JP2014138660A

JP2014138660A - Ｘ線ｃｔ装置、および放射線検出器のキャリブレーション装置

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Publication number: JP2014138660A
Application number: JP2013008593A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kudo; 洋二工藤; Masahiko Yamazaki; 正彦山崎
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2033-01-21
Also published as: JP6058405B2

Abstract

【課題】広いダイナミックレンジでリニアリティを確保しアーチファクトの発生を防止できるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線発生部のＸ線モジュレーシヨン条件を設定するモジュレーション設定部と、前記モジュレーション条件にて前記Ｘ線発生部のＸ線出力を変調するモジュレーション部と、Ｘ線を複数の素子で検出するＸ線検出部からの出力を増幅し、デジタル変換処理がなされた各画素のカウント値を取得するデータ収集部と、前記Ｘ線検出部の全画素もしくは所定領域に含まれる画素に対して、各画素のカウント値を平均した平均カウント値を算出する統計処理部と、各画素のカウント値と前記平均カウント値の差分値を補正値として算出する差分計測部と、前記補正値を収集条件ごとの補正テーブルとして保持するテーブル保存部と、前記補正テーブルを用いて各画素の感度補正を行うキャリブレーション部と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、および放射線検出器のキャリブレーション装置に関する。

近年、Ｘ線ＣＴ装置において、被ばく低減のためこれまで余り使用されていなかった低ｍＡｓ（管電流照射時間積）条件で撮影されることが多くなりつつある。これを実現するための各種補正方法が適用されてはいるが、これまで余り問題にならなったＤＡＳ（data acquisition system：データ収集）部における低カウント領域の特性が重要になってきている。特に、リニアリティ特性は画質に大きく影響を与えるのでその補正技術は非常に重要である。従来から行われている水キャリブレーションでは、Ｘ線量に対する各画素のリニアリティの補正を行っているが（例えば特許文献１参照）、Ｘ線検出器内の画素相互間の補正が不十分になる可能性がある。

すなわち、Ｘ線源と対向して配置されるＸ線検出器が回転する第３世代ＣＴ装置では、素子間に応答特性のばらつきがあると、リングアーチファクトやへそアーチファクトなどが発生しやすいという問題がある。特に、回転中心付近の画素間の応答特性にばらつきあると、アーチファクトになりやすい。このため、低カウント領域から高いカウント領域までの広いダイナミックレンジにおいて、各画素のリニアリティを確保しながら回転中心近傍の画素間、およびアーチファクトが観測される画素近傍の応答特性を均一化することが求められている。

さらに、ＤＡＳ部を構成するＤＡＳチップに用いられるＱＶ／ＡＤＣ（電荷積分型Ａ／Ｄコンバータ）のリニアリティ特性がチップごとに異なる場合、チップ間の応答特性の違いからアーチファクトが発生することがある。しかしＤＡＳチップの増幅率ごとに各チップの特性を均一にそろえることは、現状の測定技術、歩留まり等からかなり困難であることがわかっている。

特開２００９−１４２３８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決し、広いダイナミックレンジでリニアリティを確保しアーチファクトの発生を防止できるＸ線ＣＴ装置、および放射線検出器のキャリブレーション装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管に電圧および電流を印加する高電圧発生部からなるＸ線発生部と、Ｘ線モジュレーシヨン条件を設定するモジュレーション設定部と、前記Ｘ線モジュレーション条件にて前記Ｘ線発生部のＸ線出力を変調するモジュレーション部と、前記Ｘ線発生部から発生するＸ線を複数の素子で検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部の出力を素子単位で増幅し、デジタル値へ変換された各画素のカウント値を取得するデータ収集部と、前記データ収集部の全画素もしくは所定領域に含まれる画素に対して、各画素のカウント値を平均した平均カウント値を算出する統計処理部と、各画素のカウント値と前記平均カウント値の差分値を補正値として算出する差分計測部と、前記補正値を収集条件ごとに補正テーブルとして保持するテーブル保存部と、前記補正テーブルを用いて各画素の感度補正を行うキャリブレーション部と、を有する。

また、本実施形態の放射線検出器のキャリブレーション装置は、Ｘ線発生部のＸ線モジュレーシヨン条件を設定するモジュレーション設定部と、前記モジュレーション条件にて前記Ｘ線発生部のＸ線出力を変調するモジュレーション部と、Ｘ線を複数の素子で検出するＸ線検出部からの出力を増幅し、デジタル変換処理がなされた各画素のカウント値を取得するデータ収集部と、前記Ｘ線検出部の全画素もしくは所定領域に含まれる画素に対して、各画素のカウント値を平均した平均カウント値を算出する統計処理部と、各画素のカウント値と前記平均カウント値の差分値を補正値として算出する差分計測部と、前記補正値を収集条件ごとの補正テーブルとして保持するテーブル保存部と、前記補正テーブルを用いて各画素の感度補正を行うキャリブレーション部と、を有する。

実施形態におけるＸ線ＣＴ装置全体のブロック構成図。同実施形態のキャリブレーション部の動作を説明するフローチャート図。同実施形態におけるＸ線検出部のＸ線検出素子とデータ収集部のＤＡＳチップの配置関係を示す説明図。同実施形態におけるデータ収集部の構成を示す説明図。同実施形態における各画素の応答特性と平均応答特性を示す説明図。同実施形態におけるＸ線モジュレーションの繰り返し測定回数を説明する図。同実施形態における補正データの算出方法を示す説明図。同実施形態における補正データを格納する補正テーブル例。同実施形態におけるＸ線フィルタの第１の移動例。同実施形態におけるＸ線フィルタの第２の移動例。同実施形態において、エネルギー特性を変化させた時の同一カウント値での補正データ算出方法を示す説明図。同実施形態における補正テーブルの実装例。同実施形態におけるＤＡＳチップの構成例。

以下、実施形態について図１から図１３を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（装置構成）
図１に示す本実施形態の画像診断装置はＸ線ＣＴ装置であるが、本実施形態はＸ線検出器のキャリブレーションに関するもので放射線検出器全般のキャリブレーション装置として適用が可能である。

図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源とそれに対向して配置されるＸ線検出器が回転する第３世代ＣＴ装置であり、被検体ＰをＸ線でスキャン撮影するための架台（ガントリ）１０とＸ線ＣＴ装置全体を制御するコンソール１１から構成されている。

架台１０は、Ｘ線を発生するＸ線発生部１２、発生するＸ線の広がりを光学調整する光学部１３、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出部１４、Ｘ線検出部１４の検出出力をデジタル値の投影データとして収集するデータ収集部１５、および架台１０の各部を制御するための制御信号をコンソール１１から伝送し、収集した投影データを架台１０外に非接触で伝送する架台制御伝送部１６を有している。そしてＸ線発生部１２と対向するＸ線検出部１４およびデータ収集部１５が、寝台天板１７に載置される被検体Ｐを中心として回転することによって被検体Ｐのスキャン撮影を行うことができる。

Ｘ線発生部１２は、Ｘ線を発生するＸ線管１２１とＸ線管１２１に高電圧を印加する高電圧発生部１２２を有する。また、光学部１３は、Ｘ線管１２１から発生するＸ線の線量分布をファン角方向に調整するウエッジ１３１と、スライス方向の照射幅を調整するスリット１３２を有している。

Ｘ線検出部１４は、微小なＸ線検出素子がチャンネル方向およびスライス方向に２次元状に配列して構成される。そしてデータ収集部１５は、各Ｘ線検出素子から出力される電荷を所定の増幅率で積分し電圧値に変換する増幅部１５１、増幅部１５１から出力される電圧値をアナログ・デジタル変換したデジタル値（以下カウント値と称する）を出力するＡ／Ｄ変換部１５２、およびＡ／Ｄ変換を行う収集タイミングなどの制御を行うコントロール部１５３を有している。

また、コンソール１１は、架台制御伝送部１６を経由して本システムを統合して制御するシステム制御部１１１を有している。矢印で示すように、このシステム制御部１１１によって、Ｘ線発生部１２、光学部１３、寝台天板１７、およびデータ収集部１５を含むＸ線ＣＴ装置の各部を制御する。

本実施形態においてはシステム制御部１１１の配下に、架台１０の各部を制御する架台制御部１１２、本実施形態のキャリブレーションを行うキャリブレーション部１１３、データ収集部１５からの投影データを再構成して断面像などの各種医用画像を生成する再構成部１１４、および補正テーブル、各種医用画像、一時的なバッファデータを記憶するデータ記憶部１１５を有している。

このコンソール１１は、高性能なコンピュータで構成されるため、図示しないＣＰＵ、メモリ、ストレージなど一般的な構成を備える。各種医用画像をモニタに表示する表示部１１６とシステムを操作するための操作卓、キーボード、マウス、トラックボールなどのユーザインターフェースデバイスが接続される操作部１１７を備える。

（キャリブレーション方法）
図２は、本実施形態のキャリブレーション部１１３で行われるキャリブレーション動作を説明するフローチャートである。また、フローチャートの各ステップで示される処理は、コンソール１１にインストールされたソフトウエアによって実行される。このとき、キャリブレーション処理機能として、Ｘ線発生部１２のＸ線モジュレーシヨン条件を設定するモジュレーション設定機能、前記Ｘ線モジュレーション条件にてＸ線発生部１２のＸ線出力を変調するモジュレーション機能、データ収集部１５の全画素もしくは所定領域に含まれる画素に対して、各画素のカウント値を平均した平均カウント値を算出する統計処理機能、各画素のカウント値と前記平均カウント値の差分値を補正値として算出する差分計測機能、前記補正値を収集条件ごとに補正テーブルとして保持するテーブル保存機能、および前記補正テーブルを用いて各画素の感度補正を行うキャリブレーション機能が実装される。

本実施形態では、肥満体の被検体を仮定し、比較的低カウントの領域においてアーチファクトが観測される場合について説明する。

まずステップＳＴ２０１においてアーチファクトが観測されたカウント値を、操作部１１７より校正カウントとして設定する。この校正カウント値は、データ収集部１５から出力される平均カウント値を目安としてもよい。そしてこの校正カウント値を中心として所定の変調振幅も同時に設定する。この校正カウント値および所定の変調振幅を含めて校正カウント範囲を定義する。また、後述するようにキャリブレーション対象となる画素の範囲も同時に設定してもよい。

ステップＳＴ２０２においては、校正カウント値と所定の変調振幅に基づき、Ｘ線管１２１の管電流の可変範囲の設定を行う。この時、その他の条件としてＸ線管１２１の管電圧設定、後述するＸ線フィルタ選択、ｍＡｓ（管電流照射時間積）を決定するビューレート設定、データ収集部１５のＤＡＳゲイン設定などを同時に行う。すなわち設定した校正カウント値を中心として所定の振幅でカウント値が周期的に変動するように、Ｘ線モジュレーション条件が設定される。

ステップＳＴ２０３においては、ステップＳＴ２０２で設定されたＸ線モジュレーション条件に基づき、架台制御部１１２はＸ線発生部１２に対してＸ線モジュレーションを行うように制御を行う。

そしてステップＳＴ２０４では、データ収集部１５から出力されるカウント値を収集し、キャリブレーション対象の画素ごとにカウント値を計測する。

図３は、Ｘ線検出部１４のＸ線検出素子とデータ収集部１５のＤＡＳチップとの配置例を示し、図４は、データ収集部１５の全体構成を示す説明図である。ここで、Ｘ線検出部１４とデータ収集部１５の具体的構成について図３と図４を用いて説明する。

図３に示すように、Ｘ線検出素子ＰＤがチャンネル方向にＭ列（Ｍは自然数）配列されており、かつ各チャンネルにはスライス方向にＮ個（Ｎは自然数）のＸ線検出素子ＰＤが並んで配列される。従って、Ｘ線検出部１４は、Ｎ×Ｍの画素数を持つ。

また、複数のＸ線検出素子ＰＤはまとめられてＤＡＳチップに接続されており、図３の例では、ＣＨ１の半分のＸ線検出素子がＤＡＳチップ＃１に接続され、残りのＸ線検出素子がＤＡＳチップ＃２に接続されている。ＣＨ２以降も同様である。

ＤＡＳチップは、各Ｘ線検出素子ＰＤから出力される電荷（電流）をゲート信号がＯＮの間、積分するＱＶ（電荷積分）変換器で構成される増幅部１５１と、アナログ値をデジタル値（カウント値）に変換し出力するＡ／Ｄ変換部１５２を有している。ＱＶ（電荷積分）変換器は電荷積分を行うためのコンデンサの値を切り替えることで増幅率を調整することができる。

また、図４に示すように、複数のＤＡＳチップを集めて1つのＡ／Ｄ変換基板を構成し、Ａ／Ｄ変換基板＃１からＡ／Ｄ変換基板＃Ｋ（Ｋは自然数）は、コントロール部１５３に接続される。そしてコントロール部１５３はキャリブレーション対象の各画素に対応するカウント値を収集する。

ステップＳＴ２０５の統計処理において、キャリブレーション部１１３は、キャリブレーション対象の各画素のカウント値を計測することによって、図５のような応答特性（カウント値）を得ることができる。図５では煩雑になるため２画素分の曲線Ｇ＃１、Ｇ＃２しか明示していないが、キャリブレーション対象各画素の応答特性とキャリブレーション対象の全画素を平均した応答特性ＡＶ（平均カウント値）が得られる。この時、中心カウント値が４００であり、カウント値の振幅は概ね３００である。ここで１００ステップごとの１００〜７００平均カウント値（ＡＶ：黒丸）に対する各画素のカウント値（Ｇ＃１：白丸、Ｇ＃２：白四角）が求められる。

キャリブレーション対象の全画素とは、Ｘ線検出器１４を構成する全画素を対象としてもよいし、アーチファクトが観測された画素の近傍に位置する領域の画素をキャリブレーション対象としてよい。さらに、アーチファクトの種類によってチャンネル方向またはスライス方向にキャリブレーション対象範囲を広げて設定してもよい。また、ＤＡＳチップ単位で指定してもよい。図1に示すＸ線検出部１４の中心範囲ＤＣは、特にアーチファクトが観測されやすいため、この部分に対しては、優先的にキャリブレーション対象としてもよい。

特に低カウント領域においては、雑音の観点から一回のＸ線モジュレーションでは精度の問題が残る。このため、図６に示すようにＸ線モジュレーションを繰り返し、複数回測定を繰り返す必要がある。Ｘ線モジュレーションの繰り返し回数は、ステップＳＴ２０１で校正カウント値が設定された時に、Ｘ線モジュレーション条件で予め設定されていてもよい。または複数回カウント値の測定を繰り返した後、各画素のカウント値の標準偏差を計測し、この標準偏差の大きさによってさらに繰り返す回数を決定してもよい。

図６の白丸で示すように、カウント値３００とカウント値１００では、カウント値を平均する繰り返し回数が異なり、雑音の多いカウント値１００の方の平均回数を多くする。これにより、補正テーブルの精度を向上させることが可能となる。

このように時間的に繰り返し測定して求めたカウント値の補正データ算出方法について図７を用いて説明する。横軸はキャリブレーション対象の全画素にわたり、全画素のカウント値の合計を全画素数で割って求めた画素平均カウント値であり、縦軸は時間平均後の各画素の応答特性を示すカウント値を表している。

各画素の応答特性にリニアリティがある場合には、各画素のカウント値はｙ＝ｘの直線上にあり、リニアリティがない場合にはｙ＝ｘの直線から離れる。このため、図７に示すように、所定の平均値カウント値（例えば１００ステップごと７００まで）に対して各画素のカウント値と平均カウント値の差分値Ｄを求める。

ステップＳＴ２０６では、図７で求めた補正データを補正テーブルとして作成し、これをデータ記憶部１１５に記憶する。図８は、補正テーブル８１の例である。補正テーブル８１は、例えばステップＳＴ２０１で設定した校正カウント値を主キーとして形成されるが、収集条件も合わせて記述される。すなわち、管電圧設定、管電流設定、ビューレート設定などのモジュレーション条件や、Ｘ線フィルタ選択、ＤＡＳゲイン設定などの収集条件のパラメータ値が記述される。そして、各画素をキャリブレーションする補正値が記載される。図８では、例えばＣＨ４を構成するスライス方向の各画素（ＲＯＷ）に対する補正値が記載されている。また、収集条件は上述のパラメータの他に、ウエッジの種類やスリット幅など各種スキャン条件を加えてもよい。

ステップＳＴ２０７では、この補正テーブル８１を用いて各画素の応答特性のキャリブレーションを行う。キャリブレーション対象の各画素に対して差分値分のカウント値を補正することにより、各画素の応答特性を図７の直線ｙ＝ｘ上に移動させることができる。これにより全ての画素の応答特性が等しく補正される。しかもモジュレーションを行うエネルギー範囲（カウント値範囲）においてもキャリブレーションが行われるため、モジュレーションされたＸ線量の範囲のリニアリティを確保しながらＸ線検出部１４面内の画素の応答特性が均一になるように補正することができる。

（ダイナミックレンジの拡大）
図９に示すように。寝台９０にＸ線フィルタ９１を設置し、寝台天板１７を移動することによってＸ線フィルタ９１を切り替える。また図１０に示すように、ウエッジ１３１にＸ線フィルタ９１を組み込んでウエッジ１３１の移動機構を用いてＸ線フィルタ９１を移動させ切り替える。

Ｘ線フィルタ９１は、Ｘ線の線量を減衰させる働きとＸ線のパワースペクトルを所望のスペクトルにフィルタリングするために用いられる。通常、Ｘ線発生部１２の管電流の調整範囲は、Ｘ線ＣＴ装置の機種にもよるが、例えば１０ｍＡから１０００ｍＡと制限されるものと仮定する。その場合、管電流１ｍＡから１０ｍＡまで低線量範囲でのキャリブレーションができないことになる。このためＸ線の線量が１０ｄＢ減衰するようなＸ線フィルタを挿入することで、管電流１ｍＡから１０ｍＡの低線量領域を模擬的にキャリブレーションすることが可能である。すなわち、線量のダイナミックレンジを拡大させてリニアリティ補正が可能となる。なお、１０００ｍＡ以上の高線量側においてもダイナミックレンジを広げてキャリブレーションを行う場合には、ビューレートを遅くするなどＸ線照射時間を長くすることで高カウント領域のキャリブレーションも可能となる。

また、Ｘ線フィルタに９１でパワースペクトルの補正が行えるため、同一カウント値でエネルギー特性が異なる場合のキャリブレーションも可能とする。図１１は、エネルギー特性を変化させた時の同一カウント値での補正データ算出方法を示している。曲線ＨＰは、中心カウント値２０００にてＸ線モジュレーションを行った曲線であり、曲線ＬＰは、３ｄＢのＸ線フィルタを挿入した時の曲線（中心カウント値１０００）である。このどちらの曲線においてもカウント値１５００（それぞれ測定点を黒丸と白丸で示す。）のキャリブレーション補正テーブルを作成することができる。同一カウント値の補正データであるが、Ｘ線フィルタによってＸ線パワースペクトルの形が異なるため、補正テーブルの値は異なるものとなる。

このように、キャリブレーションのダイナミックレンジの拡大が可能となるとともに、Ｘ線のエネルギー特性の違いを加味した補正テーブルを用いてキャリブレーションを行うことが可能である。

また、個別の被検体に限定したキャリブレーションも行うことも可能である。例えば、被検体Ｐを撮影した時にアーチファクトが観測されたカウント値を設定し、被検体ＰのＸ線減衰量を模擬するＸ線フィルタを用いる。そしてＸ線モジュレーション条件は被検体Ｐを撮影した時のスキャン条件と同一にする。このような条件でキャリブレーションを行えば、実際の撮影条件に近い形でキャリブレーションが可能となるため、アーチファクトの発生を防止できる。また校正カウント値を限定することにより、キャリブレーション時間を短くすることが可能である。

（補正テーブルの実装）
上述した実施形態においては、補正テーブル８１をコンソール１１内のデータ記憶部１１５に持つことを仮定して説明した。しかし補正テーブルは、その他の場所に様々なキャリブレーション単位で保持することが可能である。すなわち図１２に示すように、ＤＡＳチップ内で処理する画素の応答特性がばらつく場合には各ＤＡＳチップ内に補正テーブル８１ａを持ち、ＤＡＳチップごとに応答特性が異なる場合は、Ａ／Ｄ変換基板それぞれに補正テーブル８１ｂを持ち、またコントロール部１５３で統合的に補正テーブル８１ｃを持つことができる。

また図１２のＤＡＳチップは、図３に示したＤＡＳチップと異なり、Ｘ線検出素子からのＰＤ入力と外部参照電流源入力（ＲＥＦ入力）を切り替えるＳＷを有している。これは、ＤＡＳチップ単体でキャリブレーションを行うために利用される。すなわち、Ｘ線モジュレーションを模擬する外部参照電流源を接続し、上述のキャリブレーションを行うことでＤＡＳチップ単位のキャリブレーションが行える。これにより、従来困難であったＤＡＳチップ単体で画素間の応答特性やリニアリティの補正が行える。

図１３は、キャリブレーション機能を有するＤＡＳチップの例である。特にＤＡＳチップの集積度が上がった場合、放射線検出器のキャリブレーション機能をＤＡＳチップ内に含むことが考えられる。すなわち、このＤＡＳチップ１３３は、Ｘ線検出素子ＰＤ＃１からＰＤ＃Ｎ×Ｍまでの入力端子、各入力端子が接続されるＮ×Ｍ個のＤＡＳ回路、変調可能な参照電流源ＲＥＦI、補正テーブルやキャリブレーションを行うためのプログラムが格納されるメモリ１３４、およびキャリブレーションを実行するためのマイクロプロセッサ１３５が配置されている。さらにマイクロプロセッサ１３５は、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１３６と接続され外部とのデータ通信により制御が可能である。

ＤＡＳ回路は、ＤＡＳ＃１に示すように、Ｘ線検出素子からの入力（ＰＤ＃１）と参照電流源ＲＥＦＩからの入力を切り替えるスイッチＳＷと、電流（電荷）を電圧に積分する時の増幅率を決定する複数のコンデンサＣがスイッチＧＳＷ（図では３つを示す）で切り替え可能に接続された電荷積分回路ＱＶと、電荷積分回路ＱＶから出力される電圧をデジタルに変換するＡ／ＤコンバータＡＤＣ、およびメモリ１３４に保存された補正テーブルの各画素に対する補正データをＡ／ＤコンバータＡＤＣの出力と足し合わせる加算器ＡＤＤを有している。

マイクロプロセッサ１３５は、キャリブレーション実行の際、まず各ＤＡＳ回路のスイッチＳＷを参照電流源ＲＥＦＩ側に切換え、所定のモジュレーション条件にて参照電流源ＲＥＦIの電流を変調する。そしてＡ／ＤコンバータＡＤＣから出力されるカウント値を全てのＤＡＳ回路から収集し、全画素のカウント値の平均を求める。そして上述したように平均カウントとの差分値Ｄを求め、これらを補正テーブルとしてメモリに格納する。

図１３の電荷積分回路ＱＶに接続される３つのコンデンサＣ１〜Ｃ３の切り替えを行うことで６段階のＤＡＳゲインの切り替えが行える。このため各ＤＡＳゲインにおいても補正テーブルを作成し、異なるＤＡＳゲインでのキャリブレーションを可能にする。このような構成にすれば、Ｘ線ＣＴ装置に組み込まなくてもＤＡＳチップ１３３単体での画素間の応答特性や広いリニアリティの補正が行える。

以上述べたように本実施形態においては、広いダイナミックレンジで画素間の補正が行えるとともに、アーチファクトが確認されるカウント値や雑音の多い低カウント値を指定してキャリブレーションが行える。

本発明の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。

実施形態では、特にアーチファクトが観測される低線量領域について詳細に説明したが、これに限定せず広いダイナミックレンジを指定してキャリブレーションを行える。すなわち、アーチファクトの有無にかかわらず、始めから広いダイナミックレンジの校正カウント値の範囲を指定し、複数の補正テーブルからキャリブレーションを行うことも可能である。また主としてＸ線ＣＴ装置を例にとり説明したが、放射線検出器を有する装置全般のキャリブレーションにも適用可能である。

さらに本実施形態は、上述の記載から明らかのように、キャリブレーション時にはＸ線発生部と対向するＸ線検出部が必ずしも回転動作する必要がない。

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。

１０…架台、
１１…コンソール、
１２…Ｘ線発生部、
１３…光学部、
１４…Ｘ線検出部、
１５…データ収集部、
１６…架台制御伝送部、
１７…寝台天板、
１１１…システム制御部、
１１２…架台制御部、
１１３…キャリブレーション部、
１１４…再構成部、
１１５…データ記憶部、
１１６…表示部、
１１７…操作部。

Claims

Ｘ線管と、前記Ｘ線管に電圧および電流を印加する高電圧発生部からなるＸ線発生部と、
Ｘ線モジュレーシヨン条件を設定するモジュレーション設定部と、
前記Ｘ線モジュレーション条件にて前記Ｘ線発生部のＸ線出力を変調するモジュレーション部と、
前記Ｘ線発生部から発生するＸ線を複数の素子で検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部の出力を素子単位で増幅し、デジタル値へ変換された各画素のカウント値を取得するデータ収集部と、
前記データ収集部の全画素もしくは所定領域に含まれる画素に対して、各画素のカウント値を平均した平均カウント値を算出する統計処理部と、
各画素のカウント値と前記平均カウント値の差分値を補正値として算出する差分計測部と、
前記補正値を収集条件ごとに補正テーブルとして保持するテーブル保存部と、
前記補正テーブルを用いて画素単位の感度補正を行うキャリブレーション部と、
を有するＸ線ＣＴ装置。
校正対象のカウント値を校正カウント値として設定するカウント値設定部をさらに有し、前記モジュレーション設定部は前記校正カウント値に対応するＸ線モジュレーシヨン条件を設定する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
前記カウント値設定部は、校正対象の画素範囲を設定する請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線モジュレーション条件は、前記校正カウント値に対応するＸ線モジュレーションの繰り返し回数がパラメータとして設定され、各画素のカウント値は前記繰り返し回数分の測定値の加算平均が算出される請求項３記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線出力の減衰量およびスペクトル特性を調整する特性の異なる複数のＸ線フィルタさらに有し、前記Ｘ線フィルタを交換可能に配置する請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線モジュレーション条件は、さらに前記Ｘ線発生部の管電圧、管電流、ビューレート、および前記Ｘ線フィルタの種類のうち少なくとも１つ以上をパラメータとする請求項５記載のＸ線ＣＴ装置。
前記収集条件は、前記校正カウント値に対して、前記データ収集部の増幅利得、および前記Ｘ線モジュレーション条件のいずれか１つ以上をパラメータとする請求項６記載のＸ線ＣＴ装置。
前記画素単位の感度補正は、前記データ収集部を構成するチップ単位、基板単位、および検出器単位を含む所定の校正単位で行われる請求項１から７のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
Ｘ線発生部のＸ線モジュレーシヨン条件を設定するモジュレーション設定部と、
前記モジュレーション条件にて前記Ｘ線発生部のＸ線出力を変調するモジュレーション部と、
Ｘ線を複数の素子で検出するＸ線検出部からの出力を増幅し、デジタル変換処理がなされた各画素のカウント値を取得するデータ収集部と、
前記Ｘ線検出部の全画素もしくは所定領域に含まれる画素に対して、各画素のカウント値を平均した平均カウント値を算出する統計処理部と、
各画素のカウント値と前記平均カウント値の差分値を補正値として算出する差分計測部と、
前記補正値を収集条件ごとの補正テーブルとして保持するテーブル保存部と、
前記補正テーブルを用いて画素単位の感度補正を行うキャリブレーション部と、
を有するキャリブレーション装置。
キャリブレーション対象の平均カウント値を校正カウント値として設定するカウント値設定部をさらに有し、前記モジュレーション設定部は校正カウント値に対応するＸ線モジュレーシヨン条件を設定する請求項９記載のキャリブレーション装置。
前記画素単位の感度補正は、前記データ収集部を構成するチップ単位、基板単位、および検出器単位を含む所定の校正単位で行われる請求項１０記載のキャリブレーション装置。
前記データ収集部に、さらに前記Ｘ線検出器からの出力を模擬する電流源を有し、前記Ｘ線検出部からの入力を前記電流源と切り替えて画素単位のキャリブレーションを行う請求項１１記載のキャリブレーション装置。