JP5452854B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Description
本発明は、X線を用いて人体や物体などの被検体の断層面の画像を生成するためのX線CT(Computed
Tomography)装置に関する。
The present invention relates to X-ray CT (Computed) for generating an image of a tomographic plane of a subject such as a human body or an object using X-rays.
Tomography) apparatus.
X線CT装置は、被検体の体軸方向を軸として被検体の周囲を走査して、被検体にX線をX線管から照射する。そして、X線管から照射されたX線をコリメータ(collimator)の遮光部により遮って開口を通過させ、被検体の撮影領域に照射するように成形してX線の照射範囲を調整する。そして、コリメータを介して被検体を透過するX線をX線検出器で検出し、その検出したX線による検出データ(data)に基づいて被検体の撮影領域の断層像を生成する。 The X-ray CT apparatus scans the periphery of the subject about the body axis direction of the subject, and irradiates the subject with X-rays from the X-ray tube. Then, the X-ray irradiated from the X-ray tube is blocked by a light-shielding portion of a collimator, passes through the opening, and shaped so as to irradiate the imaging region of the subject to adjust the X-ray irradiation range. Then, X-rays passing through the subject are detected by the X-ray detector via the collimator, and a tomographic image of the imaging region of the subject is generated based on the detected data (data) by the detected X-rays.
X線CT装置は、被検体の撮影部位や撮影する目的が多様化してきており、解像度などの画像品質の向上や撮影の高速化が要求されている。このような要求に応えるため、X線CT装置は、X線を検出するX線検出素子がチャンネル方向と体軸方向である列方向とにマトリックス(matrix)状に複数配列されているX線検出器を備え、X線の走査方式としてアキシャルスキャン(axial scan)方式やヘリカルスキャン(helical scan)方式が実施されている。ここで、アキシャルスキャン方式は被検体の撮影領域の断層面毎に被検体の周囲にX線を走査する方式であり、ヘリカルスキャン方式は被検体の周囲をらせん状に体軸方向に沿ってX線を走査する方式である。このように、複数列のX線検出器を使用して撮影を行うことで、一度のスキャンで複数のX線断層像、または、所望のスライス(slice)厚のX線断層像を得ることができるという利点を有する。この場合、スライス厚は、X線検出素子の幅と断層像再構成に使用するX線検出器の列数で決まる。スライス厚を薄くすることは、体軸方向の空間分解能が高まるので、体軸方向の変化が大きい部位の撮影に有効である。しかしその一方で、スライス厚を薄くすると、密度分解能が低下し、アーチファクト(artifact)の発生頻度が増加することから、X線断層像の画質が低下するという欠点がある。X線管から放射されるX線の空間利用率が低下して、検出されるX線量が減少し、S/Nが低下するためである。スライス厚を薄くしたことによる画質の劣化を防止するためには、X線の線量を上げる必要があり、X線の線量を上げるためには、一般に、X線管の焦点(X線管の陽極面におけるX線発生点)の大きさ(以下、フォーカスサイズ(focus size)と呼ぶ)を大きくする必要がある。ところが、X線管の焦点のサイズは、X線像の幾何学的ぼけを避けるため、極力小さいほうがよい。このような事情から、コリメータの開口幅とX線管のフォーカスサイズを制御する技術が、例えば特許文献1に記載されている。
The X-ray CT apparatus has diversified the imaging part of the subject and the purpose of imaging, and is required to improve the image quality such as resolution and to increase the imaging speed. In order to meet such a demand, the X-ray CT apparatus detects X-rays in which a plurality of X-ray detection elements that detect X-rays are arranged in a matrix in the channel direction and the column direction that is the body axis direction. An X-ray scanning method, an axial scan method and a helical scan method, are implemented. Here, the axial scan method is a method in which X-rays are scanned around the subject for each tomographic plane of the imaging region of the subject, and the helical scan method is a method in which the periphery of the subject is spirally X-axis along the body axis direction. This is a method of scanning a line. As described above, by performing imaging using a plurality of rows of X-ray detectors, a plurality of X-ray tomographic images or an X-ray tomographic image having a desired slice thickness can be obtained by a single scan. It has the advantage of being able to. In this case, the slice thickness is determined by the width of the X-ray detection element and the number of rows of X-ray detectors used for tomographic reconstruction. Decreasing the slice thickness increases the spatial resolution in the body axis direction, and is effective for imaging a region where the change in the body axis direction is large. However, on the other hand, if the slice thickness is reduced, the density resolution is lowered and the occurrence frequency of artifacts is increased, so that the image quality of the X-ray tomographic image is lowered. This is because the space utilization rate of the X-rays emitted from the X-ray tube decreases, the detected X-ray dose decreases, and the S / N decreases. In order to prevent the deterioration of image quality due to the thin slice thickness, it is necessary to increase the X-ray dose. In order to increase the X-ray dose, generally, the focal point of the X-ray tube (the anode of the X-ray tube) is required. It is necessary to increase the size of the X-ray generation point on the surface (hereinafter referred to as the focus size). However, the size of the focus of the X-ray tube should be as small as possible in order to avoid geometric blur of the X-ray image. Under such circumstances, for example,
しかしながら、上述のような様々な制御を行う一方で、コリメータの開口を通過したX線の強度が、X線検出器の列方向やチャネル方向で均一にならない場合があることが見出された。以下、この現象について説明する。 However, while performing various controls as described above, it has been found that the intensity of X-rays that have passed through the aperture of the collimator may not be uniform in the column direction or channel direction of the X-ray detector. Hereinafter, this phenomenon will be described.
図3は、コリメータの開口幅を比較的大きい幅Waと比較的小さい幅Wbにした場合を示す概念図である。図中、X線管124、コリメータ127、X線検出器131は、X線検出器の列方向(以下、被検体の体軸方向、又はZ軸方向とも言う)に対して垂直な方向から観察されている。図4は、図3で示す2つの幅のコリメータを用いてX線を照射した場合のX線検出器が検出する列方向のX線強度分布を示す。尚、このX線強度分布は、被検体が存在しない状態での強度分布である。図中、Daは、コリメータの開口幅がWaを用いた場合のX線強度分布を示す曲線であり、Dbは、コリメータの開口幅がWbを用いた場合のX線強度分布を示す曲線である。図4から判るように、比較的大きいコリメータの開口幅Waを用いた場合は、ほぼ理想的に均一の強度のX線強度分布Daが得られるのに対し、比較的小さいコリメータの開口幅Wbを用いた場合は、その小さい開口幅によるX線の回折現象が大きくなり、不均一なX線強度分布Dbとなってしまうことが考えられる。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a case where the opening width of the collimator is set to a relatively large width Wa and a relatively small width Wb. In the figure, an
また、断層像の画質を向上させる目的で照射するX線の線量を制御するために、X線管電流を制御する場合、それに伴ない、図5のようにX線管のフォーカスサイズが変化してしまう。図6は、異なる2つのフォーカスサイズ(F1、F2)について、同じ開口幅のコリメータを用いた場合のX線検出器が検出するチャンネル方向のX線強度分布を示したものである。尚、このX線強度分布は、被検体が存在しない状態での強度分布である。図6を見て判るように、フォーカスサイズの違いにより、チャンネル(channel)方向でのX線強度分布が異なる。これは、フォーカスサイズに対し、コリメータの開口が一定のため、その焦点から発生されるX線の利用率が異なることに起因することが考えられる。尚、Z方向のX線強度分布についても、同様に、X線強度分布が、フォーカスサイズ(X線管電流の大きさ)によって、異なるものと考えられる。 When the X-ray tube current is controlled to control the dose of X-rays emitted for the purpose of improving the tomographic image quality, the focus size of the X-ray tube changes accordingly as shown in FIG. End up. FIG. 6 shows the X-ray intensity distribution in the channel direction detected by the X-ray detector when the collimators having the same aperture width are used for two different focus sizes (F1 and F2). This X-ray intensity distribution is an intensity distribution in a state where no subject exists. As can be seen from FIG. 6, the X-ray intensity distribution in the channel direction differs depending on the focus size. This can be attributed to the fact that the utilization of X-rays generated from the focal point differs because the aperture of the collimator is constant with respect to the focus size. Similarly, regarding the X-ray intensity distribution in the Z direction, it is considered that the X-ray intensity distribution varies depending on the focus size (the magnitude of the X-ray tube current).
さらにまた、図7に示されるように、コリメータの開口部の中央部1271からX線管124までの距離aは、コリメータの単部付近1273からX線管124までの距離bよりも短いことから、X線検出器のチャンネル方向のX線強度に、X線管電流によって異なる分布が生じてしまうことも考えられる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the distance a from the central portion 1271 of the opening of the collimator to the
このように、コリメータの開口を通過したX線の強度が、X線検出器の列方向やチャンネル方向で均一にならない場合、断層像の得られるべき画素値(CT値)が不均一となり画質低下の原因となるという問題点があった。 As described above, when the intensity of the X-rays that have passed through the aperture of the collimator is not uniform in the column direction or the channel direction of the X-ray detector, the pixel values (CT values) from which tomographic images should be obtained become non-uniform, resulting in a reduction in image quality. There was a problem of causing.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、得られるべき画素値(CT値)が均一な断層像を得ることが可能な、X線CT装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an X-ray CT apparatus capable of obtaining a tomographic image with uniform pixel values (CT values) to be obtained.
上記目的を達成するために本発明の第1の観点によるX線CT装置は、X線源と、複数個配列された検出器素子が被検体の体軸方向に複数列配列されたマトリックス状の配列構造を有し、前記X線源から照射されたX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器より投影データを収集するデータ収集部とを有するX線検出部と、前記被検体を載置し、前記X線源及び前記X線検出部との間に前記被検体を配置するテーブル(table)と、前記被検体とX線源の間に配置され、開口によって前記X線源から照射されたX線の照射範囲を制限するコリメータと、前記X線検出器の検出器素子の配列方向における配列位置及び前記X線源に供給するX線管電流値によって異なる検出感度補正を、前記X線検出器の検出器素子の少なくとも一方の配列方向の投影データに対して施す補正処理を行う補正手段と、前記補正処理が施された投影データを用いて、断層像を画像再構成する画像再構成部と、を含むX線CT装置というものである。 In order to achieve the above object, an X-ray CT apparatus according to a first aspect of the present invention is an X-ray source and a matrix-like array in which a plurality of detector elements are arrayed in the body axis direction of a subject. An X-ray detector having an array structure and having an X-ray detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source; and a data collecting unit for collecting projection data from the X-ray detector; A table on which a specimen is placed and the subject is placed between the X-ray source and the X-ray detector, and the X-ray is arranged between the subject and the X-ray source, and is opened by the opening. Collimator for limiting the irradiation range of X-rays emitted from the source, and detection sensitivity correction that differs depending on the arrangement position of the detector elements of the X-ray detector in the arrangement direction and the X-ray tube current value supplied to the X-ray source , At least one of the detector elements of the X-ray detector An X-ray CT apparatus including a correction unit that performs correction processing performed on projection data in the column direction, and an image reconstruction unit that reconstructs a tomographic image using the projection data subjected to the correction processing. Is.
また、本発明の第2の観点によるX線CT装置は、第1の観点のX線CT装置において、前記補正手段は、前記X線検出器より検出されたX線の強度が、前記X線検出器の検出器素子の少なくとも一方の配列方向において均一となるような補正処理を施す、というものである。 The X-ray CT apparatus according to the second aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the first aspect, wherein the correcting means has an intensity of the X-ray detected by the X-ray detector. Correction processing is performed so as to be uniform in at least one arrangement direction of the detector elements of the detector.
また、本発明の第3の観点によるX線CT装置は、第1の観点又は第2の観点のX線CT装置において、前記コリメータの開口幅及び前記X線管電流に対応付けられた各検出器素子毎の検出感度補正用データを記憶する記憶部をさらに有し、前記補正手段は、前記X線のデータが得られたときの前記コリメータの開口幅及び前記X線管電流に基づき前記記憶部から抽出された検出感度補正用データを用いて、前記投影データを補正する、X線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to the third aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the first or second aspect, wherein each detection associated with the opening width of the collimator and the X-ray tube current is performed. A storage unit that stores detection sensitivity correction data for each device element, and the correction unit stores the data based on the opening width of the collimator and the X-ray tube current when the X-ray data is obtained. An X-ray CT apparatus that corrects the projection data using detection sensitivity correction data extracted from the unit.
また、本発明の第4の観点によるX線CT装置は、第1の観点から第3の観点の何れか一つのX線CT装置において、前記コリメータの開口幅が所定の値より小さいか否かを判断する判断部をさらに有し、前記補正手段は、前記判断部において、前記所定の値より小さいと判断された場合に補正を施す、というものである。 The X-ray CT apparatus according to the fourth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the opening width of the collimator is smaller than a predetermined value. And a correction unit that corrects when the determination unit determines that the value is smaller than the predetermined value.
また、本発明の第5の観点によるX線CT装置は、第3の観点又は第4の観点のX線CT装置において、前記記憶部は、前記X線検出器の列方向の配列位置によって異なる検出感度補正用データを記憶し、前記補正手段は、前記X線検出器の列方向の配列位置によって異なる補正を施す、というものである。 The X-ray CT apparatus according to the fifth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the third aspect or the fourth aspect, wherein the storage unit varies depending on the arrangement position of the X-ray detectors in the column direction. Detection sensitivity correction data is stored, and the correction means performs different corrections depending on the arrangement position of the X-ray detectors in the column direction.
また、本発明の第6の観点によるX線CT装置は、第3の観点のX線CT装置において、前記検出感度補正用データは、被検体のない状態で撮影して得られた投影データが列方向において均一となるように補正するためのデータである、というものである。 An X-ray CT apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the third aspect, wherein the detection sensitivity correction data is projection data obtained by imaging without a subject. This is data for correction so as to be uniform in the column direction.
また、本発明の第7の観点によるX線CT装置は、第3の観点のX線CT装置において、前記検出感度補正用データは、複数の前記X線源の焦点の大きさ毎及びコリメータの開口幅毎に前記X線検出器の配列方向のX線出力をシミュレーション(simulation)によって求めた結果と、実際にX線管電流を変化させたときのコリメータの開口幅毎のX線出力結果と、フォーカスサイズとX線管電流との既知の相関関係とを用いて求めた、シミュレーションと実測のX線出力の相違に基づき求められたデータである、というものである。 An X-ray CT apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the third aspect, wherein the detection sensitivity correction data includes a plurality of focus sizes of the X-ray sources and collimator data. The result of obtaining the X-ray output in the arrangement direction of the X-ray detector for each aperture width by simulation, and the X-ray output result for each aperture width of the collimator when the X-ray tube current is actually changed, This is data obtained based on a difference between a simulation and an actual measurement X-ray output, which is obtained using a known correlation between the focus size and the X-ray tube current.
本発明のX線CT装置によれば、X線検出器の検出器素子の配列方向における配列位置及び前記X線源に供給するX線管電流値によって異なる検出感度補正を、前記X線検出器の検出器素子の少なくとも一方の配列方向のディジタル(digital)信号に対して施す補正処理を行う補正手段を有することにより、得られるべき画素値(CT値)が均一な断層像を得ることができる。 According to the X-ray CT apparatus of the present invention, the X-ray detector performs detection sensitivity correction that varies depending on the arrangement position of the detector elements of the X-ray detector in the arrangement direction and the X-ray tube current value supplied to the X-ray source. By providing correction means for performing correction processing to be applied to at least one of the detector elements in the arrangement direction, a tomographic image having a uniform pixel value (CT value) to be obtained can be obtained. .
以下添付した図面を参照して、本発明を好適な実施形態に従って、詳細に説明する。
図1は、本発明の好適な実施態様にかかるX線CT装置1000のシステム(system)構成図である。図1に図示の如く、X線CT装置1000は、被検体(患者)へのX線照射と載置された被検体を透過したX線を検出するためのガントリ(gantry)120と、ガントリ120に対して指示信号を送信し各種設定を行うとともに、ガントリ120から出力されてきた投影データに基づいてX線断層像を再構成し、表示する操作コンソール(console)100、および被検体を載置し、ガントリ内部へ搬送する搬送装置140とにより構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an
120に示すガントリは、その全体の制御を司るメインコントローラ(main controller)122を始め以下の構成を備える。121は操作コンソール100との通信を行うためのインターフェース(interface)、132はガントリ回転部であり、内部には、X線を発生するX線管124(X線管コントローラ123により駆動制御される)、X線の照射範囲を規定するコリメータ127、コリメータ127のX線照射範囲を規定するスリット(slit)幅(開口幅)の調整、及びコリメータ127のZ軸方向(図面に垂直な方向、すなわち、後述する天板142が空洞部133に向かって搬送される方向)の位置を調整するコリメータモータ(collimator motor)126が設けられている。かかるコリメータモータ126の駆動はコリメータコントローラ125により制御される。
The gantry shown at 120 includes a
また、132に示すガントリ回転部は、被検体を透過したX線を検出するX線検出器131、及びX線検出器131より得られた投影データを収集するデータ収集部130も備える。なお、X線検出器131には、複数の検出素子からなる検出素子群を有する検出器列がZ軸方向に複数列配されている。
The
X線検出器131の各々の検出器素子はそれぞれ独立した減弱信号を例えば多チャンネルのデータ収集システム(DAS(Data Aquisition System))からなるデータ収集部130へ供給する。DASは、各々の検出器素子の独立した信号を、サンプリング(sampling)速度クロック(clock)(図示せず)によって決定されたサンプリング速度でサンプリングする。一般に、サンプリング速度クロックは、減弱信号のサンプリング速度が、異なるガントリ回転速度の場合において収集される断層撮影投影集合の投影相互の間に所望の角度間隔を与えるように調節される。簡単に云えば、ガントリ回転速度は、スキャン時間を制御するために変更することができる。このようにサンプリングされた減弱信号の各々はディジタル化されて、生の減弱データであるDASカウントとしてメインコントローラ122に転送される。オペレータ(operator)は、操作コンソール100の入力装置(103、104)を使用して所望のスキャン速度に対応したサンプリング速度クロックの速度を指定することができる。X線検出器131とデータ収集部130は、本発明におけるX線検出部に対応する。
Each detector element of the
X線管124及びコリメータ127と、X線検出器131とは互いに空洞部分133をはさんで対向する位置に設けられ、その関係が維持された状態でガントリ回転部132が矢印135の向きに回動するようになっている。この回転は、回転モータコントローラ128からの駆動信号により所定の制御周期で回転速度制御される回転モータ129によって行われる。また、搬送装置140は、被検体を実際に載置する天板142と天板142を保持するテーブル143とを有し、天板142は天板モータ141によってZ軸方向に駆動され(すなわち、天板の搬送方向=Z軸方向)、天板モータ141の駆動は天板モータコントローラ134からの駆動信号に基づいて所定の制御周期で搬送速度制御される。
The
メインコントローラ(main controller)122は、I/F121を介して受信した各種指示信号の解析を行い、それに基づいて上記のX線管コントローラ123、コリメータコントローラ125、回転モータコントローラ128、天板モータコントローラ134、そして、データ収集部130に対し、各種制御信号を出力することになる。また、メインコントローラ122は、データ収集部130で収集された投影データを、I/F121を介して操作コンソール100に送出する処理も行う。
The
操作コンソール100は、所謂ワークステーション(workstation)であり、図示に示す如く、装置全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)105、ブートプログラム(boot program)等を記憶しているROM(Read−Only Memory)106、主記憶装置(メモリ)として機能するRAM(Random Access Memory)107をはじめ、以下の構成を備える。
The
HDD(Hard Disk Drive)108は、ハードディスク装置であって、ここにOS(Office System)や、スキャン制御プログラムのほか、コンピュータ36に各種指示を与えたり、コンピュータ36より受信したデータに基づいてX線断層像を再構成するための画像再構成プログラムが格納されている。また、VRAM(Video RAM)101は表示しようとするイメージデータ(image data)(256×256ピクセル(pixel))を展開するメモリであり、ここにイメージデータ等を展開することでCRT102にX線断層像を表示させることができる。103および104は各種設定を行うためのキーボード(keyboard)とマウス(mouse)である。また、I/F109はガントリ120と通信を行うためのインターフェースである。
An HDD (Hard Disk Drive) 108 is a hard disk device. In addition to an OS (Office System) and a scan control program, the HDD (Hard Disk Drive) 108 gives various instructions to the computer 36 and X-rays based on data received from the computer 36. An image reconstruction program for reconstructing a tomographic image is stored. A VRAM (Video RAM) 101 is a memory that develops image data (image data) (256 × 256 pixels (pixels)) to be displayed. The image data and the like are developed in the image data and the like, and an X-ray tomogram is displayed on the
操作コンソール100は、また、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM(Compact Disk−ROM)、DVD(Disital Versatile Disk)、磁気テープ(tape)、不揮発性のメモリカード(memory card)等の各種記録媒体に格納されたプログラムやデータをRAM107にロード(load)するCD−ROMドライブ等の各種記録媒体駆動装置110を備えている。操作コンソール100はさらに、通信インタフェース111を備え、ネットワーク(network)に接続し、ネットワークに存在するデータやプログラムをダウンロード(download)することができる。CD−ROM等の各種記録媒体に格納されたプログラムやデータ及び、ネットワークからダウンロードされたプログラム(画像処理プログラムを含む)やデータはRAM107にロードされ、実行される。
The
以下、実施例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。尚、下記実施例は、特に断りのない限り、上述のX線CT装置を用いて実施するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, unless otherwise indicated, the following Example shall be implemented using the above-mentioned X-ray CT apparatus.
(実施例1)
本実施例においては、コリメータの開口幅が、所定値よりも小さい場合について、投影データに対して列方向に異なる補正を施す例である。
Example 1
In this embodiment, when the opening width of the collimator is smaller than a predetermined value, the projection data is corrected differently in the column direction.
本実施例においては、コリメータの開口幅及びX線管電流毎の検出感度補正用データを記憶する記憶部と、コリメータの開口幅が所定の値より小さいか否かを判断する判断部と、前記判断部において、前記所定の値より小さいと判断された場合にコリメータの開口幅及びX線管電流に基づき前記記憶部から抽出された検出感度補正用データを用いて、前記ディジタル信号を補正する補正手段を有する。尚、記憶部は、所定値よりも小さいコリメータの開口幅について、予め求められた、被検体のない状態で撮影したデータが列方向において均一に補正されるような検出感度補正用データをX線管電流毎に記憶するものであり、所定値よりも小さいコリメータの開口幅が、複数想定される場合は、コリメータの開口幅毎に、X線管電流毎の検出感度補正用データが記憶される。 In the present embodiment, a storage unit that stores detection sensitivity correction data for each aperture width and X-ray tube current of the collimator, a determination unit that determines whether or not the aperture width of the collimator is smaller than a predetermined value, A correction for correcting the digital signal using detection sensitivity correction data extracted from the storage unit based on the aperture width of the collimator and the X-ray tube current when the determination unit determines that the value is smaller than the predetermined value. Have means. Note that the storage unit obtains X-ray detection sensitivity correction data, which is obtained in advance for the collimator aperture width smaller than a predetermined value so that the data captured in the absence of the subject is uniformly corrected in the column direction. This is stored for each tube current. When a plurality of collimator aperture widths smaller than a predetermined value are assumed, detection sensitivity correction data for each X-ray tube current is stored for each collimator aperture width. .
上述の記憶手段、判断部、及び補正手段は、上述の操作コンソール100の一部である。
The storage unit, the determination unit, and the correction unit described above are part of the
図2は、本実施例の補正処理を説明するためのフローチャート(flow chart)である。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the correction processing of this embodiment.
オペレータは操作条件を指定し、操作コンソール100において走査を開始する指示を行うことにより、この処理は開始する(ステップ(step)501)。 The operator starts the process by designating operation conditions and giving an instruction to start scanning on the operation console 100 (step 501).
ガントリのメインコントローラ122は、走査条件を取得し(ステップ503)、コリメータの開口幅が所定の値より狭いか否かを判断する(ステップ505)。
The
ステップ505においてコリメータの開口幅が所定の値以下の場合には、DASカウント(DAS count)に特定されたX線管電流値に対応する検出感度補正用データを用いた補正処理を行い(ステップ507)、次に従来の画像再構成処理を行う(ステップ509)。
If the aperture width of the collimator is equal to or smaller than the predetermined value in
また、ステップ505においてコリメータの開口幅が所定の値よりも大きい場合には、補正処理を行わずに画像再構成処理を行う(ステップ509)。
If the opening width of the collimator is larger than the predetermined value in
尚、補正処理は、例えば、基準となるX線検出部の各検出器素子の出力の分布に適合させる等の従来の較正処理を施した前又は後の投影データについて施すことができる。尚、従来の較正処理の後に行う場合は、較正処理にて較正(補正)された投影データに対し、まだ尚存在するエラー(error)を補正することができる。 The correction process can be performed on the projection data before or after the conventional calibration process such as adapting to the output distribution of each detector element of the reference X-ray detector. In addition, when it is performed after the conventional calibration process, an error still existing can be corrected for the projection data calibrated (corrected) in the calibration process.
また、この例においては、ガントリ120のメインコントローラ122によりステップ507の補正処理が行われているが、この処理は走査コンソール100において実行することもできる。
In this example, the correction process in
本実施形態によれば、図4の、小さい開口幅のコリメータを用いた場合の不均一なX線強度分布Dbを均一なX線強度分布に補正することができる。 According to this embodiment, the non-uniform X-ray intensity distribution Db in the case of using the collimator having a small aperture width in FIG. 4 can be corrected to a uniform X-ray intensity distribution.
(実施例2)
本実施例においては、X線管電流とコリメータの開口幅に基づき、投影データに対してX線管のチャンネル方向に異なる補正を施す例である。
(Example 2)
The present embodiment is an example in which different corrections are performed on the projection data in the channel direction of the X-ray tube based on the X-ray tube current and the aperture width of the collimator.
X線管電流とコリメータの開口幅毎の検出感度補正用データを記憶する記憶部と、コリメータの開口幅及びX線管電流に基づき前記記憶部から抽出された検出感度補正用データを用いて、前記投影データを補正する補正手段を有する。 Using the storage unit for storing detection sensitivity correction data for each aperture width of the X-ray tube current and the collimator, and the detection sensitivity correction data extracted from the storage unit based on the aperture width and the X-ray tube current of the collimator, Correction means for correcting the projection data;
前記記憶部に記憶された検出感度補正データは、複数のX線管のフォーカスサイズ毎及びコリメータの開口幅毎に各チャンネル方向のX線出力をシミュレーションによって求めた結果と、実際にX線管電流を変化させたときのコリメータの開口幅毎のX線出力結果との対応付けを、図5に示されるような、フォーカスサイズとX線管電流との既知の相関関係を用いて行って、対応付けられたシミュレーションの出力結果と実測の出力結果との違いを求め、シミュレーションの出力結果と実測の出力結果とが略同一となるような補正成分を求めることにより得られたものである。 The detection sensitivity correction data stored in the storage unit includes the result of obtaining the X-ray output in each channel direction by simulation for each focus size of the plurality of X-ray tubes and each aperture width of the collimator, and the actual X-ray tube current. Correspondence with the X-ray output result for each aperture width of the collimator when changing is performed using the known correlation between the focus size and the X-ray tube current as shown in FIG. The difference between the attached simulation output result and the actual measurement output result is obtained, and the correction component is obtained so that the simulation output result and the actual measurement output result are substantially the same.
上述の記憶手段、判断部、及び補正手段は、上述の操作コンソール100の一部である。
The storage unit, the determination unit, and the correction unit described above are part of the
本実施例においては、収集されたディジタルデータに対し、較正を行った後、この補正用データを用い、補正を行う。 In the present embodiment, the collected digital data is calibrated and then corrected using the correction data.
本実施形態によれば、図6のような、フォーカスサイズの毎に異なるチャンネル方向での不均一なX線強度分布を、均一なX線強度分布となるように補正することができる。 尚、本実施例においても、実施例1と同様に、基準となるX線検出部の各検出器素子の出力の分布に適合させる等の従来の較正処理を施した前又は後の投影データについて施すことができる。 According to the present embodiment, a non-uniform X-ray intensity distribution in different channel directions for each focus size as shown in FIG. 6 can be corrected to be a uniform X-ray intensity distribution. In this embodiment, as in the first embodiment, projection data before or after the conventional calibration processing such as adapting to the distribution of the output of each detector element of the reference X-ray detector is performed. Can be applied.
また、X線検出器のチャンネル方向に補正を施したが、列方向の補正、又はチャンネル方向と列方向の両方について補正を行ってもよい。 Further, although the correction is performed in the channel direction of the X-ray detector, the correction in the column direction or both the channel direction and the column direction may be performed.
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨及び範囲から逸脱しないような様々な実施形態に対する多くの改変及び適応構成は当業者には明らかであろう。例えば、本願発明は人体、動植物の検査のみならず、例えば配管の内側表面の状態を検査することにも適用可能である。また、本明細書に記載したX線CT装置は、X線源及び検出器の両方がガントリと共に回転する「第3世代」の装置である。検出器が全環状で静止しておりX線源のみがガントリと共に回転する方式の「第4世代」の装置など、他の多くのX線CT装置を用いることもできるものであり、かかる全ての変形は本書で網羅されているものとする。このように、本発明は、特許請求の範囲及びその同等物の範囲内に含まれるような全ての適当な改変及び変形を網羅するものとする。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。 The present invention is not limited to the above embodiment. Many modifications and adaptations to various embodiments will be apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the present invention can be applied not only to inspection of human bodies and animals and plants but also to inspection of the state of the inner surface of a pipe, for example. In addition, the X-ray CT apparatus described herein is a “third generation” apparatus in which both the X-ray source and the detector rotate with the gantry. Many other X-ray CT devices can be used, such as a “fourth generation” device in which the detector is fully annular and stationary, and only the X-ray source rotates with the gantry. Variations are assumed to be covered in this document. Thus, the present invention is intended to cover all suitable modifications and variations as fall within the scope of the claims and their equivalents. In addition, the reference numerals in the claims corresponding to the reference numerals in the drawings are merely used for easier understanding of the present invention, and are not intended to narrow the scope of the present invention. Absent. The matters described in the claims are incorporated into the specification and become a part of the description of the specification.
1000 X線CT装置
100 操作コンソール
120 ガントリ
140 搬送装置
122 メインコントローラ
121 インターフェース
124 X線管(X線源)
123 X線管コントローラ
127 コリメータ
126 コリメータモータ
142 天板
133 空洞部
125 コリメータコントローラ
132 ガントリ回転部
131 X線検出器
130 データ収集部
145 フィルタ(filter)板
143 テーブル
141 天板モータ
134 天板モータコントローラ
105 CPU
106 ROM
107 主記憶装置(メモリ)
108 HDD
101 VRAM
102 ディスプレイ
103 キーボード
104 マウス
109 インターフェース
110 記録媒体駆動装置
111 通信インタフェース
1000
123
106 ROM
107 Main memory (memory)
108 HDD
101 VRAM
102
Claims (7)
複数個配列された検出器素子が被検体の体軸方向に複数列配列されたマトリックス状の配列構造を有し、前記X線源から照射されたX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器より投影データを収集するデータ収集部とを有するX線検出部と、
前記被検体を載置し、前記X線源及び前記X線検出部との間に前記被検体を配置するテーブルと、
前記被検体とX線源の間に配置され、開口によって前記X線源から照射されたX線の照射範囲を制限するコリメータと、
前記コリメータの開口幅及び前記X線源に供給するX線管電流値に基づいて、前記投影データに対して前記X線検出器の検出器素子の検出感度補正を行う補正手段であって、前記X線検出器の検出器素子の配列方向における配列位置及び前記X線管電流値によって異なる検出感度補正を、前記X線検出器の検出器素子の少なくとも一方の配列方向の投影データに対して行う補正手段と、
前記検出感度補正が行われた投影データを用いて断層像を画像再構成する画像再構成部と、
を含むX線CT装置。 An X-ray source;
An X-ray detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source, having a matrix-like arrangement structure in which a plurality of detector elements are arranged in a plurality of rows in the body axis direction of the subject; An X-ray detection unit having a data collection unit for collecting projection data from the X-ray detector;
A table on which the subject is placed and the subject is disposed between the X-ray source and the X-ray detection unit;
A collimator that is disposed between the subject and the X-ray source and limits an irradiation range of the X-rays irradiated from the X-ray source by an opening;
Correction means for correcting detection sensitivity of detector elements of the X-ray detector for the projection data based on an opening width of the collimator and an X-ray tube current value supplied to the X-ray source ; Correction of detection sensitivity that differs depending on the arrangement position of the detector elements in the X-ray detector and the X-ray tube current value is performed on projection data in the arrangement direction of at least one detector element of the X-ray detector. Correction means ;
An image reconstruction unit that reconstructs a tomographic image using the projection data subjected to the detection sensitivity correction;
X-ray CT apparatus including
前記補正手段は、前記X線のデータが得られたときの前記コリメータの開口幅及び前記X線管電流に基づき前記記憶部から抽出された検出感度補正用データを用いて、前記投影データを補正する請求項2に記載のX線CT装置。 A storage unit for storing detection sensitivity correction data for each detector element associated with the aperture width of the collimator and the X-ray tube current;
The correction means corrects the projection data using detection sensitivity correction data extracted from the storage unit based on the aperture width of the collimator and the X-ray tube current when the X-ray data is obtained. The X-ray CT apparatus according to claim 2 .
前記補正手段は、前記判断部において、前記所定の値より小さいと判断された場合に検出感度補正を行う請求項1から3の何れか一項に記載のX線CT装置。 A determination unit for determining whether the opening width of the collimator is smaller than a predetermined value;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the correction unit performs detection sensitivity correction when the determination unit determines that the correction unit is smaller than the predetermined value.
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