JP3532649B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、散乱線補正を行うＸ線
ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シングルスライスＣＴシステムと比較
し、より早くボリュームデータを収集するシステムとし
てマルチスライスＣＴシステム、あるいはボリュームＣ
ＴシステムといったＣＴシステムが考えられている。

【０００３】マルチスライスＣＴシステム、あるいはボ
リュームＣＴシステムは、複数の検出素子からなる円弧
状の検出器が複数、併設された２次元構造の検出器を備
えており、被検体の体軸方向への広範囲のデータを得る
ことが可能となっている。

【０００４】ところが、マルチスライスＣＴシステム、
あるいはボリュームＣＴシステムにおいては、シングル
スライスＣＴシステムに比べ、照射するＸ線ビーム厚が
被検体の体軸方向に大きくなる。このため、収集したデ
ータに含まれる散乱線の割合が大きくなり、散乱線の影
響により収集した画像にアーチファクトが生じるという
問題点がある。

【０００５】散乱線を除去する方法として、検出器にコ
リメータを取り付けるというハード的な方法が考えられ
る。この方法では、被検体と検出器との間に設けられた
コリメータにより、特定の検出素子には特定の投影通路
に沿うＸ線ビームが入射されるようにする方法である。
この方法は、シングルスライスＣＴシステムに適用され
ている。しかしながら、マルチスライスＣＴシステム、
あるいはボリュームＣＴシステムでは、検出器にコリメ
ータを取り付けることは不可能に近く、散乱線の影響を
除去できないという問題点がある。また、検出器列に対
するＸ線源の相対的位置が一定でない走査方式を採用し
たＣＴシステムでも、同様に検出器のコリメータによっ
て散乱線を排除することは本質的に不可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、二次
元構造の検出器を有する従来のマルチスライスＣＴシス
テム、あるいはボリュームＣＴシステムにおいては、検
出器にコリメータを設けることができないため、散乱線
を補正することができないという問題点がある。

【０００７】本発明は上述した事情に対処すべくなされ
たもので、その目的は、メイン検出手段にコリメータを
設けなくても散乱線の影響を取り除いた画像が得られる
Ｘ線ＣＴ装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線発生手段
と、複数の検出素子が行方向と列方向の２次元に配列さ
れたメイン検出手段とを被検体を介して対向位置し、前
記Ｘ線発生手段と前記メイン検出手段とを一体回転させ
るＸ線ＣＴ装置において、前記メイン検出手段から、１
列以上の検出器列を選択する列選択手段と、前記列選択
手段により選択された検出器列の出力に基づいて、前記
メイン検出手段の出力を補正する補正手段とを具備す
る。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明によるＸ線ＣＴ装置によれば、散乱線検
出手段の出力から得た散乱線量をメイン検出手段の出力
から引き去ることにより散乱線の影響を除くことができ
る。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例に係るＸ線ＣＴ
装置の要部構成を示すブロック図である。１１はＸ線を
照射するＸ線管、１２は被検体、１３はＸ線管１１と被
検体１２との間に設けられ四角状の開口部を有するスリ
ットである。１４はＸ線管１１から照射され被検体１２
を透過したＸ線を検出するメイン検出器、１５は散乱線
を検出するための散乱線検出器、１６及び１７はオフセ
ット補正部、１８はメイン検出器１４からの出力に対し
て散乱線補正を行う散乱線補正部、２０は散乱線補正部
１８により散乱線補正がなされたメイン検出器１４の出
力に基づいて生データを計算する生データ計算部、２２
は生データ計算部２０によって得られた生データに対し
再構成演算を行うことにより画素値を算出し、被検体の
断層像（再構成画像）を作成する再構成部である。

【００１２】Ｘ線管１１から照射されたＸ線は、被検体
１２の内部でその一部が吸収され、残りが透過する。吸
収されずに透過したＸ線（透過Ｘ線）のうち、被検体１
２の内部で散乱して進行方向が乱れたものは散乱線、散
乱せずに直進するものは直接線である。

【００１３】メイン検出器１４は行方向と列方向の２次
元に配列された複数の検出素子からなる。なお、前記行
方向をチャンネル方向、前記列方向をセグメント方向と
称し、チャンネル方向はスライス面に平行な方向、すな
わち被検体１２の体軸に直交する方向、セグメント方向
はスライス方向、すなわち被検体１２の体軸に平行な方
向とする。

【００１４】スリット１３は、その開口部によってＸ線
管１１から照射されたＸ線の線束を規定するものであっ
て、メイン検出器１４上に直接線が入射する最大範囲を
規定するものである。

【００１５】散乱線検出器１５は、図２に示すように、
メイン検出器１４の外周に、かつ直接線が入射しない位
置に設ける。なお、散乱線検出器１５はメイン検出器１
４と同様に複数の検出素子からなっている。

【００１６】このように構成された本実施例の動作につ
いて説明する。Ｘ線管１１から照射されたＸ線は被検体
１２の内部で一部が吸収され、残りが透過してメイン検
出器１４に到達する。このとき、被検体１２を透過する
際に散乱線が発生するためメイン検出器１４は、直接線
と散乱線とを検出することになる。一方、散乱線検出器
１５は、直接線が入射しない位置に設けられているの
で、散乱線のみを検出することになる。

【００１７】メイン検出器１４の出力（メイン検出器デ
ータ）は、オフセット補正部１６に送られオフセット補
正が行われた後、散乱線補正部１８に送られる。また、
散乱線検出器１５の出力も、オフセット補正部１７に送
られオフセット補正が行われた後、散乱線補正部１８に
送られる。

【００１８】散乱線補正部１８は、図３に示す手順に従
って、散乱線補正を行う。すなわち、ステップＳ３１に
おいて、先ずオフセット補正部１７から送られた散乱線
検出器の出力によりチャンネル方向の散乱線プロファイ
ルと、セグメント方向のプロファイルを計算する。次
に、ステップＳ３２において、ステップＳ３１にて求め
たチャンネル方向の散乱線プロファイルとセグメント方
向の散乱線プロファイルとから成る４辺分のデータから
補間を行うことによりメイン検出器１４に入射する散乱
線量を計算する。そして、ステップＳ３３において、求
めた散乱線量をオフセット補正部１６から送られたメイ
ン検出器データから減算する。かくしてメイン検出器デ
ータは散乱線による影響が補正され、生データ計算部２
０に送られる。

【００１９】生データ計算部２０は、送られたメイン検
出器データから生データを計算し再構成部２２に送る。
そして、再構成部２２は送られた生データに対し再構成
演算を行って被検体の再構成画像を得る。

【００２０】ここで、メイン検出器１４に対し散乱線検
出器１５を配置する他の例を図４に示す。図４は、散乱
線検出器１５を、メイン検出器１４のチャンネル方向に
向かって両側の２辺、すなわち被検体１２の体軸に直交
する方向から見た両側の２辺に配置する例を示す図であ
る。

【００２１】ここでは、図５に示す手順にしたがって散
乱線の補正を行う。すなわち、ステップＳ５１により、
チャンネル方向のみの散乱線プロファイルを両側の２辺
分についてそれぞれ計算し、ステップＳ５２により補間
を行って散乱線量を計算する。そして、Ｓ５３におい
て、求めた散乱線量をオフセット補正部１６から送られ
たメイン検出器データから減算する。かくしてメイン検
出器データは散乱線による影響が前述と同様に補正さ
れ、生データ計算部２０に送られる。

【００２２】次に、散乱線検出器１５の配置のさらに他
の例を図６に示す。図６は、散乱線検出器１５をメイン
検出器１４のチャンネル方向に向かって片側、すなわち
被検体１２の体軸に直交する方向から見た片側の一辺に
配置する例を示す図である。

【００２３】ここでは、図７に示す手順にしたがって散
乱線の補正を行う。すなわち、ステップＳ７１により、
チャンネル方向のみの散乱線プロファイルを一辺分につ
いて計算する。ステップＳ７２では、他辺のプロファイ
ルと補間を取ることができないので、一辺分の散乱線プ
ロファイルに基づいて散乱線量を推定する。そして、Ｓ
７３において、求めた散乱線量をオフセット補正部１６
から送られたメイン検出器データから減算する。かくし
てメイン検出器データは散乱線による影響が前述と同様
に補正され、生データ計算部２０に送られる。

【００２４】以上説明したように、本実施例によれば、
散乱線検出器１５の出力をメイン検出器１４の出力から
引算することにより、メイン検出器１４の出力は散乱線
の影響が除去され、得られる画像の画質が向上する。ま
た、このような散乱線の補正を、コリメータ不要で行う
ことができる。コリメータによる散乱線の補正は、検出
器の構造が複雑となり製造コストもかかるが、本実施例
では、装置を安価に製造することができる。

【００２５】次に、本発明のＸ線ＣＴ装置の第２実施例
を説明する。第２実施例では、図８に示すように、散乱
線検出器を構成する検出素子の配置ピッチを、メイン検
出器の検出素子の配置ピッチと異ならせたものである
（特に本実施例では、メイン検出器１４の検出素子の配
置ピッチよりも大きくした）。なお、それ以外の構成は
第１実施例のものと同様である。

【００２６】また、図８では、散乱線検出器１５がメイ
ン検出器１４の外周に配置された場合が示されている
が、第１実施例にて説明したように、メイン検出器１４
の向かい合う２辺の両側、又は片側に散乱線検出器１５
を設ける場合についても本実施例のように、散乱線検出
素子の配置ピッチを異ならせてもよい。

【００２７】本実施例のように構成することにより、所
望の検出能が達成できる範囲内で検出素子数を削減し、
装置の製造コストを抑えることができる。以上説明した
第１実施例、第２実施例において、メイン検出器１４と
散乱線検出器１５とを一体構造とすれば、製造行程が簡
略化される。

【００２８】また、メイン検出器１４に対し散乱線検出
器１５を一定の距離を隔てて配置すれば、焦点位置の機
構的なずれ等により直接線が散乱線検出器１５に入射す
ることがなく、また、Ｘ線ビームの半影が散乱線検出器
１５に入射することもなく、確実に散乱線のみを検出す
ることができるので、散乱線の検出精度が向上する。こ
の場合、メイン検出器１４と散乱線検出器１５との間に
スペーサ等を設れば、さらに好ましい。

【００２９】次に、本発明の第３実施例を説明する。本
実施例では、図９に示すように、散乱線検出器１５が設
けられていない。そして、本実施例ではメイン検出器１
４の検出器列のうち、直接線が入射しない検出器列を選
択し、選択した検出器列を第１実施例にて説明した散乱
線検出器１５の代わりに使用する。それ以外は、第１実
施例と同様の構成である。

【００３０】選択された列の出力は、散乱線検出々力と
してオフセット補正部１７に送られ、それ以外の列の出
力は、メイン検出器の出力データとしてオフセット補正
部１６に送られる。

【００３１】図１０は、以上のように構成した場合にお
ける散乱線補正の処理の手順を示す図である。先ず散乱
線検出器列の決定を行う。散乱線検出器として使用する
検出器列の決定方法については、次のようにして行う。
すなわち、直接線が入射する検出器列はスライス厚・焦
点位置等により決まるので、それらの情報に基づいて検
出器列を選択する。また、例えば、図１１に示すよう
に、直接線の半影１３１の外部でメインビーム１３２に
最も近い検出器列とする。このように検出器列を切り換
えることにより、メイン検出器１４に入射する散乱線量
をより正確に検出できる。

【００３２】また、図１３（ａ），（ｂ）に示すよう
に、メイン検出器１４の両側の検出器列と、照射される
Ｘ線の間の挟まれ、直接線が入射しない検出器列とを散
乱線検出器として使うようすれば、いわゆるマルチスラ
イススキャンを行う場合に適用することができる。

【００３３】また、選択された検出器列を構成する複数
の検出素子出力のうち、所望の検出能が得られる範囲で
所定のピッチの位置の出力を間引いて用いるようにして
もよい。そうすれば、全ての検出素子の出力に基づいて
計算する場合よりも処理時間が短縮される。

【００３４】また、検出器列は、メイン検出器１４から
少なくとも１列選択すれば良い（本実施例では、図９に
示すようにメイン検出器１４から２列選択している）。
選択する検出器列の数を少なくすると、その分検出精度
が落ちるという反面があるが、処理時間が短縮されると
いう利点がある。

【００３５】以上説明したように、本実施例のＸ線ＣＴ
装置によれば、メイン検出器から直接線が入射しない検
出器列を散乱線検出器として選択し、選択した列の出力
により計算した散乱線量をメイン検出器の出力から引算
することにより、メイン検出器の出力は散乱線の影響が
除去され、得られる画像の画質が向上する。また、この
ような散乱線の補正は、コリメータ不要で行うことがで
きる。

【００３６】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、種々変形して実施可能である。例えば、図１２に示
すように散乱線検出器の出力を数個づつまとめて使うよ
うにしてもよい。この場合は、散乱線検出々力に対する
フォトンノイズの影響が小さくなり、より正確な検出が
行える。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
イン検出手段にコリメータを設けなくても散乱線の影響
を取り除いた画像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の要部
構成を示すブロック図。

【図２】第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
をメイン検出器の外周に配置する例を示す図。

【図３】第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
をメイン検出器の外周に配置した際の散乱線補正の処理
の手順を示すフローチャート図。

【図４】第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
をメイン検出器の両側に配置する例を示す図。

【図５】第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
をメイン検出器の両側に配置した際の散乱線補正の処理
の手順を示すフローチャート図。

【図６】第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
をメイン検出器の片側に配置する例を示す図。

【図７】第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
をメイン検出器の片側に配置した際の散乱線補正の処理
の手順を示すフローチャート図。

【図８】第２実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線検出器
を構成する検出素子をメイン検出器の検出素子とは異な
るピッチで配置する例を示す図。

【図９】第３実施例に係るＸ線ＣＴ装置のメイン検出器
を示す斜視図。

【図１０】第３実施例に係るＸ線ＣＴ装置の散乱線補正
の処理の手順を示すフローチャート図。

【図１１】第３実施例に係るＸ線ＣＴ装置のメイン検出
器を横から見た図であり、Ｘ線ビームの半影を示す図。

【図１２】第３実施例に係るＸ線ＣＴ装置のメイン検出
器を示す斜視図。

【図１３】第３実施例に係るＸ線ＣＴ装置のメイン検出
器を横から見た図と、このメイン検出器に入射した直接
線の強度を示すグラフ図。

【符号の説明】

１１…Ｘ線管、１２…被検体、１３…スリット、１４…
メイン検出器、１５…散乱線検出器、１６…オフセット
補正部、１８…散乱線補正部、２０…生データ補正部、
２２…再構成部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−49139（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−59762（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−58413（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−23507（ＪＰ，Ｕ) 特表 平６−508290（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 6/00 - 6/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線発生手段と、複数の検出素子が行方
   向と列方向の２次元に配列されたメイン検出手段とを被
   検体を介して対向位置し、前記Ｘ線発生手段と前記メイ
   ン検出手段とを一体回転させるＸ線ＣＴ装置において、 前記メイン検出手段から、１列以上の検出器列を選択す
   る列選択手段と、 前記列選択手段により選択された検出器列の出力に基づ
   いて、前記メイン検出手段の出力を補正する補正手段と
   を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 【請求項２】 前記Ｘ線発生手段の焦点位置情報を取得
   する取得手段を更に具備し、 前記列選択手段は、前記メイン検出手段のスキャンする
   際のスライス厚と、前記取得手段により取得された焦点
   位置情報とに基づいて前記検出器列を選択することを特
   徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】 前記列選択手段は、前記メイン検出手段
   をスキャンする際のスライス厚と前記取得手段により取
   得された焦点位置情報とに基づいて、前記メイン検出手
   段のうち前記Ｘ線の半影の外部であって、かつ前記Ｘ線
   のメインビームに最も近い部分の検出器列を選択するこ
   とを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 【請求項４】 前記列選択手段により選択された検出器
   列から所望の部分を選択する部分選択手段をさらに具備
   し、 前記補正手段は前記列選択手段により選択された検出器
   列の出力のうち、前記部分選択手段により選択された部
   分の出力に基づいて、前記メイン検出手段の出力を補正
   することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
   に記載のＸ線ＣＴ装置。