CN102639060A

CN102639060A - X射线ct装置

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Publication number: CN102639060A
Application number: CN2010800544265A
Authority: CN
Inventors: 昆野康隆; 石川卓
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Fujifilm Healthcare Corp
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JPWO2011068145A1; CN102639060B; WO2011068145A1; JP5815410B2

Abstract

提供一种X射线CT装置，不进行用于焦点位置检测的X射线照射，而精度良好地估计焦点位置的移动量，变更X射线照射场，由此，不产生拍摄定时的延迟，去除、抑制起因于焦点移动的伪影的产生和定量性的降低等画质劣化，该X射线CT装置具备：X射线产生部件(100)；X射线检测部件(104)；X射线准直部件(303)；重构处理部件(105)；对X射线产生部件(100)、X射线检测部件、X射线准直部件(303)中的至少一方进行控制移动的照射场变更驱动部件(200、301、302)；以及对估计时刻的X射线产生部件的焦点位置(S2、S4)进行估计，并使用该估计结果，计算为了将X射线检测部件中的X射线入射位置保持为固定所需的照射场变更驱动部件的移动量(S6)的移动量计算部件(105)。并且，从在最近的过去进行焦点位置的估计的时刻开始经过了规定时间的情况下，或者在输入了拍摄开始指示信号的情况下，移动量计算部件进行移动量的计算(S8)，照射场变更驱动部件到下一次的估计时刻或X射线照射为止，进行与移动量相应的控制移动(S9)。

Description

X射线CT装置

技术领域

本发明涉及X射线CT装置，特别涉及能够对X射线管焦点位置的变化进行修正的X射线CT装置。

背景技术

X射线CT装置是根据从多个方向拍摄到的被拍摄体的X射线透射像(以下，记为投影数据)来计算X射线吸收系数，得到被拍摄体的断层像(以下，记为重构图像)的装置。在医疗和非损伤检查的领域中被广泛应用，近年来，特别是在医疗现场，正推进旋转驱动的高速化、向旋转轴方向的X射线检测器的多级化。由此，能够不产生模糊地，拍摄心脏等运动的脏器整体。

在这样的X射线CT装置中作为X射线源来使用的X射线管，例如如专利文献1所记载的那样，通过高电压对在热丝(filament)产生的热电子进行加速，并且使其收敛于焦点，冲击旋转阳极靶而产生X射线。此时，热电子的能量的一部分被转换为X射线，但是由于几乎全都转换为热，所以焦点处成为高温。由于这样的热，支撑X射线靶的旋转轴等温度上升而产生热延伸，从而焦点位置发生变化。之后，通过放射或冷却器，将所产生的热导向外部，X射线靶的旋转轴等温度下降而发生收缩，从而焦点的位置再次发生变化。在大多的X射线CT装置中，如图20所示，X射线靶400的旋转轴402的方向配置为与扫描架(gantry)旋转部101的旋转轴403的方向一致，进一步地，该方向与X射线检测器104的层方向107一致。因此，X射线靶旋转轴401等产生延伸和收缩，在层方向107上X射线照射场发生变化。

这样的X射线照射场的变化有时会成为重构图像中的伪影(artifact)产生和定量性降低等画质劣化的原因。使用图21说明该现象。如图21所示，在通道方向108相邻的X射线检测元件228-1和228-2在层方向107上具有位置偏差。这样的偏差是由于下面的原因而产生的：即，在构成X射线检测元件的闪烁体(scintillator)元件和光电二极管元件中，制作时和组装时产生的位置偏差和变形；由闪烁体元件和光电二极管元件构成的块基板的粘接和搭载时产生的位置偏差和变形；在X射线检测器由多个X射线检测模块构成的情况下，该排列模块间的位置偏差等。这样，位置偏差难以完全抵消。

进一步地，在图21(a)和(b)中，X射线照射场404不同。在照射场从(a)向(b)这样在层方向107上发生了移动时，在X射线检测元件228-1中，在(a)(b)的任一个情况下，都由于X射线入射到X射线检测元件整体，从而使输出不发生变化。相对于此，X射线检测元件228-2，在(b)的情况下，X射线检测元件的一部分上将不会抵达X射线，输出会降低。因此，X射线检测元件228-1和228-2由于X射线照射场的变化而产生不同的输出变化，会导致产生重构图像中的伪影和定量性降低。

为了防止这样的焦点移动所造成的X射线照射场的变动，例如在专利文献1中，公开了下述的X射线管装置，即，在进行扫描时使用由焦点位置检测器测量到的焦点位置和冷却特性数据，计算下一次X射线照射时的焦点位置，由此移动X射线准直仪。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2000-51209号公报

发明要解决的课题

但是，如专利文献1所记载的那样，在X射线照射之前，根据由前一次X射线照射所判明的位置来计算焦点位置的情况下，在位置相比前一次进行了较大移动时，需要对X射线准直仪进行控制的时间，需要延迟开始拍摄。例如，在通过使用移动用电动机来移动X射线管从而实现焦点位置控制时，在移动用电动机的移动速度需要在200μm/秒下实现200μm的移动的情况下，至少从拍摄指示至拍摄开始为止，会产生1秒的延迟。这样的延迟，在心脏拍摄时等这样拍摄会运动的被拍摄体时会成为问题。为了减少延迟，虽然也能够使用可高速移动的移动用电动机，但是必然产生多少延迟，也会同时产生移动用电动机的位置精度降低和成本提高等这样的问题。进一步地，由于焦点位置的不同而延迟时间会发生变化，也会产生拍摄开始的定时不唯一确定这样的问题。

进一步地，在热延伸具有时间常数而产生时，由于在X射线照射后也产生，所以在X射线照射中得到的焦点信息中，不包含该照射导致的热延伸量的一部分。由此，不能考虑得到的X射线照射所导致的热延伸量的全体来估计焦点，存在焦点位置的估计精度降低这样的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题而形成，其目的在于，提供一种不产生拍摄定时的延迟，能够去除并抑制因焦点移动而导致的伪影产生和定量性降低等画质劣化的X射线CT装置。

为了解决上述课题，具备：X射线产生部件，其从焦点照射X射线；X射线检测部件，其将上述X射线转换为电信号；X射线准直部件，其限定上述X射线的照射场；重构处理部件，其对从上述X射线检测部件得到的上述电信号进行重构处理，制成重构图像；照射场变更驱动部件，其对上述X射线产生部件、上述X射线检测部件、和上述X射线准直部件中的至少一个进行控制移动；和移动量计算部件，其对估计时刻的上述X射线产生部件的焦点位置进行估计，并使用上述估计结果，来计算为了将上述X射线检测部件中的X射线入射位置保持为固定而所需的上述照射场变更驱动部件的移动量；按照预先设定的规定的定时，上述移动量计算部件进行上述移动量的计算，并且上述照射场变更驱动部件进行与上述移动量相应的上述控制移动。

由此，能够按照预先设定的定时来变更X射线照射场，即使在不照射X射线时也能够变更照射场。在并不是即将照射X射线之前的事前，估计焦点位置，对X射线管、X射线准直仪、X射线检测器等进行移动控制，预先控制焦点位置，由此在X射线照射时，即使需要从前一次的估计位置移动较大距离，也不会延迟照射定时，能够立即按照适当的X射线照射场来开始拍摄。进一步地，照射之前的时间能够不发生变化地开始目标定时下的拍摄。

此外，还可以是，上述移动量计算部件使用以下信息：焦点位置估计用参数，其用来规定与关于X射线照射的拍摄条件以及经过时间相对应的上述X射线产生部件的焦点位置的变化量；从过去估计上述焦点位置的时刻即过去估计实施时刻开始至上述估计时刻为止的经过时间；估计用拍摄条件，其表示上述过去估计实施时刻的上述拍摄条件；和估计用焦点位置信息，其表示上述过去估计实施时刻的上述焦点位置；上述移动量计算部件使用上述信息来估计以上述过去估计实施时刻的上述焦点位置为基准的上述估计时刻的焦点位置的变化量，并使用该焦点位置的变化量，来计算为了抵消由于上述焦点位置的变化而产生的上述X射线检测部件的X射线入射位置的变化所需的照射场变更驱动部件的移动量。

通过这样的构成，由于以估计用焦点位置信息、估计用拍摄条件、和经过时间为基准来估计热延伸和收缩导致的焦点移动量，所以能够提高精度。此时，通过将估计用焦点位置信息和估计用拍摄条件作为基础，能够估计与焦点位置发生变化之前的状况相应的热延伸和收缩的变化量，通过将经过时间作为基础，能够估计热延伸和收缩的时间上的变化。此外，特别地，由于热延伸量较强地依赖于估计用拍摄条件，所以利用本方法，通过按照估计用拍摄条件来估计热延伸量，能够提高精度。

此外，还可以是，还具备焦点位置检测部件，该焦点位置检测部件使用从上述X射线产生部件照射的X射线来检测上述焦点位置；上述移动量计算部件在上述过去估计实施时刻照射了X射线的情况下，选择表示上述焦点位置检测部件检测到的焦点位置的信息，来作为上述估计用焦点位置信息，在上述过去估计实施时刻未照射X射线的情况下，选择表示上述移动量计算部件估计出的焦点位置的信息，来作为上述估计用焦点位置信息。

由此，在使用照射X射线而得到的焦点位置时，由于能够以在最近过去检测到的焦点位置为基准来估计焦点，所以与使用过去的估计值进行估计的情况相比，能够得到其中不含有这以前的估计误差的估计值。特别地，由于在照射X射线时的热延伸量的估计中，在与实际的估计中，虽然易于产生误差，但是能够在每次X射线照射时检测焦点位置，所以能够防止估计误差的积蓄并提高估计精度。进一步地，由于也能够包含有拍摄焦点时的X射线照射的焦点移动量在内进行估计，所以能够以高精度进行估计。

此外，还可以是，本X射线CT装置还具备存储部件，该存储部件非易失性地存储以下信息：在上述估计时刻之前的最近的上述过去估计实施时刻的信息；该时刻的焦点位置的变化量即第一变化量；和该时刻的上述热延伸量的收敛值；上述移动量计算部件基于从上述过去估计实施时刻开始至上述估计时刻为止的经过时间、上述过去估计实施时刻的第一变化量、上述过去估计实施时刻的上述热延伸量的收敛值，来计算上述估计时刻的第一变化量。此外，也可以非易失性地存储冷却导致的收缩量。

由此，在由于停电或X射线CT装置发生异常而电源暂时断开时，在重新启动后，能够根据从该时间经过起这以前的X射线照射和冷却来估计焦点移动量，进行精度良好的估计。此外，通过也预先存储冷却导致的收缩量，能够使用该收缩量来进行焦点位置的估计。由此，能够避免下述问题：即，如果不根据这以前的X射线照射和冷却来进行估计，则在这以前的X射线照射以后具有时间常数而焦点进行移动时，由于电源断开前的影响而导致实际的焦点位置与估计值有偏差。

此外，还可以是，在本X射线CT装置中，上述焦点位置估计部件在等间隔的多个时刻估计焦点位置。由此，能够使用前一个的估计下的延伸量的结果，通过级数计算来计算热延伸量。由此，没有必要一个一个地存储过去的X射线照射，并计算各个估计时刻的影响来相加，能够使计算量和存储部件减少并实现处理高速化。

进一步地，还可以是，在本X射线CT装置中，上述移动量计算部件集中在估计时刻进行多次上述焦点位置估计。由此，能够在事前预测预定的未来的焦点位置，并基于该结果来变更X射线照射场，从而能够不产生用于变更X射线照射场的等待时间而开始拍摄。

发明效果

根据本发明，能够提供一种不进行用于检测焦点位置的X射线照射，而是通过精度良好地估计焦点位置的移动量，并变更X射线照射场，就能够不产生拍摄定时的延迟，去除并抑制了起因于焦点移动的伪影产生和定量性降低等画质劣化的X射线CT装置。

附图说明

图1是表示本发明的X射线CT装置的第一实施方式的实施方式的概略图。

图2是用于说明第一实施方式的X射线CT装置中的焦点位置的控制方法的一例的处理流程图。

图3是用于说明在X射线管具有抑制延伸的机构的情况下的X射线靶的支撑方法的一例的概略图。

图4是用于说明在X射线管具有抑制延伸的机构的情况下的X射线靶的支撑方法的一例的概略图。

图5是用于说明第一实施方式的X射线CT装置中的焦点位置的随时间变化的一例的说明用图表。

图6是用于说明在第一实施方式的X射线CT装置中，在改变管电流时得到的焦点位置的随时间变化的一例的说明用图表。

图7是用于说明决定第一实施方式的X射线CT装置中的函数的系数的方法的说明用图表。

图8是用于说明决定第一实施方式的X射线CT装置中的函数的系数的方法的说明用图表。

图9是用于说明第一实施方式的X射线CT装置的焦点位置测量用缝隙的一例的说明图。

图10是用于说明第一实施方式的X射线CT装置的焦点位置测量用检测器的一例的说明图。

图11是用于说明第一实施方式的X射线CT装置的焦点位置检测部件检测焦点位置的方法的说明图。

图12是用于说明在第一实施方式的X射线CT装置中，根据焦点位置测量用检测器的检测信号来计算焦点位置的方法的说明图。

图13是用于说明焦点位置的变化的一例的说明图，图13(a)表示数据点320测量到的减弱特性，图13(b)表示相对于焦点位置的焦点位置的变化量。

图14是用于说明不使用计算模型来计算焦点的收缩量的方法的说明图，图14(a)表示延伸和收缩的方法未反转的情况，图14(b)表示反转的情况。

图15是表示本发明的X射线CT装置的第二实施方式的概略图。

图16是用于说明第二实施方式的X射线CT装置中的X射线准直仪303的移动方法的说明图，图16(a)表示焦点移动前，图16(b)表示焦点移动后。

图17是表示本发明的X射线CT装置的第三实施方式的实施方式的概略图。

图18是用于说明第三实施方式的X射线CT装置中的X射线检测器104的移动方法的说明图，图18(a)表示焦点移动前，图18(b)表示焦点移动后。

图19是用于说明第三实施方式的X射线CT装置中的X射线准直仪303和X射线检测器104的移动方法的说明图，图19(a)表示焦点移动前，图19(b)表示焦点移动后。

图20是用于说明现有的X射线CT装置的旋转轴402的方向的说明图。

图21是用于说明在现有的X射线CT装置中，X射线照射场的变化成为伪影的产生和定量性的降低等的主要原因的说明图，图21(a)表示照射场移动前，图21(b)表示照射场移动后。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。在以下的说明中，对具有相同功能的部分附加相同的符号，省略重复的说明。

<第一实施方式>

本实施方式是医疗领域使用的一个例子的X射线CT装置，以下，使用图1至图14进行说明。

使用图1说明本实施方式的X射线CT装置的概略。本实施方式的X射线CT装置由以下部件构成：X射线源100、X射线管移动部件301、X射线准直仪303、X射线检测器104、由焦点位置测量用缝隙304和焦点位置测量用检测器300构成的焦点位置检测部件、信号收集部件118、中央处理部件105、显示装置106、输入部件119、控制部件117、扫描架(gantry)旋转部101、卧台平板103。多个X射线检测器104配置成以X射线源100为大致中心的圆弧状，并与X射线源100一起搭载在扫描架旋转部101上。中央处理部件105中保存如下程序：对将X射线检测器104检测到的X射线变换后得到的电信号进行重构处理的图像重构处理程序；估计X射线焦点位置，为了将针对X射线检测器104的X射线入射区域保持固定而计算X射线管、X射线准直仪103、或X射线检测器104中的至少一个的移动量的移动量计算程序；以及基于X射线照射来进行X射线焦点位置的计算的程序。并且，通过构成中央处理部件105的硬件资源来执行上述各程序，从而构成重构处理部件、移动量计算部件、焦点位置检测部件。在中央处理部件105的存储部件中保存有移动量计算部件的焦点位置的估计处理中使用的焦点位置估计用参数。

这里，在图1中，为了简单说明，示出X射线检测器104为8个的情况，在实际的装置中例如为40个左右。此外，在X射线检测器104的前面设置X射线栅格(图1中未图示)，防止从X射线源100照射的X射线中由被拍摄体102散射的X射线入射到X射线检测器104中。

接着，使用图1说明拍摄方法和处理方法。首先，从输入部件119输入拍摄开始后，控制焦点位置并调整X射线的照射场。以下另外详细说明该方法。之后，从X射线源100向搭载于卧台平板103的被拍摄体102照射扇状的X射线，透射被拍摄体102的X射线由X射线检测器104转换为电信号。在X射线源100的X射线输出口配置X射线准直仪303，限定照射场。

一面通过在旋转方向108上旋转扫描架旋转部101，使X射线针对被拍摄体102的照射角度变化，一面重复该拍摄，由此获取360度份的投影数据。按例如每0.4度在多个场景间进行该拍摄。此时，控制部件117控制扫描架旋转部101的旋转、X射线检测器104和焦点位置测量用检测器300的读出、X射线源100的X射线照射、X射线管移动部件301的移动。

由信号收集部件118收集这样得到的电信号，并将该电信号转换为数字信号，制成原始数据。接着，由中央处理部件105对原始数据进行图像处理，制成投影数据。该图像处理例如是灵敏度修正处理和偏移修正处理。接着，重构投影数据，制成被拍摄体102的X射线吸收系数分布的剖面图像(重构图像)。在显示装置106中显示该结果。

使用图2说明焦点位置的控制方法的一个例子。本方法对焦点从前一次焦点位置控制时的焦点位置开始的移动量进行估计，移动X射线管以便抵消该移动。

作为一个例子，说明在X射线即将照射之前，估计焦点位置的情况。以下的处理将X射线CT装置的电源接通作为触发而开始。并且，本发明的X射线CT装置在待机中即电源为ON并等待拍摄开始指示输入的状态下，从基准时间经过规定时间后，定期(即按每个上述规定时间)重复进行焦点位置的移动量的估计以及X射线照射场的移动、和经过时间的再次测量。在待机中输入拍摄开始指示后，以拍摄开始指示的输入作为触发来进行焦点位置的移动量的估计以及X射线照射场的移动、和X射线照射。然后，以拍摄开始指示的输入时间作为基准时间进行进一步的经过时间的测量。

在本实施方式中，对1次扫描内的每个场景的拍摄进行焦点位置的移动量的估计以及X射线照射场的移动、和X射线照射。由此，从输入部件119输入扫描拍摄开始的指示后，中央处理部件105按每个场景进行焦点位置的移动量的估计、X射线照射场的移动、以及X射线照射的处理，将这些一系列的处理重复与所有场景数相当的次数。然后，在最后的场景的X射线照射结束后，成为待机状态，以针对最后的场景进行焦点位置的移动量的估计的时间作为基准时间再次开始时间测量，在经过规定时间(t1)后，进行焦点位置的移动量的估计、X射线照射场的移动。以下，根据图2的各步骤进行说明。

在步骤S1中，中央处理部件105预先测量从前一次的估计开始的经过时间。并且，在经过了规定时间的情况下进入S3。

在步骤S2中，判定是否向输入部件119输入了拍摄开始指示。如果没有输入拍摄开始指示，则返回步骤S1，继续进行从前一次的估计开始的经过时间的测量。如果输入拍摄开始指示，则进入步骤S3。

在步骤S3中，中央处理部件105判定是否在本次的估计时刻、和比本次的估计时刻早的最近的估计时刻之间进行了X射线照射。肯定的情况下进入步骤S4，否定的情况下进入步骤S5。

在步骤S4中，中央处理部件105根据检测前一次照射的X射线而得到的信号来计算X射线照射时的焦点位置，选择该计算出的焦点位置的值。这里选择的焦点位置基于在X射线照射中得到的信号，因此相当于焦点位置的实际测量值。以下另外说明该焦点位置计算处理。

在步骤S5中，中央处理部件105选择前一次的焦点位置估计处理的结果即焦点位置。这里选择的焦点位置不是基于在X射线照射中得到的信号，而是根据通过焦点位置的估计处理得到的值，所以相当于焦点位置的估计值。

在步骤S6中，使用选择出的焦点位置，估计从前一次估计时或X射线照射时至本次估计时的焦点位置的移动量。在焦点位置的移动中存在X射线照射导致的变化(以下记为延伸)和X射线管的冷却导致的变化(以下记为收缩)，在本步骤中分别进行计算。以下另外详细说明这些计算方法。根据求出的延伸量和收缩量能够计算移动量。

在步骤S7中，进行焦点位置的估计处理。在本步骤中，在由步骤S6的焦点位置移动量估计处理所使用的焦点位置处添加在步骤S6中计算出的移动量，估计焦点位置。其中，该估计可以在下一次的焦点位置估计时进行。进一步地，在下一次的焦点位置估计时，在使用根据检测照射的X射线而得到的信号来计算出的焦点位置的值(实际测量值)的情况下，也可以不进行本步骤的处理。估计出的焦点位置保存在存储部件中。

在步骤S8中，为了将对X射线检测部件的X射线入射位置保持为固定，计算为了抵消由于焦点位置的变化而产生的X射线入射位置的变化时所需的X射线管的移动量。移动量例如是计算出的焦点位置的移动量的数量，并决定为与焦点移动方向相反的方向。

在步骤S9中，在下一次照射X射线之前，基于步骤S8的移动量，对控制部件117进行控制来进行X射线照射场移动。X射线照射场移动例如通过由X射线移动部件301移动X射线管100从而来实现。在步骤S1为“肯定”即由于经过规定时间而进行了焦点位置的估计等一系列的处理的情况下，返回步骤S1，继续进行经过时间的测量。在步骤S2为“肯定”即由于输入拍摄开始指示而进行了焦点位置的估计等一系列的处理的情况下，进入步骤S10，照射X射线。然后，再次返回步骤S1，继续进行经过时间的测量。

接着，说明步骤S4中记载的、对焦点位置计算处理中的延伸量和收缩量进行计算的方法的一个例子。延伸例如是由于在由X射线加热X射线靶后旋转轴等变热，进行热延伸而产生的。因此，延伸量是依赖于X射线照射条件的量，被认为是在某延伸量中按照具有时间常数的方式进行收敛而产生的(以下，将该延伸量的收敛值记为最终延伸量)。设该时间常数为一个，是τ_u，并设最终延伸量为Δg，则X射线照射后相对于X射线照射前的延伸量ΔG能够如式(1)记述。这里，Δt是从X射线照射开始的经过时间，收敛值Δg为X射线管电压、管电流、X射线照射时间等的X射线照射条件的函数。

ΔG = Δg (1 - \exp (- \frac{Δt}{τ_{u}})) . . . (1)

进一步地，大多的X射线管具有抑制延伸的功能。关于这一点存在有以下情况：即，例如如图3所示，通过为了抑制由于焦点位置的变化所导致的照射场的变化而有意设置的构造来实现的情况；和例如如图4所示，通过X射线靶旋转轴等的构造自然产生的情况。

图3是，支撑X射线靶旋转轴401的支撑部409通过基于温度的热延伸较大的支撑部件405而固定在X射线管的外壁408上。在该构造中，在照射X射线时，伴随X射线靶400的温度上升，X射线靶旋转轴401的温度上升，并且经由支撑台409，支撑部件405的温度也上升。此时，支撑部件405也进行热延伸，其延伸方向与X射线靶旋转轴401的热延伸方向相反，从而抑制焦点位置的变化。图4是，X射线靶400由2个X射线靶旋转轴401-1和401-2支撑，这些由滚珠轴承407支撑。在这样的构造的X射线管照射X射线时，设X射线靶旋转轴401-1和401-2在与X射线靶400相反的方向上进行延伸。但是，X射线靶旋转轴401和设置在X射线管的外壁上的支撑部409中存在沟406，在该沟间设置有滚珠轴承407，因此，在焦点移动的相反方向上有较强的恢复力进行作用。

这些情况下，最终延伸量Δg依赖于焦点位置。因此，此时，通过使收敛值Δg依赖于焦点位置来决定，就能够提高延伸量ΔG的估计精度。

进一步地，考虑过去的多次X射线照射，设第n次(n：自然数)的最终延伸量为Δg_n，焦点位置为X_n，时刻为t_n，则第(n-1)次和第n次间的延伸量ΔG_n为由过去的X射线照射而产生的影响的总和，根据式(1)，能够如式(2)所记述。

这里，各项是从过去各次的X射线照射开始到估计时为止产生的热延伸量。此外，最终延伸量Δg_n是焦点位置的函数，并且，是例如第n次X射线管电压V_n、管电流I_n、X射线照射时间ΔT_n等的X射线拍摄条件的函数，例如如式(3)所记述。这里，b、c、d、A、E是常数(以后，记为焦点估计用参数)，通过后面所述的事前的实验来决定，并预先保存在存储部件中。

这里，相对于最终延伸量Δg_n，系数b、c、d分别是表示电流、X射线照射时间、电压的变化的依赖性的次方数。系数E表示随着焦点位置X_n的增加而抑制最终延伸量Δg_n的比例，在焦点位置X_n增加E时，同一拍摄条件下的最终延伸量Δg_n成为指数量分之一。系数A是向最终延伸量Δg_n转换的转换系数。

另一方面，收缩是由于辐射或散热器等对X射线靶和X射线管的冷却产生的，所以收缩的量依赖于冷却量。冷却量与冷却效率都依赖于热浴和X射线靶400之间的温度差。另一方面，如前所述，热延伸量依赖于X射线靶400的温度，焦点位置依赖于热延伸量。因此，收缩量依赖于焦点位置。因此，通过使用接近估计的时刻的焦点位置来估计收缩量，就能够提高精度。

图5中示出，在同一条件下按固定间隔多次重复进行X射线照射对X射线靶加热，在焦点位置稳定后，停止照射并冷却后得到的焦点位置和经过时间的一例的图表。这里，区域322处于加热中，区域323处于冷却中。此外，在区域323中，实际上需要检测X射线并测量焦点从而得到焦点位置变化(以后，记为减弱特性)，因此照射在实质上可以忽视发热这样的程度的较小的射线量。此时得到的减弱特性例如按照指数进行变化。这里，设区域323的开始时刻为零，设此时的焦点位置为X₀，时间常数为τ_d，则第n次的估计时刻t_n时的焦点位置X_n能够如式(4)所记述。

X_{n} = X_{0} \exp (- \frac{t_{n}}{τ_{d}}) . . . (4)

此时，焦点位于第(n-1)次和第n次的估计之间的收缩量ΔS_n能够根据式(4)如式(5)所记述。

Δ S_{n} = X_{n} - X_{n - 1} = X_{0} \exp (- \frac{t_{n}}{τ_{d}}) - X_{0} \exp (- \frac{t_{n - 1}}{τ_{d}}) = X_{n - 1} (\exp (- \frac{t_{n} - t_{n - 1}}{τ_{d}}) - 1) . . . (5)

因此，收缩量ΔS_n能够使用前一次估计的焦点位置X_n-1来进行估计。进一步地，在视为估计的间隔(t_n-t_n-1)(＝Δt)比时间常数τ_d充分短的时刻t_n进行估计的情况下，式(5)能够如式(6)那样近似。这是不使用指数仅进行乘除的计算，能够进行高速计算。

Δ S_{n} = - \frac{X_{n - 1}}{τ_{d}} Δt . . . (6)

根据这样求出的延伸量ΔG_n和收缩量ΔS_n，估计式(7)所示这样的移动量ΔX_n。

ΔX_n＝ΔG_n+ΔS_n…(7)

此外，在需要进行下一个焦点位置X_n+1的估计时，使用计算出的移动量ΔX_n，利用S4的前焦点位置计算处理如式(8)这样来计算焦点位置。

X_n+1＝X_n+ΔX_n…(8)

这样，在照射X射线时测量焦点，通过在S6的焦点位置移动量估计处理中进行使用，能够抵消实际的焦点位置和估计值之间的偏差，提高焦点位置移动量的估计精度。

接着，说明焦点估计用参数τ_d、τ_u、A、b、c、d、E的决定方法的一个例子。在这些的决定中，在实际的被拍摄体的拍摄前进行参数计算用的实验，测量焦点位置的变动，对其结果进行拟合(fitting)，求出最佳值。作为焦点位置的测量方法，例如求出入射到X射线检测器的X射线分布的重心位置，计算焦点位置。

首先，决定时间常数τ_d。作为用于决定的事前实验，从产生热延伸而焦点位置稳定后的状态开始，照射较弱的实质上能够忽视热延伸的X射线，测量焦点位置。为了稳定焦点位置，周期性地照射比较强的X射线。此时，得到例如图5的区域323这样的结果。对于表示区域323的减弱特性的曲线321，通过对式(4)进行拟合，来决定时间常数τ_d。

接着，决定式(3)的次方数b、c、d。作为用于决定的事前实验，连续照射X射线来产生热延伸，在热延伸稳定之前，照射较弱的实质上能够忽视热延伸的X射线，测量焦点位置。改变管电流、管电压、照射时间来进行该测量。此时，图6中示出改变管电流后测量到的结果的一个例子。横轴表示时间，纵轴表示焦点位置，数据点320是测量结果。数据点320-1、320-2、320-3分别是管电流不同的情况，管电流按照该顺序变大。其中，虽然在本实施方式中示出按照3种电流来进行测量的例子，但是这是简化说明，并不是限定本发明。电流的种类越多，次方数b的决定精度就越提高，因此，也可以在更多的管电流条件下测量。

接着，使用该结果的数据324，制成相对于管电流的焦点位置的图表。该数据324是相对于最初的加热照射的时间经过充分长的时间，而相比前面求出的时间常数τ_d充分短的时间的数据。此时，由于相对于最初的加热照射的时间经过充分长的时间，所以进行了多次的加热照射也能够与照射1次相同量的X射线进行近似。进一步地，由于是比时间常数τ_d充分短的时间的时刻，所以能够忽视冷却导致的变化。因此，此时的焦点位置X_n如能够根据(2)、式(3)、式(7)、式(8)来计算式(9)那样，能够近似来记述。

X_{n} \approx Δ G_{n} \approx Δ g_{n} (X_{1}) (1 - \exp (- \frac{t_{n} - t_{1}}{τ_{u}})) &Proportional; I^{b} . . . (9)

根据式(9)可知，数据324的焦点位置与电流I的b次方成比例。对其进行图示，则例如如图7的曲线321所示。这里，数据点320-1、320-2、320-3是图6的数据324。通过对该数据进行拟合，能够决定次方数b。同样地，改变照射时间ΔT或照射次数，根据改变加热照射中的照射时间时的结果来决定照射时间ΔT的次方数c，根据改变管电压V时的照射结果来决定次方数d。

接着，决定系数A和E。这里，如图8所示，使用式(2)、式(3)、式(7)、式(8)来计算焦点位置X_n，作成拟合曲线，对于图6的数据点320-1、320-2、320-3来分别进行拟合，从而进行决定。这里，在系数E较小时，相对于时间的经过，急剧抑制热延伸时的焦点位置X_n的增加，在变量A较小时，整体的延伸量变小。在拟合中，例如数据点320-1、320-2、320-3和各自的拟合曲线321-1、321-2、321-3之间的误差的平方和成为最小。

如以上，使用事前实验的结果，能够决定焦点估计用参数即时间常数τ_d、τ_u、以及式(3)中的系数A、b、c、d、E，通过使用这些量能够预测焦点位置。其中，这里所记述的决定方法是一个例子，不是限定本发明，当然能够有各种决定方法。

接着，使用图9至图12，说明使用检测了照射的X射线而得到的信号来计算焦点位置的方法的一个例子。图9表示焦点位置测量用缝隙304的一个例子，图10表示焦点位置测量用检测器300的一个例子。焦点位置测量用缝隙304例如由钨、钼、铅等金属这样难以透过X射线的物质制成。焦点位置测量用检测器300具有2个焦点检测用X射线检测元件310-1和310-2，从连接器311输出各自的输出。如图11所示，焦点位置测量用缝隙304在焦点位置测量用检测器300上形成影子312。因此，如果焦点位置变化，则影子312在层方向107上移动，入射到焦点检测用X射线检测元件310的X射线量分别在增减相反方向上进行变化，在焦点检测用X射线检测元件310-1和310-2的输出中产生差异。

该输出的差异由中央处理部件105收集，通过利用该差异来计算焦点位置。为了实现上述处理，例如进行图12所示的处理。首先，在该处理中，中央处理部件105接受从焦点位置测量用检测器300检测到的信号500。接着，中央处理部件105根据该值、焦点估计用参数502、和输入到输入部件119的拍摄条件501，来进行焦点位置的计算608，得到焦点位置503。作为拍摄条件501，可以有X射线管电压、管电流、扫描速度、照射时间、焦点大小等。此外，焦点估计用参数502表示焦点检测用X射线检测元件310的输出差和焦点位置之间的关系，作为上述拍摄条件的每一个条件项目的数据图(data map)而存储在中央处理部件105具备的非易失性存储部件109中。具体来说，例如，焦点位置由焦点检测用X射线检测元件310的输出差的1次函数来表示，焦点估计用参数502是作为其倾斜和切片的系数。此外，所谓条件项目，例如，管电压是100kV、120kV、130kV等电压值，管电流是300mA、175mA、100mA、50mA等电流值，扫描速度是1秒/转、0.5秒/转等旋转速度，焦点大小为大焦点、小焦点等大小。

这里，按照每个拍摄条件来设置焦点估计用参数502，这是因为，根据这些拍摄条件，相对于2个焦点检测用X射线检测元件310的输出差的焦点位置和其变化量有时会有不同。上述情况例如在如下情况下产生：即，相对于层方向，照射的X射线在层方向上具有非对称的强度分布和频谱分布的情况；和焦点位置的变化量的零点和2个焦点检测用X射线检测元件310的输出差的零点不一致的情况等。

此外，数据图的值在拍摄前需要预先通过测量和模拟来决定。此时，例如，一边通过X射线管移动部件301来移动X射线管100从而改变焦点位置，一边获取焦点检测用X射线检测元件310-1和310-2的输出来进行计算。

通过以上的方法，在X射线即将照射之前估计焦点位置并进行控制，由此能够防止X射线照射场与设想的X射线检测器的检测区域有偏差进而产生画质的劣化和无效曝光的情形。此外，在该估计中，由于使用焦点位置来计算焦点的移动量，并进一步地使用在过去的X射线照射中得到的焦点位置来修正该焦点位置，所以能够精度良好地进行估计。此外，不伴随为了测量焦点位置而在即将进行本次拍摄之前实施的预曝光地进行估计，所以能够在拍摄开始后无延迟地照射X射线。

另一方面，通过在不进行X射线照射的情况下估计焦点位置，使用估计结果来进行焦点控制，从而能够预先移动焦点。由此，例如在X射线照射的间隔相隔较大而焦点位置发生了变化的情况下，在X射线即将照射之前以外也进行焦点位置的估计，在这些估计间预先移动焦点位置，从而能够缩短在X射线即将照射之前的控制移动中所需的时间。因此，能够防止焦点位置控制的延迟导致的拍摄定时的延迟。进一步地，在拍摄开始后进行了焦点移动时，由于需进行依赖于焦点位置的时间的移动，因此不能在唯一的定时开始拍摄，但在本发明中不产生移动所导致的延迟，所以能够在目标定时开始拍摄。

在本实施方式中，求出由于过去所有的X射线照射而产生的热延伸。由此，为了计算延伸量ΔG_n，需要预先存储到此为止的Δg_i(i＝1、2、......、n)。但是，在每次进行估计时该量会增大，需要存储容量较大的存储部件。为了抑制这种情况，在照射后延伸量几乎收敛并能够忽视这以后的变化量的范围中，优选将延伸量视为零并在计算中不进行使用。例如，在视为在X射线照射后能够忽视m次以后(m：自然数)的估计后的延伸时，式(2)如式(10)那样来记述。

此外，在本实施方式中，优选，中央处理部件105具备非易失性存储装置，该存储装置至少保存在最后的X射线照射中得到的焦点位置X_n-1及其时刻t_n-1、和到此为止照射X射线时的最终延伸量Δg_i(i＝1、2、......、n-1)及其时刻t_i(i＝1、2、......、n-1)。由此，即使在由于打雷等天灾或装置的故障而发生装置电源断开的情况下，也能够使用这些量来计算延伸量ΔG_n和收缩量ΔS_n，从而估计焦点位置，并能够基于此来控制焦点位置。这里，使用例如式(5)，根据焦点位置X_n-1和时刻t_n-1来计算收缩量ΔS_n，例如，使用式(2)，根据最终延伸量Δg_i(i＝1、2、......、n-1)及其时刻t_i(i＝1、2、......、n-1)来计算延伸量ΔG_n。

此外，在视为在X射线照射后能够忽视m次以后(m：自然数)的估计后的延伸时，优选保存在最后的X射线照射中得到的焦点位置X_n-1及其时刻t_n-1、和在该m次前以后的估计中照射X射线时的最终延伸量Δg_i(i＝n-m-1、n-m、......、n-1)及其时刻t_i(i＝n-m-1、n-m、......、n-1)。由此，由于能够减少应当存储的信息，所以能够减少存储容量，即使在由于打雷等天灾或装置的故障而发生装置电源断开的情况下，也同样地能够控制焦点位置。此时，例如，收缩量ΔS_n使用式(5)来计算，延伸量ΔG_n使用式(10)来计算。

进一步地，也可以代替最终延伸量，而保存用于计算最终延伸量的过去的X射线照射的拍摄条件和X射线焦点位置。进一步地，也可以保存这些量和最终延伸量双方。

以上所述的X射线CT装置是本发明的一个实施方式，不限定本发明，也可以有以下所记述的各种情况。

在本实施方式中，记述了按照每个X射线条件来设置2个焦点检测用X射线检测元件310-1和310-2的输出差和焦点位置的关系式的系数的情况，这只是一个例子，不限定本发明。例如，也可以按照每个X射线条件来进行偏移(offset)修正和灵敏度修正，使输出差和焦点位置的关系式呈不依赖于X射线条件的比例关系，这样来设置系数。这里，在偏移处理中，例如，预先得到没有热延伸时的X射线检测元件310-1和310-2的输出差作为偏移值数据，相对于实际测量的输出差来取差，由此能够将没有热延伸的位置设为零。通过该修正，在偏移值按照每个X射线条件而不同的情况下，能够消除其影响。在灵敏度修正中，例如，预先得到在去除焦点位置测量用缝隙的状态下照射X射线而得到的X射线检测元件310-1和310-2的输出来作为灵敏度数据，相对于实际测量的X射线检测元件310-1和310-2的输出进行除法，由此来修正每个X射线条件的X射线检测元件310-1和310-2的变化量的不同。此时，偏移值数据和灵敏度数据在实际测量之前进行测量，并预先存储在中央处理部件105的存储部件中。

此外，在本实施方式中，2个焦点检测用X射线检测元件310-1和310-2的输出差和焦点位置的变化量之间的关系式为1次函数，这只是一个例子，不限定本发明，当然也可以是2次以上的多项式等各种函数。

在本实施方式中，焦点位置测量用检测器300具备2个焦点检测用X射线检测元件310，这只是一个例子，不限定本发明。在通道(channel)方向和层方向上，当然也可以具有多个焦点检测用X射线检测元件310。此外，此时，例如，也可以使用从层方向的焦点检测用X射线检测元件310得到的X射线分布来计算焦点位置。此时，例如根据焦点位置测量用缝隙304的影子的而形成的X射线分布的重心来求出焦点位置。此外，例如，也可以对于焦点位置测量用缝隙304的影子的而形成的X射线分布，对模拟该分布的函数进行拟合，求出其中心和重心。

进一步地，在本实施方式中，作为焦点位置检测部件，使用焦点位置测量用缝隙304和焦点位置测量用检测器300，这只是一个例子，不限定本发明。例如，当然还有取代焦点位置测量用缝隙304而使用边缘(edge)或洞(hole)的影子来得到位置信息等各种方法。

在本实施方式中，关于X射线照射记述了与焦点位置估计同时进行的情况，但是这只是一个例子，不限定本发明，也可以是不同的定时。该情况下，例如视为X射线照射在其前或其后的估计时进行，进行其后的估计即可。此时，可以是视为在时间接近的估计时进行，也可以是估计间隔也较短。此外，可以在X射线照射时必定进行估计。由此，能够估计即将照射X射线之前的焦点位置。此外，也可以在规定的定时进行反复估计，在估计和X射线照射的定时不同时，使用X射线即将照射之前的估计值来作为X射线照射时的焦点位置。其中，此时，优选，估计与X射线照射的定时没有较大不同。这例如能够通过按照较短的周期进行估计来实现。

在本实施方式中，记述了在没有进行X射线照射的情况下，在经过了规定时间时估计焦点位置的情况，这只是一个例子，不限定本发明。例如，也可以通过输入部件119来进行在不伴随X射线照射的情况下进行焦点位置估计的指示。此外，也可以在变更在估计时使用的管电流、管电压、X射线照射时间等至少一个拍摄条件时从输入部件119来进行。由此，即使在通过拍摄条件来改变焦点估计用参数的情况下，也能够使用符合各个拍摄条件的焦点估计用参数来进行估计。此外，也可以预先测量X射线管和装置周围的温度等装置和环境的变化，在该变化量和值超出阈值时进行。

进一步地，在实施方式中，记述了使用扫描时的X射线照射来检测焦点位置的情况，这只是一个例子，不限定本发明。在扫描时以外，也可以为了检测焦点位置来进行X射线照射。此时，优选，在X射线管100和被拍摄体102之间设置遮蔽物，使X射线不照射到被拍摄体102。该遮蔽物例如兼作X射线准直仪303。

进一步地，也可以在已知下一次X射线照射的时刻时，事前预先估计焦点位置。通过使用该结果在事前预先移动焦点位置，就能够省略X射线即将照射之前的控制移动所需的时间。由此，能够防止焦点位置控制的延迟所导致的拍摄定时的延迟。

在本实施方式中，记述了延伸具有时间常数τ_u而产生的情况，这只是一个例子，不限定本发明。例如，也可以是下述情况，即，仅仅在X射线照射后的下一次估计中，产生延伸的情况，或者视为在测量到的焦点位置已经包含有由该测量用的X射线照射产生的焦点移动的情况。此外，也可以是具有多个时间常数的情况。此外，记述了移动量依赖于X射线管电压、管电流、X射线照射时间、扫描速度等拍摄条件的情况，但是当然也可以是使用这些量中的一部分或者全部的情况、和不依赖于拍摄条件而仅仅根据有无X射线照射和焦点位置来进行计算的情况。

这里，不依赖于拍摄条件的情况有每个拍摄条件的热延伸量的差较小时等情况，如图12的焦点位置计算608所示，不必从输入部件119获取拍摄条件501。此外，进一步地，存在使用依赖于X射线管100的构造的焦点位置的各种延伸量计算方法。

在本实施方式中，记述了收缩具有时间常数τ_d而产生的情况，这只是一个例子，不限定本发明，例如也存在具有多个时间常数的情况。

在本实施方式中，记述了根据焦点位置来估计焦点的延伸和收缩双方的情况，这只是一个例子，不限定本发明，例如，仅仅是延伸或收缩中的一方也可以。例如，在X射线照射后充分经过后热延伸收敛时，仅仅估计收缩即可。此外，例如在如X射线刚刚照射之后估计焦点位置时这样收缩的影响较小的情况下，仅仅估计延伸即可。

在本实施方式中，记述了第n次的最终延伸量Δg_n是X射线管电压、管电流、X射线照射时间等X射线拍摄条件的函数的情况，这只是一个例子，不限定本发明。例如，也可以是这些量的一部分或全部的函数。进一步地，可以是扫描速度这样的其他的X射线拍摄条件的函数。

此外，在本实施方式中，记述了第n次最终延伸Δg_n如式(2)所记述的情况，这只是一个例子，不限定本发明。当然也可以有其他函数的情况。进一步地，例如，也可以不使用函数，而是对于拍摄条件，预先存储在事前测量到的变化量和通过模拟等计算出的变化量，求出收敛值Δg_n。

在本实施方式中，记述了使用计算模型来计算延伸量ΔG_n和收缩量ΔS_n的情况，这只是一个例子，不限定本发明。例如，也可以按照每个拍摄条件在事前测量延伸量并将其保存在存储部件中。由此，在焦点位置计算608时，能够瞬时决定与拍摄条件501相对应的延伸量。此外，即使在难以将延伸量设为计算模型的情况下，也能够容易地决定延伸量。

此外，例如，也可以根据测量到的结果来计算收缩量。使用图13(a)(b)来说明该方法的一个例子。在图13(a)中，使用减弱特性来计算收缩量。这里，数据点320是测量到的减弱特性，曲线321表示拟合函数，纵轴表示焦点位置，横轴表示时间。设预测时刻t_n的焦点位置X_n，前一次的焦点位置X_n-1是焦点位置318。此时，为了计算到焦点位置X_n为止的收缩量ΔS_n，首先求出成为焦点位置318的时刻308。此时，可以使用数据点320和曲线321中的任一方。接着，计算从时刻308开始经过时间(t_n-t_n-1)后的时刻309，该时间(t_n-t_n-1)是从得到焦点位置X_n-1的时刻t_n-1开始至预测时刻t_n为止的时间。接着，根据该值和减弱特性来决定焦点位置319。此时，也可以大致与前面相同地，使用数据点320和曲线321中的任一方。从该焦点位置318到319的变化量为收缩量ΔS_n。

另一方面，图13(b)使用相对于焦点位置的焦点位置的变化量的关系，来计算收缩量。该关系是在冷却时通过测量得到的，是图13(b)中的数据点320。此外，曲线321表示拟合函数，纵轴表示焦点位置变化量，横轴表示焦点位置。此时，焦点位置的变化量是每单位时间的变化量。在时刻t_n的焦点位置X_n的预测时，设前一次的焦点位置X_n-1为焦点位置318。此时，到焦点位置X_n为止的收缩量ΔS_n是焦点位置变化量307乘以经过时间(t_n-t_n-1)后得到的。其中，在经过时间较长的情况下，由于存在不能忽视其间的焦点位置变化的情况，所以优选在较短的经过时间时进行应用。

此外，例如，与收缩时相同，也可以根据测量得到的减弱特性、相对于焦点位置的焦点位置的变化量的关系来计算延伸量ΔG_n。进一步地，也可以仅仅通过基准条件的测量，使用基准条件和拍摄条件的不同来进行计算。此时，拍摄条件例如是X射线管电压、管电流、扫描速度、照射时间、焦点大小等，例如在事前调查与基准条件的延伸量的比例(以后，记为延伸量相对系数)，并预先保存在存储部件中。例如，在基准条件是管电流100mA，且管电流200mA时的延伸量相对系数为2时，使用基准条件根据焦点位置来求出延伸量，将其乘以延伸量相对系数2来计算管电流200mA下的延伸量。

这样，通过使用测量数据和其拟合函数，即使在特性复杂且计算建模困难时，也能够容易地估计收缩量ΔS_n和延伸量ΔG_n。

在本实施方式中，记述了延伸和收缩分别为一个方向的情况，这只是一个例子，不限定本发明。也存在由于焦点位置的不同而延伸和收缩的方向反转的情况。例如图3中所说明的那样，这样的变化在产生热延伸的部件为多个的情况等时产生。该情况下，在X射线靶400的温度较低时，X射线靶旋转轴401主要进行延伸。设该移动方向为正方向。如果温度变高，则支撑部件405也产生延伸，特别地，在支撑部件405在X射线靶旋转轴401以上产生延伸时，在负方向上产生延伸。进一步地，在产生延伸的部件为多个时，延伸和收缩的方向的反转不是1次，根据焦点位置的不同也有时会发生多次。

图14示出此时的焦点位置变化的一个例子。这里，(a)是如本实施方式在前所述那样，延伸和收缩的方向未反转的情况，(b)是反转的情况。曲线313表示，由于X射线而定期过热进而产生了稳定的热延伸之后，停止X射线照射时得到的焦点位置，曲线316表示此时的焦点位置的变化量。此外，对于焦点位置，设未发生延伸收缩的状态为零。在(a)中，在刚刚加热之后的时刻0，由于X射线靶旋转轴401的热延伸，焦点处于正的位置。之后，伴随X射线靶旋转轴401的冷却，随着时间经过，焦点位置接近零。因此，变化量316始终为负。另一方面，在(b)中，在区域314中，X射线靶旋转轴401和支撑部件405双方产生热延伸，在区域315中，仅仅X射线靶旋转轴401产生热延伸。因此，在支撑部件405的热延伸比X射线靶旋转轴401大时，总计的热延伸为负，刚刚加热之后的时刻0的焦点位置为负。在之后的冷却中，首先，在区域314中，由于主要是支撑部件405收缩，所以焦点位置的变化量316为正，焦点位置313在正的方向上移动。接着，在区域315中，支撑部件405的收缩收敛，X射线靶旋转轴401的收缩为主。因此，焦点位置的变化量316为负，焦点位置313在负的方向上移动。因此，在区域314和区域315中，相反地产生收缩。同样地，在加热时，在区域314和区域315中，也在相反方向上产生延伸。

此时，例如对于区域314和区域315，分别如上述那样对延伸和收缩进行建模，决定计算式，可以将各个参数根据焦点位置而区分场合来应用。此时，在区域314和区域315的边界，优选将延伸、收缩、焦点位置设为连续。此外，也可以是，使延伸和收缩中的至少一方具有正和负双方的变化量，这样来进行建模。例如，第n次间的延伸量ΔG_n能够如式(11)、式(12)这样来记述。这里，Δg1_n、τ1_u、b1、c1、d1、A1、E1是区域314中的最终延伸和焦点估计用参数，Δg2_n、τ2_u、b2、c2、d2、A2、E2是区域315中的最终延伸和焦点估计用参数。

进一步地，对于这样延伸和收缩的方向反转的情况，如上所述，减弱特性和相对于焦点位置的焦点位置的变化量的关系等测量结果当然也可以使用该拟合曲线。

在本实施方式中，记述了估计的间隔不限定为等间隔的情况，但是这只是一个例子，不限定本发明，也可以是等间隔的情况。此时，可知，设等间隔为Δt时，第n次的延伸量ΔG_n根据式(2)，如式(13)这样来记述。

由此，可知，延伸量ΔG_n能够根据前一个估计中的延伸量ΔG_n-1和最终延伸Δg_n-1来计算。因此，没有必要存储这以前的延伸量ΔG_i(i＝1、2、......、n-2)和最终延伸Δg_i(i＝1、2、......、n-2)，能够使处理高速化并降低存储容量。

进一步地，此时，可以不按照Δt间隔来进行计算，而是一次或者集中几次来进行计算。例如，在已知下一次X射线照射的时刻情况下，集中进行到该时刻为止应当进行的多次估计，并使用该结果来移动焦点位置，由此能够缩短X射线即将照射之前的控制移动所需的时间。由此，能够防止由于焦点位置控制的延迟而导致的拍摄定时的延迟。

进一步地，在估计的间隔为等间隔时，前面所述的中央处理部件105所具备的非易失性存储装置至少预先保存在最后的X射线照射中得到的焦点位置X_n-1、其时刻t_n-1、最终延伸Δg_n-1、和延伸量ΔG_n-1，由此，即使在由于打雷等天灾或装置的故障而发生装置电源断开的情况下，也能够在启动装置后计算延伸量ΔG_n和收缩量ΔS_n，从而估计焦点位置。此时，设最后的X射线照射为时刻t_n-1，启动时的估计实施时刻为该(p-n+1)×Δt后的时刻t_p，则能够使用式(2)来计算延伸量ΔG_i(i＝n、n+1、......、p)，使用式(5)来计算收缩量ΔS_i(i＝n、n+1、......、p)，重复该计算(p-n+1)次，能够计算时刻t_p的焦点位置X_p。此时，Δg_i(i＝n、n+1、......、q-1)当然为零。或者，在经过时间较短的情况下，可以将式(6)的Δt视为(p-n+1)×Δt，根据式(6)来一次计算收缩量ΔS_i(i＝n、n+1、......、p)。

在本实施方式中，焦点位置测量用检测器300配置在X射线源100的旁边，这只是一个例子，不限定本发明。例如，也可以处于X射线检测器104的旁边、X射线源100和X射线检测器104之间、比X射线检测器104更远离X射线源100的位置等这样的位置。

进一步地，也可以使用X射线检测器104的端部等的一部分。此时，不需要进行焦点位置测量用检测器300和X射线检测器104的位置关系的调整，能够降低作业量。

此时，控制焦点位置后，即使焦点移动，入射到焦点位置测量用检测器300的焦点检测用X射线检测元件310的X射线也不发生变化。因此，为了检测焦点位置，例如需要具备计算或检测X射线管移动部件301的移动量的部件。作为计算该移动量的部件，例如控制部件117具有记录X射线管移动部件301移动的总量的功能。作为该方法，例如由步进电动机来实现X射线管移动部件301的移动，在通过前进和后退的2种脉冲数来决定移动量和方向时，能够预先记录各脉冲数的总和，根据该脉冲数来计算焦点的移动量。此外，作为检测移动量的方法，例如使用激光移位计这样的光学距离测量部件，来测量X射线管移动部件301的基准位置和X射线源100的距离。

在本实施方式种，记述了X射线管100具有一个焦点的情况，这只是一个例子，不限定本发明，可以是具有多个焦点的情况。此时，可以是依赖于X射线管的构造的各种焦点的延伸收缩模型。此时，焦点估计用参数可以按照每个焦点来设置，也可以公共地设置。

作为具有多个焦点的情况的一个例子，可以是在同一X射线靶具有多个焦点的情况。这样的情况例如，如焦点大小为大焦点和小焦点那样，可以是具有不同的焦点大小的X射线CT装置。此时，两焦点的延伸量被认为是由照射到各个焦点的X射线产生的总热量来决定的，照射到这些多个焦点的X射线视为从一个焦点(以后，将该焦点记为虚拟焦点)照射的，并求出延伸量。接着，通过存储部件预先存储虚拟焦点和各个实际焦点之间的偏差，由中央处理部件105来修正该偏差。由此，能够估计实际焦点的位置。这里，虚拟焦点的位置例如可以与大焦点这样的、某实际焦点的位置相同。

此外，例如，也存在多个X射线靶设置在同一旋转轴上的情况。此时，各焦点的延伸量和收缩量由照射的X射线所产生的热量和其他全部焦点的位置来决定。例如，在2个靶设置在同一旋转轴上，并在各个靶设置焦点A和焦点B的情况下，即使不对焦点A照射X射线，焦点A的位置也依赖于焦点B的位置和延伸收缩。此外，进一步地，在X射线照射焦点A时，在焦点A中产生的延伸和收缩也依赖于照射的X射线的条件、焦点B的位置及其延伸收缩量。因此，在焦点A的位置的估计中，不只是前一次的X射线照射时的焦点A的位置，还使用焦点B的位置和延伸收缩量，能够提高精度。

各焦点的位置的变化量依赖于旋转轴和X射线靶的搭载构造。例如，在搭载有焦点A和焦点B的X射线靶的旋转轴的支撑部按照支撑部和焦点A的X射线靶夹持焦点B的X射线靶的方式来设置的情况下，焦点A的位置根据焦点B的位置和其延伸收缩量来进行移动。例如，焦点A的位置移动与焦点B的移动量相同的量。因此，焦点A的位置的变化量能够根据焦点B的位置的变化量、或者能够用来计算该量的焦点B的拍摄条件、焦点估计用参数、和焦点位置来求出。另一方面，焦点B的位置不依赖于焦点A的位置及其延伸收缩量。

进一步地，在X射线管100具有多个焦点的情况下，不只是一方相邻的焦点位置会有影响，也有两个相邻的焦点位置、某范围内的焦点位置、全部焦点的位置等具有影响的情况。

<第二实施方式>

本实施方式的X射线CT装置，对于X射线照射场移动，不是移动X射线管100来控制焦点位置，而是按照焦点位置的变化来控制用于限定X射线照射场的X射线准直仪303，由此在抑制对X射线检测器104的照射场的变化这一点上与第一实施方式不同。使用图15和图16来说明本实施方式的X射线CT装置的一个例子。

如图15所示，本X射线CT装置具有使X射线准直仪303在层方向107上进行移动的X射线准直仪移动部件302。中央处理部件105根据焦点移动距离X来计算该移动量，能够通过控制部件117控制X射线准直仪移动部件302来实现该移动。

使用图16，说明本控制方法的一个例子和移动量的计算方法。图16是图15的位置327的剖面的X射线管100、X射线准直仪303、X射线检测器104，区域330是X射线照射区域。(a)是焦点移动前，焦点333-1位于中心轴328上。(b)是焦点移动后，焦点333-2位于相对于层方向107从中心轴328离开距离326的位置。

在X射线准直仪303的移动量L(331)的计算中，首先，估计焦点位置333，求出焦点的移动距离X(326)。此时的估计方法例如与第一实施方式所记述的方法相同。接着，根据该值，考虑从X射线检测器104至焦点333和X射线准直仪303为止的距离，来决定移动量L(331)。具体来说，设从X射线检测器104至焦点333为止的距离为T(329)，设从X射线检测器104至X射线准直仪303为止的距离为S(325)，则移动距离L(331)能够由式(14)来计算。

L = \frac{S}{T} X . . . (14)

根据这样计算出的移动距离L(331)，使X射线准直仪303的位置进行变化，能够防止X射线照射场的移动。

在本实施方式中，与第一实施方式相同，可以使用X射线检测器104的端部等一部分作为焦点位置测量用检测器300。此时，即使焦点移动，入射到焦点检测用X射线检测元件310的X射线在层方向107中也不发生变化。由此，为了检测焦点位置，例如，需要具备计算和检测X射线准直仪303的移动量的部件。作为计算该移动量的部件，例如控制部件117具有记录X射线准直仪移动部件302移动的总量的功能。作为该方法，例如由步进电动机来实现X射线准直仪移动部件302的移动，在通过前进和后退的2种脉冲数来决定移动量和方向时，考虑预先记录各脉冲数的总和，计算焦点的移动量的方法。此外，作为检测移动量的方法，考虑例如使用激光移位计这样的光学距离测量部件，来测量X射线准直仪移动部件302的基准位置和X射线准直仪303的距离的方法。

<第三实施方式>

第三实施方式的X射线CT装置，对于X射线照射场移动，不是按照焦点位置的变化来控制X射线管100，而是通过对X射线检测器104的位置进行移动控制，以使对X射线检测器104的照射场不发生变化，在这一点上与第一实施方式不同。使用图17至图19来说明本实施方式的X射线CT装置的一个例子。

如图17所示，本X射线CT装置具有使X射线检测器104在层方向107上进行移动的X射线检测器移动部件200。中央处理部件105根据焦点移动距离X来计算该移动量，能够通过控制部件117控制X射线检测器移动部件200来实现该移动。

接着，使用图18，说明本控制方法的一个例子和移动量的计算方法。图18是图17的位置327的剖面的X射线管100、X射线准直仪303、X射线检测器104，区域330是X射线照射区域。(a)是焦点移动前，焦点333-1位于中心轴328上。(b)是焦点移动后，焦点333-2位于相对于层方向107从中心轴328离开距离326的位置。

在X射线检测器104的移动量M的计算中，首先，估计焦点位置，求出焦点的移动距离X。此时的估计方法例如与第一实施方式所记述的方法相同。接着，根据该值，考虑从X射线检测器104至焦点333和X射线准直仪303为止的距离，来决定X射线检测器104的移动量M(332)。具体来说，设从X射线检测器104至焦点333为止的距离为T(329)，设从X射线检测器104至X射线准直仪303为止的距离为S(325)，则移动距离M(332)能够由式(15)来计算。式(15)具有负的符号，这意味着X射线检测器104的移动方向与焦点的移动方向相反。

M = - \frac{S}{T - S} X . . . (15)

根据这样计算出的移动距离M(332)，使X射线检测器104的位置进行变化，能够防止X射线照射场的移动。

在本实施方式中，与第一实施方式相同，可以使用X射线检测器104的端部等一部分作为焦点位置测量用检测器300。此时，即使焦点移动，入射到焦点检测用X射线检测元件310的X射线在层方向107上也不发生变化。由此，为了检测焦点位置，例如，使用与实施方式2相同的方法。

在本实施方式中，记述了仅仅使X射线检测器104移动的情况，这只是一个例子，不限定本发明。可以并用如第一实施方式所记载的使X射线管100移动的情况、如实施方式2所记载的使X射线准直仪303移动的情况、以及如本实施方式所示那样使X射线检测器104移动的情况中的2个或全部，使X射线管100、X射线准直仪303、X射线检测器104中的2个或全部进行移动。作为这样进行移动的一个例子，例如在图19中，相对于焦点移动326，使X射线准直仪303和X射线检测器104双方移动。

这里，图19(a)示出焦点移动前，图19(b)示出焦点移动后。此时的X射线准直仪303的移动量L(331)和X射线检测器104的移动量M(332)与焦点的移动量326相同，这些方向都相同。通过这样进行控制，能够防止X射线相对于X射线检测器104以较大的角度入射。如果X射线这样倾斜入射，则有时X射线检测器104相对于X射线量的输出特性会改变。此外，在具有位置偏差的X射线栅格(grid)在X射线检测器104的X射线检测元件228中形成影子的情况下，有时会存在X射线检测元件228的输出产生偏差的情况、和影子变大从而利用效率下降的情况。这些成为伪影产生和定量性降低、无效曝光增加的原因。在本方法中，能够抑制这些情况。

<其他实施方式>

从第一实施方式至第三实施方式，记述了医疗用X射线CT装置的实施方式，本发明不限定于此，当然能够应用于搭载了以下部件的所有装置中，即搭载了：上述实施方式所述的X射线源100；焦点位置检测部件；以及如X射线管移动部件301、X射线准直仪移动部件302、X射线检测器移动部件200这样的照射场变更部件。作为其一个例子，也有非损伤检查用的CT装置、X射线锥形束CT装置、双能量CT装置、X射线图像诊断装置、X射线摄像装置、X射线透视装置、乳房X射线照相术、数字减影装置、核医学检查诊断装置、放射线治疗装置等。

进一步地，本发明不限定为上述实施方式，在实施的阶段中，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变形来进行实施。进一步地，在上述实施方式中包含各种阶段，通过公开的多个构成要素的适当组合，提取得到各种发明。例如，可以从实施方式中所示的全部构成要素中删除几个构成要素。

符号说明：

100X射线源

101扫描架旋转部

102被拍摄体

103卧台平板

104X射线检测器

105中央处理部件

106显示部件

107旋转轴方向、层方向

108旋转方向、通道方向

109存储部件

117控制电路

118信号收集部件

119输入部件

200X射线检测器移动部件

228X射线检测元件

300焦点位置测量用检测器

301X射线管移动部件

302X射线准直仪移动部件

303X射线准直仪

304焦点位置测量用缝隙

308、309时刻

310焦点检测用X射线检测元件

311连接器

312影子

314、315、322、323区域

316焦点位置的变化量

318、319焦点位置

320测量点

321拟合曲线

324数据

325、326、329距离

327剖面位置

328中心轴

330X射线照射区域

331、332移动距离

333焦点

400X射线靶

401X射线靶400的旋转轴

402、403旋转轴

404X射线照射场

405支撑部件

406沟

407滚珠轴承

408外壁

409支撑部

500检测信号

501拍摄条件

502估计用参数

503焦点位置

Claims

1.一种X射线CT装置，其特征在于，具备：

X射线产生部件，其从焦点照射X射线；

X射线检测部件，其将上述X射线转换为电信号；

X射线准直部件，其限定上述X射线的照射场；

重构处理部件，其对从上述X射线检测部件得到的上述电信号进行重构处理，制成重构图像；

照射场变更驱动部件，其对上述X射线产生部件、上述X射线检测部件、和上述X射线准直部件中的至少一个进行控制移动；和

移动量计算部件，其对估计时刻的上述X射线产生部件的焦点位置进行估计，并基于估计出的焦点位置，来计算为了将上述X射线检测部件中的X射线入射位置保持为固定所需的上述照射场变更驱动部件的移动量，

按照预先设定的规定的定时，上述移动量计算部件进行上述移动量的计算，并且上述照射场变更驱动部件进行与上述移动量相应的上述控制移动。

2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件，在从过去进行上述焦点位置的估计的过去估计实施时刻开始经过了规定时间的情况、输入了拍摄开始指示信号的情况、变更了关于X射线照射的拍摄条件的情况中的至少一种情况下，进行上述移动量的计算，

上述照射场变更驱动部件在到下一次的估计时刻或X射线照射为止，进行与上述移动量相应的上述控制移动。

3.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件使用用来规定与关于X射线照射的拍摄条件以及经过时间相对应的上述X射线产生部件的焦点位置的变化量的焦点位置估计用参数、从过去进行上述焦点位置的估计的过去估计实施时刻开始的经过时间、上述过去估计实施时刻的上述拍摄条件、以及表示上述过去估计实施时刻的上述焦点位置的估计用焦点位置信息，来估计以上述过去估计实施时刻的上述焦点位置为基准的上述估计时刻的焦点位置的变化量，并使用该焦点位置的变化量，来计算为了抵消由于上述焦点位置的变化而产生的上述X射线检测部件的X射线入射位置的变化所需的上述照射场变更驱动部件的移动量。

4.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其特征在于，

该X射线CT装置还具备焦点位置检测部件，该焦点位置检测部件使用从上述X射线产生部件照射的X射线来检测上述焦点位置，

上述移动量计算部件，

在上述过去估计实施时刻照射了X射线的情况下，选择表示上述焦点位置检测部件检测到的焦点位置的信息，来作为上述估计用焦点位置信息，

在上述过去估计实施时刻未照射X射线的情况下，选择表示上述移动量计算部件估计出的焦点位置的信息，来作为上述估计用焦点位置信息。

5.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件将与过去进行上述焦点位置的估计的过去估计实施时刻不同的时刻的X射线照射视为紧邻在上述X射线照射时刻之前或紧邻在上述X射线照射时刻之后的上述过去估计实施时刻照射了X射线，从而进行估计。

6.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件通过估计由X射线照射产生的焦点位置的第一变化量来估计焦点位置。

7.根据权利要求6所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件，在过去进行上述焦点位置的估计的过去估计实施时刻进行了X射线照射的情况下，使用从上述过去估计实施时刻开始的经过时间、时间常数、由在上述过去估计实施时刻执行的X射线照射产生的热延伸量的收敛值或/及用于计算该收敛值的上述估计用焦点位置和拍摄条件，来计算在该X射线照射后的上述估计时刻产生的上述第一变化量。

8.根据权利要求6所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件将上述第一变化量作为由过去的X射线照射产生的热延伸量之和来进行计算。

9.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述X射线产生部件还具备冷却部件，

上述移动量计算部件通过估计由上述冷却产生并在与由X射线照射产生的焦点位置的上述第一变化量相反的方向上在上述估计时刻产生的第二变化量来估计焦点位置。

10.根据权利要求9所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件使用上述估计用焦点位置信息、从过去进行上述焦点位置的估计的过去估计实施时刻开始至上述估计时刻为止的经过时间、时间常数，来计算上述第二变化量。

11.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件在等间隔的多个时刻进行上述移动量的计算，上述照射场变更驱动部件进行与上述移动量相应的上述控制移动。

12.根据权利要求11所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件在上述估计时刻集中进行应当在上述估计时刻之后的未来的上述等间隔的多个时刻进行的多次上述焦点位置的估计、和基于该估计的上述移动量的估计，

上述照射场变更驱动部件按照上述等间隔的多个时刻的每一个时刻来进行与对应于该时刻的上述移动量相应的上述控制移动。

13.根据权利要求11所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述X射线产生部件还具备冷却部件，

上述移动量计算部件通过估计由X射线照射产生的第一变化量、和由上述冷却产生并在与第一变化量相反的方向上产生的第二变化量中的至少一方来估计焦点位置。

14.根据权利要求13所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述移动量计算部件使用前一次进行上述焦点位置的估计的前次估计实施时刻的上述第一变化量来计算上述估计时刻的上述第一变化量。

15.根据权利要求13所述的X射线CT装置，其特征在于，

该X射线CT装置还具备存储部件，该存储部件非易失性地存储：在上述估计时刻之前的最近一次进行上述焦点位置的估计的前次估计实施时刻的信息、该时刻的上述第一变化量、该时刻的上述热延伸量的收敛值，

上述移动量计算部件基于从上述前次估计实施时刻开始至上述估计时刻为止的经过时间、上述前次估计实施时刻的第一变化量、上述前次估计实施时刻的上述热延伸量的收敛值，来计算上述估计时刻的第一变化量。

16.根据权利要求13所述的X射线CT装置，其特征在于，

在设上述估计时间的上述第一变化量为ΔG_n，设上述第二变化量为ΔS_n，设前一次进行上述焦点位置的估计的前次估计实施时刻的上述第一变化量为ΔG_n-1，设上述估计用焦点位置信息的焦点位置为X_n-1，设上述第一变化量的变化系数为Δg_n-1，设从上述前次估计实施时刻开始至上述估计时间的经过时间为Δt，设上述第一变化量的时间常数为τ_u，设上述第二变化量的时间常数为τ_d时，上述移动量计算部件的上述估计焦点位置X_n的运算式表示为

X_n＝X_n-1+ΔG_n+ΔS_n

Δ S_{n} = - \frac{X_{n - 1}}{τ_{d}} Δt

Δ G_{n} = Δ G_{n - 1} \exp (- \frac{Δt}{τ_{u}}) + Δ g_{n - 1} \cdot (1 - \exp (- \frac{Δt}{τ_{u}})) .

17.根据权利要求4所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述焦点位置检测部件是上述X射线检测部件的一部分。

18.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

该X射线CT装置还具备：

拍摄条件输入部件，其对上述X射线产生部件的X射线管电压、管电流、扫描速度、照射时间、焦点大小中的至少一个拍摄条件输入多个条件项目；和

参数存储部件，其存储与上述各条件项目相对应的上述焦点位置估计用参数，

上述移动量计算部件使用针对于所输入的上述条件项目的上述焦点位置估计用参数，来估计上述焦点位置的变化量。

19.根据权利要求18所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述X射线产生部件具有位置不同的多个焦点，

上述参数存储部件存储将从各上述焦点照射的X射线视为从一个虚拟焦点照射时的、上述虚拟焦点位置和各上述焦点位置之间的位置偏差信息，来作为上述焦点位置估计用参数，

上述移动量计算部件通过使用上述位置偏差信息对视为从上述虚拟焦点照射而估计的焦点位置进行修正，从而估计各上述焦点的焦点位置。

20.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

上述X射线产生部件具有位置不同的第一焦点和第二焦点，

上述移动量计算部件使用从使用了前一次的上述第一焦点的X射线照射开始的经过时间、该X射线照射的上述第一焦点的上述估计用焦点位置信息、上述焦点估计用参数、上述估计用拍摄条件、上述第二焦点的焦点位置或/及该焦点位置的变化量，来估计上述第一焦点的位置的变化量。