X射线ct装置、重构运算装置以及重构运算方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及对被检体照射X射线来获得CT图像的X射线CT装置等。特别设及由 X射线CT装置得到的投影数据的修正。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了实施被曝剂量少的CT检查，开发了执行基于逐次近似法的图像重构 的X射线CT装置。若是基于逐次近似法的图像重构，则即使是低福射剂量也能得到噪声少 的CT图像。
[0003] 在非专利文献1中公开了逐次近似法的其中之一的逐次近似投影数据修正处理。 逐次近似投影数据修正处理是图像重构的前处理即投影数据的修正处理之一。在逐次近似 投影数据修正处理中，使用将投影数据的投影值设为变量的更新式。更新式包含表示修正 的强度的平滑系数（也称作修正系数或惩罚项）。在逐次近似投影数据修正处理中，使用上 述的更新式反复更新投影值。
[0004] 在先技术文献
[0005] 非专利文献
[0006] 非专利文献 1:JingWanget.al.，叩enalizedWei曲tedLeast-Squares ApproachtoSinogramNoiseReductionandImageReconstructionforLow-Dose X-RayComputedTomography",IE邸TRANSACTIONSONM邸ICALIMAGING,VOL. 25,NO. 10， OCTOB邸 2006,1272-1283 非专利文献 2:JingWanget.al.，叩enalizedWei曲ted Least-SquaresApproachtoSinogramNoiseReductionandImageReconstruction forLow-DoseX-RayComputedTomogra地y"，IE邸TRANSACTIONSONMEDICALIMAGING， VOL. 25,NO. 10,OCTOB邸2006,1272-1283)非专利文献 3JgnaceLorisandCaroline Verhoeven"0nageneralizationoftheiterativesoft-thresholdingalgorithmfor thecaseofnon-separablepenalty" 2011InverseProblems27 125007
[0007] 发明的概要
[000引发明要解决的课题
[0009] 但是，在上述的非专利文献1所记载的处理中，在要得到高的噪声降低效果的情 况下，高信号部的信号强度和噪声一起降低，运时，相邻的低信号部的信号强度增加。其结 果，出现信号的边缘部变得平滑的现象。投影数据的通道方向的CT值的高低差越大，则该 现象越显著。若使用运样的投影数据进行图像重构，则有在图像上的高吸收体周边产生条 纹伪影运样的问题。为此，在期待大的噪声降低效果的情况下，在非专利文献1的手法中， 因出现条纹伪影运一点而不充分。
【发明内容】
[0010] 本发明鉴于W上的问题点而提出，其目的在于提供通过降低图像噪声同时减低在 图像上的高吸收体周边部产生的伪影、由此即使是低剂量摄影也能使画质提升的X射线CT 装置等。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 为了达成前述的目的，第1发明是X射线CT装置，其特征在于，具备：X射线产生 装置，其从被检体的周围照射X射线；X射线检测装置，其检测透过所述被检体的X射线； 数据收集装置，其收集由所述X射线检测装置检测到的数据；重构运算装置，其被输入由所 述数据收集装置收集的数据来生成投影数据，使用所述投影数据来重构CT图像；和显示装 置，其显示所述CT图像，所述重构运算装置具备：迭代次数设定部，其设定修正所述投影数 据的迭代处理的迭代次数；校正系数算出部，其算出对包含在所述迭代处理中的第1处理 函数和具有与所述第1处理函数不同的特性的第2处理函数的应用比率进行调整的校正系 数；逐次近似投影数据修正处理部，其基于所述迭代次数W及所述校正系数对所述投影数 据实施所述迭代处理，生成修正投影数据；和图像重构部，其使用所述修正投影数据来重构 CT图像。
[0013] 第2发明是重构运算装置，其特征在于，具备：迭代次数设定部，其设定修正投影 数据的迭代处理的迭代次数；校正系数算出部，其算出对包含在所述迭代处理中的第1处 理函数和具有与所述第1处理函数不同的特性的第2处理函数的应用比率进行调整的校正 系数；逐次近似投影数据修正处理部，其基于所述迭代次数W及所述校正系数对所述投影 数据实施所述迭代处理，生成修正投影数据；和图像重构部，其使用所述修正投影数据来重 构CT图像。
[0014] 第3发明是重构运算方法，其特征在于，重构运算装置包含如下步骤：迭代次数设 定步骤，设定修正投影数据的迭代处理的迭代次数；校正系数算出步骤，算出对包含在所述 迭代处理中的第1处理函数和具有与所述第1处理函数不同的特性的第2处理函数的应用 比率进行调整的校正系数；修正投影数据生成步骤，基于所述迭代次数W及所述校正系数 对所述投影数据实施所述迭代处理，生成修正投影数据；和重构步骤，使用所述修正投影数 据来重构CT图像。
[0015] 发明的效果
[0016] 根据本发明，能提供通过降低图像噪声并使在图像上的高吸收体周边部产生的伪 影降低、由此即使是低剂量摄影也能使画质提升的X射线CT装置等。
【附图说明】
[0017] 图1是表示X射线CT装置1的整体构成的外观图。
[001引图2是X射线CT装置1的硬件框图。
[0019] 图3是说明进行噪声降低处理n而出现的投影数据的变化的图。
[0020] 图4(a)是说明在下肢断面图50产生的条纹伪影SOb的示意图，化）是说明在投 影数据上高吸收体交叉的区域65的图。
[0021] 图5是重构运算装置221的功能框图。
[0022] 图6是关系特性数据8的一例。
[0023] 图7是说明重构运算装置221所执行的关系特性算出处理的次序的流程图。
[0024] 图8是说明噪声降低率r的算出方法的图。
[00巧]图9是说明条纹降低率Str的算出方法的图。
[0026] 图10是表示处理整体的流程的流程图。
[0027] 图11是表示逐次近似投影数据修正处理的次序的流程图。
[0028] 图12是关系特性数据的另外示例。
[0029]图13是查找表形式的基准关系特性表8a的一例。
[0030] 图14是表示第1实施方式关系特性算出部43的详细的框图。
[0031] 图15是说明投影数据的特征区域7的图。
[0032] 图16是说明特征量Cl的图。
[0033] 图17是说明特征量C2的图。
[0034] 图18是说明特征量C3的图。
[0035] 图19是特征量Cl的偏移特性数据81的一例。
[0036] 图20是特征量C2的偏移特性数据82的一例。
[0037] 图21是特征量C3的偏移特性数据83的一例。
[003引图22是根据特征量Cl~C3求得的偏移量化ifist的算出例。
[0039] 图23是更新后关系特性表85的一例。
[0040] 图24是表示第1实施方式校正系数算出处理的次序的流程图。
[0041] 图25是说明第2实施方式近似函数生成处理的次序的流程图。
[0042] 图26是说明第3实施方式关系特性生成处理的次序的流程图。
[0043]图27是用于将摄影条件和关系特性数据建立关联的操作画面9的一例。
[0044] 图28是说明第3实施方式处理整体的流程的流程图。
[0045] 图29是表示第3实施方式校正系数算出处理的次序的流程图。
[0046] 图30是表示从图像算出条纹降低率Str的处理的次序的流程图。
[0047] 图31是表示从投影数据算出条纹降低率Str的处理的次序的流程图。
【具体实施方式】
[004引 W下，基于附图来详细说明本发明的适合的实施方式。最初参照图1W及图2来 说明X射线CT装置1的硬件构成。
[0049]X射线CT装置1大体由扫描器W及操作组件20构成。
[0050] 扫描器包括：床台装置101、X射线产生装置102、X射线检测装置103、准直装置 104、高电压产生装置105、数据收集装置106、驱动装置107等。操作组件20包括：中央控 制装置200、输入输出装置201、运算装置202等。
[0051] 操作者经由输入输出装置201输入摄影条件、重构条件等。摄影条件例如是X射 线束宽度、床台进给速度、管电流、管电压、摄影范围（体轴方向范围）、每旋转一圈的摄影 视图数等。另外，重构条件例如是关屯、区域、FOV(FieldOfView,视场）、重构滤波函数等。 输入输出装置201包括：显示CT图像等的显示装置211、鼠标、轨迹球、键盘、触控面板等的 输入装置212、存储数据的存储装置213等。
[0052]中央控制装置200被输入摄影条件、重构条件，将摄影所需要的控制信号发送到 包含在扫描器10中的各装置。准直装置104基于控制信号来控制准直器的位置。在接受 到摄影开始信号而开始摄影时，高电压产生装置105基于控制信号对X射线产生装置102 施加管电压、管电流。在X射线产生装置102中，从阴极放出与所施加的管电压相应的能量 的电子，通过使放出的电子与祀（阳极）碰撞来将与电子能量相应的能量的X射线照射到 被检体3。
[0053] 驱动装置107基于控制信号使X射线产生装置102、X射线检测装置103等绕着被 检体3的周围转动。床台装置101基于控制信号来控制床台。
[0054] 从X射线产生装置102照射的X射线通过准直器被限制照射区域。X射线在被检 体3内的各组织根据X射线减弱系数而被吸收（衰减），穿过被检体3,由配置在与X射线 产生装置102对置的位置的X射线检测装置103进行检测。X射线检测装置103由配置在 二维方向（通道方向W及与其正交的列方向）的多个检测元件构成。将由各检测元件受光 的X射线变换成实际投影数据。目P，由X射线检测装置103检测到的X射线通过数据收集 装置106进行各种数据处理（向数字数据的变更、LOG变换、校准等），作为投影数据而被收 集，输入到运算装置202。
[0055] 此时，由于相互对置的X射线产生装置102W及X射线检测装置103在被检体3 的周围旋转，因此X射线产生装置102从被检体3的周围照射X射线。另外，X射线检测装 置103检测透过被检体3的X射线。投影数据的取得单位为"视图（view)"。
[0056] 运算装置202由重构运算装置221、