JP2002336237A - X-ray image correction phantom, and x-ray image correction method and x-ray ct radiographic device using the phantom - Google Patents
X-ray image correction phantom, and x-ray image correction method and x-ray ct radiographic device using the phantomInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コーンビームＸ線
ＣＴ撮影、つまり、被写体を固定保持し、この被写体を
中心としてＸ線発生器と二次元Ｘ線撮像手段とを対向配
置し、前記Ｘ線発生器から前記被写体の一部である撮影
すべき局所部位のみを包含するＸ線コーンビームを局所
照射しながら、前記Ｘ線発生器と二次元Ｘ線撮像手段を
撮影条件に応じた角度範囲で旋回させることによって、
前記局所部位のＸ線画像を撮像し、このＸ線画像を演算
処理して、前記局所部位の３次元的なＸ線吸収係数を算
出するＸ線撮影において、被写体と前記被写体のＸ線原
画像の位置的なずれを補正するために用いられるＸ線画
像補正ファントム、これを用いたＸ線画像補正方法及び
Ｘ線ＣＴ撮影装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cone-beam X-ray CT imaging, that is, a method in which an object is fixedly held and an X-ray generator and two-dimensional X-ray imaging means are arranged opposite to each other with the object as a center. The X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging means are angle-ranged according to imaging conditions while locally irradiating an X-ray cone beam including only a local part to be imaged, which is a part of the subject, from the X-ray generator. By turning with
An X-ray image of the local site is taken, and the X-ray image is subjected to arithmetic processing to calculate a three-dimensional X-ray absorption coefficient of the local site. The present invention relates to an X-ray image correction phantom used for correcting a positional deviation of an image, an X-ray image correction method using the phantom, and an X-ray CT imaging apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）撮影
においては、二次元Ｘ線撮像手段として、イメージイン
テンシファイア略してＸ線ＩＩ（Ｘ線蛍光増倍管）とＣ
ＣＤカメラを組み合わせたもの（以後、「ＸＩＩ撮像
管」という。）が用いられるが、このＸＩＩ撮像管の場
合、Ｘ線受光面が曲面であるのに対し、ここで可視化さ
れた光を電気信号に変換するＣＣＤカメラの受光面は平
面であるため、曲面を平面で検知することにより生じる
管面歪みや、撮影中の地磁気による磁気歪みなどの歪
み、つまり、被写体と前記被写体のＸ線原画像の位置的
なずれが発生するが、これを補正するものとして種々の
提案がなされていた。2. Description of the Related Art In X-ray CT (Computed Tomography) imaging, two-dimensional X-ray imaging means such as X-ray II (X-ray fluorescence intensifier) and C
A combination of a CD camera (hereinafter, referred to as an “XII image pickup tube”) is used. In the case of the XII image pickup tube, while the X-ray receiving surface is a curved surface, the light visualized here is converted into an electric signal. Since the light receiving surface of the CCD camera is flat, a distortion such as a tube distortion caused by detecting a curved surface on a flat surface or a magnetic distortion due to terrestrial magnetism during photographing, that is, an X-ray original image of the subject and the subject However, various proposals have been made to correct this.
【０００３】図１０（ａ）はこの管面歪みの補正に用い
る従来の画像補正ファントムの一例を示す図、（ｂ）
は、これを用いたＸ線ＣＴ撮影装置の基本構成図であ
り、特開平８−２４２４８号公報に記載されたものであ
る。FIG. 10A shows an example of a conventional image correction phantom used for correcting the tube surface distortion, and FIG.
1 is a basic configuration diagram of an X-ray CT imaging apparatus using the same, which is described in JP-A-8-24248.
【０００４】図１０（ａ）の画像補正ファントム１２１
は、Ｘ線不透過性の金属平板１６１ａに正方格子状にＸ
線透過性の孔１２１ｂを形成したものであり、管面歪み
の補正に好適に用いることができたが、金属平板１２１
ａへの孔１２１ｂの加工に多数の手間を要し、コストの
高いものとなっていた。The image correction phantom 121 shown in FIG.
Are formed on a metal flat plate 161a, which is radiopaque, in a square lattice pattern.
It is formed with a line-transmissive hole 121b, which can be suitably used for correcting tube surface distortion.
A lot of labor is required for processing the hole 121b to a, and the cost is high.
【０００５】図１０（ｂ）に示すＸ線ＣＴ撮影装置は、
被写体Ｏを挟んで対向配置させたＸ線発生器１０１と二
次元Ｘ線撮像手段１０２が回転板１０３上に設置され、
これを回転することで、Ｘ線発生器１０１から被写体Ｏ
にＸ線コーンビームを旋回照射して、二次元Ｘ線撮像手
段１０２で被写体ＯのＸ線画像を得、画像収集処理装置
１０６において、得られたＸ線画像を位置対応テーブル
などを用いて補正などを行い、補正後のＸ線画像を再構
成して、被写体Ｏの３次元的なＸ線吸収係数（再構成デ
ータ）を得て、これを画像表示装置Ｅによって表示する
ものであったが、この際、画像補正ファントム１２１
は、二次元Ｘ線撮像手段１０２の管面に装着されて画像
補正に用いられてた。[0005] The X-ray CT apparatus shown in FIG.
An X-ray generator 101 and a two-dimensional X-ray imaging unit 102 which are arranged to face each other with the subject O interposed therebetween are installed on a rotating plate 103,
By rotating this, the object O is output from the X-ray generator 101.
Is rotated and irradiated with an X-ray cone beam, an X-ray image of the subject O is obtained by the two-dimensional X-ray imaging means 102, and the obtained X-ray image is corrected by the image collection processing device 106 using a position correspondence table or the like. The corrected X-ray image is reconstructed to obtain a three-dimensional X-ray absorption coefficient (reconstructed data) of the subject O, which is displayed by the image display device E. At this time, the image correction phantom 121
Was mounted on the tube surface of the two-dimensional X-ray imaging means 102 and used for image correction.
【０００６】また、被写体とこの被写体のＸ線原画像の
位置的なずれの原因となるものとしては、対向配置され
たＸ線発生器と二次元Ｘ線撮像手段とを被写体を中心と
して旋回させる回転中心軸の軸ぶれや、この回転中心軸
と、Ｘ線発生器と二次元Ｘ線撮像手段の軸方向の位置ず
れがあり、これを補正するための種々の提案もなされて
いた。In order to cause a positional shift between the subject and the original X-ray image of the subject, the X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging means which are arranged opposite to each other are turned around the subject. There has been an axial deviation of the rotation center axis and an axial displacement between the X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging means with respect to the rotation center axis, and various proposals have been made for correcting these.
【０００７】図１１（ａ）はこのような画像補正ファン
トムの他例を示す図、（ｂ）は、これを用いたＸ線ＣＴ
撮影装置の基本構成図であり、特開平９−１７３３３０
号公報に記載されたものである。FIG. 11A shows another example of such an image correction phantom, and FIG. 11B shows an X-ray CT using the same.
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a photographing apparatus.
It is described in Japanese Patent Publication No.
【０００８】図１１（ａ）の画像補正ファントム２２１
は、Ｘ線透過性の支持体２２１ａの内部にＸ線不透過性
の複数の球体２２１ｂを上下に配列したものであり、回
転中心軸の軸ぶれの補正に好適に用いることができた
が、球体２２１ｂが多い分だけ、補正テーブルを作成す
るまでのデータ処理が煩雑なものであった。The image correction phantom 221 shown in FIG.
Is a plurality of X-ray opaque spheres 221b vertically arranged inside an X-ray permeable support 221a, and could be suitably used for correction of axis deviation of a rotation center axis. Since the number of the spheres 221b is large, the data processing until the correction table is created is complicated.
【０００９】図１１（ｂ）に示すＸ線ＣＴ撮影装置は、
図１０（ｂ）と同様にＸ線ＣＴ撮影に必須の、被写体Ｏ
を挟んで対向配置させたＸ線発生器２０１と二次元Ｘ線
撮像手段２０２、回転板２０３、画像処理手段２０６な
どを備えると共に、画像補正ファントム２２１を用いた
Ｘ線原画像の補正をするために、画像歪み補正手段２０
６ａ、画像歪み補正テーブル作成手段２６１などを備え
ていた。The X-ray CT imaging apparatus shown in FIG.
The subject O, which is indispensable for X-ray CT imaging as in FIG.
X-ray generator 201, a two-dimensional X-ray imaging unit 202, a rotating plate 203, an image processing unit 206, and the like, which are opposed to each other, and for correcting an X-ray original image using an image correction phantom 221. The image distortion correcting means 20
6a, an image distortion correction table creating means 261 and the like.
【００１０】図１２（ａ）も同様の画像補正ファントム
の他例を示す図、（ｂ）は、これを用いたＸ線ＣＴ撮影
装置の基本構成図であり、特開２０００−２０１９１８
号公報に記載されたものである。FIG. 12A is a diagram showing another example of a similar image correction phantom, and FIG. 12B is a basic configuration diagram of an X-ray CT imaging apparatus using the same.
It is described in Japanese Patent Publication No.
【００１１】図１２（ａ）の画像補正ファントム３２１
は、Ｘ線透過性の支持体３２１ａの内部にＸ線不透過性
の棒体３２１ｂを上下方向に設置したものであり、回転
中心軸と、Ｘ線発生器と二次元Ｘ線撮像手段の上下方向
の位置ずれの補正に好適に用いることができたが、補正
テーブルを作成するのに、このファントム３２１に全周
照射したデータが必要であり、煩雑な処理となってい
た。The image correction phantom 321 shown in FIG.
Is an X-ray opaque rod 321b vertically installed inside an X-ray permeable support 321a. The X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging means are arranged vertically. Although it could be used favorably for correcting the positional displacement in the direction, the data obtained by irradiating the phantom 321 over the entire circumference was necessary to create a correction table, which was a complicated process.
【００１２】図１２（ｂ）に示すＸ線ＣＴ撮影装置は、
図１１（ｂ）と同様にＸ線ＣＴ撮影に必須の、被写体Ｏ
を挟んで対向配置させたＸ線発生器３０１と二次元Ｘ線
撮像手段３０２、回転板３０３、画像処理手段に相当す
るデータ処理部３０６などを備えると共に、画像補正フ
ァントム３６１を用いたＸ線原画像の補正をするため
に、画像歪み補正手段に相当するジオメトリ推定部３０
６ａなどを備えていた。[0012] The X-ray CT imaging apparatus shown in FIG.
The subject O, which is indispensable for X-ray CT imaging as in FIG.
An X-ray generator 301, a two-dimensional X-ray imaging unit 302, a rotating plate 303, a data processing unit 306 corresponding to an image processing unit, etc., and an X-ray source using an image correction phantom 361. In order to correct an image, a geometry estimating unit 30 corresponding to an image distortion correcting unit
6a and the like.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の画像補正ファントムは、所期の目的を達成するも
のの、なお上述したような解決すべき問題を抱えてい
た。However, while these conventional image correction phantoms achieve the intended purpose, they still have the problems to be solved as described above.
【００１４】本発明は、このような問題を解決しようと
するもので、歪み補正の目的に対応して派生している種
々の課題を解消する画像補正ファントム、これを用いた
Ｘ線画像補正方法及びＸ線ＣＴ撮影装置を提供すること
を目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an image correction phantom for solving various problems derived for the purpose of distortion correction, and an X-ray image correction method using the same. And an X-ray CT imaging apparatus.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＸ線画
像補正ファントムは、コーンビームＸ線ＣＴ撮影におい
て、被写体と前記被写体のＸ線原画像の位置的なずれを
補正するために、二次元Ｘ線撮像手段の管面に装着して
用いられるＸ線画像補正ファントムであって、Ｘ線透過
性のプリント基板とＸ線吸収係数の高い小円体とから構
成され、前記プリント基板上に碁盤状の格子を想定し、
この格子の交差点となる位置に前記小円体を配置したこ
とを特徴とする。An X-ray image correction phantom according to claim 1 is provided for correcting a positional shift between a subject and an X-ray original image of the subject in cone beam X-ray CT imaging. An X-ray image correction phantom used by being mounted on a tube surface of a two-dimensional X-ray imaging means, comprising: a printed circuit board having an X-ray transmission property and a small circular body having a high X-ray absorption coefficient; Assuming a grid of grids,
It is characterized in that the small circles are arranged at the intersections of the lattice.
【００１６】Ｘ線透過性のプリント基板とは、通常、電
子機器の配列設置用に流布されているプリント基板であ
れば好適であり、具体的には、合成樹脂などで構成され
た基板をいう。Ｘ線吸収係数の高い小円体とは、材料と
しては、銅、タングステン、鉄−ニッケル−クロム合金
などの金属を用い、小円体の直径としては、１．５ミリ
程度のものをいうが、これに限るものではなく、このフ
ァントムの全体寸法、つまり、ファントムを装着する二
次元Ｘ線撮像手段の管面の大きさに対応して相対的に決
定されるものである。The X-ray permeable printed board is generally suitable as long as it is a printed board circulated for installation of electronic devices, and specifically, a board made of a synthetic resin or the like. . The small circular body having a high X-ray absorption coefficient is made of a material such as copper, tungsten, or an iron-nickel-chromium alloy, and the small circular body has a diameter of about 1.5 mm. However, the present invention is not limited to this, and is relatively determined in accordance with the overall size of the phantom, that is, the size of the tube surface of the two-dimensional X-ray imaging means to which the phantom is mounted.
【００１７】この補正ファントムは、補正の基準点とな
るＸ線吸収係数の高い小円体を格子状に配列させる板状
物として、Ｘ線透過性のプリント基板を用いたので、基
板が非常に安価なものとなる。また、格子配列は、この
プリント基板上に小円体をエッチング処理することで形
成可能で（これを、通常ランドと称している。）、入手
しやすく、コストダウンとなる。In this correction phantom, an X-ray transmissive printed board is used as a plate-like object for arranging small circles having a high X-ray absorption coefficient as a reference point for correction in a lattice pattern. It will be cheap. Further, the lattice arrangement can be formed by etching a small circular body on the printed circuit board (this is usually called a land), so that it is easy to obtain and the cost is reduced.
【００１８】請求項２に記載のＸ線画像補正ファントム
は、コーンビームＸ線ＣＴ撮影において、被写体と前記
被写体のＸ線原画像の位置的なずれを補正するために、
被写体保持位置に設置して用いられるＸ線画像補正ファ
ントムであって、Ｘ線透過性の支持体とＸ線吸収係数の
高い２つの中球体とから構成され、前記支持体の内部
に、前記２つの中球体を、この支持体を前記被写体保持
位置に設置した際にこれらの中球体が、Ｘ線ＣＴ撮影の
ほぼ回転中心軸方向に所定間隔で配置されるようにした
ことを特徴とする。An X-ray image correction phantom according to a second aspect of the present invention is configured to correct a positional deviation between a subject and an X-ray original image of the subject in cone beam X-ray CT imaging.
An X-ray image correction phantom used by being installed at a subject holding position, comprising: an X-ray transmitting support and two middle spheres having a high X-ray absorption coefficient; When the support is set at the subject holding position, the medium spheres are arranged at predetermined intervals substantially in the direction of the center axis of rotation in X-ray CT imaging.
【００１９】ここで中球体の素材としては、上記小円体
と同様のものでよく、その直径は、３ミリから１５ミリ
とするのが好適であるが、これに限られない。また、Ｘ
線ＣＴ撮影の回転中心軸とは、Ｘ線ＣＴ撮影のために、
Ｘ線コーンビームを被写体に対して旋回照射する際の旋
回の回転中心軸をいう。Here, the material of the medium sphere may be the same as that of the above-mentioned small sphere, and its diameter is preferably 3 mm to 15 mm, but is not limited thereto. Also, X
The rotation center axis of X-ray CT imaging is used for X-ray CT imaging.
It refers to the rotation center axis of the rotation when the X-ray cone beam is radiated to the subject.
【００２０】この補正ファントムは、Ｘ線透過性の支持
体の内部に中球体を２個、所定の間隔で配置したもの
で、この離隔方向が、ファントムを被写体保持位置に設
置した際に、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ回転中心軸方向になる
ようにしている。したがって、構成が簡単で、安いコス
トで作ることができると共に、このファントムを用いて
補正テーブルを作成するのが容易になる。In this correction phantom, two medium spheres are arranged at a predetermined interval inside an X-ray-transmissive support. The direction is set substantially in the direction of the rotation center axis in line CT imaging. Therefore, the phantom can be formed at a low cost with a simple configuration, and the correction table can be easily formed using the phantom.
【００２１】請求項３に記載のＸ線画像補正ファントム
は、コーンビームＸ線ＣＴ撮影において、被写体と前記
被写体のＸ線原画像の位置的なずれを補正するために、
被写体保持位置から所定距離離れた位置に設置して用い
られるＸ線画像補正ファントムであって、Ｘ線透過性の
支持体とＸ線吸収係数の高い２つの小球体とから構成さ
れ、前記支持体の内部に、前記２つの小球体を、この支
持体を前記被写体保持位置に設置した際にこれらの小球
体が、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ回転中心軸方向に所定間隔で
配置されるようにしたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided an X-ray image correction phantom for correcting a positional shift between a subject and an X-ray original image of the subject in cone beam X-ray CT imaging.
What is claimed is: 1. An X-ray image correction phantom which is used by being installed at a predetermined distance from a subject holding position, comprising: an X-ray transmitting support; and two small spheres having a high X-ray absorption coefficient. Inside, the two small spheres are arranged at a predetermined interval in the direction of the center axis of rotation of X-ray CT imaging when the support is installed at the subject holding position. It is characterized by the following.
【００２２】ここで小球体の素材としては、上記小円体
と同様のものでよく、その直径は、１ミリから３ミリと
するのが好適であるが、これに限られない。Here, the material of the small sphere may be the same as the above-mentioned small sphere, and the diameter thereof is preferably 1 mm to 3 mm, but is not limited to this.
【００２３】この補正ファントムは、被写体保持位置か
ら所定距離離れた位置に設置して用いられ、Ｘ線透過性
の支持体の内部に小球体を２個、所定の間隔で配置し、
この離隔方向が、ファントムを上記位置に設置した際
に、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ回転中心軸方向になるようにし
ている。したがって、構成が簡単で、安いコストで作る
ことができると共に、このファントムを用いて補正テー
ブルを作成するのが容易になる。This correction phantom is installed and used at a predetermined distance from the subject holding position, and two small spheres are arranged at a predetermined interval inside an X-ray permeable support.
When the phantom is installed at the above position, the separation direction is set to be substantially in the direction of the center axis of rotation in X-ray CT imaging. Therefore, the phantom can be formed at a low cost with a simple configuration, and the correction table can be easily formed using the phantom.
【００２４】請求項４に記載のＸ線画像補正方法は、コ
ーンビームＸ線ＣＴ撮影において、被写体と前記被写体
のＸ線原画像の位置的なずれを補正するためのＸ線画像
補正方法であって、請求項１に記載のＸ線画像補正ファ
ントムを用いてＸ線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に作成し
た、前記二次元Ｘ線撮像手段の管面歪み、地磁気による
磁気歪みなどを補正するための管面歪み補正テーブル
と、請求項２に記載のＸ線画像補正ファントムを用いて
作成した、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸ぶれを補正するた
めの中心軸ぶれ補正テーブルと、請求項３に記載のＸ線
画像補正ファントムを用いて作成したＸ線ＣＴ撮影の回
転中心軸の軸方向の位置ずれを補正するための中心軸ず
れ補正テーブルとの３つの補正テーブルを併せ用いてＸ
線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に作成した画像補正テーブル
を用いて、それぞれのＸ線原画像を補正することを特徴
とする。An X-ray image correction method according to a fourth aspect is an X-ray image correction method for correcting a positional shift between a subject and an original X-ray image of the subject in cone beam X-ray CT imaging. The correction of tube surface distortion of the two-dimensional X-ray imaging means, magnetic distortion due to terrestrial magnetism, and the like created for each rotation angle of X-ray CT imaging using the X-ray image correction phantom according to claim 1. And a center axis shake correction table for correcting a rotational center axis shake of X-ray CT imaging, which is created by using the X-ray image correction phantom according to claim 2. The X-ray image correction phantom created using the described X-ray image correction phantom is used together with a central axis deviation correction table for correcting the axial position deviation of the rotational center axis of the X-ray CT imaging, and X is used together with the three correction tables.
Each X-ray original image is corrected using an image correction table created for each rotation angle of the line CT imaging.
【００２５】この補正方法は、請求項１から３に記載の
補正ファントムを有効利用して、それぞれの効果を発揮
させながら、かつ、Ｘ線ＣＴ撮影時に発生が考えら得る
全ての歪みを補正する管面歪み補正テーブル、中心軸ぶ
れ補正テーブル、中心軸ずれ補正テーブルを併せ用いて
作成した画像補正テーブルによって、Ｘ線原画像を補正
しているので、すべての歪みを除去することができる。This correction method makes effective use of the correction phantom according to any one of claims 1 to 3, and corrects all possible distortions that may occur during X-ray CT imaging while exhibiting the respective effects. Since the X-ray original image is corrected by the image correction table created by using the tube surface distortion correction table, the central axis deviation correction table, and the central axis deviation correction table, all distortions can be removed.
【００２６】請求項５に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、被
写体を固定保持し、この被写体を中心としてＸ線発生器
と二次元Ｘ線撮像手段とを対向配置し、前記Ｘ線発生器
から前記被写体の一部である撮影すべき局所部位のみを
包含するＸ線コーンビームを局所照射しながら、前記Ｘ
線発生器と前記二次元Ｘ線撮像手段とを対向させながら
前記被写体の周りを旋回させることによって、前記局所
部位のＸ線画像を撮像し、このＸ線画像を演算処理し
て、前記局所部位の３次元的なＸ線吸収係数を算出する
Ｘ線ＣＴ撮影装置であって、請求項１に記載のＸ線画像
補正ファントムを用いてＸ線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に
作成した、前記二次元Ｘ線撮像手段の管面歪み、地磁気
による磁気歪みなどを補正するための管面歪み補正テー
ブルと、請求項２に記載のＸ線画像補正ファントムを用
いて作成した、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸ぶれを補正す
るための中心軸ぶれ補正テーブルと、請求項３に記載の
Ｘ線画像補正ファントムを用いて作成した、Ｘ線ＣＴ撮
影の回転中心軸の軸方向の位置ずれを補正するための中
心軸ずれ補正テーブルとの３つの補正テーブルを併せ用
いてＸ線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に作成した画像補正テ
ーブルを用いて、前記二次元Ｘ線撮像手段で撮像された
それぞれのＸ線原画像を補正し、この補正Ｘ線画像を演
算処理して、前記局所部位の３次元的なＸ線吸収係数を
算出するようにしたことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an X-ray CT imaging apparatus, wherein an X-ray generator and a two-dimensional X-ray imaging means are arranged opposite to each other with a subject fixedly held. While locally irradiating an X-ray cone beam including only a local part to be imaged which is a part of the subject,
The X-ray image of the local part is taken by turning around the subject while the X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging unit are opposed to each other, and the X-ray image is subjected to arithmetic processing to obtain the local part. An X-ray CT imaging apparatus for calculating a three-dimensional X-ray absorption coefficient according to claim 2, wherein the X-ray CT phantom according to claim 1 is used for each rotation angle of X-ray CT imaging. A tube surface distortion correction table for correcting tube surface distortion of a two-dimensional X-ray imaging unit, magnetic distortion due to terrestrial magnetism, and the like, and rotation of X-ray CT imaging created using the X-ray image correction phantom according to claim 2. A center axis shake correction table for correcting center axis shake, and an axial displacement of a rotation center axis of X-ray CT imaging created using the X-ray image correction phantom according to claim 3. Center axis deviation correction table Using an image correction table created for each rotation angle of X-ray CT imaging by using the three correction tables in combination, the respective X-ray original images captured by the two-dimensional X-ray imaging unit are corrected, The corrected X-ray image is arithmetically processed to calculate a three-dimensional X-ray absorption coefficient of the local region.
【００２７】このＸ線ＣＴ撮影装置は、請求項１、２、
３の補正ファントムを用い、また、これらを用いた請求
項４の補正方法を用いているので、それぞれの効果が相
乗的に発揮され、撮影歪みの影響のない、良好な３次元
的なＸ線吸収係数を算出することができる。This X-ray CT imaging apparatus is characterized in that:
Since the three correction phantoms are used and the correction method according to claim 4 is used, the respective effects are synergistically exerted, and a favorable three-dimensional X-ray having no influence of photographing distortion. The absorption coefficient can be calculated.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の実施
の形態について、添付図面を参照しながら、説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【００２９】図１（ａ）は本発明の画像補正ファントム
の一例を示す正面図、（ｂ）はこれを二次元Ｘ線撮像手
段に装着した状態を示す縦断面図、（ｃ）は（ｂ）で撮
像されたＸ線原画像の一例を示す図である。FIG. 1A is a front view showing an example of the image correction phantom of the present invention, FIG. 1B is a longitudinal sectional view showing a state where the image correction phantom is mounted on a two-dimensional X-ray imaging means, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of an X-ray original image taken in FIG.
【００３０】図１（ａ）に示す画像補正ファントム２１
は、Ｘ線透過性のプリント基板２１ａとＸ線吸収係数の
高い小円体２１ｂとから構成され、図示したように、プ
リント基板２１ａ上に碁盤状の格子を想定し、この格子
の交差点となる位置に小円体２１ｂを配置したものであ
る。The image correction phantom 21 shown in FIG.
Is composed of an X-ray transparent printed board 21a and a small circular body 21b having a high X-ray absorption coefficient. As shown in the drawing, a grid-like grid is assumed on the printed board 21a, and the grid crosses the grid. The small circular body 21b is arranged at the position.
【００３１】プリント基板２１ａは、合成樹脂、例え
ば、ガラスエポキシ樹脂やフェノール樹脂の他、アクリ
ル樹脂、塩化ビニール、ポリカーボネート等のプラスチ
ック材料などＸ線吸収係数の低い素材で形成された板状
体ものであれば良く、具体的には、電子機器の配列設置
用に流布されているプリント基板であれば安価に入手可
能で、好適である。The printed circuit board 21a is a plate-shaped body made of a material having a low X-ray absorption coefficient such as a synthetic resin, for example, a glass epoxy resin or a phenol resin, or a plastic material such as an acrylic resin, vinyl chloride, or polycarbonate. Any printed circuit board can be used at a low cost, and it is suitable.
【００３２】小円体２１ｂのＸ線不透過性材料として
は、銅、タングステン、鉄−ニッケル−クロム合金、ス
テンレスなどの金属が好適であり、小円体２１ｂの直径
としては、１．５ミリ程度のものが好適であるが、これ
に限るものではなく、このファントムの全体寸法、つま
り、ファントムを装着する二次元Ｘ線撮像手段の管面の
大きさに対応して相対的に決定されるものである。As the X-ray opaque material of the small circular body 21b, metals such as copper, tungsten, iron-nickel-chromium alloy, and stainless steel are preferable, and the diameter of the small circular body 21b is 1.5 mm. The degree is preferably, but not limited to, the relative size determined in accordance with the overall dimensions of the phantom, that is, the size of the tube surface of the two-dimensional X-ray imaging means to which the phantom is mounted. Things.
【００３３】この補正ファントム２１は、補正の基準点
となるＸ線吸収係数の高い小円体２１ｂを格子状に配列
させる板状物として、汎用のＸ線透過性のプリント基板
２１ａを用いたので、基板が非常に安価なものとなる。
また、格子配列は、このプリント基板２１ａ上に、小円
体２１ｂをエッチング処理で形成するだけでよく、コス
トダウンとなる。Since the correction phantom 21 uses a general-purpose X-ray transmitting printed circuit board 21a as a plate-like material for arranging small circles 21b having a high X-ray absorption coefficient and serving as correction reference points in a grid pattern. And the substrate becomes very inexpensive.
In addition, the lattice arrangement only requires forming the small circular bodies 21b on the printed circuit board 21a by etching, which leads to cost reduction.
【００３４】二次元Ｘ線撮像手段２は、図１（ｂ）に示
すようにＸＩＩ撮像管であり、公知のものであるが、簡
単にその構成を説明すると、管面である入力窓２ａ、入
力面基板２ｂ、入力蛍光面２ｃ、光電陰極２ｄ、フォー
カス電極２ｅ、陽極２ｆ、出力蛍光面２ｇ、出力窓２
ｈ、光学レンズ２ｉ、ＣＣＤカメラ２ｊ、フォーカス電
源Ｅ１、陽極電源Ｅ２などを備えたもので、Ｘ線の入射
を受けて、これを可視光線化し、この可視光線をＣＣＤ
カメラで撮像して、電気信号として出力する。The two-dimensional X-ray imaging means 2 is an XII imaging tube as shown in FIG. 1 (b), which is a well-known XII imaging tube. Input surface substrate 2b, input fluorescent surface 2c, photocathode 2d, focus electrode 2e, anode 2f, output fluorescent surface 2g, output window 2
h, an optical lens 2i, a CCD camera 2j, a focus power supply E1, an anode power supply E2, and the like.
Images are taken by a camera and output as electrical signals.
【００３５】この二次元Ｘ線撮像手段２には、その入力
窓２ａに画像補正ファントム２１を装着するための取付
枠２５が設けられている。The two-dimensional X-ray imaging means 2 is provided with a mounting frame 25 for mounting the image correction phantom 21 on the input window 2a.
【００３６】画像補正ファントム２１は、図１（ｂ）に
示すように、この取付枠２５によって二次元Ｘ線撮像手
段２の管面に装着して用いられ、この状態で、Ｘ線照射
を行い撮像したＸ線原画像ＩＯが図１（ｃ）に示したも
のである。As shown in FIG. 1 (b), the image correction phantom 21 is used by being mounted on the tube surface of the two-dimensional X-ray imaging means 2 by this mounting frame 25. In this state, X-ray irradiation is performed. The captured X-ray original image IO is shown in FIG.
【００３７】このＸ線原画像ＩＯを構成する小円体像Ｉ
Ｏ（２１ｂ）と画像補正ファントム２１の小円体２１ｂ
の相対的な位置関係を示す補正テーブルによって、二次
元Ｘ線撮像手段の管面歪みや、撮影中の地磁気による磁
気歪みなどの歪み、つまり、被写体と前記被写体のＸ線
原画像の位置的なずれを補正する。この補正テーブルを
管面歪み補正テーブルという。The small circular image I constituting the original X-ray image IO
O (21b) and small circle 21b of image correction phantom 21
The correction table indicating the relative positional relationship between the two-dimensional X-ray imaging means and distortion such as magnetic distortion due to geomagnetism during imaging, that is, the positional relationship between the subject and the original X-ray image of the subject. Correct the misalignment. This correction table is called a tube surface distortion correction table.
【００３８】図２（ａ）から（ｃ）は、図１の画像補正
ファントムを用いた補正方法の概念図であり、これらを
用いて、この管面歪み補正テーブルの作成について説明
する。FIGS. 2A to 2C are conceptual diagrams of a correction method using the image correction phantom of FIG. 1, and the creation of the tube surface distortion correction table will be described with reference to FIGS.
【００３９】１）Ｘ線原画像ＩＯの２値化：これは、原
画像ＩＯにおける小円体像ＩＯ（２１ｂ）の位置を求め
るためのものである。図２（ａ）には、図１（ａ）の１
個の小円体２１ｂとそれを囲む格子が示されている。こ
こで、格子の大きさが３ミリで、小円体２１ｂの直径が
１．５ミリであるので、小円体像ＩＯ（２１ｂ）の面積
率は、 π＊（１．５／２）＊（１．５／２）／３＊３≒０．１
９６ となる。これがＸ線原画像ＩＯのスレッシュホールドと
なる。なお、ここでは、「＊」は乗算、「／」は割り算
を意味するものとする。1) Binarization of X-ray original image IO: This is for obtaining the position of the small circular image IO (21b) in the original image IO. FIG. 2 (a) shows one of FIG. 1 (a).
Each of the small circular bodies 21b and a grid surrounding the small circular bodies 21b are shown. Here, since the size of the lattice is 3 mm and the diameter of the small circular body 21b is 1.5 mm, the area ratio of the small circular body image IO (21b) is π * (1.5 / 2) * (1.5 / 2) /3*3≒0.1
96. This is the threshold of the original X-ray image IO. Here, “*” means multiplication and “/” means division.
【００４０】ついで、図２（ｂ）に示すように３２０画
素＊２４０画素のＸ線原画像ＩＯを５１２画素＊５１２
画素の領域に視野境界を中心に境界内の画像データを対
象に鏡像処理して外挿し、その結果にＦＦＴ（フーリエ
変換）を掛け、ついで、周波数領域で図２（ｃ）に示す
ようなバンドパスフィルタを掛け、更に、ＩＦＦＴ（逆
フーリエ変換）を行い、この結果をスレッシュホールド
（０．１９６）を用いて２値化する。Next, as shown in FIG. 2B, the X-ray original image IO of 320 pixels * 240 pixels is converted to 512 pixels * 512 pixels.
Mirror image processing is performed on the image data inside the boundary around the visual field boundary in the pixel region, and extrapolation is performed. The result is multiplied by FFT (Fourier transform). Then, a band as shown in FIG. A pass filter is applied, IFFT (inverse Fourier transform) is performed, and the result is binarized using a threshold (0.196).
【００４１】２）補正テーブルの作成：これは原画像Ｉ
Ｏとファントム２１の小円体２１ｂの位置関係を示すも
のである。この問題は一般的には、図２（ｄ）に示すよ
うに、ｘｙ座標系上の４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから、ｕｖ座
標系上の４点Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′への変換問題と把
握でき、ここでは、単なる座標系の回転、拡大に加え、
拡大率が変化するものであるので、以下の拡張アフィン
変換を用いる。 u = a11*xy + a10*x + a01*y + a00 v = b11*xy + b10*x + b01*y + b00 この場合、係数がｕ，ｖの各式毎に４個となるため、こ
の問題のように４点相互間の関係を求めるのに適当であ
る。2) Preparation of correction table: This is the original image I
3 shows the positional relationship between O and the small circular body 21b of the phantom 21. This problem generally involves, as shown in FIG. 2D, four points A, B, C, and D on the xy coordinate system and four points A ', B', C ', and It can be understood that this is a problem of conversion to D '.
Since the enlargement ratio changes, the following extended affine transformation is used. u = a11 * xy + a10 * x + a01 * y + a00 v = b11 * xy + b10 * x + b01 * y + b00 In this case, since the coefficient is 4 for each of u and v, It is suitable for finding the relationship between the four points as in the problem.
【００４２】３）小領域のアフィン変換の集合によって
全体のアフィン変換を定義する。3) The entire affine transformation is defined by a set of affine transformations of the small area.
【００４３】これは、図２（ｅ）に示すように、左側部
分の斜線部に対応する小領域のアフィン変換の集合とし
て、全体のアフィン変換を定義するものである。As shown in FIG. 2E, the entire affine transformation is defined as a set of affine transformations of a small area corresponding to the hatched portion on the left side.
【００４４】このような手順によって、管面歪み補正テ
ーブルが得られるが、この状態では、撮像系の傾きと上
下左右の傾き、つまり、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸ぶれ
とＸ線ＣＴ撮影の回転中心軸の軸方向の位置ずれは補正
されておらず、このためには、更に、以下に説明する二
種類の画像補正ファントムを用いて、中心軸ぶれ補正テ
ーブルと中心軸ずれ補正テーブルとを作成する必要があ
る。By such a procedure, a tube surface distortion correction table is obtained. In this state, the inclination of the imaging system and the up, down, left, and right inclinations, ie, the rotation center axis deviation of the X-ray CT imaging and the X-ray CT imaging. The displacement of the rotation center axis in the axial direction has not been corrected, and for this purpose, the two types of image correction phantoms described below are used to separate the center axis deviation correction table and the center axis deviation correction table. Need to be created.
【００４５】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の画像補正
ファントムの他例を示す外観図、図４は、図３の画像補
正ファントムを用いた補正方法の概念図である。FIGS. 3A and 3B are external views showing another example of the image correction phantom of the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram of a correction method using the image correction phantom of FIG.
【００４６】この画像補正ファントム２２は、Ｘ線透過
性の支持体２２ａとＸ線吸収係数の高い２つの中球体２
２ｂ（Ａ），２２ｂ（Ｂ）とから構成され、支持体２２
ａの内部に、２つの中球体２２ｂ（Ａ），２２ｂ（Ｂ）
を、この支持体２２ａを被写体保持位置に設置した際
に、これらの中球体２２ｂがＸ線ＣＴ撮影のほぼ回転中
心軸３ａ方向に上下になるように配置した（図７参照）
ものである。The image correction phantom 22 includes an X-ray transmitting support 22a and two middle spheres 2 having a high X-ray absorption coefficient.
2b (A) and 22b (B).
a, two middle spheres 22b (A) and 22b (B)
When the support body 22a is set at the subject holding position, the medium spheres 22b are arranged so as to be substantially vertical in the direction of the rotation center axis 3a in X-ray CT imaging (see FIG. 7).
Things.
【００４７】ここで支持体２２ａの素材としては、Ｘ線
透過性のよい、透明な、また、入手容易で加工性の良い
アクリル樹脂等がよい。中球体２２ｂの素材は、Ｘ線吸
収係数の高い鋼球などがよく、その直径は、３ミリから
１５ミリとするのが好適であるが、これに限られない。Here, as a material of the support 22a, an acrylic resin or the like which has good X-ray transparency, is transparent, and is easily available and has good workability is preferable. The material of the medium sphere 22b is preferably a steel ball having a high X-ray absorption coefficient, and the diameter thereof is preferably 3 mm to 15 mm, but is not limited thereto.
【００４８】この補正ファントム２２は、構成が簡単
で、安いコストで作ることができると共に、このファン
トムを用いて補正テーブルを作成するのが容易になる。The correction phantom 22 has a simple structure, can be manufactured at low cost, and can easily create a correction table using the phantom.
【００４９】このファントム２２は、Ｘ線ＣＴ撮影の回
転中心軸ぶれを補正する中心軸ぶれ補正テーブルを作成
するために用いられるが、そのために、ファントム２２
を図７に示すように、支持台２６の上に載せ、その位置
が図７のほぼ回転中心軸３ａ付近、つまり被写体保持位
置になるようにする。この状態で、Ｘ線撮影を行い、得
られたＸ線原画像から回転中心軸ぶれを算出する方法を
図４に示す。The phantom 22 is used to create a center axis shake correction table for correcting the rotation center axis shake in X-ray CT imaging.
7 is placed on a support 26 as shown in FIG. 7 so that the position is substantially in the vicinity of the rotation center axis 3a in FIG. 7, that is, the subject holding position. FIG. 4 shows a method of performing X-ray imaging in this state and calculating the rotational center axis blur from the obtained X-ray original image.
【００５０】また、補正ファントム２２は、図３（ａ）
のように直方体でも、（ｂ）のように円柱体であっても
よい。The correction phantom 22 is shown in FIG.
Or a cylindrical body as shown in FIG.
【００５１】図４では、２個の中球体２２ｂ（Ａ），２
２ｂ（Ｂ）の画像を単にＡ、Ｂの符号で示している。In FIG. 4, two middle spheres 22b (A), 2
The image of 2b (B) is simply indicated by A and B.
【００５２】まず、この図のＡ、Ｂは、管面歪み補正テ
ーブルによって補正したものである必要がある（これ
は、図６についても同様である。）。ここで、角度θと
シフト量ＸＳを求めるのが目的である。First, A and B in this figure need to be corrected by the tube distortion correction table (this is the same for FIG. 6). Here, the purpose is to obtain the angle θ and the shift amount XS.
【００５３】旋回アーム３の３６０度の回転により、
Ａ，Ｂが図のように左右に動くので、簡単に、Ａ，Ｂの
ｘ座標の平均値を求めることによって、点Ａ′、Ｂ′を
求めることができ、これによって、角度θとシフト量Ｘ
Ｓを算出する。より正確には、Ａ，Ｂのｘ座標方向の動
きをフーリエ変換し、それぞれの直流成分を点Ａ′、
Ｂ′のｘ座標とすることができる。By rotating the swivel arm 3 by 360 degrees,
Since A and B move to the left and right as shown in the figure, the points A 'and B' can be obtained simply by calculating the average value of the x-coordinates of A and B, thereby obtaining the angle θ and the shift amount. X
Calculate S. More precisely, the movements of the A and B in the x coordinate direction are Fourier-transformed, and the respective DC components are converted to points A ′,
It can be the x coordinate of B '.
【００５４】角度θは小さいと仮定しているので、Ａ，
Ｂのｙ座標は一定（平均値）であり、Ａ，Ｂは水平方向
に動くだけと仮定しても問題ない。また、角度θとシフ
ト量ＸＳは、旋回アーム３の３６０度回転に対して１組
のみ算出される。Since the angle θ is assumed to be small, A,
There is no problem if it is assumed that the y coordinate of B is constant (average value) and A and B only move in the horizontal direction. Further, only one set of the angle θ and the shift amount XS is calculated for the 360-degree rotation of the swing arm 3.
【００５５】図５は本発明の画像補正ファントムの他例
を示す外観図、図６は、図５の画像補正ファントムを用
いた補正方法の概念図である。FIG. 5 is an external view showing another example of the image correction phantom of the present invention, and FIG. 6 is a conceptual diagram of a correction method using the image correction phantom of FIG.
【００５６】この画像補正ファントム２３は、Ｘ線透過
性の支持体２３ａとＸ線吸収係数の高い２つの小球体２
３ｂ（Ａ）、２３ｂ（Ｂ）とから構成され、支持体２３
ａの内部に、これら２つの小球体２３ｂ（Ａ）、２３ｂ
（Ｂ）を、この支持体２３ａを被写体保持位置に設置し
た際にこれらの小球体２３ｂがＸ線ＣＴ撮影のほぼ回転
中心軸方向に上下になるように配置した（図７参照）も
のである。The image correction phantom 23 is composed of an X-ray transmitting support 23a and two small spheres 2 having a high X-ray absorption coefficient.
3b (A) and 23b (B).
a inside these two small spheres 23b (A), 23b
(B) is such that these small spheres 23b are arranged up and down substantially in the direction of the center axis of rotation in X-ray CT imaging when the support 23a is set at the subject holding position (see FIG. 7). .
【００５７】ここで支持体２３ａの素材としては、上記
支持体２２ａと同様のものでよい。小球体２３ｂの素材
としては、上記中球体２２ｂと同様のものでよく、その
直径は、１ミリから３ミリとするのが好適であるが、こ
れに限られない。Here, the material of the support 23a may be the same as that of the support 22a. The material of the small sphere 23b may be the same as the medium sphere 22b, and the diameter thereof is preferably 1 mm to 3 mm, but is not limited thereto.
【００５８】この補正ファントム２３は、構成が簡単
で、安いコストで作ることができると共に、このファン
トムを用いて補正テーブルを作成するのが容易になる。The correction phantom 23 has a simple structure, can be manufactured at low cost, and can easily create a correction table using the phantom.
【００５９】このファントム２３は、Ｘ線ＣＴ撮影の回
転中心軸の軸方向の位置ずれを補正するための中心軸ず
れ補正テーブルを作成するために用いられるが、そのた
めに、ファントム２３を図７に示すように、支持台２７
の上に載せ、その位置が図７のほぼ回転中心軸３ａから
離れた位置、つまり被写体保持位置から所定距離離れた
位置となるようにする。この状態で、Ｘ線撮影を行い、
得られたＸ線原画像から回転中心軸の軸方向の位置ずれ
を算出する方法を図６に示す。The phantom 23 is used to create a center axis shift correction table for correcting the axial position shift of the rotation center axis of the X-ray CT imaging. For this purpose, the phantom 23 is shown in FIG. As shown, the support 27
, So that the position is substantially away from the rotation center axis 3a in FIG. 7, that is, a position away from the subject holding position by a predetermined distance. X-ray photography is performed in this state,
FIG. 6 shows a method of calculating the axial displacement of the rotation center axis from the obtained X-ray original image.
【００６０】図６では、２個の小球体２３ｂ（Ａ），２
３ｂ（Ｂ）を単にＡ、Ｂの符号で示している。また、符
号１はＸ線発生器、符号２は二次元Ｘ線撮像手段、符号
３ａは旋回アーム３の回転中心軸３ａである（図７参
照）。In FIG. 6, two small spheres 23b (A), 2
3b (B) is simply indicated by reference numerals A and B. Reference numeral 1 denotes an X-ray generator, reference numeral 2 denotes a two-dimensional X-ray imaging unit, and reference numeral 3a denotes a rotation center axis 3a of the turning arm 3 (see FIG. 7).
【００６１】符号ａ１，ｂ１は、小球体Ａ，Ｂに対して
Ｘ線発生器１が最も離れた位置となる状態（一点鎖線で
示す。）でこれらを照射した際の小球体Ａ，ＢのＸ線原
画像上の上下位置、符号ａ２，ｂ２は、小球体Ａ，Ｂに
対してＸ線発生器１が最も近づいた位置（つまり、先の
位置から回転中心軸３ａを中心として１８０度回転させ
た位置）となる状態（実線で示す。）でこれらを照射し
た際の小球体Ａ，ＢのＸ線原画像上の上下位置を示して
いる。符号ｃはＸ線原画像の基準位置が回転中心軸３ａ
に対して占める上下位置である。Reference numerals a1 and b1 denote the small spheres A and B when the X-ray generator 1 irradiates the small spheres A and B at a position farthest from the small spheres A and B (indicated by a dashed line). The upper and lower positions on the original X-ray image, symbols a2 and b2, are the positions at which the X-ray generator 1 is closest to the small spheres A and B (that is, rotated 180 degrees from the previous position about the rotation axis 3a). The vertical positions of the small spheres A and B on the original X-ray image when these are irradiated in a state (shown by solid lines) in a state where they are performed are shown. Symbol c indicates that the reference position of the X-ray original image is the rotation center axis 3a.
The vertical position occupied with respect to.
【００６２】こうして得られた４つの位置ａ１，ｂ１、
ａ２，ｂ２と、回転中心軸３ａの上下位置ｃとの間に
は、 (a1 - c)/(a2 - c) = (b1 - c)/(b2 - c) の関係が成り立ち、これより、 c = (a2*b1 - b2*a1)/ ((a2 - b2) - (a1 - b1)) となる。The four positions a1, b1,
The relationship of (a1-c) / (a2-c) = (b1-c) / (b2-c) holds between a2, b2 and the vertical position c of the rotation center axis 3a. c = (a2 * b1-b2 * a1) / ((a2-b2)-(a1-b1)).
【００６３】これにより上下位置ｃが得られ、この上下
位置ｃが機械上の回転中心軸３ａに対するＸ線原画像の
上下位置となるので、座標軸の上下移動式が生成でき、
これが中心軸ずれ補正テーブルとなる。なお、この補正
テーブルは、照射の全周について、一組用意すればよ
い。As a result, the vertical position c is obtained, and this vertical position c is the vertical position of the original X-ray image with respect to the rotation center axis 3a on the machine.
This is the central axis deviation correction table. It should be noted that one set of this correction table may be prepared for the entire circumference of the irradiation.
【００６４】こうして、Ｘ線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に
管面歪み補正テーブル、また、全周についてそれぞれ一
組の中心軸ぶれ補正テーブル、中心軸ずれ補正テーブル
が得られると、管面歪み補正テーブルに対して、中心軸
ぶれ補正テーブルによる座標軸回転変換、中心軸ずれ補
正テーブルによる座標軸移動変換を行って、Ｘ線ＣＴ撮
影の各旋回角度毎に画像補正テーブルが作成される。In this way, when a table distortion correction table and a set of central axis deviation correction tables and a set of central axis deviation correction tables are obtained for each rotation angle in X-ray CT imaging, and for the entire circumference, respectively, the tube surface distortion correction is performed. The table is subjected to coordinate axis rotation conversion by the center axis shake correction table and coordinate axis movement conversion by the center axis deviation correction table, and an image correction table is created for each rotation angle of X-ray CT imaging.
【００６５】このような画像補正テーブルは、Ｘ線ＣＴ
撮影時に発生が考え得る全ての歪みを補正する管面歪み
補正テーブル、中心軸ぶれ補正テーブル、中心軸ずれ補
正テーブルを併せ用いているので、すべての歪みを除去
することができる。Such an image correction table is obtained by an X-ray CT
Since the tube surface distortion correction table, the central axis deviation correction table, and the central axis deviation correction table for correcting all possible distortions at the time of photographing are used, all distortions can be removed.
【００６６】なお、中心軸ぶれ補正テーブル用の補正フ
ァントム２２の中球体２２ｂと、中心軸ずれ補正テーブ
ル用の補正ファントム２３の小球体２３ｂのように補正
基準点として異なる大きさのものを用いたのは、それぞ
れの補正目的に対応したものである。It is to be noted that different reference points are used as correction reference points, such as the middle sphere 22b of the correction phantom 22 for the central axis deviation correction table and the small sphere 23b of the correction phantom 23 for the central axis deviation correction table. Corresponds to each correction purpose.
【００６７】つまり、中心軸ぶれ補正の場合は、補正フ
ァントム２２をほぼ回転中心軸付近、つまり、被写体保
持位置に設置するが、この位置は、Ｘ線発生器１と二次
元Ｘ線撮増手段２の真ん中であり、旋回中に、この補正
ファントムの中球体２２ｂのＸ線画像の大きさはあまり
変化しない。そこで、二次元Ｘ線撮増手段２の撮像面に
それぞれの２個の中球体２２ｂの画像が写る範囲で大き
くすると、上述したような大きさとなる。That is, in the case of the center axis blur correction, the correction phantom 22 is installed substantially near the rotation center axis, that is, at the subject holding position, and this position is determined by the X-ray generator 1 and the two-dimensional X-ray imaging means. 2, the size of the X-ray image of the middle sphere 22b of the correction phantom does not change much during turning. Therefore, if the size of each of the two images of the middle sphere 22b is enlarged on the imaging surface of the two-dimensional X-ray imaging increasing means 2, the size becomes as described above.
【００６８】一方、中心軸ずれ補正の場合は、補正ファ
ントム２３を、回転中心軸から離れた位置、被写体保持
位置から所定距離離れた位置に設置する必要があるが、
この場合旋回中に、この補正ファントム２３の小球体２
３ｂのＸ線画像の大きさは大小に変化する。そこで、Ｘ
線発生器１に補正ファントム２３が最も近づく回転位置
で、その小球体２３ｂのＸ線画像の大きさが最大となっ
た場合でも、二次元Ｘ線撮増手段２の撮像面にそれぞれ
の２個の小球体２３ｂの画像が写るようにすると、この
小球体２３ｂは、中心軸ぶれの補正ファントムに用いら
れる中球体２２ｂより小さくなるのである。On the other hand, in the case of the correction of the center axis deviation, it is necessary to install the correction phantom 23 at a position away from the rotation center axis and at a predetermined distance from the object holding position.
In this case, the small sphere 2 of the correction phantom 23 during the turning.
The size of the X-ray image 3b changes in size. Then, X
Even when the size of the X-ray image of the small sphere 23b is maximized at the rotational position where the correction phantom 23 comes closest to the ray generator 1, two of each of the small spheres 23b are provided on the imaging surface of the two-dimensional X-ray imaging means 2. When the image of the small sphere 23b is captured, the small sphere 23b becomes smaller than the middle sphere 22b used in the phantom for correcting center axis deviation.
【００６９】図７は、本発明の画像補正ファントムを用
いたＸ線ＣＴ撮影装置の一例の基本構成図、図８は、図
７の画像補正手段の詳細な構成図である。FIG. 7 is a basic configuration diagram of an example of an X-ray CT imaging apparatus using the image correction phantom of the present invention, and FIG. 8 is a detailed configuration diagram of the image correction means of FIG.
【００７０】このＸ線ＣＴ撮影装置２０は、Ｘ線撮影手
段Ａ、Ｘ線ビーム調整手段Ｂ、旋回アーム駆動制御手段
Ｃ、演算処理手段６、表示モニターＥ、被写体Ｏを固定
保持する被写体保持手段４、被写体保持手段４を移動さ
せる被写***置移動手段５、主フレーム１０、操作部１
１、操作パネル１０ｅなどを備えている。The X-ray CT imaging apparatus 20 includes X-ray imaging means A, X-ray beam adjustment means B, turning arm drive control means C, arithmetic processing means 6, display monitor E, and subject holding means for holding the subject O fixedly. 4. subject position moving means 5 for moving subject holding means 4, main frame 10, operation unit 1
1, an operation panel 10e and the like.
【００７１】Ｘ線撮影手段Ａは旋回アーム３を有してお
り、この旋回アーム３は、Ｘ線発生器１と２次元Ｘ線撮
像手段２とを対向した状態で吊り下げ配置している。The X-ray imaging means A has a swing arm 3, and the swing arm 3 suspends the X-ray generator 1 and the two-dimensional X-ray imaging means 2 in a state of facing each other.
【００７２】Ｘ線発生器１に備えられたＸ線ビーム調整
手段Ｂは、Ｘ線ビーム幅制限手段Ｂ１、Ｘ線ビームコン
トローラＢ２、出射制御スリットＢ３を有しており、Ｘ
線管より発射するＸ線ビームをＸ線ビーム幅制限手段Ｂ
１で調整して、所望のビーム幅のＸ線コーンビーム１ａ
が放射できるようになっている。The X-ray beam adjusting means B provided in the X-ray generator 1 has an X-ray beam width limiting means B1, an X-ray beam controller B2, and an emission control slit B3.
X-ray beam width limiting means B for X-ray beam emitted from a X-ray tube
1 to adjust the X-ray cone beam 1a having the desired beam width.
Can be radiated.
【００７３】一方の２次元Ｘ線撮像手段２は、Ｘ線ＩＩ
の表面に設けたシンチレータ層に当たったＸ線が可視光
に変換され、この可視光を光電変換器により電子に変換
し電子増倍してこの電子を蛍光体により可視光に変換し
レンズを通して２次元配列されたＣＣＤ(固体撮像素子)
カメラで撮影する構成である。One of the two-dimensional X-ray imaging means 2 is an X-ray II
X-rays hitting the scintillator layer provided on the surface of the substrate are converted into visible light, the visible light is converted into electrons by a photoelectric converter, electron multiplied, and the electrons are converted into visible light by a phosphor, and are passed through a lens. Dimensionally arranged CCD (solid-state imaging device)
This is a configuration for shooting with a camera.
【００７４】撮像手段としては、これ以外にカドミウム
テルル（ＣｄＴｅ）やＭＯＳセンサなどのＸ線２次元撮
像手段、シンチレータとグラスファイバとＣＣＤとの組
み合わせのＣＣＤ撮像手段などの公知の二次元Ｘ線撮像
手段が使用できる。Other known imaging means include X-ray two-dimensional imaging means such as cadmium telluride (CdTe) and MOS sensors, and known two-dimensional X-ray imaging means such as a CCD imaging means combining a scintillator, a glass fiber and a CCD. Means can be used.
【００７５】旋回アーム３には、ＸＹテーブル３１と昇
降制御モータ３２と回転制御モータ３３とが設けられて
おり、Ｘ軸制御モータ３１ａ、Ｙ軸制御モータ３１ｂを
制御することによって、その回転中心３ａをＸＹ方向に
位置調整可能とし、昇降制御モータ３２を駆動すること
によって上下に昇降するとともに、撮影時には回転制御
モータ３３を等速度で駆動させて旋回アーム３を被写体
Ｏの周りに旋回できるようにしている。この昇降制御モ
ータ３２は、旋回アーム３のアーム上下位置調整手段を
構成している。The swing arm 3 is provided with an XY table 31, an elevation control motor 32, and a rotation control motor 33. By controlling the X-axis control motor 31a and the Y-axis control motor 31b, the rotation center 3a Is adjustable in the X and Y directions, and is moved up and down by driving an elevation control motor 32. At the time of shooting, the rotation control motor 33 is driven at a constant speed so that the revolving arm 3 can revolve around the subject O. ing. The elevation control motor 32 constitutes arm vertical position adjustment means of the turning arm 3.
【００７６】また、旋回アーム３の回転中心３ａ、つま
り、旋回軸が鉛直に設けられ、旋回アーム３が水平に回
転し、Ｘ線コーンビーム１ａが水平に局所照射されるの
で、装置を占有床面積の少ない縦型として構成すること
ができる。The center of rotation 3a of the swing arm 3, that is, the swing axis is provided vertically, the swing arm 3 rotates horizontally, and the X-ray cone beam 1a is locally irradiated horizontally. It can be configured as a vertical type with a small area.
【００７７】この回転制御モータ３３は、旋回アーム３
の旋回駆動手段を構成しており、サーボモータなどのよ
うに、その回転速度、回転位置を自由に制御することが
できるモータを用い、また、旋回アーム３の回転中心３
ａに軸直結で設置されている。The rotation control motor 33 is connected to the swing arm 3
And a motor capable of freely controlling its rotation speed and rotation position, such as a servomotor, and the rotation center 3 of the rotation arm 3.
a is directly connected to the shaft.
【００７８】したがって、旋回アーム３を等速度又は可
変速で回転をさせることができるとともに、その回転位
置も時間軸に沿って知ることができるので、タイミング
を合わせて、２次元Ｘ線撮像手段２でＸ線透過画像を取
り出すのに都合がよく、また、芯振れがなくコーンビー
ムＸ線ＣＴ撮影を有効に実施することができる。Therefore, since the rotating arm 3 can be rotated at a constant speed or a variable speed, and the rotating position can be known along the time axis, the two-dimensional X-ray imaging means 2 can be synchronized with the timing. This is convenient for taking out an X-ray transmission image, and the cone-beam X-ray CT imaging can be effectively performed without a center deviation.
【００７９】旋回アーム３の回転中心３ａには、中空部
３ｂが設けられている。このような中空部３ｂを設ける
ためには、回転中心３ａ上に有る関連部品に全て、中空
孔を設ける必要があるが、例えば、回転制御モータ３３
としては、そのために、中空軸を使用したサーボモータ
を使用することができる。A hollow portion 3b is provided at the center of rotation 3a of the swing arm 3. In order to provide such a hollow portion 3b, it is necessary to provide a hollow hole in all the related components on the rotation center 3a.
For that purpose, a servomotor using a hollow shaft can be used.
【００８０】この中空部３ｂは、旋回アーム３に吊り下
げ配置されたＸ線発生器１と２次元Ｘ線撮像手段２と、
主フレーム１０側に設けた操作部１１との間の接続線を
配置するためのものである。The hollow part 3 b is provided with an X-ray generator 1 and a two-dimensional X-ray imaging means 2 suspended from the swing arm 3.
This is for arranging a connection line with the operation unit 11 provided on the main frame 10 side.
【００８１】回転部分に対して、電気配線を接続する場
合、その接続線の配置方法が問題になるが、このよう
に、旋回アーム３の回転中心３ａを通して接続線を配置
すると、回転による捻じれなどの影響を最小限にするこ
とができるとともに、配線の美観上も好ましい効果を得
ることができる。When connecting the electric wiring to the rotating part, the method of arranging the connecting lines becomes a problem. When the connecting lines are arranged through the rotation center 3a of the revolving arm 3 as described above, the twisting due to the rotation is caused. And the like can be minimized, and a favorable effect can also be obtained from the viewpoint of the aesthetic appearance of the wiring.
【００８２】旋回アーム駆動制御手段Ｃは、この実施例
ではＸＹテーブルからなる位置調整手段３１と、昇降制
御後モータ３２と、回転制御モータ３３とを組み合わせ
て構成されるが、このような構成に限られない。最も簡
易な構造では、旋回アーム３の中心３ａは、手回しハン
ドルを操作して、任意の位置に設定できるようにしても
よい。In this embodiment, the swing arm drive control means C is constructed by combining a position adjusting means 31 composed of an XY table, a motor 32 after elevation control, and a rotation control motor 33. Not limited. In the simplest structure, the center 3a of the swing arm 3 may be set at an arbitrary position by operating a handwheel.
【００８３】被写体保持手段４は、被写体（患者）Ｏを
座位で保持する椅子４ｂと、この椅子４ｂの背部に設け
られた頭部固定手段４ａとを備えている。The subject holding means 4 includes a chair 4b for holding a subject (patient) O in a sitting position, and a head fixing means 4a provided on the back of the chair 4b.
【００８４】被写***置移動手段５は、被写体保持手段
４を左右に移動させるＸ軸制御モータ５１、前後移動さ
せるＹ軸制御モータ５２、上下移動手段のＺ軸制御モー
タ５３を備えている。The subject position moving means 5 includes an X-axis control motor 51 for moving the subject holding means 4 to the left and right, a Y-axis control motor 52 for moving it back and forth, and a Z-axis control motor 53 for vertical moving means.
【００８５】これらのモータ５１〜５４で駆動されるＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸直線移動テーブル（不図示）は、それぞ
れ周知のクロスローラガイドや、通常のベアリングとガ
イドを組み合わせたものなどで構成され、正確に直線移
動ができるものである。また、モータ５１〜５４によ
る、これらのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸直線移動テーブルの移動
は、ラックとピニオン方式や、ボールネジ方式や、通常
のネジ軸を用いる方式などを適用できるが、正確に位置
決めできるものが望ましい。X driven by these motors 51 to 54
The axis, Y-axis, and Z-axis linear movement tables (not shown) each include a well-known cross roller guide or a combination of a normal bearing and a guide, and can accurately move linearly. The X-axis, Y-axis, and Z-axis linear movement tables can be moved by the motors 51 to 54 using a rack and pinion system, a ball screw system, or a system using a normal screw shaft. What can be positioned is desirable.
【００８６】こうして、被写体Ｏを椅子４ｂに座らせ、
頭部固定手段４ａで、被写体Ｏの頭部を固定保持し、被
写***置移動手段５を用いて、旋回アーム３の回転中心
３ａに、被写体Ｏの内部の局所部位の中心に合わせるこ
とができる。一方、被写体保持手段４を被写***置移動
手段５で移動させる替わりに、ＸＹテーブル３１と昇降
制御モータ３２を用いて、旋回アーム３側を移動させ
て、旋回アーム３の回転中心３ａを、被写体Ｏの内部の
局所部位の中心に合わせることも可能である。Thus, the subject O is seated on the chair 4b,
The head of the subject O can be fixed and held by the head fixing means 4a, and the center of rotation of the turning arm 3 can be adjusted to the center of a local portion inside the subject O by using the subject position moving means 5. On the other hand, instead of moving the subject holding means 4 by the subject position moving means 5, the XY table 31 and the elevation control motor 32 are used to move the turning arm 3 side so that the rotation center 3a of the turning arm 3 is moved to the subject O It is also possible to center on the local site inside the.
【００８７】この装置２０では、この回転中心３ａの位
置合わせ、つまり、Ｘ線撮影位置設置のために、被写体
側を移動させる被写***置移動手段５と、照射側である
旋回アーム３を移動させるＸＹテーブル３１と昇降制御
モータ３２の双方を備えているが、どちらか一方だけ設
けてもよい。なお、コーンビームＸ線ＣＴ撮影の場合に
は、回転中心３ａのブレのないことが重要なので、旋回
アーム３側は、旋回だけとし、旋回中心３ａは固定とす
るのが望ましい。In this apparatus 20, the subject center moving means 5 for moving the subject side and the XY for moving the turning arm 3 on the irradiation side are used for positioning the rotation center 3a, that is, for setting the X-ray photographing position. Although both the table 31 and the elevation control motor 32 are provided, only one of them may be provided. In the case of cone-beam X-ray CT imaging, it is important that the rotation center 3a is not shaken. Therefore, it is desirable that the rotation arm 3 is only rotated and the rotation center 3a is fixed.
【００８８】演算処理手段６は、画像処理解析に高速で
作動する演算プロセッサを含んでおり、２次元Ｘ線撮像
手段２上に生成されたＸ線透過画像を前処理した後、所
定の演算処理を実行することによって、Ｘ線を透過させ
た物体内部の３次元Ｘ線吸収係数データを算出し、ま
た、このデータの投影面への投影などの演算を行って、
外付けの表示手段Ｅに投影画像や、Ｘ線パノラマ画像を
表示させ、また必要な記憶媒体に画像情報として記憶さ
せる。The arithmetic processing means 6 includes an arithmetic processor which operates at a high speed for image processing analysis. After pre-processing the X-ray transmission image generated on the two-dimensional X-ray imaging means 2, a predetermined arithmetic processing is performed. To calculate three-dimensional X-ray absorption coefficient data inside the object that has transmitted X-rays, and perform calculations such as projection of this data onto a projection plane,
The projection image and the X-ray panoramic image are displayed on the external display means E, and are stored as image information in a necessary storage medium.
【００８９】この撮影装置では、この演算処理手段６
に、上述した画像補正テーブルを作成し、この画像補正
テーブルを用いて、Ｘ線原画像を補正するを行う画像補
正手段６ａを備えている。In this photographing apparatus, the arithmetic processing means 6
Further, an image correction means 6a is provided for creating the above-described image correction table and correcting the X-ray original image using the image correction table.
【００９０】画像補正手段６ａは、この目的を達成する
ため、種々の補正処理や演算処理を行う補正処理手段６
１、生成された画像補正テーブルをＸ線ＣＴ撮影の各旋
回角度毎に記憶保存する画像補正テーブルメモリ６２、
管面歪み補正テーブルメモリ６３、中心軸ぶれ補正テー
ブルメモリ６４、中心軸ずれ補正テーブルメモリ６５を
備えている。The image correction means 6a performs various correction processing and arithmetic processing in order to achieve this object.
1. an image correction table memory 62 for storing and storing the generated image correction table for each rotation angle of X-ray CT imaging;
A table distortion correction table memory 63, a center axis shake correction table memory 64, and a center axis deviation correction table memory 65 are provided.
【００９１】図９（ａ）は本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の
一例の外観正面図、（ｂ）は側面図（ｃ）は部分側面図
である。FIG. 9A is an external front view of an example of the X-ray CT apparatus of the present invention, FIG. 9B is a side view, and FIG. 9C is a partial side view.
【００９２】Ｘ線ＣＴ撮影装置２０は、門型の非常に剛
性の高い構造体である主フレーム１０を全体の支持体と
して構成されている。The X-ray CT apparatus 20 has a main frame 10 which is a gate-shaped and extremely rigid structure as a whole support.
【００９３】この主フレーム１０は、Ｘ線発生器１と２
次元Ｘ線撮像手段２とを対向した状態で吊り下げ配置し
た旋回アーム３を回転可能に支持するアーム１０ａ、こ
のアーム１０ａの基端部を固定保持している１対の横ビ
ーム１０ｂ、この横ビーム１０ｂを支えている一対の縦
ビーム１０ｃ、一対の縦ビーム１０ｃが固定載置され、
この装置２０全体の基礎となっているベース１０ｄから
構成されている。The main frame 10 includes X-ray generators 1 and 2
An arm 10a rotatably supporting a swing arm 3 suspended and arranged in a state of facing the two-dimensional X-ray imaging means 2, a pair of lateral beams 10b fixedly holding a base end of the arm 10a, and a horizontal beam 10b. A pair of vertical beams 10c supporting the beam 10b, a pair of vertical beams 10c are fixedly mounted,
The apparatus 20 is composed of a base 10d which is the basis of the entire apparatus 20.
【００９４】この主フレーム１０を構成する部材は、そ
れぞれ、剛性の高い鋼鉄材が用いられ、また、適宜、筋
交いや、角補強部材が設けられて変形に強いものとなっ
ており、回転時に、旋回アーム３の回転中心３ａが変動
しないようになっている。The members constituting the main frame 10 are each made of a steel material having high rigidity, and are provided with bracing and corner reinforcing members as appropriate so as to be resistant to deformation. The center of rotation 3a of the swing arm 3 does not fluctuate.
【００９５】このように主フレーム１０は、旋回アーム
３の旋回振れが生じないような構造体としているので、
特に、旋回振れがないことが要求されるＸ線ＣＴ撮影装
置として、ふさわしい。As described above, the main frame 10 has a structure in which the swinging motion of the swing arm 3 does not occur.
In particular, it is suitable as an X-ray CT imaging apparatus that requires no swing vibration.
【００９６】操作パネル１０ｅは、主フレーム１０の一
方の縦ビーム１０ｃの表面で、術者が、立位で操作がし
易いような位置に設けられている。被写体保持手段４の
椅子４ｂを載置しているのは、図７で説明した被写***
置移動手段５であり、椅子４ｂをＸ，Ｙ，Ｚ方向に、つ
まり、前後左右上下方向に移動させ、また、椅子４ｂの
背板４ｂａを傾動させて、被写体Ｏの頭部を傾動保持さ
せることができる。The operation panel 10e is provided on the surface of one of the vertical beams 10c of the main frame 10 at a position where the operator can easily perform an operation while standing. The chair 4b of the object holding means 4 is placed on the object position moving means 5 described with reference to FIG. 7, and moves the chair 4b in the X, Y, and Z directions, that is, in the front, rear, left, right, and up and down directions. Further, the back plate 4ba of the chair 4b can be tilted to tilt and hold the head of the subject O.
【００９７】本発明では、図９（ｂ），（ｃ）に示すよ
うに、この被写体保持手段４の頭部固定手段４ａに着脱
交換可能にファントム支持台２６、２７が取り付けられ
るようになっており、この支持台２６、２７に上述した
画像補正ファントム２２、２３を載置することができ。According to the present invention, as shown in FIGS. 9B and 9C, the phantom supports 26 and 27 are detachably attached to the head fixing means 4a of the subject holding means 4. In addition, the above-described image correction phantoms 22 and 23 can be placed on the supports 26 and 27.
【００９８】ファントム支持台２６は、図９（ｂ）に示
すように、画像補正ファントム２２を旋回アーム３の回
転中心軸３ａ付近に位置させるものである。The phantom support 26 positions the image correction phantom 22 near the rotation center axis 3a of the turning arm 3, as shown in FIG. 9B.
【００９９】この図９と図３から解るように、画像補正
ファントム２２をファントム支持台２６に載せるだけ
で、このファントム２２がいわゆる被写体保持位置付近
に設置され、かつ、このファントム２２に内蔵された中
球体２２ｂ（Ａ）、２２ｂ（Ｂ）がほぼ回転中心軸３ａ
方向に所定間隔で配置される。As can be seen from FIGS. 9 and 3, only by placing the image correction phantom 22 on the phantom support 26, the phantom 22 is installed near a so-called subject holding position and built in the phantom 22. The intermediate spheres 22b (A) and 22b (B) are almost the rotation center axis 3a
Are arranged at predetermined intervals in the direction.
【０１００】ファントム支持台２７は、図９（ｃ）に示
すように、支持台２６に比べ、画像補正ファントム２３
を、より水平方向に旋回アーム３の回転中心軸３ａから
離れた位置に位置させるものである。As shown in FIG. 9C, the phantom support 27 is different from the support 26 in the image correction phantom 23.
Is positioned further away from the rotation center axis 3a of the turning arm 3 in the horizontal direction.
【０１０１】この図９と図５から解るように、画像補正
ファントム２３をファントム支持台２７に載せるだけ
で、このファントム２３がいわゆる被写体保持位置から
所定距離離れた位置に設置され、かつ、このファントム
２３に内蔵された小球体２３ｂ（Ａ）、２３ｂ（Ｂ）が
ほぼ回転中心軸３ａ方向に所定間隔で配置される。As can be seen from FIGS. 9 and 5, simply placing the image correction phantom 23 on the phantom support 27 causes the phantom 23 to be installed at a position a predetermined distance away from the so-called subject holding position. Small spheres 23b (A) and 23b (B) built in 23 are arranged at predetermined intervals substantially in the direction of the rotation center axis 3a.
【０１０２】[0102]
【発明の効果】請求項１に記載のＸ線画像補正ファント
ムによれば、補正の基準点となるＸ線吸収係数の高い小
円体を格子状に配列させる板状物として、Ｘ線透過性の
プリント基板を用いたので、基板が非常に安価なものと
なる。また、格子配列は、このプリント基板上に、小円
体をエッチング処理などで形成するだけでよく、コスト
ダウンとなる。According to the X-ray image correction phantom of the present invention, the X-ray transmissive phantom is used as a plate-like object in which small circles having a high X-ray absorption coefficient, which are reference points for correction, are arranged in a lattice. Since the printed board is used, the board becomes very inexpensive. In addition, the grid arrangement only needs to form a small circular body on the printed board by etching or the like, resulting in cost reduction.
【０１０３】請求項２に記載のＸ線画像補正ファントム
によれば、Ｘ線透過性の支持体の内部に中球体を２個離
隔させて配置したもので、この離隔方向が、ファントム
を被写体保持位置に設置した際に、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ
回転中心軸方向になるようにしているので、構成が簡単
で、安いコストで作ることができると共に、このファン
トムを用いて補正テーブルを作成するのが容易になる。According to the X-ray image correction phantom according to the second aspect, two spheres are arranged inside the X-ray transparent support so as to be spaced apart from each other. When it is installed at a position, the X-ray CT is set almost in the direction of the center axis of rotation, so that the configuration is simple and it can be made at low cost, and a correction table can be made using this phantom. Becomes easier.
【０１０４】請求項３に記載のＸ線画像補正ファントム
によれば、被写体保持位置から所定距離離れた位置に設
置して用いられ、Ｘ線透過性の支持体の内部に小球体を
２個離隔させて配置し、この離隔方向が、ファントムを
上記位置に設置した際に、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ回転中心
軸方向になるようにしているので、構成が簡単で、安い
コストで作ることができると共に、このファントムを用
いて補正テーブルを作成するのが容易になる。According to the X-ray image correction phantom according to the third aspect, the small sphere is used by being installed at a position apart from the subject holding position by a predetermined distance, and separated by two small spheres inside the X-ray transparent support. When the phantom is set at the above position, the direction of the separation is substantially in the direction of the rotation center axis of the X-ray CT imaging, so that the configuration is simple and the manufacturing cost can be reduced. At the same time, it becomes easy to create a correction table using the phantom.
【０１０５】請求項４に記載のＸ線画像補正方法によれ
ば、請求項１から３に記載の補正ファントムを有効利用
して、それぞれの効果を発揮させながら、かつ、Ｘ線Ｃ
Ｔ撮影時に発生が考えら得る全ての歪みを補正する管面
歪み補正テーブル、中心軸ぶれ補正テーブル、中心軸ず
れ補正テーブルを併せ用いて作成した画像補正テーブル
によって、Ｘ線原画像を補正しているので、すべての歪
みを除去することができる。According to the X-ray image correcting method according to the fourth aspect, the correction phantom according to the first to third aspects is effectively utilized, and while the respective effects are exhibited, the X-ray C
The X-ray original image is corrected by an image correction table created using a tube distortion correction table, a center axis blur correction table, and a center axis shift correction table that corrects all possible distortions that may occur during T imaging. So that all distortions can be removed.
【０１０６】請求項５に記載のＸ線ＣＴ撮影装置によれ
ば、請求項１、２、３の補正ファントムを用い、また、
これらを用いた請求項４の補正方法を用いているので、
それぞれの効果が相乗的に発揮され、撮影歪みの影響の
ない、良好な３次元的なＸ線吸収係数を算出することが
できる。According to the X-ray CT imaging apparatus of the fifth aspect, the correction phantoms of the first, second and third aspects are used.
Since the correction method of claim 4 using these is used,
The respective effects are exerted synergistically, and a good three-dimensional X-ray absorption coefficient free from the influence of imaging distortion can be calculated.
【図１】（ａ）は本発明の画像補正ファントムの一例を
示す正面図、（ｂ）はこれを二次元Ｘ線撮像手段に装着
した状態を示す縦断面図、（ｃ）は（ｂ）で撮像された
Ｘ線原画像の一例を示す図FIG. 1A is a front view showing an example of an image correction phantom of the present invention, FIG. 1B is a longitudinal sectional view showing a state where the image correction phantom is mounted on a two-dimensional X-ray imaging means, and FIG. Showing an example of an X-ray original image taken at
【図２】（ａ）から（ｅ）は、図１の画像補正ファント
ムを用いた補正方法の概念図2A to 2E are conceptual diagrams of a correction method using the image correction phantom of FIG.
【図３】本発明の画像補正ファントムの他例を示す外観
図FIG. 3 is an external view showing another example of the image correction phantom of the present invention.
【図４】図３の画像補正ファントムを用いた補正方法の
概念図4 is a conceptual diagram of a correction method using the image correction phantom of FIG.
【図５】本発明の画像補正ファントムの他例を示す外観
図FIG. 5 is an external view showing another example of the image correction phantom of the present invention.
【図６】図５の画像補正ファントムを用いた補正方法の
概念図FIG. 6 is a conceptual diagram of a correction method using the image correction phantom of FIG.
【図７】本発明の画像補正ファントムを用いたＸ線ＣＴ
撮影装置の一例の基本構成図FIG. 7 is an X-ray CT using the image correction phantom of the present invention.
Basic configuration diagram of an example of an imaging device
【図８】図７の画像補正手段の詳細な構成図FIG. 8 is a detailed configuration diagram of an image correction unit in FIG. 7;
【図９】（ａ）は図７のＸ線ＣＴ撮影装置の外観正面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は部分側面図9A is an external front view of the X-ray CT imaging apparatus of FIG. 7, FIG. 9B is a side view, and FIG. 9C is a partial side view.
【図１０】（ａ）は従来の画像補正ファントムの一例を
示す図、（ｂ）は、これを用いたＸ線ＣＴ撮影装置の基
本構成図10A is a diagram illustrating an example of a conventional image correction phantom, and FIG. 10B is a basic configuration diagram of an X-ray CT imaging apparatus using the same.
【図１１】（ａ）は従来の画像補正ファントムの他例を
示す図、（ｂ）は、これを用いたＸ線ＣＴ撮影装置の基
本構成図11A is a diagram illustrating another example of a conventional image correction phantom, and FIG. 11B is a basic configuration diagram of an X-ray CT imaging apparatus using the same.
【図１２】（ａ）は従来の画像補正ファントムの他例を
示す図、（ｂ）は、これを用いたＸ線ＣＴ撮影装置の基
本構成図12A is a diagram illustrating another example of a conventional image correction phantom, and FIG. 12B is a basic configuration diagram of an X-ray CT imaging apparatus using the same.
１ Ｘ線発生器 １ａ Ｘ線コーンビーム ２ 二次元Ｘ線撮像手段 ２１ Ｘ線画像補正ファントム ２１ａ プリント基板 ２１ｂ 小円体 ２２ Ｘ線画像補正ファントム ２２ａ 支持体 ２２ｂ 中球体 ２３ Ｘ線画像補正ファントム ２３ａ 支持体 ２３ｂ 小球体 ３ 旋回アーム ３ａ 回転中心軸 ４ 被写体保持手段 ４ａ 椅子 ４ｂ 頭部固定手段 ６ 画像処理手段 ６ａ 画像補正手段 ２０ Ｘ線ＣＴ撮影装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray generator 1a X-ray cone beam 2 Two-dimensional X-ray imaging means 21 X-ray image correction phantom 21a Printed circuit board 21b Small body 22 X-ray image correction phantom 22a Support 22b Medium sphere 23 X-ray image correction phantom 23a Support Body 23b Small sphere 3 Revolving arm 3a Rotation center axis 4 Subject holding means 4a Chair 4b Head fixing means 6 Image processing means 6a Image correction means 20 X-ray CT imaging apparatus
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１３年５月２１日（２００１．５．２
１）[Submission date] May 21, 2001 (2001.5.2)
1)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図５[Correction target item name] Fig. 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図５】 FIG. 5
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 1/00 ２９０ Ｇ０６Ｔ 1/00 ２９０Ａ 3/00 ２００ 3/00 ２００ Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 GG17 GG19 GG20 JJ05 JJ27 JJ30 JJ37 KK33 LL12 LL13 4C093 AA22 BA20 CA05 CA32 EA02 EB02 EB17 FC27 FC28 FF02 GA01 5B057 AA08 AA09 BA03 CA08 CB06 CD03 CD05 CD12 CE12 CH07──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G06T 1/00 290 G06T 1/00 290A 3/00 2003/3/00 200 F term (Reference) 2G088 EE02 FF02 GG17 GG19 GG20 JJ05 JJ27 JJ30 JJ37 KK33 LL12 LL13 4C093 AA22 BA20 CA05 CA32 EA02 EB02 EB17 FC27 FC28 FF02 GA01 5B057 AA08 AA09 BA03 CA08 CB06 CD03 CD05 CD12 CE12 CH07
Claims (5)
体と前記被写体のＸ線原画像の位置的なずれを補正する
ために、二次元Ｘ線撮像手段の管面に装着して用いられ
るＸ線画像補正ファントムであって、 Ｘ線透過性のプリント基板とＸ線吸収係数の高い小円体
とから構成され、前記プリント基板上に碁盤状の格子を
想定し、この格子の交差点となる位置に前記小円体を配
置したことを特徴とするＸ線画像補正ファントム。1. An X-ray apparatus mounted on a tube of a two-dimensional X-ray imaging means for correcting positional deviation between a subject and an X-ray original image of the subject in cone-beam X-ray CT imaging. An image correction phantom, comprising a printed circuit board having an X-ray transmission property and a small circular body having a high X-ray absorption coefficient, and assuming a grid-like lattice on the printed circuit board, at a position which is an intersection of the lattice. An X-ray image correction phantom, wherein the small circles are arranged.
体と前記被写体のＸ線原画像の位置的なずれを補正する
ために、被写体保持位置に設置して用いられるＸ線画像
補正ファントムであって、 Ｘ線透過性の支持体とＸ線吸収係数の高い２つの中球体
とから構成され、前記支持体の内部に、前記２つの中球
体を、この支持体を前記被写体保持位置に設置した際に
これらの中球体が、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ回転中心軸方向
に所定間隔で配置されるようにしたことを特徴とするＸ
線画像補正ファントム。2. An X-ray image correction phantom installed and used at a subject holding position in a cone beam X-ray CT for correcting a positional shift between a subject and an original X-ray image of the subject. An X-ray-transmissive support and two medium spheres having a high X-ray absorption coefficient, wherein the two medium spheres are installed inside the support and the support is installed at the subject holding position. The medium spheres are arranged at predetermined intervals substantially in the direction of the central axis of rotation in X-ray CT imaging.
Line image correction phantom.
体と前記被写体のＸ線原画像の位置的なずれを補正する
ために、被写体保持位置から所定距離離れた位置に設置
して用いられるＸ線画像補正ファントムであって、 Ｘ線透過性の支持体とＸ線吸収係数の高い２つの小球体
とから構成され、前記支持体の内部に、前記２つの小球
体を、この支持体を前記被写体保持位置に設置した際に
これらの小球体が、Ｘ線ＣＴ撮影のほぼ回転中心軸方向
に所定間隔で配置されるようにしたことを特徴とするＸ
線画像補正ファントム。3. An X-ray beam installed and used at a predetermined distance from a subject holding position in a cone beam X-ray CT imaging to correct a positional deviation between a subject and an original X-ray image of the subject. An image correction phantom, comprising: an X-ray transmitting support and two small spheres having a high X-ray absorption coefficient. The two small spheres are placed inside the support, and the support is used as the object. X is characterized in that these small spheres are arranged at predetermined intervals substantially in the direction of the central axis of rotation in X-ray CT imaging when installed at the holding position.
Line image correction phantom.
体と前記被写体のＸ線原画像の位置的なずれを補正する
ためのＸ線画像補正方法であって、 請求項１に記載のＸ線画像補正ファントムを用いてＸ線
ＣＴ撮影の各旋回角度毎に作成した、前記二次元Ｘ線撮
像手段の管面歪み、地磁気による磁気歪みなどを補正す
るための管面歪み補正テーブルと、 請求項２に記載のＸ線画像補正ファントムを用いて作成
した、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸ぶれを補正するための
中心軸ぶれ補正テーブルと、 請求項３に記載のＸ線画像補正ファントムを用いて作成
した、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸の軸方向の位置ずれを
補正するための中心軸ずれ補正テーブルとの、３つの補
正テーブルを併せ用いてＸ線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に
作成した画像補正テーブルを用いて、それぞれのＸ線原
画像を補正することを特徴とするＸ線画像補正方法。4. An X-ray image correction method for correcting positional deviation between a subject and an original X-ray image of the subject in cone beam X-ray CT imaging, wherein the X-ray image according to claim 1 is provided. 3. A tube distortion correction table for correcting tube distortion of the two-dimensional X-ray imaging means, magnetic distortion due to terrestrial magnetism, and the like, which is created for each rotation angle of X-ray CT imaging using a correction phantom, A center axis blur correction table for correcting rotation center axis blur of X-ray CT imaging, which is created by using the X-ray image correction phantom described in Item 1. An image created for each rotation angle of X-ray CT imaging using the three correction tables together with the center axis deviation correction table for correcting the axial displacement of the rotation center axis of X-ray CT imaging. Correction table Used, X-rays image correction method characterized by correcting the respective X SenHara image.
してＸ線発生器と二次元Ｘ線撮像手段とを対向配置し、
前記Ｘ線発生器から前記被写体の一部である撮影すべき
局所部位のみを包含するＸ線コーンビームを局所照射し
ながら、前記Ｘ線発生器と前記二次元Ｘ線撮像手段とを
対向させながら前記被写体の周りを旋回させることによ
って、前記局所部位のＸ線画像を撮像し、このＸ線画像
を演算処理して、前記局所部位の３次元的なＸ線吸収係
数を算出するＸ線ＣＴ撮影装置であって、 請求項１に記載のＸ線画像補正ファントムを用いてＸ線
ＣＴ撮影の各旋回角度毎に作成した、前記二次元Ｘ線撮
像手段の管面歪み、地磁気による磁気歪みなどを補正す
るための管面歪み補正テーブルと、 請求項２に記載のＸ線画像補正ファントムを用いて作成
した、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸ぶれを補正するための
中心軸ぶれ補正テーブルと、 請求項３に記載のＸ線画像補正ファントムを用いて作成
した、Ｘ線ＣＴ撮影の回転中心軸の軸方向の位置ずれを
補正するための中心軸ずれ補正テーブルとの、３つの補
正テーブルを併せ用いてＸ線ＣＴ撮影の各旋回角度毎に
作成した画像補正テーブルを用いて、前記二次元Ｘ線撮
像手段で撮像されたそれぞれのＸ線原画像を補正し、こ
の補正Ｘ線画像を演算処理して、前記局所部位の３次元
的なＸ線吸収係数を算出するようにしたことを特徴とす
るＸ線ＣＴ撮影装置。5. An X-ray generator and a two-dimensional X-ray image pickup means are fixedly held on a subject, and the X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging means are arranged facing each other around the subject.
While the X-ray generator locally irradiates an X-ray cone beam including only a local part to be imaged which is a part of the subject, the X-ray generator and the two-dimensional X-ray imaging unit are opposed to each other. X-ray CT imaging in which an X-ray image of the local part is taken by turning around the subject, and the X-ray image is subjected to arithmetic processing to calculate a three-dimensional X-ray absorption coefficient of the local part. An apparatus, comprising: a tube surface distortion of the two-dimensional X-ray imaging unit, a magnetic distortion due to terrestrial magnetism, and the like created for each rotation angle of X-ray CT imaging using the X-ray image correction phantom according to claim 1. A tube distortion correction table for correcting, and a center axis shake correction table for correcting a rotation center axis shake of X-ray CT imaging created using the X-ray image correction phantom according to claim 2. X described in item 3 Each of the X-ray CT imaging using three correction tables together with a central axis deviation correction table for correcting the axial displacement of the rotation center axis of the X-ray CT imaging created using the image correction phantom. Each X-ray original image captured by the two-dimensional X-ray imaging means is corrected using an image correction table created for each turning angle, and the corrected X-ray image is subjected to arithmetic processing to obtain a 3D image of the local region. An X-ray CT imaging apparatus, wherein a dimensional X-ray absorption coefficient is calculated.
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