JP5242057B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びｘ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、多列検出器を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法に関するもので、特に、診断画像撮影前の補正データ生成時に利用されるものである。

周知の通り、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線が被検体内で受けた吸収量に基づいて臓器等の組織のＸ線吸収率をＣＴ値という指標として計算（再構成）することによって画像（断層像）を得るものである。このＣＴ値は、通常水や空気のＸ線吸収率が基準とされ、これに対応するように補正データを用いて補正される。補正データの取得方法としては、出力像から多数の投影角度下での画像の再投影により補正データを求める手法（例えば、特許文献１参照）、螺旋状データ収集ユニットにより収集されたデータから断層画像を作成する手法（例えば、特許文献２参照）、ｎ回転分のデータから加算平均したものを補正データとする手法（例えば、特許文献３参照）等がある。
特開２００２−１９１５９１公報 特開平１０−１９２２７２号公報 特開平１０−２４８３０１号公報

しかしながら、従来の補正データ取得方法には、例えば次のような問題がある。

すなわち、従来の手法によれば、Ｘ線検出器の多列化の進歩（例えば検出列数の増加）に伴ってファントムのサイズも大きくする必要がある。しかしながら、列方向（寝台長手方向）に大型化したファントムを寝台に設定することは、困難であると共に多大な作業負担を招く。また、検出列数に応じた径の異なるファントムを複数所持するのは、広い保管スペースが必要とされ、実用的ではない。

また、従来の手法によれば、水が満たされたファントムをスキャンすることでＸ線吸収率を取得し、また、ファントム等の撮影対象が設置されていない状態でスキャンを実行することにより、空気のＸ線吸収率を取得している。従って、水及び空気のＸ線吸収率を取得するためには、ファントムが設置された状態とされていない状態との二回に亘ってスキャン動作を行う必要があり、多大な作業負担を招く。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、比較的小型のファントムで補正データを取得でき、また、一回のスキャンシーケンスで水及び空気のＸ線吸収率を取得可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。

一実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、キャリブレーション用ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にＸ線管によってＸ線を曝射しながら連続的に回転することによりヘリカルスキャンを実行し、前記キャリブレーション用ファントムが存在しない第１の領域及び前記キャリブレーション用ファントムが存在する第２の領域を含むスキャン領域に関する投影データを前記ヘリカルスキャンを行いながら収集する投影データ収集ユニットと、収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記第１の領域に関する第１のデータと前記キャリブレーション用ファントム領域に関する第２のデータとを弁別する弁別ユニットと、弁別された第１のデータ及び第２のデータに基づいて、補正データを生成するデータ生成ユニットと、を具備することを特徴とする。
一実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法は、水ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にＸ線管によってＸ線を曝射しながら連続的に回転することによりヘリカルスキャンを実行し、前記水ファントムが存在しない第１の領域及び前記水ファントムが存在する第２の領域を含むスキャン領域に関する投影データを前記ヘリカルスキャンを行いながら収集し、収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記第１の領域に関する空気データと水領域に関する水データとを弁別し、弁別された空気データ及び水データに基づいて、補正データを生成すること、を具備することを特徴とする。

以上本発明によれば、比較的小型のファントムで補正データを取得でき、また、一回のスキャンシーケンスで水及び空気のＸ線吸収率を取得可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法を実現することができる。

以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

また、以下の説明においては、キャリブレーション用ファントム内に満たされている媒体が水である場合（すなわち、水ファントムである場合）について説明する。しかしながら、これに拘泥されず、Ｘ線吸収率が水に近いものであれば、その内部に満たされている媒体はどの様なものであってもよい。例えば、フォトカウント数が少ない場合には、Ｘ線吸収率が水よりも低いポリプロピレン製のキャリブレーション用ファントム（ポリプロピレンファントム）を用いることができる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

また、１スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲１周、約３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ビュー角分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式にも本発明を適用可能である。ここでは、前者を例に説明する。

また、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転フレームに搭載したいわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本発明では、従来からの一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置のブロック構成を示した図である。このＸ線コンピュータ断層撮影装置１０は、Ｘ線管球１０１、回転フレーム１０２、二次元検出器システム１０３、データ収集回路（ＤＡＳ）１０４、非接触データ伝送装置１０５、前処理装置１０６、架台駆動部１０７、スリップリング１０８、高電圧発生装置１０９、記憶装置１１１、補助記憶装置１１２、再構成装置１１４、入力装置１１５、表示装置１１６、画像処理装置１１８、ネットワーク通信装置１１９、ホストコントローラ１１０、データ／制御バス３００を具備している。

Ｘ線管球１０１は、Ｘ線を発生する真空管であり、回転リング１０２に設けられている。当該Ｘ線管球１０１には、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電流、管電圧）が高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介して供給される。Ｘ線管球１０１は、供給された高電圧により電子を加速させターゲットに衝突させることで、有効視野領域ＦＯＶ内に載置された被検体に対してＸ線を曝射する。

なお、Ｘ線管球１０１と被検体との間には、当該Ｘ線管球１０１から曝射されるＸ線ビームの形状をコーン状（四角錐状）又はファンビーム状に整形するコリメータ（図示せず）が設けられている。

回転リング１０２には、Ｘ線管球１０１及び検出器システム１０３が設けられている。回転リング１０２は、架台駆動部１０７により駆動され、Ｘ線管球１０１及び検出器システム１０３とともに１回転あたり１秒以下という高速で被検体の回りを回転する。

二次元検出器システム１０３は、被検体を透過したＸ線を検出する検出器システムであり、Ｘ線管球１０１に対向する向きで回転リング１０２に取り付けられている。当該二次元検出器システム１０３には、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせで構成される複数の検出素子が、被検体を搭載する寝台の長手方向（スライス方向）とそれに直交するチャンネル方向とに関してマトリクス状に配列されている。ここでは、例えばチャンネル方向に関しては１，０００個（１，０００チャンネル）程度の検出素子が配列されているものとする（以下、この１，０００個の検出素子配列において、チャンネル方向に関する一の列を「検出素子列」と称する）。

なお、検出素子において入射Ｘ線を電荷に変換する方式として、直接変換方式と間接変換方式とがある。直接変換方式とは、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光電現象を利用するものである。一方、間接変換型とは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し、さらにその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換するものである。本Ｘ線検出素子は、いずれの方式であってもよい。

データ収集回路（ＤＡＳ）１０４は、ＤＡＳチップが配列された複数のデータ収集素子列を有し、２次元検出器システム１０３で検出されたＭ×Ｎの全チャンネルに関する膨大なデータ（生データ）を入力し、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理等の後、一括して光通信を応用した非接触データ伝送装置１０５を介して固定側のデータ処理ユニットに伝送する。

非接触データ伝送装置１０５は、収集したＸ線透過データを光学的に次段装置に伝送する。当該非接触データ伝送装置１０５やＤＡＳ１０４等については、２次元検出器システム１０３において、膨大且つ高速に発生する２次元投影データを時間遅れなく伝送するための超高速処理化が図られている。

前処理装置１０６は、非接触データ伝送装置１０５を介して、ＤＡＳ１０４から生データを受け取り、感度補正やＸ線強度補正を実行する。各種補正を受けた３６０度分の生データは、記憶装置１１１に一旦記憶される。なお、当該前処理装置１０６によって前処理が施された生データは、「投影データ」と呼ばれる。

架台駆動部１０７は、診断用開口内に挿入された被検体の体軸方向に平行な中心軸のまわりに、Ｘ線管球１０１と二次元検出器システム１０３とを一体で回転させる等の駆動制御を行う。

高電圧発生装置１０９は、スリップリング１０８を介して、Ｘ線の曝射に必要な電力をＸ線管球１０１に供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等から成る。この高電圧発生装置１０９によるＸ線管球１０１への高電圧供給は、スリップリング１０８により行われる。

ホストコントローラ１１０は、撮影処理、データ処理、画像処理等の各種処理に関する統括的な制御を行う。例えば、撮影処理においては、ホストコントローラ１１０は、予め入力されたスライス厚等のスキャン条件を内部メモリに格納し、患者ＩＤ等によって自動的に選択されたスキャン条件（あるいは、マニュアルモードにおいて、入力装置１１５から直接設定されたスキャン条件）に基づいて、高電圧発生装置１０９、図示しない寝台駆動部、架台駆動部１０７、及び寝台の体軸方向への送り量、送り速度、Ｘ線管球１０１及び二次元検出器システム１０３の回転速度、回転ピッチ、及びＸ線の曝射タイミング等を制御し、被検体の所望の撮影領域に対して多方向からＸ線コーンビーム又はＸ線ファンビームを曝射させ、Ｘ線ＣＴ画像の撮影処理を行う。

また、ホストコントローラ１１０は、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成に関する制御を行う。この内容については、後で詳しく説明する。

記憶装置１１１は、生データ、投影データ、断層像データ等の画像データや、検査計画のためのプログラム、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成を実現するための専用プログラム等を記憶する。

補助記憶装置１１２は、再構成装置１１４により生成された再構成画像データを記憶可能な大容量の記憶領域を有する装置である。

再構成装置１１４は、所定の再構成パラメータ（再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ、関心部位を抽出するための閾値等）に基づいて投影データを再構成処理し、所定のスライス分の再構成画像データを生成する。

入力装置１１５は、キーボードや各種スイッチ、マウス等を備え、オペレータを介してスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件を入力可能な装置である。

画像処理部１１８は、再構成装置１１４により生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の表示のための画像処理を行い、表示装置１１６に出力する。また、画像処理部１１８は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、３次元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像の生成を行い、表示装置１１６に出力する。出力された画像データは、表示装置１１６においてＸ線ＣＴ画像として表示される。

ネットワーク通信装置１１９は、ネットワークを介して、データ管理システム１５と生データ等を送受信する。

スキャン領域決定部１３０は、位置決めスキャンによって得られた位置情報に基づいて、空気領域及び水領域を含むスキャン領域を決定する。ここで、空気領域とは、Ｘ線管球１０１と検出器システム１０３との間に空気のみを存在させてデータ収集を行うための領域である。また、水領域とは、Ｘ線管球１０１と検出器システム１０３との間に、水で満たされたファントムを存在させてデータ収集を行うための領域である。

データ弁別部１３１は、スキャン領域をスキャンすることで得られたデータを、所定の基準に基づいて、空気領域に関するデータ（空気データ）と水領域に関するデータ（水データ）とに弁別する。

補正データ生成部１３２は、弁別された空気データと水データとに基づいて、臓器等の組織のＸ線吸収率をＣＴ値に変換するための補正データを生成する。

なお、画像再構成、断面変換などのデータ処理、表示オペレーション、空気データ及び水データの弁別及びこれらに基づく補正データの生成等のスキャンデータ収集後の処理は、Ｘ線ＣＴ装置１０内で行われるのが一般的であるが、Ｘ線ＣＴ装置１０とは別体の画像処理装置を設け、これにおいて実行するようにしてもよい。

（ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能）
次に、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置が有するヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能について説明する。本機能は、寝台上に搭載されたファントムに対しヘリカルスキャンを実行することで、比較的短いファントムによる補正データ取得を可能とすると共に、一回のスキャンシーケンスで水データ及び空気データの取得を可能とするものである。

図２Ａはコンベンショナルスキャンに従う従来の水データ収集法を説明するための図であり、図２Ｂは、本補正収集機能を用いた水データ収集法を説明するための図である。一般に、補正データの収集には、ファントムＰに関する一回転分の水データが必要である。図２Ａに示す従来の手法では、Ｘ線管球１０１が一回転した場合でも検出器システム１０３とファントムＰとの相対的な位置関係は変わらない。そのため、検出素子の列数に応じたサイズのファントムＰが必要である。

これに対し、図２Ｂに示す本補正収集機能を用いた手法では、寝台を移動させながらヘリカルスキャンを行うことで、検出器システム１０３とファントムとの相対的な位置関係を変化させながら一回転分のデータを収集する。従って、本補正収集機能によれば、例えば３６０度補間法を用いる場合、寝台の移動速度をＶとし、Ｘ線管球１０１及び検出器システム１０３の３６０度回転時間をＴとすれば、原理的にはファントムの全長Ｌは、少なくともＬ＝ＶＴ以上であればよい。また、例えば、ファントムの全長Ｌは、検出素子列のスライス方向（列方向）の長さの半分程度あれば、好適な補正データを取得することができる。

また、本補正収集機能を用いて補正データを生成する場合、図２Ｃに示すように、ファントムＰは、寝台によってスライス方向に移動し、第ｎ列目の検出素子側からＸ線照射領域（Ｘ線パスの存在する領域）に進入することになる。そのため、検出器システム１０３（すなわち、多列検出器）上において、ある検出素子列とＸ線管球との間にはファントムが存在せず（従って、空気のみ存在）、ある検出素子列Ｘ線管球との間にはファントムが存在しているといった状況が発生する。

図２Ｄは、所定のチャネルにおける、３６０°分の補正用データの取得タイミングと検出ビュー角との対応を列番号別に示した図である。同図に示すように、寝台移動を伴うヘリカルスキャンによって、ファントムの水領域を通過したＸ線を検出し得られるデータ（水データ）を検出素子毎に３６０°分検出する場合には、その検出開始タイミング（または検出が開始される時のビュー角）は、検出素子の列番号に応じて異なることになる。

一方、図２Ａに示したコンベンショナルスキャンに従う水データの収集法では、寝台を移動させないため、スキャン実行時には、全ての検出素子に対応するＸ線パスはファントム内（水領域）を実質的に同じタイミングで通過する。従って、従来の手法で３６０°分の水データを検出する場合には、その検出開始タイミング（または検出が開始される時のビュー角）は、全ての検出素子列で同じである。

なお、空気領域のみを通過したＸ線を検出し得られるデータ（空気データ）を取得する場合には、検出開始のタイミング（または検出が開始される時のビュー角）は問題にはならない。例えば、ファントムＰが各検出素子列毎のＸ線パスに進入する前に検出された投影データから任意の３６０°分を切り出すことで取得することができる。

一般に、ヘリカルスキャンの場合、寝台の移動位置や位置決めスキャンによって得られる位置情報とビュー角とは、対応付けることができる。従って、空気データと水データとを、例えば位置決めスキャンによって得られる位置情報に基づいて弁別することで、検出素子列毎の空気データ、及び水データを、一回のスキャンシーケンスで取得することができる。なお、位置情報とは、位置決めスキャンによって得られるスキャノグラム上の位置と収集データに付されたデータ収集位置（すなわち、データを収集した寝台位置を示すロータリーエンコーダの数値）との対応関係を意味する。

なお、従来のＸ線コンピュータ断層撮影装置での補正データ収集では、ＮＲＡ収集、Ａｉｒ収集が実行される。ＮＲＡ収集においては、ファントムＰに関する一回転分の水データ（Ｗａｔｅｒ_０）を、所定の回転速度（例えば、０．７５ｓ／回転）でコンベンショナルスキャンによって収集する。また、ファントムＰが存在しない状態で空気データ（Ａｉｒ_０）を、水データ収集とは異なるシーケンスにより、同一の回転速度でコンベンショナルスキャンによって収集する。一方、Ａｉｒ収集では、スキャン時の回転速度の差を補正するため、各回転速度（例えば、１．０ｓ／回転、０．５ｓ／回転等）による空気データ（Ａｉｒ_ｔ）を収集する。回転速度の差は、各シーケンスによって得られるデータを用いて次の式により補正される。

ＮＲＡ＝Ｗａｔｅｒ_０×（Ａｉｒ_ｔ／Ａｉｒ_０）
本ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能により、ＮＲＡ収集において、水データ（Ｗａｔｅｒ_０）と空気データ（Ａｉｒ_０）とを一回のシーケンスにより収集することができる。

（動作）
次に、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の動作について説明する。

図３は、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能に従う処理（ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理）の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、寝台上へのファントムの設置、入力装置１１５を介した補正データ生成モードの選択が実行される（ステップＳ１）。ホストコントローラ１１０は、補正データ生成モードの選択操作に応答して、位置決めスキャンを実行する（ステップＳ２）。この位置決めスキャンによって取得された画像は、表示装置１１６においてスキャノグラムとして所定の形態で表示される。水データ収集領域及び空気データ収集領域は、入力装置１１５を介する表示されたスキャノグラムへの入力に基づいて決定される（ステップＳ３）。

図４は、スキャノグラム上における水データ収集領域及び空気データ収集領域の入力手法の一例を示した図である。操作者は、入力装置１１５を介して、図４に示すように水データ収集領域をファントムＰに対応する画像領域に、空気データ収集領域をファントムＰが存在しない画像領域上に、それぞれ設定する。ホストコントローラ１１０は、設定されたスキャノグラム上の各領域に基づいて、水データ収集領域及び空気データ収集領域の位置を決定する。

次に、スキャン領域決定部１３０は、水データ収集領域及び空気データ収集領域の双方を再構成するためにスキャンが必要な領域として、スキャン領域を決定する（ステップＳ４）。ホストコントローラ１１０は、ヘリカルスキャンを実行し、決定されたスキャン領域に関するデータを収集する（ステップＳ５）。

次に、データ弁別部１３１は、収集されたスキャン領域に関するデータを、ステップＳ３において指定された水データ収集領域及び空気データ収集領域の位置データに基づいて、水データと空気データとを弁別する（ステップＳ６）。補正データ生成部１３２は、弁別された水データと空気データとに基づいて、臓器等の組織のＸ線吸収率を、水を０、空気を−１０００とするＣＴ値に変換するための補正データを生成する（ステップＳ７）。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によれば、寝台上に搭載されたファントムに対しヘリカルスキャンを実行することで水データ等を取得し、これに基づいて補正データを生成する。従って、従来の手法に比して、比較的短いファントムにより補正データ取得をすることができる。

また、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によれば、スキャノグラム上に設定される水領域及び空気領域の位置情報に基づいて、収集されたデータから水データの収集領域と空気データの収集領域とを弁別することができる。従って、弁別された水データと空気データとを利用することで、一回のスキャンシーケンスで補正データを生成することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、空気データと水データとの弁別の基準として、水のＸ線吸収率と空気のＸ線吸収率との差（すなわち、フォトンカウント数の差）を用いるものである。

図５は、本実施形態に係る空気データと水データとの弁別を説明するための図であり、水領域と空気領域とを含むスキャン領域をヘリカルスキャンすることによって得られる、検出器システム１０３からのある列のある検出素子から得られる出力プロファイルの一例を示した図である。同図の横軸は時間を示すが、ヘリカルスキャンにおいては、ファントムＰが搭載された寝台の移動速度が一定であることから、ファントムと検出器システム１０３の位置関係とも同義である。また、Ｗは水データ３６０°分に対応する領域を、Ａは空気データ３６０°分に対応する領域を、それぞれ示している。

図５に示すように、空気領域と水領域とでは、取得される出力の値（すなわち、フォトンのカウント数）に違いがある。従って、全ての検出素子について図５に示すような出力プロファイルを取得し、空気領域と水領域とのカウント数の違いを基準とすることで、補正データの生成に必要な水データと空気データとを検出素子毎に弁別して切り出すことができる。

次に、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の動作について説明する。

図６は、本実施形態に係るヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、寝台上へのファントムの設置、入力装置１１５を介した補正データ生成モードの選択が実行された後、位置決めスキャンを実行する（ステップＳ１１、ステップＳ１２）。位置決めスキャンによって取得されたスキャノグラムを用いて、水データ収集領域及び空気データ収集領域が、入力装置１１５からの入力により決定され（ステップＳ１３）、スキャン領域が決定される（ステップＳ１４）。ホストコントローラ１１０は、ヘリカルスキャンを実行し、決定されたスキャン領域に関するデータを収集する（ステップＳ１５）。

次に、データ弁別部１３１は、収集されたスキャン領域に関するデータを、フォトンのカウント数に基づいて水データ（図５におけるカウント数Ｎａのデータ）と空気データ（図５におけるカウント数Ｎｗのデータ）とに弁別する（ステップＳ１６）。また、データ弁別部１３１は、弁別された水データのから期間Ｗに対応するデータと、同じく弁別された空気データのから期間Ａに対応するデータとを、補正データ生成のために切り出す。

次に、補正データ生成部１３２は、切り出された水データと空気データとに基づいて、臓器等の組織のＸ線吸収率を、水を０、空気を−１０００とするＣＴ値に変換するための補正データを生成する（ステップＳ１７）。

以上述べた構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）各本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。

（２）水領域、空気領域を含むスキャン領域のデータ収集においては、必要なデータ収集が可能であれば、Ｘ線曝射及びデータ収集のタイミングに限定はない。例えば、一回の連続したヘリカルスキャンにおいて、寝台移動に伴ってスキャン領域が検出素子列上に到達するタイミングでＸ線曝射及びデータ収集を開始してもよい。また、Ｘ線曝射はスキャン領域の前段から開始し、データ収集をスキャン領域が検出素子列上に到達するタイミングで実行するように、ＤＡＳを制御するようにしてもよい。

（３）上記各実施形態においては、一回のスキャンシーケンスで空気データ及び水データを収集する例を示した。しかしながら、これに拘泥されず、必要に応じて、例えばヘリカルスキャンを利用して水データのみを収集するようにしてもよい。係る場合には、例えばスキャノグラム上では水領域のみ設定し、設定された水領域を含む様にスキャン領域を決定するようにすればよい。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上本発明によれば、比較的小型のファントムで補正データを取得でき、また、一回のスキャンシーケンスで水及び空気のＸ線吸収率を取得可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法を実現することができる。

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置のブロック構成を示した図である。 図２Ａはコンベンショナルスキャンに従う従来の水データ収集法を説明するための図である。 図２Ｂは、本補正収集機能を用いた水データ収集法を説明するための図である。 図２Ｃは、ヘリカルスキャンにおいてファントムＰがＸ線照射領域に進入する様子を示した図である。 図２Ｄは、所定のチャネルにおける、３６０°分の補正用データの取得タイミングと検出ビュー角との対応を列番号別に示した図である。 図３は、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理の流れを示したフローチャートである。 図４は、スキャノグラム上における水データ収集領域及び空気データ収集領域の指定手法の一例を示した図である。 図５は、水領域と空気領域とを含むスキャン領域をヘリカルスキャンすることによって得られる、検出器システム１０３からのある検出素子列から得られる出力プロファイルの一例を示した図である。 図６は、本実施形態に係るヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１０…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、１０１…Ｘ線管球、１０２…回転フレーム、１０３…二次元検出器システム、１０４…データ収集回路（ＤＡＳ）、１０５…非接触データ伝送装置、１０６…前処理装置、１０７…架台駆動部、１０８…スリップリング、１１０…高電圧発生装置、１１１…記憶装置、１１２…補助記憶装置、１１４…再構成装置、１１５…入力装置、１１６…表示装置、１１８…画像処理装置、１１９…ネットワーク通信装置、１１０…ホストコントローラ、３００…バス

Claims (8)

1. キャリブレーション用ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にＸ線管によってＸ線を曝射しながら連続的に回転することによりヘリカルスキャンを実行し、前記キャリブレーション用ファントムが存在しない第１の領域及び前記キャリブレーション用ファントムが存在する第２の領域を含むスキャン領域に関する投影データを前記ヘリカルスキャンを行いながら収集する投影データ収集ユニットと、
   収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記第１の領域に関する第１のデータと前記キャリブレーション用ファントム領域に関する第２のデータとを弁別する弁別ユニットと、
   弁別された第１のデータ及び第２のデータに基づいて、補正データを生成するデータ生成ユニットと、
   を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記投影データ収集に先立って実行される位置決めスキャンによって得られる位置決め画像上に、前記第１の領域及び前記キャリブレーション用ファントム領域を設定する設定ユニットをさらに具備し、
   前記弁別ユニットは、前記位置決め画像上に設定された前記第１の領域及び前記キャリブレーション用ファントム領域の位置と前記投影データの収集位置との対応関係に基づいて、前記第１のデータと前記第２のデータとを弁別すること、
   を特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記弁別ユニットは、前記キャリブレーション用ファントム内に満たされた媒体のＸ線吸収率と空気のＸ線吸収率との差に基づいて、前記第１のデータと前記第２のデータとを弁別することを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 前記キャリブレーション用ファントム内には水が満たされており、
   前記弁別ユニットは、収集された前記投影データから、空気領域である前記第１の領域に関する前記第１のデータと、水領域である前記キャリブレーション用ファントム領域に関する前記第２のデータとを弁別すること、
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記キャリブレーション用ファントム内にはポリプロピレンが満たされており、
   前記弁別ユニットは、収集された前記投影データから、空気領域である前記第１の領域に関する前記第１のデータと、ポリプロピレン領域である前記キャリブレーション用ファントム領域に関する前記第２のデータとを弁別すること、
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記投影データ収集ユニットは、Ｘ線を検出する複数の検出素子が前記天板の移動方向に沿って複数配列された検出器をさらに具備し、
   前記弁別ユニットは、前記複数の検出素子によって検出されたＸ線のパスを基準として、収集された前記投影データから前記第１のデータと前記第２のデータとを弁別すること、
   を特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記弁別ユニットは、前記複数の検出素子によって検出されたＸ線のうち、前記キャリブレーション用ファントムの前記Ｘ線管側の前記移動方向に沿った面から入射し且つ前記キャリブレーション用ファントムの前記検出器側の前記移動方向に沿った面から出射するＸ線を用いて、前記第２のデータが生成されるように、ビューに応じて当該第２のデータ生成に用いる前記検出素子列を選択することを特徴とする請求項６記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 水ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にＸ線管によってＸ線を曝射しながら連続的に回転することによりヘリカルスキャンを実行し、前記水ファントムが存在しない第１の領域及び前記水ファントムが存在する第２の領域を含むスキャン領域に関する投影データを前記ヘリカルスキャンを行いながら収集し、
   収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記第１の領域に関する空気データと水領域に関する水データとを弁別し、
   弁別された空気データ及び水データに基づいて、補正データを生成すること、
   を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法。

Images