JP3048164B2

JP3048164B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP3048164B2
Application number: JP2116938A
Authority: JP
Inventors: 晋一右田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JPH0415048A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、CT値補正機能を持つＸ線CT装置に関する。

〔従来の技術〕

Ｘ線CT装置では、CT値は、水が０、空気が−1000の値
に定められているが、実際には、計測系の計測誤差とＸ
線の線質変化などによる誤差のために上記の値にはなら
ず、被検体計測データに誤差が生じる。

そこでこれを補正するために、被検体減弱量に近いフ
ァントーム（キャリブレーション補正用ファントーム）
の計測データをキャリブレーションデータ（感度補正
値）として予め保存しておき、実際の被検体計測データ
を、上記キャリブレーションデータで補正することによ
り、計測の高精度化を図っている。

更に、この補正後の計測データで再構成された最終画
像は、画像処理における計算定数やその精度の関係か
ら、ここでも実際とは異なったCT値となる。このため、
基準となる水ファントーム（CT値補正用基準水ファント
ーム）を計測してそのCT値を０、その周囲の空気のCT値
を−1000となるように、最終画像に対してCT値のオフセ
ット補正とゲイン補正（これらをCT値補正と総称する）
を行っている。

この場合、実際には被検体の大きさによってCT値が変
化するため、上記キャリブレーション補正用ファントー
ムとCT値補正用基準水ファントームは、その減弱量（被
検体の大きさ）が被検体と同程度でないと効果が少なく
なるため、被検体の大きさに対応させて幾種類かの補正
用ファントームを用意し、それらを適宜選択してCT値の
補正を行っている。

（なおCT値の補正につき、岩井喜典編、コロナ社発行
「CTスキャナ」127頁から132頁参照。）〔発明が解決しようとする課題〕しかしこのような従来の補正方法では、次のような問
題点があった。すなわち上記キャリブレーション補正
は、Ｘ線検出器の各計測チャンネルでの減弱量の大きさ
の相違に比例して行われるので、その誤差は少ない。

一方、CT値補正は、最終画像に対してあるCT値補正用
パラメータ（計測パラメータ）で一括して、すなわち同
じ値で行うために誤差が生じやすい。そこで実際には、
頭部用と腹部用の２種の、あるいは更に細かく計測部位
を区分し、その区分に応じた３種以上の、補正用基準水
ファントームを用意し、それらを計測して各ファントー
ム対応のCT値補正用パラメータを得、それらの中から被
検体の大きさに応じたファントームに対応する補正用パ
ラメータを選択して補正するという方法が採られてい
た。

しかしこのようなCT値補正方法では、各補正用基準水
ファントームと補正用パラメータとは一定（一対一）の
組み合わせで設定されているので、計測される被検体と
補正用基準水ファントームの組み合わせが適正であれ
ば、補正用パラメータも適正なものとなって高精度のCT
値が得られるが、操作者が上記組み合わせを誤ると、CT
値に誤差が生じてしまうという問題点があった。

本発明の目的は、操作者のCT値補正用基準水ファント
ームの設定乃至補正用パラメータの選択とは無関係に、
常に最適なCT値補正を行うことができ、高精度のCT値を
得ることのできるＸ線CT装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、被検体の大きさに応じて設定された、異
なった大きさの復数個のCT値補正用ファントームにつ
き、それぞれ計測して得られた各CT値と上記各CT値補正
用ファントームがもつ本来のCT値との差をCT値補正用パ
ラメータとして予め求めておき、被検体計測により得ら
れた被検体の大きさに応じて上記CT値補正用パラメータ
を自動的に選択してCT値オフセット量補正を行うことに
より達成される。

ここで、被検体計測データから被検体の大きさを推定
するには、空気部分の領域と被検体部分の領域を、Ｘ線
検出器のある１つのチャンネルの計測データより区別し
て求めるのが簡単であるが、その精度をよりよくするに
はＸ線検出器の複数チャンネルからの計測データによっ
て推定する必要がある。

また被検体の計測部位によっては、肺野のように外形
は大きくても構成物質は空気が主体で減弱量の小さい場
合もある。このような場合には、その大きさと減弱量の
両方を識別する必要があるが、そのためには多くの時間
がかかる。CT装置では大量の計測データを敏速に処理し
なければならないため、計測中に上記の識別を行ってい
ると処理時間が増加し、レスポンスの低い装置になって
しまう。そのため本発明ではこの大きさの識別方法とし
て、（１）被検体の大きさは、被検体計測開始前又は開始第
１番目（第１パルス目又は第１ビュー目）の計測データ
だけで求め、（２）被検体の大きさは、多チャンネルＸ線検出器各チ
ャンネル出力の加算値（SUM値）で求め、（３）CT値補正用ファントームも同様に上記（２）の方
法でそのSUM値を求めておき、かつ各CT値補正用ファン
トームのSUM値に応じたCT値補正用バラメータを求めて
おき、CT値補正時、その被検体の大きさ（SUM値）と同
じ大きさ（SUM値）のCT値補正用ファントームに応じたC
T値補正用パラメータをテーブル又は補正曲線にて選択
している。

〔作用〕

CT値補正用パラメータは、被検体の大きさに応じて設
定された各CT値補正用ファントームの計測CT値と上記各
CT値補正用ファントームがもつ本来のCT値（理論値）と
の差によって予め求められている。また、被検体計測に
より得られた被検体の大きさに応じて上記CT値補正用パ
ラメータを自動的に選択してCT値オフセット量補正を行
う。これにより、常に最適なCT値補正を行われ、高精度
のCT値が得られる。

また被検体の大きさを、その計測データの多チャンネ
ルＸ線検出器の各チャンネル出力のSUM値（総和値）で
求めれば、被検体の位置、向き、形状、あるいは計測開
始方向に関係なく求めることができ、かつこの被検体の
大きさも計測時の最初のデータだけで算定できるため、
画像処理が高速化される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

まず、本発明の実施例の説明の前に、既に概述しては
いるが、一般的なCT値補正方法について説明する。ここ
では頭部と腹部の２通りのCT値補正方法について述べ
る。

CT値補正用基準水ファントームとしては、計測被検体
の減弱量に近似した値のファントームが使用される。通
常、頭部用としては200φ（直径200mm）程度のファント
ーム、腹部用としては300φ（直径300mm）程度のファン
トームが使われている。CT値補正なしで上記ファントー
ムのCT値を計測すると、水の値は０ではなく、あるオフ
セットをもっており、このオフセット量はファントーム
の大きさによって変化している。逆に、特定の計測（こ
こでは頭部、腹部の計測）のときは上記オフセット量を
差し引けば水のCT値は常に０になることになる。

同様に、CT値差は水と空気との間が1000、また、水と
アクリルの間が125程度にならなければならないため、
上記水ファントームの中に空気かアクリルを入れてお
き、両者のCT値差が上記CT値差125程度になるようなゲ
イン定数を乗算することにより、常にある規定のCT値ゲ
インスケール（CT値補正テーブル）が得られることにな
る。

このオフセット補正及びゲイン補正、すなわちCT値補
正は、キャリブレーション補正によって補正できなかっ
た誤差や画像処理における計算定数やその精度の不良、
更にはシステムの演算方法によって発生するCT値変動を
補正するもので、ここでは頭部用と腹部用の２通りのCT
値補正用テーブル（パラメータ）が必要になる。

このCT値補正用パラメータは被検体計測前に正しく設
定されなければならない。実際のCT装置では、上記CT値
補正用パラメータの選択、すなわち頭部と腹部の区別
は、有効視野（表示領域）の大きさや、被検体初診時に
予め与えられた値などで行っているのが一般的である。
しかし、操作者の上記CT値補正用パラメータの選択が不
適正であれば十分な補正効果が得られずCT値変動が生じ
る。

本発明は、被検体の大きさに応じてCT値補正用パラメ
ータを自動選択することにより、常に最適なCT値補正を
行い、高精度のCT値を得るＸ線CT装置のCT値補正方法で
あり、以下にその実施例を述べる。

第５図は被検体と多チャンネルＸ線検出器の各チャン
ネル出力との関係を示しており、仮にここでのチャンネ
ル出力（計測データ）がＸ線CT装置におけるLOG計算後
とすれば、減弱量が大きいほど計測データは大きくな
る。

ここでは、被検体の大きさを多チャンネルＸ線検出器
の各チャンネルchの計測データ（各チャンネルch出力
値）のSUM値（総和値、第５図中の斜線部）、（Ｐ（ｉ）：各チャンネルch出力値）で求められるとすれば、被検体が小さい頭部ではSUM値
も小さく（第５図（ａ）参照）、被検体が大きい腹部で
はSUM値が大きい（第５図（ｂ）参照）。また、被検体
が横向きになっていたり（第５図（ｃ）参照）、被検体
の設定位置が中心からずれていても適正に被検体の大き
さ判定ができる。

実際に適正なCT値補正用パラメータを選択するには、
上記SUM値にしきい値を設定しておき、そのしきい値以
下では頭部用の小さいファントームに応じたCT値補正用
パラメータを選択し、SUM値が上記しきい値より大きけ
れば腹部用の大きなファントームに応じたCT値補正用パ
ラメータを選択するするようにする。

第６図はＸ線の出力波形と計測データの測定時間の関
係を示している。第６図中（ａ）はパルスＸ線、（ｂ）
は連続Ｘ線の波形を示しており、通常は（ｃ）に示すよ
うにＸ線波形が安定した後に計測を開始している。

被検体の大きさ判定（上記SUM値の算定）は、この計
測開始の最初のデータ（Ｘ線パルスにあっては、その第
１パルス目のＸ線検出器全チャンネルの計測データ、連
続Ｘ線にあっては、その第１ビュー目のＸ線検出器全チ
ャンネルの計測データ）D1で行っている。このSUM値の
算定により、その被検体計測における最適なCT値補正用
パラメータを設定するようにする。

なお、第６図（ｄ）中のD2に示すように、Ｘ線波形の
立ち上がり期間での計測データを被検体の大きさ判定用
とすることも可能である。

以上の例は、被検体の頭部と腹部の２通りの大きさ判
定、すなわち２種のCT値補正用パラメータ選択の場合を
説明したが、被検体の大きさに応じて更に高精度にCT値
補正することも可能である。そのためには、３種以上の
CT値補正用ファントームを設定し、上記SUM値選択領域
の数を３つ以上、換言すればしきい値数を２つ以上にす
ればよい。

第１図は、上記しきい値数を２つとしたときの本発明
方法の処理フロー例を示す。この第１図に示すように、
被検体の計測終了又はそれ以前に、CT値補正が開始され
る。CT値補正は、まず、被検体計測の第１ビュー（又は
第１パルス）目の多チャンネルＸ線検出器の各チャンネ
ルの計測データのSUM値を算定する（ステップ101）。次
に、このSUM値が予め設定された第１しきい値K1未満か
否かが判定され（ステップ102）、肯定されれば予め設
定されたおおきさのCT値補正用ファントームＡに応じた
CT値補正用パラメータC1が選択される（ステップ10
3）。ステップ102で否定されたときは、ステップ104に
て、上記SUM値がK1＜SUM≦K2を満たすか否かが判定さ
れ、肯定されれば予め設定された大きさのCT値補正用フ
ァントームＢに応じたCT値補正用パラメータC2が選択さ
れる（ステップ105）。ステップ104で否定されたときに
は、ステップ105にて、予め設定された大きさのCT値補
正用ファントームＣに応じたCT値補正用パラメータC3が
選択され（ステップ106）、CT値補正用パラメータ選択
が終了し、CT値補正に供される。

ここで、しきい値K1,K2、CT値補正用パラメータC1〜C
3は予め設定される値で、これらとSUM値の関係、及びCT
値補正用パラメータC1〜C3の内容の一例を第２図に示し
ておく。

第３図は第１図の処理システムの一例を示すブロック
図である。この第３図において、31は多チャンネルＸ線
検出器、積分器及びA/D変換器などからなる検出系であ
る。CPU32と主メモリ33は計算機を構成するもので、こ
れにより第１図の処理及びその他の各種演算処理を行
う。補助メモリ34は前記CT値補正用パラメータ（CT値補
正用テーブル）を格納するメモリで、その他、画像デー
タなども格納する。35は再構成画像を表示するCRT、36
は共通バスである。

なお上述実施例では、CT値補正用パラメータがメモリ
にテーブルとして格納され、SUM値としきい値との関係
で一義的に選択される場合を説明したが、これのみに限
定されることはない。例えば、第４図に示すように、複
数種、ここでは３種のCT値補正用ファントームＡ〜Ｃの
計測SUM値とCT値補正量との関係を直線近似又は２次関
数で近似する補正曲線を求め、被検体計測SUM値対応で
無段階でCT値補正量、すなわちCT値補正用パラメータを
選択するようにしてもよい。

なお、上述実施例では、キャリブレーション補正用フ
ァントームとCT値補正用ファントームは別のファントー
ムとして説明したが、これのみに限られない。

空気と水のCT値関係が満足されれば、キャリブレーシ
ョン補正用ファントームやCT値用ファントームを構成す
る物質に相当したCT値が必然的に求められる。そのた
め、CT値補正用ファントームは水である必要がなく、ま
た、キャリブレーション補正用ファントーム（水又はポ
リエチレン等）そのものをCT値補正用ファントームとし
て使用することができる。この時のCT値補正用ファント
ームがポリエチレンの場合は、CT値が空気＝−1000,ポ
リエチレン＝−60の関係になるように補正用パラメータ
を設定すればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、操作者のCT値補正用基準水ファント
ームの設定乃至補正用パラメータの選択とは無関係に、
常に最適なCT値補正を行うことができ、高精度のCT値を
得ることができるという効果がある。

また被検体の大きさを、被検体計測開始前又は開始第
１番目のパルス又はビューのＸ線検出器各チャンネル出
力のSUM値で求めることにより、被検体の位置、向き、
形状などに関係なく被検体の大きさを求めることがで
き、画像処理が高速化されるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのフロー
チャート、第２図は第１図における被検体計測SUM値とC
T値補正用基準水ファントームとCT値補正用パラメータ
との関係を示す図、第３図は第１図の処理システムの一
例を示すブロック図、第４図はCT値補正用ファントーム
計測のSUM値とCT値補正量の関係を示すグラフ、第５図
は被検体とＸ線検出器の各チャンネル出力との関係を示
す図、第６図はＸ線の出力波形と計測動作の関係を示す
タイムチャートである。 31……検出系、32……CPU、33……主メモリ、34……補
助メモリ、35……CRT、36……共通バス。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体にＸ線を照射し、該被検体を透過し
たＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器を備え、該多
チャンネルＸ線検出器により検出したＸ線のCT値を補正
用ファントームにより補正するＸ線CT装置において、総
減弱量の異なる複数のCT値補正用ファントームのそれぞ
れ計測して得られた各CT値と前記補正用ファントームの
論理上のCT値との差をCT値補正用パラメータとして算定
し、前記被検体計測から得られた該被検体の総減弱量に
応じて上記CT値補正用パラメータを自動的に選択してCT
値オフセット量補正を行うことを特徴とするＸ線CT装
置。
【請求項２】上記複数のCT値補正用ファントーム中に数
種類の物質を設定してそれらの物質間のCT値差を、又は
上記複数のCT値補正用ファントーム内とそのファントー
ム外との物質間のCT値差を、上記補正用ファントームの
論理上のCT値との差となるようなCT値補正用パラメータ
を設定し、これに基づきCT値オフセット量補正を行う請
求項１記載のＸ線CT装置。
【請求項３】上記複数のCT値補正用ファントームに応じ
てCT値補正用パラメータを設定してCT値補正用テーブル
に記憶し、CT値補正時、計測被検体の総減弱量に対応す
るCT値補正用ファントームに応じたCT値補正パラメータ
を上記テーブルから読み出し、これによりCT値オフセッ
ト量補正を行う請求項１記載のＸ線CT装置。
【請求項４】被検体の総減弱量を、上記多チャンネルＸ
線検出器の各チャンネル出力のSUM値（総和値）の大き
さで求め、これによりCT値オフセット量補正を行う請求
項１記載のＸ線CT装置。
【請求項５】上記各CT値補正用ファントームについて、
これら各々の上記SUM値とこれに応じて各々設定されるC
T値補正パラメータの最適値との対応関係を、直線近似
又は２次関数近似による補正曲線を算出して求め、被検
体の上記SUM値と同一のSUM値をもつCT値補正パラメータ
を、上記補正曲線から無段階で選択可能とした請求項４
記載のＸ線CT装置。
【請求項６】被検体の上記SUM値は被検体測定開始前又
は開始第１番目の計測データで算定する請求項４又は５
記載のＸ線CT装置。