JP2023130084A - Evaluation device and evaluation method of x-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、X線CT装置の評価装置および評価方法に関する。 The present disclosure relates to an evaluation device and evaluation method for an X-ray CT apparatus.
特許文献1に記載の技術においては、X線CT装置を評価するため、X線源とX線検出器との間における第1測定地点に基準ゲージが配置された状態において測定された測定データと、第2測定地点に基準ゲージが配置された状態において測定された測定データと、第1測定地点と第2測定地点との間の距離とに基づいて、X線源とX線検出器との間の正確な距離を算出する。 In the technique described in Patent Document 1, in order to evaluate an X-ray CT apparatus, measurement data measured with a reference gauge placed at a first measurement point between an X-ray source and an X-ray detector and , the relationship between the X-ray source and the X-ray detector is based on the measurement data measured with the reference gauge placed at the second measurement point and the distance between the first measurement point and the second measurement point. Calculate the exact distance between
特許文献1に記載されている技術においては、第1測定地点での測定の後に、基準ゲージを第2測定地点に移動させる必要がある。このため、基準ゲージを決められた距離だけ正確に移動させる機構が必要であり、評価装置の構成が複雑となる。 In the technique described in Patent Document 1, it is necessary to move the reference gauge to the second measurement point after measurement at the first measurement point. Therefore, a mechanism for accurately moving the reference gauge by a predetermined distance is required, and the configuration of the evaluation device becomes complicated.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本開示の一形態によれば、X線CT装置の評価装置が提供される。この評価装置は、X線を射出するX線源と、X線源におけるX線の射出方向に配置されるX線検出器であって、X線源とX線検出器との間に配置される被検体を透過したX線の強度を検出し、検出データを取得するX線検出器と、X線源とX線検出器との間に配置される評価用のファントムユニットであって、4つのファントムを含み、4つのファントムのうちの2つのファントムを含む第1ペアは、X線源からX線検出器へと向かう方向である第1方向において、4つのファントムのうちの他の2つのファントムを含む第2ペアより、X線源に近い位置に配置されており、第1ペアに含まれるファントムそれぞれと、第2ペアに含まれるファントムそれぞれとは、第1方向と交差する第2方向に沿って配置されており、第1ペアに含まれるファントムは、第2ペアに含まれるファントムとX線源とを結ぶ直線上に位置しないように配置されている、ファントムユニットと、X線源とX線検出器との間の距離とを算出する算出部であって、ファントムユニットにX線を照射することにより得られた検出データに基づくCT画像から、第2方向における、第1ペアに含まれるファントムそれぞれの投影の第1間隔および第2ペアに含まれるファントムそれぞれの投影の第2間隔を求め、第1間隔および第2間隔と、第1ペアと第2ペアとの間の第1方向における距離とに基づいて、X線源とX線検出器との間の第1方向における距離を算出する、算出部と、を備える。
複数のファントムを含むファントムユニットを使用するので、複数のファントムの投影を含むCT画像を、ファントムユニットを移動させることなく取得することができる。よって、評価装置の構成が簡易である。
(2)上記形態の評価装置において、第1方向における、X線源と第1ペアに含まれるファントムそれぞれとの距離は等しく設定されており、第1方向における、X線源と第2ペアに含まれるファントムそれぞれとの距離は等しく設定されていてもよい。
ペア毎にファントムそれぞれの投影は同じ倍率で拡大されるので、それぞれのペアの投影から第1間隔、第2間隔を算出するのが容易である。
(3)上記形態の評価装置において、4つのファントムは、同一の形状を有していてもよい。
4つのファントムの投影が同一の形状となるため、ファントムそれぞれの投影の間隔の算出が容易となる。
(4)上記形態の評価装置において、4つのファントムはそれぞれ第1方向および第2方向に垂直な方向に伸びた円柱であってもよい。
ファントムが円柱である場合、円柱の側面から中心軸までの深さが一定である。ファントムの投影の輝度に基づいて、ファントムの中心軸の位置をより正確に求めることができる。よって、ファントムそれぞれの投影の間隔を精度よく算出できる。
(5)上記形態の評価装置において、円柱それぞれの底面積および高さは等しくてもよい。
円柱の大きさがすべて等しいので、X線源からの距離が等しい第1ペアの2つの円柱の投影は同じ形状および大きさを有する。よって、第1ペアの投影の輝度から第1間隔を算出するのが容易である。また、X線源からの距離が等しい第2ペアの2つの円柱の投影は同じ形状および大きさを有する。よって、第2ペアの投影の輝度から第2間隔を算出するのが容易である。
(6)上記形態の評価装置において、4つのファントムは、球体であり、第1方向および第2方向に垂直な方向と、第2方向と、がなす面に、第1ペアおよび第2ペアを投影したときに、第1ペアに含まれる2つのファントムの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれる他の2つのファントムの中心を結んだ直線と、が平行となるように、4つのファントムが配置されていてもよい。
ファントムが球体である場合、球体の表面から中心までの深さは一定である。ファントムの投影の輝度に基づいて、ファントムの中心の位置をより正確に求めることができる。また、第1ペアに含まれる2つのファントムの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれる他の2つの前記ファントムの中心を結んだ直線と、が平行であるので、第1ペアに含まれる2つのファントムの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれる他の2つの前記ファントムの中心を結んだ直線と、が平行ではない場合に比べ、X線源とX線検出器との間の第1方向における距離を算出するが容易となる。
(7)上記形態の評価装置において、球体それぞれの半径は等しくてもよい。
球体の大きさがすべて等しいので、X線源からの距離が等しい第1ペアの2つの球体の投影は同じ形状および大きさを有する。よって、第1ペアの投影の輝度から第1間隔を算出するのが容易である。また、X線源からの距離が等しい第2ペアの2つの球体の投影は同じ形状および大きさを有する。よって、第2ペアの投影の輝度から第2間隔を算出するのが容易である。
(8)上記形態の評価装置において、第1ペアに含まれる2つのファントムの第2方向における間隔は、第2ペアに含まれる2つのファントムの第2方向における間隔より大きく設定されていてもよい。
X線源に近い方の第1ペアのファントムの間隔を、X線源から遠い方の第2ペアのファントムの間隔より大きく設定するので、すべてのファントムがX線検出器の受光面に投影させられないという状況を回避することができる。
(9)上記形態の評価装置において、第2方向における、第1ペアに含まれる2つのファントムの間隔と、第2ペアに含まれる2つのファントムの間隔とは等しく、第1方向における、第1ペアと第2ペアとの間の距離Δdは、下記式(1)を満たすように設定されていてもよい。
Δd≧2r/sinθ・・・・(11)
(ファントムの底面の半径をr、X線源の位置と、X線検出器の投影面の幅方向における一方の端部と、を結んだ直線が、第1方向に対してなす角度をθとする)
X線源に近い方の第1ペアのファントムの間隔と、X線源から遠い方の第2ペアのファントムの間隔とが等しい場合には、あらかじめ設定された条件を満たすように、第1ペアと第2ペアとの間隔を設定することにより、すべてのファントムをX線検出器の受光面に投影させることができる。
(10)本開示の他の形態によれば、X線をファントムユニットに照射してX線CT装置を評価する評価方法が提供される。この評価方法において、ファントムユニットは、4つのファントムを含み、4つのファントムのうちの2つのファントムを含む第1ペアは、4つのファントムのうちの他の2つのファントムを含む第2ペアより、X線源からX線検出器へと向かう方向である第1方向において、X線源に近い位置に配置されており、第1ペアに含まれるファントムそれぞれと、第2ペアに含まれるファントムそれぞれとは、第1方向と交差する第2方向に沿って配置されており、第1ペアに含まれるファントムは、第2ペアに含まれるファントムとX線源とを結ぶ直線上に位置しないように配置されている。この評価方法は、X線源とX線検出器との間に配置された評価用のファントムユニットにX線を照射するステップと、X線検出器から出力された検出データに基づいたCT画像を取得するステップと、CT画像から、第2方向における、第1ペアに含まれるファントムそれぞれの投影の第1間隔および第2ペアに含まれるファントムそれぞれの投影の第2間隔を求めるステップと、第1間隔および第2間隔と、第1ペアと第2ペアとの間の第1方向における距離とに基づいて、X線源とX線検出器との間の第1方向における距離を算出するステップと、を含む。
複数のファントムを含むファントムユニットを使用するので、複数のファントムの投影を含むCT画像を、ファントムユニットを移動させることなく取得することができる。よって、簡易な構成でX線CT装置を評価することができる。
The present disclosure can be realized as the following forms.
(1) According to one embodiment of the present disclosure, an evaluation device for an X-ray CT device is provided. This evaluation device includes an X-ray source that emits X-rays, and an X-ray detector that is placed in the direction in which the X-rays are emitted from the X-ray source, and that is placed between the X-ray source and the X-ray detector. an X-ray detector for detecting the intensity of X-rays transmitted through a subject and acquiring detection data; and an evaluation phantom unit disposed between the X-ray source and the X-ray detector, the The first pair, which includes two phantoms of the four phantoms, has two phantoms of the four phantoms in the first direction, which is the direction from the X-ray source to the X-ray detector. The phantoms are located closer to the X-ray source than the second pair including the phantoms, and each phantom included in the first pair and each phantom included in the second pair are arranged in a second direction intersecting the first direction. , and the phantom unit included in the first pair is arranged so that it is not located on a straight line connecting the phantom included in the second pair and the X-ray source. and an X-ray detector, the calculation unit calculates the distance between the phantom unit and the X-ray detector, and the calculation unit calculates the distance between the phantom unit and the X-ray detector. A first interval of projections of each of the included phantoms and a second interval of projections of each of the phantoms included in the second pair are determined, and a first interval between the first interval and the second interval and a first interval between the first pair and the second pair are determined. and a calculation unit that calculates a distance in the first direction between the X-ray source and the X-ray detector based on the distance in the first direction.
Since a phantom unit including a plurality of phantoms is used, a CT image including projections of a plurality of phantoms can be acquired without moving the phantom unit. Therefore, the configuration of the evaluation device is simple.
(2) In the evaluation device of the above configuration, the distances between the X-ray source and each phantom included in the first pair in the first direction are set equal, and the distances between the X-ray source and the second pair in the first direction are set equal. The distances to each of the included phantoms may be set equally.
Since the projections of the phantoms for each pair are magnified by the same magnification, it is easy to calculate the first interval and the second interval from the projections of each pair.
(3) In the evaluation device of the above embodiment, the four phantoms may have the same shape.
Since the projections of the four phantoms have the same shape, it becomes easy to calculate the interval between the projections of the respective phantoms.
(4) In the evaluation device of the above embodiment, each of the four phantoms may be a cylinder extending in a direction perpendicular to the first direction and the second direction.
When the phantom is a cylinder, the depth from the side of the cylinder to the central axis is constant. Based on the brightness of the phantom projection, the position of the central axis of the phantom can be determined more accurately. Therefore, the projection interval of each phantom can be calculated with high accuracy.
(5) In the evaluation device of the above embodiment, the base area and height of each cylinder may be equal.
Since the cylinders are all of equal size, the projections of the two cylinders of the first pair at equal distances from the X-ray source have the same shape and size. Therefore, it is easy to calculate the first interval from the brightness of the first pair of projections. Also, the projections of the two cylinders of the second pair at equal distances from the X-ray source have the same shape and size. Therefore, it is easy to calculate the second interval from the brightness of the second pair of projections.
(6) In the evaluation device of the above embodiment, the four phantoms are spherical, and the first pair and the second pair are arranged on a plane formed by a direction perpendicular to the first direction and the second direction and the second direction. The four phantoms are arranged so that when projected, the straight line connecting the centers of the two phantoms included in the first pair is parallel to the straight line connecting the centers of the other two phantoms included in the second pair. A phantom may also be placed.
If the phantom is a sphere, the depth from the surface of the sphere to the center is constant. Based on the brightness of the phantom's projection, the position of the center of the phantom can be determined more accurately. Also, since the straight line connecting the centers of the two phantoms included in the first pair and the straight line connecting the centers of the other two phantoms included in the second pair are parallel, Compared to the case where the straight line connecting the centers of the two phantoms included in the second pair and the straight line connecting the centers of the other two phantoms included in the second pair are not parallel, the relationship between the X-ray source and the X-ray detector It becomes easy to calculate the distance between the two in the first direction.
(7) In the evaluation device of the above embodiment, the radius of each sphere may be equal.
Since the spheres are all of equal size, the projections of the two spheres of the first pair at equal distances from the X-ray source have the same shape and size. Therefore, it is easy to calculate the first interval from the brightness of the first pair of projections. Also, the projections of the second pair of two spheres at equal distances from the X-ray source have the same shape and size. Therefore, it is easy to calculate the second interval from the brightness of the second pair of projections.
(8) In the evaluation device of the above embodiment, the interval in the second direction between the two phantoms included in the first pair may be set to be larger than the interval in the second direction between the two phantoms included in the second pair. .
The distance between the first pair of phantoms, which is closer to the X-ray source, is set larger than the distance between the second pair of phantoms, which is farther from the X-ray source, so that all phantoms are projected onto the light-receiving surface of the X-ray detector. You can avoid the situation where you cannot
(9) In the evaluation device of the above embodiment, the interval between the two phantoms included in the first pair in the second direction is equal to the interval between the two phantoms included in the second pair, and the The distance Δd between the pair and the second pair may be set to satisfy the following formula (1).
Δd≧2r/sinθ...(11)
(The radius of the bottom surface of the phantom is r, and the angle that the straight line connecting the position of the X-ray source and one end in the width direction of the projection plane of the X-ray detector makes with the first direction is θ. do)
If the spacing between the first pair of phantoms closer to the X-ray source is equal to the spacing between the second pair of phantoms farther from the X-ray source, the first pair is By setting the distance between the first pair and the second pair, all the phantoms can be projected onto the light receiving surface of the X-ray detector.
(10) According to another aspect of the present disclosure, there is provided an evaluation method for evaluating an X-ray CT apparatus by irradiating a phantom unit with X-rays. In this evaluation method, the phantom unit includes four phantoms, and a first pair including two phantoms among the four phantoms has a higher X Each of the phantoms included in the first pair and each of the phantoms included in the second pair are arranged close to the X-ray source in the first direction, which is the direction from the radiation source to the X-ray detector. , are arranged along a second direction intersecting the first direction, and the phantom included in the first pair is arranged so as not to be located on a straight line connecting the phantom included in the second pair and the X-ray source. ing. This evaluation method includes the steps of irradiating X-rays to an evaluation phantom unit placed between an X-ray source and an X-ray detector, and generating a CT image based on detection data output from the X-ray detector. obtaining a first interval of projections of each of the phantoms included in the first pair and a second interval of projections of each of the phantoms included in the second pair in the second direction from the CT image; calculating a distance in the first direction between the X-ray source and the X-ray detector based on the spacing and the second spacing and the distance in the first direction between the first pair and the second pair; ,including.
Since a phantom unit including a plurality of phantoms is used, a CT image including projections of a plurality of phantoms can be obtained without moving the phantom unit. Therefore, the X-ray CT apparatus can be evaluated with a simple configuration.
A.実施形態
図1は、実施形態にかかるX線CT装置10および評価装置100の概略構成を示した図である。X線CT装置10は、測定対象の内部または外部の寸法を測定するため、測定対象にX線を照射し、測定対象を透過したX線を検出する。測定対象を被検体ともよぶ。また、X線CT装置10は、検査対象の内部の欠陥または形状を非破壊検査により検査するために使用されてもよい。評価装置100は、測定対象の測定に先立って、X線CT装置10を校正するために使用される。また、評価装置100は、測定結果に誤差が含まれているか否かを評価するために使用される。以下の説明では、理解を容易にするため、XYZ直交座標系を設定する。X軸方向およびY軸方向は、水平面に平行な方向である。Z軸方向は、X軸方向およびY軸方向に垂直な方向である。
A. Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
X線CT装置10は、X線源11と、X線源制御部12と、回転台13と、回転機構14と、X線検出器15と、検出器制御部16と、画像生成部17と、断層画像生成部18と、記憶部19とを備える。X線源制御部12、回転機構14、検出器制御部16、画像生成部17、断層画像生成部18、および、記憶部19の機能は、プロセッサーと、メモリーとを備えるコンピューターによって実現されるものとする。
The
X線源11は、検査対象に向けてX線を照射する。具体的には、X線源11は、不図示のX線管を備え、X線源制御部12から供給される管電圧および管電流に応じたX線をX線から発生させる。X線源制御部12は、記憶部19に格納されている、X線源11に供給される管電圧および管電流、X線の照射時間、焦点サイズ等を含む測定条件データに基づいて、X線源11を制御する。
The
回転台13は、検査対象が載置される台である。回転台13は、Z軸に平行な方向を中心軸として回転可能である。回転機構14は、不図示のモータを有し、モータの駆動により、回転台13を回転させる。
The rotating table 13 is a table on which an object to be inspected is placed. The rotary table 13 is rotatable around a central axis in a direction parallel to the Z-axis. The
X線検出器15は、X線源11におけるX線の射出方向に配置されている。X線検出器15は、検査対象を透過したX線の強度を画素毎に検出し、検出結果を示すX線透過データを出力する。X線透過データを検出データともよぶ。X線検出器15は、フラットパネルディテクタ(FPD:Flat Panel Detector)、あるいは、イメージインテンシファイア(I.I.;Image Intensifier)にCCDイメージセンサを組み合わせたものである。X線検出器15の受光面は、X線源11からX線検出器15に向かう方向であるX軸方向に垂直であり、YZ平面に平行な面であるとする。X線検出器15の受光面を投影面ともよぶ。X線源11からX線検出器15に向かう方向であるX軸方向を第1方向ともよぶ。Y軸方向を第2方向ともよぶ。なお、X線検出器15の受光面は、YZ平面に対して+-10度の範囲の傾きを有する面であってもよい。検出器制御部16は、記憶部19に格納されている撮影条件データに基づいて、X線検出器15を制御する。
The
画像生成部17は、X線検出器15が出力したX線透過データに基づいてCT画像を生成する。以下、CT画像を単に画像ということがある。例えば、回転台13に載置された検査対象にX線源11がX線を照射しながら、回転機構14により回転台13が回転させられる。回転台13が回転している間にX線検出器15が出力したX線透過データから、画像生成部17がCT画像を順次生成する。これにより、検査対象の周囲360度分のX線透過データに対応するCT画像が生成される。
The
断層画像生成部18は、画像生成部17が生成した一連のCT画像を再構成することにより、断層画像を生成する。例えば、断層画像生成部18が、検査対象の周囲360度から検査対象を撮影した画像を再構成することにより、XY平面に沿った面で輪切りにした検査対象の断層像を表すCT画像が生成される。
The tomographic
記憶部19は、X線源制御部12がX線源11を制御するために使用する測定条件データを記憶する。また、記憶部19は、検出器制御部16がX線検出器15を制御するために使用する撮影条件データを記憶する。
The
前述したように、X線CT装置10は、検査対象の内部または外部の寸法を測定する。測定値には、様々な要因に起因した誤差が含まれることがある。例えば、X線源11とX線検出器15との距離が遠いと、X線検出器15に投影された検査対象の像は、実際の検査対象より大きく写り込む。このため、検査に先立って、あらかじめX線源11とX線検出器15との距離を正確に測定し、X線検出器15の受光面に投影される像の拡大率を算出しておく。実際の検査対象が投影された像に対して、あらかじめ算出しておいた拡大率を使用して検査対象の寸法の測定値を校正することにより、検査対象の正確な寸法の測定値を得ることができる。
As described above, the
評価装置100は、校正処理のため、X線CT装置10が備える構成の一部を利用して、X線源11とX線検出器15との正確な距離を測定する。評価装置100は、ファントムユニット110と、距離算出部120とを備える。
The
ファントムユニット110は、校正の際、X線源11とX線検出器15との間に配置される評価用のファントムである。ファントムとは、校正および評価に使用される基準器のことである。
The
図2は、ファントムユニット110の外観を示した図である。ファントムユニット110は、ファントム111と、ファントム112と、ファントム113と、ファントム114と、ベース115とを有する。ファントム111~114はそれぞれ円柱として形成されている。ファントム111~114それぞれの底面積および高さはすべて等しい。即ち、ファントム111~114は、同一の形状および大きさを有する。ファントム111~114を形成する材料は任意のものであるが、温度変化による熱膨張の影響が少ない材料を採用するのが好ましい。ファントム111~114を形成する材料は、検査対象と同じ材料であってもよい。ファントム111~114はベース115上に配置されている。
FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the
ファントム111およびファントム112は、X軸方向において同じ位置に、Y軸方向において異なる位置に配置されている。即ち、ファントム111および112は、Y軸方向に沿って並んで配置されている。ファントム111とファントム112とを第1ペアとよぶことがある。ファントム111とファントム112とのY軸方向における間隔は、間隔W1となるように設定されている。間隔W1は、ファントム111の中心軸とファントム112の中心軸との間隔を表す。
ファントム113およびファントム114は、X軸方向において同じ位置に、Y軸方向において異なる位置に配置されている。即ち、ファントム113および114は、Y軸方向に沿って並んで配置されている。ファントム113とファントム114とを第2ペアとよぶことがある。ファントム113および114は、X軸方向において、ファントム111およびファントム112と異なる位置に配置されている。ファントム113および114は、ファントム111およびファントム112とは、異なる列として配置されている。ファントム113とファントム114とのY軸方向における間隔は、間隔W2となるように設定されている。間隔W2は、ファントム113の中心軸とファントム114の中心軸との間隔を表す。
実施形態において、ファントム111およびファントム112が、ファントム113およびファントム114より、X線源11に近い位置に配置され、ファントム113およびファントム114が、ファントム111およびファントム112より、X線源11から遠い位置に配置されるものとする。前列のファントム111は、後列のファントム113とX線源11とを結ぶ直線上に位置せず、前列のファントム112が、後列のファントム114とX線源11とを結ぶ直線上に位置しないという条件が満たされるように、ファントム111~114は配置されている必要がある。このため、間隔W1の値と間隔W2の値とは、この条件を満たすように適宜設定されているものとする。このようにファントム111~114を配置するのは、ファントム111~114を、同時に、X線検出器15の受光面に投影させるためである。また、X線検出器15の受光面に投影されたファントム111~114の投影が互いに重ならないようにするためである。
In the embodiment,
実施形態において、間隔W2は、間隔W1より小さくなるように設定されている。以下、間隔W1と間隔W2とは、W1=2・W2となるように設定されていると仮定する。 In the embodiment, the interval W2 is set to be smaller than the interval W1. Hereinafter, it is assumed that the interval W1 and the interval W2 are set so that W1=2·W2.
ベース115は、ファントム111~114を支持する土台である。ベース115は、長方形の板状の部材により構成される。ベース115を形成する材料は、例えば、ファントム111~114を形成する材料と同じである。ファントム111~114は、ベース115から垂直方向に伸びるように配置されている。ファントム111~114は、ベース115に固定されている。ベース115の、ファントム111~114が固定される面は、水平面と平行となるように形成されているものとする。
The
ベース115の-X側の端部とファントム111とのX軸方向における距離と、ベース115の-X側の端部とファントム112とのX軸方向における距離と、は等しく設定されている。ベース115の-X側の端部とファントム113とのX軸方向における距離と、ベース115の-X側の端部とファントム114とのX軸方向における距離と、は等しく設定されている。前述のように、ファントム111~114は、Y軸方向に沿って配置されている。このように、XY平面内において、ファントム111の中心軸とファントム112の中心軸とを結んだ直線と、ファントム113の中心軸とファントム114の中心軸とを結んだ直線と、が平行となるように、ファントム111~114は配置される。
The distance between the -X side end of the
ファントムユニット110は、精密機械加工によって、公差寸法の範囲内で作製されている。ファントム111~114それぞれの寸法と、ベース115における位置とは、例えば、三次元測定器により測定されることにより、公差寸法の範囲内であることが保証されていてもよい。
The
図3は、校正の際、X線源11とX線検出器15との間に配置したファントムユニット110を、上から見たときの様子を表す図である。なお、図3においてベース115の図示を省略している。ファントム111およびファントム112は、X軸方向において、ファントム113およびファントム114よりX線源11に近い位置に配置される。ファントム113およびファントム114は、X軸方向において、ファントム111およびファントム112よりX線源11から遠い位置に配置される。X軸方向と、X線源11からX線検出器15へ向かう方向とは一致しているものとする。
FIG. 3 is a diagram showing a top view of the
また、X軸方向における、X線源11とファントム111との距離と、X線源11とファントム112との距離とが等しくなるように、ファントムユニット110が配置されている。例えば、ベース115の-X側の端部とX線源11の射出窓とが平行になるように、ファントムユニット110が配置される。前述のように、ベース115の-X側の端部とファントム113とのX軸方向における距離と、ベース115の-X側の端部とファントム114とのX軸方向における距離と、は等しく設定されている。よって、X軸方向における、X線源11とファントム113との距離と、X線源11とファントム114との距離は等しい。
Further, the
X線源11と、ファントム111および112と、の間のX軸方向における距離を、距離d1とする。距離d1は、例えば、X線源11の射出窓とファントム111の中心軸の位置と、の間のX軸方向における距離である。また、X線源11の射出窓とファントム112の中心軸の位置と、の間のX軸方向における距離も距離d1である。
The distance between the
ファントム111~114の投影をそれぞれ投影P1~P4とする。第1ペアに含まれるファントム111および112、と、第2ペアに含まれるファントム113および114、とのX軸方向における距離を、距離L1とする。ファントム111および112と、X線検出器15と、の間のX軸方向における距離を、距離d2とする。距離d2は、例えば、ファントム111の中心軸の位置と、X線検出器15の受光面の間のX軸方向における距離である。また、ファントム112の中心軸の位置と、X線検出器15の受光面の間のX軸方向における距離も距離d2である。X線源11とX線検出器15との間の距離を、距離Ldとする。
The projections of the
図4は、ファントムユニット110を撮影したCT画像の例を示す図である。ベース115の投影をP5とする。距離算出部120は、画像生成部17が生成したCT画像から、X線源11とX線検出器15との間の距離Ldとを算出する。具体的には、まず、距離算出部120は、CT画像から、ファントム111の投影P1とファントム112の投影P2とのY軸方向における間隔W1’と、ファントム113の投影P3とファントム114の投影P4とのY軸方向における間隔W2’と、を求める。間隔W1’を第1間隔ともよぶ。間隔W2’を第2間隔ともよぶ。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a CT image taken of the
以下、距離算出部120が、間隔W1’および間隔W2’を使用して、距離d1、d2、Ldを算出する方法を図3を参照しながら説明する。
Hereinafter, a method in which the
ファントム111および112の投影の拡大率G1は、間隔W1と間隔W1’とにより、G1=W1’/W1と表される。また、拡大率G1は、距離d1と距離d2とから、下記式(1)を使用しても求めることができる。
G1=W1’/W1=(d1+d2)/d1 ・・・(1)
式(1)を変形すると、間隔W1は下記式(2)のように表される。
W1=(W1’・d1)/(d1+d2) ・・・(2)
The magnification rate G1 of the projection of the
G1=W1'/W1=(d1+d2)/d1...(1)
When formula (1) is modified, the interval W1 is expressed as shown in formula (2) below.
W1=(W1'・d1)/(d1+d2)...(2)
ファントム113および114の投影の拡大率G2は、間隔W2と間隔W2’とにより、G2=W2’/W2と表される。また、拡大率G2は、距離d1と距離d2と距離L1とから、下記式(3)を使用しても求めることができる。
G2=W2’/W2={(d1+L1)+(d2-L1)}/(d1+L1)=(d1+d2)/(d1+L1) ・・・(3)
式(3)を変形すると、間隔W2は下記式(4)のように表される。
W2=W2’・(d1+L1)/(d1+d2) ・・・(4)
The magnification rate G2 of the projection of the
G2=W2'/W2={(d1+L1)+(d2-L1)}/(d1+L1)=(d1+d2)/(d1+L1)...(3)
When formula (3) is modified, the interval W2 is expressed as in formula (4) below.
W2=W2'・(d1+L1)/(d1+d2)...(4)
前述のように、実施形態においては、間隔W1と間隔W2とは、W1=2・W2となるように設定されている。この場合、W1=2・W2を代入した式(2)を変形すると、間隔W2は式(5)のように表される。
W2=(W1’・d1)/{2・(d1+d2)} ・・・(5)
式(4)と式(5)とはいずれも左辺が同一なので、式(6)が成立する。
W2’・(d1+L1)/(d1+d2)=(W1’・d1)/{2・(d1+d2)} ・・・(6)
As described above, in the embodiment, the interval W1 and the interval W2 are set so that W1=2·W2. In this case, by modifying equation (2) in which W1=2·W2 is substituted, the interval W2 is expressed as equation (5).
W2=(W1'・d1)/{2・(d1+d2)}...(5)
Since the left sides of both equations (4) and (5) are the same, equation (6) holds true.
W2'・(d1+L1)/(d1+d2)=(W1'・d1)/{2・(d1+d2)} ...(6)
式(6)を変形すると、距離d1は、下記式(7)のように表される。
d1=(2W1’・L1)/(W1’-2W2’) ・・・(7)
また、式(1)を変形すると、距離d2は、下記式(8)のように表される。
d2=d1・(W1’/W1-1) ・・・(8)
When formula (6) is transformed, the distance d1 is expressed as in formula (7) below.
d1=(2W1'・L1)/(W1'-2W2')...(7)
Further, when formula (1) is modified, distance d2 is expressed as in formula (8) below.
d2=d1・(W1'/W1-1)...(8)
距離算出部120は、ファントムユニット110が投影された画像から算出された、間隔W1’および間隔W2’、既知である距離L1のそれぞれの値を、上記の式(7)に入力して、距離d1を算出することができる。
The
距離算出部120は、式(8)に式(7)を代入して得られる式(9)に、ファントムユニット110が投影された画像から算出された、間隔W1’および間隔W2’、既知である間隔W1のそれぞれの値を代入して、距離d2を算出することができる。
d2={(2W1’・L1)/(W1’-2W2’)}・(W1’/W1-1)・・・(9)
The
d2={(2W1'・L1)/(W1'-2W2')}・(W1'/W1-1)...(9)
図3に示すように、X線源11とX線検出器15との距離Ldは、距離d1と距離d2とを足したものである。よって、式(7)、式(9)を使用して、距離Ldは下記式(10)のように表される。
Ld=d1+d2=(2W1’・L1)/(W1’-2W2’)+{(2W1’・L1)/(W1’-2W2’)}・(W1’/W1-1)={(2W1’・L1)/(W1’-2W2’)}・(W1’/W1) ・・・(10)
As shown in FIG. 3, the distance Ld between the
Ld=d1+d2=(2W1'・L1)/(W1'-2W2')+{(2W1'・L1)/(W1'-2W2')}・(W1'/W1-1)={(2W1'・L1)/(W1'-2W2')}・(W1'/W1)...(10)
X線源11とX線検出器15との距離Ldを、焦点-検出器間距離(FDD:Focus to Detector Distance)ともよぶ。算出された距離Ldは、X線源11とX線検出器15との間の正確な距離である。
The distance Ld between the
続いて、X線CT装置10の校正方法を説明する。作業者は、ファントムユニット110を回転台13の上に配置する。具体的には、作業者は、図2に示すベース115の-X側の端部とX線源11の射出窓とが平行になるように、ファントムユニット110を回転第13の上に配置する。よって、X線源11からファントム111の中心軸までの距離と、X線源11からファントム112の中心軸までの距離と、が等しくなる。さらに、X線源11からファントム113の中心軸までの距離と、X線源11からファントム114の中心軸までの距離と、が等しくなる。
Next, a method of calibrating the
作業者は、X線源制御部12および検出器制御部16を適宜設定した上で、X線源11からX線をファントムユニット110に照射させる。X線検出器15がX線透過データを出力すると、画像生成部17がX線透過データに基づく画像を生成する。生成された画像は、距離算出部120に供給される。よって、距離算出部120は、供給されたファントムユニット110の画像から、上記の方法により、X線源11とX線検出器15との間の距離Ldとを算出する。距離算出部120は、算出した距離Ldを断層画像生成部18に供給する。断層画像生成部18は、X線源11とX線検出器15との間の正確な距離である距離Ldの値に基づいて、断層画像を生成するのに必要なパラメータを変更する。よって、検査対象の正確な寸法の測定値を得ることができる。
The operator sets the X-ray
以上説明したように、実施形態においては、ファントムユニット110は、第1方向において異なる位置に配置されたファントム111および112のペアと、ファントム113および124のペアとを含む。よって、1回の撮影で、異なる位置に配置されている第1ペアの投影と第2ペアの投影を含むCT画像を取得することができる。従来のように、ファントムを移動させる必要がないので、評価装置100の構成が簡易である。また、簡易な構成でX線CT装置を評価することができる
As described above, in the embodiment, the
また、第1ペアのファントム111~112は、X線源11からの距離が等しくなるように配置されている。よって、ファントム111~112の投影は、同じ倍率で拡大されたものである。さらに、ファントム111~112は、底面積および高さが等しい円柱として形成されている。第1ペアのファントム111~112の投影は同じ形状および大きさを有するので、第1ペアの投影の輝度から間隔W1’を算出するのが容易である。また、第2ペアのファントム113~114は、X線源11からの距離が等しくなるように配置されている。よって、ファントム113~114の投影は、同じ倍率で拡大されたものである。さらに、ファントム113~114は、底面積および高さが等しい円柱として形成されている。第2ペアのファントム113~114の投影は同じ形状および大きさを有するので、第2ペアの投影の輝度から間隔W2’を算出するのが容易である。
Further, the first pair of
また、ファントム111~114は、水平面に垂直な方向であるZ軸方向に伸びた円柱として形成されている。よって、ファントム111~114の側面から中心軸までの深さが一定であるので、ファントム111~114の投影の輝度に基づいて、ファントム111~114の中心軸の位置をより正確に求めることができる。これにより、間隔W1’および間隔W2’を精度よく算出できる。
Furthermore, the
実施形態においては、X線源11に近い位置に配置される第1ペアに含まれるファントム111および112の間隔W1が、X線源11から遠い位置に配置される第2ペアに含まれるファントム113および114の間隔W2より大きく設定されている。X線源11から射出されたX線は放射状に広がるため、間隔W2が間隔W1より大きい場合、X線検出器15の受光面にファントム111~114すべてを投影できないことが発生しうるからである。X線源11に近い方の第1ペアのファントム111および112の間隔W1を、X線源11から遠い方の第2ペアのファントム113および114の間隔より大きく設定するので、すべてのファントムがX線検出器の受光面に投影させられないという状況を回避することができる。
In the embodiment, the distance W1 between the
B1.他の実施形態1:
実施形態においては、ファントムユニット110が有するファントム111~114が、等しい大きさを有する円柱として形成されている例を説明した。しかしながら、ファントム111~114の例はこれに限られない。以下、実施形態と異なる構成を中心に説明する。
B1. Other embodiment 1:
In the embodiment, an example has been described in which the
円柱として形成されるファントム111~114の高さおよび底面積は必ずしも等しくなくてもよい。この場合、第1ペアのファントム111および112の高さおよび底面積は等しいことが好ましい。第1ペアの投影それぞれが同一の形状および大きさを有するため、間隔W1’の算出が容易となるためである。また、第2ペアのファントム113および114の高さおよび底面積は等しいことが好ましい。第2ペアの投影それぞれが同一の形状および大きさを有するため、間隔W2’の算出が容易となるためである。
The heights and bottom areas of the
他の実施形態1においても、前列のファントム111は、後列のファントム113とX線源11とを結ぶ直線上に位置せず、前列のファントム112が、後列のファントム114とX線源11とを結ぶ直線上に位置しないという条件が満たされるように、ファントム111~114は配置されているものとする。ファントム111~114を、同時に、X線検出器15の受光面に投影させるためである。また、X線検出器15の受光面に投影されたファントム111~114の投影が互いに重ならないようにするためである。
Also in the first embodiment, the
B2.他の実施形態2:
図5は、他の実施形態2にかかるファントムユニット110Aの外観を表す図である。ファントムユニット110Aは、ファントム111a~114aと、支持部116~119とを有する。ファントム111a~114aそれぞれは、半径が等しい球体として形成されている。ファントム111a~114aは、それぞれ円柱形状の支持部116~119により、ベース115に固定されている。なお、支持部116~119は、ベース115から垂直方向に伸びるように配置されている。ベース115の、支持部116~119が固定される面は、水平面と平行となるように形成されているものとする。他の実施形態2において、支持部116~119は、ファントム111a~114aを支持するために使用されるものとする。支持部116~119の投影は、間隔W1’および間隔W2’の算出には使用されない。
B2. Other embodiment 2:
FIG. 5 is a diagram showing the appearance of a
支持部116~119それぞれの底面積および高さは等しい。ファントム111a~114aは、Z軸方向において同じ位置に配置される。よって、X線検出器15の受光面に、ファントム111a~114aを投影したときに、ファントム111aおよび112aのそれぞれの中心を結んだ直線と、ファントム113aおよび114aのそれぞれの中心を結んだ直線とが平行となるように、ファントム111a~114aが配置されることになる。このように配置することで、第1ペアに含まれるファントム111aおよび112aのそれぞれの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれるファントム113aおよび114aのそれぞれの中心を結んだ直線とが平行でない場合に比べ、X線源11とX線検出器15との間の距離Ldを算出するのが容易となる。
The
なお、他の実施形態2においても、前列のファントム111は、後列のファントム113とX線源11とを結ぶ直線上に位置せず、前列のファントム112が、後列のファントム114とX線源11とを結ぶ直線上に位置しないという条件が満たされるように、ファントム111~114は配置されているものとする。ファントム111~114を、同時に、X線検出器15の受光面に投影させるためである。また、X線検出器15の受光面に投影されたファントム111~114の投影が互いに重ならないようにするためである。
In the second embodiment as well, the
ファントム111a~114aである球体それぞれの大きさがすべて等しく、第1ペアのファントム111a~112aは、X線源11からの距離が等しい。よって、ファントム111a~112aの投影は、同じ倍率で拡大されたものである。第1ペアのファントム111a~112aの投影は同じ形状および大きさを有するので、第1ペアの投影の輝度から間隔W1’を算出するのが容易である。また、第2ペアのファントム113a~114aはX線源11からの距離が等しい。よって、ファントム113a~114aの投影は、同じ倍率で拡大されたものである。第2ペアのファントム113a~114aの投影は同じ形状および大きさを有するので、第2ペアの投影の輝度から間隔W2’を算出するのが容易である。
The spherical bodies of the
また、ファントム111a~114aの表面から中心までの深さは一定であるので、ファントム111a~114aの投影の輝度に基づいて、ファントム111a~114aの中心の位置をより正確に求めることができる。これにより、間隔W1’および間隔W2’を精度よく算出できる。
Further, since the depth from the surface to the center of the
支持部116~119の高さは必ずしも等しくなくてもよい。この場合、支持部116~119のうち、第1ペアのファントム111aおよび112aを支持する支持部116および117の高さは等しいことが好ましい。第1ペアの投影それぞれのZ軸方向における位置が同じとなるため、間隔W1’の算出が容易となるためである。また、第2ペアのファントム113aおよび114aを支持する支持部118および119の高さは等しいことが好ましい。第2ペアの投影それぞれのZ軸方向における位置が同じとなるため、間隔W2’の算出が容易となるためである。
The heights of the
ファントム111a~114aの半径は必ずしも等しくなくてもよい。この場合、第1ペアのファントム111aおよび112aの半径は等しいことが好ましい。第1ペアの投影が同一の形状および大きさを有するため、間隔W1’の算出が容易となるためである。また、第2ペアのファントム113aおよび114aの半径は等しいことが好ましい。第2ペアの投影が同一の形状および大きさを有するため、間隔W2’の算出が容易となるためである。
The radii of the
B3.他の実施形態3:
図6は、他の実施形態3にかかるファントムユニット110Bの外観を表す図である。ファントムユニット110Bは、ファントム111b~114bを有する。他の実施形態2と異なり、ファントムユニット110Bは、ファントム111b~114bそれぞれを支持する支持部を有しない。ファントム111b~114bそれぞれは、ベース115に直接固定されている。
B3. Other embodiment 3:
FIG. 6 is a diagram showing the appearance of a
ベース115の、ファントム111b~114bが固定される面は、水平面と平行となるように形成されているものとする。よって、ファントム111b~114bは、Z軸方向において同じ位置に配置される。よって、X線検出器15の受光面に、ファントム111b~114bを投影したときに、ファントム111bおよび112bのそれぞれの中心を結んだ直線と、ファントム113bおよび114bのそれぞれの中心を結んだ直線とが平行となるように、ファントム111b~114bが配置されることになる。このように配置することで、第1ペアに含まれるファントム111bおよび112bのそれぞれの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれるファントム113bおよび114bのそれぞれの中心を結んだ直線とが平行でない場合に比べ、間隔W1’および間隔W2’を簡単に算出することができる。
It is assumed that the surface of the base 115 to which the
なお、他の実施形態3においても、前列のファントム111bは、後列のファントム113bとX線源11とを結ぶ直線上に位置せず、前列のファントム112bが、後列のファントム114bとX線源11とを結ぶ直線上に位置しないという条件が満たされるように、ファントム111b~114bは配置されているものとする。ファントム111b~114bを、同時に、X線検出器15の受光面に投影させるためである。また、X線検出器15の受光面に投影されたファントム111b~114bの投影が互いに重ならないようにするためである。
In the third embodiment as well, the phantom 111b in the front row is not located on the straight line connecting the phantom 113b in the rear row and the
また、ファントム111b~114bである球体それぞれの大きさがすべて等しいので、他の実施形態2と同様に、第1ペアの投影の輝度から間隔W1’を算出し、第2ペアの投影の輝度から間隔W2’を算出するのが容易である。
Furthermore, since the respective sizes of the spheres that are the
また、ファントム111b~114bの表面から中心までの深さは一定であるので、他の実施形態2と同様に、ファントム111b~114bの投影の輝度に基づいて、ファントム111b~114bの中心の位置をより正確に求めることができる。これにより、間隔W1’および間隔W2’を精度よく算出できる。
Further, since the depth from the surface to the center of the
ファントム111b~114bの半径は必ずしも等しくなくてもよい。この場合、第1ペアのファントム111bおよび112bの半径は等しいことが好ましい。第1ペアの投影が同一の形状および大きさを有するため、間隔W1’の算出が容易となるためである。また、第2ペアのファントム113bおよび114bの半径は等しいことが好ましい。第2ペアの投影が同一の形状および大きさを有するため、間隔W2’の算出が容易となるためである。
The radii of the
B4.他の実施形態4:
実施形態においては、円柱として形成されたファントム111~114が、水平面に垂直な方向であるZ軸方向に伸びている例を説明した。あるいは、円柱として形成されたファントム111~114は、YZ面内においてZ軸に対して傾きを有する他の方向に伸びていてもよい。ファントム111~114の投影は、同一方向にYZ面内において同じ方向に伸びることになるので、実施形態と同様に、投影から間隔W1’と、間隔W2’とを算出することができる。
B4. Other embodiment 4:
In the embodiment, an example has been described in which the
B5.他の実施形態5:
他の実施形態2および3においては、ベース115の、ファントムが固定される面は、水平面と平行となるように形成されている例を記載した。あるいは、ベース115のファントムが固定される面は、Y軸に対して傾きを有する面であってもよい。
B5. Other embodiment 5:
In other embodiments 2 and 3, an example has been described in which the surface of the base 115 on which the phantom is fixed is formed to be parallel to the horizontal surface. Alternatively, the surface of the base 115 on which the phantom is fixed may be a surface inclined with respect to the Y axis.
この場合も、実施形態と同様に、YZ平面に平行であるX線検出器15の受光面に、ファントム111~114を投影したときに、第1ペアに含まれるファントム111および112のそれぞれの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれるファントム113および114のそれぞれの中心を結んだ直線とが平行となるように、ファントム111~114が配置される。このように配置することで、第1ペアに含まれるファントム111および112のそれぞれの中心を結んだ直線と、第2ペアに含まれるファントム113および114のそれぞれの中心を結んだ直線とが平行でない場合に比べ、間隔W1’および間隔W2’を簡単に算出することができる。
In this case, similarly to the embodiment, when the
B6.他の実施形態6
実施形態においては、第1ペアのファントム111および112の間隔W1と、第2ペアのファントム113および114の間隔W2と、が異なる例を説明した。あるいは、間隔W1と間隔W2とは等しくてもよい。この場合、ファントム111は、X線源11とファントム113とを結ぶ直線上に位置しないように配置されている必要がある。さらに、ファントム112は、X線源11とファントム114とを結ぶ直線上に位置しないように配置されている必要がある。
B6. Other embodiment 6
In the embodiment, an example has been described in which the interval W1 between the first pair of
図7は、他の実施形態6におけるファントム111~114の配置の要件を説明するための図である。図7は、X線源11とファントム111~114とX線検出器15とを上から見た様子を表す。ファントム111および112の間隔W1と、ファントム113および114の間隔W2とは等しい。
FIG. 7 is a diagram for explaining requirements for arrangement of
間隔W1と間隔W2とが等しい場合であっても、ファントム111~114すべてのX線検出器15の受光面に投影させるためには、距離Δdが下記式(11)を満たすように設定される必要がある。距離Δdは、第1ペアのファントム111および112と、第2ペアのファントム113および114との間のX軸方向における距離である。ファントム111~114の底面の半径をrとする。
Even if the interval W1 and the interval W2 are equal, the distance Δd is set to satisfy the following formula (11) in order to project onto the light receiving surfaces of the
直線A1に対して、直線A2がなす角度がθであるとする。直線A1は、XY面内においてX線源11の中心とX線検出器15の受光面の中心を結んだ直線である。直線A1は、X線源11から出力されたX線であって、ファントム111とファントム113とに干渉されずに、X線検出器15に到達するX線の進行する経路を表す。直線A2は、X線源11の中心とX線検出器15の受光面の幅方向における端部とを結んだ直線である。X線検出器15の投影面のY軸方向を幅方向ともよぶ。
Δd≧2r/sinθ・・・・(11)
Assume that the angle that the straight line A2 makes with the straight line A1 is θ. The straight line A1 is a straight line connecting the center of the
Δd≧2r/sinθ...(11)
上記の式(1)を満たすように距離Δdを設定することで、間隔W1と間隔W2とが等しい場合であっても、ファントム111~114すべてのX線検出器15の受光面に投影させることができる。
By setting the distance Δd so as to satisfy the above formula (1), even if the distance W1 and the distance W2 are equal, the
B7.他の実施形態7
また、間隔W1’およびW2’を正確に測定するためには、ファントム111の投影P1の輝度分布からファントム111の中心軸の位置を算出する必要ある。このため、投影P1~P4の輪郭を正確に特定する必要がある。ここで、CT画像においては、輪郭線が数ピクセル程度の広がりをもって表示される。よって、輝度分布にはばらつきが生じてしまう。このため、中心軸の一意に定めることは難しい。よって、投影P1の輪郭部分の輝度勾配の絶対値が最大となる位置を、輪郭線の位置として求めてもよい。ファントム111のZ軸に沿った左右の輪郭線の中心を、中心軸の位置とすることができる。
B7. Other embodiment 7
Furthermore, in order to accurately measure the intervals W1' and W2', it is necessary to calculate the position of the central axis of the phantom 111 from the brightness distribution of the projection P1 of the
あるいは、輝度分布を表すグラフの近似曲線を描き、最も輝度値が低いピクセルの座標を中心軸の位置として求めてもよい。近似曲線を描くための手法としては、最小二乗法、N点移動平均法、グレヴィルの方法等がある。 Alternatively, an approximate curve of a graph representing the brightness distribution may be drawn, and the coordinates of the pixel with the lowest brightness value may be determined as the position of the central axis. Methods for drawing an approximate curve include the least squares method, the N-point moving average method, and Greville's method.
B8.他の実施形態8
実施形態においては、X線源11とファントム111との距離と、X線源11とファントム112との距離と、が等しく設定されていた。また、X線源11とファントム113との距離と、X線源11とファントム114との距離と、が等しく設定されていた。しかしながら、X線源11とファントム111との距離と、X線源11とファントム112との距離と、が等しくなく、X線源11とファントム113との距離と、X線源11とファントム114との距離と、が等しくなくてもよい。
B8. Other embodiment 8
In the embodiment, the distance between the
この場合も、第1ペアと第2ペアとは同じ方向に沿って配置されている。XY平面内において、ファントム111の中心軸とファントム112の中心軸とを結んだ直線と、ファントム113の中心軸とファントム114の中心軸とを結んだ直線と、が平行となるように、ファントム111~114は配置される。
Also in this case, the first pair and the second pair are arranged along the same direction. The
X線源11とファントム111との距離と、X線源11とファントム112との距離と、が等しくないため、ファントム111の投影の拡大率と、ファントム112の投影の拡大率とは異なる。しかしながら、ファントム111の投影が示すファントム111の中心軸と、ファントム112の投影が示すファントム112の中心軸と、から間隔W1’を算出することができる。また、X線源11とファントム113との距離と、X線源11とファントム114との距離と、が等しくないため、ファントム113の投影の拡大率と、ファントム114の投影の拡大率とは異なる。しかしながら、ファントム113の投影の中心軸の位置と、ファントム112の投影の中心軸の位置と、から間隔W2’を算出することができる。
Since the distance between the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the column of the summary of the invention may be used to solve some or all of the above-mentioned problems, or to achieve one of the above-mentioned effects. In order to achieve some or all of the above, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, unless the technical feature is described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.
A1…直線、A2…直線、G1…拡大率、G2…拡大率、L1…距離、Ld…距離、W1…間隔、W1’…間隔、W2…間隔、W2’…間隔、d1…距離、d2…距離、Δd…距離、10…X線CT装置、11…X線源、12…X線源制御部、13…回転台、14…回転機構、15…X線検出器、16…検出器制御部、17…画像生成部、18…断層画像生成部、19…記憶部、100…評価装置、110…ファントムユニット、110A…ファントムユニット、110B…ファントムユニット、111,111a,111b…ファントム、112,112a,112b…ファントム、113,113a,113b…ファントム、114,114a,114b…ファントム、115…ベース、116,117,118,119…支持部、120…距離算出部 A1...straight line, A2...straight line, G1...magnification rate, G2...magnification rate, L1...distance, Ld...distance, W1...interval, W1'...interval, W2...interval, W2'...interval, d1...distance, d2... Distance, Δd...Distance, 10...X-ray CT device, 11...X-ray source, 12...X-ray source control unit, 13...rotating table, 14...rotating mechanism, 15...X-ray detector, 16...detector control unit , 17... Image generation section, 18... Tomographic image generation section, 19... Storage section, 100... Evaluation device, 110... Phantom unit, 110A... Phantom unit, 110B... Phantom unit, 111, 111a, 111b... Phantom, 112, 112a , 112b... Phantom, 113, 113a, 113b... Phantom, 114, 114a, 114b... Phantom, 115... Base, 116, 117, 118, 119... Support section, 120... Distance calculation section
Claims (10)
X線を射出するX線源と、
前記X線源における前記X線の射出方向に配置されるX線検出器であって、前記X線源と前記X線検出器との間に配置される被検体を透過した前記X線の強度を検出し、検出データを取得するX線検出器と、
前記X線源と前記X線検出器との間に配置される評価用のファントムユニットであって、
4つのファントムを含み、
前記4つのファントムのうちの2つのファントムを含む第1ペアは、前記X線源から前記X線検出器へと向かう方向である第1方向において、前記4つのファントムのうちの他の2つのファントムを含む第2ペアより、前記X線源に近い位置に配置されており、
前記第1ペアに含まれる前記ファントムそれぞれと、前記第2ペアに含まれる前記ファントムそれぞれとは、前記第1方向と交差する第2方向に沿って配置されており、
前記第1ペアに含まれる前記ファントムは、前記第2ペアに含まれる前記ファントムと前記X線源とを結ぶ直線上に位置しないように配置されている、
ファントムユニットと、
前記X線源と前記X線検出器との間の距離とを算出する算出部であって、
前記ファントムユニットに前記X線を照射することにより得られた前記検出データに基づくCT画像から、前記第2方向における、前記第1ペアに含まれる前記ファントムそれぞれの投影の第1間隔および前記第2ペアに含まれる前記ファントムそれぞれの投影の第2間隔を求め、
前記第1間隔および前記第2間隔と、前記第1ペアと前記第2ペアとの間の前記第1方向における距離とに基づいて、前記X線源と前記X線検出器との間の前記第1方向における距離を算出する、
算出部と、
を備える評価装置。 An evaluation device for an X-ray CT device,
an X-ray source that emits X-rays;
an X-ray detector disposed in the emission direction of the X-rays in the X-ray source, the intensity of the X-rays passing through a subject disposed between the X-ray source and the X-ray detector; an X-ray detector that detects and acquires detection data;
An evaluation phantom unit disposed between the X-ray source and the X-ray detector,
Contains 4 phantoms,
A first pair comprising two phantoms of the four phantoms connects the other two phantoms of the four phantoms in a first direction, which is the direction from the X-ray source to the X-ray detector. is located closer to the X-ray source than the second pair containing the X-ray source,
Each of the phantoms included in the first pair and each of the phantoms included in the second pair are arranged along a second direction intersecting the first direction,
The phantom included in the first pair is arranged so as not to be located on a straight line connecting the phantom included in the second pair and the X-ray source.
phantom unit,
A calculation unit that calculates a distance between the X-ray source and the X-ray detector,
From a CT image based on the detection data obtained by irradiating the phantom unit with the X-ray, the first interval of projection of each of the phantoms included in the first pair in the second direction and the second determining a second interval of projections of each of the phantoms included in the pair;
The distance between the X-ray source and the X-ray detector is based on the first spacing, the second spacing, and the distance in the first direction between the first pair and the second pair. calculating a distance in a first direction;
A calculation section,
An evaluation device comprising:
前記第1方向における、前記X線源と前記第1ペアに含まれる前記ファントムそれぞれとの距離は等しく設定されており、
前記第1方向における、前記X線源と前記第2ペアに含まれる前記ファントムそれぞれとの距離は等しく設定されている、
評価装置。 The evaluation device according to claim 1,
The distances between the X-ray source and each of the phantoms included in the first pair in the first direction are set equal;
distances between the X-ray source and each of the phantoms included in the second pair in the first direction are set equal;
Evaluation device.
4つの前記ファントムは、同一の形状を有する、
評価装置。 The evaluation device according to claim 1 or 2,
the four phantoms have the same shape,
Evaluation device.
4つの前記ファントムはそれぞれ前記第1方向および前記第2方向に垂直な方向に伸びた円柱である、
評価装置。 The evaluation device according to claim 3,
Each of the four phantoms is a cylinder extending in a direction perpendicular to the first direction and the second direction,
Evaluation device.
前記円柱それぞれの底面積および高さは等しい、
評価装置。 The evaluation device according to claim 4,
The base area and height of each of the cylinders are equal;
Evaluation device.
4つの前記ファントムは、球体であり、
前記第1方向および前記第2方向に垂直な方向と、前記第2方向と、がなす面に、前記第1ペアおよび前記第2ペアを投影したときに、前記第1ペアに含まれる2つの前記ファントムの中心を結んだ直線と、前記第2ペアに含まれる他の2つの前記ファントムの中心を結んだ直線と、が平行となるように、4つの前記ファントムが配置されている、
評価装置。 The evaluation device according to claim 3,
The four phantoms are spherical,
When the first pair and the second pair are projected onto a plane formed by the second direction and a direction perpendicular to the first direction and the second direction, the two included in the first pair The four phantoms are arranged such that a straight line connecting the centers of the phantoms is parallel to a straight line connecting the centers of the other two phantoms included in the second pair.
Evaluation device.
前記球体それぞれの半径は等しい、
評価装置。 The evaluation device according to claim 6,
The radius of each of the spheres is equal;
Evaluation device.
前記第1ペアに含まれる2つの前記ファントムの前記第2方向における間隔は、前記第2ペアに含まれる2つの前記ファントムの前記第2方向における間隔より大きく設定されている、
評価装置。 The evaluation device according to any one of claims 1 to 7,
The distance between the two phantoms included in the first pair in the second direction is set to be larger than the distance in the second direction between the two phantoms included in the second pair.
Evaluation device.
前記第2方向における、前記第1ペアに含まれる2つの前記ファントムの間隔と、前記第2ペアに含まれる2つの前記ファントムの間隔とは等しく、
前記第1方向における、前記第1ペアと前記第2ペアとの間の距離Δdは、下記式(11)を満たすように設定されている、
Δd≧2r/sinθ・・・・(11)
(ファントムの底面の半径をr、X線源の位置と、X線検出器の投影面の幅方向における一方の端部と、を結んだ直線が、第1方向に対してなす角度をθとする)
評価装置。 The evaluation device according to claim 4 or 5,
The distance between the two phantoms included in the first pair and the distance between the two phantoms included in the second pair in the second direction are equal,
A distance Δd between the first pair and the second pair in the first direction is set to satisfy the following formula (11),
Δd≧2r/sinθ...(11)
(The radius of the bottom surface of the phantom is r, and the angle that the straight line connecting the position of the X-ray source and one end in the width direction of the projection plane of the X-ray detector makes with the first direction is θ. do)
Evaluation device.
前記ファントムユニットは、
4つのファントムを含み、
前記4つのファントムのうちの2つのファントムを含む第1ペアは、X線源からX線検出器へと向かう方向である第1方向において、前記4つのファントムのうちの他の2つのファントムを含む第2ペアより、前記X線源に近い位置に配置されており、
前記第1ペアに含まれる前記ファントムそれぞれと、前記第2ペアに含まれる前記ファントムそれぞれとは、前記第1方向と交差する第2方向に沿って配置されており、
前記第1ペアに含まれる前記ファントムは、前記第2ペアに含まれる前記ファントムと前記X線源とを結ぶ直線上に位置しないように配置されている、
ファントムユニットであって、
前記評価方法は、
前記X線源と前記X線検出器との間に配置された評価用のファントムユニットに前記X線を照射するステップと、
前記X線検出器から出力された検出データに基づいたCT画像を取得するステップと、
前記CT画像から、前記第2方向における、前記第1ペアに含まれる前記ファントムそれぞれの投影の第1間隔および前記第2ペアに含まれる前記ファントムそれぞれの投影の第2間隔を求めるステップと、
前記第1間隔および前記第2間隔と、前記第1ペアと前記第2ペアとの間の前記第1方向における距離とに基づいて、前記X線源と前記X線検出器との間の前記第1方向における距離を算出するステップと、
を含む評価方法。 An evaluation method for evaluating an X-ray CT device by irradiating a phantom unit with X-rays, the method comprising:
The phantom unit is
Contains 4 phantoms,
A first pair comprising two phantoms of the four phantoms comprises the other two phantoms of the four phantoms in a first direction, which is the direction from the X-ray source to the X-ray detector. is located closer to the X-ray source than the second pair;
Each of the phantoms included in the first pair and each of the phantoms included in the second pair are arranged along a second direction intersecting the first direction,
The phantom included in the first pair is arranged so as not to be located on a straight line connecting the phantom included in the second pair and the X-ray source.
A phantom unit,
The evaluation method is
irradiating the X-ray to an evaluation phantom unit disposed between the X-ray source and the X-ray detector;
acquiring a CT image based on detection data output from the X-ray detector;
determining a first interval of projections of each of the phantoms included in the first pair and a second interval of projections of each of the phantoms included in the second pair in the second direction from the CT image;
The distance between the X-ray source and the X-ray detector is based on the first spacing, the second spacing, and the distance in the first direction between the first pair and the second pair. calculating a distance in a first direction;
Evaluation methods including.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022034540A JP2023130084A (en) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | Evaluation device and evaluation method of x-ray ct apparatus |
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