JP2016034374A - X-ray CT apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus.
従来、曝射するＸ線の焦点の焦点サイズを変更可能なＸ線ＣＴ装置がある。かかるＸ線ＣＴ装置は、例えば、焦点サイズを制御するための制御パラメータに基づいて、Ｘ線管球における陰極と陽極との間の電界や磁界を制御して、陰極側のフィラメントから陽極側のターゲットに向けて放出される電子ビームの太さを変更することにより焦点サイズを変更する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are X-ray CT apparatuses that can change the focus size of the focus of X-rays to be exposed. Such an X-ray CT apparatus controls, for example, an electric field or a magnetic field between a cathode and an anode in an X-ray tube on the basis of a control parameter for controlling a focal spot size, so that a cathode-side filament is connected to an anode-side filament. The focal spot size is changed by changing the thickness of the electron beam emitted toward the target.
かかるＸ線ＣＴ装置は、予定された焦点サイズに対応する補正データを用いて、予定された焦点サイズで曝射されたＸ線の検出データを補正し、補正したＸ線の検出データを用いてＣＴ画像を生成する。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置は、予定された焦点サイズに対応する補正データを用いて、Ｘ線の検出データからＣＴ画像を生成する。 Such an X-ray CT apparatus corrects X-ray detection data exposed at a planned focus size using correction data corresponding to the planned focus size, and uses the corrected X-ray detection data. A CT image is generated. That is, the X-ray CT apparatus generates a CT image from X-ray detection data using correction data corresponding to a planned focal spot size.
しかしながら、焦点サイズは、スキャン中、必ずしも一定とは限らず、変化する場合がある。そのため、実際の焦点サイズと予定された焦点サイズとが異なる場合がある。このような場合、実際の焦点サイズに対応する補正データが存在しないため、焦点サイズで曝射されたＸ線の検出データを補正することができない。補正されていないＸ線の検出データから生成されたＣＴ画像は、画質が良好ではない場合がある。 However, the focal spot size is not necessarily constant during scanning, and may change. For this reason, the actual focus size may be different from the planned focus size. In such a case, since there is no correction data corresponding to the actual focus size, detection data of X-rays exposed at the focus size cannot be corrected. A CT image generated from uncorrected X-ray detection data may not have good image quality.
本発明が解決しようとする課題は、実際の焦点サイズに適した補正データによるＣＴ画像を生成することができるＸ線ＣＴ装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of generating a CT image with correction data suitable for an actual focal size.
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、補間部と、補正部とを備える。補間部は、Ｘ線管球から曝射されるＸ線の焦点の焦点サイズに対応する補正データが、予め生成された補正データの中にない場合には、予め生成された補正データを用いて、焦点サイズに対応する補正データを補間により生成する。補正部は、補間部により生成された補正データを用いて、Ｘ線検出器により生成された検出データを補正する。 The X-ray CT apparatus according to the embodiment includes an interpolation unit and a correction unit. When the correction data corresponding to the focus size of the focus of the X-ray emitted from the X-ray tube is not included in the correction data generated in advance, the interpolation unit uses the correction data generated in advance. Then, correction data corresponding to the focus size is generated by interpolation. The correction unit corrects the detection data generated by the X-ray detector using the correction data generated by the interpolation unit.
以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置の各実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the X-ray CT apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
（実施形態）
まず、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。
(Embodiment)
First, the configuration of the X-ray CT apparatus according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray CT apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to the embodiment includes a
架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データを収集する装置であり、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、Ｘ線検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、光学部材１７と、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８とを有する。
The
Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管球１２ａに高電圧を供給する装置である。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃに設けられたスリット１２ｃ＿１の開口度を調整することにより、被検体Ｐに照射するＸ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。また、Ｘ線照射制御部１１は、焦点サイズを制御するための制御パラメータに基づいて、Ｘ線管球１２ａにおける陰極と陽極との間の電界や磁界を制御して、陰極側のフィラメントから陽極側のターゲットに向けて放出される電子ビームの太さを変更することにより焦点サイズを変更する。ここで、制御パラメータには、例えば、Ｘ線管球１２ａ内のフィラメントとターゲットとの間に設けられたグリッドに印加する電圧の値などが含まれる。
The X-ray
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐに照射する装置であり、Ｘ線管球１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
The
Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線を曝射する。例えば、Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線照射制御部１１により供給される高電圧により被検体Ｐに曝射するＸ線ビームを発生する真空管である。Ｘ線管球１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。Ｘ線管球１２ａは、回転フレーム１５の回転にともない、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して曝射する。
The
Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線照射制御部１１の制御により、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線照射制御部１１の制御により、曝射するＸ線の強度を変調する。例えば、Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線照射制御部１１の制御により、特定のＸ線照射方向では、曝射するＸ線の強度を強くし、特定のＸ線照射方向以外の範囲では、曝射するＸ線の強度を弱くすることができる。なお、Ｘ線照射方向は、ビュー（view）とも呼ばれる。
The
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管球１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。コリメータ１２ｃには、Ｘ線照射制御部１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットが形成されている。
The
回転フレーム１５は、Ｘ線管球１２ａを有するＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐの周囲で回転可能に支持する。回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持する。回転フレーム１５は、架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
The rotating
架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを旋回させる装置である。
The gantry driving unit 16 is a device that rotates the
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管球１２ａから曝射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１３は、２次元状に配列されたＸ線検出素子により、Ｘ線管球１２ａから曝射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。図１に示すＸ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線の線量分布を示すＸ線線量分布データを出力する２次元アレイ型検出器（面検出器）である。Ｘ線検出器１３には、チャンネル方向（図１に示すＹ軸方向）に配列された複数のＸ線検出素子（検出素子列）が、被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向、スライス方向）に沿って複数列配列される。例えば、Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列に配列された検出素子列を有し、被検体Ｐを透過したＸ線線量分布データを広範囲に検出する。Ｘ線検出器１３は、例えば、積分型の検出器である。
The
収集部１４は、ＤＡＳ（data acquisition system）であり、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線の検出データ（Ｘ線線量分布データ）を収集する。例えば、収集部１４は、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線線量分布データを収集し、収集したＸ線線量分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を行なう。そして、収集部１４は、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等が行われたＸ線線量分布データを後述するコンソール装置３０の前処理部３４に送信する。
The
光学部材１７及び焦点サイズ用Ｘ線検出器１８については後述する。
The
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図１に示すように、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。寝台駆動装置２１は、後述するスキャン制御部３３の制御のもと、天板２２をＺ軸方向へ移動することにより、被検体Ｐを回転フレーム１５内（撮影空間内）に移動させる。
The
架台装置１０は、様々な種類のスキャンを実行することができる。例えば、架台装置１０は、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。
The
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０から出力されたＸ線の検出データからＣＴ画像データを再構成する装置であり、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、生データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、制御部３８とを有する。
The
入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置を操作する医師や技師などの操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル（フットスイッチ）等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３８に転送する。
The
表示装置３２は、操作者が参照するモニタであり、制御部３８による制御のもと、ＣＴ画像データを表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、操作者は、検査情報登録用のＧＵＩに、天板２２に載置された被検体Ｐの撮影時における***等の検査情報を、入力装置３１を用いて入力する。
The display device 32 is a monitor that is referred to by the operator, and displays CT image data under the control of the
スキャン制御部３３は、制御部３８の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御する。これにより、スキャン制御部３３は、架台装置１０における被検体ＰのＸ線スキャン処理、Ｘ線の検出データ群の収集処理及びＸ線の検出データ群に対するデータ処理を制御する。
The
前処理部３４は、収集部１４から送信されたＸ線の検出データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みのＸ線の検出データを生成する。例えば、前処理部３４は、補正データを用いてチャンネル間の感度補正を行う感度補正処理をＸ線の検出データに対して行う。以下、補正済みのＸ線の検出データを生データと記載する。そして、前処理部３４は、生データを生データ記憶部３５に格納する。
The preprocessing
生データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された生データを記憶する。
The raw
画像再構成部３６は、生データ記憶部３５に記憶された生データから各種画像を生成し、生成した画像を画像記憶部３７に格納する。例えば、画像再構成部３６は、生データを逆投影処理（例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理）することでＣＴ画像を再構成し、再構成したＣＴ画像を画像記憶部３７に格納する。
The
画像記憶部３７は、画像再構成部３６が生成した各種画像を記憶する。例えば、画像記憶部３７は、ＣＴ画像を記憶する。
The
制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるスキャン（ＣＴスキャン）を制御する。また、制御部３８は、前処理部３４や、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理を制御する。また、制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像を、表示装置３２に表示するように制御する。
The
なお、上述した生データ記憶部３５や画像記憶部３７は、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどで実現することができる。また、上述したスキャン制御部３３や、前処理部３４、画像再構成部３６、及び制御部３８は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路で実現することができる。
The raw
以上、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、以下に説明する処理を収集部１４及び前処理部３４が行うことで、実際の焦点サイズに適した補正データによるＣＴ画像を生成することができる。
The overall configuration of the X-ray CT apparatus according to the embodiment has been described above. With such a configuration, the X-ray CT apparatus according to the embodiment generates a CT image with correction data suitable for the actual focus size by the
ここで、まず、焦点サイズ及び焦点サイズの制御方法の一例について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、焦点サイズ及び焦点サイズの制御方法の一例を説明するための図である。図２Ａは、本実施形態に係るＸ線管球１２ａの構成例を示す。図２Ａに示すように、Ｘ線管球１２ａは、陰極のフィラメント１２ａ＿１と、陽極のターゲット１２ａ＿２と、集束筒１２ａ＿３と、グリッド１２ａ＿４とを有する。
Here, first, an example of the focus size and the control method of the focus size will be described. 2A and 2B are diagrams for explaining an example of a focus size and a control method of the focus size. FIG. 2A shows a configuration example of the
フィラメント１２ａ＿１は、フィラメント電流が流れることにより熱電子をターゲット１２ａ＿２に向けて放射する。かかる熱電子の束は、電子ビームとも称される。集束筒１２ａ＿３は、発生した熱電子の広がりを抑えるためのものであり、集束カップとも称される。 The filament 12a_1 radiates thermal electrons toward the target 12a_2 when the filament current flows. Such a bundle of thermoelectrons is also referred to as an electron beam. The focusing cylinder 12a_3 is for suppressing the spread of generated thermoelectrons and is also referred to as a focusing cup.
ターゲット１２ａ＿２は、熱電子の進行方向に対し、所定の角度、例えば、１２°以上２０°以下の角度に設定されている。この熱電子の進行方向に対する角度のことをターゲットアングルと称する。ターゲット１２ａ＿２は、フィラメント１２ａ＿１から放射された熱電子が衝突するとＸ線を発生する。ターゲット１２ａ＿２上で発生したＸ線の束１２ａ＿５は、ターゲットアングルに応じた方向に照射される。このとき、図２Ｂの例に示すように、Ｘ線の焦点には、フィラメント１２ａ＿１側から見た実焦点、及び、Ｘ線の束１２ａ＿５側から見た実効焦点の２種類の焦点が存在する。本実施形態では、焦点サイズとは、実効焦点のサイズを指す。 The target 12a_2 is set to a predetermined angle, for example, an angle of 12 ° or more and 20 ° or less with respect to the traveling direction of the thermoelectrons. The angle with respect to the traveling direction of the thermoelectrons is referred to as a target angle. The target 12a_2 generates X-rays when thermal electrons emitted from the filament 12a_1 collide. A bundle 12a_5 of X-rays generated on the target 12a_2 is irradiated in a direction corresponding to the target angle. At this time, as shown in the example of FIG. 2B, the X-ray focal point has two types of focal points: an actual focal point viewed from the filament 12a_1 side and an effective focal point viewed from the X-ray bundle 12a_5 side. In the present embodiment, the focus size refers to the size of the effective focus.
また、グリッド１２ａ＿４は、グリッド１２ａ＿４に印加される電圧の大きさに応じた大きさの磁界を所定の方向に発生させて、電子ビームの厚さ（ビーム径）を制御する。これにより、グリッド１２ａ＿４は、焦点サイズを制御する。グリッド１２ａ＿４に印加される電圧の大きさは、Ｘ線照射制御部１１により制御される。上述したような方法によって、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズが制御される。なお、焦点サイズを、他の方法によっても変更することができる。例えば、Ｘ線照射制御部１１は、電子ビームの周囲に配置された収束用コイルにより発生する磁界の大きさを制御することにより焦点サイズを制御することもできる。
Further, the grid 12a_4 generates a magnetic field having a magnitude corresponding to the magnitude of the voltage applied to the grid 12a_4 in a predetermined direction to control the thickness (beam diameter) of the electron beam. Thereby, the grid 12a_4 controls the focal spot size. The magnitude of the voltage applied to the grid 12a_4 is controlled by the X-ray
図３は、実施形態に係るコリメータ１２ｃの一例を示す図である。図３の例に示すように、コリメータ１２ｃは、スリット１２ｃ＿１と、スリット１２ｃ＿２が形成されている。スリット１２ｃ＿１およびスリット１２ｃ＿２は、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのものである。スリット１２ｃ＿１を通過したＸ線は、Ｘ線検出器１３に照射される。スリット１２ｃ＿１の開口部分の大きさは、Ｘ線照射制御部１１により制御される。また、スリット１２ｃ＿２を通過したＸ線は、図１及び図４に示すように、光学部材１７に照射される。すなわち、スリット１２ｃ＿２を通過したＸ線は、被検体Ｐに照射されない。したがって、スリット１２ｃ＿１を通過したＸ線によるスキャンと、スリット１２ｃ＿２を通過したＸ線の検出データを用いた焦点サイズの算出とは、同時に行うことが可能となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
光学部材１７は、スリット１２ｃ＿１を通過したＸ線の照射範囲の外側に設けられている。例えば、光学部材１７は、図１に示すように、チャンネル方向において、スリット１２ｃ＿１を通過したＸ線の照射範囲の外側に設けられている。図４は、焦点サイズを算出する方法の一例を説明するための図である。図４に示すように、光学部材１７には、ピンホール１７ａが形成されている。ピンホール１７ａの直径は、例えば、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８上で本影がほとんど発生しないような微小な大きさである。例えば、ピンホール１７ａの直径は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において設定可能などの焦点サイズの大きさよりも小さい。例えば、ピンホール１７ａの直径は、針孔程度である。ピンホール１７ａを通過したＸ線は、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８に照射される。例えば、図４の例に示すように、ピンホール１７ａを通過したＸ線は、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８の部分１８ａに照射される。なお、ピンホール１７ａは、穴の一例である。また、光学部材１７は、単に、部材とも称される。
The
焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、ピンホール１７ａを通過したＸ線が照射される位置に設けられている。また、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、光学部材１７に対してＸ線管球１２ａが位置する側とは反対側に設けられている。焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、ピンホール１７ａを通過したＸ線を検出する。例えば、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８には、Ｘ線検出素子が２次元状に配列されており、このＸ線検出素子により、Ｘ線を検出する。図４に示す焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、ピンホール１７ａを通過したＸ線の線量分布を示すＸ線線量分布データ（Ｘ線の検出データ）を出力する２次元アレイ型検出器である。焦点サイズ用Ｘ線検出器１８には、チャンネル方向に配列された複数のＸ線検出素子（検出素子列）が、スライス方向に沿って複数列配列される。焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、例えば、積分型の検出器である。なお、複数のＸ線検出素子の出力分布、すなわち、複数のＸ線検出素子により検出されたＸ線の線量の分布のことをＸ線プロファイルと称する。
The focus
図５Ａは、収集部１４の機能構成の一例を示す図である。図５Ａの例に示すように、収集部１４は、算出部１４ａと、対応付け部１４ｂとを有する。
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the
算出部１４ａは、焦点サイズ算出処理を実行することにより焦点サイズを算出する。このような焦点サイズ算出処理は、例えば、後述の対応付け処理において行われる。
The
ここで、図６及び図７を用いて、算出部１４ａにより実行される焦点サイズ算出処理の一例について説明する。図６は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において設定可能な大焦点サイズと称される焦点サイズ、及び、小焦点サイズと称される焦点サイズの２種類の焦点サイズのそれぞれの場合における、スライス方向から見たピンホール１７ａを通過したＸ線の照射範囲の一例を示す図である。図７は、実施形態に係る算出部１４ａが実行する焦点サイズ算出処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、小焦点サイズは、大焦点サイズと比較して、小さい。
Here, an example of the focus size calculation process executed by the
図６の例において、実線で示す照射範囲は、焦点サイズが小焦点サイズである場合におけるピンホール１７ａを通過したＸ線の照射範囲である。また、破線で示す照射範囲は、焦点サイズが大焦点サイズである場合におけるピンホール１７ａを通過したＸ線の照射範囲である。
In the example of FIG. 6, the irradiation range indicated by the solid line is the irradiation range of X-rays that have passed through the
算出部１４ａは、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８により出力されたＸ線線量分布データ（Ｘ線プロファイルデータ）が示すＸ線が照射された焦点サイズ用Ｘ線検出器１８の部分１８ａの大きさ、及び、Ｘ線管球１２ａと光学部材１７との距離Ａと光学部材１７と焦点サイズ用Ｘ線検出器１８との距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）に基づいて、Ｘ線管球１２ａにおけるＸ線の焦点の焦点サイズを算出する。
The
例えば、図７に示すように、算出部１４ａは、まず、Ｘ線プロファイルデータが示す２次元のＸ線の線量分布に基づいて、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８に配列された複数のＸ線検出素子の中から、所定値（例えば０）より大きいＸ線線量を出力するＸ線検出素子を特定する（ステップＳ１０１）。ここで、このようにして特定されたＸ線検出素子によって形成される焦点サイズ用Ｘ線検出器１８上の部分は、Ｘ線が照射された部分１８ａである。
For example, as illustrated in FIG. 7, the
そして、算出部１４ａは、部分１８ａのチャンネル方向の中心、及び、部分１８ａのスライス方向の中心を特定する（ステップＳ１０２）。
Then, the
そして、算出部１４ａは、特定したチャンネル方向の中心、及び、特定したスライス方向の中心から、処理対象となるＸ線検出素子を特定する（ステップＳ１０３）。例えば、ステップＳ１０３では、算出部１４ａは、特定したチャンネル方向の中心の部分に位置するＸ線検出素子に加えて、特定したチャンネル方向の中心の部分に位置するＸ線検出素子からチャンネル方向において前後所定数α個のＸ線検出素子を処理対象の第１の候補のＸ線検出素子として特定する。また、算出部１４ａは、特定したスライス方向の中心の部分に位置するＸ線検出素子に加えて、特定したスライス方向の中心の部分に位置するＸ線検出素子からスライス方向において前後所定数β個のＸ線検出素子を処理対象の第２の候補のＸ線検出素子として特定する。そして、算出部１４ａは、処理対象の第１の候補及び第２の候補の両候補に含まれているＸ線検出素子を処理対象のＸ線検出素子として特定する。なお、所定数α及び所定数βは、例えば、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において設定可能な焦点サイズのうち、最も大きい焦点サイズの大きさに基づいて定めることができる。
Then, the
そして、算出部１４ａは、処理対象のＸ線検出素子に対して、チャンネル方向に配列された複数のＸ線検出素子が出力するＸ線の線量の平均値を、スライス方向ごとに、算出する。これにより、算出部１４ａは、チャンネル方向の平均的なＸ線の線量分布（Ｘ線線量分布）を算出する（ステップＳ１０４）。例えば、図６に示すように、算出部１４ａは、焦点サイズが小焦点サイズである場合には、チャンネル方向の平均的なＸ線の線量分布４０ａを算出する。また、算出部１４ａは、焦点サイズが大焦点サイズである場合には、チャンネル方向の平均的なＸ線の線量分布４０ｂを算出する。なお、図６の例のＸ線線量分布の部分における縦軸の大きさは、Ｘ線の線量の大きさを示す。すなわち、図６の例のＸ線線量分布の部分は、各検出素子が検出したＸ線の線量の大きさを示す。
Then, the
そして、算出部１４ａは、算出したＸ線の線量分布の半値全幅（ＦＷＨＭ（Full Width at half maximum））を算出する（ステップＳ１０５）。例えば、図６に示すように、算出部１４ａは、ステップＳ１０４で、Ｘ線の線量分布４０ａを算出した場合には、Ｘ線の線量分布４０ａの半値全幅４１ａを算出する。また、算出部１４ａは、ステップＳ１０４で、Ｘ線の線量分布４０ｂを算出した場合には、Ｘ線の線量分布４０ｂの半値全幅４１ｂを算出する。なお、ステップＳ１０５において、算出部１４ａが算出する半値全幅は、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８上の半値全幅分の実際の長さではなく、Ｘ線検出素子が何個分かを示す値である。また、ステップＳ１０５で、算出部１４ａが、上述したような方法で、チャンネル方向におけるＸ線の照射範囲を算出する場合について例示したが、算出部１４ａは、他の方法でも、チャンネル方向におけるＸ線の照射範囲を算出することができる。
Then, the
そして、算出部１４ａは、算出した半値全幅を、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８上の半値全幅分の実際の長さに換算する（ステップＳ１０６）。例えば、算出部１４ａは、算出した半値全幅に、隣接するＸ線検出素子間の距離である画素ピッチを乗じた値（半値全幅×画素ピッチ）を、実際の長さとして算出する。
Then, the
そして、算出部１４ａは、ステップＳ１０６で算出した実際の長さに、距離Ａと距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を乗じた値（実際の長さ×（Ａ／Ｂ））を、焦点の一辺の長さとして算出する（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０７で算出された一辺の長さは、焦点を四角形の形状と見なした場合において、チャンネル方向の一辺の長さである。上述したような方法で、算出部１４ａは、チャンネル方向の焦点サイズを算出する。
Then, the
そして、算出部１４ａは、同様の方法で、焦点のスライス方向の一辺の長さを算出する。例えば、図７に示すように、算出部１４ａは、処理対象のＸ線検出素子に対して、スライス方向に配列された複数のＸ線検出素子が出力するＸ線の線量の平均値を、チャンネル方向ごとに、算出する。これにより、算出部１４ａは、スライス方向の平均的なＸ線の線量分布を算出する（ステップＳ１０８）。
Then, the
そして、算出部１４ａは、ステップＳ１０８で算出したＸ線の線量分布の半値全幅を算出する（ステップＳ１０９）。
Then, the
そして、算出部１４ａは、算出した半値全幅を、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８上の半値全幅分の実際の長さに換算する（ステップＳ１１０）。
Then, the
そして、算出部１４ａは、ステップＳ１１０で算出した実際の長さに、距離Ａと距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を乗じた値（実際の長さ×（Ａ／Ｂ））を、焦点の一辺の長さとして算出し（ステップＳ１１１）、焦点サイズ算出処理を終了する。なお、ステップＳ１１１で算出された一辺の長さは、焦点を四角形の形状と見なした場合において、スライス方向の一辺の長さである。
Then, the
算出部１４ａは、上述した焦点サイズ算出処理を実行することにより、焦点サイズとして、チャンネル方向の一辺の長さ、及び、スライス方向の一辺の長さを算出する。なお、算出部１４ａは、焦点サイズ算出処理において、ステップＳ１０８〜Ｓ１１１の処理を行った後に、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理を行うこともできる。これにより、算出部１４ａは、スライス方向の一辺の長さを算出した後に、チャンネル方向の一辺の長さを算出する。
The
図５Ａの説明に戻り、対応付け部１４ｂは、算出部１４ａにより算出された焦点サイズと、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズが算出部１４ａにより算出された焦点サイズである場合にＸ線管球１２ａから曝射されたＸ線の検出データとを対応付ける。焦点サイズが対応付けられたＸ線の検出データは、スキャン制御部３３による制御のもと、前処理部３４に送信される。
Returning to the description of FIG. 5A, the associating
ここで、本実施形態に係るＸ線照射制御部１１が、Ｘ線管球１２ａに対して行う制御の一例について図８及び図９を用いて説明する。
Here, an example of control performed by the X-ray
図８は、実施形態に係るＸ線照射制御部１１が、Ｘ線管球１２ａに対して行う制御の一例について説明するための図である。図８の例に示すように、Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａ及びＸ線検出器１３が被検体Ｐの体軸を中心として右回りに回転している最中に、回転軌道上の各位置のうち、ビューが０度及び１８０度程度の位置で、小焦点（焦点サイズ：小）に、９０度及び２７０度程度の位置で、大焦点（焦点サイズ：大）になるように、Ｘ線管球１２ａのグリッド１２ａ＿４に印加する電圧を連続的に制御する。このとき、Ｘ線照射制御部１１は、グリッド印加電圧の変化による焦点サイズの変化に連動して、管電流が変化するようにＸ線管球１２ａを制御する。具体的には、Ｘ線照射制御部１１は、０度、１８０度で管電流が小さく、９０度、２７０度で管電流が大きくなるように制御する。これにより、Ｘ線照射制御部１１は、スキャン対象の被検体Ｐの厚みが厚くなるようなビューが９０度及び２７０度の位置では、ＣＴ画像に発生するノイズを低減させるために、焦点サイズを大きくし、線量が多いＸ線を被検体Ｐに対して照射することができる。また、Ｘ線照射制御部１１は、スキャン対象の被検体Ｐの厚みが薄くなるようなビューが０度及び１８０度の位置では、焦点サイズを小さくして、解像度を向上させることができる。
FIG. 8 is a diagram for describing an example of control performed by the X-ray
ここで、解像度とは、例えば、空間的な分解能を指す。例えば、解像度は、高コントラストの物質で構成され、様々なピッチ寸法で作られたスリットファントムについて、分解して観察できる最小サイズを指標とする。また、空間的な分解能は、１画素のＸ線検出素子と焦点とを結ぶ１つのデータ（レイ）の幅に依存し、レイが細いほど解像度が高くなり、レイが太いほど解像度が低下する。ここで、レイの幅は、１画素のＸ線検出素子と焦点サイズによって決まるので、焦点サイズが小さくなるほど解像度が高くなる。 Here, the resolution refers to, for example, spatial resolution. For example, for the resolution, the minimum size that can be decomposed and observed for a slit phantom made of a high-contrast material and having various pitch dimensions is used as an index. Further, the spatial resolution depends on the width of one data (ray) connecting the X-ray detection element of one pixel and the focal point, and the resolution increases as the ray becomes thinner, and the resolution decreases as the ray becomes thicker. Here, since the width of the ray is determined by the X-ray detection element of one pixel and the focus size, the smaller the focus size, the higher the resolution.
回転軌道上の各位置のうち、対向する２つの位置の焦点サイズが異なる場合には、ＣＴ画像を再構成した場合に、ＣＴ画像にアーチファクトが発生する場合がある。しかしながら、本実施形態のＸ線照射制御部１１は、対向する２つのビューにおいて、焦点サイズが同一となるようにＸ線管球１２ａを制御する。これにより、Ｘ線照射制御部１１は、アーチファクトの発生を抑制することができる。
In the case where the focal point sizes of two opposing positions are different from each other on the rotation trajectory, an artifact may occur in the CT image when the CT image is reconstructed. However, the X-ray
Ｘ線照射制御部１１は、図８の例に示したように、Ｘ線管球１２ａ及びＸ線検出器１３が被検体Ｐの体軸を中心として１回転している間に焦点サイズを変更するようにＸ線管球１２ａを制御することができる。
As shown in the example of FIG. 8, the X-ray
図９は、実施形態に係るＸ線照射制御部１１が、Ｘ線管球１２ａに対して行う制御の他の例について説明するための図である。図９の例は、Ｘ線照射制御部１１が、被検体Ｐの胸部をスキャンするときに管電流の大きさが小さくなり、かつ、腹部をスキャンするときに管電流の大きさが大きくなるように、寝台位置に応じて管電流の大きさを制御した場合を示す。また、図９の例において、Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズが、被検体Ｐの胸部をスキャンする際には、小焦点サイズとなるようにＸ線管球１２ａを制御する。また、Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズが、被検体Ｐの腹部をスキャンする際には、大焦点サイズとなるようにＸ線管球１２ａを制御する。このようにして、Ｘ線照射制御部１１は、解像度を優先させる胸部と、ノイズをも考慮する必要がある腹部とを一連のスキャンで実施した場合であっても、後述する前処理部３４が実行する処理により、胸部の領域の解像度の向上と、腹部の領域のノイズの発生量の低下とを実現することができる。
FIG. 9 is a diagram for explaining another example of control performed by the X-ray
図５Ｂは、前処理部３４の機能構成の一例を示す図である。図５の例に示すように、前処理部３４は、補間部３４ａと、補正部３４ｂと、メモリ３４ｃとを有する。
FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the
メモリ３４ｃには、補正データ３４ｄが記憶されている。補正データ３４ｄは、Ｘ線ＣＴ装置において設定可能な複数の焦点サイズ、例えば、４つの焦点サイズのそれぞれにおける、水ファントムのＸ線の検出データである。なお、本実施形態では、大焦点サイズと称される焦点サイズ、中焦点サイズと称される焦点サイズ、小焦点サイズと称される焦点サイズ、及び、極小焦点サイズと称される焦点サイズの４つの焦点サイズが、設定可能となっている。以下、補正データ３４ｄが、この４つの焦点サイズに対応する補正データである場合について説明する。
The
補間部３４ａは、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の焦点の焦点サイズに対応する補正データが、予め生成された補正データの中にない場合には、予め生成された補正データを用いて、焦点サイズに対応する補正データを補間により生成する。
When the correction data corresponding to the focus size of the focal point of the X-ray emitted from the
図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて、補間部３４が実行する処理の一例について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂには、大焦点サイズ、中焦点サイズ、小焦点サイズ及び極小焦点サイズの４つの焦点サイズに対応する補正データ３４ｄが示されている。なお、縦軸は、Ｘ線検出素子の出力、すなわち、Ｘ線の線量である。
An example of processing executed by the
ここで、先の図８のビューが０度〜９０度程度、９０度〜１８０度程度、１８０度〜２７０度程度及び２７０度〜３６０（０）度程度の中間の範囲においては、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズは、大焦点サイズと極小焦点サイズとの中間の大きさとなる。そのため、上述の大部分の範囲における焦点サイズに対応する補正データが存在しない。そこで、補間部３４ａは、上述の範囲において照射されたＸ線の検出データについては、補正データ３４ｄを用いて、かかるＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データを補間により生成する。
Here, in the intermediate range of the view of FIG. 8 of about 0 degree to 90 degrees, about 90 degrees to 180 degrees, about 180 degrees to 270 degrees, and about 270 degrees to 360 (0) degrees, the X-ray tube The focus size in the
例えば、補間部３４ａは、上述の範囲において照射されたＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズが「Ｒ」である場合には、図１０Ａに示すように、補正データ３４ｄを用いて、内挿補間により、焦点サイズＲに対応する補正データを生成する。また、図１０Ｂに示すように、補間部３４ａは、補正データ３４ｄを用いて、多点補間により、「Ｒ」である焦点サイズに対応する補正データを生成することもできる。このようにして、補間部３４ａが焦点サイズに対応する補正データを補間により生成する場合には、メモリ３４ｃの記憶容量が圧迫する事態の発生を抑制することができる。しかしながら、補正データ３４ｄから補間により補正データを生成する計算時間の短縮を図る場合には、補間部３４ａは、補正データ３４ｄを用いて、内挿補間や多点補間により、事前に設定可能な焦点サイズの全範囲で補正データを生成し、生成した補正データをメモリ３４ｃに格納しておくとよい。
For example, when the focus size associated with the detection data of the X-rays irradiated in the above range is “R”, the
ここで、Ｘ線の検出データに対応付けられた焦点サイズが、大焦点サイズ、中焦点サイズ、小焦点サイズ及び極小焦点サイズのいずれかである場合について説明する。この場合、内挿補間により、Ｘ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データを生成する場合には、補正データ３４ｄのうちＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データと、内挿補間により生成された補正データとが一致する。このため、補間部３４ａは、内挿補間により補正データを生成せず、後述の補正部３４ｂは、補正データ３４ｄのうちＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データを用いて補正を行う。
Here, a case will be described in which the focus size associated with the X-ray detection data is any one of a large focus size, a medium focus size, a small focus size, and a minimum focus size. In this case, when the correction data corresponding to the focal size associated with the X-ray detection data is generated by interpolation, the focal point size associated with the X-ray detection data in the correction data 34d is set. Corresponding correction data matches the correction data generated by interpolation. For this reason, the
また、多点補間により、Ｘ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データを生成する場合には、補正データ３４ｄのうちＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データと、多点補間により生成された補正データとが多少異なる。そのため、この場合には、補間部３４ａは、データの連続性を考慮すると、多点補間により補正データを生成するのが好ましい。
Further, when generating correction data corresponding to the focus size associated with the X-ray detection data by multipoint interpolation, the correction data 34d corresponds to the focus size associated with the X-ray detection data. The correction data to be corrected is slightly different from the correction data generated by multipoint interpolation. Therefore, in this case, it is preferable that the
補正部３４ｂは、補間部３４ａにより生成された補正データを用いて、Ｘ線検出器１３により生成されたＸ線の検出データを補正する。
The
例えば、補正部３４ｂは、補間部３４ａにより生成された補正データに対応する焦点サイズを特定する。そして、補正部３４ｂは、特定した焦点サイズに対応する焦点サイズが対応付けられたＸ線の検出データに対して、補間部３４ａにより生成された補正データを用いて補正する。したがって、補正部３４ｂは、設定可能な焦点サイズ以外の焦点サイズに対応するＸ線の検出データに対して、補正を行うことができるので、再構成により得られるＣＴ画像の画質が良好となる。したがって、本実施形態によれば、実際の焦点サイズに適した補正データによるＣＴ画像を生成することができる。
For example, the
また、補正部３４ｂは、Ｘ線管球１２ａ及びＸ線検出器１３が被検体Ｐの体軸を中心として回転する回転軌道上の各位置のうち、対向する２つの位置に対応する検出データの解像度を一致させるように、対向する２つの位置に対応する検出データの少なくとも一方を補正する。対向する２つの位置に対応する検出データの解像度を一致させるようにするのは、解像度が一致していないと、再構成されたＣＴ画像にアーチファクトが発生する場合があるからである。ここで、検出データの解像度とは、例えば、焦点サイズに依存するレイの幅を意味する。
The
例えば、架台装置１０がノンヘリカルスキャンのダイナミックスキャンを行っている最中に、非周期的に解像度を変える場合など、回転軌道上の各位置のうち、対向する２つの位置に対応するＸ線の検出データの解像度に差がある場合について説明する。例えば、図１１に示すように、ビューが０度の位置に対応するＸ線の検出データの解像度が低く、ビューが１８０度の位置に対応するＸ線の検出データの解像度が高い場合には、補正部３４ｂは、次の処理を行う。すなわち、補正部３４ｂは、相対的に、高解像度の検出データである、ビューが１８０度の位置に対応するＸ線の検出データに対してスムージングフィルタをかけて解像度を低下させて、２つのＸ線の検出データの解像度を一致させるようにする。
For example, in the case where the resolution is changed aperiodically while the
また、図１２に示すように、ビューが０度の位置に対応するＸ線の検出データの解像度が低く、ビューが１８０度の位置に対応するＸ線の検出データの解像度が高い場合に、補正部３４ｂは、次の処理を行うこともできる。すなわち、補正部３４ｂは、相対的に、低解像度の検出データである、ビューが０度の位置に対応するＸ線の検出データに対してエンハンスフィルタをかけて解像度を上げて、２つのＸ線の検出データの解像度を一致させるようにする。
Also, as shown in FIG. 12, correction is performed when the resolution of X-ray detection data corresponding to a position where the view is 0 degrees is low and the resolution of X-ray detection data corresponding to the position where the view is 180 degrees is high. The
次に、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作について、図１３Ａのフロー図を用いて説明する。 Next, the operation of the X-ray CT apparatus according to the embodiment will be described using the flowchart of FIG. 13A.
ステップＳ２０１において、検査を開始すると、制御部３８は、スキャン計画生成用の入力画面を表示するように表示装置３２を制御する。
In step S201, when the inspection is started, the
ステップＳ２０２において、操作者は、表示装置３２に表示されたスキャン計画生成用の入力画面を参照し、入力装置３１を介して入力画面にスキャン計画を生成するための指示を入力する。制御部３８は、入力装置３１を介して入力された操作者の指示に従って、スキャン計画を生成する。制御部３８は、生成したスキャン計画を、スキャン制御部３３に通知する。
In step S <b> 202, the operator refers to the scan plan generation input screen displayed on the display device 32, and inputs an instruction for generating a scan plan on the input screen via the
ステップＳ２０３において、操作者は、寝台装置２０の天板２２に載るように被検体Ｐを促す。操作者は、被検体Ｐをスキャン開始位置に移動させるように、入力装置３１に指示を入力する。制御部３８は、入力装置３１を介して入力された操作者の指示に従って、寝台装置２０の動作を制御する。寝台装置２０は、制御部３８の制御に従って、被検体Ｐの位置をスキャン開始位置に移動させる。寝台装置２０の動作によって被検体Ｐがスキャン開始位置に移動すると、操作者は、スキャン開始の指示を入力装置３１に入力する。
In step S <b> 203, the operator prompts the subject P to be placed on the
ステップＳ２０４では、スキャン計画に基づくスキャンが開始される。ステップＳ２０４において、入力装置３１を介して操作者のスキャン開始の指示が入力されると、制御部３８は、スキャン開始の旨をスキャン制御部３３に通知する。スキャン制御部３３は、制御部３８からスキャン開始の旨が通知されると、Ｘ線照射制御部１１、収集部１４、架台駆動部１６、寝台駆動装置２１に各種の指示を与える。例えば、スキャン制御部３３は、制御部３８から通知されたスキャン計画に基づくタイミングと強度でＸ線の照射を開始し、スキャン計画に基づくタイミングでＸ線の照射を停止するように、Ｘ線照射制御部１１に指示する。ここで、スキャン制御部３３は、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズがスキャン計画に基づく焦点サイズとなるように、スキャン計画に基づく焦点サイズを指定し、指定した焦点サイズをＸ線照射制御部１１に通知する。また、スキャン制御部３３は、スキャン計画に基づくタイミングで、Ｘ線の検出データを前処理部３４に送信するように、収集部１４に指示する。また、スキャン制御部３３は、スキャン計画に基づくタイミングで回転フレーム１５の回転を開始し、スキャン計画に基づくタイミングで回転フレーム１５の回転を停止するように、架台駆動部１６を指示する。また、スキャン制御部３３は、スキャン計画に基づくタイミングと速度で、寝台装置２０が、寝台装置２０に載置された被検体ＰのＺ軸方向への移動を開始し、スキャン計画に基づくタイミングで、寝台装置２０が、Ｚ軸方向への移動を停止するように寝台駆動装置２１に指示する。
In step S204, scanning based on the scan plan is started. In step S <b> 204, when an operator's scan start instruction is input via the
スキャン制御部３３により指示が与えられると、Ｘ線照射制御部１１、収集部１４、架台駆動部１６及び寝台駆動装置２１のそれぞれは、スキャン制御部３３の指示に基づく動作を行う。
When an instruction is given by the
Ｘ線照射制御部１１は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングと強度でＸ線の照射を開始し、スキャン計画に基づくタイミングでＸ線の照射を停止するように、Ｘ線管球１２ａを制御する。これにより、Ｘ線管球１２ａは、スキャン計画に基づくタイミングと強度でＸ線の照射を開始し、スキャン計画に基づくタイミングでＸ線の照射を停止する。
Based on the instruction of the
また、Ｘ線照射制御部１１は、スキャン制御部３３により指定された焦点サイズに対応する制御パラメータを用いて、Ｘ線管球１２ａにおける陰極と陽極との間の電界や磁界を制御して、陰極側のフィラメント１２ａ＿１から陽極側のターゲット１２ａ＿２に向けて放出される電子ビームの太さを制御する。これにより、Ｘ線照射制御部１１は、焦点サイズを指定された焦点サイズとなるように制御する。
Further, the X-ray
架台駆動部１６は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングで回転を開始するように回転フレーム１５を制御し、スキャン計画に基づくタイミングで停止するように回転フレーム１５を制御する。これにより、回転フレーム１５は、スキャン計画に基づくタイミングで回転を開始し、スキャン計画に基づくタイミングで停止する。
The gantry driving unit 16 controls the
寝台駆動装置２１は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングと速度で、Ｚ軸方向への移動を開始し、スキャン計画に基づくタイミングで、Ｚ軸方向への移動を停止するように、寝台装置２０を制御する。これにより、寝台装置２０は、スキャン計画に基づくタイミングと速度で、Ｚ軸方向への移動を開始し、スキャン計画に基づくタイミングで、Ｚ軸方向への移動を停止する。
The
収集部１４は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングで、Ｘ線の検出データを前処理部３４に送信する。ここで、前処理部３４は、制御部３８の制御のもと、収集部１４から送信されたＸ線の検出データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、生データを生成する。前処理部３４は、制御部３８の制御のもと、生データを生データ記憶部３５に格納する。画像再構成部３６は、制御部３８の制御のもと、生データを逆投影処理することでＣＴ画像を再構成し、再構成したＣＴ画像を画像記憶部３７に格納する。
The
ステップＳ２０４においてＣＴスキャンが開始されると、ステップＳ２０５において、算出部１４ａは、対応付け処理が行われるタイミングであるか否かを判定する。例えば、対応付け処理は、所定時間間隔（例えば、１０秒間隔）で実行されるので、算出部１４ａは、現在の時間が、この対応付け処理を実行するタイミングであるか否かを判定する。算出部１４ａは、対応付け処理が行われるタイミングでないと判定した場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）には、ステップＳ２０７に移行する。
When the CT scan is started in step S204, in step S205, the
算出部１４ａが、対応付け処理が行われるタイミングであると判定した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０６において、算出部１４ａ及び対応付け部１４ｂは、対応付け処理を実行する。
When the
図１３Ｂは、実施形態に係る算出部１４ａ及び対応付け部１４ｂが実行する対応付け処理の一例を説明するためのフローチャートである。図１３Ｂに示すように、ステップＳ３０１において、算出部１４ａは、先の図７にフローチャートを示した焦点サイズ算出処理を実行して、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズを算出する。
FIG. 13B is a flowchart for explaining an example of the association process executed by the
ステップＳ３０２において、対応付け部１４ｂは、算出部１４ａにより算出された焦点サイズと、Ｘ線管球１２ａにおける焦点サイズが算出部１４ａにより算出された焦点サイズである場合にＸ線管球１２ａから曝射されたＸ線の検出データとを対応付け、処理結果を内部メモリに格納し、リターンする。
In step S302, the
図１３Ａに戻り、スキャン制御部３３は、ステップＳ２０２で生成されたスキャン計画に基づくスキャンが終了したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。スキャン制御部３３は、スキャン計画に基づくスキャンが終了していないと判定した場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）には、ステップＳ２０５に戻る。
Returning to FIG. 13A, the
一方、スキャン制御部３３は、スキャン計画に基づくスキャンが終了したと判定した場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０８において、スキャン計画に基づくスキャンが終了される。ステップＳ２０８において、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６及び寝台駆動装置２１のそれぞれは、ステップＳ２０４におけるスキャン制御部３３の指示に基づく動作を行う。
On the other hand, if the
Ｘ線照射制御部１１は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングでＸ線の照射を停止するように、Ｘ線管球１２ａを制御する。これにより、Ｘ線管球１２ａは、スキャン計画に基づくタイミングでＸ線の照射を停止する。
Based on an instruction from the
架台駆動部１６は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングで停止するように回転フレーム１５を制御する。これにより、回転フレーム１５は、スキャン計画に基づくタイミングで停止する。
The gantry driving unit 16 controls the
寝台駆動装置２１は、スキャン制御部３３の指示に基づいて、スキャン計画に基づくタイミングで、Ｚ軸方向への移動を停止するように、寝台装置２０を制御する。これにより、寝台装置２０は、スキャン計画に基づくタイミングで、Ｚ軸方向への移動を停止する。
The
ステップＳ２０９において、制御部３８は、別のＣＴスキャンを実施するか否かの選択画面を表示するように表示装置３２を制御する。操作者は、別のＣＴスキャンを実施する場合、入力装置３１を介して別のＣＴスキャンを実施するための選択肢を選択する。この場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、制御部３８は、スキャン計画生成用の入力画面を表示するように表示装置３２を制御し、ステップＳ２０２に移行する。
In step S209, the
一方、操作者は、別のＣＴスキャンを実施しない場合、入力装置３１を介して別のスキャンを実施しないことを示す選択肢を選択する。この場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、検査が終了する。
On the other hand, when another CT scan is not performed, the operator selects an option indicating that another scan is not performed via the
図１３Ｃは、実施形態に係る補間部３４ａ及び補正部３４ｂが実行する検出データ補正処理の一例を説明するためのフローチャートである。図１３Ｃに示すように、ステップＳ４０１において、補間部３４ａは、補正データ３４の中に、補正を行う対象のＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データがあるか否かを判定する。補正データ３４の中に、補正を行う対象のＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データがあると判定された場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）には、ステップＳ４０２において、補正部３４ｂは、補正を行う対象のＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データを用いてＸ線の検出データを補正して生データを生成する。ステップＳ４０３において、補正部３４ｂは、生成した生データを生データ記憶部３５に格納し、検出データ補正処理を終了する。
FIG. 13C is a flowchart for explaining an example of the detection data correction process executed by the
一方、補正データ３４の中に、補正を行う対象のＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データがないと判定された場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）には、ステップＳ４０４において、補間部３４ａは、補正データ３４ｄを用いて、補間により、補正を行う対象のＸ線の検出データに対応付けられた焦点サイズに対応する補正データを生成する。ステップＳ４０５において、補正部３４ｂは、生成した補正データを用いて補正を行う対象のＸ線の検出データを補正して生データを生成する。ステップＳ４０６において、補正部３４ｂは、生成した生データを生データ記憶部３５に格納し、処理結果を内部メモリに格納し、検出データ補正処理を終了する。
On the other hand, if it is determined that there is no correction data corresponding to the focus size associated with the X-ray detection data to be corrected in the correction data 34 (step S401; No), in step S404. The
以上、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明した。上述したように、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、実際の焦点サイズに適した補正データによるＣＴ画像を生成することができる。 The X-ray CT apparatus according to the embodiment has been described above. As described above, the X-ray CT apparatus according to the embodiment can generate a CT image with correction data suitable for the actual focal spot size.
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、回転軌道上の対向する２つの位置において、焦点サイズが同一となるようにＸ線管球１２ａを制御する。これにより、アーチファクトの発生を抑制することができる。
In addition, the X-ray CT apparatus according to the embodiment controls the
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、回転軌道上の各位置のうち、対向する２つの位置に対応する検出データの解像度を一致させるように、対向する２つの位置に対応する検出データの少なくとも一方を補正する。これにより、アーチファクトの発生を抑制することができる。 In addition, the X-ray CT apparatus according to the embodiment can detect detection data corresponding to two opposing positions so that the resolutions of the detection data corresponding to the two opposing positions match among the positions on the rotation trajectory. Correct at least one. Thereby, generation | occurrence | production of an artifact can be suppressed.
なお、実施形態において、光学部材１７及び焦点サイズ用Ｘ線検出器１８を用いて、算出部３４がＸ線管球１２ａにおける焦点サイズを算出し、算出した焦点サイズに対応する補正データが、補正データ３４ｄの中にない場合に、補正データを補間により生成する場合について例示した。しかしながら、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、これに限られない。例えば、Ｘ線Ｔ装置は、時系列的に変化する焦点サイズの変化の大きさから、現時点でのＸ線管球１２ａにおける焦点サイズを予測し、予測した焦点サイズに対応する補正データが、補正データ３４ｄの中にない場合に、補正データを補間により生成することもできる。
In the embodiment, the
具体例を挙げて説明すると、Ｘ線ＣＴ装置は、先の図８のビューが０度〜９０度程度、９０度〜１８０度程度、１８０度〜２７０度程度及び２７０度〜３６０（０）度程度の中間の範囲において、現時点でのＸ線管球１２ａにおける焦点サイズを予測する。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、予測した焦点サイズに対応する補正データが、補正データ３４ｄの中にない場合に、補正データを補間により生成する。
Explaining with specific examples, the X-ray CT apparatus has the view of FIG. 8 in the range of 0 to 90 degrees, 90 to 180 degrees, 180 to 270 degrees, and 270 to 360 (0) degrees. In the middle range, the current focus size of the
また、実施形態において、Ｘ線ＣＴ装置が備える焦点サイズ用Ｘ線検出器１８が積分型である場合を例示したが、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、他の種類のＸ線検出器も採用できる。例えば、焦点サイズ用Ｘ線検出器１８は、フォトンカウンティング方式の検出器であってもよい。
In the embodiment, the focus
また、実施形態において、補正部３４ｂが、対向する２つの位置に対応する検出データの解像度を一致させる場合について説明したが、補正部３４ｂは、１断面の再構成に用いられる全ての検出データの解像度を一致させることもできる。
Further, in the embodiment, the case where the
また、Ｘ線ＣＴ装置に、Ｚ方向に複数の素子を備えた２次元検出器が用いられる場合、Ｘ線ＣＴ装置は、検出データの解像度を、チャンネル方向で揃え、かつ、スライス方向で揃えるようにすることができる。 When a two-dimensional detector having a plurality of elements in the Z direction is used for the X-ray CT apparatus, the X-ray CT apparatus aligns the resolution of detection data in the channel direction and in the slice direction. Can be.
また、上述した実施形態では、スキャン中にＸ線照射制御部１１が焦点サイズを変更する場合に、補正データを補間により生成する場合について例示したが、これに限られない。例えば、Ｘ線照射制御部１１が焦点サイズを変更しなくとも、ターゲットの熱膨張などによりスキャン中に焦点サイズが変化する場合がある。このような場合においても、上述したように、補正データを補間により生成することができる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the correction data is generated by interpolation when the X-ray
以上述べた少なくとも１つの実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、実際の焦点サイズに適した補正データによるＣＴ画像を生成することができる。 According to the X-ray CT apparatus of at least one embodiment described above, it is possible to generate a CT image with correction data suitable for the actual focus size.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
３４ｂ 補間部
３４ｃ 補正部
Claims (5)
前記補間部により生成された補正データを用いて、Ｘ線検出器により生成された検出データを補正する補正部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 If the correction data corresponding to the focus size of the focus of the X-rays exposed from the X-ray tube is not included in the correction data generated in advance, the focus size is calculated using the correction data generated in advance. An interpolation unit that generates correction data corresponding to
A correction unit that corrects the detection data generated by the X-ray detector using the correction data generated by the interpolation unit;
An X-ray CT apparatus comprising:
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