特許 6183884 放射線断層撮影装置および投影データ補正方法並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6183884

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】放射線断層撮影装置および投影データ補正方法並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20170814BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 350K

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-42132(P2013-42132)

(22)【出願日】2013年3月4日

(65)【公開番号】特開2014-168583(P2014-168583A)

(43)【公開日】2014年9月18日

【審査請求日】2016年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(72)【発明者】

【氏名】矢崎 祐次郎

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３００９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０５８６１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線源と、
複数の検出素子が配列されている放射線検出器と、
前記複数の検出素子をその配列方向に区分するよう配列された複数のコリメータ板と、
前記放射線源および放射線検出器を被写体の周りに回転させながら前記放射線源から前記被写体に放射線を照射させてスキャンを実施する制御手段と、
前記スキャンの実施により前記放射線検出器の各検出素子にて得られた投影データに、該検出素子に入射した散乱線の成分を除去するための散乱線補正を行う補正手段と、を備えた放射線断層撮影装置であって、
前記補正手段は、前記放射線検出器の検出素子にて得られた投影データに、該投影データに基づいて決定される第１の補正値と、該検出素子の位置に基づいて決定される第２の補正値とを用いて散乱線補正を行い、
前記第１の補正値は、前記検出素子にて得られた投影データにおける散乱線の成分の割合を規定するものである、放射線断層撮影装置。

【請求項2】

前記第２の補正値は、前記検出素子におけるジオメトリックな散乱線入射率の相対値を規定するものである、請求項１に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項3】

前記第１の補正値は、前記検出素子にて得られた投影データに基づいて推定される、該投影データに対応した放射線の前記被写体内での経路長に基づいて決定される、請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項4】

前記第１の補正値は、前記経路長の長さと対応付けされており、前記被写体としてファントムを用いたスキャンの実施により、前記放射線検出器の１または複数の検出素子にて得られた、放射線の前記ファントム内での経路長が互いに異なる複数の投影データに基づいて定められる、請求項３に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項5】

前記第２の補正値は、前記放射線検出器の検出素子の位置によって特定される、前記被写体の基準位置から該検出素子までの距離に基づいて定められる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項6】

前記被写体の基準位置は、前記放射線源および放射線検出器の回転中心である、請求項５に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項7】

前記第２の補正値は、前記距離が大きくなるほど、該第２の補正値を用いた補正による散乱線の成分の増大率がより大きくなるように定められる、請求項５または請求項６に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項8】

前記複数の検出素子は、少なくともチャネル方向に配列されており、
前記複数のコリメータ板は、チャネル方向に配列されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項9】

前記複数の検出素子は、前記放射線源から検出素子までの距離が実質的に同じになるようにチャネル方向に配列されている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。

【請求項10】

放射線源および放射線検出器を被写体の周りに回転させながら前記放射線源から前記被写体に放射線を照射するスキャンの実施により前記放射線検出器の各検出素子にて得られた投影データに、該検出素子に入射した散乱線の成分を除去するための散乱線補正を行う投影データ補正方法であって、
前記放射線検出器の検出素子にて得られた投影データに、該投影データに基づいて決定される第１の補正値と、該検出素子の位置に基づいて決定される第２の補正値とを用いて散乱線補正を行い、
前記第１の補正値は、前記検出素子にて得られた投影データにおける散乱線の成分の割合を規定するものである、投影データ補正方法。

【請求項11】

コンピュータに、請求項１０に記載の投影データ補正方法を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線断層撮影装置における投影データ（data）の散乱線補正の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、放射線断層撮影装置においては、放射線検出器で得られた投影データから、コリメータ（collimator）で除去しきれずに放射線検出器に入射した散乱線の成分を差し引く散乱線補正が行われている。

【0003】

一方、放射線検出器における投影データを得るための検出素子には、直接線と散乱線とがともに入射し得るが、直接線と散乱線とは、検出素子への入射角度以外で区別することが難しいため、散乱線の成分を直接的に測定することができない。

【0004】

そこで、実際には、各検出素子の散乱線成分が特定のパラメータ（parameter）に依存するという散乱線入射モデル（model）を作り、このモデルに基づいて各検出素子で得られた投影データの散乱線の成分を推定している（特許文献１，要約等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−８７５８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この散乱線入射モデルは、通常、個々の検出素子に入射する散乱線について、放射線源と放射線検出器との位置関係等のシステム（system）構成による影響、言わば、“検出素子間のジオメトリック（geometric）な散乱線入射率の変動”はないものと仮定して作られる。すなわち、検出素子およびコリメータ板の形状、性質、位置関係などを一定とし、被写体の構造や形状など被写体に係る条件を無視した場合、検出素子の位置によって散乱線が入射する確率は変化しないことを想定している。

【0007】

しかしながら、実際には、検出素子の位置によって、被写体の基準位置、例えばアイソセンタ（iso-center）から検出素子までの距離が異なり、検出素子に入射可能な散乱線の発生領域の広さが変化するため、検出素子間のジオメトリックな散乱線入射率は一定ではない。これは、ちょうど、壁に懐中電灯の光を当てて、壁から懐中電灯までの距離を変化させると、壁に当たった光の領域の広さが変化するのに似ている。壁を被写体、懐中電灯を検出素子、壁に当たった光の領域を散乱線の発生領域に対応させて考えると、上記の現象が理解しやすい。

【0008】

したがって、従来の散乱線入射モデルを用いた散乱線補正では、検出素子によってジオメトリックな散乱線入射率が一定でないことを考慮しておらず、その精度に改善の余地が残されている。

【0009】

このような事情により、放射線断層撮影装置における、検出素子間のジオメトリックな散乱線入射率を考慮していない散乱線補正において、補正の精度を高めることができる技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１の観点の発明は、
放射線源と、
複数の検出素子が配列されている放射線検出器と、
前記複数の検出素子をその配列方向に区分するよう配列された複数のコリメータ板と、
前記放射線源および放射線検出器を被写体の周りに回転させながら前記放射線源から前記被写体に放射線を照射させてスキャン（scan）を実施する制御手段と、
前記スキャンの実施により前記放射線検出器の各検出素子にて得られた投影データに、該検出素子に入射した散乱線の成分を除去するための散乱線補正を行う補正手段と、を備えた放射線断層撮影装置であって、
前記補正手段が、前記放射線検出器の検出素子にて得られた投影データに、該投影データに基づいて決定される第１の補正値と、該検出素子の位置に基づいて決定される第２の補正値とを用いて散乱線補正を行う、放射線断層撮影装置を提供する。

【0011】

第２の観点の発明は、
前記第１の補正値が、前記検出素子にて得られた投影データにおける散乱線の成分の割合を規定するものである、上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0012】

第３の観点の発明は、
前記第２の補正値が、前記検出素子におけるジオメトリックな散乱線入射率の相対値を規定するものである、上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0013】

第４の観点の発明は、
前記第１の補正値が、前記検出素子にて得られた投影データに基づいて推定される、該投影データに対応した放射線の前記被写体内での経路長に基づいて決定される、上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0014】

第５の観点の発明は、
前記第１の補正値が、前記経路長の長さと対応付けされており、前記被写体としてファントム（phantom）を用いたスキャンの実施により、前記放射線検出器の１または複数の検出素子にて得られた、放射線の前記ファントム内での経路長が互いに異なる複数の投影データに基づいて定められる、上記第４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0015】

第６の観点の発明は、
前記第２の補正値が、前記放射線検出器の検出素子の位置によって特定される、前記被写体の基準位置から該検出素子までの距離に基づいて定められる、上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0016】

第７の観点の発明は、
前記被写体の基準位置が、前記放射線源および放射線検出器の回転中心である、上記第６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0017】

第８の観点の発明は、
前記第２の補正値が、前記距離が大きくなるほど、該第２の補正値を用いた補正による散乱線の成分の増大率がより大きくなるように定められる、上記第６の観点または第７の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0018】

第９の観点の発明は、
前記複数の検出素子が、少なくともチャネル（channel）方向に配列されており、
前記複数のコリメータ板が、チャネル方向に配列されている、上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0019】

第１０の観点の発明は、
前記複数の検出素子が、前記放射線源から検出素子までの距離が実質的に同じになるようにチャネル方向に配列されている、上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

【0020】

第１１の観点の発明は、
放射線源および放射線検出器を被写体の周りに回転させながら前記放射線源から前記被写体に放射線を照射するスキャンの実施により前記放射線検出器の各検出素子にて得られた投影データに、該検出素子に入射した散乱線の成分を除去するための散乱線補正を行う投影データ補正方法であって、
前記放射線検出器の検出素子にて得られた投影データに、該投影データに基づいて決定される第１の補正値と、該検出素子の位置に基づいて決定される第２の補正値とを用いて散乱線補正を行う、投影データ補正方法を提供する。

【0021】

第１２の観点の発明は、
コンピュータ（computer）に、上記第１１の観点の投影データ補正方法を実行させるためのプログラム（program）を提供する。

【発明の効果】

【0022】

上記観点の発明によれば、検出素子にて得られた投影データに基づいて決定される第１の補正値に加え、検出素子の位置に基づいて決定される第２の補正値を用いて散乱線補正を行うので、検出素子間でジオメトリックな散乱線入射率が一定でないことを考慮して補正することができ、検出素子間のジオメトリックな散乱線入射率を考慮していない散乱線補正において、補正の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】第１の補正テーブル（table）を表すグラフ（graph）である。

【図3】検出素子の位置によって検出される散乱線の発生領域の広さが異なる様子を概念的に示す図である。

【図4】検出素子の位置によって検出される散乱線の発生領域の広さがどの程度変化するかを説明するための図である。

【図5】第２の補正テーブルを表すグラフである。

【図6】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の断層像生成処理のフローチャート（flowchart）である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

【0025】

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の要部構成を示すブロック（block）図である。

【0026】

Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１、アパーチャ（aperture）１２、Ｘ線検出器１３、およびコリメータ１４を備えている。

【0027】

Ｘ線管１１は、Ｘ線焦点１１ｆから被検体２０にＸ線を照射する。

【0028】

アパーチャ１２は、Ｘ線管１１と被検体２０との間に設けられている。アパーチャ１２は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を、ファン角θで広がる扇形のファンビーム（fan-beam）に成形する。

【0029】

Ｘ線検出器１３は、被検体２０を挟むようにＸ線管１１と対向して配置されている。Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管１１から照射され、被検体２０を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１３の検出面は、Ｘ線管１１の焦点１１ｆから検出面上の各位置までの距離がほぼ一定となるように湾曲形成されている。Ｘ線検出器１３は、チャネル方向および列方向に２次元的に配列された複数の検出素子１３１を有している。チャネル方向は、照射されるファンビームＸ線のファン角θ（広がり）方向、列方向はその厚み方向である。なお、ここでは、検出素子１３１のチャネル方向における位置を示す番号をチャネル番号ｉ（ｉ＝１〜ｉmax）、列方向における位置を示す番号を列番号ｊ（ｊ＝１〜ｊmax）で表す。

【0030】

コリメータ１４は、Ｘ線検出器１３のＸ線入射側に設けられている。コリメータ１４は、いわゆるペイシェント・コリメータ（patient collimator）であり、被検体２０を透過したＸ線のうち、直接線はＸ線検出器１３への入射を許し、散乱線は除去されるように機能する。コリメータ１４は、複数の検出素子１３１をチャネル方向に区分するよう、それぞれが検出素子の境界に設けられた複数のコリメータ板１４１を有している。複数のコリメータ板１４１は、それぞれ、その板面がＸ線の照射方向に沿うような向きで設置されている。

【0031】

Ｘ線管１１およびＸ線検出器１３は、互いの位置関係を維持したまま回転することができるよう支持されている。Ｘ線管１１の焦点１１ｆおよびＸ線検出器１３の回転中心は、アイソセンタ３０である。アイソセンタ３０は、撮像視野の中心となる。そのため、一般的に、被検体２０は、その体軸がアイソセンタ３０と略一致するように、不図示の撮影テーブル上に載置される。つまり、アイソセンタ３０は、被検体２０の基準位置の一例と考えることができる。

【0032】

Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１およびＸ線検出器１３を回転させ、Ｘ線管１１の焦点１１ｆからＸ線を被検体２０に照射し、Ｘ線検出器１３で被検体２０の透過Ｘ線を検出することにより、スキャンを実施する。

【0033】

Ｘ線ＣＴ装置１は、さらに、ＤＡＳ（Data Acquisition
System）１５、記憶部１６、および演算・制御部１７を備えている。

【0034】

ＤＡＳ１５は、Ｘ線検出器１３が検出したＸ線強度のアナログデータ（analog
data）をデジタルデータ（digital data）に変換して収集する。

【0035】

記憶部１６は、スキャンによって得られた投影データの散乱線補正に用いる第１および第２の補正テーブルＴ１，Ｔ２を記憶している。第１の補正テーブルＴ１は、第１の補正値Ａを定めるものであり、第２の補正テーブルＴ２は、第２の補正値Ｂを定めるものである。第１の補正値Ａは、検出素子１３１にて得られた投影データに基づいて決定されるものであり、本例では、検出素子１３１にて得られた投影データにおける散乱線の成分の割合を規定するものである。また、第２の補正値Ｂは、検出素子１３１の位置に基づいて決定されるものであり、本例では、検出素子１３１のジオメトリックな散乱線入射率の相対値を規定するものである。第１および第２の補正値Ａ，Ｂについては後ほど詳述する。

【0036】

演算・制御部１７は、Ｘ線管１１およびＸ線検出器１３を回転させながら、Ｘ線管１１の焦点１１ｆからＸ線を被検体２０に照射し、被検体２０の透過Ｘ線をＸ線検出器１３で検出するスキャンを実施すべく、各部を制御する。ＤＡＳ１５では、このスキャンの実施により、複数ビュー（view）の投影データが収集される。なお、ここでは、各ビューの番号をビュー番号ｋで表す。

【0037】

また、演算・制御部１７は、ＤＡＳ１５が収集した投影データを受け取る。演算・制御部１７は、受け取った投影データに基づいて、逆投影などの画像再構成の演算を行い、画像データを生成する。演算・制御部１７は、画像再構成の際に、記憶部１６にアクセス（access）し、第１および第２補正テーブルＴ１，Ｔ２から読み出した補正値に基づいて、投影データの散乱線補正を行う。そして、演算・制御部１７は、散乱線補正された投影データに基づいて画像データを生成する。

【0038】

ここで、記憶部１６に記憶されている第１および第２の補正値について詳しく説明する。

【0039】

図２は、第１の補正テーブルＴ１を表すグラフである。このグラフは、Ｘ線ビームの経路長Ｐｒと第１の補正値Ａとの対応関係を示している。第１の補正値Ａは、検出素子１３１が検出したＸ線の強度（直接線の強度Ｐ＋散乱線の強度Ｓ）に対する散乱線の強度Ｓの割合Ｓ／（Ｐ＋Ｓ）の推定値である。

【0040】

散乱線は、被検体２０中の骨のようにＸ線吸収率が極端に異なる対象物にＸ線が当たり、Ｘ線の進行経路が変わることに起因して生じる。そのため、ここでは、散乱線は被検体２０内をＸ線が通過することにより発生し、その散乱線の大きさや広がりは、主として被検体２０内のＸ線ビームの経路長Ｐｒに依存するという散乱線入射モデルを考えることができる。このような散乱線入射モデルでは、投影データにおける散乱線成分は、その投影データに対応するＸ線ビームの被検体２０内の経路長Ｐｒに依存すると考えることができる。

【0041】

したがって、検出素子１３１が検出したＸ線（直接線の強度Ｐ＋散乱線の強度Ｓ）に対する散乱線の強度Ｓの割合Ｓ／（Ｐ＋Ｓ）を、第１の補正値Ａとすれば、投影データに対して、その投影データに対応するＸ線ビームの被検体２０内の経路長Ｐｒと対応付けされた第１の補正値Ａを乗算することにより、その投影データにおける散乱線成分を見積もることができる。すなわち、投影データＤ（ｉ，ｊ，ｋ）にオフセット（off-set）補正（検出素子間特性補正）やレファレンス（reference）補正（Ｘ線強度補正）を行って得られた投影データＤ１（ｉ，ｊ，ｋ）に対して、１−Ａ（Ｄ１（ｉ，ｊ，ｋ））を乗算することにより、散乱線成分を除去することができる。

【0042】

この第１の補正テーブルＴ１は、Ｘ線吸収係数や形状、位置が既知であるファントム（例えば、円柱/楕円形状の水/アクリル・ファントム）を実際にスキャンして求めることができる。すなわち、ファントムのスキャンにより得られた１または複数の検出素子１３１の投影データについて、ジオメトリ（geometry）や撮影条件を基に、その投影データに対応するＸ線ビームのファントム中での経路長と、その投影データにおける直接線成分の予測値とを求める。そして、その投影データから直接線成分を差し引いて散乱線成分を求め、投影データ毎に経路長と散乱線成分との対応関係を求める。経路長と散乱線成分との対応関係をグラフにプロット（plot）し、所定の関数へのフィッティング（fitting）により、第１の補正テーブルＴ１を求める。なお、第１の補正テーブルＴ１の求め方の詳細については、特開２００５−８７５８８号公報等を参照されたい。

【0043】

ところで、第１の補正テーブルＴ１は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１３との位置関係等のシステム構成すなわちジオメトリによる影響は無視して求められている。しかしながら、実際には、検出素子１３１で検出される散乱線の強度は、ジオメトリによる影響を微小ながら受けており、検出素子１３１間においてジオメトリックな散乱線入射率の変動が存在している。したがって、投影データに対して、この影響を考慮した更なる補正を行うことにより、散乱線補正の精度をより高めることができる。この点について以下に詳しく説明する。

【0044】

図３は、検出素子１３１の位置によって、検出される散乱線の発生領域の広さが異なる様子を概念的に示す図である。なお、本図では、アイソセンタ３０から検出素子１３１までの距離が、検出素子１３１の位置によって異なることを示すため、アイソセンタ３０から中央部の検出素子１３１までのＸ線ビームの経路と、アイソセンタ３０からより端部に近づく非中央部の検出素子１３１までのＸ線ビームの経路とを重ねて表している。

【0045】

図３に示すように、Ｘ線検出器１３のチャネル方向における中央部ｃの検出素子１３１と、より端部に近づく非中央部ｔの検出素子１３１とでは、アイソセンタ３０からの距離が異なっており、中央部ｃの検出素子１３１よりも非中央部ｔの検出素子１３１の方が、アイソセンタ３０からの距離が大きくなる。また、散乱線発生源は被検体２０内であり、散乱線発生源の基準位置は、被検体２０の基準位置であると考えることができる。一般的に、被検体２０は、その体軸がアイソセンタ３０と一致するように載置されることから、アイソセンタ３０は、被検体２０の基準位置として考えることができる。また、検出素子１３１とこれを区分するコリメータ板１４１と相対的な位置関係は、いずれの検出素子１３１においても実質的に同じである。すると、中央部ｃの検出素子１３１と、非中央部ｔの検出素子１３１とでは、検出される（入射可能な）散乱線の発生領域の広さが異なり、アイソセンタ３０から遠い検出素子、すなわち、チャネル方向における端部に近い検出素子ほど、その発生領域は広くなることが分かる。

【0046】

図４は、検出素子の位置によって検出される散乱線の発生領域の広さがどの程度変化するかを一つのモデルを用いて説明するための図である。本図が示すモデルにおいて、ライン（line）ｈは、アイソセンタ３０近傍における仮想上の散乱線発生源であり、いずれの検出素子１３１から見ても、Ｘ線の散乱が同じ確率でＸ線検出器１３に向けて等方的に発生するものと仮定する。また、本図において、ａ（ｉc）は、アイソセンタ３０からチャネル方向における中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）までの距離であり、ｂ（ｉc）は、チャネル方向における中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）で検出される散乱線のうち、入射角が−αとなる側での散乱線のチャネル方向の発生領域である。また、ａ（ｉ）は、被検体２０の基準位置となるアイソセンタ３０からチャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）までの距離であり、ｂ（ｉ）は、チャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）で検出される散乱線のうち、入射角が−αとなる側での散乱線のチャネル方向の発生領域である。Δａ（ｉ）は、チャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）におけるオフセンタ（off-center）距離であり、アイソセンタ３０から中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）までの距離ａ（ｉc）と、アイソセンタ３０からチャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）までの距離ａ（ｉ）との差分である。ここで、検出素子１３１への散乱線の入射は、チャネル方向において左右対称であると考えることができる。すると、チャネル方向の中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）における入射散乱線の発生領域ｂ（ｉc）を基準としたときの、チャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）における入射散乱線の発生領域ｂ（ｉ）の増加比率Ｂ（ｉ）は、下式のように表すことができる。

【0047】

Ｂ（ｉ）＝ｂ（ｉ）／ｂ（ｉc）
＝ａ（ｉ）／ａ（ｉc）
＝（ａ（ｉc）＋Δａ（ｉ））／ａ（ｉc） （数式１）

【0048】

ここで、ａ（ｉc）はアイソセンタ３０から中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）までの距離であるから、既知である。また、オフセンタ距離Δａ（ｉ）は、チャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）ごとに、アイソセンタ３０とその検出素子１３１（ｉ）との位置関係に基づいて特定することができる。したがって、投影データにおけるジオメトリックな散乱線入射率の変動分を除去するため、チャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）における入射散乱線の発生領域の増加比率Ｂ（ｉ）を、チャネル番号に対して基準化された第２の補正値として考えることができる。

【0049】

なお、Ｘ線管１１の焦点１１ｆからアイソセンタ３０までの距離が５４０ｍｍであり、アイソセンタ３０から中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）までの距離ａ（ｉc）が４００ｍｍであり、ファンビームＸ線のファン角θが約６０°であると仮定すると、チャネル方向の端部の検出素子１３１（１），１３１（ｉmax）におけるオフセット距離Δａ（１），Δａ（ｉmax）は、６５ｍｍ程度であり、チャネル方向の端部の検出素子１３１（１），１３１（ｉmax）における入射散乱線の発生領域の増加比率Ｂ（１），Ｂ（ｉmax）は、１．１６程度である。つまり、チャネル方向における端部の検出素子１３１（１），１３１（ｉmax）におけるジオメトリックな散乱線入射率は、チャネル方向における中央部ｃの検出素子１３１（ｉc）と比較して、約１６％も大きいことになる。

【0050】

図５は、第２の補正テーブルＴ２を表すグラフである。このグラフは、チャネル番号ｉ（ｉ＝１〜ｉmax）と第２の補正値Ｂ（ｉ）との対応関係を示している。第２の補正値Ｂ（ｉ）は、中央部ｃの検出素子（ｉ＝ｉc）を基準としたときの、チャネル番号ｉの検出素子１３１（ｉ）における入射散乱線の発生領域の増加比率である。このように、第２の補正値Ｂ（ｉ）は、被写体６０の基準位置から検出素子１３１（ｉ）までの距離が大きくなるほど、この第２の補正値Ｂ（ｉ）を用いた補正による散乱線の成分の増大率がより大きくなるように定められている。投影データの散乱線成分に、この第２の補正値Ｂ（ｉ）を乗算することにより、ジオメトリックな散乱線入射率の変動分が除去され、より正確な散乱線成分が得られる。なお、本例では、第２の補正値Ｂ（ｉ）は、上記のような一モデルを用いて導いているが、必ずしもこれに限定されず、他のモデルや実験結果等を用いて定めてもよい。

【0051】

これより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の断層像生成処理の流れについて説明する。図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の断層像生成処理のフローチャートである。

【0052】

ステップＳ１では、演算・制御部１７が、Ｘ線ＣＴ装置１の各部を制御することによりスキャンを行う。このスキャンにより、チャネル番号ｉ，列番号ｊ，ビュー番号ｋ毎の投影データＤ（ｉ，ｊ，ｋ）を収集する。

【0053】

ステップＳ２では、演算・制御部１７が、収集された投影データＤ（ｉ，ｊ，ｋ）に基づいて、ビュー番号ｋ毎に、チャネル番号ｉ，列番号ｊの各検出素子１３１が検出したＸ線ビームの被検体２０中における経路長Ｐｒ（ｉ，ｊ，ｋ）を算出する。経路長Ｐｒ（ｉ，ｊ，ｋ）は、投影データＤ（ｉ，ｊ，ｋ）に、オフセット補正、レファレンス補正、対数変換（−log化）等を施すことにより算出することができる。

【0054】

ステップＳ３では、演算・制御部１７が、算出された経路長Ｐｒ（ｉ，ｊ，ｋ）に基づいて、第１の補正テーブルＴ１を参照し、第１の補正値Ａ（ｉ，ｊ，ｋ）を読み出す。ただし、Ａ＝Ｓ／（Ｐ＋Ｓ）。

【0055】

ステップＳ４では、各投影データＤ（ｉ，ｊ，ｋ）に、オフセット補正、レファレンス補正などを含む第１の前処理を施し、投影データＤ１（ｉ，ｊ，ｋ）を得る。

【0056】

ステップＳ５では、第１の補正値Ａ（ｉ，ｊ，ｋ）および第２の補正値Ｂ（ｉ）を用いて投影データＤ１（ｉ，ｊ，ｋ）に散乱線補正を行い、投影データＤ１＿０（ｉ，ｊ，ｋ）を得る。具体的には、例えば、投影データＤ１（ｉ，ｊ，ｋ）に、（１−Ａ（ｉ，ｊ，ｋ）×Ｂ（ｉ））を乗算する。

【0057】

ステップＳ６では、投影データＤ１＿０（ｉ，ｊ，ｋ）に、対数変換を含む第２の前処理を施し、投影データＤ２（ｉ，ｊ，ｋ）を得る。

【0058】

ステップＳ７では、投影データＤ２（ｉ，ｊ，ｋ）に逆投影等の画像再構成処理を行って、断層像を表す画像データを生成する。

【0059】

以上、本実施形態によれば、検出素子にて得られた投影データに基づいて決定される第１の補正値Ａに加え、検出素子の位置に基づいて決定される第２の補正値Ｂを用いて散乱線補正を行うので、検出素子間でジオメトリックな散乱線入射率が一定でないことを考慮して補正することができ、検出素子間のジオメトリックな散乱線入射率を考慮していない散乱線補正において、補正の精度を高めることができる。

【0060】

なお、発明は本実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の実施形態を採り得る。

【0061】

例えば、本実施形態では、コリメータ板がチャネル方向に配列された場合を想定しているが、発明は、コリメータ板が列方向に配列された場合や、コリメータ板がチャネル方向および列方向に配列された場合にも、同様に適用可能である。

【0062】

また例えば、本実施形態では、投影データにおける散乱線成分が、Ｘ線ビームの被検体２０における経路長に依存するという散乱線入射モデルを用いて、散乱線補正を行っているが、これとは別の散乱線入射モデルを用いてもよい。ただし、検出素子１３１間のジオメトリックな散乱線入射率の変動が考慮されていないものに限る。

【0063】

また例えば、本実施形態では、第２の補正値BＢ（ｉ）は、アイソセンタ３０を被写体２０の基準位置として、アイソセンタ３０から検出素子１３１（ｉ）までの距離と対応付けされた補正値であるが、アイソセンタ３０に近接する他の位置を被写体２０の基準位置として、その他の位置から検出素子１３１（ｉ）までの距離と対応付けされた補正値としてもよい。

【0064】

なお、コンピュータに、投影データの散乱線補正の一部として、上記のような検出素子１３１間のジオメトリックな散乱線入射率の変動成分を除去する補正を実行させるためのプログラムもまた、発明の一実施形態である。

【符号の説明】

【0065】

１ Ｘ線ＣＴ装置
１１ Ｘ線管（放射線源）
１１ｆ 焦点
１２ アパーチャ
１３ Ｘ線検出器（放射線検出器）
１３１ 検出素子
１４ コリメータ
１４１ コリメータ板
１５ ＤＡＳ
１６ 記憶部
１７ 演算・制御部（制御手段、補正手段）
２０ 被検体（被写体）
３０ アイソセンタ（回転中心）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】