JP4500101B2

JP4500101B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP4500101B2
Application number: JP2004140769A
Authority: JP
Inventors: 康隆昆野; 健一岡島; 宮崎　　靖; 裕鱒沢
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-05-11
Also published as: JP2005319152A

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

現在、Ｘ線ＣＴ装置の検出器として、感度が高く検出器の小型化が可能である固体検出器が主流となりつつある。しかし、固体検出器は、Ｘ線をシンチレータで光に変える際の残光などにより、前の時間に撮影した像が次の時間に撮影した投影像に残る現象（アフターグロウ）が生じ、これに起因するアーチファクトによる画質の劣化や、時間分解能の低下が再構成像にて発生する。このアフターグロウを除去する補正方法に関して、いくつかの方法が提示されている。

その一つの方法として、随時、最も短い時定数のアフターグロウ成分の補正を行う方法（例えば、特許文献１参照）や、Ｘ線検出器の応答特性と補正を行った出力データとの重畳積分から求めたアフターグロウ量を差分して補正する方法（例えば、特許文献２参照）、応答特性を時定数の異なる複数の成分で表し、それぞれの時定数に対応した補正を成分ごとに行う方法（例えば、特許文献３参照）がある。

このアフターグロウを補正するためには、Ｘ線検出器のアフターグロウの応答関数を決定する必要がある。このアフターグロウは複数の成分を持ち、各成分は時定数と成分比とで表すことができる。このため応答関数は複数の時定数と成分比の和として記される。このアフターグロウの応答関数の時定数と成分比を決定する方法に関して、いくつかの方法が提示されている。

その一つの方法として、複数の時定数のインパルス応答の関数を重畳積分して得たステップ応答の関数を、実測した検出器のステップ応答にフィッティングし、それらの誤差を最小にする方法（例えば、特許文献４参照）や、その誤差を最小化するために遺伝的アルゴリズムを使用する方法（例えば、特許文献５参照）、指数関数の和で表した応答関数を、異なる時定数の成分を加えて逐次的に最適化していく方法（例えば、特許文献６参照）がある。

特開平４−３００５２７号公報

特開平６−３４３６２９号公報特開平７−０９００２４号公報特開２００３−０６１９４５号公報特開２００３−０６１９４５号公報特開２００１−３０９９１５号公報

アフターグロウは、再構成像において位置分解能の低下やアーチファクトの発生による画質の劣化を引き起こすという問題を有する。

また、撮影条件によって画質に影響するアフターグロウの成分が違う場合がある。例えば、時定数の短いアフターグロウの成分は骨のような吸収係数が大きな微細なものを撮影する際には位置分解能の低下をもたらすが、腹部などの高い位置分解能を必要としない場合、この成分の影響は小さく、補正によりＳＮＲを低下させてまでアフターグロウの成分の除去を必要としないといった場合もありえる。別の場合として、例えば、投影像の取得の周期が異なることで撮影時間が異なるような複数の撮影モードがあるとき、それぞれのモードで画質へ影響するアフターグロウ成分が異なることが考えられる。同様に、Ｘ線照射時間、被写体の種類などの撮影条件が異なる場合に、補正すべきアフターグロウ成分が変わる可能性がある。また、アフターグロウの応答関数を決定して補正を行うとき、成分数が多くなると補正に多くの時間が必要となるといった問題がある。

また、アフターグロウは成分比に関しては線形和であるため、その算出は比較的短時間にできるのに対し、時定数に関しては非線形な和のため、一般的にその算出には時間がかかる。この時定数の算出時間は、現在のＸ線ＣＴ用の検出器は多層化が進み、Ｘ線検出素子が爆発的に増加しているため、全てのＸ線検出素子にて算出を行うと爆発的に増加していくという問題がある。

そこで、本発明の目的は、検出器のアフターグロウに起因するアーチファクトの低減、除去及び時間分解能の低下防止を、撮影条件に合わせて高速に高精度に行うことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、下記に示す特徴を有する。

（１）Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、前記被写体を透過した前記Ｘ線を電気信号に変換する複数のＸ線検出素子から成るＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の出力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを具備し、前記被写体の断面像を撮影するＸ線ＣＴ装置において、前記補正手段が、前記Ｘ線検出器のアフターグロウの補正に用いるアフターグロウ応答特性を決定するパラメータを、時定数の異なる複数のアフターグロウ成分毎に記憶するパラメータ記憶手段と、前記アフターグロウ応答特性をもとに、前記Ｘ線検出器の出力に対して前記アフターグロウの補正量を前記アフターグロウ成分毎に決定して補正を行うアフターグロウ補正手段と、前記Ｘ線検出器のアフターグロウの特性を表す時定数の異なる複数のアフターグロウ成分の中から、撮影条件によって前記パラメータ記憶手段に記憶する、前記アフターグロウ応答特性を表す１または複数のアフターグロウ成分を選択するパラメータ決定手段とを有することを特徴とする。

（２）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記補正手段が、実測のデータより得た前記Ｘ線検出器のアフターグロウの特性を、時定数と成分比からなる複数の成分に分割することで、前記アフターグロウ応答特性を決定するパラメータを決定する成分決定機能を有することを特徴とする。

（３）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記補正手段は、前記撮影条件が、撮影時間、Ｘ線強度、Ｘ線検出器の信号読み出し周期、被写体の種類、被写体の撮影部位のうち少なくとも一つの撮影条件によって異なる複数の撮影モードを有し、前記撮影モードによってアフターグロウ応答特性を変更する機能を有することを特徴とする。

（４）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記補正手段が、少なくとも１つの撮影条件にて前記アフターグロウの補正を行わずに前記演算処理手段に前記Ｘ線検出器の出力を出力することを特徴とする。

（５）前記（２）に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出素子が、行方向および列方向の２次元的に配置され、一部の前記行方向もしくは前記列方向、または一部の領域に属する前記Ｘ線検出素子の応答特性のデータから得た前記時定数の分布を用いて、複数の前記時定数を決定する手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、検出器のアフターグロウに起因するアーチファクトの低減、除去及び時間分解能の低下防止を、撮影条件に合わせて高速に高精度に行うことが可能なＸ線ＣＴ装置を実現することができる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。

（実施例１）
以下、図１から図８を用いて、本発明の第１の実施例について説明する。

図１は、アフターグロウ補正手段を含む、本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例を示す図である。図２は、図１のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器の一構成例を説明する図である。図３は、図１のＸ線ＣＴ装置における中央処理手段の一構成例を説明する図である。図４は、図３に示した補正手段にて行われるアフターグロウ補正処理の方法の一例を説明する図である。図５は、図４にて使用したアフターグロウの時定数と成分比の決定方法の一例を説明する図である。図６は、図５にて計測及び記憶を行うステップ応答特性と推定を行うインパルス応答特性を説明する図である。図７は、撮影条件ごとに使用されるアフターグロウの時定数の決定方法の一例を説明する図である。図８は、図７のファントム撮影で使用するファントムの一例を説明する図である。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置の基本構成として、Ｘ線を照射するＸ線管１００、Ｘ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出器１０４、Ｘ線検出器１０４からの投影像を収集する信号収集手段１１８、信号収集手段１１８からの信号（投影像）を記憶し画像処理を行う中央処理手段１０５、画像処理の結果を表示する表示手段１０６、撮影開始やパラメータの設定、入力を行う入力手段１１９、Ｘ線管１００とＸ線検出器１０４を制御する制御手段１１７から成る。なお、図中、１０７は体軸方向（スライス方向）、１０８は回転体１０１の回転方向（チャネル方向）を示す。

図１を用いて、撮影の手順を説明する。入力手段１１９から撮影開始の入力が行われると、Ｘ線源１００から寝台天板１０３に載った被写体１０２に向けてＸ線を照射する。このＸ線は被写体１０２を透過し、Ｘ線検出器１０４にて電気信号に変換される。この電気信号は信号収集回路１１８にてＡＤ変換が行われて投影像となる。この撮影は、Ｘ線管１００とＸ線検出器１０４とが搭載された回転体１０１を回転して被写体に対するＸ線の照射角度を変化させて繰り返し行われ、３６０度分の投影像を取得する。この投影像の撮影は、例えば０.４度ごとに行う。この際に制御回路１１７は、回転体１０１の回転とＸ線検出器１０４の読み出しを制御する。この投影像は中央収集回路１０５にて画像補正処理や再構成演算が実施される。その結果が表示手段１０６にて表示される。

図２を用いて、本発明のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器１０４の一構成例を説明する。図２に示すＸ線検出器１０４は、円弧状に複数並べられ、図１に示すようにＸ線管１００と対抗して配置される。図２に示すＸ線検出器１０４は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ素子１１２と、光を電気信号に変換するフォトダイオードが複数形成されているフォトダイオード基板（光電変換基板）１１１と、電気信号を出力する電極パッド１２０とそのための配線を有する配線基板１１３から構成される。シンチレータ素子１１２とフォトダイオード基板１１１とは光学的に透明な接着剤３１０で接着され、これらは配線基板１１３に支持されている。

Ｘ線検出器１０４にＸ線が入射した場合を、図２を用いて説明する。入射したＸ線は、シンチレータ素子１１２にて光に変換される。シンチレータ素子１１２は、セパレータ１３０によって分割されている。このシンチレータ素子１１２ごとに対応して、光を電気信号に変換するフォトダイオードがフォトダイオード基板１１１上に設けられている。このフォトダイオードとシンチレータ素子１１２とによってＸ線検出素子を構成しており、フォトダイオードにて光から変換された電気信号はＸ線検出素子ごとに出力される。フォトダイオードの電極は電極パッド１２０と電気的に接続されている。この電極パッド１２０から、Ｘ線によって発生した電気信号は図１に示す信号収集手段１１８に読み出される。この電気信号が全Ｘ線検出素子分集められて投影像を形成する。この投影像は、ある時間間隔（ΔＴ）で取得され、複数枚の投影像が順次取得される。そのＮ番目をＮビュー目の投影像と呼ぶことにする。

このように投影像が作成されるが、Ｘ線によって発生する信号は、全てがＸ線照射直後の投影像で読み出されるとは限らない。すなわちアフターグロウの現象を有する。例えば、Ｎビュー目の投影像の直前に照射された信号の一部は、(Ｎ＋１)ビュー目の投影像以降に読み出される。その原因は、Ｘ線がシンチレータで光に変換される際の遅延（残光）や回路的な読み残しがある。このようなアフターグロウは、(Ｎ＋１)ビュー目以降の投影像に残像を生じさせ、再構成像ではアーチファクトを生じさせる原因となる。

図３を用いて、中央処理手段１０５の一構成例を説明する。信号収集手段１１８から中央処理手段１０５に入力された投影像は、まずデータ
記憶手段３００にて記録される。この後、補正手段３０１にて画像補正処理が行われる。このとき行われる処理は、例えば、検出器の暗電流分の出力を除くオフセット補正、検出器のアフターグロウの影響を補正するアフターグロウ補正、Ｘ線の分布や検出器の感度のばらつきを補正する感度補正、欠陥画素の出力を補正するディフェクト補正などである。次に、投影像は、再構成手段３０２にてコンボルーション（畳み込み）やバックプロジェクション（逆投影）の処理を加えて被写体のＸ線吸収係数分布の断面像を再構成する。この断面像が表示手段１０６にて表示される。これらの画像補正処理、再構成処理で使用するパラメータや、画像補正処理で使用する補正用のデータはパラメータ記憶手段３０３に記憶されており。これらのパラメータは、入力手段１１９から入力された撮影条件に対して、パラメータ決定手段３３０によって変更が可能である。

図４は、図３に示した補正手段３０１にて行われるアフターグロウ補正処理の方法の一例を示す図である。Ｎビュー目の投影像に対してアフターグロウ補正処理を実施する場合について説明する。

アフターグロウが複数の時定数を持った成分から成ると想定する。このi番目（i＝１、…、Ｍ）のアフターグロウ成分の時定数をτi、成分比をＡiとする。これらの決定はパラメータ決定手段３３０にて行われ、その詳細は、図５にて説明する。

図４に示すように、補正手段３０１の補正用データ記憶手段３１１において、過去ビューのアフターグロウ補正処理前の投影像および／または補正後の投影像および／またはアフターグロウ量データ３２０が記憶される。これに加えて、パラメータ記憶手段３０３に記憶される時定数τiと成分比Ａiから算出したアフターグロウ成分iの減衰率３１６、Ｎビュー目のアフターグロウ補正前の投影像３１４などを用いて、Ｎビュー目のアフターグロウ量のデータ３１２を推測する。このＮビュー目のアフターグロウ量のデータ３１２を、Ｎビュー目のアフターグロウ補正前の投影像３１４へ演算することでＮビュー目のアフターグロウ補正後の投影像３１５を求め、再構成手段３０２に出力する。

図５を用いて、アフターグロウの時定数τiと成分比Ａi（i＝１、…、Ｍ）の決定方法の一例を説明図する。これらを決定するために、まず被写体を設けずにステップ応答特性Ｆ(ｖ)の測定３５０を行う。ステップ応答特性Ｆ(ｖ)とは一定時間だけＸ線を照射して停止した際に得られる検出器の出力の相対強度の分布である。ｖは、第ｖビュー目を表す。

図６（ａ）は、０ビューからＮビューまでＸ線を照射したときに計測されるステップ応答特性Ｆ(ｖ)を表す。このステップ応答特性Ｆ(ｖ)は、図６（ｂ）に示すようなｎビュー目のみＸ線を照射したときに得られるインパルス応答特性ｆ(ｖ)が、図６（ｃ）に示すように０ビューからＮビューに生じた分だけ畳み込み積分された量となる。

図５のように、ステップ応答特性Ｆ(ｖ)の測定３５０によって得られたＦ(ｖ)は、データ記憶手段３００に記憶される。次に、このＦ(ｖ)を用いて、パラメータ決定手段３３０によってインパルス応答特性ｆ(ｖ)の推定３５２を行う。この推定３５２では、例えば、（式１）に示すようなアフターグロウの各成分の和で示すインパルス応答関数ｆ’(ｖ)を０ビューからＮビュー分だけ畳み込み積分して得たフィッティング関数Ｆ’(ｖ)を、データ記憶手段３００に記憶されているステップ関数Ｆ(ｖ)へフィッティングを行うことで、アフターグロウの時定数τiと成分比Ａi（i＝１、…、Ｍ）を推定する。

ここで、ΔＴは上記のようにビュー間隔の時間である。このフィッティングには、例えば最小２乗法を用いる。次に、決定したパラメータのうち時定数τiのみ、アフターグロウ時定数τiの記憶３５３にて記憶する。

次に、入力手段１１９から撮影条件の決定３５７が行われると、記憶された時定数τi（i＝１、…、Ｍ）の中から、撮影条件ごとにアフターグロウ補正に使用する時定数の集合の決定３５４が行われる。この撮影条件と時定数集合の対応は、事前の評価により決定される。時定数集合で選ばれる時定数はある１成分の場合からＭ成分全ての場合がありうる。

次に、時定数集合の時定数τiを用いてインパルス応答ｆ(ｖ)の再推定３５５を行い、アフターグロウ成分iの成分比Ａiを決定する。ここで、例えば、最小２乗法によって成分比Ａiを決定するが、このときフィッティング関数Ｆ’(ｖ)は成分比Ａiに対して線形結合となるため、非線形結合となる時定数τiを決定する場合に比べて短時間で推定を行うことができる。このように選択した時定数τiと成分比Ａiをパラメータ記憶手段３０３に記憶し、図４に示したように補正手段３０１において行うアフターグロウ補正にて使用する。このような処理はＸ線検出素子ごとで実施する。

このような方法により、撮影条件に応じてアフターグロウ補正を行うことが可能となる。更に必要なアフターグロウ成分のみを補正することで、高速に高精度に補正を行うことが可能となる。

図７は、撮影条件ごとに使用されるアフターグロウの時定数の決定方法の実施形態の一例を示す説明図である。ここで撮影条件として、ある１つの固定した撮影時間、Ｘ線強度、Ｘ線検出器の信号読み出し周期の場合であり、被写体の種類や被写体の撮影部位ごとに撮影条件として異なる場合に対して撮影モードを設け、そのそれぞれの撮影モードで行うアフターグロウ補正を行う成分の時定数の集合を決定する場合である。

まず、実際に診断のために被写体の撮影を行う前に、撮影部位に応じたファントムの撮影４００を行っておく。ここで、撮影部位に応じたファントムは人や動物の部位の標本に限るものではなく、模擬したものでもよい。例えば、腹部の撮影モードにおいては、それぞれ被写体のサイズを模擬した、例えば直径１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍなどの円筒形の容器に水を入れたファントムでもよい。例えば、骨部を想定した場合、再構成像を作成する断層面が、図８に表されるように、水の入った円筒形の容器の中心からＣＴ値が比較的高い物質からなる円柱の試料が並ぶファントム４５５でもよい。ここで図８に示すファントム４５５では、直径の異なる試料４５０、試料４５１、試料４５２と、これらとＣＴ値が異なる試料４５３が設けられている。

図７に示すように、このファントムの投影像には、２つの経路で分けてアフターグロウ補正を行う。その一つの経路は、アフターグロウ補正を行う成分としてｍ個の時定数の選択４０１を行う場合である。ここで、ｍ個の時定数には、最初は図５を用いて求めたアフターグロウの全成分（Ｍ個）を用いる。次に、成分比の決定４０２を行い、先に撮影したファントムの投影像に対してアフターグロウ補正の実施４０３を行い、再構成像の作成４０４を行う。もう一つの経路は、ｍ成分から１つの成分iを除いた（ｍ−１）個の時定数を選択４１０し、同様に成分比の決定４１１、アフターグロウ補正の実施４１２、再構成像の作成４１３を行う。この再構成像の作成は、除いた成分iが全ての成分の場合で実施する。次にこれらの再構成像から差分像の作成４２０を行い、標準偏差ＳＤ‘と最大値ＭＡＸの算出４２２を行う。これらの算出は、特定の領域内での値を算出する。例えば、図８に示すファントムでは、試料４５０、試料４５１、試料４５２、試料４５３のそれぞれを含む複数の領域にて算出を実施する。更に再構成像の作成４０４にて作成した再構成像の同じ領域から標準偏差ＳＤの算出４２１を行う。

次に、これらの標準偏差ＳＤ、ＳＤ’、最大値ＭＡＸを、例えば条件４２３のような条件にて処理を行う。この処理では１成分でもＹＥＳの場合は条件を満たす時定数の削除４２４を行い、少なくなった成分数で同様に最初から処理を行う。ここで、ａ、ｂはある定数である。そして条件４２３に対して全てＮＯとなった場合、撮影部位に応じた時定数の集合の決定４２５を行い、これらの時手数をパラメータ記憶手段３０３に記憶する。標準偏差ＳＤを算出した領域ごとにその時定数が異なる場合は、それらの１方にでも含まれる時定数を全て撮影部位に応じた時定数として記憶する。

この方法では、撮影条件として、被写体の種類、被写体の撮影部位によってのみ分けて撮影モードを設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。撮影時間、Ｘ線強度、Ｘ線検出器の信号読み出し周期に対しても異なる条件にて撮影モードを設け、その条件ごとに、図７に示すような方法にてアフターグロウ補正を行う成分を決定してもかまわない。また、撮影モードごとにではなく、図５の方法で決定した時定数の１つまたは複数の集合から、診断における撮影の際に撮影者が時定数の集合を選び出し、その選択した成分にて実際の被写体にアフターグロウ補正を実施し、その結果の画像を確認することを繰り返して時定数を決定してもよい。

また、全ての撮影モードに対してアフターグロウ補正を実施するとは限らない。アフターグロウの補正を必要としない撮影モードでは、アフターグロウの補正を行わなくても、少なくとも一つの必要な撮影モードでアフターグロウ補正を行なうようにしてもよい。これは、時定数集合に０個の時定数が決定された撮影モードがあるとみなすこともできる。

（実施例２）
本発明の第２の実施例は、第１の実施例１とはアフターグロウの時定数τiと成分比Ａi（i＝１、…、Ｍ）の決定方法が異なる。第２の実施例におけるＸ線ＣＴ装置おける決定方法の説明図を、図９に示し、インパルスｆ(ｖ)の推定からアフターグロウ時定数の決定を行う具体的な方法の一例を、図１０に示す。

図９は、図５で示した第１の実施例の方法とは、インパルス応答特性ｆ(ｖ)の推定３５２の方法が異なる。図５に示す方法では、推定３５２はＸ線検出素子ごとで実施しているが、図９に示す方法では、特定のＸ線検出素子、特に、図９ではある特定のスライス(行)（Ｌスライス目とする）のＸ線検出素子のデータのみを用いて推定を行う。このようにして求まった時定数を全Ｘ線検出素子の時定数として使用する。これは、アフターグロウの成分が先に述べたようなシンチレータでの残光や回路での読み残しのような要因により発生するため、その時定数はおおよそ同じ値をなるＸ線検出素子が多いと考えられるからである。

このような処理は、特に多スライスの二次元Ｘ線検出器のようにＸ線検出素子の数が多い場合に有利である。推定３５２は、（式１）で示したような関数の非線形パラメータフィッティングのため処理量が特に大きい。そのため、特定のＸ線検出素子から時定数の決定を行うことは大幅な処理量の低減となり有効である。

図１０は、図９で示したインパルス応答特性ｆ(ｖ)の推定３５２からアフターグロウ時定数の決定３５３を行う具体的な方法の一例の説明する図である。まず先に述べたように、Ｌスライス目のＸ線検出素子の応答特性のデータのみに対して推定３５２を行う。次に、このようにして得た時定数を集計し、アフターグロウの時定数のヒストグラムの作成５２０を行う。このヒストグラムは横軸を時定数、縦軸をその時定数を有するＸ線検出素子数とする。このヒストグラムからＸ線検出素子数で共通な時定数の推定５２１を行い、これを全Ｘ線検出素子に共通な時定数として記憶３５３を行う。

本方法では、特定のＸ線検出素子のみが有するアフターグロウは推定されない。このためアフターグロウ補正によりアフターグロウの影響が取り除かれずに、再構成像でアーチファクトが生じる場合が考えられる。このような場合は、特定のＸ線検出素子のみ、共通の時定数以外の時定数を設けて記憶しておく方法や、他の画素とは別に推定３５２を行ってアフターグロウの時定数を推定して記憶しておく方法を適用する。

このような方法により、処理用を減らして効率的にアフターグロウ時定数の決定を行うことができる。

本実施例では、特定のスライスのＸ線検出素子の応答特性を用いてヒストグラムの作成５２０を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。スライスに直行する特定のチャネル(列)方向に共通なＸ線検出素子の応答特性を用いる場合や、ある特定の領域のＸ線検出素子の応答特性を用いる場合もありうる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、複数成分のアフターグロウを有するＸ線検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置に有効である。例えば、Ｘ線を直接的に電気信号に変換するＸ線検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置に適用することも可能である。

また、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲でさまざまに変形して実施することが可能である。更に、上述した実施例にはさまざまな段階が含まれており、開示される複数の構成要素における適宜な組み合わせによりさまざまな実施の形態が抽出され得る。例えば、上述した実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除される構成としてもよい。

以上のように、本発明によれば、検出器のアフターグロウに起因するアーチファクトの低減、除去及び時間分解能の低下防止を、撮影条件に合わせて高速に高精度に行うことが可能なＸ線ＣＴ装置を実現できる。また、アフターグロウの補正で使用する成分が必要以上に増加することを防ぎ、撮影毎に補正が必要な成分を選択、変更できる機能を有するＸ線ＣＴ装置を実現できる。

本発明の第１の実施例のＸ線ＣＴ装置の構成を説明する図。図１のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器の一構成例を説明する図。図１のＸ線ＣＴ装置における中央処理手段の一構成例を説明する図。図３に示した補正手段にて行われるアフターグロウ補正処理の方法の一例を説明する図。図４にて使用したアフターグロウの時定数と成分比の決定方法の一例を説明する図。図５にて計測および記憶を行うステップ応答特性と推定を行うインパルス応答特性とを説明する図。撮影条件ごとに使用されるアフターグロウの時定数の決定方法の一例を説明するための説明図。図７のファントム撮影で使用するファントムの一例を説明する図。第２の実施例におけるアフターグロウの時定数と成分比の決定方法の一例を説明する図。第２の実施例における、インパルスｆ(ｖ)の推定からアフターグロウ時定数の決定を行う具体的な方法の一例を説明する図。

符号の説明

１００…Ｘ線源、１０１…回転体、１０２…被写体、１０３…寝台天板、１０４…Ｘ線検出器、１０５…中央処理装置、１０６…表示装置、１０７…回転軸方向、スライス方向、１０８…回転方向、チャネル方向、１１１…光電変換基板、１１２…シンチレータ素子、１１３…配線基板、１１７…制御回路、１１８…信号収集手段、１１９…入力手段、１２０…電極パッド、１３０…セパレータ、３００…データ記憶手段、３０１…補正手段、３０２…再構成手段、３０３…パラメータ記憶手段、３１０…接着剤、３１１…補正データ記憶手段、３１２…Ｎビュー目アフターグロウ量データ、３１４…Ｎビュー目アフターグロウ補正前データ、３１５…Ｎビュー目アフターグロウ補正後データ、３１６…アフターグロウ成分iの減衰率、３２０…過去ビューのアフターグロウ補正前／補正後の投影像／アフターグロウ量データ、３３０…パラメータ決定手段、３５０…ステップ応答Ｆ(ｖ)の測定、３５１…ステップ応答特性Ｆ(ｖ)の記憶、３５２…インパルス応答特性f(ｖ)の推定、３５３…アフターグロウ時定数τi（i＝１、…、Ｍ）の記憶、３５４…アフターグロウ補正に使用する時定数τiの決定、３５５…時定数τiを用いてインパルス応答特性ｆ(ｖ)の再推定、３５６…時定数τi、成分比Ａi（i＝１、…、Ｍ）の記憶、４００…撮影部位に応じたファントムの撮影、４０１…時定数の選択（ｍ個）、４０２、４１１…成分比Ａiの決定、４０３、４１２…アフターグロウ補正の実施、４０４、４１３…再構成像の作成、４１０…時定数の選択（τi成分を除く（ｍ−１）個）、４２０…差分像の作成、４２１…標準偏差ＳＤの算出、４２２…標準偏差ＳＤ’の算出、最大値ＭＡＸの算出、４２３…条件、４２４…条件も満たす時定数の除去、４２５…撮影部位に応じた時定数集合の決定、４５０、４５１、４５２、４５３…試料、４５５…ファントム、５２０…アフターグロウの時定数のヒストグラム作成、５２１…ヒストグラムから共通な時定数の推定。

Claims

Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、前記被写体を透過した前記Ｘ線を電気信号に変換する複数のＸ線検出素子から成るＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力に対して補正処理を行う補正手段と、前記補正処理の出力に対して再構成演算処理を行う演算処理手段とを具備し、前記被写体の断面像を撮影するＸ線ＣＴ装置において、
前記補正手段が、前記Ｘ線検出器のアフターグロウの補正に用いるアフターグロウ応答特性を決定するパラメータを、時定数の異なる複数のアフターグロウ成分毎に記憶するパラメータ記憶手段と、前記アフターグロウ応答特性をもとに、前記Ｘ線検出器の出力に対して前記アフターグロウの補正量を前記アフターグロウ成分毎に決定して補正を行うアフターグロウ補正手段と、前記Ｘ線検出器のアフターグロウの特性を表す時定数の異なる複数のアフターグロウ成分の中から、撮影条件によって前記パラメータ記憶手段に記憶する、前記アフターグロウ応答特性を表す１または複数のアフターグロウ成分を選択するパラメータ決定手段とを有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記補正手段が、実測のデータより得た前記Ｘ線検出器のアフターグロウの特性を、時定数と成分比からなる複数の成分に分割することで、前記アフターグロウ応答特性を決定するパラメータを決定する成分決定機能を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記補正手段は、前記撮影条件が、撮影時間、Ｘ線強度、Ｘ線検出器の信号読み出し周期、被写体の種類、被写体の撮影部位のうち少なくとも一つの撮影条件によって異なる複数の撮影モードを有し、前記撮影モードによってアフターグロウ応答特性を変更する機能を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記補正手段が、少なくとも１つの撮影条件にて前記アフターグロウの補正を行わずに前記演算処理手段に前記Ｘ線検出器の出力を出力することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線検出素子が、行方向および列方向の２次元的に配置され、一部の前記行方向もしくは前記列方向、または一部の領域に属する前記Ｘ線検出素子の応答特性のデータから得た前記時定数の分布を用いて、複数の前記時定数を決定する手段を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。