JP2006068338A - 放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークによる断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止し、断層画像の画像品質を向上する。
【解決手段】検出器アレイ２３の第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉと第２検出素子２３ｊによる投影データＳｊとにおいて相違する投影データ相違率Ｒｉｊをクロストーク補正部４１が算出する。その後、クロストーク補正部４１は、クロストーク率記憶部５１が記憶する第１クロストーク率Ｃｉｊおよび第２クロストーク率Ｃｊｉと、算出した投影データ相違率Ｒｉｊとを用いて、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤｉを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線撮影装置に関する。

放射線撮影装置として、放射線であるＸ線を用いて被検体の断層面の画像を生成するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が知られている。Ｘ線ＣＴ装置は、人体や物体などを被検体とし、医療用途や産業用途などの広範な用途で利用されている。

Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管が被検体の周囲を回転して、被検体の周囲から複数のビュー方向に沿ってＸ線を照射する。そして、Ｘ線管から照射され被検体を透過するＸ線を、検出器アレイがビュー方向ごとに検出して投影データを得る。そして、その投影データに基づいて、被検体の断層面の画像を再構成して生成する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の撮影部位や撮影する目的が多様化してきており、解像度などの画像品質の向上や撮影の高速化が要求されている。このような要求に応えるために、Ｘ線ＣＴ装置は、複数の検出素子がマトリクス状に配列された検出器アレイを用いて、被検体を走査する間に複数の断層面の画像を得るように構成されている。

複数の検出素子がマトリクス状に配列された検出器アレイにおいては、複数の検出素子が互いに近接して配置されているため、所定の検出素子が得る投影データの一部が、その所定の検出素子に近接している他の検出素子の投影データに含まれてしまう現象が発生する場合がある。この現象は、クロストーク（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）と呼ばれる。たとえば、検出器アレイが固体検出器の場合、複数の検出素子の間でのＸ線の散乱や、検出素子のフォトダイオード間で発生する電荷のリークや、検出素子のシンチレータにより生成される光が他の検出素子のダイオードへのリークすることによって、クロストークが発生する。

このため、Ｘ線ＣＴ装置は、クロストーク成分を含む投影データに基づいて断層像を再構成して生成することになり、画像のコントラストの低下やアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）が発生し、画像品質が劣化する場合があった。

このようなクロストークによって画像品質が劣化することを防止するために、さまざまな方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平２−１３４３６号公報

しかしながら、従来においては、所定の検出素子による投影データは、その所定の検出素子に近接する他の検出素子から与えられるクロストーク成分のみを補正しており、他の検出素子へ与えるクロストーク成分については補正していない。このように、近接する他の検出素子へのクロストーク成分が補正されないため、再構成後の被検体の画像においては、クロストークによる画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生する場合があり、画像品質を向上することが困難であった。

したがって、本発明の目的は、クロストークによる画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止し、画像品質を向上可能な放射線撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の放射線撮影装置は、被検体に放射線を照射する照射部と、前記照射部から照射され前記被検体を透過する前記放射線を検出して投影データを得る検出素子がマトリクス状に複数配置されている検出部と、前記検出部における複数の前記検出素子のそれぞれが得る前記投影データから前記複数の検出素子の間におけるクロストーク成分を除去するように補正するクロストーク補正部と、前記クロストーク補正部により補正された前記投影データに基づいて、前記被検体の断層面の画像を生成する画像生成部とを有する放射線撮影装置であって、前記複数の検出素子における第１検出素子が前記第１検出素子と異なる第２検出素子に与えるクロストーク成分の割合である第１クロストーク率と、前記第１検出素子が前記第２検出素子によって与えられるクロストーク成分の割合である第２クロストーク率とを、前記複数の検出素子ごとに記憶するクロストーク率記憶部を含み、前記クロストーク補正部は、前記第１検出素子による投影データから前記第２検出素子による投影データを差し引いた差を前記第１検出素子による投影データで割り算をすることによって投影データ相違率を算出した後に、前記第１検出素子による投影データと１００との積を、前記第１クロストーク率と前記投影データ相違率との積と１００との和から、前記第２クロストーク率と前記投影データ相違率との積を差し引いた差分値で割ることによって、前記第１検出素子における補正後の投影データを算出する。

したがって、本発明によれば、クロストークによる画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止し、画像品質を向上可能な放射線撮影装置を提供することができる。

以下より、本発明にかかる実施形態について説明する。

まず、本発明にかかる実施形態の放射線撮影装置の構成について説明する。

図１は、本発明にかかる実施形態の放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図であり、図２は、本発明にかかる実施形態の放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の要部を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と操作コンソール３と撮影テーブル４とを有している。

走査ガントリ２は、Ｘ線管２０とＸ線管移動部２１とコリメータ２２と検出器アレイ２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６と回転部２７と回転コントローラ２８とを有する。走査ガントリ２は、撮影テーブル４により撮影空間２９に移動された被検体６を走査する。

Ｘ線管２０は、たとえば、回転陽極型であり、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５１に基づいて、所定強度のＸ線５を、コリメータ２２を介して被検体６に照射する。また、Ｘ線管２０は、撮影空間２９を挟むように検出器アレイ２３と対向しており、撮影空間２９の被検体６の周囲をチャネル方向ｉに沿って回転する。そして、Ｘ線管２０は、被検体６の周囲から被検体６への複数のビュー方向に沿ってＸ線５を照射する。

Ｘ線管移動部２１は、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５２に基づいて、被検体６の周囲をＸ線管２０が回転する軌道により囲われる面に対して略垂直な被検体６の体軸方向ｚにＸ線管２０の放射中心を移動する。

コリメータ２２は、Ｘ線管２０と検出器アレイ２３との間に配置されている。コリメータ２２は、コリメータコントローラ２６からの制御信号ＣＴＬ２６１に基づいて、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５をチャネル方向ｉと体軸方向ｚとのそれぞれにおいて遮る。そして、コリメータ２２は、チャネル方向ｉと体軸方向ｚとに所定の幅を有するコーン状のＸ線５に成形するように、Ｘ線５の照射範囲を調整する。ここで、Ｘ線５の照射範囲は、制御信号ＣＴＬ２６１に基づいてコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を調節することにより設定される。コリメータ２２のアパーチャ２２１の開度調節は、たとえば、チャネル方向ｉと体軸方向ｚとにそれぞれ設けられた２枚の板を独立して移動させることにより行われる。

検出器アレイ２３は、Ｘ線管２０から照射され被検体６を透過するＸ線５を検出して投影データを得る。検出器アレイ２３は、複数のＸ線検出モジュール２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，…２３Ｉを有しており、複数のＸ線検出モジュール２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，…，２３Ｉが、チャネル方向ｉに隣接して並列し配置されている。

図３は、本実施形態における検出器アレイ２３を構成する複数のＸ線検出モジュール２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，…２３Ｉのうち、一つのＸ線検出モジュール２３Ａを示す構成図である。

図３に示すように、Ｘ線検出モジュール２３Ａは、Ｘ線管２０から照射され被検体６を透過するＸ線５を検出して投影データを得る検出素子２３ａを複数備える。Ｘ線検出モジュール２３Ａにおいては、複数の検出素子２３ａが、被検体６の周囲をＸ線管２０が回転する軌道に沿ったチャネル方向ｉと、被検体６の周囲をＸ線管２０が回転する軌道により囲われる面に対して略垂直な被検体６の体軸方向ｚとにマトリクス状に配置されており、検出素子による投影データをビュー方向ごとに得る。２次元的にマトリクス状に配列された複数の検出素子２３ａは、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成している。

検出素子２３ａは、たとえば、検出したＸ線５を光に変換するシンチレータ（図示なし）と、シンチレータが変換した光を電荷に変換するフォトダイオード（図示なし）とを有する固体検出器を用いて構成されている。なお、検出素子２３ａは、これに限定されるものではなく、たとえば、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体検出素子、あるいはキセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型の検出素子２３ａであって良い。

図４，図５は、Ｘ線管２０とコリメータ２２と検出器アレイ２３の配置関係を示す図である。図４において、図４（ａ）は体軸方向ｚを視線とした状態を示す図であり、図４（ｂ）はチャネル方向ｉを視線とした状態を示す図である。また、図５は、図４（ｂ）と同様にチャネル方向ｉを視線とした状態において、被検体６を撮影する様子を示す図である。

図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５は、コリメータ２２によって所定のコーン角を有するコーン状のＸ線５となるように成形され、検出器アレイ２３の所定領域に照射されるようになっている。そして、図５に示すように、被検体６を撮影する場合においては、撮影テーブル４に載置された被検体６が撮影空間２９に搬入され、被検体６の体軸方向ｚを軸としてＸ線管２０が被検体６の周囲を回転し、それぞれのビュー方向ごとに沿って、被検体６にＸ線５を照射する。そして、Ｘ線管２０から照射されたＸ線５は、コリメータ２２を介して被検体６を透過して検出器アレイ２３に検出される。そして、検出器アレイ２３は、被検体６を透過して検出されるＸ線５に基づいて投影データを出力する。

データ収集部２４は、検出器アレイ２３の個々の検出素子２３ａによる投影データを収集し、操作コンソール３に出力する。図２に示すように、データ収集部２４は、たとえば、選択・加算切換回路（ＭＵＸ，ＡＤＤ）２４１とアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４２とを有する。選択・加算切換回路２４１は、検出器アレイ２３の検出素子２３ａによる投影データを、操作コンソール３の中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０３に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて足し合わせ、その結果をアナログ−デジタル変換器２４２に出力する。アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１において選択あるいは任意の組み合わせで足し合わされた投影データをアナログ信号からデジタル信号に変換して、操作コンソール３の中央処理装置３０に出力する。

Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管２０に対し制御信号ＣＴＬ２５１を出力して、Ｘ線５の照射を制御する。また、Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管移動部２１に対し制御信号ＣＴＬ２５２を出力して、Ｘ線管２０の放射中心を体軸方向ｚに移動させる。

コリメータコントローラ２６は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０２に応じて、コリメータ２２に対して制御信号ＣＴＬ２６１を出力しコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を調整して、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５を成形させて検出器アレイ２３の所望の領域に照射させる。

回転部２７は、回転コントローラ２８による制御信号ＣＴＬ２８に基づいて所定の方向に回転する。回転部２７には、Ｘ線管２０とＸ線管移動部２１とコリメータ２２と検出器アレイ２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６とが搭載されている。回転部２７は、回転することによって、各部を撮影空間２９の被検体６の周囲で旋回させる。

回転コントローラ２８は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０４に応じて、回転部２７に対し制御信号ＣＴＬ２８を出力して、所定の方向に所望の回転数だけ回転させる。

操作コンソール３は、中央処理装置３０と入力装置３１と表示装置３２と記憶装置３３とを主構成要素として有している。

中央処理装置３０は、たとえば、マイクロコンピュータ等により構成され、各種の機能に応じたプログラムを有する。中央処理装置３０は、オペレータにより入力されたスキャン条件を入力装置３１から受け、そのスキャン条件に基づいて、各部を制御してスキャンを実行させる。具体的には、中央処理装置３０は、撮影テーブル４に制御信号ＣＴＬ３０ｂを出力し、撮影テーブル４に被検体６を撮影空間２９の内部と外部との間で移動させる。また、中央処理装置３０は、回転コントローラ２８に制御信号ＣＴＬ３０４を出力して、回転部２７が回転するように制御する。また、中央処理装置３０は、Ｘ線コントローラ２５に制御信号ＣＴＬ３０１を出力し、Ｘ線管２０がＸ線５を照射するように制御する。また、中央処理装置３０は、コリメータコントローラ２６に制御信号ＣＴＬ３０２を出力し、Ｘ線管２０からのＸ線５をコリメータ２２が成形するように制御する。また、中央処理装置３０は、データ収集部２４に制御信号ＣＴＬ３０３を出力して、検出器アレイ２３の検出素子２３ａが得る投影データを収集するように制御する。

また、本実施形態の中央処理装置３０は、図１に示すように、クロストーク率補正部４１と画像生成部４３とを有する。

クロストーク補正部４１は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。クロストーク補正部４１は、検出器アレイ２３における複数の検出素子２３ａのそれぞれが得る投影データから、複数の検出素子の間におけるクロストーク成分を除去するように補正する。ここでは、記憶装置３３のクロストーク率記憶部５１は、検出器アレイ２３の複数の検出素子２３ａにおける第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊに与えるクロストーク成分の割合を百分率で示す第１クロストーク率Ｃ_ｉｊと、第１検出素子２３ｉが第２検出素子によって与えられるクロストーク成分の割合を百分率で示す第２クロストーク率Ｃ_ｊｉとを、複数の検出素子２３ａごとに記憶しており、クロストーク補正部４１は、クロストーク率記憶部５１が記憶している第１クロストーク率Ｃ_ｉｊと、第２クロストーク率Ｃ_ｊｉとに基づいて、各検出素子２３ａによる投影データからクロストーク成分を除去するように補正する。

本実施形態においては、クロストーク補正部４１は、検出器アレイ２３を構成する複数の検出素子２３ａのうち、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉと、第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊによる投影データＳ_ｊとにおいて相違する投影データ相違率Ｒ_ｉｊを、以下の数式（１）に基づいて算出する。つまり、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉから第２検出素子２３ｊによる投影データＳ_ｊを差し引いた差を、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉで割り算をすることによって、投影データ相違率Ｒ_ｉｊを算出する。

Ｒ_ｉｊ＝（Ｓ_ｉ−Ｓ_ｊ）／Ｓ_ｉ ・・・（１）

その後、クロストーク補正部４１は、クロストーク率記憶部５１が記憶する第１クロストーク率Ｃ_ｉｊと第２クロストーク率Ｃ_ｊｉとを用いて、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤ_ｉを以下の数式（２）に基づいて算出する。つまり、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉと１００との積を、第１クロストーク率Ｃ_ｉｊと投影データ相違率Ｒ_ｉｊとの積と１００との和から、第２クロストーク率Ｃ_ｊｉと投影データ相違率Ｒ_ｉｊとの積を差し引いた差分値で割る割り算を実施することによって、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤ_ｉを算出する。

Ｄ_ｉ＝１００・Ｓ_ｉ／（１００＋Ｃ_ｉｊ・Ｒ_ｉｊ−Ｃ_ｊｉ・Ｒ_ｉｊ） ・・・（２）

画像生成部４３は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。画像生成部４３は、複数のビュー方向からの投影データに基づいて画像再構成を行い、複数の断層像の画像データを生成する。本実施形態においては、クロストーク補正部４１により補正された投影データに基づいて、被検体６の断層面の画像を生成する。具体的には、画像生成部４３は、スキャンによる複数のビュー方向からの投影データに対して、感度補正、ビームハードニング補正などの前処理を実施する。その後、画像生成部４３は、フィルタ処理逆投影法によって画像再構成を行い、被検体６の断層面の画像を生成する。そして、画像生成部４３によって生成された画像データは、表示装置３２に出力されて表示される。

入力装置３１は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより構成されている。入力装置３１は、オペレータの入力操作に基づいて、スキャン条件や被検体６の情報などの各種情報を中央処理装置３０に入力する。

表示装置３２は、たとえば、ＣＲＴで構成されている。表示装置３２は、中央処理装置３０からの指令に基づき、画像生成部４３が再構成した被検体６の断層面の画像を表示する。

記憶装置３３は、メモリにより構成されており、画像生成部４３が再構成する被検体６の断層面の画像などの各種のデータや、プログラムなどを記憶する。記憶装置３３は、その記憶されたデータが必要に応じて中央処理装置３０にアクセスされる。

また、記憶装置３３は、図１に示すように、クロストーク率記憶部５１を有する。クロストーク記憶部５１は、検出器アレイ２３の複数の検出素子２３ａにおける第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊに与えるクロストーク成分の割合である第１クロストーク率Ｃｉｊと、第１検出素子２３ｉが第２検出素子２３ｊによって与えられるクロストーク成分の割合である第２クロストーク率Ｃｊｉとを、複数の検出素子２３ａごとに記憶する。ここでは、クロストーク記憶部５１は、第１検出素子２３ｉと、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚにて異なる位置に配置される第２検出素子２３ｊとの間においての第１クロストーク率Ｃｉｊと、第２クロストーク率Ｃｊｉとを記憶している。

撮影テーブル４は、載置面に被検体６が載置され、載置面の被検体６を支持する。そして、撮影テーブル４は、載置面で支持している被検体６を撮影空間２９に移動する。そして、撮影テーブル４は、スキャン時においては、撮影空間２９の外部から内部へ体軸方向ｚに沿ってスライドさせて被検体６を移動する。このように、撮影テーブル４は、スキャン時にＸ線管２０が被検体６を照射する位置を体軸方向ｚで変える。

なお、上記の本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１は、本発明の放射線撮影装置に相当する。また、本実施形態のＸ線管２０は、本発明の照射部に相当する。また、本実施形態の検出器アレイ２３は、本発明の検出部に相当する。また、本実施形態の検出素子２３ａは、本発明の検出素子に相当する。また、本実施形態のクロストーク補正部４１は、本発明のクロストーク補正部に相当する。また、本実施形態の画像生成部４３は、本発明の画像生成部に相当する。また、本実施形態のクロストーク率記憶部５１は、本発明のクロストーク率記憶部に相当する。

つぎに、上記の本実施形態のＸ線ＣＴ装置１において、クロストーク率記憶部５１が記憶する第１クロストーク率Ｃｉｊと第２クロストーク率Ｃｊｉとを含むクロストーク率を測定する際の動作について説明する。

図６，図７は、本実施形態において、クロストーク率を測定する動作を説明するための図である。

ここで、図６は、クロストーク率を測定する際の手順を示すフロー図である。また、図７は、クロストーク率を測定する際に用いる遮蔽プレートと、検出器アレイとの配置関係を示す図である。

クロストーク率を測定する際においては、まず、図６に示すように、検出器アレイ２３へ照射されるＸ線５の範囲を規定するために、遮蔽プレートを設置する（ＳＴ１０）。

ここでは、図７に示すように、検出器アレイ２３の複数の検出素子２３ａのうちの１つの検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉのみに、Ｘ線５が照射されるように、Ｘ線管２０と検出器アレイ２３との間に遮蔽プレート６１を設置する。具体的には、体軸方向ｚにおける所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａを第１検出素子２３ｉとし、その第１検出素子２３ｉのみにＸ線５が照射されるように、遮蔽プレート６１を配置する。

つぎに、図６に示すように、第１検出素子２３ｉが検出したＸ線５による検出データと、第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊが第１検出素子２３ｉとクロストークすることによって検出するクロストーク成分のデータとを取得する（ＳＴ１１）。

ここでは、図７に示すように、体軸方向ｚにおける所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉのみにＸ線管２０からＸ線５を照射する。そして、その第１検出素子２３ｉが検出したＸ線５による検出データＱ_ｉを取得すると共に、第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚにおいて近接する位置Ｚ_ｉ＋１，Ｚ_ｉ−１に配置された２つの第２検出素子２３ｊのそれぞれが、その第１検出素子２３ｉとクロストークすることによって検出するクロストーク成分Ｋ_ｉ ^＋，Ｋ_ｉ ⁻をそれぞれ取得する。

つぎに、図６に示すように、第１検出素子２３ｉが、当該第１検出素子２３ｉ自身と異なる第２検出素子２３ｊに与えるクロストーク成分の割合を百分率で示すクロストーク率Ｃ_ｉ ^＋，Ｃ_ｉ ⁻を算出する（ＳＴ１２）。

具体的には、以下に示す数式（３）に示すように、所定の位置Ｚ_ｉの第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの一方側の位置Ｚ_ｉ＋１に近接する第２検出素子２３ｊにクロストークする割合であるクロストーク率Ｃ_ｉ ^＋を算出する。詳細には、第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの一方側の位置Ｚ_ｉ＋１に近接する第２検出素子２３ｊにより得られたクロストーク量Ｋ_ｉ ^＋を、第１検出素子２３ｉが第２検出素子２３ｊとクロストークしない場合の検出データで割って百分率を算出することにより、クロストーク率Ｃ_ｉ ^＋を得る。

Ｃ_ｉ ^＋＝１００×Ｋ_ｉ ^＋÷（Ｑ_ｉ＋Ｋ_ｉ ⁻＋Ｋ_ｉ ^＋） ・・・（３）

同様にして、以下に示す数式（４）に示すように、所定の位置Ｚ_ｉの第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの他方側の位置Ｚ_ｉ−１に近接する第２検出素子２３ｊにクロストークする割合であるクロストーク率Ｃ_ｉ ⁻を算出する。第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの他方側の位置Ｚ_ｉ−１に近接する第２検出素子２３ｊにより得られたクロストーク量Ｋｉ⁻を、第１検出素子２３ｉが第２検出素子２３ｊとクロストークしない場合の検出データで割って百分率を算出することにより、クロストーク率Ｋ_ｉ ⁻を得る。

Ｃ_ｉ ⁻＝１００×Ｋ_ｉ ⁻÷（Ｑ_ｉ＋Ｋ_ｉ ⁻＋Ｋ_ｉ ^＋） ・・・（４）

そして、算出したクロストーク率Ｃ_ｉ ^＋，Ｃ_ｉ ⁻を記憶装置３３に記憶させる。

その後、上記のようにして、所定の位置Ｚ_ｉ以外に配置された、他の検出素子２３ａのそれぞれを第１検出素子２３ｉとし、それぞれについてクロストーク率を算出する。

たとえば、前述の所定位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａに対して体軸方向ｚの一方側の位置Ｚ_ｉ＋１に近接する検出素子２３ａを第１検出素子２３ｉとした場合においては、その位置Ｚ_ｉ＋１の第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの一方側の所定位置Ｚ_ｉにある検出素子２３ａと、他方側の位置Ｚ_ｉ＋２にある検出素子２３ａとをそれぞれ第２検出素子２３ｊとし、以下の数式（５）と数式（６）とに示すようにして、第１クロストーク率Ｃ_ｉ＋１ ^＋，Ｃ_ｉ＋１ ⁻をそれぞれ得る。なお、ここでは、前述の所定位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａに対して体軸方向ｚの一方側の位置Ｚ_ｉ＋１に近接する検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉのみにＸ線５を照射し、その第１検出素子２３ｉが検出したＸ線５による検出データＱ_ｉ＋１を取得すると共に、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚにおいて近接する位置Ｚ_ｉ＋２，Ｚ_ｉとに配置された第２検出素子２３ｊが、その第１検出素子２３ｉとクロストークすることによって検出するクロストーク成分Ｋ_ｉ＋１ ^＋，Ｋ_ｉ＋１ ⁻とを取得する。

Ｃ_ｉ＋１ ^＋＝１００×Ｋ_ｉ＋１ ^＋÷（Ｑ_ｉ＋１＋Ｋ_ｉ＋１ ⁻＋Ｋ_ｉ＋１ ^＋） ・・・（５）

Ｃ_ｉ＋１ ⁻＝１００×Ｋ_ｉ＋１ ⁻÷（Ｑ_ｉ＋１＋Ｋ_ｉ＋１ ⁻＋Ｋ_ｉ＋１ ^＋） ・・・（６）

また、たとえば、前述の所定位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａに対して体軸方向ｚの他方側の位置Ｚ_ｉ−１に近接する検出素子２３ａを第１検出素子２３ｉとした場合においては、その位置Ｚ_ｉ−１の第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの一方側の所定位置Ｚ_ｉにある検出素子２３ａと、他方側の位置Ｚ_ｉ−２にある検出素子２３ａとを第２検出素子２３ｊとし、以下の数式（７）と数式（８）とに示すようにして、第１クロストーク率Ｃ_ｉ−１ ^＋，Ｃ_ｉ−１ ⁻を得る。なお、ここでは、前述の所定位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａに対して体軸方向ｚの他方側の位置Ｚ_ｉ−１に近接する検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉのみにＸ線５を照射し、その第１検出素子２３ｉが検出したＸ線５による検出データＱ_ｉ−１を取得すると共に、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚにおいて近接する位置Ｚ_ｉ−２，Ｚ_ｉとに配置された第２検出素子２３ｊが、その第１検出素子２３ｉとクロストークすることによって検出するクロストーク成分Ｋ_ｉ−１ ^＋，Ｋ_ｉ−１ ⁻とを取得する。

Ｃ_ｉ−１ ^＋＝１００×Ｋ_ｉ−１ ^＋÷（Ｑ_ｉ−１＋Ｋ_ｉ−１ ⁻＋Ｋ_ｉ−１ ^＋） ・・・（７）

Ｃ_ｉ−１ ⁻＝１００×Ｋ_ｉ−１ ⁻÷（Ｑ_ｉ−１＋Ｋ_ｉ−１ ⁻＋Ｋ_ｉ−１ ^＋） ・・・（８）

以上のようにして、検出器アレイ２３における複数の検出素子２３ａのそれぞれについてのクロストーク率を算出し、記憶装置３３に複数の検出素子２３ａごとに記憶させる。ここでは、記憶装置３３は、複数の検出素子２３ａにおける第１検出素子２３ｉが、第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊにクロストークして検出データを与える割合であるクロストーク率を第１クロストーク率Ｃｉｊとして記憶する。そして、その第１検出素子２３ｉがその第２検出素子２３ｊとクロストークして検出データを受ける割合であるクロストーク率を第２クロストーク率Ｃｊｉとして記憶する。

たとえば、所定の位置Ｚ_ｉの第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの一方側の位置Ｚ_ｉ＋１に近接する第２検出素子２３ｊにクロストークする割合であるクロストーク率Ｃ_ｉ ^＋を第１クロストーク率Ｃｉｊとして記憶装置３３に記憶させる。そして、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの一方側の位置Ｚ_ｉ＋１に近接する第２検出素子２３ｊが、所定の位置Ｚ_ｉの第１検出素子２３ｉにクロストークする割合であるクロストーク率Ｃ_ｉ＋１ ⁻を第２クロストーク率Ｃｊｉとして記憶装置３３に記憶させる。

同様に、所定の位置Ｚ_ｉの第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの他方側の位置Ｚ_ｉ−１に近接する第２検出素子２３ｊにクロストークする割合であるクロストーク率Ｃ_ｉ ⁻を第１クロストーク率Ｃｉｊとして記憶装置３３に記憶させる。そして、その第１検出素子２３ｉに対して体軸方向ｚの他方側の位置Ｚ_ｉ−１に近接する第２検出素子２３ｊが、所定の位置Ｚ_ｉの第１検出素子２３ｉにクロストークする割合であるクロストーク率Ｃ_ｉ−１ ^＋を第２クロストーク率Ｃｊｉとして記憶装置３３に記憶させる。

つぎに、上記の本実施形態のＸ線ＣＴ装置１を用いて被検体６を撮影して、被検体６の断層面の画像を得る動作について説明する。

図８と図９とは、被検体６の断層面の画像を得る動作を説明するための図である。

ここで、図８は、被検体６の断層面の画像を得る動作を示すフロー図である。一方、図９は、被検体６の投影データを得る様子を示す図である。

被検体６の断層面の画像を得る場合においては、まず、図８に示すように、被検体６の投影データの取得を実施する（ＳＴ２１）。

ここでは、投影データの取得に先がけて、撮影テーブル４に被検体６を載置し、そして、入力装置３１にスキャン条件を入力する。そして、入力装置３１に入力されたスキャン条件に基づいて、中央処理装置３０は、撮影テーブル４に被検体６を走査ガントリ２の撮影空間２９へ搬入させる。そして、被検体６へのＸ線５の放射をＸ線管２０に実行させる。ここでは、Ｘ線管２０が被検体６の周囲からＸ線５を被検体６に照射し、被検体６を透過するＸ線５を検出器アレイ２３のそれぞれの検出素子２３ａにより検出し、投影データをビュー方向ごとに取得する。

具体的には、図９に示すように、検出器アレイ２３のそれぞれの検出素子２３ａが、被検体６を透過したＸ線５をそれぞれ検出する。たとえば、体軸方向ｚにおける所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉについては、Ｘ線管２０からのＸ線５を検出して、投影データＳｉを出力する。そして、取得された投影データは、データ収集部２４を介して中央処理装置３０に出力される。

なお、図９に示すように、所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉは、所定の位置Ｚ_ｉに対して体軸方向ｚで近接する位置Ｚ_ｉ＋１，Ｚ_ｉ−１の第２検出素子２３ｊとクロストークすることによって、前述の第１クロストーク率Ｃｉｊであるクロストーク率Ｃ_ｉ ^＋，Ｃ_ｉ ⁻と、クロストークが無い場合の投影データＤｉとの積により導かれるクロストーク成分のデータを第２検出素子２３ｊへ与える。また、さらに、所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉは、所定の位置Ｚ_ｉに対して体軸方向ｚで近接する位置Ｚ_ｉ＋１，Ｚ_ｉ−１の第２検出素子２３ｊとクロストークすることによって、それぞれの第２検出素子２３ｊの第２クロストーク率Ｃｊｉであるクロストーク率Ｃ_ｉ＋１ ⁻，Ｃ_ｉ−１ ^＋と、それぞれの第２検出素子２３ｊがクロストークしない場合の投影データＤ_ｉ＋１，Ｄ_ｉ−１との積により導かれるクロストーク分のデータを第２検出素子２３ｊからデータを受ける。つまり、所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａである第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉは、以下の数式（９）のように示される。

Ｓ_ｉ＝Ｄ_ｉ−Ｃ_ｉｊ・Ｄ_ｉ＋Ｃ_ｊｉ・Ｄ_ｊ＝Ｄ_ｉ−Ｃ_ｉ ^＋・Ｄ_ｉ−Ｃ_ｉ ⁻・Ｄ_ｉ＋Ｃ_ｉ＋１ ⁻・Ｄ_ｉ＋１＋Ｃ_ｉ−１ ^＋・Ｄ_ｉ−１＝Ｄ_ｉ（１−Ｃ_ｉ ^＋−Ｃ_ｉ ⁻）＋Ｃ_ｉ＋１ ⁻・Ｄ_ｉ＋１＋Ｃ_ｉ−１ ^＋・Ｄ_ｉ−１ ・・・（９）

つぎに、ビュー方向ごとに取得した投影データに対して、クロストーク補正を実施する（ＳＴ２３）。

ここでは、検出器アレイ２３の複数の検出素子２３ａにおける第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊに与えるクロストーク成分の割合である第１クロストーク率Ｃｉｊと、第１検出素子２３ｉが第２検出素子によって与えられるクロストーク成分の割合である第２クロストーク率Ｃｊｉとに基づいて、クロストーク補正部４１は、投影データからクロストーク成分を除去するようにして、各検出素子２３ａによる投影データを補正する。

本実施形態においては、前述したように、まず、クロストーク補正部４１が、検出器アレイ２３を構成する複数の検出素子２３ａのうち、第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉと、第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊによる投影データＳｊとにおいて相違する投影データ相違率Ｒｉｊを、以下の数式（１）に基づいて算出する。つまり、クロストーク補正部４１は、第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉから第２検出素子２３ｊによる投影データＳｊを差し引いた差を、第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉで割り算をすることによって、投影データ相違率Ｒｉｊを算出する。

Ｒ_ｉｊ＝（Ｓ_ｉ−Ｓ_ｊ）／Ｓ_ｉ ・・・（１）

その後、クロストーク補正部４１は、クロストーク率記憶部５１が記憶する第１クロストーク率Ｃｉｊと第２クロストーク率Ｃｊｉとを用いて、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤ１を以下の数式（２）に基づいて算出する。つまり、第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉと１００との積を、第１クロストーク率Ｃｉｊと投影データ相違率Ｒｉｊとの積と１００との和から、第２クロストーク率Ｃｊｉと投影データ相違率Ｒｉｊとの積を差し引いた差分値で割る割り算を実施することによって、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤｉを算出する。このようにして、それぞれの検出素子２３ａがビュー方向ごとに出力する投影データをそれぞれ補正する。なお、数式（２）においては、第１検出素子２３ｉと第２検出素子２３ｊとのそれぞれにてクロストークが無い場合の投影データＤ_ｉ，Ｄ_ｊを用いて、投影データ相違率ＲｉｊがＲ_ｉｊ＝（Ｄ_ｉ−Ｄ_ｊ）／Ｄ_ｉのように定義されることによって導かれる。しかし、投影データ相違率Ｒｉｊが数式（１）のように、クロストークを含む投影データＳ_ｉ，Ｓ_ｊで近似されるため、これを数式（２）に用いている。

Ｄ_ｉ＝１００・Ｓ_ｉ／（１００＋Ｃ_ｉｊ・Ｒ_ｉｊ−Ｃ_ｊｉ・Ｒ_ｉｊ） ・・・（２）

具体的には、図９に示すように、検出器アレイ２３における体軸方向ｚの端部の位置Ｚ_１の検出素子２３ａを第１検出素子２３ｉとして、その投影データの補正を実施する場合、以下の数式（１０）と数式（１１）とに基づいて、その第１検出素子２３ｉに近接する位置Ｚ_２の第２検出素子２３ｊとの間におけるクロストーク成分を含まないように、補正後の投影データＤ１を算出する。

Ｒ_１２＝（Ｓ_１−Ｓ_２）／Ｓ_１ ・・・（１０）

Ｄ_１＝１００・Ｓ_１／（１００＋Ｃ_１ ^＋・Ｒ_１２−Ｃ_２ ⁻・Ｒ_１２） ・・・（１１）

また、同様に、検出器アレイ２３における体軸方向ｚの所定の位置Ｚ_ｉの検出素子２３ａを第１検出素子２３ｉとして、その投影データの補正を実施する場合、以下の数式（１２）と数式（１３）と数式（１４）とに基づいて、その第１検出素子２３ｉに体軸方向ｚにおいて近接する２つの位置Ｚ_ｉ＋１，Ｚ_ｉ−１の第２検出素子２３ｊとの間におけるクロストーク成分を含まないように、補正後の投影データＤ_ｉを算出する。

Ｒ_{ｉ，ｉ＋１}＝（Ｓ_ｉ−Ｓ_ｉ＋１）／Ｓ_ｉ ・・・（１２）

Ｒ_{ｉ，ｉ−１}＝（Ｓ_ｉ−Ｓ_ｉ−１）／Ｓ_ｉ ・・・（１３）

Ｄ_ｉ＝１００・Ｓ_ｉ／（１００＋Ｃ_ｉ ^＋・Ｒ_{ｉ，ｉ＋１}−Ｃ_ｉ＋１ ⁻・Ｒ_{ｉ，ｉ＋１}＋Ｃ_ｉ ⁻・Ｒ_{ｉ，ｉ−１}−Ｃ_ｉ−１ ^＋・Ｒ_{ｉ，ｉ−１}）＝１００・Ｓ_ｉ／｛１００＋（Ｃ_ｉ ^＋−Ｃ_ｉ＋１ ⁻）・Ｒ_{ｉ，ｉ＋１}＋（Ｃ_ｉ ⁻−Ｃ_ｉ−１ ^＋）・Ｒ_{ｉ，ｉ−１}｝ ・・・（１４）

つぎに、補正後の投影データに対して、中央処理装置３０の画像生成部４３が画像再構成を行い、被検体６の断層面の画像を生成する（ＳＴ２５）。

ここでは、画像生成部４３が、補正後の投影データに対して、たとえば、感度補正やビームハードニング補正などの各データ処理を実施する。その後、たとえば、フィルタード・バックプロジェクション法により、被検体６の断層面の画像を再構成して生成する。そして、その後、たとえば、レンダリングなどの処理を被検体６の画像に施す。

つぎに画像生成部４３が生成した被検体６の画像のデータを中央処理装置３０が表示装置３２に出力し、表示装置３２が被検体６の画像を表示する（ＳＴ２７）。

以上のように、本実施形態においては、検出アレイ２３における複数の検出素子２３ａのそれぞれが得る投影データから、複数の検出素子２３ａの間におけるクロストーク成分を除去するようにクロストーク補正部４１が補正する。そして、そのクロストーク補正部４１により補正された投影データに基づいて、被検体６の断層面の画像を画像生成部４３が生成する。ここで、本実施形態においては、複数の検出素子２３ａにおける第１検出素子２３ｉが、その第１検出素子２３ｉと異なる第２検出素子２３ｊに与えるクロストーク成分の割合である第１クロストーク率Ｃ_ｉｊと、その第１検出素子２３ｉが第２検出素子２３ｊによって与えられるクロストーク成分の割合である第２クロストーク率Ｃ_ｊｉとを、複数の検出素子２３ａごとにクロストーク率記憶部５１が記憶している。そして、クロストーク補正部４１は、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉから第２検出素子２３ｊによる投影データＳ_ｊを差し引いた差を、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉで割り算をすることによって、投影データ相違率Ｒ_ｉｊを算出する。その後、クロストーク補正部４１は、第１検出素子２３ｉによる投影データＳ_ｉと１００との積を、第１クロストーク率Ｃ_ｉｊと投影データ相違率Ｒ_ｉｊとの積と１００との和から、第２クロストーク率Ｃ_ｊｉと投影データ相違率Ｒ_ｉｊとの積を差し引いた差分値で割ることによって、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤ_ｉを算出する。

つまり、本実施形態においては、クロストーク補正部４１は、第１検出素子２３ｉによる投影データＳｉと第２検出素子２３ｊによる投影データＳｊとにおいて相違する投影データ相違率Ｒｉｊを算出した後に、クロストーク率記憶部が記憶する第１クロストーク率Ｃｉｊおよび第２クロストーク率Ｃｊｉと、前述のようにして算出した投影データ相違率Ｒｉｊとを用いて、第１検出素子２３ｉにおける補正後の投影データＤｉを算出する。

このように、本実施形態は、所定の検出素子２３ａの投影データが、所定の検出素子２３ａに近接する他の検出素子２３ａから与えられるクロストーク成分と、他の検出素子２３ａへ与えるクロストーク成分との両者を補正している。このため、本実施形態は、再構成後の被検体６の画像において、クロストークによる画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止し、画像品質を向上することができる。また、本実施形態は、数式（１）のように投影データ相違率Ｒｉｊを近似しているために、複雑な計算を必要としないで投影データを補正することができるため、容易に画像品質を向上することができる。

なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、照射部が放射線としてＸ線を照射する例について説明しているが、これに限定されない。たとえば、たとえば、ガンマ線等の放射線を照射しても良い。

また、たとえば、上記の実施形態においては、体軸方向におけるクロストーク成分について補正する場合について示しているが、これに限定されない。たとえば、チャネル方向におけるクロストーク成分について補正する場合に適用してもよい。

図１は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部を示す構成図である。 図３は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出モジュールの構成図である。 図４は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管とコリメータと検出器アレイの相互関係を示す図であり、図４（ａ）は体軸方向を視線とした側から見た状態を示す図であり、図４（ｂ）はチャネル方向を視線として側から見た状態を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管とコリメータと検出器アレイの相互関係を示す図であり、チャネル方向を視線として側から見た状態にて被検体を撮影する状態を示している。 図６は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、クロストーク率を測定する際の手順を示すフロー図である。 図７は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、クロストーク率を測定する際に用いる遮蔽プレートと、検出器アレイとの配置関係を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、被検体の断層面の画像を得る動作を示すフロー図である。 図９は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、被検体の投影データを得る様子を示す図である。

符号の説明

１…Ｘ線ＣＴ装置（放射線撮影装置）、
２…走査ガントリ、
３…操作コンソール、
４…撮影テーブル、
２０…Ｘ線管照射部、
２１…Ｘ線管移動部、
２２…コリメータ、
２３…検出器アレイ（検出部）、
２３ａ…検出素子（検出素子）、
２３ｉ…第１検出素子（第１検出素子）、
２３ｊ…第２検出素子（第２検出素子）、
２４…データ収集部、
２４１…選択・加算切換回路、
２４２…アナログ−デジタル変換器、
２５…Ｘ線コントローラ、
２６…コリメータコントローラ、
２７…回転部、
２８…回転コントローラ、
２９…撮影空間、
３０…中央処理装置、
３１…入力装置、
３２…表示装置、
３３…記憶装置、
４１…クロストーク補正部（クロストーク補正部）、
４３…画像生成部（画像生成部）
５１…クロストーク率記憶部（クロストーク率記憶部）

Claims (1)

1. 被検体に放射線を照射する照射部と、
   前記照射部から照射され前記被検体を透過する前記放射線を検出して投影データを得る検出素子がマトリクス状に複数配置されている検出部と、
   前記検出部における複数の前記検出素子のそれぞれが得る前記投影データから前記複数の検出素子の間におけるクロストーク成分を除去するように補正するクロストーク補正部と、
   前記クロストーク補正部により補正された前記投影データに基づいて、前記被検体の断層面の画像を生成する画像生成部と
   を有する放射線撮影装置であって、
   前記複数の検出素子における第１検出素子が前記第１検出素子と異なる第２検出素子に与えるクロストーク成分の割合である第１クロストーク率と、前記第１検出素子が前記第２検出素子によって与えられるクロストーク成分の割合である第２クロストーク率とを、前記複数の検出素子ごとに記憶するクロストーク率記憶部
   を含み、
   前記クロストーク補正部は、前記第１検出素子による投影データから前記第２検出素子による投影データを差し引いた差を前記第１検出素子による投影データで割り算をすることによって投影データ相違率を算出した後に、前記第１検出素子による投影データと１００との積を、前記第１クロストーク率と前記投影データ相違率との積と１００との和から、前記第２クロストーク率と前記投影データ相違率との積を差し引いた差分値で割ることによって、前記第１検出素子における補正後の投影データを算出する
   放射線撮影装置。
   

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