X射線ct裝置以及校正處理裝置的制造方法
【專利說明】X射線CT裝置以及校正處理裝置 技術領域 本發明涉及X射線CT裝置，特別涉及適于具備在拍攝過程中調節X射線的照射量的自動 曝光控制功能的裝置的噪聲降低技術。 【背景技術】 X射線CT裝置從被檢體的周圍照射X射線，根據在多個投影角度取得的投影數據將被檢 體的X射線吸收系數的分布圖像化。X射線的照射量越多則能取得噪聲越少的圖像，畫質越 提升。另一方面，因遭受X射線暴露而對人體造成的影響近年來被視作問題，正盛行研究用 于即使在X射線的照射量被抑制的情況下也能得到醫師的診斷所需的畫質的技術。作為其 中之一，廣泛已知根據被檢體的尺寸、拍攝部位等的信息和操作者所期望的畫質在拍攝過 程中調節X射線的照射量的自動曝光控制(AutomatiC Exposure Control :AEC)(專利文獻 1)。作為采用AEC來控制的X射線照射量的指標，一般使用X射線管的施加電流（以下稱作管 電流)與掃描器旋轉1周的時間（以下稱作掃描時間)之積即管電流時間積。 在先技術文獻 專利文獻 專利文獻I: JP專利第4920256號公報 發明概要 發明要解決的課題 由X射線CT裝置得到的測量數據的噪聲(測量噪聲)大致分為X射線光子的統計波動即 光子噪聲、和在數據收集系統中混入的系統噪聲。前者與管電流成比例地增加，后者是不依 賴于管電流的數據收集系統固有的噪聲量。即，系統噪聲和光子噪聲對測量噪聲的貢獻根 據管電流的大小（即照射劑量的大小)而不同，進而對圖像噪聲的貢獻不同。 作為示例，針對管電流HiA1及掃描時間h的條件1、和管電流HiA2及掃描時間t2的條件2下 的拍攝，考慮兩種拍攝的管電流時間積相等(mAi X ti=mA2 X t2)且mAi >mA2的情況。這時，若 僅關注光子噪聲，則由于照射的X射線光子的總量在兩種拍攝下相等，因此圖像噪聲相等。 換言之，前者在短的時間內照射大量的X射線光子，與此相對，后者花時間少量少量地照射 光子，由此使得在拍攝時照射的量相等。 由于對系統噪聲相對于光子噪聲之比來說，條件2大于條件1，因此即使光子噪聲相等， 條件2下的圖像數據的整體的噪聲也變大。換言之，由于在前者中收集具有大的信號值的少 量的數據，與此相對，在后者中收集具有小的信號量的大量的數據，因此，利用不取決于信 號值的大小地在各個數據中混入了一定量的系統噪聲的后者的數據作成的圖像相比利用 前者的數據作成的圖像，系統噪聲的影響變大。 因此，即使管電流時間積相等，圖像數據的噪聲量也不同，進而得到的圖像的畫質也不 同。在現有的AEC中，僅考慮光子噪聲作為圖像噪聲的主要原因，以管電流時間積為指標來 控制照射劑量，因此，即使是管電流時間積相等的情況，在相對于光子噪聲無法忽視系統噪 聲的影響的拍攝條件下，實際得到的畫質和所期望的畫質有較大不同。
【發明內容】
本發明的目的在于，提供一種從輸出信號值(測量數據)中降低系統噪聲的技術。 用于解決課題的手段 為了達成上述目的，本發明具備：向被檢體照射X射線的X射線產生部;檢測透過被檢體 的X射線的X射線檢測器;對X射線檢測器的輸出信號進行校正的校正處理部;和根據校正處 理部的輸出來重構圖像的重構運算部。校正處理部一邊維持以關注的檢測元件為中心的給 定的多個檢測元件的輸出信號值的平均值一邊縮減以關注的檢測元件為中心的給定的多 個檢測元件的輸出信號值的方差。 發明效果 根據本發明，能夠從輸出信號值(測量數據)中降低系統噪聲。 【附圖說明】 圖1是表示實施方式的X射線CT裝置的整體的概觀的立體圖。 圖2是實施方式的X射線CT裝置的框圖。 圖3是實施方式1的校正處理裝置42的框圖。 圖4是表示實施方式1的校正處理裝置的動作的流程圖。 圖5是表示實施方式1的集合M1的檢測元件的位置關系的說明圖。 圖6是表示求取實施方式1的懲罰系數邱勺動作的流程圖。 圖7是表示求取實施方式1的變換后數據的動作的流程圖。 圖8是表示實施方式1的變換后數據的效果的曲線圖。 圖9是表示實施方式4的求取方差比增益ζ的動作的流程圖。 【具體實施方式】 以下使用附圖來具體說明本發明的實施方式。 本發明如圖1以及圖2所示那樣，具備如下部分而構成:對被檢體照射X射線的X射線產 生部(X射線產生裝置11);檢測透過被檢體30的X射線的X射線檢測器14;對X射線檢測器的 輸出信號進行校正的校正處理部(校正處理裝置42);和根據校正處理部(42)的輸出來重構 圖像的重構運算部(重構運算裝置43)3射線檢測器14包含排列在二維方向上的檢測元件。 校正處理部(42) -邊維持以關注的檢測元件為中心的給定的多個檢測元件的輸出信號值 的平均值，一邊縮減以關注的檢測元件為中心的給定的多個檢測元件的輸出信號值的方 差。由此，能夠從測量數據中降低系統噪聲。 具體地，校正處理部(42)構成為，分別求取以關注的檢測元件的校正后的輸出信號值 為變量的第1評價函數以及第2評價函數的值，一邊變更校正后的輸出信號值一邊通過逐次 處理來求取使該第1評價函數以及第2評價函數的值之和成為最小的校正后的輸出信號值。 這時，第1評價函數使用關注的檢測元件的校正前的輸出信號值與其校正后的輸出信號值 之差越小則第1評價函數的值越小的函數。第2評價函數使用關注的檢測元件與和其接近的 檢測元件的校正后的輸出信號值之差越小則所述第2評價函數的值越小的函數。 作為上述的第1評價函數，例如使用在關注的檢測元件的校正前的輸出信號值與其校 正后的輸出信號值之差的平方上乘以給定的系數T的函數。該系數T能基于將關注的檢測元 件i和以其為中心的1個以上的檢測元件j的集合的輸出信號值加權相加而得到的值來決 定。具體地，例如系數T能使用關注的檢測元件i和以其為中心的1個以上的檢測元件j的集 合的各個輸出信號值的平均值。作為其他示例，系數T能使用按照檢測元件i與檢測元件j的 空間上的距離對1個以上的檢測元件j的輸出信號值分別加權并相加而得到的值。作為又一 其他示例，系數T還能使用根據檢測元件i的輸出信號值與檢測元件j的輸出信號值的相關 性對1個以上的檢測元件j的輸出信號值分別加權并相加而得到的值。另外，還能將這些加 權并相加而得到的值輸入到給定的多項式，將由此得到的值用作系數T。 另外，1個以上的檢測元件j之中的至少一個檢測元件在通道、列、以及視角當中的任意 一個方向上與關注的檢測元件i相鄰。 優選，校正處理部(42)在求取第1評價函數以及第2評價函數的值之和時，使用加權系 數β來進行加權相加。 另外，上述的加權系數β期望使用如下值:校正處理部(42)針對在遮蔽了 X射線產生部 向被檢體照射的X射線的狀態下得到的多個所述檢測元件的輸出信號求取到的校正后的輸 出信號的方差成為預先確定的值以下的值。 另外，校正處理部(42)在求取第1評價函數以及第2評價函數的值之和時，還能使用按 每個檢測元件而確定的加權系數α來進行加權相加。加權系數α期望是如下值:檢測元件的 輸出信號值為非正數，且該輸出信號值的絕對值的值越大，則加權系數α越大。 優選，校正處理部(42)使關注的檢測元件在構成X射線檢測器14的多個檢測元件中依 次錯移來進行輸出信號值的校正。 適于將本發明的校正處理部(42)應用在具備根據與被檢體相關的信息在拍攝過程中 對所述X射線產生部的管電流進行調制的自動曝光控制運算裝置的X射線CT裝置中。 以下進一步具體說明本發明的實施方式的X射線CT裝置。 圖1是實施方式的X射線CT裝置的外觀，圖2是表示X射線CT裝置的內部構成的框圖。X射 線CT裝置具備:拍攝中使用的掃描器i、用于載置被檢體進行移動的臥臺2、輸入裝置3、運算 裝置4、和顯示裝置5。輸入裝置3由鼠標、鍵盤等構成，接受臥臺移動速度信息和重構位置等 測量/重構參數的輸入。運算裝置4對從掃描器1內的X射線檢測器14得到的數據進行處理。 顯示裝置5顯示重構圖像等。輸入裝置3、顯示裝置5與存儲裝置27-起構成輸入輸出裝置 26。輸入輸出裝置26以及運算裝置4構成操作組件6。 掃描器1具備:χ射線產生裝置11、數據收集系統25、準直器23、搭載它們繞著被檢體30 旋轉的旋轉體24。數據收集系統25包含X射線檢測器14、前置放大器21以及A/D轉換器22。進 一步地，掃描器1具備如下部分而構成:對旋轉體24進行旋轉驅動的驅動裝置20、高電壓產 生裝置12、Χ射線控制裝置13、掃描器控制裝置15、中央控制裝置16、臥臺控制裝置17、臥臺 移動測量裝置18、準