JP2001346791A

JP2001346791A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2001346791A
Application number: JP2000175565A
Authority: JP
Inventors: Hironori Ueki; 広則植木; Kenichi Okajima; 健一岡島
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2001-12-18
Anticipated expiration: 2020-06-07
Also published as: JP4267180B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スライス方向に高空間分解能を有する３次元Ｃ
Ｔ像の計測を高速に行なうことができるＸ線ＣＴ装置を
実現すること。【解決手段】X線管1からのX線発生点Sを回転板7の回転
軸Z方向の複数点Sa，Sbに配置すると共に、これら複数
のX線発生点Sa，Sbのそれぞれに対してマルチスライスX
線検出器6を対向配置する。X線管1及びX線検出器6は上
記の配置関係を保って回転板7上に搭載されており、回
転板7のZ軸周りの回転によって被検体9の周りを回転す
る。それと同時に被検体9を載せた寝台天板4と回転板7
とをZ軸方向に相対移動させることにより、X線管1から
のX線による被検体9の螺旋スキャンを行なう。【効果】個々のX線発生点に対するX線検出器の見込み角
度を小さく保ったままでX線検出器のトータル段数を増
加させることができるので、被検体の体軸方向に高い空
間分解能を有する3次元CT画像計測を高速に行なうこと
が可能になり、その結果、3次元CT画像の画質が向上
し、微少な濃度差や体積を持つ初期の癌等を早期に発見
することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ(Compute
d Tomography) 装置に関し、特に人体等の被検体の３次
元ＣＴ像を高精度に計測するのに好適な技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体の３次元ＣＴ像を計測する
方式として、螺旋スキャン型ＣＴ撮影方式がある。この
螺旋スキャン型ＣＴ撮影方式では、通常撮影系は、Ｘ線
源と、該Ｘ線源からのＸ線を扇状ビーム（ファンビー
ム）にコリメートするコリメータと、前記ファンビーム
を検出する１次元配列Ｘ線検出器とから構成される。

【０００３】前記撮影系を被検体の周囲で回転させると
同時に、前記被検体と前記撮影系との相対的な位置関係
を前記撮影系の回転軸方向に変化させることによって、
前記被検体に対して螺旋状の軌跡を持つスキャンを行な
うことが可能になり、前記被検体の３次元ＣＴ像を得る
ことができる。

【０００４】また、前記１次元配列Ｘ線検出器には、通
常イオンチェンバや、蛍光体とフォトダイオードとを組
み合わせた固体検出器等が用いられる。

【０００５】前記３次元計測における撮影時間の短縮の
ためには、前記螺旋スキャン型ＣＴ撮影方式において、
前記１次元配列検出器を複数段積み重ねて、複数スライ
スを同時にスキャンするマルチスライスＣＴ撮影方式が
有利である。

【０００６】マルチスライスＣＴ撮影方式を採用した装
置例として、"マルチスライスＣＴ;日本放射線技術学会
雑誌; Vol.55, No.2, (1999); pp.155-164" の例がある
（以下、文献１）。

【０００７】本例では、スライス方向に厚さ０．５ｍｍ
および１ｍｍの１次元配列検出器をそれぞれ４段および
３０段重ねた検出器を使用している。計測速度は０．５
秒／回転である。また、マルチスライスＣＴ再構成方法
の例としては、特開平０４−３４３８３６号公報に記載
のものがある（以下、文献２）。

【０００８】本例では、再構成点に最も近い２つの投影
データを補間して近似的にスライス面に平行な投影デー
タを求め、再構成像を得ている。マルチスライスＣＴ再
構成方法の他の例として、特願平１０−０１５７９３号
出願に記載のものがある（以下、文献３）。

【０００９】本例では、再構成点に対して１８０度ある
いは３６０度位相の異なる投影データを高次補間して近
似的にスライス面に平行な投影データを求め、再構成像
を得ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】マルチスライスＣＴに
おいて計測速度を向上するためには、Ｘ線検出器のスラ
イス数を増加し、一度に検出できるデータ量を増やせば
よい。例えば、Ｘ線検出器の回転軸方向の１スライス幅
をｗ_o ，Ｘ線検出器の全スライス数をＮ_t とすると、重
複なしに計測するには螺旋間隔Ｌを次式(数１)のように
設定してスキャンすればよい。Ｌ＝Ｎ_t・ｗ_o ・・・・(数１) このとき、１回転当りのＺ軸方向の移動量ｖはＸ線源の
軌跡が描く螺旋の間隔と等しく、次式(数２)で表わされ
る。ｖ＝Ｎ_t・ｗ_o [／回転] ・・・・(数２) 従って、Ｎ_t を増加するほど移動量も大きくしなければ
ならない。

【００１１】しかし、Ｘ線検出器のスライス数Ｎ_t が増
加すると、Ｘ線検出器のＸ線発生点に対する見込み角度
が回転軸方向に増大する問題が生じる。

【００１２】また、Ｘ線源軌跡の螺旋間隔が広がるた
め、逆投影データの回転軸方向の見込み角度が増大する
問題が生じる。ＣＴ再構成において逆投影に用いるＸ線
透過データは、理想的には、同一スライス面上の透過デ
ータでなくてはならない。

【００１３】しかし、スライス数Ｎ_t を増加すると、上
記前者の問題により、周辺スライスのＸ線入射角度が増
大して、他スライス面のデータが混入する。

【００１４】また、上記後者の問題により、スライス面
に対するＸ線の入射角度が増大し、同様に他スライス面
からのデータが混入する。このような入射角度の増大
は、前掲の文献２および文献３に記載の補間方法等にお
ける近似精度を劣化させ、再構成画像の画質を低下させ
る問題があった。

【００１５】従って、本発明の目的は、Ｘ線検出器のス
ライス数を増加して計測速度を向上させた場合において
も、上記したＸ線発生点に対するＸ線検出器の見込み角
度を小さく保ち、高画質の３次元ＣＴ像の計測を行なう
ことを可能とする技術を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、Ｘ線検出器のスライ
ス数を増加して計測速度を向上させた場合においても、
上記の螺旋間隔を小さく保ち、高画質の３次元ＣＴ像の
計測を行なうことを可能とする技術を提供することにあ
る。

【００１７】本発明の更に他の目的は、高濃度分解能か
つ高空間分解能を有する３次元ＣＴ像の計測を高速に行
なうことを可能とする技術を提供することにある。

【００１８】本発明の更に他の目的は、肺癌等の診断能
を向上させることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、 (１)放射状にＸ線を発生するＸ線発生手段と、被検体内
の複数のスライス面を透過した透過Ｘ線を同時に検出す
るＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出
手段を搭載する回転板と、前記回転板を前記被検体内を
通る回転軸を中心として回転させる回転駆動手段と、前
記被検体と前記回転板の回転面との相対位置を前記回転
軸の方向で変化させる相対位置変化手段と、前記回転板
の回転と前記相対位置の変化とを同期させる同期手段と
を有し、前記Ｘ線発生手段は前記回転軸に平行な方向に
略等しい間隔(間隔ｄ)で配列された複数個(ｎ個)のＸ線
発生点を有してなり、ｍをｎと互いに素の関係にある自
然数又は１とし、ｄ／ｍ＝Ｌとしたとき、前記同期手段
は、前記相対位置の変化が前記回転板の１回転につき略
一定値ｎ・Ｌとなるように、前記回転駆動手段による前
記回転板の回転と前記相対位置変化手段による前記相対
位置の変化とを同期させるものであることを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置が提供される。

【００２０】このように、上記Ｘ線発生手段を上記回転
板の回転軸(Ｚ軸)に平行な方向に配列された複数個(ｎ
個)のＸ線発生点を有する構成として、上記回転板の回
転と上記回転板の回転面と上記被検体との相対位置変化
とを同期させて螺旋スキャンを行なうことにより、再構
成ＣＴ画像の画質を劣化させることなく、ＣＴ画像の計
測速度を向上させることができる。

【００２１】また、本発明によれば、 (２)放射状にＸ線を発生するＸ線発生手段と、被検体内
の複数のスライス面を透過した透過Ｘ線を同時に検出す
るＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出
手段を搭載する回転板と、前記回転板を前記被検体内を
通る回転軸を中心として回転させる回転駆動手段と、前
記被検体と前記回転板の回転面との相対位置を前記回転
軸の方向で変化させる相対位置変化手段と、前記回転板
の回転と前記相対位置の変化とを同期させる同期手段と
を有し、前記Ｘ線発生手段は前記回転軸に平行な方向に
略等しい間隔(間隔ｄ)で、かつ前記回転軸を略中心とし
て略等角度間隔で配列された複数個(ｎ個)のＸ線発生点
を有してなり、ｍをｎと互いに素の関係にある自然数又
はｎとし、ｄ／ｍ＝Ｌとしたとき、前記同期手段は、前
記相対位置の変化が前記回転板の１回転につき略一定値
ｎ・Ｌとなるように、前記回転駆動手段による前記回転
板の回転と前記相対位置変化手段による前記相対位置の
変化とを同期させるものであることを特徴とするＸ線Ｃ
Ｔ装置が提供される。

【００２２】このように、上記Ｘ線発生手段を上記回転
板の回転軸(Ｚ軸)に平行な方向に略等間隔(間隔ｄ)で、
かつ前記回転軸を略中心として略等角度間隔で配列され
た複数個(ｎ個)のＸ線発生点を有する構成として、上記
回転板の回転と上記回転板の回転面と上記被検体との相
対位置変化とを同期させて螺旋スキャンを行なうことに
より、再構成ＣＴ画像の画質を劣化させることなく、Ｃ
Ｔ画像の計測速度を向上させることができる。

【００２３】(３)上記(２)に記載のＸ線ＣＴ装置におい
て、前記複数のＸ線発生点の前記回転軸(Ｚ軸)に平行な
方向での配列間隔ｄを、特にｄ＝０に設定することがで
きる。また、前記Ｘ線発生点の軸跡が描く回転軸方向の
螺旋間隔がＬに設定される。

【００２４】このようにｄ＝０に設定することにより、
上記被検体の任意の移動量ｕ[／回転]に対して、上記螺
旋スキャンの螺旋間隔Ｌを常にＬ＝ｕ／ｎに保つことが
でき、従って、ｕの値を任意に設定することによって、
Ｚ軸方向の測定分解能を任意にコントロールすることが
できる。

【００２５】(４)上記(２)または(３)に記載のＸ線ＣＴ
装置において、前記Ｘ線発生手段は、前記複数のＸ線発
生点を前記回転軸を略中心として略等角度間隔で配列し
たものをＸ線発生ユニットとして、該Ｘ線発生ユニット
を前記回転軸(Ｚ軸)方向に複数ユニット配置してなるも
のとすることができる。かかる構成を採るとすることに
より、ＣＴ画像計測をより一層高速化，高画質化でき
る。

【００２６】(５)上記(１)〜(４)のいずれかに記載のＸ
線ＣＴ装置において、前記複数のＸ線発生点は、前記回
転軸から互いに略等距離の位置にそれぞれ配置されてな
るのが望ましい。これにより、画像処理が簡素化され、
画像処理の高速化，高精度化を図ることができる。

【００２７】(６)上記(１)〜(５)のいずれかに記載のＸ
線ＣＴ装置において、前記のＸ線検出手段は、前記被検
体からの透過Ｘ線を単数または複数の上記スライス面上
で検出する複数の部分スライス検出手段から構成されて
おり、前記複数個のＸ線発生点のそれぞれに相対応して
前記複数の部分スライス検出手段が配置されてなるもの
とすることができる。

【００２８】(７)上記(６)に記載のＸ線ＣＴ装置におい
て、前記複数個のＸ線発生点のそれぞれから放射される
Ｘ線が前記Ｘ線発生点のそれぞれに相対応して配置され
た一つの部分スライス検出手段のみに照射されるよう
に、前記Ｘ線の照射範囲をコリメートするＸ線コリメー
ト手段をさらに具備させることができる。

【００２９】(８)上記(１)〜(７)のいずれかに記載のＸ
線ＣＴ装置において、前記被検体に対する前記回転軸方
向のＣＴ画像計測範囲を指定するためのＣＴ画像計測範
囲指定手段をさらに具備させることができる。

【００３０】(９)上記(８)に記載のＸ線ＣＴ装置におい
て、前記Ｘ線発生手段が前記Ｘ線発生点が前記ＣＴ画像
計測範囲指定手段によって指定された前記ＣＴ画像計測
範囲内に存在する時にのみ前記Ｘ線発生点からＸ線を発
生するように前記Ｘ線発生手段からのＸ線発生を制御す
るＸ線制御手段をさらに具備させることができる。

【００３１】(１０)上記(７)に記載のＸ線ＣＴ装置にお
いて、前記Ｘ線コリメート手段は、前記部分スライス検
出手段に対する前記回転軸方向のＸ線照射範囲の最小値
を前記のＬに制限する機能を具備したものとすることが
できる。

【００３２】(１１)上記(６)，(７)又は(１０)に記載の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記複数のＸ線発生点は、前記
部分スライス検出手段の前記回転軸方向の検出幅をｗと
した場合、前記複数のＸ線発生点間の前記回転軸方向の
間隔ｄが略ｍ・ｗとなるように配置されることができ
る。

【００３３】(１２)上記(６)，(７)又は(１０)に記載の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記複数のＸ線発生点は、前記
部分スライス検出手段の前記回転軸方向の検出幅をｗと
した場合、前記複数のＸ線発生点間の前記回転軸方向の
間隔ｄが略ｗとなるように配置されることができる。

【００３４】(１３)上記(１)〜(１２)のいずれかに記載
のＸ線ＣＴ装置において、前記複数のＸ線発生点間の前
記回転軸方向の相対的な位置関係を変化させるＸ線発生
点位置変化手段をさらに具備させることができる。

【００３５】(１４)上記(１)〜(１３)のいずれかに記載
のＸ線ＣＴ装置において、前記複数のＸ線発生点のうち
から任意の複数のＸ線発生点を選択して、この選択した
複数のＸ線発生点から同時にＸ線を発生させるＸ線発生
点制御手段をさらに具備させることができる。

【００３６】(１５)上記(１４)に記載のＸ線ＣＴ装置に
おいて、前記Ｘ線発生点制御手段は、前記の選択するＸ
線発生点を時間的に切り替える機能を備えたものとする
ことができる。

【００３７】(１６)上記(１５)に記載のＸ線ＣＴ装置に
おいて、前記Ｘ線発生点制御手段は、同一の電圧発生手
段から前記複数のＸ線発生点に供給される電圧をスイッ
チングすることによって前記の選択するＸ線発生点を時
間的に切り替える機能を備えたものとすることができ
る。

【００３８】本発明の上記以外の目的，構成，並びに、
それによって得られる作用・効果については、以下の実
施例を挙げての詳細な説明の中で順次明らかにされよ
う。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

【００４０】本願発明に係るＸ線ＣＴ装置の代表的な構
成の概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

【００４１】Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生点を回転
軸方向の複数点に配置する。また、前記複数点のＸ線発
生点のそれぞれに対して、１次元配列検出器を回転軸方
向に複数段積み重ねたマルチスライスＸ線検出器（以
下、Ｘ線検出ユニット）を対向配置する。これにより、
個々のＸ線発生点に対するＸ線検出器の見込み角度を小
さく保ったままＸ線検出器のトータルの段数を増加する
ことができるので、画像再構成における補間の近似精度
を向上させて、再構成画像の画質を改善することができ
る。

【００４２】また、前記Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線発
生点を回転軸方向に等間隔に、かつ回転面内方向での同
一位置に配置して、回転軸方向の移動量を次式(数３)で
示される値に保ちながら螺旋スキャンを行なう。ｖ＝ｎ・ｄ／ｍ [／回転] ・・・・(数３) ただし、Ｘ線発生点の数をｎ，Ｘ線発生点の回転軸方向
の間隔をｄ，ｎと互いに素の関係にある自然数もしくは
１をｍとする。これにより、Ｘ線源の軌跡が描く螺旋の
間隔Ｌを常に次式(数４)で示される等間隔に保つことが
できる。Ｌ＝ｄ／ｍ・・・・(数４) さらに、Ｘ線発生点の間隔ｄを設定値に応じて可変と
し、ｍおよびｄを任意に設定することにより螺旋間隔を
自由に変化できる。例えば、ｄ＝ｍ・ｗとすると、回転
軸方向の移動量は次式(数５)となる。ｖ＝ｎ・ｄ／ｍ＝ｎ・ｗ＝ｎ・ｗ₀・Ｎ_t ／ｎ＝Ｎ_t・ｗ₀ [／回転] ・・・・(数５) また、数４からこのときの螺旋間隔は次式(数６)とな
る。Ｌ＝ｍ・ｗ／ｍ＝ｗ＝ｗ₀・Ｎ_t ／ｎ・・・・(数６) 数２と数５、および数１と数６を比較すると、１回転に
おける回転軸方向の移動量が同一であるにも拘らず、螺
旋の間隔が１／ｎに減少されることがわかる。従って、
Ｘ線検出器のトータルの段数を増加して計測速度を上げ
ても螺旋間隔を小さく保つできることができるので、再
構成における補間の近似精度を向上し、再構成画像の画
質を改善することができる。

【００４３】また、前記Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線発
生点を回転軸方向の等間隔位置に、かつ回転面内方向に
等角度間隔に配置し、ｍをｎと互いに素の関係にある自
然数もしくはｎとしてもよい。このとき回転軸方向の移
動量ｖおよび螺旋間隔Ｌは、それぞれ数３および数４と
同一となるため、上記方法と同一の効果を得ることがで
きる。

【００４４】さらに、前記Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線
発生点を回転軸方向の同位置にかつ回転面方向に等角度
に配置してもよい。このとき、回転軸方向の任意の移動
量ｕに対して螺旋間隔Ｌを常に次式(数７)で示される等
間隔に保つことができる。Ｌ＝ｕ・ｎ・・・・(数７) 従って、例えばｕ＝ｎ・ｗと設定すると、回転軸方向の
移動量及び螺旋間隔は、それぞれ数５および数６と同一
となるため、上記方法と同一の効果を得ることができ
る。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げ、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００４６】〈実施例１〉図１は、本発明の一実施例に
なるＸ線ＣＴ装置の正面模式図である。本実施例１によ
るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管１，Ｘ線フィルタ２，コリメ
ータ３，寝台天板４，Ｘ線グリッド５，Ｘ線検出器６，
回転板７，ガントリー８，計測条件設定手段１００，撮
影制御手段１０１，回転板駆動手段１０２，寝台移動手
段１０３，画像収集手段１０４，画像処理手段１０５，
画像表示手段１０６，コリメータ制御手段１０７等を含
んで構成される。なお、ガントリー８の中央部には被検
体９を挿入配置するための開口部１０が設けられてい
る。上記の各装置部分及び機構部分には周知構成のもの
を用いている。

【００４７】以下では、Ｘ線管１，Ｘ線フィルタ２，コ
リメータ３，Ｘ線グリッド５およびＸ線検出器６からな
るＸ線発生−検出系を撮影系と呼ぶ。撮影系は、回転板
７に固定され、図示しない既知の駆動モータによって回
転される。以下では、回転板７の回転軸をＺ軸とする。
また、回転中心Ｏを原点とする水平および垂直方向の座
標軸をそれぞれＸ軸，Ｙ軸とする。さらに、Ｘ線発生点
ＳのＸ軸に対する回転角度をθとする。

【００４８】図１において、Ｘ線発生点Ｓと回転中心Ｏ
との距離は６９０ｍｍ，回転中心ＯとＸ線検出器６のＸ
線入力面との距離は３８０ｍｍ，Ｘ線検出器６の回転中
心Ｏを中心とする有効視野は直径４８０ｍｍ，開口部１
０の開口直径は７００ｍｍである。なお、回転板７の１
回転のスキャンに要する時間Δｔの代表例は０．６秒で
ある。Ｘ線検出器６はセラミックシンチレータ素子から
構成される固体検出器であり、ＸＹ平面方向の素子数は
８９６チャンネルで、Ｚ軸方向の素子数は３２チャンネ
ルである。各素子のＺ軸方向のサイズは１ｍｍであり、
合計３２ｍｍ幅のスライス厚を持つ。また、各素子はＸ
線発生点Ｓから略等距離の円弧上に配置される。回転板
７の１回転における撮影枚数の代表例は９００枚であ
り、回転板７の０．４度の回転毎に１回の撮影が行なわ
れる。

【００４９】次に、本実施例１になるＸ線ＣＴ装置の動
作を説明する。検者は計測条件設定手段１００を通して
被検体９のＺ軸方向の計測領域，撮影モード等を設定す
る。なお、撮影モードの説明については後述する。計測
条件設定手段１００は、上記設定値の情報をコリメータ
制御手段１０７及び撮影制御手段１０１に入力する。コ
リメータ制御手段１０７は、前記設定値に基づきコリメ
ータ３を制御し、Ｘ線の照射領域を変化する。撮影制御
手段１０１は、前記設定値に基づきＸ線管１のＸ線発生
のタイミングとＸ線検出器６の撮影タイミングを規定す
る。また、回転板駆動手段１０２に与える回転シーケン
ス及び寝台移動手段１０３に与える移動シーケンスを規
定する。さらに、画像収集手段１０４に与える撮影デー
タの読み出し・保存のシーケンスをも規定する。回転板
駆動手段１０２は、撮影制御手段１０１より与えられた
回転シーケンスに基づき、図示しない既知の駆動モータ
を用いて回転板７を回転する。寝台移動手段１０３は、
撮影制御手段１０１に与えられた寝台移動シーケンスに
基づき、図示しない既知の駆動モータを用いて寝台天板
４および寝台天板４上に配置された被検体９をＺ軸方向
に移動する。なお、上記Ｘ線発生シーケンス，回転シー
ケンス及び移動シーケンスの詳細については後述する。
Ｘ線管１から発生されたＸ線は、Ｘ線フィルタ２によっ
て人体に有害な低エネルギー成分が除去され、コリメー
タ３によって照射領域が制限された後に被検体９に照射
される。なお、コリメータ３によるＸ線照射領域の制限
方法については後述する。被検体９を透過したＸ線は、
Ｘ線グリッド５により散乱線を除去された後にＸ線検出
器６によって検出され、電気信号に変換される。なお、
Ｘ線検出器６の詳細については後述する。前記検出電気
信号は、図示しない既知のスリップリング機構を介し
て、画像収集手段１０４に送られる。画像収集手段１０
４は、図示しない既知のＡ／Ｄ変換器によって前記検出
電気信号をデジタルデータに変換して、保存する。画像
処理手段１０５は、前記保存されたデジタルデータに基
づき、前掲の文献２及び文献３に示されるような方法を
用いて、ＣＴ画像の再構成を行ない、結果を画像表示手
段１０６に表示する。

【００５０】図２は、本実施例１になるＸ線ＣＴ装置に
おけるＸ線管１及びＸ線検出器６の構成および配置を説
明するための図である。Ｘ線管１は、ターゲット２００
ａ,２００ｂ、陽極軸２０１、収束電極２０２ａ,２０２
ｂ、フィラメント２０３ａ,２０３ｂ、陰極スリーブ２
０５、陽極回転子２０６等から構成され、これら全体が
ガラスバルブ２０７内に格納されている。ガラスバルブ
２０７内は常に１０^-7ｍｍＨｇ程度の高真空に保たれ
る。ターゲット２００ａ，２００ｂは、それぞれ陽極軸
２０１に固定される。陽極軸２０１およびターゲット２
００ａ，２００ｂは、陽極回転子２０６中の図示しない
既知の界磁コイルによる回転磁界によって高速回転され
る。回転速度の代表例は９０００ｒｐｍである。陰極
は、収束電極２０２ａ，２０２ｂおよびフィラメント２
０３ａ，２０３ｂ等から構成される。フィラメント２０
３ａ，２０３ｂとターゲット２００ａ，２００ｂの間に
は図示しない既知の外部電源によって４０ｋＶ〜１３０
ｋＶ程度の直流加速電圧が与えられる。フィラメント２
０３ａ，２０３ｂから放出された熱電子はそれぞれ収束
電極２０２ａ，２０２ｂによってターゲット２００ａ，
２００ｂ上のＸ線発生点Ｓａ，Ｓｂに収束されて衝突
し、Ｘ線を発生する。Ｘ線発生点ＳａおよびＳｂのＺ軸
方向の距離ｄは１６ｍｍである。

【００５１】Ｘ線検出器６はＸ線検出ユニット６ａおよ
び６ｂから構成される。各検出ユニットはＺ軸方向に１
６チャンネルの素子から構成される。従って、Ｘ線検出
器６全体では合計３２チャンネルの素子を有し、３２ス
ライス分のＸ線透過データを一度に収集することができ
る。Ｘ線グリッド５ａ，５ｂはそれぞれＸ線検出ユニッ
ト６ａ，６ｂの前面に配置され、被検体あるいはＸ線フ
ィルタ２において散乱された散乱Ｘ線の一部を除去す
る。コリメータ３はＸ線管１から発生されたＸ線がＸ線
検出ユニット６ａ，６ｂの一部または全部に照射される
ようにＸ線照射幅ｗ’を制限する。ただし、ｗ’は各Ｘ
線検出ユニットの中央２チャンネルを中心にして、左右
対称に１チャンネル単位（すなわち、１ｍｍ単位）で制
御される。なお、コリメータ３によるＸ線照射領域の設
定方法については後述する。

【００５２】図３は、本実施例１によるＸ線ＣＴ装置で
の螺旋スキャンにおけるＸ線発生点Ｓａ，Ｓｂの回転角
度θとＺ軸方向の位置との関係を説明するための図であ
る。なお、図３中で、Ｚ軸は寝台天板４に固定されてい
るものとする。従って、Ｘ線発生点の軌跡は寝台天板４
に対する相対的な位置を表わす。また、図３中、塗りつ
ぶし円，白抜き円，及びそれらを結ぶ実線は、それぞれ
Ｘ線発生点Ｓａの移動開始位置(始点)，移動終了位置
(終点)，及び移動軌跡を示す。同様に塗りつぶし正方
形，白抜き正方形，およびそれらを結ぶ点線は、それぞ
れＸ線発生点Ｓｂの移動開始位置(始点)，移動終了位置
(終点)，及び移動軌跡を示す。

【００５３】本実施例１では、Ｘ線発生点が回転軸(Ｚ
軸)方向に等間隔に、かつ回転面方向の同一位置に配置
されている。この場合、数３及び数４より、寝台天板４
の移動量を常にｖ＝ｎ・ｄ／ｍ [／回転] とすれば螺旋
間隔Ｌを常にＬ＝ｄ／ｍに保つことができる。ただし、
Ｘ線発生点の数をｎ，Ｘ線発生点の回転軸方向の間隔を
ｄ，ｎと互いに素の関係にある自然数もしくは１をｍと
する。本実施例では、ｎ＝２，ｄ＝１６ｍｍである。一
例として、ｍ＝１及びｍ＝３におけるＸ線発生点の軌跡
をそれぞれ図３の(Ａ)および(Ｂ)に示す。

【００５４】図３の(Ａ)の例では、寝台天板４の移動量
ｖはｖ＝２ｄ[／回転]であり、螺旋間隔ＬはＬ＝ｄであ
る。Ｚ軸方向の計測領域Ｚ_o は、計測条件設定手段１０
０を通して検者によって設定される。図３の(Ａ)には、
一例として、計測領域Ｚ_o が３ｄ≦Ｚ≦６ｄなる範囲に
設定された場合が示されている。撮影制御手段１０１
は、Ｘ線発生点Ｓａ，Ｓｂのそれぞれが前記計測領域Ｚ
_o の内部に存在するときにのみＸ線の発生および画像収
集を行なう。また、計測領域Ｚ_o の前後の区間はそれぞ
れ回転板７の加速および減速区間を表わす。この加速お
よび減速区間内にＸ線発生点が存在する場合は、Ｘ線が
発生されることはない。なお図３の(Ａ)の例では、加
速，減速区間をそれぞれ０≦Ｚ≦３ｄ，６ｄ≦Ｚ≦９ｄ
の範囲に設定してあるが、回転板７の回転速度の安定度
に応じてこれらを種々変更できることは云うまでもな
い。

【００５５】図３の(Ｂ)の例では、寝台天板４の移動量
ｖはｖ＝２ｄ／３[／回転]であり、螺旋間隔ＬはＬ＝ｄ
／３である。従って、図３の(Ａ)の場合に比べて螺旋間
隔Ｌが小さく、Ｚ軸方向の測定分解能を向上することが
できる。また、図３の(Ｂ)には、一例として、加速区間
を０≦Ｚ≦２ｄ，計測領域Ｚ_o を２ｄ≦Ｚ≦７ｄ，減速
区間を７ｄ≦Ｚ≦９ｄの範囲に設定した場合を示してあ
る。

【００５６】図４は、本実施例１によるＸ線ＣＴ装置に
おける撮影モードの一例を示した図である。撮影モード
は、シングルスキャンモードとボリュームスキャンモー
ドとに大別される。シングルスキャンモードでは、寝台
天板４の位置は撮影系に対して固定されている(モード
１)。また、ボリュームスキャンモードでは、寝台天板
４は撮影系に対してＺ軸方向に移動量ｖ[／回転]で移動
し、螺旋スキャンが行なわれる。既に説明したように、
移動量ｖはｍの値によって決定され、本例では、ｍの値
１，３，５，７，・・・を、それぞれモード２，３，
４，５・・・に対応させている。図４中には、各モード
における移動量ｖ，螺旋間隔Ｌ，Ｘ線照射幅ｗ’および
計測時間が示される。ただし、Ｘ線照射幅ｗ’は、Ｘ線
検出ユニット６ａ，６ｂのそれぞれに対して照射される
Ｘ線のＺ軸方向の照射範囲であり、コリメータ３によっ
て制御される。また、計測時間は、計測領域Ｚ_o を１０
ｃｍとした場合の計測時間である。なお、図４中に示さ
れた各数値の導出方法については後述する。ボリューム
スキャンモードにおいては、一般にｍの値が大きくなる
程、Ｚ軸方向の測定分解能が向上するが、計測時間は長
くなる。検者は測定対象に応じて測定分解能および計測
時間を考慮して最適な撮影モードを選択することができ
る。

【００５７】図５は、本実施例１になるＸ線ＣＴ装置に
おける計測の開始から終了までの処理の流れを説明する
ための流れ図である。検者はまず計測条件設定手段１０
０を通して計測領域Ｚ_o 及び撮影モード等の計測条件を
設定する(ステップ５００)。次に、コリメータ制御手段
１０７は上記計測条件に基づいてコリメータ３のＸ線照
射幅ｗ’を制御する(ステップ５０１)。また、撮影制御
手段１０１は上記計測条件に基づいて寝台天板４の初期
位置を決定し、寝台移動手段１０３を通して寝台位置の
初期設定を行なう(ステップ５０２)。寝台が所定の位置
に配置されると同時に撮影スタンバイ状態になる。この
状態で、検者が計測開始ボタン１０９をＯＮにすると計
測が開始される(ステップ５０３)。計測が開始されると
同時に、撮影制御手段１０１は寝台移動手段１０３およ
び回転板駆動手段１０２を通して寝台天板４の移動及び
回転板７の回転を開始する(ステップ５０４)。次に、撮
影制御手段１０１はＸ線発生点Ｓａ，Ｓｂのそれぞれが
計測領域の内部に存在するかどうかを判断し(ステップ
５０５)、内部に存在する場合には各Ｘ線発生点からＸ
線を発生して、撮影を行なう(ステップ５０６)。撮影
は、撮影系の０．４度の回転毎にパルスＸ線を発生して
行なう。このパルスＸ線の発生タイミングの詳細につい
ては後述する。撮影制御手段１０１は、Ｘ線発生点Ｓ
ａ，Ｓｂが計測領域Ｚ_o から外れた時点でそれぞれのＸ
線発生を停止する(ステップ５０７)。また、全発生点か
らのＸ線発生が停止したかどうかを判断し(ステップ５
０８)、停止していないＸ線発生点が存在する場合に
は、再びステップ５０５に戻る。一方、全発生点からの
Ｘ線発生が停止した時点で、撮影制御手段１０１は、寝
台移動手段１０３および回転板駆動手段１０２を通して
寝台天板４の移動および回転板７の回転を停止し(ステ
ップ５０９)、全計測を終了する(ステップ５１０)。

【００５８】図１２は本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置に
おいて各Ｘ線発生点から発生されるパルスＸ線の発生タ
イミングを説明するための図である。図１２では、撮影
系の１回転中における撮影枚数を９００枚とした場合の
例が示してある。このとき、撮影は撮影系の０．４度の
回転毎に行なわれる。また、撮影系の回転周期Δｔは
０．６［秒／回転］であり、各々のＸ線発生点Ｓａ，Ｓ
ｂから発生されるパルスＸ線の周期は２／３ｍｓｅｃと
なる。パルスＸ線の発生はＸ線発生点Ｓａ，Ｓｂから同
時に行なってもよいし、時間的に交互に行なってもよ
い。前者および後者の撮影タイミングの一例を、それぞ
れ図１２の(Ａ)および図１２の(Ｂ)に示す。図１２の
(Ａ)の例では、Ｘ線発生点ＳａおよびＳｂからパルス長
０．６ｍｓｅｃのパルスＸ線が２／３ｍｓｅｃの周期で
同時に発生される。一方、図１２の(Ｂ)の例では、Ｘ線
発生点ＳａおよびＳｂからパルス長０．３ｍｓｅｃのパ
ルスＸ線が１／３ｍｓｅｃの周期で交互に発生される。
これらのパルスＸ線の発生は、図示しない既知の外部電
源からＸ線管１に与えられるパルス電圧の印加タイミン
グを制御することにより実現される。なお、図１２の
(Ｂ)の例では、図１２の(Ａ)の例に対しパルス長が半分
であるため、時間平均的に同一強度のＸ線を発生させる
ためには管電流を２倍にする必要がある。また、上記の
外部電源はＸ線発生点Ｓａ，Ｓｂの両方に対して同一の
ものを使用すればよいが、それぞれ個別の外部電源を使
用してもよい。

【００５９】〈実施例２〉図６は本発明の他の一実施例
になるＸ線ＣＴ装置の正面模式図である。本実施例によ
るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管１ａ，１ｂ，１ｃ、Ｘ線フィ
ルタ２ａ，２ｂ，２ｃ、コリメータ３ａ，３ｂ，３ｃ、
寝台天板４、Ｘ線グリッド５ａ，５ｂ，５ｃ、Ｘ線検出
器６ａ，６ｂ，６ｃ、回転板７、ガントリー８、Ｘ線管
移動装置６０ａ，６０ｂ，６０ｃ、計測条件設定手段１
００、撮影制御手段１０１、回転板駆動手段１０２、寝
台移動手段１０３、画像収集手段１０４、画像処理手段
１０５、画像表示手段１０６、コリメータ制御手段１０
７、撮影系位置制御手段１０８等により構成される。な
お、ガントリー８の中央部には、被検体９を挿入配置す
るための開口部１０が設けられている。上記の各装置部
分および機構部分には、周知構成のものが用いられる。

【００６０】以下では、Ｘ線管１ａ〜ｃ，Ｘ線フィルタ
２ａ〜ｃ，コリメータ３ａ〜ｃ，Ｘ線グリッド５ａ〜
ｃ，およびＸ線検出器６ａ〜ｃからなるＸ線発生−検出
系をそれぞれ撮影系ａ〜ｃと呼ぶ。撮影系ａ〜ｃは、回
転板７上で回転軸を中心とする等角度方向に配置され
る。回転板７は図示しない既知の駆動モータによって回
転される。以下では、回転板７の回転軸をＺ軸とする。
また、回転中心Ｏを原点とする水平，垂直方向の座標軸
をそれぞれＸ軸，Ｙ軸とする。さらに、Ｘ線発生点Ｓａ
〜ｃのＸ軸に対する回転角度をθとする。

【００６１】図６において、Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃと回転
中心Ｏとの距離は６９０ｍｍ、回転中心ＯとＸ線検出器
６のＸ線入力面との距離は３８０ｍｍ、Ｘ線検出器６の
回転中心Ｏを中心とする有効視野は直径４８０ｍｍ、開
口部１０の開口直径は７００ｍｍである。回転板７の１
回転のスキャンに要する時間Δｔの代表例は０．６秒で
ある。Ｘ線検出器６ａ〜ｃはセラミックシンチレータ素
子から構成される固体検出器であり、ＸＹ平面方向の素
子数は８９６チャンネル、Ｚ軸方向の素子数は１６チャ
ンネルである。前記各素子のＺ軸方向のサイズは１ｍｍ
であり、各Ｘ線検出器６ａ〜ｃは、それぞれ合計１６ｍ
ｍ幅のスライス厚を持つ。また、各素子は、それぞれＸ
線発生点Ｓａ〜ｃから略等距離の円弧上に配置される。
回転板７の１回転における撮影枚数の代表例は９００枚
であり、従って回転板７の０．４度の回転毎に１回の撮
影が行なわれる。

【００６２】次に、本実施例に係るＸ線ＣＴ装置の動作
を説明する。検者は、計測条件設定手段１００を通して
被検体９のＺ軸方向の計測領域，撮影モード等を設定す
る。なお、撮影モードの説明については後述する。計測
条件設定手段１００は、上記設定値の情報をコリメータ
制御手段１０７，撮影系位置制御手段１０８，および撮
影制御手段１０１に入力する。コリメータ制御手段１０
７は、前記設定値に基づきコリメータ３ａ〜ｃを制御
し、Ｘ線の照射領域を変化する。撮影系位置制御手段１
０８は、前記設定値に基づいて撮影系ａ〜ｃのＺ軸方向
の相対位置を制御する。撮影制御手段１０１は、前記設
定値に基づきＸ線管１ａ〜ｃのＸ線発生のタイミング
と、Ｘ線検出器６ａ〜ｃの撮影タイミングを規定する。
また、回転板駆動手段１０２に与える回転シーケンス、
寝台移動手段１０３に与える移動シーケンスを規定す
る。さらに画像収集手段１０４に与える撮影データの読
み出し・保存のシーケンスをも規定する。回転板駆動手
段１０２は、撮影制御手段１０１より与えられた回転シ
ーケンスに基づき、図示しない既知の駆動モータを用い
て回転板７を回転させる。寝台移動手段１０３は、撮影
制御手段１０１に与えられた寝台移動シーケンスに基づ
き、図示しない既知の駆動モータを用いて寝台天板４お
よび寝台天板４上に配置された被検体９をＺ軸方向に移
動する。なお、上記のＸ線発生シーケンス，回転シーケ
ンス，移動シーケンスの詳細については後述する。Ｘ線
管１ａ〜ｃから発生されたＸ線は、Ｘ線フィルタ２ａ〜
ｃにより人体に有害な低エネルギー成分を除去され、コ
リメータ３ａ〜ｃによって照射領域を制限された後に、
被検体９に照射される。なお、コリメータ３ａ〜ｃによ
るＸ線照射領域の制限方法については後述する。被検体
９を透過したＸ線は、Ｘ線グリッド５ａ〜ｃによって散
乱線を除去された後に、Ｘ線検出器６ａ〜ｃにより検出
され、電気信号に変換される。なお、Ｘ線検出器６ａ〜
ｃの構成の詳細については後述する。前記の検出電気信
号は、図示しない既知のスリップリング機構を介して画
像収集手段１０４に送られる。画像収集手段１０４は、
図示しない既知のＡ／Ｄ変換器によって前記検出電気信
号をデジタルデータに変換し、保存する。画像処理手段
１０５は、保存されたデジタルデータに基づき、前掲の
文献２及び文献３に示されるような方法を用いてＣＴ画
像再構成を行ない、結果を画像表示手段１０６に表示す
る。

【００６３】図７は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置に
おいて、Ｘ線管１ａ〜ｃおよびＸ線検出器６ａ〜ｃの構
成および配置を説明するための図である。Ｘ線管１ａ〜
ｃは既知の単焦点Ｘ線管であり、それぞれＸ線発生点Ｓ
ａ〜ｃからＸ線を発生する。Ｘ線検出器６ａ〜ｃは、そ
れぞれＺ軸方向に１６チャンネルの素子から構成され
る。従って、各検出器はそれぞれ１６スライス分のＸ線
透過データを一度に収集することができる。Ｘ線グリッ
ド５ａ〜ｃはそれぞれＸ線検出器６ａ〜ｃの前面に固定
され、被検体あるいはＸ線フィルタ２ａ〜ｃにおいて散
乱された散乱Ｘ線の一部を除去する。コリメータ３ａ〜
ｃは、それぞれＸ線管１ａ〜ｃから発生されたＸ線がＸ
線検出ユニット６ａ〜ｃの一部または全部に照射される
ようにＸ線照射幅ｗ’をＺ軸方向に制限する。ただし、
ｗ’は各Ｘ線検出ユニットの中央２チャンネルを中心に
して、左右対称に１チャンネル単位(すなわち１ｍｍ単
位)で制御される。なお、コリメータ３ａ〜ｃによるＸ
線照射領域の設定方法については後述する。Ｘ線管移動
装置６０ａ〜ｃ及び検出器移動装置７０ａ〜ｃは、それ
ぞれＸ線管１ａ〜ｃ及びＸ線検出器６ａ〜ｃの回転板７
に対する相対位置を図示しない既知の移動機構によって
Ｚ軸方向に変化させる。ただし、検出器移動装置７０ａ
〜ｃはＸ線検出器６ａ〜ｃのＺ軸方向の中間位置が常に
Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃの正面にそれぞれ配置されるように
Ｘ線検出器６ａ〜ｃを移動する。従って、Ｘ線管移動装
置６０ａ〜ｃによるＸ線管１ａ〜ｃの移動及び検出器移
動装置７０ａ〜ｃによるＸ線検出器６ａ〜ｃの移動は常
に同期して行なわれる。また、Ｘ線フィルタ２ａ〜ｃ及
びコリメータ３ａ〜ｃは、それぞれＸ線管１ａ〜ｃの前
面に固定され、Ｘ線管１ａ〜ｃと共に移動する。従っ
て、Ｘ線管移動装置６０ａ〜ｃ及び検出器移動装置７０
ａ〜ｃによって撮影系ａ〜ｃ全体のＺ軸方向の相対位置
が制御される。なお、Ｘ線発生点Ｓａ−Ｓｂ間及びＳｂ
−Ｓｃ間の距離は互いに等しく保たれ、以下ではこの距
離をｄで表わす。このＸ線発生点間距離ｄの設定方法に
ついては後述する。

【００６４】図８は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置に
おける螺旋スキャンに際してのＸ線発生点Ｓａ〜ｃの回
転角度θとＺ軸方向の位置Ｚとの関係を説明するための
図である。なお、図８中、Ｚ軸は寝台天板４に固定され
ているものとする。従って、Ｘ線発生点の軌跡は寝台天
板４に対する相対的な位置を表わす。また、図８中の塗
りつぶし円，白抜き円，及びそれらの間を結ぶ実線は、
Ｘ線発生点Ｓａの移動開始位置(始点)，移動終了位置
(終点)，及びその間の移動軌跡をそれぞれ示す。また、
塗りつぶし正方形，白抜き正方形，及びそれらの間を結
ぶ点線は、Ｘ線発生点Ｓｂの移動開始位置(始点)，移動
終了位置(終点)，及びその間の移動軌跡をそれぞれ示
す。また、塗りつぶし三角形，白抜き三角形，及びそれ
らの間を結ぶ一点鎖線は、Ｘ線発生点Ｓｃの移動開始位
置(始点)，終始位置(終点)，及びその間の移動軌跡をそ
れぞれ示す。

【００６５】本実施例２では、Ｘ線発生点が回転軸方向
に等距離間隔に、かつ回転面内方向に等角度間隔に配置
されている。この場合、先の数３および数４より、寝台
天板４の移動量をｖ＝ｎ・ｄ／ｍ[／回転]とすれば螺旋
間隔Ｌを常にＬ＝ｄ／ｍに保つことができる。ただし、
Ｘ線発生点の数をｎ、Ｘ線発生点の回転軸方向の間隔を
ｄ、ｎと互いに素の関係にある自然数もしくはｎをｍと
する。本実施例では、ｎ＝３であり、ｄの値は可変であ
る。一例として、ｄ＝１６ｍｍにおいて、ｍ＝２及びｍ
＝３と設定した場合のＸ線発生点Ｓａ〜ｃの移動軌跡
を、それぞれ図８の(Ａ)及び(Ｂ)に示す。

【００６６】図８の(Ａ)の例では、寝台天板４の移動量
ｖはｖ＝３ｄ／２[／回転]であり、螺旋間隔ＬはＬ＝ｄ
／２である。Ｚ軸方向の計測領域Ｚ_o は、計測条件設定
手段１００を通して検者によって設定される。図８の
(Ａ)には、一例として計測領域Ｚ_o が３ｄ≦Ｚ≦６ｄの
範囲内に設定された場合が示されている。撮影制御手段
１０１は、Ｘ線発生点Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃのそれぞれが計
測領域Ｚ_o 内に存在するときにのみ、Ｘ線の発生および
画像収集を行なう。また、計測領域Ｚ_o の前後の区間は
それぞれ回転板７の加速および減速区間を表わす。加速
及び減速区間内にＸ線発生点が存在する場合にはＸ線が
発生されることはない。なお、図８の(Ａ)の例では、加
速，減速区間をそれぞれ０≦Ｚ≦３ｄ，６ｄ≦Ｚ≦９ｄ
の範囲内に設定してあるが、回転板７の回転速度の安定
度に応じてこれらを種々変更できることは云うまでもな
い。

【００６７】図８の(Ｂ)の例では、寝台天板４の移動量
ｖは、ｖ＝ｄ[／回転]であり、螺旋間隔Ｌは、Ｌ＝ｄ／
３である。従って、図８の(Ａ)の場合に比べて螺旋間隔
Ｌが小さいのでＺ軸方向の測定分解能を向上することが
できる。また、図８の(Ｂ)には、一例として加速区間を
０≦Ｚ≦３ｄ，計測領域Ｚ_o を３ｄ≦Ｚ≦６ｄ，減速区
間を６ｄ≦Ｚ≦９ｄに設定した場合を示してある。

【００６８】図１４は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置
における螺旋スキャンに際しての、Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃ
の回転角度位置θとＺ軸方向位置Ｚとの関係を説明する
ための図であり、特にｄ＝０おける上記の関係を示した
ものである。ｄ＝０の場合、先の数７より、寝台天板４
の任意の移動量ｕ[／回転]に対して螺旋間隔Ｌを常にＬ
＝ｕ／ｎに保つことができる。例えば、本実施例２では
ｎ＝３であるため、図１４中には、螺旋間隔Ｌ＝ｕ／３
の例が示されている。従って、ｕの値を任意に設定する
ことによって、Ｚ軸方向の測定分解能を任意にコントロ
ールすることができる。なお、図１４には、一例として
加速区間を０≦Ｚ≦２ｕ，計測領域Ｚ_oを２ｕ≦Ｚ≦４
ｕ，減速区間を４ｕ≦Ｚ≦６ｕの範囲内に設定した場合
を示してある。

【００６９】図９は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置に
おける撮影モードの一例を示した図である。撮影モード
はシングルスキャンモードとボリュームスキャンモード
とに大別される。シングルスキャンモードでは、寝台天
板４の位置は撮影系に対して固定されており、Ｘ線発生
点間隔ｄの設定によりモード１とモード２との２種類の
モードが用意されている。モード１では、Ｘ線発生点間
隔ｄは、ｄ＝０に設定される。このとき、撮影系の１２
０度の回転により全角度方向からの投影データが収集さ
れるため、１スライスの計測を０．２秒と云う高速でも
って行なうことができる。また、モード２では、ｄの値
がＸ線検出器６ａ〜ｃのＺ軸方向の検出幅である１６ｍ
ｍに設定されており、１回転のスキャンでＺ軸方向の４
８ｍｍの範囲を計測することが可能である。一方、ボリ
ュームスキャンモードでは、寝台天板４を撮影系に対し
てＺ軸方向に移動量ｖ[／回転]で移動させて螺旋スキャ
ンが行なわれる。ボリュームスキャンモードには、ｄ≠
０の場合（モード３〜６）と、ｄ＝０の場合（モード７
〜１１）とが存在する。ｄ≠０の場合は、既に説明した
ように、移動量ｖはｍ及びｄの設定値により決定され
る。一例として、図９中に幾つかの設定例に対する移動
量ｖ，螺旋間隔Ｌ，Ｘ線照射幅ｗ’，及び計測時間の値
を示した（モード３〜６）が、これらだけに限定される
ものではない。ただし、Ｘ線照射幅ｗ’は、Ｘ線検出器
６ａ〜ｃのそれぞれに対して照射されるＸ線のＺ軸方向
での照射範囲であり、コリメータ３ａ〜ｃによってそれ
ぞれ制御される。また計測時間は計測領域Ｚ_o を１０ｃ
ｍとした場合の計測時間である。一般にｍの値が大きく
なる程、Ｚ軸方向の測定分解能が向上するが、計測時間
が長くなる。一方、ｄ＝０の場合、Ｚ軸方向での移動量
ｖは任意に設定することができる。一例として、図９に
は幾つかの設定例を示した（モード７〜１１）が、これ
らだけに限定されるものではない。なお、図９中に示さ
れた各種数値の導出方法については後述する。検者は、
測定対象に応じて測定分解能及び計測時間を考慮して、
最適な撮影モードを選択することができる。

【００７０】図１０は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置
における計測の開始から終了までの処理の流れを示す流
れ図である。検者は、先ず計測条件設定手段１００を通
して計測領域Ｚ_o 及び撮影モード等の計測条件を設定す
る(ステップ１０００)。次にコリメータ制御手段１０７
及び撮影系位置制御手段１０８は、上記設定計測条件に
基づいてコリメータ３ａ〜ｃによるＸ線照射幅ｗ’およ
びＸ線発生点間隔ｄをそれぞれ制御する(ステップ１０
０１)。また、撮影制御手段１０１は、上記設定計測条
件に基づき寝台天板４の初期位置を決定し、寝台移動手
段１０３を通して寝台位置の初期設定を行なう(ステッ
プ１００２)。寝台が所定位置に配置されると同時に撮
影スタンバイ状態になる。この状態で検者が計測開始ボ
タン１０９をＯＮにすると、計測が開始される(ステッ
プ１００３)。計測が開始されると同時に、撮影制御手
段１０１は、寝台移動手段１０３及び回転板駆動手段１
０２を通して、寝台天板４の移動および回転板７の回転
を開始する(ステップ１００４)。次に、撮影制御手段１
０１はＸ線発生点Ｓａ〜ｃのそれぞれが計測領域内に存
在するかどうかを判断し(ステップ１００５)、計測領域
内に存在する場合は各Ｘ線発生点からＸ線を発生させて
撮影を行なう(ステップ１００６)。撮影は、撮影系の
０．４度の回転毎にパルスＸ線を発生させて行なう。な
お、パルスＸ線の発生タイミングの詳細については後述
する。撮影制御手段１０１は、Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃが計
測領域から外れた時点で、それぞれのＸ線発生を停止さ
せる（ステップ１００７）。また、全てのＸ線発生点か
らのＸ線発生が停止したかどうかを判断し(ステップ１
００８)、Ｘ線発生を停止していないＸ線発生点が存在
する場合には再びステップ１００５に戻る。一方、全Ｘ
線発生点からのＸ線発生が停止した時点で、撮影制御手
段１０１は寝台移動手段１０３及び回転板駆動手段１０
２を通して寝台天板４の移動及び回転板７の回転を停止
させ(ステップ１００９)、全計測を終了する(ステップ
１０１０)。

【００７１】図１３は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置
における各Ｘ線発生点からのパルスＸ線の発生タイミン
グを説明するための図である。図１３では、撮影系の１
回転における撮影枚数を９００枚とした場合の例が示し
てある。このとき、撮影は、撮影系の０．４度の回転毎
に行なわれる。また、撮影系の回転周期Δｔは０．６
[秒／回転]である。従ってＸ線発生点Ｓａ〜ｃの各々か
ら発生されるパルスＸ線の周期は２／３ｍｓｅｃとな
る。パルスＸ線の発生は各Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃから同時
に行なってもよいし、時間的に交互に行なってもよい。
前者及び後者の撮影タイミングの各一例を図１３の(Ａ)
及び(Ｂ)にそれぞれ示す。図１３の(Ａ)の例では、全Ｘ
線発生点Ｓａ〜ｃからパルス長０．６ｍｓｅｃのパルス
Ｘ線が２／３ｍｓｅｃの周期で同時に発生される。一
方、図１３の(Ｂ)の例では、各Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃから
パルス長０．２ｍｓｅｃのパルスＸ線が２／９ｍｓｅｃ
の周期で交互に発生される。このパルスＸ線の発生タイ
ミング制御は、図示しない既知の外部電源からＸ線管１
ａ〜ｃに印加するパルス電圧の印加タイミングを制御す
ることによって実現される。なお、図１３の(Ｂ)の例で
は、図１３の(Ａ)の例に比べてパルス長が１／３である
ため、時間平均的に同一強度のＸ線を発生するために
は、管電流を３倍にする必要がある。また、外部電源は
Ｘ線発生点Ｓａ〜ｃに対して同一のものを使用すればよ
いが、それぞれに対して個別の外部電源を用意してもよ
い。

【００７２】図１１は、先の実施例１及び本実施例２に
係るＸ線ＣＴ装置における寝台天板４の移動量ｖ[／回
転]，螺旋間隔Ｌ，Ｘ線照射幅，および計測時間の計算
式を示した図である。図１１において、各式は、Ｘ線発
生点間隔ｄの値をｄ＝ｗ，ｄ＝ｍ・ｗ，およびｄ＝０と
設定した場合につきそれぞれ示してある。ただし、Ｘ線
発生点の配置には、Ｘ線発生点をＸＹ平面内での同一位
置に配置した場合（以下配置Ａ）と、回転軸Ｚを中心と
するＸＹ平面上の円弧上に等角度間隔に配列した場合
（以下配置Ｂ）との２種類が存在し、ｄ＝０なる設定は
配置Ｂのみを対象としている。図１１において、寝台天
板４の移動量ｖ及び螺旋間隔Ｌは、ｄ≠０の場合、それ
ぞれ先の数３及び数４から計算できる。また、ｄ＝０の
場合、移動量ｖは任意の値ｕとすることができ、この時
の螺旋間隔Ｌは数７から計算できる。Ｘ線照射幅ｗ’
は、Ｘ線検出器入力面においてＸ線が重複しないための
最小幅であり、理想的には螺旋間隔Ｌに等しくなる。た
だし、Ｘ線照射幅ｗ’はＸ線検出器のＺ軸方向のチャン
ネル幅を単位として変化させる必要があるため、図１１
中にはＸ線の重複を最小に抑えるチャンネル数が示され
ている。さらに、計測時間は計測領域Ｚ_o を計測するの
に必要な時間である。

【００７３】図１１を見ると、Ｘ線発生点間隔をｄ＝ｍ
・ｗと設定した場合、寝台天板４の移動量ｖ，螺旋間隔
Ｌ，Ｘ線照射幅ｗ’，及び計測時間は、ｍの値に依存し
ないことがわかる。このため、最小のｍ値に対してｄを
決定すればＸ線発生点間隔を最小に抑えることができ
る。例えば、実施例１では最小のｍ値は１であり、これ
は図４中のモード２に相当する。また、実施例２では最
小のｍ値は２であり、これは図９中のモード３に相当す
る。図９中でｄ＝３ｗ，ｄ＝４ｗ等における例を示して
いないのは、これらが全てモード３による測定と等価に
なるためである。

【００７４】図１１には、Ｘ線発生点間隔ｄ＝ｗ，ｄ＝
ｍ・ｗ及びｄ＝０の場合のみを示したが、実施例２のよ
うにｄが可変である場合は、この値を種々変更できるこ
とは云うまでもない。例えばｄ≠０の場合、このｄ値を
小さく設定することで被検体に対するＸ線の多重照射が
可能になり、再構成画像の画質を向上させることができ
る。また、反対にこのｄ値を大きく設定することで被検
体に対するＸ線の間引き照射が可能になり、被爆線量を
軽減することもできる。一方、Ｘ線発生点間隔ｄが可変
でない場合も、Ｘ線照射幅ｗ’の設定を種々変更するこ
とで同様の効果が得られる。例えば、ｗ’の値を大きく
設定することにより被検体に対するＸ線の多重照射が可
能になり、再構成画像の画質を向上させることができ
る。また、反対にｗ’の値を小さく設定することにより
被検体に対するＸ線の間引き照射が可能になり、被検体
のＸ線被爆線量を軽減することもできる。以上、実施例
２のようにＸ線発生点間隔ｄが可変である場合、ｄ及び
ｗ’の値の組み合わせを種々変更することで様々な用途
に対応した撮影モードをプリセットすることが可能であ
る。また、実施例１のようにＸ線発生点間隔ｄが固定で
ある場合でも、ｗ’の値を種々変更することで様々な用
途に対応した撮影モードをプリセットすることが可能で
ある。

【００７５】以上の説明からわかるように、本実施例の
Ｘ線ＣＴ装置においてはＸ線発生点を回転軸方向に複数
点配置すると同時に、前記複数のＸ線発生点のそれぞれ
に対してマルチスライスＸ線検出ユニットを対向配置す
る。これにより、個々のＸ線発生点に対するＸ線検出器
の見込み角度を小さく保ったままでＸ線検出器のトータ
ルの段数を増加させることができるので、再構成画像の
画質を劣化させることなく撮影を高速化することができ
る。また、Ｘ線発生点を回転軸方向に等間隔、かつ回転
面内方向での同一位置に配置して、螺旋スキャンにおけ
る回転軸方向の移動量をｖ＝ｎ・ｄ／ｍ[／回転]とする
ことで、Ｘ線源の軌跡が描く螺旋の間隔を常にＬ＝ｄ／
ｍに保つことができる。ただし、ｎはＸ線発生点の数，
ｄはＸ線発生点の回転軸方向の間隔、ｍはｎと互いに素
の関係にある自然数もしくは１である。さらに、Ｘ線発
生点を回転軸方向に等間隔、かつ回転面内方向に等角度
に配置し、螺旋スキャンにおける移動量をｖ＝ｎ・ｄ／
ｍ[／回転]とすることで、Ｘ線源の軌跡が描く螺旋の間
隔を常にＬ＝ｄ／ｍに保つことができる。ただし、ｍは
ｎと互いに素の関係にある自然数もしくはｎである。さ
らには、Ｘ線発生点を回転軸方向に同位置、かつ回転面
内方向に等角度間隔に配置することで、螺旋スキャンに
おける任意の移動量ｕ[／回転]に対して、Ｘ線源の軌跡
が描く螺旋の間隔Ｌを常にＬ＝ｕ／ｎに保つことができ
る。これにより、Ｘ線源軌跡の螺旋の間隔Ｌを、従来撮
影方式の１／ｎ倍に保つことができるため、Ｘ線検出器
のトータルの段数を増加させて撮影を高速化させた場合
においても、再構成画像の画質の劣化を抑えることがで
きる。

【００７６】以上、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明したが、本発明これらの実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変形して
実施し得るものであることは云うまでもない。例えば、
先の実施例１では複数の陰極−陽極対を持つタイプの多
焦点Ｘ線管を用いたが、焦点位置を陽極上で時間的に切
り替えるタイプの多焦点Ｘ線管でこれを代用してもよい
し、また、実施例１に示したような多焦点Ｘ線管を実施
例２に示したように回転面方向に等角度間隔に配置する
ことで、計測を更に高速化してもよいことは勿論であ
る。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、被検体の体軸方向に高
い空間分解能を有する３次元ＣＴ画像計測を高速に行な
うことが可能になり、その結果、３次元ＣＴ画像の画質
が向上し、微少な濃度差や体積を持つ初期の癌等を早期
に発見することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１になるＸ線ＣＴ装置の正面模
式図である。

【図２】本発明の上記実施例１になるＸ線ＣＴ装置にお
けるＸ線管１およびＸ線検出器６の構成および配置を説
明するための図である。

【図３】本発明の上記実施例１になるＸ線ＣＴ装置での
螺旋スキャンにおけるＸ線発生点Ｓａ，Ｓｂの回転角度
位置θとＺ軸方向位置Ｚとの関係を説明するための図で
ある。

【図４】本発明の上記実施例１になるＸ線ＣＴ装置にお
ける撮影モードの一例を示す図である。

【図５】本発明の上記実施例１になるＸ線ＣＴ装置にお
ける計測の開始から終了までの処理の流れを説明するた
めの流れ図である。

【図６】本発明の実施例２になるＸ線ＣＴ装置の正面模
式図である。

【図７】本発明の上記実施例２になるＸ線ＣＴ装置にお
けるＸ線管１ａ〜ｃおよびＸ線検出器６ａ〜ｃの構成お
よび配置を説明するための図である。

【図８】本発明の上記実施例２になるＸ線ＣＴ装置での
螺旋スキャンにおけるＸ線発生点Ｓａ〜ｃの回転角度位
置θとＺ軸方向位置Ｚとの関係を説明するための図であ
る。

【図９】本発明の上記実施例２になるＸ線ＣＴ装置にお
ける撮影モードの一例を示す図である。

【図１０】本発明の上記実施例２になるＸ線ＣＴ装置に
おける計測の開始から終了までの処理の流れを説明する
ための流れ図である。

【図１１】本発明の上記実施例１及び実施例２になるＸ
線ＣＴ装置における寝台天板４の移動量ｖ，螺旋間隔
Ｌ，Ｘ線照射幅，及び計測時間の計算式を示した図であ
る。

【図１２】本発明の上記実施例１になるＸ線ＣＴ装置に
おいて各Ｘ線発生点から発生されるパルスＸ線の発生タ
イミングを説明するための図である。

【図１３】本発明の上記実施例２になるＸ線ＣＴ装置に
おいて各Ｘ線発生点から発生されるパルスＸ線の発生タ
イミングを説明するための図である。

【図１４】本発明の上記実施例２になるＸ線ＣＴ装置に
おけるＸ線発生点Ｓａ〜ｃの回転角度位置θとＺ軸方向
位置Ｚとの関係を説明するための図であり、特に、ｄ＝
０における上記関係を示した図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線管，２…Ｘ線フィル
タ，３…コリメータ，４…寝台天
板，５…Ｘ線グリッド，６…Ｘ線検
出器，７…回転板，８…ガン
トリー，９…被検体，６０…Ｘ
線管移動装置，７０…検出器移動装置，１
００…計測条件設定手段，１０１…撮影制御手段，
１０２…回転板駆動手段，１０３…寝台移動
手段，１０４…画像収集手段，１０５…
画像処理手段，１０６…画像表示手段，
１０７…コリメータ制御手段，１０８…撮影系
位置制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射状にＸ線を発生するＸ線発生手段と、
被検体内の複数のスライス面を透過した透過Ｘ線を同時
に検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段及び前記
Ｘ線検出手段を搭載する回転板と、前記回転板を前記被
検体内を通る回転軸を中心として回転させる回転駆動手
段と、前記被検体と前記回転板の回転面との相対位置を
前記回転軸の方向で変化させる相対位置変化手段と、前
記回転板の回転と前記相対位置の変化とを同期させる同
期手段とを有し、前記Ｘ線発生手段は前記回転軸に平行
な方向に略等しい間隔(間隔ｄ)で配列された複数個(ｎ
個)のＸ線発生点を有してなり、ｍをｎと互いに素の関
係にある自然数又は１とし、ｄ／ｍ＝Ｌとしたとき、前
記同期手段は、前記相対位置の変化が前記回転板の１回
転につき略一定値ｎ・Ｌとなるように前記回転駆動手段
による前記回転板の回転と前記相対位置変化手段による
前記相対位置の変化とを同期させるものであることを特
徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】放射状にＸ線を発生するＸ線発生手段と、
被検体内の複数のスライス面を透過した透過Ｘ線を同時
に検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段及び前記
Ｘ線検出手段を搭載する回転板と、前記回転板を前記被
検体内を通る回転軸を中心として回転させる回転駆動手
段と、前記被検体と前記回転板の回転面との相対位置を
前記回転軸の方向で変化させる相対位置変化手段と、前
記回転板の回転と前記相対位置の変化とを同期させる同
期手段とを有し、前記Ｘ線発生手段は前記回転軸に平行
な方向に略等しい間隔(間隔ｄ)で、かつ前記回転軸を略
中心として略等角度間隔で配列された複数個(ｎ個)のＸ
線発生点を有してなり、ｍをｎと互いに素の関係にある
自然数又はｎとし、ｄ／ｍ＝Ｌとしたとき、前記同期手
段は、前記相対位置の変化が前記回転板の１回転につき
略一定値ｎ・Ｌとなるように前記回転駆動手段による前
記回転板の回転と前記相対位置変化手段による前記相対
位置の変化とを同期させるものであることを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項３】前記複数個のＸ線発生点の前記回転軸に平
行な方向での配列間隔ｄが、ｄ＝０に設定されており、
かつ前記Ｘ線発生点の軸跡が描く回転軸方向の螺旋間隔
がＬに設定されてなることを特徴とする請求項２に記載
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】前記Ｘ線発生手段は、前記複数個のＸ線発
生点を前記回転軸を略中心として略等角度間隔で配列し
たものをＸ線発生ユニットとして、前記Ｘ線発生ユニッ
トを前記回転軸(Ｚ軸)方向に複数ユニット配置してなる
ものであることを特徴とする請求項２又は３に記載のＸ
線ＣＴ装置。
【請求項５】前記複数個のＸ線発生点は、前記回転軸か
ら互いに略等距離の位置にそれぞれ配置されてなること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載のＸ線Ｃ
Ｔ装置。