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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Strahlungs-Bildgebungsgerät und ein
Strahlungs-Bildgebungsverfahren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf ein Strahlungs-Bildgebungsgerät und ein Strahlungs-Bildgebungsverfahren,
welches die Rekonstruktion eines in Bezug auf die Streustrahlung korrigierten
Bildes ermöglicht,
das einer Streustrahlungs-Korrekturverarbeitung unterzogen wird.
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Ein
Strahlungs-Bildgebungsgerät,
das ein Röntgen-CT (Computertomographie)-Gerät umfasst,
sendet eine Strahlung, wie z. B. Röntgenstrahlen, in einen Bildgebungsbereich
eines Objekts aus und führt
dann eine Abtastung zur Feststellung der durch den Bildgebungsbereich
des Objekts gesendeten Strahlung durch, um Projektionsdaten zu gewinnen.
Das tomographische Bild wird in Bezug auf die Querschnittsebene
des Bildgebungsbereiches auf der Grundlage der Projektionsdaten
rekonstruiert, die im Zuge der Abtastung gewonnen wurden. Solch
ein Strahlungs-Bildgebungsgerät
wird in großem
Umfang in solch weitreichenden Bereichen wie dem medizinischen und
dem industriellen Gebiet eingesetzt.
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Um
es genauer auszuführen,
werden bei der Bildgebung eines Objekts die Röntgenröhre und der Mehrzeilen-Röntgendetektor
des Röntgen-CT-Geräts bewegt,
so dass sich diese um das Objekt herum drehen können, und zwar um die Körperachsen richtung
des Objekts, so dass eine Abtastung durchgeführt werden kann. Hierbei streut
die Röntgenröhre einen
Röntgenstrahl
sternförmig
oder in Form eines Kegelstrahls in Kanalrichtung, also entlang der
Rotationsrichtung des Detektors, welcher um das Objekt herum rotiert,
sowie in Zeilenrichtung entlang der Rotationsachse der Rotation
aus, und der Mehrzeilen-Röntgendetektor,
der mit einer Mehrzahl von Detektionselementen ausgestattet ist,
welche entlang der Kanalrichtung und der Zeilenrichtung angeordnet
sind, erkennt den durch das Objekt gelaufenen Röntgenstrahl, wodurch eine Abtastung durchgeführt wird.
Solch eine Abtastung kann in Form einer Axialabtastung, einer Spiralabtastung
o. Ä. durchgeführt werden.
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Dann
wird eine Serie von tomographischen Bildern rekonstruiert, die aufeinander
folgend in einer Vielzahl von Axialebenen in Körperachsenrichtung einer Testperson
angeordnet sind, und zwar geschieht dies auf der Grundlage der Projektionsdaten,
die im Zuge der durchgeführten
Abtastung gewonnen wurden. An diesem Punkt wird auf die Projektionsdaten,
die sich jeweils gegenüberliegen,
eine gewichtete Additionsverarbeitung angewandt, was zum Beispiel
im Zuge eines Bildrekonstruktionsverfahrens geschehen kann, das
auf solchen Methoden wie der Feldkampmethode basiert, welche Bildrekonstruktionsmethoden
beinhalten, die als dreidimensionales Rückprojektionsverfahren und
als Kegelstrahl-Rückprojektionsverfahren
bezeichnet werden, und es wird ein tomographisches Bild rekonstruiert,
das der Axialebene entspricht, welche die vertikale Ebene zur Körperachsenrichtung
darstellt und als vertikale Linie definiert ist.
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Bei
der Abbildung eines Objekts unter Verwendung eines Röntgen-CT-Geräts kann
eine Teil des Röntgenstrahls,
der bei der Abtastung von der Röntgenröhre zum
Bildgebungsbereich des Objekts hin ausgesendet wird, als Streustrahl
in Streurichtung gestreut werden, die sich aufgrund des Bildgebungsbereichs
des Objekts, welches sich dazwischen befindet, von der Strahlungsrichtung
unterscheidet, die von der Röntgenröhre zu jedem
der Detektionselemente im Mehrzeilen-Röntgendetektor verläuft. Dieses
Phänomen
führt dazu,
dass die Projektionsdaten des Streustrahls als Rauschkomponente
enthalten sind. Daher kann das tomographische Bild, das auf der
Grundlage der Projektionsdaten rekonstruiert wird, wegen des Einflusses
der Streustrahlung einige Verfälschungen
enthalten, was zur Minderung der Bildqualität führt.
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Um
das Auftreten von solchen ungünstigen
Bedingungen zu verhindern, kann ein Kollimator eingesetzt werden,
so dass die Streustrahlung zwischen allen Detektionselementen in
dem Mehrzeilen-Röntgendetektor
abgeschirmt wird, wodurch verhindert wird, dass Streustrahlen die
Detektionselemente erreichen (siehe z. B. Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2005-87618).
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Um
das Auftreten solch ungünstiger
Umstände
zu unterdrücken,
können
die Streustrahlungsdaten, die als Rauschen in den im Zuge der Abtastung
gewonnen Daten enthalten sind, unter Computereinsatz errechnet werden,
und dann kann die Streustrahlungs-Korrekturverarbeitung durchgeführt werden,
indem auf die Streustrahlungsdaten zurückgegriffen. Zum Beispiel können bestimmte
Streustrahlungsdaten zur Korrektur der Projektionsdaten verwendet
werden, und ein tomographisches Bild kann auf der Grundlage der
korrigierten Projektionsdaten rekonstruiert werden, um ein Streuungskorrigiertes
Bild mit korrigierter Streustrahlung zu erhalten (siehe z. B. Ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-197628 und Ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. H7(1995)-213517).
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Wenn
die Streustrahlungskorrektur wie oben beschrieben durchgeführt wird,
können
die Charakteristiken eines Streustrahls, welcher von der Röntgenröhre übertragenen
und aufgrund von Phänomenen
wie z. B. dem photoelektrischen Effekt, der Rayleigh-Streuung oder
der Compton-Streuung am Objekt gestreut wird, durch eine Berechnung
unter Berücksichtigung
der Energieverteilung des ausgestrahlten Röntgenstrahls errechnet werden,
so dass die in den Projektionsdaten enthaltenen Streustrahlungsdaten
bestimmt werden können.
Daraufhin können
die auf diese Weise bestimmten Streustrahlungsdaten benutzt werden,
um die Projektionsdaten zu korrigieren. Alternativ kann es auch
der Fall sein, dass die Streustrahlungsdaten so berechnet werden,
dass sie der Übertragungslänge angepasst
werden, mit der die Strahlung in das Objekt übertragen wird, so dass eine
sehr genaue Korrektur der Projektionsdaten durchgeführt werden
kann. Auf diese Weise wird eine hochpräzise Streustrahlenkorrektur
erreicht.
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Allerdings
gibt es auch Fälle,
bei denen sich die ungünstigen
Umstände,
wie sie oben beschrieben wurden, selbst mit diesen Korrekturansätzen nicht
gut verbessern lassen.
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Genauer
gesagt kann das Verhalten des Streustrahls sich je nach Dichteprofil
verändern,
wenn der Bildgebungsbereich des Objekts Bereiche von hoher und von
niedriger Dichte enthält.
Wie auch immer, da die Korrektur auf der Annahme beruht, dass die
Dichte im Bildgebungsbereich des Objekts einheitlich ist, kann es sein,
dass die Korrektur der Projektionsdaten in ausreichendem Maße durchgeführt wird,
oder eben nicht, wobei solche Streustrahlungsdaten wie Rauschen
nicht berücksichtigt
werden, so dass ein tomographisches Bild, dass unter Verwendung
dieser Projektionsdaten rekonstruiert wird, Verfälschungen aufweisen kann, was
zur Minderung der Bildqualität
führt.
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Insbesondere
wird heutzutage die Anzahl der Detektionselemente in Mehrzeilen-Röntgendetektorvorrichtungen
in Zeilenrichtung erhöht,
so dass die Erfassung von Projektionsdaten aus einem größeren Bereich ermöglicht wird.
Das führt
zu einem beträchtlichen
Auftreten von Bildverfälschungen,
und manchmal kann der ungünstige
Umstand, der die Bildqualität
mindert, offensichtlich werden. Wenn beispielsweise bei einer Testperson
ein Bereich. als Bildgebungsbereich abgebildet wird, der auch die
Leber enthält,
so hat man in Zeilenrichtung den Leberbereich sowie den Bereich
ohne die Leber. Da sich die Dichte in beiden Bereichen unterscheidet, ändert sich
das Verhalten des Streustrahls entsprechend, so dass das Rauschen,
das von dem Streustrahl verursacht wird, eventuell nicht in ausreichendem
Maße aus
den Projektionsdaten entfernt wird. Dadurch wird eine beträchtliche
Schattierung auf dem Bild verursacht, was eine Verschlechterung
der Bildqualität
bedeutet.
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Daher
besteht das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein
Strahlungs-Bildgebungsgerät und
ein Strahlungs-Bildgebungsverfahren zu liefern, welches die Verbesserung
der Bildqualität
ermöglicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Strahlungs-Bildgebungsgerät eine Abtastungseinheit,
die einen Strahlungsabschnitt zur Aussendung von Strahlen und einen
Er fassungsabschnitt mit einer Vielzahl von Detektionselementen umfasst,
welche so angeordnet sind, dass sie die vom Strahlungsabschnitt
ausgesendete Strahlung erkennen können, so dass eine Abtastung,
bei der der Strahlungsabschnitt den Strahl in einen Bildgebungsbereich
bei der Testperson aussendet, durchgeführt werden kann, und der Erfassungsabschnitt
den durch den Bildgebungsbereich übertragenen Strahl erkennt,
so dass Projektionsdaten vom Bildgebungsbereich gewonnen werden;
eine Abtastungsbedingungs-Einstellungseinheit zur Einstellung einer
Abtastungsbedingung für
eine von der Abtastungseinheit durchgeführte Abtastung; eine Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit
zur Berechnung von Streustrahlungsdaten durch die Abschätzung des
Streustrahls, der in Streurichtung gestreut wird, welches sich von
der Strahlungsrichtung unterscheidet, in der ein Strahl vom Strahlungsabschnitt
zu jedem der Detektionselemente im Erfassungsabschnitt ausgesandt
wird, wobei der Strahl, der aus dem Strahlungsabschnitt in den Bildgebungsbereich
des Objekts gemäß den durch die
Abtastungsbedingungs-Einstellungseinheit bestimmen Abtastungsbedingungen
ausgesendet wird; und eine Bildrekonstruktionseinheit zur Rekonstruktion
eines Streuungsstrahlungskorrigierten Bildes, welches einer Streustrahlungs-Korrekturverarbeitung
in Bezug auf die Querschnittsfläche
im Bildgebungsbereich bei einer Testperson unterzogen worden ist,
wobei Projektionsdaten verwendet werden, die im Zuge einer Abtastung
gewonnen wurden, die gemäß der durch
die Abtastungsbedingungs-Einstelleinheit festgelegten Abtastbedingungen
und den Streustrahlungsdaten, die von der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit
berechnet wurden, gewonnen wurden, wobei: die Bildrekonstruktionseinheit
ein tomographisches Bild unter Berücksichtigung der Querschnittsebene
des Bildgebungsbereichs auf der Grundlage der Projektionsdaten rekonstruiert; und
die Streustrahlungsdaten-Berechnungs einheit eine Dichteverteilungs-Berechnungseinheit
zur Berechnung der Dichteverteilung im Bildgebungsbereich umfasst,
wobei die Berechnung auf der tomographischen Bildrekonstruktion
durch die Bildrekonstruktionseinheit beruht, und die Streustrahlungsdaten
auf der Basis der durch die Dichteverteilungs-Berechnungseinheit
berechneten Dichteverteilung errechnet werden.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlungs-Bildgebungsverfahren den
Vorgang, bei dem es einer Abtastungseinheit, welche einen Strahlungsabschnitt
zur Aussendung eines Strahls und einen Erfassungsabschnitt mit einer
Vielzahl von Detektionselementen, die so angeordnet sind, dass sie
den vom Strahlungsabschnitt ausgesandten Strahl erkennen können, ermöglicht wird,
eine Abtastung durchzuführen,
wobei der Strahlungsabschnitt den Strahl in einen Bildgebungsbereich
des Objekts aussendet und der Erfassungsabschnitt den durch den
Bildgebungsbereich übertragenen
Strahl erkennt, um in Übereinstimmung
mit einer Abtastungsbedingung Projektionsdaten vom Bildgebungsbereich
zu erhalten; und einen Streustrahlungsdaten-Berechnungsschritt zur
Berechnung von Streustrahlungsdaten durch die Abschätzung eines
Strahls, der in einer Streuungsrichtung gestreut ist, die sich von
einer Strahlungsrichtung unterscheidet, in welcher ein Strahl vom
Strahlungsbereich zum Bildgebungsbereich des Objekts und zu jedem
der Detektionselemente im Erkennungsbereich in Übereinstimmung mit den Abtastungsbedingungen
ausgesendet wird, sowie einen Streuungsstrahlungs-Bildrekonstruktionsschritt
zur Rekonstruktion eines Bildes, das in Bezug auf die Streustrahlung
korrigiert wurde, und das einer Streustrahlungs-Korrekturverarbeitung
in Bezug auf die Querschnittebene des Bildgebungsbereichs des Objekts
unterzogen wurde, indem die Projektionsdaten, die im Zuge einer
von der Abtasteinheit durchgeführten
Abtastung gewonnen wurden, und die Streustrahlungsdaten, die in
dem besagten Streustrahlungsdaten-Berechnungsschritt errechnet wurden;
verwendet werden, wobei: der Streustrahlungsdaten-Berechnungsschritt
mitsamt einem Tomograph-Rekonstruktionsschritt zur Rekonstruktion
eines tomographischen Bildes in Bezug auf eine Querschnittebene
des Bildgebungsbereichs auf der Grundlage der Projektionsdaten;
ein Dichteverteilungs-Berechnungsschritt zur Berechnung der Dichteverteilung
im Bildgebungsbereich auf der Grundlage des Tomographen, welcher
im Tomograph-Rekonstruktionsschritt rekonstruiert wurde, und ein
Datenberechnungsschritt zur Berechnung von Streustrahlungsdaten
auf der Grundlage der Dichteverteilung, welche im Dichteverteilungs-Berechnungsschritt
berechnet wurde, durchgeführt
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
ein Strahlungs-Bildgebungsgerät und ein
Strahlungs-Bildgebungsverfahren geliefert werden, durch welche die
Bildqualität
verbessert werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm, das eine Übersicht über das Röntgen-CT-Gerät 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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2 zeigt
ein schematisches Diagramm, das einige wichtige Bauteile des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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3 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm, das die Anordnung der zentralen
Verarbeitungseinheit 30 gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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4 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht, die die Anordnung der
Objekttransporteinheit 4 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 zeigt
ein schematisches Flussdiagramm, welches die Funktionsweise des
Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 zeigt
eine schematische Seitenelevation, die das Verhalten der Streustrahlung,
die während
der Durchführung
der Abtastung des Bildgebungsbereichs des Objekts mit Hilfe der
Gantry 2 aufgrund des Bildgebungsbereichs des Objekts gestreut
wird, gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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7 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm, das die Anordnung der zentralen
Verarbeitungseinheit 30 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert.
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8 zeigt
ein schematisches Flussdiagramm, das die Funktionsweise des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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9 zeigt
ein schematisches Flussdiagramm, das die Funktionsweise des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der dritten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Einige
am besten geeignete Modi zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
werden hier im Folgenden genauer beschrieben.
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<Erste Ausführungsform>
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Von
hier an wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung detaillierter beschrieben.
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In 1 wird
ein schematisches Blockdiagramm gezeigt, welches die Übersicht über ein
Röntgen-CT-Gerät 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gibt. In 2 wird eine
perspektivische Ansicht eines wichtigen Teils eines Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Wie
in 1 gezeigt wird, ist das Röntgen-CT-Gerät 1 mit
einer Gantry 2, einer Betriebskonsole 3 und einer
Objekttransporteinheit 4 ausgestattet. Das Röntgen-CT-Gerät 1 verwendet
die Projektionsdaten, die im Zuge der Durchführung einer Abtastung gewonnen
wurden, wobei das Objekt mit Röntgenstrahlen
bestrahlt und die durch das Objekt hindurch gesandten Röntgenstrahlen
erkannt werden, so dass ein Bild vom Objekt rekonstruiert werden
kann.
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Nun
wird die Gantry 2 genauer beschrieben.
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Die
Gantry 2, wie sie in 1 gezeigt
wird, ist mit einer Röntgenröhre 20,
einer Röntgenröhrentransporteinheit 21,
einem Kollimator 22, einem Röntgendetektor 23,
einem Datenerfassungssystem 24, einem Röntgenregler 25, einem
Kollimatorregler 26, einer Dreheinheit 27 und
einem Gantryregler 28 ausgestattet. Die Gantry 2 gewinnt
die Projektionsdaten für
den Bildgebungsbereich des Objekts aus einer Abtastung, die ausgeführt wird,
indem Röntgenstrahlen
aus der Röntgenröhre 20 zum
Bildgebungsbereich ausgesendet werden und dann die durch den Bildgebungsbereich übertragenen
Röntgenstrahlen
vom Röntgendetektor 23 erkannt
werden. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Objekt,
welches durch eine Objekttransporteinheit 4 in einen Bildgebungsraum 29 transportiert
wird, mit Hilfe von Röntgen
abgetastet, um Projektionsdaten vom Objekt zu gewinnen, und zwar
auf der Grundlage des Steuersignals CTL 30a der Betriebskonsole 3 und
gemäß der Abtastbedingung,
die durch die Abtastbedingungs-Einstelleinheit 302 der
Betriebskonsole 3 bestimmt wird, wie später beschrieben werden wird.
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Genauer
gesagt sind in der Gantry 2, wie in 2 gezeigt,
die Röntgenröhre 20 und
der Röntgendetektor 23 gegenüberliegend
auf beiden Seiten des Bildgebungsbereichs 29 angeordnet,
in den das Objekt befördert
wird. Der Kollimator 22 ist zwischen der Röntgenröhre 20 und
dem Röntgendetektor 3 platziert,
so dass er den Röntgenstrahl
formen kann, der innerhalb des Bildgebungsraums 29 von
der Röntgenröhre 20 zum
Objekt übertragen
wird. Die Gantry 2 dreht oder rotiert die Röntgenröhre 20,
den Kollimator 22 und den Röntgendetektor 23 um
das Objekt herum, so dass die Abtastung durchgeführt werden kann, indem nämlich bei
jedem gegebenen Ansichtwinkel v um das Objekt herum ein Röntgenstrahl
von der Röntgenröhre 20 ausgesendet wird,
und indem der durch das Objekt übertragenen Röntgenstrahl
mit dem Röntgendetektor 3 erfasst
wird, um Projektionsdaten vom Bildgebungsbereich des Objekts zu
gewinnen. Wie in 1 gezeigt wird, ist der Ansichtswinkel
v hier ein Winkel, um den sich die Röntgenröhre 20 von der y-Richtung
aus gedreht hat, welches die vertikale Richtung ist, die 0 Grad
entspricht. Im Folgenden werden die Teile der Gantry 2 nacheinander
beschrieben.
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Die
Röntgenröhre 20,
die beispielsweise eine Art von Drehanode sein kann, sendet Röntgenstrahlen zum
Objekt hin aus. Die Röntgenröhre 20,
wie sie in 2 gezeigt ist, sendet Röntgenstrahlen
von einer bestimmten Intensität
durch den Kollimator 22 in den Bildgebungsbereich des Objekts
aus, und zwar auf der Grundlage des Steuersignals CTL 251,
das von dem Röntgenregler 25 gesendet
wird. Dann dreht sich die Röntgenröhre durch
die Dreheinheit 27 im Zentrum der Körperachse in z-Richtung um
das Objekt herum, was der Bewegungsrichtung entspricht, mit der
die Objekttransporteinheit 4 das Objekt in den Bildgebungsraum 29 hineinbefördert, so
dass Röntgenstrahlen
aus Positionen um das Objekt herum aussendet werden können. Die Röntgenröhre 20 sendet
Röntgenstrahlen
aus, so dass sie in Kanalrichtung i und in Zeilenrichtung j sternförmig auseinander
gehen. Hier ist die Kanalrichtung i die Rotationsrichtung, in der
die Röntgenröhre 20 durch
die Rotationseinheit 27 gedreht wird, und die Zeilenrichtung
j ist die Rotationsachsenrichtung der Drehung. Der von der Röntgenröhre 20 ausgesendete
Röntgenstrahl
wird durch den Kollimator 2 zu einem kegelförmigen Strahl
geformt und zum Röntgendetektor 23 hin
ausgestrahlt.
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Die
Röntgensröhren-Transporteinheit 21,
wie sie in 2 gezeigt wird, bewegt die Röntgenröhre 20 so,
dass das Zentrum der Röntgenröhre 20 sich
in Zeilenrichtung j bewegt, und zwar auf der Grundlage des Steuersignals
CTL 252 vom Röntgenstrahlregler 25.
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Der
Kollimator 22 ist, wie in 2 gezeigt,
zwischen der Röntgensröhre 20 und
dem Röntgendetektor 23 angeordnet.
Der Kollimator 22 beinhaltet beispielsweise Abschirmungen,
die dazu dienen, Röntgenstrahlen abzublocken
und zu verhindern, dass die Röntgenstrahlen
durchdringen, wobei es jeweils zwei Abschirmungen sowohl in Kanalrichtung
i als auch in Zeilenrichtung j gibt. Der Kollimator 22 bewegt
die zwei Abschirmungen, die jeweils in Kanalrichtung i und Zeilenrichtung
j angeordnet sind, unabhängig
von einander auf der Grundlage des Steuersignals CTL 261 vom Kollimatorregler 26,
um die Röntgenstrahlen
abzuschirmen, die aus der Röntgenröhre 20 in
die jeweiligen Richtungen ausgesandt werden, um den Strahl zu einem
kegelförmigen
Strahl zu formen, so dass der Bestrahlungsbereich des Röntgenstrahls,
der zum Objekt ausgesandt werden soll, angepasst wird. Mit anderen
Worten passt der Kollimator 22 die Größe der Öffnung an, durch welche der
aus der Röntgenröhre 20 ausgesandte
Röntgenstrahl
zum Objekt übertragen
wird, indem er die Abschirmungen in Kanalrichtung i bewegt, um den
Strahlungswinkel des Röntgenstrahls
an einen festgelegten Fächerwinkel
anzupassen, während
er andererseits die Größe der Öffnung verändert, indem
er die Abschirmungen in Zeilenrichtung j bewegt, um den Strahlungswinkel
des Röntgenstrahls
an einen festgelegten Kegelwinkel anzupassen.
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Der
Röntgendetektor 23 erfasst
den Röntgenstrahl,
der von der Röntgenröhre 20 ausgesendet
und durch das Objekt übertragen
wird, welches im Bildgebungsraum 29 platziert ist, um Projektionsdaten
von Objekt zu gewinnen. Der Röntgendetektor 23 dreht
sich ebenfalls durch die Dreheinheit 7 zusammen mit der Röntgenröhre 20 um
das Objekt herum. Dann erfasst der Röntgendetektor 23 den
Röntgenstrahl,
der von der Röntgenröhre 20 ausgesendet
und aus dem Umfangsbereich durch das Objekt hindurch übertragen
wird, um Projektionsdaten zu generieren.
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Wie
in 2 gezeigt wird, hat der Röntgendetektor eine Vielzahl
von Detektionselementen 23a zur Erfassung von Röntgenstrahlen,
die von der Röntgenröhre 20 ausgesendet
werden. Der Röntgendetektor 23 gehört zum Typ
der so genannten Mehrzeilen-Röntgendetektoren,
welcher z. B. zweidimensional angeordnete Detektionselemente 23a haben,
die in Kanalrichtung i entlang der Drehrichtung, mit der die Röntgenröhre 20 durch
die Dreheinheit 27 im Bildgebungsraum 29 um das
Objekt herum rotiert wird, und in Zeilenrichtung j entlang der Drehachsenrichtung,
die bei der Drehung der Röntgenröhre 20 durch
die Dreheinheit 27 die Zentralachse bildet, platziert sind.
Der Röntgendetektor 23 kann
z. B. um die 1000 Detektionselemente 23a in Kanalrichtung
i und um die 8 Detektionselemente 23a in Zeilenrichtung
j haben. Der Röntgendetektor 23 bildet eine
konkave Detektionsebene durch eine Vielzahl von zweidimensional
angeordneten Detektionselementen 23a.
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Die
Detektionselemente 23a, die den Röntgendetektor 23 bilden,
können
aus einer beliebigen Art von festem Detektor bestehen und mit einem
Szintillator (nicht in der Figur gezeigt) zur Umwandlung von Röntgenstrahlen
in Licht und einer Photodiode (nicht in der Figur gezeigt) zur Umwandlung
des durch den Szintillator umgewandelten Lichts in elektrische Ladung
ausgestattet sein. Hier soll darauf hingewiesen werden, dass die Röntgen-Detektionselemente 23a nicht
auf diese beschränkt
sein müssen
und auch in Form eines Halbleiter-Detektionselements unter Verwendung
von Cadmium-Tellurium (Cd-Te) ausgeführt sein können, oder aber als ein Typ
von Ionenkammer-Detektionselement, bei dem Xenon(Xe)-Gas verwendet wird.
Es gibt auch einen Kollimator (nicht in der Figur gezeigt), der
dazu dient, zu verhindern, dass der gestreute Röntgenstrahl zu den Detektionselementen 23a in
Kanalrichtung i des Röntgendetektors 23 durchdringt.
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Das
Datenerfassungssystem 24 dient dazu, die Projektionsdaten
vom Röntgendetektor 3 zu
erfassen. Es erfasst die Projektionsdaten, die durch die Detektionselemente 23a des
Röntgendetektors 23 von
dem erfassten Röntgenstrahl
gewonnen wurden, und sendet die erfassten Projektionsdaten an die
Betriebskonsole 3 aus. Wie in 2 gezeigt
wird, hat das Datenerfassungssystem 24 eine Multiplexer-Addierer-Selektor(MUX, ADD)-Schaltung 241 und
einen Analog/Digital-Wandler
(ADW) 242. Die Multiplexer-Addierer-Selektor-Schaltung 241 wählt die
erfassten Projektionsdaten von den Detektionselementen 23a des
Röntgendetektors 23 entsprechend
dem Steuersignal CTL 303 von einer zentralen Verarbeitungseinheit 30 aus,
oder fügt
durch die Veränderung
von deren Kombinationen etwas hinzu, und sendet das Resultat an
den A/D-Wandler 242. Der A/D-Wandler 242 wandelt
die Projektionsdaten, die durch die Multiplexer-Addierer-Selektor-Schaltung 241 als vorgegebene
Kombination ausgesucht oder hinzugefügt werden, von einem analogen
Signal in ein digitales Signal um und sendet die umgewandelten Projektionsdaten
an die zentrale Verarbeitungseinheit 30, und dann werden
die Daten in der Speichereinheit 61 gespeichert.
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Der
Röntgenstrahlregler 25,
wie er in 2 gezeigt wird, liefert auf
der Grundlage des Steuersignals 301 von der zentralen Verarbeitungseinheit 30 ein
Steuersignal CTL 251 an die Röntgenröhre 20, um die Aussendung
des Röntgenstrahl
zu regulieren. Der Röntgenregler 25 reguliert
z. B. die Röhrenstromstärke und
die Emissionszeit der Röntgenröhre 20.
Der Röntgenregler 25 sendet
auch auf der Grundlage des Steuersignals CTL 301 von der
zentralen Verarbeitungseinheit 30 das Steuersignal CTL 252 an
die Röntgenröhren-Transporteinheit 221 aus,
um das Strahlungszentrum der Röntgenröhre 20 in
Zeilenrichtung j zu regulieren und zu bewegen.
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Der
Kollimatorregler 26, wie er in 2 gezeigt
wird, sendet auf der Basis des Steuersignals CTL 302 von
der zentralen Verarbeitungseinheit 30 das Steuersignal
CTL 261 an den Kollimator 22, um den Kollimator 22 zu
steuern, so dass der von der Röntgenröhre 20 zum
Objekt ausgesendete Röntgenstrahl
geformt wird.
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Die
Dreheinheit 27 hat, wie sie in 1 gezeigt
wird, die Form eines Zylinders, und in ihrem zentralen Abschnitt
befindet sich der Bildgebungsbereich 29. Die Dreheinheit 27 treibt
z. B. einen Motor (nicht in der Figur gezeigt) an, und zwar auf
der Grundlage des Kontorollsignals CTL 38 vom Gantryregler 28,
so dass sie innerhalb des Bildgebungsraums 29 um die Körperachsenrichtung
z des Objekts herum rotiert. Mit anderen Worten rotiert die Dreheinheit 27 in
Kanalrichtung i um die Zeilenrichtung j als Rotationsachse herum.
Die Dreheinheit 27 versorgt die Röntgenröhre 20, die Röntgenröhren-Transporteinheit 21,
den Kollimator 22, den Röntgendetektor 23,
das Datenerfassungssystem 24, den Röntgenstrahlenregler 25 und
den Kollimatorregler 26 und trägt diese Einheiten. Die Dreheinheit 27 dreht
diese Einheiten um das Objekt herum, so dass die relativen Positionen
zwischen diesen Einheiten und dem in den Bildgebungsraum 29 gebrachten
Objekt in Drehrichtung verändert
werden.
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Der
Gantryregler 28 liefert, wie in 1 und 2 gezeigt,
das Steuersignal CTL 28 an die Dreheinheit 27,
und zwar auf der Grundlage des Steuersignals CTL 304 von
der zentralen Verarbeitungseinheit 30 der Betriebskonsole 3,
um die Rotation der Dreheinheit 27 zu regulieren.
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Im
Folgenden wird die Betriebskonsole 3 detaillierter beschrieben.
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Die
Betriebskonsole 3, wie sie in 1 gezeigt
wird, besteht aus der zentralen Verarbeitungseinheit 30,
einer Eingabevorrichtung 41, einer Anzeigevorrichtung 51 und
einer Speichereinheit 61.
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Die
zentrale Verarbeitungseinheit 30 in der Betriebskonsole 3 führt verschiedene
Verarbeitungen auf der Grundlage von Befehlseingaben durch, die
von der bedienenden Person in die Eingabevorrichtung 41 eingespeist
werden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 30 kann u. a.
einen Computer und ein Programm zum Betrieb des Computers umfassen.
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In 3 wird
ein schematisches Blockdiagramm gezeigt, welches die Anordnung der
zentralen Verarbeitungseinheit 30 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Die
zentrale Verarbeitungseinheit 30, wie sie in 3 gezeigt
wird, verfügt über eine
Steuereinheit 301, die Abtastbedingungs-Einstelleinheit 302,
eine Bildrekonstruktionseinheit 303 und eine Streustrahlungs-Datenberechnungseinheit 304.
Jeder Teil beinhaltet u. a. ein Programm zum Betreib des Computers.
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Die
Steuereinheit 301 dient der Steuerung von Teilen des Röntgen-CT-Geräts 1.
Die Steuereinheit 301 steuert die Ein heiten auf der Grundlage
der Befehlseingaben, die von der bedienenden Person in die Eingabevorrichtung 41 eingespeist
werden. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 301 jeden
Teil, um eine Abtastung entsprechend den Abtastbedingungen durchzuführen, wie
sie durch die Abtastbedingungs-Einstelleinheit 302 auf
der Grundlage der Befehlseingaben festgesetzt werden, welche von
der bedienenden Person in die Eingabevorrichtung 41 eingespeist
werden. Genauer gesagt sendet die Steuereinheit 301 das
Steuersignal 30b an die Objekttransporteinheit 4,
um zu bewirken, dass die Objekttransporteinheit 4 das Objekt
in den Bildgebungsraum 29 hineinträgt und es bewegt. Die Steuereinheit 301 sendet
das Steuersignal CTL 304 an den Gantryregler 28,
um zu bewirken, dass die Dreheinheit 27 der Gantry 2 sich
dreht. Die Steuereinheit 301 sendet das Steuersignal CTL 301 an
den Röntgenstrahlregler 25,
um zu bewirken, dass die Röntgenröhre 20 Röntgenstrahlen
aussendet. Die Steuereinheit 301 sendet das Steuersignal
CTL 302 in den Kollimatorregler 26, um den Kollimator 2 so
zu regulieren, dass dieser den Röntgenstrahl
formt. Die Steuereinheit 301 sendet ebenfalls ein Steuersignal
CTL 303 an das Datenerfassungssystem 24 aus, um
es so einzustellen, dass es die Projektionsdaten einholt, die durch
die Detektionselemente 23a des Röntgendetektors 23 erfasst
wurden.
-
Die
Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 stellt die Abtastbedingungen
für die
Bedienung jedes Teils bei der Durchführung der Abtastung auf der
Grundlage der Abtastparameter ein, die von der bedienenden Person
in die Eingabevorrichtung 41 eingespeist wurden. Zum Beispiel
stellt die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 Abtastbedingungen
wie Schnittdicke, Abtaststartposition, Abtastendposition, Pitch,
Breite des Röntgenstrahls,
Wert der Röntgenröhrenstromstärke, Röntgenröhrenspannungswert
etc. ein. Dann sendet die Ab tastbedingungs-Einstellungseinheit 302 die
Abtastbedingungsdaten an die Steuereinheit 301, so dass
jeder Teil gesteuert werden kann.
-
Die
Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert ein tomographisches
Bild vom Querschnitt eines Objekts als digitales Bild, das aus einer
Vielzahl von Pixels besteht, und zwar auf der Grundlage der Projektionsdaten,
die vom Datenerfassungssystem 24 nach der Durchführung einer
Abtastung gewonnen wurden. Zum Beispiel rekonstruiert die Bildrekonstruktionseinheit 303 Bilder
von einer Vielzahl von Querschnitten des Objekts aus den Projektionsdaten,
welche im Zuge der Durchführung
der Abtastung gewonnen wurden, wobei der CT-Wert als Pixelwert verwendet
wird. Beispielsweise führt
sie die Bildrekonstruktion unter Anwendung des Kegelstrahlprojektionsverfahrens
durch. So verwendet die Bildrekonstruktionseinheit 303 eine
Vielzahl von Projektionsdatensätzen
entsprechend den Pixels auf der Bildrekonstruktionsebene, um Bilder
von Querschnitten des Objekts zu rekonstruieren. In der bevorzugten
Ausführungsform
führt die
Bildrekonstruktionseinheit 303 Verarbeitungen der vom Datenerfassungssystem 24 gewonnenen
Projektionsdaten durch, zu denen Offset-Korrekturen, Logarithmuskorrekturen,
Röntgendosiskorrekturen,
Empfindlichkeitskorrekturen etc. gehören. Die Bildrekonstruktionseinheit 303 unterzieht
die vorbearbeiteten Projektionsdaten dann einer Filterungsverarbeitung.
In dieser bevorzugten Ausführungsform
führt die
Bildrekonstruktionseinheit 303 eine Filterung inklusive
einer Fourierumwandlung, einer Faltung der Bildrekonstruktionsfunktion
und dann eine Umkehrung der Fourierumwandlung durch. Danach wird
eine dreidimensionale Rückprojektionsverarbeitung
auf die so gefilterten Projektionsdaten angewendet, und dann werden
sie einer Nachbearbeitung unterzogen, um die Bilddaten zu generieren.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
benutzt die Bildrekonstruktionseinheit 303 die Projektionsdaten, die
im Zuge der Durchführung
einer Abtastung mit der Gantry 2 gewonnen wurden, so dass
eine Anpassung an die Abtastungsbedingung stattfindet, die durch
die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 festgelegt wurden,
sowie die Streustrahlungsdaten, die unter Einsatz der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 errechnet
wurden, um das in Bezug auf die Streuungsstrahlung korrigierte Bild,
bei dem die Streustrahlung in Bezug auf die Querschnittsebenen des
Bildgebungsbereichs des Objekts korrigiert wurde, zu rekonstruieren.
-
Obgleich
Details später
beschrieben werden, sei gesagt, dass die Bildrekonstruktionseinheit 303 bei der
Rekonstruktion des in Bezug auf die Streustrahlung korrigierten
Bildes von der Speichereinheit 61 die Projektionsdaten
erhält,
die im Züge
der Durchführung
der Abtastung mit der Gantry 2 entsprechend der durch die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 festgelegten
Abtastungsbedingung gewonnen wurden, dann verwendet sie die Projektionsdaten,
um für
die Querschnittebene des Bildgebungsbereichs des Objekts ein tomographisches
Bild zu rekonstruieren. Dann wird das so rekonstruierte tomographische
Bild verwendet, um die Dichteverteilung im Bildgebungsbereich des
Objekts durch die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 zu berechnen,
die Streustrahlungsdaten werden aus der Dichteverteilung abgeleitet
und die Bildrekonstruktionseinheit 303 erhält noch
einmal die Projektionsdaten, die im Zuge der Abtastung gewonnen
wurden, von der Speichereinheit, um die Streustrahlungskorrektur
für die
Projektionsdaten unter Verwendung der Streustrahlungsdaten, die
durch die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 errechnet
worden sind, durchzuführen.
Danach rekonstruiert die Bildrekonstruktionseinheit 303 auf
der Grundlage der Projektionsdaten, die einer Streustrahlungs-Korrekturverarbeitung
unterzogen wurden, ein Bild, bei dem die Streustrahlung korrigiert
ist.
-
Die
Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet für den Röntgenstrahl,
der von der Röntgenröhre 21 zum
Bildgebungsbereich des Objekts entsprechend der von der Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 eingestellten
Abtastungsbedingung ausgesendet wurde, die Streustrahlungsdaten,
indem sie den Streustrahlung berechnet, die durch den Bildgebungsbereich
des Objekts in Streurichtung entsteht, welche sich von der Strahlungsrichtung,
in welche der Röntgenstrahl
von der Röntgenröhre 21 zu
jedem der Detektionselemente 23 des Röntgendetektors 23 ausgesendet
wird, unterscheidet.
-
Wie
in 3 gezeigt wird, beinhaltet die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 eine
Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341.
In der vorliegenden Ausführungsform
wird bei der Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 das
tomographische Bild, das durch die Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert wurde,
verwendet, um die Verteilungsdichte im Bildgebungsbereich des Objekts
zu berechnen. Dann benutzt die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 die
so durch die Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 errechnete
Dichteverteilung, um die Streustrahlungsdaten zu berechnen. Die
Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet die
Streustrahlungsdaten, indem sie die Streustrahlung abschätzt, die
der Abtastbedingung, die durch die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 festgelegt
wurde, und der Dichteverteilung, die durch die Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 berechnet
wurde, entspricht, und zwar auf der Grundlage der Informationen
bezüglich
der Charakteristiken der Strah lenverteilung, die in der Speichereinheit 61 gespeichert
sind, wie im Folgenden noch beschrieben werden wird.
-
Die
Eingabevorrichtung 41 der Betriebskonsole 3 kann
z. B. eine Tastatur und eine Maus beinhalten. Die Eingabevorrichtung
gibt in Reaktion auf die Eingaben durch die bedienende Person verschiedene
Informationen und Befehle an die zentrale Verarbeitungseinheit 30 weiter,
wie z. B. die Abtastparameter und Objektinformationen. Zum Beispiel
gibt die Eingabevorrichtung 41 bei der Festsetzung der
eigentlichen Abtastbedingungen entsprechend den Befehlen der bedienenden
Person Daten zur Abtaststartposition, zur Abtastendposition, dem
Pitch, der Röntgenstrahlbreite,
den Wert der Röntgenröhrenstromstärke und
der Schnittdicke als Abtastparameter ein.
-
Die
Anzeigevorrichtung 51 der Betriebskonsole 3 beinhaltet
eine Kathodenstrahlröhre,
die entsprechend des Befehls von der zentralen Verarbeitungseinheit 30 ein
oder mehrere Bilder auf dem Anzeigemonitor anzeigt. In der vorliegenden
Ausführungsform
zeigt die Anzeigevorrichtung 51 z. B. ein Bild auf dem
Anzeigebildschirm, bei dem die Streustrahlung korrigiert wurde und
das von der Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert
wurde.
-
Die
Speichereinheit 61 der Betriebskonsole 3 besteht
aus Speichervorrichtungen zur Speicherung von verschiedenen Daten.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 30 greift auf die Speichereinheit 61 zu,
um bei Bedarf gespeicherte Daten zu erhalten. In der vorliegenden
bevorzugten Ausführungsform
speichert die Speichereinheit 61 die Informationen zu Charakteristiken
von Streustrahlungen, in denen die Charakteristiken der Streustrahlung
mit den Abtastungsbedingungen und der Dichte in dem Bildgebungsbereich
des Objekts in Verbindung stehen.
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Im
Folgenden wird die Objekttransporteinheit 4 detaillierter
beschrieben.
-
Die
Objekttransporteinheit 4 befördert das Objekt in den Bildgebungsraum
hinein und aus dem Bildgebungsraum 29 hinaus.
-
In 4 wird
eine perspektivische Ansicht gezeigt, die die Anordnung der Objekttransporteinheit
gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert.
-
Wie
in 4 gezeigt wird, weist die Objekttransporteinheit 4 einen
Tisch 401 und eine Tischtransporteinheit 402 auf.
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Der
Tisch 401 der Objekttransporteinheit 4 ist so
geformt, dass die Testpersonauflageebene, auf welche die Testperson
gelegt wird, sich entlang der Horizontalebene befindet, so dass
die Auflage das Objekt trägt.
Beispielsweise legt sich die Testperson mit dem Rücken auf
den Tisch und wird von dem Tisch 401 der Objekttransporteinheit 4 getragen.
-
Die
Tischtransporteinheit 40 der Objekttransporteinheit 4 hat
eine horizontale Transportiereinheit 402a, um den Tisch 401 in
die Horizontalrichtung H entlang der Körperachse z des Objekts zu
bewegen, und eine vertikale Transporteinheit 402b, um den
Tisch 401 der Objekttransporteinheit 4 in die
vertikale Richtung V, die sich senkrecht zu der horizontalen Richtung
H befindet, zu bewegen. Die Tischtransporteinheit 402 bewegt
den Tisch 401 gemäß des Steuersignals
CTL 30b von der zentralen Verarbeitungseinheit 30,
um das Objekt in das Innere des Bildgebungsraums 29 hineinzubefördern.
-
Im
Folgenden wird die Funktionsweise des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
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In 5 wird
ein schematisches Flussdiagramm gezeigt, das die Funktionsweise
des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert.
-
Zunächst wird,
wie in 5 gezeigt, eine Abtastung durchgeführt, um
Projektionsdaten zu erhalten (S11).
-
Hier
tastet die Gantry 2 mit Röntgenstrahlen den Bildgebungsbereich
des Objekts ab, das mit Hilfe der Objekttransporteinheit 4 entsprechend
der Abtastbedingungen, die von der Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 festgelegt
wurden, in den Bildgebungsraum 29 bewegt wird, um die Projektionsdaten
des Bildgebungsbereichs zu erhalten. Zum Beispiel wird eine Abtastung
in Form einer Spiralabtastung durchgeführt.
-
Als
nächstes
wird, wie in 5 gezeigt, ein tomographisches
Bild aus den Projektionsdaten rekonstruiert (S21).
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Die
Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert dann ein tomographisches
Bild einer Querschnittfläche
des Bildgebungsbereichs des Objekts auf der Grundlage der Projektionsdaten,
die im Zuge der durchgeführten
Abtastung gewonnen wurden.
-
Genauer
gesagt werden die Projektionsdaten, die durch das Datenerfassungssystem 24 erfasst
wurden, bei solchen Verarbeitungen wie Offset-Korrektur, Logarithmuskorrektur,
Röntgendosiskorrektur,
Empfindlichkorrektur angewendet, und dann werden die verarbeiteten
Projektionsdaten einer Filterung unterzogen. Die Filterung beinhaltet
eine Fourier-Umformung, dann eine Faltung der Bildrekonstruktionsfunktion
und schließlich
eine Umkehrung der Fourier-Umformung. Danach wird die dreidimensionale
Rückprojektion
auf die so gefilterten Projektionsdaten angewendet, und es wird
eine Nachbearbeitung durchgeführt,
um ein tomographisches Bild zu rekonstruieren. In der bevorzugten
Ausführungsform
errechnet die Bildrekonstruktionseinheit 303 einen CT-Wert
für jeden
Pixel aus den Projektionsdaten, die durch die Durchführung einer
Abtastung gewonnen wurden, um ein tomographisches Bild zu rekonstruieren.
-
Als
nächstes
wird, wie in 5 gezeigt, das tomographische
Bild benutzt, um die Streustrahlungsdaten zu berechnen (S31):
Die
Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet für den Röntgenstrahl,
der bei der Durchführung der
Abtastung des Objekts von der Röntgenröhre 21 zu
dem Bildgebungsbereich des Objekts ausgesendet wird und der durch
den Bildgebungsbereich des Objekts gestreut wird, die Strahlstreuung,
um die Streustrahlungsdaten zu erhalten.
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In 6 wird
eine Seitenansicht gezeigt, die das Verhalten des Streustrahls illustriert,
der bei der Abtastung des Bildgebungsbereichs des Objekts durch
die Gantry 2 von dem Bildgebungsbereich des Objekts in der
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gestreut wird. In 6 zeigt 6(a) eine yz-Ebene und 6(b) eine
xy-Ebene.
-
Wie
in 6(a) und 6(b) gezeigt
wird, berechnet die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 die
Streustrahlung SL, die vom Bildgebungsbereich des Objekts in Streurichtung
gestreut wird, welche sich von der Bestrahlungsrichtung RD unterscheidet,
in welche die Röntgenröhre 21 Strahlen
an jedes der Detektionselemente 23a des Röntgendetektors 23 aussendet,
wodurch die Streustrahlungsdaten für den Röntgenstrahl berechnet werden,
mit dem der Bildgebungsbereich des Objekts entsprechend den Abtastbedingungen,
die von der Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 bestimmt
werden, bestrahlt wird. Im Bildgebungsbereich des Objekts zwischen
dem Objektabschnitt OBJ und einem beliebigen Abschnitt außer dem
Objektabschnitt OBJ (wobei beide unterschiedliche Dichten haben)
unterscheiden sich die Streuwinkel θ1, θ2 in Bezug auf die Ausstrahlungsrichtung
RD, wobei die Streustrahlungsdaten unter Berücksichtigung jeder dieser verschiedenen
Dichten berechnet werden.
-
In
der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform berechnet die Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 der
Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 die Dichteverteilung
im Bildgebungsbereich des Objekts auf der Grundlage des tomographischen
Bildes, das durch die Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert
wurde. Hier berechnet sie die Dichteverteilung im Bildgebungsbereich
des Objekts aus dem CT-Wert jedes Pixels im tomographischen Bild.
Dann berechnet die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 die Streustrahlungsdaten
auf der Grundlage der von der Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 berechneten Dichteverteilung.
In der bevorzugten Ausführungsform
berechnet die Streustrahlungsda ten-Berechnungseinheit 304,
die Streustrahlung, die den von der Abtastbedingungs-Einstelleinheit 302 eingestellten
Abtastbedingungen und der von der Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 berechneten
Dichteverteilung aus den Information zur Streustrahlungscharakteristik,
die in Speichereinheit 61 gespeichert ist, entspricht,
so dass daraus die Streustrahlungsdaten errechnet werden können.
-
Zum
Beispiel können
die Streustrahlungsdaten, mit denen ein Röntgenstrahl, der von der Röntgenröhre 21 ausgesendet
wird und aufgrund solcher Phänomene
wie dem photoelektrischen Effekt, der Rayleigh-Streuung oder Compton-Streuung
während
der Abtastung auf das Objekt gestreut wird, mit Hilfe der Projektionsdaten
bestimmt werden, indem die Informationen zu Streustrahlungscharakteristiken
benutzt werden, die als Referenztabelle gespeichert sind und die
Eigenschaften der Streustrahlen wie die Energieverteilung des übertragenen
Röntgenstrahls
oder die Übertragungslänge des
Röntgenstrahls,
der durch das Objekt hindurch übertragen
wird, ausdrücken.
-
Genauer
gesagt können
die Streustrahlungsdaten wie in den folgenden Gleichungen (1), (2),
(3), (4) und (5) gezeigt bestimmt werden. Pphθ (D,
E, z, θ)
= Pphcs (D, E)·Pphdc
(D, E, z, θ) (1) Pphθ (D, E, z, θ) = Precs (D, E)·Predc
(D, E, z, θ) (2) Pcomθ (D, E, z, θ) = Pcomcs (D, E)·Pcomdc
(D, E, z, θ) (3) Pcolθ (D, E, z, θ) = Pph (D, E, z, θ)·Pre (D,
E, z, θ)
+ Pcom (D, E, z, θ) (4) Rdis (x, y, view, θ) = L (x,
y, Ansicht)·tanθ/detektor
kollimation (5)
-
In
den obigen Gleichungen ist D die Abkürzung für D (x, y), was auf die Dichteverteilung
im Bildgebungsbereich des Objekts verweist, der dem tomographischen
Bild I (x, y) in der xy-Ebene entspricht, wobei die vertikale Linie
die Körperachse
in z-Richtung ist, in der eine Vielzahl von Pixels in x-Richtung
und y-Richtung angeordnet sind. E ist die Abkürzung für E (x, y, Ansicht), welches
die Energieverteilung des während
der Abtastung in jeder Ansicht um das Objekt herum ausgesandten
Röntgenstrahls
entsprechend dem tomographischen Bild I (x, y) ist. L (x, y, Ansicht)
bezeichnet den Abstand vom Bildgebungsbereich des Objekts zum Röntgendetektor
3 entsprechend einem gegebenen Pixel Pix (x, y) im tomographischen
Bild I (x, y). Pph θ (D, E,
z, θ) bezeichnet
die Streuungswahrscheinlichkeit in θ-Richtung. Pphcs (D, E) bezeichnet
die Streuungswahrscheinlichkeit des photoelektrischen Effekts. Pphdc
(D, E, z, θ)
bezeichnet die Streuungswahrscheinlichkeit in θ-Richtung, wenn der photoelektrische
Effekt auftritt. Mit anderen Worten ist Pph θ von Pphcs und Pphdc abgeleitet.
Pre θ (D,
E, z, θ)
ist die Streuwahrscheinlichkeit in θ-Richtung bei der Rayleigh-Streuung.
Precs (D, E) ist die Streuungswahrscheinlichkeit der Rayleigh-Streuung.
Predc (D, E, z, θ)
ist die Wahrscheinlichkeit der Streuung in θ-Richtung, wenn Rayleigh-Streuung
auftritt. Mit anderen Worten kann Preθ aus Precs und Predc abgeleitet
werden. Pcom (D, E, z, θ)
ist die Streuungswahrscheinlichkeit in θ-Richtung bei der Compton-Streuung.
Pcomccs (D, E) ist die Verteilungswahrscheinlichkeit der Compton-Streuung.
Pcomdc (D, E, z, θ)
ist die Wahrscheinlichkeit der Streuung in θ-Richtung, wenn Compton-Streuung
auftritt.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
wird auf der Grundlage des rekonstruierten tomographischen Bildes
die Dichteverteilung des Bildgebungsbereichs des Objekts in Überein stimmung
mit dem tomographischen Bild bestimmt, und dann wird auf der Grundlage
der Dichteverteilung die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Streuung
auf dem tomographischen Bild abgeleitet, um die Streustrahlungsdaten
zu bestimmen.
-
Als
nächstes
werden die Streustrahlungsdaten, wie in 5 gezeigt,
für die
Streustrahlungskorrektur der Projektionsdaten verwendet (S41).
-
Nachdem
die Bildrekonstruktionseinheit 303 die bei der Ausführung der
Abtastung gewonnenen Projektionsdaten von der Speichereinheit 61 erhält, führt die
Bildrekonstruktionseinheit 303 in der vorliegenden Ausführungsform
die Streustrahlungskorrektur unter Verwendung der Streustrahlungsdaten
durch, die durch die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
werden die von der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechneten
Streustrahlungsdaten verwendet, um den Korrekturkoeffizienten coefA
(Zeile, Kanal, Proj) und coefB (i, Kanal, Proj) zur Korrektur der
Projektionsdaten zu errechnen.
-
Genauer
gesagt werden die Korrekturkoeffizienten coefA(Zeile, Kanal, Proj)
und coefB (i, Kanal, proj) berechnet, wie in den folgenden Gleichungen
(6) und (7) gezeigt wird. In den Gleichungen bezeichnet „Zeile" die Position der
Detektorelemente, die in j-Richtung im Röntgendetektor 23 angeordnet
sind. Der Begriff „Kanal" bezeichnet die Position
der Detektorelemente 23a, die in Kanalrichtung i im Röntgendetektor 3 angeordnet sind.
Die Bezeichnung „Proj" bezieht sich auf
die zu ersetzenden Projektionsdaten. G ist eine Funktion zur Berechnung
der Strahlenmenge, die für „Zeile", „Kanal" von der Geometrie
im Falle von θ,
i, j einzusetzen sind. Ps θ ist
der Wert, der durch Psθ =
Preθ +
Pcomθ bezeichnet
wird. R (i, j, Ansicht, p, e) bezeichnet die Röntgenstrahlenmenge (oder Anzahl
von Photonen), die bei der Projektion von Menge P eine Energie e
haben können.
R(i, j, Ansicht, p, e) können
durch R (i, j, Ansicht, p, e) 0 = R (p) – Pcolθ·R (p) bezeichnet werden.
-
-
Dann
werden die korrigierten Projektionsdaten Proj' (Zeile, Kanal) auf der Grundlage der
folgenden Gleichung berechnet. In der bevorzugten Ausführungsform
wird angenommen, dass Kollimatoren (nicht in der Figur gezeigt)
vorhanden sind, um zu verhindern, dass gestreute Röntgenstrahlen
bis zu den Detektionselementen 23a in Kanalrichtung i des
Röntgendetektors 23 durchdringen.
Sind die Kollimatoren nicht vorhanden sind, wäre es wünschenswert, dass eine ähnliche
Korrektur genauso auf die Kanalrichtung i angewendet wird.
-
-
Als
nächstes
wird, wie in 5 gezeigt, ein im Hinblick auf
den Streustrahlung zu ersetzendes Bild auf der Grundlage der korrigierten
Projektionsdaten (S51) rekonstruiert.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
rekonstruiert die Bildrekonstruktionseinheit 303 das in
Bezug auf die Streustrahlung korrigierte Bild, das auf der Grundlage
der korrigierten Projektionsdaten streustrahlungskorrigiert wurde,
wie dies oben beschrieben wird.
-
Genauer
gesagt wird, nachdem die korrigierten Projektionsdaten einer Bearbeitung
wie z. B. der Offset-Korrektur, Logarithmuskorrektur, Röntgendosiskorrektur
oder Empfindlichkeitskorrektur unterzogen wurden, bei den vorbearbeiteten
Projektionsdaten einer Filterung durchgeführt. In diesem Beispiel werden
die Daten einer Fourier-Umformung, der Faltung einer Bildrekonstruktionsfunktion
und dann einer umgekehrten Fourier-Umformung unterzogen. Dann wird
auf die so gefilterten Daten eine dreidimensionale Rückprojektionsverarbeitung
und dann eine Nachbearbeitung angewendet. Auf diese Weise wird das
in Bezug auf die Streustrahlung korrigierte Bild rekonstruiert.
-
Als
nächstes
wird, wie in 5 gezeigt, das in Bezug auf
die Streustrahlung korrigierte Bild angezeigt (S61).
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
wird das in Bezug auf die Streustrahlung korrigierte Bild, das durch
die Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert worden
ist, mit Hilfe der Anzeigevorrichtung 51 auf dem Anzeigebildschirm
angezeigt.
-
Wie
aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich wird, rekonstruiert
in dieser bevorzugten Ausführungsform
die Bildrekonstruktionseinheit 303 aus den Projektionsdaten,
die durch eine Abtastung des Bildgebungsbereichs des Objekts durch
Gantry 2 in Übereinstimmung
mit den Abtastbedingungen, die durch die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 eingestellt
wurden, gewonnen wurden, ein tomographisches Bild für eine Querschnittsebene
des Bildgebungsbereichs des Objekts. In der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
eine Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 301a die Dichteverteilung
im Bildgebungsbereich des Objekts auf der Grundlage des tomographischen
Bildes, das durch die Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert
wurde. Danach berechnet die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 die
Streustrahlungsdaten auf der Grundlage der Dichteverteilung, die
von der Dichteverteilungs-Berechnungseinheit 341 berechnet
wurde. Dann führt
die Bildrekonstruktionseinheit 303 die Streustrahlungskorrektur
der Projektionsdaten durch, die während der Durchführung der
Abtastung durch die Gantry 2 in Übereinstimmung mit den Abtastungsbedingungen,
die mit der Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 festgelegt
wurden, und zwar geschieht dies unter Verwendung der Streustrahlungsdaten,
die durch die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden. Dann rekonstruiert die Bildrekonstruktionseinheit 303 auf
der Grundlage der so in Bezug auf die Streustrahlung korrigierten
Projektionsdaten ein Streustrahlungskorrigiertes Bild. Wie aus der vorangegangenen
Beschreibung ersichtlich wird, wird in der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsform
die Dichteverteilung von dem tomographischen Bild des Bildgebungsbereichs
des Objekts abgeleitet, um die Streustrahlungsdaten zu berechnen,
dann werden die Streustrahlungsdaten für die Korrektur der Streustrahlung
der Projektionsdaten verwendet, dann wird das in Bezug auf die Streustrahlung
korrigierte Bild aus den Streustrahlungskorrigierten Projektionsdaten
rekonstruiert. Dadurch wird bei der vorliegenden Ausführungsform
das unterschiedliche Verhalten der Streustrahlung je nach Objekt
berücksichtigt,
das sich innerhalb des Bildge bungsbereichs bei der Testperson befindet,
wenn die Streustrahlungskorrektur durchgeführt wird, wobei diejenigen
Streustrahlungsdaten entfernt werden, die Rauschen in den Projektionsdaten
verursachen, so dass das Auftreten von Verfälschungen im tomographischen
Bild, welches unter Anwendung der Projektionsdaten rekonstruiert
wurde, verhindert wird, so dass eine Verbesserung der Bildqualität erfolgt.
-
<Zweite Ausführungsform>
-
Im
Folgenden wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung detaillierter beschrieben.
-
Bei
dem Röntgen-CT-Gerät 1 der
vorliegenden Erfindung unterscheiden sich die Anordnung und die Funktionsweise
der zentralen Verarbeitungseinheit 30 von der, die bei
der ersten bevorzugten Ausführungsform
gezeigt wurden. Abgesehen davon stimmt die vorliegende bevorzugte
Ausführungsform
mit der ersten Ausführungsform überein.
Die Beschreibungen von Bauteilen, die bereits in den vorangegangenen
Ausführungen
erfolgt sind, werden im Folgenden ausgelassen.
-
In 7 ist
ein schematisches Blockdiagramm zu sehen, welches die Anordnung
der zentralen Verarbeitungseinheit 30 in der zweiten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert.
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Wie
in 7 gezeigt wird, beinhaltet die Bildrekonstruktionseinheit 303 der
zentralen Verarbeitungseinheit 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
eine Rückprojektionsverarbeitungseinheit 331.
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In
der Bildrekonstruktionseinheit 303 führt die Rückprojektionsverarbeitungseinheit 331 eine
Rückprojektionsverarbeitung
des tomographischen Bildes durch, welches zuvor von der Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert
wurde, um Rückprojektionsdaten
zu erhalten. Die Bildrekonstruktionseinheit 303 führt dann
die Streuungsröntgenstrahl-Korrekturverarbeitung
der Rückprojektionsdaten
durch, die von der Rückprojektionsverarbeitungseinheit 331 gewonnen
wurden, indem die Streustrahlungsdaten benutzt wurden, die von der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 errechnet
wurden, und rekonstruiert dann auf der Grundlage der Rückprojektionsdaten,
bei denen Streustrahlungskorrekturen durchgeführt wurden, ein in Bezug auf
die Streustrahlung korrigiertes Bild.
-
Im
Folgenden wird die Funktionsweise des Röntgen-CT-Geräts 1 der
vorliegenden bevorzugten Ausführungsform
detaillierter beschrieben.
-
In 8 wird
ein schematisches Flussdiagramm gezeigt, das die Funktionsweise
des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert.
-
Zuerst
wird, wie in 8 gezeigt, eine Abtastung auf
dieselbe Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
durchgeführt,
um Projektionsdaten (S11) zu gewinnen, dann wird ein tomographisches
Bild auf der Grundlage der Projektionsdaten rekonstruiert (S21).
-
Dann
wird, wie in 8 gezeigt wird, das tomographische
Bild in derselben Art wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, um die
Streustrahlungsdaten zu berechnen (S31).
-
An
dieser Stelle wird, wie in 8 gezeigt,
das tomographische Bild rückprojiziert,
um Projektionsdaten zu generieren (S311).
-
In
dieser bevorzugten Ausführungsform
wird das tomographische Bild, das von der Bildrekonstruktionseinheit 303 wie
oben beschrieben rekonstruiert wurde, weiter von der Rückprojektionsverarbeitungseinheit 331 rückprojiziert,
um Rückprojektionsdaten
zu erhalten. Genauer gesagt führt
die Rückprojektionsverarbeitungseinheit 331 eine
Rückprojektion
durch, und zwar so, dass die Projektion von einer Vielzahl von Richtungen
entlang der Querschnittsebene des tomographischen Bildes vom Umfangsbereich
des tomographischen Bildes aus durchgeführt wird, das von der Bildrekonstruktionseinheit 303 auf
der Grundlage der Projektionsdaten rekonstruiert wurde, die entsprechend
den durch die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 festgelegten
Abtastbedingungen gewonnen wurden, wodurch die Projektionsdaten
generiert werden.
-
Als
nächstes
werden, wie in 8 gezeigt, die Streustrahlungsdaten
verwendet, um die Rückprojektionsdaten
für die
Streustrahlung zu ersetzen (5411).
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In
dieser bevorzugten Ausführungsform
werden die Streustrahlungsdaten, die durch die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden, verwendet, um die so gewonnenen Rückprojektionsdaten für die Streustrahlung
durch die Bildrekonstruktionseinheit 303 zu korrigieren.
-
In
dieser bevorzugten Ausführungsform
werden ebenso wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
die Streustrahlungsdaten, die durch die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden, verwendet, um die Korrekturkoeffizienten CoefA (Zeile, Kanal,
Rückproj)
und CoefB (i, Kanal, Rückproj) zur
Korrektur der Projektionsdaten zu berechnen.
-
Dann
werden die Projektionsdaten nach der Ersetzung Rückproj' (Zeile, Kanal) auf der Grundlage der folgenden
Gleichung (9) berechnet.
-
-
Als
nächstes
wird, wie in 8 gezeigt, auf der Grundlage
der korrigierten Projektionsdaten ein Streustrahlungskorrigiertes
Bild rekonstruiert (5511).
-
In
dieser bevorzugten Ausführungsform
rekonstruiert die Bildrekonstruktionseinheit 303 aus den
Rückprojektionsdaten,
die wie oben beschrieben korrigiert wurden, das in Bezug auf die
Streustrahlung korrigierte Bild, bei dem die Streustrahlungskorrekturverarbeitung
durchgeführt
wurde.
-
Als
nächstes
wird, wie in 8 gezeigt, das Streustrahlungskorrigierte
Bild angezeigt (5611).
-
In
dieser bevorzugten Ausführungsform
wird das Streustrahlungskorrigierte Bild, das von Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert
wurde, mit Hilfe der Anzeigevorrichtung 51 auf dem Anzeigebildschirm
angezeigt.
-
Wie
aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich wird, wird in der
vorliegenden Ausführungsform
ein zuvor ge neriertes tomographisches Bild rückprojiziert, um Projektionsdaten
zu generieren. Dann werden wie auch bei der vorangegangenen ersten
bevorzugten Ausführungsform
die Streustrahlungsdaten, die von der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden, verwendet, um die Projektionsdaten mit Hilfe der Bildrekonstruktionseinheit 303 in
Bezug auf die Streustrahlung zu korrigieren. Danach rekonstruiert
die Bildrekonstruktionseinheit 303 ein in Bezug auf die
Streustrahlung korrigiertes Bild auf der Grundlage der Streustrahlungskorrigierten
Projektionsdaten. Indem das unterschiedliche Verhalten der Streustrahlung
je nach dem Vorhandensein eines Objekts im Bildgebungsbereich der
Testperson berücksichtigt
wird, wird in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Streustrahlungskorrektur
durchgeführt,
so dass diejenigen Streustrahlungsdaten, die Rauschen verursachen,
aus den Projektionsdaten entfernt werden, wodurch vermieden wird,
dass in einem tomographischen Bild, das unter Verwendung von solchen
Rückprojektionsdaten
rekonstruiert wurde, Verfälschungen
auftreten, was die Verbesserung der Bildqualität ermöglicht.
-
<Dritte Ausführungsform>
-
Die
dritte bevorzugte Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden detaillierter beschrieben.
-
Bei
dem Röntgen-CT-Gerät 1 der
vorliegenden Ausführungsform
unterscheidet sich die Funktionsweise der zentralen Verarbeitungseinheit 30 von
derjenigen der vorangegangenen ersten Ausführungsform. Abgesehen davon
stimmt die dritte bevorzugte Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform überein.
Daher wird die Beschreibung von gleichen Bauteilen ausgelassen.
-
Die
Funktionsweise des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
wird im Folgenden detaillierter beschrieben.
-
In 9 wird
ein schematisches Flussdiagramm gezeigt, das die Funktionsweise
des Röntgen-CT-Geräts 1 gemäß der dritten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert.
-
Zuerst
wird, wie in 9 gezeigt, eine Abtastung auf
dieselbe Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
durchgeführt,
um Projektionsdaten zu gewinnen (S11), und dann wird ein tomographisches Bild
auf der Grundlage der Projektionsdaten rekonstruiert (S21).
-
Dann
wird, wie in 9 gezeigt wird, das tomographische
Bild in derselben Art wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, um die
Streustrahlungsdaten zu berechnen (S31).
-
Als
nächstes
werden, wie in 9 gezeigt, die Streustrahlungsdaten
benutzt, um die Streustrahlungskorrektur bei dem tomographischen
Bild durchzuführen
(S41).
-
In
dieser Ausführungsform
führt die
Bildrekonstruktionseinheit 303 die Streustrahlungskorrekturverarbeitung
des so gewonnenen tomographischen Bildes wie oben beschrieben durch,
indem sie die Streustrahlungsdaten benutzt, die von der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden.
-
Genauer
gesagt ist die Korrektur wie in der untenstehenden Gleichung (10)
gezeigt durchzuführen.
-
-
Als
nächstes
wird, wie in 9 gezeigt, das in Bezug auf
die Streustrahlung korrigierte Bild angezeigt (S61).
-
In
dieser Ausführungsform
wird das in Bezug auf die Streustrahlung korrigierte Bild, bei dem
die Streustrahlung beim tomographischen Bild durch Bildrekonstruktionseinheit 303 korrigiert
wurde, mit Hilfe der Anzeigevorrichtung 51 auf dem Anzeigebildschirm
angezeigt.
-
Wie
aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich wird, wird in der
vorliegenden Ausführungsform
das tomographische Bild, das zuvor von der Bildrekonstruktionseinheit 303 rekonstruiert
wurde, einer Streustrahlungskorrektur unterzogen, um ein in Bezug
auf die Streustrahlung korrigiertes Bild zu erhalten, wobei wie
bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
die Streustrahlungsdaten, die von der Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 berechnet
wurden, verwendet werden. Indem das unterschiedliche Verhalten der
Streustrahlen je nach Vorhandensein eines Objekts im Bildgebungsbereich
der Testperson berücksichtigt wird,
wird in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform eine Streustrahlungskorrektur
durchgeführt,
so dass Rauschen, das von den Streustrahlungsdaten m (?) verursacht
wurde, aus dem tomographischen Bild entfernt wird, so dass vermieden
wird, dass Verfälschungen
einem tomographischen Bild auftreten, das unter Verwendung solcher
Rückprojektionsdaten
rekonstruiert wurde, wodurch die Verbesserung der Bildqualität ermöglicht wird.
-
In
der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform entspricht das Röntgen-CT-Gerät 1 dem Strahlungsbildgebungsgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Gantry 2 entspricht der Abtasteinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung. Außerdem
entspricht in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
die Röntgenröhre 20 dem
Strahlungsabschnitt gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
entspricht der Röntgendetektor 23 dem
Detektionsabschnitt gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
entspricht die Dreheinheit 27 dem Drehabschnitt gemäß der vorliegenden
Erfindung. Ferner entspricht in der oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsform
die Anzeigevorrichtung 51 der Anzeigeeinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
entspricht die Speichereinheit 61 der Streustrahlungscharakteristik-Informationsspeichereinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Ferner entspricht in der oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsform
die Abtastbedingungs-Einstellungseinheit 302 der Abtastbedingungs-Einstellungseinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
entspricht die Bildrekonstruktionseinheit 303 der Bildrekonstruktionseinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
entspricht die Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit 304 der
Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform entspricht die Rückprojektionsverarbeitungseinheit 331 dem
Rückprojektionsverarbeitungsabschnitt
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Außerdem
entspricht in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
die Dichteverteilungs- Berechnungseinheit 341 dem
Dichteverteilungs-Berechnungsabschnitt
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Es
sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Anwendung der
vorliegenden Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen,
wie sie hier beschrieben wurden, beschränkt ist, sondern dass vielmehr zahlreiche
Modifikationen und Veränderungen
durchgeführt
werden können.
-
Beispielsweise
ist die vorliegende Erfindung nicht auf Röntgenstrahlen beschränkt, obgleich
in den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Beispiele angeführt wurden,
bei denen Röntgenstrahlen als
Strahlen eingesetzt wurden. Ebenso können andere Strahlenarten wie
z. B. Gamma-Strahlen verwendet werden.
-
Die
vorliegende Erfindung dient der Verbesserung der Bildqualität durch
Vermeidung der Entwicklung von Verfälschungen. Aus Projektionsdaten,
die im Zuge der Durchführung
einer Abtastung eines Bildgebungsbereichs bei einem Objekt gewonnen
wurden, wird ein tomographisches Bild für eine Querschnittsebene des Bildgebungsbereichs
rekonstruiert. Auf der Grundlage des tomographischen Bildes wird
dann die Dichteverteilung des Bildgebungsbereichs (29)
des Objekts errechnet. Danach werden die Streustrahlungsdaten in
Abhängigkeit
von der Dichteverteilung errechnet, und die Projektionsdaten werden
unter Verwendung der Streustrahlungsdaten korrigiert. Schließlich wird
auf der Grundlage der korrigierten Projektionsdaten das korrigierte Bild
rekonstruiert.
-
1
- 51
- Anzeigevorrichtung
- 41
- Eingabevorrichtung
- 61
- Speichereinheit
- 30
- zentrale
Verarbeitungseinheit
- 26
- Kollimatorregler
- 25
- Röntgenregler
- 28
- Gantryregler
- 4
- Objekttransporteinheit
-
2
- 25
- Röntgenregler
- 26
- Kollimatorregler
- 28
- Gantryregler
- 241
- MUX,
ADD
- 242
- A/D-Wandler
- 30
- zentrale
Verarbeitungseinheit
-
3
- 301
- Steuereinheit
- 302
- Abtastbedingungs-Einstellungseinheit
- 303
- Bildrekonstruktionseinheit
- 304
- Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit
- 341
- Dichteverteilungs-Berechnungseinheit
-
5
- Start
-
- S11
- Gewinnung
von Projektionsdaten durch Abtastung
- S21
- Rekonstruktion
eines tomographischen Bildes aus Projektionsdaten
- S31
- Berechnung
von Streustrahlungsdaten unter Verwendung des tomographischen Bildes
- S41
- Korrektur
der Projektionsdaten unter Verwendung der Streustrahlungsdaten
- S51
- Rekonstruktion
des Streustrahlungskorrigierten Bildes anhand der korrigierten Projektionsdaten
- S61
- Anzeigen
des Streustrahlungskorrigierten Bildes
- Ende
-
-
7
- 301
- Steuereinheit
- 302
- Abtastbedingungs-Einstellungseinheit
- 303
- Bildrekonstruktionseinheit
- 331
- Rückprojektionsverarbeitungseinheit
- 304
- Streustrahlungsdaten-Berechnungseinheit
- 341
- Dichteverteilungs-Berechnungseinheit
-
8
- Start
-
- S11
- Gewinnung
von Projektionsdaten durch Abtastung
- S21
- Rekonstruktion
eines tomographischen Bildes aus Projektionsdaten
- S31
- Berechnung
von Streustrahlungsdaten unter Verwendung des tomographischen Bildes
- S311
- Generierung
von Projektionsdaten durch die Rückprojektion
des tomographischen Bildes
- S411
- Korrektur
der Projektionsdaten unter Verwendung der Streustrahlungsdaten
- S511
- Rekonstruktion
des Streustrahlungskorrigierten Bildes anhand der korrigierten Projektionsdaten
- S611
- Anzeigen
des Streustrahlungskorrigierten Bildes
- Ende
-
-
9
- Start
-
- S11
- Gewinnung
von Projektionsdaten durch Abtastung
- S21
- Rekonstruktion
eines tomographischen Bildes aus Projektionsdaten
- S31
- Berechnung
von Streustrahlungsdaten unter Verwendung des tomographischen Bildes
- S41b
- Korrektur
des tomographischen Bildes unter Verwendung der Streustrahlungsdaten
- S61
- Anzeigen
des Streustrahlungskorrigierten Bildes
- Ende
-