JP5406047B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、被検体の生体組織を撮像して表示するX線CT装置に関する。詳細には、複数の補償フィルタや軟線除去フィルタを組み合わせて使用し、エア補正を行って被検体の撮像を行うX線CT装置に関する。
X線CT(Computed Tomography)装置は、被検体の生体組織の断層像を撮像して表示装置に表示する装置である。
X線CT装置のX線検出器は、X線管から照射され被検体を透過したX線量を、投影データとして取得する。X線CT装置の画像処理装置は、取得した投影データに所定の補正処理を行い、画像再構成を行って表示装置に断層像を表示する。
X線CT装置は、X線検出器を構成するX線検出素子の感度特性のばらつきを補正するためにエア補正を必要とする。操作者は、被検体を撮影する本計測を行う前に、被検体がX線CT装置のスキャナ内に入っていない状態で空気を計測するエア計測を行う。エア計測時の投影データに各種補正(オフセット補正、対数変換など)が施され、エア補正データとして格納される。
X線検出器の感度は素子毎に異なるため、当該素子毎にエア補正データが格納される。例えばチャネル方向にIチャネル、スライス方向にJ列を有するマルチスライスX線検出器の場合は、I×J個のエア補正データが格納される。
また、管電圧やコリメーションによってエア補正データが異なるので、それぞれの条件下でエア補正データが計測される。
X線CT装置の画像処理装置は、被検体を撮像して得られる投影データに、各種補正(オフセット補正、対数変換など)を行った後、格納されているエア補正データを用いてエア補正を行う。画像処理装置は、エア補正後の投影データに、更に所定の補正を行った後、画像再構成処理を行う。
尚、エア計測は、日常的にはX線CT装置の起動後のX線管のウォームアップ後に行われ、エア補正データが更新される。
尚、エア計測は、日常的にはX線CT装置の起動後のX線管のウォームアップ後に行われ、エア補正データが更新される。
X線CT装置には、X線管と被検体の間に各種フィルタが設置される。補償フィルタは、被検体に入射するX線の強度分布を調整し、軟線除去フィルタは、被検体に入射するX線の低エネルギー領域の軟線を除去する。
被検体である人体の胸部から腹部の断面を楕円形とみなした場合、人体中心部のX線の透過長は周辺部の透過長より長い。中心部は透過長が短く、中心から離れるに従って透過長が長くなるような形状の補償フィルタをX線管と被検体の間に挿入することにより、被検体を透過するX線の強度を均一になるよう調整する方法がある。
補償フィルタは例えばアルミニウムやテフロン(登録商標)等の材質で作成される。X線CT装置の撮影対象の断面は胸部から腹部のような楕円形だけではなく、頭部のように円形に近い形状の場合がある。また、同じ楕円形や円形状であっても幼児から成人まで被検体そのものの大きさも患者毎に異なるため、形状や材質の異なる数種類の補償フィルタを備えるX線CT装置がある。また、可動手段を用いることにより、X線吸収部分の断面形状を種々の形状に変化させることが可能な補償フィルタが提案されている(「特許文献1」参照)。
また、幅広いエネルギーを含んだX線の低エネルギー領域は、人体で殆ど吸収されてしまうため投影データには殆ど寄与せず、人体にとって無効な被曝となってしまう。そこで、X線入射方向に一様な厚さを有する軟線除去フィルタを、上記補償フィルタと組み合わせて使用する場合がある。軟線除去フィルタは例えば銅等の材質で作成される。撮影部位やサイズに応じて厚さや材質の異なる数種類の軟線除去フィルタを備える発明が提案されている(「特許文献2」参照)。
しかしながら、形状や材質の異なる数種類の補償フィルタを備える場合や、「特許文献1」による形状の変化する補償フィルタを用いる場合に、エア計測を行ってエア補正データを取得する作業は、被検体の撮影に使用する全ての補償フィルタについて行う必要があり、操作者の時間的負担、作業負担がかかるという問題点があった。
また、同様にして「特許文献2」による撮影部位やサイズに応じて厚さや材質の異なる数種類の軟線除去フィルタを用いる場合にも、エア補正データを取得する作業は、操作者の時間的負担、作業負担がかかるという問題点があった。
更に、複数の補償フィルタや複数の軟線除去フィルタを使用して被検体を撮影する場合には、撮影に使用するフィルタの全ての組み合わせについてエア計測を行ってエア補正データを取得する必要があり、更に操作者の時間的負担、作業負担がかかるという問題点があった。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、日常的なエア計測の迅速化とエア計測負担の軽減を可能とするX線CT装置を提供することである。
前述した目的を達成するための本発明は、X線を曝射するX線管と、前記X線管と対向する位置に設置されX線を検出するX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器との間に設置され被検体に入射するX線の強度を調整する複数のフィルタと、前記X線検出器から投影データを収集するデータ収集回路と、前記データ収集回路に収集された前記投影データのデータ処理を行って画像を再構成する画像処理部と、記憶装置を備えるX線CT装置において、前記画像処理部は、初期設定時に、全ての前記フィルタの組み合わせについてエア計測を行って初期エア補正情報を計測する初期エア補正情報計測手段と、前記計測された初期エア補正情報を用いて、全ての前記フィルタの組み合わせについて、基準とする前記フィルタの組み合わせに対する、前記初期エア補正情報の相対情報を算出して前記記憶装置に保持する相対情報算出手段と、通常時に所定のタイミングで、前記基準とする前記フィルタの組み合わせについて前記エア計測を行って基準通常エア補正情報を計測する基準通常エア補正情報計測手段と、前記算出された相対情報を用いて前記計測された基準通常エア補正情報を全ての前記フィルタの組み合わせについて展開して通常エア補正情報を算出して前記記憶装置に保持する通常エア補正情報算出手段と、前記収集された前記被検体の前記投影データを撮影時に使用された前記フィルタの組み合わせに対応する前記通常エア補正情報を用いて補正する補正処理手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置である。
複数のフィルタは、被検体に入射するX線の強度分布を調整する複数の補償フィルタ、被検体に入射するX線の低エネルギー領域の軟線を除去する軟線除去フィルタを含んでもよい。複数の補償フィルタ及び軟線除去フィルタは、それぞれ、使用不使用を切替可能に設置される。
初期設定時とは、X線CT装置の出荷時やメンテナンス時が想定される。
エア計測とは、被検体がX線CT装置のスキャナ内に入っていない状態での計測であり、エア計測により空気の投影データが得られる。
通常時の所定のタイミングとは、X線CT装置の起動後のX線管のウォームアップ後等のタイミングである。
エア計測とは、被検体がX線CT装置のスキャナ内に入っていない状態での計測であり、エア計測により空気の投影データが得られる。
通常時の所定のタイミングとは、X線CT装置の起動後のX線管のウォームアップ後等のタイミングである。
本発明のX線CT装置は、初期設定時に、被検体に入射するX線の強度を調整する複数の全てのフィルタの組み合わせについてエア計測を行って初期エア補正情報を計測する。X線CT装置は、全てのフィルタの組み合わせについて、基準とするフィルタの組み合わせに対する初期エア補正情報の相対情報を算出して記憶装置に保持する。
X線CT装置は、通常時に所定のタイミングで、基準とするフィルタの組み合わせについてエア計測を行って基準通常エア補正情報を計測する。X線CT装置は、相対情報を用いて基準通常エア補正情報を全てのフィルタの組み合わせについて展開して通常エア補正情報を算出して記憶装置に保持する。
X線CT装置は、収集された被検体の投影データを、撮影時に使用されたフィルタの組み合わせに対応する通常エア補正情報を用いて補正する。
これにより、通常時には基準となるフィルタの組み合わせについてのみエア計測を行えばよいので、エア計測に係る操作者の作業負担を軽減させることができる。
また、X線CT装置は、被検体の計測時にX線が被検体を透過しない特定チャネルの測定情報を計測し、特定チャネルについて基準通常エア補正情報に対する測定情報の相対情報(第1相対情報)を算出する。X線CT装置は、特定チャネルについて算出された相対情報(第1相対情報)と、記憶装置から読み出された相対情報(第2相対情報)とを比較し比較結果に基づいて、警告または通知を行ってもよい。特定チャネルは、X線検出器の端部に位置するチャネルであってもよい。
これにより、エア補正に利用するために既に算出された相対情報と実測値とのずれを監視して算出済の相対情報を再度算出し直す必要があるか否かを判定するので、メンテナンスのタイミングを適切に判断することができる。
本発明によれば、日常的なエア計測の迅速化とエア計測負担の軽減を可能とするX線CT装置を提供することができる。
1 X線CT装置、3 スキャナ、7 メモリ、9 記憶装置、11 入力装置、13 表示装置、15 X線管、17 コリメータケース、19 被検体、21 寝台、23 照射X線、25 X線検出器、27 データ収集回路、29 スキャナ制御装置、31 画像処理装置、32 データ取得手段、33 補正処理手段、35 画像再構成処理手段、36 初期エア補正情報格納部、37 相対情報格納部、38 通常エア補正情報格納部、39 測定情報格納部、41 軟線除去フィルタ、43 軟線除去フィルタ移動手段、45、45-0〜45-2 補償フィルタ、47 補償フィルタ移動手段、48 コリメータ、49 チャネル、51 X線検出器出力、53 相対データ、54 入射X線強度、55-1、52-2 リファレンスチャネル、201〜206 初期エア補正情報のチャネル分布、301〜306 相対情報のチャネル分布、401〜406 通常エア補正情報のチャネル分布
＜第1実施形態＞
以下添付図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るX線CT装置について詳細に説明する。
以下添付図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るX線CT装置について詳細に説明する。
(1．X線CT装置1の構成)
最初に、図1を参照しながら、X線CT装置1の構成について説明する。
図1は、X線CT装置1の構成図である。
最初に、図1を参照しながら、X線CT装置1の構成について説明する。
図1は、X線CT装置1の構成図である。
X線CT装置1は、被検体19にX線を照射し、被検体19を透過したX線量を投影データとして取得し画像処理を行って表示装置13に断層像を表示する装置である。X線CT装置1は、X線管15とコリメータケース17とX線検出器25とデータ収集回路27を搭載したスキャナ3、被検体19を載せる寝台21、入力装置11、表示装置13、スキャナ制御装置29、画像処理装置31、メモリ7、記憶装置9、システム制御装置10等からなる。
X線管15は、高電圧の印加により被検体19にX線を照射するものである。コリメータケース17は、X線の強度を調整するフィルタとX線のビーム幅を決定するコリメータ等を格納するものである(詳細については後述する。)。X線検出器25は、被検体19を透過したX線を検出して電気信号に変換するものである。データ収集回路27は、X線検出器25によって検出された投影データを収集するものである。スキャナ3は、X線管15とX線検出器25を、被検体19を挟んで対向させて配置し、被検体19と被検体19を載せる寝台21の周りを回転する回転機構を有する。
入力装置11は、X線CT装置1に配置されているキーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル、ボタン等の装置である。操作者は入力装置11を操作してX線CT装置1による撮影指示、計測操作の指示、パラメータの設定や入力等を行う。
表示装置13は、CRTや液晶表示装置等であり、画像処理装置31による画像処理の結果を表示するものである。
スキャナ制御装置29は、X線管15と、コリメータケース17内のフィルタとコリメータと、X線検出器25の制御を行うものである。例えばスキャナ制御装置29は、コリメータケース17内の複数の補償フィルタと軟線除去フィルタの切り替え制御を行う。
画像処理装置31は、スキャナ3のデータ収集回路27が収集する投影データの画像処理を行うものである。画像処理装置31は、データ収集回路27が収集した投影データを取得するデータ取得手段32、投影データの各種補正処理を行う補正処理手段33、補正処理後の投影データから断面画像を再構成する画像再構成処理手段35を備える。尚、補正処理には、エア補正、オフセット補正、リファレンス補正、ビームハードニング補正、ノンリニア補正等が含まれる。
メモリ7は、RAM及びROM等の半導体記憶装置である。
記憶装置9は、ハードディスク等の記憶装置である。記憶装置9は、初期エア補正情報格納部36、相対情報格納部37、通常エア補正情報格納部38、測定情報格納部39等の格納部を有している。初期エア補正情報格納部36は、X線CT装置1の出荷時やメンテナンス時に、全ての補償フィルタと軟線除去フィルタの組み合わせにおいて測定されるエア補正情報の格納部である。相対情報格納部37は、基準とするフィルタの組み合わせによるエア補正情報を基にして算出される、全てのフィルタの組み合わせのエア補正情報の相対情報の格納部である。
記憶装置9は、ハードディスク等の記憶装置である。記憶装置9は、初期エア補正情報格納部36、相対情報格納部37、通常エア補正情報格納部38、測定情報格納部39等の格納部を有している。初期エア補正情報格納部36は、X線CT装置1の出荷時やメンテナンス時に、全ての補償フィルタと軟線除去フィルタの組み合わせにおいて測定されるエア補正情報の格納部である。相対情報格納部37は、基準とするフィルタの組み合わせによるエア補正情報を基にして算出される、全てのフィルタの組み合わせのエア補正情報の相対情報の格納部である。
通常エア補正情報格納部38は、全ての補償フィルタと軟線除去フィルタの組み合わせについて算出されるエア補正情報の格納部である。通常エア補正情報格納部38は、日常的に測定される基準とするフィルタの組み合わせによるエア補正情報と相対情報とを用いて算出される。
測定情報格納部39は、通常エア補正情報を用いて補正される、被検体19の投影データの格納部である。
尚、システム制御装置(CPU)10は、X線CT装置1のシステム全体を制御するものである。
測定情報格納部39は、通常エア補正情報を用いて補正される、被検体19の投影データの格納部である。
尚、システム制御装置(CPU)10は、X線CT装置1のシステム全体を制御するものである。
(2．フィルタの構成)
次に、図2乃至図4を参照しながら、X線CT装置1の照射X線23の強度を調整する複数のフィルタについて説明する。
次に、図2乃至図4を参照しながら、X線CT装置1の照射X線23の強度を調整する複数のフィルタについて説明する。
(2-1．コリメータケース17周辺の構成)
図2は、コリメータケース17周辺を示す図である。コリメータケース17内部には、被検体19の撮影部位や被検体19のサイズに応じて選択される複数の補償フィルタ45と、軟線除去フィルタ41と、補償フィルタ45を切換えるための補償フィルタ移動手段47と、軟線除去フィルタ41を切換えるための軟線除去フィルタ移動手段43と、コリメータ48等が配置される。
図2は、コリメータケース17周辺を示す図である。コリメータケース17内部には、被検体19の撮影部位や被検体19のサイズに応じて選択される複数の補償フィルタ45と、軟線除去フィルタ41と、補償フィルタ45を切換えるための補償フィルタ移動手段47と、軟線除去フィルタ41を切換えるための軟線除去フィルタ移動手段43と、コリメータ48等が配置される。
X線管15から曝射された照射X線23は、軟線除去フィルタ41を透過することでX線の低エネルギー領域の軟線が除去され、補償フィルタ45を透過することでX線の強度分布が調整され、コリメータ48でX線幅が調整されて被検体19に照射される。
図2では、X線管15から照射されるX線は、軟線除去フィルタ41、補償フィルタ45の順で透過しているが、この順に限定されず、補償フィルタ45、軟線除去フィルタ41の順で設置してもよい。
(2-2．複数のフィルタの構成)
図3は、軟線除去フィルタ41と補償フィルタ45-0〜45-2を示す図である。
軟線除去フィルタ41が使用される場合は、照射X線23が透過するX軸上に配置される。軟線除去フィルタ41は、使用されない場合は軟線除去フィルタ移動手段43を用いて軸から外れたＺ軸方向に移動される。
図3は、軟線除去フィルタ41と補償フィルタ45-0〜45-2を示す図である。
軟線除去フィルタ41が使用される場合は、照射X線23が透過するX軸上に配置される。軟線除去フィルタ41は、使用されない場合は軟線除去フィルタ移動手段43を用いて軸から外れたＺ軸方向に移動される。
X線CT装置1において、X線の低エネルギー領域の軟線は被検体19でほとんど吸収されてしまうため、被検体19の無効な被曝を防ぐために軟線除去フィルタ41が用いられる。
また、X線吸収の高い骨が多い頭部等のような領域においては、ビームハードニング効果を考慮して、頭部に入射するX線の低エネルギー領域を除去しておくことが望ましいため、軟線除去フィルタ41が用いられる。ビームハードニング効果とは、低エネルギーのX線が選択的に吸収され、検出されたX線が高いエネルギーを有することである。
尚、低エネルギー領域の軟線を含んだX線は低コントラスト分解能が良いことから、逆に、コントラストのつきにくい腹部の肝臓付近の領域を撮影する場合には軟線除去フィルタ41を用いない場合がある。
補償フィルタ45-0〜45-2は、被検体19の体軸方向であるＺ軸方向に沿って複数設置される。操作者は、被検体19の撮影部位やサイズに応じて補償フィルタ45-0〜45-2の中から使用する補償フィルタ45を選択し、補償フィルタ移動手段47を用いて選択された補償フィルタ45をＺ軸方向に移動し、照射X線23が透過するX軸上に設置する。
図4は、補償フィルタ45-0〜45-2の形状の種類を示す図である。補償フィルタ45-1が最も湾曲面の曲率が大きく、補償フィルタ45-0、補償フィルタ45-2は、それと比較して湾曲の曲率は小さくなっている。補償フィルタ45-1は、頭部や心臓や小児など、比較的小さい被検体19を撮影する場合に使用され、補償フィルタ45-0は胸部や標準サイズの腹部等の被検体19に使用され、補償フィルタ45-2は、サイズの大きい被検体19の腹部等の撮影に使用される。
以下、Mサイズの補償フィルタ45-0を、基準とする補償フィルタC0とする。Ｓサイズの補償フィルタ45-1を補償フィルタC1とし、Ｌサイズの補償フィルタ45-2を補償フィルタC2とする。
このように被検体19の撮影部位やサイズによって、それぞれ補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41を組み合わせたX線CT装置1で被検体19が撮影される。
(3．エア補正処理)
次に、図5乃至図9を参照しながら、一例として3種類の形状の補償フィルタ45の切り替えと、軟線除去フィルタ41の有り無しの切り替えが可能なX線CT装置1のエア補正処理について説明する。以下、(3-1)初期設定時の相対情報算出処理、(3-2)通常時のエア補正情報算出処理、(3-3)被検体19の測定とエア補正処理、の3つの処理に分けて説明する。
次に、図5乃至図9を参照しながら、一例として3種類の形状の補償フィルタ45の切り替えと、軟線除去フィルタ41の有り無しの切り替えが可能なX線CT装置1のエア補正処理について説明する。以下、(3-1)初期設定時の相対情報算出処理、(3-2)通常時のエア補正情報算出処理、(3-3)被検体19の測定とエア補正処理、の3つの処理に分けて説明する。
(3-1．相対情報算出処理)
図5は、初期設定時の相対情報算出処理を示すフローチャートである。
初期設定時とは、X線CT装置1の出荷前や、定期的なメンテナンス時である。
図5は、初期設定時の相対情報算出処理を示すフローチャートである。
初期設定時とは、X線CT装置1の出荷前や、定期的なメンテナンス時である。
以下の説明では、補償フィルタ45及び軟線除去フィルタ41の組み合わせを(Cm，Fn)と表す。「C」の添え字「m」は、使用する補償フィルタ45の形状を示す。補償フィルタ45-0(C0)が使用されるときは「m＝0」であり、補償フィルタ45-1(C1)が使用されるときは「m＝1」であり、補償フィルタ45-2(C2)が使用されるときは「m＝2」である。「F」の添え字「n」は、軟線除去フィルタ41の使用有無を示す。軟線除去フィルタ41が使用される時は「n＝0」であり、軟線除去フィルタ41が使用されないときは「n＝1」である。また、全ての組み合わせ(Cm，Fn)とは、補償フィルタ45及び軟線除去フィルタ41の使用可能な全ての組み合わせを示す。例えば、「m＝0，1，2」であり「n＝0，1」の場合には、全ての組み合わせ(Cm，Fn)として3×2＝6通りある。
操作者(医師又は技師)は、初期設定時のエア計測のための指令を入力装置11に入力し、補償フィルタ45及び軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせ(Cm，Fn)についてエア計測を行い、データ取得手段32によってエア補正データを取得する(ステップ1001)。エア計測は、被検体19がX線CT装置1のスキャナ内に入っていない状態で行われる。
エア補正データの計測が完了すると、システム制御装置10は、補正処理手段33によって取得されたエア補正データに、オフセット補正及びリファレンス補正を行う(ステップ1002)。オフセット補正は、X線検出器25とデータ収集回路27の暗電流成分をキャンセルする補正である。リファレンス補正は、スキャン中やスキャン毎のX線の変動をキャンセルする補正である。
オフセット補正及びリファレンス補正後のエア補正データは、初期エア補正データAIr0［(Cm、Fn)］として、記憶装置9の初期エア補正情報格納部36に格納される(ステップ1003)。
尚、エア補正データは、実際にはX線検出器25のチャネル毎及び投影角度毎に取得されるデータである。
尚、エア補正データは、実際にはX線検出器25のチャネル毎及び投影角度毎に取得されるデータである。
次に、システム制御装置10は、全ての初期エア補正データAIr0［(Cm、Fn)］について、基準とする基準初期データAIr0［(C0、F0)］に対する相対データTrans［(Cm、Fn)］を算出する(ステップ1004)。
相対データTrans［(Cm、Fn)］は、式(1)で算出される。
Trans［(Cm、Fn)］＝AIr0［(Cm、Fn)］-AIr0［(C0、F0)］・・・(1)
Trans［(Cm、Fn)］＝AIr0［(Cm、Fn)］-AIr0［(C0、F0)］・・・(1)
尚、初期エア補正データAIr0［(C0、F0)］は、それ自身が基準とする基準初期データAIr0［(C0、F0)］であるので、相対データTrans［(C0、F0)］は「0」である。
尚、式(1)では、相対データTrans［(Cm、Fn)］はそれぞれ、初期エア補正データAIr0［(Cm、Fn)］と基準初期データAIr0［(C0、F0)］との差分を算出するとしたが、算出式は差分の算出に限定されない。除算やその他の相対データの算出式を用いてもよい。
算出された相対データTrans［(Cm、Fn)］は、記憶装置9の相対情報格納部37に格納される(ステップ1005)。
図6は、相対情報の算出結果を示す図である。
図6(a)〜図6(c)は、ステップ1003の処理で取得された初期エア補正情報を示すグラフである。このグラフの横軸はX線検出器25のチャネル49であり、縦軸はX線検出器出力51である。グラフ201及びグラフ203及びグラフ205は、軟線除去フィルタ41を使用する場合(F0)について取得された初期エア補正情報を示す。グラフ202及びグラフ204及びグラフ206は、軟線除去フィルタ41を使用しない場合(F1)について取得された初期エア補正情報を示す。
図6(a)〜図6(c)は、ステップ1003の処理で取得された初期エア補正情報を示すグラフである。このグラフの横軸はX線検出器25のチャネル49であり、縦軸はX線検出器出力51である。グラフ201及びグラフ203及びグラフ205は、軟線除去フィルタ41を使用する場合(F0)について取得された初期エア補正情報を示す。グラフ202及びグラフ204及びグラフ206は、軟線除去フィルタ41を使用しない場合(F1)について取得された初期エア補正情報を示す。
図6(d)〜図6(f)は、ステップ1004の処理で算出された相対情報を示すグラフである。このグラフの横軸はX線検出器25のチャネル49であり、縦軸は相対データ53である。相対情報のグラフ301〜グラフ306は、それぞれ、ステップ1004の処理において初期エア補正情報のグラフ201〜グラフ206に基づいて算出されたものである。
(3-2．エア補正情報算出処理)
図7は、通常時のエア補正情報算出処理を示すフローチャートである。
通常時とは、例えば日常のX線CT装置1の起動後のX線管のウォームアップ後のタイミングである。
図7は、通常時のエア補正情報算出処理を示すフローチャートである。
通常時とは、例えば日常のX線CT装置1の起動後のX線管のウォームアップ後のタイミングである。
操作者(医師又は技師)は、CT検査の開始前の所定のタイミングで、指令を入力装置11に入力し、補償フィルタ45(C0)と軟線除去フィルタ41(F0)の組み合わせについてエア計測を行い、エア補正データを取得する(ステップ2001)。
(C0、F0)のエア補正データが計測されると、補正処理手段33は、取得されたエア補正データに、オフセット補正及びリファレンス補正を行う(ステップ2002)。
(C0、F0)のエア補正データが計測されると、補正処理手段33は、取得されたエア補正データに、オフセット補正及びリファレンス補正を行う(ステップ2002)。
オフセット補正及びリファレンス補正後のエア補正データは、基準通常データAIr1［(C0、F0)］として、記憶装置9に格納される(ステップ2003)。
次に、システム制御装置10は、計測された基準通常データAIr1［(C0、F0)］と、記憶装置9の相対情報格納部37に格納されている相対情報(相対データTrans［(Cm、Fn)］)に基づいて、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせ(Cm、Fn)に対して通常エア補正データAIr1［(Cm、Fn)］を算出する(ステップ2004)。
通常エア補正データAIr1［(Cm、Fn)］は、式(2)で算出される。
AIr1［(Cm、Fn)］＝Trans［(Cm、Fn)］＋AIr1［(C0、F0)］・・・(2)
AIr1［(Cm、Fn)］＝Trans［(Cm、Fn)］＋AIr1［(C0、F0)］・・・(2)
尚、式(2)では、通常エア補正データAIr1［(Cm、Fn)］はそれぞれ、相対データTrans［(Cm、Fn)］と基準通常データAIr1［(C0、F0)とを加算するとしたが、算出式は加算に限定されない。ステップ1004の処理で用いた相対データの算出式に応じた算出式を用いてもよい。
システム制御装置10は、算出された通常エア補正データAIr1［(Cm、Fn)］に対数変換を行い(ステップ2005)、記憶装置9の通常エア補正情報格納部38に格納する(ステップ2006)。
図8は、エア補正情報算出処理(図7：ステップ2004)及びその結果を示す図である。
図8の相対情報のグラフ301〜グラフ306は、図6の相対情報のグラフ301〜グラフ306と同様のものであり、ステップ1004の処理で算出されたものである。通常エア補正情報のグラフの横軸はX線検出器25のチャネル49であり、縦軸は入射X線強度54である。尚、図8の入射X線強度54は算出値であるので、実際の測定値である図6のX線検出器出力51と区別される。基準通常データのグラフ401は、ステップ2003の処理で取得されたものである。
通常エア補正情報のグラフ401〜グラフ406は、それぞれ、ステップ2004の処理において相対情報のグラフ301〜グラフ306と基準通常データのグラフ401とから算出されたものである。
図8の相対情報のグラフ301〜グラフ306は、図6の相対情報のグラフ301〜グラフ306と同様のものであり、ステップ1004の処理で算出されたものである。通常エア補正情報のグラフの横軸はX線検出器25のチャネル49であり、縦軸は入射X線強度54である。尚、図8の入射X線強度54は算出値であるので、実際の測定値である図6のX線検出器出力51と区別される。基準通常データのグラフ401は、ステップ2003の処理で取得されたものである。
通常エア補正情報のグラフ401〜グラフ406は、それぞれ、ステップ2004の処理において相対情報のグラフ301〜グラフ306と基準通常データのグラフ401とから算出されたものである。
(3-3．被検体19の測定とエア補正)
図9は、被検体19の測定とエア補正を示すフローチャートである。
操作者は、被検体19の撮影部位や被検体19のサイズに対応する補償フィルタ45Cp(pは0、1、2のいずれか)と軟線除去フィルタ41Fq(qは0、1のいずれか)を選択する。選択された補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41は、図3のX軸上にセットされる。その状態で被検体19のCTスキャンが行われ、データ取得手段32によって、測定データData0［(Cp、Fq)］が取得される(ステップ3001)。
図9は、被検体19の測定とエア補正を示すフローチャートである。
操作者は、被検体19の撮影部位や被検体19のサイズに対応する補償フィルタ45Cp(pは0、1、2のいずれか)と軟線除去フィルタ41Fq(qは0、1のいずれか)を選択する。選択された補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41は、図3のX軸上にセットされる。その状態で被検体19のCTスキャンが行われ、データ取得手段32によって、測定データData0［(Cp、Fq)］が取得される(ステップ3001)。
補正処理手段33は、取得された測定データData0［(Cp、Fq)］にオフセット補正及びリファレンス補正を行う(ステップ3002)。
補正処理手段33は、記憶装置9の通常エア補正情報格納部38に格納されている通常エア補正情報から、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の組み合わせ(Cp、Fq)に対応する通常エア補正データAIr1［(Cp、Fq)］を読出して測定データData0［(Cp、Fq)］のエア補正を行い、測定データData1［(Cp、Fq)］を得る(ステップ3003)。
補正処理手段33は、記憶装置9の通常エア補正情報格納部38に格納されている通常エア補正情報から、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の組み合わせ(Cp、Fq)に対応する通常エア補正データAIr1［(Cp、Fq)］を読出して測定データData0［(Cp、Fq)］のエア補正を行い、測定データData1［(Cp、Fq)］を得る(ステップ3003)。
補正処理手段33は、算出された測定データData1［(Cp、Fq)］にビームハードニング補正やノンリニア補正等の各種補正を行い(ステップ3004)、補正後の測定データData1［(Cp、Fq)］を記憶装置9の測定データ格納部39に格納する(ステップ3005)。
X線CT装置1の画像再構成処理手段35は、補正後の測定データData1［(Cp、Fq)］を基にして画像再構成処理を行う(ステップ3006)。
X線CT装置1の画像再構成処理手段35は、補正後の測定データData1［(Cp、Fq)］を基にして画像再構成処理を行う(ステップ3006)。
(3-4．第1実施形態の効果)
以上の過程を経て、初期設定時にはX線CT装置1は、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせ(Cm、Fn)についてエア計測を行って初期エア補正情報を取得すると共に、基準となる組み合わせ(C0、F0)に対する相対情報を算出して保持する。通常時にはX線CT装置1は、所定のタイミングで、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の基準となる組み合わせ(C0、F0)のみについてエア計測を行い、組み合わせ(C0、F0)のエア計測データと相対情報とに基づいて、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせ(Cm、Fn)について、通常エア補正情報を算出する。被検体の測定時にはX線CT装置1は、使用した補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の組み合わせ(Cp、Fq)に対応する通常エア補正情報を読み出して、測定した被検体のX線投影データに対してエア補正処理を行う。
以上の過程を経て、初期設定時にはX線CT装置1は、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせ(Cm、Fn)についてエア計測を行って初期エア補正情報を取得すると共に、基準となる組み合わせ(C0、F0)に対する相対情報を算出して保持する。通常時にはX線CT装置1は、所定のタイミングで、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の基準となる組み合わせ(C0、F0)のみについてエア計測を行い、組み合わせ(C0、F0)のエア計測データと相対情報とに基づいて、補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせ(Cm、Fn)について、通常エア補正情報を算出する。被検体の測定時にはX線CT装置1は、使用した補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の組み合わせ(Cp、Fq)に対応する通常エア補正情報を読み出して、測定した被検体のX線投影データに対してエア補正処理を行う。
このように、X線CT装置1は、複数のフィルタを備える場合であっても、通常時には基準となる組み合わせ(C0、F0)についてのみエア計測を行えばよいので、エア計測に係る操作者の作業負担を軽減させることができる。また、X線CT装置1は、全ての組み合わせ(Cm、Fn)について通常エア補正情報を保持し、被検体の測定時には使用するフィルタの組み合わせに応じてエア補正を行うので、使用するフィルタの組み合わせを変える度にエア補正データの取得作業を行う必要がない。
また、被検体の撮影部位や被検体のサイズに適した複数の補償フィルタや軟線除去フィルタを選択することにより、被検体の被曝を低減することができる。
また、被検体の撮影部位や被検体のサイズに適した複数の補償フィルタや軟線除去フィルタを選択することにより、被検体の被曝を低減することができる。
＜第2実施形態＞
(4．エア補正値の監視)
次に、図10及び図11を参照しながら、第2実施形態について説明する。
図10はエア補正値の監視処理を示すフローチャートである。
(4．エア補正値の監視)
次に、図10及び図11を参照しながら、第2実施形態について説明する。
図10はエア補正値の監視処理を示すフローチャートである。
システム制御装置10は、被検体19の測定処理(図9)を行い(ステップ4001)、所定のタイミングで、記憶装置9の測定情報格納部39に格納されている測定情報を参照して、リファレンスチャネル55の測定データRefch｛Data0［(Cp、Fq)］｝を取得する(ステップ4002)。
図11はX線検出器25のリファレンスチャネル55を示す図である。図11に示すリファレンスチャネル55-1、55-2は、被検体19の測定時に、被検体19を通過しないX線(直接X線)に曝される位置に配置される。従って、通常の被検体19の測定と同時にリファレンスチャネル55-1、55-2ではエア計測を行ったとみなすことができる。従って、測定データRefch｛Data0［(Cp、Fq)］｝は、通常エア補正データRefch｛AIr1［(Cp、Fq)］｝とみなすことができる。
図11に示すX線検出器25のリファレンスチャネル55は、基本的には被検体19を透過したデータが入らないような位置に配置されているが、被検体19のサイズが非常に大きく、リファレンスチャネル55に被検体19を透過したデータが入った場合は測定データRefch｛Data0［(Cp、Fq)］｝は、エア補正値の監視には使用しない。
例えば、リファレンスチャネル55に被検体19を透過したデータが入ったか否かを判断するには、スキャン計画のためにスキャンの前に撮影するスキャノグラム画像のリファレンスチャネル55の検出値を用いて判断することができる。
図10に戻り、システム制御装置10は、記憶装置9の通常エア補正情報格納部38に格納される通常エア補正情報を参照して、基準通常データAIr1［(C0、F0)］から、リファレンスチャネル55の基準通常データRefch｛AIr1［(C0、F0)］｝を取得する(ステップ4003)。
次に、システム制御装置10は、ステップ4002で取得した、リファレンスチャネル55の測定データRefch｛Data0［(Cp、Fq)］｝(＝通常エア補正データRefch｛AIr1［(Cp、Fq)］｝)と、日常的に計測したリファレンスチャネル55の基準通常データRefch｛AIr1［(C0、F0)］｝との差分値X1を算出する(ステップ4004)。差分値X1は、式(3)によって算出される。
X1＝Refch｛Data0［(Cp、Fq)］｝-Refch｛AIr1［(C0、F0)］｝
＝Refch｛AIr1［(Cp、Fq)］｝-Refch｛AIr1［(C0、F0)］｝・・・(3)
＝Refch｛AIr1［(Cp、Fq)］｝-Refch｛AIr1［(C0、F0)］｝・・・(3)
次に、システム制御装置10は、記憶装置9の相対情報格納部37に格納されている相対情報から、CTスキャン時に使用した補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の組み合わせ(Cp、Fq)に対応した、初期設定時のリファレンスチャネル55における相対データRefch｛Trans［(Cp、Fq)］｝を読み出し、下記のX2を求める(ステップ4005)。
差分値X2は、式(4)で表される。差分値X2は、初期設定時のリファレンスチャネル55における初期エア補正データAIr0［(Cp、Fq)］と、基準初期データAIr0［(C0、F0)］の差分値である。
X2＝Refch｛Trans［(Cp、Fq)］｝
＝Refch｛AIr0［(Cp、Fq)］｝-Refch｛AIr0［(C0、F0)］｝・・・(4)
システム制御装置10は、差分値X1と差分値X2との比較を行い、比較結果が閾値Tを超えるかどうかを判断する(ステップ4006)。比較方法の一例として、差分値X1と差分値X2との比X1／X2と、閾値Tとを比較する。
比X1／X2が閾値Tを超えなければ(ステップ4006のNO)、被検体19の測定処理及びエアデータの比較処理(ステップ4001)に戻る。
＝Refch｛AIr0［(Cp、Fq)］｝-Refch｛AIr0［(C0、F0)］｝・・・(4)
システム制御装置10は、差分値X1と差分値X2との比較を行い、比較結果が閾値Tを超えるかどうかを判断する(ステップ4006)。比較方法の一例として、差分値X1と差分値X2との比X1／X2と、閾値Tとを比較する。
比X1／X2が閾値Tを超えなければ(ステップ4006のNO)、被検体19の測定処理及びエアデータの比較処理(ステップ4001)に戻る。
閾値T＜X1／X2ならば(ステップ4006のYES)、システム制御装置10は、被検体19のスキャンが終了した段階で表示装置13に「全てのエア計測を実施して下さい。」等の再計測を促す警告表示を行う(ステップ4007)。差分値X1と差分値X2との差が増すほど、相対情報格納部37に格納されている相対情報が実際の値とは異なってきており、エア補正の精度が悪化する。
警告表示を確認した操作者は、X線CT装置1が備えている補償フィルタ45と軟線除去フィルタ41の全ての組み合わせにおいてエア計測を実施して、相対情報の更新作業を行う。
また、X線CT装置1のリモートメンテナンス機能を使って、X線CT装置1の管理施設(サービスセンタなど)にX1／X2が閾値Tを超えていることを通知するようにしてもよい(ステップ4008)。
以上の過程を経て、X線CT装置1は被検体19の測定と同時にリファレンスチャネル55のエアデータを利用して、エア補正に用いる相対情報の実際の測定データとのずれを監視する。
このように第2実施形態では、第1実施形態と同様に、通常時には基準となる組み合わせ(C0、F0)についてのみエア計測を行えばよいので、エア計測に係る操作者の作業負担を軽減させることができる。また、第2実施形態では、エア補正に利用するために既に算出された相対情報と実測値とのずれを監視して算出済の相対情報を再度算出し直す必要があるか否かを判定するので、メンテナンスのタイミングを適切に判断することができる。
(5．その他)
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
Claims (3)
- X線を曝射するX線管と、前記X線管と対向する位置に設置されX線を検出するX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器との間に設置され被検体に入射するX線の強度を調整する複数のフィルタと、前記X線検出器から投影データを収集するデータ収集回路と、前記データ収集回路に収集された前記投影データのデータ処理を行って画像を再構成する画像処理部と、記憶装置を備えるX線CT装置において、
前記画像処理部は、
初期設定時に、全ての前記フィルタの組み合わせについてエア計測を行って初期エア補正情報を計測する初期エア補正情報計測手段と、
前記エア計測された初期エア補正情報を用いて、全ての前記フィルタの組み合わせについて、基準とする前記フィルタの組み合わせに対する、前記初期エア補正情報の相対情報を算出して前記記憶装置に保持する相対情報算出手段と、
通常時に所定のタイミングで、前記基準とする前記フィルタの組み合わせについて前記エア計測を行って基準通常エア補正情報を計測する基準通常エア補正情報計測手段と、
前記算出された相対情報を用いて前記計測された基準通常エア補正情報を全ての前記フィルタの組み合わせについて展開して通常エア補正情報を算出して前記記憶装置に保持する通常エア補正情報算出手段と、
前記収集された前記被検体の前記投影データを撮影時に使用された前記フィルタの組み合わせに対応する前記通常エア補正情報を用いて補正する補正処理手段と、を具備し、
前記画像処理部は、さらに、
前記被検体の計測時に、前記X線が前記被検体を透過しない特定チャネルの測定情報を計測する特定チャネル計測手段と、
前記特定チャネルについて、前記基準通常エア補正情報に対する前記測定情報の第1相対情報を算出する第1相対情報算出手段と、
前記特定チャネルについて、前記相対情報を前記記憶装置から第2相対情報として読み出す第2相対情報読出手段と、
前記第1相対情報算出手段によって算出された前記第1相対情報と前記第2相対情報読出手段によって読み出された前記第2相対情報とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果が閾値を超える場合は、警告または通知を行う警告通知手段と、
を具備することを特徴とするX線CT装置。 - 前記複数のフィルタは、前記被検体に入射するX線の強度分布を調整する複数の補償フィルタ、前記被検体に入射するX線の低エネルギー領域の軟線を除去する軟線除去フィルタを含み、前記複数の補償フィルタ及び前記軟線除去フィルタは、それぞれ、使用不使用を切替可能に設置されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 前記特定チャネルは、前記X線検出器の端部に位置するチャネルであることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
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