JP2016067947A - X-ray ct apparatus, image processing apparatus and image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、X線CT装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus, an image processing apparatus, and an image processing program.
近年、X線CT装置において使用されるX線検出器として光子計数型のX線検出器が知られている。光子計数型のX線検出器が有する各X線検出素子は、入射したX線光子を計数でき、かつ、当該X線光子のエネルギー値(keV)を計測できる検出信号を出力する。また、光子計数型の検出器を利用する際には、各X線検出素子のX線エネルギー感度のばらつきを補正するキャリブレーションが必須である。 In recent years, a photon counting type X-ray detector is known as an X-ray detector used in an X-ray CT apparatus. Each X-ray detection element included in the photon counting X-ray detector outputs a detection signal that can count the incident X-ray photons and can measure the energy value (keV) of the X-ray photons. Further, when using a photon counting type detector, calibration for correcting variation in X-ray energy sensitivity of each X-ray detection element is essential.
本発明が解決しようとする課題は、キャリブレーションを正確かつ簡便に実施することができるX線CT装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray CT apparatus, an image processing apparatus, and an image processing program that can perform calibration accurately and simply.
実施形態のX線CT装置は、光子計数型の検出器と、補正部と、再構成部とを備える。光子計数型の検出器は、X線管から照射されたX線光子を検出するX線検出素子を複数有する。補正部は、前記光子計数型の検出器により検出されたX線スペクトルの重心に基づいて、前記光子計数型の検出器により検出された検出信号を前記X線検出素子ごとに補正する。再構成部は、補正された前記検出信号に基づいてCT画像を再構成する。 The X-ray CT apparatus of the embodiment includes a photon counting type detector, a correction unit, and a reconstruction unit. The photon counting detector has a plurality of X-ray detection elements that detect X-ray photons emitted from the X-ray tube. The correction unit corrects the detection signal detected by the photon counting detector for each X-ray detection element based on the center of gravity of the X-ray spectrum detected by the photon counting detector. The reconstruction unit reconstructs a CT image based on the corrected detection signal.
以下、図面を参照して、実施形態に係るX線CT装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを説明する。 Hereinafter, an X-ray CT apparatus, an image processing apparatus, and an image processing program according to embodiments will be described with reference to the drawings.
以下の実施形態で説明するX線CT装置は、フォトンカウンティングCTを実行可能な装置である。すなわち、以下の実施形態で説明するX線CT装置は、従来の積分型(電流モード計測方式)の検出器ではなく、フォトンカウンティング方式の検出器を用いて被検体を透過したX線を計数することで、SN比の高いX線CT画像データを再構成可能な装置である。 An X-ray CT apparatus described in the following embodiment is an apparatus capable of performing photon counting CT. That is, the X-ray CT apparatus described in the following embodiment counts X-rays that have passed through the subject using a photon counting type detector instead of a conventional integral type (current mode measurement type) detector. Thus, the X-ray CT image data having a high SN ratio can be reconstructed.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線CT装置は、架台装置10と、寝台装置20と、コンソール装置30とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to the first embodiment includes a
架台装置10は、被検体PにX線を照射し、被検体Pを透過したX線に関するデータを収集する装置であり、高電圧発生部11と、X線管12と、検出器13と、収集部14と、回転フレーム15と、架台駆動部16とを有する。図2は、第1の実施形態に係る架台装置10の正面図である。
The
図2に示すように、回転フレーム15は、X線管12と検出器13とを被検体Pを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動部16によって被検体Pを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
As shown in FIG. 2, the rotating
X線管12は、後述する高電圧発生部11により供給される高電圧により被検体PにX線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム15の回転にともなって、X線ビームを被検体Pに対して照射する。
The
高電圧発生部11は、X線管12に高電圧を供給する装置であり、X線管12は、高電圧発生部11から供給される高電圧を用いてX線を発生する。すなわち、高電圧発生部11は、X線管12に供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量を調整する。
The high voltage generator 11 is a device that supplies a high voltage to the
架台駆動部16は、回転フレーム15を回転駆動させることによって、被検体Pを中心とした円軌道上でX線管12と検出器13とを旋回させる。
The
検出器13は、光子計数型の検出器であり、被検体Pを透過したX線に由来する光を計数するための複数のX線検出素子(「センサ」とも言う)を有する。一例を挙げれば、第1の実施形態に係る検出器13が有するX線検出素子は、シンチレータと光センサとにより構成される間接変換型の面検出器である。ここで、光センサは、例えばSiPM(Silicon photomultiplier)である。検出器13の各X線検出素子は、入射したX線光子に応じた電気信号(パルス)を出力する。この電気信号(パルス)の波高値は、X線光子のエネルギー値と相関性を有する。図3は、第1の実施形態に係る検出器13の一例を説明するための図である。
The
図3では、図2に示す検出器13を拡大して示す。図3では、検出器13をY軸側から見た場合を示す。図3に示すように、検出器13には、X線検出素子が、面上に2次元配置されている。例えば、チャンネル方向(図3中のX軸方向)に配列されたX線検出素子列が被検体Pの体軸方向(図3に示すZ軸方向)に沿って複数列配列されている。
In FIG. 3, the
図2に戻って、収集部14は、検出器13の検出信号を用いた計数処理の結果である計数結果を収集する。収集部14は、X線管12から照射されて被検体Pを透過したX線に由来する光子(X線光子)を計数し、当該計数した光子のエネルギーを弁別した結果を計数結果として収集する。そして、収集部14は、計数結果を、コンソール装置30に送信する。
Returning to FIG. 2, the
寝台装置20は、被検体Pを載せる装置であり、天板22と、寝台駆動装置21とを有する。天板22は、被検体Pが載置される板であり、寝台駆動装置21は、天板22をZ軸方向へ移動して、被検体Pを回転フレーム15内に移動させる。
The
なお、架台装置10は、例えば、天板22を移動させながら回転フレーム15を回転させて被検体Pをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台装置10は、天板22を移動させた後に被検体Pの位置を固定したままで回転フレーム15を回転させて被検体Pを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。
For example, the
コンソール装置30は、操作者によるX線CT装置の操作を受け付けるとともに、架台装置10によって収集された計数情報を用いてX線CT画像データを再構成する装置である。コンソール装置30は、図2に示すように、入力装置31と、表示装置32と、スキャン制御部33と、前処理部34と、投影データ記憶部35と、画像再構成部36と、画像記憶部37と、システム制御部38とを有する。
The
入力装置31は、X線CT装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部38に転送する。例えば、入力装置31は、操作者からX線CT画像データを再構成する際の再構成条件や、X線CT画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、例えば、入力装置31は、操作者からX線検出素子のキャリブレーションを実施する指示を受付ける。そして、入力装置31は、システム制御部38を介して、スキャン制御部33にX線CT画像データの再構成やキャリブレーションの実施を指示する。
The
表示装置32は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御部38による制御のもと、X線CT画像データを操作者に表示したり、入力装置31を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。
The
スキャン制御部33は、後述するシステム制御部38の制御のもと、高電圧発生部11、検出器13、架台駆動部16、収集部14及び寝台駆動装置21の動作を制御することで、架台装置10における計数情報の収集処理を制御する。また、第1の実施形態に係るスキャン制御部33は、算出部33aを有する。なお、算出部33aの詳細については、図7から図9を用いて詳述する。
The
前処理部34は、収集部14から送信された計数結果に対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、エネルギー弁別域ごとの投影データを生成する。
The preprocessing
投影データ記憶部35は、前処理部34により生成された投影データを記憶する。すなわち、投影データ記憶部35は、X線CT画像データを再構成するための投影データを記憶する。
The projection
画像再構成部36は、検出器13の検出信号に基づいてCT画像を再構成する。すなわち、画像再構成部36は、投影データ記憶部35が記憶する投影データを、例えば、逆投影処理することで、X線CT画像データを再構成する。逆投影処理としては、例えば、FBP(Filtered Back Projection)法による逆投影処理が挙げられる。なお、画像再構成部36は、例えば、逐次近似法により、再構成処理を行なっても良い。また、画像再構成部36は、X線CT画像データに対して各種画像処理を行なうことで、画像データを生成する。画像再構成部36は、再構成したX線CT画像データや、各種画像処理により生成した画像データを画像記憶部37に格納する。
The
ここで、フォトンカウンティングCTで得られる計数結果から生成された投影データには、被検体Pを透過することで減弱されたX線のエネルギーの情報が含まれている。このため、画像再構成部36は、例えば、特定のエネルギー成分のX線CT画像データを再構成することができる。また、画像再構成部36は、例えば、複数のエネルギー成分それぞれのX線CT画像データを再構成することができる。
Here, the projection data generated from the counting result obtained by the photon counting CT includes information on the energy of X-rays attenuated by passing through the subject P. Therefore, the
また、画像再構成部36は、例えば、各エネルギー成分のX線CT画像データの各画素にエネルギー成分に応じた色調を割り当て、エネルギー成分に応じて色分けされた複数のX線CT画像データを重畳した画像データを生成することができる。また、画像再構成部36は、例えば、物質固有のK吸収端を利用して、当該物質の同定が可能となる画像データを生成することができる。画像再構成部36が生成する他の画像データとしては、単色X線画像データや密度画像データ、実効原子番号画像データ等が挙げられる。
Further, the
システム制御部38は、架台装置10、寝台装置20及びコンソール装置30の動作を制御することによって、X線CT装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部38は、スキャン制御部33を制御することで、架台装置10で行なわれるCTスキャンを制御する。また、システム制御部38は、前処理部34や、画像再構成部36を制御することで、コンソール装置30における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、システム制御部38は、画像記憶部37が記憶する各種画像データを、表示装置32に表示するように制御する。
The
以上、第1の実施形態に係るX線CT装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係るX線CT装置は、フォトンカウンティング方式の検出器を用いてX線CT画像データを再構成する。 The overall configuration of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment has been described above. Under such a configuration, the X-ray CT apparatus according to the first embodiment reconstructs X-ray CT image data using a photon counting detector.
フォトンカウンティングCTでは、光子の数を計数することで、X線の量を測定する。単位時間当たりの光子数が多いほど、強いX線となる。また、個々の光子は、異なるエネルギーを有するが、フォトンカウンティングCTでは、光子のエネルギー計測を行なうことで、X線のエネルギー成分の情報を得ることができる。すなわち、フォトンカウンティングCTでは、1種類の管電圧でX線を照射することで収集されたデータを複数のエネルギー成分に分けて画像化することができる。例えば、フォトンカウンティングCTでは、K吸収端の違いを利用した物質の同定が可能となる画像データを得ることができる。 In photon counting CT, the amount of X-rays is measured by counting the number of photons. The more photons per unit time, the stronger the X-rays. In addition, although individual photons have different energies, the photon counting CT can obtain information on energy components of X-rays by measuring photon energy. That is, in the photon counting CT, data collected by irradiating X-rays with one type of tube voltage can be divided into a plurality of energy components and imaged. For example, in photon counting CT, it is possible to obtain image data that enables identification of a substance using the difference in the K absorption edge.
ところで、上述のような構成を有する光子計数型の検出器13を用いて光子をエネルギー別に正確に計数するためには、検出器13において測定される光子のエネルギー値のキャリブレーション処理が必要である。図4及び図5は、従来技術に係るキャリブレーション処理を説明するための図である。
By the way, in order to accurately count photons by energy using the
図4では、既知の特定のエネルギーを有する単色のX線を照射可能なX線管を用いた従来技術に係るキャリブレーション方法を説明する。図4上図は、X線管のX線スペクトルを示し、図4下図は、X線検出素子が検出したX線のスペクトルを示す。ここで、例えば、図4上図に示すようにX線CT装置に備えられるX線管12が、既知の特定のエネルギーを有する単色のX線を照射可能であれば、図4下図に示すようにX線検出素子に入射するX線光子の検出信号のピークを検出することによって、光子の検出信号とエネルギー値との対応関係を求めることが可能である。
FIG. 4 illustrates a calibration method according to the prior art using an X-ray tube capable of emitting monochromatic X-rays having a specific energy. The upper diagram in FIG. 4 shows the X-ray spectrum of the X-ray tube, and the lower diagram in FIG. 4 shows the X-ray spectrum detected by the X-ray detection element. Here, for example, as shown in the upper diagram of FIG. 4, if the
しかしながら、X線CT装置に備えられるX線管12は、通常エネルギー分布を有する連続X線を発生する。このため、既知の特定のエネルギーを有する単色のX線を照射可能なX線管を用いたキャリブレーション方法を適用できない。図5では、エネルギー分布を有する連続X線を照射するX線管を用いた従来技術に係るキャリブレーション方法を説明する。図5上図は、X線管のX線スペクトルを示し、図5下図は、X線検出素子AからX線検出素子Cそれぞれが検出したX線のスペクトルを左から順に示す。図5上図に示すように、X線管12は、エネルギー分布を有する連続X線を照射する。そして、図5下図に示すように各X線検出素子に入射するX線光子の検出信号のスペクトルは、広いエネルギー分布を有することになる。このように、連続X線を光子計数型のX線検出器に照射しても、検出器13のエネルギー分解能が不十分であれば、十分な精度で光子の検出信号のピークを検出することが困難となる。
However, the
なお、核医学イメージング装置において、エネルギー値が既知である標準線源を各検出素子の上に配置するキャリブレーション方法が知られているが、この方法をX線CT装置の面検出器のキャリブレーションに適用する場合、長時間の作業になる。このようなことから、各X線検出素子のX線エネルギー感度のばらつきを補正するキャリブレーションを正確かつ簡便に実施することができないという課題があった。 In nuclear medicine imaging apparatuses, a calibration method is known in which a standard radiation source having a known energy value is arranged on each detection element. This method is used for calibration of a surface detector of an X-ray CT apparatus. When applied to, it becomes a long time work. For this reason, there is a problem that calibration for correcting variations in X-ray energy sensitivity of each X-ray detection element cannot be performed accurately and simply.
そこで、第1の実施形態に係るX線CT装置は、キャリブレーションを正確かつ簡便に実施するため、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルの重心に基づいて、光子計数型の検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。例えば、第1の実施形態に係るX線CT装置は、X線検出素子ごとに算出された補正値に基づいて、光子計数型の検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。そして、第1の実施形態に係るX線CT装置は、補正された検出信号に基づいてCT画像を再構成する。このようなX線CT装置の機能は、収集部14及び算出部33aにより実現される。以下では、図6から図9を用いて、第1の実施形態に係る収集部14及び算出部33aについて詳細に説明する。図6から図8は、第1の実施形態に係る算出部33aの処理動作を説明するための図であり、図9は、第1の実施形態に係る収集部14の構成例を示す図である。
Therefore, the X-ray CT apparatus according to the first embodiment performs photon counting type based on the center of gravity of the X-ray spectrum detected by the photon
まず、算出部33aによる補正値の算出処理について説明する。算出部33aは、基準となるX線スペクトルの重心である基準重心と、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルの重心とを一致させる補正値をX線検出素子ごとに算出する。なお、第1の実施形態では、基準となるX線スペクトルとして、キャリブレーションされたスペクトルメータの値を利用するものとする。
First, correction value calculation processing by the
ここではまず、X線スペクトルの重心を算出する処理について説明する。図6に示すX線スペクトルにおいて、横軸はエネルギー位置(X)(単位:keV)を示し、縦軸はエネルギー位置におけるスペクトル強度(S(X))を示す。ここで言う「X線スペクトルの重心」とは、X線スペクトルの面積を等分割する位置を示す。言い換えると、X線スペクトルの重心は、重心より高いエネルギー帯でのX線スペクトルの面積と、重心より低いエネルギー帯でのX線スペクトルの面積とが等しくなるエネルギー位置である。例えば、スペクトル強度(S(X))をX線光子のカウント数とした場合、X線スペクトルの重心は、重心より高いエネルギー帯でのX線光子のカウント数と、重心より低いエネルギー帯でのX線光子のカウント数とが同量となるエネルギー位置である。そして、算出部33aは、エネルギー位置をX、エネルギー位置Xのスペクトル強度をS(X)とした場合、X線スペクトルの重心(C)を以下の式「C=∫X*S(X)dx/∫S(X)dx」で算出する。例えば、図6に示す例では、算出部33aは、X線スペクトルの重心を40keVであるエネルギー位置と算出する。
Here, the process of calculating the center of gravity of the X-ray spectrum will be described first. In the X-ray spectrum shown in FIG. 6, the horizontal axis indicates the energy position (X) (unit: keV), and the vertical axis indicates the spectrum intensity (S (X)) at the energy position. Here, the “centroid of the X-ray spectrum” indicates a position where the area of the X-ray spectrum is equally divided. In other words, the center of gravity of the X-ray spectrum is an energy position where the area of the X-ray spectrum in the energy band higher than the center of gravity is equal to the area of the X-ray spectrum in the energy band lower than the center of gravity. For example, when the spectrum intensity (S (X)) is the number of X-ray photons, the center of gravity of the X-ray spectrum is the number of X-ray photons in the energy band higher than the center of gravity, and the energy band lower than the center of gravity. This is an energy position where the count number of X-ray photons is the same. Then, the
図7では、基準となるX線スペクトルの重心である基準重心と、検出器13により検出されたX線スペクトルの重心とを一致させる処理について説明する。図7左図はキャリブレーションされたスペクトルメータにより検出されたX線スペクトルを示し、図7右図はX線検出素子により検出されたX線スペクトルを示す。
In FIG. 7, a process of matching the reference centroid that is the centroid of the reference X-ray spectrum and the centroid of the X-ray spectrum detected by the
算出部33aは、スペクトルメータを用いて検出された検出信号から基準となるX線スペクトルを求め、基準となるX線スペクトルから基準重心を求めて、補正値をX線検出素子ごとに算出する。例えば、X線CT装置のX線管12のスペクトルをキャリブレーションされたスペクトルメータで測定することで基準となるX線スペクトルを求め、この基準となるX線スペクトルの重心を求めることで基準重心が求められる。かかる場合、検出器13上にキャリブレーションされたスペクトルメータが配置される。そして、キャリブレーションされたスペクトルメータは、所定の照射条件でX線管12により照射されたX線スペクトルを測定する。算出部33aは、例えば入力装置31を介して測定結果を取得し、基準重心を算出する。図7左図に示す例では、算出部33aは、46keVを基準重心として算出する。
The
続いて、検出器13は、キャリブレーションされたスペクトルメータによるX線スペクトルの測定と同じ所定の照射条件でX線管12から照射されたX線を検出する。ここで、検出器13の各X線検出素子が出力した検出信号から得られるX線スペクトルの横軸は、検出信号である電気信号(パルス)の波高値によって表される。また、検出器13の各X線検出素子が出力した検出信号から得られるX線スペクトルの縦軸は、検出信号である電気信号(パルス)の計数値(Count)である。言い換えると電気信号(パルス)の計数値は、波高値ごとの強度を示す。そして、波高値ごとの強度をプロットすることによって、図7右図に示すように、各X線検出素子が出力した検出信号から得られるX線スペクトルが得られる。
Subsequently, the
そして、算出部33aは、図7右図に示すX線スペクトルの重心を求める。例えば、図7右図に示す例では、算出部33aは、波高値A1をX線スペクトルの重心として算出する。なお、図7右図に示すように、検出器13を構成するX線検出素子のエネルギー分解能が低い場合、キャリブレーションされたスペクトルメータによって測定されたX線スペクトルよりも鈍ったデータとなる。なお、波高値ごとの強度を示す値として、検出信号である電気信号(パルス)の計数率(CPS:Count Per Second)を用いてもよい。
Then, the
また、算出部33aは、キャリブレーションされたスペクトルメータによって測定されたX線スペクトルの重心と、検出器13から求めたX線スペクトルの重心とが対応することを利用して、重心位置での検出器13の波高値でのエネルギー値を求める。図7に示す例では、算出部33aは、波高値A1を46keVに対応付ける。
Further, the
算出部33aは、各X線検出素子で同様の処理を行い、各素子で同じエネルギーに対する感度補正値を求める。図8上図は、X線検出素子AからX線検出素子Cそれぞれが検出したX線のスペクトルを左から順に示す。ここで、X線検出素子Aにより検出されたX線スペクトルの重心は波高値A1であり、X線検出素子Bにより検出されたX線スペクトルの重心は波高値A2であり、X線検出素子Cにより検出されたX線スペクトルの重心は波高値A3である。
The
図8上図に示すように、各X線検出素子の出力波形にはばらつきがある。算出部33aは、図8下図に示すように、X線スペクトルの重心を一致させることで出力値の補正値を求めることが出来る。例えば、算出部33aは、X線検出素子Bを基準とした場合、X線検出素子Aの波高値に対する補正値を「A1−A2」或いは「A1/A2」と算出する。また、算出部33aは、X線検出素子Bを基準とした場合、X線検出素子Cの波高値に対する補正値を「A3−A2」或いは「A3/A2」と算出する。
As shown in the upper diagram of FIG. 8, the output waveforms of the respective X-ray detection elements vary. As shown in the lower diagram of FIG. 8, the
次に、収集部14について説明する。図9は、第1の実施形態に係る収集部14の構成例を示す図である。図9に示すように、収集部14は、複数の収集ユニット140を有する。この収集ユニット140は、各X線検出素子に対応している。したがって、X線検出素子の数だけ収集ユニット140が設けられる。また、各収集ユニット140は、チャージアンプ141、補正値記憶部142、波形成形回路143、波形弁別回路144及びカウンタ145を有する。
Next, the
補正値記憶部142は、各X線検出素子の検出信号をキャリブレーションするための補正値を記憶する。この補正値は、スキャン制御部33が有する算出部33aによって算出される。
The correction value storage unit 142 stores a correction value for calibrating the detection signal of each X-ray detection element. The correction value is calculated by a
チャージアンプ141は、X線検出素子に入射した光子に応答して集電される電荷を積分・増幅して電気量のパルス信号として出力する。このパルス信号は、光子のエネルギー量に対応する波高及び面積を有する。
The
また、チャージアンプ141の出力側には、波形成形回路143及びスキャン制御部33が接続される。そして、チャージアンプ141は、スキャン制御部33の指示に従って、スキャン制御部33及び波形成形回路143のいずれか一方にパルス信号の出力を切り替える。例えば、チャージアンプ141は、キャリブレーションのための補正値を算出する処理を実施する場合には、パルス信号をスキャン制御部33の算出部33aに出力する。これにより、算出部33aは、補正値を算出する(図7、図8を参照)。一方、チャージアンプ141は、X線CT画像データを再構成する場合には、パルス信号を波形成形回路143に出力する。
The
波形成形回路143は、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルの重心に基づいて、光子計数型の検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。例えば、波形成形回路143は、X線検出素子ごとに算出された補正値に基づいて、光子計数型の検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。より具体的には、波形成形回路143は、チャージアンプ141から出力されるパルス信号の周波数特性を調整し、かつゲイン及びオフセットを与えることによってパルス信号の波形を整形する。波形成形回路143の出力側には、波形弁別回路144が接続される。なお、波形成形回路143のことを「補正部」とも言う。
The
波形弁別回路144は、入射した光子への応答パルス信号の波高或いは面積を、弁別すべき複数のエネルギー帯域に対応して予め設定された閾値と比較し、閾値との比較結果を後段のカウンタ145に出力する回路である。 The waveform discriminating circuit 144 compares the wave height or area of the response pulse signal to the incident photon with a threshold set in advance corresponding to a plurality of energy bands to be discriminated, and the comparison result with the threshold is compared with the counter 145 at the subsequent stage. The circuit that outputs to
カウンタ145は、対応するエネルギー帯域毎に応答パルス信号の波形の弁別結果をカウントし、光子の計数結果をデジタルデータとしてコンソール装置30の前処理部34に出力する。
The counter 145 counts the waveform discrimination result of the response pulse signal for each corresponding energy band, and outputs the photon count result to the
具体的には、カウンタ145は、X線検出素子が出力した各パルスを弁別して計数したX線光子の入射位置(検出位置)と、当該X線光子のエネルギー値とを計数結果として、X線管12の位相(管球位相)ごとに収集する。カウンタ145は、例えば、計数に用いたパルスを出力したX線検出素子の位置を、入射位置とする。 Specifically, the counter 145 uses the X-ray photon incident position (detection position) obtained by discriminating and counting each pulse output from the X-ray detection element and the energy value of the X-ray photon as a counting result. Collected for each phase of the tube 12 (tube phase). For example, the counter 145 sets the position of the X-ray detection element that outputs the pulses used for counting as the incident position.
例えば、カウンタ145が収集する計数結果は、『管球位相「α1」では、入射位置「P11」のX線検出素子において、エネルギー弁別域「E1<E≦E2」の光子の計数値が「N1」であり、エネルギー弁別域「E2<E≦E3」の光子の計数値が「N2」である』といった情報となる。或いは、カウンタ145が収集する計数結果は、『管球位相「α1」では、入射位置「P11」のX線検出素子において、エネルギー弁別域「E1<E≦E2」の光子の単位時間当たりの計数値が「n1」であり、エネルギー弁別域「E2<E≦E3」の光子の単位時間当たりの計数値が「n2」である』といった情報となる。 For example, the counting result collected by the counter 145 is “in the tube phase“ α1 ”, the photon count value of the energy discrimination region“ E1 <E ≦ E2 ”is“ N1 in the X-ray detection element at the incident position “P11” ”. ", And the photon count value in the energy discrimination area" E2 <E≤E3 "is" N2 "". Alternatively, the counting result collected by the counter 145 is as follows: “In the tube phase“ α1 ”, in the X-ray detection element at the incident position“ P11 ”, the total per unit time of the photons in the energy discrimination area“ E1 <E ≦ E2 ”” The numerical value is “n1”, and the count value per unit time of photons in the energy discrimination region “E2 <E ≦ E3” is “n2” ”.
このように、検出器13の1つの画素に対応するX線検出素子からは、複数のエネルギー帯域に対応する計数結果がX線検出データとして前処理部34に出力されることとなる。
Thus, from the X-ray detection element corresponding to one pixel of the
図10は、第1の実施形態に係るX線CT装置による補正値を算出する処理の手順を示すフローチャートである。この補正値を算出する処理は、例えば、工場出荷時や定期的な保守点検時等に実施される。ここで、検出器13上には、キャリブレーションされたスペクトルメータが配置されている。図10に示すように、スキャン制御部33は、X線管12を制御してX線を曝射させる(ステップS101)。そして、算出部33aは、基準となるX線スペクトルを算出する(ステップS102)。例えば、算出部33aは、キャリブレーションされたスペクトルメータを用いて検出された検出信号から基準となるX線スペクトルを算出する。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of processing for calculating a correction value by the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. The process of calculating the correction value is performed, for example, at the time of factory shipment or during regular maintenance inspection. Here, a calibrated spectrum meter is arranged on the
続いて、算出部33aは、基準重心を算出する(ステップS103)。例えば、算出部33aは、キャリブレーションされたスペクトルメータによる測定結果を取得し、基準となるX線スペクトルの重心である基準重心を算出する。
Subsequently, the
キャリブレーションされたスペクトルメータが検出器13上から除かれた後、スキャン制御部33は、X線管12を制御してX線を曝射させる(ステップS104)。これにより検出器13の各X線検出素子により光子が検出される(ステップS105)。
After the calibrated spectrum meter is removed from the
続いて、算出部33aは、検出器13からの出力からX線スペクトルの重心を算出する(ステップS106)。例えば、算出部33aは、チャージアンプ141から出力されたパルス信号を用いて、X線検出素子により検出されたX線スペクトルの重心を算出する。そして、算出部33aは、X線検出素子ごとに補正値を算出する(ステップS107)。算出部33aは、X線検出素子ごとに算出した補正値をX線検出素子に対応する収集ユニット140の補正値記憶部142に格納させる。
Subsequently, the
図11は、第1の実施形態に係るX線CT装置によるX線CT画像を再構成する処理の手順を示すフローチャートである。図11に示すように、スキャン制御部33は、X線管12を制御してX線を曝射させる(ステップS201)。これにより検出器13の各X線検出素子により光子が検出される(ステップS202)。そして、収集部14の波形成形回路143は、補正値に基づいて、光子計数型の検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する(ステップS203)。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of processing for reconstructing an X-ray CT image by the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 11, the
画像再構成部36は、補正された検出信号に基づいて、X線CT画像データを再構成する(ステップS204)。そして、システム制御部38は、再構成されたX線CT画像を表示装置32に表示させる(ステップS205)。
The
上述したように、第1の実施形態によれば、X線スペクトルの重心を用いてキャリブレーションすることで計算量が少なくかつ統計的な誤差が少ない。すなわち、第1の実施形態に係るキャリブレーション方法は、簡便さと正確さを併せ持ったキャリブレーション方法である。 As described above, according to the first embodiment, the amount of calculation is small and the statistical error is small by performing calibration using the centroid of the X-ray spectrum. That is, the calibration method according to the first embodiment is a calibration method having both simplicity and accuracy.
このため、検出器13の面積が広くX線検出素子の数が多い場合でも、容易にキャリブレーションを実現できるので、従来技術に係るキャリブレーション方法と比較して、キャリブレーション作業の工数を大幅に低減することが可能となる。
For this reason, even when the area of the
また、基準となるX線スペクトルの重心である基準重心と、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルの重心とを一致させる補正値に基づいて、検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。これにより、直接変換型の検出素子よりも分解能が低いSiPMとシンチレータとで形成されたX線検出素子でも容易にキャリブレーションを実現できる。
The detection detected by the
また、第1の実施形態によれば、既存のX線CT装置の標準的な構成において、キャリブレーションされたスペクトルメータを用いることでキャリブレーション可能である。このため、定期的なキャリブレーションを容易に実施できるので、常に安定した精度の良いX線CT画像データを生成することができる。 Further, according to the first embodiment, calibration can be performed by using a calibrated spectrum meter in a standard configuration of an existing X-ray CT apparatus. For this reason, periodic calibration can be easily performed, so that stable and accurate X-ray CT image data can always be generated.
なお、補正値を算出する処理は、工場出荷時や定期的な保守点検時等に実施されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、X線CT装置は、X線CT画像を再構成する度に補正値を算出する処理を実施してもよい。かかる場合、X線CT装置は、図10に示す補正値を算出する処理を実施した後に、図11に示すX線CT画像を再構成する処理を実施する。 In addition, although the process which calculates a correction value was demonstrated as what is implemented at the time of factory shipment, a regular maintenance inspection, etc., embodiment is not limited to this. For example, the X-ray CT apparatus may perform a process of calculating a correction value every time an X-ray CT image is reconstructed. In such a case, the X-ray CT apparatus performs the process of reconstructing the X-ray CT image shown in FIG. 11 after performing the process of calculating the correction value shown in FIG.
また、算出部33aは、検出器13のX線検出素子によるX線信号の検出を複数回実施して、X線スペクトルの重心の測定誤差を最小化するようにしてもよい。これにより、算出部33aは、X線検出素子ごとに算出する補正値の精度をより高めることができる。
The
(第1の実施形態の変形例)
上述した第1の実施形態では、所定の照射条件でX線管12により照射されたX線スペクトルをキャリブレーションされたスペクトルメータで測定することで、検出器13により検出されたX線スペクトルの重心をキャリブレーションす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い。例えば、各X線検出素子は、X線管12に供給される管電圧に応じて発生する最大エネルギーによって感度にばらつきがある。このため、より正確な測定を行なうには、撮影時に使用する管電圧ごとにキャリブレーションを行なうことが好ましい。
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, the centroid of the X-ray spectrum detected by the
このようなことから第1の実施形態の変形例では、X線管12の管電圧に応じたキャリブレーションを実施し、X線検出素子それぞれについてX線管12の各管電圧に応じたキャリブレーションデータを算出する場合について説明する。図12は、第1の実施形態の変形例に係るX線CT装置の処理動作を説明するための図である。
Therefore, in the modification of the first embodiment, calibration according to the tube voltage of the
図12では、X線管12の管電圧が60kV、80kV及び100kVである場合を示す。図12の上段左図は管電圧が60kVである場合に、キャリブレーションされたスペクトルメータで測定されたX線のスペクトルを示し、図12の上段右図は管電圧が60kVである場合に、検出器13のX線検出素子により検出されたX線スペクトルを示す。また、図12の上段左図に示すように、管電圧が60kVである場合、キャリブレーションされたスペクトルメータで測定されるX線のスペクトルの最大エネルギーは、60keVとなる。かかる場合、算出部33aは、基準重心を32keVであるエネルギー位置と算出する。そして、算出部33aは、検出器13のX線検出素子により検出されたX線スペクトルの重心の波高値を基準重心に対応付ける。
FIG. 12 shows the case where the tube voltage of the
図12の中段左図は管電圧が80kVである場合に、キャリブレーションされたスペクトルメータで測定されたX線のスペクトルを示し、図12の中段右図は管電圧が80kVである場合に、検出器13のX線検出素子により検出されたX線スペクトルを示す。また、図12の中段左図に示すように、管電圧が80kVである場合、キャリブレーションされたスペクトルメータで測定されるX線のスペクトルの最大エネルギーは、80keVとなる。かかる場合、算出部33aは、基準重心を40keVであるエネルギー位置と算出する。そして、算出部33aは、検出器13のX線検出素子により検出されたX線スペクトルの重心の波高値を基準重心に対応付ける。
The middle left figure of FIG. 12 shows the X-ray spectrum measured by a calibrated spectrum meter when the tube voltage is 80 kV, and the middle right figure of FIG. 12 shows the detection when the tube voltage is 80 kV. 7 shows an X-ray spectrum detected by the X-ray detection element of the
また、図12の下段左図は管電圧が100kVである場合に、キャリブレーションされたスペクトルメータで測定されたX線のスペクトルを示し、図12の下段右図は管電圧が100kVである場合に、検出器13のX線検出素子により検出されたX線スペクトルを示す。また、図12の下段左図に示すように、管電圧が100kVである場合、キャリブレーションされたスペクトルメータで測定されるX線のスペクトルの最大エネルギーは、100keVとなる。かかる場合、算出部33aは、基準重心を43keVであるエネルギー位置と算出する。そして、算出部33aは、検出器13のX線検出素子により検出されたX線スペクトルの重心の波高値を基準重心に対応付ける。
12 shows the X-ray spectrum measured with a calibrated spectrum meter when the tube voltage is 100 kV, and the lower right diagram in FIG. 12 shows the tube voltage when the tube voltage is 100 kV. The X-ray spectrum detected by the X-ray detection element of the
なお、算出部33aは、各管電圧において検出器13のX線検出素子によるX線信号の検出を複数回実施して、X線スペクトルの重心の測定誤差を最小化するようにしてもよい。これにより、算出部33aは、X線検出素子ごとに算出する補正値の精度をより高めることができる。
Note that the
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、キャリブレーションされたスペクトルメータを用いて基準となるX線スペクトルを測定するものとして説明した。ところで、キャリブレーションされたスペクトルメータ等の個別の計測器を使うのではなく、検出器13が有するX線検出素子よりエネルギー分解能が高いリファレンス検出素子を用いて基準となるX線スペクトルを検出し、各X線検出素子をキャリブレーションしてもよいものである。このようなことから、第2の実施形態では、検出器13内にエネルギー分解能の高いリファレンス検出素子を組み合わせて利用する場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the X-ray spectrum serving as a reference is measured using a calibrated spectrum meter. By the way, instead of using an individual measuring instrument such as a calibrated spectrum meter, a reference X-ray spectrum is detected using a reference detection element having an energy resolution higher than that of the X-ray detection element of the
第2の実施形態に係るX線CT装置の構成は、検出器13が有するX線検出素子の構成と収集部14の構成が異なる点、及びスキャン制御部33の構成が異なる点を除いて、図1に示すX線CT装置の構成と同様である。このため、以下では、第2の実施形態に係る検出器13の構成、第2の実施形態に係る収集部14の構成、及び第2の実施形態に係るスキャン制御部33の構成についてのみ説明する。なお、第2の実施形態に係るX線CT装置では、検出器13だけを回転フレーム15上で移動可能であるものとする。
The configuration of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment is different except that the configuration of the X-ray detection element included in the
図13は、第2の実施形態に係る検出器13の一例を説明するための図である。図13では、検出器13をY軸側から見た場合を示す。検出器13には、X線検出素子が、面上に2次元配置されている。例えば、チャンネル方向(図13中のX軸方向)に配列されたX線検出素子列が被検体Pの体軸方向(図13に示すZ軸方向)に沿って複数列配列されている。なお、図13の例では、体軸方向に沿って複数配列されているX線検出素子を1つのX線検出素子群として示している。
FIG. 13 is a diagram for explaining an example of the
図13に示すように、第2の実施形態に係る検出器13は、1つのX線検出素子群13aと、複数のX線検出素子群13bとを有する。図13に示す例では、X線検出素子群13aは、検出器13においてチャンネル方向の一方の端部に配置される。このX線検出素子群13bの各X線検出素子は、シンチレータと光センサとにより構成される間接変換型の検出器である。ここで、光センサは、例えばSiPMである。また、X線検出素子群13aの各X線検出素子は、X線検出素子群13bの各X線検出素子よりエネルギー分解能が高いリファレンス検出素子である。X線検出素子群13aの各X線検出素子は、例えば、テルル化カドミウム(CdTe:cadmium telluride)半導体やテルル化カドミウム亜鉛(CdZnTe:cadmium zinc telluride)半導体等によって構成することが可能な直接変換型の検出器である。
As shown in FIG. 13, the
図14は、第2の実施形態に係る収集部14の構成例を示す図である。図14に示すように、収集部14は、収集ユニット140と収集ユニット150とを有する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of the
この収集ユニット140は、X線検出素子群13bの各X線検出素子に対応している。したがって、X線検出素子群13bのX線検出素子の数だけ収集ユニット140が設けられる。また、各収集ユニット140は、チャージアンプ141、補正値記憶部142、波形成形回路143、波形弁別回路144及びカウンタ145を有する。なお、第2の実施形態に係る収集ユニット140が有する各部の機能は、第1の実施形態に係る収集ユニット140が有する各部の機能と同様である。
The
また、収集ユニット150は、X線検出素子群13aの各X線検出素子に対応している。したがって、X線検出素子群13aのX線検出素子の数だけ収集ユニット150が設けられる。また、各収集ユニット150は、チャージアンプ151、波形成形回路153、波形弁別回路154及びカウンタ155を有する。
The
チャージアンプ151は、X線検出素子群13aの各X線検出素子に入射した光子に応答して集電される電荷を積分・増幅して電気量のパルス信号として出力する。チャージアンプ151の出力側には、波形成形回路153及びスキャン制御部33が接続される。チャージアンプ151は、補正値を算出する処理を実施する場合には、パルス信号をスキャン制御部33の算出部33aに出力する。これにより、算出部33aは、補正値を算出する。一方、チャージアンプ151は、チャンネル方向の一方の端部に配置されたリファレンス検出素子に対応する画素をX線CT画像の再構成に用いる場合には、パルス信号を波形成形回路153に出力する。
The
波形成形回路153は、チャージアンプ151から出力されるパルス信号の周波数特性を調整し、かつゲイン及びオフセットを与えることによってパルス信号の波形を整形する。
The waveform shaping circuit 153 adjusts the frequency characteristics of the pulse signal output from the
波形弁別回路154は、入射した光子への応答パルス信号の波高或いは面積を、弁別すべき複数のエネルギー帯域に対応して予め設定された閾値と比較し、閾値との比較結果を後段のカウンタ155に出力する回路である。 The waveform discrimination circuit 154 compares the wave height or area of the response pulse signal to the incident photon with a threshold value set in advance corresponding to a plurality of energy bands to be discriminated, and compares the result of comparison with the threshold value to the counter 155 at the subsequent stage. The circuit that outputs to
カウンタ155は、対応するエネルギー帯域毎に応答パルス信号の波形の弁別結果をカウントし、光子の計数結果をデジタルデータとしてコンソール装置30の前処理部34に出力する。
The counter 155 counts the waveform discrimination result of the response pulse signal for each corresponding energy band, and outputs the photon count result to the
図15は、第2の実施形態に係るスキャン制御部33の構成例を示す図である。図15に示すように、第2の実施形態に係るスキャン制御部33は、算出部33aと、移動制御部33bとを有する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the
移動制御部33bは、検出器13のチャンネル方向の移動をX線管12とは独立して制御する。言い換えると、移動制御部33bは、検出器13だけを回転フレーム15上でチャンネル方向に移動させる。図16は、第2の実施形態に係る移動制御部33bの処理動作を説明するための図である。図16左図では、X線管12に対して対向する位置にリファレンス検出素子が位置付けられている場合を示す。この状態でX線管12によりX線を照射し、リファレンス検出素子がX線スペクトルを検出する。すなわち、移動制御部33bは、基準重心を求める際に、リファレンス検出素子をX線管12に対して対向する位置に位置付ける。
The
続いて、移動制御部33bは、検出器13をチャンネル方向に移動させる。これにより、リファレンス検出素子の1つ隣に配置されたX線検出素子群13bのX線検出素子が、図16中図に示すように、X線管12に対して対向する位置に位置付けられる。この状態でX線管12によりX線を照射し、X線検出素子群13bのX線検出素子がX線スペクトルを検出する。すなわち、移動制御部33bは、補正対象のX線検出素子が検出する検出信号からX線スペクトルの重心を求める際に、当該補正対象のX線検出素子をX線管12に対して対向する位置に位置付ける。
Subsequently, the
同様に、移動制御部33bは、検出器13をチャンネル方向に移動させる。これにより、リファレンス検出素子の2つ隣に配置されたX線検出素子群13bのX線検出素子が、図16右図に示すように、X線管12に対して対向する位置に位置付けられる。この状態でX線管12によりX線を照射し、X線検出素子群13bのX線検出素子がX線スペクトルを検出する。すなわち、移動制御部33bは、図16中図に示す場合と同様に、補正対象のX線検出素子が検出する検出信号からX線スペクトルの重心を求める際に、当該補正対象のX線検出素子をX線管12に対して対向する位置に位置付ける。このように移動制御部33bは、X線管12の位置を移動させずに、検出器13の位置をチャンネル方向に移動させる。そして、移動制御部33bは、基準重心を求める際のリファレンス検出素子のチャンネル方向における位置と、補正対象のX線検出素子が検出する検出信号からX線スペクトルの重心を求める際の当該X線検出素子のチャンネル方向における位置とが一致するように制御する。
Similarly, the
第2の実施形態に係る算出部33aは、リファレンス検出素子を用いて検出された検出信号から基準となるX線スペクトルを求め、基準となるX線スペクトルの特性X線に基づいて基準重心を求めて、補正値をX線検出素子ごとに算出する。図17は、第2の実施形態に係る算出部33aの処理動作を説明するための図である。
The
図17左図では、リファレンス検出素子により測定されたX線スペクトルを示し、図17右図では、X線検出素子群13bのX線検出素子が検出したX線スペクトルを示す。なお、リファレンス検出素子により測定されたX線スペクトルは、波高値とCountとにより示される。言い換えると、リファレンス検出素子で測定されたX線スペクトルはエネルギー値として測定されるものではない。このため、第2の実施形態に係る算出部33aは、リファレンス検出素子により測定されたX線スペクトルの波高値をエネルギー値に対応付ける。
The left figure of FIG. 17 shows the X-ray spectrum measured by the reference detection element, and the right figure of FIG. 17 shows the X-ray spectrum detected by the X-ray detection element of the X-ray
ここでは、X線管12の特性X線のエネルギー値が既知であるものとする。例えば、算出部33aは、リファレンス検出素子で測定された基準となるX線スペクトルの特性X線を特定し、特定した特性X線の波高値とエネルギー値とを対応付ける。ここでは、X線スペクトルの特性X線が60keVである場合を示す。また、算出部33aは、基準となるX線スペクトルの重心である基準重心を求める。そして、算出部33aは、特定した特性X線のエネルギー値に基づいて、基準重心の波高値と対応するエネルギー値を算出する。図17左図に示す例では、算出部33aは、46keVを基準重心として算出する。
Here, it is assumed that the characteristic X-ray energy value of the
続いて、算出部33aは、X線検出素子群13bのX線検出素子により検出したX線スペクトルの重心を算出する。図17右図に示す例では、算出部33aは、波高値A1をX線スペクトルの重心として算出する。そして、算出部33aは、波高値A1を46keVに対応付ける。
Subsequently, the
第2の実施形態に係るX線CT装置によるX線CT画像を再構成する処理の手順は、ステップS102の補正値を算出する処理の詳細が異なる点を除いて、図10に示す処理手順と同様である。このため、以下では図18を用いて、第2の実施形態に係るX線CT装置による補正値を算出する処理の手順についてのみ説明する。 The processing procedure for reconstructing an X-ray CT image by the X-ray CT apparatus according to the second embodiment is the same as the processing procedure shown in FIG. 10 except that the details of the processing for calculating the correction value in step S102 are different. It is the same. For this reason, only the procedure of the process of calculating the correction value by the X-ray CT apparatus according to the second embodiment will be described below with reference to FIG.
図18は、第2の実施形態に係るX線CT装置による補正値を算出する処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図10に示すステップS102の処理に対応する。なお、図18の例では、補正値を算出する処理の開始時点において、エネルギー分解能の高いX線検出素子がX線管12に対して対向する位置に位置付けられている場合を説明する。
FIG. 18 is a flowchart showing a procedure of processing for calculating a correction value by the X-ray CT apparatus according to the second embodiment. This process corresponds to the process in step S102 shown in FIG. In the example of FIG. 18, a case will be described in which the X-ray detection element with high energy resolution is positioned at a position facing the
図18に示すように、スキャン制御部33は、X線管12を制御してX線を曝射させる(ステップS301)。そして、算出部33aは、基準となるX線スペクトルを算出する(ステップS302)。例えば、算出部33aは、エネルギー分解能の高いX線検出素子を用いて検出された検出信号から基準となるX線スペクトルを算出する。
As shown in FIG. 18, the
続いて、算出部33aは、基準となるX線スペクトルの特性X線を特定する(ステップS303)。例えば、算出部33aは、エネルギー分解能の高いX線検出素子による測定結果を取得し、特性X線の波高値と既知である特性X線のエネルギー値とを対応付ける。また、算出部33aは、基準重心を算出する(ステップS304)。例えば、算出部33aは、エネルギー分解能の高いX線検出素子による測定結果を取得し、基準重心を算出する。そして、算出部33aは、特定した特性X線のエネルギー値に基づいて、基準重心のエネルギー値を算出する(ステップS305)。
Subsequently, the
続いて、移動制御部33bは、検出器13を1検出素子群だけ移動させる(ステップS306)。そして、スキャン制御部33は、X線管12を制御してX線を曝射させる(ステップS307)。これにより検出器13のX線検出素子のうちX線管12に対して対向する位置に位置付けられているX線検出素子により光子が検出される(ステップS308)。
Subsequently, the
続いて、算出部33aは、検出器13のX線検出素子のうち照射位置に位置付けられているX線検出素子からの出力からX線スペクトルの重心を算出する(ステップS309)。例えば、算出部33aは、照射位置に位置付けられているX線検出素子に対応するチャージアンプ141から出力されたパルス信号を用いて、X線検出素子により検出されたX線スペクトルの重心を算出する。そして、算出部33aは、照射位置に位置付けられているX線検出素子の補正値を算出する(ステップS310)。算出部33aは、照射位置に位置付けられているX線検出素子について算出した補正値を、このX線検出素子に対応する収集ユニット140の補正値記憶部142に格納させる。
Subsequently, the
続いて、スキャン制御部33は、補正値を未算出であるX線検出素子が存在するか否かを判定する(ステップS311)。ここで、スキャン制御部33は、補正値を未算出であるX線検出素子が存在すると判定した場合(ステップS311、Yes)、ステップS306に移行する。これにより、移動制御部33bは、検出器13を1検出素子群だけ移動させ、照射位置に位置付けられているX線検出素子の補正値を算出する。一方、スキャン制御部33は、補正値を未算出であるX線検出素子が存在すると判定しなかった場合(ステップS311、No)、補正値を算出する処理を終了する。
Subsequently, the
上述したように、第2の実施形態によれば、基準となるX線スペクトルの重心である基準重心と、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルの重心とを一致させる補正値に基づいて、検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。また、X線スペクトルの重心を用いてキャリブレーションすることで計算量が少なくかつ統計的な誤差が少ない。すなわち、第2の実施形態に係るキャリブレーション方法は、簡便さと正確さを併せ持ったキャリブレーション方法である。
As described above, according to the second embodiment, the correction value for matching the reference centroid, which is the centroid of the reference X-ray spectrum, with the centroid of the X-ray spectrum detected by the
ここで、CdTeのようなエネルギー分解能が高いX線検出素子はあるが、高価であるとともに量産化が困難である。このため、CdTeは、大規模な面検出器に使用するまでは普及していない。一方で、実際のX線CT画像の再構成には、CdTeほどのエネルギー分解能を必要としない場合もある。しかしながら、CdTeよりもエネルギー分解能の劣るX線検出素子でもきちんとキャリブレーションを実施する必要があった。第2の実施形態では、検出器13内にエネルギー分解能の高いリファレンス検出素子を組み合わせ、エネルギー分解能の高いリファレンス検出素子により測定されたX線スペクトルの重心に基づいて、検出器13により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正する。そして、第2の実施形態では、安価なSiPMとシンチレータとで形成されたX線検出素子により検出された検出信号をX線検出素子ごとに補正して、X線CT画像を再構成する。これにより、第2の実施形態によれば、コストの低減と精度の良い画像データを収集することとを両立することが可能となる。
Here, there is an X-ray detection element with high energy resolution such as CdTe, but it is expensive and difficult to mass-produce. For this reason, CdTe has not become widespread until it is used in a large-scale surface detector. On the other hand, reconstruction of an actual X-ray CT image may not require as much energy resolution as CdTe. However, it was necessary to perform calibration properly even with an X-ray detection element having an energy resolution lower than that of CdTe. In the second embodiment, a reference detection element having a high energy resolution is combined in the
なお、第2の実施形態では、検出器13内にリファレンス検出素子を備え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い。例えば、リファレンス検出素子は、X線管12により照射されたX線スペクトルを測定可能な位置であれば、検出器13以外の場所に配置されてもよい。かかる場合、算出部33aは、リファレンス検出素子の検出信号を、リファレンス検出素子がX線管12に対して対向する位置に位置付けられている場合としたときの検出信号にキャリブレーションして、X線スペクトルの重心を算出する。
In the second embodiment, the case where the
また、第2の実施形態では、リファレンス検出素子は、検出器13においてチャンネル方向の一方の端部に配置されるものとして説明したが実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、リファレンス検出素子は、検出器13においてチャンネル方向の中央部等任意の位置に配置されてもよい。なお、リファレンス検出素子を検出器13においてチャンネル方向の一方の端部に配置した場合は、リファレンス検出素子からの検出信号をX線CT画像の再構成に使用しなくてもよい。
In the second embodiment, the reference detection element is described as being disposed at one end in the channel direction in the
図22は、第2の実施形態に係る検出器の他の一例を説明するための図(1)であり、図23は、第2の実施形態に係る検出器の他の一例を説明するための図(2)である。図22に示す例では、X線検出素子群13aは、検出器13においてチャンネル方向の両方の端部に配置される。また、図22に示す例では、X線検出素子群13aは、検出器13においてチャンネル方向の両方の端部と、検出器13においてチャンネル方向の中央部とに配置される。
FIG. 22 is a diagram (1) for explaining another example of the detector according to the second embodiment, and FIG. 23 is for explaining another example of the detector according to the second embodiment. (2) of FIG. In the example shown in FIG. 22, the X-ray
(第2の実施形態の変形例)
また、上述した実施形態では、リファレンス検出素子をX線管12に対して対向する位置に位置付けてキャリブレーションす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い。例えば、X線検出器13において、X線管12に対して対向する位置を中央部と定義し、この中央部周辺の位置を周辺部と定義すると、中央部で検出されるX線の線質と周辺部で検出されるX線の線質とが異なる。また、周辺部の各位置においても検出されるX線の線質はそれぞれ異なる。言い換えると、X線管12と、各X線検出素子との相対的な位置関係に応じて、検出されるX線の線質が異なる。
(Modification of the second embodiment)
In the above-described embodiment, the case where the reference detection element is positioned at the position facing the
このようなことから、X線検出素子群13bのX線検出素子それぞれとX線管12との相対的な位置を保持して、キャリブレーションすることが望ましい。そこで、第2の実施形態の変形例として、X線検出素子それぞれとX線管12との相対的な位置を保持して、キャリブレーションする場合について説明する。なお、第2の実施形態の変形例に係るX線CT装置の構成は、移動制御部33bの一部の機能が異なる点を除いて、第2の実施形態に係るX線CT装置の構成と同様である。図24は、第2の実施形態の変形例に係る移動制御部33bの処理動作を説明するための図である。
For this reason, it is desirable to perform calibration while holding the relative positions of the X-ray detection elements of the X-ray
図24では、図13に示す検出器13と同様に、チャンネル方向の一方の端部として左端にリファレンス検出素子が配置される場合について説明する。また、図24では、リファレンス検出素子DRのチャンネル方向の右隣に配置されるX線検出素子DTをキャリブレーションする場合について説明する。なお、図24左図では、検出器13の中央に配置されるX線検出素子DCが、X線管12と対向する位置に位置付けられている。また、図24左図の状態を初期状態とする。
FIG. 24 illustrates a case where a reference detection element is disposed at the left end as one end in the channel direction, similarly to the
移動制御部33bは、検出器13のチャンネル方向の移動をX線管12とは独立して制御する。そして、移動制御部33bは、基準重心を求める際のリファレンス検出素子のチャンネル方向における位置と、補正対象のX線検出素子が検出する検出信号からX線スペクトルの重心を求める際の当該X線検出素子のチャンネル方向における位置とが一致するように制御する。
The
例えば、移動制御部33bは、検出器13をチャンネル方向の右側に1X線検出素子に相当する距離だけ移動させる。ここで、移動制御部33bは、第2の実施形態と同様に、X線管12の位置を移動させずに、検出器13の位置をチャンネル方向に移動させる。これにより、リファレンス検出素子DRは、X線検出素子DTが移動前に位置付けられた位置に移動する。この状態でX線管12によりX線を照射し、リファレンス検出素子DRがX線スペクトルを検出する。すなわち、移動制御部33bは、基準重心を求める際に、光子計数型の検出器13の中心がX線管12と対向する状態において、補正対象のX線検出素子DTとX線管12との相対的な位置と一致する位置に、リファレンス検出素子DRを位置付ける。
For example, the
続いて、移動制御部33bは、検出器13をチャンネル方向の左側に1X線検出素子に相当する距離だけ移動させる。かかる場合も移動制御部33bは、第2の実施形態と同様に、X線管12の位置を移動させずに、検出器13の位置をチャンネル方向に移動させる。これにより、X線検出素子DTが、初期状態と同じ位置に位置付けられる。この状態でX線管12によりX線を照射し、X線検出素子DTがX線スペクトルを検出する。すなわち、移動制御部33bは、補正対象のX線検出素子DTが検出する検出信号からX線スペクトルの重心を求める際に、光子計数型の検出器13の中心がX線管12と対向する位置に位置付ける。
Subsequently, the
そして、第2の実施形態に係る算出部33aは、リファレンス検出素子DRを用いて検出された検出信号から基準となるX線スペクトルを求め、基準となるX線スペクトルの特性X線に基づいて基準重心を求めて、X線検出素子DTの補正値を算出する。これにより、第2の実施形態の変形例では、X線検出素子群13bのX線検出素子それぞれとX線管12との相対的な位置を保持して、キャリブレーションすることが可能になる。
The
なお、上述した第2の実施形態の変形例では、初期状態においてキャリブレーション対象のX線検出素子DTが配置される位置にリファレンス検出素子DRを移動させてX線を照射し、その後、初期状態に戻した後にキャリブレーション対象のX線検出素子DTにX線を照射するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、キャリブレーション対象のX線検出素子とX線管12との相対的な位置を保持して、リファレンス検出素子DRを移動させれば、検出器13を任意の順序で移動させてもよい。例えば、初期状態でX線管12によりX線を照射し、キャリブレーション対象の各X線検出素子がX線スペクトルをそれぞれ検出する。そして、初期状態においてキャリブレーション対象のX線検出素子が配置された位置までリファレンス検出素子DRを移動させてからX線管12によりX線を照射し、リファレンス検出素子DRがX線スペクトルを検出する。移動制御部33bは、初期状態においてキャリブレーション対象のX線検出素子が配置されたすべての位置で、リファレンス検出素子DRがX線スペクトルを検出するまで処理を所定の順序で繰り返す。
In the modification of the second embodiment described above, by moving the reference detector element D R is irradiated with X-rays at a position X-ray detector elements D T of the calibration target is placed in the initial state, thereafter, Although it has been described that the X-ray detection element DT to be calibrated is irradiated with X-rays after returning to the initial state, the embodiment is not limited to this. That holds the relative position between the calibration target of the X-ray detection element and the
また、第2の実施形態の変形例では、図13と同様の検出器13を用い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い。例えば、図22及び図23に示したような検出器13を用いてもよい。かかる場合、複数のリファレンス検出素子を用いてキャリブレーション可能であるので、検出器13の移動回数やX線の照射回数を減らすことができる。
Moreover, although the case where the
(第3の実施形態)
また、上述した実施形態においては、算出部33aは、キャリブレーションされたスペクトルメータやリファレンス検出素子によって検出されたX線スペクトルをそのまま用いて重心を算出するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、算出部33aは、ノイズ除去等の前処理を施した後のX線スペクトルについて重心を算出するようにしてもよい。図19は、その他の実施形態に係るスキャン制御部の構成例を示す図である。
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, the
図19に示すように、第3の実施形態に係るスキャン制御部33は、算出部33aと、スペクトル処理部33cとを有する。スペクトル処理部33cは、基準となるX線スペクトルを前処理する。図20及び図21は、第3の実施形態に係るスペクトル処理部33cの処理動作を説明するための図である。なお、図20及び図21では、リファレンス検出素子によって検出されたX線スペクトルを前処理する場合について説明するが、キャリブレーションされたスペクトルメータによって検出されたX線スペクトルを前処理する場合も同様である。
As illustrated in FIG. 19, the
図20では、オフセットを除去する処理について説明する。図20左図では、リファレンス検出素子であるX線検出素子Aによって検出された前処理を施す前の基準となるX線スペクトルを示す。スペクトル処理部33cは、オフセットを除去することにより、図20右図に示すX線スペクトルを生成する。なお、スペクトル処理部33cは、X線スペクトルの帯域の上限値を以下のようにして決定する。例えば、スペクトル処理部33cは、X線管12の管電圧に基づいて、エネルギー値の上限を推定し、推定した上限値以上となるエネルギー値を有するX線スペクトルを除去する。また、スペクトル処理部33cは、X線スペクトルの帯域の下限値を以下のようにして決定する。例えば、スペクトル処理部33cは、図示しないボウタイフィルタによって除去されるエネルギー値以下のエネルギー値を有するX線スペクトルを除去する。
In FIG. 20, the process of removing the offset will be described. The left diagram in FIG. 20 shows an X-ray spectrum serving as a reference before performing preprocessing detected by the X-ray detection element A which is a reference detection element. The
続いて、図21では、スムージング処理について説明する。図21左図では、リファレンス検出素子であるX線検出素子Aによって検出された前処理を施す前の基準となるX線スペクトルを示す。スペクトル処理部33cは、図21左図に示すX線スペクトルのノイズを除去することにより、図21右図に示すように平均値の安定したX線スペクトルを生成する。
Subsequently, the smoothing process will be described with reference to FIG. The left diagram in FIG. 21 shows an X-ray spectrum serving as a reference before performing preprocessing detected by the X-ray detection element A which is a reference detection element. The
そして、第3の実施形態に算出部33aは、前処理後の基準となるX線スペクトルの重心を算出し、補正値をX線検出素子ごとに算出する。このように、X線スペクトルに前処理を行うことで、統計的な誤差をより低減することが可能となる。
Then, in the third embodiment, the
なお、第3の実施形態では、基準となるX線スペクトルを前処理す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い。例えば、スペクトル処理部33cは、基準となるX線スペクトルと、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルとを前処理してもよい。かかる場合、算出部33aは、前処理後の基準となるX線スペクトルの重心と、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルの重心とを算出し、補正値をX線検出素子ごとに算出する。なお、スペクトル処理部33cは、基準となるX線スペクトルを前処理せずに、光子計数型の検出器13により検出されたX線スペクトルだけを前処理してもよい。
In the third embodiment, the case of preprocessing a reference X-ray spectrum has been described, but the embodiment is not limited to this. For example, the
(その他の実施形態)
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
(Other embodiments)
The embodiment is not limited to the above-described embodiment.
上述した第1の実施形態及から第3の実施形態では、補正値を算出する処理を実施する場合には、チャージアンプ141が、パルス信号をスキャン制御部33の算出部33aに出力するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、波形成形回路143がパルス信号をスキャン制御部33の算出部33aに出力してもよい。かかる場合、波形成形回路143は、スキャン制御部33の指示に従って、スキャン制御部33及び波形弁別回路144のいずれか一方にパルス信号の出力を切り替える。
In the first to third embodiments described above, when the process of calculating the correction value is performed, the
また、第1の実施形態から第3の実施形態では、X線CT装置が補正値を算出するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第1の実施形態から第3の実施形態で説明した画像処理方法は、算出部33aと同様の機能を有する算出部を備えた画像処理装置が、補正値を算出するようにしてもよい。かかる場合、画像処理装置の算出部は、キャリブレーションされたスペクトルメータやリファレンス検出素子によって検出された検出信号をX線CT装置から取得する。そして、画像処理装置の算出部は、キャリブレーションされたスペクトルメータやリファレンス検出素子によって検出された基準となるX線スペクトルの重心に、各X線検出素子によって検出されたX線スペクトルの重心を一致させる補正値を算出する。
In the first to third embodiments, the X-ray CT apparatus calculates the correction value. However, the embodiment is not limited to this. For example, in the image processing methods described in the first to third embodiments, an image processing apparatus including a calculation unit having the same function as the
また、画像処理装置は、第3の実施形態に係るスペクトル処理部33cと同様の機能を有するスペクトル処理部を更に有するようにしてもよい。かかる場合、画像処理装置の算出部は、前処理後の基準となるX線スペクトルの重心を算出し、補正値をX線検出素子ごとに算出する。
The image processing apparatus may further include a spectrum processing unit having the same function as the
また、第1の実施形態から第3の実施形態では、X線CT装置がX線CT画像を再構成す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い。例えば、X線CT画像の再構成は、X線CT装置によって収集された生データを取得できるのであれば、X線CT装置以外の装置で実行されてもよい。例えば、画像処理装置が、X線CT装置によって収集された検出信号をX線検出素子ごとに補正値に基づいて補正し、補正した検出信号を用いてX線CT画像を再構成する。 In the first to third embodiments, the case where the X-ray CT apparatus reconstructs an X-ray CT image has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, the reconstruction of the X-ray CT image may be executed by an apparatus other than the X-ray CT apparatus as long as the raw data collected by the X-ray CT apparatus can be acquired. For example, the image processing apparatus corrects the detection signal collected by the X-ray CT apparatus based on the correction value for each X-ray detection element, and reconstructs an X-ray CT image using the corrected detection signal.
また、第1の実施形態から第3の実施形態において説明した波形成形回路143及び画像再構成部36の機能は、ソフトウェアによって実現することもできる。例えば、波形成形回路143及び画像再構成部36の機能は、上記の実施形態において波形成形回路143及び画像再構成部36が行うものとして説明した処理の手順を規定した画像処理プログラムをコンピュータに実行させることで、実現される。この画像処理プログラムは、例えば、ハードディスクや半導体メモリ素子等に記憶され、CPUやMPU等のプロセッサによって読み出されて実行される。また、この画像処理プログラムは、CD−ROM(Compact Disc − Read Only Memory)やMO(Magnetic Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されて、配布され得る。なお、画像処理プログラムは、第1の実施形態から第3の実施形態に係る算出部33aが行うものとして説明した処理の手順を更にコンピュータに実行させてもよい。同様に、第2の実施形態において説明した移動制御部33bや第3の実施形態において説明したスペクトル処理部33cの機能は、ソフトウェアによって実現することもできる。
The functions of the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、キャリブレーションを正確かつ簡便に実施することができる。 According to at least one embodiment described above, calibration can be performed accurately and simply.
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
13 検出器
14 収集部
143 波形成形回路
36 画像再構成部
13
Claims (14)
前記光子計数型の検出器により検出されたX線スペクトルの重心に基づいて、前記光子計数型の検出器により検出された検出信号を前記X線検出素子ごとに補正する補正部と、
補正された前記検出信号に基づいてCT画像を再構成する再構成部と
を備える、X線CT装置。 A photon counting type detector having a plurality of X-ray detection elements for detecting X-ray photons emitted from an X-ray tube;
A correction unit that corrects the detection signal detected by the photon counting detector for each X-ray detection element based on the center of gravity of the X-ray spectrum detected by the photon counting detector;
An X-ray CT apparatus comprising: a reconstruction unit that reconstructs a CT image based on the corrected detection signal.
前記補正部は、前記X線検出素子ごとに算出された補正値に基づいて、前記光子計数型の検出器により検出された前記検出信号を前記X線検出素子ごとに補正する、請求項1に記載のX線CT装置。 A calculation unit that calculates, for each X-ray detection element, a correction value that matches a reference centroid that is a centroid of a reference X-ray spectrum and a centroid of the X-ray spectrum detected by the photon counting detector; Prepared,
The correction unit corrects the detection signal detected by the photon counting detector for each X-ray detection element based on a correction value calculated for each X-ray detection element. The X-ray CT apparatus described.
前記補正部は、前記X線管の管電圧に応じた前記補正値に基づいて、前記光子計数型の検出器により検出された前記検出信号を前記X線検出素子ごとに補正する、請求項3に記載のX線CT装置。 The calculation unit calculates the correction value corresponding to the tube voltage of the X-ray tube for each X-ray detection element,
The said correction | amendment part correct | amends the said detection signal detected by the said photon counting type detector for every said X-ray detection element based on the said correction value according to the tube voltage of the said X-ray tube. X-ray CT apparatus described in 1.
前記算出部は、前記リファレンス検出素子を用いて検出された検出信号から前記基準となるX線スペクトルを求め、前記基準となるX線スペクトルの特性X線に基づいて前記基準重心を求めて、前記補正値を前記X線検出素子ごとに算出する、請求項2に記載のX線CT装置。 A reference detection element having a higher energy resolution than the X-ray detection element of the photon counting type detector;
The calculation unit obtains the reference X-ray spectrum from the detection signal detected using the reference detection element, obtains the reference centroid based on the characteristic X-ray of the reference X-ray spectrum, and The X-ray CT apparatus according to claim 2, wherein a correction value is calculated for each X-ray detection element.
前記算出部は、前処理後の前記基準となるX線スペクトルから前記基準重心を算出し、前記補正値を前記X線検出素子ごとに算出する、請求項2〜10のいずれか一つに記載のX線CT装置。 A spectrum processing unit for preprocessing the reference X-ray spectrum;
The said calculation part calculates the said reference gravity center from the X-ray spectrum used as the said reference after a pre-processing, and calculates the said correction value for every said X-ray detection element. X-ray CT system.
補正された前記検出信号に基づいてCT画像を再構成する再構成部と
を備える、画像処理装置。 A detection signal detected by a photon counting detector having a plurality of X-ray detection elements for detecting X-ray photons emitted from an X-ray tube is used as a center of gravity of the X-ray spectrum detected by the photon counting detector. Based on the correction unit for correcting for each X-ray detection element,
An image processing apparatus comprising: a reconstruction unit configured to reconstruct a CT image based on the corrected detection signal.
補正された前記検出信号に基づいてCT画像を再構成する
各処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。 A detection signal detected by a photon counting detector having a plurality of X-ray detection elements for detecting X-ray photons emitted from an X-ray tube is used as a center of gravity of the X-ray spectrum detected by the photon counting detector. On the basis of the correction for each X-ray detection element,
An image processing program for causing a computer to execute each process for reconstructing a CT image based on the corrected detection signal.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
US10743834B2 (en) | 2016-10-06 | 2020-08-18 | Canon Medical Systems Corporation | X-ray image diagnostic apparatus and method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58185136A (en) * | 1982-03-17 | 1983-10-28 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | Computer tomography apparatus |
JPH0838467A (en) * | 1994-04-11 | 1996-02-13 | General Electric Co <Ge> | Method of determining detector channel gain calibration coefficient |
JP2006231058A (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Siemens Ag | Method of reducing beam hardening artifact from created image of examined object in x-ray apparatus, and computerized tomographic apparatus |
JP2009285356A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Image capturing system for medical use, image processing apparatus, image processing method, and program |
WO2014001926A1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Koninklijke Philips N.V. | Digital positron emission tomography (dpet) energy calibration method |
WO2014087264A1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus for image correction of x-ray image information |
-
2015
- 2015-09-30 JP JP2015193931A patent/JP2016067947A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58185136A (en) * | 1982-03-17 | 1983-10-28 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | Computer tomography apparatus |
JPH0838467A (en) * | 1994-04-11 | 1996-02-13 | General Electric Co <Ge> | Method of determining detector channel gain calibration coefficient |
JP2006231058A (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Siemens Ag | Method of reducing beam hardening artifact from created image of examined object in x-ray apparatus, and computerized tomographic apparatus |
JP2009285356A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Image capturing system for medical use, image processing apparatus, image processing method, and program |
WO2014001926A1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Koninklijke Philips N.V. | Digital positron emission tomography (dpet) energy calibration method |
WO2014087264A1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus for image correction of x-ray image information |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10743834B2 (en) | 2016-10-06 | 2020-08-18 | Canon Medical Systems Corporation | X-ray image diagnostic apparatus and method |
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