JPH07171145A - X線ct装置及びx線ct装置用ファントム - Google Patents
X線ct装置及びx線ct装置用ファントムInfo
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- JPH07171145A JPH07171145A JP5318856A JP31885693A JPH07171145A JP H07171145 A JPH07171145 A JP H07171145A JP 5318856 A JP5318856 A JP 5318856A JP 31885693 A JP31885693 A JP 31885693A JP H07171145 A JPH07171145 A JP H07171145A
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正確なキャリブレーションデータを収集する
ことのできるX線CT装置用ファントムを提供すること
を目的とする。 【構成】 ファントムを周囲が滑らかな偏平形状(例え
ば楕円)の断面を有する筒体として構成する。 【効果】 正確なキャリブレーションデータを得ること
ができ、CT画像の画質が向上する。
ことのできるX線CT装置用ファントムを提供すること
を目的とする。 【構成】 ファントムを周囲が滑らかな偏平形状(例え
ば楕円)の断面を有する筒体として構成する。 【効果】 正確なキャリブレーションデータを得ること
ができ、CT画像の画質が向上する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線CT装置に係り、
特に、被検体撮影前にキャリブレーションデータを収集
するために用いるファントムの構造に関する。
特に、被検体撮影前にキャリブレーションデータを収集
するために用いるファントムの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、X線CT装置が多く用いられている。X線CT装
置は、X線管とX線検出器とが対向配置された撮影領域
内に被検体を侵入させ、X線管からX線ビームを照射し
て被検体透過後のX線をX線検出器にて収集する。そし
て、この操作をX線の照射角度を変更しながら繰り返し
て各方向からの測定データを得、各測定データに畳み込
み、逆撮影等の処理を加えてCT画像を再構成するもの
である。
中で、X線CT装置が多く用いられている。X線CT装
置は、X線管とX線検出器とが対向配置された撮影領域
内に被検体を侵入させ、X線管からX線ビームを照射し
て被検体透過後のX線をX線検出器にて収集する。そし
て、この操作をX線の照射角度を変更しながら繰り返し
て各方向からの測定データを得、各測定データに畳み込
み、逆撮影等の処理を加えてCT画像を再構成するもの
である。
【0003】こうして得られるCT画像は、被検体内の
各組織のCT値の違いがコントラストの違いとして画像
化される。従って、CT値に何らかの基準を決める必要
があり、一般的には水のCT値が零となるように決めら
れる。このため、従来より被検体のCT撮影を行なう前
に、水が充填されたファントムを用いて疑似的な撮影を
行なってキャリブレーションデータを収集する。そし
て、被検体の測定データが収集された後に、このキャリ
ブレーションデータを用いて測定データを補正し、補正
されたデータを用いてCT画像を再構成する。つまり、
キャリブレーションデータを用いて水のCT値が零とな
るように測定データを補正する操作が行なわれる。
各組織のCT値の違いがコントラストの違いとして画像
化される。従って、CT値に何らかの基準を決める必要
があり、一般的には水のCT値が零となるように決めら
れる。このため、従来より被検体のCT撮影を行なう前
に、水が充填されたファントムを用いて疑似的な撮影を
行なってキャリブレーションデータを収集する。そし
て、被検体の測定データが収集された後に、このキャリ
ブレーションデータを用いて測定データを補正し、補正
されたデータを用いてCT画像を再構成する。つまり、
キャリブレーションデータを用いて水のCT値が零とな
るように測定データを補正する操作が行なわれる。
【0004】図4はこのようなキャリブレーションデー
タを収集するために用いられる従来のファントムの構成
を示す斜視図である。図示のように、このファントム
は、アクリル等の材質で構成され内部に水が充填される
円筒形の本体1と、固定用の固定台3及び接続部2から
構成されており、本体1には水を出し入れするためのキ
ャップ4、及びX線撮影位置を決めるための中心線6が
設けられている。また、固定台3には図示しない固定器
具等に連結するためのピン5が取付けられている。
タを収集するために用いられる従来のファントムの構成
を示す斜視図である。図示のように、このファントム
は、アクリル等の材質で構成され内部に水が充填される
円筒形の本体1と、固定用の固定台3及び接続部2から
構成されており、本体1には水を出し入れするためのキ
ャップ4、及びX線撮影位置を決めるための中心線6が
設けられている。また、固定台3には図示しない固定器
具等に連結するためのピン5が取付けられている。
【0005】そして、このファントムをX線CT装置の
寝台上に載置し、中心線6に撮影断面位置を合わせてX
線を照射し、キャリブレーションデータを収集する。し
かしながら、図4に示した従来のファントムは、円筒形
状を成しているため例えば被検体頭部のようにその断面
形状が略円形である部位を撮影する際には有効である
が、胸部や腹部等その断面形状が円形又はそれに近い形
状でない部位については好適ではない。即ち、ファント
ムの断面形状はできるだけ被検体の断面形状と類似して
いる方が良く、形状が異なるとキャリブレーションデー
タ収集時と実際の測定データ収集時とでX線の透過距離
が異なってしまい、これによってX線の吸収係数が変化
する(ビームハドニング効果)等の現象により正確なC
T値の補正ができなくなってしまう。
寝台上に載置し、中心線6に撮影断面位置を合わせてX
線を照射し、キャリブレーションデータを収集する。し
かしながら、図4に示した従来のファントムは、円筒形
状を成しているため例えば被検体頭部のようにその断面
形状が略円形である部位を撮影する際には有効である
が、胸部や腹部等その断面形状が円形又はそれに近い形
状でない部位については好適ではない。即ち、ファント
ムの断面形状はできるだけ被検体の断面形状と類似して
いる方が良く、形状が異なるとキャリブレーションデー
タ収集時と実際の測定データ収集時とでX線の透過距離
が異なってしまい、これによってX線の吸収係数が変化
する(ビームハドニング効果)等の現象により正確なC
T値の補正ができなくなってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のX線
CT装置におけるファントムは円筒形に構成されている
ので、被検体の胸部、腹部の撮影の際には正確なキャリ
ブレーションデータが得られず、再構成されるCT画像
にアーチファクト(偽像)が発生する等の欠点があっ
た。
CT装置におけるファントムは円筒形に構成されている
ので、被検体の胸部、腹部の撮影の際には正確なキャリ
ブレーションデータが得られず、再構成されるCT画像
にアーチファクト(偽像)が発生する等の欠点があっ
た。
【0007】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、正
確なキャリブレーションデータを収集することのできる
X線CT装置及びこれに用いられるファントムを提供す
ることにある。
るためになされたもので、その目的とするところは、正
確なキャリブレーションデータを収集することのできる
X線CT装置及びこれに用いられるファントムを提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のX線CT装置は、ファントムにX線を照射
してキャリブレーションデータを収集した後、被検体に
X線を照射して測定データを得、この測定データを前記
キャリブレーションデータに基づいて補正して得られた
データを再構成してCT画像を得るX線CT装置におい
て、前記ファントムは、周囲が滑らかな偏平形状の断面
を有する筒体として構成されたことが特徴である。ま
た、本発明のX線CT装置用ファントムは、周囲が滑ら
かな偏平形状の断面を有する筒体として構成されたこと
を特徴とする。
め、本発明のX線CT装置は、ファントムにX線を照射
してキャリブレーションデータを収集した後、被検体に
X線を照射して測定データを得、この測定データを前記
キャリブレーションデータに基づいて補正して得られた
データを再構成してCT画像を得るX線CT装置におい
て、前記ファントムは、周囲が滑らかな偏平形状の断面
を有する筒体として構成されたことが特徴である。ま
た、本発明のX線CT装置用ファントムは、周囲が滑ら
かな偏平形状の断面を有する筒体として構成されたこと
を特徴とする。
【0009】
【作用】上述の如く構成された本発明によれば、ファン
トムの断面形状が、例えば楕円等の偏平形状とされてい
るので、被検体の胸部や腹部を撮影する際には断面形状
が略同一となる。従って、正確なキャリブレーションデ
ータを収集することが可能となり、再構成されるCT画
像の画質を向上させることができるようになる。
トムの断面形状が、例えば楕円等の偏平形状とされてい
るので、被検体の胸部や腹部を撮影する際には断面形状
が略同一となる。従って、正確なキャリブレーションデ
ータを収集することが可能となり、再構成されるCT画
像の画質を向上させることができるようになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2は一般的なX線CT装置の構成図であり、図
示のように、寝台10の天板11上に載置された被検体
13が、架台9の撮影領域12内に送られて所望部位の
断層像の撮影が行なわれる。
する。図2は一般的なX線CT装置の構成図であり、図
示のように、寝台10の天板11上に載置された被検体
13が、架台9の撮影領域12内に送られて所望部位の
断層像の撮影が行なわれる。
【0011】図3はX線CT装置の撮影系を示すブロッ
ク図である。図示のように天板11上の被検体13を挟
んでX線管14とX線検出器16とが対向配置されてお
り、X線から照射され被検体13を透過したX線がX線
検出器16にて収集されるようになっている。また、被
検体13の周辺に余分なX線を照射しないようにX線管
14の出力側にはウェッジフィルタ15が設けられてお
り、更に、X線検出器16の側部にはX線の強度補正用
のリファレンス検出器17が配設されている。そして、
X線検出器16及びリファレンス検出器17の出力はデ
ータ収集部18に供給される。
ク図である。図示のように天板11上の被検体13を挟
んでX線管14とX線検出器16とが対向配置されてお
り、X線から照射され被検体13を透過したX線がX線
検出器16にて収集されるようになっている。また、被
検体13の周辺に余分なX線を照射しないようにX線管
14の出力側にはウェッジフィルタ15が設けられてお
り、更に、X線検出器16の側部にはX線の強度補正用
のリファレンス検出器17が配設されている。そして、
X線検出器16及びリファレンス検出器17の出力はデ
ータ収集部18に供給される。
【0012】このように構成されたX線CT装置では、
被検体の撮影を行なう前に、キャリブレーションデータ
を収集する必要があり、本実施例では図1に示す如くの
ファントムを用いる。
被検体の撮影を行なう前に、キャリブレーションデータ
を収集する必要があり、本実施例では図1に示す如くの
ファントムを用いる。
【0013】図示のように、このファントムは、断面形
状が楕円の柱体構造をなし内部に水が充填された本体7
と、固定用の固定台3及び接続部3から構成されてい
る。そして、本体7には水を出し入れするためのキャッ
プ4、及びX線撮影位置を決めるための中心線8が設け
られている。また、固定台3には図示しない固定具等に
連続するためのピン5が取付けられている。
状が楕円の柱体構造をなし内部に水が充填された本体7
と、固定用の固定台3及び接続部3から構成されてい
る。そして、本体7には水を出し入れするためのキャッ
プ4、及びX線撮影位置を決めるための中心線8が設け
られている。また、固定台3には図示しない固定具等に
連続するためのピン5が取付けられている。
【0014】次に、本実施例の動作について説明する。
被検体13の撮影を行なう前(例えば、システム立上げ
時)に、まず、図2に示す天板11上に図1に示すファ
ントムを載置し、当該ファントムの中心線8を撮影面に
設定してX線を照射し、ファントム透過後のX線をキャ
リブレーションデータとして収集する。そして、時刻
T,チャンネルnのキャリブレーションデータをR
aq(n,T)とすると次の(1)式のように示される。
被検体13の撮影を行なう前(例えば、システム立上げ
時)に、まず、図2に示す天板11上に図1に示すファ
ントムを載置し、当該ファントムの中心線8を撮影面に
設定してX線を照射し、ファントム透過後のX線をキャ
リブレーションデータとして収集する。そして、時刻
T,チャンネルnのキャリブレーションデータをR
aq(n,T)とすると次の(1)式のように示される。
【0015】
【数1】 Raq(n,T)=S(n,t)・I(n,T) =S(n,t)・I0 (t) ・exp {−∫(μaq+μw )ds} ……(1) ただし、S(n,t):X線検出器16の感度 I(n,t):X線検出器16に入射するX線強度 I0 (T):入射X線強度 μaq:水の線吸収係数 μw :ウェッジフィルタ15の線吸収係数 また、このときのリファレンス検出器17の出力R
(T)は次の(2)式で示される R(T)=r(t)・I0 (T) ……(2) ただし、r(t):リファレンス検出器17の感度 次いで、天板11上に被検体13を載置してX線を照射
し、測定データを収集する。そして、時刻t,チャンネ
ルnの測定データをRobj (n,t)とすると次の
(3)式のように示される。
(T)は次の(2)式で示される R(T)=r(t)・I0 (T) ……(2) ただし、r(t):リファレンス検出器17の感度 次いで、天板11上に被検体13を載置してX線を照射
し、測定データを収集する。そして、時刻t,チャンネ
ルnの測定データをRobj (n,t)とすると次の
(3)式のように示される。
【0016】
【数2】 Robj (n,t)=S(n,t)・I(n,t) =S(n,t)・Io (t) ・exp {−∫(μobj +μw )ds } ……(3) ただし、μobj :被検体13の線吸収係数 また、このときのリファレンス検出器17の出力R
(t)は、次の(4)式で示される。
(t)は、次の(4)式で示される。
【0017】 R(t)=r(t)・I0 (t) ……(4) そして、前記した(1)〜(4)式にて示されたキャリ
ブレーションデータ及び測定データに基づいて補正処理
を行ない、再構成する際に使用するデータ(以下これを
生データという)を求める。
ブレーションデータ及び測定データに基づいて補正処理
を行ない、再構成する際に使用するデータ(以下これを
生データという)を求める。
【0018】まず、測定データRobj (n,t),及び
キャリブレーションデータRaq(n,T)についてオフ
セット補正を行ない、オフセット補正後のデータをそれ
ぞれ、R’obj (n,t),R’aq(n,T)とする。
この補正では、X線を照射していないときにX線検出器
16にて収集されるX線を零とする。
キャリブレーションデータRaq(n,T)についてオフ
セット補正を行ない、オフセット補正後のデータをそれ
ぞれ、R’obj (n,t),R’aq(n,T)とする。
この補正では、X線を照射していないときにX線検出器
16にて収集されるX線を零とする。
【0019】次いで、オフセット補正後の検出器出力デ
ータを画像再構成の入力データであるX線吸収係数の積
分値に変換するため、対数変換を行なう。即ち、次に示
す(5)〜(8)式となる。 <測定データ>
ータを画像再構成の入力データであるX線吸収係数の積
分値に変換するため、対数変換を行なう。即ち、次に示
す(5)〜(8)式となる。 <測定データ>
【0020】
【数3】 ln[R’obj (n,t)]=ln[S(n,t) ・I0 (t) ・exp(- ∫( μobj +μw )ds)] =ln[S(n,t)]・ln[ I0 (t)]+ln[exp(-∫( μobj +μw )ds) ] ……(5) ln[ R(t)]=ln[r(t)・I0 (t) ] =ln[r(t)]+ln[I0 (t) ] ……(6) <キャリブレーションデータ>
【0021】
【数4】 ln[R’aq (n,T)] =ln[S(n,t) ・I0 (T) ・exp(- ∫( μaq+μw )ds)] =ln[S(n,t)]+ln[ I0 (T)]+ln[exp(-∫( μaq+μw )ds)] ……(7) ln[ R(t)]=ln[r(t)・I0 (T) ] =ln[r(t)]+ln[I0 (T) ] ……(8) ただし、(5)〜(8)式において、実際には、対数変
換後に15ビットの整数にするためKe=2363.6
4を乗じるがここでは省略する。
換後に15ビットの整数にするためKe=2363.6
4を乗じるがここでは省略する。
【0022】次に、入射X線の出力強度の変化をリファ
レンス検出器17から出力される値で補正する。具体的
には、(6)式と(5)式の減算、及び(8)と(7)
式の減算を行なうことであり、次の(9),(10)式に示
す結果が得られる。 <測定データ>
レンス検出器17から出力される値で補正する。具体的
には、(6)式と(5)式の減算、及び(8)と(7)
式の減算を行なうことであり、次の(9),(10)式に示
す結果が得られる。 <測定データ>
【0023】
【数5】 ln[R(t)]−ln[R’obj (n,t) ] =ln[r(t)]-[lnS(n,t) ]−ln[exp(-∫( μobj +μw )ds)] ……(9) <キャリブレーションデータ>
【0024】
【数6】 ln[R(t)]−ln[R’aq (n,T)] =ln[r(t)]-[lnS(n,t) ]−ln[exp(-∫( μaq+μw )ds)] ……(10) その後、(9)式と(10)式との減算により生データRaw
(n,t)を求める。即ち、次の(11)式である。
(n,t)を求める。即ち、次の(11)式である。
【0025】
【数7】 Raw(n,t) =ln[ R(t) /R’obj (n,t)]−ln[ R(T) /R’aq(n,T) ] =ln[ R’aq (n,t)/R’obj (n,T) ] =∫(μobj −μaq)ds ……(11) ただし、(11)式においてはX線検出器16の感度は時間
的に変化しないものと仮定し、t=Tとしている。そし
て(11)式によれば、ウェッジフィルタ15による影響、
及び個々の検出器の感度の違いが取り除かれ、水のCT
値が零となる生データRaw(n,t)が得られる。
的に変化しないものと仮定し、t=Tとしている。そし
て(11)式によれば、ウェッジフィルタ15による影響、
及び個々の検出器の感度の違いが取り除かれ、水のCT
値が零となる生データRaw(n,t)が得られる。
【0026】こうして、キャリブレーションデータ、及
び測定データを用いて生データを得ることができ、この
生データを再構成することにより高分解能のCT画像を
得ることができるのである。
び測定データを用いて生データを得ることができ、この
生データを再構成することにより高分解能のCT画像を
得ることができるのである。
【0027】ここで、(11)式を見ると右辺が、被検体の
線吸収係数μobj と水の線吸収係数μaqとの差分を積分
した式となっている。つまり、生データは水、被検体の
それぞれの線吸収係数に大きく依存することになる。ま
た、従来例でも説明したように、ファントムの断面形状
が被検体の断面形状と大きく異なると、ビームハドニン
グ効果により線吸収係数が大きく変化してしまう。従っ
て、断面形状が略楕円である被検体胸部や腹部につい
て、図4に示した如く断面形状が円であるファントムを
用いると、その形状の差異により線吸収係数が変化して
しまい、正確なキャリブレーションデータを得ることが
できない。そこで、本実施例では図1に示したように断
面形状が楕円となるファントムを用いてキャリブレーシ
ョンデータを収集することにより、正確なキャリブレー
ションデータを得ることができ、CT画像の画質が著し
く向上するようになる。
線吸収係数μobj と水の線吸収係数μaqとの差分を積分
した式となっている。つまり、生データは水、被検体の
それぞれの線吸収係数に大きく依存することになる。ま
た、従来例でも説明したように、ファントムの断面形状
が被検体の断面形状と大きく異なると、ビームハドニン
グ効果により線吸収係数が大きく変化してしまう。従っ
て、断面形状が略楕円である被検体胸部や腹部につい
て、図4に示した如く断面形状が円であるファントムを
用いると、その形状の差異により線吸収係数が変化して
しまい、正確なキャリブレーションデータを得ることが
できない。そこで、本実施例では図1に示したように断
面形状が楕円となるファントムを用いてキャリブレーシ
ョンデータを収集することにより、正確なキャリブレー
ションデータを得ることができ、CT画像の画質が著し
く向上するようになる。
【0028】なお、上記した実施例においては断面形状
が楕円のファントムについて説明したが、本発明はこれ
に限定されず、断面の周囲が滑らかで、その形状が偏平
形状のものであれば適用できることは言うまでもない。
が楕円のファントムについて説明したが、本発明はこれ
に限定されず、断面の周囲が滑らかで、その形状が偏平
形状のものであれば適用できることは言うまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファントムの断面が、周囲が滑らかな偏平形状とされる
ので、被検体の胸部や腹部を撮影する際に正確なキャリ
ブレーションデータを得ることができ、CT画像の画質
を向上させることができるという効果が得られる。
ファントムの断面が、周囲が滑らかな偏平形状とされる
ので、被検体の胸部や腹部を撮影する際に正確なキャリ
ブレーションデータを得ることができ、CT画像の画質
を向上させることができるという効果が得られる。
【図1】本発明の一実施例に係るX線CT装置用ファン
トムの構成を示す斜視図である。
トムの構成を示す斜視図である。
【図2】一般的なX線CT装置の外観を示す図である。
【図3】X線CT装置の撮影系を示すブロック図であ
る。
る。
【図4】従来のX線CT装置用ファントムの構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
7 本体 8 中心線 9 架台 10 寝台 11 天板 12 撮影領域 13 被検体 14 X線管 15 ウェッジフィルタ 16 X線検出器 17 リファレンス検出器 18 データ収集部
Claims (2)
- 【請求項1】 ファントムにX線を照射してキャリブレ
ーションデータを収集した後、被検体にX線を照射して
測定データを得、この測定データを前記キャリブレーシ
ョンデータに基づいて補正して得られたデータを再構成
してCT画像を得るX線CT装置において、 前記ファントムは、周囲が滑らかな偏平形状の断面を有
する筒体として構成されたことを特徴とするX線CT装
置。 - 【請求項2】 周囲が滑らかな偏平形状の断面を有する
筒体として構成されたことを特徴とするX線CT装置用
ファントム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5318856A JPH07171145A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | X線ct装置及びx線ct装置用ファントム |
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JP5318856A JPH07171145A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | X線ct装置及びx線ct装置用ファントム |
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JPH07171145A true JPH07171145A (ja) | 1995-07-11 |
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Family Applications (1)
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JP5318856A Pending JPH07171145A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | X線ct装置及びx線ct装置用ファントム |
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JP (1) | JPH07171145A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1993
- 1993-12-20 JP JP5318856A patent/JPH07171145A/ja active Pending
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