JP2005006772A

JP2005006772A - Ｘ線診断装置及びｃｔ画像の生成方法

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Publication number: JP2005006772A
Application number: JP2003172526A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Hara; 幸寛原
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13
Also published as: US20040258195A1

Abstract

【目的】コンパクトで簡単な構成により比較的小サイズから大サイズまでの被検体の高精細なＣＴ撮影が行えることを課題とする。
【構成】Ｘ線コーンビームを発生するＸ線源３１と、多数のＸ線検出素子が２次元に配列されてなるパネルディテクタ４２とを被検体Ａの体軸ＣＬｂの回りに相対向させて回転可能に設け、前記被検体Ａをスキャンして得た投影データに基づき該被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線診断装置であって、前記パネルディテクタ４２の少なくとも前記体軸ＣＬｂに垂直な方向の検出面中心４２ｃを、Ｘ線焦点Ｆと被検体体軸ＣＬｂとを結ぶ直線の延長と該被検体体軸ＣＬｂとがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセット可能に設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線診断装置及びＣＴ画像の生成方法に関し、更に詳しくは、Ｘ線コーンビームを発生するＸ線源と、多数のＸ線検出素子が２次元に配列されてなるパネルディテクタとを被検体の体軸の回りに相対向させて回転可能に設け、前記被検体をスキャンして得た投影データに基づき該被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線診断装置及びＣＴ画像の生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｘ線ＣＴ装置とアンギオ（Ｘ線血管撮影）装置とを組み合わせて被検体の診断と治療とを同時に行う術式（Ａｎｇｉｏ／ＣＴ）が行われている（特許文献１等）。アンギオ／ＣＴ装置では、まずアンギオ装置を使用して、別途に造影剤により特徴づけた血管部位のイメージ（Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を得ると共に、直後の血管部位のＣＴ断層像を同室のＸ線ＣＴ装置を使用して撮影できるため、臨床的な評価が高い。
【０００３】
また、近年のＸ線診断装置（アンギオ装置，Ｘ線ＣＴ装置）では、Ｘ線のフラットパネルディテクタ（以下，ＦＰＤと称す）を用いて、被検体の透視撮影やＣＴ撮影を行う試みが始まっている。例えば、従来は、Ｘ線照射野を被検体の前後に設けた第１，第２の遮蔽板で制限すると共に、被検体の透視映像をＦＰＤで検出することで、被検体の所望の領域に照射野を合わせることの可能なＸ線透視撮影装置が知られている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１０２７１７（要約，図）。
【０００５】
【特許文献２】
特開２００３−０６１９４１（要約，図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現状のＦＰＤのサイズは大きくても４０×４０ｃｍ程度であり、このようなサイズのＦＰＤで得られるＣＴ断層像の再構成範囲（以下，ＦＯＶと称す）は直径２０ｃｍ程度であるため、人体のＣＴ撮影を行うには不十分であった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、コンパクトで簡単な構成により比較的小サイズから大サイズまでの被検体の高精細なＣＴ撮影が行えるＸ線診断装置及びＣＴ画像の生成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のＸ線診断装置は、Ｘ線コーンビームを発生するＸ線源３１と、多数のＸ線検出素子が２次元に配列されてなるパネルディテクタ４２とを被検体Ａの体軸ＣＬｂの回りに相対向させて回転可能に設け、前記被検体Ａをスキャンして得た投影データに基づき該被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線診断装置であって、前記パネルディテクタ４２の少なくとも前記体軸ＣＬｂに垂直な方向の検出面中心４２ｃを、Ｘ線焦点Ｆと被検体体軸ＣＬｂとを結ぶ直線の延長と該被検体体軸ＣＬｂとがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセット可能に設けたものである。
【０００９】
図１において、比較的大サイズの被検体ＡのＣＴ撮影を行う場合には、ＦＰＤ４２を例えば矢印ｂ方向にスライドさせることにより、Ｘ線焦点Ｆと、被検体Ａの体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ４２の検出面左縁部とを図のｙ軸方向の一直線上に並ぶように配置した状態で、該Ｘ線撮影系を体軸ＣＬｂの回りに回転させる。
【００１０】
挿入図（ａ）はビュー角０°のときの投影データＶＩＥＷ（０）を示す。ＦＰＤ４２を図の右側にオフセットしたため、この時点では被検体Ａの図の右半分の投影データが得られる。同様にして、挿入図（ｂ）はビュー角９０°のときの投影データＶＩＥＷ（９０）を示し、この時点では被検体Ａの図の上半分の投影データが得られる。更に，挿入図（ｃ）はビュー角１８０°のときの投影データＶＩＥＷ（１８０）を示し、この時点では被検体Ａの図の左半分の投影データが得られる。
【００１１】
ところで，以上を被検体Ａの全体で考えると、Ｘ線撮影系が０°〜１８０°まで回転したときに、被検体Ａの画像再構成に必要なビュー角０°分の全投影データが出揃うことになる。従って、少なくともＸ線撮影系を更に１８０°分（即ち、１８０°〜３６０°まで）回転させることにより、被検体Ａの画像再構成に必要なハーフスキャン分の投影データが出揃い、よって公知のバックプロジェクション法等により被検体ＡのＣＴ断層像を再構成できる。
【００１２】
本発明（１）によれば、ＦＰＤ４２をオフセンタさせてＣＴ撮影を行うことにより、比較的大サイズの被検体のＣＴ撮影でも、短時間かつ被検体の少ない負担でこれを容易に行える。また、１回のスキャンで被検体体軸方向にも同時に多数の投影データが得られるため、比較的大サイズの被検体の３ＤＣＴやボリュームＣＴを容易に実現できる。
【００１３】
本発明（２）では、上記本発明（１）において、例えば図６（ｃ）に示す如く、パネルディテクタ４２の検出面は平面である。このようなパネルディテクタは製造容易である。
【００１４】
本発明（３）では、上記本発明（２）において、例えば図９に示す如く、パネルディテクタ４２は、その検出面中心４２ｃを通るＸ線ＣＬｘと該パネルディテクタの検出面とが垂直となるようにオフセットされるものである。こうすれば、被検体の透視映像はディテクタ検出面中心の周りに一様に投影されることになるため、画像再構成処理が容易になると共に、ＣＴ画質が改善される。
【００１５】
本発明（４）では、上記本発明（１）において、例えば図１１（ｄ）に示す如く、パネルディテクタ４２の検出面はＸ線焦点Ｆを中心として体軸ＣＬｂ方向に延びる円筒面の一部である。従って、従来のＸ線ＣＴで使用されるマルチディテクタによる信号処理と同様の再構成処理を利用できると共に、ＣＴ画質が改善される。
【００１６】
本発明（５）では、上記本発明（１）において、例えば図１１（ｅ）に示す如く、パネルディテクタ４２の検出面はＸ線焦点Ｆを中心とする球面の一部である。従って、被検体体軸方向の照射野もより均一なものにでき、ＣＴ画質が改善される。
【００１７】
本発明（６）では、上記本発明（１）において、例えば図６，図７に示す如く、比較的小サイズの被検体を撮影する第１の撮影モードと、比較的大サイズの被検体を撮影する第２の撮影モードとを指示入力する指示手段と、前記第１の撮影モードの指示入力によりパネルディテクタの検出面中心をＸ線焦点と被検体体軸とを結ぶ直線の延長上にセットし（図６参照）、かつ前記第２の撮影モードの指示入力により前記パネルディテクタの検出面中心を前記直線の延長と被検体体軸とがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセットさせる（図７参照）パネル制御手段とを備えるものである。従って、コンパクトな構成と簡単な制御により比較的小サイズから大サイズまでの被検体の高精細なＣＴ画像が容易に得られる。
【００１８】
本発明（７）では、上記本発明（６）において、例えば図７に示す如く、パネル制御手段は、第２の撮影モードの指示入力により、パネルディテクタ４２の検出面縁部がＸ線焦点Ｆと被検体体軸ＣＬｂとを結ぶ直線の延長と略交わる位置まで該パネルディテクタをオフセットさせるものである。従って、有限なパネル検出面を最大限に利用できる。
【００１９】
本発明（８）では、上記本発明（１），（２），（４）又は（５）において、例えば図１０に示す如く、Ｘ線焦点Ｆがパネルディテクタ４２と同一方向にオフセット可能に設けられたものである。本発明（８）によれば、パネルディテクタ４２と共に、Ｘ線焦点Ｆも同一方向にオフセットさせることで、小サイズの被検体を撮影する場合と同様の撮影条件を維持しつつ、大サイズの被検体を撮影可能である。
【００２０】
本発明（９）では、上記本発明（８）において、例えば図１０に示す如く、比較的小サイズの被検体を撮影する第１の撮影モードと、比較的大サイズの被検体を撮影する第２の撮影モードとを指示入力する指示手段と、前記第１の撮影モードの指示入力によりＸ線焦点及びパネルディテクタの検出面中心を被検体体軸に垂直な所定の直線上にセットし、かつ前記第２の撮影モードの指示入力により前記Ｘ線焦点及びパネルディテクタの検出面中心を前記所定の直線と被検体体軸とがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセットさせる撮影系制御手段とを備えるものである。従って、コンパクトな構成と簡単な制御により比較的小サイズから大サイズまでの被検体の高精細なＣＴ画像が容易に得られる。
【００２１】
本発明（１０）では、上記本発明（９）において、例えば図１０に示す如く、撮影系制御手段は、第２の撮影モードの指示入力により、パネルディテクタの検出面縁部が前記所定の直線と略交わる位置まで該パネルディテクタをオフセットさせるものである。従って、有限なパネル検出面を最大限に利用できる。
【００２２】
本発明（１１）では、上記本発明（１），（２），（４）又は（５）において、パネルディテクタの検出面中心がＸ線焦点と被検体体軸とを結ぶ直線の方向にオフセット可能に設けられたものである。パネルディテクタをＸ線焦点の方向に上／下させても、被検体の再構成領域を可変にできる。
【００２３】
本発明（１２）では、上記本発明（１）又は（８）において、例えば図２，図３に示す如く、Ｘ線源３１と、パネルディテクタ４２とを被検体体軸ＣＬｂの回りに回転可能に支持するＣアーム２３と、パネルディテクタ４２により検出した被検体Ａの透視映像をモニタ画面６３にリアルタイムで表示する表示手段とを備えるものである。本発明によるＣＴ撮影の構成は、アンギオ装置（Ｘ線ＴＶ装置）に適用して好適である。また、従来の様にアンギオ装置とＣＴ装置とを別個に設ける必要が無く、設置スペースとコストの大幅な削減が見込める。
【００２４】
本発明（１３）では、上記本発明（１）又は（８）において、例えば図８に示す如く、Ｘ線源７１と、パネルディテクタ７５とを含むＸ線撮影系を被検体体軸の回りに回転可能なガントリ７６に実装したものである。本発明によるＣＴ撮影の構成は、Ｘ線ＣＴ装置に適用して好適である。
【００２５】
本発明（１４）のＣＴ画像の生成方法は、請求項１記載のＸ線診断装置につきパネルディテクタをオフセットさせた状態で被検体をスキャンするステップと、該スキャンの相対向する第１，第２のビュー角につき夫々に取得した投影デ−タを前記被検体の全体につき前記第１又は第２のビュー角で取得した一連の投影データとして合成するステップと、該合成した投影データを少なくとも１８０°分のビュー角につき取得するステップと、該取得した投影データに基き被検体のＣＴ断層像を再構成するステップとを備えるものである。
【００２６】
本発明（１５）のＣＴ画像の生成方法は、請求項８記載のＸ線診断装置につきＸ線焦点及びパネルディテクタをオフセットさせた状態で被検体をスキャンするステップと、該スキャンの相対向する第１，第２のビュー角につき夫々に取得した投影デ−タを前記被検体の全体につ前記第１又は第２のビュー角で取得した一連の投影データとして合成するステップと、該合成した投影データを少なくとも１８０°分のビュー角につき取得するステップと、該取得した投影データに基き被検体のＣＴ断層像を再構成するステップとを備えるものである。
【００２７】
本発明（１６）のプログラムは、コンピュータに請求項１４又は１５に記載のＣＴ画像の生成方法を実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラムである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００２９】
図２，図３は実施の形態によるアンギオ・ＣＴ装置の構成を示す図（１），（２）で、一台でアンギオ装置とＸ線ＣＴ装置の両機能を兼ね備える場合を示している。図２に側面図を示す。この装置は大きく分けて、被検体Ａの透視映像を撮影するためのＸ線撮影部２０と、被検体Ａを搭載して体軸ＣＬｂの方向に移動可能な撮影テーブル５０と、被検体Ａの透視映像をモニタ可能なＴＶモニタ６３と、上記各部の制御を行うと共に、技師等が操作をする操作コンソール部６０とを備える。
【００３０】
天井のｚ軸方向には２本のシャフト（レール）１１が埋設されており、このシャフト１１に沿ってＸ線撮影部２０を支持するための支持ベース１２が矢印ａ方向に移動可能に設けられる。支持ベース１２から下方に支持アーム２２が展開しており、その下端部にはＸ線撮影部２０を支持するためのＣアーム２３が軸支されている。支持アーム２２は天井の駆動機構部部２１により矢印ｂ方向に回動可能となっており、これによってを被検体Ａの任意方向からＸ線撮影部２０を近づけることを可能としている。但し、被検体ＡのＣＴ撮影を行う場合は、図示の如く、支持アーム２２を体軸ＣＬｂの側に位置させる。また、Ｃアーム２３は回転機構部２４により矢印ｃ方向に回転可能となっており、これによって被検体Ａの透視撮影のみならずＣＴ撮影を可能としている。Ｃアーム２３の一端にはＸ線発生部３０が設けられ、また、これに対向するＣアーム２３の他端には被検体Ａの透視映像やＣＴ映像を撮影するための撮影部４０が設けられている。この撮影部４０はＦＰＤ４２と、該ＦＰＤ４２を図のｘ軸方向にスライド可能に支持する支持台４１とを備える。
【００３１】
図３にＸ線撮影部２０を被検体体軸方向から見た正面図を示す。Ｘ線発生部３０は、Ｘ線コーンビームを発生する回転陽極型のＸ線管３１と、Ｘ線照射野を決めるコリメータ３２と、発生線量のドリフトを補正するためのリファレンスチャネル（Ｒｅｆ．Ｃｈ）用ディテクタ３３と、被検体の断面視形状に合わせてＦＰＤ４２への透過線量の均一性（線形性）を高めることで、投影データのダイナミックレンジを改善可能なボウタイ（Ｂｏｗ−ｔｉｅ）フィルタ３４とを備える。一方、撮影部４０は、ＦＰＤ４２と、ＦＰＤ４２を図の右側（左側でも良い）にオフセット可能に支持する支持台４１とを備える。
【００３２】
挿入図（ａ），（ｂ）にコリメ−タ３２の平面図を示す。一例のコリメータ３２は４枚のＸ線遮蔽板３２ａ〜３２ｄを矩形に組み合わせて配置しており、Ｘ線焦点Ｆを固定させた状態で、この内の少なくとも図の左右の遮蔽板３２ａ，３２ｂをスライドさせることにより、比較的小ＦＯＶのＣＴ撮影と比較的大ＦＯＶのＣＴ撮影を可能としている。
【００３３】
挿入図（ａ）は小ＦＯＶ撮影時の配置を示しており、小ＦＯＶの撮影時には、Ｘ線焦点Ｆと、被検体体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ４２の検出面中心４２とを、図の垂直方向の一直線上に並ぶように配置すると共に、コリメータ３２の開口部ｗは、この場合におけるＦＰＤ４２の全検出面が照射野となるように調整される。
【００３４】
挿入図（ｂ）は大ＦＯＶ撮影時の配置を示しており、大ＦＯＶの撮影時には、Ｘ線焦点Ｆと、被検体体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ４２の検出面左縁部中心とを、図の垂直方向の一直線上に並ぶように配置すると共に、コリメータ３２の開口部ｗは、この場合におけるＦＰＤ４２の全検出面が照射野となるように調整される。
【００３５】
ボウタイフィルタ３４は、テフロン（登録商標）等により構成され、Ｘ線発生部３０には小ＦＯＶＣＴ撮影用のフィルタ３４ａと、大ＦＯＶＣＴ撮影用のフィルタ３４ｂとが含まれる。フィルタ３４ａは体軸方向に胴長の略馬蹄形をしており、小ＦＯＶ撮影時には、挿入図（ａ）の開口部ｗをフィルタ３４ａの全体で覆うようにセットされる。一方、フィルタ３４ｂは図のｘ軸方向に大き目の馬蹄形を体軸ＣＬｂ方向の直線により２分割したような形状をしており、大ＦＯＶ撮影時には、挿入図（ｂ）の開口部ｗをフィルタ３４ｂの全体で覆うようにセットされる。
【００３６】
なお、被検体を透視又は透視撮影をするような場合には、従来より慣用されているレントゲン画像と同様の画質（コントラスト）を得るために、フィルタ３４ａ，３４ｂは開口部ｗか外される。
【００３７】
図４，図５は実施の形態によるフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を説明する図（１），（２）で、図４（Ａ）はＦＰＤ４２の外観斜視図（一部断面図）を示している。図において、４３はＸ線を光（Ｘ線フォトン）に変換する検出表面のシンチレータ層、４４は変換された光を電荷に変換して読み出すアモルファスシリコン層、４５はガラス等からなる基板層、４６はこれらを支持・収容する外周器である。ＦＰＤ４２の一例の外的サイズは縦５０ｃｍＸ横５０ｃｍであり、その内のＸ線の有効受光面積は縦４１ｃｍ×横４１ｃｍである。受光部は多数の画素（ピクセル）に分割されており、画素ピッチ：２００μ×２００μ、画像マトリクス：２０２２×２０２２画素で、トータル約４９０万画素である。
【００３８】
図４（Ｂ）に１ピクセル分の側断面図を示す。シンチレータ層４３は、例えばヨウ化セシウムＣｓＩを蛍光体としており、該ＣｓＩが有する針のような特殊な柱状結晶構造により、撮影画像のボケの原因となるようなシンチレータ内のＸ線フォトンの拡散は少ない。アモルファスシリコン層４４には、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）技術により、シンチレータ層４３で変換された光を電荷に変換するフォトダイオード層４４ａや、該変換された電荷を画素（ピクセル）毎に読み出すトランジスタ（ＦＥＴ）スイッチングアレイ層４４ｂ等が形成されている。
【００３９】
図５にＦＰＤ４２の一部拡大平面図を示す。スイッチングＦＥＴのゲートＧに電圧を印加し、各ピクセルのフォトダイオードＰＤに蓄積された光電変換電荷を電流として読み出す。即ち、走査ラインＸ１に電圧を印加し、各列の蓄積電荷をＹ方向（読出ライン）の個々に一斉に読み出す。次に走査ラインＸ２に電圧を印加し、各列の蓄積電荷をＹ方向の個々に一斉に読み出す。以下同様であり、こうして各読み出した電流信号を電圧信号に変換し、更にＡ／Ｄ変換して、例えば１４ビット／ピクセルの撮影（投影）データを出力する。
【００４０】
図６，図７は実施の形態によるＣＴ撮影の動作を説明する図（１），（２）である。なお、アンギオ装置（Ｘ線ＴＶ装置）としての撮影動作については特許文献１等から推察できるため、説明を省略する。また、挿入図（ｃ）には本実施の形態で使用されるＦＰＤ４２の外観斜視図を示す。パネル検出面は平面である。
【００４１】
図６は比較的小ＦＯＶ（直径２０ｃｍ程度）のＣＴ撮影時の動作を示しており、該小ＦＯＶの撮影は、例えば小動物や人体頭部等の高精細なＣＴ撮影に利用できる。図において、比較的小ＦＯＶのＣＴ撮影を行う場合には、Ｘ線焦点Ｆと、被検体Ａの体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ４２の検出面中心４２ｃとを図のｙ軸方向（垂直方向）の一直線上に並ぶように配置した状態で、Ｃアーム２３を体軸ＣＬｂの回りに回転させる。
【００４２】
挿入図（ａ）にはビュー角０°のときの投影データＶＩＥＷ（０）を示す。横軸は図のｘ軸方向のチャネルＣＨ、縦軸は投影データの振幅である。該振幅は被検体Ａを透過した部分の検出線量が小さくなるように示している。同様にして、挿入図（ｂ）にはビュー角９０°のときの投影データＶＩＥＷ（９０）を示す。小ＦＯＶのＣＴ撮影では、各ビューの照射野に被検体Ａの全体が含まれるため、少なくともＣアーム２３を１８０°回転（ハーフスキャン）させることにより、一般のＸ線ＣＴ装置で行われているのと同様の公知のバックプロジェクション法等により被検体ＡのＣＴ断層像を再構成できる。勿論、Ｃアーム２３を３６０°回転（フルスキャン）させても良い。本実施の形態によれば，体軸方向にも多数の検出素子を有するＦＰＤ４２を使用することで、１回のスキャンで被検体体軸方向にも同時に多数の投影データが得られるため、所謂３ＤＣＴやボリュームＣＴを容易に実現できる。
【００４３】
図７は比較的大ＦＯＶ（直径４０ｃｍ以上）のＣＴ撮影時の動作を示している。該大ＦＯＶの撮影は、人体胴体部等の高精細なＣＴ撮影に利用できる。比較的大ＦＯＶのＣＴ撮影を行う場合には、ＦＰＤ４２を例えば矢印ｂ方向にスライドさせることにより、Ｘ線焦点Ｆと、被検体Ａの体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ４２の検出面左縁部とを図のｙ軸方向の一直線上に並ぶように配置した状態で、Ｃアーム２３を体軸ＣＬｂの回りに回転させる。
【００４４】
挿入図（ａ）にはビュー角０°のときの投影データＶＩＥＷ（０）を示す。ＦＰＤ４２を図の右側にオフセットしたため、この時点では被検体Ａの図の右半分の投影データが得られる。同様にして、挿入図（ｂ）にはビュー角９０°のときの投影データＶＩＥＷ（９０）を示し、この時点では被検体Ａの図の上半分の投影データが得られる。更に，挿入図（ｃ）にはビュー角１８０°のときの投影データＶＩＥＷ（１８０）を示し、この時点では被検体Ａの図の左半分の投影データが得られる。
【００４５】
ところで，以上を被検体Ａの全体で考えると、上記Ｃアーム２３が０°〜１８０°まで回転したときに、被検体Ａの画像再構成に必要なビュー角０°分の全投影データが出揃うことになる。従って、少なくともＣアーム２３を更に１８０°分（即ち、１８０°〜３６０°まで）回転させることにより、被検体Ａの画像再構成に必要なハーフスキャン分の投影データが出揃い、よって公知のバックプロジェクション法等により被検体ＡのＣＴ断層像を再構成できる。勿論、Ｃアーム２３を３６０°以上回転（フルスキャン）させても良い。
【００４６】
なお、上記被検体Ａのビュー角０°分の全投影データは、ビュー角０°の投影データＶＩＥＷ（０）と、ビュー角１８０°の投影データＶＩＥＷ（１８０）とを図示の如く合成して（即ち、繋ぎ合わせて）得られるが、該繋ぎ合わせ部分の投影データが不足するような場合には、リングアーチファクト等のイメージへの弊害が出やすい。そこで、好ましくは、各１８０゜相対向した位置から得られた各投影データを使用してこれらの中間部の投影データを補間し、画像再構成に利用する。
【００４７】
また、図７には一例の大ＦＯＶスキャンの態様を示したが、これに限らない。例えば被検体ＡとＦＰＤ４２とを図のｙ軸方向に上昇させ、かつこれに合せてコリメータ３２の開口幅を広げることにより、より大きなＦＯＶのＣＴ撮影を行えることが容易に理解できる。
【００４８】
また、ＦＰＤ４２を矢印ｂ方向に移動させる際のオフセット量によってもＦＯＶは変化するものであり、こうして本実施の形態によれば、任意サイズのＦＯＶのＣＴ撮影を高精度に行える。
【００４９】
図８は実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を示す図で、本発明によるＣＴ撮影方法のＸ線ＣＴ装置への適用例を示している。この装置は大きく分けて、Ｘ線コーンビームにより被検体Ａのスキャンを行う走査ガントリ部７０と、被検体Ａを載せて体軸ＣＬｂの方向に移動させる撮影テーブル８０と、上記各部７０，８０の制御を行うと共に、技師等が操作をする操作コンソール部９０とを備える。
【００５０】
走査ガントリ部７０において、７１は回転陽極型のＸ線管、７１ａはＸ線の照射時間や強度（管電圧ｋＶ，管電流ｍＡ）を制御するＸ線制御部、７２はＸ線の照射野を決めるコリメータ、７２ａは照射野を制御するコリメータ制御部、７３はＸ線発生線量のドリフトを補正するためのリファレンスチャネル（Ｒｅｆ．Ｃｈ）用ディテクタ、７４は投影データのダイナミックレンジを改善するためのボウタイフィルタ、７５は図の矢印ｂ方向にスライド可能に設けられたフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）、７６は上記のＸ線撮影系７１〜７５等を被検体体軸ＣＬｂの回りに回転可能に保持するガントリ、７６ａはその回転制御部、７７はガントリ７６の全体を回転可能に支持する背面のバックプレート、７８は支持アーム７７をチルト可能に支持する支持フレーム、７９はＦＰＤ７５の検出信号に基づき被検体Ａの投影データを生成し、収集するデータ収集部である。
【００５１】
操作コンソール部９０において、９１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理（スキャン制御，ＣＴ断層像の再構成処理等）を行う中央処理装置、９１ａはそのＣＰＵ、９１ｂはＣＰＵ９１ａが使用するＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、９２はキーボードやマウス等を含む指令やデータの入力装置、９３はスキャン計画情報やＣＴ断層像等を表示するための表示装置（ＣＲＴ）、９４はＣＰＵ９１ａと走査ガントリ部７０及び撮影テーブル８０との間で各種制御信号ＣＳやモニタ信号ＭＳのやり取りを行う制御インタフェース、９５はデータ収集部７９からの投影データを一時的に蓄積するデータ収集バッファ、９６はデータ収集バッファ９５からの投影データを蓄積・格納すると共に、Ｘ線ＣＴ装置の運用に必要な各種アプリケーションプログラムや各種演算／補正用のデータファイル等を格納している二次記憶装置（ハードディスク装置等）である。
【００５２】
Ｘ線ＣＴ撮影の動作を概説すると、Ｘ線管７１からのコーンビームは被検体Ａを透過してＦＰＤ７５に一斉に入射する。データ収集部７９はＦＰＤ７５の各検出出力に対応する投影データｇ（ＸＹ，θ）を生成し、これらをデータ収集バッファ９５に格納する。ここで、ＸＹはＦＰＤ７５のチャネル番号（即ち、行列番号）、θはガントリ７６の投影（ビュー）角を表す。更に、ガントリ７６が僅かに回転した各ビュー角θで上記同様のＸ線投影を行い、こうしてガントリ１回転分の投影データを収集・蓄積する。また必要なら、アキシャル／ヘリカルスキャン方式に従って撮影テーブル（天板）８０を体軸ＣＬｂの方向に間欠的／連続的に移動させ、こうして被検体Ａの所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄積する。そして、ＣＰＵ９１ａは、上記全スキャンの終了後、又はスキャン実行に追従（並行）して、得られた投影データに基づき被検体ＡのＣＴ断層像を再構成し、これを表示装置９３に表示する。
【００５３】
本実施の形態においても、ＦＰＤ７５をオンセンタ／オフセンタさせることにより，比較的小ＦＯＶ（直径２０ｃｍ程度）の高精細なＣＴ撮影から比較的大ＦＯＶ（直径４０ｃｍ以上）の高精細なＣＴ撮影までを容易に行うことが可能である。小ＦＯＶのＣＴ撮影を行う場合には、Ｘ線焦点Ｆと、被検体Ａの体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ７５の検出面中心７５ｃとを図のｙ軸方向の一直線上に並ぶように配置した状態で、ガントリ７６を体軸ＣＬｂの回りに回転させる。また、大ＦＯＶのＣＴ撮影を行う場合には、ＦＰＤ７５を例えば図の右方向にスライドさせることにより、Ｘ線焦点Ｆと、被検体Ａの体軸ＣＬｂと、ＦＰＤ７５の検出面の略左端部とを図のｙ軸方向の一直線上に並ぶように配置した状態で、ガントリ７６を体軸ＣＬｂの回りに回転させる。従って、本実施の形態によれば、ＦＰＤ７５を使用したＸ線ＣＴ装置としても、比較的小ＦＯＶから大ＦＯＶまでの高精細、かつ高ボリュームなＣＴ断層像を容易に得られる。
【００５４】
図９〜図１１は他の実施の形態によるＣＴ撮影方法を説明する図（１）〜（３）で、Ｘ線撮影系についての他のいくつかの配置や構成を示している。なお、以下の説明は上記図２，図３のアンギオ・ＣＴ装置への適用例として行うが、上記図８のＸ線ＣＴ装置にも適も用できることは言うまでも無い。
【００５５】
図９はＸ線焦点ＦからＦＰＤ４２の検出面中点４２ｃに向かう中心Ｘ線ＣＬｘが常に該検出面と垂直となるようにＦＰＤ４２をスライドさせる場合を示している。これを実現するために、ＦＰＤ４２を支持する支持台４１には、Ｘ線焦点Ｆを中心とするような円弧状のガイドレール４１Ｌが図のｘ軸方向に設けられており、このガイドレール４１Ｌ上でＦＰＤ４２を矢印ｂ方向にスライドさせることにより，上記の条件を容易に満足できる。本実施の形態によれば、ＦＰＤ４２の検出面が常に焦点Ｆの側を向いているため、全検出面に渡ってよりフラットな検出特性（解像度等）が得られ、これによてＣＴ画像の歪みやアーチファクトが大幅に改善される。
【００５６】
図１０は、大ＦＯＶのＣＴ撮影を行う場合に、ＦＰＤ４２のみならずＸ線焦点Ｆも同時に矢印ｂ方向にスライドさせる場合を示している。従って上記図９と同様の関係が得られ、ＣＴ画像が改善される。
【００５７】
図１１はＦＰＤ４２そのものの検出面をＸ線焦点Ｆを中心とするような球面又は体軸ＣＬｂの方向に平行な円筒面とする場合を示している。挿入図（ｄ）に検出面を円筒面とした場合のＦＰＤ４２の外観斜視図を示す。ＦＰＤ４２の検出面を円筒面とした場合は、従来のマルチディテクタを使用したＸ線ＣＴ装置と同様の画像処理を採用でき、高精細で高画質のＣＴ画像が得られる。
【００５８】
また挿入図（ｅ）に検出面を球面とした場合のＦＰＤ４２の外観斜視図を示す。ＦＰＤ４２の検出面を球面とした場合は、図のｘ軸方向のみならず、ｚ（体）軸方向にもよりフラットな検出特性（解像度等）が得られ、よって高画質が得られる。
【００５９】
なお、上記各実施の形態では、パネルディテクタ４２の検出面中心４２ｃをその基準位置からオフセットさせる場合を述べたが、これに限らない。パネルディテクタ４２の体軸ＣＬｂに垂直な方向の検出面中心線上の点であれば、どの点を基準にしても良い。
【００６０】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、コンパクトで簡単な構成により比較的小サイズから大サイズまでの被検体の高精細なＣＴ撮影が容易に行えるため、Ｘ線診断装置の用途拡大と性能向上等に寄与する所が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態によるアンギオ・ＣＴ装置の構成を示す図（１）である。
【図３】実施の形態によるアンギオ・ＣＴ装置の構成を示す図（２）である。
【図４】実施の形態によるフラットパネルディテクタを説明する図（１）である。
【図５】実施の形態によるフラットパネルディテクタを説明する図（２）である。
【図６】実施の形態によるＣＴ撮影の動作を説明する図（１）である。
【図７】実施の形態によるＣＴ撮影の動作を説明する図（２）である。
【図８】実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図９】他の実施の形態によるＣＴ撮影方法を説明する図（１）である。
【図１０】他の実施の形態によるＣＴ撮影方法を説明する図（２）である。
【図１１】他の実施の形態によるＣＴ撮影方法を説明する図（３）である。
【符号の説明】
１１シャフト（レール）
１２支持ベース
２０Ｘ線撮影部
２１駆動機構部部
２２支持アーム
２３Ｃアーム
２４回転機構部
３０Ｘ線発生部
３１Ｘ線管
３２コリメータ
３３リファレンスチャネル（Ｒｅｆ．Ｃｈ）用ディテクタ
３４ボウタイ（Ｂｏｗ−ｔｉｅ）フィルタ
４０撮影部
４１支持台
４２フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）
５０撮影テーブル
６０操作コンソール部
７０走査ガントリ部
７１Ｘ線管
７２コリメータ
７３フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）
７４ガントリ
７５支持アーム
７６支持フレーム
８０撮影テーブル
９０操作コンソール部
９１中央処理装置
９１ａＣＰＵ
９１ｂ主メモリ（ＭＭ）
９３表示装置（ＣＲＴ）

Claims

Ｘ線コーンビームを発生するＸ線源と、多数のＸ線検出素子が２次元に配列されてなるパネルディテクタとを被検体の体軸の回りに相対向させて回転可能に設け、前記被検体をスキャンして得た投影データに基づき該被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線診断装置であって、前記パネルディテクタの少なくとも前記体軸に垂直な方向の検出面中心を、Ｘ線焦点と被検体体軸とを結ぶ直線の延長と該被検体体軸とがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセット可能に設けたことを特徴とするＸ線診断装置。
パネルディテクタの検出面は平面であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
パネルディテクタは、その検出面中心を通るＸ線と該パネルディテクタの検出面とが垂直となるようにオフセットされることを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
パネルディテクタの検出面はＸ線焦点を中心として体軸方向に延びる円筒面の一部であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
パネルディテクタの検出面はＸ線焦点を中心とする球面の一部であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
比較的小サイズの被検体を撮影する第１の撮影モードと、比較的大サイズの被検体を撮影する第２の撮影モードとを指示入力する指示手段と、前記第１の撮影モードの指示入力によりパネルディテクタの検出面中心をＸ線焦点と被検体体軸とを結ぶ直線の延長上にセットし、かつ前記第２の撮影モードの指示入力により前記パネルディテクタの検出面中心を前記直線の延長と被検体体軸とがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセットさせるパネル制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
パネル制御手段は、第２の撮影モードの指示入力により、パネルディテクタの検出面縁部がＸ線焦点と被検体体軸とを結ぶ直線の延長と略交わる位置まで該パネルディテクタをオフセットさせることを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
Ｘ線焦点がパネルディテクタと同一方向にオフセット可能に設けられたことを特徴とする請求項１，２，４及び５の何れか一つに記載のＸ線診断装置。
比較的小サイズの被検体を撮影する第１の撮影モードと、比較的大サイズの被検体を撮影する第２の撮影モードとを指示入力する指示手段と、前記第１の撮影モードの指示入力によりＸ線焦点及びパネルディテクタの検出面中心を被検体体軸に垂直な所定の直線上にセットし、かつ前記第２の撮影モードの指示入力により前記Ｘ線焦点及びパネルディテクタの検出面中心を前記所定の直線と被検体体軸とがなす基準面に対して略垂直な方向にオフセットさせる撮影系制御手段とを備えることを特徴とする請求項８記載のＸ線診断装置。
撮影系制御手段は、第２の撮影モードの指示入力により、パネルディテクタの検出面縁部が前記所定の直線と略交わる位置まで該パネルディテクタをオフセットさせることを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
パネルディテクタの検出面中心がＸ線焦点と被検体体軸とを結ぶ直線の方向にオフセット可能に設けられたことを特徴とする請求項１，２，４及び５の何れか一つに記載のＸ線診断装置。
Ｘ線源と、パネルディテクタとを被検体体軸の回りに回転可能に支持するＣアームと、パネルディテクタにより検出した被検体の透視映像をモニタ画面にリアルタイムで表示する表示手段とを備えることを特徴とする請求項１又は８記載のＸ線診断装置。
Ｘ線源と、パネルディテクタとを含むＸ線撮影系を被検体体軸の回りに回転可能なガントリに実装したことを特徴とする請求項１又は８記載のＸ線診断装置。
請求項１記載のＸ線診断装置につきパネルディテクタをオフセットさせた状態で被検体をスキャンするステップと、該スキャンの相対向する第１，第２のビュー角につき夫々に取得した投影デ−タを前記被検体の全体につき前記第１又は第２のビュー角で取得した一連の投影データとして合成するステップと、該合成した投影データを少なくとも１８０°分のビュー角につき取得するステップと、該取得した投影データに基き被検体のＣＴ断層像を再構成するステップとを備えることを特徴とするＣＴ画像の生成方法。
請求項８記載のＸ線診断装置につきＸ線焦点及びパネルディテクタをオフセットさせた状態で被検体をスキャンするステップと、該スキャンの相対向する第１，第２のビュー角につき夫々に取得した投影デ−タを前記被検体の全体につ前記第１又は第２のビュー角で取得した一連の投影データとして合成するステップと、該合成した投影データを少なくとも１８０°分のビュー角につき取得するステップと、該取得した投影データに基き被検体のＣＴ断層像を再構成するステップとを備えることを特徴とするＣＴ画像の生成方法。
コンピュータに請求項１４又は１５に記載のＣＴ画像の生成方法を実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラム。