JP2005143746A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成及び制御で被検体体軸方向に高分解能のＣＴ撮影を行えることを課題とする。
【解決手段】 被検体１００を挟んで相対向するＸ線管４０及びＸ線検出器７０を備え、被検体のＸ線投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管４０より射出されたＸ線を、該Ｘ線の被検体体軸方向における幅よりも幅の狭いスリット開口ｗを有するコリメータ５０によりコリメートして該スリット開口ｗよりも幅の広いデータチャネル検出面を有するＸ線検出器７０に入射すると共に、前記コリメータ５０のスリット開口部を被検体体軸方向にオフセットさせることにより被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に関し、更に詳しくは、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体のＸ線投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置のＣＴスキャン時におけるＸ線焦点は、Ｘ線管球の動作温度（即ち、機構部の熱膨張／収縮等）によって被検体体軸方向に変位することが知られており、もし、焦点が変位すると、被検体を透過したＸ線ファンビームがＸ線検出器のデータチャネル上に適正には照射されなくなるため、得られたＣＴ断層像にはアーチファクトやＳ／Ｎ比の低下が生じてしまう。

この点、従来は、Ｘ線管球が温度上昇等によりその焦点位置が変化した場合でも、該変化を補正する方向にコリメータを移動させることにより、Ｘ線検出器に入るＸ線量を同一にするものが知られている（特許文献１）。

また、従来は、Ｘ線管球が温度上昇等によりその焦点位置が変化した場合でも、該変化を補正する方向に該Ｘ線焦点を移動させることにより、Ｘ線検出器に入るＸ線量を同一にするものが知られている（特許文献２）。
特開平１１−０７０１０３号公報（要約，図）。 特開２００２−２３８８８５号公報（要約，図）。

しかし、上記Ｘ線焦点の熱変動によらず、Ｘ線検出器に入るＸ線量が略同一になるようにフィードバック制御する技術は知られているが、逆にＸ線ファンビームを積極的に変位させることにより、被検体体軸方向に高分解能な撮影を行うことについては何ら知られていない。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、簡単な構成及び制御で被検体体軸方向に高分解能のＣＴ撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

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ＣＴ装置は、被検体１００を挟んで相対向するＸ線管４０及びＸ線検出器７０を備え、被検体のＸ線投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管４０より射出されたＸ線を、該Ｘ線の被検体体軸方向における幅よりも幅の狭いスリット開口ｗを有するコリメータ５０によりコリメートして該スリット開口ｗよりも幅の広いデータチャネル検出面を有するＸ線検出器７０に入射すると共に、前記コリメータ５０のスリット開口部を被検体体軸方向にオフセットさせることにより被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを行うものである。

本発明（１）では、コリメータ５０のスリット開口部を被検体体軸方向にオフセットさせることにより、Ｘ線ファンビームは被検体体軸方向に僅かにオフセットするが、各ビューの透過Ｘ線をスリット開口幅（即ち、Ｘ線ファンビーム幅）ｗよりも幅の広いデータチ
ャネル検出面を有するＸ線検出器７０で読み取ることにより、透過経路の異なる２ビュー分の投影データをそれぞれ適正に取得できる。従って、本発明（１）によれば簡単な構成及び制御で、被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを行える。

本発明（２）では、上記本発明（１）において、例えば図５（ａ）に示す如く、コリメータのスリット開口部をＣＴスキャン時のビュー毎にオフセットさせるものである。 従って、各２ビュー分の投影データを効率よく取得できる。

本発明（３）では、上記本発明（１）において、例えば図５（ｂ）に示す如く、コリメータのスリット開口部をＣＴスキャン時におけるビュー角１８０°の任意整数倍毎にオフセットさせるものである。従って、ＣＴ断層像の再構成に必要な少なくとも各１８０°分の投影データを、コリメータに対する少ない制御で、効率よく取得できる。

本発明（４）では、上記本発明（１）において、コリメータのスリット開口を通過したＸ線ファンビームの強度を被検体体軸方向に配列された２つリファレンス検出チャネルで検出して所定時間間隔における各検出出力の差分の移動平均値を求めると共に、該移動平均値が所定値となる方向にコリメータ全体の位置をフィードバック制御するものである。

本発明（４）によれば、Ｘ線管球の熱膨張／収縮によりＣＴスキャン中のＸ線焦点Ｆが被検体体軸ＣＬｂ方向に変位しても、これによるＸ線ファンビームの位置ずれ分をコリメータ全体に対する位置のフィードバック制御によって補正（即ち、相殺）可能となるため、Ｘ線管球の熱変動によらず、常に上記本発明（１）の作用・効果が安定に得られる。

また本発明（５）のＸ線ＣＴ装置は、被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体のＸ線投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管より射出されたＸ線を、被検体体軸方向のＸ線幅を制限するためのコリメータのスリット開口によりコリメートしてこれを該スリット開口よりも幅の広いデータチャネル検出面を有するＸ線検出器に入射すると共に、前記Ｘ線管の焦点を被検体体軸方向にオフセットさせることにより被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを行うものである。

本発明（５）では、上記コリメータ開口部をオフセットさせる代わりに、Ｘ線焦点を被検体体軸方向にオフセットさせるだけの更に簡単な構成及び制御によって、被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを容易に行える。また、Ｘ線焦点をオフセットさせる制御は高速に行えるので、被検体の被曝量を軽減させる点でも都合が良い。

本発明（６）では、上記本発明（５）において、Ｘ線管の焦点をＣＴスキャン時のビュー毎にオフセットさせるものである。従って、各２ビュー分の投影データを効率よく取得できる。

本発明（７）では、上記本発明（５）において、Ｘ線管の焦点をＣＴスキャン時におけるビュー角１８０°の任意整数倍毎にオフセットさせるものである。従って、ＣＴ断層像の再構成に必要な少なくとも各１８０°分の投影データを、Ｘ線焦点に対する少ない制御で、効率よく取得できる。

本発明（８）では、上記本発明（５）において、コリメータのスリット開口を通過したＸ線ファンビームの強度を被検体体軸方向に配列された２つリファレンス検出チャネルで検出して所定時間間隔における各検出出力の差分の移動平均値を求めると共に、該移動平均値が所定値となる方向にＸ線管の焦点位置をフィードバック制御するものである。

本発明（８）によれば、Ｘ線管球の熱膨張／収縮によりＣＴスキャン中のＸ線焦点Ｆが
被検体体軸ＣＬｂ方向に変位しても、これによるＸ線ファンビームの位置ずれ分を該Ｘ線焦点の位置変異に対するフィードバック制御によって補正（即ち、相殺）可能となるため、Ｘ線管球の熱変動によらず、常に上記本発明（５）の作用・効果が安定に得られる。

以上述べた如く本発明によれば、簡単な構成及び制御で、被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンが行え、Ｘ線ＣＴ撮影の高分解能化、高性能化に寄与するところが極めて大きい。

以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の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。図２は実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図であり、該装置は、Ｘ線ファンビームＸＬＦＢにより被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャン・読取等を行う走査ガントリ部３０と、被検体１００を載せて体軸ＣＬｂの方向に移動させる撮影テーブル２０と、前記走査ガントリ部３０及び撮影テーブル２０の遠隔制御・処理を行うと共に、Ｘ線撮影技師や医者が各種の設定・操作を行う操作コンソール部１０とを備える。

走査ガントリ部３０において、４０は回転陽極型のＸ線管、４０ＡはＸ線管制御部、５０はＸ線のスライス厚を制限するコリメータ、５０Ａはコリメータ制御部、７０は多数（ｎ＝１０００程度）のＸ線検出素子がチャネルＣＨ方向に配列されているＸ線検出器、８０はＸ線検出器７０の検出信号に基づき被検体１００の投影データｇ（Ｘ，θ）を生成し、収集するデータ収集部（ＤＡＳ）、３５はこれらＸ線撮影系を被検体体軸ＣＬｂの回りに回転自在に支持する走査ガントリ、３０Ａは走査ガントリ３５の回転制御部である。

なお、このＸ線検出器７０は端部にリファレンスチャネルＲを備えており、ここには被検体体軸方向に２つのＸ線検出素子Ｒａ，Ｒｂが配列されている。また、該検出素子Ｒａ，Ｒｂに対して常に均一・公平なＸ線が照射されるように、コリメータ５０の対応箇所（Ｘ線ビーム線上）には切り欠き部５０ｐが設けられている。

操作コンソール部１０において、１１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理（本発明によるＣＴ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、１１ａはそのＣＰＵ、１１ｂはＣＰＵ１１ａが使用するＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、１２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、１３はＣＴ撮影に関する各種情報を表示するための表示装置（ＣＲＴ）、１４はＣＰＵ１１ａと走査ガントリ部３０及び撮影テーブル２０等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、１５はデータ収集部８０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、１６は投影（スキャン）データやＣＴ断層像データを最終的に蓄積・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２次記憶装置（ハードディスク装置ＨＤＤ等）である。

この構成により、コリメータ５０を通過したＸ線ファンビームＸＬＦＢは被検体１００を透過してＸ線検出器７０の検出列に一斉に入射する。データ収集部８０はＸ線検出器７０の各検出出力１〜ｎに対応する投影データｇ（Ｘ，θ）を生成し、これらをデータ収集バッファ１５に格納する。ここで、Ｘは検出チャネルの番号、θはビュー角である。一方、リファレンスチャネルＲａ，Ｒｂの各検出信号ａ，ｂはコリメータ制御部５０Ａ又はＸ線制御部４０Ａに入力されて、本発明のＣＴ撮影制御に利用される。その詳細は後述する。更に、走査ガントリ３５が僅かに回転した各ビュー角θで上記同様のＸ線撮影を行い、こうして走査ガントリ１回転分の投影データを収集・蓄積する。

また同時に、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２０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１００の所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄積し、これらを最終的にハードディスク装置１６に格納する。そして、ＣＰＵ１１ａ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１００のＣＴ断層像を再構成し、これを表示装置１３に表示する。

次に本発明によるいくつかのＣＴスキャン方式を具体的に説明する。図３〜図５は第１の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図（１）〜（３）で、コリメータ５０のスリット開口部を被検体体軸方向にオフセットさせることにより、被検体体軸方向に高分解能の投影データを取得する場合を示している。

図３にＣＴ撮影時の側面図を示す。図において、５０はコリメータユニット、５２ａ，５２ｂは断面カム形状の円柱様体（又は円筒様体）からなるコリメータ部材（以下、ローラと呼ぶ）、５１はローラ５２ａ，５２ｂを回転自在に軸支するベース、５５は例えばローラの最長径端部位置に埋設された磁石、５６は磁石５５の通過を検出する磁気センサ（ＭＳ）、５７はローラ５２ａ，５２ｂを回転駆動するモータ（Ｍ）、５８はモータ制御部、５４はベース５１を矢印Ｓ方向にスライドさせるスライド機構部、５３はスライド機構部５４とベース５１間を連結するリンク、５０Ａはコリメータ制御部、７２はリファレンスチャネルの検出信号ａ，ｂの差分に基づく誤差信号ｖｅを求める誤差検出部、７３は所定時間間隔における誤差信号ｖｅの移動平均値ｖｉを求める演算部（ＡＤＤ）、７５は移動平均信号ｖｉを増幅する演算増幅器（ＯＰＡ）である。

このＸ線検出器７０には、データＣＨの検出幅を略２分割するような態様でリファレンスＣＨの各検出素子Ｒａ，Ｒｂが設けられている。構造の詳細は後述するが、このリファレンスＣＨに入力するＸ線ファンビームは、ローラ５２ａ，５２ｂのカム形状部分を通過しないため、通常は、ビーム幅ｗ’（＞ｗ）のオフセットしない安定なＸ線がリファレンス検出素子Ｒａ，Ｒｂの各検出面に対して、その入射線量が被検体体軸方向に略２分される態様で入射するが、Ｘ線管回転陽極４１の熱膨張／収縮等によりＸ線焦点Ｆが被検体体軸の方向に変位した場合には、このバランスが崩れてビーム幅ｗ’のＸ線はリファレンス検出素子Ｒａ，Ｒｂのいずれか一方に多く入射することなる。そこで、この偏りを検出して、この偏りが無くなる方向にスライド機構部５４を制御することにより、Ｘ線焦点Ｆの中心が常にリファレンスチャネルＲａ，Ｒｂの丁度境界線上に位置するようにフィードバック制御する。

このフィードバック制御を具体的に言うと、誤差検出部７２は各ビューにおけるリファレンス信号ａ，ｂに基づき誤差信号ｖｅを例えば次式、
ｖｅ＝ｋ・（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）
但し、ｋ：誤差信号ｖｅの検出感度を決定する係数
により求める。挿入図（ａ）に誤差信号ｖｅの検出特性を示す。この誤差信号ｖｅは、上式に含まれる正規化項｛１／（ａ＋ｂ）｝の作用により、コリメータ５０のスリット幅ｗ’によらず、一定の範囲内（−ｋ≦ｖｅ≦ｋ）で直線的に変化することになる。

演算部７３は誤差検出部７２から時系列（ビュー毎）に発生する各誤差信号ｖｅを各所定時間間隔に渡って累積加算（即ち、積分又はフィルタリング）すると共に、各時点における移動平均値ｖｉを生成する。演算増幅器７５は入力の信号ｖｉを増幅して信号ｖｃをスライド機構部５４に加え、スライド機構部５４は信号ｖｃによって例えば誤差信号ｖｅが０となる方向にコリメータベース５１を移動させる。このようなフィードバック制御により、回転陽極４１の熱膨張／収縮等によりＸ線焦点Ｆが被検体体軸方向に移動しても、
該Ｘ線焦点Ｆの中心を常にリファレンスチャネルＲａ，Ｒｂの丁度境界線上に位置させることが可能となる。

本第１の実施の形態では、この状態で、更にコリメータ５０のローラ５２ａ，５２ｂを矢印ｒ方向に一定速度で回転させることにより、該ローラ５２ａ，５２ｂを通過する幅ｗのＸ線ファンビームＸＬＦＢは、図示の如く、左端の点線位置と右端の実線位置との間を往復動することになる。この状態におけるＸ線検出器７０の各データＣＨではＸ線ファンビームＸＬＦＢが図の左右に僅かにオフセットするが、各検出面はビーム幅ｗをカバーするに十分な検出幅を有しているため、それぞれに適正な投影データｇ（Ｘ，θ）を検出できる。この状態で、図の点線と実線の各Ｘ線ファンビームＸＬＦＢに着目すると、これらは被検体１００の互いに接近した２経路を透過しており、これによって被検体体軸方向に高いスキャン分解能が得られる。

図４はコリメータ５０の平面図で、図（ａ）はスリット幅ｗが図の右端側にオフセットした状態を示している。ローラ５２ａ，５２ｂの下端側は断面円形に構成されているため、ローラ５２ａ，５２ｂの回転によらず、この部分のスリット開口幅ｗ’は常に一定である。これにより、リファレンスチャネルＲａ，Ｒｂには一定ビーム幅ｗ’のＸ線ファンビームが照射されることになる。一方、ローラ５２ａ，５２ｂの中間部は断面がカム形状に構成されているため、データチャネル１〜ｎに対応するコリメ−タスリットは一定の開口幅ｗを維持したまま図の左右に振動することになる。図（ｂ）にスリット幅ｗが図の左端側にオフセットした状態を示す。そして、このようなローラ５２ａ，５２ｂを軸支するコリメータベース５１の全体がスライド機構部５４により矢印Ｓ方向にスライド可能となっている。

なお、上記スリット開口幅ｗをオフセットさせるために、断面カム形状のローラ５２ａ，５２ｂを一定速度で回転させる場合を述べたが、これに限らない。例えば２枚のコリメータ平板を被検体体軸と垂直方向の平行に設け、得られた一定のスリットｗを図の左右方向にオフセットさせるように構成しても良い。

図５に第１の実施の形態におけるＣＴスキャン時の各ビューとＸ線ファンビームとの関係を示す。本第１の実施の形態ではＸ線ファンビームを被検体体軸方向に僅かに変位（オフセット）させることにより、高いスキャン分解能を得ている。図５（ａ）に一例のスキャン方式を示す。例えば、今、あるビューＶｉを図の手前側で撮影したら、次のビューＶｊを後ろ側で撮影し、更に次のビューＶｋを手前側で撮影する。この時、奇数番目のビューＶｉ，Ｖｋと偶数番目のビューＶｊとでビュー角が僅かに異なるが、各ビュー角は既知であるから、ＣＴ断層像を再構成するのには問題とはならない。なお、スリット幅ｗが図４の右端側にオフセットした状態を磁気センサ５６で検出すれば、該検出信号の時系列を２分周することで、スリット幅ｗが図４の左端側にオフセットしたタイミングを正確に推定でき、これらのタイミング信号に同期して各ビューＶｉ，Ｖｊ，Ｖｋ等の撮影を適正に行える。

あるいは、図５（ｂ）に示す如く、ある時点の３６０°（又は１８０°）分の全ビューを図の手前側で連続的に撮影し、次に被検体を動かさない状態で、３６０°（又は１８０°）分の全ビューを図の後ろ側で連続的に撮影する。上記いずれの場合も、コリメータ５０を僅かにオフセット（振動）させるだけの簡単な構成及び制御により実現でき、被検体体軸方向に高いスキャン分解能が得られる。

図６は第２の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図で、上記コリメータ５０の開口ｗをオフセットさせる代わりに、Ｘ線焦点Ｆを被検体体軸方向にオフセットさせることにより、被検体体軸方向に高分解能の投影データを取得する場合を示している。挿
入図（ｃ）にコリメータ５０の平面図を示す。このコリメータ５０は２枚の平板を平行に並べてスリットｗを形成するような通常のもので良い。またこの例のＸ線管４０は内部に静電型の電子銃４２Ｅと電子ビーム偏向部４３Ｅとを備えている。なお、以下の説明では、記号< >はベクトルを表す。

電子銃４２Ｅは、管電流ｍＡにより駆動されるヒータＨと、それぞれに円筒形の陰極Ｃと、格子Ｇと、第１の陽極Ａ１とを含み、管電圧ｋＶによりバイアスされる回転陽極４１（即ち、第２の陽極Ａ２）と共に、該回転陽極４１の表面に集束するような電子ビームを形成する。電子ビーム偏向部４３Ｅは、上下２枚の平行平板電極４３ａ，４３ｂを含み、これらにビーム偏向用電圧±Ｖを加えることにより、該平行平板電極４３ａ，４３ｂの間には均一な電界±<Ｅ>が形成される。そして、この空間をｚ軸方向に進む電子は、この電界<Ｅ>によりｙ軸方向に働く力<ｆ>、
<ｆ>＝ｑ<Ｅ>
但し、ｑ：電子の電荷
を受ける結果、第２のクロスオーバ点（即ち、Ｘ線焦点Ｆ）は電界±<Ｅ>に応じてｙ軸方向に変位可能となっている。

偏向制御部６０Ａは、リファレンス信号ａ，ｂを比較してこれらの誤差信号ｖｅを検出する誤差検出部６１と、所定時間間隔における誤差信号ｖｅの移動平均値ｖｉを求める演算部（ＡＤＤ）６２と、該制御信号ｖｉに対して本発明によりＸ線ファンビームを積極的にオフセットさせるためのオフセット信号ＯＦＳを加算（重畳）する加算器６３と、得られた制御信号ｖｃに対応する制御電圧Ｖを生成する差動増幅器（ＤＶＡ）６４とを備える。誤差検出部６１は、各ビューにおけるリファレンス信号ａ，ｂに基づき誤差信号ｖｅを例えば、次式
ｖｅ＝ｋ・（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）
但し、ｋ：誤差信号ｖｅの検出感度を決定する係数
により求める。挿入図（ａ）に誤差信号ｖｅの検出特性を示す。

演算部６２は誤差検出部６１から時系列（ビュー毎）に発生する誤差信号ｖｅを累積加算（即ち、積分又はフィルタリング）して各時点における移動平均値信号ｖｉを生成する。この制御信号ｖｉは差動増幅器６４を介して電子ビーム偏向部４３Ｅの平行平板電極４３ａ，４３ｂに印加され、誤差信号ｖｅが例えば略０となる方向にＸ線焦点Ｆを移動させるものである。このようなフィードバック制御により、回転陽極４１の熱膨張／収縮によりＸ線焦点Ｆがｚ軸方向に移動しても、Ｘ線焦点Ｆを常にリファレンスチャネルＲａ，Ｒｂの丁度境界線上に位置させるよう補正することがが可能となる。

本第２の実施の形態では、この制御信号ｖｉにオフセット信号ＯＦＳを重畳することにより、焦点Ｆは現時点の基準位置を中心にして被検体体軸方向の前後に強制的ににオフセット（振動）させられる。挿入図（ｂ）にビュー毎に変化する場合のオフセット信号ＯＦＳを示す。この状態で、図の点線と実線による各Ｘ線ファンビームに着目すると、これらは被検体１００の互いに接近した２経路を透過しており、これによって被検体体軸方向に高いスキャン分解能が得られる。

なお、この例では誤差信号ｖｅがビュー毎に振動するが、累積加算器６２の積分作用によって振動成分は除去されるため、制御信号ｖｉの位置補正作用には影響を与えない。一方、上記図５（ｂ）に示した如く、Ｘ線焦点Ｆをビュー角１８０°の整数倍でオフセットさせる場合には、誤差信号ｖｅがビュー毎に一定の方向に偏ることになるが、この偏りを維持するようにフィードバック系を維持することで、Ｘ線ファンビームをいずれか一方に偏った状態に維持できる。

図７は第３の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図で、Ｘ線焦点位置を制御するための電磁式の電子銃４２Ｍと電子ビーム偏向部４３Ｍとを備える場合を示している。なお、このＸ線管４０における回転陽極４１の斜面の傾斜角θは、上記図６に示した回転陽極４１の傾斜角θよりも大きくなっており、よって、電子ビームのｙ軸方向への僅かな変位制御でもＸ線焦点Ｆを被検体体軸方向に大きく変位させることが可能となる。

電子銃４２Ｍは、管電流ｍＡにより駆動されるヒータＨと、円筒形の陰極Ｃと、円筒内部にｚ軸方向と平行な均一磁場<Ｂ>（＝μ₀<Ｈ>）を生成する集束用コイルＦＯＣ（又は永久磁石でも良い）とを含み、管電圧ｋＶによりバイアスされる回転陽極４１と共に、該回転陽極４１の表面で集束するような電子ビームを形成する。

即ち、ヒータＨで加熱され、陰極Ｃから放出された電子束のうち、ｚ軸方向と平行に進む成分は磁場<Ｂ>の作用を受けずに管電圧ｋＶのみよって加速されて直進し、回転陽極４１に至る。一方、磁場<Ｂ>とある角度をなして進むような近軸電子は、磁場<Ｂ>との相互作用により軸と直角の方向に力を受ける結果、該軸に沿って螺旋運動を起こし、このとき丁度ｚ軸上に戻る時に回転陽極４１に至るように磁場<Ｂ>が調整される。こうして、最終的に回転陽極４１の表面で集束するような電子ビームが形成される。

電子ビーム偏向部４３Ｍは、系の軸方向に進む電子ビームを挟むようにして設けられたビーム進行方向左右の２つの偏向コイルＤＦＣａ，ＤＦＣｂを含み、これらに制御電流Ｉを流すことで、両偏向コイルＤＦＣａ，ＤＦＣｂの間には均一磁場<Ｂ>（＝μ₀<Ｈ>）が形成される。そして、この空間をｚ軸方向に進む電子（ビーム）は、この磁場<Ｂ>によりｙ軸方向に働く力<ｆ>、
<ｆ>＝ｑ<ｖ>×<Ｂ>
但し、ｑ：電子の電荷
<ｖ>：電子の速度
×：ベクトル積
<Ｂ>：磁束密度
を受ける結果、この場合の電子ビームの集束点（即ち、Ｘ線焦点Ｆ）は磁場<Ｂ>に応じてｙ軸方向に変位可能となっている。

偏向制御部６０Ａにおいて、誤差検出部６１は上記図６で述べたものと同様でよい。また、この演算部６２には制御電流Ｉに一定のバイアス分を加えるための定数βが加算されている。加算機６３は制御信号ｖｉにオフセット信号ＯＦＳを加算する。そして、電流増幅器Ｑは、例えばＦＥＴを使用した定電流源回路からなり、ゲート端子Ｇの制御電圧ｖｃ（＝ｖｅの移動平均値＋β＋ＯＦＳ）に対応する制御電流ＩがソースＳとドレインＤ間に流れる。この制御電流Ｉは電子ビーム偏向部４３Ｍの偏向コイルＤＦＣａ，ＤＦＣｂに流れることで、例えば誤差信号ｖｅが略０となる方向にＸ線焦点Ｆを移動させる。このようなフィードバック制御により、回転陽極４１の熱膨張／収縮によりＸ線焦点Ｆがｚ軸方向の移動しても、該Ｘ線焦点Ｆを常にリファレンスチャネルＲａ，Ｒｂの丁度境界線上に位置させるよう補正することがが可能となる。挿入図（ａ）にフィードバック制御のための制御電流Ｉの出力特性を示す。制御電流Ｉには一定のバイアス電流Ｉ_βが加算されている。

本第３の実施の形態では、この制御信号Ｉにオフセット信号ＯＦＳの成分を重畳することにより、Ｘ線焦点Ｆは現時点の基準位置を中心にして体軸方向の前後に強制的にオフセットさせられる。挿入図（ｂ）にビュー毎に変化する場合のオフセット信号ＯＦＳを示す。この状態で、図の点線と実線による各Ｘ線ファンビームに着目すると、これらは被検体１００の互いに接近した２経路を透過しており、これによって被検体体軸方向に高いスキャン分解能が得られる。

なお、上記各実施の形態ではＸ線検出器７０が１列（シングルスライスＣＴ）の場合への適用例を述べたが、これに限らない。本発明はＸ線検出素子が被検体体軸方向に複数列配列されている所謂マルチスライスＣＴにも適用できることは明らかである。この場合は複数の各Ｘ線検出列毎に高いスキャン分解能が得られる。

また、上記各実施の形態ではアキシャルスキャン方式への適用例を示したが、本発明はビューゴ毎にＸ線焦点をオフセットさせるヘリカルスキャン方式にも適用できる。

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。

本発明の原理を説明する図である。 実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図である。 第１の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図（１）である。 第１の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図（２）である。 第１の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図（３）である。 第２の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図である。 第３の実施の形態によるＣＴスキャン方式の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 操作コンソール部
１１ 中央処理装置
１１ａ ＣＰＵ
１１ｂ 主メモリ（ＭＭ）
１２ 入力装置
１３ 表示装置（ＣＲＴ）
１４ 制御インタフェース
１５ データ収集バッファ
１６ 二次記憶装置（ハードディスク装置等）
２０ 撮影テーブル
３０ 走査ガントリ部
３５ 走査ガントリ
４０ Ｘ線管
５０ コリメータ
７０ Ｘ線検出器
８０ データ収集部（ＤＡＳ）

Claims (8)

1. 被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体のＸ線投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管より射出されたＸ線を、該Ｘ線の被検体体軸方向における幅よりも幅の狭いスリット開口を有するコリメータによりコリメートして該スリット開口よりも幅の広いデータチャネル検出面を有するＸ線検出器に入射すると共に、前記コリメータのスリット開口部を被検体体軸方向にオフセットさせることにより被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. コリメータのスリット開口部をＣＴスキャン時のビュー毎にオフセットさせることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
3. コリメータのスリット開口部をＣＴスキャン時におけるビュー角１８０°の任意整数倍毎にオフセットさせることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
4. コリメータのスリット開口を通過したＸ線ファンビームの強度を被検体体軸方向に配列された２つリファレンス検出チャネルで検出して所定時間間隔における各検出出力の差分の移動平均値を求めると共に、該移動平均値が所定値となる方向にコリメータ全体の位置をフィードバック制御することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器を備え、被検体のＸ線投影データに基づきＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管より射出されたＸ線を、被検体体軸方向のＸ線幅を制限するためのコリメータのスリット開口によりコリメートしてこれを該スリット開口よりも幅の広いデータチャネル検出面を有するＸ線検出器に入射すると共に、前記Ｘ線管の焦点を被検体体軸方向にオフセットさせることにより被検体体軸方向に高分解能のＣＴスキャンを行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
6. Ｘ線管の焦点をＣＴスキャン時のビュー毎にオフセットさせることを特徴とする請求項５記載のＸ線ＣＴ装置。
7. Ｘ線管の焦点をＣＴスキャン時におけるビュー角１８０°の任意整数倍毎にオフセットさせることを特徴とする請求項５記載のＸ線ＣＴ装置。
8. コリメータのスリット開口を通過したＸ線ファンビームの強度を被検体体軸方向に配列された２つリファレンス検出チャネルで検出して所定時間間隔における各検出出力の差分の移動平均値を求めると共に、該移動平均値が所定値となる方向にＸ線管の焦点位置をフィードバック制御することを特徴とする請求項５記載のＸ線ＣＴ装置。

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