JPH08243101A - Ｘ線検出器の特性改善方法及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 感度の変動を有する固体検出器の感度劣化ま
たは感度復帰に応じた補正をする。 【構成】 Ｘ線検出器の特性改善方法であって、第２の
種類の検出素子の感度を参照して各チャネルの検出素子
の感度について爆射線量に応じて発生する感度の劣化率
の関数と、第２の種類の検出素子の感度を参照して各チ
ャネルの検出素子の感度についてＸ線照射からの時間に
応じて発生する感度の復帰率の関数との少なくとも一方
の関数について求め、スキャンを行なって各チャネルの
データを収集し、スキャンによる爆射線量に応じた感度
の劣化率と、各スキャン時のデータを用いて復帰率の逆
関数より算出した直前のＸ線照射からの経過時間に応じ
た感度の復帰率との少なくとも一方について前記関数よ
り求め、このようにして求めた劣化率と復帰率との一方
若しくは両方を用いてスキャンで収集した各チャネルの
データを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線ＣＴ（Computer Tom
ography ）装置に用いられるＸ線検出器の感度に関する
特性改善方法、及び、Ｘ線検出器の感度特性の改善につ
いて配慮されたＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線ＣＴ装置は放射線を被検体の全周
に亘って照射し、これを検出装置により検出し、断層像
を画像再構成して診断の用に供する装置であり、なかで
もＸ線照射を行うＸ線ＣＴ装置が最も良く知られてい
る。

【０００３】そのＸ線ＣＴ装置の概略構成を図６に示
す。この図６において、１はＸ線断層撮影を行うための
Ｘ線を放射するＸ線管で、その放射Ｘ線はコリメータ２
によって扇状に整形されて画像再構成領域３を照射す
る。

【０００４】４はＸ線源１から照射されたＸ線を検出し
てＸ線エネルギーに比例した電気信号を生成するＸ線検
出器で、多数の検出素子から構成されている。以上の構
成のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管１から放射されたＸ
線はコリメータ２により扇状に整形されて、画像再構成
領域３を照射し、画像再構成領域３を透過したＸ線はＸ
線検出器４において電気信号に変換される。

【０００５】また、このような装置において用いられる
Ｘ線検出器４として、従来は主としてＸｅガス検出器が
用いられている。このようなガス検出器は、一般に、入
射Ｘ線から収集電荷へのエネルギー変換効率は５０％を
超えることが難しいとされている。

【０００６】これに対して、固体検出器はＸ線やγ線の
フォトンからのエネルギー変換が直接的で効率が良い。
このため、固体検出器が近年Ｘ線ＣＴ用検出器として用
いられるようになってきた。

【０００７】ところで、上述の固体検出器として、Ｘ線
照射を受けることにより感度が劣化するものが存在して
いる。このような感度の劣化はＸ線の照射量に応じて生
じるものであり、感度特性を指数関数等で表すことが可
能である。このような性質を有する固体検出器がＸ線Ｃ
Ｔ装置の検出手段として用いられている。

【０００８】また、この種の固体検出器はＸ線照射を受
けて受信感度が徐々に劣化するものの、Ｘ線照射が終了
してから時間が経過するにつれて感度が復帰する特性を
有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、この種のＸ線
検出器を用いる場合には、感度の劣化の度合並びに感度
の復帰の度合を正確に把握した後に劣化した感度の補正
を行なうことが望ましい。

【００１０】このような補正を行なうに際しては、以下
の問題が考えられる。固体検出器の感度劣化の特性を予
め把握しておけば、劣化が起きていない状態から随時Ｘ
線照射の履歴を計算し、Ｘ線の照射及び検出を行う時点
における感度劣化を計算することは可能である。すなわ
ち、感度劣化の特性にＸ線照射の履歴をあてはめること
で感度劣化を計算できる しかし、上述の感度の復帰を考慮するために、Ｘ線ＣＴ
装置が動作している時間のみならずＸ線ＣＴ装置の動作
を停止している期間においても時間計測を行なって常に
計算を行なっている必要がある。このため、計算が極め
て複雑になる問題を有している。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、感度の変動を有する検出素子の感度劣
化または復帰を補正をすることが可能なＸ線検出器の特
性改善方法を実現することである。

【００１２】また、本発明の他の目的は、感度の変動を
有する検出素子の感度劣化または感度復帰を補正をする
ことが可能なＸ線ＣＴ装置を実現することである。そし
て、本発明の更に他の目的は、感度以外の特性の変動を
有する検出手段の特性劣化または特性復帰を補正をする
ことが可能なＸ線ＣＴ装置を実現することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、従
来のＸ線検出器の特性改善方法の欠点を改良すべく鋭意
研究を行った結果、基準とする検出器についての最適な
配置及び補正方法を見出すと共に、Ｘ線管の出力変動分
の補正とＸ線検出器の感度劣化の測定との双方を満足す
る処理を見出して本発明を完成させたものである。

【００１４】すなわち、課題を解決する手段である本発
明は以下の（１）〜（４）に説明するようなものであ
る。 （１）課題を解決する第１の手段は、Ｘ線照射を受けて
感度が変化する第１の種類の検出素子を画像再構成用に
複数チャネル備え、Ｘ線照射を受けて感度が変化しない
第２の種類の検出素子を基準用の検出素子として備えた
Ｘ線検出器の特性改善方法であって、第２の種類の検出
素子の感度を参照して各チャネルの検出素子の感度につ
いて爆射線量に応じて発生する感度の劣化率の関数と、
第２の種類の検出素子の感度を参照して各チャネルの検
出素子の感度についてＸ線照射からの時間に応じて発生
する感度の復帰率の関数との少なくとも一方の関数につ
いて求め、スキャンを行なって各チャネルのデータを収
集し、スキャンによる爆射線量に応じた感度の劣化率
と、各スキャン時のデータを用いて復帰率の逆関数より
算出した直前のＸ線照射からの経過時間に応じた感度の
復帰率との少なくとも一方について前記関数より求め、
このようにして求めた劣化率と復帰率との一方若しくは
両方を用いてスキャンで収集した各チャネルのデータを
補正することを特徴とするＸ線検出器の特性改善方法で
ある。

【００１５】尚、この場合、劣化特性と復帰特性との双
方を求めてデータの補正を行う以外に、いずれか一方を
求めて補正することも可能である。例えば、短時間にス
キャンを行う場合には、劣化率が大きくなるが復帰率は
小さいので、劣化率のみを求めて補正することが可能で
ある。また、長い間隔をおいて低爆射線量のスキャンを
行う場合には、復帰率が大きくなるが劣化率は小さいの
で、劣化率のみを求めて補正することが可能である。

【００１６】（２）課題を解決する第２の手段は、Ｘ線
照射を受けて感度が変化する第１の種類の検出素子を画
像再構成用に複数チャネル備えたＸ線ＣＴ装置におい
て、Ｘ線照射を受けて感度が変化しない第２の種類の基
準用の検出素子と、第２の種類の検出素子の感度を参照
して各チャネルの検出素子の感度について爆射線量に応
じて発生する感度の劣化率の関数と、第２の種類の検出
素子の感度を参照して各チャネルの検出素子の感度につ
いてＸ線照射からの時間に応じて発生する感度の復帰率
の関数との少なくとも一方の関数について求めるキャリ
ブレーション手段と、スキャンによる爆射線量に応じた
感度の劣化率と、各スキャン時のデータを用いて復帰率
の逆関数より算出した直前のＸ線照射からの経過時間に
応じた感度の復帰率との少なくとも一方について前記関
数より求め、このようにして求めた劣化率と復帰率との
一方若しくは両方を用いてスキャンで収集した各チャネ
ルのデータを補正するデータ補正手段とを備えたことを
特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

【００１７】尚、この場合、劣化特性と復帰特性との双
方を求めてデータの補正を行う以外に、いずれか一方を
求めて補正することも可能である。例えば、短時間にス
キャンを行う場合には、劣化率が大きくなるが復帰率は
小さいので、劣化率のみを求めて補正することが可能で
ある。また、長い間隔をおいて低爆射線量のスキャンを
行う場合には、復帰率が大きくなるが劣化率は小さいの
で、劣化率のみを求めて補正することが可能である。

【００１８】（３）課題を解決する第３の手段は、Ｘ線
照射を受けて感度が変化する第１の種類の検出素子を画
像再構成用に複数チャネル備えたＸ線ＣＴ装置におい
て、Ｘ線照射を受けて感度が変化する第１の種類の基準
用の検出素子と、Ｘ線照射を受けて感度が変化しない第
２の種類の基準用の検出素子と、スキャン前の第１の種
類の基準用の検出素子の感度を第２の種類の基準用の検
出素子の感度で正規化した正規化基準感度を求め、第２
の種類の検出素子の感度を参照して各チャネルの検出素
子の感度について爆射線量に応じて発生する感度の劣化
率を関数として求め、第２の種類の検出素子の感度を参
照して各チャネルの検出素子の感度についてＸ線照射か
らの時間に応じて発生する感度の復帰率を関数として求
め、スキャンの際に第１の種類の検出素子の感度を第２
の種類の検出素子の感度で正規化処理した正規化基準感
度を求めるキャリブレーション手段と、スキャンによる
爆射線量に応じた感度の劣化率を前記関数より求め、正
規化基準感度の初期値と各スキャン時の正規化基準感度
の値とを用いて復帰率の逆関数より直前のＸ線照射から
の経過時間を求め、この経過時間に応じた感度の復帰率
を前記関数より求め、スキャンで収集した各チャネルの
データを前記劣化率及び復帰率で補正するデータ補正手
段とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

【００１９】また、この課題を解決する第３の手段に示
したＸ線ＣＴ装置の動作を特徴とするＸ線検出器の特性
改善方法も課題を解決する手段の一つである。尚、この
場合、劣化特性と復帰特性との双方を求めてデータの補
正を行うようにしたが、いずれか一方を求めて補正する
ことも可能である。例えば、短時間にスキャンを行う場
合には、劣化率が大きくなるが復帰率は小さいので、劣
化率のみを求めて補正することが可能である。また、長
い間隔をおいて低爆射線量のスキャンを行う場合には、
復帰率が大きくなるが劣化率は小さいので、劣化率のみ
を求めて補正することが可能である。

【００２０】（４）課題を解決する第４の手段は、Ｘ線
照射を受けて感度以外の特性が変化する第１の種類の検
出手段を画像再構成用に複数チャネル備えたＸ線ＣＴ装
置において、Ｘ線照射を受けて前記特性が変化しない第
２の種類の基準用の検出手段と、第２の種類の検出手段
の前記特性を参照して各チャネルの検出手段の前記特性
について爆射線量に応じて発生する前記特性の劣化率の
関数と、第２の種類の検出手段の前記特性を参照して各
チャネルの検出手段の前記特性についてＸ線照射からの
時間に応じて発生する前記特性の復帰率の関数との少な
くとも一方の関数について求めるキャリブレーション手
段と、スキャンによる爆射線量に応じた前記特性の劣化
率と、各スキャン時のデータを用いて復帰率の逆関数よ
り算出した直前のＸ線照射からの経過時間に応じた前記
特性の復帰率との少なくとも一方について前記関数より
求め、このようにして求めた劣化率と復帰率との一方若
しくは両方を用いてスキャンで収集した各チャネルのデ
ータを補正するデータ補正手段とを備えたことを特徴と
するＸ線ＣＴ装置である。

【００２１】以上の課題を解決する第４の手段におい
て、検出手段の特性としては、リークカウント特性，オ
フセットドリフト特性及びアフターグロー特性などが考
えられ、いずれについて適用することも可能である。ま
た、検出手段としては、検出素子以外にデータ収集部な
ども含まれ、適用することが可能である。

【００２２】また、この課題を解決する第４の手段に示
したＸ線ＣＴ装置の動作を特徴とするＸ線検出手段の特
性改善方法も課題を解決する手段の一つである。尚、こ
の場合、劣化特性と復帰特性との双方を求めてデータの
補正を行う以外に、いずれか一方を求めて補正すること
も可能である。例えば、短時間にスキャンを行う場合に
は、劣化率が大きくなるが復帰率は小さいので、劣化率
のみを求めて補正することが可能である。また、長い間
隔をおいて低爆射線量のスキャンを行う場合には、復帰
率が大きくなるが劣化率は小さいので、劣化率のみを求
めて補正することが可能である。

【００２３】

【作用】課題を解決する第１の手段であるＸ線検出器の
特性改善方法においては、第２の種類の検出素子の感度
を参照して各チャネルの検出素子の感度の劣化率と復帰
率との関数の少なくとも一方の関数を求め、各チャネル
の検出素子のＸ線照射による感度劣化及び直前のスキャ
ンからの経過時間に応じた感度復帰の少なくとも一方を
考慮して、各スキャン時における劣化率と復帰率との一
方または両方を求めて補正を行うことで、Ｘ線の正確な
検出が行えるようになる。

【００２４】課題を解決する第２の手段であるＸ線ＣＴ
装置においては、キャリブレーション処理手段により第
２の種類の検出素子の感度を参照して各チャネルの検出
素子の感度の劣化率と復帰率との少なくとも一方の関数
を求め、データ補正手段により各チャネルの検出素子の
Ｘ線照射による感度劣化若しくは直前のスキャンからの
経過時間に応じた感度復帰の少なくとも一方を考慮し
て、各スキャン時における劣化率または復帰率の一方ま
たは両方を求めて補正を行うことで、Ｘ線の正確な検出
が行えるようになる。

【００２５】課題を解決する第３の手段においては、キ
ャリブレーション処理手段により各チャネルの検出素子
のＸ線照射による感度劣化及び直前のスキャンからの経
過時間に応じた感度復帰のそれぞれを求め、データ補正
手段により各スキャン時における感度劣化率を求めて補
正を行うことで、Ｘ線の正確な検出が行えるようにな
る。

【００２６】そして、検出素子の感度復帰を求める際
に、感度復帰の関数に復帰時間をあてはめて計算により
求めるようにしている。この復帰時間を求める際には、
感度劣化を生じる第１の種類の基準用の検出素子の測定
値だけから求めることも可能であるが、Ｘ線管の出力が
一定である必要がある。そこで、感度劣化を生じない第
２の種類の検出素子において同時に測定した測定値で第
１の種類の検出素子の測定値を正規化した正規化基準感
度により復帰時間を求めるようにしている。このように
測定値を正規化した値にすることにより、各測定のタイ
ミングでのＸ線管の出力変動により影響されない状態に
なる。従って、復帰時間を求める各タイミングでＸ線管
に出力変動が生じたとしてもその変動の影響を受けず、
正確に復帰時間を求めることが可能になる。これによ
り、前回のスキャンから今回のスキャンまでの時間を測
定しつづける必要がなく、計算により求められた復帰時
間Δｔより感度復帰率を正確に求めることができるよう
になる。従って、感度劣化率及び感度復帰率を正確に求
め補正することができるようになる。

【００２７】課題を解決する第４の手段においては、キ
ャリブレーション処理手段により第２の種類の検出手段
の特性を参照して各チャネルの検出素子の特性の劣化率
と復帰率との少なくとも一方の関数を求め、データ補正
手段により各チャネルの検出手段のＸ線照射による劣化
若しくは直前のスキャンからの経過時間に応じた復帰の
少なくとも一方を考慮して、各スキャン時における劣化
率と復帰率との一方または両方を求めて補正を行うこと
で、Ｘ線の正確な検出が行えるようになる。

【００２８】尚、以上の課題を解決する各手段におい
て、短時間にスキャンを行う場合には、劣化率が大きく
なるが復帰率は小さいので、劣化率のみを求めて補正す
ることが可能であり、Ｘ線の正確な検出が行えるように
なる。また、長い間隔をおいて低爆射線量のスキャンを
行う場合には、復帰率が大きくなるが劣化率は小さいの
で、劣化率のみを求めて補正することが可能であり、Ｘ
線の正確な検出が行えるようになる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例のＸ線検出器の特
性改善方法の処理手順を示すフローチャートである。ま
た、図２は本発明の一実施例のＸ線検出器の特性改善方
法に用いる装置（Ｘ線ＣＴ装置）及び本発明の一実施例
のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。

【００３０】＜Ｘ線ＣＴ装置の構成＞まず、本発明の一
実施例であるＸ線検出器の特性改善方法に使用するＸ線
ＣＴ装置、また、本発明の一実施例であるＸ線ＣＴ装置
の構成について図２を用いて説明を行なう。

【００３１】Ｘ線管１はＸ線断層撮影を行うためのＸ線
を放射し、その放射Ｘ線はコリメータ２によって扇状に
整形されて画像再構成領域３を照射する。Ｘ線検出器５
は画像再構成領域３を透過して入射するＸ線をそのエネ
ルギーに比例した電気信号に変換する検出器であり、複
数のチャネル分の検出素子から構成されている。また、
このＸ線検出器５は、図３にも示すように、Ｘ線照射を
受けて感度が変化する固体検出器により画像再構成領域
３を透過して入射するＸ線を電気信号に変換するように
構成されていると共に、Ｘ線照射を受けて感度が変化す
る第１の種類の基準用の検出素子ref_1 と、Ｘ線照射を
受けて感度が変化しない第２の種類の基準用の検出素子
ref_2 とを備えている。

【００３２】尚、基準用の検出素子ref_1 とref_2 と
は、画像再構成領域３外のＸ線を受けて基準値の測定を
行うために、Ｘ線検出器５の端部に設けられている。デ
ータ収集部６はＸ線検出部５からのＸ線のエネルギーに
比例した信号を収集するもので、ref_1 とref_2 及び
各検出素子の出力を後述するキャリブレーション処理部
７に送り、また、基準用の検出素子以外の各検出素子の
出力をデータ補正部８に送る。

【００３３】キャリブレーション処理部７は基準用のＸ
線検出素子ref_1 とref_2 及び各検出素子の信号を受
けて、Ｘ線検出器５の各検出素子の感度の劣化率及び復
帰率とを求める。ここで、感度の劣化率とは、Ｘ線照射
を受けた量に比例して感度が劣化する割合のことを言
い、また、感度の復帰率とはＸ線照射から経過した時間
に応じて一旦劣化した感度が回復する割合のことを言う
ものとする。このような各検出素子の感度の劣化率Ｄi
＝ｆi 及び復帰率Ｄi ＝ｇi （ここで、i は各検出素子
のチャネル番号）について、キャリブレーション処理部
７が求め、保持している。

【００３４】データ補正部８はＸ線検出器５の感度の劣
化率Ｄi ＝ｆi 及び復帰率Ｄi ＝ｇi を参照して画像再
構成領域３を透過して検出されたＸ線強度データを補正
する処理（データ補正処理）を実行するものである。

【００３５】画像処理部９はデータ補正処理後のデータ
を用いて画像再構成を行なって所望の断層イメージを生
成するものである。表示部１０は画像再構成されたイメ
ージを画像表示する表示手段である。

【００３６】制御部１１はＸ線ＣＴ装置の各部を制御す
るものである。例えば、図２に示した例では、Ｘ線管１
に対しては管電流のデータを与えて照射量を制御し、デ
ータ補正部８に対してはＸ線照射量やＸ線照射完了後の
時間等のデータを与えるものである。

【００３７】尚、以上の構成において、キャリブレーシ
ョン処理部７，データ補正部８，画像処理部９，制御部
１１は各種の処理プロセッサ等のハードウェアや処理プ
ログラム等またはこれらが組み合わされたファームウェ
アにより構成されている。

【００３８】＜Ｘ線検出器の特性改善方法の手順＞本発
明の一実施例であるＸ線検出器の特性改善方法の手順、
並びに本発明の一実施例であるＸ線ＣＴ装置の動作は、
大きく分けて以下に示したような，，，，，
の各ステップにより構成されている。このステップを
順を追って説明する。

【００３９】感度の初期測定（キャリブレーション
（１），図１ステップ）：まず、感度の劣化の無い状
態（直前のＸ線照射から十分に長い時間が経過した状
態）において、連続的にＸ線照射を行なって、Ｘ線検出
素子ref_1 とref_2の感度を測定する。

【００４０】この場合、それぞれのデータを、ＤＡＴＡ
（ref_1 ），ＤＡＴＡ（ref_2 ）とした場合に、ε₀
＝（ＤＡＴＡ（ref_1 ））／（ＤＡＴＡ（ref_2 ））
として、正規化基準感度ε₀ を保存しておく。このよう
に、感度劣化を生じる検出素子ref_1 のデータを感度劣
化を生じない検出素子ref_2 で正規化することで、Ｘ
線管の出力の値に影響されない状態にして感度データの
初期設定値（正規化基準感度）を保存することができ
る。

【００４１】ここで、この正規化基準感度を求める理由
を説明しておく。上述のような固体検出器のＸ線照射量
に応じて発生する感度劣化を求めるために、Ｘ線を照射
しない同種の固体検出器（基準用固体検出器）を用意し
ておいて、このＸ線を照射しない固体検出器の出力を測
定して感度劣化を生じる前の感度の基準とすることが考
えられる。

【００４２】しかし、このような感度劣化の測定では、
感度の測定の際におけるＸ線照射時の出力変動による影
響を除去することができない。すなわち、基準用固体検
出器と感度感度劣化が生じている固体検出器とに照射す
るＸ線照射量が同一であれば、各固体検出器の出力の差
分として感度の劣化分のみが得られる。

【００４３】しかし、基準用固体検出器と感度感度劣化
が生じている固体検出器とに照射するＸ線照射量の間に
違いがあれば、Ｘ線照射量の変動分の誤差を含んだデー
タとなるために、感度の劣化分のみを測定することがで
きない。すなわち、Ｘ線管の出力変動のために、感度の
劣化を正確に測定することが困難になる。

【００４４】このような理由で、感度劣化を生じる検出
素子も基準用の検出素子ref_1 として用いるようにして
いる。尚、Ｘ線管の出力の変動のないような理想状態で
は、第２の基準用の検出素子ref_2 のみを用いれば良
い。

【００４５】感度の劣化率測定（キャリブレーション
（２），図１ステップ）：次に、各チャネル毎に感度
の劣化率Ｄi を測定し、保存する。この感度の劣化率Ｄ
i は、Ｘ線のカウント数（各チャネルで得られるデータ
Ｉ）の積分値（本願明細書ではこれを爆射線量と言うこ
とにし、Σcount と表記する）に応じてＸ線の感度劣化
量が増大する割合いであり、図４に示したように一定の
割合いで感度が劣化するような特性になっている。

【００４６】この図４に示す特性図では、横軸に爆射線
量Σcount を示し、縦軸に感度の劣化率Ｄi ［％］を示
している。この図４からも明らかなように、爆射線量Σ
count が大きくなるにつれて、感度の劣化率Ｄi ［％］
も指数関数的に徐々に増大していることが分かる。

【００４７】ここでは、連続してＸ線照射を行いなが
ら、一定のタイミングおきに、各チャネル毎のデータ収
集部６でのカウント値の積分値（Σcount ）と、Ｘ線照
射中の各i チャネルの検出素子とref_2 との感度比ε
（ε＝（ＤＡＴＡ（i ））／（ＤＡＴＡ（ref_2
）））とを測定し、これらから図４に示したような劣
化率Ｄ（＝１−ε／ε₀ ）を求める。

【００４８】この場合にも、感度劣化を生じる各チャネ
ルの検出素子のデータを感度劣化を生じない検出素子re
f_2 で正規化することで、劣化率Ｄを求める際の各タ
イミングにおけるＸ線管１の出力の変動に影響されない
状態にして感度劣化の様子を測定することができる。

【００４９】そして、このようにして測定された各チャ
ネル毎の劣化率Ｄi について、ｅ^Xなどの指数を用いた
指数関数ｆi でフィッティングさせ、データ収集部６で
のカウント値の積算値（Σcount ）をパラメータとし
て、 ｆi （Σcount ） …（１） という各チャネル毎の指数関数ｆi で表す。そして、こ
の各チャネル毎の指数関数ｆi をキャリブレーション処
理部７が保存する。尚、この指数関数ｆi を、感度劣化
特性関数と呼ぶことにする。

【００５０】尚、上述のＤ＝１−ε／ε_O において、ε
とε_O のそれぞれで検出素子ref_2を用いて正規化を行
なっている。このために、分母と分子とに同じ割合でＸ
線管１の出力変動が作用することになり、各タイミング
の感度の測定時におけるＸ線管１の出力の変動を無視す
ることができる。

【００５１】また、この感度劣化特性関数ｆi は、 ｆi （0 ，Σcount ，Ａ） …（１）’ と表すこともできる。

【００５２】ここで、i は各検出素子のチャネル番号，
0 は感度劣化の初期値（初期状態では感度劣化が0 であ
ることを示す），ＡはＸ線管１に供給した単位時間当た
りの電流値［ｍＡ］である。

【００５３】すなわち、検出素子の性質として、単位時
間あたりのＸ線照射量を変えることでも劣化率が異なる
ことがあるため、Ｘ線のカウント値の積分値Σcount 以
外にＸ線管１の管電流もパラメータとなりうることを示
している。このような感度劣化特性関数ｆi で表せると
きには、Ｘ線管１の管電流Ａも含めた感度劣化特性関数
ｆi を各検出素子について求めて保存しておく。

【００５４】以上のようにして、感度劣化特性関数を全
ての素子について求めて、チャネル毎の補正用ベクター
（補正量）としてキャリブレーション処理部７に保存し
ておく。

【００５５】また、以上の説明は感度の劣化が積算値Σ
count に依存するについてのものであった。これ以外
に、感度の劣化が線量率（count ／ｔ）に依存する場合
であれば、前述の積算値（Σcount ）の代わりに線量率
（単位時間あたりのカウント値）の積算値（Σ(count／
ｔ) ）を使用することも可能である。このような線量率
の積算値を用いる場合でのｔとしてはビュー時間やスキ
ャン時間等のＸ線照射に関連する任意の単位時間とす
る。

【００５６】感度の復帰率測定（キャリブレーション
（３），図１ステップ）：次に、各チャネル毎に感度
の復帰率を測定し、保存する。この感度の復帰率は、Ｘ
線照射終了からの経過時間ｔに応じてＸ線の感度劣化が
復帰する割合いである。図５に示したように一定の割合
いで感度の劣化Ｄi が復帰するような特性になってい
る。

【００５７】尚、復帰率とは劣化率が復帰することを意
味しており、この図５に示す特性図では、横軸にＸ線照
射終了からの経過時間ｔを示し、縦軸に感度の劣化率Ｄ
i ［％］を示している。

【００５８】この図５からも明らかなように、Ｘ線照射
から時間ｔが経過するにつれて、感度の劣化率Ｄi
［％］が指数関数的に徐々に復帰していることが読みと
れる。ここでは、Ｘ線照射によってある程度の感度の劣
化が生じた状態から、一定時間Δｔおきにスキャンを行
い、Ｘ線照射中の各チャネルi の検出素子のデータとre
f_2 との感度比ε（ε＝（ＤＡＴＡ（i ））／（ＤＡ
ＴＡ（ref_2 ）））とを測定し、これらからΔｔ毎の
εをプロットして図５に示したような劣化率（復帰率）
Ｄ（＝１−ε／ε₀ ）を求める。

【００５９】このときに行うスキャンは、復帰量を求め
るためのものであるので前述の感度の劣化を生じさせな
いように行う必要がある。例えば、Ｘ線照射量を抑えた
スキャンを実行するか、または、感度を劣化させないよ
うに配慮したスキャンテクニックによりスキャンを実行
するようにする。このようなスキャンテクニックとして
は、例えば、スキャン時間を数ｍ秒とするなどして短時
間のＸ線照射にすることが考えられる。

【００６０】この場合にも、感度劣化を生じる各チャネ
ルの検出素子のデータを感度劣化を生じない検出素子re
f_2 で正規化することで、復帰率Ｄを求める際の各タ
イミングにおけるＸ線管１の出力の変動に影響されない
状態にして感度劣化の様子を測定することができる。

【００６１】そして、このようにして測定された各チャ
ネル毎の劣化率Ｄi について、ｅ^Xなどの指数を用いた
指数関数ｇi でフィッティングさせ、前回のスキャン終
了からの経過時間ｔをパラメータとして、 ｇi （ｔ） …（２） という各チャネル毎の指数関数ｇi で表す。そして、こ
の各チャネル毎の指数関数ｇi をキャリブレーション処
理部７が保存する。尚、この指数関数ｇi を、感度復帰
特性関数と呼ぶことにする。

【００６２】尚、上述のＤ＝１−ε／ε₀ において、ε
とε₀ のそれぞれで検出素子ref_2を用いて正規化を行
なっている。このために、分母と分子とに同じ割合でＸ
線管１の出力変動が作用することになり、Δｔ毎の各タ
イミングの感度の測定時におけるＸ線管１の出力の変動
を一切無視することができる。

【００６３】尚、Ｘ線検出器５の各検出素子には個体差
があるため、上述の感度復帰特性関数ｇi を全ての検出
素子について測定して、前述のｆi と同様にチャネル毎
の補正用ベクター（補正量）としてキャリブレーション
処理部７に保存する。

【００６４】スキャン（図１ステップ）：通常の手
順により断層撮影のためのスキャンを実行する。尚、制
御部１１においてスキャン計画が立てられて、制御部１
１からの命令に応じてＸ線管１のＸ線量やＸ線照射時
間、Ｘ線照射時刻や休止期間等が制御される。従って、
Ｘ線管１でのＸ線量や照射時間、Ｘ線照射を行った時刻
等のデータは制御部１１のスキャン計画についての記憶
部に保持されている。

【００６５】また、スキャンを実行する毎に、キャリブ
レーション処理部７が正規化基準感度を求めて保存す
る。例えば、ｋ番目のスキャンが実行されている場合の
Ｘ線検出素子ref_1 とref_2 との感度から正規化基準
ε_K を測定する。この場合、それぞれのデータを、ＤＡ
ＴＡ（ref_1 ），ＤＡＴＡ（ref_2 ）とした場合に、
ε_K ＝（ＤＡＴＡ（ref_1 ））／（ＤＡＴＡ（ref_2
））として保存する。

【００６６】この場合にも、感度劣化を生じる検出素子
ref_1 のデータを感度劣化を生じない検出素子ref_2
で正規化することで、このデータを求める際（ｋ番目の
スキャン）におけるＸ線管１の出力の変動に影響されな
い状態で正規化基準感度のデータが保存される。

【００６７】データ補正処理（図１ステップ）：ス
キャンによって得られたＸ線透過量のデータをデータ補
正部８において補正する。ここでは、キャリブレーショ
ン処理部７からのチャネル毎の補正用ベクターとしての
感度劣化特性関数ｆi 及び感度復帰特性関数ｇi を受
け、また、制御部１１からＸ線照射時間や経過時間を受
けてデータ補正処理を実行する。

【００６８】すなわち、ビュー毎（または、スキャン
毎）にcount の積分値（Σcount ）によって感度の劣化
による補正を実行し、また、前のスキャンからの経過時
間によって感度の復帰による補正を実行する。

【００６９】従って、検出素子i チャネルで得られたデ
ータＩi についての感度補正後のデータＩi ’ は、 Ｉi ’＝Ｉi ×１／（１−Ｄi ） …（３） と表すことができる。

【００７０】ここで、（３）式による補正について、詳
細に説明する。まず、既に求めてある関数ｇの逆関数ｇ
^-1を用いて前述のε_Kと先に求めたε₀を用いて以下のよ
うにしてΔｔを求める。尚、このΔｔは、現在のｋ番目
のスキャンと前回ｋ−１番目のスキャンとの間に経過し
た時間（復帰時間）である。 Δｔ＝ｇ^-1 （（１−ε_k ／ε₀ ）−（１−ε_k-1 ／ε₀ ）） …（４） そして、このｋ番目のスキャンにおける各ビュー毎，各
チャネル毎に感度劣化及び感度復帰を考慮した劣化率ｄ
i,j,k を求める。ここでは、k はスキャン番号，j はビ
ュー数（ 1〜n ），i はチャネル番号である。

【００７１】まず、既にキャリブレーション処理部７に
保存されている前回ｋ−１番目のスキャンにおける劣化
率ｄi,j,k-1 と復帰時間Δｔに応じた感度復帰率ｇi
（Δｔ）とを考慮してｋ番目のスキャンにおける劣化率
の初期値ｄ0i,kを求める。 ｄ0i,k＝ｄi,j,k-1 ＋ｇi （Δｔ） …（５） そして、この（５）式により求められたｋ番目のスキャ
ンにおける劣化率の初期値ｄ0i,k を基準として、ｋ番
目のスキャンにより生じる劣化率を感度劣化特性関数ｆ
により考慮して、ｋ番目のスキャンにおける各ビューの
劣化率ｄi,j,kを各チャネル毎に求める。 ｄi,j,k ＝ｄ0i,k＋ｆi （ｄ0i,k ，ΣＩi,m,k ，Ａ） …（６） 尚、この（６）式において、m はビュー数として 1〜j
により積算を行う。

【００７２】このようにして（６）式により求められた
値は、ｋ番目のスキャンにおけるjビューにおけるi チ
ャネルの劣化率である。尚、このデータ補正処理で求め
られた各値ε_k ，ｄi,j,k は次のｋ＋１番目のスキャン
のデータ補正処理に用いるのでキャリブレーション処理
部７の記憶部内に保存しておく。

【００７３】そして、以上の（６）式により求められた
値を用いて、各チャネルの検出素子での測定値に対して
感度劣化及び感度復帰を考慮した補正を行う。すなわ
ち、上述の（３）式を書き換えると、 Ｉi,j,k ’＝Ｉi,j,k ×１／（１−ｄi,j,k ） …（７） 尚、この補正処理はビュー毎に実行する例を示したが、
補正の精度によっては、補正のパラメータを算出するタ
イミングを粗くして各スキャン毎にパラメータを算出し
て補正を行うようにしても良い。

【００７４】また、この補正処理では、劣化特性と復帰
特性との双方を求めてデータの補正を行うようにした
が、いずれか一方を求めて補正することも可能である。
例えば、短時間にスキャンを行う場合には、劣化率が大
きくなるが復帰率は小さいので、劣化率のみを求めて補
正することが可能である。また、長い間隔をおいて低爆
射線量のスキャンを行う場合には、復帰率が大きくなる
が劣化率は小さいので、劣化率のみを求めて補正するこ
とが可能である。

【００７５】画像再構成（図１ステップ）：以上の
ようにして補正処理がなされたＸ線透過量のデータを用
いて画像処理部９が画像再構成を実行し表示部１０に画
像表示を行う。

【００７６】＜Ｘ線検出器の特性改善方法及び装置によ
り得られる効果：従来例との比較＞以上説明したように
感度変化についての２種類の基準用の検出素子を用いて
補正を行うＸ線検出器の特性改善方法及びＸ線ＣＴ装置
によれば、以下の，のような効果が得られる。

【００７７】各チャネルの検出素子のＸ線照射による
感度劣化及び直前のスキャンからの経過時間に応じた感
度復帰のそれぞれを考慮して、各スキャン時における感
度劣化率を求めて補正を行うことで、Ｘ線の正確な検出
が行えるようになる。 上述の測定用の検出素子の感度復帰を求める際に、感
度復帰特性に復帰時間Δｔをあてはめて計算により求め
るようにしている。この復帰時間Δｔを求める際には、
感度劣化を生じる基準用の検出素子の測定値ＤＡＴＡ
（ref_1 ）から求めることが可能であるが、Ｘ線管１の
出力が一定である必要がある。そこで、感度劣化を生じ
ない検出素子ref_2 において同時に測定した測定値Ｄ
ＡＴＡ（ref_2 ）で、測定値ＤＡＴＡ（ref_1 ）を正
規化してΔｔを求めるようにしている。このように測定
値を正規化した値（正規化基準感度）にすることによ
り、各測定のタイミングでのＸ線管１の出力変動により
影響されない状態になる。従って、復帰時間Δｔを求め
る各タイミングでＸ線管１に出力変動が生じたとしても
変動の影響を受けず、正確に復帰時間Δｔを求めること
が可能になる。これにより、前回のスキャンから今回の
スキャンまでの時間を測定しつづける必要がなく、計算
により求められた復帰時間Δｔより感度復帰率を正確に
求めることができるようになる。

【００７８】従って、感度劣化率及び感度復帰率を正確
に求め補正することができるようになる。 ＜その他の好ましい例＞また、以上の各実施例の説明以
外に、以下のような変形例も考えられる。

【００７９】上述した検出器の感度特性以外に、リーク
カウント，オフセットドリフト，長い時定数のアフター
グローについても、上述と同様の構成において補正する
ことが可能である。

【００８０】ここで、リークカウントとは、Ｘ線照射な
しで計測されるカウントのうち、検出素子側に起因する
ものである。また、オフセットドリフトとは、データを
ディジタルデータに変換する装置に常に含まれているノ
イズによるカウントが外部の温度などにより変動（ドリ
フト）する現象を言う。また、アフターグローとは、検
出素子側のオン／オフの際の時定数により、例えばＸ線
照射をオフした際にカウントが０にならず、徐々に減少
してゆく現象を言う。

【００８１】これらの場合、補正しようとする特性の異
なる２種類の基準用検出手段を使用し、かつ、キャリブ
レーション処理及び補正処理を実行することで実現され
る。例えば、上述のリークカウント特性がＸ線照射量に
応じて劣化したり、また、復帰時間に応じて復帰するよ
うなものである場合には、以上の実施例と同じ様にして
２種類の特性の異なる基準用検出手段を設ける。

【００８２】この場合も、劣化の特性を求めておいて、
各チャネルの検出手段の劣化及び直前のスキャンからの
経過時間に応じた復帰のそれぞれを考慮して、各スキャ
ン時における劣化率特性の良い方の検出手段を基準に補
正を行うことで、Ｘ線の正確な検出が行えるようにな
る。

【００８３】また、復帰時間Δｔを求める際には、２種
類の検出手段の測定値を正規化して求めることで、各測
定のタイミングでのＸ線管１の出力変動による影響を受
けなくなる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳細に説明したＸ線検出器の特性改
善方法及びＸ線ＣＴ装置によれば、各チャネルの検出素
子のＸ線照射による感度劣化特性若しくは直前のスキャ
ンからの経過時間に応じた感度復帰特性の少なくとも一
方の特性を考慮して、各スキャン時におけるＸ線照射量
または直前スキャンからの復帰時間をパラメータとして
感度劣化率若しくは感度復帰率の一方または両方を求め
て補正を行うことで、感度劣化または感度復帰を補正し
た正確かつ容易な測定が可能になる。

【００８５】また、以上詳細に説明した特性の異なる第
１及び第２の種類の基準用検出素子を用いたＸ線検出器
の特性改善方法及びＸ線ＣＴ装置によれば、各チャネル
の検出素子のＸ線照射による感度劣化特性若しくは直前
のスキャンからの経過時間に応じた感度復帰特性の少な
くとも一方の特性を考慮して、各スキャン時におけるＸ
線照射量若しくは直前スキャンからの復帰時間をパラメ
ータとして感度劣化率を求めて補正を行うＸ線検出器の
特性改善方法及びＸ線ＣＴ装置では、感度劣化特性にＸ
線照射に関するパラメータをあてはめて感度劣化を求
め、また、感度劣化のある基準用の検出素子の測定値を
感度劣化のない基準用の検出素子の測定値で正規化した
値を感度復帰特性にあてはめて復帰時間を求め、この復
帰時間により各チャネル毎の感度復帰を求める。このよ
うにすることで、各測定時のＸ線管の出力変動の影響を
受けることなく感度劣化または感度復帰を補正した正確
かつ容易な測定が可能になる。

【００８６】また、以上詳細に説明したＸ線検出器の特
性改善方法及びＸ線ＣＴ装置によれば、各チャネルの検
出素子のＸ線照射による感度以外の劣化特性若しくは直
前のスキャンからの経過時間に応じた感度以外の復帰特
性の少なくとも一方の特性を考慮して、各スキャン時に
おけるＸ線照射量または直前スキャンからの復帰時間を
パラメータとして劣化率若しくは復帰率の一方または両
方を求めて補正を行うことで、特性の劣化または復帰を
補正した正確かつ容易な測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＸ線検出器の特性改善方法
の手順を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例のＸ線ＣＴ装置の構成例を示
す構成図である。

【図３】本発明の一実施例のＸ線ＣＴ装置の主要部の構
成例を示す構成図である。

【図４】本発明の一実施例に用いるＸ線検出器の特性の
一例を示す特性図である。

【図５】本発明の一実施例に用いるＸ線検出器の特性の
一例を示す特性図である。

【図６】従来のＸ線ＣＴ装置の主要部の構成例を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線管 ２ コリメータ ３ 画像再構成領域 ５ Ｘ線検出器 ６ データ収集部 ７ キャリブレーション処理部 ８ データ補正部 ９ 画像処理部 １０ 表示部 １１ 制御部

フロントページの続き (72)発明者 貫井 正健 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線照射を受けて感度が変化する第１の
   種類の検出素子を画像再構成用に複数チャネル備え、Ｘ
   線照射を受けて感度が変化しない第２の種類の検出素子
   を基準用の検出素子として備えたＸ線検出器の特性改善
   方法であって、 第２の種類の検出素子の感度を参照して各チャネルの検
   出素子の感度について爆射線量に応じて発生する感度の
   劣化率の関数と、第２の種類の検出素子の感度を参照し
   て各チャネルの検出素子の感度についてＸ線照射からの
   時間に応じて発生する感度の復帰率の関数との少なくと
   も一方の関数について求め、 スキャンを行なって各チャネルのデータを収集し、 スキャンによる爆射線量に応じた感度の劣化率と、各ス
   キャン時のデータを用いて復帰率の逆関数より算出した
   直前のＸ線照射からの経過時間に応じた感度の復帰率と
   の少なくとも一方について前記関数より求め、このよう
   にして求めた劣化率と復帰率との一方若しくは両方を用
   いてスキャンで収集した各チャネルのデータを補正する
   ことを特徴とするＸ線検出器の特性改善方法。
2. 【請求項２】 Ｘ線照射を受けて感度が変化する第１の
   種類の検出素子を画像再構成用に複数チャネル備えたＸ
   線ＣＴ装置において、 Ｘ線照射を受けて感度が変化しない第２の種類の基準用
   の検出素子と、 第２の種類の検出素子の感度を参照して各チャネルの検
   出素子の感度について爆射線量に応じて発生する感度の
   劣化率の関数と、第２の種類の検出素子の感度を参照し
   て各チャネルの検出素子の感度についてＸ線照射からの
   時間に応じて発生する感度の復帰率の関数との少なくと
   も一方の関数について求めるキャリブレーション手段
   と、 スキャンによる爆射線量に応じた感度の劣化率と、各ス
   キャン時のデータを用いて復帰率の逆関数より算出した
   直前のＸ線照射からの経過時間に応じた感度の復帰率と
   の少なくとも一方について前記関数より求め、このよう
   にして求めた劣化率と復帰率との一方若しくは両方を用
   いてスキャンで収集した各チャネルのデータを補正する
   データ補正手段とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
   置。
3. 【請求項３】 Ｘ線照射を受けて感度が変化する第１の
   種類の検出素子を画像再構成用に複数チャネル備えたＸ
   線ＣＴ装置において、 Ｘ線照射を受けて感度が変化する第１の種類の基準用の
   検出素子と、 Ｘ線照射を受けて感度が変化しない第２の種類の基準用
   の検出素子と、 スキャン前の第１の種類の基準用の検出素子の感度を第
   ２の種類の基準用の検出素子の感度で正規化した正規化
   基準感度を求め、第２の種類の検出素子の感度を参照し
   て各チャネルの検出素子の感度について爆射線量に応じ
   て発生する感度の劣化率を関数として求め、第２の種類
   の検出素子の感度を参照して各チャネルの検出素子の感
   度についてＸ線照射からの時間に応じて発生する感度の
   復帰率を関数として求め、スキャンの際に第１の種類の
   検出素子の感度を第２の種類の検出素子の感度で正規化
   処理した正規化基準感度を求めるキャリブレーション手
   段と、 スキャンによる爆射線量に応じた感度の劣化率を前記関
   数より求め、正規化基準感度の初期値と各スキャン時の
   値とを用いて復帰率の逆関数より直前のＸ線照射からの
   経過時間を求め、この経過時間に応じた感度の復帰率を
   前記関数より求め、スキャンで収集した各チャネルのデ
   ータを前記劣化率及び復帰率で補正するデータ補正手段
   とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
4. 【請求項４】 Ｘ線照射を受けて感度以外の特性が変化
   する第１の種類の検出手段を画像再構成用に複数チャネ
   ル備えたＸ線ＣＴ装置において、 Ｘ線照射を受けて前記特性が変化しない第２の種類の基
   準用の検出手段と、 第２の種類の検出手段の前記特性を参照して各チャネル
   の検出手段の前記特性について爆射線量に応じて発生す
   る前記特性の劣化率の関数と、第２の種類の検出手段の
   前記特性を参照して各チャネルの検出手段の前記特性に
   ついてＸ線照射からの時間に応じて発生する前記特性の
   復帰率の関数との少なくとも一方の関数について求める
   キャリブレーション手段と、 スキャンによる爆射線量に応じた前記特性の劣化率と、
   各スキャン時のデータを用いて復帰率の逆関数より算出
   した直前のＸ線照射からの経過時間に応じた前記特性の
   復帰率との少なくとも一方について前記関数より求め、
   このようにして求めた劣化率と復帰率との一方若しくは
   両方を用いてスキャンで収集した各チャネルのデータを
   補正するデータ補正手段とを備えたことを特徴とするＸ
   線ＣＴ装置。