JP2013244360A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ収集に使用する全てのチャネルにおいてオーバフローを防止し、しかも必要なチャネルにおいてＳ／Ｎの高いデータが得られるようにする。
【解決手段】実施形態に係るＸ線検査装置は、被検体に対しＸ線を照射し、当該被検体を透過したＸ線を少なくとも一次元配列された複数のＸ線検出素子により検出して電気信号に変換し、この変換された電気信号を可変利得増幅器により増幅して出力するスキャナ装置と、その制御装置とを具備する。そして、制御装置において、上記可変利得増幅器から増幅された電気信号を受け取り、当該電気信号の信号レベルをもとに当該信号レベルを予め設定された範囲内に補正するための補正データを生成し、この生成された補正データに基づいて上記可変利得増幅器の増幅利得を可変制御する。
【選択図】図１

Description

この発明の実施形態は、例えばＸ線ＣＴ（Computed Tomography）スキャナ装置のようにＸ線を用いて被検体を撮影するＸ線検査装置に関する。

一般にＸ線ＣＴスキャナ装置は、ガントリ内の回転リングに被検体を挟んで相対向するようにＸ線源とＸ線検出器を配置している。そして、Ｘ線源から被検体に対しＸ線を照射してその透過Ｘ線をＸ線検出器で検出し、その検出信号をデータ収集システム（ＤＡＳ）に入力してディジタルデータに変換したのち画像化処理等に供するようになっている（例えば特許文献１を参照）。

ところで、一般にＸ線検出器は複数のＸ線検出素子を一次元又は二次元に配列したＸ線検出アレイを用いており、ＤＡＳでは上記Ｘ線検出素子から出力された各検出信号を個別に増幅したのちディジタルデータに変換するようにしている。このようにすることで、検出信号の信号レベルが小さい場合でも、Ｓ／Ｎが良好なディジタルデータを得ることができる。

特開２０００−１９３７５０号公報

ところが、全てのＸ線検出素子（チャネル）の増幅利得を一定値に固定すると、Ｘ線検出信号の信号レベルが大きいチャネルでは増幅処理後の信号がオーバフローしやすくなってアナログ／ディジタル変換器のダイナミックレンジをオーバすることがある。一方、オーバフローを防止するために増幅利得を低く抑えると、Ｘ線検出信号の信号レベルが小さいチャネルにおいて増幅処理後の信号レベルが不十分となり、必要なデータのＳ／Ｎ比が劣化するおそれがある。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、データ収集に使用する全てのチャネルにおいてオーバフローを防止し、しかも必要なチャネルにおいてＳ／Ｎの高いデータが得られるようにしたＸ線検査装置を提供することにある。

実施形態によれば、Ｘ線検査装置は、被検体に対しＸ線を照射し、当該被検体を透過したＸ線を少なくとも一次元配列された複数のＸ線検出素子により検出して電気信号に変換し、この変換された電気信号を可変利得増幅器により増幅して出力するスキャナ装置と、その制御装置とを具備する。そして、制御装置において、上記可変利得増幅器から増幅された電気信号を受け取り、当該電気信号の信号レベルをもとに当該信号レベルを予め設定された範囲内に補正するための補正データを生成し、この生成された補正データに基づいて上記可変利得増幅器の増幅利得を可変制御する。

Ｘ線検査装置の一実施形態であるＸ線ＣＴスキャナ装置の構成を示すブロック図。 図１に示した装置の全体の動作手順と内容を示すフローチャート。 図２に示した動作手順のうち補正データ生成処理の第１の実施例を示すフローチャート。 図３に示した補正データ生成処理の処理内容を説明するための図。 図２に示した動作手順のうち補正データ生成処理の第２の実施例を示すフローチャート。 図５に示した補正データ生成処理の処理内容を説明するための図。 図５に示した補正データ生成処理の処理内容を説明するための図。 図２に示した動作手順のうち補正データ生成処理の第３の実施例を示すフローチャート。 図８に示した補正データ生成処理の処理内容を説明するための図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
［一実施形態］
図１は、Ｘ線検査装置の一実施形態であるＸ線ＣＴスキャナ装置の構成を示すブロック図であり、１はスキャナ装置部、２は制御装置部２をそれぞれ示している。
スキャナ装置部１のガントリ内には、図示しない支持部材に支持された状態で、回転リング１１が回転可能に設置されている。この回転リング１１には、Ｘ線源１２及びＸ線検出器１３が被検体１６を挟んで相対向する位置に取付けられている。Ｘ線検出器１３は、例えば複数のＸ線検出素子を一次元又は二次元状に配列したＸ線検出アレイからなり、Ｘ線源１２から放射されかつ被検体１６を透過したＸ線を上記複数のＸ線検出素子により検出し、その検出信号を出力する。

また、スキャナ装置部１にはデータ収集システム（ＤＡＳ）１４が設けられている。ＤＡＳ１４は、可変利得増幅器とアナログ／ディジタル変換器を備え、上記Ｘ線検出器１３の各Ｘ線検出素子から出力された検出信号を、個別或いは複数のまとまったＸ線検出素子のグループごとに可変利得増幅器で増幅したのちディジタルデータに変換する。なお、この個々のＸ線検出素子又はその素子グループの、被検体１６の体軸方向と直交する方向における配列を、以後Ｘ線検出器１３のチャネルと称する。１５は被検体１６を載せる寝台であり、被検体１６の体軸方向に移動する。

制御装置部２は、制御ユニット２１及び記憶ユニット２２を備える。記憶ユニット２２は、記憶媒体としてハードディスク又はＥＥＰＲＯＭ等の随時書込み読出しが可能な不揮発性メモリを使用したもので、この実施形態を実現するために必要な記憶領域として、スキャノ画像記憶部２２１と、スキャン画像記憶部２２２と、再構成画像記憶部２２３を有している。

制御ユニット２１は、中央処理ユニット（ＣＰＵ；Central Processing Unit）を備え、この実施形態を実現するために必要な機能として、スキャノ撮影制御部２１１と、補正データ生成部２１２と、スキャン制御部２１３と、画像再構成部２１４を有している。なお、これらの機能は何れも図示しないプログラムメモリに格納されたアプリケーション・プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。

スキャノ撮影制御部２１１は、入力デバイス３によるスキャノ撮影の指示操作に応じて、上記スキャナ装置部１を制御して被検体１６をその真上（０度）及び真横（９０度）からそれぞれスキャノ撮影する。そして、このスキャノ撮影により得られた被検体１６の投影像データ（スキャノ画像データ）をＤＡＳ１４から取り込んでスキャノ画像記憶部２２１に記憶させ、さらに表示デバイス４に表示させる処理を行う。スキャノ画像データは、例えば後に述べるスキャン撮影のための検査対象範囲等のスキャン計画情報を入力するために用いられる。

補正データ生成部２１２は、上記スキャノ画像記憶部２２１からスキャノ画像データを読み出し、当該スキャノ画像データからＸ線検出器１３のチャネルごとの信号レベルを検出する。そして、当該検出された信号レベルが最適な値となるように、上記チャネルごとにＤＡＳ１４の可変利得増幅器の増幅利得を補正するための補正データを生成する。

また補正データ生成部２１２は、後述するスキャン撮影による被検体１６に対するスキャン位置及び方向（角度）に同期して、上記生成された補正データをもとにＤＡＳ１４の可変利得増幅器の増幅利得を可変制御する。なお、上記補正データによる増幅利得の制御方式には３つの方式が考えられるが、その詳細は後述する。

スキャン制御部２１３は、入力デバイス３によるスキャン指示操作に応じて、前記スキャナ装置部１を制御することで、被検体１６の検査対象範囲に対しヘリカルスキャン方式によるスキャン撮影動作を行わせる。そして、このスキャン撮影により得られたスキャン画像データを、ＤＡＳ１４から取り込んでスキャン画像記憶部２２２に記憶させる機能を有する。

画像再構成部２１４は、上記スキャン画像記憶部２２２に記憶されたスキャン画像データをもとに被検体１６の内部組織を表す画像データを再構成し、この再構成された画像データを表示デバイス４に表示させる機能を有する。

次に、以上のように構成されたＸ線ＣＴスキャナ装置の動作を、制御ユニット２１の制御手順に従い説明する。図２は制御ユニット２１による制御手順と制御内容を示すフローチャートである。

制御ユニット２１は、先ずステップＳ１において初期設定情報の入力待機状態となる。この状態で、医師又は技師が入力デバイス３を操作して初期設定情報を入力すると、制御ユニット２１はこの入力された初期設定情報を図示しない初期条件記憶部に保存する。初期設定情報としては、例えば患者情報、検査対象部位の選択情報、スキャノ条件が挙げられる。スキャノ条件には、被検体１６に対するスキャノ撮影の方向を表す情報が含まれる。撮影方向としては、例えば被検体１６の真上（０度）と真横（９０度）が指定される。

上記初期設定処理が終了し、医師又は技師が入力デバイス３においてスキャノ撮影の開始操作を行ったとする。そうすると制御ユニット２１は、ステップＳ２で上記開始操作を検出して、ステップＳ３によりスキャノ撮影制御部２１１を起動する。そして、このスキャノ撮影制御部２１１の制御の下、上記初期設定されたスキャノ条件に従い、スキャナ装置部１を制御して被検体１６をその真上（０度）と真横（９０度）からそれぞれスキャノ撮影する。このスキャノ撮影では、ＤＡＳ１４内の可変利得増幅器の増幅利得は全チャネルに対し一定値に初期設定されている。このため、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線の検出信号は、ＤＡＳ１４において全チャネルとも一定の増幅利得により増幅されたのち、ディジタルデータに変換される。制御ユニット２１は、上記０度と９０度の静止撮影により得られた被写体１６の投影像（スキャノ画像）のデータを、ステップＳ４によりＤＡＳ１４から取り込んでスキャノ画像記憶部２２１に格納する。

上記スキャノ画像データが得られると、スキャノ撮影制御部２１１の制御の下で、このスキャノ画像データはスキャノ画像記憶部２２１から読み出されて表示デバイス４に表示される。この状態で医師又は技師が入力デバイス３を操作してスキャン計画情報を入力すると、制御ユニット２１はステップＳ５において上記スキャン計画情報を受け取り、図示しないスキャン計画記憶部に保存する。スキャン計画情報には、例えば被検体１６の検査対象領域の指定情報が含まれる。図４（ａ）のＥはその一例を示す。

制御ユニット２１は、続いてステップＳ６において補正データ生成部２１２を起動し、この補正データ生成部２１２の制御の下で、ＤＡＳ１４内の可変利得増幅器の増幅利得を制御するための補正データを生成する。この補正データの生成手法には以下の３つの実施例がある。

（第１の実施例）
第１の実施例は、０度のスキャノ画像データを用い、このスキャノ画像上に設定された検査対象領域のスキャン方向にその開始点から終了点までのＸ線吸収量の最小値をチャネルごとに求め、この求められたＸ線吸収量の最小値をもとに補正データを生成するものである。図３はその処理手順と処理内容を示すフローチャート、図４（ａ）〜（ｃ）は処理内容の説明に使用する図である。

制御ユニット２１は、先ずステップＳ１１によりＸ線検出器１３のチャネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を１つ（例えばＣＨ１）を選択し、この選択されたチャネルＣＨ１により検出された画像データ群を０度のスキャノ画像データから読込む（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ１３により、上記スキャン計画により設定された検査対象領域Ｅにおけるスキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍの中から１つ（例えばＬ１）を選択し、この選択されたスキャン位置Ｌ１に対応する画素データをもとにステップＳ１４でＸ線吸収量ａを算出する。

次に、この算出されたＸ線吸収量の値ａを、Ｘ線吸収量の最小値を表すＶCh1 とステップＳ１５で比較し、ＶCh1 ＞ａであればステップＳ１６によりＶCh1 をａとする。なお、ＶCh1 の初期値は一般的なＸ線吸収量の最大値に設定されている。続いて、ステップＳ１７により全てのスキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍを選択し終えたか否かを判定し、未選択のスキャン予想位置があればステップＳ１３に戻って次のスキャン予想位置Ｌ２を選択する。そして、今度はこの選択されたスキャン予想位置Ｌ２についてその画素データからＸ線吸収量ａを算出し、この算出されたＸ線吸収量の値ａをＸ線吸収量の最小値ＶCh1 と比較して、ＶCh1 ＞ａであればＶCh1 をこのａに更新する。なお、ＶCh1 ＞ａでなければＶCh1 の値は更新しない。

以後同様に、残りの全てのスキャン予想位置Ｌ３〜Ｌｍを選択し終わるまで上記ステップＳ１３〜Ｓ１７による処理を繰り返す。かくして、チャネルＣＨ１について、全てのスキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍの中でＸ線吸収量が最小となる値ＶCH1 が求められる。

上記チャネルＣＨ１についてのＸ線吸収量の最小値ＶCH1が求まると、次にステップＳ１８で、チャネルＣＨｉの選択が全て終了したか否かを判定する。そして、未選択のチャネルが残っていれば、ステップＳ１１に戻って次のチャネル（ＣＨ２）を選択し、このチャネルＣＨ２について上記チャネルＣＨ１の場合と同様に、ステップＳ１２〜Ｓ１８による処理を繰り返す。かくして、チャネルＣＨ２についてＸ線吸収量の最小値ＶCH2 が求められる。

以後同様に、残りの全てのチャネルＣＨ３〜ＣＨｎについて上記ステップＳ１１〜Ｓ１８による処理を繰り返し実行し、チャネルＣＨ３〜ＣＨｎのそれぞれについてＸ線吸収量の最小値ＶCH3 〜ＶCHn を求める。

制御ユニット２１は、上記全てのチャネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）についてＸ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn の算出処理を終了すると、ステップＳ１９においてこれらのＸ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn をもとに、ＤＡＳ１４における可変利得増幅器の増幅利得をチャネルごとに補正するための補正データを生成する。

例えば、Ｘ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn が予め設定したしきい値以下のチャネルについては増幅利得を予め設定した小さい値に設定し、一方Ｘ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn が予め設定したしきい値より大きいチャネルについては増幅利得を予め設定した大きな値に設定する。したがって、この場合ＤＡＳ１４の可変利得増幅器の増幅利得は、図４（ｃ）に示すように、スキャノ画像レベルが高いチャネル群に対しては小さい増幅利得（ゲイン）が与えられ、一方スキャノ画像レベルが低いチャネル群に対しては大きな増幅利得（ゲイン）が与えられることになる。また、可変利得増幅器に与えられる増幅利得は、チャネルごとにスキャン方向に対しては固定値となる。以上のように生成された補正データは、記憶ユニット２内の図示しない補正データ記憶部に保存される。

（第２の実施例）
第２の実施例は、０度及び９０度のスキャノ画像データを用い、これらのスキャノ画像に設定された検査対象領域中の各スキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍについて、Ｘ線検出器１３のチャネルごとに、０度のスキャノ画像データから求めたＸ線吸収量と９０度のスキャノ画像データから求めたＸ線吸収量のうち小さい方を選択し、この選択された小さい方の値もとに補正データを生成するものである。図５はその処理手順と処理内容を示すフローチャート、図６及び図７は処理内容の説明に使用する図である。なお、図６では９０度のスキャノ画像とそのＸ線検出レベルのみを示し、０度のスキャノ画像とそのＸ線検出レベルについては図４に示したものを用いて説明を行う。

制御ユニット２１は、先ずステップＳ２１で上記検出対象領域Ｅにおけるスキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍを１つ（例えばＬ１）を選択し、この選択されたスキャン予想位置Ｌ１に対応する０度及び９０度の各スキャノ画像データをステップＳ２２により読込む。次にステップＳ２３において、Ｘ線検出器１３のチャネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を１つ（例えばＣＨ１）を選択し、この選択されたチャネルＣＨ１について、ステップＳ２４，Ｓ２５によりそれぞれ０度のスキャノ画像データ及び９０度のスキャノ画像データからＸ線吸収量ａ，ｂを算出する。

次にステップＳ２６において、上記算出された０度のＸ線吸収量ａと９０度のＸ線吸収量ｂとを比較し、この比較の結果小さい方を当該チャネルＣＨ１におけるＸ線吸収量の値ＶCh1 とする（ステップＳ２７，Ｓ２８）。続いて、チャネルＣＨｉの選択が全て終了したか否かをステップＳ２９で判定し、未選択のチャネルが残っていればステップＳ２３に戻って次のチャネル（ＣＨ２）を選択する。そして、今度はこのチャネルＣＨ２について、上記チャネルＣＨ１の場合と同様に、ステップＳ２４〜Ｓ２９により０度のＸ線吸収量ａと９０度のＸ線吸収量ｂのうち小さい方を当該チャネルＣＨ２におけるＸ線吸収量の値ＶCh2 とする処理を行う。以後同様に、残りの全てのチャネルＣＨ３〜ＣＨｎについて上記ステップＳ２３〜Ｓ２９による処理を繰り返し実行し、チャネルＣＨ３〜ＣＨｎのそれぞれについてＸ線吸収量の値ＶCH3 〜ＶCHn を求める。

上記スキャン予想位置チャネルＬ１について、チャネルＣＨ１〜ＣＨｎごとのＸ線吸収量の値ＶCH1 〜ＶCHn が求まると、続いてステップＳ３０において、この求められたＶCH1 〜ＶCHn をもとにスキャン予想位置チャネルＬ１における増幅利得の補正データを生成する。例えば、Ｘ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn が予め設定したしきい値以下のチャネルについては増幅利得を予め設定した小さい値に設定し、一方Ｘ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn が予め設定したしきい値より大きいチャネルについては増幅利得を予め設定した大きな値に設定する。

したがって、例えばいま図７に示すように、スキャン予想位置Ｌ１における０度のスキャノ画像レベルがＡ、９０度のスキャノ画像レベルがＢだったとすると、上記したようにチャネルＣＨ１〜ＣＨｎごとのＸ線吸収量の値ＶCH1 〜ＶCHn は０度のＸ線吸収量ａと９０度のＸ線吸収量ｂのうち小さい方であるため、結果的に上記画像レベルＡとＢのうちの小さい方の画像レベルＣをもとに、画像レベルが高いチャネル群に対しては小さい増幅利得（ゲイン）が与えられ、一方スキャノ画像レベルが低いチャネル群に対しては大きな増幅利得（ゲイン）が与えられる。

次に制御ユニット２１は、ステップＳ３１において上記スキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍの選択が全て終了したか否かを判定する。そして、未選択のスキャン予想位置が残っていれば、ステップＳ２１に戻って次のスキャン予想位置（Ｌ２）を選択し、このスキャン予想位置Ｌ２について上記スキャン予想位置Ｌ１の場合と同様に、ステップＳ２２〜Ｓ３１による処理を繰り返す。かくして、スキャン予想位置Ｌ２について、チャネルＣＨ１〜ＣＨｎごとのＸ線吸収量の値ＶCH1 〜ＶCHn が求められる。そして、この求められたＸ線吸収量の値ＶCH1 〜ＶCHn をもとに増幅利得の補正データが生成される。

以後同様に、残りの全てのスキャン予想位置Ｌ３〜Ｌｍについてもそれぞれ上記ステップＳ２１〜Ｓ３１による処理が繰り返し実行され、これによりＸ線吸収量の値ＶCH1 〜ＶCHnがチャネル別に算出されて、その算出値をもとに各スキャン予想位置Ｌ３〜ＬｍにおけるＸ線検出器１３の増幅利得の補正データが生成される。また、以上のように生成された補正データは、記憶ユニット２内の図示しない補正データ記憶部に保存される。

（第３の実施例）
第３の実施例は、０度及び９０度のスキャノ画像データを用い、これらのスキャノ画像に設定された検査対象領域中のスキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍについて、Ｘ線検出器１３のチャネルごとに、０度のスキャノ画像データ及び９０度のスキャノ画像データからそれぞれＸ線吸収量を算出する。そして、この算出された各Ｘ線吸収量をもとに、ヘリカルスキャンによる被検体１６に対するＸ線照射方向に応じた補正データを生成するものである。図８はその処理手順と処理内容を示すフローチャート、図９はその処理内容を説明するための図である。

制御ユニット２１は、先ずステップＳ４１で上記検出対象領域Ｅにおけるスキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍを１つ（例えばＬ１）を選択し、この選択されたスキャン予想位置Ｌ１に対応する０度のスキャノ画像データをステップＳ４２により読込む。そして、ステップＳ４３において、Ｘ線検出器１３のチャネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を１つ（例えばＣＨ１）を選択し、この選択されたチャネルＣＨ１について、ステップＳ４４により０度のスキャノ画像データからＸ線吸収量ａを算出して、この算出されたＸ線吸収量ａをＶCh1(0) とする。

続いて、チャネルＣＨｉの選択が全て終了したか否かをステップＳ４５で判定し、未選択のチャネルが残っていればステップＳ４３に戻って次のチャネル（ＣＨ２）を選択する。そして、今度はこのチャネルＣＨ２について、上記チャネルＣＨ１の場合と同様に、ステップＳ４４により０度のＸ線吸収量ａを算出してこれを当該チャネルＣＨ２におけるＶCh2(0) とする処理を行う。以後同様に、残りの全てのチャネルＣＨ３〜ＣＨｎについて上記ステップＳ４３〜Ｓ４５による処理を繰り返し実行し、チャネルＣＨ３〜ＣＨｎのそれぞれについて０度のＸ線吸収量の値ＶCH3(0) 〜ＶCHn(0) を求める。

次に、上記選択されたスキャン予想位置Ｌ１に対応する９０度のスキャノ画像データをステップＳ４６により読込む。そして、ステップＳ４７において、Ｘ線検出器１３のチャネルＣＨｉ（ｉ＝１〜ｎ）を１つ（例えばＣＨ１）を選択し、この選択されたチャネルＣＨ１について、ステップＳ４８により９０度のスキャノ画像データからＸ線吸収量ｂを算出して、この算出されたＸ線吸収量ｂをＶCh1(90) とする。

続いて、チャネルＣＨｉの選択が全て終了したか否かをステップＳ４９で判定し、未選択のチャネルが残っていればステップＳ４７に戻って次のチャネル（ＣＨ２）を選択する。そして、今度はこのチャネルＣＨ２について、上記チャネルＣＨ１の場合と同様に、ステップＳ４８により９０度のＸ線吸収量ｂを算出してこれを当該チャネルＣＨ２におけるＶCh2(90) とする処理を行う。以後同様に、残りの全てのチャネルＣＨ３〜ＣＨｎについて上記ステップＳ４７〜Ｓ４９による処理を繰り返し実行し、チャネルＣＨ３〜ＣＨｎのそれぞれについて９０度のＸ線吸収量の値ＶCH1(90) 〜ＶCHn(90) を求める。

次にステップＳ５０において、上記算出された０度のチャネル別Ｘ線吸収量ＶCH3(0) 〜ＶCHn(0) と、９０度のチャネル別Ｘ線吸収量ＶCH1(90) 〜ＶCHn(90) をもとに、ヘリカルスキャンによる被検体１６に対するスキャン方向（角度）に応じた補正データを生成する。

例えば、ヘリカルスキャンによる被検体１６に対するスキャン方向（角度）を、図９に示すように上下方向（３１５度〜４５度及び１３５度〜２２５度）と、左右方向（４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度）に分ける。そして、上下方向（３１５度〜４５度及び１３５度〜２２５度）については、上記０度のチャネル別Ｘ線吸収量ＶCH3(0) 〜ＶCHn(0) をもとに補正データを生成する。一方、左右方向（４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度）については、９０度のチャネル別Ｘ線吸収量ＶCH1(90) 〜ＶCHn(90) をもとに補正データを生成する。

補正データの生成方法の一例としては、先に述べた第２の実施例と同様に、Ｘ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn が予め設定したしきい値以下のチャネルについては増幅利得を予め設定した小さい値に設定し、一方Ｘ線吸収量の最小値ＶCH1 〜ＶCHn が予め設定したしきい値より大きいチャネルについては増幅利得を予め設定した大きな値に設定する方法が用いられる。

次に制御ユニット２１は、ステップＳ５１において上記スキャン予想位置Ｌ１〜Ｌｍの選択が全て終了したか否かを判定する。そして、未選択のスキャン予想位置が残っていれば、ステップＳ４１に戻って次のスキャン予想位置（Ｌ２）を選択し、このスキャン予想位置Ｌ２について上記スキャン予想位置Ｌ１の場合と同様に、ステップＳ４２〜Ｓ５１による処理を繰り返す。かくして、スキャン予想位置Ｌ２についても、０度のとき及び９０度のときのＸ線吸収量の値ＶCH1(0) 〜ＶCHn(0) 及びＶCH1(90) 〜ＶCHn(90) がそれぞれチャネルＣＨ１〜ＣＨｎ別に求められる。そして、この求められたＸ線吸収量の値ＶCH1(0) 〜ＶCHn(0) 及びＶCH1(90) 〜ＶCHn(90) をもとに、スキャン方向（上下方向と左右方向）別に増幅利得の補正データが生成される。

以後同様に、残りの全てのスキャン予想位置Ｌ３〜Ｌｍについてもそれぞれ上記ステップＳ４１〜Ｓ５１による処理が繰り返し実行され、これにより０度のとき及び９０度のときのＸ線吸収量の値ＶCH1(0) 〜ＶCHn(0) 及びＶCH1(90) 〜ＶCHn(90) が算出され、この算出結果をもとに各スキャン予想位置Ｌ３〜Ｌｍにおいてスキャン方向（上下方向と左右方向）別にＸ線検出器１３の増幅利得の補正データが生成される。また、以上のように生成された補正データは、記憶ユニット２内の図示しない補正データ記憶部に保存される。

上記補正データの生成及び保存処理が終了した状態で、医師又は技師がスキャン開始操作を行ったとする。制御ユニット２１はこの開始操作をステップＳ７で検出するとステップＳ８によりスキャン制御部２１３を起動し、このスキャン制御部２１３の制御の下、スキャナ装置部１に対しスキャン制御を開始する。この結果、スキャナ装置部１では被検体１６の指定された検査対象領域Ｅに対しヘリカルスキャンが行われる。

またこのとき制御ユニット２１は、補正データ生成部の制御の下、ステップＳ９において上記ヘリカルスキャンによる被検体１６に対するスキャン位置及びスキャン方向に応じ、前記補正データ生成処理において生成された補正データをもとにＤＡＳ１４の可変利得増幅器の増幅利得をチャネルごとに可変制御する。この可変利得増幅器の増幅利得の制御は、先に述べた補正データ生成処理において選択された生成手法、つまり第１、第２又は第３の実施例のいずれが選択されたかに応じて、実行される。

すなわち、第１の実施例が選択された場合には、検査対象領域Ｅの全スキャン位置Ｌ１〜Ｌｍに対し同一の増幅利得がチャネル別に与えられる。第２の実施例が選択された場合には、検査対象領域Ｅの各スキャン位置Ｌ１〜Ｌｍに対するスキャンタイミングに同期して、当該各スキャン位置Ｌ１〜Ｌｍに対しそれぞれ異なる増幅利得がチャネル別に与えられる。第３の実施例が選択された場合には、検査対象領域Ｅの各スキャン位置Ｌ１〜Ｌｍに対するスキャンタイミング及びスキャン方向（角度）に同期して、当該各スキャン位置Ｌ１〜Ｌｍ及びスキャン方向（角度）に応じた増幅利得がチャネル別に与えられる。

したがって、上記ヘリカルスキャンによりＸ線検出器１３で検出され出力された透過Ｘ線の検出信号は、ＤＡＳ１４の可変利得増幅器において上記したように可変制御された増幅利得に従いチャネル別に増幅される。このため、Ｘ線検出信号のオーバフローや必要なチャネルの信号レベルが低くなりすぎるといった不具合は防止される。この増幅処理後の検出信号はディジタルデータに変換される。

制御ユニット２１は、上記ヘリカルスキャン動作中に、スキャン制御部２１３の制御の下で、上記スキャナ装置部１のＤＡＳ１４により変換されたＸ線検出信号のディジタルデータ（スキャン画像データ）を取り込み、これをスキャン画像記憶部２２２に記憶させる。また、このヘリカルスキャン制御動作と並行して、或いはその終了後に、制御ユニット２１はステップＳ１０により画像再構成部２１４を起動する。そして、この画像再構成部２１４の制御の下で、上記スキャン画像記憶部２２２からスキャン画像データを読み出し、この読み出されたスキャン画像データをもとに検査用の画像データを再構成し表示デバイス４に表示させる。

以上詳述したように一実施形態では、スキャノ撮影により得られたスキャノ画像をもとに、Ｘ線検出器１３から出力される検出信号の信号レベルを補正するための補正データを生成し、この補正データによりＤＡＳ１４の可変利得増幅器の増幅利得をＸ線検出器１３のチャネルごとに制御するようにしている。

したがって、被検体１６のＸ線吸収量が小さい部位を透過したＸ線の検出信号のレベルは適切に抑制され、これによりオーバフローを起こす不具合は確実に防止される。一方、被検体１６のＸ線吸収量が大きい部位を透過したＸ線の検出信号のレベルは適切に増幅され、これにより当該部位のスキャン画像のＳ／Ｎが劣化する不具合も防止される。すなわち、検査対象領域全体に渡ってオーバフローがなくかつＳ／Ｎの良好なスキャン画像を得ることが可能となる。

また一実施形態では、補正データの生成手法として第１、第２及び第３の実施例として述べた手法を用意し、これらの手法を選択的に使用して補正を行うようにしている。このため、第１の実施例による手法を用いれば、Ｘ線吸収量が比較的均一な部位に対し検査を行う場合に、簡易な補正データにより増幅利得の制御を簡単に実施することが可能となる。

第２の実施例による手法を用いれば、真上から撮影する場合と真横から撮影する場合とでＸ線吸収量が比較的大きく変わる部位を検査する場合に、真上から撮影する場合に加え、真横から撮影する場合も考慮して補正値を設定することができ、これによりどの方向から撮影してもオーバフローのなくかつ検査対象領域全域に渡りＳ／Ｎの良好なスキャン画像を得ることが可能となる。

第３の実施例による手法を用いると、上下方向から撮影する場合と左右方向から撮影する場合とでそれぞれ最適な補正値が設定されるので、上下方向から撮影する場合と左右方向から撮影する場合とでＸ線透過量が大きく異なる部位を検査する場合でも、オーバフローがなくかつ検査対象領域全域に渡りＳ／Ｎの良好なスキャン画像を得ることが可能となる。

［その他の実施形態］
第３の実施例として述べた補正データ生成手法では、上下方向から撮影する場合と左右方向から撮影する場合とでそれぞれ最適な補正値を設定するようにした。しかしそれに限らず、真上から撮影したスキャノ画像データと真横から撮影したスキャノ画像データをもとに、その他の撮影方向から撮影したときの画像データを推測し、この推測結果をもとにヘリカルスキャンの全周に渡り、連続的又は９０度未満の一定の角度おきに、最適な補正値を設定するようにしてもよい。画像データの推測手法としては、画像データの補間処理又はモデル化処理を使用できる。このようにすると、ヘリカルスキャンにより如何なる検査対象部位をどの方向から撮影しても、オーバフローがなくかつＳ／Ｎの良好なスキャン画像を得ることが可能となる。

また、前記一実施形態では、補正データを生成する際にスキャノ画像からＸ線吸収量を算出し、このＸ線吸収量をもとに補正値を決定するようにした。しかし、それに限らずスキャノ画像の信号レベルをもとに直接補正値を決定するようにしてもよい。
その他、Ｘ線検査装置の種類とその構成、補正データ生成処理の手順と処理内容等についても、種々変形が可能である。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…スキャナ装置部、２…制御装置部、３…入力デバイス、４…表示デバイス、１１…回転リング、１２…Ｘ線源、１３…Ｘ線検出器、１４…データ収集システム、１５…寝台、１６…被検体、２１…制御ユニット、２２…記憶ユニット、２１１…スキャノ撮影制御部、２１２…補正データ生成部、２１３…スキャン制御部、２１４…画像再構成部、２２１…スキャノ画像記憶部、２２２…スキャン画像記憶部、２２３…再構成画像記憶部。

Claims (6)

1. 被検体に対しＸ線を照射し、当該被検体を透過したＸ線を少なくとも一次元配列された複数のＸ線検出素子により検出して電気信号に変換し、この変換された電気信号を可変利得増幅器により増幅して出力するスキャナ装置と、
   前記可変利得増幅器から出力された電気信号を受け取り、当該電気信号の信号レベルをもとに当該信号レベルを予め設定された範囲内に補正するための補正データを生成し、この生成された補正データに基づいて前記可変利得増幅器の増幅利得を可変制御する制御装置と
   を具備するＸ線検査装置。
2. 前記制御装置は、
   前記スキャナ装置を制御して、前記被検体に対し前記Ｘ線検出素子の配列方向とは直交する方向にスキャン位置を移動しながら前記被検体の全周をスキャン撮影する手段と、
   前記スキャン撮影に先立ち、前記スキャナ装置を制御して前記被検体に対し予め決められた方向からスキャノ撮影を行い投影像を取得する手段と、
   前記取得された投影像をもとに、前記スキャン撮影を行うときの複数のスキャン予想位置の各々について、前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに、前記投影像の信号レベルの最小値及び最大値の少なくとも一方を求める手段と、
   前記求められた画像信号レベルの値をもとに、前記スキャン撮影のスキャン方向に対し一定となる補正データを、前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに生成する手段と、
   前記スキャン撮影を行う際に、前記生成された補正データに基づいて、前記可変利得増幅器の増幅利得を前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに可変制御する手段と
   を備える請求項１記載のＸ線検査装置。
3. 前記制御装置は、
   前記スキャナ装置を制御して、前記被検体に対し前記Ｘ線検出素子の配列方向とは直交する方向にスキャン位置を移動しながら前記被検体の全周をスキャン撮影する手段と、
   前記スキャン撮影に先立ち、前記スキャナ装置を制御して前記被検体を互いに直交する第１及び第２の方向からそれぞれスキャノ撮影し、第１及び第２の投影像を取得する手段と、
   前記取得された第１及び第２の投影像をもとに、前記スキャン撮影における各スキャン予想位置について、前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに、前記第１の投影像と第２の投影像のうち信号レベルの小さい方又は大きい方の値を選択する手段と、
   前記選択された信号レベルの値をもとに、前記スキャン撮影における各スキャン予想位置について、前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに、その検出信号レベルを予め設定された範囲内に補正するための補正データを生成する手段と、
   前記スキャン撮影を行う際に、前記被検体に対するスキャン位置と、前記生成された補正データとに基づいて、前記可変利得増幅器の増幅利得を前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに可変制御する手段と
   を備える請求項１記載のＸ線検査装置。
4. 前記制御装置は、
   前記スキャナ装置を制御して、前記被検体に対し前記Ｘ線検出素子の配列方向とは直交する方向にスキャン位置を移動しながら前記被検体の全周をスキャン撮影する手段と、
   前記スキャン撮影に先立ち、前記スキャナ装置を制御して前記被検体を互いに直交する第１及び第２の方向からそれぞれスキャノ撮影し、第１及び第２の投影像を取得する手段と、
   前記取得された第１及び第２の投影像をもとに、前記スキャン撮影における各スキャン予想位置について、前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに、前記取得された第１及び第２の投影像の信号レベルをそれぞれ求める手段と、
   前記求められた第１及び第２の投影像の信号レベルの値をもとに、前記スキャン撮影におけるスキャン予想位置及び前記被検体に対する撮影方向に応じて、前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに、その検出信号レベルを予め設定された範囲内に補正するための補正データを生成する手段と、
   前記スキャン撮影を行う際に、前記被検体に対するスキャン位置及び撮影方向と、前記生成された補正データとに基づいて、前記可変利得増幅器の増幅利得を前記複数のＸ線検出素子の各々又は小単位の素子グループごとに可変制御する利得可変制御手段と
   を備える請求項１記載のＸ線検査装置。
5. 前記補正データを生成する手段は、前記求められた第１及び第２の投影像の信号レベルの値をもとに、第１及び第２の方向以外の方向から撮影した場合の投影像の信号レベルを推測し、前記第１及び第２の投影像の信号レベルと前記推測された信号レベルとをもとに補正データを生成し、
   前記利得可変制御手段は、前記被検体に対する撮影方向と、前記生成された補正データとに基づいて、前記可変利得増幅器の増幅利得を可変制御する請求項４記載のＸ線検査装置。
6. 被検体に対しＸ線を照射し、当該被検体を透過したＸ線を少なくとも一次元配列された複数のＸ線検出素子により検出して電気信号に変換し、この変換された電気信号を可変利得増幅器により増幅して出力するスキャナ装置と、
   前記可変利得増幅器から出力された電気信号を受け取り、当該電気信号の信号レベルをもとに当該信号レベルを予め設定された範囲内に補正するための補正データを生成し、この生成された補正データに基づいて、前記被検体に対するＸ線の照射強度を可変制御する制御装置と
   を具備するＸ線検査装置。

Images