(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して所定ゲインで増幅するデータ収集部と、によって取得されるＸ線のデータを感度補正するための補正データの作成方法であって、
所定時点を基準時点として各種ゲインで増幅されたファントムデータを取得し、該ファントムデータに基づく該基準時点での補正データを作成し、
該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、
前記修正時点では、
基準時点から修正時点までの感度特性の経時変化に起因した、基準ゲインで増幅されたエアデータについての変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させるとともに、
基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との出力比における、感度特性の経時変化に起因する変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させることにより、前記新たな補正データを作成すること、
を特徴とするＸ線感度補正データ作成方法。
【請求項２】
Ｘ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して所定ゲインで増幅するデータ収集部と、によって取得されるＸ線のデータを感度補正するための補正データ作成方法であって、
所定時点を基準時点として各種ゲインで増幅されたファントムデータを取得し、該ファントムデータに基づく該基準時点での補正データを作成し、
該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、
前記修正時点では、
基準ゲインで増幅された基準時点のエアデータに、基準時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、基準時点において各種ゲインで増幅された基準エアデータを算出し、
基準ゲインで増幅された修正時点のエアデータに、修正時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、修正時点において各種ゲインで増幅された修正エアデータを算出し、
前記基準エアデータと前記修正エアデータとから各種ゲインについての感度変化率を取得し、
前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに、前記各種ゲインの感度変化率を反映して、反映結果に基づき各種ゲインについての前記新たな補正データを作成すること、
を特徴とするＸ線感度補正データ作成方法。
【請求項３】
Ｘ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して所定ゲインで増幅するデータ収集部と、によって取得されるＸ線のデータを感度補正するための補正データ作成方法であって、
所定時点を基準時点として各種ゲインで増幅されたファントムデータを取得し、該ファントムデータに基づく該基準時点での補正データを作成し、
該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、
前記修正時点では、
各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）についての前記新たな補正データを次式の演算結果に基づいて作成すること、
を特徴とするＸ線感度補正データ作成方法。
（次式）  Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）｝×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝
Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたファントムデータ
Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ
Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ
Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）：修正時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
【請求項４】
Ｘ線を曝射するＸ線源と、
被検体内を透過したＸ線を検出する検出器と、
検出されたＸ線のデータを収集して増幅するデータ収集部と、
収集されたＸ線のデータを補正データに基づき感度補正する前処理部と、
Ｘ線のデータに基づき、被検体内の画像を再構成する画像再構成部と、
を備え、
前記前処理部は、
所定時点を基準時点として取得された各種ゲインで増幅されたファントムデータに基づいて該基準時点での補正データを作成し、
該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、
前記修正時点では、
基準時点から修正時点までの感度特性の経時変化に起因した、基準ゲインで増幅されたエアデータについての変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させるとともに、
基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との出力比における、感度特性の経時変化に起因する変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させることにより、前記新たな補正データを作成すること、
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
Ｘ線を曝射するＸ線源と、
被検体内を透過したＸ線を検出する検出器と、
検出されたＸ線のデータを収集して増幅するデータ収集部と、
収集されたＸ線のデータを補正データに基づき感度補正する前処理部と、
Ｘ線のデータに基づき、被検体内の画像を再構成する画像再構成部と、
を備え、
前記前処理部は、
所定時点を基準時点として取得された各種ゲインで増幅されたファントムデータに基づいて該基準時点での補正データを作成し、
該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、
前記修正時点では、
基準ゲインで増幅された基準時点のエアデータに、基準時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、基準時点において各種ゲインで増幅された基準エアデータを算出し、
基準ゲインで増幅された修正時点のエアデータに、修正時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、修正時点において各種ゲインで増幅された修正エアデータを算出し、
前記基準エアデータと前記修正エアデータとから各種ゲインについての感度変化率を取得し、
各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに、前記各種ゲインの感度変化率を反映して、反映結果に基づき各種ゲインについての前記新たな補正データを作成すること、
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
Ｘ線を曝射するＸ線源と、
被検体内を透過したＸ線を検出する検出器と、
検出されたＸ線のデータを収集して増幅するデータ収集部と、
収集されたＸ線のデータを補正データに基づき感度補正する前処理部と、
Ｘ線のデータに基づき、被検体内の画像を再構成する画像再構成部と、
を備え、
前記前処理部は、
所定時点を基準時点として取得された各種ゲインで増幅されたファントムデータに基づき該基準時点での補正データを作成し、
該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、
前記修正時点では、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）についての前記新たな補正データを次式の演算結果に基づいて作成すること、
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
（次式）  Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）｝×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝
Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたファントムデータ
Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ
Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ
Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）：修正時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、曝射されたＸ線の感度補正に利用される補正データの作成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線から被検体内の画像を再構成する装置である。被検体を透過したＸ線の強度を忠実に電気信号に変換して、電気信号を逆投影処理法で加工することで被検体内の画像を作成している。
【０００３】
Ｘ線強度の電気信号への変換は、Ｘ線検出器及びデータ収集部で行われる。Ｘ線検出器には、シンチレータと光電変換素子で構成されるＸ線検出素子がスライス方向及びチャンネル方向へ配列されている。Ｘ線検出器は、Ｘ線を捕捉して発光し、発光した光を捕捉して電気信号に変換している。データ収集部には、データ収集素子とゲイン回路とＡ／Ｄ変換器が配される。データ収集部は、微弱な電気信号をチャンネル毎に収集して、チャンネル毎に増幅及びＡ／Ｄ変換している。
【０００４】
Ｘ線の検出感度は、Ｘ線はＸ線検出器及びデータ収集部を経て検出されることにより、Ｘ線の光への変換の特性、光電変換特性、及び増幅精度によって決定される。このＸ線の光への変換特性、光電変換特性、及び増幅精度は、温度等の雰囲気や経時変化によってチャンネル毎にドリフトする。そのため、検出したＸ線には、感度特性の変化の影響を除く補正が施される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
Ｘ線感度の補正は、補正データを利用して行われるが、感度特性の変化が温度等の雰囲気や経時変化によるため、定期的にその感度特性の変化に沿った補正データを作成している。補正データは、原則的には水や樹脂等で全体が一様であるファントムを撮影して取得する。しかし、セッティングの煩雑等から、基準時点においてはファントムを撮影して補正データを取得し、その後一定期間後は、空気を用いたデータで基準時点でファントムを撮影して得たデータを修正している。
【０００６】
具体的には、基準時点、すなわち経時変化起点においては、各種撮影条件でファントムを撮影して、リングアーチファクト除去処理を施し、補正データＨｓとして取得するとともに、各種撮影条件で空気を用いた撮影を行い、空気の投影データＡｓを取得しておく。さらに修正時点、すなわち経時変化後においては、再度各種撮影条件で空気を用いた撮影を行い、空気の投影データＡｎを取得する。
【０００７】
そして、修正時点の新しい補正データＨｎ、すなわち修正時点において各種撮影条件でファントムを撮影した場合に得られる投影データを、補正データＨｎ＝Ｈｓ×（Ａｎ／Ａｓ）で示される算出式によって算出する。基準時点での空気の投影データＡｓと修正時点での空気の投影データＡｎとから基準時点から修正時点までの感度特性の変化率を求め、この変化率を基準時点での補正データＨｓに反映させて、修正時点での補正データＨｎを取得するものである。
【０００８】
ファントムを用いた撮影には、撮影条件に含まれる撮影領域（ＦＯＶ）毎に当該撮影領域と同一サイズのファントムに交換しなくてはならないが、この補正データ作成法においては、空気を用いることにより撮影領域に因らず一括でデータ収集が行え、ファントム交換の時間を省き、収集時間が短縮するという利点がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２４０４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、撮影条件は、管電圧（ｋＶ）、スライス厚（ｍｍ）と列数の組み合わせ、撮影領域、ゲイン、撮影モード等からなる。撮影領域は、頭、胴体部等があり、被写体に合わせて設定する。ゲインは１倍、３倍、５倍、１０倍、２０倍等、複数用意されている。尚、ゲインと撮影領域とは１対１対応又は１対Ｎ対応しており、撮影領域が変わればゲインも応じて変わる。
【００１１】
そうすると、基準時点におけるファントムを用いた撮影では、この撮影条件に含まれる全パラメータの組み合わせに応じて行わねばならず、管電圧が４種類、スライス厚と列数の組み合わせが２５種類、撮影領域が５種類であれば、計５００回の撮影を行わねばならない。基準時点における空気を用いた撮影では、撮影領域は一定であるが、増幅精度が温度等の雰囲気や経時変化によってドリフトするため、計５００回の撮影を行わなければならない。また、修正時点における空気を用いた撮影でも異なる撮影領域間で共通のゲインを使用していなければ同様に、計５００回の撮影を行わなければならない。
【００１２】
従って、この補正データ作成法は、ファントム交換時間を省くことはできるが、修正時点の補正データを作成するために、異なる撮影領域間で共通のゲインを使用していなければ撮影回数が減るわけではなく、基準時点で空気の撮影を５００回、修正時点でさらに空気の撮影を５００回の撮影を行わねばならない。
【００１３】
この発明は上記の問題を解決するものであり、Ｘ線の感度補正を行うために利用される補正データの作成において、補正データの作成のために行われる撮影回数をより少なくして補正データ作成のためのデータ収集の収集時間をより短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、Ｘ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して所定ゲインで増幅するデータ収集部と、によって取得されるＸ線のデータを感度補正するための補正データの作成方法であって、所定時点を基準時点として各種ゲインで増幅されたファントムデータを取得し、該ファントムデータに基づく該基準時点での補正データを作成し、該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、前記修正時点では、基準時点から修正時点までの感度特性の経時変化に起因した、基準ゲインで増幅されたエアデータについての変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させるとともに、基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との出力比における、感度特性の経時変化に起因する変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させることにより、前記新たな補正データを作成すること、を特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、Ｘ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して所定ゲインで増幅するデータ収集部と、によって取得されるＸ線のデータを感度補正するための補正データ作成方法であって、所定時点を基準時点として各種ゲインで増幅されたファントムデータを取得し、該ファントムデータに基づく該基準時点での補正データを作成し、該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、前記修正時点では、基準ゲインで増幅された基準時点のエアデータに、基準時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、基準時点において各種ゲインで増幅された基準エアデータを算出し、基準ゲインで増幅された修正時点のエアデータに、修正時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、修正時点において各種ゲインで増幅された修正エアデータを算出し、前記基準エアデータと前記修正エアデータとから各種ゲインについての感度変化率を取得し、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに、前記各種ゲインの感度変化率を反映して、反映結果に基づき各種ゲインについての前記新たな補正データを作成すること、を特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、Ｘ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して所定ゲインで増幅するデータ収集部と、によって取得されるＸ線のデータを感度補正するための補正データ作成方法であって、所定時点を基準時点として各種ゲインで増幅されたファントムデータを取得し、該ファントムデータに基づく該基準時点での補正データを作成し、該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、前記修正時点では、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）についての前記新たな補正データを次式の演算結果に基づいて作成すること、を特徴とする。（次式）  Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）｝×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝  Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたファントムデータ  Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ  Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ  Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ  Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ  Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）：修正時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ  Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
【００１７】
請求項４に記載の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線源と、被検体内を透過したＸ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して増幅するデータ収集部と、収集されたＸ線のデータを補正データに基づき感度補正する前処理部と、Ｘ線のデータに基づき、被検体内の画像を再構成する画像再構成部と、を備え、前記前処理部は、所定時点を基準時点として取得された各種ゲインで増幅されたファントムデータに基づいて該基準時点での補正データを作成し、該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、前記修正時点では、基準時点から修正時点までの感度特性の経時変化に起因した、基準ゲインで増幅されたエアデータについての変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させるとともに、基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と、各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との出力比における、感度特性の経時変化に基づく変化を、前記各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに反映させることにより、前記新たな補正データを作成すること、を特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線源と、被検体内を透過したＸ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して増幅するデータ収集部と、収集されたＸ線のデータを補正データに基づき感度補正する前処理部と、Ｘ線のデータに基づき、被検体内の画像を再構成する画像再構成部と、を備え、前記前処理部は、所定時点を基準時点として取得された各種ゲインで増幅されたファントムデータに基づいて該基準時点での補正データを作成し、該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、前記修正時点では、基準ゲインで増幅された基準時点のエアデータに、基準時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、基準時点において各種ゲインで増幅された基準エアデータを算出し、基準ゲインで増幅された修正時点のエアデータに、修正時点における基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との各出力比を反映させることにより、修正時点において各種ゲインで増幅された修正エアデータを算出し、前記基準エアデータと前記修正エアデータとから各種ゲインについての感度変化率を取得し、各種ゲインで増幅された基準時点のファントムデータに、前記各種ゲインの感度変化率を反映して、反映結果に基づき各種ゲインについての前記新たな補正データを作成すること、を特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線源と、被検体内を透過したＸ線を検出する検出器と、検出されたＸ線のデータを収集して増幅するデータ収集部と、収集されたＸ線のデータを補正データに基づき感度補正する前処理部と、Ｘ線のデータに基づき、被検体内の画像を再構成する画像再構成部と、を備え、前記前処理部は、所定時点を基準時点として取得された各種ゲインで増幅されたファントムデータに基づき該基準時点での補正データを作成し、該基準時点から所定時間経過後を修正時点として、該修正時点での新たな補正データを作成し、前記修正時点では、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）についての前記新たな補正データを次式の演算結果に基づいて作成すること、を特徴とするＸ線ＣＴ装置。（次式）  Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）｝×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝  Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたファントムデータ  Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ  Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）：基準時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ  Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）：基準時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ  Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる各種撮影条件（Ｃｙ）で取得されたエアデータ  Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）：修正時点において、各種ゲイン（Ｇｘ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ  Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）：修正時点において、基準ゲイン（Ｇｓ）下で採りうる基準撮影条件（Ｃｓ）で取得されたエアデータ
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると、基準ゲインで増幅したエアデータと、基準ゲインで増幅されたエアデータの出力と各種ゲインで増幅されたエアデータの出力との出力比とを取得するのみで、各種ゲインで増幅した補正データに修正することができるから、補正データ作成のための撮影回数が低減し、補正データ作成のためのデータ収集時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
【００２２】
この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について図１を参照しつつ説明する。図１は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線ビームを曝射し、被検体を透過したＸ線ビームを検出して被検体内を画像として再構成する装置である。
【００２３】
図１に示すように、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０、寝台装置２０、及びコンソール部３０を備えて構成されている。
【００２４】
架台装置１０は、回転架台１４（ガントリ）にＸ線源１２とＸ線検出器１３を対向配置し、高電圧発生部１１と架台駆動部１６と絞り駆動部１７とデータ収集部１５を内設する。
【００２５】
寝台装置２０は、寝台基台２２上に回転架台１４の開口に挿入される寝台天板２３を配置し、寝台駆動部２１を内設する。
【００２６】
コンソール部３０は、架台装置１０及び寝台装置２０を制御するスキャン制御部３１と、被検体内を画像として再構成して表示する前処理部３２、再構成処理部３３、画像記憶部３４、画像処理部３５、及び表示装置３６と、撮影条件を入力する入力部３７を内設する。
【００２７】
スキャン制御部３１は、高電圧発生部１１、架台駆動部１６、データ収集部１５、絞り駆動部１７、及び寝台駆動部２１を撮影条件に従って制御する。制御は、撮影条件の内容を反映した制御信号を出力することにより行われる。
【００２８】
高電圧発生部１１に対しては、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号を出力する。架台駆動部１６に対しては、診断開始の指示、及び回転架台１４の駆動を制御する架台制御信号を出力する。データ収集部１５に対しては、データの収集駆動を制御するデータ収集制御信号を出力する。絞り駆動部１７に対しては、Ｘ線ビームの絞りを制御する絞り制御信号を出力する。寝台駆動部２１に対しては、診断開始の指示、及び寝台移動を制御する寝台移動制御信号を出力する。
【００２９】
高電圧発生部１１は、スキャン制御部３１からの制御信号に基づいて、撮影条件に従った高電圧をＸ線源１２に供給する。Ｘ線源１２は、高電圧発生部１１から供給された高電圧によって、ファン状やコーン状などのＸ線ビームを曝射する。絞り駆動部１７は、撮影条件に従ってＸ線遮蔽板を移動させ、Ｘ線のスライス方向の曝射範囲を調整する。
【００３０】
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線源１２から曝射され、被検体を透過したＸ線ビームを検出する。シングルスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器１３は、ファン状又は直線状に例えば１０００チャンネルのＸ線検出素子を１列に並べて構成されている。また、マルチスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器１３は、Ｘ線検出素子を互いに直交する２方向（スライス方向及びチャンネル方向を成す）それぞれにアレイ状に複数個配列している。
【００３１】
回転架台１４は、Ｘ線源１２とＸ線検出器１３とを内部に保持する。また、回転架台１４は、架台駆動部１６により、Ｘ線源１２とＸ線検出器１３との中間点を通る回転軸を中心にして回転させられる。架台駆動部１６は、スキャン制御部３１により出力された架台制御信号に基づいて、回転架台１４を回転させる。
【００３２】
データ収集部１５（ＤＡＳ）は、データ収集素子と、各チャンネルに対応させたゲイン回路と、Ａ／Ｄ変換器とを有する。
【００３３】
データ収集素子は、Ｘ線検出器１３の各Ｘ線検出素子と同様にアレイ状に配列されており、データ収集制御信号の出力タイミングと同期してＸ線検出器１３が出力するＸ線ビーム（実際には検出信号）を収集する。ゲイン回路は、Ｘ線ビームをチャンネル毎に所定のゲインで増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅したＸ線ビームをディジタル信号に変換する。データ収集部１５で収集、及びディジタル変換されたＸ線ビームは、投影データ（生データ）として、コンソール部３０に出力される。
【００３４】
寝台駆動部２１は、スキャン制御部３１から出力された寝台移動制御信号に基づいて、回転架台１４の１回転当たりの寝台天板２３の移動量を演算し、スキャン時にこの移動量で寝台天板２３を移動させる。寝台基台２２は、寝台駆動部２１により寝台天板２３を上下方向に移動させる。寝台天板２３は被検体を載せ、被検体の体軸方向（Ｚ軸方向：スライス方向）に移動可能となっている。
【００３５】
前処理部３２は、データ収集部１５から出力された投影データに対してＸ線の強度を補正する感度補正を施す。感度特性は、温度等の雰囲気や経時変化によって、チャンネル毎に変化する。この感度特性は、Ｘ線ビームの検出感度、収集感度、及び増幅精度をパラメータとして有する。この感度特性の変化は、温度等の雰囲気の変化量や経時変化量、ゲインに単純相関せず、一見非線形的である。感度補正の処理では、前処理部３２で補正データを作成しておき、この補正データに用いて投影データに対して感度特性の変化を補正する処理を行う。補正データは、感度特性の経時的な変化を観察して所定期間毎に修正する。
【００３６】
再構成処理部３３は、前処理部３２から出力された投影データを公知の逆投影処理方法により被検体内の画像を再構成して断層像データを作成する。断層像データは画像記憶部３４に一時的に記憶される。逆投影処理方法は、スライス方向におけるＸ線パスが平行であると仮定したファンビーム再構成、スライス方向におけるＸ線曝射角度（コーン角）を考慮したコーンビーム再構成等の再構成方法である。
【００３７】
画像処理部３５は、画像記憶部３４に記憶された断層像データに対して各種画像処理を施して表示画像データを生成する。表示画像データを生成する際の各種設定条件、関心領域の設定等は、操作者による入力部３７を用いた入力に基づいて行われる。表示部３７は、画像処理部３５で生成された表示画像データに対応する画像を表示する。
【００３８】
前処理部３２における感度補正について、図２及び図３に基づきさらに詳細に説明する。図２は、感度補正に係る前処理部３２の機能ブロック図、図３は、感度補正で利用される補正データを示す図である。図２に示すように、前処理部３２は、感度補正部３２１と補正データ格納部３２２と補正データ作成部３２３を備える。
【００３９】
感度補正部３２１は、投影データに対して感度補正を施す。補正データ格納部３２２から補正データを読み出し、補正データを用いて投影データの補正を行う。補正データは、撮影条件毎に用意された補正データシート３２２ａから、得られた投影データの撮影条件及びチャンネルに対応するものが取得される。補正データ作成部３２３は、補正データを作成するためのスキャンによって得られた各種投影データから補正データを作成する。
【００４０】
補正データシート３２２ａは、投影データの撮影条件毎に用意され、補正データ格納部３２２に格納されている。撮影条件は、管電圧（ｋＶ）、スライス厚（ｍｍ）と列数の組み合わせ、撮影領域、ゲイン、撮影モード等からなる。撮影領域は、頭、胴体部等があり、被写体に合わせて設定する。ゲインは１倍、３倍、５倍、１０倍、２０倍等、複数用意されている。撮影領域とゲインは通常一対一で対応し、ある撮影領域を設定すると、そのゲインは一意に定まる。撮影領域とゲインの関係を別個に設定することもできる。尚、ある撮影領域に複数のゲインを用意する場合もある。
【００４１】
補正データは、ファントムを撮影した場合に得られる投影データ（以下、「ファントムデータ」という）に基づくものであり、ファントムデータに対してリングアーチファクト除去処理等の画質改善処理を施したものである。ファントムデータは、感度特性の変化を反映している。ファントムは、水袋や内部密度が均一な樹脂であり、被検体の頭や胴体等の撮影領域毎に特有の大きさのものが使用される。
【００４２】
感度補正部３２１では、投影データの補正処理として、撮影条件とチャンネルに最適な補正データを読み出し、被検体撮影での投影データに補正データを反映させることによって、被検体撮影で得られた投影データから感度特性の変化の影響を除く処理を行う。
【００４３】
すなわち、補正後の投影データＴｃ（Ｃｙ，ＣＨｚ）＝投影データＴｂ（Ｃｙ，ＣＨｚ）／補正データ（Ｃｙ，ＣＨｚ）の演算を行う。Ｃｙは、所定の撮影条件を表し、ＣＨｚは、所定のチャンネルを表す。
【００４４】
補正データ作成部３２３では、基準となる補正データを作成し、また基準時点から修正時点までの感度特性の変化を反映するように補正データを修正する。修正処理では、基準時点及び修正時点で取得した両空気の投影データ（以下、「エアデータ」という）から基準時点から修正時点までの感度特性の変化を求め、基準時点で取得したファントムデータ（以下、「基準ファントムデータ」という）に反映させて、修正時点のファントムデータを算出する。
【００４５】
具体的には、新たな補正データ＝Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）｝で示される算出式を演算して、これにより修正された新たな補正データを作成する。尚、ここでは、説明の都合上、撮影条件からゲインを抜き出して、撮影条件とゲインについて並行的なパラメータとして扱っている。
【００４６】
Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、撮影条件Ｃｙ及びゲインＧｘにおける基準ファントムデータを示し、Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、撮影条件Ｃｙ及びゲインＧｘにおける修正時点でのエアデータ（以下、「修正エアデータ」という）を示し、Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、撮影条件Ｃｙ及びゲインＧｘにおける基準時点でのエアデータ（以下、「基準エアデータ」という）を示す。
【００４７】
この算出式で示されるように、修正エアデータと基準エアデータの比率により修正時点から基準時点までの感度特性の変化率を算出し、この変化率を基準ファントムデータに適用して、修正時点でのファントムデータ（以下、「修正ファントムデータ」という）を導くものである。
【００４８】
ここで、本実施形態においては、基準エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、基準エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）＝Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）×｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝で算出する。
【００４９】
Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）は、基準時点において、撮影条件Ｃｙ及び基準ゲインＧｓで取得したエアデータである。基準ゲインＧｓは、ゲイン回路が採りうる各ゲインＧｘのうちの所定の一つを選択して基準としたものである。Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）は、基準時点において、基準撮影条件Ｃｓ及びゲインＧｘで取得したエアデータである。基準撮影条件Ｃｓは、各撮影条件のうちの所定の一つを選択して基準としたものである。Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）は、基準時点において、基準撮影条件Ｃｓ及び基準ゲインＧｓで取得したエアデータである。
【００５０】
この算出式で示されるように、各種ゲインＧｘで増幅した基準エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、基準ゲインＧｓで増幅して得たエアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）と、基準ゲインＧｓのデータとその他のゲインＧｘの出力との出力比であるＡｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）とによって算出する。
【００５１】
出力比は、ゲイン間における増幅精度の変化の違いを表すものである。補正データ作成部３２３では、各種ゲインＧｘで増幅した基準エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、直接撮影により取得せず、基準ゲインＧｓで増幅して得たエアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）に、基準ゲインＧｓのデータとその他のゲインＧｘの出力との出力比Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）を乗じて算出している。
【００５２】
また、撮影条件Ｃｙ、ゲインＧｘにおける修正エアデータＡｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、修正エアデータＡｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）＝Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）×Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）で算出される。
【００５３】
Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）は、修正時点において、撮影条件Ｃｙ及び基準ゲインＧｓで取得したエアデータである。Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）は、修正時点において、基準撮影条件Ｃｓ及びゲインＧｘで取得したエアデータである。Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）は、修正時点において、基準撮影条件Ｃｓ及び基準ゲインＧｓで取得したエアデータである。
【００５４】
この算出式で示されるように、補正データ作成部３２３では、各ゲインＧｘの修正エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、基準ゲインＧｓで増幅して得たエアデータＡｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）に、基準ゲインＧｓのデータとその他のゲインＧｘの出力との出力比であるＡｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）を乗じて算出する。
【００５５】
補正データ作成部３２３では、各種ゲインＧｘで増幅した基準エアデータＡｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、直接撮影により取得せずに、基準ゲインＧｓで増幅して得たエアデータＡｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）に、基準ゲインＧｓの出力とその他のゲインＧｘの出力との出力比であるＡｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）を乗じて算出している。
【００５６】
この補正データの修正動作について以下、図４に基づき説明する。図４は、前処理部３２で処理される補正データの作成動作を示すフローチャート図である。作成動作は、基準となる補正データの作成と、補正データの修正とに分かれる。基準となる補正データの作成は、数ヶ月に一度行われ、新たな補正データの修正は、毎日行われる。
【００５７】
まず、寝台天板２３に各撮影領域に合致したファントムを載置し、撮影条件ＣｙでファントムにＸ線ビームを曝射し、検出したＸ線ビームをゲインＧｘで増幅して基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）を取得する（Ｓ０１）。
【００５８】
次に寝台天板２３を引き戻して撮影条件Ｃｙで空気にＸ線ビームを曝射し、検出したＸ線ビームを基準ゲインＧｓで増幅して基準エアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）を取得する（Ｓ０２）。
【００５９】
別の撮影条件Ｃｙで撮影してデータを取得する場合（Ｓ０３，Ｙｅｓ）、Ｓ０１〜Ｓ０２を各撮影条件Ｃｙ及び各ゲインＧｘで撮影が終了するまで繰り返す。この基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）と各基準エアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）は同時期に撮影するために交互に撮影される。
【００６０】
基準エアデータは同時期に収集される為、基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）と基準エアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）の撮影は、管電圧が４種類、スライス厚と列数の組み合わせが２５種類、撮影領域が５種類であれば、それぞれ５００回行われる。
【００６１】
基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）と基準エアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）が取得されると、撮影領域毎の基準撮影条件Ｃｓで空気にＸ線ビームを曝射し、検出したＸ線ビームを各ゲインＧｘで増幅して各基準エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）を取得する（Ｓ０４）。
【００６２】
この撮影は、各撮影領域の基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）と基準エアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）の収集時に行われる。よって撮影領域が５種類であればゲインＧｘも５種類であり、計２５回行われる。
【００６３】
この基準時点での撮影（Ｓ０１〜Ｓ０４）は、上記のように、撮影条件が１００種類、撮影領域が５種類、ゲインが５種類であれば、１０２５回繰り返される。
【００６４】
この撮影の後、基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）に画質改善処理を施し、補正データとする。一定期間の間は、この補正データで投影データを補正する（Ｓ０５）。一定期間が経過すると、補正データを修正して新たな補正データを作成する。
【００６５】
補正データの修正では、単一の撮影領域の各撮影条件で空気にＸ線ビームを曝射し、検出したＸ線ビームを基準ゲインＧｓで増幅して修正エアデータＡｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）を取得する（Ｓ０６）。この撮影では、管電圧が４種類、スライス厚と列数の組み合わせが２５種類であれば、計１００回行われる。
【００６６】
修正エアデータＡｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）が取得されると、単一の撮影領域についての基準撮影条件Ｃｓ及び各ゲインＧｘの組み合わせで空気にＸ線ビームを曝射し、各修正エアデータＡｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）を取得する（Ｓ０７）。この撮影では、各ゲインＧｘについての計５回行われ、計５の修正エアデータＡｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）の取得を行う。
【００６７】
この修正時点での撮影（Ｓ０６〜Ｓ０７）では、上記のように、撮影条件が１００種類、ゲインが５種類であれば、計１０５回の撮影が繰り返される。
【００６８】
基準時点での投影データの取得と修正時点での投影データの取得により、前処理部３２３には、基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）、基準エアデータＡｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）、基準エアデータＡｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）、修正エアデータＡｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）、修正エアデータＡｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）が格納される。
【００６９】
次に、前処理部３２３は、次算出式を演算し画質改善処理を施すことにより各撮影条件の新たな補正データを作成する（Ｓ０８）。
新たな補正データ＝Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）×Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）×Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝
【００７０】
新たな補正データは、チャンネルに対応して、撮影条件毎に補正データシート３２２ａに纏められ、補正データ格納部３２２に格納される（Ｓ０９）。
【００７１】
このように、補正データの作成では、撮影条件が１００種類、撮影領域が５種類、ゲインが５種類であれば、基準時点においては、ファントムデータとエアデータを合わせて計１０２５回の撮影動作を行い、修正時点においては、計１０５回の撮影動作で済む。
【００７２】
この撮影回数は、修正時点では従来の撮影動作の半分以下の回数に抑えられている。この撮影回数の半減は、エアデータを基準ゲインＧｓについてのみ取得することにし、各ゲインＧｘにおけるエアデータを、基準ゲインＧｓとその他のゲインＧｘとにおける出力比から導く方式を採ることによりもたらされるものである。従って、本実施形態においては、補正データ作成における撮影回数が半減し、収集時間の短縮を図ることができる。
【００７３】
ここで、新たな補正データ＝Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）×Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）×Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝
＝Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）｝×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝と書き直すこともできる。
【００７４】
すなわち、この算出式は、基準ゲインＧｓにおける感度の経時的な変化｛Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｙ）｝を、基準時点における基準ファントムデータＷｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）に反映させて、修正時点における基準ゲインＧｓで増幅された基準ファントムデータＷｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）を算出している。さらに、ゲイン間の出力比の経時変化｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｎ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝／｛Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｓ）／Ａｓ（Ｇｓ，Ｃｓ）｝を反映させて、修正時点における各種ゲインＧｘで増幅された基準ファントムデータＷｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）を算出している。従って、本実施形態では、補正データを、２項目でＸ線ビームの検出感度及び収集感度について修正し、３項目で増幅精度を修正しているといえる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が備える前処理部を示す機能ブロック図である。
【図３】前処理部が備える補正データ格納部を示す図である。
【図４】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の補正データ作成動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  架台装置
１１  高電圧発生部
１２  Ｘ線源
１３  Ｘ線検出器
１４  回転架台
１５  データ収集部
１６  架台駆動部
１７  絞り駆動部
２０  寝台装置
２１  寝台駆動部
２２  寝台基台
２３  寝台天板
３０  コンソール部
３１  スキャン制御部
３２  前処理部
３２１  感度補正部
３２２  補正データ格納部
３２３  補正データ作成部
３３  再構成処理部
３４  画像記憶部
３５  画像処理部
３６  表示装置
３７  入力部
【図１】
0004786306.tif 000002
【図２】
0004786306.tif 000003
【図３】
0004786306.tif 000004
【図４】
0004786306.tif 000005