JP3653992B2

JP3653992B2 - コンピュータ断層撮影装置及びコンピュータ断層撮影方法

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Publication number: JP3653992B2
Application number: JP17997798A
Authority: JP
Inventors: 克利佐藤; 滋出海
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: SG75965A1; JP2000009662A; US6327328B1; DE19964395B4; DE19928751B4; DE19928751A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ断層撮影装置及びコンピュータ断層撮影方法に係り、特にＸ線を用い被検体の断層像を撮影するのに好適なコンピュータ断層撮影装置及びコンピュータ断層撮影方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線を用いたコンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）は、被検体の断層像を撮影する装置であって、Ｘ線を発生するＸ線源，Ｘ線を検出する検出装置、及び断層像を作成するコンピュータを備える。特に、検出装置は多数個のＸ線検出器を一列に配列したアレイ検出器を使用することが多い。アレイ検出器を構成する個々のＸ線検出器は、１つのＸ線源からのＸ線を検出するように構成される。このようなＸ線ＣＴ装置、特に第三世代方式と呼ばれる撮影方法を適用したＸ線ＣＴ装置では、断層像の空間分解能を高めるために、アレイ検出器を構成する各Ｘ線検出器の配列間隔を狭くすることが必要である。
【０００３】
しかしながら、アレイ検出器を構成する各Ｘ線検出器はある有限の大きさを持つために、各Ｘ線検出器の配列間隔を小さくするには限界がある。例えば、Ｘ線検出器の横幅が１mmであるときには、アレイ検出器を構成する各Ｘ線検出器の間隔はこの横幅である１mm以下にすることはできない。従って、アレイ検出器を構成する各Ｘ線検出器の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を高める装置ないしは撮影方法が望まれている。
【０００４】
特開昭62―116238号公報に記載されたＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源とアレイ検出器の相対的位置関係を、アレイ検出器を構成するＸ線検出器間隔の範囲内で可変にしている。これにより、Ｘ線検出器の配列間隔を物理的に狭くすることなく、断層像の空間分解能を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アレイ検出器を構成する個々のＸ線検出器の前面（Ｘ線源側）に、Ｘ線が通過するスリットを有するコリメータを設けたＸ線ＣＴ装置の場合、上記公開公報記載の技術を適用することはできない。何故ならば、Ｘ線検出器の前面に設けたスリットは１つのＸ線源を睨むように配置されているので、このときＸ線源とＸ線検出器の相対的位置関係をずらすと、Ｘ線検出器にＸ線が入射しなくなるからである。
【０００６】
本発明の目的は、断層像の空間分解能を向上できるを図れるコンピュータ断層撮影装置及びコンピュータ断層撮影方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する第１発明の特徴は、被検体に放射線を照射する放射線源と、設置した前記被検体を回転させる回転手段と、前記被検体を透過した前記放射線を通過させる複数の貫通孔を有するコリメータと、前記貫通孔にそれぞれ対向し前記放射線源に対して角度αの角度ピッチで配置され、前記貫通孔を通過した前記放射線を検出する複数の放射線検出器と、前記放射線源と前記コリメータの間で前記被検体が前記放射線源から放出される放射線を横切って移動するように前記回転手段を直線方向に移動させる移動装置と、前記回転手段を２回転させて前記回転手段上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記回転手段の回転中心の位置が前記角度αを１：７に内分する位置に、及び２回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを３：５に内分する位置になるように、前記回転手段を３回転させて前記回転手段上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを１：１１に内分する位置に、２回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを３：９に内分する位置になるように、及び３回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを５：７に内分する位置になるように、前記回転手段の回転ごとに前記移動装置を移動させる制御装置と、前記被検体の一横断面に対してずらした前記回転手段の回転の中心位置毎に前記被検体を回転させて得られた前記複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、前記一横断面に対する断層像を再構成する断層像再構成手段とを備えたことにある。
【０００８】
第１発明は、被検体の一横断面に対してずらした回転手段の回転中心位置毎に回転手段を回転させて得られた複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、その一横断面に対する断層像を再構成する断層像再構成手段を、備えているので、被検体の一横断面に対する断層像の再構成に、複数の放射線検出器の配列ピッチよりも実質的に狭い間隔で検出したことになる複数の放射線検出器の各検出信号を用いることができる。このため、放射線検出器の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を向上できる。
【０００９】
上記目的を達成する第２発明の特徴は、旋回台車と、前記旋回台車に設けられ、被検体に放射線を照射する放射線源と、前記旋回台車の内側に配置され、前記被検体を設置するテーブルと、前記被検体を透過した前記放射線を通過させる複数の貫通孔を有し、前記旋回台車に設けられたコリメータと、前記旋回台車に設けられて前記貫通孔にそれぞれ対向し前記放射線源に対して角度αの角度ピッチで配置され、前記貫通孔を通過した前記放射線を検出する複数の放射線検出器と、前記放射線源と前記コリメータの間で前記被検体が前記放射線源から放出される放射線を横切って移動するように前記テーブルを直線方向に移動させる移動装置と、前記旋回台車を２回転させて前記テーブル上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記テーブルの軸心の位置が前記角度αを１：７に内分する位置に、及び２回転目において前記軸心の位置が前記角度αを３：５に内分する位置になるように、前記旋回台車を３回転させて前記テーブル上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記軸心の位置が前記角度αを１：１１に内分する位置に、２回転目において前記軸心の位置が前記角度αを３：９に内分する位置になるように、及び３回転目において前記軸心の位置が前記角度αを５：７に内分する位置になるように、前記旋回台車の回転ごとに前記移動装置を移動させる制御装置と、前記被検体の一横断面に対して前記テーブルの軸心の第１位置と相対的にずれた前記放射線源、前記コリメータ及び前記複数の放射線検出器の複数の第２位置毎に前記旋回台車を回転させて得られた前記複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、前記一横断面に対する断層像を再構成する断層像再構成手段とを備えたことにある。
【００１０】
第２発明は、被検体の一横断面に対してテーブルの軸心の第１位置と相対的にずれた放射線源、コリメータ及び複数の放射線検出器の複数の第２位置毎に旋回台車を回転させて得られた複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、その一横断面に対する断層像を再構成する断層像再構成手段を、備えているので、被検体の一横断面に対する断層像の再構成に、複数の放射線検出器の配列ピッチよりも実質的に狭い間隔で検出したことになる複数の放射線検出器の各検出信号を用いることができる。このため、放射線検出器の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な一実施例であるＸ線ＣＴ装置は、被検体の着目断面を断層像として撮影する装置である。ＣＴとはComputed Tomography の略である。このＸ線ＣＴ装置は、歴史的な開発経緯から、第一世代から始まり、第二世代，第三世代，第四世代と呼ばれるものがある。
【００１２】
第三世代のＸ線ＣＴ装置は、図６及び図７に示すように、被検体１４をＸ線源１とアレイ検出器６の間に配置し、被検体１４を回転させて走査をすることによって計測データを収集する。このときＸ線源１から発生するＸ線は、被検体１４の撮影断面の大きさを完全に覆うように発生することが必要であり、かつアレイ検出器６はこのように発生したＸ線を検出するように配置，構成する必要がある。アレイ検出器６は、配列間隔を狭くした多数の各Ｘ線検出器８を備える。コリメータ５がアレイ検出器６のＸ線源１側に配置される。図６において、明確に図示されていないが、コリメータ５には、Ｘ線検出器８の数だけＸ線が通過するスリット５Ａが設けられる。１つのＸ線検出器８が１つのスリット５Ａに対向して配置されている。このＸ線ＣＴ装置は、計測データの収集に要する時間が短いのが特徴であるが、一方、空間分解能を自由に変えることができない欠点がある。断層像の空間分解能を高くするには、アレイ検出器６を構成する各Ｘ線検出器８の配列間隔を小さくすることで達成できる。各Ｘ線検出器８の配列間隔が狭いと、被検体１４を透過するＸ線を細かくサンプリングすることができ、断層像の空間分解能が向上する。被検体１４を取り付ける回転テーブル３は３６０度回転するので、１つのＸ線検出器８に着目すると、そのＸ線検出器８は回転テーブル３の回転中心を中心とする１つの円に接するＸ線を検出していることになる。このＸ線はその円上を移動する被検体１４の部分を透過するので、そのＸ線検出器８は被検体１４のその部分を透過するＸ線を検出することになる。結局、アレイ検出器６を構成する各Ｘ線検出器８に対して回転テーブル３の回転中心を中心とする同心円が形成でき、これらの同心円の１つ１つに接するＸ線を各Ｘ線検出器８は検出する。そして、これらの同心円の間隔が小さい程、断層像の空間分解能は高くなる。
【００１３】
本発明の原理を図８に基づいて以下に説明する。図８は、図６と同様な第三世代のＸ線ＣＴ装置である。各Ｘ線検出器８は、図９に示すようにＸ線源１に対して角度α（ラジアン）の角度ピッチで配列されており、また回転テーブル３の回転中心とＸ線源１との距離をＤ（mm）とする。このようなＸ線ＣＴ装置の構成で、アレイ検出器６の各Ｘ線検出器８に対して形成されるつくる同心円の間隔が最も小さくかつ均等になる条件は、回転テーブル３の回転中心Ｏの位置が図８に示す位置にあるときである。すなわち、回転中心Ｏは、番号(１)のＸ線検出器８とＸ線源１とを結ぶ直線と、そのＸ線検出器８に隣接する番号(２)のＸ線検出器８とＸ線源１とを結ぶ直線との間に位置し、その位置は角度αの角度ピッチを１：４に内分する位置である。図８に示した番号(ｉ)の各Ｘ線検出器８に対応する同心円の半径Ｒ（ｉ）は、番号ｉが奇数のＸ線検出器８であれば、
Ｒ（ｉ）＝Ｄ×sin（α／４＋ｊ×α） …(数１)
であり、番号ｉが偶数のＸ線検出器８であれば、
Ｒ（ｉ）＝Ｄ×sin（３×α／４＋ｊ×α） …(数２)
となる。ここでｊは（ｉ−１）／２の整数部分である。図８には番号（１５），（１４),（１３）及び（１２）がつくる同心円が描かれている。同心円同士の間隔の最大値は番号（１）のＸ線検出器８に対する円と番号(２)のＸ線検出器８に対する円との間である。その間隔ΔＲ１は、
ΔＲ１＝Ｄ×｛sin（３×α／４）−sin（α／４）｝ …(数３)
である。αが１に比べ十分小さいときには、
ΔＲ１＝Ｄ×α／２ …(数４)
と近似できる。断層像の空間分解能を高めるには、アレイ検出器６でつくられる同心円の間隔を小さくすればよいのであるから、（数４）から角度αを小さくするか、Ｘ線源１と回転テーブル３の回転中心の距離Ｄを小さくすればよい。しかしながら、角度αを小さくすることは、アレイ検出器６を構成する個々のＸ線検出器８の物理的大きさにより制限がある。またＸ線源１と回転テーブル３の回転中心Ｏの距離Ｄを小さくすると、放射状のＸ線に覆われる被検体１４の大きさが小さくなる。
【００１４】
そこで、撮影できる被検体１４の大きさを小さくせずに、断層像の空間分解能を高める撮影方法を、以下に述べる。上述した撮影方法は一枚の断層像を撮影するのに回転テーブル３を一回転させている。そこで、回転テーブル３を二回転することで一枚の断層像を撮影することを考える。このとき一回転目と二回転目では回転テーブル３の回転中心Ｏの位置を変える。具体的には、一回転目の回転中心Ｏの位置は、角度αを１：７に内分する位置であり、二回転目の回転中心Ｏの位置は、角度αの角度ピッチを３：５に内分する位置とする。このとき、一回転目でアレイ検出器６がつくる同心円の半径Ｒ１（ｉ）は、番号ｉが奇数のＸ線検出器８に対しては、
Ｒ１（ｉ）＝Ｄ×sin（α／８＋ｊ×α） …(数５)
である。番号ｉが偶数のＸ線検出器８に対しては、
Ｒ１（ｉ）＝Ｄ×sin（７×α／８＋ｊ×α） …(数６)
となる。ここで、ｊは（ｉ−１）／２の整数部分である。この同心円を図１０に示す。また二回転目でアレイ検出器６がつくる同心円の半径Ｒ２（ｉ）は、番号ｉが奇数のＸ線検出器８に対しては、
Ｒ２（ｉ）＝Ｄ×sin（３×α／８＋ｊ×α） …(数７)
である。番号ｉが偶数のＸ線検出器８に対しては、
Ｒ２（ｉ）＝Ｄ×sin（５×α／８＋ｊ×α） …(数８)
となる。ここでｊは（ｉ−１）／２の整数部分である。この同心円を図１１に示す。
【００１５】
一回目の回転で得た同心円と二回目の回転で得た同心円を重ねると図１２に示す同心円が得られる。この同心円に対して、同心円の間隔が最も大きくなるのは一回転目の番号１のＸ線検出器８に対してつくられる円と二回転目の番号１のＸ線検出器８に対してつくられる円の間隔である。その間隔ΔＲ２は
ΔＲ２＝Ｄ×｛sin（３×α／８）−sin（α／８）｝ …(数９)
であり、αが１に比べ十分小さいときには、
ΔＲ２＝Ｄ×α／４ …(数１０)
と近似できる。(数１０)によって得られる同心円を(数４)によって得られる同心円と比べると、(数１０)による同心円の間隔は(数４)によるそれの１／２倍となっている。
【００１６】
同じような考えを三回転，四回転等々に適用できる。Ｎ回転（Ｎは２以上の整数）で一枚の断層像を撮影する場合、各回転での回転中心Ｏの位置は、角度αの角度ピッチを１：（４Ｎ−１），３：（４Ｎ−３），５：（４Ｎ−５）等々で内分する位置となる。このときＮ回の回転で得られるアレイ検出器６がつくる同心円の間隔は、１回転のときに比べ１／Ｎ倍となる。このように１つの横断面における断層像の撮影に際して、複数回、被検体を回転させ、この回転毎に回転中心Ｏの位置をＸ線検出器の配列方向にずらすので、Ｘ線検出器の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を高くすることが可能となる。
【００１７】
本発明の好適な一実施例を図１，図２及び図３を用いて説明する。本実施例の構成は、Ｘ線源装置１５，プリコリメータ２，回転テーブル３，並進装置４，コリメータ５，アレイ検出器６，回転テーブル上下装置７，Ｘ線源制御装置１６，回転・並進・上下機構制御装置１７，検出回路１８，計算機１９，入力装置２０，表示装置２１からなる。
【００１８】
Ｘ線源装置１５はＸ線を発生するＸ線源１を有し、Ｘ線源装置１５からのＸ線の出射及び停止はＸ線源制御装置１６を用いて制御される。Ｘ線源装置１５はＸ線源１として例えばＸ線管または電子線形加速器を用いる。プリコリメータ２は、鉛及びタングステン等のＸ線の遮蔽能力の高い材質でつくられており、Ｘ線がファンビーム状（扇形状）になるような窓２Ａを有している。
【００１９】
アレイ検出器６は、多数のＸ線検出器８を一列に配列した構成を有する。Ｘ線検出器８としては、シンチレータとフォトダイオードを組み合わせたＸ線検出器、及び半導体検出器等等がある。アレイ検出器６のＸ線源装置１５側に配置されるコリメータ５は、鉛及びタングステン等のＸ線の遮蔽能力の高い材質で作られている。多数のスリット５Ａがコリメータ５に設けられる。各Ｘ線検出器８は該当するスリット５Ａに対向して配置される。コリメータ５は、被検体１４により散乱した散乱Ｘ線が各Ｘ線検出器８に入射するのを防いでいる。各スリット５Ａは、全てＸ線源１の方向を向いており、Ｘ線検出器８に入射するＸ線の方向を決定している。
【００２０】
回転テーブル３は、被検体１４を設置するテーブルであり、テーブルを回転させる駆動装置を有する。回転テーブル３が回転されることで被検体１４の撮影を実施する。並進装置４は、回転テーブル３をＸ方向に移動させるための装置である。回転テーブル上下装置７は、並進装置４を上下に移動させる装置である。具体的には、回転テーブル上下装置７はモーターによって回転される４本の上下方向に延びる回転ネジ７Ａを有しており、これらの回転ネジ７Ａが並進装置４のテーブルと噛み合っている。回転テーブル３，並進装置４及び回転テーブル上下装置７は、回転・並進・上下機構制御装置１７から出力される制御信号によって駆動が制御される。回転・並進・上下機構制御装置１７は、回転テーブル３が回転すると、回転テーブル３の設定された回転角毎にパルスを発生する。このパルスは、Ｘ線発生のトリガー信号、及び検出回路１８が各Ｘ線検出器８からの検出信号を取り込むためのゲート信号となる。Ｘ線発生のトリガー信号となる上記パルスは、回転・並進・上下機構制御装置１７からＸ線源制御装置１６に伝えられる。各Ｘ線検出器８からの検出信号を取り込むためのゲート信号となる上記パルスは、回転・並進・上下機構制御装置１７から検出回路１８に伝えられる。
【００２１】
検出回路１８は、各Ｘ線検出器８から出力された検出信号を、増幅した後にアナログディジタル変換を行い、計算機１９に出力する。計算機１９は、入力した検出信号に基づいて、所定の処理により断層像を作成する。得られた断層像は、表示装置２１に表示され、適宜、プリンタ(図示せず)によりプリントすることができる。
【００２２】
本実施例で実行される断層像の撮影方法を、図３のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、被検体１４の一横断面における断層像を、回転テーブル３を二回転させて撮影する方法に対するものである。被検体１４の撮影横断面の高さは、回転テーブル３から１００mmの位置であるとする。被検体１４の撮影に必要な各種のパラメータを設定する（ステップ３０）。パラメータは、撮影横断面の高さ位置（本例では１００mm），一横断面を撮影するのに要する回転数（本例では二回転）である。これらのパラメータはオペレータが入力装置２０を用いて計算機１９に入力する。計算機１９は、ステップ３０で設定されたパラメータを用いて、一回転目における回転テーブル３の回転中心位置、及び二回転目におけるその回転中心位置を計算する（ステップ３１）。回転テーブル３の回転中心位置は、前述したように、一回転目の回転中心の位置は、角度αの角度ピッチを１：７に内分する位置であり、二回転目の回転中心の位置は、角度αの角度ピッチを３：５に内分する位置である。計算機１９は、設定された撮影横断面の高さ位置、及びステップ３１で計算した一回転目及び二回転目の回転中心位置を、回転・並進・上下機構制御装置１７に出力する（ステップ３２）。
【００２３】
回転・並進・上下機構制御装置１７は、一回転目の回転中心位置に基づいて並進装置４を制御し、並進装置４の駆動により回転テーブル３を一回転目の回転中心位置に移動させる（ステップ３３）。ステップ３３において、回転・並進・上下機構制御装置１７は、回転テーブル上下装置７を制御（具体的にはそのモーター）を制御し、回転ネジ７Ａを回転させて被検体１４の撮影横断面が設定された高さ位置になるように回転テーブル３を上下方向に移動する。
【００２４】
その後、回転テーブル３を一回転させて、計測が行われ、検出回路１８による検出信号の収集が実施される（ステップ３４）。この計測は、具体的には以下のようにして行われる。回転・並進・上下機構制御装置１７は、制御信号を出力して回転テーブル３を回転させる。回転・並進・上下機構制御装置１７は、回転テーブル３が回転すると、回転テーブル３の設定された回転角毎にパルスを発生する。このパルスは、Ｘ線発生のトリガー信号としてＸ線源制御装置１６に伝えられる。Ｘ線源制御装置１６は、トリガー信号の入力によりＸ線源１からＸ線を出射する。Ｘ線は、被検体１４の設定された高さ位置の横断面を透過し、各Ｘ線検出器８によって検出される。各Ｘ線検出器８は検出信号をそれぞれ出力する。上記パルスは、検出信号を取り込むゲート信号として回転・並進・上下機構制御装置１７から検出回路１８に伝えられる。検出回路１８は、ゲート信号の入力により、各Ｘ線検出器８から出力された検出信号を入力する。検出回路１８は、これらの検出信号を増幅した後にアナログディジタル変換を行い、計算機１９に出力する。以上の操作が回転テーブル３が一回転するまで繰返される。回転テーブル３が一回転したときに、被検体１４の一回転目の計測が終了する。設定された回転角毎に発生するパルスにより、Ｘ線源１からのＸ線の出射と検出回路１８による検出信号の収集との同期を取っているので、被検体１４を透過するＸ線の検出信号を効率良く収集できる。また、Ｘ線の出射を設定された回転角毎に発生するパルス（トリガ信号）により制御しているので、無駄なＸ線の出射を避けることができる。
【００２５】
一回転目の計測終了後に、回転・並進・上下機構制御装置１７は、二回転目の回転中心位置に基づいて、ステップ３３と同様に、回転テーブル３を二回転目の回転中心位置に移動させる（ステップ３５）。二回転目の被検体１４の撮影横断面の高さ位置は、一回転目のそれと同じであるので、ステップ３４で撮影横断面の高さ位置を合わせる制御は行われない。回転テーブル３を一回転させて、ステップ３４と同様に、検出回路１８による検出信号の収集が実施され、この検出信号が計算機１９に入力される（ステップ３６）。
【００２６】
計算機１９は、ステップ３４及び３６において入力した、Ｘ線検出器８からの検出信号（増幅処理及びアナログディジタル変換処理実施）のディジタル信号に基づいて、１つの設定された高さ位置での被検体１４の撮影横断面に対する断層像の再構成の処理を実行する（ステップ３７）。計算機１９は断層像の再構成を行う手段でもある。再構成で得られた断層像が計算機１９から表示装置２１に出力される（ステップ３８）。以上の断層像の撮影が、被検体１４の断層像が必要な複数の高さにおいて繰返される。
【００２７】
ステップ３７及び３８の処理は、被検体１４の複数の高さに対してステップ
３０からステップ３６の処理が終了した後に、実施してもよい。これによっても、被検体１４の各横断面に対する断層像を得ることができる。
【００２８】
本実施例は、被検体１４の一横断面に対して回転中心位置をずらして回転テーブル３を回転させるので、複数回転（本実施例は二回転）で得られた各Ｘ線検出器８の出力である検出信号を用いて、被検体１４のその一横断面における断層像の再構成行っている。従って、本実施例によれば、第三世代のＸ線ＣＴ装置において、従来よりもＸ線検出器８の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を向上できる。
【００２９】
本発明の他の実施例であるＸ線ＣＴ装置を、図４及び図５を用いて説明する。本実施例は、被検体１４を回転させないで、Ｘ線源装置１５，コリメータ５及びアレイ検出器６を被検体１４の周囲を旋回させる構成を有する。
【００３０】
車輪を有する旋回台車２２は、上面に並進装置２５及び２６を設置している。並進装置２５と並進装置２６は、１８０°ずらして設置されている。並進装置２５によって並進移動される移動台車２３は、Ｘ線源装置１５及びプリコリメータ２を設置している。並進装置２６によって並進移動される移動台車２４は、コリメータ５及びアレイ検出器６を設置している。長尺テーブル２７上に固定テーブル３Ａが設けられる。固定テーブル３Ａは、旋回台車２２の旋回の中心に位置する。被検体１４は、固定テーブル３Ａ上に取り付けられる。テーブル上下装置７Ｂはモーターによって回転される４本の上下方向に延びる回転ネジ７Ａを有しており、これらの回転ネジ７Ａが長尺テーブル２７と噛み合っている。
【００３１】
図示されていないが、本実施例も図１の実施例と同様にＸ線源制御装置１６，回転・並進・上下機構制御装置１７，検出回路１８，計算機１９，入力装置２０及び表示装置２１を備える。本実施例は、旋回台車２２を旋回することによって被検体１４の横断面の断層像を撮影する。本実施例において、回転・並進・上下機構制御装置１７は、旋回台車２２，並進装置２５及び２６を制御する。
【００３２】
本実施例も、図３のフローチャトに示す手順で被検体１４の断層像の撮影が実施される。本実施例では、被検体１４の一横断面における断層像を、旋回台車２２を二回転させて撮影する。本実施例は図３のフローチャートの回転テーブル３を、旋回台車２２に替えたものである。ステップ３１で計算機１９は、ステップ３０で入力したパラメータ（撮影横断面の高さ位置（本例では１００mm），一横断面を撮影するのに要する旋回台車２２の回転数（本例では二回転））を用いて、移動台車２３及び２４の、旋回台車２２の一回転目及び二回転目における位置を計算する。これは、実質的に、その一回転目及び二回転目における、Ｘ線源装置１５及びプリコリメータ２と、コリメータ５及びアレイ検出器６との位置を計算することになる。この位置は、長尺テーブルの長手方向（Ｘ方向）における位置であり、固定テーブル３Ａの軸心の位置との相対位置である。一回転目における移動台車２３及び２４の位置は固定テーブル３Ａの軸心の位置が角度αの角度ピッチを１：７に内分する位置にくるような位置であり、二回転目におけるそれらの位置は固定テーブル３Ａの軸心の位置が角度αの角度ピッチを３：５に内分する位置にくるような位置である。回転・並進・上下機構制御装置１７は、ステップ３２にて入力した一回転目に対する移動台車２３及び２４の位置に基づいて並進装置２５及び２６を制御し、移動台車２３及び２４を一回転目の位置に移動させる（ステップ３３）。ステップ３３では、テーブル上下装置７Ｂにより被検体１４の撮影横断面が設定された高さ位置になるように固定テーブル３Ａを上下方向に移動する。その後、ステップ３４において、旋回台車２２を回転させ、検出回路１８による検出信号の収集が実施される。ステップ３４において、トリガー信号を入力したＸ線源制御装置１６はＸ線源１からＸ線を出射し、ゲート信号を入力した検出回路１８は各Ｘ線検出器８からの検出信号の収集を実施する。旋回台車２２の二回転目に対してステップ３５及び３６が実行され、更にステップ３７及び３８が実行される。
【００３３】
本実施例も、（数１）から（数１０）で示される概念が適用できる。しかしながら、（数１）から（数１０）の説明で述べた「回転テーブル３の回転中心の位置」は、長尺テーブル２７の長手方向における、固定テーブル３Ａの軸心の位置に対する移動台車２３及び２４の位置、すなわちＸ線源１からのＸ線の出射位置となる。
【００３４】
本実施例は、被検体１４の一横断面に対し、固定テーブル３Ａの軸心の位置に対して移動台車２３及び２４の位置をずらして旋回台車２２を回転させるので、旋回台車２２の複数回転（本実施例は二回転）で得られた各Ｘ線検出器８の出力である検出信号を用いて、被検体１４のその一横断面における断層像の再構成を行っている。従って、本実施例によれば、第三世代のＸ線ＣＴ装置において、従来よりもＸ線検出器８の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を向上できる。
【００３５】
【発明の効果】
第１及び第２発明によれば、放射線検出器の配列間隔を狭くすることなく、断層像の空間分解能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施例であるＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】図１の実施例で行われる断層像の撮影の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例であるＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図５】図２の縦断面図である。
【図６】従来の第三世代Ｘ線ＣＴ装置の構成図である。
【図７】図６の縦断面図である。
【図８】本発明の原理を説明する図である。
【図９】図８のIX部の拡大図である。
【図１０】回転テーブルの一回転目においてアレイ検出器がつくる同心円を示す図である。
【図１１】回転テーブルの二回転目においてアレイ検出器がつくる同心円を示す図である。
【図１２】図１０と図１１に示す同心円を重ね合わせて得られる同心円を示す図である。
【従来の技術】
１…Ｘ線源、３…回転テーブル、３Ａ…固定テーブル、４，２５，２６…並進装置、５…コリメータ、５Ａ…スリット、６…アレイ検出器、７…回転テーブル上下装置、７Ａ…回転ネジ、８…Ｘ線検出器、１５…Ｘ線源装置、１６…Ｘ線源制御装置、１７…回転・並進・上下機構制御装置、１８…検出回路、１９…計算機、２１…表示装置、２２…旋回台車、２３，２４…移動台車、２７…長尺テーブル。

Claims

被検体に放射線を照射する放射線源と、
設置した前記被検体を回転させる回転手段と、
前記被検体を透過した前記放射線を通過させる複数の貫通孔を有するコリメータと、
前記貫通孔にそれぞれ対向し前記放射線源に対して、
角度αの角度ピッチで配置され、前記貫通孔を通過した前記放射線を検出する複数の放射線検出器と、
前記放射線源と前記コリメータの間で前記被検体が前記放射線源から放出される放射線を横切って移動するように前記回転手段を直線方向に移動させる移動装置と、
前記回転手段を２回転させて前記回転手段上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記回転手段の回転中心の位置が前記角度αを１：７に内分する位置に、及び２回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを３：５に内分する位置になるように、前記回転手段を３回転させて前記回転手段上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを１：１１に内分する位置に、２回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを３：９に内分する位置になるように、及び３回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを５：７に内分する位置になるように、前記回転手段の回転ごとに前記移動装置を移動させる制御装置と、
前記被検体の一横断面に対してずらした前記回転手段の回転の中心位置毎に前記被検体を回転させて得られた前記複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、前記一横断面に対する断層像を再構成する断層像再構成手段とを備えたことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
旋回台車と、
前記旋回台車に設けられ、被検体に放射線を照射する放射線源と、
前記旋回台車の内側に配置され、前記被検体を設置するテーブルと、
前記被検体を透過した前記放射線を通過させる複数の貫通孔を有し、前記旋回台車に設けられたコリメータと、
前記旋回台車に設けられて前記貫通孔にそれぞれ対向し前記放射線源に対して角度αの角度ピッチで配置され、前記貫通孔を通過した前記放射線を検出する複数の放射線検出器と、
前記放射線源と前記コリメータの間で前記被検体が前記放射線源から放出される放射線を横切って移動するように前記テーブルを直線方向に移動させる移動装置と、
前記旋回台車を２回転させて前記テーブル上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記テーブルの軸心の位置が前記角度αを１：７に内分する位置に、及び２回転目において前記軸心の位置が前記角度αを３：５に内分する位置になるように、前記旋回台車を３回転させて前記テーブル上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記軸心の位置が前記角度αを１：１１に内分する位置に、２回転目において前記軸心の位置が前記角度αを３：９に内分する位置になるように、及び３回転目において前記軸心の位置が前記角度αを５：７に内分する位置になるように、前記旋回台車の回転ごとに前記移動装置を移動させる制御装置と、
前記被検体の一横断面に対して前記テーブルの軸心の第１位置と相対的にずれた前記放射線源、前記コリメータ及び前記複数の放射線検出器の複数の第２位置毎に前記旋回台車を回転させて得られた前記複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、前記一横断面に対する断層像を再構成する断層像再構成手段とを備えたことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
被検体に放射線を照射する放射線源、設置した前記被検体を回転させる回転手段、前記放射線源に対して角度αの角度ピッチで配置され、前記放射線を検出する複数の放射線検出器、及び前記放射線源と前記放射線検出器の間で前記被検体が前記放射線源から放出される放射線を横切って移動するように前記回転手段を直線方向に移動させる移動装置を含むコンピュータ断層撮影装置を用いた断層撮影方法であって、
前記回転手段を２回転させて前記回転手段上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記回転手段の回転中心の位置が前記角度αを１：７に内分する位置に、及び２回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを３：５に内分する位置になるように、前記回転手段を３回転させて前記回転手段上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを１：１１に内分する位置に、２回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを３：９に内分する位置になるように、及び３回転目において前記回転中心の位置が前記角度αを５：７に内分する位置になるように、前記回転手段の回転ごとに前記移動装置を移動させ、
前記被検体の一横断面に対してずらした前記回転手段の回転の中心位置毎に、回転する前記被検体を透過した前記放射線をそれぞれの前記放射線検出器で検出し、
前記複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、前記一横断面に対する断層像を再構成することを特徴とするコンピュータ断層撮影方法。
旋回台車、前記旋回台車に設けられ、被検体に放射線を照射する放射線源、前記旋回台車の内側に配置され、前記被検体を設置するテーブル、前記旋回台車に設けられて前記放射線源に対して角度αの角度ピッチで配置され、前記放射線を検出する複数の放射線検出器、及び前記放射線源と前記コリメータの間で前記被検体が前記放射線源から放出される放射線を横切って移動するように前記テーブルを直線方向に移動させる移動装置を含むコンピュータ断層撮影装置を用いた断層撮影方法であって、
前記旋回台車を２回転させて前記テーブル上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記テーブルの軸心の位置が前記角度αを１：７に内分する位置に、及び２回転目において前記軸心の位置が前記角度αを３：５に内分する位置になるように、前記旋回台車を３回転させて前記テーブル上の前記被検体に前記放射線を照射する場合には、１回転目において前記軸心の位置が前記角度αを１：１１に内分する位置に、２回転目において前記軸心の位置が前記角度αを３：９に内分する位置になるように、及び３回転目において前記軸心の位置が前記角度αを５：７に内分する位置になるように、前記旋回台車の回転ごとに前記移動装置を移動させ、
前記被検体の一横断面に対してずらした前記テーブルの位置毎に、回転する前記被検体を透過した前記放射線をそれぞれの前記放射線検出器で検出し、
前記複数の放射線検出器の各検出信号を用いて、前記一横断面に対する断層像を再構成することを特徴とするコンピュータ断層撮影方法。