JP2019010443A - Ｘ線ｃｔ装置、ｘ線ｃｔ方法、およびコリメータ - Google Patents

Abstract

【課題】被検者を載せたベッドを移動させなくても、被検者の特定方向（例えば身長方向）に部分的Ｘ線スキャンができ、それでいて散乱線の影響を抑えたＸ線撮影を可能にする。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置で用いられるＸ線撮影装置は、Ｘ線源１０の放射口前に回転するコリメータ２０を配置し、扇状のＸ線束（Ｘ線ファンビーム）が被検者３０の一部（例えば被検者の頭部３０１）を身長方向にスキャンする様にＸ線束５００を絞って移動させる（３０１は静止状態）。その際、被検者３０の一部（３０１）を透過したＸ線が到達している検出器４０の検出ラインを、コリメータ２０の回転位相角度を検出する事で同定する。そして、例えば透過Ｘ線が到達している筈の検出器４０の検出ライン信号のみを用いて（換言すれば、同定した検出ラインの信号以外は切り捨てて）、積算画像処理を行う。【選択図】図１

Description

この出願の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線ＣＴ方法、およびＸ線ＣＴ装置で用いられるコリメータに関する。

Ｘ線撮影装置のＸ線源となるＸ線管は、陽極ターゲットに電子ビームを衝突させてＸ線を発生する構成になっている。このＸ線撮影装置は、医科用のＸ線ＣＴ装置、工業用の非破壊検査装置、材料分析装置など、多くの用途に利用されている。

従来のＸ線撮影装置では、Ｘ線源から放射されるＸ線束をＸ線検出器側の四角または丸い照射野に同時照射して、Ｘ線画像を得る事が一般的である。その際、Ｘ線検出器の前にグリッドと呼ばれる格子状の構造体を配置することがある。このグリッドにより、Ｘ線源以外から入射してくる散乱線を除去して、散乱線によるカブリに起因した画質劣化を防止するためである。

このグリッドはＸ線の減衰率が高い。そのため、グリッドを使用しつつ十分なコントラストの画像を得るためには、被写体への入射線量を上げる必要が生じる。すると、特に医科用のＸ線ＣＴ装置においては、グリッドの使用が被写体（被検者または患者）への被曝増加要因となる。なお、グリッドを用いて除去しようとしている散乱Ｘ線は、照射野全体を同時に照射する事で、照射錐の中の被写体全体、あるいは空間の空気全ての場所で同時に発生する。

グリッドを必要としない方法としては、Ｘ線束を薄い扇状のビームとして、被写体（被検者）に照射する方法が考えられる（特許文献１参照）。この方法では、透過Ｘ線が検出器上に到達する筈のエリアが限定される。この限定されたエリア以外に入射しているＸ線信号は、全て散乱線信号として切り捨てることができる。そうする事で、透過Ｘ線信号をそれ以外の場所に到達する散乱線信号のカブリから分離可能となる。

特開平９−１４９８９８号公報

特許文献１のＸ線ＣＴ装置（図１、図２）では、ガントリ（ＣＴ架台）２内の回転枠８に取り付けられたＸ線管９からのＸ線を、コリメータ装置１２によりＸ線束（扇状のビーム）に変換してＸ線検出器１０側に照射している。特許文献１の構成（図１等）では、被検者Ｍの一部（例えば頭部）について複数のＣＴ画像を身長方向に連続して得たい場合、被検者Ｍを載せたベッド（寝台または診台）１を身長方向に移動させつつＸ線照射処理（Ｘ線スキャン）を行うことになる。しかし、被検者Ｍを載せたベッド１の移動には多少の時間を要する。そのため、求めるＣＴ画像が被検者Ｍの比較的小範囲に係るものであっても、必要なＸ線スキャンが完了するまで、時間がかかり易い。

ここで解決しようとする課題の１つは、被検者を載せたベッドを移動させなくても、被検者の特定方向（例えば身長方向）に部分的Ｘ線スキャンができ、それでいて散乱線の影響を抑えたＸ線撮影を可能とすることである。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置で用いられるＸ線撮影装置は、Ｘ線源１０の放射口前に回転するコリメータ２０を配置し、扇状のＸ線束（Ｘ線ファンビーム）が被検者３０の一部（例えば被検者の頭部３０１）を身長方向にスキャンする様にＸ線束５００を絞って移動させる（３０１は静止状態）。その際、被検者３０の一部（３０１）を透過したＸ線が到達している検出器４０の検出ラインを、コリメータ２０の回転位相角度を検出する事で同定する。そして、例えば透過Ｘ線が到達している筈の検出器４０の検出ライン信号のみを用いて（換言すれば、同定した検出ラインの信号以外は切り捨てて）、積算画像処理を行う。

図１は、一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を説明する図である。 図２は、図１のＸ線ＣＴ装置の要部構成を説明する図である。 図３は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられる回転コリメータの構造を例示する図である。 図４は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられる回転コリメータのフィン配置の具体例を説明する図である。 図５は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられる回転コリメータの回動に伴いＸ線束が被写体をスキャンする様子を説明する図である。 図６は、図１のＸ線ＣＴ装置の動作の一例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置、Ｘ線ＣＴ方法、およびＸ線ＣＴ装置で用いられるコリメータを説明する。図１（ａ）は、一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の一部を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）の回転枠１０００を１０００ａ−１０００ａ線に沿って切った部分断面図である。全体像の図示は省略するが、回転枠１０００は、一般的なＣＴ架台（ガントリ）内に設けることができる。

図１（ａ）の回転枠１０００は、時計回り方向（または反時計回り方向）に回動自在となっている（回転枠１０００は、1回転０．５秒以下の高速回転が可能となっている）。この回転枠１０００の内側の一部には、Ｘ線装置１００が取り付けられている。Ｘ線装置１００はＸ線源１０を内蔵している。Ｘ線源１０から放出されたＸ線は、Ｘ線放射口１０２を介してＸ線装置１００の外部に射出される。

Ｘ線装置１００のＸ線放射口１０２と向き合う回転枠１０００の所定位置には、回転枠１０００の内曲面に沿って湾曲したＸ線検出器４０が配置される。Ｘ線放射口１０２の前には、筒状の回転コリメータ２０が配置される。回転コリメータ２０とＸ線検出器４０の間に、ベッド３２に載った被検者３０の一部（例えば頭部３０１）が、適宜移動して来るようになっている。なお、回転コリメータ２０の回転軸の軸長方向は、図１（ａ）の図示では紙面と平行になり、図１（ｂ）の図示では紙面と垂直になる。

回転コリメータ２０を通過したＸ線放射口１０２からのＸ線束（Ｘ線ファンビーム）５００は、被検者３０の一部（３０１）を透過して、Ｘ線検出器４０の検出ライン（図示せず）により検出される。回転枠１０００が所定量回転する毎に、被検者３０の一部（３０１）の断層画像（ＣＴ画像）を生成するための情報がＸ線検出器４０から収集される。

なお、回転コリメータ２０は、図１（ｂ）に示すように、上下にＸ線の通過口を持つＸ線遮蔽部材２０Ｓで囲むことができる。Ｘ線束（ファンビーム）５００が被検者３０の一部（３０１）をその身長方向に扇ぐ（スキャンする）ことのできる角度範囲は、回転コリメータ２０を取り囲むＸ線遮蔽部材２０ＳのＸ線通過口構造により規制できる。

図２（ａ）は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられるＸ線撮影装置の要部構成を示す。Ｘ線源１０は、所定の出力を持つＸ線管により構成できる。Ｘ線源１０のＸ線放射口１０２から放射されたＸ線は、筒状の回転コリメータ２０を介して、薄く扇状に広がるＸ線束（Ｘ線のファンビーム）５００に変換される。この扇状Ｘ線束５００は、コリメータ２０の回転に伴い被検者３０の一部（３０１）を扇ぐように移動することで、動かずじっとしている被検者３０の一部（３０１）をスキャンする。コリメータ２０の具体的な構成例は後述する。

スキャンしながら被検者３０の一部（３０１）を透過したＸ線束５００は、被検者３０の一部（３０１）を挟んでコリメータ２０と対向する位置に配置されたＸ線検出器４０により検出される。検出器４０は、複数並んだＸ線検出ライン（図示せず）を備え、スキャンにより位置を変えるＸ線束５００の各スキャン位置における線量分布を検出する。検出器４０の各Ｘ線検出ラインのライン方向は、コリメータ２０を通過したＸ線束の広がり方向（検出器４０上におけるＸ線束の帯状投影の長手方向）に合わせる。検出器４０の各Ｘ線検出ラインの検出結果は、被検者３０の一部（３０１）のスキャン部位に応じたＸ線吸収量の分布を反映したものとなる。

回転コリメータ２０は、ステッピングモータ２００により、例えば１°〜０．１°単位で回転駆動される（その場合３６０〜３６００ステップでコリメータ２０は１回転する）。ステッピングモータ２００の回転角度および回転方向は、角度センサ（ロータリーエンコーダ）２１０により検出される。センサ２１０により検出された角度情報は、マイクロコンピュータを含んで構成される制御部２２０に与えられる。制御部２２０は、センサ２１０からの角度情報に従いステッピングモータ２００を回転駆動するようになっている。これにより、制御部２２０は、コリメータ２０の回転角度および回転方向を、例えば１°〜０．１°単位で任意に制御できる。（なお、荒い画像分析のときは、コリメータ２０の回転ステップを、例えば１０°以上に採ることもできる。）制御部２２０は、ＣＴ装置の制御コンソール（図示せず）内のコンピュータの一部であってもよい。

制御部２２０は、Ｘ線源１０のオンオフ制御も行うことができる。すなわち、Ｘ線スキャンを開始する前にＸ線管を起動してウオーミングアップしておき、スキャン開始時には安定したＸ線がＸ線源１０から得られるようにしておく。（スキャン開始前は、Ｘ線放射口１０２の内部に設けた図示しないＸ線シャッタを閉じておき、Ｘ線がコリメータ２０側に放出されないようにしておく。）Ｘ線管のウオーミングアップが済んだら、Ｘ線スキャン開始前にＸ線源１０のシャッタを開く（Ｘ線照射オン）。Ｘ線スキャン作業が終了したあとは、Ｘ線源１０のシャッタを閉じ、あるいはＸ線管への給電を停止する（Ｘ線照射オフ）。

図２（ｂ）は図１（ｂ）の例示に対応しており、図１のＸ線ＣＴ装置の要部構成を図２（ａ）とは別の切り口で示す。図２（ｂ）の回転コリメータ２０は、図２（ａ）のコリメータ２０を紙面垂直方向に切った断面を例示している。コリメータ２０の断面内部には、図２（ｂ）に示すようなＸ線を遮蔽する螺旋状フィンが設けられている（このフィンには、Ｘ線を吸収、反射および／または減衰する作用があってもよい）。Ｘ線源１０のＸ線焦点Ｘｐからコリメータ２０に照射されるＸ線は、コリメータ２０内の螺旋状フィンの隙間（スパイラルスリット）をすり抜けて、被検者３０側に向かうＸ線束５００となる。ここでは、Ｘ線束５００を、そのスキャン位置に応じて５０１〜５０３で示している。

Ｘ線焦点ＸｐからのＸ線がコリメータ２０内の螺旋状フィンをどのようにすり抜けるかは、コリメータ２０の回転角度により変わる。Ｘ線がコリメータ２０内の螺旋状フィンをどのようにすり抜けるかによって、Ｘ線束５０１〜５０３が被検者３０の一部（３０１）のどの部位に向かうかが変わるようになっている。すなわち、コリメータ２０を回動させることにより、Ｘ線束５０１〜５０３を被検者３０の一部（３０１）の上でスキャンさせることができる。（Ｘ線束のスキャン位置およびスキャン速度はコリメータ２０の回転位置および回転速度により制御でき、コリメータ２０の回転位置および回転速度は角度センサ２１０により検出できる。）このスキャンにより被検者３０の一部（３０１）を透過したＸ線束５０１〜５０３各々は、Ｘ線検出器４０に設けられた複数のＸ線検出ライン（図示せず）により検出される。

被検者３０の一部（３０１）を透過したＸ線束５０１〜５０３がＸ線検出器４０のどのライン上を照射しているのかは、図１（ａ）の角度センサ２１０からの角度情報により特定（あるいは同定）できる。例えば、Ｘ線束５０１を検出器４０の第１ラインが検出しているときのセンサ２１０からの角度情報（位相角）を０°とし、Ｘ線束５０３を検出器４０の第３００ラインが検出しているときのセンサ２１０からの角度情報（位相角）を３０°と仮定する。この場合、センサ２１０からの角度情報（位相角）が１５°であれば、検出器４０の第１５０ラインがＸ線束５０２を検出していると特定（あるいは同定）できる。なお、ここで挙げた１５°や３０°などの数値は単なる例示に過ぎず、別の数値でもよい。

図３は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられる回転コリメータの構造を例示する図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のコリメータ２０をより詳細に示している。回転コリメータ２０は、所定の配列で螺旋状に並んだ多数のフィン７０を側板２０４および側板２０６で挟持した筒状構造を持つ。側板２０４、２０６各々の回転中心には回転軸２０２が外向きに突出するように取り付けられている。側板２０４、２０６各々から突出する左右の回転軸２０２の回転中心は同一回転軸上に配置される。これらの回転軸２０２は、図示しない軸受けにより回動自在に軸支される。コリメータ２０は、回転軸２０２を中心に時計回りまたは反時計回り方向に自在に回転できるようになっている。

フィン７０は、Ｘ線の遮蔽や減衰作用等を持ち、コリメータ２０が高速回転しても遠心力に対抗して所定の形状を維持できる強度を持った部材で構成される。例えば、モリブデン、タングステン、あるいはそれらを主成分とする合金により、フィン７０を作ることができる。フィン７０の構造は、隙間のない板状体を基本とするが、必要なＸ線減衰特性を持たせたメッシュ構造を持っていてもよい。

側板２０４、２０６は、高速回転してもフィン７０の物理的位置を変えることなくフィン７０を堅固に支えることができる強度と構造を持った部材で作られる。例えば、ステンレスやジュラルミンなどの金属で一定以上の強度がある所定厚の円盤により、側板２０４、２０６を作ることができる。

回転軸２０２は、高速回転軸として必要な耐久性（強度や耐摩耗性など）を持つ金属（ステンレスやハイカーボンスチールなど）により作ることができる。必要な耐久性が得られるなら、高分子材料を用いて側板２０４、２０６や回転軸２０２を作ってもよい。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の回転コリメータ２０をＡ−Ａ線に沿って切った断面図である。コリメータ２０のフィン７０は、図３（ａ）の回転軸２０２に対して、同心円で放射状に、角度を僅かずつ変えながら配置された多数のフィン群で構成されている。すなわち、フィン７０は、コリメータ２０の回転角度変化に応じて少しずつ間隔と傾きが変化する多数のフィン７０１〜７０４等の螺旋配置で構成される。換言すると、コリメータ２０のフィン７０は、コリメータ２０の回転角（回転位相）の変化に応じて徐々にスリット間隔およびスリット傾斜が変化するスパイラルスリット構造を形成している。

図４は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられる回転コリメータのフィン配置の具体例を説明する図である。図３（ｂ）に示す多数のフィン７０は、例えば図４に示すような角度間隔で配置できる。図４で例示する角度配置は、以下のように決められている。 １．円筒状に配置されたフィンの円周を、その中心に対して、角度２αの領域と、角度２βの領域の２象限に分割する。これらを、それぞれα象限とβ象限と定義する。ここで、β＞αである。

２．α象限とβ象限は、円筒状に配置されたフィンの基準円（円筒状に配置されたフィンの外接円）の中心を通る１つの中心線Ｃで分割される。

３．αは、円周方向に、角度ａにてｎ等分で分割可能な角度とする。すなわち、α＝ｎ・ａである。

４．βは、円周方向に、角度ｂにてｎ等分で分解可能な角度とする。すなわち、β＝ｎ・ｂである。

一例として、α＝７２°、β＝１０８°、ｎ＝９とする。

５．α象限において、中心線Ｃ上から横に円周上を角度ａずらす度に、角度（ｂ−ａ）分、角度を増やしてずらしながら直線を配置していく。

６．β象限において、中心線Ｃ上から横に円周上を角度ｂずらす度に、角度（ｂ−ａ）分、角度を増やしてずらしながら直線を配置していく。

一例として、角度（ｂ−ａ）＝２°とする。この角度は、コリメートされるＸ線ファンビームの広がり角度（図４の紙面垂直方向に幅広く展開する薄いファンビームの、ビーム厚方向の広がり角度）に対応する。

７．上記４項、５項で配置した直線を延長していくと、ｎ個離れた対向位置に同一直線上の円周上配置直線が必ず見つかるように、直線を配置する。
８．上記６項で配置した直線を中心線とする様にコリメータ２０の複数フィン（Ｘ線の遮蔽羽）７０を配置していく。（コリメータ２０の現物製作においては、実用上許容できる範囲で、複数フィンの配置・形状に多少の誤差があってもよい。）
図５は、図１のＸ線ＣＴ装置で用いられる回転コリメータ２０の回動に伴いＸ線束５０１〜５０３が被検者の一部（３０１）をスキャンする様子を説明する図である。図４で具体的なフィン配置を例示したコリメータ２０にＸ線焦点ＸｐからＸ線が照射されると、厚み方向に凡そ２°の広がり角度を持つＸ線束５０１のファンビームが、Ｘ線検出器４０（図１（ｂ）、図２（ｂ））の例えば開始ラインに向かって照射される（図５（ａ））。コリメータ２０が時計回りに少し回転すると、Ｘ線束５０２のファンビームの位置が図面右方向へ移動し、移動したファンビームがＸ線検出器４０の例えば中央ラインに向かって照射される（図５（ｂ））。コリメータ２０が時計回りにさらに回転すると、Ｘ線束５０３のファンビームの位置が図面右方向へさらに移動し、移動したファンビームがＸ線検出器４０の例えば終了ラインに向かって照射される（図５（ｃ））。 すなわち、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と回転コリメータ２０が回転するに従い、フィン７０の調整角度に応じてＸ線束の透過する範囲・方向が変化して行き、動かずにじっとしている被検者一部（３０１）をスキャンする様にＸ線束のファンビームが移動して行く。

このＸ線ファンビーム照射位置とコリメータ２０の回転角度位相との間の相関は、（装置の設計情報や現物装置における事前チェックなどで）確定できる。すなわち、検出器４０側のＸ線入射位置は、回転コリメータ２０の回転角度（図２（ａ）の角度センサ２１０の出力）から特定（または同定）できる。そうすると、回転コリメータ２０の回転角度位相から特定（同定）される照射範囲外の散乱線によるＸ線検出信号を切り捨て、特定（同定）された透過入射位置の信号のみを選択して積算して行くことができる。これにより、散乱線の影響を除去し、被検者３０への被曝を増やすこと無く、Ｘ線撮影画像（ＣＴ画像）の画質を向上する事が可能となる。
図６は、図１のＸ線ＣＴ装置の動作例を説明するフローチャートである。まず、Ｘ線源１０を起動し（パワーオン）、Ｘ線管のウオーミングアップを行う（ＳＴ１０）。さらに，ベッド３２に横たわった被検者３０の位置を決める（ＳＴ１１）。この位置決めにおいて、例えば被検者３０の頭部３０１を、回転コリメータ２０と検出器４０の間の所定位置で静止させる（例えば、ＣＴ装置のオペレータが被検者３０に「合図があるまで頭を動かさないよう」指示する）。

Ｘ線管のウオーミングアップが済み、安定したＸ線が得られる状態になったら、コリメータ２０の回転を開始し、コリメータ２０の回転角度（回転位相）を検出する（ＳＴ１２）。コリメータ２０の回転角度（回転位相）が幾つのときにＸ線束（Ｘ線ファンビーム）が検出器４０のどの検出ライン上に来るのかは、事前にチェック（校正）されている。ここでは、Ｘ線ファンビームが検出器４０の開始ライン（第１ライン）上に来たときのコリメータ２０の回転角度（回転位相）が０°となるように、事前設定されているものとする。

コリメータ２０の回転角度が検出器４０の開始ライン手前に来るまでは（ＳＴ１４ノー）、コリメータ２０の回転角度を検出しつつコリメータ２０の回転を進める（ＳＴ１２）。 コリメータ２０の回転が進み、検出位相角が例えば３５９°（あるいは、それより小さい所定の位相角）を過ぎたら、Ｘ線ファンビームが検出器４０の開始ライン手前の位置を過ぎたことを検出する（ＳＴ１４イエス）。Ｘ線ファンビームが検出器４０の開始ライン手前位置を過ぎたことが検出されたら、Ｘ線のシャッタ（図示せず）を開けて、被検者３０側へのＸ線照射を開始する（ＳＴ１６）。すると、被検者３０の頭部３０１に対するＸ線スキャンが始まる。

コリメータ２０の検出位相角が０°になったら、Ｘ線束のファンビームが検出器４０の開始ライン（第１ライン）上に来たと特定（同定）する（ＳＴ１８イエス）。この場合、図１（ａ）の制御部２２０は、検出器４０の第１ラインから出力されるＸ線検出信号を獲得し、ＣＴ装置のコンソールまたは制御部２２０内の図示しない内部メモリに積算する（ＳＴ２０）。

コリメータ２０の回転が進み、コリメータ２０の検出位相角が例えば１５°になったら、Ｘ線束のファンビームが検出器４０の中央ライン（例えば第１５０ライン）上に来たと特定（同定）する（ＳＴ１８イエス）。この場合、図１（ａ）の制御部２２０は、検出器４０の第１５０ラインから出力されるＸ線検出信号を獲得し、内部メモリに積算する（ＳＴ２０）。

以下同様に、Ｘ線束のファンビームが検出器４０の終了ライン（例えば第３００ライン）上に来るまで（ＳＴ２２ノー）、検出器４０の該当ラインから出力されるＸ線検出信号の獲得と積算が反復される（ＳＴ２０）。

コリメータ２０の回転がさらに進み、コリメータ２０の検出位相角が例えば３０°を過ぎたたら、Ｘ線束のファンビームが検出器４０の最終ライン（例えば第３００ライン）を超えたと判定する（ＳＴ２２イエス）。この場合、同様なスキャンを反復するなら（ＳＴ２４イエス）、ＳＴ１２〜ＳＴ２２の処理を繰り返す。これにより、被検者３０の身長方向の頭部ＣＴ画像（２次元または３次元画像）を、ベッド３２を移動させずに得ることができる。

なお、検出器４０側へ種々な角度（上記の例では検出位相角で０°〜３０°の範囲外）で放射されるＸ線ファンビームは、回転コリメータ２０を取り囲むＸ線遮蔽部材２０Ｓ（図１（ｂ））のＸ線通過口構造により、部分的にブロックできる。このＸ線通過口構造により、コリメータ２０の検出位相角が例えば３５９°以前（および、例えば３６０°＋３１°以降）のときのＸ線ファンビームがブロックされるようになっているときは、Ｘ線スキャン中、図示しないＸ線シャッタを角度センサ２１０の検出位相角に依らず開け放しにしておく実施形態も考えられる（この実施形態は、Ｘ線シャッタの高速開閉が困難な場合に有効）。

ところで、静止した被検者３０の頭部３０１の同じ部位を例えば４回スキャンすると、４枚のＸ線画像データが蓄積される。これらの画像データを合成すると、被検者３０の頭部３０１の内部組成・構造に起因する画像要素は４枚の画像間で相関があるので＋１２ｄＢのレベルアップがあるが、画像のノイズに起因する画像要素は４枚の画像間で相関がないので＋６ｄＢのレベルアップにとどまる。このため、４枚の同一部位スキャン画像を合成すれば、画像のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を６ｄＢ改善できる。

被検者３０に対するＸ線被爆の影響をできるだけ押さえたいときは、同じ部位に対する上記のＸ線スキャン回数は少なめにする。Ｘ線被爆の影響が多少増えても極力Ｓ／Ｎのよい画像が必要なときは、医師等の判断に基づいて、上記のＸ線スキャン回数を適宜増やすことができる。

Ｘ線スキャンを続けないなら（ＳＴ２４ノー）、例えばＸ線シャッタを閉じてＸ線照射を停止する（ＳＴ２６）。被検者３０の別の部位についてさらにＣＴスキャンを続けるときは（ＳＴ２７イエス）、ＣＴ架台の回転角度を変更し、またはベッド３２の前後位置を変更して、被検者３０の検査部位を変更する（ＳＴ２９）。そして、同様な操作（ＳＴ１１〜ＳＴ２７を繰り返す。（ここで、ＣＴ架台の回転角度の変更は、回転枠１０００に取り付けられたＸ線源１０の、被検者３０の特定検査部位に対する回転角度の変更に対応する。）
ＣＴスキャンを終了するときは（ＳＴ２７ノー）、Ｘ線シャッタを閉じるか、Ｘ線管への給電を停止するなどでＸ線照射を終了する（ＳＴ３０）。その後、制御部２２０等のメモリ（図示せず）に蓄積した画像データを用いて被検者３０（被写体）の検査部位内部のＸ線ＣＴ画像を生成し、図示しない画像モニターに生成画像を出力する。同時に、生成画像のうち必要なものをＨＤＤやフラッシュメモリなどに保存する（ＳＴ３２）。
この発明の実施形態で用いた回転コリメータは、上述したＸ線ＣＴ装置に限定されるものではなく、各種のＸ線管装置に適用可能である。例えば、Ｘ線ステレオ撮影システムやＸ線ステレオシネ撮影システム、ステレオパルス透視システム等の各種のシステムに適用可能である。＜実施形態の要点＞
実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、回転コリメータ２０を用いて、扇状のＸ線ファンビームが被検者３０の特定部位（３０１）をスキャンする様にＸ線束を絞って移動させる装置である。このコリメータ２０の回転位相角度を読み取る事で、被検者３０の特定部位（３０１）を透過したＸ線が到達している検出器４０の検出ラインを特定（同定）する。そして、透過Ｘ線が到達している筈の検出器のライン信号（同定した検出器ラインからの信号）のみを積算処理して行く。これにより、グリッド無しでも散乱線のカブリによる画質低下を避けることができる（空気や被写体からの散乱Ｘ線による画像へのカブリで画像コントラストが悪化することを抑制できる）。グリッドが無ければ、グリッドによるＸ線の減衰がないので、被検者３０への入射線量を上げる必要がなくなる。したがい、被検者の被曝を低減しながら、良好なＸ線ＣＴ画像を提供する事が可能となる。

すなわち、被爆が少なく（被検者への入射線量を上げる必要がない）高画質な（散乱線によるカブリに起因した画質劣化が少ない）Ｘ線ＣＴ画像を得ることが可能となる。

また、被検者の特定部位（３０１）の特定方向（身長方向または扇状Ｘ線ファンビームで扇ぐ方向）への複数ＣＴ画像を、被検者を乗せたベッドを動かさずに得ることができる。
＜出願当初請求項に対応する付記＞
［１］ Ｘ線装置（１００）とＸ線検出器（４０）が被検者（３０）の存在すべき位置を間に挟んで向き合うように設けられた回転枠（１０００）を具備し、前記被検者（３０）を透過するＸ線束を検出することにより前記被検者（３０）の内部組成または内部構造の画像を生成するＸ線ＣＴ装置（図１）において、前記Ｘ線装置（１００）は、Ｘ線を放射するＸ線放射口（１０２）を持つＸ線源（１０）と、前記被検者（３０）が存在すべき位置と前記Ｘ線放射口（１０２）の間に配置され前記Ｘ線をＸ線束に変換する回転コリメータ（２０）を備える。

前記回転コリメータ（２０）は、回転軸（２０２）と、この回転軸（２０２）を中心に放射状に角度をずらしながら配置される複数のフィン（７０）を備え、前記複数のフィン（７０）の配置間隔に対応して複数のスパイラルスリットが形成される。

前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束は、前記回転コリメータ（２０）の回転に伴い前記被検者（３０）の特定部位（３０１）をスキャンするように構成される。
［２］ ［１］の装置において、前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束は扇状のファンビームに絞られ、このファンビームが、前記回転コリメータ（２０）の回転に伴い、前記Ｘ線検出器（４０）の検出ライン上を、前記回転枠（１０００）の回転軸方向に移動するように構成する。
［３］ ［２］の装置において、前記回転コリメータ（２０）を回転駆動するモータ（２００）と、前記回転コリメータ（２０）の回転角度に対応した角度情報を検出する角度センサ（２１０）をさらに備え、
前記前記ファンビームを検出する前記Ｘ線検出器（４０）の検出ラインを前記角度情報から同定し、
同定された前記検出ラインの検出信号を用いて前記被検者内部のＸ線画像を生成するように構成する。
［４］ ［２］の装置において、前記回転コリメータ（２０）を回転駆動するモータ（２００）と、前記回転コリメータ（２０）の回転角度に対応した角度情報を検出する角度センサ（２１０）をさらに備え、
前記ファンビームを検出する前記Ｘ線検出器（４０）の検出ラインを前記角度情報から同定し、
同定された前記検出ライン以外の検出ラインからの検出信号は用いず、前記角度情報の検出に同期して前記検出ラインから得られた検出信号（主にこの検出信号のみ）を用いて、前記被検者内部のＸ線画像を生成するように構成する。
［５］ Ｘ線装置（１００）とＸ線検出器（４０）が被検者（３０）の存在すべき位置を間に挟んで向き合うように設けられた回転枠（１０００）を具備し、前記被検者（３０）を透過するＸ線束を検出することにより前記被検者（３０）の内部組成または内部構造の画像を生成するＸ線ＣＴ装置（図１）で用いられる方法において、前記Ｘ線装置（１００）は、Ｘ線を放射するＸ線放射口（１０２）を持つＸ線源（１０）と、前記被検者（３０）が存在すべき位置と前記Ｘ線放射口（１０２）の間に配置され前記Ｘ線をＸ線束に変換する回転コリメータ（２０）を備える。前記回転コリメータ（２０）は、回転軸（２０２）と、この回転軸（２０２）を中心に放射状に角度をずらしながら配置される複数のフィン（７０）を備え、前記複数のフィン（７０）の配置間隔に対応して複数のスパイラルスリットが形成される。

この方法では、前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束を、前記回転コリメータ（２０）の回転に伴い前記被検者（３０）上でスキャンさせる（図６のＳＴ１２〜ＳＴ２２）。
［６］ Ｘ線装置（１００）とＸ線検出器（４０）が被検者（３０）の存在すべき位置を間に挟んで向き合うように設けられた回転枠（１０００）を具備し、前記被検者（３０）を透過するＸ線束を検出することにより前記被検者（３０）の内部組成または内部構造の画像を生成するＸ線ＣＴ装置（図１）で使用可能な回転コリメータ（２０）において、前記回転コリメータ（２０）は、回転軸（２０２）と、この回転軸（２０２）を中心に放射状に角度をずらしながら配置される複数のフィン（７０）を具備する。

この回転コリメータでは、前記複数のフィン（７０）の配置間隔に対応して複数のスパイラルスリットが形成され、前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束が前記回転コリメータ（２０）の回転に伴い前記被検者（３０）をスキャンできるように構成される。

１０…Ｘ線源；１００…Ｘ線装置；１０２…Ｘ線放射口；２０…回転コリメータ；２０Ｓ…Ｘ線遮蔽部材：３０…被検者；３０１…被検者の一部；３２…ベッド；４０…Ｘ線検出器；２００…ステッピングモータ；２０２…回転軸；２０４、２０６…側板；２１０…角度センサ；２２０…制御部；５００、５０１〜５０３…Ｘ線束（Ｘ線ファンビーム）；７０、７０１〜７０４…スパイラルスリットを形成するフィン；Ｘｐ…Ｘ線焦点；１０００…ＣＴ架台内の回転枠。

Claims (6)

1. Ｘ線装置とＸ線検出器が被検者の存在すべき位置を間に挟んで向き合うように設けられた回転枠を具備し、前記被検者を透過するＸ線束を検出することにより前記被検者の内部組成または内部構造の画像を生成するＸ線ＣＴ装置において、
   前記Ｘ線装置は、Ｘ線を放射するＸ線放射口を持つＸ線源と、前記被検者が存在すべき位置と前記Ｘ線放射口の間に配置され前記Ｘ線をＸ線束に変換する回転コリメータを備え、
   前記回転コリメータは、回転軸と、この回転軸を中心に放射状に角度をずらしながら配置される複数のフィンを備え、
   前記複数のフィンの配置間隔に対応して複数のスパイラルスリットが形成され、
   前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束が、前記回転コリメータの回転に伴い前記被検者の特定部位をスキャンするように構成した
   Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束は扇状のファンビームに絞られ、このファンビームが、前記回転コリメータの回転に伴い、前記Ｘ線検出器の検出ライン上を、前記回転枠の回転軸方向に移動するように構成した、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記回転コリメータを回転駆動するモータと、前記回転コリメータの回転角度に対応した角度情報を検出する角度センサをさらに備え、
   前記ファンビームを検出する前記Ｘ線検出器の検出ラインを前記角度情報から同定し、
   同定された前記検出ラインの検出信号を用いて前記被検者内部のＸ線画像を生成するように構成した、請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記回転コリメータを回転駆動するモータと、前記回転コリメータの回転角度に対応した角度情報を検出する角度センサをさらに備え、
   前記前記ファンビームを検出する前記Ｘ線検出器の検出ラインを前記角度情報から同定し、
   同定された前記検出ライン以外の検出ラインからの検出信号は用いず、前記角度情報の検出に同期して前記検出ラインから得られた検出信号を用いて、前記被検者内部のＸ線画像を生成するように構成した、請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. Ｘ線装置とＸ線検出器が被検者の存在すべき位置を間に挟んで向き合うように設けられた回転枠を具備し、前記被検者を透過するＸ線束を検出することにより前記被検者の内部組成または内部構造の画像を生成するＸ線ＣＴ装置で用いられる方法であって、
   前記Ｘ線装置は、Ｘ線を放射するＸ線放射口を持つＸ線源と、前記被検者が存在すべき位置と前記Ｘ線放射口の間に配置され前記Ｘ線をＸ線束に変換する回転コリメータを備え、
   前記回転コリメータは、回転軸と、この回転軸を中心に放射状に角度をずらしながら配置される複数のフィンを備え、前記複数のフィンの配置間隔に対応して複数のスパイラルスリットが形成されている場合において、
   前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束を、前記回転コリメータの回転に伴い前記被検者上でスキャンする
   Ｘ線ＣＴ方法。
6. Ｘ線装置とＸ線検出器が被検者の存在すべき位置を間に挟んで向き合うように設けられた回転枠を具備し、前記被検者を透過するＸ線束を検出することにより前記被検者の内部組成または内部構造の画像を生成するＸ線ＣＴ装置で使用可能な回転コリメータにおいて
   前記回転コリメータは、回転軸と、この回転軸を中心に放射状に角度をずらしながら配置される複数のフィンを具備し、
   前記複数のフィンの配置間隔に対応して複数のスパイラルスリットが形成され、
   前記複数のスパイラルスリットを通過する前記Ｘ線束が、前記回転コリメータの回転に伴い前記被検者をスキャンできるように構成した
   コリメータ。

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