JP2014176620A - X線コンピュータ断層撮影装置およびフォトンカウンティングプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置1は、X線を発生するX線発生部と、シンチレータと光検出素子104とを有するX線検出部103と、光検出素子104からの出力信号に基づいて、シンチレータへ入射した複数のX線フォトンにそれぞれ対応する複数の波高値を検出する波高値検出部120と、複数の波高値各々を検出した時刻と複数の波高値とに基づいて、複数のX線フォトン各々による前記シンチレーション光の減衰特性と光検出素子の出力低下特性とを決定する特性決定部124と、減衰特性と出力低下特性とに従って、検出された複数の波高値を補正する波高値補正部126と、補正された複数の波高値にそれぞれ対応するX線フォトン数をカウントするカウンタ130と、カウンタ130からの出力に基づいて、医用画像を再構成する再構成部16と、を具備する。
【選択図】図2
Description
f(tn+1−tn)=α×exp{−(tn+1−tn)×β}+γ
で定義される。上式において、α、β、γは、シンチレータに固有の定数である。シンチレーション成分は、シンチレーション光の減衰特性を弁別する減衰時定数に対応する。シンチレーション成分すなわち減衰時定数が異なると、異なる減衰特性を示す。上式において、減衰時定数は、1/βである。
f(tn+1−tn)=α1×exp{−(tn+1−tn)×β1}+γ1
+α2×exp{−(tn+1−tn)×β2}+γ2
で定義される。ここで、α1、β1、γ1、α2、β2、γ2は、シンチレータに固有の定数である。なお、上式における減衰時定数は、1/β1および1/β2である。
f(tn+1−tn)=Σ[αi×exp{−(tn+1−tn)×βi}+γi]
で定義される。ここで、和記号Σは、i=1からi=mまでの和となる。また、αi、βi、γiは、シンチレータに固有の定数である。なお、上式における減衰時定数は、1/βiであり、m個の成分がある。
A2=(B2−B1×f(t2−t1))/(1−g(t2−t1、B1/Bmax))
=B2/(1−g(t2−t1、B1/Bmax))
−B1×f(t2−t1)/(1−g(t2−t1、B1/Bmax))
となる。上式第1項は、図4の(a)において、波高値B2をパイルアップによる出力低下量aだけ持ち上げることに対応する。また、上式第2項は、図4の(a)において、波高値B1に関するシンチレーション光の減衰による出力の増加量bを示している。
An+1=(Bn+1−Bn×f(tn+1−tn))/(1−g(tn+1−tn、Bn/Bmax))
=Bn+1/(1−g(tn+1−tn、Bn/Bmax))
−Bn×f(tn+1−tn)/(1−g(tn+1−tn、Bn/Bmax))
となる。上式第1項は、波高値Bn+1をパイルアップによる出力低下量だけ持ち上げることに対応する。また、上式第2項は、波高値Bnに関するシンチレーション光の減衰による出力の増加量を示している。なお、Bn+1に関するパイルアップがBnに影響し、かつBn−1に関するパイルアップがBnに影響しない場合、Bnを補正した波高値Anは、Bn/(1−g(tn+1−tn、Bn/Bmax))となる。
波高値補正機能とは、複数の波高値各々を検出した時刻と複数の波高値とに基づいて決定された減衰特性と出力低下特性とに従って、複数の波高値を補正する機能である。以下、波高値補正機能に従う処理(以下、波高値補正処理と呼ぶ)を説明する。
光検出素子104からの出力信号に基づいて、複数の波高値が検出される(ステップS1)。複数の波高値各々を検出した時刻が、特性決定部124に出力される。複数の波高値各々を検出した時刻と複数の波高値とに基づいて、減衰特性と出力低下特性とが決定される(ステップS2)。決定された減衰特性と出力低下特性とに従って、複数の波高値各々が補正される(ステップS3)。補正された複数の波高値それぞれに対応するX線フォトン数がカウントされる(ステップS4)。
本実施形態におけるX線コンピュータ断層撮影装置1によれば、複数のX線フォトンにより発生したパイルアップに関する出力信号に対して、X線フォトン各々を区別し、かつX線フォトン各々のエネルギーを算出するために、X線フォトン各々に関する波高値を補正することができる。すなわち、本X線コンピュータ断層撮影装置1によれば、複数の波高値各々を検出した時刻と複数の波高値とに基づいて、シンチレーション光の減衰特性を決定することができる。加えて、本X線コンピュータ断層撮影装置1によれば、複数の波高値各々を検出した時刻と複数の波高値とに基づいて、光検出素子104の出力低下特性を決定することができる。本X線コンピュータ断層撮影装置1によれば、決定された減衰特性と出力低下特性とに従って、パイルアップに寄与した複数の波高値各々を、関連するX線フォトンのエネルギーに対応する波高値に補正することができる。
Claims (6)
- X線を発生するX線発生部と、
前記X線発生部から発生され、被検体を透過した複数のX線フォトンの入射によりシンチレーション光を発生するシンチレータと、前記シンチレータの背面に設けられた光検出素子とを有するX線検出部と、
前記光検出素子からの出力信号に基づいて、前記シンチレータへ入射した複数のX線フォトンにそれぞれ対応する複数の波高値を検出する波高値検出部と、
前記複数の波高値各々を検出した時刻と前記複数の波高値とに基づいて、前記複数のX線フォトン各々による前記シンチレーション光の減衰特性と前記光検出素子の出力低下特性とを決定する特性決定部と、
前記減衰特性と前記出力低下特性とに従って、前記検出された複数の波高値を補正する波高値補正部と、
前記補正された複数の波高値にそれぞれ対応するX線フォトン数をカウントするカウンタと、
前記カウンタからの出力に基づいて、医用画像を再構成する再構成部と、
を具備するX線コンピュータ断層撮影装置。 - 前記特性決定部は、前記時刻と前記時刻の直前に前記波高値を検出した時刻との時間間隔と前記複数の波高値とに基づいて、前記減衰特性と前記出力低下特性とを決定する請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記出力低下特性は、前記光検出素子の出力可能な最大値に対する前記複数の波高値各々の割合の低下の程度を示す特性である請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記出力低下特性は、前記光検出素子の再充電による前記出力信号の低下の程度を示す特性である請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記特性決定部は、前記光検出素子における光電変換素子の種類に応じて、前記出力低下特性を記憶する請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- コンピュータに、
シンチレータへ入射した複数のX線フォトンにそれぞれ対応する複数の波高値を記憶させ、
前記複数のX線フォトンにそれぞれ対応する複数の波高値各々を検出した時刻と前記複数の波高値とに基づいて、前記複数のX線フォトン各々によるシンチレーション光の減衰特性と光検出素子の出力低下特性とを決定させ、
前記減衰特性と前記出力低下特性とに従って、前記検出された複数の波高値を補正させ、
前記補正された複数の波高値にそれぞれ対応するX線フォトン数をカウントさせること、
を具備するフォトンカウンティングプログラム。
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