JPS6368139A

JPS6368139A - Ｃｔスキヤナ

Info

Publication number: JPS6368139A
Application number: JP61210653A
Authority: JP
Inventors: 喜一郎宇山; 吉原　邦夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1988-03-28

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】本発明は、産業用および医療用として広く利用されるＣ
Ｔスキャナに関する。

（従来の技術）一般に、ＣＴスキャナは、被検査体の特定断面にＸ線発
生器によりＸ線を全周方向から照射し、Ｘ線検出器にて
Ｘ線の透過線量を測定することにより投影データを得、
この投影データから前記被検査体の特定断面の断層像を
得るものであって、この断層像撮影により得られた各ス
ライス位置の画像からは、上記被検査体の計測に関する
情報、例えば被検査体の寸法、断面形状および欠陥の有
無、また人体に対してはその組織分布等の情報を得るこ
とができる。したがって、産業用または医療用として広
く利用されている。

第５図は従来ＯＣＴスキャナにおけるスキャナ機構部の
構成を示す模式図である。被検査体１は回転機構２によ
って回転可能な回転テーブル３上に裁置されており、こ
の被検査体１を挟んでＸ線発生器４とＸ線検出器５とが
対向配置され、かつＸ線の広がり角度に上記被検査体１
が内包されるように配置されている。上記Ｘ線発生器４
は前記被検査体１を透過し得るＸ線をこの被検査体１の
特定断面に沿いかつ所定の広がり角度を有する扇状をな
して放射するものであり、このＸ線発生器１から放射さ
れたＸ線はコリメータ６．７によりファン状のＸ線ビー
ム８に変換される。また、上記Ｘ線はフィルタ９により
フィルタリング処理されて不要成分を有するＸ線が除去
されており、これにより、高画質な再構成画像が得られ
るようになっている。一方、Ｘ線検出器５は到達するＸ
線の強度を検出するものであって、Ｘ線ビーム８をそれ
ぞれ検出可能な複数チャンネルのＸ線検出素子から構成
されている。

しかるに、前記フィルタ９は固定フィルタであった。こ
のため、Ｘ線発生器４から放射されるＸ線のエネルギー
変化あるいは被検査体１の交換等に応じてフィルタ９の
厚みを変更することはできないので、再構成処理に適し
た透過データが得られず、再構成画像の画質低下を招く
おそれがあった。また、Ｘ線検出器５に対しチャンネル
毎のりニアリティ補正ができないので、高エネルギー。

低線量のＸ線を用いる産業用ＣＴスキャナでは画像に誤
差を生じていた。

一方、透過物質長とＸ線吸収量とが比例関係から崩れる
のを補正する線質硬化補正（ビームハードニング）を行
なうために線質硬化補正係数を求める場合、従来は被検
査体１の代りに階段状ファントムを載置し、透過データ
に基いて手計算により求めていた。しかるに、これは大
変繁雑な作業であり、改良が望まれていた。

（発明が解決しようとする問題点）」二連したように、従来のＣＴスキャナにおいては、フ
ィルタが固定フィルタであるが故に、再構成画像の画質
低下を招くばかりかりニアリティ補正ができない上、線
質硬化補正が困難で、再構成画像の誤差を避けることは
できなかった。

本発明は、このような事情に基いてなされたものであり
、その目的とするところは、再構成画像の画質向上をは
かり得、かつ容易にリニアリティ補正および線質硬化補
正を行なうことができ、誤差の少ない再構成画像を得る
ことができるＣＴス（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
放射線源とテーブルとの間にこの放射線源から照射され
る放射線にフィルタリング処理を施す可変フィルタを介
在させ、この可変フィルタのフィルタ厚みを必要に応じ
て切換えて前記放射線吸収データに対する補正用データ
を収集するようにしたものである。

（作用）このような手段を講じたことにより、放射線のエネルギ
ー変化あるいは被検査体の交換等に応じてフィルタ厚み
を変化させることができ、かつフィルタ厚みを変化させ
ることによりリニアリティ補正用データおよび線質硬化
補正用データの収集が行なわれる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例のＣＴスキャナにおけるスキ
ャナ機構部を示す上面図、第２図は同ＣＴスキャナのス
キャナ機構側面と画像処理回路とを示す系統図である。

なお、第５図と同一部分には同一符号を付し、詳しい説
明は省略する。第１図、第２図において１０は階段状に
フィルタ厚みが変化する可変フィルタであって、Ｘ線の
広がり角度に対応して弧状をなしており、フィルタ台１
１上に固定されている。フィルタ台イ］はフレーム１２
に固定され１こ一対のレール１３．１３とボールネジ１
４とにより上下刃向にスライド自在に支持されており、
フィルタ駆動部１５によってボールネジ１４を所定方向
に回転させることにより上記フィルタ台１１は可変フィ
ルタ１０と一体になって上下動するものとなっている。

一方・データ収集部１６は前記各Ｘ線検出器５の各検出
素子にて検出されたＸ線強度に基く投影データを前記被
検査体１の多方向にわたって収集するものであり、収集
されたデータはＣＰＵ　（中央処理装置）１７に送出さ
れる。ＣＰＵ１７は投影データを再構成アルゴリズムの
人力データに変換する前処理機能、および前処理が施さ
れたデータに生ずる誤差の補正演算機能等を有しており
、前処理および補正処理がなされたデータは再構成処理
部１８に送られ、ここで再構成アルゴリズムにしたがっ
て前記被検査体１の特定断面のＸ線透過度分布による断
層像に再構成される。そして、再構成された断層像は制
御コンソール部１９によりＣＲＴディスプレイ２０上に
表示されるものとなっている。

また、上記制御コンソール部１つはＸ線制御部２１およ
び機構制御部２２に対して動作指令を出力する機能を有
しており、これら動作指令に応じて上記Ｘ線制御部２１
はＸ線発生器４からのＸ線放射を制御し、機構制御部２
２は回転機構２およびフィルタ駆動部１５の駆動制御を
行なうものとなっている。

このように構成された本実施例においては、機構制御部
２２の制御によりフィルタ駆動部１５を駆動させてボー
ルネジ１４を回転させることにより、可変フィルタ１０
が上下動する。その結果、。

可変フィルタ１０の停止位置によりＸ線発生器４から放
射されるＸ線を所望の厚みを有するフィルタによってフ
ィルタリング処理することができる。

そこで、この可変フィルタ１０を用いてＸ線検出器５の
チャンネル毎のりニアリティ補正を行なう場合について
説明する。なお、可変フィルタ１０は第３図に示す如＜
ｎ（≧２）段階とし、フィルタ厚みは薄い順にｔｌ、ｔ
２．ｔ３．　・・・。

ｔｎとする。

先ず、被検査体１を回転テーブル３上に載置しない状態
でスキャン（較正スキャン）を行なう。

このとき・可変フィルター０を下方から上方に順次移動
させ、フィルタ厚みをｏ、ｔｌ、ｔ２゜ｔ３・・・と変
化させながらデータ収集部１６によりデータ収集を行な
う。ここで、Ｘ線検出器５における１チャンネル分の検
出素子について考えてみると、フィルタ厚みがｔｉ　　
（ｉ＝１〜ｎ）のときの透過データをＩｔ　とすると、
吸収量τｉはｒｉ　＝　　ｌｏｇ（ＩＯ／　Ｉｆ　）　
　　　　　　　−（１）で計算される。そして、フィル
タ厚みｔｉと吸収量τｉとの関係をグラフで表わすと第
４図に示すようになる。

今、第４図に示すグラフをＭ次式でフィッティング処理
してみる。フィッティング処理式はｉ　＝　ａ　　ｒ　
＋　ａ　２　　Ｔ　’　＋　−−＋　ａ　、　ｒ　Ｍ・
・・（２）で表わされる。なお、８１〜８Ｍはリニアリティ補正係
数である。

」１記フィッティング処理を最小二乗法で行なうものと
すると、補正係数ａ１〜ａ□は正規方程式％式％を解くことで得られる。これを行列で表現すると（ｂ　
　）　　””　　（Ｔ　　　　）　　×（ａｕ　）Ｍ　
　　　−ＭＭとなり、解はａ、　　＝　ｄｅｔｌ　Ｔ’、、、　ｌ　／　ｄｃｔｌ
　Ｔ　１で得られる。ここで、ｄｅｔｌＴｌは行列Ｔ□
□の行列式、Ｔ′は行列Ｔ。１．ｌのｍ列成分をそれぞ
れｂｒＬで置換えて得られる行列である。

さて、上述した補正係数演算はＣＰＵ１７のソフトウェ
アに組込まれており、較正スキャンが行なわれると上記
ソフトウェアにしたがって補正係数ａ１〜ａ工がチャン
ネル毎に算出され、これらは再構成処理部１８のメモリ
に格納される。その後、被検査体１を回転テーブル３上
に裁置して技検査体１の特定断面に対してスキャンを行
なうと、この特定断面の放射線吸収データτがデータ収
集部１６にて収集され、ＣＰＵ１７を介して再構成処理
部１７に与えられるので、再構成処理時に上記データτ
に対して補正係数ａ１〜ａＵを用いて補正が次式にした
がって加えられる。

τ’　−ａ　　τ十ａ２τ２＋・・・・・・十ａＭτか
くして、Ｘ線検出器５のチャンネル毎のリニアリティ補
正が行なわれる。

ところで、上記補正係数ａ１〜ａＭは被検査体１が存在
しない状態で階段上の可変フィルター０のフィルタ厚、
みを順次増加させて得た補正係数である。すなわち、こ
の補正係数は線質硬化補正係数であるといってよい。し
たがって、被検査体１の特定断面に対する放射線吸収デ
ータτに上記補正係数ａ１〜ａＭを用いて補正すればリ
ニアリティ補正と同時に線質硬化補正がなされたことに
なる。

このように、本実施例によれば、Ｘ線発生器４と回転テ
ーブル３との間に階段状にフィルタ厚みの変化する可変
フィルタ１０を設け、この可変フィルタ１０を自動的に
ずらしてフィルタ厚みを順次変化させて補正用データを
得、この補正用データにより被検査体１の特定断面に対
する放射線吸収データにリニアリティ補正および線質硬
化補正を行なうようにしたので、誤差の小さい再構成画
像を得ることができる。これは特に高エネルギー。

低線量の産業用ＣＴスキャナに適用した場合に有効であ
る。また、被検査体１に対するスキャン時においては、
Ｘ線エネルギーの変化または被検査体１の交換等に応じ
て所望の厚みを有するフィルタを設定することができる
。したがって、高画質な再構成画像を容易に得ることが
できる。例えば、低エネルギーでスキャンする場合は薄
いフィルタを用い、高エネルギーの場合は厚いフィルタ
を用いる。こうすることにより線質硬化による画像誤差
がより小さくなる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。

例えば、前記実施例では可変フィルタ１０を弧状とした
場合を示したが、直線状であっでもよい。この場合、正
規方程式は写τｉ　　ｔｉ　／　ｃＯｓθ 、　２＝　ａ　１　Στｌ　十・・・＋ａＭ２：τｉＭ＋１翠
τｉ”ｔｔ／ｃｏｓθ Στｌｔｘ／ｃｏｓθ ″ａ１ｚτｔ　　　＋−＋ａＭｆｒｉ２Ｍとなる。なお
、θはＸ線検出器５の位置角度であって、チャンネル毎
に異なる値となる。前述したように、この式を解いて８
１〜３Ｍが求まる。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明によれば、放射線源とテー
ブルとの間にこの放射線源から照射される放射線にフィ
ルタリング処理を施す可変フ、イルタを介在させ、この
可変フィルタのフィルタ厚みを必要に応じて切換えて前
記放射線吸収データに対する補正用データを収集するよ
うにしたので、再構成画像の画質向上をはかり得、かつ
容易にりニアリティ補正および線質硬化補正を行なうこ
とができ、誤差の少ない再構成画像を得ることができる
ＣＴスキャナを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はスキャナ機構部の構成を示す上面図、第２
図はスキャナ機構部の側面および画像処理回路の構成を
示す系統図、第３図は可変フィルタの一例を示す模式図
、第４図はフィルタ厚みに対するＸ線吸収量の関係を示
す図、第５図は従来のスキャン機構を示す」二面図であ
る。１・・・被検査体、３・・・回転テーブル、４・・・Ｘ
線発生器、５・・・Ｘ線検出器、１０・・・可変フィル
タ、１１・・・フィルタ台、１２・・・フレーム、１３
・・・レール、１４・・・ボールネジ、１５・・・フィ
ルタ駆動部、１６・・・データ収集部、１７・・・ＣＰ
Ｕ、１８・・・再描成処理部、２２・・・機構制御部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）テーブル上に載置された被検査体の特定断面に放
射線源から放射線を照射して放射線検出器により得られ
る放射線吸収データに画像再構成処理を施し前記特定断
面に関する画像データを得るＣＴスキャナにおいて、前
記放射線源とテーブルとの間に介在されこの放射線源か
ら照射される放射線にフィルタリング処理を施す可変フ
ィルタと、この可変フィルタのフィルタ厚みを必要に応
じて切換えるフィルタ切換手段と、このフィルタ切換手
段により前記可変フィルタのフィルタ厚みを切換えて前
記放射線吸収データに対する補正用データを収集する補
正用データ収集手段とを具備したことを具備したことを
特徴とするＣＴスキャナ。
（２）前記補正用データ収集手段は、前記可変フィルタ
のフィルタ厚みを切換えて空気データを収集し、これを
線質硬化補正用データとすることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載のＣＴスキャナ。
（３）前記補正用データ収集手段は、前記可変フィルタ
のフィルタ厚みを切換えてデータ収集を行なうことによ
り、これを前記放射線検出器に対するリニアリティ補正
データとすることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載のＣＴスキャナ。