関係を保ったまま回転するので、X線源102(X線焦点F)からX線検出器104のある検出素子まで引いた投影線は回転軸106に対して回転している。それゆえに、回転軸106に対して垂直な断面を見たとき、投影線の交点は円を描く。
Therefore, in the conical orbital tomography apparatus as described above, the
その結果、ある検出素子に温度特性の変動や劣化などが生じていると、その検出素子の出力が周囲に対して突出する(リング成分となる)ことで、断面像上にリング状あるいは円弧状のアーチファクトが発生し、被検体103の3次元画像が劣化する問題がある。
As a result, when a temperature characteristic fluctuates or deteriorates in a detection element, the output of the detection element protrudes from the surroundings (becomes a ring component). This causes the problem that the three-dimensional image of the
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、リング状アーチファクトを低減し、被検体の高品位な3次元画像を作成する断層撮影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 circumstances, and an object thereof is to provide a tomographic apparatus that reduces ring-shaped artifacts and creates a high-quality three-dimensional image of a subject.
(1) 上記課題を解決するために、請求項1に対応する発明は、被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを透過像として検出する2次元の放射線検出器と、前記放射線源から照射される放射線ビーム内で、被検体または所定の位置関係を保ったまま一体的または別体的に前記放射線源,前記放射線検出器を回転軸に対して回転させる回転手段と、この回転手段によって回転を行うスキャンの間に所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出した前記被検体の透過像を順次取込み、当該被検体の3次元画像を作成する制御処理部とを備えた断層撮影装置であって、
前記回転軸は、前記放射線ビームの中心線の方向に対して90度より小さなラミノ角で交差し、
前記制御処理部は、前記放射線検出器で検出した被検体の多数の透過像を前記回転手段による前記回転の順に並べた3次元のサイノグラムに対して回転方向にローパスフィルタ処理を行って第1のサイノグラムを取得し、この取得された第1のサイノグラムに対し前記透過像に沿った2次元ローパスフィルタ処理を行って第2のサイノグラムを取り出した後、前記第1のサイノグラムから前記第2のサイノグラムを減算してリング成分だけを抽出した第3のサイノグラムを取得し、さらに、前記第3次元のサイノグラムから前記第3のサイノグラムのリング成分を減算してリング補正処理した第4のサイノグラムを取得するリング補正処理手段と、このリング補正処理手段で得られた第4のサイノグラムから前記被検体の3次元画像を再構成する再構成手段とを有する構成である。
(1) In order to solve the above-described problem, the invention corresponding to claim 1 detects a radiation source that irradiates a subject with a radiation beam and a radiation beam transmitted from the subject as a transmission image. A two-dimensional radiation detector and a radiation source irradiated from the radiation source, the subject or the radiation source and the radiation detector are used as a rotation axis integrally or separately while maintaining a predetermined positional relationship. A rotating means for rotating the rotating object, and a transmission image of the subject detected by the radiation detector for each predetermined rotation angle between scans rotated by the rotating means, and sequentially acquiring a three-dimensional image of the subject. A tomography apparatus comprising a control processing unit to create,
The axis of rotation intersects the direction of the centerline of the radiation beam at a lamino angle less than 90 degrees;
The control processing unit performs a low-pass filter process in a rotation direction on a three-dimensional sinogram in which a large number of transmission images of the subject detected by the radiation detector are arranged in the order of the rotation by the rotation unit. A sinogram is acquired, a second sinogram is extracted by performing a two-dimensional low-pass filter process along the transmission image on the acquired first sinogram, and then the second sinogram is extracted from the first sinogram. A ring that acquires a third sinogram obtained by subtracting only the ring component and further subtracting the ring component of the third sinogram from the third dimension sinogram to obtain a fourth sinogram subjected to ring correction processing. A three-dimensional image of the subject is reconstructed from a correction processing means and a fourth sinogram obtained by the ring correction processing means A configuration and a reconstruction unit that.
このような手段を講じることにより、サイノグラムから回転方向に直線状に周囲から突出している成分であるリング成分(3次元画像上でリングを発生させる成分)を低減することができる。具体的には、3次元のサイノグラムに対し回転方向にローパスフィルタ処理することにより回転方向にほぼ一定で直線状であるリング成分を変化させずに被検体の信号成分を均してなだらかにした第1のサイノグラムを得、この得られた第1のサイノグラムに対し透過像に沿った2次元ローパスフィルタ処理を行ってリング成分も均してなだらかにした第2のサイノグラムを得、さらに第1のサイノグラムから第2のサイノグラムを減算してリング成分だけの第3のサイノグラムを得た後、前記第3次元のサイノグラムから前記第3のサイノグラムのリング成分を減算してリング補正処理した第4のサイノグラムを得るので、リング成分を低減することができ、リング成分の低減された第4のサイノグラムを用いて再構成するので、円錐軌道断層撮影装置にとってリング状アーチファクトを低減した被検体の高品位な3次元画像を作成することができる。 By taking such means, it is possible to reduce a ring component (a component that generates a ring on a three-dimensional image) that is a component protruding from the periphery linearly in the rotational direction from the sinogram. Specifically, the low-pass filter processing is performed on the three-dimensional sinogram in the rotation direction, and the signal component of the subject is smoothed smoothly without changing the ring component that is substantially constant and linear in the rotation direction. The first sinogram is obtained, and the obtained first sinogram is subjected to a two-dimensional low-pass filtering process along the transmission image to obtain a second sinogram in which the ring components are smoothed and further smoothed. Further, the first sinogram is obtained. Subtracting the second sinogram from the third sinogram to obtain only the ring component, and then subtracting the ring component of the third sinogram from the third dimension sinogram to obtain a fourth sinogram subjected to ring correction processing. So that the ring component can be reduced and reconstructed using the reduced fourth sinogram of the ring component, so that the conical trajectory It is possible to create high-quality 3-dimensional image of the subject with reduced ring-shaped artifacts to the layer imaging device.
なお、前記2次元ローパスフィルタ処理としては、その一種であるメディアンフィルタ処理を行って前記第2のサイノグラムを求めることにより、リング成分も均してなだらかにした第2のサイノグラムを得ることができる。 Note that, as the two-dimensional low-pass filter processing, a second sinogram in which the ring components are smoothed can be obtained by performing the median filter processing which is one type thereof and obtaining the second sinogram.
(2) また、別の発明は、前記(1)の記載する制御処理部としては、前記放射線検出器で検出した前記被検体の多数の透過像を前記回転手段による前記回転の順に並べた3次元のサイノグラムに対し回転方向にローパスフィルタ処理を行って第1のサイノグラムを得た後、この第1のサイノグラムに対し前記透過像に沿った2次元ハイパスフィルタ処理を行ってリング成分だけを抽出した第2のサイノグラムを得、前記3次元のサイノグラムから前記抽出したリング成分を減算してリング補正処理した第3のサイノグラムを得るリング補正処理手段と、このリング補正処理後の第3のサイノグラムから被検体の3次元画像を再構成する再構成手段とを有する構成であってもよい。 (2) According to another invention, as the control processing unit described in (1), a plurality of transmission images of the subject detected by the radiation detector are arranged in the order of the rotation by the rotating means. A low-pass filter process is performed on the three-dimensional sinogram in the rotational direction to obtain a first sinogram, and then a two-dimensional high-pass filter process along the transmission image is performed on the first sinogram to extract only the ring component. Ring correction processing means for obtaining a second sinogram, subtracting the extracted ring component from the three-dimensional sinogram to obtain a third sinogram that has been subjected to ring correction processing, and a target obtained from the third sinogram after the ring correction processing. A configuration having a reconstruction unit that reconstructs a three-dimensional image of a specimen may be used.
以上のような手段を講じたことにより、3次元のサイノグラムに対し回転方向にローパスフィルタ処理を行って得られる第1のサイノグラムは、回転方向に直線状であるリング成分以外は透過像に沿った高周波成分を持たないので、透過像に沿った2次元ハイパスフィルタ処理することにより、直接リング成分だけの第2のサイノグラムを抽出でき、処理工程を減らしつつサイノグラムからリング成分を確実に低減でき、これにより円錐軌道断層撮影装置にとってはリング状アーチファクトを低減した被検体の高品位な3次元画像を作成できる。 By taking the above measures, the first sinogram obtained by performing low-pass filtering on the three-dimensional sinogram in the rotational direction is in line with the transmitted image except for the ring component that is linear in the rotational direction. Since there is no high-frequency component, the second sinogram of only the ring component can be extracted directly by performing two-dimensional high-pass filtering along the transmission image, and the ring component can be reliably reduced from the sinogram while reducing the processing steps. Therefore, a high-quality three-dimensional image of the subject with reduced ring-shaped artifacts can be created for the conical orbit tomography apparatus.
また、前記(1),(2)の構成に新たに、前記リングの補正強度を設定する補正強度設定手段を設け、前記リング補正処理手段は、前記補正強度設定手段から設定された補正強度に応じて、前記透過像に沿った2次元ローパスフィルタまたは前記透過像に沿った2次元ハイパスフィルタを選択し、当該2次元ローパスフィルタ処理または当該2次元ハイパスフィルタ処理を施すことにより、リング状アーチファクトが強いほどリング補正の強度を強くなるように変更でき、必要以上に強い補正をかけて被検体の円弧状の部分をぼかしてしまうことを防ぐことができる。 Further, a correction intensity setting means for setting the correction intensity of the ring is newly provided in the configurations of (1) and (2), and the ring correction processing means has a correction intensity set by the correction intensity setting means. Accordingly, by selecting a two-dimensional low-pass filter along the transmission image or a two-dimensional high-pass filter along the transmission image, and performing the two-dimensional low-pass filter processing or the two-dimensional high-pass filter processing, ring-shaped artifacts are generated. It can be changed so that the strength of the ring correction becomes stronger as the strength is higher, and it is possible to prevent the arc-shaped portion of the subject from being blurred by applying a stronger correction than necessary.
なお、前記ラミノ角としては、90度に設定することにより、コーンビームCT装置として構成し、リング状アーチファクトを低減することができる。 The lamino angle can be set to 90 degrees to constitute a cone beam CT apparatus and reduce ring-shaped artifacts.
本発明によれば、リング補正処理を実施した後のサイノグラムを用いて再構成処理するので、円錐軌道断層撮影装置で生じるリング状アーチファクトを確実に低減でき、被検体の高品位な3次元画像を作成することができる。 According to the present invention, since the reconstruction processing is performed using the sinogram after the ring correction processing is performed, ring-shaped artifacts generated in the conical orbital tomography apparatus can be reliably reduced, and a high-quality three-dimensional image of the subject can be obtained. Can be created.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る断層撮影装置の一実施形態を示す構成図である。
この断層撮影装置は、被検体1が載置されるテーブル2と、テーブル2上の被検体1に向けてX線ビーム3を照射するX線源4と、被検体1から透過してくるX線ビーム3を透過像(透過データ)として検出する2次元X線検出器5と、被検体1を載置させた状態で回転軸RA(垂直方向)に対して回転させるテーブル2及び回転機構6からなる回転手段と、この回転手段による1回転のスキャンの間に所定の回転角度ごとにX線検出器5で検出して得られるデジタル透過像から被検体1の3次元画像を再構成する制御処理本体部7とで構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tomography apparatus according to the present invention.
This tomography apparatus includes a table 2 on which a
回転軸RAは、X線ビーム3の中心線L(ほぼX線源4のX線焦点FとX線検出器5の中心とを結ぶ線であって、以下、X線光軸Lと称する)の方向に対し90度より小さなラミノ角αLで交差している。回転軸RAは、X線光軸Lとラミノ角αLで交差しているのでなく、X線光軸Lの方向とラミノ角αLで交差している。すなわち、回転軸RAとX線光軸Lが交わっている必要はない。ラミノ角αLは概略的には40度から80度の範囲で設定される。
The rotation axis RA is a center line L of the X-ray beam 3 (a line connecting the X-ray focal point F of the
テーブル2は、プラスチックやカーボンなどで作られ、X線の吸収を少なくするためにテーブル内部が中空に形成されている。 The table 2 is made of plastic, carbon or the like, and the inside of the table is formed hollow in order to reduce X-ray absorption.
X線源4は、照射するX線ビーム3の発散点であるX線焦点Fが1μm程度のマイクロフォーカスX線管、制御処理本体部7からの設定制御指令に従って管電圧、管電流等を制御する制御回路及び制御回路の制御指令に応じた所望の管電圧、管電流をX線管に印加する電気回路からなり、例えば基台上にアーム(図示せず)などに支持されている。ここで、X線ビーム3は、実際に検出されるX線のことであり、X線ビーム3の外側の領域にはみ出して検出されないX線も放射されている。
The
X線検出器5は、多数のX線検出素子が2次元のマトリックス(n,m)状に配列されたX線フラットパネルディテクタ(FPD)等が用いられ、X線源4からのX線ビーム3の照射のもとに被検体3内部を透過してくるX線透過像を2次元分解能で検出し、制御処理本体部7へ送信して、制御処理本体部7がこれを取り込む。
The
被検体1は、前述したようにテーブル2上に載置され、制御処理本体部7からの回転制御指令に従って回転機構6によりテーブル2と共に、X線ビーム3内で回転軸RAに対して回転される。
The
なお、回転機構6には図示されていないがエンコーダが取り付けられ、例えば回転によるスキャンの間に所定の回転角度を読み取って制御処理本体部7に送出する。
Although not shown, an encoder is attached to the
制御処理本体部7は、通常のコンピュータが用いられ、ハードウェア的な構成としては、キーボード11a、マウス11bなどの入力部11と、CPU等で構成される制御処理部12と、磁気ディスクまたは光ディスクなどの記憶装置13と、表示部14が設けられ、その他にX線検出器5との間でデータのやり取りを行うインタフェース(図示せず)や回転機構6との間で回転制御に関するデータのやり取りを行う中継機能の役割を果す機構制御ボード(図示せず)などが設けられている。
The control processing main unit 7 is an ordinary computer. The hardware configuration includes an
制御処理部12は、機能的には、個別のプログラムデータに基づいて、スキャン制御を実施するとともに、X線検出器5からデジタル透過像を収集し、記憶するスキャン制御部12aと、このスキャン制御部12aにより収集された透過像の前処理を行う前処理部12bと、断面像上に生じるリング状アーチファクトの低減化処理を行うリング補正処理部12cと、再構成により被検体1の3次元画像(多数の断面像)を作成する再構成部12dとが設けられている。
Functionally, the
制御処理部12としては、入力部11からの指示のもとにX線源4に対し管電圧、管電流等の設定制御指令を送出し、所望の管電圧、管電流等に設定するとともに、X線の放射、停止指令も送出する。なお、管電圧、管電流は被検体1の大きさに合わせて変えることができる。
The
すなわち、制御処理部12は、入力部11及び表示部14を用いて、操作者による操作のもとにメニュー選択、管電圧、管電流等を含む撮影条件の設定、必要な機構部分の手動操作、スキャンの開始、ステータスの読取り、3次元画像の表示などを行う。
That is, the
なお、制御処理本体部7は、前述したように汎用のコンピュータが用いられるが、例えば構成部分1〜6と一体化したCPU内蔵の専用断層撮影装置を用いて、実現しても構わない。
The control processing main unit 7 is a general-purpose computer as described above, but may be realized by using a dedicated tomographic apparatus with a built-in CPU integrated with the
次に、以上のように構成された断層撮影装置の一実施の形態における作用について、図2を参照して説明する。 Next, the operation in the embodiment of the tomography apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
先ず、操作者は、断層撮影に先立ち、テーブル2上に被検体1を載置し、断層撮影条件の設定を行う。断層撮影条件としては、X線源4の管電圧、管電流等の断層撮影X線条件と、ラミノ角αL、被検体1中の撮影位置(拡大率を含む)等の断層撮影幾何条件と、回転速度、1回転中に取得する透過像の撮影枚数その他必要な条件などがあるが、これら条件設定については従来から広く実施されているので、ここでは省略する。
First, prior to tomography, the operator places the subject 1 on the table 2 and sets the tomography conditions. The tomographic conditions include tomographic X-ray conditions such as tube voltage and tube current of the
操作者は、入力部11からスキャン開始指示を入力すると、X線源4から被検体1に向けてX線ビーム3を照射させた状態にて、スキャン制御部12aがスキャン制御用プログラムに基づいてスキャン制御を実施する(ステップS1)。
When the operator inputs a scan start instruction from the
すなわち、ステップS1では、スキャン制御部12aが機構制御ボードを介して回転制御指令を回転機構6に与える。回転機構6は回転制御指令に従ってテーブル2を回転させ、スキャン制御を実施する。このスキャンの間、テーブル2が所定の回転角度ごとに、X線検出器5が被検体1から透過されてくる透過像を撮影し、デジタル透過像として制御処理本体部7に送出して、制御処理本体部7はこのデジタル透過像を収集し、記憶装置13に記憶する。
That is, in step S1, the
従って、テーブル2が一回転するスキャンの間に記憶装置13には、X線検出器5から収集された多数のデジタル透過像が回転の順に並べられ、3次元のサイノグラムが記憶される。
Therefore, during the scan in which the table 2 makes one rotation, the
ステップS2では、制御処理部12が前処理部12bを実行する。
この前処理部12bは、記憶装置13に記憶された全部の透過像に対して前処理を行う。ここで、前処理とは例えばオフセット補正、感度補正、対数変換などである。
In step S2, the
The
これらオフセット補正、感度補正、対数変換などの前処理は画像処理で一般的に行われている手法を用いて処理する。 Preprocessing such as offset correction, sensitivity correction, logarithmic conversion, and the like is performed using a method generally used in image processing.
図3は、前処理後の3次元のサイノグラムP0を説明する模式図である。なお、同図において、n,mはある回転角度における1枚の透過像の2次元面の画素番号、kは回転制御指令に従って回転機構6がテーブル2を回転させたときの回転方向の番号を表わしている。従って、各回転角度ごとの透過像を重ね合わすことにより、3次元のサイノグラムP0となっている。ここで、X線検出器5の検出素子に温度特性の変動や劣化などが生じていると、当該素子(画素)の出力が周囲に対し突出することで、サイノグラムP0にリング成分21a,21bが発生する。リング成分21a,21bは回転方向に直線として現れる。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the three-dimensional sinogram P0 after the preprocessing. In the figure, n and m are pixel numbers of a two-dimensional surface of one transmission image at a certain rotation angle, and k is a rotation direction number when the
ステップS3では、制御処理部12がリング補正処理部12cを実行する。
リング補正処理部12cは、サイノグラムP0からリング成分21a,21bを抽出し、これを減算処理して取り除く処理である。
In step S3, the
The ring
<リング補正処理>
以下、図4ないし図7を用いて、リング補正処理について詳しく説明する。
図4はリング補正処理における一連の処理の流れを説明する図である。
<Ring correction processing>
Hereinafter, the ring correction process will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 4 is a diagram for explaining a flow of a series of processes in the ring correction process.
ステップS31では、サイノグラムP0に対する回転方向にローパスフィルタ処理(平均処理)を行う。 In step S31, low-pass filter processing (average processing) is performed in the rotational direction with respect to sinogram P0.
図5は回転方向のローパスフィルタの一例を示す図であって、これはk番目の透過像に対して自身及び前後K枚の透過像を重み付き平均するフィルタW(j)で、重みはすべて1とする。このフィルタ処理の計算式は、
P1(n,m,k)={Σ(j=-KないしK)W(j)・P0(n,m,k+j)}
/(2K+1) ……(1)
で表わされる。なお、(2K+1)の「1」は中央のkの1枚の透過像を表わす。計算はすべてのn,m,kについて行う。なお、式(1)のkの端部の計算はサイノグラムが角度方向に循環している(例えば−10度は350度に等しい)として行う。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a low-pass filter in the rotation direction. This is a filter W (j) that weights and averages itself and the front and rear K transmission images with respect to the kth transmission image. Set to 1. The formula for this filtering process is
P1 (n, m, k) = {Σ (j = -K to K) W (j) · P0 (n, m, k + j)}
/ (2K + 1) ...... (1)
It is represented by Note that “1” in (2K + 1) represents one transmission image of the center k. The calculation is performed for all n, m, and k. In addition, calculation of the edge part of k of Formula (1) is performed on the assumption that the sinogram circulates in the angular direction (for example, −10 degrees is equal to 350 degrees).
図7はリング補正処理途中におけるサイノグラムの遷移を示す図である。同図(a)はリング補正処理前のサイノグラムP0であって、被検体1の信号成分(被検体1の構造から生じる本来の信号)の細かな凹凸や画像ノイズの凹凸にまぎれてリング成分21a,21bが含まれているが、明確にリング成分21a,21bと特定し難い。
FIG. 7 is a diagram showing the transition of the sinogram during the ring correction process. FIG. 5A shows a sinogram P0 before ring correction processing, and the
そこで、ステップS31では、リング補正処理前のサイノグラムP0に対し回転方向にローパスフィルタ処理を行うことにより、同図(b)に示すように回転方向に平均化したサイノグラムP1を得る。このサイノグラムP1は、被検体1の信号成分や画像ノイズは均されてなだらかになるのに対し、リング成分21a,21bは回転方向にほぼ一定であるのでそのまま残った状態となる。
Therefore, in step S31, a sinogram P1 averaged in the rotational direction is obtained as shown in FIG. 5B by performing low-pass filter processing in the rotational direction on the sinogram P0 before the ring correction processing. In the sinogram P1, the signal components and image noise of the subject 1 are smoothed, while the
引き続き、リング補正処理部12cは、ステップS32による処理を実施する。ステップS32では、サイノグラムP1に対し、透過像に沿った2次元のローパスフィルタ処理を実施する。
Subsequently, the ring
図6は透過像に沿った2次元ローパスフィルタの一例であって、これはn,m番目の画素(イ)を中心に5×5の画素範囲を重み付けして平均化するフィルタa(i,j)である。この2次元ローパスフィルタ処理の計算式は、
P2(n,m,k)=Σ(j=-2ないし2) Σ(i=-2ないし2) a(i,j)
・P1(n+i,m+j,k) ……(2)
で表わされる。計算はすべてのn,m,kについて行う。
FIG. 6 shows an example of a two-dimensional low-pass filter along the transmission image. This is a filter a (i, i, i) that weights and averages a 5 × 5 pixel range around the n-th and m-th pixels (a). j). The calculation formula of this two-dimensional low-pass filter processing is
P2 (n, m, k) = Σ (j = −2 to 2) Σ (i = −2 to 2) a (i, j)
・ P1 (n + i, m + j, k) (2)
It is represented by The calculation is performed for all n, m, and k.
その結果、サイノグラムP1に対して2次元ローパスフィルタ処理を行って得られるサイノグラムP2は、図7(c)に示すようにリング成分21a,21bが均されてなだらかな山となってほぼ消滅する。
As a result, the sinogram P2 obtained by performing the two-dimensional low-pass filter process on the sinogram P1 is almost extinguished as a smooth mountain as the
リング補正処理におけるステップS33では、サイノグラムP1からサイノグラムP2を減算してリング成分を抽出する。このリング成分を抽出処理する計算式は、
P3(n,m,k)=P1(n,m,k)−P2(n,m,k) ……(3)
で表わされる。計算はすべてのn,m,kについて行う。
In step S33 in the ring correction process, the ring component is extracted by subtracting the sinogram P2 from the sinogram P1. The calculation formula for extracting this ring component is:
P3 (n, m, k) = P1 (n, m, k) -P2 (n, m, k) (3)
It is represented by The calculation is performed for all n, m, and k.
その結果、リング成分抽出後のサイノグラムP3は、サイノグラムP1に現れていた均らされた被検体1の信号成分が取り除かれ、サイノグラムP3上にリング成分21a,21bだけを抽出できる(図7(d)参照)。
As a result, in the sinogram P3 after the ring component extraction, the leveled signal component of the subject 1 appearing in the sinogram P1 is removed, and only the
さらに、ステップS34では、元のサイノグラムP0からリング成分21a,21bだけを抽出した第3のサイノグラムP3を減算し、リング成分21a,21bを低減させたリング補正処理後のサイノグラムP*を求める。この計算式は、
P*(n,m,k)=P0(n,m,k)−P3(n,m,k) ……(4)
で表わされる。計算はすべてのn,m,kについて行う。
Further, in step S34, the third sinogram P3 obtained by extracting only the
P * (n, m, k) = P0 (n, m, k) -P3 (n, m, k) (4)
It is represented by The calculation is performed for all n, m, and k.
その結果、式(4)の計算処理を実行することにより、リング成分21a,21bが大幅に低減されたリング補正処理後のサイノグラムP*が得られる。<>終了。
As a result, the sinogram P * after the ring correction process in which the
以上のようなリング補正処理を行った後、制御処理部12は再構成部12dを実行する(図2のステップS4)。すなわち、ステップS4では、リング補正処理したサイノグラムP*から被検体1の3次元画像を再構成する。
After performing the ring correction process as described above, the
再構成は、リング補正処理したサイノグラムP*を構成するk番目の透過像P*(n,m,k)に対し、n方向に|ω|に略比例する高域強調処理(CTで言うRamachandran & Lakshminarayanan フィルタ処理等)を行う。そして、高域強調処理後のk番目の透過像を被検体1の位置に仮想設定した3次元再構成グリッド上へX線経路に沿って逆投影(加算)する。すべての透過像について高域強調処理と逆投影とを行うことにより、被検体1の3次元画像を作成する。
The reconstruction is a high-frequency emphasis process (Ramachandran in CT) that is approximately proportional to | ω | in the n direction with respect to the kth transmission image P * (n, m, k) that constitutes the ring-corrected sinogram P *. & Lakshminarayanan filter processing). Then, the k-th transmission image after the high-frequency enhancement process is back-projected (added) along the X-ray path onto the three-dimensional reconstruction grid virtually set at the position of the
従って、以上のような実施の形態によれば、まず、3次元のサイノグラムP0に対し、回転方向にローパスフィルタ処理を施して当該回転方向にほぼ一定で直線状であるリング成分だけを変化させずに被検体1の信号成分を均してなだらかにしたサイノグラムP1を得た後、当該サイノグラムP1について透過像に沿った2次元ローパスフィルタ処理を行ってリング成分も均してなだらかにしたサイノグラムP2を得る。 Therefore, according to the embodiment as described above, first, a low-pass filter process is applied to the three-dimensional sinogram P0 in the rotation direction so that only a ring component that is substantially constant and linear in the rotation direction is not changed. After obtaining a sinogram P1 obtained by smoothing the signal component of the subject 1 and smoothing, a sinogram P2 obtained by smoothing the ring component by smoothing the sinogram P1 by performing a two-dimensional low-pass filter process along the transmission image is obtained. obtain.
さらに、サイノグラムP1からサイノグラムP2を減算し、リング成分21a,21bを抽出したサイノグラムP3を取り出した後、3次元のサイノグラムP0からサイノグラムP3に現れるリング成分21a,21bを減算することでリング補正処理を行い、さらにリング成分を低減したリング補正処理後のサイノグラムP*を用いて再構成を行うので、円錐軌道断層撮影装置においてリング状アーチファクトを低減した被検体1の高品位な3次元画像を得ることができる。
Further, the sinogram P2 is subtracted from the sinogram P1, the sinogram P3 obtained by extracting the
(上記実施の形態の変形例)
(変形例1)
上記実施の形態における作用の説明は、簡単化するために、図2,図4に示すように各ステップそれぞれでサイノグラム全体(全n,m,k)の処理を行うように説明したが、図2,図4に示す処理の流れに限定されない。
(Modification of the above embodiment)
(Modification 1)
In order to simplify the description of the operation in the above embodiment, the entire sinogram (all n, m, k) is processed at each step as shown in FIGS. 2 and 4. 2, it is not limited to the flow of processing shown in FIG.
例えば、ステップS1によるスキャンが完結する前に既に収集した透過像から順にステップ2による前処理を開始してもよく、また、最初の2K+1枚の透過像を収集した時点でステップS3によるリング補正処理を開始させてもよい。また、透過像番号kのループ内でステップS32,S33,S34の処理を行っても構わない。
For example, the preprocessing according to
(変形例2)(請求項3対応)
上記実施の形態では、回転方向にローパスフィルタ処理を行って得られたサイノグラムP1に対して、透過像に沿った2次元ローパスフィルタ処理を行ったサイノグラムP2を減算処理(P1−P2)し、リング成分だけのサイノグラムP3を抽出しているが、このローパスフィルタ処理したものを減算する処理は結果としてハイパスフィルタ処理にほかならず、1回のハイパスフィルタ処理でおきかえることができる。すなわち、図4に示すステップS32,S33の処理の代わりに、例えば「ステップS32´:透過像に沿った2次元ハイパスフィルタ処理」に置き換えてもよい。
(Modification 2) (Claim 3)
In the above embodiment, the sinogram P2 obtained by performing the two-dimensional low-pass filter processing along the transmission image is subtracted from the sinogram P1 obtained by performing the low-pass filter processing in the rotation direction (P1-P2), and the ring Although the sinogram P3 of only the component is extracted, the process of subtracting this low-pass filter process is not limited to the high-pass filter process, and can be replaced by a single high-pass filter process. That is, instead of the processing in steps S32 and S33 shown in FIG. 4, for example, “step S32 ′: two-dimensional high-pass filter processing along the transmission image” may be replaced.
図8はこの変形例2における透過像に沿った2次元ハイパスフィルタの一例であって、これはn,m番目の画素(ロ)を中心に5×5の画素範囲を重み付けして平均化するフィルタb(i,j)である。このフィルタ処理の計算式は、
P3(n,m,k)=Σ(j=-2ないし2) Σ(i=-2ないし2) b(i,j)
・P1(n+i,m+j,k) ……(5)
で表わされる。計算はすべてのn,m,kについて行う。
FIG. 8 shows an example of a two-dimensional high-pass filter along the transmission image in the second modification, which averages by weighting a 5 × 5 pixel range around the nth and mth pixels (b). Filter b (i, j). The formula for this filtering process is
P3 (n, m, k) = Σ (j = −2 to 2) Σ (i = −2 to 2) b (i, j)
・ P1 (n + i, m + j, k) (5)
It is represented by The calculation is performed for all n, m, and k.
なお、変形例2は、回転方向のローパス処理(S31)と透過像に沿った2次元ハイパスフィルタ処理(ステップS32´)は可逆の関係にあり、何れかの処理が先でもよく、また、同時に行ってもよい。 In the second modification, the low-pass process (S31) in the rotation direction and the two-dimensional high-pass filter process (step S32 ′) along the transmission image are reversible, and either process may be performed first, You may go.
変形例2のリング補正処理においては、3次元のサイノグラムP0に対して回転方向にローパスフィルタ処理することで回転方向にほぼ一定で直線状であるリング成分を変化させずに被検体1の信号成分を均してなだらかにしたサイノグラムP1を得ているが、当該サイノグラムP1はリング成分21a,21b以外は透過像に沿った高周波成分を持たないことから、透過像に沿った2次元ハイパス処理を実施することにより、直接リング成分のサイノグラムP3を抽出することができ、さらに、サイノグラムP0からリング成分だけを抽出したサイノグラムP3を減算することでリング成分を低減した補正後サイノグラムP*を求めることができ、リング成分を低減した補正後サイノグラムを用いて再構成することにより、円錐軌道断層撮影装置においてリング状アーチファクトを低減した被検体の高品位な3次元画像を作成できる。
In the ring correction processing according to the second modification, the signal component of the subject 1 is obtained by subjecting the three-dimensional sinogram P0 to low-pass filtering in the rotation direction without changing the ring component that is substantially constant and linear in the rotation direction. The sinogram P1 is obtained by smoothing and smoothing, but since the sinogram P1 has no high-frequency components along the transmission image except for the
(変形例3)(請求項4対応)
この変形例は、上記実施の形態におけるリング補正処理の補正強度を設定変更する例である。
(Modification 3) (corresponding to claim 4)
This modification is an example of changing the setting of the correction strength of the ring correction process in the above embodiment.
具体的には、操作者がキーボード11aやマウス11b等の入力部 11を用いて、補正の強度を指示することにより、補正強度を設定変更する(補正強度設定手段)。リング補正処理部12cは、入力部11から設定される補正強度に応じて2次元ローパスフィルタを選択し、リング補正処理を行う。
Specifically, the operator uses the
図9は変形例3における透過像に沿った2次元ローパスフィルタの一例を示す図であって、重み付けして平均するフィルタa1(i,j)、a2(i,j)である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional low-pass filter along the transmission image in the third modification, and shows filters a1 (i, j) and a2 (i, j) that are weighted and averaged.
同図(a)は、あるn,m番目の画素を中心に多くの画素数の範囲を重み付けして平均化するフィルタa1(i,j)を用いた例であって、リング成分の抽出が強く(ゆるやかな成分まで抽出)、補正強度が強くなる。 FIG. 6A shows an example using a filter a1 (i, j) that weights and averages a range of a large number of pixels around a certain n, m-th pixel, and extraction of ring components is performed. Stronger (extracts gentle components) and stronger correction intensity.
同図(b)は、あるn,m番目の画素を中心に少ない画素数の範囲を重み付けして平均化するフィルタa2(i,j)を用いた例であって、リング成分の抽出が弱く(急峻な成分のみ抽出)、補正強度が弱くなる。
なお、補正強度の設定変更は2段階でなく、3段階以上としてもよい。
FIG. 5B shows an example using a filter a2 (i, j) that weights and averages a range of a small number of pixels around a certain n, m-th pixel, and the extraction of the ring component is weak. (Only steep components are extracted), and the correction strength is weakened.
It should be noted that the setting change of the correction strength is not limited to two steps and may be three or more steps.
従って、変形例3によれば、リング状アーチファクトが強いときはリング補正強度の強いフィルタを選択し、リング補正処理を行うことにより、リング成分を確実に抽出でき、また、リング状アーチファクトが弱いときは補正強度の弱いフィルタを選択することで、必要以上に強い補正をかけて被検体1の円弧状の部分ぼやかしてしまう(被検体1の円弧状部分はリングと似ているので、削減されてしまう)ことを防ぐことができる。 Therefore, according to the third modification, when the ring-shaped artifact is strong, the ring component can be reliably extracted by selecting a filter having a strong ring correction strength and performing the ring correction processing, and when the ring-shaped artifact is weak. By selecting a filter with a weak correction strength, the arc-shaped portion of the subject 1 is blurred by applying a stronger correction than necessary (the arc-shaped portion of the subject 1 is similar to a ring and thus reduced. Can be prevented.
(変形例4)(請求項4対応)
この変形例は、変形例2におけるリング補正処理の補正強度を設定変更する例である。
具体的には、操作者がキーボード11aやマウス11b等の入力部 11を用いて、補正の強度を指示することにより、補正強度を設定する(補正強度設定手段)。リング補正処理部12cは、入力部 11から設定された補正強度に応じて2次元ハイパススフィルタを選択し、リング補正処理を行う。
(Modification 4) (Claim 4)
This modification is an example of setting and changing the correction strength of the ring correction process in the second modification.
Specifically, the operator sets the correction strength by instructing the correction strength using the
図10は変形例4における透過像に沿った2次元ハイパスフィルタの一例であって、重み付けして平均するフィルタb1(i,j)、b2(i,j)である。 FIG. 10 shows an example of a two-dimensional high-pass filter along the transmission image in the modified example 4, and shows filters b1 (i, j) and b2 (i, j) that are weighted and averaged.
図10(a)はハイパスフィルタの+部分(ハ)の画素数が多いため、リング成分の抽出が強く(ゆるやかな成分まで抽出)、補正強度が強くなる。 In FIG. 10A, since the number of pixels in the + portion (c) of the high-pass filter is large, the extraction of the ring component is strong (extracts to a gentle component) and the correction strength is strong.
同図(b)はハイパスフィルタの+部分(ハ)の画素数が少ないため、リング成分の抽出が弱く(急峻な成分のみ抽出)、補正強度が弱くなる。
なお、補正強度の設定変更は2段階でなく、3段階以上としてもよい。
In FIG. 6B, since the number of pixels in the + portion (c) of the high-pass filter is small, the extraction of the ring component is weak (only the steep component is extracted), and the correction strength is weak.
It should be noted that the setting change of the correction strength is not limited to two steps and may be three or more steps.
(変形例5)
上記実施の形態では、リング補正処理の補正強度を回転軸RAに近い位置ほど強くすることができる。これには、透過像の回転軸投影位置に近いほど、変形例3、変形例4で述べた補正強度が強い透過像に沿った2次元ローパスフィルタまたはハイパスフィルタを用いる(図9、図10)。
(Modification 5)
In the above embodiment, the correction intensity of the ring correction process can be increased as the position is closer to the rotation axis RA. For this purpose, the two-dimensional low-pass filter or the high-pass filter along the transmission image having a stronger correction strength described in the third and fourth modification examples is used as the transmission image is closer to the rotation axis projection position (FIGS. 9 and 10). .
例えばサイノグラム上のリング成分強度が同じであっても、断面像上ではリングアーチファクトは回転軸RAに近いほど強くなるので、補正強度を変えることにより、補正を均一にすることができる。 For example, even if the intensity of the ring component on the sinogram is the same, the ring artifact becomes stronger on the cross-sectional image as it is closer to the rotation axis RA. Therefore, the correction can be made uniform by changing the correction intensity.
(変形例6)
上記実施の形態及び変形例3においては、2次元ローパスフィルタとしての重み付け平均するフィルタの形やサイズは図示されたものに限定されない。
(Modification 6)
In the above-described embodiment and
また、2次元ローパスフィルタ処理は、周波数の低域通過処理であればよく、重み付け平均に限定されない。例えば、論理演算を含む諸演算を行う2次元ローパスフィルタ処理を用いてもよい。また、2次元ローパスフィルタ処理としては、例えば、メディアンフィルタ処理であってもよいし、フーリエ変換して周波数空間でフィルタ掛けした後、逆フーリエ変換によって戻す方法を用いてもよい。 Further, the two-dimensional low-pass filter process may be a low-pass process of frequency, and is not limited to the weighted average. For example, a two-dimensional low-pass filter process that performs various operations including logical operations may be used. In addition, as the two-dimensional low-pass filter processing, for example, median filter processing may be used, or a method of performing Fourier transform and filtering in a frequency space and then returning by inverse Fourier transform may be used.
さらに、実施の形態及び変形例3においては、2次元のフィルタ処理を行っているが、1次元のフィルタ処理を2方向にわたって行ってもよい。つまり、一方の方向に対して1次元のローパスフィルタ処理を施し、そのフィルタ処理結果に他方の方向に対して1次元のローパスフィルタ処理を施すことにより、実質的に実施の形態及び変形例3の2次元ローパスフィルタ処理と同様の機能をもたせてもよい。 Furthermore, in the embodiment and the third modification, two-dimensional filter processing is performed, but one-dimensional filter processing may be performed in two directions. In other words, the one-dimensional low-pass filter process is performed on one direction, and the one-dimensional low-pass filter process is performed on the filter process result on the other direction. A function similar to the two-dimensional low-pass filter processing may be provided.
図11は、異なるフィルタを用いた場合のリング補正途中のサイノグラム(一部)を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing a sinogram (part) during ring correction when different filters are used.
図11(a)は図6に示すフィルタを用いた例であり、同図(b)はメディアンフィルタを用いた例である。メディアンフィルタは、フィルタサイズ(フィルタマトリクス)内の画素値が小さい順に並べて真ん中にくる画素値(中央値)を選択するフィルタである。 FIG. 11A shows an example using the filter shown in FIG. 6, and FIG. 11B shows an example using a median filter. The median filter is a filter that selects a pixel value (median value) that is arranged in the order of decreasing pixel values in the filter size (filter matrix) and that is in the middle.
このメディアンフィルタを用いれば、リング成分21aの面積がフィルタサイズの面積の1/2より小さいとき、フィルタ処理後のサイノグラムP2を取得した段階でリング成分21aを完全に消すことができる。従って、サイノグラムP3ではリング成分21aを忠実に抽出でき、リング補正を高品質に行うことができる。
By using this median filter, when the area of the
メディアンフィルタとしては、フィルタサイズが大きいほど大きなリング成分まで削除できるので、補正強度が強いとも言える。従って、フィルタサイズを変えることで補正強度を変更できる。 As the median filter, the larger the filter size, the larger the ring component can be deleted. Therefore, the correction intensity can be changed by changing the filter size.
(変形例7)
変形例2、変形例4において、2次元ハイパスフィルタとしての重み付け平均するフィルタの形やサイズは図示されたものに限定されない。
(Modification 7)
In
また、2次元ハイパスフィルタ処理は、周波数の高域通過処理であればよく、重み付け平均に限定されない。例えば、論理演算を含む諸演算を行う2次元ハイパスフィルタ処理を用いてもよい。また、例えば、4方向の傾斜の絶対値の最大値を選択するフィルタ処理であってもよい。また、例えば、フーリエ変換して周波数空間でフィルタ掛けした後、逆フーリエ変換によって戻す方法であってもよい。 Further, the two-dimensional high-pass filter process may be a high-frequency pass process, and is not limited to the weighted average. For example, a two-dimensional high-pass filter process that performs various operations including logical operations may be used. Further, for example, a filter process for selecting the maximum absolute value of the inclination in the four directions may be used. Alternatively, for example, a method of performing Fourier transform and filtering in the frequency space and then returning by inverse Fourier transform may be used.
さらに、変形例2、変形例4においては、2次元のフィルタ処理を行っているが、1次元のフィルタ処理を2方向にわたって行ってもよい。つまり、一方の方向に対して1次元のハイパスフィルタ処理を施し、そのフィルタ処理結果に他方の方向に対して1次元のハイパスフィルタ処理を施すことにより、実質的に変形例2、変形例4の2次元ハイパスフィルタ処理と同様の機能をもたせてもよい。
Furthermore, in
(変形例8)
上記実施の形態では、幾何条件を変更する機構を容易に追加することもできる。すなわち、図1に示す構成において、ラミノ角αL可変機構、回転軸RA上でX線光軸Lと最接近する点をC(図示せず)とし、X線焦点Fと点Cとの間の距離、またX線焦点Fと検出器中心Dとの間の距離、また点Cと検出器中心Dとの間の距離の変更を行うことによって透過像の拡大率を変更する機構、テーブル2を上下動させて被検体1の高さを変更できる機構、さらに回転軸RAをX線光軸Lと隔てる方向(紙面と直交方向)に平行移動させるオフセット機構(オフセットスキャン用)などを追加してもよい。
(Modification 8)
In the above embodiment, a mechanism for changing the geometric condition can be easily added. That is, in the configuration shown in FIG. 1, the point closest to the X-ray optical axis L on the laminating angle αL variable mechanism and the rotation axis RA is C (not shown), and the X-ray focal point F is between the point C and the point C. A mechanism for changing the magnification of the transmitted image by changing the distance, the distance between the X-ray focal point F and the detector center D, and the distance between the point C and the detector center D; A mechanism that can change the height of the subject 1 by moving it up and down, and an offset mechanism (for offset scanning) that translates the rotation axis RA in a direction separating from the X-ray optical axis L (a direction perpendicular to the paper surface) are added. Also good.
(変形例9)
上記実施の形態では、X線ビーム3に対して被検体1を回転させているが、放射線ビームに対して被検体1を相対回転させるものであればよい。例えば、被検体1を回転軸RAに対して回転させるかわりに、X線源4とX線検出器5とを互いの位置関係を保ったまま一体的または別体的に回転軸RAに対して回転させてもよい。
(Modification 9)
In the above embodiment, the
(変形例10)(請求項5対応)
上記実施の形態に述べた円錐軌道の断層撮影装置(傾斜CT)において、ラミノ角αLを90度に設定することができる。このような構成にしても、リング補正処理が好適なものとなる。ここで、ラミノ角αLを90度に設定した円錐軌道断層撮影装は、コーンビームCT(Computer Tomography)装置を構成する。すなわち、上記実施の形態におけるリング補正処理はコーンビームCT装置にも適用できる。
(Modification 10) (Claim 5)
In the tomographic apparatus (tilt CT) having a conical orbit described in the above embodiment, the lamino angle αL can be set to 90 degrees. Even with such a configuration, the ring correction process is suitable. Here, the conical orbit tomography apparatus in which the lamino angle αL is set to 90 degrees constitutes a cone beam CT (Computer Tomography) apparatus. That is, the ring correction process in the above embodiment can be applied to a cone beam CT apparatus.
(変形例11)
上記実施の形態では、スキャンは1回転する通常のスキャンを想定して説明したが、他のスキャン方式の場合も同様にリング補正処理を適用できる。例えば、180°+ファン角で回転するハーフスキャン、モーションアーチファクト除去のために1回転以上回転するオーバスキャン、回転中心投影位置を検出器中心からずらして1回転させるオフセットスキャン、回転軸方向に被検体1を相対移動させながら何回転も回転させるヘリカルスキャンなどにも、上記実施の形態のリング補正処理を適用させることができる。
(Modification 11)
In the above embodiment, the scan is described assuming a normal scan that rotates once. However, the ring correction process can be similarly applied to other scan methods. For example, half scan that rotates at 180 ° + fan angle, overscan that rotates more than one rotation to remove motion artifacts, offset scan that rotates one rotation by shifting the rotation center projection position from the detector center, subject in the direction of the rotation axis The ring correction processing of the above embodiment can also be applied to a helical scan in which 1 is rotated many times while relatively moving 1.
ここで、ハーフスキャン、オーバスキャン、オフセットスキャン、ヘリカルスキャンなどの場合、図5に示す回転方向のローパスフィルタは、回転位置kの端部で形を変え、左右非対象にする。すなわち、回転位置kの両端部で、端に近い側を狭くすることにより(角度の循環を使わないで)、サイノグラムの端部まで回転軸方向のローパスフィルタ処理が可能である。 Here, in the case of half scan, over scan, offset scan, helical scan, etc., the low-pass filter in the rotational direction shown in FIG. That is, by narrowing the side close to the end at both ends of the rotational position k (without using angular circulation), it is possible to perform low-pass filtering in the direction of the rotation axis up to the end of the sinogram.
また、角度の循環を使わないこのようなローパスフィルタ処理は上記実施の形態の通常スキャンの場合でも可能である。 Further, such low-pass filter processing without using angular circulation is possible even in the case of the normal scan of the above embodiment.
(変形例12)
上記実施の形態では、X線検出器5としてFPDを用いたが、2次元分解能を有するものであれば、他の検出器の出力である透過像に対しても、リング補正処理を実行できる。
(Modification 12)
In the above-described embodiment, the FPD is used as the
(変形例13)
上記実施の形態では、放射線源としては、マイクロフォーカスX線管を有するX線源4を用いたが、他のX線源でもよく、またγ線、マイクロ波等の放射線源を用いてもよい。
(Modification 13)
In the above embodiment, the
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1…被検体、2…テーブル、3…X線ビーム、4…X線源、5…2次元X線検出器、6…回転機構、7…制御処理本体部、11…入力部、12…制御処理部、12a…スキャン制御部、12b…前処理部、12c…リング補正処理部、12d…再構成部、13…記憶装置、21a,21b…リング成分。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転軸は、前記放射線ビームの中心線の方向に対して90度より小さなラミノ角で交差し、
前記制御処理部は、前記放射線検出器で検出した被検体の多数の透過像を前記回転手段による前記回転の順に並べた3次元のサイノグラムに対し回転方向にローパスフィルタ処理を行って第1のサイノグラムを取得し、この取得された第1のサイノグラムに対し前記透過像に沿った2次元ローパスフィルタ処理を行って第2のサイノグラムを取り出した後、前記第1のサイノグラムから前記第2のサイノグラムを減算してリング成分だけを抽出した第3のサイノグラムを取得し、さらに、前記3次元のサイノグラムから前記第3のサイノグラムのリング成分を減算してリング補正処理した第4のサイノグラムを取得するリング補正処理手段と、このリング補正処理手段で得られた第4のサイノグラムから前記被検体の3次元画像を再構成する再構成手段とを有することを特徴とする断層撮影装置。 In a radiation source that irradiates a radiation beam toward the subject, a two-dimensional radiation detector that detects a radiation beam transmitted from the subject as a transmission image, and a radiation beam emitted from the radiation source, Rotating means for rotating the radiation source and the radiation detector with respect to the rotation axis integrally or separately while maintaining a predetermined positional relationship with the subject, and a predetermined time between scans rotated by the rotating means A tomography apparatus including a control processing unit that sequentially captures transmission images of the subject detected by the radiation detector at each rotation angle and creates a three-dimensional image of the subject,
The axis of rotation intersects the direction of the centerline of the radiation beam at a lamino angle less than 90 degrees;
The control processing unit performs a low-pass filter process in a rotation direction on a three-dimensional sinogram in which a large number of transmission images of the subject detected by the radiation detector are arranged in the order of the rotation by the rotation means, thereby performing a first sinogram. The obtained first sinogram is subjected to a two-dimensional low-pass filter process along the transmission image to extract a second sinogram, and then the second sinogram is subtracted from the first sinogram. Then, a third sinogram obtained by extracting only the ring component is obtained, and further, a fourth sinogram obtained by performing ring correction processing by subtracting the ring component of the third sinogram from the three-dimensional sinogram is obtained. 3D image of the subject is reconstructed from the fourth sinogram obtained by the means and the ring correction processing means Tomography apparatus characterized by having a configuration means.
前記2次元ローパスフィルタ処理としては、メディアンフィルタ処理を行って前記第2のサイノグラムを求めることを特徴とする断層撮影装置。 The tomography apparatus according to claim 1,
As the two-dimensional low-pass filter process, a tomographic apparatus is characterized in that the second sinogram is obtained by performing a median filter process.
前記回転軸は、前記放射線ビームの中心線の方向に対して90度より小さなラミノ角で交差し、
前記制御処理部は、前記放射線検出器で検出した被検体の多数の透過像を前記回転手段による前記回転の順に並べた3次元のサイノグラムに対し回転方向にローパスフィルタ処理を行って第1のサイノグラムを取得し、この取得した第1のサイノグラムに対し前記透過像に沿った2次元ハイパスフィルタ処理を行ってリング成分だけを抽出した第2のサイノグラムを得、前記3次元のサイノグラムから前記抽出したリング成分を減算してリング補正処理した第3のサイノグラムを取得するリング補正処理手段と、このリング補正処理後の第3のサイノグラムから前記被検体の3次元画像を再構成する再構成手段とを有することを特徴とする断層撮影装置。 In a radiation source that irradiates a radiation beam toward the subject, a two-dimensional radiation detector that detects a radiation beam transmitted from the subject as a transmission image, and a radiation beam emitted from the radiation source, Rotating means for rotating the radiation source and the radiation detector with respect to the rotation axis integrally or separately while maintaining a predetermined positional relationship with the subject, and a predetermined time between scans rotated by the rotating means A tomography apparatus including a control processing unit that sequentially captures transmission images of the subject detected by the radiation detector at each rotation angle and creates a three-dimensional image of the subject,
The axis of rotation intersects the direction of the centerline of the radiation beam at a lamino angle less than 90 degrees;
The control processing unit performs a low-pass filter process in a rotation direction on a three-dimensional sinogram in which a large number of transmission images of the subject detected by the radiation detector are arranged in the order of the rotation by the rotation means, thereby performing a first sinogram. And obtaining a second sinogram in which only the ring component is extracted by performing a two-dimensional high-pass filter process along the transmission image on the acquired first sinogram, and extracting the ring from the three-dimensional sinogram. Ring correction processing means for obtaining a third sinogram obtained by performing ring correction processing by subtracting components, and reconstruction means for reconstructing the three-dimensional image of the subject from the third sinogram after the ring correction processing. A tomographic apparatus characterized by that.
前記リングの補正強度を設定する補正強度設定手段を設け、
前記リング補正処理手段は、前記補正強度設定手段から設定された補正強度に応じて、前記透過像に沿った2次元ローパスフィルタまたは前記透過像に沿った2次元ハイパスフィルタを選択し、当該2次元ローパスフィルタ処理または当該2次元ハイパスフィルタ処理を施すことを特徴とする断層撮影装置。 The tomography apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A correction strength setting means for setting the correction strength of the ring is provided,
The ring correction processing means selects a two-dimensional low-pass filter along the transmission image or a two-dimensional high-pass filter along the transmission image according to the correction intensity set by the correction intensity setting means, and the two-dimensional A tomography apparatus that performs low-pass filter processing or the two-dimensional high-pass filter processing.
前記ラミノ角は、90度に設定することにより、コーンビームCT装置として構成することを特徴とする断層撮影装置。 The tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The tomography apparatus is configured as a cone beam CT apparatus by setting the lamino angle to 90 degrees.
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