JP5897307B2 - Medical diagnostic imaging equipment - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a medical image diagnostic apparatus.

医用画像診断装置において用いられる検出器のシンチレーターは、製造工程上、細かく細分化して製造し、それを複数個集めることにより検出器を構成している。そのため、シンチレーターの特性がなるべく均一になるように製造している。しかし、この検出器は、X線エネルギーに対する感度特性の違いが生じる。この感度特性が原因となり、再構成画像上に低周波のリングアーチファクトが発生する。このリングアーチファクトを改善するために、感度特性がなるべく均一の検出器同士の構成になるように検出器を並び替えるという手法を行ってきた。   The detector scintillator used in the medical image diagnostic apparatus is manufactured by finely dividing the detector in the manufacturing process, and a plurality of the scintillators are collected to constitute the detector. Therefore, it manufactures so that the characteristic of a scintillator may become as uniform as possible. However, this detector has a difference in sensitivity characteristics with respect to X-ray energy. This sensitivity characteristic causes low frequency ring artifacts on the reconstructed image. In order to improve this ring artifact, a technique has been used in which the detectors are rearranged so that the sensitivity characteristics are as uniform as possible.

しかし、この検出器を並び替えるという手法は、手間と時間がかかるため生産効率を悪くしてしまっている。   However, this method of rearranging the detectors is troublesome and time consuming, and has deteriorated the production efficiency.

目的は、検出器の並び替えを行うことなく、低周波リングのアーチファクトを低減することである。   The objective is to reduce low frequency ring artifacts without reordering the detectors.

本実施形態に係り医用画像診断装置は、X線を発生するX線管と、前記X線管に高電圧を印加するための高電圧を発生する高電圧発生部と、前記X線管から発生したX線を検出する複数のX線検出素子を有するX線検出器と、前記高電圧発生部により発生された第1の電圧を前記X線管に印加することにより、前記複数のX線検出素子それぞれにおいて出力された第1の出力値と、前記高電圧発生部により発生された前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記X線管に印加することにより、前記複数のX線検出素子それぞれにおいて出力された第2の出力値との比に基づく前記複数のX線検出素子の出力特性の不均一性を軽減するための補正量を取得し、前記出力特性を補正する補正部と、を具備する。 The medical diagnostic imaging apparatus according to this embodiment is generated from an X-ray tube that generates X-rays, a high-voltage generating unit that generates a high voltage for applying a high voltage to the X-ray tube, and the X-ray tube An X-ray detector having a plurality of X-ray detection elements for detecting the detected X-rays, and applying the first voltage generated by the high voltage generator to the X-ray tube, thereby detecting the plurality of X-rays By applying a first output value output from each element and a second voltage higher than the first voltage generated by the high voltage generator to the X-ray tube, the plurality of X-rays It gets the correction amount to reduce non-uniformity of output characteristics of the second X-ray detecting element specific to based rather of the plurality of output values outputted in each detection element, for correcting the output characteristic And a correction unit.

本実施形態1及び2に係る2次元検出器システムの感度特性を表すグラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graph showing the sensitivity characteristic of the two-dimensional detector system which concerns on this Embodiment 1 and 2. FIG. 本実施形態1に係る技術的処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the technical process which concerns on this Embodiment 1. FIG. 本実施形態2に係る技術的処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the technical process which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態1に係る医用画像診断装置のブロック図である。1 is a block diagram of a medical image diagnostic apparatus according to a first embodiment. 本実施形態1に係る生データに対する補正処理を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the correction process with respect to the raw data which concerns on this Embodiment 1. FIG. 本実施形態2に係る医用画像診断装置のブロック図である。It is a block diagram of the medical image diagnostic apparatus according to the second embodiment. 本実施形態2に係る小区分毎のデータに対する平均化について模式的に示す図である。It is a figure which shows typically about the averaging with respect to the data for every subdivision based on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態2に係る小区分毎の平均化されたデータに対する補正処理を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the correction process with respect to the averaged data for every subdivision based on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態2に係る小区分毎の平均化されたデータに対する補正処理を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the correction process with respect to the averaged data for every subdivision based on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態2に係る補正後の2次元検出器システムにおける感度特性のグラフである。It is a graph of the sensitivity characteristic in the two-dimensional detector system after correction | amendment which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態1及び2に係る画像上のアーチファクトの低減の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the reduction of the artifact on the image which concerns on this Embodiment 1 and 2. FIG.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る医用画像診断装置を説明する。以下、医用画像診断装置をコンピュータ断層撮像装置として説明するが、これに限られるものではなく、X線を用いる医用画像診断装置に広く適用できるものである。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   The medical image diagnostic apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, although the medical image diagnostic apparatus will be described as a computer tomography apparatus, the present invention is not limited to this and can be widely applied to medical image diagnostic apparatuses using X-rays. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(実施形態1)
実施形態1について、図2のフローチャートの流れに沿って図1、図2、図4、図5を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4, and 5 along the flow of the flowchart of FIG.

図4は、本実施形態1に係るX線コンピュータ断層撮像装置1の構成を示した図である。図4に示されているように、X線コンピュータ断層撮像装置1は、スリップリング2と、回転フレーム5と、X線管球3と、架台駆動部4と、2次元検出器システム6と、データ収集部(DAS)7と、非接触データ伝送部8と、第1の計算部9と、第2の計算部19と、前処理部10と、高電圧発生部11と、ホストコントローラ12と、記憶部13と、表示部14と、入力部15と、再構成部16と、ネットワーク通信部17とを有する。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the X-ray computed tomography apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the X-ray computed tomography apparatus 1 includes a slip ring 2, a rotating frame 5, an X-ray tube 3, a gantry driving unit 4, a two-dimensional detector system 6, A data collection unit (DAS) 7, a contactless data transmission unit 8, a first calculation unit 9, a second calculation unit 19, a pre-processing unit 10, a high voltage generation unit 11, a host controller 12, A storage unit 13, a display unit 14, an input unit 15, a reconstruction unit 16, and a network communication unit 17.

図4に示されているように、X線コンピュータ断層撮像装置1は架台(ガントリ)を有する。架台は、円環又は円板状の回転フレーム5を回転可能に支持する。   As shown in FIG. 4, the X-ray computed tomography apparatus 1 has a gantry. The gantry supports an annular or disk-shaped rotating frame 5 in a rotatable manner.

回転フレーム5は、撮像領域中に天板に配置された被検体を挟んで対向するようにX線管球3と、2次元検出器システム6とを有する。ここで、説明のため、回転フレーム5の回転軸をZ軸、X線管球3の焦点と2次元検出器システム6の中心とを結ぶ撮像中心軸をY軸、YZ平面に直交する軸をX軸と規定する。撮像時には、典型的には、被検体は、体軸がZ軸に略一致するように撮像領域内に設置される。このXYZ座標系は、Z軸を回転中心とする回転座標系を構成する。   The rotating frame 5 includes an X-ray tube 3 and a two-dimensional detector system 6 so as to face each other with a subject arranged on the top plate in the imaging region. Here, for explanation, the rotation axis of the rotary frame 5 is the Z axis, the imaging central axis connecting the focal point of the X-ray tube 3 and the center of the two-dimensional detector system 6 is the Y axis, and the axis orthogonal to the YZ plane is Defined as the X axis. During imaging, the subject is typically placed in the imaging area so that the body axis substantially coincides with the Z axis. This XYZ coordinate system constitutes a rotational coordinate system with the Z axis as the center of rotation.

X線管球3は、高電圧発生部11からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給を受けてX線を発生する。   The X-ray tube 3 receives the application of a high voltage from the high voltage generator 11 and the supply of a filament current to generate X-rays.

2次元検出器システム6は、マルチスライス型の場合、チャンネル方向(X軸)に複数のチャンネルを有する検出素子の列をスライス方向(Z軸)に複数配列したものである。2次元アレイ型の場合、2次元検出器システム6は、チャンネル方向(X軸)とスライス方向(Z軸)との両方向に関して緻密に分布される複数のX線検出素子を有する。   In the case of the multi-slice type, the two-dimensional detector system 6 has a plurality of arrays of detection elements having a plurality of channels in the channel direction (X axis) arranged in the slice direction (Z axis). In the case of the two-dimensional array type, the two-dimensional detector system 6 includes a plurality of X-ray detection elements that are densely distributed in both the channel direction (X axis) and the slice direction (Z axis).

高電圧発生部11は、ホストコントローラ12からの指示情報に従って、スリップリング2を介してX線管球3に高電圧を印加する。   The high voltage generator 11 applies a high voltage to the X-ray tube 3 through the slip ring 2 in accordance with instruction information from the host controller 12.

ホストコントローラ12は、図示しないCPU(central processing unit)及びメモリを含んでいる。ホストコントローラ12は、入力部15からの指示に従って、高電圧発生部11及び架台駆動部4等の動作を制御する。高電圧発生部11の制御を行うことにより、回転フレーム5が一定の角速度で連続回転し、X線管球3から連続的又は一定角度毎にX線が発生される。   The host controller 12 includes a CPU (central processing unit) and a memory (not shown). The host controller 12 controls the operations of the high voltage generation unit 11 and the gantry driving unit 4 in accordance with instructions from the input unit 15. By controlling the high voltage generator 11, the rotating frame 5 continuously rotates at a constant angular velocity, and X-rays are generated from the X-ray tube 3 continuously or at every fixed angle.

架台駆動部4は、ホストコントローラ12の制御に従って、天板保持機構を駆動可能である。2次元検出システム6には、データ収集回路7(DAS;data acquisition system)が接続される。   The gantry driving unit 4 can drive the top plate holding mechanism according to the control of the host controller 12. A data acquisition circuit (DAS) is connected to the two-dimensional detection system 6.

データ収集部7は、2次元検出器システム6の各チャンネルの電流信号を電圧に変換し、増幅し、デジタル信号に変換する。データ収集部7で収集されたデータ(純生データ)は、光や磁気を使った非接触型又はスリップピング型の非接触データ伝送部8を経由して、演算部9に送られる。   The data collection unit 7 converts the current signal of each channel of the two-dimensional detector system 6 into a voltage, amplifies it, and converts it into a digital signal. Data (pure raw data) collected by the data collection unit 7 is sent to the calculation unit 9 via a non-contact type or slipping type non-contact data transmission unit 8 using light or magnetism.

図2は、実施形態1に係る正処理を示すフローチャートである。以下、このフローチャートの流れに沿って、図4のブロック図を説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing the normal processing according to the first embodiment. The block diagram of FIG. 4 will be described below along the flow of this flowchart.

非接触データ伝送部8は、データ収集部7で収集されたデータ(純生データ)を、演算部9に送る。   The non-contact data transmission unit 8 sends the data (pure raw data) collected by the data collection unit 7 to the calculation unit 9.

第1の計算部9は、X線管3において高管電圧を印加した場合にデータ収集部7で収集された純生データと、X線管3において高電圧よりも相対的に低い低管電圧を印加した場合にデータ収集部7で収集された純生データとの比をチャンネル毎に計算する(S11)。この計算された比は、表示部14において例えばグラフとして表示される。このグラフの一例が図1である。横軸を2次元検出器システム6におけるチャンネル毎のチャンネルナンバーとし、縦軸を第1の計算部9において計算された比としたグラフである。図1から、2次元検出器システム6のチャンネル毎に感度特性が異なる様子が分かる。前処理部10は、主に金属部によるX線強吸収体による極端な信号強度の低下又は信号脱落の補正等の前処理を行い、生データを得る。この生データは、記憶部13に記憶される。   The first calculation unit 9 generates pure raw data collected by the data collection unit 7 when a high tube voltage is applied in the X-ray tube 3 and a low tube voltage relatively lower than the high voltage in the X-ray tube 3. A ratio with the pure raw data collected by the data collecting unit 7 when applied is calculated for each channel (S11). The calculated ratio is displayed on the display unit 14 as a graph, for example. An example of this graph is shown in FIG. 4 is a graph in which the horizontal axis is the channel number for each channel in the two-dimensional detector system 6 and the vertical axis is the ratio calculated in the first calculation unit 9. It can be seen from FIG. 1 that the sensitivity characteristics are different for each channel of the two-dimensional detector system 6. The pre-processing unit 10 performs pre-processing such as extreme signal intensity reduction or signal dropout correction mainly by the X-ray strong absorber by the metal part, and obtains raw data. This raw data is stored in the storage unit 13.

この生データに対して、例えばビームハードニング補正を行う(S12)。以下このステップS13について、図4のブロック図を用いて詳述する。なお、補正方法は、ビームハードニングに限られるものではなく、他の補正方法であってもよい。   For example, beam hardening correction is performed on the raw data (S12). Hereinafter, step S13 will be described in detail with reference to the block diagram of FIG. Note that the correction method is not limited to beam hardening, and other correction methods may be used.

例えば第2の計算部19において、記憶部13から例えばメモリ等に読みだされた生データに対して、例えば以下の式を用いて検出器感度の補正を行う。以下、図5とともにビームハードニング補正について説明する。

Figure 0005897307
For example, the second calculation unit 19 corrects the detector sensitivity on the raw data read from the storage unit 13 to, for example, a memory using, for example, the following equation. Hereinafter, the beam hardening correction will be described with reference to FIG.
Figure 0005897307

ここで、RawBHC(ch)は、補正後のチャンネル毎の生データ、Raworg(ch)は、補正前のチャンネル毎の生データ、rは係数、BhcTbl[Raworg(ch),ch]は、補正テーブルを用いる場合の各チャンネルに対する補正量を表す。すなわち、チャンネルナンバー毎の生データの出力値とチャンネルナンバーとで決まるビームハードニング補正による補正値を示す。また、E(ch)は、第1の計算部9において演算されたチャンネル毎の比、Scaleは所定の定数である。 Here, Raw BHC (ch) is the raw data for each channel after correction, Raw org (ch) is the raw data for each channel before correction, r is the coefficient, and BhcTbl [Raw org (ch), ch] is , The correction amount for each channel when the correction table is used. That is, the correction value by the beam hardening correction determined by the output value of the raw data for each channel number and the channel number is shown. Further, E (ch) is a ratio for each channel calculated by the first calculator 9, and Scale is a predetermined constant.

ここで説明のため、数1を変形した式を示す。

Figure 0005897307
Here, for the sake of explanation, an equation obtained by transforming Equation 1 is shown.
Figure 0005897307

ここで第一項と、第二項とを加算した値は、図5の右側に示されるようなビームハードニングの補正テーブルを用いてチャンネル毎に補正値を求め、その補正値をチャンネル毎の生データの出力値に加算したものである。この第一項と第二項との加算処理は従来からの典型的なビームハードニング補正処理の方法である。また、図5における補正テーブルは、チャンネルナンバーを横軸にとり、チャンネルナンバー毎の生データの出力値を縦軸にとったものである。つまり、チャンネルナンバーと、そのチャンネルナンバーにおける生データとの出力値が決まれば、テーブル上の座標点は一つに定まり、その座標点と一対一に対応する補正量が求められる。次に、図4における第2の計算部19は、生データに対してこの補正テーブルを用いて補正処理を行う。第三項は、補正テーブルを用いて定まったチャンネル毎の補正値に定数(Scale)を乗じて、さらに第1の計算部9において演算された比をチャンネル毎に乗じたものである。この第三項は、検出器の出力特性の不均一性を軽減するための項である。検出器の出力特性の不均一性を軽減するため、チャンネル毎のビームハードニング補正量を表す関数BhcTbl[Raworg(ch),ch]にチャンネル毎の感度に関する出力値を表す関数E(ch)を乗じ、さらに定数Scaleを乗じる。この乗算においては、生データ(Raworg(ch))の出力値が高い場合、出力値を抑えるため値の小さい補正値を乗ずる。一方、生データ(Raworg(ch))の出力値が低い場合、出力値を大きくするために、値の大きな補正値を乗ずる。これにより、検出器の感度特性の不均一性が低減される。 Here, a value obtained by adding the first term and the second term is obtained for each channel using a beam hardening correction table as shown on the right side of FIG. 5, and the correction value is obtained for each channel. This is added to the raw data output value. The addition processing of the first term and the second term is a conventional beam hardening correction method. The correction table in FIG. 5 has channel numbers on the horizontal axis and the output value of raw data for each channel number on the vertical axis. That is, if the output value of the channel number and the raw data in the channel number is determined, the coordinate point on the table is determined to be one, and the correction amount corresponding to the coordinate point is obtained one-on-one. Next, the second calculation unit 19 in FIG. 4 performs correction processing on the raw data using this correction table. The third term is obtained by multiplying the correction value for each channel determined using the correction table by a constant (Scale) and further multiplying the ratio calculated by the first calculation unit 9 for each channel. This third term is a term for reducing non-uniformity in the output characteristics of the detector. In order to reduce non-uniformity in detector output characteristics, the function BhcTbl [Raw org (ch), ch] that represents the beam hardening correction amount for each channel is a function E (ch) that represents the output value related to the sensitivity for each channel. Multiplied by a constant Scale. In this multiplication, when the output value of the raw data (Raw org (ch)) is high, a correction value having a small value is multiplied to suppress the output value. On the other hand, when the output value of the raw data (Raw org (ch)) is low, a large correction value is multiplied to increase the output value. This reduces the non-uniformity of the sensitivity characteristics of the detector.

以上の処理により第2の計算部19からビームハードニング補正された生データを得る。その後、補正された生データは、記憶部13等に記憶される。   Through the above processing, raw data that has undergone beam hardening correction is obtained from the second calculator 19. Thereafter, the corrected raw data is stored in the storage unit 13 or the like.

再構成部16は、前処理部10により補正を受けたデータ(生データ)に基づいて、撮像時刻の異なる複数のデータファイル(時系列データファイル)を発生する。   The reconstruction unit 16 generates a plurality of data files (time-series data files) having different imaging times based on the data (raw data) corrected by the preprocessing unit 10.

図には示されていないが、CPUは、医師及び技師等のユーザーによって入力部15が操作等されることにより指令が入力されると、メモリに記憶しているプログラムを実行する。又は、CPUは、HDD(図示しない)に記憶しているプログラム、ネットワークから転送されネットワーク通信部17で受信されてHDDにインストールされたプログラム、又は記録媒体用のドライブ(図示しない)に装着された記憶媒体から読みだされてHDDにインストールされたプログラムをメモリにロードして実行する。入力部15としては、オペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がCPUに送られる。入力部15は、大きくは、メインコンソール及びシステムコンソールによって構成される。   Although not shown in the drawing, the CPU executes a program stored in the memory when a command is input by operating the input unit 15 by a user such as a doctor or a technician. Alternatively, the CPU is installed in a program stored in the HDD (not shown), a program transferred from the network, received by the network communication unit 17 and installed in the HDD, or a drive for a recording medium (not shown). A program read from the storage medium and installed in the HDD is loaded into the memory and executed. Examples of the input unit 15 include a keyboard and a mouse that can be operated by an operator, and an input signal according to the operation is sent to the CPU. The input unit 15 is mainly composed of a main console and a system console.

ネットワーク通信部17は、各規定に応じた通信制御を行う。ネットワーク通信部17は、電話回線を通じてネットワークに接続することができる機能を有している。   The network communication unit 17 performs communication control according to each rule. The network communication unit 17 has a function capable of connecting to a network through a telephone line.

(実施形態2)
実施形態1と重複する部分については、説明を省略し、実施形態1と異なる重要な部分について以下図3のフローチャートに沿って及び図6乃至図7Dを用いながら詳述する。実施形態2は、実施形態1と異なり、図7A及び図7Bに示されるように2次元検出器システム6の感度比に対して小区分毎に平均化を行い、その小区分毎の平均値に関して原点からの差に応じて複数の異なるビームハードニング補正テーブルを用いることにより生データに対して補正を行うものである。
(Embodiment 2)
Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and important parts different from those in the first embodiment will be described in detail along the flowchart of FIG. 3 and with reference to FIGS. 6 to 7D. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the sensitivity ratio of the two-dimensional detector system 6 is averaged for each small section as shown in FIGS. 7A and 7B, and the average value for each small section is obtained. The raw data is corrected by using a plurality of different beam hardening correction tables according to the difference from the origin.

図6は、本実施形態2に係る医用画像診断装置1の構成を示すブロック図である。実施形態1に係る医用画像診断装置1の構成を示すブロック図(図4)との違いは、平均値算出部18の有無と、第2の計算部19における補正処理方法の違いのみである。以下、実施形態2の処理の流れを図3のフローチャートに沿って、図7A及び図7Bを用いて詳述する。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the medical image diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment. The difference from the block diagram (FIG. 4) showing the configuration of the medical image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment is only the difference between the presence / absence of the average value calculation unit 18 and the correction processing method in the second calculation unit 19. Hereinafter, the processing flow of the second embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 3 using FIGS. 7A and 7B.

図7Aは、本実施形態2に係る小区分毎の感度比に対する平均化について模式的に示す図である。また、図7Bは、2次元検出器システム6の出力の比が平均化されたデータを用いての補正処理を模式的に示す図である。   FIG. 7A is a diagram schematically illustrating averaging with respect to the sensitivity ratio for each small section according to the second embodiment. FIG. 7B is a diagram schematically illustrating a correction process using data in which the ratio of outputs of the two-dimensional detector system 6 is averaged.

まず、非接触データ伝送部8は、データ収集部7で収集されたデータ(純生データ)を、第1の計算部9に送る。   First, the non-contact data transmission unit 8 sends the data (pure raw data) collected by the data collection unit 7 to the first calculation unit 9.

次に、第1の計算部9においては、X線管3において高管電圧を印加した場合に2次元検出器6で検出された純生データの出力値と、X線管3において低管電圧を印加した場合に2次元検出器6で検出された純生データの出力値との比を計算する(S21)。この計算された比をグラフとして表示部14に出力する。このグラフの一例が、図7Aの左側に示されるグラフである。このグラフは、横軸をチャンネル番号、縦軸をS21においてチャンネル毎に演算された比で表示している。   Next, in the first calculation unit 9, the pure raw data output value detected by the two-dimensional detector 6 when a high tube voltage is applied in the X-ray tube 3, and the low tube voltage in the X-ray tube 3. The ratio with the output value of the pure raw data detected by the two-dimensional detector 6 when applied is calculated (S21). The calculated ratio is output to the display unit 14 as a graph. An example of this graph is the graph shown on the left side of FIG. 7A. In this graph, the horizontal axis represents the channel number, and the vertical axis represents the ratio calculated for each channel in S21.

次に、平均値算出部18において、2次元検出器システム6の小区分毎に平均値を算出する。なお、2次元検出器システム6の小区分毎に多数のチャンネルが含まれる。平均値算出部18において、このチャンネルそれぞれにおける比を用いて小区分毎に平均値を算出する(S22)。次に、チャンネル毎のS22において計算された平均値を用いて一例としてビームハードニング補正を行う(S23)。以下、このビームハードニング補正について説明する。なお、補正方法は、ビームハードニング補正法に限られるものではなく、他の代替的な補正方法であってもよい。 Next, the average value calculation unit 18 calculates an average value for each small section of the two-dimensional detector system 6. A number of channels are included in each subsection of the two-dimensional detector system 6. The average value calculation unit 18 calculates an average value for each small section using the ratio in each channel (S22). Next, beam hardening correction is performed as an example using the average value calculated in S22 for each channel (S23). Hereinafter, this beam hardening correction will be described. Note that the correction method is not limited to the beam hardening correction method, and may be another alternative correction method.

図7B及び図7Cは、本実施形態2に係るビームハードニング補正を概念的に示した図である。図7B及び図7Cの左図に示されるように、チャンネル毎の平均値化された比に関して、縦軸の0の値からの差に応じてビームハードニング補正テーブルを変える。ここで、説明のため、数式1の変数に値を代入した式を示す。

Figure 0005897307
7B and 7C are diagrams conceptually showing the beam hardening correction according to the second embodiment. As shown in the left diagrams of FIGS. 7B and 7C, the beam hardening correction table is changed according to the difference from the value of 0 on the vertical axis with respect to the averaged ratio for each channel. Here, for the sake of explanation, an expression in which a value is substituted for the variable of Expression 1 is shown.
Figure 0005897307

数3は、仮にチャンネルナンバーを384、チャンネルナンバー384における生データの出力値を10として変数に値を代入したものである。この場合、図7Bに示されるように、チャンネルナンバーとそのチャンネルナンバーの生データの出力値とが決まれば、ビームハードニングテーブルにおいて、補正量が一意に定まることがわかる。この補正量をチャンネルナンバー毎に求めることにより、2次元検出器システム6において出力された生データに対する補正が可能となる。また、例えば、図7Cにおいて補正テーブルTと示されている小区分では、ビームハードニングテーブルTよりも多めの補正量を与えて2次元検出器システム6の感度特性を均一化する。図7Cの右側の図は、チャンネルナンバーとチャンネル毎の生データの出力値とで一意に決まる補正量を決めるためのビームハードニング補正テーブルを示す。この補正テーブルは図7Cでは、2つあるものとして記載しているが、2つ以上の複数の補正テーブルが存在するものであっても良い。 Equation 3 assumes that the channel number is 384, the raw data output value at channel number 384 is 10, and the value is substituted into a variable. In this case, as shown in FIG. 7B, if the channel number and the output value of the raw data of the channel number are determined, the correction amount is uniquely determined in the beam hardening table. By obtaining this correction amount for each channel number, the raw data output from the two-dimensional detector system 6 can be corrected. Further, for example, in the subsection shown a correction table T 2 in FIG. 7C, to equalize the sensitivity characteristic of the two-dimensional detector system 6 gives generous amount of correction than the beam hardening table T 1. The diagram on the right side of FIG. 7C shows a beam hardening correction table for determining a correction amount uniquely determined by a channel number and an output value of raw data for each channel. Although FIG. 7C shows that there are two correction tables, two or more correction tables may exist.

図7Dは、本実施形態2に係る補正後の2次元検出器システム6における感度特性のグラフを示す図である。補正後では、補正前に比べて2次元検出器システム6の感度がより均一化されていることが分かる。   FIG. 7D is a graph showing sensitivity characteristics in the corrected two-dimensional detector system 6 according to the second embodiment. It can be seen that after the correction, the sensitivity of the two-dimensional detector system 6 is made more uniform than before the correction.

また、図7Eは、本実施形態1及び2に係る補正後のアーチファクトの低減の様子を示す図である。つまり、図7Eは、表示部14において表示される画像に関して、補正前と補正後でアーチファクトが低減されたことを示す。補正前では、リング状のアーチファクトが見えるが、補正後では、リング状のアーチファクトが低減されている。   FIG. 7E is a diagram illustrating a state of artifact reduction after correction according to the first and second embodiments. That is, FIG. 7E shows that the artifacts before and after the correction are reduced with respect to the image displayed on the display unit 14. Ring-shaped artifacts can be seen before correction, but ring-shaped artifacts are reduced after correction.

さらに、上に詳述したようなX線検出素子毎の出力を均一化する補正手段を用いて、被検体を透過して得られた生データに対して補正処理を実行することにより、アーチファクトの低減された被検体の投影画像に関するデータを取得することができる。   Further, by using correction means for making uniform the output of each X-ray detection element as described in detail above, the correction process is executed on the raw data obtained through the subject, thereby eliminating artifacts. Data regarding the reduced projection image of the subject can be acquired.

以上、本発明によれば、検出素子毎にビームハードニング補正等の補正手段を用いて、検出素子毎の出力が均一になるようにする。この均一化処理により、検出素子の並び替えを行うことなしにリングアーチファクトを低減する医用画像診断装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the output for each detection element is made uniform by using correction means such as beam hardening correction for each detection element. By this equalization processing, it is possible to provide a medical image diagnostic apparatus that reduces ring artifacts without rearranging the detection elements.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…X線コンピュータ断層撮像装置、2…スリップリング、3…X線管球、4…架台駆動部、5…回転フレーム、6…2次元検出器システム、7…データ収集部(DAS)、8…非接触データ伝送部、9…第1の計算部、10…前処理部、11…高電圧発生部、12…ホストコントローラ、13…記憶部、14…表示部、15…入力部、16…再構成部、17…ネットワーク通信部、18…平均値算出部、19…第2の計算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray computed tomography apparatus, 2 ... Slip ring, 3 ... X-ray tube, 4 ... Mount drive part, 5 ... Rotating frame, 6 ... Two-dimensional detector system, 7 ... Data acquisition part (DAS), 8 ... non-contact data transmission unit, 9 ... first calculation unit, 10 ... pre-processing unit, 11 ... high voltage generation unit, 12 ... host controller, 13 ... storage unit, 14 ... display unit, 15 ... input unit, 16 ... Reconfiguration unit, 17 ... network communication unit, 18 ... average value calculation unit, 19 ... second calculation unit

Claims (10)

X線を発生するX線管と、
前記X線管に高電圧を印加するための高電圧を発生する高電圧発生部と、
前記X線管から発生したX線を検出する複数のX線検出素子を有するX線検出器と、
前記高電圧発生部により発生された第1の電圧を前記X線管に印加することにより、前記複数のX線検出素子それぞれにおいて出力された第1の出力値と、前記高電圧発生部により発生された前記第1の電圧よりも高い第2の電圧を前記X線管に印加することにより、前記複数のX線検出素子それぞれにおいて出力された第2の出力値との比に基づく前記複数のX線検出素子の出力特性の不均一性を軽減するための補正量を取得し、前記出力特性を補正する補正部と、
を具備する医用画像診断装置。
An X-ray tube that generates X-rays;
A high voltage generator for generating a high voltage for applying a high voltage to the X-ray tube;
An X-ray detector having a plurality of X-ray detection elements for detecting X-rays generated from the X-ray tube;
By applying the first voltage generated by the high voltage generation unit to the X-ray tube, the first output value output from each of the plurality of X-ray detection elements and the high voltage generation unit by applying a second voltage higher than said first voltage that is in the X-ray tube, based rather the the ratio of the second output value output in each of the plurality of X-ray detecting elements A correction unit for acquiring a correction amount for reducing non-uniformity of output characteristics of a plurality of X-ray detection elements, and correcting the output characteristics;
A medical image diagnostic apparatus comprising:
前記補正部は、
前記第1の出力値と、前記第2の出力値との比を前記複数のX線検出素子毎に計算する第1の計算部と、
前記計算された比を用いて、前記出力特性の不均一性を軽減するための補正量を前記複数のX線検出素子毎に計算する第2の計算部と、
を有する請求項1に記載の医用画像診断装置。
The correction unit is
A first calculator that calculates a ratio of the first output value and the second output value for each of the plurality of X-ray detection elements;
A second calculation unit that calculates a correction amount for reducing the non-uniformity of the output characteristics for each of the plurality of X-ray detection elements using the calculated ratio;
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, comprising:
前記第1の計算部により計算された比に基づいて得られた前記X線検出器の出力分布を表示する表示部をさらに具備する請求項2に記載の医用画像診断装置。   The medical image diagnostic apparatus according to claim 2, further comprising a display unit that displays an output distribution of the X-ray detector obtained based on the ratio calculated by the first calculation unit. 前記第1の電圧と前記第2の電圧とは、前記高電圧発生部により発生した管電圧である請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。   4. The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the first voltage and the second voltage are tube voltages generated by the high voltage generation unit. 5. 前記補正部は、
前記複数のX線検出素子の出力値それぞれに対してビームハードニング補正を行うとともに、前記出力特性の不均一性を補正する請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
The correction unit is
The medical image diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a beam hardening correction is performed on each of output values of the plurality of X-ray detection elements, and a non-uniformity of the output characteristics is corrected. .
前記補正部は、前記複数のX線検出素子の出力値それぞれに対してビームハードニング補正値を定義した補正テーブルに基づいて、前記複数のX線検出素子の出力値それぞれをビームハードニング補正する請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。   The correction unit performs beam hardening correction on each of the output values of the plurality of X-ray detection elements based on a correction table that defines a beam hardening correction value for each of the output values of the plurality of X-ray detection elements. The medical image diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記補正テーブルは、異なるX線検出素子の出力値にそれぞれ対応し、
前記補正部は、前記X線検出素子の出力値に対応する前記補正テーブルと前記第1の出力値と前記第2の出力値とに基づいて、前記複数のX線検出素子の出力値それぞれを補正する請求項6記載の医用画像診断装置。
The correction table corresponds to output values of different X-ray detection elements,
The correction unit sets the output values of the plurality of X-ray detection elements based on the correction table corresponding to the output values of the X-ray detection elements, the first output value, and the second output value. The medical image diagnostic apparatus according to claim 6, wherein correction is performed.
互いに隣接する複数の小区分に区分された前記X線検出器に関して、前記小区分内に属する前記複数のX線検出素子の出力値の平均値を前記複数の小区分毎に算出する平均値算出部をさらに具備し、
前記小区分それぞれの平均値に対してビームハードニング補正を行うとともに、前記出力特性の不均一性を補正する請求項1に記載の医用画像診断装置。
With respect to the X-ray detectors divided into a plurality of subsections adjacent to each other, an average value calculation for calculating an average value of output values of the plurality of X-ray detection elements belonging to the subsection for each of the plurality of subsections. Further comprising
The medical image diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a beam hardening correction is performed on an average value of each of the subsections, and nonuniformity of the output characteristics is corrected.
前記補正部は、前記複数のX線検出素子の出力値それぞれに対してビームハードニング補正値を定義した補正テーブルに基づいて、前記複数のX線検出素子の出力値それぞれをビームハードニング補正する請求項8記載の医用画像診断装置。   The correction unit performs beam hardening correction on each of the output values of the plurality of X-ray detection elements based on a correction table that defines a beam hardening correction value for each of the output values of the plurality of X-ray detection elements. The medical image diagnostic apparatus according to claim 8. 前記補正テーブルは、異なる前記平均値に対応し、
前記補正部は、前記平均値に対応する前記補正テーブルと前記第1の出力値と前記第2の出力値とに基づいて、前記複数のX線検出素子の出力値それぞれを補正する請求項9記載の医用画像診断装置。
The correction table corresponds to the different average values,
The correction unit corrects each output value of the plurality of X-ray detection elements based on the correction table corresponding to the average value, the first output value, and the second output value. The medical image diagnostic apparatus described.
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