JPH11299768A

JPH11299768A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH11299768A
Application number: JP10115626A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Taguchi; 克行田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: JP4218908B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コリメータ板を設けることなく散乱Ｘ線によ
る撮影画像の画質劣化を防止する。【解決手段】第１の画像再構成部１１は、散乱Ｘ線を
含む状態の第１の投影情報に基づいて画像再構成を行い
第１の撮影画像を形成する。散乱線推定部１３は、この
第１の撮影画像に基づいて、例えば拡散方程式を用いて
散乱Ｘ線量を推定する。散乱線成分除去部１３は、散乱
線推定部１３により推定された量の散乱Ｘ線成分を前記
第１の投影情報から除去することで、散乱Ｘ線成分を含
まない第２の投影情報を形成する。第２の再構成部１４
は、この散乱Ｘ線成分が除去された第２の投影情報に基
づいて画像再構成を行うことで、散乱Ｘ線成分が除去さ
れた撮影画像を形成する。これにより、コリメータ板を
設けることなく演算処理のみで散乱Ｘ線による撮影画像
の画質劣化を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば１列分のＸ
線検出器列を有するシングルスライス用のＸ線検出器を
有するＸ線ＣＴ装置や、複数列分のＸ線検出器列を有す
るマルチスライス用のＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置
等に設けて好適なＸ線ＣＴ装置に関し、特にＸ線検出器
の各Ｘ線検出素子に入射する散乱Ｘ線を遮蔽するコリメ
ータ板を設けることなく（或いは最低限のコリメータ板
のみで）、散乱Ｘ線が撮影画像に与える悪影響を防止し
て装置の構成の簡略化及びローコスト化等を図ったＸ線
ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転架台の内周側にそれぞれ相対
向するように設けられたＸ線管及びＸ線検出部を３６０
度回転させながら所定の角度毎に（或いは連続的に）被
検体にＸ線を曝射し、これにより得られた３６０度分
（最低１８０度分）の投影データに基づいて再構成処理
を行うことにより、所望の部位の撮影画像（断層像）を
得るＸ線ＣＴ装置が知られている。前記Ｘ線検出部とし
ては、例えば１０００チャンネル分のＸ線検出素子を架
台の回転方向であるチャンネル方向に沿って１列に並設
して形成したシングルスライス用のＸ線検出部や、最近
では、図１１に示すように前記１０００チャンネル分の
Ｘ線検出素子を１列に並設して形成した検出器列１００
を体軸方向であるスライス方向に複数列分設けて形成し
たマルチスライス用のＸ線検出部が設けられている。

【０００３】ここで、Ｘ線検出部の各Ｘ線検出素子は、
入射するＸ線を光に変換するシンチレータ、及びこのシ
ンチレータにより変換された光を受光して電気信号に変
換するフォトダイオードにより主に形成されているので
あるが、このシンチレータは、Ｘ線の入射方向に対する
広い指向性を有している。これに対して、Ｘ線ＣＴ装置
の画像再構成原理における「投影データ」とは、Ｘ線管
の焦点ＦからＸ線検出部の各Ｘ線検出素子に一直線に入
射されたＸ線（直接Ｘ線）に基づいて形成された投影デ
ータを意味している。このため、図１２（ａ）に示すよ
うに各Ｘ線検出素子のシンチレータに前記直接Ｘ線以外
のＸ線である、例えば被検体内で散乱し進行方向が変化
したＸ線（散乱Ｘ線）が入射すると、シンチレータは、
この散乱Ｘ線にも感応するため、フォトダイオードにお
いて直接Ｘ線及び散乱Ｘ線に応じた電気信号が形成さ
れ、前記画像再構成原理に反する投影データに基づいて
画像再構成が行われることとなり、撮影画像に画質劣化
を生ずる。

【０００４】このようなことからＸ線検出部には、散乱
Ｘ線の入射を阻止して直接Ｘ線のみを各Ｘ線検出素子に
取り込むためのコリメータが設けられている。具体的に
は、前記マルチスライス用のＸ線検出部を例にとって説
明すると、このマルチスライス用のＸ線検出部には、図
１３に示すように２次元検出素子アレイの前面側（Ｘ線
が入射される側）に各Ｘ線検出素子のチャンネル方向の
散乱Ｘ線の入射を阻止するチャンネル方向コリメータ板
と、各Ｘ線検出素子のスライス方向の散乱Ｘ線の入射を
阻止するスライス方向コリメータ板とが設けられてい
る。これにより、図１２（ｂ）に示すように各Ｘ線検出
素子への散乱Ｘ線の入射を阻止して直接Ｘ線のみを入射
することができる。そして、この画像再構成原理に沿っ
た投影データに基づいて画像再構成を行うことができ、
良好な画質の撮影画像を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＸ線Ｃ
Ｔ装置は、チャンネル方向及びスライス方向の各コリメ
ータ板を設けて散乱Ｘ線の入射を阻止できるのはよい
が、コリメータ板は高価なものであり、これを設けるこ
とでＸ線ＣＴ装置がコスト高となるうえ、Ｘ線検出部の
構成が複雑化する問題があった。

【０００６】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、コリメータ板を設けることなく散乱Ｘ線の入
射を防止することができ、これにより、構成の簡略化及
びローコスト化を図ることができるようなＸ線ＣＴ装置
の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＸ線ＣＴ装
置は、上述の課題を解決するための手段として、Ｘ線発
生手段から曝射されたＸ線をＸ線検出手段により取り込
み形成された投影情報である第１の投影情報に基づいて
画像再構成を行い第１の再構成画像情報を形成する第１
の画像再構成手段と、前記第１の画像再構成手段により
形成された第１の再構成画像情報に基づいて、前記Ｘ線
検出手段を構成する複数のＸ線検出素子にそれぞれ直接
的に入射する直接Ｘ線以外のＸ線である散乱Ｘ線の推定
量を算出する散乱Ｘ線推定手段とを有する。また、この
各手段と共に、前記Ｘ線検出手段からの第１の投影情報
から、前記散乱Ｘ線推定手段により算出された推定量の
散乱Ｘ線成分を除去して第２の投影情報を形成する散乱
成分除去手段と、前記散乱成分除去手段からの散乱Ｘ線
成分が除去された第２の投影情報に基づいて画像再構成
を行い第２の再構成画像情報を形成する第２の画像再構
成手段とを有する。

【０００８】このようなＸ線ＣＴ装置は、散乱Ｘ線推定
手段が第１の画像再構成手段により、いわば仮再構成さ
れた第１の再構成画像情報に基づいて、Ｘ線検出手段の
各Ｘ線検出素子に入射する散乱Ｘ線の推定量を算出す
る。そして、散乱成分除去手段が、この散乱Ｘ線推定手
段により算出された散乱Ｘ線の推定量に基づいて、第１
の再構成画像情報を形成する際に用いた前記第１の投影
情報から散乱Ｘ線成分を除去して第２の投影情報を形成
し、第２の画像再構成手段が、この散乱Ｘ線成分が除去
された第２の投影情報に基づいて画像再構成を行い第２
の再構成画像情報を形成し、この第２の再構成画像情報
を例えばモニタ装置等に表示する。

【０００９】これにより、演算動作のみで散乱Ｘ線成分
が撮影画像に与える悪影響を防止することができるた
め、Ｘ線検出手段に散乱Ｘ線遮蔽用のコリメータ板を設
ける必要がなく、この分、当該装置の構成を簡略化して
ローコスト化を図ることができる。

【００１０】なお、本発明は、第１の画像再構成手段及
び第２の画像再構成手段の２つの画像再構成手段を有し
ているのであるが、この概念は、物理的に２つの画像再
構成手段を有する概念の他、一つの画像再構成手段を前
記各処理で重複して用いることも含む概念であることを
付け加えておく。

【００１１】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］本発明に係
るＸ線ＣＴ装置は、例えばいわゆる第３世代のＸ線ＣＴ
装置に適用して実施することができる。まず、本発明の
第１の実施の形態となるＸ線ＣＴ装置は、図１に示すよ
うに寝台１に載置された患者に対してＸ線を曝射するＸ
線管３と、このＸ線管３から曝射されたＸ線を検出する
Ｘ線検出器４とを有している。このＸ線管３及びＸ線検
出器４は、架台２の内周側に相対向し、かつ、両者がこ
の状態を維持したまま回転可能なように設けられてい
る。

【００１２】Ｘ線検出器４は、回転方向であるチャンネ
ル方向に例えば１０００チャンネル分のＸ線検出素子を
並設してなるＸ線検出器列を、前記チャンネル方向に直
交する方向であるスライス方向に例えば４列分設けてな
るマルチスライス用のＸ線検出器となっており、検出し
たＸ線を第１の投影データとしてデータ収集部９に供給
するようになっている。このデータ収集部９により収集
された投影データは、第１の投影データとして収集デー
タ記憶部１０に供給され一旦記憶制御されるようになっ
ている。

【００１３】寝台１は寝台移動部６により架台２の回転
軸方向に沿って移動制御されるようになっており、これ
により、寝台１を移動させながら連続的にＸ線を曝射し
て撮影を行う、いわゆるヘリカルスキャンによる撮影が
可能となっている。架台２のＸ線管３及びＸ線検出器４
は、架台駆動部７により回転駆動されるようになってお
り、また、Ｘ線管３は、高電圧発生部８により曝射駆動
されるようになっている。そして、このような寝台１の
移動制御、架台２の回転制御、及びＸ線管３の曝射制御
等は、システム制御部１６が司るようになっている。

【００１４】ここで、Ｘ線検出器４の各Ｘ線検出素子に
は、Ｘ線管３の焦点から一直線に入射される直接Ｘ線
と、例えば被検体内で散乱し進行方向が変化したＸ線で
ある散乱Ｘ線とが入射するため、前記第１の収集データ
は、散乱Ｘ線成分を含むデータとなっている。この第１
の収集データに基づいて画像再構成を行うと、画像再構
成原理に反する投影データに基づいて画像再構成を行う
こととなり、表示画像に画質劣化を生ずる。このため、
この第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、以下に説明す
る第１の画像再構成部１１〜第２の画像再構成部１４に
おいて、収集データ記憶部１０に記憶された第１の投影
データから散乱Ｘ線成分を除去し、この散乱Ｘ線成分を
除去した投影データ（第２の投影データ）に基づいて再
構成画像を形成し、これを表示部１５に表示するように
なっている。

【００１５】すなわち、収集データ記憶部１０に第１の
投影データが記憶されると、まず、第１の画像再構成部
１１は、この散乱Ｘ線成分を含む第１の投影データに基
づいて、例えばコンボルーションバックプロジェクショ
ン法等の所定の再構成アルゴリズムを用いて画像再構成
を行い第１のボリュームデータを形成し、この第１のボ
リュームデータを散乱線推定部１２に供給する。散乱線
推定部１２は、この散乱Ｘ線成分を含む第１の投影デー
タから形成された第１のボリュームデータに基づいて、
いわゆるモンテカルロ解析、或いは拡散方程式を解くこ
とで第１の投影データに含まれる散乱Ｘ線成分の推定量
を算出する。このうち、モンテカルロ解析による推定方
法は、１つずつのフォトンの軌跡と変化を、確率に基づ
いて計算する方法である。

【００１６】これに対して拡散方程式を解く方法は、例
えば図２（ａ）に示すようにマトリクスＡからマトリク
スＢへＸ線が透過する場合に、その透過したＸ線のう
ち、何％が透過し（透過率）、何％が吸収され（吸収
率）、何％がどの方向に散乱されるか（散乱反射率）を
示す拡散方程式をマトリクスＡの物質とマトリクスＢの
物質を考慮して立式しそれを解く方法である。マトリク
スＡからマトリクスＢへ透過したＸ線としては、図２
（ａ）に示すように直接的にマトリクスＢを透過するα
２のＸ線の他、α１、α４で示す斜方散乱するＸ線、α
３で示すマトリクスＢで吸収されるＸ線、及びα５で示
すマトリクスＢにより反射されマトリクスＡに戻る後方
散乱するＸ線等がある。何次までの拡散方程式を立式す
るかは当該装置の設計等に応じて適宣設定すればよい。

【００１７】例えば図２（ｂ）に示すような３×３のマ
トリクス１Ａ〜３Ａ、１Ｂ〜３Ｂ、１Ｃ〜３Ｃの第１列
目の各マトリクス１Ａ、１Ｂ、１Ｃにそれぞれ平行にＸ
線が入射する場合を考えると、この第１列目の各マトリ
クス１Ａ、１Ｂ、１Ｃから第２列目の各マトリクス２
Ａ、２Ｂ、２Ｃに透過したＸ線は、前記直接的に第２列
目の各マトリクス２Ａ、２Ｂ、２Ｃを透過する他、斜方
散乱、吸収、後方散乱等する。このため、マトリクス１
Ａからマトリクス２Ａ、２Ｂ、２Ｃ散乱するＸ線と、マ
トリクス１Ａの上外側に散乱するＸ線、及びマトリクス
１Ａの下外側に散乱するＸ線を考慮した５×５のマトリ
クスの行列式が、第１列目のマトリクスから第２列目の
マトリクスに透過するＸ線の拡散方程式となる。

【００１８】散乱線推定部１２は、この拡散方程式を計
算して第１列目のマトリクスから第２列目のマトリクス
に入射するＸ線の入射量を計算する。また、同様に散乱
線推定部１２は、第２列目のマトリクスから第３列目の
マトリクスに入射するＸ線の拡散方程式、及び第３列目
のマトリクスから外側に出射されるＸ線の拡散方程式を
立てて出力を計算する。そして、この計算した出力から
単純な吸収量計算による直接Ｘ線成分を減算すること
で、前記第１の投影データに含まれる散乱Ｘ線成分の推
定量を算出する。散乱線推定部１２は、このようにして
チャンネル方向及びスライス方向の散乱Ｘ線成分の推定
量を算出すると、これを散乱線成分除去部１３に供給す
る。

【００１９】散乱線成分除去部１３は、収集データ記憶
部１０から供給される第１の投影データから、散乱線推
定部１２により推定された推定量の散乱Ｘ線成分を除去
することで、直接Ｘ線成分のみからなる第２の投影デー
タを形成する。そして、この第２の投影データを第２の
画像再構成部１４に供給する。第２の画像再構成部１４
は、この散乱Ｘ線成分が除去された第２の投影データに
基づいて、前記第１の画像再構成部１１と同様に例えば
コンボルーションバックプロジェクション法等の所定の
再構成アルゴリズムを用いて画像再構成を行い第２のボ
リュームデータを形成して表示部１５に供給する。これ
により、画像再構成原理に対応した直接Ｘ線成分のみか
らなる投影データに基づいて画像再構成を行うことがで
き、良好な画質の撮影画像を得ることができる。

【００２０】以上の説明から明らかなように本発明の第
１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、演算により投影デー
タに含まれている散乱Ｘ線成分の推定量を算出し、この
算出した推定量の散乱Ｘ線成分を投影データから除去し
たうえで画像再構成処理を行うようにしているため、画
像再構成原理に対応した直接Ｘ線成分のみからなる投影
データに基づいて画像再構成を行うことができ、良好な
画質の撮影画像を得ることができる。また、このような
演算処理のみで散乱Ｘ線成分を除去することができるた
め、Ｘ線検出器４に散乱Ｘ線成分の入射を阻止するため
のコリメータ板を設ける必要がなく、この分、Ｘ線検出
器４の構成を簡略化することができる。そして、これを
通じて当該Ｘ線ＣＴ装置をローコストで製作することが
できる。

【００２１】なお、この第１の実施の形態の説明では、
第１の画像再構成部１１及び第２の画像再構成部１４に
おいてそれぞれ同じ再構成アルゴリズムを用いて画像再
構成を行うこととしたが、これは、第１の画像再構成部
１１及び第２の画像再構成部１４でそれぞれ異なる再構
成アルゴリズムを用いるようにしてもよい。

【００２２】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の説明をする。上述の第１
の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、散乱線推定部１２で算
出した散乱Ｘ線の推定量をそのまま用いて第１の投影デ
ータから散乱Ｘ線成分を除去するものであったが、この
第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、散乱線推定部１２
で算出した散乱Ｘ線の推定量を、実際に検出された散乱
Ｘ線の検出量に応じて補正し、この補正した推定量の散
乱Ｘ線成分を第１の投影データから除去するようにした
ものである。

【００２３】なお、この第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装
置と上述の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、この点
のみが異なるため、以下の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ
装置の説明において、上述の第１の実施の形態のＸ線Ｃ
Ｔ装置と同じ動作を示す箇所には同じ符号を用いる等し
て両者の差異の説明のみ行うこととする。

【００２４】この第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、
図３に示すように上述の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装
置の構成に加え、チャンネル方向の散乱Ｘ線を検出する
チャンネル方向用散乱線検出器５と、スライス方向の散
乱Ｘ線を検出するスライス方向用散乱線検出器１８と、
散乱線推定部１２により算出された散乱Ｘ線線分の推定
量を、散乱線検出器５、１８で実際に検出された散乱Ｘ
線の検出量に応じて補正し、この補正した散乱Ｘ線の推
定量を散乱成分除去部１３に供給する推定量補正部１７
とを有する構成となっている。

【００２５】チャンネル方向用散乱線検出器５は、図４
に示すようにＸ線検出器４の各Ｘ線検出素子４ａと同じ
Ｘ線検出素子５ａで構成されており、図４の紙面上、Ｘ
線検出器４の上側及び下側にそれぞれチャンネル方向に
沿って一列に並設されている。また、スライス方向用散
乱線検出器１８は、Ｘ線検出器４の各Ｘ線検出素子４ａ
と同じＸ線検出素子１８ａで構成されており、図４の紙
面上、Ｘ線検出器４の左側及び右側にそれぞれスライス
方向に沿って一列に並設されている。

【００２６】なお、この例においてはチャンネル方向及
びスライス方向の各散乱線検出器５、１８を設けること
としているが、これは、チャンネル方向用或いはスライ
ス方向用のいずれか一方のみを設けるようにしてもよ
い。

【００２７】このような構成を有する当該第２の実施の
形態のＸ線ＣＴ装置は、散乱線推定部１２が上述のよう
に散乱Ｘ線成分の推定量を算出すると、この算出出力
（散乱Ｘ線成分の推定量）を推定量補正部１７に供給す
る。推定量補正部１７には、チャンネル方向用散乱線検
出器５及びスライス方向用散乱線検出器１８で検出され
たチャンネル方向の散乱Ｘ線の検出出力及びスライス方
向の散乱Ｘ線の検出出力がそれぞれ供給されている。

【００２８】推定量補正部１７は、図５に示すように散
乱線推定部１２で算出されたチャンネル方向及びスライ
ス方向の各散乱Ｘ線成分の推定量Ｓｅ（Ｚ）を、各散乱
線検出器５、１８で検出された散乱Ｘ線成分の検出量Ｓ
ｍ（Ｚ）でスケーリング補正すると共に、このスケーリ
ング補正した散乱Ｘ線成分の推定量Ｓｆ（Ｚ）に所定の
重み係数Ｗｔ（Ｚ）を乗算処理して図３に示す散乱線成
分除去部１３に供給する。なお、図５中、Ｓｍ（Ｚ１）
は、図４のＸ線検出器４の上側に設けられたチャンネル
方向用散乱線検出器５で検出された散乱Ｘ線成分の検出
量を示し、Ｓｍ（Ｚ２）は、図４のＸ線検出器４の下側
に設けられたチャンネル方向用散乱線検出器５で検出さ
れた散乱Ｘ線成分の検出量を示す。また、この図５は、
チャンネル方向の散乱Ｘ線成分の推定量のスケーリング
補正を示すものであり、スライス方向の散乱Ｘ線成分の
推定量のスケーリング補正は、スライス方向用散乱線検
出器１８で検出されたチャンネル方向の散乱Ｘ線の検出
出力に基づいて別途行われる。

【００２９】このような散乱Ｘ線成分の推定量のスケー
リング補正動作を数式で示すと以下の数１式〜数４式に
示すようになる。

【００３０】

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】すなわち、推定量補正部１７は、まず、数１式に示す加
算平均式を用いて散乱線推定部１２で算出された各散乱
Ｘ線成分の推定量Ｓｅ（Ｚ）に対する、各散乱線検出器
５、１８で実際に検出された各散乱Ｘ線成分の検出量Ｓ
ｍ（Ｚｎ）の割合を算出すると共に、この検出した各割
合を積算処理することで各スケーリング補正係数βを算
出する。なお、この演算は、各散乱Ｘ線成分の検出量Ｓ
ｍに対しては、数２式に示すように正規化された重み付
け係数Ｗ（ｎ）が乗算処理されるたうえで行われるよう
になっている。

【００３１】次に、推定量補正部１７は、数３式の演算
式で示すようにこのスケーリング補正係数βを、散乱線
推定部１２で算出された散乱Ｘ線成分の推定量Ｓｅ
（Ｚ）に乗算処理することで、スケーリング補正した散
乱Ｘ線成分の推定量Ｓｆ（Ｚ）を算出する。そして、こ
の散乱Ｘ線成分の推定量Ｓｆ（Ｚ）に所定の重み係数Ｗ
ｔ（Ｚ）を乗算処理して図３に示す散乱線成分除去部１
３に供給する。このように、演算で得られた散乱Ｘ線成
分の推定量Ｓｅを、実際の検出で得られたＸ線成分の検
出量Ｓｍでスケーリング補正することにより、散乱Ｘ線
成分の推定量を正確なものとすることができる。

【００３２】散乱線成分除去部１３は、収集データ記憶
部１０から供給される第１の投影データから、推定量補
正部１７によりスケーリング補正された推定量の散乱Ｘ
線成分を除去することで、直接Ｘ線成分のみからなる第
２の投影データを形成し、これを第２の画像再構成部１
４に供給する。上述のように、第２の画像再構成部１４
は、この散乱Ｘ線成分が除去された第２の投影データに
基づいて画像再構成を行い第２のボリュームデータを形
成して表示部１５に供給する。これにより、スケーリン
グ補正した散乱Ｘ線成分を除去した第２の投影データに
基づいて画像再構成を行うことができるため、さらに良
好な画質の撮影画像を得ることができる。

【００３３】［第３の実施の形態］次に、本発明の第３
の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の説明をする。上述の第２
の実施の形態のＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器４に、散乱Ｘ
線を遮蔽するチャンネル方向のコリメータ板を設けるこ
とで、散乱Ｘ線の推定量演算の簡素化及び高速化を図っ
たものである。なお、本発明の第３の実施の形態のＸ線
ＣＴ装置は、この点のみが上述の第２の実施の形態のＸ
線ＣＴ装置と異なるため、以下、この差異の説明のみ行
い、重複した説明を省略することとする。

【００３４】すなわち、この第３の実施の形態のＸ線Ｃ
Ｔ装置は、図６に示すようにＸ線検出器４のチャンネル
方向に沿って設けられた複数のコリメータ板２０を有し
ている。このコリメータ板２０は、Ｘ線検出器４のチャ
ンネル方向に沿って並設された各Ｘ線検出素子のうち、
隣接する各Ｘ線検出素子をそれぞれ分割するかたちで設
けられており、チャンネル方向の散乱Ｘ線を遮蔽するよ
うになっている。従って、この第３の実施の形態のＸ線
ＣＴ装置のＸ線検出器４には、前記チャンネル方向及び
スライス方向の各散乱線検出器５、１８のうち、スライ
ス方向用散乱線検出器１８のみが設けられている。

【００３５】なお、このコリメータ板２０は、隣接する
各Ｘ線検出素子をそれぞれ分割するかたちで設けること
としたが、これは、幾つかの一纏まりのＸ線検出素子を
一つのブロックとして、この隣接する各ブロック同士を
それぞれ分割するかたちで設けるようにしてもよい。ま
た、チャンネル方向のみならず、該チャンネル方向に直
交する方向であるスライス方向に沿って設けるようにし
てもよい。

【００３６】第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置における
図３に示す散乱線推定部１２は、図７（ａ）に示すよう
に三次元的な撮影領域のボリュームデータに基づいて散
乱Ｘ線の推定量の演算を行っていたのであるが、このよ
うな構成の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置では、チャ
ンネル方向にコリメータ板２０が設けられているため、
Ｘ線検出器４の各Ｘ線検出素子には、チャンネル方向の
散乱Ｘ線は入射しないものと考えることができる。

【００３７】このため、この第３の実施の形態のＸ線Ｃ
Ｔ装置の散乱線推定部１２は、上述の散乱Ｘ線の推定量
の演算をスライス方向のボリュームデータに基づいて行
う。すなわち、図７（ｂ）は、前記三次元的な撮影領域
を真上から見た図、同図（ｃ）は、前記三次元的な撮影
領域を横方向から見た図なのであるが、前記散乱線推定
部１２は、この図７（ｂ）、（ｃ）に示すように三次元
的な撮影領域のボリュームデータを、スライス方向に沿
って言わば縦切りにした２次元断面内で上述の散乱Ｘ線
の推定量の演算を行い、この散乱Ｘ線の推定量を推定量
補正部１７に供給する。推定量補正部１７は、前記スラ
イス方向用散乱線検出器１８からのスライス方向の散乱
Ｘ線検出出力に基づいて、スライス方向の上述のスケー
リング補正を、散乱線推定部１２から供給された散乱Ｘ
線の推定量に対して施し、これを散乱線成分除去部１３
に供給する。これにより、このスライス方向のスケーリ
ング補正が施された散乱Ｘ線の推定量に基づいて、上述
の再構成動作を行われることとなる。

【００３８】当該第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、
チャンネル方向にコリメータ板２０が設けられているた
め、散乱Ｘ線の推定量の演算及びスケーリング補正演算
を、スライス方向の２次元的なボリュームデータに対し
て行えばよく、同各演算を３次元的なボリュームデータ
に対して行う上述の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置よ
りも、散乱Ｘ線の推定量演算の簡素化及び高速化を図る
ことができる。

【００３９】なお、この第３の実施の形態においては、
上述の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器４
にチャンネル方向のコリメータ板２０を設けることとし
たが、これは、上述の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置
のＸ線検出器４にチャンネル方向のコリメータ板２０を
設けるようにしてもよい。この場合、図１に示す散乱線
推定部１２において、前述と同様に２次元断面内におけ
る散乱Ｘ線の推定量演算を行えばよいため、該演算の簡
素化及び高速化を図ることができる。

【００４０】また、各演算の際に、図８（ａ）、（ｂ）
に示すようにマトリクスサイズを減らすと共に、コーン
状且つ同心円状に配列したマトリクスで該各演算を行う
ようにしてもよい。この場合、前記散乱線推定部１２
は、各回転角度毎にＸ線検出器４から得られる１列分の
投影データである１ビュー毎に、前記コーン状且つ同心
円状に配列するマトリクスを形成するように前記収集デ
ータ記憶部１０からの投影データをリサンプリングすれ
ばよい。これにより、後段の散乱線推定部１２及び散乱
線成分除去部１３における演算量を削減することがで
き、さらなる演算の簡素化及び高速化を図ることができ
る。

【００４１】［第４の実施の形態］次に、本発明の第４
の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の説明をする。この第４の
実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、図４を用いて説明したよ
うに、Ｘ線検出器４の上下及び左右に設けたチャンネル
方向用散乱線検出器５及びスライス方向用散乱線検出器
１８で検出した散乱Ｘ線量に基づいて散乱Ｘ線の分布を
推定し、この推定結果に基づいて散乱Ｘ線成分を除去す
るようにしたものである。なお、この第４の実施の形態
のＸ線ＣＴ装置の説明において、上述の各実施の形態と
同じ動作を示す箇所には図中同じ符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００４２】すなわち、この第４の実施の形態のＸ線Ｃ
Ｔ装置は、チャンネル方向用散乱線検出器５及びスライ
ス方向用散乱線検出器１８からの各散乱Ｘ線検出出力に
基づいて、三次元的な散乱Ｘ線の分布を推定する散乱線
推定部２５と、この推定出力に基づいて、収集データ記
憶部１０から読み出された投影データから散乱Ｘ線成分
を除去する散乱線成分除去部２６と、この散乱線成分除
去部２６により散乱Ｘ線成分が除去された投影データに
基づいて、上述の画像再構成処理を行う画像再構成部２
７とを有している。

【００４３】このようなＸ線ＣＴ装置は、散乱線推定部
２５が、図１０（ａ）に示すようにＸ線検出器４の上下
に設けられたチャンネル方向用散乱線検出器５からの各
散乱Ｘ線検出出力Ｓｍ（Ｚ１）、Ｓｍ（Ｚ２）を例えば
１次補間処理すると共に、Ｘ線検出器４の左右に設けら
れたスライス方向用散乱線検出器１８からの各散乱Ｘ線
検出出力Ｓｍ（Ｚ１）、Ｓｍ（Ｚ２）を１次補間処理
し、この各１次補間結果に基づいて、チャンネル方向及
びスライス方向の散乱Ｘ線の分布を推定する。そして、
この推定結果を散乱線成分除去部２６に供給する。

【００４４】散乱線成分除去部２６は、散乱線推定部２
５からの推定結果に基づいて、収集データ記憶部１０か
ら読み出された投影データから３次元的に散乱Ｘ線成分
を除去し、これを画像再構成部２７に供給する。画像再
構成部２７は、この散乱Ｘ線成分が除去された投影デー
タに基づいて上述の画像再構成を行い、これを表示部１
５に供給する。これにより、上述の第１の実施の形態と
同様に演算処理のみで散乱Ｘ線成分を除去することがで
きる。このため、Ｘ線検出器４に散乱Ｘ線成分の入射を
阻止するためのコリメータ板を設ける必要がなく、この
分、Ｘ線検出器４の構成を簡略化することができ、これ
を通じて当該Ｘ線ＣＴ装置をローコストで製作すること
ができる。

【００４５】なお、この第４の実施の形態のＸ線ＣＴ装
置における散乱線推定部２５では、チャンネル方向用散
乱線検出器５及びスライス方向用散乱線検出器１８から
の各散乱Ｘ線検出出力を１次補間処理することで各方向
の散乱Ｘ線の分布を推定することとしたが、これは、ス
プライン曲線やベジェ曲線による補間処理、或いは２次
以上の高次の補間処理を行うようにしてもよい。前記１
次補間処理では、各散乱Ｘ線検出出力Ｓｍ（Ｚ１）、Ｓ
ｍ（Ｚ２）の間が直線的に補間処理されるのに対し、ス
プライン曲線やベジェ曲線による補間処理、或いは２次
以上の高次の補間処理では、各散乱Ｘ線検出出力Ｓｍ
（Ｚ１）、Ｓｍ（Ｚ２）の間がその中間点をも考慮した
かたちで補間処理されることとなる。このため、１次補
間処理を行って散乱Ｘ線の分布を推定した場合よりも該
推定結果を正確なものとすることができ、散乱線成分除
去部２６において、より正確な散乱Ｘ線成分の除去を行
うことができ、より良好な再構成画像を得ることができ
る。

【００４６】また、この第４の実施の形態のＸ線ＣＴ装
置では、散乱線推定部２５において、チャンネル方向及
びスライス方向の各散乱線検出器５、１８からの各検出
出力に基づく、３次元的な散乱Ｘ線の分布推定を行うこ
ととしたが、これは、図６を用いて説明したように、Ｘ
線検出器４にチャンネル方向のコリメータ板２０を設け
ることで、散乱Ｘ線の分布推定演算をスライス方向のみ
とすることができ、該演算の簡素化及び高速化を図るこ
とができる。

【００４７】最後に、上述の実施の形態は本発明のほん
の一例である。このため、本発明は、上述の各実施の形
態に限定されることはなく、本発明に係る技術的思想を
逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が
可能であることは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、コリメー
タ板を設けることなく散乱Ｘ線による撮影画像の画質劣
化を防止することができる。このため、このコリメータ
板を設けなくてよい分、当該Ｘ線ＣＴ装置の構成の簡略
化及びローコスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置のブ
ロック図である。

【図２】前記第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置における
拡散方程式による散乱Ｘ線量の推定の仕方を説明するた
めの図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置のブ
ロック図である。

【図４】前記第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置に設けら
れているＸ線検出部の構成を示す図である。

【図５】前記第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置において
推定した散乱Ｘ線量の補正動作を説明するための図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置に設
けられているＸ線検出部の構成を示す図である。

【図７】前記第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の散乱Ｘ
線の推定の仕方を説明するための図である。

【図８】前記第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の散乱Ｘ
線の推定の仕方の変形例を説明するための図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態のＸ線ＣＴ装置のブ
ロック図である。

【図１０】前記第４の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の散乱
Ｘ線分布の推定の仕方を説明するための図である。

【図１１】従来のＸ線ＣＴ装置に設けられているマルチ
スライス用のＸ線検出部を示す図である。

【図１２】Ｘ線検出部のシンチレータに直接Ｘ線の他に
散乱Ｘ線が入射する様子を示す図である。

【図１３】散乱Ｘ線の入射を防止するためにＸ線検出部
の前面にチャンネル方向のコリメータ及びスライス方向
のコリメータが設けられたＸ線検出部を示す図である。

【符号の説明】

１…寝台、２…架台、３…Ｘ線管、４…Ｘ線検出部、５
…チャンネル方向用散乱Ｘ線検出器、６…寝台移動部、
７…架台駆動部、８…高電圧発生部、９…データ収集
部、１０…収集データ記憶部、１１…第１の画像再構成
部、１２…散乱線推定部、１３…散乱線成分除去部、１
４…第２の画像再構成部、１５…表示部、１６…システ
ム制御部、１７…推定量補正部、１８…スライス方向用
散乱Ｘ線検出器、２０…チャンネル方向のコリメータ
板、２５…散乱線分布推定部、２６…散乱線成分除去
部、２７…画像再構成部、Ｆ…Ｘ線の焦点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線発生手段から曝射されたＸ線をＸ線
検出手段により取り込み形成された投影情報である第１
の投影情報に基づいて画像再構成を行い第１の再構成画
像情報を形成する第１の画像再構成手段と、前記第１の画像再構成手段により形成された第１の再構
成画像情報に基づいて、前記Ｘ線検出手段を構成する複
数のＸ線検出素子にそれぞれ直接的に入射する直接Ｘ線
以外のＸ線である散乱Ｘ線の推定量を算出する散乱Ｘ線
推定手段と、前記Ｘ線検出手段からの第１の投影情報から、前記散乱
Ｘ線推定手段により算出された推定量の散乱Ｘ線成分を
除去して第２の投影情報を形成する散乱成分除去手段
と、前記散乱成分除去手段からの散乱Ｘ線成分が除去された
第２の投影情報に基づいて画像再構成を行い第２の再構
成画像情報を形成する第２の画像再構成手段とを有する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】前記散乱Ｘ線推定手段は、Ｘ線の透過
率、散乱反射率、吸収率を考慮した拡散方程式により、
前記散乱Ｘ線の推定量を算出することを特徴とする請求
項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】前記Ｘ線検出手段の周囲の一部或いは全
周に亘って設けられた、前記散乱Ｘ線を検出する散乱Ｘ
線検出手段を有し、前記散乱Ｘ線推定手段は、算出した散乱Ｘ線の推定量
を、前記散乱Ｘ線検出手段により検出された散乱Ｘ線の
検出量に基づいて補正し、前記散乱成分除去手段は、こ
の補正された散乱Ｘ線の推定量の除去を行うことを特徴
とする請求項１又は請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】少なくとも前記Ｘ線検出手段を構成する
Ｘ線検出素子が並列された方向であるチャンネル方向に
隣接する各Ｘ線検出素子をそれぞれ分割するように、前
記チャンネル方向に沿って設けられた散乱Ｘ線遮蔽手段
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち
いずれか１項記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】前記散乱Ｘ線推定手段は、前記第１の画
像再構成手段により形成された３次元的な第１の再構成
画像情報を、前記スライス方向に沿って縦切りにしたか
たちの２次元的な再構成画像情報に基づいて散乱Ｘ線の
推定量を算出することを特徴とする請求項４記載のＸ線
ＣＴ装置。
【請求項６】前記第１の画像再構成手段により形成さ
れた第１の再構成画像情報を、前記Ｘ線発生手段の焦点
を中心とする同心円上に前記スライス方向の撮影画像情
報が配置されるようにリサンプリングするリサンプリン
グ手段を有し、前記散乱Ｘ線推定手段は、前記リサンプリング手段によ
りリサンプリングされた第１の再構成画像情報を前記ス
ライス方向に沿って縦切りにしたかたちの２次元的な撮
影画像情報に基づいて散乱Ｘ線の推定量を算出すること
を特徴とする請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】対象物に対してＸ線を曝射するＸ線発生
手段と、前記Ｘ線発生手段から曝射されたＸ線をＸ線検出手段に
より取り込んで投影情報を形成する投影情報形成手段
と、前記Ｘ線検出手段を構成する複数のＸ線検出素子にそれ
ぞれ直接的に入射する直接Ｘ線以外のＸ線である散乱Ｘ
線を検出する散乱Ｘ線検出手段と、前記散乱Ｘ線検出手段により検出された散乱Ｘ線の検出
出力に基づいて、前記Ｘ線発生手段上の散乱Ｘ線の分布
を推定する散乱Ｘ線分布推定手段と、前記散乱Ｘ線分布推定手段により推定された散乱Ｘ線の
分布状態に応じて、前記投影情報形成手段からの投影情
報から散乱Ｘ線成分を除去する散乱Ｘ線成分除去手段
と、前記散乱Ｘ線成分除去手段により散乱Ｘ線成分が除去さ
れた前記投影情報に基づいて画像再構成を行い再構成画
像情報を形成する画像再構成手段とを有することを特徴
とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】前記Ｘ線検出手段は、複数のＸ線検出素
子が一列に並設された検出器列を複数列分有するマルチ
スライス用のＸ線検出手段であることを特徴とする請求
項１乃至請求項７のうちいずれか１項記載のＸ線ＣＴ装
置。