JPH04307035A

JPH04307035A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JPH04307035A
Application number: JP3073346A
Authority: JP
Inventors: Katashi Adachi; 確足立
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1992-10-29

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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＸ線診断装置，
Ｘ線ＣＴ装置，ボリュームＣＴ装置等のＸ線撮影装置に
係り、特に被検体撮影時に被検体の画像情報データとと
もに補正用データも得ることができるＸ線撮影装置に関
する。

【０００３】

【従来の技術】従来、Ｘ線撮影装置として、例えばボリ
ュームＣＴ装置と呼ばれるものがある。このボリューム
ＣＴ装置は、被検体を載置する寝台と、被検体にＸ線を
照射するＸ線管等のＸ線発生手段と、被検体を透過した
Ｘ線を検出するイメージ・インテンシファイア（以下Ｉ
．Ｉと記す）等の検出手段とを備えている。このボリュ
ームＣＴ装置における被検体撮影時の動作を図１６を用
いて説明する。

【０００４】図１６において、撮影時にはＸ線管１０１
が被検体Ｐにコーンビーム状のＸ線１０２を照射し、こ
のＸ線１０２が、被検体Ｐを透過した後にＩ．Ｉ１０３
の検出面１０３Ａに入射する。それとともに、Ｘ線管１
０１とＩ．Ｉ１０３が、回転中心軸１０４（図１６にお
いてはＺ軸と一致している）の回りに、例えば矢印ａ方
向に回転する。Ｉ．Ｉ１０３で検出された被検体ＰのＸ
線吸収係数に関するデータは、不図示の画像再構成部に
送られる。画像再構成部は、これらのデータから得られ
る投影データを基にして画像の再構成を行う。そして、
再構成された画像が被検体Ｐの撮影画像として不図示の
ＣＲＴディスプレイ等の表示手段により表示される。

【０００５】ところで、現在一般に使用されているＸ線
ＣＴ装置では、Ｘ線管が被検体に対してＸ線をファン状
に照射する。そして、このファン状ビームにより得られ
る投影データをファンパラ変換し、そのデータを基にし
て２次元の画像を再構成する。これに対して上記ボリュ
ームＣＴ装置では、Ｘ線管１０１は被検体Ｐに対してＸ
線を立体角状に照射する。そして、Ｘ線管１０１とＩ．
Ｉ１０３を回転中心軸１０４の回りに３６０°回転させ
、所定の微小回転角度毎に投影データを収集する。この
収集投影データに対して、上記２次元のＸ線ＣＴ装置と
同様なデータ処理を行い、３次元の画像を再構成する。それによって、Ｘ線コーンビーム１０４の立体角に囲ま
れる全ての部分の再構成画像を得ることができる。

【０００６】このようなボリュームＣＴ装置には、被検
体の３次元の撮影画像を簡単に得ることができるという
長所がある。しかし、Ｘ線管１０１及びＩ．Ｉ１０３が
回転しているときに、センタープレーン（図１６におい
ては平面Ｚ＝０）や回転中心軸１０４（Ｚ軸）を、Ｉ．
Ｉの検出面１０３Ａに対して常に一定の位置に保つこと
は難しい。そのため、撮影中に生じるセンタープレーン
，回転中心軸１０４のずれや、さらにはＩ．Ｉ４で得ら
れる光学像に生じる磁気歪等の歪によって、投影データ
の誤差が大きくなることが多く、高画質の撮影画像を得
ることが難しいという欠点もあった。

【０００７】撮影画像の画質を高めるためには、ピンフ
ァントム等の補正用部材を撮影し、それにより得られる
補正用データを基にして被検体の投影データを補正する
ことが考えられる。しかし、この場合には、被検体の撮
影とは別に補正用データを得るための撮影を行う必要が
あり、手間がかかる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術には、補正用情報を得るための手間をかけずに撮影
画像の画質を向上させることは難しいという課題があっ
た。特に、ボリュームＣＴ装置の場合には、このような
手間をかけずに高画質の撮影画像を得ることは難しいと
いう問題があった。

【０００９】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、補
正用情報を得るための手間をかけずに、撮影画像の画質
を向上させることができるＸ線撮影装置を提供すること
にある。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、被検体を載置する寝台と、該被
検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、該被検体を透過
したＸ線を検出する検出手段とを備え、前記検出手段に
より得られる前記被検体の画像情報に基づいて該被検体
の撮影画像を得るＸ線撮影装置において、前記寝台に設
けられ前記被検体とは異なるＸ線吸収係数を有する補正
用部材と、被検体撮影時に前記検出手段により該被検体
の画像情報とともに得られる前記補正用部材の画像情報
を基にして補正用情報を得て、この補正用情報に従って
前記被検体の画像情報を補正する補正手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成を有する本発明のＸ線撮影装置におい
ては、Ｘ線発生手段から発生したＸ線は被検体とともに
寝台に設けられた上記補正用部材にも照射する。即ち、
被検体撮影時には、検出手段により被検体の画像情報と
ともに補正用部材の画像情報も得ることができる。上記
補正手段は、この補正用部材の画像情報に基づいて補正
用情報を得て、この補正用情報に従って被検体の画像情
報を補正する。この補正された画像情報に基づいて被検
体の画像を形成すれば、誤差が低減された高精度の撮影
画像を得ることができる。従って、補正用情報を得るた
めの手間をかけずに、高画質の撮影画像を得ることが可
能となる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図を用いて
説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例のＸ線撮影装置と
してのボリュームＣＴ装置の構成を概略的に示すブロッ
ク図である。同図において、ボリュームＣＴ装置１は、
被検体Ｐを載置する寝台２（図１には寝台２の天板部分
２Ａのみを図示）と、被検体ＰにＸ線を照射するＸ線発
生手段としてのＸ線管３と、被検体Ｐを透過したＸ線を
検出する検出手段としてのＩ．Ｉ４とを備えている。

【００１５】また、このボリュームＣＴ装置１には、Ｉ
．Ｉ４から送られる光学像を電気信号に変換するＣＣＤ
等の撮像素子８，この電気信号を増幅するアンプ９，増
幅された電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０，
Ａ／Ｄ変換器１０により得られるデータの処理を行うデ
ータ処理部１１，データ処理部１１から送られるデータ
をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器１２及びＤ／Ａ変換器１
２から送られるアナログ映像信号に従って画像を表示す
るＣＲＴディスプレイ等のモニタ１３が設けられている
。上記データ処理部１１は、Ａ／Ｄ変換器１０から送ら
れるデータから得られる投影データに対して後述する補
正処理を行う補正処理手段１４と、補正された投影デー
タを用いて画像を再構成する画像再構成部１５とを備え
る。

【００１６】寝台２の上部には、図２に示すように、天
板部２Ａが設けられている。この天板部２Ａは、長手方
向（矢印ｂ方向）に移動可能に、かつ上下動可能に設け
られている。被検体Ｐの撮影時には、被検体Ｐが天板部
２Ａに載置される。そして、不図示の駆動手段により天
板部２Ａが上方及び矢印ｂ方向に駆動されて、被検体Ｐ
が天板２Ａとともに不図示の投影孔の中に挿入されるよ
うになっている。

【００１７】天板２Ａは、ベアリング５を介して、寝台
基部２Ｂ上に支持されている。また、天板２Ａが矢印ｂ
方向に駆動される際には、天板２Ａの側面部が、寝台基
部２Ｂに設けられたスリップ部６に対して滑らかに摺動
するようになっている。

【００１８】図３は図２における寝台２のＡ−Ａ断面図
、図４は図３に示す寝台２断面の一部分の拡大図、図５
は図２における寝台２のＢ−Ｂ断面図、図６は図５に示
す寝台２断面の一部分の拡大図である。図３〜図６に示
すように、天板２Ａの内部には、被検体Ｐとは異なるＸ
線吸収係数を有するカルシウムから成る補正用部材とし
ての球７が、複数個設けられている。球７は、大きさが
異なる２種類の球から成り、球７Ａは球７Ｂより球径が
大きい。

【００１９】各球７Ａ、７Ｂは、天板２Ａの長手方向に
配列されており、それぞれ天板２Ａ内の中央部、両側面
部近傍に一列ずつ配列されている。球７Ａどうし、球７
Ｂどうしは等間隔に配置されている。球７Ａは球７Ｂよ
り上方に配置されており、また、側面側から見ると、球
７Ａ、７Ｂが交互に配置されている。これらの球７Ａ、
７Ｂは天板２Ａ内に着脱可能に設けられ、任意の位置に
配置できるようになっている。

【００２０】次に、上記ボリュームＣＴ装置１の動作に
ついて、図７のフローチャートを用いて説明する。

【００２１】まず、上述したように、被検体Ｐを寝台２
の天板２Ａとともに、不図示の撮影孔内の所定の位置に
設置する。また、撮影前に設定すべき撮影領域や撮影条
件等の初期設定を行う（ｓｔｅｐ１）。Ｘ線管３及びＩ
．Ｉ４を被検体Ｐ及び天板２Ａの回りに回転させてスキ
ャンを行うと（ｓｔｅｐ２）、被検体Ｐ及び天板２Ａを
透過したＸ線がＩ．Ｉ４に入射し、Ｉ．Ｉ４はこのＸ線
により形成されるＸ線像を光学像に変換する。

【００２２】この光学像を、光学系１６を介して撮像素
子８に送り、撮像素子８によりこの光学像を電気信号に
変換する。この電気信号をアンプ９により増幅した後、
Ａ／Ｄ変換器１０によりデジタルデータに変換する。こ
のデジタルデータを補正手段１４に送り、被検体Ｐ及び
球７のＸ線吸収係数に関するこれらの生データを、補正
手段１４により投影データに変換する。すなわち、被検
体Ｐ及び球７の投影データを収集する（ｓｔｅｐ３）。このようなスキャン及びデータ収集を、撮影領域の全域
をスキャンするまで行う（ｓｔｅｐ２〜４）。

【００２３】撮影領域全域をスキャンした後に、補正手
段１４により、被検体Ｐの投影データに対して後述する
補正処理を行う（ｓｔｅｐ５）。画像再構成部１５は、
補正された投影データを基にして、コンボリューション
法等の従来公知の画像再構成法により画像を再構成する
（ｓｔｅｐ６）。この再構成画像を内容とする画像デー
タをＤ／Ａ変換器１２によりアナログ映像信号に変換す
る。そして、このアナログ映像信号に従って、被検体Ｐ
の撮影画像をモニタ１３の画面上に表示する（ｓｔｅｐ
７）。

【００２４】次に、上記補正手段１４の補正処理動作に
ついて、図８のフローチャートを用いて詳しく説明する
。

【００２５】最初に、センタープレーンの選出を行う（
ｓｔｅｐ１１）。

【００２６】センタープレーンの選出方法について詳し
く説明する。まず、Ｘ線管３及びＩ．Ｉ４が天板２Ａの
回りを３６０°回転したときの、所定の方向から見たＩ
．Ｉ４の検出面上における球７の投影データの軌跡を求
める。このとき、しきい値法等の二値化処理を用いて、
このような投影データの軌跡を求める。この結果、天板
２Ａ内に配置された複数の球７の投影データの軌跡は、
図９に示すようになる。図９において４Ａは検出面，Ａ
は画像サイズを示す。同図に示すように、照射Ｘ線がコ
ーンビーム状であるために、上記所定の方向から見てほ
ぼセンタープレーン上にある球７の投影データの軌跡は
ほぼ直線状となり、センタープレーンから離れた位置に
ある球７の投影データの軌跡はだ円形状となる。

【００２７】従って、球７の投影データの軌跡のうちほ
ぼ１本の線として見える軌跡を描く球７の位置をセンタ
ープレーンの位置とすることにより、正確なセンタープ
レーンの位置を求めることができる。このとき、ＳＤ法
，最小２乗法（モンテカルロ法）等を用いることにより
、センタープレーンの位置を高精度で求めることができ
る。このようにして選出されたセンタープレーンの検出
面４Ａ上の位置にｙ軸を設定する。

【００２８】次に、回転中心軸を抽出する（ｓｔｅｐ１
２）。

【００２９】この回転中心軸の抽出方法について詳しく
説明する。まず、上記検出面４Ａにおけるセンタープレ
ーンの位置（ｙ軸上）でのサイノグラムを作成すると、
図１０に示すようになる。すなわち、球７は回転中心軸
上にはないので、ほぼセンタープレーン上にある球７の
投影データから得られるサイノグラムは、ほぼサインカ
ーブに近い曲線Ｂを描く。図１０におけるサイノグラム
の横軸方向は図９におけるｙ軸方向に等しい。

【００３０】曲線Ｂの凸部の頂点Ｃと頂点Ｄとの横軸方
向における距離をＲとし、Ｒ／２＝ｒとすると、各頂点
Ｃ，Ｄから横軸方向に、かつ互いに他の頂点に近づく方
向において、各頂点Ｃ，Ｄからの距離がｒである点Ｃ´
，Ｄ´を結んだ直線ｆが、このサイノグラム上の回転中
心軸に相当する。このサイノグラムの横軸における直線
ｆの位置をＥとする。そして、図１１に示すように、検
出面４Ａにおいて、ｙ軸上で同図中左端部からの距離が
Ｅであり、かつｙ軸に垂直な直線をｚ軸とし、これを検
出面４Ａ上の回転中心軸の位置とする。

【００３１】さらに、Ｉ．Ｉ４で得られる光学像には磁
気歪，曲面歪等の歪が生じるため、このような歪を低減
するための検出面歪補正を行う（ｓｔｅｐ１３）。

【００３２】この検出面歪補正について詳しく説明する
。まず、Ｉ．Ｉ検出面４Ａで得られる球７の像は、理想
的には図１２に示すようになるはずであるが、実際には
図１３に示すようになる。これらの像は、しきい値法等
の２値化処理を行って球７の像を抽出することにより得
られる。図１３に示すように、照射Ｘ線がコンビームで
あるために、検出面４Ａの周辺部では中央部に比べて球
７の像の間隔が大きくなり、また、磁気歪により、ｙ軸
方向に球７どうしを結んだ線がＳ字カーブを描くような
歪が生じる。従って、図１３に示すような検出面４Ａ上
の像を図１２に示すような像に修正するような補正処理
を、投影データに対して行うことによって、正確な投影
データを得ることができる。このとき、ＳＤ法、最小２
乗法（モンテカルロ法）等を用いることにより、このよ
うな補正を高精度で行うことができる。

【００３３】そして、上述したようにして得られた正確
なセンタープレーンの位置をｙ軸（ｚ＝０）に置き換え
、正確な回転中心軸の位置をｚ軸（ｙ＝０）に置き換え
るように、収集投影データを変換し、また、上述したよ
うな検出面歪補正を行って、投影データのファイルを変
換する（ｓｔｅｐ１４）。

【００３４】上述したようなデータ補正を行うことによ
り、検出面４Ａ上のセンタープレーン及び回転中心軸の
位置の誤差や磁気歪等による投影データの誤差を低減し
、正確な投影データを得ることができる。例えば、Ｘ線
管３とＩ．Ｉ４との位置関係は、理想的には図１４に示
すようになるはずであるが、実際には図１５に示すよう
に、Ｘ線管３の中心軸とＩ．Ｉ４の中心軸とが一致せず
、また撮影中のＩ．Ｉ４に対するＸ線管３の位置やＸ線
ビームの位置が、同図に示す矢印方向に動くことが多い
。このような機構のずれにより、撮影中のセンタープレ
ーンが不統一になるという現像が生じる。しかし、上述
したようなセンタープレーン選出を行えば、Ｉ．Ｉ検出
面４Ａ上のセンタープレーンの位置を正確に求め、正確
な投影データを得ることができる。

【００３５】本実施例のボリュームＣＴ装置１では、上
述したように、検出面４Ａにおける正確なセンタープレ
ーン、回転中心軸の位置が得られ、磁気歪や曲面歪等の
検出面歪も補正されるので、Ｘ線管３及びＩ．Ｉ４の回
転時に生じる遠心力による機構のたわみ現像や、機構の
ずれ、経時的機構のいたみによる収集投影データの誤差
を低減することができる。従って高精度で画像が再構成
され、高分解能，高画質の撮影画像を得ることができる
。

【００３６】本実施例装置においては、被検体Ｐの撮影
とは別に補正用データを得るための撮影を行う必要がな
いので、手間をかけずに補正用データを収集することが
でき、また、撮影画像の画質が向上するので、撮影をや
りなおすことが少なくなる。従って、操作者の負担を軽
減し、Ｘ線曝射量を低減し、さらに被検体Ｐの撮影画像
を得るための時間を低減することができる。

【００３７】上述したような効果から導き出される結果
として、装置の信頼性を向上させることができる。また
、上述したようなデータ補正により正確な投影データを
得ることができるので、ボリュームＣＴ装置製造の際に
、Ｘ線管，Ｉ．Ｉ及び寝台の設定の厳密さを緩和するこ
とができる。従って、製造工程の能率を向上させること
が可能となる。

【００３８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形実施
が可能である。例えば、上記実施例においては、補正用
部材としてカルシウムから成る球７を用いたが、被検体
ＰとＸ線吸収係数が異なり、かつ著しくアーチファクト
を生じることなく、被検体Ｐの撮影画像に悪影響を及ぼ
すことがない材料から成るものであれば、いかなる部材
を用いてもよい。また、上記実施例においてはボリュー
ムＣＴ装置を例にとったが、上述したような補正用部材
，データ補正システムは、これ以外のＸ線ＣＴ装置，Ｘ
線診断装置にも適用可能である。ただし、特にボリュー
ムＣＴ装置の場合には、補正処理を行わずに高画質の撮
影画像を得ることが難しいため、本発明による効果が大
きい。

【００３９】

【発明の効果】本発明のＸ線撮影装置は以上の構成及び
作用を有するもので、被検体撮影時に被検体の画像情報
とともに補正用情報も得ることができるので、補正用情
報を得るための手間をかけることなく、撮影画像の画質
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＸ線撮影装置としてのボリ
ュームＣＴ装置の構成を概略的に示すブロック図である
。

【図２】同実施例における寝台を示す斜視図である。

【図３】図２における寝台のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図３に示す寝台断面の一部分の拡大図である。

【図５】図２における寝台のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】図５に示す寝台断面の一部分の拡大図である。

【図７】同実施例のボリュームＣＴ装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】同実施例における補正手段の動作を示すフロー
チャートである。

【図９】同実施例における球の投影データの検出面上の
軌跡を示す図である。

【図１０】同実施例におけるセンタープレーン上のサイ
ノグラムを示す図である。

【図１１】同実施例における検出面上のセンタープレー
ン及び回転中心軸の設定位置を示す図である。

【図１２】同実施例における球の検出面上の理想的な像
を示す図である。

【図１３】同実施例における球の検出面上の実際に得ら
れる像を示す図である。

【図１４】同実施例におけるＸ線管とＩ．Ｉの理想的な
位置関係を示す図である。

【図１５】同実施例におけるＸ線管とＩ．Ｉの実際の位
置関係を示す図である。

【図１６】ボリュームＣＴ装置の一部分の構成を概略的
に示す説明図であ。

【符号の説明】

１　　ボリュームＣＴ装置（Ｘ線撮影装置）２　　寝台３　　Ｘ線管（Ｘ線発生手段）４　　Ｉ．Ｉ（イメージ・インテンシファイア，検出手
段）７Ａ，７ｂ　　球（補正用部材）８　　撮像素子１４　　補正手段１５　　画像再構成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　被検体を載置する寝台と、該被検体に
Ｘ線を照射するＸ線発生手段と、該被検体を透過したＸ
線を検出する検出手段とを備え、前記検出手段により得
られる前記被検体の画像情報に基づいて該被検体の撮影
画像を得るＸ線撮影装置において、前記寝台に設けられ
前記被検体とは異なるＸ線吸収係数を有する補正用部材
と、被検体撮影時に前記検出手段により該被検体の画像
情報とともに得られる前記補正用部材の画像情報を基に
して補正用情報を得て、この補正用情報に従って前記被
検体の画像情報を補正する補正手段とを備えることを特
徴とするＸ線撮影装置。