JP2004024659A

JP2004024659A - X-ray ct apparatus

Info

Publication number: JP2004024659A
Application number: JP2002187412A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyazaki; 宮崎　　靖; Kenichi Okajima; 岡島　健一
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray CT apparatus high in image quality and high in operating speed by preventing the deterioration of inage quality due to the microfabrication of a detection element of an X-ray detector. <P>SOLUTION: This apparatus is provided with a blur function calculation means 92 for calculating a blur function by crosstalk according to each separation structure with a detection cell 30 arranged adjacently to each detection cell 30 of a plurality of detection element modules 31; an impulse response calculation means 93 of an inverse filter for calculating a one-dimensional deconvolution Kernel from the blur function; an impulse response composing means 94 for calculating a two-dimensional deconvolution Kernel from the one-dimensional deconvolution Kernel; and a raw data crosstalk correcting means 97 for correcting the crosstalk of raw data by the one-dimensional and two-dimensional deconvolution Kernels. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の断層像画像を取得するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。図９に示すように、このＸ線ＣＴ装置においては、システム全体を統括制御するホストコンピュータ４０、Ｘ線管とＸ線検出器を搭載した回転走査機構（図示せず）を有するスキャナ４１、Ｘ線管の電源である高電圧発生装置４６、被検体４５の位置決め、および、らせん走査時に、被検体４５を搬送するための被検体テーブル４２、前処理をはじめとした、各種画像処理を実施する画像処理装置４３および、表示装置４４を有する。
【０００３】
また、Ｘ線ＣＴ装置が開発されて以来、近年まで検査時間の短縮が一貫して試みられてきた。広範囲のスライス撮影においては、テーブルを移動しながら撮影する、らせん走査型Ｘ線ＣＴ装置の出現によって、大幅な検査時間の短縮がなされた。さらには、一度に複数スライス位置の投影データを計測できる、マルチスライス型の、らせん走査Ｘ線ＣＴ装置によって、薄いスライスでの検査時間が短縮され、被検体４５の体軸方向と、スライス断面内の分解能がほぼ等しい、「等方分解能」が実用的なレベルに近づいてきた。
【０００４】
また、マルチスライスＸ線ＣＴ装置における同時計測スライス数は、今後増加し、体軸方向分解能も完全な「等方分解能」を実現する方向に向かっている。この「等方分解能」は、例えば回転中心で約０．５〜０．６ｍｍの分解能で、Ｘ線検出器上で１．０ｍｍ角程度の素子に分離することで実現される。
【０００５】
なお、以下の説明では、Ｘ線検出器として、固体検出器の場合について述べる。
【０００６】
図１０は、従来の検出素子モジュールを示す図である。図１０に示すように、検出素子モジュール３１は、スキャナ４１に内臓された固体検出器の構成要素の一つであり、複数の検出セル３０を有する。そして、基板３６によって、複数の検出セル３０を支持する。また、複数の検出セル３０は、各、Ｘ線を光に変換するシンチレータ３４と、光を電流に変換するフォトダイオード３７を有する。
【０００７】
また、検出セル３０の分離は、光およびＸ線のクロストークを抑えるために、Ｍｏ（モリブデン）やリン青銅などの金属板が分離層３５として用いられてきた。
【０００８】
一方、典型的にはＴｉＯ_２（酸化チタン）などの、反射材を検出セル３０の間に充填することで、検出セル３０を分離することが行われている。
【０００９】
また、このような固体検出器の従来技術に対して、ＵＳＰ４８９７７８８号明細書では、隣接検出セルのクロストーク量に依存したクロストーク補正係数（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ）を、隣接検出セルに乗じて補正する方法が述べられている。また、特開平９−６６０５２号公報では、端部検出セルの計測データを、隣接する検出素子モジュールの端部検出セルに加算することで、意図的にクロストークを均一にすることにより、アーチファクトを低減するという方法について記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固体検出器を有するＸ線ＣＴ装置においては、検出素子モジュール３１の検出セル３０が微細になると、分離層３５を薄くしなければ、１つの検出素子モジュール３１に占める分離層３５の割合が高くなる。そこで、分離層３５を薄くする必要が生じる。しかし、分離層３５を、あまり薄くすると取り扱いが不便になったり、振動等によりガントリ回転速度（例えば０．３秒／回転）に耐えられなくなるという問題が発生する。
【００１１】
特に、マルチスライス型の検出素子モジュール３１では、２次元の両方向に金属板を挿入することは、製造が難しくコスト高の原因となる。そのため、体軸方向（スライス方向）の検出セル３０間はＴｉＯ_２を充填し、スキャナ４１の周回軸方向（チャンネル方向）の検出セル３０は金属板を挿入することがある。
【００１２】
この場合、当然ながら、金属板を挿入したチャンネル方向に比べ、ＴｉＯ_２を充填したスライス方向のクロストークは多くなる。また、固体検出器は、複数の１６〜３２チャンネル程度の検出素子モジュール３１を、複数、配列して構成する。従って、検出素子モジュール３１の検出セル３０が、他の検出セル３０とクロストーク特性が異なるために、生データに一定の差が生じて、画像としてのアーチファクトが発生することが知られている。また、複数の検出素子モジュール３１を、スライス方向に配列して視野を拡大する装置を構成しようとした場合も、同様の問題を残す。
【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、Ｘ線検出器の検出素子モジュールの微細化に伴う画質劣化を防ぎ、高画質のＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を実現するために、本発明においては、特許請求の範囲に記載するように構成している。すなわち、本発明は、請求項１に記載のように、
複数の検出素子モジュールが設けられたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置において、前記検出素子モジュールの各検出セルのクロストークによるボケ関数を算出するボケ関数算出手段と、前記ボケ関数から逆フィルタのインパルス応答を算出することによりデコンボリューションカーネルを求めるデコンボリューションカーネル算出手段と、前記デコンボリューションカーネルによって前記Ｘ線検出器からの生データをコンボリューション演算することで前記クロスークを補正する生データのクロスーク補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を構成する。
【００１５】
また、本発明は、請求項２に記載のように、
前記ボケ関数算出手段は、検出素子モジュールの各検出セルと隣接して配置される前記検出セルとの、分離構造それぞれに応じたクロストークによる前記ボケ関数を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置を構成する。
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載のように、
前記デコンボリューションカーネル算出手段は、前記デコンボリューションカーネルを有限長で打ち切ることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置を構成する。
【００１７】
また、本発明は、前記生データにオフセット補正をするオフセット補正手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置を構成する。
【００１８】
さらに、本発明は、前記デコンボリューションカーネル算出手段による前記デコンボリューションカーネルを記憶するデコンボリューションカーネル記憶手段と、前記デコンボリューションカーネルによって前記Ｘ線検出器からのエアーデータをコンボリューション演算することで前記クロスークを補正してエアー補正データを算出するエアーデータのクロスーク補正手段と、前記エアーデータのクロスーク補正手段によるエアー補正データを記憶するエアー補正データ記憶手段と、前記エアー補正データにより前記クロストークを補正した前記生データをエアー補正するエアー補正手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置を構成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
１．クロストーク関数の測定
図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置のクロストークの測定装置を示す図である。図１に示すように、まず、フレーム２５を、検出素子モジュール３１とＸ線管２１の間に設置する。そして、フレーム２５に設置したスリット２３は、Ｘ線管２１の焦点２６の真下に配置し、スリット２３を経由して、Ｘ線が検出素子モジュール３１に入射されるようにする。そして、検出素子モジュール３１の出力データは、計測装置２４で処理する。
【００２０】
そして、Ｘ線照射中に検出素子モジュール３１を測定したい配列方向（スライス方向およびチャンネル方向）に移動させる。ここで、特定の検出セル３０の計測データに着目すると、特定の検出セル３０に、Ｘ線が直接入射しているとき（主線）の計測データならびに、隣接した検出セル３０にのみ入射している場合（漏れ込み）の計測データ、すなわち、クロストーク特性が収集できる。
【００２１】
図２は、クロストーク特性の計測例を示す図である。図２に示すように、２つの計測結果２７、２８は、分離層３５の材質が異なるために、隣接する検出セル３９の出力が異なる結果を示している。計測結果２７は、分離層３５の材質がＭｏで、計測結果２８は、分離層３５の材質がＴｉＯ_２である。それぞれの主線部分を、中心からの距離の範囲で表すと、計測結果２７では、２７Ａであり、計測結果２８では、２８Ａである。そして、クロストークは、主線部分の範囲以外の成分になる。
【００２２】
すなわち、分離層３５の材質がＭｏ（計測結果２７）の場合の、クロストーク成分は２７Ｂであり、分離層３５の材質がＴｉＯ_２（計測結果２８）の場合の、クロストーク成分は２８Ｂである。これらクロストーク成分２７Ｂおよび、２８Ｂから求まるクロストーク関数は、分離層３５の材質によって異なる各の、計測結果２７および、２８に対して、フィッティングするなどの方法によって求められる。そして、クロストーク関数は、ノイズの影響を避けるために、複数回の計測結果を平均化することも必要である。
２．逆フィルタの算出
図３は、クロストークによるボケ関数（インパルス応答）を示す図である。図３に示すように、クロストーク量は主線に対する漏れ込み量の比で表し、クロストークは、最近接の検出セルからの漏れ込み（１次関数でのフィッティング）のみの成分、と近似的に考える。
【００２３】
ここで、δをインパルス関数、ｎをサンプリング番号とし、クロストーク量をｃとすれば、インパルス応答ｈ（ｎ）は、次式で求められる。
【００２４】
【数１】

すなわち、クロストークによるボケ関数（インパルス応答ｈ（ｎ））は、式（１）によって、図３（ａ）に示すように、ｈ（０）＝１、ｈ（１）＝ｃ、ｈ（ｎ）＝０、（ｎ＝２、３、．．．）となる。
【００２５】
そして、逆フィルタのインパルス応答ｋ（ｎ）は、次式で求められる。
【００２６】
【数２】

また、逆フィルタのインパルス応答ｋ（ｎ）の式（２）による算出結果を図３（ｂ）に示す。また、逆フィルタのインパルス応答ｋ（ｎ）を、１次元のデコンボリューションカーネル（デコンボリューション要素）として、以下のクロストークの補正を実行する。
【００２７】
そして、以下、クロストークの補正の説明に使用するチャンネル番号は、検出素子モジュール３１を構成する、検出セル３０の円周方向の配列であり、スライス番号は、検出セル３０の体軸方向の配列を示す。
３．クロストークの補正
つぎに、生データを、デコンボリューションすればクロストークを補正できる。すなわち、生データをｐ（ｉ、ｊ）とすると、クロストーク補正後の補正データｑ（ｉ、ｊ）は、次式のコンボリューション演算で求められる。
【００２８】
【数３】

ここで、ｉはチャンネル番号、ｊはスライス番号、ｍはサンプリング番号、ｋ（ｍ）は逆フィルタのインパルス応答（１次元デコンボリューションカーネル）である。
【００２９】
また、クロストーク量は、分離層３５の材質によるところが大きく、製造時のばらつきは少ないため、左右対称とし、逆フィルタのインパルス応答ｋ（ｍ）は、ｋ（ｍ）＝ｋ（−ｍ）として処理した。そして、逆フィルタのインパルス応答ｋ（ｍ）は、図３（ｂ）に示したように無限長であるが、クロストークはほとんどが、隣接検出セル３０からのものであるので、実用上は３〜５点の有限長で打ち切っても、ほとんど問題は無い。
【００３０】
従って、逆フィルタのインパルス応答ｋ（ｍ）を、有限長（３〜５点）に設定することにより、生データｐ（ｉ、ｊ）の、クロストーク補正後の補正データｑ（ｉ、ｊ）を、式（３）で求めることが可能となる。
【００３１】
しかし、クロストークで問題となるのは、その一様性で、すべての検出セル３０で、同様のクロストークが漏れこむわけではない。クロストーク量が一様であれば、分解能は低下するが、実用上、あまり問題とならない場合が多い。
【００３２】
図４は、検出素子モジュールの構成例を示す図である。また、図４（ａ）は、複数の検出セル３０を配置して、検出素子モジュール３１を構成した例を示す図である。図４（ａ）に示すように、検出素子モジュール３１は、シンチレータ３４と、フォトダイオード３７、分離層３５から成る検出セル３０および、各検出セル３０を支持する基板３６を有する。そして、検出素子モジュール３１を構成する各部分の機能は、図１０と同一である。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すように、検出素子モジュール３１は、分離層３５の材質として、チャンネル方向には金属板、スライス方向にはＴｉＯ_２で区分した分離構造を有している。そして、図４（ｂ）の構造の場合は、分離層３５Ａを金属板で分離したことにより、チャンネル方向のクロストークは僅かで、例えば１％程度である。しかし、分離層３５ＢをＴｉＯ_２で分離したスライス方向では、５％以上のクロストークが見込まれる。
【００３４】
そこで、図４（ｂ）に示す検出素子モジュール３１の場合は、スライス方向のみ、クロストークの補正処理を施すようにした。ここで、生データをｐ（ｉ、ｊ）とすると、スライス方向のみの、クロストーク補正後の補正データｑ（ｉ、ｊ）は、次式で求められる。
【００３５】
【数４】

ここで、ｉはチャンネル番号、ｊはスライス番号、ｋ（ｍ）は逆フィルタのインパルス応答で、１次元デコンボリューションカーネルは３点とした。
【００３６】
また、図４（ｃ）は、チャンネル方向および、スライス方向の両方向ともに分離層３５Ｂの材質を、ＴｉＯ_２で分離した構造を有している。従って、図４（ｃ）の場合は、両方向のクロストーク成分が一致しているので、式（３）によって、クロストーク成分を補正することができる。
【００３７】
そして、図４（ｄ）に示すように構成した検出素子モジュール３１では、チャンネル方向、スライス方向ともに補正処理を施す必要がある。すなわち、図４（ｄ）に示すように、検出素子モジュール３１を配列した場合、検出素子モジュール３１間に隣接している、検出セル３０のチャンネル方向および、スライス方向のクロストーク成分が、他の検出セル３０と異なる。
【００３８】
さらに、図５は、２個の検出素子モジュールを配列した場合を示す図である。図５に示すように、スキャナ４１の回転軸を中心として、Ｘ線管２１の中心にあるＸ線管の焦点２６からのＸ線を、２個の検出素子モジュール３１Ａと３１Ｂによって検出する。
【００３９】
そして、２個の検出素子モジュール３１Ａと３１Ｂは、隣接しているものの、スキャナ４１の円周上に配置されている。そのため、外周上の点Ｃでは、２個の検出素子モジュール３１Ａと３１Ｂの間には僅かながら空気層がある。従って、隣接する検出素子モジュール３１までは、クロストーク成分はほとんど届かない。しかし、内周上の点Ｄでは、２個の検出素子モジュール３１Ａと３１Ｂの間に、クロストークの漏れ込みがある。
【００４０】
以下、クロストーク補正の説明では、検出素子モジュール３１としてブロックを使用する。
【００４１】
図４（ｄ）および、図５に示す実施の形態では、１ブロックあたりＭチャンネルのブロック端チャンネルでは、次式のように補正処理を施した。
【００４２】
【数５】

もちろん、検出素子モジュール３１を配列した状態で、ブロック間のクロストーク特性を計測しても良い。その場合は、ブロック間のクロストーク量をチャンネル方向でｃ１、スライス方向でｃ２とすれば、２つのインパルス応答（ボケ関数）は、ｈ１（０）＝１、ｈ１（１）＝ｃ１、ｈ１（ｎ）＝０、（ｎ＝２、３、．．．）および、ｈ２（０）＝１、ｈ２（１）＝ｃ２、ｈ２（ｎ）＝０、（ｎ＝２、３、．．．）が得られる。
【００４３】
図６は、２つのインパルス応答から得られた１次元デコンボリューションカーネルを示す図である。図６に示すように、２つのインパルス応答ｈ１（ｎ）、ｈ２（ｎ）から求めた逆フィルタのインパルス応答は、ｋ１（ｎ）、ｋ２（ｎ）である。そして、ｋ１（ｎ）、ｋ２（ｎ）を合成したｋ（ｎ）を１次元デコンボリューションカーネルとして、ブロック端のチャンネルのクロストーク補正に用いる。具体的には次式のようになる。
【００４４】
【数６】

そして、ブロック端のチャンネルについてのクロストーク補正は、式（６）のｋ（ｎ）を１次元デコンボリューションカーネルとして、式（５）によって、片側のみのデコンボリューションとする。または、式（６）を用いて、両側のデコンボリューションによって、ブロック端のチャンネルについてのクロストーク補正を施す。さらに、ブロック端以外のチャンネルは式（４）を用いて補正を施す。
【００４５】
そして、インパルス応答（ボケ関数）を合成し、２次元デコンボリューションカーネルを構成してから、２次元のコンボリューション処理を施してもよい。すなわち、チャンネル方向、スライス方向の１次元デコンボリューションカーネルをそれぞれ、Ａ（ｉ）、Ｂ（ｊ）とすると、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）は、次式のコンボリューション演算による合成によって求められる。
【００４６】
【数７】

従って、検出セル３０の分離構造に応じて、１次元デコンボリューションカーネルＡ（ｉ）、Ｂ（ｊ）を合成することによって得られる、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）を使って、Ｘ線ＣＴ装置のクロストークを補正することができる。
【００４７】
そして、本実施の形態の処理は、高周波成分を強調しすぎる傾向があるために、あらかじめ、１次元および、２次元のデコンボリューションカーネルにスムージングフィルタで処理して、高周波成分を抑制しておくのも良い。
【００４８】
図７は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理装置を示す図である。図７に示すように、クロストーク特性の計測手段９１は、検出素子モジュール３１の各検出セル３０と隣接して配置される検出セル３０との、分離構造それぞれに応じたクロストーク特性を計測する。また、ボケ関数算出手段９２は、クロストーク特性のインパルス応答ｈ（ｎ）を、ボケ関数として算出する。
【００４９】
そして、逆フィルタのインパルス応答算出手段９３は、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）を算出し、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）記憶手段９５は、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）を記憶する。さらに、逆フィルタのインパルス応答算出手段９３は、２方向のデコンボリューションカーネルＡ（ｉ）、Ｂ（ｊ）を算出し、インパルス応答合成手段９４は、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）を算出し、そして、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）記憶手段９６は、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）を記憶する。
【００５０】
そして、逆フィルタのインパルス応答算出手段９３と、インパルス応答合成手段９４とで、デコンボリューションカーネル算出手段を構成する。また、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）記憶手段９５と、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）記憶手段９６を統合して、デコンボリューションカーネル記憶手段を構成する。
【００５１】
さらに、オフセット補正手段６２は、固体検出器２２からの生データを、オフセットデータ計測手段６１で計測されたオフセットデータによって、オフセットを補正する。
【００５２】
また、生データのクロストーク補正手段９７は、得られた１次元および、２次元のデコンボリューションカーネルを使って、オフセット補正手段６２により、オフセット補正された生データｐ（ｉ、ｊ）のクロストークを補正する。
【００５３】
ここで、生データｐ（ｉ、ｊ）のクロストークを補正する場合には、検出素子モジュール３１の検出セル３０の、分離構造それぞれに応じて、デコンボリューションカーネルを使用する。すなわち、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）は、式（３）〜式（６）を使用し、２次元のデコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）では、式（７）を使用する。
【００５４】
また、エアーデータのクロストーク補正手段９８は、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）および、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）によって、固体検出器２２からのエアーデータを、コンボリューション演算することで、クロストークを補正して、エアー補正データを算出する。そして、エアー補正データ記憶手段７０２は、エアー補正データを記憶する。また、エアー補正手段６４は、エアー補正データにより、クロストーク補正された生データをエアー補正する。
【００５５】
また、ログ変換手段６６は、エアー補正手段６４の出力をログ変換し、線質補正手段６７は、ログ変換手段６６の出力について、線質補正をする。
【００５６】
そして、画像処理装置４３を構成する画像再構成処理手段６８および、後処理手段６９は、線質補正手段６７の出力により、画像を作成して、被検体４５のＸ線断層像を得て、表示装置４４は、被検体４５のＸ線断層像を表示し、診断に供される。
【００５７】
また、本実施の形態では、オフセット補正された生データを、クロストーク補正するので、高画質のＸ線ＣＴ装置が実現する。
【００５８】
さらに、エアー補正データ記憶手段７０２と、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）記憶手段９５および、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）記憶手段９６によって、実際の検査の前に、クロストーク補正に必要なデータは、記憶されている。従って、実際の検査においては、オフセット補正された生データについて、クロストーク補正を実行すれば良いので、高速なＸ線ＣＴ装置が実現する。
【００５９】
図８は、図７に示したデータ処理装置を有するＸ線ＣＴ装置の動作を説明するフローチャートである。まず、クロストーク特性の計測手段９１によって、検出素子モジュール３１単独の状態で、図１に示したような計測を実施するか、または、複数の検出素子モジュール３１を固体検出器２２として組み立てた後に、クロストーク特性の計測を実施する（ステップＳ１）。
【００６０】
次に、得られたクロストーク特性のインパルス応答を計算して、ボケ関数算出手段９２によってボケ関数を算出する（ステップＳ２）。そして、逆フイルタのインパルス応答算出手段９３によって、逆フイルタのインパルス応答を算出し、１次元デコンボリューションカーネルを算出し、インパルス応答合成手段９４により、２次元デコンボリューションカーネルを算出する（ステップＳ３）。
【００６１】
なお、各検出セル３０毎のクロストーク量に、ばらつきが少ない場合は、分離層３５の材質ごとにクロストーク特性を計測して（ステップＳ１）、ボケ関数を算出しても良い（ステップＳ２）。いずれにしても、工場出荷前にボケ関数は算出され、１次元および、２次元デコンボリューションカーネルを算出する。
【００６２】
そして、得られた１次元および、２次元デコンボリューションカーネルを、１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）記憶手段９５、２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）記憶手段９６に記憶する（ステップＳ４）。
【００６３】
また、固体検出器２２によって、被検体４５の生データを計測し（ステップＳ５）、オフセットデータ計測手段６１によって、直前にオフセットデータを計測し（ステップＳ６）を、オフセット補正手段６２によって、オフセットデータにより、生データにオフセット補正をする（ステップＳ７）。
【００６４】
さらに、実際の検査における撮影に先立って、生データの基準となるエアーデータを計測する（ステップＳ９）。次に、エアーデータのクロストーク補正手段９８によって、エアーデータのクロストークを補正し（ステップＳ１０）、エアー補正データ記憶手段７０２によって、エアー補正データを記憶する（ステップＳ１１）。
【００６５】
そして、生データのクロストーク補正手段９７によって、オフセット補正された生データのクロストークを補正する（ステップＳ８）。さらに、エアー補正手段６４によって、エアー補正データ記憶手段７０２に記憶された、エアー補正データにより、エアー補正をする（ステップＳ１２）。
【００６６】
以上の補正処理が終了した補正データは、ホストコンピュータ４０の有するログ変換手段６６によって、補正データをログ変換した後に（ステップＳ１３）、線質補正手段６７によって、線質補正が施される（ステップＳ１４）。そして、画像処理装置４３で断層像に再構成され、診断に供される。
【００６７】
以上、説明したように、実施の形態の図１〜図８および、式（１）〜式（７）による生データのクロストーク補正によって、固体検出器２２を構成する検出素子モジュール３１の微細化に伴う画質劣化を防ぎ、高画質の画像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００６８】
なお、実施の形態では、Ｘ線検出器として固体検出器で説明したが、電離箱型検出器をＸ線検出器として使用した場合でも、クロストークの補正は可能である。また、広視野Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器に使用する、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）のクロストーク補正の場合でも、同様の効果が得られる。さらに、実施の形態に示したように、スライス方向に複数の検出素子モジュールを有する、マルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置のクロストーク補正の場合でも、同様の効果が得られることは明らかである。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の実施によって得られる効果を各請求項ごとに説明する。
【００７０】
まず、請求項１の発明においては、あらかじめ計測されたクロストーク特性の、逆フィルタのインパルス応答を用いて、生データを補正することで、クロストーク量のばらつきに起因する、画質劣化の無い、高画質の再構成画像を得ることができる。
【００７１】
また、請求項２の発明においては、各検出セルと隣接して配置される検出セルとの、分離構造それぞれに応じたクロストークによるボケ関数を算出することにより、検出素子モジュールの微細化に伴なって増加するクロストークを補正することができる。
【００７２】
また、請求項３の発明においては、有限長のデコンボリューションカーネルを導入したことにより、実用上、問題のないクロストークの補正が可能となる。
【００７３】
また、本発明においては、生データのクロストーク補正において、オフセット補正を実施することにより、クロストーク特性を補正する高画質のＸ線ＣＴ装置が実現する。
【００７４】
さらに、本発明においては、生データのクロストーク補正において、デコンボリューションカーネル記憶手段と、エアー補正データ記憶手段によって、高速にクロストーク特性を補正するＸ線ＣＴ装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置のクロストークの計測装置を示す図である。
【図２】図１に示すクロストークの計測装置による計測例を示す図である。
【図３】図２に示すクロストークによるボケ関数（インパルス応答）を示す図である。
【図４】検出素子モジュールの構成例を示す図である。
【図５】２個の検出素子モジュールを配列した場合を示す図である。
【図６】２つのインパルス応答を合成した１次元デコンボリューションカーネルを示す図である。
【図７】本発明に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理装置を示す図である。
【図８】図７に示したデータ処理装置を有するＸ線ＣＴ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】従来のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の検出素子モジュールを示す図である。
【符号の説明】
２１…Ｘ線管
２２…固体検出器
２３…スリット
２４…計測装置
２５…フレーム
２６…Ｘ線管の焦点
２７…計測結果
２７Ａ…主線部分の中心からの距離の範囲
２７Ｂ…クロストーク成分
２８…計測結果
２８Ａ…主線部分の中心からの距離の範囲
２８Ｂ…クロストーク成分
３０…検出セル
３１…検出素子モジュール
３１Ａ…検出素子モジュール
３１Ｂ…検出素子モジュール
３４…シンチレータ
３５…分離層
３５Ａ…分離層
３５Ｂ…分離層
３６…基板
３７…フォトダイオード
４０…ホストコンピュータ
４１…スキャナ
４２…被検体テーブル
４３…画像処理装置
４４…表示装置
４５…被検体
４６…高電圧発生装置
６１…オフセットデータ計測手段
６２…オフセット補正手段
６４…エアー補正手段
６６…ログ変換手段
６７…線質補正手段
６８…画像再構成処理手段
６９…後処理手段
９１…クロストーク特性の計測手段
９２…ボケ関数算出手段
９３…逆フィルタのインパルス応答算出手段
９４…インパルス応答合成手段
９５…１次元デコンボリューションカーネルｋ（ｎ）算出手段
９６…２次元デコンボリューションカーネルｃ（ｉ、ｊ）算出手段
９７…生データのクロストーク補正手段
９８…エアーデータのクロストーク補正手段
７０２…エアー補正データ記憶手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus for acquiring a tomographic image of a subject.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional X-ray CT apparatus. As shown in FIG. 9, in this X-ray CT apparatus, a host computer 40 for controlling the entire system, a scanner 41 having a rotary scanning mechanism (not shown) equipped with an X-ray tube and an X-ray detector, A high-voltage generator 46, which is a power supply of the tube, a positioning of the subject 45, and a subject table 42 for transporting the subject 45 during helical scanning, and various image processing including preprocessing are performed. It has an image processing device 43 and a display device 44.
[0003]
Further, since the X-ray CT apparatus was developed, reduction of the examination time has been consistently attempted until recently. In a wide range of slice imaging, the appearance of a helical scanning X-ray CT apparatus that performs imaging while moving a table has greatly reduced the examination time. Furthermore, a multi-slice type helical scanning X-ray CT apparatus capable of measuring projection data at a plurality of slice positions at a time reduces the examination time in a thin slice, the body axis direction of the subject 45, and the slice cross section. The "isotropy resolution" is almost the same as the practical level.
[0004]
In addition, the number of simultaneously measured slices in the multi-slice X-ray CT apparatus will increase in the future, and the resolution in the body axis direction will also be in a direction to realize perfect “isotropic resolution”. This “isotropic resolution” is realized, for example, by separating the element into about 1.0 mm square on the X-ray detector with a resolution of about 0.5 to 0.6 mm at the center of rotation.
[0005]
In the following description, the case of a solid-state detector will be described as the X-ray detector.
[0006]
FIG. 10 is a diagram showing a conventional detection element module. As shown in FIG. 10, the detection element module 31 is one of the components of the solid-state detector incorporated in the scanner 41 and has a plurality of detection cells 30. Then, the plurality of detection cells 30 are supported by the substrate 36. Each of the plurality of detection cells 30 includes a scintillator 34 that converts X-rays into light and a photodiode 37 that converts light into current.
[0007]
In the separation of the detection cell 30, a metal plate such as Mo (molybdenum) or phosphor bronze has been used as the separation layer 35 in order to suppress crosstalk between light and X-rays.
[0008]
On the other hand, typically TiO ₂ The detection cells 30 are separated by filling a gap between the detection cells 30 with a reflective material such as (titanium oxide).
[0009]
Further, with respect to the conventional technology of such a solid-state detector, in US Pat. No. 4,897,788, a crosstalk correction factor that depends on the crosstalk amount of an adjacent detection cell is corrected by multiplying the adjacent detection cell. The method is described. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-66052, an artefact is obtained by intentionally uniforming crosstalk by adding measurement data of an end detection cell to an end detection cell of an adjacent detection element module. The method of reducing is described.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the X-ray CT apparatus having the solid state detector, if the detection cell 30 of the detection element module 31 is fine, the ratio of the separation layer 35 in one detection element module 31 must be reduced unless the separation layer 35 is thinned. Get higher. Therefore, it is necessary to make the separation layer 35 thin. However, if the separation layer 35 is too thin, there arises a problem that handling becomes inconvenient and the gantry cannot withstand a gantry rotation speed (for example, 0.3 seconds / rotation) due to vibration or the like.
[0011]
In particular, in the multi-slice type detection element module 31, inserting metal plates in both two-dimensional directions is difficult to manufacture and causes high cost. Therefore, the distance between the detection cells 30 in the body axis direction (slice direction) is TiO. ₂ May be inserted, and a metal plate may be inserted in the detection cell 30 in the rotation axis direction (channel direction) of the scanner 41.
[0012]
In this case, naturally, TiO is compared with the channel direction in which the metal plate is inserted. ₂ , The crosstalk in the slice direction filled with increases. In addition, the solid-state detector is configured by arranging a plurality of detection element modules 31 of about 16 to 32 channels. Therefore, it is known that since the detection cell 30 of the detection element module 31 has a different crosstalk characteristic from the other detection cells 30, a certain difference occurs in the raw data and an artifact as an image occurs. Further, a similar problem remains when an apparatus for expanding a field of view by arranging a plurality of detection element modules 31 in the slice direction is left.
[0013]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a high-quality X-ray CT apparatus that prevents image quality deterioration due to miniaturization of a detection element module of an X-ray detector and solves the above problem. .
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims. That is, the present invention provides, as set forth in claim 1,
In an X-ray CT apparatus having an X-ray detector provided with a plurality of detection element modules, a blur function calculation means for calculating a blur function due to crosstalk of each detection cell of the detection element module, and an inverse filter based on the blur function A deconvolution kernel calculating means for calculating a deconvolution kernel by calculating an impulse response of the raw data; and a crosstalk of raw data for correcting the crosstalk by performing a convolution operation on raw data from the X-ray detector by the deconvolution kernel. An X-ray CT apparatus comprising a correction unit is provided.
[0015]
Further, the present invention provides, as described in claim 2,
2. The blur function calculating unit calculates the blur function of each detection cell of the detection element module and the detection cell arranged adjacent to the detection cell due to crosstalk according to each separation structure. Is constituted.
[0016]
Further, the present invention provides, as described in claim 3,
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the deconvolution kernel calculation unit cuts off the deconvolution kernel at a finite length.
[0017]
Further, according to the present invention, the X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising an offset correction unit for performing an offset correction on the raw data.
[0018]
Further, the present invention provides a deconvolution kernel storing means for storing the deconvolution kernel by the deconvolution kernel calculating means, and a convolution operation on air data from the X-ray detector by the deconvolution kernel. The air data crosstalk correction means for calculating the air correction data by correcting the air data, the air correction data storage means for storing the air correction data by the air data crosstalk correction means, and the crosstalk was corrected by the air correction data 2. An X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising air correction means for air-correcting the raw data.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. Measurement of crosstalk function
FIG. 1 is a diagram showing a crosstalk measuring apparatus of the X-ray CT apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, first, the frame 25 is installed between the detection element module 31 and the X-ray tube 21. Then, the slit 23 provided on the frame 25 is disposed immediately below the focal point 26 of the X-ray tube 21 so that X-rays are incident on the detection element module 31 via the slit 23. Then, the output data of the detection element module 31 is processed by the measuring device 24.
[0020]
Then, the detection element module 31 is moved in the arrangement direction (slice direction and channel direction) to be measured during X-ray irradiation. Here, focusing on the measurement data of the specific detection cell 30, the measurement data when X-rays are directly incident on the specific detection cell 30 (main line) and incident only on the adjacent detection cells 30. Measurement data in the case (leakage), that is, crosstalk characteristics can be collected.
[0021]
FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement example of the crosstalk characteristic. As shown in FIG. 2, the two

measurement results

27 and 28 indicate that the output of the adjacent detection cell 39 is different because the material of the separation layer 35 is different. The measurement result 27 indicates that the material of the separation layer 35 is Mo, and the measurement result 28 indicates that the material of the separation layer 35 is TiO. ₂ It is. When each main line portion is represented by a range of the distance from the center, the measured result 27 is 27A, and the measured result 28 is 28A. The crosstalk is a component outside the range of the main line portion.
[0022]
That is, when the material of the separation layer 35 is Mo (measurement result 27), the crosstalk component is 27B, and the material of the separation layer 35 is TiO. ₂ In the case of (measurement result 28), the crosstalk component is 28B. The crosstalk function obtained from the crosstalk components 27B and 28B is obtained by a method such as fitting to the measurement results 27 and 28 that differ depending on the material of the separation layer 35. The crosstalk function also needs to average a plurality of measurement results in order to avoid the influence of noise.
2. Calculation of inverse filter
FIG. 3 is a diagram illustrating a blur function (impulse response) due to crosstalk. As shown in FIG. 3, the amount of crosstalk is represented by the ratio of the amount of leakage to the main line, and the crosstalk is approximately the same as the component of only leakage from the nearest detection cell (fitting with a linear function). Think.
[0023]
Here, if δ is an impulse function, n is a sampling number, and the crosstalk amount is c, an impulse response h (n) can be obtained by the following equation.
[0024]
(Equation 1)

That is, the blur function due to the crosstalk (impulse response h (n)) is given by equation (1), as shown in FIG. 3A, where h (0) = 1, h (1) = c, and h (n). ) = 0, (n = 2, 3,...).
[0025]
Then, the impulse response k (n) of the inverse filter is obtained by the following equation.
[0026]
(Equation 2)

FIG. 3B shows a calculation result of the impulse response k (n) of the inverse filter by the equation (2). Further, the following crosstalk correction is executed using the impulse response k (n) of the inverse filter as a one-dimensional deconvolution kernel (deconvolution element).
[0027]
Hereinafter, the channel numbers used in the description of the crosstalk correction are the circumferential arrangement of the detection cells 30 constituting the detection element module 31, and the slice numbers are the arrangement of the detection cells 30 in the body axis direction. Is shown.
3. Crosstalk correction
Next, crosstalk can be corrected by deconvolving the raw data. That is, assuming that the raw data is p (i, j), the corrected data q (i, j) after the crosstalk correction is obtained by the convolution operation of the following equation.
[0028]
[Equation 3]

Here, i is a channel number, j is a slice number, m is a sampling number, and k (m) is an impulse response (one-dimensional deconvolution kernel) of an inverse filter.
[0029]
Further, since the crosstalk amount largely depends on the material of the separation layer 35 and there is little variation during manufacturing, the crosstalk amount is symmetrical, and the impulse response k (m) of the inverse filter is k (m) = k (−m). Processed. The impulse response k (m) of the inverse filter is infinite, as shown in FIG. 3B, but most of the crosstalk is from the adjacent detection cell 30. There is almost no problem even if it is cut off at a finite length of up to 5 points.
[0030]
Therefore, by setting the impulse response k (m) of the inverse filter to a finite length (3 to 5 points), the correction data q (i, j) of the raw data p (i, j) after crosstalk correction is obtained. Can be obtained by Expression (3).
[0031]
However, the problem with the crosstalk is its uniformity, and the same crosstalk does not leak in all the detection cells 30. If the amount of crosstalk is uniform, the resolution is reduced, but in practice there is often no problem.
[0032]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the detection element module. FIG. 4A is a diagram illustrating an example in which a plurality of detection cells 30 are arranged to configure a detection element module 31. As shown in FIG. 4A, the detection element module 31 includes a scintillator 34, a detection cell 30 including a photodiode 37 and a separation layer 35, and a substrate 36 supporting each detection cell 30. The function of each part constituting the detection element module 31 is the same as that in FIG.
[0033]
Next, as shown in FIG. 4B, the detection element module 31 is formed of a metal plate in the channel direction and TiO in the slice direction as the material of the separation layer 35. ₂ It has a separation structure divided by. In the case of the structure shown in FIG. 4B, crosstalk in the channel direction is slight, for example, about 1% because the separation layer 35A is separated by a metal plate. However, the separation layer 35B is made of TiO. ₂ Crosstalk of 5% or more is expected in the slice direction separated by.
[0034]
Therefore, in the case of the detection element module 31 shown in FIG. 4B, the crosstalk correction processing is performed only in the slice direction. Here, assuming that the raw data is p (i, j), the correction data q (i, j) after the crosstalk correction only in the slice direction is obtained by the following equation.
[0035]
(Equation 4)

Here, i is the channel number, j is the slice number, k (m) is the impulse response of the inverse filter, and the one-dimensional deconvolution kernel has three points.
[0036]
FIG. 4C shows that the material of the separation layer 35B is TiO 2 in both the channel direction and the slice direction. ₂ The structure is separated by. Therefore, in the case of FIG. 4C, since the crosstalk components in both directions are the same, the crosstalk component can be corrected by Expression (3).
[0037]
Then, in the detection element module 31 configured as shown in FIG. 4D, it is necessary to perform correction processing in both the channel direction and the slice direction. That is, as shown in FIG. 4D, when the detection element modules 31 are arranged, the crosstalk components in the channel direction and the slice direction of the detection cell 30 adjacent between the detection element modules 31 are different from each other. Different from the detection cell 30.
[0038]
FIG. 5 is a diagram showing a case where two detection element modules are arranged. As shown in FIG. 5, the X-ray from the focal point 26 of the X-ray tube at the center of the X-ray tube 21 is detected by the two detection element modules 31A and 31B around the rotation axis of the scanner 41.
[0039]
The two detection element modules 31A and 31B are arranged on the circumference of the scanner 41, although they are adjacent to each other. Therefore, at point C on the outer periphery, there is a slight air space between the two detection element modules 31A and 31B. Therefore, the crosstalk component hardly reaches the adjacent detection element module 31. However, at point D on the inner circumference, there is leakage of crosstalk between the two detection element modules 31A and 31B.
[0040]
Hereinafter, in the description of the crosstalk correction, a block is used as the detection element module 31.
[0041]
In the embodiment shown in FIG. 4D and FIG. 5, correction processing is performed on the block end channel of M channels per block as in the following equation.
[0042]
(Equation 5)

Of course, the crosstalk characteristics between blocks may be measured with the detection element modules 31 arranged. In this case, if the crosstalk amount between blocks is c1 in the channel direction and c2 in the slice direction, the two impulse responses (blurring functions) are h1 (0) = 1, h1 (1) = c1, h1 ( n) = 0, (n = 2, 3,...) and h2 (0) = 1, h2 (1) = c2, h2 (n) = 0, (n = 2, 3,...) Is obtained.
[0043]
FIG. 6 is a diagram illustrating a one-dimensional deconvolution kernel obtained from two impulse responses. As shown in FIG. 6, the impulse responses of the inverse filter obtained from the two impulse responses h1 (n) and h2 (n) are k1 (n) and k2 (n). Then, k (n) obtained by combining k1 (n) and k2 (n) is used as a one-dimensional deconvolution kernel for crosstalk correction of the channel at the block end. Specifically, the following equation is obtained.
[0044]
(Equation 6)

Then, in the crosstalk correction for the channel at the block end, k (n) in equation (6) is used as a one-dimensional deconvolution kernel, and only one side is deconvolved by equation (5). Alternatively, the crosstalk correction is performed on the channel at the block end by deconvolution on both sides using Expression (6). Further, the channels other than the block end are corrected using the equation (4).
[0045]
Then, two-dimensional convolution processing may be performed after the impulse response (blurring function) is synthesized to form a two-dimensional deconvolution kernel. That is, assuming that the one-dimensional deconvolution kernels in the channel direction and the slice direction are A (i) and B (j), respectively, the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) is obtained by combining by the following convolution operation. Desired.
[0046]
(Equation 7)

Therefore, using the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) obtained by synthesizing the one-dimensional deconvolution kernels A (i) and B (j) according to the separation structure of the detection cell 30, X Crosstalk of the line CT device can be corrected.
[0047]
Since the processing of the present embodiment tends to emphasize the high-frequency components too much, the high-frequency components are suppressed by processing the one-dimensional and two-dimensional deconvolution kernels with a smoothing filter in advance. Is also good.
[0048]
FIG. 7 is a diagram showing a data processing device of the X-ray CT apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 7, the crosstalk characteristic measuring unit 91 measures the crosstalk characteristic of each detection cell 30 of the detection element module 31 and the detection cell 30 arranged adjacent to each other according to the separation structure. . The blur function calculating means 92 calculates the impulse response h (n) of the crosstalk characteristic as a blur function.
[0049]
Then, the impulse response calculation means 93 of the inverse filter calculates the one-dimensional deconvolution kernel k (n), and the one-dimensional deconvolution kernel k (n) storage means 95 stores the one-dimensional deconvolution kernel k (n). I do. Further, the impulse response calculation means 93 of the inverse filter calculates the deconvolution kernels A (i) and B (j) in two directions, and the impulse response synthesis means 94 calculates the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j). After calculating, the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) storage means 96 stores the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j).
[0050]
The inverse filter impulse response calculating means 93 and the impulse response synthesizing means 94 constitute a deconvolution kernel calculating means. Further, the one-dimensional deconvolution kernel k (n) storage means 95 and the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) storage means 96 are integrated to constitute a deconvolution kernel storage means.
[0051]
Further, the offset correction unit 62 corrects the offset of the raw data from the solid state detector 22 using the offset data measured by the offset data measurement unit 61.
[0052]
The raw data crosstalk correction unit 97 uses the obtained one-dimensional and two-dimensional deconvolution kernels to correct the crosstalk of the raw data p (i, j) offset-corrected by the offset correction unit 62. Is corrected.
[0053]
Here, when correcting the crosstalk of the raw data p (i, j), a deconvolution kernel is used according to each separation structure of the detection cell 30 of the detection element module 31. That is, the one-dimensional deconvolution kernel k (n) uses Equations (3) to (6), and the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) uses Equation (7).
[0054]
The air data crosstalk correcting unit 98 performs a convolution operation on the air data from the solid state detector 22 by using the one-dimensional deconvolution kernel k (n) and the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j). Thus, crosstalk is corrected and air correction data is calculated. Then, the air correction data storage unit 702 stores the air correction data. The air correction unit 64 performs air correction on the raw data on which the crosstalk has been corrected, using the air correction data.
[0055]
The log conversion unit 66 performs log conversion on the output of the air correction unit 64, and the line quality correction unit 67 performs line quality correction on the output of the log conversion unit 66.
[0056]
Then, the image reconstruction processing means 68 and the post-processing means 69 constituting the image processing device 43 create an image based on the output of the radiation quality correcting means 67, obtain an X-ray tomographic image of the subject 45, The display device 44 displays an X-ray tomographic image of the subject 45 and is used for diagnosis.
[0057]
Further, in the present embodiment, since the crosstalk correction is performed on the raw data subjected to the offset correction, a high-quality X-ray CT apparatus is realized.
[0058]
Further, the air correction data storage unit 702, the one-dimensional deconvolution kernel k (n) storage unit 95, and the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) storage unit 96 perform crosstalk correction before actual inspection. Is stored. Therefore, in an actual inspection, it is only necessary to execute crosstalk correction on raw data on which offset correction has been performed, thereby realizing a high-speed X-ray CT apparatus.
[0059]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the X-ray CT apparatus having the data processing apparatus shown in FIG. First, the measurement as shown in FIG. 1 is performed by the crosstalk characteristic measuring unit 91 in the state of the detection element module 31 alone, or after the plurality of detection element modules 31 are assembled as the solid state detector 22. Then, the crosstalk characteristics are measured (step S1).
[0060]
Next, an impulse response of the obtained crosstalk characteristic is calculated, and a blur function is calculated by the blur function calculating means 92 (step S2). Then, the impulse response calculation means 93 of the inverse filter calculates the impulse response of the inverse filter, calculates a one-dimensional deconvolution kernel, and calculates the two-dimensional deconvolution kernel by the impulse response synthesis means 94 (step S3).
[0061]
If there is little variation in the crosstalk amount of each detection cell 30, the crosstalk characteristics may be measured for each material of the separation layer 35 (step S1), and the blur function may be calculated (step S2). . In any case, the blur function is calculated before shipment from the factory, and one-dimensional and two-dimensional deconvolution kernels are calculated.
[0062]
Then, the obtained one-dimensional and two-dimensional deconvolution kernels are stored in the one-dimensional deconvolution kernel k (n) storage means 95 and the two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) storage means 96 (step S4). .
[0063]
The solid detector 22 measures the raw data of the subject 45 (step S5), the offset data measuring means 61 measures the offset data immediately before (step S6), and the offset correcting means 62 calculates the offset data. To perform offset correction on the raw data (step S7).
[0064]
Further, prior to photographing in an actual inspection, air data serving as a reference for raw data is measured (step S9). Next, the crosstalk of the air data is corrected by the air data crosstalk correction unit 98 (step S10), and the air correction data is stored by the air correction data storage unit 702 (step S11).
[0065]
Then, the crosstalk of the raw data subjected to the offset correction is corrected by the raw data crosstalk correcting means 97 (step S8). Further, air correction is performed by the air correction unit 64 based on the air correction data stored in the air correction data storage unit 702 (step S12).
[0066]
The log data converted by the log conversion unit 66 of the host computer 40 is subjected to the line quality correction by the line quality correction unit 67 (step S13) after the correction data on which the above correction processing has been completed (step S13). S14). Then, the image is reconstructed into a tomographic image by the image processing device 43 and used for diagnosis.
[0067]
As described above, the crosstalk correction of the raw data according to FIGS. 1 to 8 and the equations (1) to (7) of the embodiment makes the detection element module 31 constituting the solid state detector 22 finer. Provided is an X-ray CT apparatus capable of preventing deterioration of image quality caused by the X-ray image and obtaining a high-quality image.
[0068]
In the embodiment, the solid-state detector has been described as the X-ray detector. However, even when an ionization chamber type detector is used as the X-ray detector, crosstalk can be corrected. Similar effects can be obtained in the case of crosstalk correction of a flat panel detector (FPD) used in an X-ray detector of a wide-field X-ray CT apparatus. Further, as described in the embodiment, it is apparent that the same effect can be obtained also in the case of crosstalk correction of a multi-slice X-ray CT apparatus having a plurality of detection element modules in the slice direction.
[0069]
【The invention's effect】
The effects obtained by implementing the present invention will be described for each claim.
[0070]
First, in the invention of claim 1, by correcting raw data using an impulse response of an inverse filter of a crosstalk characteristic measured in advance, there is no image quality deterioration due to variation in crosstalk amount. A high-quality reconstructed image can be obtained.
[0071]
According to the second aspect of the present invention, a blur function due to crosstalk between each detection cell and a detection cell disposed adjacent to the detection cell is calculated in accordance with a separation structure of each detection cell. The crosstalk that increases as a result can be corrected.
[0072]
According to the third aspect of the present invention, by introducing a finite-length deconvolution kernel, it is possible to correct crosstalk without any problem in practical use.
[0073]
Further, in the present invention, a high-quality X-ray CT apparatus that corrects crosstalk characteristics is realized by performing offset correction in crosstalk correction of raw data.
[0074]
Further, in the present invention, an X-ray CT apparatus that corrects the crosstalk characteristics at high speed is realized by the deconvolution kernel storage unit and the air correction data storage unit in the crosstalk correction of the raw data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for measuring crosstalk of an X-ray CT apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement example of the crosstalk measuring device illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a blur function (impulse response) due to crosstalk shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a detection element module.
FIG. 5 is a diagram showing a case where two detection element modules are arranged.
FIG. 6 is a diagram showing a one-dimensional deconvolution kernel obtained by combining two impulse responses.
FIG. 7 is a diagram showing a data processing device of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of the X-ray CT apparatus having the data processing apparatus illustrated in FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional X-ray CT apparatus.
FIG. 10 is a diagram showing a conventional detection element module.
[Explanation of symbols]
21 ... X-ray tube
22 ... Solid state detector
23 ... Slit
24 ... Measuring device
25 ... frame
26 Focus of X-ray tube
27… Measurement result
27A: Range of distance from the center of the main line
27B: Crosstalk component
28… Measurement results
28A: Range of distance from the center of the main line
28B: Crosstalk component
30 ... Detection cell
31 ... Detection element module
31A ... Detection element module
31B ... Detection element module
34 ... Scintillator
35 ... Separation layer
35A ... Separation layer
35B ... Separation layer
36 ... Substrate
37 ... Photodiode
40 ... Host computer
41 ... Scanner
42 ... Subject table
43 ... Image processing device
44 ... Display device
45… Subject
46 ... High voltage generator
61 ... Offset data measuring means
62 ... Offset correction means
64 ... Air correction means
66 log conversion means
67 ... ray quality correction means
68 ... Image reconstruction processing means
69 post-processing means
91: Crosstalk characteristic measuring means
92: blur function calculating means
93 ... Inverse filter impulse response calculation means
94 ... Impulse response synthesis means
95 ... One-dimensional deconvolution kernel k (n) calculating means
96 two-dimensional deconvolution kernel c (i, j) calculating means
97 Raw data crosstalk correction means
98 ... Air data crosstalk correction means
702: Air correction data storage means

Claims

複数の検出素子モジュールが設けられたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置において、前記検出素子モジュールの各検出セルのクロストークによるボケ関数を算出するボケ関数算出手段と、前記ボケ関数から逆フィルタのインパルス応答を算出することによりデコンボリューションカーネルを求めるデコンボリューションカーネル算出手段と、前記デコンボリューションカーネルによって前記Ｘ線検出器からの生データをコンボリューション演算することで前記クロスークを補正する生データのクロスーク補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。In an X-ray CT apparatus having an X-ray detector provided with a plurality of detection element modules, a blur function calculation means for calculating a blur function due to crosstalk of each detection cell of the detection element module, and an inverse filter based on the blur function Deconvolution kernel calculating means for calculating a deconvolution kernel by calculating an impulse response of the raw data; and a crosstalk of raw data for correcting the crosstalk by performing a convolution operation on raw data from the X-ray detector by the deconvolution kernel. An X-ray CT apparatus comprising a correction unit.

前記ボケ関数算出手段は、検出素子モジュールの各検出セルと隣接して配置される前記検出セルとの、分離構造それぞれに応じたクロストークによる前記ボケ関数を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。2. The blur function calculating unit calculates the blur function of each detection cell of the detection element module and the detection cell arranged adjacent to the detection cell due to crosstalk according to each separation structure. 2. The X-ray CT apparatus according to claim 1.

前記デコンボリューションカーネル算出手段は、前記デコンボリューションカーネルを有限長で打ち切ることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the deconvolution kernel calculating unit cuts off the deconvolution kernel at a finite length.