JP2003079612A

JP2003079612A - リファレンス補正用データ生成方法及びｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2003079612A
Application number: JP2001271377A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nishide; 明彦西出
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】リファレンス用検出器を設けなくても、適正
なリファレンス補正が行えることを課題とする。【解決手段】ファンビームを発生するＸ線源４０と円
弧状又は円周状に稠密に配列されたＸ線検出器７０とが
被検体１００を挟んで対向するＸ線ＣＴ装置のリファレ
ンス補正用データ生成方法であって、Ｘ線検出器７０よ
り収集され、前処理されたパラレルビームの複数チャネ
ル分の各投影データＤi （ｉ＝１〜ｎ）の和又は平均値
は、その投影角θによらず一定となることから、Ｘ線源
４０の放射ビーム強度の変動を良く反映する。そこで、
この値に基づき、各チャネルの投影データＤi （ｉ＝１
〜ｎ）をその時のＸ線放射強度に従い補正するためのリ
ファレンス補正用データＤref を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリファレンス補正用
データ生成方法及びＸ線ＣＴ装置に関し、更に詳しくは
ファンビームを発生するＸ線源と円弧状又は円周状に稠
密に配列されたＸ線検出器とが被検体を挟んで対向する
Ｘ線ＣＴ装置に適用して好適なるリファレンス補正用デ
ータ生成方法及びＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】この種のＸ線ＣＴ装置は、被検体断面を撮
影した全方向からのＸ線投影データに再構成用フィルタ
を重畳し、そのフィルタ補正された投影データを各点に
つき加算することで断層像を再構成する基本原理に基づ
いている。ここで、投影データは物体を透過した後のＸ
線強度に係る検出データである。従って、少なくとも走
査ガントリの１回転につき、各ビューにおいてＸ線強度
が一定であること、もしくは強度補正が要求され、もし
強度が変動すると、その再構成画像ではアーチファクト
（偽像）となって現れ、画質を低下させたり、所望する
情報が失われることがある。そこで、従来より各チャネ
ルの投影データをその時のＸ線放射強度に従い補正する
ことが行われている。

【０００３】

【従来の技術】図８は従来のＸ線ＣＴ装置の一部構成を
示す図で、主にデータ収集・演算系の構成を示してい
る。図において、４０はＸ線管、５０はＸ線の曝射範囲
（スライス厚方向）を制限するコリメータ、１００は被
検体、２０は被検体を載置し、体軸方向に移動させる撮
影テーブル、７０は多数（１０００個程度）のＸ線検出
器が例えば一列の円弧状に配列されているＸ線検出器で
あって、各素子はシンチレータとフォトダイオードとか
らなる。更に、８１₀〜８１_nは各チャネルのＸ線線量
を検出する積分器、ＳＨ１〜ＳＨｎは各積分出力ＶＢ０
〜ＶＢｎのサンプルホールド回路、８２は各サンプルホ
ールド信号の信号マルチプレクサ（ＭＰＸ）、８３は高
速のＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）、１５はＡ／Ｄ変換出力の
投影データを蓄積するデータ収集バッファ、１１はＸ線
ＣＴ装置の主制御・処理（スキャン制御，ＣＴ画像再構
築処理等）を行う中央処理装置、１１ａはそのＣＰＵ、
１１ｂはＣＰＵが実行する制御プログラム等を記憶して
いる主メモリ（ＭＥＭ）、１４はＣＰＵ１１ａの制御イ
ンタフェース、８４はＸ線データ検出・収集制御に係る
各種タイミング信号を発生するタイミング発生部（Ｔ
Ｇ）である。

【０００４】係る構成により、Ｘ線管４０からのファン
ビームは被検体１００を介してＸ線検出器７０に一斉に
入射する。Ｘ線検出器７０はＸ線の透過強度に応じた電
流信号ＩＢを出力し、積分器８１はこの電流信号を一定
の時定数ＣＲで積分して電圧信号ＶＢに変換すると共
に、これらをサンプルホールド回路ＳＨで所定のタイミ
ングにサンプルホールドする。更に、信号マルチプレク
サ８２はサンプルホールド回路８１₀〜８１_nの各サン
プル出力を高速でスキャンし、Ａ／Ｄ変換器８３は信号
マルチプレクサ８２の各出力を高速でＡ／Ｄ変換する。
こうして得られた一連の主信号データはデータ収集バッ
ファ１５に蓄積され、ＣＰＵ１１ａにより処理される。

【０００５】ところで、この種のＸ線ＣＴ装置では、上
記の如く少なくとも走査ガントリの１回転につき、Ｘ線
源４０の放射線強度が一定であることが要求される。し
かるに、実際にＸ線管４０から射出されるＸ線ビーム強
度Ｉは、その動作パラメータ（温度、管電圧ｋＶ，管電
流ｍＡ等）の変動に伴い公称値Ｉ₀の近傍で微妙に変動
するため、投影角毎に各チャネルの投影データをその時
のＸ線放射強度に従い補正する必要がある。

【０００６】従来は、Ｘ線検出器７０の被検体１００を
通らないパス位置（例えば円弧状の複数のチャネルの一
端側に設けられるチャネルＣＨ０）にリファレンス用検
出器Ｒ１を配置し、投影角毎に基準となるＸ線線量を測
定し、得られたリファレンス信号ＲＥＦにより各チャネ
ルの投影データを補正していた。

【０００７】なお、Ｘ線ＣＴ装置によってはＸ線検出器
７０の円弧状の複数のチャネルの両側に２つのリファレ
ンス検出器Ｒ１，Ｒ２を配置し、又はこれに代えて、Ｘ
線管４０の近傍にリファレンス検出器Ｒ３を配置する場
合もある。

【０００８】図９は従来のデータ収集・演算処理のフロ
ーチャートで、Ｘ線撮影の処理は大きく分けて投影デー
タの収集・補正に係る前処理Ｓ１０、収集データ（再構
成関数）のフィルタリング処理Ｓ２０及びＣＴ映像の逆
投影処理Ｓ３０の順で行われる。ここでは前処理Ｓ１０
のみを説明するが、その各ステップについてはＣＰＵ１
１ａで行う場合もあるし、又は関連するハードウェア構
成で行う場合もある。以下、一例の処理を詳細に説明す
る。

【０００９】前処理Ｓ１０において、ステップＳ１１で
は各チャネル投影データのオフセット補正を行う。オフ
セット補正についてはＣＰＵ１１ａにより行われる。ス
テップＳ１２では各チャネル投影データの対数変換を行
う。ステップＳ１３ではリファレンスチャネルＲ１の投
影データを使用して主信号チャネルＣＨ１〜ＣＨｎの各
投影データのリファレンス補正を行う。リファレンスチ
ャネルＲ１の投影データは被検体１００を透過していな
いため、その時のＸ線管４０のＸ線強度をＳ／Ｎ比良く
かつ安定に表しており、よって適正なリファレンス補正
を行える。

【００１０】ステップＳ１４ではファンビームをパラレ
ルビームに変換する所謂ファンパラ変換を行う。図１
０，図１１は一例のファンパラ変換を説明する図
（１），（２）である。なお、ファンパラ変換について
は既に幾つかの方法が知られているが、ここでは直観的
に分かり易い一例を説明する。

【００１１】図１０は、説明の簡単のため、１ビューに
つき夫々中心から角度θだけ開いた合計３本のＸ線ファ
ンビームＸＢ１〜ＸＢ３と夫々に対応する３つのＸ線検
出器ＸＤ１〜ＸＤ３とを備える場合を示している。図に
おいて、まずＶＩＥＷ１を撮影し、次にＶＩＥＷ２を、
ＶＩＥＷ１のＸ線ビームＸＢ１´とＶＩＥＷ２のＸ線ビ
ームＸＢ２とが平行となる様に走査ガントリ３０を角度
α（但し、この例ではα＝θ）だけ回転させて撮影す
る。従って、ＶＩＥＷ１のＸ線ビームＸＢ１´とＶＩＥ
Ｗ２のＸ線ビームＸＢ２とは平行である。次にＶＩＥＷ
１のＸ線ビームＸＢ２´とＶＩＥＷ２のＸ線ビームＸＢ
３とに着目すると、Ｘ線ビームＸＢ２´はＸ線ビームＸ
Ｂ１´から角度θだけ開いており、かつＸ線ビームＸＢ
３はＸ線ビームＸＢ２から角度θだけ開いている。また
上記によりＸ線ビームＸＢ１´とＸＢ２とは平行である
から、Ｘ線ビームＸＢ２´とＸＢ３も平行になる。

【００１２】図１１は、Ｘ線ビームの本数を少し増し、
１ビューにつき夫々中心から最大角度θだけ開いた合計
５本のＸ線ファンビームＸＢ１〜ＸＢ５と夫々に対応す
る５つのＸ線検出器ＸＤ１〜ＸＤ５とを備える場合を示
している。図において、まずＶＩＥＷ１を撮影し、次に
ＶＩＥＷ２を、ＶＩＥＷ１のＸ線ビームＸＢ１´とＶＩ
ＥＷ２のＸ線ビームＸＢ２とが平行となる様に走査ガン
トリ３０を角度α（≪θ）だけ回転させて撮影する。こ
の時、上記同様の理由により、Ｘ線ビームＸＢ１´とＸ
Ｂ２、Ｘ線ビームＸＢ２´とＸＢ３、Ｘ線ビームＸＢ３
´とＸＢ４、及びＸ線ビームＸＢ４´とＸＢ５が夫々平
行になる。

【００１３】実際には１０００チャネル程のＸ線ビーム
についても同様の事が成り立ち、この場合の回転角αは
非常に小さいものとなる。従って、上記の様な投影角制
御と、各チャネル投影データの組合せとにより、全投影
角についてのパラレルビームによる全チャネル投影デー
タが得られる。なお、このファンパラ変換については他
にも様々の方法を採用し得る。

【００１４】図９に戻り、ステップＳ１５ではチャネル
毎の感度のバラツキを補正するためのチャネル間感度補
正を行う。チャネル間感度補正用データは予め収集した
複数ビュー分の空気データの平均データにより得られ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の如
くリファレンス用検出器Ｒを別途に備える構成である
と、検出器チャネル数が少し増加し、被検体が撮影エリ
アをはみ出し、スキャン中に被検体がリファレンス用検
出器をよぎる可能性もあった。

【００１６】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的とする所は、リファレンス用検出
器Ｒを設けなくても、適正なリファレンス補正が行える
リファレンス補正用データ生成方法及びＸ線ＣＴ装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は例えば図１
（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）の
リファレンス補正用データ生成方法は、ファンビームを
発生するＸ線源４０と円弧状（Rotate／Rotate方式等）
又は円周状（Stationary／Rotat 方式等）に稠密に配列
されたＸ線検出器７０とが被検体１００を挟んで対向す
るＸ線ＣＴ装置のリファレンス補正用データ生成方法で
あって、Ｘ線検出器７０より収集した複数チャネル分の
前処理された各投影データＤi （ｉ＝１〜ｎ）の和又は
平均値に基づき、各チャネルの投影データＤi （ｉ＝１
〜ｎ）をその時のＸ線放射強度に従い補正するためのリ
ファレンス補正用データDref を生成するものである。
なお、ここでの前処理とは、少なくともファンパラ変
換，オフセット補正及び又は対数変換を含む。

【００１８】本発明（１）においては、今、被検体１０
０の各位置ｓにおける前処理された投影データをｆ
（ｓ）で表すとすると、被検体１００についての全投影
Ｐ＝∫ｆ（ｓ）ｄｓは位置ｓ(投影角）によらず常に一
定となるはずである。従って、Ｘ線検出器７０より収集
した複数チャネル分の各投影データＤi （ｉ＝１〜ｎ）
の和又は平均値は、各時点（各投影角）におけるＸ線源
４０のＸ線放射強度（即ち、Ｘ線ビームの強度の変動）
を良く表（反映）している。そこで、これらの和又は平
均値に基づき、各チャネルの投影データＤi （ｉ＝１〜
ｎ）をその時のＸ線放射強度に従い補正するためのリフ
ァレンス補正用データDref を生成する。

【００１９】また本発明（２）のＸ線ＣＴ装置は、ファ
ンビームを発生するＸ線源４０と円弧状又は円周状に稠
密に配列されたＸ線検出器７０とが被検体１００を挟ん
で対向する方式のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器７
０より収集され、前処理された複数チャネル分の各投影
データＤi （ｉ＝１〜ｎ）の和又は平均値に基づき、各
チャネルの投影データをその時のＸ線放射強度に従い補
正するためのリファレンス補正用データDref を生成す
る補正用データ生成手段９１と、前記生成したリファレ
ンス補正用データで各チャネルの投影データを補正する
リファレンス補正手段９２とを備えるものである。な
お、ここでの前処理とは、少なくともファンパラ変換，
オフセット補正及び又は対数変換を含む。

【００２０】本発明（２）によれば、従来のリファレン
ス用検出器Ｒに係る構成を削除でき、よって検出器のチ
ャネル数が削減され、またＸ線検出器７０より収集さ
れ、前処理された複数チャネル分の各投影データＤi
（ｉ＝１〜ｎ）の和又は平均値に基づき、生成したリフ
ァレンス補正用データDref により、各チャネル投影デ
ータＤi （ｉ＝１〜ｎ）の適正なリファレンス補正が行
える。

【００２１】好ましくは、本発明（３）においては、上
記本発明（２）において、補正用データ生成手段９１は
投影角毎にリファレンス補正用データを生成する。従っ
て、Ｘ線源４０の変動による影響を投影角毎に適正に補
正できる。

【００２２】また好ましくは、本発明（４）において
は、上記本発明（３）において、補正用データ生成手段
９１は投影角毎に生成したリファレンス補正用データDr
ef(VIEW i) （ｉ＝１〜ｍ）の和又は平均値に基づき、
更に基準のリファレンス補正用データDref を生成す
る。従って、従来のリファレンス補正用データに代え
て、この基準のリファレンス補正用データDref をリフ
ァレンス補正時の公称値（基準）とできる。

【００２３】また好ましくは、本発明（５）において
は、上記本発明（２）〜（４）において、Ｘ線検出器７
０は複数列の検出器７０ａ〜７０ｄを備え、列毎に求め
たリファレンス補正用データで対応する列毎の各投影デ
ータを補正する。

【００２４】図１（Ｂ）にＸ線検出器７０の紙面に垂直
な方向の断面図を示す。図示の如く、一例のＸ線検出器
７０は円弧状又は円周状に稠密に配列された複数列の検
出器７０ａ〜７０ｄを備える。本発明（５）によれば、
Ｘ線検出器７０の列毎に求めたリファレンス補正用デー
タDref ａ〜Dref ｄで対応する列毎の各投影データＤａ
i 〜Ｄｄi （ｉ＝１〜ｎ）を夫々補正する構成により、
列毎に適正なリファレンス補正が行える。

【００２５】また好ましくは、本発明（６）において
は、上記本発明（２）〜（４）において、Ｘ線検出器７
０は複数列の検出器７０ａ〜７０ｄを備え、１列又は２
列以上につき求めた単一のリファレンス補正用データで
列毎又は２列以上の各対応チャネルデータの和からなる
各投影データを補正する。

【００２６】例えば、検出器７０ａの列で求めたリファ
レンス補正用データDref ａで検出器７０ａ〜７０ｄの
各列の投影データＤａi 〜Ｄｄi （ｉ＝１〜ｎ）を夫々
補正する。又は例えば検出器７０ａ及び７０ｂの２列に
つき求めた単一のリファレンス補正用データDref で各
列又は２列以上の各対応チャネルデータの和（例えば検
出器７０ａと７０ｂの出力の和）からなる各投影データ
を補正する。従って、様々なスライス厚の投影データを
適正に補正できる。

【００２７】また好ましくは、本発明（７）において
は、上記本発明（２）〜（６）において、前処理は少な
くとも対数変換を含むものである。

【００２８】また好ましくは、本発明（８）において
は、上記本発明（２）〜（６）において、前処理は少な
くとも対数変換とオフセット補正を含み、かつ不等間隔
なチャネルには重みをかけるものである。本発明（８）
によれば、ファンパラ変換された各チャネルの投影デー
タにつき、チャネル等間隔化処理を行わなくても、例え
ばチャネル密度の高い所は低い重み係数つけることで、
チャネル等間隔化処理を行うのと同等の効果が得られ
る。また好ましくは、本発明（９）においては、上記本
発明（２）〜（６）において、前処理は少なくともファ
ンパラ変換と対数変換とオフセット補正を含むものであ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
好適なる実施の形態を説明する。なお、全図を通して同
一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図２は実
施の形態によるＸ線ＣＴ装置のブロック図で、図におい
て、１０はユーザが操作する操作コンソール、２０は被
検体を載せて体軸（Ｚ軸）方向に移動させる撮影テーブ
ル、３０はＸ線のファンビーム等により被検体のアキシ
ャル／ヘリカルスキャンデータの読取を行う走査ガント
リである。

【００３０】走査ガントリ３０において、４０はＸ線
管、４１はＸ線の照射タイミング（スキャン時間Ｓecに
対応）や強度（管電圧ｋＶ，管電流ｍＡ）を制御するＸ
線制御部、５０はＸ線のスライス厚Ｔhを制限するコリ
メータ、５１はコリメータ制御部、６０はＸ線管４０や
Ｘ線検出器７０等を被検体の体軸の回りに回転させる回
転制御部、７０は多数チャネル（チャネル数ｎ＝１００
０等）のＸ線検出器が例えば一列の円弧状に配列されて
いるＸ線検出器、８０はＸ線検出器の検出データを収集
するデータ収集部（ＤＡＳ）である。

【００３１】操作コンソール１０において、１１はＸ線
ＣＴ装置の主制御・処理（スキャン制御，ＣＴ画像再構
成処理等）を行う中央処理装置、１２は操作者の指示や
情報等を受け付ける入力装置、１３はスキャンプロトコ
ル（撮影パラメータｋＶ，ｍＡ，Ｓec，Ｔh 等）やＣＴ
再構成画像を表示するための表示装置（ＣＲＴ）、１４
は走査ガントリ３０や撮影テーブル２０に各種制御信号
等を出力する制御インタフェース、１５はデータ収集部
８０からの主信号データを蓄積するデータ収集バッフ
ァ、１６はＸ線ＣＴ装置の運用に必要な各種データやア
プリケーションプログラム等を記憶している二次記憶装
置（Ｄｉｓｋ等）である。

【００３２】図３は実施の形態によるデータ収集・演算
系の構成を示す図で、図において、本実施の形態では従
来のリファレンス用検出器に係る構成が設けられておら
ず、代わりに、Ｘ線検出器７０におけるチャネルＣＨ１
〜ＣＨｎの各投影データを利用して従来のリファレンス
信号に相当するリファレンス補正用データDref を生成
する。以下、具体的に説明する。

【００３３】図４は実施の形態によるデータ収集・演算
処理のフローチャートで、この処理は上記図９と同様に
投影データの収集・補正に係る前処理Ｓ１０と、フィル
タリング処理Ｓ２０と、ＣＴ映像の逆投影処理Ｓ３０と
からなっている。以下、前処理Ｓ１０を説明する。

【００３４】ステップＳ１１ではＸ線ビームのファンパ
ラ変換を行い、得られたパラレルデータの各チャネル及
び各投影角についての以下の処理を行う。なお、挿入図
（ａ）にメモリ上のパラレルデータの二次元配列イメー
ジを示す。ステップＳ１２ではオフセット補正を行い、
ステップＳ１３では対数変換を行う。ステップＳ１５で
は予め求めておいたチャネル間感度補正データに基づき
チャネル間感度補正を行う。そして、ステップＳ１６で
は各投影角のパラレルデータをチャネル方向に等間隔化
したパラレルな投影データの和よりリファレンス補正用
データDref を生成する。以下、具体的に説明する。

【００３５】図５〜図７は実施の形態によるリファレン
ス補正用データ生成処理を説明する図（１）〜（３）
で、図５はＸ線検出器７０についての、対数変換され、
チャネル方向に等間隔になった理想的な投影データＤi
（Ｉ＝１〜ｎ）のチャネル方向の和が投影角θによらず
一定となることを説明する図である。図は断面が矩形
（幅ｗ，高さｔ) で、かつＸ線の線吸収係数ｆが均質
（一定）の物体１００にＸ線のファンパラ変換されたパ
ラレルビームがチャネル方向に等間隔に照射されている
状態を示している。

【００３６】ところで、均質な物体１００に強度Ｉ₀の
Ｘ線ペンシルビームを入射させ、透過したＸ線強度をＩ
とすると、これらの間には（１）式の関係がある。

【００３７】

【数１】

【００３８】ここで、Ｘ線吸収係数ｆと厚みｔとの積
（ｆｔ）はＸ線ビームに沿ったｆの投影ｐとも呼ばれ、
上記（１）式の対数をとると、投影ｐは（２）式で表さ
れる。

【００３９】

【数２】

【００４０】なお、物体１００が均質でない一般の場合
の投影ｐは、位置ｓにおける線吸収係数を関数ｆ（ｓ）
で表すと、（３）式で表される。

【００４１】

【数３】

【００４２】また上記（１），（３）式より、物体１０
０を透過したＸ線ビームを任意主信号チャネルｉのＸ線
検出器ＸＤi で測定した時の投影データＤi は（４）式
で表される。

【００４３】

【数４】

【００４４】なお、ここでは説明の簡単のため、物体１
００が均質（Ｘ線吸収係数ｆが一定)であるとして説明
を続ける。図５（ａ）は投影角０°の場合を示してお
り、この場合の物体１００の全投影Ｐ₀は、Ｐ₀＝（ｆ×ｔ）×ｗであることが容易に分かる。即ち、物体１００の全投影
Ｐ₀は物体１００の断面積（ｔ×ｗ）に比例している。

【００４５】図５（ｂ）はより一般的な投影角θ（例え
ばθ= ４５°）の場合を示しており、この場合は、物体
１００の断面を幅ｗ，高さ△ｔからなる直線部Ｌの集合
と考えると分かり易い。図５（ｄ）にこの直線部Ｌの部
分拡大図を示す。図において、今、入射角θで直線部Ｌ
に入射したＸ線ペンシルビームは距離（△ｔ／ｃｏｓ
θ）を透過して後に該直線部Ｌを抜け出る。一方、Ｘ線
検出器７０における直線部Ｌの射影分はｗ・ｃｏｓθで
あり、よって直線部Ｌによるトータルの部分投影△ｐ
は、 △ｐ＝ｆ×（△ｔ／ｃｏｓθ）×（ｗ・ｃｏｓθ）＝
（ｆ×△ｔ）×ｗとなる。更に、物体１００の全体ではこの直線部Ｌによ
る部分投影△ｐを高さｔだけ重ね合わせれば良いから、
よってこの場合の物体１００の全投影Ｐθは、Ｐθ＝（ｆ×ｔ）×ｗとなる。即ち、物体１００の全投影Ｐθは、その投影角
θによらず、物体１００の断面積（ｔ×ｗ）に比例して
いる。

【００４６】図５（ｃ）は投影角９０°の場合を示して
おり、この場合の物体１００の全投影Ｐ₉₀は、Ｐ₉₀＝（ｆ×ｗ）×ｔであることが容易に分かる。即ち、この場合の全投影Ｐ
₉₀も物体１００の断面積（ｔ×ｗ）に比例している。

【００４７】かくして、物体１００をどの投影角θで撮
影しても、物体全体の、対数変換された、チャネル方向
に等間隔の投影データＰθは、その投影角θによらず、
常に一定である。このことは物体１００が均質でない場
合も成り立つ。

【００４８】一方、これをＸ線検出器７０が受けるトー
タルのエネルギーで考えると、今、物体１００が無い時
のＸ線検出器７０が受けるべき全Ｘ線エネルギーＳ＝Ｗ
×Ｔ＝一定とする時に、物体１００が有る時のＸ線検出
器７０の全検出エネルギーＳθは、投影角θによらず、
Ｓθ＝Ｗ×Ｔ−Ｐθ＝一定となる。そこで、この性質に
着目し、投影角毎の基準とできる様なリファレンス補正
用データDref (VIEW)なるものを導入する。一例のリフ
ァレンス補正用データDref (VIEW)は（５）式により与
えられる。

【００４９】

【数５】

【００５０】これは投影角毎の各チャネル投影データＤ
i （ｉ＝１〜ｎ）の平均値であり、このDref (VIEW)
は、Ｘ線源４０のビーム強度が一定である限りは、上記
により、投影角θによらず、常に一定である。

【００５１】しかるに、図６（ａ）に示す如く、実際の
Ｘ線管４０からのＸ線ビーム強度は時間ｔの経過と共に
公称値Ｉ₀の近傍で±△Ｉ₀分変動しており、これに応
じて各チャネルの投影データＤi も（６）式の態様で変
動する。

【００５２】

【数６】

【００５３】また、これに応じてリファレンス補正用デ
ータDref (VIEW)も変動する。図６（ｂ）にDref (VIEW)
の変動の様子を示す。ところで、上記より明らかな様
に、物体１００の全投影Ｐは投影角によらず一定である
から、投影角毎のＸ線源４０の強度の変動分±△Ｉ₀は
各チャネル投影データＤi （ｉ＝１〜ｎ）に夫々忠実に
表れ、よって投影角毎のリファレンス補正用データDref
(VIEW)にも忠実に表れる。

【００５４】そこで、この投影角毎のリファレンス補正
用データDref (VIEW)を、先ずは従来のリファレンスチ
ャネル信号ＲＥＦと同様にして、各チャネル投影データ
Ｄi（ｉ＝１〜ｎ）をその時のＸ線放射強度に従い補正
するためのリファレンス補正用データとして使用するこ
とが可能である。

【００５５】但し、従来のリファレンスチャネル信号Ｒ
ＥＦが物体１００を透過しない時の検出信号（即ち、≒
公称値Ｉ₀）であったのに対し、このリファレンス補正
用データDref (VIEW)には物体１００の全投影Ｐが反映
されているため、この値は公称値Ｉ₀に比べて小さくな
っている。従って、このDref (VIEW)により上記従来と
同様に各チャネル投影データＤi の補正を行うと、補正
後の各チャネル投影データＤi ´（ｉ＝１〜ｎ）は本来
の検出値よりも大き目に表れてしまう。そこで、本実施
の形態では、好ましくは、例えば（７）式により走査１
回転分のDref (VIEW 1)〜Dref (VIEW m)につき、これら
の平均値を求め、得られた値を基準のリファレンス補正
用データDref （従来の公称値Ｉ₀に相当）とする。

【００５６】

【数７】

【００５７】図７は上記基準のリファレンス補正用デー
タDref を求めることの有用性を具体的数値例により説
明する図である。但し、この各数値例は単に説明の目安
のものであり、実際の数値を示すものではない。また、
説明の簡単のためＸ線検出器が１０チャネルの場合を説
明する。

【００５８】図７（Ａ）はＸ線源４０のビーム強度Ｉ₀
＝１２００（例えば公称値１０００の２割増し）の場合
を示しており、ここでは物体１００の全投影Ｐ＝−３０
（一定）であり、投影角ｉでは図示の如く分布してい
る。そして、ある時点における投影角毎のリファレンス
補正用データDref(VIEW i) ＝４．１である。また図７
（Ｂ）はＸ線源４０のビーム強度Ｉ₀＝１０００（例え
ば公称値）の場合を示しており、ここでも物体１００の
全投影Ｐ＝−３０（一定）であり、投影角ｊでは図示の
如く分布している。そして、この時点のリファレンス補
正用データDref(VIEW j) ＝３．９である。更にまた図
７（Ｃ）はＸ線源４０のビーム強度Ｉ₀＝８００（例え
ば公称値の２割減）の場合を示しており、ここでも物体
１００の全投影Ｐ＝−３０（一定）であり、投影角ｋで
は図示の如く分布している。そして、この時点のリファ
レンス補正用データDref(VIEW k) ＝３．７である。

【００５９】図６（ｂ）に戻り、こうして走査１回転分
のリファレンス補正用データDref(VIEW 1) 〜Dref(VIEW
m) が求まる。ところで、本実施の形態では全チャネル
投影データＤi （ｉ＝１〜ｎ）につき、物体１００が介
在する可能性があるため、従来の様なリファレンスチャ
ネルなるものを有しておらず、よって従来の様にＸ線ビ
ーム強度の公称値Ｉ₀を変動検出の基準とすることが出
来ない。

【００６０】一方、図６（ｂ）を見ると明らかな様に、
投影角毎のリファレンス補正用データDref(VIEW 1) 〜D
ref(VIEW m) はこれらの平均値Dref の近傍で変動して
いる。そこで、本実施の形態ではこの平均値Dref を以
て基準のリファレンス補正用データとする。なお、これ
はＸ線源４０のビーム強度が公称値Ｉ₀の上下に均等に
変動することを前提としたものであり、もし、Ｘ線源４
０の強度が公称値Ｉ₀よりも下側に偏って変動するシス
テムでは、予め測定した統計データに基づき、上記求め
た平均値Dref に補正（偏り）を加えても良い。

【００６１】図４に戻り、ステップＳ１７では上記求め
たリファレンス補正用データDref，Dref(VIEW) を使用
して投影角毎の各チャネル投影データＤi （ｉ＝１〜
ｎ）のリファレンス補正を行う。これを図７を参照して
具体的に言うと、今、基準のリファレンス補正用データ
Dref ＝３．９であるとする。図７（Ｂ）において、Ｃ
Ｈ１の実投影データＤi ＝６．９は、比Dref ／Dref(VI
EW j) ＝３．９／３．９＝１によりリファレンス補正さ
れて、補正後の投影データＤi'＝６．９×１＝６．９に
なる。ところで、このＣＨ１の実投影データＤi ＝６．
９は物体１００を透過していない時のものであり、よっ
て補正後の投影データＤi'はＤi と等しいことが望まし
いが、この例では補正後の投影データＤi'＝Ｄi ＝６．
９となっている。これは、Ｘ線源４０の公称のビーム強
度Ｉ₀＝１０００における検出出力を正しく表してい
る。以下、同様である。

【００６２】図７（Ａ）において、ＣＨ１の実投影デー
タＤi ＝７．１は、比Dref ／Dref(VIEW i) ＝３．９／
４．１＝０．９５によりリファレンス補正されて、補正
後の投影データＤi'＝７．１×０．９５＝６．９２にな
る。ところで、このＣＨ１の実投影データＤi ＝７．１
は物体１００を透過していない時のものであり、よって
補正後の投影データＤi'は上記図７（Ｂ）のＣＨ１の投
影データＤi ＝６．９と等しいことが望ましいが、この
例では補正後の投影データＤi'＝６．９２≒Ｄi となっ
ている。従って、この補正後の投影データＤi'＝６．９
２は、実際のＸ線源４０のビーム強度が公称値Ｉ₀の２
割増し（＝１２００）であったにも係わらず、あたかも
Ｘ線源４０のビーム強度が公称値Ｉ₀（＝１０００）で
あったかの様に、正しく補正されている。以下、同様で
ある。

【００６３】図７（Ｃ）において、ＣＨ１の実投影デー
タＤi ＝６．７は、比Dref ／Dref(VIEW K) ＝３．９／
３．７＝１．０５によりリファレンス補正されて、補正
後の投影データＤi'＝６．７×１．０５＝７．０６にな
る。ところで、このＣＨ１の実投影データＤi ＝６．７
は物体１００を透過していない時のものであり、よって
補正後の投影データＤi'は上記図７（Ｂ）のＣＨ１の投
影データＤi ＝６．９と等しいことが望ましいが、この
例では補正後の投影データＤi'＝７．０６≒Ｄi となっ
ている。従って、この補正後の投影データＤi'＝７．０
６は、実際のＸ線源４０のビーム強度が公称値Ｉ₀の２
割減（＝８００）であったにも係わらず、あたかもＸ線
源４０のビーム強度が公称値Ｉ₀（＝１０００）であっ
たかの様に、正しく補正されている。以下、同様であ
る。かくして、Ｘ線源４０のビーム強度変動による影響
を有効に補正できる。

【００６４】なお、上記実施の形態ではＸ線検出器７０
より収集した複数チャネル分の各投影データＤi （ｉ＝
１〜ｎ）の平均値に基づき、投影角毎のリファレンス補
正用データDref(VIEW) を生成したが、複数チャネル分
の各投影データＤi （ｉ＝１〜ｎ）の和に基づき、投影
角毎のリファレンス補正用データDref(VIEW) を生成し
ても良い。これによりリファレンス補正用データDref(V
IEW) の感度がｎ倍となると共に、必要なら、和の値に
適当な係数βを掛けることで、リファレンス補正用デー
タDref(VIEW) の大きさを適当なレベルに調整できる。

【００６５】また、上記実施の形態ではＸ線検出器２０
が１列の検出器からなる場合を述べたが、２列以上の検
出器からなっていても良い。この場合は、列毎又は任意
の１又は２以上の列の組合せにつき求めた代表（単一）
のリファレンス補正用データDref(VIEW) ，Dref で、列
毎の投影データ又は任意の１又は２以上の列の組合せか
らなるチャネル合成出力の投影データを補正出来る。

【００６６】また、上記実施の形態ではＸ線ビームのフ
ァンパラ変換を行う場合を述べたが、このファンパラ変
換は必ずしも必要では無い。例えば、ファンビームと、
これと等価（変換後）のパラレルビームとの差が小さい
ような場合には、ファンビームのままでリファレンス補
正用データDref(VIEW) ，Dref を求め、かつリファレン
ス補正を行っても良好なリファレンス補正特性が得られ
る。

【００６７】また、上記実施の形態ではファンパラ変換
後に、オフセット補正、対数変換を行ったが、これに限
らない。ファンパラ変換は、オフセット補正後、又は対
数変換後に行っても良い。

【００６８】また、上記実施の形態では前処理で投影デ
ータのチャネル間の等間隔化処理を入れているが、この
等間隔化処理が無くても、例えばチャネル密度の高い所
は低い重み係数つけることで同等の効果が得られる。

【００６９】また、上記実施の形態では投影角毎にリフ
ァレンス補正用データDref(VIEW)を求めたが、これに限
らない。Ｘ線源４０の出力ビーム強度が被検体１００の
スキャンタイムに比べて緩やかに変動する様な場合に
は、１又は２以上の投影角置きにリファレンス補正用デ
ータDref(VIEW) を求めても良い。これによりＣＰＵ１
１ａの演算負荷が軽減される。

【００７０】また、上記実施の形態ではファンビーム方
式（Ｒ−Ｒ方式等）によるＸ線ＣＴ装置への適用例を述
べたが、本発明はリファレンス補正を行う他のあらゆる
方式（Ｓ−Ｒ方式等）のＸ線ＣＴ装置にも適用できるこ
とは明らかである。

【００７１】また、上記本発明に好適なる実施の形態を
述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構
成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行え
ることは言うまでも無い。

【００７２】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、Ｘ線検
出器より収集した複数チャネル分の各投影データの和又
は平均値に基づき、各チャネルの投影データをその時の
Ｘ線放射強度に従い補正するためのリファレンス補正用
データを生成することにより、従来の様なレファレンス
チャネルに係る構成及びその補正を省略できると共に、
Ｘ線線量の変動に起因するアーチファクト等の発生を有
効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】実施の形態によるＸ線ＣＴ装置のブロック図で
ある。

【図３】実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を
示す図である。

【図４】実施の形態によるデータ収集・演算処理のフロ
ーチャートである。

【図５】実施の形態によるリファレンス補正用データ生
成処理を説明する図（１）である。

【図６】実施の形態によるリファレンス補正用データ生
成処理を説明する図（２）である。

【図７】実施の形態によるリファレンス補正用データ生
成処理を説明する図（３）である。

【図８】従来のＸ線ＣＴ装置の一部構成を示す図であ
る。

【図９】従来のデータ収集・演算処理のフローチャート
である。

【図１０】一例のファンパラ変換を説明する図（１）で
ある。

【図１１】一例のファンパラ変換を説明する図（２）で
ある。

【符号の説明】

１０操作コンソール１１中央処理装置１２入力装置１３表示装置（ＣＲＴ）１４制御インタフェース１５データ収集バッファ１６二次記憶装置（Ｄｉｓｋ等）２０撮影テーブル３０走査ガントリ４０Ｘ線管４１Ｘ線制御部５０コリメータ５１コリメータ制御部６０回転制御部７０Ｘ線検出器８０データ収集部（ＤＡＳ）Ｒ１〜Ｒ３リファレンス用検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西出明彦東京都日野市旭が丘４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Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA32 EA02 EB18 FC19 FC23 FD02 5B057 AA08 BA03 BA19 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB12 CB16 CE06 CE11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファンビームを発生するＸ線源と円弧状
又は円周状に稠密に配列されたＸ線検出器とが被検体を
挟んで対向するＸ線ＣＴ装置のリファレンス補正用デー
タ生成方法であって、Ｘ線検出器より収集した複数チャネル分の前処理された
各投影データの和又は平均値に基づき、各チャネルの投
影データをその時のＸ線放射強度に従い補正するための
リファレンス補正用データを生成することを特徴とする
リファレンス補正用データ生成方法。
【請求項２】ファンビームを発生するＸ線源と円弧状
又は円周状に稠密に配列されたＸ線検出器とが被検体を
挟んで対向する方式のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器より収集した複数チャネル分の前処理された
各投影データの和又は平均値に基づき、各チャネルの投
影データをその時のＸ線放射強度に従い補正するための
リファレンス補正用データを生成する補正用データ生成
手段と、前記生成したリファレンス補正用データで各チャネルの
投影データを補正するリファレンス補正手段とを備える
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】補正用データ生成手段は投影角毎にリフ
ァレンス補正用データを生成することを特徴とする請求
項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】補正用データ生成手段は投影角毎に生成
したリファレンス補正用データの和又は平均値に基づ
き、更に基準のリファレンス補正用データを生成するこ
とを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】Ｘ線検出器は複数列の検出器を備え、列
毎に求めたリファレンス補正用データで対応する列毎の
各投影データを補正することを特徴とする請求項２乃至
４の何れか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】Ｘ線検出器は複数列の検出器を備え、１
列又は２列以上につき求めた単一のリファレンス補正用
データで列毎又は２列以上の各対応チャネルデータの和
からなる各投影データを補正することを特徴とする請求
項２乃至４の何れか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】前処理は少なくとも対数変換を含むこと
を特徴とする請求項２乃至６の何れか一つに記載のＸ線
ＣＴ装置。
【請求項８】前処理は少なくとも対数変換とオフセッ
ト補正を含み、かつ不等間隔なチャネルには重みをかけ
ることを特徴とする請求項２乃至６の何れか一つに記載
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】前処理は少なくともファンパラ変換と対
数変換とオフセット補正を含むことを特徴とする請求項
２乃至６の何れか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。