JP2007044496A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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Keiji Matsuda
圭史 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of scattered radiation originating from X-rays from the X-ray tube of the other pair in an multi-tube type X-ray CT apparatus including a plurality of pairs of X-ray tubes and detectors. <P>SOLUTION: This X-ray CT apparatus is provided with the X-ray tubes 121 and 122, slit mechanisms 161 and 162, X-ray detectors 131 and 132 which form pairs with the X-ray tubes, a support mechanism 11 which supports the X-ray tubes and the X-ray detectors so as to allow them to rotate about a rotation axis parallel to the slice direction, a correction unit 221 which corrects data from each detection element located in an area which X-rays passing through the slit mechanism directly strike, by using data from at least one detection element located outside the area and associated with the same channel, and a reconstruction unit 23 which reconstructs image data on the basis of the corrected data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線管と検出器とのペアを複数装備するマルチチューブタイプのX線CT装置に関する。   The present invention relates to a multi-tube type X-ray CT apparatus equipped with a plurality of pairs of X-ray tubes and detectors.

従来、X線CT装置(コンピュータ断層撮影装置)は、X線管で発生させたX線を被検体に照射し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出し、検出したデータをコンピュータ装置により再構成処理して断層像を得るようにしている。また、X線管と検出器のペアを2ペア以上用意し、円環状の回転架台にX線管と検出器のペアを複数搭載することで、架台の回転角度を小さくするようにした多管球式のX線CT装置も知られている。   Conventionally, an X-ray CT apparatus (computer tomography apparatus) irradiates a subject with X-rays generated by an X-ray tube, detects X-rays transmitted through the subject with an X-ray detector, and detects the detected data. A tomographic image is obtained by reconstruction processing by a computer device. In addition, two or more pairs of X-ray tubes and detectors are prepared, and a plurality of pairs of X-ray tubes and detectors are mounted on an annular rotating mount, thereby reducing the rotation angle of the mount A spherical X-ray CT apparatus is also known.

多管球式のX線CT装置としては、例えば特許文献1に記載のものがあり、この文献では、治療用のX線管と映像用のX線管を有する例が示されている。ところで、X線管と検出器のペアを2ペア以上搭載した多管球式のX線CT装置においては、ペアとなるX線管からの直接線と、ペア以外のX線管からの散乱線が検出器に到達することがあり、かつ直接線と散乱線は特性として大きな違いはないため、これらを分離することは困難であった。このため、ペア以外のX線管からの散乱線によって再構成画像の画質に悪影響を与える。   As a multi-tube type X-ray CT apparatus, for example, there is one described in Patent Document 1, which shows an example having a therapeutic X-ray tube and a video X-ray tube. By the way, in a multi-tube type X-ray CT apparatus in which two or more pairs of X-ray tubes and detectors are mounted, a direct ray from a pair of X-ray tubes and a scattered ray from an X-ray tube other than the pair. May reach the detector, and direct and scattered rays are not very different in characteristics, so it is difficult to separate them. For this reason, the image quality of the reconstructed image is adversely affected by scattered rays from X-ray tubes other than the pair.

従来、X線管とX線検出器のペアを2ペア以上搭載した多管球式X線CT装置においては、ペア以外のX線管からの散乱線が悪影響を及ぼし、再構成画像の画質が低下するという不具合があった。
特開2004−73406号公報
Conventionally, in a multi-tube X-ray CT apparatus equipped with two or more pairs of X-ray tubes and X-ray detectors, scattered rays from X-ray tubes other than the pair have an adverse effect, and the quality of the reconstructed image is low. There was a problem that it decreased.
JP 2004-73406 A

本発明の目的は、X線管と検出器との複数のペアを装備するマルチチューブタイプX線CT装置において、他方のペアのX線管からのX線に由来する散乱線の影響を低減することにある。   An object of the present invention is to reduce the influence of scattered radiation derived from X-rays from the other pair of X-ray tubes in a multi-tube type X-ray CT apparatus equipped with a plurality of pairs of X-ray tubes and detectors. There is.

本発明は、ある局面において、複数のX線管と、前記複数のX線管にそれぞれ設けられるスリット幅可変の複数のスリット機構と、前記複数のX線管と複数のペアを構成する複数のX線検出器と、前記X線検出器各々はチャンネル方向とスライス方向とに関してマトリクス状にアレイされた複数の検出素子を有する、前記X線管と前記X線検出器とを、前記スライス方向と平行な回転軸周りに回転自在に支持する支持機構と、前記ペアを構成するX線管以外のX線管で発生されたX線に由来する散乱線成分を軽減するために、前記スリット機構を通過したX線が直接的に照射される領域内に位置する検出素子各々のデータを、前記領域の外側であって同じチャンネルに関する少なくとも一つの検出素子のデータにより補正する補正部と、前記補正されたデータに基づいて画像データを再構成する再構成部とを具備するX線CT装置を提供する。   In one aspect, the present invention provides a plurality of X-ray tubes, a plurality of slit mechanisms having variable slit widths respectively provided in the plurality of X-ray tubes, and a plurality of pairs constituting the plurality of X-ray tubes and a plurality of pairs. An X-ray detector, and each of the X-ray detectors includes a plurality of detection elements arrayed in a matrix with respect to a channel direction and a slice direction, the X-ray tube and the X-ray detector, In order to reduce a scattered radiation component derived from X-rays generated by an X-ray tube other than the X-ray tube constituting the pair, and a support mechanism that rotatably supports around a parallel rotation axis, the slit mechanism is A correction unit that corrects the data of each of the detection elements located in the region directly irradiated with the passed X-rays with the data of at least one detection element related to the same channel outside the region; and To provide an X-ray CT apparatus comprising a reconstruction unit which reconstructs image data based on Tadashisa data.

本発明によれば、X線管と検出器との複数のペアを装備するマルチチューブタイプX線CT装置において、他方のペアのX線管からのX線に由来する散乱線の影響を低減することができる。   According to the present invention, in a multi-tube type X-ray CT apparatus equipped with a plurality of pairs of an X-ray tube and a detector, the influence of scattered radiation derived from X-rays from the other pair of X-ray tubes is reduced. be able to.

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明のX線CT装置の一実施形態の全体構成を示す構成図である。図1において、本実施形態のX線CT装置(X線コンピューテッドトモグラフィ装置)は、ガントリ10とコンピュータ装置20と寝台(図示せず)とを有している。ガントリ10は多管球式であり、X線管とX線検出器との複数のペアが搭載されている。本実施形態では、2管球式として説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of an embodiment of the X-ray CT apparatus of the present invention. In FIG. 1, the X-ray CT apparatus (X-ray computed tomography apparatus) of this embodiment has a gantry 10, a computer apparatus 20, and a bed (not shown). The gantry 10 is a multi-tube type, and a plurality of pairs of an X-ray tube and an X-ray detector are mounted. In the present embodiment, the description will be made with a two-tube type.

ガントリ10には回転架台11が設けられ、図示しない回転機構によって回転軸Rを中心に回転する。なお、回転軸Rに平行な方向をスライス方向という。回転架台11には、X線管121とX線検出器131との第1のペアと、X線管122とX線検出器132との第2のペアが搭載される。第1のペアの撮影軸と第2のペアの撮影軸とは典型的には90度で交差する。撮影軸はX線焦点と検出器中心とを結ぶ線である。回転架台11の中心部分は開口して、そこに寝台の天板14に載置された被検体Pが挿入される。   The gantry 10 is provided with a rotating gantry 11 and is rotated around the rotation axis R by a rotating mechanism (not shown). A direction parallel to the rotation axis R is referred to as a slice direction. A first pair of the X-ray tube 121 and the X-ray detector 131 and a second pair of the X-ray tube 122 and the X-ray detector 132 are mounted on the rotary mount 11. The first pair of imaging axes and the second pair of imaging axes typically intersect at 90 degrees. The imaging axis is a line connecting the X-ray focal point and the detector center. The central part of the rotating gantry 11 is opened, and the subject P placed on the couch top 14 is inserted therein.

X線検出器131,132には、X線管121,122に対向してX線を集束するためのコリメータ151,152がそれぞれ設けられている。また、X線管121,122各々には、スリット機構161、162が配置される。スリット機構161、162は、少なくとも2枚の鉛製のスリット板を有する。2枚のスリット板の間のスリットの幅を調整するために、スリット板は回転軸Rに平行に移動自在に支持される。スリット幅により、X線厚が決定される。   The X-ray detectors 131 and 132 are provided with collimators 151 and 152 for converging X-rays facing the X-ray tubes 121 and 122, respectively. Further, slit mechanisms 161 and 162 are disposed in the X-ray tubes 121 and 122, respectively. The slit mechanisms 161 and 162 have at least two lead slit plates. In order to adjust the width of the slit between the two slit plates, the slit plate is movably supported in parallel to the rotation axis R. The X-ray thickness is determined by the slit width.

X線検出器131,132の出力は、それぞれデータ収集部171,172に送られ、コンピュータ装置20の前処理部(後述)に供給される。また、ガントリ10には、制御部18が設けられ、X線管121,122の管電圧の制御や回転架台11の回転制御等を行う。   Outputs of the X-ray detectors 131 and 132 are sent to data collection units 171 and 172, respectively, and supplied to a preprocessing unit (described later) of the computer apparatus 20. In addition, the gantry 10 is provided with a control unit 18 for controlling the tube voltage of the X-ray tubes 121 and 122, controlling the rotation of the rotating mount 11, and the like.

一方コンピュータ装置20は、中央制御部21を有し、それに対して前処理部22、再構成処理部23、画像表示部24、操作部25等がデータ/制御バスライン201を介して接続されている。被検体Pを透過したX線はX線検出器131,132で検出され電気信号に変換され、データ収集部171,172で増幅され、かつデジタルデータに変換され、撮影データが前処理部22に供給される。前処理部22では、信号強度の補正や信号欠落の補正等の処理を行うほか、散乱線補正処理部221を有し、主に他のペアのX線管からのX線に由来する散乱線の影響を軽減して、前処理部22によって処理された撮影データをバスライン201上に出力する。   On the other hand, the computer apparatus 20 has a central control unit 21 to which a preprocessing unit 22, a reconstruction processing unit 23, an image display unit 24, an operation unit 25, and the like are connected via a data / control bus line 201. Yes. X-rays that have passed through the subject P are detected by the X-ray detectors 131 and 132, converted into electric signals, amplified by the data collection units 171 and 172, converted into digital data, and the imaging data is sent to the preprocessing unit 22. Supplied. The preprocessing unit 22 performs processing such as correction of signal intensity and correction of signal loss, and also includes a scattered radiation correction processing unit 221, and mainly scattered radiation derived from X-rays from other pairs of X-ray tubes. The image data processed by the preprocessing unit 22 is output on the bus line 201.

中央制御部21は、コンピュータ装置20の各部の動作や、ガントリ10の制御部18を制御するものであり、再構成処理部23は、投影データに基づいて断層画像データを再構成する。画像表示部24は、医用画像等を表示するディスプレイを含み、操作部25は医師による患者の状態や検査方法等の情報を入力するものである。   The central control unit 21 controls the operation of each unit of the computer device 20 and the control unit 18 of the gantry 10. The reconstruction processing unit 23 reconstructs tomographic image data based on the projection data. The image display unit 24 includes a display that displays medical images and the like, and the operation unit 25 inputs information such as a patient's condition and examination method by a doctor.

図2は、図1のX線管121、122及び検出器131、132の構成を拡大して示すもので、X線管121とX線検出器131との第1のペアと、X線管122とX線検出器132との第2のペアの構成を示すものである。尚、図2ではX線管121とX線検出器131の第1のペアを代表的に図示しているが、X線管122とX線検出器132の第2のペアは、第1のペアとに対して90度ずれて配置されている点以外は同一の構成であるため、図2では図示は省略する。   FIG. 2 is an enlarged view of the configuration of the X-ray tubes 121 and 122 and the detectors 131 and 132 shown in FIG. 1, and shows a first pair of the X-ray tube 121 and the X-ray detector 131, and an X-ray tube. 2 shows a configuration of a second pair of 122 and the X-ray detector 132. In FIG. 2, the first pair of the X-ray tube 121 and the X-ray detector 131 is representatively illustrated, but the second pair of the X-ray tube 122 and the X-ray detector 132 is the first pair. Since the configuration is the same except that it is shifted by 90 degrees with respect to the pair, the illustration is omitted in FIG.

図2において、X線管121に対向してスリット161が配置されており、このスリット161によりX線厚を規制するようにしている。また、X線検出器131は、チャンネル方向(CH)及びスライス方向(L)に配列された多数の検出素子で構成され、入射X線x1を検出する。   In FIG. 2, a slit 161 is disposed so as to face the X-ray tube 121, and the X-ray thickness is regulated by the slit 161. The X-ray detector 131 includes a large number of detection elements arranged in the channel direction (CH) and the slice direction (L), and detects the incident X-ray x1.

また、X線検出器131には、チャンネル(CH)方向に金属板コリメータ151(図1参照)が設置されており、ペアとなるX線管方向からのX線を受光する構造になっている。さらに、多管球式のX線CT装置は、単管球式に比べて回転角度が小さくなり、投影データの取得に要する時間を短縮できるため時間分解能を向上することができる。   Further, the X-ray detector 131 is provided with a metal plate collimator 151 (see FIG. 1) in the channel (CH) direction so as to receive X-rays from the paired X-ray tube directions. . Furthermore, the multi-tube type X-ray CT apparatus has a smaller rotation angle than the single-tube type, and the time required for acquiring projection data can be shortened, so that the time resolution can be improved.

X線検出器131,132は、スライス方向中央部L0にある検出素子群によって、ペアとなるX線管121,122からのX線(直接線)と他ペアのX線管からの散乱線を検出するとともに、各列の外側の領域L1,L2に位置する検出素子群によって、他ペアのX線管からの散乱線を検出するようにしている。   X-ray detectors 131 and 132 detect X-rays (direct rays) from a pair of X-ray tubes 121 and 122 and scattered rays from other pairs of X-ray tubes by a detection element group in the central portion L0 in the slice direction. In addition to detection, scattered radiation from other pairs of X-ray tubes is detected by the detection element group located in the regions L1 and L2 outside each row.

図3はペア以外のX線管からの散乱線の影響を説明する説明図である。図3の場合、X線管121から照射されX線はX線検出器131で検出され、X線管122から照射されたX線はX線検出器132で検出される。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the influence of scattered rays from X-ray tubes other than the pair. In the case of FIG. 3, X-rays emitted from the X-ray tube 121 are detected by the X-ray detector 131, and X-rays emitted from the X-ray tube 122 are detected by the X-ray detector 132.

一方、検出器132には他方のペアのX線管121からのX線が被検体Pの表面及び内部p1で散乱して入射する。同様に、検出器131には他のペアのX線管122からのX線が被検体Pの表面及び内部部分p1で散乱して入射する。被検体Pでの散乱線は、放射状に散乱し大部分はコリメータ151,152によって遮られるが、一部の散乱線(例えばd1,d2)はコリメータ151,152を通って検出器131,132に入射する。散乱角度αで散乱した散乱線d1はX線管121からのX線が被検体Pの内部部分p1に当たって散乱するもので、90度程度の屈折角度αで散乱し、X線検出器132に入射する。散乱線d2はX線管122らのX線が被検体Pの内部部分p1に当たって散乱するもので、90度程度の屈折角度αで散乱し、X線検出器131に入射する。なお、他方のペアのX線管122(121)で発生したX線が被検体Pの体表面で散乱し、減衰することなく直接的に検出器131(132)に入射する散乱線が最も悪影響を招来する。   On the other hand, X-rays from the other pair of X-ray tubes 121 enter the detector 132 after being scattered on the surface of the subject P and inside p1. Similarly, X-rays from the other pair of X-ray tubes 122 are scattered on the surface of the subject P and the internal portion p1 and enter the detector 131. Scattered rays from the subject P are scattered radially and most of the scattered rays are blocked by the collimators 151 and 152, but some scattered rays (for example, d1 and d2) pass through the collimators 151 and 152 to the detectors 131 and 132. Incident. Scattered rays d1 scattered at the scattering angle α are scattered when the X-rays from the X-ray tube 121 hit the internal portion p1 of the subject P, and are scattered at a refraction angle α of about 90 degrees and enter the X-ray detector 132. To do. Scattered rays d2 are scattered when the X-rays from the X-ray tube 122 hit the internal portion p1 of the subject P, and are scattered at a refraction angle α of about 90 degrees and enter the X-ray detector 131. The X-rays generated by the other pair of X-ray tubes 122 (121) are scattered on the body surface of the subject P, and the scattered radiation that directly enters the detector 131 (132) without being attenuated has the most adverse effect. Invite

図4を参照して散乱線の発生状況をより具体的に説明する。図4はX線管121からのX線が被検体の内部部分p1で散乱して他方のペアのX線検出器132に入射する様子を模式的に示したものである。   With reference to FIG. 4, the generation state of scattered radiation will be described more specifically. FIG. 4 schematically shows a state in which X-rays from the X-ray tube 121 are scattered by the internal portion p1 of the subject and enter the other pair of X-ray detectors 132.

X線検出器132には、ペアを構成するX線管122からのX線x2(直接線)が入射するが、他のペアのX線管121からのX線が被検体の内部部分p1に当たると、角度αの屈折角で散乱し、散乱線d1が発生する。この散乱線d1は、X線検出器132のスライス方向(L)にも広がって散乱し、角度βで示すように5〜6度程度の広がりをもって検出器132に入射する。   The X-ray detector 132 receives X-rays x2 (direct lines) from the X-ray tube 122 constituting the pair, but X-rays from the other pair of X-ray tubes 121 hit the internal portion p1 of the subject. Then, the light is scattered at a refraction angle of angle α, and a scattered ray d1 is generated. The scattered radiation d1 spreads and scatters in the slice direction (L) of the X-ray detector 132, and enters the detector 132 with a spread of about 5 to 6 degrees as indicated by the angle β.

αはβに対して十分大きい(α≫β)ため、散乱線d1は検出器131,132の同一チャンネルにある検出素子の列の端から端まで十分に当方的(一様)に当たる。またX線x1は、所定のスライス厚(T)を有しているため、散乱ポイントはスライス厚分あると考えられ、散乱線量はこの散乱ポイント分の積分値となる。よって、たとえ特異的に特定の方向に強く散乱するポイントがあったとしても、スライス方向にある検出素子の端から端までの散乱線を積分することでその特異性は薄められ、スライス方向の散乱線強度の分布は一様になる。   Since α is sufficiently large with respect to β (α >> β), the scattered radiation d1 strikes sufficiently (uniformly) from end to end of the row of detector elements in the same channel of the detectors 131 and 132. Further, since the X-ray x1 has a predetermined slice thickness (T), it is considered that there are scattering points corresponding to the slice thickness, and the scattered dose is an integrated value for the scattering points. Therefore, even if there is a point that specifically scatters strongly in a specific direction, the specificity is reduced by integrating the scattered radiation from end to end of the detection element in the slice direction, and the scattering in the slice direction is reduced. The line intensity distribution is uniform.

さらに、検出器131,132のスライス方向の両端部に位置する検出素子には、散乱線のみが入射し、X線管121,122からの直接線は入射しない。これを図5を参照して説明する。図5は、散乱線d1がX線検出器132に照射される様子を示した図であり、散乱線源をP1とし、X線検出器132をスライス方向に切断して見た場合の図である。この図5から分かるように、X線検出器132のスライス方向の中央領域L0には、X線管122からのX線束x2(直接線)と散乱線d1が当たるが、スライス方向の両端領域L1,L2には散乱線d1のみが当たる。したがって、領域L1,L2の検出素子ではX線の散乱線のみを測定することができる。   Further, only scattered rays are incident on the detection elements located at both ends of the detectors 131 and 132 in the slice direction, and direct rays from the X-ray tubes 121 and 122 are not incident. This will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a state in which the scattered radiation d1 is applied to the X-ray detector 132, and is a diagram when the scattered radiation source is P1, and the X-ray detector 132 is cut in the slice direction. is there. As can be seen from FIG. 5, the central region L0 in the slice direction of the X-ray detector 132 is hit by the X-ray bundle x2 (direct line) from the X-ray tube 122 and the scattered radiation d1, but both end regions L1 in the slice direction. , L2 hits only the scattered radiation d1. Therefore, only the X-ray scattered rays can be measured by the detection elements in the regions L1 and L2.

本実施形態では、スリット機構161、162のスリットを通して放射されるX線を検出器131,132で検出する際、スライス方向の端部の領域L1,L2の検出素子を散乱線測定用に用いたものであり、スライス方向の中央領域L0と、外側の領域L1,L2では散乱線量に大きな違いは無いことを利用して、同一チャンネルの中央部の検出素子によるX線の測定値から、同一チャンネルの両端部にある検出素子によるX線の測定値を差し引くことで散乱線の影響を軽減することができる。   In this embodiment, when detecting X-rays radiated through the slits of the slit mechanisms 161 and 162 with the detectors 131 and 132, the detection elements in the end regions L1 and L2 in the slice direction are used for scattered radiation measurement. By using the fact that there is no significant difference in scattered dose between the central region L0 in the slice direction and the outer regions L1 and L2, the same channel is obtained from the X-ray measurement value by the detection element in the central portion of the same channel. The influence of scattered radiation can be reduced by subtracting the X-ray measurement values by the detection elements at both ends of the.

即ち、検出器131,132のスライス方向の外側領域L1,L2にある検出素子で検出したX線データを利用して散乱線の影響を軽減するように補正するものであり、この補正は前処理部22の散乱線補正処理部221で行う。散乱線補正処理部221は、外側領域L1,L2の素子で検出したX線データを列の素子数分積分して散乱線のデータを算出し、検出器131,132のスライス方向中央領域L0の素子で検出したX線データの値から散乱線データの値を差し引き、その結果を基にして撮影データを得てバスライン201上に出力する。   That is, correction is performed by using the X-ray data detected by the detection elements in the outer regions L1 and L2 in the slice direction of the detectors 131 and 132 so as to reduce the influence of scattered radiation. This is performed by the scattered radiation correction processing unit 221 of the unit 22. The scattered ray correction processing unit 221 calculates scattered ray data by integrating the X-ray data detected by the elements in the outer regions L1 and L2 by the number of elements in the column, and detects the data in the central region L0 in the slice direction of the detectors 131 and 132. The value of the scattered radiation data is subtracted from the value of the X-ray data detected by the element, and imaging data is obtained based on the result, and is output on the bus line 201.

図6は、散乱線補正処理部221の動作を説明する図であり、縦軸に検出器131,132でのデータ値を示し、横軸は検出器131,132のスライス番号を表している。 検出器131,132の中央領域L0で検出したX線の直接線の値からX線照射領域L0内の検出素子各々のデータ値からX線照射領域の外側の領域L1,L2内の検出素子各々の散乱線成分に関するデータ値から減算する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the scattered radiation correction processing unit 221, where the vertical axis represents the data values at the detectors 131 and 132, and the horizontal axis represents the slice numbers of the detectors 131 and 132. From the X-ray direct line value detected in the central region L0 of the detectors 131 and 132, from the data value of each detection element in the X-ray irradiation region L0, each detection element in the regions L1 and L2 outside the X-ray irradiation region Is subtracted from the data value for the scattered radiation component.

尚、X線検出器131,132のスライス方向の幅は、スリット162の幅で規定されるX線のスライス厚(T)の最大設定値よりもやや大きくする必要がある。スリットを絞った場合は、同一チャンネルにおいて直接線が当る中央部領域L0のすぐ外側の領域をL1,L2として散乱線の測定用に利用することで、散乱線を精度良く測定することができる。   The width of the X-ray detectors 131 and 132 in the slice direction needs to be slightly larger than the maximum set value of the X-ray slice thickness (T) defined by the width of the slit 162. When the slit is narrowed down, the scattered radiation can be measured with high accuracy by using the regions immediately outside the central region L0 where the direct line hits in the same channel as L1 and L2 for measuring the scattered radiation.

本実施形態による散乱線補正に関して、より詳細に説明する。図7に示すように、スキャニングに先立って、スキャン条件が設定される。スキャン条件設定支援部22は、ユーザによるスキャン条件の設定を支援するために設けられる。スキャン条件設定支援部22は、被検体の体格、検査部位等に応じた複数のスキャンプランを提供する。スキャンプランには、スキャンモード(シングル/ヘリカル)、1管球スキャニングモードと2管球スキャニングモードとの区別、管電圧、管電流、撮影スライス厚、撮影スライス数、撮影FOV等が含まれる。本装置では、いずれか一方のペアは休止させ、他方のペアだけを使ってデータ収集(スキャニング)を行う1管球モードと、2つのペアを使ってデータ収集を行う2管球モードとが選択され得る。   The scattered radiation correction according to the present embodiment will be described in more detail. As shown in FIG. 7, scan conditions are set prior to scanning. The scan condition setting support unit 22 is provided to support setting of scan conditions by the user. The scan condition setting support unit 22 provides a plurality of scan plans according to the physique of the subject, the examination site, and the like. The scan plan includes a scan mode (single / helical), a distinction between a one-tube scanning mode and a two-tube scanning mode, tube voltage, tube current, imaging slice thickness, imaging slice number, imaging FOV, and the like. In this device, one of the pairs is paused, and the 1-tube mode in which data collection (scanning) is performed using only the other pair and the 2-tube mode in which data collection is performed using two pairs are selected. Can be done.

撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせにより、スリット幅が決定される。それにより検出器131、132の有効感度領域上にX線が照射されるX線照射領域が撮影スライス厚×撮影スライス数の幅に制限される。2管球モードのときは、撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせに関する複数の候補が、検出器131、132固有の有効感度領域から、散乱線データ収集用として使用される両端2列を除いた領域を最大範囲としてその範囲内で用意される。一方、1管球モードのときは、散乱線補正を行わないので、撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせに関する複数の候補が、検出器131、132固有の有効感度領域の全領域を最大範囲としてその範囲内で用意される。   The slit width is determined by the combination of the photographing slice thickness and the number of photographing slices. Thereby, the X-ray irradiation area where X-rays are irradiated on the effective sensitivity areas of the detectors 131 and 132 is limited to the width of the imaging slice thickness × the number of imaging slices. In the two-tube mode, a plurality of candidates related to the combination of the imaging slice thickness and the number of imaging slices are excluded from the effective sensitivity region unique to the detectors 131 and 132 except for two rows at both ends used for collecting scattered radiation data. The area is prepared as the maximum range. On the other hand, in the single-tube mode, since the scattered radiation correction is not performed, a plurality of candidates related to the combination of the imaging slice thickness and the number of imaging slices have a maximum range of all effective sensitivity areas unique to the detectors 131 and 132. Are prepared within that range.

ユーザは操作部25を操作して、スキャン条件設定支援部22から提供された撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせに関する複数の候補から、所望の組み合わせを選択する。選択した撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせに対応する領域だけにX線を照射するために、制御部21は、スリット機構161、162を制御して、スリット幅を調整する。1管球モードのときは、検出器131、132固有の有効感度領域の全領域にX線が照射されることがある。   The user operates the operation unit 25 to select a desired combination from a plurality of candidates related to the combination of the imaging slice thickness and the number of imaging slices provided from the scan condition setting support unit 22. In order to irradiate only the region corresponding to the combination of the selected imaging slice thickness and the number of imaging slices, the control unit 21 controls the slit mechanisms 161 and 162 to adjust the slit width. In the single tube mode, X-rays may be irradiated to the entire effective sensitivity region unique to the detectors 131 and 132.

1管球モードでは散乱線補正をしないから、全領域にX線を照射することができる。一方、2管球モードのときは当該全領域にX線が照射されることはない。2管球モードにおいて、最大照射領域は、図8に示すように、両端2列を除いた領域である。その理由は2管球モードでは両端2列上の検出素子のデータは散乱線補正用データとして使用されることにある。   In the single tube mode, since the scattered radiation correction is not performed, the entire region can be irradiated with X-rays. On the other hand, in the 2-tube mode, the entire region is not irradiated with X-rays. In the two-tube mode, the maximum irradiation area is an area excluding two rows at both ends, as shown in FIG. The reason is that in the two-tube mode, the data of the detection elements on the two rows at both ends are used as data for correcting scattered radiation.

なお、図8は10列タイプを例示しているが、4列以上なら何列でも本実施形態を適用可能である。   Although FIG. 8 illustrates the 10-row type, the present embodiment can be applied to any number of rows as long as there are 4 or more rows.

なお、1管球モードでは、当然にして、他方のペアのX線管のX線に由来する散乱線が招来する事態は生じない。1管球モードでは、散乱線補正をしないことにより、不要なSN比の低下を防止することができる。   In the one-tube mode, naturally, a situation in which scattered rays derived from the X-rays of the other pair of X-ray tubes do not occur. In the one-tube mode, unnecessary reduction in the S / N ratio can be prevented by not correcting the scattered radiation.

ユーザにより操作部25上のスキャントリガボタンが押されたとき、スキャニングが開始される。
制御部21は、1管球モードと2管球モードとで異なる処理手順を用意する。1管球モードでは散乱線補正をしないから、スキャニングS18において、X線照射領域内の検出素子のデータ、つまり被検体を透過した画像再構成に要する投影データだけを収集し(acquire)、前処理(S19)にかける。当該投影データだけを収集するとは、典型的には、当該投影データだけを記憶し、X線照射領域の外側のX線非照射領域内の検出素子のデータは記憶しないこととして定義される。
When the user presses the scan trigger button on the operation unit 25, scanning is started.
The control unit 21 prepares different processing procedures for the 1-tube mode and the 2-tube mode. In the single-tube mode, scattered radiation correction is not performed, so in scanning S18, only the data of the detection elements in the X-ray irradiation region, that is, the projection data required for image reconstruction transmitted through the subject is acquired (pre-processing). Apply to (S19). Collecting only the projection data is typically defined as storing only the projection data and not storing data of the detection elements in the X-ray non-irradiation region outside the X-ray irradiation region.

2管球モードでは、スキャニングS12において、X線照射領域内の検出素子の投影データ(インサイドデータともいう)とともに、その外側の両端2列のX線非照射領域内の検出素子のデータ(散乱線データまたはアウトサイドデータともいう)が収集される。アウトサイドデータは投影データと等価な前処理にかけられる(S13)。例えば、図8の例では、X線照射領域の外側の検出素子のデータD1、D10がアウトサイドデータであり、X線照射領域内の検出素子のデータD2−D9がインサイドデータ(投影データ)である。   In the two-tube mode, in scanning S12, together with projection data (also referred to as inside data) of the detection elements in the X-ray irradiation region, detection element data (scattered rays) in the two X-ray non-irradiation regions at both ends on the outer side. Data or outside data). The outside data is subjected to preprocessing equivalent to projection data (S13). For example, in the example of FIG. 8, the detection element data D1 and D10 outside the X-ray irradiation area are outside data, and the detection element data D2-D9 in the X-ray irradiation area are inside data (projection data). is there.

散乱線補正処理部221は、スリット機構161、162のスリットを通過したX線が直接的に照射されるX線照射領域内に位置する検出素子各々のインサイドデータを、X線照射領域の外側であって、補正対象のデータと同じチャンネルに関する検出素子のアウトサイドデータにより補正する(S14、S15)。補正に際しては、散乱線補正処理部221は、補正モードに応じた補正値をアウトサイドデータからチャンネルごとに決定する。説明の便宜上、図8の例示するように、アウトサイドデータはD1、D10、インサイドデータD2−D9とする。チャンネルnについてみると、アウトサイドデータD1、D10から決定された補正値により、インサイドデータD2−D9の各々の値が補正される。   The scattered radiation correction processing unit 221 outputs inside data of each detection element located within the X-ray irradiation region to which X-rays that have passed through the slits of the slit mechanisms 161 and 162 are directly irradiated, outside the X-ray irradiation region. Therefore, the correction is performed by the outside data of the detection element related to the same channel as the correction target data (S14, S15). At the time of correction, the scattered radiation correction processing unit 221 determines a correction value corresponding to the correction mode for each channel from outside data. For convenience of explanation, as illustrated in FIG. 8, the outside data is D1, D10, and inside data D2-D9. As for channel n, each value of the inside data D2-D9 is corrected by the correction value determined from the outside data D1, D10.

初期設定されている補正モード1)では、両端のアウトサイドデータD1、D10の平均値が補正値として決定される。   In the initially set correction mode 1), the average value of the outside data D1 and D10 at both ends is determined as the correction value.

補正モード2)では、アウトサイドデータD1、D10の一方が補正値として決定される。例えば、アウトサイドデータD1、D10の最大値、最小値、又は所定値の近似値が、当該チャンネルnの補正値として決定される。   In the correction mode 2), one of the outside data D1 and D10 is determined as a correction value. For example, the maximum value, minimum value, or approximate value of the predetermined value of the outside data D1 and D10 is determined as the correction value of the channel n.

補正モード3)では、インサイドデータD2−D5に対する補正値として近傍素子のアウトサイドデータD1が割り当てられ、インサイドデータD6−D9に対する補正値として近傍素子のアウトサイドデータD10が割り当てられる。   In the correction mode 3), the outside data D1 of the neighboring element is assigned as a correction value for the inside data D2-D5, and the outside data D10 of the neighboring element is assigned as a correction value for the inside data D6-D9.

補正モード4)では、インサイドデータD2、D3に対する補正値として近傍素子のアウトサイドデータD1が割り当てられ、インサイドデータD8、D9に対する補正値として近傍素子のアウトサイドデータD10が割り当てられ、中央のインサイドデータD4−D7に対する補正値としてアウトサイドデータD1、D10の平均値が決定される。   In the correction mode 4), the outside data D1 of the neighboring element is assigned as the correction value for the inside data D2 and D3, the outside data D10 of the neighboring element is assigned as the correction value for the inside data D8 and D9, and the center inside data The average value of the outside data D1 and D10 is determined as a correction value for D4-D7.

S14で決定された補正値に基づいてインサイドデータD2−D9の各々の値が補正される(S15)。   Each value of the inside data D2-D9 is corrected based on the correction value determined in S14 (S15).

再構成処理部23は、制御部21の制御のもと、2管球モードでは、S15で補正されたインサイドデータ(投影データ)に基づいて画像データを再構成し、1管球モードでは、補正を受けない投影データに基づいて画像データを再構成する(S16)。再構成された画像は画像表示部24に表示される。ユーザは表示された画像を確認して必要に応じて補正モードを変更することができる(S17)。   Under the control of the control unit 21, the reconstruction processing unit 23 reconstructs image data based on the inside data (projection data) corrected in S15 in the two-tube mode, and corrects in the one-tube mode. The image data is reconstructed based on the projection data that is not received (S16). The reconstructed image is displayed on the image display unit 24. The user can check the displayed image and change the correction mode as necessary (S17).

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

図1は本発明のX線CT装置の一実施形態を説明する全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention. 図2は同実施形態におけるX線CT装置の主要部の構成を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a main part of the X-ray CT apparatus in the same embodiment. 図3は同実施形態におけるX線CT装置の散乱線の影響を説明する説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the influence of scattered radiation of the X-ray CT apparatus according to the embodiment. 図4はX線CT装置の散乱線の発生状況を模式的に説明する説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically explaining the generation state of scattered rays of the X-ray CT apparatus. 図5はX線CT装置の散乱線の発生をX線検出器のスライス方向に見たときの状況を説明する説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a situation when the generation of scattered radiation of the X-ray CT apparatus is viewed in the slice direction of the X-ray detector. 図6は同実施形態における散乱線補正処理部の動作を説明する説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation of the scattered radiation correction processing unit in the embodiment. 図7は本実施形態によるスキャン条件設定から画像再構成までの一連お流れを示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing a series of flow from scan condition setting to image reconstruction according to the present embodiment. 図8は図7のS15の補足図。FIG. 8 is a supplementary diagram of S15 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…ガントリ、20…コンピュータ装置、11…回転架台、121、122…X線管、131、132…X線検出器、14…天板、151、152…コリメータ、161、162…スリット機構、171、172…データ収集部、18…制御部、21…中央制御部、22…前処理部、23…再構成処理部、24…画像表示部、25…操作部、201…データ/制御バスライン、221…散乱線補正処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gantry, 20 ... Computer apparatus, 11 ... Rotary mount, 121, 122 ... X-ray tube, 131, 132 ... X-ray detector, 14 ... Top plate, 151, 152 ... Collimator, 161, 162 ... Slit mechanism, 171 172 ... Data collection unit 18 ... Control unit 21 ... Central control unit 22 ... Pre-processing unit 23 ... Reconstruction processing unit 24 ... Image display unit 25 ... Operation unit 201 ... Data / control bus line 221: Scattered ray correction processing unit.

Claims (9)

複数のX線管と、
前記複数のX線管にそれぞれ設けられるスリット幅可変の複数のスリット機構と、
前記複数のX線管と複数のペアを構成する複数のX線検出器と、前記X線検出器各々はチャンネル方向とスライス方向とに関してマトリクス状にアレイされた複数の検出素子を有する、
前記X線管と前記X線検出器とを、前記スライス方向と平行な回転軸周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記ペアを構成するX線管以外のX線管で発生されたX線に由来する散乱線成分を軽減するために、前記スリット機構を通過したX線が直接的に照射される領域内に位置する検出素子各々のデータを、前記領域の外側であって同じチャンネルに関する少なくとも一つの検出素子のデータにより補正する補正部と、
前記補正されたデータに基づいて画像データを再構成する再構成部とを具備することを特徴とするX線CT装置。
A plurality of X-ray tubes;
A plurality of slit mechanisms each having a variable slit width provided in each of the plurality of X-ray tubes;
A plurality of X-ray detectors constituting a plurality of pairs with the plurality of X-ray tubes, and the X-ray detectors each having a plurality of detection elements arrayed in a matrix with respect to a channel direction and a slice direction;
A support mechanism for rotatably supporting the X-ray tube and the X-ray detector around a rotation axis parallel to the slice direction;
In order to reduce scattered radiation components derived from X-rays generated by X-ray tubes other than the X-ray tubes constituting the pair, the X-rays that have passed through the slit mechanism are located within a region that is directly irradiated. A correction unit that corrects data of each detection element to be corrected by data of at least one detection element related to the same channel outside the region;
An X-ray CT apparatus comprising: a reconstruction unit that reconstructs image data based on the corrected data.
複数のX線管と、
前記複数のX線管にそれぞれ設けられるスリット幅可変の複数のスリット機構と、
前記複数のX線管と複数のペアを構成する複数のX線検出器と、前記X線検出器各々はチャンネル方向とスライス方向とに関してマトリクス状にアレイされた複数の検出素子を有する、
前記X線管と前記X線検出器とを、前記スライス方向と平行な回転軸周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記スリット機構を通過したX線が直接的に照射される領域内に位置する検出素子各々の投影データを、前記領域の外側であって同じチャンネルに関する少なくとも一つの検出素子の散乱線データにより補正する補正部と、
前記複数のペアのうち単一のペアを用いてデータ収集を行う第1のモードのもとでは、前記補正を受けない投影データに基づいて画像データを再構成し、前記複数のペアを用いてデータ収集を行う第2のモードのもとでは、前記補正された投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部とを具備することを特徴とするX線CT装置。
A plurality of X-ray tubes;
A plurality of slit mechanisms each having a variable slit width provided in each of the plurality of X-ray tubes;
A plurality of X-ray detectors constituting a plurality of pairs with the plurality of X-ray tubes, and the X-ray detectors each having a plurality of detection elements arrayed in a matrix with respect to a channel direction and a slice direction;
A support mechanism for rotatably supporting the X-ray tube and the X-ray detector around a rotation axis parallel to the slice direction;
Projection data of each detection element located in an area directly irradiated with X-rays that have passed through the slit mechanism is corrected with scattered radiation data of at least one detection element related to the same channel outside the area. A correction unit;
Under a first mode in which data is collected using a single pair of the plurality of pairs, image data is reconstructed based on the projection data not subjected to the correction, and the plurality of pairs are used. An X-ray CT apparatus comprising: a reconstruction unit configured to reconstruct image data based on the corrected projection data under a second mode in which data collection is performed.
複数のX線管と、
前記複数のX線管にそれぞれ設けられるスリット幅可変の複数のスリット機構と、
前記複数のX線管と複数のペアを構成する複数のX線検出器と、前記X線検出器各々はチャンネル方向とスライス方向とに関してマトリクス状にアレイされた複数の検出素子を有する、
前記X線管と前記X線検出器とを、前記スライス方向と平行な回転軸周りに回転自在に支持する支持機構と、
スキャン条件の設定を支援するために、前記複数のペアのうち単一のペアを用いてデータ収集を行う第1のモードのもとでは、前記X線検出器の有効領域の全域に対応する撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせに関する複数の候補を用意し、前記複数のペアを用いてデータ収集を行う第2のモードのもとでは、前記X線検出器の少なくとも両端2列の検出素子を除く有効領域の一部分に対応する複数の候補を用意する設定支援部と、
ユーザインストラクションに従って選択された撮影スライス厚と撮影スライス数との組み合わせに従って前記スリット機構を制御する制御部と、
前記スリット機構を通過したX線が直接的に照射される前記有効領域の一部分内に位置する検出素子各々のデータを、前記一部分の外側であって同じチャンネルに関する少なくとも一つの検出素子のデータにより補正する補正部と、
前記第2モードのもとでは、前記補正されたデータに基づいて画像データを再構成し、前記第1モードのもとでは、前記補正を受けないデータに基づいて画像データを再構成する再構成部とを具備することを特徴とするX線CT装置。
A plurality of X-ray tubes;
A plurality of slit mechanisms each having a variable slit width provided in each of the plurality of X-ray tubes;
A plurality of X-ray detectors constituting a plurality of pairs with the plurality of X-ray tubes, and the X-ray detectors each having a plurality of detection elements arrayed in a matrix with respect to a channel direction and a slice direction;
A support mechanism for rotatably supporting the X-ray tube and the X-ray detector around a rotation axis parallel to the slice direction;
In order to support the setting of scanning conditions, imaging corresponding to the entire effective area of the X-ray detector is performed under a first mode in which data is collected using a single pair of the plurality of pairs. Under a second mode in which a plurality of candidates relating to a combination of slice thickness and the number of slices to be imaged are prepared and data is collected using the plurality of pairs, at least two rows of detection elements at both ends of the X-ray detector A setting support unit for preparing a plurality of candidates corresponding to a part of the effective area excluding
A control unit for controlling the slit mechanism according to a combination of the imaging slice thickness and the number of imaging slices selected according to the user instruction;
Data of each detection element located within a part of the effective region to which X-rays having passed through the slit mechanism are directly irradiated are corrected by data of at least one detection element related to the same channel outside the part. A correction unit to perform,
Reconstruction that reconstructs image data based on the corrected data under the second mode, and reconstructs image data based on data that is not subjected to the correction under the first mode. An X-ray CT apparatus.
複数のX線管と、
前記複数のX線管にそれぞれ設けられるスリット幅可変の複数のスリット機構と、
前記複数のX線管と複数のペアを構成する複数のX線検出器と、前記X線検出器各々はチャンネル方向とスライス方向とに関してマトリクス状にアレイされた複数の検出素子を有する、
前記X線管と前記X線検出器とを、前記スライス方向と平行な回転軸周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記複数のペアのうち単一のペアを用いてデータ収集を行う第1のモードのもとでは、前記X線検出器の有効領域の全域にX線を照射するために前記スリット機構を制御し、前記複数のペアを用いてデータ収集を行う第2のモードのもとでは、前記X線検出器の少なくとも両端2列を除く有効領域の一部分にX線を照射するために前記スリット機構を制御する制御部と、
前記スリット機構を通過したX線が直接的に照射される前記一部分内に位置する検出素子各々のデータを、前記領域の外側であって同じチャンネルに関する少なくとも一つの検出素子のデータにより補正する補正部と、
前記第2モードのもとでは、前記補正されたデータに基づいて画像データを再構成し、前記第1モードのもとでは、前記補正を受けないデータに基づいて画像データを再構成する再構成部とを具備することを特徴とするX線CT装置。
A plurality of X-ray tubes;
A plurality of slit mechanisms each having a variable slit width provided in each of the plurality of X-ray tubes;
A plurality of X-ray detectors constituting a plurality of pairs with the plurality of X-ray tubes, and the X-ray detectors each having a plurality of detection elements arrayed in a matrix with respect to a channel direction and a slice direction;
A support mechanism for rotatably supporting the X-ray tube and the X-ray detector around a rotation axis parallel to the slice direction;
Under a first mode in which data is collected using a single pair of the plurality of pairs, the slit mechanism is controlled to irradiate the entire effective area of the X-ray detector with X-rays. Under the second mode of collecting data using the plurality of pairs, the slit mechanism is controlled to irradiate a part of the effective area excluding at least two rows at both ends of the X-ray detector. A control unit,
A correction unit that corrects the data of each detection element located within the portion to which X-rays having passed through the slit mechanism are directly irradiated by data of at least one detection element related to the same channel outside the region. When,
Reconstruction that reconstructs image data based on the corrected data under the second mode, and reconstructs image data based on data that is not subjected to the correction under the first mode. An X-ray CT apparatus.
前記補正部は、前記投影データの値から前記散乱線データの値を減算することを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the correction unit subtracts the value of the scattered radiation data from the value of the projection data. 前記補正部は、前記投影データの値から、前記同じチャンネルに関する両端の検出素子からの散乱線データの平均値を減算することを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the correction unit subtracts an average value of scattered radiation data from detection elements at both ends of the same channel from the value of the projection data. 前記補正部は、前記投影データの値から、前記同じチャンネルに関する両端の検出素子の一方の散乱線データを減算することを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the correction unit subtracts one scattered radiation data of detection elements at both ends related to the same channel from the value of the projection data. 前記補正部は、前記投影データの値から、前記同じチャンネルに関する近傍の検出素子の散乱線データの値を減算することを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the correction unit subtracts a value of scattered radiation data of a nearby detection element related to the same channel from the value of the projection data. 前記ペアを構成する前記X線管の焦点と前記X線検出器の中心とを結ぶ撮影軸が、前記他のペアを構成する前記X線管の焦点と前記X線検出器の中心とを結ぶ撮影軸と、前記回転軸において直交することを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。   An imaging axis connecting the focal point of the X-ray tube constituting the pair and the center of the X-ray detector connects the focal point of the X-ray tube constituting the other pair and the center of the X-ray detector. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the imaging axis is orthogonal to the rotation axis.
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