CN103997967A - X射线ct装置 - Google Patents

Abstract

在X射线CT装置中，抑制取得高分辨率数据时的灵敏度降低。X射线CT装置(100)具备：对被拍摄体(500)照射X射线的X射线源(311)，检测所述X射线的X射线检测器(321)，X射线检测器(321)具有在第1方向上排列的多个检测元件(闪烁体(325)、光电二极管(326))、将在第1方向上排列的各个检测元件彼此分离的多个分离器(327)，分离器(327)的在第1方向上的宽度即第1方向宽度按每个预定个数而不同。

Description

X射线CT装置

技术领域

本发明涉及一种X射线CT装置，特别是涉及一种具有在取得高分辨率数据时抑制灵敏度降低的构造的X射线CT装置。

背景技术

X射线CT装置是使用数据处理系统将被拍摄体内部的X射线吸收率的不同再次构成为图像的装置。X射线CT装置具有：对被拍摄体照射X射线的X射线源，在与该X射线源相向的位置检测透过被拍摄体的X射线的被拍摄体摄像用X射线检测器。根据在被拍摄体周围旋转拍摄取得的多个方向的投影数据，将被拍摄体内部的X射线吸收率的不同图像化。

X射线CT装置的X射线检测器具有多个检测元件。首先，通过检测元件内的闪烁体将射入检测元件的X射线变换为光子(萤光)，通过同一检测元件内的光电二极管对变换后的光子进行光电变换，作为电信号在后级的电路中进行处理。但是，未射入检测元件的X射线不会成为电信号。因此，在X射线CT装置中，排列尽可能多的X射线检测器，通过减少检测元件以外的部分来提高X射线的灵敏度，降低无效辐射。

如上所述，X射线CT装置的X射线检测器由多个检测元件构成。作为检测元件彼此交换信号的结果，有时发生图像模糊被称为“串扰”的现象。为此，在X射线检测器中的检测元件彼此之间插入分离器，利用分离器降低串扰。分离器阻止串扰的能力取决于其厚度，将分离器做得越厚阻止串扰的能力越高。但是，在分离器无法检测X射线，将分离器做得厚，X射线检测器的灵敏度降低，从而无效辐射增多。

另外，在X射线CT装置的X射线检测器中，为了防止在被拍摄体内部散射的X射线(散射线)射入检测元件，在X射线源一侧设置有准直器。该准直器的影子也成为X射线检测器的灵敏度下降的原因，因此，例如采取在分离器上设置准直器，将灵敏度下降抑制为最小限度的方法。此外，由于准直器设计上的误差，射入检测元件的X射线的量变化，因此，已知例如将检测元件细化，仅使用接收X射线的部分的方法(例如，参照专利文献1)、使分离器比准直器厚来吸收误差的裕度的方法等。

另外，专利文献2中公开了一种X射线测量装置，其配置X射线遮挡部件，使从X射线的焦点开始通过检测元件的死区(分离器)的宽度的中心的线通过X射线遮挡部件(准直器)的宽度的中心，X射线遮挡部件的排列周期是检测元件的死区的排列周期的2以上的整数倍。

现有技术文献

专利文献1：特开2000-93418号公报

专利文献2：特开2002-22678号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在X射线CT装置的X射线检测器中，灵敏度以及分辨率根据检测元件，分离器，准直器各自的位置、大小而变化。理想的是希望灵敏度以及分辨率都优秀的X射线CT装置，但一般情况下，在X射线CT装置中，灵敏度和分辨率处于此消彼长的关系。

但是，在使用X射线CT装置进行的检查中，灵敏度非常重要。此外，即使在提高分辨率的情况下，也要求提高灵敏度。如果灵敏度不好则图像的噪声增加，无法得到希望的分辨率。例如，在二维图像中，在将2个方向各自的分辨率设为1/2(例如，将1mm分辨率提高到0.5mm的分辨率)时，为了在0.5mm分辨率时得到与1mm的分辨率时相同的统计噪声的图像，需要取得4倍的数据。为此，需要成为在取得高分辨率数据时极力抑制灵敏度下降的构造。

本发明的课题在于提供一种具有在取得高分辨率数据时抑制灵敏度下降的构造的X射线CT装置。

解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明是一种X射线CT装置，其具有对被拍摄体照射X射线的X射线源，检测所述X射线的X射线检测器，所述X射线检测器具有：在第1方向上排列的多个检测元件；以及将在所述第1方向上排列的各个所述检测元件彼此分离的多个分离器，所述分离器的在所述第1方向上的宽度，即第1方向宽度按每个预定个数而不同。

发明效果

根据本发明，可以提供一种具有在取得高分辨率数据时抑制灵敏度下降的构造的X射线CT装置。

附图说明

图1是表示第1实施方式的X射线CT装置的结构的说明图。

图2是将第1实施方式的X射线检测器的一部分放大后的放大模式图，(a)是在切片方向观看X射线检测器的模式图，(b)是在X射线照射方向观看X射线检测器的模式图。

图3是表示X射线CT装置的图像拍摄处理的流程图。

图4是表示高分辨率数据的图像化处理的详细顺序的流程图。

图5是表示高灵敏度数据的图像化处理的详细顺序的流程图。

图6是示意性地表示由于X射线焦点的位置移动，入射X射线量的变化的说明图。

图7是将考虑了X射线焦点的位置移动的X射线检测器的一部分放大，在切片方向观看X射线检测器的模式图。

图8是示意地表示考虑到长度的关系而描绘的由于X射线焦点的位置的移动，入射X射线量的变化的说明图。

图9是将X射线检测器的一部分放大后的放大示意图，(a)是旋转中的X射线检测器的模式图，(b)是在切片方向观看第1变形例的X射线检测器的模式图，(c)是在X射线照射方向观看第1变形例的X射线检测器的模式图。

图10是将第2变形例的X射线检测器的一部分放大，在X射线照射方向观看X射线检测器的模式图。

图11是将第2实施方式的X射线检测器的一部分放大，在切片方向观看X射线检测器的模式图。

图12是示意地表示由于X射线焦点的位置的移动，入射X射线量的变化的说明图

图13是将第2实施方式的变形例的X射线检测器的一部分放大，在切片方向观看X射线检测器的模式图。是表示X射线检测器的其他结构的图。

图14是将第3实施方式的X射线检测器的一部分放大，在切片方向观看X射线检测器的模式图。

具体实施方式

以下参照适宜的附图，详细说明用于实施本发明的实施方式。在各图中，对于共通的部分使用相同的符号，并省略重复说明。

《第1实施方式》

<X射线CT装置100的概要结构>

图1是表示第1实施方式的X射线CT装置100的结构的说明图。在以下的说明中，将图1中的x轴方向设为通道方向，将y轴方向设为X射线照射方向，将z轴方向设为切片方向。在图1中，图示了在被拍摄体500的体轴方向(切片方向：z轴方向)观看X射线CT装置100。

X射线CT装置100由输入部200，拍摄部300，图像生成部400构成。输入部200以及图像生成部400并非一定与X射线CT装置为一体。例如，可以通过经由网络连接的其他装置实现其动作。此外，也可以使用兼具图像生成部400和输入部200双方功能的装置。

输入部200的拍摄条件输入部210由键盘211，鼠标212，监视器213构成，接收来自操作者的拍摄条件的输入。在监视器213具有触摸屏功能时，也可将触摸屏作为拍摄条件输入部210来使用。

摄像部300由X射线发生部310，X射线检测部320，台架330，摄像控制部340以及被拍摄体搭载用平台501构成。

X射线发生部310具有成为照射X射线的X射线源的X射线管311。

X射线检测部320具有X射线检测器321。使用图2对X射线检测器321进行详细描述。

在台架330的中央，设置有用于配置被拍摄体500以及被拍摄体搭载用平台501的圆形的开口部331。在台架330内设置有搭载X射线发生部310(X射线管311)以及X射线检测部320(X射线检测器321)的旋转板332、以及用于使旋转板332旋转的旋转驱动机构(未图示)。在被拍摄体搭载用平台501上设置有平台驱动机构(未图示)，该平台驱动机构用于调整被拍摄体500相对于台架330的位置。

拍摄控制部340由X射线控制器341，台架控制器342，平台控制器343，检测器控制器344，综合控制器345构成。X射线控制器341控制X射线管311。台架控制器342控制旋转板332的旋转驱动机构(未图示)。平台控制器343控制被拍摄体搭载用平台501的平台驱动机构(未图示)。检测器控制器344控制X射线检测器321的拍摄。综合控制器345分别对X射线控制器341、台架控制器342、平台控制器343、检测器控制器344的动作流程进行控制。

在本实施方式中，将X射线管311的X射线发生点和X射线检测器321的X射线输入面之间的距离例如设定为1000mm。将台架330的开口部331的直径例如设定为700mm。

旋转板332的旋转所需时间取决于操作者使用拍摄条件输入部210输入的参数。在本实施方式中，将旋转所需时间例如设为1.0s/次。此外，拍摄部300旋转一周的拍摄次数例如为900次，旋转板332每旋转0.4度进行1次拍摄。

X射线CT装置100的拍摄时的参数并不限于这些值，能够根据X射线CT装置100的结构进行各种变更。

图像生成部400具有信号收集部410、数据处理部420以及图像显示部440，对于拍摄部300取得的投影数据进行各种处理，作为图像数据输出。信号收集部410包括数据收集系统(DAS:Data Acquisition System)411。DAS411把X射线检测器321的X射线检测结果变换为数字信号。

数据处理部420由中央处理装置(CPU：Central Processing Unit)421、存储器422以及HDD(Hard Disk Drive)装置423构成。中央处理装置421以及存储器422通过展开/启动规定的程序，进行修正运算、图像再构成处理等各种处理。HDD装置423进行数据的保存和输入输出。图像显示部440具有液晶显示器或CRT(Cathode Ray Tube)等图像显示监视器441，用于显示再构成的图像。

<X射线检测器321>

下面使用图2对X射线检测器321的详细结构进行说明。

图2是将第1实施方式的X射线检测器321的一部分放大后的放大图，(a)是在z方向(切片方向，被拍摄体500的体轴方向)观看X射线检测器321的模式图，(b)是在y方向(X射线照射方向)观看X射线检测器321的模式图。

如图2所示，X射线检测器321由接收X射线或电离放射线发出萤光的元件即闪烁体325(325a～325b)、将萤光等光变换为电的元件即光电二极管326(326a～326b)，将闪烁体325彼此分离的分离器327(327a～327b)，限制X射线对闪烁体325的入射方向的准直器328(328a～328b)构成。在x方向(通道方向)上重复这些结构。即，在X射线检测器321的旋转方向上排列闪烁体325，光电二极管326，分离器327，准直器328。

在此，说明X射线检测器321是由闪烁体325以及光电二极管326组成的检测元件构成的闪烁检测器。这时，作为分离器327，多使用反射材料。

X射线检测器321并不限于闪烁检测器，也可以是由其他方式的检测元件构成的X射线检测器。例如，X射线检测器321可以是半导体检测器。在使用半导体检测器来作为X射线检测器321时，大多使用空隙或者绝缘材料来作为分离器327。

X射线检测器321是从X射线管311的X射线发生点开始等距离地圆弧状排列多个闪烁体325的结构，x方向的元件数(通道数)例如为1000个。各个闪烁体325的通道方向的宽度例如为1mm。为了容易制造，有时还使用制造多个平面状的检测器(检测器模块)，以平面的中心部分成为圆弧的方式进行配置，类似圆弧状排列的结构。

如图2所示，由闪烁体325以及光电二极管326组成的检测元件的尺寸全部相同，分离器327的厚度以及准直器328的厚度周期性不同。这里，厚度指x方向(通道方向)的宽度。

更具体地说，如图2(a)所示，成为分离器327a以及分离器327c相对薄，分离器327b以及分离器327d相对厚的结构。即，周期性(图2中，隔1个(2个周期))排列相对薄的分离器327和相对厚的分离器327。分离器327的厚度方向的中心位置是等间隔。与此相对，闪烁体325的厚度方向的中心位置周期性(具体地说2个周期)不同。

此外，与分离器327的厚度对应地，准直器328的厚度也周期性不同。具体地说，相对薄地设计准直器328a以及准直器328c，相对厚地设计准直器328b以及准直器328d。即，与相对薄的分离器327对应地配置相对薄的准直器328，与相对厚的分离器327对应地配置相对厚的准直器328。关于这些厚度不同的元件的功能和效果，详细说明后述的X射线CT装置100的图像拍摄处理。

<图像拍摄处理的概要>

下面对X射线CT装置100的图像拍摄处理的概要进行说明。

图3是表示X射线CT装置100的图像拍摄处理概要的流程图。

在图3的流程图中，X射线CT装置100首先接受操作者对于拍摄条件。的设定(步骤S701)

在设定拍摄条件时，X射线CT装置100通过拍摄条件输入部210，在监视器213或者不构成X射线CT装置100的其他监视器，显示拍摄条件的输入画面。操作者一边看输入画面，一边操作构成拍摄条件输入部210的鼠标212或键盘211，或者监视器213具有的触摸屏传感器等，设定X射线管311的管电流、管电压、被拍摄体500的拍摄范围等。可以事先保存拍摄条件，在拍摄时读取并使用保存的信息。这时，操作者无需每次拍摄时都输入拍摄条件。

接下来，X射线CT装置100基于在步骤S701中进行的设定，判断拍摄模式是否是高分辨率拍摄模式(步骤S702)。在此，在X射线CT装置100中有2个拍摄模式。一个是“高分辨率拍摄模式”，另一个是“高灵敏度拍摄模式”。X射线CT装置100可以根据在步骤S701中设定的设定值，判断以哪种模式进行本次拍摄，操作者也可以在步骤S701中输入任意的模式。

在拍摄模式为高分辨率拍摄模式时(步骤S702，是)，X射线CT装置100设定高分辨率拍摄模式(步骤S703)。具体地说，X射线CT装置100对于DAS411(参考图1)进行设定，以便在数据保存时独立地处理由各个检测元件检测出的信号。即，通道方向的数据大小为检测元件数量(例如，1000)。

接着，X射线CT装置100进行高分辨率拍摄(步骤S704)。当操作者指示了拍摄开始时，X射线CT装置100按照操作者在步骤S701中在拍摄条件输入部210设定的拍摄范围、管电压、管电流量的条件进行拍摄。

具体地说，操作者将被拍摄体500(参照图1。以下同)放置在被拍摄体搭载用平台501上。综合控制器345对平台控制器343进行控制，使被拍摄体搭载用平台501在相对于旋转板332垂直的方向上移动，在旋转板332的拍摄位置与在步骤S701中指定的拍摄位置一致的时刻停止移动。由此，被拍摄体500的配置完成。

在相同的时机，综合控制器345对台架控制器342进行控制，使旋转板332的旋转驱动机构(未图示)动作，开始旋转板332的旋转。旋转板332的旋转成为恒速状态，并且当被拍摄体500的配置结束时，综合控制器345对X射线控制器341指示X射线管311的X射线照射定时，并且对检测器控制器344指示X射线检测器321的拍摄定时。然后，X射线CT装置100开始拍摄。

通过重复进行这些处理，X射线CT装置100拍摄整个拍摄范围。在上述说明中，重复进行被拍摄体搭载用平台501的移动以及停止来进行拍摄，但是还可以如公知的螺旋扫描(Helical Scan)一样，一边移动被拍摄体搭载用平台501一边进行拍摄。

然后，X射线CT装置100进行通过步骤S704中的拍摄而保存的数据(高分辨率数据)的图像化(步骤S705)，结束本流程图的处理。

在设定为高分辨率拍摄模式时，X射线检测器321如在步骤S703中设定的那样，分别独立地处理图2所示的闪烁体325a～325d的全部的信号。也就是说，在将光电二极管326a～326d的信号作为各个数据，通过DAS411变换为数字信号后，暂时保存在HDD装置423中。

在高分辨率拍摄时，如上所述分别独立地处理来自全部检测元件的信号，所以分辨率优秀。另一方面，存在如分离器327a或准直器328a那样使用比通常薄的部件(相对薄的部件)的部分、如分离器327b或准直器328b那样使用比通常厚的部件(相对厚的部件)的部分。因此，在进行高分辨率数据的图像化(图3步骤S705)时，需要实行串扰修正、位置修正、散射线修正，抑制串扰的影响、散射线的影响、位置的变动。

图4是表示高分辨率数据的图像化处理(图3的步骤S705)的详细顺序的流程图。图像化处理中的运算全部使用图1所示的数据处理部420所具备的中央处理装置421，存储器422以及HDD装置423。

在图4的流程图中，X射线CT装置100首先对在图3的步骤S703中拍摄到的高分辨率数据进行串扰修正(步骤S801)。

在X射线CT装置100的X射线检测器321取得的数据中，存在串扰量多的部分和串扰量少的部分。串扰量几乎由分离器的厚度决定，图2的分离器327a、327c中的串扰量基本相同，此外，分离器327b、327d的串扰量也基本相同。另一方面，分离器327a、327c和分离器327b、327d中的串扰量有很大不同。

因此，使用分离器327a、327c(并且，厚度与分离器327a相同的其他分离器)的串扰量修正量、分离器327b、327d(并且与分离器327b相同厚度的其他分离器)的串扰修正量这2个修正值进行串扰修正。由此，可以降低修正数据的数量。

在X射线检测器321具有模块构造时，由于在模块端串扰修正值不同，所以需要一并考虑模块端的串扰量。当X射线检测器321是半导体检测器时，根据检测器的制造方法，存在不发生检测器内的电子的串扰，仅发生X射线的串扰的情况。此时，可以不进行电子的串扰的修正，而仅执行X射线的串扰的修正。

接下来，X射线CT装置100针对高分辨率数据进行位置修正(步骤S802)。虽然X射线检测器321的检测元件(闪烁体325，光电二极管326)没有等间距排列，但在再构成处理中需要等间距数据。因此，在位置修正中生成等间距数据。作为具体方法，例如使用与需要的数据位置最近的2点的数据，通过插补处理得到等间距数据。在使用逐次再构成法等，不需要等间距数据的情况或被视为近似等间距数据的情况下，可以不进行步骤S802的处理。

接着，X射线CT装置100对高分辨率数据进行Log变换(步骤S803)。X射线、光信号在透过或散射过程中一般指数函数地衰减。因此，X射线CT装置100对数据进行Log变换。通过对数据进行Log变换，因此具有将乘积的运算量作为求和的运算量进行处理的运算上有优点。

接下来，X射线CT装置100对高分辨率数据进行散射线修正(步骤S804)。如图2所示，准直器328的厚度周期性不同。特别是在薄的准直器328中，在散射线入射的方向上产生方向依存性，对此进行修正即为散射线修正。利用散射线量的变化率非常平缓，方向依存性少的特性进行散射线修正。

接着，X射线CT装置100进行其他各种修正(步骤S805)。该修正是除了步骤S801～S804中所示的修正以外，在具有进行修正会比较好的事项或现象的情况下进行的修正。因此，存在不执行步骤S805的处理的情况。此外，根据需要可以变更步骤S801～S805的顺序。并且，可以多次执行步骤S805的各种修正。例如，可以在位置修正(步骤S802)后和散射线修正(步骤S804)后，进行2次各种修正。

接着，X射线CT装置100进行高分辨率数据的再构成(步骤S806)，结束本流程图的处理。把在步骤S806中取得的再构成后的图象保存在HDD装置423(参照图1)中。基于操作者的命令或者自动地在图像显示监视器441(参照图1)上显示保存的图像，操作者使用该图像进行诊断等。

返回到图3的说明，步骤S702中，在拍摄模式为高灵敏度拍摄模式时(步骤S702，否)，X射线CT装置100设定高灵敏度拍摄模式(步骤S706)。在高灵敏度拍摄模式下，在闪烁体325a～325d中，将来自闪烁体325a的输出信号和来自闪烁体325b的输出信号作为来自单一的闪烁体325的输出信号进行处理。此外，将来自闪烁体325c的输出信号和来自闪烁体325d的输出信号作为来自单一的闪烁体325的输出信号进行处理。即，将与相对薄的分离器327邻接的2个闪烁体325作为单一的闪烁体325进行处理。

具体地说，将光电二极管326a的输出信号和光电二极管326b的输出信号通过DAS411进行加法运算，然后保存在HDD装置423中。此外，将光电二极管326c的输出信号和光电二极管326d的输出信号通过DAS411进行加法运算然后保存在HDD装置423中。关于加法运算的方法，例如使用上述专利文献2中记载的公知技术。在高灵敏度拍摄模式下，通道方向的数据大小为检测元件数量的一半(本次为500)。

接着，X射线CT装置100进行高灵敏度拍摄(步骤S707)。具体的拍摄方法与步骤S704相同。X射线CT装置100将X射线检测器321得到的信号通过DAS411进行加法运算然后保存在HDD装置423中。这时，如上所述，DAS411将包夹厚度相对薄的分离器327a、327c的检测元件彼此的信号进行加法运算。这是因为分离器327a、327c的厚度薄，该位置的灵敏度下降比分离器327b、327d小。

由此，在高灵敏度拍摄时，与将全部的分离器327设置为相对厚的分离器327b、327d的厚度的情况相比，每1检测元件的计数量变多。并且，因为留有分离器327b、327d，准直器328b、328d的效果，所以能够降低串扰、散射线的影响。在能够充分去除串扰、散射线的影响的情况下，即使不进行串扰修正、散射线修正，也能够得到足够好的图像。也就是说，高灵敏度拍摄模式是耐图像恶化的结构。

接着，X射线CT装置100进行通过步骤S707的拍摄保存的数据(高灵敏度数据)的图像化(步骤S708)，结束本流程图的处理。

图5是表示高灵敏度数据的图像化处理(图3的步骤S700)的详细顺序的流程图。图像化步骤中的运算全部使用图1所示的数据处理部420所具备的中央处理装置421、存储器422以及HDD装置423来进行。

在图5的流程图中，X射线CT装置100首先针对图3的步骤S707中拍摄得到的高灵敏度数据进行串扰修正(步骤S811)。

具体地说，在高灵敏度数据时，将位于图2的分离器327a左右的检测器(光电二极管326a以及光电二极管326b)的数据相加。此外，将分离器327c左右的检测器(光电二极管326c以及光电二极管326d)的数据相加。因此，不需要光电二极管326a-光电二极管326b之间以及光电二极管326c-光电二极管326d之间的串扰的修正。即，仅执行分离器327b、327d中的串扰的修正。

因为分别将光电二极管326a和光电二极管326b的数据相加以及将光电二极管326c和光电二极管326d的数据相加，所以串扰量使用与高分辨率数据的串扰修正(图4步骤S801)的值不同的值。在X射线检测器321具备模块结构的情况下，由于在模块端串扰修正值不同，所以还需要一并考虑模块端的串扰量。此外，在X射线检测器321是半导体检测器的情况下，根据检测器的制造方法，存在不发生检测器内的电子的串扰，仅发生X射线的串扰的情况。这时，可以不进行电子的串扰修正，仅执行X射线的串扰修正。此外，当分离器327十分厚时，基本不发生串扰。这时可以不进行串扰修正。

接着，X射线CT装置100对高灵敏度数据进行Log变换(步骤S812)。进行Log变换的理由与图4的步骤S803相同。

在高灵敏度拍摄模式中，由于取得了与等间隔地排列相加的检测元件的中心时相同的数据，所以基本不需要图4的步骤S802所示的位置修正。但是，在由于分离器327的厚度以外的理由没有等间距排列检测器的情况下，有时也进行位置修正。

接下来，X射线CT装置100对高灵敏度数据进行散射线修正(步骤S813)。关于散射线修正，与串扰修正相同，由于分别将光电二极管326a和光电二极管326b的数据相加以及将光电二极管326c和光电二极管326d的数据相加，所以对于散射线的影响，只考虑使用厚的准直器328的部分即可。此外，当准直器328能够充分去除散射线时，可以不进行散射线修正，只在需要的情况下进行散射线修正。

接着，X射线CT装置100进行作为其他修正的各种修正(步骤S814)。该修正是除了步骤S811～S813中所示的修正以外，在具有进行修正会比较好的事项或现象的情况下进行的修正。因此，还存在不执行步骤S814的处理的情况。此外，可以根据需要变更步骤S811～S814的顺序。

然后，X射线CT装置100进行高灵敏度数据的再构成(步骤S815)，结束本流程图的处理。把通过步骤S815取得的再构成后的图象保存在HDD装置423(参考图1)中。根据操作者的命令或者自动地在图像显示监视器441(参照图1)上显示保存的图像，操作者利用该图像进行诊断等。

如上述所述，根据第1实施方式的X射线CT装置100，能够极力抑制取得高分辨率数据时的灵敏度下降，并能够抑制高分辨率拍摄时(高分辨率拍摄模式)的灵敏度下降。

如图2所示，第1实施方式的X射线CT装置100的X射线检测器321具有将相对薄的分离器327(327a，327c)周期性配置的结构，减少检测元件(闪烁体325、光电二极管326)以外的死区(分离器327)，能够排列尽可能多的检测元件。由此，与等间隔配置均一宽度的死区的现有的X射线CT装置(例如，参考专利文献2)相比，可以提高X射线检测器321的灵敏度。

此外，在相对薄的分离器327(327a、327c)上配置有相对薄的准直器328(328a、328c)。由此，与对于X射线遮蔽部件的一个X射线透过部配置多个检测元件的现有的X射线CT装置(例如，参考专利文献2)相比，散射线去除能力变高，能够抑制画质劣化。

在高灵敏度拍摄(高灵敏度拍摄模式)时，第1实施方式的X射线CT装置100与现有的X射线CT装置(例如，参考专利文献2)相比，通过配置相对薄的准直器328(328a、328c)，由此与没有配置薄的准直器328(328a、328c)的情况相比灵敏度下降，但如上所述，由于减少了死区排列尽可能多的检测元件，所以能够提高X射线检测器321的灵敏度，恰当地进行高灵敏度拍摄。

此外，可以改变厚的准直器328(例如，图2准直器328b、328d)和薄的准直器328(例如，图2准直器328a、328c)的材质，厚的准直器328使用价格便宜的材质(例如，铅)，薄的准直器328使用价格贵的高密度且可阻挡X射线的物质(例如，钨)。这时，薄的准直器328，由于阻挡X射线能力高所以去除散射线的能力变高，可以抑制画质的劣化，并且厚的准直器328使用价格便宜的材料，可以抑制原材料费用。

<分离器327的宽度与准直器328的厚度的关系>

在此，说明X射线焦点的位置移动引起的针对准直器328的厚度的制约。图6是示意性地表示由于X射线焦点的位置移动，入射X射线量的变化的说明图。

在X射线CT装置100中，有时伴随着热位移等X射线管311(参考图1)的X射线焦点的位置移动。当X射线焦点的位置移动时，由于准直器328的影响，X射线的一部分被遮挡，直接射入闪烁体325(检测元件)的X射线量变化，数据变得不正确。例如，当X射线焦点在图6的位置313a时，直接射入闪烁体325(检测元件)的X射线量为实线。此外，当X射线焦点在位置313b时，直接射入闪烁体325(检测元件)的X射线量为虚线。

如此，当X射线焦点处于位置313b时，由于准直器328的影响入射的X射线被限制，闪烁体325(检测元件)的输出信号产生大的变化。即，由于热位移，X射线检测器321的检测元件的灵敏度产生变化。

因此，进行设计，以使由于X射线焦点位置的移动而发生的X射线遮挡区域的变化(热位移导致的灵敏度变化)不影响闪烁体325(检测元件)。图7是将考虑了X射线焦点的位置移动的X射线检测器的一部分放大，在切片方向观看X射线检测器的模式图。

如图7所示，进行设计将准直器328的影子收容到分离器327内，即使X射线焦点的位置从位置313a移动到位置313b，灵敏度也不产生变化。

另一方面，为了去除散射线，希望准直器328厚。因此，为了兼顾散射线去除能力以及抑制热位移导致的灵敏度变化，希望在能够抑制热位移导致的灵敏度变化的范围内，极力将准直器328加厚来使用。

在此，通常，以朝向焦点移动的重心方向的方式设计准直器328。图6以及图7中，由于纸面限制，较短地描绘了X射线焦点的位置313a、313b到闪烁体325(检测元件)的距离，但如上所述，在第1实施方式的X射线CT装置100中，X射线管311的X射线发生点(X射线焦点)和X射线检测器321的X射线输入面的距离例如为1000mm，各闪烁体325在通道方向上的宽度例如为1mm。

图8是示意地表示考虑到长度的关系而描绘的由于X射线焦点的位置的移动，入射X射线量的变化的说明图。在使X射线焦点的位置313a、313b的中心与闪烁体325(检测元件)的中心位置重合时，因为X射线管311的X射线发生点(X射线焦点)和X射线检测器321的X射线输的距离足够长，因此如图8所示，厚的准直器328(例如，图2的准直器328b，328d)、薄的准直器328(例如，图2的准直器328a，328c)中的任何一个，与成为准直器328的影子的区域的距离(从准直器328端部开始的距离)近似相同。

因此，厚的分离器327的厚度与厚的准直器328的厚度差、薄的分离器327的厚度与薄的准直器328的厚度的差大体相同时，是在厚的准直器328和薄的准直器328中，X射线焦点的热位移容许量相同，且散射线去除能力为最高的条件。

换言之，在任意厚的分离器327中，该分离器327的厚度W₃₂₇和与该分离器327对应的准直器328的厚度W₃₂₈的差大体成为预定值M(即，W₃₂₇－W₃₂₈≈M)时，是X射线焦点的热位移容许量相同，且散射线去除能力为最高的条件。

但是，难以使分离器327的厚度与准直器328的厚度成为设计的值，并且，实际还要考虑加工误差、热位移的个体差异。当关于这些考虑10％左右的裕度时，在厚的分离器327的厚度与厚的准直器328的厚度的差以及薄的分离器327的厚度与薄的准直器328的厚度的差为10％以下的条件下进行制造时，能够兼顾热位移容许量和散射线去除能力。

换言之，在任何分离器327中，当该分离器327的厚度W₃₂₇和与该分离器327对应的准直器328的厚度W₃₂₈的差满足式(1)的关系时，能够兼顾热位移容许量与散射线去除能力。M是根据X射线管311的X射线发生点(X射线焦点)与X射线检测器321的X射线输入面的距离、准直器328的高度、检测元件(闪烁体325)的宽度等决定的预定值。

[式1]

0.9×M≤W₃₂₇-W₃₂₈≤1.1×M    ...(1)

通过满足式(1)的关系，在保持了热位移容许量的状态下，且在薄的准直器328中散射线去除能力为最高，因此能够进行最能减少散射线的检测器大小设计。

《第1实施方式的变形例》

<准直器328的加强>

以下说明X射线CT装置100的变形例。图9(a)是示意性表示旋转中的X射线检测器321的模式图。在X射线CT装置100中，X射线检测器321在台架330内旋转，通过厚的准直器328和薄的准直器328受到的应力不同。由于该应力的不同，准直器328的弯曲也各不相同。

例如，如图9所示，有时与厚的准直器328相比，薄的准直器328f弯曲大。这时，能够射入闪烁体325e以及闪烁体325f的直线的宽度分别为宽度312e以及宽度312f，向闪烁体325的入射量产生变化。

这里，为了使准直器328的弯曲相同，如图9(b)以及图9(c)所示，可以使用准直器加强材料329在端部将准直器328连接固定。图9(b)是在z方向(切片方向，被拍摄体500的体轴方向)观看第1变形例的X射线检测器321的图，图9(c)为在y方向(X射线照射方向)观看第1变形例的X射线检测器321的图。

图9(c)中，虽然使用准直器加强材料329在两端(z方向端部)将准直器328固定，但由于高速旋转时在中央部的弯曲不同，还可以进一步在准直器328之间添加准直器加强材料329。

此外，虽然未图示，但在准直器328之间，通过插入使X射线容易通过且防止变形的部件来抑制变形。如此，通过对准直器328进行加强，X射线CT装置100可以使准直器328的变形引起的影响均匀，灵敏度不均消失提高画质。

<在2方向上的排列>

至此说明了在1方向上配置准直器328，分离器327以及准直器328的厚度在一个方向上周期性变化的构造。可以二维地在2个方向展开周期性构造。图10是将第2变形例的X射线检测器的一部分放大，在X射线照射方向观看X射线检测器的模式图。

在图10中，关于X射线检测器321，除了在x方向上排列的分离器327a～327d、准直器328a～328d，还在z方向上排列了分离器327e、327f、准直器328e、328f。其中，分离器327e相对厚，分离器327f相对薄。此外，与此对应，准直器328e相对厚、准直器328f相对薄。

通过采用这样的结构，X射线CT装置100可以在2个方向上切换高分辨率拍摄模式和高灵敏度拍摄模式，通过将这些模式组合，能够进行与更灵活的设定(分辨率以及灵敏度)对应的拍摄。此外，X射线检测器321通过采取格子构造，可以抑制伴随旋转的弯曲带来的影响，如通过所述准直器加强所示那样，可以降低灵敏度的不均匀以及提高再构成图像的画质。

《第2实施方式》

接下来，对第2实施方式的X射线CT装置100进行说明。

第1实施方式的X射线CT装置100与第2实施方式的X射线CT装置100相比，除了X射线检测器321的结构不同以外，其他结构(参照图1)、拍摄处理(参照图3至图5)等与第1实施方式相同，省略说明。

在第1实施方式的X射线CT装置100中，如图2(a)所示，X射线检测器321内的准直器328的高度完全相同，使用图6到图8，研究了由热位移引起的灵敏度差的问题。但是，对于准直器328和分离器327的厚度存在加工极限，因此无法在厚的分离器327的厚度与厚的准直器328的厚度的差、以及薄的分离器327的厚度与薄的准直器328的厚度的差在10％以下的条件(即，式(1))下进行制造。

为此，在第2实施方式中，如图11所示，通过使准直器328的高度周期性不同，从而抑制X射线焦点位置的变动引起的X射线射入量变动(灵敏度的变动)。

第2实施方式的X射线检测器321(参考图11)与第1实施方式的X射线检测器321(参考图2(a))比较，降低了分离器327薄的地方，即分离器327a、327c上的准直器328a、328c的高度。结果，抑制了准直器328a、328c的影响导致的X射线射入量的变动，从而可以扩大X射线焦点313的位置变动的容许范围。此外，可以使分离器327a、327c的厚度更薄，来取代扩大X射线焦点313的位置变动的容许范围。

这里，关于薄的准直器328(328b、328c)的高度，考虑在能够抑制热位移导致的灵敏度变化的范围内极力使准直器328变厚来进行使用的条件。

如图12所示，考虑照射准直器328b与准直器328c之间的情况。为了即使由于热位移而移动，灵敏度也不变化，并且为了提高去除散射线的能力，极力增大准直器328的厚度，此时如果使X射线管311的X射线发生点(X射线焦点)与X射线检测器321的X射线输入面的距离相对于各闪烁体325的通道方向的宽度足够大，并且入射角度近似相同，则在厚的分离器327b以及薄的分离器327c双方中，希望分离器327的厚度与准直器328的厚度的差与准直器328的高度的比相同，即，满足式(2)的关系。

在式(2)中，W_327L是厚的分离器327的厚度，W_328L是厚的准直器328的厚度，W_327S是薄的分离器327的厚度，W_328S是薄的准直器328的厚度，H_328L是厚的准直器328的高度，H_328S是薄的准直器328的高度。

[式2]

$\frac{H_{328S}}{W_{327S}-W_{328S}}=\frac{H_{328L}}{W_{327L}-W_{328L}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(2\right)$

与第1实施方式相同，当考虑到加工误差和热位移的个体差异，考虑了10％左右的裕度时，在满足式(3)的关系时，可以兼顾热位移容许量与散射线去除能力。在式(3)中，W_327L是厚的分离器327的厚度，W_328L是厚的准直器328的厚度，W_327S是薄的分离器327的厚度，W_328S是薄的准直器328的厚度，H_328L是厚的准直器328的高度，H_328S是薄的准直器328的高度。

[式3]

$0.9\&times;\frac{W_{327S}-W_{328S}}{W_{327L}-W_{328L}}\&CenterDot;H_{328L}\&le;H_{328S}\&le;1.1\&times;\frac{W_{327S}-W_{328S}}{W_{327L}-W_{328L}}\&CenterDot;H_{328S}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

并且，如图13所示，通过不设置X射线检测器321中的一部分准直器328，可以直接抑制X射线射入量的变动。在图13中，不在相对薄的分离器327a、327c上设置准直器328。这时，在薄的分离器327a、327c上，没有准直器328的影子。由此，能够仅考虑厚的分离器327b、327d上的准直器328b、328d的高度进行设计。

如以上说明的那样，根据第2实施方式的X射线CT装置100，可以降低X射线射入量的焦点位置依存性和由于制造误差导致的影子的影响，抑制灵敏度不均，提高再构成图像的画质。

《第3实施方式》

在第1实施方式和第2实施方式中，交替变更分离器327等的厚度。即，在第1实施方式和第2实施方式中，在2个周期，变更分离器327等的厚度。在第3实施方式中，使变更分离器327等的厚度的周期与第1实施方式和第2实施方式不同。由此，能够提供一种能够进一步提高灵敏度以及分辨率的自由度，能够应对各种各样检查的X射线CT装置100。

图14表示第3实施方式的X射线检测器的结构。图13所示的X射线检测器321中，每隔4个设置厚的分离器327以及准直器328。更详细地说，在分离器327a～327d中，分离器327a～327c薄，仅分离器327d厚。此外，在准直器328a～328d中，准直器328a～328c薄，仅准直器328d厚。即，按照4个周期变更分离器327等的厚度。

与第1实施方式的X射线检测器321(参考图2)相比，相对于在图2中分离器327b以及准直器328b厚，在图13中分离器327b以及准直器328b变薄。根据图13所示的结构，薄的分离器的地方多，与第1实施方式以及第2实施方式相比，能够提高灵敏度。

此外，来自检测元件的输出信号的加法运算方法，可以从以下方法中选择，因此能够根据分辨率进行更加灵活的处理。

<加法运算方法1>将光电二极管326a、326b、326c、326d分别作为独立信号进行处理(相当于第1实施方式的高分辨率拍摄模式)。

<加法运算方法2>对相邻的光电二极管326a与326b进行加法运算，对光电二极管326c与326d进行加法运算。

<加法运算方法3>将光电二极管326a～326d全部相加(相当于第1实施方式的高灵敏度拍摄模式)。

由此，在第3实施方式中，图像拍摄处理的拍摄模式对应于上述加法运算方法1～3有3个。当采用加法运算方法1或加法运算方法2时，图像的再构成处理进行图4所示的处理。当采用加法运算方法3时，图像的再构成处理进行图5所示的处理。此外，关于串扰修正、散射线修正、位置修正的方法，根据于检测元件的周期、分离器327、准直器328的厚度来进行变更。分离器327等的厚度变更不限于第1实施方式所示的2个周期、第3实施方式所示的4个周期，也可以是其他的周期。

如以上说明的那样，根据第3实施方式的X射线CT装置100，除了第1实施方式以及第2实施方式的X射线CT装置100得到的效果以外，能够提高灵敏度以及分辨率的自由度，能够应对各种各样的检查。

符号说明

100  X射线CT装置

200  输入单元

300  拍摄单元

310  X射线发生部

311  X射线管(X射线源)

320  X射线检测部

321  X射线检测器

325a～325f 闪烁体(检测元件)

326a～326d 光电二极管(检测元件)

327a～327f 分离器

328a～328f 准直器

330  台架

331  开口部

332  旋转板

340  拍摄控制部

400  图像生成部(图像处理部、修正处理部)

500  被拍摄体

501  被拍摄体搭载用平台

Claims (15)

1.一种X射线CT装置，包括：对被拍摄体照射X射线的X射线源，检测所述X射线的X射线检测器，所述X射线CT装置的特征在于，

所述X射线检测器具有：在第1方向上排列的多个检测元件；以及将在所述第1方向上排列的各个所述检测元件彼此分离的多个分离器，

所述分离器的在所述第1方向上的宽度，即第1方向宽度按每个预定个数而不同。

2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述Ｘ射线检测器还具有限制所述X射线对于所述检测元件的入射方向的准直器，

所述准直器被设置在所述分离器的所述X射线源一侧的表面，

所述准直器的第1方向宽度与所设置的所述分离器的第1方向宽度对应地按每个预定个数而不同。

3.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述准直器从所述分离器的表面开始在所述X射线源方向上具有预定的高度，

与所述分离器的第1方向宽度对应地，所述准直器的高度不同。

4.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其特征在于，

第1方向宽度按每个预定个数而不同的所述分离器具有第1分离器和第1方向宽度比所述第1分离器小的第2分离器，

所述准直器的高度，满足下式(1)所示的条件，

式(1)

$0.9\&times;\frac{W_{327S}-W_{328S}}{W_{327L}-W_{328L}}\&CenterDot;H_{328L}\&le;H_{328S}\&le;1.1\&times;\frac{W_{327S}-W_{328S}}{W_{327L}-W_{328L}}\&CenterDot;H_{328S}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

其中，在所述式(1)中，W_327L为第1分离器的第1方向宽度，W_328L为与第1分离器对应的准直器的第1方向宽度，W_327S为第2分离器的第1方向宽度，W_328S为与第2分离器对应的准直器的第1方向宽度，H_328L为与第1分离器对应的准直器的高度，H_328S为与第2分离器对应的准直器的高度。

5.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述检测元件的第1方向宽度恒定。

6.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

等间隔地配置所述分离器的所述第1方向上的中心位置。

7.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其特征在于，

在多个所述分离器中的任意一个分离器中都满足以下条件：

该分离器的第1方向宽度和与该分离器对应的所述准直器的第1方向宽度的差在预定值的90％至110％的范围内。

8.根据权利要求4所述的X射线CT装置，其特征在于，

具有不与所述分离器的第1方向宽度对应地按所述排列的预定个数设置所述准直器的地方。

9.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述分离器在所述排列上每隔1个其第1方向宽度不同。

10.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

还具有按照操作者的操作，将在每个预定的周期由多个所述检测元件分别检测出的所述X射线，看作由1个所述检测元件检测出的所述X射线，来对所述X射线透视图像数据进行处理的图像处理部。

11.根据权利要求10所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述分离器的第1方向宽度按所述排列上的每个预定个数交互地取两个值，

所述图像处理部将多个所述检测元件中的与相对薄的所述分离器邻接的所述检测元件分别检测出的所述X射线彼此，看作由1个所述检测元件检测出的X射线。

12.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

还具有修正处理部，

所述修正处理部执行与所述分离器的所述第1方向宽度的不同对应的串扰修正、与所述分离器的所述第1方向宽度的不同对应的散射线修正功能、与所述分离器的所述第1方向宽度的不同对应的位置修正中的至少1个修正。

13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述X线检测器还在与所述第1方向不同的第2方向上排列多个所述检测元件，

并且排列多个所述分离器，以便将在所述第2方向上排列的各个所述检测元件彼此分离，

将在所述第2方向上排列的各个所述检测元件彼此分离的所述分离器的在所述第2方向上的宽度即第二方向宽度按预定个数而不同。

14.根据权利要求13所述的X射线CT装置，其特征在于，

在所述分离器的所述X射线源一侧的表面设置的所述准直器的第2方向宽度与所设置的所述分离器的第2方向宽度对应地按预定个数而不同，

所述分离器将在所述第2方向上排列的各个所述检测元件彼此分离。

15.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

配置多个检测模块来构成所述X射线检测器，所述检测模块排列了多个所述检测元件。