JPH05329141A - Ｘ線診断装置および補正方法 - Google Patents
Ｘ線診断装置および補正方法Info
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- JPH05329141A JPH05329141A JP4144004A JP14400492A JPH05329141A JP H05329141 A JPH05329141 A JP H05329141A JP 4144004 A JP4144004 A JP 4144004A JP 14400492 A JP14400492 A JP 14400492A JP H05329141 A JPH05329141 A JP H05329141A
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- Japan
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- ray
- subject
- diagnostic apparatus
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-
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出器とベッドの間に標準ファントムを配置
し、Ｘ線検出器とＸ線センサを走査して測定したＸ線透
過画像中の、標準ファントムの透過強度を用いて正しい
計算ができるように補正を行う。 【構成】 この目的を達成するために、本発明のＸ線診
断装置は被写体とＸ線検出器との間に標準ファントムを
配置し、Ｘ線検出器を走査して測定したＸ線透過画像を
用いて計算した標準ファントムの測定値を用いて正しい
計算ができるように補正を行う。
し、Ｘ線検出器とＸ線センサを走査して測定したＸ線透
過画像中の、標準ファントムの透過強度を用いて正しい
計算ができるように補正を行う。 【構成】 この目的を達成するために、本発明のＸ線診
断装置は被写体とＸ線検出器との間に標準ファントムを
配置し、Ｘ線検出器を走査して測定したＸ線透過画像を
用いて計算した標準ファントムの測定値を用いて正しい
計算ができるように補正を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異なるエネルギーのＸ
線で撮影を行うときの濃度補正機能を有するＸ線診断装
置に関するものである。
線で撮影を行うときの濃度補正機能を有するＸ線診断装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】物質のＸ線吸収係数が、物質の違い及び
Ｘ線エネルギーの違いにより異なることから、異なるエ
ネルギーのＸ線により撮影した画像を違いに減算するこ
とにより、単一エネルギーでは撮影できない新しい画像
を得ることができる。このような方法はエネルギー差分
法と呼ばれている。医用Ｘ線画像におけるエネルギー差
分法の原理は、従来のＸ線透過画像から骨成分のみの画
像もしくは骨成分を除いた軟組織成分のみの画像を得る
ことに利用されている。
Ｘ線エネルギーの違いにより異なることから、異なるエ
ネルギーのＸ線により撮影した画像を違いに減算するこ
とにより、単一エネルギーでは撮影できない新しい画像
を得ることができる。このような方法はエネルギー差分
法と呼ばれている。医用Ｘ線画像におけるエネルギー差
分法の原理は、従来のＸ線透過画像から骨成分のみの画
像もしくは骨成分を除いた軟組織成分のみの画像を得る
ことに利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらＸ線のエ
ネルギーは単一ではなく特定のエネルギー分布を持って
いる。被写体を透過したＸ線エネルギー分布は、被写体
の厚さの変化により変化する。被写体の厚さが厚くなる
と、Ｘ線エネルギーの分布が高い方向にシフトする。こ
のような場合、上述のエネルギー差分法により計算され
たいずれかの画像成分の値が変化し、正しい測定ができ
なくなる。特に人体の骨塩量を定量的に測定する場合
は、測定精度に大きく影響を与える。
ネルギーは単一ではなく特定のエネルギー分布を持って
いる。被写体を透過したＸ線エネルギー分布は、被写体
の厚さの変化により変化する。被写体の厚さが厚くなる
と、Ｘ線エネルギーの分布が高い方向にシフトする。こ
のような場合、上述のエネルギー差分法により計算され
たいずれかの画像成分の値が変化し、正しい測定ができ
なくなる。特に人体の骨塩量を定量的に測定する場合
は、測定精度に大きく影響を与える。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のＸ線診断装置は被写体とＸ線検出器との間
に標準ファントムを配置し、Ｘ線検出器を走査して測定
したＸ線透過画像中の標準ファントムの透過強度を用い
て正しい計算ができるように補正を行う。
に、本発明のＸ線診断装置は被写体とＸ線検出器との間
に標準ファントムを配置し、Ｘ線検出器を走査して測定
したＸ線透過画像中の標準ファントムの透過強度を用い
て正しい計算ができるように補正を行う。
【０００５】
【作用】この構成によって、被写体の厚さが変化しても
エネルギー差分による計算の正しい値付けができる。
エネルギー差分による計算の正しい値付けができる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例によるＸ線
診断装置の基本構成を示す図である。Ｘ線発生器１から
照射されるＸ線ビーム２は、被写体３、ベッド４を透過
し、被写体３の透過画像はＸ線センサ６により検出さ
れ、メインコンピュータ７、画像処理部８を透してディ
スプレイ９に表示される。Ｘ線発生器１とＸ線センサ６
の間、得られる画像の視野内、Ｘ線センサ６のいずれか
の端部分を覆うように予め標準ファントム５を配置す
る。異なるエネルギーのＸ線を照射することにより得ら
れた画像内の端部分に常に標準ファントム像が入ってい
る。異なるエネルギーのＸ線を用いて得られた両画面を
用いて差分計算を行い、骨成分のみの抽出を行う場合、
測定値が予め値の判明している標準ファントムの値と等
しくなるように測定値を補正する補正値を求め、その補
正値を用いて被写体中の骨成分の値を補正することによ
り、被写体の厚さが変化しても正しい骨成分の値を得る
ことができる。
しながら説明する。図１は本発明の一実施例によるＸ線
診断装置の基本構成を示す図である。Ｘ線発生器１から
照射されるＸ線ビーム２は、被写体３、ベッド４を透過
し、被写体３の透過画像はＸ線センサ６により検出さ
れ、メインコンピュータ７、画像処理部８を透してディ
スプレイ９に表示される。Ｘ線発生器１とＸ線センサ６
の間、得られる画像の視野内、Ｘ線センサ６のいずれか
の端部分を覆うように予め標準ファントム５を配置す
る。異なるエネルギーのＸ線を照射することにより得ら
れた画像内の端部分に常に標準ファントム像が入ってい
る。異なるエネルギーのＸ線を用いて得られた両画面を
用いて差分計算を行い、骨成分のみの抽出を行う場合、
測定値が予め値の判明している標準ファントムの値と等
しくなるように測定値を補正する補正値を求め、その補
正値を用いて被写体中の骨成分の値を補正することによ
り、被写体の厚さが変化しても正しい骨成分の値を得る
ことができる。
【０００７】次に異なるＸ線のエネルギーを用いて得ら
れる画像およびその処理方法について述べる。図２はＸ
線エネルギーと物質の質量吸収係数を示す図であり、骨
および軟組織の吸収係数を示す。またこれらの物質を透
過したＸ線強度は式（１）で表示される。
れる画像およびその処理方法について述べる。図２はＸ
線エネルギーと物質の質量吸収係数を示す図であり、骨
および軟組織の吸収係数を示す。またこれらの物質を透
過したＸ線強度は式（１）で表示される。
【０００８】式（１）から分かるように、特定エネルギ
ーＥに於ける透過Ｘ線強度は吸収係数に依存する。例え
ば図２において、骨と軟組織の質量吸収係数はＸ線エネ
ルギーに依存するが、Ｘ線エネルギーの高い範囲では両
者に違いはないが、Ｘ線エネルギーが低くなるにともな
い、両者に違いを生じる。
ーＥに於ける透過Ｘ線強度は吸収係数に依存する。例え
ば図２において、骨と軟組織の質量吸収係数はＸ線エネ
ルギーに依存するが、Ｘ線エネルギーの高い範囲では両
者に違いはないが、Ｘ線エネルギーが低くなるにともな
い、両者に違いを生じる。
【０００９】図３に異なるエネルギーのＸ線強度分布を
示す。図中（ａ）で示すＸ線強度分布は、Ｘ線管印加電
圧８０ｋＶ、厚さ０．５mmのＡｌ板をフィルタとして使
用したときの強度分布であり、Ｘ線の実行エネルギーは
４５ｋｅＶである。また（ｂ）で示すＸ線強度分布は、
Ｘ線管印加電圧１４０ｋＶ、厚さ０．５mmの銅板をフィ
ルタとして使用した時の強度分布であり、Ｘ線実行エネ
ルギーは９０ｋｅＶである。この２種類のＸ線を使用す
ることにより、図２に示される骨と軟組織の分離が可能
となる。
示す。図中（ａ）で示すＸ線強度分布は、Ｘ線管印加電
圧８０ｋＶ、厚さ０．５mmのＡｌ板をフィルタとして使
用したときの強度分布であり、Ｘ線の実行エネルギーは
４５ｋｅＶである。また（ｂ）で示すＸ線強度分布は、
Ｘ線管印加電圧１４０ｋＶ、厚さ０．５mmの銅板をフィ
ルタとして使用した時の強度分布であり、Ｘ線実行エネ
ルギーは９０ｋｅＶである。この２種類のＸ線を使用す
ることにより、図２に示される骨と軟組織の分離が可能
となる。
【００１０】次に標準ファントムによる画像の差分を行
う方法について述べる。図４に標準ファントムの一例を
示す。図に示されるように、標準ファントムは複数の段
階状になっている。図５にこの標準ファントムを用いて
撮影された透過画像の一例を示す。この図は腹部Ｘ線画
像であり、画像左部に標準ファントム５が配置されてい
る。１０は腰椎である。異なるエネルギーで腹部を撮影
すると、低エネルギーで撮影した画像と高エネルギーで
撮影した画像に於ける骨のコントラストが異なってい
る。この違いを利用して、計算処理を行うことにより、
骨のみの成分の画像が得られる。このときに同時に標準
ファントムのみの画像も得られることになる。この原理
を以下に説明する。
う方法について述べる。図４に標準ファントムの一例を
示す。図に示されるように、標準ファントムは複数の段
階状になっている。図５にこの標準ファントムを用いて
撮影された透過画像の一例を示す。この図は腹部Ｘ線画
像であり、画像左部に標準ファントム５が配置されてい
る。１０は腰椎である。異なるエネルギーで腹部を撮影
すると、低エネルギーで撮影した画像と高エネルギーで
撮影した画像に於ける骨のコントラストが異なってい
る。この違いを利用して、計算処理を行うことにより、
骨のみの成分の画像が得られる。このときに同時に標準
ファントムのみの画像も得られることになる。この原理
を以下に説明する。
【００１１】２種類の異なるエネルギーのＸ線を用い
て、被写体中の骨塩成分の含有量を求める方法は、エネ
ルギー差分法と呼ばれ、次式で示される。
て、被写体中の骨塩成分の含有量を求める方法は、エネ
ルギー差分法と呼ばれ、次式で示される。
【００１２】被写体を透過するＸ線強度は次式（１）で
表される。 I(E1)=IO(E1)exp{-μ1(E1)X1-μ2(E1)X2} I(E2)=IO(E2)exp{-μ1(E2)X1-μ2(E2)X2} （１） 両辺対数変換すると S(E1)=lnI(E1)IO(E1)=-μ1(E1)X1-μ2(E1)X2 S(E2)=lnI(E2)IO(E2)=-μ1(E2)X1-μ2(E2)X2 （２） このように両辺を対数化すると連立一次方程式となり、
（数１）のような数学解が得られる。
表される。 I(E1)=IO(E1)exp{-μ1(E1)X1-μ2(E1)X2} I(E2)=IO(E2)exp{-μ1(E2)X1-μ2(E2)X2} （１） 両辺対数変換すると S(E1)=lnI(E1)IO(E1)=-μ1(E1)X1-μ2(E1)X2 S(E2)=lnI(E2)IO(E2)=-μ1(E2)X1-μ2(E2)X2 （２） このように両辺を対数化すると連立一次方程式となり、
（数１）のような数学解が得られる。
【００１３】
【数１】 （３）
【００１４】ここで、ρは骨塩成分の密度（ｇ／c
m3）、ｘは骨塩成分の厚さ（cm）、Ｅ１，Ｅ２は２種類
のＸ線光子エネルギー、Ｓ（Ｅ１），Ｓ（Ｅ２）は被写
体に入射したＸ線と透過したＸ線の強度比を対数化した
値、μ１，μ２は軟組織、骨組織の各エネルギーに対す
る吸収係数である。Δは下記に示す式である。
m3）、ｘは骨塩成分の厚さ（cm）、Ｅ１，Ｅ２は２種類
のＸ線光子エネルギー、Ｓ（Ｅ１），Ｓ（Ｅ２）は被写
体に入射したＸ線と透過したＸ線の強度比を対数化した
値、μ１，μ２は軟組織、骨組織の各エネルギーに対す
る吸収係数である。Δは下記に示す式である。
【００１５】
【数２】 （４）
【００１６】このようにして骨成分が重量としての単位
で得られる。しかし前述のように、被写体の厚さの変化
によりＸ線のエネルギー分布が変化したときは、骨成分
の重量が正しく測定できなくなる。そこで、標準ファン
トムの測定値と予め判明している重量を比較して補正値
を求め、被写体中の骨成分の測定値を補正することによ
り、正しい測定を行うことができる。また、標準ファン
トムをこのように階段状にすることにより、骨成分の厚
さによる直線性のずれを補正することができる。
で得られる。しかし前述のように、被写体の厚さの変化
によりＸ線のエネルギー分布が変化したときは、骨成分
の重量が正しく測定できなくなる。そこで、標準ファン
トムの測定値と予め判明している重量を比較して補正値
を求め、被写体中の骨成分の測定値を補正することによ
り、正しい測定を行うことができる。また、標準ファン
トムをこのように階段状にすることにより、骨成分の厚
さによる直線性のずれを補正することができる。
【００１７】図８に標準ファントムの測定値の一例を示
す。標準ファントムは１cm厚さに対して１ｇcm-3の値が
得られる材料を使用した。標準ファントムの厚さの増加
にともない、測定値が直線からはずれてくる。そのため
図中に示すような補正係数を求め、測定値に対して補正
を行えばよい。図において使用する補正計算は下記のよ
うになる。
す。標準ファントムは１cm厚さに対して１ｇcm-3の値が
得られる材料を使用した。標準ファントムの厚さの増加
にともない、測定値が直線からはずれてくる。そのため
図中に示すような補正係数を求め、測定値に対して補正
を行えばよい。図において使用する補正計算は下記のよ
うになる。
【００１８】 ｙ＝ｘｅ0.03x （５） また、標準ファントムを階段状ではなく、図６に示すよ
うに、骨成分の含有量を段階的に変化させることによっ
ても階段状ファントムと同様の効果が得られる。
うに、骨成分の含有量を段階的に変化させることによっ
ても階段状ファントムと同様の効果が得られる。
【００１９】さらに、標準ファントムとして図７に示す
ように平板もしくは棒状のものを用いることにより、１
次元検出器の走査における１ライン毎の測定の補正を行
うことができる。
ように平板もしくは棒状のものを用いることにより、１
次元検出器の走査における１ライン毎の測定の補正を行
うことができる。
【００２０】また、標準ファントムの配置位置を、１次
元検出器の走査直後には重ならないように配置すること
により、被写体測定前に１次元検出器に各チャンネル間
の感度のばらつきを補正するデータを取り込むことがで
き、チャンネル間の補正を行う毎に標準ファントムを取
り外す必要がなくなる。
元検出器の走査直後には重ならないように配置すること
により、被写体測定前に１次元検出器に各チャンネル間
の感度のばらつきを補正するデータを取り込むことがで
き、チャンネル間の補正を行う毎に標準ファントムを取
り外す必要がなくなる。
【００２１】本発明に用いる標準ファントムは、測定対
象とＸ線吸収が等価であればよい。測定対象として骨を
選択する場合は、金属ではアルミニウムが使用できる。
またその他の材料としては、樹脂中にカルシウム、燐な
どを混合したものを使用できる。
象とＸ線吸収が等価であればよい。測定対象として骨を
選択する場合は、金属ではアルミニウムが使用できる。
またその他の材料としては、樹脂中にカルシウム、燐な
どを混合したものを使用できる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、異なるエネルギ
ーのＸ線を照射して撮影を行い、差分法により被写体の
必要な部位もしくは臓器成分の含有量の測定を行うＸ線
診断装置に標準ファントムを配置し、標準ファントムを
透過するＸ線強度を用いて測定値を補正することによ
り、被写体の厚さの違いに起因する測定値の誤差を簡便
に補正できるようにしたものである。
ーのＸ線を照射して撮影を行い、差分法により被写体の
必要な部位もしくは臓器成分の含有量の測定を行うＸ線
診断装置に標準ファントムを配置し、標準ファントムを
透過するＸ線強度を用いて測定値を補正することによ
り、被写体の厚さの違いに起因する測定値の誤差を簡便
に補正できるようにしたものである。
【図１】本発明の一実施例によるＸ線診断装置の基本構
成を示す図
成を示す図
【図２】Ｘ線エネルギーと物質の吸収係数との関係を示
す図
す図
【図３】異なるエネルギーのＸ線強度分布を示す図
【図４】標準ファントムの一例を示す図
【図５】標準ファントムを用いて撮影されたＸ線透過画
像の一例を示す図
像の一例を示す図
【図６】標準ファントムの一例を示す図
【図７】標準ファントムとＸ線センサの配置の一例を示
す図
す図
【図８】標準ファントムとＸ線センサの配置の一例を示
す図
す図
１ Ｘ線発生器 ２ Ｘ線ビーム ３ 被写体 ５ 標準ファントム ６ Ｘ線センサ ８ 画像処理部 １１ 標準ファントム
Claims (6)
- 【請求項１】異なるエネルギーのＸ線を用いて被写体を
撮影し、その画像情報の対数化した情報の差分を行うこ
とにより、被写体中の特定成分の含有量を測定する方法
において、撮影時に予め値付けされた標準ファントムを
同時に撮影し、測定値と値付値との補正係数および補正
計算式を求め、被写体中の特定成分の測定値の補正を行
うことを特徴とするＸ線画像補正方法。 - 【請求項２】異なるエネルギーのＸ線を発生するＸ線発
生器と、被写体を透過したＸ線を検出して電気信号に変
換するＸ線検出器と、標準ファントムとを備え、前記標
準ファントムが被写体とＸ線検出器との間に配置され、
Ｘ線検出器の走査方向に長く配置されたことを特徴とす
るＸ線診断装置。 - 【請求項３】標準ファントムの配置位置が１次元Ｘ線検
出器を走査する画面内で一部重ならないように配置し、
被写体を撮影する前にＸ線のみを測定し、重ならない部
分における各チャンネルの測定値を用いて各チャンネル
の感度補正を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のＸ線診断装置。 - 【請求項４】前記標準ファントムが生体骨組織のＸ線吸
収係数に近い材料からなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のＸ線診断装置。 - 【請求項５】前記標準ファントムが走査方向に長いこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線診断装
置。 - 【請求項６】前記Ｘ線検出器が１次元ラインセンサであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線診
断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4144004A JPH05329141A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Ｘ線診断装置および補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4144004A JPH05329141A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Ｘ線診断装置および補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329141A true JPH05329141A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15352079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4144004A Pending JPH05329141A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Ｘ線診断装置および補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05329141A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001133554A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Toshiba Corp | 放射線検出器及び放射線診断装置 |
| JP2006141905A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-08 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線撮影装置 |
| KR100808111B1 (ko) * | 2006-06-12 | 2008-02-29 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 방사선량 측정용 팬텀 |
| JP2009233294A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Bionic Co Ltd | Ｃｔ撮影用マーカーおよび３次元断層撮影像の作成方法 |
| CN109683191A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-26 | 山东航天电子技术研究所 | 一种x射线准直器的测试方法 |
-
1992
- 1992-06-04 JP JP4144004A patent/JPH05329141A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001133554A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Toshiba Corp | 放射線検出器及び放射線診断装置 |
| JP2006141905A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-08 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線撮影装置 |
| KR100808111B1 (ko) * | 2006-06-12 | 2008-02-29 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 방사선량 측정용 팬텀 |
| JP2009233294A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Bionic Co Ltd | Ｃｔ撮影用マーカーおよび３次元断層撮影像の作成方法 |
| CN109683191A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-26 | 山东航天电子技术研究所 | 一种x射线准直器的测试方法 |
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