JP2798998B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
Ｘ線ｃｔ装置Info
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アーチファクト（偽像）を除去した診断能
の高い画像が得られるＸ線CT装置に関するものである。
の高い画像が得られるＸ線CT装置に関するものである。
Ｘ線CT装置は被検体のある断面に、その周囲の多数の
角度方向からＸ線を照射し、計測した投影データから被
検体の断層像を再構成するものである。
角度方向からＸ線を照射し、計測した投影データから被
検体の断層像を再構成するものである。
この場合、照射したＸ線は被検体の内部で吸収され、
計測するデータは吸収されなかったＸ線、すなわち透過
Ｘ線強度である。計測したＸ線強度に対してはＸ線検出
器感度補正、線質補正などの各種補正処理を施し、さら
に、ログ変換を実行しＸ線強度をＸ線吸収係数の積分値
に変換し、逆投影演算により被検体断面のＸ線吸収係数
の分布像である断層像を再構成する。
計測するデータは吸収されなかったＸ線、すなわち透過
Ｘ線強度である。計測したＸ線強度に対してはＸ線検出
器感度補正、線質補正などの各種補正処理を施し、さら
に、ログ変換を実行しＸ線強度をＸ線吸収係数の積分値
に変換し、逆投影演算により被検体断面のＸ線吸収係数
の分布像である断層像を再構成する。
ここで、被検体として第４図に示すものの再構成につ
いて考える。この被検体302は厚さｌが均一で、多チャ
ンネルＸ線検出器102のｎ＋１番目のＸ線検出素子（以
下、検出素子と略記する）の中間位置を境にＸ線吸収係
数μがμ1,μ２と異なる材質で構成されている（それぞ
れ密度は均一とする）。また、１検出素子の開口幅は2d
である。なお、301はＸ線ビーム、IOは被検体302の透過
前のＸ線強度、Ｉは被検体302の透過後のＸ線強度であ
る。
いて考える。この被検体302は厚さｌが均一で、多チャ
ンネルＸ線検出器102のｎ＋１番目のＸ線検出素子（以
下、検出素子と略記する）の中間位置を境にＸ線吸収係
数μがμ1,μ２と異なる材質で構成されている（それぞ
れ密度は均一とする）。また、１検出素子の開口幅は2d
である。なお、301はＸ線ビーム、IOは被検体302の透過
前のＸ線強度、Ｉは被検体302の透過後のＸ線強度であ
る。
いま、第４図中のｎ番目の検出素子で測定されるＸ線
強度Ireal（ｎ）は下記（１）式の通りである。
強度Ireal（ｎ）は下記（１）式の通りである。
このＸ線強度Ireal（ｎ）をＸ線吸収係数の積分値に
変換するために、あらかじめ測定してあった入射Ｘ線強
度IO、すなわち被検体302のない状態で測定した値を用
いてログ変換を次の（２）式により実行する。
変換するために、あらかじめ測定してあった入射Ｘ線強
度IO、すなわち被検体302のない状態で測定した値を用
いてログ変換を次の（２）式により実行する。
さらに、ｎ＋１番目の検出素子で測定されるＸ線強度
Ireal（ｎ＋１）を考えれば、下記（３）式の通りであ
る。
Ireal（ｎ＋１）を考えれば、下記（３）式の通りであ
る。
このＸ線強度Ireal（ｎ＋１）を用いて、上記（２）
式と同様にログ変換値を求めると、下記（４）式の通り
である。
式と同様にログ変換値を求めると、下記（４）式の通り
である。
ここで、計測されたPrealは、μ1,μ２のそれぞれの
領域で減弱したＸ線強度の和、すなわち１検出素子内の
透過Ｘ線強度の積分値であることに着目する必要があ
る。
領域で減弱したＸ線強度の和、すなわち１検出素子内の
透過Ｘ線強度の積分値であることに着目する必要があ
る。
上述のように得られた投影データからＸ線吸収係数の
分布像である断層像を再構成するが、Ｘ線CT装置におけ
る再構成で扱う投影データは理論的にはＸ線吸収係数の
積分値である。
分布像である断層像を再構成するが、Ｘ線CT装置におけ
る再構成で扱う投影データは理論的にはＸ線吸収係数の
積分値である。
次に、第４図中のｎ番目の検出素子におけるログ変換
の理論値（Pideal（ｎ））を求めると、下記（５）式の
通りである。
の理論値（Pideal（ｎ））を求めると、下記（５）式の
通りである。
同様に、ｎ＋１番目の検出素子におけるログ変換の理
論値（Pideal（ｎ＋１））を求めると、下記（６）式の
通りである。
論値（Pideal（ｎ＋１））を求めると、下記（６）式の
通りである。
Pideal（ｎ＋１）＝μ1ld＋μ2ld …（６） 上記Preal（ｎ）とPideal（ｎ）は等しいが、Preal
（ｎ＋１）とPideal（ｎ＋１）は等しくなく、誤差が生
じる。
（ｎ＋１）とPideal（ｎ＋１）は等しくなく、誤差が生
じる。
Ｘ線CT装置の再構成で扱う投影データはＸ線吸収係数
の積分値であるのに対し、実際に計測されるのは透過Ｘ
線強度の積分値である。両者の間には数字的に計測値の
方が常に値が小さくなる関係があることから、再構成し
た断層像はあるＸ線吸収係数の材質の端部でCT値の低下
が起きる。具体的には頭部などで骨の辺縁部に線状のア
ーチファクトが現われる。これを端部効果に（Partial
Volume Effect）というが、従来、このような端部効果
によるアーチファクトが発生するという問題点があっ
た。
の積分値であるのに対し、実際に計測されるのは透過Ｘ
線強度の積分値である。両者の間には数字的に計測値の
方が常に値が小さくなる関係があることから、再構成し
た断層像はあるＸ線吸収係数の材質の端部でCT値の低下
が起きる。具体的には頭部などで骨の辺縁部に線状のア
ーチファクトが現われる。これを端部効果に（Partial
Volume Effect）というが、従来、このような端部効果
によるアーチファクトが発生するという問題点があっ
た。
本発明の目的は、上記のような端部効果によるアーチ
ファクトを軽減し、診断能の高い再構成画像に得られる
Ｘ線CT装置を提供することにある。
ファクトを軽減し、診断能の高い再構成画像に得られる
Ｘ線CT装置を提供することにある。
上記目的は、被検体のある断面に、その周囲の多数の
角度方向からＸ線を照射し、透過したＸ線を多数のＸ線
検出素子を配列してなる多チャンネルＸ線検出器で検出
し、デジタルデータとして測定すると共に、該測定した
デジタルデータから前記被検体の断面の像を再構成する
Ｘ線CT装置において、前記計測したＸ線強度値であるデ
ジタルデータあるいはそれに相当する値のうち、隣接す
る複数の値から補間操作によって1X線検出素子内を細分
化した後、該細分化したＸ線強度値のそれぞれをログ変
換し、該ログ変換した値の加重平均値を該1X線検出素子
でのＸ線吸収係数の線積分値あるいはそれに相当する値
として出力する補正処理手段を具備し、該補正処理手段
の出力値を用いて画像再構成することにより達成され
る。
角度方向からＸ線を照射し、透過したＸ線を多数のＸ線
検出素子を配列してなる多チャンネルＸ線検出器で検出
し、デジタルデータとして測定すると共に、該測定した
デジタルデータから前記被検体の断面の像を再構成する
Ｘ線CT装置において、前記計測したＸ線強度値であるデ
ジタルデータあるいはそれに相当する値のうち、隣接す
る複数の値から補間操作によって1X線検出素子内を細分
化した後、該細分化したＸ線強度値のそれぞれをログ変
換し、該ログ変換した値の加重平均値を該1X線検出素子
でのＸ線吸収係数の線積分値あるいはそれに相当する値
として出力する補正処理手段を具備し、該補正処理手段
の出力値を用いて画像再構成することにより達成され
る。
また、Ｘ線検出素子でのＸ線吸収係数の積分値あるい
はそれに相当する値と、該Ｘ線検出素子に隣接するＸ線
検出素子でのＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当
する値との差から、端部効果による誤差を推定し、該誤
差の推定値、あるいは該誤差の推定値によって補正した
Ｘ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当する値をあら
かじめテーブル化した記憶手段を具備し、該記憶手段の
出力値を用いて画像再構成することにより達成される。
はそれに相当する値と、該Ｘ線検出素子に隣接するＸ線
検出素子でのＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当
する値との差から、端部効果による誤差を推定し、該誤
差の推定値、あるいは該誤差の推定値によって補正した
Ｘ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当する値をあら
かじめテーブル化した記憶手段を具備し、該記憶手段の
出力値を用いて画像再構成することにより達成される。
前記補正処理手段は、Ｘ線強度値あるいはそれに相当
する値のうち、隣接する複数の値から補間操作によって
１検出素子内を分割して各部におけるＸ線強度を算出
し、該分割したＸ線強度のそれぞれをログ変換し、ログ
変換した値の加重平均値を１検出素子でのＸ線吸収係数
の積分値あるいはそれに相当する値として出力する。
する値のうち、隣接する複数の値から補間操作によって
１検出素子内を分割して各部におけるＸ線強度を算出
し、該分割したＸ線強度のそれぞれをログ変換し、ログ
変換した値の加重平均値を１検出素子でのＸ線吸収係数
の積分値あるいはそれに相当する値として出力する。
また前記記憶手段は、端部効果による誤差を推定し、
該誤差の推定値、あるいは該誤差の推定値によって補正
したＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当する値を
あらかじめテーブル化してもっている。
該誤差の推定値、あるいは該誤差の推定値によって補正
したＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当する値を
あらかじめテーブル化してもっている。
これら補正処理手段，記憶手段の出力値を画像再構成
に用いることにより、計測データの精度は上昇し、端部
効果による誤差が軽減されて、再構成画像のアーチファ
クトが軽減され、診断能の高い再構成画像が得られる。
に用いることにより、計測データの精度は上昇し、端部
効果による誤差が軽減されて、再構成画像のアーチファ
クトが軽減され、診断能の高い再構成画像が得られる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
１図は、本発明によるＸ線CT装置の一実施例を示すブロ
ック図で、図中101はＸ線源である。このＸ線源101と多
チャンネルＸ線検出器102は撮影領域103を覆う範囲で配
置され、回転中心Ｏを中心に相対的な位置関係を保った
まま回転する。
１図は、本発明によるＸ線CT装置の一実施例を示すブロ
ック図で、図中101はＸ線源である。このＸ線源101と多
チャンネルＸ線検出器102は撮影領域103を覆う範囲で配
置され、回転中心Ｏを中心に相対的な位置関係を保った
まま回転する。
Ｘ線源101からは回転中、間欠的（パルス状）あるい
は連続的にＸ線が撮影領域103中の被検体に向って照射
され、計測装置104で被検体周囲の多数の角度方向から
透過Ｘ線強度Ｉを計測する。
は連続的にＸ線が撮影領域103中の被検体に向って照射
され、計測装置104で被検体周囲の多数の角度方向から
透過Ｘ線強度Ｉを計測する。
計測したＸ線強度Ｉは前処理装置105に入力され、検
出器感度補正、線質補正、ログ変換などの従来から行わ
れている前処理を実行する。
出器感度補正、線質補正、ログ変換などの従来から行わ
れている前処理を実行する。
前処理が終了次第、本発明の要部である補正処理装置
106にデータが順次入力され、端部効果による誤差が低
減された後、画像再構成装置107で画像再構成される。
106にデータが順次入力され、端部効果による誤差が低
減された後、画像再構成装置107で画像再構成される。
再構成された画像は表示装置108で表示される。表示
される画像はアーチファクトの軽減された画像となる。
される画像はアーチファクトの軽減された画像となる。
次に、前記補正処理装置106の具体例について第２図
に基づき詳述する。補正処理装置106は、図示するよう
に指数変換器201、細分化装置202、ログ変換器203およ
び加重平均装置204で構成されている。
に基づき詳述する。補正処理装置106は、図示するよう
に指数変換器201、細分化装置202、ログ変換器203およ
び加重平均装置204で構成されている。
前記前処理装置105の出力はをログ変換が実行されて
いるためＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当する
値となっている。そこで、本実施例ではＸ線強度あるい
はそれに相当する値に変換するために、まず指数変換器
201で下記（７）式を実行し、Ｘ線強度Ｉ（ｎ）に変換
する。
いるためＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに相当する
値となっている。そこで、本実施例ではＸ線強度あるい
はそれに相当する値に変換するために、まず指数変換器
201で下記（７）式を実行し、Ｘ線強度Ｉ（ｎ）に変換
する。
Ｉ（ｎ）＝exp（−Ｐ（ｎ）） …（７） 次に、細分化装置202では補間操作によって１検出素
子内を細分化し、各部におけるＸ線強度Ｉを得る。例え
ば、線形補間を用いて第３図に示すように５分割する
と、細分化したＸ線強度Ik（ｎ）はそれぞれ下記（８）
式のようになる。
子内を細分化し、各部におけるＸ線強度Ｉを得る。例え
ば、線形補間を用いて第３図に示すように５分割する
と、細分化したＸ線強度Ik（ｎ）はそれぞれ下記（８）
式のようになる。
さらにログ変換器203では、細分化したそれぞれのＸ
線強度Ik（ｎ）を下記（９）のようにＸ線吸収係数の積
分値あるいはそれに相当する値Pk（ｎ）に変換する。
線強度Ik（ｎ）を下記（９）のようにＸ線吸収係数の積
分値あるいはそれに相当する値Pk（ｎ）に変換する。
Pk（ｎ）＝InIk（ｎ） …（９） これを、加重平均装置204では下記（10）式のように
平均化する。この際の重みＷは、通常、全て１である
が、検出素子内の開口特性を考慮して１以外としてもよ
い。
平均化する。この際の重みＷは、通常、全て１である
が、検出素子内の開口特性を考慮して１以外としてもよ
い。
ここで、前記Pkは1/5の開口幅の検出素子による計測
データと考えられ、Pkの和（積分）であるPmodは前記端
部効果の影響が少なく、計測データPreal（Preal（ｎ＋
１））に比べ理論値Pideal（Pideal（ｎ＋１））に近い
（誤差の軽減された）値となっている。これにより端部
効果によりアーチファクトが軽減される。
データと考えられ、Pkの和（積分）であるPmodは前記端
部効果の影響が少なく、計測データPreal（Preal（ｎ＋
１））に比べ理論値Pideal（Pideal（ｎ＋１））に近い
（誤差の軽減された）値となっている。これにより端部
効果によりアーチファクトが軽減される。
なお上述実施例では、細分化装置202による分割数を
５分割としたが、これのみに限定されるものではなく、
５分割より多くすればさらに精度は向上する。また用い
る補間関数も、より高次のものにしてもよい。
５分割としたが、これのみに限定されるものではなく、
５分割より多くすればさらに精度は向上する。また用い
る補間関数も、より高次のものにしてもよい。
また上述実施例では、全ての検出素子からの測定値に
ついて、上述補正処理を行う場合を述べたが、Ｘ線吸収
係数μがμ1,μ２と異なる材質部分に検出した検出素子
からの測定値のみについて、上述補正処理を行うように
してもよい。
ついて、上述補正処理を行う場合を述べたが、Ｘ線吸収
係数μがμ1,μ２と異なる材質部分に検出した検出素子
からの測定値のみについて、上述補正処理を行うように
してもよい。
さらに、上述実施例では指数変換およびログ変換を用
いるため、その実現上は演算量が問題となる可能性があ
る。その場合には、Ｐ（ｎ）と隣接するデータ（例えば
Ｐ（ｎ−１）,P（ｎ＋１））との差から、補正量（Pmod
（ｎ）−Ｐ（ｎ））をあらかじめ推定できるので、それ
による補正量をテーブル化して記憶装置に記憶させてお
くことでその処理の高速化を図ることができる。
いるため、その実現上は演算量が問題となる可能性があ
る。その場合には、Ｐ（ｎ）と隣接するデータ（例えば
Ｐ（ｎ−１）,P（ｎ＋１））との差から、補正量（Pmod
（ｎ）−Ｐ（ｎ））をあらかじめ推定できるので、それ
による補正量をテーブル化して記憶装置に記憶させてお
くことでその処理の高速化を図ることができる。
本発明によれば、端部効果によるアーチファクトを軽
減することができ、診断能の高い再構成画像を得ること
ができるという効果がある。
減することができ、診断能の高い再構成画像を得ること
ができるという効果がある。
第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図は同上装置の要部の具体例を示すブロック図、第３図
は第２図中の細分化装置の動作を説明するための図に、
第４図は端部効果を説明するための図である。 101……Ｘ線源、102……多チャンネルＸ線検出器、103
……撮影領域、104……計測装置、105……前処理装置、
106……補正処理装置、107……画像再構成装置、108…
…表示装置、201……指数変換器、202……細分化装置、
203……ログ変換器、204……加重平均装置、301……Ｘ
線ビーム、302……被検体。
図は同上装置の要部の具体例を示すブロック図、第３図
は第２図中の細分化装置の動作を説明するための図に、
第４図は端部効果を説明するための図である。 101……Ｘ線源、102……多チャンネルＸ線検出器、103
……撮影領域、104……計測装置、105……前処理装置、
106……補正処理装置、107……画像再構成装置、108…
…表示装置、201……指数変換器、202……細分化装置、
203……ログ変換器、204……加重平均装置、301……Ｘ
線ビーム、302……被検体。
Claims (2)
- 【請求項１】被検体のある断面に、その周囲の多数の角
度方向からＸ線を照射し、透過したＸ線を多数のＸ線検
出素子を配列してなる多チャンネルＸ線検出器で検出
し、デジタルデータとして測定すると共に、該測定した
デジタルデータから前記被検体の断面の像を再構成する
Ｘ線CT装置において、前記計測したＸ線強度値であるデ
ジタルデータあるいはそれに相当する値のうち、隣接す
る複数の値から補間操作によって1X線検出素子内を細分
化した後、該細分化したＸ線強度値のそれぞれをログ変
換し、該ログ変換した値の加重平均値を該1X線検出素子
でのＸ線吸収係数の線積分値あるいはそれに相当する値
として出力する補正処理手段を具備し、該補正処理手段
の出力値を用いて画像再構成することを特徴とするＸ線
CT装置。 - 【請求項２】被検体のある断面に、その周囲の多数の角
度方向からＸ線を照射し、透過したＸ線を多数のＸ線検
出素子を配列してなる多チャンネルＸ線検出器で検出
し、デジタルデータとして測定すると共に、該測定した
デジタルデータから前記被検体の断面の像を再構成する
Ｘ線CT装置において、前記Ｘ線検出素子でのＸ線吸収係
数の積分値あるいはそれに相当する値と、該Ｘ線検出素
子に隣接するＸ線検出素子でのＸ線吸収係数の積分値あ
るいはそれに相当する値との差から、端部効果による誤
差を推定し、該誤差の推定値、あるいは該誤差の推定値
によって補正したＸ線吸収係数の積分値あるいはそれに
相当する値をあらかじめテーブル化した記憶手段を具備
し、該記憶手段の出力値を用いて画像再構成することを
特徴とするＸ線CT装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252015A JP2798998B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252015A JP2798998B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114448A JPH03114448A (ja) | 1991-05-15 |
| JP2798998B2 true JP2798998B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=17231392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252015A Expired - Fee Related JP2798998B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798998B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022270667A1 (ko) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 엘지전자 주식회사 | 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 처리 방법 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1252015A patent/JP2798998B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022270667A1 (ko) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 엘지전자 주식회사 | 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 처리 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03114448A (ja) | 1991-05-15 |
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