JP3736820B2 - 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、キャリブレーション情報に基づいて、Ｘ線検出手段からの投影情報を感度補正して被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置に関し、特に断層像を形成するための曝射である本曝射前にプリ曝射を行い、Ｘ線検出手段に入射されるＸ線の回転軸方向の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に予め補正することにより、キャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置で本曝射を行うことを可能としたＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検体にＸ線管からのＸ線を曝射し、これを検出器で検出して被検体の断層像を撮影するＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮影装置）が知られている。このＸ線ＣＴ装置のうち、いわゆる第３世代と呼ばれるＲ−Ｒ方式（Rotate−Rotate方式）のＸ線ＣＴ装置の要部は、図１３に示すようにガントリの円形状の開口部に沿って回転自在に設けられたＸ線管１０１と、このＸ線管１０１と相対向するように設けられ、この位置関係を維持した状態で前記開口部に沿って回転自在に設けられたＸ線検出器１０２と、Ｘ線管１０１から曝射されるＸ線の焦点位置を検出する焦点位置検出器１０３と、Ｘ線管１０１から曝射されたＸ線の回転軸方向（被検体の体軸方向）の幅を可変するプリコリメータ１０５とで構成されている。
【０００３】
Ｘ線検出器１０２としては、例えば前記回転軸方向に直交する方向であるチャンネル方向に沿って、複数の検出素子１０２ａを一列に整列させて構成した、いわゆるシングルスライスＣＴ用の検出器が用いられている。
【０００４】
また、焦点位置検出器１０３は、複数の検出素子１０２ａのいずれか一端の検出素子１０２ａに連続して設けられており、その入射領域が、チャンネル方向に沿って第１，第２の入射領域に２等分割されている。
【０００５】
このようなＸ線ＣＴ装置は、断層像の撮影時となると、例えば被検体１０４がその体軸方向に沿ってガントリ内を徐々に移動するように被検体１０４を移動制御すると共に、この被検体１０４の周辺をＸ線管１０１（及びプリコリメータ１０５）及びＸ線検出器１０２が、前記相対向する位置関係を維持したまま回転するように各部を制御し連続的にＸ線の曝射を行う。
【０００６】
そして、Ｘ線検出器１０２により検出されたＸ線量を所定回転角毎に取り込み、１回転分（３６０度分）の検出出力に基づいて、被検体１０４の断層像を再構成するようになっている。
【０００７】
ここで、上述のようにＸ線検出器１０２は、複数の検出素子１０２ａにより構成されているが、この各検出素子１０２ａは、それぞれ特性（主に感度）が異なる。この感度のばらつきを考慮せずに撮影被写体の画像を再構成するとリング状のアーチファクトを生ずる。
【０００８】
これを防止するために、被写体を撮影する前に各検出素子１０２ａの感度をそれぞれ測定してキャリブレーション情報を形成し、このキャリブレーション情報に基づいて、被写体を撮影することにより得られた投影データの補正を行う。
【０００９】
これにより、各検出素子１０２ａの感度のばらつきを補正することができ、再構成した画像にリング状のアーチファクトを生ずる不都合を防止することができる。
【００１０】
しかし、Ｘ線管１０１は、陰極からの電子ビームを陽極（ターゲット）に衝突させることでＸ線を形成し、これを被検体に照射するようになっているため、例えば長時間にわたる撮影を行うと、度重なる電子ビームの衝突によりターゲットが熱膨脹し、キャリブレーションデータの収集時における焦点位置と、被写体の撮影時における焦点位置とにずれを生ずる。そして、この焦点位置のずれが生ずると、キャリブレーションデータの収集時におけるＸ線検出器１０２へのＸ線の入射位置と、被写体の撮影時におけるＸ線検出器１０２へのＸ線の入射位置にもずれを生ずるようになる。
【００１１】
各検出素子１０２ａの感度は、Ｘ線の入射する位置により微妙に異なる。このため、前記焦点位置のずれにより、Ｘ線検出器１０２へのＸ線の入射位置にずれを生ずると、予め収集されたキャリブレーションデータでは、被写体を撮影することにより得られた投影データの正確な感度補正を行うことができず、再構成された断層像にリング状のアーチファクトやＣＴ値のシフトを生ずる。
【００１２】
この問題を解決するために、各検出素子１０２ａに入射するＸ線の位置を常に一定とするいくつかの方法が知られている。
【００１３】
まず、Ｘ線を曝射する毎に図１３に示す焦点位置検出器１０３でＸ線の焦点位置を検出し、この検出出力に応じてプリコリメータ部１０５を回転軸方向に移動させてＸ線の入射位置を固定する方法がある。
【００１４】
なお、この方法は、Ｘ線１０１の焦点位置自体を直接変化させる方法ではなく、いわば間接的に焦点位置の補正を行うものであるが、当該説明において用いる「焦点位置の補正」なる語句の意味は、このように間接的に焦点位置の補正を行う場合、及び後に説明するＸ線管１０１自体を移動制御して直接的に焦点位置を補正する場合の両方を含む意味で用いることとする。
【００１５】
すなわち、焦点位置検出器１０３は、図１５に示すように回転軸方向に直交する方向に２等分割されており、これにより形成される第１の入射領域１０３ａ（ＦＤ１）及び第２の入射領域１０３ｂ（ＦＤ２）を有している。焦点位置検出器１０３は、この各入射領域１０３ａ，１０３ｂに入射されたＸ線のＸ線量を電気信号のかたちに変換し、それぞれ第１の入射信号Ｐ１，第２の入射信号Ｐ２として出力する。この各信号Ｐ１，Ｐ２は、図示しない中央制御ユニットに供給される。
【００１６】
中央制御ユニットは、焦点位置検出器１０３からの各入射信号Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ「Ｐ１」，「Ｐ２」として以下の数式に示す演算を行いＸ線管１０１の焦点移動位置を算出する。
【００１７】
焦点移動位置＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１＋Ｐ２）
この演算結果とＸ線管１０１の焦点位置の移動量との関係は、図１６に示すように所定の傾き角θのリニアな特性を示すようになっており、この演算結果が「０」のときにはＸ線管１０１の焦点位置の移動が生じていないことを示す。また、この演算結果の極性が「＋」のときには焦点位置が第１の入射領域１０３ａの方向に算出量分移動していることを示し、この逆に、演算結果の極性が「−」のときには焦点位置が第２の入射領域１０３ｂの方向に算出量分移動していることを示すようになっている。
【００１８】
このように焦点移動位置が算出されると、中央制御ユニットは、この焦点移動位置に基づいて、Ｘ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置が、キャリブレーション情報の収集時におけるＸ線の入射位置となるようにプリコリメータ部１０５を移動制御する。
【００１９】
具体的には、プリコリメータ部１０５は、図１４（ａ），（ｂ）に示すようにＸ線管１０１が載置された回転部フレーム１３１の裏面に設けられている。
【００２０】
この回転部フレーム１３１の裏面には、ステッピングモータ１３２と、減速ギア１３３と、ガイド１３６とが設けられており、ステッピングモータ１３２の回転力を減速ギア１３３で所定分減衰させ、これを両端が各ガイド１３６で係止されたボールネジ軸１３５に伝達するようになっている。
【００２１】
ボールネジ軸１３５は、その長軸が前記回転軸方向と同じ方向となるように設けられている。また、このボールネジ軸１３５には、ボールネジ軸１３５が回転することで回転軸方向に移動可能なようにボールネジブロック１３４が設けられている。そして、このボールネジブロック１３４に、ボールネジブロック１３４の移動に連れ移動可能なようにプリコリメータ部１０５が設けられている。
【００２２】
このプリコリメータ部１０５は、回転軸方向に直交する方向に所定の開口幅の開口部を形成するように制御されており、この開口部を介してＸ線を被検体に曝射するようになっている。
【００２３】
中央制御ユニットは、上述の数式に示した演算により焦点移動位置を検出すると、この焦点移動位置に応じた駆動パルスを形成し、これをステッピングモータ１３２に供給する。
【００２４】
これにより、ステッピングモータ１３２が回転駆動され、この回転力が減速ギア１３３を介してボールネジ軸１３５に伝達され、Ｘ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置が、キャリブレーションデータの収集時と同じ位置となるようにプリコリメータ部１０５が回転軸方向に移動制御される。
【００２５】
従って、例えば長時間にわたる撮影により、Ｘ線管１０１のターゲットが熱膨脹して、図１７に点線で示すようにキャリブレーションデータの収集時の焦点位置に移動が生じていても、同図に実線で示すようにプリコリメータ部１０５を回転軸方向に移動制御することで、Ｘ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータ収集時の入射位置と同じ入射位置とすることができ、キャリブレーションデータを用いて行う感度補正を正確なものとすることができる。そして、再構成された断層像にアーチファクトやＣＴ値のシフト等を生ずる不都合を防止することができる。
【００２６】
次に、図１３に示す焦点位置検出器１０３でＸ線の焦点位置を検出し、この検出出力に応じてＸ線管１０１自体を移動制御することにより、Ｘ線の入射位置を固定する方法がある。
【００２７】
この場合のＸ線管１０１の移動機構は、図１８（ａ），（ｂ）に示すようにＸ線管１０１が載置された管球取付板１４６と、この管球取付板１４６のＸ線管１０１の載置面の裏面に設けられたボールネジブロック１４７とを有している。また、この移動機構は、ガントリの内径に沿って回転する回転部フレーム１４１と、この回転部フレーム１４１に設けられたステッピングモータ１４２と、ステッピングモータ１４２の回転速度を減速する減速ギア１４３と、ステッピングモータ１４２の回転軸と同軸となるように設けられたボールネジ軸１４５と、このボールネジ軸１４５の両端を回転自在に保持する各ガイド１４４とを有している。
【００２８】
ボールネジ軸１４５は、その長軸が前記回転軸方向と同じ方向となるように設けられている。また、このボールネジ軸１４５には、管球取付板１４６に設けられたボールネジブロック１４７が、ボールネジ軸１４５が回転することで前記回転軸方向に移動可能なように設けられている。
【００２９】
このようなＸ線管１０１の移動機構を有する当該Ｘ線ＣＴ装置において、前記中央制御ユニットは、上述の数式により焦点移動位置を算出すると、この演算結果に基づいてステッッピングモータ１４２を回転駆動する。
【００３０】
このステッピングモータ１４２の回転力は、減速ギア１４３により所定分減衰され、ボールネジ軸１４５に伝達される。これにより、ボールネジ軸１４５が回転することでボールネジブロック１４７が回転軸方向に移動し、これに連れて管球取付板１４６に載置されたＸ線管１０１自体を回転軸方向に移動制御することができる。従って、例えば図１９に点線で示すように焦点移動が生じていたＸ線管１０１の焦点を、同図に実線で示すようにキャリブレーションデータの収集時の焦点位置に補正することができる。
【００３１】
そして、キャリブレーションデータの収集時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置と、本曝射時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置とを同じ検出位置とすることができ、正確な感度補正を通じてアーチファクトの防止等を図ることができる。
【００３２】
次に、図１３に示す焦点位置検出器１０３でＸ線の焦点移動位置を検出し、この検出出力に応じてＸ線管１０１内で電磁的に電子ビームを曲げることにより、Ｘ線管１０１の焦点自体を移動制御してＸ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置を固定する方法がある。
【００３３】
これは、焦点位置検出器１０３で検出されたＸ線の焦点移動位置に応じて磁界を発生し、陰極から陽極（ターゲット）に照射される電子ビームを曲げ、Ｘ線管１０１の焦点自体を移動制御する方法である。
【００３４】
これにより、キャリブレーションデータの収集時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置と、本曝射時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置とを同じ検出位置とすることができ、正確な感度補正を通じてアーチファクトの防止等を図ることができる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線の曝射開始から一定時間が経過し、Ｘ線の放出が安定した後、再構成する画像のデータ収集を開始するのが一般的である。
【００３６】
しかし、このＸ線の放出が安定するまでに要する時間は、一般的に０．１秒程度と短く、上述の焦点移動補正を行うには十分な時間ではない。
【００３７】
すなわち、焦点移動補正を行うには、「Ｘ線の曝射後、焦点位置検出器１０３で検出された各入射信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて焦点移動位置を検出し、焦点移動補正のためのプリコリメータ１０５、或いはＸ線管１０１の移動量を算出し、この算出した移動量に応じてプリコリメータ１０５、或いはＸ線管１０１を移動制御する」との各ステップを実行する必要がある。このため、Ｘ線の放出が安定するまでに要する時間である０．１秒の間に、この各ステップを全て実行して焦点移動補正を行うことは困難である。
【００３８】
これに対してＸ線管１０１の陰極からの電子ビームを電磁的に曲げて焦点位置を移動制御する方法は、焦点位置の移動に要する時間（焦点位置補正に要する時間）は短時間で済むが、構成が複雑化するうえ高価となる問題がある。
【００３９】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、本曝射前に、Ｘ線検出器へのＸ線の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に制御したうえで本曝射を開始可能とすることができるようなＸ線ＣＴ装置の提供を目的とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記補正手段は、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前記回転軸方向の位置を制御することにより、前記Ｘ線の回転軸方向の入射位置を補正するものであることを特徴とする。
【００４１】
請求項２の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記Ｘ線発生手段と被検体との間に設けられ、前記プリ曝射時に曝射されるＸ線が被検体に照射されないように遮断する遮断手段を有することを特徴とする。
【００４２】
請求項３の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記Ｘ線発生制御手段は、前記プリ曝射時のＸ線量を、前記本曝射時のＸ線量よりも低減させて該プリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段への管電流を制御することを特徴とする。
【００４３】
請求項４の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段から検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記Ｘ線発生制御手段は、複数回の間歇的なプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するものであり、且つ、前記補正手段は、前記焦点位置検出手段からの複数の検出出力を正規化し、その正規化した検出出力に基づいて、Ｘ線の入射位置の補正を行うものであることを特徴とする。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
まず、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、図１に示すようないわゆる第３世代（Rotate-Rotate 方式）のＸ線ＣＴ装置に適用することができる。
【００５８】
この本発明の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１に示すように被検体の断層像の撮影を行う撮影部１と、被検体が寝置される寝台部２と、当該Ｘ線ＣＴ装置全体の制御を行う制御部３とで構成されている。
【００５９】
撮影部１は、リング状のガントリの内径部にそれぞれ相対向し、かつ、この位置関係を維持したまま回転可能なように設けられたＸ線管４及びＸ線検出器７と、Ｘ線管４と共に回転するように設けられ、Ｘ線管４から曝射されるＸ線の回転軸方向の幅を調整するプリコリメータ部５と、被検体以外に曝射されるＸ線を検出するように前記Ｘ線検出器７の一端部に設けられた焦点位置検出器８とを有している。
【００６０】
Ｘ線検出器７は、例えば１０００チャンネルの検出素子が１列に並列されたシングルスライス検出器となっており、この各検出素子の並列方向が、前記寝台部２に寝置された被検体の体軸（前記ガントリの回転軸）と略直交するように設けられている。
【００６１】
なお、このＸ線検出器７として、各チャンネルの検出素子が２列に亘って並列された２次元検出器や、各チャンネルの検出素子が２列以上に亘って並列されたマルチスライス検出器を設けるようにしてもよい。
【００６２】
また、撮影部１は、Ｘ線検出器７からの検出出力を積分処理し所定の利得で増幅し、これをデジタル化することにより投影データを形成して出力すると共に、焦点位置検出器８からの検出出力に基づいてデジタル化した焦点位置検出データを形成して出力するデータ収集回路９（DAS:Data Acquisition System ）と、このデータ収集回路９のデータ形成制御を行うデータ収集制御回路１０（ＤＡＳコントローラ）とを有している。
【００６３】
また、撮影部１は、焦点位置補正のためのプリ曝射及び断層像を撮影するための本曝射を行うＸ線管４を曝射駆動する高電圧発生器１１と、プリコリメータ部５に設けられているスリット６の開口幅を制御する幅コントローラ１２と、プリコリメータ部５の位置制御を行う位置コントローラ１３と、プリ曝射時及び本曝射時に、Ｘ線管４，プリコリメータ部５及びＸ線検出器７等の回転制御を行う架台コントローラ１４とを有している。
【００６４】
プリコリメータ部５に設けられているスリット６は、図５に示すように略長方形状を有する板状の第１，第２のスリット板６ａ，６ｂを、長手方向の一端部同士が相対向し所定の開口幅の開口部を形成するように平行に並べ、この状態で２つの接続片６ｃにより開口部を遮らないように各スリット板６ａ，６ｂを接続して構成されている。
【００６５】
各接続片６ｃは、各スリット板６ａ，６ｂよりも小さな略長方形状を有しており、その長手方向の両端部には接続ピン６ｄを挿入するための貫通孔が設けられている。各接続片６ｃは、この各貫通孔を介して各スリット板６ａ，６ｂに螺合する接続ピン６ｄにより、該各スリット板６ａ，６ｂに設けられている。
【００６６】
このようなスリット６は、Ｘ線管４からのＸ線が開口部を介してＸ線検出器７に曝射されるように設けられる。
【００６７】
また、プリコリメータ部５には、このスリット６の他、上述の焦点移動位置に応じて回転駆動されるステッピングモータ５１と、ステッピングモータ５１の回転速度を減速すると共に、この回転力を、Ｘ線検出器７の各検出素子が並列されている方向であるチャンネル方向の直線的な力に変換し、これを減速軸５２ａを介して第１のスリット板６ｂに伝達する減速ギア５２とを有している。そして、減速軸５２ａを第２のスリット板６ｂに直線的に接続し、減速軸５２ａを介して伝達される直線的な力を第２のスリット板６ｂに伝達することで前記開口部の開口幅を所定の開口幅に制御したうえで、後に説明するプリ曝射及び本曝射を行うようになっている。
【００６８】
次に、寝台部２は、被検体が寝置される天板１５と、この天板１５を撮影に応じ天板移動部１６を介して上下に移動制御すると共に、ガントリの回転軸に沿った方向に移動制御等する寝台コントローラ１７とを有している。
【００６９】
次に、制御部３は、前記データ収集回路９からの投影データに基づいて断層像を再構成する画像再構成ユニット２１と、主に前記画像再構成ユニット２１により再構成された断層像を表示画面上に表示する画像表示ユニット２２と、前記画像再構成ユニット２１により再構成された断層像等を磁気ディスク等の記録媒体に記録し再生するデータ保存ユニット２３と、被検体の撮影の指定，天板の移動の指定等を行うためのキーボード等からなる入力部２４と、前記各部２１〜２４とバスライン２６を介して接続され、当該Ｘ線ＣＴ装置全体の制御を行う中央制御ユニット２５とで構成されている。
【００７０】
次に、このような構成を有する当該第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作説明をする。
【００７１】
まず、当該Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の断層像の撮影を行う前に、ＣＴ値の基準となる水で満たされた水ファントムを撮影し、この投影データに基づいて、前記Ｘ線検出器７の各チャネルの感度補正を行うためのキャリブレーションデータの収集を行う。このキャリブレーションデータは、撮影部１のＤＡＳコントローラ１０内に設けられているメモリに記憶される。そして、以下に説明する実際の断層像の撮影時（本曝射時）に読み出され、投影データの感度補正に用いられるようになっている。
【００７２】
次に、被検体の断層像撮影時の動作の説明をする。
【００７３】
この断層像撮影時の動作は、図２のフローチャートに示すようになっており、まず、当該Ｘ線ＣＴ装置のメイン電源がオン操作されることによりこのフローチャートがスタートとなりステップＳ１に進む。
【００７４】
ステップＳ１では、オペレータが入力部２４を操作することによりバスライン２６を介して供給される、例えば被検体の撮影部位やスライス厚等のスキャン条件を示す入力データを、中央制御ユニット２５が取り込みステップＳ２に進む。
【００７５】
ステップＳ２では、中央制御ユニット２５が、入力部２４を介して入力されたスキャン条件に基づいて、撮影部１及び寝台部２を撮影開始可能なように制御してステップＳ３に進む。
【００７６】
具体的には、このステップＳ３における中央制御ユニット２５の制御により、前記撮影部１の架台コントローラ１４は、前記Ｘ線管４，プリコリメータ部５，Ｘ線検出器７及び焦点位置検出器８の回転制御を開始する。また、このステップＳ３における中央制御ユニット２５の制御により、前記寝台部２の寝台コントローラ１７は、天板１５を上下に移動させ、被検体を撮影に最適な高さに位置させると共に、天板１５を前記回転軸方向に移動させ、被検体の目的の部位を撮影可能な位置に調整する。
【００７７】
次にステップＳ３では、中央制御ユニット２５が、被検体の断層像の撮影を行う本曝射の直前に、Ｘ線管４の焦点位置補正を行うための後述するプリ曝射を行うように、撮影部１内の高電圧発生器１１を介して前記回転制御されているＸ線管４を所定時間駆動制御してステップＳ４に進む。
【００７８】
このプリ曝射によりＸ線から曝射されたＸ線は、Ｘ線検出器７の一端部に設けられている焦点位置検出器８により検出される。この焦点位置検出器８からの検出出力はデータ収集回路９に供給される。
【００７９】
データ収集回路９は、このプリ曝射時には、焦点位置検出器８からの検出出力を、ＤＡＳコントローラ１０を介して中央制御ユニット２５に供給する。
【００８０】
ステップＳ４では、中央制御ユニット２５が、焦点位置検出器８からの検出出力に基づいて、Ｘ線管４の焦点位置を検出し、Ｘ線検出器７へのＸ線の入射位置が、キャリブレーションデータの収集時の入射位置と同じ位置となるように、位置コントローラ１３を介してプリコリメータ部５を回転軸方向（体軸方向）に移動制御してステップＳ５に進む。
【００８１】
具体的には、この第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の場合、プリコリメータ部５内に設けられているスリット６は、幅コントローラ１２によりその開口幅が所定の開口幅に制御されており、プリコリメータ部５自体は、図１４（ａ），（ｂ）を用いて説明した移動機構と同様の移動機構により回転軸方向に移動制御される。
【００８２】
これにより、Ｘ線検出器７に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータの収集時と同じ入射位置となるように、焦点位置補正を行うことができる。
【００８３】
中央制御ユニット２５は、このような焦点位置補正が終了すると、ステップＳ５において、被検体の撮影を行うべく本曝射を行い、この図２に示すフローチャートの全ルーチンを終了する。
【００８４】
次に、本曝射時となると、Ｘ線検出器７は、Ｘ線管４，プリコリメータ部５及びＸ線検出器７がガントリが１回転する間、所定角度毎に被検体のデータ収集を行い、この検出出力をデータ収集回路９に供給する。
【００８５】
データ収集回路９は、Ｘ線検出器７からの検出出力を積分処理すると共に所定の利得で増幅し、これをデジタル化することにより投影データを形成する。そして、ＤＡＳコントローラ１０内のメモリに記憶されているキャリブレーションデータに基づいて、この投影データに感度補正を施し、これを画像再構成ユニット２１に供給する。
【００８６】
画像再構成ユニット２１は、データ収集回路９から供給されるＸ線管４等の１回転分の投影データに基づいて、被検体の撮影部位の断層像を形成しこれをバスライン２６を介して画像表示ユニット２２に供給する。これにより、画像表示ユニット２２の表示画面上に被検体の撮影部位の断層像を表示することができる。
【００８７】
また、当該Ｘ線ＣＴ装置においては、このように撮影した断層像を保存しておくこともでき、この場合、オペレータは、入力部２４を操作して断層像の保存を指定する。中央制御ユニット２５は、前記断層像の保存が指定されると、前記画像再構成ユニット２１で形成された断層像データをデータ保存ユニット２３に供給するように該画像再構成ユニット２１を制御すると共に、これを記録するようにデータ保存ユニット２３を制御する。これにより、データ保存ユニット２３において、前記断層像データを例えば磁気ディスクや光磁気ディスク等の記録媒体に記録し保存することができる。
【００８８】
さらに、このように保存された断層像は、適宜再生して表示可能となっており、前記入力部２４が操作され断層像の再生が指定されると、中央制御ユニット２５は、指定された断層像を再生するようにデータ保存ユニット２３を制御すると共に、この再生された断層像の断層像データを画像表示ユニット２２に供給する。これにより、データ保存ユニット２３に保存されている断層像を適宜再生することができ、必要に応じて再生表示して診断等に利用することができる。
【００８９】
次に、プリ曝射によるＸ線管４の焦点位置補正制御を図３のフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。
【００９０】
この図３に示すフローチャートは、上述の図２に示すフローチャートのステップＳ２，ステップＳ３に示す動作を具体的に示したものであり、中央制御ユニット２５がステップＳ２のルーチンに進んだ際に、当該図３に示すフローチャートがスタートとなりステップＳ１１に進む。
【００９１】
ステップＳ１１では、中央制御ユニット２５が、１回のプリ曝射を行うように高電圧発生器１１を制御してステップＳ１２に進む。この制御により、高電圧発生器１１は、図４（ａ）に示すように本曝射時と同じレベルの管電流を所定時間（短時間）Ｘ線管４に供給する。これにより、前記Ｘ線管４からＸ線が１回曝射され、被検体以外に曝射されたＸ線が焦点位置検出器８により検出される。
【００９２】
焦点位置検出器８は、図５に示すように回転軸方向に直交する方向に２等分割されており、これにより形成される第１の入射領域８ａ（ＦＤ１）及び第２の入射領域８ｂ（ＦＤ２）を有している。そして、この各入射領域８ａ，８ｂに入射されたＸ線のＸ線量を電気信号のかたちに変換し、それぞれ第１の入射信号Ｐ１，第２の入射信号Ｐ２として出力する。
【００９３】
ステップＳ１２では、中央制御ユニット２５が、図４（ｂ）に示すように焦点位置検出器８からの各入射信号Ｐ１，Ｐ２を、データ収集回路９及びＤＡＳコントローラ１０を介して取り込みステップＳ１３に進む。
【００９４】
ステップＳ１３では、中央制御ユニット２５が、焦点位置検出器８からの各入射信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて、プリ曝射時におけるＸ線の検出量を演算してステップＳ１４に進む。
【００９５】
具体的には、中央制御ユニット２５は、焦点位置検出器８の各受光領域８ａ，８ｂからの各入射信号をそれぞれ「Ｐ１」，「Ｐ２」として以下の数式に示す演算を行いプリ曝射時におけるＸ線管４の焦点移動位置を算出する。
【００９６】
焦点移動位置＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１＋Ｐ２）
この数式は、プリ曝射時において焦点位置検出器８で検出された全体のＸ線量で、各入射領域８ａ，８ｂでそれぞれ検出されたＸ線量の差分を除算することを意味している。このような演算を行うことにより、プリ曝射毎に焦点位置検出器８で検出される全体のＸ線量が異なる場合でも、この全体のＸ線量に拘らず、正規化されたかたちの焦点移動位置を算出することができる。
【００９７】
また、この演算結果とＸ線管４の焦点位置の移動量との関係は、図１６を用いて説明したように所定の傾き角θのリニアな特性を示すようになっており、前記演算結果が「０」のときにはＸ線管４の焦点位置の移動が生じていないことを示す。また、前記演算結果の極性が「−」のときには焦点位置が第１の入射領域８ａ方向に算出量分移動していることを示し、この逆に、前記前記演算結果の極性が「＋」のときには焦点位置が第２の入射領域８ｂ方向に算出量分移動していることを示すようになっている。
【００９８】
次にステップＳ１４では、中央制御ユニット２５が、ステップＳ１３において算出された焦点移動位置に基づいて、Ｘ線検出器７に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータの収集時におけるＸ線の入射位置とするプリコリメータ部５の位置を算出してステップＳ１５に進む。
【００９９】
ステップＳ１５では、中央制御ユニット２５が、本曝射によるデータ収集が開始される前である、図４（ｃ）に示す焦点移動補正制御期間に、ステップＳ１４で算出した位置となるように図１４（ａ），（ｂ）を用いて説明した移動機構と同様の移動機構によりプリコリメータ部５を回転軸方向に移動制御して当該図３に示すフローチャートの全ルーチンを終了する。
【０１００】
このように当該Ｘ線ＣＴ装置は、簡単かつ安価な構成で本曝射前のプリ曝射により、Ｘ線検出手段へのＸ線の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に制御したうえで本曝射を開始することを可能とすることができる。このため、例えば長時間にわたる撮影により、Ｘ線管４のターゲットが熱膨脹して、キャリブレーションデータの収集時の焦点位置に移動が生じていても、これをキャリブレーションデータの収集時の焦点位置に補正することができる。
【０１０１】
従って、データ収集回路９においてキャリブレーションデータを用いて行う感度補正を正確なものとすることができ、画像表示ユニット２２の表示画面上に表示される断層像にアーチファクトやＣＴ値のシフト等を生ずる不都合を防止して、常に良好な断層像を得ることができる。
【０１０２】
また、上述のように焦点移動補正のために行うプリ曝射は１回の曝射となっている。このため、被検体の被曝量を最低限に抑えることができる。
【０１０３】
なお、図６に示したような前記演算結果と焦点位置の移動量との関係をテーブル化し、前記数式による演算結果を算出した際にこのテーブルを参照してＸ線管４の焦点移動位置を検出し、上述のようにプリコリメータ部５を移動制御するようにしてもよい。これにより、図３に示すフローチャートのステップＳ１３及びステップＳ１４のルーチンを省略することができ、制御の簡素化及び高速化を図ることができる。
【０１０４】
また、プリ曝射は１回のみ行うこととしたが、これは、間欠的な複数回の曝射を行うようにしてもよい。この場合、中央制御ユニット２５は、この間欠的な曝射により焦点位置検出器８から得られる複数の検出出力の平均値を検出し、これに基づいて焦点位置補正を行う。これにより、正規化された補正値（前記平均値）に基づいてノイズ等の悪影響を軽減し正確に焦点位置補正を行うことができる他、該間欠的な曝射によりプリ曝射におけるトータル的な被曝量を抑えることができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる。
【０１０５】
さらに、この第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明では、焦点位置補正の際に、プリコリメータ部５を回転軸方向に移動制御することで、焦点位置をいわば間接的に補正することとしたが、これは、図１８（ａ），（ｂ）を用いて説明したようにＸ線管４の移動機構を設け、これによりＸ線管４自体を回転軸方向に移動制御して直接的に焦点位置の補正を行うようにしてもよい。
【０１０６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１０７】
上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリコリメータ部５或いはＸ線管４を移動制御して焦点位置の補正を行うものであったが、この第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器７（及び焦点位置検出器８）自体を回転軸方向に移動制御することにより、Ｘ線の入射位置を可変し、間接的に焦点位置の補正を行うようにしたものである。
【０１０８】
なお、この第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１０９】
すなわち、この第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図５に示すようなＸ線検出器７の回転軸方向への移動機構が設けられている。
【０１１０】
この移動機構は、中央制御ユニット２５により回転駆動されるステッピングモータ２８と、ステッピングモータ２８の回転軸２８ａを介して伝達される回転力を回転軸方向の直進力に変換し、これを移動軸２９ａを介してＸ線検出器７に伝達する変換ギア２９とで構成されている。
【０１１１】
このような移動機構において、中央制御ユニット２５は、プリ曝射により上述の数式に基づいて算出された焦点移動位置に応じてステッピングモータ２８を回転駆動する。このステッピングモータ２８の回転力は、変換ギア２９により直進力に変換され移動軸２９ａを介してＸ線検出器７に伝達される。
【０１１２】
これにより、Ｘ線検出器７を焦点移動位置に応じて回転軸方向に移動制御することができ、Ｘ線検出器７に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータの収集時と同じ入射位置に制御することができる。従って、間接的に焦点位置の補正を行うことができ、正確な感度補正を行うことを可能とすることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
次に、被検体に曝射するＸ線のＸ線量は、必要最小限とすることが好ましい。このため、以下に説明する本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、上述のプリ曝射時に被検体にＸ線が曝射されないようにこれを遮断したうえで、上述の焦点移動補正を行うようにした。
【０１１４】
なお、この第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１１５】
すなわち、この第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図６に示すようにプリコリメータ部５のスリット６とＸ線管４との間に、プリ曝射時におけるＸ線管４からのＸ線が被検体に曝射されないように遮断するシャッタ５５を有している。
【０１１６】
スリット５５は、例えば鉛等のＸ線を遮断する部材により１枚の板状に形成されており、Ｘ線管４からのＸ線が出射される出射孔をＸ線の漏れがないように塞ぐようになっている。
【０１１７】
このような第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置において、中央制御ユニット２５は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようにＸ線レベルの安定期間が経過するまでシャッタ５５を閉制御する。
【０１１８】
すなわち、プリ曝射時を含む非撮影時は図６中実線で示すようにシャッタ５５によりＸ線を遮断するようにシャッタ５５を閉制御し、本曝射開始からＸ線レベルの安定期間が経過したタイミングで、図６中点線で示すようにシャッタ５５を開制御して被検体にＸ線の曝射を行う。
【０１１９】
これにより、プリ曝射時のＸ線を遮断することができることから被検体の被曝量の低減を図ることができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ効果を得ることができる。
【０１２０】
なお、この第３の実施の形態の説明では、シャッタ５５をスリット６とＸ線管４との間に設けることとしたが、これは、スリット６と被検体との間の設ける等のように、プリ曝射時に被検体の曝射されるＸ線を遮断可能な位置であればどこに設けてもよい。
【０１２１】
また、焦点位置検出器８は、シャッタ５５の開閉制御に影響を受けない位置であればどこに設けてもよい。
【０１２２】
また、被検体に曝射されるＸ線を略々遮断するシャッタ５５を設けることとしたが、この代わりに、例えば被検体に曝射されるＸ線のレベルを人体に安全なレベルまで減弱させる減弱フィルタを設けるようにしてもよい。
【０１２３】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１２４】
上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリット６とシャッタ５５とを別々に設けるようにしたものであったが、この第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、前記プリコリメータ部５を応用してスリット６とシャッタ５５とを一体的に構成するようにしたものである。
【０１２５】
なお、この第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１２６】
すなわち、この第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図８に示すように前記プリコリメータ部５として回転軸方向の開口幅を可変可能なスリット６を有している。このスリット６は、略長方形状を有する板状の第１，第２のスリット板６５，６６を、長手方向の一端部同士が相対向し所定の開口幅の開口部を形成するように平行に並べ、この状態で２つの接続片６７により前記開口部を遮らないように各スリット板６５，６６を接続して構成されている。
【０１２７】
第１のスリット板６５の、第２のスリット板６６と相対向している長手方向の一端部６５ａは、横断面が「Ｌ字状」となるように段差をもって形成されている。この逆に、第２のスリット板６６の、第１のスリット板６５と相対向している長手方向の一端部６６ａは、横断面が「逆Ｌ字状」となるように段差をもって形成されている。
【０１２８】
このため、各スリット板６５，６６の、前記相対向している長手方向の一端部同士が重なったときには前記開口部が閉じられ、Ｘ線管４からのＸ線が略々完全に遮断されるようになっている。
【０１２９】
各接続片６７は、各スリット板６５，６６よりも小さな略長方形状を有しており、その長手方向の両端部には接続ピン６８を挿入するための貫通孔が設けられている。各接続片６７は、この各貫通孔を介して各スリット板６５，６６に螺合する接続ピン６８により、該各スリット板６５，６６に設けられている。
【０１３０】
このようなスリット６は、Ｘ線管４からのＸ線が前記開口部を介してＸ線検出器７に曝射されるように設けられる。
【０１３１】
また、プリコリメータ部５は、このスリット６の他、上述の焦点移動位置に応じて回転駆動されるステッピングモータ６１と、ステッピングモータ６１の回転速度を減速すると共に、この回転力を前記回転軸方向の直線的な力に変換し、これを減速軸６２ａを介して第２のスリット板６６に伝達する減速ギア６２ａとを有している。そして、減速軸６２ａを第２のスリット板６６に接続し、減速軸６２ａを介して伝達される直線的な力を第２のスリット板６６に伝達するようになっている。
【０１３２】
このような構成を有するプリコリメータ部５において、図１に示す中央制御ユニット２５はプリ曝射時となると、スリット６を閉制御する方向の駆動パルスをステッピングモータ６１に供給し、ステッピングモータ６１を回転駆動する。この回転力は、ステッピングモータ６１に回転軸６１ａを介して減速ギア６２に伝達される。減速ギア６２は、前記回転軸６１ａを介して伝達される回転力を減衰させると共に、この回転力を前記回転軸方向の直線的な力に変換し、これを減速軸６２ａを介して第２のスリット板６６に伝達する。
【０１３３】
これにより、減速軸６２ａを介して直線的な力が第２のスリット板６６に伝達され、第２のスリット板６６が各接続ピン６８を軸としてチャンネル方向に移動しながら徐々に開口部を狭めるように移動制御される。そして、図９（ｂ）に示すように開口部が閉制御される。
【０１３４】
中央制御ユニット２５は、このスリット６の閉制御終了後にプリ曝射を行い焦点位置補正を行うようにＸ線管４等を制御する。これにより、プリ曝射によるＸ線が被検体に曝射される不都合を防止したうえで焦点位置補正を行うことができる。
【０１３５】
次に、中央制御ユニット２５は、このようにプリ曝射による焦点位置補正が終了すると、本曝射におけるＸ線の安定期間が経過したタイミングでスリット６の開口部を所定の開口幅とする駆動パルスを形成し、これをステッピングモータ６１に供給する。これにより、ステッピングモータ６１は、開口部を閉制御した際に回転駆動された方向とは逆の方向に回転駆動され、これによる直線的な力が減速軸６２ａを介して第２のスリット板６６に伝達され、第２のスリット板６６が各接続ピン６８を軸としてチャンネル方向に移動しながら徐々に開口部を広げるように移動制御される。そして、図９（ａ）に示すように所定の開口幅となるように開口部が開制御され、安定期間が経過後からＸ線の本曝射による被検体の撮影が行われる。
【０１３６】
このように、当該第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリコリメータ部５のスリット６とシャッタとを併用するようになっているため、部品点数の削減及び構成の簡略化を図ることができ、これを通じて当該Ｘ線ＣＴ装置のローコスト化を図ることができる。
【０１３７】
次に、本発明の第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１３８】
上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリット６とシャッタ５５とを別々に設けるようにしたものであったが、この第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリット及びシャッタの機能を果たす図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようなスリット７４を設けるようにしたものである。
【０１３９】
なお、この第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１４０】
すなわち、この第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置に設けられているスリット７４は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように長手方向の一端面が地面に対して垂直状となるように切断すると共に、長手方向の他端面が該垂直状の一端面に対して例えば４０度程度の傾き角を形成するように切断することで、横断面が台形状となるように形成された第１，第２のスリット板７５，７６により形成されている。
【０１４１】
さらに具体的には、第１，第２のスリット板７５，７６は、一端面を垂直状とした状態で各他端面を対向させることで、各他端面により横断面が「逆ハの字」を形成するように設けられている。
【０１４２】
また、このようなスリット７４は、「逆ハの字」を保持したまま、全体で回転可能なように減速ギア７３を介してステッピングモータ７２に接続されている。
【０１４３】
このようなスリット７４を有するＸ線ＣＴ装置において、中央制御ユニット２５は、プリ曝射時となるとステッピングモータ７２を回転制御し、図１０（ｃ）に示すように例えば第１のスリット板７５（或いは第２のスリット板７６）の一端面により、回転部フレーム７１に設けられたＸ線管４からのＸ線を遮断するようにスリット７４を回転制御する。これにより、プリ曝射時における被検体の被爆量を低減することがきる。
【０１４４】
次に、中央制御ユニット２５は、このようにプリ曝射を行うと、上述のように焦点位置検出器７からの検出出力に基づいて焦点移動位置を検出し、この焦点移動位置に応じた駆動パルスをステッピングモータ６１に供給する。これにより、スリット７４は、図１０（ｂ）に示すように逆ハの字状の狭い方の開口部が被検体側に位置するように回転制御され、この開口部のエッジの部分で余分なＸ線を遮断してＸ線検出器７へのＸ線の入射位置を可変する。
【０１４５】
従って、焦点移動位置に応じて、間接的に焦点位置を可変制御することができ、上述と同様に焦点移動補正を行ったうえで本曝射による被検体の断層像の撮影を行うことができる。
【０１４６】
このように、当該第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリットとシャッタを併用したスリット７４により、プリ曝射時のＸ線を遮断することができるうえ、本曝射前に焦点移動補正を行うことができる。このため、上述の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に部品点数の削減及び構成の簡略化を図ることができ、これを通じて当該Ｘ線ＣＴ装置のローコスト化を図ることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
次に、本発明の第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１４８】
上述の各実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時に本曝射時と同じレベルのＸ線を曝射するものであったが、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時のＸ線レベルを本曝射時よりも低いレベルとなるように制御するものである。
【０１４９】
なお、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の各実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１５０】
すなわち、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時となると、中央制御ユニット２５が、図１１（ａ）に示すように本曝射時の例えば１／２のレベルの管電流によりＸ線管４を駆動制御する。そして、図１１（ｂ）に示すように、このプリ曝射によるＸ線を焦点位置検出器８で検出し、この検出出力に基づいて、同図（ｃ）に示す焦点移動補正期間に焦点位置補正を行う。
【０１５１】
これにより、プリ曝射時の被検体の被曝量を低減することができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる。
【０１５２】
なお、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明では、プリ曝射時のＸ線レベルを本曝射時の１／２のレベルとすることとしたが、これは１／３のレベル，１／４のレベル、或いは焦点位置検出が可能な最低限のレベルにする等のように設計等に応じて任意に変更してもよい。
【０１５３】
次に、本発明の第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１５４】
この第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時のＸ線をシャッタにより被検体に曝射されないように遮断すると共に、Ｘ線レベルを本曝射時よりも低いレベルとするようにしたものである。
【０１５５】
なお、この第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の各実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１５６】
すなわち、この第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時となると、中央制御ユニット２５が、図１２（ａ）に示すように本曝射時の例えば１／２のレベルの管電流によりＸ線管４を駆動制御すると共に、同図（ｂ）に示すように、上述のシャッタ５５（７４）を閉制御する。そして、図１２（ｃ）に示すようにこのプリ曝射によるＸ線をＸ線管４とシャッタ５５との間に設けられたＸ線焦点位置検出器８で検出し、この検出出力に基づいて、同図（ｄ）に示す焦点移動補償期間に焦点位置補正を行う。
【０１５７】
これにより、シャッタ５５を透過して或いは乱反射して被検体に照射されるＸ線を低減することができ、プリ曝射時の被検体の被曝量のさらなる低減を通じて当該Ｘ線ＣＴ装置のさらなる安全性の向上を図ることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様の効果を得ることができる。
【０１５８】
最後に、以上説明した本発明の実施の形態は、ほんの一例であり、この他、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、簡単かつ安価な構成で、本曝射前のプリ曝射により、Ｘ線検出手段へのＸ線の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に制御したうえで本曝射を開始することを可能とすることができる。従って、収集したキャリブレーション情報を用いてＸ線検出手段の感度補正を正確に行うことができ、再構成した断層像にアーチファクトが現れる不都合を防止して常に良好な断層像を得ることができる。
【０１６０】
また、プリ曝射時に被検体に曝射されるＸ線を遮断或いは低減することができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】前記第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置に設けられている中央制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図３】前記第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の焦点位置補正制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】前記第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のプリ曝射及び焦点位置補正制御のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器の移動機構を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のシャッタ部を示す概略図である。
【図７】前記シャッタ部によるＸ線の遮光タイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のプリコリメータ部を利用したシャッタ部を示す概略図である。
【図９】前記プリコリメータ部を利用したシャッタ部の開閉動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のシャッタ部を示す概略図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置において、プリ曝射時にＸ線量を低減させる動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置において、プリ曝射時にシャッタ部を閉制御すると共にＸ線量を低減させる動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】従来のＸ線ＣＴ装置の要部を示す図である。
【図１４】従来のＸ線ＣＴ装置の焦点位置補正機構を示す図である。
【図１５】従来のＸ線ＣＴ装置の焦点位置検出器を説明するための図である。
【図１６】前記焦点位置検出器からの検出出力に基づいて行われる焦点位置の移動量の演算原理を説明するための図である。
【図１７】前記焦点位置検出部からの検出出力に基づいて、プリコリメータ部の位置を回転軸方向に移動して行う焦点位置補正制御を説明するための図である。
【図１８】前記焦点位置検出部からの検出出力に基づいて、Ｘ線管自体を回転軸方向に移動して行う焦点位置補正制御を説明するための図である。
【図１９】前記Ｘ線管自体を回転軸方向に移動することにより焦点位置が補正される様子を示す図である。
【符号の説明】
１…撮影部，２…寝台部，３…制御部，４…Ｘ線管，５…プリコリメータ部
６…スリット，７…Ｘ線検出器，８…焦点位置検出器，９…データ収集回路
１０…ＤＡＳコントローラ，１１…高電圧発生器，１２…幅コントローラ
１３…位置コントローラ，１４…架台コントローラ，１５…天板
１６…天板移動部，１７…寝台コントローラ，２１…画像再構成ユニット
２２…画像表示ユニット，２３…データ保存ユニット，２４…入力部
２５…中央制御ユニット，２６…バスライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリブレーション情報に基づいて、Ｘ線検出手段からの投影情報を感度補正して被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置に関し、特に断層像を形成するための曝射である本曝射前にプリ曝射を行い、Ｘ線検出手段に入射されるＸ線の回転軸方向の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に予め補正することにより、キャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置で本曝射を行うことを可能としたＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検体にＸ線管からのＸ線を曝射し、これを検出器で検出して被検体の断層像を撮影するＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮影装置）が知られている。このＸ線ＣＴ装置のうち、いわゆる第３世代と呼ばれるＲ−Ｒ方式（Rotate−Rotate方式）のＸ線ＣＴ装置の要部は、図１３に示すようにガントリの円形状の開口部に沿って回転自在に設けられたＸ線管１０１と、このＸ線管１０１と相対向するように設けられ、この位置関係を維持した状態で前記開口部に沿って回転自在に設けられたＸ線検出器１０２と、Ｘ線管１０１から曝射されるＸ線の焦点位置を検出する焦点位置検出器１０３と、Ｘ線管１０１から曝射されたＸ線の回転軸方向（被検体の体軸方向）の幅を可変するプリコリメータ１０５とで構成されている。
【０００３】
Ｘ線検出器１０２としては、例えば前記回転軸方向に直交する方向であるチャンネル方向に沿って、複数の検出素子１０２ａを一列に整列させて構成した、いわゆるシングルスライスＣＴ用の検出器が用いられている。
【０００４】
また、焦点位置検出器１０３は、複数の検出素子１０２ａのいずれか一端の検出素子１０２ａに連続して設けられており、その入射領域が、チャンネル方向に沿って第１，第２の入射領域に２等分割されている。
【０００５】
このようなＸ線ＣＴ装置は、断層像の撮影時となると、例えば被検体１０４がその体軸方向に沿ってガントリ内を徐々に移動するように被検体１０４を移動制御すると共に、この被検体１０４の周辺をＸ線管１０１（及びプリコリメータ１０５）及びＸ線検出器１０２が、前記相対向する位置関係を維持したまま回転するように各部を制御し連続的にＸ線の曝射を行う。
【０００６】
そして、Ｘ線検出器１０２により検出されたＸ線量を所定回転角毎に取り込み、１回転分（３６０度分）の検出出力に基づいて、被検体１０４の断層像を再構成するようになっている。
【０００７】
ここで、上述のようにＸ線検出器１０２は、複数の検出素子１０２ａにより構成されているが、この各検出素子１０２ａは、それぞれ特性（主に感度）が異なる。この感度のばらつきを考慮せずに撮影被写体の画像を再構成するとリング状のアーチファクトを生ずる。
【０００８】
これを防止するために、被写体を撮影する前に各検出素子１０２ａの感度をそれぞれ測定してキャリブレーション情報を形成し、このキャリブレーション情報に基づいて、被写体を撮影することにより得られた投影データの補正を行う。
【０００９】
これにより、各検出素子１０２ａの感度のばらつきを補正することができ、再構成した画像にリング状のアーチファクトを生ずる不都合を防止することができる。
【００１０】
しかし、Ｘ線管１０１は、陰極からの電子ビームを陽極（ターゲット）に衝突させることでＸ線を形成し、これを被検体に照射するようになっているため、例えば長時間にわたる撮影を行うと、度重なる電子ビームの衝突によりターゲットが熱膨脹し、キャリブレーションデータの収集時における焦点位置と、被写体の撮影時における焦点位置とにずれを生ずる。そして、この焦点位置のずれが生ずると、キャリブレーションデータの収集時におけるＸ線検出器１０２へのＸ線の入射位置と、被写体の撮影時におけるＸ線検出器１０２へのＸ線の入射位置にもずれを生ずるようになる。
【００１１】
各検出素子１０２ａの感度は、Ｘ線の入射する位置により微妙に異なる。このため、前記焦点位置のずれにより、Ｘ線検出器１０２へのＸ線の入射位置にずれを生ずると、予め収集されたキャリブレーションデータでは、被写体を撮影することにより得られた投影データの正確な感度補正を行うことができず、再構成された断層像にリング状のアーチファクトやＣＴ値のシフトを生ずる。
【００１２】
この問題を解決するために、各検出素子１０２ａに入射するＸ線の位置を常に一定とするいくつかの方法が知られている。
【００１３】
まず、Ｘ線を曝射する毎に図１３に示す焦点位置検出器１０３でＸ線の焦点位置を検出し、この検出出力に応じてプリコリメータ部１０５を回転軸方向に移動させてＸ線の入射位置を固定する方法がある。
【００１４】
なお、この方法は、Ｘ線１０１の焦点位置自体を直接変化させる方法ではなく、いわば間接的に焦点位置の補正を行うものであるが、当該説明において用いる「焦点位置の補正」なる語句の意味は、このように間接的に焦点位置の補正を行う場合、及び後に説明するＸ線管１０１自体を移動制御して直接的に焦点位置を補正する場合の両方を含む意味で用いることとする。
【００１５】
すなわち、焦点位置検出器１０３は、図１５に示すように回転軸方向に直交する方向に２等分割されており、これにより形成される第１の入射領域１０３ａ（ＦＤ１）及び第２の入射領域１０３ｂ（ＦＤ２）を有している。焦点位置検出器１０３は、この各入射領域１０３ａ，１０３ｂに入射されたＸ線のＸ線量を電気信号のかたちに変換し、それぞれ第１の入射信号Ｐ１，第２の入射信号Ｐ２として出力する。この各信号Ｐ１，Ｐ２は、図示しない中央制御ユニットに供給される。
【００１６】
中央制御ユニットは、焦点位置検出器１０３からの各入射信号Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ「Ｐ１」，「Ｐ２」として以下の数式に示す演算を行いＸ線管１０１の焦点移動位置を算出する。
【００１７】
焦点移動位置＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１＋Ｐ２）
この演算結果とＸ線管１０１の焦点位置の移動量との関係は、図１６に示すように所定の傾き角θのリニアな特性を示すようになっており、この演算結果が「０」のときにはＸ線管１０１の焦点位置の移動が生じていないことを示す。また、この演算結果の極性が「＋」のときには焦点位置が第１の入射領域１０３ａの方向に算出量分移動していることを示し、この逆に、演算結果の極性が「−」のときには焦点位置が第２の入射領域１０３ｂの方向に算出量分移動していることを示すようになっている。
【００１８】
このように焦点移動位置が算出されると、中央制御ユニットは、この焦点移動位置に基づいて、Ｘ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置が、キャリブレーション情報の収集時におけるＸ線の入射位置となるようにプリコリメータ部１０５を移動制御する。
【００１９】
具体的には、プリコリメータ部１０５は、図１４（ａ），（ｂ）に示すようにＸ線管１０１が載置された回転部フレーム１３１の裏面に設けられている。
【００２０】
この回転部フレーム１３１の裏面には、ステッピングモータ１３２と、減速ギア１３３と、ガイド１３６とが設けられており、ステッピングモータ１３２の回転力を減速ギア１３３で所定分減衰させ、これを両端が各ガイド１３６で係止されたボールネジ軸１３５に伝達するようになっている。
【００２１】
ボールネジ軸１３５は、その長軸が前記回転軸方向と同じ方向となるように設けられている。また、このボールネジ軸１３５には、ボールネジ軸１３５が回転することで回転軸方向に移動可能なようにボールネジブロック１３４が設けられている。そして、このボールネジブロック１３４に、ボールネジブロック１３４の移動に連れ移動可能なようにプリコリメータ部１０５が設けられている。
【００２２】
このプリコリメータ部１０５は、回転軸方向に直交する方向に所定の開口幅の開口部を形成するように制御されており、この開口部を介してＸ線を被検体に曝射するようになっている。
【００２３】
中央制御ユニットは、上述の数式に示した演算により焦点移動位置を検出すると、この焦点移動位置に応じた駆動パルスを形成し、これをステッピングモータ１３２に供給する。
【００２４】
これにより、ステッピングモータ１３２が回転駆動され、この回転力が減速ギア１３３を介してボールネジ軸１３５に伝達され、Ｘ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置が、キャリブレーションデータの収集時と同じ位置となるようにプリコリメータ部１０５が回転軸方向に移動制御される。
【００２５】
従って、例えば長時間にわたる撮影により、Ｘ線管１０１のターゲットが熱膨脹して、図１７に点線で示すようにキャリブレーションデータの収集時の焦点位置に移動が生じていても、同図に実線で示すようにプリコリメータ部１０５を回転軸方向に移動制御することで、Ｘ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータ収集時の入射位置と同じ入射位置とすることができ、キャリブレーションデータを用いて行う感度補正を正確なものとすることができる。そして、再構成された断層像にアーチファクトやＣＴ値のシフト等を生ずる不都合を防止することができる。
【００２６】
次に、図１３に示す焦点位置検出器１０３でＸ線の焦点位置を検出し、この検出出力に応じてＸ線管１０１自体を移動制御することにより、Ｘ線の入射位置を固定する方法がある。
【００２７】
この場合のＸ線管１０１の移動機構は、図１８（ａ），（ｂ）に示すようにＸ線管１０１が載置された管球取付板１４６と、この管球取付板１４６のＸ線管１０１の載置面の裏面に設けられたボールネジブロック１４７とを有している。また、この移動機構は、ガントリの内径に沿って回転する回転部フレーム１４１と、この回転部フレーム１４１に設けられたステッピングモータ１４２と、ステッピングモータ１４２の回転速度を減速する減速ギア１４３と、ステッピングモータ１４２の回転軸と同軸となるように設けられたボールネジ軸１４５と、このボールネジ軸１４５の両端を回転自在に保持する各ガイド１４４とを有している。
【００２８】
ボールネジ軸１４５は、その長軸が前記回転軸方向と同じ方向となるように設けられている。また、このボールネジ軸１４５には、管球取付板１４６に設けられたボールネジブロック１４７が、ボールネジ軸１４５が回転することで前記回転軸方向に移動可能なように設けられている。
【００２９】
このようなＸ線管１０１の移動機構を有する当該Ｘ線ＣＴ装置において、前記中央制御ユニットは、上述の数式により焦点移動位置を算出すると、この演算結果に基づいてステッッピングモータ１４２を回転駆動する。
【００３０】
このステッピングモータ１４２の回転力は、減速ギア１４３により所定分減衰され、ボールネジ軸１４５に伝達される。これにより、ボールネジ軸１４５が回転することでボールネジブロック１４７が回転軸方向に移動し、これに連れて管球取付板１４６に載置されたＸ線管１０１自体を回転軸方向に移動制御することができる。従って、例えば図１９に点線で示すように焦点移動が生じていたＸ線管１０１の焦点を、同図に実線で示すようにキャリブレーションデータの収集時の焦点位置に補正することができる。
【００３１】
そして、キャリブレーションデータの収集時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置と、本曝射時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置とを同じ検出位置とすることができ、正確な感度補正を通じてアーチファクトの防止等を図ることができる。
【００３２】
次に、図１３に示す焦点位置検出器１０３でＸ線の焦点移動位置を検出し、この検出出力に応じてＸ線管１０１内で電磁的に電子ビームを曲げることにより、Ｘ線管１０１の焦点自体を移動制御してＸ線検出器１０２に入射されるＸ線の入射位置を固定する方法がある。
【００３３】
これは、焦点位置検出器１０３で検出されたＸ線の焦点移動位置に応じて磁界を発生し、陰極から陽極（ターゲット）に照射される電子ビームを曲げ、Ｘ線管１０１の焦点自体を移動制御する方法である。
【００３４】
これにより、キャリブレーションデータの収集時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置と、本曝射時にＸ線検出器１０２で検出されるＸ線の検出位置とを同じ検出位置とすることができ、正確な感度補正を通じてアーチファクトの防止等を図ることができる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線の曝射開始から一定時間が経過し、Ｘ線の放出が安定した後、再構成する画像のデータ収集を開始するのが一般的である。
【００３６】
しかし、このＸ線の放出が安定するまでに要する時間は、一般的に０．１秒程度と短く、上述の焦点移動補正を行うには十分な時間ではない。
【００３７】
すなわち、焦点移動補正を行うには、「Ｘ線の曝射後、焦点位置検出器１０３で検出された各入射信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて焦点移動位置を検出し、焦点移動補正のためのプリコリメータ１０５、或いはＸ線管１０１の移動量を算出し、この算出した移動量に応じてプリコリメータ１０５、或いはＸ線管１０１を移動制御する」との各ステップを実行する必要がある。このため、Ｘ線の放出が安定するまでに要する時間である０．１秒の間に、この各ステップを全て実行して焦点移動補正を行うことは困難である。
【００３８】
これに対してＸ線管１０１の陰極からの電子ビームを電磁的に曲げて焦点位置を移動制御する方法は、焦点位置の移動に要する時間（焦点位置補正に要する時間）は短時間で済むが、構成が複雑化するうえ高価となる問題がある。
【００３９】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、本曝射前に、Ｘ線検出器へのＸ線の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に制御したうえで本曝射を開始可能とすることができるようなＸ線ＣＴ装置の提供を目的とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記補正手段は、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前記回転軸方向の位置を制御することにより、前記Ｘ線の回転軸方向の入射位置を補正するものであることを特徴とする。
【００４１】
請求項２の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記Ｘ線発生手段と被検体との間に設けられ、前記プリ曝射時に曝射されるＸ線が被検体に照射されないように遮断する遮断手段を有することを特徴とする。
【００４２】
請求項３の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記Ｘ線発生制御手段は、前記プリ曝射時のＸ線量を、前記本曝射時のＸ線量よりも低減させて該プリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段への管電流を制御することを特徴とする。
【００４３】
請求項４の本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段から検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、前記Ｘ線発生制御手段は、複数回の間歇的なプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するものであり、且つ、前記補正手段は、前記焦点位置検出手段からの複数の検出出力を正規化し、その正規化した検出出力に基づいて、Ｘ線の入射位置の補正を行うものであることを特徴とする。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
まず、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、図１に示すようないわゆる第３世代（Rotate-Rotate 方式）のＸ線ＣＴ装置に適用することができる。
【００５８】
この本発明の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１に示すように被検体の断層像の撮影を行う撮影部１と、被検体が寝置される寝台部２と、当該Ｘ線ＣＴ装置全体の制御を行う制御部３とで構成されている。
【００５９】
撮影部１は、リング状のガントリの内径部にそれぞれ相対向し、かつ、この位置関係を維持したまま回転可能なように設けられたＸ線管４及びＸ線検出器７と、Ｘ線管４と共に回転するように設けられ、Ｘ線管４から曝射されるＸ線の回転軸方向の幅を調整するプリコリメータ部５と、被検体以外に曝射されるＸ線を検出するように前記Ｘ線検出器７の一端部に設けられた焦点位置検出器８とを有している。
【００６０】
Ｘ線検出器７は、例えば１０００チャンネルの検出素子が１列に並列されたシングルスライス検出器となっており、この各検出素子の並列方向が、前記寝台部２に寝置された被検体の体軸（前記ガントリの回転軸）と略直交するように設けられている。
【００６１】
なお、このＸ線検出器７として、各チャンネルの検出素子が２列に亘って並列された２次元検出器や、各チャンネルの検出素子が２列以上に亘って並列されたマルチスライス検出器を設けるようにしてもよい。
【００６２】
また、撮影部１は、Ｘ線検出器７からの検出出力を積分処理し所定の利得で増幅し、これをデジタル化することにより投影データを形成して出力すると共に、焦点位置検出器８からの検出出力に基づいてデジタル化した焦点位置検出データを形成して出力するデータ収集回路９（DAS:Data Acquisition System ）と、このデータ収集回路９のデータ形成制御を行うデータ収集制御回路１０（ＤＡＳコントローラ）とを有している。
【００６３】
また、撮影部１は、焦点位置補正のためのプリ曝射及び断層像を撮影するための本曝射を行うＸ線管４を曝射駆動する高電圧発生器１１と、プリコリメータ部５に設けられているスリット６の開口幅を制御する幅コントローラ１２と、プリコリメータ部５の位置制御を行う位置コントローラ１３と、プリ曝射時及び本曝射時に、Ｘ線管４，プリコリメータ部５及びＸ線検出器７等の回転制御を行う架台コントローラ１４とを有している。
【００６４】
プリコリメータ部５に設けられているスリット６は、図５に示すように略長方形状を有する板状の第１，第２のスリット板６ａ，６ｂを、長手方向の一端部同士が相対向し所定の開口幅の開口部を形成するように平行に並べ、この状態で２つの接続片６ｃにより開口部を遮らないように各スリット板６ａ，６ｂを接続して構成されている。
【００６５】
各接続片６ｃは、各スリット板６ａ，６ｂよりも小さな略長方形状を有しており、その長手方向の両端部には接続ピン６ｄを挿入するための貫通孔が設けられている。各接続片６ｃは、この各貫通孔を介して各スリット板６ａ，６ｂに螺合する接続ピン６ｄにより、該各スリット板６ａ，６ｂに設けられている。
【００６６】
このようなスリット６は、Ｘ線管４からのＸ線が開口部を介してＸ線検出器７に曝射されるように設けられる。
【００６７】
また、プリコリメータ部５には、このスリット６の他、上述の焦点移動位置に応じて回転駆動されるステッピングモータ５１と、ステッピングモータ５１の回転速度を減速すると共に、この回転力を、Ｘ線検出器７の各検出素子が並列されている方向であるチャンネル方向の直線的な力に変換し、これを減速軸５２ａを介して第１のスリット板６ｂに伝達する減速ギア５２とを有している。そして、減速軸５２ａを第２のスリット板６ｂに直線的に接続し、減速軸５２ａを介して伝達される直線的な力を第２のスリット板６ｂに伝達することで前記開口部の開口幅を所定の開口幅に制御したうえで、後に説明するプリ曝射及び本曝射を行うようになっている。
【００６８】
次に、寝台部２は、被検体が寝置される天板１５と、この天板１５を撮影に応じ天板移動部１６を介して上下に移動制御すると共に、ガントリの回転軸に沿った方向に移動制御等する寝台コントローラ１７とを有している。
【００６９】
次に、制御部３は、前記データ収集回路９からの投影データに基づいて断層像を再構成する画像再構成ユニット２１と、主に前記画像再構成ユニット２１により再構成された断層像を表示画面上に表示する画像表示ユニット２２と、前記画像再構成ユニット２１により再構成された断層像等を磁気ディスク等の記録媒体に記録し再生するデータ保存ユニット２３と、被検体の撮影の指定，天板の移動の指定等を行うためのキーボード等からなる入力部２４と、前記各部２１〜２４とバスライン２６を介して接続され、当該Ｘ線ＣＴ装置全体の制御を行う中央制御ユニット２５とで構成されている。
【００７０】
次に、このような構成を有する当該第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作説明をする。
【００７１】
まず、当該Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の断層像の撮影を行う前に、ＣＴ値の基準となる水で満たされた水ファントムを撮影し、この投影データに基づいて、前記Ｘ線検出器７の各チャネルの感度補正を行うためのキャリブレーションデータの収集を行う。このキャリブレーションデータは、撮影部１のＤＡＳコントローラ１０内に設けられているメモリに記憶される。そして、以下に説明する実際の断層像の撮影時（本曝射時）に読み出され、投影データの感度補正に用いられるようになっている。
【００７２】
次に、被検体の断層像撮影時の動作の説明をする。
【００７３】
この断層像撮影時の動作は、図２のフローチャートに示すようになっており、まず、当該Ｘ線ＣＴ装置のメイン電源がオン操作されることによりこのフローチャートがスタートとなりステップＳ１に進む。
【００７４】
ステップＳ１では、オペレータが入力部２４を操作することによりバスライン２６を介して供給される、例えば被検体の撮影部位やスライス厚等のスキャン条件を示す入力データを、中央制御ユニット２５が取り込みステップＳ２に進む。
【００７５】
ステップＳ２では、中央制御ユニット２５が、入力部２４を介して入力されたスキャン条件に基づいて、撮影部１及び寝台部２を撮影開始可能なように制御してステップＳ３に進む。
【００７６】
具体的には、このステップＳ３における中央制御ユニット２５の制御により、前記撮影部１の架台コントローラ１４は、前記Ｘ線管４，プリコリメータ部５，Ｘ線検出器７及び焦点位置検出器８の回転制御を開始する。また、このステップＳ３における中央制御ユニット２５の制御により、前記寝台部２の寝台コントローラ１７は、天板１５を上下に移動させ、被検体を撮影に最適な高さに位置させると共に、天板１５を前記回転軸方向に移動させ、被検体の目的の部位を撮影可能な位置に調整する。
【００７７】
次にステップＳ３では、中央制御ユニット２５が、被検体の断層像の撮影を行う本曝射の直前に、Ｘ線管４の焦点位置補正を行うための後述するプリ曝射を行うように、撮影部１内の高電圧発生器１１を介して前記回転制御されているＸ線管４を所定時間駆動制御してステップＳ４に進む。
【００７８】
このプリ曝射によりＸ線から曝射されたＸ線は、Ｘ線検出器７の一端部に設けられている焦点位置検出器８により検出される。この焦点位置検出器８からの検出出力はデータ収集回路９に供給される。
【００７９】
データ収集回路９は、このプリ曝射時には、焦点位置検出器８からの検出出力を、ＤＡＳコントローラ１０を介して中央制御ユニット２５に供給する。
【００８０】
ステップＳ４では、中央制御ユニット２５が、焦点位置検出器８からの検出出力に基づいて、Ｘ線管４の焦点位置を検出し、Ｘ線検出器７へのＸ線の入射位置が、キャリブレーションデータの収集時の入射位置と同じ位置となるように、位置コントローラ１３を介してプリコリメータ部５を回転軸方向（体軸方向）に移動制御してステップＳ５に進む。
【００８１】
具体的には、この第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の場合、プリコリメータ部５内に設けられているスリット６は、幅コントローラ１２によりその開口幅が所定の開口幅に制御されており、プリコリメータ部５自体は、図１４（ａ），（ｂ）を用いて説明した移動機構と同様の移動機構により回転軸方向に移動制御される。
【００８２】
これにより、Ｘ線検出器７に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータの収集時と同じ入射位置となるように、焦点位置補正を行うことができる。
【００８３】
中央制御ユニット２５は、このような焦点位置補正が終了すると、ステップＳ５において、被検体の撮影を行うべく本曝射を行い、この図２に示すフローチャートの全ルーチンを終了する。
【００８４】
次に、本曝射時となると、Ｘ線検出器７は、Ｘ線管４，プリコリメータ部５及びＸ線検出器７がガントリが１回転する間、所定角度毎に被検体のデータ収集を行い、この検出出力をデータ収集回路９に供給する。
【００８５】
データ収集回路９は、Ｘ線検出器７からの検出出力を積分処理すると共に所定の利得で増幅し、これをデジタル化することにより投影データを形成する。そして、ＤＡＳコントローラ１０内のメモリに記憶されているキャリブレーションデータに基づいて、この投影データに感度補正を施し、これを画像再構成ユニット２１に供給する。
【００８６】
画像再構成ユニット２１は、データ収集回路９から供給されるＸ線管４等の１回転分の投影データに基づいて、被検体の撮影部位の断層像を形成しこれをバスライン２６を介して画像表示ユニット２２に供給する。これにより、画像表示ユニット２２の表示画面上に被検体の撮影部位の断層像を表示することができる。
【００８７】
また、当該Ｘ線ＣＴ装置においては、このように撮影した断層像を保存しておくこともでき、この場合、オペレータは、入力部２４を操作して断層像の保存を指定する。中央制御ユニット２５は、前記断層像の保存が指定されると、前記画像再構成ユニット２１で形成された断層像データをデータ保存ユニット２３に供給するように該画像再構成ユニット２１を制御すると共に、これを記録するようにデータ保存ユニット２３を制御する。これにより、データ保存ユニット２３において、前記断層像データを例えば磁気ディスクや光磁気ディスク等の記録媒体に記録し保存することができる。
【００８８】
さらに、このように保存された断層像は、適宜再生して表示可能となっており、前記入力部２４が操作され断層像の再生が指定されると、中央制御ユニット２５は、指定された断層像を再生するようにデータ保存ユニット２３を制御すると共に、この再生された断層像の断層像データを画像表示ユニット２２に供給する。これにより、データ保存ユニット２３に保存されている断層像を適宜再生することができ、必要に応じて再生表示して診断等に利用することができる。
【００８９】
次に、プリ曝射によるＸ線管４の焦点位置補正制御を図３のフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。
【００９０】
この図３に示すフローチャートは、上述の図２に示すフローチャートのステップＳ２，ステップＳ３に示す動作を具体的に示したものであり、中央制御ユニット２５がステップＳ２のルーチンに進んだ際に、当該図３に示すフローチャートがスタートとなりステップＳ１１に進む。
【００９１】
ステップＳ１１では、中央制御ユニット２５が、１回のプリ曝射を行うように高電圧発生器１１を制御してステップＳ１２に進む。この制御により、高電圧発生器１１は、図４（ａ）に示すように本曝射時と同じレベルの管電流を所定時間（短時間）Ｘ線管４に供給する。これにより、前記Ｘ線管４からＸ線が１回曝射され、被検体以外に曝射されたＸ線が焦点位置検出器８により検出される。
【００９２】
焦点位置検出器８は、図５に示すように回転軸方向に直交する方向に２等分割されており、これにより形成される第１の入射領域８ａ（ＦＤ１）及び第２の入射領域８ｂ（ＦＤ２）を有している。そして、この各入射領域８ａ，８ｂに入射されたＸ線のＸ線量を電気信号のかたちに変換し、それぞれ第１の入射信号Ｐ１，第２の入射信号Ｐ２として出力する。
【００９３】
ステップＳ１２では、中央制御ユニット２５が、図４（ｂ）に示すように焦点位置検出器８からの各入射信号Ｐ１，Ｐ２を、データ収集回路９及びＤＡＳコントローラ１０を介して取り込みステップＳ１３に進む。
【００９４】
ステップＳ１３では、中央制御ユニット２５が、焦点位置検出器８からの各入射信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて、プリ曝射時におけるＸ線の検出量を演算してステップＳ１４に進む。
【００９５】
具体的には、中央制御ユニット２５は、焦点位置検出器８の各受光領域８ａ，８ｂからの各入射信号をそれぞれ「Ｐ１」，「Ｐ２」として以下の数式に示す演算を行いプリ曝射時におけるＸ線管４の焦点移動位置を算出する。
【００９６】
焦点移動位置＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１＋Ｐ２）
この数式は、プリ曝射時において焦点位置検出器８で検出された全体のＸ線量で、各入射領域８ａ，８ｂでそれぞれ検出されたＸ線量の差分を除算することを意味している。このような演算を行うことにより、プリ曝射毎に焦点位置検出器８で検出される全体のＸ線量が異なる場合でも、この全体のＸ線量に拘らず、正規化されたかたちの焦点移動位置を算出することができる。
【００９７】
また、この演算結果とＸ線管４の焦点位置の移動量との関係は、図１６を用いて説明したように所定の傾き角θのリニアな特性を示すようになっており、前記演算結果が「０」のときにはＸ線管４の焦点位置の移動が生じていないことを示す。また、前記演算結果の極性が「−」のときには焦点位置が第１の入射領域８ａ方向に算出量分移動していることを示し、この逆に、前記前記演算結果の極性が「＋」のときには焦点位置が第２の入射領域８ｂ方向に算出量分移動していることを示すようになっている。
【００９８】
次にステップＳ１４では、中央制御ユニット２５が、ステップＳ１３において算出された焦点移動位置に基づいて、Ｘ線検出器７に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータの収集時におけるＸ線の入射位置とするプリコリメータ部５の位置を算出してステップＳ１５に進む。
【００９９】
ステップＳ１５では、中央制御ユニット２５が、本曝射によるデータ収集が開始される前である、図４（ｃ）に示す焦点移動補正制御期間に、ステップＳ１４で算出した位置となるように図１４（ａ），（ｂ）を用いて説明した移動機構と同様の移動機構によりプリコリメータ部５を回転軸方向に移動制御して当該図３に示すフローチャートの全ルーチンを終了する。
【０１００】
このように当該Ｘ線ＣＴ装置は、簡単かつ安価な構成で本曝射前のプリ曝射により、Ｘ線検出手段へのＸ線の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に制御したうえで本曝射を開始することを可能とすることができる。このため、例えば長時間にわたる撮影により、Ｘ線管４のターゲットが熱膨脹して、キャリブレーションデータの収集時の焦点位置に移動が生じていても、これをキャリブレーションデータの収集時の焦点位置に補正することができる。
【０１０１】
従って、データ収集回路９においてキャリブレーションデータを用いて行う感度補正を正確なものとすることができ、画像表示ユニット２２の表示画面上に表示される断層像にアーチファクトやＣＴ値のシフト等を生ずる不都合を防止して、常に良好な断層像を得ることができる。
【０１０２】
また、上述のように焦点移動補正のために行うプリ曝射は１回の曝射となっている。このため、被検体の被曝量を最低限に抑えることができる。
【０１０３】
なお、図６に示したような前記演算結果と焦点位置の移動量との関係をテーブル化し、前記数式による演算結果を算出した際にこのテーブルを参照してＸ線管４の焦点移動位置を検出し、上述のようにプリコリメータ部５を移動制御するようにしてもよい。これにより、図３に示すフローチャートのステップＳ１３及びステップＳ１４のルーチンを省略することができ、制御の簡素化及び高速化を図ることができる。
【０１０４】
また、プリ曝射は１回のみ行うこととしたが、これは、間欠的な複数回の曝射を行うようにしてもよい。この場合、中央制御ユニット２５は、この間欠的な曝射により焦点位置検出器８から得られる複数の検出出力の平均値を検出し、これに基づいて焦点位置補正を行う。これにより、正規化された補正値（前記平均値）に基づいてノイズ等の悪影響を軽減し正確に焦点位置補正を行うことができる他、該間欠的な曝射によりプリ曝射におけるトータル的な被曝量を抑えることができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる。
【０１０５】
さらに、この第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明では、焦点位置補正の際に、プリコリメータ部５を回転軸方向に移動制御することで、焦点位置をいわば間接的に補正することとしたが、これは、図１８（ａ），（ｂ）を用いて説明したようにＸ線管４の移動機構を設け、これによりＸ線管４自体を回転軸方向に移動制御して直接的に焦点位置の補正を行うようにしてもよい。
【０１０６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１０７】
上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリコリメータ部５或いはＸ線管４を移動制御して焦点位置の補正を行うものであったが、この第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器７（及び焦点位置検出器８）自体を回転軸方向に移動制御することにより、Ｘ線の入射位置を可変し、間接的に焦点位置の補正を行うようにしたものである。
【０１０８】
なお、この第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１０９】
すなわち、この第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図５に示すようなＸ線検出器７の回転軸方向への移動機構が設けられている。
【０１１０】
この移動機構は、中央制御ユニット２５により回転駆動されるステッピングモータ２８と、ステッピングモータ２８の回転軸２８ａを介して伝達される回転力を回転軸方向の直進力に変換し、これを移動軸２９ａを介してＸ線検出器７に伝達する変換ギア２９とで構成されている。
【０１１１】
このような移動機構において、中央制御ユニット２５は、プリ曝射により上述の数式に基づいて算出された焦点移動位置に応じてステッピングモータ２８を回転駆動する。このステッピングモータ２８の回転力は、変換ギア２９により直進力に変換され移動軸２９ａを介してＸ線検出器７に伝達される。
【０１１２】
これにより、Ｘ線検出器７を焦点移動位置に応じて回転軸方向に移動制御することができ、Ｘ線検出器７に入射されるＸ線の入射位置を、キャリブレーションデータの収集時と同じ入射位置に制御することができる。従って、間接的に焦点位置の補正を行うことができ、正確な感度補正を行うことを可能とすることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
次に、被検体に曝射するＸ線のＸ線量は、必要最小限とすることが好ましい。このため、以下に説明する本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、上述のプリ曝射時に被検体にＸ線が曝射されないようにこれを遮断したうえで、上述の焦点移動補正を行うようにした。
【０１１４】
なお、この第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１１５】
すなわち、この第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図６に示すようにプリコリメータ部５のスリット６とＸ線管４との間に、プリ曝射時におけるＸ線管４からのＸ線が被検体に曝射されないように遮断するシャッタ５５を有している。
【０１１６】
スリット５５は、例えば鉛等のＸ線を遮断する部材により１枚の板状に形成されており、Ｘ線管４からのＸ線が出射される出射孔をＸ線の漏れがないように塞ぐようになっている。
【０１１７】
このような第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置において、中央制御ユニット２５は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようにＸ線レベルの安定期間が経過するまでシャッタ５５を閉制御する。
【０１１８】
すなわち、プリ曝射時を含む非撮影時は図６中実線で示すようにシャッタ５５によりＸ線を遮断するようにシャッタ５５を閉制御し、本曝射開始からＸ線レベルの安定期間が経過したタイミングで、図６中点線で示すようにシャッタ５５を開制御して被検体にＸ線の曝射を行う。
【０１１９】
これにより、プリ曝射時のＸ線を遮断することができることから被検体の被曝量の低減を図ることができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ効果を得ることができる。
【０１２０】
なお、この第３の実施の形態の説明では、シャッタ５５をスリット６とＸ線管４との間に設けることとしたが、これは、スリット６と被検体との間の設ける等のように、プリ曝射時に被検体の曝射されるＸ線を遮断可能な位置であればどこに設けてもよい。
【０１２１】
また、焦点位置検出器８は、シャッタ５５の開閉制御に影響を受けない位置であればどこに設けてもよい。
【０１２２】
また、被検体に曝射されるＸ線を略々遮断するシャッタ５５を設けることとしたが、この代わりに、例えば被検体に曝射されるＸ線のレベルを人体に安全なレベルまで減弱させる減弱フィルタを設けるようにしてもよい。
【０１２３】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１２４】
上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリット６とシャッタ５５とを別々に設けるようにしたものであったが、この第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、前記プリコリメータ部５を応用してスリット６とシャッタ５５とを一体的に構成するようにしたものである。
【０１２５】
なお、この第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１２６】
すなわち、この第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図８に示すように前記プリコリメータ部５として回転軸方向の開口幅を可変可能なスリット６を有している。このスリット６は、略長方形状を有する板状の第１，第２のスリット板６５，６６を、長手方向の一端部同士が相対向し所定の開口幅の開口部を形成するように平行に並べ、この状態で２つの接続片６７により前記開口部を遮らないように各スリット板６５，６６を接続して構成されている。
【０１２７】
第１のスリット板６５の、第２のスリット板６６と相対向している長手方向の一端部６５ａは、横断面が「Ｌ字状」となるように段差をもって形成されている。この逆に、第２のスリット板６６の、第１のスリット板６５と相対向している長手方向の一端部６６ａは、横断面が「逆Ｌ字状」となるように段差をもって形成されている。
【０１２８】
このため、各スリット板６５，６６の、前記相対向している長手方向の一端部同士が重なったときには前記開口部が閉じられ、Ｘ線管４からのＸ線が略々完全に遮断されるようになっている。
【０１２９】
各接続片６７は、各スリット板６５，６６よりも小さな略長方形状を有しており、その長手方向の両端部には接続ピン６８を挿入するための貫通孔が設けられている。各接続片６７は、この各貫通孔を介して各スリット板６５，６６に螺合する接続ピン６８により、該各スリット板６５，６６に設けられている。
【０１３０】
このようなスリット６は、Ｘ線管４からのＸ線が前記開口部を介してＸ線検出器７に曝射されるように設けられる。
【０１３１】
また、プリコリメータ部５は、このスリット６の他、上述の焦点移動位置に応じて回転駆動されるステッピングモータ６１と、ステッピングモータ６１の回転速度を減速すると共に、この回転力を前記回転軸方向の直線的な力に変換し、これを減速軸６２ａを介して第２のスリット板６６に伝達する減速ギア６２ａとを有している。そして、減速軸６２ａを第２のスリット板６６に接続し、減速軸６２ａを介して伝達される直線的な力を第２のスリット板６６に伝達するようになっている。
【０１３２】
このような構成を有するプリコリメータ部５において、図１に示す中央制御ユニット２５はプリ曝射時となると、スリット６を閉制御する方向の駆動パルスをステッピングモータ６１に供給し、ステッピングモータ６１を回転駆動する。この回転力は、ステッピングモータ６１に回転軸６１ａを介して減速ギア６２に伝達される。減速ギア６２は、前記回転軸６１ａを介して伝達される回転力を減衰させると共に、この回転力を前記回転軸方向の直線的な力に変換し、これを減速軸６２ａを介して第２のスリット板６６に伝達する。
【０１３３】
これにより、減速軸６２ａを介して直線的な力が第２のスリット板６６に伝達され、第２のスリット板６６が各接続ピン６８を軸としてチャンネル方向に移動しながら徐々に開口部を狭めるように移動制御される。そして、図９（ｂ）に示すように開口部が閉制御される。
【０１３４】
中央制御ユニット２５は、このスリット６の閉制御終了後にプリ曝射を行い焦点位置補正を行うようにＸ線管４等を制御する。これにより、プリ曝射によるＸ線が被検体に曝射される不都合を防止したうえで焦点位置補正を行うことができる。
【０１３５】
次に、中央制御ユニット２５は、このようにプリ曝射による焦点位置補正が終了すると、本曝射におけるＸ線の安定期間が経過したタイミングでスリット６の開口部を所定の開口幅とする駆動パルスを形成し、これをステッピングモータ６１に供給する。これにより、ステッピングモータ６１は、開口部を閉制御した際に回転駆動された方向とは逆の方向に回転駆動され、これによる直線的な力が減速軸６２ａを介して第２のスリット板６６に伝達され、第２のスリット板６６が各接続ピン６８を軸としてチャンネル方向に移動しながら徐々に開口部を広げるように移動制御される。そして、図９（ａ）に示すように所定の開口幅となるように開口部が開制御され、安定期間が経過後からＸ線の本曝射による被検体の撮影が行われる。
【０１３６】
このように、当該第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリコリメータ部５のスリット６とシャッタとを併用するようになっているため、部品点数の削減及び構成の簡略化を図ることができ、これを通じて当該Ｘ線ＣＴ装置のローコスト化を図ることができる。
【０１３７】
次に、本発明の第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１３８】
上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリット６とシャッタ５５とを別々に設けるようにしたものであったが、この第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリット及びシャッタの機能を果たす図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようなスリット７４を設けるようにしたものである。
【０１３９】
なお、この第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１４０】
すなわち、この第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置に設けられているスリット７４は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように長手方向の一端面が地面に対して垂直状となるように切断すると共に、長手方向の他端面が該垂直状の一端面に対して例えば４０度程度の傾き角を形成するように切断することで、横断面が台形状となるように形成された第１，第２のスリット板７５，７６により形成されている。
【０１４１】
さらに具体的には、第１，第２のスリット板７５，７６は、一端面を垂直状とした状態で各他端面を対向させることで、各他端面により横断面が「逆ハの字」を形成するように設けられている。
【０１４２】
また、このようなスリット７４は、「逆ハの字」を保持したまま、全体で回転可能なように減速ギア７３を介してステッピングモータ７２に接続されている。
【０１４３】
このようなスリット７４を有するＸ線ＣＴ装置において、中央制御ユニット２５は、プリ曝射時となるとステッピングモータ７２を回転制御し、図１０（ｃ）に示すように例えば第１のスリット板７５（或いは第２のスリット板７６）の一端面により、回転部フレーム７１に設けられたＸ線管４からのＸ線を遮断するようにスリット７４を回転制御する。これにより、プリ曝射時における被検体の被爆量を低減することがきる。
【０１４４】
次に、中央制御ユニット２５は、このようにプリ曝射を行うと、上述のように焦点位置検出器７からの検出出力に基づいて焦点移動位置を検出し、この焦点移動位置に応じた駆動パルスをステッピングモータ６１に供給する。これにより、スリット７４は、図１０（ｂ）に示すように逆ハの字状の狭い方の開口部が被検体側に位置するように回転制御され、この開口部のエッジの部分で余分なＸ線を遮断してＸ線検出器７へのＸ線の入射位置を可変する。
【０１４５】
従って、焦点移動位置に応じて、間接的に焦点位置を可変制御することができ、上述と同様に焦点移動補正を行ったうえで本曝射による被検体の断層像の撮影を行うことができる。
【０１４６】
このように、当該第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、スリットとシャッタを併用したスリット７４により、プリ曝射時のＸ線を遮断することができるうえ、本曝射前に焦点移動補正を行うことができる。このため、上述の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に部品点数の削減及び構成の簡略化を図ることができ、これを通じて当該Ｘ線ＣＴ装置のローコスト化を図ることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
次に、本発明の第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１４８】
上述の各実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時に本曝射時と同じレベルのＸ線を曝射するものであったが、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時のＸ線レベルを本曝射時よりも低いレベルとなるように制御するものである。
【０１４９】
なお、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の各実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１５０】
すなわち、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時となると、中央制御ユニット２５が、図１１（ａ）に示すように本曝射時の例えば１／２のレベルの管電流によりＸ線管４を駆動制御する。そして、図１１（ｂ）に示すように、このプリ曝射によるＸ線を焦点位置検出器８で検出し、この検出出力に基づいて、同図（ｃ）に示す焦点移動補正期間に焦点位置補正を行う。
【０１５１】
これにより、プリ曝射時の被検体の被曝量を低減することができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる。
【０１５２】
なお、この第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明では、プリ曝射時のＸ線レベルを本曝射時の１／２のレベルとすることとしたが、これは１／３のレベル，１／４のレベル、或いは焦点位置検出が可能な最低限のレベルにする等のように設計等に応じて任意に変更してもよい。
【０１５３】
次に、本発明の第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の説明をする。
【０１５４】
この第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時のＸ線をシャッタにより被検体に曝射されないように遮断すると共に、Ｘ線レベルを本曝射時よりも低いレベルとするようにしたものである。
【０１５５】
なお、この第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような変更部分以外は、上述の各実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同じ構成であるため、以下この変更部分の説明のみ行うこととする。
【０１５６】
すなわち、この第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、プリ曝射時となると、中央制御ユニット２５が、図１２（ａ）に示すように本曝射時の例えば１／２のレベルの管電流によりＸ線管４を駆動制御すると共に、同図（ｂ）に示すように、上述のシャッタ５５（７４）を閉制御する。そして、図１２（ｃ）に示すようにこのプリ曝射によるＸ線をＸ線管４とシャッタ５５との間に設けられたＸ線焦点位置検出器８で検出し、この検出出力に基づいて、同図（ｄ）に示す焦点移動補償期間に焦点位置補正を行う。
【０１５７】
これにより、シャッタ５５を透過して或いは乱反射して被検体に照射されるＸ線を低減することができ、プリ曝射時の被検体の被曝量のさらなる低減を通じて当該Ｘ線ＣＴ装置のさらなる安全性の向上を図ることができる他、上述の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様の効果を得ることができる。
【０１５８】
最後に、以上説明した本発明の実施の形態は、ほんの一例であり、この他、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、簡単かつ安価な構成で、本曝射前のプリ曝射により、Ｘ線検出手段へのＸ線の入射位置をキャリブレーション情報の収集時と同じ入射位置に制御したうえで本曝射を開始することを可能とすることができる。従って、収集したキャリブレーション情報を用いてＸ線検出手段の感度補正を正確に行うことができ、再構成した断層像にアーチファクトが現れる不都合を防止して常に良好な断層像を得ることができる。
【０１６０】
また、プリ曝射時に被検体に曝射されるＸ線を遮断或いは低減することができ、当該Ｘ線ＣＴ装置の安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】前記第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置に設けられている中央制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図３】前記第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の焦点位置補正制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】前記第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のプリ曝射及び焦点位置補正制御のタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器の移動機構を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のシャッタ部を示す概略図である。
【図７】前記シャッタ部によるＸ線の遮光タイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のプリコリメータ部を利用したシャッタ部を示す概略図である。
【図９】前記プリコリメータ部を利用したシャッタ部の開閉動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のシャッタ部を示す概略図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置において、プリ曝射時にＸ線量を低減させる動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置において、プリ曝射時にシャッタ部を閉制御すると共にＸ線量を低減させる動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】従来のＸ線ＣＴ装置の要部を示す図である。
【図１４】従来のＸ線ＣＴ装置の焦点位置補正機構を示す図である。
【図１５】従来のＸ線ＣＴ装置の焦点位置検出器を説明するための図である。
【図１６】前記焦点位置検出器からの検出出力に基づいて行われる焦点位置の移動量の演算原理を説明するための図である。
【図１７】前記焦点位置検出部からの検出出力に基づいて、プリコリメータ部の位置を回転軸方向に移動して行う焦点位置補正制御を説明するための図である。
【図１８】前記焦点位置検出部からの検出出力に基づいて、Ｘ線管自体を回転軸方向に移動して行う焦点位置補正制御を説明するための図である。
【図１９】前記Ｘ線管自体を回転軸方向に移動することにより焦点位置が補正される様子を示す図である。
【符号の説明】
１…撮影部，２…寝台部，３…制御部，４…Ｘ線管，５…プリコリメータ部
６…スリット，７…Ｘ線検出器，８…焦点位置検出器，９…データ収集回路
１０…ＤＡＳコントローラ，１１…高電圧発生器，１２…幅コントローラ
１３…位置コントローラ，１４…架台コントローラ，１５…天板
１６…天板移動部，１７…寝台コントローラ，２１…画像再構成ユニット
２２…画像表示ユニット，２３…データ保存ユニット，２４…入力部
２５…中央制御ユニット，２６…バスライン
Claims (6)
- 被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、
被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、
前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、
前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、
前記補正手段は、前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前記回転軸方向の位置を制御することにより、前記Ｘ線の回転軸方向の入射位置を補正するものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、
被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、
前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、
前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、
前記Ｘ線発生手段と被検体との間に設けられ、前記プリ曝射時に曝射されるＸ線が被検体に照射されないように遮断する遮断手段を有することを特徴とするのＸ線ＣＴ装置。 - 被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、
被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、
前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、
前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、
前記Ｘ線発生制御手段は、前記プリ曝射時のＸ線量を、前記本曝射時のＸ線量よりも低減させて該プリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段への管電流を制御することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 被検体の断層像を撮影する前に、Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線を検出するＸ線検出手段の感度補正を行うためのキャリブレーション情報を収集し、被検体 の断層像の撮影時に、前記Ｘ線検出手段からの投影情報を前記キャリブレーション情報に基づいて感度補正し、この投影情報に基づいて被検体の断層像を形成するＸ線ＣＴ装置において、
被検体の断層像を得るための曝射である本曝射前に、前記Ｘ線発生手段から曝射されるＸ線の焦点位置を検出するための曝射であるプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するＸ線発生制御手段と、
前記プリ曝射により曝射されたＸ線を検出し、これに基づいて前記Ｘ線発生手段の焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、
前記焦点位置検出手段から検出出力に基づいて、前記Ｘ線検出手段に入射するＸ線の回転軸方向の位置が、前記キャリブレーション情報の収集時と同じ位置となるようにＸ線の入射位置の補正を行う補正手段とを備え、
前記Ｘ線発生制御手段は、複数回の間歇的なプリ曝射を行うように前記Ｘ線発生手段を制御するものであり、且つ、前記補正手段は、前記焦点位置検出手段からの複数の検出出力を正規化し、その正規化した検出出力に基づいて、Ｘ線の入射位置の補正を行うものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 前記補正手段は、前記Ｘ線発生手段のＸ線の焦点を前記回転軸方向に移動制御することにより、前記Ｘ線検出手段に入射されるＸ線の回転軸方向の位置の補正を行うことを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記補正手段は、
前記Ｘ線発生手段と被検体との間に設けられ、前記回転軸方向に対して略直交する方向に形成された開口部を介して前記Ｘ線発生手段からのＸ線を被検体に曝射するプリコリメータと、
前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記プリコリメータの前記回転軸方向の位置を制御することにより、前記Ｘ線検出手段に入射されるＸ線の回転軸方向の位置を補正するプリコリメータ制御手段とを有することを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
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