JPH04266744A - Ct device - Google Patents
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- JPH04266744A JPH04266744A JP3028196A JP2819691A JPH04266744A JP H04266744 A JPH04266744 A JP H04266744A JP 3028196 A JP3028196 A JP 3028196A JP 2819691 A JP2819691 A JP 2819691A JP H04266744 A JPH04266744 A JP H04266744A
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＴ装置に関し、特に
投影データから逆投影データを求める演算処理時間を短
縮することのできるＣＴ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CT apparatus, and more particularly to a CT apparatus capable of shortening the calculation processing time for obtaining back projection data from projection data.
【０００２】0002
【従来の技術】放射線として代表的なＸ線を用いた第３
世代のＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線源と円弧状の検出
器とが撮影域を挟んで対向配置され、該撮影域には被検
体が配置されている。[Prior art] A third method using X-rays, which is a typical radiation
In the current generation of X-ray CT apparatuses, an X-ray source and an arc-shaped detector are arranged to face each other across an imaging area, and a subject is placed in the imaging area.
【０００３】このＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と検出器との
対向した配置関係を保ちながら、所定の回転中心の周囲
をＸ線源と検出器とが回転しＸ線源からＸ線を曝射する
ことにより、撮影域内の被検体に対する各方向からの透
過Ｘ線に基づく投影データを、検出器，積分器，マルチ
プレクサ，Ａ．Ｄ変換器などを有するＤＡＳ（データ収
集部）によって収集する。そしてこのデータを再生構成
部に取り込み、これによって画像再構成のための演算を
行なって被検体の画像（スライス像）を得て、この画像
をＴＶモニタなどに表示するようにしている。In this X-ray CT device, the X-ray source and detector rotate around a predetermined center of rotation while maintaining the opposing arrangement of the X-ray source and detector, and emit X-rays from the X-ray source. By irradiating the object, projection data based on transmitted X-rays from each direction to the subject within the imaging area is transmitted to the detector, integrator, multiplexer, A. Data is collected by a DAS (data acquisition unit) having a D converter and the like. This data is then taken into the reproduction configuration section, which performs calculations for image reconstruction to obtain an image (slice image) of the object, and displays this image on a TV monitor or the like.
【０００４】最近では、連続回転走査（以下、連続回転
スキャンという。）を行なった後に、リアルタイムで画
像を見たいという要求がある。このような要求に答える
べく、各種のリアルタイムで画像の再構成を行なう装置
が開発されている。このようにリアルタイムで画像を表
示すれば、連続回転中で被検体（特に患者）に必要以上
にＸ線を曝射させないように、どの回転位置まで撮影を
行なえばよいのか、あるいはどの時間まで撮影すれば良
いのかを画像を見て判断できるという診断上のメリット
がある。Recently, there has been a demand for viewing images in real time after continuous rotational scanning (hereinafter referred to as continuous rotational scanning). In order to meet such demands, various devices that reconstruct images in real time have been developed. By displaying images in real time in this way, you will be able to determine to what rotational position or up to what length of time images should be taken to avoid exposing the subject (especially the patient) to more X-rays than necessary during continuous rotation. It has the advantage of being able to judge what to do by looking at the image.
【０００５】従来のＸ線ＣＴ装置において、連続回転ス
キャンを行なって収集されたデータに基づき、連続的に
しかもリアルタイムで画像を再構成してこの画像を表示
する１つの方法として、複数の再構成ユニットを利用す
る方法がある。この方法は、先ず、少しずつ時間（角度
）をずらした各データを各再構成ユニットに取り込み、
これら再構成ユニットよって画像の再構成を行ない、得
られた画像を連続的に表示する方法である。しかし、こ
の方法では、何台もの再構成ユニットが必要であり、装
置がコスト高になってしまう。[0005] In conventional X-ray CT equipment, one method of continuously reconstructing images in real time based on data collected by performing continuous rotational scanning and displaying the images is multiple reconstruction. There are ways to use units. This method first imports each piece of data with a slight time (angle) shift into each reconstruction unit.
This is a method in which images are reconstructed using these reconstruction units and the resulting images are displayed continuously. However, this method requires a number of reconfiguration units, which increases the cost of the apparatus.
【０００６】一方、１つの再構成ユニットで連続回転ス
キャンを行なってリアルタイムで画像を表示する方法も
知られている。この方法では、ビュー（Ｘ線源が被検体
に対して回転するときの回転角度）のピッチ（Ｘ線源が
Ｘ線を曝射するときの微小角度をいう。例えば１回転分
３６０°を１０００分割したとすると、ピッチは０．３
６°）ごとに収集された各投影データに基づき画像再構
成を行なって３６０°分の画像を作成し、リアルタイム
で画像を表示する。この方法による画像の作成を図１０
を用いて説明する。まず、図１０（ａ）に示すように連
続回転スキャン中において、Δα（ビューのピッチ）ご
とに収集された３６０°分の投影データにより画像Ａを
作成する。画像Ａは、図１０（ｂ）に示すように０°か
ら（３６０−Δα）°までの投影データを用いて作成さ
れ、ＴＶモニタ上に表示される。On the other hand, a method is also known in which images are displayed in real time by performing continuous rotational scanning using one reconstruction unit. In this method, the pitch (the minute angle at which the X-ray source emits X-rays) of the view (rotation angle when the X-ray source rotates with respect to the subject) (for example, one rotation of 360° is 1000 If it is divided, the pitch is 0.3
Image reconstruction is performed based on each projection data collected every 6°) to create a 360° image, and the image is displayed in real time. Figure 10 shows how an image is created using this method.
Explain using. First, as shown in FIG. 10A, an image A is created using 360° worth of projection data collected for each Δα (view pitch) during continuous rotation scanning. Image A is created using projection data from 0° to (360−Δα)°, as shown in FIG. 10(b), and is displayed on a TV monitor.
【０００７】次に、図１０（ｃ）に示すようにΔα°か
ら３６０°までの画像Ｂを作成する。この画像Ｂは、画
像Ａから０°における投影データをマイナスにして逆投
影（バックプロジェクションともいう。）し、得られた
ものに３６０°における投影データを逆投影した逆投影
データを加算することにより作成される。Next, as shown in FIG. 10(c), an image B from Δα° to 360° is created. This image B is obtained by back projecting (also called back projection) the projection data at 0° from image A with a negative value, and adding back projection data obtained by back projecting the projection data at 360° to the obtained image. Created.
【０００８】次に図１０（ｄ）に示すように２Δα°か
ら（３６０＋Δα）°における画像Ｃは、画像ＢからΔ
α°における投影データをマイナスにして逆投影し、得
られたものに（３６０＋Δα）°における投影データを
逆投影し逆投影データを加算することにより作成される
。Next, as shown in FIG. 10(d), image C at 2Δα° to (360+Δα)° is Δ
It is created by back projecting the projection data at α° as a negative value, back projecting the projection data at (360+Δα)° to the obtained result, and adding the back projection data.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の装置にあっては、次のような問題があった。前
述したある回転角度における投影データに基づく逆投影
データは、ＢＰｉ ＝ａｉ ・｛ｌｉ （ｘｎ ＋１
−ｘｎ ）＋ｘｎ ｝で表される。ここで、ＢＰｉ は
逆投影データ画素であり、ａｉ は重み付け係数，ｌｉ
は補間係数であり、ｘｎ ＋１ ，ｘｎ は投影デー
タである。ここで再構成部において、例えば画像Ｃを作
成する場合、角度Δα°，（３６０＋Δα）°夫々につ
いて逆投影データを得るために、加減算処理を２回，乗
算処理を２回行なわなければならない。また角度Δα°
（例えば０．３６°）ごとに投影データを収集している
から、例えば角度１０°までに２７個の投影データが存
在する。このため角度３６０°のうちの角度１０°だけ
でも加減算処理を１０８回，乗算処理を１０８回行なわ
なければならず、非常に計算量が多くなっていた。よっ
て、画像をリアルタイムで表示するためには、計算の高
速化が必要であった。本発明の目的は、逆投影の計算を
簡単化して、リアルタイムの画像を得ることのできるＣ
Ｔ装置を提供することにある。However, the above-mentioned conventional device has the following problems. The back projection data based on the projection data at a certain rotation angle mentioned above is BPi =ai ・{li (xn +1
−xn )+xn }. where BPi is the back projection data pixel, ai is the weighting coefficient, li
are interpolation coefficients, and xn +1 and xn are projection data. Here, in the reconstruction unit, when creating image C, for example, addition and subtraction processing must be performed twice and multiplication processing must be performed twice in order to obtain back projection data for each of angles Δα° and (360+Δα)°. Also the angle Δα°
Since projection data is collected at every angle (for example, 0.36°), there are 27 pieces of projection data up to an angle of 10°, for example. Therefore, for just 10 degrees out of 360 degrees, addition/subtraction processing must be performed 108 times and multiplication processing must be performed 108 times, resulting in an extremely large amount of calculation. Therefore, in order to display images in real time, it was necessary to speed up calculation. An object of the present invention is to simplify backprojection calculations and obtain real-time images using C.
The objective is to provide a T device.
【００１０】0010
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決し目的を達成する為に次のような手段を講じた。本発
明は、検出器と、該検出器に放射線を曝射する放射線源
と、該放射線源及び前記検出器を対向配置を保ちながら
撮影域中の被検体に対して連続回転させる手段と、この
手段により前記放射線源が微小角度回転する毎に前記放
射線源から曝射されて被検体を透過した各放射線強度デ
ータに基づく各回転角度毎の投影データを収集する収集
手段と、この収集手段から前記微小角度よりも十分に大
きい所定の回転角度範囲内で収集される各投影データを
逆投影した各逆投影データを夫々加算することで各部分
画像を作成しこの各部分画像を夫々加算することで３６
０°分の１枚の画像を作成し、前記放射線源が３６０°
以上回転したとき前記放射線源の回転角度に対応して前
記所定の回転角度範囲内で収集される各投影データを用
いて作成した部分画像を、前記１枚の画像の各部分画像
から前記放射線源の回転角度より３６０°前の回転角度
に対応する部分画像を減算して得た各部分画像に、加算
することで１枚の画像を作成する再構成手段とを備えた
ことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, the present invention takes the following measures. The present invention provides a detector, a radiation source that irradiates the detector with radiation, a means for continuously rotating the radiation source and the detector with respect to a subject in an imaging area while maintaining a facing arrangement; a collection means for collecting projection data for each rotation angle based on each radiation intensity data emitted from the radiation source and transmitted through the subject each time the radiation source rotates by a minute angle; Each partial image is created by adding each back projection data obtained by back projecting each projection data collected within a predetermined rotation angle range that is sufficiently larger than a minute angle, and by adding each of these partial images, respectively. 36
One image for 0° is created, and the radiation source is 360°.
A partial image created using each projection data collected within the predetermined rotation angle range corresponding to the rotation angle of the radiation source when the radiation source is rotated above is calculated from each partial image of the one image. The present invention is characterized by comprising a reconstruction means for creating one image by adding to each partial image obtained by subtracting a partial image corresponding to a rotation angle 360 degrees before the rotation angle.
【００１１】[0011]
【作用】このような構成において、微小角度よりも十分
に大きい所定の回転角度範囲内で収集される各投影デー
タを逆投影した各逆投影データが夫々加算されて各部分
画像が作成され各部分画像が夫々加算されて３６０°分
の１枚の画像が作成される。また、放射線源が３６０°
以上回転したとき１枚の画像は、放射線源の回転角度に
対応して所定の回転角度範囲内で収集される各投影デー
タを用いて作成した部分画像と、１枚の画像の各部分画
像から放射線源の回転角度より３６０°前の回転角度に
対応する部分画像を減算して得た各部分画像とを加算す
ることによって作成される。よって１枚の画像を得るた
めの減算処理において１つの部分画像を減算するのみで
よいから、画像再構成のための演算時間を大幅に短縮で
き、また画像が所定の回転角度ごとにリアルタイムで表
示できる。[Operation] In such a configuration, each back projection data obtained by back projecting each projection data collected within a predetermined rotation angle range that is sufficiently larger than a minute angle is added to create each partial image. The images are added together to create one 360° image. Also, the radiation source is 360°
When rotated above, one image is created from partial images created using each projection data collected within a predetermined rotation angle range corresponding to the rotation angle of the radiation source, and each partial image of one image. It is created by adding each partial image obtained by subtracting a partial image corresponding to a rotation angle 360 degrees before the rotation angle of the radiation source. Therefore, since it is only necessary to subtract one partial image in the subtraction process to obtain one image, the calculation time for image reconstruction can be greatly reduced, and the image can be displayed in real time at each predetermined rotation angle. can.
【００１２】0012
【実施例】以下、本発明に係るＣＴ装置の一実施例を説
明する。図１は第３世代のＸ線ＣＴ装置を示す概略構成
図、図２はＸ線源１及び検出器３の連続回転により収集
される投影データＰＤを示す図である。Embodiment An embodiment of the CT apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a third generation X-ray CT apparatus, and FIG. 2 is a diagram showing projection data PD collected by continuous rotation of an X-ray source 1 and a detector 3.
【００１３】図１において、Ｘ線源１は所定の角度βを
なすＸ線ビームＦＢを被検体２が存在する撮影域内に放
射するものである。複数の検出器素子３ー１〜３ーＮを
併設した検出器３は、被検体２を挟んでＸ線源１に対向
配置され、被検体２を透過したＸ線を検出するものであ
る。駆動装置１０は、Ｘ線源１と検出器３とをＸ線源１
と検出器３との対向した配置関係を保ちながら、被検体
２の周囲を連続回転させるものとなっている。なおＸ線
源１は連続回転中にビューのピッチΔαごとに（例えば
０．３６°）Ｘ線を曝射するものとなっている。In FIG. 1, an X-ray source 1 emits an X-ray beam FB forming a predetermined angle β into an imaging area where a subject 2 is present. The detector 3, which includes a plurality of detector elements 3-1 to 3-N, is arranged to face the X-ray source 1 with the subject 2 in between, and detects the X-rays that have passed through the subject 2. The drive device 10 connects the X-ray source 1 and the detector 3 to the X-ray source 1
The object 2 is continuously rotated around the subject 2 while maintaining the opposed arrangement relationship between the object 2 and the detector 3. Note that the X-ray source 1 emits X-rays at every view pitch Δα (for example, 0.36°) during continuous rotation.
【００１４】また図２に示すように角度θはＸ線源１及
びＸ線ビームＦＢの回転角であって、Ｘ線源１及び検出
器３の連続回転移動により１回転ごとに３６０°ずつ増
加していく。Further, as shown in FIG. 2, the angle θ is the rotation angle of the X-ray source 1 and the X-ray beam FB, and increases by 360° for each rotation due to continuous rotational movement of the X-ray source 1 and the detector 3. I will do it.
【００１５】ＤＡＳ（データ収集部，Ｄａｔａ Ａｃｑ
ｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ）４は、積分器（図
示しない），各検出器素子３ー１〜３ーＮからのＸ線強
度データを高速かつシリアルに取り込むためのマルチプ
レクサ１１，各Ｘ線強度データをディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器１２などを備え、被検体２に対するＸ
線源１のピッチΔαごとのＸ線強度データに基づく投影
データＰ（ｍ，ψ，θ）を収集する。ここでｍはＸ線源
１の回転回数であり、回転角度θはＸ線源１の回転角度
（ビュー）であり、角度ψは図１に示すようにＸ線源１
と回転中心Ｏ１ とを結ぶ直線と、Ｘ線源１と各検出器
素子３一ｋとを結ぶ直線とのなす角度であって角度−β
／２°から角度＋β／２°の範囲である。図２に示すよ
うにビューのピッチΔαごとに投影データＰ（ｍ，ψ，
θ）がＤＡＳ４に収集される。[0015] DAS (data acquisition unit, Data Acq)
uisition system) 4 includes an integrator (not shown), a multiplexer 11 for taking in X-ray intensity data from each of the detector elements 3-1 to 3-N at high speed and serially, and converting each X-ray intensity data into a digital signal. It is equipped with an A/D converter 12 etc. to convert
Projection data P (m, ψ, θ) based on X-ray intensity data for each pitch Δα of the radiation source 1 is collected. Here, m is the number of rotations of the X-ray source 1, rotation angle θ is the rotation angle (view) of the X-ray source 1, and angle ψ is the rotation angle (view) of the X-ray source 1, as shown in FIG.
The angle between the straight line connecting the rotation center O1 and the straight line connecting the X-ray source 1 and each detector element 3k, and the angle -β
/2° to +β/2°. As shown in Figure 2, projection data P(m, ψ,
θ) is collected in DAS4.
【００１６】再構成部６はＤＡＳ４からの投影データＰ
（ｍ，ψ，θ）を取り込み、この投影データに基づき画
像再構成のための逆投影演算処理を行なうコンピュータ
６ａと画像を記憶するためのメモリ６ｂとを有し、画像
（スライス像）を再構成する。図３は再構成部６の逆投
影演算処理を説明するための図である。The reconstruction unit 6 receives the projection data P from the DAS 4.
(m, ψ, θ), and has a computer 6a that performs back projection calculation processing for image reconstruction based on this projection data, and a memory 6b for storing images, and reproduces images (slice images). Configure. FIG. 3 is a diagram for explaining the back projection calculation process of the reconstruction unit 6.
【００１７】再構成部６内部のコンピュータ６ａはまず
図３（ａ）に示すようにある任意の回転角度θにおける
投影データＰ（ｍ，ψ，θ）を逆投影し、逆投影データ
ＢＰを得る。そして、得られた逆投影データＢＰを最初
は逆投影データＱとする（なお逆投影データＱの初期値
は零としているからである。）。The computer 6a inside the reconstruction unit 6 first backprojects the projection data P (m, ψ, θ) at a given rotation angle θ to obtain backprojection data BP, as shown in FIG. 3(a). . The obtained backprojection data BP is initially set as backprojection data Q (note that the initial value of backprojection data Q is set to zero).
【００１８】次に図３（ｂ）に示すようにある任意の回
転角度にΔαだけ角度を加算した回転角度における投影
データＰ（ｍ，ψ，θ）を逆投影し逆投影データＢＰを
前に得られた逆投影データＱに加算して新たな逆投影デ
ータＱを得る。コンピュータ６ａは上記のような加算処
理を回転角度θが３６０°分の投影データＰ（ｍ，ψ，
θ）について、繰り返し行なっている。Next, as shown in FIG. 3(b), projection data P (m, ψ, θ) at a rotation angle obtained by adding an angle of Δα to a certain arbitrary rotation angle is back-projected, and the back-projection data BP is placed in front. It is added to the obtained backprojection data Q to obtain new backprojection data Q. The computer 6a performs the above addition process on projection data P(m, ψ,
θ) is repeated.
【００１９】図４は所定の回転角度範囲内１０°で収集
される各投影データを逆投影した各逆投影データを夫々
加算することにより部分画像を作成する処理を説明する
ための図である。図４に示すように所定の回転角度範囲
内１０°の各投影データＰ（ｍ，ψ，θ）を逆投影し（
図中ＢＰ）、前述した図３（ａ）（ｂ）に従って、各逆
投影データＢＰ夫々を加算することにより部分画像ａ１
〜ａ３７が得られるものとなっている。前記メモリ６
ｂは、各部分画像ａ１ 〜ａ３７…を夫々対応する番地
に記憶するものとなっている。ＴＶモニタ７は１０°ご
との部分画像に基づく３６０°分の画像を１０°に対応
する時間でリアルタイムで表示する。FIG. 4 is a diagram for explaining a process of creating a partial image by adding back projection data obtained by back projecting projection data collected within a predetermined rotation angle range of 10 degrees. As shown in FIG.
BP in the figure), partial image a1 is obtained by adding each back projection data BP, respectively, according to FIGS. 3(a) and 3(b) described above.
~a37 is obtained. The memory 6
b stores each partial image a1 to a37, . . . at a corresponding address. The TV monitor 7 displays 360° images based on partial images every 10° in real time at a time corresponding to 10°.
【００２０】次にこのように構成された実施例の作用を
説明する。Ｘ線源１と検出器３との対向配置関係を保ち
、かつビューのピッチΔαごとにＸ線源１からＸ線を被
検体２に向けて曝射しながら被検体２の周囲を連続回転
スキャンする。すると、連続回転スキャンに伴なって被
検体２を透過したＸ線は検出器３ー１〜３ーＮによって
検出され、Ｘ線強度データに基づきＤＡＳ４内部のマル
チプレクサ１１，Ａ／Ｄ１２によってビューのピッチΔ
αごとの投影データＰ（ｍ，ψ，θ）が収集される。
そして再構成部６に取り込まれたビューのピッチΔαご
との投影データＰ（ｍ，ψ，θ）は、コンピュータ６ａ
によって次のような演算処理が行なわれる。ここでは、
画像をＴＶモニタ７に例えば回転角度１０°に対応する
時間ごとに表示する場合についての演算処理を説明する
。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be explained. The X-ray source 1 and the detector 3 are kept facing each other, and X-rays are emitted from the X-ray source 1 toward the subject 2 at each view pitch Δα, while the area around the subject 2 is continuously rotated and scanned. do. Then, the X-rays transmitted through the subject 2 during continuous rotational scanning are detected by the detectors 3-1 to 3-N, and the view pitch is adjusted by the multiplexer 11 and A/D 12 inside the DAS 4 based on the X-ray intensity data. Δ
Projection data P(m, ψ, θ) for each α is collected. The projection data P(m, ψ, θ) for each pitch Δα of the views captured in the reconstruction unit 6 is then stored in the computer 6a.
The following arithmetic processing is performed. here,
A calculation process for displaying an image on the TV monitor 7 at intervals corresponding to a rotation angle of 10 degrees, for example, will be explained.
【００２１】まず、図３に示すような演算処理に従って
、０°の投影データＰ（ｍ，ψ，０）が逆投影されて逆
投影データＱ０ が得られ、次にΔαの投影データＰ（
ｍ，ψ，Δα）が逆投影されて逆投影データＢＰ１ が
得られる。そして、逆投影データＢＰ１ が逆投影デー
タＱ０ に加算されて逆投影データＱ１ が得られる。
さらに２Δαの投影データＰ（ｍ，ψ，２Δα）が逆投
影されて逆投影データＢＰ２ が得られると、逆投影デ
ータＢＰ２ が逆投影データＱ１ に加算されて逆投影
データＱ２ が得られる。このような加算処理がΔαご
とに０°から１０°まで行なわれて部分画像ａ１ が求
められる。例えばΔαが０．３６°であれば、
ａ１ ＝ΣＰｊ
となる。ここで、ｊは１から２７である。この部分画像
ａ１ がメモリ６ｂに記憶される。First, according to the arithmetic processing shown in FIG.
m, ψ, Δα) are back-projected to obtain back-projection data BP1. Then, backprojection data BP1 is added to backprojection data Q0 to obtain backprojection data Q1. Furthermore, when the projection data P (m, ψ, 2Δα) of 2Δα is back-projected to obtain back-projection data BP2, back-projection data BP2 is added to back-projection data Q1 to obtain back-projection data Q2. Such addition processing is performed from 0° to 10° for each Δα to obtain the partial image a1. For example, if Δα is 0.36°, a1 =ΣPj. Here, j is from 1 to 27. This partial image a1 is stored in the memory 6b.
【００２２】同様に回転角度１０°から所定の回転角度
範囲内１０°の各投影データが図３に示すような演算処
理に従って逆投影されさらに各逆投影データＢＰが加算
されて、得られた部分画像ａ２ 〜ａ３７がメモリ６ｂ
に記憶される。Similarly, each projection data from a rotation angle of 10° to 10° within a predetermined rotation angle range is back-projected according to the arithmetic processing shown in FIG. Images a2 to a37 are stored in memory 6b
is memorized.
【００２３】次にメモリより部分画像ａ１ から部分画
像ａ３６が読み出され、コンピュータ６ａによって次式
の演算が行なわれて画像Ａが求められる。そして回転角
度３６０°に対応する時間でＴＶモニタ７に３６０°分
の画像Ａが表示される。
Ａ＝Σａｉ
ここで、Σはｉが１から３６についての演算である。Next, the partial images a1 to a36 are read from the memory, and the computer 6a calculates the following equation to obtain the image A. Then, the image A corresponding to 360° is displayed on the TV monitor 7 at a time corresponding to the rotation angle of 360°. A=Σai Here, Σ is an operation for i from 1 to 36.
【００２４】次に次式によって画像Ｂが求められ、回転
角度３７０°に対応する時間でＴＶモニタ７に３６０°
分の画像Ｂが表示される。
Ｂ＝Ａ−ａ１ ＋ａ３７
このような演算処理を行なえば、画像Ｂは、部分画像ａ
３７を作成するための５４回の加算処理，５４回の乗算
処理と部分画像ａ１ を削除するための１回の減算処理
とを行なうのみで、画像Ｂを求めることができる。すな
わち、従来の装置では、画像Ｂを作成するためにΔαご
とに逆投影データを減算していたが、本実施例では１つ
の部分画像を減算するのみで良い。さらにＸ線源１の１
回転によって得られる３６枚の各部分画像の計算量はさ
らに少なくて済むから、画像再構成のための演算時間を
大幅に短縮できる。さらに通常の連続回転では毎秒１回
転するから、毎秒３６枚の部分画像を得ることができる
。Next, image B is obtained using the following equation, and the image B is displayed on the TV monitor 7 at 360° in the time corresponding to the rotation angle of 370°.
Image B is displayed. B=A-a1 +a37 If such arithmetic processing is performed, image B becomes partial image a
Image B can be obtained by only performing 54 addition processes to create 37, 54 multiplication processes, and 1 subtraction process to delete partial image a1. That is, in the conventional apparatus, back projection data is subtracted every Δα in order to create image B, but in this embodiment, only one partial image needs to be subtracted. Furthermore, 1 of X-ray source 1
Since the amount of calculation for each of the 36 partial images obtained by rotation can be further reduced, the calculation time for image reconstruction can be significantly reduced. Furthermore, since the normal continuous rotation rotates once per second, 36 partial images can be obtained per second.
【００２５】したがって、本実施例の場合には毎秒３６
枚の部分画像を表示するから、各部分画像がなめらかに
繋がり、よってリアルタイムで画像を表示することがで
きる。なお実施例ではａｉ は１０°ごとに作成したが
、１回転に２秒かかるとすれば、ａｉ を５°ずつ作成
すれば良い。Therefore, in this embodiment, 36
Since two partial images are displayed, each partial image is smoothly connected, and the image can therefore be displayed in real time. Note that in the embodiment, ai was created every 10 degrees, but if one rotation takes 2 seconds, it is sufficient to create ai every 5 degrees.
【００２６】次に本発明の第２の実施例を説明する。第
２の実施例は図５に示すようにＸ線源１がある角度、例
えば回転角度２５°から回転した時の画像を本発明を応
用し少ない計算量で得ようとするものである。図６は図
５に示す連続回転において所定の回転角度範囲内１０°
で収集される各投影データを逆投影した各逆投影データ
を加算処理することにより部分画像を作成する処理を説
明するための図である。またメモリ６ｂは連続回転した
ときにおける各部分画像ａ３ 〜ａ３９…を記憶するも
のとなっている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 5, an image obtained when the X-ray source 1 is rotated from a certain angle, for example, a rotation angle of 25 degrees, is obtained by applying the present invention with a small amount of calculation. Figure 6 shows 10° within the predetermined rotation angle range in the continuous rotation shown in Figure 5.
FIG. 3 is a diagram for explaining a process of creating a partial image by adding back projection data obtained by back projecting each projection data collected in FIG. Further, the memory 6b is configured to store each partial image a3 to a39, . . . during continuous rotation.
【００２７】例えば回転角度２５°での画像を得ようと
すると、第１の実施例の要領で、コンピュータ６ａによ
って各部分画像を作成する。次ぎに、回転角度２５°か
ら３０°までの投影データを逆投影した逆投影データを
加算することにより部分画像ａ３ ´を作成する。次ぎ
に、回転角度３８０°から３８５°までの投影データを
逆投影した逆投影データを加算することにより部分画像
ａ３９´を作成する。そして回転角度３０°から回転角
度３８０°までは、所定の回転角度範囲内１０°で収集
される各投影データを逆投影した各逆投影データを加算
処理することにより部分画像ａ４ ´〜ａ３８´をメモ
リ４ｂより読み出す。このようにして作成された各部分
画像を次式を用いて夫々加算すると、１枚の画像Ｃが作
成される。
Ｃ＝ａ３ ´＋Σａｉ ＋ａ３９´
ここで、Σはｉが４から３８についての演算である。こ
のように第２の実施例においても、３６０°分の画像を
、少ない計算量で得ることができる。For example, to obtain an image at a rotation angle of 25°, each partial image is created by the computer 6a in the same manner as in the first embodiment. Next, a partial image a3' is created by adding back projection data obtained by back projecting the projection data at a rotation angle of 25° to 30°. Next, a partial image a39' is created by adding back projection data obtained by back projecting the projection data at rotation angles from 380° to 385°. Then, from a rotation angle of 30 degrees to a rotation angle of 380 degrees, partial images a4' to a38' are obtained by adding back projection data obtained by back projecting each projection data collected at 10 degrees within a predetermined rotation angle range. Read from memory 4b. When each partial image created in this way is added using the following equation, one image C is created. C=a3'+Σai+a39' Here, Σ is an operation for i from 4 to 38. In this way, also in the second embodiment, images for 360° can be obtained with a small amount of calculation.
【００２８】次に本発明の第３の実施例を説明する。図
７は投影データを逆投影する際に用いる重み関数を示す
図である。重み関数ｗ（θ）は回転角度θが０°から１
０°のときには、
ｗ（θ）＋ｗ（θ＋１０°）＝１
を満たすものとする。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing weighting functions used when backprojecting projection data. The weighting function w(θ) has a rotation angle θ of 0° to 1
When the angle is 0°, w(θ)+w(θ+10°)=1 shall be satisfied.
【００２９】なお回転角度θが０°よりも小さい場合や
回転角度θが２０°よりも大きい場合には、重み関数ｗ
（θ）は零とする。再構成部６において、回転角度θが
０°から２０°について重み関数ｗ（θ）を、投影デー
タＰ（ｍ，ψ，θ）をコンボリューションしたデータＱ
（ｍ，ψ，θ）に乗算し、乗算出力データを逆投影する
ことにより、部分画像ｂ１ を作成する。Note that when the rotation angle θ is smaller than 0° or when the rotation angle θ is larger than 20°, the weighting function w
(θ) is assumed to be zero. In the reconstruction unit 6, data Q obtained by convolving the weighting function w(θ) with the projection data P(m, ψ, θ) for rotation angles θ of 0° to 20°
A partial image b1 is created by multiplying (m, ψ, θ) and back projecting the multiplication output data.
【００３０】同様に回転角度θが１０°から３０°につ
いて重み関数ｗ（θ−１０°）を、投影データＰ（ｍ，
ψ，θ）をコンボリューションしたデータＱ（ｍ，ψ，
θ）に乗算し、乗算出力データを逆投影することにより
部分画像ｂ２を作成する。Similarly, when the rotation angle θ is from 10° to 30°, the weighting function w(θ-10°) is expressed as the projection data P(m,
Data Q(m, ψ,
θ) and back-projecting the multiplied output data to create a partial image b2.
【００３１】一般に回転角度θがｎ×１０°から（ｎ＋
２）×１０°について重み関数ｗ（θ−ｎ×１０°）を
、投影データＰ（ｍ，ψ，θ）をコンボリューションし
たデータＱ（ｍ，ψ，θ）に乗算し、乗算出力データを
逆投影することにより部分画像ｂｎ ＋１ を作成する
。
ここで、ｎは整数である。Generally, the rotation angle θ is from n×10° to (n+
2) Multiply the data Q (m, ψ, θ) obtained by convoluting the projection data P (m, ψ, θ) by the weighting function w (θ-n x 10°) for ×10°, and obtain the multiplied output data. A partial image bn +1 is created by backprojecting. Here, n is an integer.
【００３２】このような演算処理を行なって作成された
部分画像ｂ１ ，ｂ２ …ｂｎ ＋１ を用いて、次式
の演算処理を行なうと、１枚の完全な画像を得ることが
できる。
Ａ′＝Σｂｉ
ここでｉは１から３６である。By using the partial images b1, b2, . A'=Σbi where i is from 1 to 36.
【００３３】なお、上述した各重み関数を夫々加算する
と、次式に示すような重み関数ｗ１（θ）ｗ１ （θ）
＝Σｗ（θ−ｎ×１０°）が得られる。ここで、Σはｎ
が０から３５についてで、θが０°から３７０°につい
ての演算である。[0033] When each of the above-mentioned weighting functions is added, the weighting function w1 (θ) w1 (θ) as shown in the following equation is obtained.
=Σw(θ−n×10°) is obtained. Here, Σ is n
is from 0 to 35, and θ is from 0° to 370°.
【００３４】重み関数ｗ１ （θ）は図８に示すような
関数である。すなわち、前述した１枚の画像Ａ′は、回
転角度０°から３７０°について重み関数ｗ１ （θ）
を投影データＰ（ｍ，ψ，θ）をコンボリューションし
たデータＱ（ｍ，ψ，θ）に乗算し、乗算出力データを
逆投影することにより作成された画像Ｓと等価である。The weighting function w1 (θ) is a function as shown in FIG. That is, the above-mentioned single image A' has a weight function w1 (θ) for rotation angles from 0° to 370°.
is equivalent to the image S created by multiplying the projection data P (m, ψ, θ) by convoluted data Q (m, ψ, θ) and back projecting the multiplication output data.
【００３５】次に前述した第１の実施例において作成さ
れた画像Ｂと同様に第３の実施例においても、回転角度
３７０°における画像Ｂ′は次式によって作成される。
Ｂ′＝Ａ′−ｂ１ ＋ｂ３７
上式によって作成される画像Ｂ′は１枚の完全な画像で
あるが、重み関数ｗ１（θ−１０°）を、回転角度１０
°から３８０°について投影データＰ（ｍ，ψ，θ）を
コンボリューションしたデータＱ（ｍ，ψ，θ）に乗算
し、乗算出力データを逆投影することにより作成された
画像と等価である。Next, similarly to the image B created in the first embodiment described above, in the third embodiment as well, an image B' at a rotation angle of 370° is created using the following equation. B'=A'-b1 +b37 The image B' created by the above equation is one complete image, but the weighting function w1 (θ-10°) is changed to a rotation angle of 10
This is equivalent to an image created by multiplying projection data P (m, ψ, θ) by convoluted data Q (m, ψ, θ) for 380 degrees from 0°, and back projecting the multiplied output data.
【００３６】このように第３の実施例においても、重み
関数を用いて部分画像ｂ１ ，ｂ２ …を作成しこれら
の部分画像を加算することにより１枚の画像を作成する
ので、前述した第１の実施例と同様な効果を有する。さ
らに第３の実施例は、患者の体動によって生じる画像上
のアーチファクトを軽減できる利点がある。In this way, in the third embodiment as well, one image is created by creating partial images b1, b2 . . . using a weighting function and adding these partial images, so that It has the same effect as the embodiment. Furthermore, the third embodiment has the advantage of reducing image artifacts caused by the patient's body movements.
【００３７】すなわち、重み関数ｗ１ （θ）を、投影
データを０°から３７０°までコンボリューションした
データに乗算し、乗算出力データを逆投影することによ
り作成された画像は、体動によるアーチファクトが少な
いことが知られているからである。That is, the image created by multiplying the data obtained by convoluting the projection data from 0° to 370° by the weighting function w1 (θ) and back projecting the multiplied output data is free from artifacts due to body movement. This is because it is known to be small.
【００３８】さらに重み関数として、例えば図９に示す
ような重み関数ｗ２（θ）であっても良い。この重み関
数ｗ２ （θ）は、回転角度θが０°からβについては
、ｗ２ （θ）＝｛１−ｃｏｓ（θπ／β）｝／２回転
角度θがβからΔαについては、
ｗ２ （θ）＝１
回転角度θがΔαからΔα＋βについては、ｗ２ （θ
）＝１−ｗ（θ−Δα）
回転角度θが上記以外の値であるとき、ｗ２ （θ）＝
０
となっている。Furthermore, the weighting function may be a weighting function w2(θ) as shown in FIG. 9, for example. This weighting function w2 (θ) is: w2 (θ) = {1-cos (θπ/β)}/2 when the rotation angle θ is from 0° to β; w2 (θ) when the rotation angle θ is from β to Δα )=1 For rotation angle θ from Δα to Δα+β, w2 (θ
)=1−w(θ−Δα) When the rotation angle θ is a value other than the above, w2 (θ)=
It is 0.
【００３９】またｗ２ （θ）は、
ｗ２ （θ）＋ｗ２ （θ−Δα）＝１を満たすものと
する。It is also assumed that w2 (θ) satisfies w2 (θ)+w2 (θ−Δα)=1.
【００４０】この場合に部分画像ｂ１ は、回転角度θ
が０°からΔα＋βについて投影データＰ（ｍ，ψ，θ
）をコンボリューションしたデータＱ（ｍ，ψ，θ）に
重み関数ｗ２ （θ）を乗算して、乗算出力データを逆
投影することにより作成される。一般に部分画像ｂｋ
は、回転角度θが（ｋ−１）ΔαからｋΔα＋βについ
て投影データＰ（ｍ，ψ，θ）をコンボリューションし
たデータＱ（ｍ，ψ，θ）に重み関数ｗ２ ｛θ−（ｋ
−１）Δα｝を乗算して逆投影することにより作成され
る。このような重み関数ｗ２ （θ）を用いて部分画像
を作成しても、前述した第３の実施例と同様な効果が得
られる。In this case, the partial image b1 has a rotation angle θ
is the projection data P(m, ψ, θ
) is multiplied by a weighting function w2 (θ), and the multiplication output data is back-projected. Generally partial image bk
is a weighting function w2 {θ−(k
-1) Created by multiplying by Δα} and back projecting. Even if a partial image is created using such a weighting function w2 (θ), the same effect as in the third embodiment described above can be obtained.
【００４１】なお本発明は上述した実施例に限定される
ものではない。上述した実施例では、放射線として代表
的なＸ線を説明したが、このほかにγ線であっても良い
。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施可能であるのは勿論である。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the embodiments described above, X-rays are typically used as the radiation, but γ-rays may also be used. It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、微小角度よりも十分に
大きい所定の回転角度範囲内で収集される各投影データ
を逆投影した各逆投影データが夫々加算されて各部分画
像が作成され各部分画像が夫々加算されて３６０°分の
１枚の画像が作成される。また、放射線源が３６０°以
上回転したとき１枚の画像は、放射線源の回転角度に対
応して所定の回転角度範囲内で収集される各投影データ
を用いて作成した部分画像と、１枚の画像の各部分画像
から放射線源の回転角度より３６０°前の回転角度に対
応する部分画像を減算して得た各部分画像とを加算する
ことによって作成される。よって１枚の画像を得るため
の減算処理において１つの部分画像を減算するのみでよ
いから、画像再構成のための演算時間を大幅に短縮でき
、また画像が所定の回転角度ごとにリアルタイムで表示
できるＣＴ装置を提供できる。According to the present invention, each partial image is created by adding each back projection data obtained by back projecting each projection data collected within a predetermined rotation angle range that is sufficiently larger than a minute angle. Each partial image is added to create one 360° image. Furthermore, when the radiation source rotates 360° or more, one image consists of a partial image created using each projection data collected within a predetermined rotation angle range corresponding to the rotation angle of the radiation source, and one image. is created by adding each partial image obtained by subtracting a partial image corresponding to a rotation angle 360 degrees before the rotation angle of the radiation source from each partial image of the image. Therefore, since it is only necessary to subtract one partial image in the subtraction process to obtain one image, the calculation time for image reconstruction can be greatly reduced, and the image can be displayed in real time at each predetermined rotation angle. We can provide a CT device that can
【図１】本発明に係るＣＴ装置の第１の実施例を示す概
略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a CT apparatus according to the present invention.
【図２】Ｘ線源及び検出器の連続回転により収集される
投影データＰＤを示す図。FIG. 2 is a diagram showing projection data PD collected by continuous rotation of the X-ray source and detector.
【図３】各投影データを逆投影した各逆投影データの加
算処理を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining addition processing of each back projection data obtained by back projecting each projection data.
【図４】所定の回転角度範囲内１０°で収集される各投
影データを逆投影した各逆投影データを加算することに
より部分画像を作成する処理を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a process of creating a partial image by adding back projection data obtained by back projecting projection data collected at 10 degrees within a predetermined rotation angle range.
【図５】任意の角度から連続回転スキャンを行なった場
合の回転角度を示す図。FIG. 5 is a diagram showing rotation angles when continuous rotation scanning is performed from arbitrary angles.
【図６】図５に示す連続回転において所定の回転角度範
囲内１０°で収集される各投影データを逆投影した各逆
投影データを加算することにより部分画像を作成する処
理を説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining a process of creating a partial image by adding back projection data obtained by back projecting each projection data collected at 10 degrees within a predetermined rotation angle range in the continuous rotation shown in FIG. figure.
【図７】投影データを逆投影する際に用いられる重み関
数ｗ（θ）の一例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of a weighting function w(θ) used when backprojecting projection data.
【図８】重み関数ｗ１ （θ）を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a weighting function w1 (θ).
【図９】重み関数ｗ２ （θ）を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a weighting function w2 (θ).
【図１０】従来のＣＴ装置による画像の再構成処理を説
明するための図。FIG. 10 is a diagram for explaining image reconstruction processing performed by a conventional CT apparatus.
１…Ｘ線源、２…被検体、３…検出器、４…ＤＡＳ、６
…再構成部、７…ＴＶモニタ、１１…マルチプレクサ、
１２…Ａ／Ｄ、ＦＢ…Ｘ線ビーム、ＰＤ…投影データ、
ＢＰ…逆投影データ。1... X-ray source, 2... Subject, 3... Detector, 4... DAS, 6
... Reconfiguration unit, 7... TV monitor, 11... Multiplexer,
12...A/D, FB...X-ray beam, PD...projection data,
BP...Back projection data.
Claims (1)
射する放射線源と、該放射線源及び前記検出器を対向配
置を保ちながら撮影域中の被検体に対して連続回転させ
る手段と、この手段により前記放射線源が微小角度回転
する毎に前記放射線源から曝射されて被検体を透過した
各放射線強度データに基づく各回転角度毎の投影データ
を収集する収集手段と、この収集手段から前記微小角度
よりも十分に大きい所定の回転角度範囲内で収集される
各投影データを逆投影した各逆投影データを夫々加算す
ることで各部分画像を作成しこの各部分画像を夫々加算
することで３６０°分の１枚の画像を作成し、前記放射
線源が３６０°以上回転したとき前記放射線源の回転角
度に対応して前記所定の回転角度範囲内で収集される各
投影データを用いて作成した部分画像を、前記１枚の画
像の各部分画像から前記放射線源の回転角度より３６０
°前の回転角度に対応する部分画像を減算して得た各部
分画像に、加算することで１枚の画像を作成する再構成
手段とを備えたことを特徴とするＣＴ装置。1. A detector, a radiation source that irradiates the detector with radiation, and means for continuously rotating the radiation source and the detector with respect to a subject in an imaging area while maintaining a facing arrangement; A collection means for collecting projection data for each rotation angle based on each radiation intensity data emitted from the radiation source and transmitted through the subject each time the radiation source rotates by a minute angle; Each partial image is created by adding each back projection data obtained by back projecting each projection data collected within a predetermined rotation angle range that is sufficiently larger than the minute angle, and each of these partial images is added. to create one image for 360°, and when the radiation source rotates 360° or more, each projection data collected within the predetermined rotation angle range corresponding to the rotation angle of the radiation source is used. The created partial images are calculated from each partial image of the one image by 360 degrees from the rotation angle of the radiation source.
1. A CT apparatus comprising: reconstruction means for creating one image by adding each partial image obtained by subtracting a partial image corresponding to a previous rotation angle.
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