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JP3589769B2 - X-ray CT system - Google Patents
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JP3589769B2
JP3589769B2 JP34824195A JP34824195A JP3589769B2 JP 3589769 B2 JP3589769 B2 JP 3589769B2 JP 34824195 A JP34824195 A JP 34824195A JP 34824195 A JP34824195 A JP 34824195A JP 3589769 B2 JP3589769 B2 JP 3589769B2
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ray
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measurement
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川 浩 一 廣
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測位置を中心にして対向配置されたX線管球とX線検出器とを該計測位置の周りに回転すると共に該X線管球から被検体にX線を放射し、その透過X線をX線検出器で検出して被検体の診断部位の断層像を計測し表示するX線CT装置に関し、特に上記断層像を計測する位置を決定するためのX線透過像(以下「スキャノグラム像」という)に生じるまだら状アーチファクトを抑制することができるX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のX線CT装置は、図3に示すように、天板1上に被検体2を寝載し該被検体2を計測位置へ移動させる被検体テーブル3と、上記計測位置の被検体2を中心にしてX線管球4とX線検出器5とが対向配置されると共に上記被検体2の周りに回転されX線管球4から被検体2にX線を放射しこの透過X線をX線検出器5で検出するスキャナ6と、上記X線管球4に高電圧を印加する高電圧発生装置7と、上記X線管球4からのX線の放射を制御するX線制御装置8と、上記X線検出器5からの検出信号を数値化した計測データを用いて画像処理を行う画像処理装置9と、この画像処理装置9からの画像信号を画像として表示すると共に操作指令や計測条件を入力する操作卓10とを有して成っていた。
【0003】
なお、上記スキャナ6のX線管球4とX線検出器5は、中心部に被検体2を挿入する開口部を有する回転円盤11上にて対向位置に取り付けられ、この回転円盤11はスキャナ駆動装置12で所定方向に回転されるようになっている。そして、上記X線管球4から放射されたX線ビーム13は、コリメータ13′によってスライス方向に制限され、被検体2を透過してその透過X線が多チャンネル型のX線検出器5で検出され、この検出信号が計測回路14によって増幅されると共にA/D変換され、数値データ化が行われるようになっている。また、上記画像処理装置9は、上記計測回路14から入力した計測データに対数変換を施す対数変換器15と、この対数変換器15からの出力データに対しエア補正を施すエア補正器16と、このエア補正器16からの出力データに対し輪郭強調などの二次元フィルタリング処理を行う二次元フィルタリング器17とから成る。さらに、符号18は、上記スキャナ6及び被検体テーブル3に制御信号を送るスキャナ・テーブル制御装置を示している。また、符号19は、操作卓10に設置されたテレビモニタなどの表示装置を示している。
【0004】
次に、図3に示す従来のX線CT装置におけるスキャノグラム像の計測方法について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。まず、操作者は、図3に示す操作卓10を用いて、被検体2のスキャノグラム像の計測に必要な種々の操作指令や計測条件を入力する(ステップA)。次に、これら入力された操作指令や計測条件から必要な制御信号を、画像処理装置9を介してX線制御装置8とスキャナ・テーブル制御装置18に送り、計測準備動作をする(ステップB)。次に、上記X線制御装置8とスキャナ・テーブル制御装置18とから、被検体テーブル3及びスキャナ6並びにX線管球4などに制御信号を送り、所定条件でスキャノグラム像の計測が行えるよう一連の制御を行って、計測開始の命令待ちになる(ステップC)。そして、操作者が操作卓10を用いて計測開始命令を入力すると、上記ステップCは“YES”側へ進んでステップDに入り、被検体2の体軸方向に沿ってスキャノグラム像の計測を開始する。
【0005】
これにより、図3においてX線管球4からX線が放射され、X線ビーム13が被検体2を透過し、この透過X線をX線検出器5で検出して計測回路14へ送る。この計測回路14は、天板1の移動方向(スライス方向)の所定のサンプリング点において多チャンネル型のX線検出器5の各チャンネルの出力を計測し、A/D変換して数値データ化した上で画像処理装置9へ転送する(ステップE)。このとき、上記計測回路14の出力データは、次の式(1)のように表される。
ただし、xi,jは、X線検出器5のチャンネル番号をiとし天板1の移動方向のサンプリング点をjとした場合の計測回路14の出力データを示す。
Iiは、被検体2や天板1などの減弱体が無い場合の平均的なxi,jの値を示す。
eは、自然対数の底を示す。
Si,jはX線検出器5のチャンネル番号をiとし天板1の移動方向のサンプリング点をjとした場合のX線透過経路を示し、μ(s)は上記X線透過経路Si,j上のX線吸収係数分布を示し、dsはSi,j上の積分線素を示している。
【0006】
上記画像処理装置9内では、入力した計測データについて対数変換器15で対数変換を行う(ステップF)。この対数変換の処理は、次の式(2)のように表される。
ここで、logxi,j及びlogIiは自然対数をとることを意味するものとしても一般性を失わない。そして、上記式(1)及び式(2)に出てくるIiは、予め被検体2や天板1などの減弱体が無い状態でX線ビーム13を計測することによって容易に求められる。
【0007】
次に、上記対数変換器15で対数変換された計測データは、エア補正器16に入力してエア補正が施される(ステップG)。すなわち、予め求めておいたIiを用いて上記式(2)に示すyi,jに対して次の式(3)によるエア補正処理を行う。
この式(3)を見れば明らかなように、エア補正後のデータzi,jは、X線透過経路Si,j上のX線吸収係数の分布にのみ依存する(xi,j>0の場合)。
【0008】
次のステップHでは、被検体2についてスライス方向の所定の距離分だけスキャノグラム像の計測動作が完了したかどうかを判断している。画像処理装置9がスキャノグラム像の計測動作が完了したと判断すると、上記ステップHは“YES ”側へ進んでステップIに移行する。そして、二次元フィルタリング器17により、輪郭強調等の適当な二次元フィルタリング処理を行って(ステップI)スキャノグラム像を作成する。その後、このように作成されたスキャノグラム像を画像処理装置9から操作卓10へ転送し(ステップJ)、表示装置19へ送ってその画面にスキャノグラム像を表示する。これにより、最終的にスキャノグラム像の計測を終了する。そして、上記表示装置19に表示されたスキャノグラム像により、骨格や臓器等の位置関係を見ながら診断部位の断層像計測の位置を予め計画し、この計画に従って断層像の計測を行うこととなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のX線CT装置においては、被検体2のスキャノグラム像の計測において、該被検体2の大きさやスライス厚さ、X線管電流等の計測条件等によりX線検出器5への入射X線量が非常に少ない場合は、スキャノグラム像の対応する部分に白黒のまだら状アーチファクトが発生し、骨格や臓器等の画像が読影できなくなることがあった。すなわち、X線検出器5に入射するX線量が非常に少ないと、各種のノイズの影響により、前述の式(2)においてxi,j≦0になる場合が生じ、この場合は対数変換器15による対数変換ができなくなってしまうものであった。
【0010】
このようなときは、上記対数変換器15内でxi,jの値を適宜の正の値に代替していた。例えば計測データxi,jが“0”又はマイナスであるときは、“1”以上の値に置き換えて対数変換をしていた。この結果、計測データxi,jが本来の情報を反映しなくなり、前述の式(3)においてzi,jがX線透過経路Si,j上のX線吸収係数の分布とは無関係な値になってしまうことがあった。そして、このような部分があちこちに表われると、スキャノグラム像としてはまだら状アーチファクトが発生することとなる。この場合は、被検体2のその部分の生体構造がわからなくなり、診断部位の位置決めが正しくできなくなるものであった。
【0011】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被検体の診断部位の断層像を計測する位置を決定するためのスキャノグラム像に生じるまだら状アーチファクトを抑制することができるX線CT装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるX線CT装置は、天板上に被検体を寝載し計測位置へ移動させる被検体テーブルと、上記計測位置を中心にしてX線管球とX線検出器とが対向配置され該計測位置の周りに回転されX線管球から被検体にX線を放射しこの透過X線をX線検出器で検出するスキャナと、上記X線検出器からの検出信号を数値化した計測データを用いて画像処理を行う画像処理装置と、この画像処理装置からの画像信号を画像として表示する表示装置とを有するX線CT装置において、上記画像処理装置内にて入力した計測データに対数変換を施す対数変換手段の前段に、上記入力した計測データに対し所定量のバイアス値を加算するバイアス加算手段を設け、上記バイアス値bは、上記X線検出器のチャンネル番号をiとし天板の移動方向のサンプリング点をjとして、上記X線管球からのX線照射なしで計測を行った場合の計測データx i,j を、上記X線検出器の各チャンネル毎に標準偏差計算をした場合のチャンネル番号iでの標準偏差をσ i とし、この標準偏差σ i のチャンネル番号iに関する最大値を max( σ i) としたときに、数1で表される範囲のものとし、上記被検体の診断部位の断層像の計測の前にて、その断層像を計測する位置を決定するためのX線透過像の計測時にて上記X線検出器への入射X線量が少ない場合に生じるアーチファクトを抑制するために、上記バイアス加算手段でバイアス加算処理を行うものである。
【0013】
また、上記バイアス加算手段は、入力した計測データの値に応じてバイアス値の量を変化させ、このバイアス値を上記計測データに対し加算するようにしてもよい。
【0014】
さらに、上記バイアス加算手段は、入力した計測データについて所定期間内での最小値を求め、この最小値によりバイアス値を最適化して上記計測データに対し加算するようにしてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明によるX線CT装置の実施の形態を示す全体構成のブロック図である。このX線CT装置は、計測位置を中心にして対向配置されたX線管球とX線検出器とを該計測位置の周りに回転すると共に該X線管球から計測位置の被検体にX線を放射し、その透過X線をX線検出器で検出して診断部位の断層像を計測し表示するもので、図1に示すように、被検体テーブル3と、スキャナ6と、高電圧発生装置7と、X線制御装置8と、画像処理装置9と、操作卓10とを有して成る。
【0016】
上記被検体テーブル3は、天板1上に被検体2を寝載し該被検体2を後述のスキャナ6の計測位置へ移動させるもので、上記天板1が矢印P,Qのように前後方向に移動可能とされている。スキャナ6は、上記天板1上に寝載されて矢印P方向に移動してきた被検体2についてX線を放射すると共にその透過X線を検出するもので、中心部に被検体2を挿入する開口部を有する回転円盤11上にX線管球4とX線検出器5とが対向配置され、この回転円盤11がスキャナ駆動装置12で所定方向に回転されるようになっている。これにより、上記X線管球4とX線検出器5とが被検体2の周りに回転され、X線管球4から放射されたX線ビーム13がコリメータ13′によってスライス方向に制限され、被検体2を透過してその透過X線が多チャンネル型のX線検出器5で検出される。そして、上記X線検出器5から出力された検出信号は、計測回路14で増幅されると共にA/D変換され、数値データ化されて出力されるようになっている。
【0017】
高電圧発生装置7は、上記スキャナ6内のX線管球4に高電圧を印加するもので、後述のX線制御装置8から送られる制御信号により動作し、例えば2〜5msの高電圧パルスを上記X線管球4に印加するようになっている。X線制御装置8は、上記X線管球4からのX線の放射を制御するもので、画像処理装置9を介してCTスキャンに必要な制御信号が入力され、管電圧及び管電流などの制御信号を上記高電圧発生装置7へ送出するようになっている。
【0018】
また、画像処理装置9は、上記スキャナ6内のX線検出器5から出力された検出信号を計測回路14で数値化した計測データを用いて画像処理を行うもので、上記計測回路14から入力した計測データに対数変換を施す対数変換器15と、この対数変換器15からの出力データに対しエア補正を施すエア補正器16と、このエア補正器16からの出力データに対し輪郭強調などの二次元フィルタリング処理を行う二次元フィルタリング器17とから成る。
【0019】
さらに、操作卓10は、上記画像処理装置9で作成され出力された画像信号を入力して画像として表示すると共に、各種の操作指令や計測条件を入力するもので、一部にテレビモニタなどの表示装置19を備えている。なお、図1において、符号18は、上記スキャナ6及び被検体テーブル3に制御信号を送るスキャナ・テーブル制御装置を示している。
【0020】
ここで、本発明においては、上記画像処理装置9内にて入力した計測データに対数変換を施す手段としての対数変換器15の前段に、上記入力した計測データに対し所定量のバイアス値を加算する手段としてバイアス加算器20が設けられている。このバイアス加算器20は、対数変換器15へ入力する計測データが"0”又はマイナスにならないように、予め所定量の数値データを一率に加算するようになっている。そして、被検体の診断部位の断層像の計測の前にて、その断層像を計測する位置を決定するためのX線透過像の計測時にて上記X線検出器5への入射X線量が少ない場合に生じるアーチファクトを抑制するために、上記バイアス加算器20でバイアス加算処理を行う。
【0021】
次に、このように構成された本発明のX線CT装置におけるスキャノグラム像の計測方法について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。本発明におけるスキャノグラム像の計測方法は、図4に示す従来装置の場合とほとんど同じであるが、ステップEとステップFとの間にステップE′を挿入した点が異なっている。以下の説明においては、図4に示す手順と同じステップについては説明を省略し、上記ステップE′を挿入したことによる相違点についてその手順を説明することとする。
【0022】
まず、ステップA→B→C→D→Eと進み、ステップEで図1に示す計測回路14から前述の式(1)に示す計測データxi,jが出力され、画像処理装置9へ転送される。この画像処理装置9へ転送された計測データxi,jは、バイアス加算器20へ入力し、バイアス加算の処理が行われる(ステップE′)。このバイアス加算の処理は、次の式(4)のように表される。
ただし、bは、所定量のバイアス値(>0)を示す。
qi,jは、X線検出器5のチャンネル番号i,天板1の移動方向のサンプリング点jにおけるバイアス加算後の出力データ(>0)を示す。
【0023】
上述の式(4)における所定量のバイアス値bとしては、例えば式(5)のように表される。
ただし、σiは、X線管球4からのX線照射なしで計測を行った場合の計測データxi,jを、X線検出器5の各チャンネル毎に標準偏差計算をした場合のチャンネル番号iでの標準偏差を示す。
【0024】
上記バイアス加算器20でバイアス加算後の出力データqi,jは、次の対数変換器15へ入力して対数変換が施される(ステップF)。この対数変換の処理は、前述の式(4)と式(1)とを用いて、次の式(6)のように表される。
ただし、ui,jは、対数変換後の出力データを示す。
【0025】
次に、上記対数変換器15で対数変換して出力されたデータui,jは、エア補正器16に入力してエア補正が施される(ステップG)。このエア補正の処理は、上述の式(6)を用いて、次の式(7)のように表される。
ただし、ri,jは、エア補正後の出力データを示す。ここで、Ii≫bとすると、すなわちX線の減弱が著しくない場合は、
となり、上記の式(7)は、
となり、前述の式(3)とほぼ等価となる。
【0026】
その後、図4に示す手順と同様にステップH→I→Jと進み、ステップJでスキャノグラム像を画像処理装置9から操作卓10へ転送し、表示装置19へ送ってその画面にスキャノグラム像を表示する。このとき、前記ステップE′のバイアス加算により、ステップFにおける対数変換は、一率にバイアス値が加算された正のデータについて対数変換の処理を行うので、従来のようなまだら状アーチファクトの発生を抑えることができる。このことから、操作者は、画質の良いスキャノグラム像により生体構造を観察することができ、診断部位の位置決めを正しく行うことができる。
【0027】
なお、本発明の他の実施形態として、図1に示す画像処理装置9内のバイアス加算器20を、スキャナ6内の計測回路14から入力した計測データの値の大小に応じてバイアス値の量を変化させ、このバイアス値を上記入力した計測データに対し加算するように構成してもよい。すなわち、バイアス加算器20内の入力部に、入力した計測データの値を見てこの値の大小に応じて適当なバイアス値を選択するテーブルなどの判断選択手段を設ければよい。このとき、変化させるバイアス値bの範囲としては、前述の式(5)に示すような範囲である。この場合は、入力した計測データの値に応じてバイアス値が決定されるので、本来の情報とかけ離れない状態で画像処理を実行することができる。
【0028】
また、本発明の更に他の実施形態として、図1に示す画像処理装置9内のバイアス加算器20を、スキャナ6内の計測回路14から入力した計測データについて所定期間内での最小値を求め、この最小値によりバイアス値を最適化して上記入力した計測データに対し加算するように構成してもよい。すなわち、バイアス加算器20内の入力部に、入力した計測データについて計測開始時から現在までの期間内における最小値を求めこの最小値によりバイアス値を最適化する演算手段などを設ければよい。この場合も、入力した計測データの最小値に応じてバイアス値が最適化されるので、本来の情報とかけ離れない状態で画像処理を実行することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項1に係る発明によれば、画像処理装置内にて、入力した計測データに対数変換を施す対数変換手段の前段に、上記入力した計測データに対し数1で表される範囲の所定量のバイアス値を加算するバイアス加算手段を設け、このバイアス加算手段でバイアス加算処理を行うことにより、被検体の診断部位の断層像の計測の前にて、その断層像を計測する位置を決定するためのX線透過像の計測時にてX線検出器への入射X線量が少ない場合に生じるアーチファクトを抑制することができる。このとき、上記バイアス値が加算された正のデータについて対数変換の処理を行うので、上記断層像を計測する位置を決定するためのX線透過像(スキャノグラム像)に生じるまだら状アーチファクトの発生を抑えることができる。このことから、操作者は、画質の良いスキャノグラム像により生体構造を観察することができ、診断部位の位置決めを正しく行うことができる。
また、請求項2に係る発明によれば、上記バイアス加算手段は、入力した計測データの値に応じてバイアス値の量を変化させ、このバイアス値を上記計測データに対し加算するようにしたことにより、上記入力した計測データの値に応じてバイアス値が決定されるので、本来の情報とかけ離れない状態で画像処理を実行することができる。
さらに、請求項3に係る発明によれば、上記バイアス加算手段は、入力した計測データについて所定期間内での最小値を求め、この最小値によりバイアス値を最適化して上記計測データに対し加算するようにしたことにより、上記入力した計測データの最小値に応じてバイアス値が最適化されるので、本来の情報とかけ離れない状態で画像処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるX線CT装置の実施の形態を示す全体構成のブロック図である。
【図2】本発明のX線CT装置におけるスキャノグラム像の計測方法の手順を示すフローチャートである。
【図3】従来のX線CT装置を示す全体構成のブロック図である。
【図4】従来のX線CT装置におけるスキャノグラム像の計測方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…天板
2…被検体
3…被検体テーブル
4…X線管球
5…X線検出器
6…スキャナ
7…高電圧発生装置
8…X線制御装置
9…画像処理装置
10…操作卓
14…計測回路
15…対数変換器
19…表示装置
20…バイアス加算器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is to emit X-rays and measurement position location around the oppositely disposed X-ray tube and the X-ray detector from the X-ray tube with rotating around the measurement position in the object, The present invention relates to an X-ray CT apparatus that detects the transmitted X-rays with an X-ray detector and measures and displays a tomographic image of a diagnostic site of a subject . In particular, an X-ray transmission image ( The present invention relates to an X-ray CT apparatus capable of suppressing mottled artifacts generated in a “scanogram image”.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, a conventional X-ray CT apparatus of this type includes a subject table 3 for placing a subject 2 on a top 1 and moving the subject 2 to a measurement position. The X-ray tube 4 and the X-ray detector 5 are arranged facing each other around the subject 2 and rotated around the subject 2 to emit X-rays from the X-ray tube 4 to the subject 2. A scanner 6 for detecting transmitted X-rays with an X-ray detector 5, a high-voltage generator 7 for applying a high voltage to the X-ray tube 4, and controlling the emission of X-rays from the X-ray tube 4. An X-ray control device 8, an image processing device 9 that performs image processing using measurement data obtained by digitizing a detection signal from the X-ray detector 5, and an image signal from the image processing device 9 is displayed as an image. And an operation console 10 for inputting operation commands and measurement conditions.
[0003]
The X-ray tube 4 and the X-ray detector 5 of the scanner 6 are mounted at opposite positions on a rotating disk 11 having an opening for inserting the subject 2 in the center. The drive unit 12 rotates in a predetermined direction. The X-ray beam 13 emitted from the X-ray tube 4 is restricted in the slice direction by a collimator 13 ′, passes through the subject 2, and the transmitted X-rays are detected by a multi-channel X-ray detector 5. The detection signal is detected, amplified by the measurement circuit 14 and A / D-converted, and converted into numerical data. The image processing device 9 includes a logarithmic converter 15 that performs logarithmic conversion on the measurement data input from the measurement circuit 14, an air corrector 16 that performs air correction on output data from the logarithmic converter 15, A two-dimensional filtering unit 17 that performs two-dimensional filtering processing such as contour enhancement on the output data from the air corrector 16. Reference numeral 18 denotes a scanner / table controller that sends control signals to the scanner 6 and the subject table 3. Reference numeral 19 denotes a display device such as a television monitor installed on the console 10.
[0004]
Next, a method of measuring a scanogram image in the conventional X-ray CT apparatus shown in FIG. 3 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. First, the operator uses the console 10 shown in FIG. 3 to input various operation commands and measurement conditions necessary for measuring a scanogram image of the subject 2 (step A). Next, necessary control signals based on these input operation commands and measurement conditions are sent to the X-ray controller 8 and the scanner / table controller 18 via the image processing device 9 to perform a measurement preparation operation (step B). . Next, a control signal is sent from the X-ray controller 8 and the scanner / table controller 18 to the subject table 3, the scanner 6, the X-ray tube 4, etc., so that a scanogram image can be measured under predetermined conditions. , And waits for a measurement start command (step C). Then, when the operator inputs a measurement start command using the console 10, the above step C proceeds to the "YES" side to enter step D, and starts measurement of a scanogram image along the body axis direction of the subject 2. I do.
[0005]
As a result, X-rays are emitted from the X-ray tube 4 in FIG. 3, the X-ray beam 13 transmits through the subject 2, and the transmitted X-rays are detected by the X-ray detector 5 and sent to the measurement circuit 14. The measurement circuit 14 measures the output of each channel of the multi-channel X-ray detector 5 at a predetermined sampling point in the moving direction (slice direction) of the top 1 and converts it into numerical data by A / D conversion. The above is transferred to the image processing device 9 (step E). At this time, the output data of the measurement circuit 14 is represented by the following equation (1).
Here, xi, j indicates output data of the measurement circuit 14 when the channel number of the X-ray detector 5 is i and the sampling point in the moving direction of the top 1 is j.
Ii indicates an average value of xi, j when there is no attenuator such as the subject 2 and the top 1.
e indicates the base of the natural logarithm.
Si, j indicates the X-ray transmission path when the channel number of the X-ray detector 5 is i and the sampling point in the moving direction of the top 1 is j, and μ (s) is the X-ray transmission path Si, j. The upper X-ray absorption coefficient distribution is shown above, and ds is an integral line element on Si, j.
[0006]
In the image processing apparatus 9, the logarithmic converter 15 performs logarithmic conversion on the input measurement data (step F). This logarithmic conversion process is represented by the following equation (2).
Here, logxi, j and logIi do not lose generality even if they mean taking a natural logarithm. Ii appearing in the above formulas (1) and (2) can be easily obtained by measuring the X-ray beam 13 in the absence of the attenuating body such as the subject 2 and the top 1 in advance.
[0007]
Next, the measurement data logarithmically converted by the logarithmic converter 15 is input to an air corrector 16 and subjected to air correction (step G). That is, using Ii obtained in advance, air correction processing is performed on yi, j shown in the above equation (2) by the following equation (3).
As is apparent from the equation (3), the data zi, j after the air correction depends only on the distribution of the X-ray absorption coefficient on the X-ray transmission path Si, j (when xi, j> 0) ).
[0008]
In the next step H, it is determined whether or not the scanogram image measurement operation has been completed for the subject 2 by a predetermined distance in the slice direction. When the image processing device 9 determines that the measurement operation of the scanogram image has been completed, the above-described step H proceeds to the “YES” side and proceeds to step I. Then, an appropriate two-dimensional filtering process such as contour enhancement is performed by the two-dimensional filtering device 17 (step I) to create a scanogram image. Thereafter, the scanogram image thus created is transferred from the image processing device 9 to the console 10 (step J), sent to the display device 19, and displayed on the screen thereof. Thus, the measurement of the scanogram image is finally completed. Then, based on the scanogram image displayed on the display device 19, the position of the tomographic image measurement of the diagnosis site is planned in advance while observing the positional relationship of the skeleton, the organ, and the like, and the tomographic image is measured according to the plan.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional X-ray CT apparatus, in the measurement of a scanogram image of the subject 2, the X-ray detector 5 depends on measurement conditions such as the size of the subject 2, the slice thickness, the X-ray tube current, and the like. When the amount of incident X-rays is very small, black and white mottled artifacts may occur in the corresponding portions of the scanogram image, making it impossible to read images of skeletons and organs. That is, if the amount of X-rays incident on the X-ray detector 5 is extremely small, there may be a case where xi, j ≦ 0 in the above-mentioned equation (2) due to various noise effects. In this case, the logarithmic converter 15 Logarithmic conversion cannot be performed.
[0010]
In such a case, the values of xi, j are replaced with appropriate positive values in the logarithmic converter 15. For example, when the measurement data xi, j is “0” or negative, the logarithmic conversion is performed by replacing the measurement data xi, j with a value of “1” or more. As a result, the measurement data xi, j does not reflect the original information, and in the above equation (3), zi, j becomes a value irrelevant to the distribution of the X-ray absorption coefficient on the X-ray transmission path Si, j. Sometimes happened. When such a portion appears everywhere, a mottled artifact is generated in the scanogram image. In this case, the anatomical structure of the part of the subject 2 is not known, and the diagnosis site cannot be correctly positioned.
[0011]
Therefore, the present invention addresses such a problem and provides an X-ray CT apparatus capable of suppressing a mottled artifact occurring in a scanogram image for determining a position for measuring a tomographic image of a diagnostic site of a subject. The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, X-rays CT device according to the invention, and the object table is moved to the measurement position by Neno the subject on the top plate, X-rays tube around the said measuring position location a scanner in which an X-ray detector emits X-rays is rotated from the X-ray tube to the object around the measurement position is opposed to detect the transmitted X-rays by the X-ray detector and the upper Symbol X In an X-ray CT apparatus having an image processing apparatus that performs image processing using measurement data obtained by digitizing a detection signal from a line detector and a display apparatus that displays an image signal from the image processing apparatus as an image, Bias addition means for adding a predetermined amount of bias value b to the input measurement data is provided at a preceding stage of logarithmic conversion means for performing logarithmic conversion on measurement data input in the image processing apparatus, and the bias value b is X-ray detector channel No. sampling points in the moving direction of the a i top plate as j the measurement data x i in the case of performing measurement without X-ray irradiation from the X-ray tube, a j, each channel of the X-ray detector When the standard deviation at the channel number i when the standard deviation is calculated for each channel is σ i, and the maximum value of the standard deviation σ i with respect to the channel number i is max ( σ i) , it is expressed by Equation 1. Before measuring the tomographic image of the diagnostic site of the subject, the X-ray incident on the X-ray detector is measured at the time of measuring the X-ray transmission image for determining the position for measuring the tomographic image. In order to suppress artifacts that occur when the dose is small, the bias adding means performs a bias adding process .
[0013]
Further, the bias adding means may change the amount of the bias value according to the value of the input measurement data, and may add the bias value to the measurement data.
[0014]
Further, the bias adding means may determine a minimum value of the input measurement data within a predetermined period, optimize the bias value based on the minimum value, and add the bias value to the measurement data.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an overall configuration showing an embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention. The X-ray CT apparatus, and around the measurement position location oppositely disposed X-ray tube and the X-ray detector to the subject of the measurement position from the X-ray tube with rotating around the measurement position X-rays are emitted, and the transmitted X-rays are detected by an X-ray detector to measure and display a tomographic image of a diagnostic site. As shown in FIG. It comprises a voltage generator 7, an X-ray controller 8, an image processor 9, and a console 10.
[0016]
The subject table 3 lays the subject 2 on the top 1 and moves the subject 2 to a measurement position of a scanner 6 described later. The top 1 is moved back and forth as indicated by arrows P and Q. It is possible to move in the direction. The scanner 6 emits X-rays and detects transmitted X-rays of the subject 2 laid on the top plate 1 and moved in the direction of the arrow P, and inserts the subject 2 at the center. The X-ray tube 4 and the X-ray detector 5 are arranged opposite to each other on a rotating disk 11 having an opening, and the rotating disk 11 is rotated in a predetermined direction by a scanner driving device 12. Thereby, the X-ray tube 4 and the X-ray detector 5 are rotated around the subject 2, and the X-ray beam 13 emitted from the X-ray tube 4 is restricted in the slice direction by the collimator 13 '. The transmitted X-rays that pass through the subject 2 are detected by the multi-channel X-ray detector 5. The detection signal output from the X-ray detector 5 is amplified and A / D-converted by the measurement circuit 14, converted into numerical data, and output.
[0017]
The high voltage generator 7 applies a high voltage to the X-ray tube 4 in the scanner 6 and operates according to a control signal sent from an X-ray controller 8 described later, for example, a high voltage pulse of 2 to 5 ms. Is applied to the X-ray tube 4. The X-ray control device 8 controls the emission of X-rays from the X-ray tube 4, and receives a control signal required for CT scanning via the image processing device 9, and controls the tube voltage and tube current. A control signal is sent to the high voltage generator 7.
[0018]
The image processing device 9 performs image processing using measurement data obtained by digitizing a detection signal output from the X-ray detector 5 in the scanner 6 by a measurement circuit 14. A logarithmic converter 15 for performing logarithmic conversion on the measured data obtained, an air corrector 16 for performing air correction on output data from the logarithmic converter 15, and an edge enhancement for the output data from the air corrector 16. A two-dimensional filtering unit 17 for performing a two-dimensional filtering process.
[0019]
Further, the console 10 receives the image signal created and output by the image processing device 9 and displays the image as an image, and also inputs various operation commands and measurement conditions. The display device 19 is provided. In FIG. 1, reference numeral 18 denotes a scanner / table controller that sends control signals to the scanner 6 and the object table 3.
[0020]
Here, in the present invention, a predetermined amount of bias value is added to the input measurement data before the logarithmic converter 15 as means for performing logarithmic conversion on the measurement data input in the image processing device 9. A bias adder 20 is provided as a means for performing this. The bias adder 20 adds a predetermined amount of numerical data in advance so that the measured data input to the logarithmic converter 15 does not become “0” or a negative value. Then, before the measurement of the tomographic image of the diagnostic site of the subject, the amount of X-rays incident on the X-ray detector 5 is small when measuring the X-ray transmission image for determining the position for measuring the tomographic image. In order to suppress artifacts that occur in the case, the bias adder 20 performs a bias addition process.
[0021]
Next, a method for measuring a scanogram image in the X-ray CT apparatus of the present invention thus configured will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The method of measuring a scanogram image according to the present invention is almost the same as that of the conventional apparatus shown in FIG. 4, except that a step E ′ is inserted between steps E and F. In the following description, the description of the same steps as the procedure shown in FIG. 4 will be omitted, and the procedure will be described for the differences due to the insertion of the step E '.
[0022]
First, the processing proceeds in steps A → B → C → D → E, and in step E, the measurement data xi, j shown in the above-described equation (1) is output from the measurement circuit 14 shown in FIG. You. The measurement data xi, j transferred to the image processing device 9 is input to the bias adder 20, and the process of bias addition is performed (step E '). The process of the bias addition is represented by the following equation (4).
Here, b indicates a predetermined amount of bias value (> 0).
qi, j indicates the output data (> 0) after the bias addition at the channel number i of the X-ray detector 5 and the sampling point j in the moving direction of the top 1.
[0023]
The predetermined amount of the bias value b in the above equation (4) is expressed, for example, as in equation (5).
Here, σi is the measurement data xi, j in the case where measurement is performed without X-ray irradiation from the X-ray tube 4 and the channel number i in the case where the standard deviation is calculated for each channel of the X-ray detector 5. The standard deviation at is shown.
[0024]
The output data qi, j after the bias addition by the bias adder 20 is input to the next logarithmic converter 15 and subjected to logarithmic conversion (step F). The logarithmic conversion process is represented by the following equation (6) using the above equations (4) and (1).
Here, ui, j indicates output data after logarithmic conversion.
[0025]
Next, the data ui, j output by logarithmic conversion by the logarithmic converter 15 are input to an air corrector 16 and subjected to air correction (step G). This air correction process is expressed by the following equation (7) using the above equation (6).
Here, ri and j indicate output data after air correction. Here, if Ii≫b, that is, if the attenuation of X-rays is not remarkable,
And the above equation (7) becomes
Which is almost equivalent to the above-mentioned equation (3).
[0026]
Thereafter, in the same manner as the procedure shown in FIG. 4, the process proceeds from step H → I → J, and in step J, the scanogram image is transferred from the image processing device 9 to the console 10 and sent to the display device 19 to display the scanogram image on the screen. I do. At this time, the logarithmic conversion in step F is performed by performing logarithmic conversion processing on the positive data to which the bias value has been added at a uniform rate by the bias addition in step E ′. Can be suppressed. From this, the operator can observe the anatomy with a scanogram image of good image quality, and can correctly position the diagnostic site.
[0027]
As another embodiment of the present invention, the bias adder 20 in the image processing apparatus 9 shown in FIG. 1 is used to adjust the amount of the bias value in accordance with the magnitude of the measurement data input from the measurement circuit 14 in the scanner 6. And the bias value may be added to the input measurement data. That is, the input unit in the bias adder 20 may be provided with a judgment selecting means such as a table for checking the value of the input measurement data and selecting an appropriate bias value according to the magnitude of the value. At this time, the range of the bias value b to be changed is a range as shown in the above equation (5). In this case, since the bias value is determined according to the value of the input measurement data, the image processing can be executed in a state that is not far from the original information.
[0028]
Further, as still another embodiment of the present invention, the bias adder 20 in the image processing apparatus 9 shown in FIG. 1 calculates a minimum value within a predetermined period of measurement data input from the measurement circuit 14 in the scanner 6. The bias value may be optimized based on the minimum value and added to the input measurement data. That is, the input unit in the bias adder 20 may be provided with an arithmetic unit or the like for obtaining the minimum value of the input measurement data within the period from the start of the measurement to the present and optimizing the bias value based on the minimum value. Also in this case, since the bias value is optimized according to the minimum value of the input measurement data, the image processing can be executed in a state that is not far from the original information.
[0029]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, the input measurement data is provided before the logarithmic conversion means for performing logarithmic conversion on the input measurement data in the image processing apparatus. Is provided with a bias adding means for adding a predetermined amount of bias value b in a range represented by Expression 1, and the bias adding means performs a bias adding process, thereby obtaining a bias value before measurement of a tomographic image of a diagnostic site of a subject. Thus, when measuring an X-ray transmission image for determining a position for measuring the tomographic image, it is possible to suppress an artifact that occurs when the amount of X-ray incident on the X-ray detector is small. At this time, since the logarithmic conversion process is performed on the positive data to which the bias value b has been added , the occurrence of mottled artifacts occurring in the X-ray transmission image (scanogram image) for determining the position for measuring the tomographic image is generated. Can be suppressed. From this, the operator can observe the anatomy with a scanogram image of good image quality, and can correctly position the diagnostic site.
According to the second aspect of the present invention, the bias adding means changes the amount of the bias value according to the value of the input measurement data, and adds the bias value to the measurement data. As a result, the bias value is determined according to the value of the input measurement data, so that the image processing can be executed in a state that is not far from the original information.
Further, according to the third aspect of the present invention, the bias adding means obtains a minimum value of the input measurement data within a predetermined period, optimizes the bias value based on the minimum value, and adds the bias value to the measurement data. By doing so, the bias value is optimized according to the minimum value of the input measurement data, so that the image processing can be executed in a state that is not far from the original information.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an overall configuration showing an embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of a scanogram image measuring method in the X-ray CT apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of an overall configuration showing a conventional X-ray CT apparatus.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of a scanogram image measuring method in a conventional X-ray CT apparatus.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 top 2 subject 3 subject table 4 X-ray tube 5 X-ray detector 6 scanner 7 high-voltage generator 8 X-ray controller 9 image processor 10 console 14 ... Measurement circuit 15 ... Logarithmic converter 19 ... Display device 20 ... Bias adder

Claims (3)

天板上に被検体を寝載し計測位置へ移動させる被検体テーブルと、上記計測位置を中心にしてX線管球とX線検出器とが対向配置され該計測位置の周りに回転されX線管球から被検体にX線を放射しこの透過X線をX線検出器で検出するスキャナと、上記X線検出器からの検出信号を数値化した計測データを用いて画像処理を行う画像処理装置と、この画像処理装置からの画像信号を画像として表示する表示装置とを有するX線CT装置において、
上記画像処理装置内にて入力した計測データに対数変換を施す対数変換手段の前段に、上記入力した計測データに対し所定量のバイアス値を加算するバイアス加算手段を設け
上記バイアス値bは、上記X線検出器のチャンネル番号をiとし天板の移動方向のサンプリング点をjとして、上記X線管球からのX線照射なしで計測を行った場合の計測データx i,j を、上記X線検出器の各チャンネル毎に標準偏差計算をした場合のチャンネル番号iでの標準偏差をσ i とし、この標準偏差σ i のチャンネル番号iに関する最大値を max( σ i) としたときに、
で表される範囲のものとし、
上記被検体の診断部位の断層像の計測の前にて、その断層像を計測する位置を決定するためのX線透過像の計測時にて上記X線検出器への入射X線量が少ない場合に生じるアーチファクトを抑制するために、上記バイアス加算手段でバイアス加算処理を行うことを特徴とするX線CT装置。
And the object table is moved to the measurement position by Neno the subject on the top plate, rotated around the around the said measuring position location and the X-ray tube and the X-ray detector disposed facing the measuring position image using a scanner that detected by radiating X-rays from the X-ray tube to the subject the transmitted X-rays by the X-ray detector, the measurement data obtained by digitizing a detection signal from the upper Symbol X-ray detector In an X-ray CT apparatus having an image processing device for performing processing and a display device for displaying an image signal from the image processing device as an image,
In the preceding stage of the logarithmic conversion means for performing logarithmic conversion on the measurement data input in the image processing apparatus, a bias addition means for adding a predetermined amount of bias value b to the input measurement data is provided ,
The bias value b is measured data x when measurement is performed without X-ray irradiation from the X-ray tube, where i is the channel number of the X-ray detector and j is the sampling point in the moving direction of the tabletop. i, a j, the standard deviation of the channel number i in the case where the standard deviation calculated for each channel of the X-ray detector and sigma i, the maximum values for the channel number i of the standard deviation sigma i max (sigma when you and i),
It shall be in the range represented by
Before the measurement of the tomographic image of the diagnostic site of the subject, when measuring the X-ray transmission image for determining the position for measuring the tomographic image and when the incident X-ray dose to the X-ray detector is small. An X-ray CT apparatus , wherein a bias addition process is performed by the bias addition means in order to suppress an artifact that occurs .
上記バイアス加算手段は、入力した計測データの値に応じてバイアス値の量を変化させ、このバイアス値を上記計測データに対し加算するようにしたことを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。2. The X-ray CT according to claim 1, wherein said bias adding means changes the amount of the bias value in accordance with the value of the input measurement data, and adds the bias value to the measurement data. apparatus. 上記バイアス加算手段は、入力した計測データについて所定期間内での最小値を求め、この最小値によりバイアス値を最適化して上記計測データに対し加算するようにしたことを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein said bias adding means obtains a minimum value within a predetermined period of the input measurement data, optimizes a bias value based on the minimum value, and adds the bias value to the measurement data. X-ray CT apparatus.
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