JP2004305349A

JP2004305349A - Ｘ線ｃｔ装置における補正係数算出方法、ビームハードニング後処理方法およびｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2004305349A
Application number: JP2003101277A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Tanigawa; 俊一郎谷川; Masayasu Nukui; 正健貫井
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: JP4142482B2; EP1475039A2; EP1475039A3; DE602004030071D1; CN100506161C; CN1535659A; KR20040086826A; EP1475039B1; CN100542487C; CN1965762A; US7149277B2; US20040196960A1

Abstract

【課題】より正確なビームハードニング（ＢＨ）補正係数を求める。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置において断面が楕円のファントム、または断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０を位置させて多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する補正係数を算出する。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファントムデータに基づいて被検体の透過強度を補正（校正）するビームハードニング（ｂｅａｍｈａｒｄｅｎｉｎｇ：ＢＨ）方法およびそれを用いたＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＴ装置としてＸ線ＣＴ装置を例示する。
Ｘ線ＣＴ装置で用いられるＸ線源は、あるエネルギー幅を持ったＸ線を出力する。被検体を透過するＸ線の線吸収係数は、Ｘ線エネルギーに依存しており、被検体の透過長さが長い程、平均エネルギーが高い方向に移動するというビームハードニング（ＢＨ）効果を呈する。よって、Ｘ線の透過強度、すなわち、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器で検出した信号からで生成する投影情報値と、透過長さとは比例関係が成立せず、非線形の関係となる。
【０００３】
ＢＨ効果は、Ｘ線ＣＴ装置における再構成画像上では、中央部分の強度が低下するカッピング効果を生じさせるので、Ｘ線検出器の検出信号を補正する必要があり、均一な強度の再構成画像を生成する投影情報値の補正係数をＸ線検出器のチャネルごとに求めることにより補正が行なわれる。
【０００４】
さらに高精度の補正を行うためにファントムを用いた補正を行なう。そのようなファントムとしては、撮像中心に配置されるＦＯＶ（撮像領域）全体を概ね覆う直径で、かつ直径の異なる複数の断面が円形で円筒形状のファントムについて撮像し、これらファントムの投影情報から補正件数の補正を精密化することが行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１７１１４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法では投影情報取得の際に、大きくて配置に手間取る、断面が円形で異なる直径を持つ複数のファントムを、繰り返し撮像するので長時間かかる上、投影情報値に上述したビームハードニング効果に起因する非線形効果も考慮した高精度の補正を行うことが出来なかった。
【０００７】
さらに、高精度な投影情報値の補正を行うには、チャネルごとに異なる大きさの投影情報値が多数必要とされるので、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域中心に配置される、断面が円形の多種類の直径のファントムを撮像する必要があった。
特に、Ｘ線ＣＴ装置のキャリブレーション（校正）情報の取得においては、２〜３個の２０ｃｍ〜５０ｃｍ径を有する断面が円形のファントムを用いて、１００分を越える撮影を前記補正の精密化だけの為に行う必要があり、校正処理に時間と労力がかかっている。
【０００８】
本発明は、ビームハードニング（ＢＨ）効果のチャネルごとの補正を、簡易にしかも非線形効果も考慮して精密化できる、校正情報の取得、ビームハードニング後処理方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円のファントムを位置させて多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する補正係数を算出する、Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法が提供される。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該複数のビューのうち透過量が所定値を越えるものは除外して有効撮像結果を抽出し、該抽出した有効撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する補正係数を算出する、Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法が提供される。
【００１１】
本発明の第３の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に断面が楕円の第１のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第１の補正係数を算出し、前記撮像領域に断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該複数のビューのうち透過量が所定値を越えるものは除外して有効撮像結果を抽出し、該抽出した有効撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第２補正係数を算出し、前記第１の補正係数および前記第２の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出する、Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法が提供される。
【００１２】
本発明の第４の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に断面が楕円の第１のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第１の補正係数を算出し、前記撮像領域に断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該複数のビューのうち透過量が所定値を越えるものは除外して有効撮像結果を抽出し、該抽出した有効撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第２補正係数を算出し、前記撮像領域に断面が円形の第３のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第３補正係数を算出し、前記第１の補正係数〜前記第３の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出する、Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法が提供される。
【００１３】
本発明の第５の観点によれば、上記いずれかの補正係数算出方法を行い、その補正係数を用いて被検体の撮像情報を補正することを特徴とする、Ｘ線ＣＴ装置が提供される。
【００１４】
本発明の第６の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円のファントムを位置させて、一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより求まる補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法が提供される。
【００１５】
本発明の第７の観点によれば、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、その投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより求まる補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法が提供される。
【００１６】
本発明の第８の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円の第１のファントムを位置させて、一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより第１の補正係数を算出し、前記撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、前記投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより第２の補正係数を算出し、前記第１の補正係数および前記第２の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出し、前記最終の補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法が提供される。
【００１７】
本発明の第９の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円の第１のファントムを位置させて、一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１のファントムについての第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第１のファントムについての第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第１のファントムについての第３の投影情報を生成し、前記第１のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第１のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより第１のファントムについての第１の補正係数を算出し、前記撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、その投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第２のファントムについての投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２のファントムについての第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第２のファントムについての第３の投影情報を生成し、前記第２のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２のファントムについての第２の投影情報の値を独立変数として、前記第２のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより第２のファントムについての第２の補正係数を算出し、前記第１の補正係数および前記第２の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出し、前記最終の補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法が提供される。
【００１８】
本発明の第１０の観点によれば、Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に断面が楕円の第１のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１のファントムについての第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第１のファントムについての第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第１のファントムについての第３の投影情報を生成し、前記第１のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第１のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより第１のファントムについての第１の補正係数を算出し、前記撮像領域に断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、その投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第２のファントムについての第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２のファントムについての第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第２のファントムについての第３の投影情報を生成し、前記第２のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２のファントムについての第２の投影情報の値を独立変数として、前記第２のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより第２のファントムについての第２の補正係数を算出し、前記撮像領域に断面が円形の第３のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該複数のビューを撮像した第３のファントムについての第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第３のファントムについての第２の投影情報を生成し、前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３のファントムについての第３の投影情報を生成し、前記第３のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、前記第２の関数フィッティングにより前記第３のファントムについての第３の補正係数を算出し、前記第１の補正係数〜前記第３の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出し、前記最終の補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法が提供される。
【００１９】
本発明の第１１の観点によれば、上記いずれかのビームハードニング後処理方法を行い、その補正係数を用いて被検体の撮像情報を補正することを特徴とする、Ｘ線ＣＴ装置が提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるＣＴ装置における補正係数算出方法、ビームハードニング後処理方法およびそれらを用いたＣＴ装置の好適な実施の形態について説明する。
本実施の形態においてはＣＴ装置として、照射線としてＸ線を用いるＸ線ＣＴ装置を例示する。
【００２１】
Ｘ線ＣＴ装置の構成
図１を参照して本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置の全体構成について述べる。図１に例示したＸ線ＣＴ装置は、本明細書における全ての実施の形態について適用される。
図１に図解したＸ線ＣＴ装置は、走査ガントリ２と、撮影テーブル４と、操作コンソール６を備えている。
【００２２】
走査ガントリ
走査ガントリ２は、回転部３４と回転部３４を回転させる回転コントローラ３６とを有する。
回転部３４には、図３に断面を拡大して図解したように、ボア２９を介して対向配置されたＸ線管２０と、Ｘ線検出器２４とが設けられている。回転部３４にはさらに、ボータイルフィルタ２１（図１においては図解を省略）、コリメータ２２、コリメータコントローラ３０、Ｘ線コントローラ２８、データ収集部２６が搭載されている。
検査時はボア２９に被検体が位置し、校正時にはボア２９は、図３に例示した断面が円形のファントム３１０のが位置する。ボア２９に位置する被検体あるいはファントムは、回転部３４の中心に位置するボア２９内のクレードル上に載置される。
【００２３】
回転部３４は回転コントローラ３６により制御されつつ回転する。この回転において、Ｘ線管２０からＸ線検出器２４に向かってＸ線を射出し、Ｘ線検出器２４において被検体およびファントムの透過Ｘ線を検出し、Ｘ線検出器２４の検出結果をデータ収集部２６が収集する。その収集結果が、操作コンソール６において各ビューごとの投影情報として処理される。
【００２４】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射はＸ線コントローラ２８によって制御される。Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により、例えば扇状のＸ線ビーム、すなわちファンビームＸ線となるように成形され、さらに、ボータイルフィルタ２１によりＸ線検出器２４に向かう扇状に拡散する強度がＸ線検出器２４全面にわたって平均化するように調整されて、ボア２９を経由してＸ線検出器２４に入射する。
コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。
【００２５】
Ｘ線検出器２４は、図３に図解したように、ファンビームＸ線の広がり方向にアレイ状に配列された複数のＸ線検出素子を有する。このように、Ｘ線検出器２４は、複数のＸ線検出素子をアレイ状に配列した、多チャネルの検出器として構成されており、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。Ｘ線検出器２４は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成される。なお、Ｘ線検出器２４としては、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子またはＸｅガスを用いる電離箱型のＸ線検出素子であっても良い。
Ｘ線管２０、ボータイルフィルタ２１、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、本発明におけるＸ線照射・検出装置を構成する。
【００２６】
Ｘ線検出器２４にはデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々のＸ線検出素子の検出データを収集する。
【００２７】
操作コンソール
操作コンソール６は、データ処理装置６０、制御インタフェース６２、データ収集バッファ６４、記憶装置６６、表示装置６８、操作装置７０を有する。
データ処理装置６０は、例えばデータ演算処理機能の高いコンピュータによって構成される。データ処理装置６０には制御インタフェース６２が接続されている。
制御インタフェース６２には走査ガントリ２き撮影テーブル４が接続されている。データ処理装置６０は制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２を制御する。すなわち、走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６が制御インタフェース６２をデータ処理装置６０によって通じて制御される。
【００２８】
データ処理装置６０にはデータ収集バッファ６４が接続されている。データ収集バッファ６４には走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した透過Ｘ線信号すなわち投影情報を用いて画像再構成を行う。データ処理装置６０には記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６はデータ収集バッファ６４に収集された投影情報や再構成された断層画像情報および本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の機能を実現するためのプログラム等を記憶している。
【００２９】
データ処理装置６０には表示装置６８と操作装置７０がそれぞれ接続されている。表示装置６８はデータ処理装置６０から出力される断層画像情報やその他の情報を表示する。操作装置７０はオペレータによって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。オペレータは表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブに（対話方式で）本実施の形態のＸ線ＣＴ装置を操作する。
【００３０】
撮影テーブル４
撮影テーブル４は、制御インタフェース６２を介してデータ処理装置６０に接続されており、Ｘ線ＣＴ装置を操作するための各種スイッチ、操作器具、操作コンソール６で処理したＸ線ＣＴ画像を表示する表示装置などが搭載されている。
【００３１】
図２に、データ処理装置６０の本実施の形態である、補正係数算出方法およびビームハードニング後処理方法に関連する部分のみの機能ブロック図を示す。
データ処理装置６０は、本発明に関係する部分を手段として整理すると、データ収集手段２０１、前処理手段２０２、前処理手段２０２で前処理したデータから補正係数を算出する補正係数算出し、記憶装置６６の投影情報に対して行うビームハードニング補正処理を行なうＢＨ補正手段２０３、第１のフィッティング手段２０４、第２のフィッティング手段２０５、判定手段２０６、高次フィッティング手段２０７、最終補正処理手段２０８、および、画像再構成手段２０９を含む。
【００３２】
データ収集手段２０１は、ファントムについてＸ線検出器２４で検出した信号をデータ収集部２６を介して収集して、記憶装置６６に撮影情報として記憶する。
前処理手段２０２は、撮影情報についてビームハードニング補正する前の処理、たとえば、雑音除去処理を行なう。
ＢＨ補正手段２０３は、各チャネルについて補正係数Ｂ_０〜Ｂ_３を算出して、補正係数テーブルとして記憶装置６６に記憶し、その補正係数Ｂ_０〜Ｂ_３を用いて記憶装置６６に記憶された投影情報にＢＨ補正を行う。Ｘ線検出器２４の各チャネルで取得される投影情報値をＩｈとし、ＢＨ補正した補正データをＩＣとすると、ＢＨ補正は次式により行われる。
【００３３】
ＩＣ＝Ｂ_Ｏ・Ｉｈ＋Ｂ_１・Ｉｈ^２＋Ｂ_２・Ｉｈ^３＋Ｂ_３・Ｉｈ^４（１）
【００３４】
第１のフィッティング手段２０４は、記憶装置６６の投影情報の各チャネル方向および各ビュー間のデータの平滑化を行う。このフィッティングで求めた関数は、関数の次数を超える高周波成分は除去されるので平滑化と同等の効果を得る。
【００３５】
第２のフィッティング手段２０５は、Ｘ線検出器２４の１つのチャネルが取得する投影情報値および第１のフィッティング手段２０４により第１の関数フィッティングされた投影情報値の間で一次あるいは高次関数のフィッティングを行う。これにより、ＢＨ補正手段２０３で用いられる（１）式と同様の補正係数を取得することができる。
【００３６】
判定手段２０６は補正精度を向上させるため、異なるファントムについて上述した処理を行なうか否かを判定する。
高次フィッティング手段２０７は、異なるファントムについて求めて補正係数を用いてさらに高度なフィッティングを行なう。
最終補正処理手段２０８は、以上のごとく得られた補正係数を用いて撮影情報について最終的な補正を行なう。
画像再構成手段２０９は、記憶装置６６の複数ビューからなる投影情報であるサイノグラムを用いて、被検体あるいはファントム、たとえば、図２に図解した断面が円形のファントム３１０の断層画像を再構成する。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション法等が用いられ、表示装置６８に再構成画像が表示される。
【００３７】
第１実施の形態
本発明の第１実施の形態として、ボア２９内に断面が円形のファントム３１０を用いた場合について述べる。特に、ファントム３１０をボア２９の中心位置からずれた位置に配置した場合について述べる。
ファントム３１０は被検体である人体に組成に近似した材料で構成されている。たとえば、ファントム３１０は、ポリプロピレン等の材質で作成された、円筒形状を有し、例えば径は３５ｃｍのものとする。
ボア２９内に位置するファントム３１０についてのデータ収集、投影情報およびサイノグラムについてＸ線ＣＴ装置の基本動作について述べる。
【００３８】
図３は走査ガントリ２のボア２９内に配置された断面が円形のファントム３１０を示している。ファントム３１０は円形断面を有しており、その中心は、ボア２９の撮像中心とは異なる場所に位置する。
Ｘ線管２０から照射されたＸ線はボータイルフィルタ２１を透過したとき強度調整され（Ｘ線検出器２４のチャネル方向について平滑化され）、さらにコリメータ２２で成形されたＸ線ファンビームは、断面が円形のファントム３１０を透過して、Ｘ線検出器２４で検出される。
【００３９】
Ｘ線検出器２４は、Ｘ線ファンビームの拡がり方向に複数のＸ線検出素子がアレイ状に配列されており、アレイ状の各チャネルでファントム３１０の投影情報を検出する。
【００４０】
図４はデータ処理装置６０の各手段で行なう処理を示すフローチャートである。
ステップ１：ファントムスキャン
オペレータはまず、ボア２９内の所定位置に断面が円形のファントム３１０を配置する。ただし、ファントム３１０をボア２９内の撮像中心からずれた位置に配置する。上述したように、断面が円形のファントム３１０は、ポリプロピレン等の材質で作成された、円筒形状を有し、例えば径は３５ｃｍのものとする。
データ処理装置６０のデータ収集手段２０１は、断面が円形のファントム３１０を用いて、ファントムスキャンを行う。その結果、スキャンにより取得される第１の投影情報６０１が記憶装置６６に記憶される。すなわち、Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、ボア２９を中心にして対向配置されており、相対位置を変化すること無く、回転部３４ごとボア２９の周り回転するとき、データ収集部２６を介してデータ処理装置６０のデータ収集手段２０１が投影情報の取得を行い、記憶装置６６に記憶する。
このように、データ処理装置６０のデータ収集手段２０１は、回転角度に対応したビュー番号ごとに、前記投影情報を取得し、一枚のサイノグラムを生成して記憶装置６６に記憶する。
【００４１】
図５（Ａ）は、断面が円形のファントム３１０を用いた場合のサイノグラムの一例を示した図である。サイノグラムは、チャネルの中心近傍に存在する投影情報部およびチャネルの周辺に存在する空気データ部とからなる。断面が円形のファントム３１０は、撮像中心からずれて配置されるので、投影情報部のチャネル幅の位置は、回転部３４の回転、すなわちビュー番号の変化と共に位置を変化させ、図５（Ａ）に図解のようにビュー番号方向に蛇行する。同様の理由により、ビュー番号の変化と共に、投影情報部のチャネル幅も変化する。
【００４２】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のビュー番号がｊである投影情報を、横軸をチャネル番号、縦軸を投影情報値として表示した図である。投影情報値は、断面が円形のファントム３１０を透過するＸ線ビームの透過長さに比例するので、ファントム３１０の中心近傍を透過するＸ線は、透過長さが長く、高い投影情報値を示し、ファントム３１０の周辺近傍を透過するＸ線は、透過長さが短く、低い投影情報値を示し、図５（Ｂ）の様な半円形の投影像を示す。
【００４３】
一例として、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉの投影情報値を示す。
図３に点線で示したＸ線ビームは、ビュー番号ｊの場合に、Ｘ線検出器２４のチャネル番号１に入射する。この際、Ｘ線ビームが断面が円形のファントム３１０内を透過する長さを１（小文字のエル）とする。この長さｌと、図５（Ｂ）のチャネルｉの投影情報値ｈは下記のごとく比例している。すなわち、ｌ∝ｈ。
図３において、断面が円形のファントム３１０は、撮像中心からずれた位置に位置しているので、チャネルｉの透過長さｌは、ビューごとに変化し、図５（Ｂ）に示したチャネルｉの投影情報値ｈもビューごとに変化する。
【００４４】
図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のチャネル番号がｉの投影情報値を、横軸をビュー番号、縦軸を投影情報値として表示したものである。投影情報値は、ビュー番号ごとに異なる、断面が円形のファントム３１０を透過するＸ線ビームの透過長さに比例するので、図５（Ｃ）に示した様な周期性のある特性を示す。
【００４５】
ステップ２：前処理
図６は、本動作の際に生成される、記憶装置６６に記憶される、中間的な投影情報のファイルを示す。
データ処理装置６０の前処理手段２０２は、第１の投影情報からなるサイノグラムに対して、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）除去および感度補正等の前処理を行う。
【００４６】
ステップ３：ビームハードニング補正
データ処理装置６０のＢＨ補正手段２０３は、（１）式を用いて、投影情報値ＩｈにＢＨ補正を行い、補正された投影情報値Ｉｃを求める。その結果が記憶装置６６に図６に示す第２の投影情報として記憶される。このファイルでは、ＢＨ効果は概ね除去されるが、Ｘ線検出器２４の個々のチャネルごとのばらつきに起因する若干のＢＨ効果が残存する。図７（Ａ）に第２の投影情報の例を模式的に示した。概ね円形ファントムの投影情報である半円形の形状を有しているが、チャネルによっては、Ｘ線感度の違い等により、パルス状に投影情報値Ｉｃが変化する。これらは、チャネル固有の現象であるのでチャネルごとに補正する必要がある。また、図８（Ａ）に第２の投影情報の１つのチャネルのビュー方向の投影情報値の例を模式的に示した。ビュー番号によっては、投影情報値Ｉｃがパルス状に変化する。
【００４７】
ステップ４：チャネル方向の平滑化処理
データ処理装置６０の第１のフィッティング手段２０４は、第２の投影情報６０２を用いて、まず、チャネル方向の平滑化を行う。その結果が図６に示す第３Ａの投影情報６０３として記憶装置６６に記憶される。この投影情報では、チャネルごとのばらつきに起因する投影情報値Ｉｃが平滑化されて除去される。
図７（Ｂ）に第３Ａの投影情報の例を模式的に示した。円形ファントムの投影情報である半円形の形状のみが投影情報として求まる。
【００４８】
ステップ５：ビュー方向の平滑化
データ処理装置６０の第１のフィッティング手段２０４はさらに、投影情報６０３を用いてビュー方向の平滑化を行う。これにより、図６に示す第３Ｂ投影情報６０４が生成される。この投影情報では、１つのチャネルで生じるビューごとのばらつきに起因する投影情報値が平滑化される。図８（Ｂ）に第３Ｂ投影情報の例を模式的に示した。１つのチャネルのビュー方向の周期的な投影情報値が平滑化される。
【００４９】
ステップ６：１次の補正係数の算出
データ処理装置６０の第２のフィッティング手段２０５は、第２の投影情報および第３Ｂ投影情報から一次の補正係数を求める。ここで、チャネル番号がｉの第２の投影情報の投影情報値をＳ（ｊ），第３Ｂ投影情報の投影情報値をＦ（ｊ）とする。
そして、すべてのビュー番号での投影情報値を、横軸をＳ（ｊ）、縦軸をＦ（ｊ）として図示すると図９（Ａ）に示す様に、概ね原点を通る直線上に配列する。この直線をチャネルｉの補正係数とする。
図９（Ａ）はファントムが１個のときの第２の投影情報の投影情報値Ｓ（ｊ）と第３Ｂ投影情報の投影情報値Ｆ（ｊ）との関係を示すグラフである。
この補正係数は、記憶装置６６に補正係数情報６０５として保存される。なお、この補正係数の傾きをＫｉとすると下記式で表すことができる。
【００５０】
Ｆ（ｊ）／Ｓ（ｊ）≒Ｋｉ
【００５１】
被検体から得られるＢＨ補正後のチャネルｉの投影情報値Ｉｃにこの補正係数Ｋｉを乗算すると下記となる。
【００５２】
Ｉｐ＝Ｉｃ・Ｋｉ
【００５３】
その結果、被検体の平滑化された補正後の投影情報値Ｉｐが得られる。
図９（Ａ）に示した、投影情報値Ｓ（ｊ）の大きさおよび値の取得範囲は、投影情報値の大きさが図３で示した断面が円形のファントム３１０を透過するＸ線の透過長さｌ（エル）に比例するので、断面が円形のファントム３１０の径およびボア２９内のファントム位置に依存する。
【００５４】
ステップ７：精度向上か否かの判定
データ処理装置６０の判定手段２０６は、補正係数の精度を向上するかどうかを判定する。補正係数の精度向上を計る場合には、オペレータが断面が円形で異なる径の断面が円形のファントムを、ボア２９内の撮像中心から異なる位置に配置し、ステップ１〜６の処理を再開し、新たなファントムについて新たな補正係数を取得する。
【００５５】
図９（Ｂ）に、２つの直径が異なる断面が円形のファントムを用いた場合に求められる補正係数の例を示す。ファントムの径およびファントムの位置からＸ線ビームの透過長さが決まり、投影情報値Ｓ（ｊ）も決まる。従って、断面が円形のファントムの直径をＡ，Ｂとして、Ａ＜Ｂとすると、概ね図９（Ｂ）に示す様に、ファントムＡの投影情報値は、領域Ａに存在し、ファントムＢの投影情報値は、領域Ｂに存在する。そして、これら領域の投影情報値から、補正手段２０３によって補正係数を求めることができる。
【００５６】
ステップ８：高次のフィッティング
複数のファントムを用いて上述した処理を行なって、補正係数の精度上充分なデータが取得された場合には、データ処理装置６０の高次フィッティング手段２０７は、取得された領域ごとの補正係数に対して高次関数のフィッティングを行う。図１０に、図９（Ｂ）に示されたファントムＡおよびＢの補正係数を用いた場合の例を示す。高次フィッティング手段２０７は、領域Ａの補正係数Ａの値および領域Ｂの補正係数Ｂの値に対して、たとえば、以下の３次のフィッティング関数をフィッティングし、補正係数Ｋ０，ＫｌおよびＫ２を決定する。
【００５７】
Ｉｆ＝Ｋ０・Ｓ（ｊ）十Ｋ１・Ｓ（ｊ）^２＋Ｋ２・Ｓ（ｊ）^３（２）
【００５８】
この際、投影情報値の小さい領域Ａの補正係数は、投影情報値の大きい領域Ｂの補正係数より精度が高いと考えられるので、高次フィッティング手段２０７は領域ごとに重み付けを行い、領域Ａでより高精度にフィッティングするように式（２）の補正係数を決めることもできる。
【００５９】
ステップ９：補正係数の保存
データ処理装置６０の高次フィッティング手段２０７は、補正係数Ｋ０，ＫｌおよびＫ２の値からなる高次補正係数情報６０６を記憶装置６６に保存し、処理を終了する。
【００６０】
ステップ１０：表示
被検体の撮像を行う際には、データ処理装置６０の最終補正処理手段２０８が、被検体のＢＨ補正が行われた投影情報値Ｉｃに対して、各チャネルごとの補正係数Ｋ０，ＫｌおよびＫ２を用いて、式（２）から補正された投影情報値Ｉｆを求める。
これら投影情報値Ｉｆを、画像再構成手段２０９により、画像の再構成を行い断層画像情報を取得して、表示装置６８および／または撮影テーブル４の表示部に表示する。
【００６１】
上述したように、第１実施の形態においては、異なる径の断面が円形のファントムを撮像中心からずれた位置に配置して、Ｘ線ビームの透過長さがビューごとに異なり、従って、投影情報値もビューごとに異なる投影情報を各チャネルで取得することとしているので、ＢＨ補正後に行うこの投影情報値のチャネルごとの補正で、補正係数を高次関数で近似し、非線形成分をも考慮した補正を行うことができ、さらに少ない数のファントムデータでも高精度な補正係数を求めることができるので、オペレータの校正処理にかける時間的および肉体的負担を軽減することができる。
【００６２】
上述した方法は、式（２）を用いて３次関数でフィッティングを行ったが、２次あるいは４次以上の高次関数でフィッティングすることもできる。
【００６３】
また、本実施の形態では、図４のステップ６を参照して述べたでサイノグラムごとに一次の補正係数をもとめることとしたが、サイノグラムごとの第２の投影情報６０２および第３の投影情報６０４に対して高次関数をフィッティングし、一次の補正係数を求めずに高次の補正係数を求めることもできる。
【００６４】
本発明の第１実施の形態によれば、撮像領域の撮像中心からずれた位置に配置される１つあるいは複数の異なる径を有する断面が円形のファントムの第１の投影情報を、すべてのビューで撮影して、１つあるいは複数のサイノグラムを取得し、ビームハードニング補正手段により、第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、第１のフィッティング手段により、第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、第２のフィッティング手段により、第２の投影情報を構成する各チャネルで、すべてのビューの第２の投影情報の値を独立変数とする第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングを行って補正係数を求め、補正手段により、この補正係数から、撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正することとしているので、ビューごとあるいはサイノグラムごとに第２の投影情報の値が異なるので、補正係数を関数フィッティングで求める際に、第２の投影情報の値の広い範囲で補正係数のフィッティングを行い、補正係数の精度を向上して画質の向上を計ることができ、あるいは、少ない数のファントムで高精度の補正係数を得ることで簡易に補正係数を求めることができる。
【００６５】
第１実施の形態の評価
断面が円形のファントム３１０を用いた第１実施の形態は、図３に図解したように、断面が円形のファントム３１０を透過するＸ線の透過長さが方向によって異なるから、Ｘ線検出器２４にいたるＸ線の透過強度が不均一である。たとえば、図３において、透過長さｌ１は透過長さｌ２より短い。
他方、人体の胴部および頭部は丸みを帯びた楕円状である。
もちろん、第１実施の形態においても、断面が円形のファントム３１０を透過するＸ線の透過距離が異なっても不正確にならないように、Ｘ線管２０から照射されたＸ線はボータイルフィルタ２１によってＸ線検出器２４に入射するＸ線の強度が均一化されるように調整できるが、精度を高めるにはボータイルフィルタ２１も種々の形状のものを交換して、校正を行なう必要がある。
第１実施の形態において述べたように、高精度の補正を行うために、撮像中心に配置されるＦＯＶ（撮像領域）全体を概ね覆う直径で、かつ直径の異なる複数の円筒形状のファントムを撮像し、これらファントムの投影情報から補正係数の補正を精密化した。
【００６６】
このように、第１実施の形態の方法を行なうと、作業時間とオペレータの労力が増大する。したがって、ＢＨ効果のチャネルごとの補正を、簡易にしかも非線形効果も考慮して精密化できる、さらなるビームハードニング後処理方法およびＸ線ＣＴ装置をいかに実現するかが重要となる。第２実施の形態以降は、上述した第１実施の形態の不具合を改善する方法を述べる。
【００６７】
第２実施の形態
第２実施の形態として、図１１に図解したように、断面が楕円のファントム３２０をＸ線管２０とＸ線検出器２４との間のボア２９内の撮像領域に配置し、この断面が楕円のファントム３２０についてＢＨ補正を行い、補正係数を算出する方法について述べる。図１１は第１実施の形態の図３に対応している。
断面が楕円のファントム３２０は人体の胴部の断面に近似している。ファントム３２０の材質は、第１実施の形態として述べた断面が円形のファントム３１０と同様である。
第１実施の形態と第２実施の形態との相違は、断面が円形のファントム３１０を断面が楕円のファントム３２０に代えたことである。
第２実施の形態においても、適用するＸ線ＣＴ装置は図１に図解したものと同様とする。したがって、図１を参照してＸ線ＣＴ装置について述べることは割愛する。
第２実施の形態においても、図２を参照して述べた、データ処理装置６０の構成も第１実施の形態と同様である。すなわち、データ処理装置６０は、データ収集手段２０１、前処理手段２０２、ＢＨ補正手段２０３、第１のフィッティング手段２０４、第２のフィッティング手段２０５、判定手段２０６、高次フィッティング手段２０７、最終補正処理手段２０８オペレータ画像再構成手段２０９を有する。
【００６８】
校正方法
ファントムが断面が楕円のファントム３２０に代わったことを除いて、図２に図解したデータ処理装置６０の各手段が行なう処理は、図４を参照して第１実施の形態と同様である。その概要を述べる。
【００６９】
ステップ１：オペレータが被検体が位置すると同様の撮像領域の撮像中心部分で、Ｘ線管２０とＸ線検出器２４との中心線に断面が楕円のファントム３２０を位置させる。なお、断面が楕円のファントム３２０は、Ｘ線管２０からＸ線検出器２４に至る扇状に拡散しているＸ線の範囲で、Ｘ線検出器２４の端部において、断面が楕円のファントム３２０を透過しないＸ線もＸ線検出器２４で検出されるように配置する。
データ処理装置６０のデータ収集手段２０１は、断面が楕円のファントム３２０についての第１の投影情報を、多方向からの複数ビューで撮影して１つのサイノグラムを取得する。
データ収集手段２０１で算出した撮影情報の特性（プロファイル）は、もちろん、断面が円形のファントム３１０についての図５（Ａ）〜（Ｃ）に例示したものとは異なり、断面が楕円のファントム３２０についてのものとなる。
【００７０】
ステップ２：必要に応じて、データ処理装置６０の前処理手段２０２が、第１撮影情報に第１実施の形態と同様の前処理を行なう。
【００７１】
ステップ３：データ処理装置６０のＢＨ補正手段２０３が、第１実施の形態と同様、前処理された第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成する。（１）式における係数Ｂ_０〜Ｂ_３の値は第１実施の形態の値とはもちろん異なるが、補正式は同じである。
【００７２】
ステップ４〜５：データ処理装置６０の第１のフィッティング手段２０４が、第１実施の形態同様、チャネル方向およびビュー方向の平滑処理を行なう。
【００７３】
ステップ６：データ処理装置６０の第２のフィッティング手段２０５が、第１実施の形態同様、１次の補正係数を求める。
【００７４】
ステップ７：オペレータは必要に応じて、図１２（Ａ）〜（Ｂ）に例示したように、楕円率などの異なる複数の断面が楕円のファントムについて、あるいは、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように、寸法、形状、材料の異なる複数の断面が楕円のファントムについて、上記処理を反復するか否かを指示する。判定手段２０６はそのような要求があるか否かを判定する。
なおこのような、断面が楕円のファントム３２０としては、Ｘ線ＣＴ装置で特に診断を行なう部位、被検体の体型に類似する形状のものを複数用いることができる。
【００７５】
ステップ８：複数の断面が楕円のファントムについて上記処理を終了したのち、データ処理装置６０の高次フィッティング手段２０７が複数組の補正係数をフィッティングして、最終的な補正係数を算出する。
【００７６】
ステップ９：最終補正処理手段２０８が撮影情報について最終的な補正係数を用いて補正する。
ステップ１０：データ処理装置６０の画像再構成手段２０９が補正された画像を再校正して表示装置６８などに表示する。
【００７７】
第２実施の形態の断面が楕円のファントム３２０は被検体である人体の胴部、頭部などと形状が類似しているので、第１実施の形態の断面が円形のファントム３１０を用いたときに得られる補正係数よりさらに正確な補正係数を得ることが出来る。
また、図１２（Ａ）〜（Ｂ）、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように、種々の断面が楕円のファントムについて補正係数を求めているので、種々の条件の被検体、たとえば、大人か子供、女性か男性、肥満体かやせ型、同じ被検体について頭部、胸部、胴部、脚部などについて、統一して適用可能な補正係数を算出することができる。
【００７８】
変形態様
なお、上述した実施の形態において、種々のファントムについて反復処理するして、その結果に基づいて、ステップ８において高次フィッティング手段２０７が高次のフィッティングをする場合について述べたが、断面が楕円のファントムの形状、材質に合わせて、個別の補正係数を算出して、記憶装置６６に保存しておくこともできる。
そして、Ｘ線ＣＴ装置において、被検体の位置、たとえば、頭部、胸部、胴部、脚部などに応じて撮影情報の補正に使用できるようにしてもよい。同様に、胸部、胴部などについても、大柄な被検体、肥満体の被検体など、被検体の条件に応じて、補正係数を選択して使用することもできる。また、被検体が子供か大人かなどに応じて選択して補正係数を使用することもできる。
【００７９】
第３実施の形態
第３実施の形態として、図１４に図解したように、断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０をＸ線管２０とＸ線検出器２４との間のボア２９内の撮像領域に配置し、このファントム３３０についてＢＨ補正を行い、補正係数を算出する方法について述べる。図１４は第１実施の形態の図３に対応している。断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０の材質は、第１実施の形態として述べた断面が円形のファントム３１０と同様である。
第１実施の形態と第２実施の形態との相違は、断面が円形のファントム３１０を断面が断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０に代えたことである。
第３実施の形態においても、適用するＸ線ＣＴ装置は図１に図解したものと同様とする。したがって、図１を参照してＸ線ＣＴ装置について述べることは割愛する。
第３実施の形態においても、図２を参照して述べた、データ処理装置６０の構成も第１実施の形態と同様である。すなわち、データ処理装置６０は、データ収集手段２０１、前処理手段２０２、ＢＨ補正手段２０３、第１のフィッティング手段２０４、第２のフィッティング手段２０５、判定手段２０６、高次フィッティング手段２０７、最終補正処理手段２０８オペレータ画像再構成手段２０９を有する。
【００８０】
校正方法
断面が円形のファントム３１０が断面が楕円のファントム３３０に代わったことを除いて、図２に図解したデータ処理装置６０の各手段が行なう処理は、図４を参照して第１実施の形態と同様である。その概要は第２実施の形態として述べたものと同様である。
【００８１】
ステップ１：オペレータが被検体が位置すると同様の撮像領域の撮像中心部分で、Ｘ線管２０とＸ線検出器２４との中心線に断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０を位置させる。なお、ファントム３３０は、Ｘ線管２０からＸ線検出器２４に至る扇状に拡散しているＸ線の範囲で、Ｘ線検出器２４の端部において、ファントム３３０を透過しないＸ線もＸ線検出器２４で検出されるように配置する。
データ処理装置６０のデータ収集手段２０１は、ファントム３３０についての第１の投影情報を、多方向からの複数ビューで撮影して１つのサイノグラムを取得する。
断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０についてデータ収集手段２０１で算出した撮影情報の特性（プロファイル）は、もちろん、断面が円形のファントム３１０についての図５（Ａ）〜（Ｃ）に例示したものとは異なり、断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０についてのものとなる。
【００８２】
ステップ２：必要に応じて、データ処理装置６０の前処理手段２０２が、第１撮影情報に第１実施の形態と同様の前処理を行なう。
【００８３】
ステップ３：データ処理装置６０のＢＨ補正手段２０３が、第１実施の形態と同様、前処理された第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成する。（１）式における係数Ｂ_０〜Ｂ_３の値は第１実施の形態の値とはもちろん異なるが、補正式は同じである。
【００８４】
ステップ４〜５：データ処理装置６０の第１のフィッティング手段２０４が、第１実施の形態同様、チャネル方向およびビュー方向の平滑処理を行なう。
【００８５】
ステップ６：データ処理装置６０の第２のフィッティング手段２０５が、第１実施の形態同様、１次の補正係数を求める。
【００８６】
ステップ７：オペレータは必要に応じて、図１５（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように厚さ、寸法、向きなどの異なる複数の断面が楕円のファントムについて、上記処理を反復するか否かを指示する。判定手段２０６はそのような要求があるか否かを判定する。
【００８７】
ステップ８：複数の断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について上記処理を終了したのち、データ処理装置６０の高次フィッティング手段２０７が複数組の補正係数をフィッティングして、最終的な補正係数を算出する。
【００８８】
ステップ９：最終補正処理手段２０８が撮影情報について最終的な補正係数を用いて補正する。
ステップ１０：データ処理装置６０の画像再構成手段２０９が補正された画像を再校正して表示装置６８などに表示する。
【００８９】
第３実施の形態によれば、第２実施の形態の断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０についても、正確な補正係数を得ることが出来る。
【００９０】
第４実施の形態
第４実施の形態は、第１の実施の形態におけるステップ９において断面が円形の種々のファントム３１０について求めた補正係数と、第２実施の形態におけるステップ９において断面が楕円の種々のファントム３２０について求めた補正係数とから、これらの共通する総合的な補正係数を求めるため、図１６に図解したように、データ処理装置６０に総合補正係数算出手段２１０を付加する。
総合補正係数算出手段２１０における総合的な補正係数の算出方法としては、たとえば、断面が円形の種々のファントム３１０について求めた補正係数と、断面が楕円の種々のファントム３２０について求めた補正係数との平均値をとることができる。あるいは、所定の重み付け係数を乗じた上で、その和をとることができる。
総合補正係数算出手段２１０によってこのように算出された総合補正係数は記憶装置６６に保存され、最終補正処理手段２０８において撮影情報の補正に使用できる。
【００９１】
第４実施の形態によれば、さらに種々の条件の被検体について広く適用可能な補正係数を求めることができ、それを用いると、正確な撮影情報の補正が可能となる。
【００９２】
第５実施の形態
第５実施の形態は、第４実施の形態とは異なり、第１の実施の形態におけるステップ９において断面が円形の種々のファントム３１０について求めた補正係数と、第３実施の形態におけるステップ９において断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について求めた補正係数とから、図１６に図解した総合補正係数算出手段２１０により、これらの共通する総合的な補正係数を求める。
総合補正係数算出手段２１０における総合的な補正係数の算出方法としては、たとえば、断面が円形の種々のファントム３１０について求めた補正係数と、断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について求めた補正係数との平均値をとることができる。あるいは、所定の重み付け係数を乗じた上で、その和をとることができる。
総合補正係数算出手段２１０によってこのように算出された総合補正係数は記憶装置６６に保存され、最終補正処理手段２０８において撮影情報の補正に使用できる。
【００９３】
第５実施の形態によれば、さらに種々の条件の被検体について広く適用可能な補正係数を求めることができ、それを用いると、正確な撮影情報の補正が可能となる。
【００９４】
第６実施の形態
第６実施の形態は、第４、第５実施の形態とは異なり、第１の実施の形態におけるステップ９において断面が楕円の種々のファントム３２０について求めた補正係数と、第３実施の形態におけるステップ９において断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について求めた補正係数とから、図１６に図解した総合補正係数算出手段２１０により、これらの共通する総合的な補正係数を求める。
総合補正係数算出手段２１０における総合的な補正係数の算出方法としては、たとえば、断面が楕円のファントム３２０について求めた補正係数と、断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について求めた補正係数との平均値をとることができる。あるいは、所定の重み付け係数を乗じた上で、その和をとることができる。
総合補正係数算出手段２１０によってこのように算出された総合補正係数は記憶装置６６に保存され、最終補正処理手段２０８において撮影情報の補正に使用できる。
【００９５】
第６実施の形態によれば、さらに種々の条件の被検体について広く適用可能な補正係数を求めることができ、それを用いると、正確な撮影情報の補正が可能となる。
【００９６】
第７実施の形態
第７実施の形態は、第１の実施の形態におけるステップ９において断面が円形のファントム３１０について求めた補正係数と、第２の実施の形態におけるステップ９において断面が楕円のファントム３２０補正係数と、第３実施の形態におけるステップ９において断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について求めた補正係数とから、図１６に図解した総合補正係数算出手段２１０により、これらの共通する総合的な補正係数を求める。
総合補正係数算出手段２１０における総合的な補正係数の算出方法としては、たとえば、断面が円形のファントム３１０について求めた補正係数と、断面が楕円のファントム３２０について求めた補正係数と、断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム３３０について求めた補正係数との平均値をとることができる。あるいは、所定の重み付け係数を乗じた上で、その和をとることができる。
総合補正係数算出手段２１０によってこのように算出された総合補正係数は記憶装置６６に保存され、最終補正処理手段２０８において撮影情報の補正に使用できる。
【００９７】
第７実施の形態によれば、さらに種々の条件の被検体について広く適用可能な補正係数を求めることができ、それを用いると、正確な撮影情報の補正が可能となる。
【００９８】
本発明の実施に際しては、上述した例示に限らず、種々の変形態様をとることができる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、被検体の形状、部位などに適した撮影情報の補正係数を求めることができる。そのような補正係数を用いて被検体の撮影情報を補正すれば、一層正確な断層映像が得られる。
また本発明によれば、種々の被検体に適用可能な補正係数を求めることができる。そのような補正係数を用いて被検体の撮影情報を補正すれば、種々の被検体について一層正確な断層映像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のＣＴ装置の１実施の形態としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に図解したＸ線ＣＴ装置におけるデータ処理装置の構成図である。
【図３】図３は図１に図解したＸ線ＣＴ装置における、第１実施の形態として断面が円形のファントムを用いた場合の、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と断面が円形のファントムとの位置関係を示す図である。
【図４】図４は第１実施の形態としてのデータ処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施の形態としての断面が円形のファントムを用いた場合のサイノグラムおよび投影情報値を示す図である。
【図６】図６は第１実施の形態としての図１に図解した記憶装置内のファイルを示すブロック図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は第１実施の形態としての投影情報値のチャネル方向の処理を示す図である。
【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）は第１実施の形態としての投影情報値のビュー方向の処理を示す図である。
【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）は第１実施の形態としての投影情報値の補正係数を示す図である。
【図１０】図１０は第１実施の形態としての投影情報値の第２のフィッティング関数を求める図である。
【図１１】図１１は図１に図解したＸ線ＣＴ装置における、第２実施の形態として断面が楕円のファントムを用いた場合の、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と断面が円形のファントムとの位置関係を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜（Ｂ）は、第２実施の形態の断面が楕円のファントムの種々の断面図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施の形態の断面が楕円のファントムの種々の断面図である。
【図１４】図１４は図１に図解したＸ線ＣＴ装置における、第３実施の形態として断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントムを用いた場合の、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と断面が円形のファントムとの位置関係を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、第３実施の形態の断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントムの種々の断面図である。
【図１６】図１６は図１に図解したＸ線ＣＴ装置におけるデータ処理装置の第２の構成図である。
【符号の説明】
２・・走査ガントリ
２０・・Ｘ線管、２１・・ボータイルフィルタ、２２・・コリメータ
２４・・Ｘ線検出器、２６・・データ収集部、
２８・・Ｘ線コントローラ、２９・・ボア
３０・・コリメータコントローラ、３４・・回転部
３６・・回転コントローラ
４・・撮影テーブル
６・・操作コンソール
６０・・データ処理装置
２０１・・データ収集手段
２０２・・前処理手段
２０３・・ＢＨ補正手段
２０４・・第１のフィッティング手段
２０５・・第２のフィッティング手段
２０６・・判定手段
２０７・・高次フィッティング手段
２０８・・最終補正処理手段
２０９・・画像再構成手段
２１０・・総合補正係数算出手段
６２・・制御インタフェース、６４・・データ収集バッファ
６６・・記憶装置、６８・・表示装置、７０・・操作装置
３１０・・断面が円形のファントム
３２０・・断面が楕円のファントム
３３０・・断面が厚さが均一な環状の（扇型）ファントム
６０１・・第１の投影情報、６０２・・第２の投影情報
６０３・・第３Ａ投影情報、６０４・・第３Ｂ投影情報
６０５・・補正係数情報、６０６・・高次補正係数情報

Claims

Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円のファントムを位置させて多方向から複数のビューを撮像し、
該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する補正係数を算出する、
Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、
前記撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する補正係数を算出する、
Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に断面が楕円の第１のファントムを位置させて多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第１の補正係数を算出し、
前記撮像領域に断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、前記撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第２補正係数を算出し、
前記第１の補正係数および前記第２の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出する、
Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法。
前記最終の補正係数は、前記第１の補正係数と前記第２の補正係数の平均値として算出する、
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置における補正係数算出方法。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に断面が楕円の第１のファントムを位置させて多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第１の補正係数を算出し、
前記撮像領域に断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、前記撮像結果を抽出し、該抽出した有効撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第２補正係数を算出し、
前記撮像領域に断面が円形の第３のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該撮像結果を用いて被検体の撮影情報を補正する第３補正係数を算出し、
前記第１の補正係数〜前記第３の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出する、
Ｘ線ＣＴ装置における補正係数算出方法。
前記最終の補正係数は、前記第１の補正係数〜前記第３の補正係数の平均値として算出する、
請求項５記載のＸ線ＣＴ装置における補正係数算出方法。
請求項１〜６いずれか記載の前記補正係数算出方法を行い、その補正係数を用いて被検体の撮像情報を補正することを特徴とする、Ｘ線ＣＴ装置。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円のファントムを位置させて、一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより求まる補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、
Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法。
Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、前記投影結果を抽出し、その投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより求まる補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、
Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円の第１のファントムを位置させて、一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより第１の補正係数を算出し、
前記撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、その投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより第２の補正係数を算出し、
前記第１の補正係数および前記第２の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出し、
前記最終の補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、
Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に、断面が楕円の第１のファントムを位置させて、一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１のファントムについての第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第１のファントムについての第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第１のファントムについての第３の投影情報を生成し、
前記第１のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第１のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより第１のファントムについての第１の補正係数を算出し、
前記撮像領域に、断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、当該複数のビューのうち透過量が所定値を越えるものは除外して有効投影結果を抽出し、その第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第２のファントムについての第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２のファントムについての第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第２のファントムについての第３の投影情報を生成し、
前記第２のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２のファントムについての第２の投影情報の値を独立変数として、前記第２のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより第２のファントムについての第２の補正係数を算出し、
前記第１の補正係数および前記第２の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出し、
前記最終の補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、
Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法。
Ｘ線管とＸ線検出器との間の撮像領域に断面が楕円の第１のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像した第１のファントムについての第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第１のファントムについての第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第１のファントムについての第３の投影情報を生成し、
前記第１のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第１のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより第１のファントムについての第１の補正係数を算出し、
前記撮像領域に断面が環状で厚さがほぼ均一の第２のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、その投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第２のファントムについての第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第２のファントムについての第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第２のファントムについての第３の投影情報を生成し、
前記第２のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２のファントムについての第２の投影情報の値を独立変数として、前記第２のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより第２のファントムについての第２の補正係数を算出し、
前記撮像領域に断面が円形の第３のファントムを位置させて一方向または多方向から複数のビューを撮像し、該複数のビューを撮像した第３のファントムについての第１の投影情報から１つのサイノグラムを取得し、
前記第１の投影情報にビームハードニング効果の補正を行い第３のファントムについての第２の投影情報を生成し、
前記第２の投影情報に第１の関数フィッティングを行って第３のファントムについての第３の投影情報を生成し、
前記第３のファントムについての第２の投影情報を構成する前記Ｘ線検出器の各チャネルで、全ての前記ビューにおける前記第２の投影情報の値を独立変数として、前記第３のファントムについての第３の投影情報の値を第２の関数フィッティングし、
前記第２の関数フィッティングにより前記第３のファントムについての第３の補正係数を算出し、
前記第１の補正係数〜前記第３の補正係数から最終的に被検体の撮影情報を補正する最終の補正係数を算出し、
前記最終の補正係数を用いて、前記撮像領域に載置される被検体の投影情報を補正する、
Ｘ線ＣＴ装置におけるビームハードニング後処理方法。
請求項８〜１２いずれか記載の前記ビームハードニング後処理方法を行い、その補正係数を用いて被検体の撮像情報を補正することを特徴とする、
Ｘ線ＣＴ装置。