Ｘ線ＣＴ装置

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【発明の名称】	Ｘ線ＣＴ装置
【発明者】	【氏名】中澤哲夫【氏名】宮崎靖
【要約】	【課題】スライス方向に複数配列されているＸ線検出器の一部を散乱線検出器として用いることで高精度の散乱Ｘ線補正を行うＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線源であるＸ線管２００を連続して回転し、Ｘ線検出器２５０により被検体Ｂの投影データを複数回連続して計測すると共に、この投影データを基に被検体Ｂの断層映像を画像処理装置１０３で再構成して表示装置１００上に逐次表示するＸ線ＣＴ装置において、被検体Ｂを透過するＸ線を検出するＸ線検出器２５０は、スライス方向に複数列配置されており、コリメータ３００によりスライス方向にＸ線をコリメートし、この複数列配置されたＸ線検出器の内の一部の列（例えば１列目と四列目）の検出器を散乱Ｘ線検出器として用い、この検出器で検出された散乱線を補正に用いる。これにより、高精度の散乱Ｘ線補正を可能とし、散乱線により引き起こされるＣＴ値の落ち込みやＣＴ値一様性の劣化を抑制し、高画質な画像を得る。

【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｘ線源と、Ｘ線検出器とを持ち、画像再構成を行うＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器は、スライス方向に複数列配置されており、この複数列配置されたＸ線検出器の内の一部の列の検出器を、散乱線検出器として用いることを特徴とする散乱線補正機能付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、Ｘ線を用いて患者など体内の断層映像を得るＸ線ＣＴ装置に関し、特に、散乱Ｘ線の悪影響を低減することの可能な構造を備えた散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、医療などにおいて既に広く利用されており、また、様々な利用方法がユーザーによってなされている。例えば、第３世代のＸ線ＣＴ装置で説明するならば、Ｘ線源より様々な角度からＸ線を被検体に向けて照射し、これにより被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で取り込み、この取り込んだデータ（一般的に、「投影データ」と呼ばれる）を元にして再構成処理を行い、これにより被検体の断層映像を得る。なお、取り込んだ投影データから画像を得る再構成処理には色々な手法が堤案されており、例えば、逐次近似法，フーリエ変換法，逆投影法等が知られている。
【０００３】ところで、上記のＸ線ＣＴ装置において検出器で取り込まれる投影データには、純粋に被検体を透過したデータのみが含まれている訳ではなく、その中には、Ｘ線が被検体によって散乱された散乱Ｘ線や、装置による散乱Ｘ線等も含まれている。このように、投影データには、被検体を透過しただけの直接線のみではなく、様々な原因による散乱線が含まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この散乱線の影響としては、実際には被検体を透過していないデータがＸ線検出器により取得されることとなるため、最終的に再構成処理によって得られる画像上において、ＣＴ値の一様性などを著しく劣化させる要因となっている。また、人体の骨等、Ｘ線吸収係数が高い物質の周辺でも、やはり、このＣＴ値の落ち込みにより、得られる画像上で黒く表示されてしまい、臨床の場では、誤診を招くことにもなり兼ねない。
【０００５】そこで、従来、かかる投影データに入り込んだ散乱線を取り除く散乱線補正方法が各種提案されている。例えば、ある投影角度の投影データのチャンネル方向の合計値から、実験的に予測した散乱線量を求めておき、これを投影データから取り除く方法や、特に、スライス方向に複数の検出器を配置していない一次元のＸ線検出器では、周辺のチャンネルを散乱線検出器として用い、この散乱線検出器に入り込んだデータを散乱線量として補正に用いる等の方法などが提案されている。
【０００６】しかしながら、上記の従来技術では、特に、スライス方向に複数のＸ線検出器を有しているＸ線ＣＴ装置では、上記のような効果的な散乱線補正法についての堤案は何らなされていないのが現状である。
【０００７】本発明では、スライス方向に設けた複数のＸ線検出器の一部を利用することにより、正確に散乱線量を測定して効果的な散乱補正を行い、もって、高画質な画像を得ることが可能な散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置を提供することをその目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の目的を達成するために提供される散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線源を連続して回転して被検体の投影データを複数回連続して計測すると共に、この投影データを基に被検体の断層映像を再構成して表示装置上に逐次表示するＸ線ＣＴ装置において、前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器は、スライス方向に複数列配置されており、この複数列配置されたＸ線検出器の内の一部の列の検出器を、散乱線検出器として用いるものである。
【０００９】すなわち、本発明によれば、複数のＸ線検出器内の一部を散乱線検出器として用いることにより正確な散乱線量を測定し、これを補正に用いることで散乱線の悪影響抑制し、アーチファクトを低減させ、ＣＴ値の一様性の良好な画像を得ることが出来るようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。まず、図２には、本発明の実施の形態になる散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置の全体構成が示されている。図からも明らかなように、このＸ線ＣＴ装置は、表示装置１００と、装置全体を統括するホストコンピュータ１０１と、Ｘ線発生系やＸ線検出系などを搭載し、スリップリングによって連続スキャンが可能なスキャナ系１０２と、画像の前処理や画像再構成処理あるいは各種解析処理を担当する、プリアンプ（図３において、符号１０６で示す）を含む画像処理装置１０３と、前記Ｘ線発生系に高電圧を供給する高電圧発生装置１０４と、その上に被検者を載せる患者テーブルｌ０５などから構成される。なお、図示しないが、ホストコンピュータ１０ｌは、その入力装置として、キーボード，マウス，トラッキングボール等を備えている。
【００１１】図３は、上記スキャナ系１０２の詳細な説明図であり、本発明の散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置によれば、高電圧発生装置１０４から供給される高電圧によりＸ線を発生するＸ線管２００は、図示しないチャンネルコリメータにより、チャンネル方向のＸ線照射範囲を予め設定されて被検体Ｂに照射される。一方、被検体Ｂを介してＸ線源である前記Ｘ線管２００と対向する位置には、Ｘ線検出器２５０が配置される構造となっており、これらが被検体あるいは被写体Ｂ等の周囲を回りながら、様々な角度から投影データを求めるようになっている（第３世代ＣＴ）。
【００１２】次に、本発明になる散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置の特徴となる、スライス方向に複数配列されたＸ線検出器の構造とその動作について、図４により説明する。
【００１３】このスライス方向に複数配列されたＸ線検出器２５０は、図４（ａ）からも明らかなように、スライス方向に複数列のＸ線検出器を配列して構成されており、本実施の形態の例では、例えば、４列のＸ線検出器を配列して構成されたＸ線検出器が示されている。また、図４（ｂ）には、このスライス方向に４列のＸ線検出器を配列してなるＸ線検出器２５０のスライス方向の断面が示されている。
【００１４】これに対し、比較のため、現在多く普及している第３世代のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線源であるＸ線管２００と、そのＸ線検出器２５０’の概略が、添付の図５に示されている。すなわち、図５（ａ）にも明らかなように、この第３世代のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器２５０’は、１列のＸ線検出器で構成されている。
【００１５】続いて、上記図４と図５に示した本発明になる散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器２５０と、第３世代のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器２５０’との比較を以下に説明する。まず、図５に示す上記第３世代のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器２５０’の構造では、図５（ｂ）に示すように、被写体Ｂを透過したＸ線は、上記Ｘ線検出器２５０’で得られるものであるが、しかしながら、この場合、１回のスキャンで断層像は、１断面分しか得られない。
【００１６】これに対して、上記図４（ａ）に示すように、スライス方向に４列のＸ線検出器を配列してなるＸ線検出器２５０を備えたＸ線ＣＴ装置では、１回のスキャンで、４断面分を得ることが可能になる。なお、実際に、この１回のスキャンで得た４断面分のデータから４断面を再構成しようとする場合には、上記した通常の再構成処理に加え、さらに補正が必要となり、また、この複数の検出器からの補正及び画像再構成方法については、各種の方法が堤案されているが、ここでは、本発明とは直接関連しないことから、その補正についての説明は省略する。
【００１７】なお、ここで、上述の本発明の散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器２５０ように、Ｘ線検出器を複数（４列）配列にした場合の利点を考えると、１回のスキャンで得ることができる断屠像は著しく増大する（４倍に増加する）ので、Ｘ線ＣＴ検査におけるスループットが向上し、患者に与える負担を軽減することに加えて、患者が受ける被曝線量を低減することが挙げられる。また、Ｘ線源に対しても、１スキャン分の曝射で複数枚（４枚）の断層像が得られるわけであるから、相対的にＸ線源の寿命が延びることともなる。
【００１８】次に、本発明のスライス方向に複数配列されたＸ線検出器を具備した散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置の動作について説明する。図４（ａ）及び（ｂ）での説明では、Ｘ線検出器２５０には被写体Ｂを透過したＸ線のみが得られるようになっているが、実際には、図６の様に、被検体Ｂに当たって散乱されたＸ線や、ＣＴ装置によって散乱されたＸ線など、様々に散乱された散乱線が、被写体Ｂを透過したＸ線（直接線）と共にＸ線検出器２５０には入ってくる。これらの散乱線による影響は、前述したように、最終的な再構成画像上で、ＣＴ値の一様性低下や高吸収体の回りの黒い落ち込みになって現れる。
【００１９】そこで、本発明の散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置では、この散乱Ｘ線のみを検出して、補正に用いるものであるが、その検出構造について以下に示す。
【００２０】まず、図１に示すように、Ｘ線源から曝射されたＸ線をスライス方向にコリメータ３００で絞り、複数（具体的には、４個）あるＸ線検出器２５０のうち、例えば１番目（図の符号１）と４番目（図の符号４）の列の検出器には、Ｘ線源２００からのＸ線が直接線は入らず、中央部の２番目（図の符号２）と３番目（図の符号３）にだけに入るようにする。この時のコリメータ３００の開口幅などは、ＣＴ装置の幾何学関係から容易に計算することができる。また、コリメータ３００自身には、現在のＣＴ装置に具備されスライス厚制御に用いられているのもを流用することができる。
【００２１】次に、上記のような検出構造によれば、理論的には検出器２５０の１番目と４番目の列の検出器には何のデータも入り込むことはない。しかしながら、実際には、散乱されたＸ線がデータとして検出される。その場合、この１番目と４番目の列の検出器によって検出されたデータは、被写体Ｂを透過したＸ線（直接線）は一切含んでおらず、散乱されたＸ線のみのデータである。このようにして、すなわち、上記検出器２５０の１番目と４番目の列の検出器によって検出されたデータにより、散乱Ｘ線を精度高く実測することが出来ることとなる。
【００２２】なお、この散乱Ｘ線の実測では、コリメータ３００を絞り込んで測定するため、本スキャンの前にプレスキャンを実行することによってデータをＣＴ装置に記憶しておき（例えば、ホストコンピュータ１０１のメモリ等）、次回からのスキャンの際に、上記実測されて記憶されたＸ線検出器２５０の１番目と４番目の列の散乱線データを用いて、具体的には、Ｘ線検出器２５０の１番目～４番目までの列の検出器で検出されたデータから差し引くことにより、この散乱線補正を容易に行うことが出来る。なお、次回からのスキャンの場合では、コリメータ３００の絞り込みの操作は必要ないため、得られる断層画像は、複数のＸ線検出器分、この例では４枚の断層画像分のデータが得られる。
【００２３】さらに、高精度な補正が必要であれば、コリメータ３００を絞り込んで、Ｘ線検出器２５０の１番目と４番目の検出器は散乱Ｘ線検出用の検出器として扱い、投影データの取得には２番目と３番目のＸ線検出器のみを使用し、スキャン中には、順次取り込んだ散乱Ｘ線量を補正に用いることも可能である。しかし、この場合には、１番目と４番目のＸ線検出器は散乱Ｘ線検出器となるので、これらによって断層画像を得ることは出来なくなる。つまり、その場合には、２枚分だけの断層画像が得られることとなる。
【００２４】なお、これまでの説明では、Ｘ線検出器２５０の１番目と４番目の列の検出器を散乱Ｘ線検出器として用いるものとして説明したが、本発明ではこれにのみ限定されることなく、例えば、１番目の列の検出器のみを、あるいは、４番目の列の検出器のみを上記散乱Ｘ線検出器として用いるようにすることも可能である。
【００２５】以上は一般のＣＴ装置の例で述べたが、ＣＴ透視法と呼ばれるリアルタイム再構成を行うことのできる高速ＣＴ装置での散乱線補正にも適用して効果大である。ここで高速ＣＴ装置とは、Ｘ線源を連続して回転して被検体の投影データを複数回連続して計測すると共に、このデータをもとに断層像を再構成して逐次にリアルタイムで表示するようにした装置である。
【００２６】
【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になる散乱線補正機能付Ｘ線ＣＴ装置によれば、スライス方向に複数列のＸ線検出器を配列してなるＸ線ＣＴ装置にいて、その複数のＸ線検出器列の一部のＸ線検出器列を散乱Ｘ線検出器として用いることにより、正確な散乱Ｘ線量の測定を可能にし、これを補正に用いることにより、アーチファクトを低減させて高画質な断層画像を得ることを可能にするという優れた効果を発揮する。

【出願人】	【識別番号】０００１５３４９８【氏名又は名称】株式会社日立メディコ
【出願日】	平成９年（１９９７）７月１０日
【代理人】
【公開番号】	特開平１１－２８２０３
【公開日】	平成１１年（１９９９）２月２日
【出願番号】	特願平９－１９９１９０