JP2002303592A - 断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転走査運動の回転中心軸が投影される検出
器の検出画素の位置を迅速に算出できる断層撮影装置を
提供する。 【解決手段】 演算部５３は、テーブル４上の回転中心
付近に設置されたファントムＦが回転走査における第１
角度位置にある状態でファントムＦを撮影した第１検出
データと、ファントムＦが第１角度位置とは逆位相とな
る第２角度位置にある状態でファントムＦを撮影した第
２検出データとに基づいて、回転走査中心軸Ｚが投影さ
れる検出器３の検出素子２の位置を算出するので、ファ
ントムＦを、ある角度とそこから１８０°回転した角度
の２回分についてのみ撮影した２つの透過Ｘ線検出デー
タを演算処理するだけでよく、迅速に検出器３における
回転中心を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医療分野、工業
分野などに用いられる、照射源および検出器と被検体と
を相対的に被検体周りに回転走査して被検体の断層撮影
を行なう断層撮影装置に係り、特に、回転走査運動の回
転中心軸が投影される検出器の検出画素の位置を迅速に
算出する技術に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の断層撮影装置としては、例えば、近
年進歩の著しいＸ線ＣＴ（Ｘ線コンピュータ・トモグラ
フィ）タイプのＸ線断層撮影装置（以下、適宜にＸ線Ｃ
Ｔ装置と呼ぶ。）がある。このＸ線ＣＴ装置は、被検体
を挟んで、ファンビーム形状のＸ線を被検体に照射する
Ｘ線管と、多数のＸ線検出素子がライン状に配列されて
いて、被検体を透過したＸ線をライン検出する多チャン
ネルの列型Ｘ線検出器とが対向配置され、被検体の関心
領域のほぼ中心に設定される回転走査中心軸が直交する
単一平面内でその回転走査中心軸周りに、Ｘ線管と列型
Ｘ線検出器とを同期させて一回転（少なくとも半回転）
走査させながら撮影することで、被検体の体軸周り１回
転分（少なくとも半回転分）の透過Ｘ線検出データ（透
過像）を取得する。

【０００３】そして、このＸ線ＣＴ装置では、走査各位
置で取得した複数枚の透過像に対して所定の画像再構成
処理を施すことで、被検体の関心領域の断層画像（被検
体の体軸方向から見た断層画像）を生成しており、この
生成された断層画像をモニタなどに表示するようになっ
ている。

【０００４】上述のＸ線ＣＴ装置などのように、Ｘ線管
および列型Ｘ線検出器とを被検体周りに回転走査させな
がら撮影して複数枚の透過像（一群の透過Ｘ線検出デー
タ）を収集する断層撮影装置では、その回転走査運動の
中心位置、すなわち、回転走査運動の回転中心軸が投影
される列型Ｘ線検出器の検出画素（Ｘ線検出素子）の位
置は、画像再構成処理する上で重要な要素であるので、
その検出は不可欠となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、回転走査運動の回転中心軸が投影され
る検出器（例えば列型Ｘ線検出器）の検出画素の位置を
迅速に算出することができないという問題がある。

【０００６】具体的には、従来例の断層撮影装置では、
Ｘ線管および列型Ｘ線検出器と、被検体が設置されるテ
ーブルとを相対的に被検体周りに回転走査させて断層撮
影する、所謂、本番の断層撮影をする前に、回転中心を
求めるための事前撮影を次に説明するように予め行なっ
ている。テーブル上の回転中心付近に被試験体（マー
カ）を配置し、この被試験体が配置されたテーブルを半
回転ないし１回転させながら断層撮影し、半周分ないし
全周分の透過Ｘ線検出データ（複数枚の透過像）を収集
し、この収集された半周分ないし全周分の透過Ｘ線検出
データに対して、平均処理や画像再構成処理などと同様
の画像処理を行なうことで、回転走査運動の回転中心軸
が投影される列型Ｘ線検出器の検出画素の位置を算出し
ているので、その算出に時間がかかる。特に、Ｘ線管と
列型Ｘ線検出器との位置関係が可変自在な断層撮影装置
や、回転走査運動の中心位置が移動自在な断層撮影装置
では、その変化や移動の都度、回転走査運動の回転中心
軸が投影される列型Ｘ線検出器の検出画素の位置を検出
しなおす必要があり、その分時間が長くかかることにな
る。また、近年開発された平板２次元検出器では収集デ
ータ量も莫大となり処理時間も大変長くなってしまう。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、回転走査運動の回転中心軸が投影さ
れる検出器の検出画素の位置を迅速に算出することがで
きる断層撮影装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の断層撮影装置は、（ａ）被検体に
対して透過性を有する電磁波を被検体に照射する照射源
と、（ｂ）被検体を挟んで前記照射源に対向配置され、
並設された複数個の検出画素によって被検体を透過した
電磁波を検出する検出器と、（ｃ）被検体を設置する設
置台とを有し、（ｄ）前記照射源および前記検出器と前
記設置台とを相対的に被検体周りに回転走査させて断層
撮影する断層撮影装置において、（ｅ）前記設置台上の
回転中心付近に設置された被試験体が回転走査における
第１角度位置にある状態でこの被試験体を撮影した第１
検出データと、前記被試験体が第１角度位置とは逆位相
となる第２角度位置にある状態でこの被試験体を撮影し
た第２検出データとに基づいて、回転中心軸が投影され
る前記検出器の検出画素の位置を算出する演算部を備え
たことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載の断層撮影装置は、
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記検出器
は、複数個の検出画素が１次元状に並設された線状検出
器または複数個の検出画素が２次元状にマトリックス配
置された面状検出器であることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、請求項３に記載の断層撮影装置は、
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記検出器
は、複数個の検出画素が２次元状にマトリックス配置さ
れた面状検出器とし、前記演算部は、前記面状検出器の
回転走査方向に略平行な所定数の検出画素ラインごと
に、回転中心軸が投影される検出画素の位置を第１，第
２検出データに基づいて算出し、この算出した各位置に
基づいて回転中心軸の傾きを算出することを特徴とする
ものである。

【００１１】また、請求項４に記載の断層撮影装置は、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置
において、前記演算部は、被試験体が第１角度位置を中
心とした所定角度範囲内にある状態でこの被試験体を撮
影した一連の検出データを平均して第１検出データを算
出し、被試験体が第２角度位置を中心とした所定角度範
囲内にある状態でこの被試験体を撮影した一連の検出デ
ータを平均して第２検出データを算出し、この算出した
第１，第２検出データに基づいて、回転中心軸が投影さ
れる検出画素の位置を算出することを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用】この発明の作用は次の通りである。すなわち、
請求項１に記載の発明によれば、被検体に対して透過性
を有する電磁波を被検体に照射する照射源、および、被
検体を挟んで照射源に対向配置され、並設された複数個
の検出画素によって被検体を透過した電磁波を検出する
検出器と、設置台とを相対的に被検体周りに回転走査さ
せて断層撮影する、所謂、本番の断層撮影をする前など
において、回転中心を求めるための事前撮影を次に説明
するように予め行なう。演算部は、被検体を設置する設
置台上の回転中心付近に設置された被試験体が回転走査
における第１角度位置にある状態でこの被試験体を撮影
した第１検出データと、前記被試験体が第１角度位置と
は逆位相となる第２角度位置にある状態でこの被試験体
を撮影した第２検出データとに基づいて、回転中心軸が
投影される検出器の検出画素の位置を算出する。

【００１３】したがって、照射源および検出器と、被試
験体が回転中心付近に設置された設置台とを相対的に被
試験体周りに半回転ないし１回転させるように走査しな
がら撮影を行ない、この撮影によって得られた半周ない
し全周分の複数枚の透過像（一群の透過Ｘ線検出デー
タ）に対して所定の画像処理を施すことで、検出器にお
ける回転中心を求めるという従来手法を用いるのではな
く、被試験体を逆位相となる（１８０°異なる）第１，
第２角度位置にある状態で撮影、すなわち、ある角度と
そこから１８０°回転した角度の２回分についてのみ撮
影して２つの透過Ｘ線検出データを収集し、この２つの
透過Ｘ線検出データに基づいて検出器における回転中心
が求められるので、透過Ｘ線検出データの収集にかかる
時間が短縮され、なおかつ、２つの透過Ｘ線検出データ
のみを演算処理するだけでよいのでデータ処理時間も短
縮される。

【００１４】また、請求項２に記載の発明によれば、検
出器として、複数個の検出画素が１次元状に並設された
線状検出器または複数個の検出画素が２次元状にマトリ
ックス配置された面状検出器を用いた場合であっても、
検出器における回転中心を迅速に求めることができる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明によれば、検
出器として、複数個の検出画素が２次元状にマトリック
ス配置された面状検出器を採用し、演算部は、面状検出
器の回転走査方向に略平行な所定数の検出画素ラインご
とに、回転中心軸が投影される検出画素の位置を第１，
第２検出データに基づいて算出し、この算出した各位置
に基づいて回転中心軸の傾きを算出する。したがって、
検出器における回転中心の傾きを迅速に求めることがで
きる。

【００１６】また、請求項４に記載の発明によれば、演
算部は、被試験体が第１角度位置を中心とした所定角度
範囲内にある状態でこの被試験体を撮影した一連の検出
データを平均して第１検出データを算出し、被試験体が
第２角度位置を中心とした所定角度範囲内にある状態で
この被試験体を撮影した一連の検出データを平均して第
２検出データを算出し、この算出した第１，第２検出デ
ータに基づいて、回転中心軸が投影される検出画素の位
置を算出する。したがって、２つの所定角度範囲につい
て透過Ｘ線検出データの収集を行ない各平均計算によっ
て第１，第２検出データの精度が向上され、なおかつ、
各所定角度範囲における透過Ｘ線検出データの収集およ
びその計算量は、半周ないし全周分の複数枚の透過像
（一群の透過Ｘ線検出データ）を収集して計算する従来
手法に比べて少なく、小角度分のデータ収集量および計
算量であるので、データ収集量およびその計算量を少な
く抑えたままで、検出器における回転中心の算出精度を
向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
断層撮影装置に係る一実施例としてのＸ線断層撮影装置
について、図面を参照しながら説明する。

【００１８】＜第１実施例＞図１は、この発明のＸ線断
層撮影装置の第１実施例に係るＸ線ＣＴタイプのＸ線断
層撮影装置（以下、適宜にＸ線ＣＴ装置と呼ぶ）のブロ
ック図である。この第１実施例のＸ線ＣＴ装置は、種々
の情報および命令を入力する操作部１０と、これら入力
された情報および命令に基づいてＸ線撮影を制御する撮
影制御部２０と、この撮影制御部２０により制御されな
がら撮像部４０を動作させる駆動部３０と、ターンテー
ブル４の載置面４ａ上に載置される被検体の関心領域を
撮影する撮像部４０と、この撮像部４０で検出された画
像情報（一群の透過Ｘ線検出データ）に基づいて被検体
の関心領域の断層画像を生成する画像再構成を行ない、
その生成した断層画像を記憶するデータ処理部５０と、
このデータ処理部５０に記憶された断層画像を適宜に表
示するためのモニタ６０とを備えている。

【００１９】以下、各部の構成および機能について詳細
に説明する。このＸ線ＣＴ装置は、図１に示すように、
ターンテーブル４の載置面４ａ上に載置される被検体を
挟んで、ファンビーム形状のＸ線ＦＢを被検体に照射す
るＸ線管１と、多数のＸ線検出素子２がＹ方向にライン
状に配列されていて、被検体を透過したＸ線をライン検
出する多チャンネルの列型（ライン型）Ｘ線検出器３と
が対向配置されている。載置面４ａ上に被検体が載置さ
れた状態でターンテーブル４を、被検体の関心領域のほ
ぼ中心に設定される回転走査中心軸Ｚ周りに一回転（少
なくとも半回転）させながら、Ｘ線管１および列型Ｘ線
検出器３によって被検体の関心領域を撮影するように走
査させることで、被検体の体軸周り、すなわち、回転走
査中心軸Ｚ周りの１回転分（少なくとも半回転分）の透
過像を取得する本番の断層撮影を行なう。なお、図１に
示すターンテーブル４の載置面４ａ上には、後述する回
転中心を求めるための被試験体としてのファントムＦが
配置されているが、上述の本番の断層撮影を行なう際に
は、載置面４ａ上からファントムＦが取り外されて、こ
の載置面４ａ上に被検体のみを載置している。操作部１
０からは、被検体の関心領域を本番撮影する前に、Ｘ線
管１から列型Ｘ線検出器３までの距離や、ターンテーブ
ル４を回転走査中心軸Ｚ周りに円形に回転させるその円
形方向への回転ピッチなどが予め設定入力される。な
お、この操作部１０としては、キーボード、マウス、タ
ッチパネルなどの入力装置が用いられる。上述したＸ線
管１はこの発明における照射源に相当し、列型Ｘ線検出
器３はこの発明における検出器（線状検出器）に相当
し、ターンテーブル４はこの発明における設置台に相当
する。

【００２０】なお、この第１実施例では、Ｘ線管１と列
型Ｘ線検出器３とを非回転とし、Ｘ線管１と列型Ｘ線検
出器３との間に位置するターンテーブル４自体を回転走
査中心軸Ｚ周りに回転させているが、ターンテーブル４
を回転させずに固定とし、ターンテーブル４の載置面４
ａ上の被検体周り、すなわち、回転走査中心軸Ｚ周りに
Ｘ線管１と列型Ｘ線検出器３とを同期させて同一平面内
に円形に回転移動させるようにしてよい。

【００２１】撮影制御部２０には、操作部１０と、駆動
部３０およびデータ処理部５０とが接続されている。撮
影制御部２０は、操作部１０より設定入力された各情報
に基づいて、駆動部３０とデータ処理部５０とをそれぞ
れ制御している。制御内容については、各部にて後述す
る。

【００２２】駆動部３０は、図１に示すように、被検体
を挟んでＸ線管１と列型Ｘ線検出器３とが対向配置さ
れ、載置面４ａ上に被検体を載置した状態でターンテー
ブル４を、被検体の関心領域のほぼ中心に設定される回
転走査中心軸Ｚ周りに一回転（少なくとも半回転）させ
ながら、Ｘ線管１および列型Ｘ線検出器３によって被検
体の関心領域を撮影するように走査させるものである。

【００２３】撮像部４０は、被検体を載置するターンテ
ーブル４と、被検体に向けてファンビーム状のＸ線ＦＢ
を照射するＸ線管１と、被検体を透過したＸ線を検出す
る列型Ｘ線検出器３とを備えている。Ｘ線管１は例えば
Ｃ形アーム５の一端に備えられ、列型Ｘ線検出器３はＸ
線管１に対向するようにＣ形アーム５の他端に備えられ
ている。

【００２４】列型Ｘ線検出器３は、Ｘ線管１によるＸ線
照射によって生じる被検体のＸ線透視像を検出してＸ線
検出信号としての電気信号に変換して出力するという構
成のＸ線検出器であって、検出画素としてのＸ線検出素
子２がライン状（直線状）に多数配列されている所謂１
次元状のＸ線検出器である。実施例の列型Ｘ線検出器３
におけるＸ線検出素子２は、横（Ｙ）方向に複数個（例
えば１０２４個）配列されている。列型Ｘ線検出器３で
検出された検出信号（透過Ｘ線検出データ）は、逐次、
データ処理部５０にリアルタイムに出力される。

【００２５】次に、データ処理部５０の構成および機能
について説明する。図１に示すように、データ処理部５
０は、撮像部４０において走査各位置で検出された複数
枚の透過像（一群の透過Ｘ線検出データ）に基づいて、
被検体の関心領域の断層画像を生成する画像再構成を行
なう画像処理部５１と、この画像処理部５１で画像再構
成された関心領域の断層画像を記憶する画像情報記憶部
５２とを備えている。以下に、画像処理部５１と画像情
報記憶部５２の具体的な機能について説明する。

【００２６】図１に示すように、載置面４ａ上に被検体
が載置されたターンテーブル４を、被検体の関心領域の
ほぼ中心に設定される回転走査中心軸Ｚ周りに一回転
（少なくとも半回転）させながら、被検体を挟んで対向
配置されたＸ線管１および列型Ｘ線検出器３によって被
検体の関心領域を撮影し、回転走査各位置で検出され
た、被検体の関心領域についての複数枚の透過像（一群
の透過Ｘ線検出データ）を収集する本番の断層撮影を行
なう。画像処理部５１は、この収集された複数枚の透過
像（一群の透過Ｘ線検出データ）に対して所定の画像再
構成処理を施し、関心領域の断層画像を生成する。生成
された断層画像は画像情報記憶部５２に記憶される。な
お、画像情報記憶部５２に記憶された断層画像が、オペ
レータなどによって表示選択されると、表示選択された
断層画像（Ｚ軸方向から見た断層画像）がモニタ６０に
表示されるようになっている。

【００２７】このように、上述の本番の断層撮影によっ
て得られた複数枚の透過像に対して画像再構成処理を施
すことで断層画像を得ているが、回転走査中心軸Ｚが投
影される列型Ｘ線検出器３の検出画素（Ｘ線検出素子
２）の位置は、画像再構成処理する上で重要な要素であ
るので、この検出、すなわち、回転中心を求めるための
検出を、例えば上述の本番の断層撮影を行なう前に事前
撮影することで行なっている。以下に、回転中心を求め
るための事前撮影について詳細に説明する。

【００２８】回転中心を求めるための事前撮影を行なう
際には、予め、図１に示すように、ターンテーブル４の
載置面４ａ上の回転中心、すなわち、回転走査中心軸Ｚ
付近に、回転中心を求めるための例えば細い鋼線をファ
ントムＦとして設置しておく。ここでは、ファントムＦ
として線状のもの（例えば細い鋼線）を採用している
が、先細り形状など線状以外の形状であっても回転中心
を求められる形状であればそれを採用しても構わない。

【００２９】そして、図２に示すように、線状のファン
トムＦが回転走査における任意の角度位置として例えば
第１角度位置θ１にある状態、すなわち、ａ点にあるフ
ァントムＦをＸ線管１および列型Ｘ線検出器３によって
撮影して第１検出データ（透過Ｘ線検出データ）を取得
する。次に、ターンテーブル４を回転走査中心軸Ｚ周り
に１８０°回転させて、ファントムＦが第１角度位置θ
１とは逆位相となる第２角度位置θ２（＝θ１＋１８０
°）にある状態、すなわち、ｂ点にあるファントムＦを
Ｘ線管１および列型Ｘ線検出器３によって撮影して第２
検出データ（透過Ｘ線検出データ）を取得する。

【００３０】画像処理部５１は、上述のファントムＦが
第１角度位置θ１にある状態で撮影された第１検出デー
タと、ファントムＦが第２角度位置θ２（＝θ１＋１８
０°）にある状態で撮影された第２検出データとに基づ
いて、回転走査中心軸Ｚが投影される列型Ｘ線検出器３
のＸ線検出素子２の位置を算出する演算部５３を備えて
いる。演算部５３は、上述の第１，第２検出データに基
づいて、回転走査中心軸Ｚが投影される列型Ｘ線検出器
３のＸ線検出素子２の位置を算出する。

【００３１】演算部５３による、回転走査中心軸Ｚが投
影される列型Ｘ線検出器３のＸ線検出素子２の位置の算
出について、以下に説明する。

【００３２】図２に示すようにファントムＦ（細い鋼
線）を設置したターンテーブル４を、例えば１回転させ
ながらこのファントムＦを全周にわたって撮影して全周
分データ収集し、そのデータを並べてみると、図３に示
すようなサイノグラム（サイン波形）が得られる。この
サイノグラム（サイン波形）は、図２に示すようにＸ線
検出素子２がＹ方向に複数個並設された列型Ｘ線検出器
３において、ファントムＦ（細い鋼線）を検出するＸ線
検出素子２が、ターンテーブル４の回転に伴ってＹ方向
の所定範囲内（例えば図２では（ｎ−ｍ）番目〜（ｎ＋
ｍ）番目の範囲内）で変化することから理解できる。な
お、図３の縦軸は、列型Ｘ線検出器３のＸ線検出素子２
の位置データを示し、図３の横軸は、データ収集角度、
すなわち、ターンテーブル４の回転角度を示している。

【００３３】上述の第１，第２検出データ、すなわち、
２回の撮影で得られた透過Ｘ線検出データ（鋼線のデー
タ）は、図３に示すａ点，ｂ点のように、ターンテーブ
ル４を１回転させてファントムＦ（細い鋼線）を全周に
わたって撮影して全周分データ収集した場合のデータを
並べて得られるサイノグラム（サイン波形）上の、位相
が正反対となる２点を示すものとなる。このサイノグラ
ム（サイン波形）の中心線Ｃの位置は、回転走査中心軸
Ｚが投影される列型Ｘ線検出器３のＸ線検出素子２の位
置である。位相が正反対の２点（ａ，ｂ点）の位置は、
必ずａ点とｂ点とを結ぶ直線とサイン波形の中心線Ｃと
の交点に対して点対称となることに着目し、演算部５３
は、この２点（ａ，ｂ点）の位置座標の平均をとること
で、回転の中心位置、すなわち、回転走査中心軸Ｚが投
影される列型Ｘ線検出器３のＸ線検出素子２の位置の算
出している。例えば、図２に示すように、ファントムＦ
が第１角度位置θ１にある状態、すなわち、ａ点にある
ファントムＦが、列型Ｘ線検出器３の（ｎ＋ｍ）番目の
Ｘ線検出素子２で検出され、ファントムＦが第２角度位
置θ２にある状態、すなわち、ｂ点にあるファントムＦ
が、列型Ｘ線検出器３の（ｎ−ｍ）番目のＸ線検出素子
２で検出されたとする。演算部５３は、この２点（ａ，
ｂ点）の位置座標の平均をとる。すなわち、｛（ｎ＋
ｍ）＋（ｎ−ｍ）｝／２＝ｎを求める。このように、回
転走査中心軸Ｚが投影される列型Ｘ線検出器３のＸ線検
出素子２の位置は、ｎ番目のＸ線検出素子２であること
を算出し、事前撮影が終了する。

【００３４】このように演算部５３によって算出され
た、回転走査中心軸Ｚが投影される列型Ｘ線検出器３の
Ｘ線検出素子２の位置は、前述の本番の断層撮影で得ら
れた複数枚の透過像（一群の透過Ｘ線検出データ）を画
像再構成処理する際に用いられて断層画像が良好に生成
される。

【００３５】以上、上述した第１実施例では、演算部５
３は、被検体を設置するターンテーブル４の載置面４ａ
上の回転中心（回転走査中心軸Ｚ）付近に設置されたフ
ァントムＦが回転走査における第１角度位置θ１にある
状態でこのファントムＦを撮影した第１検出データと、
ファントムＦが第１角度位置θ１とは逆位相となる第２
角度位置θ２（＝θ１＋１８０°）にある状態でこのフ
ァントムＦを撮影した第２検出データとに基づいて、回
転走査中心軸Ｚが投影される列型Ｘ線検出器３のＸ線検
出素子２の位置を算出するので、Ｘ線管１および列型Ｘ
線検出器３と、ファントムＦが回転中心付近に設置され
たターンテーブル４とを相対的にファントムＦ周りに半
回転ないし１回転させるように走査しながら撮影を行な
い、この撮影によって得られた半周ないし全周分の複数
枚の透過像（一群の透過Ｘ線検出データ）に対して所定
の画像処理を施すことで、列型Ｘ線検出器３における回
転中心を求めるという従来手法を用いるのではなく、フ
ァントムＦを逆位相となる（１８０°異なる）第１，第
２角度位置θ１，θ２にある状態で撮影、すなわち、あ
る角度とそこから１８０°回転した角度の２回分につい
てのみ撮影して２つの透過Ｘ線検出データを収集し、こ
の２つの透過Ｘ線検出データに基づいて列型Ｘ線検出器
３における回転中心を求めるので、透過Ｘ線検出データ
の収集にかかる時間を短縮でき、なおかつ、２つの透過
Ｘ線検出データのみを演算処理するだけでよいのでデー
タ処理時間も短縮できる。

【００３６】＜第２実施例＞続いて、この発明のＸ線断
層撮影装置の第２実施例に係るＸ線ＣＴ装置について説
明する。図４は、この発明の第２実施例に係るＸ線ＣＴ
装置のブロック図である。この第２実施例のＸ線ＣＴ装
置は、第１実施例の列型Ｘ線検出器３に替えて、複数個
（例えば１０２４個×１０２４個）の検出素子Ｄｕが２
次元状にマトリックス配置されたフラットパネル型Ｘ線
検出器６を採用した点と、Ｘ線管１を、ファンビーム形
状のＸ線ＦＢを照射するものではなく、コーンビーム形
状のＸ線ＣＢを照射するものとしている点以外について
は、前述の第１実施例と同様であるので、特にフラット
パネル型Ｘ線検出器６の構成およびその機能について詳
細に説明するものとする。

【００３７】フラットパネル型Ｘ線検出器６は、Ｘ線管
１によるＸ線照射によって生じる被検体のＸ線透視像を
検出してＸ線検出信号としての電気信号に変換して出力
するという構成のＸ線検出器であって、図５に示すよう
に、多数の検出素子Ｄｕが縦横に配列されている所謂２
次元状マトリックス状のＸ線検出器である。実施例のフ
ラットパネル型Ｘ線検出器６における検出素子Ｄｕの配
列は、例えば横（Ｙ）方向１０２４，縦（Ｘ）方向１０
２４の正方形マトリックスであるものとし、図５には、
縦３×横３マトリックス構成で合計９個分のマトリック
ス構成のみを示している。矩形の平面形状を有するフラ
ットパネル型Ｘ線検出器６は、検出面が円形に限られる
イメージインテンシファイアと違って、胸部や腹部など
大きな部位を撮影するのに適した方形の検出面が可能な
点でも、有用なＸ線検出器である。

【００３８】フラットパネル型Ｘ線検出器６は、図６に
示すように、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換するＸ線
変換層１２と、このＸ線変換層１２で生じた電荷あるい
は光を検出する素子が縦横にマトリックス状に配置形成
されている検出アレイ層１３との積層構造となってい
る。このフラットパネル型Ｘ線検出器６のＸ線変換層１
２の平面寸法としては、例えば縦横約３０ｃｍが挙げら
れる。

【００３９】このフラットパネル型Ｘ線検出器６には、
図７（ａ）に示す直接変換タイプのものと、図７（ｂ）
に示す間接変換タイプのものがある。前者の直接変換タ
イプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を直に電荷に変
換するセレン層やＣｄＺｎＴｅ層などからなり、検出ア
レイ層１３の表面に電荷検出素子１４として表面電極１
５に対向形成された電荷収集電極群でもって電荷の検出
を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各
電荷検出素子１４とその上のＸ線変換層１２の一部分と
で１個の検出素子Ｄｕが形成されることになる。後者の
間接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を光
に変換するシンチレータ層からなり、検出アレイ層１３
の表面に光検出素子１６として形成されたフォトダイオ
ード群でもって光の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電す
る構成となっていて、各光検出素子１６とその上のＸ線
変換層１２の一部分とで１個の検出素子Ｄｕが形成され
ることになる。

【００４０】フラットパネル型Ｘ線検出器６は、図５に
示すように、Ｘ線変換層１２と検出アレイ層１３とが形
成されたＸ線検出基板４１と、Ｘ線検出基板４１のキャ
リア収集電極（電荷収集電極）を介して収集キャリア
（収集電荷）を溜めるコンデンサＣｓと、コンデンサＣ
ｓに蓄積された電荷を取り出すための通常時オフ（遮
断）の電荷の電荷取り出し用スイッチ素子４２である薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、Ｘ、Ｙ方向の読み出し回
路のマルチプレクサ４５と、ゲートドライバ４７とを備
えている。

【００４１】また、フラットパネル型Ｘ線検出器６は、
図５に示すように、検出素子Ｄｕのスイッチ素子４２用
の薄膜トランジスタのソースがＸ軸方向に配列した縦の
読み出し配線４３に接続され、ゲートがＹ軸方向に配列
した横の読み出し配線４６に接続されている。読み出し
配線４３は電荷−電圧変換器群（プリアンプ群）４４を
介してマルチプレクサ４５に接続されているとともに、
読み出し配線４６はゲートドライバ４７に接続されてい
る。なお、電荷−電圧変換器群４４では、１本の読み出
し配線４３に対して、図示しないが、電荷−電圧変換器
群４４が１個それぞれ接続されている。

【００４２】そして、フラットパネル型Ｘ線検出器６の
場合、マルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７へ
信号取り出し用の走査信号が送り込まれることになる。
検出部１０の各検出素子Ｄｕの特定は、Ｘ方向・Ｙ方向
の配列に沿って各検出素子Ｄｕへ順番に割り付けられて
いるアドレス（検出素子Ｄｕが１０２４個である場合
は、例えば１〜１０２４）に基づいて行なわれるので、
取り出し用の走査信号は、それぞれＸ方向アドレスまた
はＹ方向アドレスを指定する信号となる。

【００４３】Ｘ方向の走査信号に従ってゲートドライバ
４７からＹ方向の読み出し配線４６に対し取り出し用の
電圧が印加されるのに伴い、各検出素子Ｄｕが列単位で
選択される。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチ
プレクサ４５が切り替えられることにより、選択された
列の検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷
が、電荷−電圧変化器群４４およびマルチプレクサ４５
の順に経て外部に送りだされることになる。このよう
に、フラットパネル型Ｘ線検出器６で検出された検出信
号は、逐次、データ処理部５０にリアルタイムに出力さ
れる。上述したフラットパネル型Ｘ線検出器６はこの発
明における面状検出器に相当する。

【００４４】次に、図４に示すフラットパネル型Ｘ線検
出器６において、回転走査中心軸Ｚが投影される検出素
子Ｄｕの位置を算出する手法について、以下に説明す
る。図４に示すように、フラットパネル型Ｘ線検出器６
の任意のＹ方向の１ライン分の検出素子Ｄｕを検出素子
列６Ａとし、この検出素子列６Ａを前述の第１実施例の
列型Ｘ線検出器３とみなす。そして、前述の第１実施例
と同様に、第１，第２検出データ、すなわち、２回の撮
影で得られた図３に示すａ点，ｂ点での透過Ｘ線検出デ
ータ（鋼線のデータ）を、フラットパネル型Ｘ線検出器
６の検出素子列６Ａでもって検出し、演算部５３は、検
出素子列６Ａの検出素子Ｄｕで検出された２点（ａ，ｂ
点）の位置座標の平均をとる。このようにすることで、
回転走査中心軸Ｚが投影されるフラットパネル型Ｘ線検
出器６のＹ方向における検出素子Ｄｕの位置、すなわ
ち、回転走査中心軸Ｚが投影される検出素子列６Ａの検
出素子Ｄｕの位置を算出することもできる。

【００４５】また、フラットパネル型Ｘ線検出器６など
の面状検出器を用いた場合には、回転の中心軸（回転走
査中心軸Ｚ）の傾き、すなわち、回転走査中心軸Ｚがフ
ラットパネル型Ｘ線検出器６のＸ，Ｙ平面内においてＸ
方向に平行とならずにＹ方向に傾斜していることを検出
することもできる。以下に、フラットパネル型Ｘ線検出
器６における回転走査中心軸Ｚの傾きを算出する手法に
ついて説明する。

【００４６】具体的には、図８に示すように、フラット
パネル型Ｘ線検出器６における所定ライン数（例えば、
３ライン）分のＹ方向の検出素子Ｄｕをそれぞれ検出素
子列６ａ，６ｂ，６ｃとし、これらの検出素子列６ａ，
６ｂ，６ｃをそれぞれ前述の第１実施例の列型Ｘ線検出
器３とみなす。なお、図８では、検出素子列６ａ，６
ｂ，６ｃを詳細に図示すると却って見づらくなるため、
紙面の制約上の理由から、Ｘ方向に隣接する検出素子列
をそれぞれ検出素子列６ａ，６ｂ，６ｃとして図示して
いるが、実際は、図９に示すようにＸ方向に離間した検
出素子列をそれぞれ検出素子列６ａ，６ｂ，６ｃとして
いる。

【００４７】そして、前述の第１実施例と同様に、第
１，第２検出データ、すなわち、２回の撮影で得られた
図３に示すａ点，ｂ点での透過Ｘ線検出データ（鋼線の
データ）を、フラットパネル型Ｘ線検出器６の各検出素
子列６ａ，６ｂ，６ｃでもってそれぞれ検出する。な
お、図９に実線で示すファントムＦは図３に示すａ点に
ある状態を示し、図９に２点鎖線で示すファントムＦは
図３に示すｂ点にある状態を示している。具体的には、
演算部５３は、検出素子列６ａの検出素子Ｄｕで検出さ
れた２点（ａ，ｂ点）の位置座標の平均をとり、回転走
査中心軸Ｚが投影されるフラットパネル型Ｘ線検出器６
の検出素子列６ａの検出素子Ｄｕの位置（回転中心位置
Ｃａ）を算出する。演算部５３は、残りの検出素子列６
ｂ，６ｃについても同様の演算を行ない、検出素子列６
ｂの検出素子Ｄｕで検出された２点（ａ，ｂ点）の位置
座標の平均をとり、回転走査中心軸Ｚが投影されるフラ
ットパネル型Ｘ線検出器６の検出素子列６ｂの検出素子
Ｄｕの位置（回転中心位置Ｃｂ）を算出し、検出素子列
６ｃの検出素子Ｄｕで検出された２点（ａ，ｂ点）の位
置座標の平均をとり、回転走査中心軸Ｚが投影されるフ
ラットパネル型Ｘ線検出器６の検出素子列６ｃの検出素
子Ｄｕの位置（回転中心位置Ｃｃ）を算出する。

【００４８】演算部５３は、算出した回転中心位置Ｃａ
〜Ｃｃに基づいて、図９に示す回転走査中心軸Ｚの傾き
Ｋを算出する。このようにして算出された回転走査中心
軸Ｚの傾きＫは、前述の本番の断層撮影で得られた複数
枚の透過像（一群の透過Ｘ線検出データ）を画像再構成
処理する際に、傾きの補正などとして用いられて断層画
像が良好に生成される。

【００４９】上述した第２実施例では、フラットパネル
型Ｘ線検出器６の回転走査方向に略平行な所定数の検出
画素ラインに相当する例えば３ライン分の検出素子列６
ａ，６ｂ，６ｃごとに、回転中心軸（回転走査中心軸
Ｚ）が投影される検出素子Ｄｕの位置を第１，第２検出
データに基づいて算出し、この算出した各位置に基づい
て回転中心軸（回転走査中心軸Ｚ）の傾きＫを算出する
演算部５３を備えているので、図２，図３に示すよう
に、ファントムＦを逆位相となる（１８０°異なる）第
１，第２角度位置θ１，θ２にある状態で撮影、すなわ
ち、ある角度とそこから１８０°回転した角度の２回分
についてのみ撮影して検出素子列６ａ，６ｂ，６ｃごと
に２つの透過Ｘ線検出データを収集し、この２つの透過
Ｘ線検出データに基づいてフラットパネル型Ｘ線検出器
６における回転中心位置Ｃａ〜Ｃｃを検出素子列６ａ，
６ｂ，６ｃごとに求め、これらの回転中心位置Ｃａ〜Ｃ
ｃからフラットパネル型Ｘ線検出器６における回転中心
の傾き（回転走査中心軸Ｚの傾きＫ）を求めることがで
き、透過Ｘ線検出データの収集にかかる時間を短縮で
き、なおかつ、２つの透過Ｘ線検出データのみを演算処
理するだけでよいのでデータ処理時間も短縮できるの
で、フラットパネル型Ｘ線検出器６における回転中心の
傾き（回転走査中心軸Ｚの傾きＫ）を迅速に求めること
ができる。

【００５０】この発明は、上記実施例に限られるもので
はなく、下記のように変形実施することができる。

【００５１】（１）上述の各実施例では、演算部５３
は、図２，図３に示すように、ファントムＦが第１角度
位置θ１にある状態での第１検出データ、および、ファ
ントムＦが第１角度位置θ１とは逆位相となる第２角度
位置θ２（＝θ１＋１８０°）にある状態での第２検出
データ、すなわち、２点のデータに基づいて、回転走査
中心軸Ｚが投影される検出器における検出画素の位置を
算出しているが、ファントムＦが第１角度位置θ１を中
心とした所定角度範囲内（小角度範囲内）にある状態で
このファントムＦを撮影した一連の検出データ（複数個
の検出データ）を平均して第１検出データを算出し、フ
ァントムＦが第２角度位置θ２を中心とした所定角度範
囲内（小角度範囲内）にある状態でこのファントムＦを
撮影した一連の検出データ（複数個の検出データ）を平
均して第２検出データを算出し、この算出した第１，第
２検出データに基づいて、回転走査中心軸Ｚが投影され
る検出器における検出画素の位置を算出するようにして
もよい。この場合には、２つの所定角度範囲（２つの小
角度範囲）について透過Ｘ線検出データの収集を行ない
各平均計算によって第１，第２検出データの精度が向上
され、なおかつ、各所定角度範囲（２つの小角度範囲）
における透過Ｘ線検出データの収集およびその計算量
は、半周ないし全周分の複数枚の透過像（一群の透過Ｘ
線検出データ）を収集して計算する従来手法に比べて少
なく、小角度分のデータ収集量および計算量であるの
で、データ収集量およびその計算量を少なく抑えたまま
で、検出器における回転中心の算出精度を向上させるこ
とができる。

【００５２】（２）上述の各実施例では、本番の断層撮
影をする前に、上述の回転中心を求めるための事前撮影
を行なっているが、本番の断層撮影をした後に、上述の
回転中心を求めるための事前撮影を行なってもよい。

【００５３】（３）上述の各実施例では、面状検出器と
してフラットパネル型Ｘ線検出器６を採用しているが、
Ｉ．Ｉ管やイメージングプレートなど各種の２次元面状
検出器を採用することもできる。

【００５４】（４）上述の各実施例の断層撮影装置は、
被検体を人体などとして医療用に用いることもできる
し、被検体をＢＧＡ（Ball G１id A１１ay）基板やプリ
ント配線基板など各種の電子部品などとして工業分野の
非破壊検査用に用いることもできる。

【００５５】（５）上述の各実施例では、Ｘ線管１によ
ってＸ線を被検体に照射しているが、Ｘ線に限らず、被
検体に対して透過性を有する例えば、ガンマ線、光など
の電磁波を用いた場合であっても、同様の効果を有す
る。したがって、この発明の断層撮影装置は、Ｘ線断層
撮影装置に限定されるものではなく、Ｘ線以外で被検体
に対して透過性を有する電磁波を用いて断層撮影を行う
断層撮影装置にも適用可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、請求
項１に記載の断層撮影装置によれば、被検体を設置する
設置台上の回転中心付近に設置された被試験体が回転走
査における第１角度位置にある状態でこの被試験体を撮
影した第１検出データと、被試験体が第１角度位置とは
逆位相となる第２角度位置にある状態でこの被試験体を
撮影した第２検出データとに基づいて、回転中心軸が投
影される検出器の検出画素の位置を算出する演算部を備
えているので、被試験体を逆位相となる第１，第２角度
位置にある状態で撮影、すなわち、ある角度とそこから
１８０°回転した角度の２回分についてのみ撮影して２
つの透過Ｘ線検出データを収集し、この２つの透過Ｘ線
検出データに基づいて検出器における回転中心を求める
ことができ、透過Ｘ線検出データの収集にかかる時間を
短縮でき、なおかつ、２つの透過Ｘ線検出データのみを
演算処理するだけでよいのでデータ処理時間も短縮でき
る。

【００５７】また、請求項２に記載の断層撮影装置によ
れば、検出器として、複数個の検出画素が１次元状に並
設された線状検出器または複数個の検出画素が２次元状
にマトリックス配置された面状検出器を用いた場合であ
っても、検出器における回転中心を迅速に求めることが
できる。

【００５８】また、請求項３に記載の断層撮影装置によ
れば、検出器として、複数個の検出画素が２次元状にマ
トリックス配置された面状検出器を採用し、演算部は、
面状検出器の回転走査方向に略平行な所定数の検出画素
ラインごとに、回転中心軸が投影される検出画素の位置
を第１，第２検出データに基づいて算出し、この算出し
た各位置に基づいて回転中心軸の傾きを算出するので、
検出器における回転中心の傾きを迅速に求めることがで
きる。

【００５９】また、請求項４に記載の断層撮影装置によ
れば、演算部は、被試験体が第１角度位置を中心とした
所定角度範囲内にある状態でこの被試験体を撮影した一
連の検出データを平均して第１検出データを算出し、被
試験体が第２角度位置を中心とした所定角度範囲内にあ
る状態でこの被試験体を撮影した一連の検出データを平
均して第２検出データを算出し、この算出した第１，第
２検出データに基づいて、回転中心軸が投影される検出
画素の位置を算出するので、２つの所定角度範囲につい
て透過Ｘ線検出データの収集を行ない各平均計算によっ
て第１，第２検出データの精度が向上され、なおかつ、
各所定角度範囲における透過Ｘ線検出データの収集およ
びその計算量は、半周ないし全周分の複数枚の透過像
（一群の透過Ｘ線検出データ）を収集して計算する従来
手法に比べて少なく、小角度分のデータ収集量および計
算量であるので、データ収集量およびその計算量を少な
く抑えたままで、検出器における回転中心の算出精度を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係るＸ線断層撮影装置
のブロック図である。

【図２】この発明の第１実施例のＸ線断層撮影装置に係
る撮影の様式図である。

【図３】ターンテーブル上のファントムを撮影すること
で検出器で検出されるサイノグラム特性を示す特性図で
ある。

【図４】この発明の第２実施例に係るＸ線断層撮影装置
のブロック図である。

【図５】フラットパネル型Ｘ線検出器の構成図である。

【図６】フラットパネル型Ｘ線検出器の概略構成を示す
斜視図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）はフラットパネル型Ｘ線検出器
の層構造を示す断面図である。

【図８】この発明の第２実施例に係るＸ線断層撮影装置
のブロック図である。

【図９】回転中心の傾きを算出することを説明するため
の模式図である。

【符号の説明】

１ … Ｘ線管 ２ … Ｘ線検出素子 ３ … 列型Ｘ線検出器 ４ … ターンテーブル ６ … フラットパネル型Ｘ線検出器 ５３ … 演算部 Ｄｕ … 検出素子 Ｆ … ファントム Ｚ … 回転走査中心軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA01 CA01 DA01 DA08 DA09 FA06 GA13 HA01 HA13 HA14 JA01 JA06 JA08 JA11 JA13 KA03 LA01 LA11 PA12 4C093 AA22 BA03 CA28 EB12 EB17 EB18 FD11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）被検体に対して透過性を有する電
   磁波を被検体に照射する照射源と、（ｂ）被検体を挟ん
   で前記照射源に対向配置され、並設された複数個の検出
   画素によって被検体を透過した電磁波を検出する検出器
   と、（ｃ）被検体を設置する設置台とを有し、（ｄ）前
   記照射源および前記検出器と前記設置台とを相対的に被
   検体周りに回転走査させて断層撮影する断層撮影装置に
   おいて、（ｅ）前記設置台上の回転中心付近に設置され
   た被試験体が回転走査における第１角度位置にある状態
   でこの被試験体を撮影した第１検出データと、前記被試
   験体が第１角度位置とは逆位相となる第２角度位置にあ
   る状態でこの被試験体を撮影した第２検出データとに基
   づいて、回転中心軸が投影される前記検出器の検出画素
   の位置を算出する演算部を備えたことを特徴とする断層
   撮影装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の断層撮影装置におい
   て、前記検出器は、複数個の検出画素が１次元状に並設
   された線状検出器または複数個の検出画素が２次元状に
   マトリックス配置された面状検出器であることを特徴と
   する断層撮影装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の断層撮影装置におい
   て、前記検出器は、複数個の検出画素が２次元状にマト
   リックス配置された面状検出器とし、前記演算部は、前
   記面状検出器の回転走査方向に略平行な所定数の検出画
   素ラインごとに、回転中心軸が投影される検出画素の位
   置を第１，第２検出データに基づいて算出し、この算出
   した各位置に基づいて回転中心軸の傾きを算出すること
   を特徴とする断層撮影装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の断層撮影装置において、前記演算部は、被試験体が第
   １角度位置を中心とした所定角度範囲内にある状態でこ
   の被試験体を撮影した一連の検出データを平均して第１
   検出データを算出し、被試験体が第２角度位置を中心と
   した所定角度範囲内にある状態でこの被試験体を撮影し
   た一連の検出データを平均して第２検出データを算出
   し、この算出した第１，第２検出データに基づいて、回
   転中心軸が投影される検出画素の位置を算出することを
   特徴とする断層撮影装置。