JP3942142B2 - 放射線断層撮影装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線断層撮影装置およびその方法に係り、特に、幅と厚みを持つ放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する放射線断層撮影装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線断層撮影装置としては、たとえば、放射線としてＸ線を利用するＸ線ＣＴ(Computed Tomography) 装置が知られている。このＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線の発生にはＸ線管が使用される。
そして、Ｘ線ＣＴ装置は、放射線照射・検出系、すなわちＸ線照射・検出系を被検体の周りで回転（スキャン（Scan））させて、被検体の周囲の複数のビュー（view）方向でそれぞれＸ線による被検体の投影データを測定し、それら投影データに基づいて断層像を生成（再構成）するように構成されている。
【０００３】
Ｘ線照射・検出系のＸ線照射装置は、撮影範囲を包含する幅を持ちそれに垂直な方向に所定の厚みを持つＸ線ビームを照射する。
Ｘ線ビームの厚みは、コリメータ（Collimator）のＸ線通過開口（アパーチヤ（aperture））の開度を調節することにより変更できるようになっており、これによって１ビュー分のスライス(slice) 厚が調整される。
【０００４】
Ｘ線照射・検出系のＸ線検出装置は、Ｘ線ビームの幅の方向に多数（たとえば１０００個程度）のＸ線検出素子をアレイ状に配列した多チャンネルのＸ線検出器によってＸ線を検出する。
多チャンネルのＸ線検出器は、Ｘ線ビームの幅の方向に、Ｘ線ビームの幅に相当する長さ（幅）を有する。また、Ｘ線ビームの厚みの方向に、Ｘ線ビームの厚みよりも大きな長さ（厚み）を有する。
【０００５】
多チャンネルのＸ線検出器としては、たとえば検出素子アレイをＸ線ビームの厚みの方向（被検体のＸ線照射空間への搬入方向（体軸方向））に複数個併設し、複数列の検出素子アレイでＸ線ビームを同時に受光するようにしたものがある。
このようなＸ線検出器は、１回のスキャンで複数スライス分のＸ線検出信号を一挙に得られるので、マルチスライススキャン（multi-slice scan) を能率良く行うためのＸ線検出器として用いられる。
【０００６】
そのようなＸ線検出器では、個々の検出素子アレイを、その厚み（Ｘ線ビームの厚み方向の長さ）が最小のスライス厚（たとえば1mm ）に相当するように構成し、これをＸ線ビームの厚み方向に、たとえば数個〜数１０個程度併設するとともに、各検出素子アレイの検出信号を同一チャンネルごとに自由に組み合わせることができるようにしている。
【０００７】
このようなＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置においては、たとえば中央部分の３列の検出素子アレイを使用して、スライス厚が１mmの３スライス同時のマルチスライススキャンを行う。
あるいは、中央部分の６列の検出素子アレイにつき、隣り合う２列ずつを組み合わせて３組の検出素子アレイを形成することにより、スライス厚が２mmの３スライス同時のマルチスライススキャンを行う。
【０００８】
また、スライス厚とスライス数の積に相当する数の検出素子アレイを使用し、スライス厚に相当する数の隣接する検出素子アレイごとに信号を組み合わせてスライス数に相当する検出素子アレイの組を作ることにより、多様なスライス厚の複数スライス同時のマルチスライススキャンを行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のＸ線ＣＴ装置等の放射線断層撮影装置では、スライス厚の変更機能を有しているものの、スキャン中は設定したスライス厚で固定的に断層撮影を行っており、スキャン中にダイナミックに切り換えることができない。
【００１０】
また、従来の放射線断層撮影装置では、Ｘ線検出器の検出素子アレイの中心付近を使用するのが一般的であり、端部に偏った使い方を行っていない。
すなわち、従来の放射線断層撮影装置は、クレードルに載置された被検体の放射線照射空間への搬入方向（一般的に被検体の体軸方向）に放射線の照射中心部を意図的に移動させる機能を有していない。
【００１１】
このようにマルチスライススキャンを行う放射線断層撮影装置において、スライス厚をスキャン中にダイナミックに切り換えることができず、また、放射線の照射中心部を被検体の体軸方向に任意に移動させることができないことは、たとえば、ＣＴフローロ(fluorography)撮影を行う場合に、以下に示すような不利益がある。
【００１２】
ＣＴフローロ撮影を行うためには、クレードルに載置されている被検体のＸ線照射空間における正確な位置決めを行う必要があり、さらに、被検体内の所定の被検部位に対して針を穿刺する必要がある。
針の挿入に際しては、針先が確実に被検部位に到達することをＣＴにて確認可能であるが、従来の放射線断層撮影装置では、クレードルに載置されている被検体の体動により位置がずれた場合、位置の微調のためにクレードルをＸ線照射空間内への搬入方向あるいはそれとは逆方向に移動させなければならず、針の挿入中等には、危険を伴うという不利益がある。
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができ、また、放射線の放射中心を、被検体の搬入方向に任意に移動させることができ、ひいては安全にかつ高精度に断層撮影を行うことが可能な放射線断層撮影装置およびその方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点の放射線断層撮影装置は、放射線ビームを照射可能で、制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能な放射線照射手段と、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた制御信号を上記放射線照射手段に出力する制御手段と、上記照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００１５】
また、本発明の第１の観点では、上記放射線照射手段および検出素子アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００１６】
また、本発明の第１の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００１７】
また、本発明の第２の観点の放射線断層撮影装置は、放射線ビームを照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能な放射線照射手段と、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、上記検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第２の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集するデータ収集手段と、照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた第１の制御信号を上記放射線照射手段に出力し、第２の制御信号を上記データ収集手段に出力する制御手段と、上記データ収集手段で収集された照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００１８】
また、本発明の第２の観点では、上記放射線照射手段および検出素子アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００１９】
また、本発明の第２の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００２０】
また、本発明の第２の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第２の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集する切換手段と、上記切換回路によるデータをデジタルデータに変換して上記断層像生成手段に出力する変換手段とを有する。
【００２１】
また、本発明の第２の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号をデジタルデータに変換する変換手段と、第２の制御信号に応じて、上記変換手段によるデジタルデータを選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集して上記断層像生成手段に出力する切換手段とを有する。
【００２２】
また、本発明の第３の観点の放射線断層撮影装置は、放射線を放射する放射線管と、上記放射線管から放射された放射線を放射線ビームに成形して照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能なコリメータと、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、上記放射線管の放射中心を、第２の制御信号に応じて上記互いに垂直な２つの方向の他方の方向に移動可能な放射線管移動手段と、放射線の照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた第１の制御信号を上記コリメータに出力し、第２の制御信号を上記放射線管移動部に出力する制御手段と、上記照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００２３】
また、本発明の第３の観点では、上記放射線管、コリメータ、および検出アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００２４】
また、本発明の第３の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００２５】
また、本発明の第４の観点の放射線断層撮影装置は、放射線を放射する放射線管と、上記放射線管から放射された放射線を放射線ビームに成形して照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能なコリメータと、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、上記放射線管の放射中心を、第２の制御信号に応じて上記互いに垂直な２つの方向の他方の方向に移動可能な放射線管移動手段と、上記検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第３の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集するデータ収集手段と、放射線の照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた第１の制御信号を上記コリメータに出力し、第２の制御信号を上記放射線管移動部に出力し、第３の制御信号を上記データ収集手段に出力する制御手段と、上記データ収集手段で収集された照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００２６】
また、本発明の第４の観点では、上記放射線管、コリメータ、および検出アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００２７】
また、本発明の第４の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００２８】
また、本発明の第４の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第２の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集する切換手段と、上記切換回路によるデータをデジタルデータに変換して上記断層像生成手段に出力する変換手段とを有する。
【００２９】
また、本発明の第４の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号をデジタルデータに変換する変換手段と、第２の制御信号に応じて、上記変換手段によるデジタルデータを選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集して上記断層像生成手段に出力する切換手段とを有する。
【００３０】
また、本発明の第５の観点の放射線断層撮影方法は、入射面を放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイに対して、第１の照射範囲をもって放射線を照射し、上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの第１の照射範囲についてのマルチスライスの断層像を生成し、上記検出素子アレイに対して第１の照射範囲により狭い第２の照射範囲をもって放射線を照射し、上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの第２の照射範囲についてのマルチスライスの断層像を生成する。
【００３１】
本発明によれば、たとえば入力装置から放射線の照射範囲情報が入力され、制御手段に供給される。
制御手段では、照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた制御信号が生成され、放射線照射手段に出力される。
放射線照射手段では、制御信号に応じた範囲をもって放射線ビームが検出素子アレイの所望の領域に照射される。
そして、断層像生成手段において、照射範囲情報に応じた検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて、放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像が生成され、たとえば表示手段に表示される。
【００３２】
【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。
【００３３】
第１実施形態
図１は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図、図２は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第１の実施形態を示すシステム構成図である。
【００３４】
本Ｘ線ＣＴ装置１は、図に示すように、走査ガントリ(gantry)２、操作コンソール３、および撮影テーブル（クレードル）４を有している。
【００３５】
走査ガントリ２は、Ｘ線管２０、Ｘ線管移動部２１、コリメータ２２、検出素子アレイ２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、コリメータコントローラ２６、回転部２７、および回転コントローラ２８を主構成要素として有している。
これらの構成要素のうち、Ｘ線管２０、コリメータ２２、Ｘ線コントローラ２５、およびコリメータコントローラ２６により本発明に係る放射線照射手段が構成されている。
【００３６】
Ｘ線管２０は、Ｘ線コントローラ２５による制御信号ＣＴＬ２５１に基づいて所定強度のＸ線をコリメータ２２に向かって放射する。
【００３７】
Ｘ線管移動部２１は、Ｘ線コントローラ２５による制御信号ＣＴＬ２５２を受けて、Ｘ線管２０の位置、具体的には、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（図１の紙面に直交する方向、以下、図２に示すように、ｚ方向）に、制御信号ＣＴＬ２５２の指示に応じた距離だけ移動させる。
Ｘ線管移動部２１は、通常時は、Ｘ線管２０の放射中心を、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部に対応するような位置に保持させる。
【００３８】
コリメータ２２は、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を、コリメータコントローラ２６による制御信号ＣＴＬ２６１に基づいて所定幅、所定厚（スライス厚）を有する扇状のＸ線ビーム５、すなわちファンビームとなるように成形し、検出素子アレイ２３の所望の領域に照射する。
なお、Ｘ線ビーム５の厚みは、制御信号ＣＴＬ２６１に基づいてコリメータ２２のアパーチャの開度調節により設定される。
このコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度調節は、後述するように、操作コンソール３に含まれる中央処理装置３０の制御指示を受けるコリメータコントローラ２６により、スキャン中（回転部２７の回転中）、任意の幅にダイナミックに切り換えられる。
【００３９】
検出素子アレイ２３は、コリメータ２２による扇状のＸ線ビーム５の幅の方向（Ｘ方向）および厚さ方向（ｚ方向）に、アレイ状（マトリクス状）に配列された複数の放射線検出素子としてのＸ線検出素子を有する。
【００４０】
図３は、本発明に係る検出素子アレイ２３の構成例を示す図である。
この検出素子アレイ２３は、図３に示すように、複数（ｉ×ｊ）のＸ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）を、２次元的にｉ×ｊのアレイ状（マトリクス状）に配列した多チャンネルおよび多列のＸ線検出器として構成されている。
２次元的に配列された複数のＸ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。
ここで、ｉはチャンネル番号であり、たとえばｉ＝１〜１０００である。また、ｊは列番号であり、たとえばｊ＝１〜１６を取り得るが、本実施形態では、マルチスライススキャンを実現するために、４以上、たとえば８に設定される。図２においては、この８列の場合を例に示しており、各列に対してＡ〜Ｈの符号を付して示している。
【００４１】
Ｘ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、たとえばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode) の組み合わせによって構成される。
なお、Ｘ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、これに限定されるものではなく、たとえばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子、あるいはキセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であって良い。
また、Ｘ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、列番号ｊが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。そして、複数の検出素子列は、隣接して互いに平行に配設されている。
【００４２】
図４は、本発明に係るＸ線管２０とコリメータ２２と検出素子アレイ２３の相互関係を示す図である。なお、図４（ａ）は正面（ｚ方向）から見た状態を示す図、図４（ｂ）は側面（Ｘ方向）から見た状態を示す図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム５となるように成形され、検出素子アレイ２３に照射されるようになっている。
図４（ａ）では、扇状のＸ線ビーム５の広がり、すなわちＸ線ビーム５の幅を示す。Ｘ線ビーム５の幅方向は、検出素子アレイ２３におけるチャンネルの配列方向（ｉ方向）に一致する。
図４（ｂ）では、Ｘ線ビーム５の厚みを示す。Ｘ線ビーム５の厚み方向は、検出素子アレイ２３における検出素子列の配設方向（j 方向）に一致する。
【００４３】
このようなＸ線ビーム５の扇面に体軸を交叉させて、たとえば図５に示すように、撮影テーブル４に載置された被検体６がＸ線照射空間２９に搬入される。
そして、Ｘ線ビーム５によってスライスされた被検体６の投影像が検出素子アレイ２３に投影される。
被検体６に照射するＸ線ビーム５の厚みは、上述したように、コリメータ２２のアパーチャ２２１の開度調節により設定される。
【００４４】
データ収集部２４は、検出素子アレイ２３の個々のＸ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）の検出データを収集し、操作コンソール３に出力する。
データ収集部２４は、たとえば図２に示すように、選択・加算切換回路（ＭＵＸ，ＡＤＤ）２４１、およびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４２により構成されている。
【００４５】
選択・加算切換回路２４１は、スキャン中に検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からの検出信号入力を、後述する操作コンソール３の中央処理装置３０からの制御信号（第３の制御信号）ＣＴＬ３０３に応じてダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信号を足し合わせ、その結果をＡＤＣ２４２に出力する。
【００４６】
ＡＤＣ２４２は、選択・加算切換回路２４１において選択あるいは任意のくみあわせで足し合わされた検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、操作コンソール３の中央処理装置３０に出力する。
【００４７】
Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管２０に対し制御信号ＣＴＬ２５１を出力してＸ線放射の制御を行う。
また、Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号（第２の制御信号）ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管移動部２２１に対し制御信号ＣＴＬ２５２を出力して、Ｘ線管２０の位置、すなわちＸ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（ｚ方向）に、指示に応じた距離だけ移動させる。
また、Ｘ線コントローラ２５は、通常時は、Ｘ線管移動部２１を、Ｘ線管２０の放射中心を、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部に対応するような位置に保持させる。
【００４８】
コリメータコントローラ２６は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号（第１の制御信号）ＣＴＬ３０２に応じて、コリメータ２２に対して制御信号ＣＴＬ２６１を出力しコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を調整して、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を、指示に応じた幅、厚さ（スライス厚）を有する扇状のＸ線ビーム５を成形させて、検出素子アレイ２３の所望の領域に照射させる。
【００４９】
回転部２７は、回転コントローラ２８による制御信号ＣＴＬ２８に基づいて、所定の方向に回転する。この回転部２７には、Ｘ線管２０、Ｘ線管移動部２１、コリメータ２２、検出素子アレイ２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、およびコリメータコントローラ２６が搭載されており、これらの構成要素は、回転部２７の回転に伴いＸ線照射空間２９に搬入される被検体６に対する位置関係が変化する。
【００５０】
回転コントローラ２８は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０４に応じて、回転部２７に対し制御信号ＣＴＬ２８を出力して、所定の方向に所望の回転数だけ回転させる。
【００５１】
操作コンソール３は、制御手段および断層像生成手段としての中央処理装置３０、入力装置３１、表示装置３２、および記憶装置３３を主構成要素として有している。
【００５２】
中央処理装置３０は、たとえばマイクロコンピュータ等により構成され、入力装置３１から入力される指示に応じて被検体６が載置される撮影テーブル４を走査ガントリ２のＸ線照射空間２９に対してｚ方向から搬入および搬出させるための制御信号ＣＴＬ３０ｂを撮影テーブル４に出力する。
【００５３】
中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される、たとえばマルチスライススキャンの開始指示を受けて、走査ガントリ２のＸ線管２０、Ｘ線管移動部２１、コリメータ２２、検出素子アレイ２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、およびコリメータコントローラ２６が搭載されている回転部２７を所定方向に、指示に応じた回数に回転させるために、走査ガントリ２の回転コントローラ２８に制御信号ＣＴＬ３０４を出力する。
また、中央処理装置３０は、走査ガントリ２のＸ線管２０にＸ線の放射を行わさせるべく、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力する。
【００５４】
また、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力されるスライス厚を設定するための照射範囲情報としての状態情報を受けて、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（ｚ方向）に、指示に応じた距離だけ移動させるべく、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力し、かつ、所定の開度をもってコリメータ２２からＸ線ビーム５を放射させるべく、制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータコントローラ２６に出力する。
【００５５】
さらに中央処理装置３０は、入力装置３１から入力されるスライス厚を設定するための状態情報に応じて、スキャン中に検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からの検出信号入力を、ダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信号を足し合わせるように、制御信号ＣＴＬ３０３をデータ収集部２４の選択・加算切換回路２４１に出力する。
【００５６】
図６は、入力装置３１から入力される状態情報、データ収集部２４の選択・加算切換回路２４１におけるデータ収集範囲、および検出素子列の組み合わせ例を示す図である。
図６の例は、検出素子列をＡ〜Ｈの８列として、４列分のデータをＡＤＣ２４２に入力させる例である。
【００５７】
図６の例では、状態情報ａは広い範囲、たとえば全列のデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１はＡ列とＢ列を▲１▼組、Ｃ列とＤ列を▲２▼組、Ｅ列とＦ列を▲３▼組、Ｇ列とＨ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
【００５８】
状態情報ｂは狭い範囲、たとえば中央部の４列Ｃ〜Ｆのデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１は、Ｃ列を▲１▼組、Ｄ列を▲２▼組、Ｅ列を▲３▼組、Ｆ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
この例では、選択・加算切換回路２４１は、状態ａから状態情報ｂが入力されると、この中央部４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
また、選択・加算切換回路２４１は、状態ｂから状態情報ａが入力されると、全列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
【００５９】
状態情報ｃが、狭い範囲、たとえば図中左側に偏った４列Ａ〜Ｄのデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１は、Ａ列を▲１▼組、Ｂ列を▲２▼組、Ｃ列を▲３▼組、Ｄ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
この例では、選択・加算切換回路２４１は、状態ｂから状態情報ｃが入力されると、この左側に偏った４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
また、選択・加算切換回路２４１は、状態ｃから状態情報ｂが入力されると、中央部４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
【００６０】
状態情報ｄが、狭い範囲、たとえば図中右側に偏った４列Ｅ〜Ｈのデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１は、Ｅ列を▲１▼組、Ｆ列を▲２▼組、Ｇ列を▲３▼組、Ｈ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
この例では、選択・加算切換回路２４１は、状態ｃから状態情報ｄが入力されると、この右側に偏った４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
また、選択・加算切換回路２４１は、状態ｄから状態情報ｃが入力されると、左側に偏った４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
【００６１】
さらに、中央処理装置３０は、以上のように、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成を行い、マルチスライスによる複数の断層像を生成し、表示装置３２に表示させる。
中央処理装置３０における画像再構成には、たとえばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back projection)法等が用いられる。
【００６２】
入力装置３１は、オペレータにより状態情報等を含む所望の撮影条件等を中央処理装置３０に入力するために設けられており、たとえばキーボードやマウス等により構成される。なお、入力装置３１は、走査ガントリ２または撮影テーブル４に接続されていてもよい。
【００６３】
表示装置３２は、中央処理装置３０により再構成画像やその他の各種情報を表示する。
【００６４】
記憶装置３３は、各種のデータや再構成画像およびプログラム等を記憶し、記憶データが、必要に応じて中央処理装置３０によりアクセスされる。
【００６５】
次に、上記構成による動作を、図７に関連付けて説明する。
なお、図７において、Ｉは状態ａ〜ｄでのＡＤＣ２４２への入力信号強度を示し、６１はＸ線照射空間２９にある大きい被検体、６２はＸ線照射空間２９にある被検体６１より小さい被検体をそれぞれ示し、さらに＊はＸ線管２０の放射中心を示している。
【００６６】
まず、オペレータにより入力装置３１を介して撮影テーブル４の移動位置に関する情報が中央処理装置３０に入力される。
中央処理装置３０では、入力装置３１から入力される指示に応じて被検体６が載置される撮影テーブル４を走査ガントリ２のＸ線照射空間２９に対してｚ方向から搬入および搬出させるための制御信号ＣＴＬ３０ｂが撮影テーブル４に出力され、微調等が行われ、被検体６の所望の被検部位が走査ガントリ２のＸ線照射空間２９の所望の位置に位置決めされる。
【００６７】
次に、入力装置３１からマルチスライススキャンの開始指示や状態情報、この開始時にはスライス厚を厚くして大まかなスキャンを行うべく、状態情報ａが中央処理装置３０は入力される。これにより、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。これに基づき、Ｘ線コントローラ２５から制御信号ＣＴＬ２５１がＸ線管２０に出力され、これにより、Ｘ線管２０からＸ線の放射が行われる。
【００６８】
また、Ｘ線コントローラ２５から制御信号ＣＴＬ２５２がＸ線管移動部２１に出力され、図７（ａ）に示すように、Ｘ線管２０の放射中心が、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＤ列とＥ列との略境界上に位置するように、Ｘ線管２０が保持される。
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が全列Ａ〜Ｈに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、全列のデータ収集が行われ、Ａ列とＢ列を▲１▼組、Ｃ列とＤ列を▲２▼組、Ｅ列とＦ列を▲３▼組、Ｇ列とＨ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報が４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００６９】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６１と小さい被検体６２とが撮影範囲に入っていることから、両者の像が図７（ａ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００７０】
この場合、たとえばフローロ撮影を行う場合には、針が、被検体６内の所望の被検部位に至るように挿入される。この針を、たとえば被検体６１とすると、状態情報ａを入力することによって、針と被検部位の位置関係を大まかに把握することができる。
【００７１】
次に、スライス厚を薄くして、正確な位置を認知するために、たとえば入力装置３１から状態情報ｂが中央処理装置３０に入力される。
この場合は、上述と同様に、Ｘ線管２０の放射中心が、図７（ｂ）に示すように、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＤ列とＥ列との略境界上に位置してＸ線の放射が行われるように、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。
【００７２】
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が中央部４列Ｃ〜Ｆに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、中央部の４列Ｃ〜Ｆのデータ収集が行われ、Ｃ列を▲１▼組、Ｄ列を▲２▼組、Ｅ列を▲３▼組、Ｆ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００７３】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６１の一部と小さい被検体６２の一部とが撮影範囲に入っていることから、両者の一部の像が図７（ｂ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００７４】
この場合、被検体６１の端部と被検体６２の端部との位置関係をより的確に把握することができる。
【００７５】
次に、被検体６１の位置を正確に認識した場合には、たとえば入力装置３１から状態情報ｃが中央処理装置３０に入力される。
この場合は、Ｘ線管２０の放射中心が、図７（ｃ）に示すように、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＢ列とＣ列との略境界上に位置してＸ線の放射が行われるように、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。
【００７６】
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が中央部４列Ａ〜Ｄに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、図７において左側に偏った４列Ａ〜Ｄのデータ収集が行われ、Ａ列を▲１▼組、Ｂ列を▲２▼組、Ｃ列を▲３▼組、Ｄ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００７７】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６１のみが撮影範囲に入っていることから、被検体６１の全体像が図７（ｃ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００７８】
この場合、被検体６１の位置関係をより的確に把握することができる。
【００７９】
次に、被検体６２の位置を正確に認識した場合には、たとえば入力装置３１から状態情報ｃが中央処理装置３０に入力される。
この場合は、Ｘ線管２０の放射中心が、図７（ｄ）に示すように、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＦ列とＧ列との略境界上に位置してＸ線の放射が行われるように、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。
【００８０】
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が中央部４列Ｅ〜Ｈに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、図７において右側に偏った４列Ｆ〜Ｈのデータ収集が行われ、Ｅ列を▲１▼組、Ｆ列を▲２▼組、Ｇ列を▲３▼組、Ｈ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００８１】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６２のみが撮影範囲に入っていることから、被検体６１の全体像が図７（ｄ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００８２】
この場合、被検体６２の位置関係をより的確に把握することができる。
【００８３】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、Ｘ線を放射するＸ線管２０と、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（ｚ方向）に移動可能なＸ線管移動部２１と、アパーチャの開度が調節可能で、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を所定幅、所定厚（スライス厚）を有する扇状のＸ線ビーム５に成形し、検出素子アレイ２３の所望の領域に照射するコリメータ２２と、スキャン中に検出素子アレイ２３の検出素子列からの検出信号入力を、制御信号ＣＴＬ３０３に応じてダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信号を足し合わせるデータ収集部２４と、入力装置３１から入力させる状態情報に応じて、Ｘ線管２０の放射中心、コリメータ２２のアパーチャの開度、およびデータ収集部２４で収集すべきデータを変更させる中央処理装置３０とを設けたので、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができる。
また、放射線のフォーカスを被検体の搬入方向に任意に移動させることができ、ひいては安全にかつ高精度に断層撮影を行うことができる利点がある。
【００８４】
特に、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができることから、たとえば針を被検体６に挿入して撮影を行うフローロ撮影時においては、最初はスライス厚を厚くして針の位置を大まかに案内し、最後にスライス厚を薄くして正確な位置を知ることができるようになり、体動等により被検体６の位置がずれたときに、クレードルを動かすことなく、ｚ方向（体軸方向）の補正を容易に行うことができる。
その結果、安全にかつ高精度に断層撮影を行うことができる。
【００８５】
第２実施形態
図８は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第２の実施形態を示すシステム構成図である。
【００８６】
本第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、データ収集部２４ａにおいて、検出素子アレイ２３の検出信号をまずＡＤＣ２４２ａでデジタルデータに変換した後に、選択・加算回路２４１ａで検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からのデジタル検出信号を、中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０３に応じてダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信７を足し合わせるように構成したことにある。
【００８７】
その他の構成および作用は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００８８】
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
第３実施形態
図９は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第３の実施形態を示すシステム構成図である。
【００９０】
本第３の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、データ収集部２４ｂにおいては、ＡＤＣ２４２ｂのみを設け、検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からのデジタル検出信号を中央処理装置３０ｂに直接入力させ、中央処理装置３０ｂにおいて入力装置３１の入力に従ってダイナミックに再構成パラメータを変更して、スライス厚、ｚ軸方向の再構成位置を変更するようにしたことにある。
【００９１】
その他の構成および作用は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００９２】
本第３の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
なお以上に説明した各実施形態においては、放射線としてＸ線を用いた例について説明したが、放射線はＸ線に限るものではなく、たとえばγ線等の他の種類の放射線であっても良い。ただし、現時点では、Ｘ線がその発生、検出および制御等に関し実用的な手段が最も充実している点で好ましい。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができ、また、放射線のフォーカスを被検体の搬入方向に任意に移動させることができ、ひいては安全にかつ高精度に断層撮影を行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第１の実施形態を示すシステム構成図である。
【図３】本発明に係る検出素子アレイの構成例を模式的に示す図である。
【図４】本発明に係るＸ線管とコリメータと検出素子アレイの相互関係を示す図である。
【図５】本発明に係るＸ線管とコリメータと検出素子アレイと被検体の相互関係を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係る入力装置から入力される状態情報、データ収集部の選択・加算切換回路におけるデータ収集範囲、および検出素子列の組み合わせ例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の動作を説明するための図である。
【図８】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第２の実施形態を示すシステム構成図である。
【図９】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第３の実施形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…走査ガントリ、３…操作コンソール、４…撮影テーブル（クレードル）４、５…Ｘ線ビーム、６…被検体、２０…Ｘ線管、２１…Ｘ線管移動部、２２…コリメータ、２３…検出素子アレイ、２４，２４ａ，２４ｂ…データ収集部、２４１，２４１ａ…選択・加算切換回路、２４２，２４２ａ，２４２ｂ…アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）、２５…Ｘ線コントローラ、２６…コリメータコントローラ、２７…回転部、２８…回転コントローラ、２９…Ｘ線照射空間、３０，３０ｂ…中央処理装置、３１…入力装置、３２…表示装置、３３…記憶装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線断層撮影装置およびその方法に係り、特に、幅と厚みを持つ放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する放射線断層撮影装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線断層撮影装置としては、たとえば、放射線としてＸ線を利用するＸ線ＣＴ(Computed Tomography) 装置が知られている。このＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線の発生にはＸ線管が使用される。
そして、Ｘ線ＣＴ装置は、放射線照射・検出系、すなわちＸ線照射・検出系を被検体の周りで回転（スキャン（Scan））させて、被検体の周囲の複数のビュー（view）方向でそれぞれＸ線による被検体の投影データを測定し、それら投影データに基づいて断層像を生成（再構成）するように構成されている。
【０００３】
Ｘ線照射・検出系のＸ線照射装置は、撮影範囲を包含する幅を持ちそれに垂直な方向に所定の厚みを持つＸ線ビームを照射する。
Ｘ線ビームの厚みは、コリメータ（Collimator）のＸ線通過開口（アパーチヤ（aperture））の開度を調節することにより変更できるようになっており、これによって１ビュー分のスライス(slice) 厚が調整される。
【０００４】
Ｘ線照射・検出系のＸ線検出装置は、Ｘ線ビームの幅の方向に多数（たとえば１０００個程度）のＸ線検出素子をアレイ状に配列した多チャンネルのＸ線検出器によってＸ線を検出する。
多チャンネルのＸ線検出器は、Ｘ線ビームの幅の方向に、Ｘ線ビームの幅に相当する長さ（幅）を有する。また、Ｘ線ビームの厚みの方向に、Ｘ線ビームの厚みよりも大きな長さ（厚み）を有する。
【０００５】
多チャンネルのＸ線検出器としては、たとえば検出素子アレイをＸ線ビームの厚みの方向（被検体のＸ線照射空間への搬入方向（体軸方向））に複数個併設し、複数列の検出素子アレイでＸ線ビームを同時に受光するようにしたものがある。
このようなＸ線検出器は、１回のスキャンで複数スライス分のＸ線検出信号を一挙に得られるので、マルチスライススキャン（multi-slice scan) を能率良く行うためのＸ線検出器として用いられる。
【０００６】
そのようなＸ線検出器では、個々の検出素子アレイを、その厚み（Ｘ線ビームの厚み方向の長さ）が最小のスライス厚（たとえば1mm ）に相当するように構成し、これをＸ線ビームの厚み方向に、たとえば数個〜数１０個程度併設するとともに、各検出素子アレイの検出信号を同一チャンネルごとに自由に組み合わせることができるようにしている。
【０００７】
このようなＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置においては、たとえば中央部分の３列の検出素子アレイを使用して、スライス厚が１mmの３スライス同時のマルチスライススキャンを行う。
あるいは、中央部分の６列の検出素子アレイにつき、隣り合う２列ずつを組み合わせて３組の検出素子アレイを形成することにより、スライス厚が２mmの３スライス同時のマルチスライススキャンを行う。
【０００８】
また、スライス厚とスライス数の積に相当する数の検出素子アレイを使用し、スライス厚に相当する数の隣接する検出素子アレイごとに信号を組み合わせてスライス数に相当する検出素子アレイの組を作ることにより、多様なスライス厚の複数スライス同時のマルチスライススキャンを行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のＸ線ＣＴ装置等の放射線断層撮影装置では、スライス厚の変更機能を有しているものの、スキャン中は設定したスライス厚で固定的に断層撮影を行っており、スキャン中にダイナミックに切り換えることができない。
【００１０】
また、従来の放射線断層撮影装置では、Ｘ線検出器の検出素子アレイの中心付近を使用するのが一般的であり、端部に偏った使い方を行っていない。
すなわち、従来の放射線断層撮影装置は、クレードルに載置された被検体の放射線照射空間への搬入方向（一般的に被検体の体軸方向）に放射線の照射中心部を意図的に移動させる機能を有していない。
【００１１】
このようにマルチスライススキャンを行う放射線断層撮影装置において、スライス厚をスキャン中にダイナミックに切り換えることができず、また、放射線の照射中心部を被検体の体軸方向に任意に移動させることができないことは、たとえば、ＣＴフローロ(fluorography)撮影を行う場合に、以下に示すような不利益がある。
【００１２】
ＣＴフローロ撮影を行うためには、クレードルに載置されている被検体のＸ線照射空間における正確な位置決めを行う必要があり、さらに、被検体内の所定の被検部位に対して針を穿刺する必要がある。
針の挿入に際しては、針先が確実に被検部位に到達することをＣＴにて確認可能であるが、従来の放射線断層撮影装置では、クレードルに載置されている被検体の体動により位置がずれた場合、位置の微調のためにクレードルをＸ線照射空間内への搬入方向あるいはそれとは逆方向に移動させなければならず、針の挿入中等には、危険を伴うという不利益がある。
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができ、また、放射線の放射中心を、被検体の搬入方向に任意に移動させることができ、ひいては安全にかつ高精度に断層撮影を行うことが可能な放射線断層撮影装置およびその方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点の放射線断層撮影装置は、放射線ビームを照射可能で、制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能な放射線照射手段と、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた制御信号を上記放射線照射手段に出力する制御手段と、上記照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００１５】
また、本発明の第１の観点では、上記放射線照射手段および検出素子アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００１６】
また、本発明の第１の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００１７】
また、本発明の第２の観点の放射線断層撮影装置は、放射線ビームを照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能な放射線照射手段と、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、上記検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第２の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集するデータ収集手段と、照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた第１の制御信号を上記放射線照射手段に出力し、第２の制御信号を上記データ収集手段に出力する制御手段と、上記データ収集手段で収集された照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００１８】
また、本発明の第２の観点では、上記放射線照射手段および検出素子アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００１９】
また、本発明の第２の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００２０】
また、本発明の第２の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第２の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集する切換手段と、上記切換回路によるデータをデジタルデータに変換して上記断層像生成手段に出力する変換手段とを有する。
【００２１】
また、本発明の第２の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号をデジタルデータに変換する変換手段と、第２の制御信号に応じて、上記変換手段によるデジタルデータを選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集して上記断層像生成手段に出力する切換手段とを有する。
【００２２】
また、本発明の第３の観点の放射線断層撮影装置は、放射線を放射する放射線管と、上記放射線管から放射された放射線を放射線ビームに成形して照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能なコリメータと、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、上記放射線管の放射中心を、第２の制御信号に応じて上記互いに垂直な２つの方向の他方の方向に移動可能な放射線管移動手段と、放射線の照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた第１の制御信号を上記コリメータに出力し、第２の制御信号を上記放射線管移動部に出力する制御手段と、上記照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００２３】
また、本発明の第３の観点では、上記放射線管、コリメータ、および検出アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００２４】
また、本発明の第３の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００２５】
また、本発明の第４の観点の放射線断層撮影装置は、放射線を放射する放射線管と、上記放射線管から放射された放射線を放射線ビームに成形して照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能なコリメータと、入射面を上記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、上記放射線管の放射中心を、第２の制御信号に応じて上記互いに垂直な２つの方向の他方の方向に移動可能な放射線管移動手段と、上記検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第３の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集するデータ収集手段と、放射線の照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた第１の制御信号を上記コリメータに出力し、第２の制御信号を上記放射線管移動部に出力し、第３の制御信号を上記データ収集手段に出力する制御手段と、上記データ収集手段で収集された照射範囲情報に応じた上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを有する。
【００２６】
また、本発明の第４の観点では、上記放射線管、コリメータ、および検出アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を有する。
【００２７】
また、本発明の第４の観点では、上記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を有する。
【００２８】
また、本発明の第４の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第２の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集する切換手段と、上記切換回路によるデータをデジタルデータに変換して上記断層像生成手段に出力する変換手段とを有する。
【００２９】
また、本発明の第４の観点では、上記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号をデジタルデータに変換する変換手段と、第２の制御信号に応じて、上記変換手段によるデジタルデータを選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集して上記断層像生成手段に出力する切換手段とを有する。
【００３０】
また、本発明の第５の観点の放射線断層撮影方法は、入射面を放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を上記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイに対して、第１の照射範囲をもって放射線を照射し、上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの第１の照射範囲についてのマルチスライスの断層像を生成し、上記検出素子アレイに対して第１の照射範囲により狭い第２の照射範囲をもって放射線を照射し、上記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて上記放射線ビームの第２の照射範囲についてのマルチスライスの断層像を生成する。
【００３１】
本発明によれば、たとえば入力装置から放射線の照射範囲情報が入力され、制御手段に供給される。
制御手段では、照射範囲情報を受けて、当該情報に応じた制御信号が生成され、放射線照射手段に出力される。
放射線照射手段では、制御信号に応じた範囲をもって放射線ビームが検出素子アレイの所望の領域に照射される。
そして、断層像生成手段において、照射範囲情報に応じた検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて、放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像が生成され、たとえば表示手段に表示される。
【００３２】
【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。
【００３３】
第１実施形態
図１は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図、図２は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第１の実施形態を示すシステム構成図である。
【００３４】
本Ｘ線ＣＴ装置１は、図に示すように、走査ガントリ(gantry)２、操作コンソール３、および撮影テーブル（クレードル）４を有している。
【００３５】
走査ガントリ２は、Ｘ線管２０、Ｘ線管移動部２１、コリメータ２２、検出素子アレイ２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、コリメータコントローラ２６、回転部２７、および回転コントローラ２８を主構成要素として有している。
これらの構成要素のうち、Ｘ線管２０、コリメータ２２、Ｘ線コントローラ２５、およびコリメータコントローラ２６により本発明に係る放射線照射手段が構成されている。
【００３６】
Ｘ線管２０は、Ｘ線コントローラ２５による制御信号ＣＴＬ２５１に基づいて所定強度のＸ線をコリメータ２２に向かって放射する。
【００３７】
Ｘ線管移動部２１は、Ｘ線コントローラ２５による制御信号ＣＴＬ２５２を受けて、Ｘ線管２０の位置、具体的には、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（図１の紙面に直交する方向、以下、図２に示すように、ｚ方向）に、制御信号ＣＴＬ２５２の指示に応じた距離だけ移動させる。
Ｘ線管移動部２１は、通常時は、Ｘ線管２０の放射中心を、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部に対応するような位置に保持させる。
【００３８】
コリメータ２２は、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を、コリメータコントローラ２６による制御信号ＣＴＬ２６１に基づいて所定幅、所定厚（スライス厚）を有する扇状のＸ線ビーム５、すなわちファンビームとなるように成形し、検出素子アレイ２３の所望の領域に照射する。
なお、Ｘ線ビーム５の厚みは、制御信号ＣＴＬ２６１に基づいてコリメータ２２のアパーチャの開度調節により設定される。
このコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度調節は、後述するように、操作コンソール３に含まれる中央処理装置３０の制御指示を受けるコリメータコントローラ２６により、スキャン中（回転部２７の回転中）、任意の幅にダイナミックに切り換えられる。
【００３９】
検出素子アレイ２３は、コリメータ２２による扇状のＸ線ビーム５の幅の方向（Ｘ方向）および厚さ方向（ｚ方向）に、アレイ状（マトリクス状）に配列された複数の放射線検出素子としてのＸ線検出素子を有する。
【００４０】
図３は、本発明に係る検出素子アレイ２３の構成例を示す図である。
この検出素子アレイ２３は、図３に示すように、複数（ｉ×ｊ）のＸ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）を、２次元的にｉ×ｊのアレイ状（マトリクス状）に配列した多チャンネルおよび多列のＸ線検出器として構成されている。
２次元的に配列された複数のＸ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。
ここで、ｉはチャンネル番号であり、たとえばｉ＝１〜１０００である。また、ｊは列番号であり、たとえばｊ＝１〜１６を取り得るが、本実施形態では、マルチスライススキャンを実現するために、４以上、たとえば８に設定される。図２においては、この８列の場合を例に示しており、各列に対してＡ〜Ｈの符号を付して示している。
【００４１】
Ｘ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、たとえばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode) の組み合わせによって構成される。
なお、Ｘ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、これに限定されるものではなく、たとえばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子、あるいはキセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であって良い。
また、Ｘ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）は、列番号ｊが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。そして、複数の検出素子列は、隣接して互いに平行に配設されている。
【００４２】
図４は、本発明に係るＸ線管２０とコリメータ２２と検出素子アレイ２３の相互関係を示す図である。なお、図４（ａ）は正面（ｚ方向）から見た状態を示す図、図４（ｂ）は側面（Ｘ方向）から見た状態を示す図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム５となるように成形され、検出素子アレイ２３に照射されるようになっている。
図４（ａ）では、扇状のＸ線ビーム５の広がり、すなわちＸ線ビーム５の幅を示す。Ｘ線ビーム５の幅方向は、検出素子アレイ２３におけるチャンネルの配列方向（ｉ方向）に一致する。
図４（ｂ）では、Ｘ線ビーム５の厚みを示す。Ｘ線ビーム５の厚み方向は、検出素子アレイ２３における検出素子列の配設方向（j 方向）に一致する。
【００４３】
このようなＸ線ビーム５の扇面に体軸を交叉させて、たとえば図５に示すように、撮影テーブル４に載置された被検体６がＸ線照射空間２９に搬入される。
そして、Ｘ線ビーム５によってスライスされた被検体６の投影像が検出素子アレイ２３に投影される。
被検体６に照射するＸ線ビーム５の厚みは、上述したように、コリメータ２２のアパーチャ２２１の開度調節により設定される。
【００４４】
データ収集部２４は、検出素子アレイ２３の個々のＸ線検出素子２３１（ｉ，ｊ）の検出データを収集し、操作コンソール３に出力する。
データ収集部２４は、たとえば図２に示すように、選択・加算切換回路（ＭＵＸ，ＡＤＤ）２４１、およびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４２により構成されている。
【００４５】
選択・加算切換回路２４１は、スキャン中に検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からの検出信号入力を、後述する操作コンソール３の中央処理装置３０からの制御信号（第３の制御信号）ＣＴＬ３０３に応じてダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信号を足し合わせ、その結果をＡＤＣ２４２に出力する。
【００４６】
ＡＤＣ２４２は、選択・加算切換回路２４１において選択あるいは任意のくみあわせで足し合わされた検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、操作コンソール３の中央処理装置３０に出力する。
【００４７】
Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管２０に対し制御信号ＣＴＬ２５１を出力してＸ線放射の制御を行う。
また、Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号（第２の制御信号）ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管移動部２２１に対し制御信号ＣＴＬ２５２を出力して、Ｘ線管２０の位置、すなわちＸ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（ｚ方向）に、指示に応じた距離だけ移動させる。
また、Ｘ線コントローラ２５は、通常時は、Ｘ線管移動部２１を、Ｘ線管２０の放射中心を、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部に対応するような位置に保持させる。
【００４８】
コリメータコントローラ２６は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号（第１の制御信号）ＣＴＬ３０２に応じて、コリメータ２２に対して制御信号ＣＴＬ２６１を出力しコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を調整して、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を、指示に応じた幅、厚さ（スライス厚）を有する扇状のＸ線ビーム５を成形させて、検出素子アレイ２３の所望の領域に照射させる。
【００４９】
回転部２７は、回転コントローラ２８による制御信号ＣＴＬ２８に基づいて、所定の方向に回転する。この回転部２７には、Ｘ線管２０、Ｘ線管移動部２１、コリメータ２２、検出素子アレイ２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、およびコリメータコントローラ２６が搭載されており、これらの構成要素は、回転部２７の回転に伴いＸ線照射空間２９に搬入される被検体６に対する位置関係が変化する。
【００５０】
回転コントローラ２８は、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０４に応じて、回転部２７に対し制御信号ＣＴＬ２８を出力して、所定の方向に所望の回転数だけ回転させる。
【００５１】
操作コンソール３は、制御手段および断層像生成手段としての中央処理装置３０、入力装置３１、表示装置３２、および記憶装置３３を主構成要素として有している。
【００５２】
中央処理装置３０は、たとえばマイクロコンピュータ等により構成され、入力装置３１から入力される指示に応じて被検体６が載置される撮影テーブル４を走査ガントリ２のＸ線照射空間２９に対してｚ方向から搬入および搬出させるための制御信号ＣＴＬ３０ｂを撮影テーブル４に出力する。
【００５３】
中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される、たとえばマルチスライススキャンの開始指示を受けて、走査ガントリ２のＸ線管２０、Ｘ線管移動部２１、コリメータ２２、検出素子アレイ２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、およびコリメータコントローラ２６が搭載されている回転部２７を所定方向に、指示に応じた回数に回転させるために、走査ガントリ２の回転コントローラ２８に制御信号ＣＴＬ３０４を出力する。
また、中央処理装置３０は、走査ガントリ２のＸ線管２０にＸ線の放射を行わさせるべく、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力する。
【００５４】
また、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力されるスライス厚を設定するための照射範囲情報としての状態情報を受けて、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（ｚ方向）に、指示に応じた距離だけ移動させるべく、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力し、かつ、所定の開度をもってコリメータ２２からＸ線ビーム５を放射させるべく、制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータコントローラ２６に出力する。
【００５５】
さらに中央処理装置３０は、入力装置３１から入力されるスライス厚を設定するための状態情報に応じて、スキャン中に検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からの検出信号入力を、ダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信号を足し合わせるように、制御信号ＣＴＬ３０３をデータ収集部２４の選択・加算切換回路２４１に出力する。
【００５６】
図６は、入力装置３１から入力される状態情報、データ収集部２４の選択・加算切換回路２４１におけるデータ収集範囲、および検出素子列の組み合わせ例を示す図である。
図６の例は、検出素子列をＡ〜Ｈの８列として、４列分のデータをＡＤＣ２４２に入力させる例である。
【００５７】
図６の例では、状態情報ａは広い範囲、たとえば全列のデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１はＡ列とＢ列を▲１▼組、Ｃ列とＤ列を▲２▼組、Ｅ列とＦ列を▲３▼組、Ｇ列とＨ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
【００５８】
状態情報ｂは狭い範囲、たとえば中央部の４列Ｃ〜Ｆのデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１は、Ｃ列を▲１▼組、Ｄ列を▲２▼組、Ｅ列を▲３▼組、Ｆ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
この例では、選択・加算切換回路２４１は、状態ａから状態情報ｂが入力されると、この中央部４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
また、選択・加算切換回路２４１は、状態ｂから状態情報ａが入力されると、全列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
【００５９】
状態情報ｃが、狭い範囲、たとえば図中左側に偏った４列Ａ〜Ｄのデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１は、Ａ列を▲１▼組、Ｂ列を▲２▼組、Ｃ列を▲３▼組、Ｄ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
この例では、選択・加算切換回路２４１は、状態ｂから状態情報ｃが入力されると、この左側に偏った４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
また、選択・加算切換回路２４１は、状態ｃから状態情報ｂが入力されると、中央部４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
【００６０】
状態情報ｄが、狭い範囲、たとえば図中右側に偏った４列Ｅ〜Ｈのデータ収集を指示する情報である。
この場合、選択・加算切換回路２４１は、Ｅ列を▲１▼組、Ｆ列を▲２▼組、Ｇ列を▲３▼組、Ｈ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択する。
この例では、選択・加算切換回路２４１は、状態ｃから状態情報ｄが入力されると、この右側に偏った４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
また、選択・加算切換回路２４１は、状態ｄから状態情報ｃが入力されると、左側に偏った４列のデータ収集を行うように中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０３で指示される。
【００６１】
さらに、中央処理装置３０は、以上のように、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成を行い、マルチスライスによる複数の断層像を生成し、表示装置３２に表示させる。
中央処理装置３０における画像再構成には、たとえばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back projection)法等が用いられる。
【００６２】
入力装置３１は、オペレータにより状態情報等を含む所望の撮影条件等を中央処理装置３０に入力するために設けられており、たとえばキーボードやマウス等により構成される。なお、入力装置３１は、走査ガントリ２または撮影テーブル４に接続されていてもよい。
【００６３】
表示装置３２は、中央処理装置３０により再構成画像やその他の各種情報を表示する。
【００６４】
記憶装置３３は、各種のデータや再構成画像およびプログラム等を記憶し、記憶データが、必要に応じて中央処理装置３０によりアクセスされる。
【００６５】
次に、上記構成による動作を、図７に関連付けて説明する。
なお、図７において、Ｉは状態ａ〜ｄでのＡＤＣ２４２への入力信号強度を示し、６１はＸ線照射空間２９にある大きい被検体、６２はＸ線照射空間２９にある被検体６１より小さい被検体をそれぞれ示し、さらに＊はＸ線管２０の放射中心を示している。
【００６６】
まず、オペレータにより入力装置３１を介して撮影テーブル４の移動位置に関する情報が中央処理装置３０に入力される。
中央処理装置３０では、入力装置３１から入力される指示に応じて被検体６が載置される撮影テーブル４を走査ガントリ２のＸ線照射空間２９に対してｚ方向から搬入および搬出させるための制御信号ＣＴＬ３０ｂが撮影テーブル４に出力され、微調等が行われ、被検体６の所望の被検部位が走査ガントリ２のＸ線照射空間２９の所望の位置に位置決めされる。
【００６７】
次に、入力装置３１からマルチスライススキャンの開始指示や状態情報、この開始時にはスライス厚を厚くして大まかなスキャンを行うべく、状態情報ａが中央処理装置３０は入力される。これにより、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。これに基づき、Ｘ線コントローラ２５から制御信号ＣＴＬ２５１がＸ線管２０に出力され、これにより、Ｘ線管２０からＸ線の放射が行われる。
【００６８】
また、Ｘ線コントローラ２５から制御信号ＣＴＬ２５２がＸ線管移動部２１に出力され、図７（ａ）に示すように、Ｘ線管２０の放射中心が、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＤ列とＥ列との略境界上に位置するように、Ｘ線管２０が保持される。
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が全列Ａ〜Ｈに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、全列のデータ収集が行われ、Ａ列とＢ列を▲１▼組、Ｃ列とＤ列を▲２▼組、Ｅ列とＦ列を▲３▼組、Ｇ列とＨ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報が４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００６９】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６１と小さい被検体６２とが撮影範囲に入っていることから、両者の像が図７（ａ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００７０】
この場合、たとえばフローロ撮影を行う場合には、針が、被検体６内の所望の被検部位に至るように挿入される。この針を、たとえば被検体６１とすると、状態情報ａを入力することによって、針と被検部位の位置関係を大まかに把握することができる。
【００７１】
次に、スライス厚を薄くして、正確な位置を認知するために、たとえば入力装置３１から状態情報ｂが中央処理装置３０に入力される。
この場合は、上述と同様に、Ｘ線管２０の放射中心が、図７（ｂ）に示すように、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＤ列とＥ列との略境界上に位置してＸ線の放射が行われるように、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。
【００７２】
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が中央部４列Ｃ〜Ｆに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、中央部の４列Ｃ〜Ｆのデータ収集が行われ、Ｃ列を▲１▼組、Ｄ列を▲２▼組、Ｅ列を▲３▼組、Ｆ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００７３】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６１の一部と小さい被検体６２の一部とが撮影範囲に入っていることから、両者の一部の像が図７（ｂ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００７４】
この場合、被検体６１の端部と被検体６２の端部との位置関係をより的確に把握することができる。
【００７５】
次に、被検体６１の位置を正確に認識した場合には、たとえば入力装置３１から状態情報ｃが中央処理装置３０に入力される。
この場合は、Ｘ線管２０の放射中心が、図７（ｃ）に示すように、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＢ列とＣ列との略境界上に位置してＸ線の放射が行われるように、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。
【００７６】
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が中央部４列Ａ〜Ｄに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、図７において左側に偏った４列Ａ〜Ｄのデータ収集が行われ、Ａ列を▲１▼組、Ｂ列を▲２▼組、Ｃ列を▲３▼組、Ｄ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００７７】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６１のみが撮影範囲に入っていることから、被検体６１の全体像が図７（ｃ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００７８】
この場合、被検体６１の位置関係をより的確に把握することができる。
【００７９】
次に、被検体６２の位置を正確に認識した場合には、たとえば入力装置３１から状態情報ｃが中央処理装置３０に入力される。
この場合は、Ｘ線管２０の放射中心が、図７（ｄ）に示すように、検出素子アレイ２３のｚ方向における中心部、すなわちＦ列とＧ列との略境界上に位置してＸ線の放射が行われるように、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０１がＸ線コントローラ２５に出力される。
【００８０】
そして、中央処理装置３０から、制御信号ＣＴＬ３０２がコリメータコントローラ２６に出力され、コリメータコントローラ２６からＸ線ビーム５が中央部４列Ｅ〜Ｈに亘って照射されるように、アパーチャ２２１の開度を調整するように指示する制御信号ＣＴＬ２６１がコリメータ２２の駆動部に供給される。
また、中央処理装置３０から制御信号ＣＴＬ３０３が選択・加算切換回路２４１に対して出力される。これにより、選択・加算切換回路２４１では、検出素子アレイ２３による検出信号のうち、図７において右側に偏った４列Ｆ〜Ｈのデータ収集が行われ、Ｅ列を▲１▼組、Ｆ列を▲２▼組、Ｇ列を▲３▼組、Ｈ列を▲４▼組として、▲１▼〜▲４▼組の情報を４列分のデータとして選択され、ＡＤＣ２４２に供給される。
【００８１】
ＡＤＣ２４２では、選択・加算切換回路２４１によるアナログ信号がデジタル信号に変換されて、ビューのデータとして中央処理装置３０に出力される。
中央処理装置３０では、データ収集部２４で収集した複数ビューのデータに基づいて画像再構成が行われて、マルチスライスによる複数の断層像が生成され、表示装置３２に表示される。
表示装置３２に表示される断層像は、大きい被検体６２のみが撮影範囲に入っていることから、被検体６１の全体像が図７（ｄ）に示すような強度分布をもって表示される。
【００８２】
この場合、被検体６２の位置関係をより的確に把握することができる。
【００８３】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、Ｘ線を放射するＸ線管２０と、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内に被検体が載置される撮影テーブル４の搬入および搬出方向（ｚ方向）に移動可能なＸ線管移動部２１と、アパーチャの開度が調節可能で、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を所定幅、所定厚（スライス厚）を有する扇状のＸ線ビーム５に成形し、検出素子アレイ２３の所望の領域に照射するコリメータ２２と、スキャン中に検出素子アレイ２３の検出素子列からの検出信号入力を、制御信号ＣＴＬ３０３に応じてダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信号を足し合わせるデータ収集部２４と、入力装置３１から入力させる状態情報に応じて、Ｘ線管２０の放射中心、コリメータ２２のアパーチャの開度、およびデータ収集部２４で収集すべきデータを変更させる中央処理装置３０とを設けたので、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができる。
また、放射線のフォーカスを被検体の搬入方向に任意に移動させることができ、ひいては安全にかつ高精度に断層撮影を行うことができる利点がある。
【００８４】
特に、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができることから、たとえば針を被検体６に挿入して撮影を行うフローロ撮影時においては、最初はスライス厚を厚くして針の位置を大まかに案内し、最後にスライス厚を薄くして正確な位置を知ることができるようになり、体動等により被検体６の位置がずれたときに、クレードルを動かすことなく、ｚ方向（体軸方向）の補正を容易に行うことができる。
その結果、安全にかつ高精度に断層撮影を行うことができる。
【００８５】
第２実施形態
図８は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第２の実施形態を示すシステム構成図である。
【００８６】
本第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、データ収集部２４ａにおいて、検出素子アレイ２３の検出信号をまずＡＤＣ２４２ａでデジタルデータに変換した後に、選択・加算回路２４１ａで検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からのデジタル検出信号を、中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０３に応じてダイナミックに選択し、あるいは組み合わせを変えて検出信７を足し合わせるように構成したことにある。
【００８７】
その他の構成および作用は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００８８】
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
第３実施形態
図９は、本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第３の実施形態を示すシステム構成図である。
【００９０】
本第３の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、データ収集部２４ｂにおいては、ＡＤＣ２４２ｂのみを設け、検出素子アレイ２３の検出素子列（たとえば８列（Ａ〜Ｈ））からのデジタル検出信号を中央処理装置３０ｂに直接入力させ、中央処理装置３０ｂにおいて入力装置３１の入力に従ってダイナミックに再構成パラメータを変更して、スライス厚、ｚ軸方向の再構成位置を変更するようにしたことにある。
【００９１】
その他の構成および作用は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００９２】
本第３の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
なお以上に説明した各実施形態においては、放射線としてＸ線を用いた例について説明したが、放射線はＸ線に限るものではなく、たとえばγ線等の他の種類の放射線であっても良い。ただし、現時点では、Ｘ線がその発生、検出および制御等に関し実用的な手段が最も充実している点で好ましい。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スキャン中にスライス厚をダイナミックに切り換えることができ、また、放射線のフォーカスを被検体の搬入方向に任意に移動させることができ、ひいては安全にかつ高精度に断層撮影を行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第１の実施形態を示すシステム構成図である。
【図３】本発明に係る検出素子アレイの構成例を模式的に示す図である。
【図４】本発明に係るＸ線管とコリメータと検出素子アレイの相互関係を示す図である。
【図５】本発明に係るＸ線管とコリメータと検出素子アレイと被検体の相互関係を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係る入力装置から入力される状態情報、データ収集部の選択・加算切換回路におけるデータ収集範囲、および検出素子列の組み合わせ例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の動作を説明するための図である。
【図８】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第２の実施形態を示すシステム構成図である。
【図９】本発明に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部の第３の実施形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…走査ガントリ、３…操作コンソール、４…撮影テーブル（クレードル）４、５…Ｘ線ビーム、６…被検体、２０…Ｘ線管、２１…Ｘ線管移動部、２２…コリメータ、２３…検出素子アレイ、２４，２４ａ，２４ｂ…データ収集部、２４１，２４１ａ…選択・加算切換回路、２４２，２４２ａ，２４２ｂ…アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）、２５…Ｘ線コントローラ、２６…コリメータコントローラ、２７…回転部、２８…回転コントローラ、２９…Ｘ線照射空間、３０，３０ｂ…中央処理装置、３１…入力装置、３２…表示装置、３３…記憶装置。
Claims (8)
- 放射線を放射する放射線管と、
前記放射線管から放射された放射線を放射線ビームに成形して照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能なコリメータと、
入射面を前記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を前記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、
前記放射線管の放射中心を、第２の制御信号に応じて前記互いに垂直な２つの方向の他方の方向に移動可能な放射線管移動手段と、
放射線断層撮影中に放射線の照射範囲情報を受けて、該情報に応じた第１の制御信号を前記コリメータに出力し、第２の制御信号を前記放射線管移動部に出力する制御手段と、
前記照射範囲情報に応じた前記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて前記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを備えたことを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 前記放射線管、コリメータ、および検出素子アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
- 前記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線断層撮影装置。
- 放射線を放射する放射線管と、
前記放射線管から放射された放射線を放射線ビームに成形して照射可能で、第１の制御信号に応じて放射線ビームの照射範囲を変更可能なコリメータと、
入射面を前記放射線ビームの入射方向に向けて複数の放射線検出素子を互いに垂直な２つの方向の一方に配列した検出素子列を前記互いに垂直な２つの方向の他方に複数個配設してなる検出素子アレイと、
前記放射線管の放射中心を、第２の制御信号に応じて前記互いに垂直な２つの方向の他方の方向に移動可能な放射線管移動手段と、
前記検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第３の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集するデータ収集手段と、
放射線断層撮影中に放射線の照射範囲情報を受けて、該情報に応じた第１の制御信号を前記コリメータに出力し、第２の制御信号を前記放射線管移動部に出力し、第３の制御信号を前記データ収集手段に出力する制御手段と、
前記データ収集手段で収集された照射範囲情報に応じた前記検出素子アレイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて前記放射線ビームの通過領域についてのマルチスライスの断層像を生成する断層像生成手段とを備えたことを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 前記放射線管、コリメータ、および検出素子アレイを、放射線照射空間内に搬入される被検体の周囲で回転させる回転手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
- 前記断層像生成手段で生成された断層像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の放射線断層撮影装置。
- 前記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号を、第３の制御信号に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集する切換手段と、前記切換回路によるデータをデジタルデータに変換して前記断層像生成手段に出力する変換手段とを有するものであることを特徴とする請求項４から６のうちいずれか１項に記載の放射線断層撮影装置。
- 前記データ収集手段は、検出素子アレイの検出素子列からの検出信号をデジタルデータに変換する変換手段と、第３の制御信号に応じて、前記変換手段によるデジタルデータを選択し、あるいは組み合わせを変えて所望のデータを収集して前記断層像生成手段に出力する切換手段とを有するものであることを特徴とする請求項４から６のうちいずれか１項に記載の放射線断層撮影装置。
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