(57)【要約】  本発明の一態様によれば、検査される対象物のジオメトリについてのいかなる仮定もなしで、エネルギー分解回折方法で測定されるX線強度の補正が多重散乱放射に対して提供されることができる。本発明の例示的な実施の形態によれば、一次スペクトラム中の陽極材料の特性線が評価され、その多重散乱部分の補正を可能にすることができる被検出スペクトラムの成分分析をもたらす。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心対象物の検査のための検査装置であって、
電磁放射を放射する放射源、放射強度データの取得のための少なくとも１つの検出素子を備える検出器ユニット、及び前処理ユニットを有し、
前記前処理ユニットが、前記放射強度データの特性ピークの近くにおいて第１多重散乱強度を決定し、第１多重散乱強度に基づいて前記放射強度データを補正する検査装置。
【請求項２】
前記検出器ユニットが第１検出素子及び第２検出素子を有し、前記決定が第１検出素子及び第２検出素子に対して実行される請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記検出器ユニットが、透過強度データの取得のための第３検出素子をさらに有し、
前記補正が、第１検出素子及び第２検出素子の各々に対する全被測定エネルギー範囲の第２多重散乱強度の推定に基づいて実行され、及び
前記推定が、第１多重散乱強度及び前記透過強度データに基づいて実行される請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記前処理ユニットがさらに、複数の検出素子の隣り合う検出素子の第１多重散乱強度を平滑化する請求項２に記載の検査装置。
【請求項５】
CT装置、コヒーレント散乱CT装置、吸収撮像システム又はX線散乱検査装置のうちの１つである請求項１に記載の検査装置。
【請求項６】
前記放射源と前記検出素子との間に配置されるコリメータをさらに有し、
当該コリメータは、ファンビーム又はコーンビームのうちの１つを形成するために前記放射源によって放射される電磁放射ビームをコリメートする請求項１に記載の検査装置。
【請求項７】
前記検出素子が単一スライス検出器アレイを形成する請求項１に記載の検査装置。
【請求項８】
前記検出素子がマルチスライス検出器アレイを形成する請求項１に記載の検査装置。
【請求項９】
携行品検査装置、医療アプリケーション装置、材料試験装置及び材料科学分析装置から成るグループのうちの１つとして構成される請求項１に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記放射源が、少なくとも１つの特性ピークを有する多色性X線ビームを放射する請求項１に記載の検査装置。
【請求項１１】
電磁放射を放射する放射源、放射強度データの取得のための少なくとも１つの検出素子を備える検出器ユニット、及び前処理ユニットを有する検査装置により関心対象物を検査する方法であって、
前記放射強度データの特性ピークの近くにおいて第１多重散乱強度を決定するステップ、及び第１多重散乱強度に基づいて前記放射強度データを補正するステップを有する方法。
【請求項１２】
検査装置によって関心対象物を検査する画像処理装置であって、
放射強度データを記憶するメモリ、
放射強度データの特性ピークの近くにおいて第１多重散乱強度を決定し、第１多重散乱強度に基づいて前記放射強度データを補正する前処理ユニット、
を有する画像処理装置。
【請求項１３】
プロセッサで実行された場合に、放射強度データの特性ピークの近くにおいて第１多重散乱強度を決定するステップ、及び第１多重散乱強度に基づいて前記放射強度データを補正するステップを実行する、検査装置によって関心対象物を検査するコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
プロセッサで実行された場合に、放射強度データの特性ピークの近くにおいて第１多重散乱強度を決定するステップ、及び第１多重散乱強度に基づいて前記放射強度データを補正するステップを実行する、関心対象物を検査するプログラム要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線撮像の分野に関する。特に、本発明は関心対象物の検査のための検査装置、検査装置により関心対象物を検査する方法、画像処理装置、コンピュータ可読媒体及びプログラム要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線散乱技術は、一般に材料の又は対象部分の散乱関数を検出することを意図する。単散乱光子だけが評価可能な信号に寄与する。多重散乱光子は、有用な情報を含まず、一般に測定を損なうバックグラウンド信号を形成する。対象物が大きくなるほど、光子が対象物内で複数回散乱する可能性が高くなる。したがって、特にX線光子の散乱平均自由行程よりかなり大きな対象物にとって、多重散乱強度の補正が必要である。
【０００３】
コヒーレント散乱コンピュータ断層撮影（CSCT）は、コヒーレントに散乱したX線光子に基づく新たな撮像技術である。ファン平面からの小さな発散のコリメートされたファンビームが対象物を露光する。両方の信号、透過放射の強度、及び対象物内の散乱プロセスによって引き起こされる散乱放射の強度が測定される。CTスキャナのように、異なる回転位置による多数の投影が測定される。CTにおける画像の再構成と同様に、照らされた対象領域中の各々の位置の散乱関数は、測定された散乱投影から再構成されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モンテカルロシミュレーションによれば、一般的に、20 cm厚の水ファントムのCSCT投影で測定された散乱強度の約半分は多重に散乱される。多重散乱放射の量は、貫通された対象物の厚さ及び対象物の材料だけでなく、ファン平面に対して垂直方向の対象物の伸展にも依存する。したがって、何の追加的な対象物の情報も無い補正は難しい。
【０００５】
多重散乱強度のための改善された補正を有することが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な実施の形態によれば、関心対象物の検査のための検査装置が提供され、当該検査装置は、電磁放射を放射するのに適応された放射源、放射強度データの取得のための少なくとも１つの検出素子を備えるエネルギー分解検出器ユニット、及び前処理ユニットを有し、前処理ユニットは、放射強度データの特性ピークの近傍における第１多重散乱強度を決定し、及び第１多重散乱強度に基づいて放射強度データを補正するのに適応されている。
【０００７】
しかし、前処理ユニットは再構成ユニットから分離されることができ、又は再構成ユニットに一体化されることができる点に留意する必要がある。
【０００８】
したがって、本発明のこの例示的な実施の形態によれば、多重散乱放射線のためのエネルギー分解検出器によって測定されるX線強度の補正は、関心対象物のジオメトリについて何の仮定もなしで実行されることができる。
【０００９】
したがって、多重散乱補正は、関心対象物について何の追加的な情報なしでも提供されることができる。この補正は、改善された画質を提供することができる。
【００１０】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、検出器ユニットは、第１検出素子及び第２検出素子を有し、前記決定が第１検出素子及び第２検出素子に対して実行される。
【００１１】
したがって、あるエネルギーのみにおける第１多重散乱強度のそれぞれの第１の決定は、検出器ユニットの複数の単独エネルギー分解検出器素子のために実行されることができる。これは、結果の画像の品質を改善することができる。
【００１２】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、補正は、検出器ユニットの第１及び第２検出素子の各々に対して、全被測定エネルギー範囲にわたる第２多重散乱強度の第２の推定に基づいて実行される。さらに、検出器ユニットによって取得される放射強度データは、透過強度データを有し、前記推定は第１多重散乱強度及び透過強度データに基づいて実行される。
【００１３】
透過撮像においてX線散乱と同様に、多重散乱光子は測定にとって価値がないが、アーチファクトの原因となる検出器強度における寄与につながる。したがって、多重散乱光子から生じる強度の補正は、対応するアーチファクトを取り除き、画像又はデータ品質を改善する。
【００１４】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、特性ピークは、放射源の陽極材料の特性線である。
【００１５】
したがって、多重散乱放射の量は、検出されたスペクトラムの成分分析に基づいて決定されることができ、その多重散乱部分の補正を可能にすることができる。
【００１６】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、前処理ユニットが、複数の検出素子の隣り合う検出素子の第１多重散乱強度を平滑化することにさらに適応される。これは、例えば平均値算出又はメジアンの計算によって実行されることができる。
【００１７】
したがって、推定された多重散乱強度の散乱は低減されることができる。
【００１８】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、検査装置は、CT装置、コヒーレント散乱CT装置又は吸収撮像システムのうちの１つとして適応される。
【００１９】
さらに、検査装置は、放射源と検出素子との間に配置されるコリメータを有することができ、当該コリメータはファンビームを形成するために放射源によって放射される放射ビームをコリメートすることに適応される。
【００２０】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、CT装置は、単一スライス検出器アレイ又はマルチスライス検出器アレイを形成する検出素子によって適応される。
【００２１】
本発明によるCT/CSCT装置は、携行品検査装置、医療アプリケーション装置、材料試験装置又は材料科学分析装置として適用されることができる。本発明の既定された機能が、疑わしい内容物を検出することを可能にし、さらにそのような携行品アイテム内の物質の種類を決定することを可能にして、携行品アイテムの内容物の安全かつ信頼できる分析を可能にするので、本発明の適用分野は携行品検査であることができる。
【００２２】
本発明の例示的な実施の形態によるそのような装置又は方法は、自動的に特定の種類の物質を認識することができ、必要に応じて、危険物がある場合には警報を起動させることができる高品質の自動システムを開発することができる。
【００２３】
放射源は、複数の特性ピークを有する多色性X線ビームを放射するのに適応されることができる。
【００２４】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、関心対象物を検査装置で検査する方法が提供されることができ、当該方法は、放射強度データの特性ピークの近くにおいて第１多重散乱強度を決定するステップ、及び第１多重散乱強度に基づいて放射強度データを補正するステップを有する。
【００２５】
これは、関心対象物のジオメトリについてのいかなる仮定もなく、エネルギー分解回折方法で測定される強度の改善された補正を可能にすることができると考えられる。
【００２６】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、関心対象物を検査装置で検査するための画像処理装置が提供されることができ、当該画像処理装置は、放射強度データを記憶するためのメモリ、及び上述した方法ステップを実行するのに適応される前処理ユニットを有する。
【００２７】
本発明の例示的な他の実施の形態によれば、プロセッサによって実行される場合に上述した方法ステップを実行するのに適応される関心対象物を検査装置で検査するコンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読媒体が提供されることができる。
【００２８】
本発明は、プロセッサによって実行される場合に上述した方法ステップを実行するのに適応される、関心対象物を検査するプログラム要素にも関する。プログラム要素は、コンピュータ可読媒体に記憶されることができ、データ処理装置の作業メモリにロードされることができる。したがって、本発明の方法の例示的な実施の形態を実行するために、データプロセッサが備えられることができる。コンピュータプログラムは、例えばC++のような任意の適切なプログラミング言語で記述されることができ、CD-ROMに記録されることができる。また、コンピュータプログラムは、ネットワーク（例えばワールドワイドウェブ）から利用可能であることができ、そこらか画像処理ユニット若しくはプロセッサ、又は任意の適切なコンピュータにダウンロードされることができる。
【００２９】
多重散乱に起因するスペクトラムの変化が多重散乱強度の割合を推定するために利用されることが、本発明の例示的な実施の形態の要旨としてみなされることができる。一次スペクトラム中の陽極材料の特性線は、X線光子のコンプトン散乱過程に伴うエネルギーシフトに起因する多重散乱放射のエネルギースペクトラムで、強度において強く低減される。これは、その多重散乱部分の補正を可能にすることができる被検出スペクトラムの成分分析を可能にすることができる。
【００３０】
これらの及び他の本発明の態様は、以下に記載される実施の形態から明らかになり、以下に記載される実施の形態を参照して説明される。
【００３１】
以下の図面を参照して、本発明の例示的な実施の形態は以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図面の説明は概要である。異なる図面において、同様の又は同一の要素は、同じ参照番号によって示される場合がある。
【００３３】
図1は、本発明の例示的な実施の形態によるCSCTスキャナシステムの例示的な実施の形態を示す。この例示的な実施の形態を参照して、本発明は携行品検査の分野におけるアプリケーションとして説明される。しかし、本発明がこのアプリケーションに限られず、医療撮像又は他の産業応用（例えば材料試験）の分野にも適用されることができる点に留意する必要がある。
【００３４】
図1中に表されるコンピュータ断層撮影装置100は、ファンビームCSCTスキャナである。しかし本発明はコーンビームジオメトリによって実行されることもできる。図1に表されるCSCTスキャナは、回転軸102のまわりで回転可能なガントリ101を有する。ガントリ101は、モーター103によって駆動される。参照番号104はＸ線源のような放射の線源を示し、本発明の一態様によれば、多色性放射を放射する。
【００３５】
参照番号105は、放射源から放射される放射ビームをファン形状の放射ビーム106に形成する開口システムを示す。ファンビーム106は、ガントリ101の中央に、すなわちCSCTスキャナの検査領域に配置される関心対象物107を貫通するように導かれ、検出器108に作用する。図1から分かるように、検出器108の範囲がファンビーム106によって覆われるように、検出器108は放射源104の反対側でガントリ101に配置される。図1に表される検出器108は、関心対象物107を貫通したX線又は個々の光子を各々が検出することができる複数の検出器素子124を有する。ファン平面の隣の第２検出器（散乱検出器）は、ファンビームから散乱される放射を測定する。それも、エネルギー分解様式において、関心対象物107内で貫通し、散乱したX線又は個々の光子を各々が検出することができる複数の検出器素子123から構成されている。しかし、第１及び第２検出器は、透過放射を検出するための検出素子124の中央の行、及び散乱放射を検出するための検出素子123の複数の行を有する単一の検出器108として配置されることができる。
【００３６】
関心対象物107のスキャンの間、放射源104、開口システム105及び検出器108は、矢印116によって示される方向にガントリ101に沿って回転される。放射源104、開口システム105及び検出器108を伴うガントリ101の回転のために、モーター103は、計算又は決定ユニット118に接続されるモーター制御ユニット117に接続される。
【００３７】
図1において、関心対象物107はコンベヤベルト119に配置される携行品のアイテムであることができる。コンベヤベルト119は、それによって１つのスライスを測定するために、スキャンの間、停止されることができる。コンベヤベルト119を提供する代わりに、例えば関心対象物107が患者である医療アプリケーションにおいては、可動テーブルが使用されることができる。しかし、説明される全ての場合において、回転軸102に平行な方向への変位がなく、回転軸102のまわりのガントリ101の回転のみがある円形スキャンを実行することも可能であることを留意する必要がある。さらに、線源-検出器配置の２倍の周波数で周期的に前後にテーブルを動かすことによる鞍軌道のような、他のスキャン経路が実行されることができる。
【００３８】
検出器108は、計算ユニット118に接続されることができる。計算ユニット118は、検出結果（すなわち検出器108の検出器素子123からの読み出し）を受信することができ、その読み出しに基づいてスキャン結果を決定することができる。さらに、計算ユニット118は、モーター103及び120によるガントリ101の動作をコンベヤベルト119と同調させるためにモーター制御ユニット117と通信する。
【００３９】
本発明の例示的な実施の形態によると、放射強度データの特性ピークの近傍において第１多重散乱強度を決定し、当該第１多重散乱強度に基づいて放射強度データを補正することによって、前処理ユニットを有することができる計算ユニット118は検出器108の読み出しから画像を構成するのに適応されることができる。再構成ユニット118によって生成される再構成画像は、インターフェース122を介してディスプレイ（図1に図示せず）に出力されることができる。しかし、多重散乱補正は、ガントリに配置されることができる別の前処理ユニット125においても可能である。
【００４０】
計算ユニット118は、検出器108の検出器素子123からの読み出しを処理するためのデータプロセッサによって実現されることができる。
【００４１】
さらに、図1から分かるように、再構成ユニット118は、例えば携行品107のアイテム中に疑わしい物質が検出された場合に自動的に警報を出力するために、スピーカ121に接続されることができ、又は、携行品の他のアイテムからの携行品のアイテムの機械的分離を引き起こすスイッチに接続されることができる。
【００４２】
関心対象物107の検査のためのコヒーレント散乱CT装置100は、検出素子123及び124を有する検出器108を備え、複数の検出素子123はマトリックス状に配置され、各々がエネルギー分解様式でX線を検出するのに適応される。検出素子124は中心線に沿って配置され、透過放射を検出するのに適応される。さらに、CT装置100は、関心対象物107の画像を再構成するのに適応された決定ユニット又は再構成ユニット118を有する。
【００４３】
CT装置100は、関心対象物107にX線を放射するのに適応されたＸ線源104を有する。電磁放射源104と検出素子124との間に提供されるコリメータ105は、電磁放射源104から放射される電磁放射ビームをコリメートするのに適応される。さらに、ファン平面に対して垂直な複数の薄板でできており、X線焦点スポットに集中するコリメータが提供されることができ（図1に表されていない）、検出器108の前に配置される。
【００４４】
X線撮像において、関心対象物中の一次光線の減衰が測定される。この文脈において、単散乱及び多重散乱放射の両方は不必要である。いくつかの技術において、検出器の前に配置される散乱線除去グリッドが、検出器に達する散乱放射の量を非常に低減するために用いられることができる。他の技術において、散乱線除去グリッドは適用できない。それで、対象物厚さ及び照らされた領域の大きさによって、散乱放射の強度が透過一次強度をかなり上回る場合がある。これは例えば、"Scattered radiation in diagnostic radiology", H. Chan and K. Doi, Med. Phys. 12(2), 152-165 (1985) に記載されている。
【００４５】
本発明の例示的な実施の形態による方法は、要求が満たされる場合、多重散乱部分の補正のために、吸収撮像に用いられることもできる。
【００４６】
本発明の一態様による方法は、関心対象物のジオメトリについてのいかなる仮定もなく、多重散乱放射に対するエネルギー分解回折方法（例えばCSCT）で測定されるX線強度の補正を可能にすることができる。散乱（単一及び多重散乱）放射からの吸収撮像で測定された信号を補正するいくつかのアプローチがある場合がある。しかし本発明の方法は、多重散乱のみに対する定量化又は補正を提供する。
【００４７】
本発明の態様による方法は他のX線撮像技術（例えば吸収撮像）に、それらが後述する要求を必要とする場合、適用されることができる。しかし、吸収撮像において、多重散乱放射は単散乱放射と同様に不必要である。したがって、本発明の方法は、少なくとも不必要な信号の一部を補正することができる。
【００４８】
図3は本発明の方法の例示的な実施の形態のフローチャートを示し、X線撮像構成に関して以下で説明される。本方法は、一次スペクトラムの取得及び一次スペクトラムに基づいた多重散乱スペクトラムの決定が実行されるステップ0で始まる。これは、実際の測定の前に一度だけ実行されなければならないキャリブレーションステップである。そして、ステップ1において、検出器ユニットによるX線強度の測定が実行される。そして、ステップ2において、複数の検出器素子に対して、又はさらに各々の検出器素子に対して、陽極材料の特性線のエネルギーEcharの近くの多重散乱強度の決定が、Echarにおいて及びEcharの近くで測定された強度を評価することによって決定される。ここで、（ステップ0における）一次スペクトラム及び一次スペクトラムから得られる多重散乱スペクトラムが、キャリブレーションのために用いられる。
【００４９】
さらに、ステップ3において、隣り合う検出器素子の多重散乱強度分布の平均算出が、この信号の散乱を低減するために実行されることができる。しかし、ステップ3は本発明による方法を実行するために必要でない点に留意する必要がある。
【００５０】
それから、ステップ4において、Echarの値から及び透過強度から、全被測定エネルギー範囲の多重散乱強度の推定が各々の検出器ピクセルに対して実行される。また、ステップ0において得られる多重散乱スペクトラムが、キャリブレーションのために用いられる。
【００５１】
その後、ステップ5において、推定された多重散乱強度による測定された強度の補正が実行され、それによってほぼ純粋な単散乱強度を得る。
【００５２】
これらのステップは、以下で更に詳細に説明される。
【００５３】
本発明の一態様によれば、これらの複雑な計算は、検出器の近くに設置されることができる装置によってリアルタイムで実行されることができ、又は測定データがまず記憶されて、多重散乱補正は測定のあとに計算装置において実行されることができる。
【００５４】
多重散乱放射の補正は、多重散乱光子の大多数が、相当な及び統計的に分布するエネルギー損失を伴ういくつかのコンプトン散乱過程を受けたことに基づく。タングステン陽極（又は大きな原子番号を有する任意の陽極材料）による従来のX線源が用いられる場合、一次スペクトラムは連続的な制動放射及び陽極材料の特性線から構成されていることができる。コンプトン過程に伴って起こるエネルギーシフトに起因して、多重散乱光子は、特性エネルギーにおいてかなり低い相対強度を有するスペクトラムを形成する。これは図2に表される。
【００５５】
図2は、散乱放射のモンテカルロシミュレーションされたスペクトラムの分解の模式的な表示を示す。
【００５６】
水平軸204は、keV単位で散乱放射のエネルギーを示す。垂直軸205は、任意単位（arbitrary units）で対応する散乱強度を示す。
【００５７】
曲線206は全散乱強度を示し、曲線207は単散乱強度を示し、曲線208は多重散乱強度を示す。
【００５８】
非常に滑らかな散乱関数を有する物質がシミュレーションで実行された。それで、散乱ピークが発生せず、散乱スペクトラムは一次スペクトラムに似ている。
【００５９】
先に述べたように、コンプトン過程に伴って起こるエネルギーシフトに起因して、多重散乱光子は、（図1に図示するように）特性エネルギーにおいてかなり低い相対強度を有するスペクトラムを形成する。対照的に、透過放射は、及び小さい散乱角にために単散乱放射も、相当なエネルギーシフトを受けず、したがって特性線の相対強度は一次スペクトラムにおける値に等しい（図1の曲線207を参照）。このことは、多重散乱放射の量を決定するために用いられる。
【００６０】
提案された方法は、連続的なスペクトラム及び電子衝撃線源からのスペクトルのような急なピークからなるX線スペクトルによって動作することもできる。
【００６１】
補正を適用することができるために、補正されるＸ線放射は、高いスペクトル分解能によって測定されなければならないかもしれない。
【００６２】
対象物の貫通された厚さが見積もられなければならないかもしれない。そうするための１つの方法は、散乱強度に加えて一次放射の減衰を測定することである。
【００６３】
キャリブレーション（図3中のステップ0）
本技術は、X線源から現れる一次スペクトラム中の特性線を使用する。その強度の測定のために、エネルギースペクトラム中の３つの関係する領域が規定されなければならない。２つのエネルギーインターバルは特性線から離れており、陽極材料の特性エネルギーよりも１つは下で、１つは上である。そして３つめのエネルギーインターバルは特性エネルギーを含む。これは図2中に表される。
【００６４】
一次スペクトラム中の制動スペクトラムに対する特性線の強度は、次式によって評価されなければならない。
2008545135.tif 000003
【００６５】
ここで、Iprim(Echar)は特性エネルギーを含むエネルギーインターバル202中の一次スペクトラムの平均強度であり、Iprim(Echar ± ΔE)は、図2中の他の２つのエネルギーインターバル201及び203中の平均強度である。
【００６６】
多重散乱放射のスペクトル分布を再計算することができるために、そのスペクトラムIMS, stdは、標準対象物によって測定又はシミュレーションされなければならない。
【００６７】
uprimに類似した値が、多重散乱放射のこのスペクトラムに対して求められることができる。
2008545135.tif 000004
【００６８】
上述の効果のために、この値はほぼ１である。
【００６９】
以下のステップがデータ取得の間か後に実行されなければならないが、これらの測定及び計算は一度だけ行われなければならない。
【００７０】
特性エネルギーにおけるIMS強度の計算（図3中のステップ2）
測定されたデータから、特性線の相対強度が検出器の各々のエネルギー分解ピクセルiで計算されなければならない。
2008545135.tif 000005
【００７１】
散乱ピークに起因する強度変動がuimeasにそれほど影響しないと推定すると、特性エネルギーを含むエネルギーインターバル中の多重散乱強度は、（一次スペクトラムからの）uprim及び（基準多重散乱スペクトラムからの）uMSを用いたこれらの値から計算されることができる。
2008545135.tif 000006
【００７２】
平滑化及び補間（ステップ3）
おそらくいくつかの検出器ピクセルiにおいて、散乱ピークは多重散乱強度の計算を妨げる。したがって、及び多重散乱放射の強度分布がかなり滑らかであるので、例えばメジアン値を計算することによって、隣り合うピクセルに対して先の式から多重散乱推定を平滑化することが都合が良い。結果は、全ての検出器ピクセルに対する特性エネルギーにおける多重散乱強度の平滑化された推定IiMS, smooth(Echar)である。
【００７３】
全エネルギースペクトラムへの外挿（ステップ4）
検出器の全エネルギー分解出力がその多重散乱部分に関して補正される場合、多重散乱のスペクトル強度は全エネルギー範囲に対して計算されなければならない。そうするために、あらかじめ測定された多重散乱放射のエネルギースペクトラムは、各々の検出器ピクセルによって測定される減衰に適応される。
【００７４】
透過物質の厚さは、一次放射に対する透過放射の比から計算されなければならない。
2008545135.tif 000007
【００７５】
ここで、μabsは一次スペクトラムの平均エネルギーの減衰係数である。
【００７６】
次に、多重散乱スペクトラム全体が推定されることができる。
2008545135.tif 000008
【００７７】
ここでd0は、標準多重散乱スペクトラムIMS,stdの測定又はシミュレーションで用いられたファントムの物質厚さである。そして、μMS(E)は多重散乱放射の減衰のエネルギー依存性を表し、
2008545135.tif 000009
によって記述される。
【００７８】
測定されたスペクトルの補正（ステップ5）
多重散乱放射の測定された強度を補正するために、算出された多重散乱強度が減じられなければならない。
2008545135.tif 000010
【００７９】
本発明は全てのX線散乱及び撮像技術に適用されることができ、使用されるＸ線スペクトラムについての及び検出器についての要求を実現する。
【００８０】
図4は、本発明による方法の例示的な実施の形態を実行するための本発明の画像処理装置の例示的な実施の形態を表す。図4中に表される画像処理装置400は、関心対象物（例えば患者又は携行品のアイテム）を表す画像を記憶するためのメモリ402に接続される中央処理装置（ＣＰＵ）又は画像処理プロセッサ401を有する。データ処理装置401は、診断装置（例えばCSCT装置）のための複数の入出力ネットワークに接続されることができる。データ処理装置401は、さらに、情報又はデータ処理装置401で計算若しくは適応された画像を表示するための表示装置403（例えばコンピュータモニタ）に接続されることができる。オペレータ即ちユーザは、キーボード404及び／又は図4に示されていない他の出力装置を介してデータ処理装置401とインタラクトすることができる。さらに、バスシステム405を介して、画像処理及び制御装置401を、例えば、関心対象物の運動を監視するモーションモニタに接続することも可能である。例えば、患者の肺が撮像される場合には、運動センサは呼気センサであることができる。心臓が撮像される場合には、運動センサは心電図であることができる。
【００８１】
任意のX線回折法において、単散乱光子だけが有用な情報を伝え、一方、多重散乱放射はデータ品質を低下させる。本発明の一態様によれば、画質は多重散乱強度の定量化及び減算ストラテジーによって改善されることができる。特性ピークの近くのスペクトル情報が多重散乱放射の量を定量化するために評価されるので、これは電子衝撃Ｘ線源及びエネルギー分解検出器を用いて提供されることができる。コヒーレント散乱CTの使用が詳細に説明されたが、本方法は他のX線技術にも応用できる。多重散乱放射は、再構成されたCSCTデータ中のアーチファクトにつながる場合がある。その補正は、これらのアーチファクトを回避することができ、したがって測定された出力のかなりの改善につながることができる。
【００８２】
本発明の例示的な実施の形態は、ＣＴスキャナコンソールに対するソフトウェアオプションとして、又は再構成ユニットによる再構成前の被検出信号の前処理（及び補正）に適応された別の前処理ユニットとして、販売されることができる。
【００８３】
「有する」の用語は他の要素又はステップを除外せず、単数形の語は複数を除外しないこと、及び単一のプロセッサ又はシステムが、請求項中に列挙されるいくつかの手段又はユニットの機能を履行することができることに留意する必要がある。また、異なる実施の形態に関連して説明される要素が結合されることができる。
【００８４】
請求項中の参照符号は特許請求の範囲を制限するものとして解釈されてはならないことも留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の例示的な実施の形態によるCSCTスキャナシステムの簡略表示を示す図。
【図２】散乱放射のモンテカルロシミュレートされたスペクトラムの分解の模式的な表示を示す図。
【図３】本発明の方法の例示的な実施の形態のフローチャート。
【図４】本発明の方法の例示的な実施の形態を実行するための、本発明の画像処理装置の例示的な実施の形態を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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