(57)【要約】Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置においてコンピュータトモグラフィ装置のトモグラフィ測定領域内に位置し、複数の重なっている検出器行に並び合って配置されている多数の検出器要素を有する検出器マトリックスにより得られる放射強度測定値の散乱放射補正のための方法が提案される。その際に本発明によれば、先ず検出器マトリックスの行方向の散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布が求められ、次いでこの少なくとも１つの参照分布から出発して各強度測定値の散乱放射成分が求められ、強度測定値がその各散乱放射成分に関係して補正される。その際に検出器行の少なくとも１つの部分数の強度測定値の散乱放射成分が反復法を使用して参照分布に基づいて求められる。
2004513690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置においてコンピュータトモグラフィ装置のトモグラフィ測定領域内に位置し、複数の重なっている検出器行に並び合って配置されている多数の検出器要素（２０）を有する検出器マトリックス（１８）により得られる放射強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））の散乱放射補正のための方法において、
先ず検出器マトリックス（１８）の行方向の散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が求められ、次いでこの少なくとも１つの参照分布から出発して各強度測定値の散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））が求められ、強度測定値がその各散乱放射成分に関係して補正され、検出器行の少なくとも１つの部分数の強度測定値の散乱放射成分が反復法により下記の仕方で求められる、
ａ）反復の現在の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））の散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））が、この現在の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））および反復の先行の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ−１、ｋ））の一次放射成分（ＩＰ（ｎ−１、ｋ））から求められ、
ｂ）先行の検出器行の強度測定値（ＩＰ（ｎ−１、ｋ））の一次放射成分（ＩＰ（ｎ−１、ｋ））がこの先行の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ−１、ｋ））およびその散乱放射成分（ＩＳ（ｎ−１、ｋ））から求められ、
ｃ）反復の最初の検出器行の強度測定値（ＩＧ（１、ｋ））の散乱放射成分（ＩＳ（１、ｋ））として散乱放射強度の参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））からの強度値が使用されることを特徴とするＸ線コンピュータトモグラフィ装置の散乱放射補正方法。
【請求項２】
散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が、トモグラフィ測定領域の外側での放射強度測定により得られる参照強度測定値から求められることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
放射強度測定が検出器マトリックス（１８）の最初の行の上側および（または）検出器マトリックスの最後の検出器行の下側で実行されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
放射強度測定値が、検出器マトリックス（１８）の行方向に互いに間隔をおいて位置している測定場所において求められ、その測定場所の数は検出器行あたりの検出器要素（２０）の数よりも少ない数、特にはるかに少ない数であり、散乱放射強度の参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が参照強度測定値の内挿により得られることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
参照分布（ＩＳｒｅｆ，１（ｋ））が検出器マトリックス（１８）の最初の行の上側の放射強度測定により、また別の参照分布（ＩＳｒｅｆ，２（ｋ））が検出器マトリックスの最後の行の下側の放射強度測定により得られることを特徴とする請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
反復が少なくとも検出器マトリックス（１８）の縁側の検出器行で開始されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が検出器マトリックス（１８）の少なくとも１つの検出器行の強度測定値（Ｉ（β、ｚｎ））を使用して計算されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が数学的コンボルーションモデルに基づいて計算されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が検出器マトリックス（１８）の中央の検出器行の強度測定値（Ｉ（β、ｚｎ））を使用して計算され、反復が少なくともこの中央の検出器行で上側および下側の検出器行へ向けて開始されることを特徴とする請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
反復が検出器行の部分数の後に終了され、後続の検出器行で別の反復が開始されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
別の反復が放射強度の同一の参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））に基づいて開始されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
別の反復が放射強度の他の参照分布（ＩＳｒｅｆ，１（ｋ）、ＩＳｒｅｆ，２（ｋ））に基づいて開始されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
反復の実行の後に得られた散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））が検出器マトリックスの列方向に、また望まれる場合には行方向にも、低域通過フィルタされ、強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））がその各フィルタされた散乱放射成分に関係して補正されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
散乱放射成分 （ＩＳ（ｎ、ｋ））を低域通過フィルタリングのためにメディアンフィルタが使用されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
各強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））に対して２つの異なる参照分布（ＩＳｒｅｆ，１（ｋ）、ＩＳｒｅｆ，２（ｋ））から出発して散乱放射成分の２つの値が求められ、強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））が各求められた散乱放射成分に相応して補正されることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置においてコンピュータトモグラフィ装置のトモグラフィ測定領域内に位置し、複数の重なっている検出器行に並び合って配置されている多数の検出器要素（２０）を有する検出器マトリックス（１８）により得られる放射強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））の散乱放射補正のための方法において、
先ず検出器マトリックス（１８）の行方向の散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））が、トモグラフィ測定領域の外側での放射強度測定により得られる参照強度測定値から求められ、次いでこの少なくとも１つの参照分布から出発して各強度測定値の散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））が求められ、強度測定値がその各散乱放射成分に関係して補正されることを特徴とするＸ線コンピュータトモグラフィ装置の散乱放射補正方法。
【請求項１７】
検出器行の少なくとも部分数の強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））の散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））が反復法により下記の仕方で求められる、
ａ）反復の現在の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））の散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））が、この現在の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））および反復の先行する検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ−１、ｋ））の一次放射成分（ＩＰ（ｎ−１、ｋ））から求められ、
ｂ）先行の検出器行の強度測定値（ＩＰ（ｎ−１、ｋ））の一次放射成分（ＩＰ（ｎ−１、ｋ））がこの先行の検出器行の強度測定値（ＩＧ（ｎ−１、ｋ））およびその散乱放射成分（ＩＳ（ｎ−１、ｋ））から求められ、
ｃ）反復の最初の検出器行の強度測定値（ＩＧ（１、ｋ））の散乱放射成分（ＩＳ（１、ｋ））として、散乱放射強度の参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））からの強度測定値が使用される
ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
各強度測定値（ＩＧ（ｎ、ｋ））に対して散乱放射強度の参照分布（ＩＳｒｅｆ（ｋ））からの強度値が散乱放射成分（ＩＳ（ｎ、ｋ））として使用されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
請求項３〜６および１０〜１５の少なくとも別の特徴を有することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２０】
請求項１〜１５の１つによる方法および（または）請求項１６〜１９の１つによる方法を実施するべく構成されているＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
【請求項２１】
参照強度測定値を得るためにトモグラフィ測定領域の外側に配置されている付加検出器配置（３０）を含んでいることを特徴とする請求項２０記載のＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
【請求項２２】
付加検出器配置（３０）が検出器マトリックス（１８）の最初の検出器行の上側および（または）検出器マトリックスの最後の検出器行の下側に、検出器マトリックスの行方向に互いに間隔をおいて配置されている複数の付加検出器要素（３０）を有し、それらの各々が参照強度測定値の１つを供給することを特徴とする請求項２１記載のＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
【請求項２３】
検出器マトリックス（１８）の行方向の付加検出器要素（３０）の数が、検出器行あたりの検出器要素（２０）の数よりも少ない、特にはるかに少ない、ことを特徴とする請求項２２記載のＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はＸ線コンピュータトモグラフィにおける散乱放射に起因するアーチファクトの補正に関する。
【０００２】
ビームハードニング効果と全く同様に散乱効果も患者または他の任意の被検体の透過照射された層の再構成されたトモグラフィ像に望ましくないアーチファクトを惹起し得る。これらのアーチファクトは、被検体の実際の原型に相応せず、従ってトモグラフィ像の誤った解釈に通ずる構造をまことしやかに見せる。特に医療分野ではこのような誤った解釈は患者の生命の危険に至るまでの重大な結果を招き得る。
【０００３】
検出器により測定された放射強度測定値の散乱放射成分を抑制するため、被検体を透過照射するＸ線放射を検出器側でコリメートすることは公知である。コリメータは通常、その高い減弱のゆえにこの目的に非常に良く適しているタングステンから作られる。しかしながらタングステンは非常に高価であるという欠点を有する。このコスト上の欠点は特に、検出器として複数の重なった検出器行のなかに並び合って配置されている多数の検出器要素が使用されるときに重要である。このような検出器では行数の増大と共に個々の検出器要素に対して用意されるコリメータシャフトのシャフト深さが大きくされなければならない。構造的費用および材料費用が検出器の或る行数からもはや受入れられないものとみなされよう。
【０００４】
従って、本発明の課題は、よりわずかな費用で複数行の検出器における散乱放射により生じるアーチファクトの防止を可能にすることである。
【０００５】
この課題の解決の際に本発明は、第１の局面によれば、Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置においてコンピュータトモグラフィ装置のトモグラフィ測定領域内に位置し、複数の重なっている検出器行に並び合って配置されている多数の検出器要素を有する検出器マトリックスにより得られる放射強度測定値の散乱放射補正のための方法から出発する。
【０００６】
本発明によれば、先ず検出器マトリックスの行方向の散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布が求められ、次いでこの少なくとも１つの参照分布から出発して各強度測定値の散乱放射成分が求められ、強度測定値がその各散乱放射成分に関係して補正され、検出器行の少なくとも１つの部分数の強度測定値の散乱放射成分が反復法により下記のように求められる、
ａ）反復の現在の検出器行の強度測定値の散乱放射成分が、この現在の検出器行の強度測定値および反復の先行する検出器行の強度測定値の一次放射成分から求められ、
ｂ）先行の検出器行の強度測定値の一次放射成分がこの先行の検出器行の強度測定値およびその散乱放射成分から求められ、
ｃ）反復の最初の検出器行の強度測定値の散乱放射成分として散乱放射強度の参照分布からの強度測定値が使用される。
【０００７】
ここで一次放射とは、検出器要素に入射する全放射のうち、散乱されずに、すなわち直接的な経路でコンピュータトモグラフィ装置の放射源から検出器マトリックスに到達する放射成分を意味する。トモグラフィ測定領域とは、そのなかでは測定される全放射が一次放射成分を含んでおり、検出器要素を備えた測定範囲を意味する。通常、トモグラフィは放射源側の絞り装置により決定される。
【０００８】
本発明による解決策ではすべての検出器行に対して散乱放射成分の計算による評価が少なくとも１つの参照分布を手がかりにして行われる。これにより高価なコリメータシャフトが省略され得る。検出器行の部分数に対して少なくとも使用される反復は、散乱放射成分の、検出器行を越えて変化するプロフィルを考慮に入れるための基礎を与える。
【０００９】
本発明による方法の第１の構成では、散乱放射強度の少なくとも参照分布が、トモグラフィ測定領域の外側での放射強度測定により得られる参照強度測定値から求められる。この際に、トモグラフィ測定領域の外側では一次放射が生じないことが利用される。従って、そこに配置されている測定要素は専ら散乱放射を検出する。ここから容易に行方向の散乱放射の分布が求められ、それがその後に参照分布として使用される。
【００１０】
放射強度測定は検出器マトリックスの最初の検出器行の上側および／または検出器マトリックスの最後の検出器行の下側で実行されるのが目的に適っている。
【００１１】
一般に散乱放射のローカルプロフィルは比較的低周波の関数により表すことができる。従って、行方向に比較的粗いラスターのなかでのみ散乱放射に対する測定値が得られれば十分である。換言すれば、参照強度測定値は、好ましくは、検出器マトリックスの行方向に互いに間隔をおいて位置している測定場所において得られ、その数は検出器行あたりの検出器要素の数よりも少ない、特にはるかに少ない。散乱放射強度の参照分布が次いで容易に参照強度測定値の内挿により得ることができる。
【００１２】
さらに、参照分布が検出器マトリックスの最初の検出器行の上側の放射強度測定により、また別の参照分布が検出器マトリックスの最後の検出器行の下側の放射強度測定により得ることができる。
【００１３】
反復は、目的に適うように、少なくとも検出器マトリックスの縁側の検出器行のなかで開始されるべきである。ここで、トモグラフィ測定領域の外側の散乱放射強度と縁側の検出器行のなかの散乱放射強度とはわずかしか相違せず、通常は合致しているとみなされる。従って、縁側の検出器行の強度測定値の散乱放射成分として参照分布からの強度測定値が使用されるときに生ずる誤差は無視され得る。
【００１４】
本発明による方法の第２の構成では、散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布が検出器マトリックスの少なくとも１つの検出器行の強度測定値を使用して計算される。特にその際に参照分布は数学的コンボルーションモデルに基づいて計算することができる。１行に配置されている検出器要素を有するコンピュータトモグラフィ装置に対しては、このようなコンボルーションモデルはたとえばＢ．Ｏｈｎｅｓｏｒｇｅ著「Ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇｅｎ ｄｅｒ Ｓｃａｔｔｅｒ−Ｋｏｒｒｅｋｔｕｒ ｉｎ Ｅｌｅｋｔｒｏｎｅｎｓｔｒａｈｌ−Ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｍｏｇｒａｐｈｅｎ（電子線コンピュータトモグラフの散乱補正の研究）」、エアランゲン‐ニュールンベルグ大学通信工学講座、学位請求論文、１９９４から知られている。複数行の検出器マトリックスへのこのコンボルーションモデルの適合により、マトリックスの検出器行に対する散乱放射分布がこれらの検出器行の得られた強度測定値から計算により評価することができる。
【００１５】
基本的にはすべての検出器行のなかで散乱放射分布がそれぞれ上記のコンボルーションモデルを用いて計算することができるであろう。またその場合には反復は不要であろう。しかしコンボルーション演算は非常に計算費用がかかる可能性がある。それに対して、検出器行の少なくとも１つの部分数に対する反復の使用は、計算費用を是認可能な限度内に保ち、同時に検出器行から検出器行への散乱放射分布の可能な変化を考慮に入れることができる。
【００１６】
参照分布が検出器マトリックスの中央の検出器行の強度測定値を使用して計算され、反復が少なくともこの中央の検出器行において上側および下側の検出器行へ向けて開始されるのが目的に適っている。しかし、他の検出器行、特に縁側の検出器行の強度測定値を手がかりにしても参照分布を計算することができることは明らかである。
【００１７】
強度測定値の散乱放射成分に対する得られた結果の質を改善するため、反復が検出器行の部分数の後に終了され、後続の検出器行において別の反復を開始することができる。その際前記の別の反復を放射強度の同一の参照分布または他の参照分布に基づいて開始することができる。
【００１８】
被検体が比較的コントラストの十分な構造を含んでいるならば、強度測定値は検出器行からへ、かつ（または）検出器行のなかで検出器要素から検出器要素へ比較的強く変化し得る、詳細には（既述のようにローカルに通常の場合に比較的ゆっくりした変化しかしない）散乱放射の速い変化に基づかずに、貫通照射される材料のローカルに交代する減弱特性に基づいて、変化し得る。測定された全強度のこのような不連続性が最終的に強度測定値の補正のために利用される散乱放射成分を本質的に誤らせないように、反復の実行の後に求められた散乱放射成分が検出器マトリックスの列方向に、また望まれる場合には行方向にも、低域通過フィルタされるのが有利である。低域通過フィルタリングにより、反復して求められた散乱放射成分から、比較的高いローカル反復頻度を有する強度変化がフィルタ除去される。これらは規則的に減弱特性の変化に基づいている。フィルタされた散乱放射成分はこうして非常に良く散乱放射の低周波のプロフィルを再現する。強度測定値は次いでそれらの各フィルタされた散乱放射成分に関係して補正される。
【００１９】
強度測定値の散乱放射成分に対する得られた評価値の精密化は、各強度測定値に対して２つの異なる参照分布から出発して散乱放射成分の２つの値が求められ、強度測定値が各求められた散乱放射成分に相応して補正されることにより可能である。
【００２０】
散乱放射成分を反復して求めることに関係なく、参照分布をトモグラフィ測定領域の外側で放射強度測定により求めるという考え方も本発明の範囲内で保護されるものである。さらに、本発明の第２の局面によれば、Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置においてコンピュータトモグラフィ装置のトモグラフィ測定領域のなかに位置し、複数の重なっている検出器行に並び合って配置されている多数の検出器要素を有する検出器マトリックスにより得られる放射強度測定値の散乱放射補正のための方法が対象となる。その際本発明によれば、先ず検出器マトリックスの行方向の散乱放射強度の少なくとも１つの参照分布が、トモグラフィ測定領域の外側での放射強度測定により得られる参照強度測定値から求められ、次いでこの少なくとも１つの参照分布から出発して各強度測定値の散乱放射成分が求められ、強度測定値がその各散乱放射成分に関係して補正される。
【００２１】
強度測定値の散乱放射成分を評価するため、ここでも先に説明されたステップａ）ないしｃ）を有する反復を使用することができる。しかし、各強度測定値に対して散乱放射強度の参照分布からの強度値を散乱放射成分として使用することも考えられ得る。その際に各検出器行に対して簡単に参照分布が散乱放射分布として直接的に肩代わりされる。散乱放射強度が検出器マトリックスを越えて実際にわずかしか変化しない場合には、こうして既に良い結果を得ることができる。それに対して、散乱放射強度の著しい変化を考慮に入れるべきであれば、反復する進行の仕方が優先される。
【００２２】
第２の局面による方法が第１の局面による方法の別の特徴により構成され得ることは理解されよう。
【００２３】
さらに本発明の対象は、第１のおよび（または）第２の局面による方法を実施するべく構成されているＸ線コンピュータトモグラフィ装置である。特にこのコンピュータトモグラフィ装置においては、参照強度測定値を得るためにトモグラフィ測定領域の外側に配置されている付加検出器装置を設けることができる。付加検出器装置は検出器マトリックスの最初の検出器行の上側および（または）検出器マトリックスの最後の検出器行の下側に、検出器マトリックスの行方向に互いに間隔をおいて配置されている複数の付加検出器要素を有していてよく、それらの各々が参照強度測定値の１つを供給する。検出器マトリックスの行方向の付加検出器要素の数は、好ましくは、検出器行あたりの検出器要素の数よりも少ない、特にはるかに少ない。
【００２４】
以下、添付図面により本発明を一層詳細に説明する。
【００２５】
図面に示されているＣＴスキャナはＸ線源１０及び検出器装置１２を含んでいる。Ｘ線源１０は、符号１４で示されているように、Ｘ線放射を扇状に送り出す。放射路内でＸ線源１０と検出器装置１２との間に配置されている被検体１６がＸ線放射により貫かれる。検出器装置１２は被検体１６の背後に存在しているＸ線放射を検出する。特に検出器装置１２は、複数の重なっている行に分配され、かつ各行においてファン角度βの方向に並び合って配置されている多数の検出器要素２０から成る検出器マトリックス１８を含んでいる。図２中には例として４つのこのような検出器行が示されているが、検出器行の数はこれと異なっていてもよく、例えば８、１６または２４であってもよいことは明らかである。ファン角度βの方向の放射ファン１４の大きさは、Ｘ線源１０と被検体１６との間に配置されている絞り装置２２を用いて設定可能である。検出器マトリックス１８の列方向、すなわち図２中のｚ方向、には同じくＸ線源１０から送り出された放射の制限が比較可能な絞り装置（図示されていない）により行われる。絞り装置２２および上記のｚ方向絞り装置は検出器装置１２の範囲内にトモグラフィ測定領域を郭定し、そのなかで直線的な経路でＸ線源１０から検出器配置１２に当たる一次放射が、被検体のなかで散乱されることなく、検出され得る。検出器マトリックス１８は完全にこのトモグラフィ測定領域の内側に位置している。検出器要素２０が位置しているファン角度βの方向の各位置は投影チャネルに相当する。
【００２６】
各検出器要素２０はその空間範囲内に入射する放射を検出し、相応の強度測定信号ＩＧ（ｎ、ｋ）を電子的な評価および再構成ユニット２４に供給する。その際にインデックスｎは当該の検出器要素２０が位置している検出器マトリックス１８の行の番号を表し、ｋはチャネル番号を表す。評価および再構成ユニット２４は、強度測定信号ＩＧ（ｎ、ｋ）から散乱放射成分ＩＳ（ｎ、ｋ）を差し引くことによって、入来する強度測定信号ＩＧ（ｎ、ｋ）に先ず散乱放射補正を実行する。各検出器要素２０に入射する一次放射を表す一次放射成分ＩＰ（ｎ、ｋ）は残留する。次いで評価および再構成ユニット２４は強度値ＩＰ（ｎ、ｋ）から、被検体１６の貫通照射される層のモニター２６上に指示されるトモグラフィ像を再構成するために使用する減弱値を求める。ＣＴスキャナがトモグラフィ像を再構成するために多数の相異なる方向からの投影を必要とすることは理解されよう。この目的でＸ線源１０は矢印２８の方向に被検体１６の周りを運動可能である。
【００２７】
散乱放射補正を実行し得るように、ＣＴスキャナは、最初に行方向の散乱放射強度の参照分布を求めるべく構成されている。この参照分布は各チャネルｋに対して散乱放射強度に対する参照値ＩＳｒｅｆ（ｋ）を与える。参照分布を求めるために、検出器装置１２は検出器マトリックス１８に付加して複数個の付加検出器要素３０（図２参照）を含んでいる。これらはトモグラフィ測定領域の外側に位置しており、従って一次放射ではなく専ら散乱放射を当てられる。従って付加検出器要素３０は、測定技術的に散乱放射の強度に関する情報を得ることを可能にする。付加検出器要素３０も評価および再構成ユニット２４と接続されており、それらの測定信号を評価および再構成ユニット２４に供給する。
【００２８】
付加検出器要素３０は検出器マトリックス１８のｚ方向に最も上の行の上側および（または）ｚ方向に最も下の行の下側に配置されている。散乱放射のローカルな分布は一般に比較的低周波の関数により記述され得るので、行方向には付加検出器要素３０の粗いラスターで十分であり、従って、行方向に設ける付加検出器要素３０の数は行あたり存在している検出器要素２０の数に比較して本質的に少ない数、たとえば１桁少ない数、であってよい。内挿により評価および再構成ユニット２４が次いで、付加検出器要素３０から供給された測定信号から参照分布Ｓｒｅｆ（ｋ）を求める。付加検出器要素３０は行方向に均等な間隔で分布していることが目的にかなっているが、必ずしもそうでなくてもよい。もちろん、検出器要素２０の数に等しい数の付加検出器要素３０を行方向に設けることも排除されるものではない。
【００２９】
検出器行ｎ（ｎ＝１、…、Ｌ）において測定されるチャネルｋ（ｋ＝１、…，Ｎ）の全強度ＩＧ（ｎ、ｋ）に対しては
ＩＧ（ｎ、ｋ）＝ＩＰ（ｎ、ｋ）＋ＩＳ（ｎ、ｋ）　　　　　　　　（１）
が成り立つ。
【００３０】
評価および再構成ユニット２４において実行される散乱放射補正の目的は先ず、続いて像再構成に供給され得る一次放射成分ＩＰ（ｎ、ｋ）に対するできるだけ正確な値を得るために、散乱放射成分ＩＳ（ｎ、ｋ）をできるだけ正確に評価することである。
【００３１】
散乱放射評価は、参照分布ＩＳｒｅｆ（ｋ）が検出器マトリックス１８の上側に位置している付加検出器要素３０から得られたか、下側に位置している付加検出器要素３０から得られたか、に応じて、最も上側または最も下側の検出器行で開始する。以下では、最も上側の検出器行で開始されることから出発される。その際に、記法を簡単にするため、チャネル番号はもはや明示的に示されない。しかし以下の考察は放射ファンにおける任意の角度位置に対して、従ってまた任意のチャネル番号に対して当てはまる。最も上側の検出器行に対しては、
ＩＧ（１）＝ＩＰ（１）＋ＩＳ（１）　　　　　　　　　　　　（２）
が成り立つ。
【００３２】
最も上側の（第１の）検出器行における一次放射強度ＩＰ（１）を求めるためには、ＩＳｒｅｆと第１の検出器行の散乱放射成分ＩＳ（１）とが、もし相違するとしても、無視可能にしか相違しないという仮定がなされる。従って一次放射強度ＩＰ（１）は簡単な仕方で下記のように計算することができる。
ＩＰ（１）＝ＩＧ（１）−ＩＳｒｅｆ　　　　　　　　　　（３）
【００３３】
すべての他の検出器行の一次放射強度は同様に、第ｎ−１の検出器行の一次放射強度ＩＰ（ｎ−１）が近似的に第ｎの検出器行の一次放射強度ＩＰ（ｎ）に相当するという仮定のもとに、求めることができる。この仮定のもとに、第ｎの行の散乱放射成分ＩＳ（ｎ）がこの行の実際に測定された全強度ＩＧ（ｎ）及び先行の行ｎ−１の一次放射強度ＩＰ（ｎ−１）から反復して下記のように計算することができる。
ＩＳ（ｎ）＝ＩＧ（ｎ）−ＩＰ（ｎ−１）　　　　　　　　　　（４）
【００３４】
次いで第ｎの行の一次放射強度ＩＰ（ｎ）を
ＩＰ（ｎ）＝ＩＧ（ｎ）−ＩＳ（ｎ）　　　　　　　　　　　　（５）
により評価することができる。
【００３５】
仮定ＩＰ（ｎ−１）≒ＩＰ（ｎ）はコントラストの低い構造では一般に正当化されている。しかし被検体１６が例えば骨のようなコントラストの高い構造を含んでいる場合には、相続く行および（または）チャネルの間に測定される全強度の有意な変化が生じ得る。このような信号不連続性が上記の反復中に行ｎ−１から行ｎへの移行の際に散乱放射強度の計算に移らないように、従ってまたＩＰ（ｎ）値を誤らせないように、散乱放射強度の評価された値ＩＳ（ｎ）はたとえば選択可能な長さのメディアンフィルタにより低域通過フィルタされる。この低域通過フィルタリングにより上記の不連続性が除かれる。フィルタされたＩＳ（ｎ）値は次いで実際の散乱放射強度の非常に良い評価を再現する。続いてフィルタされたＩＳ（ｎ）値から上記の式（５）への代入により、像再構成のために利用される新しいＩＰ（ｎ）が計算される。
【００３６】
低域通過フィルタリングはｚ方向の一次元のフィルタリングとして、またはｚ方向および行方向の二次元のフィルタリングとしても実行することができる。
【００３７】
付加検出器要素３０が検出器マトリックス１８の上側および下側に設けられているときには、２つの参照分布ＩＳｒｅｆ，１およびＩＳｒｅｆ，２が求められ得る。すなわち一方（ＩＳｒｅｆ，１）が検出器マトリックス１８の上側に位置している付加検出器要素３０から、また他方（ＩＳｒｅｆ，２）が検出器マトリックス１８の下側に位置している付加検出器要素３０から求められ得る。次いで上記の方法が一次放射強度を反復して評価するために二回実行され得る。すなわち一回は最も上側の検出器行で始めて参照分布ＩＳｒｅｆ，１に基づいて、また一回は最も下側の検出器行で始めて参照分布ＩＳｒｅｆ，２に基づいて実行され得る。こうして各検出器要素２０に対して一次放射強度の２つの値ＩＰ，１およびＩＰ，２が得られ、これらの値が続いて平均化される。像再構成のために次いで平均化された強度値が使用される。
【００３８】
多くの場合には、付加検出器要素３０を手がかりにして得られた参照分布ＩＳｒｅｆを検出器マトリックス１８のすべての検出器行の散乱放射分布に対するモデルとして使用すれば既に十分であり得る。一次放射分布ＩＰ（ｎ）はその場合に簡単に下記のように計算することができる。
ＩＰ（ｎ）＝ＩＧ（ｎ）−ＩＳｒｅｆ　　　　　　　　　　　（６）
【００３９】
反復をすべての検出器行について続行するのではなく、反復を検出器行の部分数の後に、たとえば各第２、第３または第４の検出器行の後に、または検出器行の半分の後に打ち切り、その後に新しい検出器行において新しい反復を開始することも考えられ得る。これらの新しい検出器行において次いで式（３）に相応して再び、これらの行の散乱放射分布が参照分布ＩＳｒｅｆに一致しているという仮定がなされる。さらに、反復の新しい開始の際に他の参照分布から出発することも考えられる。検出器マトリックスの上側および下側に付加検出器要素３０を有する上記の例では、特に検出器マトリックス１８が多数の行、例えば１６、２４または３２の行を有するときには、検出器行の上側の半部に対して反復を参照分布ＩＳｒｅｆ，１に基づいて実行し、検出器行の下側の半部に対して反復を参照分布ＩＳｒｅｆ，２に基づいて実行することも有意義であり得よう。
【００４０】
参照分布ＩＳｒｅｆは他の仕方でも付加検出器要素３０を用いて求めることができる。たとえば、検出器マトリックス１８の行の強度測定値ＩＧ（ｎ）からこれらの行の付属の散乱放射分布ＩＳ （ｎ）を計算により決定することも可能である。この散乱放射分布ＩＳ（ｎ）は次いで、検出器マトリックス１８のその他の行に対してこれらの行の強度測定値の散乱放射成分を上記の反復法を用いて評価するために、参照分布ＩＳｒｅｆとして使用することができる。
【００４１】
強度測定値から散乱放射成分を計算により求めるためには、前記のＢ．Ｏｈｎｅｓｏｒｇｅ の文献から１行の検出器システムに対するコンボルーションモデルが知られている。このモデルの基礎となっているのは、コンプトン‐およびレイリー散乱との差有効横断面および散乱エネルギーの原理的な散乱角度依存性が、ファン角度βｋ に属している検出器チャネルｋにおける散乱寄与がファン内の角度間隔（β−βｋ ）と共に減少するという仮定を正当化するという考え方である。（導き出しの際には一重散乱プロセスのみが考慮に入れられる。）記述のために使用可能な“間隔関数”Ｇ（β）はその場合にβ＝βｋ において極大を有し、また角度範囲（−βｍａｘ＋βｋ、βｍａｘ＋βｋ）を掃過する。ファン角度βに関係する散乱放射分布ＩＳＣ（β）はその場合に下記のように得られる。
【数１】
2004513690.tif 000003
【００４２】
その際にＣＭ は機械定数を示し、またｆ（Δｚｓｌ）は層厚みに関係する重みを示す。ＩＳＣ，ｆｏｒｗ（β）は一重散乱のモデルのなかで計算された前方‐散乱放射強度であり、
【数２】
2004513690.tif 000004
である。ここでＫＳＣ，ｆｏｒｗ は比例定数、Ｉ０ は減弱されない放射の強度、またＩ（β）はファン角度β内で検出器システムにより測定された放射強度である。コンボルーション式（７）においてコンボルーションコアＧ（β）によりすべての検出器要素へのファン内のすべての放射の散乱寄与が考慮に入れられる。それは通常は間隔コアとして示される。
【数３】
2004513690.tif 000005
ここでＡはパラメータで、それにより幅が制御され得る。それは経験的に画像最適化から、またはコンボルーションモデルで計算された散乱放射分布およびシミュレートされた散乱放射分布の比較から決定され得る。
【００４３】
関数Ｒ（β）に対しては下式が成り立つ。
2004513690.tif 000006
【００４４】
一行検出器システムに対する上記のコンボルーションモデルについてのその他の情報は前記のＢ．Ｏｈｎｅｓｏｒｇｅ の文献に記載されている。
【００４５】
この公知のモデルが本発明の範囲内で、たとえば図２中に示されているように複数行またはファン状の検出器への適合のために変形され得る。ファン座標βおよび行座標ｚｎ （ｚｎ ＝（Ｌ／２−ｎ）Δｚ；（ｎ＝１、…、Ｌ））に関する微分有効横断面の回転対称性のゆえに式（７）は容易に拡張され得る。（Δｚは行の高さである。）散乱放射強度ＩＳＣ（β、ｚｎ ）はその場合に下式により与えられている。
【数４】
2004513690.tif 000007
ここでＣＭ およびｆ（Δｚｓｌ）は上記のように等しい意味を有する。ＩＳＣ，ｆｏｒｗ（β、ｚｎ ）は再び一重散乱のモデルにおいて計算された前方‐散乱放射強度である。
【数５】
2004513690.tif 000008
ここでＩ（β、ｚｎ）は第ｎの検出器行のファン角度β内で測定された放射強度である。Ｒ（β、ｚｎ）に対しては下式が成り立つ。
2004513690.tif 000009
【００４６】
間隔コアは下式により表される。
【数６】
2004513690.tif 000010
ここでＡ´は再び幅パラメータを示し、β２＋（ｚｎ ／Ｒｆｄ）２ は第ｎの検出器行のファン角度β内の検出器源から検出器要素への間隔を測り、ＲｆｄはＣＴスキャナーの焦点と検出器との間の間隔を示す。
【００４７】
散乱放射分布ＩＳＣ（β、ｚｎ）は前記の仕方で検出器マトリックス１８の任意の行に対して計算することができる。それを中央の検出器行に対して計算することが推奨される。こうして計算された散乱放射分布は次いで反復に対する参照分布ＩＳｒｅｆとして使用される。反復は、強度測定値から参照分布が計算された行で開始される。中央の検出器行の場合には上側の検出器行への反復も下側の検出器行への反復も開始される。検出器行の部分数の後に反復が中断されると、新しい行で新しい参照分布を有する新しい反復が開始されるのが好ましく、この新しい参照分布は上記のコンボルーションモデルを用いて計算されたこれらの新しい行の強度測定値から計算されたものである。この仕方で正確な散乱放射成分の評価の際の高い質を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
複数行の検出器マトリックスを有する本発明によるＣＴスキャナーの１実施例の概要図である。
【図２】
図１中の矢印ＩＩの方向に見た検出器マトリックスの概要平面図である。
【符号の説明】
１０　Ｘ線源
１２　検出器装置
１４　ファン状のＸ線放射
１６　被検体
１８　検出器マトリックス
２０　検出器要素
２２　絞り装置
２４　評価および再構成ユニット
２６　モニター
３０　付加検出器要素
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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