JP2011010888A - Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線検出器のｘ線検出素子間の距離を計測するための計測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光学的計測手段に頼ることなく、Ｘ線検出素子の素子ピッチを計測する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置Ｍは、減弱体スキャン撮影して得た投影データに基づくサイノグラムを読み込むサイノグラム読込部７１と、所定ビュー毎の前記減弱体の濃度値をチャンネルに対してプロットした濃度プロファイルを生成する濃度プロファイル生成部７２と、各濃度プロファイルの代表点が位置する代表チャンネルを算出する代表チャンネル算出部７３と、濃度プロファイル上において計測対象となる素子ピッチに対応するチャンネル間を挟んだビュー間の代表チャンネル位置の変化量と、代表チャンネル位置の変化量の理想値と、計測対象となる素子ピッチの設計値と、に基づいてチャンネル方向の素子ピッチを算出する距離算出部７５と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出器のＸ線検出素子間の距離を計測するための計測プログラムに係り、特に、Ｘ線ＣＴ装置に搭載されたＸ線検出器を構成するＸ線検出素子間の距離を測定する方法に関するものである。

特許文献１には、スライス方向(チャンネル方向に直交する方向)に２列もしくはそれ以上に複数列配置するマルチスライス検出器の製造方法として、ｍ×ｎチャンネルのマトリックスセンサーを単位素子アレイとして作成し、その素子アレイをスライス方向にタイリングすることによってマルチスライスに対応したＸ線検出器の製造方法が開示されている。

特開２００１―２４２２５３号公報

Ｘ線ＣＴ装置では、無効被曝の抑制や再構成画像の画質向上のために、Ｘ線検出素子の配列に高いピッチ精度が要求される。これに対し、特許文献１のような製造方法においては、タイリングを高精度に行うことでその要求を充足してきたが、Ｘ線ＣＴ装置のさらなる多スライス化の要求により、タイリングの数が膨大になり、Ｘ線検出素子間の高いピッチ精度を確保することが困難になってきたという問題があった。

また、Ｘ線検出素子がタイリングされた状態でＸ線検出素子のピッチを光学的に計測しようとしても、タイリング後の状態では、Ｘ線検出素子のピッチを決める光反射部材により構成されたチャンネル分離層が、表面にある光反射部材によって覆い隠されてしまっているということ、さらにコリメータ板が存在しているということにより、非常に困難であるという問題があった。

更に、Ｘ線検出素子のピッチを光学的に直接計測する代わりに、光学的に計測可能なポイントに基準を設けてその基準間の距離を計測したり、３次元測定装置を使用して計測したりすることも考えられるが、いずれも短時間で高精度な計測を行うためには大掛かりな装置が必要であることから、システム納品先でのピッチの計測は困難であった。よって、Ｘ線検出素子の故障を修理する際に、システム納品先でＸ線検出素子をモジュール単位で交換することで修理コスト・時間を最小限にすることができるにも関わらず、上記の如く交換後のピッチ計測が困難であるため、現在は製品製造時にピッチ計測されているＸ線検出器一式との交換を行っており、非常にコスト・時間がかかってしまっているという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、光学的な計測に頼ることなく、Ｘ線検出器のチャンネル間のピッチを計測可能なＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出器のチャンネルピッチ計測プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生させるＸ線管と、複数のＸ線検出素子をチャンネル方向とスライス方向とにマトリクス状に配置して構成され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを回転させる回転手段と、前記投影データに基づいて画像再構成演算を行う画像再構成手段と、を備え、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との間に減弱体を配置してスキャン撮影して得た投影データに基づくサイノグラムを読み込むサイノグラム読込手段と、前記サイノグラムに基づいて、所定ビュー毎の前記減弱体の濃度値をチャンネル方向にプロットした濃度プロファイルを生成する濃度プロファイル生成手段と、前記所定ビュー毎の濃度プロファイルの各々について、濃度プロファイルの代表点が位置する代表チャンネルを算出する代表チャンネル算出手段と、前記濃度プロファイル上において計測対象となる前記Ｘ線検出素子間に対応するチャンネル間を挟んだ、複数ビューに亘る前記代表チャンネル位置の変化量と、前記代表チャンネル位置の変化量の理想値と、前記計測対象となる前記Ｘ線検出素子間の設計値と、に基づいて、前記Ｘ線検出素子間のチャンネル方向の距離を算出する距離算出手段と、を備えることを特徴とする。

上記「Ｘ線検出素子間の距離」は、Ｘ線検出素子１つが１チャンネルを構成する場合、チャンネル間の距離に相当する。

また、本発明に係るＸ線検出器のＸ線検出素子間の距離を計測するための計測プログラムは、Ｘ線ＣＴ装置に搭載され、複数のＸ線検出素子をチャンネル方向とスライス方向とにマトリクス状に配置して構成され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出器の前記Ｘ線検出素子間の距離を計測するための計測プログラムであって、前記Ｘ線ＣＴ装置により、減弱体をスキャン撮影して得た投影データに基づくサイノグラムを読み込むサイノグラム読込ステップと、前記サイノグラムに基づいて、所定ビュー毎の前記減弱体の濃度値をチャンネルに対してプロットした濃度プロファイルを生成する濃度プロファイル生成ステップと、前記所定ビュー毎の濃度プロファイルの各々について、濃度プロファイルの代表点が位置する代表チャンネルを算出する代表チャンネル算出ステップと、前記濃度プロファイル上において計測対象となる前記Ｘ線検出素子間に対応するチャンネル間を挟んだ、複数ビューに亘る前記代表チャンネル位置の変化量と、前記代表チャンネル位置の変化量の理想値と、前記計測対象となる前記Ｘ線検出素子間の設計値と、に基づいて、前記Ｘ線検出素子間のチャンネル方向の距離を算出する距離算出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、減弱体の投影データに基づいて所定ビュー毎の減弱体の濃度プロファイルを生成し、この濃度プロファイルと設計値とを用いて演算することでＸ線検出素子間の距離を計測することができる。そのため、高精度で大掛かりなＸ線検出素子間の距離（以下「素子ピッチ」という）計測器を使用せずに、ピッチ計測が可能となるため、システム納品先でのＸ線検出素子故障によるＸ線検出素子モジュール交換後の素子ピッチ計測が容易となり、検出器故障から短時間・低コストで復帰させることが可能となる。また、本発明によれば、検出器製造時にも同様の方法で、Ｘ線検出素子の素子ピッチばらつきの計測が可能となる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の正面図 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の側断面の模式図 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のユニット構成図 Ｘ線検出素子モジュールの配置（ポリゴン）を示す模式図 マルチスライスのＸ線検出素子モジュールを示す模式図 図５に示すＸ線検出素子モジュールのＡ―Ａ’断面図 素子ピッチ計測プログラムの構成図 第一実施形態に係る素子ピッチ計測方法の処理の流れを示すフローチャート 第一実施形態における減弱体配置図 第一実施形態におけるサイノグラムとビューデータの関係図 第一実施形態における素子ピッチの計測方法の処理内容を示す模式図 第二実施形態におけるサイノグラムとビューデータの関係図 第二実施形態におけるモジュール間ピッチの計測方法の処理内容を示す模式図

以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下、図１乃至図３に基づいて、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の正面図、図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の側断面の模式図、図３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のユニット構成図である。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置Ｍは、図３に示すように、主にスキャナユニット１と、テーブルユニット１４と、操作卓ユニット１２とを備え、スキャナユニット１とテーブルユニット１４と操作卓ユニット１２とは、信号ケーブル１３により互いに接続されている。

Ｘ線ＣＴ装置Ｍのスキャナユニット１内には、図１、２に示すように、被検体１１を中心に回転する回転板２があり、その中央には被検体１１を載置した天板１４ｔを搬送するための開口部１ｈを備える。この回転板２の上には、スキャン計測のためのＸ線を放射するＸ線管を内部に納めたＸ線管装置３と、Ｘ線管装置３での発熱を効率的に放熱するための放熱装置４と、Ｘ線管装置３からのＸ線を所定の厚さに絞るＸ線コリメータ５と、Ｘ線管装置３下に固定された画像上のハレーションを制御し且つＸ線被曝低減を目的としてＸ線の強度を減衰させる補償フィルタ６と、被検体１１を透過したＸ線を受けそのＸ線強度に対応した電気信号（投影データ）を出力するＸ線検出器７と、Ｘ線検出器７の電気信号を適正なレベルに増幅し画像再構成演算を行うためのディジタルデータに変換する増幅回路装置８と、回転板用モータ９の動きを制御する制御装置１０などが搭載されている。

Ｘ線ＣＴ装置Ｍの操作卓ユニット１２には、図示を省略するものの、パラメータや操作指示の入力を行うためのキーボード、トラックボールなどの入力装置と、投影データを再構成してＣＴ画像を生成する画像再構成プログラムや、本実施形態に係るＸ線検出器のＸ線検出素子間の距離（以下「素子ピッチ」という。）を計測するための計測プログラム、また、計測プログラムから出力された素子ピッチに基づいて、投影データが得られないチャンネル間の投影データを補間／補正を行うデータ補間／補正プログラムなどの各種プログラムや再構成画像、及び計測プログラムから出力された素子ピッチを記憶するためのハードディスクやメモリなどの記憶装置と、ＣＰＵやＭＰＵからなる制御・演算装置と、再構成画像や計測プログラムから出力された素子ピッチを示す表示用データを表示する表示装置とを備える。上記プログラムはメモリにロードされてＣＰＵやＭＰＵにより実行されることによりその機能を実現する。

次に図４、図５、図６に基づいてＸ線検出器７の構成について説明する。図４は、Ｘ線検出素子モジュールの配置（ポリゴン）を示す模式図、図５は、マルチスライスのＸ線検出素子ジュールを示す模式図であり、このうち、（ａ）は正面から見た模式図を示し、（ｂ）は側面から見た模式図である。また、図６は、図５に示すＸ線検出素子モジュール２０のＡ―Ａ’断面図である。

Ｘ線検出器７は、図４、５に示すように、放射線の照射によって光を発生するシンチレータアレイ２１と、このシンチレータアレイ２１が発生する光を電流に変換する光電変換素子２２とを組み合わせた単位素子を６×６個配列した単位素子アレイ２８を、検出素子モジュール基板２３上にスライス方向に沿って４つ備えたＸ線検出素子モジュール２０を、略円弧状のポリゴンに配置して成る。個々のＸ線検出素子モジュール２０は、図５、６に示すように、検出素子モジュール基板２３に配列された数チャンネルの光電変換素子２２と、この上に積層されたシンチレータアレイ２１と、検出回路等へ接続するコネクタ２４からなり、シンチレータアレイ２１は光電変換素子２２の複数チャンネルに対応して、光反射部材２５により分離されている。また、シンチレータアレイ２１の表面にも、対応する光電変換素子以外への光の流出を防ぐ光反射部材２６が設けられている。図５中の両方向矢印は、素子ピッチ（第二実施形態ではＸ線検出素子モジュール２０の継ぎ目ピッチに相当）の一例を示す。

さらに分割されたシンチレータアレイ２１のＸ線入射口側には、個々のシンチレータアレイ２１に入射されるＸ線量を制御するとともに散乱線を低減するためのコリメータ板２７が配置される。このコリメータ板２７がないと、散乱Ｘ線を検出するチャンネルの出力は大きくなり計測パス上の被検体の減弱量が見かけ上小さく計測され、この分は誤差となる。このような誤差があると、これらのデータを使って再構成された再構成画像では濃度分解能が低下する。特に、減弱率の大きい被検体では、計測パス経由のＸ線量に対する散乱Ｘ線の量が相対的に多いため、濃度分解能の低下が問題となる。

次に図７に基づいて、本実施形態に係る素子ピッチ計測プログラムについて説明する。図７は素子ピッチ計測プログラムの構成図である。

本実施に係る素子ピッチ計測プログラムは、濃度プロファイルを生成する基となるサイノグラムを読み込むサイノグラム読込部７１と、計測対象となる素子ピッチの位置や濃度プロファイルを生成するビュー数等のパラメータを設定するパラメータ設定部７２と、読み込んだサイノグラムに基づいて濃度プロファイルを生成する濃度プロファイル生成部７３と、各濃度プロファイルの代表値を示すチャンネル番号を算出する代表チャンネル算出部７４と、各濃度プロファイルの代表チャンネル位置の変化量と、代表チャンネル位置の変化量の理想値と、計測対象となる素子ピッチの設計値と、に基づいて、Ｘ線検出器間の距離（素子ピッチ）を算出する距離算出部７５と、算出された素子ピッチを示すデータを出力する出力部７６と、を備える。出力部７６は、算出された素子ピッチを操作卓ユニット１２の表示装置に出力してもよい。また、操作卓ユニット１２の記憶装置に投影データ補間／補正プログラム、例えば不等ピッチ投影データを等ピッチ投影データに補間／補正するプログラムが格納される場合に、その投影データ補間／補正プログラムに対し、算出された素子ピッチを出力し、投影データの補間／補正を行うように構成してもよい。

次に図８〜図１１に基づいて、本実施形態の素子ピッチ計測方法について説明する。図８は、第一実施形態に係る素子ピッチ計測方法の処理の流れを示すフローチャート、図９は、第一実施形態に減弱体配置図、図１０は、第一実施形態におけるサイノグラムとビューデータの関係図、図１１は、第一実施形態における素子ピッチの計測方法の処理内容を示す模式図である。

（ステップＳ１）
サイノグラム読込部７１は、素子ピッチの計測に用いるサイノグラムを読み込む（Ｓ１）。本実施形態では、均一な素材(鉄、アルミ、プラスティック等の一般的な構造材)を用い、円柱状に構成された減弱体である円柱状のロッド３１を、図９に示すスキャン範囲３２の外に設置し、一回転分撮影することにより得られたサイノグラムを読み込む。ロッド３１をスキャン範囲３２の外に設置する理由は、Ｘ線検出器７の周辺部分を含む全チャンネル範囲内において素子ピッチの計測を行うためである。図１０は、ロッド３１をスキャン範囲３２外に設置して撮影して得た投影データにより生成したサイノグラムを示す。図１０のサイノグラムの縦軸は回転角度を示し、横軸はファンビーム方向、即ちチャンネル方向を示す。以下、回転角度をビューと称し、各角度におけるデータをビューデータと呼ぶ。ロッド３１をスキャン範囲３２外に設置することにより、図１０のサイノグラムにおいて、ロッド３１のプロファイルが全チャンネルに亘って計測される。

また、図１０のサイノグラムには、ロッド３１の二つのサイノグラム３３、３４が示されている。サイノグラム３３は、スキャン撮影中においてロッド３１が、Ｘ線検出器７よりもＸ線管３に近い状態で撮影されたビューの投影データをプロットしたサイノグラムであり、サイノグラム３４は、スキャン撮影中においてロッド３１が、Ｘ線管３よりもＸ線検出器７に近い状態で撮影されたビューの投影データをプロットしたサイノグラムである。後述する濃度プロファイルを生成するステップにおいて、サイノグラム３３と比較して、単位ビュー（例えば６ビュー）あたりのロッド３１のチャンネル方向の変化がより緩やかなサイノグラム３４を用いたほうが、より高精度に素子ピッチの計測が行える。

サイノグラム読込部７１は、サイノグラムの読み込みに代わり、ロッド３１の投影データを読み込んで、これに基づいてサイノグラムを生成してもよい。

（ステップＳ２）
素子ピッチの計測に必要なパラメータを設定する（Ｓ２）。パラメータとして、例えば、計測対象となる素子ピッチに対応する二つのチャンネル番号や、計測対象となる素子ピッチが位置するスライス位置がある。これは、図５に示すように、同一チャンネルにおいてもスライス位置が変わると素子ピッチが変わり得るためである。操作者は、操作卓ユニット１２の入力装置から設定するパラメータを入力し、パラメータ設定部７２がその入力値に基づいてパラメータを設定する。パラメータ設定部７２は、操作者の入力の他、予め操作卓ユニット１２の記憶装置に格納された各種パラメータを読み出して必要なパラメータを設定してもよい。パラメータの設定が不要な時はこのステップは省略される。

（ステップＳ３）
濃度プロファイル生成部７３は、サイノグラム３４を用いてビューごとのロッド３１の濃度値をチャンネルに対してプロットした濃度プロファイルを生成する（Ｓ３）。濃度プロファイルは、１ビュー毎に求めてもよいし、複数ビュー毎に求めてもよい。なお、濃度プロファイルを生成する際、サイノグラム３３を用いてもよい。

（ステップＳ４）
代表チャンネル算出部７４は、ステップＳ３で生成した各濃度プロファイルについて、各々の濃度プロファイルの代表点が位置する代表チャンネルの番号を算出する（Ｓ４）。本実施形態では、各濃度プロファイルの重心を代表点とし、重心チャンネルの番号を求める。なお、代表点として、濃度プロファイルがピーク値となるチャンネル位置や、濃度プロファイルの半値幅の中点となるチャンネル位置でもよい。

（ステップＳ５）
距離算出部７５は、距離算出部７５が計測対象となる素子ピッチを挟んだ二つのプロファイルから得られた二つの重心チャンネルの位置の変化量と、その変化量の理想値と、素子ピッチの設計値とに基づいて対象となる素子ピッチの計測を行う（Ｓ５）。距離算出部７５は、濃度プロファイル上において計測対象となる素子ピッチに対応するチャンネル間を挟み、且つロッド３１の濃度プロファイルが計測対象となるチャンネル間を含まないとする条件を満たす２つのビューを選択する。例えば図１０では、４４０チャンネルと４４１チャンネルとの間を計測対象とするとき、ビュー１４３４とビュー１４４０とが、この条件を満たすように選択された二つのビューである。そして、それら２つのビュー間での重心チャンネル位置の変化量ΔG(i)と、幾何学的な理論値ΔG(ideal)との比較を行って計測対象となる素子ピッチを下式（１）（２）に従って計測する。幾何学的な理論値ΔG(ideal)は、計測対象となる素子ピッチが設計値に従って設けられているときに、上記選択された二つのビュー間での重心チャンネル位置の変化量に相当する。

Channel Gap＝−｛ΔG(i)−ΔG(ideal)｝×P[mm]・・・（１）
計測対象となる素子ピッチ＝Channel Gap+P・・・（２）
但し、計測対象となる素子ピッチの設計値からのずれ：Channel Gap
素子ピッチ(設計値):P[mm]
重心チャンネル位置の変化量(理論値)：ΔG(ideal)
計測対象となる素子ピッチに対応するチャンネルを挟んだ時の重心チャンネル位置の変化量：ΔG(i)

本ステップの処理を図１１に基づいて説明する。図１１は、計測対象となる素子ピッチに対応するチャンネル間を４４０チャンネルと４４１チャンネルとの間とした場合の処理の内容を示す模式図であり、この例では、ロッド３１の投影データを６ビューおきにプロットして二つのビュー１４３４、１４４０の濃度プロファイルを生成している。

１４３４ビューにおける濃度プロファイル（４３２チャンネルから４４０チャンネルまで）４０と、１４４０ビューにおける濃度プロファイル（４４１チャンネルから４４８チャンネルまで）４１とは、濃度プロファイル４０、４１の各重心チャンネルが計測対象となる素子ピッチに対応する４４０チャンネルと４４１チャンネルとの間を挟み、かつその間を含まない２つのビューの濃度プロファイルである。

ステップＳ４において代表チャンネル算出部７４により各濃度プロファイルの重心チャンネルの番号は算出されており、濃度プロファイル４０の重心チャンネルはＧ_１４３４＝４３６．５８４５（チャンネル）、濃度プロファイル４１の重心チャンネルはＧ_１４４０＝４４４．５０００（チャンネル）である。

そこで、プロットした投影データから求めた重心チャンネルが６ビュー間等速度で移動していると仮定することにより４４０−４４１チャンネル間に対応する素子ピッチを計測する。

重心チャンネル位置の変化量：ΔG(i)＝Ｇ_１４４０−Ｇ_１４３４・・・（３）
この変化量を用いて式（１）（２）より、計測対象となる素子ピッチを求めることができる。例えば、ΔG(ideal)＝8.00735、P＝1.000（mm/channel）とすると、式（１）より、理想値からのずれ量Channel Gapは、
Channel Gap＝−｛（444.5000−436.5845）−8.00735｝×1.000＝0.092（mm）
となる。よって、計測対象となるＸ線検出素子間のチャンネル方向の距離（素子ピッチ）Ｐ_440-441は、
Ｐ_440-441＝0.092+１＝1.092(mm)
となり、４４０−４４１チャンネルピッチに対応する素子ピッチは1.092mmとなる。

（ステップＳ６）
出力部７５は、ステップＳ５において算出された素子ピッチをその利用態様に合わせて出力する（Ｓ６）。出力部７５は、素子ピッチを用いて投影データの補間／補正を行う場合は、投影データ補間／補正プログラムが必要なときに読みだせるように操作卓ユニット１２の記憶装置に格納したり、投影データ補間／補正プログラムの実行中に出力部７５から引き渡してもよいし、素子ピッチを示す表示用データを生成し、操作卓ユニット１２の表示装置に表示させたりしてもよい。

本実施形態によれば、光学的な計測方法に頼ることなくロッド３１の投影データを用いて素子ピッチを計測することができる。そのため、光学的な計測機器が不要となる。また、システム納品先においてＸ線検出器７を構成するＸ線検出素子モジュール２０を交換した場合にも、素子ピッチを計測することができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態は、隣り合うＸ線検出素子モジュール２０間の距離（以下「継ぎ目ピッチ」という）がＸ線検出素子モジュール２０内の検出素子ピッチばらつきと比べて十分大きいＸ線検出器７において、Ｘ線検出器素子モジュール２０の継目ピッチを計測対象となる素子ピッチとした場合に適用される。本実施形態では、上記第一実施形態の幾何学的な理論値の代わりに、Ｘ線検出素子モジュール２０の継ぎ目を挟まないビュー間での代表チャネル位置の変化量を用いる。

以下、図１２及び１３に基づいて第二実施形態について説明する。図１２は、第二実施形態におけるサイノグラムとビューデータの関係図であり、図１３は、第二実施形態におけるモジュール間ピッチの計測方法の処理内容を示す模式図である。

第二実施形態では、上記第一実施形態のステップＳ５において特定した２つのビューに加え、Ｘ線検出素子モジュール２０の継ぎ目を挟まない複数のビューを特定する。そして、それら複数のビュー間での重心チャンネル位置の変化量に基づいてＸ線検出素子モジュール２０の継ぎ目を挟まないビュー間での変化量ΔG(measure)を計測する。このΔG(measure)を上記第一実施形態における幾何学的な理論値ΔG(ideal)に代えて、計測対象となる素子ピッチの設計値からのずれを下式（４）に従って計測する。
Channel Gap＝−(ΔG(i)−ΔG(measure))×P[mm]・・・（４）
但し、計測対象となる素子ピッチ：Channel Gap
Ｘ線検出素子モジュールの継目ピッチ(設計値):P[mm]
Ｘ線検出素子モジュール継目を挟まないビュー間での変化量：ΔG(measure)
Ｘ線検出素子モジュール継目を挟んだビュー間での変化量：ΔG(i)

図１３は、図１２のサイノグラムに基づき、投影データを６ビュー毎にプロットした濃度プロファイルであり、Ｘ線検出素子モジュール２０の継ぎ目が４４０チャンネルと４４１チャンネルとの間にある。そこで、その継ぎ目を挟んで左右各二つの濃度プロファイル、合計４つの濃度プロファイルを用いてΔG(measure)を計測する。

代表チャンネル算出部７４により、上記Ｓ４において１４２８ビューにおける濃度プロファイル４２（４２５チャンネルから４３２チャンネルまで）と、１４４６ビューにおける濃度プロファイル４３（４４９チャンネルから４５６チャンネルまで）との各々について、重心チャンネルは算出されている。

濃度プロファイル４２の重心チャンネルの番号はＧ_１４２８＝４２８．５７８１（チャンネル）、濃度プロファイル４３の重心チャンネルの番号はＧ_１４４６＝４５２．５０８３（チャンネル）である。

１４３４ビューの濃度プロファイル４０と、１４４０ビューの濃度プロファイル４１とは、第一実施形態と同様である。

プロットした投影データから求めた重心チャンネルが１８ビュー（３×６ビュー）間等速度で移動していると仮定することにより４４０−４４１チャンネル間に対応する素子ピッチを計測する。

Ｘ線検出素子モジュール２０の継ぎ目を挟んだビュー間での変化量ΔG(i)は、第一実施形態と同様であり、前述の式（３）により得られる。

Ｘ線検出素子モジュール２０の継ぎ目を挟まないビュー間での変化量ΔG(measure)は、下式（５）により得られる。
ΔG(measure)＝｛（Ｇ_１４４６−Ｇ_１４４０）＋（Ｇ_１４３４−Ｇ_１４２８）｝／２・・・（５）
又は、ΔG(measure)＝Ｇ_１４４６−Ｇ_１４４０、ΔG(measure)＝Ｇ_１４３４−Ｇ_１４２８でもよい。

P=1.0mm/Channelとして、式（４）に式（３）及び式（５）を代入すると、
Channel Gap=-{（444.5000-436.5845）-（452.5083-444.5000+436.5845-428.5781）/2｝×1.000＝0.092（mm）
となり、４４０−４４１チャンネル間の設計値からのずれは、0.092mmとなる。

これを第一実施形態の式（２）に代入すると、
Ｐ_440-441＝0.092+１＝1.092(mm)
となり、４４０−４４１チャンネル間に対応する素子ピッチは1.092mmとなる。

本実施形態によれば、投影データを用いてＸ線検出素子モジュール２０の継ぎ目を挟まないときの重心チャンネル位置の移動量を求めるため、第一実施形態のように幾何学的な理論値が不明な場合でも、所望するＸ線検出素子モジュール間の距離を計測することができる。

＜第三実施形態＞
第二実施形態においては、減弱体の材質と大きさとを限定していなかったが、第三実施形態は、減弱体として、この減弱体の濃度プロファイルのチャンネル方向の幅がＸ線検出素子モジュール２０の幅以下となるロッド３１を用いる。

材質を金属製に限定することで濃度プロファイルの生成に好適な減衰が得られる。さらに、減弱体の大きさを、この減弱体の濃度プロファイルのチャンネル方向の幅がＸ線検出素子モジュール２０の幅以下となるように構成することで、計測対象のＸ線検出モジュール継ぎ目に対し、それと隣り合うＸ線検出モジュール継ぎ目にロッド３１の濃度プロファイルがかからなくなる。本実施形態によれば、Ｘ線検出素子モジュール２０継ぎ目を跨がない形状で、十分な減衰が得られた濃度プロファイルを生成できるため、Ｘ線検出素子モジュール２０の継ぎ目ピッチを計測の精度をより向上させることが出来る。

＜第四実施形態＞
第四実施形態は、第一、第二実施形態のＳ１において、複数の回転分の撮影により得られた投影データを読み込み、それら複数回転分の投影データを回転回数で除算した投影データを用いて、Ｓ２以下の各処理を行う。ビュー間のばらつきが素子ピッチの計測精度を悪化させる要因となるが、本実施形態によれば、複数回転分の投影データを平均化することによって、ビュー間のばらつきを減少させ、素子ピッチの計測精度を改善することが出来る。

＜第五実施形態＞
第五実施形態は、第一、第二実施形態のＳ１において、ロッド３１をスキャン範囲３２内に設置して撮影した投影データを読み込む。ロッド３１の配置をスキャン範囲３２内に設置することによって、Ｘ線検出器７周辺部の素子ピッチの計測は不便となるが、画質への影響が強いＸ線検出器７中央部の計測精度を改善することが出来る。

１：スキャナユニット、１ｈ：開口部、２：回転板、３：Ｘ線管装置、４：放熱装置、５：Ｘ線コリメータ、６：補償フィルタ、７：Ｘ線検出器、８：増幅回路装置、９：回転板用モータ、１０：制御装置、１１：被検体、１２：操作卓ユニット、１３：信号ケーブル、１４：テーブルユニット、１４ｔ：天板、２０：Ｘ線検出素子モジュール、２１：シンチレータアレイ、２２：光電変換素子、２３：検出素子モジュール基板、２４：コネクタ、２５：光反射部材(分離層)、２６：光反射部材(表面)、２７：コリメータ板、２８：単位素子アレイ、３１：円柱形ロッド、３２：スキャン範囲、３３：プロファイル、３４：プロファイル、４０：濃度プロファイル、４１：濃度プロファイル、４２：濃度プロファイル、４３：濃度プロファイル、Ｍ：Ｘ線ＣＴ装置

Claims (10)

1. Ｘ線を発生させるＸ線管と、
   複数のＸ線検出素子をチャンネル方向とスライス方向とにマトリクス状に配置して構成され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを回転させる回転手段と、
   前記投影データに基づいて画像再構成演算を行う画像再構成手段と、を備え、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との間に減弱体を配置してスキャン撮影して得た投影データに基づくサイノグラムを読み込むサイノグラム読込手段と、
   前記サイノグラムに基づいて、所定ビュー毎の前記減弱体の濃度値をチャンネルに対してプロットした濃度プロファイルを生成する濃度プロファイル生成手段と、
   前記所定ビュー毎の濃度プロファイルの各々について、濃度プロファイルの代表点が位置する代表チャンネルを算出する代表チャンネル算出手段と、
   前記濃度プロファイル上において計測対象となる前記Ｘ線検出素子間に対応するチャンネル間を挟んだ、複数ビューに亘る前記代表チャンネル位置の変化量と、前記代表チャンネル位置の変化量の理想値と、前記計測対象となる前記Ｘ線検出素子間の設計値と、に基づいて、前記Ｘ線検出素子間のチャンネル方向の距離を算出する距離算出手段と、
   を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記距離算出手段は、前記代表チャンネル位置の変化量と前記理想値との差分に前記設計値を乗じた値を前記Ｘ線検出素子間の距離の前記設計値からのずれ量として算出し、このずれ量に前記設計値を加算することにより前記Ｘ線検出素子間の距離を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記理想値は、前記計測対象となる前記Ｘ線検出素子間が前記設計値に従って配置されたときの前記代表チャンネル位置の変化量の幾何学的な理論値、又は前記濃度プロファイル上において前記計測対象となる前記Ｘ線検出素子間に対応するチャンネル間を挟まない複数のビューに亘る前記代表チャンネル位置の変化量である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記Ｘ線検出器は、基板と、この基板に配列された複数チャンネルの光電変換素子と、この光電変換素子上に積層されたシンチレータアレイと、を備えて構成されたＸ線検出素子モジュールを、隙間をあけてチャンネル方向に配置して構成され、
   前記距離算出手段は、前記Ｘ線検出素子モジュール間の隙間を、前記Ｘ線検出素子間の距離として算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記減弱体は、この減弱体の前記濃度プロファイルの前記チャンネル方向の幅が、前記Ｘ線検出素子モジュールの幅以下となる金属製の円柱状体を用いて構成される、
   ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記サイノグラム読込手段は、前記減弱体をスキャン範囲外に設置してスキャン撮影することにより得られた投影データに基づく前記サイノグラムを読み込む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記サイノグラム読込手段は、前記減弱体を複数回スキャン撮影することにより得られた投影データを平均化して得られた前記サイノグラムを読み込む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記Ｘ線ＣＴ装置は、算出された前記Ｘ線検出素子間の距離に基づいて、前記投影データが得られないチャンネル間の投影データを補間又は補正する投影データ補間／補正手段を更に備え、
   前記画像再構成手段は、補間又は補正後の前記投影データに基づいて画像再構成演算を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記Ｘ線ＣＴ装置は、算出された前記Ｘ線検出素子間の距離を表示する表示手段を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. Ｘ線ＣＴ装置に搭載され、複数のＸ線検出素子をチャンネル方向とスライス方向とにマトリクス状に配置して構成され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出器の前記Ｘ線検出素子間の距離を計測するための計測プログラムであって、
    前記Ｘ線ＣＴ装置により、減弱体をスキャン撮影して得た投影データに基づくサイノグラムを読み込むサイノグラム読込ステップと、
    前記サイノグラムに基づいて、所定ビュー毎の前記減弱体の濃度値をチャンネルに対してプロットした濃度プロファイルを生成する濃度プロファイル生成ステップと、
    前記所定ビュー毎の濃度プロファイルの各々について、濃度プロファイルの代表点が位置する代表チャンネルを算出する代表チャンネル算出ステップと、
    前記濃度プロファイル上において計測対象となる前記Ｘ線検出素子間に対応するチャンネル間を挟んだ、複数ビューに亘る前記代表チャンネル位置の変化量と、前記代表チャンネル位置の変化量の理想値と、前記計測対象となる前記Ｘ線検出素子間の設計値と、に基づいて、前記Ｘ線検出素子間のチャンネル方向の距離を算出する距離算出ステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするＸ線検出器のＸ線検出素子間の距離を計測するための計測プログラム。

Images