JP2017185219A - Ｃｔ撮像装置およびｃｔ撮像方法ならびにｃｔ撮像装置用のｘ線送受信コンポーネント - Google Patents

Abstract

【課題】病気の診断のより正確な結果を得ることができるように、走査視野の利点を維持しながら空間分解能を改善し得るＣＴ撮像装置およびＣＴ撮像方法を提供する。【解決手段】本発明は、１つ以上の管球装置および複数の検出装置を備える、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネントを提供する。１つ以上の管球装置は、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するように構成される。複数の検出装置は、１つ以上の管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成され、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームのそれぞれは、走査視野を通過するＸ線を含む。複数の検出装置は、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成され、１つ以上の管球装置は、微小焦点管球装置であり、複数の検出装置は、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器である。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線撮像の分野、特に、ＣＴ撮像装置およびＣＴ撮像方法ならびにＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネントに関する。

空間分解能および走査視野は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）医療撮像技術において重要なパラメータであり、走査視野は、撮像範囲のサイズに影響を及ぼし、空間分解能は、撮像解像度に影響を及ぼす。現在、マクロＣＴ撮像装置は、大部分、走査を行うためにより大きな焦点および扇形ビームを有する管球を用いており、この場合、走査視野は、約５００ミリメートルに達し得るが、これに対して、空間分解能は、より低く、約０．２〜０．５ミリメートルにしか達し得ない。

歯科用のＣＴ撮像装置またはマイクロＣＴ撮像装置は、より高い空間分解能を有するが、その走査視野は非常に限られている。例えば、歯科用のＣＴ撮像装置の走査視野は、約２００ミリメートルであり、マイクロＣＴ撮像装置の走査視野は、約５０ミリメートルである。

したがって、病気の診断のより正確な結果を得ることができるように、走査視野の利点を維持しながら空間分解能を改善し得るＣＴ撮像装置およびＣＴ撮像方法を提供する必要がある。

本発明の１つの目的は、走査視野の利点を維持しながら空間分解能を改善し得るＣＴ撮像装置およびＣＴ撮像方法ならびにＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネントを提供することである。

本発明の例示的な実施形態は、１つ以上の管球装置および複数の検出装置を備える、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネントを提供する。１つ以上の管球装置は、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するように構成される。複数の検出装置は、１つ以上の管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成され、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームのそれぞれは、走査視野を通過するＸ線を含む。複数の検出装置は、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成され、１つ以上の管球装置は、微小焦点管球装置であり、複数の検出装置は、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器であることに留意されたい。

また、本発明の例示的な実施形態は、ＣＴ撮像装置であって、ラックを備え、上で説明したような、ＣＴ撮像装置用の１つ以上のＸ線送受信コンポーネントをさらに備え、Ｘ線送受信コンポーネントが、ラックに取り付けられるＣＴ撮像装置を提供する。

また、本発明の例示的な実施形態は、ＣＴ撮像方法であって、診断の種類に応じて、形成する必要がある画像の分解能を決定するステップと、撮像走査を実行するためにＣＴ撮像装置を制御するステップであって、上記の診断の種類に応じて走査対象に方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するためにＣＴ撮像装置の複数の管球装置の全部または一部を制御することを含み、ＣＴ撮像装置が、複数の検出装置をさらに備え、複数の検出装置が、複数の管球装置に対応し、対応する管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成され、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームのそれぞれが、走査視野を通過するＸ線を含み、複数の検出装置が、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成され、上記の複数の管球装置が、微小焦点管球装置であり、上記の複数の検出装置が、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器であるステップと、上記の複数の管球装置の全部または一部に対応する検出装置から画像データを収集し、画像データを記憶するステップと、決定された分解能に応じて画像再構成モードを決定し、決定された画像再構成モードで画像を再構成するステップであって、画像再構成モードが、第１の画像再構成モードおよび第２の画像再構成モードを含み、第１の画像再構成モードが、記憶された画像データをデータブロックに分割し、データブロックに応じて画像を再構成することを含み、データブロックのそれぞれが、複数の画素点のデータを融合させることによって得られるデータを含み、第２の画像再構成モードが、記憶された画像データのすべての画素点のデータに応じて画像を再構成することを含むステップとを含むＣＴ撮像方法を提供する。

本発明の実施形態は、１つ以上の管球装置によって、走査視野を通過する方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射し、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するために複数の検出装置を用いる。１つ以上の管球装置が、より小さな焦点を有する場合であっても、依然としてより大きな走査視野を形成することができ、このため、走査視野を犠牲にせずに、より高い空間分解能が実現され、画質が改善され、適用範囲が拡大される。

さらに、より高い空間分解能が得られ得ることから、診断の種類に応じて分解能を決定することおよび対応する品質の画像を得るために異なる分解能要求に応じて対応する画像再構成モードを利用することを実現することができ、これにより、撮像効率が改善され、病変を、より早期に診断することができ、病変領域の画像を、画像再構成モードを選択することによって得ることができ、この結果、患者の放射線走査の繰り返しが回避され、低線量診断が実現される。

他の特徴および態様は、以下の詳細な説明、図、および請求項を通して明らかになる。

本発明は、添付図面への参照を伴う、本発明の例示的な実施形態の説明を踏まえるとより良く理解され得る。

本発明の第１の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント１００の概略構造図である。 本発明の第１の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント１００の別の概略構造図である。 本発明の第１の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント１００のさらに別の概略構造図である。 本発明の第２の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント４００の概略構造図である。 本発明の第３の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント５００の概略構造図である。 本発明の第３の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント５００の別の概略構造図である。 本発明の第３の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント５００のさらに別の概略構造図である。 図５の第１の支持部材ならびに第１の支持部材上の第２の管球装置および検出装置の概略構造図である。 図５の第２の支持部材ならびに第２の支持部材上の第２の管球装置および検出装置の概略構造図である。 光電結合検出器を用いる場合の、図１〜図９の検出装置の概略構造図、具体的には、単一のシンチレータが複数の光電結合素子（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）に対応する検出装置の概略構造図である。 光電結合検出器を用いる場合の、図１〜図９の検出装置の概略構造図、具体的には、複数のシンチレータが複数の光電結合素子に１対１対応する検出装置の概略構造図である。 光導電素子（ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）の下部底面に組み合わされた図１０ｂの光電結合素子の概略図である。 本発明の第４の実施形態によって提供されるＣＴ撮像装置の概略構造図である。 本発明の一実施形態によって提供されるＣＴ撮像方法のフローチャートである。 本発明の実施形態のＣＴ撮像方法によって造影剤撮像を実行することにより得られた画像である。 単一光子放射型コンピュータ断層撮影装置または陽電子放射断層撮影装置と組み合わされた、本発明の実施形態のＣＴ撮像装置によって統合撮像（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ）を実行することにより得られた画像および画像への配置によって得られた強調表示領域である。 本発明の実施形態のＣＴ撮像方法の例示的な一適用例のフローチャートである。

以下では、本開示の好ましい実施形態に関して、詳細な説明が与えられる。この実施形態の詳細な説明において、簡単かつ簡潔にするためには、この説明で実際の実施形態の特徴のすべてを詳細に説明することは不可能であることを指摘しなければならない。実施形態の実際の実施態様の過程では、工学プロジェクトまたは設計プロジェクトの過程とまったく同様に、開発者の特定の目標を達成するために、またいくつかのシステム関連またはビジネス関連の制約を満たすために、実施形態ごとに異なる様々な決定が通常はなされることが理解されるべきである。加えて、このような開発過程で行われる努力は、複雑で時間のかかるものであり得るが、本開示に開示されている技術内容に基づく、設計、製造、および生産などのいくつかの変形例は、本開示に開示されている内容に関連のある当業者にとっては当該技術分野における普通の技術的な工夫に過ぎず、本開示に開示されている技術内容は、本開示の不十分な開示と見なされるべきではないことも理解され得る。

別段の規定がない限り、特許請求の範囲および説明で使用されているすべての技術用語または科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本実用新案の説明および特許請求の範囲における用語「第１の」および「第２の」などは、連続した順序、数、または重要性を意味しておらず、異なる構成要素を区別するためだけに使用される。用語「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」などは、量の限定を意味しておらず、少なくとも１つの存在を意味している。用語「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「を備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および「を含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などは、「を備える」、「を備えている」、「を含む」、および「を含んでいる」の主語の要素または物が、「を備える」、「を備えている」、「を含む」、および「を含んでいる」の目的語として例示されている要素または物およびこれらの均等物を包含する一方で、他の要素または物も排除しないことを意味する。用語「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」または「連結される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」などは、物理的または機械的に連結されることに限定されないし、直接的または間接的に連結されることにも限定されない。

本発明の実施形態は、１つ以上の管球装置および複数の検出装置を含む、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネントを提供する。各管球装置は、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するように構成される。例えば、管球装置に設けられる、対応する形状の絞りを有するコリメータによって、管球装置は、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射し得る。従来の扇形のＸ線ビームと異なり、方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームは、半径方向により大きな幅を有する。

方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームのそれぞれは、走査視野を通過するＸ線を含み、上記の複数の検出装置は、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成される。例えば、管球装置の数が１つの場合、複数の検出装置はそれぞれ、１つの管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの一部を受信するように配置されてもよく、また、管球装置の数が２つ以上の場合、複数の検出器が配置され、各検出器は、対応する１つの管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するようにされてもよい。

上記の１つ以上の管球装置は、微小焦点管球装置であってもよく、上記の複数の検出装置は、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器であってもよい。微小焦点管球装置またはフラットパネルディテクタもしくは光電結合検出器を用いることは、より高い空間分解能を得ることに役立つ。

図１、図２、および図３はそれぞれ、本発明の第１の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント１００の概略構造図である。図１、図２、および図３に示されているように、第１の実施形態において、上記の１つ以上の管球装置は、第１の管球装置１０を含み、上記の複数の検出装置は、複数の検出装置１２を含む。検出装置１２のそれぞれは、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの一部を受信するように構成される。

第１の実施形態において、複数の検出装置１２は、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するために設けられる。

随意に、図１に示されているように、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームは、走査視野ＦＯＶ１の全体に及んでもよい。この場合、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、走査視野ＦＯＶ１の中心と一致する。上記の走査視野ＦＯＶ１は、複数の領域ａ１であって、それらのそれぞれが対応する１つの検出装置１２によって受信されるＸ線ビームの送信経路である複数の領域ａ１を有してもよい。したがって、複数の検出装置１２は、走査視野内の異なる領域ａ１を通過するＸ線を受信するように構成されて、走査視野ＦＯＶ１の全体の撮像走査が実現されてもよい。

随意に、図２および図３に示されているように、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームは、全体の走査視野ＦＯＶ２またはＦＯＶ３の一部にしか及ばなくてもよい。この場合、図２において、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、走査視野ＦＯＶ２の中心から外れ、一方、図３において、第１の管球装置１０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、走査視野ＦＯＶ３の中心から外れる。このようにして、同じ数の検出装置１２またはより少ない検出装置１２が、より大きな走査視野を得るために使用され得る。言い換えれば、図２の走査視野ＦＯＶ２または図３の走査視野ＦＯＶ３は、図１の走査視野ＦＯＶ１よりも大きくされ得る。

図４は、本発明の第２の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント４００の概略構造図である。図４に示されているように、Ｘ線送受信コンポーネント４００は、複数の第２の管球装置４０および複数の検出装置４２を含み、複数の第２の管球装置４０は、それぞれ複数の検出装置４２に対応する。

図４に示されているように、第２の実施形態において、複数の第２の管球装置４０および複数の検出装置４２は、走査視野ＦＯＶ４の外に間隔をおいて配置され、検出装置４２のそれぞれは、２つの第２の管球装置４０間に設けられる。

検出装置４２のそれぞれは、対応する第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成されるよう、対応する第２の管球装置４０に対向して配置される。

上記のようにして、複数の第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームは、対応する検出装置４２によって受信される前に走査視野ＦＯＶ４の異なる領域を通過する。

随意に、複数の第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心はすべて、より小さな走査視野を形成するために上記の走査視野ＦＯＶ４の中心と一致してもよいし、あるいは、複数の第２の管球装置４０の少なくとも１つによって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、より大きな走査視野を形成するために走査視野ＦＯＶ４の中心から外れてもよい。例えば、図４において、３つの第２の管球装置４０および対応する検出装置４２の相対位置を調整することによって、３つの第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、最小の走査視野（円Ｌ１によって示されているような範囲）を形成するために互いに一致されてもよいし、３つの第２の管球装置４０のうちの２つの第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心が、わずかに大きな走査視野（円Ｌ２によって示されているような範囲）を形成するために互いに一致され、３つの第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心から外れてもよいし、３つの第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心が互いに一致しないときに、より大きな走査視野（例えば、図４の走査視野ＦＯＶ４）が形成されてもよい。

言うまでもなく、第２の管球装置４０およびこれに対応する検出装置４２の数は、走査視野を大きくするために適切に増加されてもよいし、あるいは、第２の管球装置４０およびこれに対応する検出装置４２の数は、走査視野を小さくするために適切に低減されてもよい。

図５、図６、および図７は、本発明の第３の実施形態によって提供される、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント５００の概略構造図である。図８は、図５の第１の支持部材ならびに第１の支持部材上の第２の管球装置および検出装置の概略構造図である。図９は、図５の第２の支持部材ならびに第２の支持部材上の第２の管球装置および検出装置の概略構造図である。図５〜図９に示されているように、Ｘ線送受信コンポーネント５００は、第２の実施形態のＸ線送受信コンポーネント４００と同様であり、同様に複数の第２の管球装置４０および複数の第２の管球装置４０に対応する複数の検出装置４２を含むが、Ｘ線送受信コンポーネント５００が第１の支持部材５４および第２の支持部材５６をさらに含むという違いがある。

第１の支持部材５４は、上部支持面および下部支持面を含む。第２の支持部材５６もまた、上部支持面および下部支持面を含む。

１つの第２の管球装置４０が、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられ、１つの検出装置４２が、第１の支持部材５４の下部支持面に設けられ、第１の支持部材５４の下部支持面に設けられた検出装置４２は、第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信することが可能なように、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられた第２の管球装置４０に対向する。

２つの第２の管球装置４０が、第１の支持部材５４の上部支持面の両脇に別々に設けられ、２つの検出装置４２が、第２の支持部材５６の上部支持面の両脇に別々に設けられ、第２の支持部材５６の上部支持面に設けられた２つの検出装置４２は、２つの第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームをそれぞれ受信することが可能なように、第１の支持部材５４の上部支持面に設けられた２つの第２の管球装置４０にそれぞれ対向する。

第１の支持部材５４の上部支持面に設けられた２つの第２の管球装置４０は、第１の支持部材５４の下部支持面に設けられた検出装置４２の中心に関して対称である。言い換えれば、第１の支持部材５４において、検出装置４２の中心と２つの第２の管球装置４０の中心との間の距離は互い等しい。

したがって、第２の支持部材５６の上部支持面に設けられた２つの検出装置４２は、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられた第２の管球装置４０の中心に関して対称である。言い換えれば、第２の支持部材５６において、第２の管球装置４０の中心と２つの検出装置４２の中心との間の距離は互いに等しい。

本実施形態において、第１の支持部材５４に設けられる検出装置４２が、第２の支持部材５６に設けられる第２の管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信することを可能にするために、また、第２の支持部材５６に設けられる検出装置４２が、第１の支持部材５４に設けられる第２の管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信することを可能にするために、光伝送路のための開口５８が、第１の支持部材５４および第２の支持部材５６の両方に配置される。例えば、第１の支持部材５４の開口５８は、その両脇に設けられ、第２の支持部材５６の開口５８は、その中央位置に設けられる。

随意に、図５に示されているように、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられる第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、走査視野の中心と一致する。言い換えれば、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられる第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心は、走査視野の中心としての役割を果たす。この場合、図５に示されているような走査視野ＦＯＶ５が形成される。

随意に、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられる第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心はまた、走査視野の中心から外されてもよい。例えば、図６において、第１の支持部材５４の上部支持面に設けられる第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心が、走査視野の中心としての役割を果たし、図６に示されているような走査視野ＦＯＶ６であって、その範囲が図５の走査視野ＦＯＶ５よりも大きい走査視野ＦＯＶ６が形成されてもよい。別の例として、図７において、Ｘ線送受信コンポーネント５００によって放射されるＸ線ビームが、走査視野の半分の領域のみを占めるとき（この場合、走査視野の中心からの、第２の支持部材５６の下部支持面に設けられる第２の管球装置４０によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心の距離は図６よりも遠い）、図７に示されているような走査視野ＦＯＶ７であって、その範囲が図６の走査視野ＦＯＶ６よりも大きい走査視野ＦＯＶ７が形成されてもよい。

図１０ａは、光電結合検出器を用いる場合の、図１〜図９の検出装置の概略構造図、具体的には、単一のシンチレータが複数の光電結合素子に対応する検出装置の概略構造図であり、図１０ｂは、光電結合検出器を用いる場合の、図１〜図９の検出装置の概略構造図、具体的には、複数のシンチレータが複数の光電結合素子に１対１対応する検出装置の概略構造図であり、図１０ｃは、光導電素子の下面に組み合わされた図１０ｂの光電結合素子の概略図であり、上に示したように、上記の検出装置は、光電結合検出器であってもよい。図１０ａ〜図１０ｃに示されているように、上記の光電結合検出器は、シンチレータ層１０２と、光電結合素子アレイ１０４と、光電結合素子アレイ１０４と組み合わされる回路基板１０６とを含む。光電結合素子アレイ１０４の光電電荷結合素子のそれぞれは、一般に回路キャリアおよび機能ピンを含むため、上記機能ピンは、回路キャリアの側端に延在し、アレイの横列または縦列間に隙間を形成する。Ｘ線が、シンチレータ層１０２を通して可視光に変換された後、可視光は、光電変換のために光電結合素子アレイ１０４上に伝導される。この場合、機能ピンに起因して形成される隙間は、光損失または光干渉をもたらす。

本発明の実施形態において、光電結合素子アレイ１０４に対応する光導電素子アレイ１０３が、シンチレータ層１０２と光電結合素子アレイ１０４との間にさらに設けられ、光導電素子アレイ１０３の光導電素子のそれぞれは、方形テーパ状の光ファイバ構造であり、各光導電素子の上面は、シンチレータ層１０２と組み合わされ、各光導電素子の下面は、対応する光電結合素子と組み合わされる。

ビームの断面積は、ビームの伝導中に徐々に小さくなるため、本発明の実施形態は、光導電素子を配置し、光導電素子を方形テーパ状の光ファイバ構造にすることによって、シンチレータ層１０２から光電結合素子へのビームの伝導中の光損失をより小さくする。これにより、光電結合素子アレイ１０４の横列または縦列間の隙間に起因する干渉は発生しなくなり、画像分解能がさらに改善される。

図１１は、本発明の第４の実施形態によって提供されるＣＴ撮像装置の概略構造図である。図１１に示されているように、ＣＴ撮像装置は、ラック１１０を含み、第１の実施形態において、第２の実施形態、または第３の実施形態において上で説明したような、ＣＴ撮像装置用の１つ以上のＸ線送受信コンポーネントをさらに含んでもよく、この場合、上記の１つ以上のＸ線送受信コンポーネントは、ラック１１０に取り付けられる。

具体的には、図１１は、２つのＸ線送受信コンポーネント５００がラック１１０に取り付けられた状態を示している。また、他の状態において、Ｘ線送受信コンポーネント５００の数は増加または減少されてもよい。また、上記のＸ線送受信コンポーネント１００または４００が、ラック１１０に取り付けられてもよい。

ＣＴ撮像を実行するとき、回転ラック１１０は、回転ラック１１０上の管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームに走査対象を走査させ、対応する検出装置が、Ｘ線ビームを受信して、画像信号を生成し、対応する再構成方法が、走査対象の画像を得る目的で異なるＸ線送受信コンポーネントの位置関係または同じＸ線送受信コンポーネントの異なる位置関係に応じて、受信した画像信号を再構成するために選択されてもよい。

本発明の実施形態において、１つ以上の管球装置は、走査視野を通過する方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射し、複数の検出装置は、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するために用いられる。この結果、１つ以上の管球装置が、より小さな焦点を有する場合であっても、依然としてより大きな走査視野を形成することができ、このため、走査視野を犠牲にせずに、より高い空間分解能が実現され、画質が改善され、適用範囲が拡大される。

図１２は、本発明の一実施形態によって提供されるＣＴ撮像方法のフローチャートである。図１２に示されているように、本発明の実施形態のＣＴ撮像方法は、以下のステップＳ１２１〜Ｓ１２４を含んでもよい。

ステップＳ１２１：診断の種類に応じて、形成する必要がある画像の分解能を決定するステップ。診断の種類は、例えば、全身走査診断および病変領域のコールバック走査診断などを含んでもよい。しかしながら、本発明の上記のＣＴ撮像装置が利用されるため、より高い分解能が得られ得る。例えば、本発明の実施形態において、複数のレベルの分解能（例えば、０．３ｍｍ、０．１ｍｍ、０．０１ｍｍ、および０．００５ｍｍなど）が実現され得る。全身走査診断が用いられるとき、より低い分解能（例えば、０．３ｍｍまたは０．１ｍｍなど）が選択されてもよく、一方、病変領域のコールバック走査診断が実行されるとき、より高い分解能（例えば、０．０１ｍｍまたは０．００５ｍｍ）が、実際の病変の状態に応じて選択されてもよい。

ステップＳ１２２：診断の種類に応じて走査対象に方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するためにＣＴ撮像装置の１つ以上の管球装置の全部または一部を制御することを含む、撮像走査を実行するためにＣＴ撮像装置を制御するステップ。上記のＣＴ撮像装置は、本発明の上記の実施形態において説明したＣＴ撮像装置であって、対応する管球装置によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成される、上記の複数の管球装置に対応する複数の検出装置を含み、方形テーパ状のまたは扇形の各Ｘ線ビームが、走査視野を通過するＸ線を含み、複数の検出装置が、走査視野内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成され、１つ以上の管球装置が、微小焦点管球装置であり、複数の検出装置が、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器であるＣＴ撮像装置であってもよい。

ステップＳ１２２において、全身走査診断または他の大きな領域の走査診断が選択されたとき、全部の管球装置が、対応する検出装置に方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するように動作するよう制御されてもよい。病変領域のコールバック走査診断が選択されたとき、病変領域に対応する管球装置のみが、動作を許可されて、対応する検出装置に方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射してもよい。

ステップＳ１２３：上記の１つ以上の管球装置の全部または一部に対応する検出装置から画像データを収集し、画像データを記憶するステップ。本発明の上記のＣＴ撮像装置は、微小焦点管球装置およびフラットパネルまたは光電結合検出装置を用いるため、より高い分解能の画像が得られ得る。ステップＳ１２３で記憶される生の画像データでは、より小さなデータ領域に、より多くのデータ点（画素点）が含まれることが理解され得る。

ステップＳ１２４：決定された分解能に応じて画像再構成モードを決定し、決定された画像再構成モードで画像を再構成するステップ。上記の画像再構成モードは、第１の画像再構成モードおよび第２の画像再構成モードを含む。

具体的には、第１の画像再構成モードは、記憶された画像データをデータブロックに分割し、データブロックに応じて画像を再構成することを含む。なお、各データブロックは、複数の画素点のデータを融合させることによって得られるデータを含む。第１の画像再構成モードにおいて、画質の要求の達成を保証した上でさらにデータ処理速度および撮像効率を改善するために、複数のより小さなデータ点のデータが融合され、融合されたデータが、対応する品質の画像がすべてのより大きなデータ点のデータに応じて画像を再構成することによって迅速に得られ得るように１つのより大きなデータ点としての役割を果たすことが理解され得る。明らかに、例えば、全身走査診断または分解能の要求が高くない他の診断の場合、第１の画像再構成モードによって、撮像効率はより高くなる。

第２の画像再構成モードは、記憶された画像データのすべての画素点のデータに応じて画像を再構成することを含む。第２の画像再構成モードにおいて、より高い画質を得るために、最小単位のデータ点が、より高い分解能の画像が得られ得るように、データ融合の代わりに画像再構成の基礎としての役割を果たすことが理解され得る。明らかに、これは、特に病変領域のコールバック診断に適用され得る。

随意に、画像が第１の画像再構成モードで再構成された後に、以下のステップ、すなわち、造影剤が走査対象に使用されていたか否かを判定するステップ、そうであった場合に、再構成された画像内に強調表示領域を配置するステップ、第２の画像再構成モードで強調表示領域の画像再構成を実行するステップがさらに含まれてもよい。また、随意に、強調表示領域の画像再構成は、分割されたデータブロックの領域がより小さいものであれば（含まれるデータ点がより少なく、データ精度がより高ければ）、第１の画像再構成モードで実行されてもよい。

図１３は、本発明の実施形態のＣＴ撮像方法によって造影剤撮像を実行することにより得られた画像である。より高い空間分解能が実現され得ることおよび従来のＣＴ撮像装置の走査視野が本発明の実施形態のＣＴ撮像方法によって得られ得ることが、図１３から分かり得る。自明でない病変が、本発明の実施形態のＣＴ撮像装置によって診断され得る。すなわち、病変は、病気の初期段階で発見され、これにより患者は、適時に治療を受け得る。さらに、第２の画像再構成モードで画像の強調表示領域の画像再構成を実行することによって、走査対象の放射線走査の繰り返しが回避される。病変領域が発見された後、より明瞭な病変領域の画像が、画像再構成モードを変更するだけで得られ、この結果、低線量診断が実現され得る。

随意に、ステップＳ１２２において、撮像走査を実行するためにＣＴ撮像装置を制御するステップは、走査対象の画像を得るために上記のＣＴ撮像装置と単一光子放射型コンピュータ断層撮影装置または陽電子放射断層撮影装置とを組み合わせることによって走査対象の統合撮像を実行すること、得られた走査対象の画像内に強調表示領域を配置すること、第２の画像再構成モードで強調表示領域の画像再構成を実行することを含む。また、随意に、強調表示領域の画像再構成は、分割されたデータブロックの領域がより小さいものであれば（含まれるデータ点がより少なく、データ精度がより高ければ）、第１の画像再構成モードで実行されてもよい。

図１４は、単一光子放射型コンピュータ断層撮影装置または陽電子放射断層撮影装置と組み合わされた、本発明の実施形態のＣＴ撮像装置によって統合撮像を実行することにより得られた画像および画像への配置によって得られた強調表示領域である。単一光子放射型コンピュータ断層撮影装置または陽電子放射断層撮影装置と組み合わされた、本発明のＣＴ撮像装置による撮像によって、強調表示領域（病変領域と見なされ得る）を有する明瞭な画像が得られ得ることが、図１４から分かり得る。

強調表示領域の画像再構成が、第２の画像再構成モードで実行されるとき、病変領域の明瞭な画像が正しく得られ、走査対象の放射線走査の繰り返しが回避され、低線量診断も実現され得る。

図１５は、本発明の実施形態のＣＴ撮像方法の例示的な一適用例のフローチャートである。図１５に示されているように、例示的な適用例は、以下のステップを含む。

ステップＳ１５１：ＣＴ撮像装置を起動するステップ。

ステップＳ１５２：診断の種類を入力するステップであって、Ａ１が全身走査診断であり、Ａ２がより大きな範囲の走査診断であり、Ａ３が病変領域のコールバック走査診断であるステップ。

ステップＳ１５３：造影剤の状態を入力するステップであって、Ｂ１が造影剤が使用されていることであり、Ｂ２が造影剤が使用されていないことであるステップ。

ステップＳ１５４：画像分解能のレベルを入力するステップであって、Ｃ１がマクロ画像であり、Ｃ２が中間画像であり、Ｃ３がマイクロ画像であるステップ。

ステップＳ１５２において、Ａ１またはＡ２が選択されたら、ステップＳ１５５〜Ｓ１５８、すなわち、全部の管球が動作するように制御するステップ、検出器から収集される生のデータを記憶するステップ、データを融合させるステップ、および融合されたデータに応じて全身走査画像を再構成するステップが実行される。

全身走査画像が得られた後、ステップＳ１５９〜Ｓ１６１、すなわち、造影剤が走査対象に使用されていたか否かを判定するステップ、造影剤が使用されていたと判定された場合に全身走査画像の強調表示領域を配置するステップ、強調表示領域の画像再構成を実行するステップが実行される。より高い分解能（例えば、Ｃ３）（すなわち、第２の画像再構成モードの利用）が、強調表示領域の画像再構成を実行するために選択されてもよい。

ステップＳ１５２において、診断の種類Ａ３が選択された場合、ステップＳ１６２〜Ｓ１６５、すなわち、管球の一部分は動作するが、管球のその他の部分は動作しないように制御するステップ、検出器から収集される生のデータを記憶するステップ、データ融合を実行するか否かおよび画像分解能に応じたデータ融合の種類を選択するステップ、ならびに生のデータまたは融合されたデータに応じて病変の走査画像を再構成するステップが実行される。

例えば、病変のマクロ走査画像が必要とされる場合、ステップＳ１６４において、対応するデータ融合の種類が、より大きな領域でデータ点を融合させるために選択され、病変の中間走査画像が必要とされる場合、対応するデータ融合の種類が、より小さな領域でデータ点を融合させるために選択され、病変のマイクロ走査画像が必要とされる場合、データ融合を実行しないことが選択されるが、病変の走査画像は、ステップＳ１６５において生のデータに応じて直接再構成される。

言い換えれば、第１の画像再構成モードに対応する分解能は、複数のレベルを含む。第１の画像再構成モードにおいて、データが融合されるデータブロックのデータ点の数は、異なる分解能のレベルによって異なる。

ステップＳ１６６：得られた画像の後処理を実行するステップ。

上では、いくつかの例示的な実施形態について説明してきた。しかしながら、これらに対して、様々な修正が行われ得ることが理解されるべきである。例えば、説明した技術が、異なる順序で実行される場合、ならびに／または、説明したシステム、構造、装置、もしくは回路の構成要素が、異なる方法で組み合わされるおよび／もしくは付加的な構成要素もしくはその均等物に置き換えられるもしくはこれらによって補われる場合にも、依然として適切な結果を得ることができる。したがって、他の実施態様もまた、特許請求の範囲の保護範囲内にある。

１０ 第１の管球装置
１２、４２ 複数の検出装置
４０ 第２の管球装置
５４ 第１の支持部材
５６ 第２の支持部材
５８ 開口
１００、４００、５００ ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント
１０２ シンチレータ層
１０３ 光導電素子アレイ
１０４ 光電結合素子アレイ
１０６ 回路基板
１１０ 回転ラック
ＦＯＶ１〜７ 走査視野
Ｌ１、Ｌ２ 円
Ｓ１２１〜Ｓ１２４、Ｓ１５１〜Ｓ１６６ ステップ

Claims (14)

1. ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（１００、４００、５００）であって、
   方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するように構成された１つ以上の管球装置（１０、４０）と、
   前記１つ以上の管球装置（１０、４０）によって放射される前記方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成された複数の検出装置（１２、４２）であって、前記方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームのそれぞれが、走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）を通過するＸ線を含み、前記複数の検出装置（１２、４２）が、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成されており、前記１つ以上の管球装置（１０、４０）が、微小焦点管球装置であり、前記複数の検出装置（１２、４２）が、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器である複数の検出装置（１２、４２）と
   を備える、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（１００、４００、５００）。
2. 前記１つ以上の管球装置（１０）が、第１の管球装置（１０）を備え、前記検出装置（１２）のそれぞれが、前記第１の管球装置（１０）によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの一部を受信するように構成されている、請求項１に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（１００）。
3. 前記第１の管球装置（１０）によって放射される前記方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心が、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の中心と一致するか、または前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の前記中心から外れる、請求項１に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（１００）。
4. 前記１つ以上の管球装置（４０）が、前記複数の検出装置（４２）にそれぞれ対応する複数の第２の管球装置（４０）を備え、前記検出装置（４２）のそれぞれが、前記対応する第２の管球装置（４０）によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成されている、請求項１に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（４００）。
5. 前記複数の第２の管球装置（４０）および前記複数の検出装置（４２）が、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の外に間隔をおいて設けられており、前記検出装置（４２）のそれぞれが、２つの前記第２の管球装置（４０）間に設けられている、請求項４に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（４００）。
6. 前記複数の第２の管球装置（４０）の少なくとも１つによって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心が、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の中心から外れるか、または、前記複数の第２の管球装置（４０）によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心がすべて、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の前記中心と一致する、請求項５に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（４００）。
7. 第１の支持部材（５４）および第２の支持部材（５６）をさらに備え、
   前記第１の支持部材（５４）が、上部支持面および下部支持面を備え、１つの検出装置（４２）が、前記第１の支持部材（５４）の前記下部支持面に設けられており、２つの第２の管球装置（４０）が、前記第１の支持部材（５４）の前記上部支持面の両脇に別々に設けられており、
   前記第２の支持部材（５６）が、上部支持面および下部支持面を備え、前記第２の管球装置（４０）の１つが、前記第２の支持部材（５６）の前記下部支持面に設けられており、２つの検出装置（４２）が、前記第２の支持部材（５６）の前記上部支持面の両脇に別々に設けられており、
   前記第１の支持部材（５４）の前記下部支持面に設けられた前記検出装置（４２）が、前記第２の支持部材（５６）の前記下部支持面に設けられた前記第２の管球装置（４０）によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信することが可能なように前記第２の支持部材（５６）の前記下部支持面に設けられた前記第２の管球装置（４０）に対向しており、
   前記第２の支持部材（５６）の前記上部支持面に設けられた前記２つの検出装置（４２）が、前記第１の支持部材（５４）の前記上部支持面に設けられた前記２つの第２の管球装置（４０）によって放射される方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームをそれぞれ受信することが可能なように前記第１の支持部材（５４）の前記上部支持面に設けられた前記２つの第２の管球装置（４０）にそれぞれ対向している、
   請求項４に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（５００）。
8. 前記第２の支持部材（５６）の前記下部支持面に設けられた前記第２の管球装置（１４０）によって放射される前記方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームの中心が、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の中心と一致するか、または前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）の前記中心から外れる、請求項７に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（５００）。
9. 前記光電結合検出器が、シンチレータ層（１０２）と、光電結合素子アレイ（１０４）と、前記光電結合素子アレイ（１０４）と組み合わされた回路基板（１０６）とを備え、前記光電結合素子アレイ（１０４）に対応する光導電素子アレイ（１０３）が、前記シンチレータ層（１０２）と前記光電結合素子アレイ（１０４）との間に設けられており、前記光導電素子アレイ（１０３）の各光導電素子が、方形テーパ状の光ファイバ構造であり、前記光導電素子のそれぞれの上部底面が、前記シンチレータ層（１０２）と組み合わされており、前記光導電素子のそれぞれの下部底面が、対応する光電結合素子と組み合わされている、請求項１に記載の、ＣＴ撮像装置用のＸ線送受信コンポーネント（１００、４００、５００）。
10. ＣＴ撮像装置であって、ラック（１１０）を備え、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の、ＣＴ撮像装置用の１つ以上のＸ線送受信コンポーネント（１００、４００、５００）をさらに備え、前記Ｘ線送受信コンポーネント（１００、４００、５００）が、前記ラック（１１０）に取り付けられているＣＴ撮像装置。
11. ＣＴ撮像方法であって、
    診断の種類に応じて、形成する必要がある画像の分解能を決定するステップと、
    撮像走査を実行するためにＣＴ撮像装置を制御するステップであって、前記診断の種類に応じて走査対象に方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを放射するために前記ＣＴ撮像装置の複数の管球装置（４０）の全部または一部を制御することを含み、前記ＣＴ撮像装置が、複数の検出装置（４２）をさらに備え、前記複数の検出装置（１４２）が、前記複数の管球装置（４０）に対応し、前記対応する管球装置（４０）によって放射される前記方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームを受信するように構成され、前記方形テーパ状のまたは扇形のＸ線ビームのそれぞれが、走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）を通過するＸ線を含み、前記複数の検出装置（４２）が、前記走査視野（ＦＯＶ１〜ＦＯＶ７）内の異なる領域を通過するＸ線を受信するように構成され、前記複数の管球装置（４０）が、微小焦点管球装置であり、前記複数の検出装置（４２）が、フラットパネルディテクタまたは光電結合検出器であるステップと、
    前記複数の管球装置（４０）の全部または一部に対応する前記検出装置（４２）から画像データを収集し、前記画像データを記憶するステップと、
    前記決定された分解能に応じて画像再構成モードを決定し、前記決定された画像再構成モードで前記画像を再構成するステップであって、前記画像再構成モードが、第１の画像再構成モードおよび第２の画像再構成モードを含み、前記第１の画像再構成モードが、前記記憶された画像データをデータブロックに分割し、前記データブロックに応じて前記画像を再構成することを含み、前記データブロックのそれぞれが、複数の画素点のデータを融合させることによって得られるデータを含み、前記第２の画像再構成モードが、前記記憶された画像データのすべての画素点のデータに応じて前記画像を再構成することを含むステップと
    を含むＣＴ撮像方法。
12. 前記画像が、前記第１の画像再構成モードで再構成された後に、
    造影剤が走査対象に使用されていたか否かを判定するステップと、
    そうであった場合に、前記再構成された画像内に強調表示領域を配置するステップと、
    前記第１の画像再構成モードまたは前記第２の画像再構成モードで前記強調表示領域の画像再構成を実行するステップと
    をさらに含む、請求項１１に記載のＣＴ撮像方法。
13. 前記走査対象の画像を得るために前記ＣＴ撮像装置と単一光子放射型コンピュータ断層撮影装置または陽電子放射断層撮影装置とを組み合わせることによって前記走査対象の統合撮像を実行するステップと、
    前記走査対象の前記得られた画像内に強調表示領域を配置するステップと、
    前記第１の画像再構成モードまたは前記第２の画像再構成モードで前記強調表示領域の画像再構成を実行するステップと
    をさらに含む、請求項１１に記載のＣＴ撮像方法。
14. 前記第１の画像再構成モードに対応する分解能が、複数のレベルを備え、前記第１の画像再構成モードにおいて、前記データブロックのデータ点の数が、異なる分解能のレベルによって異なる、請求項１１に記載のＣＴ撮像方法。