JP4010584B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線ビームのシフト補正を行うX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線CT装置は、X線管と、この放出X線をファンビーム状にコリメートするコリメータを持つ。コリメータを通過するX線はファンビーム化され、被検体に照射される。X線管に対向した配置関係にある多チャンネルX線検出器が、被検体を透過したX線を検出する。このX線検出器の出力はAD変換されて画像処理装置に入力する。X線管とX線検出器とは互いに対向した位置関係のもとに回転し、この回転の間、X線管がX線を連続的又は間欠的に曝射し、所定のピッチ角度(これを投影角度と呼ぶ)毎に、X線検出器によるそれに伴う被検体透過X線の検出を行う。対向位置関係のもとでの1回転又は半回転180゜(+α)の回転により得られたX線検出器の出力について、画像処理装置で、各種の前処理や再構成処理が行われ、再構成画像を得る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
画像再構成のためには、ファンビームX線がX線検出器のX線感応領域に正確に入射することが必要である。X線管及びコリメータ並びにX線検出器が互いに整列されることで、X線管から放射されるX線がコリメータでファンビーム化され、このファンビームX線がX線検出器のX線感応領域へと入射する。
こうしたX線管とコリメータとX線検出器とは機構的に互いに整列するように設計され、組立てられている。
【0004】
しかし、こうした設計、組立てのもとでも、ファンビームX線が移動し位置ずれ(シフト)を起こすことがあった。位置ずれの主な原因としては、X線管自体の熱ドリフトによる移動がある。
【0005】
X線管の移動により、焦点がずれ、予定のファンビームX線を得ることができない。
熱ドリフトによるX線管の移動があっても、その移動量を検出してその移動量を相殺するようなシフト補正方法が考えられる。その一例が特開平4−227238号である。特開平4−227238号は、ファンビームを得るための手段としてのコリメータに対して、移動量を相殺するような位置制御をはかる。
熱ドリフトによる移動量の相殺のためには、その移動量を正確に検出することが必要である。
【0006】
又、X線ビームの熱ドリフト等によるシフトをなくすために、コリメータの位置制御を行うが、この際にシフト検出用の信号にノイズが重畳し、正しくシフト量を検出できないとの問題がある。
【0007】
本発明の目的は、熱ドリフト等によるX線管の移動量を正確に検出可能にするX線CT装置を提供するものである。
【0008】
更に本発明の目的は、コリメータへの位置制御を使用することなく、X線の移動の相殺を可能にするX線CT装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、X線管と、
X線管駆動機構と、
X線管からの放出X線をファンビーム化するコリメータと、
X線管と対向して、被検体を搭載する天板の周囲を、回転する多チャネルX線検出器と、
2つの信号A、Bを出力する2チャンネル構成をなし、ファンビームX線の熱ドリフトを含むX線ビームの移動なしでA=Bとなる関係の2つのチャンネル信号A、Bであって、X線ビームの移動があればその移動に応じて2つのチャンネル信号A、Bの間に差分A−Bが生ずる関係の2つのチャンネル信号A、Bを出力するX線検出器と、
管電圧及び又は管電流の大きさに応じて利得の大きさが切替えられると共に、上記信号A、Bを入力しその利得に応じた信号A’、B’を出力する利得手段と、
この利得切替え後に得られる信号A、Bに対する出力信号A’、B’について熱ドリフトを含むX線ビームの移動によるA’≠B’の場合に、A’=B’とするように、上記X線管駆動機構を介してX線管の位置制御を行う手段と、
この位置制御後の上記多チャネルX線検出器の計測信号から画像再構成を行う処理手段と、
より成るX線CT装置を開示する。
【0010】
更に本発明は、X線管と、
X線管からの放出X線をファンビーム化するコリメータと、
X線管と対向して、被検体を搭載する天板の周囲を回転する、多チャネルX線検出器と、
2つの信号A、Bを出力する2チャンネル構成をなし、ファンビームX線の熱ドリフトを含むX線ビームの移動なしでA=Bとなる関係の2つのチャンネル信号A、Bであって、X線ビームの移動があればその移動に応じて2つのチャンネル信号A、Bの間に差分A−Bが生ずる関係の2つのチャンネル信号A、Bを出力するX線検出器と、
管電圧及び又は管電流の大きさに応じて利得の大きさが切替えられると共に、上記信号A、Bを入力しその利得に応じた信号A’、B’を出力する利得手段と、
コリメータ駆動機構と、
出力信号A’、B’についての熱ドリフトを含むX線ビームの移動によるA’≠B’の場合に、A’=B’とするように、上記コリメータ駆動機構を介してコリメータの位置制御を行う手段と、
このコリメータの位置制御後の上記多チャネルX線検出器の計測信号から画像構成を行う処理手段と、
より成るX線CT装置を開示する。
【0011】
本発明は、前記管電圧及び又は管電流による利得切替えは、X線強度信号が少なくて信号A、Bのレベルが小さい時には信号A、Bのレベルの大きい時に比して利得を大きくするように切替えるものとしたX線CT装置を開示する。
更に本発明は、前記管電圧及び管電流による利得切替えは、熱ドリフトの発生していない状態でA’=B’となるように利得切替えると共に、X線強度が小さくて信号A、Bのレベルが小さい時には信号A、Bのレベルの大きい時に比して利得を大きくするように切替えるものとしたX線CT装置を開示する。
【0013】
更に本発明は、上記管電圧及び又は管電流による利得切替えは、X線強度信号が少なくて信号A、Bのレベルが小さい時には信号A、Bのレベルの大きい時に比して利得を大きくするように切替えるものとした請求項3又は4のX線CT装置を開示する。
【0014】
更に本発明は、上記管電圧及び管電流による利得切替えは、熱ドリフトの発生していない状態でA′=B′となるように利得切替えると共に、X線強度が小さくて信号A、Bのレベルが小さい時には信号A、Bのレベルの大きい時に比して利得を大きくするように切替えるものとした請求項3又は4のX線CT装置を開示する。
【0015】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明のX線CTシステムの構成例図である。図において、ガントリ1の中央部には開孔が形成され、この開孔には、ベット14の駆動にともなって被検体5が挿入配置される。ガントリ1にはX線管2とコリメータ3とX線検出器4が配置され、X線管2及びコリメータ3とX線検出器4は前記被検体5を間にして互いに対向配置されている。X線管2は制御装置6の制御によってX線の放出を行う。コリメータ3は、図3に示すように、X線管2内の陰極2Aより放出された電子線が回転陽極2Bに衝突することにより発生する円錐状のX線ビームを、厚さ(スライス幅)を持った扇状ビーム3Aにコリメートする。コリメータ3を通過した扇状X線ビーム3Aが被検体5を通る。円弧状の多チャンネル形X線検出器4が被検体5を通過したX線を検出する。
【0016】
X線管2とX線検出器4は互いに対向したまま被検体5を中心として回転する。この回転は走査部制御装置8によって駆動される駆動装置7によって行う。走査部制御装置8は画像処理装置11からの出力信号によって駆動される。
更に、X線検出器4からの出力は、増幅器9を介してA/D変換器10によってディジタル化され前記画像処理装置11に入力する。
そして、この画像処理装置11によって画像処理により再構成像を得る。再構成像は、ディスプレイ12に表示したり、あるいは記憶装置13に記録したりする。
【0017】
図1は、本発明の管電圧の大小による強度分布シフトの補正制御(相殺又は低減)手段付加例を示す。X線管2は、内部に電子線を発生する陰極2A、この電子線の標的となる回転陽極2Bとを持つ。回転陽極2Bが電子線を受けてX線2Cを放出する。X線管2は、ウォームギヤ等の駆動機構18によって矢印(紙面の左右)方向に微動できるようになっている。
回転陽極2Bからの放出X線2Cはコリメータ3によってスライスの幅を制御してファンビーム状にコリメートされ、被検体5に照射され、この透過X線はX線検出器4で検出される。尚、X線検出器4は多チャンネル形であり、紙面に直交する方向にチャンネルが形成されている。
【0018】
コリメータ3Bはく放出X線2Cの一部を取り込み、2チャンネルX線検出器4Bで、ファンビームX線の移動によるシフト及び管電圧の大小による強度分布シフトを検出可能なように、コリメートする。
【0019】
図のファンビームX線Fと検出器4Bの感応領域との関係は以下の通りである。斜線領域42と43とは不感領域、白ヌキ領域40と41とは感応領域である。ファンビームX線Fが感応領域40と41との中間位置(デッドライン)45に対して、直交する方向になるように、ファンビームX線Fに対して検出器4Bを配置する。熱ドリフトによる前後動シフトがない正常位置がファンビームX線のP0位置であり、このP0位置にあっては、感応領域40と41との出力は等しい。一方、前に移動すると、P0→P1方向にファンビームX線Fが移動し、後に移動すると、P0→P2方向にファンビームX線Fが移動する。
従ってP0、P1、P2位置での各出力A、Bは以下の如くなる。
P0位置ではA=B
P1位置ではA>B
P2位置ではA<B
【0020】
以上のX線検出器4Bの出力A、Bの差分(A−B)を求め、この差分を零(A=B)にするように制御を行う。この制御系統が、負帰還系を形成する比較器15及び制御装置16、駆動機構18である。即ち、比較器15で差分(A−B)をとり、制御装置16、駆動機構18で差分(A−B)を零にするようにX線管2の位置制御を行う。
然るに、管電圧による強度分布シフトが存在すると、P0位置であってもA=Bとならない。P1、P2位置でもA、Bの成分の中に強度分布シフトの影響がスライス幅方向に現われ、本来のA、Bでなくなり、X線管の位置制御を正しく行えない。これを、図6で説明する。
【0021】
管電圧によってスライス方向でX線の強度分布がシフトすることが、本件発明者によって確認できた。この際の強度分布の様子を図5に示す。横軸がスライス幅方向の座標値、縦軸がX線相対強度を示す。管電圧として、80KV、100KV、120KVの3つの例を示した。この図から明らかなことは、管電圧の大きさによって、分布ピーク位置が、80KVでa、100KVでb、120KVでcとシフトし、且つ分布形状もそれに応じて変化する。こうした分布ピーク位置のシフト、分布形状のシフトが生ずると、出力A、Bにその影響が現われ、本来の熱ドリフトシフトによる出力A、Bと異なったものになる。
【0022】
そこで、本実施の形態では、熱ドリフトのないX線管の立ち上げ時に、A=Bとなるように調整される可変利得(G)増幅器17(例えばAGC)を設けた。そして、このX線管の立ち上げ時に、その時の管電圧によってもA=Bとなるように、利得設定を行う。この利得設定は、利得制御回路19によって行う。管電圧による適正利得は事前に定まる場合にはラッチしておきこの信号19Aによって制御してよい。事前に定まらない場合には、X線管2を熱ドリフトシフトのない位置に設定しておき、その状態で使用する管電圧によってX線を曝射してA=Bとなるように利得選択を行う。
【0023】
G設定は、X線CT装置の立ち上げ時に行うが、この調整後にあってのX線管の実働時に、熱ドリフトシフトが発生した場合でも、管電圧強度分布シフトの補正がなされているため、下記の負帰還系が働く。即ち、比較器15→制御装置16→駆動機構18→検出器4B→比較器15なる閉ループ負帰還系を構成しておき、比較器15の出力Qが零となるように、この負帰還系を働かせる。これは、比較器15の出力Qが制御装置16に入力し、その出力Qを零にするように駆動機構18を働かせることで実現する。
【0024】
熱ドリフトの相殺制御の従来例としては、特開平4−227238がある。これは、X線管の放出側にあるファンビーム用コリメータに対して、熱ドリフトを相殺するように、位置(回転を含む)制御するようにしたものである。これにより、ファンビームX線が、多チャンネルX線検出器に、位置ずれを起こすことなく入力できるようになる。これはX線管の位置制御に代わる例であるが、かかるコリメータ制御を行わせるやり方にも適用できる。この場合、比較器15の出力でコリメータの制御を行う。
【0025】
図1の実施の形態では、管電圧の大小によって利得Gを変更して比較器15で比較を行い、ビームシフトの相殺をはかるようにした。然るに、比較器15への入力信号の中にノイズが混入し比較の精度を低下させるとの問題を持つことがあった。これの理由と新しい実施の形態とについて以下で説明する。
【0026】
X線検出器4Bの2つの出力A、Bのレベルは、X線強度により大きく変化する。図7(a)、(b)にその様子を示す。図7(a)はX線強度が小さい場合、図7(b)はX線強度が大きい場合である。かかる図7(a)、(b)で、信号A、BにノイズN(N1、N2)が重畳する。ノイズ源としては、各種電気回路からの高周波ノイズ、ホトカップリング機構等から発生する高周波ノイズ、X線源からのX線の微少なばらつきによるノイズ等が考えられる。いずれにしろ、信号A、BそれぞれにノイズN1、N2が重畳する。
【0027】
高周波ノイズN1、N2が重畳していると、信号レベルの低い図7(a)では信号AとBとの大小の比較が正確にしにくい。信号レベルの大きい図7(b)ではノイズN1、N2が混入していても、本来のA、Bに比してノイズN1、N2のレベルが相対的に小さいため、AとBとの大小の比較は正しく行われる。
そこで、本発明では、図7(a)の如き、信号A、Bのレベルが小さい場合に、そのレベルを大きくすべく利得制御を行わせAをA′、BをB′にして出力させることにした。その実施の形態を図6に示す。図1に対比して、X線検出器4Bの2つの出力端に、可変利得増幅回路(例えばAGC)21、22を設け、これを利得制御回路20によって利得制御するようにした。利得制御回路20は、設定されたX線強度(管電圧、管電流で定まる値)を入力とし、設定X線強度が大であれば利得を変化させず、設定X線強度が小であれば利得を大きくするように、利得増幅回路20、21を制御する。図8には、図7の(イ)、(ロ)に対する制御例を示す。図8(イ)が図7(イ)に対応したものであり、利得を大きくした例、図8(ロ)が図7(ロ)に対応し、利得を変更しない例を示す(従って、図6(ロ)と図7(ロ)とは同一波形)。図7(イ)は一つの例であって、その他に図7(ロ)の波形に近くて種々の大小のレベルのものがあるが、それらに対してもX線強度の大きさに応じて利得変更を行えばよい。
【0028】
尚、利得増幅回路20、21は、ノイズN1、N2の周波数帯では利得制御感度が低く、それ以下の周波数帯(直流成分を含む)では利得制御感度が大きくなるような回路構成にすることが望ましい。これにより、図9に示すような信号AとBとの大小の区別はつくもののノイズN1とN2とで示すようなノイズの一部がレベル的に互いに重なっているような場合にも、図8(イ)の如き峻別のつく2つの波形A、Bを得ることができる。
【0029】
このような利得制御を行うことで、図8(イ)の如き波形信号が比較器15への入力A′、B′となり、ノイズN1、N2がA、Bに乗っていても、両者のレベルの大小を確実に比較できることになった。
【0030】
図6の実施の形態では、利得増幅回路17と区別して利得増幅回路22を設けたが、両者を1つにして、別々の制御又は重畳した制御を行わせてもよい。更に、図1の実施の形態によるX線管の位置制御の他に、特開平4−227238によりコリメータの位置制御の例にも適用できる。
【0031】
以上はX線CT計測の例で説明したが、CT計測のみでなくCT装置によるX線透視撮影にも利用できる。またX線CT装置以外への適用、例えばX線源を使うすべてのX線装置に適用可能である。また、熱ドリフトシフトの例としたが、機械系の微動シフト等にも適用できる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、管電圧の大小によるX線強度分布シフトを補正できた。
更に本発明によれば、X線強度分布シフトを補正したもとで、熱ドリフトシフトによるX線ファンビームの位置ずれも、正しく補正できるようになった。
更に本発明によれば、X線強度が小さい時のノイズの重畳による信号A、Bの比較の誤りをなくすことができることになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線CT装置の構成例図である。
【図2】X線CTシステムの全体構成例図である。
【図3】ファンビームX線を得るための構成図である。
【図4】本発明の2チャネルX線検出器の感応領域とX線ファンビームシフト例とを示す図である。
【図5】管電圧の大小によるファンビーム内X線強度分布シフト例を示す図である。
【図6】本発明の他の実施の形態であるX線CT装置を示す図である。
【図7】信号A、Bにノイズが重畳した波形図である。
【図8】信号A、Bを増幅した波形図である。
【図9】信号A、Bにノイズが重畳した他の波形図である。
【符号の説明】
1 ガントリ
2 X線管
3 コリメータ
4 多チャネルX線検出器
5 被検体
2B 回転陽極
2C ファンビームX線
3B コリメータ
4B 2チャネルX線検出器
15 比較器
16 制御装置
17 増幅器
18 駆動機構
19 増幅率制御回路
40、41 感応領域
42、43 不感応領域
P0、P1、P2 ファンビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray CT apparatus that performs X-ray beam shift correction.
[0002]
[Prior art]
The X-ray CT apparatus has an X-ray tube and a collimator that collimates the emitted X-ray in a fan beam shape. X-rays passing through the collimator are turned into a fan beam and irradiated onto the subject. A multi-channel X-ray detector having an arrangement relationship facing the X-ray tube detects X-rays transmitted through the subject. The output of the X-ray detector is AD converted and input to the image processing apparatus. The X-ray tube and the X-ray detector rotate in a positional relationship facing each other. During this rotation, the X-ray tube continuously or intermittently emits X-rays, and a predetermined pitch angle (this) Is called the projection angle), the X-ray detector detects the X-ray transmitted through the subject. The output of the X-ray detector obtained by one rotation or half rotation 180 ° (+ α) under the facing positional relationship is subjected to various pre-processing and reconstruction processing by the image processing apparatus. Obtain a composition image.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
For image reconstruction, it is necessary that the fan beam X-rays accurately enter the X-ray sensitive region of the X-ray detector. By aligning the X-ray tube, the collimator and the X-ray detector, the X-rays emitted from the X-ray tube are turned into a fan beam by the collimator, and the fan beam X-ray is converted into an X-ray sensitive region of the X-ray detector. Incident to.
Such X-ray tubes, collimators, and X-ray detectors are designed and assembled to be mechanically aligned with each other.
[0004]
However, even under such design and assembly, the fan beam X-rays may move and cause a positional shift (shift). The main cause of the displacement is movement due to thermal drift of the X-ray tube itself.
[0005]
Due to the movement of the X-ray tube, the focal point is shifted, and a planned fan beam X-ray cannot be obtained.
Even if there is movement of the X-ray tube due to thermal drift, a shift correction method that detects the movement amount and cancels the movement amount is conceivable. One example is JP-A-4-227238. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-227238 performs position control so as to cancel the movement amount with respect to a collimator as a means for obtaining a fan beam.
In order to cancel the movement amount due to thermal drift, it is necessary to accurately detect the movement amount.
[0006]
In addition, the position of the collimator is controlled in order to eliminate the shift caused by the thermal drift of the X-ray beam. However, there is a problem that noise is superimposed on the signal for detecting the shift and the shift amount cannot be detected correctly.
[0007]
An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus that can accurately detect the amount of movement of an X-ray tube due to thermal drift or the like.
[0008]
It is a further object of the present invention to provide an X-ray CT apparatus that can cancel the movement of X-rays without using position control on the collimator.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises an X-ray tube;
An X-ray tube drive mechanism;
A collimator that converts the emitted X-rays from the X-ray tube into a fan beam;
A multi-channel X-ray detector that rotates around the top plate on which the subject is mounted, facing the X-ray tube,
A two-channel configuration that outputs two signals A and B, and two channel signals A and B having a relationship of A = B without movement of the X-ray beam including thermal drift of the fan beam X-ray , and X-ray detector for outputting a line beam two-channel signal a in response to the movement, if the movement is, the two channel signals a difference a-B is produced relationship between B, and B,
Gain means for switching the magnitude of the gain according to the magnitude of the tube voltage and / or the tube current, inputting the signals A and B, and outputting the signals A ′ and B ′ according to the gain;
When the output signals A ′ and B ′ with respect to the signals A and B obtained after the gain switching are A ′ ≠ B ′ due to the movement of the X-ray beam including thermal drift, the above X is set so that A ′ = B ′. Means for controlling the position of the X-ray tube via the tube driving mechanism;
Processing means for performing image reconstruction from the measurement signal of the multi-channel X-ray detector after the position control;
An X-ray CT apparatus comprising the same is disclosed.
[0010]
The present invention further includes an X-ray tube,
A collimator that converts the emitted X-rays from the X-ray tube into a fan beam;
A multi-channel X-ray detector that rotates around the top plate on which the subject is mounted, facing the X-ray tube;
A two-channel configuration that outputs two signals A and B, and two channel signals A and B having a relationship of A = B without movement of the X-ray beam including thermal drift of the fan beam X-ray , and X-ray detector for outputting a line beam two-channel signal a in response to the movement, if the movement is, the two channel signals a difference a-B is produced relationship between B, and B,
Gain means for switching the magnitude of the gain according to the magnitude of the tube voltage and / or the tube current, inputting the signals A and B, and outputting the signals A ′ and B ′ according to the gain;
A collimator driving mechanism;
When A ′ ≠ B ′ due to movement of the X-ray beam including thermal drift for the output signals A ′ and B ′, the collimator position control is performed via the collimator driving mechanism so that A ′ = B ′. Means to do,
Processing means for constructing an image from the measurement signal of the multi-channel X-ray detector after the position control of the collimator;
An X-ray CT apparatus comprising the same is disclosed.
[0011]
According to the present invention, the gain switching by the tube voltage and / or the tube current is such that when the X-ray intensity signal is small and the levels of the signals A and B are small, the gain is increased compared to when the levels of the signals A and B are large. An X-ray CT apparatus intended for switching is disclosed.
Further, according to the present invention, the gain switching by the tube voltage and the tube current is performed so that A ′ = B ′ in a state where no thermal drift occurs, and the X-ray intensity is small and the levels of the signals A and B are low. An X-ray CT apparatus is disclosed in which the gain is switched to be larger when the level of the signals A and B is larger than when the level of the signals A and B is large.
[0013]
Further, according to the present invention, the gain switching by the tube voltage and / or the tube current increases the gain when the X-ray intensity signal is small and the signals A and B are small compared to when the signals A and B are large. An X-ray CT apparatus according to
[0014]
Further, according to the present invention, the gain switching by the tube voltage and the tube current is performed so that A ′ = B ′ in a state where no thermal drift occurs, and the X-ray intensity is small and the levels of the signals A and B are reduced. The X-ray CT apparatus according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 is a configuration example of the X-ray CT system of the present invention. In the figure, an opening is formed in the center of the
[0016]
The
Further, the output from the
Then, the image processing apparatus 11 obtains a reconstructed image by image processing. The reconstructed image is displayed on the display 12 or recorded in the
[0017]
FIG. 1 shows an example of addition of correction control (cancellation or reduction) means for intensity distribution shift according to the magnitude of the tube voltage according to the present invention. The
The emitted X-ray 2C from the
[0018]
The collimator 3B takes in a part of the emitted X-ray 2C and collimates it so that the two-channel X-ray detector 4B can detect the shift due to the movement of the fan beam X-ray and the intensity distribution shift due to the magnitude of the tube voltage.
[0019]
The relationship between the fan beam X-ray F in the figure and the sensitive region of the detector 4B is as follows. The hatched
Accordingly, the outputs A and B at the positions P 0 , P 1 and P 2 are as follows.
In the P 0 position, A = B
In the P 1 position A> B
In the P 2 position A <B
[0020]
The difference (A−B) between the outputs A and B of the X-ray detector 4B described above is obtained, and control is performed so that this difference becomes zero (A = B). This control system is a
However, if there is an intensity distribution shift due to the tube voltage, A = B does not occur even at the P 0 position. Even at the P 1 and P 2 positions, the influence of the intensity distribution shift appears in the slice width direction in the components of A and B, and the positions of the X-ray tube cannot be correctly controlled because they are not the original A and B. This will be described with reference to FIG.
[0021]
It has been confirmed by the present inventors that the X-ray intensity distribution shifts in the slice direction due to the tube voltage. FIG. 5 shows the intensity distribution at this time. The horizontal axis represents the coordinate value in the slice width direction, and the vertical axis represents the X-ray relative intensity. Three examples of tube voltages of 80 KV, 100 KV, and 120 KV are shown. It is clear from this figure that the distribution peak position shifts to a at 80 KV, b at 100 KV, and c at 120 KV, and the distribution shape changes accordingly depending on the magnitude of the tube voltage. When such a shift of the distribution peak position and the shift of the distribution shape occur, the influence appears on the outputs A and B, which are different from the outputs A and B due to the original thermal drift shift.
[0022]
Therefore, in this embodiment, a variable gain (G) amplifier 17 (for example, AGC) is provided that is adjusted so that A = B when the X-ray tube without thermal drift is started up. Then, when the X-ray tube is started up, the gain is set so that A = B is also obtained by the tube voltage at that time. This gain setting is performed by the
[0023]
The G setting is performed when the X-ray CT apparatus is started up. However, even if a thermal drift shift occurs during the actual operation of the X-ray tube after this adjustment, the tube voltage intensity distribution shift is corrected. The following negative feedback system works. That is, a closed-loop negative feedback system consisting of
[0024]
As a conventional example of the thermal drift canceling control, there is JP-A-4-227238. In this case, the position (including rotation) of the fan beam collimator on the emission side of the X-ray tube is controlled so as to cancel out the thermal drift. As a result, the fan beam X-ray can be input to the multi-channel X-ray detector without causing a positional shift. This is an example replacing the position control of the X-ray tube, but can also be applied to a method of performing such collimator control. In this case, the collimator is controlled by the output of the
[0025]
In the embodiment of FIG. 1, the gain G is changed depending on the magnitude of the tube voltage, and the comparison is performed by the
[0026]
The levels of the two outputs A and B of the X-ray detector 4B vary greatly depending on the X-ray intensity. This is shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 7A shows a case where the X-ray intensity is low, and FIG. 7B shows a case where the X-ray intensity is high. In FIGS. 7A and 7B, noise N (N 1 , N 2 ) is superimposed on the signals A and B. As the noise source, high-frequency noise from various electric circuits, high-frequency noise generated from a photo coupling mechanism or the like, noise due to slight variations in X-rays from the X-ray source, and the like are considered. In any case, noises N 1 and N 2 are superimposed on the signals A and B, respectively.
[0027]
If the high-frequency noises N 1 and N 2 are superimposed, it is difficult to accurately compare the signals A and B in FIG. 7A where the signal level is low. In FIG. 7B where the signal level is large, even if noises N 1 and N 2 are mixed, the levels of the noises N 1 and N 2 are relatively small compared to the original A and B. The comparison of size with is correct.
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 7A, when the levels of the signals A and B are small, gain control is performed to increase the levels so that A is A 'and B is B'. I made it. The embodiment is shown in FIG. In contrast to FIG. 1, variable gain amplifier circuits (for example, AGC) 21 and 22 are provided at two output ends of the
[0028]
The
[0029]
By performing such gain control, the waveform signal as shown in FIG. 8 (a) becomes the inputs A 'and B' to the
[0030]
In the embodiment of FIG. 6, the
[0031]
Although the above has been described with respect to the example of X-ray CT measurement, it can be used not only for CT measurement but also for X-ray fluoroscopic imaging using a CT apparatus. Further, the present invention is applicable to applications other than X-ray CT apparatuses, for example, all X-ray apparatuses using an X-ray source. In addition, although the example of the thermal drift shift has been described, it can also be applied to a fine movement shift of a mechanical system.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, the X-ray intensity distribution shift due to the magnitude of the tube voltage can be corrected.
Further, according to the present invention, the X-ray fan beam position shift due to the thermal drift shift can be corrected correctly while correcting the X-ray intensity distribution shift.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to eliminate an error in comparing the signals A and B due to noise superposition when the X-ray intensity is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration example diagram of an X-ray CT apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an X-ray CT system.
FIG. 3 is a configuration diagram for obtaining a fan beam X-ray;
FIG. 4 is a diagram showing a sensitive region and an X-ray fan beam shift example of the two-channel X-ray detector of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of an X-ray intensity distribution shift in a fan beam depending on the magnitude of a tube voltage.
FIG. 6 is a diagram showing an X-ray CT apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a waveform diagram in which noise is superimposed on signals A and B. FIG.
8 is a waveform diagram obtained by amplifying signals A and B. FIG.
FIG. 9 is another waveform diagram in which noise is superimposed on signals A and B;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
X線管駆動機構と、
X線管からの放出X線をファンビーム化するコリメータと、
X線管と対向して、被検体を搭載する天板の周囲を、回転する多チャネルX線検出器と、
2つの信号A、Bを出力する2チャンネル構成をなし、ファンビームX線の熱ドリフトを含むX線ビームの移動なしでA=Bとなる関係の2つのチャンネル信号A、Bであって、X線ビームの移動があればその移動に応じて2つのチャンネル信号A、Bの間に差分A−Bが生ずる関係の2つのチャンネル信号A、Bを出力するX線検出器と、
管電圧及び又は管電流の大きさに応じて利得の大きさが切替えられると共に、上記信号A、Bを入力しその利得に応じた信号A’、B’を出力する利得手段と、
この利得切替え後に得られる信号A、Bに対する出力信号A’、B’について熱ドリフトを含むX線ビームの移動によるA’≠B’の場合に、A’=B’とするように、上記X線管駆動機構を介してX線管の位置制御を行う手段と、
この位置制御後の上記多チャネルX線検出器の計測信号から画像再構成を行う処理手段と、
より成るX線CT装置。An X-ray tube;
An X-ray tube drive mechanism;
A collimator that converts the emitted X-rays from the X-ray tube into a fan beam;
A multi-channel X-ray detector that rotates around the top plate on which the subject is mounted, facing the X-ray tube,
A two-channel configuration that outputs two signals A and B, and two channel signals A and B having a relationship of A = B without movement of the X-ray beam including thermal drift of the fan beam X-ray , and X-ray detector for outputting a line beam two-channel signal a in response to the movement, if the movement is, the two channel signals a difference a-B is produced relationship between B, and B,
Gain means for switching the magnitude of the gain according to the magnitude of the tube voltage and / or the tube current, inputting the signals A and B, and outputting the signals A ′ and B ′ according to the gain;
When the output signals A ′ and B ′ with respect to the signals A and B obtained after the gain switching are A ′ ≠ B ′ due to the movement of the X-ray beam including thermal drift, the above X is set so that A ′ = B ′. Means for controlling the position of the X-ray tube via the tube driving mechanism;
Processing means for performing image reconstruction from the measurement signal of the multi-channel X-ray detector after the position control;
X-ray CT apparatus comprising:
X線管からの放出X線をファンビーム化するコリメータと、
X線管と対向して、被検体を搭載する天板の周囲を回転する、多チャネルX線検出器と、
2つの信号A、Bを出力する2チャンネル構成をなし、ファンビームX線の熱ドリフトを含むX線ビームの移動なしでA=Bとなる関係の2つのチャンネル信号A、Bであって、X線ビームの移動があればその移動に応じて2つのチャンネル信号A、Bの間に差分A−Bが生ずる関係の2つのチャンネル信号A、Bを出力するX線検出器と、
管電圧及び又は管電流の大きさに応じて利得の大きさが切替えられると共に、上記信号A、Bを入力しその利得に応じた信号A’、B’を出力する利得手段と、
コリメータ駆動機構と、
出力信号A’、B’についての熱ドリフトを含むX線ビームの移動によるA’≠B’の場合に、A’=B’とするように、上記コリメータ駆動機構を介してコリメータの位置制御を行う手段と、
このコリメータの位置制御後の上記多チャネルX線検出器の計測信号から画像構成を行う処理手段と、
より成るX線CT装置。An X-ray tube;
A collimator that converts the emitted X-rays from the X-ray tube into a fan beam;
A multi-channel X-ray detector that rotates around the top plate on which the subject is mounted, facing the X-ray tube;
A two-channel configuration that outputs two signals A and B, and two channel signals A and B having a relationship of A = B without movement of the X-ray beam including thermal drift of the fan beam X-ray , and X-ray detector for outputting a line beam two-channel signal a in response to the movement, if the movement is, the two channel signals a difference a-B is produced relationship between B, and B,
Gain means for switching the magnitude of the gain according to the magnitude of the tube voltage and / or the tube current, inputting the signals A and B, and outputting the signals A ′ and B ′ according to the gain;
A collimator driving mechanism;
When A ′ ≠ B ′ due to movement of the X-ray beam including thermal drift for the output signals A ′ and B ′, the collimator position control is performed via the collimator driving mechanism so that A ′ = B ′. Means to do,
Processing means for constructing an image from the measurement signal of the multi-channel X-ray detector after the position control of the collimator;
X-ray CT apparatus comprising:
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