JP2014217763A

JP2014217763A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び較正プログラム

Info

Publication number: JP2014217763A
Application number: JP2014096372A
Authority: JP
Inventors: ジャンユエシン; Yuexing Zhang; ワンシャオラン; Wang Xiaolan; ジョウユー; Zou Yu
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2014-11-20
Also published as: US20140328451A1; US8917811B2

Abstract

【課題】入射Ｘ線フラックス及びエネルギースペクトルに対する応答の変動を較正することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置及び較正プログラムを提供すること。【解決手段】実施形態のＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線源と、複数のエネルギー識別検出器と、フィルタと、処理装置とを備える。Ｘ線源は回転する。複数のエネルギー識別検出器は、固定され、Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する。フィルタは、Ｘ線源とエネルギー識別検出器との間に位置し、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成する。処理装置は、スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する参照ビームに対応する参照計数率を取得し、参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器がスキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定する。【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び較正プログラムに関する。

最も簡単な表現では、放射線イメージングは、被検体と検出器とを横断するＸ線ビームの光線当たりの全減衰に関する。減衰は、被検体が存在する場合と存在しない場合との同じ光線の比較に由来する。この概念定義から、画像を適切に構成するためには、幾つかのステップが必要となる。例えば、「Ｘ線発生装置の限定された大きさ」、「Ｘ線発生装置からの非常に低いエネルギーのＸ線を遮断するフィルタの特質及び形状」、「検出器の配置（geometry）及び特性の詳細な情報」及び「データ収集システム（data acquisition system）の容量」は、全て、実際の再構成を実行する方法に影響を及ぼす要素である。

さらに、検出器で測定されたＸ線の強度は、散乱光子（scattering photon）と主要光子（primary photon）とを含むものである。従って、散乱Ｘ線が混在した強度から再構成される画像は、幾つかの散乱アーチファクトを含むことがある。

考えられる多数の幾何学的配置のひとつにおいて、図１に示すグラフの頂点にあるＸ線源が、ファンを形成し対象物を通過するＸ線を放射している。広範囲の値をとりうるが、一般に、距離「Ｃ」は約１００ｃｍ、「Ｂ」は約６０ｃｍ、「Ａ」は約４０ｃｍである。断層撮影の原理では、少なくとも１８０度の範囲を網羅する一群のＸ線が、対象物の各点を通過する必要がある。数学的考察によれば、１８０度にファン角度を加えたスキャンが行われれば、断層撮影の条件が満たされる。スキャナの配置および検出器挙動の詳細に加えて、Ｘ線が通過する物体とＸ線との相互作用の特質が問題をより複雑にし、修正および補正についてもう一つの層を必要とする。

例えば、散乱は、予期される減衰挙動と、散乱防止格子がない、或いは、不完全な散乱防止格子付きのスキャナによって測定されたデータとの相違の主原因のうちの１つである。測定された光子が、すべてＸ線源から直接出ているという仮定は、必ずしも真実ではない。例えば、Ｘ線光子は、方向とエネルギの両方に影響を及ぼす全くの弾性衝突（レイリー散乱）または、より複雑な非弾性衝突（コンプトン散乱）で最初のコースからそれる可能性がある。

そこで、散乱線の混在に対していくつかのシステムが提案されている。例えば、最新の市販のスキャナは、「散乱防止」フィルタを含む。かかる装置は、すべての散乱光子が、本来の経路からそらされ、その結果、一般的に、およそ１メートル離れた小さな（例えば、幅１ミリメートル未満の）点であるＸ線管から真っすぐ来る光子とは異なる角度で検出器に入ることになるということを利用するコリメータシステムである。

特開２０００−０６０８４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、入射Ｘ線フラックス及びエネルギースペクトルに対する応答の変動を較正することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置及び較正プログラムを提供することである。

実施形態のＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線源と、複数のエネルギー識別検出器と、フィルタと、処理装置とを備える。Ｘ線源は回転する。複数のエネルギー識別検出器は、固定され、前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する。フィルタは、前記Ｘ線源と前記エネルギー識別検出器との間に位置し、前記Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成する。処理装置は、前記スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する前記参照ビームに対応する参照計数率を取得し、前記参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器が前記スキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定する。

図１は、被検体を横断するファン状のＸ線ビームを放射するＸ線源を示す図である。図２は、本実施形態に係る前縁参照ビームおよび後縁参照ビームを示す図である。図３は、本実施形態に係る回転式Ｘ線源と固定式検出器リングとを含むＸ線ＣＴ装置の一例を示す図である。図４は、本実施形態に係るボウタイフィルタの形状の一例を示す図である。図５は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によるダイナミック較正処理の手順を示すフローチャートである。図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び較正プログラムの実施形態を詳細に説明する。本明細書に記載の実施形態、及び、それに付随する諸利点の多くは、添付の図面と併せて考察すれば、以下の詳細な説明を参照することによって、理解がより深まり、実施形態をより完全に把握することが容易である。なお、以下では、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置を、Ｘ線ＣＴ装置と記載する。

本明細書の実施形態は、概してコンピュータ断層撮影（Computed Tomography：ＣＴ）イメージングに関するものである。特に、本明細書の実施形態は、回転式Ｘ線源と複数の固定式エネルギー識別検出器とを含むスペクトルＣＴのダイナミック較正のための装置および方法に関するものである。

一実施形態によれば、（１）回転するＸ線源（例えば、Ｘ線管）と、（２）Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉する固定された複数のエネルギー識別検出器と、（３）Ｘ線源とエネルギー識別検出器との間に位置し、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成するように構成されたフィルタと、（４）スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する参照ビームに対応する参照計数率を取得し、参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器がスキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定する処理装置と、を含むＸ線コンピュータ断層撮影装置が提供される。

また、一実施形態では、（１）Ｘ線源とエネルギー識別検出器との間に位置し、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成するステップと、（２）エネルギー識別検出器で入射Ｘ線光子を捕捉するステップと、（３）スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する参照ビームに対応する参照計数率を取得するステップと、（４）参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器がスキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定するステップと、を含む、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の較正方法が提供される。

また、別の実施形態では、上記較正方法がコンピュータによって実行される場合に、（１）Ｘ線源とエネルギー識別検出器との間に位置し、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成するステップと、（２）エネルギー識別検出器によって入射Ｘ線光子を捕捉するステップと、（３）スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する参照ビームに対応する参照計数率を取得するステップと、（４）参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器がスキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定する設定ステップと、をコンピュータに実行させるプログラム又は、当該プログラムを内部に格納している非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。

以下、図２〜図６を用いて、上記の実施形態に一例について詳細に説明する。上記したように、本願に係るＸ線ＣＴ装置は、入射Ｘ線フラックス及びエネルギースペクトルに対する応答の変動を較正することができるように較正される。Ｘ線ＣＴ装置が備えるエネルギー識別検出器は、例えば、ＣｄＴｅ／ＣｄＺｎＴｅ（Cadmium Telluride/Cadmium Zinc Telluride：テルル化カドミウム／テルル化カドミウム亜鉛）ベースの光子計数検出器などである。かかる光子計数検出器では、温度ドリフト（temperature-drift）、Ｘ線照射によるヒステリシス（hysteresis associated with X-ray exposure）、および結晶偏光（crystal polarization）などの影響によって、入射Ｘ線フラックス（incident X-ray flux）およびエネルギースペクトル（energy spectrum）に対する応答に変動が生じる場合があり、正確な検出器応答が得られない場合がある。そこで、本願に係るＸ線ＣＴ装置では、以下、詳細に説明するフィルタと、処理装置により入射Ｘ線フラックス及びエネルギースペクトルに対する応答の変動をダイナミックに較正する。

ここで、Ｘ線源とエネルギー識別検出器との間に位置し、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成する上記フィルタは、例えば、ボウタイフィルタである。ボウタイフィルタは、一般的に、被検体の組織が存在する場合に、検出器素子全域に渡る強度変化を減らすことによって放射線量を最小にするために第３世代のＣＴスキャナに適用される。そのようなろ過作用は、いくつかのＸ線ビーム特性（有効エネルギー、フラックス、１次および２次の統計値）を修正し、それらの特性をファンビーム視野全域で不均一にする。ボウタイフィルタが適切に実装された場合、ボウタイフィルタによって、最小の画像劣化で被検体被爆の低減を実現することができる。そこで、本実施形態では、ボウタイフィルタを用い、測定された計数率と入射スペクトルとによって正確な検出器応答を得るために、装置をダイナミック較正する装置、関連する方法、プログラムを提供する。

図２は、本実施形態に係る前縁参照ビームおよび後縁参照ビームを示す図である。例えば、一実施形態においては、図２に示すように、特有の形状と材料組成とを備えたボウタイフィルタを設計することによって、Ｘ線源のファンの縁端およびスキャン視野の外側において、特定の強度とスペクトルとを備えた３種のＸ線（参照ビーム）が、第４世代のエネルギー識別検出器のために得られる。ここで、ボウタイフィルタの形状及び材料組成は、所望の強度及びスペクトルのＸ線が得られるように任意に決定される。すなわち、ボウタイフィルタは、種々の強度及びスペクトルを備えた参照ビームを複数生成することができるように、形状や材料組成が任意に決定される。エネルギー識別検出器は、温度ドリフト、Ｘ線照射に関連するヒステリシス、および結晶偏光などの影響による入射Ｘ線フラックスおよびエネルギースペクトルに対する応答に変化を生じる。そこで、Ｘ線ＣＴ装置のダイナミック較正には、上述した所定の形状を有するボウタイフィルタを使用する。以下において、図２〜５に関してＸ線ＣＴ装置をダイナミック較正する工程について詳述する。

スペクトルＣＴ検出器（エネルギー識別検出器）の場合、入射Ｘ線スペクトルは、Ｅ_ｉとして表されるエネルギービンに分けることができる。ここで、強度「Ｉベクトル」の入射Ｘ線は、下記の式（１）のように表すことができる。なお、式中の（Ｅ₁、Ｅ₂、・・・、Ｅ_N）はＮエネルギービンを示す。

スペクトルＣＴ検出器は、強度「Ｉベクトル」の入射Ｘ線に応答して、すべてのエネルギービンに対する出力計数率（例えば、視野当たりの計数）を生成する。エネルギービンの計数率は、ｎ（Ｅ_ｉ）のように表すことができ、検出器が生成する計数率「ｎベクトル」は、下記の式（２）のように表すことができる。

較正および／又はモデル化関数ｆ_cから検出器の応答関数を決定して、下記の式（３）のように表すことができる。

なお、式（３）は、検出器からの「真」の応答である。関数ｆ_cの逆数は、検出器からの計数率表示に基づく「真」の入射Ｘ線強度をもたらす。すなわち、下記の式（４）のように表すことができる。

ここで、上記したように、検出器の応答は、温度変化およびヒステリシスなどの要因のために、較正された関数ｆ_cから逸脱して、スキャン中にｆ_sになる。それに応じて、検出器の出力は、下記の式（５）のように表すことができる。

ここで、関数ｆ_sは、未知であり、スキャンごとに変化するため、ダイナミック較正関数を採用することによって修正される。

較正された関数ｆ_cからの逸脱を修正するために、検出器の応答は、図２で示すようにスキャン視野（Scan Field Of View：ＳＦＯＶ）の外側で、線源ファンビームの前縁および後縁における参照ビームもともに測定される。なお、参照１次ビームの強度およびスペクトルは、既知であるが、散乱は未知である。２つの隣接する参照ビームが大幅に異なる場合、散乱は除去できるが、散乱バックグラウンドは、一定であると考えられる。

図３は、本実施形態に係る回転式Ｘ線源と固定式検出器リングとを含むＸ線ＣＴ装置の一例を示す図である。例えば、図３で示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、回転式Ｘ線源（Ｘ線管）と固定式検出器リングとを含む第４世代ＣＴである。線源ファンの前縁および後縁で生成される参照ビームは、ある特定の強度およびスペクトルからなるものであり、ＳＦＯＶの外側にある。すなわち、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、図３に示すように、視野データのためのファンビームの外側にダイナミック較正のための参照ビームが形成される。ここで、参照ビームは、図４で示すように、特有の形状と材料組成を備えたボウタイフィルタを設計することによって得ることができる。図４は、本実施形態に係るボウタイフィルタの形状の一例を示す図である。

ここで、ボウタイフィルタは、従来、被検体の前面でろ過作用を実行する機構として使用される。具体的には、人体の横断面は、楕円形状であり、人体の中央部においてより大きなＸ線減衰を招き、周辺近くでより小さい減衰を招く。したがって、検出器によって検出されるＸ線強度は、大きなダイナミックレンジを有し、それによって、データ取得システムにおける処理が複雑になる。そこで、まず、本実施形態に係るボウタイフィルタは、ダイナミックレンジを減らして、被爆量効率を改善するために、縁端部でより厚く、中央部でより薄く設計される。すなわち、図４に示すように、視野データのためのＸ線が通過する部分では、Ｘ線の照射方向の厚みが中央部分で薄くなるように、楕円形状の隙間が設けられる。

さらに、本実施形態に係るボウタイフィルタは、特定の強度のＸ線を得るために、空気溝を含むことさえ可能である。すなわち、ボウタイフィルタは、図４に示すように、ダイナミック較正のためのＸ線が所定の強度及びスペクトルとなるように、スリットを設けることで、Ｘ線の照射方向における厚みが変えられたり、形成する材料が変えられたりする。例えば、図４においては、ダイナミック較正のためのＸ線として３種のＸ線を生成するために、ボウタイフィルタは、両側にそれぞれ特有の構造を有する。ここで、３種のＸ線を生成するための各構造は、それぞれ異なる材料で形成させることも可能である。なお、図４に示すボウタイフィルタは、あくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図４においては、楕円形状の隙間が設けられた側（図中の下側）からＸ線が照射される場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、楕円形状の隙間が設けられた側の反対側（図中の上側）からＸ線が照射される場合であってもよい。

次に、一実施形態による第４世代のＸ線ＣＴ装置が実行するダイナミック較正の工程の一例を概説する。例えば、それぞれ「Ｉ^Aベクトル」及び「Ｉ^Bベクトル」の強度を有する隣接する参照ビームＡおよびＢを考える。各ビームの強度は、下記の式（６）及び（７）のように表すことができる。

すなわち、式（６）及び（７）に示すように、各ビームの強度「Ｉ^Aベクトル」及び「Ｉ^Bベクトル」は、主要光子由来の「Primary」と、散乱光子由来の「scattering」とからなる。ここで、式（６）及び（７）における主要光子由来の強度は、設計により既知であるのに対して、散乱光子由来の強度は、散乱効果による強度である。このモデルでは、出願人らは、散乱バックグラウンドが同一であると考えるので、下記の式（８）を得る。

これにより、式（７）を式（６）から減算すると、下記の式（９）が得られる。

ここで、１例として、ボウタイフィルタを下記の式（１０）となるように設計する。

すなわち、式（１０）に示すように、参照ビームＢにおける主要光子の強度をほぼ「０」と設定する。このように設定した場合、下記の式（１１）が得られる。

ここで、Ｘ線ＣＴ装置によるダイナミックな較正は、式（３）に示す真の応答、及び、式（５）に示す検出器の出力を線形関数として近似できるレンジ内で機能する。そこで、参照ビームＡおよびＢに対して、測定された計数率をそれぞれ下記の式（１２）のように表すことができる。

従って、参照ビームＡおよびＢの計数率を減算すると、下記の式（１３）が得られる。

なお、前縁および後縁の両方において、他の隣接する参照ビームに対しても同じことが成り立つ。しかし、不十分な数の参照ビームと測定値によっては、十分に関数ｆ_sを決定できないことになる可能性もある。従って、選択肢として、関数ｆ_sを下記の式（１４）に示すように近似できるようにする。

ただし、δｆは、較正関数の少量の変動であり、限られた数の測定値で決定できるより少ない変動を含む。δｆ（および、すなわち、ｆ_s）を計算するとき、ＳＦＯＶ内の測定値に対する「真」の計数率を得るために、設定（更新）された応答関数を使用できる。

演算子ｆは、２，３のパラメータ、すなわち、下記の式（１５）及び（１６）によってパラメータ化できると仮定する。

ここで、下記の式（１７）は、パラメータを示す。そして、δｆは、１次近似値によって下記の式（１８）のように決定することができる。

なお、下記の式（１９）に示すパラメータは、前縁ビームのデータから後縁ビームまで決定することができる。

次に、ＳＦＯＶ内の強度は、下記の式（２０）によって算出される。

なお、δｆが、スキャン中に、前縁ビームから後縁ビームまでの時間とともに変動した場合には、前縁および後縁の両方でδｆ（ｔ）を決定し、次に、視野データ補正のために補間値を使用することになる。

次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の手順について説明する。図５は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によるダイナミック較正処理の手順を示すフローチャートである。

例えば、図５に示すように、ボウタイフィルタが、ＳＦＯＶ（Scan Field Of View：スキャン視野）の外側で所定の（望ましい）強度の参照ビームを生成する（ステップＳ１）。ここで、かかるボウタイフィルタは、特有の形状と材料組成で構成される。ボウタイフィルタは、隣接するビームに対してビーム強度およびスペクトルの変動を生成することができ、各参照ビームがＸ線ＣＴ装置のダイナミック較正に使用される。

そして、データが検出器に入射する隣接する参照ビームから収集される。具体的には、処理装置が、複数のエネルギー識別検出器において、ＳＦＯＶの外側にある一検出器（又は、複数の検出器）における参照計数率を取得する（ステップＳ２）。ここで、上記した式（６）〜（９）に示すように、参照ビームの１次強度を知ることによって、散乱を修正することができる。

その後、処理装置は、較正関数の変化を計算して、取得された参照計数率に基づいて設定（更新）された較正関数（ｆ_s）を取得する（ステップＳ３）。具体的には、処理装置は、まず、上記した式（１２）及び（１３）によって示すように、所定の較正関数の変動を計算する。そして、処理装置は、方程式（５）、（１４）、および（１８）から、検出器の出力を、下記の式（２１）によって算出する。

さらに、なお、スキャン中、前縁ビームから後縁ビーム間の各エネルギービンの入射計数「Ｉベクトル」は既知である。したがって、測定された計数、「ｎ_sベクトル」によって、修正されたパラメータ式（１９）（および、すなわち、修正されたｆ_s）は、式（２１）から得ることができる。具体的には、設定（更新）された較正関数ｆ_sは、ステップＳ２で検出された参照計数率に基づいて得られる。

そして、処理装置は、検出器がＳＦＯＶの内側にある場合に、設定（更新）された較正関数と検出器で取得されたスキャン計数率とから強度特性を決定する（ステップＳ４）。すなわち、ＳＦＯＶ内にある検出器における強度特性は、ＳＦＯＶ内にあるときの検出器が測定したスキャン計数率と、ステップ３で計算された設定（更新）済みの較正関数ｆ_sとに基づいて決定される。なお、検出器におけるこの強度特性は、式（２０）を使用することにより計算できる。

図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。図６に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管１と、フィルタ（例えば、ボウタイフィルタ）およびコリメータ２と、検出器３とを含む。Ｘ線ＣＴ装置はまた、ガントリモータおよびコントローラ４などの機械式および電気式の構成要素もさらに含み、ガントリの回転を制御したり、Ｘ線源を制御したり、被検体ベッドを制御したりできる。Ｘ線ＣＴ装置はまた、データ取得システム５および（再構成）処理装置６も含み、データ取得システムが取得した投影データに基づいてＣＴ画像を生成できる。処理装置６およびデータ取得システム５は、例えば、検出器から得られたデータおよび再構成画像を格納するように構成された記憶部７を利用する。

処理装置６は、特定用途向け集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）、または他の結合プログラム可能論理デバイス（ＣｏｍｐｌｅｘＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）のような個別論理ゲートとして実装できるＣＰＵを含む。ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤの実装は、ＶＨＤＬ（ＶＨＳＩＣ（ＶｅｒｙＨｉｇｈＳｐｅｅｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）ＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ：超高速集積回路ハードウェア記述言語）、Ｖｅｒｉｌｏｇ（ヴェリログ）、または他の任意のハードウェア記述言語でコード化されるとよい。コードは、直接、ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤ内に、または、個別の電子メモリとして電子メモリに格納されるとよい。さらに、メモリは、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ：読み出し専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ：電気的プログラム可能読み取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ：電気的消去書込み可能読み出し専用メモリ）またはフラッシュ（ＦＬＡＳＨ）メモリなどの不揮発性であるとよい。メモリはまた、スタティックＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ：ランダムアクセスメモリ）またはダイナミックＲＡＭなどの揮発性であってもよい。マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサーなどの処理装置は、電子メモリ、並びに、ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤとメモリとの相互作用を管理するために設けられるとよい。

あるいは、再構成処理装置のＣＰＵは、本明細書に記載の機能を実行するコンピュータ可読の指令一式を含むコンピュータプログラムを実行でき、ここで、プログラムは、上記の非一時的電子メモリおよびハードディスク装置の両方または一方、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ：デジタル多用途ディスク）、フラッシュドライブまたは他のあらゆる既知の記憶媒体のうちのいずれかに格納されるものである。さらに、コンピュータ可読指令は、米国のＩｎｔｅｌ（インテル）社からのＸｅｏｎ（ジオン）プロセッサまたは米国のＡＭＤ（ＡｄｖａｎｃｅｄＭｉｃｒｏＤｅｖｉｃｅｓ：アドバンストマイクロデバイシーズ）社からのＯｐｔｅｒｏｎ（オプテロン）プロセッサ、およびマイクロソフトＶＩＳＴＡ、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ、ＭＡＣ−ＯＳなどのオペレーティングシステム、および当業者には周知の他のオペレーティングシステムなどの処理装置とともに実行するユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、またはオペレーティングシステムの構成要素、またはそれらの組み合わせとして提供されるとよい。

処理装置６は、新しいデータからＣＴ画像を生成するように構成された再構成処理装置を含む。画像は、メモリに保存、および表示部に表示の両方または一方が行われる。当業者には自明であるが、メモリは、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、フラッシュドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、または技術的に周知の任意の他の電子格納部であるとよい。表示部は、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：液晶表示）表示装置、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ：ブラウン管）表示装置、プラズマ表示装置、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｓｐｌａｙ：有機発光表示装置）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｓｐｌａｙ：発光表示装置）、または技術的に周知の任意の他の表示装置として実装されるとよい。そのように、本明細書に提供した記憶部および表示部の説明は、単なる例であって、本進歩の範囲を決して限定するものではない。

以上、説明したとおり本実施形態によれば、入射Ｘ線フラックス及びエネルギースペクトルに対する応答の変動を較正することができる。

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。これら実施形態は、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同様に、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ものである。

１Ｘ線管
２フィルタ及びコリメータ
３検出器
４コントローラ
５データ取得システム
６処理装置
７記憶部

Claims

回転するＸ線源と、
前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する固定された複数のエネルギー識別検出器と、
前記Ｘ線源と前記エネルギー識別検出器との間に位置し、前記Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成するフィルタと、
前記スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する前記参照ビームに対応する参照計数率を取得し、前記参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器が前記スキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定する処理装置と、
を備える、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
前記Ｘ線源および前記フィルタは、前縁参照ビームと後縁参照ビームとを含む前記参照ビームを生成する、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記処理装置は、前記複数のエネルギー識別検出器における各エネルギー識別検出器の較正関数をそれぞれ設定する、請求項１又は２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記較正関数の変動が時間依存である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記前縁参照ビームおよび前記後縁参照ビームは、前記較正関数を設定するために用いられる、請求項２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記フィルタは、所定の強度のＸ線を作るための空気溝を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記処理装置は、前記参照ビームが前記エネルギー識別検出器に入射した際に収集されたデータに基づいて散乱補正を実行する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記処理装置は、１次近似値を用いて前記較正関数の変動を計算することによって前記較正関数を設定する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
回転するＸ線源と、前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する固定された複数のエネルギー識別検出器とを備えるＸ線コンピュータ断層撮影装置によって実行される較正方法をコンピュータに実行させるための較正プログラムであって、
前記Ｘ線源と前記エネルギー識別検出器との間に位置し、前記Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を減衰させることによりスキャン視野の外側に所定の強度の参照ビームを生成するフィルタによって生成され、前記スキャン視野の外側のエネルギー識別検出器に入射する前記参照ビームに対応する参照計数率を取得し、前記参照計数率に基づいて、当該エネルギー識別検出器が前記スキャン視野の内側にある場合に取得されたスキャン計数率におけるＸ線強度を決定するための較正関数を設定する設定手順、
を前記コンピュータに実行させる、較正プログラム。