JPS6272328A - X-ray ct scanner - Google Patents
X-ray ct scannerInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、線源のX線変動を補正して主検出器の検出精
度を向上させることができるX線CTスキャナに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an X-ray CT scanner that can improve the detection accuracy of a main detector by correcting X-ray fluctuations of a radiation source.
[発明の技術的前日とイの問題点]
第5図は従来のXl1lCTスキヤナの主要部構成を示
し、この従来例は第2世代の3チャンネルC丁スキャナ
である。[Technical Problems of the Invention and Problems A] FIG. 5 shows the main structure of a conventional X111 CT scanner, and this conventional example is a second generation three-channel C-type scanner.
線源としてのX線管のフィラメント101は交流電源1
03で点灯され熱電子は加速され、ターゲット105に
衝突してX線がm射される。ターゲット105から照射
されるX線は、コリメータ107でペンシルビーム状に
成形された後、被検物体109を透過する。被検物体1
09を透過したX線は各チャンネル毎に設けられた主検
出器113で検出される。そして、被検物体109の透
過線上の断層像が得られている。The filament 101 of the X-ray tube as a radiation source is connected to an AC power source 1
03, the thermoelectrons are accelerated, collide with the target 105, and emit X-rays. The X-rays emitted from the target 105 are shaped into a pencil beam by the collimator 107 and then transmitted through the object to be examined 109 . Test object 1
The X-rays transmitted through 09 are detected by a main detector 113 provided for each channel. Then, a tomographic image on the transmission line of the object 109 to be examined is obtained.
また、ターゲット105に対してはその焦点全体を臨む
ように比較検出器115が設けられており、これによっ
てターゲット上全体におけるX線の周期変動が監視され
、この検出出力によって主検出器113の検出信号の補
正がされている。Further, a comparison detector 115 is provided to face the entire focal point of the target 105, and this monitors periodic fluctuations of X-rays over the entire target, and this detection output is used for detection by the main detector 113. The signal has been corrected.
ところで、一般にX線の周期変動には、フィラメント1
010周辺のカップによるX線管の管電圧のリップルに
よる変動と、電界変動とがある。By the way, in general, periodic fluctuations in X-rays are caused by filament 1
There are fluctuations due to ripples in the tube voltage of the X-ray tube due to the cup around 010, and electric field fluctuations.
前者の管電圧のリップル変動は、単位時間当りの線量総
和の変動として検出されるが、近年の整流回路の発達に
より、管電圧リップルは1%以下に抑制されている。一
方、電界の周期変動とは、X線管101のノイラメント
を交流点灯した場合、熱電子収束機構も交流電界となり
、この電界変動によってターゲット105の焦点サイズ
が変動することである。この変動では単位時間当りの線
量総和は変らないものの、ターゲット105の単位面積
当りの放射線量が変動する。従って、検出信号の補正に
は管電圧リップル変動と電圧変動の両方を考慮せねばな
らない。The former ripple fluctuation in tube voltage is detected as a fluctuation in the total dose per unit time, but with the recent development of rectifier circuits, the tube voltage ripple has been suppressed to 1% or less. On the other hand, the periodic fluctuation of the electric field means that when the nourament of the X-ray tube 101 is turned on with alternating current, the thermionic focusing mechanism also becomes an alternating electric field, and the focal point size of the target 105 changes due to this electric field fluctuation. With this variation, although the total dose per unit time does not change, the radiation dose per unit area of the target 105 changes. Therefore, both tube voltage ripple fluctuations and voltage fluctuations must be taken into account when correcting the detection signal.
しかしながら、上述した従来の比較検出器115では、
ターゲット105上のX線焦点の全体を臨むようになっ
ているので、管電圧リップル変動に起因するX線線吊の
トータルの変動は検出できるものの、電界変動による単
位面積当りの放射線量の変動は検出できないという問題
点があった。However, in the conventional comparison detector 115 described above,
Since the entire X-ray focal point on the target 105 is visible, it is possible to detect the total fluctuation of the X-ray beam due to the tube voltage ripple fluctuation, but the fluctuation of the radiation dose per unit area due to the electric field fluctuation can be detected. There was a problem that it could not be detected.
[発明の目的1
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、その
目的は、X線の変動に伴う検出信号の補正を正確に行う
ことができるX線CTスキャナを提供することにある。[Objective of the Invention 1 The present invention has been made based on the above circumstances, and its object is to provide an X-ray CT scanner that can accurately correct detection signals due to fluctuations in X-rays. .
[発明の概要]
上記目的を達成するために本発明は、線源と被検物体間
および被検物体と主検出器間のいずれかもしくは双方に
]リメータを配置し、線源からのX線ビームをコリメー
タを介してまたは直接被検物体に照射し、その透過線量
を]リメータを介してまたは直接主検出器にて検出する
×線CTスキャナにおいて、
前記主検出器が臨む線源におけるX線焦点位置と同一位
置を臨むように比較検出器を配置したことを要旨とする
。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention disposes a remeter between the radiation source and the object to be examined, and between the object to be examined and the main detector, or both. In an x-ray CT scanner in which a beam is irradiated onto an object to be examined via a collimator or directly, and the transmitted dose is detected via a remeter or directly at a main detector, The gist is that the comparison detector is placed so as to face the same position as the focal point.
[発明の実施例1
第1図は、本発明が適用されたCTス1−tすの一実施
例を示す図である。同図に示すX線CTスキャナは、第
2世代の2チヤンネルCTスキヤナであり、放射線発生
器のターゲット1からばく射されたX線は]リメータ3
でビーム成形されて被検物体5へ入射している。被検物
体5を透過したX線は」リメータ7に入射し、各チャン
ネル毎に設けられた主検出器9で被検物体5の透過線量
が検出されている。Embodiment 1 of the Invention FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a CT system to which the present invention is applied. The X-ray CT scanner shown in the figure is a second generation two-channel CT scanner, and the X-rays emitted from the target 1 of the radiation generator are
The beam is shaped into a beam and is incident on the object to be inspected 5. The X-rays that have passed through the object to be examined 5 are incident on a remeter 7, and the transmitted dose of the object to be examined 5 is detected by a main detector 9 provided for each channel.
本実施例では、コリメータ3の被検物体5側の面に近接
して比較検出器11が設けられている。In this embodiment, a comparison detector 11 is provided close to the surface of the collimator 3 on the object 5 side.
また、コリメータ3にはこの比較検出器11にターゲッ
ト1からのX線を導くためのビーム孔が穿設されている
。従って比較検出器1はコリメータ3のビーム孔を介し
てターゲット1のX線焦点を臨むことになる。Further, the collimator 3 is provided with a beam hole for guiding the X-rays from the target 1 to the comparison detector 11. Therefore, the comparison detector 1 faces the X-ray focal point of the target 1 through the beam aperture of the collimator 3.
このように、比較検出器11は主検出器9に入力するX
線と同一のX線焦点位置(範囲)からのX線を入力して
いるので、前述した電界変動に伴うX線焦点サイズの変
動によるX線密度変動も検出でき、主検出9で検出され
る透過線量の補正をより正確に行うことができる。この
場合において、コリメータの製作精度上の問題から、比
較検出器11が臨むX線焦点と主検出器9の各検出器が
臨んでいるX線焦点の位置がずれている場合には、X線
の周期変動により雨検出器9.11の検出値に微妙なず
れ(若干の位相差φi)が生じることが考えられる。こ
の場合には、後述のリファレンス補正により、このずれ
による影響を回避することができる。In this way, the comparison detector 11 inputs X to the main detector 9.
Since the X-rays are input from the same X-ray focal position (range) as the X-ray, X-ray density fluctuations due to fluctuations in the X-ray focal spot size due to the electric field fluctuations described above can also be detected, and are detected by the main detection 9. The transmitted dose can be corrected more accurately. In this case, due to problems with the manufacturing accuracy of the collimator, if the X-ray focal point facing the comparison detector 11 and the X-ray focal point facing each detector of the main detector 9 are misaligned, the X-ray It is conceivable that a slight shift (a slight phase difference φi) may occur in the detected value of the rain detector 9.11 due to the periodic fluctuation of the rain detector 9.11. In this case, the influence of this shift can be avoided by reference correction, which will be described later.
主検出器9および比較検出器11で検出されたX線ビー
ムはデータ収集部(DAS)に導かれる。The X-ray beams detected by the main detector 9 and the comparison detector 11 are guided to a data acquisition section (DAS).
このデータ収集部13はCPU15の制御の下にデータ
を収集し、収集されたデータは高速演算装置17にて演
算制御される。The data collection unit 13 collects data under the control of the CPU 15, and the collected data is subjected to calculation control by a high-speed calculation unit 17.
第2図は第1図装置で実行される処理手順を示すフロー
チャートであり、最初のステップ201では主検出器9
及び比較器11からのデータが収集される。FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure executed in the device shown in FIG.
and data from comparator 11 are collected.
次のステップ203ではデータ収集部13で収集された
データに基いてリファレンス補正がされる。これは後述
するように、比較検出器11で検出されたX線ビームと
主検出器9で検出されたビームとを比較してX線の変動
を補正する処理である。In the next step 203, reference correction is performed based on the data collected by the data collection unit 13. As will be described later, this is a process of comparing the X-ray beam detected by the comparison detector 11 and the beam detected by the main detector 9 to correct variations in the X-rays.
次のスフツブ205では109変換処理が行なわれてい
る。これはX線の線量がX線吸収係数の指数関数で減衰
するため、これをlogに変換する処理である。In the next step 205, 109 conversion processing is performed. Since the X-ray dose is attenuated by an exponential function of the X-ray absorption coefficient, this is a process of converting it into a log.
次のステップ207では空気補正処理が行われている。In the next step 207, air correction processing is performed.
これは前記主検出器9を複数個使う場合にそのゲインを
補正する処理である。This is a process for correcting the gain when a plurality of the main detectors 9 are used.
そして、ステップ209のフィルタ処理は投影データに
対して逆投影をするべく特定の周波数特性をもったフィ
ルタをかける処理である。そして、このフィルタ処理の
後にステップ211の逆投影処理がなされるのである。The filtering process in step 209 is a process in which a filter with specific frequency characteristics is applied to the projection data to perform back projection. After this filter processing, back projection processing in step 211 is performed.
次に、比較検出器によるリファレンス補正について説明
する。Next, reference correction by the comparison detector will be explained.
X線密度の周期変動は、正弦波によって表現でき、その
周波数は、X線電源周期と検出量の積分時間とにより決
定されると考えられる。The periodic fluctuation of the X-ray density can be expressed by a sine wave, and the frequency is considered to be determined by the X-ray power supply period and the integration time of the detected amount.
ところぐ、各主検出器9及び比較検出器11の臨む焦点
位置は、同−位@(範囲)であることが理想であるが1
、コリメータの製作精度によっては、微妙にずれること
が予想される。従って、各主検出器9及び比較検出器1
1はそれぞれある位相差を持つことが考えられる。ここ
で、比較検出器を基準にとると、それぞれの主検出値は
・・・(1)
i=1・・・主検出器の数n
で表現され、比較検出値は、
IR(t ) −1Rsin ωt +BR・(2)で
表わせる。Ideally, the focal positions of each main detector 9 and comparison detector 11 should be at the same location (range), but 1
, it is expected that there will be slight deviations depending on the manufacturing precision of the collimator. Therefore, each main detector 9 and comparison detector 1
1 may have a certain phase difference. Here, if the comparison detector is taken as a reference, each main detection value is expressed as (1) i=1...the number n of main detectors, and the comparison detection value is IR(t) − It can be expressed as 1Rsin ωt +BR・(2).
ここで、一般のリファレンス補正の如く補正値を割り算
で求めると
Ic (t )=IMi (t )/IR(t )
=Fi (ω、μi (t ))+Bi i
=i・・・nとなる。ここでFi (ω)は周期ωの
周期関数、Biはバイアス、μ1(t)は、線吸収係数
の線積分値をあられす。Here, if the correction value is calculated by dividing as in general reference correction, Ic (t) = IMi (t)/IR (t)
=Fi (ω, μi (t))+Bi i
=i...n. Here, Fi (ω) is a periodic function with a period ω, Bi is a bias, and μ1(t) is a line integral value of a linear absorption coefficient.
つまり、割り算による補正では、Fiがωの関数となり
、不要な変動分がFiに乗ってしまうことを示している
。In other words, in the correction by division, Fi becomes a function of ω, and unnecessary fluctuations are added to Fi.
ここでは、周期ωが既知であることを利用して、周波数
領域で周期ω成分を除く処理を行う。ただし、注意すべ
きことは、投影データ本来にある周期ωの成分は残す必
要があることである。Here, by utilizing the fact that the period ω is known, processing is performed to remove the period ω component in the frequency domain. However, it should be noted that it is necessary to leave the period ω component originally present in the projection data.
まず、キャリブレーションとして、AIRデータ収集を
行いそれをフーリエ変換したものF′iをあらかじめ求
めておく。First, as a calibration, AIR data is collected and the data obtained by Fourier transformation is obtained in advance, F'i.
J(r=(ω+ 、 O)+Bi )=/f″o !
=・(3)i=1・・・n
F′O1から直流成分をのぞいたものが周期変動分とノ
イズでありこれをF′o、 −と表わす。蜜はフーリ
エ変換を示す。J(r=(ω+, O)+Bi)=/f″o!
=.(3) i=1...n F'O1 minus the DC component is the periodic variation and noise, which is expressed as F'o, -. Honey indicates Fourier transform.
つぎに、実際の収集データについても同様にフーリエ変
換をFui (i−1・・・n)と求め、fFu、から
/e:1. 、 −を差し引いたものを逆フーリエ変換
することによって周期成分ωをそれぞれ取り除いたこと
になる。Next, the Fourier transform of the actual collected data is similarly obtained as Fui (i-1...n), and from fFu, /e:1. By subtracting , - and performing an inverse Fourier transform, the periodic component ω is removed.
以上、第1図の実施例では、線源側コリメータ3でビー
ムサイズを規定したが、検出器側コリメータ7でビーム
サイズを規定する例を第3図に示す。As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the beam size is defined by the source-side collimator 3, but FIG. 3 shows an example in which the beam size is defined by the detector-side collimator 7.
同図に示すように、本実施例では線源側ゴ1リメータ3
は設けられておらず、このため、比較検出用のコリメー
タ33を介して比較検出器11がユl−検出器9が臨む
ターゲット1の焦点位置と同一位置を臨むように配置さ
れている。これで前記第1実施例と同様に線源のビーム
変動が監視されている。As shown in the figure, in this embodiment, the radiation source side golimeter 3
Therefore, the comparison detector 11 is arranged so as to face the same focal position of the target 1, which the light detector 9 faces, via the collimator 33 for comparison detection. The beam fluctuations of the radiation source are now monitored in the same way as in the first embodiment.
また、第4図に示すように検出器側コリメータ7に主検
出器9に並列して比較検出器11を設けるようにしても
よい。Further, as shown in FIG. 4, a comparison detector 11 may be provided in the detector side collimator 7 in parallel with the main detector 9.
以上、前記各実施例では第2世代のCTススキナを例に
説明したが、本発明は第1世代、第3世代及び他の方式
のCTススキナに適用できることは勿論である。In the above embodiments, the second generation CT scanner has been described as an example, but the present invention can of course be applied to first generation, third generation, and other types of CT scanners.
[発明の効果1
以上、詳細に説明したように本発明によれば、主検出器
が臨む線源におけるX線焦点位同と同一位置を臨むよう
に比較検出器を配置したので、X線の変動を正確に把握
でき、線量変動に対して正確な補正が可能となる。[Effect of the invention 1] As explained above in detail, according to the present invention, the comparison detector is arranged so as to face the same position as the X-ray focal point in the radiation source that the main detector faces, so that Fluctuations can be accurately grasped, making it possible to accurately compensate for dose fluctuations.
第1図は本発明の一実施例の構成を全体構成とともに示
す図、第2図は第1図装置で実行される処理手順を示す
フローチャート、第3図、第4図は本発明の他の実施例
の構成を示す図、第5図は従来例の構成を示す図である
。
1・・・ターゲット
3.5・・・コリメータ
9・・・主検出器
11・・・比較検出器FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention together with the overall configuration, FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure executed by the device in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing other embodiments of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a conventional example. 1...Target 3.5...Collimator 9...Main detector 11...Comparison detector
Claims (1)
かもしくは双方にコリメータを配置し、線源からのX線
ビームをコリメータを介してまたは直接被検物体に照射
し、その透過線量をコリメータを介してまたは直接主検
出器にて検出するX線CTスキャナにおいて、 前記主検出器が臨む線源におけるX線焦点位置と同一位
置を臨むように比較検出器を配置したことを特徴とする
X線CTスキャナ。[Claims] A collimator is disposed between the radiation source and the object to be examined and/or between the object to be examined and the main detector, and the X-ray beam from the radiation source is directed to the object through the collimator or directly to the object to be examined. In an X-ray CT scanner that irradiates a radiation source and detects the transmitted dose through a collimator or directly with a main detector, a comparative detector is arranged so that the main detector faces the same position as the X-ray focal point in the radiation source. An X-ray CT scanner characterized by having:
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60211034A JPS6272328A (en) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | X-ray ct scanner |
GB8623106A GB2181330B (en) | 1985-09-26 | 1986-09-25 | X-ray inspection apparatus |
DE19863632811 DE3632811A1 (en) | 1985-09-26 | 1986-09-26 | X-RAY EXAMINATION DEVICE |
US07/204,922 US4803711A (en) | 1985-09-26 | 1988-06-09 | X-ray inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60211034A JPS6272328A (en) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | X-ray ct scanner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6272328A true JPS6272328A (en) | 1987-04-02 |
Family
ID=16599270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60211034A Pending JPS6272328A (en) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | X-ray ct scanner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6272328A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1985
- 1985-09-26 JP JP60211034A patent/JPS6272328A/en active Pending
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