JP5536607B2 - X-ray CT system - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、特に、再構成画像の画質と再構成時間とのバランス（balance）の最適化の技術に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and more particularly to a technique for optimizing the balance between the quality of a reconstructed image and the reconstruction time.

Ｘ線ＣＴ装置では、被検体にビュー（view）角度を変えながらＸ線を照射して投影データ（data）を収集し、その複数ビューの投影データを逆投影することにより画像を再構成している（例えば、特許文献１，図６参照）。   An X-ray CT apparatus collects projection data by irradiating a subject with X-rays while changing a view angle, and reconstructs an image by back projecting the projection data of the plurality of views. (For example, refer to Patent Document 1 and FIG. 6).

特開２００６−３２０６３１公報JP 2006-320631 A

ところで、再構成画像を見ると、撮像中心すなわちアイソセンタ（iso-center）に近い中央部では空間分解能は高く見える。一方、アイソセンタから離れた外側、例えばアイソセンタから１５〜２０〔ｃｍ〕より外側になると、空間分解能が不足して見えることがある。これは、次のような理由による。   By the way, when the reconstructed image is viewed, the spatial resolution appears to be high at the center near the imaging center, that is, the iso-center. On the other hand, if it is outside the isocenter, for example, outside the isocenter 15-20 [cm], the spatial resolution may appear insufficient. This is due to the following reason.

一般的に、再構成画像における空間分解能は、逆投影に用いることができる投影データの量が多いほど高くなる。そして、この逆投影に用いることができる投影データの量は、データ収集系の幾何学的な位置関係に依存しており、アイソセンタから離れる画素ほど減少してゆく。アイソセンタから離れた外側に構造の細かい組織が存在すると、その位置での空間分解能が間に合わず、空間分解能が不足して見える。   In general, the spatial resolution in a reconstructed image increases as the amount of projection data that can be used for backprojection increases. The amount of projection data that can be used for this back projection depends on the geometrical positional relationship of the data acquisition system, and decreases as the pixel moves away from the isocenter. If a fine structure exists outside the isocenter, the spatial resolution at that position will not be in time, and the spatial resolution will be insufficient.

これに対処する１つの方法としては、ビュー密度、すなわちガントリ（gantry）１回転当りのビュー数を増やす方法が考えられる。このようにすれば、１画素あたりに逆投影できる投影データの量が多くなり、アイソセンタから離れた外側においても十分な空間分解能が得られるようになる。   One way to deal with this is to increase the view density, that is, the number of views per gantry revolution. In this way, the amount of projection data that can be backprojected per pixel increases, and sufficient spatial resolution can be obtained even outside the isocenter.

しかしながら、ビュー密度をいたずらに増大させると、逆投影に用いる投影データの量が増えて再構成の計算に掛かる時間が長くなり、被検体や撮影技師にストレス（stress）を与え、また検査効率を低下させることになる。   However, if the view density is increased unnecessarily, the amount of projection data used for backprojection increases and the time required for the reconstruction calculation increases, which stresses the subject and the radiographer, and increases the examination efficiency. Will be reduced.

このような事情により、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスの最適化が可能なＸ線ＣＴ装置が望まれている。   Under these circumstances, an X-ray CT apparatus capable of optimizing the balance between the spatial resolution of the reconstructed image and the reconstruction time is desired.

第１の観点の発明は、被写体を挟むように対向して配置されているＸ線源および検出器と、該Ｘ線源および検出器を前記被写体の周りに回転させて、前記被写体の複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、該データ収集手段により収集された投影データを用いて、断層面内の再構成領域を画像再構成する画像再構成手段とを備えているＸ線ＣＴ装置であって、前記データ収集手段により収集された投影データをビュー方向に圧縮してビュー密度を減らすビュー圧縮手段をさらに備えており、前記画像再構成手段が、前記再構成領域の一部の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により第１圧縮率で圧縮された投影データを用いて画像再構成し、前記再構成領域から前記一部の領域を除いた他の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により前記第１圧縮率よりも小さい第２圧縮率で圧縮された投影データおよび／または前記データ収集手段により収集された元の投影データを用いて画像再構成するＸ線ＣＴ装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an X-ray source and a detector arranged to face each other with a subject interposed therebetween, and a plurality of views of the subject by rotating the X-ray source and the detector around the subject. X-ray CT apparatus comprising: data collection means for collecting the projection data of the image; and image reconstruction means for reconstructing the reconstruction area in the tomographic plane using the projection data collected by the data collection means And further comprising view compression means for reducing the view density by compressing the projection data collected by the data collection means in the view direction, wherein the image reconstruction means is a part of the reconstruction area. In contrast, image reconstruction is performed using the projection data compressed at the first compression rate by the view compression unit, and for other regions excluding the partial region from the reconstruction region, View compression hand To provide an X-ray CT apparatus for image reconstruction using the original projection data collected by the first projection data compressed by the second compression ratio less than the compression ratio and / or the data collecting means by.

ここで、「ビュー密度」とは、投影データに対応するビューの回転角度方向の密度であり、例えばＸ線源１回転当りに収集される投影データのビュー数とすることができる。   Here, the “view density” is the density in the rotation angle direction of the view corresponding to the projection data, and can be the number of views of the projection data collected per one rotation of the X-ray source, for example.

第２の観点の発明は、前記一部の領域が、前記再構成領域とアイソセンタを含む所定領域との重複領域である上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   The invention according to a second aspect provides the X-ray CT apparatus according to the first aspect, wherein the partial area is an overlapping area between the reconstruction area and a predetermined area including an isocenter.

第３の観点の発明は、前記所定領域が、前記アイソセンタを中心とする円領域である上記第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   The invention of a third aspect provides the X-ray CT apparatus according to the second aspect, wherein the predetermined area is a circular area centered on the isocenter.

第４の観点の発明は、前記円領域の直径が、１０ｃｍ以上、４０ｃｍ以下である上記第３の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   The invention of the fourth aspect provides the X-ray CT apparatus of the third aspect, wherein the diameter of the circular region is 10 cm or more and 40 cm or less.

第５の観点の発明は、前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１圧縮率を決定する圧縮率決定手段をさらに備えている上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   According to a fifth aspect of the invention, there is provided an on / off function for substantially increasing a view density by vibrating the X-ray focus of the X-ray source during projection data acquisition by the projection data acquisition means, and the size of the X-ray focus. And a first compression ratio determining means for determining the first compression ratio based on at least one of the sharpness of a reconstruction function used for image reconstruction by the image reconstruction means. To an X-ray CT apparatus according to any one of the fourth to fourth aspects.

第６の観点の発明は、前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ（on/off）、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記一部の領域のサイズ（size）を決定する領域サイズ決定手段をさらに備えている上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an on / off function for substantially increasing a view density by vibrating an X-ray focal point of the X-ray source during projection data collection by the projection data collection unit. Region size determining means for determining the size of the partial region based on at least one of the size of a line focus and the sharpness of a reconstruction function used for image reconstruction by the image reconstruction means An X-ray CT apparatus according to any one of the first to fourth aspects is further provided.

第７の観点の発明は、前記画像再構成手段が、前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、再構成された前記第１画像における画素値に基づいて、前記再構成領域における関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   The invention according to a seventh aspect provides the first reconstruction means, wherein the image reconstruction means reconstructs the first image of the reconstruction area using projection data compressed at the first compression rate, and reconstruction The region-of-interest setting means for setting the region of interest in the reconstructed region based on the pixel value in the first image, and the projection data compressed by the second compression rate or the original projection data A second reconstructing unit configured to reconstruct an image of the region of interest; and an image composing unit configured to generate the second image of the reconstructed region by synthesizing the image of the region of interest with the first image. An X-ray CT apparatus according to a first aspect is provided.

第８の観点の発明は、前記関心領域設定手段が、前記第１画像における画素値の大小または画素値の空間的な変化量の大小に基づいて、前記関心領域を設定する上記第７の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   According to an eighth aspect of the invention, in the seventh aspect, the region-of-interest setting means sets the region of interest based on a magnitude of a pixel value or a spatial change amount of the pixel value in the first image. An X-ray CT apparatus is provided.

第９の観点の発明は、前記画像再構成手段が、前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、再構成された前記第１画像上で操作者により指定された領域を、前記再構成領域における関心領域に設定する関心領域設定手段と、前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the first reconstruction unit, wherein the image reconstruction unit reconstructs the first image of the reconstruction area using the projection data compressed at the first compression rate. A region-of-interest setting means for setting a region designated by the operator on the first image that has been set as a region of interest in the reconstruction region, and projection data compressed by the second compression ratio or the original projection data Second reconstruction means for reconstructing the image of the region of interest using the image, and image composition means for synthesizing the image of the region of interest with the first image to generate the second image of the reconstruction region. An X-ray CT apparatus according to the first aspect is provided.

第１０の観点の発明は、前記関心領域設定手段が、アイソセンタを含む所定領域より外側に前記関心領域を設定する上記第７の観点から第９の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   The tenth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the region of interest setting means sets the region of interest outside a predetermined region including an isocenter. I will provide a.

第１１の観点の発明は、前記投影データの収集における前記Ｘ線源１回転当りのビュー数は、１５００以上である上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。   The eleventh aspect of the invention is the X-ray CT according to any one of the first to tenth aspects, wherein the number of views per rotation of the X-ray source in the collection of the projection data is 1500 or more. Providing equipment.

上記観点の発明によれば、再構成領域において、空間分解能をより高くする必要性が低い領域に対しては、ビュー密度の低い投影データを用いて画像再構成し、その必要性が高い領域に対しては、ビュー密度の高い投影データを用いて画像再構成することができ、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができる。   According to the invention of the above aspect, in the reconstruction area, for an area where the need for higher spatial resolution is low, image reconstruction is performed using projection data with a low view density, and the area where the necessity is high is obtained. On the other hand, image reconstruction can be performed using projection data having a high view density, and the balance between the spatial resolution of the reconstructed image and the reconstruction time can be optimized.

第一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成ブロック（block）図である。1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus according to a first embodiment. 第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャート（flowchart）である。It is a flowchart (flowchart) which shows the flow of operation | movement of the X-ray CT apparatus by 1st embodiment. ビュー圧縮なしの投影データの状態を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the state of the projection data without view compression. 圧縮率＝２でのビュー圧縮を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating view compression by compression rate = 2. 圧縮率＝１．５でのビュー圧縮を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating view compression in compression rate = 1.5. 第一実施形態における、画像再構成に用いる投影データのビュー圧縮の圧縮率を定める基準領域を示す図である。It is a figure which shows the reference | standard area | region which defines the compression rate of the view compression of the projection data used for image reconstruction in 1st embodiment. 第一実施形態における、再構成領域を画像再構成に用いる投影データの圧縮率別に分割する領域分割の第１例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the area | region division | segmentation which divides | segments a reconstruction area according to the compression rate of the projection data used for image reconstruction in 1st embodiment. 第一実施形態における、再構成領域を画像再構成に用いる投影データの圧縮率別に分割する領域分割の第２例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the area | region division | segmentation which divides | segments a reconstruction area according to the compression rate of the projection data used for image reconstruction in 1st embodiment. スキャン（scan）計画で設定された各種条件に応じてビュー圧縮の圧縮率を調整する際の、各種条件と圧縮率の大きさとの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of various conditions and the magnitude | size of a compression rate at the time of adjusting the compression rate of view compression according to the various conditions set by the scan (scan) plan. スキャン計画で設定された各種条件に応じてビュー圧縮済みの投影データを用いて画像再構成する領域の大きさを調整する際の、各種条件とその領域の大きさとの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of various conditions and the magnitude | size of the area | region at the time of adjusting the magnitude | size of the area | region which reconstructs an image using the projection data by which view compression was carried out according to various conditions set by the scan plan. . 第二実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the X-ray CT apparatus by 2nd embodiment. 第二実施形態における、再構成領域を画像再構成に用いる投影データの圧縮率別に分割する領域分割の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the area | region division | segmentation divided | segmented according to the compression rate of the projection data used for image reconstruction in 2nd embodiment.

以下、図を参照して発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

（第一実施形態）
図１は、第一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１、撮影テーブル（table）１０、走査ガントリ２０とを具備している。 (First embodiment)
FIG. 1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment. The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry 20.

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ、ＣＴ画像などを記憶する記憶装置７とを具備している。   The operation console 1 includes an input device 2 that receives input from an operator, a central processing unit 3 that executes image reconstruction processing, a data collection buffer (buffer) 5 that collects projection data acquired by the scanning gantry 20, A monitor 6 for displaying a CT image reconstructed from projection data, and a storage device 7 for storing programs, data, CT images, and the like are provided.

撮影テーブル１０は、被検体を載置して走査ガントリ２０のボア（bore）に対し搬入搬出するクレードル（cradle）１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降およびテーブル直線移動される。   The imaging table 10 includes a cradle 12 on which a subject is placed and carried into and out of a bore of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and moved linearly by a motor built in the imaging table 10.

走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、Ｘ線検出器２４と、データ収集部ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１などを回転させる回転部コントローラ（controller）２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。   The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an X-ray controller 22, a collimator 23, an X-ray detector 24, a data acquisition unit DAS (Data Acquisition System) 25, and an X-ray around the body axis of the subject. A rotation unit controller 26 that rotates the tube 21 and the like, and a control controller 29 that exchanges control signals and the like with the operation console 1 and the imaging table 10 are provided.

本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の構成は概ね上記の通りである。この構成のＸ線ＣＴ装置において、投影データの収集は例えば次のように行われる。   The configuration of the X-ray CT apparatus in this embodiment is generally as described above. In the X-ray CT apparatus having this configuration, the collection of projection data is performed as follows, for example.

まず、被検体を走査ガントリ２０の回転部１５の空洞部に位置させた状態でｚ方向の位置を固定し、Ｘ線管２１からのＸ線ビームを被検体に照射し（Ｘ線の投影）、その透過Ｘ線をＸ線検出器２４で検出する。そして、この透過Ｘ線の検出を、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４を被検体の周囲で回転させて、投影角度すなわちビュー角度を変化させながら３６０度分の投影データ収集を行う。   First, the position in the z direction is fixed while the subject is positioned in the cavity of the rotating portion 15 of the scanning gantry 20, and the subject is irradiated with the X-ray beam from the X-ray tube 21 (projection of X-rays). The transmitted X-ray is detected by the X-ray detector 24. Then, the transmission X-ray is detected by rotating the X-ray tube 21 and the X-ray detector 24 around the subject, and collecting projection data for 360 degrees while changing the projection angle, that is, the view angle.

検出された各透過Ｘ線は、ＤＡＳ２５でディジタル（digital）値に変換されて投影データとしてデータ収集バッファ５を介して操作コンソール１に転送される。この動作を１スキャンとよぶ。本例では、スキャン方式として、コンベンショナルスキャン（conventional
scan）またはアキシャルスキャン（axial scan）を想定するが、ヘリカルスキャン（helical scan）であってもよい。 Each detected transmission X-ray is converted into a digital value by the DAS 25 and transferred to the operation console 1 through the data collection buffer 5 as projection data. This operation is called one scan. In this example, the conventional scan (conventional scan) is used as the scan method.
scan) or axial scan is assumed, but it may be a helical scan.

操作コンソール１は、走査ガントリ２０から転送されてくる投影データを中央処理装置３の固定ディスク（disk）ＨＤＤに格納するとともに、例えば、所定の再構成関数と重畳演算を行い、逆投影処理により断層像を再構成する。ここで、操作コンソール１は、スキャン処理中に走査ガントリ２０から順次転送されてくる投影データからリアルタイム（real
time）に断層像を再構成し、常に最新の断層像をモニタ６に表示させることが可能である。さらに、固定ディスクＨＤＤに格納されている投影データを呼び出して改めて画像再構成を行わせることも可能である。 The operation console 1 stores the projection data transferred from the scanning gantry 20 in a fixed disk HDD of the central processing unit 3 and performs, for example, a predetermined reconstruction function and a superimposition operation, and performs a tomography by back projection processing. Reconstruct the image. Here, the operation console 1 receives real time (real) from the projection data sequentially transferred from the scanning gantry 20 during the scanning process.
It is possible to reconstruct a tomogram at time) and always display the latest tomogram on the monitor 6. Furthermore, it is possible to call up the projection data stored in the fixed disk HDD and to perform image reconstruction again.

以下、第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れについて説明する。   Hereinafter, the operation flow of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment will be described.

図２は、第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに対応するプログラムは、固定ディスク（hard disk）ＨＤＤ等からなる記憶装置７にインストール（install）されている画像処理プログラムに含まれ、中央処理装置３によって実行されるものである。   FIG. 2 is a flowchart showing an operation flow of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. The program corresponding to this flowchart is included in the image processing program installed in the storage device 7 composed of a fixed disk (hard disk) HDD or the like, and is executed by the central processing unit 3.

ステップ（step）Ｓ１０１では、走査ガントリ２０のデータ収集系、すなわちＸ線管２１、Ｘ線検出器２４、ＤＡＳ２５により、被検体のスカウト像を取得する。例えば、Ｘ線管２１がクレードル１２に載置された被検体の真上または真横に位置するように回転部１５の角度位置を固定し、クレードル１２を水平移動させながら、被検体に線管２１からＸ線を照射する。このときＸ線検出器２４で得られた被検体の透過Ｘ線の検出信号を基に、被検体のサジタル透視像やコロナル透視像を、スカウト像として画像化して取得する。   In step S101, a scout image of the subject is acquired by the data acquisition system of the scanning gantry 20, that is, the X-ray tube 21, the X-ray detector 24, and the DAS 25. For example, the angle position of the rotating unit 15 is fixed so that the X-ray tube 21 is positioned directly above or next to the subject placed on the cradle 12, and the cradle 12 is moved horizontally while moving the cradle 12 to the subject. X-rays are irradiated. At this time, based on the transmission X-ray detection signal of the subject obtained by the X-ray detector 24, a sagittal fluoroscopic image and a coronal fluoroscopic image of the subject are imaged and acquired as a scout image.

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で取得されたスカウト像を基に、スキャン計画を行う。スキャン計画では、ｚ方向スキャン範囲、再構成領域、スライス（slice）厚、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、再構成関数、Ｘ線焦点振動機能のオンオフなどを設定する。   In step S102, a scan plan is performed based on the scout image acquired in step S101. In the scan plan, a z-direction scan range, a reconstruction area, a slice thickness, an X-ray tube voltage, an X-ray tube current, a reconstruction function, an on / off state of an X-ray focal point vibration function, and the like are set.

再構成領域は、断層面（通常はｘｙ平面と平行な面、あるいは、被検体の体軸に垂直な面）において画像再構成を行う領域であり、ここでは、円領域とする。再構成関数は、操作者が、予め用意された複数の再構成関数の中から１つを選択して設定する。これら複数の再構成関数は、再構成される画像の画質、特に鮮鋭度（空間分解能）がそれぞれ異なっており、操作者が用途や自己の好みに応じて所望のものを選択する。Ｘ線焦点振動機能は、Ｘ線管２１におけるＸ線焦点の位置を高速に振動させながら投影データを収集する機能であり、ウォブル（Wobble）機能とも呼ばれる。この機能をオンにすると、１ビューに相当する短時間の間に、Ｘ線焦点がＸ線管２１における互いに異なる複数の所定位置のそれぞれに位置するときの複数の投影データ、すなわちＸ線パス（path）が互いに異なる複数の投影データを収集することができ、投影データのビュー数を実質的に増大させることができる。   The reconstruction area is an area where image reconstruction is performed on a tomographic plane (usually a plane parallel to the xy plane or a plane perpendicular to the body axis of the subject), and is a circular area here. The reconstruction function is set by the operator selecting one of a plurality of reconstruction functions prepared in advance. The plurality of reconstruction functions have different image quality, particularly sharpness (spatial resolution), of the reconstructed image, and the operator selects a desired one according to the application and his / her preference. The X-ray focal point vibration function is a function that collects projection data while vibrating the X-ray focal point position in the X-ray tube 21 at a high speed, and is also called a wobble function. When this function is turned on, a plurality of projection data when the X-ray focal point is located at each of a plurality of different predetermined positions in the X-ray tube 21 in a short time corresponding to one view, that is, an X-ray path ( A plurality of projection data with different paths) can be collected, and the number of views of the projection data can be substantially increased.

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２のスキャン計画で設定された撮影条件を基に、投影データを収集する。すなわち、走査ガントリ２０のデータ収集系、例えばＸ線管２１、Ｘ線検出器２４、ＤＡＳ２５等により、被検体の投影データをスリップリング（slip ring）３０経由で収集する。この投影データ収集では、ビュー密度、すなわちＸ線管２１の１回転（３６０度）当りのビュー数は、一般的なビュー数である１０００ビューより大きいビュー数とし、少なくとも１５００ビュー以上に設定する。本例では、一般的なビュー数の２倍に相当する、Ｘ線管１回転当り２０００ビューで投影データを収集するものとする。   In step S103, projection data is collected based on the imaging conditions set in the scan plan in step S102. That is, the projection data of the subject is collected via the slip ring 30 by the data collection system of the scanning gantry 20, for example, the X-ray tube 21, the X-ray detector 24, the DAS 25 and the like. In this projection data collection, the view density, that is, the number of views per one rotation (360 degrees) of the X-ray tube 21 is set to a view number larger than 1000 views, which is a general view number, and is set to at least 1500 views or more. In this example, it is assumed that projection data is collected at 2000 views per rotation of the X-ray tube, which corresponds to twice the general number of views.

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で収集された投影データを、第１圧縮率α１と、第１圧縮率α１より小さい第２圧縮率α２とで、それぞれビュー圧縮する。本例では、第１圧縮率α１＝２、第２圧縮率α２＝１．５とする。   In step S104, the projection data collected in step S103 is view-compressed at a first compression rate α1 and a second compression rate α2 smaller than the first compression rate α1, respectively. In this example, the first compression rate α1 = 2 and the second compression rate α2 = 1.5.

ここで、投影データのビュー圧縮とその圧縮率について説明する。図３，図４は、ビュー圧縮および圧縮率を説明するための概念図である。これらの図において、ＩＳＯはアイソセンタ（通常は走査ガントリ２０の空洞部の中心）、ＸＫはＸ線管２１の円軌道、ＸｂはＸ線管２１から照射されるファン（fan）状のＸ線ビーム、ＳＦＯＶは撮像可能領域である。また、黒丸は、実際の投影データ収集における各ビューに対応したビュー角度に位置するＸ線管２１を表しており、黒丸に隣接して付されている数字は、そのビュー角度位置に対応したビュー番号Ｖｉｅｗである。白丸は圧縮後の投影データにおける各ビューに対応したビュー角度に位置するＸ線管２１を概念的に表しており、白丸に隣接して付されている数字は、そのビュー角度位置に対応した圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’である。   Here, the view compression of the projection data and the compression ratio will be described. 3 and 4 are conceptual diagrams for explaining view compression and compression rate. In these drawings, ISO is an isocenter (usually the center of the cavity of the scanning gantry 20), XK is a circular orbit of the X-ray tube 21, and Xb is a fan-shaped X-ray beam irradiated from the X-ray tube 21. , SFOV is an imageable area. A black circle represents the X-ray tube 21 located at a view angle corresponding to each view in actual projection data collection, and a number attached adjacent to the black circle represents a view angle corresponding to the view angle position. It is the number View. A white circle conceptually represents the X-ray tube 21 positioned at a view angle corresponding to each view in the projection data after compression, and a number attached adjacent to the white circle represents a compression corresponding to the view angle position. Later view number View ′.

ビュー圧縮する前では、図３に示すように、ビュー番号Ｖｉｅｗ＝１，２，３，・・・の投影データが、Ｘ線管２１の１回転当りに２０００ビュー分、収集されている。   Before view compression, projection data of view numbers View = 1, 2, 3,... Is collected for 2000 views per rotation of the X-ray tube 21 as shown in FIG.

ビュー圧縮は、実際に収集された投影データを、データ空間上でビュー方向に補間（重み付け加算）、間引き、平均化するなどして、隣接するビューの角度間隔を仮想的に広げ、Ｘ線管２１の１回転当りのビュー数を実際より少なくした投影データへと変換することをいう。また、圧縮率は、Ｘ線管２１の１回転当りのビュー数において、ビュー圧縮前である元のビュー数をビュー圧縮後のビュー数で除算した値である。   In view compression, the actually collected projection data is interpolated (weighted addition), thinned out, and averaged in the view direction in the data space to virtually widen the angular interval between adjacent views, and the X-ray tube 21 is converted into projection data in which the number of views per one rotation is less than the actual number. The compression rate is a value obtained by dividing the original number of views before view compression by the number of views after view compression in the number of views per rotation of the X-ray tube 21.

例えば、圧縮率α＝１．５の場合には、図４に示すように、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝０の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝０の投影データとし、圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝１の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝１，２の投影データを平均化した投影データとする。また、圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝２の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝３の投影データとし、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝３の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝４，５の投影データを平均化した投影データとする。このようにして、１．５ビュー分の投影データを１ビュー分の投影データに変換することで、圧縮率α＝１．５でのビュー圧縮が完了する。   For example, when the compression rate α = 1.5, as shown in FIG. 4, the projection data with the view number View ′ = 0 after view compression is the projection data with the original view number View = 0, and after the compression. The projection data of the view number View ′ = 1 is the projection data obtained by averaging the projection data of the original view numbers View = 1 and 2. Further, the projection data with the view number View ′ = 2 after compression is the projection data with the original view number View = 3, and the projection data with the view number View ′ = 3 after the view compression is the original view number View = 4. , 5 is averaged projection data. In this manner, the view compression at the compression rate α = 1.5 is completed by converting the projection data for 1.5 views into the projection data for 1 view.

また例えば、圧縮率α＝２の場合には、図５に示すように、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝０の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝０もしくは１の投影データ、または、これらの投影データを平均化した投影データとする。また、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝１の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝２もしくは３の投影データ、または、これらの投影データを平均化した投影データとする。このようにして、２ビュー分の投影データを１ビュー分の投影データに変換することで、圧縮率α＝２でのビュー圧縮が完了する。   Also, for example, when the compression rate α = 2, as shown in FIG. 5, the projection data of the view number View ′ = 0 after view compression is the projection data of the original view number View = 0 or 1, or These projection data are averaged projection data. Further, the projection data of the view number View ′ = 1 after the view compression is the projection data of the original view number View = 2 or 3, or projection data obtained by averaging these projection data. Thus, the view compression at the compression rate α = 2 is completed by converting the projection data for two views into the projection data for one view.

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２のスキャン計画で設定された再構成領域を、画像再構成に用いる投影データの圧縮率に応じて、複数の領域に分割する。   In step S105, the reconstruction area set in the scan plan in step S102 is divided into a plurality of areas according to the compression rate of the projection data used for image reconstruction.

一般的に、画像再構成する際に逆投影可能な投影データの量は、アイソセンタＩＳＯに近い領域ほど多くなり、アイソセンタＩＳＯから遠い領域ほど少なくなる。そのため、アイソセンタＩＳＯに近い領域では、ビュー密度が通常より多い元の投影データを用いずとも、再構成画像において比較的高い空間分解能が得られる。そこで、このような領域については、ビュー圧縮済みの投影データを用いて画像再構成する。これにより、再構成画像において高い空間分解能を維持しつつ、逆投影する投影データの量を少なくして、画像再構成に要する時間を抑えることができる。一方、アイソセンタＩＳＯから遠い領域では、ビュー密度が通常通りの投影データを用いると、再構成画像における空間分解能が不足しがちになる。そこで、このような領域については、ビュー圧縮されていない元の投影データを用いて画像再構成する。これにより、画像再構成に要する時間は通常より長くなるが、逆投影する投影データの量を通常より増やすことができ、空間分解能の不足を防ぐことができる。   In general, the amount of projection data that can be backprojected when an image is reconstructed increases in a region closer to the isocenter ISO and decreases in a region farther from the isocenter ISO. Therefore, in a region close to the isocenter ISO, a relatively high spatial resolution can be obtained in the reconstructed image without using original projection data having a higher view density than usual. Therefore, such an area is reconstructed using projection-compressed projection data. Thereby, while maintaining high spatial resolution in the reconstructed image, the amount of projection data to be backprojected can be reduced, and the time required for image reconstruction can be suppressed. On the other hand, in a region far from the isocenter ISO, if projection data having a normal view density is used, the spatial resolution in the reconstructed image tends to be insufficient. Therefore, for such a region, image reconstruction is performed using original projection data that has not been subjected to view compression. Thereby, although the time required for image reconstruction becomes longer than usual, the amount of projection data to be backprojected can be increased more than usual, and lack of spatial resolution can be prevented.

本例では、図６に示すように、撮像可能領域ＳＦＯＶの内側において、アイソセンタＩＳＯを中心とする同心円、すなわち直径Ｄ１の円Ｃ１と、直径Ｄ１より大きい直径Ｄ２の円Ｃ２とを定める。そして、撮像可能領域ＳＦＯＶのうち、円Ｃ１の内側の領域を第１基準領域Ｗ１とし、円Ｃ１より外側であり円Ｃ２より内側である領域を第２基準領域Ｗ２とし、円Ｃ２より外側である領域を第３基準領域Ｗ３とする。   In this example, as shown in FIG. 6, a concentric circle centered on the isocenter ISO, that is, a circle C1 having a diameter D1 and a circle C2 having a diameter D2 larger than the diameter D1 are defined inside the imageable area SFOV. Of the imageable area SFOV, the area inside the circle C1 is the first reference area W1, the area outside the circle C1 and inside the circle C2 is the second reference area W2, and is outside the circle C2. Let the region be a third reference region W3.

再構成領域ＤＦＯＶは、上記第１〜第３基準領域Ｗ１〜Ｗ３に従って分割する。すなわち、再構成領域ＤＦＯＶと第１基準領域Ｗ１との重複領域を第１再構成領域ＷＦ１とし、再構成領域ＤＦＯＶと第２基準領域Ｗ２との重複領域を第２再構成領域ＷＦ２とし、再構成領域ＤＦＯＶと第３基準領域Ｗ３との重複領域を第３再構成領域ＷＦ３とする。なお、第１再構成領域ＷＦ１は、発明における「再構成領域の一部の領域」の一例であり、第１基準領域Ｗ１は、発明における「所定領域」の一例である。   The reconstruction area DFOV is divided according to the first to third reference areas W1 to W3. That is, the overlapping area between the reconstruction area DFOV and the first reference area W1 is the first reconstruction area WF1, and the overlapping area between the reconstruction area DFOV and the second reference area W2 is the second reconstruction area WF2, and the reconstruction is performed. An overlapping area between the area DFOV and the third reference area W3 is defined as a third reconstruction area WF3. The first reconstruction area WF1 is an example of “part of the reconstruction area” in the invention, and the first reference area W1 is an example of the “predetermined area” in the invention.

第１再構成領域ＷＦ１は、アイソセンタＩＳＯに近い領域なので、この領域の画像再構成には、相対的に高い圧縮率である第１圧縮率α１でビュー圧縮された投影データＰＤ１を用いる。第２再構成領域ＷＦ２は、アイソセンタＩＳＯからの距離が中間的な領域なので、この領域の画像再構成には、相対的に低い第２圧縮率α２でビュー圧縮された投影データＰＤ２を用いる。また、第３再構成領域ＷＦ３は、アイソセンタＩＳＯから遠い領域なので、この領域の画像再構成には、ビュー圧縮されていない（圧縮率α＝１と考えることができる）、元の投影データＰＤ０が用いる。   Since the first reconstruction area WF1 is an area close to the isocenter ISO, projection data PD1 that is view-compressed with the first compression ratio α1, which is a relatively high compression ratio, is used for image reconstruction in this area. Since the second reconstruction area WF2 is an area having an intermediate distance from the isocenter ISO, projection data PD2 that is view-compressed at a relatively low second compression rate α2 is used for image reconstruction in this area. Further, since the third reconstruction area WF3 is an area far from the isocenter ISO, the image reconstruction in this area is not view-compressed (it can be considered that the compression rate α = 1), and the original projection data PD0 is the original reconstruction data PD0. Use.

なお、撮像可能領域ＳＦＯＶの直径が５０〔ｃｍ〕程度であれば、直径Ｄ１，Ｄ２は、１０〔ｃｍ〕〜４０〔ｃｍ〕が適当である。本例では、撮像可能領域ＳＦＯＶの直径を５０〔ｃｍ〕とし、直径Ｄ１＝１５〔ｃｍ〕、直径Ｄ２＝３０〔ｃｍ〕とする。   If the diameter of the imageable area SFOV is about 50 [cm], the diameters D1 and D2 are suitably 10 [cm] to 40 [cm]. In this example, the imageable area SFOV has a diameter of 50 [cm], a diameter D1 = 15 [cm], and a diameter D2 = 30 [cm].

ここで、再構成領域ＤＦＯＶの領域分割の例を示す。   Here, an example of area division of the reconstruction area DFOV is shown.

例えば、図７に示すように、再構成領域ＤＦＯＶが、アイソセンタＩＳＯを中心ＦＯとする直径Ｄ＝４０〔ｃｍ〕の円領域である場合には、再構成領域ＤＦＯＶは、第１基準領域Ｗ１と一致する第１再構成領域ＷＦ１と、第２基準領域Ｗ２と一致する第２再構成領域ＷＦ２と、第３基準領域Ｗ３から外側のドーナツ（doughnut）形状である一部の領域を除いた第３再構成領域ＷＦ３とに分割する。   For example, as shown in FIG. 7, when the reconstruction area DFOV is a circular area having a diameter D = 40 [cm] with the isocenter ISO as the center FO, the reconstruction area DFOV is the same as the first reference area W1. The third reconstruction area WF1 that coincides with the first reconstruction area WF1, the second reconstruction area WF2 that coincides with the second reference area W2, and a third area excluding a part of the third reference area W3 that has an outer donut shape. The area is divided into the reconstruction area WF3.

また例えば、図８に示すように、再構成領域ＤＦＯＶが、アイソセンタＩＳＯから５〔ｃｍ〕離れた位置を中心ＦＯとする直径Ｄ＝２５〔ｃｍ〕の円領域である場合には、再構成領域ＤＦＯＶは、円Ｃ１の内側領域から三日月形状である一部の領域が欠けた第１再構成領域ＷＦ１と、再構成領域ＤＦＯＶから第１再構成領域ＷＦ１を除いた残りの三日月形状の領域である第２再構成領域ＷＦ２とに分割する。   For example, as shown in FIG. 8, when the reconstruction area DFOV is a circular area having a diameter D = 25 [cm] with the center FO at a position 5 cm away from the isocenter ISO, the reconstruction area The DFOV is a first reconstruction area WF1 in which a part of the crescent shape is missing from the inner area of the circle C1, and a remaining crescent-shaped area obtained by removing the first reconstruction area WF1 from the reconstruction area DFOV. The area is divided into the second reconstruction area WF2.

ステップＳ１０６では、再構成領域ＤＦＯＶを、ステップＳ１０５で分割された領域ごとに、それぞれ対応する圧縮率でビュー圧縮された投影データまたは元の投影データを用いて画像再構成する。   In step S106, the reconstructed region DFOV is reconstructed using the projection data that has been view-compressed with the corresponding compression ratio or the original projection data for each region divided in step S105.

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６でそれぞれ再構成された画像を合成して、再構成領域ＤＦＯＶに対応する合成画像を生成する。   In step S107, the images reconstructed in step S106 are combined to generate a combined image corresponding to the reconstruction area DFOV.

ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で生成された合成画像を表示する。   In step S108, the composite image generated in step S107 is displayed.

このような第一実施形態によれば、再構成領域において、空間分解能をより高くする必要性が低い領域に対しては、ビュー密度の低い投影データを用いて画像再構成し、その必要性が高い領域に対しては、ビュー密度の高い投影データを用いて画像再構成することができ、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができる。   According to such a first embodiment, in the reconstruction area, for areas where the need for higher spatial resolution is lower, image reconstruction is performed using projection data with a low view density, and the necessity thereof is For high regions, image reconstruction can be performed using projection data with a high view density, and the balance between the spatial resolution of the reconstructed image and the reconstruction time can be optimized.

（第一変形例）
第一実施形態の第一変形例について説明する。この第一変形例では、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を一定とし、第１および第２圧縮率α１，α２を、スキャン計画で設定された撮影条件を基に調整する。 (First modification)
A first modification of the first embodiment will be described. In this first modified example, the range of the first reference area W1 to the third reference area W3 is made constant, and the first and second compression ratios α1 and α2 are adjusted based on the imaging conditions set in the scan plan.

例えば図９（ａ）に示すように、設定された再構成関数の鮮鋭度が小さいほど大きくなり、その鮮鋭度が大きいほど小さくなるように、第１および第２圧縮率α１，α２を調整する。再構成関数の鮮鋭度が小さいと、画像再構成に用いる投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、第１および第２圧縮率α１，α２を大きくすることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。   For example, as shown in FIG. 9A, the first and second compression ratios α1 and α2 are adjusted so that the smaller the sharpness of the set reconstruction function is, the larger the sharpness is, and the smaller the sharpness is. . If the sharpness of the reconstruction function is small, the overall spatial resolution of the reconstruction area can be kept low even if the amount of projection data used for image reconstruction is increased. Therefore, in such a case, the amount of projection data used for image reconstruction is increased by increasing the first and second compression ratios α1 and α2 so that the amount of projection data used for image reconstruction is not increased unnecessarily. To reduce the reconfiguration time.

また、図９（ｂ）に示すように、設定された管電流値が大きいほど大きくなり、その管電流値が小さいほど小さくなるように、第１および第２圧縮率α１，α２を調整する。管電流値が大きいと、Ｘ線管２１のＸ線焦点のサイズが大きくなり、画像再構成に用いる投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は結果的に低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、第１および第２圧縮率α１，α２を大きくすることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。   Further, as shown in FIG. 9B, the first and second compression ratios α1 and α2 are adjusted such that the larger the set tube current value is, the larger the tube current value is, and the smaller the tube current value is. When the tube current value is large, the size of the X-ray focal point of the X-ray tube 21 increases, and the overall spatial resolution of the reconstruction area is low as a result even if the amount of projection data used for image reconstruction is increased. It can be suppressed. Therefore, in such a case, the amount of projection data used for image reconstruction is increased by increasing the first and second compression ratios α1 and α2 so that the amount of projection data used for image reconstruction is not increased unnecessarily. To reduce the reconfiguration time.

また、図９（ｃ）に示すように、Ｘ線焦点振動機能がオンに設定されているときには大きく、オフが設定されているときには小さくなるように、第１および第２圧縮率α１，α２を調整する。Ｘ線焦点振動機能をオンすると、収集される投影データのビュー密度が実質的に増える。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、第１および第２圧縮率α１，α２を大きくすることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。   Further, as shown in FIG. 9 (c), the first and second compression ratios α1 and α2 are set so as to be large when the X-ray focal point vibration function is set to ON and to be small when OFF is set. adjust. Turning on the X-ray focus oscillation function substantially increases the view density of the collected projection data. Therefore, in such a case, the amount of projection data used for image reconstruction is increased by increasing the first and second compression ratios α1 and α2 so that the amount of projection data used for image reconstruction is not increased unnecessarily. To reduce the reconfiguration time.

（第二変形例）
第一実施形態の第二変形例について説明する。この第二変形例では、第１および第２圧縮率α１，α２を一定とし、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を、スキャン計画で設定された撮影条件を基に調整する。 (Second modification)
A second modification of the first embodiment will be described. In the second modification, the first and second compression ratios α1 and α2 are constant, and the range of the first reference area W1 to the third reference area W3 is adjusted based on the imaging conditions set in the scan plan.

例えば図１０（ａ）に示すように、設定された再構成関数の鮮鋭度が小さいほど大きくなり、その鮮鋭度が大きいほど小さくなるように、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を決定する円Ｃ１の直径Ｄ１および円Ｃ２の直径Ｄ２を調整する。再構成関数の鮮鋭度が小さいと、画像再構成に用いる投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、各円Ｃ１，Ｃ２の直径Ｄ１，Ｄ２を大きくして、高い圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成する領域を、アイソセンタから外側に向かって広げることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。   For example, as shown in FIG. 10A, the range of the first reference area W1 to the third reference area W3 is such that the smaller the sharpness of the set reconstruction function is, the larger the sharpness is, and the smaller the sharpness is. The diameter D1 of the circle C1 and the diameter D2 of the circle C2 are determined. If the sharpness of the reconstruction function is small, the overall spatial resolution of the reconstruction area can be kept low even if the amount of projection data used for image reconstruction is increased. Therefore, in such a case, the diameters D1 and D2 of each of the circles C1 and C2 are increased so that the amount of projection data used for image reconstruction is not increased unnecessarily, and the projection data is subjected to view compression at a high compression rate. The area to be reconstructed by using is expanded outward from the isocenter, thereby reducing the amount of projection data used for image reconstruction and shortening the reconstruction time.

また、図１０（ｂ）に示すように、設定された管電流値が大きいほど大きくなり、その管電流値が小さいほど小さくなるように、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を決定する円Ｃ１の直径Ｄ１および円Ｃ２の直径Ｄ２を調整する。管電流値が大きいと、Ｘ線管２１のＸ線焦点のサイズが大きくなり、投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は結果的に低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、各円Ｃ１，Ｃ２の直径Ｄ１，Ｄ２を大きくして、高い圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成する領域を、アイソセンタから外側に向かって広げることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。   Further, as shown in FIG. 10B, the range of the first reference region W1 to the third reference region W3 is set so as to increase as the set tube current value increases and to decrease as the tube current value decreases. The diameter D1 of the circle C1 to be determined and the diameter D2 of the circle C2 are adjusted. If the tube current value is large, the size of the X-ray focal point of the X-ray tube 21 increases, and the overall spatial resolution of the reconstruction area can be kept low even if the amount of projection data is increased. Therefore, in such a case, the diameters D1 and D2 of each of the circles C1 and C2 are increased so that the amount of projection data used for image reconstruction is not increased unnecessarily, and the projection data is subjected to view compression at a high compression rate. The area to be reconstructed by using is expanded outward from the isocenter, thereby reducing the amount of projection data used for image reconstruction and shortening the reconstruction time.

また、図１０（ｃ）に示すように、Ｘ線焦点振動機能がオンに設定されているときには大きく、オフが設定されているときには小さくなるように、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を決定する円Ｃ１の直径Ｄ１および円Ｃ２の直径Ｄ２を調整する。Ｘ線焦点振動機能をオンすると、収集される投影データのビュー密度が実質的に増える。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、各円Ｃ１，Ｃ２の直径Ｄ１，Ｄ２を大きくして、高い圧縮率で圧縮された投影データを用いて画像再構成する領域を、アイソセンタから外側に向かって広げることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。   Further, as shown in FIG. 10C, the first reference region W1 to the third reference region W3 are large when the X-ray focal point vibration function is set to on and small when it is set to off. The diameter D1 of the circle C1 and the diameter D2 of the circle C2 that determine the range are adjusted. Turning on the X-ray focus oscillation function substantially increases the view density of the collected projection data. Therefore, in such a case, the diameters D1 and D2 of the circles C1 and C2 are increased so that the amount of projection data used for image reconstruction is not increased unnecessarily, and projection data compressed at a high compression rate is obtained. The area to be used for image reconstruction is expanded outward from the isocenter, thereby reducing the amount of projection data used for image reconstruction and shortening the reconstruction time.

（第二実施形態）
図１１は、第二実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。 (Second embodiment)
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of operations of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment.

ステップＳ２０１では、被検体のスカウト像を取得する。   In step S201, a scout image of the subject is acquired.

ステップＳ２０２では、取得されたスカウト像を基にスキャン計画を行う。   In step S202, a scan plan is performed based on the acquired scout image.

ステップＳ２０３では、通常の２倍のビュー数で投影データを収集する。   In step S203, projection data is collected with twice the normal number of views.

ステップＳ２０４では、収集された投影データを第１圧縮率α１でビュー圧縮する。   In step S204, the acquired projection data is view-compressed at the first compression rate α1.

ステップＳ２０５では、スキャン計画で設定された再構成領域ＤＦＯＶを、ステップＳ２０４でビュー圧縮された圧縮済投影データＰＤ１を用いて画像再構成し、例えば図１２に示すような、再構成領域ＤＦＯＶの第１画像Ｇ１を得る。   In step S205, the reconstruction area DFOV set in the scan plan is subjected to image reconstruction using the compressed projection data PD1 subjected to view compression in step S204, and the reconstruction area DFOV shown in FIG. One image G1 is obtained.

ステップＳ２０６では、第１画像Ｇ１における画素値に基づいて、例えば図１２に示すような関心領域ＲＯＩを設定する。   In step S206, a region of interest ROI as shown in FIG. 12, for example, is set based on the pixel value in the first image G1.

例えば、画素値が所定の閾値以上、あるいは所定の数値範囲内である画素により構成される領域を関心領域ＲＯＩに設定する。ここで、「閾値」や「数値範囲」は、細かい構造を持つことが多い所定の組織、例えば骨部に相当する画素値の下限値や範囲とする。これにより、高い空間分解能が要求される、構造の細かい所定の組織を関心領域ＲＯＩとして設定することができる。   For example, an area composed of pixels having a pixel value equal to or greater than a predetermined threshold value or within a predetermined numerical range is set as the region of interest ROI. Here, the “threshold value” and the “numerical value range” are a lower limit value or a range of pixel values corresponding to a predetermined tissue often having a fine structure, for example, a bone. As a result, it is possible to set a predetermined structure with a fine structure that requires high spatial resolution as the region of interest ROI.

また例えば、画素値の空間的な変化量（例えば、近接する画素間の画素値の差分）やばらつき度（例えば、局所領域における画素値の標準偏差）が所定の閾値以上となるような領域を関心領域ＲＯＩに設定する。これにより、高い空間分解能が要求される、エッジ成分や細かい構造部分を関心領域ＲＯＩとして設定することができる。   Further, for example, an area in which the amount of spatial change in pixel value (for example, the difference in pixel value between adjacent pixels) and the degree of variation (for example, the standard deviation of the pixel value in the local area) are equal to or greater than a predetermined threshold. Set the region of interest ROI. Thereby, an edge component and a fine structure portion that require high spatial resolution can be set as the region of interest ROI.

なお、関心領域ＲＯＩは、例えば、アイソセンタＩＳＯを中心とする直径Ｄ１の円Ｃ１より外側の領域に限定してもよい。アイソセンタＩＳＯに近い領域は、元々高い空間分解能で画像再構成されるので、圧縮される前の元の投影データで画像再構成する必要性が低いからである。また、関心領域ＲＯＩは、不連続な画素によって構成される領域であってもよい。   The region of interest ROI may be limited to, for example, a region outside the circle C1 having a diameter D1 with the isocenter ISO as the center. This is because the area close to the isocenter ISO is originally reconstructed with a high spatial resolution, so that it is less necessary to reconstruct the image with the original projection data before being compressed. Further, the region of interest ROI may be a region constituted by discontinuous pixels.

ステップＳ２０７では、設定された関心領域ＲＯＩを、圧縮前の元の投影データＰＤ０を用いて画像再構成する。   In step S207, the set region of interest ROI is reconstructed using the original projection data PD0 before compression.

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０５で得られた再構成領域ＤＦＯＶの第１画像Ｇ１と、ステップＳ２０７で得られた関心領域ＲＯＩの画像とを重ねて合成し、第２画像Ｇ２を生成する。この合成は、第１画像Ｇ１に関心領域ＲＯＩの画像を単純に上書きしてもよいし、第１画像Ｇ１と関心領域ＲＯＩの画像とを重み付け加算してもよい。   In step S208, the first image G1 of the reconstruction area DFOV obtained in step S205 and the image of the region of interest ROI obtained in step S207 are superimposed and synthesized to generate a second image G2. In this synthesis, the first image G1 may be simply overwritten with the image of the region of interest ROI, or the first image G1 and the image of the region of interest ROI may be weighted and added.

ステップＳ２０９では、合成画像である第２画像Ｇ２を表示する。   In step S209, the second image G2, which is a composite image, is displayed.

このような第二実施形態によれば、空間分解能が低くなる領域すべてではなく、高い空間分解能が要求される部分的な領域のみを、圧縮していない元の投影データまたは低い圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成することができ、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができる。   According to the second embodiment, not only the entire area where the spatial resolution is low, but only the partial area where high spatial resolution is required, the original projection data that is not compressed or the view compression with a low compression rate. The image can be reconstructed using the projection data thus obtained, and the balance between the spatial resolution of the reconstructed image and the reconstruction time can be optimized.

なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更・追加等が可能である。   The embodiment of the invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and additions can be made without departing from the gist of the invention.

例えば、第二実施形態において、第１画像Ｇ１上で操作者が指定した所望の領域を、再構成領域における関心領域ＲＯＩに設定してもよい。   For example, in the second embodiment, a desired region designated by the operator on the first image G1 may be set as the region of interest ROI in the reconstruction region.

また、第二実施形態において、関心領域ＲＯＩについては、元の投影データＰＤ０ではなく、第１画像Ｇ１のときよりも小さい圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成してもよい。   In the second embodiment, the region of interest ROI may be reconstructed using not the original projection data PD0 but projection data that is view-compressed with a smaller compression rate than that of the first image G1. .

また、第一実施形態において、再構成領域ＤＦＯＶを、適用する投影データの圧縮率別に分割する際の分割領域の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、これらの分割領域は、同心円を境界とする領域である必要はない。特に第１基準領域Ｗ１は、円領域でなくてもよく、矩形領域などの多角形領域であってもよい。   In the first embodiment, the number of divided areas when dividing the reconstruction area DFOV by the compression rate of the projection data to be applied may be two, or may be four or more. Further, these divided regions do not need to be regions having concentric circles as boundaries. In particular, the first reference area W1 may not be a circular area but may be a polygonal area such as a rectangular area.

また、上記実施形態においては、被写体として人体を想定しているが、もちろん動物や物体であってもよい。   In the above-described embodiment, a human body is assumed as a subject, but an animal or an object may be used as a matter of course.

また、発明は、医療用のＸ線ＣＴ装置に限定されず、産業用のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。   The invention is not limited to a medical X-ray CT apparatus, and can also be applied to an industrial X-ray CT apparatus.

１…操作コンソール
２…入力装置
３…中央処理装置
５…データ収集バッファ
６…モニタ
７…記憶装置
１０…撮影テーブル
１２…クレードル
１５…回転部
２０…走査ガントリ
２１…Ｘ線管
２２…Ｘ線コントローラ
２３…コリメータ
２４…Ｘ線検出器
２５…データ収集部ＤＡＳ
２６…回転部コントローラ
２９…制御コントローラ
３０…スリップリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation console 2 ... Input device 3 ... Central processing unit 5 ... Data collection buffer 6 ... Monitor 7 ... Storage device 10 ... Imaging table 12 ... Cradle 15 ... Rotating part 20 ... Scanning gantry 21 ... X-ray tube 22 ... X-ray controller 23 ... Collimator 24 ... X-ray detector 25 ... Data collection unit DAS
26: Rotating part controller 29 ... Control controller 30 ... Slip ring

Claims (11)

被写体を挟むように対向して配置されているＸ線源および検出器と、
該Ｘ線源および検出器を前記被写体の周りに回転させて、前記被写体の複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、
該データ収集手段により収集された投影データを用いて、断層面内の再構成領域を画像再構成する画像再構成手段とを備えているＸ線ＣＴ装置であって、
前記データ収集手段により収集された投影データをビュー方向に圧縮してビュー密度を減らすビュー圧縮手段をさらに備えており、
前記画像再構成手段は、前記再構成領域の一部の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により第１圧縮率で圧縮された投影データを用いて画像再構成し、前記再構成領域から前記一部の領域を除いた他の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により前記第１圧縮率よりも小さい第２圧縮率で圧縮された投影データおよび／または前記データ収集手段により収集された元の投影データを用いて画像再構成するＸ線ＣＴ装置。 An X-ray source and a detector arranged to face each other with a subject interposed therebetween;
Data collection means for collecting projection data of a plurality of views of the subject by rotating the X-ray source and detector around the subject;
An X-ray CT apparatus comprising image reconstruction means for reconstructing an image of a reconstruction area in a tomographic plane using projection data collected by the data collection means,
View compression means for reducing the view density by compressing the projection data collected by the data collection means in the view direction;
The image reconstruction unit reconstructs an image using a projection data compressed at a first compression rate by the view compression unit with respect to a part of the reconstruction region. For other areas excluding a part of the area, projection data compressed by the view compression means at a second compression ratio smaller than the first compression ratio and / or source data collected by the data collection means X-ray CT apparatus that reconstructs an image using the projection data. 前記一部の領域は、前記再構成領域とアイソセンタを含む所定領域との重複領域である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the partial area is an overlapping area between the reconstruction area and a predetermined area including an isocenter. 前記所定領域は、前記アイソセンタを中心とする円領域である請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 2, wherein the predetermined area is a circular area centered on the isocenter. 前記円領域の直径は、１０ｃｍ以上、４０ｃｍ以下である請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein a diameter of the circular region is 10 cm or more and 40 cm or less. 前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１圧縮率を決定する圧縮率決定手段をさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。   ON / OFF of the function of substantially increasing the view density by vibrating the X-ray focus of the X-ray source during projection data acquisition by the projection data acquisition means, the size of the X-ray focus, and the image reconstruction means 5. The compression ratio determining unit according to claim 1, further comprising: a compression ratio determining unit that determines the first compression ratio based on at least one of sharpnesses of a reconstruction function used for image reconstruction. The X-ray CT apparatus described. 前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記一部の領域のサイズを決定する領域サイズ決定手段をさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。   ON / OFF of the function of substantially increasing the view density by vibrating the X-ray focus of the X-ray source during projection data acquisition by the projection data acquisition means, the size of the X-ray focus, and the image reconstruction means 5. The apparatus according to claim 1, further comprising region size determination means for determining a size of the partial region based on at least one of the sharpnesses of the reconstruction function used for image reconstruction. X-ray CT apparatus according to item. 前記画像再構成手段は、
前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、
再構成された前記第１画像における画素値に基づいて、前記再構成領域における関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、
前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。 The image reconstruction means includes
First reconstruction means for reconstructing a first image of the reconstruction area using projection data compressed at the first compression rate;
A region-of-interest setting means for setting a region of interest in the reconstructed region based on the pixel value in the reconstructed first image;
Second reconstructing means for reconstructing an image of the region of interest using the projection data compressed at the second compression rate or the original projection data;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising: an image synthesizing unit that synthesizes the image of the region of interest with the first image to generate a second image of the reconstructed region. 前記関心領域設定手段は、前記第１画像における画素値の大小または画素値の空間的な変化量の大小に基づいて、前記関心領域を設定する請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 7, wherein the region-of-interest setting unit sets the region of interest based on a pixel value in the first image or a spatial change amount of the pixel value. 前記画像再構成手段は、
前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、
再構成された前記第１画像上で操作者により指定された領域を、前記再構成領域における関心領域に設定する関心領域設定手段と、
前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、
前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。 The image reconstruction means includes
First reconstruction means for reconstructing a first image of the reconstruction area using projection data compressed at the first compression rate;
A region of interest setting means for setting a region designated by the operator on the reconstructed first image as a region of interest in the reconstructed region;
Second reconstructing means for reconstructing an image of the region of interest using the projection data compressed at the second compression rate or the original projection data;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising: an image synthesizing unit that synthesizes the image of the region of interest with the first image to generate a second image of the reconstructed region. 前記関心領域設定手段は、アイソセンタを含む所定領域より外側に前記関心領域を設定する請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 7, wherein the region-of-interest setting unit sets the region of interest outside a predetermined region including an isocenter. 前記投影データの収集における前記Ｘ線源１回転当りのビュー数は、１５００以上である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the number of views per one rotation of the X-ray source in the collection of the projection data is 1500 or more.

Images