JP2008029771A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はX線ビームのシフト補正を行うX線CT装置に関するものである。 The present invention relates to an X-ray CT apparatus that performs X-ray beam shift correction.
以下、この発明における背景技術を、説明する。
X線CT装置における撮影は、X線源(X線管球)、X線検出器などが搭載された回転ユニットが被検体に対して回転しながらX線を曝射していく。X線管球から放出されたX線はコリメータにより所定のスライス厚みのファンビーム化される。このファンビーム化されたX線のスライス中心とX線検出器のスライス中心は、スキャンの際に設定される管電圧・管電流・スキャナ回転速度・ティルト角度等のスキャン条件により異なる。また長時間X線を曝射する(またはしない)ことによるX線管球自身の発熱(または冷却)により、X線管球内部の陽極が伸縮することで焦点が移動してファンビームX線のスライス中心がずれ、この結果、本来一致すべきファンビームX線のスライス中心とX線検出器のスライス中心がずれてしまう。このとき再構成画像にノイズや擬似画像(アーチファクト)が発生して画質低下を招く。そのためこれらの熱的ドリフトおよび機械的変位による焦点シフトを補正する必要がある。
The background art in the present invention will be described below.
In the X-ray CT apparatus, X-rays are emitted while a rotating unit on which an X-ray source (X-ray tube), an X-ray detector and the like are mounted rotates with respect to the subject. X-rays emitted from the X-ray tube are converted into a fan beam having a predetermined slice thickness by a collimator. The fan beam X-ray slice center and the X-ray detector slice center differ depending on scanning conditions such as tube voltage, tube current, scanner rotation speed, and tilt angle set during scanning. In addition, the X-ray tube itself generates heat (or is cooled) due to X-ray exposure (or not) for a long time, and the anode inside the X-ray tube expands and contracts to move the focal point. The slice center shifts, and as a result, the fan beam X-ray slice center, which should originally match, and the X-ray detector slice center shift. At this time, noise and pseudo images (artifacts) are generated in the reconstructed image, resulting in a deterioration in image quality. Therefore, it is necessary to correct the focus shift due to these thermal drift and mechanical displacement.
従来のシフト補正例には、特許文献1がある。図2にこれを示す。図2のX線CT装置は、X線源(X線管球)1、X線源1に被検体を挟んで対向位置にある多チャンネルX線検出器2、X線源1からの放出X線をファンビーム化し且つそのファンビーム拡がり方向(紙面に平行面。その拡がり角度はα+β)に直角な方向(紙面に直交方向)に所定のスライス厚みを持つ、ファンビームX線4を形成するコリメータ群3及びその支持機構7を持つ。この他に、X線検出器2からの検出信号をデータとして収集する収集手段、収集手段からの収集データに基づき前処理を行って再構成し断層画像を得る処理手段、を持つ。
図2のX線CT装置は、ファンビームX線4の拡がり端部(拡がり角度β相当)5のX線を検出するスライス方向シフト検出器6、位置駆動部14を設けた点が特徴である。シフト検出器6は、ファンビームX線のスライス方向のずれを検出し、そのずれがなくなるように位置駆動部14にてX線源1の位置制御をはかる。またシフト補正前のX線ファンビーム4の位置からシフト補正後の適切な位置までの距離が大きい場合、例えば本計測動作から十分に時間が経過してしまった場合やガントリをティルトさせた場合は、本スキャンに先立って予備曝射(被検体への曝射をシャッタにより遮断させてのX線放出)を行うことによるシフト補正をしている。
The X-ray CT apparatus of FIG. 2 is characterized in that a slice
しかしながら従来のX線ビームのシフト補正においては、X線を曝射してX線ビームを検出しないとシフト補正を行うことができないため、スキャン開始直後はX線ビームのスライス中心とX線検出器のスライス中心が一致していない場合があり、最初に得られる画像は品質の劣るものになりがちであるという問題がある。
この問題の解決策のひとつとして上記の予備曝射があるが、予備曝射を行うことが計測時間の遅延やX線管球の寿命に影響を与えている。
However, in the conventional X-ray beam shift correction, the X-ray beam slice center and X-ray detector can be used immediately after the start of scanning because the X-ray beam cannot be detected unless the X-ray beam is detected by exposing the X-ray. In some cases, the slice centers do not match, and the image obtained first tends to be of poor quality.
One of the solutions to this problem is the above-described preliminary exposure. However, the preliminary exposure affects the measurement time delay and the life of the X-ray tube.
そこで本発明はX線を曝射することなくX線ビームのシフト補正を行うことを可能とすることにより、計測時間の遅延やX線管球の寿命に影響を与えることなく、スキャン開始直後からX線ビームのスライス中心とX線検出器のスライス中心が一致しているX線CT装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention makes it possible to perform X-ray beam shift correction without exposing X-rays, so that the measurement time is not delayed and the life of the X-ray tube is not affected. An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus in which the slice center of the X-ray beam and the slice center of the X-ray detector coincide.
本発明は、X線源と、このX線源からの発生X線を、所定の第1のスライス厚を持つファンビームX線に形成するファンビームX線形成手段と、被検体を挟んでX線源と対向する位置に設けられる、所定の第2のスライス厚を持つX線検出器と、X線検出器の被検体透過X線の検出信号を収集し再構成画像を得る処理手段と、を備えると共に、
ファンビームX線のスライス厚の中心位置とX線検出器のスライス厚の中心位置とが一致するようなX線源の中心位置データを正規の中心位置データとして格納する手段と、被検体実測時のスキャン条件を設定する手段と、前記設定されたスキャン条件に対応した中心位置データを前記格納手段より読み出してX線源の中心をその位置となるように位置制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするX線CT装置を開示する。
The present invention relates to an X-ray source, fan beam X-ray forming means for forming X-rays generated from the X-ray source into fan beam X-rays having a predetermined first slice thickness, and an object sandwiched between X and X An X-ray detector having a predetermined second slice thickness provided at a position facing the radiation source, and processing means for acquiring a reconstructed image by collecting detection signals of the subject transmitted X-rays of the X-ray detector, With
Means for storing center position data of the X-ray source such that the center position of the slice thickness of the fan beam X-ray matches the center position of the slice thickness of the X-ray detector, as normal center position data; Means for setting the scan conditions, and control means for reading the center position data corresponding to the set scan conditions from the storage means and controlling the position of the center of the X-ray source to be the position,
An X-ray CT apparatus characterized by comprising:
更に本発明は、上記格納されるX線源の位置データは、スキャン条件をパラメータとして計測によって得た値であって、前記制御手段は、位置制御に際してはスキャン開始前に上記メモリから読み出したそのスキャン条件に対応したX線源の位置データを、上記制御手段に送りX線源の位置制御を行うことを特徴とするX線CT装置を開示する。 Further, according to the present invention, the stored position data of the X-ray source is a value obtained by measurement using a scanning condition as a parameter, and the control means reads out the position data read from the memory before starting scanning. An X-ray CT apparatus is disclosed in which X-ray source position data corresponding to a scanning condition is sent to the control means to control the position of the X-ray source.
この発明にかかるX線CT装置によれば、予備曝射をすることなく、スキャン開始直後からX線ビームのスライス中心とX線検出器のスライス方向の中心が一致した状態で計測を行うことが可能であり、画質向上、および計測時間の短縮が図れるという効果がある。 According to the X-ray CT apparatus according to the present invention, measurement can be performed in a state in which the center of the X-ray beam slice coincides with the center of the X-ray detector in the slice direction immediately after the start of scanning without performing preliminary exposure. It is possible to improve the image quality and shorten the measurement time.
図1は、本発明の実施形態図である。このX線CT装置は、X線源(X線管球)1、これと被検体位置を挟んで対向位置に設けた所定のスライス厚W1を持つ 多チャンネルX線検出器2、X線源1から放出されるコーンビームX線を、所定のスライス厚Wで且つ所定の拡がり角(α+β)のファンビームX線4に形成するコリメータ群3、及びその支持機構7、端部拡がり角度βのビーム5の経路上に設けたシフト検出器6、X線源1のアブソリュート形(即ち電源OFFでも検出値を保持)位置検出器11、X線源1の位置制御を行う位置駆動部12、メモリ13、位置制御部14、を有する。W1>Wの関係が一般的である。この他に、X線検出器2からの検出信号のデータ収集及び必要な前処理、更には断層像を再構成で得る処理部を有する。シフト検出器6は、図1の別図A矢視に示すように、2つの均等な検知領域8、9を持ち、その中心Mに対して、ビーム5のスライド厚Wがa、bどちらにずれているかの、検知領域8、9の検出信号S1、S2の差分信号を出力する。即ち、
差分(S1−S2)=0であれば、スライス厚位置は正しい位置、
差分(S1−S2)>0であれば、スライス厚位置は検知領域8側に偏り、
差分(S1−S2)<0であれば、スライス厚位置は検知領域9側に偏り、
があるとわかる。そこで、この差分信号を位置制御部14が取り込み、差分信号が零となるような制御信号を位置駆動部12へ送りX線源1の位置を調整して、X線源1を正しい位置、即ち、差分=0となるファンビームX線5のスライス位置へと位置決めを行う。
FIG. 1 is an embodiment of the present invention. This X-ray CT apparatus includes an X-ray source (X-ray tube) 1, a
If the difference (S 1 −S 2 ) = 0, the slice thickness position is the correct position,
If the difference (S 1 −S 2 )> 0, the slice thickness position is biased toward the detection region 8 side,
If the difference (S 1 −S 2 ) <0, the slice thickness position is biased toward the
I understand that there is. Therefore, the
かかる位置制御に際して、メモリ13のデータを利用する。メモリ13は、X線スキャン条件をパラメータとして、X線源の目標中心位置(管球中心)をデータとして記憶する。ここで、目標中心位置とは、ファンビームX線5のスライス中心位置とX線検出器2のスライス中心位置とが一致するような、X線源1の中心位置を指す。
For such position control, data in the
図3にかかる位置関係を示す。図3において、20はスライス幅Rを持つX線検出器、21はスライス厚方向でみたファンビームX線(スライス厚W)である。X線検出器20の検出面20Aのスライス中心P2とファンビームX線21のスライス中心(中心ビームC1の位置)P3とが一致している例であり、この時のX線源1の中心位置P1がメモリ13に記憶する値である。
尚、図3ではX線源1からX線が放射状に放出しているようにしているが、これは仮想的なもので、実際上はコリメータ群3によって成形されての結果であり、あくまで説明上のものである。
The positional relationship concerning FIG. 3 is shown. In FIG. 3, 20 is an X-ray detector having a slice width R, and 21 is a fan beam X-ray (slice thickness W) viewed in the slice thickness direction. An example in which the
In FIG. 3, X-rays are emitted radially from the
中心位置P2とP3とが一致するときのX線源1の中心位置P1は、スキャン条件によって異なるので、種々のスキャン条件をパラメータとして事前に計測し求めておき、メモリ13に、スキャン条件をパラメータとして記憶させておく。
パラメータとなるスキャン条件とは、
管電圧(最大〜最小)
管電流(最大〜最小)
スキャン時間(最長〜最短)
チルト角度(最大〜最小)
管球温度(ただし、使用温度範囲の百分率:例えば10〜90%)
焦点種類
等を指す。従ってこれらのすべての組み合わせをパラメータとして事前にP2とP3とが一致するときのP1を計測し、メモリ13に記憶させておく。
Center position P 1 of the
The scan conditions that are parameters are
Tube voltage (maximum to minimum)
Tube current (maximum to minimum)
Scan time (longest to shortest)
Tilt angle (maximum to minimum)
Tube temperature (however, percentage of operating temperature range: eg 10-90%)
Refers to the focus type. Therefore, P 1 when P 2 and P 3 coincide with each other as a parameter is measured in advance and stored in the
事前計測には、メーカの製造時と据付時とが主であり、そのほかに定検時、及び被検体の実計測直前時、毎日スキャン前の数回時、等がある。但し、上記組合せは、非常に大きな数であり、重要なスキャン条件や精度に影響の大きいスキャン条件については、事前に定めておき、比較的頻繁に計測し、それ以外については、期間を充分において行う。 The pre-measurement is mainly performed at the time of manufacture and installation by the manufacturer. In addition, there are a regular inspection, a time immediately before the actual measurement of the subject, a few times before the daily scan, and the like. However, the above combinations are very large numbers, and important scan conditions and scan conditions that have a large effect on accuracy are determined in advance and measured relatively frequently. Do.
中心位置P1の計測には、シフト検出器6、位置検出器11、位置制御部14、位置駆動部12を利用する。その処理フローを図4に示す。
フロー100では、X線管球スライス方向位置保存(登録)のためのシーケンスモードを設定する。これは操作者の指定によるが、自動設定もある。各シーケンス毎にフロー101で、前記の組合せに係るスキャン条件(パラメータ)を次々に設定する。各スキャン条件毎に、計測開始(フロー102)を行いシフト検出器6での差分信号(S1−S2)が、等しくなるまで位置制御部14、位置駆動部12を介してX線源1の位置制御を行う(フロー103、104)。等しくなかったときのX線源の中心位置を、位置検出器11で検出し、これを、X線源1のその時のスキャン条件での正規中心位置としてメモリ13に保存する(フロー105)。これを全スキャン条件の組合せについて行う。これらの繰り返しは、シーケンスとしてプログラムされており、自動計測となる。
The
In the
図5は、メモリ13のデータを利用しての位置P1への位置決めの処理フローである。これは、被検体の実計測直前に行う。実際のスキャン条件が決定され、それによってそのスキャン条件による中心位置P1が正規の中心位置として確定できるからである。
FIG. 5 is a processing flow of positioning to the position P 1 using the data in the
図5のフロー110で、そのスキャン条件を設定する。フロー111でこのスキャン条件に対する正規中心位置データP1をメモリ13から読み出す。フロー112で、現在スライス方向位置Piを検出器11にて検出し、この現在位置PiがデータP1に一致するか否かチェックし、不一致ならば一致するようにX線源の移動を行う(フロー113、114)。この一致した位置で、被検体への実計測を行う。
The scan condition is set in the
ここで、フロー113、114は、位置制御部14と位置駆動部12とで行う。この際、制御部14と駆動部12とがメモリ13の読み出しデータP1と位置検出器の検出値Piとの差分を零にするようなフィードバック制御をかけることで実現できる。
尚、多チャンネルX線検出器は、シングルスライスの事例、マルチスライスの事例の両者で、本発明は利用可能である。また、X線源の正規位置をその中心位置としたが、中心位置との相対位置が定まっている中心位置以外の位置を正規位置とする事例もある。
Here, the
The multi-channel X-ray detector can be used in both the single slice case and the multi-slice case. Further, although the normal position of the X-ray source is set as the center position, there is a case where a position other than the center position where the relative position to the center position is determined is set as the normal position.
1 X線源(X線管球)
2 多チャンネルX線検出器
3 コリメータ群
6 シフト検出器
11 アブソリュート形位置検出器
12 駆動制御部
13 メモリ
14 位置制御部
1 X-ray source (X-ray tube)
2
Claims (2)
ファンビームX線のスライス厚の中心位置とX線検出器のスライス厚の中心位置とが一致するようなX線源の中心位置データを正規の中心位置データとして格納する手段と、被検体実測時のスキャン条件を設定する手段と、前記設定されたスキャン条件に対応した中心位置データを前記格納手段より読み出してX線源の中心をその位置となるように位置制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするX線CT装置。 An X-ray source, fan beam X-ray forming means for forming X-rays generated from the X-ray source into fan beam X-rays having a predetermined first slice thickness, and facing the X-ray source across the subject An X-ray detector having a predetermined second slice thickness, and a processing means for acquiring a reconstructed image by collecting a detection signal of the subject transmission X-ray of the X-ray detector,
Means for storing center position data of the X-ray source such that the center position of the slice thickness of the fan beam X-ray matches the center position of the slice thickness of the X-ray detector, as normal center position data; Means for setting the scan conditions, and control means for reading the center position data corresponding to the set scan conditions from the storage means and controlling the position of the center of the X-ray source to be the position,
An X-ray CT apparatus comprising:
The stored position data of the X-ray source is a value obtained by measurement using a scan condition as a parameter, and the control means corresponds to the scan condition read from the memory before the start of scanning at the time of position control. 2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray source position data is sent to the control means to control the position of the X-ray source.
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JP2006209413A JP2008029771A (en) | 2006-08-01 | 2006-08-01 | X-ray ct apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8526335B2 (en) | 2009-05-25 | 2013-09-03 | Panasonic Corporation | Path setting device and path setting method |
-
2006
- 2006-08-01 JP JP2006209413A patent/JP2008029771A/en active Pending
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US8526335B2 (en) | 2009-05-25 | 2013-09-03 | Panasonic Corporation | Path setting device and path setting method |
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