JPH01274743A - X線断層撮影装置 - Google Patents

X線断層撮影装置

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JPH01274743A
JPH01274743A JP63103969A JP10396988A JPH01274743A JP H01274743 A JPH01274743 A JP H01274743A JP 63103969 A JP63103969 A JP 63103969A JP 10396988 A JP10396988 A JP 10396988A JP H01274743 A JPH01274743 A JP H01274743A
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JP
Japan
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ray
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subject
rays
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JP63103969A
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English (en)
Inventor
Tomotsune Yoshioka
智恒 吉岡
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
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Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、X線管とX線検出器とをその間に位置する被
検体を中心として相対運動させ該被検体を断層撮影する
X線断層撮影装置に関し、特にX線検出器の各素子ごと
の素子内感度分布特性の補正を行うことができるX線断
層撮影装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のX線断層撮影装置は、第5図に示すように、被検
体1にX線を放射するX線管2と、上記被検体1を間に
挟んでX線管2に対向配置され該被検体1を透過したX
線を検出する多素子のX線検出器3と、所定形状の標準
減弱体にX線照射して計測した試射量データ及び被検体
1を体軸方向に移動させながらX線照射して計測したX
線透過像データを用いて上記X線検出器3からの電気信
号をディジタル化して入力するデータについて感度や試
射特性の補正を行う前処理演算器4と、この前処理演算
器4からのデータを入力して画像化する画像再構成演算
器5と、この画像再構成演算器5からの画像データを断
層像として表示するディスプレイ6とを有して成ってい
た。そして、上記被検体1を中心としてXfi管2とX
線検出器3とを相対運動させて該被検体1の透過Xiデ
ータを計測し、その被検体1のある断面のX線吸収係数
の分布を計算し画像化してディスプレイ6に断層像とし
て表示していた。
なお、第5図において、符号7は上記X線検出器3から
出力された電気信号を増幅する増幅器、符号8は上記増
幅器7から出力された電気信号をディジタル化するA/
D変換器、符号9は上記画像再構成演算器5から出力さ
れる画像データを格納する画像メモリである。また、上
記前処理演算器4には、上記A/D変換器8から入力す
るデータについて感度や試射特性の補正を行うのに用い
るデータをそれぞれ格納する感度補正データメモリ10
と、試射量計測データメモリ11と、試射特性補正メモ
リ12と、被検体透過像データメモリ13とが接続され
ている。
このような従来装置において、上記X線検出器3の各検
出素子の感度補正は次のようにして行う。
まず、X線管2からのX線照射領域に何も置かない状態
で計測を行い、上記各素子からの出力を前処理演算器4
で対数変換した後のデータを各素子ごとに感度補正デー
タメモリ10に格納する。次に、上記xRfA照射領域
に被検体1を配置して該被検体1について計測を行い、
X線検出器3の各素子からの出力を上記前処理演算器4
で対数変換した後の計測データと上記感度補正データメ
モリ10から読み出した感度補正用データとの差をとる
ことによって、被検体1を透過するときのX線試射量が
得られるにこで、被検体のX線試射量をdとし、X線照
射領域に被検体1を配置しないでX線照射したときのX
線検出器3からの出力強度をEoとし、上記X線照射領
域に被検体1を配置してX線照射したときのX線検出器
3からの出力強度をEとすると、 E=E、 ・exp (−d)  −(1)の関係があ
る。そして、上記第(1)式の対数をとると、 1ogE=log (Eojexp (d) )=lo
gE、d ・・・(2) となる、この第(2)式の左辺は被検体1についてX線
照射したときの計測データを対数変換したものであり、
右辺第1項は被検体1がX線照射領域にないときの計測
データを対数変換したものであるので、この二つの値の
差をとることによって上記被検体1のxi滅試射dが求
められる。すなわち、 d=logE、−1ogE となる。
このようにして、X線検出器3の各素子ごとの感度補正
を行った後に、各素子について試射特性の補正を行う。
ここで、第6図は上記被検体1のXa′fli弱量と、
X線検出器3の各素子からの出力を前処理演算器4で対
数変換を行い、且つ各素子ごとの感度補正を行った計測
試射データとの関係を示したものであり、工は理論計算
から導かれるものであり1Mは実際の検出素子の計測に
よって得られるカーブであり、1曲線(直線)からのM
曲線のずれは各素子ごとに異なる。このように、各素子
ごとに試射特性が異なると、同−試射体について計測し
ても素子ごとに違う計測試射データを示すことになり、
この分が誤差となる。従って、各素子ごとにこの試射特
性を補正しなければならない、このために、X線試射係
数及び寸法が既知の材料で作られた所定形状の標準減弱
体(例えば被検体1と同程度の大きさの円柱状体)の計
測を行う。そして、上記対数変換を行い且つ感度補正を
した標準減弱体について計測された試射データを試射量
計測データメモリ11に格納する。さらに、上記所定形
状の標準減弱体の寸法及びX線試射係数から求まる理論
的な試射量と上記のように計測された試射データとの差
をとって試射特性補正係数として各素子ごとに求め、試
射特性補正メモリ12へ格納する。
次に1以上のようにして求めた試射特性の補正用データ
を用いて補正を行う方法を第6図によって説明する。図
において、標準減弱体のX線試射量aに対するX線検出
器3の実際の計測試射データがa工で、それに対応する
標準減弱体の寸法とX線試射係数から計算される理論値
がaoで表されている。このとき、試射量計測データメ
モリ11には上記X線検出器3の各素子ごとの計測試射
データa1の値が、試射特性補正メモリ12には各素子
ごとの(ao−aよ)の値が格納される。次に、実際に
被検体1をX線照射領域に配置して計測した場合、その
被検体1のX線試射量をbとすると、このX線試射量す
に対するX線検出器3の実際の計測試射データはb工と
いう値が得られる。
この値b1を理論的な真値であるboにするため補正を
する。これは簡単な直線補間によって得られ、の関係が
ある。この第(3)式の右辺第2項のかっこ内の分子(
a o−a工)は試射特性補正メモリ12内に、分母a
1は試射量計測データメモリ11内に格納されている値
である。そして、X線検出器3の各素子ごとに上記第(
3)式によって補正を行うことにより、上記X線検出器
3の各素子の試射特性が補正され、それぞれの素子間で
の計測誤差はなくなる。
このように従来装置においては、X線検出器3の各素子
そのものの感度補正及び試射特性の補正は行っていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来装置において上記のような補正を行っても
、X線検出器3の各素子の内部で場所によって検出感度
が異なるような特性をもっていると、不均一なX線ビー
ムが上記の各素子へ入射した場合には、上記のような方
法では十分な補正はできないものであった。ここで、上
記X、@検出器3の各素子の内部で場所によって検出感
度が不均一となる原因としては、X線検出器3としてシ
ンチレータと光電変換素子(例えばシリコンフォトダイ
オード)とを組み合わせたものでは、上記シンチレータ
の材料の不均一や光電変換素子の光感度の不均一や表面
の汚れなどがあげられ、Xcなどのガスを用いた電離箱
方式では、平行に配置された電極板の平行度や厚さの不
拘−及び平坦度不良などがあげられる。
そして1例えば、第7図に示すように、被検体1の頭頂
部1′のように体軸方向に厚さが変化する診断部位にお
いては、その体軸方向のX線試射量の変化が大きくなり
、計測時においてX線検出器3に入射するときの上記頭
頂部1′を透過したx!iA強度は、頭頂部1′のスラ
イス厚が小さいC側では強く、スライス厚が大きいd側
では弱くなる。このとき、C側の検出感度が高くd側の
検出感度が低い素子と、反対にC側の検出感度が低くd
側の検出感度が高い素子とでは、それぞれからの出力信
号の大きさが異なり計測誤差が生ずるものであった。従
って、アーチファクトが発生することがあり、良好な断
層像が得られないものであった。このことから、良い診
断情報が得られず。
画像診断の効率が低下することがあった。
そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるX線断層撮影装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、被検体にX線を放射するX線管と、上記
被検体を間に挟んでX線管に対向配置され該被検体を透
過したX線を検出する多素子のX線検出器と、所定形状
の標準減弱体にX線照射して計測した試射量データ及び
被検体を体軸方向に移動させながらX線照射して計測し
たX線透過像データを用いて上記X線検出器からの電気
信号をディジタル化して入力するデータについて感度や
域別特性の補正を行う前処理演算器と、この前処理演算
器からのデータを入力して画像化する画像再構成演算器
と、この画像再構成演算器からの画像データを断層像と
して表示するディスプレイとを有し、上記被検体を中心
としてX線管とX線検出器とを相対運動させて該被極体
の透過X線データを計測し、その被検体のある断面のX
線吸収係数の分布を計算し画像化するX線断層撮影装置
において、上記の標準減弱体とは異なる断面形状の第二
の標準減弱体にX線照射して計測した試射斌データを格
納する試射量計測データメモリと、上記第二の標準減弱
体をX線管とX線検出器との相対運動の中心軸に平行方
向に移動させながらX線照射して計測したX線透過像デ
ータを格納する試射体透過像データメモリと、上記被検
体について計測したX線透過像データから求めた被検体
の体軸方向のX線試射量の変化量を格納する試射変化量
データメモリとを設け、これらのメモリからのデータを
用いて上記前処理演算器で上記X線検出器の各素子ごと
の素子内感度分布特性の補正を行うようにしたX線断層
撮影装置によって達成される。
〔作 用〕
このように構成されたX線断層撮影装置は、試射薫計測
データメモリに所定形状の第一の標準減弱体とは異なる
断面形状の第二の標準減弱体にX線照射して計測した試
射量データを格納し、試射体透過像データメモリに上記
第二の標$減弱体をXMc管とX線検出器との相対運動
の中心軸に平行方向に移動させながらX線照射して計測
したX線透過像データを格納し、かつ試射変化量データ
メモリに被検体について計測したX線透過像データから
求めた被検体の体軸方向のX線試射量の変化量を格納し
ておき、これらのメモリから読み出したデータを用いて
前処理演算器でX線検出器の各素子ごとの素子内感度分
布特性の補正を行うものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明によるX線断層撮影装置の実施例を示す
ブロック図である。このXMc断層撮影装置は、Xa管
とX線検出器とをその間に位置する被検体を中心として
相対運動させ該被検体を断層撮影するもので、第1図に
示すように、X線管2と、xg検出器3と、前処理演算
器4と、画像再構成演算器5と、ディスプレイ6とを有
している。
上記X線管2は、被検体1にxmを放射するもので、上
記被検体1を寝載するテーブル(図示省略)の上方に支
持されている。xm検出器3は、上記被検体1を透過し
たX線を入射してその強度に応じた電気信号に変換する
もので、上記被検体1を間に挟んでX線管2に対向配置
されると共に、多数の検出素子が横に列状に並べられて
いる。前処理演算器4は、上記xm検出器3がら出力さ
れた電気信号を増幅器7で増幅した後、A/D変換器8
でディジタル化したデータを入力して各素子の感度や域
別特性の補正を行うものである。画像再構成演算器5は
、上記前処理演算器4がら出方されるデータを入力して
画像化するものである。
さらに、ディスプレイ6は、上記画像再構成演算器5か
ら出力される画像データをD/A変換して断層像として
表示するもので1例えばCRTモニタから成る。
なお、第1図において、符号9は上記画像再構成演算器
5から出力される画像データを格納する画像メモリであ
る。また、符号10は、X線管2からのX線照射領域に
何も置かない状態で計測を行い、上記xi検出器3の各
素子からの出力を前処理演算器4で対数変換した後のデ
ータを各素子ごとに格納する感度補正データメモリであ
る。符号11は、X線試射係数及び寸法が既知の材料で
作られた所定形状の第一の標準減弱体(例えば被検体1
と同程度の大きさの円柱状体)にX線照射して計測を行
い、上記X線検出器3の各素子からの出力を前処理演算
器4で対数変換し且つ感度補正をした計測試射データを
格納する第一の試射量計測データメモリである。符号1
2は、上記第一の標i!!減弱体の寸法及びXMc減弱
減数係数求まる理論的な試射斌と上記計測試射データと
の差をとって試射特性補正係数として各素子ごとに求め
たものを格納する試射特性補正メモリである。さらに、
符号13は、X線管2とX線検出器3とを対向させて成
る位置に固定した状態で被検体1を上記両者の相対運動
の中心軸に平行方向(被検体1の体軸方向)に一定速度
で移動させながらX線ビームを細く絞って計測したデー
タを順次並べることにより得られる被検体1のX線透過
像データを格納する被検体透過像データメモリである。
そして、上記被検体1を中心としてX線管2とX線検出
器3とを相対運動させて該被検体1の透過X線データを
計測し、その被検体1のある断面のX線吸収係数の分布
を計算し画像化してディスプレイ6に断層像として表示
したり、画像メモリ9に格納するようになっている。こ
のとき、X線検出器3の各素子そのものの感度補正及び
試射特性の補正は、上記前処理演算器4によって各メモ
リ10〜13から読み出したデータを用いて従来と同様
に行われる。
ここで、本発明においては、上記X線検出器3の各素子
ごとの素子内感度分布特性の補正を行うため、上記前処
理演算器4に、第1図に示すように、第二の試射量計測
データメモリ14と、試射体透過像データメモリ15と
、試射変化量データメモリ16とが接続されている。上
記第二の試射斌計測データメモリ14は、前記円柱状の
第一の標準減弱体とは異なる断面形状、例えば第2図に
示すように横倒しの円錐台形状に形成された第二の標準
減弱体18にX線照射して計測した試射量データを格納
するものである。なお、上記第二の標準減弱体18の平
均的なX線試射量は、円柱状に形成された第一の標準減
弱体のXSX弱量と等しくされている。また、試射体透
過像データメモリ15は、X線管2とX線検出器3とを
対向させて成る位置に固定した状態で上記第二の標準減
弱体18を上記両者の相対運動の中心軸に平行方向に一
定速度で移動させながらX線ビームを細く絞って計測し
たデータを順次並べることにより得られる該第二の標準
減弱体のX線透過像データを格納するものである。さら
に、試射変化量データメモリ16は、第4図(a)に示
すように被検体1について計測したxi透過像データD
工から求めた被検体1の体軸方向のX線試射量の変化量
データD、 (第4図(b)参照)を格納するものであ
る。なお、符号17は、上記第二の試射量計測データメ
モリ14及び試射体透過像データメモリ15のデータを
用いて作成した素子内感度不均一補正用の補正係数を格
納する補正係数データメモリである。
次に1.このように構成されたX線断層撮影装置におけ
る補正動作について説明する。まず、第2図に示す第二
の標準減弱体18についてX線照射して試射量データを
計測し、この試射量データを第二の試射量計測データメ
モリ14に格納する。
第2図のグラフは、上記の計測による第二の標準減弱体
18の中心軸方向の位置とX線試射量の関係を示したも
のである。次に、X線管2とX線検出器3とを対向させ
て成る位置に固定した状態で上記第二の標準減弱体18
を上記両者の相対運動の中心軸に平行方向に一定速度で
移動させながらX線ビームを細く絞ってデータを計測し
、順次並べることにより得られるX線透過像データを試
射体透過像データメモリ15に格納する。この得られた
X線透過像データの第二の標準減弱体18の位置に対す
るX線試射量の変化の割合(第2図の(h  g)/(
f−e)に対応する)を求めると。
これが入射X線強度の傾斜となる。第3図はこのような
X線強度の傾斜とそのときの計測試射データの関係を示
すグラフである。ここで、X線検出器3の各素子の素子
内部で場所による検出感度差がない場合は、計測試射デ
ータはX8強度の傾斜の大きさによらず一定となり、直
線I′のような特性を示す。しかし、素子内部で場所に
よる検出感度差がある場合は、計測試射データはX線強
度の傾斜の大きさにより曲線M′のような特性を示し、
実際にはこの特性は素子ごとにばらつくものである。
そして、円柱状の第一の標準減弱体について計測しだ試
射データは第3図のiの値に、円錐台形  ゛状の第二
の標準減弱体について計測した試射データは第3図のk
の値に対応する。また、このときのxi強度の傾斜jは
、第2図の(h−g)/(f−e)に対応するので、上
記試射体透過像データメモリー5に格納された第二の標
準減弱体18の透過像データにより求まる。いま、実際
の被検体1の計測時にある素子でQというX線強度の傾
斜があったとすると、その素子では第3図においてmの
値の計測試射データが得られるが、この値mは素子内部
の場所による検出感度の不均一による誤差を含んだもの
であり、真値であるiに補正しなければならない。この
場合も前述の第(3)式と同様に簡単な直線補間によっ
て補正することができる。補正後のデータをmoとする
と。
−k m0=m+ (−) Q ・・・(4)となる。この第
(4)式の右辺第2項のかっこ内が補正係数なので、こ
れをX線検出器3の各素子ごとに求めて補正係数データ
メモリー7に格納する。
次に、X線管2とX線検出器3とを対向させて成る位置
に固定した状態で被検体1を上記両者の相対運動の中心
軸に平行方向(被検体1の体軸方向)に一定速度で移動
させながらX線ビームを細く絞ってデータを計測し、順
次並べることにより得られる被検体1のX線透過像デー
タを被検体透過像データメモリ13に格納する。第4図
(a)のグラフは、上記の計測による被検体1の体軸方
向の位置とX線試射量との関係からなるX線透過像デー
タD1を示したものである。そして、上記xi透過像デ
ータD□から被検体1の体軸方向のX線試射量の変化量
データを計算により求め、減数変化量データメモリ16
に格納する。第4図(b)は、上記のように求めた被検
体1の体軸方向の位置と試射量の変化量との関係からな
るX線試射量の変化量データD2を示すグラフであり。
これは第3図に示すX線強度の傾斜に対応する。
このような状態で、実際の被検体1について断層撮影を
行うには、まず1.第1図に示す被検体透過像データメ
モリ13に格納された被検体1のX線透過像データD□
(第4図(a)参照)を用いて撮影断面位置を決定する
。次に、この決定した撮影断面位置に対応するX線試射
量の変化量データD2を試射変化量データメモリ16か
ら読み出すと共に、補正係数データメモリ17から素子
内感度不均一補正用の補正係数を読み出す。このとき、
上記X線試射量の変化量データD2は第(4)式のX線
強度の傾斜2に対応するものであり、上記補正係数デー
タメモリ17からの補正係数は第(4)式の右辺第2項
のかっこ内の補正係数に対応する。従って、実際の被検
体1について断層撮影を行い、ある素子における計測試
射データmを得ることにより、上記第(4)式を用いて
X線検出器3の各素子ごとの素子内感度分布特性の補正
が行える。
なお、第1図においては、第二の試射量計測データメモ
リ14及び試射体透過像データメモリ15のデータを用
いて作成した素子内感度不均一補正用の補正係数を格納
する補正係数データメモリ17を設けたものとして示し
たが、本発明はこれに限らず、上記補正係数データメモ
リ17を設けずに、上記両メモリ14.15のデータを
用いて作成した素子内感度不均一補正用の補正係数を直
接前処理演算器4へ送出するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明は以上のように構成されたので、X線検出器3の
各素子ごとの素子内感度分布特性の補正を行うことがで
きる。従って、検出素子内部の場所による検出感度の不
均一の影響を除去し、各素子からの出力信号の大きさを
同等として計測誤差をなくし、アーチファクトの発生し
ない良好な断層像を得ることができる。このことから、
良い診断情報が得られると共に画像診断の効率を向上す
ることができる。また、仮にX線検出器3の素子ごとの
特性ばらつきが大きくても十分な補正が行えるので、X
線検出器3の組み立ての歩留りを向上することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるX線断層撮影装置の実施例を示す
ブロック図、第2図は第二の標準減弱体についてx4a
照射して計測した該第二の#A準減滅弱体中心軸方向の
位置とX線試射量の関係を示すグラフ、第3図はX線強
度の傾斜とそのときの計測試射データの関係を示すグラ
フ、第4図(a)は被検体の体軸方向の位置とX線試射
量との関係を示すグラフ、第4図(b)は被検体の体軸
方向の位置と試射量の変化量との関係を示すグラフ、第
5図は従来のX@断層撮影装置を示すブロック図、第6
図は被検体のX線試射量とX線検出器の各素子からの出
力を感度補正した計測試射データとの関係を示すグラフ
、第7図は被検体の頭頂部の計測時におけるX線管及び
X線検出器の配置を示す説明図である。 1・・・被検体、 2・・・X線管、 3・・・X@検
出器、4・・・前処理演算器、 5・・・画像再棉成演
算器、6・・・ディスプレイ、 8・・・A/D変換器
、 1゜・・・感度補正データメモリ、 11・・・第
一の試射量計測データメモリ、 12・・・試射特性補
正メモリ、13・・・被検体透過像データメモリ、  
14・・・第二の試射量計測データメモリ、 15・・
・試射体透過像データメモリ、 16・・・試射変化量
データメモリ、 17・・・補正係数データメモリ、 
 18・・・第二の標準減弱体。 出゛顕六 株式会社日立メディコ 第−2図 □偉I 第3図 →X綿沖戊の41f+ 第4図 −11! □ t↑l+l;威弱デとり

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  被検体にX線を放射するX線管と、上記被検体を間に
    挟んでX線管に対向配置され該被検体を透過したX線を
    検出する多素子のX線検出器と、所定形状の標準減弱体
    にX線照射して計測した減弱量データ及び被検体を体軸
    方向に移動させながらX線照射して計測したX線透過像
    データを用いて上記X線検出器からの電気信号をディジ
    タル化して入力するデータについて感度や減弱特性の補
    正を行う前処理演算器と、この前処理演算器からのデー
    タを入力して画像化する画像再構成演算器と、この画像
    再構成演算器からの画像データを断層像として表示する
    ディスプレイとを有し、上記被検体を中心としてX線管
    とX線検出器とを相対運動させて該被検体の透過X線デ
    ータを計測し、その被検体のある断面のX線吸収係数の
    分布を計算し画像化するX線断層撮影装置において、上
    記の標準減弱体とは異なる断面形状の第二の標準減弱体
    にX線照射して計測した減弱量データを格納する減弱量
    計測データメモリと、上記第二の標準減弱体をX線管と
    X線検出器との相対運動の中心軸に平行方向に移動させ
    ながらX線照射して計測したX線透過像データを格納す
    る減弱体透過像データメモリと、上記被検体について計
    測したX線透過像データから求めた被検体の体軸方向の
    X線減弱量の変化量を格納する減弱変化量データメモリ
    とを設け、これらのメモリからのデータを用いて上記前
    処理演算器で上記X線検出器の各素子ごとの素子内感度
    分布特性の補正を行うようにしたことを特徴とするX線
    断層撮影装置。
JP63103969A 1988-04-28 1988-04-28 X線断層撮影装置 Pending JPH01274743A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002360559A (ja) * 2001-05-30 2002-12-17 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X線ctシステムおよびその操作コンソールならびに制御方法

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