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CT装置、CT装置における画像再構成方法、及び電子回路部品

国内特許コード P100000343
整理番号 TUK20080049
掲載日 2009年9月4日
出願番号 特願2008-317758
公開番号 特開2010-136958
登録番号 特許第5493072号
出願日 平成20年12月13日(2008.12.13)
公開日 平成22年6月24日(2010.6.24)
登録日 平成26年3月14日(2014.3.14)
発明者
  • 吉永 哲哉
  • 藤本 憲市
出願人
  • 国立大学法人徳島大学
発明の名称 CT装置、CT装置における画像再構成方法、及び電子回路部品
発明の概要 【課題】より高速、高画質を実現することができるCT装置、CT装置における画像再構成方法、及び電子回路部品を提供する。
【解決手段】対象物断層の画像を得るCT装置において、投影データを取得する投影データ取得部と、前記投影データ取得部が取得した投影データに基づいて、前記対象物断層の画像における画素ごとの画素値を得る画像再構成部とを備え、前記画像再構成部は、下記に示される微分方程式の解として画素ごとの画素値xを算出する。



【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



人体などの対象物に複数の角度から放射線(例えばX線)を照射し、対象物内で減衰した放射線を検出し、対象物断層の画像を得る透過型CT(コンピューテド・トモグラフィ)装置、や、体内等に放射性同位元素を投与し、放出された放射線(例えばγ線)の強度データを測定して、同様に対象物断層の画像を得る放射型CT装置(例えばSPECT、PET)は、既に広く実用に供されている。





上記のようなCT装置においては、検出された放射線のデータ(投影データ)から対象物断層の画像を得るために画像再構成処理を行う。従来の画像再構成処理として、いわゆる解析的手法と逐次的手法とがある。





解析的手法とは、投影データの1次元フーリエ変換が、対象物の2次元フーリエ変換における原点を通る同じ角度の1次元データと一致する、いわゆる投影切断面定理を利用したものであり、例えばフィルタ補正逆投影法(FBP法)、重畳積分法などが既に実用化されている。これらの方法では、高速フーリエ変換(FFT)を用いるため、専用のハードウェアも開発されており、非常に迅速な処理を行うことができる。





しかしながら、解析的手法では、対象物内に金属など、放射線吸収率の高い物質が存在すると、放射状のアーチファクトが生じることが知られている。このようなアーチファクトが生じない画像再構成法が逐次的方法である。逐次的方法とは、初めに任意の画像(例えば画素値が均一な画像)を仮定し、仮定された画像からつくられる投影データを計算し、これを実測投影データと比較する。比較して差があれば、この差を小さくするように画像を逐次に修正していく方法である。逐次的方法の例として、ML-EM法やOS-EM法などが既に詳細に研究されている。





【非特許文献1】

川浩一、「ECTにおける反復的画像再構成」、日本放射線技術学会雑誌、社団法人日本放射線技術学会、2000年7月、第56巻、第7号、p.890―894





【非特許文献2】

中栄一、「PET画像の再構成法の現状と展望」、日本放射線技術学会雑誌、社団法人日本放射線技術学会、2006年6月、第62巻、第6号、p.771-777

産業上の利用分野



本発明は、対象物断層の画像を得るCT装置、CT装置における画像再構成方法、及び画像再構成に用いる電子回路部品に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
対象物断層の画像を得るCT装置において、
投影データを取得する投影データ取得部と、
前記投影データ取得部が取得した投影データに基づいて、前記対象物断層の画像における画素ごとの画素値を得る画像再構成部とを備え、
前記画像再構成部は、
下記(数1)に示される微分方程式の解として画素ごとの画素値xを算出する
ことを特徴とするCT装置。
【数1】



【請求項2】
前記(数1)において、投影作用素Aは、投影データyの各々の要素(各行の値)に対応する画素それぞれに応じた値が付与され、投影データyの要素に対応しない画素については値を0とした行列である
ことを特徴とする請求項1に記載のCT装置。

【請求項3】
投影データyをy、y、・・yのM個(Mは、2以上、投影データyの要素数までの整数)に分割するとともに、投影作用素Aも、分割された投影データに対応させて分割し、下記(数2)の微分方程式の解として画素値を算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のCT装置。
【数2】



【請求項4】
前記画像再構成部は、
上記(数2)のmの値を切り替える切替部を備えることを特徴とする請求項3に記載のCT装置。

【請求項5】
前記(数1)若しくは前記(数2)の微分方程式の解を、アナログ回路により算出する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のCT装置。

【請求項6】
前記アナログ回路は、
各画素に対応した乗算器、及び前記乗算器の出力が入力される積分器を含み、前記積分器の出力の収束値として各画素の画素値を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載のCT装置。

【請求項7】
前記CT装置は、
前記(数1)若しくは前記(数2)の微分方程式の解として得られた画素値を、CT値に変換する変換部を有する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のCT装置。

【請求項8】
対象物断層の画像を得るCT装置における画像再構成方法であって、
投影データを取得する投影データ取得ステップと、
取得された投影データに基づいて、前記対象物断層の画像における画素ごとの画素値を得る画像再構成ステップとを含み、
前記画像再構成ステップにおいて、下記(数3)に示される微分方程式の解として画素ごとの画素値xを算出する
ことを特徴とする画像再構成方法。
【数3】



【請求項9】
前記(数3)において、投影作用素Aは、投影データyの各々の要素(各行の値)に対応する画素それぞれに応じた値が付与され、投影データyの要素に対応しない画素については値を0とした行列である
ことを特徴とする請求項8に記載の画像再構成方法。

【請求項10】
投影データyをy、y、・・yのM個(Mは、2以上、投影データyの要素数までの整数)に分割するとともに、投影作用素Aも、分割された投影データに対応させて分割し、下記(数4)の微分方程式の解として画素値を算出する
ことを特徴とする請求項8又は9のいずれかに記載の画像再構成方法。
【数4】



【請求項11】
前記画像再構成ステップにおいて、
上記(数4)のmの値を切り替えることを特徴とする請求項10に記載の画像再構成方法。

【請求項12】
前記(数3)若しくは前記(数4)の微分方程式の解を、アナログ回路により算出する
ことを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載の画像再構成方法。

【請求項13】
対象物断層の画像を得るCT装置に用いられる電子回路部品であって、
投影データが入力される投影データ入力端子と、
入力された投影データに基づいて、前記対象物断層の画像における画素ごとの画素値を得る画像再構成部とを備え、
前記画像再構成部は、
下記(数5)に示される微分方程式の解として画素ごとの画素値xを算出する
ことを特徴とする電子回路部品。
【数5】



【請求項14】
前記(数5)において、投影作用素Aは、投影データyの各々の要素(各行の値)に対応する画素それぞれに応じた値が付与され、投影データyの要素に対応しない画素については値を0とした行列である
ことを特徴とする請求項13に記載の電子回路部品。

【請求項15】
投影データyをy、y、・・yのM個(Mは、2以上、投影データyの要素数までの整数)に分割するとともに、投影作用素Aも、分割された投影データに対応させて分割し、下記(数6)の微分方程式の解として画素値を算出する
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の電子回路部品。
【数6】



【請求項16】
前記画像再構成部は、
上記(数6)のmの値を切り替える切替部を備えることを特徴とする請求項15に記載の電子回路部品。

【請求項17】
前記(数5)若しくは前記(数6)の微分方程式の解を、アナログ回路により算出する
ことを特徴とする請求項13から16のいずれかに記載の電子回路部品。

【請求項18】
前記アナログ回路は、
各画素に対応した乗算器、及び前記乗算器の出力が入力される積分器を含み、前記積分器の出力の収束値として各画素の画素値を算出する
ことを特徴とする請求項17に記載の電子回路部品。

【請求項19】
前記電子回路部品は、
前記(数5)若しくは前記(数6)の微分方程式の解として得られた画素値を、CT値に変換する変換部を有する
ことを特徴とする請求項13から18のいずれかに記載の電子回路部品。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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