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JP2011160947A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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JP2011160947A
JP2011160947A JP2010026208A JP2010026208A JP2011160947A JP 2011160947 A JP2011160947 A JP 2011160947A JP 2010026208 A JP2010026208 A JP 2010026208A JP 2010026208 A JP2010026208 A JP 2010026208A JP 2011160947 A JP2011160947 A JP 2011160947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
unit
rays
angle
projection data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010026208A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masataka Wakahara
正享 若原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2010026208A priority Critical patent/JP2011160947A/en
Publication of JP2011160947A publication Critical patent/JP2011160947A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4447Tiltable gantries

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray CT apparatus formable of an image preventing generation of artifact. <P>SOLUTION: An inclining structure part 22 inclines an X-ray tube vessel 12 and an X-ray detector 14 to a body axial direction of a subject. A scan control part 40 exposes X-ray from the X-ray tube vessel 12 under a condition in which a support part 10 is inclined with a first inclining angle to the body axial direction, and it exposes X-ray from the X-ray tube vessel 12 under a condition in which the support part 10 is inclined with a second inclining angle to the body axial direction. An image forming part 50 forms the image data based on first projection data collected under a condition in which the support part 10 is inclined with the first inclining angle and second projection data collected under a condition in which the support part 10 is inclined with the second inclining angle. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、被検体にX線を曝射して投影データを収集し、収集された投影データに基づいて画像データを生成するX線CT装置に関する。   The present invention relates to an X-ray CT apparatus that exposes a subject to X-rays, collects projection data, and generates image data based on the collected projection data.

X線CT装置は、被検体を間にして対向して配置されたX線管球とX線検出器とを有する。X線CT装置は、X線管球とX線検出器とを被検体の周囲で回転させながらX線管球からX線を曝射し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出する。X線検出器によって検出されたデータをデータ収集装置(DAS)にて投影データとして収集し、収集された投影データによって被検体の画像データを再構成する。例えばX線管球とX線検出器とを、360°、又は(180°+ファン角)回転させて投影データを収集し、360°分、又は(180°+ファン角)分の投影データに基づいて画像データを再構成する。   The X-ray CT apparatus has an X-ray tube and an X-ray detector that are arranged to face each other with a subject interposed therebetween. The X-ray CT apparatus emits X-rays from the X-ray tube while rotating the X-ray tube and the X-ray detector around the subject, and X-rays transmitted through the subject are detected by the X-ray detector. To detect. Data detected by the X-ray detector is collected as projection data by a data collection device (DAS), and image data of the subject is reconstructed by the collected projection data. For example, the projection data is collected by rotating the X-ray tube and the X-ray detector by 360 ° or (180 ° + fan angle), and the projection data for 360 ° or (180 ° + fan angle) is collected. Based on this, the image data is reconstructed.

被検体に対するある角度において、複数の検出素子を有するX線検出器で検出された検出データの集合をビュー(view)と称する。例えば1°ごとに1ビューの投影データを収集する場合には、X線管球とX線検出器とを1回転させて360ビューの投影データを得て、この360ビューの投影データを用いて画像を再構成することになる。   A set of detection data detected by an X-ray detector having a plurality of detection elements at a certain angle with respect to the subject is referred to as a view. For example, when collecting projection data of one view every 1 °, the X-ray tube and the X-ray detector are rotated once to obtain projection data of 360 views, and the projection data of 360 views is used. The image will be reconstructed.

X線CT装置はボリュームスキャンを行うことで、被検体の体軸方向(スライス方向)に幅を有する3次元の撮影領域を撮影することができる(例えば特許文献1)。X線CT装置は、スライス方向に複数の検出素子を備えた2次元のX線検出器(多列化検出器)を用いることで、スライス方向に幅を有する3次元の撮影領域を撮影し、その撮影によってボリュームデータを生成することができる。例えば心臓、脳、又は小児の肺野などの部位を撮影する場合、ボリュームスキャンを行うことで、被検体を載置した寝台天板を移動させずに撮影対象となる部位を表すボリュームデータを生成することができる。   The X-ray CT apparatus can capture a three-dimensional imaging region having a width in the body axis direction (slice direction) of the subject by performing volume scanning (for example, Patent Document 1). The X-ray CT apparatus uses a two-dimensional X-ray detector (multi-row detector) provided with a plurality of detection elements in the slice direction to image a three-dimensional imaging region having a width in the slice direction, Volume data can be generated by the shooting. For example, when imaging a part such as the heart, brain, or child's lung field, volume data that represents the part to be imaged is generated by moving the bed top plate on which the subject is placed. can do.

図8及び図9を参照して、ボリュームスキャンにおいてX線が曝射される領域について説明する。図8は、従来技術に係るボリュームスキャンにおいてX線が曝射される領域を模式的に示す図である。図9は、寝台天板を移動させながらスキャンを行う場合において、X線が曝射される領域を模式的に示す図である。図8(a)、(b)に示すように、被検体Pを載置する寝台天板33を間にして、X線管球12とX線検出器14とが対向して配置されている。寝台天板33は、被検体Pの体軸方向(スライス方向)に移動可能となっている。X線検出器14は、スライス方向に複数の検出素子を備えている。X線管球12から曝射されたX線は、X線検出器14に向かってコーン状に広がっていく。すなわち、X線管球12から曝射されたX線は、スライス方向に広がりながらX線検出器14に向かっていく。X線管球12とX線検出器14とは、寝台天板33の周りで回転方向(φ方向)に回転させられる。   With reference to FIG. 8 and FIG. 9, a region where X-rays are exposed in the volume scan will be described. FIG. 8 is a diagram schematically showing a region to which X-rays are exposed in the volume scan according to the related art. FIG. 9 is a diagram schematically showing a region to which X-rays are exposed when scanning is performed while moving the bed top. As shown in FIGS. 8A and 8B, the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are arranged to face each other with a bed top 33 on which the subject P is placed. . The bed top 33 is movable in the body axis direction (slice direction) of the subject P. The X-ray detector 14 includes a plurality of detection elements in the slice direction. The X-rays exposed from the X-ray tube 12 spread in a cone shape toward the X-ray detector 14. That is, the X-rays emitted from the X-ray tube 12 travel toward the X-ray detector 14 while spreading in the slice direction. The X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are rotated in the rotation direction (φ direction) around the bed top plate 33.

図8(a)は、回転方向の原点(回転角度φが0°の位置)にX線管球12がある状態を示す図である。図8(b)は、回転角度φが180°の位置にX線管球12がある状態を示す図である。上述したように、X線管球12から曝射されたX線はコーン状に広がりながらX線検出器14に向かう。そのため、回転角度φが0°の位置にX線管球12がある場合には、図8(a)に示すように、X線がコーン状に広がる領域S1にX線が曝射され、領域S1よりも外側の領域A1にはX線が曝射されない。一方、回転角度φが180°の位置にX線管球12がある場合には、図8(b)に示すように、X線がコーン状に広がる領域S2にX線が曝射され、領域S2よりも外側の領域A2にはX線が曝射されない。   FIG. 8A is a diagram showing a state in which the X-ray tube 12 is at the origin in the rotation direction (position where the rotation angle φ is 0 °). FIG. 8B is a diagram showing a state where the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 180 °. As described above, the X-rays emitted from the X-ray tube 12 travel toward the X-ray detector 14 while spreading in a cone shape. Therefore, when the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 0 °, as shown in FIG. 8A, the X-rays are exposed to a region S1 where the X-rays spread in a cone shape. X-rays are not exposed to the area A1 outside S1. On the other hand, when the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 180 °, as shown in FIG. 8B, the X-rays are exposed to the region S2 where the X-rays spread in a cone shape. X-rays are not exposed to the area A2 outside S2.

また、図8(b)に示すように回転角度φが180°の位置にX線管球12がある場合、領域A1の一部にはX線が曝射される。同様に、図8(a)に示すように回転角度φが0°の位置にX線管球12がある場合、領域A2の一部にはX線が曝射される。このように、X線管球12の回転角度φによってX線が曝射されたり、曝射されなかったりする領域(領域A1や領域A2など)が存在する。   Also, as shown in FIG. 8B, when the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 180 °, X-rays are exposed to a part of the region A1. Similarly, as shown in FIG. 8A, when the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 0 °, X-rays are exposed to a part of the region A2. As described above, there are regions (region A1, region A2, etc.) where X-rays are exposed or not exposed depending on the rotation angle φ of the X-ray tube 12.

そして、X線管球12を1回転(360°回転)させた場合、コーン状に広がるX線の中心付近の領域には、X線管球12がどの回転角度φにあってもX線が曝射される。つまり、各回転角度φでX線が曝射される領域が重なる領域には、X線管球12がどの回転角度φにあってもX線が曝射される。一方、X線管球12の回転角度φによってX線が曝射されない領域(領域A1や領域A2)がある。   Then, when the X-ray tube 12 is rotated once (360 ° rotation), X-rays are present in the region near the center of the X-ray spreading in a cone shape regardless of the rotation angle φ of the X-ray tube 12. Be exposed. That is, X-rays are exposed to regions where the X-ray tube 12 is at any rotation angle φ in regions where X-rays are exposed at each rotation angle φ. On the other hand, there is a region (region A1 or region A2) where X-rays are not exposed by the rotation angle φ of the X-ray tube 12.

回転角度φによってはX線が曝射されない領域(領域A1や領域A2など)においては、X線検出器14によって検出されるX線の透過量が乏しくなる。そのため、領域A1や領域A2などの領域を表す画像には、アーチファクトが発生しやすく、画質が劣化する問題があった。   Depending on the rotation angle φ, the transmission amount of X-rays detected by the X-ray detector 14 becomes poor in regions where the X-rays are not exposed (region A1, region A2, etc.). For this reason, there is a problem that an image representing an area such as the area A1 or the area A2 is likely to cause artifacts and image quality is deteriorated.

そこで従来においては図9に示すように、寝台天板33を被検体の体軸方向(スライス方向)に移動させながら連続的にスキャンを行うことで、上記の問題を解決する試みがなされている。   Therefore, in the prior art, as shown in FIG. 9, an attempt has been made to solve the above problem by continuously performing scanning while moving the couchtop 33 in the body axis direction (slice direction) of the subject. .

また、取得された画像データに補正を施すことで、アーチファクトの発生を抑制し、画質の劣化を抑制する試みがなされている。   In addition, attempts have been made to suppress the occurrence of artifacts and suppress the deterioration of image quality by correcting the acquired image data.

特開2007−301228号公報JP 2007-301228 A

しかしながら、寝台天板33を被検体の体軸方向(スライス方向)に移動させながらスキャンを行う場合、その移動の間に被検体の体位や位置が変わるおそれがある。このようにスキャン中に被検体の位置がずれる場合があり、この位置ずれによるアーチファクトの発生を抑制することは困難である。   However, when scanning is performed while moving the bed top 33 in the body axis direction (slice direction) of the subject, the body position and position of the subject may change during the movement. Thus, the position of the subject may be shifted during scanning, and it is difficult to suppress the occurrence of artifacts due to this position shift.

また、寝台天板33をスライス方向に移動させる距離が短いほど、領域A1や領域A2などの領域を網羅して撮影することができる。ところが、寝台天板33の移動距離を短くすると、多列化されたX線検出器のメリットが活用されない結果となる。すなわち、多列化されたX線検出器を用いることでスライス方向に対して広い領域を撮影することができ、寝台天板33をスライス方向に移動させる場合には、本来はより広い領域を撮影することができる。しかしながら寝台天板33の移動距離を短くした分、撮影される領域は狭くなり、多列化されたX線検出器のメリットが活用されないことになる。また、寝台天板33をスライス方向に移動させながらスキャンを行うと、X線が曝射される部位が重なるため、被検体に過剰な被曝を被らせるおそれがある。   In addition, as the distance by which the bed top 33 is moved in the slice direction is shorter, it is possible to capture the entire region such as the region A1 and the region A2. However, if the moving distance of the couch top 33 is shortened, the merit of the multi-row X-ray detector is not utilized. That is, by using a multi-row X-ray detector, a wide area can be imaged with respect to the slice direction. When the couch top 33 is moved in the slice direction, a wider area is originally imaged. can do. However, since the moving distance of the couch top 33 is shortened, the area to be imaged becomes narrow, and the merit of the multi-row X-ray detector is not utilized. Further, when scanning is performed while the bed top 33 is moved in the slice direction, the portions exposed to X-rays overlap with each other, which may cause the subject to be exposed excessively.

この発明は上記の問題を解決するものであり、アーチファクトの発生を抑えた画像を生成することが可能なX線CT装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide an X-ray CT apparatus capable of generating an image in which the occurrence of artifacts is suppressed.

請求項1に記載の発明は、X線発生手段と、被検体を間にして前記X線発生手段と対向して配置され、前記X線発生手段から曝射されて前記被検体を透過したX線を投影データとして検出するX線検出手段と、を有し、前記X線発生手段及び前記X線検出手段が前記被検体の周りで回転可能に構成されたX線CT装置であって、前記被検体の体軸方向に前記X線発生手段を傾斜させる傾斜手段と、前記傾斜手段によって前記X線発生手段を前記体軸方向に第1の傾斜角度に傾けた状態で前記X線発生手段からX線を曝射させ、前記傾斜手段によって前記X線発生手段を前記体軸方向に前記第1の傾斜角度とは異なる第2の傾斜角度に傾けた状態で前記X線発生手段からX線を曝射させる制御手段と、前記第1の傾斜角度に前記X線発生手段が傾けられた状態で前記X線検出手段によって検出された第1の投影データと、前記第2の傾斜角度に前記X線発生手段が傾けられた状態で前記X線検出手段によって検出された第2の投影データとに基づいて、画像データを生成する画像生成手段と、を有することを特徴とするX線CT装置である。   According to the first aspect of the present invention, an X-ray generating unit and an X-ray generating unit disposed opposite to the X-ray generating unit with the subject interposed therebetween, and are exposed from the X-ray generating unit and transmitted through the subject. An X-ray CT apparatus, wherein the X-ray generation means and the X-ray detection means are configured to be rotatable around the subject, Inclining means for inclining the X-ray generation means in the body axis direction of the subject, and from the X-ray generation means in a state where the X-ray generation means is inclined by the inclination means in the body axis direction at a first inclination angle. X-rays are emitted, and the X-ray generation means emits X-rays in a state in which the X-ray generation means is inclined in the body axis direction by a second inclination angle different from the first inclination angle. Control means for exposing, and the X-ray generation means at the first tilt angle. The first projection data detected by the X-ray detection means in a tilted state and the second projection data detected by the X-ray detection means in a state where the X-ray generation means is inclined at the second tilt angle. And an image generation means for generating image data based on the projection data of the X-ray CT apparatus.

この発明によると、複数の傾斜角度からX線を曝射することで、それぞれの傾斜角度からのX線曝射ではX線量が少ない領域に対して、別の傾斜角度からX線を曝射することが可能となる。そのことにより、それぞれの傾斜角度で検出された投影データを用いて画像データを生成することで、アーチファクトの発生を抑えた画像データが得られる。   According to the present invention, by exposing X-rays from a plurality of tilt angles, X-rays are exposed from different tilt angles to a region where the X-ray dose is small in the X-ray exposure from each tilt angle. It becomes possible. As a result, by generating image data using projection data detected at each inclination angle, image data with reduced artifacts can be obtained.

この発明の実施形態に係るX線CT装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. X線管球を傾斜させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which inclined the X-ray tube. 異なる傾斜角度で検出された投影データを用いて画像データを生成する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which produces | generates image data using the projection data detected by a different inclination angle. X線管球を傾斜させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which inclined the X-ray tube. X線管球を傾斜させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which inclined the X-ray tube. 架台(ガントリ)の外観を示す外観図である。It is an external view which shows the external appearance of a mount frame (gantry). 架台の内部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inside of a mount frame. 従来技術に係るボリュームスキャンにおいてX線が曝射される領域を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the area | region where an X-ray is exposed in the volume scan which concerns on a prior art. 寝台天板を移動させながらスキャンを行う場合において、X線が曝射される領域を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the area | region to which an X-ray is exposed when performing a scan, moving a bed top plate.

図1を参照して、この発明の実施形態に係るX線CT装置について説明する。この発明の実施形態に係るX線CT装置は、架台装置1とコンソール部2と寝台装置3とを備えている。架台装置1は被検体に対してX線を曝射し、被検体を透過したX線を投影データとして収集する。その投影データはコンソール部2に出力されて再構成処理が施される。寝台装置3は、被検体を載置するための寝台31を備えている。   An X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention includes a gantry device 1, a console unit 2, and a bed device 3. The gantry device 1 exposes the subject to X-rays and collects X-rays transmitted through the subject as projection data. The projection data is output to the console unit 2 and reconstructed. The couch device 3 includes a couch 31 for placing a subject.

(架台装置1)
架台装置1は、支持部10と支持部駆動部20とを備えている。
(Mounting device 1)
The gantry device 1 includes a support unit 10 and a support unit drive unit 20.

(支持部10)
支持部10は、高電圧発生部11と、X線管球12と、コリメータ13と、X線検出器14と、データ収集部15とを格納する。支持部10は、被検体の体軸方向(スライス方向)に貫通した図示しない開口部を有する。被検体が載置された寝台天板が、その開口部に挿入される。
(Supporting part 10)
The support unit 10 stores a high voltage generation unit 11, an X-ray tube 12, a collimator 13, an X-ray detector 14, and a data collection unit 15. The support unit 10 has an opening (not shown) that penetrates in the body axis direction (slice direction) of the subject. A couch top on which the subject is placed is inserted into the opening.

X線管球12とX線検出器14とは、支持部10の上記開口部を間にして対向して配置されている。X線管球12のX線曝射口には、コリメータ13が設置されている。X線管球12はX線を曝射し、X線検出器14は被検体を透過したX線を検出する。なお、X線管球12が、この発明の「X線発生手段」の1例に相当する。   The X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are arranged to face each other with the opening of the support portion 10 therebetween. A collimator 13 is installed at the X-ray exposure port of the X-ray tube 12. The X-ray tube 12 emits X-rays, and the X-ray detector 14 detects X-rays transmitted through the subject. The X-ray tube 12 corresponds to an example of “X-ray generation means” of the present invention.

コリメータ13は所定幅のスリット(開口部)を有し、スリットの幅を変えることで、X線管球12から曝射されたX線のファン角(チャンネル方向の広がり角)とX線のコーン角(スライス方向の広がり角)とを調整する。スライス方向は被検体の体軸方向に相当し、チャンネル方向はX線管球12の回転方向に相当する。   The collimator 13 has a slit (opening) having a predetermined width. By changing the width of the slit, the fan angle (expansion angle in the channel direction) of the X-rays exposed from the X-ray tube 12 and the cone of the X-rays. Adjust the angle (spread angle in the slice direction). The slice direction corresponds to the body axis direction of the subject, and the channel direction corresponds to the rotation direction of the X-ray tube 12.

X線検出器14には、検出素子が互いに直交する2方向(スライス方向とチャンネル方向)にそれぞれ複数配置された2次元のX線検出器が用いられる。すなわちX線検出器14には、被検体の体軸方向(スライス方向)に複数の検出素子を有する2次元のX線検出器が用いられる。これにより、スライス方向に幅を有する3次元の撮影領域を撮影する(ボリュームスキャン)。   As the X-ray detector 14, a two-dimensional X-ray detector in which a plurality of detection elements are arranged in two directions (slice direction and channel direction) orthogonal to each other is used. That is, as the X-ray detector 14, a two-dimensional X-ray detector having a plurality of detection elements in the body axis direction (slice direction) of the subject is used. Thus, a three-dimensional imaging region having a width in the slice direction is imaged (volume scan).

高電圧発生部11はスキャン制御部40の制御の下、X線を曝射させるための管電圧をX線管球12に供給する。これにより、X線管球12からX線が発生させられる。   The high voltage generator 11 supplies a tube voltage for exposing X-rays to the X-ray tube 12 under the control of the scan controller 40. Thereby, X-rays are generated from the X-ray tube 12.

X線検出器14にはデータ収集部(DAS)15が設けられている。データ収集部15は、X線検出器14の各検出素子と同様に配列されたデータ収集素子を有する。データ収集部15は、X線検出器14によって検出されたX線(検出信号)を、スキャン制御部40から出力されたデータ収集制御信号(View Trigger信号(VT信号))に対応させて収集する。この収集されたデータが投影データである。データ収集部15は投影データをコンソール部2に出力する。なお、X線検出器14とデータ収集部15とによって、この発明の「X線検出手段」の1例を構成する。   The X-ray detector 14 is provided with a data collection unit (DAS) 15. The data collection unit 15 includes data collection elements arranged in the same manner as the detection elements of the X-ray detector 14. The data collection unit 15 collects X-rays (detection signals) detected by the X-ray detector 14 in correspondence with the data collection control signal (View Trigger signal (VT signal)) output from the scan control unit 40. . This collected data is projection data. The data collection unit 15 outputs projection data to the console unit 2. The X-ray detector 14 and the data collection unit 15 constitute an example of the “X-ray detection means” of the present invention.

X線管球12から曝射されたX線は、コリメータ13を介して被検体に照射される。被検体を透過したX線はX線検出器14で検出され、検出された信号はデータ収集部15にて投影データとして収集される。   X-rays emitted from the X-ray tube 12 are irradiated to the subject via the collimator 13. X-rays transmitted through the subject are detected by the X-ray detector 14, and the detected signals are collected as projection data by the data collection unit 15.

(支持部駆動部20)
支持部駆動部20は、回転機構部21と傾斜機構部22と傾斜角度検出部23とを備えている。
(Supporting unit driving unit 20)
The support unit drive unit 20 includes a rotation mechanism unit 21, a tilt mechanism unit 22, and a tilt angle detection unit 23.

(回転機構部21)
回転機構部21は、スキャン制御部40から出力された架台制御信号に基づいて、支持部10を被検体の周りで回転させる。これにより、支持部10に格納されているX線管球12とX線検出器14とが、被検体の周りで回転させられる。
(Rotating mechanism 21)
The rotation mechanism unit 21 rotates the support unit 10 around the subject based on the gantry control signal output from the scan control unit 40. As a result, the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 stored in the support unit 10 are rotated around the subject.

(傾斜機構部22、傾斜角度検出部23)
傾斜機構部22は、スキャン制御部40から出力された傾斜制御信号に基づいて、被検体の体軸方向(スライス方向)に支持部10を傾斜させる。これにより、支持部10に格納されているX線管球12とX線検出器14とが、スライス方向に傾斜させられる。傾斜機構部22は、支持部10を傾斜させる構造的な機構と、その機構を動かすモータとを含む図示しない駆動部を有する。傾斜機構部22はスキャン制御部40によって制御され、目標となる傾斜角度が傾斜角度検出部23によって検出されるまで、スライス方向に支持部10を傾斜させる。傾斜角度検出部23は、傾斜機構部22の駆動量を検出するエンコーダと、エンコーダからの出力をカウントするカウンタとを備えている。傾斜角度検出部23は、支持部10が垂直に立っているときの位置を傾斜原点位置とし、そのときのカウント値を0(零)にリセットして、傾斜移動に応じたエンコーダの出力をカウントする。なお、傾斜機構部22が、この発明の「傾斜手段」の1例に相当する。
(Inclination mechanism part 22, inclination angle detection part 23)
The tilt mechanism unit 22 tilts the support unit 10 in the body axis direction (slice direction) of the subject based on the tilt control signal output from the scan control unit 40. As a result, the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 stored in the support unit 10 are inclined in the slice direction. The tilt mechanism unit 22 includes a drive unit (not shown) including a structural mechanism that tilts the support unit 10 and a motor that moves the mechanism. The tilt mechanism unit 22 is controlled by the scan control unit 40 and tilts the support unit 10 in the slice direction until a target tilt angle is detected by the tilt angle detection unit 23. The tilt angle detection unit 23 includes an encoder that detects the drive amount of the tilt mechanism unit 22 and a counter that counts the output from the encoder. The tilt angle detection unit 23 sets the position when the support unit 10 stands vertically as the tilt origin position, resets the count value at that time to 0 (zero), and counts the encoder output corresponding to the tilt movement. To do. The tilting mechanism 22 corresponds to an example of the “tilting unit” of the present invention.

この実施形態では、支持部10(X線管球12とX線検出器14)を複数の傾斜角度に傾斜させ、それぞれの傾斜角度においてX線管球12からX線を曝射させることで、それぞれの傾斜角度において投影データを収集する。   In this embodiment, the support unit 10 (X-ray tube 12 and X-ray detector 14) is inclined at a plurality of inclination angles, and X-rays are exposed from the X-ray tube 12 at each inclination angle. Projection data is collected at each tilt angle.

(傾斜移動の具体例)
図2を参照して、支持部10(X線管球12とX線検出器14)の傾斜移動について説明する。1例として、2つの傾斜角度に支持部10を傾斜させて、それぞれの傾斜角度においてX線管球12からX線を曝射させる。
(Specific example of tilt movement)
With reference to FIG. 2, the inclination movement of the support part 10 (X-ray tube 12 and X-ray detector 14) is demonstrated. As an example, the support portion 10 is inclined at two inclination angles, and X-rays are exposed from the X-ray tube 12 at the respective inclination angles.

図2(a)、(b)に示すように、被検体Pを載置する寝台天板33を間にして、X線管球12とX線検出器14とが対向して配置されている。寝台天板33は、被検体Pの体軸方向(スライス方向)に移動可能となっている。X線検出器14は、スライス方向に複数の検出素子を備えている。X線管球12から曝射されたX線は、X線検出器14に向かってコーン状に広がっていく。すなわち、X線管球12から曝射されたX線は、スライス方向に広がりながらX線検出器14に向かっていく。X線管球12とX線検出器14とは、被検体Pの周りで回転方向(φ方向)に回転させられる。支持部10(X線管球12とX線検出器14)が垂直に立っている位置を、垂直位置VLとする。垂直位置VLは、支持部10が傾斜する方向(傾斜方向(θ方向))の傾斜原点位置に相当する。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are arranged to face each other with a bed top 33 on which the subject P is placed. . The bed top 33 is movable in the body axis direction (slice direction) of the subject P. The X-ray detector 14 includes a plurality of detection elements in the slice direction. The X-rays exposed from the X-ray tube 12 spread in a cone shape toward the X-ray detector 14. That is, the X-rays emitted from the X-ray tube 12 travel toward the X-ray detector 14 while spreading in the slice direction. The X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are rotated around the subject P in the rotation direction (φ direction). A position where the support unit 10 (the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14) stands vertically is defined as a vertical position VL. The vertical position VL corresponds to the tilt origin position in the direction in which the support portion 10 tilts (tilt direction (θ direction)).

例えば図2(a)に示すように、傾斜機構部22は、X線管球12とX線検出器14とを、垂直位置VLを基準にしてスライス方向に、傾斜角度が傾斜角度θaとなる位置に傾斜させる。X線管球12とX線検出器14とを傾斜角度θaに傾斜させた状態で、X線管球12とX線検出器14とを被検体Pの周りで回転させながら、X線管球12からX線を曝射させる。X線検出器14は、被検体を透過したX線を検出する。データ収集部15は、X線検出器14によって検出されたX線を投影データとして収集する。例えば回転角度1°ごとに1ビュー(view)の投影データを収集する場合、X線管球12とX線検出器14とを被検体Pの周りで1回転(360°回転)させることで、データ収集部15は360ビューの投影データを収集する。なお、傾斜角度θaが、この発明の「第1の傾斜角度」の1例に相当する。   For example, as shown in FIG. 2 (a), the tilt mechanism unit 22 makes the tilt angle the tilt angle θa with respect to the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 in the slice direction with the vertical position VL as a reference. Tilt to position. The X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are rotated around the subject P while the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are inclined at the inclination angle θa. 12 is exposed to X-rays. The X-ray detector 14 detects X-rays that have passed through the subject. The data collection unit 15 collects X-rays detected by the X-ray detector 14 as projection data. For example, when collecting projection data for one view (view) for each rotation angle of 1 °, the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are rotated once around the subject P (360 ° rotation). The data collection unit 15 collects 360 view projection data. The inclination angle θa corresponds to an example of the “first inclination angle” of the present invention.

図2(a)は、回転方向の原点(回転角度φが0°の位置)にX線管球12がある状態を示す図である。X線管球12から曝射されたX線はコーン状に広がりながらX線検出器14に向かう。回転角度φが0°の位置にX線管球12がある場合には、X線がコーン状に広がる領域SaにX線が曝射され、領域Saよりも外側の領域AにはX線が曝射されない。X線管球12を回転方向(φ方向)に1回転(360°回転)させた場合、コーン状に広がるX線の中心付近の領域には、X線管球12がどの回転角度φにあってもX線が曝射される。つまり、各回転角度φでX線が曝射される領域が重なる領域には、X線管球12がどの回転角度φにあってもX線が曝射される。一方、回転角度φによってはX線が曝射されない領域がある。例えば領域Aは、回転角度φが0°の場合にはX線が曝射されないが、回転角度φが180°の場合には領域Aの一部にX線が曝射される。このように領域Aは、回転角度φによってX線が曝射されたり曝射されなかったりするため、コーン状に広がるX線の中心付近の領域に比べてX線の透過量が少なくなる。   FIG. 2A is a diagram showing a state in which the X-ray tube 12 is at the origin in the rotational direction (position where the rotational angle φ is 0 °). X-rays emitted from the X-ray tube 12 travel toward the X-ray detector 14 while spreading in a cone shape. When the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 0 °, the X-rays are exposed to the region Sa where the X-rays spread in a cone shape, and the X-rays are emitted to the region A outside the region Sa. Not exposed. When the X-ray tube 12 is rotated once (360 °) in the rotation direction (φ direction), the rotation angle φ of the X-ray tube 12 is in the region near the center of the X-ray spreading in a cone shape. Even X-rays are exposed. That is, X-rays are exposed to regions where the X-ray tube 12 is at any rotation angle φ in regions where X-rays are exposed at each rotation angle φ. On the other hand, there is a region where X-rays are not exposed depending on the rotation angle φ. For example, in the region A, X-rays are not exposed when the rotation angle φ is 0 °, but X-rays are exposed to a part of the region A when the rotation angle φ is 180 °. As described above, in the region A, X-rays are exposed or not exposed depending on the rotation angle φ, so that the amount of transmitted X-rays is smaller than the region near the center of the X-rays spreading in a cone shape.

また図2(b)に示すように、傾斜機構部22は、傾斜角度θaとは異なる傾斜角度θbに、X線管球12とX線検出器14とを傾斜させる。例えば傾斜機構部22は、垂直位置VLを傾斜原点位置として、傾斜角度θaに傾ける方向とは反対の方向に向けて、傾斜角度が傾斜角度θbとなる位置にX線管球12とX線検出器14とを傾斜させる。X線管球12とX線検出器14とを傾斜角度θbに傾斜させた状態で、X線管球12とX線検出器14とを被検体Pの周りで回転させながら、X線管球12からX線を曝射させる。例えば回転角度1°ごとに1ビューの投影データを収集する場合、X線管球12とX線検出器14とを被検体Pの周りで1回転(360°回転)させることで、データ収集部15は360ビューの投影データを収集する。なお、傾斜角度θbが、この発明の「第2の傾斜角度」の1例に相当する。   Further, as shown in FIG. 2B, the tilt mechanism unit 22 tilts the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 at a tilt angle θb different from the tilt angle θa. For example, the tilt mechanism unit 22 detects the X-ray tube 12 and the X-rays at a position where the tilt angle becomes the tilt angle θb in the direction opposite to the tilt angle θa with the vertical position VL as the tilt origin position. The container 14 is tilted. While rotating the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 around the subject P in a state where the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are inclined at the inclination angle θb, the X-ray tube 12 is exposed to X-rays. For example, when collecting projection data of one view at every rotation angle of 1 °, the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 are rotated around the subject P once (360 ° rotation), thereby obtaining a data collection unit. 15 collects 360 view projection data. The inclination angle θb corresponds to an example of the “second inclination angle” of the present invention.

図2(b)は、回転方向の原点(回転角度φが0°の位置)にX線管球12がある状態を示す図である。X線管球12から曝射されたX線はコーン状に広がりながらX線検出器14に向かう。回転角度φが0°の位置にX線管球12がある場合には、X線がコーン状に広がる領域SbにX線が曝射され、領域Sbよりも外側の領域BにはX線が曝射されない。この領域Bも上述した領域Aと同様に、回転角度φが0°の場合にはX線が曝射されないが、回転角度φが180°の場合には領域Bの一部にX線が曝射される。このように領域Bは、回転角度φによってX線が曝射されたり曝射されなかったりするため、コーン状に広がるX線の中心付近の領域に比べてX線の透過量が少なくなる。   FIG. 2B is a diagram showing a state where the X-ray tube 12 is at the origin in the rotation direction (position where the rotation angle φ is 0 °). X-rays emitted from the X-ray tube 12 travel toward the X-ray detector 14 while spreading in a cone shape. When the X-ray tube 12 is at a position where the rotation angle φ is 0 °, the X-rays are exposed to the region Sb where the X-rays spread in a cone shape, and the X-rays are emitted to the region B outside the region Sb. Not exposed. Similarly to the region A described above, the region B is not exposed to X-rays when the rotation angle φ is 0 °, but is exposed to a part of the region B when the rotation angle φ is 180 °. Be shot. As described above, in the region B, X-rays are exposed or not exposed depending on the rotation angle φ, so that the amount of transmitted X-rays is smaller than the region near the center of the X-rays spreading in a cone shape.

データ収集部15は、X線管球12が傾斜角度θaに傾斜された状態で収集された投影データ(以下、「投影データDa」と称する場合がある)をコンソール部2に出力する。また、データ収集部15は、X線管球12が傾斜角度θbに傾斜された状態で収集された投影データ(以下、「投影データDb」と称する場合がある)をコンソール部2に出力する。なお、投影データDaが、この発明の「第1の投影データ」の1例に相当する。また、投影データDbが、この発明の「第2の投影データ」の1例に相当する。   The data collection unit 15 outputs projection data (hereinafter, also referred to as “projection data Da”) collected in a state where the X-ray tube 12 is inclined at the inclination angle θa to the console unit 2. In addition, the data collection unit 15 outputs projection data (hereinafter, also referred to as “projection data Db”) collected in a state where the X-ray tube 12 is inclined at the inclination angle θb to the console unit 2. The projection data Da corresponds to an example of “first projection data” of the present invention. The projection data Db corresponds to an example of “second projection data” of the present invention.

(コンソール部2)
コンソール部2は、スキャン制御部40と、前処理部41と、画像生成部50と、画像記憶部42と、表示制御部43と、表示部44とを備えている。
(Console section 2)
The console unit 2 includes a scan control unit 40, a preprocessing unit 41, an image generation unit 50, an image storage unit 42, a display control unit 43, and a display unit 44.

(スキャン制御部40)
スキャン制御部40は、被検体の体軸方向(スライス方向)に支持部10を傾斜させるために、傾斜制御信号を支持部駆動部20に出力する。例えばスキャン制御部40は、傾斜角度情報を含む傾斜制御信号を生成して、その傾斜制御信号を支持部駆動部20に出力する。傾斜角度情報は、垂直位置VLを基準にした傾斜角度θを示している。図2に示す例では、スキャン制御部40は、傾斜角度θaを示す傾斜角度情報と傾斜角度θbを示す傾斜角度情報とを含む傾斜制御信号を生成して、傾斜制御信号を支持部駆動部20に出力する。傾斜機構部22は傾斜制御信号をスキャン制御部40から受けて、その傾斜制御信号に従って支持部10をスライス方向に傾斜させる。傾斜角度θは図示しない記憶部に予め記憶されていても良いし、操作者が図示しない操作部を用いて任意の傾斜角度θを入力するようにしても良い。なお、スキャン制御部40が、この発明の「制御手段」の1例に相当する。
(Scan control unit 40)
The scan control unit 40 outputs a tilt control signal to the support unit drive unit 20 in order to tilt the support unit 10 in the body axis direction (slice direction) of the subject. For example, the scan control unit 40 generates a tilt control signal including tilt angle information, and outputs the tilt control signal to the support unit driving unit 20. The tilt angle information indicates the tilt angle θ with respect to the vertical position VL. In the example illustrated in FIG. 2, the scan control unit 40 generates a tilt control signal including tilt angle information indicating the tilt angle θa and tilt angle information indicating the tilt angle θb, and sends the tilt control signal to the support unit driving unit 20. Output to. The tilt mechanism unit 22 receives the tilt control signal from the scan control unit 40 and tilts the support unit 10 in the slice direction according to the tilt control signal. The inclination angle θ may be stored in advance in a storage unit (not shown), or the operator may input an arbitrary inclination angle θ using an operation unit (not shown). The scan control unit 40 corresponds to an example of the “control unit” of the present invention.

また、スキャン制御部40は、支持部10を一定の速度で回転方向φに回転さるために、架台制御信号を支持部駆動部20に出力する。また、スキャン制御部40は、X線発生を制御するX線発生制御信号を高電圧発生部11に出力し、X線の検出のタイミングを示すデータ収集制御信号をデータ収集部15に出力する。   Further, the scan control unit 40 outputs a gantry control signal to the support unit drive unit 20 in order to rotate the support unit 10 in the rotation direction φ at a constant speed. Further, the scan control unit 40 outputs an X-ray generation control signal for controlling X-ray generation to the high voltage generation unit 11, and outputs a data collection control signal indicating the detection timing of the X-rays to the data collection unit 15.

また、スキャン制御部40は、X線の広がり角を示すX線情報と傾斜角度情報とを画像生成部50に出力する。X線の広がり角には、ファン角(チャンネル方向の広がり角)と、コーン角(スライス方向の広がり角)とが含まれる。   Further, the scan control unit 40 outputs X-ray information indicating the spread angle of X-rays and tilt angle information to the image generation unit 50. The X-ray spread angle includes a fan angle (a spread angle in the channel direction) and a cone angle (a spread angle in the slice direction).

(前処理部41)
前処理部41は、データ収集部15から出力された投影データに対して、感度補正やX線強度補正などの処理を施す。前処理部41によって処理が施された投影データは、画像生成部50に出力される。
(Pre-processing unit 41)
The preprocessing unit 41 performs processes such as sensitivity correction and X-ray intensity correction on the projection data output from the data collection unit 15. The projection data processed by the preprocessing unit 41 is output to the image generation unit 50.

(画像生成部50)
画像生成部50は、処理部51と再構成処理部54とを備えている。画像生成部50は、第1の傾斜角度(傾斜角度θa)にX線管球12が傾斜された状態で収集された第1の投影データ(投影データDa)と、第2の傾斜角度(傾斜角度θb)にX線管球12が傾斜された状態で収集された第2の投影データ(投影データDb)とに基づいて、画像データを生成する。なお、画像生成部50が、この発明の「画像生成手段」の1例に相当する。
(Image generation unit 50)
The image generation unit 50 includes a processing unit 51 and a reconstruction processing unit 54. The image generation unit 50 includes first projection data (projection data Da) collected in a state where the X-ray tube 12 is inclined at the first inclination angle (inclination angle θa), and a second inclination angle (inclination). Image data is generated based on the second projection data (projection data Db) collected with the X-ray tube 12 tilted at an angle θb). The image generation unit 50 corresponds to an example of the “image generation unit” of the present invention.

(処理部51)
処理部51は、撮影領域算出部52と補間処理部53とを備えている。処理部51は、X線管球12がある傾斜角度に傾けられた状態でX線を曝射した場合に、X線が曝射されない領域における投影データを、別の傾斜角度で得られた投影データを用いて求める。図3を参照して、処理部51による処理について説明する。
(Processing unit 51)
The processing unit 51 includes an imaging area calculation unit 52 and an interpolation processing unit 53. When the X-ray tube 12 is exposed to X-rays in a state where the X-ray tube 12 is inclined at a certain inclination angle, the processing unit 51 obtains projection data in a region where the X-rays are not exposed at another inclination angle. Determined using data. With reference to FIG. 3, the process by the process part 51 is demonstrated.

(撮影領域算出部52)
撮影領域算出部52は、X線の広がり角を示すX線情報と支持部10の傾斜角度θを示す傾斜角度情報とをスキャン制御部40から受けて、X線が曝射される領域の位置を求める。すなわち、撮影領域算出部52は、傾斜角度情報が示す傾斜角度θにX線管球12が傾けられた状態で、X線情報が示す広がり角を持ってX線が曝射された場合に、X線が曝射される領域の位置を求める。撮影領域算出部52は、X線管球12が各回転角度φの位置にある場合について、X線が曝射される領域の位置を求める。つまり、撮影領域算出部52は、各回転角度φに対してX線が曝射される領域の位置を求める。
(Shooting area calculation unit 52)
The imaging region calculation unit 52 receives the X-ray information indicating the X-ray spread angle and the tilt angle information indicating the tilt angle θ of the support unit 10 from the scan control unit 40, and the position of the region where the X-rays are exposed. Ask for. That is, when the X-ray tube 12 is tilted at the tilt angle θ indicated by the tilt angle information and the X-ray is exposed with a spread angle indicated by the X-ray information, the imaging region calculation unit 52 The position of the area where X-rays are exposed is obtained. The imaging region calculation unit 52 obtains the position of the region where the X-rays are exposed when the X-ray tube 12 is at each rotation angle φ. That is, the imaging region calculation unit 52 obtains the position of the region where X-rays are exposed for each rotation angle φ.

例えば図3に示すように、撮影領域算出部52は、X線管球12の傾斜角度θaと、コーン状に広がるX線の広がり角とに基づいて、X線管球12が傾斜角度θaに傾けられた状態でX線が曝射される領域Saの位置を求める。同様に、撮影領域算出部52は、X線管球12の傾斜角度θbと、コーン状に広がるX線の広がり角とに基づいて、X線管球12が傾斜角度θbに傾けられた状態でX線が曝射される領域Sbの位置を求める。図3に示す領域Saと領域Sbとは、回転角度φが0°の状態でX線が曝射される領域である。撮影領域算出部52は、各回転角度φに対してX線が曝射される領域を求める。例えば、撮影領域算出部52は、回転角度φが0°から360°までの1°ごとに、X線が曝射される領域を求める。   For example, as illustrated in FIG. 3, the imaging region calculation unit 52 sets the X-ray tube 12 to the tilt angle θa based on the tilt angle θa of the X-ray tube 12 and the spread angle of the X-ray spreading in a cone shape. The position of the region Sa to which X-rays are exposed in a tilted state is obtained. Similarly, the imaging region calculation unit 52 is in a state where the X-ray tube 12 is tilted to the tilt angle θb based on the tilt angle θb of the X-ray tube 12 and the spread angle of the X-ray that spreads in a cone shape. The position of the region Sb to which the X-ray is exposed is obtained. Regions Sa and Sb shown in FIG. 3 are regions to which X-rays are exposed in a state where the rotation angle φ is 0 °. The imaging area calculation unit 52 obtains an area where X-rays are exposed for each rotation angle φ. For example, the imaging region calculation unit 52 obtains a region to which X-rays are exposed every 1 ° when the rotation angle φ is 0 ° to 360 °.

(補間処理部53)
補間処理部53は、回転角度φによってはX線が曝射されない領域における投影データを求める。例えば、補間処理部53は、X線管球12の各回転角度φにおいて、異なる傾斜角度θでそれぞれ収集された投影データを合成する。具体的には、補間処理部53は、領域Sbにおいて領域Saとは重複しない領域を補間領域として求める。そして、補間処理部53は、領域Saにおける投影データDaと、上記補間領域における投影データDbとを合成することで、合成投影データDを求める。すなわち、補間処理部53は、傾斜角度θaで収集された領域Saにおける投影データと、傾斜角度θbで収集された領域Sbの投影データであって領域Saとは重複しない補間領域における投影データとを合成する。補間処理部53は、X線管球12が各回転角度φの位置にある場合について、領域Saにおける投影データDaと補間領域における投影データDbとを合成することで、各回転角度φにおける合成投影データDを求める。例えば、補間処理部53は、回転角度φが0°から360°まで1°ごとに、領域Saにおける投影データと補間領域における投影データDbとを合成することで、各回転角度φにおける合成投影データを求める。
(Interpolation processing unit 53)
The interpolation processing unit 53 obtains projection data in a region where X-rays are not exposed depending on the rotation angle φ. For example, the interpolation processing unit 53 synthesizes projection data collected at different inclination angles θ at each rotation angle φ of the X-ray tube 12. Specifically, the interpolation processing unit 53 obtains an area that does not overlap with the area Sa in the area Sb as an interpolation area. And the interpolation process part 53 calculates | requires the synthetic | combination projection data D by synthesize | combining the projection data Da in the area | region Sa, and the projection data Db in the said interpolation area | region. That is, the interpolation processing unit 53 obtains the projection data in the area Sa collected at the inclination angle θa and the projection data in the interpolation area that is the projection data of the area Sb collected at the inclination angle θb and does not overlap with the area Sa. Synthesize. The interpolation processing unit 53 synthesizes the projection data Da in the region Sa and the projection data Db in the interpolation region for the case where the X-ray tube 12 is at each rotation angle φ, thereby combining the projection at each rotation angle φ. Data D is obtained. For example, the interpolation processing unit 53 combines the projection data in the region Sa and the projection data Db in the interpolation region every rotation angle φ from 0 ° to 360 °, thereby combining the projection data at each rotation angle φ. Ask for.

(再構成処理部54)
再構成処理部54は、投影データを逆投影処理することにより画像データを再構成する。この実施形態では、再構成処理部54は、合成投影データDを逆投影処理することにより画像データを生成する。これにより、被検体を表す画像データが生成される。再構成処理部54は、画像データを画像記憶部42に出力する。画像記憶部42は画像データを記憶する。
(Reconstruction processing unit 54)
The reconstruction processing unit 54 reconstructs image data by performing a back projection process on the projection data. In this embodiment, the reconstruction processing unit 54 generates image data by performing a back projection process on the composite projection data D. Thereby, image data representing the subject is generated. The reconstruction processing unit 54 outputs the image data to the image storage unit 42. The image storage unit 42 stores image data.

なお、画像生成部50は、再構成処理前の投影データを合成して画像データを生成しても良いし、再構成処理後の画像データを合成することで、回転角度φによってはX線が曝射されない領域の画像データを含む画像データを生成しても良い。   Note that the image generation unit 50 may generate image data by combining the projection data before the reconstruction process, or by combining the image data after the reconstruction process, X-rays may be generated depending on the rotation angle φ. Image data including image data of a region that is not exposed may be generated.

(表示制御部43)
表示制御部43は、画像記憶部42から画像データを読み込み、画像データに基づく画像を表示部44に表示させる。この実施形態では、合成投影データDに基づいて生成された画像が表示部44に表示させられる。
(Display control unit 43)
The display control unit 43 reads image data from the image storage unit 42 and causes the display unit 44 to display an image based on the image data. In this embodiment, an image generated based on the composite projection data D is displayed on the display unit 44.

(寝台装置3)
寝台装置3は、寝台31と寝台駆動部32とを備えている。寝台31は、被検体を載置するための寝台天板33と、寝台天板33を支持する寝台基台とを備えている。寝台天板33は、上述したように、寝台駆動部32によって被検体の体軸方向(スライス方向)に移動可能となっている。寝台基台は、寝台駆動部32によって寝台天板33を上下方向に移動させることが可能となっている。
(Bed apparatus 3)
The bed apparatus 3 includes a bed 31 and a bed driving unit 32. The couch 31 includes a couch top 33 for placing a subject and a couch base that supports the couch top 33. As described above, the couchtop 33 can be moved in the body axis direction (slice direction) of the subject by the couch driving unit 32. The bed base can move the bed top plate 33 in the vertical direction by the bed driving unit 32.

スキャン制御部40と画像生成部50と表示制御部43とはそれぞれ、CPU、GPU、又はASICなどの図示しない処理装置と、ROM、RAM、又はHDDなどの図示しない記憶装置とによって構成されていても良い。記憶装置には、スキャン制御部40の機能を実行するためのスキャン制御プログラムが記憶されている。また記憶装置には、画像生成部50の機能を実行するための画像生成プログラムが記憶されている。また記憶装置には、表示制御部43の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。画像生成プログラムには、処理部51の機能を実行するための処理プログラムと、再構成処理部54の機能を実行するための再構成処理プログラムとが含まれている。処理プログラムには、撮影領域算出部52の機能を実行するための撮影領域算出プログラムと、補間処理部53の機能を実行するための補間処理プログラムとが含まれている。そしてCPUなどの処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。   Each of the scan control unit 40, the image generation unit 50, and the display control unit 43 includes a processing device (not shown) such as a CPU, GPU, or ASIC and a storage device (not shown) such as a ROM, RAM, or HDD. Also good. The storage device stores a scan control program for executing the functions of the scan control unit 40. The storage device stores an image generation program for executing the function of the image generation unit 50. The storage device stores a display control program for executing the function of the display control unit 43. The image generation program includes a processing program for executing the function of the processing unit 51 and a reconstruction processing program for executing the function of the reconstruction processing unit 54. The processing program includes an imaging region calculation program for executing the function of the imaging region calculation unit 52 and an interpolation processing program for executing the function of the interpolation processing unit 53. A processing device such as a CPU executes the functions of each unit by executing each program stored in the storage device.

以上の構成を有するこの実施形態に係るX線CT装置によると、傾斜角度θaと傾斜角度θbとにそれぞれX線管球12を傾けてX線を曝射させることで、傾斜角度θaからのX線曝射ではX線量が比較的少ない領域(例えば領域A)に対して、別の傾斜角度θbからX線を曝射することが可能となる。そして、領域Saに含まれない領域については、傾斜角度θbで得られた領域Sbにおける投影データを用いて再構成処理を行うことで、X線量の乏しさを解消してアーチファクトの発生を抑えた画像データを生成することが可能となる。また、寝台天板33をスライス方向に移動させなくても、X線量が比較的少ない領域に対してX線を曝射することができる。そのことにより、寝台天板33の移動中に発生しうる被検体の位置ずれが生じることはないため、その位置ずれによるアーチファクトの発生を防止することができる。   According to the X-ray CT apparatus according to this embodiment having the above-described configuration, the X-ray tube 12 is tilted to the inclination angle θa and the inclination angle θb, respectively, and X-rays are exposed to thereby expose X from the inclination angle θa. In the radiation exposure, an X-ray can be exposed from a different inclination angle θb to a region where the X-ray dose is relatively small (for example, the region A). And about the area | region which is not included in area | region Sa, the reconstruction process was performed using the projection data in area | region Sb obtained by inclination-angle (theta) b, the deficiency of X-ray dose was eliminated, and generation | occurrence | production of the artifact was suppressed. Image data can be generated. Further, X-rays can be exposed to a region with a relatively small X-ray dose without moving the bed top 33 in the slice direction. As a result, there is no position shift of the subject that may occur during the movement of the couch top 33, so that artifacts due to the position shift can be prevented.

上述した実施形態では、2つの傾斜角度θ(θa、θb)に支持部10を傾けて撮影を行っているが、3つ以上の傾斜角度θに傾けて撮影を行っても良い。また、2つ以上の傾斜角度θのうち、1つの傾斜角度θが0°であっても良い。すなわち、傾斜角度θには0°を含むものとし、支持部10を垂直に立たせた状態(傾斜角度θが0°)で撮影を行っても良い。例えば傾斜角度θa及び傾斜角度θbのうち、いずれか一方の傾斜角度を0°にして撮影を行っても、上述した作用及び効果を奏することができる。   In the embodiment described above, shooting is performed by tilting the support portion 10 at two tilt angles θ (θa, θb), but shooting may be performed by tilting at three or more tilt angles θ. Further, one of the two or more inclination angles θ may be 0 °. In other words, the inclination angle θ may include 0 °, and the photographing may be performed in a state where the support portion 10 is standing vertically (inclination angle θ is 0 °). For example, even when photographing is performed with either one of the inclination angle θa and the inclination angle θb set to 0 °, the above-described operations and effects can be achieved.

図4を参照して、3つの傾斜角度(θa、θb、θc)に支持部10を傾斜させる場合について説明する。   With reference to FIG. 4, the case where the support part 10 is inclined at three inclination angles (θa, θb, θc) will be described.

図4(a)に示すように、傾斜機構部22は、X線管球12とX線検出器14とを、傾斜角度が傾斜角度θaとなる位置に傾斜させる。この状態でX線を曝射することで、データ収集部15は投影データDaを収集する。   As shown in FIG. 4A, the tilt mechanism unit 22 tilts the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 to a position where the tilt angle becomes the tilt angle θa. By exposing X-rays in this state, the data collection unit 15 collects the projection data Da.

また図4(b)に示すように、傾斜機構部22は、X線管球12とX線検出器14とを、傾斜角度が傾斜角度θbとなる位置に傾斜させる。この状態でX線を曝射することで、データ収集部15は投影データDbを収集する。   As shown in FIG. 4B, the tilt mechanism unit 22 tilts the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 to a position where the tilt angle becomes the tilt angle θb. By exposing X-rays in this state, the data collection unit 15 collects projection data Db.

また図4(c)に示すように、傾斜機構部22は、X線管球12とX線検出器14とを、傾斜角度が0°(傾斜角度θc)となる位置に傾斜移動させる。この状態でX線を曝射することで、データ収集部15は投影データDcを収集する。   As shown in FIG. 4C, the tilt mechanism unit 22 tilts and moves the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 to a position where the tilt angle is 0 ° (tilt angle θc). By exposing X-rays in this state, the data collection unit 15 collects projection data Dc.

画像生成部50は上述した実施形態と同様に、それぞれ異なる傾斜角度で収集された投影データに基づいて画像データを生成する。すなわち、撮影領域算出部52は、各傾斜角度(θa、θb、θc)にてX線が曝射される領域を求める。補間処理部53は、上述したように補間領域を求め、合成投影データDを求める。再構成処理部54は、合成投影データDに基づいて画像データを生成する。   Similar to the above-described embodiment, the image generation unit 50 generates image data based on projection data collected at different inclination angles. That is, the imaging region calculation unit 52 obtains a region where X-rays are exposed at each inclination angle (θa, θb, θc). The interpolation processing unit 53 obtains an interpolation area as described above, and obtains composite projection data D. The reconstruction processing unit 54 generates image data based on the composite projection data D.

このように3つの傾斜角度に支持部10を傾斜させて撮影を行う場合も、ある傾斜角度からのX線曝射ではX線量が比較的少ない領域に対して、別の傾斜角度からX線を曝射することが可能となる。そのため、X線量の乏しさを解消してアーチファクトの発生を抑えた画像データを生成することが可能となる。また、より多くの傾斜角度に支持部10を傾斜させて撮影を行うことで、X線量が比較的少ない領域をより細かく網羅して撮影することが可能となる。   As described above, even when imaging is performed by tilting the support portion 10 at three tilt angles, X-rays from a different tilt angle are applied to an area where the X-ray dose from a certain tilt angle is relatively small. Exposure is possible. Therefore, it is possible to generate image data that eliminates the poor X-ray dose and suppresses the occurrence of artifacts. In addition, by performing imaging while tilting the support portion 10 at a larger angle of inclination, it is possible to capture a region that covers a relatively small amount of X-rays more finely.

(変形例1)
図5を参照して変形例1について説明する。変形例1に係るX線CT装置は、X線管球12から曝射されるX線の広がり角を傾斜角度θごとに変える。すなわち、変形例1に係るX線CT装置は、コリメータ13のスリットの幅を傾斜角度θごとに変える。
(Modification 1)
Modification 1 will be described with reference to FIG. The X-ray CT apparatus according to the first modification changes the spread angle of X-rays emitted from the X-ray tube 12 for each inclination angle θ. That is, the X-ray CT apparatus according to the first modification changes the width of the slit of the collimator 13 for each inclination angle θ.

スキャン制御部40は、各傾斜角度θに対するスリットの幅を示すスリット情報を支持部駆動部20に出力する。支持部駆動部20はスリット情報をスキャン制御部40から受けて、そのスリット情報に従ってコリメータ13のスリットの幅を変える。各傾斜角度θに対するスリットの幅を示す情報は、図示しない記憶部に予め記憶されていても良いし、操作者が図示しない操作部を用いてスリットの幅を入力するようにしても良い。   The scan control unit 40 outputs slit information indicating the width of the slit with respect to each inclination angle θ to the support unit driving unit 20. The support unit driving unit 20 receives the slit information from the scan control unit 40 and changes the width of the slit of the collimator 13 according to the slit information. Information indicating the width of the slit for each inclination angle θ may be stored in advance in a storage unit (not shown), or the operator may input the width of the slit using an operation unit (not shown).

例えば図5に示すように、傾斜角度θaが0°で、コリメータ13のスリットの幅を幅Waにした状態で、X線管球12からX線を曝射させことで、領域SaにX線が曝射される。また、X線管球12を傾斜角度θbに傾け、コリメータ13のスリット幅を幅Wb(>幅Wa)にした状態で、X線管球12からX線を曝射させることで、領域SbにX線が曝射される。傾斜角度θbにおける幅Wbは、傾斜角度θaにおける幅Waよりも広いため、領域Sbは領域Saよりも広い。   For example, as shown in FIG. 5, in the state where the inclination angle θa is 0 ° and the width of the slit of the collimator 13 is set to the width Wa, X-rays are exposed from the X-ray tube 12 so that the region Sa has X-rays. Is exposed. In addition, when the X-ray tube 12 is inclined at the inclination angle θb and the slit width of the collimator 13 is set to the width Wb (> width Wa), X-rays are exposed from the X-ray tube 12 to the region Sb. X-rays are emitted. Since the width Wb at the inclination angle θb is wider than the width Wa at the inclination angle θa, the region Sb is wider than the region Sa.

例えば撮影対象の部位が小さい場合には、被検体の被曝を抑えるためにコリメータ13のスリット幅を狭めて撮影を行う。この撮影でX線量が比較的少なくなる領域を網羅するために、傾斜角度θを傾斜角度θaから傾斜角度θbを変え、さらにスリット幅を広げて撮影を行う。これにより、被検体の被曝を抑えつつ、より広い領域を網羅して撮影することができる。   For example, when the region to be imaged is small, imaging is performed by narrowing the slit width of the collimator 13 in order to suppress exposure of the subject. In order to cover the region where the X-ray dose is relatively small in this imaging, the imaging is performed by changing the inclination angle θ from the inclination angle θa to the inclination angle θb and further widening the slit width. Thereby, it is possible to capture a wider area while suppressing exposure of the subject.

このように傾斜角度θによってコリメータ13のスリット幅を変えた場合であっても、画像生成部50は上述した実施形態と同様に合成投影データDを求め、合成投影データDに基づいて画像データを生成する。これにより、X線量の乏しさを解消してアーチファクトの発生を抑えた画像データを生成することが可能となる。   As described above, even when the slit width of the collimator 13 is changed according to the inclination angle θ, the image generation unit 50 obtains the composite projection data D similarly to the above-described embodiment, and the image data is obtained based on the composite projection data D. Generate. Thereby, it becomes possible to generate image data in which the poor X-ray dose is eliminated and the occurrence of artifacts is suppressed.

(変形例2)
図6及び図7を参照して、変形例2について説明する。図6(a)、(b)に示すように、X線管球12やX線検出器14を格納する架台を、架台の外装カバー200も含めてスライス方向に傾斜させることで、X線管球12をスライス方向に傾斜させることができる。しかしながら、外装カバー200を含めてX線管球12をスライス方向に傾斜させると、X線CT装置の土台210と外装カバー200との間に隙間220が生じる。このように隙間220が生じると、技師や患者が挟まれるおそれがあるため、それを防止する手段が必要となる。
(Modification 2)
Modification 2 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. As shown in FIGS. 6A and 6B, an X-ray tube is obtained by inclining a gantry for storing the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 in the slicing direction, including the gantry outer cover 200. The sphere 12 can be tilted in the slice direction. However, when the X-ray tube 12 including the outer cover 200 is tilted in the slicing direction, a gap 220 is generated between the base 210 of the X-ray CT apparatus and the outer cover 200. When the gap 220 is generated in this way, there is a possibility that an engineer or a patient may be caught, and thus means for preventing it is necessary.

変形例2に係るX線CT装置では外装カバー200を傾斜させずに、X線管球12やX線検出器14を含む支持部10を、外装カバー200内で傾斜させる。   In the X-ray CT apparatus according to the second modification, the support unit 10 including the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14 is tilted in the exterior cover 200 without tilting the exterior cover 200.

具体例を図7に示す。図7に示すように架台(格納部)の外装カバー100の内部に、X線管球12とX線検出器14とを含む支持部10を設ける。傾斜機構部22は、外装カバー100の内部で支持部10をスライス方向に傾斜させる。また、回転機構部21は、外装カバー100の内部で支持部10を回転方向(φ方向)に回転させる。なお、外装カバー100は、スライス方向に貫通する開口部110を有し、被検体が載置された寝台天板33が開口部110に挿入される。   A specific example is shown in FIG. As shown in FIG. 7, a support unit 10 including an X-ray tube 12 and an X-ray detector 14 is provided inside an exterior cover 100 of a gantry (storage unit). The tilt mechanism unit 22 tilts the support unit 10 in the slice direction inside the exterior cover 100. The rotation mechanism unit 21 rotates the support unit 10 in the rotation direction (φ direction) inside the exterior cover 100. The exterior cover 100 has an opening 110 penetrating in the slicing direction, and the bed top 33 on which the subject is placed is inserted into the opening 110.

以上のように、支持部10(X線管球12とX線検出器14)を外装カバー100の内部でスライス方向に傾斜させることで、図6に示す隙間220が生じることがない。そのことにより、支持部10を傾斜させる場合に、技師や患者の安全を担保することが可能となる。   As described above, the support unit 10 (the X-ray tube 12 and the X-ray detector 14) is inclined in the slicing direction inside the outer cover 100, so that the gap 220 shown in FIG. 6 does not occur. This makes it possible to ensure the safety of the engineer and the patient when the support portion 10 is tilted.

1 架台装置
2 コンソール部
3 寝台装置
10 支持部
11 高電圧発生部
12 X線管球
13 コリメータ
14 X線検出器
15 データ収集部
20 支持部駆動部
21 回転機構部
22 傾斜機構部
23 傾斜角度検出部
40 スキャン制御部
41 前処理部
42 画像記憶部
43 表示制御部
44 表示部
50 画像生成部
51 処理部
52 撮影領域算出部
53 補間処理部
54 再構成処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stand apparatus 2 Console part 3 Sleeper apparatus 10 Support part 11 High voltage generation part 12 X-ray tube 13 Collimator 14 X-ray detector 15 Data collection part 20 Support part drive part 21 Rotation mechanism part 22 Inclination mechanism part 23 Inclination angle detection 23 Unit 40 scan control unit 41 pre-processing unit 42 image storage unit 43 display control unit 44 display unit 50 image generation unit 51 processing unit 52 imaging region calculation unit 53 interpolation processing unit 54 reconstruction processing unit

Claims (4)

X線発生手段と、
被検体を間にして前記X線発生手段と対向して配置され、前記X線発生手段から曝射されて前記被検体を透過したX線を投影データとして検出するX線検出手段と、
を有し、前記X線発生手段及び前記X線検出手段が前記被検体の周りで回転可能に構成されたX線CT装置であって、
前記被検体の体軸方向に前記X線発生手段を傾斜させる傾斜手段と、
前記傾斜手段によって前記X線発生手段を前記体軸方向に第1の傾斜角度に傾けた状態で前記X線発生手段からX線を曝射させ、前記傾斜手段によって前記X線発生手段を前記体軸方向に前記第1の傾斜角度とは異なる第2の傾斜角度に傾けた状態で前記X線発生手段からX線を曝射させる制御手段と、
前記第1の傾斜角度に前記X線発生手段が傾けられた状態で前記X線検出手段によって検出された第1の投影データと、前記第2の傾斜角度に前記X線発生手段が傾けられた状態で前記X線検出手段によって検出された第2の投影データとに基づいて、画像データを生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とするX線CT装置。
X-ray generation means;
X-ray detection means that is disposed opposite to the X-ray generation means with a subject interposed therebetween, detects X-rays that are exposed from the X-ray generation means and transmitted through the subject as projection data;
An X-ray CT apparatus in which the X-ray generation means and the X-ray detection means are configured to be rotatable around the subject,
Tilting means for tilting the X-ray generating means in the body axis direction of the subject;
The X-ray generation means is exposed to X-rays from the X-ray generation means in a state where the X-ray generation means is inclined at the first inclination angle in the body axis direction by the inclination means. Control means for exposing X-rays from the X-ray generation means in a state tilted in a second tilt angle different from the first tilt angle in the axial direction;
The first projection data detected by the X-ray detection unit in a state where the X-ray generation unit is tilted to the first tilt angle, and the X-ray generation unit is tilted to the second tilt angle. Image generation means for generating image data based on the second projection data detected by the X-ray detection means in a state;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記画像生成手段は、前記第2の投影データのうち前記第1の傾斜角度ではX線が曝射されない領域における投影データと、前記第1の投影データとを合成して、前記画像データを生成することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。   The image generation unit generates the image data by combining the first projection data with projection data in an area where X-rays are not exposed at the first tilt angle in the second projection data. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein: 前記X線発生手段から曝射されるX線の広がり角を調整するコリメータを更に有し、
前記制御手段は、前記第1の傾斜角度と前記第2の傾斜角度とで、前記広がり角を変えるように前記コリメータを制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のX線CT装置。
A collimator for adjusting the spread angle of the X-rays emitted from the X-ray generation means;
3. The X-ray according to claim 1, wherein the control unit controls the collimator so as to change the divergence angle between the first inclination angle and the second inclination angle. 4. CT device.
前記X線発生手段と前記X線検出手段とを格納する格納部を更に有し、
前記傾斜手段は、前記格納部内で前記X線発生手段を傾斜させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のX線CT装置。
A storage unit for storing the X-ray generation means and the X-ray detection means;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the tilting unit tilts the X-ray generation unit within the storage unit.
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