JP2000051201A - Ｘ線ファンビーム位置移動検出システムおよびそれを適用したｃｔスキャナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度にＸ線源とＸ線検出器の相対的な位置
関係の変化を補正し、アーティファクトやＣＴ値シフト
の発生を抑止し得る検出器システムを有するＣＴスキャ
ナ装置の提供。 【課題を解決する手段】 ＣＴスキャナ装置のＸ線検出
器またはＸ線検出器列（５ｃ〜５ｆ）の被検体体軸方向
およびＸ線入射方向に対して垂直な方向の両端部にＸ線
ファンビーム位置移動検出器（６ｃ〜６ｆ´）を設け、
Ｘ線焦点位置の移動をＸ線ファンビーム位置のＸ線入射
方向に対して垂直な面における２次元的な移動として検
出し、前記Ｘ線ファンビーム位置のＸ線入射方向に対し
て垂直な面における２次元的な移動に基づいて、Ｘ線フ
ァンビームが被検体体軸方向およびＸ線入射方向に対し
て垂直な方向に関して回転移動した角度を求め、その角
度から各チャンネル毎にＸ線投影データの補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医用画像診断装置
等として用いられるＣＴスキャナ（Computed Tomograph
y scanner ）装置に関し、より詳細にはＣＴスキャナ装
置におけるＸ線焦点位置の移動をＸ線ファンビーム位置
の移動として２次元的に検出するＸ線ファンビーム位置
移動検出システム、ならびにそのようなＸ線ファンビー
ム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】現在、医用ＣＴスキャナ装置としては、Ｘ
線源と、被検体の体軸方向およびＸ線入射方向に対して
垂直な方向（チャンネル方向）に１列に並ぶ複数のＸ線
検出器（以下、Ｘ線検出器を検出器、チャンネル方向に
１列に並ぶ複数のＸ線検出器を検出器列と略称すること
がある）とを架台と共に被検体の回りで回転移動させる
ことにより、Ｘ線ビームが被検体と交差する角度を定常
的に変化させながらスキャンしてデータを得る、いわゆ
る「第３世代」のＣＴスキャナ装置が主流となってい
る。

【０００３】そのようなＣＴスキャナ装置において、検
出器は、チャンネル方向に１列に並んで複数設けられ、
Ｘ線源から放射されるＸ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）
のＸ線減衰測定値、即ち投影データを検出している。

【０００４】しかしながら、Ｘ線源と検出器の双方また
はいずれか一方が移動するタイプのＣＴスキャン装置に
おいては、スキャン動作中に、遠心力等の運動によるブ
レ、熱または重力等の影響を受けてＸ線源と検出器との
相対位置が３次元的に変化することによりＸ線の焦点位
置が相対的に移動してしまい、Ｘ線入射位置が検出器の
Ｘ線感度が略一定な領域（有効検出面）から外れてＸ線
感度が非線形に変化する辺縁領域（エッジ部）にかかる
等といった事態が生じることにより、リング状または帯
状のアーティファクトやＣＴ値シフトが顕著に生じるこ
とがある。

【０００５】従来、そのようなアーティファクトやＣＴ
値シフトの発生を抑止するために、Ｘ線検出器列の片端
部にＸ線焦点位置を測定する焦点移動検出器を設け、Ｘ
線焦点の移動を計測して補正する方法が知られている。
例えば、特開平６−２６９４４３号公報に記載されてい
るように、Ｘ線源（Ｘ線管）の熱的状態によって変化す
るＸ線焦点位置のスライス方向移動位置を予め検出測定
すると共にそれらの位置におけるＸ線検出器の各チャン
ネルの感度特性を測定し、これらの感度特性を記憶して
おき、次いで、撮影時に測定されたＸ線焦点の位置と予
め測定記憶した各Ｘ線焦点位置におけるＸ線検出器の各
チャンネルの感度特性とから、Ｘ線焦点の変動（移動）
によるＸ線検出器の各チャンネルの感度特性の変動を補
正する補正データを作成し、この補正データを用いて、
撮影時に得られるＸ線検出器の各チャンネルの出力デー
タを演算処理する。

【０００６】しかし、近年になって、１回の走査で収集
する投影データの量を増加させること、および撮影に要
するＸ線量や時間を短縮して患者スループットを改善す
ることを目的として、検出器列をスライス方向に複数設
けたＣＴスキャナ装置（以下、マルチ検出器列ＣＴスキ
ャナ装置と略称することがある）が提案されているが、
そのようなＣＴスキャナ装置においては、所望のスライ
ス幅内に検出器列同士のエッジ部が隣接する領域が必然
的に存在することとなってビュー（view）範囲内におけ
る前記有効検出面の占有割合が低下したりまたは半影の
影響を受け易くなったりし、さらには、可動部、特に検
出器列の重量の増加に伴いスキャン時の運動に起因する
架台のブレが増大したり、従来の検出器列では問題とな
らなかったスライス方向の検出器素子および／または検
出器の組立て誤差による検出器素子位置のズレに起因し
て個々の検出器のＸ線感度の相違が生じて上記有効検出
面の占有割合が一層低下してしまったり、あるいは被検
体の体軸方向のＸ線吸収係数の変化（パーシャル）の影
響を受け易くなったりして、上記の如き手法のみではア
ーティファクトやＣＴ値シフトの発生抑制が困難となっ
ている。

【０００７】従って、マルチ検出器列ＣＴスキャナ装置
においては、従来主流となっている装置よりもアーティ
ファクトが生じ易く、その発生抑止が重要な技術的課題
となっており、現在までに幾つかの解決策が提案されて
いる。

【０００８】例えば、特開平３−１０９０５４号公報
は、２つの検出器列を有するＣＴスキャナ装置におい
て、照射源（Ｘ線源）と検出器手段とのＺ方向（スライ
ス方向）における相対的な位置をシフトさせてビーム収
束による非共平面に起因するブレを修正することを提案
している。

【０００９】また、特開平９−２８５４６２号公報は、
予め各検出器のスライス方向のＸ線感度分布を求めてお
き、スキャン時のＸ線焦点位置のスライス方向の移動を
測定してその移動量を計算し、予め求めておいたＸ線感
度分布を基に補正を行うことにより焦点位置の移動によ
るＸ線プロファイルのスライス方向のズレを較正するこ
とを提案している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き提案は全てＸ線焦点位置のスライス方向の移動のみ
を補正しようとするものであるが、実際には、Ｘ線焦点
位置は、スライス方向のみに１次元的に移動するもので
はなく、チャンネル方向にも移動して、２次元的に移動
するものである。

【００１１】従って、上記提案では、Ｘ線焦点位置がチ
ャンネル方向へ移動してズレた場合、特にスライス方向
とチャンネル方向に同時にズレが生じてＸ線ビームが検
出器列のＸ線検出面上に照射されて形成する投影面がチ
ャンネル方向に対して平行にならずチャンネル方向に対
する傾き（回転角度）を持つような場合には、適切に対
応して補正および／または較正を行うことができない。

【００１２】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、ＣＴスキャナ装置に用いて、Ｘ線焦点位置の移動
をＸ線ビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な面にお
ける２次元的な移動として計測し、従来よりも高精度に
Ｘ線源と検出器の相対的な位置関係の変化を補正してア
ーティファクトやＣＴ値シフトの発生を抑止し得るＸ線
ファンビーム位置移動検出システムの提供を目的とす
る。

【００１３】また、そのようなＸ線ファンビーム位置移
動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置の提供も目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システム
は、ＣＴスキャナ装置におけるＸ線焦点位置の移動をＸ
線ファンビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な面に
おける２次元的な移動として検出し得ることを特徴とす
る。

【００１５】好ましくは、請求項１において、前記Ｘ線
ファンビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な面にお
ける２次元的な移動に基づいて、Ｘ線ファンビームが被
検体体軸方向およびＸ線入射方向に対して垂直な方向に
関して回転移動した角度を求め、その角度から各チャン
ネル毎にＸ線投影データの補正を行うことを特徴とす
る。

【００１６】また、好ましくは、請求項１および２にお
いて、ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器またはＸ線検出器
列の被検体体軸方向およびＸ線入射方向に対して垂直な
方向の両端部に少なくとも１つづつＸ線ファンビーム位
置移動検出器を設けていることを特徴とする。

【００１７】また、好ましくは、請求項３において、前
記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器
またはＸ線検出器列の全体の被検体体軸方向の幅と少な
くとも同じかそれ以上の幅においてＸ線ファンビーム位
置の移動を検出し得るように設けられていることを特徴
とする。

【００１８】また、好ましくは、請求項３および４にお
いて、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ
線検出器または前記Ｘ線検出器列に隣接して設けられて
いることを特徴とする。

【００１９】また、好ましくは、請求項３および４にお
いて、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ
線検出器または前記Ｘ線検出器列と一定の間隔を空けて
設けられていることを特徴とする。

【００２０】また、好ましくは、請求項３〜６におい
て、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線
検出器と同じ構造を有することを特徴とする。

【００２１】また、好ましくは、請求項３〜６におい
て、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線
検出器と異なる構造を有することを特徴とする。

【００２２】また、好ましくは、請求項３〜８におい
て、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、全体とし
て、被検体体軸方向に不均一なＸ線感度を有することを
特徴とする。

【００２３】また、好ましくは、請求項９において、前
記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、物理的手段に
より実現されることを特徴とする。

【００２４】また、好ましくは、請求項９において、前
記物理的手段が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
の検出器素子の形状を適切な領域で被検体体軸方向に不
均一な形状とすることであることを特徴とする。

【００２５】また、好ましくは、請求項１０において、
前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線フ
ァンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面の
適切な領域上にＸ線吸収係数の高い部材を設けることに
より実現されることを特徴とする。

【００２６】また、好ましくは、請求項１０において、
前記Ｘ線検出器の検出器素子がシンチレータであり、前
記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファ
ンビーム位置移動検出器の検出器素子とフォトダイオー
ドとの間の適切な領域に光学的フィルタを設けることに
より実現されることを特徴とする。

【００２７】また、好ましくは、請求項１０において、
前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線フ
ァンビーム位置移動検出器を適切な領域を避けて設ける
ことにより実現されることを特徴とする。

【００２８】また、好ましくは、請求項９において、前
記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファ
ンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面の適
切な領域から得られる電気信号をカットするかまたは低
減して処理する制御手段を設けることにより実現される
ことを特徴とする。

【００２９】また、好ましくは、請求項１１〜１５にお
いて、前記適切な領域が、前記Ｘ線ファンビーム位置移
動検出器の検出器素子のＸ線入射面上において常にＸ線
ファンビームの本影領域内に存在する領域であることを
特徴とする。

【００３０】また、好ましくは、請求項３〜１６におい
て、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が複数の検出
器で１つのチャンネル単位を構成することを特徴とす
る。

【００３１】また、好ましくは、請求項３〜１６におい
て、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が１つの検出
器で複数のチャンネル単位を構成することを特徴とす
る。

【００３２】また、好ましくは、請求項３〜１６におい
て、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の構成するチ
ャンネル単位およびデータ収集システム感度が切替え可
能であることを特徴とする。

【００３３】さらに、上記課題を解決するために、被検
体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ
線を検出するＸ線検出器とを少なくとも備え、前記Ｘ線
検出器により得られる前記被検体の画像情報に基づいて
該被検体の撮影画像を得るＣＴスキャナ装置であって、
請求項１〜１９のいずれか１項に記載のＸ線ファンビー
ム位置移動検出システムを適用したことを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の１つの実施の形
態について図面を参照しながらより詳細に説明する。

【００３５】なお、本発明においては、投影データを収
集するための検出器と、Ｘ線ファンビーム位置の移動を
計測する検出器が用いられるが、混乱を避けるために、
これ以降、前者をメイン検出器または検出器、後者をＸ
線ビーム位置移動検出器またはＢＭＤ（Beam Motion De
tector）と称することがある。

【００３６】図１は、本発明のＸ線ファンビーム位置移
動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置の１つの実
施の形態におけるＸ線源、被検体、メイン検出器および
ＢＭＤの位置関係を模式的に説明する図である。

【００３７】この図１によれば、架台７上に設けられた
Ｘ線源１内の焦点スポット２から放射され不図示のＸ線
コリメータにより整形されたＸ線ファンビーム３が、被
検体４を挟んでＸ線源１に対向して同一の架台７上に設
けられたメイン検出器の２つの列５ａおよび５ｂおよび
その両端部に隣接して設けられたビーム位置移動検出器
（ＢＭＤ）６ａおよび６ｂのＸ線入射面に照射されてい
る。

【００３８】本発明によるＣＴスキャナ装置に用いるＸ
線源１、検出器列５ａ、５ｂを構成するメイン検出器、
架台７等のＢＭＤ６ａ、６ｂ以外の部材には特に制限は
無く、ＣＴスキャナ装置に通常用いられる部材で構成す
ることができる。

【００３９】また、本実施の形態においては、Ｘ線源１
と、検出器列５ａ、５ｂおよびＢＭＤ６ａ、６ｂを同一
の架台７上に設けたが、Ｘ線源と、メイン検出器および
ＢＭＤとを相異なる可動式または固定式の架台に設ける
こともできる。

【００４０】同様にして、本実施の形態においては、検
出器列５ａ、５ｂの形状を円弧状としたが、その形状に
も特に制限は無く、平面形状としたり、あるいはＸ線源
と異なる架台に設けられたときにはＢＭＤと共に完全な
円形状としたり、所望に応じた形状とすることができ
る。当然ながら、スライス方向に並列して設けられる検
出器列５の数にも制限は無く、使用目的等に応じて設定
し得る。

【００４１】ＢＭＤ６ａ、６ｂには、メイン検出器や従
来慣用の焦点移動検出器と同じ検出器を用いることも、
あるいは後述するようなＸ線入射面の特定領域のＸ線検
出感度（Ｘ線感度）を低下させた特殊な検出器を用いる
こともできる。

【００４２】また、本実施の形態においては、スライス
方向に並列して設けられるＢＭＤの数を検出器列の数と
同数としているが、所望によりメイン検出器列の数より
多くも少なくも設けることができる。

【００４３】さらに、本実施の形態においては、ＢＭＤ
６ａ、６ｂを、メイン検出器の列５ａ、５ｂに隣接して
設けているが、Ｘ線ファンビーム３の範囲内である限り
は、スライス方向および／またはチャンネル方向にメイ
ン検出器の列５ａ、５ｂと一定の間隔を空けて設けるこ
ともできる。

【００４４】次に、本発明に用いるＢＭＤについて、図
２（ａ）、図２（ｂ）および図３を参照しながらより具
体的に説明する。

【００４５】図２（ａ）は両端部それぞれに４つづつの
ＢＭＤを隣接して設けた４列のメイン検出器列をＸ線入
射方向から見た上面図であり、図２（ｂ）は両端部それ
ぞれに２つづつのＢＭＤを一定の間隔を空けて設けた２
列のメイン検出器列をＸ線入射方向から見た上面図であ
る。

【００４６】図２（ａ）および図２（ｂ）に示す通り、
ＢＭＤはそのスライス方向の幅がメイン検出器の列より
も同等以上となるように、メイン検出器の列と隣接し
て、あるいは一定の間隔を空けて設置される。

【００４７】図２（ａ）および（ｂ）に示したような複
数のメイン検出器列を有するＣＴスキャナ装置において
は、幾つかのメイン検出器列を１単位として投影データ
を処理してスキャン時のスライスの厚みを被検体の大き
さ等の条件に応じて種々に変化させると同時にデータ収
集システム（ＤＡＳ；Data Acquisition system ）の感
度を切換えること、即ち所望に応じてチャンネル単位と
Ｘ線検出感度を切換えることが可能である。

【００４８】例えば図２（ａ）に示す４列のメイン検出
器の列５ｃ〜５ｆとメイン検出器と同様の検出器で構成
した８つのＢＭＤ６ｃ〜６ｆ´とを有するＣＴスキャナ
装置に則して説明すると、これらの検出器列５ｃ〜５ｆ
は、それぞれ独立してスライス方向に４つのチャンネル
を形成することも、あるいは検出器列５ｃと５ｄおよび
５ｅと５ｆがそれぞれ組合わされてスライス方向に２つ
のチャンネルを形成することも、所望であれば検出器列
５ｃ〜５ｆ全てが組合わされて全体でスライス方向に１
つのチャンネルを形成することもできる。また、これと
は反対に１つのメイン検出器を複数に素子分離してチャ
ンネル数を増やすこともできる。このようにチャンネル
単位を変更することは、スライス方向のみならずチャン
ネル方向においても可能である。このとき、ＢＭＤに関
しても同様に、所望に応じて、メイン検出器と同様にま
たは異なって、スライス方向および／またはチャンネル
方向のチャンネル数を変化させることができる。また、
同時に、メイン検出器およびＢＭＤのＤＡＳ感度も所望
に応じて切換えることができる。

【００４９】このようにして設けられるＢＭＤは、検出
器列の両端部に設置されてデータを収集するので、従来
よりも高い精度でＸ線焦点移動を２次元的に計測するこ
とが可能である。例えば、図２（ａ）中に長破線で示す
ように、検出器列に対してＸ線ビームのスライス方向の
中心が検出器列５ｄと５ｅとの境界線上にあり、そして
スライス方向の一方の端部がＢＭＤ６ｃと６ｃ´の中点
を通り、他方の端部がＢＭＤ６ｆと６ｆ´の中点を通る
ように初期設定されているＣＴスキャナ装置において、
スキャン時の運動によりＸ線焦点位置の２次元的な移動
が起こり、Ｘ線ビームが検出器列に対してチャンネル方
向に平行に照射されず、図中に短破線で示すように、捩
じれて照射されてスライス方向の一方の端部がＢＭＤ６
ｃと６ｄ´を横切って通り、他方の端部がＢＭＤ６ｅの
みを横切って通ることとなった場合、本発明では検出器
列の両端部に設けたＢＭＤによりＸ線焦点位置をＸ線フ
ァンビームの投影面の位置として計測し、その移動した
距離および方向を２次元的に精度高く捕捉して補正する
ことができる。しかしながら、従来のように片端部のみ
に焦点移動検出器を有する構成であると、上記の場合
に、ＢＭＤ６ｃ〜６ｆの側のみに設置されているときに
はＸ線焦点位置がＢＭＤ６ｆの中点からＢＭＤ６ｅへの
距離および方向で検出器列のチャンネル方向に平行に移
動したものとして補正が行われ、またＢＭＤ６ｃ´〜６
ｆ´の側のみに設置されていればＢＭＤ６ｃ´の中点か
らＢＭＤ６ｄ´への距離および方向で検出器列のチャン
ネル方向に平行に移動したものとして補正が行われるこ
ととなり、従来の構成ではＸ線焦点位置の移動を正確に
補正し得るものとは言い難い。

【００５０】上記の如くＸ線焦点位置は２次元的に移動
するが、その移動範囲はある一定の範囲を越えることは
少なく、複数の検出器列のスライス方向の幅全てについ
てＢＭＤによってＸ線焦点位置の移動を計測することは
データ量の増加に対する効果が低くなり不経済となるこ
とが考えられる。例えば、図２（ｂ）の検出器列を有す
るＣＴスキャナ装置において、ＢＭＤ６ｇと６ｇ´の中
点を通る線分とＢＭＤ６ｈと６ｈ´の中点を通る線分で
囲まれた領域が、常にＸ線の本影領域内にあると仮定す
ると、ＢＭＤ６ｇの中点とＢＭＤ６ｈの中点の間および
ＢＭＤ６ｇ´の中点とＢＭＤ６ｈ´の中点の間で得られ
るデータは実際上補正に用いられることはなく、かえっ
てデータ量を増加させ、他のデータ変化量の大きい領域
からのデータに対する雑音となりかねないので、これら
の領域からのデータを何らかの方法によって削減するか
あるいは削除することが望ましい場合もあると考えられ
る。

【００５１】そのような場合には、下記に示すように、
Ｘ線、あるいはＸ線から電気信号へ変換されるまでの間
に発生するその他の信号を少なくとも部分的に遮る物理
的手段や、Ｘ線から変換された電気信号の前処理時に信
号量を調節する制御手段等により常にＸ線の本影領域内
に存在すると推定されるＢＭＤ領域からのデータ伝達を
削減または削除することができる。

【００５２】まず、第１の物理的手段として、ＢＭＤの
Ｘ線検出素子を、装置に組込んだときに常にＸ線の本影
領域内となるであろう部分でＸ線感度が低下する形状で
製造することができる。例えば、図２（ｂ）に則して述
べれば、ＢＭＤ６ｇと６ｈおよび６ｇ´と６ｈ´におい
て、検出素子同士が隣接する側の適当な領域の厚み（Ｘ
線入射方向の長さ）をその他の領域よりも、例えば２／
３〜１／３程度に薄くしてその領域のＸ線感度を相対的
に低くした形状で製造することができる。

【００５３】同様にして、第２の手段として、前記Ｘ線
の感度を低下させたいＢＭＤ領域のＸ線入射面上に適当
なＸ線吸収係数を有する部材、例えば鉛のような重金属
またはその合金を設置して検出素子に入射するＸ線の量
をＢＭＤの部位により変えることもできる。但し、この
ときＸ線入射面上に設置する部材の大きさおよび形状
は、Ｘ線入射面のその他の領域に影を落とす等の悪影響
を与えるものであってはならない。

【００５４】また、第３の手段として、検出素子がシン
チレータであるときには、前記Ｘ線の感度を低下させた
いＢＭＤ領域においてシンチレータとフォトダイオード
等の間に半透明樹脂プレート等の光学的フィルタを挿入
して当該領域のＸ線感度を低下させることもできる。

【００５５】さらに、第４の手段として、全検出器列の
スライス方向の幅の中心から両方へ適当な間隔を空けて
ＢＭＤを設置すること、即ち前記Ｘ線の感度を低下させ
たいＢＭＤ領域と等しいかまたはやや狭い領域のスライ
ス方向両側にのみＢＭＤを設置することもできる。

【００５６】そして、Ｘ線から変換された電気信号の前
処理時に信号量を調節する制御手段として、１つのＢＭ
Ｄ検出素子をそのまま１チャンネルとして、または適当
に素子分離して複数のチャンネルとして取り扱い、前記
Ｘ線の感度を低下させたいＢＭＤ領域内のチャンネルか
らの電気信号をカットしたり、または適当に低減して扱
う制御手段を設けることができる。

【００５７】上記物理的手段は、稼動現場で設定変更可
能に製造することが不可能／困難であるかあるいは製造
上不利であるが、前記制御手段を採用すれば現場にて容
易に設定変更可能に製造することができる。従って、上
記物理的手段は１つまたは２つのメイン検出器列を有す
るＣＴスキャナ装置に、そして前記制御手段はそれ以上
の数のメイン検出器列を有するＣＴスキャナ装置、特に
は上述のようにチャンネル単位およびＤＡＳ感度を切替
え可能なマルチ検出器列ＣＴスキャナ装置に好適である
と思われる。

【００５８】以上のようにして構成されるＢＭＤを用い
た本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適
用したＣＴスキャナ装置を例示して以下に説明する。

【００５９】図３に、本発明のＸ線ファンビーム位置移
動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置の特徴的な
構成を示す。

【００６０】図３によれば、このＣＴスキャナ装置は、
駆動ユニット１０により１ビュー単位で駆動される架台
７上に設けられたＸ線源１内の焦点スポット２から放射
され不図示のＸ線コリメータにより整形されたＸ線ファ
ンビーム３が、被検体４を挟んでＸ線源１に対向して同
一の架台７上に設けられたメイン検出器の２つの列５ａ
および５ｂおよびその両端部に隣接して設けられたビー
ム位置移動検出器（ＢＭＤ）６ａおよび６ｂのＸ線入射
面に照射される。そして、１ビュー毎または複数ビュー
毎に、メイン検出器およびＢＭＤから得られた投影デー
タおよびＸ線ファンビーム位置移動の信号をＤＡＳを含
む計測ユニット１１に送り、前記計測ユニット１１にて
Ｘ線ファンビーム位置の２次元的な移動の方向および距
離を算出し、それに応じて、予め作成して記憶ユニット
１２内のテーブルに格納しておいた補正用データを用い
てメイン検出器の各チャンネル毎の投影データ信号を補
正して、画像再構成ユニット１４に信号を送信する。制
御ユニット１３が常に装置全体の動作状況を監視し、必
要な制御を行う。なお、前記Ｘ線コリメータが可動式コ
リメータであるときには、前記駆動ユニット１０でＸ線
コリメータを駆動することができる。

【００６１】次に、本発明のＸ線ファンビーム位置移動
検出システムによる投影データの補正方法をより詳細に
説明する。

【００６２】まず、本発明の補正方法（ＢＭＣ；Beam M
otion Correction と称する）においても、補正用デー
タを収集する必要がある。この補正用データの収集は基
本的には従来の補正方法と同様にして行うが、本発明に
おいてはメイン検出器列の両端部に設けたＢＭＤにより
Ｘ線焦点位置の移動をＸ線ビーム投影面の移動として２
次元的に計測するので、Ｘ線ビームのスライス方向の中
点を結んで得られるＸ線中心パスの位置やチャンネル方
向からのズレ（傾き）を基準として各種の補正用データ
を作成する。それらの補正用データには、Ｘ線源の温度
差等に起因して前記Ｘ線中心パスが移動したときの各検
出器または検出素子毎（即ち各チャンネル毎）および各
ビュー毎の補正値や、Ｘ線プロファイル位置に対する各
チャンネルの感度分布が含まれる。Ｘ線プロファイル位
置は、ＢＭＤによってＸ線源（Ｘ線管球）の温度および
ビュー毎のＸ線焦点位置を計測することにより取得する
ことができ、これを各チャンネルのスキャンデータの補
正に反映させる。

【００６３】補正用データ作成のための各種データは、
従来通り実際にスキャン動作を行って収集することもで
きるが、可動式上部スリット、即ち可動式Ｘ線コリメー
タ（ＭＣ；Moving Collimeter ）を設けて仮想的に焦点
位置を移動させて収集することもできる。

【００６４】可動式コリメータ（ＭＣ）を用いたデータ
の収集は、次のようにして実施することができる。ま
ず、上記ＭＣをＸ線ビーム位置の移動を補正するために
必要な細かさで一定間隔で１ステップづつスライス方向
および／またはチャンネル方向に最大Ｘ線ビーム移動距
離まで移動させながら、各ステップ毎にデータを収集す
る。このとき、ＭＣのステップ幅によっては、何らかの
手段を用いて１ステップ毎の移動距離をさらに細かくし
てＸ線ビーム位置移動補正用データを収集したほうが望
ましいことも考えられる。

【００６５】次いで、収集したデータに基づいて、Ｘ線
ビームに捩じれが生じてＸ線中心パスが検出器列のチャ
ンネル方向に対して回転角度を持ってしまった場合の補
正用データを決定する。即ち、ＢＭＤにより計測される
Ｘ線ビーム位置からＸ線中心パスの回転角度と、それに
対応する各チャンネル毎の平均Ｘ線感度分布および平均
Ｘ線プロファイルとが計算により求められるので、各チ
ャンネル毎に実際に収集したデータの中からそれに一致
するかまたは最も近いデータを選択して、それぞれのチ
ャンネルに対する補正用データとする。従って、実際に
補正に使用される仮想的なＸ線中心パスは、検出器列の
チャンネル方向に対して一定の回転角度を有する直線で
はなく、近似的に、チャンネル幅毎に変化する階段状の
折れ線となる。

【００６６】このようにして収集したデータから常法に
従い得られる補正用データ群は、各チャンネルに付与す
るチャンネル番号、Ｘ線ビーム（またはＸ線中心パス）
のチャンネル方向からの回転角度およびＸ線ビーム位置
移動量をパラメータとして含む各チャンネル毎のデータ
群をデータ計測時の各計測点におけるＸ線ビームの相対
的位置を示すＸ線ビーム移動位置（ＢＭＰ；Beam Motio
n Position）番号に１対１で対応させ、ＣＴスキャナ装
置の有する記憶ユニット内に作成する補正用データのテ
ーブルにテーブル番号を付与して分類格納され、実際の
補正時に前記テーブル番号を用いて呼び出される。

【００６７】そして、常法に従い、これらの補正用デー
タを用いて投影データを補正して画像を再構成する。

【００６８】なお、Ｘ線ビーム（Ｘ線中心パス）が検出
器列のチャンネル方向に対して回転角度を有する場合、
上記の如くして補正用データを決定するので、Ｘ線中心
パスの回転角度に応じて使用される補正用データは各チ
ャンネル毎に異なるテーブル番号を有することとなる。

【００６９】例えば、ＭＣを備えたＣＴスキャナ装置に
おける実際の補正処理の１例を時系列に沿って模式的に
示せば、図４の通りである。

【００７０】まず、装置の使用に先立って、ステップＳ
１０１において、可動式コリメータ（ＭＣ）を駆動ユニ
ット１０を用いて移動させることにより仮想的にＸ線ビ
ーム位置を順次移動させる。このとき１回の移動毎に、
ステップＳ１０２において、ＦＳＭＣに準じて補正用デ
ータの作成に必要な種々の実測データをＸ線ビーム位置
移動検出器（ＢＭＤ）を用いて計測する。これを必要な
回数繰り返して信号／雑音（Ｓ／Ｎ）比を向上させる。
そして、ステップＳ１０３において前記計測ユニット１
１を用いて補正方法（ＢＭＣ）に従い補正用データを作
成した後に、ステップＳ１０４へ進み、前記計測ユニッ
ト１１で作成した補正用データを前記記憶ユニット１２
内のテーブルに分類格納しておく。

【００７１】次に、被検体のスキャン前にＸ線源１をウ
オームアップした後、ステップＳ２０１において、ＢＭ
Ｄを用いてその時点におけるＸ線ビーム位置を計測す
る。そしてステップＳ２０２へ進んでＭＣ位置の移動が
必要であるか否かを判断し、ＭＣの移動が必要でないと
判断されればステップＳ３０１へ直接進み、ＭＣの移動
が必要であると判断されればステップＳ２０３へ進んで
計測データに応じた距離および方向にＭＣを移動させて
Ｘ線ビーム位置を補正し得る位置でＭＣを固定させた後
にステップＳ３０１へ進む。

【００７２】そしてスキャン動作時に、ステップＳ３０
１においてＢＭＤを用いてＸ線ビーム位置を計測した
後、ステップＳ３０２へ進んでＸ線ビームのチャンネル
方向に対する回転角度（傾き）や各チャンネル毎のＸ線
ビームのスライス方向へのズレ等を算出する。次いでス
テップＳ３０３へ進み、算出されたＸ線ビーム位置移動
の距離および方向に応じて、前記ステップＳ１０４にて
補正用データを格納した記憶ユニット１２から必要な補
正用データを呼び出し、各チャンネル信号毎にＢＭＣに
従った補正を行い、ステップＳ３０４に進む。ステップ
Ｓ３０４において、制御ユニット１３においてスキャン
完了に必要な数のビューが得られたか否かを判断し、必
要なビュー数に達していないと判断されれば前記ステッ
プＳ３０１へ戻ってステップＳ３０１〜ステップＳ３０
４の補正ループを繰り返し、必要数に達していると判断
されれば補正動作を終了して補正ループを外れ次の処理
項目の処理へ進む。ここで、本例示においては上記補正
ループによる補正処理を各ビュー毎に行っているが、こ
の補正処理は、必ずしも各ビュー毎に行う必要は無く、
一定数のビューを撮影する毎に行うこともできる。

【００７３】ここまで、本発明をマルチ検出器列ＣＴス
キャナ装置を例示して説明してきたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、検出器列を１列のみ有するＣ
Ｔスキャナ装置も本発明の範囲にあることは、当業者に
は自明のことであろう。

【００７４】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明のＣＴス
キャナ装置においてＸ線焦点位置の移動をＸ線ビーム位
置のＸ線入射方向に対して垂直な方向における２次元的
な移動として検出するＸ線ファンビーム位置移動検出シ
ステムおよびそのようなＸ線ファンビーム位置移動検出
システムを適用したＣＴスキャナ装置は、ＣＴスキャナ
装置のＸ線検出器またはＸ線検出器列の両側に少なくと
も１つづつＸ線ビーム位置移動検出器を設けてＸ線ビー
ム位置の移動を２次元的に計測するように構成されてい
るので、従来よりも高精度にＸ線源と各Ｘ線検出器の相
対的な位置関係の変化を補正し、アーティファクトやＣ
Ｔ値シフトの発生抑止を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態におけるＸ線源、被
検体および検出器の位置関係を示す模式図である。

【図２】本発明に用いるＸ線ビーム位置移動検出器とＸ
線検出器とを模式的に示す図である。

【図３】本発明の１つの実施の形態におけるＣＴスキャ
ナ装置の主要な構成を模式的に示す図である。

【図４】本発明のＸ線ビーム位置移動検出システムを用
いた補正方法を示す簡略化した流れ図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線源 ２ 焦点スポット ３ Ｘ線ファンビーム（Ｘ線ビーム） ４ 被検体 ５ａ〜５ｈ Ｘ線検出器列 ６ａ〜６ｈ´ Ｘ線ビーム位置移動検出器（ＢＭＤ） ７ 架台 １０ 駆動ユニット １１ 計測ユニット １２ 記憶ユニット １３ 制御ユニット １４ 画像再構成ユニット

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＴスキャナ装置におけるＸ線焦点位置
   の移動をＸ線ファンビーム位置のＸ線入射方向に対して
   垂直な面における２次元的な移動として検出し得ること
   を特徴とするＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
2. 【請求項２】 前記Ｘ線ファンビーム位置のＸ線入射方
   向に対して垂直な面における２次元的な移動に基づい
   て、Ｘ線ファンビームが被検体体軸方向およびＸ線入射
   方向に対して垂直な方向に関して回転移動した角度を求
   め、その角度から各チャンネル毎にＸ線投影データの補
   正を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ファン
   ビーム位置移動検出システム。
3. 【請求項３】 ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器またはＸ
   線検出器列の被検体体軸方向およびＸ線入射方向に対し
   て垂直な方向の両端部に少なくとも１つづつＸ線ファン
   ビーム位置移動検出器を設けてなることを特徴とする請
   求項１または２に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出
   システム。
4. 【請求項４】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
   が、前記Ｘ線検出器またはＸ線検出器列の全体の被検体
   体軸方向の幅と少なくとも同じかそれ以上の幅において
   Ｘ線ファンビーム位置の移動を検出し得るように設けら
   れていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ファン
   ビーム位置移動検出システム。
5. 【請求項５】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
   が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列に隣接して
   設けられていることを特徴とする請求項３または４に記
   載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
6. 【請求項６】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
   が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列と一定の間
   隔を空けて設けられていることを特徴とする請求項３ま
   たは４に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
   が、前記Ｘ線検出器と同じ構造を有することを特徴とす
   る請求項３〜６のいずれか１項に記載のＸ線ファンビー
   ム位置移動検出システム。
8. 【請求項８】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
   が、前記Ｘ線検出器と異なる構造を有することを特徴と
   する請求項３〜６のいずれか１項に記載のＸ線ファンビ
   ーム位置移動検出システム。
9. 【請求項９】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
   が、全体として、被検体体軸方向に不均一なＸ線感度を
   有することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に
   記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
10. 【請求項１０】 前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感
    度が、物理的手段により実現されることを特徴とする請
    求項９に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システ
    ム。
11. 【請求項１１】 前記物理的手段が、前記Ｘ線ファンビ
    ーム位置移動検出器の検出器素子の形状を適切な領域で
    被検体体軸方向に不均一な形状とすることであることを
    特徴とする請求項１０に記載のＸ線ファンビーム位置移
    動検出システム。
12. 【請求項１２】 前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感
    度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素
    子のＸ線入射面の適切な領域上にＸ線吸収係数の高い部
    材を設けることにより実現されることを特徴とする請求
    項１０に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システ
    ム。
13. 【請求項１３】 前記Ｘ線検出器の検出器素子がシンチ
    レータであり、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度
    が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子
    とフォトダイオードとの間の適切な領域に光学的フィル
    タを設けることにより実現されることを特徴とする請求
    項１０に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システ
    ム。
14. 【請求項１４】 前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感
    度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器を適切な領
    域を避けて設けることにより実現されることを特徴とす
    る請求項１０に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出シ
    ステム。
15. 【請求項１５】 前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感
    度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素
    子のＸ線入射面の適切な領域から得られる電気信号をカ
    ットするかまたは低減して処理する制御手段を設けるこ
    とにより実現されることを特徴とする請求項９に記載の
    Ｘ線ファンビーム位置移動検出システム。
16. 【請求項１６】 前記適切な領域が、前記Ｘ線ファンビ
    ーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面上におい
    て常にＸ線ファンビームの本影領域内に存在する領域で
    あることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項
    に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
17. 【請求項１７】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
    が複数の検出器で１つのチャンネル単位を構成すること
    を特徴とする請求項３〜１６のいずれか１項に記載のＸ
    線ファンビーム位置移動検出システム。
18. 【請求項１８】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
    が１つの検出器で複数のチャンネル単位を構成すること
    を特徴とする請求項３〜１６のいずれか１項に記載のＸ
    線ファンビーム位置移動検出システム。
19. 【請求項１９】 前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器
    の構成するチャンネル単位およびデータ収集システム感
    度が切替え可能であることを特徴とする請求項３〜１６
    のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出
    システム。
20. 【請求項２０】 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前
    記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを少な
    くとも備え、前記Ｘ線検出器により得られる前記被検体
    の画像情報に基づいて該被検体の撮影画像を得るＣＴス
    キャナ装置であって、請求項１〜１９のいずれか１項に
    記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用し
    たことを特徴とするＣＴスキャナ装置。