JPH11267120A - X線画像生成方法およびx線ct装置 - Google Patents
X線画像生成方法およびx線ct装置Info
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- JPH11267120A JPH11267120A JP10324811A JP32481198A JPH11267120A JP H11267120 A JPH11267120 A JP H11267120A JP 10324811 A JP10324811 A JP 10324811A JP 32481198 A JP32481198 A JP 32481198A JP H11267120 A JPH11267120 A JP H11267120A
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Abstract
高い画像を見れるようにする。 【解決手段】 X線管21から出射したX線を、直接的
に又は被検体を透過させて、B側検出器列27Bで検出
する。一方、X線管21から出射してフィルタ板25を
透過したX線を、直接的に又は被検体を透過させて、A
側検出器列27Aで検出する。そして、B側検出器列2
7Bを通じて取得したデータとA側検出器列27Aを通
じて取得したデータとを減算または加算して新たなデー
タを得て、その新たなデータを再構成して新たなX線画
像を生成する。 【効果】 高いkV時でも人体の軟部のコントラストの
高い画像を見ることが出来る。
Description
およびX線CT装置(Computer Tomography)に関し、
更に詳しくは、高電圧下(高いkV時)でも人体の軟部
のコントラストの高い画像を得ることが出来るX線画像
生成方法およびX線CT装置に関する。
る状態を示す模式図である。X線管21から出射された
X線Iは、直接的に又は人体Jを透過して、検出器列2
7で検出される。なお、Jhは人体Jの硬部(骨)であ
り、Jsは人体Jの軟部(組織)である。図21は、高
いkV時に検出器列27で検出されるX線強度分布の模
式図である。X線強度は、波長が短い成分である硬X線
部Hの強度と波長が長い成分である軟X線部Nの強度の
和からなっている。なお、Sは散乱部である。
よれば人体Jの硬部Jhのコントラストが高くなり、軟
X線部Nによれば人体Jの軟部Jsのコントラストが高
くなる。図21に示したように、検出器列27で検出さ
れるX線は、高いkV時には、硬X線部Hと軟X線部N
の両方を含んでいる。従って、人体Jの硬部Jhのコン
トラストについての情報と人体Jの軟部Jsのコントラ
ストについての情報の両方を検出器列27で得られてい
るはずである。しかし、これにより得られるX線画像を
見ると、硬X線部Hによる人体Jの硬部Jhのコントラ
ストの高さばかりが目立ち、軟X線部Nによる人体Jの
軟部Jsのコントラストが判りにくい問題点がある。そ
こで、本発明の目的は、高いkV時でも人体の軟部のコ
ントラストの高い画像を得ることが出来るX線画像生成
方法およびX線CT装置を提供することにある。
は、短波長成分および長波長成分の両方を含むX線を用
いて取得したデータと前記短波長成分よりも前記長波長
成分を大きく減衰させたX線を用いて取得したデータと
を減算または加算して得た新たなデータを再構成してX
線画像を生成することを特徴とするX線画像生成方法を
提供する。短波長成分および長波長成分の両方を含むX
線とは、硬X線部と軟X線部の両方を含むX線であり、
このX線を用いて取得したデータは、人体Jの硬部Jh
のコントラストについての情報と人体Jの軟部Jsのコ
ントラストについての情報の両方を含むデータである。
但し、これにより得られるX線画像を見ると、人体Jの
硬部Jhのコントラストの高さばかりが目立ち、人体J
の軟部Jsのコントラストは判りにくい。一方、前記短
波長成分よりも前記長波長成分を大きく減衰させたX線
とは、実質的に硬X線部のみのX線であり、このX線を
用いて取得したデータは、人体Jの硬部Jhのコントラ
ストについての情報のみのデータである。従って、この
データから得られたX線画像では、人体Jの硬部Jhの
コントラストしか見えない。さて、上記第1の観点によ
るX線画像生成方法では、短波長成分および長波長成分
の両方を含むX線を用いて取得したデータと前記短波長
成分よりも前記長波長成分を大きく減衰させたX線を用
いて取得したデータとを減算または加算して得た新たな
データを得るが、まず減算したデータは、人体Jの硬部
Jhのコントラストについての情報と人体Jの軟部Js
のコントラストについての情報の両方を含むデータと人
体Jの硬部Jhのコントラストについての情報のみのデ
ータの差分であるから、人体Jの軟部Jsのコントラス
トについての情報のみのデータとなる。従って、これを
再構成して得られるX線画像では、人体Jの軟部Jsの
コントラストだけを見ることが出来る。次に加算したデ
ータは、人体Jの硬部Jhのコントラストについての情
報と人体Jの軟部Jsのコントラストについての情報の
両方を含むデータと人体Jの硬部Jhのコントラストに
ついての情報のみのデータの合計であるから、人体Jの
硬部Jhのコントラストについての情報を強調したデー
タとなる。従って、これを再構成して得られるX線画像
では、人体Jの硬部Jhのコントラストを特に強調して
見ることが出来る。
よび長波長成分の両方を含むX線を用いて撮影したX線
画像と前記短波長成分よりも前記長波長成分を大きく減
衰させたX線を用いて撮像したX線画像とを減算または
加算して新たなX線画像を生成することを特徴とするX
線画像生成方法を提供する。前述のように、短波長成分
および長波長成分の両方を含むX線を用いて撮影したX
線画像では、人体Jの硬部Jhのコントラストの高さば
かりが目立ち、人体Jの軟部Jsのコントラストは判り
にくい。しかし、このX線画像は、人体Jの硬部Jhの
コントラストについての情報と人体Jの軟部Jsのコン
トラストについての情報の両方を含むX線画像である。
一方、前述のように、前記短波長成分よりも前記長波長
成分を大きく減衰させたX線を用いて撮像したX線画像
は、人体Jの硬部Jhのコントラストについての情報の
みのX線画像である。さて、上記第2の観点によるX線
画像生成方法では、短波長成分および長波長成分の両方
を含むX線を用いて撮影したX線画像と前記短波長成分
よりも前記長波長成分を大きく減衰させたX線を用いて
撮像したX線画像とを減算または加算して新たなX線画
像を生成するが、まず減算したX線画像は、人体Jの硬
部Jhのコントラストについての情報と人体Jの軟部J
sのコントラストについての情報の両方を含むX線画像
と人体Jの硬部Jhのコントラストについての情報のみ
のX線画像の差分であるから、人体Jの軟部Jsのコン
トラストについての情報のみのX線画像となる。従っ
て、人体Jの軟部Jsのコントラストだけを見ることが
出来る。次に加算したX線画像は、人体Jの硬部Jhの
コントラストについての情報と人体Jの軟部Jsのコン
トラストについての情報の両方を含むX線画像と人体J
の硬部Jhのコントラストについての情報のみのX線画
像の合計であるから、人体Jの硬部Jhのコントラスト
についての情報を強調したX線画像となる。従って、人
体Jの硬部Jhのコントラストを特に強調して見ること
が出来る。
のX線管から出射したX線を直接的に又は被検体を透過
させて検出する第1検出器列と、前記X線管から出射し
てフィルタ板または多層膜ミラーを透過したX線を直接
的に又は被検体を透過させて検出する第2検出器列と、
前記第1検出器列を通じて取得したデータと前記第2検
出器列を通じて取得したデータとを減算または加算して
新たなデータを得るデータ合成手段と、前記新たなデー
タを再構成してX線画像を生成する再構成手段とを具備
したことを特徴とするX線CT装置を提供する。上記第
3の観点によるX線CT装置において、第1検出器列を
通じて取得したデータは、短波長成分および長波長成分
の両方を含むX線を用いて取得したデータに相当する。
また、第2検出器列を通じて取得したデータは、前記短
波長成分よりも前記長波長成分を大きく減衰させたX線
を用いて取得したデータに相当する。よって、上記第1
の観点によるX線画像生成方法を好適に実施でき、人体
Jの軟部Jsのコントラストだけを見ることが出来る。
また、人体Jの硬部Jhのコントラストを特に強調して
見ることが出来る。
のX線管から出射したX線を直接的に又は被検体を透過
させて検出する第1検出器列と、前記X線管から出射し
てフィルタ板または多層膜ミラーを透過したX線を直接
的に又は被検体を透過させて検出する第2検出器列と、
前記第1検出器列を通じて取得したデータを再構成して
第1X線画像を生成すると共に前記第2検出器列を通じ
て取得したデータを再構成して第2X線画像を生成する
再構成手段と、前記第1X線画像と前記第2X線画像と
を減算または加算して新たなX線画像を得るX線画像合
成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置を提
供する。上記第4の観点によるX線CT装置において、
第1検出器列を通じて取得したデータを再構成した第1
X線画像は、短波長成分および長波長成分の両方を含む
X線を用いて取得したデータを再構成したX線画像に相
当する。また、第2検出器列を通じて取得したデータを
再構成した第2X線画像は、前記短波長成分よりも前記
長波長成分を大きく減衰させたX線を用いて取得したデ
ータを再構成したX線画像に相当する。よって、上記第
2の観点によるX線画像生成方法を好適に実施でき、人
体Jの軟部Jsのコントラストだけを見ることが出来
る。また、人体Jの硬部Jhのコントラストを特に強調
して見ることが出来る。
線CT装置において、前記X線管から出射してフィルタ
板または多層膜ミラーを透過したX線を直接的に又は被
検体を透過させて検出する第2検出器列の代りに、前記
X線管から出射してフィルタ板または多層膜ミラーを透
過したX線を直接的に又は前記X線管から出射し被検体
を透過し更にフィルタ板または多層膜ミラーを透過した
X線を検出する第2検出器列を用いることを特徴とする
X線CT装置を提供する。前記第3の観点または前記第
4の観点のX線CT装置では、X線管と被検体の間にフ
ィルタ板または多層膜ミラーを設置したが、上記第5の
観点のX線CT装置のように被検体と検出器列の間にフ
ィルタ板または多層膜ミラーを設置しても等価である。
前者では後者に比べて被検体の被曝量が少なくなる利点
があり、後者では前者に比べてフィルタ板または多層膜
ミラーの設置が容易になる利点がある。
のX線CT装置において、第1検出器列と第2検出器列
とは、物理的(空間的)に別個の検出器列であってもよ
いが、物理的(空間的)には同一の検出器列であって論
理的(時間的)に別個の検出器列であってもよい。
態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これに
より本発明が限定されるものではない。
置100の構成ブロック図である。このX線CT装置1
00は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走
査ガントリ20とを具備している。前記操作コンソール
1は、操作者の指示入力や情報入力などを受け付ける入
力装置2と、本発明にかかるマルチコントラスト撮影処
理(後述する)や通常の撮影処理などを実行する制御を
行う中央処理装置3と、制御信号などを前記撮影テーブ
ル10や前記走査ガントリ20とやり取りする制御イン
タフェース4と、走査ガントリ20で取得したデータを
収集するデータ収集バッファ5と、前記データから再構
成して得たX線画像を表示するCRT6と、プログラム
やデータやX線画像を記憶する記憶装置7とを具備して
いる。前記撮影テーブル10は、被検体を乗せて体軸方
向に移動させる。前記走査ガントリ20は、X線管21
と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、コリ
メータコントローラ24と、前記X線管21から出射さ
れたX線を透過させる際にその短波長成分よりも長波長
成分を大きく減衰させるフィルタ板25と、X線の透過
経路中に前記フィルタ板25を入れたりX線の透過経路
中から前記フィルタ板25を出したりする制御を行うフ
ィルタ板コントローラ26と、2列の検出器列をもつ検
出器アレイ27と、データ収集部28と、被検体の体軸
の回りにX線管21などを回転させる回転コントローラ
29とを具備している。
成図である。X線管21は、X線を出射する。コリメー
タ23は、スリットによりX線を偏平なX線ビームIo
にする。検出器アレイ27は、いわゆるツインデテクタ
であり、A側検出器列27AとB側検出器列27Bから
なっている。フィルタ板25は、X線の波長の短い成分
を波長の長い成分より大きく減衰させる物質で作られた
板(例えばアルミ板)であり、通常の撮影処理のときはX
線ビームIoの透過経路から出され、本発明にかかるマ
ルチコントラスト撮影処理のときはA側検出器列27A
に入射するX線ビームの透過経路に入れられる。すなわ
ち、マルチコントラスト撮影処理のときは、前記A側検
出器列27Aには、前記フィルタ板25を透過したA側
X線ビームIAが入射する。また、前記B側検出器列2
7Bには、前記フィルタ板25を透過しないB側X線ビ
ームIBが入射する(つまり、X線ビームIoがそのま
ま入射する)。
の波長特性図であり、図3の(b)はB側X線ビームI
Bの強度の波長特性図である。B側X線ビームIBは、
X線ビームIoがそのまま入射するので、高いkV時に
は、短波長成分および長波長成分の両方を含んでいる。
A側X線ビームIAは、フィルタ板25により短波長成
分よりも長波長成分が大きく減衰しているので、実質的
に短波長成分のみになっている。
を撮影する状態を示す模式図である。A側X線ビームI
A,B側X線ビームIBは、直接的に又は人体Jを透過
して、A側検出器列27A,B側検出器列27Bでそれ
ぞれ検出される。なお、Jhは人体Jの硬部(骨)であ
り、Jsは人体Jの軟部(組織)である。
されるX線強度分布の模式図であり、図5の(b)はB
側検出器列27Bで検出されるX線強度分布の模式図で
ある。A側検出器列27Aで検出されるX線強度は、波
長が短い成分である硬X線部Hの強度のみからなってい
る。なお、Sは散乱部である。B側検出器列27Bで検
出されるX線強度は、波長が短い成分である硬X線部H
の強度と波長が長い成分である軟X線部Nの強度の和か
らなっている。なお、Sは散乱部である。
コントラスト撮影処理のフローチャートである。ステッ
プQ1では、ピッチ1のヘリカルスキャンを行い、デー
タDAn,DBnを得る。ここで、ピッチ1のヘリカル
スキャンとは、A側検出器列27Aを進行方向前側とし
て体軸方向に移動しながらヘリカルスキャンを行う場合
に、B側検出器列27Bの位置が1回転前のA側検出器
列27Aの位置に一致するようなピッチでのヘリカルス
キャンをいう。また、データDAn,DBnにおける添
字nは、ヘリカルスキャンの回転番号を意味する。従っ
て、データDAnー1 とデータDBnは、同じ空間位置
で得られたデータとなる。
に前処理を施し、データProjAn,ProjBnを求める。
これらデータProjAn,ProjBnは、いわゆる投影デー
タである。ステップQ3では、差分データSubnおよび合
計データTotnを求める。 Subn=ProjBn−k・ProjAn-1 Totn=ProjBn+k・ProjAn-1 (荷重係数kは経験的に定める) ステップQ4では、データProjAn,ProjBn,Subn,
Totnにそれぞれ再構成演算を施して、X線画像ImgAn,
ImgBn,ImgSn,ImgTnを求める。
HのみのA側X線ビームIAを用いて取得したデータPr
ojAnから生成されたX線画像であり、人体Jの硬部J
hのコントラストだけが見える。前記X線画像ImgBn
は、硬X線部Hと軟X線部Nの両方を含むB側X線ビー
ムIBを用いて取得したデータProjBnから生成された
X線画像であり、人体Jの硬部Jhのコントラストにつ
いての情報と人体Jの軟部Jsのコントラストについて
の情報の両方を含んでいるが、人体Jの硬部Jhのコン
トラストの高さばかりが目立ち、人体Jの軟部Jsのコ
ントラストは判りにくい。前記X線画像ImgSnは、人体
Jの硬部Jhのコントラストについての情報と人体Jの
軟部Jsのコントラストについての情報の両方を含むデ
ータProjBnと人体Jの硬部Jhのコントラストについ
ての情報のみのデータProjAn-1 の差分である、人体J
の軟部Jsのコントラストについての情報のみのデータ
Subnから生成されたX線画像であり、高いkV時でも人
体Jの軟部Jsのコントラストを見ることが出来る。前
記X線画像ImgTnは、人体Jの硬部Jhのコントラスト
についての情報と人体Jの軟部Jsのコントラストにつ
いての情報の両方を含むデータProjBnと人体Jの硬部
Jhのコントラストについての情報のみのデータProjA
n-1 の合計である、人体Jの硬部Jhのコントラストに
ついての情報を強調したデータTotnから生成されたX線
画像であり、人体Jの硬部Jhのコントラストを特に強
調して見ることが出来る。
ラスト撮影処理(図6)の代りに、図7に示すマルチコ
ントラスト撮影処理を行うものである。
ントラスト撮影処理のフローチャートである。ステップ
P1では、任意ピッチのヘリカルスキャンを行い、デー
タDAn,DBnを得る。ステップP2では、データD
An,DBnに前処理および再構成演算を施して、X線
画像ImgA(z),ImgB(z)を求める。ここで、zは、X線
画像を生成する体軸方向の位置であり、X線画像ImgA
(z),ImgB(z)の両方のz位置を合せる必要がある。ス
テップP3では、差分X線画像ImgS(z)および合計X線
画像ImgT(z)を求める。 ImgS(z)=ImgB(z)−k・ImgA(z) ImgT(z)=ImgB(z)+k・ImgA(z) (荷重係数kは経験的に定める) 前記X線画像ImgA(z)は、実質的に硬X線部HのみのA
側X線ビームIAを用いて取得したデータDAnから生
成されたX線画像であり、人体Jの硬部Jhのコントラ
ストだけが見える。前記X線画像ImgB(z)は、硬X線部
Hと軟X線部Nの両方を含むB側X線ビームIBを用い
て取得したデータDBnから生成されたX線画像であ
り、人体Jの硬部Jhのコントラストについての情報と
人体Jの軟部Jsのコントラストについての情報の両方
を含んでいるが、人体Jの硬部Jhのコントラストの高
さばかりが目立ち、人体Jの軟部Jsのコントラストは
判りにくい。前記X線画像ImgS(z)は、人体Jの硬部J
hのコントラストについての情報と人体Jの軟部Jsの
コントラストについての情報の両方を含むX線画像Img
B(z)と人体Jの硬部Jhのコントラストについての情
報のみのX線画像ImgA(z)の差分であり、高いkV時で
も人体Jの軟部Jsのコントラストを見ることが出来
る。前記X線画像ImgT(z)は、人体Jの硬部Jhのコン
トラストについての情報と人体Jの軟部Jsのコントラ
ストについての情報の両方を含むX線画像ImgB(z)と人
体Jの硬部Jhのコントラストについての情報のみのX
線画像ImgA(z)の合計であり、人体Jの硬部Jhのコン
トラストを強調して見ることが出来る。
い。このフィルタ板切換機構30は、減衰波長特性の異
なる第1フィルタ板31,第2フィルタ板32および第
3フィルタ板33と、それらフィルタ板31〜33を保
持する回転ホルダ35と、その回転ホルダ35を回転さ
せるモータ36とを具備している。また、回転ホルダ3
5の一辺は透過部34になっている。マルチコントラス
ト撮影処理を行なう時は、フィルタ板31〜33の中か
ら撮影条件にあったものを選び、モータ36により回転
ホルダ35を回転させて、そのフィルタ板をX線透過経
路中に入れる。また、通常の撮影を行なう時は、モータ
36により回転ホルダ35を回転させて、透過部34を
X線透過経路中に合せる。
27BとC側検出器列27Cとをもつ検出器アレイを用
い、A側検出器列27Aにはフィルタ板25aとフィル
タ板25bの両方を透過させたX線ビームを入射させ、
B側検出器列27Bにはフィルタ板25bのみを透過さ
せたX線ビームを入射させ、C側検出器列27Cにはフ
ィルタ板を透過させないX線ビームを入射させるように
してもよい。この場合、A側検出器列27AとB側検出
器列27BとC側検出器列27Cの任意の2つを選び、
それら検出器列で得たデータを減算または加算し再構成
してX線画像を生成するか、あるいは、それら検出器列
で得たデータを再構成して得たX線画像を減算または加
算してX線画像を生成する。
設置する代りに、図10に示すように、被検体(人体)
JとA側検出器列27Aの間にフィルタ板25を設置し
ても等価である。
5の実施形態のようにコリメータと検出器アレイの間に
フィルタ板を設置する代わりに、図11に示すようにX
線管21とコリメータ23の間にフィルタ板25を設置
してもよい。
ミラーを用いる。図12に、この発明の第7の実施形態
にかかるX線CT装置100の構成ブロック図を示す
(図1との対応部分に同一符号を付す)。本実施形態の
X線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テー
ブル10と、走査ガントリ20とを具備している。前記
操作コンソール1は、操作者の指示入力や情報入力など
を受け付ける入力装置2と、本発明にかかるマルチコン
トラスト撮影処理や通常の撮影処理などを実行する制御
を行う中央処理装置3と、制御信号などを前記撮影テー
ブル10や前記走査ガントリ20とやり取りする制御イ
ンタフェース4と、走査ガントリ20で取得したデータ
を収集するデータ収集バッファ5と、前記データから再
構成して得たX線画像を表示するCRT6と、プログラ
ムやデータやX線画像を記憶する記憶装置7とを具備し
ている。前記撮影テーブル10は、被検体を乗せて体軸
方向に移動させる。前記走査ガントリ20は、X線管2
1と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、コ
リメータコントローラ24と、前記X線管21から出射
されたX線のうちの長波長成分(軟X線)のみを反射さ
せ短波長成分は透過させる多層膜ミラー45と、X線の
透過経路中に前記多層膜ミラー45を入れたりX線の透
過経路中から前記多層膜ミラー45を出したりする制御
を行う多層膜ミラーコントローラ46と、2列の検出器
列をもつ検出器アレイ27と、データ収集部28と、被
検体の体軸の回りにX線管21などを回転させる回転コ
ントローラ29とを具備している。
構成図である。X線管21は、X線を出射する。コリメ
ータ23は、スリットによりX線を偏平なX線ビームに
する。検出器アレイ27は、いわゆるツインデテクタで
あり、A側検出器列27AとB側検出器列27Bからな
っている。多層膜ミラー45は、後述の軟X線多層膜ミ
ラーであり、通常の撮影処理のときはX線ビームの透過
経路から出され、本発明にかかるマルチコントラスト撮
影処理のときはA側検出器列27Aに入射するX線ビー
ムの透過経路に入れられる。すなわち、マルチコントラ
スト撮影処理のときは、前記A側検出器列27Aには、
前記多層膜ミラー45を透過したA側X線ビームIAが
入射する。また、前記B側検出器列27Bには、前記多
層膜ミラー45を透過しないB側X線ビームIBが入射
する。
料よりなる膜を、軟X線の波長オーダーの厚さで複数層
交互に積層した多層膜からなる。多層膜の作製には、真
空蒸着法、各種スパッタ法、CVD法などが用いられ
る。多層膜表面に入射した軟X線は多層膜の各界面で反
射するが、1界面当たりの反射率は1%以下のわずかな
ものである。この各界面での反射光が強め合いの干渉条
件となるように膜周期を構成することにより、高反射率
を得ることができる。軟X線多層膜ミラーの表面にX線
ビームを入射すると、その長波長成分(軟X線)は反射
し、短波長成分(硬X線)は透過する。従って、軟X線
多層膜ミラーを長波長成分と短波長成分の両方を含むX
線ビームの経路の上流に配置することで、その経路の下
流では長波長成分が大きく減衰し短波長成分が支配的に
なったX線ビームが得られる。軟X線多層膜ミラーを透
過する短波長成分の透過率は、前記フィルタ板を透過す
る短波長成分の透過率に比べて大きい。また、軟X線多
層膜ミラーは、多層膜の材料や作製方法によって、反射
するX線ビームの波長や反射率を変えられる。
X線ビームIAの強度の波長特性図であり、図14の
(b)はB側X線ビームIBの強度の波長特性図であ
る。B側X線ビームIBは、高いkV時には、短波長成
分および長波長成分の両方を含んでいる。A側X線ビー
ムIAは、多層膜ミラー45で長波長成分が反射された
ことによって短波長成分に比べて長波長成分が大きく減
衰しているため、実質的に短波長成分のみになってい
る。図14の(c)は前記フィルタ板25を透過したA
側X線ビームIAの強度の波長特性図の一例である。図
14の(a)と(c)から、前記フィルタ板25を透過
した短波長成分と比べて、多層膜ミラー45を透過した
短波長成分が大きいことが分かる。
Jを撮影する状態を示す模式図である。A側X線ビーム
IA,B側X線ビームIBは、直接的に又は人体Jを透
過して、A側検出器列27A,B側検出器列27Bでそ
れぞれ検出される。なお、Jhは人体Jの硬部(骨)で
あり、Jsは人体Jの軟部(組織)である。
出されるX線強度分布の模式図であり、図16の(b)
はB側検出器列27Bで検出されるX線強度分布の模式
図である。A側検出器列27Aで検出されるX線強度
は、波長が短い成分である硬X線部Hの強度のみからな
っている。なお、Sは散乱部である。B側検出器列27
Bで検出されるX線強度は、波長が短い成分である硬X
線部Hの強度と波長が長い成分である軟X線部Nの強度
の和からなっている。なお、Sは散乱部である。
チコントラスト撮影処理のフローチャートである。ステ
ップQ1では、ピッチ1のヘリカルスキャンを行い、デ
ータDAn,DBnを得る。ここで、ピッチ1のヘリカ
ルスキャンとは、A側検出器列27Aを進行方向前側と
して体軸方向に移動しながらヘリカルスキャンを行う場
合に、B側検出器列27Bの位置が1回転前のA側検出
器列27Aの位置に一致するようなピッチでのヘリカル
スキャンをいう。また、データDAn,DBnにおける
添字nは、ヘリカルスキャンの回転番号を意味する。従
って、データDAnー1 とデータDBnは、同じ空間位
置で得られたデータとなる。
に前処理を施し、データProjAn,ProjBnを求める。
これらデータProjAn,ProjBnは、いわゆる投影デー
タである。ステップQ3では、差分データSubnおよび合
計データTotnを求める。 Subn=ProjBn−k・ProjAn-1 Totn=ProjBn+k・ProjAn-1 (荷重係数kは経験的に定める) ステップQ4では、データProjAn,ProjBn,Subn,
Totnにそれぞれ再構成演算を施して、X線画像ImgAn,
ImgBn,ImgSn,ImgTnを求める。
HのみのA側X線ビームIAを用いて取得したデータPr
ojAnから生成されたX線画像であり、人体Jの硬部J
hのコントラストだけが見える。前記X線画像ImgBn
は、硬X線部Hと軟X線部Nの両方を含むB側X線ビー
ムIBを用いて取得したデータProjBnから生成された
X線画像であり、人体Jの硬部Jhのコントラストにつ
いての情報と人体Jの軟部Jsのコントラストについて
の情報の両方を含んでいるが、人体Jの硬部Jhのコン
トラストの高さばかりが目立ち、人体Jの軟部Jsのコ
ントラストは判りにくい。前記X線画像ImgSnは、人体
Jの硬部Jhのコントラストについての情報と人体Jの
軟部Jsのコントラストについての情報の両方を含むデ
ータProjBnと人体Jの硬部Jhのコントラストについ
ての情報のみのデータProjAn-1 の差分である、人体J
の軟部Jsのコントラストについての情報のみのデータ
Subnから生成されたX線画像であり、高いkV時でも人
体Jの軟部Jsのコントラストを見ることが出来る。前
記X線画像ImgTnは、人体Jの硬部Jhのコントラスト
についての情報と人体Jの軟部Jsのコントラストにつ
いての情報の両方を含むデータProjBnと人体Jの硬部
Jhのコントラストについての情報のみのデータProjA
n-1 の合計である、人体Jの硬部Jhのコントラストに
ついての情報を強調したデータTotnから生成されたX線
画像であり、人体Jの硬部Jhのコントラストを特に強
調して見ることが出来る。
る硬X線の透過率は、フィルタ板を透過する硬X線の透
過率に比べて大きい。従って、フィルタ板25の代わり
に多層膜ミラー45を使用することにより、硬X線の利
用効率を向上することができる。また、前述の通り、軟
X線多層膜ミラーは材料や作製方法によって反射する軟
X線の波長や反射率が変化する。従って、材料や作製方
法の異なる多層膜ミラー45を使用することで、マルチ
コントラスト撮影におけるA側X線ビームの強度の波長
特性を選択でき、より撮影条件に適した波長特性を有す
るX線ビームによる撮影が可能になる。
ラスト撮影処理(図17)の代りに、図18に示すマル
チコントラスト撮影処理を行うものである。
コントラスト撮影処理のフローチャートである。ステッ
プP1では、任意ピッチのヘリカルスキャンを行い、デ
ータDAn,DBnを得る。ステップP2では、データ
DAn,DBnに前処理および再構成演算を施して、X
線画像ImgA(z),ImgB(z)を求める。ここで、zは、X
線画像を生成する体軸方向の位置であり、X線画像Img
A(z),ImgB(z)の両方のz位置を合せる必要がある。
ステップP3では、差分X線画像ImgS(z)および合計X
線画像ImgT(z)を求める。 ImgS(z)=ImgB(z)−k・ImgA(z) ImgT(z)=ImgB(z)+k・ImgA(z) (荷重係数kは経験的に定める) 前記X線画像ImgA(z)は、実質的に硬X線部HのみのA
側X線ビームIAを用いて取得したデータDAnから生
成されたX線画像であり、人体Jの硬部Jhのコントラ
ストだけが見える。前記X線画像ImgB(z)は、硬X線部
Hと軟X線部Nの両方を含むB側X線ビームIBを用い
て取得したデータDBnから生成されたX線画像であ
り、人体Jの硬部Jhのコントラストについての情報と
人体Jの軟部Jsのコントラストについての情報の両方
を含んでいるが、人体Jの硬部Jhのコントラストの高
さばかりが目立ち、人体Jの軟部Jsのコントラストは
判りにくい。前記X線画像ImgS(z)は、人体Jの硬部J
hのコントラストについての情報と人体Jの軟部Jsの
コントラストについての情報の両方を含むX線画像Img
B(z)と人体Jの硬部Jhのコントラストについての情
報のみのX線画像ImgA(z)の差分であり、高いkV時で
も人体Jの軟部Jsのコントラストを見ることが出来
る。前記X線画像ImgT(z)は、人体Jの硬部Jhのコン
トラストについての情報と人体Jの軟部Jsのコントラ
ストについての情報の両方を含むX線画像ImgB(z)と人
体Jの硬部Jhのコントラストについての情報のみのX
線画像ImgA(z)の合計であり、人体Jの硬部Jhのコン
トラストを強調して見ることが出来る。
よい。この多層膜ミラー切換機構50は、反射波長特性
の異なる第1多層膜ミラー51,第2多層膜ミラー52
および第3多層膜ミラー53と、それら多層膜ミラー5
1〜53を保持する回転ホルダ55と、その回転ホルダ
55を回転させるモータ56とを具備している。また、
回転ホルダ55の一辺は透過部54になっている。マル
チコントラスト撮影処理を行なう時は、多層膜ミラー5
1〜53の中から撮影条件にあったものを選び、モータ
56により回転ホルダ55を回転させて、その多層膜ミ
ラーをX線透過経路中に入れる。また、通常の撮影を行
なう時は、モータ56により回転ホルダ55を回転させ
て、透過部54をX線透過経路中に合せる。
T装置によれば、高電圧下(高いkV時)でも人体の軟
部のコントラストの高い画像を得ることが出来る。
のブロック図である。
ある。
す模式図である。
布の模式図である。
ラスト撮影処理を示すフローチャートである。
ラスト撮影処理を示すフローチャートである。
換機構の説明図である。
る。
置の要部構成図である。
置のブロック図である。
である。
を示す模式図である。
分布の模式図である。
トラスト撮影処理を示すフローチャートである。
トラスト撮影処理を示すフローチャートである。
ー切換機構の説明図である。
式図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 短波長成分および長波長成分の両方を含
むX線を用いて取得したデータと前記短波長成分よりも
前記長波長成分を大きく減衰させたX線を用いて取得し
たデータとを減算または加算して得た新たなデータを再
構成してX線画像を生成することを特徴とするX線画像
生成方法。 - 【請求項2】 短波長成分および長波長成分の両方を含
むX線を用いて撮影したX線画像と前記短波長成分より
も前記長波長成分を大きく減衰させたX線を用いて撮像
したX線画像とを減算または加算して新たなX線画像を
生成することを特徴とするX線画像生成方法。 - 【請求項3】 X線管と、そのX線管から出射したX線
を直接的に又は被検体を透過させて検出する第1検出器
列と、前記X線管から出射してフィルタ板または多層膜
ミラーを透過したX線を直接的に又は被検体を透過させ
て検出する第2検出器列と、前記第1検出器列を通じて
取得したデータと前記第2検出器列を通じて取得したデ
ータとを減算または加算して新たなデータを得るデータ
合成手段と、前記新たなデータを再構成してX線画像を
生成する再構成手段とを具備したことを特徴とするX線
CT装置。 - 【請求項4】 X線管と、そのX線管から出射したX線
を直接的に又は被検体を透過させて検出する第1検出器
列と、前記X線管から出射してフィルタ板または多層膜
ミラーを透過したX線を直接的に又は被検体を透過させ
て検出する第2検出器列と、前記第1検出器列を通じて
取得したデータを再構成して第1X線画像を生成すると
共に前記第2検出器列を通じて取得したデータを再構成
して第2X線画像を生成する再構成手段と、前記第1X
線画像と前記第2X線画像とを減算または加算して新た
なX線画像を得るX線画像合成手段とを具備したことを
特徴とするX線CT装置。 - 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載のX線C
T装置において、前記X線管から出射してフィルタ板ま
たは多層膜ミラーを透過したX線を直接的に又は被検体
を透過させて検出する第2検出器列の代りに、前記X線
管から出射してフィルタ板または多層膜ミラーを透過し
たX線を直接的に又は前記X線管から出射し被検体を透
過し更にフィルタ板または多層膜ミラーを透過したX線
を検出する第2検出器列を用いることを特徴とするX線
CT装置。
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JP10-8258 | 1998-01-20 | ||
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-
1998
- 1998-11-16 JP JP32481198A patent/JP4040770B2/ja not_active Expired - Fee Related
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