JPH0116493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンピユータ・トモグラフイ装置に
おける放射線検出器アライメントずれの再構成画
像に与える歪みを補正できるようにしたコンピユ
ータ・トモグラフイ装置における画像再構成方法
に関するものである。

Ｘ線等を用いた横断面検査装置として知られる
いわゆるコンピユータ・トモグラフイ
（Computerized tomography：CT）装置は、例
えば第１図ａ，ｂのように偏平な扇状のフアンビ
ームＸ線Fxを曝射するＸ線源１と、このＸ線を
検出する複数のＸ線検出素子を並設してなるＸ線
検出器２とを被検体Ｐを挾んで対峙させ、且つこ
れらＸ線源１およびＸ線検出器２を前記被検体Ｐ
を中心に互いに同方向に同一角速度で回路移動さ
せて、被検体断面上の種々の方向についてのＸ線
投影データを収集し、そして充分なデータを収集
した後、このデータを電子計算器で解析し被検体
断面の個々の位置に対応するＸ線吸収率を算出し
て、その吸収率に応じた階調度を与えて前記被検
体断面図における画像情報を再構成するようにし
たものであり、軟質組織から硬質組織にいたるま
で明確な断層像が得られる。

前記Ｘ線検出器２は例えば、それぞれ電離箱を
構成する多数の放射線検出セルからなりXe（キセ
ノン）等の高圧ガスが封入された放射線検出器と
して構成され、被検体Ｐの断面を透過したＸ線の
エネルギを電離電流として検出し、これをＸ線投
影による検出データとして出力する。

即ち、このＸ線投影データの収集にあたつては
電離箱を構成する各放射線検出セルとＸ線源１を
結ぶ経路（これを「Ｘ線パス」と称する）上を透
過して入射したＸ線のエネルギを電離電流として
検出してこれを所定の時間積分し、その積分値を
所定の時定数の放電回路にて放電してその放電時
間値を各Ｘ線パスについてのＸ線投影データとす
るものである。一つの角度位置におけるすべての
Ｘ線パスに対するデータ収集が終ると、次の角度
位置における各Ｘ線パスのデータ収集に移つてゆ
くが、この間に前回のＸ線投影による電離電流や
積分値の放電等が完全に消滅、終了していなけれ
ば次のデータ収集に誤差となつてあらわれてく
る。再構成画像の分解能はＸ線検出器１の感度、
分解能で決定されるため、優れたCT画像情報を
得るには早い回復時間、高感度、高分解能を有す
る放射線検出器を使用しなければならない。

第２図に、従来用いられている放射線検出器の
一例を示す。同図において、３は電極群を内蔵す
る容器本体、４はこの容器本体３の開口部を閉塞
する蓋である。これら容器本体３および蓋４は内
部に充填される高圧ガス（例えばXeガス）に対
して充分な強度および気密を保持できるようにし
てある。この放射線検出器はフアンビームＸ線
Fxの拡がり角θに対応して、その入射側側壁３
ａの一部３ｂを他の部分より薄くして充分にＸ線
エネルギが内部の電極群に到達するようにしてあ
る。第３図は第２図に示すＡ−A′線を矢印方向
に移動させた面に沿う断面を示すものであり、電
極群を配置し電離箱を構成するための空洞部３ｃ
があることがわかる。

第４図は電極板５，６を所定のピツチに配置す
るための溝が設けられた電極支持板７に電極板
５，６を挿入配置した状態を示す図であり、５が
信号検出用の信号電極板、６が高圧用のバイアス
電極板である。８はバイアス電極板６に高圧を印
加するためのリード線であり、９は信号電極板５
から信号電流を外部に取り出すためのリード線で
ある。これらは信号電極板５とこれに隣接する２
枚のバイアス電極板６で一組の放射線検出セルを
構成している。

第５図は、第４図に示された電極板５，６を容
器本体３内に配置したときの第２図に示すＢ−
B′線を矢印方向に移動させた面に沿う断面を示
すもので容器本体３の内部に電極板５，６が交互
に配置されているのがわかる。

ところで、優れたCT画像を得るためにはＸ線
源と放射線検出器とが決められた位置に正確に配
置されていなければならない。即ち、Ｘ線源のフ
アンビームの拡がり範囲をカバーするように放射
線検出器が配されており、定められた位置の各Ｘ
線パスの放射線を検出できるよう放射線検出セル
はフアンビームＸ線の焦点に向いている必要があ
る。

即ち、通常、CT装置の画像再構成と云う数学
的手法においては、Ｘ線源及び放射線検出器の幾
何学的条件はすべて理想的な場合が想定されてい
る。例えばフアンビームＸ線の中心は放射線検出
器の中央のチヤネルにアライメントされていると
想定している。

ところが現実的にはビームの中心を放射線検出
器の中央のチヤネルにアライメントすることは不
可能であり、チヤネル幅の小数点以下の精度でず
れているのが普通である。

このアライメントずれがあると収集したＸ線投
影データの持つ位置的な対応に誤差が生ずること
になり、画像再構成時にこの誤差のため像が歪む
と云う問題が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、中
心に細いワイヤを持つピンフアントムを用い、Ｘ
線源と放射線検出器の回転中心にＸ線ビームによ
る被検体スライス面に垂直な方向に前記ワイヤが
位置するようピンフアントムを配設すると共に、
このピンフアントムの投影データを放射線検出器
で検出し、その検出データをもとにピンフアント
ムの中心位置と放射線検出器の中心のチヤネルと
のずれ量を求め、これを放射線検出器のアライメ
ントずれ量として認識し、画像再構成時にアライ
メントずれ量に対応する補正を加えることにより
前記欠点を除去し、完全にアライメントずれ量が
零になるまで位置調整せずとも歪のない再構成画
像を得ることのできるようにしたコンピユータ・
トモグラフイ装置における画像再構成方法を提供
することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第６図を参照
しながら説明する。

第６図は本発明装置におけるアライメントずれ
量測定の方法を示す図であり、図中１はＸ線源、
２は多チヤネルの放射線検出器である。Ｏはこれ
らＸ線源１及び放射線検出器２の回転中心であ
り、この回転中心に位置させて有限径を持つ直線
状のワイヤ等で作られたピンフアントムPfをフ
アンビームＸ線によるスライス面（投影面）に垂
直に配設させる。Ｘ線源１の曝射点（Ｘ線管であ
れば焦点）と放射線検出器２の放射線検出セル
Ds群の中心とは前記回転中心Ｏを介して一直線
Ａ上に対峙されるようCT装置の製作時に調整さ
れるが完全に一致させることは難しいため、ある
程度まで調整を行なうに留めてある。従つて、ア
ライメントずれが残る。

この状態でＸ線源１よりＸ線曝射を行なうと放
射線検出器２からはピンフアントムPfのＸ線投
影データが得られる。即ち、このＸ線投影データ
はＸ線源１からのＸ線ビームがフアンビームＸ線
であるために拡がるから、その拡がりに対応して
ピンフアントムPfを通るＸ線パス上に位置する
複数の放射線検出セルにより得られる。従つて、
放射線検出器２を構成する全チヤネルの放射線検
出セルのうち、ピンフアントムPfを通るＸ線パ
ス上のチヤネルの放射線検出セルが検出するＸ線
投影データは第６図に示す如くＸ線減衰を受けて
Ｍなる低い値を示し、それ以外のＸ線パス上の放
射線検出セルはＸ線減衰を受けないのでＮなる高
い値を示す。

そこで、ＮとＭの中間値である半値（Ｎ−Ｍ／２） を示すチヤネルをこれら収集データをもとにCT
装置の計算機で演算により求める。計算の精度は
チヤネル幅（放射線検出セルの幅）の精度の1/5
〜1/10が得られる。

半値を示すチヤネルは二つはあるはずであるか
ら、その二つのチヤネルの中央のチヤネルが真の
アライメント点（チヤネル）と云うことになる。
一般にこの種の放射線検出器はチヤネル数が少な
くとも数百チヤネルあり、そのチヤネル幅も数ミ
リ以下で一定であるから上記精度で中心のチヤネ
ルを求めれば本来の中心となるべきチヤネルのア
ライメントずれ量が数値的に求まる。

このようにして得たアライメントずれ量を計算
機のメモリにストアしておき、撮影時において収
集したＸ線投影データの前処理→コンボリユーシ
ヨン演算→バツクプロジエクシヨンと進む画像再
構成処理時に前記ストアされたアライメントずれ
量を読み出してその分の補正を行なわせる。即
ち、画像再構成処理プロセス中のバツクプロジエ
クシヨン処理の中でＸ線ビームの幾何学条件を勘
案して処理する過程があるのでこのとき前記アラ
イメントずれ量を入力して補正を行ないアライメ
ントのずれに基く再構成画像の歪を取り除く。

このようにフアンビームＸ線を曝射するＸ線源
とそのＸ線を検出する多チヤネルの放射線検出器
の回転中心にフアンビームＸ線による被検体のス
ライス面に直角の方向に有限径のワイヤによる被
検物を配置し、この被検物のＸ線投影データを前
記放射線検出器にて検出収集すると共にこれらＸ
線投影データより被検物のデータの分布状態をそ
のデータの検出を行なつたチヤネルとの対応のも
とに求めてこれより前記Ｘ線源と回転中心とを通
る線上に位置する放射線検出器のチヤネルを求め
ると共にこのチヤネルと画像再構成処理のための
演算過程において予め設定された前記Ｘ線源と回
転中心とを通るチヤネルに対するずれ量を求めて
これを補正データとして保存し、画像再構成処理
時にこの補正データを用いて画像再構成処理にお
いて定められたフアンビームＸ線と放射線検出器
の各チヤネルの正規の位置との関係に対する実際
の各チヤネルの位置ずれをデータ上で補正するこ
とにより画像の歪を除去するようにしたので、ア
ライメントずれがあつても画像への影響を防ぐこ
とができ、しかも補正データは一度求めれば以後
これをそのまま使用できるなど簡単でしかも良質
の画像を得ることのできるコンピユータ・トモグ
ラフイ装置の画像再構成方法を提供することがで
きる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限
定することなくその要旨を変更しない範囲内で適
宜変形して実施し得るものであり、例えば上記説
明ではピンフアントムを用いてアライメントずれ
量を求めるようにしたが、基準となり得る他の被
検体を用いても実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはCT装置の一例を説明するため
の原理図、第２図乃至第５図は放射線検出器の構
造の一例を説明するための図、第６図は本発明に
おけるアライメントずれ量のデータ収集手法を説
明するための図である。 １……Ｘ線源、２……放射線検出器、Ds……
１チヤネル当りの放射線検出素子、Pf……ピン
フアントム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フアンビーム状の放射線を曝射する放射線源
   とその放射線を検出する多チヤネル型の検出器と
   を被写体断層面を介して対峙して配設すると共に
   これらを前記被写体断層面を中心に同一角速度で
   同方向に回転移動させ、放射線による種種の方向
   からの投影データを収集し、これより前記断層面
   の各位置の放射線吸収値を求めて前記断層面の画
   像再構成を行なうようにした装置において、前記
   回転中心に前記フアンビーム状の放射線による被
   写体の放射線投影面に直角な方向に有限径の直線
   状被検物を配設し、この被検物の投影データを収
   集すると共にこれら投影データより前記被検物の
   データを分布状態をそのデータの検出したチヤネ
   ルとの対応のもとに求めて、これより前記フアン
   ビーム状の放射線の中心線に位置する放射線検出
   器のチヤネルを求め、これより画像再構成処理の
   ための演算過程において予め設定された前記回転
   中心を介して前記放射線源に対峙すべきチヤネル
   の有する正規の位置に対するずれ量を求めてこれ
   を補正データとして保存し、画像再構成処理時に
   この補正データを用いて前記位置ずれ量分補正し
   各チヤネルが正規の位置にある場合に得られるべ
   き画像となるように処理することを特徴とするコ
   ンピユータ・トモグラフイ装置の画像再構成方
   法。