JP6663094B2 - 散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 - Google Patents
散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6663094B2 JP6663094B2 JP2018137474A JP2018137474A JP6663094B2 JP 6663094 B2 JP6663094 B2 JP 6663094B2 JP 2018137474 A JP2018137474 A JP 2018137474A JP 2018137474 A JP2018137474 A JP 2018137474A JP 6663094 B2 JP6663094 B2 JP 6663094B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ratio
- scattered radiation
- radiation intensity
- subject
- scattered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 34
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 262
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 69
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 49
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 31
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 description 8
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 8
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
- Communication Control (AREA)
Description
<1−1.鉛円板の位置に対応するピクセルにおける散乱放射線の輝度値>
ディテクタの有感領域での散乱放射線の輝度値は実験的に求めることができる。その方法としては、直径の異なる数種類の鉛円板1を図1に示すようにX線源2と被写体3の間に設置してCT撮影を行い、鉛円板1の中心位置に対応するディテクタ4のピクセル位置の輝度値を比較して外挿する。
上記1−1.で説明した外挿データを求める具体的な方法を検討するため、頭部ファントムを模した数学ファントムにX線管から放出されるX線スペクトルのX線束を照射したときのX線の挙動を、モンテカルロ法を用いて計算することによりディテクタの各ピクセルで取り込まれる直接放射線や散乱放射線の数を計算した。ディテクタは蓄積型であるので厳密には異なるが、ピクセルに取り込まれるX線の数と得られる輝度値とはほぼ比例関係にあると考えることができる。
した。直接放射線と散乱放射線の和が、実際のCT撮影においてディテクタで検出される放射線に対応する。ここでは、直接放射線と散乱放射線の和を全放射線とする。
ディテクタ上において、各ピクセル位置での散乱放射線はピクセル座標が変化してもそれほど急激に変化せず、緩やかに変化する。図5の25箇所の散乱放射線の輝度値が分かっているので、これが滑らかに変化するように残りのピクセルにおける散乱放射線の輝度値を計算することが可能である。撮影実験に先立って、計算によりこれを実証したので以下に示す。
X線撮影装置は朝日レントゲン工業株式会社製のAUJE SOLIO を使用した。歯科用X線CT装置では、被写体の周りをX線管とディテクタがそれぞれ両端に設置されたアームが360度回転する。フレーム数は510枚、フレームレートは30fpsである。ディテクタの有感領域は156.96mm×159.36mm(654ピクセル×664ピクセル)であり、ディテクタの素子はCsI、厚さは700μmである。焦点からディテクタまでの距離が600mm、焦点から回転中心までの距離が375mmとなる。X線管の管電圧は85kV、管電流は4mAとした。
上述した<1.ディテクタの各ピクセルで取り込まれる散乱放射線の計算>で説明した方法に基づいて、各パターン、各鉛円板位置、各フレームの撮影データについて、鉛円板の直径の変化に対する、鉛円板位置に対応するピクセル領域の平均輝度値をグラフ化して、直径が0の場合の輝度値を外挿することによって、有感領域内の25箇所の散乱放射線による輝度値を算出した。これらの内、頭部ファントムを最適な位置に設置したパターンにおいて、図11(i)〜図11(iv)に示すフレームNo.1(正面照射), 128(側面照射), 256(背面照射), 384(側面照射)の測定画像の4箇所のピクセル領域a〜dについて、鉛円板の直径を横軸、輝度値を縦軸に取った場合のグラフを図12(a)〜図12(d)に示す。ただし、直径0mmのときの輝度値は、直径2.3mmから15.5mmのときの5点の輝度値を用いて外挿により算出した値である。また、図11(i)はcの位置、図11(ii)はdの位置、図11(iii)はaの位置、図11(iv)はbの位置に鉛円板が該当する場合の測定画像を例として示している。なお、暗電流による輝度値は差し引いている。
上述した方法で算出した散乱放射線の輝度値を用いて散乱線補正を行うことによって、CT再構成画像の画質がどの程度向上するのかを確認する必要がある。
<5−1.近似曲線の算出方法>
上述した散乱線補正を、頭部ファントムの任意の位置づけ、さらには、任意の生体データにも適用できるようにするためには、鉛円板の位置に対応する25箇所のピクセル領域のフレームごとに得られる散乱放射線の輝度値について、計算式を用いて算出できるようにする必要がある。本節では、頭部ファントムの9種類の位置づけパターンにおいて得られるデータを用いて曲線の計算式を導き、25箇所のピクセル領域のフレームごとのパラメータを算出したので、その方法を以下に示す。なお、以下で述べるピクセルの輝度値について、暗電流による影響はすでに取り除いているものとする。
において算出した散乱放射線の輝度値の比とし、それをYとする。
撮影した9パターンの頭部ファントムの位置づけに対して得られたデータ群すべてを式(3)で近似して、それぞれについてパラメータaの値およびパラメータbの値を決め、データ群と近似曲線とを比較した。これらの内、特徴的な曲線のグラフについて取り上げ、撮影で得られたデータと曲線の間の誤差を計算したので以下に示す。
歯列部分、特に歯の重なり部分などX線減弱の大きい部分に対応するディテクタ上のピクセルにおいては、X線減弱が小さい場合よりも散乱放射線による輝度値が小さい。すると、任意の生体データに適用する場合、実際の投影画像においては、歯の重なり部分が25箇所のピクセル領域の間に位置する場合などは、上記の<1−3. ディテクタ上の全ピクセルにおける散乱放射線の輝度値の計算>で求めた4次曲線によるプロファイルでは散乱放射線による輝度値が実際よりも大きい値で計算される場合がある。そうすると、散乱線補正後の歯列部分の輝度値が少なくなり、CT再構成画像に少なからず影響を与えるので、散乱放射線の輝度値を修正する必要がある。この修正方法の一例を以下に示す。
(1)ピクセルナンバー順に小さくなる、
(2)ピクセルナンバー順に大きくなる、
(3)真ん中のピクセルが最大となる、
(4)真ん中のピクセルが最小となる、
の4パターンに大別できる。ピクセルナンバーに対するこの輝度値の差のプロファイルが滑らかになるようにするため、Sinカーブを採用する。それを図示したものを図29(a)〜(d)に示す。横軸がピクセルナンバーで縦軸が上記2種類の方法で算出した散乱放射線の輝度値の差である。図のピクセルナンバー0が点7に該当し、ピクセルナンバー165 が点12に該当する。これら2つのピクセルにおける輝度値差は0であり、プロファイルの両端は0からゆっくり大きくなるので、点7および点12におけるSin カーブの位相は−π/2+2nπ(n; 整数)である。点7と点12を4等分した各領域を順に領域I、領域II、領域III、領域IVとする(図29(a)参照)。
図31(a)は生体を被写体とした測定画像を、散乱線補正を行わずに画像再構成した場合の、アキシャル画像を1箇所ピックアップして示したものである。
図32は、本発明の一実施形態に係る散乱線補正装置100の構成を示す図である。
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 通信インターフェース部
15 VRAM
16 表示部
17 HDD
18 操作部
Claims (7)
- 被写体のX線撮影で用いられるディテクタ上の特定のピクセル位置の特定のフレームにおける全放射線強度に対する散乱放射線強度の算出結果の比である第1の比と、前記特定のフレームでの前記被写体を設けないX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度に対する前記特定のフレームでの前記被写体のX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度の比である第2の比との関係を示す曲線式のパラメータを記憶する記憶部と、
前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおいて、前記被写体のX線撮影で検出される全放射線強度又は直接放射線強度に対する散乱放射線強度の比である第3の比を前記曲線式を用いて算出する算出部と、
を備え、
前記第1の比は、前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおける散乱放射線の輝度値の外挿データを用いて算出される、散乱線強度算出装置。 - 被写体のX線撮影で用いられるディテクタ上の特定のピクセル位置の特定のフレームにおける全放射線強度に対する散乱放射線強度の算出結果の比である第1の比と、前記特定のフレームでの前記被写体を設けないX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度に対する前記特定のフレームでの前記被写体のX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度の比である第2の比との関係を示す曲線式のパラメータを記憶する記憶部と、
前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおいて、前記被写体のX線撮影で検出される全放射線強度又は直接放射線強度に対する散乱放射線強度の比である第3の比を前記曲線式を用いて算出する算出部と、
を備え、
前記曲線式はY=aX b (ただし、前記Yは前記第1の比であり、前記Xは前記第2の比であり、前記a及び前記bはそれぞれ前記パラメータである)で表される、散乱線強度算出装置。 - 前記特定のピクセル位置が複数設定され、前記特定のフレームが複数設定される、請求項1又は請求項2に記載の散乱線強度算出装置。
- 前記記憶部は、前記ディテクタ上の前記特定以外のピクセル位置における散乱放射線強度を、前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおける散乱放射線強度の算出結果に基づいて補間する補間式又は前記補間式から算出される補間データを記憶する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の散乱線強度算出装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の散乱線強度算出装置と、
前記算出部の算出結果に基づいて前記被写体のX線撮影で得られる測定画像に対して散乱線補正を行う補正部と、
を備える、散乱線補正装置。 - 被写体のX線撮影で用いられるディテクタ上の特定のピクセル位置の特定のフレームにおける全放射線強度に対する散乱放射線強度の算出結果の比である第1の比と、前記特定のフレームでの前記被写体を設けないX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度に対する前記特定のフレームでの前記被写体のX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度の比である第2の比との関係を示す曲線式のパラメータを記憶媒体から読み出す読出ステップと、
前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおいて、前記被写体のX線撮影で検出される全放射線強度又は直接放射線強度に対する散乱放射線強度の比である第3の比を前記読出ステップで読み出された前記パラメータによって定まる前記曲線式を用いて算出する算出ステップと、
を備え、
前記第1の比は、前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおける散乱放射線の輝度値の外挿データを用いて算出される、散乱線強度算出方法。 - 被写体のX線撮影で用いられるディテクタ上の特定のピクセル位置の特定のフレームにおける全放射線強度に対する散乱放射線強度の算出結果の比である第1の比と、前記特定のフレームでの前記被写体を設けないX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度に対する前記特定のフレームでの前記被写体のX線撮影で前記特定のピクセル位置で検出される全放射線強度の比である第2の比との関係を示す曲線式のパラメータを記憶媒体から読み出す読出ステップと、
前記特定のピクセル位置の前記特定のフレームにおいて、前記被写体のX線撮影で検出される全放射線強度又は直接放射線強度に対する散乱放射線強度の比である第3の比を前記読出ステップで読み出された前記パラメータによって定まる前記曲線式を用いて算出する算出ステップと、
を備え、
前記曲線式はY=aX b (ただし、前記Yは前記第1の比であり、前記Xは前記第2の比であり、前記a及び前記bはそれぞれ前記パラメータである)で表される、散乱線強度算出方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018137474A JP6663094B2 (ja) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | 散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 |
ZA2023/06810A ZA202306810B (en) | 2018-07-23 | 2023-07-04 | A system to analyse effect of noise on practical quantum communication systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018137474A JP6663094B2 (ja) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | 散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020014519A JP2020014519A (ja) | 2020-01-30 |
JP6663094B2 true JP6663094B2 (ja) | 2020-03-11 |
Family
ID=69579634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018137474A Active JP6663094B2 (ja) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | 散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6663094B2 (ja) |
ZA (1) | ZA202306810B (ja) |
-
2018
- 2018-07-23 JP JP2018137474A patent/JP6663094B2/ja active Active
-
2023
- 2023-07-04 ZA ZA2023/06810A patent/ZA202306810B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020014519A (ja) | 2020-01-30 |
ZA202306810B (en) | 2024-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9907520B2 (en) | Digital tomosynthesis systems, methods, and computer readable media for intraoral dental tomosynthesis imaging | |
US8818065B2 (en) | Methods and apparatus for scatter correction for CBCT system and cone-beam image reconstruction | |
US20210338180A1 (en) | Stationary intraoral tomosynthesis imaging systems, methods, and computer readable media for three dimensional dental imaging | |
JP6071144B2 (ja) | 放射線画像解析装置および方法並びにプログラム | |
KR101576703B1 (ko) | 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 | |
US9202296B2 (en) | Metal artifacts reduction for cone beam CT | |
Inscoe et al. | Characterization and preliminary imaging evaluation of a clinical prototype stationary intraoral tomosynthesis system | |
US9375192B2 (en) | Reconstruction of a cone beam scanned object | |
WO2008012710A1 (en) | X-ray detector gain calibration depending on the fraction of scattered radiation | |
Deman et al. | Dose measurements for dental cone-beam CT: a comparison with MSCT and panoramic imaging | |
JP2017042438A (ja) | 画像処理方法、画像処理装置及び放射線断層撮影装置並びにプログラム | |
JP6767997B2 (ja) | 歯科用画像生成システムの画像データの画像向上のための方法 | |
Pauwels | What is CBCT and how does it work? | |
Klein et al. | Patient‐specific radiation risk‐based tube current modulation for diagnostic CT | |
JP5220383B2 (ja) | 放射線撮像装置 | |
JP6663094B2 (ja) | 散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 | |
Orhan et al. | Estimation of the radiation dose for dental spectral cone-beam CT | |
JP6201235B2 (ja) | 散乱線補正装置、散乱線補正方法、及びx線撮影装置 | |
JP6142172B2 (ja) | ビームハードニング補正装置、ビームハードニング補正方法、及びx線撮影装置 | |
KR101762070B1 (ko) | 콘빔 엑스선 ct의 디텍터 보정 장치 및 그 방법 | |
JP6947424B2 (ja) | 散乱線強度算出装置及びそれを備えた散乱線補正装置並びに散乱線強度算出方法 | |
Kim et al. | Absorbed dose and noise in intensity-modulated dental computed tomography | |
JP6183884B2 (ja) | 放射線断層撮影装置および投影データ補正方法並びにプログラム | |
Jakab et al. | High quality cone-beam CT reconstruction on the GPU | |
JP7115545B2 (ja) | 医用x線画像処理装置およびx線画像撮影装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191001 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6663094 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |