断层摄影装置

摘要

本发明提供一种断层摄影装置。本发明的断层摄影装置在运算处理部内具备衰减量计算调整部、滤波器长计算部、衰减补正函数计算部和透过长计算部，所以能获取被射束硬化补正后的断层图像，能不采用反复法来进行射束硬化补正。此外，用在两个透过长间相互连结由X射线检测器测定出的两个透过长的测定衰减量、与用这些透过长计算调整后的计算衰减量之比的一次式，用一次函数近似表示衰减补正函数，从而衰减补正函数计算部计算衰减补正函数。

权利要求

1.一种断层摄影装置，获取基于断层摄影的断层图像，其特征在于，具备：

(a)衰减物理量测定单元，其测定与X射线透过引起的衰减相关的物理量即衰减物理量；

(b)衰减物理量计算调整单元，其通过对规定值的滤波器长度进行假设，来计算调整所计算出的所述衰减物理量即计算衰减物理量；

(c)滤波器长计算单元，其计算并决定所述滤波器长度，从而最终计算调整所述计算衰减物理量，所述滤波器长度是测定衰减物理量与计算衰减物理量一致的滤波器长度，该测定衰减物理量是由所述衰减物理量测定单元测定出的衰减物理量即透过长的测定衰减物理量，该计算衰减物理量是由所述衰减物理量计算调整单元计算调整出的该透过长的计算衰减物理量；

(d)补正函数计算单元，其根据由所述衰减物理量测定单元测定出的至少两个透过长的测定衰减物理量和这些透过长的最终地计算调整出的所述计算衰减物理量之比，计算用于补正衰减物理量的补正函数；和(e)透过长计算单元，其根据由该补正函数计算单元计算出的补正函数而补正后的衰减物理量，通过转换为所述衰减物理量的透过长/衰减物理量转换函数的逆函数，来计算在断层摄影所需的透过物质的透过长，所述断层摄影装置根据由该透过长计算单元计算出的透过长，获取断层图像。

2.根据权利要求1所述的断层摄影装置，其特征在于，

所述补正函数计算单元，通过用在两个透过长间相互连结由所述衰减物理量测定单元测定出的所述衰减物理量即测定衰减物理量和计算衰减物理量之比的一次式，以一次函数近似表示所述补正函数，来计算补正函数，其中该测定衰减物理量是两个透过长的所述测定衰减物理量，该计算衰减物理量是这些透过长的由所述衰减物理量计算调整单元计算调整出的计算衰减物理量。

3.根据权利要求1所述的断层摄影装置，其特征在于，

所述补正函数计算单元，通过采用由所述衰减物理量测定单元测定出的所述衰减物理量即测定衰减物理量和计算衰减物理量之比，以最小二乘法求出所述补正函数，来计算补正函数，其中该测定衰减物理量是至少两个透过长的所述测定衰减物理量，该计算衰减物理量是这些透过长的由所述衰减物理量计算调整单元计算调整出的计算衰减物理量。

4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的断层摄影装置，其特征在于，所述滤波器长计算单元以及补正函数计算单元，兼用由所述衰减物理量测定单元测定出的所述衰减物理量即测定衰减物理量中至少两个透过长的所述测定衰减物理量中的一个透过长的测定衰减物理量。

说明书

断层摄影装置

技术领域

[0001] 本发明涉及CT装置或C型悬臂(arm)装置等中使用的断层摄影装置。

背景技术

[0002] 在CT装置等使用的X射线是多色X射线，各种能量的X射线混在一起，能量不单一。一般地，低能量的X射线与高能量的X射线相比，由于透过物质的相互作用而容易衰减。因此，伴随透过物质中，X射线的能量分布具有高能量侧残存的倾向，变得难以衰减。其结果，作为多色X射线的衰减系数不恒定，而渐渐变小。将这种现象称为「射束硬化现象」。

[0003] 图7概略性地示出透过物质的长度(以下，简称为「透过长」)与透过前以及透过后的X射线的检测信号比(以下，定义为「衰减量」)的相关关系的曲线图。在图7中，取透过长K为横轴，并且取衰减量为对数刻度的纵轴。在单色X射线的情况下，用以透过长K为变量的指数函数表示检测信号值，所以如图7中的虚线所示成为直线。但是，在多色X射线的情况下，如图7中的实线所示可知，透过长K越长越向难以衰减的方向描画曲线。

[0004] 一般在CT再构成中，根据检测信号值的衰减(即衰减量)，转换为透过长，解决逆问题从而求出透过物质的分布。若不考虑射束硬化现象而认为是恒定的衰减来计算透过长，则不能准确地计算透过长。于是，在CT再构成图像中发生在再构成图像的中央部的CT值降低的杯状(cupping)现象等的伪影(artifact)。因此，在从检测信号值的衰减转换为透过长时，不得不考虑射束硬化现象。

[0005] 因此具有如下的方法：使在透过物质的X射线透过长发生各种变化，测定各个检测信号值的衰减，并根据这些值，预先作成能从透过信号值的衰减转换为在透过物质的透过长的函数。具体而言，设在透过物质的透过长为零的衰减前的检测信号值(即透过前的检测信号值)为P0、设透过后的检测信号值为P时，通过上述定义衰减量成为P/P0，将衰减值Ln定义为Ln＝-ln(P/P0)从而求出。另外，ln是自然对数函数。采用使透过长发生各种变化时所测定的衰减值，预先求出其逆函数作为近似函数。

[0006] 此外，有测定两个模型(phantom)中的数据，调整两个滤波器的透过长从而调整系统的检测信号能量分布来补正射束硬化的方法(例如，参照专利文献1)。

[0007] 【专利文献1】

[0008] 美国专利申请公开第2005/0013414号说明书

[0009] 但是，在采用近似函数来求出透过长的方法中，有数个未知系数，作为衰减值测定数据需要实际测量系数个以上的数据，具有花费数据收集的工夫、负担大的问题点。此外，在上述专利文献1中，求出两个滤波器的透过长需要反复法。

发明内容

[0010] 本发明鉴于这样的情况而做，目的是提供一种不用反复法就能进行射束硬化补正的断层摄影装置。

[0011] 本发明为了达成这样的目的，采用如下的结构。

[0012] 即，本发明的断层摄影装置是一种获取断层摄影的断层图像的断层摄影装置，具备：(a)衰减物理量测定单元，其测定与X射线透过引起的衰减相关的物理量即衰减物理量；(b)衰减物理量计算调整单元，其通过对规定值的滤波器长度进行假设，来计算调整所计算出的所述衰减物理量即计算衰减物理量；(c)滤波器长计算单元，其计算并决定所述滤波器长度，从而最终计算调整所述计算衰减物理量，所述滤波器长度是测定衰减物理量与计算衰减物理量一致的滤波器长度，该测定衰减物理量是由所述衰减物理量测定单元测定出的衰减物理量即透过长的测定衰减物理量，该计算衰减物理量是由所述衰减物理量计算调整单元计算调整出的该透过长的计算衰减物理量；(d)补正函数计算单元，其根据由所述衰减物理量测定单元测定出的至少两个透过长的测定衰减物理量和这些透过长的最终地计算调整出的所述计算衰减物理量之比，计算用于补正衰减物理量的补正函数；和(e)透过长计算单元，其根据由该补正函数计算单元计算出的补正函数从而补正后的衰减物理量，通过转换为所述衰减物理量的透过长/衰减物理量转换函数的逆函数，来计算在断层摄影所需的透过物质的透过长；所述断层摄影装置根据由该透过长计算单元计算出的透过长，获取断层图像。

[0013] 根据本发明的断层摄影装置，(a)衰减物理量测定单元测定与X射线透过引起的衰减相关的物理量即衰减物理量。另一方面，衰减物理量能通过规定的式来计算。所计算的衰减物理量(计算衰减物理量)与由实际测定所得的测定衰减物理量不一致。

[0014] 因此，假设未考虑的材质，在该材质的滤波器中假设规定值的滤波器长度，从而(b)衰减物理量计算调整单元计算调整所计算的衰减物理量即计算衰减物理量。(c)滤波器长计算单元计算并决定由衰减物理量测定单元测定的衰减物理量即透过长的测定衰减物理量和由衰减物理量计算调整单元计算调整后的该透过长的计算衰减物理量一致的滤波器长度。这样，通过由滤波器长计算单元决定的滤波器长度，最终地计算调整计算衰减物理量。这样最终地计算调整计算衰减物理量，从而在上述滤波器长计算单元所使用的透过长下，在测定值以及计算值的衰减物理量间，不发生偏差，但是对于其他透过长，在测定值以及计算值的衰减物理量间有发生偏差的情况。

[0015] 因此，(d)补正函数计算单元根据由衰减物理量测定单元测定的至少两个透过长的测定衰减物理量与这些透过长的最终地计算调整后的计算衰减物理量之比，计算用于补正衰减物理量的补正函数。通过由补正函数计算单元计算的补正函数来补正衰减物理量，从而在其他透过长，在测定值以及计算值的衰减物理量间不发生偏差，能够准确地计算衰减物理量。根据该衰减物理量，(e)透过长计算单元通过将在断层摄影所需的透过物质的透过长转换为衰减物理量的透过长/衰减物理量转换函数的逆函数来计算，从而能准确地计算透过长。

[0016] 而且，根据该透过长来获取断层图像，从而进行射束硬化补正，能够不受杯状的影响地确保断层图像的均匀性。此外，能不如上述专利文献1那样采用反复法而进行射束硬化补正。

[0017] 此外，本发明的断层摄影装置的一例，补正函数计算单元，通过用在两个透过长间相互连结由衰减物理量测定单元测定出的两个透过长的测定衰减物理量、和这些透过长的由衰减物理量计算调整单元计算调整出的计算衰减物理量之比的一次式，以一次函数近似表示上述补正函数，来计算补正函数。在该例的情况下，通过代入一次式就能够简单地计算补正函数。当然，补正函数计算单元也能通过采用由衰减物理量测定单元测定出的至少两个透过长的测定衰减物理量、和这些透过长的由衰减物理量函数调整单元计算调整出的计算衰减物理量的比，以最小二乘法来求出补正函数，来计算补正函数。在该情况下，能更准确地求出补正函数。

[0018] 此外，本发明的断层摄影的另一例，所述滤波器长计算单元以及补正函数计算单元，兼用由衰减物理量测定单元测定的至少两个透过长的测定衰减物理量中的一个透过长的测定衰减物理量。在该例的情况下，兼用一次一个透过长的测定衰减物理量，就能减少一次在衰减物理量测定单元的测定。当然，也能不兼用，但是在最终所获取的断层图像中，在补正函数计算单元所使用的透过长的测定衰减物理量的影响大，但是在滤波器长计算单元所采用的透过长的测定衰减物理量的影响几乎没有，所以优选兼用。

[0019] 发明效果

[0020] 根据本发明涉及的断层摄影装置，具备(a)～(e)的各单元，从而能获取被射束硬化补正后的断层图像，不采用反复法就能进行射束硬化补正。

附图说明

[0021] 图1是X射线CT装置的概略图以及模块图。

[0022] 图2是将测定衰减量也一起图示的概略性地示出计算衰减量与透过长的相关关系的曲线图。

[0023] 图3是供假设滤波器长而计算调整了计算衰减量的基础上计算并决定滤波器长时的说明的曲线图。

[0024] 图4是概略性地示出衰减值与计算衰减量/测定衰减量的比之相关关系的曲线图。

[0025] 图5是表示实施方式涉及的断层摄影(CT数据收集)的处理的流程图。

[0026] 图6是表示包括实施方式涉及的断层摄影的一系列处理中的校正数据收集的处理的流程图。

[0027] 图7是概略性地示出计算衰减量与透过长之相关关系的曲线图。

[0028] 符号说明

[0029] 2…X射线检测器

[0030] 32…滤波器长计算部

[0031] 33…衰减量计算调整部

[0032] 34…衰减补正函数计算部

[0033] 35…透过长计算部

具体实施方式

[0034] 【实施方式】

[0035] 以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是X射线CT装置的概略图以及模块图，图2是将测定衰减量也一起图示的概略性地示出计算衰减量与透过长之相关关系的曲线图，图3是供假设滤波器长而计算调整了计算衰减量的基础上计算并决定滤波器长时的说明的曲线图，图4是概略性地示出衰减值与计算衰减量/测定衰减量的比之相关关系的曲线图。

[0036] 本实施方式涉及的X射线CT装置具备：照射X射线的X射线管1、检测从X射线管1照射并透过了被检体M等的X射线的X射线检测器2、根据由X射线检测器2所检测的X射线的检测信号来进行各种的运算处理的运算处理部3。X射线管1和X射线检测器2构成为通过省略图示的框架(gantry)在被检体M的周围旋转。通常的在CT数据收集的被检体M是人体，但在校正数据收集时，采用丙烯酸板等的模型。

[0037] X射线检测器2将从X射线管1照射并透过准直器4、被检体M、检测器缓冲件5等而射入检测面的X射线转换为电荷信号，进而将电荷信号转换为电信号(检测信号)并测定该值，从而检测X射线。能根据被X射线管1照射的X射线管1正下方的检测信号值(透过前的检测信号值)、和由X射线检测器2测定的检测信号值(透过后的检测信号值)，测定透过前以及透过后的X射线的检测信号比即衰减量。X射线检测器2相当于本发明中的衰减物理量测定单元。

[0038] 运算处理部3由中央运算处理装置(CPU)等构成。运算处理部3在校正数据收集时具备透过长/衰减物理量转换函数31，其将在断层摄影(CT数据收集)需要的透过物质的透过长转换为衰减物理量(在本实施方式中为衰减量)，并且该透过长/衰减物理量转换函数31具备滤波器长计算部32、衰减量计算调整部33和衰减补正函数计算部34。此外，运算处理部3在CT数据收集时具备透过长计算部35和再构成处理部36。

[0039] 衰减量计算调整部33假设规定值的滤波器长度(在本实施方式中为后述的滤波器长Kimaginary)，从而对所计算的衰减物理量(在本实施方式中为衰减量)即计算衰减物理量(在本实施方式中为计算衰减量)进行计算调整。滤波器长计算部32计算并决定由上述X射线检测器2测定的衰减物理量(在本实施方式中为衰减量)即透过长的测定物理衰减量(在本实施方式中为测定衰减量)、与由上述衰减量计算调整部33计算调整的该透过长的计算衰减量一致的滤波器长Kimaginary，从而最终地计算调整计算衰减物理量(在本实施方式中为计算衰减量)。衰减补正函数计算部34根据由X射线检测器2测定的至少两个透过长的测定衰减量、和这些透过长的被最终地计算调整的计算衰减量的比(在本实施方式中为计算衰减量/测定衰减量的比rate)，计算用于补正衰减量的补正函数(在本实施方式中为后述后衰减补正函数f(Ln))。

[0040] 透过长计算部35根据通过由上述衰减补正函数计算部34计算的衰减补正函数f(Ln)而补正的衰减量，通过透过长/衰减物理量转换函数31(在本实施方式中为后述的衰减计算函数Att(Kphantom))的逆函数来计算在X射线CT装置的断层摄影(CT数据收集)所需的透过物质的透过长。再构成处理部36根据通过该透过长计算部35而计算的透过长，进行再构成处理从而获取断层图像(在图1中为再构成图像)。

[0041] 滤波器长计算部32相当于本发明中的滤波器长计算单元，衰减量计算调整部33相当于本发明中的衰减物理量计算调整单元，衰减补正函数计算部34相当于本发明中的补正函数计算单元，透过长计算部35相当于本发明中的透过长计算单元。后面叙述运算处理部3内的各结构的具体的功能。

[0042] 在X射线管1发生的X射线如上述那样是多色X射线，其检测信号能量分布，作为能量e的函数用X(e)表示。从在X射线管1X射线发生之后开始到到达被检体M为止的期间(例如准直器4内部的滤波器等)的X射线的衰减，采用X射线透过的多个材质(线衰减系数μprei(e)，其中i＝1，2，3，…)及其透过长Kprei(其中i＝1，2，3，…)，用下记(1)式表示。另外，线衰减系数μprei(e)是根据材质的已知值，透过长Kprei也根据准直器4内部的滤波器的长度而已知。

[0043] 【数1】

[0044]

[0045]

[0046] 同样，从透过被检体M之后开始到到达X射线检测器2的期间(例如检测器缓冲件5)的X射线的衰减，采用X射线透过的多个材质(线衰减系数μposti(e)，其中i＝1，2，3，…)及其透过长Kposti(其中i＝1，2，3，…)，用下记(2)式表示。另外，线衰减系数μposti(e)是根据材质的已知值，透过长Kposti也通过检测器缓冲件5的长度而已知。

[0047] 【数2】

[0048]

[0049]

[0050] 而且，从X射线检测器2中的X射线向检测信号的转换，采用检测器的材质(线能量吸収系数μdet(e))及其厚度Kdet，用e·[1-exp{-μdet(e)·Kdet}]表示。该线能量吸収系数μdet(e)也是根据材质的已知值，厚度Kdet也通过X射线检测器2的厚度而已知。

[0051] 以上，在没有被检体M的情况下，采用上述(1)式以及(2)式，用下记(3)式表示检测信号能量分布Signal(e)。

[0052] 【数3】

[0053]

[0054]

[0055]

[0056]

[0057]

[0058]

[0059]

[0060]

[0061] 在上述(3)式中，作为从X射线检测器2中的X射线向检测信号的转换，也能代替e·[1-exp{-μdet(e)·Kdet}]，而采用检测器的材质的线衰减系数μ’det(e)用e·[1-exp{-μ’det(e)·Kdet}]·μdet(e)/μ’det(e)计算。该线衰减系数μ’det(e)也是根据材质的已知值。

[0062] 若能准确地求出检测信号能量分布Signal(e)，则被检体M的材质(线衰减系数μphantom(e))及其透过长Kphantom中的X射线的衰减用exp[-{μphantom(e)·Kphantom}]表示。另外，线衰减系数μphantom(e)是根据材质的已知值。此时的检测信号的衰减量P/P0能通过下记(4)式中的Att(Kphantom)函数(以下，称为「衰减计算函数」)准确地计算。

[0063] 【数4】

[0064]

[0065] 但是，通过X射线检测器2测定衰减量P/P0时，在X射线透过的材质未考虑的材质也存在，所以如图2所示，测定衰减量(参照图2中的黑圆点)与用上述(4)式求出的计算衰减量P/P0(＝衰减计算函数Att(Kphantom))(图2中的实线)不一致。

[0066] 因此，将未考虑的材质(线衰减系数μimaginary(e))新假设为一种，作为透过了该长度Kimaginary的情况，变更检测信号能量分布Signal(e)。具体而言，例如从铝(Al)或铜(Cu)等的材质中适当地任意假设任意一种材质，从而假设该假设的材质的线衰减系数μimaginary(e)。或者，也能通过定义现实中不存在的假想材质的线衰减系数μimaginary(e)来进行假设。线衰减系数μimaginary(e)是根据所假设的材质的已知值。在下记(5)式中，右边的Signal(e)表示在上述(3)式所计算的能量分布，左边的Signal(e)表示新变更了的能量分布。即，将用上述(3)式计算的能量分布Signal(e)代入下记(5)式的右边，并且将所假设的线衰减系数μimaginary(e)以及滤波器长Kimaginary代入下记(5)式的右边，来求出左边的Signal(e)，从而变更检测信号能量分布Signal(e)。

[0067] 【数5】

[0068] signal(e)＝signal(e)·exp [-{μimaginary(e)·Kimaginary}] …(5)[0069] 运算处理部3的衰减量计算调整部33根据上述(5)式假设任意值的滤波器长Kimaginary，从而将检测信号能量分布Signal(e)变更为上述(5)式中的左边。而且，采用所变更的检测信号能量分布Signal(e)，由上述(4)式计算对被检体M的透过长Kphantom的衰减计算函数Att(Kphantom)，从而衰减量计算调整部33计算调整计算衰减量。具体而言，如图3所示，设定变更滤波器长Kimaginary，以使由X射线检测器2测定的某透过长K1下的衰减量(测定衰减量)(参照图3中的白色三角)与该透过长K1下的计算衰减量Att(K1)(参照图3中的实线上的黑圆点)一致。通过设定变更滤波器长Kimaginary，从而通过上述(5)式，也变更检测信号能量分布Signal(e)，伴随与此，通过上述(5)式和(4)式计算衰减量Att(K1)也被计算调整，所计算调整的计算衰减量Att(K1)向图3中的箭头所示的方向接近测定衰减量而一致(参照图3中的双点划线上的黑圆点)。运算处理部3的滤波器长计算部32计算并决定该一致时滤波器长Kimaginary。

[0070] 这样，计算上述透过长的测定衰减量与该透过长的计算衰减量一致的滤波器长Kimaginary，从而衰减量计算调整部33将对透过长Kphantom的衰减计算函数Att(Kphantom)从图3中的实线的曲线最终地计算调整到图3中的双点划线的曲线。通过该最终的计算调整，在上述透过长K1下测定衰减量和(所计算调整的)计算衰减量Att(K1)一致，所以在测定值和计算值下的衰减量间不发生偏差。

[0071] 通过如此地计算滤波器长Kimaginary，若衰减量计算调整部33最终地计算调整对透过长Kphantom的衰减计算函数Att(Kphantom)，则在上述透过长K1下在测定值和计算值的衰减量间不发生偏差。但是，即使最终地计算调整衰减计算函数Att(Kphantom)，在实际与测定值相比较时，在透过长K1以外的其他透过长下，根据条件不同，也在测定值和计算值的衰减量间发生偏差。如图4所示，用计算衰减量/测定衰减量的比表示改变了衰减值时的不同时，上述透过长K1下的计算衰减量Att(K1)按照与测定衰减量一致的方式被最终地计算调整，所以对于透过长K1下的计算衰减量Att(K1)的自然对数值[-ln{Att(K1)}](即透过长K1下的计算衰减值)，计算衰减量/测定衰减量的比肯定是“1”。但是，衰减值与从透过长K1下的计算衰减值偏离的量成比例地发生偏差，从图4的曲线图可知，作为整体以一次函数变化。

[0072] 因此，用计算衰减值Ln的函数f(Ln)表示表示该计算衰减量/测定衰减量的比rate的衰减补正函数。使由X射线检测器2测定的至少两个透过长的测定衰减量与这些透过长的被最终地计算调整了的计算衰减量之比、即计算衰减量/测定衰减量的比分别按每个计算衰减值Ln进行对应，设为(Ln1，rate1)，(Ln2，rate2)，…。

[0073] 在本实施方式中，由X射线检测器2用两个透过长K1，K2测定衰减量，将其中的透过长K1下的测定衰减量用于通过上述滤波器长计算部32计算并决定滤波器长Kimaginary时来进行说明。即，在本实施方式中，两个透过长K1，K2下的测定衰减量用于通过后述的运算处理部3的衰减补正函数计算部34计算衰减补正函数f(Ln)时，并且其中的透过长K1下的测定衰减量用于滤波器长计算部32计算并决定滤波器长Kimaginary时。

[0074] 运算处理部3的衰减补正函数计算部34使由X射线检测器2测定的两个透过长K1，K2下的测定衰减量与这些透过长K1，K2下的最终地计算调整后的计算衰减量Att(K1)，Att(K2)之比(即计算衰减量/测定衰减量的比)分别按每个计算衰减值Ln进行对应，设为(Ln1，rate1)，(Ln2，rate2)。也就是说，在本实施方式中，透过长K1下的计算衰减量Att(K1)/测定衰减量的比是rate1，如上所述，透过长K1下的计算衰减量Att(K1)被计算调整为与测定衰减量一致，所以透过长K1下的计算衰减量Att(K1)/测定衰减量的比rate1成为“1”。另外，透过长K1下的计算衰减值是Ln1，透过长K1下的计算衰减值Ln1如上所述用“-ln{Att(K1)}”来表示。此外，透过长K2下的计算衰减量Att(K2)/测定衰减量的比是rate2，透过长K2下的计算衰减值Ln2用“-ln{Att(K2)}”来表示。

[0075] 如上所述，从透过长K1下的计算衰减值Ln1(＝-ln{Att(K1)})偏离时，衰减补正函数f(Ln)用一次函数来表示。即，用相互连结透过长K1，K2下的(Ln1，rate1)，(Ln2，rate2)的一次式表示衰减补正函数f(Ln)。而且，对于计算衰减值为“0”，为了使计算衰减量/测定衰减量的比返回“1”，能用下记(6)式表示衰减补正函数f(Ln)。另外，τ是对于计算衰减值为“0”而为了使计算衰减量/测定衰减量的比返回“1”的适当的时间常数。也能测定与“0”附近的衰减值对应的衰减量，并采用该测定的衰减量来决定该时间常数τ。

[0076] 【数6】

[0077]

[0078] 上述(6)式中的指数函数项设置为，对于计算衰减值为“0”，为了使计算衰减量/测定衰减量的比返回“1”，计算衰减值从“0”到透过长K1下的计算衰减值Ln1，如图4所示描画曲线。即，计算衰减值从“0”到透过长K1下的计算衰减值Ln1，因为衰减值小所以指数函数项起作用如图4所示地描画曲线。其结果，对于计算衰减值为“0”，将Ln＝0代入上述(6)式从而成为衰减补正函数f(Ln)＝1，能使计算衰减量/测定衰减量的比返回“1”。另一方面，超过透过长K1下的计算衰减值Ln1时衰减值变大的结果，几乎能无视指数函数项，衰减补正函数f(Ln)用一次函数来表示。

[0079] 衰减补正函数计算部34由上述(6)式计算衰减补正函数f(Ln)时，采用该衰减补正函数f(Ln)补正衰减量。即，通过由衰减量计算调整部33最终地计算调整后的衰减计算函数Att(Kphantom)除以由上述(6)式求出的衰减补正函数f(Ln)(＝f[-ln{Att(Kphantom)}])，补正对透过长Kphantom的衰减计算函数Att(Kphantom)、即按各个透过长Kphantom的衰减量，即使对其他透过长也不发生偏差，能够准确地计算衰减量。图4中的实线是衰减补正函数f(Ln)，图4中的实线上的白色菱形是偏差，图4中的黑色方形是补正后的偏差。从图4也能明确知道，补正后的偏差即使衰减值发生变化，作为计算衰减量/测定衰减量的比也大致在“1”上，偏差被解除。

[0080] 该补正后的衰减量是基于校正数据收集时作为被检体M而使用的模型(例如丙烯酸板)的材质(线衰减系数μphantom(e))及其透过长Kphantom的值。因此，为了求出在X射线CT装置的断层摄影(即CT数据收集时)所需的透过物质即水的透过长，用作为滤波器长Kimaginary而使用了相同值的上述(4)式采用水的线衰减系数代替模型材质的μphantom，并且通过用上述(6)式除法运算的结果，能计算对水的透过长Kphantom所补正的衰减物理量(在图1中相当于透过长/衰减物理量转换函数31)。另外，线衰减系数如上所述是根据透过物质的已知值。

[0081] 在断层摄影(CT数据收集)所需的水的其他透过长中，能通过透过长/衰减物理量转换函数31转换为衰减物理量。因此，相反地，通过透过长/衰减物理量转换函数31的逆函数，从衰减物理量计算水的透过长。

[0082] 根据与各个透过长建立了对应的衰减物理量，作成用于求出将衰减物理量作为输入、将透过长作为输出的透过长/衰减物理量转换函数31的逆函数的查找表。因为采用准确计算的衰减量求出透过长Kphantom，所以能准确地计算透过长Kphantom。

[0083] 运算处理部9的透过长计算部35由物理衰减量采用查找表求出水的透过长Kphantom。

[0084] 由以上说明可知，衰减量或衰减值相当于本发明中的衰减物理量，滤波器长Kimaginary相当于本发明中的滤波器长度，衰减补正函数f(Ln)相当于本发明中的补正函数，衰减计算函数Att(Kphantom)除以衰减补正函数f(Ln)所得的结果相当于本发明中的透过长/衰减物理量转换函数。

[0085] 下面，参照图5、图6说明包括本实施方式涉及的断层摄影的一系列处理。图5是表示实施方式涉及的断层摄影(CT数据收集)的处理的流程图，图6是表示包括实施方式涉及的断层摄影的一系列处理中的校正数据收集处理的流程图。

[0086] (步骤T1)透过长的计算

[0087] 透过长计算部35计算在断层摄影(CT数据收集)所需的透过物质的透过长。为此，收集下记步骤S1～S6的校正数据。

[0088] (步骤S1)检测信号能量分布的计算

[0089] 根据X射线检测器2的灵敏度特性、X射线频谱等，采用上述(3)式计算检测信号能量分布Signal(e)。该检测信号能量分布Signal(e)是预先求出的参数，所以若预先求出了检测信号能量分布Signal(e)，则根据其情况也能不进行步骤S1。

[0090] (步骤S2)衰减量的测定

[0091] 作为被检体M采用模型(丙烯酸板等)，进行用于校正数据收集的模型摄影。具体而言，分别改变透过长来通过X射线检测器2测定衰减量。将该测定的衰减量作为测定衰减量，获取由X射线检测器2测定的至少两个透过长的测定衰减量。在本实施方式中，如上所述，获取两个透过长K1，K2下的测定衰减量。

[0092] (步骤S3)滤波器长的计算

[0093] 假设未考虑的材质，考虑用适当的滤波器长Kimaginary透过该材质的滤波器，从而衰减量计算调整部33采用上述(5)式，变更在步骤S1的检测信号能量分布Signal(e)。采用所变更的检测信号能量分布Signal(e)由上述(4)式计算衰减计算函数Att(Kphantom)，从而衰减量计算调整部33计算调整计算衰减量。而且，滤波器长计算部32计算在步骤S2用X射线检测器2所测定的透过长K1下的测定衰减量与该透过长K1下的计算衰减量Att(K1)一致的滤波器长Kimaginary。

[0094] (步骤S4)衰减计算函数的计算调整

[0095] 这样，在步骤S3计算滤波器长Kimaginary，从而衰减量计算调整部33最终地计算调整衰减计算函数Att(Kphantom)。

[0096] (步骤S5)衰减补正函数的计算

[0097] 衰减补正函数计算部34根据在步骤S2由X射线检测器2所测定的两个透过长K1，K2下的测定衰减量、和这些透过长K1，K2下的最终地计算调整(步骤S4)后的计算衰减量Att(K1)，Att(K2)之比，采用上述(6)式计算衰减补正函数f(Ln)。

[0098] (步骤S6)逆函数信息的计算

[0099] 将在断层摄影所需的透过物质即水的线衰减系数代入上述(4)式，计算调整对水的透过长的衰减量，在步骤S6采用所计算的衰减补正函数f(Ln)补正其衰减量，计算补正后的衰减量。对于该透过物质的其他透过长也用同样的步骤，计算补正后的衰减量。将补正后的衰减量与各个透过长Kphantom建立对应，在CT撮像(即X射线CT装置的断层摄影)之前预先作成用于求出逆函数的查找表(即逆函数信息)。若预先作成一次，则不需要每次在CT撮像之前进行。

[0100] (步骤T1)透过长的计算

[0101] 采用在步骤S6作成的查找表，由衰减量或衰减值求出透过长。

[0102] (步骤T2)再构成处理

[0103] 然后，再构成处理部36根据该透过长，解逆问题从而进行再构成处理，并求出透过物质的分布，从而获取断层图像(再构成图像)。

[0104] 通过根据在步骤T1准确地计算的透过长来获取断层图像，从而进行射束硬化补正，能确保断层图像的均匀性而不受到杯状的影响。此外，能不像上述专利文献1那样采用反复法，进行射束硬化补正。此外，与采用近似函数来求出透过长的现有方法相比，还能获取如下的效果：利用X射线检测器2的测定次数即可，减少数据收集的工夫，负担变轻。

[0105] 在本实施方式中，如上所述，利用将由X射线检测器2测定的两个透过长K1，K2下的测定衰减量与这些透过长K1，K2下的计算调整后的计算衰减量Att(K1)，Att(K2)之比在两个透过长K1，K2间作为(Ln1，rate1)，(Ln2，rate2)而相互连结的一次式，用一次函数近似表示衰减补正函数f(Ln)，从而衰减补正函数计算部34计算衰减补正函数f(Ln)。在该情况下，能通过代入一次式而简单地计算衰减补正函数f(Ln)。

[0106] 在本实施方式中，如上所述，在滤波器长计算部32以及衰减补正函数计算部34兼用由X射线检测器2测定的至少两个透过长K1，K2，…下的测定衰减量中、一个透过长K1下的测定衰减量。在该情况下，兼用一次一个透过长K1下的测定衰减量，就能减少一次在X射线检测器2的测定。

[0107] 本发明不限于上述实施方式，能如下所示地进行变形实施。

[0108] (1)在上述实施方式中，衰减物理量测定单元(在实施方式中为X射线检测器2)或衰减物理量计算调整单元(在实施方式中为衰减量计算调整部33)的处理对象即衰减物理量是用透过前以及透过后的X射线的检测信号比表示的衰减量，但是如例示为衰减量的自然对数值即衰减值那样，只要是关于衰减的参数，对于衰减物理量不特别地限定，对于衰减物理量测定单元或衰减物理量计算调整单元的处理对象即衰减物理量也不特别地限定。

[0109] (2)在上述实施方式中，采用由X射线检测器2测定的两个透过长K1，K2下的测定衰减物理量(在实施方式中为测定衰减量)来计算了补正函数(在实施方式中为衰减补正函数)，但是若至少采用两个透过长的测定衰减物理量，则也能采用例如三个以上的透过长的测定衰减物理量来计算补正函数，所采用的测定衰减物理量的数量只要是多个就不特别限定。

[0110] (3)在上述实施方式中，用相互连结由X射线检测器2测定的两个透过长K1，K2下的(Ln1，rate1)，(Ln2，rate2)的一次式，用一次函数近似地表示补正函数(在实施方式中为衰减补正函数)，从而计算了补正函数，但是不限于此。例如，也能采用由X射线检测器2测定的至少两个透过长(例如三个透过长K1，K2，K3)下的(Ln1，rate1)，(Ln2，rate2)，(Ln2，rate3)通过最小二乘法来求出补正函数，从而计算补正函数。在该情况下，能更准确地求出补正函数。

[0111] (4)在上述实施方式中，在滤波器长计算部32以及衰减补正函数计算部34兼用由X射线检测器2测定的至少两个透过长K1，K2，…下的测定衰减量中的一个透过长K1下的测定衰减量，但是也能不一定兼用。但是，例如，滤波器长计算部32采用透过长K1下的测定衰减量，衰减补正函数计算部34采用两个透过长K2，K3下的测定衰减量，不兼用透过长的测定衰减量时，在最终所获取的断层图像中，在衰减补正函数计算部34所使用的透过长K2，K3下的测定衰减量的影响大，但在滤波器长计算部32所使用的透过长K1下的测定衰减量的影响几乎没有，所以如实施方式那样优选兼用。

[0112] (5)在上述实施方式中，断层摄影装置是X射线CT装置，但本发明也能应用于通过C型悬臂进行断层摄影的装置。这样，不特别限定应用本发明的断层摄影装置。