JP5097384B2

JP5097384B2 - Ｘ線ｃｔ装置及び散乱補正方法

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Publication number: JP5097384B2
Application number: JP2006304074A
Authority: JP
Inventors: 明萩原; 正健貫井; 明彦西出; 誠郷野
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: JP2008119095A

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置及び散乱補正方法に関し、更に詳しくは、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置及びそのＸ線散乱補正方法に関する。

Ｘ線は被検体を透過する際にあらゆる方向に散乱するが、この散乱線によりＸ線検出器は透過線（直接線）以外の方向からのＸ線も観測することになり、このような散乱線はＣＴ画像を劣化させるため、散乱線の影響を除去する必要がある。

従来は、多列検出器の１列毎に順次Ｘ線（直接線）が入射するようにコリメータを調整して所定の基準ファントムをスキャンし、得られた投影データに基づき散乱線補正用データを作成すると共に、該補正用データを用いて、被検体のスキャンにより得られた投影データの散乱線補正を行うＸ線ＣＴシステムが知られている（特許文献１）。
特開２００５−４６１９９

しかし、実際上、被検体のサイズ（体格，部位）や内部組織は様々であるため、散乱線の種類、量や方向も被検体毎に様々となる。従って、基準ファントムで求めた散乱線補正係数をそのまま使用する従来方法では、より精度の高い散乱線補正を行えない。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、被検体サイス等に応じてより精度の高い散乱補正を効率よく行えるＸ線ＣＴ装置及び散乱補正方法を提供することにある。

本発明の第１の態様によるＸ線ＣＴ装置は、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求める透過長演算手段と、前記求めた透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求める散乱角演算手段と、前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を規定した情報に基づき各散乱線の微分断面積を求める微分断面積演算手段と、前記求めた微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求める散乱係数演算手段と、各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正手段とを備えるものである。

本発明においては、被検体の投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求める構成により、被検体サイズや内部組織を反映した透過長が得られる。また、被検体を反映した透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求める構成により、実際の投影に即した散乱角（散乱線）を抽出できる。また、この散乱角で散乱の微分断面積（散乱係数）を求める構成により、被検体サイズ（体格，部位）や内部組織に応じてより精度の高い散乱線を抽出でき、きめ細かい散乱補正を行える。

本発明の第２の態様によるＸ線ＣＴ装置は、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求める透過長演算手段と、前記求めた透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求める散乱角演算手段と、前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき各散乱線のタイプ別微分断面積を求める微分断面積演算手段と、前記求めた透過長により予めＸ線透過長と当該区間を透過するＸ線の光子エネルギーの関係を規定した情報に基づき透過Ｘ線の光子エネルギーを求める光子エネルギー演算手段と、前記求めた光子エネルギーにより予め光子エネルギーと散乱断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき当該透過で生じるタイプ別散乱断面積の割合を求める散乱割合演算手段と、前記求めたタイプ別微分断面積を前記求めたタイプ別散乱断面積の割合で合成した微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求める散乱係数演算手段と、各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正手段とを備えるものである。

本発明においては、求めた散乱角により散乱のタイプ別微分断面積を求める構成によい、干渉性（レーリー）散乱や非干渉性（コンプトン）散乱等の散乱の性質をタイプ別に抽出できる。また、実際のスキャンに即した透過Ｘ線の光子エネルギーに基づき求めたタイプ別散乱断面積の割合で、タイプ別微分断面積を合成する構成により、実際の散乱の状況（性質）をより忠実に反映した散乱係数を求めることができる。

本発明の第３の態様では、補正手段は、被検体体軸方向に並ぶ各Ｘ線検出列で検出されたＸ線強度と、体軸方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきＸ線検出列方向の投影データの散乱補正を行う。本発明は、被検体体軸方向の散乱補正に適用して好適である。

本発明の第４の態様では、補正手段は、チャネル方向に並ぶ各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、チャネル方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきチャネル方向の投影データの散乱補正を行う。本発明は、Ｘ線検出器のチャネル方向の散乱補正に適用して好適である。

本発明の第５の態様による散乱補正方法は、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置の散乱補正方法であって、前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求めるステップと、前記求めた透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求めるステップと、前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を規定した情報に基づき各散乱線の微分断面積を求めるステップと、前記求めた微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求めるステップと、各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正ステップとを備えるものである。

本発明の第６の態様による散乱補正方法は、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置の散乱補正方法であって、前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求めるステップと、前記求めた透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求めるステップと、前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき各散乱線のタイプ別微分断面積を求めるステップと、前記求めた透過長により予めＸ線透過長と当該区間を透過するＸ線の光子エネルギーの関係を規定した情報に基づき透過Ｘ線の光子エネルギーを求めるステップと、前記求めた光子エネルギーにより予め光子エネルギーと散乱断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき当該透過で生じるタイプ別散乱断面積の割合を求めるステップと、前記求めたタイプ別微分断面積を前記求めたタイプ別散乱断面積の割合で合成した微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求めるステップと、各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正ステップとを備えるものである。

本発明の第７の態様では、補正ステップは、被検体体軸方向に並ぶ各Ｘ線検出列で検出されたＸ線強度と、体軸方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきＸ線検出列方向の投影データの散乱補正を行う。

本発明の第８の態様では、補正ステップは、チャネル方向に並ぶ各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、チャネル方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきチャネル方向の投影データの散乱補正を行う。

以上述べた如く本発明によれば、被検体に応じてより精度の高い散乱線補正を行うことが可能となり、Ｘ線ＣＴ撮影の性能及び信頼性向上に寄与するところが極めて大きい。

以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図１は実施の形態によるＸ線ＣＴ装置２００の構成図で、このＸ線ＣＴ装置は、被検体を載せて体（ｚ）軸方向に移動させる撮影テーブル１０と、Ｘ線コーンビームによる被検体のアキシャル／ヘリカルスキャンによるデータ収集を行う走査ガントリ２０と、撮影テーブル１０及び走査ガントリ２０の遠隔制御を行うと共に、操作者が各種の設定操作を行う操作コンソール１と備える。

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、本発明による散乱補正処理及び画像再構成処理等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ５と、投影データに基づき再構成したＣＴ断層像を表示するモニタ６と、本装置の機能を実現するための各種プログラム、データやＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置７とを備える。また、撮影テーブル１０は、被検体を乗せて走査ガントリ２０のボア（空洞部）内に入れ出しする駆動機構部及び天板（クレードル）１２を備える。

更に、走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１の管電圧・管電流等を制御するＸ線コントローラ２２と、Ｘ線ビームのz軸方向の厚さ（スライス厚）を制御するコリメータ２３と、複数列分のＸ線投影データを同時に取得可能な多列検出器２４と、各列の投影データを収集するデータ収集装置ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、Ｘ線管２１や多列検出器２４等を被検体体軸の回りに回転自在に支持する回転部１５と、その制御を行う回転部コントローラ２６と、操作コンソール１や撮影テーブル１０との間で制御信号のやり取りを行う制御コントローラ２９とを備えている。

図２は実施の形態によるＸ線撮影系を説明する外観斜視図である。Ｘ線管２１と多列検出器２４とが相対向して設けられ、これらは被検体体軸（ｚ軸）の回りに回転自在に支持されている。多列検出器２４はチャネル（ｘ軸）方向に１０００程度のＸ線検出素子を備え、これらが列Ｒ（ｚ軸）方向に複数列（図の例では８列）併設されている。

係る構成による投影データの収集は次のように行われる被検体を走査ガントリ２０の空洞部内に位置させた状態で、Ｘ線管２１からのＸ線ビームを被検体に照射する。この状態で、Ｘ線管２１からのＸ線ビームは被検体を透過して多列検出器２４の各検出器列に一
斉に入射する。データ収集部２５は多列検出器２４の各検出器列に対応する投影データを生成し、これらをデータ収集バッファ５に格納する。更に、ガントリ１５が僅かに回転した各ビュー角ｉで上記同様のＸ線投影を行い、こうしてガントリ１回転分の投影データを収集・蓄積する。また同時に、アキシャル／ヘリカルスキャン方式に従って撮影テーブル１０を体軸方向に間欠的／連続的に移動させ、こうして被検体の所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄積する。そして、ＣＰＵ３は、上記全スキャンの終了後、又はスキャンと並行して得られた投影データに基づき後述の散乱補正を行って被検体のＣＴ断層像を再構成し、これをモニタ６に表示する。

図３，図４は実施の形態による各種テーブルを説明する図（１），（２）で、後述のＸ線散乱補正で使用する各種テーブルの物理的な関係が示されている。図３（Ａ）は被検体（例えば水で代表）を透過するＸ線の光子エネルギーと散乱断面積（光子が散乱する確率の面積表示）σの関係を示している。医療用Ｘ線は０．１〜数ＭｅＶ程度のエネルギー分布を有する多色Ｘ線であるが、そのエネルギー分布が分かれれば、それに対応して生じる各タイプの散乱の確率（断面積）が算出される。このエネルギー領域で観察される主な散乱には、光電効果（光電吸収）と、レーリー散乱（干渉性散乱）と、コンプトン散乱（非干渉性散乱）とがある。一般に、０．１ＭｅＶ以下の低エネルギー光子に対しては光電吸収の断面積が支配的であり、これは透過Ｘ線の減弱と、線質硬化に深く関係する。また、この低エネルギー光子に対しては干渉性散乱が支配的であると共に、エネルギーが上昇するにつれて干渉性散乱は急速に低下する。その後のエネルギー領域（０．１＜ｈν＜１ＭｅＶ）では非干渉性のコンプトン散乱が支配的となり、該散乱はエネルギーの上昇につれて緩やかに減じていく。

本実施の形態では、事前に多数の散乱実験を行い、又は公知の豊富な実験データを利用し、これらを統計的に処理することで、予め光子エネルギーと各タイプの散乱断面積との関係を規定した光子エネルギー−散乱断面積のテーブルを作成すると共に、光子エネルギーで本テーブルを参照することによりタイプ別の散乱断面積σを求めることが可能である。

また、本実施の形態では、上記同様にして、予め透過長−光子エネルギーのテーブルを作成すると共に、被検体を透過したＸ線の透過長で本テーブルを参照することにより、当該区間における散乱のタイプと割合を特徴付ける光子エネルギーを求めることが可能である。

図４は被検体を透過するＸ線の散乱角と微分断面積（散乱角当たりの散乱の確率）の関係を散乱のタイプ別に示している。なお、本実施の形態における散乱角は、透過線（直接線）の進行方向に対する散乱線の角度θを表す。一般に、散乱角が小さいエリアではレーリー等の干渉性散乱の微分断面積が支配的であり、散乱角が大きくなるエリアではコンプトン等の非干渉性散乱の微分断面積が支配的である。なお、図は各タイプの散乱につき最大の微分断面積を１に正規化して示しているため、実際の散乱補正では、光子エネルギーにより図３（Ａ）の特性からタイプ別散乱の割合を求めることで、各微分断面積をこの割合で合成することになる。本実施の形態では、上記同様にして、予め散乱角−微分断面積のテーブルを作成すると共に、Ｘ線の散乱角で本テーブルを参照することによりタイプ別の微分断面積を求めることが可能である。

図５は実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートで、被検体をスキャンして得た投影データに後述の散乱補正を行って画像再構成する場合を示している。好ましくは
、事前に被検体のスカウトスキャンを行った後、この処理に入る。ステップＳ１１では、被検体のアキシャル／ヘリカルスキャンのための各種スキャンパラメータを設定する。コリメータ２３のスキャン幅はＸ線の全検出器列Ｒ１〜Ｒ８に透過線（直接線）が入射するように設定される。ステップＳ１２では設定確認（ＣＯＮＦＩＲＭ）の入力を待つ。やがて、入力されると、ステップＳ１３で被検体のスキャンを行う。ステップＳ１４では投影データを収集し、メモリに蓄積する。ステップＳ１５では所要撮影領域についての全スキャンを完了したか否かを判別し、完了でない場合はステップＳ１３に戻る。

こうして、やがて全スキャンを完了すると、ステップＳ１６では投影データに対する前処理を行う。この前処理にはリファレンス補正、チャネル感度補正等が含まれる。ステップＳ１７では前処理後の投影データに基づき後述のＸ線透過長推定処理を行い、被検体のサイズ（体格）等に応じた各透過Ｘ線の透過長を求める。ステップＳ１８ではＸ線の透過長データに基づき後述のＸ線散乱係数演算処理を行い、被検体サイズに応じたＸ線の散乱係数を求める。ステップＳ１９では求めた散乱係数を使用して各投影データに含まれる散乱成分を補正する。

例えば、検出器列Ｒ１のチャネルｊに入射する散乱線の強度ｓｃａｔ_Ｒ１（ｊ）は、他の検出器列Ｒ２〜Ｒ８に入射した各Ｘ線強度ｐ（Ｒ２，ｊ）〜ｐ（Ｒ８，ｊ）を、検出列間の関係を特定する散乱係数αでそれぞれ重み付けした値の和によって求められる。即ち、各検出器列Ｒ１〜Ｒ８のチャネルｊに入射する散乱線量ｓｃａｔ_Ｒ１（ｊ）〜ｓｃａｔ_Ｒ８（ｊ）は次式によって求められる。

ここで、ｐ（Ｒ１，ｊ）は第１の検出列Ｒ１のチャネルｊに入射したＸ線強度（投影データ）、散乱係数α_Ｒ１２（Ｒ１，ｊ）は、第１列検出器のチャネルｊに入射した透過線（直接線）により引き起こされた散乱線が第２列検出器のチャネルｊに入射する割合を表す。他も同様である。そして、例えば検出器列Ｒ１の投影データｐ（Ｒ１，ｊ）から散乱線の強度ｓｃａｔＲ１（ｊ）を減算することにより散乱線補償された投影データｐ’（
Ｒ１，ｊ）を得る。他の検出器列Ｒ２〜Ｒ８についても同様である。

テップＳ２０では散乱補正後の投影データを使用して逆投影処理を行い、ＣＴ断層像を再構成する。ステップＳ２１では得られたＣＴ断層像を画面に表示する。

図６は実施の形態によるＸ線透過長推定処理のフローチャートで、被検体をスキャンして投影データから直接に透過Ｘ線の透過長を求める場合を示している。図７にＸ線透過長推定処理のイメージを示す。この図は、ビュー角ｉ_０（θ＝０°），ｉ_４５（θ＝４５°）及びｉ_９０（θ＝９０°）につき、ある検出列のチャネル方向ｊの投影データを示している。ステップＳ３１ではあるビュー角の対応に被検体の投影データを読み出す。ステップＳ３２では所定閾値ＴＨを超える部分の投影データＩ_ｊ（ｊ＝１〜ｍ）を抽出する。ここで、ｊは所定閾値ＴＨを超えた部分の投影データに付した相対チャネル番号を表す。好ましくは、ステップＳ３３で複数チャネル分の投影データを平均化し、ノイズ成分による影響を軽減する。ステップＳ３４では上記平均化した投影データに基づき各チャネルの対応に透過Ｘ線の透過長ｔ_ｊを求め、メモリに格納する。

即ち、一般に、被検体のｊ番目の投影データＩ_ｊは次式、

ここで、
Ｉ_０：Ｘ線の射出強度（リファレンスデータ）
μ_ｂ：被検体を代表するＸ線減弱計数
ｔ_ｊ：Ｘ線の透過長
で表される。この式をＸ線の透過長ｔ_ｊについて解くと、次式、

が得られる。なお、被検体を代表するＸ線減弱計数μ_ｂについては、アクリルなどと同様のデフォルト値を使用するが、被検体の外形サイズや、撮影部位に応じて、予め操作者が
設定するように構成しても良い。

図７に各ビュー角におけるＸ線透過長のプロフィールを示す。ビュー角０°の場合は、Ｘ線が被検体をその表面から裏面の比較的短い距離を透過するため、その透過長は相対的に短くなっている。一方、ビュー角９０°の場合は、Ｘ線が被検体をその左側面から右側面の比較的長い距離を透過するため、その透過長は相対的に長くなっている。ビュー角４５°の場合は、これらの中間である。

ステップＳ３５では被検体の全投影データについての透過長を求めたか否かを判別し、ＮＯの場合はステップＳ３１に戻り、ＹＥＳの場合はこの処理を抜ける。こうして、被検体のサイズ（体格）等を反映した全透過長が得られる。

図８は実施の形態によるＸ線散乱係数演算処理のフローチャートで、被検体のＸ線透過長とＸ線検出器との位置関係に基づき、実際の散乱状態に忠実な、より精密なＸ線散乱係数を求める場合を示している。図９にＸ線散乱係数演算処理のイメージを示す。ステップＳ４１では、あるビュー角の対応に被検体の透過長データを読み出す。ステップＳ４２では透過長データで透過長−光子エネルギーテーブルを参照し、当該透過長における散乱を特徴付けるような光子エネルギーを求める。

ステップ４３では前記求めた光子エネルギーで光子エネルギー−散乱断面積テーブルを参照し、当該光子エネルギーで発生する干渉性散乱と非干渉性散乱の割合を求める。図３（Ａ）において、透過する光エネルギー（平均の光子エネルギー）が大きい場合には、非干渉性（コンプトン）散乱が支配的であるが、透過する光エネルギー（平均の光子エネルギー）が小さくなると、干渉性（レーリー）散乱の割合が大きくなる。

ステップＳ４４では被検体の搭載位置（天板の高さ等）やサイズ（体格）の情報に基づき、各Ｘ線検出列Ｒ１〜Ｒ８の対応に散乱線の散乱角データを求める。図９（ａ）はビュー角ｉ_０について、Ｘ線が被検体を表面から背面に透過する場合の側断面図を示している。散乱の中心（起点）は例えば被検体体軸ＣＬｂの上に設定できる。被検体の体軸ＣＬｂはスキャン開始前のパラメータ設定により、又は上記スキャン後に求めた各Ｘ線の透過長に基づいて自動的に設定可能である。今、Ｘ線の検出器列Ｒ１に直接線が入射した状態を想定すると、体軸ＣＬｂ上の起点から各検出列Ｒ２〜Ｒ８の検出面に向けてこの透過区間ｔ_Ｒ１における全散乱を代表するような各散乱線が発生する。これらの幾何学的寸法については被検体の搬送位置やＸ線検出器の位置等からＣＰＵ３において既知であるから、各散乱角データθ_Ｒ１２〜θ_Ｒ１８が演算により求まる。なお、被検体サイズが大きい場合は、体軸ＣＬｂがＣＬｂ’野位置に移動するが、これに応じて適切な散乱角データを求めることが可能である。ビュー角ｉ_４５，ｉ_９０についても同様である。

ステップＳ４５では上記求めた散乱角データで散乱角−微分断面積テーブルを参照し、各散乱角θ_Ｒ１２〜θ_Ｒ１８に対応する散乱の微分断面積を散乱尾タイプ別に求める。ステップＳ４６では前記求めた各微分断面積を上記ステップＳ４３で求めたタイプの割合で合成し、散乱係数α_Ｒ１２〜α_Ｒ１８を求める。ステップＳ４７では全散乱係数を求めたか否かを判別し、ＮＯならステップＳ４１に戻る。またＹＥＳの場合はこの処理を抜ける。これらの散乱係数は上記ステップＳ１９の散乱補正処理で使用される。

なお、上記実施の形態では被検体体軸（ｚ軸）方向の散乱線補正処理を述べたが、これに限らない。本発明はＸ線検出器のチャネル方向の散乱線補正にも適用できることは明らかである。

また、上記実施の形態では被検体をスキャンした投影データに基づき透過Ｘ線の透過長（被検体サイズ）を求めたが、これに限らない。例えば、予め被検体を少なくとも直交する２方向（例えばビュー角ｉ_０，ｉ_９０）からスカウトスキャンし、得られた投影データに基づき被検体の大まかなサイズ（Ｘ線透過長）を求めても、本発明を実現できる。

また、上記実施の形態では、本発明を具体的数値を伴って説明したが、本発明はこれらの数値に限定されない。

また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。

実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の構成図である。実施の形態によるＸ線撮影系を説明する図である。実施の形態による各種テーブルを説明する図（１）である。実施の形態による各種テーブルを説明する図（２）である。実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートである。実施の形態によるＸ線透過長推定処理のフローチャートである。実施の形態によるＸ線透過長推定処理のイメージ図である。実施の形態によるＸ線散乱係数演算処理のフローチャートである。実施の形態によるＸ線散乱係数演算処理のイメージ図である。

符号の説明

１操作コンソール
２入力装置
３中央処理装置（ＣＰＵ）
５データ収集バッファ
６モニタ
７記憶装置
１０撮影テーブル
１２天板（クレードル）
１５回転部
２０走査ガントリ
２１Ｘ線管
２３コリメータ
２４多列検出器
２５データ収集装置

Claims

被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求める透過長演算手段と、
前記求めた透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求める散乱角演算手段と、
前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を規定した情報に基づき各散乱線の微分断面積を求める微分断面積演算手段と、
前記求めた微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求める散乱係数演算手段と、
各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求める透過長演算手段と、
前記求めた透過長、および前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求める散乱角演算手段と、
前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき各散乱線のタイプ別微分断面積を求める微分断面積演算手段と、
前記求めた透過長により予めＸ線透過長と当該区間を透過するＸ線の光子エネルギーの関係を規定した情報に基づき透過Ｘ線の光子エネルギーを求める光子エネルギー演算手段と、
前記求めた光子エネルギーにより予め光子エネルギーと散乱断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき当該透過で生じるタイプ別散乱断面積の割合を求める散乱割合演算手段と、
前記求めたタイプ別微分断面積を前記求めたタイプ別散乱断面積の割合で合成した微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求める散乱係数演算手段と、
各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
補正手段は、被検体体軸方向に並ぶ各Ｘ線検出列で検出されたＸ線強度と、体軸方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきＸ線検出列方向の投影データの散乱補正を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線ＣＴ装置。
補正手段は、チャネル方向に並ぶ各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、チャネル方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきチャネル方向の投影データの散乱補正を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線ＣＴ装置。
被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置の散乱補正方法であって、
前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求めるステップと、
前記求めた透過長および、前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求めるステップと、
前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を規定した情報に基づき各散乱線の微分断面積を求めるステップと、
前記求めた微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求めるステップと、
各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正ステップとを備えることを特徴とする散乱補正方法。
被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体をスキャンした投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置の散乱補正方法であって、
前記投影データに基づき透過Ｘ線の透過長を求めるステップと、
前記求めた透過長および、前記被検体と前記Ｘ線検出器との位置関係に基づき各Ｘ線検出面に入射する散乱線の散乱角を求めるステップと、
前記求めた散乱角により予め散乱角と散乱の微分断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき各散乱線のタイプ別微分断面積を求めるステップと、
前記求めた透過長により予めＸ線透過長と当該区間を透過するＸ線の光子エネルギーの関係を規定した情報に基づき透過Ｘ線の光子エネルギーを求めるステップと、
前記求めた光子エネルギーにより予め光子エネルギーと散乱断面積の関係を散乱のタイプ別に規定した情報に基づき当該透過で生じるタイプ別散乱断面積の割合を求めるステップと、
前記求めたタイプ別微分断面積を前記求めたタイプ別散乱断面積の割合で合成した微分断面積に基づき透過Ｘ線強度に対する散乱線強度の割合を表す散乱係数を求めるステップと、
各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、各透過Ｘ線に対応して求められた散乱係数とに基づき投影データの散乱補正を行う補正ステップとを備えることを特徴とする散乱補正方法。
補正ステップは、被検体体軸方向に並ぶ各Ｘ線検出列で検出されたＸ線強度と、体軸方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきＸ線検出列方向の投影データの散乱補正を行うことを特徴とする請求項５又は６記載の散乱補正方法。
補正ステップは、チャネル方向に並ぶ各Ｘ線検出面で検出されたＸ線強度と、チャネル方向に並ぶ各透過Ｘ線に対応して求められた各散乱係数とに基づきチャネル方向の投影データの散乱補正を行うことを特徴とする請求項５又は６記載の散乱補正方法。