JP3426677B2 - X-ray CT system - Google Patents

X-ray CT system

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JP3426677B2
JP3426677B2 JP00783194A JP783194A JP3426677B2 JP 3426677 B2 JP3426677 B2 JP 3426677B2 JP 00783194 A JP00783194 A JP 00783194A JP 783194 A JP783194 A JP 783194A JP 3426677 B2 JP3426677 B2 JP 3426677B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はX線CT装置に係り、特
に被検体によって散乱される散乱X線による画像劣化を
軽減し、より正確なX線計測を行うことができるX線C
T装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly, an X-ray C which can reduce image deterioration due to scattered X-rays scattered by a subject and can perform more accurate X-ray measurement.
It relates to a T-apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】X線CT装置は、X線管球から放射され
たX線ビームがファン状にコリメートされて被検体を透
過した時の減弱情報を、被検体後方に設けたX線検出器
で捕らえ、前記X線ビームとX線検出器との相対位置を
同一に保ちながら被検体軸の周りに回転させた時得られ
る情報をコンピュータ処理することによって断層X線像
として再構成する装置である。
2. Description of the Related Art An X-ray CT apparatus is provided with an X-ray detector provided behind an object to detect attenuation information when an X-ray beam emitted from an X-ray tube is collimated into a fan shape and transmitted through the object. And a device for reconstructing as a tomographic X-ray image by computer processing the information obtained when the X-ray beam and the X-ray detector are rotated around the subject axis while keeping the relative positions of the X-ray beam and the X-ray detector the same. is there.

【0003】高速で画像処理するために、通常X線管球
を焦点とする円弧上に複数のX線検出素子を配置した、
いわゆる多チャンネル型X線検出器が用いられる。
In order to perform image processing at high speed, a plurality of X-ray detection elements are arranged on a circular arc whose focal point is a normal X-ray tube.
A so-called multi-channel X-ray detector is used.

【0004】ところで、X線ビームは被検体内に侵入し
た時、組織に吸収されて減弱するだけでなく、組織の構
成原子と相互作用の結果散乱を受ける。X線散乱には機
構の異なる、即ち干渉性のレイリー散乱と非干渉性のコ
ンプトン散乱が知られている。
By the way, when the X-ray beam penetrates into the subject, it is not only absorbed by the tissue and attenuated, but also scattered as a result of interaction with the constituent atoms of the tissue. It is known that X-ray scattering has different mechanisms, that is, coherent Rayleigh scattering and incoherent Compton scattering.

【0005】(1)レイリー散乱 X線の光子が一個の電子のごく近傍を通過するとき、そ
の電子がX線光子の電場に同期して振動して光子を吸収
し、次にこの電子は同じ振動数の光子を輻射する。この
ため、散乱X線の波長は入射してきたX線と同じ波長と
なるため、入射X線と散乱X線との間で干渉を起こすこ
とになる。この干渉性を持つレイリー散乱は、コンプト
ン散乱に比較すると起こる確率は少ないが前方に鋭く飛
ぶ性質を持ち、低エネルギーX線が高原子番号物質に入
射するような場合は散乱線量全体に占める割合は大きく
なる。
(1) When a photon of Rayleigh scattered X-rays passes in the immediate vicinity of an electron, the electron vibrates in synchronism with the electric field of the X-ray photon to absorb the photon, and then this electron is the same. Radiates photons of frequency. Therefore, the wavelength of the scattered X-rays is the same as the wavelength of the incident X-rays, which causes interference between the incident X-rays and the scattered X-rays. This coherent Rayleigh scattering has a smaller probability of occurring compared to Compton scattering, but has the property of sharply flying forward, and when low-energy X-rays are incident on a high atomic number substance, the proportion of the total scattered dose is growing.

【0006】(2)コンプトン散乱 X線の光子が物質原子の自由電子や原子核との結合の小
さい外殻電子と衝突すれば、衝突された電子は光子のエ
ネルギーを全部吸収できずに、一部を光子として再放出
させ、残りの運動エネルギーで外に飛び出す。この現象
をコンプトン効果とよび、入射光子に対してエネルギー
を変えて再放射された光子を散乱光子(散乱X線)、衝
突で飛び出した電子をコンプトン電子あるいは反跳電子
という。入射するX線のエネルギーが高くなるに従っ
て、散乱線量全体に対してこのコンプトン散乱の割合が
大きくなる。
(2) If a photon of Compton scattered X-ray collides with a free electron of a material atom or an outer shell electron having a small bond with a nucleus, the collided electron cannot absorb all the energy of the photon, Are re-emitted as photons, and fly out with the remaining kinetic energy. This phenomenon is called the Compton effect. The photons that are re-emitted by changing the energy with respect to the incident photon are called scattered photons (scattered X-rays), and the electrons that fly out by collision are called Compton electrons or recoil electrons. As the energy of incident X-rays increases, the proportion of this Compton scattering increases with respect to the total scattered dose.

【0007】(3)散乱X線の画像に与える影響 検出素子は、X線管焦点と検出素子中心を結んだ線上
(計測パス)にある被検体の部分のX線の減弱を計測す
るが、被検体の他の部分から散乱X線があると、この計
測に誤差を生じることになる。散乱X線が入射すること
によりその検出素子の出力は大きくなり計測パス上の被
検体の減弱がみかけ上、小さくなるように測定される。
このような誤差が増えてくると、これらのデータを使っ
て再構成されたCT画像では分解能の低下が起こってく
る。特に濃度分解能と呼ばれる低コントラスト分解能の
低下が問題となる。その他、臨床的にはリブアーチファ
クトと呼ばれる肋骨の内側のCT値が沈み込み画像上に
黒い領域が現れたり、肝臓の中のCT値が場所によって
ばらつくといったことが生じてしまう。従って、精度の
高いX線断層像を得るには、散乱X線の影響を除去する
必要がある。
(3) Effect of scattered X-rays on image The detection element measures the X-ray attenuation of the portion of the subject on the line (measurement path) connecting the X-ray tube focus and the center of the detection element. If there are scattered X-rays from other parts of the subject, an error will occur in this measurement. When scattered X-rays are incident, the output of the detection element increases, and the attenuation of the subject on the measurement path is apparently reduced, and the measurement is performed so as to be small.
When such an error increases, the resolution of the CT image reconstructed using these data will decrease. In particular, deterioration of low contrast resolution called density resolution becomes a problem. In addition, clinically, a CT value inside the rib called a rib artifact may sink, a black region may appear on the image, and the CT value in the liver may vary depending on the location. Therefore, in order to obtain a highly accurate X-ray tomographic image, it is necessary to remove the influence of scattered X-rays.

【0008】従来、散乱X線の影響を除く方法として、 (1)X線検知器の各チャンネルX線検出面に入射する
散乱X線をカットする。 (2)X線検知器の各チャンネル出力から入射した散乱
X線分の出力を差し引く。 のいずれかが採用されてきた。
Conventionally, as a method of eliminating the influence of scattered X-rays, (1) the scattered X-rays incident on each channel X-ray detection surface of the X-ray detector are cut. (2) Subtract the output of the scattered X-rays incident from the output of each channel of the X-ray detector. Has been adopted.

【0009】(1)の具体的な方法としては、各チャン
ネルのX線検出面に平行なグリッドを設けること(例え
ば特開昭62−60539号、特開平4−336044
号)や、検出面前面にフィルタを設けること(例えば特
開昭63−40534号)が提案されている。 (2)の具体的な方法としては、散乱X線量を実測して
各チャンネルの出力から差し引く方法が一般的である。
散乱X線量を検出するための散乱X線検出器を複数個、
主X線検出器の前面に配置する構造(例えば特開昭63
−305846号、特開昭63−38438号、特開昭
63−40534号、特開平1−62126号)が開示
されている。また、X線検知器は主検出器のみとし、散
乱X線の計測時には各チャンネルの前にX線吸収用の鉛
ロッドを配置して信号X線のみをカットする方法(特開
昭62−261342号)も開示されている。
As a concrete method of (1), a grid parallel to the X-ray detection surface of each channel is provided (for example, JP-A-62-60539 and JP-A-4-336044).
No.) or providing a filter on the front surface of the detection surface (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-40405). As a specific method of (2), a method of actually measuring the scattered X-ray dose and subtracting it from the output of each channel is common.
A plurality of scattered X-ray detectors for detecting the scattered X-ray dose,
A structure to be arranged in front of the main X-ray detector (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-63
No. 305846, JP-A-63-38438, JP-A-63-40534, and JP-A-1-62126). Further, the X-ray detector is only the main detector, and when measuring scattered X-rays, a lead rod for X-ray absorption is arranged in front of each channel to cut off only the signal X-rays (Japanese Patent Laid-Open No. 62-261342). No.) is also disclosed.

【0010】(3)更に(2)の別の具体的な方法とし
ては、特開平4−170942号がある。この方法は散
乱X線補正定数は第1投影角度における全chデータ総
和値の回帰直線y=ax+bより求めた空気用補正定数
と水ファントム用の補正定数を用意し、実際の補正では
Log変換後の計測データ全て(エアキャリブレーショ
ン用データ、ファントムキャリブレーション用データ、
被検体計測データ)に対してLog変換後の補正のため
の補正係数を乗算して散乱線量を補正する方法がとられ
ている。即ち、全て計測後Log値データに対しての補
正である。
(3) As another specific method of (2), there is JP-A-4-170942. In this method, the scattered X-ray correction constant is prepared by using the correction constant for air and the correction constant for the water phantom obtained from the regression line y = ax + b of the sum values of all ch data at the first projection angle, and after the Log conversion in the actual correction. All measurement data of (air calibration data, phantom calibration data,
A method of correcting the scattered dose by multiplying (measurement data of the subject) by a correction coefficient for correction after Log conversion is used. That is, all are corrections to post-measurement Log value data.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術にお
いては、検知器に入射するX線をカットする前記(1)
の方法をとると、信号X線の入射強度も低下するのでS
/N比が悪くなり、結局良好なCT画像が得られないと
いう問題点がある。一方、散乱X線量を実測してデータ
から除去する前記(2)の方法のうち、散乱X線専用の
検知器を用いる方法については、次のような問題点があ
る。
In the above-mentioned conventional technique, the X-ray incident on the detector is cut off (1).
Method, the incident intensity of the signal X-ray also decreases, so S
There is a problem in that the / N ratio becomes worse and eventually a good CT image cannot be obtained. On the other hand, of the methods (2) for measuring the scattered X-ray dose and removing it from the data, the method using a detector dedicated to scattered X-rays has the following problems.

【0012】主X線検知器の前面に散乱X線検知器を設
置すると、X線検知器幅が厚くなって大型化し、実装上
困難を生ずる。これを解消するために主X線検知器の中
央部位におけるチャンネルのスライス方向に、主X線検
知器に隣接して小型の散乱X線検出器を配置して中央部
位における散乱X線量を測定し、周辺部位のチャンネル
における散乱X線量は広がり関数を利用して計算で求め
る方法も開示されている。
If the scattered X-ray detector is installed in front of the main X-ray detector, the width of the X-ray detector becomes thick and the size becomes large, which makes mounting difficult. In order to eliminate this, a small scattered X-ray detector is arranged adjacent to the main X-ray detector in the slice direction of the channel in the central region of the main X-ray detector to measure the scattered X-ray dose in the central region. There is also disclosed a method of calculating the scattered X-ray dose in the channel of the peripheral region by using a spread function.

【0013】しかし、主検出器(主に電離箱構造)と散
乱X線検出器(主に固体検出器)では、構造の相違に起
因する散乱量の検出感度差が生じて実用上利用困難であ
る。また、散乱X線検出器を主X線検出器の他に具備す
る装置では、散乱X線検出器を前面に配置する場合でも
同列に配置する場合でも、高価な検出器及び検出回路が
2重に必要とされるため、大幅なコストアップにつなが
るという問題点がある。
However, the main detector (mainly the ionization chamber structure) and the scattered X-ray detector (mainly the solid-state detector) have a difference in the detection sensitivity of the amount of scattering due to the difference in the structure, and are practically difficult to use. is there. In addition, in an apparatus equipped with a scattered X-ray detector in addition to the main X-ray detector, the expensive detector and the detection circuit are duplicated regardless of whether the scattered X-ray detectors are arranged in the front or in the same row. However, there is a problem that it leads to a significant cost increase.

【0014】一方、前記(2)の方法の内主X線検出器
のみを用い、散乱X線計測時には信号X線を遮断するシ
ールドを用いる方法については、シールドの位置精度を
確保しながら操作する複雑な機能を装置に付加する必要
があるため、コストアップは避けられない。
On the other hand, the method (2) of using only the inner main X-ray detector and using the shield for blocking the signal X-ray during the scattered X-ray measurement is operated while securing the positional accuracy of the shield. Since it is necessary to add complicated functions to the device, cost increase is inevitable.

【0015】前記(3)の方法は、全ての処理がLog
変換後であり以下の如き問題がある。 (イ)、散乱定数Ca、Cw、Csを求める処理、散乱定
数Ca、Cwとその他のデータを利用しての水ファントム
のデータの散乱補正処理、散乱定数Ca、Csとその他の
データを利用しての生データの散乱補正処理、を必要と
している。このため、処理内容が増加し、コンピュータ
の負担が大となる。 (ロ)、(イ)の如き各種処理を行うことによって散乱
線の影響が除去できることもあるが、散乱線の発生とそ
の影響とは極めて複雑であり、我々の散乱線測定結果か
らでも被写体内部構造には依存しない事が多く、本手法
の様に計測値(減弱量に比例)に対応した補正手法では
完全な散乱線補正は困難である。
In the method (3), all processing is Log
After conversion, there are the following problems. (A), processing for obtaining scattering constants C a , C w , C s , scattering correction processing for water phantom data using the scattering constants C a , C w and other data, scattering constants C a , C s And the scatter correction processing of raw data using other data is required. Therefore, the processing content increases and the load on the computer becomes heavy. Although the effects of scattered radiation may be removed by performing various treatments such as (b) and (a), the generation of scattered radiation and its effect are extremely complicated. In many cases, it does not depend on the structure, and complete correction of scattered radiation is difficult with the correction method that corresponds to the measured value (proportional to the amount of attenuation) like this method.

【0016】本発明の目的は、総量としての散乱線量を
求めるやり方のもとで、コストアップすることなく該総
量としての散乱線量の算出の正確さをはかり、精度の高
い散乱X線処理を可能にするX線CT装置を提供するも
のである。
The object of the present invention is to obtain the scattered dose as the total amount, measure the accuracy of the scattered dose as the total amount without increasing the cost, and enable highly accurate scattered X-ray processing. The present invention provides an X-ray CT apparatus.

【0017】尚、本件特許出願人は、先願(特願平5−
274171号)において、全チャンネル加算値に対応
する散乱X線補正量を与える補正関数により、散乱X線
補正を行うX線CT装置を提案した。この先願と本願発
明との共通点及び相異点を以下列挙する。 (1)、共通点。 リニア領域での散乱線補正量を求めている点は共通であ
る。且つこの補正量を求めるための加算値SjがLog
変換後の領域(吸収係数の領域)である点で共通であ
る。
Incidentally, the applicant of the present patent claims that the prior application (Japanese Patent Application No.
No. 274171) proposed an X-ray CT apparatus that performs scattered X-ray correction by a correction function that gives a scattered X-ray correction amount corresponding to the added value of all channels. The common points and differences between this prior application and the present invention will be listed below. (1) Common point. The point that the scattered radiation correction amount in the linear region is obtained is common. Moreover, the added value Sj for obtaining this correction amount is Log
It is common in that it is a region after conversion (region of absorption coefficient).

【0018】(2)、加算値の相異。 先願は全チャンネルの加算値を使っている。本願は1チ
ャンネル又は全チンネルの未満の複数チャンネルの加算
値を使っている。
(2) Difference in added value. The earlier application uses the added value of all channels. The present application uses the addition value of one channel or a plurality of channels less than all channels.

【0019】(3)、加算対象の相異。 先願は第1投影データ(第1投影角でのデータのこと)
の全チャンネル加算値を算出する。本願は各投影角毎
に、その投影角の1チャンネル又は全チャンネル未満の
複数チャンネルの加算値を算出する。従って、360゜
スキャン又はハーフスキャンに相当する各1計測区間内
にあっては、先願は1個の加算値であるが、本願はその
1計測区間における全投影角数に相当する数の加算値が
得られる。
(3) Difference between addition targets. The prior application is the first projection data (data at the first projection angle)
Calculate the added value for all channels. The present application calculates, for each projection angle, an addition value of one channel of the projection angle or a plurality of channels less than all channels. Therefore, in each one measurement section corresponding to 360 ° scan or half scan, the prior application has one added value, but this application adds the number corresponding to the total projection angle number in the one measurement section. The value is obtained.

【0020】(4)、散乱補正の相異。 先願は360゜スキャン又はハーフスキャンに相当する
各1計測区間にあっては、全投影角すべてで且つ全チャ
ンネルすべてにわたって、唯1つの加算値を投影データ
から差分することで散乱X線の補正を行う。本願は、3
60゜スキャン又はハーフスキャンに相当する各1計測
区間にあっては、各投影角毎にその全チャンネルにわた
って1つの加算値を投影データから差分することで散乱
X線の補正を行う。
(4) Difference in scatter correction. The prior application is to correct scattered X-rays by subtracting only one added value from the projection data for all projection angles and all channels in each measurement section corresponding to 360 ° scan or half scan. To do. This application is 3
In each measurement section corresponding to 60 ° scan or half scan, scattered X-rays are corrected by subtracting one added value from the projection data over all channels for each projection angle.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体を透過
したX線の強度分布を検出する多チャンネルX線検出器
と、その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、
その対数変換後の被検体の各投影角度j毎に、或る特定
の1チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影デー
タpro(i、j)の加算した値(以下、これらを加算
値Sjと定義する)を次式により算出する手段と、
The present invention is a multi-channel X-ray detector for detecting the intensity distribution of X-rays transmitted through an object, and means for performing logarithmic conversion on the detected signal intensity.
For each projection angle j of the subject after the logarithmic conversion, a specific one-channel value or a value obtained by adding projection data pro (i, j) of a plurality of channels (hereinafter, these are defined as an addition value Sj). ) Is calculated by the following equation,

【数5】 pro(i、j):投影データ(i:チャンネル、j:
投影角度) n1、n2:ある特定のチャンネルであり、n1<n2<N
(全チャンネル) 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のX線吸収係数に近い材質のX線透過
画像より決定した散乱X線補正量に係る係数A、Bと加
算値Sjの値より次式でリニア領域での散乱X線補正量
sjを求める手段と、
[Equation 5] pro (i, j): projection data (i: channel, j:
Projection angle) n1, n2: specific channel, n1 <n2 <N
(All channels) Coefficients A and B related to the scattered X-ray correction amount determined in advance from an X-ray transmission image of a material close to the X-ray absorption coefficient of the subject such as water, polyethylene, and acrylic having different sizes are added. Means for obtaining the scattered X-ray correction amount C s j in the linear region from the value of the value S j by the following equation,

【数6】 各投影角度j毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
いて、前記散乱X線補正量Csjを減算する散乱線補正手
段と、その補正後の計測データを対数変換して画像再構
成を行う手段と、より成るX線CT装置を開示する。
[Equation 6] Scattered ray correction means for subtracting the scattered X-ray correction amount C s j from projection data after antilogarithmic conversion obtained by performing antilogarithmic conversion of projection data after logarithmic conversion of all channels for each projection angle j, An X-ray CT apparatus including a unit that performs image reconstruction by logarithmically converting the corrected measurement data is disclosed.

【0022】被検体を透過したX線の強度分布を検出す
る多チャンネルX線検出器と、その検出された信号強度
に対数変換を行う手段と、その対数変換後の被検体の各
投影角度j毎に、或る特定の1チャンネルの値あるいは
複数チャンネルの投影データpro(i、j)の加算し
た値Sjを次式により算出する手段と、
A multi-channel X-ray detector for detecting the intensity distribution of X-rays transmitted through the object, means for performing logarithmic conversion to the detected signal intensity, and each projection angle j of the object after the logarithmic conversion. A means for calculating a value Sj obtained by adding a specific one-channel value or projection data pro (i, j) of a plurality of channels by the following equation:

【数7】 pro(i、j):投影データ(i:チャンネル、j:
投影角度) n1、n2:ある特定のチャンネルであり、n1<n2<N
(全チャンネル) 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のX線吸収係数に近い材質のX線透過
画像より決定した散乱X線補正量に係る係数A、Bと加
算値Sjの値よの次式でリニア領域での散乱X線補正量
sjを求める手段と、
[Equation 7] pro (i, j): projection data (i: channel, j:
Projection angle) n1, n2: specific channel, n1 <n2 <N
(All channels) Coefficients A and B related to the scattered X-ray correction amount determined in advance from an X-ray transmission image of a material close to the X-ray absorption coefficient of the subject such as water, polyethylene, and acrylic having different sizes are added. Means for obtaining the scattered X-ray correction amount C s j in the linear region by the following formula based on the value of the value S j,

【数8】 各投影角度j毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
いて、前記散乱X線補正量Csjを減算する散乱線補正手
段と、その補正後の計測データを対数変換して画像再構
成を行う手段と、より成るX線CT装置を開示する。
[Equation 8] Scattered ray correction means for subtracting the scattered X-ray correction amount C s j from projection data after antilogarithmic conversion obtained by performing antilogarithmic conversion of projection data after logarithmic conversion of all channels for each projection angle j, An X-ray CT apparatus including a unit that performs image reconstruction by logarithmically converting the corrected measurement data is disclosed.

【0023】[0023]

【作用】本発明によれば、前記のように投影角度によっ
て被検体計測パス長が異なることを考慮して行う散乱X
線補正は、簡略な手法で被検体の外形状を認識し、それ
に応じた最適な補正量を各投影角度毎に提供してくれ
る。
According to the present invention, scattering X performed in consideration of the fact that the measurement path length of the object differs depending on the projection angle as described above.
The line correction recognizes the outer shape of the subject by a simple method and provides an optimal correction amount for each projection angle.

【0024】[0024]

【実施例】以下に本発明の実施例を図1から図11によ
り説明する。図1は本発明のX線CT装置の一実施例の
処理フロー図である。X線計測から画像表示までの処理
フローについて説明すると、まずX線CT装置の計測条
件を設定し(フローF1)、ついでX線を被検体に曝射
してX線検出器にて計測を行う(フローF2)。次に前
処理として、計測結果に対して感度補正(フローF
3)、対数変換(フローF4)を行う。これによって吸
収係数が求まる。更に各チャンネルの減弱量に対するノ
ンリニア補正のためのファントムキャリブレーション
(フローF5)を行う。このファントムキャリブレーシ
ョンまでの処理によってX線検出器のチャンネルばらつ
きに起因する感度差及びノンリニア量の校正は完了す
る。更に計測データを逆対数変換(フローF6)して元
の計測データに戻し、散乱X線補正(フローF9)を行
う。この散乱X線補正を行うためには補正量Csを算出
する必要があるがこれについてはファントムキャリブレ
ーション後(フローF5)の各投影角度毎に検出器中央
100チャンネル加算値Sを算出(フローF7)し、こ
の加算値Sに対応したリニア領域における補正量Csを
補正関数から求める(フローF8)。この補正量Csを
逆対数変換した計測データから減算(フローF9)して
散乱X線の補正を行う。更に対数変換(フローF10)
を行い、再び吸収係数に変換し、画像再構成(フローF
11)を行った後、CT値補正(フローF12)を経
て、画像表示(フローF13)を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a processing flow chart of an embodiment of the X-ray CT apparatus of the present invention. The processing flow from X-ray measurement to image display will be described. First, the measurement conditions of the X-ray CT apparatus are set (flow F1), and then X-rays are exposed to the subject and measurement is performed by the X-ray detector. (Flow F2). Next, as preprocessing, sensitivity correction (Flow F
3), logarithmic conversion (flow F4) is performed. This gives the absorption coefficient. Further, phantom calibration (flow F5) for non-linear correction for the attenuation amount of each channel is performed. By the processes up to this phantom calibration, the calibration of the sensitivity difference and the non-linear amount due to the channel variation of the X-ray detector is completed. Further, the measurement data is subjected to inverse logarithmic conversion (flow F6) to return to the original measurement data, and scattered X-ray correction (flow F9) is performed. In order to perform this scattered X-ray correction, it is necessary to calculate the correction amount Cs. For this, the detector central 100-channel addition value S is calculated for each projection angle after phantom calibration (flow F5) (flow F7). ), And the correction amount Cs in the linear region corresponding to the added value S is obtained from the correction function (flow F8). The correction amount Cs is subtracted from the inversely logarithmically converted measurement data (flow F9) to correct the scattered X-ray. Logarithmic conversion (Flow F10)
Then, the absorption coefficient is converted again, and the image reconstruction (Flow F
After performing 11), CT value correction (flow F12) is performed, and then image display (flow F13) is performed.

【0025】図2は腹部断面を想定したファントムをX
線CT装置で測定している状態の概略正面図である。図
2において、X線管21の第i投影角(投影角度0゜)
及び第j投影角(投影角度90゜)でのX線ビームの腹
部断面を想定したファントム22を透過したX線の多チ
ャンネルX線検出器23の中央1チャンネルでの測定の
様子を説明するために中央1チャンネルの部分だけを抜
き出して描いた概略図を示す。
FIG. 2 shows an X-ray phantom assuming an abdominal cross section.
It is a schematic front view of the state measured with the line CT device. In FIG. 2, the i-th projection angle of the X-ray tube 21 (projection angle 0 °)
In order to explain how to measure the X-rays transmitted through the phantom 22 in the central 1-channel of the multi-channel X-ray detector 23 assuming the abdominal cross section of the X-ray beam at the jth projection angle (projection angle 90 °). Figure 3 shows a schematic drawing of only the central 1-channel part.

【0026】図3は図2の計測データのグラフである。
図3において、図2の計測結果の対数変換前の中央の1
チャンネルの測定データを投影角度方向に示したグラフ
を示す。図3によると散乱X線を含んだ通常測定データ
では、ファントム22の外形の楕円形に合わせてデータ
曲線が大きなうねりをもっており、更にこのうねりの上
にファントム内に存在する脊椎や肋骨を想定したテフロ
ンロッドによる減弱に対応した小さな凹凸が乗っている
のがみられる。しかし、一方このファントム22の散乱
X線だけを測定した散乱X線データ曲線はファントム2
2の楕円形に追従した緩やかな正弦波形を描いており、
脊椎や肋骨を想定したテフロンロッドの影響による小さ
な凹凸は全く見られない。
FIG. 3 is a graph of the measurement data of FIG.
In FIG. 3, 1 in the center before logarithmic conversion of the measurement result of FIG.
The graph which showed the measured data of a channel in the projection angle direction is shown. According to FIG. 3, in the normal measurement data including the scattered X-rays, the data curve has a large undulation in accordance with the elliptical shape of the outer shape of the phantom 22, and it is assumed that the spine and ribs existing in the phantom are on the undulation. It can be seen that there are small irregularities corresponding to the attenuation by the Teflon rod. However, on the other hand, the scattered X-ray data curve obtained by measuring only the scattered X-rays of the phantom 22 is
It draws a gentle sine waveform that follows the elliptical shape of 2.
There are no small irregularities due to the influence of the Teflon rod, which is assumed to be the spine or ribs.

【0027】尚図3の計測データに見られる現象は次の
理由による。X線が一般に被検体(この場合ファントム
22)に入射すると各部分で散乱が起こるため検出器に
は検出素子の入射部から被検体を見込む全角度から散乱
線が入り込むことになる。しかし実際に検出素子に入射
する散乱X線は計測パス線上付近で発生する散乱X線が
その検出素子に入射する全散乱X線量のうちで占める割
合が大きいという性質があり、このため被検体が腹部等
のような楕円形などの形状をしていて投影角によって被
検体計測パス長(計測パス上で被検体を透過した長さ)
が変化する場合、被検体計測パス長に応じて散乱X線量
が変化するいう現象が見られる。即ち被検体が楕円形な
どの場合、楕円形の長径方向と短径方向では発生する散
乱X線量が異なるため投影角度によって散乱X線量が変
化する。
The phenomenon observed in the measurement data of FIG. 3 is due to the following reason. Generally, when X-rays are incident on a subject (in this case, the phantom 22), scattering occurs at each part, so that scattered rays enter the detector from all angles at which the subject is seen from the incident portion of the detection element. However, the scattered X-rays that actually enter the detection element have the property that the scattered X-rays generated near the measurement path line account for a large proportion of the total scattered X-ray dose that enters the detection element. It has an elliptical shape such as the abdomen, and the measurement path length of the object depends on the projection angle (the length through which the object passes through the measurement path).
When the value changes, the phenomenon that the scattered X-ray dose changes according to the object measurement path length is observed. That is, when the subject has an elliptical shape or the like, the scattered X-ray dose generated differs between the major axis direction and the minor axis direction of the ellipse, and therefore the scattered X-ray dose changes depending on the projection angle.

【0028】図4は頭部断面想定のファントムをX線C
T装置で測定している状態の概略正面図である。図4に
おいて、X線管21の第i投影角(投影角度0゜)及び
第j投影角(投影角度45゜)での頭部断面想定のファ
ントム22を透過したX線の多チャンネルX線検出器2
3の中央1チャンネルの部分だけを抜き出して描いた概
略図を示す。
FIG. 4 shows an X-ray C of a phantom with a head cross section assumed.
It is a schematic front view of the state measured by the T apparatus. In FIG. 4, multi-channel X-ray detection of X-rays transmitted through the phantom 22 assuming the head cross section at the i-th projection angle (projection angle 0 °) and the j-th projection angle (projection angle 45 °) of the X-ray tube 21. Bowl 2
3 is a schematic diagram in which only the central 1-channel portion of 3 is extracted and drawn.

【0029】図5は図4の計測データのグラフである。
図5において、図4の計測結果の対数変換前の中央1チ
ャンネルでの測定データを投影角度方向に示したグラフ
を示す。図5によると散乱X線を含んだ通常測定データ
ではファントム22内のテフロンロッドによる影響が見
られる(第j投影角)が、散乱X線データの方にはこの
影響が見られる、ほぼ平坦になっている。このように被
検体(この場合ファントム22)計測パス長に応じて変
化する散乱X線量は、被検体計測パス上に存在する被検
体内の骨などの内部構造要因の影響を全く受けないとい
う現象も図3の現象と共に見られる。
FIG. 5 is a graph of the measurement data of FIG.
FIG. 5 is a graph showing the measurement data in the central one channel before logarithmic conversion of the measurement result of FIG. 4 in the projection angle direction. According to FIG. 5, in the normal measurement data including the scattered X-rays, the influence of the Teflon rod in the phantom 22 is seen (jth projection angle), but in the scattered X-ray data, this influence is seen. Has become. In this way, the scattered X-ray dose that changes according to the measurement path length of the object (in this case, the phantom 22) is not affected by internal structural factors such as bones in the object existing on the object measurement path at all. Can also be seen with the phenomenon of FIG.

【0030】以上の図2から図5による2測定例から散
乱X線は被検体内の構造要因に依存せず、被検体の外形
状、即ちX線の被検体計測パス長に依存していることが
分かる。このような現象が見られることを考慮して、散
乱X線量を求める方法としては計測によって取り込んだ
各投影角度毎の投影データから被検体内部構造要因によ
る影響を除去して被検体計測パス長にのみ依存したデー
タに直し、このデータから散乱X線量を推定することが
できる。そしてこの散乱X線量を補正量として被検体か
ら検出された投影データから減算することによって散乱
X線補正を行うことができる。ここで被検体計測パス長
の推定方法としては例えば計測パスの参照位置として検
出器中央チャンネル等での検出値を用い、そして被検体
内部構造要因の除去方法には次の図6に示す中央チャン
ネルの前後複数チャンネルでの検出値の合計処理を行う
ことによって図7に示す平滑化を図り、被検体内部構造
要因による影響を取り除くことができる。
From the two measurement examples shown in FIGS. 2 to 5, the scattered X-rays do not depend on the structural factors inside the object, but depend on the external shape of the object, that is, the path of the X-ray object measurement path. I understand. In consideration of such a phenomenon, the method for obtaining the scattered X-ray dose is to remove the influence of the internal structure factor of the subject from the projection data for each projection angle acquired by the measurement and determine the subject measurement path length. The scattered X-ray dose can be estimated from this data, corrected to the only dependent data. Then, the scattered X-ray correction can be performed by subtracting this scattered X-ray dose as the correction amount from the projection data detected from the subject. Here, as the method of estimating the measurement path length of the object, for example, the detection value at the detector central channel is used as the reference position of the measurement path, and as the method of removing the internal structural factors of the object, the central channel shown in FIG. By performing the summation processing of the detected values in the plural channels before and after, the smoothing shown in FIG. 7 can be achieved and the influence of the internal structure factor of the subject can be removed.

【0031】図6は被検体内部構造要因を除去するため
の方法として、X線検出器中央複数チャンネル加算法を
説明するための中央100チャンネルでの測定状態の概
略正面図である。図6において、X線管21の第i投影
角(投影角度0゜)及び第j投影角(投影角度90゜)
でのX線ビームの腹部断面を想定したファントム22を
透過したX線の多チャンネルX線検出器23の中央10
0チャンネルでの合計値の測定の様子を説明するために
中央100チャンネルの部分だけを抜き出して描いた概
略図を示す。
FIG. 6 is a schematic front view of the measurement state at the central 100 channels for explaining the X-ray detector central multi-channel addition method as a method for removing the internal structure factor of the object. In FIG. 6, the i-th projection angle (projection angle 0 °) and the j-th projection angle (projection angle 90 °) of the X-ray tube 21
Center 10 of the multi-channel X-ray detector 23 for X-rays transmitted through the phantom 22 assuming the abdominal section of the X-ray beam at
In order to explain how the total value is measured on channel 0, a schematic diagram is shown in which only the central channel 100 is extracted.

【0032】図7は図6の計測データのグラフである。
図7において、図6の計測結果の対数変換前の検出器中
央複数100チャンネルの合計値データを投影角度方向
に示したグラフを示す。図7によると散乱X線を含んだ
通常測定データは平滑化されて、被検体内部構造要因に
よる影響が取り除かれており、このため散乱X線データ
曲線との相関を示している。そして、このような補正方
法は厳密な意味では正確ではないが被検体内の肋骨から
のアーチファクトの除去や肝臓からのCT値の一様性を
改善する上でかなり効果があると考えられる。このよう
に本方法は投影角度方向での散乱X線変化を考慮した投
影角度方向主体の散乱線補正法であり、こうした投影角
度によって被検体計測パス長が異なることを考慮して行
う散乱X線補正は、被検体の外形状を認識し、それに応
じた最適な補正量を各投影角度毎に提供してくれる。以
下にX線CT装置の装置構成及び各部分について図8、
図9により説明する。
FIG. 7 is a graph of the measurement data of FIG.
FIG. 7 is a graph showing the total value data of the detector central plural 100 channels before logarithmic conversion of the measurement result of FIG. 6 in the projection angle direction. According to FIG. 7, the normal measurement data including the scattered X-rays are smoothed to remove the influence of the internal structure factor of the subject, and thus show the correlation with the scattered X-ray data curve. Although such a correction method is not accurate in a strict sense, it is considered to be considerably effective in removing artifacts from ribs in the subject and improving CT value uniformity from the liver. As described above, the present method is a scattered ray correction method mainly based on the projection angle direction in consideration of the scattered X-ray change in the projection angle direction, and the scattered X-ray is performed in consideration of the fact that the object measurement path length varies depending on the projection angle. The correction recognizes the outer shape of the subject and provides an optimal correction amount for each projection angle. The apparatus configuration and each part of the X-ray CT apparatus will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0033】図8は本発明のX線CT装置の一実施例の
画像診断装置を含むX線CT装置全体の構成を示す斜視
図である。図8において、このX線CT装置は高電圧発
生装置1、ガントリ2、患者テーブル3、画像診断装置
4から構成され、ガントリ2内には図2に示すような被
検体(患者)の所定部位を挟んで対向するX線管21と
多チャンネルX線検出器23が一体回転可能に内蔵され
る。
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the entire X-ray CT apparatus including the image diagnostic apparatus of one embodiment of the X-ray CT apparatus of the present invention. In FIG. 8, this X-ray CT apparatus is composed of a high voltage generator 1, a gantry 2, a patient table 3 and an image diagnostic apparatus 4, and inside the gantry 2 a predetermined part of a subject (patient) as shown in FIG. An X-ray tube 21 and a multi-channel X-ray detector 23, which face each other with respect to each other, are integrally rotatably incorporated.

【0034】図9は図8の画像診断装置の内部構成を示
すブロック図である。図9において、この画像診断装置
4は磁気ディスク5、前処理装置6、中央制御装置7、
主メモリ8、再構成処理装置10、表示装置11及び高
速内部バス12より構成される。この構成で、磁気ディ
スク5は各種再構成画像データや各種補正処理後の生デ
ータを格納する記憶装置であり、前処理装置6は計測し
て得られた検出器出力データの検出素子感度ばらつき補
正(図1、F3)や対数変換(F4)あるいは逆対数変
換(F6)などの前処理を行う。
FIG. 9 is a block diagram showing the internal structure of the image diagnostic apparatus of FIG. In FIG. 9, the image diagnostic device 4 includes a magnetic disk 5, a preprocessing device 6, a central control device 7,
It is composed of a main memory 8, a reconfiguration processing device 10, a display device 11, and a high-speed internal bus 12. With this configuration, the magnetic disk 5 is a storage device that stores various reconstructed image data and raw data after various correction processes, and the preprocessing device 6 corrects the detection element sensitivity variation of the detector output data obtained by measurement. Preprocessing such as (FIG. 1, F3), logarithmic transformation (F4) or inverse logarithmic transformation (F6) is performed.

【0035】補正処理装置9は、まず感度補正と対数変
換を施した計測データを投影データ格納メモリ14に格
納し、それを逆対数変換した計測データを補正前データ
メモリ13に格納する。その投影データ格納メモリ14
から特定の複数チャンネルにわたるデータを読み出し加
算器15においてその総和を計算し、この値をパラメー
タとしてテーブル読み出し器16にセットする。このテ
ーブル読み出し器16はセットされた値にしたがって補
正テーブル(図11の関数をセットしたテーブル)メモ
リ17により散乱X線のリニア領域での補正量を読み出
して減算器18にセットする。この減算器18は補正前
データメモリ13に格納されている計測データから前記
セットされたリニア領域における補正量を減算し(F
9)、その結果を補正済データメモリ19に格納する。
この補正(済)データは再度前処理装置6によって対数
変換された(F10)後、主メモリ8あるいは磁気ディ
スク5に格納される。補正が完了したこの補正データは
画像再構成処理装置10によって画像再構成を行い(F
11)、CT値補正(F12)の後最終的な断層画像を
作成し、表示装置11によって画像表示する(F1
3)。尚中央制御装置7は主メモリ8に格納されたプロ
グラムにしたがって、前処理装置6、補正装置9、画像
再構成装置10などの高速内部バス12に接続されてい
る各装置の制御や装置間のデータ転送の管理を行う。次
に前記散乱X線補正の補正量の算出(F8)の方法につ
いて説明する。
The correction processing device 9 first stores the measurement data that has undergone sensitivity correction and logarithmic conversion in the projection data storage memory 14, and stores the measurement data that has undergone antilogarithmic conversion in the pre-correction data memory 13. The projection data storage memory 14
From the above, data over a plurality of specific channels is read out, the sum is calculated in the adder 15, and this value is set in the table reader 16 as a parameter. The table reader 16 reads the correction amount in the linear region of the scattered X-rays from the correction table (table in which the function of FIG. 11 is set) memory 17 according to the set value and sets it in the subtracter 18. The subtracter 18 subtracts the correction amount in the set linear region from the measurement data stored in the pre-correction data memory 13 (F
9), and stores the result in the corrected data memory 19.
The corrected data is logarithmically converted by the preprocessor 6 (F10) and then stored in the main memory 8 or the magnetic disk 5. This corrected data, which has been corrected, is subjected to image reconstruction by the image reconstruction processing device 10 (F
11), after CT value correction (F12), a final tomographic image is created and displayed on the display device 11 (F1).
3). The central control unit 7 controls the devices connected to the high-speed internal bus 12 such as the preprocessing device 6, the correction device 9 and the image reconstructing device 10 according to the program stored in the main memory 8 and the inter-device control. Manages data transfer. Next, a method of calculating the correction amount for the scattered X-ray correction (F8) will be described.

【0036】図10は散乱X線補正の補正量の算出に用
いる円形水ファントム計測の散乱X線の強度分布図で、
ψ230mm〜ψ380mmまでの直径の異なる円形水
ファントムをガントリ開口中心に置いた時のX線検出器
に入射する散乱X線強度の対数変換前データの分布を示
している。図10において、横軸はX線検出器上のチャ
ンネル方向の位置を示し、縦軸はその位置での散乱X線
強度を示しており、その散乱X線強度は各ファントムと
もチャンネル中心部が小さく、周辺に行くほど大きくな
っている。またファントム径が大きくなるほど全体とし
て平均強度は弱くなる。これは散乱X線もファントム内
部でその強度が減弱するためであり、径の小さいファン
トムあるいは同じファントムでも計測パス長の短い周辺
部分の方が散乱X線強度は強くなるからである。このた
め散乱X線量の見積り補正量を決定するにはこのような
性質を考慮しなければならない。ここで正確な散乱X線
補正を行うためには散乱X線強度のチャンネル方向の分
布にしたがって補正量を決定すべきであるが、全チャン
ネルに同一補正量で散乱X線補正を行っても補正効果は
ほとんど劣化しない。これは散乱X線補正が計測時に検
出器出力が小さくなる被検体の中心部分に対して強くか
かり周辺では補正の影響が弱くなるためである。そこで
チャンネル方向の補正量は一定であるとして前述したよ
うに投影角度方向における散乱X線変化だけを考慮して
補正を行っている。このように本実施例ではチャンネル
方向補正量一定とし、この補正量としては中央100チ
ャンネルで測定した散乱X線量を用いている。次にこの
補正量を各投影角度に算出するための補正量決定の関数
(補正関数)について説明する。
FIG. 10 is a scattered X-ray intensity distribution chart of the circular water phantom measurement used to calculate the correction amount of the scattered X-ray correction.
The distribution of the data before logarithmic conversion of the scattered X-ray intensity incident on the X-ray detector when circular water phantoms having different diameters of ψ230 mm to ψ380 mm are placed at the center of the gantry aperture is shown. In FIG. 10, the horizontal axis represents the position in the channel direction on the X-ray detector, and the vertical axis represents the scattered X-ray intensity at that position, and the scattered X-ray intensity is small in the channel center part in each phantom. The larger the area, the larger it gets. The larger the phantom diameter, the weaker the average strength as a whole. This is because the intensity of scattered X-rays also decreases inside the phantom, and even in the phantom having a small diameter or the same phantom, the scattered X-ray intensity becomes stronger in the peripheral portion having a shorter measurement path length. Therefore, in order to determine the estimated correction amount of the scattered X-ray dose, such a property must be taken into consideration. Here, in order to perform accurate scattered X-ray correction, the correction amount should be determined according to the distribution of scattered X-ray intensity in the channel direction, but even if the scattered X-ray correction is performed with the same correction amount for all channels, the correction amount is corrected. The effect hardly deteriorates. This is because the scattered X-ray correction is strongly applied to the central portion of the subject whose detector output becomes small at the time of measurement, and the influence of the correction is weakened in the periphery. Therefore, assuming that the correction amount in the channel direction is constant, the correction is performed by considering only the scattered X-ray change in the projection angle direction as described above. As described above, in this embodiment, the correction amount in the channel direction is constant, and the scattered X-ray amount measured in the central 100 channels is used as the correction amount. Next, a function (correction function) for determining the correction amount for calculating this correction amount for each projection angle will be described.

【0037】図11は散乱X線の補正量の各投影角度毎
の算出に用いる関数式による散乱X線補正量決定の関数
(補正関数)の曲線図で、対数変換後の検出器中央10
0チャンネル加算値Sと図10の各種サイズの円形水フ
ァントムにおけるリニア領域での散乱X線補正の適正補
正領域の関係を示した曲線図である。ここでリニア領域
とは、対数変換(図1のF4)して更に逆対数変換(図
1のF6)して得られた領域とのことであり、これはい
わゆる計測データ(感度補正やファントムキャリブレー
ション補正後の計測データを云う)そのものを扱ってい
ることを意味している。図で中央100チャンネル加算
値Sとの補正量の関係を用いたのは、前述したように被
検体内部構造要因を除去する平滑化処理を行うためであ
り、これを図で説明すると図3に見られるように平滑化
処理をしていない散乱X線を含んだ通常側測定データは
散乱X線データとの相関性が得にくいが、図6に見られ
るように散乱X線を含んだ通常側測定データを平滑化処
理を(中央100チャンネル加算)すると散乱X線デー
タとの相関性が期待できるようになることを意味してい
る。尚本実施例では加算チャンネル数を100とした
が、もちろん100でなくともよい。
FIG. 11 is a curve diagram of a function (correction function) for determining the scattered X-ray correction amount by the functional formula used for calculating the scattered X-ray correction amount for each projection angle. The detector center 10 after logarithmic conversion is shown in FIG.
FIG. 11 is a curve diagram showing a relationship between the 0-channel added value S and an appropriate correction area for scattered X-ray correction in a linear area in the circular water phantoms of various sizes shown in FIG. 10. Here, the linear region is a region obtained by logarithmic transformation (F4 in FIG. 1) and further inverse logarithmic transformation (F6 in FIG. 1), which is so-called measurement data (sensitivity correction or phantom calibration. (Which means the measurement data after correction) is treated. The reason why the relationship between the central 100-channel addition value S and the correction amount is used in the figure is to perform the smoothing process for removing the internal structure factor of the subject as described above. As can be seen, the normal side measurement data that includes scattered X-rays that have not been smoothed does not easily correlate with the scattered X-ray data, but as shown in FIG. 6, the normal side that includes scattered X-rays This means that if the measurement data is smoothed (100 channels in the center are added), the correlation with the scattered X-ray data can be expected. Although the number of addition channels is 100 in this embodiment, it is not limited to 100.

【0038】ここで両者の関係は単純な直線関係とはな
らないが相関性は見られ、適当な関数を用いることによ
って対数変換後の中央100チャンネル加算値Sと適正
な散乱X線補正量の関係を表す曲線が得られる。この関
数式としては、指数関数またはべき乗関数などが適当で
あり、具体的に示すと、
Here, the relationship between the two is not a simple linear relationship, but there is a correlation, and by using an appropriate function, the relationship between the central 100-channel addition value S after logarithmic conversion and the appropriate scattered X-ray correction amount. A curve is obtained that represents As this functional expression, an exponential function or a power function is suitable, and specifically,

【数9】 であり、ここでSは検出器中央100チャンネル加算値
であり、Csはリニア領域での散乱X線の補正量であ
る。この関係を示したのが図11である。任意Sについ
て適正補正量Csを得るためには式中の係数A、Bを決
定しなければならない。この係数の決定に当たっては実
験的に直径の異なるいくつかの円形水ファントムを計測
することによって、その点での適正補正量を得て、これ
らの点あるいは近傍を通るように係数を決定することが
できる。本実施例では図11のようにψ160mm、ψ
230mm、ψ305mm、ψ380mmの4種類の水
ファントムを使用している。この決定に当たっては数値
を対数変換してから最小2乗法などを用いることによっ
て得られたデータから自動決定することもできる。尚本
実施例では適正補正量を求めるために水ファントムを使
用したが水以外のポリエチレンやアクリル等を使用して
もよい。またここでの説明では逆対数変換処理(F6)
→散乱線補正処理(F9)→対数変換処理(F10)の
フローをファントムキャリブレーション処理(F5)後
のデータに対して行っているがファントムキャリブレー
ション処理(F5)や感度補正処理(F3)の前段階で
行うことも可能である。この場合は感度補正及びファン
トムキャリブレーションを行うデータとして散乱線補正
処理をした後のデータを使用することになる。更に本実
施例では加算チャンネル数を中央の100としたが、こ
れに限定されるものではない。即ち、一般化すれば、以
下となる。
[Equation 9] Where S is the total value of 100 channels in the center of the detector, and Cs is the correction amount of scattered X-rays in the linear region. FIG. 11 shows this relationship. In order to obtain the proper correction amount Cs for the arbitrary S, the coefficients A and B in the equation must be determined. In determining this coefficient, we can experimentally measure several circular water phantoms with different diameters to obtain an appropriate correction amount at that point, and then determine the coefficient so that it passes through these points or its vicinity. it can. In this embodiment, as shown in FIG. 11, ψ160 mm, ψ
Four types of water phantoms of 230 mm, ψ305 mm and ψ380 mm are used. In this determination, the numerical value may be logarithmically converted and then automatically determined from the data obtained by using the least square method or the like. In this embodiment, the water phantom is used to obtain the appropriate correction amount, but polyethylene or acrylic other than water may be used. In the description here, the inverse logarithmic conversion process (F6)
→ The scattered radiation correction processing (F9) → logarithmic conversion processing (F10) is performed on the data after the phantom calibration processing (F5), but the phantom calibration processing (F5) and the sensitivity correction processing (F3) are performed. It is also possible to do it in the previous stage. In this case, the data after the scattered radiation correction process is used as the data for the sensitivity correction and the phantom calibration. Further, in the present embodiment, the number of addition channels is set to 100 at the center, but it is not limited to this. That is, if generalized, it will be as follows.

【0039】前記散乱線補正処理の関係式の散乱線補正
量Csを、被検体の各投影角度j毎に、或る特定の1チ
ャンネルあるいは複数チャンネルの加算値Sjをその式
の変数とする次式により求め、この補正量Csjを被検体
計測データの各投影角度データj毎の全チャンネルに適
用する。
The scattered radiation correction amount Cs in the relational expression of the scattered radiation correction processing is defined by the addition value Sj of a certain one channel or a plurality of channels for each projection angle j of the object as a variable of the equation. The correction amount C s j is obtained by the formula and applied to all channels for each projection angle data j of the object measurement data.

【数10】 または、[Equation 10] Or

【数11】 ただし、[Equation 11] However,

【数12】 pro(i、j):投影データ(i:チャンネル、j:
投影角度) n1、n2:ある特定のチャンネルであり、n1<n2<N
(全チャンネル) A、B大きさの違ういくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のX線吸収係数に近い材質のファント
ムの画像より決定する値とする。
[Equation 12] pro (i, j): projection data (i: channel, j:
Projection angle) n1, n2: specific channel, n1 <n2 <N
(All channels) A and B are values determined from images of phantoms made of materials having different X-ray absorption coefficients, such as water, polyethylene, and acrylic, which have different sizes.

【0040】以上の(数10)、(数11)、(数1
2)について具体的に説明する。(イ)、投影角度jで
の全チャンネル分の投影データ(図1のF5の出力)
を、 pro(1、j)、pro(2、j)、……pr
o(n、j)とする(但し、nはチャンネル総数値)。
このn個のデータからチャンネルn1〜n2の投影データ
pro(n1、j)、……pro(n2、j)の加算値S
jを求める。 Sj=pro(n1、j)+……+pro(n2、j) 加算値Sjに対応するリニア領域における補正量Csjを
(数11)により算出、又はメモリ17(図9)から読
み出す(図1のF8)。一方、前記投影データ(図1の
F5の出力)を逆対数変換(図1のF6)して下記に示
すリニア領域のデータに戻す。 D(1、j)、D(2、j)、……D(n、j) このリニア領域のデータから前記補正量Csjを下記のよ
うに差し引き、散乱線補正をする(図1のF9)。 D(1、j)−Csj D(2、j)−Csj : : D(n、j)−Csj この散乱線補正で得たデータを再び対数変換(図1のF
10)する。
(Equation 10), (Equation 11), (Equation 1)
2) will be specifically described. (A), projection data for all channels at projection angle j (output of F5 in FIG. 1)
, Pro (1, j), pro (2, j), ... pr
o (n, j) (where n is the total number of channels).
From these n data, the added value S of the projection data pro (n1, j), ... Pro (n2, j) of channels n1 to n2
ask for j. Sj = pro (n1, j) + ...... + pro (n2, j) calculates the correction amount C s j in the linear region corresponding to the addition value Sj by (Expression 11), or the memory 17 is read out (FIG. 9) (FIG. F8 of 1.) On the other hand, the projection data (output from F5 in FIG. 1) is subjected to inverse logarithmic conversion (F6 in FIG. 1) to be returned to the data in the linear region shown below. D (1, j), D (2, j), ... D (n, j) The correction amount C s j is subtracted from the data of this linear region as follows to perform scattered radiation correction (see FIG. 1). F9). D (1, j) -C s j D (2, j) -C s j:: D (n, j) -C s j The data obtained by the scattered radiation correction again logarithmic conversion (F in Figure 1
10) Do.

【0041】次に、投影角度j+1について同様の処理
を行って、下記の如き散乱線補正をする。 D(1、j+1)−Csj+1 D(2、j+1)−Csj+1 : : D(n、j+1)−Csj+1 この散乱線補正で得たデータを再び対数変換する。
Next, the same processing is performed for the projection angle j + 1, and the following scattered ray correction is performed. D (1, j + 1) -C s j + 1 D (2, j + 1) -C s j + 1 :: D (n, j + 1) -C s j + 1 The data obtained by this scattered ray correction is logarithmically converted again.

【0042】以上の各投影角度毎に得た対数変換後のデ
ータをもとにして画像再構成を行う(図1のF11)。
Image reconstruction is performed based on the logarithmically converted data obtained for each projection angle (F11 in FIG. 1).

【0043】尚、n1〜n2までの複数チャンネルとした
が、任意の1チャンネルのデータそのものを利用しても
よい(数式的には、(数12)で示したようにn1=n2
の例が該当)。更に、n1〜n2の間の連続したチャンネ
ルの加算であってもよい。加算以外に偏差値や平均値を
利用する例もある。以下すべての投影角について同様の
処理を実行する。
Although a plurality of channels n1 to n2 are used, the data itself of any one channel may be used (in the mathematical expression, n1 = n2 as shown in (Equation 12)).
Is applicable). Further, it may be addition of consecutive channels between n1 and n2. There is also an example of using a deviation value or an average value other than addition. Hereinafter, the same process is executed for all projection angles.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、被検体に対する適正な
リニア領域での散乱X線補正量を前述した補正処理に従
って補正を行うことで、計測データに取り込まれた散乱
X線の影響を除去することができ、この補正を行ったデ
ータを使用して画像再構成を行うことで良好な画質のC
T断層像が得られる効果がある。
According to the present invention, the influence of scattered X-rays captured in the measurement data is eliminated by correcting the scattered X-ray correction amount in the proper linear region for the object according to the above-mentioned correction processing. The image quality can be improved by performing image reconstruction using the corrected data.
This has the effect of obtaining a T tomographic image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例の処理フロー図である。FIG. 1 is a process flow chart of the present embodiment.

【図2】腹部断面を想定したファントムを測定している
状態の概略正面図である。
FIG. 2 is a schematic front view of a state in which a phantom assuming an abdominal cross section is being measured.

【図3】図2の計測データのグラフである。FIG. 3 is a graph of the measurement data of FIG.

【図4】腹部断面を想定したファントムを測定している
状態の概略正面図である。
FIG. 4 is a schematic front view of a state in which a phantom assuming an abdominal cross section is being measured.

【図5】図4の計測データのグラフである。5 is a graph of the measurement data of FIG.

【図6】被検体内部構造要因を除去するための検出器中
央100チャンネルで測定している状態の概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic view of a state in which measurement is performed on 100 channels at the center of the detector for removing internal structural factors of the object.

【図7】図6の計測結果グラフである。7 is a measurement result graph of FIG.

【図8】本実施例のX線CT装置の全体の斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view of the entire X-ray CT apparatus according to the present embodiment.

【図9】図8の画像診断装置の構成ブロック図である。9 is a configuration block diagram of the image diagnostic apparatus of FIG.

【図10】円形水ファントム計測の散乱X線強度分布図
である。
FIG. 10 is a scattered X-ray intensity distribution chart of circular water phantom measurement.

【図11】本実施例の散乱X線補正量を決定する関数曲
線図である。
FIG. 11 is a function curve diagram for determining a scattered X-ray correction amount according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧発生装置 2 ガントリ 3 患者テーブル 4 画像診断装置 5 磁気ディスク 6 前処理装置 7 中央制御装置 8 主メモリ 9 補正処理装置 10 再構成処理装置 11 表示装置 12 高速内部バス 13 補正前データメモリ 14 投影データ格納メモリ 15 加算器 16 テーブル読み出し器 17 補正テーブルメモリ 18 減算器 19 補正データメモリ 21 X線管 22 ファントム 23 多チャンネルX線検出器 1 High voltage generator 2 gantry 3 patient table 4 Image diagnostic equipment 5 magnetic disk 6 Pretreatment device 7 Central control unit 8 main memory 9 Correction processing device 10 Reconstruction processing device 11 Display 12 high-speed internal bus 13 Data memory before correction 14 Projection data storage memory 15 adder 16 table reader 17 Correction table memory 18 Subtractor 19 Correction data memory 21 X-ray tube 22 Phantom 23 Multi-channel X-ray detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−170942(JP,A) 特開 昭64−62126(JP,A) 特開 昭63−40535(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 6/03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-4-170942 (JP, A) JP-A 64-62126 (JP, A) JP-A 63-40535 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 6/03

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体を透過したX線の強度分布を検出
する多チャンネルX線検出器と、 その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、 その対数変換後の被検体の各投影角度毎に、或る特定の
1チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影データ
の加算した値を算出する手段と、 予め大きさの異なる被検体のX線吸収係数に近い材質の
X線透過データ及び上記加算値に基づいてリニア領域で
の散乱X線補正量を求める手段と、 各投影角度毎の全チャンネルの対数変換後の投影データ
を逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データについ
て、前記散乱X線補正量を減算する散乱X線補正手段
と、 その補正後の計測データを対数変換して画像再構成を行
う手段と、 より成るX線CT装置。
1. A multi-channel X-ray detector for detecting an intensity distribution of X-rays transmitted through an object, means for performing logarithmic conversion to the detected signal intensity, and each projection of the object after the logarithmic conversion. A means for calculating a value of a certain specific one channel or a value obtained by adding projection data of a plurality of channels for each angle; and X-ray transmission data of a material close to the X-ray absorption coefficient of an object of different size in advance and the above A means for obtaining the scattered X-ray correction amount in the linear region based on the added value, and projection data after antilogarithmic conversion obtained by performing antilogarithmic conversion of projection data after logarithmic conversion of all channels for each projection angle, An X-ray CT apparatus comprising: scattered X-ray correction means for subtracting the scattered X-ray correction amount; and means for performing image reconstruction by logarithmically converting the corrected measurement data.
【請求項2】 被検体を透過したX線の強度分布を検出
する多チャンネルX線検出器と、 その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、 その対数変換後の被検体の各投影角度j毎に、或る特定
の1チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影デー
タpro(i、j)の加算した値(以下、これらを加算
値Sjと定義する)を次式により算出する手段と、 【数1】 pro(i、j):投影データ(i:チャンネル、j:
投影角度) n1、n2:ある特定のチャンネルであり、n1<n2<N
(全チャンネル) 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のX線吸収係数に近い材質のX線透過
画像より決定した散乱X線補正量に係る係数A、Bと加
算値Sjの値より次式でリニア領域での散乱X線補正量
sjを求める手段と、 【数2】 各投影角度j毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
いて、前記散乱X線補正量Csjを減算する散乱線補正手
段と、 その補正後の計測データを対数変換して画像再構成を行
う手段と、 より成るX線CT装置。
2. A multi-channel X-ray detector for detecting the intensity distribution of X-rays transmitted through an object, means for performing logarithmic conversion to the detected signal intensity, and each projection of the object after the logarithmic conversion. A means for calculating, for each angle j, a value of a certain specific one channel or a value obtained by adding projection data pro (i, j) of a plurality of channels (hereinafter, these are defined as an addition value S j ) , [Equation 1] pro (i, j): projection data (i: channel, j:
Projection angles) n 1 , n 2 : specific channels, n 1 <n 2 <N
(All channels) Coefficients A and B related to the scattered X-ray correction amount determined in advance from an X-ray transmission image of a material close to the X-ray absorption coefficient of the subject such as water, polyethylene, and acrylic having different sizes are added. A means for obtaining the scattered X-ray correction amount C sj in the linear region from the value of the value S j by the following equation, and Scattered ray correction means for subtracting the scattered X-ray correction amount C sj from the antilogarithmically converted projection data obtained by inversely logarithmically converting the logarithmically converted projection data of all channels for each projection angle j, and An X-ray CT apparatus comprising: means for performing image reconstruction by logarithmically converting the corrected measurement data.
【請求項3】 被検体を透過したX線の強度分布を検出
する多チャンネルX線検出器と、 その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、 その対数変換後の被検体の各投影角度j毎に、或る特定
の1チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影デー
タpro(i、j)の加算した値Sjを次式により算出
する手段と、 【数3】 pro(i、j):投影データ(i:チャンネル、j:
投影角度) n1、n2:ある特定のチャンネルであり、n1<n2<N
(全チャンネル) 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のX線吸収係数に近い材質のX線透過
画像より決定した散乱X線補正量に係る係数A、Bと加
算値Sjの値より次式でリニア領域での散乱X線補正量
sjを求める手段と、 【数4】 各投影角度j毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
いて、前記散乱X線補正量Csjを減算する散乱線補正手
段と、 その補正後の計測データを対数変換して画像再構成を行
う手段と、 より成るX線CT装置。
3. A multi-channel X-ray detector for detecting the intensity distribution of X-rays transmitted through a subject, means for performing logarithmic conversion to the detected signal intensity, and each projection of the subject after the logarithmic conversion. A unit for calculating a value S j obtained by adding a certain one-channel value or projection data pro (i, j) of a plurality of channels for each angle j by the following equation: pro (i, j): projection data (i: channel, j:
Projection angles) n 1 , n 2 : specific channels, n 1 <n 2 <N
(All channels) Coefficients A and B related to the scattered X-ray correction amount determined in advance from an X-ray transmission image of a material close to the X-ray absorption coefficient of the subject such as water, polyethylene, and acrylic having different sizes are added. A means for obtaining the scattered X-ray correction amount C sj in the linear region from the value of the value S j by the following equation, Scattered ray correction means for subtracting the scattered X-ray correction amount C sj from the antilogarithmically converted projection data obtained by inversely logarithmically converting the logarithmically converted projection data of all channels for each projection angle j, and An X-ray CT apparatus comprising: means for performing image reconstruction by logarithmically converting the corrected measurement data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP3919724B2 (en) * 2003-09-19 2007-05-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Radiation calculation tomographic image apparatus and tomographic image data generation method
JP4533010B2 (en) * 2003-11-20 2010-08-25 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus, radiation imaging method, and radiation imaging system
JP3950855B2 (en) 2004-01-07 2007-08-01 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Scattering measurement method, scattering correction method, and X-ray CT apparatus
JP4336661B2 (en) 2005-03-01 2009-09-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X-ray CT apparatus and scatter measurement method
JP5010859B2 (en) * 2005-12-21 2012-08-29 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Image generation device
JP5389965B2 (en) * 2005-12-21 2014-01-15 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Scattered ray correction method and X-ray CT apparatus
JP5220383B2 (en) * 2007-10-29 2013-06-26 株式会社日立メディコ Radiation imaging device
US8483471B2 (en) * 2011-06-30 2013-07-09 General Electric Company Method and system for scatter correction in X-ray imaging

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007014755A (en) * 2005-06-06 2007-01-25 Toshiba Corp Medical image displaying device, medical image generating program and x-ray computerized tomographic device

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