JP2019128337A - 傾斜型ｃｔ撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で放射線の焦点と被検体の回転軸と放射線の検出器の位置関係を是正することができる傾斜型ＣＴ撮影装置を提供する。【解決手段】放射線の焦点Ｆａを正規位置Ｆｃに位置決めするための補正データを生成する補正データ生成と、この補正データによって焦点Ｆａの位置を補正する焦点補正部を備える。治具７１を、位置確認用透視画像の中心に位置するように回転テーブル４上に載置し、回転テーブル４を１８０°回転させる。回転前画像と回転後画像に基づき、治具７１の変位を検出し、この変位に基づき放射線の焦点Ｆａの正規位置Ｆｃからの位置ズレを算出する。そして、この位置ズレをゼロにするように焦点Ｆａを移動させる。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、被検体を透過した放射線を検出して得られた透過データから被検体の断層像を再構成する傾斜型ＣＴ撮影装置に関する。

Ｘ線を代表とする放射線を被検体に照射し、被検体を透過することで減弱した放射線の二次元分布を検出して画像化することで、被検体の非破壊検査を行う放射線検査装置が知られている。例えば、放射線検査装置により被検体内部に存在するボイドを発見することができる。

放射線検査装置としては、放射線に対する円錐軌道を制御しながら被検体の断層像を得る傾斜型ＣＴ（Computed Tomography）撮影装置が知られている。傾斜型ＣＴ撮影装置は、トモシンセンス（Tomosynthesis）装置やラミノグラフ（Laminograph）装置とも呼ばれる。傾斜型ＣＴ撮影装置は、回転テーブルに載置した状態で、載置面に垂直な回転軸に対して回転させながら、回転軸と非直交な３６０°方向から放射線の透過データを収集し、得られた透過データから被検体の断層像を再構成する。

この傾斜型ＣＴ撮影装置は、放射線の焦点と被検体の回転軸と放射線の検出器の位置関係が画像のブレ等に影響するものである。例えば放射線の焦点の位置ズレ量をＸｍｍ、撮影倍率をＹ倍とすると、検出器上での位置ズレ量Ｚは、Ｚ＝Ｘ・Ｙである。近年、傾斜型ＣＴ撮影装置は高拡大倍率及び高分解能が進展しており、これらの位置関係の微細なズレが位置ズレ量Ｚを大きくしている。そのため、放射線の焦点と被検体の回転軸と放射線の検出器の位置関係に要求される精度は高まっている。

そこで、傾斜型ＣＴ撮影装置においては、これら位置関係がズレると断層像が実像よりも大きくなることを利用し、断層像が実像の面積に近づくように、被検体が載置されるテーブルを動かすことで、これらの位置関係を調整する手法が知られている。

特開２００１−１５３８１７号公報

被検体の回転軸と検出器の位置関係は、追従補完動作により指定の角度及び距離となっており、振動等の外乱がない限りは両者の位置関係が要求精度以上に崩れることはない。放射線の焦点と被検体の回転軸と放射線の検出器の位置関係が崩れる原因としては、主に放射線の焦点の変位である。放射線源やフィラメントの交換はもとより、管電圧や管電流を変更するだけで放射線の焦点は変位し、また外気温や放射線源の温度によっても放射線の焦点は変位する。

回転テーブル上の並進機構は被検体の着目点を回転軸上に移動させるための機構であり、位置ズレの原因を解消できない。

本実施形態は、上述の課題を解決すべく、高精度で放射線の焦点と被検体の回転軸と放射線の検出器の位置関係を是正することができる傾斜型ＣＴ撮影装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本実施形態の傾斜型ＣＴ撮影装置は、被検体の載置面を有し、当該載置面と直交する回転軸周りで回転可能な回転テーブルと、放射線焦点を有し、当該放射線焦点から前記回転テーブルへ放射線を照射する放射線源と、前記回転テーブルを挟んで前記放射線源の反対に位置し、放射線を検出して透過データを出力する検出器と、前記検出器が検出する放射線の中心線と前記回転軸とが成すラミノ角を０°以上９０°以下の範囲で傾動面に沿って変更する傾動機構と、前記回転テーブルの回転による複数の回転位置で前記検出器が検出した前記透過データに基づき、前記被検体の断層像を再構成する再構成部と、補正データに従って前記放射線焦点の位置を補正する補正部と、前記補正データを生成する補正データ生成部と、を備える。

そして、前記補正データ生成部は、前記透過データに基づいて、透視画像を表示する表示部と、前記表示部に表示された透視画像の中心に位置するように前記回転テーブル上に載置される治具と、前記治具が載置された後、前記回転テーブルを１８０°回転させる回転制御部と、前記回転制御部による回転前後の前記透過データに基づき、前記治具の変位を検出する画像処理部と、前記画像処理部が検出した前記治具の変位に基づき、前記放射線焦点の正規位置からの位置ズレを算出する算出部と、を有し、前記位置ズレを相殺する前記補正データを生成すること、を特徴とする。

傾斜型ＣＴ撮影装置の構成を示すブロック図である。 撮影制御部の詳細構成を示すブロック図である。 放射線源の詳細構成を示すブロック図である。 ラミノ角がゼロの場合の焦点の補正原理を示す模式図である。 ラミノ角がゼロでない場合の焦点の補正原理を示す模式図である。 補正データ生成部の構成を示すブロック図である。 補正データの算出動作を示すフローチャートである。 位置確認用透視画像を示す模式図である。 画像中心に治具が置かれた状態を示す模式図である。 回転前後の治具の重心を検出する模式図である。 位置ズレから補正データを生成する模式図である。 傾斜型ＣＴ撮影装置の構成の他の例を示すブロック図である。 補正データのデータベースを示す模式図である。 補正データのデータベースを用いた傾斜型ＣＴ撮影装置の動作を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る傾斜型ＣＴ撮影装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、傾斜型ＣＴ撮影装置の構成を示すブロック図である。傾斜型ＣＴ撮影装置１は、被検体１００に対して各方向から放射線を照射し、被検体１００を透過した放射線を検出し、検出により得られた各透過データから被検体１００の断層像を再構成する。照射方向の変更軸となる被検体１００の回転軸ＲＡと、検出した放射線の中心線である放射線中心線ＲＣとは、非直交のラミノ角θで交差する。この傾斜型ＣＴ撮影装置１は、放射線源２、検出器３、回転テーブル４及びデータ処理部８を備えている。

放射線源２は、被検体１００に向けて放射線ビームを照射する。放射線は例えばＸ線である。放射線ビームは、焦点Ｆａから円錐形状に照射される放射線である。この放射線源２は例えばＸ線管であり、小さな焦点Ｆａを持つ透過型マイクロフォーカスＸ線管又は１μｍ以下の焦点Ｆａを持つナノフォーカスＸ線管である。Ｘ線管は、フィラメント２２とタングステン等のターゲット２１とを０°以上のターゲット角度を設けて対向させており（図３参照）、フィラメント２２は電子線を出射し、ターゲット２１にはフィラメント２２から出射して加速された電子線が衝突し、ターゲット２１は電子線の衝突よりＸ線を発生させる。

回転テーブル４、並進機構４１は被検体１００の載置台である。この回転テーブル４及び並進機構４１は、放射線の吸収を少なくするためにプラスチックやカーボンを素材として内部中空に形成されている。回転テーブル４は、放射線源２と検出器３との間に介在し、載置面を放射線源２に向けている。この回転テーブル４は回転機構４２及び昇降機構４３を備える。並進機構４１は、載置面と平行なＸ軸及びＹ軸方向に被検体１００を移動させる。Ｘ軸方向は載置面と平行な一軸方向である。Ｙ軸方向は載置面と平行でＸ軸と直交する。

回転機構４２は、Ｚ軸と平行な回転軸ＲＡを有し、回転テーブル４をＺ軸周りで回転させる。Ｚ軸方向は、回転テーブル４の載置面と直交する方向であり、換言するとＸ軸方向及びＹ軸方向と直交する。放射線源２と回転テーブル４とは、焦点Ｆａが回転軸ＲＡの延長線上に位置するように位置合わせされる。但し、放射線源２の交換、フィラメント２２の交換、管電圧の変更、管電流の変更、傾斜型ＣＴ撮影装置１の移動、外気温、放射線源２の温度、放射線の総照射時間、放射線の連続照射時間、ターゲット２１の総使用時間、またはこれらの２種以上の複合的要因によって、焦点Ｆａが正規位置Ｆｃから位置ズレすることがある。正規位置Ｆｃは、回転軸ＲＡの延長線上に位置するポイントである。

昇降機構４３は、Ｚ軸方向に沿って回転テーブル４を移動させる。この昇降機構４３による回転テーブル４の昇降により、被検体１００の撮像倍率が変化する。撮像倍率は、正規位置Ｆｃにある焦点Ｆａから被検体１００までの撮影距離ＦＯＤと、正規位置Ｆｃにある焦点Ｆａから検出器３までの検出距離ＦＤＤの比率であるＦＤＤ／ＦＯＤで表される。

検出器３は、回転テーブル４を挟んで放射線源２とは反対側に位置し、放射線源２の焦点Ｆａと０°以上９０°以下の角度範囲で設けて対向する。この検出器３は、放射線を検出する二次元状に拡がる面を有し、放射線の透過経路に応じた透過データを検出する。透過データは、放射線の透過経路に応じて減弱した放射線強度の二次元分布である。

検出器３は、例えばイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）とカメラにより構成される。Ｉ．Ｉ．は、放射線に励起されると発光するヨウ化セシウム等により成るシンチレータ面を２次元状に拡げ、入射した放射線の二次元分布を蛍光像に変換しつつ、蛍光像の光度を増倍させる。カメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を並設し、蛍光像を撮像する。この検出器３はフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）であってもよい。ＦＰＤは、シンチレータ面に沿ってフォトダイオードとＴＦＴスイッチを有する。フォトダイオードは、蛍光像を電荷に変換して蓄積し、ＴＦＴスイッチは、ＯＮ信号を与えられると、フォトダイオードに蓄積されていた電荷を出力させる。

検出器３は傾動機構３１を備えている。傾動機構３１は、検出器３が焦点Ｆａと正対する姿勢を保ちながら、検出器３を傾動面に沿って移動させる。例えば傾動面は、Ｘ軸と直交し、Ｙ軸とＺ軸とが画するＹＺ平面と平行に設定される。即ち、この傾動機構３１は、放射線中心線ＲＣと回転テーブル４の回転軸ＲＡとが成すラミノ角θを０°以上９０°以下の範囲で設定する。放射線中心線ＲＣは、検出器３が検出する放射線の中央点Ｄｃと焦点Ｆａとを結んだ線である。

データ処理部８は、いわゆるコンピュータ及び各種制御回路であり、プロセッサ、メモリ、ストレージ、ドライバ回路、表示部及び操作部で構成されている。プロセッサは、ＣＰＵやＭＰＵとも呼ばれ、プログラム内の命令を実行し、実行結果を出力する。メモリは、プログラムが展開され、プロセッサの指示があれば、プロセッサの実行結果を一時記憶する。ストレージは、プログラム及び各種データが記憶されている。ドライバ回路は、プロセッサの実行結果が制御信号である場合、制御信号に従った電力信号を各部に供給する。表示部は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の画像表示手段である。操作部は、マウスやキーボード等の入力インターフェースである。

このデータ処理部８は、プロセッサによるプログラムの実行によって撮影制御部５、再構成部６及び補正データ生成部７を備えている。尚、これら撮影制御部５、再構成部６及び補正データ生成部７は、ソフトウェアに依らずハードウェアロジックによって実現してもよい。

撮影制御部５は、撮影条件を設定し、撮影条件及び補正データ生成部７が生成した補正でデータに従って制御信号を生成し、放射線源２、検出器３、傾動機構３１、回転テーブル４の並進機構４１、回転機構４２及び昇降機構４３を制御する。撮影条件は、管電圧、管電流、照射時間、ラミノ角θ、回転角度及び速度、投影角度ピッチ、撮像倍率、ビニングサイズ等が挙げられ、予め記憶され、またはユーザにより入力される。断層像を撮像する際は、傾動機構３１に非直交のラミノ角θになるまで検出器３を傾動させるラミノ角制御信号を与え、放射線源２に管電圧及び管電流等の放射線照射制御信号を与え、放射線ビームの照射中に回転機構４２に回転テーブル４を回転させる回転制御信号を与え、検出器３から各透過データを取り込む。

この撮影制御部５は、図２に示すように、焦点補正部５１及び補正データ記憶部５２を備えている。ここで、図３に示すように、放射線源２内には、フィラメント２２とターゲット２１との間に偏向コイル２３が設けられている。偏向コイル２３に電流を流すと、電子線の経路中に磁力線が発生する。この磁力線によりフィラメント２２から出射した電子線が偏向し、焦点Ｆａが移動する。焦点補正部５１は、この偏向コイル２３と、偏向コイル２３に電流を流すドライバ回路とにより構成されており、偏向コイル２３に電流を流し、放射線ビームの照射時に焦点Ｆａを基準位置Ｆｃに位置決めする。

補正データ記憶部５２は、主にストレージを含み構成され、焦点Ｆａの補正データ５ａを記憶している。焦点補正部５１は、この補正データ５ａを読み出し、補正データ５ａが示す電流値を偏向コイル２３に流す。即ち、補正データ５ａは、焦点Ｆａを基準位置Ｆｃに移動させる電流値である。

再構成部６は、各投影角度ピッチで取り込まれた透過データから断層像を再構成する。再構成処理では、例えばＦｅｌｄＫａｍｐのフィルタ補正逆投影法又はＡＲＴ（Algebraic Reconstruction Technique）の逐次近似法などが使用される。

補正データ生成部７は、放射線源２の交換、フィラメントの交換、管電圧の変更、管電流の変更、傾斜型ＣＴ撮影装置１の移動、外気温、放射線源２の温度、放射線の総照射時間、放射線の連続照射時間、ターゲットの総使用時間等、またはこれらの２種以上の複合的要因によって位置ズレした焦点Ｆａを正規位置Ｆｃに戻すための補正データ５ａを生成し、補正データ記憶部５２に記憶させる。

図４は、焦点Ｆａの補正原理を示す模式図である。まず簡単のため、図４に示すように、検出器３はラミノ角が０°となる位置に移動しているものとする。

焦点Ｆａは、正規位置ＦｃからベクトルＣだけ位置ズレしているものとする。回転テーブル４には、検出器３の中心点Ｄｃと焦点Ｆａとを結ぶ線Ｌａ上に治具７１を載せておく。中心点Ｄｃは、正規位置Ｆｃを通る回転軸ＲＡの延長線上の点である。このとき、回転軸ＲＡと回転テーブル４との直交点Ｔｘと治具７１の重心Ｗａとの位置ズレをベクトルＢとする。また、焦点Ｆａと直交点Ｔｘとを通る線Ｌｂが検出器３と交差する点を点Ｄａとし、この点Ｄａと中心点ＤｃとのズレをベクトルＡとする。

このとき、Ｘ軸方向の成分及びＹ軸方向の成分について次の式（１）が成立し、式（１）より式（２）が導かれる。
Ａ：Ｂ＝ＦＤＤ：ＦＯＤ ・・・（１）
Ｂ×ＦＤＤ＝Ｃ×（ＦＤＤ−ＦＯＤ） ・・・（２）

また、Ｘ軸方向の成分及びＹ軸方向の成分について次の式（３）が成立し、式（３）より式（４）が導かれる。
Ｃ：Ｂ＝ＦＤＤ：（ＦＤＤ−ＦＯＤ） ・・・（３）
Ｂ×ＦＤＤ＝Ｃ×（ＦＤＤ−ＦＯＤ） ・・・（４）

そうすると、式（２）及び式（４）より、式（５）が導かれる。
Ｃ＝Ａ×ＦＯＤ／（ＦＤＤ−ＦＯＤ） ・・・（５）

ここで、線Ｌａ上に治具７１を載せた状態で、回転テーブル４を１８０度回転させる。このとき、治具７１は、回転軸ＲＡを挟んで反対側の位置Ｐに移動する。焦点Ｆａと回転後の治具７１の重心Ｗｂとを結んだ線Ｌｃが検出器３と交差する点を点Ｄｂとすると、点Ｄａは、中心点Ｄｃと点Ｄｂの中点である。中心線Ｄｃと点ＤｂとのズレをベクトルＤとすると、式（５）のベクトルＡに１／２Ｄを代入し、以下式（６）が得られる。
Ｃ＝１／２×Ｄ×ＦＯＤ／（ＦＤＤ−ＦＯＤ）・・・（６）

式（６）を整理すると、式（７）は以下式となる。

よって、治具７１を載せて１８０°回転させ、透過データ又は透過データを輝度値のマトリックスに変換して得た透視像の画像処理によりベクトルＤを求める。そして、撮影条件に含まれるＦＤＤ及びＦＯＤ又は撮像倍率Ｍの逆数並びにベクトルＤをパラメータとして用い、式（７）を演算する。これにより、焦点Ｆａの正規位置Ｆｃからの位置ズレであるベクトルＣが算出できる。このベクトルＣの逆ベクトルを偏向コイル２３の電流値に換算し、偏向コイル２３に流すことにより、放射線の焦点Ｆａの位置ズレが補正されて、焦点Ｆａが正規位置Ｆｃに位置決めされる。

以上はラミノ角θがゼロである場合である。ラミノ角θを考慮する場合、図５に示すように、点ＤｂからＹ軸に平行な線を線Ｌｂに向けて引き、線Ｌｂとの交点を点Ｄｄとする。ラミノ角θがゼロでない場合、Ｙ軸方向の位置ズレＣｙは、式（５）のベクトルＡのＹ軸成分に、点Ｄｂと点Ｄｄとの距離Ｄｙを代入することで表される。距離Ｄｙは、図５に示すように、Ｄｙ＝Ｄ／ｃｏｓθである。即ち、位置ズレＣｙは、ラミノ角をθとすると、以下式（８）で表すことができる。Ｘ軸方向の位置ズレの距離Ｃｘについては傾動がないから、式（７）と同じ式（９）で表すことができる。

図６は、この原理により補正データ５ａを生成する補正データ生成部７の構成を示すブロック図である。図６に示すように、補正データ生成部７は、冶具７１、透視像表示部７２、回転制御部７３、画像処理部７４、位置ズレ算出部７５を備えている。

冶具７１は、傾斜型ＣＴ撮影装置１とは別体で、回転テーブル４への載置可能であり、重心などの着目点検出が簡便な形状を有し、例えば真球、中心からの４本の腕が等長の十字体、中心が鋭角に延びた円錐、又は中心が鋭角に延びた角錐体等である。

透視像表示部７２は、主にプロセッサと表示部を含み構成され、透過データを透視像の画像に変換して、ユーザが視覚により把握可能に表示する。典型的には、透過データを対数変換等の処理を施した後、輝度値に変換することで透視像のグレースケール画像を生成し、ビデオメモリに描画する。この透視像表示部７２によって冶具７１が検出器３の放射線検出中心点Ｄｃと焦点Ｆａとを結ぶ線Ｌａ上に載るように位置調整が可能となる。即ち、ユーザは、透視像表示部７２に表示された画像の中心に冶具７１の像が位置するように、当該冶具７１を載せる。

回転制御部７３は、主にドライバ回路を含み構成され、回転機構４２を制御して、回転テーブル４を１８０°回転させる。画像処理部７４は、主にプロセッサを含み構成され、回転前後の透視像に写る冶具７１の重心Ｗａと重心Ｗｂを検出し、重心Ｗａから重心Ｗｂまでのベクトルを算出する。即ち、画像処理部７４は、重心Ｗａの画像座標と重心Ｗｂの画像座標を差分する。重心Ｗａと重心Ｗｂの検出に際し、二値化等の輪郭強調処理を施しても良い。また、治具７１と同じマスクを記憶しておき、パターンマッチングにより治具７１を検出し、重心計算を行っても良い。

位置ズレ算出部７５は、主にプロセッサを含み構成され、画像処理部７４が取得した重心Ｗａから重心Ｗｂまでのベクトル、並びに撮影条件に含まれるＦＤＤ及びＦＯＤ又は撮影倍率Ｍの逆数を用いて、上記式（８）及び式（９）により、焦点Ｆａと正規位置Ｆｃとの位置ズレであるＸ軸方向の距離ＣｘとＹ軸方向の距離Ｃｙを算出する。そして、算出結果の逆ベクトル（−Ｃｘ，−Ｃｙ）を偏向コイル２３の電流値に換算する。電流値への換算にあたって、逆ベクトルと電流値の換算表又は換算式を予め記憶しておいてもよい。

このような補正データ５ａの算出動作を図７のフローチャートに示す。この算出動作は、放射線源２が交換され、フィラメントが交換され、管電圧が変更され、管電流が変更され、傾斜型ＣＴ撮影装置１が移動され、外気温が変化し、放射線源２の温度が変化し、放射線の総照射時間が一定値に達し、放射線の連続照射時間が一定値に達し、ターゲットの総使用時間が一定時間に達したときに行われるとよい。

まず、ユーザにより回転テーブル４の載置面に治具７１が載置される（ステップＳ０１）。治具７１の載置後、ユーザが操作部を用いて撮影を指示する入力を行うと（ステップＳ０２）、撮像制御部５は治具７１を撮像させ（ステップＳ０３）、透視像表示部７２は治具７１が写った位置確認用透視画像Ｐｘ（図８参照）を表示する（ステップＳ０４）。即ち、撮像制御部５による制御信号の送出により、放射線源２は、放射線ビームを照射し、検出器３は、入射した放射線から透過データを生成し、透視像表示部７２は、透過データを輝度値に変換して表示部に表示させる。

ユーザは、位置確認用透視画像Ｐｘを確認し、治具７１が位置確認用透視画像Ｐｘの中心に位置していなければ（ステップＳ０５，Ｎｏ）、並進機構４１を操作し治具７１の位置を変更しながら（ステップＳ０６）、操作部を用いた撮像指示を与え（ステップＳ０２）、治具７１の撮像（ステップＳ０３）と、位置確認用透視画像Ｐｘの表示（ステップＳ０４）を繰り返させる。図８に示すように、透視像表示部７２は、位置確認用透視画像Ｐｘ上に、画像中心を示す十字表示等のマーカＭを表示しておくとよい。また、治具７２の重心位置Ｗには、放射線透過率の低い素材を埋め込んでおくとよい。ユーザは、十字表示等のマーカＭと、治具７２の像内に写る重心位置Ｗとを合わせることで、治具７１を簡単に位置確認用透視画像Ｐｘの中心に位置させることができる。

治具７１が位置確認用透視画像Ｐｘの中心に位置すると（ステップＳ０５，Ｙｅｓ）、図９に示すように、治具７１は、検出器３の中心点Ｄｃと焦点Ｆａとを結ぶ線Ｌａ上に位置する。ユーザは、操作部を用いて位置ズレ算出ステップへの移行指示を入力する（ステップＳ０７）。このとき、画像処理部７４は、移行指示入力直前の透視画像をＲＡＭに一時記憶させておく（ステップＳ０８）。

移行指示が入力されると、回転制御部７２は、治具７１を載せた回転テーブル４を１８０°回転させる（ステップＳ０９）。治具７１は、回転軸ＲＡを中点として、回転前に存在していた位置とは反対側に移動する。換言すると、正規位置Ｆｃと検出器３の放射線検出中心点Ｄｃとを通る回転軸ＲＡを対称軸として反対に移動する。１８０°の回転が終了すると、撮像制御部５は、再び、治具７１を撮像させ（ステップＳ１０）、画像処理部７４は、回転後の透視画像をＲＡＭに一時記憶させておく（ステップＳ１１）。

ここで、回転前に記憶した位置確認用透視画像Ｐｘを回転前画像Ｐｂと呼び、回転後に記憶した透視画像を回転後画像Ｐａと呼ぶ。画像処理部７４は、図１０に示すように、回転前画像Ｐｂと回転後画像Ｐａの両方から治具７１の重心Ｗａの座標（Ｘａ，Ｙａ）及び重心Ｗｂの座標（Ｘｂ，Ｙｂ）を検出する（ステップＳ１２）。そして、画像処理部７４は、重心Ｗａと重心Ｗｂの座標を差分して座標差（Ｘｄ，Ｙｄ）を算出する（ステップＳ１３）。

座標差（Ｘｄ，Ｙｄ）が算出されると、位置ズレ算出部７５は、回転前画像及び回転後座標を撮像したときの撮影条件からラミノ角θ、撮影距離ＦＯＤと検出距離ＦＤＤ、又は撮像倍率Ｍを取得し（ステップＳ１４）、Ｘ軸方向の位置ズレＣｘとＹ軸方向の位置ズレＣｙを算出する（ステップＳ１５）。即ち、座標差（Ｘｄ，Ｙｄ）のＸ軸成分Ｘｄ、撮影距離ＦＯＤ及び検出距離ＦＤＤ又は撮像倍率Ｍの逆数をパラメータとして、式（９）を用い、Ｘ軸成分の位置ズレＣｘを計算する。また、座標差（Ｘｄ，Ｙｄ）のＹ軸成分Ｙｄ、ラミノ角θ、撮影距離ＦＯＤ及び検出距離ＦＤＤ又は撮像倍率Ｍの逆数をパラメータとして、式（８）を用い、Ｙ軸成分の位置ズレＣｙを計算する。

位置ズレ（Ｃｘ，Ｃｙ）が算出されると、位置ズレ算出部７５は、図１１に示すように、この位置ズレ（Ｃｘ，Ｃｙ）の逆ベクトル（−Ｃｘ，−Ｃｙ）を偏向コイル２３の電流値に換算し（ステップＳ１６）、補正データ５ａとして補正データ記憶部５２に記憶させる。焦点補正部５１は、この補正データ５ａを補正データ記憶部５２から読み出し、被検体１００に放射線ビームを照射させる際に焦点Ｆａを正規位置Ｆｃに位置決めさせておけば、位置ズレの少ない被検体１００の断層像が得られる。

このように、この傾斜型ＣＴ撮像装置１は、放射線の焦点Ｆａを正規位置Ｆｃに位置決めするための補正データ５ａを生成する補正データ生成部７と、この補正データ５ａによって焦点Ｆａの位置を補正する焦点補正部５１を備えるようにした。この補正データ生成部７は、透視像表示部７２と治具７１と回転制御部７３と画像処理部７４と位置ズレ算出部７５を備えるようにした。

透視像表示部７２は、透過データに基づいて、位置確認用透視画像Ｐｘを表示する。治具７１は、位置確認用透視画像Ｐｘの中心に位置するように回転テーブル４上に載置される。回転制御部７３は、治具７１が載置された後、回転テーブル４を１８０°回転させる。画像処理部７４は、回転前画像Ｐｂと回転後画像Ｐａに基づき、治具７１の変位を検出する。位置ズレ算出部７５は、治具７１の変位に基づき、放射線の焦点Ｆａの正規位置Ｆｃからの位置ズレを算出するようにした。そして、焦点補正部５１は、この位置ズレをゼロにするように焦点Ｆａを移動させるようにした。

即ち、放射線の焦点Ｆａと被検体１００の回転軸ＲＡと検出器３の位置関係が崩れる原因である、放射線の焦点Ｆａのズレを検出し、この焦点Ｆａのズレを解消するように、焦点Ｆａ自体を移動させるようにした。これにより、放射線の焦点Ｆａと被検体１００の回転軸ＲＡと検出器３の位置関係を高精度で是正することができ、高撮影倍率及び高解像度であっても断層像のブレは小さくなり、高品質の画像を撮像することができる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態に係る傾斜型ＣＴ撮影装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１２に示すように、放射線源２は並進機構２４に取り付けられている。並進機構２４は、放射線源２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。この並進機構２４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ放射線源２を移動させる例えばボールネジ機構である。この並進機構２４は、Ｘ軸方向の回転モータにパルス信号等の電力が供給されると、放射線源２をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸方向の回転モータにパルス信号等の電力が供給されると、放射線源２をＹ軸方向に移動させる。

即ち、傾斜型ＣＴ撮影装置１では、焦点補正部５１として、放射線源２内で電子線を偏向させる偏向コイル２３を備えるようにしても、放射線源２自体をＸ軸及びＹ軸方向に移動させる並進機構２４を備えるようにしてもよい。並進機構２４を備える焦点補正部５１は、焦点Ｆａの位置ズレをゼロにする補正データ５１が算出されると、Ｘ軸方向の位置ズレ量Ｃｘに応じたパルス数の信号を並進機構２４のＸ軸の回転モータに供給し、放射線源２をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸方向の位置ズレ量Ｃｙに応じたパルス数の信号をＹ軸の回転モータに供給し、放射線源２をＹ軸方向に移動させる。この場合、補正データ５ａは、回転モータを回転させるパルス数である。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態に係る傾斜型ＣＴ撮影装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。第１及び第２の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１３は、補正データ記憶部５２に記憶されている補正データ５ａのデータベースである。図１３に示すように、補正データ５ａは、管電圧、管電流、放射線の総照射時間、放射線の連続照射時間、外気温、前記放射線源が帯びた熱、前記放射線源が有するターゲットの総使用時間の少なくとも一つを含む焦点位置情報５ｂと関連づけて記憶されている。

図１４は、この傾斜型ＣＴ撮影装置１の動作を示すフローチャートである。まず、ユーザは、被検体１００の撮影のために撮影条件を設定する（ステップＳ２１）。撮影条件が設定されると、補正データ生成部７は、撮影条件に含まれる焦点変化情報５ｂを補正データ記憶部５２のデータベースから探索する（ステップＳ２２）。探索の結果、合致した焦点変化情報５ｂが無い場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、補正データ生成部７は、表示部に補正データ５ａの生成を推奨するメッセージを表示する（ステップＳ２４）。

ユーザが操作部を用いて補正データ５ａの生成を指示すると（ステップＳ２５，Ｙｅｓ）、補正データ生成部７は補正データ５ａを生成する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、ステップＳ０１〜ステップ１６を実行する。そして、生成した補正データ５ａと撮影条件に含まれる焦点変化情報５ｂとを関連付けて補正データ記憶部５２に記憶させる。

補正データ５ａを記憶させると、焦点補正部５１は補正データ５ａに従って焦点Ｆａを位置決めする（ステップＳ２７）。または、撮影情報に含まれる焦点変化情報５ｂがデータベースに存在する場合には（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、焦点補正部５１は、該当の焦点変化情報５ｂと組になった補正データ５ａを読み出し（ステップＳ２８）、補正データ５ａに従って焦点Ｆａを位置決めする（ステップＳ２７）。そして、被検体１００が載置された後、放射線源２による放射線ビームの照射と再構成部６の断層像生成を含む撮影を開始する（ステップＳ２９）。または、生成指示がなければ（ステップＳ２５，Ｎｏ）、焦点Ｆａを正規位置Ｆｃに補正する動作は省いて撮影を開始する（ステップＳ２９）。

このように、予め各焦点変化情報５ｂに合わせて補正データ５ａを登録しておくことで、撮影条件等が変わる度に補正データ５ａの生成作業を行うことを省くことができ、労力削減及び効率向上を図ることができる。

（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 傾斜型ＣＴ撮影装置
２ 放射線源
２１ ターゲット
２２ フィラメント
２３ 偏向コイル
２４ 並進機構
３ 検出器
３１ 傾動機構
４ 回転テーブル
４１ 並進機構
４２ 回転機構
４３ 昇降機構
５ 撮像制御部
５１ 焦点補正部
５２ 補正データ記憶部
５ａ 補正データ
５ｂ 焦点変化情報
６ 再構成部
７ 補正データ生成部
７１ 治具
７２ 透視像表示部
７３ 回転制御部
７４ 画像処理部
７５ 位置ズレ算出部
８ データ処理部

Claims (5)

1. 被検体の載置面を有し、当該載置面と直交する回転軸周りで回転可能な回転テーブルと、
   放射線焦点を有し、当該放射線焦点から前記回転テーブルへ放射線を照射する放射線源と、
   前記回転テーブルを挟んで前記放射線源の反対に位置し、放射線を検出して透過データを出力する検出器と、
   前記検出器が検出する放射線の中心線と前記回転軸とが成すラミノ角を０°以上９０°以下の範囲で傾動面に沿って変更する傾動機構と、
   前記回転テーブルの回転による複数の回転位置で前記検出器が検出した前記透過データに基づき、前記被検体の断層像を再構成する再構成部と、
   補正データに従って前記放射線焦点の位置を補正する補正部と、
   前記補正データを生成する補正データ生成部と、
   を備え、
   前記補正データ生成部は、
   前記透過データに基づいて、透視画像を表示する表示部と、
   前記表示部に表示された透視画像の中心に位置するように前記回転テーブル上に載置される治具と、
   前記治具が載置された後、前記回転テーブルを１８０°回転させる回転制御部と、
   前記回転制御部による回転前後の前記透過データに基づき、前記治具の変位を検出する画像処理部と、
   前記画像処理部が検出した前記治具の変位に基づき、前記放射線焦点の正規位置からの位置ズレを算出する算出部と、
   を有し、
   前記位置ズレを相殺する前記補正データを生成すること、
   を特徴とする傾斜型ＣＴ撮影装置。
2. 前記算出部は、以下式（１）及び式（２）により、前記傾動面と直交する方向への前記放射線焦点の位置ズレＣｘと、前記傾動面に沿った方向への前記放射線焦点の位置ズレＣｙを算出すること、
   を特徴とする請求項１記載の傾斜型ＣＴ撮影装置。
   

   

   

   ［Ｄｘは前記傾動面と直交する方向の前記治具の変位、Ｄｙは前記傾動面に沿った方向の前記治具の変位、ＦＯＤは焦点から被検体までの撮影距離、ＦＤＤは焦点から検出器までの検出距離、θはラミノ角］
3. 前記放射線源は、対向配置されるフィラメント及びターゲットを有し、
   前記補正部は、前記フィラメントと前記ターゲットとの間に偏向コイルを有し、前記算出部が算出した前記放射線焦点の位置ズレを相殺する電流を前記偏向コイルに流すこと、
   を特徴とする請求項１又は２記載の傾斜型ＣＴ装置。
4. 前記補正部は、前記放射線源を移動させる移動機構を含むこと、
   を特徴とする請求項１又は２記載の傾斜型ＣＴ装置。
5. 前記補正データを記憶する記憶部を備え、
   前記補正部は、管電圧、管電流、放射線の総照射時間、放射線の連続照射時間、外気温、前記放射線源が帯びた熱、前記放射線源が有するターゲットの総使用時間などの少なくとも一つを含む焦点変化情報と前記補正データを関連づけて記憶し、
   前記補正部は、前記焦点変化情報に対応する前記補正データによって前記放射線焦点を前記正規位置に変更すること、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の傾斜型ＣＴ撮影装置。

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