JPS63125242A

JPS63125242A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPS63125242A
Application number: JP61269594A
Authority: JP
Inventors: 修滝口; 博高木; 寛佐々木
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、特にＸ線管球又はＸ線検出器
の位置ずれによって生ずるアーチファクトの改善をはか
ってなるＸ線ＣＴ装置に関する。

［従来の技術］第１図はＸ＠ＣＴ装置の構成を示す。Ｘ線源２とＸ線検
出器３とは、回転中心Ｏを中心として互いに対向した位
置におかれる。Ｘ線源２はファン状Ｘ線２Ａを放射し、
このファン状Ｘ線を受けるべくＸ線検出器３は、多チャ
ンネル構成をなす。

回転中心の周囲に被検体１をおき、この被検体１を透過
する透過Ｘ線をＸ線検出器３が検知する。

Ｘ線源２とＸ線検出器３とは所定のピッチ間隔で、回転
中心○を中心とし移動し、各位置ごとにＸ線源１がＸ線
を曝射する。

各位置毎にＸ線検出器で検出した透過Ｘ線量は、処理部
に送られ、画像再構成され、断層ＣＴ像を得る。

ここで、Ｘ線源２　（Ｘ線管球）またはＸ線検出器３が
正規位置より左右にずれると（以下、光軸調整すれと呼
ぶ）、再構成画像にアーチファクトが生ずる。この光軸
調整ずれの較正方法として、像再構成演算においてＸ線
検出器の計算上の光軸中心を物理的光軸中心に合わせる
やり方がある（特開昭６０−１２６１４３号）。

［発明が解決しようζする問題点］この従来例は以下の如き問題点がある。

上記従来例の方法では、予じめ光軸中心を物理的中心位
置よりも、僅かにずらせた位相位置にて像再構成を行い
、アーチファクトの軽減をはかった再構成方式（いわゆ
るオフセットディテクタ方式）においては、逆にアーチ
ファクトを強調することがわかった。

第３図は、Ｘ、１ＩＣＴ装置で、ピン状の被検体１を計
測した時の投影データの様子を示し、第４図はそのＡ側
視図を示す、これらの図かられかるように、投影データ
はＸ線検出器とピンとの相対的な関係により、ピンの射
影が隣接する検出器にもまたがる場合、個々の入力レベ
ルは低くなる（第３図の２．１の位置）。一方、単一の
検出器のみに関する場合には、個々の入力レベルは高く
なる（第３図の２．２の位置）。

この結果、ピンの射影は、入力レベルの高低の繰返しを
生じる。繰返しの周期は、ピンが検出器１チャンネルを
横切る周期に等しくなる。従って、検出器の光軸中心か
らｎチャンネルの振幅を持つピン投影データは、３６０
”スキャンされる間に、４０対の高低を生ずる。

今、像再構成演算において、あるビューと、それに１８
０°対向するビューとの相関関係を考える。

２つのビュー間には、第４図に示す如く、２０対の高低
が生ずる９従って対向ビュー検出データは、互いに高低
強め合う形となり、しかもその強さは、注目角度によっ
て異なり、うねりを生ずるにれにより、被検体１の如き
突出点より、２ｎ組のアーチファクトを生ずるにの第４
図で、位置３．１は計測時取込み座標系のサンプル位置
、位置３．２は再構成時埋込み座標系のサンプル位置を
示す。

オフセットディテクタ方式では、第５図のようにあらか
じめ検出器を４分の１チャンネルだけずらせ、対向ビュ
ー間の高低を２　（ｎ　＋１／４）対とすることにより
、高低を互いに打消し合う位相位置を作り、アーチファ
クトの軽減をはかることとした。以下、この様に調整さ
れた位置を正規位置と呼ぶ。

今、この正規位置よりＸ線源を僅かにずらすと、この位
相関係がくずれ、実際の像再構成空間のずれによるアー
チファクトと、オフセットディテクタ効果の減衰による
アーチファクトと、の２通りのアーチファクトが生ずる
。現実のずれ幅が１０分の１一単位であることを考える
と、アーチファクトの要因は、後者のアーチファクトに
よる例が多い。特開昭６０−１２６１４３号公報の記載
内容では。

かかる後者の理由を考慮していない。

本発明の目的は、Ｘ線源及びＸ線検出器の軽微な位置ず
れによって生ずるアーチファクトを画像再構成課程の位
相位置補正により軽減するＸＲｉＡｃＴ装置を提供する
ものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、取込み時の座標系と像再構成時の埋め込み座
標系とを全く独立と考え、取込み時におけるＸ線源とＸ
線検出器の相対位置関係に係らず。

最もアーチファクトを打ち消す位相位置に検出器を置換
し、像再構成演算を行うように構成させた。

［作　用］取込み時におけるＸ線源とＸ線検出器の相対位置関係に
係らず、最もアーチファクトを打ち消す位相位置に検出
器を置換し、これにより像再構成演算を行わせる。

［実施例］第１図は本発明のＣＴ装置の実施例図である。

このＣＴ装置は、Ｘ線源２、Ｘ線検出器３の他に、デー
タ集録装置５１、メモリ５２、再構成演算部５３、表示
装置５４、ずれ幅計算回路５５．補正量演算回路５６、
記憶装置５７より成る。

この構成要素の中で、データ集録装置５１．メモリ５２
、再構成演算回路５３、表示装置５４は、ＣＴ断層像を
得る構成部分であり、ずれ幅計算回路５５、補正量演算
回路５６、記憶装置５７は本実施例で新しく付加した補
正演算を行う特徴部分をなす。

（１）９通常のＣＴ断層像を得る処理は以下となる。

回転中心０の近辺に被検体をおき、Ｘ線源２とＸ線検出
器３とを互いに対向させながら所定のピッチ幅単位に移
動し、各ピッチ位置毎にＸ線源２からＸ線を曝射する。

被検体を透過したＸ線をＸ線検出器３でその曝射毎に検
出し、この検出値はデータ集録装置５１に集録する０次
にメモリ５２に再構成用のデータ形式で格納し、再構成
演算回路５３でデータ再構成を行う、この結果、ＣＴ断
層用データを得る。このＣＴ断層用データを表示データ
形式に変換しく例えば階調データ）、表示装！５４に表
示させ、ＣＴ断層像を得る。

（２）、補正演算による処理を述べる。

補正演算を行うに当っては、第６図の如く実際の被検体
の代りに補正専用の測定物を測定空間におく、この測定
物は真円柱状の合成樹脂棒（センタ調整ロンドと呼ぶ）
である、このロンドを回転中心から３０ｍ程度ずらせた
位置にセットする。セット後、実際にスキャンしながら
Ｘ線を曝射し、データを取込み補正処理を行う。

（２−１）、先ず、ずれ幅計算回路５５は、光軸ずれ幅
の計算を行う、この計算処理は以下となる。

（ａ）、データ収集処理ロンドをセットした後の該ロンドによる透過情報の取込
みを行い、内部のメモリ内に格納する。

例えば、３．０秒スキャンし、ローデータ（Ｒｏｗ　Ｄ
ａｔａ）５７６チャンネル、４００パルスのデータが透
過情報となる。

（ｂ）、ローデータ重心計算処理（ａ）にて収集した４００パルス分のデータに各プロジ
ェクションの閾値処理（本実施例では２値化処理）を施
した機番チャンネル毎に加算し、第７図に示す加算デー
タプロフィールを算出する。このプロフィール中心部の
１２８チャンネルについて下式の如く重心計算を行い、
実測の重心Ｘを求める。

（Ｃ）、光軸中心ずれ幅の計算処理第８図は（ｂ）の結果を用いて、光軸中心のずれ幅を計
算する際の、Ｘ線源（Ｘ線管球）と検出器の関係を示し
た図である。ここで、Ｄｏは管球と検出器間の距離、Ｄ
工は管球と回転中心間の距離。

Ｘｉｄは光軸中心検出器のチャンネル番号（理論値）、
Ｘは光軸中心検出器のチャンネル番号（実測値）、θは
光軸中心ずれ角を云う。

第８図のアルゴリズムでは光軸、ずれ幅の表現法として
、検出器の正規位置からのずれ幅Ｓを採用する。

検出器１チャンネルの管球からみた開き角をｔ、とおく
と、検出器のずれ幅Ｓは下記となる。

θ Ｓ　＝　２　Ｄ、ｓｉｎ　− ここで、Ｘは（ｂ）の結果である０本装置では５７６チ
ャンネルの検出器で１／４チャンネルのオフセットディ
テクタ方式を採用しているため、Ｘｉｄは下記となる。

＝　２８７．７５　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・（３）以上の関係式のもとで、検出器ずれ幅
Ｓを計算し、この結果を次の補正量演算回路５６に送出
する。

（２−２）、補正量演算回路５６は、従来固定化されて
いた計測時取込み座標３．１（第４図）と、再構成時の
埋め込み座＄３．２　（第４図）の位置関係を、矢印３
．３（第４図）の如く可変とし、光軸調整ずれ量Ｓに応
じてサンプル位置３．２（第４図）を調整することによ
り、最もアーチファクトを打ち消す様な位相位置を自動
的に算出する。ここで５最もアーチファクトを打ち消す
位相位置とは、第５図のように、対向サンプル間の高低
が（２ｎ＋４）対となる位相位置を指す。具体的には、
像再構成演算時に用いる埋込みデータの、検索順番を与
えるパラメータを作成する。この回路内では、更に。

埋込み座標空間を補正位相に合わせたパラメータを、ス
キャンモード毎に個別に演算し、記憶装置５７に格納す
る。

以上の補正量演算回路５６での処理をさらに詳しく説明
する。

第９図はファンビーム逆投影図形の一例を示す。

再構成演算回路５３は、画像再構成座標上の任意点（Ｘ
ｔｊ）に対応する検出器番号を算出し、その投影データ
を全プロジェクションについて逆投影することにより、
再構成画像を得る。この逆投影法の原理の概要を述べる
。

今、求める検出器番号をＴチャンネル、そのＹ軸との開
き角をＢ、検出器番号０チャンネルとＹ軸との開き角を
Ｂｎｙ検出器１チャンネル分の開き角をｔｐとおくと、
Ｔは次式となる。

Ｔ＝（Ｂ　　Ｂｎ　）　／　ｔｐ　　・・・・・・・・
・・・・・・・（４）ここで、再構成座標左上隅の座標
を（ｘｎｔ　ｙｎＬスキャン開始角をβ。、サンプリン
グ角度ピッチをβＰ、対象とするサンプル番号をｎ、光
軸中心とＹ軸との開き角をβ□検出器総数をｔ１オフセ
ットディテクタをγ、再構成マトリックスサイズをＭ、
その画素間隔をｐｐ（ビクセルサイズ）とおくと、これ
らの関係は次式となる。

（４）式によれば、Ｔを算出するには、ＢとＢｒ１が求
まればよいことがわかる（ｔｐは定数）。

また、Ｂは。

と表わせることから、Ｔを求めるには、Ｂｎ、　Ｘｎ。

Ｙｎを求めればよい、そして、Ｂｎ、Ｘ、、Ｙｎは（５
）式で算出できる。

通常ＣＴ装置においては、逆投影演算の高速化をはかる
ため、これらの要素を予じめ別計算機にて計算して記憶
装置に蓄えておき、逆投影演算時には、これを順次参照
しながら演算を行う手法を採用する。

本実施例では、これらのパラメータに柔軟性を持たせて
おき、管球ずれ幅量に応じてパラメータを修正する。今
、（５）式におけるオフセットディテクタ量は、検出器
を予め規定チャンネル分だけずらした量を示している。

一方、ずれ幅計算回路５５の結果は、検出器の規定位置
からのずれ量にて表現されている。従って、光軸中心が
ずれるということは、オフセットディテクタ量が誤差を
持つことと等価である。また、この誤差量をＥｒｒとお
くと、（５）式は次の様に変形される。

Ｂｎ＝β、＋Ｈａβｐ−（ｔｗ＊−１）・ｔｐ／２−（
γ＋Ｅ　ｒｒ）　・ｔ　ｐ・・・（７）（但し、Ｘｎ、
Ｙｎは変化なし）この誤差量Ｅｒｒを算出ずれ量Ｓより計算し、光軸ずれ
を補正する０通常、計測座標系と、再構成の座標系を合
致させるためには、オフセット方向と同方向にＳのずれ
を生じた場合、Ｅｒｒ”Ｓ　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（８）とおく。本実施例の最大の特徴は、上記の場
合。

逆にＥ、ｒ＝−８とおくことである。このオフセット位置の補正が、前述
のアーチファクトを打ち消す位相位置を近似する。

（２−３）、その他（２−１）、（２−２）の処理は、機器の据付は時に一
回と、以降必要に応じて適宜行う０通常のスキャン時に
は、像再構成回路５３は、回路５６で構成されたパラメ
ータによって、補正された位相空間上で像再構成を行い
、アーチファクトの軽減をはかっている。

［発明の効果コ本発明によれば、経年変化によるＸ線管球、又はＸ線検
出器の位置ずれ、及びＸ線管球の大焦点。

小焦点間の位置ずれ等、様々な光軸調整ずれによって生
ずるアーチファクトを複雑・高価な機械的調整を用いず
に軽減することが可能である。然も調整時間は短時間で
ある。更に、本発明は、オフセットディテクタ方式以外
のスキャン方式においても有効であり、応用範囲は広く
、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図はファンビーム形Ｃ
Ｔ装置の例を示す図、第３図は従来の計測例図、第４図
、第５図は従来の計測例のもとでの特性図、第６図は本
発明の位置補正の検出例図、第７図は重心算出の説明図
、第８図は位置ずれの座標の説明図、第９図は座標系の
説明図である。２・・・Ｘ線源（Ｘ線管球）、３・・・多チャンネルＸ
線検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１、角度の異なる多数の方向から被検体にＸ線を照射可
能とするＸ線源と、該Ｘ線源に対向し、被検体からの透
過Ｘ線を検出する多チャンネル構成のＸ線検出器と、該
Ｘ線検出器による検出値から得られる投影データを用い
て被検体のＸ線吸収の分布を再構成する断層像再構成演
算手段と、該手段からの断層像を表示する表示装置とを
備えると共に、Ｘ線検出器とＸ線焦点との相対的な位置関係を算出し、
この値を用いてＸ線検出器の物理的特性によって生ずる
アーチファクトを互いに打消しあう位置にＸ線検出器を
計算上置換し、画像再構成を行わせる手段と、より成る
Ｘ線ＣＴ装置。