JP5386284B2

JP5386284B2 - 放射線撮像装置

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Publication number: JP5386284B2
Application number: JP2009219907A
Authority: JP
Inventors: 理香馬場
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: JP2011067305A

Description

本発明は、検出器のオフセットあるいは感度に依存するばらつきを補正することにより、高画質の２次元計測像および３次元再構成像の取得が可能な放射線撮像装置に関する。

Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器を対向するように設置したＸ線撮像装置がある。また、支柱の両端にＸ線源と２次元Ｘ線検出器を対向するように設置したＸ線撮像装置がある。支柱の形状としてはＣ字形、Ｕ字形、コ字形などがあり、支柱を天井から吊るす形状や、支柱を床から支える形状や、支柱を床に立てた別の支柱に取り付ける形状などがある。また、ガントリ上にＸ線源と２次元Ｘ線検出器を対向するように設置したＸ線撮像装置がある。これらの装置において、Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器と被検体を固定あるいは移動させながら、Ｘ線による被検体の静止画像や動画像を得ることが可能である。また、支柱あるいはガントリを移動させることにより、Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器の対を被検体の周囲で回転させながらＸ線計測を行うことが可能である。あるいは、Ｘ線源と検出器を固定し、被検体を回転させながらＸ線計測を行うことが可能である。これらの回転計測により得られた一連の計測データに対して再構成演算処理を行い、再構成像を得るCT計測あるいはコーンビームCT計測が可能である。

図１に、Ｘ線透過率が均一な被写体を撮影した場合の計測像101と再構成像102を示す。２次元Ｘ線検出器では検出素子毎に、オフセットあるいは感度のばらつきが生じる。これらにより、均一な被写体を計測した場合も、計測像に偽像が生じる。図１の計測像101は典型的な偽像を示しており、点状の偽像104および縞状の偽像103が現れている。また、回転計測を行い、例えば線105に沿った検出素子列からの計測データに対して再構成演算処理を行うと、得られる再構成像102では回転中心を中心とする同心円状の縞（リングアーチファクト）106を生じる。これらの縞は、目的とする撮像対象の計測像あるいは再構成像においても撮像対象の像に重畳し、画質を劣化させる。

これらの課題に対し、オフセットあるいは感度を補正処理することにより、計測像および再構成像の画質が向上することが知られている。例えば、特許文献１には、検出素子毎に、感度およびオフセットの補正を行うことについて記載がある。また、特許文献２には、検出素子をグループ分けし、各グループのオフセットの加算値を算出し、他グループの値との誤差を補正する手法が述べられている。

特開平１０−１２７６１６号特表２００２−５３４２０５号

２次元Ｘ線検出器の検出素子ごとの感度およびオフセットを補正するには、検出素子ごとの感度データおよびオフセットデータの計測が必要となる。この補正処理のためのデータの計測時と、被検体の撮像時とで、検出素子の感度値およびオフセット値が変動する場合が多い。この変動は、Ｘ線管電圧やＸ線フィルタの有無などのＸ線条件の変化、また例えば被検体が２次元Ｘ線検出器の前に据えられたという物理的条件の変化、さらに検出器出力の読み出し回路の構造などに依存する残像など、様々な原因によって発生する。被検体の撮像時には変動してしまう感度値、オフセット値により補正処理を行なうとしたら、正しい補正は行なわれず、その結果、計測像あるいは再構成像にアーチファクトが残存することになる。特許文献１では、オフセットおよび感度の補正を行う記載はあるが、それらが計測の途中で変動することは想定されておらず、変動の修正および修正式の記載はない。特許文献２では、オフセットの誤差のみを扱っており、感度の誤差は考慮外である。修正式に感度を用いていない。

本発明は、Ｘ線検出器のオフセット値および感度値の変動にかかわらず計測像および再構成像に混入するアーチファクトを軽減させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明ではオフセット値や感度値のデータ取得のための計測に加えて、模擬被写体の撮影を行い、事前に得たオフセット値、感度値を用いて模擬被写体の計測像のキャリブレーション補正（１次補正）を行う。発明の代表的実施例では、１次補正された模擬被写体の計測像の各画素について、その画素を中心とした周辺画素まで広げた領域を着目領域とし、その画素の値にキャリブレーション補正演算をした結果が着目領域の画素値の平均値と一致するようなオフセット値（これを変動修正後のオフセット値と呼ぶ）を導出し、記憶手段に保存する。次に被検体の撮影を行い、その撮影データに対し、この変動修正後のオフセット値を用いていキャリブレーション補正（２次補正）を行う。より詳細には、上記のように模擬被写体の計測像から導出した変動修正後のオフセット値と、１次補正でも用いたのと同じ感度値とを被検体の撮影データに対するキャリブレーション補正（２次補正）に用いる。導出した変動修正後のオフセット値は、オフセット値および感度値のデータ取得のための計測の時点以降に生じたオフセット値および感度値の変動を包括している。したがって、この修正オフセット値を被検体の計測データのキャリブレーション補正に用いることで、オフセット値および感度値の変動に起因するアーチファクトの混入を軽減した被検体の計測像、もしくは再構成画像が得られる。なお、上記の変動修正後のオフセット値そのものではなく、当初に計測によって得た各画素のオフセット値からの修正量を記憶装置に保存しても良い。つまり当初の計測したオフセット値とオフセット修正量とを記憶装置から読み出し、修正したオフセットを被検体の計測データのキャリブレーション補正に用いる。

上記のような変動修正後のオフセット値の導出に代えて、１次補正された模擬被写体の計測像を用い、画素の値にキャリブレーション補正演算をした結果が着目領域の画素値の平均値と一致するような感度値（これを変動修正後の感度値と呼ぶ）を導出しても良い。すなわち、記憶装置に保存していた変動補正後の感度値を読み出し、あるいは保存していた感度値の修正量を当初に取得した各画素の感度値に適用して、被検体の撮影データのキャリブレーション補正（２次補正）に用いる。この場合にはオフセット値としては１次補正に用いたオフセット値そのものを被検体の撮影データのキャリブレーション補正（２次補正）に用いる。

本発明によれば、、検出器のオフセット値および感度値の変動にかかわらずキャリブレーション補正演算の誤差を減少させ、計測像および再構成像においてアーチファクトを減少させることができる。

本発明に係る課題の説明図である。本発明の各実施例を適用するＸ線撮像装置の側面図である。検出器の検出素子の入出力特性を示す特性図である。本発明の一実施例の処理の手順を示すフローチャートある。上記実施例の補正処理の説明図である。本発明の別の実施例の処理の手順を示すフローチャートある。本発明の更に別の実施例に係る処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例を説明する。
図２は具体的に述べる各実施例が適用されるＸ線撮像装置の側面図である。Ｘ線源301と検出器302とは支柱303の両端に設置され、Ｘ線管300内のＸ線源301と検出器302の検出面が対向するよう配置される。図２の例では支柱303はＣ字型のアームであるが、その他にＵ字型のアームや、コ字型のアームや、ガントリ等が用いられる。さらに、支柱303を天井から吊るす形態や、支柱303を床から支える形態もある。支柱303は回転装置304に取り付けられている。これにより、支柱303に設置されたＸ線源301および検出器302が、回転軸307を中心として被検体保持装置305上の被検体308の周囲を回転する。被検体保持装置305には、椅子や寝台が用いられる。図２では、被検体保持装置305が寝台であり、回転軸307が床に対して平行であり、支柱303に設置されたＸ線源301および検出器302が寝台に横になった被検体308の周囲を回転する例を示す。Ｕ字型のアームを床で支え、椅子に座った被検体308の周囲を床面に平行な面内で回転させる形態もある。例えば、Ｕ字型のアームを床で支えた別の支柱から吊るし、Ｘ線源301および検出器302を椅子に座った被検体308の周囲を床面に平行な面内で回転させる。また、支柱303と被検体保持装置305の両方あるいは片方を移動させることにより、回転軸307を被検体308の軸に対して斜めに設定することも可能である。

Ｘ線源301から発生されたＸ線は被検体308を透過し、検出器302によりＸ線強度に応じた電気信号に変換され、制御処理装置306に計測像として入力される。制御処理装置306は、Ｘ線源301におけるＸ線発生、検出器302におけるデータの取得、回転装置304における支柱303の回転を制御する。これにより、Ｘ線撮像装置は、支柱303を回転しながらＸ線の発生と計測像の取得を行う回転計測が可能である。制御処理装置306は、計測像に対して補正を施す補正処理、また、回転計測による一連のデータから３次元再構成像を得る再構成演算処理を実行する。とくに、制御処理装置306は、検出器302のオフセットおよび感度の経時的な変動を修正する本発明に特徴的な変動修正処理を実施する。なお、本明細書では、Ｘ線検出器によって計測された画像上の１画素あるいは部分的な領域の透過Ｘ線の検出値を「データ」とする。

検出器302には２次元検出器を用いる。１次元検出器を並べて多列化したものも２次元検出器に含める。２次元検出器としては、平面型Ｘ線検出器、Ｘ線イメージインテンシファイアとCCDカメラの組み合わせ、イメージングプレート、CCD検出器、固体検出器等がある。平面型Ｘ線検出器としては、アモルファスシリコンフォトダイオードとＴＦＴを一対としてこれを正方マトリックス上に配置し、これと蛍光板を直接組み合わせたもの等がある。制御処理装置306は内部に記憶手段309を有する。記憶手段309は、オフセット値および感度値の変動修正処理の実施の有無の選択、各実施例に示す修正処理モードの選択、処理に必要な関数やパラメータ、等を記憶する。また、被検体撮影時における事前計測の実施の有無の選択、キャリブレーション時やメンテナンス時における事前計測の実施の有無の選択、修正処理モードの選択、等を記憶する。これらの入力手段としては、キーボードからのキー入力、ファイルからの読み込み、記憶チップの交換が考えられる。あるいは、付属のモニタ等の画面上でこれらを選択する。

検出器302の各検出素子の被検体撮像時点でのオフセット値および感度値が正しく得られるとした場合に採用することがきるキャリブレーション補正演算について図３を参照して説明する。図３は横軸に検出素子に入力される信号の値、縦軸に検出素子から出力される信号の値をとった任意の画素（i,j）の検出素子の入出力特性を示す。入出力の関係は、理想的には原点を通る傾き１の直線（図３の一点鎖線）であるが、実際には切片が原点からずれ、また傾きも理想とは異なる実線のような直線となる。切片のずれがオフセットO(i,j)であり、線源と検出素子との間が空気の時のＸ線入射量（ここでは入力値１とする）に対応する出力値が素子の感度G(i,j)である。被検体の撮像時の画素（i,j）の検出素子の出力がS(i,j)であれば、図３で示した関係から、(数１)によりキャリブレーション補正演算ができる。
T(i,j)＝(S(i,j)−O(i,j))／(G(i,j) −O(i,j))・・・（数１）
ここで、T(i,j)の画素(i,j)における補正後の計測像の値である。

実際には、オフセット値O(i,j)および感度値G(i,j)が変動するため、本発明の各実施例では、(数１)によるのではなく、特別な変動修正処理の手順を踏んでキャリブレーション補正演算を行なう。

図４に、本発明の第１の実施例における変動修正処理の手順を示す。変動修正処理のために、まずステップ400にて２次元検出器の各画素の感度値G(i,j)とオフセット値O(i,j)を計測し保持する。感度値G(i,j)は被写体をおかずに２次元検出器でＸ線強度を計測することにより取得できる。またオフセットO(i,j)はＸ線を完全に遮断するか、もしくはＸ線管を非点燈状態として２次元検出器の各画素の出力を記録することにより取得できる。その後に、修正量の算出と記録を行う事前処理401と、修正量を用いて被検体の計測データのキャリブレーション処理を行う本処理402を実施する。事前処理401では、模擬被写体を用いて撮影を行い、その計測像に対して上記の計測で得た感度値G(i,j)およびオフセットO(i,j)を用いたキャリブレーション補正演算（１次補正）を行なう。１次補正後の計測像の、ある画素の値が周辺の画素の平均値より大きければ、オフセット値または感度値が過小であるとみなし、計測像の値に対してオフセット値あるいは感度値を増加させるように、オフセット値あるいは感度値の修正量を算出する。あるいは、一次補正後の、ある画素の値が周辺の画素の平均値より小さければ、オフセット値または感度値が過大であるとみなし、計測像の値に対してオフセット値あるいは感度値を減少させるように、オフセット値あるいは感度値の修正量を算出し、記憶手段309に保存する。

事前処理401では、まずステップ403にて、隣接する画素の値が滑らかに変化するような、模擬被写体を撮影する。例えば、模擬被写体としては、円柱形状あるいは楕円形状の容器に水を詰めたものや、アクリル樹脂の円柱あるいは楕円柱がある。

図５に、模擬被写体として水円柱を用いた場合の計測像を示す。計測像501において、領域Ａ502を設定する(ステップ404)。ここで、領域Ａを水円柱の水領域内に設定すると、精度よく修正量を算出することが可能である。また、水領域の大きさを検出器の検出可能領域と同等とすると、計測像の端まで精度よく修正量を算出することが可能である。

次にステップ405では、領域Ａ内の各画素について、（数２）でキャリブレーション補正演算（１次補正）を行い、補正後の値D(i,j)を算出する。ここで、R(i,j)は水円柱の計測値、O(i,j)はオフセット値、G(i,j)は感度値を示す。
D(i,j)＝(R(i,j)−O(i,j))／(G(i,j) −O(i,j))・・・（数２）
領域Ａ内の各画素において、その画素503を中心とし、大きさが横(2×a+1)画素、縦(2×b+1)画素である着目領域Ｂ504を設定する。例えば、aおよびbは２画素とする。ステップ406では(数３)により各画素に対する着目領域Ｂ内で、感度補正後の値D(i,j)の平均値を算出する(406)。

ここで、領域Ａ内の各画素において、変動修正後のオフセット値をO’(i,j)と仮定する。オフセット値もしくは感度値の変動が当初のオフセット値及び感度値データ取得のための計測の後に、模擬被写体の撮影までに生じたとすると、その変動を包含したオフセット値O’(i,j)を用いてキャリブレーション補正演算を行った値D’(i,j)は（数４）で算出できる。
D′(i,j)＝(R(i,j)−O′(i,j))／(G(i,j)−O(i,j))・・・（数４）
水円柱のようにＸ線透過量が均一、もしくは滑らかにしか変化しない模擬被写体の計測像に正しいキャリブレーション補正演算を行なうと、補正後の計測像は均一であるか、もしくは滑らかな変化しかないはずである。よって、補正演算を行った値D’(i,j)は(数５)で示すように、(数３)で求めた平均値に等しくなる。

（数４）および(数５)から(数６)が成り立ち、よって変動修正後のオフセット値O’(i,j)は(数６)で算出される。図４のステップ407では（数６）により変動修正後のオフセット値O’(i,j)を領域Ａ内の各画素について求める。

次にステップ408では領域Ａ内の各画素において、（数７）で、オフセット修正量△O(i,j)を算出する。
ΔO(i,j)＝O′(i,j) − O(i,j)・・・（数７）
次にステップ409では、領域Ａ内の各画素のオフセット修正量の値を用いて、領域Ａ外の各画素のオフセット修正量の値を外挿する。あるいは、領域Ａ外の各画素のオフセット修正量の値を0とする。これらにより、計測像上の全ての画素において、オフセット修正量の値を算出する。オフセット修正量の値は、計測像の各画素に対応するオフセット修正量像410としてすることが可能である。これにより、画素に対応した修正量の抽出が容易となり、本処理402において修正量を用いたキャリブレーション処理の高速化が可能となる。

本処理402における修正量を用いた被検体計測像のキャリブレーション補正手順を示す。被検体の撮影を行い(411)、計測像412を得る。被検体計測像上の各画素において、オフセット修正量△O(i,j)414を設定する(413)。(数８)を用いて、被検体計測像上の全ての画素において、計測像の値S(i,j)に対して、オフセット修正量△O(i,j)を用いてキャリブレーション補正演算を行い、補正後の値T(i,j)を算出する(415)。その結果、変動が修正されたキャリブレーション補正像416が得られる。
T(i,j)＝(S(i,j)−（O(i,j)＋ΔO(i,j)）／(G(i,j) −O(i,j))・・・（数8）
変動が修正されたキャリブレーション補正像416を対数変換処理し、投影像418を得る(417)。投影像418を再構成処理することにより、変動が修正された再構成像420が得られる(419)。

以上に述べた第１の実施例によれば、従来では除去が困難だった検出器のオフセット値および感度値の変動に起因する像のアーチファクトを低減できる。特に、検出器のオフセット値および感度値の変動が、各画素のオフセット値及び感度値のデータ取得のための計測の時点から模擬被写体の計測までの間に主に生じる場合に、アーチファクトを有効に除去できる。

次に本発明の第２の実施例を説明する。第２の実施例では図４のステップ400の感度データの取得のための計測の段階で既にオフセット値もしくは感度値に変動が生じている場合を考慮してオフセット値の修正を行う。

第２の実施例では、詳述した第１の実施例に対し、事前処理401のステップ407の変動修正後のオフセット値の導出の演算内容と、本処理402のステップ415の２次補正の演算内容が異なる。残りの部分の手順は第１の実施例と同様となる。ここでも、領域Ａ内の各画素において、変動修正後のオフセット値をO’(i、j)と仮定する。感度データの取得のための計測の段階で特異的にオフセット値もしくは感度値に変動が生じ、その後の模擬被写体の計測、被検体の計測の時点ではその変動が収まったとする。上記変動により感度値G（i,j）に誤差が混入する分を、変動修正後のオフセット値O’(i,j)を用いた補正演算で修正すると仮定すると、（数９）が成り立つ。

ここでD’(i,j)はキャリブレーション補正演算後の模擬被写体の像の画素値である。ここでも、正しい補正演算を経た模擬被写体の画像は均一もしくは滑らかなので、値D’(i,j)は（数３）で求めた平均値に等しくなる。（数９）を変形すると、変動修正後のオフセット値O’(i,j)は（数１０）から算出されることがわかる。したがって、第２の実施例では、ステップ407にて（数６）に代えて（数１０）で領域Ａ内の各画素の修正オフセット値を導出する。

さらに、本処理402のステップ415を以下のように変更する。（数１１）を用いて、被検体計測像上の全ての画素において、計測像の値S(i,j)に対して、オフセット修正量△O(i,j)を用いてキャリブレーション補正演算を行い、補正後の値T(i,j)を算出する。その結果、変動が修正されたキャリブレーション補正像416が得られる。
T(i,j)＝(S(i,j)−O(i,j))／（G(i,j) −（O(i,j)+ΔO(i,j)））・・・(数１１)
以上に述べた第２の実施例では、とくに感度データの取得のための計測の際のオフセット値もしくは感度値の変動が特異的に大きい場合に、それにより起因するアーチファクトを有効に除去できる。

本発明の第３の実施例を示す。第３の実施例では、被検体の計測データの値と感度データの値の両方に対してオフセット値の修正を行う。第３の実施例でも事前処理401のステップ407の演算内容と、本処理402のステップ415の演算内容が第１の実施例とも、また第２の実施例とも異なる。残りの部分の手順は第１の実施例と同様となる。
感度データ取得のための計測時にオフセット値もしくは感度値が既に変動して感度データに誤差が混入し、その状態は以降の模擬被写体の計測等でも続いたとする。変動修正後のオフセット値をO’(i,j)と仮定する。模擬被写体の画像に対して正しいキャリブレーション補正演算を行った結果は均一もしくは滑らかなので(数１２)が成り立つ。

(数１２)の変形により（数１３）が成り立つので、O’(i,j)は（数１３）で算出される。したがって、ステップ407では（数１３）により変動修正後のオフセット値をO’(i、j)を導出する。

さらに、本処理402のステップ415を以下のように変更する。（数１４）を用いて、被検体計測像上の全ての画素において、計測像の値S(i、j)に対して、オフセット修正量△O(i,j)を用いてキャリブレーション補正演算を行い、補正後の値T(i,j)を算出する。その結果、変動が修正されたキャリブレーション補正像416が得られる。
T(i,j)＝(S(i,j)−（O(i,j)＋ΔO(i,j)）)／（G(i,j) −（O(i,j)＋ΔO(i,j)）)
・・・(数１４)
以上に説明した第３の実施例では、感度データの取得のための計測の際のオフセット値もしくは感度値が変化し、その状態が以降も続く場合に、それにより起因するアーチファクトを有効に除去できる。

次に本発明の第４の実施例を示す。前述した第１の実施例では、オフセット値および感度値取得のための事前計測の時点から模擬被写体の撮影までに生じたオフセット値または感度値の変動による誤差が補正演算に混入することを防止するために、これら変動を包含した変動修正後のオフセット値を模擬被写体の像から導出していた。これに対し第４の実施例では、オフセット値または感度値に生じた変動を包含した変動修正後の感度値を模擬被写体の像から導出し、被検体の像のキャリブレーション補正演算に用いる。つまりオフセット値にではなく、感度値に修正を行う点が第１の実施例と異なる。これにより、感度データの値が変動し易い場合に、修正精度が向上できる。

図６に第４の実施例の計測手順を示す。図４に示した第１の実施例の計測手順の内の事前処理401のステップ407〜410と、本処理402のステップ413〜415を、それぞれ以下に述べるステップ407’〜410’、ステップ413’〜415’のように変更する。

オフセット値および感度値の取得のための計測以降、模擬被写体の撮影までにオフセット値もしくは感度値に変動が生じたとし、その変動を包含した感度値をG’(i、j)と仮定する。G’(i,j)を用いて模擬被写体の計測像にキャリブレーション補正演算を行った値D’(i、j)は（数１５）が成り立つ。しかも、正しいキャリブレーション補正演算を施した模擬被写体の像は均一もしくは滑らかであるので、（数３）で求めた平均値に等しくなる。

（数１５）を変形すると、上記感度値、つまり変動修正後の感度値G’(i,j)は(数１６)で算出されることが分かる。

そこで、図６のステップ407’では、(数１６)により領域Ａ内の各画素の変動修正後の感度値G’(i,j)を算出する。次にステップ408’では、(数１７)で、感度修正量△G(i,j)を算出する(408’)。
ΔG(i,j)＝G′(i,j)−G(i,j)・・・(数１７)
領域Ａ内の各画素の感度修正量の値を用いて、領域Ａ外の各画素の感度修正量の値を外挿する。あるいは、領域Ａ外の各画素の感度修正量の値を0とする。ステップ409’ではこれらにより、計測像上の全ての画素において、感度修正量の値を算出する。感度修正量の値を、計測像の各画素に対応する感度修正量像410’として保持する。

本処理402のステップ413’では、上記感度修正量像410’を読み出して被検体計測像上の各画素の感度修正量△G(i,j)414’として設定する。ステップ415’では、(数１８）を用いて、被検体計測像上の全ての画素において、計測像の値S(i、j)に対して、感度修正量△G(i、j)を用いてキャリブレーション補正演算を行い、補正後の値T(i、j)を算出する。その結果、変動が修正されたキャリブレーション補正像416が得られる。
T(i,j)＝(S(i,j)−O(i,j))／（(G(i,j)+ΔG(i,j))−O(i,j)）・・・(数１８)
本実施例でも、第１の実施例と同様に、検出器のオフセット値および感度値の変動が、各画素のオフセット値及び感度値のデータ取得のための計測の時点から模擬被写体の計測までの間に主に生じる場合に、これに起因するアーチファクトを有効に除去できる。

前述の第１の実施例では、変動により混入した誤差に対応する修正量を、オフセット修正量として求めて被検体の像のキャリブレーション補正に反映させる。一方、第４の実施例では、変動により混入した誤差に対応する修正量を、感度修正量として求めて、被検体の像のキャリブレーション補正に反映させる。ここからは、いずれの実施例も一見、感度かオフセットかの一方を修正しているように見える。しかしながら、上記オフセット修正量と上記感度修正量とは、いずれも検出器のオフセットの変動、感度の変動の双方を包括している。したがって、いずれの実施例もオフセット値の変動に起因するアーチファクト及び感度値の変動に起因するアーチファクトの双方の除去に有効である。ただし、第４の実施例では、オフセット値の変動よりも感度値の変動の方が大きい場合に、第１の実施例よりも修正精度が向上し、アーチファクト除去の効果が大きくなる。

本発明の第５の実施例を示す。第５の実施例では、修正量として、水円柱の計測像の値を用いる。これにより、修正処理の演算が簡単になり、高速処理が可能となる。第１の実施例と比較すると、事前処理401の内容と、本処理402のステップ413〜415が変更となる。
事前処理401を以下のように変更する。模擬被写体として、水円柱を撮影する(403)。水円柱の計測像の値R(i,j)を修正量像410”として保持する。

本処理402のステップ413〜415を以下413”〜415”のように変更する。被検体計測像上の各画素において、修正量R(i,j)414”を設定する(413”)。ステップ415”では(数８)に代えて(数１９)を用いて、被検体計測像上の全ての画素において、計測像の値S(i,j)に対して、修正量R(i,j)を用いてキャリブレーション補正演算を行い、補正後の値T(i,j)を算出する。その結果、変動が修正されたキャリブレーション補正像416が得られる。
T(i,j)＝(S(i,j)−R(i,j)）／（G(i,j)−O(i,j)）・・・(数１９）
図７に、本発明の第６の実施例を示す。第６の実施例では、修正量として、水円柱の再構成像の値を用いる。これにより、修正処理の演算が簡単になり、高速処理が可能となる。ここで、水円柱を再構成像の視野からはみ出さないように設置すると、トランケーション誤差が生じないため、再構成像の周辺領域で修正精度の向上が可能である。

まずステップ600で検出器の感度値G(i,j)とオフセット値O(i,j)を計測する点はこれまでの実施例と同様である。次に、事前処理601では、模擬被写体として水円柱を撮影する。水円柱計測像上の全ての画素の値R(i,j)に対して、(数２)でキャリブレーション補正演算を実施し、補正後の値D(i,j)を求める。キャリブレーション補正像を対数変換処理の後に再構成処理し、再構成像603を得る。水円柱の再構成像603において、水領域を切り出す(604)。水領域外の画素の値を水領域内の画素の値を用いて外挿する、あるいは0に設定し、修正量を算出する(605)。これにより、修正量像606が得られる。

本処理602では、被検体の撮影を行い(607)、計測像608を得る。次にステップ609では、被検体計測像上の全ての画素において、計測像の値S(i、j)に対して（数１）を用いてキャリブレーション補正演算を実施し、補正後の値T(i、j)を算出する。
T(i,j)＝(S(i,j)−O(i,j))／(G(i,j) −O(i,j))・・・（数１）
ここでG(i,j)はステップ600で計測した感度値、O(i,j) はステップ600で計測したオフセット値である。ステップ609の算出の結果である補正像610は、感度値もしくはオフセット値の変動による縞状などの偽像を含む。この補正像を対数変換処理し(611)、投影像612を得る。投影像を再構成処理し(613)、再構成像614を得る。次にステップ615では、再構成像上の全ての画素において、再構成像の値から先にステップ605で得ていた模擬被写体の計測像から再構成した修正量像606の値を減算する差分処理を行う(615)。その結果、感度値もしくはオフセット値の変動に起因するアーチファクトが低減された再構成像616が得られる。

上記した本処理602では、さらに再構成処理の中で再構成像の値の規格化を行うようにしても良い。規格化の演算式は、被検体として水円柱や人体模擬被写体等の撮影および処理を行い、得られた再構成像上で水領域の値が0、空気領域の値が-1000になるように算出する。

本実施例は、模擬被写体の計測像からオフセット値あるいは感度値の修正量を導出して保存し、被検体の計測像のキャリブレーション補正演算に反映するのに代えて、模擬被写体の計測像から再構成演算を経た修正量像を保存し、被検体の計測像から再構成された像に対して修正量像の値を減算することで修正処理を行なっている。この修正量像は、模擬被写体の撮影に至るまでに生じた検出器のオフセット値および感度値の変動を包括した計測像から得た再構成像であるので、被検体の像に重畳するアーチファクトの部分を反映する。よって差分処理により、感度値もしくはオフセット値の変動に起因するアーチファクトが低減された再構成像が得られる。

本発明は、トモグラフィにより対象の内部の２次元像もしくは３次元像を得る撮像に有効であり、Ｘ線撮像装置をはじめとして、光、放射線、等を用いた医用もしくは工業用の撮像装置に有効に利用される可能性が高い。

301：Ｘ線源、302：検出器、303：支柱、304：回転装置、305：被検体保持装置、306：制御処理装置、307：回転軸、308：被検体、309：記憶装置

Claims

被検体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源および検出器を
被検体に対して相対的に移動させる制御部と、前記Ｘ線源および検出器を相対移動をしな
がら計測を繰り返す回転計測により得た計測データを収集して被検体内部の２次元像また
は３次元像を再構成する処理を行なう処理部を有する放射線撮像装置において、
前記処理部は、
前記検出器の各画素のオフセット値と感度値の計測データを保持する保持手段、
前記被検体に代えて模擬被写体を配置して計測した計測像に対して前記保持されたオフセ
ット値と感度値を用いて１次補正を行って得た模擬被写体補正像を用い、前記計測像の各
画素に変動修正後のオフセット値もしくは感度値を用いて補正演算を行なえば該画素の値
が該画素の周辺画素を含む注目領域の１次補正後の画素値の平均に一致するようなオフセ
ット値もしくは感度値の修正量を導出して記憶する修正量記憶手段、および、
前記被検体の回転計測により得た各計測像に対し、前記導出した修正量により修正したオ
フセット値もしくは感度値により２次補正を行い、得られた補正後の計測像から被検体内
部の２次元像または３次元像を再構成する補正処理手段を備えることを特徴とする放射線
撮像装置。
前記修正量記憶手段は、前記模擬被写体補正像のある画素の値が周辺の画素の平均値より
大ならば計測値に対しオフセット値もしくは感度値を増加させるようにオフセット値もし
くは感度値の修正量を算出し、前記模擬被写体補正像のある画素の値が周辺の画素の平均
値より小ならば計測値に対しオフセット値もしくは感度値を減少させるようにオフセット
値もしくは感度値の修正量を算出し、算出した修正量を記憶することを特徴とする請求項
１に記載の放射線撮像装置。
前記修正量は、変動修正後のオフセット値と前記保持された感度値を用いて補正演算をお
こなえば画素の値が該画素の周辺画素を含む注目領域の１次補正後の画素値の平均に一致
するようなオフセット値の修正量であり、前記補正処理手段は、導出した修正量により修
正したオフセット値と前記保持された感度値を用いて前記被検体の各計測像に２次補正を
行うことを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
前記修正量は、前記保持されたオフセット値と変動修正後の感度値を用いて補正演算をお
こなえば画素の値が該画素の周辺画素を含む注目領域の１次補正後の画素値の平均に一致
するような感度値の修正量であり、前記補正処理手段は、前記保持されたオフセット値と
導出した修正量により修正した感度値とを用いて前記被検体の各計測像に２次補正を行う
ことを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。