JP2003038478A - Ｘ線ｃｔシステム、そのガントリ装置および操作コンソール、ならびに制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非対称スキャンによって提供されるスライス
厚の異なる２種類のＸ線断層像について、同程度の画質
を得ることが可能なＸ線ＣＴシステム、そのガントリ装
置および操作コンソール、ならびに制御方法を提供する
こと。 【解決手段】 Ｘ線のスペクトル分布および／または強
度分布を調節するフィルタを、Ｘ線減衰率が高い第１の
領域と、第１の領域よりＸ線減衰率が低い第２の領域
の、２つの領域をｚ軸方向に配列した構造とする。そし
て、一方の検出器列Ａには第１の領域を通過するＸ線ビ
ームが照射されるように、また、他方の検出器列Ｂには
第２の領域を通過するＸ線ビームが概ね照射されるよう
にフィルタが位置するように制御することで、検出器列
ＡおよびＢに照射されるＸ線の線量の差を小さくする。

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線照射によって
被検体のＸ線断層像を得るＸ線ＣＴ（Computerized Tom
ography）システム、そのガントリ装置および操作コン
ソール、ならびに制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴシステムは、患者（被検体）に
複数方向からＸ線を投影して各方向からのＸ線投影デー
タを収集するスキャンを行い、その投影データに基づい
て画像再構成処理を行うことによって、診断部位の断層
像を提供するものである。

【０００３】従来より、被検体載置用のテーブルの搬送
方向に配される複数列の検出器アレイを使用してスキャ
ンを行う、いわゆるマルチスライスＸ線ＣＴシステムが
知られている。このマルチスライスＸ線ＣＴシステム
は、一度のスキャンで複数のＸ線断層像を得ることがで
きるという利点を有する。

【０００４】以下、２列の検出器アレイを有するマルチ
スライスＸ線ＣＴシステムを例に説明する。

【０００５】マルチスライスＸ線ＣＴシステムでは、各
検出器列に等しい線量のＸ線が照射されるように、すな
わち、両検出列に対して対称にＸ線が照射されるよう
に、アパーチャの位置が制御されるのが一般的である。

【０００６】対照的に、例えば検出器列ＡにはＸ線ビー
ムの本影が確実に照射されるものの、他方の検出器列Ｂ
には一部にしかＸ線ビームの本影が照射されないように
アパーチャの開口幅およびその位置を制御したうえでス
キャンを行う、いわゆる非対称スキャン（アシンメトリ
ック・スキャン）が知られている。この非対称スキャン
によれば、（１）検出器列ＡへのＸ線照射幅＋検出器列
ＢへのＸ線照射幅、に対応する厚いスライス厚の断層像
と、（２）検出器列ＢへのＸ線照射幅、に対応する薄い
スライス厚の断層像と、を同時に提供することが可能と
なる。ここで、検出列へのＸ線照射幅をその検出器の幅
より狭くしていけば、より薄いスライス厚の断層像を得
ることができるから、検出器列ＢへのＸ線照射幅を狭く
するほど（１）の厚いスライス厚と（２）の薄いスライ
ス厚との比率をより大きくすることができる。（１）の
厚いスライス厚と（２）の薄いスライス厚との比率を1
0：1程度のものを提供できれば、例えば肺の検査等にお
いて有用である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た非対称スキャンの従来例では、検出器列ＢへのＸ線照
射幅を狭くするほど、検出器列Ｂに照射されるＸ線の線
量は減少していくので検出器列Ｂで検出された投影デー
タのS/Nが低下し、断層像の画質が劣化するという問題
がある。これに対処するためにＸ線量を高めてスキャン
したのでは検出器列Ａ側に必要以上にＸ線が照射される
ことになるので避けなければならない。したがって、こ
のままでは厚いスライス厚の断層像と薄いスライス厚の
断層像とで同程度の画質を提供することが困難である。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、非対称スキャンによって提供されるス
ライス厚の異なる２種類のＸ線断層像について、同程度
の画質を得ることが可能なＸ線ＣＴシステム、そのガン
トリ装置および操作コンソール、ならびに制御方法を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、例えば本発明のＸ線ＣＴシステムにおけるガントリ
装置は、以下の構成を備える。すなわち、Ｘ線発生源
と、被検体搬送用のテーブルを挿入するための空洞部を
挟み当該Ｘ線発生源と対向する位置に設けられ、前記テ
ーブルの搬送方向に配される少なくとも２列の検出器列
を有するＸ線検出部と、を一体的に回転させ、当該回転
運動中に被検体のＸ線投影データを収集するスキャンを
行い、スライス厚の相違する第１および第２のＸ線断層
像を提供するＸ線ＣＴシステムにおけるガントリ装置で
あって、前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限す
るための開口を有するアパーチャと、前記照射範囲が制
限されたＸ線のスペクトル分布および／または強度分布
を調節するフィルタであって、互いに異なる減衰特性を
有する第１および第２の領域が前記搬送方向に配され、
当該第２の領域のＸ線減衰率が当該第１の領域のＸ線減
衰率よりも低いものと、前記テーブルの搬送方向におけ
る前記アパーチャの位置を調整する第１の調整手段と、
前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率に
基づいて前記第１の調整手段を制御する第１の制御手段
と、前記搬送方向における前記フィルタの位置を調整す
る第２の調整手段と、前記少なくとも２列の検出器列の
うちの少なくとも１列に、前記フィルタの前記第２の領
域を通過したＸ線が照射されるように前記第２の調整手
段を制御する第２の制御手段と、を備えることを特徴と
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施形態に
ついて詳細に説明する。

【００１１】（システム構成）図１は、実施形態におけ
るＸ線ＣＴシステムのブロック構成図である。図示の如
く、本システムは、被検体へのＸ線照射と被検体を透過
したＸ線を検出するためのガントリ装置１００と、ガン
トリ装置１００に対して各種動作設定を行うとともに、
ガントリ装置１００から出力されてきたデータに基づい
てＸ線断層像を再構成し、表示する操作コンソール２０
０により構成されている。

【００１２】ガントリ装置１００は、その全体の制御を
司るメインコントローラ１を始め以下の構成を備える。

【００１３】２は操作コンソール２００との通信を行う
ためのインタフェース、３はテーブル１６上に横たえた
被検体（患者）を搬送（図面に垂直な方向で以下、ｚ軸
といい、一般に患者の体軸と一致する）するための空洞
部を有するガントリである。４はＸ線発生源であるＸ線
管であり、Ｘ線管コントローラ５により駆動制御され
る。

【００１４】６はＸ線の照射範囲を制限するための開口
を有するアパーチャ、７はアパーチャ６のテーブルの搬
送方向（すなわち、ｚ軸方向）の開口幅を調節するため
の開口幅制御モータ、８は開口幅制御モータ７の駆動制
御を行う開口幅制御モータドライバである。９はアパー
チャ６のｚ軸方向の位置を調節するための位置制御モー
タ、１０は位置制御モータ９の駆動制御を行う位置制御
モータドライバである。

【００１５】１１は、アパーチャ６によって照射範囲が
制限されたＸ線のスペクトル分布および／または強度分
布を調節するためのフィルタである。１２はフィルタ１
１のｚ軸方向の位置を調節するためのフィルタ制御モー
タ、１３はフィルタ制御モータ１２の駆動制御を行うフ
ィルタ制御モータドライバである。

【００１６】上記したアパーチャ６およびフィルタ１１
の構造およびその制御機構については後ほど詳述する。

【００１７】１４はガントリ３の回転運動を行わせる回
転モータであり、１５は回転モータ１４の駆動を行う回
転モータドライバである。１６は被検体を載置するため
のテーブルであり、１７はそのテーブル１６をｚ軸方向
に搬送させるためのテーブルモータ、１８はテーブルモ
ータ１７の駆動制御を行うテーブルモータドライバであ
る。

【００１８】また、１９は被検体を透過したＸ線を検出
するためのＸ線検出部であり、ｚ軸方向に配される例え
ば２列の検出器を備えているものとする。各列の検出器
は、アパーチャ６で規定されるＸ線の照射範囲に依存し
たｚ軸方向とは直交する方向でテーブル１６の短手方向
と略一致する方向に円弧状をなして複数（例えば、1,00
0個）の検出チャネルを有し、特に、その端部に位置す
る検出チャネルには通常、被検体を透過することなくＸ
線ビームが直接入射するようになっており、各種補正処
理等のためのリファレンスチャネルとして使用される。
すなわち上記検出チャネルはＸ線検出部１９の回転方向
に円弧状をなす。

【００１９】２０は、Ｘ線検出部１９より得られた投影
データを収集し、ディジタルデータに変換するデータ収
集部である。

【００２０】一方、操作コンソール２００は、いわゆる
ワークステーションであり、図示するように、装置全体
の制御を司るＣＰＵ５１、ブートプログラム等を記憶し
ているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５
３を始め、以下の構成を備える。

【００２１】ＨＤＤ５４は、ハードディスク装置であっ
て、ここにＯＳのほか、ガントリ装置１００に各種指示
を与えたり、ガントリ装置１００より受信したデータに
基づいてＸ線断層像を再構成するための診断プログラム
が格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようと
するイメージデータを展開するメモリであり、ここにイ
メージデータ等を展開することでＣＲＴ５６に表示させ
ることができる。５７および５８は、各種設定を行うた
めのキーボードおよびマウスである。また、５９はガン
トリ装置１００と通信を行うためのインタフェースであ
る。

【００２２】（スキャンの概要）本実施形態におけるＸ
線ＣＴシステムの構成は概ね上記の通りである。かかる
構成のＸ線ＣＴシステムにおいて、投影データの収集は
次のように行われる。

【００２３】まず、操作者（技師もしくは医師）は操作
コンソールを操作して、被検体のスキャン部位の指定、
スライス厚の設定等を含むスキャン計画を行い、その
後、スキャンの開始指示を与えることになる。操作コン
ソールで動作している診断プログラムは、設定されたス
キャン計画にしたがって、ガントリ装置１００（メイン
コントローラ１）に対して各種制御コマンドを発行する
ことになる。ガントリ装置１００のメインコントローラ
１は、この制御指示コマンドにしたがって、Ｘ線管コン
トローラ５、開口幅制御モータドライバ８、位置制御モ
ータドライバ１０、フィルタ制御モータドライバ１３、
回転モータドライバ１５、テーブルモータドライバ１８
に対して制御信号を与えることになる。この結果、Ｘ線
管４で発生し、被検体を透過してきたＸ線をＸ線検出部
１９で検出し、その投影データをデータ収集部２０より
得ることが可能になる。

【００２４】具体的には、テーブル１６の搬送を停止し
た状態でガントリ３を１回転させ、その間、360度分の
複数（例えば1,000）のビュー方向から、Ｘ線管４から
のＸ線ビームを被検体に照射（Ｘ線を投影）してその透
過Ｘ線をＸ線検出部１９で検出することを繰り返す。検
出された各透過Ｘ線は、データ収集部２０でディジタル
値に変換されて投影データとしてメインコントローラ１
を介して操作コンソール２００に転送される。この一連
の動作を１つの単位として１スキャンとよぶ。そして、
順次ｚ軸方向にスキャン位置を所定量移動して、次のス
キャンを行っていく。このようなスキャン方式はアキシ
ャルスキャン方式とよばれるが、ガントリ３の回転に合
わせてテーブル１６を連続的に移動させながら（Ｘ線管
４とＸ線検出部１９とが被検体の周囲をらせん状に周回
することになる）投影データを収集する、ヘリカルスキ
ャン方式であってもよい。

【００２５】操作コンソール２００側で動作している診
断プログラムは、転送されてきた投影データに基づいて
公知の処理によるＸ線断層像を再構成する処理を行い、
その結果を順次ＣＲＴ５６に表示することになる。

【００２６】また、先述したとおり、実施形態における
Ｘ線検出部１９はｚ軸方向に配される２列の検出器を備
え、マルチスライスＸ線ＣＴを実現する。すなわち、１
スキャンで２スライス分の投影データを収集することが
できる。もちろん、その２スライス分の投影データを前
処理後にslice厚比を考慮して合成して２列の検出器幅
に対応したスライス厚のＸ線断層像を提供することも可
能である。

【００２７】実施形態におけるＸ線ＣＴシステムは、検
出器列Ａと検出器列Ｂとで対称にＸ線を照射する通常の
スキャン（対称スキャン）と、非対称にＸ線を照射する
非対称スキャンとを、選択的に行わせることが可能であ
る。

【００２８】通常のスキャン（対称スキャン）の場合、
Ｘ線管４からのＸ線はアパーチャ６によって、２列の検
出器にＸ線ビームの本影が確実に照射されるのに十分な
範囲に制限され（もっとも、設定されたスライス厚によ
り異なる）、なおかつ、各検出器列に等しい線量のＸ線
が照射されるように、すなわち、両検出列に対して対称
にＸ線が照射されるように、アパーチャ６の位置が制御
される。

【００２９】実施形態における非対称スキャンでは、検
出器列ＡにはＸ線ビームの本影が確実に照射されるもの
の、検出器列Ｂには一部（例えば検出器幅の1/9の部
分）にしかＸ線ビームの本影が照射されないようにアパ
ーチャ６の開口幅およびその位置を制御したうえでスキ
ャンを行う。この非対称スキャンによれば、（１）検出
器列ＡへのＸ線照射幅（＝検出器幅）＋検出器列Ｂへの
Ｘ線照射幅、に対応する厚いスライス厚SAの断層像と、
（２）検出器列ＢへのＸ線照射幅、に対応する薄いスラ
イス厚SBの断層像と、を同時に提供することが可能であ
る。

【００３０】以下、（１）のスライス厚SAと、（２）の
スライス厚SBとの比率を、非対称率と称することにす
る。非対称率Rは、 R＝SB/(SA+SB) で表される。

【００３１】実施形態におけるＸ線ＣＴシステムが提供
する非対称スキャンは、非対称率が異なる３種類の非対
称スキャン１，２，３から選択可能であるとする。それ
ぞれの非対称率は例えば、R＝0.1,0.2,0.3とする。ちな
みに、対称スキャンの場合の非対称率はR＝0.5となる。
したがって、スキャンを行う場合には、選択されたRの
値に応じてアパーチャ６のｚ軸方向の位置が調整される
ことになる。

【００３２】各非対称スキャンに対応するアパーチャ６
の初期位置からの移動量、および、フィルタ１１の初期
位置からの移動量は、例えば、図８に示すような構造の
テーブルとしてＲＡＭ５３に記憶されており、このテー
ブルを参照することでそれぞれを位置調整することがで
きる。

【００３３】（フィルタの構成）被検体に照射するＸ線
を前もってフィルタを通過させておくことは従来より一
般的に行われているところである。フィルタの第１の目
的は、Ｘ線質（スペクトル分布）を調整することであ
る。これは主に、被検体を透過しにくい比較的波長の短
いＸ線を減衰させて無駄な被曝を避けるために行われ
る。

【００３４】図２は、非対称スキャンを行う場合の、Ｘ
線管の焦点ｘ、アパーチャ６、フィルタ６１、１１、お
よび、２列の検出器を有するＸ線検出部１９をｚ軸に直
交する方向から見た模式図である。

【００３５】まず、（ａ）に示したフィルタ６１は、上
記の第１の目的を達成するための従来の構成を示してい
る。フィルタには所定の厚みを有するアルミニウム等の
材質が用いられる。すなわちフィルタ６１はｚ軸方向の
厚さが均一である。フィルタの厚さはフィルタ通過後の
Ｘ線強度が規格を超えること、適正であり被検体への被
曝を少なくできるところに設計される。

【００３６】この場合、非対称スキャンによって図中破
線で示す、検出器列Ａに照射されるＸ線ビームと検出器
列Ｂに照射されるＸ線ビームとを比較すると、どちらの
Ｘ線ビームもこのフィルタによっては同一の減衰率で減
衰するから、上述したとおり、検出器列Ｂには非対称率
に依存して検出器列Aより少ない線量でしかＸ線が照射
されないことになる。そのため、検出器列Ｂで検出され
た投影データのS/Nが低下し、その断層像の画質が劣化
するという問題がある。このままでは厚いスライス厚の
断層像と薄いスライス厚の断層像とで同程度の画質を提
供することは困難である。

【００３７】そこで、本発明の実施形態では、同図
（ｂ）に示すように、ｚ軸方向においてフィルタ１１の
厚さを２段階に構成する。すなわち、Ｘ線減衰率が高い
第１の領域１１ａと、第１の領域よりＸ線減衰率が低い
第２の領域１１ｂを、ｚ軸方向に並列させた構造とす
る。そして、検出器列Ａには第１の領域１１ａを通過す
るＸ線ビームが照射されるように、また、検出器列Ｂに
は概ね第２の領域１１ｂを通過するＸ線ビームが照射さ
れるようにフィルタ１１を位置させれば、検出器列Ａお
よびＢに照射されるＸ線の線量の差を小さくすることが
可能になる。さらに、非対称スキャンの非対称率に応じ
てフィルタの位置を制御することも可能である。この結
果、厚いスライス厚の断層像と薄いスライス厚の断層像
とで同程度の画質を提供することが可能になる。

【００３８】ところで、フィルタ１１には上記した第１
の目的とは異なる、第２の目的がある。フィルタ１１の
第２の目的は、照射されるＸ線の強度分布を調節するこ
とである。これは、被検体を透過したＸ線強度がなるべ
く空間的に一様になるようにすることで、検出されるＸ
線のダイナミックレンジを抑え、ＣＴ値分解能の向上を
図るためである。

【００３９】この第２の目的を達成するために、例え
ば、検出器列Ａ、Ｂのｚ軸とは直交する方向でテーブル
１６の短手方向に略一致する方向の中央に対応する位置
から、当該アレイの両端に対応する各々の位置に行くに
したがってＸ線減衰率を高めたもの、すなわち、フィル
タ厚みを増したもの、が使用される。言い換えれば、Ｘ
線管４及びＸ線検出器１９の回転方向において中央に対
応する位置から端部に向かって厚くなっているものが使
用される。

【００４０】つまり、フィルタ１１は上記した第１およ
び第２の目的をともに満たすものが好ましい。そこで、
実施形態に係るフィルタ１１を、上述のように、この第
１および第２の目的をともに満たすことが可能な形状と
し、その詳細を以下に述べる。

【００４１】図３は、実施形態に係るフィルタ１１の形
状を示す斜視透視図、図４は、図３の矢印（ａ）からの
方向を正面とする正投影図および断面図である。図３中
に示すようにｚ軸とは直交する方向でテーブル１６の短
手方向に略一致する方向ｘ方向において、フィルタ１１
は中央部が薄く、両端部に向かうにしたがって徐々に厚
みを増す形状であるが、中央部の厚さが異なる第１およ
び第２領域１１ａ、１１ｂがｚ軸方向に隣接して配され
ている。例えば、第１および第２の領域１１ａ、１１ｂ
は各々、互いに湾曲率の異なる概略半円柱状の凹部を有
する。

【００４２】ところで、図４（ｆ）に示した断面図に示
された第１の領域１１ａの幅ｗは、少なくとも２列の検
出器を覆うスライス厚のＸ線ビームが通過できるだけの
幅を有していることが好ましい。この領域だけを用いれ
ば従来通りの対称スキャンも実現することが可能になる
からである。

【００４３】（アパーチャおよびフィルタの制御機構）
以下、上述したスキャンの制御を可能とする実施形態に
おけるアパーチャ６およびフィルタ１１の制御機構につ
いて詳しく説明する。

【００４４】図５は、実施形態におけるアパーチャ６お
よびフィルタ１１の制御機構を示す図である。なお、同
図中の構成部分に施されているハッチングはガントリ３
内部の所定の基部に取り付けられていることを示してい
る。

【００４５】まず、アパーチャ６は、２枚の遮蔽板６１
および６２を有している。これらの遮蔽板６１と６２と
は、同一方向の端部どうしがそれぞれリンク部材６３ａ
および６３ｂで回動自在に連結されて、平行移動リンク
機構を構成する。これによって遮蔽板６１、６２は互い
に平行を維持することを可能にしている。そして、この
２枚の遮蔽板６１、６２の隙間がＸ線を通過させるスリ
ットを形成する。また、リンク部材６３ａ、６３ｂの中
央位置には回動軸が設けられ、リンク部材６３ｂ側の回
動軸は開口幅制御モータ７の出力軸が固定される。

【００４６】かかる構成により、開口幅制御モータ７を
駆動させ、回動軸を回動させることで、遮蔽板６１、６
２はその平行を保ったまま徐々にその間隔を拡げたり狭
めたりしてスリットの開口幅を制御することができる。

【００４７】また、アパーチャ６は、その一端部にｚ軸
方向に沿って取り付けられたボールねじ６５および、他
端部にｚ軸方向にスライド自在に取り付けられたリニア
ガイド６６によって支持されている。ボールねじ６５は
カップリング６７を介して位置制御モータ９の出力軸に
取り付けられている。そして、この位置制御モータ９の
駆動によってなされるボールねじ６５の回転運動がアパ
ーチャ６のｚ軸方向への直線運動に変換されることで、
アパーチャ６全体の位置調整を可能にしている。

【００４８】フィルタ１１もアパーチャ６と同様の位置
調整機構を有する。すなわち、フィルタ１１は、その一
端部にｚ軸方向に沿って取り付けられたボールねじ７５
および、他端部にｚ軸方向に沿ってスライド自在に取り
付けられたリニアガイド７６によって支持されている。
また、ボールねじ７５はカップリング７７を介してフィ
ルタ制御モータ１２の出力軸に取り付けられている。そ
して、このフィルタ位置制御モータ１２の駆動によって
なされるボールねじ７５の回転運動がフィルタ１１のｚ
軸方向への直線運動に変換されることで、フィルタ１１
の位置調整を可能にしている。

【００４９】ただし、ここに説明した制御機構は一例で
あって、これに限定されるものではない。その他のいか
なる構造で実現してもかまわない。

【００５０】（スキャンの制御）次に、実施形態に係る
Ｘ線ＣＴシステムにおける操作コンソール２００（ＣＰ
Ｕ５１）およびガントリ装置１００（メインコントロー
ラ１）の処理を図６のフローチャートを用いて説明す
る。

【００５１】まず、操作コンソール２００は、アパーチ
ャ６およびフィルタ１１を初期位置に設定するようガン
トリ装置１００に指示信号を送出する（ステップＳ
１）。ガントリ装置１００はこれを受けてアパーチャ６
およびフィルタ１１をそれぞれ所定の初期位置に設定す
る（ステップＳ２）。それぞれの初期位置としては、対
称スキャンを行うための位置に設定される。ここで、図
７の（ａ）を参照されたい。図７は、Ｘ線管４の焦点
ｘ、アパーチャ６、フィルタ１１、および、検出器列
Ａ、Ｂを有するＸ線検出部１９をｚ軸に直交する方向か
ら見た模式図である。ただし、フィルタ１１は図４
（ｆ）に対応する断面図で示されている。対称スキャン
を行うためには、同図（ａ）に示すように、アパーチャ
６はＸ線の照射軸（Ｘ線管４の焦点ｘと検出器列Ａ、Ｂ
の境界とを結ぶ軸線）に対して対称となる位置に調整さ
れ、フィルタ１１はＸ線ビームが第１の領域１１ａのみ
を通過する位置に調整される。つまり、本実施形態にお
けるフィルタ１１の構成およびその位置制御によれば、
非対称スキャンのみならず、従来通りのスキャン（対称
スキャン）を行うことも可能である。

【００５２】続いて、操作コンソール２００において、
スキャン計画を立てる（ステップＳ３）。一般には、診
断プログラムが提供するＧＵＩ（ＣＲＴ５６に設定画面
が表示され、キーボード５７もしくはマウス５８を用い
て入力することを可能にするユーザインタフェース）を
介して、諸種のスキャン条件が設定されることになる
が、このスキャン計画そのものは公知のものであるの
で、その詳細は省略する。実施形態におけるスキャン条
件には例えば、スライス厚、対称スキャン／非対称スキ
ャンの選択、非対称スキャンを行う場合の非対称率が含
まれる。設定されたスキャン条件はＲＡＭ５３に記憶さ
れる。

【００５３】そして、スキャン開始指示を示すキーボー
ド５７もしくはマウス５８の入力に基づき、ステップＳ
３で設定されたスキャン条件をパラメータとするスキャ
ン開始指令をガントリ装置１００に送出する（ステップ
Ｓ４）。

【００５４】スキャン開始指令を受けたガントリ装置１
００は、まず、開口幅制御モータドライバ８を介して開
口幅制御モータ７を駆動させ、アパーチャ６の開口幅を
スキャン条件として設定されたスライス厚に応じた幅に
調整する（ステップＳ５）。

【００５５】次に、位置制御モータドライバ１０を介し
て位置制御モータ９を駆動させることで、アパーチャ６
の位置を、例えば、図８に示したテーブルを参照して、
設定された非対称率に対応する移動量だけ調整する（ス
テップＳ６）。

【００５６】さらに、フィルタ制御モータドライバ１３
を介してフィルタ制御モータ１２を駆動させることで、
フィルタ１１の位置を、例えば、図８に示したテーブル
を参照して、設定された非対称率に対応する移動量だけ
調整する（ステップＳ７）。

【００５７】上記ステップＳ６およびＳ７による制御後
のアパーチャ６およびフィルタ１１の位置関係は、例え
ば図７（ｂ）に示すようになる。すなわち、ステップＳ
６の調整によりアパーチャ６がＸ線照射軸（Ｘ線管４の
焦点ｘと検出器列Ａ、Ｂの境界とを結ぶ軸線）に対して
非対称に位置した状態で、フィルタ１１は、検出器列Ａ
には第１の領域１１ａを通過するＸ線ビームＦ１が照射
されるように、検出器列Ｂには概ね第２の領域１１ｂを
通過するＸ線ビームＦ２が照射されるように位置してい
る。こうすることで、検出器列ＡおよびＢに照射される
Ｘ線の線量の差を小さくすることが可能になる。

【００５８】その後、スキャンを実行し、投影データを
操作コンソール２００に転送する（ステップＳ８）。

【００５９】操作コンソール２００は、ガントリ装置１
００から転送されてきた投影データを受信し（ステップ
Ｓ９）、厚いスライス厚（SA+SB）の断層像と、薄いス
ライス厚（SB）の断層像を、それぞれ再構成処理し（ス
テップＳ１０）、ＣＲＴ５６に表示し、または、図示し
ない印刷装置にプリント出力する（ステップＳ１１）。

【００６０】なお、上記ステップＳ７では、図８に示し
たテーブルを参照して、設定された非対称率に対応する
移動量だけフィルタ１１の位置を調整するようにした
が、このかわりに、スキャン実行中に、検出器列Ａおよ
び検出器列Ｂのそれぞれのリファレンスチャネルの出力
が等しくなるように、すなわち、両者に等しい線量のＸ
線が照射されるように、フィルタ制御モータドライバ１
３にフィードバック制御を行わせるようにしてもよい。
このようにすることで、スキャンの非対称率（R＝0.5の
対称スキャンも含む）に応じて、検出器列ＡおよびＢに
それぞれ照射されるＸ線の線量がより厳密に等しくなる
ようにフィルタ１１の位置を調整することができる。

【００６１】以上説明したように、本発明の実施形態で
は、Ｘ線のスペクトル分布および／または強度分布を調
節するフィルタ１１を、Ｘ線減衰率が高い第１の領域１
１ａと、第１の領域よりＸ線減衰率が低い第２の領域１
１ｂの、２つの領域をｚ軸方向に配列した構造とした。
そして、検出器列Ａには第１の領域１１ａを通過するＸ
線ビームが照射されるように、また、検出器列Ｂには第
２の領域１１ｂを通過するＸ線ビームが概ね照射される
ようにフィルタ１１を位置させることで、検出器列Ａお
よびＢに照射されるＸ線の線量の差を小さくすることを
可能にした。さらに、非対称スキャンの非対称率に応じ
てフィルタの位置を制御することも可能である。この結
果、厚いスライス厚の断層像と薄いスライス厚の断層像
とで同程度の画質を提供することが可能になる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非対称スキャンによって提供されるスライス厚の異なる
２種類のＸ線断層像について、同程度の画質を得ること
が可能なＸ線ＣＴシステム、そのガントリ装置および操
作コンソール、ならびに制御方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるＸ線ＣＴシステムのブロック
構成図である。

【図２】実施形態におけるフィルタの構成および制御を
説明するための図である。

【図３】実施形態に係るフィルタの形状を示す斜視透視
図である。

【図４】実施形態に係るフィルタの形状を示す一組の図
面である。

【図５】実施形態におけるアパーチャおよびフィルタの
制御機構を示す図である。

【図６】実施形態に係るＸ線ＣＴシステムにおける操作
コンソールおよびガントリ装置の処理を示すフローチャ
ートである。

【図７】実施形態におけるアパーチャおよびフィルタの
位置制御を説明するための図である。

【図８】実施形態における非対称率とアパーチャおよび
フィルタの制御量との対応関係を示すテーブルを示す図
である。

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 靖 東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA08 CA02 CA06 EA02 EA07 EA11

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線発生源と、被検体搬送用のテーブル
   を挿入するための空洞部を挟み当該Ｘ線発生源と対向す
   る位置に設けられ、前記テーブルの搬送方向に配される
   少なくとも２列の検出器を有するＸ線検出部と、を一体
   的に回転させ、当該回転運動中に被検体のＸ線投影デー
   タを収集するスキャンを行い、スライス厚の相違する第
   １および第２のＸ線断層像を提供するＸ線ＣＴシステム
   におけるガントリ装置であって、 前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限するための
   開口を有するアパーチャと、 前記照射範囲が制限されたＸ線のスペクトル分布および
   ／または強度分布を調節するフィルタであって、互いに
   異なる減衰特性を有する第１および第２の領域が前記搬
   送方向に配され、当該第２の領域のＸ線減衰率が当該第
   １の領域のＸ線減衰率よりも低いものと、 前記テーブルの搬送方向における前記アパーチャの位置
   を調整する第１の調整手段と、 前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率に
   基づいて前記第１の調整手段を制御する第１の制御手段
   と、 前記搬送方向における前記フィルタの位置を調整する第
   ２の調整手段と、 前記少なくとも２列の検出器のうちの少なくとも１列
   に、前記フィルタの前記第２の領域を通過したＸ線が照
   射されるように前記第２の調整手段を制御する第２の制
   御手段と、 を備えることを特徴とするガントリ装置。
2. 【請求項２】 前記フィルタの前記第１および第２の領
   域は各々、前記検出器回転方向においての中央に対応す
   る位置から当該列の両端に対応する各々の位置に行くに
   したがってＸ線減衰率が高くなる減衰特性を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のガントリ装置。
3. 【請求項３】 前記フィルタの前記第１の領域は、前記
   搬送方向に、少なくとも前記２列の検出器を覆うスライ
   ス厚のＸ線ビームが通過できるだけの幅を有することを
   特徴とする請求項１または２に記載のガントリ装置。
4. 【請求項４】 前記第１の制御手段は、前記比率に応じ
   て、前記少なくとも２列の検出器のうちの１列の一部に
   照射されるように前記第１の調整手段を制御することを
   特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガン
   トリ装置。
5. 【請求項５】 前記ガントリ装置に指示信号を供給する
   とともに、当該ガントリ装置より転送されてくるデータ
   に基づいてＸ線断層像の再構成処理を行う操作コンソー
   ルを接続する手段を更に備え、 前記比率は、当該操作コンソールから供給されることを
   特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のガン
   トリ装置。
6. 【請求項６】 前記第２の制御手段は、前記比率と前記
   第２の調整手段の制御量との対応関係を規定したテーブ
   ルに基づいて、前記操作コンソールから供給された前記
   比率に応じた制御量で前記第２の調整手段で調整させる
   ことを特徴とする請求項５に記載のガントリ装置。
7. 【請求項７】 前記第２の制御手段は、前記第１の制御
   手段により前記アパーチャの位置が調整された状態で、
   前記検出器の各列に、等しい線量のＸ線が照射されるよ
   うにフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項
   １から６のいずれか１項に記載のガントリ装置。
8. 【請求項８】 Ｘ線発生源と、被検体搬送用のテーブル
   を挿入するための空洞部を挟み当該Ｘ線発生源と対向す
   る位置に設けられたＸ線検出部（当該Ｘ線検出部は、前
   記テーブルの搬送方向に配される少なくとも２列の検出
   器で構成される）と、を一体的に回転させるガントリ回
   転部と、 前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限するための
   開口を有するアパーチャと、 前記照射範囲が制限されたＸ線のスペクトル分布および
   ／または強度分布を調節するフィルタであって、互いに
   異なる減衰特性を有する第１および第２の領域が前記搬
   送方向に配され、当該第２の領域のＸ線減衰率が当該第
   １の領域のＸ線減衰率よりも低いものと、 前記テーブルの搬送方向における前記アパーチャの位置
   を調整する第１の調整手段と、 前記搬送方向における前記フィルタの位置を調整する第
   ２の調整手段と、 を備え、前記ガントリ回転部の回転中に被検体のＸ線投
   影データを収集するスキャンを行い、スライス厚の相違
   する第１および第２のＸ線断層像を提供するＸ線ＣＴシ
   ステムにおけるガントリ装置の制御方法であって、 前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率に
   基づいて前記第１の調整手段を制御する第１の制御ステ
   ップと、 前記少なくとも２列の検出器のうちの少なくとも１列
   に、前記フィルタの前記第２の領域を通過したＸ線が照
   射されるように前記第２の調整手段を制御する第２の制
   御ステップと、 を有することを特徴とするガントリ装置の制御方法。
9. 【請求項９】 前記第１の制御ステップは、前記比率に
   応じて、前記少なくとも２列の検出器のうちの１列の一
   部に照射されるように前記第１の調整手段を制御するこ
   とを特徴とする請求項８に記載のガントリ装置の制御方
   法。
10. 【請求項１０】 Ｘ線発生源と、被検体搬送用のテーブ
    ルを挿入するための空洞部を挟み当該Ｘ線発生源と対向
    する位置に設けられたＸ線検出部（当該Ｘ線検出部は、
    前記テーブルの搬送方向に配される少なくとも２列の検
    出器で構成される）と、を一体的に回転させるガントリ
    回転部と、 前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限するための
    開口を有するアパーチャと、 前記照射範囲が制限されたＸ線のスペクトル分布および
    ／または強度分布を調節するフィルタであって、互いに
    異なる減衰特性を有する第１および第２の領域が前記搬
    送方向に配され、前記第１および第２の領域は各々、前
    記検出器回転方向においての中央に対応する位置から当
    該列の両端に対応する各々の位置に行くにしたがってＸ
    線減衰率が高くなる減衰特性を有するものと、 前記テーブルの搬送方向における前記アパーチャの位置
    を調整する第１の調整手段と、 前記搬送方向における前記フィルタの位置を調整する第
    ２の調整手段と、 を備え、前記ガントリ回転部の回転中に被検体のＸ線投
    影データを収集するスキャンを行い、スライス厚の相違
    する第１および第２のＸ線断層像を提供するＸ線ＣＴシ
    ステムにおけるガントリ装置の制御方法であって、 前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率に
    基づいて前記第１の調整手段を制御する第１の制御ステ
    ップと、 前記少なくとも２列の検出器のうちの少なくとも１列
    に、前記フィルタの前記第２の領域を通過したＸ線が照
    射されるように前記第２の調整手段を制御する第２の制
    御ステップと、 を有することを特徴とするガントリ装置の制御方法。
11. 【請求項１１】 前記第１の制御ステップは、前記比率
    に応じて、前記少なくとも２列の検出器のうちの１列の
    一部に照射されるように前記第１の調整手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のガントリ装置の制
    御方法。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載のガントリ装置に接続
    され、当該ガントリ装置に指示信号を与えるとともに、
    当該ガントリ装置より転送されてくるデータに基づいて
    スライス厚の相違する第１および第２のＸ線断層像を提
    供するＸ線ＣＴシステムにおける操作コンソールであっ
    て、 前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率を
    設定する設定手段と、 前記設定された比率に関する情報を含むスキャンに係る
    指示信号を前記ガントリ装置に供給する指示手段と、 前記ガントリ装置より転送されてきた投影データに基づ
    いて、前記第１および第２のＸ線断層像の再構成処理を
    行う画像再構成手段と、 を備えることを特徴とする操作コンソール。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載のガントリ装置に接続
    され、当該ガントリ装置に指示信号を与えるとともに、
    当該ガントリ装置より転送されてくるデータに基づいて
    スライス厚の相違する第１および第２のＸ線断層像を提
    供するＸ線ＣＴシステムにおける操作コンソールの制御
    方法であって、 前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率を
    設定する設定ステップと、 前記設定された比率に関する情報を含むスキャンに係る
    指示信号を前記ガントリ装置に供給する指示ステップ
    と、 前記ガントリ装置より転送されてきた投影データに基づ
    いて、前記第１および第２のＸ線断層像の再構成処理を
    行う画像再構成ステップと、 を有することを特徴とする操作コンソールの制御方法。
14. 【請求項１４】 コンピュータ装置が実行可能なプログ
    ラムであって、当該プログラムを実行したコンピュータ
    装置を、請求項１２に記載の操作コンソールとして機能
    させることを特徴とするプログラム。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のプログラムを格納
    した記憶媒体。
16. 【請求項１６】 Ｘ線発生源と、被検体搬送用のテーブ
    ルを挿入するための空洞部を挟み当該Ｘ線発生源と対向
    する位置に設けられたＸ線検出部（当該Ｘ線検出部は、
    前記テーブルの搬送方向に配される少なくとも２列の検
    出器アレイで構成される）と、を一体的に回転させ、当
    該回転運動中に被検体のＸ線投影データを収集するスキ
    ャンを行うガントリ装置と、 前記ガントリ装置に接続され、当該ガントリ装置に指示
    信号を与えるとともに、当該ガントリ装置より転送され
    てくるデータに基づいてスライス厚の相違する第１およ
    び第２のＸ線断層像を提供する操作コンソールと、 で構成されるＸ線ＣＴシステムであって、 前記操作コンソールは、 前記第１および第２のＸ線断層像のスライス厚の比率を
    設定する設定手段と、 前記設定された比率に関する情報を含むスキャンに係る
    指示信号を前記ガントリ装置に供給する指示手段と、 前記ガントリ装置より転送されてきた投影データに基づ
    いて、前記第１および第２のＸ線断層像の再構成処理を
    行う画像再構成手段と、を備え、 前記ガントリ装置は、 前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限するための
    開口を有するアパーチャと、 前記照射範囲が制限されたＸ線のスペクトル分布および
    ／または強度分布を調節するフィルタであって、互いに
    異なる減衰特性を有する第１および第２の領域が前記搬
    送方向に配され、当該第２の領域のＸ線減衰率が当該第
    １の領域のＸ線減衰率よりも低いものと、 前記テーブルの搬送方向における前記アパーチャの位置
    を調整する第１の調整手段と、 前記操作コンソールから転送されてきた前記指示信号に
    含まれる前記比率に関する情報に基づいて前記第１の調
    整手段を制御する第１の制御手段と、 前記搬送方向における前記フィルタの位置を調整する第
    ２の調整手段と、 前記少なくとも２列の検出器のうちの少なくとも１列
    に、前記フィルタの前記第２の領域を通過したＸ線が照
    射されるように前記第２の調整手段を制御する第２の制
    御手段と、を備えることを特徴とするＸ線ＣＴシステ
    ム。
17. 【請求項１７】 前記フィルタの前記第１および第２の
    領域は各々、前記検出器回転方向においての中央に対応
    する位置から当該列の両端に対応する各々の位置に行く
    にしたがってＸ線減衰率が高くなる減衰特性を有するこ
    とを特徴とする請求項１６に記載のＸ線ＣＴシステム。
18. 【請求項１８】 前記フィルタの前記第１の領域は、前
    記搬送方向に、少なくとも前記２列の検出器を覆うスラ
    イス厚のＸ線ビームが通過できるだけの幅を有すること
    を特徴とする請求項１６または１７に記載のＸ線ＣＴシ
    ステム。
19. 【請求項１９】 前記第１の制御手段は、前記比率に応
    じて、前記少なくとも２列の検出器のうちの１列の一部
    に照射されるように前記第１の調整手段を制御すること
    を特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載
    のＸ線ＣＴシステム。
20. 【請求項２０】 前記第２の制御手段は、前記比率と前
    記第２の調整手段の制御量との対応関係を規定したテー
    ブルに基づいて、前記操作コンソールから供給された前
    記比率に応じた制御量で前記第２の調整手段に調整させ
    ることを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項
    に記載のＸ線ＣＴシステム。
21. 【請求項２１】 前記第２の制御手段は、前記第１の制
    御手段により前記アパーチャの位置が調整された状態
    で、前記検出器の各列に、等しい線量のＸ線が照射され
    るようにフィードバック制御を行うことを特徴とする請
    求項１６から２０のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴシス
    テム。