JP2003210454A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次元投影画像に見られるＸ線検出器および
プリアンプにおけるチャネル間の出力特性のばらつきに
起因する直線状のアーチファクトを低減し、その画質を
向上を図ったＸ線ＣＴ装置を提供する。 【解決手段】 算出手段１２によりあるチャネルの出力
データとその周辺チャネルの出力データ平均値との差分
値を全チャネル、全ビューについて計算し、次に補正手
段１３により差分値の積算により補正量を算出し、算出
された補正量に強度パラメータを乗算して元の出力デー
タから減算するが、閾値処理手段１４により対応するチ
ャネル、ビューでの差分値に対して閾値処理を行ない、
閾値の範囲外のものは減算処理を行わないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線管球およびそ
れに対向して位置する多チャネル型Ｘ線検出器を有する
Ｘ線ＣＴ装置に係わり、特に、断層像撮影を行なう前に
撮影したスキャノグラム画像あるいはスカウトスキャン
画像と呼ばれる二次元投影画像を用いて断層像の撮影位
置を決める機能を有するＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、Ｘ線ＣＴ装置による断層像撮影で
は、図１に示すようにＸ線管球１、多チャネル型Ｘ線検
出器２およびプリアンプ３等が搭載された回転ユニット
１０が被検体８の周りを回転しながらＸ線曝射して、多
チャネル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３より投影デ
ータが出力される。このとき得られた投影データは、図
２に示すようにチャネル方向成分とビュー方向成分をも
つ二次元データであり、ここでビュー方向とは回転ユニ
ット１０の回転方向に対応している。得られた二次元デ
ータは画像処理装置７にて各種補正処理が施され、これ
を逆投影することで被検体８の断層像を再構成してい
る。

【０００３】これに対して、断層像撮影の前に撮影位置
を決定するスキャノグラム画像あるいはスカウトスキャ
ン画像と呼ばれる二次元投影画像の撮影では、図３に示
すように回転ユニット１０をある角度で固定したままで
被検体４が乗った寝台ユニット天板３のみが移動してＸ
線曝射し、寝台ユニット天板３の移動距離に応じて多チ
ャネル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３から投影デー
タが出力される。このとき得られた投影データは、図４
に示すように断層像撮影のときと同じくチャネル方向成
分とビュー方向成分をもつ二次元データであるが、ここ
でビュー方向成分は寝台ユニット天板３の移動方向に対
応する。

【０００４】一般に、多チャネル型Ｘ線検出器２はチャ
ネル方向に出力特性のばらつきを持っており、またプリ
アンプ３が周辺から受けるノイズの特性もチャネル方向
にばらつきがある。そこで断層像撮影の際には、これを
補正するために種々の補正処理が上述した二次元データ
に対して施されるが、従来のスキャノグラム画像等の二
次元投影画像撮影時には画像処理装置７にてエアキャリ
ブレーションと呼ばれる補正処理のみが行なわれてい
る。これは、二次元投影画像撮影が、撮影の進行と同時
に画像をリアルタイムで表示し関心がある領域を撮像し
終わったところで中断するという断層像撮影とは異なる
使い方をするためで、補正処理を行なう演算器の従来の
処理スピードでは多くの補正処理を行なった場合にリア
ルタイム性に問題を生じたためである。最終的に二次元
投影画像撮影は、設定された撮像長さから１画素当たり
に埋め込まれるデータ点数が決まり、それに応じてエア
キャリブレーション処理を施されたデータが埋め込まれ
作成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線ＣＴ装置における二次元投影画像撮影の際に行われ
ているエアキャリブレーション補正処理とは、回転盤の
開口部に被検体８や寝台ユニット天板９などがない状態
で断層像撮影を行ない、その出力データのＬＯＧ変換後
データを保持し、実際に被検体８の断層像撮影を行なっ
た場合の出力データのＬＯＧ変換後データから減算する
ものである。これは上述したチャネル方向の出力特性の
違いを補正しようとする処理の一つであるが、Ｘ線はそ
の透過距離に応じて線質が変化するため、回転盤内の開
口部に被検体８がある場合、上述したエアキャリブレー
ション処理だけではチャネル間の出力特性の違いが補正
後のデータに残ってしまう場合があり、これが原因とな
って図４に示すように二次元投影画像にはチャネル番号
に依存する直線状のアーチファクト１１が現われ、その
画質に悪影響を及ぼしてしまう。

【０００６】本発明の目的は、二次元投影画像に見られ
る多チャンネル型Ｘ線検出器およびプリアンプにおける
チャネル間の出力特性のばらつきに起因する直線状のア
ーチファクトを低減し、その画質の向上を図ったＸ線Ｃ
Ｔ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、中央に開口部を持つ回転盤上に、回転盤の
中心を挟んで対向するようにＸ線管球および多チャネル
型Ｘ線検出器を配置し、回転しながら多チャネル型Ｘ線
検出器からの出力信号を取り出すことのできる回転ユニ
ットと、上記回転盤の開口部に設置した天板を回転軸方
向へ移動可能な寝台ユニットとを組み合わせ、上記寝台
ユニットに搭載した被検体の全周方向からのＸ線投影デ
ータの計測を行なうことにより被検体の断層像を作成す
ると共に、上記回転ユニットを固定した状態で上記寝台
ユニットの天板を一定速度で動かしながらＸ線投影デー
タの計測を行なうことにより被検体の二次元投影画像を
作成するＸ線ＣＴ装置において、二次元投影画像計測時
に上記多チャネル型Ｘ線検出器からの出力に対して近傍
のチャネルとの差分値を求める算出手段と、この算出手
段による差分値に従ってそのチャネルの出力に対して補
正を行なう補正手段とを設けたことを特徴とする。

【０００８】本発明によるＸ線ＣＴ装置は、二次元投影
画像作成時に、多チャネル型Ｘ線検出器およびプリアン
プからの出力データに対して算出手段により近傍のチャ
ネルとの差分値を求め、それに基づいて補正手段で補正
処理を行なうようにしたため、二次元投影画像に見られ
る多チャネル型Ｘ線検出器およびプリアンプにおけるチ
ャネル間の出力特性のばらつきに起因する直線状のアー
チファクトを低減して画質を向上することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
よるＸ線ＣＴ装置を示すブロック構成図である。Ｘ線Ｃ
Ｔ装置の基本的な構成は従来と同様であるが、画像処理
装置７に、二次元投影画像計測時に作動する算出手段１
２、補正手段１３および閾値処理手段１４を付加してい
る。

【００１０】断層像撮影時には、Ｘ線管球１、多チャネ
ル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３等が搭載された回
転ユニット１０を回転ユニット制御装置６によって被検
体８の周りを回転させながら、Ｘ線制御装置５によって
制御されたＸ線管球１からＸ線曝射し、これを多チャネ
ル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３より検出して投影
データとして出力し、この投影データに対して画像処理
装置７において各種補正処理を施し、これを逆投影する
ことで被検体８の断層像を再構成している。

【００１１】一方、二次元投影画像計測時には、多チャ
ネル型Ｘ線検出器２からの出力を取り込んだ画像処理装
置７は、近傍のチャネルとの差分値を求める算出手段１
２と、この算出手段１２による差分値に従ってそのチャ
ネルの出力に対して補正を行なう補正手段１３と、この
補正手段１３によって補正を行なうときにそのチャネル
の出力に対応する差分設定値から補正処理の実行を判断
する閾値処理手段１４を用いるように構成している。

【００１２】図５は、上述した算出手段１２および補正
手段１３の動作を示すフローチャートである。ここで、
ステップＳ１における二次元投影画像計測時の多チャネ
ル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３からの出力デー
タ、あるいはステップＳ２でそれにエアキャリフレーシ
ョン処理を施した後のデータを、出力データＤ（ｉ，
ｊ）と呼ぶことにする。

【００１３】先ず、ステップＳ３で算出手段１２により
あるチャネルの出力データとその周辺チャネルの出力デ
ータの移動平均値との差分値Ｓ（ｉ，ｊ）を算出する。
ここで、出力データの総チャネル数をＮ、出力データの
総ビュー数をＰ、チャネル番号（ゼロ起算）ｉ、ビュー
番号（ゼロ起算）ｊの多チャネル型Ｘ線検出器２および
プリアンプ３からの出力データをＤ（ｉ，ｊ）、ビュー
番号（ゼロ起算）ｊにおけるチャネル番号（ゼロ起算）
ｉの差分データをＳ（ｉ，ｊ）、ビュー番号（ゼロ起
算）ｊの移動平均値を算出する際の片側データ点数をｎ
_ｏとする。

【００１４】差分データＳ（ｉ，ｊ）は、チャネル番号
ｉ＝ｎ_ｏ〜Ｎ−ｎ_ｏ−１について、

【数１】 と書き表すことができる（図６）。

【００１５】また、チャネル番号ｉ＝０〜ｎ_ｏ−１、Ｎ
−ｎ_ｏ〜Ｎ−１については、ｎ_ｏの代わりに下記のｎ´
_ｏを用いることで、上述したＳ（ｉ，ｊ）が算出でき
る。つまり、ｉ＝０〜ｎ_ｏ−１についてｎ´_ｏ＝ｉ、ｉ
＝Ｎ−ｎ_ｏ〜Ｎ−１についてｎ´_ｏ＝N−1−ｉとする。

【００１６】ただし、上述のｎ´_ｏを用いても多チャネ
ル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３の両端チャネルで
あるチャネル番号０とチャネル番号Ｎ−１からの出力デ
ータに対してはＳ（ｉ，ｊ）を算出することができな
い。従って、この２つのチャネルについては補正対象外
となる。

【００１７】続いて、ステップＳ４による補正量の算出
を行なう。ここで、チャネル番号（ゼロ起算）ｉ、ビュ
ー番号（ゼロ起算）ｊに対する補正量をＥ（ｉ，ｊ）、
ビュー番号（ゼロ起算）ｊに対する補正量への加算に関
する閾値をＴ_１、ビュー番号（ゼロ起算）ｊに対するビ
ュー方向重みつけ定数をｋ_０とすると、補正量Ｅ（ｉ，
ｊ）は下記のように算出する。補正対象ビュー番号ｊ＝
０〜ｋ_ｏ−１については、

【数２】 ただし、｜Ｓ（ｉ，ｊ）｜≦Ｔ_１なるＳ（ｉ，ｊ）のみ
を積算する。

【００１８】補正対象ビュー番号ｊ＝ｋ_０〜Ｐ−１につ
いては、｜Ｓ（ｉ，ｊ）｜≦Ｔ_１の場合、

【数３】

【００１９】｜Ｓ（ｉ，ｊ）｜＞Ｔ_１の場合、

【数４】

【００２０】ここで、図７に示した閾値Ｔ_１は、多チャ
ネル型Ｘ線検出器２とプリアンプ３を接続するケーブル
の接触不良や異常なノイズの混入など通常はあり得ない
出力データ値がビュー方向に非常に短い範囲で存在する
場合に、閾値処理手段１４にてそれを補正量には加えな
いようにするためのものである。上述したようにあるビ
ューでの補正量はそれよりも後のビューでの補正量の算
出に影響を及ぼすため、ビュー方向にある一点のみ特異
なデータが混入した場合に他のビューでの補正に悪影響
を与えてしまう恐れがあり、閾値Ｔ_１はそれを防ぐため
のものである。また、この補正で抽出しようとするチャ
ネル方向の出力特性ばらつきは、それぞれのチャネルに
ついてビュー方向にある一定の傾向をもっており、各々
の差分値はビュー方向重みづけ定数ｋ_ｏの逆数を乗算し
てから積算することで各チャネルの出力特性の傾向のみ
が抽出される。

【００２１】次に、ステップＳ５で補正手段１３による
補正処理を行なう。補正処理後のデータをＤ′（ｉ，
ｊ）、補正処理の実行に関する閾値をＴ_２、補正強度パ
ラメータをＧとすると、本補正処理後のデータＤ´
（ｉ，ｊ）は、｜Ｓ（ｉ，ｊ）｜≦Ｔ_２の場合、

【数５】

【００２２】｜Ｓ（ｉ，ｊ）｜＞Ｔ_２の場合、

【数６】 と書き表される。このステップＳ６に示した補正処理後
データＤ′（ｉ，ｊ）を用いてステップＳ７でスキャノ
グラム画像等の二次元投影画像を作成する。

【００２３】ここで図７に示したＴ_２は、閾値処理手段
１４により位置ｊ_２での過補正を防ぐための閾値であ
る。特に、骨などのＸ線吸収体と軟部組織との境界のよ
うな場所が誤って補正対象として抽出されて補正されて
しまうと、補正される必要のない場所に直線状アーチフ
ァクトを加えてしまうことになり、これを閾値処理手段
１４の閾値Ｔ_２によって防いでいる。

【００２４】このように本発明によるＸ線ＣＴ装置によ
れば、近傍のチャネルとの差分値を求める算出手段１２
と、この算出手段１２による差分値に従ってそのチャネ
ルの出力に対して補正を行なう補正手段１３とを設けて
いるため、二次元投影画像に見られる多チャネル型Ｘ線
検出器２およびプリアンプ３におけるチャネル間の出力
特性のばらつきに起因する直線状アーチファクト１１を
低減して画質を向上することができる。

【００２５】しかも、補正手段１３により骨などのＸ線
吸収体と軟部組織との境界のような場所が誤って補正対
象として抽出されたとしても、補正手段１３によって補
正を行なうときにそのチャネルの出力に対応する差分値
から補正処理の実行を判断する閾値処理手段１４を設け
ているため、補正手段１３によって補正される必要のな
い場所に直線状アーチファクトを加えてしまうことを防
止することができ、直線状アーチファクトをより低減し
て画質を向上することができる。

【００２６】その後、二次元投影画像は表示装置１５に
出力して表示する。算出手段１２および補正手段１３の
ない従来のＸ線ＣＴ装置では、図４に示したように多チ
ャネル型Ｘ線検出器２およびプリアンプ３におけるチャ
ネル間の出力特性のばらつきに起因する直線状のアーチ
ファクト１１が二次元投影画像に存在しており、その画
質に悪影響を及ぼしてしまう。特に、表示装置１５とし
て液晶ディスプレーを用いた場合、液晶ディスプレーの
特性上このアーチファクト１１が強調されて二次元投影
画像が一層見にくくなってしまい、結局、液晶ディスプ
レーを用いることが不都合になってしまう。しかし、本
実施の形態によるＸ線ＣＴ装置によれば、上述したよう
にアーチファクト１１を低減することができるので、表
示装置１５として液晶ディスプレーを用いることがで
き、省スペース化と共に、その画質を一層向上すること
ができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるＸ線Ｃ
Ｔ装置によれば、二次元投影画像作成時に、多チャネル
型Ｘ線検出器およびプリアンプからの出力データに対し
てチヤネル方向移動平均値との差分値を算出し、それに
基づいて補正処理を行なうことで、二次元投影画像に見
られる多チャネル型Ｘ線検出器およびプリアンプにおけ
るチャネル間の出力特性のばらつきに起因する直線状の
アーチファクトを低減して画質を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるＸ線ＣＴ装置のブ
ロック構成図である。

【図２】図１に示したＸ線ＣＴ装置による断層像撮影時
の投影データを示す特性図である。

【図３】図１に示したＸ線ＣＴ装置による二次元投影画
像作成時の要部斜視図である。

【図４】従来のＸ線ＣＴ装置による二次元投影画像撮影
時の投影データを示す特性図である。

【図５】図１に示したＸ線ＣＴ装置による二次元投影画
像作成動作を示すフローチャートである。

【図６】図１に示したＸ線ＣＴ装置による二次元投影画
像作成時の各チャネル方向位置での出力データの一例を
示す特性図である。

【図７】図１に示したＸ線ＣＴ装置による二次元投影画
像作成時の各チャネル方向位置での差分値の一例を示す
特性図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線管球 ２ 多チャネル型Ｘ線検出器 ３ プリアンプ ７ 画像処理装置 ８ 被検体 ９ 寝台ユニット天板 １０ 回転ユニット １２ 算出手段 １３ 補正手段 １４ 閾値処理手段 １５ 表示装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央に開口部を持つ回転盤上に、回転盤
   の中心を挟んで対向するようにＸ線管球および多チャネ
   ル型Ｘ線検出器を配置し、回転しながら多チャネル型Ｘ
   線検出器からの出力信号を取り出すことのできる回転ユ
   ニットと、上記回転盤の開口部に設置した天板を回転軸
   方向へ移動可能な寝台ユニットとを組み合わせ、上記寝
   台ユニットに搭載した被検体の全周方向からのＸ線投影
   データの計測を行なうことにより被検体の断層像を作成
   すると共に、上記回転ユニットを固定した状態で上記寝
   台ユニットの天板を一定速度で動かしながらＸ線投影デ
   ータの計測を行なうことにより被検体の二次元投影画像
   を作成するＸ線ＣＴ装置において、二次元投影画像計測
   時に上記多チャネル型Ｘ線検出器からの出力に対して近
   傍のチャネルとの差分値を求める算出手段と、この算出
   手段による差分値に従ってそのチャネルの出力に対して
   補正を行なう補正手段とを設けたことを特徴とするＸ線
   ＣＴ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、上記補正
   手段によって補正を行なうときにそのチャネルの出力に
   対応する差分値から補正処理の実行を判断する閾値処理
   手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、上記二次
   元投影画像を表示する表示装置として液晶ディスプレー
   を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。