JPS6349142A - X線ct装置 - Google Patents
X線ct装置Info
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- JPS6349142A JPS6349142A JP61192014A JP19201486A JPS6349142A JP S6349142 A JPS6349142 A JP S6349142A JP 61192014 A JP61192014 A JP 61192014A JP 19201486 A JP19201486 A JP 19201486A JP S6349142 A JPS6349142 A JP S6349142A
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- rays
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明はデュアルエネルギースキャンを行うX線CT装
置に関する。
置に関する。
(従来の技術)
X線CT装置は、被写体内のX線減弱定数μの分布を画
像化するものである。
像化するものである。
ここで、前記定数μは用いるX線エネルギーに大きく依
存する。また、用いるXvAは広いスペクトルに亘って
エネルギーが分布している。従って、被写体の大きさ、
形状等によっても定数μは異なった値として計測されて
しまう。
存する。また、用いるXvAは広いスペクトルに亘って
エネルギーが分布している。従って、被写体の大きさ、
形状等によっても定数μは異なった値として計測されて
しまう。
この為、同一の被写体を異なる装置でスキャンすると、
得られる画像が異なり、アーチファクト(偽像)を伴い
、さらに、同一装置で同一の物質を計測する場合でも大
きさや形状が異なる場合では、計測結果が異なってしま
うことがある。このように、μを表わすCT値は信頬性
が低く、また、アーチファクトのために診断能の低下を
招いていた。
得られる画像が異なり、アーチファクト(偽像)を伴い
、さらに、同一装置で同一の物質を計測する場合でも大
きさや形状が異なる場合では、計測結果が異なってしま
うことがある。このように、μを表わすCT値は信頬性
が低く、また、アーチファクトのために診断能の低下を
招いていた。
これらを解決するために、デュアルエネルギースキャン
法が提供されている。この方法は、被写体を交互に異な
るX線エネルギーでスキャンし、その際の透過X線を計
測して得られたデータより被写体内の各場所のμのエネ
ルギー依存性を調べる方法である。そして、この情報よ
り特定の単色X線エネルギーにてOCT画像を求めたり
、電子密度分布を調べたりするものである。具体的には
、例えばパルスX線CTスキャナであれば、1パルス毎
に140kVと100kVとで交互に曝射するのである
。
法が提供されている。この方法は、被写体を交互に異な
るX線エネルギーでスキャンし、その際の透過X線を計
測して得られたデータより被写体内の各場所のμのエネ
ルギー依存性を調べる方法である。そして、この情報よ
り特定の単色X線エネルギーにてOCT画像を求めたり
、電子密度分布を調べたりするものである。具体的には
、例えばパルスX線CTスキャナであれば、1パルス毎
に140kVと100kVとで交互に曝射するのである
。
(発明が解決しようとする問題点)
従来法における問題点は、曝射した総線量のわりに画像
ノイズが大きいということである。
ノイズが大きいということである。
即ち、計測データのS/N比は捕捉したX線量により定
まり、捕捉したX線フォトンの数がnであれば略々fK
である。
まり、捕捉したX線フォトンの数がnであれば略々fK
である。
そして、捕捉するX線フォトンの量は、管電圧(mA)
と曝射時間(S)との積m^・Sに比例する。
と曝射時間(S)との積m^・Sに比例する。
また、捕捉するX線のフォトン量は、被写体によっても
異なるが、管電圧の2乗乃至4乗に比例し、典型的には
、管電圧の3乗と考えればよい。尚、管電流mAは短時
間で切り換えるのが困難であり、通常一定値でスキャン
されるものである。
異なるが、管電圧の2乗乃至4乗に比例し、典型的には
、管電圧の3乗と考えればよい。尚、管電流mAは短時
間で切り換えるのが困難であり、通常一定値でスキャン
されるものである。
ここで、計測データのS/Hに影響する前記曝射時間は
、従来より一定値であり、1回のスキャン中にこの低エ
ネルギーでの総曝射時間と、高エネルギーでの総曝射時
間とは同一であった。
、従来より一定値であり、1回のスキャン中にこの低エ
ネルギーでの総曝射時間と、高エネルギーでの総曝射時
間とは同一であった。
デュアルエネルギーによって得られる画像情報は、低エ
ネルギー情報と高エネルギー情報との相互演算で得られ
るものであるから、そのS/Nは各々のS/Nの合成値
と考えられる。このことを雑音/信号比として表わすと
、 (N/S) DE =に。F■T汀ロコげ旺J ・・・
(1)となる。ここで、 (N/5)flE;デュアルエネルギー結果の画像のN
/S比 (N/S)L ;低エネルギーでのN/S比(N/S
)M ;高エネルギーでのN/S比である。また、 (N/S)L = K+(Et、’・p) −1/2
・・・(2)(N/5)H= K+ (Eo3・P)
−”” −(31である。ここで、 EL ;低エネルギー時の管電圧 EH;高エネルギー時の管電圧 P ;mAXsec である。上記(2)、 (3)式を用いて(1)式を変
形すると、(N/S) DE = Ko K、′・E
L″3・P−’+に+”・Eニー3・p−1=KoK+
−・EH−ff/Z・A ・・・(4)ただし、
A=ζ1 + (EM/EL戸 である。
ネルギー情報と高エネルギー情報との相互演算で得られ
るものであるから、そのS/Nは各々のS/Nの合成値
と考えられる。このことを雑音/信号比として表わすと
、 (N/S) DE =に。F■T汀ロコげ旺J ・・・
(1)となる。ここで、 (N/5)flE;デュアルエネルギー結果の画像のN
/S比 (N/S)L ;低エネルギーでのN/S比(N/S
)M ;高エネルギーでのN/S比である。また、 (N/S)L = K+(Et、’・p) −1/2
・・・(2)(N/5)H= K+ (Eo3・P)
−”” −(31である。ここで、 EL ;低エネルギー時の管電圧 EH;高エネルギー時の管電圧 P ;mAXsec である。上記(2)、 (3)式を用いて(1)式を変
形すると、(N/S) DE = Ko K、′・E
L″3・P−’+に+”・Eニー3・p−1=KoK+
−・EH−ff/Z・A ・・・(4)ただし、
A=ζ1 + (EM/EL戸 である。
ココテ、A項の値はEL =100kV、 EH=14
0kVとしたとき、 A = \u]T1−= 1.94 である。もし、デュアルエネルギースキャンを行なわず
に、EL =EH= 140kVとすルト、A= Jl
+ 1 = 1.414である。
0kVとしたとき、 A = \u]T1−= 1.94 である。もし、デュアルエネルギースキャンを行なわず
に、EL =EH= 140kVとすルト、A= Jl
+ 1 = 1.414である。
即ち、この例ではELでのフォトン数が少なく、殆どE
Lのデータで雑音が支配されていることを示している。
Lのデータで雑音が支配されていることを示している。
そこで、本発明の目的とするところは、従来法では高エ
ネルギーデータのS/Nの良好の度合が、低エネルギー
デー夕のS/Hの悪さで著しく阻害されていた点に鑑み
、デュアルエネルギースキャンでのS/Nが向上するX
線CT装置を提供することにある。
ネルギーデータのS/Nの良好の度合が、低エネルギー
デー夕のS/Hの悪さで著しく阻害されていた点に鑑み
、デュアルエネルギースキャンでのS/Nが向上するX
線CT装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、■スキャン中での低い実効エネルギーでの総
曝射時間を、高い実効エネルギーでの総曝射時間に較べ
て長く設定する曝射制御部を設けてX線CT装置を構成
している。
曝射時間を、高い実効エネルギーでの総曝射時間に較べ
て長く設定する曝射制御部を設けてX線CT装置を構成
している。
(作 用)
本発明は上記構成により、従来法が高エネルギーでのフ
ォトン数と低エネルギーでのフォトン数とがアンバラン
スであった点を、両エネルギー時でのP (=mA−s
ec)を一定とせず、即ち両エネルギー時での曝射時間
を異ならせることによって改善し、もってデュアルエネ
ルギースキャンでのS / Nを改善している。
ォトン数と低エネルギーでのフォトン数とがアンバラン
スであった点を、両エネルギー時でのP (=mA−s
ec)を一定とせず、即ち両エネルギー時での曝射時間
を異ならせることによって改善し、もってデュアルエネ
ルギースキャンでのS / Nを改善している。
本発明の作用を具体的に説明すると、例えば総曝射時間
T秒で3m回の曝射を行う場合を考える。
T秒で3m回の曝射を行う場合を考える。
本発明では、3m回のうちの例えばm回を高エネルギー
での曝射とし、残りの2m回を低エネルギーでの曝射と
するのである。尚、従来法だと高。
での曝射とし、残りの2m回を低エネルギーでの曝射と
するのである。尚、従来法だと高。
低エネルギーでの曝射はそれぞれ1.5m回づつとなる
。
。
このとき、前述した式(4)を考察すると、(N/S)
IIE = K。/開閉フフ豆訂7=に、−Kl・−
−EH−””、B σ EL =100kv、 EH=140kvなら、B=
J丁口i8 #1.886 となり、前述のA=1.94と比べて小さくなるので、
デュアルエネルギー結果の雑音/信号比(N/5)DE
は、小さくなり、即ちS/Nが向上することが分かる。
IIE = K。/開閉フフ豆訂7=に、−Kl・−
−EH−””、B σ EL =100kv、 EH=140kvなら、B=
J丁口i8 #1.886 となり、前述のA=1.94と比べて小さくなるので、
デュアルエネルギー結果の雑音/信号比(N/5)DE
は、小さくなり、即ちS/Nが向上することが分かる。
この例ではS/Nの改善は3%であるが、同時にX線管
に供給した総電力も減少しているのである。
に供給した総電力も減少しているのである。
即ち、従来法によって供給されたパワーは、・P4HX
1.714 (joule)に対し、本例では (joule) となる。即ち、パワーを6%節約してS/N比を3%改
善できたことが分かる。
1.714 (joule)に対し、本例では (joule) となる。即ち、パワーを6%節約してS/N比を3%改
善できたことが分かる。
供給パワーを低減することにより、スルーブツト向上、
X線管寿命改善及び被曝量の低減等に有効となる。
X線管寿命改善及び被曝量の低減等に有効となる。
尚、線足(mA)を増やすことにより画質向上も図れ、
また、S / N、供給パワー節約の改善の度合は、E
H/ E Lが大きくなる程善しく向上する。
また、S / N、供給パワー節約の改善の度合は、E
H/ E Lが大きくなる程善しく向上する。
(実施例)
以下、本発明を図示の実施例に基づき具体的に説明する
。
。
第1図は、実施例装置のブロック図である。同図はX線
CT装置の一例としての第三世代のX線CT装置であり
、X線管1と検出器2とが、被写体3の回りに一体的に
回転するものである。
CT装置の一例としての第三世代のX線CT装置であり
、X線管1と検出器2とが、被写体3の回りに一体的に
回転するものである。
データ収集部4は、検出器2で得られたX線透過データ
を、各チャンネル毎に入力し、増幅、積分、サンプルホ
ールド及びA/D変換して出力し、後段の再構成部5に
出力するものである。
を、各チャンネル毎に入力し、増幅、積分、サンプルホ
ールド及びA/D変換して出力し、後段の再構成部5に
出力するものである。
再構成部5では、前記データ収集部4からの全方向から
の投影データに基づきコンボリューション、バックプロ
ジェクションを行なってCT再画像再構成し、後段の表
示部6での画像表示に供するようになっている。
の投影データに基づきコンボリューション、バックプロ
ジェクションを行なってCT再画像再構成し、後段の表
示部6での画像表示に供するようになっている。
曝射制御部7は、1スキャン中での低い実効エネルギー
での総曝射時間を、高い実効エネルギーでの総曝射時間
に較べて長(設定するものであり、本実施例では前記X
線管1への管電圧を可変してデュアルエネルギースキャ
ンを実行するようになっている。尚、両エネルギー状態
での曝射時間の設定については後述する。
での総曝射時間を、高い実効エネルギーでの総曝射時間
に較べて長(設定するものであり、本実施例では前記X
線管1への管電圧を可変してデュアルエネルギースキャ
ンを実行するようになっている。尚、両エネルギー状態
での曝射時間の設定については後述する。
システムコントローラ8は、本実施例装置の制御を司ど
るもので、上記の各部を動作制御するようになっている
。
るもので、上記の各部を動作制御するようになっている
。
以上のように構成された装置の作用について説明する。
X線CT装置でのスキャン方法としては、従来よりパル
スX線法と連続X線法とがあり、以下、各方法に分けて
説明する。
スX線法と連続X線法とがあり、以下、各方法に分けて
説明する。
〈パルスX線法の場合〉
パルスX線法とは、被写体の周囲を回転するX線管1の
各角度毎にX線をパルス的に曝射する方法であり、高、
低エネルギーでの各曝射時間の設定例として次の2種の
ものが考えられる。
各角度毎にX線をパルス的に曝射する方法であり、高、
低エネルギーでの各曝射時間の設定例として次の2種の
ものが考えられる。
■ 高い実効エネルギーのパルスX線をn回曝射した後
、低い実効エネルギーのパルスX線をm回(man)曝
射する場合 最も節電な制御例として、第2図に示すように高エネル
ギー(管電圧140kV、同図のO印)でパルスx′f
aを1回曝射し、低エネルギー(管電圧100kV、同
図の×印)でパルスX線を2回曝射し、これをくり返せ
ばよい。
、低い実効エネルギーのパルスX線をm回(man)曝
射する場合 最も節電な制御例として、第2図に示すように高エネル
ギー(管電圧140kV、同図のO印)でパルスx′f
aを1回曝射し、低エネルギー(管電圧100kV、同
図の×印)でパルスX線を2回曝射し、これをくり返せ
ばよい。
■ 高、低エネルギーでの各パルスX線を交互に曝射し
、各パルスのパルス幅を異ならせる場合第3図に示すよ
うに、高いエネルギーのパルスX&’lを時間をに亘っ
て曝射し、低いエネルギーのパルスX線を時間i −t
(i>l)に亘って曝射し、これをくり返せばよい。
、各パルスのパルス幅を異ならせる場合第3図に示すよ
うに、高いエネルギーのパルスX&’lを時間をに亘っ
て曝射し、低いエネルギーのパルスX線を時間i −t
(i>l)に亘って曝射し、これをくり返せばよい。
尚、この場合、データ収集部4での積分時間も、曝射時
間に対応して設定する必要がある。
間に対応して設定する必要がある。
く連続X線法の場合〉
連iX線法とは、X線管1が被写体3の回りを回転する
間に亘ってX線を連続して曝射する方法である。
間に亘ってX線を連続して曝射する方法である。
この方法の場合には、第4図に示すように高い実効エネ
ルギーの連続X線を回転角Δθに亘って曝射し、低い実
効エネルギーの連続X線を回転角i・Δθ(i>1)に
亘って曝射すればよい。
ルギーの連続X線を回転角Δθに亘って曝射し、低い実
効エネルギーの連続X線を回転角i・Δθ(i>1)に
亘って曝射すればよい。
この場合のサンプリングとしては、2種考えられる。一
つは、第4図に示すように例えば高エネルギーでの回転
角Δθの間に1回、低エネルギーでの回転角i・Δθの
間に2回サンプリングする(同図の破線がサンプリング
タイミング即ち積分時間の中央位置を示す)のである。
つは、第4図に示すように例えば高エネルギーでの回転
角Δθの間に1回、低エネルギーでの回転角i・Δθの
間に2回サンプリングする(同図の破線がサンプリング
タイミング即ち積分時間の中央位置を示す)のである。
他の一つとして、第5図に示すように交互に繰り返えさ
れる高。
れる高。
低エネルギー時毎に1回づつサンプリングしてもよい。
この場合、低エネルギー状態での積分時間を長く設定す
ればよい。
ればよい。
上述した各制御例いずれにおいても、低い実効エネルギ
ーでの総曝射時間が、高いエネルギーでの総曝射時間よ
り長く設定されるため、前述した作用により供給パワー
を節約しながらも画像のS/Nを向上させることができ
る。
ーでの総曝射時間が、高いエネルギーでの総曝射時間よ
り長く設定されるため、前述した作用により供給パワー
を節約しながらも画像のS/Nを向上させることができ
る。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
本発明の応用として次の手法が考えられる。例えば、デ
ュアルエネルギースキャンを実現するためのX線の実効
エネルギーの切り換えは、管電圧を可変するものが最も
容易であるが、X線管1と被写体3との間に配置される
付加フィルタを切り換えるものであってもよい。この際
、強いフィルタがかかっている場合の方がフィルタによ
るX線の城門が著しいので、高いX線エネルギーで得た
データの方がN / S比が劣っていることになる。
ュアルエネルギースキャンを実現するためのX線の実効
エネルギーの切り換えは、管電圧を可変するものが最も
容易であるが、X線管1と被写体3との間に配置される
付加フィルタを切り換えるものであってもよい。この際
、強いフィルタがかかっている場合の方がフィルタによ
るX線の城門が著しいので、高いX線エネルギーで得た
データの方がN / S比が劣っていることになる。
従って、この場合は高いX線エネルギー(即ちフィルタ
ろ過を強くしたとき)の総曝射時間を、低いX線エネル
ギー(即ちフィルタろ過を弱くしたとき)の総曝射時間
に較べて長くすればよい。
ろ過を強くしたとき)の総曝射時間を、低いX線エネル
ギー(即ちフィルタろ過を弱くしたとき)の総曝射時間
に較べて長くすればよい。
以上説明したように、本発明によれば供給パワーを節約
しながらも画像のS/N比を向上させることができるデ
ュアルエネルギースキャン方式のX線CT装置を提供す
ることができる。即ち、被曝線量、X線管負荷を増やす
ことなく雑音が低減した画像を再構成することができる
。
しながらも画像のS/N比を向上させることができるデ
ュアルエネルギースキャン方式のX線CT装置を提供す
ることができる。即ち、被曝線量、X線管負荷を増やす
ことなく雑音が低減した画像を再構成することができる
。
第1図は本発明の一実施例装置のブロック図、第2図は
パルスX線法によるスキャン動作を説明する図、第3図
はパルスX線法でのパルス幅を変えたスキャン動作を説
明する図、第4図、第5図は連続X線による管電圧、サ
ンプリングタイミングを示す図である。 6・・・曝射制御部。 代理人 弁理士 則 近 憲 信 置 大胡典夫
パルスX線法によるスキャン動作を説明する図、第3図
はパルスX線法でのパルス幅を変えたスキャン動作を説
明する図、第4図、第5図は連続X線による管電圧、サ
ンプリングタイミングを示す図である。 6・・・曝射制御部。 代理人 弁理士 則 近 憲 信 置 大胡典夫
Claims (5)
- (1)被写体に曝射するX線の実効エネルギーを、スキ
ャン中に切り換えてデータ収集を行うX線CT装置にお
いて、1スキャン中での低い実効エネルギーでの総曝射
時間を、高い実効エルネギーでの総曝射時間に較べて長
く設定する曝射制御部を設けたことを特徴とするX線C
T装置。 - (2)曝射制御部は、被写体の周囲を回転するX線管の
各角度毎にパルスX線を曝射制御するものであって、高
い実効エネルギーのパルスX線をn回曝射した後、低い
実効エネルギーのパルスX線をm回(m>n)曝射し、
1スキャン中にこの曝射をくり返し制御する特許請求の
範囲第1項記載のX線CT装置。 - (3)曝射制御部は、被写体の周囲を回転するX線管の
各角度毎にパルスX線を曝射制御するものであって、か
つ、高い実効エネルギーのパルスX線を時間をに亘って
曝射し、低い実効エネルギーのパルスX線を時間i・t
(i>1)に亘って曝射制御する特許請求の範囲第1項
記載のX線CT装置。 - (4)曝射制御部は、X線管が被写体の周囲を回転する
間に亘って連続X線を曝射するものであり、かつ、高い
実効エネルギーの連続X線を回転角Δθに亘って曝射し
、低い実効エネルギーの連続X線を回転角i・Δθ(i
>1)に亘って曝射制御する特許請求の範囲第1項記載
のX線CT装置。 - (5)X線の実効エネルギーの切り換えは、X線管電圧
を可変して行う特許請求の範囲第1項乃至第4項のいず
れか1項記載のX線CT装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61192014A JPS6349142A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | X線ct装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61192014A JPS6349142A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | X線ct装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6349142A true JPS6349142A (ja) | 1988-03-01 |
Family
ID=16284169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61192014A Pending JPS6349142A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | X線ct装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6349142A (ja) |
Cited By (14)
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---|---|---|---|---|
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JP2006320464A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Hitachi Medical Corp | 放射線撮影装置、画像処理方法 |
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JP2008012206A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-24 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X線断層撮影装置 |
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