JP2012000386A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ装置において、簡素な構造によってＰＤＡの温度制御を容易にすることでＣＴ画像の画質を向上させ、特に、Ｘ線検出器とＤＡＳとを近接、又は一体化する場合にも温度制御を応用すること。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線源からのＸ線を基に蛍光を発するシンチレータと、蛍光を電気信号に変換する受光素子５２ａ、温度センサ５２ｂ、及び熱源素子５２ｃを有するＰＤＡ５２と、電気信号に基づく透過データを収集するＤＡＳ２４と、温度センサ５２ｂで検知された温度を基に熱源素子５２ｃの電流を調整することで、フォトダイオード５２の温度を制御するコントローラ２６と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、Ｘ線検出器及びデータ収集装置（ＤＡＳ：ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を備え、Ｘ線検出器を構成するＰＤＡ（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ ａｒｒａｙ）の温度を制御するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を挟んで対向配置されたＸ線源及びＸ線検出器を備える。Ｘ線検出器は、体軸方向である天板の長手方向に直交する方向（チャンネル方向）に沿って複数チャンネル（Ｍチャンネル）の検出素子を備える。

Ｘ線検出器には種々のタイプが使用可能であるが、Ｘ線ＣＴ装置では、小型化が可能なシンチレーション検出器を用いるのが一般的である。シンチレーション検出器の各検出素子は、シンチレータと、ＰＤＡ等の光センサとを備える。シンチレータは、前段でコリメートされたＸ線を吸収し、その吸収により蛍光を発生する。ＰＤＡは、蛍光を光センサによって電気信号に変換してデータ収集装置（ＤＡＳ：ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に出力する。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線源から被検体のある断面（以下スライス面と称す）に対して扇状にＸ線ビームを照射し、被検体のあるスライス面を透過したＸ線ビームをＸ線検出器の検出素子毎に電気信号に変換して透過データを収集できる。

また、前述のシングルスライスＸ線ＣＴ装置と比較して、マルチスライスＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器に、Ｍチャンネルの検出素子に加え、被検体の体軸方向に沿って複数列（Ｎ列）の検出素子を備える。マルチスライスＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器は、全体でＭチャンネル×Ｎ列の検出素子を有するＸ線ＣＴ用二次元検出器として構成されている。

図８は、従来のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器及びＤＡＳ周辺の構成の概略を示す側面図である。

図８は、従来のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器（シンチレーション検出器）６１と、ＤＡＳ６２と、Ｘ線検出器６１及びＤＡＳ６２の間に配置される熱遮蔽体６３及びヒータ６４と、Ｘ線検出器６１及びＤＡＳ６２の周辺に配置される冷却ファン６５ａ，６５ｂとを示す。図８に示すように、Ｘ線検出器６１は、被検体を透過したＸ線をコリメートするコリメータ（Ｎ列に対応するＮ個のコリメータ）７１と、コリメータ７１の後段でＸ線を基に電気信号を発生する検出素子（Ｎ列に対応するＮ個の検出素子）７２とを備える。検出素子７２は、シンチレータ（Ｎ個のシンチレータ）８１と、ＰＤＡ（Ｎ個のＰＤＡ）８２とによって構成される。ＤＡＳ６２は、ＰＤＡ８２の後段に配置され、ＰＤＡ８２の電気信号を電圧信号に変換して増幅する。

Ｘ線検出器６１を構成するコリメータ７１及び検出素子７２は一体として構成され、検出素子７２のＰＤＡ８２の温度を一定に保つために熱遮蔽体６３を介して温度の変化の激しいＤＡＳ６２から熱的に遮蔽されている。又は、コリメータ７１及び検出素子７２は一体として構成され、ＰＤＡ８２の温度を一定に保つために熱遮蔽体６３としてのケースに収容される。そして、ＤＡＳ６２の温度変化に影響しないＰＤＡ８２を、約１００〜約１５０［Ｗ］のヒータ６４によって加熱し、また、冷却ファン６５ａによってＰＤＡ８２を冷却することで、ＰＤＡ８２の温度制御を行なう。ＰＤＡ８２は、ヒータ６４及び冷却ファン６５ａによって、例えば室温より高い４０±１［℃］の範囲で温度制御されている。ＰＤＡ８２を温度制御することで、ＣＴ画像の画質を維持することができる。

一方、ＤＡＳ６２は、発熱により基板温度が約６０〜約９０［℃］となる場合があり、ＤＡＳ６２の誤動作を招く。ＤＡＳ６２の過剰な上昇を防ぐために、ＤＡＳ６２の基板に、ＤＡＳ６２を冷却するための冷却ファン６５ｂを取り付ける。このように、ＤＡＳ６２の温度が過剰に上昇しないような構造になっている。

以上のように、Ｘ線検出器６１を温度制御するために、熱遮蔽体６３を用いてＤＡＳ６２の排熱を遮蔽しながら、ＰＤＡ８２側には加熱する機器を備える一方で、ＤＡＳ６２側には冷却する機器を備えている。

特開２００１−２１５２８１号公報 特開２００７−２２００８７号公報

従来のＸ線ＣＴ装置によると、Ｘ線検出器のＰＤＡを温度制御するために、熱遮蔽体を用いてＰＤＡをＤＡＳの排熱を遮蔽しながら、一方では加熱を行ない、他方では冷却を行なうという、電力の無駄が生じていた。

また、近年、ＤＡＳが高集積化され小型化するに伴い、性能向上の観点からＸ線検出器とＤＡＳとを近接して設置する必要がある。この究極のものとして、Ｘ線検出器とＤＡＳとを一体化することも考えられる。しかし、従来のＸ線ＣＴ装置において熱遮蔽体を設置しないと、ＤＡＳの排熱が直接にＰＤＡの温度に影響し、ＰＤＡの一定温度化が困難になる。よって、従来のＸ線ＣＴ装置において熱遮蔽体を設置する必要性があるので、Ｘ線検出器とＤＡＳとの一体化は困難である。さらに、従来のＸ線ＣＴ装置においてヒータを設置しないと、ＰＤＡの高温化が望めない。よって、従来のＸ線ＣＴ装置においてヒータを設置する必要性があるので、Ｘ線検出器とＤＡＳとの一体化は困難である。

加えて、Ｘ線検出器付近にヒータを配置すると、ヒータがノイズ源となる弊害もある。

本発明は、上述のような事情を考慮してなされたもので、簡素な構造によってＰＤＡの温度制御を容易にすることでＣＴ画像の画質を向上させ、特に、Ｘ線検出器とＤＡＳとを近接、又は一体化する場合にも温度制御を応用できるＸ線ＣＴ装置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、上述した課題を解決するために、Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線を基に蛍光を発するシンチレータと、前記蛍光を電気信号に変換する受光素子、温度センサ、及び熱源素子を有するフォトダイオードと、前記電気信号に基づく透過データを収集するデータ収集部と、前記温度センサで検知された温度を基に前記熱源素子の電流を調整することで、前記フォトダイオードの温度を制御する制御部と、を備える。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置によると、簡素な構造によってＰＤＡの温度制御を容易にすることでＣＴ画像の画質を向上させ、特に、Ｘ線検出器とＤＡＳとを近接、又は一体化する場合にも温度制御を応用できる。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すハードウェア構成図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器及びＤＡＳ周辺の構成の概略を示す側面図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＰＤＡの温度センサ及び熱源素子を説明するための図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＰＤＡの構成の第１例を示すＰＤＡの上面図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＰＤＡの構成の第２例を示すＰＤＡの上面図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を説明するためのタイムチャートの一例を示す図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。 従来のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器及びＤＡＳ周辺の構成の概略を示す側面図。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。

加えて、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態のＸ線ＣＴ装置では、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型のＸ線ＣＴ装置として説明する。

図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すハードウェア構成図である。

図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１を示す。Ｘ線ＣＴ装置１は、大きくは、スキャナ装置１１及び画像処理装置１２から構成される。Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、被検体（人体）Ｏの撮影部位に関するＸ線の透過データを生成するために構成される。一方、画像処理装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。

Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、Ｘ線源としてのＸ線管２１、Ｘ線検出器（シンチレーション検出器）２２、絞り２３、ＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）２４、回転部２５、コントローラ２６、高電圧電源２７、絞り駆動装置２８、回転駆動装置２９、天板３０、及び天板駆動装置（寝台装置）３１を設ける。

Ｘ線管２１は、高電圧電源２７から供給された管電圧に応じてＸ線をＸ線検出器２２に向かって照射する。Ｘ線管２１から照射されるＸ線によって、冷却ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。

Ｘ線検出器２２は、体軸方向である天板の長手方向に直交する方向（チャンネル方向）に複数（Ｍ）チャンネル、スライス方向（列方向）に１列の検出素子を有する１次元アレイ型のＸ線検出器である。又は、Ｘ線検出器２２は、マトリクス状、すなわち、Ｍチャンネル、スライス方向に複数（Ｎ）列の検出素子を有する２次元アレイ型のＸ線検出器２２（マルチスライス型検出器ともいう。）である。Ｘ線検出器２２は、Ｘ線管２１から照射され、被検体Ｏを透過したＸ線を検出する。

絞り２３は、絞り駆動装置２８によって、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置２８によって絞り２３の開口を調整することによって、スライス方向のＸ線照射範囲を変更できる。

ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２２の各検出素子が検出する透過データの電気信号を電圧信号に変換して増幅し、さらにデジタル信号に変換する。ＤＡＳ２４の出力データは、コントローラ２６を介して画像処理装置１２に供給される。

回転部２５は、スキャナ装置１１の架台（図示しない）に収容され、Ｘ線管２１、Ｘ線検出器２２、絞り２３及びＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２２とを対向させた状態で、Ｘ線管２１、Ｘ線検出器２２、絞り２３及びＤＡＳ２４を一体として被検体Ｏの周りに回転できるように構成されている。

コントローラ２６は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、及びメモリによって構成される。コントローラ２６は、画像処理装置１２から入力された制御信号に基づいて、Ｘ線検出器２２、ＤＡＳ２４、高電圧電源２７、絞り駆動装置２８、回転駆動装置２９、及び天板駆動装置３１等の制御を行なって、スキャンを実行させる。

高電圧電源２７は、コントローラ２６による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。

絞り駆動装置２８は、コントローラ２６による制御によって、絞り２３におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。

回転駆動装置２９は、コントローラ２６による制御によって、回転部２５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部２５を回転させる。

天板３０は、被検体Ｏを載置可能である。

天板駆動装置３１は、コントローラ２６による制御によって、天板３０をｚ軸方向に沿って移動させる。回転部２５の中央部分は開口を有し、その開口部の天板３０に載置された被検体Ｏが挿入される。

Ｘ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮと相互通信可能である。画像処理装置１２は、図示しないが、ＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ ｄｒｉｖｅ）、入力装置、及び表示装置等の基本的なハードウェアから構成される。

画像処理装置１２は、スキャナ装置１１のＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成する。また、画像処理装置１２は、前処理された投影データに対して散乱線の除去処理を行なう。画像処理装置１２は、Ｘ線照射範囲内の投影データの値に基づいて散乱線の除去を行なうものであり、散乱線補正を行なう対象の投影データ又はその隣接投影データの値の大きさから推定された散乱線を、対象となる投影データから減じて散乱線補正を行なう。画像処理装置１２は、補正された投影データを基に再構成画像を生成する。

図２は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器２２及びＤＡＳ２４周辺の構成の概略を示す側面図である。

図２は、Ｘ線検出器２２と、ＤＡＳ２４と、Ｘ線検出器２２及びＤＡＳ２４の周辺に配置される冷却ファン３５とを示す。Ｘ線検出器２２は、被検体Ｏを透過したＸ線をコリメートするコリメータ（Ｎ列に対応するＮ個のコリメータ）４１と、コリメータ４１の後段でＸ線を基に電気信号を発生する検出素子（Ｎ列に対応するＮ個の検出素子）４２とを備える。検出素子４２は、Ｘ線を基に蛍光を発するシンチレータ（Ｎ個のシンチレータ）５１と、蛍光を電気信号に変換するＰＤＡ（Ｎ個のＰＤＡ）５２とによって構成される。なお、図２は、例えば、８（Ｎ＝８）列に対応する８個のコリメータ４１と、８列に対応する８個のシンチレータ５１と、８列に対応する８個のＰＤＡ５２とを示す。

ＤＡＳ２４は、ＰＤＡ５２の後段に、Ｘ線検出器２２の出力面とＤＡＳ２４の入力面が対向するようにＸ線検出器２２の一体として配置される。なお、図示しないが、ＤＡＳ２４をＸ線検出器２２の近接に配置することもできる。ＤＡＳ２４は、ＰＤＡ５２からの電気信号を電圧信号に変換して増幅し、さらにデジタル信号に変換する。

冷却ファン３５は、ＤＡＳ２４（及びＸ線検出器２２）を冷却するために、ＤＡＳ２４の基板（図示しない）に取り付けられる。

図３は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１におけるＰＤＡ５２の温度センサ及び熱源素子を説明するための図である。

図３に示すように、ＰＤＡ５２は、受光素子（Ｎ個の受光素子）５２ａ、温度センサ５２ｂ、及び熱源素子（Ｎ個の熱源素子）５２ｃを備える。半導体プロセスで製造された温度センサ５２ｂは、ＰＤＡ５２に埋め込まれる。例えば、温度センサ５２ｂは、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）プロセスで製造されたＣＭＯＳ温度センサ回路である。また、半導体プロセスで製造された熱源素子５２ｃは、ＰＤＡ５２に埋め込まれる。

コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度センサ５２ａから送信される温度情報信号を繰り返し受信する。そして、コントローラ２６は、受信した温度情報信号を基に、ＰＤＡ５２の熱源素子５２ｃの電流を調整して、ＰＤＡ５２の温度を制御する。また、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の受光素子５２ｃからの透過データを、ＤＡＳ２４を介して受信する。

ここで、コントローラ２６は、フィードバック制御により、ＰＤＡ５２の温度制御を行なう。コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度を上昇させる場合に熱源素子５２ｃに流れる電流を調整する。一方、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度を下降させる場合は熱源素子５２ｃに流れる電流と冷却ファン３５の風量とのうち少なくとも一方を調整する。このように、検出素子４２のＰＤＡ５２は、熱源素子５２ｃに流れる電流の調整と冷却ファン３５の風量の調整とによって、例えば室温より高い約４０±１［℃］の範囲で温度制御される。ＰＤＡ５２を温度制御することで、画像処理装置１２によって生成されるＣＴ画像の画質を維持することができる。

図４は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１におけるＰＤＡ５２の構成の第１例を示すＰＤＡ５２の上面図である。

図４に示すように、Ｎ列×Ｍチャンネルで配列されるＰＤＡ５２は、Ｎ列×Ｍチャンネルで配列される受光素子５２ａと、温度センサ５２ｂと、Ｎ列×Ｍチャンネルの受光素子５２ａにそれぞれ対応する数の熱源素子５２ｃとを備える。図４に示す例においてＰＤＡ５２の熱源素子５２ｃは、抵抗素子Ｒである。なお、図４では、Ｎ列×Ｍチャンネルの受光素子５２ａに対応した数の抵抗素子Ｒが備えられるように図示したが、抵抗素子Ｒの数は、Ｎ列×Ｍチャンネルに限定されるものではない。

よって、図４に示すＰＤＡ５２の構成では、コントローラ２６は、熱源素子５２ｃとしてのＮ×Ｍ個の抵抗素子Ｒに流れる電流を調整することで、抵抗素子Ｒの発熱量を調整することができる。

図５は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１におけるＰＤＡ５２の構成の第２例を示すＰＤＡ５２の上面図である。

図５に示すように、Ｎ列×Ｍチャンネルで配列されるＰＤＡ５２は、Ｎ列×Ｍチャンネルで配列される受光素子５２ａと、温度センサ５２ｂと、Ｎ列×Ｍチャンネルの受光素子５２ａにそれぞれ対応する数の熱源素子５２ｃとを備える。図５に示す例においてＰＤＡ５２の熱源素子５２ｃは、ユニポーラ型のトランジスタ、例えばＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。なお、図５では、Ｎ列×Ｍチャンネルの受光素子５２ａに対応した数のＭＯＳＦＥＴが備えられるように図示したが、ＭＯＳＦＥＴの数は、Ｎ列×Ｍチャンネルに限定されるものではない。

ＭＯＳＦＥＴは、電位（正電源）Ｖｄｄのドレイン電極（Ｄ）と、電位（負電源）Ｖｓｓのソース電極（Ｓ）と、ゲート電極（Ｇ）とからなる３端子デバイスである。ＭＯＳＦＥＴは、デュアルゲートになっている４電極からなる場合もある。なお、熱源素子５２ｃは、ユニポーラ型に限定されるものではなく、図示しないバイポーラ型であってもよい。バイポーラ型のトランジスタは、ベース電極（Ｂ）と、エミッタ電極（Ｅ）と、コレクタ電極（Ｃ）とからなる３端子デバイスである。バイポーラ型のトランジスタでは、ベース電極とエミッタ電極との間に電流を流すことで、コレクタ電極とエミッタ電極との間の電流を制御することができる。

図５に示すＰＤＡ５２の構成において、ＭＯＳＦＥＴのゲートに電圧を加えることで、ソースとドレインとの間の電流を制御することができる。よって、図５に示すＰＤＡ５２の構成では、コントローラ２６は、熱源素子５２ｃとしてのＮ×Ｍ個のＭＯＳＦＥＴのゲートに印加する電圧を調整することで、ＭＯＳＦＥＴの発熱量を調整することができる。

図６は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を説明するためのタイムチャートの一例を示す図である。

図６に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、天板３０への被検体Ｏ１の載置を開始してから２回のスキャン（例えば、コンベンショナルスキャン）を行ない、被検体Ｏ１の載置を終了する。続けて、Ｘ線ＣＴ装置１は、天板３０への被検体Ｏ２の載置を開始してから１回のスキャン（例えば、ヘリカルスキャン）を行ない、被検体Ｏ２の載置を終了する。Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｏ２のスキャン後、動作を終了する。

図６に示す温度非制御期間ｔでは、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度を制御せず、スキャンも実行されないので、Ｘ線ＣＴ装置１が設置される部屋の室温が主の外乱となり、ＰＤＡ５２の温度が室温に集束する。

温度非制御期間ｔ以外は、温度制御期間Ｔである。温度制御期間Ｔであるスキャン外期間（スキャン待機期間）Ｔ１では、Ｘ線ＣＴ装置１が設置される部屋の室温が主の外乱となり、ＰＤＡ５２の温度が室温に集束する。そこで、スキャン外期間Ｔ１では、コントローラ２６は、目標値をＰＤＡ５２の適正温度とし、操作変数をＰＤＡ５２の熱源素子５２ｃの電流とすることで、温度センサ５２ｂで繰り返し検知される制御対象としてのＰＤＡ５２の温度をフィードバック制御する。例えば、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度をＰＩＤ制御する。

一方、温度制御期間Ｔであるスキャン期間Ｔ２では、ＤＡＳ２４の排熱が主の外乱となり、ＰＤＡ５２の温度が上昇する。スキャン期間Ｔ２では、コントローラ２６は、目標値をＰＤＡ５２の適正温度とし、操作変数をＰＤＡ５２の熱源素子５２ｃの電流と冷却ファン３５の風量とのうち少なくとも一方することで、温度センサ５２ｂで繰り返し検知される制御対象としてのＰＤＡ５２の温度をフィードバック制御する。例えば、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度をＰＩＤ制御する。

続いて、図７に示すフローチャートを用いて本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作を説明する。

まず、Ｘ線ＣＴ装置１のコントローラ２６は、検出素子４２のＰＤＡ５２の適正温度を目標値として設定する（ステップＳＴ１）。画像処理装置１２の入力装置（図示しない）を介して操作者が、例えば、４０±１［℃］の範囲を入力すると、コントローラ２６は、４０±１［℃］の範囲を目標値として設定する。

次いで、画像処理装置１２の入力装置（図示しない）を介した操作者による入力によって、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度の制御を開始する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２によってＰＤＡ５２の温度制御が開始されると、Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャンの待機状態となる。すなわち、図６を用いると、Ｘ線ＣＴ装置１が、温度非制御期間ｔから温度制御期間Ｔのスキャン外期間Ｔ１に遷移する。

スキャン外期間Ｔ１では、コントローラ２６は、ステップＳＴ１によって設定された適正温度を目標値とし、温度センサ５２ｂで繰り返し検知されるＰＤＡ５２の温度を基にＰＤＡ５２の熱源素子５２ｃの電流、すなわち、熱源素子５２ｃの発熱量を調整することで、ＰＤＡ５２の温度を制御する（ステップＳＴ３）。例えば、ステップＳＴ３では、熱源素子５２ｃの電流を操作変数として、ＰＤＡ５２の温度がＰＩＤ制御される。

次いで、スキャン開始の指示を受けると、コントローラ２６は、温度センサ５２ｂで検知されたＰＤＡ５２の温度が、ステップＳＴ１によって設定された目標値であるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４の判断にてＹＥＳ、すなわち、温度センサ５２ｂで検知されたＰＤＡ５２の温度が、ステップＳＴ１によって設定された目標値であると判断する場合、コントローラ２６は、スキャンを実行する（ステップＳＴ５）。すなわち、図６を用いると、Ｘ線ＣＴ装置１が、スキャン外期間Ｔ１からスキャン期間Ｔ２に遷移する。

スキャン期間Ｔ２では、コントローラ２６は、ステップＳＴ１によって設定された適正温度を目標値とし、温度センサ５２ｂで繰り返し検知されるＰＤＡ５２の温度を基に熱源素子５２ｃの電流と冷却ファン３５の風量とのうち少なくとも一方を調整することで、ＰＤＡ５２の温度を制御する（ステップＳＴ６）。例えば、ステップＳＴ６では、熱源素子５２ｃの電流と冷却ファン３５の風量とのうち少なくとも一方を操作変数として、ＰＤＡ５２の温度がＰＩＤ制御する。

一方、ステップＳＴ４の判断にてＮＯ、すなわち、温度センサ５２ｂで検知されたＰＤＡ５２の温度が、ステップＳＴ１によって設定された目標値でないと判断する場合、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度が、ステップＳＴ１によって設定された目標値に到達するまで、ＰＤＡ５２の温度を制御する（ステップＳＴ３）。

コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度の制御を終了するか否かを判断する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７の判断にてＹＥＳ、すなわち、検出素子４２のＰＤＡ５２の温度の制御を終了すると判断する場合、コントローラ２６は、動作を終了する（ステップＳＴ８）。すなわち、図６を用いると、Ｘ線ＣＴ装置１が、スキャン期間Ｔ２から温度非制御期間ｔに遷移する。例えば、当該日に行なわれるべき全スキャンが終了した場合に、画像処理装置１２の入力装置（図示しない）を介して操作者が終了指示を入力すると、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度の制御を終了すると判断する。

一方、ステップＳＴ７の判断にてＮＯ、すなわち、検出素子４２のＰＤＡ５２の温度の制御を終了しない、すなわち、続けてスキャンを行なうと判断する場合、コントローラ２６は、ＰＤＡ５２の温度を制御する（ステップＳＴ３）。すなわち、図６を用いると、Ｘ線ＣＴ装置１が、スキャン期間Ｔ２からスキャン外期間Ｔ１に遷移する。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、簡素な構造によってＰＤＡ５２の温度制御を容易にすることでＣＴ画像の画質を向上させ、特に、Ｘ線検出器２２とＤＡＳ２４とを近接、又は一体化する場合にも温度制御を応用できる。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１１ スキャナ装置
１２ 画像処理装置
２２ Ｘ線検出器
２４ ＤＡＳ
２６ コントローラ
３５ 冷却ファン
４１ コリメータ
４２ 検出素子
５１ シンチレータ
５２ ＰＤＡ
５２ａ 受光素子
５２ｂ 温度センサ
５２ｃ 熱源素子

Claims (8)

1. Ｘ線を発生するＸ線源と、
   前記Ｘ線を基に蛍光を発するシンチレータと、
   前記蛍光を電気信号に変換する受光素子、温度センサ、及び熱源素子を有するフォトダイオードと、
   前記電気信号に基づく透過データを収集するデータ収集部と、
   前記温度センサで検知された温度を基に前記熱源素子の電流を調整することで、前記フォトダイオードの温度を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 冷却ファンをさらに備え、
   前記制御部は、スキャン時に前記冷却ファンの風量を調整することで、前記フォトダイオードの温度を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記制御部は、前記フォトダイオードの温度の目標値を設定し、非スキャン時に、前記フォトダイオードの温度が前記目標値となるように前記フォトダイオードの温度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記温度センサ及び前記熱源素子は、半導体プロセスで製造されて前記フォトダイオードに埋め込まれることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記熱源素子を、抵抗素子とすることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記熱源素子を、ユニポーラ型のトランジスタとすることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記熱源素子を、ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とすることを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記熱源素子を、バイポーラ型のトランジスタとすることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。

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