JP2008302066A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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    • A61B6/50—Clinical applications
    • A61B6/508—Clinical applications for non-human patients

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of cosmic rays, etc. in the calibration of an X-ray CT apparatus. <P>SOLUTION: In the calibration performed by actual irradiation/detection with a fan beam 12, an X-ray generator 10 and an X-ray detector 20 are disposed in the horizontal direction (in the x-axis direction). Specifically, the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are moved as a rotary base 72 is rotated by a rotating mechanism 70, and the normal of the detection face of the semiconductor device array 22 is turned approximately in the horizontal direction. As the possibility of muons coming approximately in the vertical direction (in the z-axis direction) is high, the possibility of muons flying into the detection face can be reduced by turning the normal of the detection face of the semiconductor device array 22 approximately in the horizontal direction. As a result, the calibration including the detection of X rays is hardly affected by muons, etc., and therefore, the calibration can be more accurately performed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置のキャリブレーションに関する。   The present invention relates to calibration of an X-ray CT apparatus.

動物や人間などの被検体にＸ線を照射して透過したＸ線から得られる投影データに基づいて被検体のＸ線画像を形成するＸ線ＣＴ装置が知られている。Ｘ線画像を利用することにより、被検体の体内の様子を視覚的に診断することができるため、例えば人間に対する医療の現場においてＸ線ＣＴ装置は欠かせない存在となっている。また、人間以外の動物に関する治療や実験などにおいてもＸ線ＣＴ装置の利用価値は極めて高い。   There is known an X-ray CT apparatus that forms an X-ray image of a subject based on projection data obtained from X-rays transmitted by irradiating a subject such as an animal or a human with X-rays. By using the X-ray image, it is possible to visually diagnose the state of the subject in the body. For example, the X-ray CT apparatus is indispensable in the medical field for humans. In addition, the utility value of the X-ray CT apparatus is extremely high in treatments and experiments related to animals other than humans.

一般にＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生器から被検体に対してＸ線を照射して被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、その検出結果に基づいてＸ線画像を形成する。従って、高画質で高品質なＸ線画像を形成するためには、Ｘ線発生器から照射されるＸ線の強度やＸ線検出器におけるＸ線の検出感度などを安定させることが望ましい。   In general, an X-ray CT apparatus irradiates a subject with X-rays from an X-ray generator, detects X-rays transmitted through the subject with an X-ray detector, and forms an X-ray image based on the detection result. To do. Therefore, in order to form a high-quality and high-quality X-ray image, it is desirable to stabilize the intensity of X-rays emitted from the X-ray generator, the X-ray detection sensitivity of the X-ray detector, and the like.

そこで、Ｘ線の強度やＸ線の検出感度などを安定させるために、これらを調整するキャリブレーションが行われる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置を利用して撮像を行う前に、Ｘ線ＣＴ装置のキャリブレーションが行われ、Ｘ線発生器やＸ線検出器などが適宜調整される。キャリブレーションを正確に行うためには、キャリブレーション時にノイズなどの影響を受けないことが望ましい。   Therefore, in order to stabilize the X-ray intensity, the X-ray detection sensitivity, etc., calibration for adjusting these is performed. For example, before performing imaging using an X-ray CT apparatus, the X-ray CT apparatus is calibrated, and an X-ray generator, an X-ray detector, and the like are adjusted as appropriate. In order to perform calibration accurately, it is desirable that calibration is not affected by noise or the like.

Ｘ線ＣＴ装置による撮像時などにおける外来ノイズとして、宇宙線が知られている。宇宙線は、宇宙空間から不規則的に絶え間なく地球に飛び込み、大気中の原子と衝突してミューオンなどとして地表に飛来する。こうした宇宙線などの外来放射線がＸ線ＣＴ装置による撮像や測定において悪影響を及ぼす場合がある。そのため、従来から、宇宙線による影響の度合いを知るための技術や宇宙線による影響を取り除くための技術がいくつか提案されている。   Cosmic rays are known as extraneous noise during imaging with an X-ray CT apparatus. Cosmic rays randomly and constantly jump from outer space into the earth, collide with atoms in the atmosphere and fly to the surface as muons. Such extraneous radiation such as cosmic rays may adversely affect imaging and measurement by the X-ray CT apparatus. For this reason, several techniques for knowing the degree of influence of cosmic rays and techniques for removing the influence of cosmic rays have been proposed.

例えば、特許文献１には、撮像素子を利用して光を撮像して画像を形成し、さらに２枚の高エネルギー検出セルを利用して宇宙線の通過位置を検出し、撮像された画像と検出された宇宙線の通過位置を重ねて表示させることにより、画像中の宇宙線の通過位置における点が宇宙線によるものであることを認識させる技術が記載されている。   For example, in Patent Document 1, an image is picked up using an image sensor to form an image, and further, two high-energy detection cells are used to detect the passage position of cosmic rays. A technique for recognizing that a point at a passing position of a cosmic ray in an image is caused by a cosmic ray by displaying the passing position of the detected cosmic ray in an overlapping manner is described.

また、特許文献２には、バックグランドノイズとなる宇宙線成分を除去する体表面モニタが記載されており、特許文献３には、宇宙線および内部バックグランドに相当する検出パルスを除去して高精度の放射線検出を行う技術が記載されている。   Patent Document 2 describes a body surface monitor that removes cosmic ray components that become background noise, and Patent Document 3 removes detection pulses corresponding to cosmic rays and internal background to increase the level of the body surface monitor. Techniques for accurate radiation detection are described.

特開平５−３１２９５５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-31955 特開平１１−４４７６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-44766 特開平１１−３２６５２６号公報JP-A-11-326526

上記のような背景において、本願発明者らは、Ｘ線ＣＴ装置のキャリブレーション時における宇宙線などの影響に注目して研究開発を重ねてきた。   In the background as described above, the inventors of the present application have made research and development by paying attention to the influence of cosmic rays and the like during calibration of the X-ray CT apparatus.

本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、Ｘ線ＣＴ装置のキャリブレーションにおける宇宙線などの影響を低減することにある。   The present invention has been made in the course of research and development, and an object thereof is to reduce the influence of cosmic rays and the like in the calibration of an X-ray CT apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線発生部と、Ｘ線を検出する複数の半導体素子からなる半導体素子アレイを備えたＸ線検出部と、Ｘ線発生部とＸ線検出部を互いに対向させた状態で回転する回転駆動部と、Ｘ線の検出データに基づいてＸ線画像データを形成する画像形成部と、を有し、前記回転駆動部は、Ｘ線検出部によってＸ線を検出するキャリブレーションにおいて、Ｘ線検出部の検出面の法線が実質的に水平方向となるようにＸ線発生部とＸ線検出部を回転させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an X-ray CT apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes an X-ray generator that irradiates X-rays and an X-ray device that includes a semiconductor element array including a plurality of semiconductor elements that detect X-rays. A line detection unit, a rotation drive unit that rotates with the X-ray generation unit and the X-ray detection unit facing each other, and an image formation unit that forms X-ray image data based on the X-ray detection data. In the calibration for detecting the X-rays by the X-ray detection unit, the rotation driving unit detects the X-ray generation unit and the X-rays so that the normal of the detection surface of the X-ray detection unit is substantially horizontal. The part is rotated.

上記態様において、Ｘ線検出部は、例えば電荷蓄積方式の半導体Ｘ線検出器などであり、半導体素子により直接的にＸ線を検出するものが望ましい。つまり、シンチレータなどを介してＸ線を光に変換してＣＣＤなどで光を検出する間接的な検出器よりも、Ｘ線の照射によって結晶中に生じる電子などを直接的に検出する検出器が望ましい。例えば電荷蓄積方式の半導体Ｘ線検出器であれば、ＣＣＤなどで光を検出する間接的なタイプに比べて、およそ１０００倍程度の感度の向上が可能になる。但し、単にＸ線の検出感度を高めると、被検体を透過したＸ線の検出感度が高められるものの、宇宙線などに対する感度も高められ、Ｘ線の検出感度などに関するキャリブレーション時において、宇宙線などによる影響が無視できなくなる。   In the above aspect, the X-ray detector is, for example, a charge storage type semiconductor X-ray detector or the like, and preferably detects X-rays directly by a semiconductor element. In other words, rather than an indirect detector that detects light with a CCD or the like by converting X-rays into light via a scintillator or the like, a detector that directly detects electrons or the like generated in the crystal by irradiation with X-rays. desirable. For example, with a charge storage type semiconductor X-ray detector, the sensitivity can be improved by about 1000 times compared to an indirect type in which light is detected by a CCD or the like. However, simply increasing the detection sensitivity of X-rays increases the detection sensitivity of X-rays that have passed through the subject, but also increases the sensitivity to cosmic rays and the like. The effects of such things can not be ignored.

上記態様においては、宇宙線などによる影響を低減させるために、望ましくは宇宙線などによる影響を完全に無くすために、Ｘ線の検出動作を含んだキャリブレーションにおいて、Ｘ線検出部の検出面の法線が実質的に水平方向となるようにＸ線発生部とＸ線検出部を回転させている。宇宙線（例えばミューオン）は、ほぼ鉛直方向に沿って飛来する確率が高いことが知られている。例えば、地上付近におけるミューオンの角度分布は、地表に対する角度をθとするとｃｏｓ２θに比例した分布を示すことが知られている。そこで、上記態様においては、Ｘ線検出部の検出面の法線が実質的に水平方向となるようにＸ線発生部とＸ線検出部を回転させることにより、Ｘ線検出部の検出面にミューオンなどが飛び込むことを低減させている。その結果、Ｘ線の検出動作を含んだキャリブレーションにおいて、ミューオンなどの影響を受け難くなり、一層正確にキャリブレーションを行うことが可能になる。 In the above-described aspect, in order to reduce the influence of cosmic rays or the like, and preferably to completely eliminate the influence of cosmic rays or the like, in the calibration including the detection operation of the X-rays, The X-ray generation unit and the X-ray detection unit are rotated so that the normal line is substantially in the horizontal direction. It is known that cosmic rays (for example, muons) have a high probability of flying almost along the vertical direction. For example, it is known that the muon angular distribution near the ground shows a distribution proportional to cos 2 θ, where θ is the angle with respect to the ground surface. Therefore, in the above aspect, by rotating the X-ray generation unit and the X-ray detection unit so that the normal of the detection surface of the X-ray detection unit is substantially horizontal, the detection surface of the X-ray detection unit Reduces the jumping of muons. As a result, in the calibration including the X-ray detection operation, it is difficult to be affected by muons and the like, and it is possible to perform calibration more accurately.

望ましい態様において、前記Ｘ線検出部の検出面は平板状であることを特徴とする。検出面を平板状とすることにより、ミューオンなどが検出面に飛び込むことをさらに低減させることができる。   In a preferred aspect, the detection surface of the X-ray detection unit is flat. By making the detection surface flat, it is possible to further reduce muons and the like from jumping into the detection surface.

本発明により、Ｘ線ＣＴ装置のキャリブレーションにおいて宇宙線などによる影響を低減することが可能になる。   The present invention makes it possible to reduce the influence of cosmic rays and the like in calibration of an X-ray CT apparatus.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図１には、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施形態が示されており、図１は、その全体構成を示す機能ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置は、例えばマウス、ラット、モルモット、ハムスターなどの小動物の被検体９０に関するＣＴ測定に適している。なお、被検体９０は、これら例示のものに限定されない。   FIG. 1 shows a preferred embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration thereof. This X-ray CT apparatus is suitable for CT measurement on a subject 90 of a small animal such as a mouse, rat, guinea pig, or hamster. The subject 90 is not limited to these examples.

Ｘ線発生器１０は、例えば容器などに収容された被検体９０に対してＸ線を照射する。つまり、Ｘ線発生器１０は、立体的な末広形状のファンビーム１２を照射する。ファンビーム１２は、角錐形状であることが望ましい。但しファンビーム１２が円錐形状などであってもよい。   The X-ray generator 10 irradiates the subject 90 accommodated in, for example, a container with X-rays. That is, the X-ray generator 10 irradiates the fan beam 12 having a three-dimensional divergent shape. The fan beam 12 preferably has a pyramid shape. However, the fan beam 12 may be conical.

Ｘ線検出器２０は、被検体９０を挟んでＸ線発生器１０に対向して配置され、被検体９０を透過するファンビーム（Ｘ線）１２を検出する。Ｘ線検出器２０は、電荷蓄積方式の半導体Ｘ線検出器であり、複数の半導体素子からなる半導体素子アレイ２２を備えている。そして、Ｘ線の照射によって各半導体素子の固体中に生じる電子などを計測することによりＸ線が直接的に（Ｘ線を光などに変換することなく）検出される。   The X-ray detector 20 is disposed to face the X-ray generator 10 with the subject 90 interposed therebetween, and detects a fan beam (X-ray) 12 that passes through the subject 90. The X-ray detector 20 is a charge storage type semiconductor X-ray detector, and includes a semiconductor element array 22 composed of a plurality of semiconductor elements. And X-rays are detected directly (without converting X-rays into light or the like) by measuring electrons generated in the solid of each semiconductor element by irradiation of X-rays.

半導体素子アレイ２２を構成する複数の半導体素子は二次元的に配列される。例えば、図のＸ軸方向に沿って直線状に２０００個の半導体素子が並べられ、図のＹ軸方向に沿って直線状に６０個の半導体素子が並べられ、合計１２００００個の半導体素子により平板状の検出面を備えた半導体素子アレイ２２が形成される。なお、半導体素子の上記素子数はあくまでも一例であり、本発明はこれの素子数に限定されない。また、半導体素子アレイ２２の検出面の大きさは、例えば小動物の被検体９０を対象とする場合には、Ｘ軸方向に沿って３０ｃｍ程度でありＹ軸方向に沿って６ｍｍ程度である。半導体素子アレイ２２の素子数や大きさは、測定対象となる被検体９０の大きさなどに応じて決定されてもよい。   A plurality of semiconductor elements constituting the semiconductor element array 22 are two-dimensionally arranged. For example, 2000 semiconductor elements are arranged linearly along the X-axis direction of the figure, and 60 semiconductor elements are arranged linearly along the Y-axis direction of the figure, and a total of 120,000 semiconductor elements form a flat plate. A semiconductor element array 22 having a detection surface is formed. Note that the number of semiconductor elements described above is merely an example, and the present invention is not limited to this number of elements. The size of the detection surface of the semiconductor element array 22 is, for example, about 30 cm along the X-axis direction and about 6 mm along the Y-axis direction when the subject 90 is a small animal. The number and size of the semiconductor element array 22 may be determined according to the size of the subject 90 to be measured.

Ｘ線検出器２０によるＸ線の検出データ、つまり被検体９０を透過するファンビーム１２から得られる投影データは、半導体素子アレイ２２の各チャンネルごとに得られる。例えば、各半導体素子を１チャンネルとして、半導体素子アレイ２２の全体で１２００００チャンネルの投影データがＸ線検出器２０から出力される。なお、いくつかの半導体素子により１つのチャンネルを形成してもよい。   X-ray detection data by the X-ray detector 20, that is, projection data obtained from the fan beam 12 that passes through the subject 90 is obtained for each channel of the semiconductor element array 22. For example, projection data of 120,000 channels as a whole is output from the X-ray detector 20 with each semiconductor element as one channel. Note that one channel may be formed by several semiconductor elements.

また、半導体素子アレイ２２は、ファンビーム１２の底辺の全域を検出できることが望ましい。そのため、半導体素子アレイ２２の検出面とファンビーム１２の底辺は、ほぼ同じ大きさでほぼ同じ形状であることが望ましい。半導体素子アレイ２２の検出面は、例えば平板状に形成されるが、後に説明する回転方向に沿って円弧状に反った形状であってもよい。   Further, it is desirable that the semiconductor element array 22 can detect the entire area of the bottom side of the fan beam 12. Therefore, it is desirable that the detection surface of the semiconductor element array 22 and the bottom side of the fan beam 12 have substantially the same size and the same shape. The detection surface of the semiconductor element array 22 is formed in, for example, a flat plate shape, but may have a shape curved in an arc shape along a rotation direction described later.

Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０は、回転ベース７２に搭載されており、互いの対向配置状態を維持しつつ被検体９０を中心とする円の円周に沿って回転される。回転ベース７２は回転機構７０によって回転される。なお、被検体９０は回転されない。スライド機構８０は、回転ベース７２の回転中心軸方向に沿って、被検体９０をスライド移動させる。例えば被検体９０がテーブルに載せられ、そのテーブルがスライド機構８０により図のＹ軸方向に沿って直線的に移動される。   The X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are mounted on a rotation base 72, and are rotated along the circumference of a circle centered on the subject 90 while maintaining the mutually opposed arrangement state. The rotation base 72 is rotated by the rotation mechanism 70. The subject 90 is not rotated. The slide mechanism 80 slides the subject 90 along the rotation center axis direction of the rotation base 72. For example, the subject 90 is placed on a table, and the table is moved linearly along the Y-axis direction in the figure by the slide mechanism 80.

被検体９０のＸ線ＣＴ画像を形成する際には、まず、スライド機構８０によって被検体９０がＹ軸方向の所定位置に移動され、移動された被検体９０を中心としてＸ線発生器１０とＸ線検出器２０が一回転される。その回転により、Ｘ線発生器１０が、被検体９０に対するファンビーム１２の照射角度を徐々に変化させて複数の照射方向からファンビーム１２を照射し、Ｘ線検出器２０が各照射方向ごとにファンビーム１２を検出する。検出された投影データは、各照射方向ごとに且つ各チャンネルごとにＸ線検出器２０から出力される。   When forming an X-ray CT image of the subject 90, first, the subject 90 is moved to a predetermined position in the Y-axis direction by the slide mechanism 80, and the X-ray generator 10 is centered on the moved subject 90. The X-ray detector 20 is rotated once. By the rotation, the X-ray generator 10 gradually changes the irradiation angle of the fan beam 12 with respect to the subject 90 to irradiate the fan beam 12 from a plurality of irradiation directions, and the X-ray detector 20 performs each irradiation direction. The fan beam 12 is detected. The detected projection data is output from the X-ray detector 20 for each irradiation direction and for each channel.

Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０を一回転させることにより得られる投影データに基づいて被検体９０のＸ線断層画像が形成される。半導体素子アレイ２２がＹ軸方向に６０個（６０チャンネル分）の素子を備えていれば、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０を一回転させることにより６０枚のＸ線断層画像を形成することができる。   An X-ray tomographic image of the subject 90 is formed based on projection data obtained by rotating the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 once. If the semiconductor element array 22 has 60 elements (60 channels) in the Y-axis direction, 60 X-ray tomographic images are formed by rotating the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 once. can do.

Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０が一回転され、Ｘ線断層画像の形成に必要な投影データが収集されると、スライド機構８０によって被検体９０がＹ軸方向に沿って移動され、さらに、その移動された位置においてＸ線発生器１０とＸ線検出器２０が一回転されて投影データが収集される。なお、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０は、Ｙ軸上のある位置において一方向に３６０°回転されて投影データを収集し、次のＹ軸上の位置において逆方向に３６０°回転されて投影データを収集する。もちろん、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０が、常に一定の方向に回転される構成でもよい。   When the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are rotated once and projection data necessary for forming an X-ray tomographic image is collected, the subject 90 is moved along the Y-axis direction by the slide mechanism 80. Further, at the moved position, the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are rotated once to collect projection data. The X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 collect projection data by being rotated 360 ° in one direction at a certain position on the Y axis, and rotated 360 ° in the opposite direction at the next position on the Y axis. To collect projection data. Of course, the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 may always be rotated in a fixed direction.

こうして、スライド機構８０によって被検体９０をＹ軸方向に沿って移動させてＹ軸上の各位置において投影データを収集することにより、被検体９０の全体に亘って投影データが収集され、被検体９０の全体に関するＸ線断層画像を形成することができる。もちろんＹ軸上の必要な位置におけるＸ線断層画像のみを形成するようにしてもよい。   Thus, by moving the subject 90 along the Y-axis direction by the slide mechanism 80 and collecting projection data at each position on the Y-axis, the projection data is collected over the entire subject 90, and the subject is collected. An X-ray tomographic image of the entire 90 can be formed. Of course, only an X-ray tomographic image at a required position on the Y axis may be formed.

Ｘ線検出器２０において各照射方向ごとに且つ各チャンネルごとに得られた投影データは、画像形成部４０へ出力される。画像形成部４０は、複数の投影データに基づいてＸ線画像データを形成する。画像形成部４０は、各照射方向ごとに且つ各チャンネルごとに得られた複数の投影データに基づいて、再構成演算処理を行うことによりＣＴ画像データ（断層画像データ）を構成する。再構成演算については公知の各種の手法を利用することが可能である。また、画像形成部４０は、構成された断層画像データを利用して被検体９０に関する診断パラメータなどを算出してもよい。こうして、画像形成部４０において被検体９０の断層画像データが形成されると、その断層画像データに対応した断層画像が表示部５０に表示される。   Projection data obtained for each irradiation direction and for each channel in the X-ray detector 20 is output to the image forming unit 40. The image forming unit 40 forms X-ray image data based on a plurality of projection data. The image forming unit 40 configures CT image data (tomographic image data) by performing reconstruction calculation processing based on a plurality of projection data obtained for each irradiation direction and for each channel. Various known methods can be used for the reconstruction operation. Further, the image forming unit 40 may calculate diagnostic parameters and the like related to the subject 90 using the configured tomographic image data. Thus, when tomographic image data of the subject 90 is formed in the image forming unit 40, a tomographic image corresponding to the tomographic image data is displayed on the display unit 50.

図１に示すＸ線ＣＴ装置の各構成（各機能ブロック）は、制御部６０によって集中的に制御される。また、図１に示す構成のうちの一部がコンピュータなどによって実現されてもよい。例えば、画像形成部４０と表示部５０がコンピュータによって実現され、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０などを備えた測定ユニットとそのコンピュータが接続されて、図１のＸ線ＣＴ装置が実現されてもよい。   Each component (each functional block) of the X-ray CT apparatus shown in FIG. 1 is centrally controlled by the control unit 60. A part of the configuration shown in FIG. 1 may be realized by a computer or the like. For example, the image forming unit 40 and the display unit 50 are realized by a computer, and the measurement unit including the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 and the computer are connected to realize the X-ray CT apparatus of FIG. May be.

次に、図１のＸ線ＣＴ装置のキャリブレーションにおいてミューオンなどの宇宙線の影響を低減する方法について説明する。ミューオンは、例えば数分から数十分に１度程度の頻度でＸ線検出器２０に飛来する。ミューオンは比較的高エネルギーであるため、ミューオンが電荷蓄積方式のＸ線検出器２０に入射すると、それを検出した半導体素子の投影データは特異的な値となる。例えばＸ線発生器１０から照射されて被検体９０を透過したＸ線の投影データの値に対して、ミューオンを検出した際の投影データの値は、数十倍から数百倍程度の大きな値となる。そのため、Ｘ線の検出動作を含んだキャリブレーションにおいて、ミューオンの影響が無視できない。そこで、本実施形態においては、Ｘ線検出器２０の検出面の方向を調整してミューオンの影響を低減させる。   Next, a method for reducing the influence of cosmic rays such as muons in the calibration of the X-ray CT apparatus of FIG. For example, muons fly to the X-ray detector 20 with a frequency of about once every several minutes to several tens of minutes. Since the muon is relatively high energy, when the muon is incident on the charge storage type X-ray detector 20, the projection data of the semiconductor element that detects the muon has a specific value. For example, the value of projection data when detecting a muon is a large value of several tens to several hundreds of times compared to the value of X-ray projection data irradiated from the X-ray generator 10 and transmitted through the subject 90. It becomes. Therefore, the influence of muon cannot be ignored in the calibration including the X-ray detection operation. Therefore, in the present embodiment, the direction of the detection surface of the X-ray detector 20 is adjusted to reduce the influence of muons.

図２は、キャリブレーション時の検出面の方向を説明するための図である。図２には、図１に示したＸ線ＣＴ装置のＸ線発生器１０とＸ線検出器２０を回転させた状態が示されている。なお、図１に示した画像形成部４０と表示部５０と制御部６０とスライド機構８０は、図２において図示省略されている。   FIG. 2 is a diagram for explaining the direction of the detection surface during calibration. FIG. 2 shows a state in which the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 of the X-ray CT apparatus shown in FIG. 1 are rotated. Note that the image forming unit 40, the display unit 50, the control unit 60, and the slide mechanism 80 illustrated in FIG. 1 are omitted in FIG.

キャリブレーションは、Ｘ線ＣＴ装置を電気的または機械的に調整する作業であり、Ｘ線ＣＴ装置を利用して撮影などを行う前に、例えば一日に一度だけ実施される。キャリブレーションでは、例えば、Ｘ線を実際に照射検出して実施されるＸ線の強度やＸ線の検出感度に関する調整や、回転機構７０の回転動作に関する機械的な調整や、スライド機構のスライド動作に関する機械的な調整などが行われる。本実施形態では、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０を図２に示すような位置に回転させてから、Ｘ線を実際に照射検出して行われるキャリブレーションが実施される。   The calibration is an operation of adjusting the X-ray CT apparatus electrically or mechanically, and is performed only once a day before performing imaging using the X-ray CT apparatus. In the calibration, for example, adjustment relating to the X-ray intensity and X-ray detection sensitivity that are performed by actually detecting and irradiating X-rays, mechanical adjustment relating to the rotation operation of the rotation mechanism 70, and slide operation of the slide mechanism. Mechanical adjustments are made. In the present embodiment, the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are rotated to positions as shown in FIG. 2, and then calibration is performed by actually detecting and irradiating X-rays.

図２において、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０は、水平方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。つまり、回転機構７０によって回転ベース７２が回転されることにより、図１に示す位置から図２に示す位置にＸ線発生器１０とＸ線検出器２０が回転移動され、半導体素子アレイ２２の検出面の法線がほぼ水平方向に向けられる。そして、この配置状態で、Ｘ線発生器１０からファンビーム１２が照射され、Ｘ線検出器２０によってそのファンビーム１２を検出することにより、例えば、Ｘ線（ファンビーム１２）の照射強度や、Ｘ線の検出感度が調整される。その際、図２に示すように半導体素子アレイ２２の検出面の法線がほぼ水平方向を向いているため、ミューオンの影響を受け難い。   In FIG. 2, the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are arranged along the horizontal direction (X-axis direction). That is, when the rotation base 72 is rotated by the rotation mechanism 70, the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are rotated from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. The normal of the surface is oriented almost horizontally. In this arrangement state, the fan beam 12 is irradiated from the X-ray generator 10, and the fan beam 12 is detected by the X-ray detector 20, for example, the irradiation intensity of the X-ray (fan beam 12), X-ray detection sensitivity is adjusted. At that time, as shown in FIG. 2, since the normal of the detection surface of the semiconductor element array 22 is substantially horizontal, it is hardly affected by muons.

ミューオンは、ほぼ鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って飛来する確率が高いことが知られている。例えば、地上付近におけるミューオンの角度分布は、地表（Ｘ軸方向）に対する角度をθとするとｃｏｓ２θに比例した分布を示すことが知られている。そこで、本実施形態のように半導体素子アレイ２２の検出面の法線をほぼ水平方向とすることにより、例えば検出面の法線を鉛直方向とする場合に比べ、ミューオンが検出面に飛び込む確率を低減させることができる。その結果、Ｘ線の検出動作を含んだキャリブレーションにおいて、ミューオンなどの影響を受け難くなり一層正確にキャリブレーションを行うことが可能になる。 It is known that muons have a high probability of flying along a substantially vertical direction (Z-axis direction). For example, it is known that the muon angular distribution near the ground shows a distribution proportional to cos 2 θ, where θ is the angle with respect to the ground surface (X-axis direction). Therefore, by setting the normal of the detection surface of the semiconductor element array 22 to a substantially horizontal direction as in this embodiment, for example, the probability that the muon jumps into the detection surface is higher than when the normal of the detection surface is the vertical direction. Can be reduced. As a result, in the calibration including the X-ray detection operation, it becomes difficult to be affected by muons and the like, and the calibration can be performed more accurately.

なお、図２に示す配置状態から、Ｘ線発生器１０とＸ線検出器２０を１８０°回転させた状態でＸ線の検出動作を含んだキャリブレーションを実施してもよい。また、Ｘ線の検出動作を含まないキャリブレーション、例えば、回転機構７０の回転動作に関する機械的な調整やスライド機構のスライド動作に関する機械的な調整については、その調整項目に応じてＸ線発生器１０とＸ線検出器２０の配置状態を決定すればよい。   Note that calibration including an X-ray detection operation may be performed in a state where the X-ray generator 10 and the X-ray detector 20 are rotated by 180 ° from the arrangement state shown in FIG. Further, for calibration that does not include the X-ray detection operation, for example, mechanical adjustment related to the rotation operation of the rotation mechanism 70 and mechanical adjustment related to the slide operation of the slide mechanism, an X-ray generator is used according to the adjustment item. 10 and the arrangement state of the X-ray detector 20 may be determined.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the whole structure of the X-ray CT apparatus which concerns on this invention. キャリブレーション時の検出面の方向を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the direction of the detection surface at the time of calibration.

符号の説明Explanation of symbols

１０ Ｘ線発生器、２０ Ｘ線検出器、４０ 画像形成部、７０ 回転機構。   10 X-ray generator, 20 X-ray detector, 40 image forming unit, 70 rotating mechanism.

Claims (2)

Ｘ線を照射するＸ線発生部と、
Ｘ線を検出する複数の半導体素子からなる半導体素子アレイを備えたＸ線検出部と、
Ｘ線発生部とＸ線検出部を互いに対向させた状態で回転する回転駆動部と、
Ｘ線の検出データに基づいてＸ線画像データを形成する画像形成部と、
を有し、
前記回転駆動部は、Ｘ線検出部によってＸ線を検出するキャリブレーションにおいて、Ｘ線検出部の検出面の法線が実質的に水平方向となるようにＸ線発生部とＸ線検出部を回転させる、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 An X-ray generator for irradiating X-rays;
An X-ray detector having a semiconductor element array composed of a plurality of semiconductor elements for detecting X-rays;
A rotation drive unit that rotates in a state where the X-ray generation unit and the X-ray detection unit face each other;
An image forming unit that forms X-ray image data based on X-ray detection data;
Have
In the calibration for detecting the X-rays by the X-ray detection unit, the rotation driving unit sets the X-ray generation unit and the X-ray detection unit so that the normal of the detection surface of the X-ray detection unit is substantially horizontal. Rotate,
An X-ray CT apparatus characterized by that. 請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線検出部の検出面は平板状である、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 1,
The detection surface of the X-ray detection unit is flat.
An X-ray CT apparatus characterized by that.
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