專利名稱：X射線ct裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線CT裝置，尤其涉及在用面檢測器掃描跨越多個(gè)部位的被檢體時(shí)，針對被檢體的各部位、各區(qū)域生成最佳畫質(zhì)的X射線CT像的X射線CT裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
一般，X射線檢測器的輸出值，身體厚度大的部位的掃描程度減小，誤差增大。因此，身體厚度越大的區(qū)域，重構(gòu)的X射線CT像的噪聲越大。另一方面，現(xiàn)有的X射線CT裝置，通常對于一次CT掃描使用一個(gè)重構(gòu)濾波器來生成被檢體的X射線CT像。因此，即使對被檢體的某個(gè)部位能夠提供最佳的X射線CT像，有時(shí)在其他區(qū)域達(dá)不到最佳的畫質(zhì)?！ぴ谶@種情況下，已知計(jì)算疊加了平滑化濾波器、清晰化濾波器等多個(gè)重構(gòu)濾波器后的多個(gè)重構(gòu)像，對各個(gè)重構(gòu)像在各點(diǎn)設(shè)定與其CT值對應(yīng)的加法運(yùn)算系數(shù)并相加，由此輸出合成多個(gè)重構(gòu)像所得的X射線CT像的X射線CT裝置。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2006-34785號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，上述的X射線CT裝置，針對多個(gè)重構(gòu)濾波器預(yù)先計(jì)算其重構(gòu)像，因此存在需要運(yùn)算時(shí)間的課題。另外，特別是在X射線檢測器中使用平板探測器的情況下，由于攝影數(shù)據(jù)的噪聲量大，因此，如果不是不僅考慮各重構(gòu)點(diǎn)的X射線吸收系數(shù)(所謂的CT值)，還考慮重構(gòu)圖像的畫質(zhì)(噪聲)來決定是否應(yīng)該使用平滑化濾波器或者清晰化濾波器，則存在無法得到良好的重構(gòu)CT像的問題。鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供抑制運(yùn)算時(shí)間的增大，并且針對各部位生成最佳畫質(zhì)的X射線CT像的X射線CT裝置。用于解決課題的手段本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種X射線CT裝置，其生成基于投影數(shù)據(jù)的值而連續(xù)變化的圖像處理濾波器，并且進(jìn)行圖像重構(gòu)運(yùn)算，由此抑制運(yùn)算時(shí)間的增大，并且針對各部位生成最佳畫質(zhì)的X射線CT像。更詳細(xì)來說，本發(fā)明的X射線CT裝置的特征在于，具備產(chǎn)生X射線的X射線源；與所述X射線源相對配置，檢測透過被檢體的所述X射線，輸出所述被檢體的投影數(shù)據(jù)的X射線檢測器；使所述X射線源和所述X射線檢測器在維持相對配置的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元；生成根據(jù)在所述投影數(shù)據(jù)中包含的像素值的特征量而變化的圖像處理濾波器的濾波器生成單元；對于所述投影數(shù)據(jù)，使用所述生成的圖像處理濾波器進(jìn)行重構(gòu)運(yùn)算，生成所述被檢體的X射線CT像的重構(gòu)單元；以及顯示所述X射線CT像的圖像顯示單元。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種X射線CT裝置，其在用面檢測器掃描跨越多個(gè)部位的被檢體的錐束CT攝影中，抑制運(yùn)算時(shí)間的增大，針對被檢體的各部位、各區(qū)域生成最佳畫質(zhì)的X射線CT像。例如可以實(shí)現(xiàn)一種X射線CT裝置，其在從胸部跨越到腹部的錐束CT攝影中，在X射線吸收量小的胸部區(qū)域可以生成高空間分辨率的X射線CT像，在X射線吸收量大、X射線檢測器的輸出值小的腹部區(qū)域可以生成低對比度分辨率出色的X射線CT像。


圖1-1是表示應(yīng)用本發(fā)明的錐束X射線CT裝置(C臂方式)I的概要結(jié)構(gòu)圖。 圖1-2是表示在應(yīng)用本發(fā)明的移動(dòng)型X射線裝置中搭載的C臂方式錐束X射線CT裝置Ia的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示濾波器變換信息生成單元220的結(jié)構(gòu)要素的框圖。圖3是表示平滑化單元230的結(jié)構(gòu)要素的框圖。圖4是表示濾波單元250的結(jié)構(gòu)要素的框圖。圖5是表示卷積濾波器設(shè)定畫面30的一例的示意圖。圖6是表示輸入濾波器設(shè)定畫面40的一例的示意圖。圖7是表示通過重構(gòu)單元200執(zhí)行的重構(gòu)處理(S200)的流程的流程圖。圖8是表示卷積濾波器變換信息生成處理(S220)的流程的流程圖。圖9是表示特征量的計(jì)算區(qū)域和投影數(shù)據(jù)上的坐標(biāo)點(diǎn)的說明圖。圖10是表示投影數(shù)據(jù)的值和攝影部位的關(guān)系的概念圖。圖11-1是說明卷積濾波器尺寸為3X3時(shí)的卷積運(yùn)算的說明圖。圖11-2是說明卷積濾波器尺寸為1X3時(shí)的卷積運(yùn)算的說明圖。圖11-3是說明卷積濾波器尺寸為3X5時(shí)的卷積運(yùn)算的說明圖。圖12是表示投影數(shù)據(jù)211的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ c和平滑化參數(shù)Wa的函數(shù)所示的曲線的說明圖。圖13是表示平滑化處理(S230)的流程的流程圖。圖14是表示FFT濾波器變換信息生成處理(S240)的處理的流程的流程圖。圖15是表示濾波處理的說明圖。圖16是表示通過FFT濾波器輸入單元340輸入的FFT濾波器函數(shù)、FFT濾波器生成單元253生成的FFT濾波器函數(shù)的例子的說明圖。圖17是表示標(biāo)準(zhǔn)偏差σ和高空間分辨率區(qū)域用濾波器函數(shù)含有率的函數(shù)所示的曲線的說明圖。圖18是表示濾波處理(S250)的處理的流程的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的X射線CT裝置的實(shí)施方式。在說明本發(fā)明的實(shí)施方式的全部附圖中，對于具有相同功能的部分賦予相同符號并省略其重復(fù)的說明。<概要結(jié)構(gòu)>
首先，基于圖1-1以及圖1-2說明應(yīng)用本發(fā)明的錐束X射線CT裝置的概要結(jié)構(gòu)。圖1-1是表示應(yīng)用本發(fā)明的錐束X射線CT裝置(C臂方式)1的概要結(jié)構(gòu)圖。圖1-2是表示應(yīng)用本發(fā)明的移動(dòng)型X射線裝置中搭載的C臂方式錐束X射線CT裝置Ia的概要結(jié)構(gòu)圖。圖1-1所示的錐束X射線CT裝置I具備對被檢體2照射X射線，拍攝被檢體2的X射線透過像111的攝影部10;控制攝影部10的各構(gòu)成要素或者基于X射線透過像111重構(gòu)被檢體2的3維CT像的控制運(yùn)算部20。另外，具備顯示圖像的顯示裝置80 ;用于輸入在顯示裝置80上顯示的圖像的位置或參數(shù)的由鼠標(biāo)、鍵盤或者軌跡球等構(gòu)成的信息輸入裝置70。圖1-2所示的移動(dòng)型X射線裝置中搭載的C臂方式錐束X射線CT裝置Ia具備攝影部10a、控制攝影部IOa的各構(gòu)成要素或者重構(gòu)3維CT像的控制運(yùn)算部20a。錐束X射線CT裝置Ia中搭載了車輪5，能夠在檢查室、手術(shù)室中移動(dòng)。圖1-1描繪了在與紙面平行的方向具有旋轉(zhuǎn)中心軸4，X射線源11和2維X射線 檢測器12以旋轉(zhuǎn)中心軸4為中心旋轉(zhuǎn)的情況，與之相對，圖1-2描繪了在與紙面垂直的方向具有旋轉(zhuǎn)中心軸4，X射線源11和2維X射線檢測器12在與紙面平行的面內(nèi)滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)的情況，但是，圖1-1的錐束X射線CT裝置I也可以在與紙面平行的面內(nèi)滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)，圖1-2的移動(dòng)型X射線裝置中搭載的錐束X射線CT裝置Ia也可以旋轉(zhuǎn)。以下，主要說明圖1-1所示的各構(gòu)成要素，根據(jù)需要，說明圖1-2所示的構(gòu)成要素。(攝影部10)攝影部10具備床17 ;對橫臥在該床17上的被檢體2照射X射線的X射線源11 ；與該X射線源11相對設(shè)置，通過檢測透過被檢體2的X射線來輸出X射線透過像111的2維X射線檢測器12 ;將X射線源11以及2維X射線檢測器12機(jī)械連接的C型臂13 ;保持該C型臂13的C型臂保持體14 ;將該C型臂保持體14安裝在頂棚上的頂棚支持體15 ;在圖示的狀態(tài)下能夠在前后左右的2維方向上移動(dòng)地支持該頂棚支持體15的頂棚導(dǎo)軌16 ；將造影劑注入被檢體2的注射器18。X射線源11具備產(chǎn)生X射線的X射線管I U、將來自X射線管Ilt的X射線照射的方向控制為圓錐、四角錐形或者多邊錐形的準(zhǔn)直儀11c。在2維X射線檢測器12中使用例如使用了 TFT元件的平板探測器((flatpaneldetector)以下稱為“FPD”)。另外，作為2維X射線檢測器12的另一例，可以使用由將X射線透過像變換為可見光像的X射線影像增強(qiáng)器、對X射線影像增強(qiáng)器的像進(jìn)行成像的光學(xué)透鏡、以及拍攝通過光學(xué)透鏡成像的X射線影像增強(qiáng)器的可見光像的CXD電視攝像機(jī)等的組合而構(gòu)成的2維X射線檢測器。并且，2維X射線檢測器12的攝影視野可以是圓形、方形等任意形狀。上述C型臂13在被檢體2的攝影時(shí)以旋轉(zhuǎn)中心軸4為中心，每次旋轉(zhuǎn)移動(dòng)預(yù)定的攝影角度。由此，上述X射線源11和2維X射線檢測器12維持相對配置的狀態(tài)下在大致同一平面上的圓軌道上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，進(jìn)行X射線攝影。針對該旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，存在在圖像重構(gòu)運(yùn)算中使用的攝影幾何學(xué)參數(shù)。在攝影幾何學(xué)參數(shù)中具有包含X射線源11由于C型臂13旋轉(zhuǎn)移動(dòng)而描繪的圓軌道的面即旋轉(zhuǎn)軌道面(中間平面)3、和旋轉(zhuǎn)中心軸4。(控制運(yùn)算部20)控制運(yùn)算部20具備控制攝影部10的攝影部控制單元110 ;收集由攝影部10輸出的X射線透過像111并存儲的圖像收集單元110 ;基于收集到的X射線透過像111重構(gòu)3維CT像的重構(gòu)單元200 ;顯示重構(gòu)單元200生成的3維CT像的圖像顯示單元280 ;輸入重構(gòu)單元200為了生成卷積濾波器而使用的生成條件的卷積濾波器輸入單元320 ;輸入重構(gòu)單元200為了生成傅立葉變換(以下將Fast Fourier Transform簡稱為FFT)濾波器而使用的生成條件的FFT濾波器輸入單元340。另外，所述卷積濾波器，是在圖像空間上使用卷積運(yùn)算進(jìn)行平滑化或清晰化等圖像處理時(shí)對該像素值及其周邊的像素值疊加的系數(shù)。另夕卜，所謂FFT濾波器，是對2維圖像空間每I行(I維)進(jìn)行FFT變換，在通過該FFT變換而生成的行數(shù)據(jù)中針對每個(gè)頻率疊加的系數(shù)。另外，使用圖5、圖6等在后面詳細(xì)說明為了生成所述卷積濾波器而使用的生成條件、以及為了生成所述FFT濾波器而使用的生成條件。(攝影部控制單 元100)攝影部控制單元100具備控制C型臂13的繞旋轉(zhuǎn)中心軸4的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的攝影系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)控制單元101 ;控制頂棚支持體15在頂棚導(dǎo)軌16上的位置，對C型臂13相對于被檢體2的位置進(jìn)行2維控制的攝影系統(tǒng)位置控制單元102 ;控制X射線管Ilt中流過的管電流的開、關(guān)(0N、0FF)等的X射線照射控制單元103 ;控制注射器18注入被檢體2的造影劑的注入量以及注入時(shí)刻的注射器控制單元104 ;用于控制床17的位置來調(diào)整被檢體2的位置的床控制單元105 ;控制2維X射線檢測器12的X射線透過像111的攝影的檢測系統(tǒng)控制單元107。此外，C型臂13的旋轉(zhuǎn)方向如前所述，可以在與紙面平行的方向上存在旋轉(zhuǎn)中心軸4，X射線源11和2維X射線檢測器12以旋轉(zhuǎn)中心軸4為中心來旋轉(zhuǎn)(圖1-1)，也可以在與紙面垂直的方向上存在旋轉(zhuǎn)中心軸4，X射線源11和2維X射線檢測器12在與紙面平行的面內(nèi)滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)(圖1-2)，或者可以具備這兩種旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。(重構(gòu)單元200)重構(gòu)單元200具備預(yù)處理單元210、濾波器變換信息生成單元220、平滑化單元230、濾波單元250和逆投影單元260。預(yù)處理單元210將圖像收集單元110收集的X射線透過像111變換為X射線吸收系數(shù)的分布像(以下稱為“投影數(shù)據(jù)211”)。在本實(shí)施方式中，首先對在不將被檢體2以及床17配置在攝影視野內(nèi)的狀態(tài)下預(yù)先拍攝的空氣的X射線透過像的各像素?cái)?shù)據(jù)實(shí)施自然對數(shù)變換運(yùn)算。接著，對將被檢體2放置在床17上的狀態(tài)下拍攝的X射線透過像的各像素?cái)?shù)據(jù)實(shí)施自然對數(shù)變換運(yùn)算。然后，從實(shí)施了上述自然對數(shù)變換運(yùn)算的空氣的X射線透過像中減去實(shí)施了自然對數(shù)變換運(yùn)算的被檢體2 (以及床17)的X射線透過像，由此得到投影數(shù)據(jù)211。接著，根據(jù)圖2說明圖1-1的錐束X射線CT裝置(C臂方式)I以及圖1_2的C臂方式錐束X射線CT裝置Ia中包含的濾波器變換信息生成單元220的構(gòu)成要素。圖2是表示本發(fā)明中的濾波器變換信息生成單元220的構(gòu)成要素的框圖。濾波器變換信息生成單元220是作為本發(fā)明的特征的單元，生成平滑化單元230以及濾波單元250使用的、用于生成卷積濾波器以及頻率空間上的FFT濾波器作為圖像處理濾波器的濾波器變換參數(shù)。濾波器變換信息生成單元220由投影數(shù)據(jù)讀入單元221、R0I設(shè)定單元222、特征量計(jì)算單元223、特征量擬合單元224、濾波器變換信息計(jì)算單元225以及濾波器變換信息保存單元226構(gòu)成。這些各構(gòu)成要素由通過實(shí)現(xiàn)各構(gòu)成要素的功能的軟件、和執(zhí)行該軟件的運(yùn)算/控制裝置、輸入輸出裝置以及存儲裝置構(gòu)成的硬件構(gòu)成，通過上述軟件和硬件的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)各構(gòu)成要素的功能。投影數(shù)據(jù)讀入單元 221讀入由預(yù)處理單元210生成的投影數(shù)據(jù)211。ROI設(shè)定單元222設(shè)定投影數(shù)據(jù)211的計(jì)算區(qū)域。特征量計(jì)算單元223在ROI設(shè)定單元222設(shè)定的計(jì)算區(qū)域中計(jì)算投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)附近的像素值的特征量(平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差等)。特征量擬合單元224將特征量計(jì)算單元223計(jì)算出的投影數(shù)據(jù)211各點(diǎn)的特征量擬合為投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值的函數(shù)。濾波器變換信息計(jì)算單元225將特征量擬合單元224的擬合結(jié)果變換為卷積濾波器的參數(shù)。濾波器變換信息保存單元226將濾波器變換參數(shù)作為投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值的函數(shù)來保存。此外，上述特征量的計(jì)算不需要在投影數(shù)據(jù)211的圖像上的全部點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，只要關(guān)于在縱橫方向適當(dāng)間隔的點(diǎn)設(shè)定計(jì)算區(qū)域并計(jì)算特征量即可，通過特征量擬合單元224以及濾波器變換信息計(jì)算單元225可以求出投影數(shù)據(jù)211全部點(diǎn)的濾波器變換參數(shù)。接著，基于圖3說明圖1-1的錐束X射線CT裝置(C臂方式)I以及圖1_2的C臂方式錐束X射線CT裝置Ia中包含的平滑化單元230的構(gòu)成要素。圖3是表示平滑化單元230的構(gòu)成要素的框圖。平滑化單元230使用通過卷積濾波器輸入單元320輸入的卷積濾波器的生成條件、和濾波器變換信息生成單元220生成并保存在濾波器變換信息保存單元226中的濾波器變換參數(shù)，針對投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)生成卷積濾波器，并對投影數(shù)據(jù)211實(shí)施2維的卷積運(yùn)算。如圖3所示，平滑化單元230由卷積濾波器變換信息讀入單元231、像素掃描單元232、卷積濾波器生成單元233、周邊像素讀入單元234、卷積單元235以及卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)保存單元236構(gòu)成。這些各構(gòu)成要素由實(shí)現(xiàn)各構(gòu)成要素的功能的軟件、和執(zhí)行該軟件的運(yùn)算/控制裝置、輸入輸出裝置以及存儲裝置組成的硬件構(gòu)成，通過上述軟件和硬件的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)各構(gòu)成要素的功能。卷積濾波器變換信息讀入單元231讀入由濾波器變換信息生成單元220生成的濾波器變換參數(shù)。像素掃描單元232掃描投影數(shù)據(jù)211的坐標(biāo)值(坐標(biāo)以及該坐標(biāo)的像素值)，卷積濾波器生成單元233根據(jù)卷積濾波器的生成條件和濾波器變換參數(shù)，生成與投影數(shù)據(jù)的各點(diǎn)對應(yīng)的卷積濾波器。像素掃描單元232對投影數(shù)據(jù)211進(jìn)行掃描，讀入投影數(shù)據(jù)的各點(diǎn)的坐標(biāo)值(坐標(biāo)和該坐標(biāo)的像素值)。周邊像素讀入單元234基于由像素掃描單元232掃描的坐標(biāo)值，讀入成為卷積濾波器的生成對象的點(diǎn)(以下稱為“投影像素”)的附近的點(diǎn)(以下稱為“周邊像素”)的投影數(shù)據(jù)的值(像素值)。卷積單元235關(guān)于投影像素，對于投影像素的值(像素值)以及周邊像素讀入單元234讀入的投影像素的值以及周邊像素的值，應(yīng)用由卷積濾波器生成單元233生成的卷積濾波器來進(jìn)行卷積運(yùn)算。卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)保存單元236保存卷積運(yùn)算結(jié)果O接著，基于圖4以及圖15說明圖1-1的錐束X射線CT裝置(C臂方式)I以及圖
1-2的C臂方式錐束X射線CT裝置Ia中包含的濾波單元250的構(gòu)成要素。圖4是表示濾波單元250的構(gòu)成要素的框圖。圖15是表示濾波處理的說明圖。濾波單元250使用通過FFT濾波器輸入單元340輸入的FFT濾波器的生成條件、和濾波器變換信息生成單元220生成的濾波器變換參數(shù)，生成與實(shí)施了卷積運(yùn)算的投影數(shù)據(jù)(以下稱為“卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)”)212的各橫行對應(yīng)的FFT濾波器，實(shí)施FFT濾波器處理。如圖4所示，濾波單元250由FFT濾波器變換信息讀入單元251、行數(shù)據(jù)讀入單元252、FFT濾波器生成單元253、FFT單元254、FFT濾波器積算單元255、逆FFT單元256以及濾波器處理后投影數(shù)據(jù)保存單元257構(gòu)成。這些各構(gòu)成要素通過實(shí)現(xiàn)各構(gòu)成要素的功能的軟件、和執(zhí)行該軟件的運(yùn)算/控制裝置、輸入輸出裝置以及存儲裝置所組成的硬件構(gòu)成，通過上述軟件和硬件協(xié)作，實(shí)現(xiàn)各構(gòu)成要素的功能。FFT濾波器變換信息讀入單元251讀入由濾波器變換信息生成單元220生成并保存在濾波器變換信息保存單元226中的濾波器變換參數(shù)。行數(shù)據(jù)讀入單元252從投影數(shù)據(jù)212 —次讀入進(jìn)行濾波處理的橫行數(shù)據(jù)、例如圖15中的橫行數(shù)據(jù)352。FFT濾波器生成單元253根據(jù)FFT濾波器的生成條件和濾波器變換參數(shù)，針對每行生成FFT濾波器。FFT單元254將橫行數(shù)據(jù)352變換為頻率數(shù)據(jù)，F(xiàn)FT濾波器積算單元255對頻率數(shù)據(jù)積算FFT濾波器生成單元253生成的FFT濾波器。逆FFT單元256將頻率數(shù)據(jù)恢復(fù)為實(shí)際空間數(shù)據(jù)，通過濾波器處理后投影數(shù)據(jù)保存單元257保存濾波器處理結(jié)果。逆投影單元260進(jìn)行濾波器處理后投影數(shù)據(jù)的逆投影運(yùn)算，生成被檢體2的3維CT像。·(卷積濾波器輸入單元320)卷積濾波器輸入單元320設(shè)定由卷積濾波器生成單元233生成的2維卷積濾波器的生成條件。以下，基于圖5說明卷積濾波器輸入單元320使用的⑶I的一例。圖5是表示卷積濾波器設(shè)定畫面30的一例的示意圖。圖5的標(biāo)簽41 44是攝影部位選擇標(biāo)簽，可以對頭部、胸部、腹部、腰部等各種攝影部位分別設(shè)定卷積濾波器生成條件，圖5表示選擇了胸部條件設(shè)定標(biāo)簽42的情況。按鈕45是攝影部位追加按鈕，可以追加頸部、四肢等其他攝影部位的條件。列表框31是選擇橫向的卷積濾波器尺寸的列表框，可以選擇“ I ”、“ 3 ”或“ 5 ”的值。列表框32是選擇縱向的卷積濾波器尺寸的列表框，可以選擇或“5”的值。但是，在列表框31、32中選擇了卷積濾波器尺寸“I”的情況下表示不進(jìn)行橫向或縱向的卷積運(yùn)算(設(shè)定關(guān)(OFF ))。圖5的點(diǎn)33以及35是橫向或者縱向的卷積濾波器函數(shù)閾值設(shè)定點(diǎn)，可以向左右拖動(dòng)來使橫向的濾波器函數(shù)閾值μa或者縱向的濾波器函數(shù)閾值yb變化。在此所說的“濾波器函數(shù)閾值”，是規(guī)定以怎樣的程度進(jìn)行平滑化處理(換言之，以怎樣的程度進(jìn)行清晰化處理)的值。當(dāng)用戶希望相對低噪聲的圖像時(shí)，需要相對大地執(zhí)行平滑化處理(換言之，相對小地執(zhí)行清晰化處理)。在這種情況下，將濾波器函數(shù)閾值設(shè)定為相對小的值。另一方面，當(dāng)用戶希望相對高分辨率的圖像時(shí)，需要相對小地執(zhí)行平滑化處理(換言之，相對大地執(zhí)行清晰化處理)。在這種情況下，將濾波器函數(shù)閾值設(shè)定為相對大的值。另外，點(diǎn)34以及36是橫向或者縱向的卷積濾波器函數(shù)變化量設(shè)定點(diǎn)，通過改變?yōu)V波器函數(shù)閾值邊界線的斜率，可以改變橫向的濾波器函數(shù)變化量Pa或者縱向的濾波器函數(shù)變化量3 b。在此所說的“濾波器函數(shù)變化量”，是規(guī)定在相對大地進(jìn)行平滑化處理的情況下應(yīng)用的濾波器函數(shù)、和相對小地進(jìn)行平滑化處理的情況下使用的濾波器函數(shù)區(qū)域的變化量的值。關(guān)于濾波器函數(shù)閾值的大小和平滑化處理的大小的關(guān)系、以及濾波器函數(shù)變化量的大小和平滑化處理的大小的關(guān)系，在后述的“費(fèi)米分布函數(shù)的參數(shù)”中進(jìn)一步說明。在后面說明卷積濾波器生成單元223使用上述的濾波器函數(shù)閾值μ a、μ b以及濾波器函數(shù)變化量β a、β b生成卷積濾波器的處理的細(xì)節(jié)。
(FFT濾波器輸入單元340)FFT濾波器輸入單元340設(shè)定FFT濾波器生成單元253生成的FFT濾波器的生成條件。以下，基于圖6說明FFT濾波器輸入單元340使用的⑶I的一例。圖6是表示FFT濾波器設(shè)定畫面40的一例的示意圖。與圖5相同，標(biāo)簽41 44是攝影部位選擇標(biāo)簽，按鈕45是攝影部位追加按鈕。圖6表示選擇了胸部條件設(shè)定標(biāo)簽42的情況。列表框51是選擇高空間分辨率區(qū)域用濾波器函數(shù)的列表框，列表框52是選擇低對比度區(qū)域用濾波器函數(shù)的列表框，選擇FFT濾波器生成單元253使用的生成條件。點(diǎn)53是FFT濾波器函數(shù)閾值設(shè)定點(diǎn)，點(diǎn)54是FFT濾波器函數(shù)變化量設(shè)定點(diǎn)，通過向左右拖動(dòng)使FFT濾波器函數(shù)閾值μ F、或者閾值邊界線的斜率變化，由此可以改變FFT濾波器函數(shù)變化量@F。在此所說的“FFT濾波器函數(shù)閾值μ/’，是規(guī)定使用FFT濾波器的平滑化處理的大小的值。另外，所謂“FFT濾波器函數(shù)變化量β/’是規(guī)定在FFT濾波器處理中使用的兩個(gè)
濾波器函數(shù)(圖6中的濾波器函數(shù)I和濾波器函數(shù)2)的變化的比例的值。在后面說明FFT濾波器生成單元253使用上述的濾波器函數(shù)閾值μ F、濾波器函數(shù)變化量、以及所選擇的高空間分辨率區(qū)域用濾波器函數(shù)、低對比度區(qū)域用濾波器函數(shù)生成FFT濾波器的處理的細(xì)節(jié)。上述的錐束X射線CT裝置I以及Ia的規(guī)格例如下。X射線源11和旋轉(zhuǎn)中心軸4的距離為800mm、旋轉(zhuǎn)中心軸4和2維X射線檢測器12 (FPD)的X射線入射面的距離為400mm、X射線入射面為400 X 300mm大小的長方形，TFT元件數(shù)為2048 X 1536，元件間隔為O. 2_。當(dāng)X射線入射到FDP時(shí)，首先在X射線入射面通過CsI等發(fā)光體變換為光，光信號通過光電二級管被變換為電荷。積蓄的電荷針對每一定的幀率通過TFT元件被變換為數(shù)字信號并被讀出。在旋轉(zhuǎn)攝影模式下，成塊2X2的TFT元件，以圖像尺寸1024X768、像素間距O. 4mm、每秒30巾貞讀出X射線透過像111。攝影系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)控制單元101使2維X射線檢測器12從被檢體2的左手的方向(-100度)通過頂棚方向(O度)移動(dòng)到被檢體2的右手方向(+100度)。由此，拍攝跨越200度的投影角度的被檢體2的X射線透過像111。C型臂13的旋轉(zhuǎn)速度例如為每I秒40度，掃描時(shí)間為5秒?！磩?dòng)作的概要〉接著，說明錐束X射線CT裝置I的攝影中的動(dòng)作的概要。在錐束X射線CT裝置I中，首先，攝影系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)控制單元101以旋轉(zhuǎn)中心軸4為中心開始C型臂13的旋轉(zhuǎn)。在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)加速期間后，X射線照射控制單元103從X射線管Ilt照射X射線，檢測系統(tǒng)控制單元107開始2維X射線檢測器12的攝像。從X射線管Ilt照射的X射線在透過被檢體2后被取入到2維X射線檢測器12。2維X射線檢測器12的信號在經(jīng)過A/D變換后作為由數(shù)字信號構(gòu)成的X射線透過像111記錄在圖像收集單元110中。2維X射線檢測器FDP的標(biāo)準(zhǔn)掃描模式為每秒30幀，旋轉(zhuǎn)攝影中的投影角度間隔為I. 33度，5秒間取得150枚X射線透過像111。200度的旋轉(zhuǎn)攝影完成時(shí)，X射線照射控制單元103結(jié)束X射線管Ilt的X射線照射，攝影系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)控制單元101在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)減速期間后停止旋轉(zhuǎn)。另外，例如作為2維X射線檢測器12而使用X射線影像增強(qiáng)器、光學(xué)透鏡以及CXD電視攝像機(jī)的組合的情況下的規(guī)格例，X射線影像增強(qiáng)器的直徑為300mm、CCD電視攝像機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)掃描模式為每秒60幀、掃描線數(shù)為512條，或者為每秒30幀、掃描線數(shù)1024條，CXD電視攝像機(jī)對通過光學(xué)透鏡成像的X射線影像增強(qiáng)器的可見光像進(jìn)行攝影。CXD電視攝像機(jī)拍攝的X射線透過像在被變換為視頻信號后被進(jìn)行A/D變換，作為512X512或者1024X1024的數(shù)字圖像被圖像收集單元110收集。重構(gòu)單元200在以上的旋轉(zhuǎn)攝影動(dòng)作中或者在旋轉(zhuǎn)攝影動(dòng)作結(jié)束后立即從圖像收集單元110讀出X射線透過像111，基于該X射線透過像111進(jìn)行重構(gòu)運(yùn)算，生成被檢體2的3維CT像。圖像顯示單元280將3維CT像顯示在由CRT裝置或液晶顯示器裝置等構(gòu)成的顯示裝置80中。此外，圖像顯示單元280也被用于顯示在圖像收集單元110中記錄的X射線透過像111。重構(gòu)單元200對通過圖像收集單元110收集的X射線透過像111進(jìn)行重構(gòu)，由此生成被檢體的重構(gòu)圖像，圖像顯示單元280在顯示裝置80中顯示重構(gòu)圖像。<重構(gòu)處理>接著，基于圖7說明通過重構(gòu)單元200執(zhí)行的重構(gòu)處理(S200)的流程。圖7是表示通過重構(gòu)單元200執(zhí)行的重構(gòu)處理(S200)的流程的流程圖。以下，按照圖7的步驟順序 來說明。(步驟S210)預(yù)處理單元210對圖像收集單元110收集的被檢體2和空氣的X射線透過像111實(shí)施自然對數(shù)變換運(yùn)算，變換為投影數(shù)據(jù)211 (S210)。(步驟S220)濾波器變換信息生成單元220計(jì)算投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)附近的特征量(例如各點(diǎn)附近的像素的像素值的平均值A(chǔ)c或標(biāo)準(zhǔn)偏差σ c)，生成用于在步驟S230中生成卷積濾波器的卷積濾波器變換參數(shù)(S220 )。(步驟S230)平滑化單元230使用步驟S220生成的卷積濾波器變換參數(shù)、用戶預(yù)先使用卷積濾波器輸入單元320設(shè)定的卷積濾波器的生成條件，針對投影數(shù)據(jù)211的每個(gè)點(diǎn)生成卷積濾波器，針對各點(diǎn)實(shí)施2維的卷積運(yùn)算(S230)。(步驟S240)濾波器變換信息生成單元220計(jì)算實(shí)施了卷積運(yùn)算處理的投影數(shù)據(jù)212的各橫行數(shù)據(jù)的像素值的特征量(平均值A(chǔ)f、標(biāo)準(zhǔn)偏差。F)，生成用于在步驟S250中生成FFT濾波器的FFT濾波器變換參數(shù)(S240)。(步驟S250)濾波單元250使用步驟S240生成的FFT濾波器變換參數(shù)、和用戶預(yù)先使用FFT濾波器輸入單元340設(shè)定的FFT濾波器的生成條件，生成與實(shí)施了卷積運(yùn)算處理的投影數(shù)據(jù)212的各橫行對應(yīng)的FFT濾波器，實(shí)施FFT濾波器處理(S250)。(步驟S260)逆投影單元260使用步驟S250的FFT濾波器處理后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行逆投影運(yùn)算(S260)。(步驟S270)判別是否針對全部投影數(shù)據(jù)執(zhí)行了從步驟S210到步驟S260的處理。在未對全部投影數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(否)的情況下返回步驟S210，針對下一投影數(shù)據(jù)執(zhí)行從步驟S210到步驟S260的處理。在“是”的情況下結(jié)束重構(gòu)處理(S220)，輸出被檢體2的3維CT像(S70)。
以下，使用圖8、圖9、圖10以及圖12說明作為本發(fā)明的特征的、上述步驟S220、S230、S240以及步驟S250的各自的處理的細(xì)節(jié)。圖8是表示卷積濾波器變換信息生成處理(S220)的流程的流程圖，圖9是表示特征量的計(jì)算區(qū)域和投影數(shù)據(jù)上的坐標(biāo)點(diǎn)的說明圖，圖10是表示投影數(shù)據(jù)的值(以下也稱為“投影級別”)和攝影部位的關(guān)系的概念圖，圖12是表示投影數(shù)據(jù)211的標(biāo)準(zhǔn)偏差Oc和平滑化參數(shù)Wa的函數(shù)所示的曲線的說明圖。首先，按照圖8的各步驟說明卷積濾波器變換信息生成處理。(步驟S221)投影數(shù)據(jù)讀入單元221讀入在步驟S210中生成的投影數(shù)據(jù)211 (S221)。
(步驟S222)如圖9所示，ROI設(shè)定單元222設(shè)定用于計(jì)算投影數(shù)據(jù)211的特征量的長方形或正方性的ROI (計(jì)算區(qū)域239)的大小。ROI尺寸以坐標(biāo)點(diǎn)238為中心，例如設(shè)為15X15 25X25 像素(S222)。(步驟S223)特征量計(jì)算單元223掃描投影數(shù)據(jù)211上的坐標(biāo)點(diǎn)，計(jì)算在步驟S222中指定的ROI區(qū)域(計(jì)算區(qū)域239)內(nèi)的像素值的平均值A(chǔ)c以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。C，由此求出投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)的特征量。此時(shí)，為了抑制標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算值由于從平均值大幅度偏離的數(shù)據(jù)受到影響，一次針對每ROI做成以該ROI內(nèi)的像素值的平均值、最大值、最小值設(shè)為橫軸的柱狀圖。并且，可以從ROI內(nèi)的像素值的平均值中僅使用在例如±1/10的度數(shù)分布內(nèi)的數(shù)據(jù)來求出標(biāo)準(zhǔn)偏差值(S223)。此外，在本實(shí)施方式中，針對投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)求出了特征量，但是也可以不針對全部點(diǎn)求出特征量，而僅針對適當(dāng)剔除后的點(diǎn)求出特征量。在這種情況下，被剔除的投影數(shù)據(jù)211的點(diǎn)的特征量可以利用從包含該點(diǎn)的計(jì)算區(qū)域得到的像素值的特征量。圖10概念性地表示從胸部跨越到腹部的部位的攝影中的、投影數(shù)據(jù)的值的變化。在胸部區(qū)域中，X射線吸收量小，因此，對數(shù)變換后的投影數(shù)據(jù)的平均值小，誤差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)也小。另一方面，在腹部區(qū)域中對數(shù)變換后的投影數(shù)據(jù)平均值大，并且X射線檢測器的輸出值小，因此成為誤差大的數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種X射線CT裝置，其可以在投影數(shù)據(jù)的平均值小、標(biāo)準(zhǔn)偏差小的攝影部位實(shí)施清晰化濾波器并生成高空間分辨率的X射線CT像，并且在投影數(shù)據(jù)的誤差大的攝影部位實(shí)施平滑化濾波器抑制噪聲，生成低對比度分辨率出色的X射線CT像。(步驟S224)特征量擬合單元224將在步驟S223中計(jì)算的投影數(shù)據(jù)211各點(diǎn)的特征量擬合為投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值的函數(shù)(即，投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)的橫向以及縱向的位置信息(坐標(biāo)值)和該位置的像素值的特征量的對應(yīng))(S224)。此外，也能夠省略步驟S223以及S224。在這種情況下，例如可以根據(jù)攝影部位或攝影條件由用戶輸入像素值的特征量(或特征量的范圍)的預(yù)測值，使用該輸入的像素值的特征量計(jì)算下述的濾波器變換信息。(步驟S225)濾波器變換信息計(jì)算單元225將步驟S224的擬合結(jié)果變換為卷積濾波器的參數(shù)，即使用擬合結(jié)果中包含的像素值的特征量生成卷積濾波器的參數(shù)(S225)。以下基于圖12說明該卷積濾波器的參數(shù)及其處理的細(xì)節(jié)。圖12是表示投影數(shù)據(jù)211的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ c和參數(shù)Wa的函數(shù)所示的曲線的說明圖?！銇碚f，對卷積濾波器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以使其合計(jì)成為I。并且，可以導(dǎo)入在卷積濾波器的合計(jì)為I的條件下可以變化的參數(shù)，例如橫向(后述的圖11-1 圖11-3中的u方向)的參數(shù)Wa以及縱向(后述的圖11-1 圖11-3中的V方向)的參數(shù)Wb。橫向的參數(shù)Wa以及縱向的參數(shù)Wb通常取超過-O. 5的實(shí)數(shù)值，將I. O設(shè)為最大值。參數(shù)Wa或參數(shù)Wb取負(fù)值時(shí)的卷積運(yùn)算成為取得與鄰接像素的差分的運(yùn)算，在這種情況下作為清晰化濾波器來發(fā)揮作用。在本實(shí)施方式的說明中，以下假定參數(shù)Wa以及參數(shù)Wb取正值(O. (Tl. 0)，卷積運(yùn)算作為平滑化濾波器來發(fā)揮作用，在后面的FFT濾波器運(yùn)算過程中進(jìn)行清晰化處理來說明。因此，在以下的平滑化處理的說明中，將參數(shù)Wa或參數(shù)Wb記載為平滑化參數(shù)Wa或平滑化參數(shù)Wb。以下，舉出步驟S225的濾波器變換信息計(jì)算單元225根據(jù)所述步驟S223的特征量計(jì)算單元223計(jì)算出的投影數(shù)據(jù)211的特征量(R0I平均值A(chǔ)c、標(biāo)準(zhǔn)偏差σ c)決定參數(shù)Wa以及Wb的函數(shù)式的一例來說明。如上所述，假定平滑化參數(shù)Wa以及Wb取O. (Tl. O的·值。另一方面，投影數(shù)據(jù)的特征量(R0I平均值A(chǔ)c、標(biāo)準(zhǔn)偏差σ C)，典型地Ac取O. 02/mm(水的X射線吸收系數(shù))X 200mm (身體厚度)=4.0, σ c取O. 2左右的值，但是假定取任意的實(shí)數(shù)值。作為輸入為任意的實(shí)數(shù)值、輸出為O I的函數(shù)的一例，可以導(dǎo)入以下舉例的“費(fèi)米分布函數(shù)” f(x)，[數(shù)學(xué)式I]
,、 I ν _ βο z￡c_ ηfix]= — ,Χ — ^Γ=-·βα(I)
I + βΛjV iXWa=f (X),或者同樣地導(dǎo)入函數(shù)f(y),[數(shù)學(xué)式2]
ILI I5 — Uc ηf(y) = -——~y ^ 一'Pt (2)Wb=f(y)。式(I)以及式(2)的μ a以及μ b是通過卷積濾波器輸入單元320輸入的橫向以及縱向的濾波器函數(shù)閾值，Pa以及Pb是濾波器函數(shù)變化量。根據(jù)以下說明的事項(xiàng)，β a以及i3b標(biāo)準(zhǔn)地可以取10左右的值。式(I)以及式(2)的“費(fèi)米分布函數(shù)”具有f(x)+f(-x)=l這樣的性質(zhì)，在計(jì)算后述的圖11-1 圖11-3中舉例表示的卷積濾波器的運(yùn)算中可以利用l_Wa=f(-x)或者1-Wb=f(_y)。圖12的曲線(I)(在圖12中用實(shí)線描繪)表示“費(fèi)米分布函數(shù)” f(x)，當(dāng)X = O即標(biāo)準(zhǔn)偏差σ C=濾波器函數(shù)閾值μ a時(shí)f (0)=0. 5。f (X)當(dāng)x=-l. O時(shí)約為O. 73，當(dāng)x=0時(shí)為0.5，當(dāng)x=+l. O時(shí)約為O. 27的值。通過函數(shù)f(x)決定的平滑化參數(shù)Wa，當(dāng)投影數(shù)據(jù)的ROI平均值A(chǔ)c、濾波器函數(shù)閾值μ a以及濾波器函數(shù)變化量Pa不變化時(shí)，投影數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差QC (即噪聲量)越大，X變得越小，平滑化參數(shù)Wa變得越大。即，一般來說，“費(fèi)米分布函數(shù)” f (X)中，當(dāng)濾波器函數(shù)閾值μ =標(biāo)準(zhǔn)偏差σ時(shí)平滑化參數(shù)Wa=O. 5、當(dāng)μ〈σ時(shí)ffa>0. 5，當(dāng)μ > σ時(shí)Wa〈0. 5，在Wa>0. 5時(shí)相對較大地進(jìn)行平滑化處理，當(dāng)Wa〈0. 5時(shí)相對較小地進(jìn)行平滑化處理。另外，在μ>σ的條件下使濾波器函數(shù)變化量β (β >0)相對較大時(shí)X相對增大，因此，平滑化參數(shù)W相對減小，設(shè)定了更強(qiáng)的高分辨率處理。另一方面，在μ〈σ的條件下使濾波器函數(shù)變化量β (β > O)相對較大時(shí)，X相對減小，因此，平滑化參數(shù)W相對增大，設(shè)定更 強(qiáng)的低噪聲處理。圖12的曲線(2)(在圖12中用虛線描繪)表示當(dāng)平均值A(chǔ)c以及濾波器函數(shù)變化量β a為標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)c=O. 4、β a=10時(shí)，將濾波器函數(shù)閾值μ a分別±0. 2時(shí)的f (X)的變化。在Ac=4. O、β a=10時(shí)，將濾波器函數(shù)閾值μ a + O. 2時(shí)，式(I)的x增大I. 0，對于相同標(biāo)準(zhǔn)偏差σ c，平滑化參數(shù)Wa減小，設(shè)定了高分辨率處理。反之，當(dāng)將濾波器函數(shù)閾值μ a — O. 2時(shí)，式(I)的X減小I. 0，平滑化參數(shù)Wa增大，設(shè)定了低噪聲處理。其結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的曲線(I)相比進(jìn)行了低噪聲設(shè)定，在圖12中相當(dāng)于曲線(3)(在圖12中用虛線描繪)。以上是根據(jù)濾波器函數(shù)閾值μ a、濾波器函數(shù)變化量β a以及ROI平均值A(chǔ)c、標(biāo)準(zhǔn)偏差σ c計(jì)算橫向的平滑化參數(shù)Wa的情況的說明，但是通過將上述的記載中的a替換為b，在圖12中將a替換為b，計(jì)算縱向的平滑化參數(shù)Wb。另外，如前所述，將橫向的平滑化參數(shù)Wa抑制為小的值，增大縱向的平滑化參數(shù)Wb，從CT像的空間分辨率的觀點(diǎn)出發(fā)是理想的。在上述圖5中表示了點(diǎn)33表示的橫向的濾波器函數(shù)閾值Pa被設(shè)定為相對大的值，點(diǎn)35表示的縱向的濾波器函數(shù)閾值yb被設(shè)定為相對小的值的情況。針對投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)進(jìn)行本步驟的處理，生成將各點(diǎn)的坐標(biāo)值和平滑化參數(shù)Wa以及Wb對應(yīng)起來的信息。(步驟S226)濾波器變換信息保存單元226保存步驟S225求出的濾波器變換信息(將卷積濾波器變換參數(shù)設(shè)為投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值的函數(shù)的信息)(S226)。接著，使用圖11-1、圖11-2、圖11-3以及圖13說明平滑化處理(S230)的細(xì)節(jié)。圖
11-1是說明卷積濾波器尺寸為3X3時(shí)的卷積運(yùn)算的說明圖，圖11-2是說明卷積濾波器尺寸為1X3時(shí)的卷積運(yùn)算的說明圖，圖11-3是說明卷積濾波器尺寸為3X5時(shí)的卷積運(yùn)算的說明圖，圖13是表示平滑化處理(S230)的流程的流程圖。以下，按照圖13的步驟順序進(jìn)行說明。(步驟S231)卷積濾波器變換信息讀入單元231讀入卷積濾波器變換信息生成處理(S220)生成的卷積濾波器變換信息(具體來說，通過步驟S226作為投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值的函數(shù)而保存的平滑化參數(shù)Wa以及Wb) (S231)。(步驟S232)像素掃描單元232掃描投影數(shù)據(jù)211的各點(diǎn)(以下稱為投影像素)的坐標(biāo)值(與像素的坐標(biāo)和像素值相當(dāng))(S232)。(步驟S233)卷積濾波器生成單元233使用卷積濾波器變換信息讀出與各投影像素的坐標(biāo)值對應(yīng)的平滑化參數(shù)Wa、Wb，使用它們生成與各投影像素對應(yīng)的卷積濾波器(S233)。在此，使用圖11-1 圖11-3以及圖12舉例對本實(shí)施方式中的卷積運(yùn)算以及卷積濾波器生成單元233的處理進(jìn)行說明。此外，卷積運(yùn)算以及卷積濾波器生成方法不限于以下內(nèi)容，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更。圖11-1是示意地表示橫向、縱向的卷積濾波器尺寸都為“3”時(shí)執(zhí)行的卷積運(yùn)算的圖，圖11-2是示意地表示橫向的卷積濾波器尺寸為“I”(即，橫向的卷積運(yùn)算關(guān)(OFF))，縱向的卷積濾波器尺寸為“3”時(shí)執(zhí)行的卷積運(yùn)算的圖，圖11-3是示意地表示橫向的卷積濾波器尺寸為“3”、縱向的卷積濾波器尺寸為“5”時(shí)執(zhí)行的卷積運(yùn)算的圖。圖11-1的矩陣61、63以及65表示實(shí)施卷積運(yùn)算的像素的值P (U，ν)和其附近點(diǎn)的像素值。矩陣62、64以及66表示卷積濾波器。并且，針對圖11-1，基于以下(3)式計(jì)算與卷積運(yùn)算前的像素值P(u，V)對應(yīng)的卷積運(yùn)算后的像素值P’(U，V)，針對圖11-2，基于以下(4)式計(jì)算與卷積運(yùn)算前的像素值P (U，ν)對應(yīng)的卷積運(yùn)算后的像素值P’(U，V)。[數(shù)學(xué)式3]
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備 產(chǎn)生X射線的X射線源； 與所述X射線源相對配置，檢測透過被檢體的所述X射線，輸出所述被檢體的投影數(shù)據(jù)的X射線檢測器； 使所述X射線源和所述X射線檢測器在維持相對配置的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元； 生成與包含在所述投影數(shù)據(jù)中的像素值的特征量對應(yīng)地變化的圖像處理濾波器的濾波器生成單元； 重構(gòu)單元，對所述投影數(shù)據(jù)，使用所述生成的圖像處理濾波器進(jìn)行重構(gòu)運(yùn)算，生成所述被檢體的X射線CT像；以及 顯示所述X射線CT像的圖像顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述濾波器生成單元對于所述投影數(shù)據(jù)的各點(diǎn)，生成卷積濾波器作為與該點(diǎn)的像素值的特征量對應(yīng)的所述圖像處理濾波器， 所述重構(gòu)單元具備針對所述各點(diǎn)的每個(gè)點(diǎn)疊加所述卷積濾波器的卷積單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述X射線CT裝置還具備 輸入所述卷積濾波器的生成條件的第一輸入單元；以及 生成包含與所述投影數(shù)據(jù)的像素值的特征量對應(yīng)地變化的參數(shù)的第一濾波器變換信息的第一濾波器變換信息生成單兀， 所述濾波器生成單元使用所述輸入的生成條件以及所述第一濾波器變換信息，生成所述卷積濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線CT裝置，其特征在于， 作為所述生成條件，所述第一輸入單元接受所述卷積濾波器的橫向的卷積尺寸、規(guī)定橫向的平滑化處理的大小的濾波器函數(shù)閾值、以及規(guī)定橫向的平滑化濾波器函數(shù)的變化量的濾波器函數(shù)變化量、以及所述卷積濾波器的縱向的卷積尺寸、規(guī)定縱向的平滑化處理的大小的濾波器函數(shù)閾值、以及規(guī)定縱向的平滑化濾波器函數(shù)的變化量的濾波器函數(shù)變化量的輸入， 所述第一濾波器變換信息生成單元使用所述投影數(shù)據(jù)的像素值的特征量和所述橫向?yàn)V波器函數(shù)閾值以及橫向?yàn)V波器函數(shù)變化量來計(jì)算橫向平滑化參數(shù)，并且使用所述投影數(shù)據(jù)的像素值的特征量、所述縱向?yàn)V波器函數(shù)閾值以及縱向?yàn)V波器函數(shù)變化量來計(jì)算縱向平滑化參數(shù)， 所述濾波器生成單元對所述投影數(shù)據(jù)的各點(diǎn)，使用該點(diǎn)的像素值的特征量和與該特征量對應(yīng)的橫向平滑化參數(shù)以及所述縱向平滑化參數(shù)，生成由所述輸入的橫向卷積尺寸以及縱向卷積尺寸構(gòu)成的所述卷積濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述第一濾波器變換信息生成單元還具備設(shè)定包含所述投影數(shù)據(jù)的各點(diǎn)的第一計(jì)算區(qū)域的第一區(qū)域設(shè)定單元；計(jì)算在所述第一計(jì)算區(qū)域中包含的像素的像素值的特征量的第一特征量計(jì)算單元；將所述各點(diǎn)的坐標(biāo)值和所述像素值的特征量對應(yīng)起來的第一特征量擬合單元，生成將使用與所述坐標(biāo)值對應(yīng)的像素值的特征量計(jì)算出的所述橫向平滑化參數(shù)以及所述縱向平滑化參數(shù)與所述坐標(biāo)值對應(yīng)起來的所述第一濾波器變換信息， 所述濾波器生成單元使用所述投影數(shù)據(jù)的各點(diǎn)的坐標(biāo)值和所述第一濾波器變換信息，生成所述卷積濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述濾波器生成單元，對于所述投影數(shù)據(jù)或疊加了所述卷積濾波器的卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)的成為I維傅里葉變換處理的對象的各行數(shù)據(jù)，基于該行數(shù)據(jù)的像素值的特征量生成與頻率對應(yīng)的FFT濾波器，作為所述圖像處理濾波器， 所述重構(gòu)單元具備針對所述投影數(shù)據(jù)的各行數(shù)據(jù)、或所述卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)的各行數(shù)據(jù)的每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行使用所述FFT濾波器的濾波處理的濾波單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述X射線CT裝置還具備 輸入所述FFT濾波器的生成條件的第二輸入單元；以及 生成包含與所述投影數(shù)據(jù)的行數(shù)據(jù)的像素值的特征量對應(yīng)地變化的參數(shù)的第二濾波器變換信息的第二濾波器變換信息生成單元， 所述濾波器生成單元使用所述輸入的生成條件以及所述第二濾波器變換信息，針對所述投影數(shù)據(jù)的各行數(shù)據(jù)或所述卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)的各行數(shù)據(jù)，生成所述FFT濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述第二濾波器變換信息生成單元還具備 設(shè)定由所述投影數(shù)據(jù)或所述卷積運(yùn)算處理后投影數(shù)據(jù)的行數(shù)據(jù)構(gòu)成的第二計(jì)算區(qū)域的第二區(qū)域設(shè)定單元； 計(jì)算包含在所述第二計(jì)算區(qū)域中的像素的像素值的特征量的第二特征量計(jì)算單元；以及 將與所述行數(shù)據(jù)的長度方向垂直的方向的坐標(biāo)值、和所述像素值的特征量對應(yīng)起來的第二特征量擬合單元， 生成將使用與所述坐標(biāo)值對應(yīng)的像素值的特征量計(jì)算出的參數(shù)、與所述坐標(biāo)值對應(yīng)起來的第二濾波器變換信息， 所述濾波器生成單元使用所述各行數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值和所述第二濾波器變換信息，生成所述FFT濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的X射線CT裝置，其特征在于， 作為所述生成條件，所述第二輸入單元接受在相對高空間分辨率的區(qū)域中使用的第一濾波器函數(shù)、在相對低對比度區(qū)域中使用的第二濾波器函數(shù)、規(guī)定所述第一濾波器函數(shù)或第二濾波器函數(shù)的含有率的大小的濾波器函數(shù)閾值、表示所述含有率的變化量的濾波器函數(shù)變化量的輸入， 所述第二濾波器變換信息生成單元計(jì)算由與所述第二計(jì)算區(qū)域的像素值的特征量對應(yīng)的所述含有率構(gòu)成的所述參數(shù)， 所述濾波器生成單元基于所述第二濾波器變換信息，計(jì)算所述各行數(shù)據(jù)的所述第一濾波器函數(shù)或所述第二濾波器函數(shù)的含有率，按照該含有率對所述第一濾波器函數(shù)和所述第二濾波器函數(shù)進(jìn)行積算，由此生成所述FFT濾波器。
10.一種X射線CT裝置的控制方法，所述X射線CT裝置具備產(chǎn)生X射線的X射線源；與所述X射線源相對配置，檢測透過被檢體的所述X射線來輸出所述被檢體的投影數(shù)據(jù)的X射線檢測器；以及使所述X射線源和所述X射線檢測器在維持相對配置的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元， 所述X射線CT裝置的控制方法的特征在于， 具備以下步驟 生成根據(jù)在所述投影數(shù)據(jù)中包含的像素值的特征量變化的圖像處理濾波器的步驟；對于所述投影數(shù)據(jù)，使用所述生成的圖像處理濾波器進(jìn)行重構(gòu)運(yùn)算，生成所述被檢體的X射線CT像的步驟；以及 顯示所述X射線CT像的步驟。
全文摘要
在用面檢測器掃描跨越多個(gè)部位的被檢體時(shí)，為了針對被檢體的各部位、各區(qū)域生成最佳畫質(zhì)的X射線CT像，特征在于，具備產(chǎn)生X射線的X射線源(11)；X射線檢測器(12)；使X射線源(11)和X射線檢測器(12)在保持相對配置的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)單元(13)；基于從X射線檢測器(12)輸出的投影數(shù)據(jù)的特征量生成卷積濾波器，并在投影數(shù)據(jù)上疊加卷積濾波器的平滑化單元(230)以及濾波單元(250)；進(jìn)行疊加了卷積濾波器的投影數(shù)據(jù)的重構(gòu)運(yùn)算，生成被檢體的X射線CT像的重構(gòu)單元(200)；顯示由重構(gòu)單元(200)生成的圖像的圖像顯示單元(280)。
文檔編號A61B6/03GK102946807SQ20118002970
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者岡部正和 申請人:株式會社日立醫(yī)療器械