WO2005102172A1 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

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WO2005102172A1
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afterglow
ray
projection
correction
output data
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French (fr)
Inventor
Yasutaka Konno
Osamu Miyazaki
Original Assignee
Hitachi Medical Corporation
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computerised tomographs
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/585—Calibration of detector units

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray CT apparatus.
  • a solid state detector having high sensitivity and capable of downsizing the detector is becoming mainstream.
  • the structure has a plurality of X-ray detecting elements in which a scintillator for converting X-rays into light and a photodiode for converting light into electric signals are arranged, and a readout circuit for reading out the electric signals is provided.
  • solid-state detectors the phenomenon that an image captured in the previous projection remains in the projection data captured in the next and subsequent projections due to the afterglow that occurs when X-rays are converted to light by a scintillator or the read-out of the readout circuit ( Afterglow).
  • the afterglow is composed of a plurality of different components. This is because, when light is emitted from the scintillator, fluorescence is generated with different time constants due to multiple physical processes leading to light emission by losing the energy of the X-rays in the scintillator. It is. Therefore, generally, afterglow ⁇ is the sum of components having a plurality of time constants.
  • Patent Document 1 JP-A-6-343629
  • the influence of the afterglow on the current projection includes the inflow of a signal due to an unread portion of a past projection and the outflow of a signal to a future portion of the projection due to an unread portion of the current projection.
  • an object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of reducing and eliminating image artifacts due to afterglow of a detector and preventing deterioration of time resolution with high accuracy by correction. To provide.
  • the X-ray CT apparatus of the present invention has the following features.
  • An X-ray source comprising: an X-ray source for irradiating an X-ray to a subject; and a plurality of X-ray detecting elements for converting the X-ray transmitted through the subject into an electric signal at each projection timing.
  • An X-ray CT apparatus comprising: a line detector; correction means for performing correction processing on the output of the X-ray detector; and calculation processing means for performing reconstruction processing on the output of the correction processing.
  • First storage means for storing data of response characteristics of the X-ray detector measured in advance and representing afterglow characteristics; and using the response characteristic data for output data of the X-ray detector.
  • And second storage means for storing output data of past projections corrected by the correction means, and wherein the correction means stores the output data of the past projection stored in the first storage means.
  • Response characteristic data stored in the second storage means Using a plurality of the output data over the past in a number of projections, It is characterized by having afterglow correction means for correcting the influence of the inflow of the signal from the past projection by the afterglow on the output data of the projection and the influence of the outflow of the signal to the future projection.
  • An X-ray source comprising: an X-ray source for irradiating an X-ray to a subject; and a plurality of X-ray detection elements for converting the X-ray transmitted through the subject into an electric signal at each projection timing.
  • An X-ray CT apparatus comprising: a line detector; correction means for performing correction processing on the output of the X-ray detector; and calculation processing means for performing reconstruction processing on the output of the correction processing.
  • First storage means for storing data of response characteristics of the X-ray detector measured in advance and representing afterglow characteristics; and using the response characteristic data for output data of the X-ray detector.
  • And second storage means for storing output data of past projections corrected by the correction means, and wherein the correction means stores the output data of the past projection stored in the first storage means.
  • Response characteristic data stored in the second storage means Using the output data of the past projections, the influence of the inflow of the signal from the past projection by the afterglow on the output data of the current projection and the influence of the outflow of the signal on the future projection are described.
  • the afterglow correction means for correcting based on a predetermined arithmetic expression, wherein the predetermined arithmetic expression is such that the afterglow component after j projection after the irradiated X-rays are incident on the X-ray detector.
  • Is the ratio of Lag (j), the number of past projections for correcting afterglow components after the X-rays are incident on the X-ray detector is m, and the number of past projections after the X-rays are incident on the X-ray detector.
  • N the number of future projections for correcting the afterglow component, and the output data acquired after N projections when the X-rays enter the X-ray detector.
  • the data I (N) when the output data after the correction means has performed correction of the after-glow for N pro Jekushiyon later acquired output data I (N) gamma and (N),
  • the afterglow component is represented by the sum of a plurality of afterglow components consisting of a time constant and a component ratio of the response characteristic force of the X-ray detector.
  • the number m of the past projections to be corrected and / or the number n of future projections to correct the afterglow component after the X-rays are incident on the X-ray detector are the afterglow components. It is characterized by the following.
  • An X-ray source comprising: an X-ray source for irradiating the subject with X-rays; and a plurality of X-ray detection elements for converting the X-rays transmitted through the subject into electric signals at each projection timing.
  • An X-ray CT apparatus comprising: a line detector; correction means for performing correction processing on the output of the X-ray detector; and calculation processing means for performing reconstruction processing on the output of the correction processing.
  • First storage means for storing the after-glow time constant and component ratio values which are determined in advance and a plurality of after-glow time constants and components for the output data of the X-ray detector; Second storage means for storing output data of past projections corrected by the correction means using the value of the ratio, and the correction means stores the output data in the first storage means.
  • Second storage means for storing output data of past projections corrected by the correction means using the value of the ratio, and the correction means stores the output data in the first storage means.
  • the number of x-rays is n and the X-ray is before
  • the correction means corrects the afterglow with respect to the output data I (N) obtained after N projections after entering the X-ray detector and obtained after N projections.
  • the output data after performing is ⁇ (N)
  • the X-ray is impulse-irradiated for the time between projections or only for the time between a plurality of projections.
  • An afterglow evaluation mode for measuring in advance the response characteristic data of the X-ray detector which represents the characteristics of the afterglow by irradiating stepwise, and a function of selecting the afterglow evaluation mode. I do.
  • an X-ray CT apparatus capable of performing reduction, removal, and prevention of deterioration of time resolution of an image caused by afterglow of a detector with high accuracy by correction. Can be.
  • FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the X-ray CT apparatus of the present invention including afterglow correction means.
  • Fig. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the X-ray detector in the X-ray CT device in Fig. 2. It is.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a central processing unit in the X-ray CT apparatus of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method of an afterglow correction process performed by the correction unit illustrated in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the ratio of afterglow components Lag (j) (j: the number of projections after X-ray irradiation) obtained from the response characteristic data 313 of the detector shown in FIG.
  • the basic configuration of the X-ray CT apparatus includes an X-ray tube 100 for irradiating X-rays, an X-ray detector 104 for detecting X-rays and converting them into electric signals, and an X-ray detector.
  • Signal collecting means 118 for collecting projection data from 104
  • central processing means 105 for storing the signal (projection data) from signal collecting means 118 and performing image processing
  • display means 106 for displaying the result of image processing
  • shooting start Input means 119 for setting and inputting parameters and parameters
  • control means 117 for controlling the X-ray tube 100 and the X-ray detector 104.
  • 107 indicates the body axis direction (slice direction)
  • 108 indicates the rotation direction (channel direction) of the rotating body 101.
  • the projection data for each projection is photographed, for example, every 0.4 degrees.
  • the control circuit 117 controls the rotation of the rotating body 101 and the reading of the X-ray detector 104.
  • the projection data is subjected to an image correction process and a reconstruction operation in the central collection circuit 105.
  • the result is displayed on the display means 106.
  • FIG. 3 An example of the configuration of the X-ray detector 104 in the X-ray CT apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a plurality of X-ray detectors 104 shown in FIG. 3 are arranged in an arc shape, and are arranged opposite to the X-ray tube 100 as shown in FIG.
  • An X-ray detector 104 shown in FIG. 3 includes a scintillator element 112 for converting X-rays into light, a photodiode substrate (photoelectric conversion substrate) 111 on which a plurality of photodiodes for converting light into electric signals are formed, With electrode pads 120 that output electrical signals It is composed of a wiring board 113 having wiring for that purpose.
  • the scintillator element 112 and the photodiode substrate 111 are bonded with an optically transparent adhesive 310 to form an X-ray detection element, and these are supported by the photodiode substrate 111.
  • the number of X-ray detection elements of the X-ray detector 104 shown in FIG. 3 is for simplifying the description, and does not limit the present invention.
  • the incident X-ray is converted into light by the scintillator element 112.
  • the scintillator element 112 is divided by a separator 130.
  • a photodiode for converting light into an electric signal is provided on the photodiode substrate 111 for each scintillator element 112.
  • the photodiode and the scintillator element 112 constitute an X-ray detection element.
  • the electric signal converted from light power by the photodiode is output for each X-ray detection element.
  • the electrode of the photodiode is electrically connected to the electrode pad 120.
  • an electric signal generated by the X-ray is read out to the signal collecting means 118 shown in FIG.
  • These electrical signals are collected for all X-ray detection elements to form projection data.
  • This projection data is performed at a certain time interval ( ⁇ ), and a plurality of pieces of projection data are sequentially acquired.
  • the Nth projection data will be referred to as projection data of the Nth projection.
  • the signal of the Nth projection is insufficient compared with the true signal. (N + 1)
  • the signal of the Nth projection is (N + 1) ) Estimate the amount of inflow after the projection and correct it. If the force data is different from the true signal, the accuracy of the afterglow correction decreases.
  • the central processing unit 105 An example of the processing in the central processing unit 105 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
  • the characteristics of the detector photographed in advance are stored in the detector characteristic storage unit 303, and the corrected data storage unit 300 stores the data corrected by the correction unit 301.
  • the projection data input from the signal collection unit 118 to the central processing unit 105 is subjected to image correction processing by the correction unit 301 using the data stored therein.
  • the processing performed at this time includes, for example, offset correction excluding the dark current output of the X-ray detector 104, after-glow correction for correcting the influence of the after-glow of the X-ray detector 104, and distribution of the irradiated X-rays.
  • the projection data is subjected to convolution (convolution) and back projection (back projection) processing by the reconstruction means 302 to reconstruct a cross-sectional image of the X-ray absorption coefficient distribution of the subject.
  • This cross-sectional image is displayed on the display means 106.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an afterglow correction method performed by the correction unit 301 shown in FIG. A case in which afterglow correction is performed on the projection data of the Nth projection will be described.
  • the correction means 301 firstly includes the response characteristic data 313 of the detector stored in the detector characteristic storage means 303 and the past projection after-glow correction of the past projection stored in the corrected data storage means 300. From the projection data 320, the afterglow amount data 312 of the past projection flowing into the Nth projection is created.
  • the afterglow amount data 312 is a case where the range in which the afterglow amount flowing into the Nth projection has a not negligible effect on the reconstructed image is from m projections before the Nth projection. From (Nm), the past afterglow amount data 312 for (N-1) projections is calculated. This projection number m is determined in advance.
  • the afterglow of the Nth projection is obtained.
  • the projection data 317 after correction (for the past) is obtained. In this way, it is possible to correct the afterglow flowing from the past projection to the Nth projection.
  • the afterglow amount data 311 of the future projection is calculated from the projection data 317 after past glow correction (for the past) and the data 313 of the response characteristics of the detector.
  • n is the number of projections in the future where the amount of afterglow has a significant effect on the reconstructed image, and this value is determined in advance.
  • the value of n is not necessarily the same as m.
  • the past force has an influence on the Nth projection.
  • the projection is the (N-1) th projection from the first projection to the (N-1) th projection.
  • the impact on the future may be more projections.
  • n since the effect on future projections may occur even in a project in which reading is not actually performed in the future, n may be at most infinite.
  • the calculated amount is added to the after-glow corrected (past) projection data 317 of the N projection to obtain projection data 315 of the N projection after the afterglow correction. In this way, signals left unread in the future from the Nth projection by the afterglow can be obtained.
  • the afterglow-corrected projection data 315 is output to the reconstruction means 302.
  • the correction of the inflow of the past projection eye force and the correction of the outflow to the future projection can be realized by, for example, (Equation 1). That is, the ratio of the afterglow component after j projection obtained from the detector response characteristic data 313 is Lag (j), the output data 314 obtained in the Nth projection is I (N), and the output data I When the output data 315 after correcting for afterglow for (N) is ⁇ (N), the influence of the past projection can be written as the second numerator of (Equation 1).
  • [0041] is output data 317 of the N projection in which the influence of the past projection has been corrected.
  • the unread portion of the future projection is n projections after N projections. Assuming that only the remaining signal remains, the effect is that the output signal 315 after the correction of the true signal, that is, afterglow, is
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the ratio of afterglow component Lag (j) (j: the number of projections after X-ray irradiation) obtained from the response characteristic data 313 of the detector shown in FIG. FIG.
  • the X-ray CT apparatus of the present embodiment has an afterglow evaluation mode for acquiring data 313 on the response characteristics of the detector. When this mode is selected, irradiation is performed for a short time in the form of an X-ray force S impulse, and a change in the output value I (j) as shown in FIG. 5 is obtained for each projection and stored in the detector characteristic storage means 303. You.
  • the black circle 200 is the output value obtained by the projection.
  • Lag (j) is obtained from (Equation 2) using this data.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and is effective for an X-ray CT apparatus equipped with an X-ray detector having a plurality of afterglows.
  • the present invention can be applied to an X-ray CT apparatus equipped with an X-ray detector that directly converts X-rays into an electric signal.
  • the afterglow ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the first embodiment is estimated as the sum of a plurality of components consisting of a time constant and a component ratio, and the plurality of time constants and the component ratios are estimated by the response characteristic 313 of the detector.
  • FIG. 6 is a view for explaining another example of the afterglow correction processing method performed by the correction means shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method for determining the afterglow time constant and the component ratio.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining step response characteristics for performing measurement and storage in FIG. 7 and impulse response characteristics for performing estimation.
  • FIG. 9 shows an actual image for explaining the effect of the present invention.
  • the detector characteristic storage unit 303 stores the time constant ⁇ of the afterglow component i and the component ratio ⁇ for each X-ray detection element as detector response characteristic data 313. ing.
  • the correction means 301 uses the time constant ⁇ and the component ratio A stored in the detector characteristic storage means 303 to obtain the past projection afterglow amount data 312 for each afterglow component. .
  • the range m of Yong is determined for each afterglow component i (hereinafter, m determined for each component is referred to as m).
  • the range n flowing into the future projection is determined for each afterglow component i (hereinafter, n determined for each component is referred to as n), and the afterglow amount data 311 of the future projection is also obtained. Determined for each component of afterglow.
  • m and n are not necessarily the same.
  • the correction of the inflow from the past projection and the correction of the outflow to the future projection can be realized by, for example, (Equation 3).
  • Equation 3 ⁇ is the time of the projection interval, and this processing is performed for each X-ray detection element.
  • the afterglow correction is performed on the projection data 314 using the past and future afterglow amount data 312 and 311 for each of the afterglow components thus obtained, and the corrected data 315 is reconstructed by the reconstructing means 302. Output.
  • the decision is made in the afterglow evaluation mode.
  • after-glow evaluation mode selection 349 is performed, and a general shooting cannot be performed!
  • measurement 350 of the step response characteristic F (j) is performed.
  • no object is provided, and X-rays are irradiated for a certain time to obtain a distribution of the relative intensity of the output of the detector.
  • j represents the projection number.
  • the step response characteristic F1 is stored 351 in the detector characteristic storage means 303.
  • This step response characteristic F (j) is output as shown in FIG. 8 (a).
  • FIG. 8A shows a step response characteristic F (j) measured when X-rays are irradiated from one projection to the V projection.
  • This step response characteristic F (j) is a step response characteristic f (j) obtained when only the V-projection is irradiated with X-rays as shown in FIG. 8 (b), as shown in FIG. 8 (c).
  • F (j) obtained by step response characteristic measurement 350 is stored in corrected data storage means 300.
  • the impulse response characteristic f (j) is estimated 352 using this F (j).
  • V may be 1 or larger than 1.
  • the fitting function F, (j) becomes the same as the impulse response function f '(j).
  • the least squares method is used.
  • the estimation of the afterglow time constant and the component ratio A are performed for each X-ray detection element. At this time, not only the time constant ⁇ and the component ratio ⁇ , but also the number m and n of the projections and the number i of the afterglow components can take different values for each X-ray detecting element.
  • FIG. 9 is a cross-sectional image obtained by actually photographing with an X-ray CT apparatus. A 305 mm diameter cylindrical phantom filled with water was used as the subject.
  • FIG. 9A is a cross-sectional image when the afterglow correction is not performed
  • FIG. 9B is a cross-sectional image when the afterglow correction is performed.
  • M 5
  • the afterglow time constant i and the component ratio A were determined for each pixel and used.
  • m and n the number of projections necessary for each afterglow component to become 100 millionth of the input signal was used. However, m does not exceed the range of the projected projection.
  • the X-ray CT apparatus is different from the X-ray CT apparatus according to the first embodiment in that even if the afterglow includes a long time constant component, the detector characteristic storage unit 303
  • the amount of the response characteristic data 313 of the detector that is stored in the memory can be small, the afterglow component ratio Lag (i) can be determined accurately by performing fitting, and the past project Since the range m of the projection flowing into the projection and the range n of the projection flowing into the future projection can be determined, there are advantages such as a reduction in the amount of calculation and a high-speed processing.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the gist at the stage of implementation.
  • the above-described embodiments include various stages, and various embodiments can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed components.
  • the configuration may be such that some components are deleted from all the components shown in the above-described embodiment.
  • the present projection is corrected by correcting not only the inflow of the signal of the past projection force but also the outflow of the signal to the future projection.
  • An X-ray CT system can be realized that reproduces the true signal of the image with high accuracy and prevents the deterioration of the image quality due to the reduction of the positional resolution in the reconstructed image due to afterglow and the occurrence of artifacts.
  • An X-ray CT apparatus capable of reducing, eliminating, and preventing a decrease in time resolution of an image caused by an afterglow of an X-ray detector with high accuracy by correction is realized. Its applicability is great when applied to the medical field and the like.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method of an afterglow correction process performed by a correction unit according to a first embodiment of the present invention. (Example 1)
  • FIG. 2 is a view showing one embodiment of an X-ray CT apparatus of the present invention including afterglow correction means. (Example 1)
  • FIG. 3 is a view for explaining a configuration example of the X-ray detector shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view for explaining an example of processing in the central processing means shown in FIG. 2. (Example 1)
  • FIG. 5 Data power of the response characteristics of the detector shown in FIG. 1. Calculated ratio of afterglow component
  • FIG. 4 is a diagram for explaining Lag (j) (j: the number of projections after X-ray irradiation). (Example 1)
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of a method of afterglow correction processing performed by the correction means according to the second embodiment of the present invention. (Example 2)
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of a method for determining a time constant and a component ratio of afterglow according to the second embodiment of the present invention. (Example 2)
  • FIG. 8 is a view for explaining step response characteristics for performing measurement and storage and impulse response characteristics for performing estimation in FIG. 7; (Example 2)
  • FIG. 9A is a view showing a cross-sectional image when the afterglow is not corrected
  • FIG. 9B is a view showing a cross-sectional image when the afterglow is corrected according to the present invention.

Description

明 細 書
X線 CT装置
技術分野
[0001] 本発明は、 X線 CT装置に関する。
背景技術
[0002] 現在、 X線 CT装置の検出器として、感度が高ぐ検出器の小型化が可能な固体検 出器が主流となりつつある。その構造は、 X線を光に変えるシンチレ一タと光を電気 信号に変えるフォトダイオードが一体となった X線検出素子が複数配置され、この電 気信号を読み出す読み出し回路を有する。固体検出器では X線をシンチレ一タで光 に変える際に生じる残光や読み出し回路の読み残しなどにより、前のプロジヱクシヨン で撮影した像が次以降のプロジェクシヨンで撮影した投影データに残る現象 (ァフタ ーグロウ）が生じる。
[0003] X線を照射したとき、アフターグロウがない場合はその直後のプロジェクシヨン (現在 のプロジェクシヨン)の投影データにて、 X線によって生じる信号を全て得ることができ る。しかし、アフターグロウがある場合、 X線照射直後のプロジェクシヨンのみで全ての 信号が読み出されず、その後の複数のプロジェクシヨンにわたって信号の一部が出 力される。従って、これらのプロジェクシヨンでは、本来現在のプロジェクシヨンで読み 出される信号にカ卩え、過去のプロジェクシヨンからの信号が流入し、偽像を生じる。こ のような投影データでの偽像は、再構成像にお!、て画質の劣化や時間分解能の低 下の原因となる。
[0004] このアフターグロゥは、複数の異なる成分からなる。これはシンチレータにて発光が 生じるとき、 X線のエネルギーをシンチレータで失って発光に至る複数の物理過程に よって異なる時定数で蛍光が生じため、更に読み出し回路による信号読み残しなど の要因があるためである。そのため一般的に、アフターグロゥは複数の時定数を持つ た成分の和となる。
[0005] この複数成分のアフターグロゥを除去する補正方法に関して、いくつかの方法が提 示されている。その一つの方法として、 X線検出器の応答特性と補正を行った出力デ ータとの重畳積分から求めたアフターグロゥ量を差分して、過去のプロジェクシヨンか らのアフターグロウによる影響を補正する方法力 特開平 6— 343629号公報におい て提案されている。
[0006] 特許文献 1：特開平 6— 343629号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 現在のプロジェクシヨンに対するアフターグロウの影響には、過去のプロジェクシヨン の読み残しによる信号の流入と、今回のプロジェクシヨンで読み残しによる未来のプ ロジェクシヨンへの信号の流出がある。
[0008] 従って、過去のプロジェクシヨンからの信号の流入分のみでなく未来のプロジェクシ ヨンへの信号の流出分も含めて補正することで、現在のプロジェクシヨンの真の信号 を高精度に再現し、アフターグロウによって再構成像に生じる位置分解能の低下や アーチファ外の発生による画質の劣化を防ぐことが課題となる。
[0009] そこで、本発明の目的は、検出器のアフターグロウに起因する画像のアーチファクト の低減、除去、および時間分解能の低下防止を、補正によって高精度に行うことが 可能な X線 CT装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 上記目的を達成するために、本発明の X線 CT装置は、以下に示す特徴を有する。
[0011] (1)X線を被写体に照射する X線源と、プロジェクシヨンのタイミング毎に、前記被写 体を透過した前記 X線を電気信号に変換する複数の X線検出素子から成る X線検出 器と、前記 X線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の 出力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを備えた X線 CT装置において 、予め計測され、アフターグロウの特性を表す前記 X線検出器の応答特性のデータ を記憶させた第 1の記憶手段と、前記 X線検出器の出力データに対して前記応答特 性のデータを用い、前記補正手段にて補正された過去のプロジェクシヨンの出力デ ータを記憶させた第 2の記憶手段とを有し、かつ、前記補正手段が、前記第 1の記憶 手段に記憶された前記応答特性のデータと、前記第 2の記憶手段に記憶され、複数 のプロジェクシヨンにおいて過去にわたる複数の前記出力データとを用いて、今回の プロジェクシヨンの出力データに対する前記アフターグロウによる過去のプロジェクシ ヨンからの信号の流入の影響および未来のプロジヱクシヨンに対する信号の流出の影 響を補正するアフターグロウ補正手段を有することを特徴とする。
[0012] (2) X線を被写体に照射する X線源と、プロジェクシヨンのタイミング毎に、前記被写 体を透過した前記 X線を電気信号に変換する複数の X線検出素子から成る X線検出 器と、前記 X線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の 出力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを備えた X線 CT装置において 、予め計測され、アフターグロウの特性を表す前記 X線検出器の応答特性のデータ を記憶させた第 1の記憶手段と、前記 X線検出器の出力データに対して前記応答特 性のデータを用い、前記補正手段にて補正された過去のプロジェクシヨンの出力デ ータを記憶させた第 2の記憶手段とを有し、かつ、前記補正手段が、前記第 1の記憶 手段に記憶された前記応答特性のデータと、前記第 2の記憶手段に記憶された前記 過去のプロジェクシヨンの出力データとを用いて、今回のプロジェクシヨンの出力デー タに対する前記アフターグロウによる過去のプロジヱクシヨンからの信号の流入の影 響および未来のプロジェクシヨンに対する信号の流出の影響を、所定の演算式に基 づき補正する前記アフターグロウ補正手段を有し、前記所定の演算式が、照射され た前記 X線が前記 X線検出器に入射してから jプロジェクシヨン後のアフターグロゥ成 分の割合を Lag (j)、前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、アフターグロウ成分 の補正を行う過去のプロジェクシヨン数を m、前記 X線が前記 X線検出器に入射した 後、アフターグロウ成分の補正を行う未来のプロジェクシヨン数を n、前記 X線が前記 X線検出器に入射して Nプロジェクシヨン後に取得された出力データを I (N)、 Nプロ ジェクシヨン後に取得された出力データ I (N)に対して前記補正手段が前記アフター グロウの補正を行った後の出力データを Γ (N)としたとき、
[0013] [数 1]
Figure imgf000005_0001
[0014] の式で表わされることを特徴とする。 [0015] このような X線 CT装置により、過去のプロジェクシヨンからの信号の流入の影響と未 来のプロジェクシヨンへの信号の流出分の影響を補正することで現在のプロジェクシ ヨンの真の信号を高精度に再現し、アフターグロウによって再構成像に生じる位置分 解能の低下やアーチファクトの発生による画質の劣化を防ぐことが可能となる。
[0016] (3)前記（2)の X線 CT装置において、前記 X線検出器の応答特性力 時定数と成 分比からなる複数のアフターグロウ成分の和で表わされ、前記アフターグロウ成分の 補正を行う前記過去のプロジェクシヨン数 m、および/または前記 X線が前記 X線検 出器に入射した後、前記アフターグロウ成分の補正を行う前記未来のプロジヱクショ ン数 nが前記アフターグロウ成分によって異なることを特徴とする。
[0017] これによつてアフターグロウ補正処理における計算量の低減が可能となる。
[0018] (4) X線を被写体に照射する X線源と、プロジェクシヨンのタイミング毎に、前記被写 体を透過した前記 X線を電気信号に変換する複数の X線検出素子から成る X線検出 器と、前記 X線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の 出力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを備えた X線 CT装置において 、予め決定され、複数成分からなるアフターグロウの時定数と成分比の値を記憶させ た第 1の記憶手段と、前記 X線検出器の出力データに対して複数の前記アフターグ ロウの時定数と成分比の値を用い、前記補正手段にて補正された過去のプロジェク シヨンの出力データを記憶させた第 2の記憶手段とを有し、かつ、前記補正手段が、 前記第 1の記憶手段に記憶された前記アフターグロウの時定数と成分比の値と前記 第 2の記憶手段に記憶された前記過去のプロジヱクシヨンの出力データとを用いて、 今回のプロジェクシヨンの出力データに対する前記アフターグロウによる過去のプロ ジェクシヨンからの信号の流入の影響および未来のプロジェクシヨンに対する信号の 流出の影響を、所定の演算式に基づき補正するアフターグロウ補正手段を有し、前 記所定の演算式が、プロジェクシヨンの時間間隔を ΔΤ、アフターグロウの成分数を Μ、アフターグロウの成分 i (i= l、 2、 · ··、 M)のアフターグロウの時定数を τ .、成分比 を Α、前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、前記成分 iのアフターグロウの補正 を行う過去のプロジェクシヨン数を m、前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、前 記成分 iのアフターグロウの補正を行う未来のプロジェクシヨン数を n、前記 X線が前 記 X線検出器に入射して Nプロジェクシヨン後に取得された出力データを I (N)、 Nプ ロジェクシヨン後に取得された出力データ I (N)に対して前記補正手段が前記ァフタ ーグロウの補正を行った後の出力データを Γ (N)としたとき、
[0019] [数 2]
Figure imgf000007_0001
[0020] の式で表わされることを特徴とする。
[0021] これによつて、第 1の記憶手段で記憶する応答特性のデータ量の低減、及びァフタ ーグロウ補正処理の計算量の低減が可能となる。
[0022] (5)前記（1)、 （2)又は（4)の X線 CT装置において、前記 X線をプロジェクシヨンの 間の時間だけインパルス的に照射、または複数のプロジヱクシヨンの間の時間だけス テツプ的に照射してアフターグロウの特性を表す前記 X線検出器の応答特性のデー タを予め計測するアフターグロウ評価モードと、前記アフターグロウ評価モードを選択 する機能を具備することを特徴とする。
[0023] これによつて X線検出器の応答特性であるアフターグロゥを取得することができる。
発明の効果
[0024] 本発明によれば、検出器のアフターグロウに起因する画像のアーチファクトの低減 、除去及び時間分解能の低下防止を、補正によって高精度に行うことが可能な X線 CT装置を実現することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。
[0026] (実施例 1)
以下、図 1から図 5を用いて、本発明の第 1の実施例について説明する。
[0027] 図 2は、アフターグロウ補正手段を含む、本発明の X線 CT装置の一実施例を示す 図である。図 3は、図 2の X線 CT装置における X線検出器の一構成例を説明する図 である。図 4は、図 2の X線 CT装置における中央処理手段の一構成例を説明する図 である。図 1は、図 4に示した補正手段にて行われるアフターグロウ補正処理の方法 の一例を説明する図である。図 5は、図 1に示した検出器の応答特性のデータ 313か ら求めたアフターグロウ成分の割合 Lag (j) (j :X線照射後のプロジェクシヨン数)を説 明する図である。
[0028] 図 2に示すように、 X線 CT装置の基本構成として、 X線を照射する X線管 100、 X線 を検出して電気信号に変換する X線検出器 104、 X線検出器 104からの投影データ を収集する信号収集手段 118、信号収集手段 118からの信号 (投影データ)を記憶 し画像処理を行う中央処理手段 105、画像処理の結果を表示する表示手段 106、撮 影開始やパラメータの設定、入力を行う入力手段 119、 X線管 100と X線検出器 104 を制御する制御手段 117から成る。なお、図中、 107は体軸方向（スライス方向）を示 し、 108は回転体 101の回転方向（チャネル方向）を示す。
[0029] 図 2を用いて、撮影の手順を説明する。入力手段 119から撮影開始の入力が行わ れると、 X線源 100から寝台天板 103に載置された被写体 102に向けて X線が照射 される。この X線は被写体 102を透過した X線検出器 104にて電気信号に変換される 。この電気信号は信号収集回路 118にてアナログ デジタル変換 (AD変換)が行わ れて投影データとなる。この撮影は、 X線管 100と X線検出器 104とが搭載された回 転体 101を回転して被写体に対する X線の照射角度を変化させてプロジェクシヨン毎 に繰り返し行われ、 360度分の投影データを取得する。このプロジェクシヨン毎の投 影データの撮影は、例えば 0.4度ごとに行う。この際に制御回路 117は、回転体 101 の回転と X線検出器 104の読み出しを制御する。この投影データは中央収集回路 1 05にて画像補正処理や再構成演算が実施される。その結果が表示手段 106にて表 示される。
[0030] 図 3を用いて、本発明の X線 CT装置における X線検出器 104の一構成例を説明す る。図 3に示す X線検出器 104は円弧状に複数並べられ、図 2に示すように、 X線管 1 00と対抗して配置される。図 3に示す X線検出器 104は、 X線を光に変換するシンチ レータ素子 112と、光を電気信号に変換するフォトダイオードが複数形成されている フォトダイオード基板 (光電変換基板） 111と、電気信号を出力する電極パッド 120と そのための配線を有する配線基板 113から構成される。シンチレータ素子 112とフォ トダイオード基板 111とは光学的に透明な接着剤 310で接着されて X線検出素子を 成し、これらはフォトダイオード基板 111に支持されている。ここで、図 3に示す X線検 出器 104の X線検出素子の数は説明を簡単にするためであり、本発明を限定するも のではない。
[0031] X線検出器 104に X線が入射した場合を、図 3を用いて説明する。入射した X線は シンチレータ素子 112にて光に変換される。シンチレータ素子 112は、セパレータ 13 0によって分割されている。このシンチレータ素子 112毎に対応して、光を電気信号 に変換するフォトダイオードがフォトダイオード基板 111上に設けられて 、る。このフ オトダイオードとシンチレータ素子 112とによって X線検出素子を構成する。フォトダイ オードにて光力ゝら変換された電気信号は、 X線検出素子毎に出力される。フォトダイ オードの電極は電極パッド 120と電気的に接続されている。この電極パッド 120から、 X線によって発生した電気信号は、図 2に示す信号収集手段 118に読み出される。こ の電気信号が全 X線検出素子分集められて投影データを形成する。この投影データ は、ある時間間隔（ΔΤ)で行われて複数枚の投影データが順次取得される。その N 番目を Nプロジェクシヨン目の投影データと呼ぶことにする。
[0032] この読み出しの際、 X線によって発生する信号は、全てが X線照射直後のプロジェ クシヨンで読み出されるとは限らない。アフターグロウにより、他のプロジェクシヨンへ の信号の流出がある。例えば、（N— 1)プロジェクシヨン目の投影データの直前に照射 された信号の一部は、 Nプロジェクシヨン目の投影データ以降に読み出される。その 原因は、 X線がシンチレータで光に変換される際の遅延 (残光)や回路的な読み残し である。このようなアフターグロゥは、 Nプロジェクシヨン目以降の投影データに残像を 生じさせ、再構成像ではアーチファクトを生じさせる原因となる。更に、 Nプロジェクシ ヨン目の信号の一部は Nプロジェクシヨン目で読み出されな 、ため、 Nプロジェクショ ン目の信号は真の信号に比べて不足する。（N+ 1)プロジェクシヨン目以後の出力デ ータでアフターグロゥを補正するとき、 Nプロジェクシヨン目のアフターグロウ補正後の 出力データと検出素子の応答特性から、 Nプロジェクシヨン目の信号が (N+ 1)プロ ジェクシヨン目以降へ流入する分を推定して補正するが、アフターグロウ補正後の出 力データが真の信号と異なるとアフターグロウ補正の精度が低下する。
[0033] 図 4を用いて、図 2に示す中央処理手段 105における処理の一例を説明する。中 央処理手段 105では、検出器特性記憶手段 303にて事前に撮影した検出器の特性 が記憶され、補正後データ記憶手段 300では補正手段 301にて補正されたデータを 記憶する。信号収集手段 118から中央処理手段 105に入力された投影データは、こ れらに記憶されたデータを用いて補正手段 301にて画像補正処理が行われる。この とき行われる処理は、例えば、 X線検出器 104の暗電流分の出力を除くオフセット補 正、 X線検出器 104のアフターグロウの影響を補正するアフターグロウ補正、照射さ れる X線の分布や X線検出器 104の感度のばらつきを補正する感度補正などである 。次に、投影データは、再構成手段 302にてコンボルーシヨン (畳み込み）やバックプ ロジェクシヨン (逆投影）の処理を加えて被写体の X線吸収係数分布の断面像を再構 成する。この断面像が、表示手段 106にて表示される。
[0034] 図 1は、図 4に示した補正手段 301にて行われるアフターグロウ補正の方法の一例 を示す図である。 Nプロジェクシヨン目の投影データに対してアフターグロウ補正を実 施する場合を説明する。
[0035] 補正手段 301ではまず、検出器特性記憶手段 303に記憶された検出器の応答特 性のデータ 313と、補正後データ記憶手段 300に記憶された過去のプロジェクシヨン のアフターグロウ補正後の投影データ 320から、 Nプロジェクシヨン目に流入する過 去のプロジェクシヨンのアフターグロゥ量データ 312を作成する。ここで、図 1ではァフ ターグロウ量データ 312は、 Nプロジェクシヨン目へ流入するアフターグロウ量が再構 成像に無視できない影響を与える範囲が Nプロジェクシヨン目の mプロジェクシヨン前 からの場合であり、 (N-m)から（N— 1)プロジェクシヨン分の過去のアフターグロゥ量 データ 312を算出する。このプロジェクシヨン数 mは、事前に決定される。この過去の プロジェクシヨンのアフターグロゥ量データ 312を、信号収集手段 118にお 、て収集 された Nプロジェクシヨン目のアフターグロウ補正前の投影データ 314から差分するこ とにより、 Nプロジェクシヨン目のアフターグロウ補正後（過去分）の投影データ 317を 求める。このようにして、過去のプロジェクシヨンから Nプロジェクシヨン目に流入する アフターグロゥを補正することができる。 [0036] 次に、アフターグロウ補正後 (過去分)の投影データ 317と検出器の応答特性のデ ータ 313から未来のプロジェクシヨンのアフターグロゥ量データ 311を算出する。 nは アフターグロウ量が再構成像に無視できない影響を与える未来のプロジェクシヨン数 でありこの値は事前に決定される。ここでこの nの値は mと同一とは限らない。例えば 、アフターグロウが長い成分を持つとき、 Nプロジェクシヨン目へ過去力も影響のある プロジェクシヨンは最大で 1プロジェクシヨン目から（N— 1)プロジェクシヨン目の（N— 1 )プロジェクシヨンである力 未来への影響はこれ以上のプロジェクシヨン数である場 合がある。また、未来のプロジェクシヨンへの影響は、実際に未来に読み出しが行わ れないプロジヱクシヨンまでありうるため、 nは最大で無限大の場合がありうる。この算 出した量を Nプロジェクシヨン目のアフターグロウ補正後（過去分）の投影データ 317 へ加えることで Nプロジェクシヨン目のアフターグロウ補正後の投影データ 315を求め る。このようにして、アフターグロウにより Nプロジェクシヨン目より未来へ読み残した信 号を求めることができる。
[0037] 以上の処理により、アフターグロウ補正された投影データ 315は、再構成手段 302 へ出力される。
[0038] この過去のプロジェクシヨン目力 の流入分の補正と、未来のプロジェクシヨンへの 流出分の補正は、例えば、（数式 1)によって実現できる。すなわち、検出器の応答特 性のデータ 313から求めた jプロジェクシヨン後のアフターグロウ成分の割合を Lag (j) 、 Nプロジ クシヨン目に取得された出力データ 314を I (N)、出力データ I (N)に対し てアフターグロウの補正を行った後の出力データ 315を Γ (N)としたとき、過去のプロ ジェクシヨンの影響は、（数式 1)の分子第 2項のように書ける。
[0039] すなわち、（数式 1)の分子に示す量、
[0040] [数 3]
( l(N)- (Lag(j)- r(N - j)) )
】
[0041] は、過去のプロジェクシヨンの影響を補正した Nプロジェクシヨンの出力データ 317と なる。
[0042] 未来のプロジェクシヨンへの読み残し分は、 Nプロジェクシヨン後の nプロジェクショ ンだけ残ると考えると、その影響分は、真の信号、すなわちアフターグロウの補正を行 つた後の出力データ 315を I ' (N)の
[数 4]
Figure imgf000012_0001
[0044] 倍の量となる。従って、未来のプロジェクシヨンへの読み残し分を考慮すると、真の信 号は、（数式 1)の分子を
[0045] [数 5]
Figure imgf000012_0002
[0046] 倍した値となる。よって、（数式 1)に示す計算によって、過去のプロジェクシヨン目から の流入分の補正と、未来のプロジヱクシヨンへの流出分の補正を実現することができ る。
[0047] [数 6]
/(N) ζ^(/)' ' - -ゾ))
r(N) 数式 1 l ~∑(Lag {j))
[0048] 図 5は、図 1に示した検出器の応答特性のデータ 313から求めたアフターグロゥ成 分の割合 Lag (j) (j:X線照射後のプロジェクシヨン数)を説明するための説明図である 。本実施例の X線 CT装置は検出器の応答特性のデータ 313を取得するためのァフ ターグロウ評価モードを有する。このモードを選択したとき、 X線力 Sインパルス的に短 時間照射され、図 5に示すような出力値 I (j)の変化がプロジェクシヨン毎に取得され、 検出器特性記憶手段 303に記憶される。ここで、黒丸 200がプロジェクシヨンで得ら れた出力値である。 Lag (j)は、このデータを用いて (数式 2)より求める。
[0049] [数 7] Las ij}— (数式 2 )
/(1)
[0050] このような構成により、検出器のアフターグロウに起因する画像のアーチファクトの 低減、除去及び時間分解能の低下防止を、補正によって高精度に行うことが可能な X線 CT装置を実現できる。
[0051] 本発明は、上述した実施例に限定されるものではなぐ複数成分のアフターグロウ を有する X線検出器を搭載した X線 CT装置に有効である。例えば、 X線を直接的に 電気信号に変換する X線検出器を搭載した X線 CT装置に実施されることも可能であ る。
[0052] (実施例 2)
本発明の第 2の実施例は、第 1の実施例におけるアフターグロゥを時定数と成分比 からなる複数の成分の和として推定し、この複数の時定数と成分比を、検出器の応答 特性 313として検出器特性記憶手段 303に記憶する X線 CT装置である。以下、図 6 力も図 9を用いて、本発明の第 2の実施例について説明する。
[0053] 図 6は、図 4に示した補正手段にて行われるアフターグロウ補正の処理方法の別の 例を説明する図である。図 7は、アフターグロウの時定数と成分比の決定方法の一例 を説明する図である。図 8は、図 7にて計測および記憶を行うステップ応答特性と推 定を行うインパルス応答特性を説明する図である。図 9は、本発明の効果を説明する ための実画像を示す。
[0054] 図 6に示すように、検出器特性記憶手段 303には検出器の応答特性のデータ 313 として、アフターグロウ成分 iの時定数 τと成分比 Αとが X線検出素子毎に記憶され ている。ここでアフターグロゥは M個の成分力もなり（i= l、 2、 · · ·、 M)、時定数 τと成 分比 Αは M成分だけ保存される。
[0055] 補正手段 301では、検出器特性記憶手段 303に保存された時定数 τと成分比 A とを用い、アフターグロウの成分毎に過去のプロジェクシヨンのアフターグロウ量のデ ータ 312を求める。このとき、時定数によってそれぞれのアフターグロウの成分が影響 するプロジェクシヨンが異なるため、過去のプロジェクシヨンから流入するプロジェクシ ヨンの範囲 mをアフターグロウの成分 i毎に決める（以降、この成分毎に決められた m を mと記す)。同様に、未来のプロジェクシヨンへ流出する範囲 nをアフターグロウの 成分 i毎に決め（以降、この成分毎に決められた nを nと記す）、未来のプロジヱクショ ンのアフターグロウ量のデータ 311もアフターグロウの成分毎に決定する。ここで、こ の mと nは同一とは限らない。
[0056] このような過去のプロジェクシヨンからの流入分の補正と、未来のプロジェクシヨンへ の流出分の補正は、例えば、（数式 3)によって実現できる。（数式 3)において、 ΔΤ はプロジェクシヨン間隔の時間であり、この処理は X線検出素子毎に行う。
[0057] [数 8]
(数式 3 )
Figure imgf000014_0001
[0058] このように求めたアフターグロウの成分毎の過去と未来のアフターグロウ量のデータ 312、 311を用いて投影データ 314にアフターグロウ補正を実施し、補正後のデータ 315を再構成手段 302の出力する。
[0059] 図 7を用いて、アフターグロウの時定数 τ iと成分比 A (i= l、 · ··、 M)の決定方法の 一例を説明する。決定は、アフターグロウ評価モードにて実施する。手順としては、ま ずアフターグロウ評価モードの選択 349を行 、、一般の撮影を行えな!/、状況とする。 次にステップ応答特性 F(j)の計測 350を行う。この計測 350では被写体は設けず、 X 線を一定時間だけ照射して検出器の出力の相対強度の分布を得る。 jはプロジェクシ ヨン番号を表す。次に検出器特性記憶手段 303へステップ応答特性 F①の記憶 351 を行う。
[0060] このステップ応答特性 F(j)は、図 8(a)のような出力となる。この図 8(a)は、 1プロジヱク シヨンから Vプロジェクシヨンまで X線を照射したときに計測されるステップ応答特性 F( j)である。このステップ応答特性 F(j)は、図 8(b)に示すような Vプロジェクシヨン目のみ X線を照射したときに得られるステップ応答特性 f(j)が、図 8(c)に示すように 1プロジェ クシヨン目から Vプロジェクシヨン目に生じた分だけ畳み込み積分された量となる。 [0061] 図 7に示すように、ステップ応答特性の計測 350によって得られた F(j)は、補正後デ ータ記憶手段 300に記憶される。次に、この F(j)を用いてインパルス応答特性 f(j)の 推定 352を行う。この推定 352では、例えば、（数式 4)に示すようなアフターグロウの 各成分の和で示すインパルス応答関数 f， G)を、 1プロジェクシヨンから Vプロジェクショ ン分だけ畳み込み積分して得たフィッティング関数 F'①を、測定で得られたステップ 関数 F(j)へフィッティングを行うことで、アフターグロウの時定数てと成分比 A (i= l、 •••、M)を推定する。
[0062] [数 9] 尸（ゾ） (数式 4 )
Figure imgf000015_0001
[0063] ここで、 Vは 1でも 1より大でもよい。 Vが 1のときは、 X線がインパルス的に照射された ときであり、フィッティング関数 F， (j)はインパルス応答関数 f' (j)と同一になる。
このフィッティングには、例えば最小 2乗法を用いる。次に、補正後データ記憶手段 3 00へ推定したパラメータをアフターグロウの時定数 τと成分比 A (i= l、 · · ·、 M)の記 憶 353を行う。
[0064] このようなアフターグロウの時定数てと成分比 Aの推定は、 X線検出素子毎に行わ れる。このとき時定数 τと成分比 Αのみならず、プロジヱクシヨン数 m及び n、ァフタ ーグロウの成分数 iも X線検出素子毎に異なる値を取り得る。
[0065] 図 9は、実際に X線 CT装置にて撮影して得た断面像である。被写体には水の入つ た直径 305mmの円筒のファントムを用いた。図 9 (a)はアフターグロウの補正を行わ ないときの断面像であり、図 9 (b)は補正を行ったときの断面像である。図 9 (b)で行つ たアフターグロウの補正では、 5つのアフターグロウの成分（M = 5)を仮定してァフタ ーグロウの時定数て iと成分比 Aを画素毎に決定して用いた。 m及び nには、それぞ れのアフターグロウ成分が入力信号に対して 1億分の 1になるのに必要なプロジェク シヨン数を用いた。ただし、 mは撮影したプロジェクシヨンの範囲を超えない。
[0066] 図 9 (a)に示すアフターグロウの補正を行わないときでは、リング状のアーチファクト が発生していたのに対して、図 9 (b)に示すアフターグロウの補正を行ったときでは、 これが低減しており、本発明によるアーチファクト低減の効果を確認できる。
[0067] 第 2の実施例の X線 CT装置は、第 1の実施例の X線 CT装置と比較して、アフター グロウが長 ヽ時定数の成分を含む場合でも、検出器特性記憶手段 303の記憶する 検出器の応答特性のデータ 313の量が小さくて済むこと、フィッティングを行うことで アフターグロウ成分の割合 Lag (i)を精度良く決定することができること、各アフターグ ロウ成分で過去のプロジェクシヨンから流入するプロジェクシヨンの範囲 mおよび未来 のプロジェクシヨンへ流出するプロジェクシヨンの範囲 nを決定できるため、計算量の 低減と処理の高速ィ匕が可能なことなどのメリットがある。
[0068] また、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなぐ実施の段階ではその 要旨を逸脱しない範囲でさまざまに変形して実施することが可能である。更に、上述 した実施例にはさまざまな段階が含まれており、開示される複数の構成要素における 適宜な組み合わせによりさまざまな実施の形態が抽出され得る。例えば、上述した実 施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除される構成としてもよい。
[0069] 以上詳述したように、本発明によれば、過去のプロジヱクシヨン力 の信号の流入分 のみでなく未来のプロジェクシヨンへの信号の流出分も含めて補正することで、現在 のプロジェクシヨンの真の信号を高精度に再現し、アフターグロウによって再構成像 に生じる位置分解能の低下やアーチファクトの発生による画質の劣化を防ぐことを可 能にする X線 CT装置を実現できる。
産業上の利用可能性
[0070] X線検出器のアフターグロウに起因する画像のアーチファクトの低減、除去及び時 間分解能の低下防止を、補正によって高精度に行うことが可能な X線 CT装置を実現 するものであり、医療分野等に適用してその利用可能性大である。
図面の簡単な説明
[0071] [図 1]本発明の第 1の実施例による補正手段にて行なわれるアフターグロウ補正処理 の方法の一例を説明する図である。（実施例 1)
[図 2]アフターグロウ補正手段を含む、本発明の X線 CT装置の一実施例を示す図で ある。（実施例 1)
[図 3]図 2に示す X線検出器の一構成例を説明する図。（実施例 1) [図 4]図 2に示す中央処理手段における処理の一例を説明する図。（実施例 1)
[図 5]図 1に示した検出器の応答特性のデータ力 求めたアフターグロウ成分の割合
Lag (j) (j:X線照射後のプロジヱクシヨン数)を説明する図。（実施例 1)
[図 6]本発明の第 2の実施例による補正手段にて行なわれるアフターグロウ補正処理 の方法の一例を説明する図。（実施例 2)
[図 7]本発明の第 2の実施例におけるアフターグロウの時定数と成分比の決定方法の 一例を説明する図。（実施例 2)
[図 8]図 7における計測及び記憶を行うステップ応答特性と推定を行うインパルス応答 特性を説明する図。（実施例 2)
[図 9] (a)はアフターグロウの補正を行わな 、ときの断面像、（b)は本発明によるァフタ ーグロウの補正を行ったときの断面像を示す図。 符号の説明
100· "X線源、 101· ··回転体、 102· "被写体、 103· ··寝台天板、 104· "X線検出 器、 105…中央処理装置、 106…表示装置、 107…体軸方向、 108· ··回転方向、 1 11 · ··光電変換基板、 112…シンチレータ素子、 113…配線基板、 117· ··制御回路、 118…信号収集手段、 119…入力手段、 120…電極パッド、 130· ··セパレータ、 200 …黒丸、 300…補正後データ記憶手段、 301…補正手段、 302…再構成手段、 303 …検出器特性記憶手段、 310…接着剤、 311…未来のプロジェクシヨンのアフターグ ロウ量データ、 312…過去のプロジェクシヨンのアフターグロゥ量データ、 313· ··検出 器の応答特性のデータ、 314· · ·Νプロジェクシヨン目のアフターグロウ補正前の投影 データ、 315〜ί^ °ロジェクシヨン目アフターグロウ補正後の投影データ、 317· ··Νプ ロジェクシヨン目アフターグロウ補正後（過去分）の投影データ、 320…過去のプロジ ェクシヨンのアフターグロウ補正後の投影データ、 349…アフターグロウ評価モードの 選択、 350· ··ステップ応答特性 F(j)の測定、 351· ··ステップ応答特性 F(j)の記憶、 35 2· ··インノ ルス応答特性 )の推定、 353…アフターグロウのとき時定数 τと成分比 A (i= l、 · ··、 M)の記憶。

Claims

請求の範囲
[1] X線を被写体に照射する X線源と、プロジェクシヨンのタイミング毎に、前記被写体 を透過した前記 X線を電気信号に変換する複数の X線検出素子から成る X線検出器 と、前記 X線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の出 力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを備えた X線 CT装置において、 予め計測され、アフターグロウの特性を表す前記 X線検出器の応答特性のデータを 記憶させた第 1の記憶手段と、前記 X線検出器の出力データに対して前記応答特性 のデータを用い、前記補正手段にて補正された過去のプロジェクシヨンの出力データ を記憶させた第 2の記憶手段とを有し、かつ、前記補正手段が、前記第 1の記憶手段 に記憶された前記応答特性のデータと、前記第 2の記憶手段に記憶され、複数のプ ロジェクシヨンにおいて過去にわたる複数の前記出力データとを用いて、今回のプロ ジェクシヨンの出力データに対する前記アフターグロウによる過去のプロジェクシヨン 力 の信号の流入の影響および未来のプロジヱクシヨンに対する信号の流出の影響 を補正するアフターグロウ補正手段を有することを特徴とする X線 CT装置。
[2] X線を被写体に照射する X線源と、プロジェクシヨンのタイミング毎に、前記被写体 を透過した前記 X線を電気信号に変換する複数の X線検出素子から成る X線検出器 と、前記 X線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の出 力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを備えた X線 CT装置において、 予め計測され、アフターグロウの特性を表す前記 X線検出器の応答特性のデータを 記憶させた第 1の記憶手段と、前記 X線検出器の出力データに対して前記応答特性 のデータを用い、前記補正手段にて補正された過去のプロジェクシヨンの出力データ を記憶させた第 2の記憶手段とを有し、かつ、前記補正手段が、前記第 1の記憶手段 に記憶された前記応答特性のデータと、前記第 2の記憶手段に記憶された前記過去 のプロジェクシヨンの出力データとを用いて、今回のプロジェクシヨンの出力データに 対する前記アフターグロウによる過去のプロジヱクシヨン力 の信号の流入の影響お よび未来のプロジ クシヨンに対する信号の流出の影響を、所定の演算式に基づき 補正する前記アフターグロウ補正手段を有し、前記所定の演算式が、照射された前 記 X線が前記 X線検出器に入射してから jプロジェクシヨン後のアフターグロウ成分の 割合を Lag (j)、前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、アフターグロウ成分の補 正を行う過去のプロジェクシヨン数を m、前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、ァ フターグロウ成分の補正を行う未来のプロジェクシヨン数を n、前記 X線が前記 X線検 出器に入射して Nプロジェクシヨン後に取得された出力データを I (N)、 Nプロジェク シヨン後に取得された出力データ I (N)に対して前記補正手段が前記アフターグロウ の補正を行った後の出力データを Γ (N)としたとき、
[数 1] 、 _∑ Lag ( ' Γ Ν-- β
Figure imgf000019_0001
の式で表わされることを特徴とする X線 CT装置。
[3] 請求項 2に記載の X線 CT装置において、前記 X線検出器の応答特性が、時定数と 成分比からなる複数のアフターグロウ成分の和で表わされ、前記アフターグロウ成分 の補正を行う前記過去のプロジヱクシヨン数 m、および/または前記 X線が前記 X線 検出器に入射した後、前記アフターグロウ成分の補正を行う前記未来のプロジェクシ ヨン数 nが前記アフターグロウ成分によって異なることを特徴とする X線 CT装置。
[4] X線を被写体に照射する X線源と、プロジェクシヨンのタイミング毎に、前記被写体 を透過した前記 X線を電気信号に変換する複数の X線検出素子から成る X線検出器 と、前記 X線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の出 力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを備えた X線 CT装置において、 予め決定され、複数成分力 なるアフターグロウの時定数と成分比の値を記憶させた 第 1の記憶手段と、前記 X線検出器の出力データに対して複数の前記アフターグロ ゥの時定数と成分比の値を用い、前記補正手段にて補正された過去のプロジェクシ ヨンの出力データを記憶させた第 2の記憶手段とを有し、かつ、前記補正手段が、前 記第 1の記憶手段に記憶された前記アフターグロウの時定数と成分比の値と前記第 2の記憶手段に記憶された前記過去のプロジヱクシヨンの出力データとを用いて、今 回のプロジェクシヨンの出力データに対する前記アフターグロウによる過去のプロジェ クシヨン力 の信号の流入の影響および未来のプロジヱクシヨンに対する信号の流出 の影響を、所定の演算式に基づき補正するアフターグロウ補正手段を有し、前記所 定の演算式が、プロジェクシヨンの時間間隔を Δ Τ、アフターグロウの成分数を Μ、ァ フターグロウの成分 i (i= l、 2、 · · ·、 M)のアフターグロウの時定数を τ .、成分比を Α、 前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、前記成分 iのアフターグロウの補正を行う 過去のプロジェクシヨン数を m、前記 X線が前記 X線検出器に入射した後、前記成分 iのアフターグロウの補正を行う未来のプロジェクシヨン数を n、前記 X線が前記 X線検 出器に入射して Nプロジェクシヨン後に取得された出力データを I (N)、 Nプロジェク シヨン後に取得された出力データ I (N)に対して前記補正手段が前記アフターグロウ の補正を行った後の出力データを Γ (N)としたとき、
[数 2]
Figure imgf000020_0001
の式で表わされることを特徴とする X線 CT装置。
[5] 請求項 1、 2又は 4に記載の X線 CT装置において、前記 X線をプロジェクシヨンの間 の時間だけインパルス的に照射、または複数のプロジヱクシヨンの間の時間だけステ ップ的に照射してアフターグロウの特性を表す前記 X線検出器の応答特性のデータ を予め計測するアフターグロウ評価モードと、前記アフターグロウ評価モードを選択 する機能を具備することを特徴とする X線 CT装置。
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