CN102917642A - X射线ct装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X射线CT装置，具备：产生X射线的X射线产生部；X射线检测部，具有用于检测从上述X射线产生部透过了被摄体的X射线的多个X射线检测器；图像生成部，对通过上述X射线检测部得到的信号进行修正而重构图像，其中，在上述图像生成部中实施上述多个X射线检测器的交调失真修正时，先只对局部衰减的成分进行修正，与图像重构同时地对交调失真的全体成分实施修正。

Description

X射线CT装置

技术领域

本发明涉及一种对X射线检测器的交调失真进行修正的X射线CT装置。

背景技术

X射线CT装置是以下的装置，具备：向被摄体照射X射线的X射线源；在与该X射线源相对的位置检测透过了被摄体的X射线的被摄体摄影用X射线检测器，并根据通过对被摄体的一周进行旋转摄像而得到的多个方向的投影数据，使用数据处理系统，将被摄体内部的X射线吸收率的不同重构为图像。

入射到检测器的X射线被变换为光子（荧光），通过同一检测器内的光电二极管对该光子进行光电变换，而作为电信号在后级的电路中进行处理。但是，一部分信号不是在入射的检测器中，而是在周围的检测器中成为电信号。将该现象称为交调失真。

作为交调失真产生的过程有以下的种类等：通过其他检测器检测出在检测器内部散射的X射线的X射线交调失真；在X射线被变换所得的光子移动到相邻检测器后通过光电二极管被光电变换的光交调失真。有时在产生交调失真时信号泄漏到相邻的检测器，因此图像变得模糊，或者产生伪像（artifact）。

在专利文献1中，揭示了预先对交调失真量进行估计并修正的技术。另外，在专利文献2中，揭示了提高交调失真修正和图像的重构中的运算速度的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2005-253815号公报

专利文献2：特开2008-142146号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所揭示的预先对交调失真量进行估计并修正的方法中，存在以下的问题，即存在因运算造成的响应的低下，在X射线CT装置中用于掌握急救患者的状态等时，并不一定充分。

另外，在专利文献2所揭示的提高运算速度的方法中，存在要花费用于实现该过程的运算成本（构成运算装置的部件的追加、高性能部件的使用）的问题。

因此，本发明的目的在于：提高X射线CT装置的交调失真修正时的运算量的降低、运算吞吐量。

解决问题的手段

为了解决上述问题而达到本发明的目的，如下构成。

即，一种X射线CT装置，具备：产生X射线的X射线产生部；X射线检测部，具有用于检测从上述X射线产生部透过了被摄体的X射线的多个X射线检测器；图像生成部，对通过上述X射线检测部得到的信号进行修正而重构图像，其中，在上述图像生成部中实施上述多个X射线检测器的交调失真修正时，先对局部衰减的成分进行修正，在图像重构时对交调失真的全体成分实施修正。

发明效果

根据本发明，X射线CT装置的交调失真修正时的运算量降低，提高了运算吞吐量。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的X射线CT装置的概要的结构图。

图2是表示本发明的第一实施方式的交调失真修正数据的取得方法的流程图。

图3是表示本发明的第一实施方式的交调失真量测定方法的图，（a）是使用X射线检测器和屏蔽体来测量信号的图，（b）是表示使光只对着X射线检测器321a时的信号量的分布的图，（c）是表示使光只对着X射线检测器321b时的信号量的分布的图。

图4是表示本发明的第一实施方式的通过交调失真修正而保存的数据的图像化的步骤的流程图。

图5是表示本发明的第二实施方式的X射线检测部、关联的构造物和结构、以及交调失真量测定方法的图，（a）是使用结合若干个X射线检测部所得的检测器模块来测量信号的图，（b）是表示使光只对着X射线检测器321c时的信号量的分布的图，（c）表示使光只对着X射线检测器321d时的信号量的分布的图。

图6是表示本发明的第二实施方式的交调失真修正数据的取得方法的流程图。

图7是表示本发明的第三实施方式的交调失真量测定方法的图，（a）是使用交调失真误差测定模型（fantom）来测量信号的图，（b）是表示（a）所示的测定装置中的交调失真误差判定图像中的伪像的样子的图。

图8是表示本发明的第三实施方式的交调失真修正数据的取得方法的流程图。

具体实施方式

接着，说明本发明的实施方式。

（第一实施方式）

参照图1~图4，说明本发明的第一实施方式。

首先，说明“X射线CT装置的概要结构”、“X射线管、X射线检测器、摄影单元”、“图像生成部”等的结构。

然后，说明“交调失真修正数据取得的流程”，并且说明该流程中的“测量各检测器的信号的扩散”、“对灵敏度进行修正”、“计算修正的全体成分”、“计算局部衰减成分”。进而，在“摄像的流程”中，说明“摄影条件设定步骤”、“摄像步骤”。另外，将本来包含在“摄像的流程”中的“图像化”说明为“数据的图像化”。说明以上那样的方法。

另外，在“在交调失真修正中能够对局部衰减成分和全体成分进行分割修正的合理性的证明”中，说明该方法符合理论依据的情况。

另外，还说明该方法的“期待效果”。

顺序地说明以上内容。

<X射线CT装置的概要结构>

说明本发明的实施对象的X射线CT装置100。

图1是表示本发明的实施方式的X射线CT装置的概要结构的图。

在图1中，X射线CT装置100具备输入单元200、摄影单元300、图像生成部400。

另外，摄影单元300具备X射线产生部310、X射线检测部320、机架330、摄影控制部230、被摄体装载用台501。

另外，图像生成部400具备信号收集部410、数据处理部420、图像显示部440。

另外，输入单元200中的摄影条件输入部210由键盘211、鼠标212、监视器213构成。监视器213也可以具有触摸屏功能，而用作输入装置。

另外，输入单元200和图像生成部400并不一定必须与X射线CT装置100一体。例如，也可以通过经由网络连接的其他装置，来实现该动作。

另外，也可以使用同时具有图像生成部400和输入单元200双方的功能的装置来实现。

摄影单元300中的X射线产生部310具备X射线管311。另外，X射线检测部320具备X射线检测器321。

另外，在机架（Gantry：沟台）330的中央，设置有用于配置被摄体500和被摄体装载用台501的圆形的开口部331。在机架330内，具备：装载X射线管311和X射线检测器321的旋转板332；用于使旋转板332旋转的驱动机构（未图示）。

另外，在被摄体装载用台501中，具备用于调整被摄体500相对于机架330的位置的驱动机构（未图示）。

另外，摄影控制部340包括控制X射线管311的X射线控制器341、控制旋转板332的旋转驱动的机架控制器342、控制被摄体装载用台501的驱动的台控制器343、控制X射线检测器321的摄像的检测器控制器344、控制X射线控制器341、机架控制器342、台控制器343、检测器控制器344的动作的流程的统一控制器345。

<X射线管、X射线检测器、摄影单元>

在本实施方式中，将X射线管311的X射线产生点与X射线检测器321的X射线输入面之间的距离设定为1000mm。在本实施方式中，将机架330的开口部331的直径设定为700mm。

X射线检测器321使用由闪烁器（Scintillator：接受X射线、电离放射线而产生荧光）、光电二极管（电气地对荧光等光进行变换）等构成的公知的X射线检测器。X射线检测器321具有从X射线管311的X射线产生点等距离地将许多检测元件排列为圆弧状的结构，其元件数（信道数）例如是1000个。各检测元件的信道方向的大小例如是1mm。

旋转板332的旋转所需要的时间依赖于用户使用摄影条件输入部210输入的参数。在本实施方式中，将旋转所需要的时间设为1.0秒/圈。

摄影单元300的1圈旋转中的摄影次数是900次，旋转板332每旋转0.4度就进行一次摄影。

另外，上述各规格并不限于这些值，能够与X射线CT装置的结构对应地进行各种变更。

<图像生成部>

图像生成部400具备信号收集部410、数据处理部420和图像显示部440。

信号收集部410包含数据收集系统（DAS：Data Acquisition System，以下记载为DAS）。DAS410将上述的X射线检测器321的检测结果变换为数字信号。

数据处理部420包含中央处理装置（CPU：Central Processing Unit）421、存储器422、HDD（硬盘驱动器）装置423。在中央处理装置421和存储器422中，通过装载并启动规定的程序，来进行修正运算、图像的重构处理等各种处理。HDD装置423进行数据的保存、输入输出。

图像显示部440构成为具备液晶显示器、CRT（阴极射线管）等图像显示监视器441。

<取得交调失真修正数据的流程>

接着，使用图2的流程图，表示X射线CT装置100（图1）的交调失真修正数据的取得方法、装置。

图2是表示本发明的第一实施方式的交调失真修正数据的取得方法的流程图。另外，流程由“测量各检测器的信号的扩散”、“修正灵敏度”、“计算全体成分”、“计算局部衰减成分”的各步骤构成。

[测量各检测器的信号的扩散]

首先，测量各检测器（X射线检测器）的信号的扩散（步骤S701）。

另外，参照图3说明测量方法。

图3是表示本发明的第一实施方式的交调失真量测定方法的图，如图3（a）所示，使用屏蔽体503来测量信号，该屏蔽体503被设计为使X射线信号和由此产生的光只入射到一个X射线检测器321a。

这时，在本实施方式中，假设除了X射线检测器321a，还在相邻的两个X射线检测器321b和X射线检测器321c中测量二次地发光（X射线为一次）的信号。另外，图3（b）表示使光只对着X射线检测器321a时的信号量的分布，图3（c）表示使光只对着X射线检测器321b时的信号量的分布。

另外，使屏蔽体503移动，使X射线信号和由此产生的光只入射到X射线检测器321b并测量。通过这些测量，来测量本来应该入射的信号和在其周围二次地发光的信号。

这时，各X射线检测器的入射光量相同。例如，在X射线的光量存在分布的情况下（使光分别只对着图3的321a、321b时的信号量），预先测量X射线的光量的分布，并标准化为基准光量的信号量。

其结果是如果全部的X射线检测器321的交调失真造成的流出量相同，则本来应该入射的X射线检测器的信号成为与灵敏度成正比的值。交调失真量在同一X射线检测器大小下照射相同的光量的情况下几乎没有变化，因此，如果假定全部的X射线检测器321的交调失真造成的流出量相同，则几乎没有误差。其结果是能够根据本来应该入射的X射线检测器的信号，计算各X射线检测器321的灵敏度，能够作成灵敏度修正数据。具体地说，是信号直接入射到各X射线检测器321的情况下的标准化为基准光量的信号量的值的倒数。

[修正灵敏度]

继续说明图2的流程。

接着，实施灵敏度修正（步骤S702）。

对于灵敏度修正，使用在上述步骤S701中得到的数据，包含扩散部分地对在步骤S701中得到的信号进行修正。

以下表示灵敏度修正方法。将测量数据除以在步骤S701中测量出的使用屏蔽体503时本来应该入射的X射线检测器的信号，来修正各检测器的灵敏度差。例如，在步骤S701中将屏蔽体503的位置设置得使光只对着X射线检测器321a的情况下，在相邻的2个X射线检测器321b、X射线检测器321c中也产生信号。

这时，X射线检测器321b的信号是因交调失真造成的信号，但也包含X射线检测器各自的灵敏度误差。因此，在本来应该入射的X射线检测器的信号是X射线检测器321a的情况下，通过将由X射线检测器321b检测出的信号除以本来应该入射的X射线检测器的信号在X射线检测器321b的情况下的信号量，而成为标准化为基准光量的信号量的信号量。

另外，对于X射线检测器321a也同样，将本来应该入射的X射线检测器的信号除以X射线检测器321a的情况下的信号。即，用相同的值进行除法，因此，本来应该入射的X射线检测器的信号在修正后的值必然为1。本来应该入射的X射线检测器以外的检测器在一个光对着本来应该入射的X射线检测器的情况下，显示出所产生的信号量。该本来应该入射的X射线检测器的信号以外的信号是交调失真量。

[计算全体成分]

接着，根据在步骤S702中求出的灵敏度修正后的数据，计算交调失真修正的全体成分（步骤S703）。

表示全体成分的计算方法的一个例子。首先，求出各检测器的本来应该入射的X射线检测器的信号以外的信号量的总和。

在本例子的情况下，本来应该入射的X射线检测器是X射线检测器321a时，在相邻的2个X射线检测器321b、X射线检测器321c中产生信号，因此，计算该2个信号的和。假设在其信号量为最大的信道中不产生衰减，设为基准信道，将该信道中的交调失真量作为全体成分相关的修正的修正量。

例如在本例子的情况下，在本来应该入射的X射线检测器的信号以外的信号量的总和为最大的检测器是X射线检测器321a的情况下，本来应该入射的X射线检测器的右相邻的检测器的交调失真量是实施灵敏度修正后的X射线检测器321b的值，左相邻的检测器的交调失真量是实施灵敏度修正后的X射线检测器321c的值。

另外，在存在多个最大的信道的情况下，也可以取得它们的平均。

[计算局部衰减成分]

最后，计算局部衰减成分（步骤S704）。

各信道的局部衰减成分是各信道的修正量与在上述的步骤S703中求出的全体成分的修正量之间的差。对全部的信道计算其值。

在本例子的情况下，假设步骤S703中的基准信道是X射线检测器321a。表示这时的X射线检测器321d中的局部衰减成分的计算例子。

入射到X射线检测器321d的信号量并不被标准化为1，因此不是计算对象。对于其相邻的2个X射线检测器321e、X射线检测器321f，计算与基准信道X射线检测器321a的相邻的2个检测器即X射线检测器321b、X射线检测器321c的差异。例如，通过（X射线检测器321e）-（X射线检测器321b），来求出X射线检测器321e中的局部衰减成分。

同样，通过（X射线检测器321f）-（X射线检测器321c），来求出X射线检测器321f中的局部衰减成分。这些局部衰减成分的值也有时为负。

在局部衰减成分少的情况下，也可以近似地将修正量设为0。例如，是以下的方法等，即设置某阈值（例如5%），在阈值以下的误差的情况下，将修正量设为0。

根据以上说明，决定修正量，并设为局部衰减修正数据。另外，在重构后述的图像时使用。

<图像的流程>

接着，表示X射线CT装置100的摄像的流程。摄像由“摄影条件设定”、“摄像”、“图像化”的3个步骤构成。其中，对于“图像化”，作为“数据的图像化”，通过其他项目使用流程图来说明。

[摄影条件设定步骤]

表示摄影条件设定步骤。图1的摄影条件输入部210将输入画面显示在监视器213或其他监视器上。操作者一边看着该画面，一边对构成摄影条件输入部210的鼠标212、键盘211、或监视器213所具备的触摸屏传感器等进行操作，来设定X射线管311的管电流、管电压、被摄体500的摄像范围等。另外，在事先保存了摄影条件的情况下，也可以读出它来使用。在该情况下，也可以不由操作者在每次进行摄影时都输入。

[摄像步骤]

接着，表示摄像步骤。在摄像步骤中，在操作者指示了摄影开始时，按照在摄影条件设定步骤中由操作者对摄影条件输入部210设定的摄像范围、管电压、管电流量的条件，进行摄影、摄像。

对具体的方法表示例子。首先，将被摄体500配置在被摄体装载用台501上。图1中的统一控制器345向台控制器343发出指示，使得被摄体装载用台501在与旋转板332垂直的方向上移动，并在旋转板332的摄影位置与指定了的摄影位置一致的时刻，停止移动。由此，完成被摄体500的配置。

统一控制器345在同一定时下向机架控制器342发出指示并实施，使得驱动电动机动作，开始旋转板332的旋转。

在旋转板332的旋转为恒速状态，并且被摄体500的配置结束时，统一控制器345向X射线控制器341指示X射线管311的X射线照射定时，另外，向检测器控制器344指示X射线检测器321的摄影定时。然后开始摄影。通过重复进行这些指示，来摄影摄像范围全体。

另外，被摄体装载用台501重复进行移动、停止，但也可以如公知的螺旋扫描（helical scan）那样，一边使被摄体装载用台501一边进行摄像。

X射线检测器321的输出信号在通过信号收集部410所具备的DAS411变换为数字信号后，根据后述的图像化时的工序上的时机，暂时保存在HDD装置423中。

<数据的图像化>

接着，参照图4说明所保存的数据的图像化的步骤。

图4是表示本发明的第一实施方式的通过交调失真修正而保存的数据的图像化的步骤的流程图。

在图4中，全部使用图1所示的数据处理部420所具备的中央处理装置421、存储器422、HDD装置423，来进行图像化的步骤中的计算。

首先，实施局部衰减修正即“局部衰减成分交调失真修正”（步骤S801）。

对修正值，使用在“计算局部衰减成分”步骤S704中作成的局部衰减修正数据。

然后，实施“Log变换”（log变换）（步骤S802）。

另外，进行Log变换是因为：X射线、光的信号在透过、散射中一般按照指数函数衰减，因此，如果在运算处理中预先对信号进行Log变换，则只通过和的运算量就能够完成积的运算量，一般大多在计算上方便。

实施其他修正即“各种修正”（步骤S803）。

除了进行局部衰减修正“局部衰减成分交调失真修正”（步骤S801）以外，还在存在适合于修正的事项、现象的情况下，在该步骤S803中进行该修正。因此，也有时不进行“各种修正”步骤S803。

然后，一边使用在图2的步骤S703中作成的全体成分的修正数据，实施全体的修正，一边实施重构（同时实施重构、全体成分交调失真修正）（步骤S804）。

另外，“同时”并不必然是严格意义上的同时，是“一起”的意思。

另外，最后将在步骤S804中得到的重构后的图像保存在HDD装置423（图1）中。所保存的图像依照用户的指令、或自动地显示在图像显示监视器441（图1）上，用户使用该图像进行诊断。

另外，以上，在步骤S801中进行局部衰减修正即“局部衰减成分交调失真修正”，在步骤S804中使用全体修正数据来进行全体的修正和重构即“同时实施重构、全体成分交调失真修正”。这样对交调失真修正进行分割是本实施方式的特征。

接着，说明并且证明这样将交调失真修正分割为步骤S801和步骤S804也是没有问题的。

<在交调失真修正中能够分割地修正局部衰减成分和全体成分的合理性的证明>

在图3中，设在X射线检测部320所配备的多个X射线检测器321中入射到位置x处的X射线检测器321a的信号为m（x）。另外，设X射线检测器321a检测的信号为S（x）。该入射信号的m（x）散射，或者从其他信号接受噪声，因此，一般与检测信号S（x）不相等，用公式（1）表示。

公式1

$S\left(x\right)=m\left(x\right)+\underset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}m\left(t\right)g(x-t)-\underset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}{d}_{\mathrm{tx}}m\left(t\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

在此，t表示离散的位置（不是时间）。g（x-t）是交调失真的模糊的扩散函数，d_tx表示从X射线检测器t到X射线检测器x的局部的信号衰减系数。如果设修正局部衰减信号所得的信号为S`（x），则表示为如下。

公式2

$S^{\&prime;}\left(x\right)=m\left(x\right)+\underset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}m\left(t\right)g(x-t)\&equiv;m\left(x\right)+P\left(x\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(2\right)$

在此，如果设S（x）＞＞P（x），m（x）＞＞P（x），对S`（x）进行Log变换（log变换），则公式（2）成为公式（3）。

公式3

$\log \left(S^{\&prime;}\left(x\right)\right)=\log \{m\left(x\right)+P\left(x\right)\}$

$=\log \left\{m\left(x\right)(1+\frac{P\left(x\right)}{m\left(x\right)})\right\}$

$=\log \left(m\left(x\right)\right)+\log (1+\frac{p\left(x\right)}{m\left(x\right)})\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

在此，由于m（x）＞＞P（x），所以（P（x）/m（x））比1充分小，因此，如果使用log（1+x）的一次的泰拉展开近似即

则公式（3）能够如下这样变形而成为公式（4）。另外，在此将（P（x）/m（x））看作是上述的

中的x。公式4

$\log \left(S^{\&prime;}\left(x\right)\right)\&ap;\log \left(m\left(x\right)\right)+\frac{P\left(x\right)}{m\left(x\right)}$

$=\log \left(m\left(x\right)\right)+\frac{\underset{t}{\mathrm{\&Sigma;}}m\left(t\right)g(x-t)}{m\left(x\right)}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(4\right)$

在此，重要的是使用了对衰减量进行修正所得的信号，因此着眼于∑g（t）=0成立。这表示从X射线检测器流出的信号全部被哪个X射线检测器检出。在该情况下，能够通过图像过滤器进行修正。

例如，考虑只对相邻的2个X射线检测器扩展扩散函数的情况。

公式5

g（x-t）=-2w（t=x）

        =w（t=x±1）

        =0除此以外                        （5）

该公式（5）假定只从左右相邻的2个X射线检测器受到影响并提供的情况。表示以下的情况，即从左右（t=x±1）的X射线检测器分别接收到w量的交调失真的信号，从自身（t=x）的X射线检测器散射出2w量的信号而向左右两个相邻释放（-2w）。另外，w是表示交调失真的信号强度的常数。另外，在公式（5）中，∑g（t）=0成立。

在此，如果假定信号量的变化缓慢，则公式4能够进一步变形为公式（6）。

公式6

$\log \left(S^{\&prime;}\left(x\right)\right)=\log \left(m\left(x\right)\right)+\frac{w(m(x-1)+m(x+1))-2\mathrm{wm}\left(x\right))}{m\left(x\right)}$

$=\log \left(m\left(x\right)\right)+w\frac{m(x-1)}{m\left(x\right)}+w\frac{m(x+1)}{m\left(x\right)}-2w$

$=\log \left(m\left(x\right)\right)+w(\frac{m(x-1)}{m\left(x\right)}-1)+w(\frac{m(x+1)}{m\left(x\right)}-1)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(6\right)$

在此，如果设m（x）的信号变化是缓慢的，则在此m（x-1）和m（x）是相邻的，值接近，因此，（

由此，

即，如果将（m（x-1）/m（x）-1）看作是上述的log（1+x）的一次的泰拉展开近似

的x，则能够进行以下所示的变形。另外，m（x+1）和m（x）是相邻的，值接近，因此，以与在上述的m（x-1）和m（x）的关系中使用的理由相同的理由，能够进行以下的公式变形。

根据以上说明，公式（6）能够近似为以下的公式（7）。

公式7

$\log \left(m\left(x\right)\right)+w(\frac{m(x-1)}{m\left(x\right)}-1)+w(\frac{m(x+1)}{m\left(x\right)}-1)$

$\&ap;\log \left(m\left(x\right)\right)+w\log (1+\frac{m(x-1)}{m\left(x\right)}-1)+w\log (1+\frac{m(x+1)}{m\left(x\right)}-1)$

$=(1-2w)\log \left(m\left(x\right)\right)+w\log \left(m(x-1)\right)+w\log \left(m(x+1)\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(7\right)$

另外，在从公式（7）的第一段变形为第二段时使用上述的近似。

另外，根据以上说明，可知如下。

公式8

log(S′(x))≈(1-2w)log(m(x))+w log(m(x-1))+w log(m(x+1))

                                                …(8)

在上述的说明中，假定了只扩散到相邻的X射线检测器，但一般只在∑g（t）=0的情况下，能够使用同样的近似，用公式（9）的形式表示公式（8）。

公式9

$\log \left(S^{\&prime;}\left(x\right)\right)=\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}{a}_i}\log \left(m(x+i)\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

在该公式（9）中，S`（x）是由X射线检测器检测并在修正的情况下已知的值。如果能够根据该已知的S`（x）计算出m（x），则能够知道除去了交调失真的影响后的入射到X射线检测器321的X射线信号。即，能够知道与构成真实的图像相关的X射线信号m（x）。

在设为非常接近公式（9）的形式而用log（m（x））与其系数的积和来表示log（S（x））时，根据log（S（x））求出log（m（x））的方法可以是公知的反卷积法。公式上的不同是S`（x）和S（x）。因此，能够求出公式（9），因此能够通过公知的反卷积法来进行从log（S`（x））向log（m（x））的变换。

在本实施方式中，如上所述，能够使用公知的反卷积法。同时，相对于在现有的公知例子中应用于S（x）的情况，在本实施方式中，能够对S`（x）应用反卷积法。S`（x）是已经施加了修正的信号，因此，与现有的使用S（x）的情况相比，能够重构与高精度地构成图像相关的m（x）。

另外，在公式（9）中，如果将log（S`（x））和log（m（x））与其系数ai的关系式表示为矩阵式，则在log（m（x））的计算过程中需要系数a_i的逆矩阵式。能够根据公式（9）直接计算出该系数a_i的逆矩阵式，通过将其作为反卷积过滤器并在软件上的计算时使用，能够进行全体的修正。另外，也可以在Log变换后进行该计算。

根据以上说明，可知根据图4所示的流程图的步骤进行修正和重构的方法近似地成立。通过使用其结果而在重构过滤器上实施反卷积，能够进行交调失真修正。

另外，在图4中，步骤S801的“局部衰减成分交调失真修正”是从公式（1）和公式（2）的S（x）到S`（x）的变换。该从S（x）到S`（x）的变换是在以下的步骤S802的Log变换之前，因此保证了∑g（t）=0。

另外，步骤S802的“Log变换”是与从公式（2）到公式（3）的变换相当的计算。

另外，步骤S803的“各种修正”是上述以外的修正，并不特别对应于从公式（1）到公式（9）。如果进行必要的修正，则到图像的重构之前为止进行追加并修正，并在全体的图像重构时反映。

另外，步骤S804的“同时实施重构、全体成分交调失真修正”相当于使用公式（9）并且通过上述的反卷积的运算进行修正和图像的重构的阶段。

<期待效果>

在本实施方式中，能够期待以下的效果。

[1]如果预先求出上述反卷积过滤器，则交调失真的全体成分的修正不耗费时间，进而局部衰减成分的修正量只修正除了全体的倾向以外的量，计算的量大大减少。因此，能够缩短计算时间。

[2]在本实施方式中，先实施局部衰减成分，因此在1次近似的精度下是适当的。在Log变换后实施全部的交调失真修正的情况下，不保证∑g（t）=0，因此，无法通过单纯的反卷积过滤器来表示。其结果是会产生误差，成为伪像的原因。在本发明的方法中，与Log变换后的单纯的反卷积相比，精度高。

另外，在本实施方式中，还使用屏蔽体503同时测定灵敏度，但也可以通过其他方法测定灵敏度。另外，关于局部衰减成分、全体成分的取得方法，只不过是一个例子，也可以通过其他方法来取得修正量。

（第二实施方式）

在第一实施方式中，表示了局部的衰减对每个X射线检测器都不同的例子，但在第二实施方式中，表示在X射线检测器的构造的特性上以一定的模式产生交调失真的衰减的情况。

例如在使用结合多个X射线检测器而成的模块来作成X射线检测部的情况下，有时在该模块的接缝处，交调失真的局部的影响变化。为了容易进行制造，大多存在空隙。另一方面，在模块的中央附近，等间隔地排列X射线检测器，因此，中央附近的X射线检测器的特性是共通的。其结果是交调失真的量大多只在模块端部变化。在这样的情况下，能够简化修正值的求出方法。

以下表示该情况下的修正值的求出方法。

<简化后的修正值的求出方法>

说明第二实施方式的X射线检测部、相关联的构造物、结构、以及交调失真量测定方法。

图5是表示本发明的第二实施方式的X射线检测部、关联的构造物和结构、以及交调失真量测定方法的图。

在图5中，基本的构造物和结构与图1所示的X射线CT装置100相同，但X射线检测部320（图1）的构造不同。

在图5（a）所示的第二实施方式中，使用了X射线检测部320a。使用多个结合了若干个X射线检测器321（321c、321d、……）所成的检测器模块322来构成X射线检测部320a。

在该情况下，X射线检测器321的交调失真例如大多在检测器模块322的中央的X射线检测器321c和端部的X射线检测器321d处特性不同（参照图5）。另外，图5（b）是表示使光只对着X射线检测器321c时的信号量的分布的图，图5（c）表示使光只对着X射线检测器321d时的信号量的分布的图。

其中，作为结合了若干个X射线检测器321所得的检测器模块322，交调失真特性大多与其他检测器模块大致相同。

因此，测量检测器模块322的端部与中央的差异。测量方法与第一实施方式相同，通过使用被设计为使光只入射到一个X射线检测器的针孔准直仪，来测量本来应该入射的信号和在其周围发光的信号，而取得。

这时，只测量图5的检测器模块322，不对除此以外的检测器模块进行测量。即，以检测器模块322为代表作为检测器模块的共通特性来处理，省略其他检测器模块的测量。

使用图6的流程图表示具体的测量方法和修正量计算。

<测量方法和修正量计算的流程>

图6是表示本发明的第二实施方式的交调失真修正数据的取得方法的流程图。

首先，测量检测器模块322内的各检测器的信号的扩散（测量模块322的各检测器的信号的扩散）（步骤S711）。

测量方法如第一实施方式的测量所示那样，使用被设计为使光只入射到一个检测器的屏蔽体503，测量本来应该入射的信号和在其周围发光的信号（使光分别只对着图5的321c、321d时的信号量，分别为图5（b）、图5（c））。另外，根据所得到的测量值，与第一实施方式同样地作成灵敏度修正数据。

接着，实施在步骤S711中得到的信号数据的灵敏度修正（修正模块322的各检测器的灵敏度）（步骤S712）。

方法与第一实施方式相同，但也可以对检测器模块322以外不实施。这基于各检测器模块能够期待与检测器模块322大致相同的特性的假定。

接着，根据所求出的灵敏度修正后的数据，计算并抽出交调失真修正的全体成分（计算模块322的全体成分）（步骤S713）。

这也只对检测器模块322的X射线检测器实施。

接着，计算局部衰减成分（计算模块322的局部衰减成分）（步骤S714）。

这也只对检测器模块322的X射线检测器实施。

最后，将全体成分、局部衰减成分展开到X射线检测部320a全体（将模块322的全体成分、局部衰减成分展开到X射线检测部320a全体）（步骤S715）。

具体地说，对于检测器模块322，将对着同一位置的X射线检测器的交调失真修正量看作为通过检测器模块322测量出的修正量，作成全体成分、局部衰减成分的数据。

由此，除了在第一实施方式中上述的[1]、[2]的效果以外，还能够期待以下的效果。

[3]通过减少所测量的检测器模块数，能够缩短修正测量时间。

另外，不只是一个检测器模块，也可以以2个检测器模块、3个检测器模块等不是全部的若干个检测器模块为代表进行测量。

<其他效果>

在该情况下，除了[1]～[3]的效果以外，还具有以下的效果。

[4]通过取得多个X射线检测器的平均，能够抑制修正测量时的偏差。

[5]在代表检测器模块的一部分故障的情况下，通过与其他检测器模块进行比较，能够检测出故障。

另外，利用了检测器模块构造的周期性，但例如在产生了检测器模块内的X射线检测器的大小的差异、X射线检测器内部的反射材料的厚度的差异等伴随着其他周期构造而产生的局部交调失真的差异的情况下，也可以依照对应的周期来作成修正数据。

（第三实施方式）

在第二实施方式中，表示了周期构造的局部衰减量的测量方法，但在第三实施方式中，表示通过使用了与第二实施方式中的屏蔽体不同的其他模型的测量来进行修正的方法。

装置构造使用与图1和图5所示的第二实施方式相同的构造。与第二实施方式的差异如图7所示那样，使用不同的模型。

<交调失真误差测定模型>

图7是表示本发明的第三实施方式的交调失真量测定方法。

如图7（a）所示，代替屏蔽体503（图5），而使用交调失真误差测定模型504。作为交调失真误差测定模型504，例如使用特富龙（注册商标）环等衰减量大、并且衰减量的差异大的模型。在衰减量的差异大的部分中，交调失真的流入量和流出量有很大不同。这是因为交调失真量的流出量与所对着的光的信号量成正比。

因此，使用这样的衰减量大的模型，在交调失真的差大的位置进行测量。这时，通过观察是否正确地实施局部衰减修正，来测量局部衰减修正量。另外，对于灵敏度，预先通过其他的方法来修正。

另外，图7（b）表示在图7（a）所示的测定装置的交调失真误差判定图像510中产生了伪像511的情况。

<测量方法和修正的流程>

图8是表示本发明的第三实施方式的交调失真修正数据的取得方法的流程图。使用图8的流程图说明测量方法和修正。另外，适当地参照图7。

首先，使用交调失真误差测定模型504，“摄像修正用模型”（步骤S721）。

然后，对摄像的数据进行“重构”（步骤S722）。

确认重构的像，“确认伪像的有无”（步骤S723）。

如图7所示，在模型以外的位置产生环、条纹的伪像511的情况下（有伪像），“调整修正量”使得抵消该伪像511（步骤S724）。

为了确认该修正量是否适当，将步骤S722的数据返回到“重构”。

在修正量为过修正的情况和修正不足的情况下，重构后的伪像与周围的CT值的差的正负发生变化，因此，能够掌握修正值的调整方向。直到没有伪像511为止重复进行该操作，来实施再调整。

进而，变更模型的位置，如果能够在多个位置确认伪像511降低，则修正的效果进一步提高。

重复进行以上的测定和修正量的调整，在步骤S723的“确认伪像的有无”中，没有了伪像的情况下（无伪像），“结束”测量和修正（步骤S725）。

在该方法中，能够检测出与局部变化对应的偏离成分，抽出修正量。即，能够取得局部衰减修正值。另一方面，各局部的最优修正并不一定限于作为图像全体而看到时的最优修正。因此，只通过上述各个局部修正的方法，难以取得作为图像全体看到时的最优修正的全体效果的修正值。

<使用了分辨率测定模型的全体效果的修正>

因此，使用其他的模型来实施全体效果的修正。

对于全体成分的修正，例如使用分辨率测定模型来代替交调失真误差测定模型504。

分辨率测定模型例如具有按照不同的间隔（间隙）配置多个缝隙的构造，根据能够识别出怎样的间隔（间隙）来测定分辨率。通过定义全体成分的修正使得分辨率最优，修正效果成为最大。

但是，根据部位的不同有时噪声成分增大而画质降低，因此，也可以不一定选择修正效果最大的部分，而设定为用户最容易找到病变与正常部位的差异的值。

只在能够断定为存在于图像中的伪像的产生原因是因为交调失真的情况下，能够使用该方法。也可以产生其他伪像，但必须通过图8的流程图的操作来调整参数，使得只降低交调失真起因的伪像。

<第三实施方式的期待效果>

根据本实施方式，除了第一实施方式的[1]、[2]的效果以外，还能够期待以下的效果。

[6]能够按照普通的摄像步骤实施，不需要进行调节使得使用屏蔽体使X射线只对着1个检测器。其结果是容易进行修正数据取得操作，能够高速化。

<其他实施方式>

另外，只在第三实施方式中能够对每个部位、用户调节全体成分的修正量，但也可以在第一实施方式、第二实施方式中对测量值调整全体成分的修正量。另外，在全体成分的修正量少的情况下，也可以只对局部成分进行修正，不对全体成分进行修正来使用。

以上，本实施方式的X射线CT装置在实施交调失真修正时，先只对局部衰减的成分实施修正，对于交调失真的全体成分，与图像重构过滤同时地实施。

由此，具有以下的效果，即通过只进行局部衰减成分的计算所得到的计算削减效果、全体成分计算的削减，降低了图像重构时的计算量，提高了计算成本的降低和计算吞吐量。

符号说明

100：X射线CT装置；200：输入单元；210：摄影条件输入部；211：键盘；212：鼠标；213：监视器；300：摄影单元；310：X射线产生部；311：X射线管；320、320a：X射线检测部；321、321a、321b、321c、321d：X射线检测器；322：检测器模块、模块；330：机架；331：开口部；332：旋转板；340：摄影控制部；341：X射线控制器；342：机架控制器；343：台控制器；344：检测器控制器；345：统一控制器；400：图像生成部；410：信号收集部；411：数据收集系统、DAS；420：数据处理部；421：中央处理装置；422：存储器；423：HDD装置；440：图像显示部；441：图像显示监视器；500：被摄体；501：被摄体装载用台；503：屏蔽体；504：交调失真误差测定模型、模型；510：交调失真误差判定图像；511：伪像。

Claims (21)

1.一种X射线CT装置，具备：产生X射线的X射线产生部；X射线检测部，具有用于检测从上述X射线产生部透过了被摄体的X射线的多个X射线检测器；图像生成部，对通过上述X射线检测部得到的信号进行修正而重构图像，该X射线CT装置的特征在于，

在上述图像生成部中实施上述多个X射线检测器的交调失真修正时，先对局部衰减的成分实施修正，在图像重构时对交调失真的全体成分实施修正。

2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述图像生成部对上述局部衰减的成分实施修正，使得上述交调失真的全体成分的修正量等于从上述多个X射线检测器的某个X射线检测器流出的量的总和和通过周围的其他X射线检测器检测出的量的总和。

3.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，使用屏蔽物，测量上述局部衰减的成分和上述交调失真的全体成分。

4.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，使用屏蔽物，测量上述局部衰减的成分和上述交调失真的全体成分。

5.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，利用上述多个X射线检测器的配置的周期性，从该X射线检测器的配置的周期的一部分，测量交调失真中的上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分，对于上述X射线检测器的配置的周期的剩余部分，利用上述周期的一部分的测量结果，推测上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分。

6.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，利用上述多个X射线检测器的配置的周期性，从该X射线检测器的配置的周期的一部分，测量交调失真中的上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分，对于上述X射线检测器的配置的周期的剩余部分，利用上述周期的一部分的测量结果，推测上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分。

7.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，利用上述多个X射线检测器的配置的周期性，从该X射线检测器的配置的周期的一部分，测量交调失真中的上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分，对于上述X射线检测器的配置的周期的剩余部分，利用上述周期的一部分的测量结果，推测上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分。

8.根据权利要求4所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，利用上述多个X射线检测器的配置的周期性，从该X射线检测器的配置的周期的一部分，测量交调失真中的上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分，对于上述X射线检测器的配置的周期的剩余部分，利用上述周期的一部分的测量结果，推测上述交调失真的全体成分和上述局部衰减的成分。

9.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，周期性地推测上述局部衰减的成分而决定修正量，使得降低利用上述多个X射线检测器的配置的周期性而图像化所得的结果而产生的伪像。

10.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，周期性地推测上述局部衰减的成分而决定修正量，使得降低利用上述多个X射线检测器的配置的周期性而图像化所得的结果而产生的伪像。

11.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，周期性地推测上述局部衰减的成分而决定修正量，使得降低利用上述多个X射线检测器的配置的周期性而图像化所得的结果而产生的伪像。

12.根据权利要求4所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，周期性地推测上述局部衰减的成分而决定修正量，使得降低利用上述多个X射线检测器的配置的周期性而图像化所得的结果而产生的伪像。

13.根据权利要求1~12中的任意一个所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，能够与用户对图像的喜好、摄像部位对应地根据理论值以外的多个参数，选择上述交调失真的全体成分的修正量。

14.根据权利要求2~12中的任意一个所述的X射线CT装置，其特征在于，

在上述交调失真修正的测定中，具备只对上述局部衰减的成分进行修正的功能。

15.根据权利要求2~12中的任意一个所述的X射线CT装置，其特征在于，

能够选择使用还是不使用进行上述交调失真的全体成分的修正的功能。

16.一种X射线CT装置，具备：产生X射线的X射线产生部；X射线检测部，具有用于检测从上述X射线产生部透过了被摄体的X射线的多个X射线检测器；图像生成部，对通过上述X射线检测部得到的信号进行修正而重构图像，该X射线CT装置的特征在于，

分离为以在上述多个X射线检测器的某个X射线检测器中由于交调失真量而减少了的信号量与由于上述交调失真而在其他X射线检测器中增加了的信号量相同的方式作成的分布函数、从该分布函数的偏离量即局部修正成分，来作成交调失真修正数据。

17.根据权利要求16所述的X射线CT装置，其特征在于，

使用上述分布函数和上述局部修正成分，实施修正。

18.根据权利要求17所述的X射线CT装置，其特征在于，

在使用了上述分布函数的修正与上述局部修正成分的修正之间，存在Log变换。

19.根据权利要求16~18中的任意一个所述的X射线CT装置，其特征在于，

使用屏蔽物来测量上述分布函数和上述局部修正成分。

20.根据权利要求16~18中的任意一个所述的X射线CT装置，其特征在于，

利用上述多个X射线检测器的配置的周期性，从周期的一部分，测量交调失真中的上述分布函数和上述局部修正成分，对于剩余的部分，利用上述周期的一部分的上述测量的结果，推测修正成分。

21.根据权利要求16~18的任意一个所述的X射线CT装置，其特征在于，

推测并决定上述局部修正成分，使得降低利用上述多个X射线检测器的配置的周期性而图像化所得的结果而产生的伪像。

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