JP2005224637A - X線ct装置及びそのミスアライメント補正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線源3と、X線源と被検体が配置される空間を隔てて対向配置された多数のチャネルを有するX線検出器7とを具備し、被検体が配置される空間の周囲に少なくともX線源をチャンネル配列方向に回転させるスキャンにより得られた情報について再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して再構成するX線CT装置において、スキャン前あるいはスキャン中にX線検出器に対するX線源のスライス方向の相対的な焦点位置を検出する焦点位置検出器9と、検出された相対的な焦点位置に基づきスライス方向におけるX線パスのずれを補正して再構成を行う再構成装置25とを備える。
【選択図】図1
Description
前提であり、また、X線検出器に入射するファンビームの位置も安定であることが必要ある。ヘリカルスキャン法でも、被検体に対して相対的に螺旋軌跡になるものの、現実的には焦点の回転と、被検体の体軸方向の直線移動を組み合わせたものとなっている。
投影データに,Z座標に依存した項とcos項を乗算する。
(b)コンボリューション演算ステップ
ステップ(a)のデータと、ファンビームと同じ再構成関数とのコンボリューション演算を行う。
(c)BackProjection(逆投影)ステップ
ステップ(b)のデータを、X線が通過した(焦点からX線検出器のチャンネルまでの)パス上に逆投影する。すなわち焦点から、逆投影するボクセルを通る直線がX線検出器面と交差する点を計算し、その点の周囲のステップ(b)のデータから逆投影するデータを補間などで作成し、それをFCD/FVD2で重み付けして逆投影する。逆投影は360°にわたって行われる。
2次元面状検出器を使って被写体周囲をらせん状にヘリカルスキャンし、Feldkamp再構成法を応用した3次元再構成法で再構成する方法は非特許文献2、特許文献1に開示されている。
コーンビームデータを収集するものの、コーンビーム再構成を行わずに、コーンビームデータをファンビームデータとみなして、ファンビーム再構成を行う方法も種々提案されている。
コーンビーム(マルチスライス)X線CT装置におても、ファンビームX線CT装置と同様に焦点位置のズレや、焦点移動の現象が生じることが予想される。
本発明は、第2局面において、X線ビームを被検体に向けて曝射するX線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有する複数のX線検出セグメントからなるX線検出器とを具備し、前記被検体が配置される空間の周囲に少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方向に回転させるスキャンにより得られた情報について再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して再構成するX線CT装置のミスアライメント補正方法であって、前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器に対するX線源のスライス方向の相対的な焦点位置を検出する位置検出過程と、前記検出された相対的な焦点位置に基づき、スライス方向におけるX線パスのズレを補正して再構成を行うように、再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を変更するパラメータ変更過程と、前記変更された再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して、断層像を再構成する再構成過程と、を備えたことを特徴とする。
まず、オペレータからの指示により、上記4種のモードからスキャンモードが選択される(ステップS10)。モード選択後、オペレータの指示によりスキャン開始する(ステップS20)。スキャンが開始されると、X線管球3からのX線の曝射が始まり、主X線検出器7及び主X線検出器用データ収集装置11とによる被検体Pの投影データ収集(ステップS30)と平行して、プロファイル検出器9及びプロファイル検出器用データ収集装置による焦点位置の測定(ステップS40)、データ処理装置15による焦点位置の計算(ステップS50)が行われる。
第1にコーンビーム再構成における補正について説明する。スタティックモードと、ヘリカルモードと特に区別せずに述べる。
図6は、コーンビームCT装置設計上のジオメトリを示す。縦軸に回転軸をとり、スライス面に平行な面に横軸を設定する。向かって左側に焦点があり、右側にX線検出器がある位相での横方向の断面である。X線検出器は16素子として説明する。既に述べたように、コーンビーム再構成においては焦点と再構成するボクセルを結んだ直線が2次元のX線検出器面と交差する点を求め、それをその直線上に逆投影する。同図に示す再構成平面内のボクセルa、ボクセルbで考えると、No.12、No.13のX線検出器のほぼ中央に入射するビームAのデータ(例えば、No.12、No.13のX線検出器のデータから補間で求める。)をボクセルaに逆投影し、No.11のX線検出器のほぼ中間(No.10寄り)に入射するビームBのデータ(例えば、No.10、No11のX線検出器のデータから補間で求める。)をボクセルbに逆投影することになる。
図8では、実際の焦点位置に合わせて、ボクセルaに逆投影すべきデータとして、ビームAを想定して、例えば、No.12、No.13のX線検出器のデータから補間で求めたデータでなく、ビームA′を想定し、例えば、No.14、No.15のX線検出器のデータから補間で求めたデータを選択する。ボクセルbについても同様に、No.10、No.11のX線検出器のデータら補間して得られたデータではなく、ビームB′のデータ(例えば、No.10、No.11のX線検出器のデータから補間して得られたデータ)を逆投影する方法をとる。この結果、該当するボクセルを実際に通ってきたデータを、そのボクセルに逆投影することになり、コーンビーム再構成本来の性能を発揮できるようになる。
Zview:任意のviewにおける、設計上の焦点を含む平面のZ座標(スタティックモードでは一定、ヘリカルモードではヘリカルピッチに応じて変化する)
nseg:X線検出器segの番号
Zseg:X線検出器の任意のseg.のX線検出面における設計上の焦点を含む平面からの距離
FCD:焦点から回転軸(Z軸)までの距離
FDD:焦点からX線検出面までの距離とすると、(nview、nseg)におけるビームのZ座標:Z(nview、nseg)は、
Z(nview、nseg )=Zview+Zseg × FCD/FDD …(1)
式(1)となる。スタティックモードでは、この座標がそのまま画像のZ座標とり、ヘリカルモードではそれぞれの収集データのZ座標として、補間の重みなどを決めるパラメータとなる。
Z(nview、nseg )
=Zview+(Zseg −Δf)× FCD/FDD +Δf =Zview+Zseg × FCD/FDD +Δf×(1− FCD/FDD )
=Z(nview、nseg )+Δf×(1− FCD/FDD ) …(2)
式(2)となる。画像のZ座標、あるいは、収集データのZ座標として、設計値であるZ(nview、nseg)ではなく、実測した焦点位置に基づくZ′(nview、nseg)を用いることにより、焦点位置の相対的な変動によるミスアライメントの影響を抑えることができる。
(nch、nseg))を、上で述べたZsegの代わりに用いることで、それぞれの素子で得られたデータのビーム位置を規定することができる。
Claims (6)
- X線ビームを被検体に向けて曝射するX線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有するX線検出器とを具備し、前記被検体が配置される空間の周囲に少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方向に回転させるスキャンにより得られた情報について再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して再構成するX線CT装置において、
前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器に対する前記X線源のスライス方向の相対的な焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、
前記検出された相対的な焦点位置に基づきスライス方向におけるX線パスのずれを補正して再構成を行うように、前記再構成パラメータ及びまたは前記ビーム位置情報を変更する補正手段と、を備えることを特徴とするX線CT装置。 - 前記X線検出器に対する前記X線源の複数の相対的な焦点位置に応じてそれぞれ前記再構成パラメータ及びまたは前記ビーム位置情報を予め記憶する記憶手段をさらに備えてなり、前記補正手段は、前記検出された相対的な焦点位置に最も近い焦点位置に応じて記憶された前記再構成パラメータ及びまたは前記ビーム位置情報を使用することを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。
- X線ビームを被検体に向けて曝射するX線源と、このX線源と被検体が配置される空間を隔てて対向配置されたそれぞれ多数のチャネルを有する複数のX線検出セグメントからなるX線検出器とを具備し、前記被検体が配置される空間の周囲に少なくとも前記X線源を前記チャンネル配列方向に回転させるスキャンにより得られた情報について再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して再構成するX線CT装置のミスアライメント補正方法であって、
前記スキャン前あるいはスキャン中に前記X線検出器に対するX線源のスライス方向の相対的な焦点位置を検出する位置検出過程と、
前記検出された相対的な焦点位置に基づき、スライス方向におけるX線パスのズレを補正して再構成を行うように、再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を変更するパラメータ変更過程と、
前記変更された再構成パラメータ及びまたはビーム位置情報を使用して、断層像を再構成する再構成過程と、
を備えたことを特徴とするX線CT装置のミスアライメント補正方法。 - 前記パラメータ変更過程は、
任意のボクセルに逆投影すべきデータを求めるための補間におけるX線検出データを収集した前記X線検出器セグメントとそのデータの重みとの組合せを前記検出された相対的な焦点位置に基づくX線パスに従って変更することを特徴とする請求項3記載のX線CT装置のミスアライメント補正方法。 - 前記パラメータ変更過程は、
X線検出データを収集した前記X線検出器セグメントとそのデータの重みとの組合せを用いて補間されたデータを設計上の焦点位置に基づいて計算された逆投影すべきボクセルの位置から前記検出された相対的な焦点位置に基づくX線パス上に移動させることを特徴とする請求項3記載のX線CT装置のミスアライメント補正方法。 - 前記パラメータ変更過程は、
検出器の各セグメントで得られたデータのスライス方向位置情報を前記検出された相対的な焦点位置に基づくX線パスと回転中心軸との交点のスライス方向位置情報に変更することを特徴とする請求項3記載のX線CT装置のミスアライメント補正方法。
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