JP3204701B2 - ビームハードニング補正方法 - Google Patents
ビームハードニング補正方法Info
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Description
るビームハードニング効果によって生ずる歪みを補正す
るビームハードニング(BH)補正方法に関し、特に再
構成画像領域全域に亘り平均的に補正するBH補正方法
に関する。
透過したX線を検出器で検出して断層像を得る装置であ
る。このCTに用いられるX線は通常多色X線であるた
め、X線が被検査対象を透過して減弱するにつれ、その
X線スペクトルは、低エネルギー部分の減衰が大きく、
従って高エネルギーの部分が相対的に大きくなり、硬化
していくことは周知であり、この現象はBH効果として
知られている。このBH効果によって射影データは非線
形になる。このBH効果による射影データの変化を図6
に示す。図において、1はBH効果による影響を受けて
いない理想状態の曲線、2は被検体の組織を通過してB
H効果の影響を受けている曲線である。このように被検
体の組織を通過するとその射影データはBH効果により
歪みを受けて非線形になる。
水ファントムを用いて行っていた。一般に、水ファント
ムを用いて行うBH補正係数の導出は、次に示す誤差の
和を最小にすることによって行っている。誤差の和δは
(1)式によって求められる。
数)。kはファントムの数 (1)式は、水ファントムによるデータ画像再構成した
イメージI(s)から、前記の水ファントムの平らにし
たいCT値であるck (水ファントムの場合は0)を減
じた、即ちck からの偏移を自乗してn個の全水ファン
トムについて累積加算した誤差値の和δを求める式であ
る。このδがBH補正の評価関数として用いられる。
正を行ったことになるので、δの最小値を(2)式に示
すようにBH補正係数で偏微分することにより求める。
の数である。BH補正を行うため、次式のような演算を
行って補正された射影データPij′を求める。
全チャネルのデータを取る) B0i,B1i,B2i:BH補正係数ファイル (3)式の射影データの係数であるBH補正係数ファイ
ルB0i,B1i,B2iは次の連立方程式を解くことにより
求められる。
補正を行うことができる。
から画像再構成しピクセルsにおける画像プロファイル
の値をBs (Pij(k)′)とすると、画像再構成の線
形性により次式が得られる。
式のI(s)に相当している。このようにして求めたプ
ロファイルの値とカッピングを押さえて平らにしたいC
T値との差を〔gk ,hk 〕の範囲で評価するn個のフ
ァントムの誤差値の和δは次式により求められる。
CT値 この誤差の和δを(7)式により偏微分して連立方程式
を得る。
bm を求める。ここで、(5)式のfmkはそれぞれ
(8)式に示す値である。
kを、通常はセンタリングされた大きさの異なる均一フ
ァントムを用いてBH補正係数b0 〜b8 を求めてい
た。即ち、BH補正係数の導出に当たり、再構成画像領
域のセンタに置いた大きさの異なる水ファントムの均一
性を上げることを評価関数として求めていたが、オフセ
ンタされた水ファントムの均一性が悪くなることがあっ
た。
で、その目的は、オフセンタされた水ファントムをセン
タに置いた水ファントムと共に用いた場合も、オフセン
タファントムのCT値の均一性をセンタに置いた水ファ
ントムの均一性とのバランスを取りながら向上させるこ
とのできるBH補正法を実現することである。
発明は、X線CTにおいて生ずるBH効果による歪みを
補正するため、センタリングされた均一なセンタファン
トムをスキャンして得た評価関数によりBH補正係数を
得るBH補正方法において、前記センタファントムをス
キャンして得た評価関数と、オフセンタされた均一なオ
フセンタファントムをスキャンして得た評価関数とをそ
れぞれ各ファントムの評価関数に重みを乗じて加算する
ことにより全ファントムを総合した評価関数を求めて、
BH補正係数を得ることを特徴とするものである。
求め、次にオフセンタファントムをスキャンしてその評
価関数を求め、各評価関数にそれぞれ重みを付加して加
算し、全ファントムを総合した評価関数を演算してBH
補正係数を得る。
を詳細に説明する。図3は本発明の一実施例の方法実施
のためのファントムの配置図である。図において、11
は観察すべき範囲であるFOV(field of view)であ
る。12はBH補正のために従来から評価に用いられて
いるセンタファントム、13は新たに加えられた均一な
オフセンタされたオフセンタファントムである。
るセンタファントム12のBH補正済み射影データをP
ijc (k)′とし、オフセンタされた均一なファントム
であるオフセンタファントム13のBH補正済み射影デ
ータをPijo (k)′とする。(5)式によりセンタフ
ァントム12を用いて得たプロファイルにオフセンタフ
ァントム13を用いて得たプロファイルをそれぞれ異な
る重みw(k)を加味して加えた(9)式によりオフセ
ンタファントム13を加えた場合の誤差の和δ′を求め
る。
正済み射影データ Pijo (k)′:均一なオフセンタファントム13のB
H補正済み射影データ (9)式を前記の(7)式,(8)式を用いて解き、B
H補正係数bm を求める。
チャートである。手順の詳細は図1,図2のフローチャ
ートにより説明するので、図4については説明を省略す
る。次に、上記に述べたBH補正係数を求める手順を図
1,図2のフローチャートを用いて説明する。図1,図
2は1つのフローチャートを紙面の都合により分割した
ものである。
器の感度補正のためのデータ及びボウタイフィルタの経
路長データQi を採取する。
13として用い、n−1個をセンタファントム12とし
て用いる。センタファントム12を1番からn−1番ま
で順次置き換えて使用する。
〜n−1:センタファントム12、k=n:オフセンタ
ファントム) ステップ4 k+1を新らしいkとし、初めは1番のセンタファント
ム12を用いる。
像再構成領域に置いてスキャンを行う。
ijc (k)を演算して求める。 ステップ7 射影データPijc (k)を用いて画像再構成演算を行
い、画像データを得る。
いて(4)式,(5)式等からfmkを演算する。
ステップ11に進む。8になっていればステップ12に
進む。
なければステップ4に戻る。n−1になっていればセン
タファントム12に対するスキャンは終ったので、図2
に示すステップ13に進む。
いてスキャンを行う。 ステップ14 スキャンによって得たデータから射影データP
ijo (n)を演算して求める。
い、画像データを得る。 ステップ16 番号mを0とおく。
いて(4)式,(5)式から、(5)式中のfmkのk=
nとしたfmnを演算する。
ステップ19に進む。なっていればステップ20に進
む。
ぞれ重みw(k)を乗じる。
H補正係数を導出する時、最小とする誤差の和δの中
に、オフセンタファントムのプロファイルを含めること
により、図4に示すように他のセンタファントムとのバ
ランスを取りながら均一性を向上させることができる。
図5において、(イ)図は従来の装置において、センタ
ファントムを用いてBH補正をした場合のオフセンタフ
ァントムのプロファイルの曲線図で、横軸にピクセル、
縦軸にはCT値を取ってある。(ロ)図は横軸、縦軸を
同じにした曲線図で、BH補正係数導出を実施例で示し
たようにセンタファントムにオフセンタファントムを含
めて行った場合のオフセンタファントムのプロファイル
を表している。図によって明らかなように、(イ)図の
従来の場合に比べて、実施例の(ロ)図の場合のオフセ
ンタファントムの場合はCT値が平らになっている。
ば、ファントムを用いて行うBH補正において、オフセ
ンタされた水ファントムを用いた場合にも、オフセンタ
ファントムのCT値の均一性をセンタに置いた水ファン
トムの均一性とのバランスを取りながら向上させること
ができるようになり、実用上の効果は大きい。
ャートを2分割した前半部である。
置図である。
ートである。
合のオフセンタファントムのプロファイルを示す図で、
(イ)図は従来の場合、(ロ)図は本発明の場合の図で
ある。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 X線CTにおいて生ずるBH効果による
歪みを補正するため、センタリングされた均一なセンタ
ファントム(12)をスキャンして得た評価関数(δ)
によりビームハードニング補正係数を得るビームハード
ニング補正方法において、前記センタファントム(1
2)をスキャンして得た評価関数(δ)と、オフセンタ
された均一なオフセンタファントム(13)をスキャン
して得た評価関数とにそれぞれ重み(w(k))を乗じ
て加算することにより求められる全ファントム(12,
13)を総合した評価関数(δ′)が最小となるよう
に、各ファントム(12,13)の評価関数に乗じる重
み(w(k))を決定し、前記重み(w(K))を各フ
ァントム(12,13)の評価関数にそれぞれ乗じて加
算して全ファントム(12,13)を総合した評価関数
(δ′)を求めて、ビームハードニング補正係数(b0
〜b8)を得ることを特徴とするビームハードニング補
正方法。
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JP29884291A JP3204701B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | ビームハードニング補正方法 |
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1991
- 1991-11-14 JP JP29884291A patent/JP3204701B2/ja not_active Expired - Lifetime
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