JPH08187238A - X線ct装置の濃度分解能評価用器具 - Google Patents

X線ct装置の濃度分解能評価用器具

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JPH08187238A
JPH08187238A JP7018338A JP1833895A JPH08187238A JP H08187238 A JPH08187238 A JP H08187238A JP 7018338 A JP7018338 A JP 7018338A JP 1833895 A JP1833895 A JP 1833895A JP H08187238 A JPH08187238 A JP H08187238A
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JP
Japan
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ray
phantom
ray absorption
absorption coefficient
flat plates
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JP7018338A
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English (en)
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Kenji Hatano
顕治 羽田野
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
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Hitachi Medical Corp
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582Calibration
    • A61B6/583Calibration using calibration phantoms

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Abstract

(57)【要約】 【目的】所望の濃度差を容易に設定できるファントムの
提供。 【構成】ファントムは、それぞれ所定のX線吸収係数を
有する材質で形成されるとともに同一形状となる平板を
複数重ね合わせた構造となっている。また、前記X線C
T装置の濃度分解能評価用器具は、所定枚数の同一厚さ
の平板を積層した構造となっているとともに、各X線吸
収係数毎の平板の数は積層品および積層のための予備の
枚数をも含めて前記所定枚数程用意されている。また、
前記濃度分解能評価用器具における各平板の配列は、X
線吸収係数の変化が一定の配列を有するようにかつ繰り
返して配列され、各部の濃度差が一定となるように構成
されている。ファントムは平板の選択組み合わせ変更に
よって所望の濃度差を容易に設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医用X線コンピュータ
断層撮影装置(以下、単にX線CT装置と呼称する)の
濃度分解能(または密度分解能)を評価するために使用
するX線CT装置の濃度分解能評価用器具(以下、ファ
ントムと呼称する)に関する。
【0002】
【従来の技術】X線CT装置の評価用器具としてファン
トムが使用されている。ファントムについては、日本工
業規格(JIS)、Z4923に記載されている。たと
えば、JIS−Z4923については、日本規格協会発
行「X線コンピュータ断層撮影装置用ファントム」平成
2年1月31日発行、Z4923の項P1〜P10に記載さ
れている。この規格には、日常点検項目として、(1)
ノイズ(雑音)、(2)コントラストスケール、(3)
空間分解能、(4)スライス厚、(5)高コントラスト
分解能、(6)低コントラスト分解能がある旨記載され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】X線CT装置は、画像
上、X線吸収係数の高い部分は白く、低い部分は黒く表
示される。濃度分解能を評価する場合、X線吸収係数の
高い(または低い)本体の穴に、直径の異なるX線吸収
係数の低い(または高い)円柱(ファントム)を挿入し
た器具が使用され、画像上は白い部分に直径の異なる黒
い円(または黒い部分に直径の異なる白い円)が表示さ
れる。
【0004】濃度分解能は、前記器具のX線吸収係数の
高低の差(以下、濃度差)において画像上識別できるフ
ァントムに設けられた円の直径によって評価される。濃
度差が同じ場合には、より小さい直径の円を識別できる
X線CT装置の方が濃度分解能が高いと評価する。ま
た、同じ直径の円を識別できる場合には、より濃度差の
小さいときに識別できるX線CT装置の方が濃度分解能
が高いと評価する。
【0005】このような濃度分解能評価に用いるファン
トムは、所望の濃度差となる材料を準備・加工して作製
するのが一般的であった。しかし、所望の濃度差を達成
するためには、数多くの材料について試行実験をしなけ
ればならず、多大な費用と労力が必要であった。
【0006】本発明の目的は、所望の濃度差を容易に設
定できるファントムを提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、所望の濃度差を有す
るファントムを作製する労力と費用を低減することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明のX線CT装置の
濃度分解能評価用器具(ファントム)は、それぞれ所定
のX線吸収係数を有する材質で形成されるとともに同一
形状でかつ同一厚さの平板を複数重ね合わせた構造とな
っている。また、前記ファントムは、所定枚数の平板の
積層構造となっているとともに、積層品および積層のた
めの予備の枚数をも含めて各X線吸収係数毎の平板のそ
れぞれの枚数は前記所定枚数程用意されている。また、
前記ファントムにおける各平板の配列は、X線吸収係数
の変化が一定の配列を有するようにかつ繰り返して配列
され、各部の濃度差が一定となるように構成されてい
る。各X線吸収係数別の平板を選択組み立てることによ
って所望の濃度差を得ることができる。
【0009】本発明の他の実施例のファントムは、平板
の厚さ方向における各部の濃度差がそれぞれ異なるよう
に構成されている。
【0010】
【作用】上記した手段によれば、本発明のファントム
は、それぞれ所定のX線吸収係数を有する材質で形成さ
れるとともに、同一形状でかつ同一厚さとなる平板を一
定の配列傾向に積層させる構造となっていることから、
平板の組み合わせ如何によってX線を透過させて得られ
る濃度差を所望値とすることができ、高精度なX線CT
装置の濃度分解能評価が達成できる。
【0011】また、本発明のファントムは、各X線吸収
係数別の平板が一定の配列傾向に積層される構造となっ
ていることから、X線の透過位置が微妙にずれても、X
線幅内には常に同一X線吸収係数構成の平板部分が納ま
るようになっていることから、常に安定した濃度差を得
ることができ、X線CT装置の濃度分解能評価の信頼性
が向上する。
【0012】また、本発明のファントムは、所定枚数の
平板の積層構造となっているとともに、積層品および積
層のための予備の枚数をも含めて各X線吸収係数別の平
板のそれぞれの枚数は前記所定枚数用意されている。し
たがって、X線吸収係数の同一あるいは異なる平板を所
望配列に積層組み立てできることから、簡単に所望の濃
度差を有するファントムを作成することができる。
【0013】本発明の他の実施例のファントムは、平板
の厚さ方向において、各部で濃度差が異なるように構成
されていることから、各部の濃度差を用いてX線CT装
置の濃度分解能評価を行うことができ、X線CT装置の
濃度分解能評価の信頼性の向上を高めることができる。
【0014】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図1は本発明の一実施例によるファントム
の概要を示す模式的斜視図、図2は本実施例によるファ
ントムを組み込んだX線CT装置の濃度分解能評価用装
置の概要を示す模式的断面図、図3は本実施例によるフ
ァントムの正面図、図4は図3におけるA−A線に沿う
断面図、図5は本発明のファントムにおけるX線吸収係
数の求め方を示す説明図である。
【0015】本発明のファントム3は、図2に示す濃度
分解能評価用装置10の水容器1の支持部材2に取り付
けられる台座18と、図1および図4に示される前記台
座18に重ねられる積層体11と、前記積層体11を押
さえる押さえ板19と、前記押さえ板19および積層体
11を台座18に固定するネジ20とによって形成され
ている。前記台座18,積層体11,押さえ板19はい
ずれも円形板となっている。前記台座18および押さえ
板19はアクリル樹脂で形成されているとともに、ネジ
20はポリカーボネイト樹脂で形成されている。
【0016】前記積層体11は同一厚さの3種類のX線
吸収係数μ1 ,μ2 ,μ3 を有する平板15,16,1
7を繰り返して積層した構造となり、全体は所望枚数
(たとえば18枚)となっている。この枚数はファント
ム3に照射されるX線9の幅T(約10mm)の2倍の
寸法となり、前記幅T内には9枚の平板が丁度納まるよ
うに構成されている。これは、X線9の照射位置が微妙
にずれても、常にX線9の幅T内に同一構成の平板1
5,16,17が位置するようにするためである。ま
た、前記平板および押さえ板19には、図3および図4
に示すように、貫通した円形孔13a,円形孔13b,
円形孔13c,円形孔13d,円形孔13eが設けられ
ている。ファントム3を使用してX線CT装置の濃度分
解能評価を行う時は、前記円形孔13a,円形孔13
b,円形孔13c,円形孔13d,円形孔13eには水
が入るようになっている。また、前記各円形孔13a,
円形孔13b,円形孔13c,円形孔13d,円形孔1
3eは、図3に示すように、その直径が微小なものか
ら、順次大きくなるように配列されている。孔の大きさ
は、たとえば、JIS規定のように、直径2mm,3m
m,4mm,5mm,10mmのように設定される。孔
の直径は、前記数値には限定されない。したがって、必
要とする濃度量を得ることができるように孔の直径を選
択すればよい。
【0017】本実施例の3種類の平板15,16,17
のX線吸収係数μは、前述のようにそれぞれ異なり、平
板15のX線吸収係数はμ1 ,平板16のX線吸収係数
はμ2 ,平板17のX線吸収係数はμ3 となっている。
【0018】水のX線吸収係数は、X線9の実効エネル
ギーが70Kev の場合、0.192〔1/cm〕となる。そ
こで、X線CT装置の濃度分解能評価性能を高めるため
に、水のX線吸収係数に近いX線吸収係数を有する物質
を平板として使用する。ここで、本発明のファントムを
構成する材質(平板)について説明する。平板を構成す
る物質としては、X線吸収係数が0.174〔1/cm〕と
なるポリエチレン樹脂、X線吸収係数が0.193152〔1/
cm〕となるポリスチレン樹脂、X線吸収係数が0.1968
〔1/cm〕となるポリウレタン樹脂、X線吸収係数が
0.20736〔1/cm〕となるポリエステル樹脂、X線吸
収係数が0.216〔1/cm〕となるアクリル樹脂等の各
樹脂が使用される。
【0019】本実施例の場合では、たとえば、平板1
5,16,17はポリエチレン樹脂,ポリスチレン樹
脂,ポリウレタン樹脂が使用される。
【0020】ここで、図5を用いて、平板(薄板)を積
層した場合のX線吸収係数の算出について述べる。照射
されたX線9は幅Tを持っており、積層体11の薄板1
〜Nの範囲を透過しているものとする。ここで平板1〜
NのX線吸収係数をμ(n),板厚をt(n)とする
と、照射されたX線9によって計測されるX線吸収係数
μ11は以下の式で算出される。
【0021】
【数1】 さらに板厚t(n)がすべて同じとするとt(n)/T
=Kと考えられることから、μ11は次式となる。
【0022】
【数2】 数式2を用いることにより、所望のX線吸収係数が得ら
れるように平板の積層枚数、平板のX線吸収係数の種類
および積層の順序を決定することが可能となる。本実施
例の場合には、平板の種類(X線吸収係数の種類)を3
種類としたものである。実際のファントム3の作製にお
いて、所望の濃度差は、積層体11からなる本体12と
水とのX線吸収率の差を調整することによって設定でき
る。
【0023】本実施例の場合では、平板15はX線吸収
係数μ1 が0.174〔1/cm〕となるポリエチレン樹脂
で形成され、平板16はX線吸収係数μ2 が0.193152
〔1/cm〕となるポリスチレン樹脂で形成され、平板
17はX線吸収係数μ3 が0.1968〔1/cm〕となるポ
リウレタン樹脂で形成されている。これにより、濃度差
が20程度となるファントム3を形成することができ
る。
【0024】本発明によるファントム3は、たとえば、
図2に示す構造のX線CT装置の濃度分解能評価用装置
10に取り付けられて使用される。濃度分解能評価用装
置10は、密閉された水容器1内に支持部材2が固定さ
れ、この支持部材2に取付けねじ4を介して本実施例に
よるファントム3が支持されている。また水容器1には
水6が満たされている。なお、支持部材2には他の性能
評価用のファントム5(たとえば、空間分解能用ファン
トム)が取付けられている。前記水容器1の外部には、
X線源7と検出器8とが配置されている。前記X線源7
から水容器1内のファントム3に対してX線9を照射
し、ファントム3を透過したX線9を検出器8に取込
み、画像処理する。さらに、前記X線源7と検出器8の
相対的位置を変えず、水容器1の中心軸を回転中心とし
て水容器1の回りに旋回させ、前記動作を繰り返して行
い、得られた画像を以てX線CT装置の性能を評価す
る。
【0025】X線CT装置は、画像上、X線吸収係数の
高い部分は白く、低い部分は黒く表示される。本実施例
のファントム3は水容器1内に配置され、前記平板1
5,16,17に設けられた円形孔13a,円形孔13
b,円形孔13c,円形孔13d,円形孔13eには水
6が入る。また、前記円形孔13a,円形孔13b,円
形孔13c,円形孔13d,円形孔13eを形成する平
板15,16,17のX線吸収係数は、水のX線吸収係
数よりもいずれも大きい。したがって、前記円形孔13
a,円形孔13b,円形孔13c,円形孔13d,円形
孔13e部分に対応する画像部分は、いずれも白っぽい
孔画像として表れる。
【0026】また、本実施例のファントム3において
は、ファントム3を構成する平板を3種類のX線吸収係
数μ1 ,μ2 ,μ3 を有する平板15,16,17の繰
り返し積層構造としてあることから、X線9が板厚方向
に微妙にずれても、X線9の幅T内におけるX線吸収係
数構成は常時同じとなり、高精度のX線CT装置の濃度
分解能評価が可能となる。
【0027】本実施例のファントム3は、ファントム3
を構成するものが所定枚数(18枚)の平板の積層構造
であること、平板は3種類のX線吸収係数を有するもの
が用意されているとともに、用意される平板の枚数はフ
ァントム3を構成する所定枚数(18枚)と同じとなっ
ている。したがって、ファントム3を構成する平板のX
線吸収係数の配列を自由に選択できる。この結果、たと
えばファントム3を構成する平板のX線吸収係数を全て
同じに構成することもできる。
【0028】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない、たとえば、
前記実施例では、X線吸収係数がそれぞれμ1 ,μ2
μ3 と3種類の平板の積層によってファントムを構成し
たが、さらに多くのX線吸収係数を有する平板でファン
トムを構成してもよい。
【0029】濃度分解能は、たとえば、水中に入れられ
たファントムにおける円形孔の内外のX線吸収係数の差
に基づく。この結果、濃度差が同じ場合には、より小さ
い直径の円を識別できるX線CT装置の方が濃度分解能
が高いと評価される。また、同じ直径の円を識別できる
場合には、より濃度差の小さいときに識別できるX線C
T装置の方が濃度分解能が高いと評価される。したがっ
て、本発明のファントム3の場合では、ファントム3は
多数の平板の積層体で形成されていることから、複数種
類のX線吸収係数を有する平板を必要に応じて組み合わ
すことにより、所望の濃度差を得ることができる。ま
た、数表1によれば、平板の板厚を変化させてもよいこ
とが分かる。このことを利用した例が図6に示す実施例
である。
【0030】図6に示す他の実施例によるファントム3
は、台座18と押さえ板19との間にA,B,Cと3ゾ
ーンに亘って平板の配列にそれぞれ特徴を持たせたもの
である。すなわち、Aゾーンでは、前記実施例と同様に
3種類のX線吸収係数を有する平板15(μ1 ),16
(μ2 ),17(μ3 )を配列したものである。
【0031】また、Bゾーンでは、平板25(μ1 ),
26(μ2 ),27(μ3 )はそれぞれ板厚が異なり、
各平板における板厚の関係は平板25>平板26>平板
27となっている。
【0032】また、Cゾーンでは、各平板30は同じ厚
さであるが、X線吸収係数がμ1 〜μ12と全て異なる構
成となっている。なお、各ゾーンの平板30の数はこれ
に限定されない。
【0033】図6に示されるファントム3の場合は、A
ゾーン,Bゾーン,Cゾーンで濃度差が変化するように
なる。
【0034】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明のファントムは、所定枚数の
平板を積層した構造となっている。また、平板は数種類
のX線吸収係数を有するものとなるとともに、各X線吸
収係数を有する平板は前記所定枚数分用意されているこ
とから、ファントムを構成する積層体は所望のX線吸収
係数を有する平板を所望の配列等によって組み立てるこ
とができ、所望の濃度差を有する高精度のファントムを
容易に作成することができる。したがって、ファントム
を作製する費用と労力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるファントムの概要を示
す模式的斜視図である。
【図2】本実施例によるファントムを組み込んだX線C
T装置の濃度分解能評価用装置の概要を示す模式的断面
図である。
【図3】本実施例によるファントムの正面図である。
【図4】図3におけるA−A線に沿う断面図である。
【図5】本発明のファントムにおけるX線吸収係数の求
め方を示す説明図である。
【図6】本発明の他の実施例によるファントムの概要を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 水容器 2 支持部材 3 ファントム 6 水 7 X線源 8 検出器 9 X線 10 濃度分解能評価用装置 11 積層体 12 本体 13a,13b,13c,13d,13e 円形孔 15 平板 16 平板 17 平板 18 台座 19 押さえ板 30 平板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ所定のX線吸収係数を有する材
    質で形成されるとともに同一形状となる平板を複数重ね
    合わせた構造となっており、所定枚数の同一厚さの平板
    を積層した構造となっているとともに、各X線吸収係数
    毎の平板の数は積層品および積層のための予備の枚数を
    も含めて前記所定枚数程用意されているX線CT装置の
    濃度分解能評価用器具における各平板の配列は、X線吸
    収係数の変化が一定の配列を有するようにかつ繰り返し
    て配列され、各部の濃度差が一定となるように構成され
    ていることを特徴とするX線CT装置の濃度分解能評価
    用器具。
JP7018338A 1995-01-11 1995-01-11 X線ct装置の濃度分解能評価用器具 Pending JPH08187238A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019176988A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X線ct装置、キャリブレーション方法、及びファントム

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