JPH0618570B2 - Two-dimensional tomographic imaging device - Google Patents
Two-dimensional tomographic imaging deviceInfo
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- JPH0618570B2 JPH0618570B2 JP60062053A JP6205385A JPH0618570B2 JP H0618570 B2 JPH0618570 B2 JP H0618570B2 JP 60062053 A JP60062053 A JP 60062053A JP 6205385 A JP6205385 A JP 6205385A JP H0618570 B2 JPH0618570 B2 JP H0618570B2
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- mesh
- subject
- image
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- Image Analysis (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、放射線等を線源とするコンピユーテツドトモ
グラフイ(computed tomography;CT)法で収集された
データを逆投影する際に、2次元投影像としての再構成
画像に現われるノイズを減少せしめることによつて、鮮
明な画像を得るようにした2次元断層像撮影装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Use of the Invention] The present invention is a two-dimensional method for back-projecting data collected by a computed tomography (CT) method using radiation or the like as a radiation source. The present invention relates to a two-dimensional tomographic imaging apparatus capable of obtaining a clear image by reducing noise appearing in a reconstructed image as a projected image.
これまでのCT装置は例えば、飯沼他;新しい医用X線
診断装置(「計測と制御」Vo115,No.2(昭和51年2
月)に記載されているごとく、被検体の断層像を計算す
る方法として重畳積分法をはじめとして種々の演算方式
が考えられている。何れの演算方式でも投影した原デー
タまたは補正データは撮影領域に対応する空間的な計算
メツシユに再配分することにより像再構成をしているの
が実状である。しかしながら、この方法によれば、CT
像を再構成する際に必ず必要な空気層の透過点に対応す
る計算メツシユ(通常、被検体周辺に最低2サンプル
点)にも被検体と同じ比率でデータを投影するために、
特に透過データが少ない場合や被検体と空気層の線吸収
係数の差が大きい場合には、計測ノイズの影響がそのま
ま被検体上に現われ画像が不鮮明なものとなる。したが
つて、CT再構成画像で得られる線吸収係数の分布を明
確に判定し得ないという不具合がある。Conventional CT devices include, for example, Iinuma et al .; new medical X-ray diagnostic device (“Measurement and control” Vo115, No. 2 (Showa 51, 2
As described in (Mon.), various calculation methods including a superposition integration method are considered as a method for calculating a tomographic image of a subject. In any operation method, the original data or correction data projected is redistributed to the spatial calculation mesh corresponding to the imaging area to reconstruct the image. However, according to this method, CT
In order to project data to the calculation mesh (usually at least 2 sample points around the subject) corresponding to the transmission point of the air layer, which is always necessary when reconstructing the image, at the same ratio as the subject,
Especially when the transmission data is small or when the difference in the linear absorption coefficient between the object and the air layer is large, the influence of measurement noise appears on the object as it is and the image becomes unclear. Therefore, there is a problem that the distribution of the linear absorption coefficient obtained in the CT reconstructed image cannot be clearly determined.
CT再構成演算法としては前述の様に種々の方法がある
が、ここで、1つの投影データを収集する度に計算が実
行可能といつた特徴があり、しかも医療用CT法でも広
く採用されている重畳積分法について簡単ながら説明す
れば以下のようである。Although there are various CT reconstruction calculation methods as described above, the characteristic here is that the calculation can be executed every time one projection data is collected, and it is also widely used in the medical CT method. The following is a brief description of the existing superposition integration method.
即ち、第13図(a),(b)に透過データの収集方法
と像再構成の方法を示すが、これによると線源121と
検出器122との間に被検体123を介在配置した状態
であらゆる方向から被検体123の透過データが得られ
るようになつている。像再構成はこれらのデータを空間
的なメツシユに再配分し重畳させることによつて行なわ
れるものとなつている。これにより被検体123内部の
線吸収係数の分布を得ることができるものである。これ
を数式的に示せば、同図(a)においてある回転角θを
もつて撮像した透過データをP(X,θ)とすれば、こ
れは以下の式で与えられる。That is, FIGS. 13A and 13B show a transmission data acquisition method and an image reconstruction method. According to this method, the object 123 is disposed between the radiation source 121 and the detector 122. Thus, transmission data of the object 123 can be obtained from any direction. Image reconstruction is supposed to be performed by redistributing and superimposing these data on a spatial mesh. Thereby, the distribution of the linear absorption coefficient inside the object 123 can be obtained. If this is expressed mathematically, if the transmission data imaged at a certain rotation angle θ in FIG. 5A is P (X, θ), this is given by the following equation.
但し、μは被検体の座標(x,y)における線吸収係数
であり、座標(X,Y)は角度θ回転した時の座標
(x,y)の新しい座標である。 Here, μ is the linear absorption coefficient at the coordinates (x, y) of the subject, and the coordinates (X, Y) are the new coordinates of the coordinates (x, y) when rotated by the angle θ.
また、第13図(a)に対応するCT像再構成は次式で
示される線吸収係数より得られる。The CT image reconstruction corresponding to FIG. 13 (a) is obtained from the linear absorption coefficient shown by the following equation.
しかしながら、式(2)から得られる画像は距離に反比
例してぼけが生じることから、フイルタ関数h(X)を
原データに作用させる処理が採られるようになつてい
る。数式的には次式で示されるものとなつている。 However, since the image obtained from the equation (2) is blurred in inverse proportion to the distance, processing for applying the filter function h (X) to the original data has been adopted. Mathematically, it is expressed by the following equation.
式(3)はX,θに関して連続的な演算を示している
が、通常は演算はデイジタル計算機で実行されることか
ら、式(3)は次式のように変形されたものとなつてい
る。 The formula (3) shows a continuous calculation with respect to X and θ. However, since the calculation is usually executed by a digital computer, the formula (3) is modified as the following formula. .
但し、kはk=0,±1……,±(M−1)であり、ま
たM,Nはそれぞれ撮影領域内における並進数、回転数
を示し、更にθjはθj=jπ/Nとなつている。 However, k is k = 0, ± 1, ..., ± (M-1), M and N respectively indicate a translation number and a rotation number in the photographing region, and θ j is θ j = jπ / N. It is said.
式(4)により構成されるメツシユを第14図に示す。
計算メツシユはM×Mの行列となる。ある一定のN(あ
る一定の回転角)における列Xの透過データの補正値は
式(4)より で与えられるが、M×Mのメツシユにデータを再配置す
る場合には、上記の透過データを1/M倍して割りあて
ている。即ち、Xに対応するメツシユの列方向に如何な
る線吸収係数の分布があろうとも列方向には均一にデー
タを割りあてているものである。このことは透過データ
Pが少ない場合や被検体の線吸収係数が大きくなつた場
合には、画像に表われるノイズが増大することを示唆し
ているわけである。FIG. 14 shows the mesh constructed by the equation (4).
The calculation mesh is an M × M matrix. The correction value of the transmission data of the column X at a certain N (a certain rotation angle) is calculated from the equation (4). However, when rearranging the data in the M × M mesh, the transparent data is multiplied by 1 / M and allocated. That is, regardless of the distribution of the linear absorption coefficient in the column direction of the mesh corresponding to X, the data is uniformly assigned in the column direction. This suggests that the noise appearing in the image increases when the transmission data P is small or when the linear absorption coefficient of the subject increases.
本発明の目的は、透過データが少ない場合や被検体の線
吸収係数が大きい場合であつても再構成像に現われるノ
イズを減少せしめることによつて、鮮明な画像が得られ
る2次元断層像撮像装置を供するにある。An object of the present invention is to capture a two-dimensional tomographic image capable of obtaining a clear image by reducing the noise appearing in the reconstructed image even when the transmission data is small or the linear absorption coefficient of the subject is large. The equipment is provided.
この目的のため本発明は、透過データの補正値を逆投影
する場合にメツシユ数Mにデータを均等に割りあてるの
ではなく、予め空気層と知られているメツシユには投影
データを割り当てないようにし、そのようになしたもの
である。撮影領域に被検体が如何なる位置に、また、如
何なる形状を以て存在するかはテレビカメラなどによつ
て予め、知られるかあるいは投影データ収集時での撮影
によつて知れるものである。For this purpose, the present invention does not allocate the data evenly to the mesh number M when backprojecting the correction value of the transmission data, but does not allocate the projection data to the mesh known as an air layer in advance. It was done that way. The position and shape of the subject in the imaging region are known in advance by a television camera or the like, or by imaging at the time of collecting projection data.
以下、本発明を第1図から第12図により説明する。 The present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12.
先ず本発明による2次元断層像撮像装置の一例での構成
について説明する。第1図はその構成を被検体とともに
示したものである。これによると回転台17上に載置さ
れる線源ボツクス11および検出器ボツクス12は被検
体13をその間に挟むようにして配置され、モータ制御
装置14によつて制御される走査用モータ(図示せず)
を介し並進走査可とされるとともに、回転台17の回転
によつて回転走査可となつている。制御演算手段として
の計算機18はモータ制御装置14を介し線源ボツクス
11および検出器ボツクス12の位置を制御するが、こ
の位置に関する信号はアドレス信号としてRAM(1)
20に入力されるようになつている。一方、検出器ボツ
クス12の中の検出器により受信された放射線の透過量
は増幅器やアナログ−デイジタル変換器等からなるデー
タ収集回路10によりデイジタル信号に変換されたう
え、位置に関する信号と同様にして計算機18内のRA
M(1)20に入力される。計算機18はRAM(1)
20の、線源ボツクス11と検出器ボツクス12位置に
対応したアドレスに透過データを収納するものである
が、ここまでの操作はこれまでのCT法のデータ収納法
と同様である。First, the configuration of an example of a two-dimensional tomographic image pickup apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 shows the configuration together with the subject. According to this, the source box 11 and the detector box 12 mounted on the rotary table 17 are arranged so that the subject 13 is sandwiched therebetween, and a scanning motor (not shown) controlled by the motor control device 14 is provided. )
It is possible to perform the translational scanning via the rotary table 17, and the rotation table 17 allows the rotational scanning. A computer 18 as a control calculation means controls the positions of the source box 11 and the detector box 12 via the motor controller 14, and the signal related to this position is an address signal in the RAM (1).
It is supposed to be input to 20. On the other hand, the amount of transmission of radiation received by the detector in the detector box 12 is converted into a digital signal by a data acquisition circuit 10 including an amplifier and an analog-digital converter, and the same as the position-related signal. RA in computer 18
It is input to M (1) 20. The computer 18 is RAM (1)
Although the transmission data is stored in the address 20 corresponding to the positions of the source box 11 and the detector box 12, the operation up to this point is the same as the data storage method of the CT method up to now.
しかしながら、本発明によれば、回転台17を見込む位
置には例えばテレビカメラ16が設けられ、被検体13
の位置と形状が測定されるようになつている。本例では
テレビカメラ16の出力信号の処理が容易になるべくテ
レビカメラ16には2次元に配列されたMOS型フオト
ダイオードが内蔵されたものとなつている。However, according to the present invention, for example, the television camera 16 is provided at the position where the turntable 17 is seen, and the subject 13
The position and shape of is measured. In this example, it is assumed that the TV camera 16 incorporates MOS photodiodes arranged two-dimensionally in order to facilitate the processing of the output signal of the TV camera 16.
第2図は走査開始前でのテレビカメラより見た線源ボツ
クス、検出器ボツクスおよび被検体の位置関係を示した
ものである。この場合撮像されるのは線源ボツクス11
および検出器ボツクス12であるが、このままではそれ
らの正確な位置は容易には求められない。そこで本例に
おいては、それらをボツクス上面に線源、検出器それぞ
れの位置に対応して発光ダイオード30,31が設置さ
れるようになつている。第1図においてテレビカメラ1
6内のMOS型フオトダイオードに結像した映像は読出
クロツク発生回路15からのフオトダイオード読出クロ
ツクにより電気信号に変換されるが、第3図はMOS型
フオトダイオードからの信号読出の様子を示したもので
ある。図示の如くフオトダイオードは読出クロツク発生
回路15からの読出クロツクにより順次フオトダイオー
ド中のセルがアクセスされることによつて、ライン単位
に映像情報に対応した電圧が出力されるようになつてい
る。例えば、線源位置および検出器位置に対応するフオ
トダイオードのライン番号を第2図に示すようにlとす
れば、ラインlのフオトダイオードの出力電圧は第3図
に示す如くになる。線源位置および検出器位置にはそれ
ぞれ発光ダイオード30,31が設置されているために
輝度が他の部分に比して特に高くなることから、これを
第4図に示すように、アドレス発生、2値化回路25内
のコンパレータ41においてしきい値TH1で2値化す
れば、ラインl対応2値化信号は第3図に示す如くにな
るものである。同様に被検体13に対応するフオトダイ
オードのライン番号をmとすると、ライン番号mに対応
するフオトダイオードの映像出力は第3図に示す如くに
なる。この例では被検体13での反射率が他の部分(空
気層の部分)に比して低いために被検体13からの映像
出力は低くなつているが、逆に反射率が高い場合におい
ても明らかに空気層の映像出力値と異なれば、両者を容
易に識別することが可能である。ラインm対応の読出信
号はしきい値TH2と比較されることによつて、ライン
m対応2値化信号に変換されるが、この処理は第4図に
示すコンパレータ42になつている。コンパレータ4
1,42の出力パレス列はOR回路43にてそれら出力
パレス列が合成処理されたうえ計算機8内のRAM
(1)20に格納されるようになつているものである。
この場合RAM(1)20のアドレスは読出クロツク発
生回路15からの読出クロツクをカウンタ44,45で
カウントすることによつて発生され、カウンタ44,4
5それぞれからは列信号、行信号が得られるものとなつ
ている。FIG. 2 shows the positional relationship among the source box, the detector box, and the subject as seen from the television camera before the start of scanning. In this case, the source box 11 is imaged.
And the detector boxes 12, but their exact position cannot be easily determined in this state. Therefore, in this example, the light emitting diodes 30 and 31 are installed on the upper surface of the box corresponding to the positions of the radiation source and the detector, respectively. In FIG. 1, the television camera 1
The image formed on the MOS type photodiode in FIG. 6 is converted into an electric signal by the photodiode reading clock from the reading clock generating circuit 15. FIG. 3 shows the signal reading from the MOS type photodiode. It is a thing. As shown in the drawing, the cells in the photodiode are sequentially accessed by the reading clock from the reading clock generating circuit 15 so that the voltage corresponding to the video information is output line by line. For example, if the line number of the photodiode corresponding to the radiation source position and the detector position is l as shown in FIG. 2, the output voltage of the photodiode of line l will be as shown in FIG. Since the light emitting diodes 30 and 31 are installed at the radiation source position and the detector position, respectively, the brightness is particularly high as compared with other portions. Therefore, as shown in FIG. If the comparator 41 in the binarization circuit 25 binarizes with the threshold value TH 1 , the binarized signal corresponding to the line 1 becomes as shown in FIG. Similarly, if the line number of the photodiode corresponding to the subject 13 is m, the image output of the photodiode corresponding to the line number m is as shown in FIG. In this example, since the reflectance of the subject 13 is lower than that of the other portion (the portion of the air layer), the image output from the subject 13 is low, but also when the reflectance is high, If they are clearly different from the image output value of the air layer, it is possible to easily distinguish them. The read signal corresponding to the line m is converted into a binarized signal corresponding to the line m by being compared with the threshold value TH 2, and this processing is performed by the comparator 42 shown in FIG. Comparator 4
The output pallet trains 1 and 42 are combined in the OR circuit 43 and the RAMs in the computer 8 are processed.
(1) is stored in 20.
In this case, the address of the RAM (1) 20 is generated by counting the read clocks from the read clock generation circuit 15 with the counters 44, 45, and the counters 44, 4
A column signal and a row signal are obtained from each of the five.
第5図はRAM(1)20に格納されたメモリ内容を示
したものである。第3図からも判るように発光ダイオー
ド30,31および被検体13に対応する部分30′,
31′,13′には“1”がその他の部分には“0”が
書き込まれることになる。計算機18はRAM(1)2
0にMOS型フオトダイオードの映像信号を書き込んだ
後、再びこれを読み出し線源および検出器の位置とそれ
ら間の距離を計算(フオトダイオードのセルの個数で計
算)するが、第5図に示すものでは計算されたそれらの
間の距離の値はnとなる。この後計算機18はRAM
(1)20に格納したデータを、線源位置がRAM
(2)21のアドレス(0,0)に、また、検出器位置
がRAM(2)21のアドレス(0,M−1)に対応す
べくした状態でRAM(2)21に格納するようになつて
いる。これによりRAM(2)21はその後の処理が容
易とされたM×Mの大きさのメモリマツプとなりCT像
再構成の計算に必要なメツシユ数M×Mと一致すべくさ
れるものである。一般にMOS型フオトダイオードのセ
ル数は1024×1024程度であるのに対し、再構成のメツシ
ユ数はM×Mであり、1024>Mの条件が成立しているこ
とから、RAM(2)21の1つのメツシユには1024/
M個分のアドレスのMOS型フオトダイオードの情報が
書き込まれることになる。第5図に示す例では、nは10
24以下となるがその値は1024に近いことから、RAM
(1)20内のデータは行方向、列方向にともにn/M
倍圧縮された状態でRAM(2)21に格納されること
になる。第6図は第5図に示すデータのRAM(2)2
1への格納状態を値“1”を黒として、値“0”を白と
して示したものである。これについては特に説明は要し
ないが、この転送格納が終了した時点よりCT走査が開
始されるものである。FIG. 5 shows the memory contents stored in the RAM (1) 20. As can be seen from FIG. 3, the light emitting diodes 30, 31 and the portion 30 'corresponding to the subject 13 are
"1" is written in 31 'and 13', and "0" is written in the other portions. The computer 18 is RAM (1) 2
After writing the video signal of the MOS type photodiode to 0, the position of the readout line source and the detector and the distance between them are calculated again (calculated by the number of cells of the photodiode), as shown in FIG. In one, the value of the distance between them calculated is n. After this, the computer 18 is a RAM
(1) The data stored in 20 is stored in the RAM as the radiation source position.
(2) The address (0, 0) of 21 and the detector position are stored in the RAM (2) 21 in a state that they correspond to the address (0, M-1) of the RAM (2) 21. I'm running. As a result, the RAM (2) 21 becomes a memory map of size M × M, which facilitates the subsequent processing, and is designed to match the number of meshes M × M required for calculation of CT image reconstruction. Generally, the number of cells of a MOS type photodiode is about 1024 × 1024, whereas the number of meshes for reconstruction is M × M, and the condition of 1024> M is satisfied. 1024 / for one mesh
Information of the MOS type photodiode having M addresses is written. In the example shown in FIG. 5, n is 10
It is less than 24, but its value is close to 1024, so RAM
(1) Data in 20 is n / M in both row and column directions.
It is stored in the RAM (2) 21 in a double compressed state. FIG. 6 shows the RAM (2) 2 for the data shown in FIG.
In the storage state of 1, the value "1" is shown as black and the value "0" is shown as white. Although no particular explanation is necessary for this, CT scanning is started at the time when this transfer and storage is completed.
第7図はCT像再構成用の計算メツシユを示すが、この
計算メツシユは周知のように一般には計算機のコアメモ
リ上に作成されるものとなつている。ところでCTの像
再構成には式(4)に示すように回転項Nが関係する
が、これは並進項Mとは独立な変数であるため、以下で
は、ある回転位置での(N=一定)再構成法についての
べる。重畳積分法では、単にNの変化は回転方向の透過
データの積み重ねを行つているだけであるからである。
但し、式(4)の演算では1並進分のデータ(i=0〜
M−1)の個数Mがそろわなければならないことは明ら
かである。FIG. 7 shows a calculation mesh for CT image reconstruction. As is well known, this calculation mesh is generally created on a core memory of a computer. By the way, although the rotation term N is involved in the image reconstruction of CT as shown in the equation (4), this is a variable independent of the translation term M, and hence (N = constant at a certain rotation position). ) About the reconstruction method. This is because, in the convolutional integration method, the change in N simply accumulates the transmission data in the rotation direction.
However, in the calculation of the equation (4), data for one translation (i = 0 to 0)
It is clear that the number M of M-1) must be the same.
さて、本発明に係る演算を第7図を参照しつつ第8図,
第9図により説明する。先ず第8図について説明すれ
ば、これはRAM(2)21の読出を行なうフローを示
したものであるが、この読出により被検体13がRAM
(2)21の如何なる部分に存在するかが認識されるも
のとなつている。読出開始に際しては列i、行jが初期
化されるが、この後は列iを固定し行jを更新しつつ読
出を行なうようになつている。この読出においてメツシ
ユ内容が“0”(空気層)である場合には直ちに次のメ
ツシユ内容が読み出されるが、メツシユ内容が“1”の
場合にはメツシユ内容が“1”となるjの個数が計算さ
れ、そのときのiがコアメモリに記載される。jの個数
に引き続いてはM−a(=被検体のメツシユ数)が計算
され、この後は元のループに戻るようになつている。j
がM回更新される度にiを更新するようにした読出を行
なうものである。この第8図に示す処理は走査前でも1
並進走査が終了した時点のどちらで行なつてもよい。Now, referring to FIG. 7, the operation according to the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. First, referring to FIG. 8, this shows a flow of reading the RAM (2) 21.
(2) What part of 21 exists is to be recognized. At the start of reading, column i and row j are initialized. After that, reading is performed while fixing column i and updating row j. In this reading, if the mesh content is "0" (air layer), the next mesh content is immediately read out. If the mesh content is "1", the number of j whose mesh content is "1" is It is calculated and i at that time is described in the core memory. After the number of j, Ma (= the number of meshes of the subject) is calculated, and after that, the process returns to the original loop. j
Is read every time M is updated M times. The process shown in FIG. 8 is 1 even before scanning.
It may be performed at any time when the translational scanning is completed.
第9図は第8図に示す処理が行なわれた後に像再構成を
行なうための処理のフローを示したものである。この処
理は必ず1並進走査が終了した後に行なわれるものとな
つている。この処理では先ず1並進分のデータが読み込
まれたうえ式(4)に対応する が演算され、その結果(補正データ)はコアメモリ上に
格納されれるようになつている。この後はk,n(回転
数)の初期化が行なわれてから、既に記憶されているi
とkが一致するか否かが判定され、もし一致しなかつた
場合(k≠i)には、空気層のデータであるためメツシ
ユ(k,l)には“0”のデータを書き込むものであ
る。もしもk=iの場合には、被検体が在るわけである
から、この部分には以下に示すデータQが書込まれるも
のである。FIG. 9 shows a processing flow for performing image reconstruction after the processing shown in FIG. 8 is performed. This processing is supposed to be performed after the completion of one translation scan. In this processing, first, the data for one translation is read, and then it corresponds to the equation (4). Is calculated, and the result (correction data) is stored in the core memory. After this, the initialization of k and n (rotational speed) is performed, and then the already stored i
It is determined whether or not and k do not match, and if they do not match (k ≠ i), the data of the air layer is used, so that the data of “0” is written in the mesh (k, l). is there. If k = i, there is an object to be examined, and therefore data Q shown below is written in this portion.
この処理はkの値を更新しつつM回に亘つて行なわれる
が、この処理がM回行なわれる度にnの値が更新される
ようになつている。nに関するループはnの値がN−1
となるまで、即ち、回転数N回まわり、結局kに関する
処理全体がN回繰り返される。したがつて最終的に本発
明の再構成に係る演算式は次式で示される。 This process is performed M times while updating the value of k, and the value of n is updated every time this process is performed M times. The loop for n has a value of n-1
Until, that is, the number of rotations is repeated N times, and the whole process regarding k is repeated N times. Therefore, finally, the arithmetic expression relating to the reconstruction of the present invention is represented by the following expression.
以上の演算の結果、空気層には“0”というデータが、
また、被検体の部分には式(6)で演算されたデータが
格納されるものである。 As a result of the above calculation, the data "0" is found in the air layer.
The data calculated by the equation (6) is stored in the part of the subject.
なお、第1図において符号19,22,23〜25はそ
れぞれマイクロプロセツサ、プログラム格納用ROM,
CRT(像表用)、外部記憶装置(磁気デイスク装置)
を示す。In FIG. 1, reference numerals 19, 22, 23 to 25 denote a microprocessor, a program storage ROM, and a program storage ROM, respectively.
CRT (for image table), external storage device (magnetic disk device)
Indicates.
第10図は本発明の第2の実施態様を示したものであ
る。第1の実施態様では被検体を自然光の下にテレビカ
メラで撮影していたが、本態様においては光源51とレ
ンズ52からなる投光器を用い光が被検体方向に投光さ
れるようになつている。被検体13の情報は第1の態様
と同様にテレビカメラによる撮影によつて得られるが、
勿論テレビカメラの他に集光レンズとフオトダイオード
アレイを2次元に配置した撮像素子でも使用可能であ
る。本態様では第1の態様よりも被検体の像をコントラ
ストよく撮影し得ることから、被検体の周囲情報が明確
になり、CT像の再構成に良好な結果を与えることにな
る。FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the subject is photographed by a television camera under natural light, but in the present embodiment, a light projector including a light source 51 and a lens 52 is used so that light is projected in the direction of the subject. There is. The information of the subject 13 is obtained by photographing with a television camera as in the first aspect,
Of course, in addition to the television camera, an image pickup device in which a condenser lens and a photodiode array are two-dimensionally arranged can also be used. Since the image of the subject can be captured with better contrast in the present aspect than in the first aspect, the surrounding information of the subject is clarified, and a good result is given to the reconstruction of the CT image.
第11図は第3の実施態様に係るCTスキヤナの配置を
示したものである。この態様では先の第1,第2の態様
で被検体の形状をテレビカメラあるいは他の撮影素子で
捉えていたのに対しレーザあるいは点光源61を線源ボ
ツクス11か、検出器ボツクス12の何れか一方に、ま
たフオトダイオード62を他方に配置するようにしたも
のである。この態様による場合、データ収集時のように
CT装置が予め走査され被検体の形状が第6図に対応す
るメモリマツプ上に作成される必要がある。このため走
査時間が長くなるという不具合が生じるが、フオトダイ
オード等の素子の数や信号処理のチヤネル数(第1,第
2の態様での信号処理のチヤネル数はフオトダイオード
の素子数の平方根分必要)が大幅に減少されることか
ら、経済的に実施され得、また、安価にして得られるこ
とになる。FIG. 11 shows the arrangement of the CT scanner according to the third embodiment. In this mode, the shape of the subject is captured by the television camera or other image pickup device in the first and second modes, whereas the laser or the point light source 61 is either the source box 11 or the detector box 12. The photodiode 62 is arranged on one side and the photodiode 62 on the other side. In the case of this mode, the CT apparatus must be pre-scanned as in the case of data collection, and the shape of the subject must be created on the memory map corresponding to FIG. This causes a problem that the scanning time becomes long, but the number of elements such as photodiodes and the number of channels for signal processing (the number of channels for signal processing in the first and second modes is the square root of the number of elements of photodiodes). (Necessary) is greatly reduced, so that it can be economically implemented and can be obtained at low cost.
以上、説明したように本発明によれば、これまで空気層
に相当するメツシユにも均等に割り当てられた透過デー
タを全くなくし、その分被検体部に多く割り当てること
から、画像再構成の際に生じるノイズ(線吸収分布のゆ
らぎ)を少なくすることが可能であり、特に被検体と空
気層の線吸収係数の差が大きい程有用となる。第12図
は本発明による効果を示す一例であり、第1図々示の被
検体に円形のフアントムを用いた場合でのフアントム中
央部のヒストグラムを定性的に示したものである。同図
(a)は従来の手法に係るものであり、同図(b)は本
発明の手法に係るものとなつている。同図(a)に現わ
れるノイズ71は、位置によらずある大きさ(メツシユ
に割り当てられる放射線の計数値をnとすると を有する。As described above, according to the present invention, since the transmission data evenly assigned to the mesh corresponding to the air layer is eliminated at all, and a large amount is assigned to the subject portion, the image reconstruction is performed. It is possible to reduce the generated noise (fluctuation of the linear absorption distribution), and it is particularly useful as the difference between the linear absorption coefficient of the subject and the air layer is large. FIG. 12 is an example showing the effect of the present invention, and qualitatively shows the histogram of the central portion of the fantom when the circular fantom is used as the subject shown in FIGS. The figure (a) relates to the conventional method, and the figure (b) relates to the method of the present invention. The noise 71 appearing in FIG. 7A has a certain magnitude regardless of the position (when the count value of the radiation assigned to the mesh is n. Have.
しかしながら、本発明での計数ノイズは被検体内に多く
データが割り当てられているため少なくすることが可能
である。定量定には例えば、ある並進位置での透過デー
タの計数値が107カウント、メツシユ数を100とす
ると1メツシユ当りの計数値は106/102=104カ
ウントとなりノイズは1%になる。本発明におけるノイ
ズは従来法と同じ条件で、かつa(空気層のメツシユ
数)が50、即ち、撮影領域の半分が空気層とすると、
画像に現われるノイズの百分率は といつた具合に、従来法に比して大幅に減少する。この
効果は式(5)あるいは式(6)からaのメツシユ数が
多くなる程に増大するものである。However, the counting noise in the present invention can be reduced because a large amount of data is allocated in the subject. The quantification constant for example, there count value 10 7 counts the transmission data at the translational position, count per mesh screen when the mesh screen number and 100 becomes 10 6/10 2 = 10 4 counts noise 1% . Noise in the present invention is the same as in the conventional method, and if a (the number of meshes of the air layer) is 50, that is, if half of the imaging area is the air layer,
The percentage of noise that appears in the image is Therefore, it is greatly reduced compared to the conventional method. This effect increases as the number of meshes of a from Equation (5) or Equation (6) increases.
更に他の効果としては、CT再構成像が第12図
(a),(b)にみられるように空気層のレベル(線吸
収係数のレベル)と被検体のレベルとの差が大きくなる
ため、通常医療用で行なわれている画像処理技術、例え
ばROI(関心領域)表示のレベル設定の容易化、ある
いは空気層と被検体間のレベルの傾斜角が急になること
で生じる被検体のエツジ強調化などの処理が実行しやす
くなることが挙げられる。Still another effect is that the difference between the level of the air layer (the level of the linear absorption coefficient) and the level of the subject becomes large as seen in the CT reconstructed images in FIGS. 12 (a) and 12 (b). , Image processing techniques usually used for medical purposes, for example, facilitating level setting of ROI (region of interest) display, or edge of a subject caused by a steep inclination of the level between the air layer and the subject It can be mentioned that processing such as emphasis becomes easier to execute.
なお、テレビカメラで捉えた映像と計算メツシユとを対
応させるべく第8図,第9図に示す如くのソフトウエア
を必要としこれがために処理時間を多く要しているが、
この部分が例えばROM化、あるいはフアームウエア化
される場合は処理時間が大幅に短縮され本発明の効果は
更に向上され得る。It is to be noted that the software as shown in FIGS. 8 and 9 is required to correspond the image captured by the television camera and the calculation mesh, which requires a lot of processing time.
When this portion is implemented as, for example, a ROM or firmware, the processing time is greatly shortened and the effect of the present invention can be further improved.
第1図は、本発明による2次元断層像撮影装置の基本的
な態様に係る一例での構成を被検体とともに示す図、第
2図は、第1図においてテレビカメラより見た線源ボツ
クス、検出器ボツクスおよび被検体の位置関係を示す
図、第3図は、そのテレビカメラ内MOS型フオトダイ
オードからの映像読出とその後の処理を示す図、第4図
は、第1図におけるアドレス発生・2値化回路の具体的
回路構成を示す図、第5図,第6図は、被検体を含む映
像のメモリへの格納とそれの計算メツシユへの変換を説
明するための図、第7図は、CT像再構成用の計算メツ
シユを一般的に示す図、第8図,第9図は、被検体存在
位置を認識するための処理のフローと像再構成処理のフ
ローを示す図、第10図,第11図は、本発明の他の態
様を示す図、第12図(a),(b)は、本発明による
効果の程を説明するための図、第13図(a),(b)
は、透過データの収集方法と像再構成方法を示す図、第
14図は、M×M行列の計算メツシユを示す図である。 10…データ収集回路、11…線源ボツクス、12…検
出器ボツクス、13…被検体、14…モータ制御装置、
16…テレビカメラ、17…回転台、18…計算機、2
5…アドレス発生・2値化回路。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example relating to a basic aspect of a two-dimensional tomographic imaging apparatus according to the present invention together with a subject, and FIG. 2 is a radiation source box seen from a television camera in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the detector box and the subject, FIG. 3 is a diagram showing the image reading from the TV type MOS photodiode in the television camera and the subsequent processing, and FIG. 4 is a diagram showing the address generation in FIG. FIGS. 5 and 6 are diagrams showing a specific circuit configuration of the binarization circuit, and FIGS. 7 and 7 are views for explaining storage of a video image including an object in a memory and conversion thereof into a calculation mesh. Is a diagram generally showing a calculation mesh for CT image reconstruction, and FIGS. 8 and 9 are diagrams showing a flow of processing for recognizing an object existing position and a flow of image reconstruction processing. 10 and 11 are views showing another embodiment of the present invention, and FIG. (A), (b) are diagrams for explaining the extent of effects of the present invention, FIG. 13 (a), (b)
FIG. 14 is a diagram showing a transmission data acquisition method and an image reconstruction method, and FIG. 14 is a diagram showing an M × M matrix calculation mesh. 10 ... Data collection circuit, 11 ... Source box, 12 ... Detector box, 13 ... Subject, 14 ... Motor control device,
16 ... Television camera, 17 ... Rotating table, 18 ... Calculator, 2
5 ... Address generation / binarization circuit.
Claims (1)
辺からの透過放射線としての透過データを収集し、該デ
ータの演算処理結果を計算メッシュに逆投影することに
よつて、2次元断層像を再構成する2次元断層像撮影装
置において、再構成演算の計算メッシュ上での被検体の
存在領域を事前に特定する手段と、空気層相当メッシュ
領域に透過データを割当てることなく該メッシュ領域に
“0”の値を設定し、その分多く割当てされた透過デー
タにもとづき、特定されている被検体の存在領域相当の
計算メッシュ上のみに像再構成の逆投影演算を実施する
逆投影演算手段とが具備せしめられてなる2次元断層像
撮影装置。1. A two-dimensional tomographic image is obtained by collecting transmission data as transmitted radiation from an object and the periphery of the object with respect to irradiation radiation and back-projecting a calculation processing result of the data onto a calculation mesh. In a two-dimensional tomographic imaging apparatus for reconstructing, a means for previously specifying the existence area of the subject on the calculation mesh of the reconstruction calculation, and a mesh area without assigning transmission data to the mesh area corresponding to the air layer A backprojection calculation means for setting a value of "0" and performing the backprojection calculation of the image reconstruction only on the calculation mesh corresponding to the existence region of the specified subject on the basis of the transmission data that is allocated correspondingly. A two-dimensional tomographic imaging apparatus equipped with and.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60062053A JPH0618570B2 (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Two-dimensional tomographic imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60062053A JPH0618570B2 (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Two-dimensional tomographic imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220629A JPS61220629A (en) | 1986-09-30 |
| JPH0618570B2 true JPH0618570B2 (en) | 1994-03-16 |
Family
ID=13189020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60062053A Expired - Lifetime JPH0618570B2 (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Two-dimensional tomographic imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618570B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006062132A1 (en) * | 2004-12-07 | 2008-06-12 | 国立大学法人 東京大学 | Stereoscopic image reconstruction device, stereoscopic image reconstruction method, and stereoscopic image reconstruction program |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533338A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-08 | Pioneer Electronic Corp | Boronic diaphragm |
| JPS58153807U (en) * | 1982-04-09 | 1983-10-14 | 株式会社日立メデイコ | X-ray CT device |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP60062053A patent/JPH0618570B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006062132A1 (en) * | 2004-12-07 | 2008-06-12 | 国立大学法人 東京大学 | Stereoscopic image reconstruction device, stereoscopic image reconstruction method, and stereoscopic image reconstruction program |
| JP4974680B2 (en) * | 2004-12-07 | 2012-07-11 | 国立大学法人 東京大学 | Stereoscopic image reconstruction device, stereoscopic image reconstruction method, and stereoscopic image reconstruction program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61220629A (en) | 1986-09-30 |
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