X射线拍摄装置以及图像重建方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供在X射线拍摄装置中在减轻计算负荷的同时实现近似于理想的点应答轨迹插补的数据插补的技术。提供高速实施沿着点应答轨迹的方向的插补的方法。根据测量数据仅针对代表性的插补角度(例如0度、±30度、±60度、90度)预先对正弦图进行插补。在重建时，若决定希望反投影的像素，则针对每个视图还决定点应答轨迹的倾斜度。对应于轨迹的倾斜度，对上述代表正弦图数据进行加权求和，由此能得到对应于任意角度的插补数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及X射线拍摄装置的图像重建技术。
技术介绍
X射线CT(计算机断层扫描；ComputedTomography)装置具有向被摄体照射X射线的X射线源和X射线检测器，X射线检测器位于与该X射线源相向的位置，检测透过了被摄体的X射线，用于根据对被摄体的周围进行旋转拍摄所得到的多个方向的投影数据，使用数据处理系统将被摄体内部的X射线衰减率的差异作为图像进行重建。X射线源通常采用X射线球管，其向电极照射以高电压加速后的电子，利用制动放射过程来产生X射线。为了一次高速地拍摄大范围，X射线检测器多采用将由闪烁器和光电二极管的组合所构成的X射线检测元件以二维阵列状排列的检测器。由X射线CT装置得到的图像的空间分辨率依赖于焦点尺寸、每旋转一周得到的投影数据数即视图数、X射线检测器的X射线检测元件的排列密度，任何改善都耗费巨大的开发成本。在专利文献1中，作为提高X射线CT装置的空间分辨率的技术，公开了FFS(飞焦点；FlyingFocalSpot)技术。FFS技术是通过在旋转拍摄时使焦点位置高速振动从而使照射视野(Scanfieldofview，SFOV)中心的采样密度倍增的技术。FFS在焦点位置的移动方向、即X射线检测元件的排列方向(例如通道方向)能实现采样密度的高密度化，但是由于CT装置进行连续旋转拍摄，因此不能以相同投影角度同时得到FFS的两个焦点位置的数据。因此，为了针对视图方向也得到每个投影角度的数据，需要对缺损数据进行插补。作为X射线CT装置中的数据插补技术，已知将以扇形束测量的数据如同以平行束取得的那样重排时的插补法。而且，从扇形束向平行束的变换简称为扇形-平行变换。专利文献2中，作为该扇形-平行变换的技术，公开了沿着图像视野(Displayfieldofview，DFOV)中心在正弦图上描绘的轨迹的方向进行插补的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2011/018729专利文献2：日本特开2014-349号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在考虑断层图像上的某个像素时，将该像素位置投影而得到的正弦图上的位置沿着视图方向移动。在该正弦图上位置发生移动的轨迹、即在正弦图上描绘的轨迹(以下称作点应答轨迹)因像素位置而不同。专利文献2中公开的插补法沿着图像视野中心的点应答轨迹进行插补，对于图像视野中心是理想的插补，但是只在图像视野中央部实施最佳插补。另一方面，在考虑多个像素位置的点应答轨迹的情况下，由于点应答轨迹在每个像素位置不同，因此无法对正弦图进行单一插补。理论上，通过生成对每个像素位置实施了不同插补的正弦图能够在所有像素位置实施最佳插补，但是由于像素数多达至少数百到数万，因此生成与其相当数量的正弦图的计算负荷巨大，并不实用。本专利技术的课题在于提供一种X射线拍摄装置，能够在降低计算负荷的同时，实现近似于理想的点应答轨迹插补的数据插补，由此实现画质的提高。用于解决课题的手段本专利技术中使用以下方法，只在多个代表性的角度方向实施插补来生成代表性正弦图，在进行反投影计算时，以依赖于重建像素位置的不同权重对这些代表性正弦图进行加权平均。即，本专利技术的X射线拍摄装置具备：X射线源，其从X射线焦点产生X射线；X射线检测器，其二维排列有多个X射线检测元件，检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线；旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器在相向配置的状态下旋转；以及运算部，其使用通过在使所述X射线的照射方向旋转的同时从所述X射线源照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像，所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得的第一正弦图，所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用通过所述数据插补部生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，所述数据插补部在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，由此生成多个第二正弦图，所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括如下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。另外本专利技术的图像重建方法，使用由具备X射线源、X射线检测器和旋转机构的X射线拍摄装置得到的第一正弦图来重建被摄体的断层图像，该第一正弦图以在所述X射线检测器的旋转方向排列的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得，该图像重建方法包括以下处理：在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，生成多个第二正弦图，在该处理中包括以下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。专利技术效果根据本专利技术，能够在降低计算负荷的同时，实现近似于理想的点应答轨迹插补的数据插补，由此能实现画质的提高。附图说明图1是表示应用本专利技术的X射线CT装置的整体结构的图。图2是表示检测器模块的X射线元件排列的一个例子的图。图3是图1的X射线CT装置的运算装置的功能框图。图4是说明图1的X射线CT装置中的FFS拍摄的图。图5是说明由FFS拍摄得到的数据(第一正弦图)和缺损数据的图。图6是表示预定像素在正弦图上的轨迹的图。图7是表示第一实施方式的运算部的动作顺序的流程。图8是说明缺损数据插补的图。图9是表示采用多个代表正弦图(第二正弦图)的图像重建的概念的图。图10是说明第一实施方式的变更例3的图。图11是表示第二实施方式的GUI的一个例子的图。具体实施方式本实施方式的X射线拍摄装置具备：X射线源，其从X射线焦点产生X射线；X射线检测器，其检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线，且多个X射线检测元件二维排列；旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器以相向配置的状态旋转；以及运算部，其使用通过从所述X射线源旋转照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像。所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴，以所述X射线源的旋转角度所对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得到的第一正弦图。所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用所述数据插补部所生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，所述数据插补部在补充所述第一正弦图所含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，生成多个第二正弦图，所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括以下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。而且，数据插补部进行插补处理的方向(插补方向)是指在数据空间(正弦图)中设想经过缺损数据的预定角度的直线，并将位于缺损数据周围的多个数据(未缺损数据)中的、存在于该直线上的数据或者与该直线之间的距离近的数据用于插补时，该直线的角度(方向)。但是，并不排除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线拍摄装置，具备：X射线源，其从X射线焦点产生X射线；X射线检测器，其二维排列有多个X射线检测元件，检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线；旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器在相向配置的状态下旋转；以及运算部，其使用通过在使所述X射线的照射方向旋转的同时从所述X射线源照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像，所述X射线拍摄装置的特征在于，所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得的第一正弦图，所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用通过所述数据插补部生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，所述数据插补部，在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，由此生成多个第二正弦图，所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括如下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 JP 2014-1528521.一种X射线拍摄装置，具备：X射线源，其从X射线焦点产生X射线；X射线检测器，其二维排列有多个X射线检测元件，检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线；旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器在相向配置的状态下旋转；以及运算部，其使用通过在使所述X射线的照射方向旋转的同时从所述X射线源照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像，所述X射线拍摄装置的特征在于，所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得的第一正弦图，所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用通过所述数据插补部生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，所述数据插补部，在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，由此生成多个第二正弦图，所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括如下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。2.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，所述X射线拍摄装置进一步具备控制部，其随着所述X射线源的旋转，将所述X射线源的焦点位置切换为多个位置来控制拍摄。3.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，所述数据插补部将所述第一正弦图从第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：坪田悠史，黑川真次，山川惠介，昆野康隆，小岛进一，渡边史人，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP