JP4156311B2

JP4156311B2 - データ補正方法およびｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP4156311B2
Application number: JP2002268037A
Authority: JP
Inventors: 正健貫井
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP2004105237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ補正方法およびＸ線ＣＴ（Ｃomputed Ｔomograhy）装置に関し、さらに詳しくは、Ｘ線管内で起こる異常放電（スピッツ：spits）と検出器の参照チャネルへのＸ線の入射妨害（ref. obstruction）とを区別してデータを補正することが出来るデータ補正方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００２−０５８６６８号公報には、参照チャネルで得たデータを用いて行う参照補正方法の一例が記載されている。
【０００３】
特開平１１−２８３７８９号公報には、Ｘ線管内で起こる異常放電への対処方法の一例が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
検出器の両端または一端のチャネルが参照チャネルとされるが、被検体の位置が不適正であったり、被検体の体格が非常に大きかったりすると、ビュー角度によっては参照チャネルに入射するＸ線が被検体で妨害されてしまう（これをＸ線の入射妨害と呼ぶ）場合があり、参照チャネルデータが正常な値より小さくなってしまう。この場合、参照チャネルデータについてはＸ線の入射妨害に対する補正を考慮しなければならないが、他のチャネルのデータについてはＸ線の入射妨害に対する補正を考慮する必要がない。
【０００５】
一方、Ｘ線管内で異常放電が起こった場合、参照チャネルデータも他のチャネルのデータも正常な値より小さくなってしまうため、参照チャネルデータについても他のチャネルのデータについても異常放電に対する補正を考慮する必要がある。
【０００６】
しかし、従来は、Ｘ線の入射妨害と異方放電とを区別した処理がなされていない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、異常放電と参照チャネルへのＸ線の入射妨害とを区別してデータを補正することが出来るデータ補正方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置で参照チャネルデータおよび管電圧を監視し、参照チャネルデータの低下を検出したが管電流の低下を検出せず且つ前回も異常放電状態でなかった場合は異常放電補正を行わないことを特徴とするデータ補正方法を提供する。
上記第１の観点によるデータ補正方法では、「参照チャネルデータが低下する」という第１の条件を満たしても、「管電圧が低下する」又は「前回が異常放電状態であった」という第２の条件を満たさなければ、異常放電補正を行わないようにした。このため、参照チャネルへのＸ線の入射妨害時に、必要がない異常放電補正を行ってしまうことを回避できる。
なお、第２の条件に「前回が異常放電状態であった」ことを含めているのは、異常放電が止まって管電圧が復旧しても、Ｘ線量の復旧が遅延することがあるからである。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、上記構成のデータ補正方法において、参照チャネルデータの低下および管電圧の低下を検出した場合および参照チャネルデータの低下を検出し且つ前回が異常放電状態であった場合は、管電圧の低下が小さい場合は対応するビューのデータを使用し、管電圧の低下が大きい場合は対応するビューのデータをその前後のビューのデータにより補正することを特徴とするデータ補正方法を提供する。
上記第２の観点によるデータ補正方法では、異常放電時に、管電圧の低下が小さい場合は、対応するビューのデータを使用するので、第ｊビューの情報を生かすことが出来る。一方、管電圧の低下が大きい場合は、対応するビューのデータを、その前後のビューのデータにより補正するので、異常放電に起因するアーチファクトを低減できる。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、参照チャネルデータの低下を検出したが管電流の低下を検出せず且つ前回も異常放電状態でなかった場合は参照チャネルデータを補正することを特徴とするデータ補正方法を提供する。
上記第３の観点によるデータ補正方法では、参照チャネルへのＸ線の入射妨害状態であるため、参照チャネルデータをそのまま使用すると、不適当なレファレンス補正が行われてしまう。そこで、参照チャネルデータを補正する。これにより、適当なレファレンス補正を行うことが出来る。
【００１０】
第４の観点では、本発明は、上記構成のデータ補正方法において、参照チャネルデータを補正する場合、対応するビューの参照チャネルデータを捨てて、実測した管電流に対応した参照チャネルデータを使用することを特徴とするデータ補正方法を提供する。
上記第４の観点によるデータ補正方法では、参照チャネルへのＸ線の入射妨害状態であるため、参照チャネルデータをそのまま使用すると、不適当なレファレンス補正が行われてしまう。そこで、対応するビューの参照チャネルデータを捨てて、実測した管電流に対応した参照チャネルデータを使用する。これにより、適当なレファレンス補正を行うことが出来る。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、参照チャネルデータおよび管電圧を監視する手段と、参照チャネルデータの低下および管電圧の低下を検出した場合および参照チャネルデータの低下を検出し且つ前回が異常放電状態であった場合は異常放電と判定すると共に参照チャネルデータの低下を検出したが管電流の低下を検出せず且つ前回も異常放電状態でなかった場合は参照チャネル妨害と判定する判定手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第５の観点によるＸ線ＣＴ装置では、「参照チャネルデータが低下する」という第１の条件だけでなく、「管電圧が低下する」又は「前回が異常放電状態であった」という第２の条件をも考慮するため、異常放電と参照チャネル妨害とを適正に区別することが出来る。
【００１２】
第６の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、異常放電と判定した場合に実測した管電圧を用いてビームハードニング補正するビームハードニング補正手段と、管電圧の低下が大きい場合は対応するビューのデータをその前後のビューのデータにより補正する異常放電補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第６の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第２の観点によるデータ補正方法を好適に実施できる。また、実測した管電圧を用いてビームハードニング補正するので、操作者が設定した管電圧を用いてビームハードニング補正するよりも、適正なビームハードニング補正を行える。
【００１３】
第７の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、参照チャネル妨害と判定した場合に参照チャネルデータを補正する参照チャネルデータ補正手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第７の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第３の観点によるデータ補正方法を好適に実施できる。
【００１４】
第８の観点では、本発明は、請求項７上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記参照チャネルデータ補正手段は、対応するビューの参照チャネルデータを捨てて、実測した管電流に対応した参照チャネルデータを使用することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第８の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第４の観点によるデータ補正方法を好適に実施できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１７】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、本発明に係るデータ補正処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータやＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００１８】
撮影テーブル１０は、被検体を乗せて走査ガントリ２０のボア（空洞部）に入れ出しするクレードル１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータで駆動される。
【００１９】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１などを回転させる回転コントローラ２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御インタフェース２９とを具備している。
なお、検出器２４の多数のチャネルのうちの端のチャネルが参照チャネルになっている。
【００２０】
図２は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の流れを示すフロー図である。
ステップＳ１では、走査ガントリ２０でＸ線管２１と検出器２４とを撮影対象の周りに回転させながら、ビュー毎に、チャネル番号ｉとビュー番号ｊとで表わされるデータDat_i,jおよび参照チャネルデータRef_jを収集する。このとき、操作者が予め設定した管電圧および管電流でＸ線管２１は駆動されるが、異常放電を生じると管電圧および管電流が変動するため、実際の管電圧ｋＶおよび管電流ｍＡの実測も行う。
【００２１】
ステップＳ２では、前処理（オフセット補正，対数変換，レファレンス補正，感度補正など）を行う。この前処理の要部については、図３を参照して後述する。
【００２２】
ステップＳ３では、前処理したデータDat_i,jに画像再構成処理を施してＣＴ画像を生成する。
ステップＳ４では、ＣＴ画像に対して後処理を行い、表示に適したＣＴ画像とする。
ステップＳ５では、ＣＴ画像をＣＲＴ６に表示する。
【００２３】
図３は、前処理Ｓ２の要部ステップを示すフロー図である。
ステップＰ１では、第ｊビューの参照チャネルデータをRef_jとし、参照チャネルデータ用閾値係数をＴhref（０＜Ｔhref＜１。例えばＴhref＝０.５）とし、前の正常な状態での参照チャネルデータをOld_Refとするとき、
Ref_j≦Ｔhref・Old_Ref
が成立すれば、つまり、Ｘ線強度が急に低下すれば、異常放電か参照チャネル妨害が生じていると判定し、ステップＰ２へ進む。不成立なら、異常放電も参照チャネル妨害も生じていないと判定し、ステップＰ８へ進む。
【００２４】
ステップＰ２では、第ｊビューの管電圧をkV_jとし、管電圧用閾値係数をＴh1kV（０＜Ｔh1kV＜１。例えばＴh1kV＝０.８）とし、前の正常な状態での管電圧をOld_kVとするとき、
kV_j≦Ｔh1kV・Old_kV
が成立すれば、つまり、管電圧が急に低下すれば、異常放電が生じていると判定し、ステップＰ３へ進む。また、前ビューが異常放電状態であったなら、異常放電からまだ回復していないと判定し、ステップＰ３へ進む。いずれも不成立なら、参照チャネル妨害が生じていると判定し、ステップＰ５へ進む。
【００２５】
ステップＰ３では、異常放電程度判定用閾値係数をＴh2kV（０＜Ｔh2kV＜１。例えばＴh2kV＝０.７）とするとき、
kV_j≦Ｔh2kV・Old_kV
が成立すれば、異常放電の程度が大きいと判定し、ステップＰ４へ進む。不成立なら、異常放電の程度が小さいか又は異常放電からある程度回復していると判定し、そのままデータDat_i,jを使用するべくステップＰ４をスキップし、ステップＰ８へ進む。
【００２６】
ステップＰ４では、第ｉチャネルの第ｊビューのデータDat_i,jを、その前後のビューの第ｉチャネルのデータDat_i,j-2，Dat_i,j-1，Dat_i,j+1，Dat_i,j+2で補正する。すなわち、
Dat_i,j←(α2・Dat_i,j-2＋α1・Dat_i,j-1＋β・Dat_i,j＋γ1・Dat_i,j+1＋γ2・Dat_i,j+2)／(α2＋α1＋β＋γ1＋γ2)
０＜α2，α1，β，γ1，γ2
これが異常電圧補正（スピッツ補正）である。
ここで、長い異常放電なら２ビュー分くらい続くので、前後の２ビュー分のデータを用いることで、正常なビューのデータを必ず２つ以上入れることが出来る。これに対して、従来のように前後の１ビュー分のデータを用いると、正常なビューのデータが１つだけになることがある。
また、β＝０としてもよい。
この後、ステップＰ８へ進む。
【００２７】
ステップＰ５では、実測した管電流ｍＡに対応する参照チャネルデータを用いてレファレンス補正する。例えば、第ｊビューの管電流mA_jが「２００」であるとすると、実測した管電流mAが「２００」の正常なビューの参照チャネルデータRefを探し、それを参照チャネルデータRef_jとし、これを用いてレファレンス補正する。その値が、参照チャネル妨害が生じなかった場合の値と推定できるからである。
なお、第ｊビューの参照チャネルデータRef_jを、その前後のビューの参照チャネルデータRef_j-1，Ref_j+1で補正した値、すなわち、
Ref_j←(ａ・Ref_j-1＋ｂ・Ref_j＋ｃ・Ref_j+1)／(ａ＋ｂ＋ｃ)
０＜ａ，ｂ，ｃ
を用いてレファレンス補正を行ってもよい。
この後、ステップＰ９へ進む。
【００２８】
ステップＰ８では、参照チャネルデータRef_jを用いてレファレンス補正する。これは、異常放電の場合はどのチャネルでもＸ線量が低下するため、その低下したＸ線量を参照チャネルデータRef_jが表しているからである。
この後、ステップＰ１０へ進む。
【００２９】
ステップＰ９では、操作者が予め設定した管電圧を用いてＢＨ補正を行う。
この後、ステップＰ１０以降のステップ（図示省略）へ進む。
【００３０】
ステップＰ１０では、実測した管電圧を用いてＢＨ補正する。すなわち、異常放電時は、操作者が設定した管電圧よりも実際の管電圧が低下しているので、実測した管電圧を用いてＢＨ補正する方が適正な補正を行えるからである。
この後、以降のステップ（図示省略）へ進む。
【００３１】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、次の効果が得られる。
（１）Ｘ線管２１内で起こる異常放電（スピッツ：spits）と検出器２４の参照チャネルへのＸ線の入射妨害（ref. obstruction）とを区別してデータDat_i,jを補正できる。
（２）異常放電の程度が小さい場合は、データDat_i,jをそのまま使用するので、第ｊビューの情報を生かすことが出来る。
（３）異常放電の程度が大きい場合は、前後の正常なビューのデータを利用してデータDat_i,jを補正するので、データDat_i,jをそのまま使用する場合よりもアーチファクトを低減できる。
（４）異常放電が生じた場合は、操作者が設定した管電圧を用いず、実測した管電圧を用いてＢＨ補正するので、より適正なＢＨ補正を行える。
（５）参照チャネル妨害が生じた場合は、そのままの参照チャネルデータRef_jを用いず、実測した管電流ｍＡに対応する正常な参照チャネルデータを用いるか又は前後の正常なビューの参照チャネルデータを利用して参照チャネルデータRef_jを補正するので、より適正なレファレンス補正を行える。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のデータ補正方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管内で起こる異常放電（スピッツ：spits）と検出器の参照チャネルへのＸ線の入射妨害（ref. obstruction）とを区別してデータを補正することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の前処理の要部ステップを示すフロー図である。
【符号の説明】
２１Ｘ線管
２２検出器
１００Ｘ線ＣＴ装置

Claims

Ｘ線ＣＴ装置で参照チャネルデータおよび管電圧を監視し、参照チャネルデータの低下を検出したが管電圧の低下を検出せず且つ前ビューも異常放電状態でなかった場合は異常放電補正を行わないことを特徴とするデータ補正方法。
参照チャネルデータの低下および管電圧の低下を検出した場合および参照チャネルデータの低下を検出し且つ前ビューが異常放電状態であった場合は、管電圧の低下が所定の閾値よりも小さい場合は異常放電補正を行わず、管電圧の低下が大きい場合は対応するビューのデータに対し異常放電補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ補正方法。
参照チャネルデータの低下を検出したが管電圧の低下を検出せず且つ前回も異常放電状態でなかった場合は前記参照チャネルデータを補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデータ補正方法。
前記参照チャネルデータの補正は、前記参照チャネルデータを、実測した管電流に対応した参照チャネルデータに代えることを特徴とする請求項３に記載のデータ補正方法。
参照チャネルデータおよび管電圧を監視する手段と、参照チャネルデータの低下および管電圧の低下を検出した場合および参照チャネルデータの低下を検出し且つ前回が異常放電状態であった場合は異常放電と判定すると共に参照チャネルデータの低下を検出したが管電圧の低下を検出せず且つ前回も異常放電状態でなかった場合は参照チャネル妨害と判定する判定手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
異常放電と判定した場合に、管電圧の低下が所定の閾値よりも大きい場合は対応するビューのデータに対し異常放電補正を行う異常放電補正手段とを具備したことを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
参照チャネル妨害と判定した場合に前記参照チャネルデータを補正する参照チャネルデータ補正手段を具備したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
異常放電と判定した場合に、実測した管電圧を用いてビームハードニング補正を行い、参照チャネル妨害と判定した場合に操作者により設定された管電圧を用いてビームハードニング補正を行うビームハードニング補正手段を具備したことを特徴とする請求項５から請求項７の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。