JP5102953B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
エアキャリブレーションは,被写体の撮影画像Iを,被写体を配置せずに撮影したエア画像Ioで正規化する演算であり,次式で示される。
(手段1)
X線管と,前記X線管に対向配置されたX線検出器と,前記X線管と前記X線検出器の対を回転させる回転機構を有し,前記回転の周方向の多数の位置で取得した被写体のX線透過像に基づいて前記被写体の断層像を生成するX線CT装置において,被写体を配置しない状態で前記X線管のN種類(ただし,Nは2以上の自然数とする)の管電圧で撮影したエアデータの実測値を記録する記録手段と,異なるM種類(ただし,MはN<Mを満たす自然数)の管電圧に対してエアデータの理論値を計算する手段と,前記N種類の管電圧に対して前記エアデータの実測値と前記エアデータ理論値の差分値を計算する手段と,前記エアデータの差分値を管電圧を変数とする近似式で近似する手段と,前記M種類の管電圧に対して前記近似式を用いてエアデータの差分値を計算した後に前記エアデータの理論値に加算して修正エアデータを計算する手段と,前記修正エアデータを用いてエアキャリブレーション計算を行う手段を有することを特徴とするX線CT装置である。これにより,少数(N種類)の管電圧で計測したエアデータから,より多数(M種類)の管電圧に対応したエアデータを生成できるため,エアデータの撮影時間を短縮すると共に,多数の撮影管電圧に対応可能なX線CT装置を提供できる。また,エアデータの理論値と実測値の差分量のみを管電圧を変数とする近似式で近似するため,上記近似が理論値成分に影響されることなく,高精度の近似が可能である。この結果,近似誤差に起因するエアキャリブレーション精度の低下を縮小できる。
(手段2)
前記修正エアデータを記録する第2の記録手段を有することを特徴とする手段1に記載のX線CT装置である。これにより,多数の管電圧に対してエアデータを予め計算して記録できるので,エアキャリブレーション演算を高速に行える。
(手段3)
略均一の素材で構成される模擬被写体に対して前記N種類の管電圧において撮影データを実測して記録する第3の記録手段と,前記M種類の管電圧に対して前記模擬被写体の撮影データの理論値を計算する手段と,前記N種類の管電圧に対して前記撮影データの実測値と前記撮影データ理論値の差分値を計算する手段と,前記撮影データの差分値を管電圧を変数とする近似式で近似する手段と,前記M種類の管電圧に対して前記近似式を用いて撮影データの差分値を計算した後に前記撮影データの理論値に加算して修正撮影データを計算する手段と,前記修正撮影データに対して生成した前記模擬被写体のCT値が略一定となるように前記修正撮影データを変換する変換式を計算する手段と,前記変換式に基づいて前記被写体の撮影データを修正する手段を有することを特徴とする手段1および2に記載のX線CT装置である。これにより,少数(N種類)の管電圧で計測した撮影データから,より多数(M種類)の管電圧に対応したリニアリティ補正データを生成できるため,模擬被写体の撮影に必要な時間や手間を減少すると共に,多数の撮影管電圧に対応可能なX線CT装置を提供できる。また,撮影データの理論値と実測値の差分量のみを管電圧を変数とする近似関数で近似するため,上記近似が理論値成分に影響されることなく,高精度の近似が可能である。この結果,近似誤差に起因するリニアリティ補正精度の低下を縮小できる。
(手段4)
前記変換式を規定するパラメータの値を記録する第4の記録手段を有することを特徴とする手段3に記載のX線CT装置である。これにより,多数の管電圧に対してリニアリティ補正データを予め計算して記録できるので,リニアリティ補正演算を高速化に行える。
少ない手間と時間で,任意の管電圧におけるX線CT計測を可能とするエアデータおよびリニアリティ補正データを作成できる。その結果,撮影管電圧の高精度の設定が可能となり,計測画像の画質を向上できる。
図1は本発明の実施の形態に係るX線CT装置の正面模式図である。本実施の形態に係るX線CT装置は,X線管1,X線検出器2,回転板3,寝台天板4,ガントリー5,撮影制御手段100,操作卓101,フレームメモリ102,エアキャリブレーション手段103,リニアリティ補正手段104,画像再構成手段105,画像表示手段106,演算手段A107,離散エアデータテーブル108,演算手段B109,連続エアデータテーブル110,演算手段C111,離散リニアリティ補正テーブル112,演算手段D113,連続リニアリティ補正テーブル114,離散μdテーブル115,および連続μdテーブル116等から構成される。X線管1およびX線検出器2の対からなる撮影系は回転板3に固定されており,上記撮影系および回転板3の全体はガントリー5の内部に格納されている。ガントリー5の中央部には開口部6が設けられており,開口部6の中心付近には被写体10が配置される。なお本実施の形態では被写体10として人体を想定しており,通常被写体10は寝台天板4上に横たわった状態で計測される。回転板3は図示しない駆動モーターによって回転し,被写体10の全周方向からのX線透過像を撮影する。
エアデータ計測時には被写体10および寝台天板4を配置しない状態で撮影が行われる。使用者が,操作卓101を通してエアデータ撮影の開始を指示すると,回転板3が回転を開始し,回転が定速状態に入った時点でエアデータの撮影を開始する。撮影では回転板3の1回または2回転分程度のエアデータが取得され,フレームメモリ102に記録される。次に演算手段Aは前記エアデータの全フレーム分の平均値を計算して離散エアデータテーブル108に格納する。エアデータの撮影開始から離散エアデータテーブル108への平均エアデータの格納に至る上記一連の作業は,予め指定された離散的な管電圧値に対して実施され,全ての管電圧に対して上記一連の作業が終了した段階でエアデータの撮影を終了する。なお以下においては,上記離散的な管電圧値として,90kV,100kV,110kV,120kV,および130kVの5種類の管電圧が指定されたものと仮定して説明を進めるが,本例に限定されるものではない。エアデータの撮影が終了すると,演算手段B109は後述する方法を用いて,連続的な管電圧に対するエアデータを作製し,結果を連続エアデータテーブル110に格納する。なお,本実施の形態では連続的な管電圧を,90kV〜130kVの区間における1kV刻みの管電圧と定義する。連続エアデータテーブル110を用いれば,任意の1kV刻みの管電圧での撮影が可能となる。離散エアデータテーブル108および連続エアデータテーブル110のデータ構造については後述する。
図2は離散エアデータテーブル108のデータ構造を説明するための図である。なお,図2では簡単のためX線検出器2の1つの画素(チャネル位置i,スライス位置j)に対するテーブルを示したが,実際には全ての画素に対してエアデータが格納される。離散的な管電圧で計測されたエアデータの平均値は,離散エアデータテーブル108中の対応する位置に格納される。
図4は演算手段B109において,離散的な管電圧で計測されたエアデータから連続的な管電圧に対するエアデータを計算する方法を説明するための図である。図4(a)中のプロットは,離散的な管電圧に対して実測されたエアデータの信号値Ioを示したものである。これに対して,図4(a)中の実線は,後述する方法を用いてエアデータの理論値を計算した結果である。本理論値は,連続的な管電圧に対して計算されている。図4(b)のプロットは,図4(a)に示された実測値と理論値の差分値を示したものである。このような実測値と理論値の誤差は,X線検出器2の入出力特性の歪み等が原因で生じるものである。図4(b)中の破線は,図4(b)中のプロットを多項式近似したものである。近似多項式には通常以下の3次式が用いられる。
図10(b)のプロットは,図10(a)に示された実測値と理論値の差分値を示したものである。このような実測値と理論値の誤差は,散乱X線やX線検出器2の入出力特性の歪み等が原因で生じるものである。図10(b)中の破線は,図10(b)中のプロットを多項式近似したものである。近似多項式には通常以下の3次式が用いられる。
2・・・X線検出器,
3・・・回転板,
4・・・寝台天板,
5・・・ガントリー,
6・・・開口部,
10・・・被写体,
1100・・・X線発生点,
1102・・・シンチレータ,
1103・・・固有ろ過,
1104・・・線質フィルタ,
1105・・・補償フィルタ,
1106・・・被写体。
Claims (4)
- X線管と,前記X線管に対向配置されたX線検出器と,前記X線管と前記X線検出器の対を回転させる回転機構を有し,前記回転の周方向の多数の位置で取得した被写体のX線透過像に基づいて前記被写体の断層像を生成するX線CT装置において,被写体を配置しない状態で前記X線管のN種類(ただし,Nは2以上の自然数とする)の管電圧で撮影したエアデータの実測値を記録する記録手段と,異なるM種類(ただし,MはN<Mを満たす自然数)の管電圧に対してエアデータの理論値を計算する手段と,前記N種類の管電圧に対して前記エアデータの実測値と前記エアデータ理論値の差分値を計算する手段と,前記エアデータの差分値を管電圧を変数とする近似式で近似する手段と,前記M種類の管電圧に対して前記近似式を用いてエアデータの差分値を計算した後に前記エアデータの理論値に加算して修正エアデータを計算する手段と,前記修正エアデータを用いてエアキャリブレーション計算を行う手段を有することを特徴とするX線CT装置。
- 前記修正エアデータを記録する第2の記録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。
- 略均一の素材で構成される模擬被写体に対して前記N種類の管電圧において撮影データを実測して記録する第3の記録手段と,前記M種類の管電圧に対して前記模擬被写体の撮影データの理論値を計算する手段と,前記N種類の管電圧に対して前記撮影データの実測値と前記撮影データ理論値の差分値を計算する手段と,前記撮影データの差分値を管電圧を変数とする近似式で近似する手段と,前記M種類の管電圧に対して前記近似式を用いて撮影データの差分値を計算した後に前記撮影データの理論値に加算して修正撮影データを計算する手段と,前記修正撮影データに対して生成した前記模擬被写体のCT値が略一定となるように前記修正撮影データを変換する変換式を計算する手段と,前記変換式に基づいて前記被写体の撮影データを修正する手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載のX線CT装置。
- 前記変換式を規定するパラメータの値を記録する第4の記録手段を有することを特徴とする請求項3に記載のX線CT装置。
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