JP3599870B2 - Ｘ線照射位置合わせ方法およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関する。さらに詳しくは、Ｘ線検出素子のアレイ（ａｒｒａｙ） を複数個有するＸ線検出器についてＸ線ビームの入射位置合わせを行う方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体を扇状のＸ線ビームでスキャンした測定データを用いて被検体の画像が再構成される。測定データはＸ線ビームの扇状の広がりの方向に多数のＸ線検出素子を配列した多チャンネルのＸ線検出器によって測定される。
【０００３】
図９に、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出系の概念図を示す。図９において、Ｘ線検出器の検出素子ＤＴｅには、Ｘ線管の焦点Ｆから発生したＸ線が、アパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）ＡＰを通して所定の厚みｔのＸ線ビームＢＭとなって照射される。
【０００４】
Ｘ線ビームＢＭは厚みの方向（ｚ方向）とは垂直な方向（ｘ方向）に広がる扇状のビームとなっている。この扇状Ｘ線ビームの広がりの方向にＸ線検出素子ＤＴｅが複数個（複数チャンネル）配列され、多チャンネルのＸ線検出器ＤＴを構成している。すなわち、Ｘ線検出器ＤＴは複数のＸ線検出素子ＤＴｅのアレイによって構成される。
【０００５】
Ｘ線ビームＢＭはその照射位置がＸ線検出素子ＤＴｅの中央となるように位置合わせされる。Ｘ線ビームＢＭの照射位置合わせはＸ線管の焦点ＦまたはＸ線検出器ＤＴの位置をｚ方向において調節することによって行なわれる。通常は、Ｘ線管を所定の位置に固定しそこから照射されるＸ線ビームに合わせてＸ線検出器ＤＴの位置を調節することが行なわれる。
【０００６】
従来、Ｘ線ビームＢＭに対するＸ線検出器ＤＴの照射位置合わせは次のようにして行われていた。
すなわち、図１０に示すように、Ｘ線検出器ＤＴのＸ線入射面上の両端に位置合わせ用の治具ＪＧを取り付け、すでに所定位置に固定されているＸ線管から厚みｔのＸ線ビームＢＭを照射する。
【０００７】
治具ＪＧは例えば図１１に示すように、例えば鉛等のＸ線遮蔽材からなるケースＣＳにＹ字形の抜き穴ＹＨと２つの丸い抜き穴ＲＨを設け、ケースＣＳの内部に感光シートをＦＬを収納したものとなっている。
【０００８】
Ｙ字形の抜き穴ＹＨは、Ｙ字の下肢部が治具ＪＧの中心線ＣＬｊに一致するように形成される。２つの丸い抜き穴ＲＨはＹ字形の抜き穴ＹＨの左右において中心線ＣＬｊ上に形成される。感光シートＦＬは即時現像可能なものである。
【０００９】
このような治具ＪＧは、ケースＣＳの中心線ＣＬｊをＸ線検出器ＤＴの中央線ＣＬｄに一致させてＸ線検出器ＤＴに取り付けられる。
Ｘ線ビームＢＭの照射後に感光シートＦＬを抜き取って現像すると、抜き穴ＹＨを通って露光したＸ線ビームＢＭの像が得られる。抜き穴ＹＨがＹ字形をしているので、Ｘ線ビームＢＭの像の形状からＸ線ビームのｚ方向の照射位置を判定することができる。
【００１０】
Ｘ線ビームＢＭの照射位置がＸ線検出ＤＴの中央線ＣＬｄに一致したときは抜き穴ＹＨのＹ字の下肢部の像と２つの丸い抜き穴ＲＨの像が同時に得られる。そこで、そのような像が両側の治具ＪＧで得られるようになるまでＸ線検出器ＤＴの位置調整とＸ線の試射および露光像のチェックを繰り返す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｘ線ＣＴ装置用にＸ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器が開発されつつある。そのようなＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置においては１スキャンで複数スライス分の測定データが得られるので、それらの測定データを利用してより高度の画像再構成を行えるようになる。
【００１２】
この種のＸ線検出器においては、従来のＸ線検出器と同程度のｚ方向の寸法（幅）内に複数のアレイが構成される。このため、１つのアレイ当たりの幅が狭くなるのでより高精度の位置合わせが要求される。
【００１３】
上記の従来の位置合わせ方法は、感光シートＦＬに露光したＸ線ビーム像を目視によって判定しながら行うものであるから、高精度の位置合わせを行うのには適しない。
【００１４】
敢えてこの方法で高精度の位置合わせを行なおうとすれば、時間と労力がかかり能率が悪い。また、治具に入れる感光シートのような消耗品を必要とするのも好ましくない。
【００１５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
〔１〕課題を解決するための第１の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器にアレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ方法であって、前記Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節することを特徴とするＸ線照射位置合わせ方法である。
【００１７】
課題を解決するための第１の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器におけるＸ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ方法を実現することができる。
【００１８】
課題を解決するための第１の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は各アレイにおける複数のＸ線検出素子同士であることがより高精度のＸ線照射位置合わせを行なう点で好ましい。
【００１９】
課題を解決するための第１の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は前記Ｘ線検出器の両端部に位置するＸ線検出素子同士であることがＸ線照射位置合わせを能率良く行なう点で好ましい。
【００２０】
なお、課題を解決するための第１の発明における前記Ｘ線ビームの照射位置の調節の形態には下記のものが含まれる。
（１）Ｘ線検出器の位置を調節するもの
（２）Ｘ線ビームの位置を調節するもの
（３）Ｘ線検出器の位置とＸ線ビームの位置を共に調節するもの
【００２１】
〔２〕課題を解決するための第２の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器に前記アレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段とを有するＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ装置において、前記Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節する調節手段を具備することを特徴とするＸ線照射位置合わせ装置である。
【００２２】
課題を解決するための第２の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器におけるＸ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ装置を実現することができる。
【００２３】
課題を解決するための第２の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は各アレイにおける複数のＸ線検出素子同士であることがより高精度のＸ線照射位置合わせを行なう点で好ましい。
【００２４】
課題を解決するための第２の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は前記Ｘ線検出器の両端部に位置するＸ線検出素子同士であることがＸ線照射位置合わせを能率良く行なう点で好ましい。
【００２５】
なお、課題を解決するための第２の発明における「調節手段」の範疇には下記のものが含まれる。
（１）Ｘ線検出器の位置を調節するもの
（２）Ｘ線照射手段の位置を調節するもの
（３）Ｘ線検出器の位置とＸ線照射手段の位置を共に調節するもの
【００２６】
〔３〕課題を解決するための第３の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器に前記アレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを有するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節する調節手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００２７】
課題を解決するための第３の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器におけるＸ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００２８】
課題を解決するための第３の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は各アレイにおける複数のＸ線検出素子同士であることがより高精度のＸ線照射位置合わせを行なう点で好ましい。
【００２９】
課題を解決するための第３の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は前記Ｘ線検出器の両端部に位置するＸ線検出素子同士であることがＸ線照射位置合わせを能率良く行なう点で好ましい。
【００３０】
なお、課題を解決するための第３の発明における「調節手段」の範疇は前述の通りである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１にＸ線照射位置合わせ装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３２】
図１において、Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが支持枠ＦＭに取り付けられている。Ｘ線照射器ＸＳは本発明におけるＸ線照射手段の実施の形態の一例である。Ｘ線検出器ＤＴは本発明におけるＸ線検出器の実施の形態の一例である。
【００３３】
支持枠ＦＭは紙面に垂直な軸Ｏを中心として回転できるようになっている。Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴは軸Ｏを挟んで互いに対向するように支持枠ＦＭ上に配置される。Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが対向している空間には図示しない被検体が配置される。
【００３４】
Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが取り付けられた支持枠ＦＭはＸ線ＣＴ装置のガントリを構成する。Ｘ線ＣＴ装置のガントリは本発明におけるＸ線装置の実施の形態の一例である。
【００３５】
Ｘ線照射器ＸＳは例えばＸ線管をＸ線源とするものである。Ｘ線照射器ＸＳはＸ線検出器ＤＴに向けて扇状のＸ線ビームＢＭを照射するようになっている。
Ｘ線検出器ＤＴは多チャンネルのＸ線検出器であり、扇状のＸ線ビームＢＭの広がりの方向（ｘ方向）に配列された多数（例えば１０００個）のＸ線検出素子のアレイを有する。Ｘ線検出素子のアレイは複数列設けられている。
【００３６】
ここではアレイが２列の場合について説明する。２列のアレイはＸ線ビームＢＭの厚みの方向（ｚ方向）に隣合って平行に配置されている。このような２つのアレイを持つＸ線検出器ＤＴは、例えばシンチレーション（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｉｏｎ）Ｘ線検出器やＣｄＴｅ（カドミウム・テルル）Ｘ線検出器等の固体Ｘ線検出器によって実現するのが検出素子の微素子化およびアレイ間距離の短縮化の点で好ましい。
【００３７】
Ｘ線検出器ＤＴは取付け装置ＦＸによって支持枠ＦＭに取り付けられる。取付け装置ＦＸはｚ位置可変機構を内蔵している。ｚ位置可変機構は例えば送りネジ等を用いた位置可変機構によって構成される。
【００３８】
Ｘ線制御部ＸＣはＸ線照射器ＸＳを制御するものである。これによってＸ線の強度、照射タイミング等が制御される。
ｚ位置制御部ＦＣは取付け装置ＦＸを制御するものである。ｚ位置制御部ＦＣによる取付け装置ＦＸの制御によってＸ線検出器ＤＴのｚ位置が調節される。
【００３９】
データ収集部ＤＡＳはＸ線検出器ＤＴから出力される多チャンネルのＸ線検出信号を収集するものである。
データ収集部ＤＡＳの１チャンネル分の構成を図２に示す。図２に示すように、Ｘ線検出素子ＤＴｅの出力信号が積分器ＩＮＴによって積分され、積分器ＩＮＴの出力信号がマルチプレクサＭＸを通じてＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ） 変換器ＡＤＣに与えられ、ディジタル信号に変換されてメモリＭＥＭに記憶される。
【００４０】
マルチプレクサＭＸの入力側には他のチャンネルの積分器が複数個接続されており、それらが順次切り換えられてＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続される。
制御装置ＣＮＴは積分器ＩＮＴの動作を制御し、所定の周期で積分とリセットを行なわせる。すなわち、例えば図３に示すように、周期ＴｓのうちＴｉ時間で積分を行なわせＴｒ時間でリセットを行なわせる。
【００４１】
制御装置ＣＮＴはマルチプレクサＭＸを制御し、積分器ＩＮＴがＴｉ時間の積分を完了したタイミングでそれをＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続する。制御装置ＣＮＴは、また、メモリＭＥＭの書込アドレスを制御してＡ／Ｄ変換器ＡＤＣの出力信号をＸ線検出素子ＤＴｅのアレイ番号およびチャンネル番号に対応したアドレスに記憶させる。
【００４２】
図１に戻って、コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣおよびｚ位置制御部ＦＣを管制し、所定のシーケンスに基づくＸ線検出器ＤＴの位置合わせ作業を遂行するものである。その際、コンピュータＣＯＭはデータ収集部ＤＡＳが収集したデータに基づいてｚ位置制御部ＦＣを制御し、Ｘ線検出器ＤＴの位置合わせを行わせるようになっている。コンピュータＣＯＭおよびｚ位置制御部ＦＣは本発明における調節手段の実施の形態の一例である。
【００４３】
コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳおよび操作部ＯＰが接続される。これらは操作者のためのマンマシン・インタフェイス（ｍａｎ−ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ） を構成する。
【００４４】
次に、位置合わせ動作について説明する。
図４に位置合わせ動作のフロー図を示す。図４において、先ずステージＳＴ１でＸ線照射器ＸＳからＸ線ビームＢＭがＸ線検出器ＤＴに照射され、Ｘ線検出器ＤＴのＸ線測定データがデータ収集部ＤＡＳによって収集される。なお、Ｘ線照射器ＸＳは既に支持枠ＦＭの所定の位置に固定されているものとする。
【００４５】
初期状態ではＸ線検出器ＤＴのｚ位置は未調整であり、Ｘ線検出器ＤＴのＸ線入射面には、例えば図５に示すように正しい位置からずれたＸ線ビームＢＭが入射する。図５は、Ｘ線ビームＢＭがＸ線検出器ＤＴの２つのアレイＡＲＹＡ およびＡＲＹＢ とは平行でなくかつ２つのアレイに不均等に照射された例を示す。
【００４６】
このようなＸ線ビームＢＭに基づくＸ線測定データがデータ収集部ＤＡＳによって収集されメモリＭＥＭに記憶される。
次に、ステージＳＴ２において、位置ずれデータＺＬ およびＺＲ の計算が行われる。位置ずれデータＺＬ およびＺＲ はそれぞれ次式で与えられる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ここで、
ＡＬ ：アレイＡＲＹＡ の左端の検出素子ＤＴＡＬの測定データ
ＡＲ ：アレイＡＲＹＡ の右端の検出素子ＤＴＡＲの測定データ
ＢＬ ：アレイＡＲＹＢ の左端の検出素子ＤＴＢＬの測定データ
ＢＲ ：アレイＡＲＹＢ の右端の検出素子ＤＴＢＲの測定データ
なお、これらＡＬ 〜ＢＲ はそれぞれの端部の複数チャンネルの測定データの和もしくは平均値とするのがＳ／Ｎを良くする点で好ましい。
【００４９】
（１）式で与えられるＺＬ はＸ線検出器ＤＴの左端における２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ 間の測定データのアンバランス度を表す。（２）式で与えられるＺＲ はＸ線検出器ＤＴの右端における２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ 間の測定データのアンバランス度を表す。
【００５０】
なお、２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ 間の測定データのアンバランスは測定データＡＬ とＢＬ （またはＡＲ とＢＲ ）の差をとるだけでも求めることができるが、（１）式（または（２）式）のようにＡＬ とＢＬ （またはＡＲ とＢＲ ）の和との比とするのが、相対化により測定データの絶対値が問題にならなくなる点で好ましい。
【００５１】
これらのアンバランスは２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ へのＸ線照射の不均等によって生じるから、ＺＬ およびＺＲ はそれぞれＸ線検出器ＤＴの左端および右端における２つのアレイへのＸ線照射のアンバランス度を表す。
【００５２】
２つのアレイへのＸ線照射のアンバランスはＸ線検出器ＤＴの正しい取付け位置からのずれによって生じるから、ＺＬ およびＺＲ はそれぞれＸ線検出器ＤＴの左端および右端の位置ずれを表すデータとして利用することができる。
【００５３】
これら位置ずれデータＺＬ およびＺＲ は、図６に示すようにＸ線ビームＢＭがアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ に平行でかつ均等に照射されたとき共に０となるべきものである。
【００５４】
次に、ステージＳＴ３において、位置ずれが許容範囲内か否かが判定される。判定は次式に基づいて行われる。
【００５５】
【数２】
【００５６】
ここで、
δ１，δ２：判定基準
δ１およびδ２は理想的には０とするべきものであるが、現実的見地から適宜の許容範囲が設けられる。（３），（４）式の条件を同時に満足するとき、Ｘ線検出器ＤＴの左端と右端においてｚ位置誤差が共に許容範囲内にあることを示す。
【００５７】
初期状態では一般に許容範囲を外れているから、ステージＳＴ４に分岐してｚ位置調整を行う。このとき、コンピュータＣＯＭは、位置ずれデータＺＬ およびＺＲ に基づいて所定の制御アルゴリズム（ａｌｇｏｒｉｔｈｍ） により位置ずれ修正用の制御信号を作成し、それによってｚ位置制御部ＦＣを制御する。
【００５８】
位置ずれの距離Δｚと位置ずれデータＺＬ またはＺＲ の間には図７に示すような関係がある。すなわち、Ｘ線ビームＢＭが全てアレイＡＲＹＡ に入射するほどにＸ線検出器ＤＴがずれているときは、ＺＬ またはＺＲ の値は１となり、反対にＸ線ビームＢＭが全てアレイＡＲＹＢ に入射するほどに位置がずれているときは、それらの値は−１となる。位置ずれのない理想状態ではＺＬ ＝０かつＺＲ ＝０となる。ＺＬ ＝０またはＺＲ ＝０付近ではＺＬ またはＺＲ は位置ずれに対して直線的な軌跡に沿って変化する。
【００５９】
制御信号はこのような関係に基づいて作成されてｚ位置制御部ＦＣに与えられる。この制御信号に基づいてｚ位置制御部ＦＣは取付け装置ＦＸを制御してＸ線検出器ＤＴの両端のｚ位置をそれぞれ変更する。
【００６０】
次に、ステージＳＴ１において、再びＸ線を照射して変更後のｚ位置でのＸ線測定データを測定し、ステージＳＴ２において改めて位置ずれデータＺＬ およびＺＲ を計算し、ステージＳＴ３においてそれが許容範囲内に入るかどうかを調べる。
【００６１】
Ｘ線検出器ＤＴの両端の位置ずれが許容範囲に入らないうちは以上の動作が繰り返され、（３），（４）式の条件が満足されたときに終了する。
一般にＸ線検出器ＤＴの筺体は途中の変形が無視できる程度に十分強度が高いので、両端の位置合わせをするだけで能率良く全体の位置合せを行なうことができる。
【００６２】
このとき、図６に示すように、Ｘ線検出器ＤＴの入射面においてＸ線ビームＢＭがアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ と平行になり、かつアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ に均等に照射されるようになる。
【００６３】
このようにして、Ｘ線検出器ＤＴのｚ方向の位置合わせがコンピュータＣＯＭによって自動化され、高精度でかつ能率良く行われる。
なお、Ｘ線検出器ＤＴは２つのアレイを有するものに限らず、３つ以上のアレイを有するものであっても同様な方法でＸ線照射位置合わせを行なうことができる。
【００６４】
また、ｚ位置調節は、コンピュータＣＯＭから位置ずれデータＺＬ ，ＺＲ もしくは両端のｚ位置修正量を表示部ＤＩＳに表示させ、その表示に基づいて作業者が手動で行うようにしても良い。手動ではあってもコンピュータＣＯＭの指示に基づいて作業を行なうので精度の良い位置合わせを行なうことができる。
【００６５】
また、Ｘ線検出器ＤＴを動かす代わりにＸ線照射手段ＸＳを動かしてＸ線照射位置合わせを行なうようにしても良い。勿論、これは自動または手動のいずれによっても良い。
【００６６】
Ｘ線照射位置合わせ装置は、Ｘ線ＣＴ装置に組み込むこともできる。図８に、位置合わせ装置を組み込んだＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。
図８において、Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが支持枠ＦＭによって支持され図１に示したものと同様なガントリを構成している。Ｘ線検出器ＤＴは図１と同様な取付け装置ＦＸによって支持枠ＦＭに取り付けられるている。
【００６７】
扇状のＸ線ビームＢＭの開き角の範囲内に被検体ＯＢが配置される。これによって扇状のＸ線ビームＢＭによる被検体ＯＢの投影像がＸ線検出器ＤＴに投影される。
【００６８】
被検体ＯＢは支持板ＴＢ上に載置される。支持板ＴＢは上下方向に移動できるようになっており、これによって被検体ＯＢの上下方向の位置が調節できるようになっている。支持板ＴＢは、また、紙面に垂直な方向に進退できるようになっており、それによって被検体ＯＢをＸ線照射領域に搬入および搬出できるようになっている。
【００６９】
Ｘ線制御部ＸＣ、ｚ位置制御部ＦＣおよびデータ収集部ＤＡＳは図１に示したものと同様なものである。回転制御部ＲＣは支持枠ＦＭの回転を制御するものである。これによって支持枠ＦＭの回転速度、起動および停止等が制御される。
【００７０】
支持板制御部ＴＣは支持板ＴＢを制御するものである。これによって支持板ＴＢの上下移動とＸ線照射領域への進退が制御される。
コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣ、回転制御部ＲＣおよび支持板制御部ＴＣ管制して所定のシーケンスに基づくスキャンを遂行し、データ収集部ＤＡＳが収集したデータに基づいて被検体ＯＢの画像を再構成する。コンピュータＣＯＭは本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。
【００７１】
再構成画像は画像出力部ＩＭを通じて出力される。画像出力部ＩＭは例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄ−ｒａｙ ｔｕｂｅ） 等を用いた画像表示装置やフィルム等に画像を撮影する写真撮影装置によって構成される。
【００７２】
コンピュータＣＯＭには操作部ＯＰが接続され、操作者からの各種の指令等がコンピュータＣＯＭに与えられるようになっている。
コンピュータＣＯＭは、また、Ｘ線制御部ＸＣおよびｚ位置制御部ＦＣを管制し、前述と同様な動作によりＸ線検出器ＤＴの位置合わせを行うようになっている。なお、Ｘ線検出器ＤＴの位置合わせは支持板ＴＢを退避位置に搬出した状態で行われる。
【００７３】
Ｘ線検出器ＤＴの位置合わせはＸ線ＣＴ装置の組み立て時、Ｘ線管またはＸ線検出器の交換時等に行なわれる。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、課題を解決するための第１の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ方法を実現することができる。
【００７５】
また、課題を解決するための第２の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ装置を実現することができる。
【００７６】
また、課題を解決するための第３の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部の動作のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線検出器におけるＸ線の入射状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線検出器におけるＸ線の入射状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例の装置における位置ずれデータの変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図９】Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出系の概念図である。
【図１０】従来のＸ線照射位置合わせ方法の説明図である。
【図１１】従来のＸ線照射位置合わせ方法において用いられる治具の構成を示す図である。
【符号の説明】
ＸＳ Ｘ線照射器
ＢＭ Ｘ線ビーム
ＤＴ Ｘ線検出器
ＦＭ 支持枠
ＦＸ 取付け装置
ＸＣ Ｘ線制御部
ＦＣ ｚ位置制御部
ＤＡＳ データ収集部
ＣＯＭ コンピュータ
ＤＩＳ 表示部
ＯＰ 操作部
ＤＴｅ Ｘ線検出素子
ＩＮＴ 積分器
ＭＸ マルチプレクサ
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換器
ＭＥＭ メモリ
ＣＮＴ 制御装置
ＯＢ 被検体
ＴＢ 支持板
ＲＣ 回転制御部
ＴＣ 支持板制御部
ＩＭ 画像出力部
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関する。さらに詳しくは、Ｘ線検出素子のアレイ（ａｒｒａｙ） を複数個有するＸ線検出器についてＸ線ビームの入射位置合わせを行う方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体を扇状のＸ線ビームでスキャンした測定データを用いて被検体の画像が再構成される。測定データはＸ線ビームの扇状の広がりの方向に多数のＸ線検出素子を配列した多チャンネルのＸ線検出器によって測定される。
【０００３】
図９に、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出系の概念図を示す。図９において、Ｘ線検出器の検出素子ＤＴｅには、Ｘ線管の焦点Ｆから発生したＸ線が、アパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）ＡＰを通して所定の厚みｔのＸ線ビームＢＭとなって照射される。
【０００４】
Ｘ線ビームＢＭは厚みの方向（ｚ方向）とは垂直な方向（ｘ方向）に広がる扇状のビームとなっている。この扇状Ｘ線ビームの広がりの方向にＸ線検出素子ＤＴｅが複数個（複数チャンネル）配列され、多チャンネルのＸ線検出器ＤＴを構成している。すなわち、Ｘ線検出器ＤＴは複数のＸ線検出素子ＤＴｅのアレイによって構成される。
【０００５】
Ｘ線ビームＢＭはその照射位置がＸ線検出素子ＤＴｅの中央となるように位置合わせされる。Ｘ線ビームＢＭの照射位置合わせはＸ線管の焦点ＦまたはＸ線検出器ＤＴの位置をｚ方向において調節することによって行なわれる。通常は、Ｘ線管を所定の位置に固定しそこから照射されるＸ線ビームに合わせてＸ線検出器ＤＴの位置を調節することが行なわれる。
【０００６】
従来、Ｘ線ビームＢＭに対するＸ線検出器ＤＴの照射位置合わせは次のようにして行われていた。
すなわち、図１０に示すように、Ｘ線検出器ＤＴのＸ線入射面上の両端に位置合わせ用の治具ＪＧを取り付け、すでに所定位置に固定されているＸ線管から厚みｔのＸ線ビームＢＭを照射する。
【０００７】
治具ＪＧは例えば図１１に示すように、例えば鉛等のＸ線遮蔽材からなるケースＣＳにＹ字形の抜き穴ＹＨと２つの丸い抜き穴ＲＨを設け、ケースＣＳの内部に感光シートをＦＬを収納したものとなっている。
【０００８】
Ｙ字形の抜き穴ＹＨは、Ｙ字の下肢部が治具ＪＧの中心線ＣＬｊに一致するように形成される。２つの丸い抜き穴ＲＨはＹ字形の抜き穴ＹＨの左右において中心線ＣＬｊ上に形成される。感光シートＦＬは即時現像可能なものである。
【０００９】
このような治具ＪＧは、ケースＣＳの中心線ＣＬｊをＸ線検出器ＤＴの中央線ＣＬｄに一致させてＸ線検出器ＤＴに取り付けられる。
Ｘ線ビームＢＭの照射後に感光シートＦＬを抜き取って現像すると、抜き穴ＹＨを通って露光したＸ線ビームＢＭの像が得られる。抜き穴ＹＨがＹ字形をしているので、Ｘ線ビームＢＭの像の形状からＸ線ビームのｚ方向の照射位置を判定することができる。
【００１０】
Ｘ線ビームＢＭの照射位置がＸ線検出ＤＴの中央線ＣＬｄに一致したときは抜き穴ＹＨのＹ字の下肢部の像と２つの丸い抜き穴ＲＨの像が同時に得られる。そこで、そのような像が両側の治具ＪＧで得られるようになるまでＸ線検出器ＤＴの位置調整とＸ線の試射および露光像のチェックを繰り返す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｘ線ＣＴ装置用にＸ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器が開発されつつある。そのようなＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置においては１スキャンで複数スライス分の測定データが得られるので、それらの測定データを利用してより高度の画像再構成を行えるようになる。
【００１２】
この種のＸ線検出器においては、従来のＸ線検出器と同程度のｚ方向の寸法（幅）内に複数のアレイが構成される。このため、１つのアレイ当たりの幅が狭くなるのでより高精度の位置合わせが要求される。
【００１３】
上記の従来の位置合わせ方法は、感光シートＦＬに露光したＸ線ビーム像を目視によって判定しながら行うものであるから、高精度の位置合わせを行うのには適しない。
【００１４】
敢えてこの方法で高精度の位置合わせを行なおうとすれば、時間と労力がかかり能率が悪い。また、治具に入れる感光シートのような消耗品を必要とするのも好ましくない。
【００１５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
〔１〕課題を解決するための第１の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器にアレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ方法であって、前記Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節することを特徴とするＸ線照射位置合わせ方法である。
【００１７】
課題を解決するための第１の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器におけるＸ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ方法を実現することができる。
【００１８】
課題を解決するための第１の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は各アレイにおける複数のＸ線検出素子同士であることがより高精度のＸ線照射位置合わせを行なう点で好ましい。
【００１９】
課題を解決するための第１の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は前記Ｘ線検出器の両端部に位置するＸ線検出素子同士であることがＸ線照射位置合わせを能率良く行なう点で好ましい。
【００２０】
なお、課題を解決するための第１の発明における前記Ｘ線ビームの照射位置の調節の形態には下記のものが含まれる。
（１）Ｘ線検出器の位置を調節するもの
（２）Ｘ線ビームの位置を調節するもの
（３）Ｘ線検出器の位置とＸ線ビームの位置を共に調節するもの
【００２１】
〔２〕課題を解決するための第２の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器に前記アレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段とを有するＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ装置において、前記Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節する調節手段を具備することを特徴とするＸ線照射位置合わせ装置である。
【００２２】
課題を解決するための第２の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器におけるＸ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ装置を実現することができる。
【００２３】
課題を解決するための第２の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は各アレイにおける複数のＸ線検出素子同士であることがより高精度のＸ線照射位置合わせを行なう点で好ましい。
【００２４】
課題を解決するための第２の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は前記Ｘ線検出器の両端部に位置するＸ線検出素子同士であることがＸ線照射位置合わせを能率良く行なう点で好ましい。
【００２５】
なお、課題を解決するための第２の発明における「調節手段」の範疇には下記のものが含まれる。
（１）Ｘ線検出器の位置を調節するもの
（２）Ｘ線照射手段の位置を調節するもの
（３）Ｘ線検出器の位置とＸ線照射手段の位置を共に調節するもの
【００２６】
〔３〕課題を解決するための第３の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器に前記アレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを有するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節する調節手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００２７】
課題を解決するための第３の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器におけるＸ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００２８】
課題を解決するための第３の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は各アレイにおける複数のＸ線検出素子同士であることがより高精度のＸ線照射位置合わせを行なう点で好ましい。
【００２９】
課題を解決するための第３の発明において、前記Ｘ線検出素子同士は前記Ｘ線検出器の両端部に位置するＸ線検出素子同士であることがＸ線照射位置合わせを能率良く行なう点で好ましい。
【００３０】
なお、課題を解決するための第３の発明における「調節手段」の範疇は前述の通りである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１にＸ線照射位置合わせ装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３２】
図１において、Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが支持枠ＦＭに取り付けられている。Ｘ線照射器ＸＳは本発明におけるＸ線照射手段の実施の形態の一例である。Ｘ線検出器ＤＴは本発明におけるＸ線検出器の実施の形態の一例である。
【００３３】
支持枠ＦＭは紙面に垂直な軸Ｏを中心として回転できるようになっている。Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴは軸Ｏを挟んで互いに対向するように支持枠ＦＭ上に配置される。Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが対向している空間には図示しない被検体が配置される。
【００３４】
Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが取り付けられた支持枠ＦＭはＸ線ＣＴ装置のガントリを構成する。Ｘ線ＣＴ装置のガントリは本発明におけるＸ線装置の実施の形態の一例である。
【００３５】
Ｘ線照射器ＸＳは例えばＸ線管をＸ線源とするものである。Ｘ線照射器ＸＳはＸ線検出器ＤＴに向けて扇状のＸ線ビームＢＭを照射するようになっている。
Ｘ線検出器ＤＴは多チャンネルのＸ線検出器であり、扇状のＸ線ビームＢＭの広がりの方向（ｘ方向）に配列された多数（例えば１０００個）のＸ線検出素子のアレイを有する。Ｘ線検出素子のアレイは複数列設けられている。
【００３６】
ここではアレイが２列の場合について説明する。２列のアレイはＸ線ビームＢＭの厚みの方向（ｚ方向）に隣合って平行に配置されている。このような２つのアレイを持つＸ線検出器ＤＴは、例えばシンチレーション（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｉｏｎ）Ｘ線検出器やＣｄＴｅ（カドミウム・テルル）Ｘ線検出器等の固体Ｘ線検出器によって実現するのが検出素子の微素子化およびアレイ間距離の短縮化の点で好ましい。
【００３７】
Ｘ線検出器ＤＴは取付け装置ＦＸによって支持枠ＦＭに取り付けられる。取付け装置ＦＸはｚ位置可変機構を内蔵している。ｚ位置可変機構は例えば送りネジ等を用いた位置可変機構によって構成される。
【００３８】
Ｘ線制御部ＸＣはＸ線照射器ＸＳを制御するものである。これによってＸ線の強度、照射タイミング等が制御される。
ｚ位置制御部ＦＣは取付け装置ＦＸを制御するものである。ｚ位置制御部ＦＣによる取付け装置ＦＸの制御によってＸ線検出器ＤＴのｚ位置が調節される。
【００３９】
データ収集部ＤＡＳはＸ線検出器ＤＴから出力される多チャンネルのＸ線検出信号を収集するものである。
データ収集部ＤＡＳの１チャンネル分の構成を図２に示す。図２に示すように、Ｘ線検出素子ＤＴｅの出力信号が積分器ＩＮＴによって積分され、積分器ＩＮＴの出力信号がマルチプレクサＭＸを通じてＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ） 変換器ＡＤＣに与えられ、ディジタル信号に変換されてメモリＭＥＭに記憶される。
【００４０】
マルチプレクサＭＸの入力側には他のチャンネルの積分器が複数個接続されており、それらが順次切り換えられてＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続される。
制御装置ＣＮＴは積分器ＩＮＴの動作を制御し、所定の周期で積分とリセットを行なわせる。すなわち、例えば図３に示すように、周期ＴｓのうちＴｉ時間で積分を行なわせＴｒ時間でリセットを行なわせる。
【００４１】
制御装置ＣＮＴはマルチプレクサＭＸを制御し、積分器ＩＮＴがＴｉ時間の積分を完了したタイミングでそれをＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続する。制御装置ＣＮＴは、また、メモリＭＥＭの書込アドレスを制御してＡ／Ｄ変換器ＡＤＣの出力信号をＸ線検出素子ＤＴｅのアレイ番号およびチャンネル番号に対応したアドレスに記憶させる。
【００４２】
図１に戻って、コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣおよびｚ位置制御部ＦＣを管制し、所定のシーケンスに基づくＸ線検出器ＤＴの位置合わせ作業を遂行するものである。その際、コンピュータＣＯＭはデータ収集部ＤＡＳが収集したデータに基づいてｚ位置制御部ＦＣを制御し、Ｘ線検出器ＤＴの位置合わせを行わせるようになっている。コンピュータＣＯＭおよびｚ位置制御部ＦＣは本発明における調節手段の実施の形態の一例である。
【００４３】
コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳおよび操作部ＯＰが接続される。これらは操作者のためのマンマシン・インタフェイス（ｍａｎ−ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ） を構成する。
【００４４】
次に、位置合わせ動作について説明する。
図４に位置合わせ動作のフロー図を示す。図４において、先ずステージＳＴ１でＸ線照射器ＸＳからＸ線ビームＢＭがＸ線検出器ＤＴに照射され、Ｘ線検出器ＤＴのＸ線測定データがデータ収集部ＤＡＳによって収集される。なお、Ｘ線照射器ＸＳは既に支持枠ＦＭの所定の位置に固定されているものとする。
【００４５】
初期状態ではＸ線検出器ＤＴのｚ位置は未調整であり、Ｘ線検出器ＤＴのＸ線入射面には、例えば図５に示すように正しい位置からずれたＸ線ビームＢＭが入射する。図５は、Ｘ線ビームＢＭがＸ線検出器ＤＴの２つのアレイＡＲＹＡ およびＡＲＹＢ とは平行でなくかつ２つのアレイに不均等に照射された例を示す。
【００４６】
このようなＸ線ビームＢＭに基づくＸ線測定データがデータ収集部ＤＡＳによって収集されメモリＭＥＭに記憶される。
次に、ステージＳＴ２において、位置ずれデータＺＬ およびＺＲ の計算が行われる。位置ずれデータＺＬ およびＺＲ はそれぞれ次式で与えられる。
【００４７】
【数１】
ここで、
ＡＬ ：アレイＡＲＹＡ の左端の検出素子ＤＴＡＬの測定データ
ＡＲ ：アレイＡＲＹＡ の右端の検出素子ＤＴＡＲの測定データ
ＢＬ ：アレイＡＲＹＢ の左端の検出素子ＤＴＢＬの測定データ
ＢＲ ：アレイＡＲＹＢ の右端の検出素子ＤＴＢＲの測定データ
なお、これらＡＬ 〜ＢＲ はそれぞれの端部の複数チャンネルの測定データの和もしくは平均値とするのがＳ／Ｎを良くする点で好ましい。
【００４９】
（１）式で与えられるＺＬ はＸ線検出器ＤＴの左端における２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ 間の測定データのアンバランス度を表す。（２）式で与えられるＺＲ はＸ線検出器ＤＴの右端における２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ 間の測定データのアンバランス度を表す。
【００５０】
なお、２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ 間の測定データのアンバランスは測定データＡＬ とＢＬ （またはＡＲ とＢＲ ）の差をとるだけでも求めることができるが、（１）式（または（２）式）のようにＡＬ とＢＬ （またはＡＲ とＢＲ ）の和との比とするのが、相対化により測定データの絶対値が問題にならなくなる点で好ましい。
【００５１】
これらのアンバランスは２つのアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ へのＸ線照射の不均等によって生じるから、ＺＬ およびＺＲ はそれぞれＸ線検出器ＤＴの左端および右端における２つのアレイへのＸ線照射のアンバランス度を表す。
【００５２】
２つのアレイへのＸ線照射のアンバランスはＸ線検出器ＤＴの正しい取付け位置からのずれによって生じるから、ＺＬ およびＺＲ はそれぞれＸ線検出器ＤＴの左端および右端の位置ずれを表すデータとして利用することができる。
【００５３】
これら位置ずれデータＺＬ およびＺＲ は、図６に示すようにＸ線ビームＢＭがアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ に平行でかつ均等に照射されたとき共に０となるべきものである。
【００５４】
次に、ステージＳＴ３において、位置ずれが許容範囲内か否かが判定される。判定は次式に基づいて行われる。
【００５５】
【数２】
ここで、
δ１，δ２：判定基準
δ１およびδ２は理想的には０とするべきものであるが、現実的見地から適宜の許容範囲が設けられる。（３），（４）式の条件を同時に満足するとき、Ｘ線検出器ＤＴの左端と右端においてｚ位置誤差が共に許容範囲内にあることを示す。
【００５７】
初期状態では一般に許容範囲を外れているから、ステージＳＴ４に分岐してｚ位置調整を行う。このとき、コンピュータＣＯＭは、位置ずれデータＺＬ およびＺＲ に基づいて所定の制御アルゴリズム（ａｌｇｏｒｉｔｈｍ） により位置ずれ修正用の制御信号を作成し、それによってｚ位置制御部ＦＣを制御する。
【００５８】
位置ずれの距離Δｚと位置ずれデータＺＬ またはＺＲ の間には図７に示すような関係がある。すなわち、Ｘ線ビームＢＭが全てアレイＡＲＹＡ に入射するほどにＸ線検出器ＤＴがずれているときは、ＺＬ またはＺＲ の値は１となり、反対にＸ線ビームＢＭが全てアレイＡＲＹＢ に入射するほどに位置がずれているときは、それらの値は−１となる。位置ずれのない理想状態ではＺＬ ＝０かつＺＲ ＝０となる。ＺＬ ＝０またはＺＲ ＝０付近ではＺＬ またはＺＲ は位置ずれに対して直線的な軌跡に沿って変化する。
【００５９】
制御信号はこのような関係に基づいて作成されてｚ位置制御部ＦＣに与えられる。この制御信号に基づいてｚ位置制御部ＦＣは取付け装置ＦＸを制御してＸ線検出器ＤＴの両端のｚ位置をそれぞれ変更する。
【００６０】
次に、ステージＳＴ１において、再びＸ線を照射して変更後のｚ位置でのＸ線測定データを測定し、ステージＳＴ２において改めて位置ずれデータＺＬ およびＺＲ を計算し、ステージＳＴ３においてそれが許容範囲内に入るかどうかを調べる。
【００６１】
Ｘ線検出器ＤＴの両端の位置ずれが許容範囲に入らないうちは以上の動作が繰り返され、（３），（４）式の条件が満足されたときに終了する。
一般にＸ線検出器ＤＴの筺体は途中の変形が無視できる程度に十分強度が高いので、両端の位置合わせをするだけで能率良く全体の位置合せを行なうことができる。
【００６２】
このとき、図６に示すように、Ｘ線検出器ＤＴの入射面においてＸ線ビームＢＭがアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ と平行になり、かつアレイＡＲＹＡ とＡＲＹＢ に均等に照射されるようになる。
【００６３】
このようにして、Ｘ線検出器ＤＴのｚ方向の位置合わせがコンピュータＣＯＭによって自動化され、高精度でかつ能率良く行われる。
なお、Ｘ線検出器ＤＴは２つのアレイを有するものに限らず、３つ以上のアレイを有するものであっても同様な方法でＸ線照射位置合わせを行なうことができる。
【００６４】
また、ｚ位置調節は、コンピュータＣＯＭから位置ずれデータＺＬ ，ＺＲ もしくは両端のｚ位置修正量を表示部ＤＩＳに表示させ、その表示に基づいて作業者が手動で行うようにしても良い。手動ではあってもコンピュータＣＯＭの指示に基づいて作業を行なうので精度の良い位置合わせを行なうことができる。
【００６５】
また、Ｘ線検出器ＤＴを動かす代わりにＸ線照射手段ＸＳを動かしてＸ線照射位置合わせを行なうようにしても良い。勿論、これは自動または手動のいずれによっても良い。
【００６６】
Ｘ線照射位置合わせ装置は、Ｘ線ＣＴ装置に組み込むこともできる。図８に、位置合わせ装置を組み込んだＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。
図８において、Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが支持枠ＦＭによって支持され図１に示したものと同様なガントリを構成している。Ｘ線検出器ＤＴは図１と同様な取付け装置ＦＸによって支持枠ＦＭに取り付けられるている。
【００６７】
扇状のＸ線ビームＢＭの開き角の範囲内に被検体ＯＢが配置される。これによって扇状のＸ線ビームＢＭによる被検体ＯＢの投影像がＸ線検出器ＤＴに投影される。
【００６８】
被検体ＯＢは支持板ＴＢ上に載置される。支持板ＴＢは上下方向に移動できるようになっており、これによって被検体ＯＢの上下方向の位置が調節できるようになっている。支持板ＴＢは、また、紙面に垂直な方向に進退できるようになっており、それによって被検体ＯＢをＸ線照射領域に搬入および搬出できるようになっている。
【００６９】
Ｘ線制御部ＸＣ、ｚ位置制御部ＦＣおよびデータ収集部ＤＡＳは図１に示したものと同様なものである。回転制御部ＲＣは支持枠ＦＭの回転を制御するものである。これによって支持枠ＦＭの回転速度、起動および停止等が制御される。
【００７０】
支持板制御部ＴＣは支持板ＴＢを制御するものである。これによって支持板ＴＢの上下移動とＸ線照射領域への進退が制御される。
コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣ、回転制御部ＲＣおよび支持板制御部ＴＣ管制して所定のシーケンスに基づくスキャンを遂行し、データ収集部ＤＡＳが収集したデータに基づいて被検体ＯＢの画像を再構成する。コンピュータＣＯＭは本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。
【００７１】
再構成画像は画像出力部ＩＭを通じて出力される。画像出力部ＩＭは例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄ−ｒａｙ ｔｕｂｅ） 等を用いた画像表示装置やフィルム等に画像を撮影する写真撮影装置によって構成される。
【００７２】
コンピュータＣＯＭには操作部ＯＰが接続され、操作者からの各種の指令等がコンピュータＣＯＭに与えられるようになっている。
コンピュータＣＯＭは、また、Ｘ線制御部ＸＣおよびｚ位置制御部ＦＣを管制し、前述と同様な動作によりＸ線検出器ＤＴの位置合わせを行うようになっている。なお、Ｘ線検出器ＤＴの位置合わせは支持板ＴＢを退避位置に搬出した状態で行われる。
【００７３】
Ｘ線検出器ＤＴの位置合わせはＸ線ＣＴ装置の組み立て時、Ｘ線管またはＸ線検出器の交換時等に行なわれる。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、課題を解決するための第１の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ方法を実現することができる。
【００７５】
また、課題を解決するための第２の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線照射位置合わせ装置を実現することができる。
【００７６】
また、課題を解決するための第３の発明によれば、Ｘ線検出器における互いに異なるアレイに属する相対位置が実質的に同一なＸ線検出素子同士によるＸ線検出信号に基づいてＸ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節するようにしたので、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器について高精度のＸ線照射位置合わせを行うＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部の動作のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線検出器におけるＸ線の入射状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線検出器におけるＸ線の入射状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例の装置における位置ずれデータの変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図９】Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出系の概念図である。
【図１０】従来のＸ線照射位置合わせ方法の説明図である。
【図１１】従来のＸ線照射位置合わせ方法において用いられる治具の構成を示す図である。
【符号の説明】
ＸＳ Ｘ線照射器
ＢＭ Ｘ線ビーム
ＤＴ Ｘ線検出器
ＦＭ 支持枠
ＦＸ 取付け装置
ＸＣ Ｘ線制御部
ＦＣ ｚ位置制御部
ＤＡＳ データ収集部
ＣＯＭ コンピュータ
ＤＩＳ 表示部
ＯＰ 操作部
ＤＴｅ Ｘ線検出素子
ＩＮＴ 積分器
ＭＸ マルチプレクサ
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換器
ＭＥＭ メモリ
ＣＮＴ 制御装置
ＯＢ 被検体
ＴＢ 支持板
ＲＣ 回転制御部
ＴＣ 支持板制御部
ＩＭ 画像出力部
Claims (3)
- Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器に、アレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線装置のためのＸ線照射位置合わせ方法であって、
前記Ｘ線検出器におけるそれぞれのアレイの一方の端に配置されたそれぞれのＸ線検出素子の測定データの差と前記それぞれのアレイの他方の端に配置されたそれぞれのＸ線検出素子の測定データの差とに基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節することを特徴とするＸ線照射位置合わせ方法。 - Ｘ線検出素子のアレイを複数個互いに平行に配列してなるＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器に前記アレイの幅の方向に厚みを有しそれとは垂直な方向に広がりを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを有するＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線検出器におけるそれぞれのアレイの一方の端に配置されたそれぞれのＸ線検出素子の測定データの差と前記それぞれのアレイの他方の端に配置されたそれぞれのＸ線検出素子の測定データの差とに基づいて前記Ｘ線検出器における前記Ｘ線ビームの照射位置を調節する調節手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 前記Ｘ線検出器は、２個のアレイを配列してなることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
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-
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