JPH08322830A

JPH08322830A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH08322830A
Application number: JP7156917A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sato; 行雄佐藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｘ線管の温度上昇に伴うＸ線焦点の位置ずれ
を補正し、アーティファクトのない画像を得る。【構成】回転中心１０に置かれたピンファントムを検
出する検出器チャンネル番号を、２つの蓄積熱容量の各
々で実測して補正メモリ２４に記憶させておき、その記
憶した関係から制御装置２１が実際のＣＴスキャン時の
蓄積熱容量によりそのときの焦点位置ずれを求め、これ
によって補正回路１４において収集データの補正を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置で用いるＸ線管球は近年大
熱容量化されてきており、最近では６．５ＭＨｕという
ものまで使用されるに至っている。このような大熱容量
のＸ線管ではターゲットを大型化して大きな熱容量に耐
えるようにしている。

【０００３】一方、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線管として大
小の２つの焦点を持つものを使用し、分解能と線量とに
応じて大焦点か小焦点かを切り換えるようにしている。
すなわち空間分解能を高めるときは小焦点を用いるが、
このときは線量を大きくできない。逆に大焦点を用いれ
ば線量を大きくできるが、空間分解能は高められない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線管
を大熱容量化してターゲットを大型化すると、温度上昇
によるターゲットの膨張が大きくなる。このことなどが
原因となって焦点の位置の温度上昇による移動量が大き
いという問題が生じている。Ｘ線ＣＴ装置では、収集し
たデータを計算することによって画像を再構成するが、
焦点位置のずれがない状態でデータを収集したものとし
て計算するので、再構成画像が不正確なものとなるとと
もに、再構成画像にアーティファクトが生じ画質の劣化
を招く。しかも、焦点位置のずれは、大・小の各焦点ご
とに異なるので、問題は厄介である。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、温度上昇による
Ｘ線焦点の位置ずれを補正してアーティファクトのな
い、優れた画質の画像を得ることができる、Ｘ線ＣＴ装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線ビー
ムを発射するＸ線管と、Ｘ線ビームをスキャンさせるス
キャン手段と、Ｘ線ビームを検出するＸ線検出手段と、
該検出手段から得たデータを処理して画像再構成する画
像再構成手段と、あらかじめ測定した上記のＸ線管の温
度上昇とＸ線の焦点のずれとの間の関係から実際のＸ線
管の温度に関する情報より焦点のずれを計算しこのずれ
を補正する手段とを備えることが特徴となっている。

【０００７】Ｘ線管の温度に関する情報として、計算に
よって求めた蓄積熱容量を使用することもできる。

【０００８】焦点のずれに応じてデータを補正すること
により焦点のずれを補正してもよい。

【０００９】焦点のずれに応じて画像再構成パラメータ
を修正することにより焦点のずれを補正してもよい。

【００１０】スキャン手段は、Ｘ線管とＸ線検出手段と
を一体に回転させる機構で構成することができる。

【００１１】Ｘ線管は複数の焦点を有するものであっ
て、その各々について位置ずれを補正することができ
る。

【００１２】

【作用】Ｘ線管が温度上昇したときの焦点の位置ずれが
あらかじめ実測され、その温度上昇と位置ずれとの関係
が求められる。そこで、実際の使用時のＸ線管の温度が
分かれば、上記の関係を用いることにより、焦点の位置
ずれ量を求めることが可能となる。こうして焦点位置ず
れが求められると、これに応じて、収集したデータを補
正したり、あるいは画像再構成パラメータを修正したり
して、正しい画像再構成処理を行なうことができる。そ
の結果、温度上昇による焦点位置ずれにもかかわらず、
アーティファクトのない、すぐれた画質のＣＴ像を得る
ことができる。

【００１３】Ｘ線管の温度に関する情報としては、Ｘ線
曝射条件とその曝射時間、熱慣性に基づく蓄熱・放熱特
性等を用いて計算した蓄積熱容量がターゲットの温度に
良好に対応しているため、これを用いることができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、Ｘ
線管１１とＸ線検出器１２とが図示しない回転フレーム
等に保持され、回転中心１０を中心にして回転駆動装置
２２によって回転させられるようになっている。Ｘ線管
１１にはＸ線電源装置２３から高圧電源が供給され、Ｘ
線管１１からＸ線検出器１２の方向にＸ線が照射され
る。Ｘ線検出器１２は多数の検出エレメントが円弧状に
並べられたもので、その各チャンネルごとに入射Ｘ線強
度の検出信号を得る。

【００１５】回転中心付近に被検体（患者）が配置さ
れ、制御装置２１によって回転駆動装置２２が制御され
てＸ線管１１とＸ線検出器１２とが回転し、その回転中
に、制御装置２１によって制御されたＸ線電源装置２３
からＸ線管１１に高圧電源が供給されてＸ線の照射がな
される。このＸ線は被検体を通過し、Ｘ線検出器１２に
入射する。Ｘ線検出器１２の各チャンネルの信号はデー
タ収集装置１３に取り込まれて、被検体のＸ線吸収に関
する各チャンネルごとのデータが得られる。このデータ
収集は制御装置２１の制御の下でＸ線管１１およびＸ線
検出器１２の回転に同期して行なわれ、所定の回転角度
ごとに多数チャンネルのデータセット（プロファイルデ
ータ）が得られる。

【００１６】この各角度ごとのプロファイルデータは補
正回路１４を経て画像再構成処理装置１５に送られる。
補正回路１４はＸ線管の温度上昇に基づくＸ線焦点の位
置ずれを補正するもので、補正メモリ２４にあらかじめ
記憶させられていた補正データを使用することによりそ
の補正がなされる。この補正後のデータが画像再構成処
理装置１５において、画像メモリ１６等を用いることに
より、バックプロジェクション等のアルゴリズムで処理
されて、ＣＴ像が作られる。この再構成ＣＴ像は画像メ
モリ１６にいったん格納された後、画像表示装置１７に
送られて表示されるとともに、光ディスク等の記録装置
１８に記録される。

【００１７】ここで、Ｘ線照射を繰り返すことによりＸ
線管１１に蓄熱されその温度が上昇してきてＸ線焦点の
位置がずれてＦからＦ’になったとする。画像再構成処
理装置１５における再構成アルゴリズムはこのような位
置ずれのない状態、つまり焦点位置がＦにあることを前
提としてデータの処理を行なうようになっている。その
ため、補正回路１４によってプロファイルデータを焦点
位置のずれに応じてシフトさせる等の補正を行なうよう
にしているのである。

【００１８】この補正のためのデータは、つぎのように
してあらかじめ実測されて補正メモリ２４に記憶させら
れる。補正データの実測は、被検体の代わりに回転中心
１０にピンファントムを配置することにより行なわれ
る。このとき焦点の位置ずれがなくて焦点位置ＦからＸ
線が照射されたとすると、回転中心のピンファントムを
検出するチャンネルはＸ線検出器１２のちょうど中心に
位置する＃ｍチャンネルであることになる。つまりたと
えば総チャンネル数が５１２でチャンネル番号を一端か
ら他端まで順に＃１〜＃５１２とすると中心の＃２５６
チャンネルによりピンファントムが検出される。ところ
が焦点位置がずれて位置Ｆ’からＸ線が照射されるよう
になると、中心からずれた＃ｎチャンネルによってピン
ファントムが検出されるようになる。そこで、このピン
ファントムを検出するチャンネルがＸ線焦点のずれに対
応していることが分かる。

【００１９】ここでは、Ｘ線管１１の２つの温度状態
で、ピンファントムを検出するチャンネルを求める。Ｘ
線管１１の温度状態を示す指標として、蓄積熱容量を用
いる。制御装置２１では、通常、Ｘ線管１１の蓄積熱容
量を求めて、これが許容値を超えないように管理してい
る。蓄積熱容量は、実際にどのようなＸ線曝射条件でど
れだけの時間Ｘ線を照射したかにより、制御装置２１に
おいて計算される。Ｘ線条件に応じてどれだけの加熱量
があるか、この熱がＸ線管１１にどの程度蓄積されてど
の程度放熱されるかという熱慣性に基づく蓄熱・放熱特
性等から、蓄積熱容量が計算可能であるからである。そ
して、この蓄積熱容量の計算値はターゲットの温度その
ものの実測値ではないが、それとの対応関係が良好であ
る。

【００２０】こうして、蓄積熱容量の２つの状態Ｎ％と
Ｐ％で、ピンファントムを検出した検出器チャンネル番
号ｎ、ｐを測定し、この関係を表わす図２に示すような
データを補正データとして補正メモリ２４に記憶させ
る。実際に被検体のＣＴスキャンを行なったとき蓄積熱
容量がＱ％であったとすると、上記の補正データから線
形補間法により、検出器チャンネル番号ｑでピンファン
トムが検出されるような位置に焦点がずれていることが
求められる。したがって、これに応じて補正回路１４に
おいてプロファイルデータを全体としてシフトさせて補
正する。この補正方法はかならずしも正確なものではな
いが、実用上差し支えないほどの精度での補正が可能で
あり、再構成画像のアーティファクトをなくし、画質を
向上させることができる。

【００２１】Ｘ線管１１が大・小の２焦点を持つもので
ある場合には、他の焦点についても同様に、２つの蓄積
熱容量Ｒ％、Ｓ％においてそれぞれピンファントムを検
出した検出器チャンネル番号ｒ、ｓを求めて、図３で示
すような補正用のデータを得、これを補正メモリ２４に
記憶しておく。そして、この焦点を用いて実際に被検体
のＣＴスキャンを行なったとき蓄積熱容量がＴ％であっ
た場合には、図３で示すような線形補間法により、検出
器チャンネル番号ｔでピンファントムが検出されるよう
な位置に焦点がずれていることを求める。そして、これ
に応じて補正回路１４により補正する。

【００２２】なお、上記では２点の補正データから線形
補間法により焦点位置ずれ量を求めているが、３点ある
いはさらに多くの点で補正データを求めておいて、これ
らを用いさらに複雑な補間法により焦点位置ずれ量を求
めるようにすることもできるし、補正データ量が多量で
あれば補間法を用いずに焦点位置ずれ量を求めることも
可能である。

【００２３】また、Ｘ線管１１の蓄積熱容量を温度情報
として用いているが、直接ターゲット温度を実測するこ
とももちろん可能である。また、蓄積熱容量を計算によ
って求めるのではなく、他の温度を表わす指標を計算に
よって求めることもできる。ただし、Ｘ線ＣＴ装置にお
いて使用中のＸ線管１１のターゲット温度を直接実測す
るには、特別の構成とする必要があるなど、実際には困
難が伴う。現状では、ターゲット温度との対応関係が良
好であること、容易に求めることができることから、上
記の実施例のように計算によって求めた蓄積熱容量を用
いることがよいと思われる。

【００２４】さらに、焦点位置ずれ量が求められたと
き、それを用いた補正方法としては、上記のようにプロ
ファイルデータを全体としてシフトさせるだけでなく、
他の方法を取り得る。たとえばある角度で得たプロファ
イルデータ中の各チャンネルのデータの投影角度をそれ
ぞれ修正することもできるし、また、焦点位置がずれて
いることを前提とし、そのような焦点位置からのプロフ
ァイルデータを用いても正確な画像再構成ができるよう
に、再構成パラメータ自体を修正することも可能であ
る。

【００２５】また、上記の実施例はいわゆる第３世代の
Ｘ線ＣＴ装置にこの発明を適用したものであるが、他の
形式のＸ線ＣＴ装置にも適用できる。たとえば第４世代
のＸ線ＣＴ装置ではＸ線管のみが回転し、Ｘ線検出器は
３６０°の全周に配置されるが、そのようなＸ線ＣＴ装
置にも適用できる。

【００２６】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管の温度上昇に伴
うＸ線焦点の位置ずれを補正して、アーティファクトの
ない、精度の高い、画質の良好な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【図２】第１の焦点についての蓄積熱容量とピンファン
トム検出した検出器チャンネル番号との関係を示すグラ
フ。

【図３】第２の焦点についての蓄積熱容量とピンファン
トム検出した検出器チャンネル番号との関係を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１０回転中心１１Ｘ線管１２Ｘ線検出器１３データ収集装置１４補正回路１５画像再構成処理装置１６画像メモリ１７画像表示装置１８記録装置２１制御装置２２回転駆動装置２３Ｘ線電源装置２４補正メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線ビームを発射するＸ線管と、Ｘ線ビ
ームをスキャンさせるスキャン手段と、Ｘ線ビームを検
出するＸ線検出手段と、該検出手段から得たデータを処
理して画像再構成する画像再構成手段と、あらかじめ測
定した上記のＸ線管の温度上昇とＸ線の焦点のずれとの
間の関係から実際のＸ線管の温度に関する情報より焦点
のずれを計算しこのずれを補正する手段とを備えること
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。