X射線ct裝置以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及X射線CT裝置以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，正在開發(fā)使用光子計(jì)數(shù)方式的檢測(cè)器進(jìn)行光子計(jì)數(shù)CT(CompUtedTomography)的X射線CT裝置。與在以往的X射線CT裝置中使用的積分型的檢測(cè)器不同，光子計(jì)數(shù)方式的檢測(cè)器輸出能夠分別對(duì)來自透過被檢體的X射線的光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的信號(hào)。從而，在光子計(jì)數(shù)CT中，能夠重建SN比(Signal per Noise)高的X射線CT圖像。
[0003]另外，光子計(jì)數(shù)方式的檢測(cè)器所輸出的信號(hào)用于測(cè)量(辨別)所計(jì)數(shù)的各個(gè)光子的能量。從而，在光子計(jì)數(shù)CT中，能夠?qū)⑼ㄟ^由一種管電壓照射X射線而收集到的數(shù)據(jù)分成多個(gè)能量成分進(jìn)行圖像化。例如，在光子計(jì)數(shù)CT中，能夠生成利用K吸收限的不同能夠鑒定物質(zhì)的圖像。
[0004]在光子計(jì)數(shù)CT中，當(dāng)入射放射線量低時(shí)，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量放射線(X射線)。但是，在光子計(jì)數(shù)CT中，當(dāng)入射放射線量多時(shí)，對(duì)各個(gè)光子計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)累積(堆積:pile up)，此時(shí)，不能將各個(gè)光子分離，因此，發(fā)生計(jì)數(shù)特性不是線性的計(jì)數(shù)的少計(jì)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-34901號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種能夠減少計(jì)數(shù)少計(jì)的發(fā)生的X射線CT裝置以及控制方法。
[0009]實(shí)施方式的X射線CT裝置具備強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)收集部、掃描控制部、計(jì)數(shù)結(jié)果收集部、以及圖像重建部。強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)收集部通過第I掃描收集從X射線管照射并透過被檢體的X射線的強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)。掃描控制部根據(jù)上述強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)，推定能夠辨別透過上述被檢體的各個(gè)X射線光子的X射線量，從上述X射線管向上述被檢體照射推定出的X射線量的X射線執(zhí)行光子計(jì)數(shù)CT用的第2掃描。計(jì)數(shù)結(jié)果收集部通過上述第2掃描收集對(duì)從上述X射線管照射并透過上述被檢體的X射線光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)結(jié)果。圖像重建部根據(jù)上述計(jì)數(shù)結(jié)果，重建X射線CT圖像數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0010]圖1A是用于說明堆積的圖⑴。
[0011]圖1B是用于說明堆積的圖⑵。
[0012]圖1C是用于說明堆積的圖⑶。
[0013]圖2是表示第I實(shí)施方式所涉及的X射線CT裝置的構(gòu)成例的圖。
[0014]圖3是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器的一個(gè)例子的圖。
[0015]圖4是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的第I掃描的圖。
[0016]圖5是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的掃描控制部的圖。
[0017]圖6是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的第2掃描的圖。
[0018]圖7是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的X射線CT裝置的處理的一個(gè)例子的流程圖。
[0019]圖8A是用于說明第2實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器的一個(gè)例子的圖(I)。
[0020]圖SB是用于說明第2實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器的一個(gè)例子的圖(2)。
[0021]圖9是用于說明第3實(shí)施方式所涉及的第I掃描的圖。
[0022]圖10是用于說明變形例的圖⑴。
[0023]圖11是用于說明變形例的圖⑵。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照附圖，詳細(xì)說明X射線CT裝置的實(shí)施方式。
[0025]在以下的實(shí)施方式中說明的X射線CT裝置是能夠執(zhí)行光子計(jì)數(shù)CT的裝置。即，在以下的實(shí)施方式中說明的X射線CT裝置不是以往的積分型(電流模式測(cè)量方式)的檢測(cè)器，而是通過使用光子計(jì)數(shù)方式的檢測(cè)器對(duì)透過被檢體的X射線進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而能夠重建SN比高的X射線CT圖像數(shù)據(jù)的裝置。
[0026](第I實(shí)施方式)
[0027]首先，在針對(duì)第I實(shí)施方式所涉及的X射線CT裝置進(jìn)行說明之前，針對(duì)光子計(jì)數(shù)CT進(jìn)行說明。
[0028]在光子計(jì)數(shù)CT中，通過對(duì)光子數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來測(cè)量光(X射線)量。每單位時(shí)間的光子數(shù)越多，則光(X射線)越強(qiáng)。另外，各個(gè)光子雖具有不同的能量，但在光子計(jì)數(shù)CT中，能夠通過測(cè)量光子的能量來得到X射線的能量成分的信息。即，在光子計(jì)數(shù)CT中，能夠?qū)⑼ㄟ^以一種管電壓照射X射線而收集到的數(shù)據(jù)分成多個(gè)能量成分進(jìn)行圖像化。例如，在光子計(jì)數(shù)CT中，能夠得到利用K吸收限的不同來鑒定物質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。
[0029]但是，在光子計(jì)數(shù)CT中，當(dāng)入射放射線量多時(shí)，發(fā)生對(duì)各個(gè)光子計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)累積的“堆積:pile up”。當(dāng)發(fā)生堆積時(shí)，不能使各個(gè)光子分離，因此，發(fā)生計(jì)數(shù)特性不是線性的“計(jì)數(shù)的少計(jì)”。
[0030]圖1A、圖1B以及圖1C是用于說明堆積的圖。當(dāng)光子入射時(shí)，光子計(jì)數(shù)方式的檢測(cè)器所使用的傳感器(元件)輸出I脈沖的電信號(hào)。當(dāng)光微弱時(shí)，如圖1A所示，光子的入射間隔變得稀疏，因此，能夠辨別從傳感器輸出的各脈沖。
[0031]但是，當(dāng)由于光變強(qiáng)而光子的入射間隔變短時(shí)，如圖1B所示，從傳感器輸出的脈沖累積，成為不能辨別各個(gè)脈沖的狀態(tài)。具體而言，累積的多個(gè)脈沖在外觀上被辨別為一個(gè)脈沖(參照?qǐng)D1B所示的虛線的波形)。其結(jié)果為，發(fā)生計(jì)數(shù)的少計(jì)，實(shí)際上入射至傳感器的光子數(shù)和傳感器輸出的脈沖的計(jì)數(shù)值(脈沖個(gè)數(shù))的線性喪失。即，如圖1C所示，隨著X射線強(qiáng)度變高，脈沖個(gè)數(shù)被計(jì)數(shù)為少于光子數(shù)。
[0032]因此，第I實(shí)施方式所涉及的X射線CT裝置如以下那樣構(gòu)成，以使得減少計(jì)數(shù)少計(jì)的產(chǎn)生。圖2是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。如圖2所示，第I實(shí)施方式所涉及的X射線CT裝置具有架臺(tái)裝置10、床裝置20、以及控制臺(tái)裝置30 ο
[0033]架臺(tái)裝置10是向被檢體P照射X射線，并收集與透過被檢體P的X射線相關(guān)的數(shù)據(jù)的裝置，具有高電壓發(fā)生部ll、x射線管12、檢測(cè)器13、收集部14、旋轉(zhuǎn)架15以及架臺(tái)驅(qū)動(dòng)部16。
[0034]旋轉(zhuǎn)架15是以隔著被檢體P使X射線管12和檢測(cè)器13對(duì)置的方式支承，通過后述的架臺(tái)驅(qū)動(dòng)部16在以被檢體P為中心的圓形軌道上高速地旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)形的架。
[0035]X射線管12是通過由后述的高電壓發(fā)生部11供給的高電壓向被檢體P照射X射線束的真空管，隨著旋轉(zhuǎn)架15的旋轉(zhuǎn)，對(duì)被檢體P照射X射線束。
[0036]高電壓發(fā)生部11是向X射線管12供給高電壓的裝置，X射線管12使用從高電壓發(fā)生部11供給的高電壓而產(chǎn)生X射線。即，高電壓發(fā)生部11通過調(diào)整向X射線管12供給的管電壓、管電流，來調(diào)整對(duì)被檢體P照射的X射線量。
[0037]架臺(tái)驅(qū)動(dòng)部16通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)架15，從而在以被檢體P為中心的圓形軌道上使X射線管12和檢測(cè)器13旋轉(zhuǎn)。
[0038]檢測(cè)器13具有檢測(cè)透過被檢體P的X射線強(qiáng)度的第I元件組和對(duì)來自透過被檢體P的X射線的光(X射線光子)進(jìn)行計(jì)數(shù)的第2元件組。第I元件組由X射線強(qiáng)度檢測(cè)用的多個(gè)第I元件構(gòu)成。第I元件例如是發(fā)光二極管。另外，第2元件組由作為光子計(jì)數(shù)傳感器的多個(gè)第2元件構(gòu)成。第2元件例如是碲化鎘(CdTe)類的半導(dǎo)體。S卩，第2元件是將入射的X射線直接轉(zhuǎn)換成光，來對(duì)來自X射線的光進(jìn)行計(jì)數(shù)的直接轉(zhuǎn)換型的半導(dǎo)體。另夕卜，本實(shí)施方式例如還能夠適用于第2元件是由閃爍體和光電倍增管構(gòu)成的間接轉(zhuǎn)換型的情況。
[0039]并且，第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器13沿著通道方向分割成第I區(qū)域和第2區(qū)域。并且，第I元件組排列在第I區(qū)域，第2元件組排列在第2區(qū)域。圖3是用于說明第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器的一個(gè)例子的圖。
[0040]如圖3所示，第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器13將排列在通道方向(圖2中的Y軸方向)的元件列沿著被檢體P的體軸方向(圖2所示的Z軸方向)排列多個(gè)。并且，如圖3所示，第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器13沿著通道方向分割成第I區(qū)域133和第2區(qū)域134。在第I區(qū)域133中，二維地排列作為發(fā)光二極管的第I元件131。另外，在第2區(qū)域134中，二維地排列作為光子計(jì)數(shù)傳感器的第2元件132。第I區(qū)域133和第2區(qū)域134是大致相同的大小。
[0041]第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器13通過二維地排列的多個(gè)第I元件131，來檢測(cè)從X射線管12照射并透過被檢體P的X射線的強(qiáng)度。另外，第I實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)器13通過二維地排列的多個(gè)第2元件132，輸出電信號(hào)。通過使用該電氣信號(hào)，從而能夠?qū)腦射線管12照射并透過被檢體P的X射線光子進(jìn)行計(jì)數(shù)，測(cè)量所