【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は対象物の断層像を劣化させずにリングアーチファクトのみを低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線が物体の内部を減衰しながら透過していく性質を利用したもので、線源からのＸ線ビームを対象物に照射し、反対側に設置した検出器でＸ線の強度を測定するように構成されており、対象物の断層像を非破壊的に撮像することができることから従来から広く採用されていると共に、Ｘ線の減衰率は媒質の密度にほぼ比例することから、これを定量的に測ることにより、対象物を構成する材料の密度分布を求めることができる。
またＸ線ＣＴ装置の動作シーケンスにはいくつかの方式が存在するが、現在主流となっているのは「第二世代方式」と「第三世代方式」である。
第二世代方式では比較的少数の検出器を使用し、対象物（または線源と検出器）を回転走査及び並進走査させることによって断層像を作成するために必要な情報を取得するように構成されているが、この方式では２次元の走査が必要なため、撮像時間が長くかかる等の問題がある。
【０００３】
これに対して第三世代方式は多数の検出器を使用して、対象物の回転走査のみによって断層像を作成するために必要な情報を取得する方式であるため、第二世代方式の１０倍〜１００倍の高速化が可能であるが、この第三世代方式では、検出器の感度特性のばらつきにより出現する「リングアーチファクト」と呼ばれる現象が問題になる。
このリングアーチファクトとは、断層像に同心円状の虚像（アーチファクト）が出現する現象で、並進走査を行わない第三世代方式では、対象物の回転中心を通るＸ線ビームはいつも同じ一つの検出器で検出されるのに対し、回転中心から離れた周辺部の点を通るＸ線ビームは、対象物の回転に伴って多数の検出器で検出されるようになっている。
【０００４】
このため対象物の周辺部では、多数の検出器の感度特性が統計的に平均化されるのに対し、回転中心近くの点に対しては平均化がなされにくくなり、その結果ある検出器の感度が他のものより低いと、その検出器に対応する同心円状の領域で、あたかも材質の密度が高いかのように検出されてしまうため、ＣＴ画像上で対象物を観察しながら対象物の形状、密度を評価する際の妨げとなる等の問題がある。
以上の理由からリングアーチファクトの除去は、第三世代方式のＸ線ＣＴにとってきわめて重要な課題であり、従来からリングアーチファクトを低減する方法が種々提案され、また実用化もされている。
【０００５】
例えば特開２００１−９５７９３号公報には、画像処理装置でソフト的にリング補正処理を行うことにより、リングアーチファクトの低減を行う方法が記載されている。
また特開２００１−３３０５６８号公報には、被検体を載置した回転テーブルを、回転とほぼ同時に回転中心の軸方向へ移動（並進）させることにより、被検体の回転軸方向の広い領域に亘る３次元像を一度に得ると共に、放射線検出器が検出する放射線ビームの端部に回転中心を設定して、この端部側のビーム外に被検体をはみ出させて大きい被検体の透過データを得るオフセットスキャンの場合は、窓関数を掛けて投影データの急激な変化を防止することにより、リングアーチファクトの少ない３次元像が得られるようにしたコンピュータ断層撮影装置が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者公報のＸ線ＣＴ装置では、対象物がリング状の物体である場合、リングアーチファクトだけでなく、断層像そのものまで消去されてしまう虞があると共に、リングアーチファクトは、通常対象物の回転中心付近の狭い領域（通常は半径数十ピクセル以内の領域）に特に強く出現するため、発泡材料のように数ｍｍの内部構造を持つ対象物の場合、前者公報のＸ線ＣＴ装置では、像がアーチファクトなのか、実際の構造なのかを判断するのが難しい等の問題がある。
また後者公報のコンピュータ断層撮影装置のように、被検体を回転中心の軸方向へ並進させるようにしたものでは、放射線検出器の感度特性のばらつきにより発生するリングアーチファクトを低減することができないと共に、窓関数を掛けて投影データの急激な変化を防止するソフト的な処理によりリングアーチファクトを低減するため、ＣＴ画像上で対象物を観察しながら形状、密度を評価する場合、実像と虚像の判断がしにくい等の問題もあった。
【０００７】
本発明はかかる従来の問題を改善するためになされたもので、対象物の断層像そのものを劣化させることなく、リングアーチファクトのみを効果的に除去することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ撮像方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線ビームを出射するＸ線源と、Ｘ線ビーム内で対象物を回転させる回転テーブルと、対象物を透過したＸ線ビームを検出する複数の検出素子よりなるＸ線検出手段と、Ｘ線検出手段が検出したＸ線ビームの強度を基に対象物の断層像を構成する断層像再構成手段とを具備したＸ線ＣＴ装置であって、対象物の断層に含まれる複数の点のうち、ある点を透過したＸ線ビームを検出する複数の検出素子の数が最小となる点を特異点とし、かつ回転テーブルを回転させた状態で特異点の位置を回転テーブルの半径方向へ並行移動させる並進駆動手段を設けものである。
【０００９】
前記構成により、対象物の特異点が複数の検出素子により検出されることから、Ｘ線検出手段を構成する検出素子の感度特性にばらつきがあっても感度特性が平均化されるため、感度特性のばらつきにより発生するリングアーチファクトを、対象物の断層像を劣化させることなく低減することができる。
これによってＣＴ画像上で対象物を観察しながら対象物の形状、密度を評価する際、リングアーチファクトが評価の妨げとなることがないため、評価精度の向上が図れると共に、特に対象物の回転中心付近に発生するリングアーチファクトを効果的に低減することができるため、発泡材料のように数ｍｍの内部構造を持つ対象物であっても、断層像がアーチファクトなのか、実際の構造なのかの判断が容易に行えるようになる。
【００１０】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ装置は、回転テーブルを回転駆動する回転駆動手段と並進駆動手段を制御する回転走査及び並進同期手段より出力される回転走査制御信号に同期させて特異点を並行移動させるようにしたものである。
【００１１】
前記構成により、特異点の移動はリングアーチファクトに対する移動平均処理と本質的に等価であり、またリングアーチファクトは、検出素子の感度の統計的なばらつきによって発生するものなので、移動平均処理によってリングアーチファクトを大幅に低減させることができる。
【００１２】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ装置は、回転テーブルの並行移動により生じる偏差を補正する並行移動補正手段を設けたものである。
【００１３】
前記構成により、回転テーブルの並行移動によって生じる断層像の劣化を抑制することができるようになる。
【００１４】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ装置は、対象物に応じて特異点の並行移動量を指定する特異点指定手段を設けたものである。
【００１５】
前記構成により、断層像上に出現したリングアーチファクトを、対象物の形状、密度の評価に支障のない位置まで移動させて対象物の形状、密度を評価することができるため、リングアーチファクトに邪魔されることなく対象物の評価が行えると共に、対象物に応じて特異点の移動量が調整できるため、撮像時間の短縮化が図れるようになる。
【００１６】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ撮像方法は、Ｘ線ビームを出射するＸ線源と、Ｘ線ビーム内で対象物を回転させる回転テーブルと、対象物を透過したＸ線ビームを検出する複数の検出素子よりなるＸ線検出手段と、Ｘ線検出手段が検出したＸ線ビームの強度を基に対象物の断層像を構成する断層像再構成手段とから構成されたＸ線ＣＴ装置により対象物の断層像を撮像するＸ線ＣＴ撮像方法であって、対象物の断層に含まれる複数の点のうち、ある点を透過したＸ線ビームを検出する複数の検出素子の数が最小となる点を特異点とし、かつ回転テーブルを回転させた状態で特異点の位置を回転テーブルの半径方向へ並行移動さて対象物の断層像を撮像するようにしたものである。
【００１７】
前記方法により、対象物の特異点が複数の検出素子により検出されることから、Ｘ線検出手段を構成する検出素子の感度特性にばらつきがあっても感度特性が平均化されるため、感度特性のばらつきにより発生するリングアーチファクトを、対象物の断層像を劣化させることなく低減することができる。
【００１８】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ撮像方法は、回転テーブルを回転駆動する回転駆動手段と並進駆動手段を制御する回転走査及び並進同期手段より出力される回転走査制御信号に同期させて特異点を並行移動させるようにしたものである。
【００１９】
前記方法により、特異点の移動はリングアーチファクトに対する移動平均処理と本質的に等価であり、またリングアーチファクトは、検出素子の感度の統計的なばらつきによって発生するものなので、移動平均処理によってリングアーチファクトを大幅に低減させることができる。
【００２０】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ撮像方法は、回転テーブルの並行移動により生じる偏差を補正する並行移動補正工程を設けたものである。
【００２１】
前記方法により、回転テーブルの並行移動によって生じる断層像の劣化を抑制することができるようになる。
【００２２】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ撮像方法は、対象物に応じて特異点の並行移動量を指定する特異点指定工程を設けたものである。
【００２３】
前記方法により、断層像上に出現したリングアーチファクトを、対象物の形状、密度の評価に支障のない位置まで移動させて対象物の形状、密度を評価することができるため、より精度の高い評価が可能になると共に、対象物に応じて特異点の移動量が調整できるため、撮像時間の短縮化が図れるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１はＸ線ＣＴ装置の全体的な構成図を示すもので、Ｘ線ＣＴ装置本体１は対象物２を載置する回転テーブル３と、回転テーブル３を回転駆動する回転駆動手段４及び回転テーブル３を回転中心Ｏに対して半径方向へ移動（並進）させる並進駆動手段５を有している。
また回転テーブル３を挟んで対向する位置には、対象物２に向けてＸ線ビーム６を照射するＸ線源７と、対象物２を透過したＸ線ビーム６を検出する多数の検出素子８ａよりなるＸ線検出手段８が設置されている。
Ｘ線源７は、電子を強い電界により加速してターゲット材に衝突させ、そのときの制動輻射により発生するＸ線ビーム６を扇形に出射する加速器により構成されていて、制御手段１０より出力される加速機制御信号１１により制御されるようになっている。
【００２５】
Ｘ線検出手段８は、重金属材料よりなるコリメータ１２の後方に設けられていて、コリメータ１２に形成された複数のスリット１２ａ毎に設けられた複数の検出素子８ａにより構成されている。
コリメータ１２は、Ｘ線源７より扇状に放射されるＸ線ビーム６を分離して各検出素子８ａに到達させるようにしたもので、Ｘ線源７と各検出素子８ａを結ぶ光路と平行するよう各スリット１２ａが形成されている。
Ｘ線検出手段８の各検出素子８ａは光電素子により形成されていて、コリメータ１２の各スリット１２ａを通過したＸ線ビーム６の強度に応じて強度信号１４を発生するようになっており、各検出素子８ａより発生されたＸ線強度信号１４は、信号処理手段１５へ出力されるようになっている。
【００２６】
信号処理手段１５は、例えば対数増幅器とＡ／Ｄコンバータとにより構成されていて、各検出素子８ａより出力されたＸ線強度信号１４を演算処理することによって密度積分値１６を算出し、得られた密度積分値１６を断層像再構成手段１７へ出力するようになっている。
断層像再構成手段１７は、信号処理手段１５より出力された密度積分値１６を画像にマッピングすることにより、断層像２０を再構成して入出力端末２１へ出力するもので、この断層像再構成手段１７には、密度積分値１６のマッピングを行う際、回転テーブル３を半径方向へ並行移動した際に発生する偏差を補正する並行移動量補正手段１８が設けられている。
入出力端末２１は、対象物２を検査する際検査に必要な対象物２の各種情報を入力したり、断層像再構成手段１７より出力された断層像２０や各種情報を可視像化して表示部２１ａに表示するもので、パソコンやワークステーション等のコンピュータを使用しており、入出力端末２１より入力されたコマンドを含む各種情報２２を、制御手段１０へ出力するようになっている。
【００２７】
制御手段１０は、入出力端末２１より入力された各種情報２２を基にＸ線源７を制御するようになっており、制御手段１０には回転走査及び並進同期手段２３が設けられていて、この回転走査及び並進同期手段２３により回転駆動手段４及び並進駆動手段５へ回転走査制御信号２４及び並行移動制御信号２５へ出力することにより、Ｘ線源７と回転駆動手段４及び並進駆動手段５を同期制御できるようになっている。
回転駆動手段４及び並進駆動手段５は、例えばＮＣ制御されるステッピングモータと図示しない動力伝達手段とにより構成されていて、回転駆動手段４は回転テーブル３を回転駆動し、また並進駆動手段５は回転する回転テーブル３を半径方向へ並行移動できるようになっている。
【００２８】
なお断層像再構成手段１７と入出力端末２１及び制御手段１０は、それぞれの機能を持つソフトウエアを同一コンピュータに予めインストールすることにより、１台のコンピュータで構成するようにしてもよい。
【００２９】
次の前記構成されたＸ線ＣＴ装置の作用を、第３世代方式のＸ線ＣＴ装置の原理と併せて説明する。
検査する対象物２を回転テーブル３に載置してＸ線ＣＴ装置の運転を開始すると、Ｘ線源７より対象物２へ向けて扇状に照射されたＸ線ビーム６は、回転テーブル３とともに回転する対象物２を透過してＸ線検出手段８の各検出素子８ａに達し、各検出素子８ａによりＸ線ビーム６の強度が検出されるが、対象物２を透過したＸ線の減衰係数は、透過した媒質の密度にほぼ比例する。
そこでＸ線検出手段８の各検出素子８ａが検出したＸ線強度信号１４から減衰係数の積分値である減衰量を求め、これを基に各Ｘ線ビーム６毎に媒質の密度を積分値である密度積分値１６として求める。
【００３０】
次に得られた密度積分値１６から断層像２０の画像を再構成する処理を行うが、画像再構成の処理は、図２に示すように回転テーブル３とまったく同じように回転しながら、描画が可能なキャンバス３０を想像すると理解しやすい。
回転テーブル３上の対象物２にＸ線ビーム６を照射することにより、対象物２を透過した１本の線（光路）Ｌ１に沿った対象物２の内部の密度積分値１６を知ることができるので、図２に示すキャンバス３０は予め中間色である灰色で塗り潰されているものとし、図２の（ａ）に示すように、光路Ｌ１に沿った密度積分値１６が一定の基準値よりも大きい場合、キャンバス３０にも線分Ｌ１’に沿って白い線を引き、また光路Ｌ２に沿った密度積分値１６が一定の基準値よりも小さい場合、線分Ｌ２’に沿って黒い線を引くものとする。
ここでいう「線を引く」とは、正確にはそれぞれの光路Ｌに対応する線分Ｌ’が通過するすべての「ピクセル」において、密度積分値１６に応じてキャンバス３０の色を、白色側あるいは黒色側に変化させるということであり、「ピクセル」とは、キャンバス３０に画像を構成する小さい点状の要素である。
また図２に示すキャンバス３０には、白い線を点線で、また黒い線を実線で表示している。
【００３１】
次に図２の（ｂ）で示すように、回転駆動手段４による回転走査のステップだけ回転テーブル３を回転させ、図２の（ａ）のときと同じように線を引くと共に、さらに回転テーブル３を回転させながら線を引くと図２の（ｃ）のようになる。
このような操作を回転テーブル３のすべての回転角度、Ｘ線ビーム６のすべての光路に対して行うと、最終的にはキャンバス３０上にあるすべての点（ピクセル）において、角度の異なる多くの白い線や黒い線が重なり合うことになる。
いま２つの点、点Ｐと点Ｑを考えてみると、もし対象物２の内部にある点Ｐの密度が他の領域より高ければ、キャンバス３０の上にある点Ｐ’を通る線の多くが白い線となるので、それらが重なり合う点Ｐ’も白い点となって浮かび上がってくる。同様に点Ｑの密度が他の領域より低ければ、キャンバス３０上にある点Ｑ’を通る線の多くが黒い線となるので、それらが重なり合う点Ｑ’も黒い点となって浮かび上がってくる。
【００３２】
そして以上の操作を繰り返すことにより、Ｘ線ビーム６の光路Ｌに沿った密度積分値１６から対象物２の内部の密度分布を色の分布として知ることができるようになり、これが画像再構成処理の基本的な原理である。
ここで回転テーブル３の回転中心Ｏにある点Ｃを考えてみると、点Ｃを通るＸ線ビーム６は回転テーブル３の回転角度にかかわらず、いつも中央にある検出素子８ａで受光されるが、もし複数の検出素子８ａに感度のばらつきがあり、中央の検出素子８ａの感度がたまたま他の検出素子８ａの感度よりも低かったとすると、キャンバス３０上にある点Ｃ’を通る線Ｌ’は、すべて本来の色に対して白色側に偏ることになり、その結果これらが重なり合う点Ｐ’も白色側に偏って現れることになり、これがリングアーチファクトの現れる原理である。
【００３３】
対象とする点が回転テーブル３の回転中心Ｏから離れていくと、回転テーブル３の回転に伴い、その点を通るＸ線ビーム６は多くの検出素子８ａで受光されるようになるため、各検出素子８ａの感度のばらつきが平均化され、これによって統計的にばらつきが小さくなるので、リングアーチファクトは出現しにくくなる。
以後点Ｃやその近傍の点のように、単一またはごく少数の検出素子８ａから出力されるＸ線強度信号１４から、ピクセルの色、つまり媒質の密度が求められる点のことを「特異点」と呼ぶことにする。
これらの特異点は、Ｘ線源７や検出素子８ａに対して静止している点であり、リングアーチファクトは、その発生原理から、特異点を中心として環状に現れることが分かる。
前記実施の形態になるＸ線ＣＴ装置本体１では、回転テーブル３の回転走査を行っている間に、回転と同期させて回転テーブル３を並進駆動手段５により半径方向へ並行移動させることにより、リングアーチファクトの発生を抑制するようにしているが、理解を容易にするために、回転テーブル３を並行移動させるいくつかの方法を図３に示す図面を参照して説明する。
なお以下の説明では、光軸方向を「Ｘ軸」、これに直角な方向を「Ｙ軸」と呼ぶ。
【００３４】
図３の（ａ）は、並行移動の振幅がＸ軸・Ｙ軸方向とも０、つまり並行移動をさせない場合を示すもので、回転テーブル３の回転中心Ｏにある点Ｃが特異点である。
図３の（ｂ）は、回転走査と同じ周期でＸ軸・Ｙ軸方向ともに並行移動を行う場合を示すもので、回転テーブル３の回転軸が、半径Ｒの円周に沿って並行移動することになるので、点Ｃから距離Ｒだけ離れた点が特異点となり、点Ｃに対する特異点の方向・距離は、Ｘ軸・Ｙ軸方向の移動量の位相と振幅によって変わる。
【００３５】
すなわちこの方法を利用すると、リングアーチファクトは減少しないが、リングアーチファクトの中心を任意の位置に移動させることができるようになる。
図３の（ｃ）は、回転走査の１／２の周期でＸ軸・Ｙ軸方向ともに並行移動を行う場合を示しており、この方法では回転テーブル３の回転に伴い、点Ｃを中心とする円に沿って特異点が移動して行き、特異点の移動は、リングアーチファクトに対する移動平均処理と本質的に等価であり、またリングアーチファクトは、検出手段８ａの感度の統計的なばらつきによって発生するものなので、移動平均処理によってリングアーチファクトを大幅に低減させることができる。
図３の（ｄ）は、回転走査と同じ周期でＹ軸方向のみに並行移動を行う場合を示すもので、この場合点Ｃを通る円に沿って特異点が移動していくことから、この方法によっても、リングアーチファクトを低減させることができるようになる。
従ってＸ線ＣＴ装置本体１に回転駆動手段４及び並進駆動手段５を設け、かつ前記図３の（ｃ）及び（ｄ）で説明した方法を利用して、回転走査制御信号２４に同期させながら特異点を移動させることにより、リングアーチファクトの大幅な低減が図れることが容易に理解できる。
【００３６】
また並行移動量補正手段１８は、回転テーブル３の並行移動量を画像再構成処理に反映させるためのもので、図２で説明したキャンバス３０を回転テーブル３と同じように並行移動させることにより、Ｘ線ビーム６の光路Ｌと線分Ｌ’を常時一致させておくことができ、これによって回転テーブル３の並行移動によって生じる断層像１６の劣化を（アーチファクトが低減されることを除いて）抑制することができるようになる。
以上のようにリングアーチファクトは、特異点の移動量を大きくすることにより効率よく低減させることができるが、回転テーブル３の並行移動量をあまり大きくし過ぎると、第二世代方式と同じように撮像に長い時間がかかることから、特異点の移動量は通常数十ボクセルで充分である。
また特異点の移動量を調整する手段を設ければ、対象物２に応じて特異点の移動量が調整できるため、撮像時間の短縮化が図れるようになる。
【００３７】
一方図４は、Ｘ線ＣＴ装置本体１に特異点指定手段２６を設けた変形例を示すもので、次にこの変形例について説明する。
この変形例では図３の（ｂ）で説明した方法を利用するが、この方法では回転テーブル３の回転に伴う特異点の移動が生じないのでリングアーチファクトは低減されないが、特異点の位置を変えることによりリングアーチファクトの中心を任意の位置に移動させることができることから、リングアーチファクトが現れても問題とならない位置にその中心を移動させることにより、リングアーチファクトによる影響を少なくしている。
次に変形例になるＸ線ＣＴ装置本体１の作用を説明すると、まず準備撮像を行い、次に特異点の位置を指定した後、最後に本撮像を行うが、準備撮像では対象物２の断層撮像を行って、得られた断層像２０を入出力端末２１の表示部２１ａに、特異点指定画面２７として図５に示すように表示させる。
【００３８】
特異点指定画面２７に表示される断層像２０には、リングアーチファクト２８が含まれているので、ユーザは入出力端末２１に付属しているマウスなどのポインティングデバイス２１ｂを使用してカーソル２９を移動させ、リングアーチファクト２８が現れても問題とならない位置を、断層像２０の上で指定する。
このようにして指定された特異点の位置は制御手段１０へ送られて、制御手段１０の回転走査及び並進同期手段２３に伝えられ、本撮像の際に回転走査及び並進同期手段２３は、指定された特異点の位置に基づいて並行移動制御信号２５を並進駆動手段５に出力する。
これによって回転テーブル３は、回転走査と同期した並行移動により特異点が指定された位置に移動されるため、リングアーチファクト２８が現れているものの、実用の上で問題ない断層像２０が得られるようになる。
【００３９】
なお前記実施の形態及び変形例では、Ｘ線源７及び検出手段８を回転テーブル３を挟んで対向する位置に固定し、かつ回転テーブル３を回転及び並行移動させる構成としたが、Ｘ線源７及び検出手段８を回転移動させ、回転テーブル３を並行移動させるようにしてもよく、Ｘ線源７及び検出手段８を回転及び並行移動させ、回転テーブル３を固定してもよい。
また回転走査及び並進同期手段２３により、回転テーブル３の回転走査と並行移動を同時に行うようにしたが、Ｘ線ビーム６をパルス的に出射して撮像する場合は、個々のパルスの間に回転走査と並行移動を時間的に分離して行うようにしてもよく、Ｘ線ビーム６が連続的に出射される場合であっても、回転テーブル３の微小な角度の回転走査と微小な距離の並行移動を短い周期で切り替え、時間的に分離して行うようにしてもよい。
さらにここまで説明してきた前記方法は、Ｘ線ＣＴのみならず、光ＣＴや中性子ＣＴ等にも応用できるものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、対象物の断層に含まれる複数の点のうち、ある点を透過したＸ線ビームを検出する複数の検出素子の数が最小となる点を特異点とし、かつ回転テーブルを回転させた状態で特異点の位置を回転テーブルの半径方向へ並行移動させる並進駆動手段を設けたことにより、対象物の特異点が複数の検出素子により検出されることから、Ｘ線検出手段を構成する検出素子の感度特性にばらつきがあっても感度特性が平均化されるため、感度特性のばらつきにより発生するリングアーチファクトを、対象物の断層像を劣化させることなく低減することができる。
これによってＣＴ画像上で対象物を観察しながら対象物の形状、密度を評価する際、リングアーチファクトが評価の妨げとなることがないため、評価精度の向上が図れると共に、特に対象物の回転中心付近に発生するリングアーチファクトを効果的に低減することができるため、発泡材料のように数ｍｍの内部構造を持つ対象物であっても、断層像がアーチファクトなのか、実際の構造なのかの判断が容易に行えるようになる。
【００４１】
また回転テーブルを回転駆動する回転駆動手段と並進駆動手段を制御する回転走査及び並進同期手段より出力される回転走査制御信号に同期させて特異点を並行移動させるようにしたことから、特異点の移動はリングアーチファクトに対する移動平均処理と本質的に等価であり、またリングアーチファクトは、検出素子の感度の統計的なばらつきによって発生するものなので、移動平均処理によってリングアーチファクトを大幅に低減させることができると共に、回転テーブルの並行移動により生じる偏差を補正する並行移動補正手段を設けたことから、特異点の並行移動に伴う断層像の劣化を防止することができる。
【００４２】
さらに対象物に応じて特異点の並行移動量を指定する特異点指定手段を設けたことから、断層像上に出現したリングアーチファクトを、対象物の形状、密度の評価に支障のない位置まで移動させて対象物の形状、密度を評価することができるため、リングアーチファクトに邪魔されることなく対象物の評価が行えると共に、対象物に応じて特異点の移動量が調整できるため、撮像時間の短縮化が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図２】（ａ）ないし（ｃ）は本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置により画像再構成処理を行う際の説明図である。
【図３】（ａ）ないし（ｄ）は本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置を構成する回転テーブルを並行移動した際の特異点の軌跡を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の変形例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の変形例により表示される特異点指定画面の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線ＣＴ装置本体
２ 対象物
３ 回転テーブル
４ 回転駆動手段
５ 並進駆動手段
６ Ｘ線ビーム
７ Ｘ線源
８ Ｘ線検出手段
８ａ 検出素子
１７ 断層像再構成手段
１８ 並行移動補正手段
２０ 断層像
２３ 回転走査及び並進同期手段
２６ 特異点指定手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray CT apparatus and an X-ray CT imaging method capable of reducing only a ring artifact without deteriorating a tomographic image of an object.
[0002]
[Prior art]
This type of X-ray CT apparatus utilizes the property of transmitting X-rays while attenuating the inside of an object. The X-ray CT apparatus irradiates an object with an X-ray beam from a source and detects the X-rays on the opposite side. It is configured to measure the intensity of X-rays with a spectrometer, and since it can non-destructively image a tomographic image of an object, it has been widely used in the past, and the attenuation rate of X-rays is the density of the medium. Since it is approximately proportional to, the density distribution of the material constituting the target object can be obtained by quantitatively measuring this.
There are several systems in the operation sequence of the X-ray CT apparatus, but the mainstream is the “second generation system” and the “third generation system” at present.
The second-generation method uses a relatively small number of detectors, and is configured to acquire information necessary for creating a tomographic image by rotating and translating an object (or a source and a detector). However, since this method requires two-dimensional scanning, there is a problem that an imaging time is long.
[0003]
On the other hand, the third generation method is a method that uses a large number of detectors and acquires information necessary for creating a tomographic image only by rotational scanning of an object, and is therefore ten times as large as the second generation method. Although it is possible to increase the speed by up to 100 times, in the third generation system, a phenomenon called "ring artifact" which appears due to variation in the sensitivity characteristics of the detector becomes a problem.
The ring artifact is a phenomenon in which a concentric virtual image (artifact) appears on a tomographic image. In the third generation method that does not perform translational scanning, an X-ray beam passing through the rotation center of an object is always the same detector. On the other hand, an X-ray beam passing through a peripheral point distant from the center of rotation is detected by a large number of detectors as the object rotates.
[0004]
For this reason, the sensitivity characteristics of a large number of detectors are statistically averaged in the periphery of the object, but it is difficult to average the points near the center of rotation, and as a result, a certain detector If the sensitivity is lower than the others, the concentric area corresponding to the detector will be detected as if the density of the material is high. There are problems such as hindrance in evaluating the shape and density.
For the above reasons, removal of ring artifacts is a very important issue for third-generation X-ray CT, and various methods for reducing ring artifacts have been proposed and put into practical use.
[0005]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-95793 describes a method of reducing ring artifacts by performing ring correction processing by software using an image processing apparatus.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-330568, a rotary table on which a subject is placed is moved (translated) in the axial direction of the rotation center almost simultaneously with the rotation, so that the rotary table covers a wide area in the rotation axis direction of the subject. A three-dimensional image is obtained at one time, a rotation center is set at the end of the radiation beam detected by the radiation detector, and the subject protrudes out of the beam on the end side to obtain large transmission data of the subject. In the case of offset scanning, a computed tomography apparatus is described in which a three-dimensional image with less ring artifacts can be obtained by applying a window function to prevent a sudden change in projection data.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the X-ray CT apparatus disclosed in the former publication, when the target object is a ring-shaped object, not only the ring artifact but also the tomographic image itself may be erased, and the ring artifact usually has the rotation center of the target object. In particular, in the case of an object having an internal structure of several mm, such as a foamed material, an image is generated by the X-ray CT apparatus of the former publication because the image appears particularly strongly in a nearby narrow area (usually an area within a radius of several tens of pixels). There is a problem that it is difficult to judge whether it is an artifact or an actual structure.
Further, as in the case of the computer tomography apparatus of the latter publication, the object is translated in the axial direction of the center of rotation, ring artifacts caused by variations in the sensitivity characteristics of the radiation detector cannot be reduced, In order to reduce ring artifacts by software processing that prevents sudden changes in projection data by applying a window function, when evaluating the shape and density while observing the object on the CT image, the judgment of the real image and the virtual image There were also problems such as difficulty.
[0007]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an X-ray CT apparatus and an X-ray CT imaging system capable of effectively removing only a ring artifact without deteriorating a tomographic image itself of an object. It is intended to provide a method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an X-ray CT apparatus according to the present invention includes an X-ray source for emitting an X-ray beam, a rotary table for rotating an object in the X-ray beam, and an X-ray beam transmitted through the object. An X-ray CT apparatus comprising: an X-ray detecting unit including a plurality of detecting elements; and a tomographic image reconstructing unit configured to form a tomographic image of an object based on the intensity of the X-ray beam detected by the X-ray detecting unit. Then, among a plurality of points included in the tomographic image of the object, a point having the minimum number of a plurality of detection elements for detecting an X-ray beam transmitted through a certain point was set as a singular point, and the rotary table was rotated. Translation driving means for moving the position of the singular point in the radial direction of the rotary table in the state is provided.
[0009]
According to the above configuration, since the singular point of the object is detected by the plurality of detection elements, the sensitivity characteristics are averaged even if the sensitivity characteristics of the detection elements constituting the X-ray detection means vary. Can be reduced without deteriorating the tomographic image of the object.
Thus, when evaluating the shape and density of the target object while observing the target object on the CT image, the ring artifact does not hinder the evaluation, so that the evaluation accuracy can be improved and the rotation center of the target object is particularly improved. Because it is possible to effectively reduce ring artifacts that occur in the vicinity, it is possible to determine whether a tomographic image is an artifact or an actual structure, even for an object with an internal structure of several mm, such as a foamed material. Can be easily performed.
[0010]
In order to achieve the above object, an X-ray CT apparatus according to the present invention comprises a rotation driving unit for driving a rotary table and a rotation scanning unit for controlling a translation driving unit and a rotation scanning control signal output from a translation synchronization unit. The points are moved in parallel.
[0011]
With the above configuration, the movement of the singular point is essentially equivalent to the moving average processing for the ring artifact, and the ring artifact is caused by the statistical variation of the sensitivity of the detection element. It can be greatly reduced.
[0012]
To achieve the above object, the X-ray CT apparatus according to the present invention is provided with a parallel movement correcting means for correcting a deviation caused by a parallel movement of the turntable.
[0013]
With the above configuration, it is possible to suppress the deterioration of the tomographic image caused by the parallel movement of the turntable.
[0014]
In order to achieve the above object, the X-ray CT apparatus of the present invention is provided with a singular point designating means for designating a parallel movement amount of a singular point according to an object.
[0015]
With the above configuration, the ring artifact that has appeared on the tomographic image can be moved to a position that does not hinder the evaluation of the shape and density of the object, and the shape and density of the object can be evaluated. The evaluation of the object can be performed without the need, and the moving amount of the singular point can be adjusted according to the object, so that the imaging time can be shortened.
[0016]
In order to achieve the above object, an X-ray CT imaging method according to the present invention comprises an X-ray source for emitting an X-ray beam, a rotary table for rotating an object in the X-ray beam, and an X-ray beam transmitted through the object. An X-ray CT comprising: an X-ray detecting means comprising a plurality of detecting elements for detecting; and a tomographic image reconstructing means for forming a tomographic image of the object based on the intensity of the X-ray beam detected by the X-ray detecting means. An X-ray CT imaging method for capturing a tomographic image of an object by an apparatus, wherein a plurality of detection elements for detecting an X-ray beam transmitted through a certain point among a plurality of points included in the tomographic image of the object are provided. The tomographic image of the object is captured by moving the position of the singular point in the radial direction of the turntable while the turntable is rotated while the turntable is rotated.
[0017]
According to the method, since the singular point of the object is detected by the plurality of detection elements, the sensitivity characteristics are averaged even if the sensitivity characteristics of the detection elements constituting the X-ray detection means vary. Can be reduced without deteriorating the tomographic image of the object.
[0018]
In order to achieve the above object, an X-ray CT imaging method according to the present invention provides a method of synchronizing with a rotation scanning control signal output from a rotation scanning means for driving a rotation table and a rotation scanning means for controlling a translation driving means. The singular point is moved in parallel.
[0019]
According to the above method, the movement of the singular point is essentially equivalent to the moving average processing for the ring artifact, and the ring artifact is caused by the statistical variation of the sensitivity of the detection element. It can be greatly reduced.
[0020]
In order to achieve the above object, the X-ray CT imaging method of the present invention includes a parallel movement correction step for correcting a deviation caused by a parallel movement of the turntable.
[0021]
According to the method, it is possible to suppress the deterioration of the tomographic image caused by the parallel movement of the turntable.
[0022]
In order to achieve the above object, the X-ray CT imaging method of the present invention includes a singularity designation step of designating a parallel movement amount of a singularity according to an object.
[0023]
According to the method, the ring artifact that has appeared on the tomographic image can be moved to a position that does not hinder the evaluation of the shape and density of the object, and the shape and density of the object can be evaluated. And the amount of movement of the singular point can be adjusted according to the object, so that the imaging time can be shortened.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an X-ray CT apparatus. The X-ray CT apparatus main body 1 includes a rotary table 3 on which an object 2 is placed, a rotary driving unit 4 for driving the rotary table 3 to rotate, and a rotary unit. There is a translation driving means 5 for moving (translating) the table 3 in the radial direction with respect to the rotation center O.
Further, an X-ray source 7 for irradiating the object 2 with the X-ray beam 6 and a large number of detection elements 8a for detecting the X-ray beam 6 transmitted through the object 2 are provided at positions facing each other with the rotary table 3 interposed therebetween. X-ray detecting means 8 is provided.
The X-ray source 7 is constituted by an accelerator that accelerates electrons by a strong electric field to collide with a target material, and emits an X-ray beam 6 generated by bremsstrahlung at that time in a fan shape. It is controlled by an accelerator control signal 11.
[0025]
The X-ray detection means 8 is provided behind the collimator 12 made of a heavy metal material, and includes a plurality of detection elements 8a provided for each of a plurality of slits 12a formed in the collimator 12.
The collimator 12 separates the X-ray beam 6 radiated in a fan shape from the X-ray source 7 to reach each detection element 8a, and is parallel to an optical path connecting the X-ray source 7 and each detection element 8a. Each slit 12a is formed.
Each detection element 8a of the X-ray detection means 8 is formed by a photoelectric element, and generates an intensity signal 14 according to the intensity of the X-ray beam 6 that has passed through each slit 12a of the collimator 12. The X-ray intensity signal 14 generated by the detection element 8a is output to the signal processing means 15.
[0026]
The signal processing means 15 is composed of, for example, a logarithmic amplifier and an A / D converter. The signal processing means 15 calculates and obtains a density integral value 16 by arithmetically processing the X-ray intensity signal 14 output from each detection element 8a. The density integration value 16 is output to the tomographic image reconstruction means 17.
The tomographic image reconstruction means 17 reconstructs a tomographic image 20 by mapping the density integral value 16 output from the signal processing means 15 to an image and outputs the result to the input / output terminal 21. The constituent means 17 is provided with a parallel movement amount correcting means 18 for correcting a deviation generated when the rotary table 3 is moved in parallel in the radial direction when mapping the density integral value 16.
The input / output terminal 21 inputs various information of the target object 2 required for the inspection when inspecting the target object 2 and visualizes the tomographic image 20 and the various information output from the tomographic image reconstructing means 17. The information is displayed on the display unit 21a, and uses a computer such as a personal computer or a workstation, and outputs various information 22 including a command input from the input / output terminal 21 to the control unit 10.
[0027]
The control means 10 controls the X-ray source 7 based on various information 22 input from the input / output terminal 21. The control means 10 is provided with a rotational scanning and translation synchronizing means 23, By outputting the rotation scanning control signal 24 and the parallel movement control signal 25 to the rotation driving means 4 and the translation driving means 5 by the rotation scanning and translation synchronizing means 23, the X-ray source 7, the rotation driving means 4 and the translation driving means 5 are output. Can be controlled synchronously.
The rotation driving unit 4 and the translation driving unit 5 are configured by, for example, a stepping motor controlled by NC and a power transmission unit (not shown). The rotation driving unit 4 drives the rotary table 3 to rotate. The rotating rotary table 3 can be moved in parallel in the radial direction.
[0028]
The tomographic image reconstructing means 17, the input / output terminal 21, and the control means 10 may be configured by one computer by installing software having the respective functions on the same computer in advance.
[0029]
Next, the operation of the X-ray CT apparatus configured as described above will be described together with the principle of the third-generation X-ray CT apparatus.
When the object 2 to be inspected is placed on the turntable 3 and the operation of the X-ray CT apparatus is started, the X-ray beam 6 radiated in a fan shape from the X-ray source 7 toward the object 2 is moved together with the turntable 3. The light passes through the rotating object 2 and reaches each detection element 8a of the X-ray detection means 8, and the intensity of the X-ray beam 6 is detected by each detection element 8a. The attenuation coefficient of the X-ray transmitted through the object 2 Is approximately proportional to the density of the transmitted medium.
Therefore, an attenuation amount, which is an integral value of an attenuation coefficient, is obtained from the X-ray intensity signal 14 detected by each detection element 8a of the X-ray detecting means 8, and based on this, the density of the medium for each X-ray beam 6 is calculated as an integral value. It is obtained as a certain density integral value 16.
[0030]
Next, a process of reconstructing the image of the tomographic image 20 from the obtained density integral value 16 is performed. The image reconstruction process is performed while rotating the turntable 3 exactly as shown in FIG. It is easy to understand if you can imagine a canvas 30 that can be used.
By irradiating the object 2 on the turntable 3 with the X-ray beam 6, the density integral value 16 inside the object 2 along one line (optical path) L1 transmitted through the object 2 can be known. Therefore, it is assumed that the canvas 30 shown in FIG. 2 is painted in advance with a gray color which is an intermediate color, and as shown in FIG. 2A, the density integral value 16 along the optical path L1 is smaller than a predetermined reference value. If it is large, a white line is drawn on the canvas 30 along the line L1 ', and if the density integral value 16 along the optical path L2 is smaller than a certain reference value, a black line is drawn along the line L2'. Shall be.
The term "draw a line" here means that the color of the canvas 30 is changed in accordance with the density integral value 16 in all the "pixels" through which the line segment L 'corresponding to each optical path L passes. Alternatively, the pixel is changed to the black side, and the “pixel” is a small dot-like element that forms an image on the canvas 30.
On the canvas 30 shown in FIG. 2, a white line is indicated by a dotted line, and a black line is indicated by a solid line.
[0031]
Next, as shown in FIG. 2 (b), the rotary table 3 is rotated only by the step of rotary scanning by the rotary drive means 4, and a line is drawn in the same manner as in FIG. 2 (a). When drawing a line while rotating 3, the image becomes as shown in FIG.
When such an operation is performed for all the rotation angles of the rotary table 3 and all the optical paths of the X-ray beam 6, finally, at all the points (pixels) on the canvas 30, many points having different angles are obtained. White lines and black lines will overlap.
Consider now two points, point P and point Q. If the density of point P inside object 2 is higher than in other areas, many of the lines passing through point P ′ on canvas 30 Is a white line, and the point P ′ at which they overlap also emerges as a white point. Similarly, if the density of the point Q is lower than that of the other areas, many of the lines passing through the point Q 'on the canvas 30 become black lines, and the point Q' where they overlap also emerges as a black point. .
[0032]
By repeating the above operation, the density distribution inside the object 2 can be known as the color distribution from the density integral value 16 along the optical path L of the X-ray beam 6, and this is the image reconstruction processing. This is the basic principle.
Considering the point C at the rotation center O of the turntable 3, the X-ray beam 6 passing through the point C is always received by the center detection element 8a regardless of the rotation angle of the turntable 3. If the sensitivities of the plurality of detection elements 8a vary and the sensitivity of the center detection element 8a happens to be lower than the sensitivity of the other detection elements 8a, the line L 'passing through the point C' on the canvas 30 becomes , Are all biased toward the white side with respect to the original color, and as a result, the point P ′ at which they overlap is also biased toward the white side, which is the principle of the appearance of ring artifacts.
[0033]
When the target point moves away from the rotation center O of the rotary table 3, the X-ray beam 6 passing through the point is received by many detection elements 8a as the rotary table 3 rotates. Variations in the sensitivity of the detection elements 8a are averaged, and thus the variation is statistically reduced, so that ring artifacts are less likely to appear.
Hereinafter, a point at which the color of a pixel, that is, the density of a medium is determined from the X-ray intensity signal 14 output from a single or a very small number of detection elements 8a, such as a point C or a point in the vicinity thereof, is referred to as a "singular point."".
These singular points are points that are stationary with respect to the X-ray source 7 and the detection element 8a, and it can be seen from the principle of occurrence of ring artifacts that they appear annularly around the singular point.
In the main body 1 of the X-ray CT apparatus according to the embodiment, while the rotary table 3 is being rotationally scanned, the rotary table 3 is moved in parallel in the radial direction by the translation driving means 5 in synchronization with the rotation. Although the occurrence of ring artifacts is suppressed, several methods for moving the rotary table 3 in parallel will be described with reference to the drawing shown in FIG. 3 for easy understanding.
In the following description, the optical axis direction is referred to as “X axis”, and the direction perpendicular thereto is referred to as “Y axis”.
[0034]
FIG. 3A shows a case where the amplitude of the parallel movement is 0 in both the X-axis and Y-axis directions, that is, the parallel movement is not performed, and the point C at the rotation center O of the turntable 3 is a singular point.
FIG. 3B shows a case where parallel movement is performed in the X-axis and Y-axis directions at the same cycle as the rotation scanning, and the rotation axis of the rotary table 3 moves in parallel along the circumference of the radius R. Therefore, a point separated by a distance R from the point C becomes a singular point, and the direction and distance of the singular point with respect to the point C vary depending on the phase and amplitude of the movement amount in the X-axis and Y-axis directions.
[0035]
That is, when this method is used, the ring artifact is not reduced, but the center of the ring artifact can be moved to an arbitrary position.
FIG. 3 (c) shows a case where parallel movement is performed in both the X-axis and Y-axis directions at a half cycle of the rotational scanning. The singular point moves along the circle, and the movement of the singular point is essentially equivalent to the moving average processing for the ring artifact, and the ring artifact is caused by the statistical variation in the sensitivity of the detection means 8a. Therefore, ring artifacts can be significantly reduced by the moving average processing.
FIG. 3D shows a case in which the parallel movement is performed only in the Y-axis direction at the same cycle as the rotational scanning. In this case, since the singular point moves along a circle passing through the point C, The method can also reduce ring artifacts.
Therefore, the X-ray CT apparatus main body 1 is provided with the rotation driving means 4 and the translation driving means 5, and by using the method described in FIGS. 3 (c) and 3 (d) while synchronizing with the rotation scanning control signal 24. It can be easily understood that the ring artifact can be significantly reduced by moving the singular point.
[0036]
The parallel movement amount correcting means 18 is for reflecting the parallel movement amount of the turntable 3 in the image reconstruction processing, and by moving the canvas 30 described in FIG. The optical path L of the X-ray beam 6 and the line segment L ′ can always be made to coincide with each other, thereby suppressing the deterioration of the tomographic image 16 caused by the parallel movement of the turntable 3 (except for reducing artifacts). Will be able to
As described above, the ring artifact can be efficiently reduced by increasing the amount of movement of the singular point. However, if the amount of parallel movement of the turntable 3 is too large, the image is captured as in the second generation method. Since it takes a long time, the moving amount of the singular point is usually sufficient for several tens of voxels.
Further, if means for adjusting the movement amount of the singular point is provided, the movement amount of the singular point can be adjusted according to the target object 2, so that the imaging time can be shortened.
[0037]
On the other hand, FIG. 4 shows a modification in which the X-ray CT apparatus main body 1 is provided with the singular point designation means 26. Next, this modification will be described.
In this modification, the method described with reference to FIG. 3B is used. In this method, since the singular point does not move due to the rotation of the turntable 3, the ring artifact is not reduced, but the position of the singular point is changed. As a result, the center of the ring artifact can be moved to an arbitrary position. By moving the center of the ring artifact to a position where no problem occurs even if the ring artifact appears, the influence of the ring artifact is reduced.
Next, the operation of the X-ray CT apparatus main body 1 according to the modified example will be described. First, preparatory imaging is performed, then the position of a singular point is specified, and finally main imaging is performed. The tomographic imaging is performed, and the obtained tomographic image 20 is displayed on the display unit 21a of the input / output terminal 21 as a singularity designation screen 27 as shown in FIG.
[0038]
Since the tomographic image 20 displayed on the singular point designation screen 27 includes the ring artifact 28, the user moves the cursor 29 using a pointing device 21b such as a mouse attached to the input / output terminal 21. Then, a position where no problem occurs even when the ring artifact 28 appears is specified on the tomographic image 20.
The position of the singular point designated in this way is sent to the control means 10 and transmitted to the rotation scanning and translation synchronization means 23 of the control means 10. The parallel movement control signal 25 is output to the translation driving means 5 based on the position of the specified singular point.
As a result, the rotary table 3 is moved to the position where the singular point is designated by the parallel movement synchronized with the rotational scanning, so that the tomographic image 20 which has no practical problem is obtained although the ring artifact 28 appears. become.
[0039]
In the embodiment and the modification, the X-ray source 7 and the detecting means 8 are fixed at positions facing each other with the rotary table 3 interposed therebetween, and the rotary table 3 is rotated and moved in parallel. The rotary table 3 may be fixed by rotating the X-ray source 7 and the detecting means 8 by rotating and rotating the X-ray source 7 and the detecting means 8 in parallel.
In addition, the rotational scanning and translational synchronizing means 23 simultaneously perform the rotational scanning and the parallel movement of the rotary table 3. However, when the X-ray beam 6 is emitted in the form of a pulse and an image is taken, the rotational scanning is performed between individual pulses. The scanning and the parallel movement may be performed separately in time. Even when the X-ray beam 6 is continuously emitted, the rotation scanning of the rotary table 3 at a small angle and the rotation scanning at a small distance are performed. The parallel movement may be switched in a short cycle and performed in a temporally separated manner.
Further, the above-described method can be applied not only to X-ray CT but also to optical CT and neutron CT.
[0040]
【The invention's effect】
The present invention, as described in detail above, among a plurality of points included in the tomographic object, a point where the number of the plurality of detection elements that detect the X-ray beam transmitted through a certain point is minimized is a singular point, Further, by providing the translation drive means for moving the position of the singular point in parallel in the radial direction of the rotary table while rotating the rotary table, the singular point of the object is detected by a plurality of detection elements. The sensitivity characteristics are averaged even if the sensitivity characteristics of the detection elements constituting the line detection means vary, so that ring artifacts caused by the variation in sensitivity characteristics are reduced without deteriorating the tomographic image of the object. Can be.
Thus, when evaluating the shape and density of the target object while observing the target object on the CT image, the ring artifact does not hinder the evaluation, so that the evaluation accuracy can be improved and the rotation center of the target object is particularly improved. Because it is possible to effectively reduce ring artifacts that occur in the vicinity, it is possible to determine whether a tomographic image is an artifact or an actual structure, even for an object with an internal structure of several mm, such as a foamed material. Can be easily performed.
[0041]
Further, since the singular point is moved in parallel in synchronization with the rotation scanning control signal output from the rotation scanning means for controlling the rotation driving means and the translation driving means for rotating the rotation table, the singular point is Movement is essentially equivalent to moving average processing for ring artifacts, and ring artifacts are caused by statistical variations in the sensitivity of the detector elements, so that moving average processing can significantly reduce ring artifacts. In addition, since the parallel movement correction means for correcting the deviation caused by the parallel movement of the rotary table is provided, it is possible to prevent the tomographic image from being deteriorated due to the parallel movement of the singular point.
[0042]
In addition, a singular point designating means for designating the amount of parallel movement of the singular point according to the target is provided, so that the ring artifacts appearing on the tomographic image can be moved to a position that does not hinder the evaluation of the shape and density of the target Since the shape and density of the object can be evaluated in this way, the object can be evaluated without being disturbed by ring artifacts, and the amount of movement of the singular point can be adjusted according to the object. Shortening can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2C are explanatory diagrams when an image reconstruction process is performed by the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3D are explanatory diagrams showing trajectories of singular points when the rotary table constituting the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention is moved in parallel.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a modified example of the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a singularity designation screen displayed by a modification of the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 X-ray CT main body
2 Object
3 Rotary table
4 Rotation drive means
5 Translation drive means
6 X-ray beam
7 X-ray source
8 X-ray detection means
8a detection element
17 tomographic image reconstruction means
18 Parallel movement correction means
20 tomographic images
23 Rotational scanning and translational synchronization means
26 Singularity designation means
