(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を用いてファントムをスキャンして得た校正用プロジェクションデータの高周波成分から基準高周波成分データを作成しておき、Ｘ線を用いて被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分から高周波成分データを作成し、その高周波成分データを前記基準高周波成分データと比較し、高周波成分データが基準高周波成分データから所定の範囲よりも離れている場合には、前記高周波成分データに基づいて前記プロジェクションデータを補正することを特徴とするプロジェクションデータ補正方法。
【請求項２】
Ｘ線ＣＴ装置でファントムをスキャンして得た校正用プロジェクションデータの高周波成分から基準高周波成分データを作成すると共にＸ線ＣＴ装置で被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分から高周波成分データを作成するデータ作成手段と、前記基準高周波成分データと前記高周波成分データとを比較し高周波成分データが基準高周波成分データから所定の範囲よりも離れている場合には前記高周波成分データに基づいて前記プロジェクションデータを補正するストリーク成分補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクションデータ補正方法およびＸ線ＣＴ装置に関し、さらに詳しくは、ストリークアーチファクト（streak artifact:縞状アーチファクト）を抑制するためのプロジェクションデータの補正を行うプロジェクションデータ補正方法およびストリークアーチファクトを抑制したＣＴ画像を作成できるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、被検体をスキャンしてＣＴ画像を得る従来の実スキャンの手順の簡略フロー図である。
ステップＪ１では、被検体をスキャンし、プロジェクションデータproj(ｉ)を得る。
ステップＪ２では、プロジェクションデータproj(ｉ)からＣＴ画像を再構成する。
【０００３】
上記の実スキャンを行うと、図１３に示すようなＸ線照射方向の場合には、アーチファクトのないＣＴ画像Ｇ１が得られる。
【０００４】
しかし、図１４に示すようなＸ線照射方向の場合には、ストリークアーチファクトがＣＴ画像Ｇ２上に生じることがあった。これは、図１４の場合には、被検体中をＸ線が通過する距離が長くなるため、検出器に入射する線量が不足するためである。
そこで、図１４に示すようなストリークアーチファクトがＣＴ画像上に生じた場合には、従来は、Ｘ線照射量を上げる方法が採られていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｘ線照射量を上げると、被検体の被曝量が増えてしまう問題点がある。また、肩などの大きい部位では、可能な上限までＸ線照射量を上げても、ストリークアーチファクトが残ってしまう問題点がある。
そこで、本発明の目的は、ＣＴ画像上にストリークアーチファクトを生じることを抑制できるようなプロジェクションデータの補正を行うプロジェクションデータ補正方法およびストリークアーチファクトを抑制したＣＴ画像を作成できるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者が鋭意研究したところ、検出器に入射する線量が不足すると、検出器のエネルギースペクトルのばらつきやデータ収集装置（ＤＡＳ）などのハードウエアに起因して混入するスパイクノイズよりも大きなスパイクノイズがプロジェクションデータに混入し、これがストリークアーチファクトを生じさせていることが判った。
【０００７】
そこで、第１の観点では、本発明は、Ｘ線を用いて被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分から高周波成分データを作成し、その高周波成分データに基づいて前記プロジェクションデータを補正することを特徴とするプロジェクションデータ補正方法を提供する。
上記第１の観点によるプロジェクションデータ補正方法では、Ｘ線を用いて被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分を取り出し、高周波成分データを作成し、その高周波成分データに基づいてプロジェクションデータを補正することとした。これにより、プロジェクションデータが含む大きなスパイクノイズを除去できるため、Ｘ線照射量を上げることなく、ストリークアーチファクトを抑制できる。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、Ｘ線を用いてファントムをスキャンして得た校正用プロジェクションデータの高周波成分から基準高周波成分データを作成しておき、Ｘ線を用いて被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分から高周波成分データを作成し、その高周波成分データを前記基準高周波成分データと比較し、高周波成分データが基準高周波成分データから所定の範囲よりも離れている場合には、前記高周波成分データに基づいて前記プロジェクションデータを補正することを特徴とするプロジェクションデータ補正方法を提供する。
上記第２の観点によるプロジェクションデータ補正方法では、Ｘ線を用いてファントムをスキャンして得た校正用プロジェクションデータの高周波成分を取り出し、基準高周波成分データを作成しておく。そして、Ｘ線を用いて被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分を取り出し、高周波成分データを作成し、その高周波成分データが基準高周波成分データから所定の範囲よりも離れている場合には、前記高周波成分データに基づいてプロジェクションデータを補正することとした。これにより、検出器のエネルギースペクトルのばらつきやデータ収集装置などのハードウエアに起因して混入するスパイクノイズよりも大きなスパイクノイズをプロジェクションデータが含む場合、その大きなスパイクノイズを除去できるため、Ｘ線照射量を上げることなく、ストリークアーチファクトを抑制できる。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分から高周波成分データを作成する高周波成分データ作成手段と、前記高周波成分データに基づいて前記プロジェクションデータを補正するストリーク成分補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第３の観点によるＸ線ＣＴ装置では、前記第１の観点によるプロジェクションデータ補正方法を好適に実施できるため、ストリークアーチファクトを抑制したＣＴ画像を作成できる。
【００１０】
第４の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置でファントムをスキャンして得た校正用プロジェクションデータの高周波成分から基準高周波成分データを作成すると共にＸ線ＣＴ装置で被検体をスキャンして得たプロジェクションデータの高周波成分から高周波成分データを作成するデータ作成手段と、前記基準高周波成分データと前記高周波成分データとを比較し高周波成分データが基準高周波成分データから所定の範囲よりも離れている場合には前記高周波成分データに基づいて前記プロジェクションデータを補正するストリーク成分補正手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、前記第２の観点によるプロジェクションデータ補正方法を好適に実施できるため、ストリークアーチファクトを抑制したＣＴ画像を作成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
前記操作コンソール１は、操作者の指示や情報などを受け付ける入力装置２と、スキャン処理やプロジェクションデータ補正処理や画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する制御インタフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、画像などを表示するＣＲＴ６と、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置７とを具備している。
前記撮影テーブル１０は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。
前記走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、コリメータ２２と、検出器２３と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１や検出器２３などを回転させる回転コントローラ２４と、Ｘ線照射のタイミングや強度を調整するＸ線コントローラ２５と、データ収集部２６とを具備している。
【００１３】
図２は、上記Ｘ線ＣＴ装置１００により水ファントムをスキャンして各種の校正用データを得る校正スキャンの手順のうちの要部のフロー図である。
ステップＣ１では、水ファントムをスキャンし、校正用プロジェクションデータwater(i)を得る。図３に、校正用プロジェクションデータwater(i)を例示する。ｉは、検出器チャネル（ｃｈ）を表している。Ｒｎは、検出器のエネルギースペクトルのばらつきやデータ収集装置などのハードウエアに起因して混入するスパイクノイズである。
ステップＣ２では、ハイパスフィルタにより校正用プロジェクションデータwater(i)から高周波成分Highpass[water(i)]を取り出す。図４に、高周波成分Highpass[water(i)]を例示する。そして、その高周波成分Highpass[water(i)]の校正用プロジェクションデータwater(i)に対する比率を基準高周波成分データＥ(ｉ)とする。すなわち、Ｅ(ｉ)＝Highpass[water(i)]／water(i)である。
【００１４】
図５は、上記Ｘ線ＣＴ装置１００により被検体をスキャンしてＣＴ画像を得る実スキャンの手順の簡略フロー図である（本発明にかかるストリーク成分補正処理の部分を詳細に表している）。
ステップＭ１では、被検体をスキャンし、プロジェクションデータproj(ｉ)を得る。図６に、プロジェクションデータproj(ｉ)を例示する。Ｓｎは、スパイクノイズである。
ステップＭ２では、ハイパスフィルタによりプロジェクションデータproj(ｉ)から高周波成分Highpass[proj(ｉ)]を取り出す。図７に、高周波成分Highpass[proj(ｉ)]を例示する。そして、その高周波成分Highpass[proj(ｉ)]のプロジェクションデータproj(ｉ)に対する比率を高周波成分データδ(ｉ)とする。すなわち、δ(ｉ)＝Highpass[proj(ｉ)]／proj(ｉ)である。
【００１５】
ステップＭ３では、高周波成分データδ(ｉ)＝０か否かを判定する。δ(ｉ)＝０なら、高周波成分データδ(ｉ)によるストリーク成分補正処理（Ｍ６〜Ｍ８）が不可能なので、ストリーク成分補正処理（Ｍ６〜Ｍ８）をスキップし、ステップＭ９へ進む。δ(ｉ)≠０なら、高周波成分データδ(ｉ)によるストリーク成分補正処理（Ｍ６〜Ｍ８）が可能なので、ステップＭ４へ進む。
【００１６】
ステップＭ４では、基準高周波成分データＥ(ｉ)＝０か否かを判定する。もし、Ｅ(ｉ)≠０なら、基準高周波成分データＥ(ｉ)より高周波成分データδ(ｉ)が大きいか否かを判定するため、ステップＭ５へ進む。Ｅ(ｉ)＝０なら、基準高周波成分データＥ(ｉ)より高周波成分データδ(ｉ)が大きいから、ストリーク成分補正処理のステップＭ６ｂへ進む。
【００１７】
ステップＭ５では、高周波成分データδ(ｉ)が基準高周波成分データＥ(ｉ)から所定の範囲よりも離れていない場合には、ストリーク成分補正処理（Ｍ６〜Ｍ８）が不要と判定し、ストリーク成分補正処理（Ｍ６〜Ｍ８）をスキップし、ステップＭ９へ進む。高周波成分データδ(ｉ)が基準高周波成分データＥ(ｉ)から所定の範囲よりも離れている場合には、ストリーク成分補正処理（Ｍ６〜Ｍ８）が必要と判定し、ストリーク成分補正処理のステップＭ６ａへ進む。ここでは、所定の範囲は「基準高周波成分データＥ(ｉ)の絶対値分」とする。すなわち、「δ(ｉ)／Ｅ(ｉ)＞２ ｏｒ δ(ｉ)／Ｅ(ｉ)＜０」を判定条件とする。
【００１８】
ステップＭ６ａでは、ストリーク成分補正基準係数Ｙ(ｉ)を求める。このストリーク成分補正基準係数Ｙ(ｉ)は、「高周波成分データδ(ｉ)の何％を補正量の基準とするか」を決める係数である。一般的には、高周波成分データδ(ｉ)が基準高周波成分データＥ(ｉ)から所定の範囲だけ離れている場合を“０”とし、それ以上離れるほど“１”に近づくような関数によりＹ(ｉ)を定義する。ここでは、
Ｙ(ｉ)＝１−１／√｛｜（δ(ｉ)−Ｅ(ｉ)）／Ｅ(ｉ)｜｝
とする。図８および図９に、この関数Ｙ(ｉ)のグラフを示す。そして、ステップＭ７へ進む。
【００１９】
ステップＭ６ｂでは、δ(ｉ)からストリーク成分補正基準係数Ｙ(ｉ)を求める。ここでは、
Ｙ(ｉ)＝１−１／√｛｜δ(ｉ)｜｝
とする。そして、ステップＭ７へ進む。
【００２０】
ステップＭ７では、補正重みweight(ｉ)を求める。この補正重みweight(ｉ)は、「補正基準係数Ｙ(ｉ)の何％を実際の補正量とするか」を決める係数である。一般的には、プロジェクションデータproj(ｉ)が“０”から閾値Ｔｈになるまでは“０”から“１”まで増加し、閾値Ｔｈ以上では“１”となるような関数によりweight(ｉ)を定義する。ここでは、
weight(ｉ)＝（exp｛proj(ｉ)｝−１）／（exp｛Ｔｈ｝−１）
とする。図１０に、この関数weight(ｉ)のグラフを示す。
【００２１】
ステップＭ８では、高周波成分データδ(ｉ)に基づくストリーク成分補正を行い、新データproj'(i)を得る。すなわち、
proj'(i)＝proj(ｉ)×｛1−δ(i)×Ｙ(i)×weight(i)｝
により、新データproj'(i)を求める。そして、ステップＭ１０へ進む。
ステップＭ９では、プロジェクションデータproj(ｉ)をそのまま新データproj'(i)とする。すなわち、proj'(i)＝proj(i) とする。
ステップＭ１０では、新データproj'(i)をからＣＴ画像を再構成する。
【００２２】
上記のように高周波成分データδ(ｉ)を用いてストリーク成分補正を行うと、図１１に示すようなＸ線照射方向の場合にも、アーチファクトのないＣＴ画像Ｇ０が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のプロジェクションデータ補正方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、検出器に入射する線量が不足し、検出器のエネルギースペクトルのばらつきやデータ収集装置などのハードウエアに起因して混入するスパイクノイズよりも大きなスパイクノイズをプロジェクションデータが含むようになった場合でも、その大きなスパイクノイズを除去できるため、Ｘ線照射量を上げることなく、ストリークアーチファクトを抑制できるようになる。よって、ストリークアーチファクトのないＣＴ画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。
【図２】校正スキャンの要部フロー図である。
【図３】校正用プロジェクションデータの例示図である。
【図４】高周波成分の例示図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるプロジェクションデータ補正処理を含む実スキャン処理のフロー図である。
【図６】プロジェクションデータの例示図である。
【図７】高周波成分の例示図である。
【図８】基準高周波成分データの符号が正のときのストリーク成分補正基準係数のグラフである。
【図９】基準高周波成分データの符号が負のときのストリーク成分補正基準係数のグラフである。
【図１０】補正重みのグラフである。
【図１１】ストリークアーチファクトを抑制したＣＴ画像の例示図である。
【図１２】従来の実スキャン処理のフロー図である。
【図１３】ストリークアーチファクトのないＣＴ画像の例示図である。
【図１４】ストリークアーチファクトが生じたＣＴ画像の例示図である。
【符号の説明】
１００                    Ｘ線ＣＴ装置
２                        入力装置
３                        中央処理装置
２０                      走査ガントリ
２１                      Ｘ線管
２３                      検出器
proj(ｉ)                  プロジェクションデータ
δ(ｉ)                    高周波成分データ
water(i)                  校正用プロジェクションデータ
Ｅ(ｉ)                    基準高周波成分データ
【図１】
0003779398.tif 000002
【図２】
0003779398.tif 000003
【図３】
0003779398.tif 000004
【図４】
0003779398.tif 000005
【図５】
0003779398.tif 000006
【図６】
0003779398.tif 000007
【図７】
0003779398.tif 000008
【図８】
0003779398.tif 000009
【図９】
0003779398.tif 000010
【図１０】
0003779398.tif 000011
【図１１】
0003779398.tif 000012
【図１２】
0003779398.tif 000013
【図１３】
0003779398.tif 000014
【図１４】
0003779398.tif 000015