JPS6154412B2

JPS6154412B2 -

Info

Publication number: JPS6154412B2
Application number: JP54000989A
Authority: JP
Inventors: Isao Horiba; Shigenobu Yanaka; Yasuro Kuwabara; Koichi Koike
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1986-11-21
Also published as: GB2046052B; GB2046052A; US4352020A; JPS5594241A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はＸ線断層撮影装置に関する。人体の全身各部の診断を目的とした検査装置で
は計測中の被検体の動きあるいは臓器の運動によ
つて、得られた断層像にアーチフアクトが発生し
たり像の解像力低下が生じやすい。これらを抑え
るためには、計測時間を短縮する必要がある。こ
のために、ある拡がり角を有するフアン状のＸ線
を発生するＸ線源と多数のＸ線検出器からなる多
チヤンネル形検出器群とを使用し、これらの相対
位置関係を維持したまま、Ｘ線管と検出器群との
双方を被検査体のまわりに回転させながら計測を
なす装置が提供されている。これらの装置は従来
の直線運動と回転とをなさせる装置に比較して、
走査時間を大幅に短縮できる。しかしながら、このような装置において検出器
群を構成する各検出器のそれぞれに、Ｘ線を検出
する性能（これをＸ線検出特性と呼ぶ）にわずか
の差異が存在すると、得られた画像がアーチフア
クトを生じたり、解像力低下を生じる（この検出
器特性の差に起因するCT像のノイズがリング状
になる事は論文等で広く知られている）。これを
防ぐには、各検出器が一般的な放射線用検出器と
しての特性を備えているだけでなく、個々の検出
器の感度、オフセツト、直線性、指向性および線
質特性は高精度で且つ均一な特性を持つことが必
要であり、かつ時間的に安定である事が必要であ
る。現実にはこのような理想的な検出器を作る事は
極めて困難であり、計測方法を工夫する事により
検出器の特性を実効的に改善する事が行われてい
る。検出器の感度の均一化に対しては、被検査体
の存在しない状態であらかじめＸ線の照射をな
し、各検出器の感度を記憶させておき、実際の被
検査体測定値を該感度にて割り算をする事により
較正することがすでに提案されている。またオフ
セツト誤差をなくす方法も提案されている。この
方法は、各計測の直前にＸ線をパルス状に照射す
るステツプと、各パルスの間げきを利用してＸ線
を照射しない状態での各検出器の出力値すなわち
オフセツト値を記憶するステツプと、計測時には
検出器出力を前記オフセツト値の記憶データによ
り相殺することを全ての検出器からの出力につい
てなすステツプとを有する。この方法によれば、
オフセツト誤差をなくすことができると共に、時
間変動の影響も同時に減少させる効果を持つ。し
かしながら各検出器それぞれが個有に持つ直線
性、指向特性および線質特性については、これを
簡便に較正することは困難である。たとえばキセ
ノンガス電離箱から成る検出器では、通常ひとつ
の筐体内に多数の電極を平行に配設した構造を有
している。この検出器を多チヤンネル検出器群と
して使用した場合、各検出器の電極端の電界が不
均一であること、各検出器の電極構造に微妙な形
状の相違があること、各検出器絶縁漏れ抵抗の値
に違いがあることなどはよく知られている。した
がつて各検出器個有の特性である直線性、指向特
性及び線質特性を精度よく揃える事はきわめて困
難である。各検出器それぞれの持つ個有の特性が
一致しないことは一種の誤差とみなすことができ
る。この各検出器誤差の較正法として以下の方法
が提案されている。Ｘ線ビームの通過路（測定系路）に、ビーム通
過長が均一であり且つ一様なＸ線吸収率を持つ複
数の吸収体を順次挿入し、各吸収体毎に実際にＸ
線を曝射し、多チヤンネル検出器群によつてその
吸収体を介して得られた透過Ｘ線を検出する。次
いで、検出器チヤンネルの出力レベルの不均一性
に基づく誤差量を個々の検出器について、その得
られた出力レベル毎に記憶しておく。更に、被検
体測定の時に、検出器出力レベルに応じて予じめ
測定された誤差量を対応させ較正させる。かかる従来例を図面により説明する。第１５図
は、フアン状Ｘ線の透過長が均一である吸収体
（感度校正用ブロツク）５を被検体２の挿入位置
と多チヤンネルＸ線検出器群３との間におき、感
度校正データを得る事例を示す。吸収体５は、一
様吸収率を持つ４層の吸収体４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄより成り、第１５図では、４層を積層させて
l₁＋l₂＋l₃＋l₄の透過長をなす吸収体を形成（図で
は、l₁＝l₂＝l₃＝l₄の場合）した。かかる一定透過
長を有する吸収体５を図の位置におき、該吸収体
５にＸ線源１のフアン状Ｘ線を直接に照射する。
これによつて、検出器群３は一様吸収率の吸収体
５であつて、且つ透過長が全チヤンネルにわたつ
て一定となる吸収体５からの透過Ｘ線を検出す
る。かかる検出器群３で得た透過Ｘ線は、検出器群
３を含めた感度補正用のデータとなる。更に、第１６図では、透過長を４段階に変更し
うる事例を示す。ガイド６に階段状に通過長を変
更した吸収体５を取りつけ、矢印の如く移動させ
る。各透過長毎にＸ線を照射し、検出器群３で検
出する。この検出器群３によつて得たデータは、
感度補正と共に、直線性の補正データとなる。こ
の方式によれば一様吸収体の吸収量が増えるにつ
れて検出器へ入射するＸ線の線質は硬くなり、実
際被検体と一様吸収体のＸ線吸収スペクトルが類
似した物質で構成しておけば、検出器の直線性お
よび線質特性の不均一性を大きく改善しうる事と
なる。しかるにこの方法では検出器の指向特性の
誤差の較正は不能である。すなわちＸ線管から発
生されたフアン状Ｘ線が被検査体に照射される
と、被検査体内でＸ線の散乱がおこり検出器群の
中の特定チヤンネル３に注目すれば主線以外に被
検査体内より発生した散乱線も検出される。検出
器相互間に指向特性の不揃いが無ければこうした
散乱線の効果は各検出器に空間的に低い周波数で
のバイアスを与えるにすぎないが、指向特性の不
揃いがあつた場合は各検出器に与えられるバイア
ス性分は実際に被検査体を計測した場合には被検
査体形状に関係した検出器出力に誤差を発生する
結果となる。したがつてこの散乱線による誤差は
このような補正手段では取りのぞくことができな
い。こうした散乱線および線質を較正する他の方
法を以下に示す。被検査体と類似したＸ線吸収特
性を有しかつ形状も被検査体とほぼ似かよつた少
なくとも注目領域について一様な物質にて構成さ
れたフアントーームを用意する。被検査体の大き
さおよび形状に合わせて、上記フアントームの画
像を求め、さらに被検査体の画像に対しこのフア
ントームの画像との差演算を行う。この方法はフアントーム測定時得られた吸収量
に対応するデータと被検査体測定時の吸収量に対
応したデーターとの差演算を行うため、全く等価
にＸ線線質、および散乱線に対する誤差を軽減す
る事が可能となる。しかしながらこの補正方法ではフアントームの
材質、大きさおよび形状の被検査体との適合性が
誤差軽減の重要な要素となつている。従つて、現
実的には被検査体測定に合わせてさまざまなフア
ントームを用意し、誤差データの採取を必要とす
る。また得られた画像はフアントームの吸収係数
の分布の一様部分のみについて有効であり、フア
ントームの吸収係数の分布の一様部分以外にはみ
出した部分はアーチフアクトを発生する。この結
果、実効的計測に際しての有効領域を狭める事と
なり、且つこの有効領域に被検査体に挿入するた
めの位置設定の手つづきが必要になるという欠点
を有する。本発明の目的は、各検出器の出力特性の直線
性、指向性および線質特性の不揃いを精度よく除
去できる断層装置を提供することにある。本発明の要旨に、被検体の代りに、被検体に類
似する形態及び類似する吸収係数を持つ吸収体を
被検体と同一位置にセツトし、該吸収体に対して
Ｘ線を照射して補正用データを得た点にある。以下、本発明のCT装置の一実施例を図面とと
もに説明する。第１図において、被検体１７が挿入可能となつ
ている開口部１２をその内部に有する回転フレー
ム１１は円板状をなしている。このフレーム１１
の周面は基台に取り付けられたローラ１３に支持
されていて、ローラ１３上にて回転できるように
なつている。Ｘ線源１４はＸ線管とコリメータ
（図示せず）とを含んでいて、Ｘ線管からばく射
されるＸ線をコリメータによつて一平面上にてあ
る拡がり角を有するＸ線１０、いわゆるフアンビ
ームＸ線１０を発生できる。多チヤンネル形のＸ
線検出器群１５の各検出器はキセノンガス電離箱
のような多数のＸ線検出素子をもつものからなつ
ており、Ｘ線の拡がりをカバーする個数の検出素
子を備えている。Ｘ線源１４と検出器群１５とは
回転フレーム１１に支持されていて、回転フレー
ム１１の回転と共に、Ｘ線源１４と検出器群１５
との相対位置を維持したまま回転される。回転フ
レームの回転はたとえばスプロケツトとチエーン
とを用いて電動機によりなされる（図示せず）。高電圧発生機能とＸ線制御機能とを有するＸ線
制御ユニツト１６はあらかじめ設定された回転角
度、たとえば角度１°ごとに一定時間パルス状の
フアンビームＸ線１０を発生する。被検査体１７
はＸ線源と検出器群との間の開口部１２内のベツ
トで支えられ、かつＸ線１０が被検査体１７を透
過してその時の横断面を、被検査対象の横断面と
する如く、Ｘ線１０と被検体１７とは配置され
る。Ｘ線検出器群１５の各検出器はあらかじめ設
定された角度ごとにＸ線源からばく射されたＸ線
を直接に、及び間接に、即ち被検査体により減弱
をうけたＸ線を検出し、検出したＸ線量に比例し
た電気信号を出力する。積分増巾器１８は上記角
度毎の曝射による上記検出器による検出電気信号
を所定時間積分する。但し、新たなＸ線曝射に伴
う検出電気信号を受けるに際しては、上記積分増
巾器１８は事前にリセツトされず。アナログスイ
ツチ１９がＸ線ばく射の停止中に、積分増巾器１
８の出力Ｉを順次選択して対数変換器２０に入力
させる。対数変換器２０は各積分器出力値Ｉにた
いして−logIの演算をなして、各積分器出力をＸ
線吸収量に対応する出力に変換する。この出力は
アナログデジタル変換器２１に導かれ、デイジタ
ル信号に変換される。アナログデジタル変換器２
１の出力は次に述べる補正手段２２にて更正さ、
画像再構成機能を有する演算部２３に入力され
る。演算部２３はそれ自身公知のもので、各検出
器の出力信号にもとずいて所要の演算をなして被
検査体のＸ線吸収分布に関する像を算出し、ビデ
オデイジタルアナログ変換を含む表示器２４にあ
るCRTに計測された像をデイスプレイする。本発明による装置では、被検査体の実際の計測
に先立つて、各検出器の出力データの補正値を求
め、実際の計測による各検出器の出力信号を補正
値によつて更正して、各検出器の出力特性の直線
性、指向性および線質特性の不揃を除去できるよ
うにした。先ず、直線性、指向性、線質特性のそれぞれに
ついて一般論を説明する。各吸収体に測定されたＸ線吸収量は前述の各検
出器のそれぞれが個有に持つ直線性、指向特性お
よび線質特性の誤差を含む値である。すなわち各吸収体の照射されたＸ線は吸収体の
中でしだいに減弱を受けその強度が小さくなると
共にそもそも有していたエネルギースペクトル分
布の低エネルギー部分が選択的に吸収され高エネ
ルギー部分にその分布が偏つていき、いわゆるＸ
線硬化現象がおこる。このＸ線硬化現象はＸ線吸
収透過厚みすなわち直径が大きくなるほどしだい
に高エネルギーに遍りが大きくなり同一物質で構
成された吸収体（フアントム）でもその大きさに
よりＸ線吸収係数が低く評価される事となる。こ
れらＸ線の吸収にかかわる線質硬化現象について
は参考文献(1)に示す如くＸ線吸収の基本的性質と
してよく知られている。（参考文献(1)エツクス線
作業主任者テキスト1975年P32〜34社団法人日
本非破壊検査協会発行）さらに吸収体に照射されたＸ線は吸収体内で散
乱が発生する。散乱はＸ線が吸収体と構成する原
子核内電子と衝突してＸ線自体はその運動の向き
を変える現象であり、多量のＸ線粒子は種々の方
向に向きを変えるので、全体として見えば、Ｘ線
が散らばつつてゆく現象である。この散乱現象は
コンプトン効果およびトムソン散乱としてよく知
られておりこの散乱が発生する確率もＸ線のエネ
ルギーと深い関係がありコンプトン散乱は一般に
100KeV〜10MeVで支配的でありトムソン散乱は
100KeV前後で多く発生し、これら散乱現象はCT
装置に用いられるＸ線スペクトル上では比較的高
エネルギーＸ線の部分に属する。したがつて前述
Ｘ線硬化現象と融合して発生するこれら散乱現象
は当然の事ながら吸収体（フアントム）の直径に
よつて異なる事となる。またこれら散乱Ｘ線は非散乱Ｘ線が進行方向が
そろつているのに対してさまざまな方向を向き散
乱Ｘ線のみを見れば吸収体（フアントム）がいわ
ば散在するＸ線源（分布）として存在するがの如
く観測される。（これらは我々が太陽を見るのに
対して月を見る事に類似する）したがつて指向特性が不ぞろいの各検出器によ
つて吸収体（フアントム）を測定すると非散乱Ｘ
線（主線とも言う）に対して散乱Ｘ線の成分は各
検出器ごとの特有の誤差量としてその計測値に含
まれる事となる。これら散乱現象の基本的メカニズムについても
広く知られる所であり例えば参考文献(2)にそれを
示す。（参考文献(2)エツクス線作業主任者テキス
ト1975年．P19〜P21.P24〜P30）これらＸ線の物理的メカニズムによつてもたら
された誤差を含んだ信号は検出器を含む電気回路
系で電流電圧変換、積分、増幅等のアナログ的処
理が行われる。これらアナログ回路系もそれぞれ
特有の直線性を有し、最終的に計測されたデイジ
タル値はこれら誤差の畳重した値である。しかしながら吸収体（フアントム）の形状およ
びそれを構成するＸ線吸収係数が既知であり、そ
のフアントムの測定位置が決定されれば、これら
誤差の全く混入しない条件での各検出器のＸ線吸
収量は計算によつて求める事が可能であり、この
値をもつて装置個有の誤差量を算出する事ができ
る。これが理論吸収値である。先ず、本発明では、標準吸収体を測定系路中に
挿入して標準吸収体に基づく実測値の検出を行
う。この実測値の検出は、第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅに示す複数の標準吸収体ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆを使用する。各吸収体は、円注状をなし、被検
査体と実質的に類似したＸ線吸収係数を有する材
料、例えばポリエチレン樹脂から成る。各吸収体
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、それぞれ相異なるＸ線透
過厚みl₁，l₂，l₃，l₄，l₅を有する。Ｘ線透過厚み
とは、その直径の長さである。かかる吸収体ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、第３図に
示すように、Ｘ線源１４と検出器群１５との回転
中心軸１００と同軸位置にセツトされる。このセ
ツト位置は、被検査体をおく位置と同一位置をな
す。かかる位置に、吸収体をｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ
の順に各１個宛おく。各１個の吸収体をおく毎に
Ｘ線を照射し吸収体対応に検出器群１５が透過Ｘ
線を検出する。検出器群１５で検出した検出値ｄ
は、１８→１９→２０→２１を介してメモリ５４
にデータとして格納される。この格納結果は、実
測吸収値であり第５図Ａに示す。図で、横軸の
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは第２図の各吸収体を示し、
縦軸は、検出器群１５の各検出器素子番号（チヤ
ンネル−channel）を示す。吸収体ａとは、吸収
体をおかないで計測した場合の状態を示す。一方、本発明では、標準吸収体ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆに基づく理論吸収値d₀を、理論的に求めて
おく。この理論吸収値は、吸収体の形状及びＸ線
吸収分布が既知であるので、計算により容易に求
まる。理論吸収値は第４図に示す。横軸は、吸収
体をおかない状態ａを含む各吸収体ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆを示し、縦軸は、検出器群１５のチヤンネ
ルを示す。かかる理論吸収値データはメモリ５１
に格納させておく。本実施例では、実測吸収値ｄと理論吸収値d₀と
の偏差δ＝d₀−ｄを求める。この偏差は、誤差量
であり、補正のためのデータとなる。偏差δは、
演算器５２が行う。偏差は、各チヤンネル対応
で、且つ各吸収体対応に行う。その結果は、第５
図Ｂに示す。誤差δは、メモリ５３に格納する。例えば、任意の検出器チヤンネルｉに対する理
論吸収値d₀は、d₀（ｉ、ａ）、d₀（ｉ、ｂ）、d₀
（ｉ、ｃ）、d₀（ｉ、ｄ）、d₀（ｉ、ｆ）となる。
同様に、任意の検出器チヤンネルｉに対する実測
吸収値ｄは、ｄ（ｉ、ａ）、ｄ（ｉ、ｂ）、ｄ
（ｉ、ｃ）、ｄ（ｉ、ｄ）、ｄ（ｉ、ｆ）となる。
この時のチヤンネルｉでの誤差量δは、次の如く
なる。

【表】ここで、d₀（ｉ、ａ）は吸収体のない状態での
理論吸収値であり、d₀（ｉ、ａ）＝０である。第６図は各検出チヤンネルの吸収体測定による
Ｘ線吸収値ｄと誤差量δとの関係を示している。
図では、検出チヤンネル番号ｉとＸ線吸収値ｄと
で構成され平面にたいして、誤差量δが縦軸に示
されている。各吸収体ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆにより
測定されたＸ線吸収量は、各吸収体の直径の大き
さl₁，l₂，l₃，l₄，l₅によつて、回転フレームの回
転中心軸ｃを中心とする波線で示された５本の曲
線Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５（吸収曲線と称
する）となる。吸収体のない状態ａでは吸収値ｄ
は零である故、図示していない。各々の曲線にた
いする誤差量は各曲線の上に乗る曲線Ｅ１，Ｅ
２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５（誤差曲線と称する）とな
る。今、図に示すチヤンネルk.lに着目する。検
出チヤンネルｋの誤差は以下のようになる。チヤ
ンネルｋについての各吸収体の吸収値を結んだ直
線LKと、各吸収体の吸収曲線Ａ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４，Ａ５との交点をＰ_k，Ｑ_k，Ｒ_k，Ｓ_k，
Ｔ_kとする。この交点上の誤差曲線上の点をＰ_k
_ｅ，Ｑ_ke，Ｒ_ke，Ｓ_ke，Ｔ_keとすると、両交点の
距離が誤差量δとなる。図では、各吸収体毎に誤
差量δをδ（ｋ、ｂ）、δ（ｋ、ｃ）、δ（ｋ、
ｄ）、δ（ｋ、ｅ）、δ（ｋ、ｆ）で示している。
これらの５個の交点Ｐ_ke，Ｑ_ke，Ｒ_ke，Ｓ_ke，Ｔ_ke
を結んで得られる曲線が検出チヤンネルｋの補正
曲線CKである。他のチヤンネルについても同様
に補正曲線を得ることができる。なお、吸収曲線
との交点は検出チヤンネルによつて異なる。例え
ば、ｌチヤンネルでは吸収曲線Ａ１が除外され、
このチヤンネルｌについての吸収体ｃ，ｄ，ｅ，
ｆの吸収値を結んだ直線LLと各吸収曲線Ａ２，
Ａ３，Ａ４，Ａ５とで示す交点は４個になること
に留意されたい。この際の補正曲線は符号CLで
示している。第７図Ａにｋチヤンネル、Ｂにｌチヤンネルの
補正曲線CK，CLを示した。この補正曲線は前記
第６図のチヤンネル軸ｉに直角な方向の断面に対
応する。ｋチヤンネル補正曲線CKでは、吸収量
の各点Ｐ_ke，Ｑ_ke，Ｒ_ke，Ｓ_ke，Ｔ_keについては、
その誤差量δ（ｋ、ｂ）、δ（ｋ、ｃ）、δ（ｋ、
ｄ）、δ（ｋ、ｅ）、δ（ｋ、ｆ）が(1)式に従つて
算出される。ｌチヤンネルも同様に、誤差量δ
（ｌ、ｃ）、δ（ｌ、ｄ）、δ（ｌ、ｅ）、δ（ｌ、
ｆ）が(1)式に従つて算出される。本発明による装置では、被検査体の計測にて得
られた検出データを第５図Ａのテーブルを参照し
てどの吸収値ｄに対応するかを求め、対応ずけら
れた誤差量δにたいして第５図Ｂのテーブルによ
り近傍二点の補正量のリニア補間によりデータの
補正を行なうようにしている。詳しく説明する。第１図において被検査体１７による計測をなす
ときには、被検査体１７にたいするＸ線照射によ
つて各検出器１５から出力された出力信号はアナ
ログスイツチ１９によつて選択される。選択され
た検出器の検出データＤは対数変換器２０とAD
変換器２１とを経てチヤンネルデータ毎にラツチ
レジスタ６０に格納される。演算器５６は、ラツチレジスタ６０から出力さ
れる各検出チヤンネルの検出データＤと、メモリ
５４に格納されている計測データｄとを入力と
し、両者の比較を行い、この比較結果に従つて誤
差パラメータの対応ずけをなす。すなわち、演算
器５６は、ある検出チヤンネルにおける被検査体
計測によるＸ線吸収値Ｄ(i)を、メモリ５４に格納
されている近傍二点のＸ線吸収値ｄ（ｉ、Ｍ）と
ｄ（ｉ、Ｎ）との差を演算し、パラメータｍ、ｎ
を出力する。すなわち、ｍ＝Ｄ(i)−ｄ（ｉ、Ｍ）ｎ＝ｄ（ｉ、Ｎ）−Ｄ(i) ただし、ｄ（ｉ、Ｍ）≦Ｄ(i)＜ｄ（ｉ、Ｎ）で
ある。このことを第７図ＡのＫチヤンネルでの事例で
説明する。先ず、被検体１７での吸収値Ｄが図の
ように、吸収体ｅとｄとの間に存在する吸収値Ｄ
(k)になつたとする。この時の近傍二点は吸収体ｃ
とｄに対応しており、従つて、Ｍ＝ｃ、Ｎ＝ｄと
なる。更にｍ、ｎとしてｍ＝Ｄ(k)−ｄ（ｋ、
ｃ）、ｎ＝ｄ（ｋ、ｄ）−Ｄ(k)を求める。かくして
Ｍ、Ｎ、ｍ、ｎが得られる。他のチヤンネルも同
様である。演算器５６は、データＭ、Ｎに従つた
アドレスをメモリ５３に送り、誤差データδ
（ｉ、Ｍ）とδ（ｉ、Ｎ）とを読み出す。誤差データδ（ｉ、Ｍ）とδ（ｉ、Ｎ）と、及
びパラメータｍ、ｎはそれぞれ演算器５７に入力
される。演算器５７は、これらのデータによつ
て、検出データＤ(i)を次の式によつて補正して、
補正された信号Dc(i)を出力する。すなわち、 Dc(i)＝Ｄ(i)＋ｎδ（ｉ、Ｍ）＋ｍδ（ｉ、Ｎ）／ｍ＋
ｎ……(2) 被検査体の計測による各検出チヤンネルのデー
タは同様にして次々に補正され、画像再構成機能
を有する演算部２３に入力される。演算部２３は
これらの補正されたデータをバツクプロジエクシ
ヨン法として知られる手法によつて像再構成し、
表示部２４に被検査体のＸ線吸収分布による像を
抽出させる。なお、画像再構成はそれ自身すでに
公知であり、各補正されたデータDcをそのまま
画像再構成させうるので、これについて詳細な説
明は省略する。さて、(2)式を利用しての補間によ
る補正を具体例で説明する。第１７図は３つのフアントムｂ，ｃ，ｄによる
補正例の説明図である。Ａ１はフアントムｂ、Ａ
２はフアントムｃ、Ａ３はフアントムｄの吸収値
特性である。Ａ１，Ａ２，Ａ３は第６図と同じも
のである。更に、Ａ０は測定空間中にフアントム
をおかない状態、即ち空気中での吸収値特性であ
る。この空気中とは、第４図、第５図Ａ，Ｂでの
状態ａを意味する。第６図と比べて、誤差量δの
座標軸は省略してある。さて、被検体を実際に挿入して計測した吸収値
特性Ｒを点線で示した。この図からわかるよう
に、被検体吸収値特性Ｒは、３つのフアントム
ｂ，ｃ，ｄの吸収値特性Ａ１，Ａ２，Ａ３とは一
致しない。そこで、誤差補正をするには補間が必
要である。第１７図で被検体吸収値特性Ｒは、特性Ａ０，
Ａ１，Ａ２，Ａ３のどれを補間に利用するかによ
つて、図に示すようにａ１〜ａ７の領域（正確に
はチヤンネル領域）に分割できる。各分割領域と
補間用の特性との関係は以下となる。領域ａ１……特性Ａ３とＡ０とを利用して補間領域ａ２……特性Ａ３とＡ２とを利用して補間領域ａ３……特性Ａ２とＡ０とを利用して補間領域ａ４……特性Ａ２とＡ１とを利用して補間領域ａ５……特性Ａ２とＡ０とを利用して補間領域ａ６……特性Ａ３とＡ２とを利用して補間領域ａ７……特性Ａ３とＡ０とを利用して補間そこで、領域ａ２内の任意のチヤンネルｉでの
点Ｐ１の補間例を第１８図に示す。チヤンネルｉ
での被検体実測吸収値をＤ(i)とする。チヤンネル
ｉでの特性Ａ３上のフアントムｄによる実測吸収
値は、第５図Ａのテーブルをサーチすることによ
つてＤ（ｉ、ｄ）であることがわかる。同様にチ
ヤンネルｉでの特性Ａ２上のフアントムｃによる
実測吸収値は第５図ＡよりＤ（ｉ、ｃ）であるこ
とがわかる。次に、ｍ、ｎを次式で求める。

【表】このｍ、ｎは、吸収値の差分である。次に、第
５図Ｂのテーブルをサーチして、チヤンネルｉ中
の特性番号Ａ２，Ａ３の誤差量δ（ｉ、ｃ）、δ
（ｉ、ｄ）を求める。この誤差量δ（ｉ、ｃ）、δ
（ｉ、ｄ）は、

【表】であることは、(1)式より明らかである。そこで、(3)、(4)式を用いて線形補間をする。(2)
式がその式である。今の場合、(2)式は次の如くな
る。 Dc(i)＝Ｄ(i)＋ｎδ（ｉ、ｄ）＋ｍδ（ｉ、ｃ）／ｍ＋
ｎ……(5) 次に、チヤンネルｊでのP₂点の補間を第１９図
を用いて説明する。P₂点の補間、特性Ａ２とＡ１
とを利用する。ｍ、ｎは、

【表】となる。誤差量δ（ｊ、ｂ）、δ（ｊ、ｃ）を同
様に求まる。そこで、次の補間式でデータDc(j)
を得る。 Dc(j)＝Ｄ(j)＋ｎδ（ｊ、ｃ）＋ｍδ（ｊ、ｂ）／ｍ＋
ｎ……(7) 次に、ｋチヤンネルでの点Ｐ３の補間を説明す
る。点Ｐ３は特性Ａ２に重なつている。この重な
りとは、被検体のｋチヤンネルでの吸収値が、フ
アントムｃでのｋチヤンネルの吸収値と一致した
ことを意味する。従つて、補間は不要である。そ
こで、Dc(k)は特性Ａ２でのｋチヤンネルの誤差
量δ（ｋ、ｃ）を単純加算して求める。即ち、 Dc(k)＝Ｄ(k)＋δ（ｋ、ｃ） ……(8) 次に、ｑチヤンネルでの点Ｐ４の補間を説明す
る。点Ｐ４は、特性Ａ３とＡ０とにより補間す
る。従つて、

【表】となり、Dc（ｑ）は、 Dc（ｑ）＝Ｄ（ｑ）＋ｎＤ（ｑ、ｄ）＋ｍＤ（ｑ、ａ）／ｍ＋ｎ
……(10) となる。第２０図及び２１図は特性Ａ１とＡ０とによる
補間例の説明図である。第２０図は、領域ｂ１〜
ｂ５に分割でき、各領域での補間は次の通りであ
る。領域ｂ１……特性Ａ０による補間領域ｂ２……特性Ａ１による補間領域ｂ３……特性Ａ１とAOによる補間領域ｂ４……特性Ａ１による補間領域ｂ５……特性Ａ１とＡ０による補間ここで、領域ｂ２，ｂ４については特性Ａ０を
利用すれば更に精度のよい補間ができる。第２１図は、被検体特性Ｒが特性Ａ１の内側の
吸収値をとる例である。この場合は、その全領域
ｂ６のすべてについて、特性Ａ１とＡ０とにより
補間を行いうる。以上の各事例から明らかなように、被検体の形
状や吸収値特性により、いかなるフアントムの特
性を補間に利用するかが定まる。フアントム１個
のデータを利用して補正する例もあれば、複数の
フアントムデータを利用して補正する例もありう
る。これらは、精度や求めるべき被検体の部位等
によつて相対的に定まる。尚、(2)式等で述べた補間は、線形補間であり、
且つ内挿法と呼ばれる補間である。この他に、外
挿法と呼ばれる手法による補間もあり、また２次
補間等の曲線補間の例もある。これらの補間法
は、いずれも数学的に明らかであり、情報処理に
広汎に利用される自明の技術である。尚、これら
の基準から第２０図の例をみるに、領域ｂ１，ｂ
２，ｂ４は外挿法による補間例、領域ｂ３，ｂ５
は内挿法による補間例である。第２１図の例で
は、領域ｂ６は内挿法による補間例である。以上の実施例において、吸収体は５個の独立し
た円板形からなるものについて説明した。他の形
の吸収体の実施例を以下で示す。第８図は第２図に示す円柱状の吸収体ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆを同軸に積層して一体化させた吸収体
８０を利用する事例である。第２は第９図に示す
ような円錐形に形成した吸収体８１を利用する事
例である。以上の吸収体は測定断面が円であるも
のであるが、必ずしも円である必要はない。即
ち、第３の事例として第１０図の如く形状の吸収
体８２を利用する事例がある。以上の各吸収体８０，８１，８２を使用する際
の実施例を以下示す。第１１図は、吸収体８０を
利用した実施例を示す。吸収体８０に矢印方向に
移動可能とする吸収体支持軸２００を取りつけ
る。この支持軸２００を矢印方向に移動させる。
これによつて、吸収体を各吸収体毎に挿入した
り、おき換えたりする操作と同様な効果を持つ。第１２図は吸収体８１を利用した実施例を示
す。取りつけ方は第１３図と同じである。この実
施例では、吸収体８２の曲面が連続的であるた
め、誤差量測定点数が任意にセツト可能となる効
果を持つ。更に、この吸収体８１の曲面は、被検
体を人間の頭部とした際、該頭部に近い形状とな
る故、頭部測定条件には最適である。特に、検出
器の指向特性との関係で補正効果大である。即
ち、Ｘ線が吸収体を透過する際、第１３図に示す
如く各種のスキヤツター２０２が発生する。この
スキヤタ２０２による検出器１５への流入量のア
ンバランスを頭部１７Ａの状態に近づけうる効果
を持つ。第１４図は、吸収体８２を利用した実施例を示
す。吸収体８２に対して、位置P₁，P₂の相異なる
角度で測定しするようにしている。この吸収体８
２は被検体対象として頭部ではなく、胸部、腹
部、腰部に利用できる。本発明は各種の実施態様を持つ。以下、列挙す
る。第１図では、ラツチレジスタ６０で１チヤンネ
ル毎のデータを一時記憶させている。これによつ
て、リアルタイムで補間を行うことができる利点
を持つ。この他に、ラツチレジスタ６０の代りに
別のメモリを設け、このメモリに被検体から得ら
れる吸収値データをチヤンネル毎に格納する。こ
のメモリに格納されたデータを利用しても同様に
誤差量を考慮した補間を実行できる。以上述べたように、本発明によれば誤差量とし
吸収体内での線質の硬化および吸収量に対する直
線性、散乱線の効果を各検出器毎に一括して測定
し較正することができ、かつ被検査体の大きさお
よび形状を気にすることなく良好な画質を得る事
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断層装置の実施例図、第２図
Ａ〜Ｅは本発明で使用する吸収体を示す図、第３
図は各吸収体の配置図、第４図はメモリ５３に格
納した理論吸収値のデータ構成図、第５図Ａはメ
モリ５４に格納した実測吸収値のデータ構成図、
第５図Ｂはメモリ５２に格納した誤差量のデータ
構成図、第６図はチヤンネルと吸収値と誤差量と
の関係を示す図、第７図Ａ，Ｂはデータ補正の説
明図、第８図、第９図、第１０図は他の吸収体の
構成図、第１１図、第１２図は測定事例を示す
図、第１３図はスキヤツターの説明図、第１４図
は第１０図の吸収体への測定事例の説明図、第１
５図、第１６図は従来例図であり、第１７図〜第
２１図は補間による補正の説明図である。１４……Ｘ線源、１７……被検体、１５……Ｘ
線検出器群、２２……補正手段、２３……演算
器、２４……表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１フアンビームＸ線を発生するＸ線源と、該Ｘ
線源に対向した位置にある複数のＸ線検出器チヤ
ンネルを持つＸ線検出器群と、該Ｘ線源とＸ線検
出器群とを回転中心位置を中心にして回転させる
フレームと、各回転位置毎に得られる回転中心位
置上におかれた被検体の各検出器チヤンネル対応
に得られる被検体実測吸収値を画像再構成用デー
タとして取込み、演算を行う画像再構成演算部と
より成るＸ線断層装置に於いて、被検体の測定を
行う位置と同じ位置におかれると共に、被検体の
断層部位の形と実質的に同一又は類似で且つ被検
体と実質的に同一又は類似のＸ線吸収係数を持つ
吸収体と、上記Ｘ線源を駆動して吸収体にＸ線を
曝射させるＸ線源駆動手段と、該吸収体に、Ｘ線
の曝射によつて上記Ｘ線検出器群の各チヤンネル
を通じて得る吸収体実測吸収値データをチヤンネ
ル対応及び吸収体対応に格納する第１のメモリ
と、上記吸収体に得られる理論吸収値データを各
チヤンネル対応及び吸収体対応に格納する第２の
メモリと、該第１のメモリと第２のメモリとの吸
収体実測吸収値データと理論吸収値データとの偏
差を各チヤンネル対応及び吸収値対応に格納する
第３のメモリと、被検体を測定位置におき測定し
た上記各チヤンネル対応の被検体実測吸収値デー
タと上記第１のメモリ内のチヤンネル対応の吸収
体実測吸収値データとの差分をとる手段と、この
差分をもとに上記第３のメモリから対応する偏差
量を読出し、この偏差量によつて上記被検体実測
吸収値を補正する手段とを備え、この補正した被
検体実測吸収値を上記画像再構成演算部に画像再
構成用データとして入力せしめてなるＸ線断層装
置。