(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンビームＸ線源と、これに対抗して設けられてファンビームＸ線を検出する多チャンネル形Ｘ線検出器と、主Ｘ線検出器の両側に近接して設けられた参照用Ｘ線検出器と、より成り、上記Ｘ線源と多チャンネル形主Ｘ線検出器とを互いに対向させて、上記Ｘ線検出器を含めて回転させてＸ線計測を行い、ＣＴ断層像を得るＸ線ＣＴ装置において、
被検体の有効視野はみ出し検出手段を備えると共に、この検出手段は、
投影角度毎に、両側の参照用検出器の検出値ＩL,ＩRを用いて自己リファレンス補正する手段と、
この両側の自己リファレンス補正値Ｉ'L,Ｉ'Rから、その投影角度で、両側のいずれかに被検体のはみ出しがあるかの判定、又は両側のいずれにもはみ出しがないとの判定を行う手段と、
この判定結果をもとに、はみ出しがないと判定された全投影角度での参照用検出器の検出値ＩL,ＩRから平均値ＭL,ＭRをそれぞれ求める手段と、
はみ出しのないと判定された全投影位置のそれぞれについて、両側参照用Ｘ線検出器ＩLとＭL、ＩRとＭRとの間でそれぞれ大小比較をして、その投影位置での被検体のはみ出しの有無を判定する手段と、
を備えたＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の有効視野はみ出し検出機能を持つＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線源とこれに対向して設置された、多チャンネル型Ｘ線検出器を有し、両者の間に存在する被検体の断層像を得るＸ線ＣＴ装置では、有効視野が定められており、有効視野は多チャンネル型Ｘ線検出器の大きさにより制限を受けている。これを図２に示す。
【０００３】
１はＸ線を被検体に照射するＸ線源で、そのＸ線は多チャンネル型Ｘ線検出器２で検出される。３はＸ線源より照射されたＸ線を検出器で検出できる範囲（即ち有効視野）である。被検体を透過したＸ線は周知のごとく指数法則に従って減弱され、この減弱の量が大きいほど吸収が高い。したがって、検出器２の出力の逆数を対数変換することでＸ線吸収量を得ることができる。また、４は被検体を乗せる天板である。Ｘ線源１と検出器２が対向して被検体の周囲を回転することで、被検体の断層像を得る。
【０００４】
ここで、被検体が有効視野外にはみ出した状態を図３に示す。４は被検体を乗せる天板を示し、５は被検体である。被検体５は一部が有効視野からはみ出しており、その部分は斜線で示してある。６は投影位置毎のＸ線の変動を補正（リファレンス補正）するためにＸ線検出器２の両側（左、右）に近接して設けた参照用検出器である。この２つの参照用検出器６は計測範囲外に設置され、通常、被検体を透過していないＸ線の強度の検出を行う。この出力で主検出器の出力を割ることで正規化し、リファレンス補正（即ちＸ線源１の放射強度変動補正）している。実際には前述のように検出器の出力は対数変換しており、（数１）のように減算となる。
【数１】
0003544258.tif 000002
【０００５】
ここで、Ｉ'はリファレンス補正後の投影データ（この補正後の投影データをリファレンス補正値と呼ぶ）、Ｉは主検出器２に入射する、１つのチャンネルについての、Ｘ線入射強度（検出値）、Ｉ0は参照用検出器６に入射するＸ線入射強度（検出値）、ｌはＸ線透過長、である。（数１）のＩ'は、主検出器２がｎチャンネルであれば、ｎチャンネル分、得られる。また１断層像を得るための投影角度の数がｍであれば、その各投影角度毎にｎチャンネル分得られる。
【０００６】
図３のように被検査体が有効視野からはみ出した状態では、右側の参照用検出器６には被検体を透過した後のＸ線が入射する。被検体５を透過したＸ線は減弱が大きいため、強度Ｉ0が弱くなる（小さくなる）。したがって（数１）より、右辺の第２項が大きい値となるため、その投影角度でのリファレンス補正値Ｉ'は実際より小さくなる。この投影角度でのＸ線検出器２で得られる検出値に対してリファレンス補正を行った場合の結果値（リファレンス補正値）をスキャノグラム像として評価するに、このスキャノグラム像は吸収が小さい部分は白く、吸収が大きい部分は黒く表示される。したがって、はみ出しのある投影角度は黒く表示される。また、はみ出しは図３からもわかるようにある広がりを持った領域として出現するため、ある投影角度ではみ出しがあると、その投影角度に隣合うそれ以降のいくつかの連続する投影角度でもはみ出しが発生する。この結果、これを表示すると黒く帯状となって表示され、実際のスキャノグラム像とは異なる。したがって、Ｘ線ＣＴ用のデータとしてリファレンス補正を行った場合にもこうした悪影響が混入する。
【０００７】
はみ出しによる影響を補正するためには、はみ出しの発生した投影角度を認識することが重要である。このはみ出しの認識には、参照用検出器自身のリファレンス補正結果に着目する以下のような方法が用いられてきた。
【０００８】
通常、（数１）のＩ0には左右両端に設置された参照用検出器６の出力（検出値）の平均値が用いられ、それぞれの出力をＩL,ＩRとすると、（数２）のようになる。
【数２】
0003544258.tif 000003
（数２）の右辺の第２項がＩL,ＩRの平均値である。そして左右両端の参照用検出器６自身のリファレンス補正は（数３）、（数４）によって行う。
【数３】
0003544258.tif 000004
【数４】
0003544258.tif 000005
【０００９】
はみ出しがない場合は左右両端の検出器の出力は等しく、ＩL＝ＩRとなるため、  Ｉ'L,Ｉ'Rはどちらも０となる。しかし、左側にのみ被検体を透過したＸ線が入射された場合（左側はみ出しの場合）、ＩL＞ＩRとなり、Ｉ'L＞０,Ｉ'R＜０となる。逆に右側のみに被検体を透過したＸ線が入射された場合（右側はみ出しの場合）、ＩL＜ＩRとなり、Ｉ'L＜０,Ｉ'R＞０となる。したがって、各投影角度毎に自己リファレンス補正値Ｉ'L,Ｉ'Rを０と比較することで、その投影角度ではみ出しがあるか否かを検出することが可能となる。また両側にはみ出しがある場合で且つそのはみ出し具合が左右で異なる場合は、ＩL＜ＩRやＩL＞ＩRの関係となるため、上記と同様に０との比較ではみ出しの有無を検出可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記手法では左右両端の参照用検出器に、同じ吸収量となる被検体部位を透過したＸ線が入射された場合、Ｉ'L,Ｉ'Rはどちらも０となり、はみ出しを検出することが不可能である。即ち、両側にはみ出しが全く無い場合と、左右両端の参照用検出器に対して同じ吸収量となる部分を透過した、同一はみ出しがある場合とで、（数３）、（数４）を用いては全く同じ結果（＝０）となり、両者の区別ができない。
本発明の目的は、こうした２つの場合でも、後者の両側均一はみ出しをも、はみ出しとして検出可能にするＸ線ＣＴ装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ファンビームＸ線源と、これに対向して設けられてファンビームＸ線を検出する多チャンネル形Ｘ線検出器と、主Ｘ線検出器の両側に近接して設けられた参照用Ｘ線検出器と、より成り、上記Ｘ線源と多チャンネル形主Ｘ線検出器とを互いに対向させて、上記Ｘ線検出器を含めて回転させてＸ線計測を行い、ＣＴ断層像を得るＸ線ＣＴ装置において、
被検体の有効視野はみ出し検出手段を備えると共に、この検出手段は、
投影角度毎に、両側の参照用検出器の検出値ＩL,ＩRを用いて自己リファレンス補正する手段と、
この両側の自己リファレンス補正値Ｉ'L,Ｉ'Rから、その投影角度で、両側のいずれかに被検体のはみ出しがあるかの判定、又は両側のいずれにもはみ出しがないとの判定を行う手段と、
この判定結果をもとに、はみ出しがないと判定された全投影角度での参照用検出器の検出値ＩL,ＩRから平均値ＭL,ＭRをそれぞれ求める手段と、
はみ出しのないと判定された全投影位置のそれぞれについて、両側参照用Ｘ線検出器ＩLとＭL、ＩRとＭRとの間でそれぞれ大小比較をして、その投影位置での被検体のはみ出しの有無を判定する手段と、を備えたＸ線ＣＴ装置を開示する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のＸ線ＣＴ装置でのはみ出し検出フローの一例を示す。フローF1では、（数３）、（数４）で算出した投影角度毎の自己リファレンス補正値Ｉ'L,Ｉ'Rを用いて、その投影角度について第１次のはみ出し検出を行う。このはみ出し検出では、  Ｉ'L,Ｉ'Rそれぞれが０か否かを判定し、以下の出力を出す。
【００１２】
（１）Ｉ'L＝０,Ｉ'R＝０  であれば、左右両側にはみ出しはない。
（２）Ｉ'L＞０,Ｉ'R＜０  であれば、左側にはみ出しがあり、右側には、はみ出しはない。または左側のはみ出しが右側のはみ出しよりも大きい。
（３）Ｉ'L＜０,Ｉ'R＞０  であれば、右側にはみ出しがあり、左側には、はみ出しはない。または右側のはみ出しが左側のはみ出しよりも大きい。
【００１３】
以上のように、はみ出し検出処理(Ｆ１)は、１つの断層を得るのに計測した全投影角度の全てについて行う。そして、（２）、（３）であれば、その投影角度では、片側または両側ではみ出しがあったと判定する。
【００１４】
ここで問題なのは、（課題）の欄で述べたような（１）の事例である。（１）の事例の中に、両側均一はみ出しを含むからである。
【００１５】
そこで、本発明では次の処理として、フローＦ2で平均値算出を行う。この平均値は、左はみ出し、右はみ出しでそれぞれ別々に算出する。
算出法を以下で説明する。
【００１６】
図４（ａ）、（ｂ）は、はみ出している投影角度（ビュー角度）を含む左右それぞれの参照用検出器のｌｏｇ変換後の値ＩL（ｊ）、ＩR（ｊ）、同図（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ図４（ａ）、（ｂ）のリファレンス補正値Ｉ'L（ｊ）、Ｉ'R（ｊ）である。横軸はビュー方向（角度）を示す。図４（ａ）、（ｂ）で上側へ突出している部分が、被検体のはみ出し部分である。（ａ）と（ｂ）では、はみ出しているビュー角度が異なっている例を示した。
【００１７】
図４（ｃ）、（ｄ）の区間ＡとＣ、Ｅは、左右の検出値が同値の例であり、従って、リファレンス補正値は“０”である。図４（ｃ）、（ｄ）の区間Ｂは左はみ出しがあって右はみ出しがない例であり、リファレンス補正値は（ｃ）で“正”の値、（ｄ）で負の値である。図４（ｃ）、（ｄ）の区間Ｄは右はみ出しがあって左はみ出しがない例であり、リファレンス補正値は（ｃ）で“負”の値、（ｄ）で“正”の値である。
【００１８】
図４（ｃ）、（ｄ）で区間Ｂは、（ｃ）の値が“正”で（ｄ）の値が“負”であることから左はみ出しとの判定がなされる。区間Ｄは逆に右はみ出しとの判定がなされる。一方、区間Ａ、Ｃ、Ｅについては、ＡとＥとがはみ出しが真にない例であり、区間Ｃがはみ出しがあっても左右同値の例である。今問題にしているのは、区間Ｃであり、区間Ａ、Ｅとの区別がつかない区間である。
【００１９】
そこで左右それぞれにおいて、はみ出していないと判定した区間の、ｌｏｇ変換後の値を用いて平均値ＭL,ＭRを求める。左についてのはみ出していないと判定された区間は、図４（ｃ）の区間Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、右についてのはみ出していないと判定された区間は、図４（ｄ）の区間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅである。図４（ｃ）の区間Ｂは、左はみ出しを検出した区間、図４（ｄ）の区間Ｄは、右はみ出しを検出した区間であり、平均値算出対象から除外する。
【００２０】
ＭL、ＭRの算出式は（数５）となる。
【数５】
0003544258.tif 000006
【００２１】
ただし、Ｉ'L（ｊ）＞０のとき、ＩL（ｊ）＝０（図４（ｃ）の区間Ｂ）
Ｉ'R（ｊ）＞０のとき、ＩR（ｊ）＝０（図４（ｄ）の区間Ｄ）
また、  ＶＩＥＷ  ：全投影角度数
ｊ      ：投影角度（ビュー）番号
ＣL  ：Ｉ'L≦０となる投影角度数（図４（ｃ）の区間Ａ、    Ｃ、Ｄ、Ｅ）
ＣR  ：Ｉ'R≦０となる投影角度数（図４（ｄ）の区間Ａ、    Ｂ、Ｃ、Ｅ）
【００２２】
（数５）で算出したＭL,ＭRは図４（ａ）、（ｂ）に示すように、はみ出している投影角度のデータより小さくなるため、フローＦ3で、全てのｊにおいてＩL（ｊ）とＭLとを比較することで左側のはみ出している投影角度、またＩR（ｊ）とＭRを比較することで右側のはみ出している投影角度を検出できる。
【００２３】
例えば、この比較は大小比較法をとる。即ち、図４（ａ）で、ＩL（ｊ）＞ＭLである図４（ｃ）区間Ｃは、左はみ出しがあり、図４（ｂ）でＩR（ｊ）＞ＭRである図４（ｄ）の区間Ｃは右はみ出しがあると判定する。尚、この判定法では図４（ｃ）の区間Ｂ、図４（ｄ）の区間Ｄもはみ出しありとの判定が可能であるが、この判定結果はフローＦ1ですでに出ているため不要である。
【００２４】
図４では矩形で示しているため、１回ではみ出しを検出することができるが、矩形でない場合も数回繰り返すことで、平均値がはみ出しのない投影角度のデータに収束し、はみ出しを検出することが可能となる。
【００２５】
本発明はＸ線ＣＴ装置への適用について述べたが、透視撮影装置でのはみ出し検出にも適用できる。また、Ｘ線以外のΥ線等の他の放射線計測系や治療系にも適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、両側参照検出器に同一はみ出しがあった場合でも、両側に全くはみ出しがない場合と区別され、はみ出し投影角度を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理フロー図である。
【図２】ＣＴ計測系統図である。
【図３】リファレンス補正を行うＣＴ計測系統図である。
【図４】本発明の左右はみ出しと平均値算出の説明図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線源
２  多チャンネル型主Ｘ線検出器
３  ファンビームＸ線
４  天板
５  被検体
６  参照用Ｘ線検出器
Ｆ1〜Ｆ3 フロー
【図１】
0003544258.tif 000007
【図２】
0003544258.tif 000008
【図３】
0003544258.tif 000009
【図４】
0003544258.tif 000010