JPH01223938A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、データサンプリング方向の計測データゲイン
のばらつきを補正可能のＸ線ＣＴ装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線曝射強度の変動やデータ計
測系プリンアンプ出力ゲインの変化が生じると、計測デ
ータゲインが変化し、満足する再構成画像が得られない
。

そこで計測データゲインの補正をしなければならないが
、従来、次のような方法が一般的である。

それは、エアーを計測する専用のＸ線検出器（リファレ
ンス・ディテクタ）を備え、その計測データをオフセッ
ト値と考えて計測データゲインのばらつきを補正する方
法（リファレンス補正法）である。

このリファレンス補正法の補正概念を計算式で表せば次
式（１）の通りである。

＝　ＸＤ、、　ｅ　−ＲＤａ　　　−−−（１）ただし
、ＣＤ！、θ：サンプリング角度θにおけるｉチャンネ
ルの補正結果。

ｅＸＰ　（ＲＤθ）：サンプリング角度θにおけるリフ
ァレンス出力。

ｅＸＰ（ＸＤ＝、θ）：サンプリング角度θにおけるｉ
チャンネルの計測デー タ。

このようなリファレンス補正法には、大別して次のＡ、
８２方法がある。まずＡ方法は、データサンプリング用
Ｘ線検出器の最外側チャネルをリファレンス・ディテク
タとして使用する方法であり、またＢ方法は、データサ
ンプリング用Ｘ線検出器とは別個に、専用のリファレン
ス・ディテクタを装備（一般にはＸ線源近傍に配置）す
る方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記Ａ方法は、特に第３世代ＣＴ装置において有効な方
法で、 （１）専用のりアレンス・ディテクタが不要であり、そ
のディテクタのコストを低く抑えられる、（２）データ
サンプリング用Ｘ線検出器の最近接位置にリファレンス
・ディテクタが配置されることとなるため、Ｘ線源近傍
に配置した場合におけるような位置依存によるＸ線線質
の変化の影響を受けにくい、 （３）データサンプリング用Ｘ線検出器とリファレンス
・ディテクタが一体構成されるため、両者間の特性のば
らつきを抑えることができる、などの利点がある。しか
し、想定したＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄｏｆ　Ｖｉｅｗ）以上
の大きな被写体をスキャンした場合、リファレンス・デ
ィテクタに大きな減弱体（＝被写体）の投影データがか
かってしまい、著しい補正誤差を生じる。すなわち特定
のサンプリング角度のみ、投影データが負の方向に誤差
をもつことになり、再構成画像に、ＣＴ価値変動部分的
シェーディング発生などの悪影響を及ぼす。

Ｂ方法では、リアレンス・ディテクタの位置を任意に選
定できるため、ＦＯＶ以上の大きな被写体をスキャンし
ても六方法におけるような問題は生じない。しかし、Ａ
方法の利点として挙げた項目（１）〜（３）については
、Ａ方法の場合とは逆、すなわち短所となる。特に、リ
ファレンス・ディテクタの位置依存によるＸ線線質の変
化の影響を大きく受けることや、検出器特性のばらつき
が生じることは、再構成画像の安定化、高画質化の大き
な障害となっていた。

本発明の目的は、リファレンス・ディテクタを用いるこ
となく、したがってリファレンス・ディテクタの存在に
起因する全ての問題点が解決でき、ＣＴ値変動１部分的
シェーディング発生のない、安定で高画質の再構成画像
が得られるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、被写体の投影データの検出器チャンネル方
向への加算値又は検出器１チャンネル当たりの投影デー
タの平均値を、各サンプリング角度間で一定にする演算
を行い、この演算結果に基づいて計測データゲインの理
論値に対する誤差を求め、そのばらつきを補正する補正
手段を設けることにより達成される。

〔作用〕

上記手段は次のような原理に基づいて考えられたもので
あり、下記式に基づき計測データゲインのばらつきの補
正を行うものである。すなわち第２図において、いま図
示形状の被写体１を想定し、これに、固定した座標系ｘ
−ｙを定義する。そして、そこでの座標（ｘ、　　ｙ）
においてＸ線吸収係数の分布をｆ　　（ｘ、ｙ）で表す
。次に、座標系Ｘ−ｙに対し、角度θだけ傾いた新たな
座標系Ｘ−Ｙを定義すると、その座標（Ｘ、Ｙ）と前記
座標（ｘ、ｙ）との間の座標の変換は、 ここで、Ｙ軸を光軸中心２とした強度Ｉ０のＸ線ビーム
をＸ線源３より照射すれば、被写体部分子　　（ｘ、ｙ
）を透過した後のＸ線強度Ｉと前記照射Ｘ線強度■。と
の比１／Ｉｏ（＝Ｘ線減衰率）は、１／１ｏ＝ｅＸＰ（
ｆ　Ｚ　ｆ　（（Ｘｃｏｓθ−Ｙ、４噸、（χｓｉｎ”
　十ｙｃｏｓθ）　）　ｄＹ）・・・・・・（３） により与えられる。

このＸ線強度の減衰率１／Ｉ。の対数変換ｇ（Ｘ。

θ）は、サンプリング角度θにおける投影データ（プロ
ファイル）４と呼ばれ、次式（３）にて表わされる。

このような投影データｇ（ｘ、　　θ）を０≦θ≦２π
において与え、吸収係数分布ｆ（Ｘ、ｙ）を求めること
がＣＴ装置における画像再構成の原理である。

ここで、照射Ｘ線強度Ｉ０なと、計測の諸条件が完全に
一定でり、Ｘ方向のサンプリングピッチが座標（Ｘ、Ｙ
）を均一に査定する理想スキャン系を想定する時、投影
データのＸ方向への合計値（投影データの面積）　ＳＵ
Ｍ（θ）は、ＳｔｌＭ　（の＝エニｇ（Ｘ、θ）ｄＸ　
　　　　−づＮ）７−　ｆ　（（Ｘｃｏｓθ−Ｙｓｔｎ
の＋　（Ｘｓｉ、、θ＋ＹＣＯ３θ））ｄＹ−ｄχ＝Ｊ
二’ｉ”ｏｏ　ｆ　（ｘ　＋　ｙ）　ｄｙ・ｄ８　　　
　　　　　　・・・・・曲（５）となり、サンプリング
角度θに依存しない一定値となる。

この性質を利用し、実計測投影データの面積をＭＳＵ旧
θ）と定義し上式（４）における理論値ＳＩＪＭ　（θ
）、を定数ＳＵＭとして与えると、サンプリング角度θ
に依存した計測ゲインの誤差Ｅ、、　（θ）は、下式（
６）％式％ したがって実際の補正は、サンプリング角度θ。

検出器チャンネルＸにおける補正結果をＣｘ、θと測ゲ
インの誤差で、またｇ（×、θ）はサンプリング角度θ
でのチャンネルＸでの実計測投影データである。） となり、前述補正手段は上式（７）に基づき、演算し、
補正するものである。

なお、以上は投影データ検出器チャンネル方向への加算
値（投影データの面積）に基づいて演算。

補正する場合について述べたが、下式（８）〜（１０）
式による検出器１チャンネル当たりの投影データの平均
値に基づいて演算、補正する場合も、上述原理が当ては
まることは勿論である。

ＡＶ　Ｃ８’）　＝５”’上ｇ（Ｘ、　θ）ｄＸｏ　　
ｎ ＝−ＳＵＭ（θ）・・・・・・・・・（８）ＭＡＶ（θ
）＝−ＭＳＵＭ（θ）・・・・・・・・・（９）ＡＶＥ
、、（θ）＝土Ｅ１．（θ）・・・・・・（１０）（た
だし、ＡＶ　（θ）は投影データのＸ方向の平均値（理
論値）　、ＭＡＶ（θ）は実計測投影データの平均値、
＾ＶＥｒ、はサンプリング角度に依存した計測ゲインの
誤差Ｅｒｒの投影データＸ方向の平均値である。その他
は、上式（３）〜（７）の場合と同様である。） また以上の説明は、いわゆる第３世代のＣＴ装置につい
てであったが、その他のスキャン形式ＯＣＴ装置につい
ても基本的な原理は上述と同様である。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明によるＸ線ＣＴ装置の一実施例を示すブロック
図で、図中１１はｘ′ＩＩＩＡ源、多チャンネルＸ線検
出器、スキャナ及びプリアンプなどからなるＸ線データ
計測手段である。投影データ発生回路１２は、Ｘ線デー
タ計測手段１１からの計測データに対してオフセット補
正やＬｏｇ変換などの処理を行う。この投影データ発生
回路１２からの投影データは、誤差検出回路１３に送ら
れ、上式（６）の計算が行われる。ここでは、式（６）
中のＳＵＭは下式（１１）で近似した値を用いた。

（ただし、Ｎはサンプリング箇所の数、その他は上式（
６）に同じ。） この場合、近似誤差によって全投影データに直流成分（
ＤＣ）をもつことになるが、後述直流成分除去回路で除
去される。

１４は上式（７）に基づいて計測データゲインの補正を
行う補正回路で、これによりサンプリグ角度に依存した
計測ゲータゲインの誤差が補正される。

この補正回路１４からの投影データは逆投影処理回路１
５に送られ、エアー・キャリブレーション、ファントム
・キャリブレーション、リング・アーチファクト低減な
どの各種補正が行われる。直流成分除去手段１６は、ぼ
け回復用フィルタ（コンポリニージョン）処理以前に生
じた直流成分（前記誤差検出回路１３での式（１１）に
よる計算時に生じる直流成分を含む）を除去するもので
ある。前記直流成分は、実際には計測データの差分圧縮
−復元などの処理において自動的に除去されるので、同
処理を行う場合には直流成分除去手段１６は独立して設
ける必要がない。　　　　− 以上により得られた投影データ（生データ）は、フィル
タ補正逆投影（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ　Ｂａｃｋ　Ｐｒｏｊ
ｅｃｔｉｏｎ）回路１７でぼけ回復逆投影処理されて画
像再構成され、その結果（断層像）が画像表示装置１８
で表示される。

なお、上述実施例では、計測データゲインのばらつきを
補正する計測データゲイン補正手段を、誤差検出回路１
３は、補正回路１４及び直流成分除去手段１６で構成し
たが、この構成のみに限定されることはない。

〔発明の効果〕

本発明によればリファレンス・ディテクタを用いること
なく、サンプリング角度に依存した計測データゲインの
ばらつきを補正できる。したがって、リファレンス・デ
ィテクタを用いた場合に生ずる全ての問題点が解消でき
、ＣＴ値変動や部分的シェーディング発生のない安定で
高画質の再構成画像が高速で得られ、かつ上記補正のメ
ンテナンスも簡略化できるという効果がある。また本発
明は、実計測のデータを強制的に理論値に合わせ込む手
法の性質上、過補正、偏補正などは極めて発生しに（＜
、安定した補正結果が得られ、実用性が高いという効果
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図は同上装置の原理を説明するための図である。 １・・・被写体、３・・・Ｘ線源、４・・・投影データ
、１１・・・Ｘ線データ計測手段、１２・・・投影デー
タ発生回路、１３・・・誤差検出回路、１４・・・補正
回路、１５・・・逆投影前処理回路、１６・・・直流成
分除去手段、１７・・・フィルタ補正逆投影回路、１８
・・・画像表示装置。 特許出願人　株式会社日立メディコ 代理人　弁理士　　秋　本　正　実（外１名）第　１　
図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被写体を挾んでＸ線源と複数の検出チャンネルをも
   つＸ線検出器とを対向配置し、これらを一体に前記被写
   体の周囲に回転させつつ所定のサンプリング角度で前記
   Ｘ線源からＸ線を曝射し、前記被写体を透過してきたＸ
   線を前記Ｘ線検出器で計測し、得られた投影データに基
   づいてＸ線断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
   前記被写体の投影データの検出器チャンネル方向への加
   算値又は検出器１チャンネル当たりの前記投影データの
   平均値を、各サンプリング角度間で一定にすべく演算し
   、この演算結果に基づいて計測データゲインの理論値に
   対する誤差を求め、そのばらつきを補正する計測データ
   ゲイン補正手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装
   置。