JP4653351B2 - Ｘ線量補正方法およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線量補正方法およびＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、さらに詳しくは、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来るＸ線量補正方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、撮影のために被検査体Ｈを位置決めした時点における被検査体ＨとＸ線ファンビームＸｒの関係を示す模式図である。
Ｘ線検出器２７の第１端に設けられたレファレンスチャンネル２７ＣＲに被検査体Ｈを透過していないＸ線が入射するように、被検査体Ｈが位置決めされる。
【０００３】
図示せぬＸ線管やＸ線検出器２７などは回転中心ＩＣを中心として図中の矢印のように回転され、各ビューに対応する回転角度ごとにレファレンスチャンネル２７ＣＲでレファレンスデータが収集され、Ｘ線検出器２７のデータチャンネルでＸ線投影データが収集される。
この後、各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化するＸ線量補正が行われ、断層像の生成に供される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
レファレンスチャンネル２７ＣＲには、被検査体Ｈを透過していないＸ線が入射することが前提になっている。ところが、被検査体Ｈの位置が不適正な場合などには、図８に示すように、一部のビューでレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られることがある。
しかし、レファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られると、レファレンスデータが不適正な値になるため、Ｘ線量補正が適正に行われなくなる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来るＸ線量補正方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、多数のデータチャンネルを備えたＸ線検出器の第１端にレファレンスチャンネルを設け、レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータが正常か異常かを判定し、正常と判定した場合は各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化し、異常と判定した場合は各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いて前記正規化を行うことを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
上記第１の観点によるＸ線量補正方法では、レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータをチェックする。そして、正常な場合（被検査体を透過していないＸ線がレファレンスチャンネルに入射していると推定される場合）には、レファレンスデータを用いてＸ線量補正を行う。一方、異常な場合（被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射していると推定される場合）には、被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いてＸ線量補正を行う。これにより、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも、正常にＸ線量補正を行うことが出来る。
なお、各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルとしては、例えばレファレンスチャンネルとＸ線検出器の反対側にあるデータチャンネルを選ぶのが好適である。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、撮影のために被検査体を位置決めした時点では、被検査体を透過していないＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようにされている。
そこで、上記第２の観点によるＸ線量補正方法では、スキャン開始時のビューのレファレンスデータを基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
なお、本願明細書において「差がないか小さい場合」には「比が１か１に近い場合」を含むものとし、「差が大きい場合」には「比が１より大きく離れている場合」を含むものとする。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようなビューは、全体のビューの一部だけである。従って、複数ビューのレファレンスデータの平均を求めれば、適正なレファレンスデータの値から大きく外れることはないと考えられる。
そこで、上記第３の観点によるＸ線量補正方法では、複数ビューのレファレンスデータの平均値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようなビューは、全体のビューの一部だけである。従って、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均を求めれば、適正なレファレンスデータの値から大きく外れることはないと考えられる。
そこで、上記第４の観点によるＸ線量補正方法では、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射した時よりも被検査体を透過していないＸ線がレファレンスチャンネルに入射した時の方がレファレンスデータの値は大きい。従って、レファレンスデータの最大値は、適正なレファレンスデータと考えられる。
そこで、上記第５の観点によるＸ線量補正方法では、レファレンスデータの最大値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようなビューは、全体のビューの一部だけである。従って、レファレンスデータの最大頻度値すなわち最も頻繁に現れるレファレンスデータの値は、適正なレファレンスデータと考えられる。
そこで、上記第６の観点によるＸ線量補正方法では、レファレンスデータの最大頻度値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、多数のデータチャンネルを備えたＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の第１端に設けられたレファレンスチャンネルと、前記レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータが正常か異常かを判定するレファレンスデータ評価手段と、前記レファレンスデータ評価手段が正常と判定した場合は各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化し、異常と判定した場合は各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いて前記正規化を行うＸ線量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７の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第１の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定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２の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１３】
第９の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第９の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第３の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１０の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第４の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第５の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第６の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００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、被検査体テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１９】
コンソール１は、操作者の指示入力や情報入力などの受け付ける入力装置２と、スキャン処理や各種補正処理や画像再構成処理などを実行するＣＰＵ３と、制御信号などを被検査体テーブル１０や走査ガントリ２０とやり取りする制御インターフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するＸ線データ収集インターフェース５と、前記データから再構成した断層像を表示するディスプレイ６と、プログラムやデータや断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２０】
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、コリメータコントローラ２４と、多数のチャンネルを備えたＸ線検出器２７と、Ｘ線検出器２７で得たデータを収集するデータ収集部２８と、Ｘ線管２１やＸ線検出器２９などを回転させる回転コントローラ２９とを具備している。
【００２１】
図２は、Ｘ線管２１、コリメータ２３およびＸ線検出器２７を示す模式図である。
Ｘ線管２１から出射されたＸ線は、コリメータ２３のアパーチャを通ることで偏平なＸ線ファンビームＸｒとなり、Ｘ線検出器２７のレファレンスチャンネル２７ＣＲおよびデータチャンネル＃１〜＃Ｎに入射する。
Ｘ線検出器２７は、レファレンスチャンネル２７ＣＲおよびデータチャンネル＃１〜＃Ｎを有しており、これらチャンネルは円弧状に並んでいる。
【００２２】
図３は、Ｘ線ＣＴ装置１００による撮影処理のフロー図である。
ステップＳ１では、被検査体Ｈを被検査体テーブル１０に乗せる。
ステップＳ２では、Ｘ線ファンビームＸｒの位置に被検査体Ｈの撮影位置を合わせるように被検査体テーブル１０を移動する。
【００２３】
ステップＳ３では、回転コントローラ２９によりＸ線管２１及びＸ線検出器２７を回転させ、Ｘ線管２１からＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２７のレファレンスチャンネル２７ＣＲでレファレンスデータを収集し、データチャンネル＃１〜＃ＮでＸ線投影データを収集する。
ステップＳ４では、レファレンスデータ及びＸ線投影データをデータ収集部２８でＡＤ変換し、Ｘ線データ収集インターフェース５経由でＣＰＵ３に取り込む。
ステップＳ５では、レファレンスデータ及びＸ線投影データに対して各チャンネル毎のオフセットデータを減算する（オフセット補正）。
ステップＳ６では、レファレンスデータ及びＸ線投影データを対数変換する。
【００２４】
ステップＳ７では、レファレンスデータが正常か異常かを判定し、異常と判定したらステップＳ８へ進み、正常と判定したらステップＳ１０へ進む。判定は、次のいずれかの方法による。
【００２５】
（１）スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、スキャン開始時のビューのレファレンスデータをRef(1)とし、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／Ref(1)｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２６】
（２）複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、１回転分の各ビューのレファレンスデータの平均値をAvRefとし、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／AvRef｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２７】
（３）断層像生成用データを得るためのスキャンの前に調整のために実行するキャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、キャリブレーションスキャンで得た１回転分の各ビューのレファレンスデータの平均値をAvCalRefとし、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／AvCalRef｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２８】
（４）スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、スキャン開始時の第１ビューからスキャン中の第ｎビューまでのレファレンスデータの最大値をmax{Ref(1), Ref(n)}とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／max{Ref(1), Ref(n)}｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２９】
（５）スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、スキャン開始時の第１ビューからスキャン中の第ｎビューまでのレファレンスデータの最大頻度値をmaxf{Ref(1), Ref(n)}とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／maxf{Ref(1), Ref(n)}｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００３０】
ステップＳ８では、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対側のデータチャンネル２７ＣＮの第ｎビューのＸ線投影データＤ(N,n)がレファレンスデータとして使えるか否かを判定し、使えるならステップＳ９へ進み、使えないなら収集したデータが不適正であるとして処理を終了する。使えるか否かの判定方法は、レファレンスデータが正常か異常かを判定する方法と同様であり、Ref(n)の代わりにＤ(N,ｎ)を使い、「正常」と判定する代わりに「使える」と判定し、「異常」と判定する代わりに「使えない」と判定すればよい。
【００３１】
ステップＳ９では、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対側のデータチャンネル２７ＣＮの第ｎビューのＸ線投影データＤ(N,n)を第ｎビューのレファレンスデータRef(n)とする。そして、ステップＳ１０へ進む。
【００３２】
ステップＳ１０では、各データチャンネルの第ｎビューのＸ線投影データをレファレンスデータRef(n)から減算する（Ｘ線量補正）。
【００３３】
ステップＳ１１では、Ｘ線量補正を行ったＸ線投影データから各チャンネル毎の感度補正データを減算する（Ｘ線感度補正）。
ステップＳ１２では、Ｘ線感度補正を行ったＸ線投影データにフィルタ関数を重畳し、逆投影して断層像を作成する。
ステップＳ１３では、断層像をディスプレイ６に表示する。
【００３４】
図４は、撮影のために被検査体Ｈを位置決めした時点（図３のステップＳ２）における被検査体ＨとＸ線ファンビームＸｒの関係を示す模式図である。
被検査体Ｈを透過していないＸ線がレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するように、被検査体Ｈが位置決めされる。
【００３５】
図５に示すように、Ｘ線管やＸ線検出器２７などは回転中心ＩＣを回転中心として図中の矢印のように回転され、各ビューに対応する回転角度ごとにレファレンスチャンネル２７ＣＲでレファレンスデータが収集され、Ｘ線検出器２７のデータチャンネルでＸ線投影データが収集される。あるビューでレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られていない場合、このビューのレファレンスデータがＸ線量補正に使用される。
【００３６】
図６に示すように、あるビューでレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られた場合、このビューのレファレンスデータは使用せず、データチャンネル２７ＣＮで得たＸ線投影データがレファレンスデータとしてＸ線量補正に使用される。
【００３７】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、レファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来る。
なお、Ｘ線検出器の第１端側にのみレファレンスチャンネル２７ＣＲを設けるため、Ｘ線検出器の両側にレファレンスチャンネルを設ける場合よりＦＯＶ（Field Of View）を広くすることが出来る。
【００３８】
上記実施形態では、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対端の１チャンネル（データチャンネル２７ＣＮ）のＸ線投影データをＸ線量補正に使用したが、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対端の複数チャンネルのＸ線投影データの平均をＸ線量補正に使用してもよい。この場合、ＳＮ比を向上することが出来る。
【００３９】
また、上記実施形態では、対数変換（図３のステップＳ６）後にＸ線量補正（図３のステップＳ１０）を行っているが、対数変換前にＸ線量補正を行ってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のＸ線量補正方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線管、コリメータおよびＸ線検出器を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる撮影処理を示すフロー図である。
【図４】撮影のために被検査体を位置決めした時点における被検査体とＸ線ファンビームの関係を示す模式図である。
【図５】レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られていない場合を示す模式図である。
【図６】レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合を示す模式図である。
【図７】撮影のために被検査体を位置決めした時点における被検査体とＸ線ファンビームの関係を示す模式図である。
【図８】レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合を示す模式図である。
【符号の説明】
３ ＣＰＵ
５ Ｘ線データ収集インターフェース
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２７ Ｘ線検出器
２７ＣＲ レファレンスチャンネル
２７Ｃ１〜２７ＣＮ データチャンネル
１００ Ｘ線ＣＴ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線量補正方法およびＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、さらに詳しくは、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来るＸ線量補正方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、撮影のために被検査体Ｈを位置決めした時点における被検査体ＨとＸ線ファンビームＸｒの関係を示す模式図である。
Ｘ線検出器２７の第１端に設けられたレファレンスチャンネル２７ＣＲに被検査体Ｈを透過していないＸ線が入射するように、被検査体Ｈが位置決めされる。
【０００３】
図示せぬＸ線管やＸ線検出器２７などは回転中心ＩＣを中心として図中の矢印のように回転され、各ビューに対応する回転角度ごとにレファレンスチャンネル２７ＣＲでレファレンスデータが収集され、Ｘ線検出器２７のデータチャンネルでＸ線投影データが収集される。
この後、各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化するＸ線量補正が行われ、断層像の生成に供される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
レファレンスチャンネル２７ＣＲには、被検査体Ｈを透過していないＸ線が入射することが前提になっている。ところが、被検査体Ｈの位置が不適正な場合などには、図８に示すように、一部のビューでレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られることがある。
しかし、レファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られると、レファレンスデータが不適正な値になるため、Ｘ線量補正が適正に行われなくなる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来るＸ線量補正方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、多数のデータチャンネルを備えたＸ線検出器の第１端にレファレンスチャンネルを設け、レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータが正常か異常かを判定し、正常と判定した場合は各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化し、異常と判定した場合は各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いて前記正規化を行うことを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
上記第１の観点によるＸ線量補正方法では、レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータをチェックする。そして、正常な場合（被検査体を透過していないＸ線がレファレンスチャンネルに入射していると推定される場合）には、レファレンスデータを用いてＸ線量補正を行う。一方、異常な場合（被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射していると推定される場合）には、被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いてＸ線量補正を行う。これにより、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも、正常にＸ線量補正を行うことが出来る。
なお、各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルとしては、例えばレファレンスチャンネルとＸ線検出器の反対側にあるデータチャンネルを選ぶのが好適である。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、撮影のために被検査体を位置決めした時点では、被検査体を透過していないＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようにされている。
そこで、上記第２の観点によるＸ線量補正方法では、スキャン開始時のビューのレファレンスデータを基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
なお、本願明細書において「差がないか小さい場合」には「比が１か１に近い場合」を含むものとし、「差が大きい場合」には「比が１より大きく離れている場合」を含むものとする。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようなビューは、全体のビューの一部だけである。従って、複数ビューのレファレンスデータの平均を求めれば、適正なレファレンスデータの値から大きく外れることはないと考えられる。
そこで、上記第３の観点によるＸ線量補正方法では、複数ビューのレファレンスデータの平均値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようなビューは、全体のビューの一部だけである。従って、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均を求めれば、適正なレファレンスデータの値から大きく外れることはないと考えられる。
そこで、上記第４の観点によるＸ線量補正方法では、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射した時よりも被検査体を透過していないＸ線がレファレンスチャンネルに入射した時の方がレファレンスデータの値は大きい。従って、レファレンスデータの最大値は、適正なレファレンスデータと考えられる。
そこで、上記第５の観点によるＸ線量補正方法では、レファレンスデータの最大値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成のＸ線量補正方法において、スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法を提供する。
一般的に、被検査体を透過したＸ線がレファレンスチャンネルに入射するようなビューは、全体のビューの一部だけである。従って、レファレンスデータの最大頻度値すなわち最も頻繁に現れるレファレンスデータの値は、適正なレファレンスデータと考えられる。
そこで、上記第６の観点によるＸ線量補正方法では、レファレンスデータの最大頻度値を基準値とみなし、これと大差がないレファレンスデータは正常と判定し、大差があるレファレンスデータは異常と判定する。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、多数のデータチャンネルを備えたＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の第１端に設けられたレファレンスチャンネルと、前記レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータが正常か異常かを判定するレファレンスデータ評価手段と、前記レファレンスデータ評価手段が正常と判定した場合は各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化し、異常と判定した場合は各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いて前記正規化を行うＸ線量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７の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第１の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定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２の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１３】
第９の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第９の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第３の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１０の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第４の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第５の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第６の観点によるＸ線量補正方法を好適に実施できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００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、被検査体テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１９】
コンソール１は、操作者の指示入力や情報入力などの受け付ける入力装置２と、スキャン処理や各種補正処理や画像再構成処理などを実行するＣＰＵ３と、制御信号などを被検査体テーブル１０や走査ガントリ２０とやり取りする制御インターフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するＸ線データ収集インターフェース５と、前記データから再構成した断層像を表示するディスプレイ６と、プログラムやデータや断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２０】
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、コリメータコントローラ２４と、多数のチャンネルを備えたＸ線検出器２７と、Ｘ線検出器２７で得たデータを収集するデータ収集部２８と、Ｘ線管２１やＸ線検出器２９などを回転させる回転コントローラ２９とを具備している。
【００２１】
図２は、Ｘ線管２１、コリメータ２３およびＸ線検出器２７を示す模式図である。
Ｘ線管２１から出射されたＸ線は、コリメータ２３のアパーチャを通ることで偏平なＸ線ファンビームＸｒとなり、Ｘ線検出器２７のレファレンスチャンネル２７ＣＲおよびデータチャンネル＃１〜＃Ｎに入射する。
Ｘ線検出器２７は、レファレンスチャンネル２７ＣＲおよびデータチャンネル＃１〜＃Ｎを有しており、これらチャンネルは円弧状に並んでいる。
【００２２】
図３は、Ｘ線ＣＴ装置１００による撮影処理のフロー図である。
ステップＳ１では、被検査体Ｈを被検査体テーブル１０に乗せる。
ステップＳ２では、Ｘ線ファンビームＸｒの位置に被検査体Ｈの撮影位置を合わせるように被検査体テーブル１０を移動する。
【００２３】
ステップＳ３では、回転コントローラ２９によりＸ線管２１及びＸ線検出器２７を回転させ、Ｘ線管２１からＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２７のレファレンスチャンネル２７ＣＲでレファレンスデータを収集し、データチャンネル＃１〜＃ＮでＸ線投影データを収集する。
ステップＳ４では、レファレンスデータ及びＸ線投影データをデータ収集部２８でＡＤ変換し、Ｘ線データ収集インターフェース５経由でＣＰＵ３に取り込む。
ステップＳ５では、レファレンスデータ及びＸ線投影データに対して各チャンネル毎のオフセットデータを減算する（オフセット補正）。
ステップＳ６では、レファレンスデータ及びＸ線投影データを対数変換する。
【００２４】
ステップＳ７では、レファレンスデータが正常か異常かを判定し、異常と判定したらステップＳ８へ進み、正常と判定したらステップＳ１０へ進む。判定は、次のいずれかの方法による。
【００２５】
（１）スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、スキャン開始時のビューのレファレンスデータをRef(1)とし、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／Ref(1)｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２６】
（２）複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、１回転分の各ビューのレファレンスデータの平均値をAvRefとし、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／AvRef｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２７】
（３）断層像生成用データを得るためのスキャンの前に調整のために実行するキャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、キャリブレーションスキャンで得た１回転分の各ビューのレファレンスデータの平均値をAvCalRefとし、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／AvCalRef｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２８】
（４）スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、スキャン開始時の第１ビューからスキャン中の第ｎビューまでのレファレンスデータの最大値をmax{Ref(1), Ref(n)}とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／max{Ref(1), Ref(n)}｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００２９】
（５）スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、比が１より大きく離れている場合すなわち差が大きい場合は異常と判定し、比が１か１に近い場合すなわち差がないか小さい場合は正常と判定する。例えば、第ｎビューのレファレンスデータをRef(n)とし、スキャン開始時の第１ビューからスキャン中の第ｎビューまでのレファレンスデータの最大頻度値をmaxf{Ref(1), Ref(n)}とし、εを経験的に求めた小さな値とするとき、
｜Ref(n)／maxf{Ref(1), Ref(n)}｜＜（１−ε）
ならRef(n)を異常と判定し、そうでないなら正常と判定する。
【００３０】
ステップＳ８では、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対側のデータチャンネル２７ＣＮの第ｎビューのＸ線投影データＤ(N,n)がレファレンスデータとして使えるか否かを判定し、使えるならステップＳ９へ進み、使えないなら収集したデータが不適正であるとして処理を終了する。使えるか否かの判定方法は、レファレンスデータが正常か異常かを判定する方法と同様であり、Ref(n)の代わりにＤ(N,ｎ)を使い、「正常」と判定する代わりに「使える」と判定し、「異常」と判定する代わりに「使えない」と判定すればよい。
【００３１】
ステップＳ９では、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対側のデータチャンネル２７ＣＮの第ｎビューのＸ線投影データＤ(N,n)を第ｎビューのレファレンスデータRef(n)とする。そして、ステップＳ１０へ進む。
【００３２】
ステップＳ１０では、各データチャンネルの第ｎビューのＸ線投影データをレファレンスデータRef(n)から減算する（Ｘ線量補正）。
【００３３】
ステップＳ１１では、Ｘ線量補正を行ったＸ線投影データから各チャンネル毎の感度補正データを減算する（Ｘ線感度補正）。
ステップＳ１２では、Ｘ線感度補正を行ったＸ線投影データにフィルタ関数を重畳し、逆投影して断層像を作成する。
ステップＳ１３では、断層像をディスプレイ６に表示する。
【００３４】
図４は、撮影のために被検査体Ｈを位置決めした時点（図３のステップＳ２）における被検査体ＨとＸ線ファンビームＸｒの関係を示す模式図である。
被検査体Ｈを透過していないＸ線がレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するように、被検査体Ｈが位置決めされる。
【００３５】
図５に示すように、Ｘ線管やＸ線検出器２７などは回転中心ＩＣを回転中心として図中の矢印のように回転され、各ビューに対応する回転角度ごとにレファレンスチャンネル２７ＣＲでレファレンスデータが収集され、Ｘ線検出器２７のデータチャンネルでＸ線投影データが収集される。あるビューでレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られていない場合、このビューのレファレンスデータがＸ線量補正に使用される。
【００３６】
図６に示すように、あるビューでレファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られた場合、このビューのレファレンスデータは使用せず、データチャンネル２７ＣＮで得たＸ線投影データがレファレンスデータとしてＸ線量補正に使用される。
【００３７】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、レファレンスチャンネル２７ＣＲに入射するＸ線が被検査体Ｈに遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来る。
なお、Ｘ線検出器の第１端側にのみレファレンスチャンネル２７ＣＲを設けるため、Ｘ線検出器の両側にレファレンスチャンネルを設ける場合よりＦＯＶ（Field Of View）を広くすることが出来る。
【００３８】
上記実施形態では、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対端の１チャンネル（データチャンネル２７ＣＮ）のＸ線投影データをＸ線量補正に使用したが、レファレンスチャンネル２７ＣＲと反対端の複数チャンネルのＸ線投影データの平均をＸ線量補正に使用してもよい。この場合、ＳＮ比を向上することが出来る。
【００３９】
また、上記実施形態では、対数変換（図３のステップＳ６）後にＸ線量補正（図３のステップＳ１０）を行っているが、対数変換前にＸ線量補正を行ってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のＸ線量補正方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合でも正常にＸ線量補正を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線管、コリメータおよびＸ線検出器を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる撮影処理を示すフロー図である。
【図４】撮影のために被検査体を位置決めした時点における被検査体とＸ線ファンビームの関係を示す模式図である。
【図５】レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られていない場合を示す模式図である。
【図６】レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合を示す模式図である。
【図７】撮影のために被検査体を位置決めした時点における被検査体とＸ線ファンビームの関係を示す模式図である。
【図８】レファレンスチャンネルに入射するＸ線が被検査体に遮られた場合を示す模式図である。
【符号の説明】
３ ＣＰＵ
５ Ｘ線データ収集インターフェース
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２７ Ｘ線検出器
２７ＣＲ レファレンスチャンネル
２７Ｃ１〜２７ＣＮ データチャンネル
１００ Ｘ線ＣＴ装置
Claims (12)
- 多数のデータチャンネルを備えたＸ線検出器の第１端にレファレンスチャンネルを設け、レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータが正常か異常かを判定し、正常と判定した場合は各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化し、異常と判定した場合は各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いて前記正規化を行うことを特徴とするＸ線量補正方法。
- 請求項１に記載のＸ線量補正方法において、スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法。
- 請求項１に記載のＸ線量補正方法において、複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法。
- 請求項１に記載のＸ線量補正方法において、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法。
- 請求項１に記載のＸ線量補正方法において、スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法。
- 請求項１に記載のＸ線量補正方法において、スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線量補正方法。
- 多数のデータチャンネルを備えたＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の第１端に設けられたレファレンスチャンネルと、前記レファレンスチャンネルで得たレファレンスデータが正常か異常かを判定するレファレンスデータ評価手段と、前記レファレンスデータ評価手段が正常と判定した場合は各データチャンネルで得たＸ線投影データをレファレンスチャンネルで得たレファレンスデータで正規化し、異常と判定した場合は各データチャンネルのうちで被検査体を透過していないＸ線が入射しているデータチャンネルで得たデータをレファレンスデータとして用いて前記正規化を行うＸ線量補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン開始時のビューのレファレンスデータと各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、複数ビューのレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、キャリブレーションスキャンで得たレファレンスデータの平均値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン中のレファレンスデータの最大値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記レファレンスデータ評価手段は、スキャン中のレファレンスデータの最大頻度値と各ビューのレファレンスデータとを比較し、差がないか小さい場合は正常と判定し、差が大きい場合は異常と判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
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