專利名稱：X射線ct裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種X射線CT裝置。
背景技術：
現(xiàn)在，作為X射線CT裝置的檢測器，靈敏度高且能夠?qū)崿F(xiàn)檢測器的小型化的固體檢測器正成為主流。其構造是，具有設置了多個將X射線變成光的閃爍器(scintillator)與將光變換成電氣信號的光電二極管構成為一體的X射線檢測元件，并讀出該電氣信號的讀出電路。固體檢測器中，因通過閃爍器將X射線變換成光時所產(chǎn)生的剩余光或讀出電路的讀出剩余等，產(chǎn)生了通過前面的投射所拍攝的影像，殘留在通過之后的投射所拍攝的投影數(shù)據(jù)中的現(xiàn)象(余輝，afterglow)。
照射X射線時，在沒有余輝(afterglow)的情況下，在之后的投射(目前的投射)的投影數(shù)據(jù)中，由X射線所產(chǎn)生的信號全部能夠得到。但是，在有余輝的情況下，只通過X射線照射后的投射，無法讀出全部信號，其之后的多次投射均輸出信號的一部分。因此，該投射中除了原本由目前的投射所讀出的信號之外，還流入了過去的投射的信號，產(chǎn)生了偽像。這樣的投影數(shù)據(jù)中的偽像，成為重構圖形中的像質(zhì)的惡化或時間分辨率降低的原因。
該余輝由多個不同的成分構成。這是由于在通過閃爍器產(chǎn)生發(fā)光時，X射線的能量在閃爍器中丟失，根據(jù)達到發(fā)光的多個物理過程而以不同的時間常數(shù)產(chǎn)生熒光，并且有基于讀出電路的信號讀出剩余等要因的緣故。因此，一般來說余輝是具有多個時間常數(shù)的成分的和。
關于去掉該多個成分的余輝的修正方法，提出了若干個方法。作為其中的一個方法，特開平6-343629號公報中提出了一種方法，對根據(jù)X射線檢測器的應答特性與進行過修正的輸出數(shù)據(jù)的卷積積分所求出的余輝量進行減法，修正來自過去的投射的余輝的影響。
專利文獻1特開平6-343629號公報。
余輝對現(xiàn)在的投射的影響中，有基于過去的投射的讀出剩余所引起的信號流入，以及本次的投射的讀出剩余所引起的對未來的投射的信號流出。
因此課題在于，不但對來自過去的投射的信號的流入部分，還要對流出到未來的投射的信號部分進行修正，通過這樣，高精度再現(xiàn)現(xiàn)在的投射的真實信號，防止因余輝所導致的重構圖像中所產(chǎn)生的位置分辨率的降低或余輝的產(chǎn)生所引起的像質(zhì)的惡化。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠通過修正來高精度進行因檢測器的余輝所引起的圖像的偽像(artifact)的降低、消除、以及防止時間分辨率的降低的X射線CT裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的X射線CT裝置具有以下特征。
(1)在這種具有向被攝體照射X射線的X射線源、每一次投射時將透過上述被攝體的上述X射線變換成電氣信號的多個X射線檢測元件所構成的X射線檢測器、對上述X射線檢測器的輸出進行修正處理的修正機構、以及對上述修正處理的輸出進行重構運算處理的運算處理機構的X射線CT裝置中，其特征在于，具有第一存儲機構，其存儲有預先進行計測的表示余輝的特性的上述X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)；以及第二存儲機構，其存儲有對上述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用上述應答特性的數(shù)據(jù)，由上述修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)；并且上述修正機構，具有余輝修正機構，其使用上述第一存儲機構中所存儲的上述應答特性的數(shù)據(jù)，和上述第二存儲機構中所存儲的多次投射中過去的多個上述輸出數(shù)據(jù)，修正基于上述余輝的來自過去的投射的信號的流入對本次投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響。。
(2)在這種具有向被攝體照射X射線的X射線源、每一次投射時將透過上述被攝體的上述X射線變換成電氣信號的多個X射線檢測元件所構成的X射線檢測器、對上述X射線檢測器的輸出進行修正處理的修正機構、以及對上述修正處理的輸出進行重構運算處理的運算處理機構的X射線CT裝置中，其特征在于，具有第一存儲機構，其存儲有預先進行計測的表示余輝的特性的上述X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)；以及第二存儲機構，其存儲有對上述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用上述應答特性的數(shù)據(jù)，由上述修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)；并且上述修正機構，具有上述余輝修正機構，其使用上述第一存儲機構中所存儲的上述應答特性的數(shù)據(jù)，和上述第二存儲機構中所存儲的上述過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)給定的運算式修正基于上述余輝的來自過去的投射的信號的流入對本次投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響，上述給定的運算式，在設從所照射的上述X射線入射到上述X射線檢測器中開始的第j次投射后的余輝成分的比率為Lag(j)，上述X射線入射到上述X射線檢測器中之后，進行余輝成分的修正的過去的投射數(shù)為m，上述X射線入射到上述X射線檢測器中之后，進行余輝成分的修正的未來的投射數(shù)為n，上述X射線入射到上述X射線檢測器中、第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)為I(N)，上述修正機構對第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)I(N)進行了上述余輝的修正之后的輸出數(shù)據(jù)為I’(N)時，通過[公式1]I′(N)=I(N)-Σj=1m(Lag(j)·I′(N-j))1-Σj=1n(Lag(j))]]>來表示。
根據(jù)這種X射線CT裝置，通過修正來自過去的投射的信號的流入的影響和信號的流出量對未來的投射的影響，可高精度再現(xiàn)當前的投射的真實的信號，能夠防止通過余輝在重構像中產(chǎn)生的位置分辨率的降低或偽像的產(chǎn)生所引起的像質(zhì)的劣化。
(3)上述(2)的X射線CT裝置中，特征在于上述X射線檢測器的應答特性，通過由時間常數(shù)與成分比所構成的多個余輝成分的和來表示，進行上述余輝成分的修正的上述過去的投射數(shù)m，及/或上述X射線入射到上述X射線檢測器中之后，進行上述余輝成分的修正的上述未來的投射數(shù)n，因上述余輝成分而不同。
通過這樣，能夠降低余輝修正處理中的計算量。
(4)在這種具有向被攝體照射X射線的X射線源、每一次投射時將透過上述被攝體的上述X射線變換成電氣信號的多個X射線檢測元件所構成的X射線檢測器、對上述X射線檢測器的輸出進行修正處理的修正機構、以及對上述修正處理的輸出進行重構運算處理的運算處理機構的X射線CT裝置中，其特征在于，具有第一存儲機構，其存儲有預先決定的由多個成分所構成的余輝的時間常數(shù)與成分比的值；以及第二存儲機構，其存儲有對上述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用多個上述余輝的時間常數(shù)與成分比的值，由上述修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)；并且上述修正機構，具有余輝修正機構，其使用上述第一存儲機構中所存儲的上述余輝的時間常數(shù)與成分比的值，與上述第二存儲機構中所存儲的上述過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)給定的運算式修正基于所述余輝的來自過去的投射的信號的流入對本次投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響；上述給定的運算式，在設投射的時間間隔為ΔT，余輝的成分數(shù)為M，余輝的成分i(i＝1，2，…，M)的余輝的時間常數(shù)為τi，成分比為Ai，上述X射線入射到上述X射線檢測器中之后，進行上述成分i的余輝的修正的過去的投射數(shù)為mi，上述X射線入射到上述X射線檢測器中之后，進行上述成分i的余輝的修正的未來的投射數(shù)為ni，上述X射線入射到上述X射線檢測器中第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)為I(N)，上述修正機構對第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)I(N)進行了上述余輝的修正之后的輸出數(shù)據(jù)為I’(N)時，通過[公式2]I′(N)=I(N)-Σi=1M(Σj=1mi(Aiexp(-jΔTτi)·I′(N-j)))1-Σi=1M(Σj=1ni(Aiexp(-jΔTτi)))]]>來表示。
通過這樣，能夠降低第一存儲機構中所存儲的應答特性的數(shù)據(jù)量，以及余輝修正處理的計算量。
(5)上述(1)、(2)或(4)的X射線CT裝置中，其特征在于
具有上述X射線只在投射時的時間中脈沖(impulse)式照射，另外只在多次投射時的時間中階梯(step)式照射，預先計測表示余輝的特性的上述X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)的余輝評價模式，與選擇上述余輝評價模式的功能。
通過這樣，能夠取得作為X射線檢測器的應答特性的余輝。
發(fā)明效果通過本發(fā)明，可實現(xiàn)一種能夠通過修正來高精度地進行檢測器的余輝所引起的圖像的偽像的降低、去除，以及防止時間分辨率的降低的X射線CT裝置。


圖1為說明通過本發(fā)明的第一實施例的修正機構所進行的余輝修正處理的方法之一例的圖。(實施例1)圖2為表示包含有余輝修正機構的本發(fā)明的X射線CT裝置的一實施例的圖。(實施例1)圖3為說明圖2中所示的X射線檢測器的一構成例的圖。(實施例1)圖4為說明圖2中所示的中央處理機構中的處理之一例的圖。(實施例1)圖5為說明根據(jù)圖1中所示的檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)所求出的余輝成分的比率Lag(j)(jX射線照射后的投射數(shù))的圖。(實施例1)圖6為說明通過本發(fā)明的第二實施例的修正機構所進行的余輝修正處理的方法之一例的圖。(實施例2)圖7為說明本發(fā)明的第二實施例中的余輝時間常數(shù)與成分比的決定方法之一例的圖。(實施例2)圖8為說明圖7中的進行計測與存儲的階梯應答特性與進行推定的脈沖應答特性的圖(實施例2)圖9(a)為表示不進行余輝的修正時的剖面像的圖，(b)為進行了基于本發(fā)明的余輝修正時的剖面像的圖。
圖中100-X射線源，101-旋轉(zhuǎn)體，102-被攝體，103-床板，104-X射線檢測器，105-中央處理裝置，106-顯示裝置，107-體軸方向，108-旋轉(zhuǎn)方向，111-光電變換基板，112-閃爍元件，113-布線基板，117-控制電路，118-信號收集機構，119-輸入機構，120-電極焊盤，130-分隔器，200-黑圈，300-修正后數(shù)據(jù)存儲機構，301-修正機構，302-重構機構，303-檢測器特性存儲機構，310-粘合劑，311-未來的投射的余輝量數(shù)據(jù)，312-過去的投射的余輝量數(shù)據(jù)，313-檢測器的應答特性數(shù)據(jù)，314-第N個投射的余輝修正前的投影數(shù)據(jù)，315-第N個投射余輝修正后的投影數(shù)據(jù)，317-第N個投射余輝修正后(過去部分)的投影數(shù)據(jù)，321-過去的投射的余輝修正后的投影數(shù)據(jù)，349-余輝評價模式的選擇，350-階梯應答特性F(j)的測定，351-階梯應答特性F(j)的存儲，352-脈沖應答特性f(j)的推定，353-余輝時時間常數(shù)τi與成分比Ai(i＝1、…、M)的存儲。
具體實施例方式
下面對照附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
(實施例1)以下對照圖1～圖5，對本發(fā)明的第一實施例進行說明。
圖2為表示包含有余輝修正機構的本發(fā)明的X射線CT裝置的一實施例的圖。圖3為說明圖2的X射線CT裝置中的X射線檢測器的一構成例的圖。圖4為說明圖2的X射線CT裝置中的中央處理機構中之一構成例的圖。圖1為說明通過圖4中所示的修正機構所進行的余輝修正處理的方法之一例的圖。圖5為說明根據(jù)圖1中所示的檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313所求出的余輝成分的比率Lag(j)(jX射線照射后的投射次數(shù))的圖。
如圖2所示，X射線CT裝置的基本構成包括照射X射線的X射線管100；檢測出X射線并變換成電氣信號的X射線檢測器104；收集來自X射線檢測器104的投影數(shù)據(jù)的信號收集機構118；存儲來自信號收集機構118的信號(投影數(shù)據(jù))并進行圖像處理的中央處理機構105；顯示圖像處理的結(jié)果的顯示機構106；進行攝影開始或參數(shù)的設定、輸入的輸入機構119；控制X射線管100與X射線檢測器104的控制機構117。另外，圖中107表示體軸方向(切面(slicing)方向)，108表示旋轉(zhuǎn)體101的旋轉(zhuǎn)方向(引導(channel)方向)。
對照圖2對攝影的順序進行說明。如果從輸入機構119進行了攝影開始的輸入，便從X射線源100向在床板103中所載置的被攝體102照射X射線。該X射線透過了被攝體102，由X射線檢測器104變換成電氣信號。該電氣信號由信號收集電路118進行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)成為投影數(shù)據(jù)。該攝影中，旋轉(zhuǎn)搭載有X射線管100與X射線檢測器104的旋轉(zhuǎn)體101，變更對被攝體的X射線照射角度，并且在每一次投射中反復進行，取得360度的投影數(shù)據(jù)。該每一次投射的投影數(shù)據(jù)的攝影，例如每0.4度進行一次。此時，控制電路117控制旋轉(zhuǎn)體101的旋轉(zhuǎn)與X射線檢測器104的讀出。該投影數(shù)據(jù)由中央收集電路105進行圖像修正處理與重構運算。結(jié)果顯示在顯示機構106中。
對照圖3，對本發(fā)明的X射線CT裝置中的X射線檢測器104的一構成例進行說明。圖3中所示的X射線檢測器104呈圓弧狀排列有多個，如圖2所示，對抗X射線管100設置。圖3中所示的X射線檢測器104，由將X射線變換成光的閃爍元件112、形成有多個將光變換成電氣信號的光電二極管的光電二極管基板(光電變換基板)111以及具有輸出電氣信號的電極焊盤(pad)120與用于它的布線的布線基板113構成。閃爍元件112與光電二極管基板111通過光學上透明的粘合劑310粘合在一起，構成X射線檢測元件，被光電二極管基板111所支撐。這里，圖3中所示的X射線檢測器104的X射線檢測元件的數(shù)目僅僅是為了簡化說明，并不對本發(fā)明造成限定。
對照圖3對X射線檢測器104被入射了X射線的情況進行說明。所入射的X射線被閃爍元件112變換成光。閃爍元件112被分隔器(separator)130分割。對應每一個該閃爍元件112，在光電二極管基板111上設有將光變換成電氣信號的光電二極管。通過該光電二極管與閃爍元件112構成X射線檢測元件。由光電二極管從光變換成的電氣信號，輸出給每一個X射線檢測元件。光電二極管的電極與電極焊盤120電連接。圖2中所示的信號收集機構118，從該電極焊盤120中讀出由X射線所產(chǎn)生的電氣信號。將所有的X射線檢測元件的該電氣信號收集起來，形成投影數(shù)據(jù)。該投影數(shù)據(jù)每時間間隔(ΔT)進行一次，依次取得多個投影數(shù)據(jù)。將第N個稱作第N次投射的投影數(shù)據(jù)。
該讀出時，由X射線所產(chǎn)生的信號，不一定都由在X射線照射之后的投射讀出。還有通過余輝向其他投射流出的信號。例如，第(N-1)次投射的投影數(shù)據(jù)之前所照射的信號的一部分，在第N次投射的投影數(shù)據(jù)之后讀出。其原因為X射線由閃爍器變換成光時的延遲(剩余光)或電路的讀出剩余的緣故。這樣的余輝，是使得第N次以后的投影數(shù)據(jù)中產(chǎn)生殘像，重構圖像中產(chǎn)生偽像的原因。另外，由于第N次投射的信號的一部分沒有通過第N次投射讀出，因此第N次投射的信號與真實信號相比有不足。在第(N+1)次投射以后的輸出數(shù)據(jù)中對偽像進行修正時，根據(jù)第N次投射的余輝修正后的輸出數(shù)據(jù)與檢測元件的應答特性，推定第N次投射的信號流入到第(N+1)次投射以后的部分，進行修正，但如果余輝修正后的輸出數(shù)據(jù)與真實信號不同，便會導致余輝修正的精度降低。
對照圖4，對圖2中所示的中央處理機構105中的處理之一例進行說明。中央處理機構105中，通過檢測器特性存儲機構303事先存儲所攝影的檢測器的特性，在修正后數(shù)據(jù)存儲機構300中存儲通過修正機構301所修正的數(shù)據(jù)。從信號收集機構118輸入給中央處理機構105的投影數(shù)據(jù)，使用上述所存儲的數(shù)據(jù)，由修正機構301進行圖像修正處理。此時所進行的處理，例如是去除X射線檢測器104的暗電流輸出的偏置(offset)修正、修正X射線檢測器104的余輝的影響的余輝修正、以及對所照射的X射線的分布或X射線檢測器104的靈敏度偏差進行修正的靈敏度修正等。接下來，投影數(shù)據(jù)被重構機構302實施卷積(convolution)與背投射(backprojection)處理，重構被攝體的X射線吸收系數(shù)分布的剖面像。該剖面像顯示在顯示機構106中。
圖1為表示圖4中所示的修正機構301所進行的余輝修正的方法之一例的圖。對給第N次投射的投影數(shù)據(jù)實施余輝修正的情況進行說明。
修正機構301中，首先根據(jù)檢測器特性存儲機構303中所存儲的檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313，與修正后的數(shù)據(jù)存儲機構300中所存儲的過去的投射的余輝修正后的投影數(shù)據(jù)320，生成流入到第N次投射中的過去的投射的余輝量數(shù)據(jù)312。這里，圖1中是，余輝量數(shù)據(jù)312流入到第N次投射中的余輝量給重構圖像帶來了不可忽視的影響的范圍是從第N次投射的m投射前開始的情況，計算出從(N-m)到(N-1)次投射的過去的余輝量數(shù)據(jù)312。事先決定該投射次數(shù)m。通過將該過去的投射的余輝量數(shù)據(jù)312，從信號收集機構118中所收集的第N次投射的余輝修正前的投影數(shù)據(jù)314中減去，求出第N次投射的余輝修正后(過去部分)的投影數(shù)據(jù)317。這樣，能夠?qū)^去的投射流入到第N次投射中的余輝進行修正。
接下來，根據(jù)余輝修正后(過去部分)的投影數(shù)據(jù)317與檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313，計算出未來的投射的余輝量數(shù)據(jù)311。n為余輝量給重構圖像帶來了無法忽視的影響的未來投射次數(shù)，該值事先決定。這里，該n的值不一定與m相同。例如，在余輝具有較長的成分時，過去對第N次投射有影響的投射最多不過是從第一次投射到第(N-1)次投射這(N-1)次投射，但對未來的影響有時是其以上的投射數(shù)。另外，對未來的投射的影響，可能一直到未來實際上不進行讀出的投射，因此n最大有可能是無限大。通過將該所計算出的量相加給第N次投射的余輝修正后(過去部分)的投影數(shù)據(jù)317，求出第N次投射的余輝修正后的投影數(shù)據(jù)315。這樣，能夠求出第N次投射因余輝對未來的讀出剩余信號。
通過以上處理，余輝修正后的投影數(shù)據(jù)315，輸出給重構機構302。
該從過去的投射所流入的部分的修正，與流出到未來的投射中的部分的修正，例如能夠通過(公式1)實現(xiàn)。也即，設根據(jù)檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313所求出的第j次投射后的余輝成分的比率為Lag(j)，由第N次投射所取得的輸出數(shù)據(jù)314為I(N)，對輸出數(shù)據(jù)I(N)進行過余輝的修正后的輸出數(shù)據(jù)315為I’(N)時，過去的投射的影響，如(公式1)的分子第二項所示。
也即，(數(shù)式1)的分子中所示的量[公式3](I(N)-Σj=1m(Lag(j)·I′(N-j)))]]>為修正了過去的投射的影響的第N次投射的輸出數(shù)據(jù)317。
如果認為對未來的投射的殘留部分，殘留到第N次投射后的n次投射，則其影響部分，為真實信號也即進行過余輝修正后的輸出數(shù)據(jù)315為I’(N)的[公式4]
Σj=1n(Lag(j))]]>倍的量。因此，如果考慮到對未來的投射的讀出剩余部分，則真實信號為(數(shù)式1)的分子的[公式5](1÷(1-Σj=1n(Lag(j))))]]>倍的值。因此，通過(數(shù)式1)中所示的計算，能夠?qū)崿F(xiàn)來自過去的投射所流入的部分的修正，與流出到未來的投射中的部分的修正。
I′(N)=I(N)-Σj=1m(Lag(j)·I′(N-j))1-Σj=1n(Lag(j))]]>(數(shù)式1)圖5為說明根據(jù)圖1中所示的檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313所求出的余輝成分的比率Lag(j)(jX射線照射后的投射數(shù))的示意圖。本實施例的X射線CT裝置，具有用來取得檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313的余輝評價模式。選擇該模式時，脈沖式短時間照射X射線，對每一個投射取得如圖5所示的輸出值I(j)的變化，存儲在檢測器特性存儲機構303中。這里，黑圈200表示通過投射所得到的輸出值。Lag(j)使用該數(shù)據(jù)通過(數(shù)式2)求出[公式7]Lag(j)=I(j)I(1)]]>(數(shù)式2)通過這樣的構成，可實現(xiàn)一種能夠通過修正來高精度進行檢測器的余輝所引起的圖像的偽像的降低、消除、以及防止時間分辨率的降低的X射線CT裝置。
本發(fā)明并不僅限于上述實施例，在組裝了具有多個成分的余輝的X射線檢測器的X射線CT裝置中非常有效。例如，還可以在組裝了將X射線直接變換成電氣信號的X射線檢測器的X射線CT裝置中實施。
(實施例2)本發(fā)明的第二實施例，是推定第一實施例中的余輝為時間常數(shù)與成分比所構成的多個成分的和，將該多個時間常數(shù)與成分比，作為檢測器的應答特性313存儲在檢測器特性存儲機構303中的X射線CT裝置。以下對照圖6至圖9，對本發(fā)明的第二實施例進行說明。
圖6為說明圖4中所示的修正機構所進行的余輝修正的處理方法的另一例的圖。圖7為說明余輝的時間常數(shù)與成分比的決定方法之一例的圖。圖8為說明圖7中的進行計測與存儲的階梯應答特性與進行推定的脈沖應答特性的圖。圖9中示出了說明本發(fā)明的效果的實際圖像。
如圖6所示，檢測器特性存儲機構303中，對每一個X射線檢測元件存儲有余輝成分i的時間常數(shù)τi與成分比Ai，作為檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313。這里，余輝由M個成分構成(i＝1、2、…、M)，時間常數(shù)τi與成分比Ai只保存M個成分。
修正機構301中，使用保存在檢測器存儲機構303中的時間常數(shù)τi與成分比Ai，對每一個余輝成分求出過去的投射的余輝量的數(shù)據(jù)312。此時，因時間常數(shù)不同，各個余輝成分所影響的投射不同，因此對每一個余輝的成分i決定從過去的投射所流入的投射的范圍m(以下將該對每一個成分所決定的m稱作mi)。同樣，對每一個余輝的成分i決定流出到未來的投射的范圍n(以下將該對每一個成分所決定的n稱作ni)，未來的投射的余輝量的數(shù)據(jù)311也對每一個余輝成分決定。這里，該mi與ni不一定一樣。
這樣的來自過去的投射的流入部分的修正，與流出到未來的投射的部分的修正，例如能夠通過(數(shù)式3)實現(xiàn)。(數(shù)式3)中，ΔT是投射間隔的時間，該處理對每一個X射線檢測元件進行。
I′(N)=I(N)-Σi=1M(Σj=1mi(Aiexp(-jΔTτi)·I′(N-j)))1-Σi=1M(Σj=1ni(Aiexp(-jΔTτi)))]]>(數(shù)式3)
使用每一個這樣所求出的余輝的成分的過去與未來的余輝量的數(shù)據(jù)312、311，在投射數(shù)據(jù)314中實施余輝修正，將修正后的數(shù)據(jù)315輸出給重構機構302。
使用圖7，對余輝的時間常數(shù)τi與成分比Ai(i＝1、…、M)的決定方法之一例進行說明。決定通過余輝評價模式來實施。順序是首先進行余輝評價模式的選擇349，設為不進行一般的攝影的狀況。接下來進行步驟應答特性F(j)的計測350。該計測350中不設置被攝體，只通過將X射線照射一定時間，得到檢測器的輸出的相對強度的分布。j表示投射編號。接下來，進行對檢測器特性存儲機構303的階梯應答特性F(j)的存儲351。
該階梯應答特性F(j)是如圖8(a)所示的輸出。該圖8(a)是從第一次投射到第V次投射照射X射線時所計測的階梯應答特性F(j)。該階梯應答特性F(j)，是將如圖8(b)所示的只在第V次投射照射X射線時所得到的階梯應答特性f(j)，如圖8(c)所示，從第一次投射到第V次投射中所產(chǎn)生的部分卷積積分所得到的量。
如圖7所示，通過階梯應答特性的計測350所得到的F(j)，存儲在修正后數(shù)據(jù)存儲機構300中。接下來，使用該F(j)進行脈沖應答特性f(j)的推定352。該推定352中，例如將通過(數(shù)式4)所示的余輝的各個成分的和所表示的脈沖應答函數(shù)f’(j)，從第一次投射到第V次投射部分卷積積分所得到的擬合(fitting)函數(shù)F’(j)，通過對由測定所得到的階梯函數(shù)F(j)進行擬合，來推定余輝的時間常數(shù)τi與成分比Ai(i＝1、…、M)。
f′(j)=Σi=1MAi·exp(-jΔTτi)]]>(數(shù)式4)這里，V可為1也可大于1。V為1時是脈沖式照射X射線時，擬合函數(shù)F’(j)與脈沖應答函數(shù)f’(j)相同。
該擬合中例如使用最小二乘法。接下來，進行在修正后數(shù)據(jù)存儲機構300中的所推定的參數(shù)、即余輝的時間常數(shù)τi與成分比Ai(i＝1、…、M)的存儲353。
這樣的時間常數(shù)τi與成分比Ai的推定，對每一個X射線檢測元件進行。此時，不但時間常數(shù)τi與成分比Ai，投射數(shù)mi以及ni、余輝的成分數(shù)i，也在每一個X射線檢測元件中取不同的值。
圖9為實際通過X射線CT裝置進行拍攝所得到的剖面像。被攝體使用注入了水的直徑305mm的圓筒的人體模型。圖9(a)為不進行余輝的修正時的剖面像，圖9(b)為進行了修正時的剖面像。圖9(b)中所進行的余輝的修正中，假定5個余輝成分(M＝5)，對每一個像素決定余輝的時間常數(shù)τi與成分比Ai并使用。mi以及ni，使用為了讓各個余輝成分相對輸入信號為1億分之1所必需的投射數(shù)。但是mi不超過所攝影的投射的范圍。
圖9(a)中所示的不進行余輝的修正時，產(chǎn)生了環(huán)狀的偽像，與此相對，圖9(b)中所示的進行了余輝的修正時，該偽像降低，從而能夠確認本發(fā)明的偽像降低的效果。
第二實施例的X射線CT裝置，與第一實施例的X射線CT裝置相比，具有以下優(yōu)點即使在余輝含有長時間常數(shù)的情況下，也可以讓檢測器特性存儲機構303所存儲的檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)313的量較小；通過進行擬合能夠高精度決定余輝成分的比率Lag(i)；以及由于能夠在各個余輝成分中決定從過去的投射所流入的投射的范圍mi，以及流出到未來的投射的投射的范圍ni，因此能夠?qū)崿F(xiàn)計算量的降低與處理的高速化。
另外，本發(fā)明并不僅限于上述實施例，在實施的階段中，能夠在不脫離其要點的范圍內(nèi)進行各種變形來實施。另外，上述實施例中包括各個階段，通過所公布的多個構成要素中的適當組合，能夠抽出各種各樣的實施方式。例如，可以從上述實施例所公布的所有構成要素中刪除幾個構成要素。
如上所述，通過本發(fā)明，不但對所流入的來自過去的投射的信號部分，還對流出到未來的投射的信號部分進行修正，通過這樣能夠高精度再現(xiàn)現(xiàn)在的投射的真實信號，實現(xiàn)一種能夠防止余輝所引起的重構圖像中所產(chǎn)生的位置分辨率的下降以及因偽像的產(chǎn)生所引起的像質(zhì)的惡化的X射線CT裝置。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一種可通過修正來高精度進行因X射線檢測器的余輝所引起的圖像的偽像的降低、去除以及防止時間分辨率的降低的X射線CT裝置，應用于醫(yī)療領域的可能性非常大。
權利要求
1.一種X射線CT裝置，具備向被攝體照射X射線的X射線源；每一次投射時將透過所述被攝體的所述X射線變換成電氣信號的多個X射線檢測元件所構成的X射線檢測器；對所述X射線檢測器的輸出進行修正處理的修正機構；以及對所述修正處理的輸出進行重構運算處理的運算處理機構，所述X射線CT裝置具有第一存儲機構，其存儲有預先進行計測的、表示余輝的特性的所述X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)；以及第二存儲機構，其存儲有對所述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用所述應答特性的數(shù)據(jù)，由所述修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，并且所述修正機構，具有余輝修正機構，其使用所述第一存儲機構中所存儲的所述應答特性的數(shù)據(jù)，和所述第二存儲機構中所存儲的多次投射中過去的多個所述輸出數(shù)據(jù)，修正基于所述余輝的來自過去的投射的信號的流入對本次投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響。
2.一種X射線CT裝置，具備向被攝體照射X射線的X射線源；每一次投射時將透過所述被攝體的所述X射線變換成電氣信號的多個X射線檢測元件所構成的X射線檢測器；對所述X射線檢測器的輸出進行修正處理的修正機構；以及對所述修正處理的輸出進行重構運算處理的運算處理機構，所述X射線CT裝置具有第一存儲機構，其存儲有預先進行計測的、表示余輝的特性的所述X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)；以及第二存儲機構，其存儲有對所述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用所述應答特性的數(shù)據(jù)，由所述修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，并且所述修正機構，具有所述余輝修正機構，其使用所述第一存儲機構中所存儲的所述應答特性的數(shù)據(jù)，和所述第二存儲機構中所存儲的所述過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)給定的運算式修正基于所述余輝的來自過去的投射的信號的流入對本次投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響，所述給定的運算式，在設從所照射的所述X射線入射到所述X射線檢測器中開始的第j次投射后的余輝成分的比率為Lag(j)，所述X射線入射到所述X射線檢測器中之后，進行余輝成分的修正的過去的投射數(shù)為m，所述X射線入射到所述X射線檢測器中之后，進行余輝成分的修正的未來的投射數(shù)為n，所述X射線入射到所述X射線檢測器中、第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)為I(N)，所述修正機構對第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)I(N)進行了所述余輝的修正之后的輸出數(shù)據(jù)為I’(N)時，通過[公式1]I′(N)=I(N)-Σj=1m(Lag(j)·I′(N-j))1-Σj=1n(Lag(j))]]>來表示。
3.如權利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述X射線檢測器的應答特性，通過由時間常數(shù)與成分比所構成的多個余輝成分的和來表示，進行所述余輝成分的修正的所述過去的投射數(shù)m，及/或所述X射線入射到所述X射線檢測器中之后，進行所述余輝成分的修正的所述未來的投射數(shù)n，因所述余輝成分而不同。
4.一種X射線CT裝置，具備向被攝體照射X射線的X射線源；每一次投射時將透過所述被攝體的所述X射線變換成電氣信號的多個X射線檢測元件所構成的X射線檢測器；對所述X射線檢測器的輸出進行修正處理的修正機構；以及對所述修正處理的輸出進行重構運算處理的運算處理機構，所述X射線CT裝置具有第一存儲機構，其存儲有預先決定的由多個成分所構成的余輝的時間常數(shù)與成分比的值；以及第二存儲機構，其存儲有對所述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用多個所述余輝的時間常數(shù)與成分比的值，由所述修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，并且所述修正機構，具有余輝修正機構，其使用所述第一存儲機構中所存儲的所述余輝的時間常數(shù)與成分比的值，和所述第二存儲機構中所存儲的所述過去的投射的輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)給定的運算式修正基于所述余輝的來自過去的投射的信號的流入對本次投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響，所述給定的運算式，在設投射的時間間隔為ΔT，余輝的成分數(shù)為M，余輝的成分i(i＝1，2，…，M)的余輝的時間常數(shù)為τi，成分比為Ai，所述X射線入射到所述X射線檢測器中之后，進行所述成分i的余輝的修正的過去的投射數(shù)為mi，所述X射線入射到所述X射線檢測器中之后，進行所述成分i的余輝的修正的未來的投射數(shù)為ni，所述X射線入射到所述X射線檢測器中、第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)為I(N)，所述修正機構對第N次投射后所取得的輸出數(shù)據(jù)I(N)進行了所述余輝的修正之后的輸出數(shù)據(jù)為I’(N)時，通過[公式2]I′(N)=I(N)-Σi=1M(Σj=1mi(Aiexp(-jΔTτi)·I′(N-j)))1-Σi=1M(Σj=1m(Aiexp(-jΔTτi)))]]>來表示。
5.如權利要求1、2或4所述的X射線CT裝置，其特征在于，具備余輝評價模式和選擇所述余輝評價模式的功能，所述余輝評價模式中，所述X射線只在投射時的時間中脈沖式照射，另外只在多次投射時的時間中階梯式照射，并預先計測表示余輝的特性的所述X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)。
全文摘要
在X射線CT裝置中，其特征在于，具有第一存儲機構，其存儲有預先進行計測的表示余輝的特性的X射線檢測器的應答特性的數(shù)據(jù)；以及第二存儲機構，其存儲有對上述X射線檢測器的輸出數(shù)據(jù)使用上述應答特性的數(shù)據(jù)，由修正機構修正過的過去的投射的輸出數(shù)據(jù)；并且，上述修正機構，具有余輝修正機構，其使用上述第一存儲機構中所存儲的上述應答特性的數(shù)據(jù)，與上述第二存儲機構中所存儲的多次投射中過去的多個上述輸出數(shù)據(jù)，修正來自基于上述余輝的過去的投射的信號的流入對本次的投射的輸出數(shù)據(jù)的影響以及信號的流出對未來的投射的影響。
文檔編號A61B6/03GK1913829SQ20058000316
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權日2004年4月23日
發(fā)明者昆野康隆, 宮崎靖 申請人:株式會社日立醫(yī)藥