JPH0479261B2 - - Google Patents
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- JPH0479261B2 JPH0479261B2 JP1096542A JP9654289A JPH0479261B2 JP H0479261 B2 JPH0479261 B2 JP H0479261B2 JP 1096542 A JP1096542 A JP 1096542A JP 9654289 A JP9654289 A JP 9654289A JP H0479261 B2 JPH0479261 B2 JP H0479261B2
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
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- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
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- G01T1/20183—Arrangements for preventing or correcting crosstalk, e.g. optical or electrical arrangements for correcting crosstalk
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- H05G—X-RAY TECHNIQUE
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-
- G—PHYSICS
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- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/40—Imaging
- G01N2223/419—Imaging computed tomograph
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は全般的にＸ線計算機式断層写真CT
装置を用いて像を発生すること、更に具体的に云
えば、CT装置に於ける隣接した検出器の間の漏
話誤差によつて汚染されたＸ線測定値を補正する
ことに関する。
装置を用いて像を発生すること、更に具体的に云
えば、CT装置に於ける隣接した検出器の間の漏
話誤差によつて汚染されたＸ線測定値を補正する
ことに関する。
今日のCT装置は、扇形ビームのＸ線回転源と、
複数個の回転位置（即ち、ビユー（view））に於
ける被検体による減衰後の扇形ビームを測定する
Ｘ線検出器の配列とを使つて、被検体のＸ線減衰
係数の断面像を再生する。第３世代CTスキヤナ
では、回転検出器配列が、扇形ビーム源とは被検
体の反対側で、回転平面内に横に整合して並べた
多数の検出素子（又はチヤンネル）で構成され
る。各々のビユーで、各々の検出素子によつて求
められたＸ線測定値を組合せて、フイルタ補正逆
投影法の様な周知の方法を使つて、像を形成す
る。
複数個の回転位置（即ち、ビユー（view））に於
ける被検体による減衰後の扇形ビームを測定する
Ｘ線検出器の配列とを使つて、被検体のＸ線減衰
係数の断面像を再生する。第３世代CTスキヤナ
では、回転検出器配列が、扇形ビーム源とは被検
体の反対側で、回転平面内に横に整合して並べた
多数の検出素子（又はチヤンネル）で構成され
る。各々のビユーで、各々の検出素子によつて求
められたＸ線測定値を組合せて、フイルタ補正逆
投影法の様な周知の方法を使つて、像を形成す
る。
検出器配列内の素子は密な間隔でなければなら
ないから、漏話が起る惧れがある。即ち、１つの
チヤンネルに入射するＸ線がそのチヤンネルと両
隣りのチヤンネルとに出力信号を生ずる。普通使
われるキセノン・ガス検出器では、検出セルの間
のＸ線散乱と、セルの間の電荷の漏れとによつ
て、漏話が起る。固体検出器では、Ｘ線散乱と、
１つのシンチレータで発生された可視光が異なる
シンチレータに関連する感光ダイオードに漏れる
ことと、隣合つたダイオードの間の電気信号が漏
れることゝによつて、漏話が起る。
ないから、漏話が起る惧れがある。即ち、１つの
チヤンネルに入射するＸ線がそのチヤンネルと両
隣りのチヤンネルとに出力信号を生ずる。普通使
われるキセノン・ガス検出器では、検出セルの間
のＸ線散乱と、セルの間の電荷の漏れとによつ
て、漏話が起る。固体検出器では、Ｘ線散乱と、
１つのシンチレータで発生された可視光が異なる
シンチレータに関連する感光ダイオードに漏れる
ことと、隣合つたダイオードの間の電気信号が漏
れることゝによつて、漏話が起る。
漏話は、各チヤンネルの個々のＸ線測定値の歪
みの為、第３世代CTスキヤナの再生像にリング
形及びストリーク形の人為効果（アーチフアク
ト）を生ずる。その名前の示す様に、リング形人
為効果は、源及び検出器配列の回転軸線（即ち、
図形中心）を中心とする明るい又は暗い円又は円
の一部分となつて現れる。こう云うリングは視野
の中心近く、並びに減衰係数が突然に変化する区
域に現れる傾向がある。ストリーク形人為効果
は、稠密（即ち、Ｘ線減衰の強い）物体の縁に対
して接線方向の明るい又は暗い線となつて現れ
る。
みの為、第３世代CTスキヤナの再生像にリング
形及びストリーク形の人為効果（アーチフアク
ト）を生ずる。その名前の示す様に、リング形人
為効果は、源及び検出器配列の回転軸線（即ち、
図形中心）を中心とする明るい又は暗い円又は円
の一部分となつて現れる。こう云うリングは視野
の中心近く、並びに減衰係数が突然に変化する区
域に現れる傾向がある。ストリーク形人為効果
は、稠密（即ち、Ｘ線減衰の強い）物体の縁に対
して接線方向の明るい又は暗い線となつて現れ
る。
リング形及びストリーク形人為効果を減らそう
とする従来の試みは、素子の間に高度の一様性を
持つ釣合い検出器を使うものがある。隣接する全
てのチヤンネルの漏話特性が略等しければ、各チ
ヤンネルの累積漏話誤差は、１つのビユーの際
に、検出器の間に起るＸ線強度の変動が近似的に
区間別に線形であるから、大体相殺する。然し、
釣合い検出器配列は構成するのが困難であり、費
用もかゝる。
とする従来の試みは、素子の間に高度の一様性を
持つ釣合い検出器を使うものがある。隣接する全
てのチヤンネルの漏話特性が略等しければ、各チ
ヤンネルの累積漏話誤差は、１つのビユーの際
に、検出器の間に起るＸ線強度の変動が近似的に
区間別に線形であるから、大体相殺する。然し、
釣合い検出器配列は構成するのが困難であり、費
用もかゝる。
別の方式はリング形人為効果があるかどうか再
生像を検査し、数値方法を用いて、リングを除く
様に、像を操作するものである。然しこの方式は
ストリーク形人為効果を除くことが出来ない。更
にリング形人為効果も、ある烈しさを越えたもの
は、除くことが出来ない。
生像を検査し、数値方法を用いて、リングを除く
様に、像を操作するものである。然しこの方式は
ストリーク形人為効果を除くことが出来ない。更
にリング形人為効果も、ある烈しさを越えたもの
は、除くことが出来ない。
従つて、この発明の主な目的は、特殊な釣合い
検出器を使わずに、CT像の漏話人為効果を少な
くすることである。
検出器を使わずに、CT像の漏話人為効果を少な
くすることである。
別の目的は、リング形人為効果及びストリーク
形人為効果を含めて、漏話によつて生ずるCT像
の全ての人為効果を少なくする方法と装置を提供
することである。
形人為効果を含めて、漏話によつて生ずるCT像
の全ての人為効果を少なくする方法と装置を提供
することである。
別の目的は、特別の準備又はハードウエアを用
いないで、検出器配列の漏話を簡単便利な形で特
徴づけることである。
いないで、検出器配列の漏話を簡単便利な形で特
徴づけることである。
別の目的は、像を再生する前に、CTデータか
ら漏話誤差を除くことである。
ら漏話誤差を除くことである。
発明の要約
上記並びにその他の目的が、測定値から再生さ
れる像の漏話による人為効果を少なくする様に、
CT走査の各々のビユーで、検出器配列から得ら
れる個々のＸ線測定値を補正する方法と装置によ
つて達成される。この方法は、(1)各ビユーの間
に、隣合つた検出器の間に生ずる漏話誤差によつ
て汚染された、検出器の出力からの複数個のＸ線
測定値を求め、(2)夫々の検出器からの夫々のＸ線
測定値と、そのビユーで、隣合つた少なくとも１
つのＸ線測定値の少なくとも一部分に、夫々の検
出器と各々の隣接する検出器の漏話結合に関係す
る漏話補正係数を乗じたものを加算することによ
り、夫々の検出器の各々のＸ線測定値から補正測
定値を決定する工程を含む。
れる像の漏話による人為効果を少なくする様に、
CT走査の各々のビユーで、検出器配列から得ら
れる個々のＸ線測定値を補正する方法と装置によ
つて達成される。この方法は、(1)各ビユーの間
に、隣合つた検出器の間に生ずる漏話誤差によつ
て汚染された、検出器の出力からの複数個のＸ線
測定値を求め、(2)夫々の検出器からの夫々のＸ線
測定値と、そのビユーで、隣合つた少なくとも１
つのＸ線測定値の少なくとも一部分に、夫々の検
出器と各々の隣接する検出器の漏話結合に関係す
る漏話補正係数を乗じたものを加算することによ
り、夫々の検出器の各々のＸ線測定値から補正測
定値を決定する工程を含む。
この発明の別の一面では、CTスキヤナの複数
個のＸ線検出器からの複数個の出力信号を較正す
る補正係数を見つける方法を提供する。この方法
は、(1)複数個のビユーの各々で、Ｘ線源からのＸ
線エネルギを検出器に向つて放射して、各々のビ
ユーで検出器に到着するエネルギが夫々の分布を
持つ様にし、(2)各々のビユーで各々の検出器の出
力を測定し、(3)各々のビユーに対する出力信号の
変動に基づいて、夫々の検出器に対する補正係数
を決定する工程を含む。
個のＸ線検出器からの複数個の出力信号を較正す
る補正係数を見つける方法を提供する。この方法
は、(1)複数個のビユーの各々で、Ｘ線源からのＸ
線エネルギを検出器に向つて放射して、各々のビ
ユーで検出器に到着するエネルギが夫々の分布を
持つ様にし、(2)各々のビユーで各々の検出器の出
力を測定し、(3)各々のビユーに対する出力信号の
変動に基づいて、夫々の検出器に対する補正係数
を決定する工程を含む。
この発明の新規な特徴は特許請求の範囲に具体
的に記載してあるが、この発明自体の構成、作用
並びにその他の目的及び利点は、以下図面につい
て説明する所から最もよく理解されよう。
的に記載してあるが、この発明自体の構成、作用
並びにその他の目的及び利点は、以下図面につい
て説明する所から最もよく理解されよう。
好ましい実施例の詳しい説明
第１図について説明すると、計算機式断層写真
スキヤナが回転ガントリ１０を有するデータ収集
装置を含む。ガントリが、その向い合つた両側
に、扇形ビームＸ線源１１及び検出器配列１２を
支持している。作像しようとする物体１３がガン
トリ１０内に位置ぎめされていて、何れのビユー
もガントリー１０の異なる回転位置になる様な複
数個の異なるビユーで、その物体をＸ線によつて
照射することが出来る様にする。各々のビユーに
対し、検出器配列１２によつて測定されたＸ線減
衰データが像処理部分に供給される。この処理部
分が計算機１４を含み、これがデータに対する補
正があれば、その補正を行ない、フイルタ補正逆
投影法の様な任意の周知の再生方法を用いて、物
体１３の断面像を再生する。再生像が計算機１４
からCRT又はフイルム投影装置の様な表示装置
１５に供給される。
スキヤナが回転ガントリ１０を有するデータ収集
装置を含む。ガントリが、その向い合つた両側
に、扇形ビームＸ線源１１及び検出器配列１２を
支持している。作像しようとする物体１３がガン
トリ１０内に位置ぎめされていて、何れのビユー
もガントリー１０の異なる回転位置になる様な複
数個の異なるビユーで、その物体をＸ線によつて
照射することが出来る様にする。各々のビユーに
対し、検出器配列１２によつて測定されたＸ線減
衰データが像処理部分に供給される。この処理部
分が計算機１４を含み、これがデータに対する補
正があれば、その補正を行ない、フイルタ補正逆
投影法の様な任意の周知の再生方法を用いて、物
体１３の断面像を再生する。再生像が計算機１４
からCRT又はフイルム投影装置の様な表示装置
１５に供給される。
第２図は好ましい実施例の検出器配列１２の一
部分を詳しく示す。この実施例は固体検出素子を
含むが、これから説明する漏話モデル及びこの発
明の像補正方法は、キセノン・ガス検出器の様な
他の検出器にも同じ様に用いることが出来る。
部分を詳しく示す。この実施例は固体検出素子を
含むが、これから説明する漏話モデル及びこの発
明の像補正方法は、キセノン・ガス検出器の様な
他の検出器にも同じ様に用いることが出来る。
複数個の固体シンチレータ２０乃至２４及び
夫々の感光ダイオード３０乃至３４が、支持及び
分離手段（図面に示していない）によつてガント
リ１０に固定される。典型的には、各々のシンチ
レータは、沃化ナトリウムの様に、Ｘ線光子を吸
収して、それに応答して可視光の光子を放出する
ことが出来る結晶で構成される。可視光の光子が
感光ダイオードと相互作用し、このダイオード
が、夫々の検出器を照射するＸ線束の目安である
電気信号を発生する。
夫々の感光ダイオード３０乃至３４が、支持及び
分離手段（図面に示していない）によつてガント
リ１０に固定される。典型的には、各々のシンチ
レータは、沃化ナトリウムの様に、Ｘ線光子を吸
収して、それに応答して可視光の光子を放出する
ことが出来る結晶で構成される。可視光の光子が
感光ダイオードと相互作用し、このダイオード
が、夫々の検出器を照射するＸ線束の目安である
電気信号を発生する。
夫々の検出器素子に対する相対的な出力信号の
寄与のモデルを、シンチレータ２２とダイオード
３２で構成された検出素子の場合について説明す
る。この特定の素子がＸ線束L0を受取り、電気
出力信号S0を持つ。隣接する一方の素子がＸ線束
入力L-を受取り、出力信号S-を持つが、隣接す
る他方の素子はＸ線束入力L+を受取り、出力信
号S+を持つ。
寄与のモデルを、シンチレータ２２とダイオード
３２で構成された検出素子の場合について説明す
る。この特定の素子がＸ線束L0を受取り、電気
出力信号S0を持つ。隣接する一方の素子がＸ線束
入力L-を受取り、出力信号S-を持つが、隣接す
る他方の素子はＸ線束入力L+を受取り、出力信
号S+を持つ。
出力信号S0は漏話による漏れで汚染されてい
る。かなりよい近似として、漏話による漏れは隣
接する素子の間だけで起る。従つて、任意の所定
の素子の汚染信号は、両側のチヤンネルからの信
号の結果として起るだけである。
る。かなりよい近似として、漏話による漏れは隣
接する素子の間だけで起る。従つて、任意の所定
の素子の汚染信号は、両側のチヤンネルからの信
号の結果として起るだけである。
第２図のモデルに基づくと、所定の素子からの
出力信号S0は次の式で近似することが出来る。
出力信号S0は次の式で近似することが出来る。
S0＝ε-L-＋ε0L0＋ε+L+ (1)
こゝでε0は所定の素子の電気利得であり、ε-及
びε+は、この所定の素子と夫々隣接する２つの素
子との間の漏話結合強度である。この発明では、
一旦漏話結合強度ε+及びε-が決定されたら、各々
の出力信号の汚染部分を減算によつて除くことに
より、漏話の影響が除かれる。
びε+は、この所定の素子と夫々隣接する２つの素
子との間の漏話結合強度である。この発明では、
一旦漏話結合強度ε+及びε-が決定されたら、各々
の出力信号の汚染部分を減算によつて除くことに
より、漏話の影響が除かれる。
S-，S0及びS+を、第２図に示す様に隣接する
３つの検出器からの基準に対して正規化した出力
信号であるとする。各々のビユーに於ける各々の
Ｘ線束測定値に対する補正測定値S′が、ε0L0の値
を推定する。この発明のモデルでは、 S′＝S0−ε-L-−ε+L+ (2) 然し、L-及L+の値は未知であり、推定しなけれ
ばならない。隣接する検出器では、漏話を無視し
た出力信号は S-＝ε0-L- S+＝ε0+L+ である。こゝでε0-及びε0+は隣接する各々の検出
器の電気利得である。漏話誤差は経験的に典型的
には10％未満であることが判つているから、これ
らの式を式(2)に代入しても、誤差は極く少ない。
３つの検出器からの基準に対して正規化した出力
信号であるとする。各々のビユーに於ける各々の
Ｘ線束測定値に対する補正測定値S′が、ε0L0の値
を推定する。この発明のモデルでは、 S′＝S0−ε-L-−ε+L+ (2) 然し、L-及L+の値は未知であり、推定しなけれ
ばならない。隣接する検出器では、漏話を無視し
た出力信号は S-＝ε0-L- S+＝ε0+L+ である。こゝでε0-及びε0+は隣接する各々の検出
器の電気利得である。漏話誤差は経験的に典型的
には10％未満であることが判つているから、これ
らの式を式(2)に代入しても、誤差は極く少ない。
S′＝S0−（ε-／ε0-）S-−（ε+／ε0+）S+ (3)
検出器は、全ての検出器の電気利得が略同じで
ある様に設計されている。更に、ε0-＝ε0及びε0+
＝ε0を代入すると S′＝S0−（ε-／ε0）S-−（ε+／ε0）S+(4) CT走査の各々のビユーで、各々の測定値に式
(4)を適用すれば、再生した時に漏話による人為効
果が目立つて減少した像が得られる様な像データ
が得られる。
ある様に設計されている。更に、ε0-＝ε0及びε0+
＝ε0を代入すると S′＝S0−（ε-／ε0）S-−（ε+／ε0）S+(4) CT走査の各々のビユーで、各々の測定値に式
(4)を適用すれば、再生した時に漏話による人為効
果が目立つて減少した像が得られる様な像データ
が得られる。
補正測定値を発生する為に式(4)を使う時、ε+及
びε-は経験により（例えば、検出器の構造に基づ
いた推定により）又は直接或いは間接の測定によ
つて見出すことが出来る。１つの測定方法は、配
列の上にスリツト付き鉛板をゆつくりと通しなが
ら、検出器配列をＸ線で走査することである。ス
リツトの幅は、一度に１つの素子だけを照射する
様に狭くしなければならない。各々の検出素子が
照射される時、隣接する素子の出力信号を測定
し、照射された素子の出力信号によつて正規化す
る。これによつて、ε-／ε0及びε+／ε0ではなく、
ε-／ε0-及びε+／ε0+が得られるが、典型的には検
出器の電気利得の差は無視し得る。
びε-は経験により（例えば、検出器の構造に基づ
いた推定により）又は直接或いは間接の測定によ
つて見出すことが出来る。１つの測定方法は、配
列の上にスリツト付き鉛板をゆつくりと通しなが
ら、検出器配列をＸ線で走査することである。ス
リツトの幅は、一度に１つの素子だけを照射する
様に狭くしなければならない。各々の検出素子が
照射される時、隣接する素子の出力信号を測定
し、照射された素子の出力信号によつて正規化す
る。これによつて、ε-／ε0及びε+／ε0ではなく、
ε-／ε0-及びε+／ε0+が得られるが、典型的には検
出器の電気利得の差は無視し得る。
鉛スリツト試験及び同様な他の検出器の特徴づ
けは、複雑化を招き、費用の高くなる様な特殊な
装置を使わなければ出来ないと云う欠点がある。
従つて、特別の装置を用いずに、スキヤナを取付
けた後に実施し得る試験が望ましい。
けは、複雑化を招き、費用の高くなる様な特殊な
装置を使わなければ出来ないと云う欠点がある。
従つて、特別の装置を用いずに、スキヤナを取付
けた後に実施し得る試験が望ましい。
この発明の別の改良点として、漏話は、各々の
検出器と隣接する検出器との漏話結合の差（例え
ば、ε+−ε-）に従つて特徴づけられる。この特徴
づけを利用して、これから説明する幾つかの方法
により、リング形人為効果及びストリーク形人為
効果の両方を除くことが出来る。これらの方法
は、やはりこれから説明する様な漏話結合の差を
測定するこの発明の方法と共に実施することが出
来る。
検出器と隣接する検出器との漏話結合の差（例え
ば、ε+−ε-）に従つて特徴づけられる。この特徴
づけを利用して、これから説明する幾つかの方法
により、リング形人為効果及びストリーク形人為
効果の両方を除くことが出来る。これらの方法
は、やはりこれから説明する様な漏話結合の差を
測定するこの発明の方法と共に実施することが出
来る。
＝（ε-＋ε+）／２を平均漏話結合とし、δ＝
ε+−ε-を漏話結合の差とすると ε+＝＋δ／２ ε-＝−δ／２ これらの式を(1)に代入すると S0＝ε0L0＋（L+＋L-）＋δ（L+−L-）／２ (5) これを並べかえし、D1及びD2を素子の間のＸ
線束強度の変動の平均の１次及び２次微分の離散
的な近似と定義すると D1＝（L+−L-）／２ D2＝L+＋L-−2L0 従つてS0＝（ε0＋２）L0＋D2＋δD1 (6) この式は、所定の素子の両側にあるチヤンネル
の間の漏話の差はＸ線束の１次微分に組合さり、
これに対してこれら２つのチヤンネルの平均漏話
はＸ線束の２次微分に繋がると共に、素子の見か
けの利得にも寄与する（即ち、Ｘ線束L0の倍数
となる）ことが判る。平均利得による見かけの利
得に対する寄与は、標準的な空気較正走査によつ
てデータを正規化する時、除算によつて除かれ
る。
ε+−ε-を漏話結合の差とすると ε+＝＋δ／２ ε-＝−δ／２ これらの式を(1)に代入すると S0＝ε0L0＋（L+＋L-）＋δ（L+−L-）／２ (5) これを並べかえし、D1及びD2を素子の間のＸ
線束強度の変動の平均の１次及び２次微分の離散
的な近似と定義すると D1＝（L+−L-）／２ D2＝L+＋L-−2L0 従つてS0＝（ε0＋２）L0＋D2＋δD1 (6) この式は、所定の素子の両側にあるチヤンネル
の間の漏話の差はＸ線束の１次微分に組合さり、
これに対してこれら２つのチヤンネルの平均漏話
はＸ線束の２次微分に繋がると共に、素子の見か
けの利得にも寄与する（即ち、Ｘ線束L0の倍数
となる）ことが判る。平均利得による見かけの利
得に対する寄与は、標準的な空気較正走査によつ
てデータを正規化する時、除算によつて除かれ
る。
大抵の物体によつて減衰したＸ線信号では、２
次微分項D2は、減衰が強い物体の縁の極く近く
の場合が考えられる他は、他の項に比べて無視し
得ることが判つている。
次微分項D2は、減衰が強い物体の縁の極く近く
の場合が考えられる他は、他の項に比べて無視し
得ることが判つている。
上に述べた所から、漏話による人為効果の殆ん
ど全部は、所定の素子の両側にあるチヤンネルの
間の漏話の差δによるものであることは明らかで
ある。この寄与が問題になるのは、検出器の間に
Ｘ線束の勾配が存在する時だけである。
ど全部は、所定の素子の両側にあるチヤンネルの
間の漏話の差δによるものであることは明らかで
ある。この寄与が問題になるのは、検出器の間に
Ｘ線束の勾配が存在する時だけである。
リング形及びストリーク形人為効果は殆んど全
部が漏話の差δによるものであるから、ε+及びε-
の代りに、この差だけを用いて補正を実施するこ
とが可能になる。従つて、各々のＸ線束の測定値
は（式(6)からD2に関係する無視し得る項を落し
て）、次の式を用いて補正することが出来る。
部が漏話の差δによるものであるから、ε+及びε-
の代りに、この差だけを用いて補正を実施するこ
とが可能になる。従つて、各々のＸ線束の測定値
は（式(6)からD2に関係する無視し得る項を落し
て）、次の式を用いて補正することが出来る。
S′＝S0−δD1＝S0−（δ／2ε0）S+＋（δ／2ε0）
S- (7) 実験によると、式(4)及び式(7)が漏話による人為
効果を同じ様に除去することが判つた。
S- (7) 実験によると、式(4)及び式(7)が漏話による人為
効果を同じ様に除去することが判つた。
D2の式を書き直すことにより、更に簡略にす
ることが出来る。
ることが出来る。
L-＝D2−L+＋2L0
これを(1)に代入すると
S′＝（ε0＋2ε-）L0＋ε-D2＋δL+
この場合も、D2に関係する２次微分項は無視し
得るものであり、ε-項は大部分が検出器の見かけ
の利得変化に寄与するが、空気較正走査によつて
除した後は、この後で脱落する。従つて、漏話の
補正は、次の簡単にした式で実施することが出来
る。
得るものであり、ε-項は大部分が検出器の見かけ
の利得変化に寄与するが、空気較正走査によつて
除した後は、この後で脱落する。従つて、漏話の
補正は、次の簡単にした式で実施することが出来
る。
S′＝S0−（δ／ε0）S+ (8)
D2の式を書き直すことにより、これとは別の
簡略化を行なうことが出来る。
簡略化を行なうことが出来る。
L+＝D2−L-＋2L0
式(1)に代入すると
S′＝（ε0＋2ε+）L0＋ε+D2−δL-
この場合も、D2に関係する２次微分項は無視し
得るものであり、ε+項は大部分が検出器の見かけ
の利得変化に寄与するものであつて、空気較正走
査によつて除した後は脱落する。従つて、漏話の
補正は、別の簡単にした次の式によつて実施する
ことが出来る。
得るものであり、ε+項は大部分が検出器の見かけ
の利得変化に寄与するものであつて、空気較正走
査によつて除した後は脱落する。従つて、漏話の
補正は、別の簡単にした次の式によつて実施する
ことが出来る。
S′＝S0＝（δ／ε0）S- （8′）
上に述べた補正方法（即ち、式(4)、(7)、(8)及び
（8′））の内、どれもが漏話によるリング形及びス
トリーク形人為効果を大体同じ様に補正するが、
式(8)及び（8′）が、乗算／加算が２回ではなく１
回しか必要とせず、実際の結合値ε+及びε-ではな
く、容易に得られる漏話の差δを使う点で、最も
効率的に構成出来る。
（8′））の内、どれもが漏話によるリング形及びス
トリーク形人為効果を大体同じ様に補正するが、
式(8)及び（8′）が、乗算／加算が２回ではなく１
回しか必要とせず、実際の結合値ε+及びε-ではな
く、容易に得られる漏話の差δを使う点で、最も
効率的に構成出来る。
この発明の好ましい実施例では、夫々の検出器
の隣接する２つの検出器に対する漏話結合強度の
差δは、隣接する検出器に対して供給するＸ線束
強度の差を系統的に変え、こうして予定の形で、
夫々の検出器が受取る漏話の汚染を変えることに
よつて測定される。漏話較正走査の各々のビユー
では、Ｘ線束を夫々のエネルギ分布を持つて検出
器配列に放射する。検出器の出力を測定し、各々
のビユーに対し、その出力信号の変動に基づい
て、各々の検出器に対する漏話補正係数を決定す
る。
の隣接する２つの検出器に対する漏話結合強度の
差δは、隣接する検出器に対して供給するＸ線束
強度の差を系統的に変え、こうして予定の形で、
夫々の検出器が受取る漏話の汚染を変えることに
よつて測定される。漏話較正走査の各々のビユー
では、Ｘ線束を夫々のエネルギ分布を持つて検出
器配列に放射する。検出器の出力を測定し、各々
のビユーに対し、その出力信号の変動に基づい
て、各々の検出器に対する漏話補正係数を決定す
る。
前に論じた様に、漏話による人為効果を発生す
るには、Ｘ線信号の勾配が必要である。フアント
ムの走査により、その縁の近くに大きな勾配が生
ずるが、これがそこに漏話による人為効果が生ず
る理由である。この様なフアントムが中心にある
ことによつて影となる素子では、信号の勾配が殆
んどない。フアントムを中心外れに配置した場
合、その影が、軸走査の過程の間に、検出器配列
を横切り、その為、中心の素子は、フアントムの
種々の部分の影になるにつれて、漏話の生ずる度
合が変化する。例えば、360゜の軸走査の間、中心
の検出器チヤンネルに対する効果を考える。フア
ントムを図形中心の上に配置した場合、このチヤ
ンネルは最初にフアントムの中心、一方の縁、そ
の後再び中心、他方の縁、そして最後に中心の影
になる。従つて、中心外れの丸いフアントムを便
利に用いて、必要とする変化する勾配分布を発生
することが出来る。全てのビユーに対し、夫々の
検出素子から得られたＸ線測定値から、夫々の素
子に於ける変化する勾配の大きさに漏話誤差を最
小自乗ではめ合せることにより、その素子に対す
るδの推定値が得られる。この後、δの値を式
(7)、(8)又は（8′）で使つて、生の測定値を補正
し、この後で再生される像の漏話による人為効果
を少なくすることが出来る。
るには、Ｘ線信号の勾配が必要である。フアント
ムの走査により、その縁の近くに大きな勾配が生
ずるが、これがそこに漏話による人為効果が生ず
る理由である。この様なフアントムが中心にある
ことによつて影となる素子では、信号の勾配が殆
んどない。フアントムを中心外れに配置した場
合、その影が、軸走査の過程の間に、検出器配列
を横切り、その為、中心の素子は、フアントムの
種々の部分の影になるにつれて、漏話の生ずる度
合が変化する。例えば、360゜の軸走査の間、中心
の検出器チヤンネルに対する効果を考える。フア
ントムを図形中心の上に配置した場合、このチヤ
ンネルは最初にフアントムの中心、一方の縁、そ
の後再び中心、他方の縁、そして最後に中心の影
になる。従つて、中心外れの丸いフアントムを便
利に用いて、必要とする変化する勾配分布を発生
することが出来る。全てのビユーに対し、夫々の
検出素子から得られたＸ線測定値から、夫々の素
子に於ける変化する勾配の大きさに漏話誤差を最
小自乗ではめ合せることにより、その素子に対す
るδの推定値が得られる。この後、δの値を式
(7)、(8)又は（8′）で使つて、生の測定値を補正
し、この後で再生される像の漏話による人為効果
を少なくすることが出来る。
第３図は、CTスキヤナの図形中心４１からず
れた丸い滑かなフアントム４０を示している。源
１１及び検出器配列１２が位置Ａにある時、検出
器配列１２が受けるＸ線エネルギ強度分布４２が
示されている。ガントリ１０が位置Ｂに回転した
場合に対応するビユーでは、配列１２が受取る分
布は４３である。典型的な走査は、約1000個のビ
ユーで構成される。この為、中心外れのフアント
ムが約1000個の異なる分布を生ずるが、漏話を決
定づけるのは、更に少ないビユーで出来る。
れた丸い滑かなフアントム４０を示している。源
１１及び検出器配列１２が位置Ａにある時、検出
器配列１２が受けるＸ線エネルギ強度分布４２が
示されている。ガントリ１０が位置Ｂに回転した
場合に対応するビユーでは、配列１２が受取る分
布は４３である。典型的な走査は、約1000個のビ
ユーで構成される。この為、中心外れのフアント
ムが約1000個の異なる分布を生ずるが、漏話を決
定づけるのは、更に少ないビユーで出来る。
中心外れのフアントムを用いて漏話較正走査を
実施する前に、検出素子の間の利得の変動に対
し、全ての測定値を正規化する為に、空気較正走
査を実施することが必要である。空気較正走査で
は、源１１が検出器配列１２にある全ての素子を
平等に走査する。最も正確に漏話を補正する為に
は、漏話の計算を実施する前に、使われる特定の
装置に関係するＸ線測定値のこの他の判つている
誤差を種々の公知の方式を用いて補正又は補償す
べきである。
実施する前に、検出素子の間の利得の変動に対
し、全ての測定値を正規化する為に、空気較正走
査を実施することが必要である。空気較正走査で
は、源１１が検出器配列１２にある全ての素子を
平等に走査する。最も正確に漏話を補正する為に
は、漏話の計算を実施する前に、使われる特定の
装置に関係するＸ線測定値のこの他の判つている
誤差を種々の公知の方式を用いて補正又は補償す
べきである。
走査の各々のビユーは、漏話の独立の測定値で
あるから、量子雑音が問題である。量子雑音を抑
圧しないと、それが漏話誤差を越え、その為擬似
的な結果が得られることがある。この問題を解決
する為、Ｘ線束を強めることが出来る。これは、
フアントムの多重走査を行なつて、対応するビユ
ーの測定値を加算することによつて達成すること
が出来る。
あるから、量子雑音が問題である。量子雑音を抑
圧しないと、それが漏話誤差を越え、その為擬似
的な結果が得られることがある。この問題を解決
する為、Ｘ線束を強めることが出来る。これは、
フアントムの多重走査を行なつて、対応するビユ
ーの測定値を加算することによつて達成すること
が出来る。
好ましい実施例のフアントム４０は、ポリ塩化
ビニル（PVC）又はその他の熱可塑性樹脂の様
に、Ｘ線減衰の小さい品質材料で作つた小さい
（例えば直径約５吋）の円板である。フアントム
は、その縁の影となる区域に対して大きなＸ線勾
配を作るものであるから、フアントムの寸法が小
さいことが好ましい。漏話を特徴づける際の誤差
の原因となる様な分布の乱れを避ける為に、フア
ントムの側面は滑かにする。
ビニル（PVC）又はその他の熱可塑性樹脂の様
に、Ｘ線減衰の小さい品質材料で作つた小さい
（例えば直径約５吋）の円板である。フアントム
は、その縁の影となる区域に対して大きなＸ線勾
配を作るものであるから、フアントムの寸法が小
さいことが好ましい。漏話を特徴づける際の誤差
の原因となる様な分布の乱れを避ける為に、フア
ントムの側面は滑かにする。
漏話の差δ（又は更に具体的に云えば、項δ／
ε0）は、次の様に計算することが出来る。Ｘ線束
の変動並びにデータ収集装置のオフセツトを補正
した、空気較正の特定の検出器の出力をC0で表
わすとする。
ε0）は、次の様に計算することが出来る。Ｘ線束
の変動並びにデータ収集装置のオフセツトを補正
した、空気較正の特定の検出器の出力をC0で表
わすとする。
C0＝（ε0＋2ε）A0＋（δ／２）（A+−A-） (9)
こゝでA0，A+及びびA-は、（２次微分項を無
視して）空気較正走査の間に、隣接する３つの素
子に入射する、ビユーの間で平均したＸ線束を表
わす。フアントムの１つのビユーに対する対応す
る検出器出力が次の式で示される。
視して）空気較正走査の間に、隣接する３つの素
子に入射する、ビユーの間で平均したＸ線束を表
わす。フアントムの１つのビユーに対する対応す
る検出器出力が次の式で示される。
S0＝（ε0＋2ε）L0＋（δ／２）（L+−L-） (10)
空気較正をしたフアントムの測定値は、式(10)を
式(9)で除すことによつて得られる。
式(9)で除すことによつて得られる。
S0＝C0＝（ε0＋2ε）L0＋（δ／２）（L+−L-）／（
ε0＋2ε）A0＋（δ／２）（A+−A-）(11) A0，A+及びA-は近似的に等しい（即ち、A+
−A-０）そしてε0＞＞であるから、式(11)は
次の様に近似することが出来る。
ε0＋2ε）A0＋（δ／２）（A+−A-）(11) A0，A+及びA-は近似的に等しい（即ち、A+
−A-０）そしてε0＞＞であるから、式(11)は
次の様に近似することが出来る。
S0／C0＝L0／A0＋（δ／2ε0）（L+／A+−L-／
A-） (12) 対数に負の符号をつけて、δ／ε0＜＜１と云う
事実を利用すると −1n（S0／C0）＝−1n（L0／A0）＋（δ＋2ε0）
（A0／L0）（L-／A-−L+／A+） （13） 式（13）の左辺は、式(11)の結果として得られる
フアントムの測定値から直接的に計算することが
出来る。Ｘ＝−1n（S0／C0）とする。項ε+及びε-
が、配列内の素子の間で大幅に変化し、その為、
漏話の汚染も配列にわたつて大幅に変化する（即
ち、高い周波数で変化する）ことに注意された
い。その時、右辺の第１項は、Ｘの適当な低域フ
イルタ作用によつて近似することが出来る。
A-） (12) 対数に負の符号をつけて、δ／ε0＜＜１と云う
事実を利用すると −1n（S0／C0）＝−1n（L0／A0）＋（δ＋2ε0）
（A0／L0）（L-／A-−L+／A+） （13） 式（13）の左辺は、式(11)の結果として得られる
フアントムの測定値から直接的に計算することが
出来る。Ｘ＝−1n（S0／C0）とする。項ε+及びε-
が、配列内の素子の間で大幅に変化し、その為、
漏話の汚染も配列にわたつて大幅に変化する（即
ち、高い周波数で変化する）ことに注意された
い。その時、右辺の第１項は、Ｘの適当な低域フ
イルタ作用によつて近似することが出来る。
Ｙ＝−1n（L0／A0）＝Ｓ＊Ｘ
こゝでＳ＊Ｘは適当な低域フイルタによる畳込
み積分を表わす。項L0／A0，L-／A-及びL+／
A+は次の式 L0／A0＝exp（−Ｙ） を使い、この結果を１チヤンネルだけシフトし
て、L-／A-又はL+／A+を求めることによつて計
算することが出来る。この時、項δ／ε0は、各々
の検出素子に対し、全てのビユーにわたつて最小
自乗のはめ合せをすることによつて計算すること
が出来る。
み積分を表わす。項L0／A0，L-／A-及びL+／
A+は次の式 L0／A0＝exp（−Ｙ） を使い、この結果を１チヤンネルだけシフトし
て、L-／A-又はL+／A+を求めることによつて計
算することが出来る。この時、項δ／ε0は、各々
の検出素子に対し、全てのビユーにわたつて最小
自乗のはめ合せをすることによつて計算すること
が出来る。
各々のビユーに対し、低域フイルタが、フアン
トムの縁にぶつかる時に、Ｙに対して擬似的な結
果を生ずる。この問題をさける為、フアントムの
縁の近くの値は０に置換える。その特定のビユー
で、フアントムの縁の近くの素子に対しては、こ
の為最小自乗のはめ合せの和にデータを加算しな
い。フアントムの縁の外側にある全ての信号は、
この特定のビユーでそれらに対する漏話の値を測
定することがあり得ないから、０にする。
トムの縁にぶつかる時に、Ｙに対して擬似的な結
果を生ずる。この問題をさける為、フアントムの
縁の近くの値は０に置換える。その特定のビユー
で、フアントムの縁の近くの素子に対しては、こ
の為最小自乗のはめ合せの和にデータを加算しな
い。フアントムの縁の外側にある全ての信号は、
この特定のビユーでそれらに対する漏話の値を測
定することがあり得ないから、０にする。
最小自乗のはめ合せの値を見付ける為、
Ｚ＝（１／２）（A0／L0）（L-／A-−L+／A+）
（14） とおく。式（13）は次の様に書き直すことが出来
る。
（14） とおく。式（13）は次の様に書き直すことが出来
る。
Ｘ−Ｙ＝（δ／ε0）Ｚ （15）
この時、δ／ε0に対する最小自乗のはめ合せの
値は、次の式で表わされる。
値は、次の式で表わされる。
δ／ε0＝Σ（Ｘ−Ｙ）Ｚ／ΣZ2 （16）
こゝで値は関心が持たれる各々の検出チヤンネ
ルに対して計算し、走査中の全てのビユーにわた
る和を求める。多重走査を使う場合、全ての走査
にわたつて和を累算する。
ルに対して計算し、走査中の全てのビユーにわた
る和を求める。多重走査を使う場合、全ての走査
にわたつて和を累算する。
この発明の好ましい実施例を図面に示して説明
したが、この実施例は例に過ぎないことを承知さ
れたい。当業者には、この発明の範囲内で、種々
の変更並びに置換えが考えられよう。従つて、特
許請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこ
の様な全ての変更を包括するものであることを承
知されたい。
したが、この実施例は例に過ぎないことを承知さ
れたい。当業者には、この発明の範囲内で、種々
の変更並びに置換えが考えられよう。従つて、特
許請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこ
の様な全ての変更を包括するものであることを承
知されたい。
第１図は計算機式断層写真データ収集装置と、
データ処理及び表示装置の一部分の回路図、第２
図は検出器配列のある部品を示す断面図、第３図
は中心外れのフアントムを用いて得られる種々の
Ｘ線束の分布の導き出し方を示す説明図である。 図中、１１はＸ線源、１２は検出器配列、４０
はフアントムを表わす。
データ処理及び表示装置の一部分の回路図、第２
図は検出器配列のある部品を示す断面図、第３図
は中心外れのフアントムを用いて得られる種々の
Ｘ線束の分布の導き出し方を示す説明図である。 図中、１１はＸ線源、１２は検出器配列、４０
はフアントムを表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 測定値から再生された像内の漏話による人為
効果を少なくする様に、計算機式断層写真法CT
の走査のビユーで、検出器の配列によるＸ線束の
個々の測定値を補正する方法に於て、ａ）前記ビ
ユーの間、夫々の検出器の出力からそれぞれＸ線
測定値を求め、その際、夫々の測定値は隣合つた
検出器の間に起る漏話誤差によつて汚染されてお
り、ｂ）夫々の検出器からの夫々のＸ線測定値
と、隣接する検出器からの、前記ビユー内の少な
くとも１つの隣接するＸ線測定値の少なくとも一
部分に、該夫々の検出器とその各々の隣接する検
出器との漏話結合に関係する漏話補正係数を乗じ
たものとを加算することにより、補正後の個々の
Ｘ線束測定値を決定する工程を含む方法。 ２ 前記補正後の測定値が、S′を補正後の測定
値、S0を補正すべき夫々の検出器からの測定値、
S+を隣接する一方の検出器からの測定値、S-を
他方の隣接する検出器からの測定値、ε0を夫々の
検出器の信号利得、ε+を夫々の検出器と前記一方
の隣接する検出器の間の漏話結合強度、そしてε-
を前記夫々の検出器と他方の隣接する検出器の間
の漏話結合強度として、次の式 S′＝S0−（ε-／ε0）S-−（ε+／ε0）S+ に従つて求められる請求項１記載の方法。 ３ 前記補正後の測定値が、S′を補正後の測定
値、S0を補正すべき夫々の検出器からの測定値、
S+を隣接する一方の検出器からの測定値、S-を
他方の隣接する検出器からの測定値、ε0を夫々の
検出器の信号利得、δを前記夫々の検出器と各々
の隣接する検出器との間の漏話結合強度の差とし
て、次の式 S′＝S0−（δ／2ε0）S+＋（δ／2ε0）S- に従つて求められる請求項１記載の方法。 ４ 前記補正後の測定値が、S′を補正後の測定
値、S0を補正しようとする夫々の検出器からの測
定値、S+を隣接する一方の検出器からの測定値、
ε0を夫々の検出器の信号利得、δを夫々の検出器
と各々の隣接する検出器との間の漏話結合強度の
差として、次の式 S′＝S0−（δ／ε0）S+ に従つて求められる請求項１記載の方法。 ５ 前記補正後の測定値が、S′を補正後の測定
値、S0を補正しようとする夫々の検出器からの測
定値、S-を隣接する一方の検出器からの測定値、
ε0を夫々の検出器の信号利得、δを夫々の検出器
と各々の隣接する検出器との間の漏話結合強度の
差として、次の式 S′＝S0＋（δ／ε0）S- に従つて求められる請求項１記載の方法。 ６ 測定値から再生された像内の漏話による人為
効果を少なくするために、Ｘ線源を含むCTスキ
ヤナにある複数個のＸ線検出器からの複数個の出
力信号を較正する補正係数を見つける方法に於
て、ａ）前記源からのＸ線エネルギを複数個のビ
ユーの各々で前記検出器に向けて放射して、夫々
のビユーで前記検出器に到着するエネルギが夫々
の分布を持つ様にし、ｂ）各々のビユーに対し、
各々の検出器からの出力信号を測定し、ｃ）各々
のビユーからの出力信号の変動に基づいて、夫々
の検出器に対する補正係数を決定する工程を含む
方法。 ７ 前記放射する工程が、前記CTスキヤナの中
心外れの位置に滑かなフアントムを配置して、前
記ビユーに対する夫々の分布を持たせる工程を含
む請求項６記載の方法。 ８ 前記放射する工程及び測定する工程が、複数
回実施され、量子雑音の効果を少なくする為に、
その結果を組合せる請求項６記載の方法。 ９ 前記放射する工程の前に、空気較正走査を実
行して、夫々の検出器に対する平均基準出力信号
を求める工程を含む請求項６記載の方法。 １０ 夫々の検出器に対応する各々の補正係数
が、夫々の検出器の両方の隣接する検出器に対す
る漏話結合の差δに比例し、前記補正係数を決定
することが、Ｓを夫々の測定された出力信号、Ｃ
を夫々の検出器に対する夫々の基準出力信号とし
て、Ｓ÷Ｃを出して、夫々の検出器に対するδを
見つける工程を含む請求項９記載の方法。 １１ L0ならびにL+及びL-を各検出器ｏならび
に隣接する一方の検出器及び隣接する他方の検出
器に対して夫々のビユーの間に放射された実際の
Ｘ線束とし、A0ならびにA+及びA-を前記検出器
ｏならびに前記隣接する一方の検出器及び前記隣
接する他方の検出器に対して前記空気較正走査の
間に夫々放射される平均Ｘ線束とし、ε0を夫々の
検出器ｏの信号利得として、各々の検出器に対す
るＳ÷Ｃが、次の式 S0／C0＝L0／A0＋（δ／2ε0）（L+／A+−
L-／A-） を用いて求められる請求項１０記載の方法。 １２ 夫々の検出器に対する項L0／A0がS0／C0
の低域波作用によつて近似される請求項１１記
載の方法。 １３ 各々の検出器に対する項δ／ε0が、前記複
数個のビユーにわたる最小自乗のはめ合せを用い
て計算される請求項１１記載の方法。 １４ ａ）Ｘ線源と、ｂ）各々の検出器が該源か
ら放射されたＸ線に応答して出力信号を発生する
様になつていて、当該配列及び前記源が中心容積
の周りを回転して複数個のビユーを発生する様に
なつているＸ線検出器の配列と、ｃ）該配列に結
合されていて、前記検出器からのＸ線測定値を求
める測定手段と、ｄ）該測定手段に結合されてい
て、夫々の検出器からの夫々のＸ線測定値と、同
じビユー内の隣接する検出器からの少なくとも１
つの隣接するＸ線測定値の少なくとも一部分に、
該夫々の検出器とその各々の隣接する検出器との
漏話結合に依存する漏話補正係数を乗じたものと
を加算することにより、夫々の検出器からの夫々
のＸ線測定値について補正後の個々のＸ線束測定
値を決定する補正手段とを有する計算機式断層写
真装置。 １５ 前記補正後の測定値からCT像を再生する
様に前記補正手段に結合された像再生手段を有
し、こうして再生像が前記漏話誤差によるリング
形及びストリーク形人為効果を目立つて減少する
様にした請求項１４記載の計算機式断層写真装
置。 １６ 前記測定手段及び前記補正手段に結合され
ていて、多数のビユーからなる較正手順の間、Ｘ
線測定値から補正係数を決定すると共に、該補正
係数を前記補正手段に供給する係数手段を有し、
該係数手段は前記較正手順に於ける夫々のビユー
の勾配分布に応答する請求項１４記載の計算機式
断層写真装置。 １７ 前記勾配分布を発生する様に、中心外れの
位置を持つＸ線フアントムを前記中心容積内に位
置ぎめする位置ぎめ手段を有する請求項１６記載
の計算機式断層写真装置。
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