JP6556541B2 - Radiation tomography apparatus and program - Google Patents
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Description
本発明は、放射線断層撮影装置による画像誘導下の穿刺に適した画像化技術に関する。 The present invention relates to an imaging technique suitable for puncture under image guidance by a radiation tomography apparatus.
従来、放射線断層撮影装置による画像誘導下の穿刺が行われている。画像誘導下の穿刺では、被検体内の目標物を含む領域を繰り返し撮像して、その断層像をほぼリアルタイム(real time)に表示する。術者は、その断層像を見ながら針を目標物に正確に差し込んでいく。 Conventionally, puncture under image guidance has been performed by a radiation tomography apparatus. In puncture under image guidance, an area including a target in a subject is repeatedly imaged and a tomographic image thereof is displayed in almost real time. The surgeon accurately inserts the needle into the target while viewing the tomographic image.
撮像領域内に針が入ってくると、断層像内には針が現れる。針は一般的に金属で構成されている。そのため、断層像内には針だけでなく、メタルアーチファクト(metal artifact)も同時に発生することが多い。穿刺において、メタルアーチファクトは、目標物や針の位置を特定しづらくするため、極力低減したい。 When a needle enters the imaging area, the needle appears in the tomographic image. The needle is generally made of metal. Therefore, not only needles but also metal artifacts often occur in the tomographic image at the same time. In puncturing, metal artifacts are difficult to specify because it is difficult to specify the position of the target or the needle.
一方、断層像におけるメタルアーチファクト低減処理については、これまで、種々の提案が成され、その効果も確認されている。例えば、特許文献1においては、次のようなメタルアーチファクト低減処理が提案されている。まず、メタルアーチファクトが発生している断層画像上で関心領域を設定し、その関心領域の画像データ(image data)の平均値を当断層画像から減じてレベルシフト(shift)した断層画像から投影データ(projection data)を生成する。そして、この投影データの中から金属の存在するチャネルのデータのみを抽出して画像再構成する。これを元の断層画像から減じることにより、メタルアーチファクトに妨げられることなく、メタルアーチファクトに隠されていた部分をも再現することができる。 On the other hand, various proposals have been made for metal artifact reduction processing in tomographic images, and the effects thereof have been confirmed. For example, Patent Document 1 proposes the following metal artifact reduction processing. First, a region of interest is set on a tomographic image where a metal artifact has occurred, and the projection data is generated from a tomographic image obtained by subtracting the average value of the image data (image data) of the region of interest from the current tomographic image and shifting the level. (Projection data) is generated. Then, only the data of the channel where the metal exists is extracted from the projection data to reconstruct the image. By subtracting this from the original tomographic image, the portion hidden by the metal artifact can be reproduced without being disturbed by the metal artifact.
ここで、通常考える方法は、繰り返し撮像して得られる断層像にメタルアーチファクト低減処理を施し、処理済みの断層像を表示する方法である。 Here, the method that is normally considered is a method in which a tomographic image obtained by repeated imaging is subjected to metal artifact reduction processing and a processed tomographic image is displayed.
しかしながら、メタルアーチファクト低減処理は、一般的に計算量が多く、処理の完了までに一定以上の時間を要する。 However, the metal artifact reduction processing generally requires a large amount of calculation and requires a certain time or more to complete the processing.
そのため、当該方法は、処理に時間が掛かり過ぎてリアルタイム性が失われるため、穿刺には適用できない。 Therefore, this method cannot be applied to puncture because it takes too much time to process and loses real-time characteristics.
このような事情により、放射線断層撮影装置による画像誘導下の穿刺の際に、リアルタイム性を保ちながらメタルアーチファクトが低減された断層像を表示することが可能な技術が望まれている。 Under such circumstances, there is a demand for a technique capable of displaying a tomographic image with reduced metal artifacts while maintaining real-time properties during puncture under image guidance by a radiation tomography apparatus.
第1の観点の発明は、
針が挿入される被検体の部位を複数回スキャンすることにより、前記針の挿入開始前における前記部位の第1の投影データと前記針の挿入開始後における前記部位の第2の投影データとを収集するようデータ収集系を制御する第1の制御手段と、
前記第2の投影データから前記第1の投影データを減算して第3の投影データを得る減算手段と、
前記第1の投影データに基づく第1の画像と、前記第3の投影データに基づく第3の画像とを再構成する再構成手段と、
前記第3の画像において画素値が所定の閾値を超える画素によって構成される第4の画像を得る閾値処理手段と、
前記第1の画像に前記第4の画像を重ねて成る合成画像を表示するよう表示装置を制御する第2の制御手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the first aspect
By scanning the part of the subject into which the needle is inserted a plurality of times, the first projection data of the part before the insertion of the needle and the second projection data of the part after the insertion of the needle are obtained. First control means for controlling the data collection system to collect;
Subtracting means for subtracting the first projection data from the second projection data to obtain third projection data;
Reconstruction means for reconstructing a first image based on the first projection data and a third image based on the third projection data;
Threshold processing means for obtaining a fourth image composed of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold in the third image;
There is provided a radiation tomography apparatus comprising: a second control unit configured to control a display device so as to display a composite image formed by superimposing the fourth image on the first image.
第2の観点の発明は、
前記閾値が、メタルアーチファクトを表す画素値と金属を表す画素値との間の画素値である、上記第1の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the second aspect is
The radiation tomography apparatus according to the first aspect, in which the threshold value is a pixel value between a pixel value representing a metal artifact and a pixel value representing a metal.
第3の観点の発明は、
前記第1の制御手段が、前記針の挿入開始後に前記部位を連続的に複数回スキャンするよう前記データ収集系を制御し、
前記第2の制御手段が、前記第2の投影データが収集される度に前記合成画像を新たに表示するよう制御する、上記第1の観点または第2の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the third aspect is
The first control means controls the data collection system to continuously scan the site a plurality of times after the start of insertion of the needle;
Provided is the radiation tomography apparatus according to the first aspect or the second aspect, wherein the second control unit performs control so that the composite image is newly displayed each time the second projection data is collected. .
第4の観点の発明は、
前記第1の制御手段が、前記針の挿入開始の前後に亘って前記部位を複数回繰り返しスキャンして前記投影データを順次収集するよう前記データ収集系を制御し、
該投影データの収集に応答して、該投影データまたは該投影データに基づく画像の時間的な変化において一定レベル(level)を超える変化が生じたか否かを判定する判定手段をさらに備えており、
前記第1の投影データが、前記一定レベルを超える変化が生じたと判定される前の時点に収集された投影データであり、
前記第2の投影データが、前記一定レベルを超える変化が生じたと判定された後の時点に収集された投影データである、上記第3の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fourth aspect is
The first control means controls the data collection system so as to sequentially collect the projection data by repeatedly scanning the part a plurality of times before and after the start of insertion of the needle;
In response to the collection of the projection data, the apparatus further comprises a determination unit that determines whether a change exceeding a certain level (level) has occurred in the temporal change of the projection data or the image based on the projection data.
The first projection data is projection data collected at a time before it is determined that a change exceeding the certain level has occurred;
The radiation tomography apparatus according to the third aspect, in which the second projection data is projection data collected at a time point after it is determined that a change exceeding the certain level has occurred.
第5の観点の発明は、
前記再構成手段が、2次元逆投影処理により前記第1及び第3の画像を再構成する、上記第1の観点から第4の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fifth aspect is
The radiation tomography apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the reconstruction unit reconstructs the first and third images by a two-dimensional backprojection process.
第6の観点の発明は、
針が挿入される被検体の部位をスキャンして得られた該部位の画像において、前記針の挿入が予定される経路を含む領域を設定する設定手段と、
前記針の挿入開始後に前記部位を複数回繰り返しスキャンすることにより投影データを順次得るようデータ収集系を制御する第1の制御手段と、
前記投影データまたは該投影データに基づく再構成画像と前記領域の位置情報とに基づいて、前記針によるメタルアーチファクトが低減された画像の生成を行う生成手段と、
該生成された画像を表示するよう表示装置を制御する第2の制御手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the sixth aspect is
A setting means for setting an area including a path on which the needle is scheduled to be inserted in an image of the part obtained by scanning the part of the subject into which the needle is inserted;
A first control means for controlling a data collection system to sequentially obtain projection data by repeatedly scanning the site several times after the insertion of the needle is started;
Generation means for generating an image in which metal artifacts due to the needle are reduced based on the projection data or a reconstructed image based on the projection data and position information of the region;
A radiation tomography apparatus comprising: a second control unit that controls a display device to display the generated image.
第7の観点の発明は、
前記生成手段が、前記領域の位置情報に基づいて、前記投影データまたは該投影データに基づく再構成画像における前記針に対応する部分の探索を行う、上記第6の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the seventh aspect
The radiation tomography apparatus according to the sixth aspect, wherein the generation unit searches for the portion corresponding to the needle in the projection data or a reconstructed image based on the projection data based on the position information of the region. To do.
第8の観点の発明は、
互いに隣接する第1及び第2のスライス(slice)を含んでおり、針が前記第1のスライスを通って前記第2のスライスに到達するよう挿入される部位を、前記針の挿入開始の前後に亘って複数回繰り返しスキャンすることにより投影データを順次収集するようデータ収集系を制御する第1の制御手段と、
前記第1のスライスを注目スライスに設定する第1の設定手段と、
前記注目スライスの投影データまたは該投影データに基づく再構成画像を用いて前記針によるメタルアーチファクトが低減された画像の生成を行う生成手段と、
該生成された画像を表示するよう表示装置を制御する第2の制御手段と、
前記第1のスライスの投影データまたは該投影データに基づく再構成画像を用いて、前記針が前記第2のスライスに到達したか否かの判定を行う判定手段と、
前記判定手段により前記針が前記第2のスライスに到達したとの判定がなされた場合に、前記第2のスライスを前記注目スライスに設定する第2の設定手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the eighth aspect
Before and after the start of insertion of the needle, including a first and a second slice adjacent to each other, where the needle is inserted through the first slice to reach the second slice. First control means for controlling the data acquisition system so as to sequentially collect projection data by repeatedly scanning over a plurality of times,
First setting means for setting the first slice as a target slice;
Generation means for generating an image in which metal artifacts due to the needle are reduced using projection data of the slice of interest or a reconstructed image based on the projection data;
Second control means for controlling the display device to display the generated image;
Determining means for determining whether the needle has reached the second slice using the projection data of the first slice or a reconstructed image based on the projection data;
A radiation tomography apparatus comprising: a second setting unit configured to set the second slice as the target slice when the determination unit determines that the needle has reached the second slice. I will provide a.
第9の観点の発明は、
前記針の挿入開始前における前記部位のスキャンにより得られた画像において、前記針の挿入が予定される経路を含む領域を設定する第3の設定手段をさらに備えており、
前記生成手段が、前記領域の位置情報に基づいて前記生成を行い、
前記判定手段が、前記領域の位置情報に基づいて前記判定を行う、上記第8の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the ninth aspect is
In the image obtained by scanning the part before the start of the insertion of the needle, further comprising a third setting means for setting a region including a path where the needle is scheduled to be inserted,
The generation means performs the generation based on position information of the region,
The radiation tomography apparatus according to the eighth aspect, in which the determination unit performs the determination based on position information of the region.
第10の観点の発明は、
前記生成手段が、前記注目スライスの投影データまたは該投影データに基づく再構成画像における前記領域に対応する範囲において前記針に対応する部分の探索を行い、
前記判定手段が、前記第1のスライスの投影データまたは該投影データに基づく再構成画像における前記領域に対応する部分に基づいて前記判定を行う、上記第9の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the tenth aspect is
The generating means searches for a portion corresponding to the needle in a range corresponding to the region in the projection data of the slice of interest or the reconstructed image based on the projection data,
The radiation tomography apparatus according to the ninth aspect, wherein the determination unit performs the determination based on projection data of the first slice or a portion corresponding to the region in a reconstructed image based on the projection data. .
第11の観点の発明は、
前記生成手段が、事前に記憶された前記針の材質及び太さのうち少なくとも一つに係る情報を用いて前記生成を行う、上記第6の観点から第10の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the eleventh aspect is
The generation unit performs the generation using information related to at least one of the material and thickness of the needle stored in advance, and the generation unit according to any one of the sixth to tenth aspects A radiation tomography apparatus is provided.
第12の観点の発明は、
コンピュータ(computer)を、上記第1の観点から第11の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置における各手段として機能させるためのプログラム(program)を提供する。
The invention of the twelfth aspect is
A program for causing a computer to function as each means in the radiation tomography apparatus according to any one of the first to eleventh aspects is provided.
上記観点の発明によれば、針の挿入中の投影データから針の挿入前の投影データを減算し、その差分の投影データを基に針とメタルアーチファクトが主要成分となる画像を再構成し、これに画素値の閾値処理を行ってほぼ針のみの画像を生成し、これを針の挿入前の投影データを基に再構成した画像に重ね合せて表示するので、針の挿入の際にメタルアーチファクトが低減された画像を表示させることができる。 According to the above aspect of the invention, the projection data before the insertion of the needle is subtracted from the projection data during the insertion of the needle, and the image in which the needle and the metal artifact are main components is reconstructed based on the difference projection data, Pixel value threshold processing is performed on this to generate an image of almost only the needle, and this is superimposed and displayed on the image reconstructed based on the projection data before the insertion of the needle. An image with reduced artifacts can be displayed.
以下、発明の実施形態について説明する。なお、これにより発明は限定されない。 Embodiments of the invention will be described below. The invention is not limited thereby.
図1は、本実施形態に係るX線CT装置(X-ray Computed Tomography system)のハードウェア(hardware)の構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a hardware configuration of an X-ray computed tomography system (X-ray computed tomography system) according to the present embodiment.
図1に示すように、X線CT装置1は、ガントリ(gantry)2、撮影テーブル(imaging table)4、及び操作コンソール(console)6を備えている。なお、ガントリ2及び撮影テーブル4は、発明におけるデータ収集系の一例である。 As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 includes a gantry 2, an imaging table 4, and an operation console 6. The gantry 2 and the imaging table 4 are examples of the data collection system in the invention.
ガントリ2は、X線管21、アパーチャ(aperture)22、コリメータ装置(collimator device)23、X線検出器24、データ収集部25、回転部26、高電圧電源27、アパーチャ駆動装置28、回転駆動装置29、及びガントリ・テーブル制御部30を有している。 The gantry 2 includes an X-ray tube 21, an aperture 22, a collimator device 23, an X-ray detector 24, a data collection unit 25, a rotation unit 26, a high voltage power supply 27, an aperture drive device 28, and a rotation drive. A device 29 and a gantry table control unit 30 are provided.
X線管21及びX線検出器24は、空洞部2Bを挟み対向して配置されている。 The X-ray tube 21 and the X-ray detector 24 are disposed to face each other with the cavity 2B interposed therebetween.
アパーチャ22は、X線管21と空洞部2Bとの間に配置されている。X線管21のX線焦点からX線検出器24に向けて放射されるX線をファンビーム(fan beam)やコーンビーム(cone beam)に成形する。 The aperture 22 is disposed between the X-ray tube 21 and the cavity 2B. X-rays radiated from the X-ray focal point of the X-ray tube 21 toward the X-ray detector 24 are shaped into a fan beam or a cone beam.
コリメータ装置23は、空洞部2BとX線検出器24との間に配置されている。コリメータ装置23は、X線検出器24に入射する散乱線を除去する。 The collimator device 23 is disposed between the cavity 2B and the X-ray detector 24. The collimator device 23 removes scattered radiation incident on the X-ray detector 24.
X線検出器24は、X線管21から放射される扇状のX線ビームの広がり方向(チャネル(channel)方向という)および厚み方向(列方向という)に、2次元的に配列された複数のX線検出素子を有している。各X線検出素子は、空洞部2Bに配された被検体5の透過X線をそれぞれ検出し、その強度に応じた電気信号を出力する。被検体5は、例えば、人間や動物などの生体である。 The X-ray detector 24 includes a plurality of two-dimensionally arranged in the spreading direction (referred to as channel direction) and the thickness direction (referred to as column direction) of the fan-shaped X-ray beam emitted from the X-ray tube 21. It has an X-ray detection element. Each X-ray detection element detects transmitted X-rays of the subject 5 arranged in the cavity 2B, and outputs an electrical signal corresponding to the intensity. The subject 5 is a living body such as a human being or an animal.
データ収集部25は、X線検出器24の各X線検出素子から出力される電気信号を受信し、X線データに変換して収集する。 The data collection unit 25 receives an electrical signal output from each X-ray detection element of the X-ray detector 24, converts it into X-ray data, and collects it.
回転部26は、空洞部2Bの周りに回転可能に支持されている。回転部26には、X線管21、アパーチャ22、コリメータ装置23、X線検出器24、及びデータ収集部25が搭載されている。 The rotating part 26 is supported so as to be rotatable around the cavity 2B. An X-ray tube 21, an aperture 22, a collimator device 23, an X-ray detector 24, and a data collection unit 25 are mounted on the rotation unit 26.
撮影テーブル4は、クレードル(cradle)41、クレードル駆動装置42を有している。被検体5は、クレードル41の上に載置される。クレードル駆動装置42は、クレードル41をガントリ2の空洞部2Bすなわち撮影空間に入れ出しする。 The imaging table 4 has a cradle 41 and a cradle driving device 42. The subject 5 is placed on the cradle 41. The cradle driving device 42 puts the cradle 41 into and out of the cavity 2B of the gantry 2, that is, the imaging space.
高電圧電源27は、X線管21に高電圧及び電流を供給する。 The high voltage power supply 27 supplies a high voltage and current to the X-ray tube 21.
アパーチャ駆動装置28、アパーチャ22を駆動しその開口を変形させる。 The aperture driving device 28 and the aperture 22 are driven to deform the opening.
回転駆動装置29、回転部26を回転駆動する。 The rotation drive device 29 and the rotation unit 26 are rotationally driven.
ガントリ・テーブル制御部30は、ガントリ2内の各装置・各部、撮影テーブル4等を制御する。 The gantry / table control unit 30 controls each device / unit in the gantry 2, the imaging table 4, and the like.
操作コンソール6は、操作者からの各種操作を受け付ける。操作コンソール6は、入力装置61、表示装置62、記憶装置63、及び演算処理装置64を有している。本例では、操作コンソール6は、コンピュータ(computer)により構成されている。 The operation console 6 receives various operations from the operator. The operation console 6 includes an input device 61, a display device 62, a storage device 63, and an arithmetic processing device 64. In this example, the operation console 6 is configured by a computer.
なお、ここでは、図1に示すように、被検体5の体軸方向、すなわち撮影テーブル4による被検体5の搬送方向をz方向とする。また、鉛直方向をy方向、y方向およびz方向に直交する水平方向をx方向とする。 Here, as shown in FIG. 1, the body axis direction of the subject 5, that is, the conveyance direction of the subject 5 by the imaging table 4 is the z direction. The vertical direction is the y direction, and the horizontal direction orthogonal to the y direction and the z direction is the x direction.
(第1の実施形態)
図2は、第1の実施形態に係るX線CT装置の操作コンソールの機能ブロック図(block diagram)である。
(First embodiment)
FIG. 2 is a functional block diagram (block diagram) of the operation console of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment.
第1の実施形態に係るX線CT装置の操作コンソール6は、機能ブロックとして、スキャン制御部71、減算処理部72、平均化処理部73、画像再構成部74、閾値処理部75、及び表示制御部76を有している。 The operation console 6 of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment includes, as functional blocks, a scan control unit 71, a subtraction processing unit 72, an averaging processing unit 73, an image reconstruction unit 74, a threshold processing unit 75, and a display. A control unit 76 is provided.
なお、操作コンソール6は、演算処理装置64が所定のプログラム(program)を実行することにより各機能ブロックとして機能する。所定のプログラムは、例えば、記憶装置63または外部接続された記憶装置または記憶媒体に記憶されている。 The operation console 6 functions as each functional block when the arithmetic processing unit 64 executes a predetermined program. The predetermined program is stored in, for example, the storage device 63 or an externally connected storage device or storage medium.
スキャン制御部71は、操作者の操作に応じて、スキャンが実施されるようガントリ・テーブル制御部30を制御する。 The scan control unit 71 controls the gantry / table control unit 30 so that scanning is performed in accordance with an operation of the operator.
図3は、第1の実施形態における被検体がスキャンされる様子を模式的に示す図である。本例では、図3に示すように、クレードル41に載置された被検体5の所定の部位5aを含む撮影空間R1に対してスキャンが実施される。スキャンは、X線管21及びX線検出器14を被検体5の周りに回転させながら、X線管21のX線焦点から被検体5にX線を照射することにより行われる。スキャンを実施すると、X線検出器24におけるX線検出素子の配列構造に起因して、撮影空間をz軸方向にスライスして成る複数のスライスの各々について複数ビュー(view)の投影データが収集される。ここでは、1回のスキャン実施により、0.625mm厚のスライス24枚分の投影データが収集されるものとする。また本例では、この部位5aに病変部5cが含まれる場合を想定する。術者は、連続的なスキャンによってほぼリアルタイムに表示される部位5aの断層像を見ながら、部位5aの表面から病変部5cに達するまで生検針を挿入する穿刺を行う。 FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state in which the subject is scanned in the first embodiment. In this example, as shown in FIG. 3, the scanning is performed on the imaging space R1 including the predetermined portion 5a of the subject 5 placed on the cradle 41. The scan is performed by irradiating the subject 5 with X-rays from the X-ray focal point of the X-ray tube 21 while rotating the X-ray tube 21 and the X-ray detector 14 around the subject 5. When scanning is performed, due to the arrangement structure of the X-ray detection elements in the X-ray detector 24, projection data of a plurality of views is collected for each of a plurality of slices obtained by slicing the imaging space in the z-axis direction. Is done. Here, it is assumed that projection data for 24 slices having a thickness of 0.625 mm are collected by performing one scan. In this example, it is assumed that the lesioned part 5c is included in the part 5a. The surgeon performs puncture for inserting the biopsy needle from the surface of the part 5a until reaching the lesioned part 5c while viewing the tomographic image of the part 5a displayed in almost real time by continuous scanning.
スキャンは2種類のスキャンが行われる。一種類目は、穿刺を開始する前に行われる第1のスキャンである。二種類目は、穿刺を開始した後に複数回にわたって繰り返し連続的に行われる第2のスキャンである。ここでは、第1のスキャンで得られた投影データを第1の投影データと呼ぶことにする。また、第2のスキャンで得られた投影データを第2の投影データと呼ぶことにする。スキャンは、ビュー角度範囲を180度+X線ビームのファン角(fan angle)αとする、いわゆるハーフスキャン(half scan)とする。またスキャンは、スキャンを開始するビュー角度をすべて同じにして実施する。撮影空間内における部位5aの位置は、穿刺開始の前後で変化させないようにする。 There are two types of scans. The first type is a first scan performed before starting puncturing. The second type is a second scan that is continuously performed repeatedly a plurality of times after the puncture is started. Here, the projection data obtained by the first scan will be referred to as first projection data. The projection data obtained by the second scan is referred to as second projection data. The scan is a so-called half scan in which the view angle range is 180 degrees + fan angle α of the X-ray beam. The scan is performed with the same view angle at which the scan is started. The position of the part 5a in the imaging space is not changed before and after the start of puncturing.
減算処理部72は、第2のスキャンによって第2の投影データが得られる度に、その得られた第2の投影データから第1の投影データを減算する処理を行って、その差分を表す第3の投影データを得る。したがって、第2のスキャンを実施する際に撮影空間のスライスに生検針が含まれている場合には、そのスライスに対応する第3の投影データは、その針の存在によるX線吸収の変化分を表す投影データになる。また、第2のスキャンを実施する際に撮影空間に生検針が含まれていない場合には、そのスライスに対応する第3の投影データは、ノイズ成分(noise component)を除いて0レベルのデータになる。減算処理は、同じビュー、列、チャネルのデータ間で行う。この減算処理は、各スライスについて同様に行う。 Each time the second projection data is obtained by the second scan, the subtraction processing unit 72 performs a process of subtracting the first projection data from the obtained second projection data, and represents the difference. 3 projection data is obtained. Therefore, when the second scan is performed and a biopsy needle is included in a slice of the imaging space, the third projection data corresponding to the slice is the amount of change in X-ray absorption due to the presence of the needle. Projection data representing If the biopsy needle is not included in the imaging space when the second scan is performed, the third projection data corresponding to the slice is zero level data excluding noise components. become. The subtraction process is performed between data of the same view, column, and channel. This subtraction process is similarly performed for each slice.
平均化処理部73は、複数スライスに対応する複数の投影データが得られる度に、これらをz軸方向に平均化処理して、より厚みのある少ない枚数のスライスに対応する投影データを得る。ここでは、0.625mm×24枚のスライスに対応した24枚分の投影データに対して8枚分を1枚分にまとめる平均化処理を行い、5mm×3枚のスライスに対応した3枚分の投影データを得るものとする。平均化処理部73は、第1の投影データと第3の投影データとに対してこの平均化処理を行う。 The averaging processing unit 73 performs averaging processing in the z-axis direction every time a plurality of projection data corresponding to a plurality of slices is obtained, and obtains projection data corresponding to a smaller number of slices. Here, an averaging process is performed in which eight projection data are combined into one for 24 projection data corresponding to 0.625 mm × 24 slices, and three projections corresponding to 5 mm × 3 slices are performed. Projection data is obtained. The averaging processing unit 73 performs this averaging process on the first projection data and the third projection data.
画像再構成部74は、平均化処理済みの投影データに基づいて画像再構成処理を行い、断層像を得る。画像再構成処理には、例えば、2次元逆投影処理を用いる。2次元逆投影処理は、現在主流の3次元逆投影処理よりも計算量が少なくてすむ。そのため、短時間に画像を再構成することができる。 The image reconstruction unit 74 performs an image reconstruction process based on the projection data that has been averaged, and obtains a tomographic image. For the image reconstruction process, for example, a two-dimensional backprojection process is used. The two-dimensional backprojection process requires less computation than the current mainstream three-dimensional backprojection process. Therefore, an image can be reconstructed in a short time.
画像再構成部74は、第1のスキャンの実施によって第1の投影データが収集されたときに、その平均化処理済みの第1の投影データに基づいて画像再構成処理を行い、第1の断層像を得る。また、画像再構成部64は、上記の減算処理によって第3の投影データが収集されたときに、その平均化処理済みの第3の投影データに基づいて画像再構成処理を行い、第3の断層像を得る。画像再構成処理は、各スライスについて同様に行う。 When the first projection data is acquired by performing the first scan, the image reconstruction unit 74 performs an image reconstruction process based on the first projection data that has been subjected to the averaging process. Obtain a tomographic image. Further, when the third projection data is collected by the subtraction process, the image reconstruction unit 64 performs the image reconstruction process based on the averaged third projection data, and the third projection data Obtain a tomographic image. The image reconstruction process is performed in the same manner for each slice.
閾値処理部75は、第3の断層像において画素ごとに画素値(CT値)の閾値判定を行い、所定の閾値以下の画素値についてはその画素値を何も描写しない0レベルに変換する。つまり、所定の閾値を超えた画素値を有する画素だけを抽出し、抽出された画素から成る断層像を得る。この所定の閾値は、メタル(金属)を表す画素値よりも小さく、メタルアーチファクトを表す画素値よりも大きい値に設定する。これにより、第3の断層像にメタルで構成される生検針とそのメタルアーチファクトとが含まれている場合に、メタルアーチファクトが除去され、生検針だけが抽出された断層像を得ることができる。 The threshold processing unit 75 determines a threshold value of a pixel value (CT value) for each pixel in the third tomographic image, and converts a pixel value equal to or lower than a predetermined threshold value to a 0 level that does not depict anything. That is, only pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold are extracted, and a tomographic image including the extracted pixels is obtained. The predetermined threshold is set to a value smaller than the pixel value representing metal (metal) and larger than the pixel value representing metal artifact. Thus, when the third tomographic image includes a biopsy needle composed of metal and the metal artifact, the metal artifact is removed, and a tomographic image in which only the biopsy needle is extracted can be obtained.
表示制御部76は、各スライスについて、第1の断層像に閾値処理済みの第3の断層像を重ねて成る合成断層像を得る。ここでは、この断層像を第4の断層像と呼ぶことにする。表示制御部76は、各スライスの第4の断層像を画面に表示するよう表示装置62を制御する。これにより、各スライスに生検針が含まれるような場合であっても、メタルアーチファクトが除去された断層像を表示させることができる。 For each slice, the display control unit 76 obtains a composite tomographic image in which the third tomographic image that has been subjected to threshold processing is superimposed on the first tomographic image. Here, this tomographic image is referred to as a fourth tomographic image. The display control unit 76 controls the display device 62 to display the fourth tomographic image of each slice on the screen. Thereby, even when a biopsy needle is included in each slice, a tomographic image from which metal artifacts have been removed can be displayed.
次に、第1の実施形態に係るX線CT装置における処理の流れについて説明する。 Next, the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the first embodiment will be described.
図4は、第1の実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示すフロー図(flowchart)である。また、図5は、第1の実施形態に係るメタルアーチファクトが低減された断層像を得る方法を説明するための図である。 FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining a method for obtaining a tomographic image with reduced metal artifacts according to the first embodiment.
なおここでは、被検体5は既に撮影テーブル4のクレードル41に載置されて空洞部2Bに搬送され、部位5aは撮影空間R1に配置されているものとする。 In this case, it is assumed that the subject 5 is already placed on the cradle 41 of the imaging table 4 and conveyed to the cavity 2B, and the part 5a is disposed in the imaging space R1.
ステップ(step)S1では、穿刺開始前のスキャンを実施する。具体的には、穿刺が開始される前の段階で、操作者が入力装置61を用いて穿刺開始前のスキャンを実施するコマンド(command)の入力を行う。スキャン制御部71は、このコマンドの入力を検知して、穿刺開始前のスキャンを実施するようガントリ・テーブル制御部30に制御信号を送る。ガントリ・テーブル制御部30は、この制御信号を受けてガントリ2の各部及び撮影テーブル4を制御する。これにより、穿刺開始前のスキャンが実施される。穿刺開始前のスキャンの実施により、部位5aを含む撮影空間R1に対して24スライス分の第1の投影データが収集される。穿刺開始前のスキャンは基本的に1回だけ実施されるが、複数回実施されるようにしてもよい。複数回実施した場合には、その中の1つのスキャンにより得られた投影データを処理対象としてもよいし、複数回のスキャンにより得られた投影データをすべて加算しレベル調整して成る投影データを処理対象としてもよい。 In step S1, a scan before starting puncturing is performed. Specifically, at the stage before puncturing is started, the operator uses the input device 61 to input a command for executing a scan before starting puncturing. The scan control unit 71 detects the input of this command and sends a control signal to the gantry table control unit 30 so as to perform a scan before the puncture is started. The gantry table control unit 30 receives this control signal and controls each part of the gantry 2 and the imaging table 4. Thereby, a scan before the start of puncturing is performed. By performing the scan before the start of puncturing, the first projection data for 24 slices is collected for the imaging space R1 including the region 5a. The scan before the start of puncturing is basically performed only once, but may be performed a plurality of times. When it is performed a plurality of times, the projection data obtained by one of the scans may be processed, or projection data obtained by adding all the projection data obtained by the plurality of scans and adjusting the level is used. It may be a processing target.
ステップS2では、穿刺開始後のスキャンを実施する。具体的には、穿刺が開始される直前の段階で、操作者が入力装置61を用いて穿刺開始後の連続的なスキャンを実施するコマンドの入力を行う。スキャン制御部71は、このコマンドの入力を検知して、穿刺開始後のスキャンを実施するようガントリ・テーブル制御部30に制御信号を送る。ガントリ・テーブル制御部30は、この制御信号を受けてガントリ2の各部及び撮影テーブル4を制御する。これにより、穿刺開始後のスキャンが実施される。穿刺開始後のスキャンの実施により、部位5aを含む撮影空間における24スライス分の第2の投影データが収集される。穿刺開始後のスキャンは基本的に複数回連続的に繰り返し実施され、投影データが順次得られる。 In step S2, a scan after the start of puncturing is performed. Specifically, at the stage immediately before puncturing is started, the operator uses the input device 61 to input a command for performing a continuous scan after puncturing is started. The scan control unit 71 detects the input of this command, and sends a control signal to the gantry table control unit 30 so as to perform a scan after the puncture is started. The gantry table control unit 30 receives this control signal and controls each part of the gantry 2 and the imaging table 4. Thereby, a scan after the start of puncturing is performed. By performing the scan after the start of puncturing, second projection data for 24 slices in the imaging space including the part 5a is collected. The scan after the start of puncture is basically repeatedly performed a plurality of times, and projection data is obtained sequentially.
ステップS3では、投影データの減算処理を行う。具体的には、減算処理部72が、24枚のスライスの各々について、第2の投影データから第1の投影データを減算する処理を行ってその差分を表す第3の投影データを得る。 In step S3, a projection data subtraction process is performed. Specifically, the subtraction processing unit 72 performs a process of subtracting the first projection data from the second projection data for each of the 24 slices to obtain third projection data representing the difference.
ステップS4では、投影データの平均化処理を行う。具体的には、平均化処理部73が、24枚のスライスに対応する第1の投影データに対し、z軸方向に平均化処理して、3枚のスライスSL11〜SL13についての平均化処理済みの第1の投影データP1を得る。この処理は1回目だけ行い、2回目以降は省略する。また、平均化処理部73は、24枚のスライスに対応する第3の投影データに対し、z軸方向に平均化処理して、3枚のスライスSL11〜SL13についての平均化処理済みの第3の投影データP3を得る。 In step S4, the projection data is averaged. Specifically, the averaging processing unit 73 averages the first projection data corresponding to 24 slices in the z-axis direction, and has already averaged the three slices SL11 to SL13. The first projection data P1 is obtained. This process is performed only once, and the second and subsequent processes are omitted. The averaging processing unit 73 averages the third projection data corresponding to the 24 slices in the z-axis direction and performs the averaging process on the three slices SL11 to SL13. Projection data P3 is obtained.
図5(a)左は、穿刺開始前のスキャンを行ったときの部位5aと3枚のスライスSL11〜SL13とを示している。図5(a)中央は、この穿刺開始前のスキャンを行って得られる第1の投影データP1の一例として、スライスSL13、1ビュー分に対応するものを示している。投影データは、横軸をチャネル番号CH、縦軸をX線吸収量μとして表される。穿刺開始前のスキャンでは、図示の如く、生検針9はスライス内に存在しないので、第1の投影データP1には生検針9によるX線吸収の大きな領域は見られない。 The left part of FIG. 5A shows a part 5a and three slices SL11 to SL13 when a scan before starting puncturing is performed. The center of FIG. 5A shows an example of the first projection data P1 obtained by performing the scan before the start of puncturing, corresponding to the slice SL13 and one view. The projection data is expressed with the channel number CH on the horizontal axis and the X-ray absorption μ on the vertical axis. In the scan before the start of puncturing, as shown in the figure, the biopsy needle 9 does not exist in the slice, and therefore, there is no region where the X-ray absorption by the biopsy needle 9 is large in the first projection data P1.
図5(b)左は、穿刺開始後のスキャンを行ったときの部位5aと3枚のスライスSL11〜SL13とを示している。また、図5(b)中央は、この穿刺開始後のスキャンを行って得られる第2の投影データP2の一例として、スライスSL13、1ビュー分に対応する投影データを示している。穿刺開始後のスキャンでは、図示の如く、生検針9はスライス内に存在している可能性があるので、第2の投影データP2には生検針9によるX線吸収の高い領域が含まれることがある。 The left part of FIG. 5B shows a part 5a and three slices SL11 to SL13 when a scan after the start of puncturing is performed. Further, the center of FIG. 5B shows projection data corresponding to slice SL13 and one view as an example of second projection data P2 obtained by performing a scan after the start of puncturing. In the scan after the start of puncturing, as shown in the figure, the biopsy needle 9 may be present in the slice. Therefore, the second projection data P2 includes an area where X-ray absorption by the biopsy needle 9 is high. There is.
図5(c)中央は、第2の投影データP2から第1の投影データP1を減算して得られる第3の投影データP3の一例として、スライスSL13、1ビュー分に対応するものを示している。スライスSL11〜SL13のいずれかに生検針9が存在している場合、そのスライスの第3の投影データP3には生検針9によるX線吸収の高い領域のみが含まれる。 The center of FIG. 5C shows an example of the third projection data P3 obtained by subtracting the first projection data P1 from the second projection data P2 and corresponding to the slice SL13 and one view. Yes. When the biopsy needle 9 is present in any of the slices SL11 to SL13, the third projection data P3 of that slice includes only a region where X-ray absorption by the biopsy needle 9 is high.
ステップS5では、画像再構成処理を行う。具体的には、画像再構成部74が、各スライスSL11〜SL13について、平均化処理済みの第1の投影データP1に基づいて画像再構成処理を行い、第1の断層像G1を得る。この処理は1回目だけ行い、2回目以降は省略する。 In step S5, an image reconstruction process is performed. Specifically, the image reconstruction unit 74 performs an image reconstruction process on the slices SL11 to SL13 based on the first projection data P1 that has been subjected to the averaging process, and obtains a first tomographic image G1. This process is performed only once, and the second and subsequent processes are omitted.
図5(a)右は、第1の断層像G1の一例として、スライスSL13の第1の断層像を示している。この第1の断層像G1には、生検針9は含まれない。 The right side of FIG. 5A shows a first tomographic image of the slice SL13 as an example of the first tomographic image G1. The first tomographic image G1 does not include the biopsy needle 9.
また、画像再構成部74が、各スライスSL11〜SL13について、平均化処理済みの第3の投影データP3に基づいて画像再構成処理を行い、第3の断層像G3を得る。 Further, the image reconstruction unit 74 performs an image reconstruction process on the slices SL11 to SL13 based on the third projection data P3 that has been averaged, and obtains a third tomographic image G3.
図5(c)右は、第3の断層像G3の一例として、スライスSL13の第3の断層像を示している。スライス内に生検針9が存在している場合、この第3の断層像G3には、図示のように生検針9が現れることになる。ただし、第3の断層像G3には、除去しきれなかったメタルアーチファクトが含まれることがある。 The right side of FIG. 5C shows a third tomographic image of the slice SL13 as an example of the third tomographic image G3. When the biopsy needle 9 is present in the slice, the biopsy needle 9 appears in the third tomographic image G3 as shown in the figure. However, the third tomographic image G3 may include metal artifacts that could not be removed.
なお、図5(b)右は、第2の投影データP2に基づいて画像再構成したときに得られる第2の断層像を示している。スライス内に生検針9が存在している場合、この第2の断層像G2には、図示のように生検針9だけでなく、メタルアーチファクトMAが現れることになる。 The right side of FIG. 5B shows a second tomographic image obtained when the image is reconstructed based on the second projection data P2. When the biopsy needle 9 exists in the slice, not only the biopsy needle 9 but also a metal artifact MA appear in the second tomographic image G2 as shown in the figure.
ステップS6では、断層像の閾値処理を行う。具体的には、閾値処理部75が、各スライスSL11〜SL13について、第3の断層像G3において所定の閾値を超えた画素値を有する画素だけを抽出し、抽出された画素から成る断層像を得る。閾値は、例えば、メタルアーチファクトを表す画素値と金属(メタル)を表す画素値との間の画素値に設定する。これにより、第3の断層像に生検針と除去しきれなかったメタルアーチファクトとが含まれている場合に、そのメタルアーチファクトがさらに精度よく除去され、ほぼ生検針だけが抽出された、閾値処理済みの第3の断層像G3が得られる。 In step S6, tomographic image threshold processing is performed. Specifically, for each slice SL11 to SL13, the threshold processing unit 75 extracts only pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold in the third tomographic image G3, and obtains a tomographic image including the extracted pixels. obtain. For example, the threshold value is set to a pixel value between a pixel value representing a metal artifact and a pixel value representing a metal (metal). As a result, when the third tomographic image includes a biopsy needle and a metal artifact that could not be removed, the metal artifact was removed with higher accuracy and only the biopsy needle was extracted. The third tomographic image G3 is obtained.
ステップS7では、断層像を合成する。具体的には、表示制御部76が、各スライスSL11〜SL13について、第1の断層像G1に閾値処理済みの第3の断層像G3を重ねた合成断層像よとして第4の断層像G4を生成する。 In step S7, a tomographic image is synthesized. Specifically, for each slice SL11 to SL13, the display control unit 76 displays the fourth tomographic image G4 as a composite tomographic image obtained by superimposing the third tomographic image G3 subjected to threshold processing on the first tomographic image G1. Generate.
図5(d)は、第1の断層像G1に閾値処理済みの第3の断層像G3を重ねて得られる第4の断層像G4を模式的に示す図である。第4の断層像G4には、部位5aと生検針9とが含まれるが、メタルアーチファクトはほとんど含まれない。 FIG. 5D is a diagram schematically illustrating a fourth tomographic image G4 obtained by superimposing the third tomographic image G3 subjected to the threshold processing on the first tomographic image G1. The fourth tomographic image G4 includes the part 5a and the biopsy needle 9, but hardly includes metal artifacts.
ステップS8では、合成された断層像を表示する。具体的には、表示制御部76が、各スライスSL11〜SL13について、合成断層像を表示する。これにより、各スライスに生検針が含まれるような場合であっても、メタルアーチファクトが除去された断層像を表示させることができる。 In step S8, the synthesized tomographic image is displayed. Specifically, the display control unit 76 displays a composite tomogram for each of the slices SL11 to SL13. Thereby, even when a biopsy needle is included in each slice, a tomographic image from which metal artifacts have been removed can be displayed.
ステップS9では、スキャンを終了するか判定する。具体的には、スキャン制御部71が、スキャン終了のコマンドが入力されているかなどを検知し、スキャンを終了するか否かを判定する。終了すると判定された場合には、スキャンを終了する。終了しないと判定された場合には、ステップS2に戻り、スキャンを継続する。 In step S9, it is determined whether or not to end the scan. Specifically, the scan control unit 71 detects whether or not a scan end command is input, and determines whether or not to end the scan. If it is determined to end, the scanning is ended. If it is determined not to end, the process returns to step S2 to continue scanning.
このような第1の実施形態によれば、穿刺中の投影データから穿刺前の投影データを減算し、その差分の投影データを基に生検針とメタルアーチファクトが主要成分となる断層像を再構成し、これに画素値の閾値処理を行ってほぼ生検針のみの断層像を生成し、これを穿刺前の投影データを基に再構成した断層像に重ね合せて表示するので、穿刺の際にメタルアーチファクトが低減された断層像を表示させることができる。また、投影データや断層像において生検針やメタルアーチファクトに対応する情報を検出し、これを低減するための処理を行っていないので、計算量の大幅な増大を避けることができ、断層像の表示におけるリアルタイム性も保つこともできる。 According to the first embodiment as described above, the projection data before puncturing is subtracted from the projection data during puncturing, and a tomographic image whose main components are the biopsy needle and the metal artifact is reconstructed based on the difference projection data. Then, pixel value threshold processing is performed on this to generate a tomographic image of almost only the biopsy needle, and this is superimposed and displayed on the tomographic image reconstructed based on the projection data before puncturing. A tomographic image in which metal artifacts are reduced can be displayed. In addition, since information corresponding to biopsy needles and metal artifacts is not detected in projection data and tomographic images, and processing for reducing them is not performed, it is possible to avoid a significant increase in the amount of calculation and display tomographic images. Real-time characteristics can also be maintained.
なお、第1の実施形態において、次のような変形例を考えることもできる。スキャン制御部71は、生検針の挿入が開始される前後に亘って部位5aを複数回連続的に繰り返しスキャンして各スライスに対応する投影データを順次得るよう、ガントリ・テーブル制御部30を制御する。上記第1の投影データは、得られた投影データまたはこの投影データに基づく画像の時間的な変化において一定レベルを超える変化が生じる前の直近の一定期間内に得られた投影データとする。また、第2の投影データは、得られた投影データまたはこの投影データに基づく画像の時間的な変化において上記一定レベルを超える変化が生じた後に得られた投影データとする。一定レベルを超える変化が生じたか否かの判定は、例えば、時間的に隣接する2つの投影データまたは画像の間で、各チャネルのデータ値や各画素値の差分を求め、これらの合計値あるいはその正規化した値がある閾値を超えるか否かで行う。このようにすることで、スライス内に生検針が入る直前の投影データを第1の投影データすることができ、結果的に通常の断層像に生検針の断層像を重ねた画像、すなわちメタルアーチファクトが低減された生検針を含む断層像を表示させることができる。 In the first embodiment, the following modifications can be considered. The scan control unit 71 controls the gantry / table control unit 30 so as to sequentially and repeatedly scan the region 5a a plurality of times before and after the biopsy needle insertion is started to sequentially obtain projection data corresponding to each slice. To do. The first projection data is the projection data obtained within the most recent fixed period before the change exceeding a certain level occurs in the temporal change of the obtained projection data or the image based on the projection data. Further, the second projection data is the projection data obtained after the obtained projection data or the temporal change of the image based on the projection data is changed exceeding the predetermined level. The determination as to whether or not a change exceeding a certain level has occurred is performed by, for example, obtaining a difference between each channel data value and each pixel value between two temporally adjacent projection data or images, and summing these values or This is performed depending on whether the normalized value exceeds a certain threshold. In this way, the projection data immediately before the biopsy needle enters the slice can be used as the first projection data. As a result, an image obtained by superimposing the tomographic image of the biopsy needle on the normal tomographic image, that is, a metal artifact. A tomographic image including a biopsy needle with reduced can be displayed.
(第2の実施形態)
第2の実施形態に係るX線CT装置は、ハードウェア的な構成は第1の実施形態と同じであるが、機能に異なる部分がある。
(Second Embodiment)
The X-ray CT apparatus according to the second embodiment has the same hardware configuration as that of the first embodiment, but has different functions.
図6は、第2の実施形態に係るX線CT装置の操作コンソールの機能ブロック図である。 FIG. 6 is a functional block diagram of an operation console of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment.
第2の実施形態に係るX線CT装置の操作コンソール6aは、機能ブロックとして、スキャン制御部81、平均化処理部82、画像再構成部83、穿刺ルート(route)領域設定部84、断層像生成部85、及び表示制御部86を有している。 The operation console 6a of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment includes, as functional blocks, a scan control unit 81, an averaging processing unit 82, an image reconstruction unit 83, a puncture route (route) region setting unit 84, and a tomographic image. A generation unit 85 and a display control unit 86 are included.
スキャン制御部81は、投影データを収集するためのスキャンが実施されるようガントリ・テーブル制御部を制御する。 The scan control unit 81 controls the gantry table control unit so that a scan for collecting projection data is performed.
図7は、第2の実施形態における被検体がスキャンされる様子を模式的に示す図である。本例では、図7に示すように、クレードル41に載置された被検体5の所定の部位5aを含む撮影空間R2に対してスキャンが実施される。スキャンは、X線管21及びX線検出器14を被検体5の周りに回転させながら、X線管21のX線焦点から被検体5にX線を照射することにより行われる。スキャンを実施すると、X線検出器24におけるX線検出素子の配列構造に起因して、撮影空間をz軸方向にスライスして成る複数のスライスの各々について複数ビューの投影データが収集される。ここでは、1回のスキャン実施により、0.625mm厚のスライス8枚分の投影データが収集されるものとする。また本例では、この部位5aに病変部5cが含まれる場合を想定する。術者は、連続的なスキャンによってほぼリアルタイムに表示される部位5aの断層像を見ながら、部位5aの表面から病変部5cに達するまで生検針を挿入する穿刺を行う。 FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a state in which a subject is scanned in the second embodiment. In this example, as shown in FIG. 7, a scan is performed on the imaging space R2 including the predetermined part 5a of the subject 5 placed on the cradle 41. The scan is performed by irradiating the subject 5 with X-rays from the X-ray focal point of the X-ray tube 21 while rotating the X-ray tube 21 and the X-ray detector 14 around the subject 5. When scanning is performed, due to the arrangement structure of the X-ray detection elements in the X-ray detector 24, projection data of a plurality of views is collected for each of a plurality of slices obtained by slicing the imaging space in the z-axis direction. Here, it is assumed that projection data for eight slices having a thickness of 0.625 mm are collected by performing one scan. In this example, it is assumed that the lesioned part 5c is included in the part 5a. The surgeon performs puncture for inserting the biopsy needle from the surface of the part 5a until reaching the lesioned part 5c while viewing the tomographic image of the part 5a displayed in almost real time by continuous scanning.
平均化処理部82は、撮影空間における複数のスライスについての投影データあるいは断層像をz軸方向に平均化して、より厚くより少ない数のスライスの投影データあるいは断層像を得る処理を行う。ここでは、0.625mm厚のスライス8枚分を5mm厚のスライス1枚にまとめる。 The averaging processing unit 82 averages projection data or tomographic images for a plurality of slices in the imaging space in the z-axis direction, and performs processing for obtaining projection data or tomographic images of a smaller number of slices. Here, eight slices having a thickness of 0.625 mm are combined into one slice having a thickness of 5 mm.
画像再構成部83は、投影データに基づいて断層像を再構成する処理を行う。 The image reconstruction unit 83 performs processing for reconstructing a tomographic image based on the projection data.
穿刺ルート領域設定部84は、穿刺時における生検針の挿入予定経路を穿刺ルートとして設定する処理を行う。 The puncture route region setting unit 84 performs a process of setting a planned biopsy needle insertion route at the time of puncture as a puncture route.
断層像生成部85は、限定的なメタルアーチファクト低減処理を含む断層像生成処理を行う。 The tomographic image generator 85 performs tomographic image generation processing including limited metal artifact reduction processing.
表示制御部86は、断層像等を画面に表示するよう表示装置62を制御する処理を行う。 The display control unit 86 performs processing for controlling the display device 62 to display a tomographic image or the like on the screen.
次に、第2の実施形態に係るX線CT装置における処理の流れについて説明する。 Next, the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the second embodiment will be described.
図8は、第2の実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示すフロー図である。また、図9は、穿刺ルート領域の設定について説明するための図である。 FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the second embodiment. FIG. 9 is a diagram for explaining setting of the puncture root region.
ステップA1では、穿刺開始前のスキャンを実施する。具体的には、穿刺が開始される前の段階で、操作者が入力装置61を用いて穿刺開始前のスキャンを実施するコマンドの入力を行う。スキャン制御部81は、このコマンドの入力を検知して、穿刺開始前のスキャンを実施するようガントリ・テーブル制御部30に制御信号を送る。ガントリ・テーブル制御部30は、この制御信号を受けてガントリ2の各部及び撮影テーブル4を制御する。これにより、穿刺開始前のスキャンが実施される。穿刺開始前のスキャンの実施により、部位5aを含む撮影空間R2に対して8スライス分の第1の投影データP1が収集される。 In step A1, a scan before starting puncturing is performed. Specifically, at the stage before puncturing is started, the operator inputs a command for performing a scan before starting puncturing using the input device 61. The scan control unit 81 detects the input of this command, and sends a control signal to the gantry table control unit 30 so as to perform a scan before the puncture is started. The gantry table control unit 30 receives this control signal and controls each part of the gantry 2 and the imaging table 4. Thereby, a scan before the start of puncturing is performed. By performing the scan before the start of puncturing, the first projection data P1 for eight slices is collected for the imaging space R2 including the region 5a.
ステップA2では、投影データの平均化処理を行う。具体的には、平均化処理部82が、8枚のスライスに対応する第1の投影データ対し、z軸方向に平均化処理して、1枚のスライスSL21に対応する平均化処理済みの第1の投影データP1を得る。 In step A2, the projection data is averaged. Specifically, the averaging processing unit 82 averages the first projection data corresponding to the eight slices in the z-axis direction and has already averaged the corresponding one slice SL21. 1 projection data P1 is obtained.
図9(a)は、穿刺開始前のスキャンを行ったときの部位5aと1枚のスライスSL21とを示している。穿刺開始前のスキャンでは、図示の如く、生検針9はスライス内に存在しないので、第1の投影データP1には生検針9によるX線吸収の大きな領域はない。 FIG. 9A shows a part 5a and one slice SL21 when a scan before the start of puncturing is performed. In the scan before the start of puncturing, as shown in the figure, the biopsy needle 9 does not exist in the slice, and therefore there is no region where the X-ray absorption by the biopsy needle 9 is large in the first projection data P1.
ステップA3では、画像再構成処理を行う。具体的には、画像再構成部83が、スライスSL21の平均化処理済みの第1の投影データに基づいて画像再構成処理を行い、第1の断層像G1を得る。 In step A3, image reconstruction processing is performed. Specifically, the image reconstruction unit 83 performs an image reconstruction process based on the first projection data that has been subjected to the averaging process of the slice SL21, and obtains a first tomographic image G1.
ステップA4では、断層像を表示する。具体的には、表示制御部86が、ステップA3で再構成されたスライスSL21の第1の断層像G1を画面に表示するよう表示装置62を制御する。 In step A4, a tomographic image is displayed. Specifically, the display control unit 86 controls the display device 62 so that the first tomographic image G1 of the slice SL21 reconstructed in step A3 is displayed on the screen.
図9(b)は、第1の断層像G1の表示例を示している。第1の断層像G1は、病変部5cを含む部位5aのSL21に対応した断層像となる。 FIG. 9B shows a display example of the first tomographic image G1. The first tomographic image G1 is a tomographic image corresponding to the SL 21 of the part 5a including the lesioned part 5c.
ステップA5では、穿刺ルート領域を設定する。具体的には、操作者が、表示された第1の断層像上で生検針の挿入が予定される経路すなわちルートを指定する。このルートの指定は、例えば、図9(c)に示すように、入力装置61を用いて、穿刺の目標である病変部5cの中心位置K11と生検針9を挿入する部位5aの表皮の位置K12とを指定し、K11を起点にK12を通ってスライスSL21の境界まで伸びる線分J1を指定する。そして、図9(d)に示すように、穿刺ルート領域設定部84は、指定された線分J1を穿刺ルートとして設定し、その線分J1を含む局所領域Q1を穿刺ルート領域として設定する。 In step A5, a puncture route area is set. Specifically, the operator designates a route on which the biopsy needle is scheduled to be inserted on the displayed first tomographic image, that is, a route. For example, as shown in FIG. 9 (c), this route is specified by using the input device 61, the center position K11 of the lesioned part 5c, which is a puncture target, and the position of the epidermis of the part 5a where the biopsy needle 9 is inserted. K12 is designated, and a line segment J1 extending from K11 through K12 to the boundary of the slice SL21 is designated. Then, as shown in FIG. 9D, the puncture route region setting unit 84 sets the designated line segment J1 as the puncture route, and sets the local region Q1 including the line segment J1 as the puncture route region.
ステップA6では、穿刺開始後のスキャンを実施する。具体的には、穿刺が開始される直前の段階で、操作者が入力装置61を用いて穿刺開始後の連続的なスキャンを実施するコマンドの入力を行う。スキャン制御部81は、このコマンドの入力を検知して、穿刺開始後のスキャンを実施するようガントリ・テーブル制御部30に制御信号を送る。ガントリ・テーブル制御部30は、この制御信号を受けてガントリ2の各部及び撮影テーブル4を制御する。これにより、穿刺開始後のスキャンが実施される。穿刺開始後のスキャンの実施により、部位5aを含む撮影空間における8スライス分の第2の投影データが収集される。穿刺開始後のスキャンは基本的に複数回連続的に繰り返し実施される。 In step A6, a scan after the start of puncturing is performed. Specifically, at the stage immediately before puncturing is started, the operator uses the input device 61 to input a command for performing a continuous scan after puncturing is started. The scan control unit 81 detects the input of this command, and sends a control signal to the gantry table control unit 30 so as to perform a scan after the puncture is started. The gantry table control unit 30 receives this control signal and controls each part of the gantry 2 and the imaging table 4. Thereby, a scan after the start of puncturing is performed. By performing the scan after the start of puncturing, second projection data for eight slices in the imaging space including the region 5a is collected. The scan after the start of puncture is basically repeatedly performed a plurality of times.
ステップA7では、投影データの平均化処理を行う。具体的には、平均化処理部82が、8枚のスライスに対応する第2の投影データ対し、z軸方向に平均化処理して、1枚のスライスSL21に対応する平均化処理済みの第2の投影データを得る。 In step A7, projection data is averaged. Specifically, the averaging processing unit 82 averages the second projection data corresponding to the eight slices in the z-axis direction, and performs the averaging processing corresponding to one slice SL21. 2 projection data is obtained.
ステップA8では、限定的メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理を行う。具体的には、断層像生成部85が、ステップA5で設定された穿刺ルート領域に基づいて、生検針(メタル;金属)が穿刺ルート領域にのみ挿入されることを前提とした、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理を行う。 In step A8, tomographic image generation processing with limited metal artifact reduction is performed. Specifically, metal artifact reduction based on the premise that the biopsy needle (metal; metal) is inserted only in the puncture root region based on the puncture route region set in step A5 by the tomographic image generation unit 85. Performs tomographic image generation processing.
例えば、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理として、次のような処理を想定する。スライスSL21に対応する第2の投影データにおいて、ビューごとに、生検針による高X線吸収を示すデータ領域を探索し、検出された場合には、そのデータ領域をその近傍のデータまたはそれに近いデータで埋め合わせる、あるいはフィッティング(fitting)する補正をする。このような処理を行って補正処理済み投影データを得る。次に、ビューごとに、スライスSL21に対応する第2の投影データから補正処理済み投影データを減算して、減算処理済み投影データを得る。スライスSL21に生検針が含まれている場合には、補正処理済み投影データは、生検針がなかったときに相当する投影データとなり、また、減算処理済み投影データは、生検針による高X線吸収を示すデータのみが抽出された投影データとなる。そして、補正処理済み投影データに基づいて再構成された断層像に、減算処理済み投影データに基づいて再構成された断層像を重ねて合成断層像を得る。これにより、スライスSL21に生検針が含まれていない場合には、通常の断層像が得られ、生検針が含まれている場合には、メタルアーチファクトが低減された生検針を含む断層像を得ることができる。 For example, the following processing is assumed as the tomographic image generation processing with metal artifact reduction. In the second projection data corresponding to the slice SL21, a data region showing high X-ray absorption by the biopsy needle is searched for each view, and if detected, the data region is data in the vicinity thereof or data close thereto. Make corrections to make up for or fit. Such processing is performed to obtain corrected projection data. Next, for each view, the corrected projection data is subtracted from the second projection data corresponding to the slice SL21 to obtain subtraction-processed projection data. When the slice SL21 includes a biopsy needle, the corrected projection data becomes projection data corresponding to the case where there is no biopsy needle, and the subtraction processed projection data is a high X-ray absorption by the biopsy needle. Only the data indicating is extracted projection data. Then, the tomographic image reconstructed based on the subtraction processed projection data is superimposed on the tomographic image reconstructed based on the corrected projection data to obtain a composite tomographic image. Thereby, when the biopsy needle is not included in the slice SL21, a normal tomographic image is obtained, and when the biopsy needle is included, a tomographic image including a biopsy needle with reduced metal artifacts is obtained. be able to.
ここで、上記のメタルアーチファクト低減付き断層像生成処理において、投影データ上で生検針による高X線吸収を示すデータ領域を探索する範囲を、穿刺ルート領域をX線焦点から投影した領域に対応する範囲に限定する。このようにすることで、投影データの全範囲を探索する必要がなくなり、計算量を低減して、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理に要する時間を短縮することができる。なお、投影データ上で生検針による高X線吸収を示すデータ領域を探索する際には、穿刺ルート領域だけでなく、生検針の材質や太さの情報を利用するようにしてもよい。生検針の材質が分かれば、生検針のX線吸収量が推定できるので、投影データのプロファイル(profile)上で生検針による高X線吸収を示すデータの高さを推定することができ、検出精度が向上する。また、生検針の太さが分かれば、投影データのプロファイル上で生検針による高X線吸収を示すデータ領域の幅を推定することができ、検出精度が向上する。生検針の材質や太さは、操作者が直接入力するか、予めX線CT装置の記憶装置に候補を商品名や商品番号と対応付けて記憶させておき、操作者がその中から選択して決定するようにしてもよい。生検針の材質としては、例えば、ステンレス合金(stainless steal)、タングステン合金(tungsten steal)などが考えられる。また、生検針の太さ(直径)としては、1mm、2mm、3mmなどが考えられる。 Here, in the above-described tomographic image generation processing with metal artifact reduction, a range for searching a data region showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the projection data corresponds to a region obtained by projecting the puncture root region from the X-ray focal point. Limited to range. By doing so, it is not necessary to search the entire range of the projection data, the amount of calculation can be reduced, and the time required for the tomographic image generation processing with metal artifact reduction can be shortened. When searching for a data area showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the projection data, not only the puncture root area but also information on the material and thickness of the biopsy needle may be used. If the material of the biopsy needle is known, the amount of X-ray absorption of the biopsy needle can be estimated, so the height of data indicating high X-ray absorption by the biopsy needle can be estimated on the profile of the projection data and detected. Accuracy is improved. Further, if the thickness of the biopsy needle is known, the width of the data area showing high X-ray absorption by the biopsy needle can be estimated on the projection data profile, and the detection accuracy is improved. The material and thickness of the biopsy needle are input directly by the operator or stored in advance in the storage device of the X-ray CT apparatus in association with the product name and product number, and the operator selects them. May be determined. As a material of the biopsy needle, for example, a stainless alloy (stainless steal), a tungsten alloy (tungsten steal), or the like can be considered. Further, the thickness (diameter) of the biopsy needle may be 1 mm, 2 mm, 3 mm, or the like.
また例えば、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理として、次のような処理を想定する。スライスSL21に対応する第2の投影データに基づいて、断層像を再構成する。次に、この断層像において、画素値(CT値)を基に、生検針による高X線吸収を示す画像領域を探索し、検出された場合には、その画像領域の位置や形状に基づいてメタルアーチファクトを検出して低減する補正をする。これにより、スライスSL21に生検針が含まれていない場合には、通常の断層像が得られ、生検針が含まれている場合には、メタルアーチファクトが低減された生検針を含む断層像を得ることができる。 Further, for example, the following processing is assumed as the tomographic image generation processing with metal artifact reduction. A tomographic image is reconstructed based on the second projection data corresponding to the slice SL21. Next, in this tomographic image, an image region showing high X-ray absorption by the biopsy needle is searched based on the pixel value (CT value), and if detected, based on the position and shape of the image region. Detect and reduce metal artifacts. Thereby, when the biopsy needle is not included in the slice SL21, a normal tomographic image is obtained, and when the biopsy needle is included, a tomographic image including a biopsy needle with reduced metal artifacts is obtained. be able to.
ここで、上記のメタルアーチファクト低減付き断層像生成処理において、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画像領域を探索する範囲を、穿刺ルート領域に対応する範囲に限定する。このようにすることで、画像領域の全範囲を探索する必要がなくなり、計算量を低減して、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理に要する時間を短縮することができる。なお、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画像領域を探索する際には、穿刺ルート領域だけでなく、生検針の材質や太さの情報を利用するようにしてもよい。生検針の材質が分かれば、生検針のX線吸収量が推定できるので、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画素の画素値の大きさを推定することができ、検出精度が向上する。また、生検針の太さが分かれば、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画像領域のサイズ(径)を推定することができ、検出精度が向上する。 Here, in the above-described tomographic image generation processing with metal artifact reduction, the range for searching for an image region showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the tomographic image is limited to a range corresponding to the puncture root region. By doing so, it is not necessary to search the entire range of the image area, the calculation amount can be reduced, and the time required for the tomographic image generation processing with metal artifact reduction can be shortened. When searching for an image region showing high X-ray absorption by a biopsy needle on a tomographic image, information on the material and thickness of the biopsy needle as well as the puncture root region may be used. If the material of the biopsy needle is known, the amount of X-ray absorption of the biopsy needle can be estimated, so the size of the pixel value of the pixel showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the tomographic image can be estimated, and the detection accuracy is improves. Further, if the thickness of the biopsy needle is known, the size (diameter) of the image region showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the tomographic image can be estimated, and the detection accuracy is improved.
ステップA9では、断層像を表示する。具体的には、表示制御部86が、ステップA8で得られた断層像を画面に表示するよう、表示装置62を制御する。断層像が既に表示されている場合には、更新する形で表示する。 In step A9, a tomographic image is displayed. Specifically, the display control unit 86 controls the display device 62 so that the tomographic image obtained in step A8 is displayed on the screen. If the tomographic image is already displayed, it is displayed in an updated form.
ステップA10では、スキャンを終了するか判定する。具体的には、スキャン制御部81が、スキャン終了のコマンドが入力されているかなどを検知し、スキャンを終了するか否かを判定する。終了すると判定された場合には、スキャンを終了する。終了しないと判定された場合には、ステップA6に戻り、スキャンを継続する。 In step A10, it is determined whether or not to end the scan. Specifically, the scan control unit 81 detects whether or not a scan end command is input, and determines whether or not to end the scan. If it is determined to end, the scanning is ended. If it is determined not to end, the process returns to step A6 to continue scanning.
このような第2の実施形態によれば、穿刺ルート領域を設定することで、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理において、例えば高X線吸収領域の探索範囲を絞り込むなど、処理内容を減縮することができ、上記時間をさらに短縮することができる。 According to the second embodiment as described above, by setting the puncture root region, in the tomographic image generation processing with metal artifact reduction, for example, the processing content is reduced such as narrowing the search range of the high X-ray absorption region. The above time can be further shortened.
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態に係るX線CT装置の操作コンソールの機能ブロック図である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a functional block diagram of the operation console of the X-ray CT apparatus according to the third embodiment.
第3の実施形態に係るX線CT装置の操作コンソール6bは、機能ブロックとして、スキャン制御部91、平均化処理部92、画像再構成部93、穿刺ルート領域設定部94、注目スライス設定部95、差分判定部96、断層像生成部97、針位置判定部98、及び表示制御部99を有している。 The operation console 6b of the X-ray CT apparatus according to the third embodiment includes, as function blocks, a scan control unit 91, an averaging processing unit 92, an image reconstruction unit 93, a puncture route region setting unit 94, and a target slice setting unit 95. A difference determination unit 96, a tomographic image generation unit 97, a needle position determination unit 98, and a display control unit 99.
スキャン制御部91は、投影データを収集するためのスキャンが実施されるようガントリ・テーブル制御部を制御する。 The scan control unit 91 controls the gantry table control unit so that a scan for collecting projection data is performed.
図11は、第3の実施形態における被検体がスキャンされる様子を模式的に示す図である。本例では、図11に示すように、クレードル41に載置された被検体5の所定の部位5aを含む撮影空間R3に対してスキャンが実施される。スキャンは、X線管21及びX線検出器14を被検体5の周りに回転させながら、X線管21のX線焦点から被検体5にX線を照射することにより行われる。スキャンを実施すると、X線検出器24におけるX線検出素子の配列構造に起因して、撮影空間をz軸方向にスライスして成る複数のスライスの各々について複数ビューの投影データが収集される。ここでは、1回のスキャン実施により、0.625mm厚のスライス24枚分の投影データが収集されるものとする。また本例では、この部位5aに病変部5cが含まれる場合を想定する。術者は、連続的なスキャンによってほぼリアルタイムに表示される部位5aの断層像を見ながら、部位5aの表面から病変部5cに達するまで生検針を挿入する穿刺を行う。 FIG. 11 is a diagram schematically illustrating how a subject is scanned in the third embodiment. In this example, as shown in FIG. 11, scanning is performed on the imaging space R3 including the predetermined part 5a of the subject 5 placed on the cradle 41. The scan is performed by irradiating the subject 5 with X-rays from the X-ray focal point of the X-ray tube 21 while rotating the X-ray tube 21 and the X-ray detector 14 around the subject 5. When scanning is performed, due to the arrangement structure of the X-ray detection elements in the X-ray detector 24, projection data of a plurality of views is collected for each of a plurality of slices obtained by slicing the imaging space in the z-axis direction. Here, it is assumed that projection data for 24 slices having a thickness of 0.625 mm are collected by performing one scan. In this example, it is assumed that the lesioned part 5c is included in the part 5a. The surgeon performs puncture for inserting the biopsy needle from the surface of the part 5a until reaching the lesioned part 5c while viewing the tomographic image of the part 5a displayed in almost real time by continuous scanning.
平均化処理部92は、撮影空間における複数のスライスについての投影データあるいは断層像をz軸方向に平均化して、より厚くより少ない数のスライスの投影データあるいは断層像を得る処理を行う。 The averaging processing unit 92 averages projection data or tomographic images for a plurality of slices in the imaging space in the z-axis direction, and performs processing for obtaining projection data or tomographic images of a smaller number of slices.
画像再構成部93は、投影データに基づいて断層像を再構成する処理を行う。 The image reconstruction unit 93 performs processing for reconstructing a tomographic image based on the projection data.
穿刺ルート領域設定部94は、穿刺時における生検針の挿入予定経路を穿刺ルートとして設定する処理を行う。 The puncture route area setting unit 94 performs a process of setting a planned biopsy needle insertion route at the time of puncture as a puncture route.
注目スライス設定部95は、断層像生成処理などを行う対象となる注目スライスを設定する処理を行う。 The target slice setting unit 95 performs processing for setting a target slice to be subjected to tomographic image generation processing or the like.
差分判定部96は、穿刺ルート領域において生検針の動きがあったか否かを時系列的なデータ間の差分より判定する処理を行う。 The difference determination unit 96 performs a process of determining whether or not the biopsy needle has moved in the puncture route region based on the difference between time-series data.
断層像生成部97は、限定的なメタルアーチファクト低減処理を含む断層像生成処理を行う。 The tomographic image generation unit 97 performs tomographic image generation processing including limited metal artifact reduction processing.
針位置判定部98は、穿刺ルート領域の注目スライス部分内の画像を基に、生検針の先端が穿刺ルート領域の注目スライス部分内にあるか否かを判定する処理を行う。 The needle position determination unit 98 performs a process of determining whether or not the tip of the biopsy needle is in the target slice portion of the puncture root region based on the image in the target slice portion of the puncture root region.
表示制御部99は、断層像等を画面に表示するよう表示装置62を制御する処理を行う。 The display control unit 99 performs processing for controlling the display device 62 to display a tomographic image or the like on the screen.
次に、第3の実施形態に係るX線CT装置における処理の流れについて説明する。 Next, the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the third embodiment will be described.
図12は、第3の実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示すフロー図である。 FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the third embodiment.
ステップB1では、穿刺開始前のスキャンを実施する。具体的には、穿刺が開始される前の段階で、操作者が入力装置61を用いて穿刺開始前のスキャンを実施するコマンドの入力を行う。スキャン制御部91は、このコマンドの入力を検知して、穿刺開始前のスキャンを実施するようガントリ・テーブル制御部30に制御信号を送る。ガントリ・テーブル制御部30は、この制御信号を受けてガントリ2の各部及び撮影テーブル4を制御する。これにより、穿刺開始前のスキャンが実施される。穿刺開始前のスキャンの実施により、部位5aを含む撮影空間R3に対して24スライス分の第1の投影データが収集される。 In step B1, a scan before starting puncturing is performed. Specifically, at the stage before puncturing is started, the operator inputs a command for performing a scan before starting puncturing using the input device 61. The scan control unit 91 detects the input of this command, and sends a control signal to the gantry table control unit 30 so as to perform a scan before starting puncturing. The gantry table control unit 30 receives this control signal and controls each part of the gantry 2 and the imaging table 4. Thereby, a scan before the start of puncturing is performed. By performing the scan before the start of puncturing, the first projection data for 24 slices is collected for the imaging space R3 including the region 5a.
ステップB2では、画像再構成処理を行う。具体的には、画像再構成部93が、24スライスについて、第1の投影データに基づいて画像再構成処理を行い、第1の断層像を得る。 In step B2, image reconstruction processing is performed. Specifically, the image reconstruction unit 93 performs image reconstruction processing on the 24 slices based on the first projection data to obtain a first tomographic image.
ステップB3では、平均化処理を行う。具体的には、平均化処理部92が、24枚のスライスに対応する第1の断層像に対し、z軸方向に平均化処理して、3枚のスライスSL31〜SL33に対応する第1の断層像を得る。また、平均化処理部92は、24スライスについて、第1の投影データをz軸方向に平均化処理して、3枚のスライスSL31〜SL33に対応する第1の投影データを得る。 In step B3, an averaging process is performed. Specifically, the averaging processing unit 92 performs the averaging process in the z-axis direction on the first tomographic image corresponding to 24 slices, and performs the first processing corresponding to the three slices SL31 to SL33. Obtain a tomographic image. In addition, the averaging processing unit 92 averages the first projection data in the z-axis direction for 24 slices to obtain first projection data corresponding to the three slices SL31 to SL33.
ステップB4では、断層像及び投影像を表示する。具体的には、表示制御部99が、ステップB3で得られた各スライスSL31〜SL33の第1の断層像と、ステップB2で得られた24スライスの第1の断層像をx軸方向に投影した投影像とを表示するよう、表示装置62を制御する。 In step B4, a tomographic image and a projected image are displayed. Specifically, the display control unit 99 projects the first tomographic image of each slice SL31 to SL33 obtained in step B3 and the first tomographic image of 24 slices obtained in step B2 in the x-axis direction. The display device 62 is controlled to display the projected image.
図13(a)は、投影像Gxの表示例を示している。投影像Gxは、穿刺開始前のスキャンを行ったときの部位5aにおける3枚のスライスSL31〜SL33の第1の断層像をx軸方向に投影した画像である。穿刺開始前のスキャンでは、生検針9はスライス内に存在しないので、投影像Gxに生検針9は含まれない。 FIG. 13A shows a display example of the projection image Gx. The projection image Gx is an image obtained by projecting the first tomographic images of the three slices SL31 to SL33 in the region 5a when the scan before the start of puncturing is performed in the x-axis direction. In the scan before the start of puncturing, the biopsy needle 9 does not exist in the slice, and therefore the biopsy needle 9 is not included in the projection image Gx.
なお、ステップB3で得られた投影像の代わりに、事前にスカウトスキャンを行って得られた、x軸方向に投影したスカウト像を画面に表示するようにしてもよい。 Instead of the projection image obtained in step B3, a scout image projected in the x-axis direction obtained by performing a scout scan in advance may be displayed on the screen.
ステップB5では、穿刺ルート領域を設定する。 In step B5, a puncture route area is set.
図13(b)は、穿刺ルート及び穿刺ルート領域の設定例を示している。具体的には、操作者が、表示された投影像上で生検針の挿入が予定される穿刺ルートを指定する。穿刺ルートは、図13(b)に示すように、スライスSL32に含まれる病変部5cの中心位置K21を起点に、スライスSL33に含まれる部位5aの表面の位置K22を通って投影像Gxの境界までの線分J2で表される直線ルートを想定する。このルートの指定は、例えば、入力装置61を用いて、穿刺の目標である病変部5cの中心位置K21と生検針9を挿入する部位5aの表皮の位置K22とを指定することにより行われる。穿刺ルート領域設定部94は、指定された線分J2を穿刺ルートとして設定し、その線分J2を含む局所領域Q2を穿刺ルート領域として設定する。 FIG. 13B shows an example of setting the puncture route and the puncture route region. Specifically, the operator designates a puncture route on which a biopsy needle is scheduled to be inserted on the displayed projection image. As shown in FIG. 13 (b), the puncture route starts from the center position K21 of the lesioned part 5c included in the slice SL32, passes through the position K22 on the surface of the part 5a included in the slice SL33, and the boundary of the projection image Gx A straight route represented by the line segment J2 is assumed. This route is specified by, for example, using the input device 61 to specify the center position K21 of the lesioned part 5c, which is a puncture target, and the epidermis position K22 of the site 5a where the biopsy needle 9 is inserted. Puncturing route region setting unit 94 sets the designated line segment J2 as a puncturing route, and sets a local region Q2 including the line segment J2 as a puncturing route region.
図13(b)下は、スライスSL31〜SL33の第1の断層像G1をそれぞれ示している。本例では、図13(b)に示すように、穿刺ルート領域Q2は、スライスSL31部分とスライスSL32部分とに分かれる。 The lower part of FIG. 13B shows first tomographic images G1 of slices SL31 to SL33. In this example, as shown in FIG. 13B, the puncture root region Q2 is divided into a slice SL31 portion and a slice SL32 portion.
ステップB6では、注目スライスを設定する。具体的には、注目スライス設定部95が、設定された穿刺ルートに基づいて、生検針が挿入される部位5aの表面の位置が含まれるスライスを注目スライスISLに設定する。本例では、スライスSL31を注目スライスに設定する。 In step B6, a target slice is set. Specifically, the target slice setting unit 95 sets a slice including the position of the surface of the part 5a where the biopsy needle is inserted, as the target slice ISL based on the set puncture route. In this example, the slice SL31 is set as the target slice.
ステップB7では、穿刺開始後のスキャンを実施する。 In step B7, a scan after the start of puncturing is performed.
具体的には、穿刺が開始される直前の段階で、操作者が入力装置61を用いて穿刺開始後の連続的なスキャンを実施するコマンドの入力を行う。スキャン制御部91は、このコマンドの入力を検知して、穿刺開始後のスキャンを実施するようガントリ・テーブル制御部30に制御信号を送る。ガントリ・テーブル制御部30は、この制御信号を受けてガントリ2の各部及び撮影テーブル4を制御する。これにより、穿刺開始後のスキャンが実施される。穿刺開始後のスキャンの実施により、部位5aを含む撮影空間における24スライス分の第2の投影データが収集される。穿刺開始後のスキャンは基本的に複数回連続的に繰り返し実施される。 Specifically, at the stage immediately before puncturing is started, the operator uses the input device 61 to input a command for performing a continuous scan after puncturing is started. The scan control unit 91 detects the input of this command and sends a control signal to the gantry table control unit 30 so as to perform a scan after the puncture is started. The gantry table control unit 30 receives this control signal and controls each part of the gantry 2 and the imaging table 4. Thereby, a scan after the start of puncturing is performed. By performing the scan after the start of puncturing, second projection data for 24 slices in the imaging space including the part 5a is collected. The scan after the start of puncture is basically repeatedly performed a plurality of times.
ステップB8では、投影データの平均化処理を行う。具体的には、平均化処理部92が、24枚のスライスに対応する第2の投影データに対し、z軸方向に平均化処理して、3枚のスライスSL31〜SL33に対応する平均化処理済みの第2の投影データを得る。 In step B8, the projection data is averaged. Specifically, the averaging processing unit 92 averages the second projection data corresponding to 24 slices in the z-axis direction, and performs averaging processing corresponding to the three slices SL31 to SL33. Obtained second projection data.
ステップB9では、画像再構成処理を行う。具体的には、画像再構成部93が、各スライスSL31〜SL33について、第2の投影データに基づいて画像再構成処理を行い、第2の断層像を得る。 In step B9, an image reconstruction process is performed. Specifically, the image reconstruction unit 93 performs an image reconstruction process for each slice SL31 to SL33 based on the second projection data, and obtains a second tomographic image.
ステップB10では、差分判定処理を行う。具体的には、差分判定部96が、ステップB9で得られた注目スライスISLの第2の断層像における穿刺ルート領域の注目スライス部分に対応する画像と、前回表示された同じスライスの断層像における同じ部分の画像とを比較し、その差分が一定レベル以上であるか否かを判定する。つまり、穿刺ルート領域のうち注目スライス部分において生検針の有意な動きがあったか否かを判定する。判定は、例えば、穿刺ルート領域の注目スライス部分に対応する画像において、生検針を表すと考えられる画素を画素値の閾値処理により特定し、その画素の数の増減分を求め、これが一定数以上である場合に、生検針の有意な動きがあったと判定する。なお、この差分判定処理は、本例では画像上で行っているが、投影データ上で行うこともできる。 In step B10, a difference determination process is performed. Specifically, the difference determination unit 96 uses the image corresponding to the target slice portion of the puncture root region in the second tomographic image of the target slice ISL obtained in step B9 and the tomographic image of the same slice displayed previously. The images of the same part are compared, and it is determined whether or not the difference is a certain level or more. That is, it is determined whether or not the biopsy needle has moved significantly in the target slice portion in the puncture root region. For example, in the image corresponding to the target slice portion of the puncture root region, a pixel that is considered to represent a biopsy needle is identified by pixel value threshold processing, and an increase / decrease in the number of pixels is obtained. If it is, it is determined that the biopsy needle has moved significantly. In addition, although this difference determination process is performed on the image in this example, it can also be performed on projection data.
ステップB11では、限定的メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理を行う。具体的には、断層像生成部97が、ステップB5で設定された穿刺ルート領域に基づいて、生検針(メタル;金属)が穿刺ルート領域にのみ挿入されることを前提とした、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理を行う。 In Step B11, a tomographic image generation process with limited metal artifact reduction is performed. Specifically, the tomographic image generation unit 97 reduces metal artifacts on the assumption that the biopsy needle (metal; metal) is inserted only into the puncture root region based on the puncture route region set in step B5. Performs tomographic image generation processing.
例えば、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理として、次のような処理を想定する。注目スライスISLに対応する第2の投影データにおいて、ビューごとに、生検針による高X線吸収を示すデータ領域を探索し、検出された場合には、そのデータ領域をその近傍のデータまたはそれに近いデータで埋め合わせる、あるいはフィッティングする補正をする。このような処理を行って補正処理済み投影データを得る。次に、ビューごとに、注目スライスISLに対応する第2の投影データから補正処理済み投影データを減算して、減算処理済み投影データを得る。注目スライスISLに生検針が含まれている場合には、補正処理済み投影データは、生検針がなかったときに相当する投影データとなり、また、減算処理済み投影データは、生検針による高X線吸収を示すデータのみが抽出された投影データとなる。そして、補正処理済み投影データに基づいて再構成された断層像に、減算処理済み投影データに基づいて再構成された断層像を重ねて合成断層像を得る。これにより、注目スライスISLに生検針が含まれていない場合には、通常の断層像が得られ、生検針が含まれている場合には、メタルアーチファクトが低減された生検針を含む断層像を得ることができる。 For example, the following processing is assumed as the tomographic image generation processing with metal artifact reduction. In the second projection data corresponding to the slice of interest ISL, for each view, a data region showing high X-ray absorption by the biopsy needle is searched, and if detected, the data region is the data in the vicinity thereof or close thereto. Compensate to make up for or fit with data. Such processing is performed to obtain corrected projection data. Next, for each view, the corrected projection data is subtracted from the second projection data corresponding to the target slice ISL to obtain subtraction-processed projection data. When a biopsy needle is included in the target slice ISL, the corrected projection data becomes projection data corresponding to the absence of the biopsy needle, and the subtraction processed projection data is high X-rays generated by the biopsy needle. Only data indicating absorption is extracted projection data. Then, the tomographic image reconstructed based on the subtraction processed projection data is superimposed on the tomographic image reconstructed based on the corrected projection data to obtain a composite tomographic image. Thereby, when the biopsy needle is not included in the slice of interest ISL, a normal tomographic image is obtained, and when the biopsy needle is included, a tomographic image including the biopsy needle with reduced metal artifacts is obtained. Can be obtained.
ここで、上記のメタルアーチファクト低減付き断層像生成処理において、投影データ上で生検針による高X線吸収を示すデータ領域を探索する範囲を、穿刺ルート領域のうちの注目スライス部分をX線焦点から投影した領域に対応する範囲に限定する。このようにすることで、投影データの全範囲を探索する必要がなくなり、計算量を低減して、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理に要する時間を短縮することができる。なお、投影データ上で生検針による高X線吸収を示すデータ領域を探索する際には、穿刺ルート領域だけでなく、生検針の材質や太さの情報を利用するようにしてもよい。生検針の材質が分かれば、生検針のX線吸収量が推定できるので、投影データのプロファイル上で生検針による高X線吸収を示すデータの高さを推定することができ、検出精度が向上する。また、生検針の太さが分かれば、投影データのプロファイル上で生検針による高X線吸収を示すデータ領域の幅を推定することができ、検出精度が向上する。生検針の材質や太さは、操作者が直接入力するか、予めX線CT装置の記憶装置に候補を商品名や商品番号と対応付けて記憶させておき、操作者がその中から選択して決定するようにしてもよい。 Here, in the tomographic image generation processing with metal artifact reduction described above, a range for searching for a data area showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the projection data is determined, and a target slice portion in the puncture root area is determined from the X-ray focus Limited to a range corresponding to the projected area. By doing so, it is not necessary to search the entire range of the projection data, the amount of calculation can be reduced, and the time required for the tomographic image generation processing with metal artifact reduction can be shortened. When searching for a data area showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the projection data, not only the puncture root area but also information on the material and thickness of the biopsy needle may be used. If the material of the biopsy needle is known, the amount of X-ray absorption of the biopsy needle can be estimated, so the height of data indicating high X-ray absorption by the biopsy needle can be estimated on the projection data profile, improving detection accuracy To do. Further, if the thickness of the biopsy needle is known, the width of the data area showing high X-ray absorption by the biopsy needle can be estimated on the projection data profile, and the detection accuracy is improved. The material and thickness of the biopsy needle are input directly by the operator or stored in advance in the storage device of the X-ray CT apparatus in association with the product name and product number, and the operator selects them. May be determined.
また例えば、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理として、次のような処理を想定する。注目スライスISLに対応する第2の投影データに基づいて、断層像を再構成する。次に、この断層像において、画素値(CT値)を基に、生検針による高X線吸収を示す画像領域を探索し、検出された場合には、その画像領域の位置や形状に基づいてメタルアーチファクトを検出して低減する補正をする。これにより、注目スライスISLに生検針が含まれていない場合には、通常の断層像が得られ、生検針が含まれている場合には、メタルアーチファクトが低減された生検針を含む断層像を得ることができる。 Further, for example, the following processing is assumed as the tomographic image generation processing with metal artifact reduction. A tomographic image is reconstructed based on the second projection data corresponding to the target slice ISL. Next, in this tomographic image, an image region showing high X-ray absorption by the biopsy needle is searched based on the pixel value (CT value), and if detected, based on the position and shape of the image region. Detect and reduce metal artifacts. Thereby, when the biopsy needle is not included in the slice of interest ISL, a normal tomographic image is obtained, and when the biopsy needle is included, a tomographic image including the biopsy needle with reduced metal artifacts is obtained. Can be obtained.
ここで、上記のメタルアーチファクト低減付き断層像生成処理において、注目スライスISLの断層像上で生検針による高X線吸収を示す画像領域を探索する範囲を、穿刺ルート領域のうちの注目スライス部分に対応する範囲に限定する。このようにすることで、画像領域の全範囲を探索する必要がなくなり、計算量を低減して、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理に要する時間を短縮することができる。なお、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画像領域を探索する際には、穿刺ルート領域だけでなく、生検針の材質や太さの情報を利用するようにしてもよい。生検針の材質が分かれば、生検針のX線吸収量が推定できるので、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画素の画素値の大きさを推定することができ、検出精度が向上する。また、生検針の太さが分かれば、断層像上で生検針による高X線吸収を示す画像領域のサイズ(径)を推定することができ、検出精度が向上する。 Here, in the tomographic image generation processing with metal artifact reduction, the range for searching for an image region showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the tomographic image of the target slice ISL is set as the target slice portion in the puncture root region. Limited to the corresponding range. By doing so, it is not necessary to search the entire range of the image area, the calculation amount can be reduced, and the time required for the tomographic image generation processing with metal artifact reduction can be shortened. When searching for an image region showing high X-ray absorption by a biopsy needle on a tomographic image, information on the material and thickness of the biopsy needle as well as the puncture root region may be used. If the material of the biopsy needle is known, the amount of X-ray absorption of the biopsy needle can be estimated, so the size of the pixel value of the pixel showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the tomographic image can be estimated, and the detection accuracy is improves. Further, if the thickness of the biopsy needle is known, the size (diameter) of the image region showing high X-ray absorption by the biopsy needle on the tomographic image can be estimated, and the detection accuracy is improved.
ステップB12では、断層像を表示する。具体的には、表示制御部99が、ステップB11で得られた注目スライスの断層像を画面に表示するよう、表示装置62を制御する。断層像が既に表示されている場合には、更新する形で表示する。 In step B12, a tomographic image is displayed. Specifically, the display control unit 99 controls the display device 62 so as to display the tomographic image of the slice of interest obtained in step B11 on the screen. If the tomographic image is already displayed, it is displayed in an updated form.
ステップB13では、生検針の位置を判定する。具体的には、針位置判定部98が、ステップB11で得られた注目スライスISLの断層像において、生検針の先端の位置が穿刺ルート領域の注目スライス部分内にあるか否かを判定する。生検針の先端の位置が穿刺ルート領域の注目スライス部分内にあると判定された場合には、ステップB14に進む。生検針の先端の位置が穿刺ルート領域の注目スライス部分内にないと判定された場合には、ステップB15に進む。 In step B13, the position of the biopsy needle is determined. Specifically, the needle position determination unit 98 determines whether or not the position of the tip of the biopsy needle is within the target slice portion of the puncture root region in the tomographic image of the target slice ISL obtained in step B11. When it is determined that the position of the tip of the biopsy needle is within the target slice portion of the puncture root region, the process proceeds to step B14. If it is determined that the position of the tip of the biopsy needle is not within the target slice portion of the puncture root region, the process proceeds to step B15.
ステップB14では、注目スライスを維持する。具体的には、注目スライス設定部95が、現在の注目スライスISLをそのまま維持する設定を行う。そして、ステップB16に進む。 In step B14, the target slice is maintained. Specifically, the target slice setting unit 95 performs setting to maintain the current target slice ISL as it is. Then, the process proceeds to Step B16.
ステップB15では、注目スライスを変更する。具体的には、注目スライス設定部95が、現在の注目スライスISLから病原部5cに近づく隣のスライスを新たな注目スライスISLに設定する。そして、ステップB16に進む。 In step B15, the target slice is changed. Specifically, the target slice setting unit 95 sets the adjacent slice that approaches the pathogenic unit 5c from the current target slice ISL as a new target slice ISL. Then, the process proceeds to Step B16.
ステップB16では、スキャンを終了するか判定する。具体的には、スキャン制御部91が、スキャン終了のコマンドが入力されているかなどを検知し、スキャンを終了するか否かを判定する。終了すると判定された場合には、スキャンを終了する。終了しないと判定された場合には、ステップB7に戻り、スキャンを継続する。 In step B16, it is determined whether or not to end the scan. Specifically, the scan control unit 91 detects whether or not a scan end command is input, and determines whether or not to end the scan. If it is determined to end, the scanning is ended. If it is determined not to end, the process returns to step B7 to continue scanning.
ここで、当該フローによる一実施例について簡単に説明する。 Here, an embodiment according to the flow will be briefly described.
図14〜図16は、穿刺開始後の第1〜第3の各時点でのスライスSL31〜SL33と生検針9との位置関係と、各時点で行われたスキャンによって得られるスライスSL31〜SL33の断層像とを示している。 14 to 16 show the positional relationship between the slices SL31 to SL33 and the biopsy needle 9 at the first to third time points after the start of puncture, and the slices SL31 to SL33 obtained by the scan performed at each time point. A tomographic image is shown.
第1の時点では、図14に示すように、前回表示された断層像が得られたスキャン実施時点と比較して、生検針9の先端がスライスSL33の外から内に移動してきた状態を想定する。ステップB7で24スライスに対するスキャンが実施され、ステップB8で投影データの平均化により3枚のスライスSL31〜SL33にまとめられ、ステップB9でこれら各スライスの断層像が再構成される。この場合、ステップB10の差分判定において、注目スライスISLであるスライスSL33に対し、前回表示された断層像と第1の時点に対応した断層像G2との間で穿刺ルート領域Q2の画像の差分が一定レベル以上であると判定される。そのため、ステップB11にて、スライスSL33について、限定的メタルアーチファクト低減付きの断層像生成処理が実行され、ステップB12で当該断層像の表示が更新される。また、ステップB13にて、生検針9の位置は注目スライスであるスライスSL33内にあると判定される。よって、ステップB14にて、注目スライスISLはまだスライスSL33を維持する。 At the first time point, as shown in FIG. 14, it is assumed that the tip of the biopsy needle 9 has moved from the outside of the slice SL33 to the inside of the slice SL33 as compared to the scan execution time point when the previously displayed tomographic image was obtained. To do. In step B7, a scan for 24 slices is performed. In step B8, projection data is averaged to be combined into three slices SL31 to SL33. In step B9, a tomographic image of each slice is reconstructed. In this case, in the difference determination in step B10, for the slice SL33 that is the target slice ISL, the difference in the image of the puncture root region Q2 between the tomographic image displayed last time and the tomographic image G2 corresponding to the first time point is obtained. It is determined that it is above a certain level. Therefore, the tomographic image generation process with limited metal artifact reduction is executed for the slice SL33 in step B11, and the display of the tomographic image is updated in step B12. In Step B13, it is determined that the position of the biopsy needle 9 is in the slice SL33 that is the target slice. Therefore, in step B14, the target slice ISL still maintains the slice SL33.
次に、第2の時点では、図15に示すように、前回表示された断層像が得られたスキャン実施時点と比較して、生検針9の先端が部位5aの中に挿入され、生検針9の先端がスライスSL33とスライスSL32との間の境界に到達した状態を想定する。ステップB7で24スライスに対するスキャンが実施され、ステップB8で投影データの平均化により3枚のスライスSL31〜SL33にまとめられ、ステップB9でこれら各スライスの断層像が再構成される。この場合、ステップB10の差分判定において、注目スライスISLであるスライスSL33に対し、前回表示された断層像と第2の時点に対応した断層像G2との間で穿刺ルート領域Q2の画像の差分が一定レベル以上であると判定される。そのため、ステップB11にて、スライスSL33について、限定的メタルアーチファクト低減付きの断層像生成処理が実行され、ステップB12で当該断層像の表示が更新される。また、ステップB13にて、生検針9の位置は注目スライスISLであるスライスSL33とスライスSL32との境界に達していると判定される。よって、ステップB15にて、注目スライスISLは隣のスライスSL32に移行する。 Next, at the second time point, as shown in FIG. 15, the tip of the biopsy needle 9 is inserted into the region 5a as compared to the scan execution time point when the previously displayed tomographic image was obtained, and the biopsy needle is Assume that the tip of 9 has reached the boundary between the slice SL33 and the slice SL32. In step B7, a scan for 24 slices is performed. In step B8, projection data is averaged to be combined into three slices SL31 to SL33. In step B9, a tomographic image of each slice is reconstructed. In this case, in the difference determination in step B10, for the slice SL33 that is the target slice ISL, the difference in the image of the puncture root region Q2 between the previously displayed tomographic image and the tomographic image G2 corresponding to the second time point is obtained. It is determined that it is above a certain level. Therefore, the tomographic image generation process with limited metal artifact reduction is executed for the slice SL33 in step B11, and the display of the tomographic image is updated in step B12. In Step B13, it is determined that the position of the biopsy needle 9 has reached the boundary between the slice SL33 and the slice SL32 which are the target slice ISL. Therefore, in step B15, the target slice ISL moves to the adjacent slice SL32.
次いで、第3の時点では、図16に示すように、前回表示された断層像が得られたスキャン実施時点と比較して、生検針9の先端がスライスSL33からSL32内に移動した状態を想定する。ステップB7で24スライスに対するスキャンが実施され、ステップB8で投影データの平均化により3枚のスライスSL31〜SL33にまとめられ、ステップB9でこれら各スライスの断層像が再構成される。この場合、ステップB10の差分判定において、注目スライスISLであるスライスSL32に対し、前回表示された断層像と第3の時点に対応した断層像G2との間で穿刺ルート領域Q2の画像の差分が一定レベル以上であると判定される。そのため、ステップB11にて、スライスSL32について、限定的メタルアーチファクト低減付きの断層像生成処理が実行され、ステップB12で当該断層像の表示が更新される。また、ステップB13にて、生検針9の位置は、注目スライスであるスライスSL32内に位置していると判定される。よって、ステップB14にて、注目スライスISLはスライスSL32を維持する。 Next, at the third time point, as shown in FIG. 16, it is assumed that the tip of the biopsy needle 9 has moved from the slice SL33 into SL32 as compared to the scan execution time point when the previously displayed tomographic image was obtained. To do. In step B7, a scan for 24 slices is performed. In step B8, projection data is averaged to be combined into three slices SL31 to SL33. In step B9, a tomographic image of each slice is reconstructed. In this case, in the difference determination in step B10, for the slice SL32 that is the target slice ISL, the difference in the image of the puncture root region Q2 between the previously displayed tomographic image and the tomographic image G2 corresponding to the third time point is obtained. It is determined that it is above a certain level. Therefore, a tomographic image generation process with limited metal artifact reduction is executed for the slice SL32 in step B11, and the display of the tomographic image is updated in step B12. In Step B13, it is determined that the position of the biopsy needle 9 is located in the slice SL32 that is the target slice. Therefore, in step B14, the target slice ISL maintains the slice SL32.
このような第3の実施形態によれば、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理の対象を、複数スライスのうち更新が必要な一つのスライスに絞り込むことができ、アーチファクトが低減された断層像の生成・表示に要する時間を短縮することができる。また、穿刺ルート領域を設定することで、メタルアーチファクト低減付き断層像生成処理において、例えば高X線吸収領域の探索範囲を絞り込むなど、処理内容を減縮することができ、上記時間をさらに短縮することができる。 According to the third embodiment, the tomographic image generation process with metal artifact reduction can be narrowed down to one slice that needs to be updated out of a plurality of slices, and generation of a tomographic image with reduced artifacts is generated.・ Time required for display can be shortened. In addition, by setting the puncture root region, in the tomographic image generation processing with metal artifact reduction, for example, the processing content can be reduced, such as narrowing the search range of the high X-ray absorption region, and the above time can be further reduced. Can do.
なお、発明は、上記実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
また、コンピュータを上記X線CT装置における制御や処理を行う各手段として機能させるためのプログラムやこれを記録した記録媒体もまた、発明の実施形態の一例である。 A program for causing a computer to function as each means for performing control and processing in the X-ray CT apparatus and a recording medium on which the program is recorded are also examples of embodiments of the invention.
1 X線CT装置
2 ガントリ
2B 空洞部
4 撮影テーブル
5 被検体
5a 部位
6,6a,6b 操作コンソール
21 X線管
22 アパーチャ
23 コリメータ装置
24 X線検出器
25 データ収集部
26 回転部
27 高電圧電源
28 アパーチャ駆動装置
29 回転駆動装置
30 ガントリ・テーブル制御部
41 クレードル
42 クレードル駆動装置
61 入力装置
62 表示装置
63 記憶装置
64 演算処理装置
71 スキャン制御部
72 減算処理部
73 平均化処理部
74 画像再構成部
75 閾値処理部
76 表示制御部
81 スキャン制御部
82 平均化処理部
83 画像再構成部
84 穿刺ルート領域設定部
85 断層像生成部
86 表示制御部
91 スキャン制御部
92 平均化処理部
93 画像再構成部
94 穿刺ルート領域設定部
95 注目スライス設定部
96 差分判定部
97 断層像生成部
98 針位置判定部
99 表示制御部
SL11〜SL13,SL21,SL31〜SL33 スライス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray CT apparatus 2 Gantry 2B Cavity part 4 Imaging table 5 Subject 5a Site | part 6,6a, 6b Operation console 21 X-ray tube 22 Aperture 23 Collimator apparatus 24 X-ray detector 25 Data acquisition part 26 Rotation part 27 High voltage power supply 28 Aperture Drive Device 29 Rotation Drive Device 30 Gantry / Table Control Unit 41 Cradle 42 Cradle Drive Device 61 Input Device 62 Display Device 63 Storage Device 64 Arithmetic Processing Device 71 Scan Control Unit 72 Subtraction Processing Unit 73 Averaging Processing Unit 74 Image Reconstruction Unit 75 threshold processing unit 76 display control unit 81 scan control unit 82 averaging processing unit 83 image reconstruction unit 84 puncture route region setting unit 85 tomographic image generation unit 86 display control unit 91 scan control unit 92 averaging processing unit 93 image reconstruction Configuration unit 94 Puncture route region setting unit 95 Attention slice setting unit 96 Min determining unit 97 the tomographic image generator 98 needle position determining unit 99 display control unit SL11~SL13, SL21, SL31~SL33 slice
Claims (5)
前記第2の投影データから前記第1の投影データを減算して第3の投影データを得る減算手段と、
前記第1の投影データに基づく第1の画像と、前記第3の投影データに基づく第3の画像とを再構成する再構成手段と、
前記第3の画像において画素値が、メタルアーチファクトを表す画素値と金属を表す画素値との間の画素値である所定の閾値を超える画素によって構成される閾値処理済みの第3の画像を得る閾値処理手段と、
前記第1の画像に前記閾値処理済みの第3の画像を重ねて成る合成画像である第4の画像を表示するよう表示装置を制御する第2の制御手段と、を備えた放射線断層撮影装置。 By scanning the part of the subject into which the needle is inserted a plurality of times, the first projection data of the part before the insertion of the needle and the second projection data of the part after the insertion of the needle are obtained. First control means for controlling the data collection system to collect;
Subtracting means for subtracting the first projection data from the second projection data to obtain third projection data;
Reconstruction means for reconstructing a first image based on the first projection data and a third image based on the third projection data;
In the third image, a threshold-processed third image is obtained that includes pixels that have a pixel value that exceeds a predetermined threshold that is a pixel value between a pixel value that represents a metal artifact and a pixel value that represents a metal. Threshold processing means;
A radiation tomography apparatus comprising: a second control unit configured to control a display device to display a fourth image that is a composite image formed by superimposing the third image subjected to the threshold processing on the first image. .
前記第2の制御手段は、前記第2の投影データが収集される度に前記合成画像を新たに表示するよう制御する、請求項1に記載の放射線断層撮影装置。 The first control means controls the data collection system to continuously scan the site a plurality of times after the start of insertion of the needle,
The radiation tomography apparatus according to claim 1, wherein the second control unit performs control so that the composite image is newly displayed each time the second projection data is collected.
該投影データの収集に応答して、該投影データまたは該投影データに基づく画像の時間的な変化において一定レベルを超える変化が生じたか否かを判定する判定手段をさらに備えており、
前記第1の投影データは、前記一定レベルを超える変化が生じたと判定される前の時点に収集された投影データであり、
前記第2の投影データは、前記一定レベルを超える変化が生じたと判定された後の時点に収集された投影データである、請求項2に記載の放射線断層撮影装置。 The first control means controls the data collection system to sequentially scan the part a plurality of times before and after the insertion start of the needle and sequentially collect the projection data,
In response to the collection of the projection data, it further comprises a determination means for determining whether a change exceeding a certain level has occurred in the temporal change of the projection data or the image based on the projection data,
The first projection data is projection data collected at a time point before it is determined that a change exceeding the certain level has occurred,
The radiation tomography apparatus according to claim 2 , wherein the second projection data is projection data collected at a time point after it is determined that a change exceeding the certain level has occurred.
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