JP3685551B2 - Difference image imaging method and X-ray CT apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差分像撮像方法およびX線CT(Computed Tomography) 装置に関し、特に、例えば造影剤等を用いて血管等の撮像を行うときの差分像撮像方法およびX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線CT装置を用いて例えば被検体の血管等を撮像しようとした場合、先ず造影剤注入前の被検体をスキャンしてその断層像(プレーン(plane) 画像)を撮像し、次に造影剤を注入して所定時間(数十秒程度)後に同一部位をスキャンして断層像(造影画像)を撮像し、両画像の差分(サブトラクション(subtraction) )を求めるようにしている。これによって両画像に共通する部分が消去されて造影剤が行き渡った部分すなわち血管像だけが描出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、2つのスキャンの間に時間があくので、その間の呼吸動作等により被検体内の組織が移動するのが避けられない。このため、差分をとったとき組織の位置変化による差分画像も発生する。この差分画像は造影剤に無関係な画像であり、画像の正しい読影を妨げる。
【0004】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、正確な造影画像を得る差分像撮像方法およびX線CT装置を実現することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔1〕課題を解決するための第1の発明は、X線照射源とそれに対向するX線検出器によって被検体をヘリカルスキャンして得られたデータに基づいて画像を生成するX線CT装置における差分像撮像方法であって、被検体の同一部位を複数回連続的にスキャンして得られる各回のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成することを特徴とする差分像撮像方法である。
【0006】
課題を解決するための第1の発明によれば、被検体の同一部位を複数回連続的にスキャンして得られる各回のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成するようにしたので、差分を求めるデータの間の時間差を短縮でき、それによって正確な造影画像を得る差分像撮像方法を実現することができる。
【0007】
なお、課題を解決するための第1の発明において、「実質的な差分」とは、少なくとも、各回のデータの間の差分または各回のデータに基づいてそれぞれ生成された画像の差分を意味するものとする。
【0008】
〔2〕課題を解決するための第2の発明は、X線照射源と、前記X線照射源と対向し多数のX線検出器を1列に配設した検出器アレイをN(≧2)列並設してなる多列検出器アレイと、前記多列検出器アレイの並設方向に沿って被検体を相対的に直線移動させると共に被検体の周りに前記X線照射源を連続的に回転させながら前記多列検出器アレイを通じてデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段が収集したデータに基づいて画像を生成する画像生成手段とを有するX線CT装置であって、被検体の同一部位について前記多列検出器アレイの各列の検出器アレイを通じて得られた各群のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成する差分画像生成手段を具備することを特徴とするX線CT装置である。
【0009】
課題を解決するための第2の発明によれば、被検体の同一部位について多列検出器アレイの各列の検出器アレイを通じて得られた各群のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成するようにしたので、差分を求めるデータの間の時間差を短縮でき、それによって正確な造影画像を得るX線CT装置を実現することができる。
【0010】
課題を解決するための第2の発明において、前記差分画像生成手段は前記各群のデータの間の差分に基づいて差分画像を生成することが、差分画像の生成を高速化する点で好ましい。
【0011】
また、課題を解決するための第2の発明において、前記差分画像生成手段は前記各回のデータに基づいてそれぞれ生成された画像の差分に基づいて差分画像を生成することが、それぞれの画像の微調整によってより精密な差分画像を求める点で好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【0013】
〔全体構成〕
図1にX線CT装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【0014】
図1において、X線CT装置100は、操作コンソール(console) 1と、撮影テーブル(table) 10と、走査ガントリ(gantry)20とを具備している。
操作コンソール1は、操作者の指示や情報等を入力する入力装置2と、ヘリカルスキャン(helical scan)処理や画像再構成(画像生成)処理等を実行する中央処理装置3と、制御信号等を撮影テーブル10や走査ガントリ20へ出力する制御インタフェース(interface) 4と、走査ガントリ20で取得したデータを収集するデータ収集バッファ(buffer)5と画像等を表示するCRT(cathod-ray tube) 6と、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置7とを具備している。
【0015】
撮影テーブル10は、図示しない被検体を載せて体軸方向に移動できるようになっている。
走査ガントリ20は、X線管30と、X線ビーム(beam)を形成するコリメータ(collimater)50と、2列検出器アレイ(array) 60と、X線照射タイミングや強度を調整するX線コントローラ(controller)21と、コリメータ50のX線通過開口を調整するコリメータコントローラ22と、2列検出器アレイ60が検出したデータを収集するデータ収集部23と、被検体の体軸の周りにX線管30や2列検出器アレイ60等を回転させる回転コントローラ24とを具備している。
【0016】
ここで、X線管30は本発明におけるX線照射源の実施の形態の一例である。2列検出器アレイ60は本発明におけるX線検出器および多列検出器アレイの実施の形態の一例である。なお、検出器アレイは2列に限るものではなく3列以上の多列であっても良い。
【0017】
走査ガントリ20は本発明におけるデータ収集手段の実施の形態の一例である。中央処理装置3は本発明における画像生成手段および差分画像生成手段の実施の形態の一例である。
【0018】
図2に、2列検出器アレイ60の概念的構成を示す。
この2列検出器アレイ60は、第1列の検出器アレイ61と第2列の検出器アレイ62を一体化したものである。第1列の検出器アレイ61は、多数(例えば1000個)のX線検出器61(i)を円弧状に配列した多チャンネルの検出器アレイを形成している。
【0019】
同様に、第2列の検出器アレイ62も多数のX線検出器62(i)を円弧状に配列した多チャンネルの検出器アレイを形成している。ここで、iはチャンネル番号でありi=1〜Iである。
【0020】
X線検出器61(i),62(i)は例えばシンチレーション(scintillation) X線検出器や半導体X線検出器等の固体検出器によって構成される。
図3は、X線管30およびコリメータ50と2列検出器アレイ60の相互関係の説明図である。なお、図3の(a)は正面図、(b)は側面図である。
【0021】
X線管30から放射されたX線は、コリメータ50により偏平な扇状のX線ビームXrに成形され、2列検出器アレイ60の第1列の検出器アレイ61と第2列の検出器アレイ62に均等に照射される。
【0022】
ここで、X線管30の焦点と2列検出器アレイ60の中心とを結ぶ直線Lを角度基準軸という。また、X線管30の焦点と個々のX線検出器61(i),62(i)とを結ぶ直線が、角度基準軸Lに対してなす角度をチャンネル角度γという。
【0023】
2列検出器アレイ60の中心のX線検出器61(I/2)および62(I/2)ではチャンネル角度はγ=0である。2列検出器アレイ60の図中左端のX線検出器61(1),62(1)ではチャンネル角度はγ=−γmである。2列検出器アレイ60の図中右端のX線検出器61(I),62(I)ではチャンネル角度はγ=+γmである。
【0024】
チャンネル番号iとチャンネル角度γは1対1に対応しているので、説明の都合上、以下では、X線検出器61(i),62(i)をX線検出器61(γ),62(γ)と表現する。
【0025】
X線ビームXrの扇面に体軸を直交させて被検体が搬入される。この状態を図4に示す。同図に示すように、扇状のX線ビームXrによってスライスされた被検体の投影像が2列検出器アレイ60に投射されそのデータが測定される。
【0026】
被検体OBのISOセンタにおけるX線ビームXrの厚みがスライス厚Tを与える。X線ビームXrはスライス厚Tを2等分する形で検出器アレイ61と62に照射される。すなわち、各検出器アレイ当たりのスライス厚はth=T/2である。
【0027】
X線管30、コリメータ50および2列検出器アレイ60はこのような関係を保ったまま被検体OBの周りを連続的に回転し、その間に被検体OBを載せた撮影テーブル10が体軸方向に連続的に直線送りされてヘリカルスキャンが行われる。ヘリカルスキャンの1回転当たり複数(例えば1000)のビュー角度で被検体の投影データが収集される。
【0028】
〔ビューデータの収集〕
図5は、ビュー角度の説明図である。
X線管30および2列検出器アレイ60が回転した一つの角度位置において角度基準軸Lが垂直軸となす角度βを絶対ビュー角度という。所望の画像生成位置での絶対ビュー角度をβ=β0 とするとき、θ=β−β0 を相対ビュー角度という。
【0029】
チャンネル角度γのX線検出器により相対ビュー角度θで収集したデータをD(γ,θ)で表す。例えば、γ=0ならD(0,θ)であり、γ=−γmならD(−γm,θ)であり、γ=+γmならD(+γm,θ)である。
【0030】
図6は、対向ビューのデータの説明図である。
図6において、(a)に示すデータD(−γm,θ)に着目するとき、ヘリカルスキャンの直線移動軸上これに最も近い対向ビューのデータは、(b)に示すように、画像生成位置より前側で得られるデータD(+γm,θ’)、または、(c)に示すように画像生成位置より後側で得られるデータD(+γm,θ’’)となる。ここで、θ’=θ−π−2(−γm、),θ’’=θ+π−2(−γm)である。
【0031】
一般に、データD(γ,θ)の対向ビューのデータは、画像生成位置より前側でD(−γ,θ−π−2γ)、後側でD(−γ,θ+π−2γ)となる。
図7は、ヘリカルスキャンの直線移動軸z上での相対ビュー角度θの位置を説明する図である。
【0032】
図7の(b)に示すように、絶対ビュー角度β0 における検出器アレイ61と検出器アレイ62の中間に相当するz軸上の位置を基準とし、ここをz=0とする。
【0033】
また、各検出器アレイ61,62にそれぞれ入射する扇状X線ビームXrの厚さ(スライス厚)をthとし、ヘリカルスキャンの1回転ごとの直線移動距離をdとし、p=d/thをヘリカルピッチとするとき、図7では、ヘリカルピッチをp=1としている。
【0034】
図7の(a)に示すように、相対ビュー角度θ=−πにおいて、第1の検出器アレイ61で得られるデータD1(γ,−π)はz=0のスライス面のデータであり、第2の検出器アレイ62で得られるデータD2(γ,−π)はz=−thのスライス面のデータである。
【0035】
ただし、各スライス面のz位置は、被検体OBのISOセンタにおける各スライスの、厚みの中心のz位置で表すものとする。
また、図7の(b)に示すように、相対ビュー角度θ=0において、第1の検出器アレイ61で得られるデータD1(γ,0)はz=th/2のスライス面のデータであり、第2の検出器アレイ62で得られるデータD2(γ,0)はz=−th/2のスライス面のデータである。
【0036】
また、図7の(c)に示すように、相対ビュー角度θ=πにおいて、第1の検出器アレイ61で得られるデータD1(γ,π)はz=thのスライス面のデータであり、第2の検出器アレイ62で得られるデータD2(γ,π)はz=0のスライス面のデータである。
【0037】
図7の(c)の状態になったとき、第2の検出器アレイ62で得られるデータのスライス面は図7(a)における第1の検出器アレイ61で得られるデータのスライス面に一致する。そしてそれ以降、第2の検出器アレイ62は第1の検出器アレイ61が辿ったのと同じ軌跡を辿ってヘリカルに移動しデータを測定する。
【0038】
その様子を示せば図8のようになる。すなわち、第2の検出器アレイ62は1スキャン遅れで第1の検出器アレイ61がデータを検出したのと同一の位置のデータを測定する。
【0039】
〔造影撮像〕
図9に、本装置による造影撮像の概念をブロック図によって示す。
被検体OBの例えば血管に造影剤が注入されヘリカルスキャンによる造影撮像が開始される。ヘリカルスキャンは造影剤注入後適宜の時間をおいて開始される。この時間は造影剤が撮像部位に到達する時間の予測に基づいて決められる。
【0040】
ヘリカルスキャンにより、2列検出器アレイ60の検出器アレイ61および62を通じてそれぞれ被検体OBのX線透過データが収集され、記憶装置7に記憶される。
【0041】
画像再構成装置31は記憶装置7に記憶された測定データを用いて被検体の断層像を再構成する。画像再構成装置31は中央処理装置3に含まれるものである。
【0042】
断層像を再構成すべきスライスのz軸上の位置(画像生成位置)、リコン(reconstruction)関数、画像再構成間隔(リコンピッチ)、再構成画像のスライス厚等のリコンパラメータ(reconstruction parameter)が予め入力装置2を通じて操作者によって設定されており、それに基づいて画像再構成が行われる。画像再構成は例えばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back-projection)法等により行われる。
【0043】
画像再構成に先立って画像を生成するために必要な複数ビューのデータが算出される。ビューデータの算出は、データ収集手段が収集したデータ中から、所望のビューとそれぞれ同一ビューのデータまたは対向ビューのデータであってz軸上画像生成位置に最も近い2つのデータを選択し、これらデータを画像生成位置からの距離に応じて重み付け加算することによって行われる。なお、ビューデータの算出には同一の検出器アレイによる測定データセットが用いられる。
【0044】
このようにして算出された複数のビューデータを用いてフィルタード・バックプロジェクションにより断層像が再構成される。
先ず、検出器アレイ61の測定データセットから算出されたデータを用いて行われ、その画像データが画像バッファ32に一時記憶される。画像バッファ32は中央処理装置3の内部に設けられる。次に、検出器アレイ62の測定データセットから算出されたデータを用いて同じスライス位置の断層像が再構成される。こちらの画像は同じ断面の1スキャン時間後の像となる。
【0045】
この画像と画像バッファ32の記憶画像の間で減算器33により差分演算が行われる。減算器33は中央処理装置3の内部に設けられる。差分演算は対応する画素毎に行われ、これによって差分画像が形成される。差分画像は同一断面についての1スキャン時間内の変化分を表す。この差分画像は画像処理装置34を通じて記憶装置7に記憶される。画像処理装置34は中央処理装置3の内部に設けられる。
【0046】
z軸上の他の位置についても同様にして差分画像が形成され記憶装置7に記憶される。それらの差分画像は画像処理装置を通じて適宜CRTに与えられ可視像として表示される。
【0047】
血液中の造影剤の濃度は時間の経過とともに例えば図10に示すように変化する。すなわち、造影剤の濃度は時間とともに増加してあるピークに達しその後次第に減少するような曲線を描く。動脈の場合は曲線Aのように増加率とピーク値が共に高く、静脈の場合は曲線Bのように増加率とピーク値が共に低い。
【0048】
このような濃度変化の過程で、検出器アレイ61の測定データに基づいて例えば造影剤濃度がa1(b1)になった状態の画像を再構成したとき、検出器アレイ62の測定データに基づいて再構成された画像は1スキャン時間経過後の例えばa2(b2)の濃度状態のものとなる。
【0049】
したがって、差分画像においては、動脈は濃度差a2−a1に相当するCT値で表され、静脈は濃度差b2−b1に相当するCT値で表される。また、造影剤が流入しない部分は差分演算によって相殺される。
【0050】
ここで、差分を求める2つの画像の時間差は1スキャンすなわちヘリカルスキャンの1ピッチの回転時間であって、通常、例えば1秒、短い場合は0.5秒、長くても2秒程度のものとなる。したがって、その間息止め等により被検体OBの体動を止めておくことは容易なので組織の位置変化を無くすることができ、これによって造影剤が流入しない部分の像を完全に消去し正確な造影画像を得ることができる。
【0051】
また、プレーン画像の撮像を必要としないので、従来のように被検体を時間をおいて2度撮像する必要が無くなり、大幅に能率が向上する。
本装置が撮像した造影画像において血管像のCT値は一定時間内の造影剤の濃度変化に相当するから血流速度を表すものとなる。すなわち、本装置は血流速度イメージングを行うものとなる。これは、従来のプレーン像と造影像との差分によっては実現不可能な本発明の特徴である。
【0052】
このような特徴により、1枚の造影画像において動脈相と静脈相を明確に識別することができ、また、例えば癌等の悪性腫瘍部については、その本体と周辺部の血流速度の相違に基づいて病変部を明瞭に判別することができる。
【0053】
ところで、差分画像の生成は、再構成された画像の差分を求める代わりに、バックプロジェクションの前にビューデータの差分を求め、この差分データを用いてバックプロジェクションするようにしても良い。これは、バックプロジェクション演算の線型性により、データの加減算はバックプロジェクションの前後どちらで行っても同じ結果が得られることに基づく。
【0054】
その場合、例えば図11に示すように、ビューデータ算出装置35によって、先ず、記憶装置7に収集されている検出器アレイ61の測定データセットを用いて画像生成位置における複数ビューのデータが算出される。このビューデータはデータバッファ36に記憶される。
【0055】
次に、記憶装置7に収集された検出器アレイ62の測定データセットを用いて同じ画像生成位置における複数ビューのデータが算出される。このビューデータは減算器33においてデータバッファ36のデータと同一ビュー同士で減算され、差分ビューデータが形成される。
【0056】
画像再構成装置31はこの差分ビューデータをバックプロジェクションして画像を再構成する。ビューデータが差分データであることにより再構成された画像は差分画像となる。差分画像は画像処理装置34を通じて記憶装置7に記憶され、また、適宜読み出されてCRT6に表示される。
【0057】
この方法は画像再構成が1回で済み、差分画像の生成が高速化される点で好ましい。それに対して、前述の画像同士で減算をする方法は、それぞれの画像の微調整によってより精密な差分画像を求める点で好ましい。
【0058】
以上、ヘリカルスキャンを行う例で説明したが、撮影テーブル10を止めて通常のアキシャルスキャン(axial scan)を行い、1スキャンが終了する度に撮影テーブル10をスライス厚thずつ送るようにしても良い。
【0059】
この場合も検出器アレイ61と62により1スキャンの時間差を有する測定データセットが得られるので前述と同様にして差分画像を生成することができる。この方法はヘリカルスキャンの場合のようなビューデータ算出を要しない点で好ましい。
【0060】
また、検出器アレイが2列の例について説明したが、3列以上の多列にした場合は、最初の列の測定データと次以降の列の測定データの時間差がスキャン時間の整数倍で増えるので、差分を求めるデータ対の組合せを選ぶことにより所望の時間差についての差分画像を得ることができる。
【0061】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、課題を解決するための第1の発明によれば、被検体の同一部位を複数回連続的にスキャンして得られる各回のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成するようにしたので、差分を求めるデータの間の時間差を短縮でき、それによって正確な造影画像を得る差分像撮像方法を実現することができる。
【0062】
また、課題を解決するための第2の発明によれば、被検体の同一部位について多列検出器アレイの各列の検出器アレイを通じて得られた各群のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成するようにしたので、差分を求めるデータの間の時間差を短縮でき、それによって正確な造影画像を得るX線CT装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態の一例の装置における2列検出器アレイの概念的構成図である。
【図3】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるX線照射・検出系の概念的構成図である。
【図4】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるX線照射・検出系の概念的構成図である。
【図5】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるビューおよびデータの説明図である。
【図6】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるビューおよびデータの説明図である。
【図7】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるヘリカルスキャンの説明図である。
【図8】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集の概念的説明図である。
【図9】 本発明の実施の形態の一例の装置における差分像生成の概念的説明図である。
【図10】 本発明の実施の形態の一例の装置における造影撮像の説明図である。
【図11】 本発明の実施の形態の一例の装置における差分像生成の概念的説明図である。
【符号の説明】
100 X線CT装置
1 操作コンソール
2 入力装置
3 中央処理装置
4 制御インタフェース
5 データ収集バッファ
6 CRT
7 記憶装置
10 撮影テーブル
20 走査ガントリ
21 X線コントローラ
22 コリメータコントローラ
23 データ収集部
24 回転コントローラ
30 X線管
50 コリメータ
60 2列検出器アレイ
OB 被検体
31 画像再構成装置
32 画像バッファ
33 減算器
34 画像処理装置
35 ビューデータ算出装置
36 データバッファ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential image imaging method and an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and more particularly to a differential image imaging method and an X-ray CT apparatus for imaging a blood vessel or the like using, for example, a contrast agent.
[0002]
[Prior art]
For example, when an image of a blood vessel or the like of a subject is to be captured using an X-ray CT apparatus, the tomographic image (plane image) is first scanned by scanning the subject before injecting the contrast agent, and then the contrast agent After a predetermined time (several tens of seconds), the same part is scanned to obtain a tomographic image (contrast image), and the difference between the two images (subtraction) is obtained. As a result, the portion common to both images is erased, and only the portion where the contrast medium is spread, that is, the blood vessel image is drawn.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this case, since there is a time between the two scans, it is inevitable that the tissue in the subject moves due to a breathing operation or the like between the two scans. For this reason, when the difference is taken, a difference image due to a change in the position of the tissue also occurs. This difference image is an image irrelevant to the contrast agent and hinders correct interpretation of the image.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to realize a differential image imaging method and an X-ray CT apparatus that obtain an accurate contrast image.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[1] A first invention for solving the problem is an X-ray CT apparatus for generating an image based on data obtained by helical scanning of a subject with an X-ray irradiation source and an X-ray detector facing the X-ray irradiation source. The difference image imaging method according to
[0006]
According to the first invention for solving the problem, a difference image is generated based on a substantial difference between each time of data obtained by continuously scanning the same portion of the subject a plurality of times. Therefore, the time difference between the data for which the difference is obtained can be shortened, thereby realizing a difference image imaging method for obtaining an accurate contrast image.
[0007]
In the first invention for solving the problem, the “substantial difference” means at least a difference between data of each time or a difference of images generated based on the data of each time. And
[0008]
[2] In a second invention for solving the problem, an X-ray irradiation source and a detector array having a large number of X-ray detectors arranged in a row facing the X-ray irradiation source are arranged in N (≧ 2 ) A multi-row detector array arranged in a row, and a subject is relatively linearly moved along the parallel direction of the multi-row detector array, and the X-ray irradiation source is continuously moved around the subject. An X-ray CT apparatus, comprising: data collection means for collecting data through the multi-row detector array while rotating; and image generation means for generating an image based on the data collected by the data collection means, Differential image generating means for generating a differential image based on a substantial difference between the data of each group obtained through the detector array of each row of the multi-row detector array for the same part of the specimen. This is a featured X-ray CT apparatus.
[0009]
According to the second invention for solving the problem, based on the substantial difference between the data of each group obtained through the detector array of each column of the multi-row detector array for the same part of the subject. Since the difference image is generated, the time difference between the data for which the difference is obtained can be shortened, thereby realizing an X-ray CT apparatus that obtains an accurate contrast image.
[0010]
In the second invention for solving the problem, it is preferable that the difference image generation unit generates the difference image based on the difference between the data of each group in terms of speeding up the generation of the difference image.
[0011]
In the second invention for solving the problem, the difference image generation means may generate a difference image based on a difference between images generated based on the data of each time. This is preferable in that a more precise difference image is obtained by adjustment.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment.
[0013]
〔overall structure〕
FIG. 1 shows a block diagram of an X-ray CT apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. In addition, an example of embodiment regarding the apparatus of this invention is shown by the structure of this apparatus. An example of an embodiment related to the method of the present invention is shown by the operation of the present apparatus.
[0014]
In FIG. 1, the X-ray CT apparatus 100 includes an
The
[0015]
The imaging table 10 can move in the body axis direction with a subject (not shown) placed thereon.
The
[0016]
Here, the
[0017]
The
[0018]
FIG. 2 shows a conceptual configuration of the two-
This two-
[0019]
Similarly, the
[0020]
The X-ray detectors 61 (i) and 62 (i) are constituted by solid detectors such as a scintillation X-ray detector and a semiconductor X-ray detector.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the interrelationship between the
[0021]
The X-rays radiated from the
[0022]
Here, the straight line L connecting the focal point of the
[0023]
In the X-ray detectors 61 (I / 2) and 62 (I / 2) at the center of the two-
[0024]
Since the channel number i and the channel angle γ have a one-to-one correspondence, the X-ray detectors 61 (i) and 62 (i) are hereinafter referred to as the X-ray detectors 61 (γ) and 62 for convenience of explanation. Expressed as (γ).
[0025]
The subject is carried in with the body axis orthogonal to the fan surface of the X-ray beam Xr. This state is shown in FIG. As shown in the figure, the projection image of the subject sliced by the fan-shaped X-ray beam Xr is projected onto the two-
[0026]
The thickness of the X-ray beam Xr at the ISO center of the subject OB gives the slice thickness T. The X-ray beam Xr irradiates the
[0027]
The
[0028]
[Collection of view data]
FIG. 5 is an explanatory diagram of the view angle.
An angle β formed by the angle reference axis L and the vertical axis at one angular position where the
[0029]
Data collected at a relative view angle θ by an X-ray detector having a channel angle γ is represented by D (γ, θ). For example, D (0, θ) if γ = 0, D (−γm, θ) if γ = −γm, and D (+ γm, θ) if γ = + γm.
[0030]
FIG. 6 is an explanatory diagram of data of the opposite view.
In FIG. 6, when focusing on the data D (−γm, θ) shown in (a), the data of the opposite view closest to this on the linear movement axis of the helical scan is the image generation position as shown in (b). Data D (+ γm, θ ′) obtained at the front side or data D (+ γm, θ ″) obtained at the rear side from the image generation position as shown in (c). Here, θ ′ = θ−π−2 (−γm,) and θ ″ = θ + π−2 (−γm).
[0031]
In general, the data of the opposite view of the data D (γ, θ) is D (−γ, θ−π−2γ) on the front side from the image generation position, and D (−γ, θ + π−2γ) on the rear side.
FIG. 7 is a diagram for explaining the position of the relative view angle θ on the linear movement axis z of the helical scan.
[0032]
As shown in FIG. 7B, a position on the z-axis corresponding to the middle between the
[0033]
Further, the thickness (slice thickness) of the fan-shaped X-ray beam Xr incident on each
[0034]
As shown in FIG. 7A, at the relative view angle θ = −π, the data D1 (γ, −π) obtained by the
[0035]
However, the z position of each slice plane is represented by the z position at the center of the thickness of each slice at the ISO center of the subject OB.
Further, as shown in FIG. 7B, at the relative view angle θ = 0, the data D1 (γ, 0) obtained by the
[0036]
Further, as shown in FIG. 7C, at the relative view angle θ = π, the data D1 (γ, π) obtained by the
[0037]
When the state of FIG. 7C is reached, the slice plane of the data obtained by the
[0038]
This is shown in FIG. That is, the
[0039]
[Contrast imaging]
FIG. 9 is a block diagram showing the concept of contrast imaging by this apparatus.
A contrast agent is injected into, for example, a blood vessel of the subject OB, and contrast imaging by a helical scan is started. The helical scan is started after an appropriate time after the contrast medium is injected. This time is determined based on the prediction of the time for the contrast medium to reach the imaging site.
[0040]
X-ray transmission data of the subject OB is collected through the
[0041]
The
[0042]
Reconstruction parameters such as the position on the z-axis of the slice to be reconstructed (image generation position), reconstruction function, image reconstruction interval (reconstruction pitch), slice thickness of the reconstruction image, etc. It is set by the operator through the
[0043]
Prior to image reconstruction, data for a plurality of views necessary for generating an image is calculated. The view data is calculated by selecting, from the data collected by the data collection means, two pieces of data that are the same view data as the desired view or opposite view data, respectively, and that are closest to the z-axis image generation position. This is done by weighting and adding data according to the distance from the image generation position. In addition, the measurement data set by the same detector array is used for calculation of view data.
[0044]
A tomographic image is reconstructed by filtered back projection using the plurality of view data calculated in this way.
First, it is performed using data calculated from the measurement data set of the
[0045]
The subtractor 33 performs a difference operation between this image and the stored image in the
[0046]
Difference images are similarly formed and stored in the
[0047]
For example, the concentration of the contrast medium in the blood changes as time passes, as shown in FIG. That is, a curve is drawn in which the concentration of the contrast agent reaches a peak that increases with time and then gradually decreases. In the case of an artery, both the increase rate and the peak value are high as in curve A, and in the case of a vein, both the increase rate and the peak value are low as in curve B.
[0048]
In the course of such a concentration change, when an image with a contrast agent concentration of a1 (b1) is reconstructed based on the measurement data of the
[0049]
Therefore, in the difference image, the artery is represented by a CT value corresponding to the concentration difference a2-a1, and the vein is represented by a CT value corresponding to the concentration difference b2-b1. Further, the portion where the contrast agent does not flow is canceled by the difference calculation.
[0050]
Here, the time difference between the two images for which the difference is obtained is a rotation time of one scan, that is, one pitch of the helical scan, and is usually, for example, 1 second, 0.5 seconds when short, and about 2 seconds at long. Become. Accordingly, since it is easy to stop the body movement of the subject OB by holding the breath in the meantime, the position change of the tissue can be eliminated, whereby the image of the portion where the contrast agent does not flow is completely erased and accurate imaging is performed. An image can be obtained.
[0051]
In addition, since it is not necessary to capture a plain image, it is not necessary to image the subject twice with time as in the conventional case, and the efficiency is greatly improved.
In the contrast image captured by this apparatus, the CT value of the blood vessel image corresponds to the change in the concentration of the contrast agent within a certain time, and thus represents the blood flow velocity. That is, this apparatus performs blood flow velocity imaging. This is a feature of the present invention that cannot be realized by the difference between the conventional plain image and contrast image.
[0052]
Due to such features, the arterial phase and the venous phase can be clearly identified in a single contrast image, and for example, for malignant tumors such as cancer, the difference in blood flow velocity between the main body and the peripheral part. Based on this, it is possible to clearly determine the lesion.
[0053]
By the way, for the generation of the difference image, instead of obtaining the difference of the reconstructed image, the difference of the view data may be obtained before the back projection, and the back projection may be performed using this difference data. This is based on the fact that the same result can be obtained whether the data addition or subtraction is performed before or after the back projection due to the linearity of the back projection operation.
[0054]
In this case, for example, as shown in FIG. 11, the view
[0055]
Next, using the measurement data set of the
[0056]
The
[0057]
This method is preferable in that the image reconstruction is performed only once and the generation of the difference image is accelerated. On the other hand, the above-described method of subtracting between images is preferable in that a more precise difference image is obtained by fine adjustment of each image.
[0058]
As described above, the example in which the helical scan is performed has been described. However, the imaging table 10 may be stopped and a normal axial scan may be performed, and the imaging table 10 may be sent by the slice thickness th every time one scan is completed. .
[0059]
In this case as well, a measurement data set having a time difference of one scan is obtained by the
[0060]
In addition, an example in which the detector array has two columns has been described. However, when the number of detector arrays is three or more, the time difference between the measurement data in the first column and the measurement data in the subsequent columns increases by an integral multiple of the scan time. Therefore, a difference image for a desired time difference can be obtained by selecting a combination of data pairs for which a difference is obtained.
[0061]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first invention for solving the problem, based on the substantial difference between the data of each time obtained by continuously scanning the same part of the subject a plurality of times. Thus, since the difference image is generated, the time difference between the data for which the difference is obtained can be shortened, thereby realizing a difference image imaging method for obtaining an accurate contrast image.
[0062]
According to the second invention for solving the problem, a substantial difference between the data of each group obtained through the detector array of each column of the multi-row detector array for the same part of the subject is obtained. Since the difference image is generated based on this, the time difference between the data for which the difference is obtained can be shortened, thereby realizing an X-ray CT apparatus that obtains an accurate contrast image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a two-row detector array in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of an X-ray irradiation / detection system in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of an X-ray irradiation / detection system in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of views and data in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory diagram of views and data in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a helical scan in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual explanatory diagram of data collection in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual explanatory diagram of difference image generation in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of contrast imaging in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a conceptual explanatory diagram of difference image generation in the apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100
7
Claims (2)
前記多列検出器アレイにおける隣り合う列のX線検出器アレイがX線照射源の1回転分のずれで被検体における同一位置のデータを収集するようにヘリカルスキャンを行い、そのヘリカルスキャンを行うことにより得られた各列のX線検出器アレイにおける前記同一位置のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成することを特徴とする差分像撮像方法。X-ray CT for generating an image based on data obtained by helical scanning of a subject by an X-ray irradiation source and a multi-row detector array having two or more multi-row X-ray detector arrays facing each other A difference image imaging method in an apparatus, comprising:
Helical scan is performed so that the X-ray detector arrays in adjacent rows in the multi-row detector array collect data at the same position in the subject with a shift of one rotation of the X-ray irradiation source, and perform the helical scan. A difference image imaging method, comprising: generating a difference image based on a substantial difference between the data at the same position in the X-ray detector array of each column obtained in this way.
前記X線照射源と対向した多数のX線検出器を1列に配設した検出器アレイをN(≧2)列並設してなる多列検出器アレイと、
前記多列検出器アレイにおける隣り合う列の前記検出器アレイが前記X線照射源の1回転分のずれで被検体における同一位置のデータを収集するようにヘリカルスキャンを行い、前記多列検出器アレイを通じてデータを収集するデータ収集手段と、
前記データ収集手段が収集したデータに基づいて画像を生成する画像生成手段と、
前記データ収集手段で収集された各列の検出器アレイにおける前記被検体同一位置のデータの間の実質的な差分に基づいて差分画像を生成する差分画像生成手段とを具備することを特徴とするX線CT装置。An X-ray irradiation source;
A multi-row detector array formed by arranging N (≧ 2) rows of detector arrays in which a number of X-ray detectors facing the X-ray irradiation source are arranged in a row;
Helical scanning is performed so that the detector arrays in adjacent rows in the multi-row detector array collect data at the same position in the subject with a shift of one rotation of the X-ray irradiation source, and the multi-row detector Data collection means for collecting data through the array;
Image generating means for generating an image based on the data collected by the data collecting means;
Differential image generation means for generating a difference image based on a substantial difference between the data at the same position of the subject in the detector array of each column collected by the data collection means. X-ray CT system.
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