(57)【要約】【課題】  ビームハードニング補正を行うに際し、任意の透過厚のデータを容易に得られることができるようにする。【解決手段】  水ファントム３１の投影データＤ６のセンターラインＣＬと、管球２ａとに対して平行に再構成されたセンター断層画像８０１を、画像データサーバ６から読み出し、読み出したセンター断層画像８０１を円として２次元モデリングし、２次元モデリングした円の半径と中心の座標を用いて、管球２ａとセンサ２ｂとモデリングした円との再配置を行い、再配置した円と、Ｘ線が管球２ａからセンサ２ｂへ到達するまでのパスＰＨとの交点Ａ、Ｂを求め、その交点Ａ、Ｂから水ファントム３１の透過厚を求める。これにより、Ｘ線が被検体１を透過した際の減弱特性を測定するために、透過厚に対するセンサ２ｂの出力値のデータをより多く、簡単に収集することができる。【選択図】  図１１
2006068397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取り手段と、
前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算手段と、
前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記透過厚計算手段は、前記均一物体を、円柱、楕円柱、又は多角柱として３次元にモデル化し、そのモデル化した円柱、楕円柱、又は多角柱と、前記３次元再構成画像データと用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記透過厚計算手段は、前記円柱、前記楕円柱、又は前記多角柱の中心軸を求め、求めた中心軸と、前記３次元再構成画像データの中心軸との３次元誤差を求め、求めた３次元誤差に基づいて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記透過厚計算手段は、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像を、円、楕円、又は多角形として２次元にモデル化し、そのモデル化した円、楕円、又は多角形を用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記透過厚計算手段は、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像のエッジを抽出し、抽出した断層画像のエッジを表すエッジ画像を生成し、生成したエッジ画像に対して最も誤差の少ない円、楕円、又は多角形を、前記断層画像をモデル化した円、楕円、又は多角形として採用することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記透過厚計算手段は、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像を２値化した２値画像を生成し、生成した２値画像を用いて前記断層画像のエッジを抽出することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記透過厚計算手段は、前記円の中心と半径とを求めて、前記断層画像を２次元にモデル化することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記透過厚計算手段は、前記楕円の中心と短軸と長軸とを求めて、前記断層画像を２次元にモデル化することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記透過厚計算手段は、前記多角形の中心と辺の長さとを求めて、前記断層画像を２次元にモデル化することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記透過厚計算手段は、前記円、前記楕円、又は前記多角形の中心と、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像の中心との２次元誤差を用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項４〜９の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記透過厚計算手段は、前記求めた３次元誤差に基づいて、前記円柱、前記楕円柱、又は前記多角柱と、前記センサと、前記放射線を曝射する管球とを同一空間内に再配置し、再配置した円柱、楕円柱、又は多角柱を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記透過厚計算手段は、前記求めた２次元誤差に基づいて、前記円、前記楕円、又は前記多角形と、前記センサと、前記放射線を曝射する管球とを同一平面内に再配置し、再配置した円、楕円、又は多角形を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記透過厚計算手段は、前記センサと前記管球とを結ぶ関数と、前記円柱、前記楕円柱、又は前記多角形との交点を、３次元方程式を解いて求め、求めた交点に基づいて、前記再配置した円柱、前記楕円柱、又は多角柱を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項１１に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記透過厚計算手段は、前記センサと前記管球とを結ぶ関数と、前記円、前記楕円、又は前記多角形との交点を、２次元方程式を解いて求め、求めた交点に基づいて、前記再配置した円、楕円、又は多角形を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項１２に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記補正量計算手段は、前記センサの出力値と、前記均一物体を透過した放射線の透過厚との対応関係を近似した近似式を求める近似手段と、
前記近似式を用いて前記均一物体の理想吸収係数を求める吸収係数演算手段と、
前記均一物体の吸収係数が、前記理想吸収係数になるように、前記センサの出力値を補正するための補正関数、又はルックアップテーブルを作成する補正値作成手段とを更に有することを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記近似手段は、前記センサの出力値に対して対数をとり、その対数をとったセンサの出力値と、前記均一物体を透過した放射線の透過厚との対応関係とを、低次の多項式と直線とを用いて近似することを特徴とする請求項１５に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記吸収係数演算手段は、前記直線の傾きを前記理想吸収係数とすることを特徴とする請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
前記補正値作成手段は、前記低次の多項式における前記センサの出力値を、前記直線における前記センサの出力値に変換し、変換したセンサの出力値を用いて、前記センサの出力値を補正するための補正関数、又はルックアップテーブルを作成することを特徴とする
請求項１５〜１７の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１９】
前記吸収係数演算手段は、前記近似式に対してサンプリング点を設け、そのサンプリング点を、スプライン補間を用いて補間し、補間したサンプリング点を用いて前記近似式を補間し、補間した近似式を用いて前記均一物体の理想吸収係数を求めることを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項２０】
前記均一物体は、水ファントムであることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項２１】
前記透過厚計算手段は、前記センサに放射線が到達するまでに、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項１〜２０の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項２２】
前記請求項１〜２１の何れか１項に記載の情報処理装置と、前記均一物体を、放射線を用いて撮影する撮影装置と、前記均一物体の３次元再構成データを作成する再構成処理装置とを有し、
前記再構成処理装置は、前記均一物体情報処理装置で計算された補正量を用いてビームハードニング補正を行い、そのビームハードニング補正を行った結果を反映させて、被検体の３次元再構成データを作成することを特徴とする撮影システム。
【請求項２３】
均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取りステップと、
前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算ステップと、
前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算ステップとを有することを特徴とする吸収係数補正方法。
【請求項２４】
均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取りステップと、
前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算ステップと、
前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、撮影システム、吸収係数補正方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、ビームハードニング補正を行うために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置の放射線源から放たれるＸ線は、単色エネルギーのＸ線ではなく、多色エネルギーのＸ線であることを考慮する必要がある。それは、被検体を透過した後のＸ線に対するセンサ出力値を検知して、そのＸ線透過断面の放射線吸収係数μを求める場合に、被検体の透過厚によるＸ線スペクトラムの変化が、再構成画像（断層画像）に悪影響を及ぼすからである。
【０００３】
すなわち、Ｘ線における低いエネルギーのフォトンほど減弱が大きく、被検体における透過厚が増すにつれ、Ｘ線質が硬化して（スペクトラムの高エネルギー成分が相対的に大きくなり）、図２２に示すように、理想的には透過厚に対して線形変化するセンサ出力値の特性１０２が、非線形の特性１０１を示すようになる。
【０００４】
したがって、図２３（ａ）に示すような、均一の物質からなる円柱体１０３を被検体として用いて、その断面１０４のデータ収集を行って、再構成画像を得たとしても、透過厚の大きい断面１０４の中央部では、放射線吸収係数μが低くなる。このため、図２３（ｂ）に示すように、放射線吸収係数μは、本来、特性１０５のような分布となるはずであるが、特性１０６の如き分布となり、偽像が構成されることとなる（このような現象をビームハードニング現象という）。
【０００５】
よって、被検体を透過した後のＸ線に対するセンサ出力の変動を押さえるか、この変動を監視してこの変動分と実際に被検体を透過した際に受ける減弱特性とを加味して適正なデータ補正を行わなければ、正確な検査ができないことになる。このような場合、通常は、センサ出力の変動を監視して、被検体を透過した後のＸ線に対するセンサ出力の変動分と、Ｘ線が被検体を透過した際に受ける減弱特性とに対応した所定の補正を行う方式を採るようにしている。
かかる方式では、Ｘ線が被検体を透過した際の減弱特性を得ることが必要なり、様々な透過厚に対する出力値が収集されることになる。そして、このような様々な透過厚に対する出力値を収集するにあたって、従来は、様々な透過厚のファントムを撮影し、出力値を計測していた（特許文献１、２を参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５８０号公報
【特許文献２】特開平３−２６２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、Ｘ線が被検体を透過した際の減弱特性を測定するには、多くのデータを収集することが必要である。また、透過厚の異なるファントムを撮影したのでは、収集するデータ量に限りがあるので、任意の透過厚を選ぶことができず、撮影したファントムの透過厚と異なる透過厚に対しての近似が非常に粗いものとなる。さらに、多くのデータを測定するということはそれだけ測定時間がかかる。
このように、従来の技術では、ビームハードニング補正を行うに際し、任意の透過厚のデータを得ることが極めて困難であるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、ビームハードニング補正を行うに際し、任意の透過厚のデータを容易に得られることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の情報処理装置は、均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取り手段と、前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算手段と、前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする。
本発明の撮影システムは、前記記載の情報処理装置と、前記均一物体を、放射線を用いて撮影する撮影装置と、前記均一物体の３次元再構成データを作成する再構成処理装置とを有し、前記再構成処理装置は、前記均一物体情報処理装置で計算された補正量を用いてビームハードニング補正を行い、そのビームハードニング補正を行った結果を反映させて、被検体の３次元再構成データを作成することを特徴とする。
【００１０】
本発明の吸収係数補正方法は、前記均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取りステップと、前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算ステップと、前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明のコンピュータプログラムは、均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取りステップと、前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算ステップと、前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算するようにしたので、任意の透過厚のデータを容易に得ることができる。これにより、ビームハードニング補正を行うためのデータを、多くの透過厚のデータを用いて作成することができる。したがって、ビームハードニング補正を可及的に正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
次に、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。
本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置において生じるビームハードニング現象を補正するための技術に関するもののうち、被検体の透過厚に対する減弱特性を求めるためのＸ線ＣＴシステムを例に挙げて説明する。
【００１４】
図１は、被検体の透過厚に対する減弱特性を求める特性演算装置を含めたＸ線ＣＴ撮影システムの構成の一例を示す図である。
図１において、Ｘ線ＣＴ撮影システムは、被検体１を撮影するＸ線ＣＴ撮影装置２と、撮影された被検体１の投影データから再構成データを作成する再構成処理装置３と、被検体１の透過厚に対する減弱特性を求める特性演算装置４と、補正データサーバ５と、画像データサーバ６とを備えて構成される。なお、再構成処理装置３と、特性演算装置４と、補正データサーバ５と、画像データサーバ６は、インターネットなどのネットワークを介して相互に接続されている。また、本実施形態では、特性演算装置４が情報処理装置に相当する。
【００１５】
ここで、補正データサーバ５は、減弱特性を補正するためのルックアップテーブルもしくは補正関数と、被検体１の理想的な放射線吸収係数とを保存する。また、画像データサーバ６は、被検体１を撮影した投影データと、再構成された３次元再構成データとを保存する。
なお、図１において、補正データサーバ５と画像データサーバ６は、保存するデータの種類ごとに分けて構成するようにしてもよく、２つ以上あってもかまわない。また、逆に、補正データサーバ５と画像データサーバ６とを１つのサーバにまとめてしまってもよい。また、再構成処理装置３、特性演算装置４、補正データサーバ５、及び画像データサーバ６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えたコンピュータと、キーボードやマウス等の入力装置と、モニタとを有するコンピュータシステムを用いることにより実現される。
【００１６】
ここで、図２及び図３を参照しながら、本実施形態のＸ線ＣＴシステムに配設されている各装置間のデータの流れを説明する。図２は、通常の撮影を行う場合のデータの流れを示すものである。
図２において、まず、Ｘ線ＣＴ撮影装置２は、被検体１を撮影する。撮影された被検体１の投影データＤ１は、画像データサーバ６へと転送され、保存される。このときに撮影時の撮影条件データＤ２も同時に画像データサーバ６へと転送され、保存される。
【００１７】
次に、再構成処理装置３は、３次元再構成データを再構成するために、被検体１の投影データＤ１と、撮影条件データＤ２と、水補正用の水データＤ３とを、画像データサーバ６から読み出す。ここで、水補正用の水データＤ３は、水の吸収係数である。このように、水補正用の水データＤ３を再構成処理装置３に入力すれば、特性演算装置４によって得られた水の理想吸収係数を利用することができ、物理定数を使用するよりも、システムの特性などを含んだ、より撮影条件にあった値となり、ＣＴ値の精度を高めることができるからである。
【００１８】
次に、再構成処理装置３は、ビームハードニング現象を補正するためのデータ（ビームハードニング補正用データ）Ｄ４を、補正データサーバ５から読み出す。
そして、再構成処理装置３は、被検体１の３次元再構成データＤ５を求め、この３次元再構成データＤ５は、画像データサーバ６へ転送され、保存される。
【００１９】
再構成データを求める処理を行う際には、離散化された再構成領域の再構成を行う。具体例を説明すると、まず、Ｘ線ＣＴ撮影装置２に配設されている管球２ａが、被検体１の周囲を相対的に回転するように、被検体１を回転させながら、管球２ａから被検体１に向けてＸ線を曝射する。これにより、管球２ａと被検体１を介して対向配置されているセンサ２ｂは、被検体１を透過したＸ線を受光し、受光したＸ線に基づいて、複数方向からの投影データＤ１を生成する。そして、得られた複数方向からの投影データＤ１に対して、コンボリューションフィルター（補正フィルター）を用いてコンボリューションし、かかるコンボリューション結果に対して、投影データＤ１を逆投影する逆投影演算（逆投影処理）を行って、３次元再構成データＤ５を生成する。
【００２０】
図３は、減弱特性を求めるときのデータの流れを示すものである。
図３において、まず、Ｘ線ＣＴ撮影装置２は、均一物体として水ファントム３１を撮影する。撮影された投影データＤ６は、画像データサーバ６へと転送され、保存される。このときに撮影時の撮影条件データＤ７も同時に画像データサーバ６へと転送され、保存される。ここで、均一物体として水を選んだ理由は、人間の体の約９割は水で構成されているからである。したがって、水の透過厚に対する減弱特性であれば、人間を撮影した時の減弱特性の補正、つまり、ビームハードニング補正に利用することができる。
【００２１】
次に、再構成処理装置３は、水ファントム３１の３次元再構成データを再構成するために、水ファントム３１の投影データＤ６と、撮影条件データＤ７とを画像データサーバ６から読み出す。
再構成処理装置３にて再構成された水ファントム３１の３次元再構成データＤ８は、画像データサーバ６へと転送され、保存される。
次に、特性演算装置４は、水の透過厚に対する減弱特性を得るために、水ファントム３１の３次元再構成データＤ８と、水ファントム３１の投影データＤ６と、撮影条件データＤ７とを、画像データサーバ６から読み出す。
【００２２】
そして、特性演算装置４は、水の透過厚に対する減弱特性を計算し、この水の透過厚に対する減弱特性を考慮し、Ｘ線出力の変動分に対する補正量を表すデータＤ９をルックアップテーブル（吸収係数補正用の補正用ルックアップテーブル）として、補正データサーバ５に転送する。このとき、Ｘ線出力の変動分に対する補正量を表すデータＤ９の代わりに、Ｘ線出力の変動分に対する補正関数を補正データサーバ５に転送するようにしてもよい。
また、特性演算装置４は、水の透過厚に対する減弱特性を用いて、水の吸収係数を計算し、計算した水の吸収係数を表すデータＤ１０も同じく補正データサーバ５に転送する。このようなルックアップテーブル又は補正関数Ｄ９や水の吸収係数を表すデータＤ１０が、前述したビームハードニング補正用データＤ４となる。
【００２３】
次に、特性演算装置４で行われる処理の詳細について説明する。
図４は、特性演算装置４の機能構成の一例を示した図である。ここでは、水ファントム３１を円柱として３次元モデリングする場合を例に挙げて説明する。なお、特性演算装置４で行われる以下の処理は、例えば、特性演算装置４に配設されている前記コンピュータシステムを用いることにより実現される。
まず、センサ出力値読取部４１は、水ファントム３１の投影データＤ６と、水ファントム３１を撮影したときの撮影条件データＤ７とを、画像データサーバ６から読み出すセンサ出力読取処理を行う。ここで、このセンサ出力値読取部４１で実行されるセンサ出力読取処理の一例を、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
まず、水ファントム３１を撮影したときの撮影条件データＤ７を入力する（ステップＳ５０１）。そして、図６に示すように、Ｘ線ＣＴ撮影装置２に配設された管球２ａから放射されたＸ線が、Ｘ線ＣＴ撮影装置２に配設されたセンサ２ｂのＺ軸方向に対して垂直方向に入射するセンサラインが、Ｚ軸方向の上端から何ライン目であるかを撮影条件データＤ７に基づいて求める（ステップＳ５０２）。そして、このセンサラインからセンターラインＣＬを定める。なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）をＸ軸方向から見た図である。
【００２５】
次に、水ファントム３１を撮影したときの投影データＤ６を入力する（ステップＳ５０３）。このとき、投影データＤ６の入力枚数は何枚でもよい。
次に、入力した投影データＤ６から、センターラインＣＬのデータを読み取る（ステップＳ５０４）。このデータを投影ラインデータとする。なお、投影枚数が複数枚であったときは、複数の投影ラインデータが存在するので、同一位置における投影ラインデータの平均をとり、その平均をとった投影ラインデータを、水ファントム３１を撮影したときの投影データＤ６から得られた投影ラインデータとして改めて定義し直す（ステップＳ５０５のＹｅｓ、ステップＳ５０６）。このようにして得られた投影ラインデータを、センサ出力読取処理の出力として、吸収係数算出部４３に出力する（ステップＳ５０７）。
【００２６】
図４に説明を戻し、以上のようなセンサ出力読取処理が終了すると、Ｘ線透過厚演算部４２は、水ファントム３１の３次元再構成データＤ８と、水ファントム３１を撮影したときの撮影条件データＤ７とを、画像データサーバ６から読み出して、Ｘ線が水ファントム３１を透過する厚さである透過厚を演算するＸ線透過厚演算処理を行う。ここで、このＸ線透過厚演算部４２で実行されるＸ線透過厚演算処理の一例を、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
まず、水ファントム３１を撮影したときの撮影条件データＤ７を入力する（ステップＳ７０１）。そして、図８に示すように、この撮影条件データＤ７に基づいて、管球２ａから放射されたＸ線がセンサ２ｂのＺ軸方向に対して垂直に入射するセンサラインが、Ｚ軸方向の上端から何ライン目であるかを求めてセンターラインＣＬを確定する（ステップＳ７０２）。なお、図８（ｃ）は、図８（ａ）をＸ軸方向から見た図である。
【００２８】
次に、画像データサーバ６にある３次元再構成データＤ８を入力することにより、このセンターラインＣＬと管球２ａとに対して平行に再構成された断層画像を取得する（ステップＳ７０３）。この断層画像をセンター断層画像８０１とする。このときのセンター断層画像８０１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すような関係にある。なお、図８（ｂ）は、図８（ａ）をＺ軸方向から見た図である。図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、センター断層画像８０１と管球２ａとセンターラインＣＬは、同一平面状にあり、さらに、センサ２ｂのＺ軸方向に対して垂直である。
【００２９】
次に、このセンター断層画像８０１を円としてモデリングする（ステップＳ７０４）。なぜならば、センター断層画像８０１は、管球２ａとセンターラインＣＬが同一平面状にあり、さらに、センサ２ｂのＺ軸方向に対して垂直であるため、円柱（ここでいう水ファントム３１）を底面に平行な面で切ったと考えることができるからである。もし、センター断層画像８０１を用いず、センター断層画像以外の画像（センサ２ｂのＺ軸方向に対して垂直ではない断層画像）を用いて、２次元モデリングを行おうとすれば、円柱（ここでいう水ファントム３１）を底面に平行ではない面で切ったことになるので、その断層画像は楕円として２次元モデリングされる。
【００３０】
図９に、図８に示すセンター断層画像８０１内の水ファントム３１の断面画像８０２をモデリングする様子の一例を示す。
まず、センター断層画像８０１を、２値化処理をすると、センター断層画像８０１の２値画像９１が得られる。次に、２値画像９０１に対して、エッジ抽出処理を行うと、水ファントム３１の断面画像８０２のエッジ画像９０２が得られる。
そして、半径と中心位置とを変化させた複数のテスト円を設定し、複数のテスト円と水ファントム３１の断面画像８０２のエッジ画像９０２との誤差量をそれぞれ計算し、最も誤差量の小さかったテスト円を、センター断層画像８０１内の水ファントム３１の断面画像８０２をモデリングした円として決定すると、モデリング画像９０３が得られる。もし、ここで、モデリングを楕円にて行った場合には、前記半径と中心の代わりに、中心と長軸と短軸とを求める。
【００３１】
図７に説明を戻し、センター断層画像８０１内の水ファントム３１の断面画像８０２をモデリングした円の半径と中心の座標とを用いて、管球２ａとセンサ２ｂとセンター断層画像８０１の再配置を行う（ステップＳ７０５）。図１０（ａ）に再配置前の管球２ａとセンサ２ｂとセンター断層画像８０１の配置を、図１０（ｂ）に再配置後の管球２ａとセンサ２ｂとセンター断層画像８０１の配置を示す。
【００３２】
再配置前は、センター断層画像８０１の中心が、水ファントムの回転中心と仮定されている。したがって、図１０（ａ）に示すように、管球２ａとセンサ２ｂとを垂直に結ぶ直線上であって、撮影条件データＤ７に含まれているセンサ２ｂから被検体の回転中心までの距離分だけ、センサ２ｂから離れた位置に、センター断層画像８０１の中心が設定されている。しかしながら、図１０（ａ）に示すように、センター断層画像８０１の中心と水ファントム３１の断面画像８０２の中心とが一致しないことがある。再構成する際に、水ファントム３１が回転する回転軸のずれを補正する処理などが入り、センター断層画像８０１の中心が、水ファントム３１の断面画像８０２の中心と一致しないことが起こる。よって、図１０（ｂ）に示すように、水ファントム３１の断面画像８０２の中心が、管球２ａとセンサ２ｂとを垂直に結ぶ直線上であって、撮影条件データＤ７に含まれている基づくセンサ２ｂから被検体の回転中心までの距離分だけ、センサ２bから離れた位置になるように再配置を行う。
【００３３】
そして、図１１に示すように、Ｘ線が管球２ａからセンサ２ｂへ到達するまでのパス（ｙ＝ｆ（ｘ））を、管球２ａとセンサ２ｂとセンター断層画像８０１とが存在する平面状の直線ＰＨとして求める（ステップＳ７０６）。
さらに、センターラインも、管球２ａとセンサ２ｂとセンター断層画像８０１が存在する平面状の直線ＣＬ（ｙ＝ｈ（ｘ））として求める（ステップＳ７０７）。もし、センサ２ｂを、直線ではなく、曲線で表す方がより正確な表現となるならば、曲線でもかまわない。
【００３４】
そして、Ｘ線が管球からセンサへ到達するまでのパスを表す直線ＰＨ（ｙ＝ｆ（ｘ））と、センター断層画像８０１内の水ファントム３１の断面画像８０２をモデリングした円との交点Ａ、Ｂを、２次元方程式を解くことで求める。そして交点Ａと交点Ｂとの距離を求めることで、透過厚を計算する。（ステップＳ７０９）。さらに、Ｘ線が管球２ａからセンサ２ｂへ到達するまでのパスを表す直線ＰＨ（ｙ＝ｆ（ｘ））と、センターラインを表す直線ＣＬ（ｙ＝ｈ（ｘ））との交点Ｃを１次元もしくは２次元の方程式で解くことで求める（ステップＳ７１０）。この交点Ｃが、交点Ａと交点Ｂとの距離によって求まった透過厚を透過したＸ線が、センサ２ｂに到達した位置になり、この対応関係を、センサ２ｂの位置に対する透過厚として、吸収係数算出部４３に出力する（ステップＳ７１１）。
【００３５】
以上のようなステップＳ７０６〜Ｓ７１１の処理を、投影ラインデータ上におけるセンサ２ｂの全ての位置に関して行う。ただし、投影ラインデータ上におけるセンサ２ｂの全ての位置について必ずしもやる必要はないが、センサ２ｂの位置に対する透過厚の対応関係の数が少なければ少ないほど、最終的に求まる、水を透過する際の減弱特性の精度が落ちてしまう。よって、可及的に多くのライン位置（より好ましくは、全てのライン位置）に関して、センサ２ｂの位置に対する透過厚の対応関係を得るようにするのが好ましい。
【００３６】
図４に説明を戻し、吸収係数算出部４３は、センサ出力値読取部４１におけるセンサ出力読取処理の結果から得られる投影ラインデータと、Ｘ線透過厚演算部４２におけるＸ線透過厚演算処理の結果から得られる、センサ２ｂの位置と透過厚との対応関係とが入力され、水の吸収係数を算出する吸収係数算出処理を行う。ここで、この吸収係数算出部４３で実行される吸収係数算出処理の一例を図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
まず、投影ラインデータを入力する（ステップＳ１２０１）。そして、入力された投影ラインデータに対して対数をとる（ステップＳ１２０２）。これにより、入力された投影ラインデータから、センサライン位置におけるＬＯＧ（出力値）を求めることができる。次に、センサ２ｂの位置に対する透過厚の対応関係を入力する（ステップＳ１２０３）。ステップＳ１２０２の結果であるセンサライン位置におけるＬＯＧ（出力値）とセンサ２ｂの位置に対する透過厚の対応関係とから、透過厚に対するＬＯＧ（出力値）を求める。これにより透過厚に対する出力値が対数で得られる（ステップＳ１２０４）。
【００３８】
そして、透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））の関係を近似式で表す（ステップＳ１２０５）。ここで、透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））の関係は、図１３−１に示すようになる。したがって、図１３−２のように、透過厚の薄い部分を直線Ｓ（１次式）とし、透過厚の厚い部分を曲線Ｃ（３次式）として分けて近似するようにする。ただし、撮影条件によっては、透過厚の薄い部分を曲線（３次式）とし、透過厚の厚い部分を直線（１次式）として分けて近似する方が良い場合もあるので、そのときは、透過厚の薄い部分を曲線（３次式）とし、透過厚の厚い部分を直線（１次式）として分けて近似する方法をとってもよい。
【００３９】
また、曲線（３次式）と直線（１次式）との境界は、近似の誤差が少なくなるような最適な場所を、データ毎に選ぶのがよい。得られた近似式は、次の処理で利用するので、吸収係数補正量算出部４４へ出力する（ステップＳ１２０６）。
次に、近似した直線の傾きを求める（ステップＳ１２０７）。透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））が線形であることが、入力するＸ線が単色Ｘ線であったことを示すことになる。よって、この近似した直線であることが理想の関係であり、この傾きが、この撮影条件下での水の吸収係数となる。これを水の理想吸収係数とする。水の理想吸収係数（水の吸収係数を表すデータＤ１０）も、吸収係数補正量算出部４４と補正データサーバ５とへ出力する（ステップＳ１２０８）。
【００４０】
図４に説明を戻し、吸収係数補正量算出部４４は、吸収係数算出部４３における吸収係数算出処理の結果から得られる、透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））の関係を近似した近似式を入力し、吸収係数の補正量を算出する吸収係数補正量演算処理を行う。ここで、この吸収係数補正量算出部４４で実行される吸収係数補正量演算処理の一例を図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））の関係を近似した近似式を入力する（ステップＳ１４０１）。次に、図１３−３に示すように、近似式上のサンプル点を選択する（図１３−３の白丸）。このサンプル点は、近似式の３次式状の部分にも直線状の部分にも取るようにする。このサンプル点を利用し、３次スプライン補間を行う（ステップＳ１４０３）。
【００４２】
これにより、図１３−４に示すように、３次式と１次式との境界がなめらかにつながった透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））の関係を表す３次スプライン補間式が出来上がる。
次に、ステップＳ１４０１で入力した透過厚に対する出力値（ＬＯＧ（出力値））の関係を表す近似式の直線部を理想直線として設定し、この理想直線を図１３−５に示すようにして延長する（ステップＳ１４０４）。この理想直線は、入力したＸ線が単色Ｘ線であった場合の関係を表すものである。すなわち、この理想直線は、水による減弱が透過厚によることでないことを表すものである。よって、図１３−６に示すように、ある透過厚での３次スプライン補間式上の点を、同じ透過厚である理想直線上の点に変換する。すなわち、減弱が透過厚によらない出力値に、出力値を変換（補正）する（ステップＳ１４０５）。
【００４３】
そして、図１３−７に示すように、この補正前の出力値がいくつに変換されたのかということ（すなわち、補正前の出力値と補正後の出力値との関係）をテーブル化する。（ステップＳ１４０６）。このとき、投影データの補正処理を高速に行うために、対数の出力値ではなく、この対数の出力値に対してエクスポーネンシャルをとり、通常の出力値に戻した状態で、テーブルを作成する。これが吸収係数補正用のルックアップテーブル（ＬＵＴ）Ｄ９となる。そして、この吸収係数補正用のルックアップテーブルＤ９を補正データサーバ５に出力する（ステップＳ１４０７）。
以上のようにして、特性演算装置４では、ビームハードニング補正用データＤ４として、吸収係数補正用のルックアップテーブルＤ９と、水の理想吸収係数（水の吸収係数を表すデータＤ１０）とを作成する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、水ファントム３１の投影データＤ６のセンターラインＣＬと、管球２ａとに対して平行に再構成されたセンター断層画像８０１（３次元再構成データＤ８）を画像データサーバ６から読み出し、読み出したセンター断層画像８０１を円として２次元モデリングし、２次元モデリングした円の半径と中心の座標を用いて、管球２ａとセンサ２ｂとモデリングした円（センター断層画像８０１）との再配置を行い、再配置した円と、Ｘ線が管球２ａからセンサ２ｂへ到達するまでのパスＰＨとの交点Ａ、Ｂを求め、その交点Ａ、Ｂから水ファントム３１の透過厚を求めるようにした。これにより、Ｘ線が被検体１を透過した際の減弱特性を正確に測定するために、透過厚に対するセンサ２ｂの出力値のデータをより多く、しかも簡単に収集することができる。したがって、透過厚に対するセンサ２ｂの出力値のデータをより多く取得することができ、被検体１の吸収係数補正用のルックアップテーブルＤ９と被検体１の理想吸収係数を、正確に求めることができる。
【００４５】
また、Ｘ線ＣＴ撮影を行う際には、水補正（CT値に変換する作業）をするために、必ず水ファントム３１を撮影する。したがって、この撮影した水ファントム３１の投影データＤ６を再利用して、吸収係数補正用のルックアップテーブルＤ９と、水の理想吸収係数（水の吸収係数を表すデータＤ１０）とを作成することができ、水ファントム３１の投影データＤ６を水補正以外にも有効利用することができるようになる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態と前述した第１の実施形態とは、特性演算装置４における処理が異なるだけであるので、以下の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、詳細な説明を省略する。
前述した第１の実施例では、Ｘ線の透過厚を２次元平面上で計算をして、吸収係数補正用のルックアップテーブルＤ９を作成した。これに対し、本実施形態では、Ｘ線の透過厚を３次元空間で計算して、吸収係数補正用のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を作成するようにしている。
【００４７】
特性演算装置４の機能構成は、図４に示したものと同様であるが、各部４１〜４４で行う処理の内容が第１の実施形態と異なる。
まず、センサ出力値読取部４１で行われるセンサ出力読取処理について説明する。第１の実施形態では、センサ出力値読取部４１において、投影ラインデータを作成したが、３次元空間での計算では、１ラインだけのデータでは足りず、投影画像データとして、センサ２ｂの全てのラインを使う。したがって、本実施形態におけるセンサ出力読取処理は、図１５に示すようなフローチャートに従って実行される。
【００４８】
まず、水ファントム３１を撮影したときの撮影条件データＤ７を入力する（ステップSＳ１５０１）、そして、投影データＤ６を入力する（ステップＳ１５０２）。次に、投影データＤ６の入力枚数が複数枚であるかどうかの判定をし（ステップＳ１５０３）、１枚である場合は入力した投影データＤ６をそのまま投影画像データとして出力する（ステップＳ１５０５）。一方、複数枚の場合は、複数枚の投影画像データＤ７に対して、画素毎の平均をとり（ステップＳ１５０４）、その平均をとった投影画像データを出力する（ステップＳ１５０５）。
【００４９】
次に、Ｘ線透過厚演算部４１で行われるＸ線透過厚演算処理について説明する。本実施形態で行われるＸ線透過厚演算処理の一例を、図１６のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、水ファントム３１を撮影したときの撮影条件データＤ７を入力する（ステップＳ１６０１）。次に、３次元再構成データＤ８を入力する（ステップＳ１６０２）。
【００５０】
そして、水ファントム３１を３次元モデリングした円柱の中心軸を求める（ステップＳ１６０３）。水ファントム３１を３次元モデリングした円柱の中心軸の求め方を、図１７を用いて説明する。図１７（ａ）は、３次元再構成データＤ８の一例を示す図である。この３次元再構成データＤ８から、同一方向の断層画像を複数枚得る。そして、得られた断層画像に対して、図１７（ｂ）に示すように、円の中心１７０１ａ〜１７０１ｄを求める。円の中心１７０１ａ〜１７０１ｄの求め方は、図９に示したように、２次元モデリングで円の中心を求めた方法を利用する。ここで、楕円による２次元モデリングがより正確な表現であれば、円ではなく楕円で断層画像を近似してもよい。そして、図１７（ｃ）に示すように、複数枚の断層画像から得られた円の中心１７０１ａ〜１７０１ｄを通る直線１７０２を求めると、その直線１７０２が円柱の中心軸となる。
【００５１】
図１６に説明を戻し、センサ２ｂと管球２ａと水ファントム３１の３次元再構成データ（すなわち円柱）Ｄ８を再配置する（ステップＳ１６０４）。再配置するにあたって、３次元再構成データＤ８の中心軸と、水ファントム３１の３次元再構成データの中心軸（すなわち円柱の中心軸）との誤差（３次元誤差）を計算する。
【００５２】
図１８と図１９に、センサ２ｂと管球２ａと水ファントム３１の３次元再構成データＤ８とを再配置する様子の一例を示す。図１８（ａ）は、再配置に使用する空間のＸ−Ｙ−Ｚ軸の取り方を表す図である。このＸ−Ｙ−Ｚ軸の取り方は、図１９でも同じである。
図１８（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｚ軸面で、センサ２ｂと水ファントム３１の３次元再構成データＤ８がＸ軸に対して平行になるように、水ファントム３１の３次元再構成データＤ８を、撮影条件データＤ７により定められる位置に再配置する。さらに、図１８（ｃ）に示すように、Ｙ−Ｚ軸面で、センサ２ｂと、水ファントム３１の３次元再構成データＤ８とがＺ軸に対して平行になるように、水ファントム３１の３次元再構成データＤ８を、撮影条件データＤ７により定められる位置に再配置する。そして、図１９に示すように、水ファントム３１の断層画像１９０１において、水ファントム３１の断層画像１９０１の中心１９０１ａ（すなわち、円の中心）が、センサ２ｂの中心と管球２ａとを垂直（Ｙ軸方向）に結ぶ直線を含むＹ−Ｚ軸面１９０３に対して平行な面上にのるように、水ファントム３１の３次元再構成データＤ８を再配置する。
【００５３】
次に、透過厚の計算に入る。まず、Ｘ線が管球２ａからセンサ２ｂに到達するまでのパスを、直線Ｉとする（ステップＳ１６０５）。そして、センサ２ｂの表面を平面Ｍとする（ステップＳ１６０６）。もし、センサ２ｂの表面を曲面として表現する方がより正確な表現となるのであれば、センサ２ｂの表面を曲面Ｍ´としてもよい。
さらに、直線Ｉと、断層画像１９０２をモデリングした円柱との交点を求める（ステップＳ１６０７）。この交点は、３次元方程式を解くことで求まる。
【００５４】
そして、求まった２つの交点の距離を計算することで、透過厚を計算する（ステップＳ１６０８）。さらに、その直線Ｉと、平面Ｍもしくは曲面Ｍ´との交点を求める（ステップＳ１６０９）。この交点も３次元方程式を解くことで求まる。このようにして求めた交点が、前記透過厚に対するセンサ２ｂの位置となる。そして、このセンサ２ｂの位置に対する透過厚データを出力する（ステップＳ１６１０）。そして、センサ２ｂの全ての位置に関して、透過厚の計算を行ったか否かを判定し（ステップＳ１６１１）、センサ２ｂの全ての位置に関して、透過厚の計算を行うまでステップＳ１６０５〜Ｓ１６１０の処理を繰り返す。ただし、必ずしもセンサ２ｂの全ての位置に対して透過厚の計算を行う必要はなく、必要なデータが得られるまでステップＳ１６０５〜Ｓ１６１０の処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５５】
このようにして得られたセンサ２ｂの位置に対する透過厚のデータを用いて、吸収係数算出処理を行う。本実施形態における吸収係数算出処理は、基本的に、図１２のフローチャートを用いて説明した第１の実施形態の吸収係数算出処理と変わらない。ただし、入力するデータの一部が、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態では、ステップＳ１２０１において、投影ラインデータを入力したが、本実施形態では、この投影ラインデータが投影画像データになる。よって、本実施形態の吸収係数算出処理の内容は、図２０に示すフローチャートのようになる。前述したように、図２０において、投影画像データを入力するステップＳ２００１以外の処理は、図１２に示したフローチャートと同じであるため、説明を省略する。
【００５６】
最後に、吸収係数補正量算出処理を行う。本実施形態の吸収係数補正量算出処理は、図１４のフローチャートを用いて説明した第１の実施形態の吸収係数補正量算出処理と変わらないので、説明を省略する。
このようにして、特性演算装置４では、ビームハードニング補正用のデータとして、吸収係数補正用のルックアップテーブルと水の理想吸収係数とを作成する。
以上のように、Ｘ線の透過厚を３次元空間で計算しても、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
なお、前述した第１及び第２の実施形態では、水補正のために水ファントム３１の投影データＤ６を利用することに注目をして、水ファントム３１を撮影した場合について説明した。このようにすれば、水ファントム３１の投影データＤ６を有効利用することができ好ましいが、水以外を利用することも可能である。たとえば、アクリルの円柱を用いて、アクリルの減弱特性を求めたり、カルシウムの円柱を撮影し、カルシウムの減弱特性を求めたりもできる。アクリルは水とほぼ同様の吸収係数を示すので、水の吸収係数の代わりに使用することも可能である。また、カルシウムの減弱特性は、骨の減弱特性を考える上で使用することが可能である。
【００５８】
また、水ファントム３１を円柱として３次元モデリングを行い、吸収係数補正用のルックアップテーブルＤ９を作成した。しかし、水ファントム３１の形状によっては、円柱ではなく、楕円柱や多角柱に３次元モデリングした方が良いケースがある。図２１に水ファントムの形状の一例をあげた。図２１（ａ）に示す水ファントム３１ａは円柱である。したがって、円柱として３次元モデリングし、そしてこの円柱から得られた断層画像は、円もしくは楕円として２次元モデリングするのがよい。
【００５９】
図２１（ｂ）に示す水ファントム３１ｂは楕円柱である。したがって、楕円柱として３次元モデリングし、そしてこの楕円柱から得られた断層画像は、円もしくは楕円として２次元モデリングするのがよい。図２１（ｃ）に示す水ファントム３１ｃは扇形柱である。したがって、扇形柱として３次元モデリングし、この扇形柱から得られた断層画像は、扇形に２次元モデリングするのがよい。
【００６０】
図２１（ｄ）に示す水ファントム３１ｄは四角柱である。したがって、四角柱として３次元モデリングし、この四角柱から得られた断層画像は、四角形に２次元モデリングするのがよい。図２１（ｅ）に示す水ファントム３１ｅは三角柱である。したがって、三角柱として３次元モデリングし、この三角柱から得られた断層画像は、三角形に２次元モデリングするのがよい。図２１（ｆ）に示す水ファントム３１ｆは階段状の多角柱である。したがって、階段状の多角柱として３次元モデリングし、この多角柱から得られる断層画像は、階段状の多角形として２次元モデリングするのがよい。なお、多角柱として３次元モデリングする場合、多角柱の中心軸や、多角柱の断層画像である多角形の中心は、重心、内心、外心、垂心といったあらゆるものを指すことになる。
【００６１】
（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００６２】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００６３】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００６４】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線ＣＴ撮影システムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線ＣＴシステムに配設されている各装置間の通常撮影を行う場合のデータの流れを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線ＣＴシステムに配設されている各装置間の減弱特性を求める場合のデータの流れを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、特性演算装置の機能構成の一例を示した図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、センサ出力読取処理の一例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線ＣＴ撮影装置に配設されたセンサに入射されたセンサラインの一例を示した図である。
【図７】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線透過厚演算処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態を示し、センター断層画像の一例を示した図である。
【図９】本発明の第１の実施形態を示し、センター断層画像内の水ファントムの断面画像をモデリングする様子の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態を示し、再配置前後における管球とセンサとセンター断層画像の配置の一例を示した図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態を示し、Ｘ線が管球からセンサへ到達するまでのパスを表す直線と、センター断層画像内の水ファントムの断面画像をモデリングした円との交点の一例を示した図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態を示し、吸収係数算出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１３−１】本発明の第１の実施形態を示し、透過厚に対する出力値の関係の一例を示した図である。
【図１３−２】本発明の第１の実施形態を示し、透過厚に対する出力値の関係を表す近似式を示した図である。
【図１３−３】本発明の第１の実施形態を示し、透過厚に対する出力値の関係の近似式上におけるサンプル点の一例を示した図である。
【図１３−４】本発明の第１の実施形態を示し、透過厚に対する出力値の関係を表す３次スプライン補間式一例を示した図である。
【図１３−５】本発明の第１の実施形態を示し、透過厚に対する出力値の関係を表す近似式に対する理想直線の一例を示した図である。
【図１３−６】本発明の第１の実施形態を示し、透過厚に対する出力値の関係の一例を示した図である。
【図１３−７】本発明の第１の実施形態を示し、吸収係数補正用のルックアップテーブルの一例を示した図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態を示し、吸収係数補正量演算処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態を示し、センサ出力読取処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施形態を示し、Ｘ線透過厚演算処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施形態を示し、３次元再構成データと、断層画像の中心と、水ファントムを３次元モデリングした円柱の中心軸との一例を示した図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態を示し、センサと管球と水ファントムの３次元再構成データとを再配置する様子の第１の段階を示した図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態を示し、センサと管球と水ファントムの３次元再構成データとを再配置する様子の第２の段階を示した図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態を示し、吸収係数算出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の実施形態を示し、水ファントムの形状の一例を示した図である。
【図２２】従来の技術を示し、透過厚に対するセンサ出力値を示した図である。
【図２３】従来の技術を示し、透過厚に対する放射線吸収係数を示した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  被検体
２  Ｘ線ＣＴ撮影装置
２ａ  管球
２ｂ  センサ
３  再構成処理装置
４  特性演算装置
５  補正データサーバ
６  画像管理サーバ
３１  水ファントム
８０１  センター断層画像
８０２  水ファントムの断面画像
４１  センサ出力値読取部
４２  Ｘ線透過厚演算部
４３  吸収係数算出部
４４  吸収係数補正量算出部
Ｄ１、Ｄ６  投影データ
Ｄ２、Ｄ７  撮影条件データ
Ｄ３  水補正用の水データ
Ｄ４  ビームハードニング補正用データ
Ｄ５、Ｄ８  ３次元再構成データ
Ｄ９  補正量を表すデータ（補正用ルックアップテーブル）
Ｄ１０  水の吸収係数を表すデータ
【図１】
2006068397.tif 000003
【図２】
2006068397.tif 000004
【図３】
2006068397.tif 000005
【図４】
2006068397.tif 000006
【図５】
2006068397.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006068397.tif 000009
【図８】
2006068397.tif 000010
【図９】
2006068397.tif 000011
【図１０】
2006068397.tif 000012
【図１１】
2006068397.tif 000013
【図１２】
2006068397.tif 000014
【図１３−１】
2006068397.tif 000015
【図１３−２】
2006068397.tif 000016
【図１３−３】
2006068397.tif 000017
【図１３−４】
2006068397.tif 000018
【図１３−５】
2006068397.tif 000019
【図１３−６】
2006068397.tif 000020
【図１３−７】
2006068397.tif 000021
【図１４】
2006068397.tif 000022
【図１５】
2006068397.tif 000023
【図１６】
2006068397.tif 000024
【図１７】
2006068397.tif 000025
【図１８】
2006068397.tif 000026
【図１９】
2006068397.tif 000027
【図２０】
2006068397.tif 000028
【図２１】
2006068397.tif 000029
【図２２】
2006068397.tif 000030
【図２３】
2006068397.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月13日(2005.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取り手段と、
前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算手段と、
前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算手段とを有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記透過厚計算手段は、前記均一物体を、円柱、楕円柱、又は多角柱として３次元にモデル化し、そのモデル化した円柱、楕円柱、又は多角柱と、前記３次元再構成画像データと用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記透過厚計算手段は、前記円柱、前記楕円柱、又は前記多角柱の中心軸を求め、求めた中心軸と、前記３次元再構成画像データの中心軸との３次元誤差を求め、求めた３次元誤差に基づいて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記透過厚計算手段は、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像を、円、楕円、又は多角形として２次元にモデル化し、そのモデル化した円、楕円、又は多角形を用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記透過厚計算手段は、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像のエッジを抽出し、抽出した断層画像のエッジを表すエッジ画像を生成し、生成したエッジ画像に対して最も誤差の少ない円、楕円、又は多角形を、前記断層画像をモデル化した円、楕円、又は多角形として採用することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記透過厚計算手段は、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像を２値化した２値画像を生成し、生成した２値画像を用いて前記断層画像のエッジを抽出することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記透過厚計算手段は、前記円の中心と半径、前記楕円の中心と短軸と長軸、又は前記多角形の中心と辺の長さとを求めて、前記断層画像を２次元にモデル化することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記透過厚計算手段は、前記円、前記楕円、又は前記多角形の中心と、前記３次元再構成画像データから得られる断層画像の中心との２次元誤差を用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記透過厚計算手段は、前記求めた３次元誤差に基づいて、前記円柱、前記楕円柱、又は前記多角柱と、前記センサと、前記放射線を曝射する管球とを同一空間内に再配置し、再配置した円柱、楕円柱、又は多角柱を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記透過厚計算手段は、前記求めた２次元誤差に基づいて、前記円、前記楕円、又は前記多角形と、前記センサと、前記放射線を曝射する管球とを同一平面内に再配置し、再配置した円、楕円、又は多角形を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記透過厚計算手段は、前記センサと前記管球とを結ぶ関数と、前記円柱、前記楕円柱、又は前記多角形との交点を、３次元方程式を解いて求め、求めた交点に基づいて、前記再配置した円柱、前記楕円柱、又は多角柱を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記透過厚計算手段は、前記センサと前記管球とを結ぶ関数と、前記円、前記楕円、又は前記多角形との交点を、２次元方程式を解いて求め、求めた交点に基づいて、前記再配置した円、楕円、又は多角形を透過した放射線の透過厚を求めることを特徴とする請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記補正量計算手段は、前記センサの出力値と、前記均一物体を透過した放射線の透過厚との対応関係を近似した近似式を求める近似手段と、
前記近似式を用いて前記均一物体の理想吸収係数を求める吸収係数演算手段と、
前記均一物体の吸収係数が、前記理想吸収係数になるように、前記センサの出力値を補正するための補正関数、又はルックアップテーブルを作成する補正値作成手段とを更に有することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記近似手段は、前記センサの出力値に対して対数をとり、その対数をとったセンサの出力値と、前記均一物体を透過した放射線の透過厚との対応関係とを、低次の多項式と直線とを用いて近似することを特徴とする請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記吸収係数演算手段は、前記直線の傾きを前記理想吸収係数とすることを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記補正値作成手段は、前記低次の多項式における前記センサの出力値を、前記直線における前記センサの出力値に変換し、変換したセンサの出力値を用いて、前記センサの出力値を補正するための補正関数、又はルックアップテーブルを作成することを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記吸収係数演算手段は、前記近似式に対してサンプリング点を設け、そのサンプリング点を、スプライン補間を用いて補間し、補間したサンプリング点を用いて前記近似式を補間し、補間した近似式を用いて前記均一物体の理想吸収係数を求めることを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
前記透過厚計算手段は、前記センサに放射線が到達するまでに、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算することを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１９】
前記請求項１〜１８の何れか１項に記載の情報処理装置と、前記均一物体を、放射線を用いて撮影する撮影装置と、前記均一物体の３次元再構成データを作成する再構成処理装置とを有し、
前記再構成処理装置は、前記均一物体情報処理装置で計算された補正量を用いてビームハードニング補正を行い、そのビームハードニング補正を行った結果を反映させて、被検体の３次元再構成データを作成することを特徴とする撮影システム。
【請求項２０】
均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取りステップと、
前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算ステップと、
前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算ステップとを有することを特徴とする吸収係数補正方法。
【請求項２１】
均一物体の投影データを生成したセンサの出力値を読み取る出力値読み取りステップと、
前記均一物体の投影データに基づいて再構成された３次元再構成画像データを用いて、前記均一物体を透過した放射線の透過厚を計算する透過厚計算ステップと、
前記センサの出力値と前記放射線の透過厚との対応関係を用いて、前記均一物体における放射線の吸収係数を補正するための補正量を計算する補正量計算ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。