(57)【要約】【課題】  本発明は、被走査対象が今回の走査において取得された画像ＣＴ値に対して校正するための校正ファイルを取得する方法及びその装置を提供する。【解決手段】  校正ファイルの取得方法であって、下記のステップが含まれる：（１）各種の走査条件で、少なくとも三種類の異なる材質を走査する；（２）各種の被走査材質が各種の走査条件における実際テストＣＴ値をテストして取得して、実際テストＣＴ値の集合を取得する；（３）各種の材質が各種の走査条件で得られた実際テストＣＴ値とそれの理想なＣＴ値との対応関係を組み立て、当該対応関係を、被走査対象が当該種類の走査条件で有すべきＣＴ値を求めるための校正ファイルとする。【選択図】図５
2009011835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法であって、下記のステップを含む：
（１）各種の走査条件で、少なくとも三種類の異なる材質を走査する；
（２）各種の被走査材質が各種の走査条件での実際テストＣＴ値をテストして取得し、実際テストＣＴ値の集合を得る；
（３）各種の材質が各種の走査条件で得られた実際テストＣＴ値とそれの理想なＣＴ値との対応関係を組み立て、当該対応関係を、被走査対象が当該種類の走査条件で有すべきＣＴ値を求めるための校正ファイルとする、ことを特徴とする被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項２】
被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値に対する校正には、下記のステップが含まれる：
（４）被走査対象を走査して、被走査対象の原始の投影データを取得する；
（５）原始の投影データに対して、データ校正の処理を含む前処理を行って、校正された投影データを取得する；
（６）校正された投影データに対して処理して画素値を取得し、且つ当該画素値に対して転換処理して、被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値を取得する；
（７）ステップ（３）で得られたＣＴ値校正ファイルに基づいて、ステップ（６）で取得されたＣＴ値に対して校正して、理想なＣＴ値に更に接近する校正値を得る、ことを特徴とする請求項１記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項３】
前記ステップ（６）において、被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値は下記の方法により取得する：
（６．１）ＣＴ値と画素値とが線形関係になる計算モデルの関数を提供する；
（６．２）各種の走査条件で、空気と各種の試験体を走査し、ステップ（６．１）の線形計算モデルにより、線形関数のパラメータを計算して校正ファイルを得る、パラメータを確定する線形関数を含み、当該パラメータは取得された被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値に対して第一回目の校正をすることに用いる；
（６．３）ステップ（６．２）で取得したパラメータ及び取得された被走査対象の画素値に基づいて、ステップ（６．２）で既に確定された線形関数により線形関数計算処理を行って、前記ステップ（６）のＣＴ値を取得することを特徴とする請求項２記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項４】
前記材質は、被走査対象の状況に従って選択され、多種の異なる材質である試験体を含み、前記試験体には空気と水の二種類の材質が含まれる、ことを特徴とする請求項１記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項５】
前記ＣＴ値校正ファイルは、各種の材質の各種の走査条件における実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値との対応関係表である、ことを特徴とする請求項１記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項６】
前記ＣＴ値校正ファイルは、理想なＣＴ値と実際テストＣＴ値とが曲線関係になる関数である、ことを特徴とする請求項１記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項７】
前記曲線関係の関数は下記の方法により取得される：
各種の走査条件における各材質の実際テストＣＴ値の配列を取得する、異なる材質の理想なＣＴ値の配列を取得する；多項式適合の方式により、実際テストＣＴ値のＣＴ値配列と理想なＣＴ値のＣＴ値配列間の関数関係を適合して、適合パラメータを取得し、当該適合パラメータの集合は、当該種類の走査条件における理想なＣＴ値と実際テストＣＴ値間の関数関係である、ことを特徴とする請求項６記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項８】
前記実際テストＣＴ値の取得方法は、前記ステップ（６）で被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値の取得方法と相同することを特徴とする請求項３記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項９】
ステップ（６）で、校正された投影データに対してフィルタ逆投影処理を行って、前記画素値を取得する、ことを特徴とする請求項８記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項１０】
前記理想なＣＴ値は、下記の方式により確定された何れか一つである：
多種の走査条件で実際テストして得られたＣＴ値を指定して一種類の状態におけるＣＴ値を理想な値とする；政府が規定した材質のＣＴ値を理想な値にする；試験体の提供者が提供した試験体又は材質に対して提案したＣＴ値を理想な値にする；模擬、仮想の方式で取得したＣＴ値を理想な値にする、ことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項１１】
前記走査条件は、選択された電子エネルギ、Ｘ線フィルタ、Ｘ線Ｚ方向光ビームの位置、試験体／被検体の寸法の組み合わせからなる、ことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項１２】
前記ステップ（５）には、第一回目の校正されたＣＴ値に従って投影データに対して画像処理して、医学画像ファイル形式の画像を得るステップが含まれる；
前記ステップ（６）には、第二回目の校正されたＣＴ値に従って投影データに対して画像処理して、医学画像ファイル形式の画像を取得するステップが含まれる、ことを特徴とする請求項２から９の何れか一つに記載の被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法。
【請求項１３】
走査と画像の再構成を制御するためのコンピュータ部分と、患者に対して定位走査する機械部分と、放射線源を生じる高電圧発生器、放射線球管を含んで、情報データを取得するための検出部分とを含むＣＴ走査装置であって、その中で、
前記コンピュータ部分には、画像再構成処理して取得された被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値を校正するためのＣＴ値校正ソフトウェアがインストールされている、ことを特徴とするＣＴ走査装置。
【請求項１４】
前記コンピュータ部分には、コンピュータと、画像再構成器と、制御機構とが含まれ、
前記コンピュータは、外部からの操作指令やパラメータを受信して、制御機構により画像再構成器と、機械部分と、検出部分とを制御し、前記ＣＴ値校正ソフトウェアはコンピュータにインストールされる、ことを特徴とする請求項１３記載のＣＴ走査装置。
【請求項１５】
前記画像再構成器は、コンピュータの指令に従って、取得された今回の走査における画像のＣＴ値に対してＣＴ値校正ソフトウェアを実行して、第二回目に校正された画像ＣＴ値を取得する、ことを特徴とする請求項１４記載のＣＴ走査装置。
【請求項１６】
前記ＣＴ値校正ソフトウェアは、ＣＴ値校正ファイル生成ユニットとＣＴ値校正運行ユニットとを含むファンクショナルユニットにより実現され、
前記ＣＴ値校正ファイル生成ユニットは、ＣＴ値校正運行ユニットに運行しようとするＣＴ値校正ファイルを提供して、画像再構成して取得された被走査対象の今回の走査における画像ＣＴ値に対して校正する、ことを特徴とする請求項１３記載のＣＴ走査装置。
【請求項１７】
前記ＣＴ値校正ソフトウェアは、実際テストＣＴ値収集ユニットと理想なＣＴ値取得／記憶ユニットとを含むファンクショナルユニットを有し、
前記実際テストＣＴ値収集ユニットは、試験体が各種の走査条件における異なる材質の実際テストＣＴ値を取得し；前記理想なＣＴ値取得／記憶ユニットには、試験体の各材質の理想なＣＴ値が記憶され、前記ＣＴ値校正ファイル生成ユニットは、実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値間の対応関係を組み立て、当該対応関係をＣＴ値校正ファイルとする、ことを特徴とする請求項１６記載のＣＴ走査装置。
【請求項１８】
前記ＣＴ値校正ファイルは、各種の材質が各種の走査条件における実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値の対応関係表である、ことを特徴とする請求項１７記載のＣＴ走査装置。
【請求項１９】
前記ＣＴ値校正ファイルは、校正されたＣＴ値と実際テストＣＴ値が曲線関係になる関数である、ことを特徴とする請求項１７記載のＣＴ走査装置。
【請求項２０】
前記曲線関係は下記の方法により取得する：各種の走査条件における各材質の実際テストＣＴ値の配列を取得し、理想なＣＴ値の異なる材質のＣＴ値の配列を取得し；多項式適合の方式により、実際テストＣＴ値のＣＴ値配列と理想なＣＴ値のＣＴ値配列間の関数関係を適合して、適合パラメータを取得し、当該適合パラメータの集合は、当該種類の走査条件における理想なＣＴ値と実際テストＣＴ値間の関数関係である、ことを特徴とする請求項１９記載のＣＴ走査装置。
【請求項２１】
前記コンピュータ部分には今回の走査における画像のＣＴ値を取得するためのソフトウェアがインストールされている、ことを特徴とする請求項１３記載のＣＴ走査装置。
【請求項２２】
前記今回の走査における画像のＣＴ値を取得するソフトウェアは下記の方法により実現される：ＣＴ値と画素値が線形関係になる計算モデルの関数を提供し；各種の走査条件で、空気和各種の試験体を走査し、提供された線形計算モデルにより、線形関数のパラメータを計算して、校正ファイルを得る、パラメータを確定する線形関数が含まれ、当該パラメータは、取得された被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値に対して第一回目の校正を行うことに用いる；取得されたパラメータ及び取得された被走査対象の画素値に基づいて、既に確定された線形関数により線形関数計算処理をして、前記今回の走査における画像のＣＴ値を取得することを特徴とする請求項２１記載のＣＴ走査装置。
【請求項２３】
前記実際テストＣＴ値の取得方法は、前記被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値の取得方法と相同である、ことを特徴とする請求項２２記載のＣＴ走査装置。
【請求項２４】
前記試験体は、被走査対象の状況により選択され、多種の異なる材質の試験体が含まれ、前記試験体には空気と水の二種類の材質が含まれる、ことを特徴とする請求項１７記載のＣＴ走査装置。
【請求項２５】
前記理想なＣＴ値は、下記の方式により確定された何れか一つである：多種の走査条件で実際テストして得られたＣＴ値を指定して一種類の状態のＣＴ値を理想な値とする；政府が規定した材質のＣＴ値を理想な値とする；試験体の提供者が提供した試験体又は材質に対して提案したＣＴ値を理想な値とする；模擬、仮想の方式で取得したＣＴ値を理想な値とする、ことを特徴とする請求項１７記載のＣＴ走査装置。
【請求項２６】
前記走査条件には、選択された電子エネルギ、Ｘ線フィルタ、Ｘ線Ｚ方向光ビームの位置、試験体／被検体の寸法の組み合わせからなる、ことを特徴とする請求項１７記載のＣＴ走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータの断層撮影（ＣＴ）の結像データの処理技術に関し、具体的にＣＴ結像技術のＣＴ数値の校正に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＴシステムにおいて、Ｘ線源から扇形のビームを射出し、当該ビームは、コリメートされてカルテシアン座標系におけるＸ−Ｙ平面に位置され、通常、当該平面は「結像平面」と言われる。Ｘ線ビームは例えば患者の身体である被結像体を経過する。Ｘ線ビームは、物体により減衰された後、放射線検出器配列に入射される。検出器配列で接収された減衰された輻射強度は、物体がＸ線ビームに対する減衰度に依存する。検出器配列中の毎一個の検出器素子から一つの独立した電気信号を発し、当該信号はこの検出器の位置でビームが減衰された量度である。全部の検出器からの減衰の測定値を収集して、投影分布を形成する。
【０００３】
従来の第三世代を含むＣＴシステムにおいて、Ｘ線源と検出器配列は、Ｘ線ビームと当該物体の交角がその間ずっと変化するように、ガントリと一緒に結像平面で被結像体の周りを回転している。検出器配列が一つのガントリ角度で取得した一組のＸ線の減衰測定値が投影データであり、通常「ビュー」と言われる。物体に対する一回の走査は、Ｘ線源と検出器が一周期回転する間、異なるガントリ角度で取得された一組の視図から構成される。軸方向走査で、投影データに対して処理して、貫通された物体の一つの二次元片層に対応する画像を構成する。従来技術で、フィルタ逆投影技術を利用して一組の投影データから画像を再構成する。このような方法で、一回の走査で取得された減衰測定値を通常のＣＴ数（又はＣＴ値とも言われる）又はハウンズフィールド（Ｈｕと簡略する）単位の整数に転換し、それらは陰級放射線管のディスプレーに対応する画素の輝度を制御するために用いられる。即ち、従来のシステムのＣＴ画像はＣＴ値を使って密度の高低の程度を説明する量の意味があり、ＣＴ値は数式１に従って例えば人体の異なる組織又は器官である材質からＸ線を吸収した後の減衰係数Ｕ値により換算されたものである。放射性ＲＴ治療で、ＣＴ値は医師が放射剤の量を提供する基準になり、ＣＴ値が大きくと、放射剤の量も大きくなり、ＣＴ値が小さくと、放射剤の量も小さくなる。
【０００４】
【数１】
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…数式１
その中で、μｘは材質Ｘに対する減衰係数である。数式１から分かるように、ＣＴＮｕｍｂｅｒは水のような材質を基準とし、水のＣＴ値はＣＴＷａｔｅｒ＝０であることが分かる。空気がＸ線に対する減衰係数がμＡｉｒ＝約０であるので、空気のＣＴ値はＣＴＡｉｒ＝約−１０００である。
【０００５】
医療業種の規定によれば、ＣＴデバイスは、水のＣＴ値が０で、空気のＣＴ値が−１０００で、即ちＣＴＷａｔｅｒ＝０及びＣＴＡｉｒ＝約１０００であることを満たすべきであるので、何れの材質のＣＴ値は、当該材質のＸ線減衰係数と線形関係になる。
【０００６】
数式１により、水のＣＴ値は０である。しかし、空気である場合、空気の減衰係数は０に近ついているが、空気のＣＴ値は標準規定である−１０００と一定の差がある。これは、異なるメーカのＣＴデバイスが異なる処理方法を採用したためである。そのため、異なるメーカはＣＴ値に対して校正して、ＣＴ値が業界に規定された標準値を満たすようにする。それにより例えば放射治療で統一する標準を有することができる。
【０００７】
従来技術で、通常数式２のような線形方式を採用してＣＴ値を校正する。
ＣＴＮｕｍｂｅｒ＝ｋ・μｘ＋ｂ…数式２
【０００８】
図１に示したように、ＣＴ値を校正する従来技術の方法である。第一ステップ、各種の走査条件で、空気と各種の試験体を走査し、線形関数である数式２により校正ファイルを計算して取得し、パラメータ（ｋｉ、ｂｉ）も含まれて、当該パラメータはＣＴ値の校正に用いられる。第二ステップ、原始の投影データを取得する。第三ステップ、原始の投影データに対してデータ校正の処理を含む前処理を行って、校正された投影データを得る；第四ステップ、校正された投影データに対してフィルタ逆投影処理して、画像値を得る、即ち被走査材質のμｘ値を得る。第一ステップにより取得されたパラメータ（ｋｉ、ｂｉ）及び第四ステップにより取得されたμｘ値に基づいて、数式２のような線形計算処理を行って、被走査材質のＣＴ値を校正して、ＣＴ値を取得する。第五ステップ、校正されたＣＴ値により映像データに対して画像処理を行って、医学画像ファイル形式（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｄｉｃｏｍと簡略する）の画像を得る。
医師は、上記方法により得られたＣＴ値によって放射治療を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記過程において、従来の技術により最後に得られたＣＴ値は、水と空気又は他の試験体に基づいた純線形の関係である。しかし、実際のＣＴ技術分野で、ＣＴデータの処理で、たくさんの過程が全部非線形である。従って、既に定義されたハウンズフィールド（Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ）単位により、水と空気のＣＴ値がそれぞれに０と−１０００であることを保障することができる。しかし、他の材質に対して標準の要求と一致しないＣＴ値が得られる。これはＣＴシステムのＸ線の非単一のエネルギースペクトル特性及び若干の校正過程の非線形により決められる。
【００１０】
多色のＸ線ＣＴで、非水材質のＣＴ値は一つの絶対値ではない。しかし、ＣＴシステムの有効エネルギで、水と線形関係を有する減衰係数と大きい関係がある。物理的にいえば、異なる材質間の線形減衰係数関係は固定するエネルギ関係ではない。従って、ＣＴ値は常量ではない。ＣＴ値は、実際の試験体材質の化学特性、密度公差、選択した電圧、例えば電子ボルト、Ｘ線のフィルタ、Ｘ線のＺ方向の厚さ、試験体／被検体の寸法と大きい関係がある。これらの要素は、実際の操作過程においてＣＴ値のずれを起こす主な要素である。図２、図３及び図４に示したように、水のＣＴ値と空気のＣＴ値が標準の要求に満たすとしても、固定寸法の材質に対して、ＣＴ値は異なる電子ボルト、放射線のフィルタにより激しく変動する。同じ患者の同じ位置に対して走査する時、異なるＣＴ値が生じる状況に対して、患者に対して放射治療を行う時、医者は異なる用量を採用することになり、このような用量は超過かもしれなく、患者が多すぎる輻射を受けることがあり；用量が不足である時もあり、治療の目的を達することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、上記問題を解決することができるＣＴ値の校正方法の校正ファイル及びその装置を提供することで、有効的にＣＴ値を校正して、ＣＴ値の正確性と合理性を保障でき、ＣＴ値の参照性及び画像の品質の合理性を向上した。
【００１２】
本発明は被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値を校正する校正ファイルの取得方法を提供し、下記のステップを含む：（１）各種の走査条件で、少なくとも三種類の異なる材質を走査する；（２）各種の被走査材質が各種の走査条件における実際テストＣＴ値をテストして取得し、実際テストＣＴ値の集合を得る；（３）各種の材質が各種の走査条件で得られた実際テストＣＴ値とそれの理想なＣＴ値との対応関係を組み立て、当該対応関係を、被走査対象が当該種類の走査条件で有すべきＣＴ値を求めるための校正ファイルとする。
【００１３】
前記被走査対象に対する今回の走査で取得した画像のＣＴ値に対する校正には、下記のステップが含まれる：
（４）被走査対象を走査して、被走査対象の原始の投影データを取得する；
（５）原始の投影データに対してデータ校正の処理を含む前処理を行って、校正された投影データを取得する；
（６）校正された投影データを処理して、画素値を取得し、且つ当該画素値に対して転換処理して、被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値を取得する；
（７）ステップ（３）のＣＴ値校正ファイルに基づいて、ステップ（６）で取得されたＣＴ値に対して校正して、理想なＣＴ値に更に接近する校正値を得る。
【００１４】
前記ステップ（６）で被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値を取得することは下記の方法により取得する。
（６．１）ＣＴ値と画素値が線形関係になる計算モデルの関数を提供する；
（６．２）各種の走査条件で、空気と各種の試験体を走査し、ステップ（６．１）の線形計算モデルにより、線形関数のパラメータを計算して、校正ファイルを得る、パラメータを確定する線形関数を含み、当該パラメータは取得された被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値に対して第一回目の校正をすることに用いる；
（６．３）ステップ（６．２）で取得されたパラメータ及び取得された被走査対象の画素値に基づいて、ステップ（６．２）の既に確定された線形関数により線形関数計算処理を行って、前記ステップ（６）のＣＴ値を取得する。
【００１５】
前記材質は、被走査対象の状況により選択され、多種の異なる材質の試験体が含まれ、前記試験体には空気と水の二種類の材質が含まれる。
前記ＣＴ値校正ファイルは、各種の材質が各種の走査条件における実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値の対応関係表である。
前記ＣＴ値校正ファイルは、理想なＣＴ値と実際テストＣＴ値が曲線関係になる関数である。
【００１６】
前記曲線関係の関数は下記の方法により取得する：各種の走査条件における各材質の実際テストＣＴ値の配列を取得し、異なる材質の理想なＣＴ値のＣＴ値配列を取得し；多項式適合の方式により、実際テストＣＴ値のＣＴ値配列と理想なＣＴ値のＣＴ値配列間の関数関係を適合して、適合パラメータを取得し、当該適合パラメータ集合は、当該種類の走査条件における理想なＣＴ値と実際テストＣＴ値間の関数関係である。
【００１７】
前記実際テストＣＴ値の取得方法は、前記ステップ（６）の被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値の取得方法と相同である。ステップ（６）で、校正された投影データに対してフィルタ逆投影処理を行って、前記画素値を取得する。
【００１８】
前記理想なＣＴ値は下記の方式により確定された何れか一つである：多種の走査条件で実際テストして得られたＣＴ値を指定した一種類の状態におけるＣＴ値を理想な値とする；政府が規定した材質のＣＴ値を理想な値にする；試験体の提供者が提供した試験体又は材質に対して提案したＣＴ値を理想な値にする；模擬、仮想の方式で取得したＣＴ値を理想な値にする。
【００１９】
前記走査条件には、選択した電子エネルギ、Ｘ線フィルタ、Ｘ線Ｚ方向光ビームの位置、試験体／被検体の寸法の組み合わせからなる。
【００２０】
前記ステップ（５）には、第一回目の校正されたＣＴ値に従って投影データに対して画像処理して、医学画像ファイル形式の画像を得るステップが含まれる；前記ステップ（６）には、第二回目の校正されたＣＴ値に従って投影データに対して画像処理して、医学画像ファイル形式の画像を取得するステップが含まれる。
【００２１】
本発明は、走査と画像の再構成を制御するためのコンピュータ部分と、患者に対して定位走査する機械部分と、放射線源を生じる高電圧発生器、放射線球管を含んで、情報データを取得するための検出部分とが含まれるＣＴ走査装置を提供し、前記コンピュータ部分には、画像再構成処理して取得した被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値を校正するためのＣＴ値校正ソフトウェアがインストールされている。
【００２２】
前記コンピュータ部分には、コンピュータと、画像再構成器と、制御機構とが含まれ、前記コンピュータは、外部からの操作指令やパラメータを受信して、制御機構を通じて画像再構成器と、機械部分と、検出部分とを制御し、前記ＣＴ値校正ソフトウェアはコンピュータにインストールされている。
【００２３】
前記画像再構成器はコンピュータの指令に従って、取得された今回の走査における画像のＣＴ値に対してＣＴ値校正ソフトウェアを実行して、第二回目に校正された画像ＣＴ値を取得する。
【００２４】
前記ＣＴ値校正ソフトウェアは、ＣＴ値校正ファイル生成ユニットとＣＴ値校正運行ユニットとを含むファンクショナルユニットにより実現される。前記ＣＴ値校正ファイル生成ユニットは、ＣＴ値校正運行ユニットに運行しようとするＣＴ値校正ファイルを提供して、画像再構成して取得した被走査対象の今回の走査における画像ＣＴ値に対して校正する。
【００２５】
前記ＣＴ値校正ソフトウェアは、実際テストＣＴ値収集ユニットと理想なＣＴ値取得／記憶ユニットとを含むファンクショナルユニットを有する。前記実際テストＣＴ値収集ユニットは、試験体が各種の走査条件における異なる材質の実際テストＣＴ値を取得し；前記理想なＣＴ値取得／記憶ユニットには試験体の各材質の理想なＣＴ値が記憶され、前記ＣＴ値校正ファイル生成ユニットは、実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値間の対応関係を組み立て、当該対応関係をＣＴ値校正ファイルとする。
【００２６】
前記ＣＴ値校正ファイルは、各種の材質が各種の走査条件における実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値の対応関係表である。
前記ＣＴ値校正ファイルは、校正されたＣＴ値と実際テストＣＴ値が曲線関係になる関数である。
【００２７】
前記曲線関係は下記の方法により取得する：各種の走査条件における各材質の実際テストＣＴ値の配列を取得し、理想なＣＴ値の異なる材質のＣＴ値の配列を取得し；多項式適合の方式により、実際テストＣＴ値のＣＴ値配列と理想なＣＴ値のＣＴ値配列間の関数関係を適合して、適合パラメータを取得し、当該適合パラメータの集合は、当該種類の走査条件における理想なＣＴ値と実際テストＣＴ値間の関数関係である。
【００２８】
前記コンピュータ部分には、今回の走査における画像のＣＴ値を取得するためのソフトウェアがインストールされている。
【００２９】
前記今回の走査における画像のＣＴ値を取得するソフトウェアは下記の方法により実現する：ＣＴ値と画素値が線形関係になる計算モデルの関数を提供し；各種の走査条件において、空気と各種の試験体を走査し、提供された線形計算モデルにより、線形関数のパラメータを計算して、校正ファイルを得る、パラメータを確定する線形関数が含まれ、当該パラメータは、取得された被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値に対して第一回目の校正を行うことに用いる；取得したパラメータ及び取得した被走査対象の画素値に基づいて、既に確定された線形関数に従って線形関数計算処理をして、前記今回の走査における画像のＣＴ値を取得する。
【００３０】
前記実際テストＣＴ値の取得方法は、前記被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値の取得方法と相同である。
前記試験体は、被走査対象の状況により選択され、多種の異なる材質の試験体が含まれ、前記試験体には空気と水の二種類の材質が含まれる。
【００３１】
前記理想なＣＴ値は下記の方式により確定された何れか一つである：多種の走査条件で実際テストして得られたＣＴ値を指定した一種類の状態のＣＴ値を理想な値とする；政府が規定した材質のＣＴ値を理想な値とする；試験体の提供者が提供した試験体、材質に対して提案したＣＴ値を理想な値とする；模擬、仮想の方式で取得したＣＴ値を理想な値とする。
【００３２】
前記走査条件には、選択された電子エネルギ、Ｘ線フィルタ、Ｘ線Ｚ方向光ビームの位置、試験体／被検体の寸法の組み合わせからなる。
【００３３】
本発明は、ＣＴ値校正ファイルを通じて、画像再構成された被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値に対して第二回目の校正を行って、最後に出力した走査画像のＣＴ値が理想的なＣＴ値又は目標値に更に接近するように保障し、毎一種類の材質が何れの走査条件でも最後に出力した画像のＣＴ値が規定した理想な値と相同することを保障して、医師が患者に対して放射治療する時優れる投薬量標準を提供して参照するようにして、投薬量が多すぎる又は足りないことを避けることができた。なお、本発明は、曲線関数適合の方式によりＣＴ値校正ファイルを取得して、ＣＴ値校正の精確度を高めた。本発明は、実際ＣＴ値のデータの取得、ＣＴ値校正ファイルの発生、新たに発生した校正ファイルの運行等のステップを組み合わせた新しい作業方式を実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に対して詳しく説明する。本発明は実施形態に限定されるわけではない。
【００３５】
本発明のＣＴ値を校正する校正ファイルを取得する方法には、各種の走査条件で、空気と水等の少なくとも三種類の異なる材質を含む試験体を走査する；各種の被走査材質が各種の走査条件下における実際テストＣＴ値をテストして取得して、実際テストＣＴ値の集合を得る；材質毎の実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値との対応関係を組み立て；当該対応関係が後に続けて行う走査のＣＴ値校正ファイルになる、ことが含まれる。
【００３６】
図５は、本発明により提供するＣＴ値を校正する校正ファイルを取得し、及び当該校正ファイルを利用してＣＴ値を校正する方法の一つの実施例のフローチャートであり、下記のステップが含まれる。
（１）各種の材質が含まれている試験体を提供し、各種の走査技術条件で、当該試験体を走査し、当該試験体中の各種の被走査材質の実際テストＣＴ値をテストして得る；
（２）実際にテストした各種の材質のＣＴ値と各種の材質の理想なＣＴ値との対応関係を組み立て、当該対応関係をＣＴ値校正ファイルにする；
（３）被走査対象に対して走査して、被走査対象の原始の投影データを取得する；
（４）原始の投影データに対してデータの校正処理を含む前処理を行って、校正された投影データを取得する；
【００３７】
（５）校正された投影データに対してフィルタ逆投影処理して、画素値を取得し、即ち被走査材質のμｘ値を取得し、且つ当該μｘ値に対して転換処理を行って、被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値を取得する；もちろん、第一回目に画素値を取得する方法として、「フィルタ逆投影」技術の他に、例えば各種の「反復技術」等の業界の他の方法を利用することができる；
（６）ステップ（２）中のＣＴ値校正ファイルによって、ステップ（５）で取得したＣＴ値に対して校正して、理想なＣＴ値に近づく校正値を得る。
【００３８】
その中で、ステップ（５）で被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値は、下記の方法により取得する、図６に示したようである：
（５．１）ＣＴ値と画素値μｘとが線形計算モデルになるプログラムを提供し、例えば既存の校正ＣＴ値の関数である。
ＣＴＮｕｍｂｅｒ＝ｋ・μｘ＋ｂ……［数式２］
（５．２）各種の走査条件で、空気と各種の試験体を走査し、ステップ（５．１）の線形計算モデルに基づいて、線形計算モデルのパラメータ（ｋ、ｂ）を含む校正ファイルを計算して得る、当該パラメータは、取得した被走査対象の今回の走査における画像のＣＴ値に対して第一回目の校正を行うことに用いる。
【００３９】
（５．３）ステップ（５．２）で取得したパラメータ（ｋ、ｂ）及び取得した被走査対象の画素値μｘに基づいて、数式２のような線形計算処理を行い、被走査対象のＣＴ値に対して第一回目の校正を行って、前記ステップ（５）のＣＴ値を取得する。
前記ステップ（１）中の試験体は、被走査対象の状況によって選択し、可能の限り多量の異なる材質を含む試験体である。
【００４０】
前記ステップ（５）には下記のステップが更に含まれる：第一回目に校正されたＣＴ値に基づいて、映像データに対して画像処理を行って、例えばＤｉｃｏｍ形式の画像を取得する、即ち医学画像のファイル形式の画像を取得する。
【００４１】
前記ステップ（６）には下記のステップが更に含まれる：第二回目校正されたＣＴ値に基づいて、投影データに対して画像処理を行って、Ｄｉｃｏｍ形式の画像を取得し、品質もより高い、ＣＴ値もより均一し、理想なＣＴ値により接近する医学画像を取得する。
【００４２】
本発明で、ステップ（１）中の各種の実際テストＣＴ値もステップ（５．１）からステップ（５．３）までの方式を採用して取得した。もちろん、他の方式により取得することもできる。本発明で、より優れる校正効果を得るために、ステップ（１）で各種の実際テストＣＴ値を取得する方法は、ステップ（５）でＣＴ値を取得する方法と同じである。
【００４３】
異なる材質に対して、ＣＴ値に影響を及ぼす主な要素として、選択した電子エネルギ、Ｘ線フィルタ、Ｘ線のＺ方向の光ビームの位置、試験体／被検体の寸法がある。本発明で、各種の走査条件とは、ＣＴ値に影響を及ぼす要素の異なる組み合わせで、例えば本発明のステップ（１）の試験体には少なくとも空気と水の三種類又は三種類以上の異なる材質の試験体である。各材質が各走査技術条件で実際テストして得られたＣＴ値は下記の配列集合関係式である数式３を採用して表示する。
【００４４】
【数２】
2009011835.tif 000004
……［数式３］
その中で、ＣはＣＴ値の省略で、ｍは依頼したＣＴ値が実際に測定された値を示し、ｉは第ｉｔｈ目の状態を示し、Ｎは測定する材質が全部でいくらかを示す。配列集合関係である数式３中のデータは、実際にテストして得たＣＴ値でもよい、模擬方式で得たものでもよい。模擬方式には多数の変化形式がある。例を挙げると下記のようである。例えば、実際にその中のある材質のＣＴ値をテストし、他の材質のＣＴ値は、異なる材質間の密度の差異、物質組成等に基づいて、様々な公知のシステム特性（例え公知のシステムの非線形特性）又は技術経験により計算して得ることができる。
【００４５】
上記理想なＣＴ値は下記の方式により設置することができる。第一：例えば上記の各種の状態のような多種の状態で実際にテストして得られたＣＴ値を指定した一つの状態のＣＴ値を理想な値とする；第二：政府により規定された材質のＣＴ値を理想な値にする；第三：試験体の提供者が提供された試験体、材質に対して提案したＣＴ値を理想な値にする；第四：模擬、仮想の方式により取得したＣＴ値を理想な値にする。一般、試験体の会社又は当該分野の技術者は、異なる物質、異なる密度により構成された物質、これによる異なる物質吸収係数の規則（既に出来上がった物理模型を使用することができる）により、模擬作業をする。この異なる物質吸収係数はＣＴ値に正比例している。同じように、下記の配列集合関係である数式４により理想なＣＴ値を示すことができる。
【００４６】
【数３】
2009011835.tif 000005
…数式４
その中で、ｔはそれが依頼するＣＴ値が理想な値であることを示す。
【００４７】
同じように、配列集合関係である数式４は、ある走査技術条件における各被検体材質の実際のＣＴ値の配列の簡単な組み合わせを示すことができ、ある走査条件における各被検体材質のＣＴ値の模擬関数を示すこともできる。同じように、模擬方式には多種の変化形式がある。例えば、実際にその中のある材質の理想なＣＴ値を知ると、他の材質のＣＴ値は異なる材質間の密度差異、物質組成等、更に公知のシステム特性（例えば公知のシステム非線形特性）又は技術経験により計算して得ることができる。
【００４８】
本発明の方法において、配列集合関係である数式３と配列集合関係である数式４を通じて、実際にテストして得られたＣＴ値と理想なＣＴ値間の対応関係を組み立て、当該関係は簡単な対応表関係でもよい、各種の材質が異なる走査技術条件における各実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値間の対応関係表でもよい、当該対応関係表をＣＴシステムに記憶して、ＣＴ値を校正するファイルとする。
【００４９】
本発明方法で、実際にテストして得られたＣＴ値と理想なＣＴ値間の対応関係は、下記のように適合曲線の方式により実現することができる。
【００５０】
図６をご参照ください。図６は、少なくとも三種類の異なる材質を含んで、且つ当該三種類の異なる材質の中で少なくとも水と空気である二種類の材質が含まれている試験体が、異なる走査条件で実際にテストして得られたＣＴ値曲線と理想な目標ＣＴ値曲線間の関係と、本方法により校正された最後のＣＴ値の曲線と理想な目標ＣＴ値の曲線を適合曲線した関係を示す図面である。上記図６において、「目標曲線」は各種の材質の正確な／理想な曲線を示し、「現状曲線」はＣＴ値に影響を及ぼす各種の要素の組み合わせ状態で実際にテストして得られたＣＴ値の曲線を示す。例えば、四つの異なる電子エネルギである「８０ＫＶ、１００ＫＶ、１２０ＫＶ、１４０ＫＶ」があって、三種類の異なるフィルタ材質である「空気、身体、頭部」があって、１６種類のＸ線Ｚ方向の光ビームの位置と二種類の所定の試験体である「２０ｃｍ，４８ｃｍ］があり、全て４＊３＊１６＊２＝２３８種類の状態がある。即ち、ステップ（１）で２３８回の異なる走査技術条件で取得した各条件における実際テストＣＴ値を得て、２３８条の目前状態曲線を得る。既存の方法により数式３で示す実際テストＣＴ値の配列集合を得て、数式４中の理想なＣＴ値と配列集合を得る。実際にテストして得られたＣＴ値を理想なＣＴ値と一致するように校正するために、各種の状態ｉにおける数式３中の実際テストＣＴ値の集合データを、多項式関数の方式により数式４中の理想なＣＴ値の集合データに適合する。本発明における多項式とは三項以上で、例えば数式５のように、上記の曲線適合の関係により、実際テストＣＴ値と校正されたＣＴ値が多項式関係になる適合曲線のパラメータを得る、例えば数式５中のパラメータａ０である。
【数４】
2009011835.tif 000006
…数式５
適合関数である数式５を記憶し、且つＣＴ値を校正する校正ファイルとする。
【００５１】
数式５によりステップ（５）中の前記ＣＴ値とステップ（８）中の前記ＣＴ校正値の関係関数を組み立てる、例えば数式６に示したようである。
【数５】
2009011835.tif 000007
…数式６
その中で、前記ＯｌｄＰｉｘｅｌｉ，ｘ，ｙは、ステップ（５）で校正して得たれたＣＴ値で、前記ＮｅｗＰｉｘｅｌｉ，ｘ，ｙはステップ（５）中のＣＴ値が数式５で校正された校正値で、前記ｘ，ｙはカルテシアン座標系のＸ−Ｙ平面中の画素の位置を示す。
【００５２】
具体的な試験体に含まれている材質の数は限定がなく、一種、二種、又は二種以上でもよい。一種又は多種の試験体（若干種類の材質が含まれる可能性がある）を使う理由は、その後のデータの適合に複数の組の入力及び出力関係データ対を提供するためで、三種以上のデータ関係対であるのみ、非線形の適合関係を求めることができる。
【００５３】
本発明により提供されるＣＴ値の校正装置には、走査と画像の再構成を制御するためのコンピュータ部分と、患者に対して定位走査する走査フレームと昇降ベッドのような機械部分と、放射線源を生ずる高電圧発生器及び放射線球管を含んで情報データを取得するための検出部分とを含む。コンピュータ部分には、画像を校正するに必要する各種の校正ファイルが含まれ、校正する過程と画像を再構成する過程のソフトウェアとハードウェアが実現される。且つ、前記コンピュータ部分には、画像の再構成処理により取得した今回の走査における画像のＣＴ値を校正するためのＣＴ値校正ソフトウェアがインストールされている。図８に示したように、本発明に係る装置の一つの具体的な実施例を示す図面で、第三次代ＣＴ走査装置を代表するガントリ１２が含まれている。ガントリ１２は、ガントリ１２の相対側の検出器部材１８にＸ線ビーム１６を照射するためのＸ線源１４を備える。Ｘ線ビームはコリメータ１９により平行になる。検出器部材１８は複数の検出器２０からなり、複数の検出器２０は患者又は試験体を貫通する投影Ｘ線を共に検出する。各検出器２０はＸ線ビームを突き当る強度の電気信号を提供し、且つ光子又はＸ線の技術データとエネルギ準位、及び患者又は試験体を貫通する減衰ビームを提供することができる。Ｘ線投影データを取得する走査の間、ガントリ１２及びそれに設置されている部材は、回転中心２４の周りを回転する。
【００５４】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の操作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により管理する。制御機構２６は、Ｘ線源に電源とタイミング信号を提供するＸ線制御器２８、ガントリ１２の回転速度と位置を制御するためのガントリ電気機器制御器３０、及びコリメータ１９を制御してＸ線ビームをＸ方向に平行するようにするコリメータ制御器２９を含む。制御機構のデータ収集システム（ＤＡＳ）３２は検出器２０からのデータを最照合し且つ当該データをデジタル信号に転換してその次の処理に提供し、それと同時にコンピュータ３６の制御に従って、検出器２０から送信した投影データに対して校正する。画像再構成器３４はＤＡＳ３２からサンプリング化且つデジタル化などの前処理の校正をした後のＸ線データを受信し、且つ高速で再構成する。再構成された画像は入力信号としてコンピュータ３６に入力され、コンピュータ３６は画像を大容量記憶デバイス３８に記憶する。
【００５５】
コンピュータ３６はキーボートを有する制御ステージ４０を通じて操作者からの命令と走査パラメータを受信する。ディスプレー画面４２により、操作者は再構成された画像及びコンピュータ３６からの他のデータを観測することができる。コンピュータ３６は、操作者が提供した命令とパラメータにより、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ電気機器制御器３０に制御信号と情報を提供する。なお、コンピュータ３６は、制御機械化作業ステージ４６の作業ステージ電気機器制御器４４を制御して、患者２２又は試験体とガントリ１２を定位する。
【００５６】
前記画像再構成器３４は、下記の方式により校正された投影データに対して画像を再構成する：校正された投影データに対してフィルタ逆投影処理して、画素値を取得する、即ち被走査材質のμｘ値を取得し、且つ当該μｘに対して転換処理して、被走査対象が今回走査中の画像ＣＴ値を取得し、同時に取得されたＣＴ値によって、映像データを処理して、例えば既存のＤｉｃｏｍ形式画像のような表示できる形式の画像を得る。
【００５７】
前記コンピュータ３６には、画像再構成器３４が使うように今回走査の画像ＣＴ値を取得するソフトウェアが予めに設置されている。本発明で、画像再構成器３４が被走査対象の今回走査の画像のＣＴ値を取得する方法は、本発明の上記方法の実施例で詳しく説明したので、ここで省略する。
【００５８】
前記コンピュータ３６には、画像再構成器３により取得された今回走査の画像ＣＴ値を校正するためのＣＴ値校正ソフトウェアが予めに設置されている。画像再構成器３４はコンピュータ３６の指令によって、取得された今回走査の画像ＣＴ値に対して、ＣＴ値校正ソフトウェアを実行して、二回目に校正された画像ＣＴ値を取得し、画像再構成器３４は二回目に校正された画像ＣＴ値に従って形式を転換して、例えばＤｉｃｏｍ形式画像のような表示できる画像形式のデータを取得し、且つ当該画像形式のデータをコンピュータ３６に送信し且つ大容量記憶器３８により記憶され、ディスプレー画面４２で画像を表示する。
【００５９】
前記ＣＴ値校正ソフトウェアは下記のようなファンクショナルユニットにより実現する：実際テストＣＴ値の収集ユニット、理想なＣＴ値の取得／記憶ユニットとＣＴ値校正ファイルの生成ユニット、ＣＴ値校正運行ユニットである。その中で、実際テストＣＴ値の収集ユニットは、コンピュータ３６が外部の入力指令によって、各種の走査条件で、多種の材質を含む試験体を走査して得られた各走査条件における各材質の実際テストＣＴ値を収集する；前記試験体は少なくとも三種類の異なる材質を含んで、その中で水と空気が含まれる。前記実際テストＣＴ値は簡単な集合関係で表示することができ、模擬方式により得られた関数で表示することもできる。前記試験体は、今回走査する対象により決まることができる。前記の走査条件は材質のＣＴ値に影響を及ぼす主な要素により決まり、選択した電子エネルギ、Ｘ線フィルタ、Ｘ線Ｚ方向光ビームの位置、試験体／被検体の寸法が含まれる。本実施例で、各種の走査条件とは、ＣＴ値を影響する要素の異なる組み合わせである。ＣＴ装置は通常人体の頭部と身体に対して走査するので、試験体の直径寸法を２０ｃｍ、４８ｃｍと設置することができ、もちろん必要に応じて最も多くの異なる寸法の試験体を設置することもできる。
【００６０】
理想なＣＴ値の取得／記憶ユニットは、少なくとも三種類の異なる材質の理想なＣＴ値が記憶され、前記三種類の異なる材質には水と空気の材質が含まれる；当該理想なＣＴ値は予めに設置することができ、操作者により操作画面で入力した後、記憶することもできる。当該理想なＣＴ値は下記の方式で決めることができる：第一：上記のような多種の状態で実際にテストして得られたＣＴ値を指定した一種の状態のＣＴ値を理想な値にする；第二：政府が規定する材質のＣＴ値を理想な値にする；第三：試験体の提供者が提供した試験体、材質に対して提案したＣＴ値を理想な値にする；第四：模擬、仮想の方式で取得したＣＴ値を理想な値にする。前記理想なＣＴ値は簡単な集合関係で表示されることができ、模擬取得した関数で表示することもできる。
【００６１】
ＣＴ値校正ファイル生成ユニットは、実際テストＣＴ値の収集ユニットにより収集された実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値取得／記憶ユニットに記憶されている理想なＣＴ値間の対応関係を組み立て、当該対応関係はＣＴ値校正ファイルになる。前記の対応関係は下記の方式で表示することができる：当該関係は簡単な対応表関係で、各種の材質が異なる走査技術条件における各実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値との対応関係表を組み立てる。本発明の対応関係は前記の曲線適合の方式により適合関数を取得する表示方式でもよい、当該関数は多項式関数で、前記曲線適合の方式は既に方法を説明する時詳しく説明したので、ここでは省略する。
【００６２】
ＣＴ値校正運行ユニットは、ＣＴ値校正ファイルに従って、画像再構成器３４により第一回目に再構成した画像のＣＴ値を校正する。
前記ＣＴ値校正ファイルは、コンピュータ３６又は大容量記憶器３８又は画像再構成器３４に予めに設置することができる。或いは、毎度走査する前に、ＣＴ値校正ソフトウェアを実行することにより取得することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来技術のデータ処理、ＣＴ値の校正を示すフローチャート図である。
【図２】従来技術中の同一材質のＣＴ値が異なる走査条件で非線形に変化することを説明するための実験図である。
【図３】従来技術中の同一材質のＣＴ値が異なる走査条件で非線形に変化することを説明するための実験図である。
【図４】従来技術中の同一材質のＣＴ値が異なる走査条件で非線形に変化することを説明するための実験図である。
【図５】本発明に係るデータ処理過程でＣＴ値校正ファイルの取得し及びＣＴ値を校正する一つの実施例のフローチャートである。
【図６】図５で取得した今回の走査画像の第一回目ＣＴ値の実施例のフローチャートである。
【図７】本発明に係る実際テストＣＴ値と理想なＣＴ値の曲線の適合を示す図面である。
【図８】本発明に係るデータ処理過程でＣＴ値を校正するモジュールを有するものを示す図面である。
【図１】
2009011835.tif 000008
【図２】
2009011835.tif 000009
【図３】
2009011835.tif 000010
【図４】
2009011835.tif 000011
【図５】
2009011835.tif 000012
【図６】
2009011835.tif 000013
【図７】
2009011835.tif 000014
【図８】
2009011835.tif 000015