X射线摄像装置、x射线摄像方法以及x射线摄像装置的监控方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及X射线摄像装置中的双能量摄影法。
【背景技术】
[0002]作为使用了X射线CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)装置的摄影方法之 一，存在双能量摄影法(专利文献1)。双能量摄影法是如下技术，即通过利用质量衰减系数 根据物质以及X射线能量而不同的性质(能量依赖性），以2种不同的管电压即不同的能量分 布来拍摄同一被摄体，从而求取与构成被摄体的物质组成相关的信息。
[0003]在先技术文献 [0004] 专利文献
[0005] 专利文献I: JP特表2005-533564号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的课题
[0007] 在专利文献1所示那样的双能量摄影法中，位于X射线焦点与检测元件之间的物质 的微小的设计公差等可能使X射线的线质发生变化，导致物质识别能力的下降。作为使X射 线的线质发生变化的物质的具体例，有X射线管球、准直器装置、线质补偿滤波器、防散射栅 格，它们的配置误差、尺寸误差会导致线质发生变化。此外，在管球阳极的足跟效应也会导 致线质发生变化。
[0008] 因此，本发明的课题在于，提供一种无需过度地要求设计精度而对上述线质的变 化进行校正的方法。
[0009] 用于解决课题的手段
[0010] 为了解决上述课题，本发明通过以二种以上的不同的管电压来拍摄空气（无被摄 体），应用基于双能量摄影法的基准物质透过距离变换，来计算装置所引起的线质的变化 (从基准线质的偏移量），并作为每个检测元件的规定基准物质(特定基准物质）的透过距离 即固有滤过。
[0011] 即，本发明的X射线摄像装置的特征在于具备:X射线源，其产生能量不同的多个X 射线;X射线检测器，其与所述X射线源对置配置，并具有多个检测元件;旋转盘，其支撑所述 X射线源和所述X射线检测器，并进行旋转;和运算装置，其使用在所述X射线源产生的X射线 的能量分布不同的条件下分别由所述X射线检测器检测出的测量数据，来计算与存在于所 述X射线源与所述X射线检测器之间的物质相关的信息，所述运算装置具备固有滤过计算 部，该固有滤过计算部针对X射线的能量分布不同的多个条件的每个条件，使用在所述X射 线源与所述X射线检测器之间没有被摄体时所述X射线检测器所检测出的测量数据，按照所 述X射线检测器的每个检测元件，来计算任意的基准物质的透过距离作为固有滤过。
[0012] 此外，本发明的X射线摄像方法是以不同的多种能量分布来拍摄被摄体，得到多种 被摄体投影数据的X射线摄像方法，所述X射线摄像方法的特征在于，预先以不同的多种能 量分布在没有所述被摄体的状态下进行拍摄，根据以所述多种能量分布得到的空气投影数 据，计算入射到各检测元件的X射线的线质变化，作为与所述能量分布的种类数量相同数量 以下的任意物质的透过距离，使用所计算出的线质变化和所述多种被摄体投影数据，来生 成线质变化得到了校正的图像。
[0013] 本发明的X射线摄像装置的监控方法是具备具有多个检测元件的X射线检测器的X 射线摄像装置的监控方法，所述监控方法的特征在于:预先以不同的多种能量分布在没有 被摄体的状态下进行拍摄，获取多种空气投影数据，根据所述多种空气投影数据，计算入射 到各检测元件的X射线的线质变化，作为与所述能量分布的种类数量相同数量以下的任意 物质的透过距离，使用所计算出的透过距离，来显示相邻元件间、相邻模块间的线质特性的 差异。
[0014] 发明效果
[0015] 通过预先求取从基准线质的偏移量作为规定基准物质的透过距离（固有滤过），从 而例如在被摄体摄影时，实施考虑了各检测元件的固有滤过的双能量摄影法，由此能够校 正线质的变化。由此，无需过度地要求设计精度，便能够提供线质的变化得到了校正的高质 量的CT图像。此外，通过对每个检测元件计算出的固有滤过值进行比较，从而能够检测缺陷 检测元件。
【附图说明】
[0016] 图1是包含从体轴方向观察本发明的实施方式中的X射线CT装置的概略结构的整 体构成图。
[0017] 图2是图1的X射线CT装置的运算装置的功能框图。
[0018] 图3是表示在第一实施方式中采用的双能量摄影法的处理步骤的一个例子的图。
[0019] 图4是表示第一实施方式的数据处理流程的一个例子的图。
[0020]图5是表示第二实施方式的处理步骤的图。
[0021 ]图6是第三实施方式的运算装置的功能框图。
[0022]图7是表示第三实施方式的处理步骤的图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图来说明本发明的X射线CT装置的实施方式。
[0024]图1是表示各实施方式共同的X射线CT装置的整体构成的图。
[0025]本实施方式的X射线摄像装置具备:X射线源（1)，其产生能量不同的多个X射线;X 射线检测器(4)，其与X射线源对置配置，具有多个检测元件;旋转盘，其支撑X射线源和X射 线检测器，并进行旋转;和运算装置(22)，其使用在X射线源产生的X射线的能量分布不同的 多个条件下分别由X射线检测器检测出的测量数据，来计算与存在于X射线源与X射线检测 器之间的物质相关的信息，运算装置具备：固有滤过计算部(223)，其针对X射线的能量不同 的多个条件的每个条件，使用在X射线源与X射线检测器之间不存在被摄体时由X射线检测 器检测出的测量数据，按照X射线检测器的每个检测元件，来计算特定基准物质的透过距离 来作为固有滤过。
[0026] 固有滤过计算部使用X射线检测器所检测出的测量数据和针对特定基准物质通过 计算而求取到的X射线检测器输出的理论值，按照每个检测元件来计算基准物质的透过距 离。按照每个检测元件而求取到的特定基准物质的透过距离会示出装置所引起的线质变 化，被用于被摄体图像的生成、各检测元件的异常的判定。
[0027] 图1所示的X射线CT装置100大致划分，具有放置被摄体3的摄像部10和操作者进行 装置的操作、控制的操作部20。摄像部10主要由收纳于未图示的台架的扫描仪装置(旋转 盘）、作为X射线源的X射线管1、X射线检测器4和载置被摄体3的卧台装置6构成。在台架的中 央部，形成了插入托载有被摄体3的卧台装置6的载板的开口部2,扫描仪装置以该开口部2 的中心为旋转轴可旋转地被支撑于台架。通过这样的构成，从而能够对开口部2内的被摄体 3进行旋转摄像。
[0028] 作为X射线源的X射线管1从位于X射线管1内的具有有限大小的X射线焦点9产生X 射线。X射线管1与未图示的电源装置连接，在本实施方式中，具备用于能够进行多能量摄像 的构成。例如，通过从电源装置选择性地提供多种管电压的任意管电压，从而能够产生能量 分布不同的多种X射线。在管电压中，有801^、1201^、1401^、1601^等种类。或者作为乂射线管 1，也可以构成为具备产生多种X射线的多个X射线管1。
[0029] X射线检测器4配置于隔着被摄体3与X射线管1对置的位置。X射线检测器4将多个 检测元件以X射线焦点为中心而排列成圆弧状，除了沿着圆弧状的一维阵列以外，也可以沿 着扫描仪装置的旋转轴的轴方向进行排列。此外，X射线检测器4可以分割为由规定数量的 检测元件构成的检测器模块8,各检测器模块8以X射线焦点9为中心呈圆弧状或者平板状地 配置。在检测器模块8的X射线管球1侧，为了去除由被摄体3等产生的散射X射线而配置防散 射栅格5。为了使所检测的X射线的线质(能量谱)和强度均匀，在被摄体3与X射线管球1之间 配置线质补偿滤波器7。
[0030] 操作部20是用于用户输入摄影所需要的各种条件、数据或者进行X射线CT装置100 的摄影控制的装置，具备存储器、硬盘驱动器等记录装置21、进行图像处理运算等运算的运 算装置22、进行摄像的控制的控制装置23、鼠标、键盘等输入装置24、以及监视器等输出装 置25。运算装置22以及控制装置23通过预先嵌入到CPlKCentral Processing Unit，中央处 理器)等中或者从外部存储装置读入的程序的执行，来实现它们的功能。另外，运算装置的 功能的一部分或者全部也可以通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit，面 向特定用途的集成电路）、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等 硬件、公知的电路来实现。
[0031] 摄影通过基于用户通过输入装置24而设定的扫描条件，由控制装置23对X射线电 源以及扫描仪装置进行驱动控制来进行。由旋转摄影得到的许多投影数据被记录在记录装 置21中，由运算装置22来执行图像处理运算，作为被摄体3的断层图像等信息而显示于输出 装置25。
[0032]控制装置23控制X射线管1、X射线检测器4以使得进行多能量摄像。作为得到基于 多能量摄像即不同的能量分布的被摄体的投影数据集的方法，有各种各样的方法，根据其 方式不同，控制不同。例如，对于作为多能量摄像的一个形态的双能量摄像而言，有如下等 方式方法:进行二次管电压不同的摄影的二旋转方式;在一旋转中高速地切换管电压来进 行拍摄的高速管电压切换方式;将检测器设为二层，由上层来测量低能量分布的X射线，由 下层来测量高