JPH0268043A

JPH0268043A - Ｘ線断層撮影装置

Info

Publication number: JPH0268043A
Application number: JP63218338A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sasaki; 寛佐々木; Osamu Takiguchi; 修滝口
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1990-03-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、Ｘ線を利用して被検体の診断部位について断
層像を撮影するＸ線断層撮影装置に関し、特に利得補正
用のＸ線検出器を別個に設けることなく検出利得の補正
ができると共にＣＴ値の信頼性の高い画像を得ることが
できるＸ線断層撮影装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のＸ線断層撮影装置において検出回路系の利得を補
正するには、第５図に示すように、被検体１にＸ線を放
射するＸ線管２とこのＸ線管２に対向配置され上記被検
体１を透過したＸ線を検出するＸ線検出器３とによる撮
影の最大有効視野Ａの外側にて、上記Ｘ線検出器３の両
端に利得補正用の検出器４，４を設け、この補正用検出
器４の出力Ｏｒと、上記被検体１を透過しＸ線検出器３
で検出した出力Ｏｄとにより、次のように利得補正を行
っていた。すなわち、検出利得をＧとし、利得補正後の
補正用検出器４及びＸ線検出器３の出力をそれぞれＯｒ
’　、Ｏｄ’　とすると、○ｒ′＝Ｇ・ｏｒ、○ｄ’＝
Ｇ−○ｄ−（１）となり、この場合、真のＸ線出力比Ｒ
ｔ（吸収係数）を求めると、Ｒｔ＝○ｄ’　１０ｒ’　＝Ｇ−Ｏｄ／Ｇ・Ｏｒ＝　Ｏ
ｄ　／　Ｏｒ　　　　　　　　　　　・・・（２）とな
る。そして、このＲｔが断層撮像を作成するためのデー
タとしてのＣＴ値となるものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来のＸ線断層撮影装置においては
、第５図に示すように、最大有効視野Ａより大きい被検
体１について検査を行う場合は、上記被検体１の両側部
のはみ出し部分１ａ、ｌｂにより補正用検出器４，４が
覆われ、上記補正用検出器４，４にも被検体１を透過し
たＸ線が入射するものであった。このときは、上記第（
１）式のＯｒの値が変化するので、Ｏｒ’の値も変化し
、第（２）式に示すＲｔの値が変化してＣＴ値も変って
しまうものであった。従って、ＣＴ値の信頼性が低下し
、得られる断層像の画質も劣化することがあった。この
ことから、被検体の診断部位について有効な診断情報が
得られないことがあった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるＸ線断層撮影装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明によるＸ線断層撮影
装置は、被検体にＸ線を放射するＸ線管と、このＸ線管
に対向配置され上記被検体を透過したＸ線を検出するＸ
線検蟲器と、このＸ線検出器の出力信号を検出する検出
回路と、この検出回路からの出力を増幅する増幅器と、
上記Ｘ線管に所定の管電圧及び管電流を供給するＸ線発
生回路と、上記各構成要素を制御する中央処理装置とを
有し、上記被検体の断層像を演算し表示するｘｉ断層撮
影装置において、被検体を検査位置にセットしない状態
で計測した検出出力及び管電流並びに増幅利得を基準値
として記憶すると共に、被検体を検査位置にセットした
状態で計測した検出出力を上記基準値に鶏づいて計算し
、実際に得られる計測データの検出利得を補正する利得
補正回路を備えたものである。

〔作用〕

このように構成されたＸ線断層撮影装置は、検出回路系
に設けた利得補正回路により、被検体を検査位置にセッ
トしない状態で計測した検出出力及び管電流並びに増幅
利得を基準値として記憶すると共に、被検体を検査位置
にセットした状態で計測した検出出力を上記基準値に基
づいて計算し、実際に得られる計測データの検出利得を
補正するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるＸ線断層撮影装置の実施例を示す
ブロック図である。このＸ線断層撮影装置は、Ｘ線を利
用して被検体の診断部位について断層像を撮影するもの
で、第１図に示すように、Ｘ線管２と、Ｘ線検出器３と
、検出回路５と、増幅器６と、Ｘ線発生回路７と、中央
処理装置（以下ｒＣＰＵＪという）８と、Ａ／Ｄ変換器
９と、画像演算器１０と、表示装置１１とを有して成る
。

上記Ｘ線管２は、Ｘ線検出器３との間にセットされる被
検体１にＸ線を放射するものである。Ｘ線検出器３は、
上記Ｘ線管２から放射され被検体１を透過したＸ線を検
出するもので、多数の検出素子を一列状に配列してなり
、回転フレーム１２上に上記Ｘ線管２に対向して配置さ
れている。検出回路５は、上記ＸＳ＋検出器３からの出
力信号を電圧に変換するものである。増幅器６は、上記
検出回路５からの出力を所定の利得で増幅するものであ
る。Ｘ線発生回路７は、上記Ｘ線管２に所定の管電圧を
印加すると共に所定の管電流を流すことにより、該Ｘ線
管２からＸ線を発生させるものである。ＣＰＵ８は、上
記各構成要素を制御するものである。また、Ａ／Ｄ変換
器９は、上記増幅器６からの高力電圧をディジタル信号
に変換するものである。そして、画像演算器１０は、上
記Ａ／Ｄ変換器９からのディジタル信号を入力してＣＴ
値を演算し、断層像データを生成するものである。さら
に、表示装置１１は、上記画像演算器１ｏからの断層像
データを入力してＤ／Ａ変換し、断層像を表示するもの
で、例えばＣＲＴモニタからなる。なお、第１図におい
て、符号１３はＸ線管２から放射されるＸ線ビーム幅を
定めるコリメータであり、符号１４は回転フレーム１２
の中心部に形成され被検体１を挿入する開口部である。

ここで、本発明においては、検出回路系において例えば
Ａ／Ｄ変換器９の後段に利得補正回路１５が設けられて
いる。この利得補正回路１５は、被検体１を開口部１４
内の検査位置にセットしない状態で計測した検出出力及
び動作管電流並びに増幅利得を基準値として記憶すると
共に、被検体１を検査位置にセットした状態で計測した
検出出力を上記基準値に基づいて計算し、実際に得られ
る計測データの検出利得を補正するもので、第２図に示
すように平均回路１６と、番地回路１７と、基準値記憶
回路１８ど、第一の測定条件記憶回路１９と、第二の測
定条件記憶回路２０と、第一の係数回路２１と、第二の
係数回路２２と、補正係数回路２３と、補正値回路２４
と、第一の対数変換回路２５と、第二の対数変換回路２
６と、利得補正演算回路２７とから成る。

上記平均回路１６は、Ａ／Ｄ変換器９から出力される計
測データの平均値を計算し、基準値を求めるものである
。番地回路１７は、ＣＰＵ８がら与えられるＸ線管２の
管電圧及び断層撮影のスライス幅から、上記基準値記憶
回路１８と第−及び第二の測定条件記憶回路１９．２０
とに基１゛９値を記憶する番地を定めるものである。基
準値記憶回路１８は、被検体１を検査位置にセットしな
い状態で計測した検出出力を基準値として記憶するもの
で、第３図に示すように、ＣＰＵ８から与えられる管電
圧及びスライス幅を引数として当該番地に記憶された基
準値を補正値回路２４へ出力するようになっている。第
一の測定条件記憶回路１９は、被検体１を検査位置にセ
ットしない状態で計測した管電流を基準値として記憶す
るもので、第３図に示す同様に、ＣＰＵ８から与えられ
る管電圧及びスライス幅を引数として当該番地に記憶さ
れた基準管電流値を第一の係数回路２１へ出力するよう
になっている。第二の測定条件記憶回路２０は、被検体
１を検査位置にセットしない状態で計測した増幅利得を
基準値として記憶するもので、上記と同様に、ＣＰＵ８
から与えられる管電圧及びスライス幅を引数として当該
番地に記憶された基準利得値を第二の係数回路２２へ出
力するようになっている。第一の係数回路２１は、ｃｐ
ｕａから与えられるＸ線管２の管電流と第一の測定条件
記憶回路１９から出力される基準管電流値とを比較して
、補正係数（ηｌ）を算出するものである。

第二の係数回路２２は、ｃｐｕｓから与えられる増幅利
得と第二の測定条件記憶回路２ｏがら出力される基準利
得値とを比較して、補正係数（η２）を算出するもので
ある。補正係数回路２３は、上記第−及び第二の係数回
路２１．２２で算出された係数を入力して乗じ、補正係
数（η＝η１ｘη２）を求めるものである。補正値回路
２４は、前記基準値記憶回路１８からの出力（Ｓ）と上
記補正係数回路２３からの補正係数（η）とを乗じるも
のである。第一の対数変換回路２５は、上記補正値回路
２４からの出力（η・Ｓ）を入力し、対数変換を行うも
のである。また、第二の対数変換回路２６は、前記Ａ／
Ｄ変換器９がら出力される計測データを入力し、対数変
換を行うものである。さらに、利得補正演算回路２７は
、上記第−及び第二の対数変換回路２５．２６からの出
力をそれぞれ入力して両者間で引き算を行い、検出回路
系の利得補正を行うものである。

次に、このように構成されたＸ線断層撮影装置の動作に
ついて説明する。一般に、Ｘ線断層撮影装置においては
、仕業前のＸ線管２のウオームアツプを行う時に基準デ
ータを収集する。そこで、まず、被検体１を開口部１４
内の検査位置にセットしない状態で、必要なＸ線管２の
管電圧及び断層撮影のスライス幅で装置を動作させる。

第２図に示すＣＰＵ８は、この動作時に、例えば第３図
に示す管電圧Ｋ　Ｖ　２とスライス幅ＳＬ２とを、利得
補正回路１５内の番地回路１７に与えて記憶番地を計算
させ、更に第一の測定条件記憶回路１９に管電流値（例
えばＭＡ、２）を与えると共に、第二のａｌｌｌｌ性記
憶回路２０に増幅利得（例えばＧ２）を与える。一方、
Ａ／Ｄ変換器９は、上記の増幅利得Ｇ２で動作中の増幅
器６からのＸ線検出の出力電圧をディジタル信号に変換
する。そして、平均回路１６は、ＣＰ　Ｕ　８からの指
示により上記Ａ／Ｄ変換器９からの出力信号を加算して
平均値を算出し、データ収集後番地回路１７により計算
された基準値記憶回路１８の所定の番地に」二記の平均
値を記憶させる。このようにして、被検体１を検査位置
にセットしない状態で計測した基準値を必要な管電圧（
例えば第３図のＫ　Ｖ　＋〜Ｋ　’Ｊ　４　）及びスラ
イス幅（例えば第３図のＳＬｌ”５Ｌ４）について、総
て収集する。

次に、被検体１を検査位置にセラ［・シた状態で、撮影
に適した管電圧（例えばＫＶ２）、スライス幅（例えば
５Ｌ２）、管電流（例えばＭＡ）、増幅利得（例えばＧ
）で装置を動作させる。このとき、ＣＰＵ８は、上記と
同様に利得補正回路１５内の番地回路１７に例えば第３
図に示す管′正圧ＫＶ２とスライス幅ＳＬ２とを与え、
上記番地回路１７は記憶番地を計算する。さらに、上記
ＣＰＵ８は、第一の係数回路２１にその撮影時の管電流
ＭＡを与えると共に、第二の係数回路２２にその撮影時
の増幅利得Ｇを与える。

ここで、Ｘ線管２からのＸ線出力は、その管電流の大小
に比例して増減するので、第一の係数回路２１は、第一
の測定条件記憶回路１９から出力される基準管電流値Ｍ
、　Ａ　２と上記ＣＰＵ８から与えられる撮影時の管電
流ＭＡとにより、基準管電流値Ｍ　Ａ　２に対する撮影
時の管′層流ＭＡの増減の割合ηｌを、次式により計算
する。

ηｉ　＝　Ｍ　Ａ、　／　Ｍ　Ａ　２　　　　　　　　
　　・・（３）また、増幅器６の出力は、その増幅利得
の大小に比例して増減するので、第二の係数回路２２は
、第二の測定条件記憶回路２０から出力される基準利得
値Ｇ２と上記ＣＰＵ８から与えられる撮影時の増幅利得
Ｇとにより、基準利得値Ｇ２に対する撮影時の増幅利得
Ｇの増減の割合η２を、次式により計算する。

η２：Ｇ／Ｇ２　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・（４）そして、補正係数回路２３は、上記のように求
めたη１とη２とを用いて、被検体１を検査位置にセッ
トしない状態の基準値測定時と被検体１を検査位置にセ
ットした状態の撮影時との総合的な増減の割合、すなわ
ち補正係数ηを、次式により求める。

η＝ηＩＸη２＝　（ＭＡ／ＭＡ２）Ｘ　（Ｇ／Ｇ２）　　・・・（５
）さらに、補正値回路２４は、前記１値記憶回路上８か
らの出力Ｓと上記第（５）式で求めた結果ηとを乗算し
、撮影時の基本出力ＤＳを、次式により求める。

ＤＳ＝η×Ｓ ”　（ＭＡ／ＭＡＤ）Ｘ　（Ｇ／Ｇ２）ＸＳその後、第
一の対数変換回路２５は、上記第（６）式により計算し
補正値回路２４から出力された基本出力ＤＳを入力して
対数変換し、次式によりその値ＬＤＳを求める。

ＬＤＳ＝ＱｎＤＳ＝Ｑｎ（η−３）　　　　　＝−（７
）一方、第二の対数変換回路２６は、被検体１を透過し
たＸ線出力及び増幅器６の利得Ｇに比例した検出出力を
Ａ／Ｄ変換器９でディジタル化したディジタル値ＤＭを
入力して対数変換し、次式によりその値ＬＤＭを求める
。

ｒ、ｏＭ＝ｕｎＤＭ　　　　　　　　　　−（８）そし
て、利得補正演算回路２７は、上記第一の対数変換回路
２５から出力される値ＬＤＳと、第二の対数変換回路２
６から出力される値ＬＤＭどの間で引き算を行い、利得
補正結果データＤを、次式により求める。

Ｄ＝ＬＤＭ−ＬＤＳ＝Ｑ、ＤＭ−Ｑ、、ＤＳ＝Ｑ、、（ＤＭ／ＤＳ）ここで
、撮影時には、第４図に示すように、被検体１に入射す
るＸ線量は基準値のＭ　Ａ　／　Ｍ　Ａ　２倍とされ、
上記被検体１の吸収（吸収による効果をｌ　／　ｘとす
る）によりＸ線検出器３へ入力するＸ線量は１　／　ｘ
となるので、上記Ｘ線検出器３の出力は（ＭＡ／’ＭＡ
２）　・（１／ｘ）となる。そして、増幅器６の出力は
基準値のＧ　／　０２倍とされるので、上記Ａ／Ｄ変換
器９から出力されるディジタル値ＤＭは、補正値回路２
４から出力される撮影時の基本出力ＤＳに対して、ＤＭ＝（ＭＡ／ＭＡｚ）Ｘ（Ｇ／Ｇ２）ｘ　（１／　ｘ
）Ｘ　Ｓ　　　　　　　−（１０）となる。従って、前
記第（６）式からＤＭ＝　（１／ｘ）ｘｏｓ　　　　　　　・−（ｉｌ）
となり、利得補正結果データＤは、第（９）式と第（１
１）式とからＤ＝Ｑ、（ＤＭ／ＤＳ）＝Ａｌｌ（（１／ｘ）ＸＤＳ／ＤＳ）＝Ｑｎ（１／ｘ）
・・・（１２）となる。すなわち、Ｘ線管２の管電流及び増幅器６の利
得とは無関係に、被検体１の吸収による効果（１／ｘ）
のみを計測することにより、利得補正結果データＤを求
めることができる。

なお、一般に、Ｘ線の吸収効果は、吸収係数をμとし、
Ｘ線の透過する長さをＱとすると、ｅｘｐ（−μＱ）で
示され、Ｘ線断層撮影装置で計測されるのは、このｅｘ
ｐ（−μＱ）の効果であり、断層像を作成するのに必要
なデータは、これに対して対数変換を行い、−μＱを用
いる。上記の実施例で、利得補正を行うに当たり対数変
換を行った後に引き算を行うようにしたのは、以上の理
由のためであるが、Ａ／Ｄ変換器９から出力されるディ
ジタル値ＤＭを、補正値回路２４からの基本出力ＤＳを
用いて除算した後に対数変換を行っても、上記と同一の
結果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、検出回路系に設
けた利得補正回路１５により、被検体１を検査位置にセ
ツトシない状態で計測した検出出力及び管電流並びに増
幅利得を基準値として記憶すると共に、被検体１を検査
位置にセットした状態で計測した検出出力を上記基準値
に基づいて計算し、実際に得られる計測データの検出利
得を補正することができる。従って、従来のように利得
補正用のＸ線検出器を別個に設けることなく、検出利得
の補正をすることができる。また、第５図に示すように
、撮影の最大有効視野Ａより大きい被検体１に対しても
、ＣＴ値の信頼性を向上して、得られる断層像の画質を
向上することができる。

このことから、被検体の診断部位について有効な診断情
報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線断層撮影装置の実施例を示す
ブロック図、第２図は利得補正回路の内部構成を示すブ
ロック図、第３図は第２図に示す基準値記憶回路の構成
概念を説明するためのグラフ、第４図は検出信号のレベ
ル変化を示すグラフ、第５図は従来のＸ線断層撮影装置
を示す要部説明図である。１・・・被検体、２・・・Ｘ線管、３・・・Ｘ線検出器
、５・・・検出回路、６・・・増幅器、７・・・Ｘ線発
生回路、８・・・中央処理装置（ＣＰＵ）、９・・・Ａ
／Ｄ変換器、１０・・・画像演算器、１１・・・表示装
置、１５・・・利得補正回路。嘉１図率３Ｅ基準１１束４凹地Ｓ口３Ｘ魂検ビ詩

Claims

【特許請求の範囲】

１、被検体にＸ線を放射するＸ線管と、このＸ線管に対
向配置され上記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検
出器と、このＸ線検出器の出力信号を検出する検出回路
と、この検出回路からの出力を増幅する増幅器と、上記
Ｘ線管に所定の管電圧及び管電流を供給するＸ線・発生
回路と、上記各構成要素を制御する中央処理装置とを有
し、上記被検体の断層像を演算し表示するＸ線断層撮影
装置において、被検体を検査位置にセットしない状態で
計測した検出出力及び管電流並びに増幅利得を基準値と
して記憶すると共に、被検体を検査位置にセットした状
態で計測した検出出力を上記基準値に基づいて計算し、
実際に得られる計測データの検出利得を補正する利得補
正回路を備えたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。