JPH07213517A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 被検体から発生する散乱Ｘ線の補正を計測デ
ータ上で行い、散乱Ｘ線による画質劣化のリブアーチフ
ァクト等を除去する。 【構成】 画像診断装置の中に散乱線補正装置９を付加
する。補正装置９は逆対数変換した計測データを補正前
データメモリ１３に格納し、感度補正と対数変換をした
計測データの投影データを専用メモリ１４に格納し、加
算器１５によって投影データの特定複数チャンネルのデ
ータの合計値を各投影角度毎に計算し、その値をパラメ
ータとしてテーブル読み出し器１６にセットする。テー
ブル読み出し器１６はセットされた値にしたがって補正
テーブルメモリ１７により補正量を読み出し器１６にセ
ットする。減算器１８は補正前データメモリ１３に格納
されている計測データから各投影角度毎に補正量を減算
し、その結果を補正データメモリ１９に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線ＣＴ装置に係り、特
に被検体によって散乱される散乱Ｘ線による画像劣化を
軽減し、より正確なＸ線計測を行うことができるＸ線Ｃ
Ｔ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管球から放射され
たＸ線ビームがファン状にコリメートされて被検体を透
過した時の減弱情報を、被検体後方に設けたＸ線検出器
で捕らえ、前記Ｘ線ビームとＸ線検出器との相対位置を
同一に保ちながら被検体軸の周りに回転させた時得られ
る情報をコンピュータ処理することによって断層Ｘ線像
として再構成する装置である。

【０００３】高速で画像処理するために、通常Ｘ線管球
を焦点とする円弧上に複数のＸ線検出素子を配置した、
いわゆる多チャンネル型Ｘ線検出器が用いられる。

【０００４】ところで、Ｘ線ビームは被検体内に侵入し
た時、組織に吸収されて減弱するだけでなく、組織の構
成原子と相互作用の結果散乱を受ける。Ｘ線散乱には機
構の異なる、即ち干渉性のレイリー散乱と非干渉性のコ
ンプトン散乱が知られている。

【０００５】（１）レイリー散乱 Ｘ線の光子が一個の電子のごく近傍を通過するとき、そ
の電子がＸ線光子の電場に同期して振動して光子を吸収
し、次にこの電子は同じ振動数の光子を輻射する。この
ため、散乱Ｘ線の波長は入射してきたＸ線と同じ波長と
なるため、入射Ｘ線と散乱Ｘ線との間で干渉を起こすこ
とになる。この干渉性を持つレイリー散乱は、コンプト
ン散乱に比較すると起こる確率は少ないが前方に鋭く飛
ぶ性質を持ち、低エネルギーＸ線が高原子番号物質に入
射するような場合は散乱線量全体に占める割合は大きく
なる。

【０００６】（２）コンプトン散乱 Ｘ線の光子が物質原子の自由電子や原子核との結合の小
さい外殻電子と衝突すれば、衝突された電子は光子のエ
ネルギーを全部吸収できずに、一部を光子として再放出
させ、残りの運動エネルギーで外に飛び出す。この現象
をコンプトン効果とよび、入射光子に対してエネルギー
を変えて再放射された光子を散乱光子（散乱Ｘ線）、衝
突で飛び出した電子をコンプトン電子あるいは反跳電子
という。入射するＸ線のエネルギーが高くなるに従っ
て、散乱線量全体に対してこのコンプトン散乱の割合が
大きくなる。

【０００７】（３）散乱Ｘ線の画像に与える影響 検出素子は、Ｘ線管焦点と検出素子中心を結んだ線上
（計測パス）にある被検体の部分のＸ線の減弱を計測す
るが、被検体の他の部分から散乱Ｘ線があると、この計
測に誤差を生じることになる。散乱Ｘ線が入射すること
によりその検出素子の出力は大きくなり計測パス上の被
検体の減弱がみかけ上、小さくなるように測定される。
このような誤差が増えてくると、これらのデータを使っ
て再構成されたＣＴ画像では分解能の低下が起こってく
る。特に濃度分解能と呼ばれる低コントラスト分解能の
低下が問題となる。その他、臨床的にはリブアーチファ
クトと呼ばれる肋骨の内側のＣＴ値が沈み込み画像上に
黒い領域が現れたり、肝臓の中のＣＴ値が場所によって
ばらつくといったことが生じてしまう。従って、精度の
高いＸ線断層像を得るには、散乱Ｘ線の影響を除去する
必要がある。

【０００８】従来、散乱Ｘ線の影響を除く方法として、 （１）Ｘ線検知器の各チャンネルＸ線検出面に入射する
散乱Ｘ線をカットする。 （２）Ｘ線検知器の各チャンネル出力から入射した散乱
Ｘ線分の出力を差し引く。 のいずれかが採用されてきた。

【０００９】（１）の具体的な方法としては、各チャン
ネルのＸ線検出面に平行なグリッドを設けること（例え
ば特開昭６２−６０５３９号、特開平４−３３６０４４
号）や、検出面前面にフィルタを設けること（例えば特
開昭６３−４０５３４号）が提案されている。 （２）の具体的な方法としては、散乱Ｘ線量を実測して
各チャンネルの出力から差し引く方法が一般的である。
散乱Ｘ線量を検出するための散乱Ｘ線検出器を複数個、
主Ｘ線検出器の前面に配置する構造（例えば特開昭６３
−３０５８４６号、特開昭６３−３８４３８号、特開昭
６３−４０５３４号、特開平１−６２１２６号）が開示
されている。また、Ｘ線検知器は主検出器のみとし、散
乱Ｘ線の計測時には各チャンネルの前にＸ線吸収用の鉛
ロッドを配置して信号Ｘ線のみをカットする方法（特開
昭６２−２６１３４２号）も開示されている。

【００１０】（３）更に（２）の別の具体的な方法とし
ては、特開平４−１７０９４２号がある。この方法は散
乱Ｘ線補正定数は第１投影角度における全ｃｈデータ総
和値の回帰直線ｙ＝ａｘ＋ｂより求めた空気用補正定数
と水ファントム用の補正定数を用意し、実際の補正では
Ｌｏｇ変換後の計測データ全て（エアキャリブレーショ
ン用データ、ファントムキャリブレーション用データ、
被検体計測データ）に対してＬｏｇ変換後の補正のため
の補正係数を乗算して散乱線量を補正する方法がとられ
ている。即ち、全て計測後Ｌｏｇ値データに対しての補
正である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術にお
いては、検知器に入射するＸ線をカットする前記（１）
の方法をとると、信号Ｘ線の入射強度も低下するのでＳ
／Ｎ比が悪くなり、結局良好なＣＴ画像が得られないと
いう問題点がある。一方、散乱Ｘ線量を実測してデータ
から除去する前記（２）の方法のうち、散乱Ｘ線専用の
検知器を用いる方法については、次のような問題点があ
る。

【００１２】主Ｘ線検知器の前面に散乱Ｘ線検知器を設
置すると、Ｘ線検知器幅が厚くなって大型化し、実装上
困難を生ずる。これを解消するために主Ｘ線検知器の中
央部位におけるチャンネルのスライス方向に、主Ｘ線検
知器に隣接して小型の散乱Ｘ線検出器を配置して中央部
位における散乱Ｘ線量を測定し、周辺部位のチャンネル
における散乱Ｘ線量は広がり関数を利用して計算で求め
る方法も開示されている。

【００１３】しかし、主検出器（主に電離箱構造）と散
乱Ｘ線検出器（主に固体検出器）では、構造の相違に起
因する散乱量の検出感度差が生じて実用上利用困難であ
る。また、散乱Ｘ線検出器を主Ｘ線検出器の他に具備す
る装置では、散乱Ｘ線検出器を前面に配置する場合でも
同列に配置する場合でも、高価な検出器及び検出回路が
２重に必要とされるため、大幅なコストアップにつなが
るという問題点がある。

【００１４】一方、前記（２）の方法の内主Ｘ線検出器
のみを用い、散乱Ｘ線計測時には信号Ｘ線を遮断するシ
ールドを用いる方法については、シールドの位置精度を
確保しながら操作する複雑な機能を装置に付加する必要
があるため、コストアップは避けられない。

【００１５】前記（３）の方法は、全ての処理がＬｏｇ
変換後であり以下の如き問題がある。 （イ）、散乱定数Ｃ_a、Ｃ_w、Ｃ_sを求める処理、散乱定
数Ｃ_a、Ｃ_wとその他のデータを利用しての水ファントム
のデータの散乱補正処理、散乱定数Ｃ_a、Ｃ_sとその他の
データを利用しての生データの散乱補正処理、を必要と
している。このため、処理内容が増加し、コンピュータ
の負担が大となる。 （ロ）、（イ）の如き各種処理を行うことによって散乱
線の影響が除去できることもあるが、散乱線の発生とそ
の影響とは極めて複雑であり、我々の散乱線測定結果か
らでも被写体内部構造には依存しない事が多く、本手法
の様に計測値（減弱量に比例）に対応した補正手法では
完全な散乱線補正は困難である。

【００１６】本発明の目的は、総量としての散乱線量を
求めるやり方のもとで、コストアップすることなく該総
量としての散乱線量の算出の正確さをはかり、精度の高
い散乱Ｘ線処理を可能にするＸ線ＣＴ装置を提供するも
のである。

【００１７】尚、本件特許出願人は、先願（特願平５−
２７４１７１号）において、全チャンネル加算値に対応
する散乱Ｘ線補正量を与える補正関数により、散乱Ｘ線
補正を行うＸ線ＣＴ装置を提案した。この先願と本願発
明との共通点及び相異点を以下列挙する。 （１）、共通点。 リニア領域での散乱線補正量を求めている点は共通であ
る。且つこの補正量を求めるための加算値ＳjがＬｏｇ
変換後の領域（吸収係数の領域）である点で共通であ
る。

【００１８】（２）、加算値の相異。 先願は全チャンネルの加算値を使っている。本願は１チ
ャンネル又は全チンネルの未満の複数チャンネルの加算
値を使っている。

【００１９】（３）、加算対象の相異。 先願は第１投影データ（第１投影角でのデータのこと）
の全チャンネル加算値を算出する。本願は各投影角毎
に、その投影角の１チャンネル又は全チャンネル未満の
複数チャンネルの加算値を算出する。従って、３６０゜
スキャン又はハーフスキャンに相当する各１計測区間内
にあっては、先願は１個の加算値であるが、本願はその
１計測区間における全投影角数に相当する数の加算値が
得られる。

【００２０】（４）、散乱補正の相異。 先願は３６０゜スキャン又はハーフスキャンに相当する
各１計測区間にあっては、全投影角すべてで且つ全チャ
ンネルすべてにわたって、唯１つの加算値を投影データ
から差分することで散乱Ｘ線の補正を行う。本願は、３
６０゜スキャン又はハーフスキャンに相当する各１計測
区間にあっては、各投影角毎にその全チャンネルにわた
って１つの加算値を投影データから差分することで散乱
Ｘ線の補正を行う。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体を透過
したＸ線の強度分布を検出する多チャンネルＸ線検出器
と、その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、
その対数変換後の被検体の各投影角度ｊ毎に、或る特定
の１チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影デー
タｐｒｏ（ｉ、ｊ）の加算した値（以下、これらを加算
値Ｓjと定義する）を次式により算出する手段と、

【数５】 ｐｒｏ（ｉ、ｊ）：投影データ（ｉ：チャンネル、ｊ：
投影角度） ｎ1、ｎ2：ある特定のチャンネルであり、ｎ1＜ｎ2＜Ｎ
（全チャンネル） 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のＸ線吸収係数に近い材質のＸ線透過
画像より決定した散乱Ｘ線補正量に係る係数Ａ、Ｂと加
算値Ｓjの値より次式でリニア領域での散乱Ｘ線補正量
Ｃ_sjを求める手段と、

【数６】 各投影角度ｊ毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
いて、前記散乱Ｘ線補正量Ｃ_sjを減算する散乱線補正手
段と、その補正後の計測データを対数変換して画像再構
成を行う手段と、より成るＸ線ＣＴ装置を開示する。

【００２２】被検体を透過したＸ線の強度分布を検出す
る多チャンネルＸ線検出器と、その検出された信号強度
に対数変換を行う手段と、その対数変換後の被検体の各
投影角度ｊ毎に、或る特定の１チャンネルの値あるいは
複数チャンネルの投影データｐｒｏ（ｉ、ｊ）の加算し
た値Ｓjを次式により算出する手段と、

【数７】 ｐｒｏ（ｉ、ｊ）：投影データ（ｉ：チャンネル、ｊ：
投影角度） ｎ1、ｎ2：ある特定のチャンネルであり、ｎ1＜ｎ2＜Ｎ
（全チャンネル） 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のＸ線吸収係数に近い材質のＸ線透過
画像より決定した散乱Ｘ線補正量に係る係数Ａ、Ｂと加
算値Ｓjの値よの次式でリニア領域での散乱Ｘ線補正量
Ｃ_sjを求める手段と、

【数８】 各投影角度ｊ毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
いて、前記散乱Ｘ線補正量Ｃ_sjを減算する散乱線補正手
段と、その補正後の計測データを対数変換して画像再構
成を行う手段と、より成るＸ線ＣＴ装置を開示する。

【００２３】

【作用】本発明によれば、前記のように投影角度によっ
て被検体計測パス長が異なることを考慮して行う散乱Ｘ
線補正は、簡略な手法で被検体の外形状を認識し、それ
に応じた最適な補正量を各投影角度毎に提供してくれ
る。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から図１１によ
り説明する。図１は本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例の
処理フロー図である。Ｘ線計測から画像表示までの処理
フローについて説明すると、まずＸ線ＣＴ装置の計測条
件を設定し（フローＦ１）、ついでＸ線を被検体に曝射
してＸ線検出器にて計測を行う（フローＦ２）。次に前
処理として、計測結果に対して感度補正（フローＦ
３）、対数変換（フローＦ４）を行う。これによって吸
収係数が求まる。更に各チャンネルの減弱量に対するノ
ンリニア補正のためのファントムキャリブレーション
（フローＦ５）を行う。このファントムキャリブレーシ
ョンまでの処理によってＸ線検出器のチャンネルばらつ
きに起因する感度差及びノンリニア量の校正は完了す
る。更に計測データを逆対数変換（フローＦ６）して元
の計測データに戻し、散乱Ｘ線補正（フローＦ９）を行
う。この散乱Ｘ線補正を行うためには補正量Ｃsを算出
する必要があるがこれについてはファントムキャリブレ
ーション後（フローＦ５）の各投影角度毎に検出器中央
１００チャンネル加算値Ｓを算出（フローＦ７）し、こ
の加算値Ｓに対応したリニア領域における補正量Ｃsを
補正関数から求める（フローＦ８）。この補正量Ｃsを
逆対数変換した計測データから減算（フローＦ９）して
散乱Ｘ線の補正を行う。更に対数変換（フローＦ１０）
を行い、再び吸収係数に変換し、画像再構成（フローＦ
１１）を行った後、ＣＴ値補正（フローＦ１２）を経
て、画像表示（フローＦ１３）を行う。

【００２５】図２は腹部断面を想定したファントムをＸ
線ＣＴ装置で測定している状態の概略正面図である。図
２において、Ｘ線管２１の第ｉ投影角（投影角度０゜）
及び第ｊ投影角（投影角度９０゜）でのＸ線ビームの腹
部断面を想定したファントム２２を透過したＸ線の多チ
ャンネルＸ線検出器２３の中央１チャンネルでの測定の
様子を説明するために中央１チャンネルの部分だけを抜
き出して描いた概略図を示す。

【００２６】図３は図２の計測データのグラフである。
図３において、図２の計測結果の対数変換前の中央の１
チャンネルの測定データを投影角度方向に示したグラフ
を示す。図３によると散乱Ｘ線を含んだ通常測定データ
では、ファントム２２の外形の楕円形に合わせてデータ
曲線が大きなうねりをもっており、更にこのうねりの上
にファントム内に存在する脊椎や肋骨を想定したテフロ
ンロッドによる減弱に対応した小さな凹凸が乗っている
のがみられる。しかし、一方このファントム２２の散乱
Ｘ線だけを測定した散乱Ｘ線データ曲線はファントム２
２の楕円形に追従した緩やかな正弦波形を描いており、
脊椎や肋骨を想定したテフロンロッドの影響による小さ
な凹凸は全く見られない。

【００２７】尚図３の計測データに見られる現象は次の
理由による。Ｘ線が一般に被検体（この場合ファントム
２２）に入射すると各部分で散乱が起こるため検出器に
は検出素子の入射部から被検体を見込む全角度から散乱
線が入り込むことになる。しかし実際に検出素子に入射
する散乱Ｘ線は計測パス線上付近で発生する散乱Ｘ線が
その検出素子に入射する全散乱Ｘ線量のうちで占める割
合が大きいという性質があり、このため被検体が腹部等
のような楕円形などの形状をしていて投影角によって被
検体計測パス長（計測パス上で被検体を透過した長さ）
が変化する場合、被検体計測パス長に応じて散乱Ｘ線量
が変化するいう現象が見られる。即ち被検体が楕円形な
どの場合、楕円形の長径方向と短径方向では発生する散
乱Ｘ線量が異なるため投影角度によって散乱Ｘ線量が変
化する。

【００２８】図４は頭部断面想定のファントムをＸ線Ｃ
Ｔ装置で測定している状態の概略正面図である。図４に
おいて、Ｘ線管２１の第ｉ投影角（投影角度０゜）及び
第ｊ投影角（投影角度４５゜）での頭部断面想定のファ
ントム２２を透過したＸ線の多チャンネルＸ線検出器２
３の中央１チャンネルの部分だけを抜き出して描いた概
略図を示す。

【００２９】図５は図４の計測データのグラフである。
図５において、図４の計測結果の対数変換前の中央１チ
ャンネルでの測定データを投影角度方向に示したグラフ
を示す。図５によると散乱Ｘ線を含んだ通常測定データ
ではファントム２２内のテフロンロッドによる影響が見
られる（第ｊ投影角）が、散乱Ｘ線データの方にはこの
影響が見られる、ほぼ平坦になっている。このように被
検体（この場合ファントム２２）計測パス長に応じて変
化する散乱Ｘ線量は、被検体計測パス上に存在する被検
体内の骨などの内部構造要因の影響を全く受けないとい
う現象も図３の現象と共に見られる。

【００３０】以上の図２から図５による２測定例から散
乱Ｘ線は被検体内の構造要因に依存せず、被検体の外形
状、即ちＸ線の被検体計測パス長に依存していることが
分かる。このような現象が見られることを考慮して、散
乱Ｘ線量を求める方法としては計測によって取り込んだ
各投影角度毎の投影データから被検体内部構造要因によ
る影響を除去して被検体計測パス長にのみ依存したデー
タに直し、このデータから散乱Ｘ線量を推定することが
できる。そしてこの散乱Ｘ線量を補正量として被検体か
ら検出された投影データから減算することによって散乱
Ｘ線補正を行うことができる。ここで被検体計測パス長
の推定方法としては例えば計測パスの参照位置として検
出器中央チャンネル等での検出値を用い、そして被検体
内部構造要因の除去方法には次の図６に示す中央チャン
ネルの前後複数チャンネルでの検出値の合計処理を行う
ことによって図７に示す平滑化を図り、被検体内部構造
要因による影響を取り除くことができる。

【００３１】図６は被検体内部構造要因を除去するため
の方法として、Ｘ線検出器中央複数チャンネル加算法を
説明するための中央１００チャンネルでの測定状態の概
略正面図である。図６において、Ｘ線管２１の第ｉ投影
角（投影角度０゜）及び第ｊ投影角（投影角度９０゜）
でのＸ線ビームの腹部断面を想定したファントム２２を
透過したＸ線の多チャンネルＸ線検出器２３の中央１０
０チャンネルでの合計値の測定の様子を説明するために
中央１００チャンネルの部分だけを抜き出して描いた概
略図を示す。

【００３２】図７は図６の計測データのグラフである。
図７において、図６の計測結果の対数変換前の検出器中
央複数１００チャンネルの合計値データを投影角度方向
に示したグラフを示す。図７によると散乱Ｘ線を含んだ
通常測定データは平滑化されて、被検体内部構造要因に
よる影響が取り除かれており、このため散乱Ｘ線データ
曲線との相関を示している。そして、このような補正方
法は厳密な意味では正確ではないが被検体内の肋骨から
のアーチファクトの除去や肝臓からのＣＴ値の一様性を
改善する上でかなり効果があると考えられる。このよう
に本方法は投影角度方向での散乱Ｘ線変化を考慮した投
影角度方向主体の散乱線補正法であり、こうした投影角
度によって被検体計測パス長が異なることを考慮して行
う散乱Ｘ線補正は、被検体の外形状を認識し、それに応
じた最適な補正量を各投影角度毎に提供してくれる。以
下にＸ線ＣＴ装置の装置構成及び各部分について図８、
図９により説明する。

【００３３】図８は本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例の
画像診断装置を含むＸ線ＣＴ装置全体の構成を示す斜視
図である。図８において、このＸ線ＣＴ装置は高電圧発
生装置１、ガントリ２、患者テーブル３、画像診断装置
４から構成され、ガントリ２内には図２に示すような被
検体（患者）の所定部位を挟んで対向するＸ線管２１と
多チャンネルＸ線検出器２３が一体回転可能に内蔵され
る。

【００３４】図９は図８の画像診断装置の内部構成を示
すブロック図である。図９において、この画像診断装置
４は磁気ディスク５、前処理装置６、中央制御装置７、
主メモリ８、再構成処理装置１０、表示装置１１及び高
速内部バス１２より構成される。この構成で、磁気ディ
スク５は各種再構成画像データや各種補正処理後の生デ
ータを格納する記憶装置であり、前処理装置６は計測し
て得られた検出器出力データの検出素子感度ばらつき補
正（図１、Ｆ３）や対数変換（Ｆ４）あるいは逆対数変
換（Ｆ６）などの前処理を行う。

【００３５】補正処理装置９は、まず感度補正と対数変
換を施した計測データを投影データ格納メモリ１４に格
納し、それを逆対数変換した計測データを補正前データ
メモリ１３に格納する。その投影データ格納メモリ１４
から特定の複数チャンネルにわたるデータを読み出し加
算器１５においてその総和を計算し、この値をパラメー
タとしてテーブル読み出し器１６にセットする。このテ
ーブル読み出し器１６はセットされた値にしたがって補
正テーブル（図１１の関数をセットしたテーブル）メモ
リ１７により散乱Ｘ線のリニア領域での補正量を読み出
して減算器１８にセットする。この減算器１８は補正前
データメモリ１３に格納されている計測データから前記
セットされたリニア領域における補正量を減算し（Ｆ
９）、その結果を補正済データメモリ１９に格納する。
この補正（済）データは再度前処理装置６によって対数
変換された（Ｆ１０）後、主メモリ８あるいは磁気ディ
スク５に格納される。補正が完了したこの補正データは
画像再構成処理装置１０によって画像再構成を行い（Ｆ
１１）、ＣＴ値補正（Ｆ１２）の後最終的な断層画像を
作成し、表示装置１１によって画像表示する（Ｆ１
３）。尚中央制御装置７は主メモリ８に格納されたプロ
グラムにしたがって、前処理装置６、補正装置９、画像
再構成装置１０などの高速内部バス１２に接続されてい
る各装置の制御や装置間のデータ転送の管理を行う。次
に前記散乱Ｘ線補正の補正量の算出（Ｆ８）の方法につ
いて説明する。

【００３６】図１０は散乱Ｘ線補正の補正量の算出に用
いる円形水ファントム計測の散乱Ｘ線の強度分布図で、
ψ２３０ｍｍ〜ψ３８０ｍｍまでの直径の異なる円形水
ファントムをガントリ開口中心に置いた時のＸ線検出器
に入射する散乱Ｘ線強度の対数変換前データの分布を示
している。図１０において、横軸はＸ線検出器上のチャ
ンネル方向の位置を示し、縦軸はその位置での散乱Ｘ線
強度を示しており、その散乱Ｘ線強度は各ファントムと
もチャンネル中心部が小さく、周辺に行くほど大きくな
っている。またファントム径が大きくなるほど全体とし
て平均強度は弱くなる。これは散乱Ｘ線もファントム内
部でその強度が減弱するためであり、径の小さいファン
トムあるいは同じファントムでも計測パス長の短い周辺
部分の方が散乱Ｘ線強度は強くなるからである。このた
め散乱Ｘ線量の見積り補正量を決定するにはこのような
性質を考慮しなければならない。ここで正確な散乱Ｘ線
補正を行うためには散乱Ｘ線強度のチャンネル方向の分
布にしたがって補正量を決定すべきであるが、全チャン
ネルに同一補正量で散乱Ｘ線補正を行っても補正効果は
ほとんど劣化しない。これは散乱Ｘ線補正が計測時に検
出器出力が小さくなる被検体の中心部分に対して強くか
かり周辺では補正の影響が弱くなるためである。そこで
チャンネル方向の補正量は一定であるとして前述したよ
うに投影角度方向における散乱Ｘ線変化だけを考慮して
補正を行っている。このように本実施例ではチャンネル
方向補正量一定とし、この補正量としては中央１００チ
ャンネルで測定した散乱Ｘ線量を用いている。次にこの
補正量を各投影角度に算出するための補正量決定の関数
（補正関数）について説明する。

【００３７】図１１は散乱Ｘ線の補正量の各投影角度毎
の算出に用いる関数式による散乱Ｘ線補正量決定の関数
（補正関数）の曲線図で、対数変換後の検出器中央１０
０チャンネル加算値Ｓと図１０の各種サイズの円形水フ
ァントムにおけるリニア領域での散乱Ｘ線補正の適正補
正領域の関係を示した曲線図である。ここでリニア領域
とは、対数変換（図１のＦ４）して更に逆対数変換（図
１のＦ６）して得られた領域とのことであり、これはい
わゆる計測データ（感度補正やファントムキャリブレー
ション補正後の計測データを云う）そのものを扱ってい
ることを意味している。図で中央１００チャンネル加算
値Ｓとの補正量の関係を用いたのは、前述したように被
検体内部構造要因を除去する平滑化処理を行うためであ
り、これを図で説明すると図３に見られるように平滑化
処理をしていない散乱Ｘ線を含んだ通常側測定データは
散乱Ｘ線データとの相関性が得にくいが、図６に見られ
るように散乱Ｘ線を含んだ通常側測定データを平滑化処
理を（中央１００チャンネル加算）すると散乱Ｘ線デー
タとの相関性が期待できるようになることを意味してい
る。尚本実施例では加算チャンネル数を１００とした
が、もちろん１００でなくともよい。

【００３８】ここで両者の関係は単純な直線関係とはな
らないが相関性は見られ、適当な関数を用いることによ
って対数変換後の中央１００チャンネル加算値Ｓと適正
な散乱Ｘ線補正量の関係を表す曲線が得られる。この関
数式としては、指数関数またはべき乗関数などが適当で
あり、具体的に示すと、

【数９】 であり、ここでＳは検出器中央１００チャンネル加算値
であり、Ｃsはリニア領域での散乱Ｘ線の補正量であ
る。この関係を示したのが図１１である。任意Ｓについ
て適正補正量Ｃsを得るためには式中の係数Ａ、Ｂを決
定しなければならない。この係数の決定に当たっては実
験的に直径の異なるいくつかの円形水ファントムを計測
することによって、その点での適正補正量を得て、これ
らの点あるいは近傍を通るように係数を決定することが
できる。本実施例では図１１のようにψ１６０ｍｍ、ψ
２３０ｍｍ、ψ３０５ｍｍ、ψ３８０ｍｍの４種類の水
ファントムを使用している。この決定に当たっては数値
を対数変換してから最小２乗法などを用いることによっ
て得られたデータから自動決定することもできる。尚本
実施例では適正補正量を求めるために水ファントムを使
用したが水以外のポリエチレンやアクリル等を使用して
もよい。またここでの説明では逆対数変換処理（Ｆ６）
→散乱線補正処理（Ｆ９）→対数変換処理（Ｆ１０）の
フローをファントムキャリブレーション処理（Ｆ５）後
のデータに対して行っているがファントムキャリブレー
ション処理（Ｆ５）や感度補正処理（Ｆ３）の前段階で
行うことも可能である。この場合は感度補正及びファン
トムキャリブレーションを行うデータとして散乱線補正
処理をした後のデータを使用することになる。更に本実
施例では加算チャンネル数を中央の１００としたが、こ
れに限定されるものではない。即ち、一般化すれば、以
下となる。

【００３９】前記散乱線補正処理の関係式の散乱線補正
量Ｃsを、被検体の各投影角度ｊ毎に、或る特定の１チ
ャンネルあるいは複数チャンネルの加算値Ｓjをその式
の変数とする次式により求め、この補正量Ｃ_sjを被検体
計測データの各投影角度データｊ毎の全チャンネルに適
用する。

【数１０】 または、

【数１１】 ただし、

【数１２】 ｐｒｏ（ｉ、ｊ）：投影データ（ｉ：チャンネル、ｊ：
投影角度） ｎ1、ｎ2：ある特定のチャンネルであり、ｎ1＜ｎ2＜Ｎ
（全チャンネル） Ａ、Ｂ大きさの違ういくつかの水、ポリエチレン、アク
リルなどの被検体のＸ線吸収係数に近い材質のファント
ムの画像より決定する値とする。

【００４０】以上の（数１０）、（数１１）、（数１
２）について具体的に説明する。（イ）、投影角度ｊで
の全チャンネル分の投影データ（図１のＦ５の出力）
を、 ｐｒｏ（１、ｊ）、ｐｒｏ（２、ｊ）、……ｐｒ
ｏ（ｎ、ｊ）とする（但し、ｎはチャンネル総数値）。
このｎ個のデータからチャンネルｎ1〜ｎ2の投影データ
ｐｒｏ（ｎ1、ｊ）、……ｐｒｏ（ｎ2、ｊ）の加算値Ｓ
jを求める。 Ｓj＝ｐｒｏ（ｎ1、ｊ）＋……＋ｐｒｏ（ｎ2、ｊ） 加算値Ｓjに対応するリニア領域における補正量Ｃ_sjを
（数１１）により算出、又はメモリ１７（図９）から読
み出す（図１のＦ８）。一方、前記投影データ（図１の
Ｆ５の出力）を逆対数変換（図１のＦ６）して下記に示
すリニア領域のデータに戻す。 Ｄ（１、ｊ）、Ｄ（２、ｊ）、……Ｄ（ｎ、ｊ） このリニア領域のデータから前記補正量Ｃ_sjを下記のよ
うに差し引き、散乱線補正をする（図１のＦ９）。 Ｄ（１、ｊ）−Ｃ_sj Ｄ（２、ｊ）−Ｃ_sj ： ： Ｄ（ｎ、ｊ）−Ｃ_sj この散乱線補正で得たデータを再び対数変換（図１のＦ
１０）する。

【００４１】次に、投影角度ｊ＋１について同様の処理
を行って、下記の如き散乱線補正をする。 Ｄ（１、ｊ＋１）−Ｃ_sj＋１ Ｄ（２、ｊ＋１）−Ｃ_sj＋１ ： ： Ｄ（ｎ、ｊ＋１）−Ｃ_sj＋１ この散乱線補正で得たデータを再び対数変換する。

【００４２】以上の各投影角度毎に得た対数変換後のデ
ータをもとにして画像再構成を行う（図１のＦ１１）。

【００４３】尚、ｎ1〜ｎ2までの複数チャンネルとした
が、任意の１チャンネルのデータそのものを利用しても
よい（数式的には、（数１２）で示したようにｎ1＝ｎ2
の例が該当）。更に、ｎ1〜ｎ2の間の連続したチャンネ
ルの加算であってもよい。加算以外に偏差値や平均値を
利用する例もある。以下すべての投影角について同様の
処理を実行する。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、被検体に対する適正な
リニア領域での散乱Ｘ線補正量を前述した補正処理に従
って補正を行うことで、計測データに取り込まれた散乱
Ｘ線の影響を除去することができ、この補正を行ったデ
ータを使用して画像再構成を行うことで良好な画質のＣ
Ｔ断層像が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の処理フロー図である。

【図２】腹部断面を想定したファントムを測定している
状態の概略正面図である。

【図３】図２の計測データのグラフである。

【図４】腹部断面を想定したファントムを測定している
状態の概略正面図である。

【図５】図４の計測データのグラフである。

【図６】被検体内部構造要因を除去するための検出器中
央１００チャンネルで測定している状態の概略図であ
る。

【図７】図６の計測結果グラフである。

【図８】本実施例のＸ線ＣＴ装置の全体の斜視図であ
る。

【図９】図８の画像診断装置の構成ブロック図である。

【図１０】円形水ファントム計測の散乱Ｘ線強度分布図
である。

【図１１】本実施例の散乱Ｘ線補正量を決定する関数曲
線図である。

【符号の説明】

１ 高圧発生装置 ２ ガントリ ３ 患者テーブル ４ 画像診断装置 ５ 磁気ディスク ６ 前処理装置 ７ 中央制御装置 ８ 主メモリ ９ 補正処理装置 １０ 再構成処理装置 １１ 表示装置 １２ 高速内部バス １３ 補正前データメモリ １４ 投影データ格納メモリ １５ 加算器 １６ テーブル読み出し器 １７ 補正テーブルメモリ １８ 減算器 １９ 補正データメモリ ２１ Ｘ線管 ２２ ファントム ２３ 多チャンネルＸ線検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を透過したＸ線の強度分布を検出
   する多チャンネルＸ線検出器と、 その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、 その対数変換後の被検体の各投影角度ｊ毎に、或る特定
   の１チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影デー
   タｐｒｏ（ｉ、ｊ）の加算した値（以下、これらを加算
   値Ｓ_jと定義する）を次式により算出する手段と、 【数１】 ｐｒｏ（ｉ、ｊ）：投影データ（ｉ：チャンネル、ｊ：
   投影角度） ｎ₁、ｎ₂：ある特定のチャンネルであり、ｎ₁＜ｎ₂＜Ｎ
   （全チャンネル） 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
   リルなどの被検体のＸ線吸収係数に近い材質のＸ線透過
   画像より決定した散乱Ｘ線補正量に係る係数Ａ、Ｂと加
   算値Ｓ_jの値より次式でリニア領域での散乱Ｘ線補正量
   Ｃ_sjを求める手段と、 【数２】 各投影角度ｊ毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
   タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
   いて、前記散乱Ｘ線補正量Ｃ_sjを減算する散乱線補正手
   段と、 その補正後の計測データを対数変換して画像再構成を行
   う手段と、より成るＸ線ＣＴ装置。
2. 【請求項２】 被検体を透過したＸ線の強度分布を検出
   する多チャンネルＸ線検出器と、 その検出された信号強度に対数変換を行う手段と、 その対数変換後の被検体の各投影角度ｊ毎に、或る特定
   の１チャンネルの値あるいは複数チャンネルの投影デー
   タｐｒｏ（ｉ、ｊ）の加算した値Ｓ_jを次式により算出
   する手段と、 【数３】 ｐｒｏ（ｉ、ｊ）：投影データ（ｉ：チャンネル、ｊ：
   投影角度） ｎ₁、ｎ₂：ある特定のチャンネルであり、ｎ₁＜ｎ₂＜Ｎ
   （全チャンネル） 予め大きさの異なるいくつかの水、ポリエチレン、アク
   リルなどの被検体のＸ線吸収係数に近い材質のＸ線透過
   画像より決定した散乱Ｘ線補正量に係る係数Ａ、Ｂと加
   算値Ｓ_jの値よの次式でリニア領域での散乱Ｘ線補正量
   Ｃ_sjを求める手段と、 【数４】 各投影角度ｊ毎の全チャンネルの対数変換後の投影デー
   タを逆対数変換して得た逆対数変換後の投影データにつ
   いて、前記散乱Ｘ線補正量Ｃ_sjを減算する散乱線補正手
   段と、その補正後の計測データを対数変換して画像再構
   成を行う手段と、より成るＸ線ＣＴ装置。