(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の周りにＸ線管を回転させると共にその回転軸の方向にＸ線管に対して相対的に被検体を移動させながら被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してスキャンデータを収集するデータ収集手段と、
前記スキャンデータを基に３次元画像を作成し表示する３次元画像作成表示手段と、
前記３次元画像の表示を利用して再構成面を操作者に設定させる再構成面設定手段と、
前記スキャンデータを基にアキシャル画像の再構成を行う演算において当該アキシャル画像に含まれ且つ前記設定された再構成面上の画素のデータのみを求める再構成演算手段と、
得られた各グループの画素のデータを合成して前記再構成面の画像を作成する画像作成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記３次元画像作成表示手段は、前記スキャンデータのうちのビュー角度０°のスキャンデータを体軸方向の位置に順に並べて０°のスカウト画像を作成するとともに前記スキャンデータのうちのビュー角度９０°のスキャンデータを前記体軸方向の位置に順に並べて９０°のスカウト画像を作成し、前記０°のスカウト画像と前記９０°のスカウト画像とを組み合わせた直交スカウト画像の斜視画像を作成し表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記再構成演算手段手段は、前記画像作成手段で作成された再構成面の画像において画素に抜けが出ず且つ重複が出ないような前記アキシャル画像の間隔とすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記再構成演算手段手段は、前記設定された再構成面上の画素のデータのみを求めた後にそのデータに対して補間処理又は平滑化処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再構成面設定方法、再構成面設定装置、再構成画像作成方法およびＸ線ＣＴ（Ｃomputed Tomography）装置に関する。さらに詳しくは、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来る再構成面設定方法、再構成面設定装置、無駄な計算をなくすことが出来る再構成画像作成方法およびそれらの方法を好適に実施し得るＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来のＸ線ＣＴ装置において再構成画像を表示するまでの手順を示すフロー図である。
ステップＪ１では、いわゆるヘリカルスキャン（helical scan）によりスキャンデータを収集する。すなわち、Ｘ線検出器に対して被検体を体軸方向に直線移動させると共に被検体の周りにＸ線管を回転させながらスキャンデータを収集する。
ステップＪ２では、スキャンデータを基にして再構成演算を行い、被検体の体軸方向の複数の位置における体軸に垂直な断層像すなわちアキシャル（ａｘｉａｌ）画像を多数生成する。
図１２に、多数のアキシャル画像ＡＧ１〜ＡＧＩを概念的に例示する。また、図１３に、一つのアキシャル画像ＡＧｉを例示する。
【０００３】
図１１に戻り、ステップＪ３では、操作者は、アキシャル画像を利用して再構成面を設定する。すなわち、図１４に示すように、表示装置の画面に一つのアキシャル画像ＡＧｉと，そのアキシャル画像ＡＧｉの中心点を通る水平断面の画像ＨＳと，前記アキシャル画像ＡＧｉの中心点を通る垂直断面の画像ＶＳとを表示し、各画像ＡＧｉ，ＨＳ，ＶＳと再構成面の交差線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の位置および角度を指定して、再構成面を設定する。
【０００４】
図１１に戻り、ステップＪ４では、再構成面に含まれる画素の画素データを、各アキシャル画像の画素データから集める。
ステップＪ５では、集めた画素データを合成し、再構成画像を作成し、表示装置の画面に表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線ＣＴ装置では、図１４に示すように、アキシャル画像ＡＧｉと，水平断面画像ＨＳと，垂直断面画像ＶＳとを表示し、各画像ＡＧｉ，ＨＳ，ＶＳと再構成面の交差線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の位置，角度を指定して、再構成面を設定している。
しかし、このような方法では、被検体と再構成面の位置関係を直観的に把握できないため、熟練しないと、思った位置に再構成面を設定することが難しい問題点がある。
【０００６】
また、従来のＸ線ＣＴ装置では、図１２に示すように、Ｉ枚のアキシャル画像ＡＧ１〜ＡＧＩを生成しており、一つのアキシャル画像の画素数を５１２×５１２とすると、５１２×５１２×Ｉの画素データを計算する必要がある。
しかし、再構成画像の画素数も５１２×５１２とすると、５１２×５１２×（Ｉ−１）の画素データは使用されないことになり、無駄な計算が多い問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来る再構成面設定方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、無駄な計算をなくすことが出来る再構成画像作成方法を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、上記再構成面設定方法および再構成画像作成方法を好適に実施し得るＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、被検体をスキャンしてスキャンデータを収集し、そのスキャンデータを基に３次元画像を作成し表示し、その３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定することを特徴とする再構成面設定方法を提供する。
上記第１の観点による再構成面設定方法では、表示装置の画面に３次元画像を表示し、その３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定するようにしたから、被検体と再構成面の位置関係を直観的に把握できることとなり、熟練していない操作者でも、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来るようになる。
【０００９】
第２の観点では、本発明は、上記構成の再構成面設定方法において、投影面の角度が異なる２つのスカウト（ｓｃｏｕｔ）画像を組み合わせると共にそれを両スカウト画像と交差する面に投影した如き斜視画像を、前記３次元画像として、作成し、表示することを特徴とする再構成面設定方法を提供する。
３次元画像を表示するために３次元モデルを作成すると、多数のボクセルデータの計算のため、比較的長い演算時間がかかってしまう。しかし、上記第２の観点による再構成面設定方法では、投影面の角度が異なる２つのスカウト画像を組み合わせた疑似的な３次元画像を表示するようにしたから、多数のボクセルデータの計算が不要となり、比較的短い演算時間で済む。
【００１０】
第３の観点では、本発明は、上記構成の再構成面設定方法において、ボクセル数の少ない３次元モデルを作成すると共にそれを一つの面に投影した如き画像を、前記３次元画像として、作成し、表示することを特徴とする再構成面設定方法を提供する。
３次元画像を表示するために３次元モデルを作成すると、多数のボクセルデータの計算のため、比較的長い演算時間がかかってしまう。しかし、上記第３の観点による再構成面設定方法では、ボクセル数を間引いた３次元モデルを作成するようにしたから、比較的短い演算時間で済む。
【００１１】
第４の観点では、本発明は、上記構成の再構成面設定方法において、表面モデルを作成すると共にそれを一つの面に投影した如き画像を、前記３次元画像として、作成し、表示することを特徴とする再構成面設定方法を提供する。
３次元画像を表示するために３次元モデルを作成すると、多数のボクセルデータの計算のため、比較的長い演算時間がかかってしまう。しかし、上記第４の観点による再構成面設定方法では、表面モデルを作成するようにしたから、表面だけのボクセルデータを計算すれば足り、比較的短い演算時間で済む。
【００１２】
第５の観点では、本発明は、被検体をスキャンして収集したスキャンデータを基に３次元画像を作成し表示する３次元画像作成表示手段と、前記３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定しうる再構成面設定手段とを具備したことを特徴とする再構成面設定装置を提供する。
上記第５の観点による再構成面設定装置では、３次元画像作成表示手段により３次元画像を作成し、表示し、再構成面設定手段により前記３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定するようにしたから、被検体と再構成面の位置関係を直観的に把握できることとなり、熟練していない操作者でも、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来るようになる。
【００１３】
第６の観点では、本発明は、被検体の周りにＸ線管を回転させると共にその回転軸の方向にＸ線管に対して相対的に被検体を移動させながら被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してスキャンデータを収集し、操作者に再構成面を設定させ、前記スキャンデータを基にアキシャル画像の再構成を行う演算において当該アキシャル画像に含まれ且つ前記設定された再構成面上の画素のデータのみ求め、得られた各グループの画素のデータを合成して前記再構成面の画像を作成することを特徴とする再構成画像作成方法を提供する。
上記第６の観点による再構成画像作成方法では、アキシャル画像の再構成を行う演算においてアキシャル面の全ての画素の画素データを計算するのではなく、当該アキシャル面に含まれ且つ再構成面上の画素のデータのみを計算する。従って、無駄な計算をなくすことが出来る。なお、多数のアキシャル画像を利用した再構成面の設定は出来ないため、上記第１の観点から上記第４の観点にかかる再構成面設定方法を利用するのが好ましい。
【００１４】
第７の観点では、本発明は、被検体の周りにＸ線管を回転させると共にその回転軸の方向にＸ線管に対して相対的に被検体を移動させながら被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してスキャンデータを収集するデータ収集手段と、前記スキャンデータを基に３次元画像を作成し表示する３次元画像作成表示手段と、前記３次元画像の表示を利用して再構成面を操作者に設定させる再構成面設定手段と、前記スキャンデータを基にアキシャル面の再構成を行う演算において当該アキシャル面に含まれ且つ前記設定された再構成面上の画素のデータのみを求める再構成演算手段と、得られた各グループの画素のデータを合成して前記再構成面の画像を作成する画像作成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第７の観点によるＸ線ＣＴ装置では、表示装置の画面に３次元画像を表示し、その３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定するから、被検体と再構成面の位置関係を直観的に把握できるようになり、熟練していない操作者でも、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来る。さらに、アキシャル画像の再構成を行う演算において当該アキシャル画像の全ての画素の画素データを計算するのではなく、当該アキシャル画像に含まれ且つ再構成面上の画素のデータのみを計算するから、無駄な計算をなくすことが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
前記操作コンソール１は、操作者の指示や情報などを受け付ける入力装置２と、スキャン処理や画像再構成処理や再構成面設定処理や再構成画像作成処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する制御インタフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、画像などを表示するＣＲＴ６と、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置７とを具備している。
前記撮影テーブル１０は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。
前記走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、コリメータ２２と、検出器２３と、被検体の体軸の回りに前記Ｘ線管２１や前記検出器２３などを回転させる回転コントローラ２４と、前記Ｘ線管２１によるＸ線照射のタイミングや強度を調整するＸ線コントローラ２５と、前記コリメータ２２の開度などを調整するコリメータコントローラ２６と、前記検出器２３で得たデータを収集するデータ収集部２７とを具備している。
【００１７】
図２は、上記Ｘ線ＣＴ装置１００において再構成画像を表示するまでの手順を示すフロー図である。
ステップＳ１では、ヘリカルスキャンによりスキャンデータを収集する。すなわち、Ｘ線検出器に対して被検体を体軸方向に直線移動させると共に被検体の周りにＸ線管を回転させながらスキャンデータを収集する。
ステップＳ２では、スキャンデータを基にして３次元画像を作成し、表示装置の画面に表示する。この３次元画像表示処理の一例を図３により説明する。
【００１８】
図３は、３次元画像表示処理の一例である直交スカウト画像表示処理のフロー図である。
ステップＲ１では、スキャンデータの内のビュー角度０°のスキャンデータを体軸方向の位置の順に並べて０°のスカウト画像を作成する。図４に、０°のスカウト画像Ｇ０の例を概念的に示す。なお、スキャンデータからスカウト画像を作成する技術は、実開平５−２１９０８号に開示されている。
ステップＲ２では、スキャンデータの内のビュー角度９０°のスキャンデータを体軸方向の位置の順に並べて９０°のスカウト画像を作成する。図５に、９０°のスカウト画像Ｇ９０の例を概念的に示す。
ステップＲ３では、０°のスカウト画像と９０°のスカウト画像を組み合わせた画像（直交スカウト画像）を斜め方向から見た斜視画像を作成し、表示装置の画面に表示する。図６に、斜視画像Ｇｇを例示する。
【００１９】
図２に戻り、ステップＳ３では、３次元画像上で再構成面を設定する。例えば、図７に示すように、斜視画像Ｇｇ上に再構成面ＲＰを表示し、その位置や角度を変えて、所望の再構成面を設定する。
【００２０】
図２に戻り、ステップＳ４では、再構成面に含まれる画素を、アキシャル面ごとにグループ化する。例えば、図８に示すように、再構成面ＲＰと一つのアキシャル面ＡＰｉとの交差線上の一群の画素ｖｘを、アキシャル面ＡＰｉに対応するグループとする。ここで、アキシャル面ＡＰｉの間隔が広いと、再構成面ＲＰ上の交差線の間隔が広くなり、再構成面ＲＰ上の画素に抜けが出る（アキシャル面ＡＰｉのどれにも属さない画素が出る）。また、アキシャル面ＡＰｉの間隔が狭いと、再構成面ＲＰ上の交差線の間隔が狭くなり、再構成面ＲＰ上の画素に重複が出る（複数のアキシャル面ＡＰｉに属する画素が出る）。従って、再構成面ＲＰ上の画素に抜けが出ず且つ重複が出ないような適正なアキシャル面ＡＰｉの間隔とするか、又は、ある程度の抜けや重複を許容した上で補間処理や平滑化処理を加える必要がある。
【００２１】
図２に戻り、ステップＳ５では、各アキシャル画像を再構成するが、実際に求める画素データは、当該アキシャル画像に対応するグループの画素のみとする。例えば、図９に示すように、各アキシャル面ＡＰ１〜ＡＰＩの一部の画素ｖｘ１，…の画素データのみを計算する。
【００２２】
図２に戻り、ステップＳ６では、例えば図１０に示すように、計算した画素データを合成し、再構成画像ＲＧを作成する。
【００２３】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、図２のステップＳ３で、画面に３次元画像を表示し、その３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定するから、被検体と再構成面の位置関係を直観的に把握でき、熟練していない操作者でも、容易かつ正確に再構成面を設定できるようになる。また、図２のステップＳ５で、アキシャル面の全ての画素の画素データを計算するのではなく、当該アキシャル面に含まれ且つ再構成面上の画素のデータのみを計算するから、無駄な計算がなくなり、処理時間を短縮することが出来る。
【００２４】
なお、上記実施形態では、３次元画像として、直交スカウト画像に基づく疑似３次元画像を用いたが、ボクセル数を間引いた３次元モデルを作成し、それに基づく３次元画像を用いてもよい。また、表面のボクセルしかない表面モデルを作成し、それに基づく３次元画像を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の再構成面設定方法および再構成面設定装置によれば、３次元画像の表示を利用して操作者が再構成面を設定するようにしたから、被検体と再構成面の位置関係を直観的に把握できることとなり、熟練していない操作者でも、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来るようになる。
また、本発明の再構成画像作成方法によれば、アキシャル面の全ての画素の画素データを計算するのではなく、当該アキシャル面に含まれ且つ再構成面上の画素のデータのみを計算するから、無駄な計算がなくなり、演算時間を短縮できるようになる。
さらに、本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、再構成面の設定を容易かつ正確に行うことが出来るようになると共に演算時間を短縮できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置により再構成画像を作成し表示する手順を示すフロー図である。
【図３】直交スカウト画像に基づく疑似３次元画像を作成し表示する手順を示すフロー図である。
【図４】０°のスカウト画像の模式図である。
【図５】９０°のスカウト画像の模式図である。
【図６】直交スカウト画像に基づく疑似３次元画像の説明図である。
【図７】図６の疑似３次元画像を用いた再構成面の設定方法の説明図である。
【図８】再構成面とアキシャル面の交差線上の画素の説明図である。
【図９】各アキシャル面で実際にデータを計算する画素の説明図である。
【図１０】データを合成して得られた再構成画像の概念図である。
【図１１】従来のＸ線ＣＴ装置により再構成画像を作成し表示する手順を示すフロー図である。
【図１２】体軸方向に並べた多数のアキシャル画像の概念図である。
【図１３】一つのアキシャル画像の模式図である。
【図１４】アキシャル画像を用いた再構成面の設定方法の説明図である。
【符号の説明】
１００        Ｘ線ＣＴ装置
１            操作コンソール
３            中央処理装置
１０          撮影テーブル
２０          走査ガントリ
Ｇ０          ０°のスカウト画像
Ｇ９０        ９０°のスカウト画像
Ｇｇ          疑似３次元画像
ＲＰ          再構成面
ｖｘ          画素
ＲＧ          再構成画像
ＡＰｉ        アキシャル面
【図１】
0003662354.tif 000002
【図２】
0003662354.tif 000003
【図３】
0003662354.tif 000004
【図４】
0003662354.tif 000005
【図５】
0003662354.tif 000006
【図６】
0003662354.tif 000007
【図７】
0003662354.tif 000008
【図８】
0003662354.tif 000009
【図９】
0003662354.tif 000010
【図１０】
0003662354.tif 000011
【図１１】
0003662354.tif 000012
【図１２】
0003662354.tif 000013
【図１３】
0003662354.tif 000014
【図１４】
0003662354.tif 000015