JP2001149363A

JP2001149363A - Ｘ線キャリブレーションファントム

Info

Publication number: JP2001149363A
Application number: JP33498699A
Authority: JP
Inventors: Satoru Oishi; 悟大石
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線画像の正確な補正を可能とする、十分な
精度を保持したキャリブレーションデータの取得を、ど
のようなサイズの画像に関しても可能とするようなＸ線
キャリブレーションファントムを提供する。【解決手段】本発明に係るＸ線キャリブレーションフ
ァントム１０は、その断面が円形で内部が中空の筒状構
造物であって、その表面に複数の金属球１２が備えられ
ている。そして、前記筒状構造物の軸方向に関し、その
中間部における断面径が両軸端部における断面径に比べ
て小さく構成されている。また、前記金属球１２は、前
記筒状構造物の軸方向に関して螺旋状に配列されるとと
もに、隣り合う指標間の距離は、当該指標が配置される
前記筒状構造物上の部位における断面径の大きさに応じ
て（例えば断面径が小さいところでは距離を小さく
等）、決定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線キャリブレー
ションファントムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線撮影装置を用いた循環器系の検査
は、造影剤でコントラストを強調した血管を撮影するこ
とで行われている。このような場合において、血管や疾
患の三次元的な構造の正確な把握が必要とされる場合が
ある。従来、この三次元把握は、ＣＴ（Computed Tomog
raphy ）やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）で撮
影した三次元画像に基づき、当該血管や疾患を再構成す
ることにより実現されていた。しかし、ＣＴやＭＲＩの
画像は、空間分解能がＸ線の画像と比べると高くないた
め、医療分野では、より高分解能の三次元画像を作成す
ることが一般に望まれている。

【０００３】また、血管や患部の三次元構造把握は、近
年、侵襲性の低い治療法としてのＩＶＲ（Intervention
al Radiology）が注目されつつあることに関連して、重
要視されてきている。ＩＶＲとは、Ｘ線透視下でカテー
テル等を操作して治療を進める技法である。このような
治療法を行う上で、術中に血管や患部の三次元構造を把
握することは、ほとんど必要不可欠の事項であるとさえ
いえる。

【０００４】このような要求に応えるべきＸ線撮影装置
は、例えば図６に示すようなものが提案されている。図
６において、Ｘ線撮影装置は、略Ｃ字形状の支持器１
（以下、Ｃアームという）、該Ｃアーム１の一端に備え
られているＸ線発生源としてのＸ線管球２、他端に備え
られている検出器としてのイメージ・インテンシファイ
ア３（以下、Ｉ．Ｉ．（Image Intensifier ）と略
す）、そして、収集された画像を見やすいように処理す
る画像処理装置４等からなっている。

【０００５】Ｃアーム１は、当該アーム１を滑らせるよ
うな回転（スライド、図中矢印Ａ参照）と、支点を中心
とした回転（ローテーション、図中矢印Ｂ参照）が可能
とされている。よって、このＸ線撮影装置においては、
被検体を様々な方向から観察可能である。また、上記回
転等をさせつつ前記Ｘ線管球２及びＩ．Ｉ．３により撮
影を行うと、被検体に関し、様々な方向からの撮影像を
短時間で収集することができるため、原理的には近似的
なＣＴ再構成が可能となる。

【０００６】しかしながら、Ｃアーム１はその形状が安
定していない上、Ｘ線管球２やＩ．Ｉ．３の重さ、ある
いは取り付け誤差等の機械的なギャップ等の要因によ
り、「たわみ」や振動が発生する。この「たわみ」等
は、画像再構成に関し、無視し難いアーチファクトの発
生等、致命的な問題を引き起こすことになる。これを回
避するため、従来においては、予め既知の構造となるキ
ャリブレーションファントムを撮影し、そのデータを基
に、「たわみ」を補正するための較正テーブルを作成す
ることが行われている。被検体を撮影した画像は、この
較正テーブルを利用して補正されることになる。

【０００７】このような目的に供されるキャリブレーシ
ョンファントム（以下、単に「ファントム」と称するこ
とがある）は、例えば特開平７-16220号公報に開示され
ているようなものが提案されている。これによれば、当
該ファントム６は、図７に示すように、円筒６ａとその
表面に備えられた複数のビーズ６ｂとにより構成されて
いる。複数のビーズ６ｂは、前記円筒６ａの軸方向に関
して螺旋状に取り付けられている。上記較正テーブル
は、図７に示すように、ファントム６に対してＸ線を照
射し、これにより得られる画像７上におけるビーズ像８
の位置を確認して、作成されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなキャリブレーションファントム６の構成ないしその
利用にあたっては、次のような問題点があった。

【０００９】Ｉ. Ｉ. ３には、一般に、撮影した像をＴ
Ｖ系で拡大表示が可能となるような、拡大撮影モードが
ある。例えば１６ｉｎｃｈのＩ. Ｉ. ３には、１２ｉｎ
ｃｈ、９ｉｎｃｈ、７ｉｎｃｈの拡大モードがあり、通
常モードでは直径１６ｉｎｃｈの視野を観察できるが、
拡大モードに移行することにより直径１２ｉｎｃｈの視
野だけを拡大して観察することができる。９ｉｎｃｈ、
７ｉｎｃｈについても同様である。

【００１０】このような場合において、例えば直径１０
ｃｍの上記キャリブレーションファントム６を構成した
場合、Ｘ線拡大率が約１．５倍弱であることを考慮する
と、Ｉ. Ｉ. ３面におけるファントムの大きさは約１５
ｃｍ程度となる。このとき、これを９ｉｎｃｈ（２２．
８６ｃｍ）の視野で収集すると、該ファントム像は画面
全体に収まるが、７ｉｎｃｈ（１７．７８ｃｍ）の視野
で収集すると円筒の外側がかなりの部分はみ出してしま
う。これに対処するためには、画面に入るビーズ６ｂの
個数を減らすこととなるが、このことは、当然にキャリ
ブレーションデータの精度を低下させることになる。そ
の上、このような場合においては、図７において端的に
示されているように、一部のビーズ像が画像７外にはみ
出た部分に結ばれる（図中点線参照）ことになるため、
ビーズ像８の位置関係、例えば画像中央近辺に写ってい
るビーズ像８ｃと画像７上端付近に写っているビーズ像
８ａとが、ビーズの個数で幾つ離れているかを特定でき
ないことになる。よって、画像７上端及び下端付近に写
っているビーズ像８ａ及び８ｂは、キャリブレーション
データを決定するデータとして利用できない。結局、こ
のことにより、データの精度はさらに低下することにな
る。なお、Ｉ. Ｉ. ３の種類によっては、４．５ｉｎｃ
ｈ（１１．４３ｃｍ）の高拡大モードがあるが、この場
合では、その影響がさらに顕著になる。

【００１１】また、上記したような場合とは逆に、１６
ｉｎｃｈ（４０．６４ｃｍ）の通常モードで直径１０ｃ
ｍのファントムを撮影した場合、当該ファントムは視野
の中央付近にしか写っていない。通常モードで再構成す
るときには、再構成領域は、例えば１６ｉｎｃｈ視野を
軸回転させた球として定義されるが、いま述べたような
場合においては、再構成領域に占めるファントムのカバ
ーする領域が非常に小さいため、たといすべてのビーズ
６ｂが画像７上に投影されていたとしても、正確なキャ
リブレーションデータ取得を期待することができない。

【００１２】さらに、ビーズ６ｂを螺旋状に並べてしま
うキャリブレーションファントム６においては、螺旋の
反対側ではビーズ６ｂが配列されない区間が存在するた
め、その部分でのＣアーム１に関する「たわみ」等の影
響を補正するキャリブレーションデータを作成すること
ができないという問題点もあった。

【００１３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、Ｘ線画像の正確な補
正を可能とする、十分な精度を保持したキャリブレーシ
ョンデータの取得を、どのようなサイズの画像に関して
も可能とするようなＸ線キャリブレーションファントム
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために以下の手段をとった。

【００１５】すなわち、請求項１記載のＸ線キャリブレ
ーションファントムは、その断面が円形で内部が中空の
筒状構造物と、その表面に複数の指標が備えられている
Ｘ線キャリブレーションファントムにおいて、前記筒状
構造物の軸方向に関し、その中間部における断面径が両
軸端部における断面径に比べて小さく構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項２記載のＸ線キャリブレーシ
ョンファントムは、請求項１記載の同ファントムにおい
て、前記筒状構造物の断面径が、その軸方向に関し、前
記中間部における径から前記軸端部における径へと連続
的に変化するよう構成されていることを特徴とする。

【００１７】さらに、請求項３記載のＸ線キャリブレー
ションファントムは、請求項１又は２記載の同ファント
ムにおいて、前記指標が、前記筒状構造物の軸方向に関
し、螺旋状に配列されるとともに、隣り合う指標間の距
離は、当該指標が配置される前記筒状構造物上の部位に
おける断面径の大きさに応じて決定されることを特徴と
するものである。

【００１８】次に、請求項４記載のＸ線キャリブレーシ
ョンファントムは、その断面が円形で内部が中空の筒状
構造物と、その表面に複数の指標が備えられているＸ線
キャリブレーションファントムにおいて、前記筒状構造
物における任意の断面を軸方向より臨んだ際に見られる
円周に関し、該円周上で見られる一群の前記指標は、当
該円周上で均等に存在するとともに、該一群の指標は前
記筒状構造物の軸方向においては均等な割合で分散配列
されていることを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項５記載のＸ線キャリブレーシ
ョンファントムは、請求項４記載の同ファントムにおい
て、前記分散配列とは、前記筒状構造物の軸方向におい
て前記所定の間隔を以て隣り合う任意の二つの指標を、
前記円周上につき可能な限り離間した地点に位置させる
配列であることを特徴とする。

【００２０】次に、請求項６記載のＸ線キャリブレーシ
ョンファントムは、その断面が円形で内部が中空の筒状
構造物と、その表面に複数の指標が備えられているＸ線
キャリブレーションファントムにおいて、前記筒状構造
物の軸方向に関し、その中間部における断面径が両軸端
部における断面径に比べて小さく構成されており、かつ
前記筒状構造物における任意の断面を軸方向より臨んだ
際に見られる円周に関し、該円周上で見られる一群の前
記指標は、当該円周上で均等に存在するとともに、該一
群の指標は前記筒状構造物の軸方向においては均等な割
合で分散配列されていることを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項７記載のＸ線キャリブレーシ
ョンファントムは、請求項６記載の同ファントムにおい
て、前記分散配列とは、前記筒状構造物の軸方向におい
て前記所定の間隔を以て隣り合う任意の二つの指標を、
前記円周上につき可能な限り離間した地点に位置させる
配列であることを特徴とする。

【００２２】また、請求項８記載のＸ線キャリブレーシ
ョンファントムは、請求項６又は７記載の同ファントム
において、前記筒状構造物の断面径が、その軸方向に関
し、前記中間部における径から前記軸端部における径へ
と連続的に変化するよう構成されていることを特徴とす
る。

【００２３】さらに、請求項９記載のＸ線キャリブレー
ションファントムは、請求項６から８のいずれかに記載
の同ファントムにおいて、隣り合う前記指標間の距離
が、当該指標が配置される前記筒状構造物上の部位にお
ける断面径の大きさに応じて決定されることを特徴とす
る。

【００２４】そして、請求項１０記載のＸ線キャリブレ
ーションファントムは、請求項３から９のいずれかに記
載の同ファントムにおいて、前記指標の配列に関し、前
記筒状構造物の軸方向に関して連続する任意の三つの指
標について定義される当該軸方向に関する距離ｘｎ及び
ｘｎ＋１が、予め定められる中心指標に近い方からみ
て、ｘｎ≦ｘｎ＋１なる条件を満たすことを特徴とする
ものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて図を参照しつつ説明する。なお、本発明の趣旨が
Ｘ線キャリブレーションファントムの構成及びその作用
ないし用法にあるため、以下の説明においては、その他
Ｘ線撮影装置等に関する構成ないし作用等についての詳
細な説明は省略することとする。

【００２６】図１は、本発明の第一の実施形態に係るＸ
線キャリブレーションファントム１０の構成を示す概要
図である。図１において、当該ファントム１０は、その
材質が例えばアクリルとされ、かつその形状は、断面が
円形で内部が中空とされた筒上構造物として構成されて
いる。より詳細には、ファントム１０は、その軸方向に
関し、二種類の異なる断面径を有する円筒により構成さ
れている。ここにいう「二種類の異なる断面径を有する
円筒」とは、図１において、軸方向の中間部における小
さい断面径を有する円筒１１ａと、軸方向の両軸端部に
おける大きい断面径を有する円筒１１ｂとのことであ
る。換言すれば、断面径の大きい二つの円筒１１ｂが、
同小さい円筒１１ａを、相互の中心軸線を一致させつ
つ、挟み込むような構成となっている。すなわち、要す
れば、本第一実施形態のファントム１０は、その軸方向
に関し、中間部における断面径が両軸端部における断面
径に比べて小さく構成されていることになる。

【００２７】なお、その具体的な寸法としては、例え
ば、小さい円筒１１ａ及び大きい円筒１１ｂの断面径を
それぞれ８５ｍｍ及び１５０ｍｍ、両者の軸方向の長さ
をそれぞれ１６０ｍｍ及び７０ｍｍ等とするとよい。な
お、このような具体的な数値に関する記載は、最も好ま
しい一実施形態の提示としての意味以外に特に意図する
ものはなく、本発明を限定するものでないことは勿論で
ある。

【００２８】このようなファントム１０には、その表面
に、複数の金属球（指標）１２を備えている。これら金
属球１２は、図１に示すように、ファントム１０の軸方
向に関し、螺旋状に配列されている。ただし、この螺旋
状の配列においては、小さい円筒１１ａ表面に配列され
ている金属球１２間の距離（図１中例えば符号ｙ１）
は、大きい円筒１１ｂ表面に配列されている金属球１２
間の距離（同じく例えば符号ｙ２）よりも、小さくなる
ようになっている。このような事情を一般的にいえば、
ファントム１０上のある部位における隣り合う金属球１
２間の距離は、当該部位におけるファントム１０の断面
径の大きさに応じて決定されているといえ、いまの場合
においては、小さい断面径の円筒１１ａ上では金属球１
２間距離は小さく、大きい断面径の円筒１１ｂ上では大
きく、それぞれ決定されていると見ることができる。

【００２９】これら複数の金属球１２においては、その
うちの一について、これを中心指標１２ａとする。具体
的にこれをＸ線像上で判別するためには、中心指標１２
ａとして選択する金属球の径を、他の金属球１２のそれ
よりも大きくする等としておくとよい。そして、本第一
実施形態における金属球１２の配列は、上記した「断面
径に応じた」規定に加え、この中心指標１２ａを基準と
して、隣り合う金属球１２間のファントム１０の軸方向
に関する距離が、順次大きくなるようになされている。
つまり、図２拡大平面図に示すように、中心指標１２ａ
とその直近の金属球１２ｂとの軸方向距離をｘ１、当該
金属球１２ｂとやはりその直近の金属球１２ｃとの軸方
向距離をｘ２としたとき、これらの間にはｘ１＜ｘ２が
満たされ、以下、同様にしてｘ２＜ｘ３＜ｘ４＜…とな
っているということである。なお、図２中裏側に存在す
る金属球１２ｂ´、１２ｃ´、…についても同様で、や
はりそれらに関し定義される各々の距離につき、ｘ１´
＜ｘ２´＜ｘ３´＜…とされている（図２参照）。一般
的には、金属球１２の配列に関し、連続する任意の三つ
の金属球１２について定義されるファントム１０の軸方
向に関する距離をｘｎ及びｘｎ＋１とすれば、中心指標
に近い方からみて、ｘｎ≦ｘｎ＋１なる関係を満たすよ
う、各金属球１２は配列されている、といえる（この式
における等号については後述する）。なお、図２には示
されていないが、大きい円筒１１ｂ表面に取り付けられ
る金属球１２についても、上記と全く同様な考え方が適
用された構成となっている。

【００３０】このような構成となるファントム１０は、
例えば以下のような用法に則って使用される。なお、こ
こでは、図６に示したようなＸ線撮影装置において本第
一実施形態に係るファントム１０を利用する場合を想定
する。また、Ｃアーム１の一端に備えられているＩ.
Ｉ. ３の画像サイズは１６ｉｎｃｈ仕様とし、これに関
し１２ｉｎｃｈ、９ｉｎｃｈ、７ｉｎｃｈの拡大モード
が用意されているものを想定する。

【００３１】いま、上記装置構成において、例えば７ｉ
ｎｃｈ（１７．７８ｃｍ）の拡大モードによる画像収集
を行うとき、すなわち、小さい視野モードを選択して画
像収集を行うときであって、これに関しキャリブレーシ
ョンデータを取得する際には、小さい円筒１１ａ部分を
利用するようにする。つまり、Ｘ線は、この小さい円筒
１１ａ部分について主に照射され、当該部分に関して構
成されるＸ線画像に基づき、キャリブレーションデータ
が取得される。

【００３２】この場合において、小さい円筒１１ａ上の
金属球１２の配列は、大きい円筒１１ｂ上のそれに比べ
て、当該金属球１２間の距離がより小さく、つまりより
密になるよう配列されていたから、キャリブレーション
データは十分な数となる金属球１２像に基づき取得され
得る。また、当該部位における断面径は小さく構成され
ていたから、金属球１２の像が画像よりはみ出すような
ことはなく、よって、画像全体に写し出された金属球１
２像の全部を、キャリブレーションデータ取得目的に有
効に利用することができる。

【００３３】一方、例えば１６ｉｎｃｈ（４０．６４ｃ
ｍ）の拡大モードによる画像収集を行うとき、すなわ
ち、大きい視野モードを選択して画像収集を行うときに
は、小さい円筒１１ａ及び大きい円筒１１ｂの両方、つ
まりファントム１０全体を利用するようにし、これによ
りキャリブレーションデータを取得する。

【００３４】この場合においては、ファントム１０に配
列されている金属球１２全体の像を利用することが可能
であるから、やはり画像全体に関して十分な数となる金
属球１２像に基づき、キャリブレーションデータを取得
することができる。つまり、従来例のように、大きい画
像であるにもかかわらず、中央付近にしかファントムの
像が存在しなかった、という不具合が回避されている。

【００３５】以上のように、本第一実施形態によれば、
一つのファントム１０の存在により、どのようなサイズ
となる画像に関しても、精度の高いキャリブレーション
データを取得することが可能であり、結果、如何なる場
合においてもＸ線画像の正確な補正を行うことができ
る。

【００３６】また、図２を参照して説明したように、本
第一実施形態におけるファントム１０においては、その
軸方向に関して連続する三つの任意の金属球１２につい
て定義される二種の距離ｘｎ及びｘｎ＋１につき、ｘｎ
≦ｘｎ＋１なる関係が満たされるよう当該金属球１２が
配列されていたことにより、次のような作用乃至効果を
享受できる。

【００３７】いま、図３（ａ）に示すように、ファント
ム１０をその軸Ｇを中心として回転する場合を考える
と、Ｘ線源２００と図中同一水平面上に存在する金属球
１２（通常、中心指標１２ａに一致すると考えてよい）
以外の任意の金属球１２に関しては、Ｘ線源２００に対
し、距離の変動が生じることになる。このとき、当該金
属球１２がＸ線源２００から最も離れているとき（実線
で示した）と、最も近づいているとき（点線で示した）
とでは、画像７００面上において写し出される当該金属
球１２像は、前者の場合においては投影点Ｐ１として、
後者の場合においては投影点Ｐ２として、それぞれ示さ
れるようなものとなる。このような投影点の変動を、画
像７００面上において、ファントム１０の一回転につい
て観察すると、図３（ｂ）に示すように、それは全体と
して略楕円状の形状となる（以下、これを投影楕円と呼
ぶ）。そして、このような現象は、他の金属球１２につ
いても同様に当てはまり、例えば、投影点Ｐ１及びＰ２
を含む投影楕円Ｐの図中上方には、該投影楕円Ｐの原因
となった金属球１２に対し、ファントム１０上にて隣り
合う別の金属球に起因する投影楕円Ｑを想定することが
できる。

【００３８】さて、このような場合において、各々の投
影楕円の面積に注目すると、それは、図３（ｂ）に示す
ように、図中上方に向かうにつれ（楕円Ｐから楕円Ｑ
へ）、一般にその値が大きくなっていくことがわかる。
一方、これら投影楕円が互いに重なり合うような事態は
避けなければならない。というのは、もしこれらの投影
楕円が重なり合うような関係にあると、金属球１２の正
確な位置（当該金属球１２が中心指標１２ａから数えて
何番目の金属球であるか）の特定が不能となるからであ
る。

【００３９】以上のことを踏まえると、本第一実施形態
におけるファントム１０においては、上記したように、
金属球１２の配列につきｘｎ≦ｘｎ＋１なる関係が満た
されるようなものとされていたことの意義は明らかとな
る。つまり、このような措置を講じたファントム１０に
よれば、隣り合う金属球１２の各々に起因する各投影楕
円が互いに重なり合うようなことがないのである。逆に
言えば、互いの投影楕円が重なり合うことのないように
するためには、ｘｎ及びｘｎ＋１の各々の値を、ｘｎ≦
ｘｎ＋１なる関係を満たすよう決定することである、と
も言い得よう。よって、各金属球１２に関する中心指標
１２ａからの位置は、常に正確に把握され得るから、キ
ャリブレーションデータの取得はいつでも正確に行うこ
とができる。

【００４０】ところで、上記関係式ｘｎ≦ｘｎ＋１にお
ける「等号」は、図３（ｂ）において、投影楕円が重な
らないような場合に、金属球１２間の軸方向距離を一定
とすることが許されることを意味する。例えば金属球１
２間の直線的な距離（図１でいえば、距離ｙ１、ｙ２）
が十分とられているような状況の場合等、そもそも投影
楕円が重なり合うようなことがないときには、当該金属
球１２に係る像が中心指標１２ａの像から幾つ離れてい
るかを特定することも可能であるから、無理にｘｎ＜ｘ
ｎ＋１とする必要がない。よって、そのような場合は、
ｘｎ＝ｘｎ＋１としても問題がないのである。

【００４１】なお、上記第一実施形態のファントム１０
は、二種類の断面径の円筒１１ａ及び１１ｂを組み合わ
せた構成となっていたが、本発明はこの形態に限定され
るものではない。例えば、三種類の断面径を有する各円
筒を用意し、これらを図１と同様な思想に基づいて組み
合わせ、ファントムを構成するようにしてもよい。より
言えば、異なる断面径を有する円筒を何種類用意しても
よい。いずれにしても、これらは本発明の範囲内にある
ことに相違ない。

【００４２】以下では、本発明の第二の実施形態に係る
Ｘ線キャリブレーションファントムについて説明する。
図４は、当該ファントム２０の構成を示す概要図であ
る。このファントム２０は、その軸方向に関する断面径
の変化が、中間部における小さい径から軸端部における
大きい径へと、連続的なものとなっている。いわば二つ
の円錐形の各々の頂点を互いに接続したような形態とも
言えよう。このことは、上記第一実施形態のファントム
１０と同様、その軸方向に関し、中間部における断面径
が両軸端部における断面径に比べて小さく構成されてい
る、と表現し得る構成であることに変わりはない。

【００４３】このファントム２０表面には、上記ファン
トム１０と同様にして、螺旋状に配列された金属球１２
（中心指標１２ａを含む）が備えられている。また、こ
の螺旋状の配列は、小径部２０ａ上の金属球１２間の距
離が、大径部２０ｂ上に配列されている金属球１２間の
距離よりも、小さくなるようになっている。つまり、こ
の点においても、上記第一実施形態と同様、隣り合う金
属球１２間の距離は、当該金属球１２が位置する部位に
おけるファントム２０の断面径の大きさに応じて決定さ
れていると言い得るものである。ただし、本第二実施形
態においては、断面形の変化が連続的であったから、金
属球１２間の距離もやはり連続的に変化するようになっ
ている。さらに、これら金属球１２の配列に関し、上に
詳しく説明したｘｎ≦ｘｎ＋１に係る関係も、ファント
ム２０において同様に満たされている。

【００４４】このような構成となるファントム２０につ
いても、上記ファントム１０に関して説明した作用ない
し効果が全く同様に享受され得ることは明らかである。
すなわち、小径部２０ａの部分で小さい視野モード、大
径部２０ｂの部分で大きい視野モード、というように各
々対応させてキャリブレーションデータ取得を行うよう
にすればよい。

【００４５】さらに、本第二実施形態のファントム２０
においては、その断面径が連続的に変化する構成となっ
ているから、ある所定の大きさとなる画像サイズが与え
られたときに、それに最も適当なファントム２０上の部
位を写し出してキャリブレーションデータを取得するこ
とが可能となる。よって、本第二実施形態においては、
より一般に、どのような画像サイズであろうとも、正確
な画像補正が行えるという効果を特に指摘できる。

【００４６】以下では、本発明の第三の実施形態に係る
Ｘ線キャリブレーションファントムについて説明する。
図５は、当該ファントム３０の構成を示す概要図である
が、この図においては、例えば上記第一実施形態におけ
る小さい円筒１１ａに相当する部分の一部のみを図示し
たものとなっている。すなわち、ファントム３０の全体
構成としては、上記第一実施形態と同様、その軸方向に
関し、中間部における断面径が両軸端部における断面径
に比べて小さく構成されたものとなっていることに相違
はない。そして、このファントム３０において、上記第
一及び第二実施形態と異なる相違点は、その表面におけ
る金属球１２の配列が、ファントム軸方向に関して螺旋
状とはなっていないことにある。

【００４７】このことにつきより詳細に説明すると、図
５に示すように、ファントム３０を、その側面より臨ん
だ場合（図中左方）には金属球１２の配列は一見ランダ
ムな配列がなされているようにみえるが、ファントム３
０の任意の断面に関して、それを軸方向より臨んだ場合
（図中右方）には金属球１２がその断面円周上で均等に
配列されるようなものとなっている。いま図において、
金属球１２１から順にその配列の様子を見て行くと、当
該金属球１２１にファントム３０の軸方向に関して隣接
する金属球１２２は、ファントム３０の断面円周上では
金属球１２１からみて１８０度回転した場所、すなわち
そのちょうど反対側に位置している。また、ファントム
３０の軸方向に関し該金属球１２２に隣接する金属球１
２３は、ファントム３０の断面円周上で金属球１２２か
ら４５度右回りに回転した場所に位置している。以降、
金属球１２４、１２５、…、１２８についても、図示さ
れているような配列がなされ、これらによりファントム
３０の断面円周上では金属球１２が均等に配置される形
態となっている。そして、金属球１２８にファントム３
０の軸方向で隣接する金属球１２１´は（図５左方参
照）、ファントム３０の断面軸方向より臨んだ場合、金
属球１２１に関し紙面垂直方向裏側に位置するような配
列（図５右方参照）がなされる。以降、図示しない１２
２´以降についても、上記１２２以降と全く同様な配列
となる。なお、上記各金属球１２１、１２２、…におけ
る任意の二つの金属球１２間において定義される軸方向
距離は、図に示すように、全てχなる等しい値をとり、
「所定の間隔」を以て配列されている。

【００４８】上記したような配列の様子を、より俗的に
言えば、図５右方のファントム３０の断面を軸方向より
臨んだ場合を視点として、或る一の金属球１２に関し、
その配列を決める際は、「タイヤホイールを車体に取り
付けこれを締め付けるときの順番」のように、その前に
配列した二つの金属球１２の位置からなるべく離れてい
る地点に、当該一の金属球１２が位置するような配列を
実施していくということができる。つまり、金属球１２
を上記第一及び第二実施形態のように螺旋状に配列する
場合には、図５右方で、１２１、１２７、１２４、１２
６、１２２、１２８、１２３、１２５、１２１´、…の
ような順番により、円周上を順序よく回転しつつ各金属
球１２を配列していく一方、ファントム３０の軸方向に
関しては各金属球１２の間に少しずつ距離（例えば図５
左方の距離χ）をとりながら並べていくのに対し、本第
三実施形態では、上にも記したように、１２１、１２
２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２
８、１２１´、…のように、円周上でいわば「飛び飛び
な」配列を行いつつ、軸方向への配列をなすようなもの
となっているのである。

【００４９】このような配列を、一般的に表現すれば、
ファントム３０における任意の断面を軸方向より臨んだ
際に見られる円周において、該円周上で見られる一群の
金属球１２（つまり、図５では１２１、…、１２８が該
当し、１２１´は含まれない）は、当該円周上で均等に
存在するとともに、該一群の金属球１２はファントム３
０の軸方向に所定の間隔（距離χ）で分散配列されてい
るものである、ということがいえる。

【００５０】また、図５に基づいたより具体的な表現を
すれば、上記分散配列とは、ファントム３０の軸方向に
おいて前記した距離χをとって隣り合う任意の二つの金
属球１２を、前記円周上につき可能な限り離間した地点
に位置させる配列である、と言える。

【００５１】このような構成となるファントム３０にお
いては、次のような効果を奏する。すなわち、金属球１
２を単に螺旋状に配列したファントムでは、その螺旋の
反対側では金属球１２が配列されない区間が存在するた
め、その部分でのＣアーム１に関する「たわみ」等の影
響を補正するキャリブレーションデータを作成すること
ができないという問題点があったところ、本第三実施形
態においては、ファントム３０円筒表面のいずれの箇所
においても、金属球１２が均等に分散配列されているか
ら、上記のような問題が生じないのである。つまり、Ｘ
線画像全体に関して満遍なくキャリブレーションデータ
を取得することが可能であり、結果、画像全体の適正な
補正を実施することができる。

【００５２】なお、図５では、第一実施形態における小
さい円筒１１ａの一部に相当する部分のみの図示がなさ
れ、また上ではそれに関する説明のみを行ったが、当該
図５の左方において、その図示しない両端には、図１に
示すと同様、大きい円筒１１ｂに相当する部分が設けら
れ、かつその表面に備えられる金属球１２が、上記説明
と全く同様な基準で以て配列されることとなる。

【００５３】また、上記第三実施形態において、上記第
一及び第二実施形態において示されたような、ファント
ムの断面径に応じて金属球１２間の距離が定められる、
とする規定を適用することは勿論可能である。例えば、
図５の場合においては、小さい円筒１１ａに相当する部
分では、ある金属球１２間の距離をξとし、図示されな
い大きい円筒１１ｂに相当する部分において、上記ξが
定義されるのと同様な位置関係にある金属球１２間にお
ける距離をξｐとするとき、ξｐ＞ξとする等としてよ
い。

【００５４】さらに、上記では金属球１２間の軸方向距
離がすべてχなる値で一定にされていたが、本発明は、
このような形態に限定されるものではない。すなわち、
上記第一実施形態において示されたように、連続する三
つの任意の金属球１２について定義される二種の距離ｘ
ｎ及びｘｎ＋１につき、ｘｎ≦ｘｎ＋１なる関係が満た
されるような配列を、本第三実施形態においても同様に
適用することができる。例えばいま、中心指標を図５に
おける金属球１２１とすれば、ここから軸方向に順次離
れていく金属球１２２、１２３、…に関して各々の金属
球１２間で定義される距離をχ１、χ２、χ３、…とす
れば、χ１≦χ２≦χ３≦…なる関係、より一般には、
χｎ≦χｎ＋１なる関係（所定の間隔）を満たすような
配列とすることが可能である。

【００５５】加えて、上記第三実施形態における金属球
１２の配列を、上記第二実施形態において示した断面形
の変化が連続的となるようなファントム２０において実
現することも当然に可能である。

【００５６】なお、上記各実施形態では、それら全てに
おいて、ファントム表面上に備えられる指標として金属
球１２が使用されるものとした記述をなしたが、本発明
はこの形態に限定されるものではない。例えば、「球」
ではなくて、「四辺形」形状となる「金属片」を指標と
して用いてもよい。無論、そのほか様々な形状を使用し
得ることは言うまでもない。

【００５７】また、その材質についても単に「金属」と
していたが、その例としてはアルミニウム等を使用する
ようにすればよく、さらに言えば、本発明は、特に材質
に関して限定されるものではない。要は、キャリブレー
ションデータの取得が可能なように、Ｘ線画像上におい
て「指標像」が確認され得るに適した吸収率等の性質を
備える材質であれば、基本的に何を使用してもよい。

【００５８】さらに、上記第三実施形態では、ファント
ム３０を軸方向より望んだ場合、その円周上に金属球１
２が８個見られるような形態についての説明を特に行っ
たが、本発明は、ファントムに備える金属球１２の個数
を特に限定する意図を有するものでは当然にない。この
ような事情は、図１及び図４に示されている第一及び第
二実施形態について全く同様である。ちなみに、上記第
三実施形態において説明した金属球１２の配列に関する
発明（技術的思想）は、金属球１２の個数を限定しなけ
れば達成されない性質のものでないことは、上述したこ
とから明らかであるが、本願発明者の経験によれば、図
５右方のような場合において、金属球１２がファントム
３０円周上で均等に１８個並ぶような形態が、キャリブ
レーションデータの取得にとって十分でもあり、また好
ましいものでもある、ということを一応付言しておく。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
どのようなサイズのＸ線画像に関しても、その正確な補
正を可能とする、十分な精度を保持したキャリブレーシ
ョンデータを、一つのＸ線キャリブレーションファント
ムを用意するのみで取得することができる。

【００６０】この点を別の角度から見れば、従来におい
ては、複数の視野モードに対応しつつその各々につき正
確なキャリブレーションデータを取得しようとすると、
複数のファントムを用意する必要があったが、本発明で
は上述したように一つのファントムで対応可能であるか
ら、その相応分コストの削減が図れる、という効果を奏
するものとして指摘することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係るキャリブレーショ
ンファントムの構成例を示す概要図である。

【図２】図１に示すキャリブレーションファントムの要
部拡大図である。

【図３】図１に示すキャリブレーションファントムの一
使用例を示す図であって、（ａ）は該ファントムを回転
しつつＸ線源から発生したＸ線により照射を受けている
様子を、（ｂ）は（ａ）図における状況により得られる
投影画像の正面図を、それぞれ示している。

【図４】本発明の第二実施形態に係るキャリブレーショ
ンファントムの構成例を示す概要図である。

【図５】本発明の第三実施形態に係るキャリブレーショ
ンファントムの構成例を示す概要図である。

【図６】Ｘ線撮影装置の構成例を示す概要図である。

【図７】従来のキャリブレーションファントムの構成及
び使用例を示す説明図である。

【符号の説明】

１支持器（Ｃアーム）２Ｘ線管球３イメージ・インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）４画像処理装置６（従来例における）キャリブレーションファントム６ａ円筒６ｂビーズ７画像８、８ａ、８ｂビーズ像１０、２０、３０キャリブレーションファントム１１ａ断面径の小さい円筒１１ｂ断面径の大きい円筒１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ金属球（指標）２００Ｘ線源７００画像Ｐ１、Ｐ２投影点Ｐ、Ｑ投影楕円２０ａ小径部２０ｂ大径部１２１、…、１２８、１２１´ 金属球（指標）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その断面が円形で内部が中空の筒状構造
物と、その表面に複数の指標が備えられているＸ線キャ
リブレーションファントムにおいて、前記筒状構造物の軸方向に関し、その中間部における断
面径が両軸端部における断面径に比べて小さく構成され
ていることを特徴とするＸ線キャリブレーションファン
トム。
【請求項２】前記筒状構造物の断面径は、その軸方向
に関し、前記中間部における径から前記軸端部における
径へと連続的に変化するよう構成されていることを特徴
とする請求項１記載のＸ線キャリブレーションファント
ム。
【請求項３】前記指標は、前記筒状構造物の軸方向に
関し、螺旋状に配列されるとともに、隣り合う指標間の
距離は、当該指標が配置される前記筒状構造物上の部位
における断面径の大きさに応じて決定されることを特徴
とする請求項１又は２記載のＸ線キャリブレーションフ
ァントム。
【請求項４】その断面が円形で内部が中空の筒状構造
物と、その表面に複数の指標が備えられているＸ線キャ
リブレーションファントムにおいて、前記筒状構造物における任意の断面を軸方向より臨んだ
際に見られる円周に関し、該円周上で見られる一群の前
記指標は、当該円周上で均等に存在するとともに、該一
群の指標は前記筒状構造物の軸方向においては所定の間
隔を以て分散配列されていることを特徴とするＸ線キャ
リブレーションファントム。
【請求項５】前記分散配列とは、前記筒状構造物の軸
方向において前記所定の間隔を以て隣り合う任意の二つ
の指標を、前記円周上につき可能な限り離間した地点に
位置させる配列であることを特徴とする請求項４記載の
Ｘ線キャリブレーションファントム。
【請求項６】その断面が円形で内部が中空の筒状構造
物と、その表面に複数の指標が備えられているＸ線キャ
リブレーションファントムにおいて、前記筒状構造物の軸方向に関し、その中間部における断
面径が両軸端部における断面径に比べて小さく構成され
ており、かつ前記筒状構造物における任意の断面を軸方
向より臨んだ際に見られる円周に関し、該円周上で見ら
れる一群の前記指標は、当該円周上で均等に存在すると
ともに、該一群の指標は前記筒状構造物の軸方向におい
ては所定の間隔を以て分散配列されていることを特徴と
するＸ線キャリブレーションファントム。
【請求項７】前記分散配列とは、前記筒状構造物の軸
方向において前記所定の間隔を以て隣り合う任意の二つ
の指標を、前記円周上につき可能な限り離間した地点に
位置させる配列であることを特徴とする請求項６記載の
Ｘ線キャリブレーションファントム。
【請求項８】前記筒状構造物の断面径は、その軸方向
に関し、前記中間部における径から前記軸端部における
径へと連続的に変化するよう構成されていることを特徴
とする請求項６又は７記載のＸ線キャリブレーションフ
ァントム。
【請求項９】隣り合う前記指標間の距離が、当該指標
が配置される前記筒状構造物上の部位における断面径の
大きさに応じて決定されることを特徴とする請求項６か
ら８のいずれかに記載のＸ線キャリブレーションファン
トム。
【請求項１０】前記指標の配列に関し、前記筒状構造
物の軸方向に関して連続する任意の三つの指標について
定義される当該軸方向に関する距離ｘｎ及びｘｎ＋１
が、予め定められる中心指標に近い方からみて、ｘｎ≦
ｘｎ＋１なる条件を満たすことを特徴とする請求項３か
ら９のいずれかに記載のＸ線キャリブレーションファン
トム。