JP3999179B2 - 放射線断層撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、放射線断層撮影装置に関し、特に、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に関するものである。
放射線断層撮影装置として、放射線であるＸ線を用いて被撮影体の断層面の画像を生成するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が知られている。Ｘ線ＣＴ装置は、人体や物体などを被撮影体とし、医療用途や産業用途などの広範な用途で利用されている。
Ｘ線ＣＴ装置は、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲を走査して、被撮影体にＸ線をＸ線管から照射する。そして、Ｘ線管から照射されたＸ線をコリメータにより遮って、被撮影体の撮影領域に照射するように成形してＸ線の照射範囲を調整する。そして、コリメータを介して被撮影体を透過するＸ線をＸ線検出アレイのＸ線検出素子で検出し、その検出したＸ線による検出データに基づいて被撮影体の撮影領域の断層像を生成する。
Ｘ線ＣＴ装置は、被撮影体の撮影部位や撮影する目的が多様化してきており、解像度などの画像品質の向上や撮影の高速化が要求されている。このような要求に応えるため、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を検出するＸ線検出素子がチャネル方向と体軸方向とにアレイ状に複数配列されているＸ線検出アレイを備え、Ｘ線の走査方式としてアキシャルスキャン方式やヘリカルスキャン方式が実施されている。ここで、アキシャルスキャン方式は被撮影体の撮影領域の断層面毎に被撮影体の周囲にＸ線を走査する方式であり、ヘリカルスキャン方式は被撮影体の周囲をらせん状に体軸方向に沿ってＸ線を走査する方式である。
図１１は、Ｘ線検出素子１２３ａがチャネル方向ｘと体軸方向ｚとにアレイ状に複数配列されているＸ線検出器アレイ１２３を備えたＸ線ＣＴ装置１において、ヘリカルスキャン方式で走査を行う場合の様子を説明するための図である。図１１では、チャネル方向に複数が配置されたＸ線検出素子１２３ａの列が、体軸方向ｚにＡからＨ列の８列配置されている。ここで、図１１においては、図１１（Ａ）が走査開始時を示し、図１１（Ｂ）が走査中間時を示し、図１１（Ｃ）が走査終了時を示している。図１１に示すように、ヘリカルスキャン方式では、被撮影体の周囲をらせん状に体軸方向ｚに沿ってＸ線を走査する。
図１１（Ａ）に示すように、走査開始時においては、Ｘ線管１２０の放射中心とＸ線検出アレイ１２３の体軸方向での中心部とを被撮影体の撮影領域Ｒの一端部Ｓに合わせて、走査を開始する。この時、コリメータ１２２は、Ｘ線管１２０からのＸ線１０５が体軸方向ｚに所定の厚さとなるように放射中心に対して対称なコーン状に成形する。そして、Ｘ線検出アレイ１２３は、コリメータ１２２を介して被撮影体を透過するＸ線１０５を、被撮影体の撮影領域Ｒに対応する領域であるＥからＨ列のＸ線検出素子１２３ａで検出する。
そして、図１１（Ｂ）に示すように、走査中間時においては、Ｘ線管１２０が被撮影体の周囲をらせん状に走査され、たとえば、走査開始時の照射方向に対して反対側となる方向から、放射中心に対して対称なコーン状のＸ線１０５が照射され、コリメータ１２２を介して被撮影体を透過するＸ線１０５をＡからＨ列の全列のＸ線検出素子１２３ａで検出する。
また、図１１（Ｃ）に示すように、走査終了時においては、Ｘ線管１２０が被撮影体の周囲をらせん状に走査され、走査開始時の照射方向と同様な方向から、放射中心に対して対称なコーン状のＸ線１０５が照射され、そして、走査開始時と同様にしてコリメータ１２２を介して被撮影体を透過するＸ線１０５を、被撮影体の撮影領域Ｒに対応する領域であるＡからＤ列のＸ線検出素子１２３ａで検出する。ここで、走査終了時においては、放射線検出アレイ２３の体軸方向の中心部とＸ線管１２０の放射中心とが、被撮影体の撮影領域Ｒの他端部Ｅに合うように走査されて終了する。
上述したように、走査開始時および走査終了時においては、被撮影体の撮影領域Ｒに対応する領域のＸ線１０５Ｒは断層画像を生成するため検出されるが、撮影領域Ｒ以外の領域ＳＳ，ＳＥのＸ線１０５Ｓ，１０５Ｅは断層画像の生成に用いられないため検出されていない。つまり、走査開始時および走査終了時では、Ｘ線管１２０から照射されるＸ線１０５のうち、Ｘ線検出アレイ１２３の中心部の撮影領域Ｒ側に対して反対側に入射するＸ線１０５Ｓ，１０５Ｅは利用されず、被撮影体へ照射されてＸ線１０５を効率よく利用できていなかった。
従来において、Ｘ線管１２０から照射されるＸ線１０５のうち、Ｘ線検出アレイ１２３の中心部の撮影領域Ｒ側に対して反対側に入射するＸ線１０５Ｓ，１０５Ｅを遮るために、さまざまな方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平９−２３４１９７号公報
しかしながら、従来においては、所定のスライス厚の断層画像を生成するために体軸方向ｚに広がりを有するコーン状のＸ線１０５を用いているため、Ｘ線管１２０から被撮影体を透過して直接的に検出されるＸ線と共に、被撮影体を透過する際に散乱線となるＸ線を検出してしまい、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生があった。特に、コーン状のＸ線のコーン角を広げた場合は、被撮影体で散乱線が多く発生するため、たとえば、被撮影体の腹部などの部位では肋骨に起因するアーチファクトが発生しやすかった。これはヘリカルスキャン方式と共に、アキシャルスキャン方式でも発生し、問題となっていた。
したがって、本発明の目的は、散乱線が多く発生する場合であっても、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止して断層画像の画像品質を向上可能であり、Ｘ線などの放射線を効率良く利用することが可能な放射線断層撮影装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の放射線断層撮影装置は、被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲を走査して前記被撮影体の撮影領域に放射線を照射する放射線照射手段と、前記被撮影体を透過する前記放射線を検出する放射線検出素子がアレイ状に配列されており、前記放射線検出素子が検出する前記放射線による検出データを生成する放射線検出アレイと、前記放射線照射手段と前記放射線検出アレイとの間に配置されており、前記放射線照射手段からの前記放射線が前記放射線検出アレイの所定領域へ照射されないように前記放射線を遮って前記放射線の照射範囲を調整する照射範囲調整手段と、前記検出データに基づいて前記被撮影体の撮影領域の断層像を生成する断層画像生成手段とを有し、前記放射線検出アレイは、前記照射範囲調整手段に遮られない領域に対応する前記放射線検出素子で検出される前記放射線による第１検出データと、前記照射範囲調整手段に遮られる領域に対応する前記放射線検出素子で検出される前記放射線による第２検出データとを前記検出データとする。
以上により、本発明の放射線断層撮影装置において、放射線照射手段は、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲を走査して被撮影体の撮影領域に放射線を照射する。そして、放射線検出アレイは、被撮影体を透過する放射線を検出する放射線検出素子がアレイ状に配列されており、放射線検出素子が検出する前記放射線による検出データを生成する。照射範囲調整手段は、放射線照射手段と放射線検出アレイとの間に配置されており、放射線照射手段からの放射線が放射線検出アレイの所定領域へ照射されないように放射線を遮って放射線の照射範囲を調整する。ここで、放射線検出アレイは、照射範囲調整手段に遮られない領域に対応する放射線検出素子で検出される放射線による第１検出データと、照射範囲調整手段に遮られる領域に対応する放射線検出素子で検出される放射線による第２検出データとを前記検出データとする。そして、断層画像生成手段は、検出データに基づいて被撮影体の撮影領域の断層像を生成する。
本発明によれば、散乱線が多く発生する場合であっても、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止して断層画像の画像品質を向上可能であり、Ｘ線などの放射線を効率良く利用することが可能である放射線断層撮影装置を提供できる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の要部を示す構成図である。
図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と操作コンソール３と撮影テーブル４とを有している。
走査ガントリ２は、Ｘ線管２０とＸ線管移動部２１とコリメータ２２とＸ線検出アレイ２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６と回転部２７と回転コントローラ２８とを主構成要素として有している。このうち、Ｘ線管２０を有することにより、本発明に係る放射線照射手段が構成される。また、コリメータ２２を有することにより、本発明に係る照射範囲調整手段が構成され、Ｘ線検出アレイ２３を有することにより、本発明に係る放射線検出アレイが構成される。
Ｘ線管２０は、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５１に基づいて、所定強度のＸ線５を、コリメータ２２を介して被撮影体６の撮影領域Ｒに照射する。
Ｘ線管移動部２１は、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５２に基づいて、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内の撮影テーブル４に載置される被撮影体６の体軸方向（図１の紙面に直交する方向、および、図２のｚ方向）に移動させる。
コリメータ２２は、Ｘ線管２０とＸ線検出アレイ２３との間に配置されており、コリメータコントローラ２６からの制御信号ＣＴＬ２６１に基づいて、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５をチャネル方向と体軸方向とでそれぞれ遮り、チャネル方向と体軸方向とに所定幅を有するコーン状のＸ線５に成形してＸ線５の照射範囲を調整する。ここで、Ｘ線５の照射範囲は、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を調節することにより設定される。コリメータ２２のアパーチャの開度調節は、たとえば、チャネル方向と体軸方向とにそれぞれ設けられた２枚の板を独立して移動させることにより行われる。
Ｘ線検出アレイ２３は、本発明に係る放射線検出素子として、コリメータ２２を介して被撮影体を透過するＸ線を検出するＸ線検出素子を複数有する。Ｘ線検出アレイは、Ｘ線検出素子がアレイ状に配列されており、Ｘ線検出素子が検出するＸ線によって検出データを生成する。
図３は、本実施形態のＸ線検出アレイ２３の構成図である。図３に示すように、Ｘ線検出アレイ２３は、Ｘ線検出素子が２３ａがチャネル方向ｘと体軸方向ｚとにアレイ状に配列されて構成されている。２次元的に配列された複数のＸ線検出素子２３ａ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、チャネル方向ｘには、たとえば、１０００個のＸ線検出素子２３ａが配列されており、体軸方向ｚには、たとえば、８個のＸ線検出素子２３ａが配列されている。図２においては、体軸方向ｚの配列に対応して、各列に対してＡ〜Ｈの符号を付して示している。
Ｘ線検出素子２３ａ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ている。なお、Ｘ線検出素子２３ａ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。
図４，図５は、Ｘ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出アレイ２３の相互関係を示す図である。図４において、図４（ａ）は体軸方向ｚを視線とした側から見た状態を示す図であり、図４（ｂ）はチャネル方向ｘを視線として側から見た状態を示す図である。また、図５は、図４（ｂ）と同様にチャネル方向ｘを視線として側から見た状態において、被撮影体６を撮影する様子を示す図である。
図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５は、コリメータ２２によって所定のコーン角を有するコーン状のＸ線５となるように成形され、Ｘ線検出アレイ２３の所定領域に照射されるようになっている。そして、図５に示すように、被撮影体６を撮影する場合においては、撮影テーブル４に載置された被撮影体６がＸ線照射空間２９に搬入され、被撮影体６の体軸方向を軸として被撮影体６の周囲を走査して、被撮影体６の撮影領域ＲにＸ線管２０からＸ線５が照射される。そして、Ｘ線管２０から照射されたＸ線５は、コリメータ２２を介して被撮影体６を透過してＸ線検出アレイ２３に検出される。本実施形態において、Ｘ線検出アレイ２３は、検出データとして、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａで得られるる第１検出データと、コリメータ２２に遮られる領域に対応するＸ線検出素子２３ａで得られる第２検出データとを生成する。ここで、第１検出データは、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａで検出されるため、Ｘ線管２０から被撮影体６を透過してＸ線検出素子２３ａへ直接的に照射されるＸ線５と、Ｘ線管２０から被撮影体６を透過して散乱線となったＸ線５とにより生成される。また、第２検出データは、コリメータ２２に遮られる領域に対応するＸ線検出素子２３ａで検出されるため、Ｘ線管２０から被撮影体６を透過してＸ線検出素子２３ａへ非直接的に照射されるＸ線５により生成される。つまり、第２検出データは、Ｘ線管２０から被撮影体６を透過して散乱線となったＸ線５に基づいて生成される。
データ収集部２４は、Ｘ線検出アレイ２３の個々のＸ線検出素子２３ａによる検出データを収集し、操作コンソール３に出力する。図２に示すように、データ収集部２４は、たとえば、選択・加算切換回路（ＭＵＸ，ＡＤＤ）２４１とアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ２４２とを有する。選択・加算切換回路２４１は、Ｘ線検出アレイ２３のＸ線検出素子２３ａによる検出データを、操作コンソール３の中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０３に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて検出データを足し合わせ、その結果をアナログ−デジタル変換器２４２に出力する。アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１において選択あるいは任意の組み合わせで足し合わされた検出データ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。
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からの制御信号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の放射中心を体軸方向ｚに指示に応じた距離だけ移動させる。
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５を成形させてＸ線検出アレイ２３の所望の領域に照射させる。
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とＸ線管移動部２１とコリメータ２２とＸ線検出アレイ２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６とが搭載されており、これらの構成要素は、回転部２７の回転に伴ってＸ線照射空間２９に搬入される被撮影体６に対して位置関係が変化する。回転部２７を回転させることにより、被撮影体６の体軸方向を軸とし、複数のビュー方向からＸ線５を照射して検出データを検出する。
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。
操作コンソール３は、本発明に係る断層画像生成手段を有する中央処理装置３０と、入力装置３１と、表示装置３２と、記憶装置３３とを主構成要素として有している。
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撮影体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。
また、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される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、Ｘ線検出アレイ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。そして、中央処理装置３０は、走査ガントリ２のＸ線管２０にＸ線５を放射させるために、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力する。
また、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される被撮影体６の撮影領域Ｒの情報を受けて、Ｘ線管２０の放射中心を体軸方向ｚに、指示に応じた距離だけ移動させるために制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力し、さらに、所定の開度をもってコリメータ２２からＸ線５を放射させるために制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータコントローラ２６に出力する。
さらに中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される被撮影体６の撮影領域Ｒの情報に応じて、Ｘ線検出アレイ２３のＸ線検出素子が検出する検出データを、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。たとえば、Ｘ線検出素子の列であるＡ〜Ｈの８列分の検出データを、Ａ列とＢ列、Ｃ列とＤ列、Ｅ列とＦ列、Ｇ列とＨ列のように、２列をそれぞれ組み合わせて４つのデータとして、アナログ−デジタル変換器２４２に入力させる。
さらに、中央処理装置３０は、断層画像生成手段として機能し、データ収集部２４で収集した複数のビュー方向からの検出データに基づいて画像再構成を行い、複数の断層像を生成する。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）法が用いられる。そして、中央処理装置３０は、再構成された画像を表示装置３２に表示させる。
入力装置３１は、撮影条件等の情報を中央処理装置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。
表示装置３２は、中央処理装置３０からの指令に基づき、再構成画像やその他の各種情報を表示する。
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。
つぎに、上記の本実施形態の放射線断層撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
図６は、本実施形態の上記のＸ線ＣＴ装置１において、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまで、被撮影体６の周囲をらせん状に回転して体軸方向ｚに沿って走査するヘリカルスキャン方式を説明するための図である。図６においては、図６（Ａ）が走査開始時を示し、図６（Ｂ）が走査中間時を示し、図６（Ｃ）が走査終了時を示している。
また、図７は、チャネル方向ｘと体軸方向ｚとにアレイ状に配列されたＸ線検出アレイ２３が、図６に対応して得られる検出データを示す図である。図７では、Ｘ線検出アレイ２３として、チャネル方向ｘと体軸方向ｚとにそれぞれ８列ずつＸ線検出素子２３ａの列が配列されている場合を示しており、Ｘ線検出素子２３ａのチャネル方向ｘの配列に対応してアドレス位置として順次１〜８を付し、体軸方向ｚの配列に対応してアドレス位置として順次ＡからＨを付している。そして、図７では、四角形で囲んだ個所は第２検出データとして得られることを示し、四角形で囲んでいない個所は第１検出データとして得られることを示している。また、図７においては、図７（Ａ）が走査開始時を示し、図７（Ｂ）が走査中間時を示し、図７（Ｃ）が走査終了時を示している。
ヘリカルスキャン方式では、Ｘ線５の走査に先がけて、まず、オペレータにより入力装置３１を介して被撮影体６の撮影領域Ｒの情報が中央処理装置３０に入力される。そして、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される情報に基づいて、被撮影体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に搬入または搬出させるための制御信号ＣＴＬ３０ｂを撮影テーブル４に出力し、被撮影体６の撮影領域Ｒが走査ガントリ２のＸ線照射空間２９の所望の位置となるように位置決めする。また、中央処理装置３０は、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力して、Ｘ線コントローラ２５にＸ線管２０へ制御信号ＣＴＬ２５１を出力させて、Ｘ線管２０からのＸ線５の放射を実行させる。さらに、中央処理装置３０は、制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータコントローラ２６に出力し、コリメータコントローラ２６にコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を制御する制御信号ＣＴＬ２６１をコリメータ２２へ供給させる。
走査開始時においては、図６（Ａ）に示すように、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向ｚでの中心部が、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓに合わせられる。つまり、被撮影体６の撮影領域Ｒの一端部Ｓが、Ｘ線検出素子２３ａの列であるＤ列とＥ列との境界付近になるように位置合わせする。
そして、コリメータコントローラ２６は、らせん走査開始時に、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向ｚの中心部から撮影領域Ｒ側に対して反対側となる領域ＳＳに入射するＸ線５を遮るようにコリメータ２２を制御する。つまり、コリメータコントローラ２６は、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＸ線検出素子２３ａの列であるＥ列とＦ列とＧ列とＨ列とにＸ線５が直接的に照射し、Ａ列とＢ列とＣ列とＤ列とにＸ線５が直接的に照射されないようにコリメータ２２を制御する。
そして、Ｘ線検出アレイ２３は、検出データとして、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａで得られる第１検出データと、コリメータ２２に遮られる領域に対応するＸ線検出素子２３ａで得られる第２検出データとを生成する。つまり、Ｘ線検出アレイ２３は、図７（Ａ）に示すように、Ｅ列とＦ列とＧ列とＨ列とから第１検出データＳ５１〜５８，Ｓ６１〜６８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８を生成し、Ａ列とＢ列とＣ列とＤ列とから散乱線による第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ３１〜３８，Ｓ４１〜４８を生成する。
そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力し、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、Ｅ列とＦ列とＧ列とＨ列とから第１検出データＳ５１〜５８，Ｓ６１〜６８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８を収集し、Ａ列とＢ列とＣ列とＤ列とから第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ３１〜３８，Ｓ４１〜４８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
つぎに、図６（Ｂ）に示すように、らせん走査中間時においては、Ｘ線管２０が被撮影体６の周囲をらせん状に走査され、たとえば、走査開始時の照射方向に対して反対側となる方向から、放射中心に対して対称なコーン状のＸ線５を照射する。
ここで、コリメータコントローラ２６は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査するに伴って、Ｘ線５を照射する範囲を走査開始時よりも広げるようにコリメータ２２を制御する。たとえば、走査開始時においては、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＸ線検出素子２３ａのＥからＨ列へＸ線５が直接的に照射するようにコリメータ２２を制御されていたのに対して、走査中間時においては、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＸ線検出素子２３ａへの照射範囲が順次に広がるように制御し、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＸ線検出素子２３ａの全列であるＡからＨ列にＸ線５が直接的に照射するようにコリメータ２２を制御する。
そして、Ｘ線検出アレイ２３は、図７（Ｂ）に示すように、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＡ〜Ｈ列の全列から第１検出データＭ１１〜１８，Ｍ２１〜２８，Ｍ３１〜３８，Ｍ４１〜４８，Ｍ５１〜５８，Ｍ６１〜６８，Ｍ７１〜７８，Ｍ８１〜８８を検出データとして得る。そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力して、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、ＡからＨ列から第１検出データＭ１１〜１８，Ｍ２１〜２８，Ｍ３１〜３８，Ｍ４１〜４８，Ｍ５１〜５８，Ｍ６１〜６８，Ｍ７１〜７８，Ｍ８１〜８８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
つぎに、図６（Ｃ）に示すように、らせん走査終了時においては、Ｘ線管２０が被撮影体６の周囲をらせん状に走査され、走査開始時の照射方向と同様な方向から、放射中心に対して対称なコーン状のＸ線５を照射する。そして、走査終了時においては、被撮影体６の撮影領域Ｒの他端部ＥにＸ線検出アレイ２３の体軸方向の中心部が合うように走査されて終了する。
ここで、コリメータコントローラ２６は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓ側から他端部Ｅ側へ走査するに伴って、Ｘ線５を照射する範囲を走査終了時よりも走査中間時の方が広くなるようにコリメータ２２を制御する。つまり、走査中間時よりも走査終了時の方がＸ線５の照射範囲が狭くなるように制御する。たとえば、走査終了時においては、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＸ線検出素子２３ａへの照射範囲が走査中間時よりも順次に狭くなるように制御し、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向ｚの中心部から撮影領域Ｒ側に対して反対側となる領域ＳＥに入射するＸ線５を遮るようにコリメータ２２を制御する。つまり、コリメータコントローラ２６は、走査終了時に、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＡ〜Ｈ列のうち、Ａ列とＢ列とＣ列とＤ列とにＸ線５が直接的に照射し、Ｅ列とＦ列とＧ列とＨ列とにＸ線５が直接的に照射されないようにコリメータ２２を制御する。
そして、Ｘ線検出アレイ２３は、走査終了時に、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａで得られる第１検出データと、コリメータ２２に遮られる領域に対応するＸ線検出素子２３ａで得られる第２検出データとを検出データとして生成する。つまり、Ｘ線検出アレイ２３は、図７（Ｃ）に示すように、Ａ列とＢ列とＣ列とＤ列とから第１検出データＥ１１〜１８，Ｅ２１〜Ｅ２８，Ｅ３１〜３８，Ｅ４１〜Ｅ４８を得て、Ｅ列とＦ列とＧ列とＨ列とから第２検出データＥ５１〜５８，Ｅ６１〜Ｅ６８，Ｅ７１〜７８，Ｅ８１〜Ｅ８８を得る。
そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力し、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、Ａ列とＢ列とＣ列とＤ列とから第１検出データを収集し、Ｅ列とＦ列とＧ列とＨ列とから第２検出データＥ５１〜５８，Ｅ６１〜Ｅ６８，Ｅ７１〜７８，Ｅ８１〜Ｅ８８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
走査終了後、中央処理装置３０は、断層画像生成手段として機能し、データ収集部２４で収集した複数のビュー方向の検出データに基づいて画像の再構成を実施して、複数の断層像を生成する。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）法を用いる。
ここで、断層画像生成手段としての中央処理装置３０は、画像再構成に先がけて、第１検出データに対して第２検出データを用いて補正する。
断層画像生成手段としての中央処理装置３０は、図７（Ａ）に示すような走査開始時に得られた第２検出データを用いて、走査開始時に得られた第１検出データを補正する。たとえば、まず、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置ごとに並ぶＸ線検出素子によって得られる第１検出データと第２検出データとにおいて、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置に対応して得られる第２検出データの平均値を算出する。そして、平均値の元データとなる第２検出データと同じチャネル方向の位置に対応して得られる第１検出データのそれぞれに対して、その第２検出データの平均値との差分データを算出する。そして、その差分データを第１検出データと置換することにより補正する。具体的には、走査開始時に、Ａ列からＤ列で得られた複数の第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ３１〜３８，Ｓ４１〜４８と、ＥからＨ列で得られた複数の第１検出データＳ５１〜５８，Ｓ６１〜６８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８については、まず、第２検出データの平均値として、たとえば、チャネル方向ｘのアドレス１に並ぶ第２検出データＳ１１、Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ４１の平均値を算出する。そして、チャネル方向ｘのアドレス１に並ぶ第１検出データＳ５１、Ｓ６１，Ｓ７１，Ｓ８１のそれぞれに対して、チャネル方向ｘのアドレス１に並ぶ第２検出データＳ１１、Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ４１の平均値との差分を算出して、第１検出データＳ５１、Ｓ６１，Ｓ７１，Ｓ８１のそれぞれを補正する。そして、その差分データを画像再構成するための検出データとする。以上のような補正を、チャネル方向ｘのアドレス２〜８についても実施する。
そして、図７（Ｃ）に示すような走査終了時に得られた第２検出データを用いて、断層画像生成手段としての中央処理装置３０は、走査終了時に得られた第１検出データを補正する。たとえば、まず、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置ごとに並ぶＸ線検出素子によって得られる第１検出データと第２検出データとにおいて、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置に対応して得られる第２検出データの平均値を算出する。そして、平均値の元データとなる第２検出データと同じチャネル方向の位置に対応して得られる第１検出データのそれぞれに対して、その第２検出データの平均値との差分データを算出する。そして、その差分データを第１検出データと置換することにより補正する。具体的には、走査終了時に、ＡからＤ列で得られた複数の第１検出データＥ１１〜１８，Ｅ２１〜Ｅ２８，Ｅ３１〜３８，Ｅ４１〜Ｅ４８と、Ｅ列からＨ列で得られた複数の第２検出データＥ５１〜５８，Ｅ６１〜Ｅ６８，Ｅ７１〜７８，Ｅ８１〜Ｅ８８については、チャネル方向の位置に対応して並ぶ第２検出データの平均値として、たとえば、チャネル方向ｘのアドレス１に並ぶ第２検出データＥ５１、Ｅ６１，Ｅ７１，Ｅ８１の平均値を算出する。そして、チャネル方向ｘのアドレス１に並ぶ第１データＥ１１、Ｅ２１，Ｅ３１，Ｅ４１のそれぞれに対して、チャネル方向ｘのアドレス１に並ぶ第２検出データＥ５１、Ｅ６１，Ｅ７１，Ｅ８１の平均値との差分データを算出して第１データＥ１１、Ｅ２１，Ｅ３１，Ｅ４１のそれぞれを補正する。そして、その差分データを画像再構成するための検出データとする。以上のような補正を、チャネル方向ｘのアドレス２〜８についても実施する。
また、図７（Ｂ）に示すような走査中間時の第１検出データにおいては、Ｘ線検出アレイ２３のＸ線検出素子２３ａが走査時に得る検出データの位置に応じて、第１検出データを補正するために用いる第２データを変えて、走査開始時と走査終了時と同様に補正を実施する。または、Ｘ線検出アレイ２３のＸ線検出素子２３ａが走査時に得る検出データの位置に応じて、重み付け平均処理をしてもよい。
このようにして、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから中央部Ｍに対応して得られる第１検出データを、走査開始時に得られる第２検出データを用いて補正し、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの他端部Ｅから中央部Ｍに対応して得られる第１検出データを、走査開始時に得られる第２検出データを用いて補正する。
そして、中央処理装置３０は、補正された第１検出データに基づいて、画像再構成を実施し、再構成された画像を表示装置３２に表示させる。
図８は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１において、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまで、撮影領域Ｒの断層面ごとに被撮影体６の周囲を回転して走査するアキシャルスキャン方式を説明するための図である。ここで、図８（Ａ）と（Ｂ）は、走査を開始する位置である一端部Ｓでの動作を示しており、図８（Ａ）が走査開始前を示し、図８（Ｂ）が一端部Ｓでの１回転目の走査開始時を示している。また、図８（Ｃ）と（Ｄ）は、一端部Ｓから他端部Ｅへ順次断層面ごとに移動して、走査を終了する位置である他端部Ｅでの動作を示しており、図８（Ｃ）が他端部Ｅでの走査終了時を示し、図８（Ｄ）が走査終了後を示している。
また、図９と図１０とは、チャネル方向ｘと体軸方向ｚとにアレイ状に配列されたＸ線検出アレイ２３が、図８のそれぞれに対応して得られる検出データを示す図である。図９および図１０では、Ｘ線検出アレイ２３として、チャネル方向ｘと体軸方向ｚとにそれぞれ８列ずつＸ線検出素子２３ａが配列されている場合を示しており、Ｘ線検出素子２３ａのチャネル方向ｘの配列に対応してアドレス位置として順次１〜８を付し、体軸方向ｚの配列に対応してアドレス位置として順次ＡからＨを付している。そして、図９および図１０では、四角形で囲んだ個所は第２検出データとして得られることを示し、四角形で囲んでいない個所は第１検出データとして得られることを示している。そして、図９においては、図８（Ａ）と図８（Ｂ）とにそれぞれ対応して、図９（Ａ）が走査開始前を示し、図９（Ｂ）が一端部Ｓでの走査開始時を示している。また、図１０は、一端部Ｓから他端部Ｅへ順次断層面ごとに移動して、走査を終了する他端部Ｅでの検出データを示し、図８（Ｃ）と図８（Ｄ）とにそれぞれ対応して、図１０（Ａ）が走査終了時を示し、図１０（Ｂ）が走査終了後を示している。
アキシャルスキャン方式では、上述したヘリカルスキャン方式と同様に、Ｘ線５の走査に先がけて、まず、オペレータにより入力装置３１を介して被撮影体６の撮影領域Ｒの情報が中央処理装置３０に入力される。そして、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される情報に基づいて、被撮影体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に搬入または搬出させるための制御信号ＣＴＬ３０ｂを撮影テーブル４に出力し、被撮影体６の撮影領域Ｒが走査ガントリ２のＸ線照射空間２９の所望の位置となるように位置決めする。また、中央処理装置３０は、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力して、Ｘ線コントローラ２５にＸ線管２０へ制御信号ＣＴＬ２５１を出力させて、Ｘ線管２０からのＸ線５の放射を実行させる。さらに、中央処理装置３０は、制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータコントローラ２６に出力し、コリメータコントローラ２６にコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を制御する制御信号ＣＴＬ２６１をコリメータ２２へ供給させる。
ここで、図８（Ａ）に示すように、走査開始前においては、走査を開始する位置である一端部Ｓの近傍において、コリメータコントローラ２６は、Ｘ線検出アレイ２３の所定配列にＸ線５が照射されないようにコリメータ２２を制御する。本実施形態においては、後述する走査開始時と同様に、走査開始前にＸ線検出アレイ２３の体軸方向ｚでの一端部が、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓに合わせて、コリメータ２２を制御している。
そして、Ｘ線管２０からＸ線５を照射し、Ｘ線検出アレイ２３は、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａで第１検出データを得て、コリメータ２２で遮られる放射線検出素子で第２検出データを得る。たとえば、図９（Ａ）に示すように、走査開始前においては、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向での中心部側であるＣ列とＤ列とＥ列とＦ列とに、Ｘ線管２０からのＸ線５が直接的に照射されるようにし、Ｘ線検出アレイ２３のＣ列とＤ列とＥ列とＦ列とで、Ｘ線管２０から直接的に照射されるＸ線と被直接的な散乱線であるＸ線とを検出して、第１検出データＳ３１〜３８，Ｓ４１〜４８，Ｓ５１〜５８，Ｓ６１〜６８を得る。そして、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向での端部側であるＡ列とＢ列とＧ列とＨ列とをコリメータ２２で遮り、コリメータ２２で遮られたＸ線検出アレイ２３のＡ列とＢ列とＧ列とＨ列とで、散乱線による第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８を得る。
そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力し、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、Ｃ列とＤ列とＥ列とＦ列とから第１検出データＳ３１〜３８，Ｓ４１〜４８，Ｓ５１〜５８，Ｓ６１〜６８を収集し、Ａ列とＢ列とＧ列とＨ列とから第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
つぎに、図８（Ｂ）に示すように、走査開始時においては、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向ｚでの一端部が、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓに再び合わせられる。つまり、被撮影体６の撮影領域Ｒの一端部Ｓが、Ｘ線検出アレイ２３のＡ列側の端部となるように位置合わせをする。そして、体軸方向の位置を固定して、被撮影体６の周囲を１回転して、被撮影体６の周囲の複数のビュー方向からＸ線５を照射する。
ここで、コリメータコントローラ２６は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査する際には、Ｘ線５を照射する範囲を走査開始前よりも広げるようにコリメータ２２を制御する。たとえば、走査開始時においてＸ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＡからＨ列の全列にＸ線５が直接的に照射するようにコリメータ２２を制御する。
そして、Ｘ線検出アレイ２３は、図９（Ｂ）に示すように、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＸ線検出素子２３ａの全列であるＡからＨ列から第１検出データＳ'１１〜１８，Ｓ'２１〜２８，Ｓ'３１〜３８，Ｓ'４１〜４８，Ｓ'５１〜５８，Ｓ'６１〜６８，Ｓ'７１〜７８，Ｓ'８１〜８８を検出データとして得る。そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力して、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、ＡからＨ列から第１検出データＳ'１１〜１８，Ｓ'２１〜２８，Ｓ'３１〜３８，Ｓ'４１〜４８，Ｓ'５１〜５８，Ｓ'６１〜６８，Ｓ'７１〜７８，Ｓ'８１〜８８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
つぎに、図８（Ｃ）に示すように、一端部Ｓから他端部Ｅへ順次断層面ごとに移動して、走査終了時においては、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向ｚでの他端部が、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの他端部Ｓに合わせられる。たとえば、被撮影体６の撮影領域Ｒの他端部Ｓが、Ｘ線検出アレイ２３のＨ列側の端部となるように位置合わせをする。そして、体軸方向の位置を固定して、被撮影体６の周囲を１回転して、被撮影体６の周囲の複数のビュー方向からＸ線５を照射する。
ここで、コリメータコントローラ２６は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査する際には、Ｘ線５を照射する範囲を、後述する走査終了後よりも広げるようにコリメータ２２を制御する。たとえば、走査開始時においてＸ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＡからＨ列の全列にＸ線５が直接的に照射するようにコリメータ２２を制御する。
そして、Ｘ線検出アレイ２３は、図１０（Ａ）に示すように、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向に並ぶＡからＨ列の全列から第１検出データＥ１１〜１８，Ｅ２１〜２８，Ｅ３１〜３８，Ｅ４１〜４８，Ｅ５１〜５８，Ｅ６１〜６８，Ｅ７１〜７８，Ｅ８１〜８８を検出データとして得る。そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力して、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、ＡからＨ列から第１検出データＥ１１〜１８，Ｅ２１〜２８，Ｅ３１〜３８，Ｅ４１〜４８，Ｅ５１〜５８，Ｅ６１〜６８，Ｅ７１〜７８，Ｅ８１〜８８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
つぎに、図８（Ｄ）に示すように、走査終了後においては、走査を終了する位置である他端部Ｅの近傍において、コリメータコントローラ２６は、Ｘ線検出アレイ２３の所定配列にＸ線５が照射されないようにコリメータ２２を制御する。本実施形態においては、前述の走査終了時と同様に、走査終了後にＸ線検出アレイ２３の体軸方向ｚでの他端部が、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの他端部Ｅに合わせて、コリメータ２２を制御している。
そして、Ｘ線管２０からＸ線５を照射し、Ｘ線検出アレイ２３は、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａで第１検出データを得て、コリメータ２２で遮られる放射線検出素子２３ａで第２検出データを得る。たとえば、図１０（Ｂ）に示すように、被撮影体６の撮影領域Ｒの他端部Ｅの近傍では、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向での中心部側であるＣ列とＤ列とＥ列とＦ列とにＸ線５が直接的に照射するようにして、第１検出データＥ'３１〜３８，Ｅ'４１〜４８，Ｅ'５１〜５８，Ｅ'６１〜６８を得る。そして、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向の端部側であるＡ列とＢ列とＧ列とＨ列とをコリメータ２２で遮り、散乱線による第２検出データＥ'１１〜１８，Ｅ'２１〜２８，Ｅ'７１〜７８，Ｅ'８１〜８８を得る。
そして、中央処理装置３０は制御信号ＣＴＬ３０３を選択・加算切換回路２４１に出力し、Ｘ線検出アレイ２３による検出データとして、Ｃ列とＤ列とＥ列とＦ列とから第１検出データＥ'３１〜３８，Ｅ'４１〜４８，Ｅ'５１〜５８，Ｅ'６１〜６８を収集し、Ａ列とＢ列とＧ列とＨ列とから第２検出データＥ'１１〜１８，Ｅ'２１〜２８，Ｅ'７１〜７８，Ｅ'８１〜８８を収集する。そして、アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１が収集したアナログ信号の検出データをデジタル信号に変換し、中央処理装置３０に出力する。
その後、中央処理装置３０は、断層画像生成手段として機能し、データ収集部２４で収集した複数のビュー方向の検出データに基づいて画像の再構成を実施して、複数の断層像を生成する。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法を用いる。
ここで、断層画像生成手段としての中央処理装置３０は、上述したヘリカルスキャン方式と同様にしてアキシャルスキャン方式においても、画像再構成に先がけて、第１検出データに対して第２検出データを用いて補正する。
たとえば、断層画像生成手段としての中央処理装置３０は、走査開始前に得られた第２検出データを用いて、走査開始位置で得られた第１検出データを補正する。たとえば、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置ごとに並ぶＸ線検出素子によって得られる第１検出データと第２検出データとにおいて、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置に対応して得られる第２検出データの平均値を算出する。そして、平均値の元データとなる第２検出データと同じチャネル方向の位置に対応して得られる第１検出データのそれぞれに対して、その第２検出データの平均値との差分データを算出する。そして、その差分データを第１検出データと置換することにより補正する。具体的には、走査開始前にＡ列とＢ列とＧ列とＨ列とで得られた複数の第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８と、走査開始時にＡ列からＨ列で得られた第１検出データＳ'１１〜１８，Ｓ'２１〜２８，Ｓ'３１〜３８，Ｓ'４１〜４８，Ｓ'５１〜５８，Ｓ'６１〜６８，Ｓ'７１〜７８，Ｓ'８１〜８８とについては、チャネル方向の位置に対応して並んで得られる第２検出データの平均値として、たとえば、チャネル方向ｘのアドレス１における第２検出データＳ１１、Ｓ２１，Ｓ７１，Ｓ８１の平均値を算出する。そして、走査開始時にチャネル方向ｘのアドレス１に並んで得られる第１データＳ'１１〜１８のそれぞれに対して、走査開始前にチャネル方向ｘの同じ配列のアドレス１に並んで得られる第２検出データＳ１１、Ｓ２１，Ｓ７１，Ｓ８１の平均値との差分データを算出して補正し、その差分データを画像再構成するための検出データとする。以上のような補正を、チャネル方向ｘのアドレス２〜８についても実施する。
そして、走査終了後に得られた第２検出データを用いて、断層画像生成手段としての中央処理装置３０は、走査終了位置で得られた第１検出データを補正する。たとえば、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置ごとに並ぶＸ線検出素子によって得られる第１検出データと第２検出データとにおいて、Ｘ線検出アレイのチャネル方向の位置に対応して得られる第２検出データの平均値を算出する。そして、平均値の元データとなる第２検出データと同じチャネル方向の位置に対応して得られる第１検出データのそれぞれに対して、その第２検出データの平均値との差分データを算出する。そして、その差分データを第１検出データと置換することにより補正する。具体的には、走査終了時にＡ列とＢ列とＧ列とＨ列とで得られた複数の第２検出データＥ'１１〜１８，Ｅ'２１〜２８，Ｅ'７１〜７８，Ｅ'８１〜８８と、走査終了時にＡ列からＨ列で得られた第１検出データＥ１１〜１８，Ｅ２１〜２８，Ｅ３１〜３８，Ｅ４１〜４８，Ｅ５１〜５８，Ｅ６１〜６８，Ｅ７１〜７８，Ｅ８１〜８８とついては、チャネル方向の位置に対応して並んで得られる第２検出データの平均値として、たとえば、チャネル方向ｘのアドレス１における第２検出データＥ'１１，Ｅ'２１，Ｅ'７１，Ｅ'８１の平均値を算出する。そして、走査終了時にチャネル方向ｘのアドレス１で並んで得られる第１データＥ１１〜１８のそれぞれに対して、走査終了後にチャネル方向ｘの同じ配列のアドレス１に並んで得られる第２検出データＥ'１１，Ｅ'２１，Ｅ'７１，Ｅ'８１の平均値との差分データを算出して補正し、その差分データを画像再構成するための検出データとする。以上のような補正を、チャネル方向ｘのアドレス２〜８についても実施する。
また、走査中間時の第１検出データ（図示なし）においては、Ｘ線検出アレイ２３のＸ線検出素子２３ａの位置に応じて、第１検出データを補正するために用いる第２データを変えて、走査開始時と走査終了時と同様にして補正をおこなう。たとえば、被撮影体の撮影領域の一端部Ｓに近い側で得られる第１検出データに対しては、走査開始前に得られた第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８のチャネル方向ｘに対応する位置毎の平均値を用いて同様にして補正する。そして、被撮影体の撮影領域の他端部Ｅに近い側で得られる第１検出データに対しては、走査終了後に得られた第２検出データＥ'１１〜１８，Ｅ'２１〜２８，Ｅ'７１〜７８，Ｅ'８１〜８８のチャネル方向ｘに対応する位置毎の平均値を用いて同様にして補正する。その他に、走査開始前または走査終了時に得られた第２検出データＳ１１〜１８，Ｓ２１〜２８，Ｓ７１〜７８，Ｓ８１〜８８，Ｅ'１１〜１８，Ｅ'２１〜２８，Ｅ'７１〜７８，Ｅ'８１〜８８のチャネル方向ｘに対応する位置毎の平均値に対して、チャネル方向の位置に応じて重み付け平均を行ってもよい。
そして、中央処理装置３０は、補正された第１検出データに基づいて、画像再構成を実施し、再構成された画像を表示装置３２に表示させる。
以上のように、本実施形態においては、Ｘ線検出アレイ２３は、コリメータ２２に遮られない領域に対応するＸ線検出素子２３ａを用いて、Ｘ線管２０から被撮影体６を透過してＸ線検出素子２３ａへ直接的に照射されるＸ線５と、Ｘ線管２０から被撮影体６を透過して散乱線となったＸ線５とによる第１検出データを得る。また、さらにＸ線検出アレイ２３は、コリメータ２２に遮られる領域に対応するＸ線検出素子２３ａを用いて、Ｘ線管２０から被撮影体を透過して散乱線となったＸ線により第２検出データを得る。そして、断層画像生成手段を有する中央処理装置３０は、第１検出データと第２検出データと含む検出データに基づいて、第１検出データを補正して、被撮影体６の撮影領域Ｒの断層像を生成する。
このため、本実施形態は、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止して断層画像の画像品質を向上できる。
また、本実施形態において、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまで被撮影体６の周囲をらせん状に体軸方向ｚに沿ってＸ線５を走査するヘリカルスキャン方式の場合は、走査開始時および走査終了時に被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向の一端部Ｓまたは他端部ＥにＸ線検出アレイ２３の体軸方向の中心部を合わせ、Ｘ線検出アレイ２３の体軸方向ｚの中心部の撮影領域Ｒ側に対して反対側ＳＳ，ＳＥに入射するＸ線５を遮るようにコリメータ２２を制御して、第１検出データと第２検出データとを検出データとして得る。つまり、走査開始時および走査終了時にＸ線管２０から照射されるＸ線５のうち、Ｘ線検出アレイ２３の中心部の撮影領域Ｒ側に対して反対側ＳＳ，ＳＥに入射するＸ線５をコリメータ２２で遮ると共に、コリメータ２２で遮られたＸ線検出アレイの所定配列ＳＳ，ＳＥで、散乱線となったＸ線５による第２検出データを得る。
そして、本実施形態でのヘリカルスキャン方式において、コリメータコントローラ２６は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査する際に、Ｘ線５を照射する範囲を走査開始時または走査終了時よりも広げるようにコリメータ２２を制御している。また、中央処理装置３０にある断層画像生成手段は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから中央部Ｅに対応して得られる第１検出データを、走査開始時または走査終了時に得られる第２検出データを用いて補正し、補正された第１検出データを用いて被撮影体６の撮影領域Ｒの断層像を生成する。そして、本実施形態は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査する際に、走査開始時または走査終了時よりも多くの第１検出データを得て、断層画像の生成に利用している。
このため、本実施形態は、ヘリカルスキャン方式の場合において、Ｘ線管２０からのＸ線５を効率よく利用して、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止して断層画像の画像品質を向上できる。
また、本実施形態において、被撮影体６の撮影領域Ｒの一端部Ｓから他端部Ｅまで撮影領域Ｒの断層面ごとに被撮影体６の周囲を走査するアキシャルスキャン方式の場合は、走査開始前または走査終了後に被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓまたは他端部Ｅの近傍でＸ線５がＸ線検出アレイ２３の所定配列に照射されないようにコリメータ２２を制御して、第１検出データと第２検出データとを検出データとして得る。そして、コリメータコントローラ２６は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査する際に、Ｘ線５を照射する範囲を走査開始前または走査終了後よりも広げるようにコリメータ２２を制御している。また、中央処理装置３０にある断層画像生成手段は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから中央部Ｅに対応して得られる第１検出データを、走査開始前または走査終了後に得られる第２検出データを用いて補正し、補正された第１検出データを用いて被撮影体６の撮影領域Ｒの断層像を生成する。つまり、本実施形態は、被撮影体６の撮影領域Ｒの体軸方向ｚの一端部Ｓから他端部Ｅまでを走査する際に、走査開始前または走査終了後よりも多くの第１検出データを得て、断層画像の生成に利用している。
このため、本実施形態は、アキシャルスキャン方式の場合においても、Ｘ線管２０からのＸ線５を効率よく利用して、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止して断層画像の画像品質を向上できる。
また、本実施形態において、中央処理装置３０にある断層画像生成手段は、第２検出データの平均値を用いて第１検出データを補正し、補正された第１検出データを用いて被撮影体の撮影領域の断層像を生成している。
このため、本実施形態は、散乱線となったＸ線５による第２検出データにノイズ成分が含まれている場合であっても、第２検出データの平均値を用いて第１検出データから散乱線の成分を正確に除去して補正できるため、断層画像のコントラストの低下やアーチファクトの発生を防止して断層画像の画像品質を向上できる。
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
たとえば、上記実施形態において、断層画像生成手段は、放射線検出アレイのチャネル方向の位置ごとに並ぶ放射線検出素子によって得られる第１検出データと第２検出データとにおいて、第２検出データの平均値を算出し、第１検出データのそれぞれと第２検出データの平均値との差分を算出して第１検出データのそれぞれを補正し、補正された第１検出データを用いて前記撮影領域の断層像を生成しているが、放射線検出アレイのチャネル方向の位置ごとの平均値ではなく、たとえば、ヘリカルスキャン方式の場合、走査開始時に得られる全ての第２検出データの平均値を算出し、第１検出データのそれぞれと第２検出データとの差分を算出して第１検出データのそれぞれを補正してもよい。
また、上記の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、ガンマ線等の放射線であっても良い。
図１は、本発明の実施形態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は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部を示す構成図である。 図３は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置のＸ線検出アレイの構成図である。 図４は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管とコリメータとＸ線検出アレイの相互関係を示す図であり、図４（ａ）は体軸方向を視線とした側から見た状態を示す図であり、図４（ｂ）はチャネル方向を視線として側から見た状態を示している。 図５は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管とコリメータとＸ線検出アレイの相互関係を示す図であり、チャネル方向を視線として側から見た状態にて被撮影体を撮影する様子を示している。 図６は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、ヘリカルスキャン方式を説明するための図である。 図７は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、チャネル方向と体軸方向とにアレイ状に配列されたＸ線検出アレイが、図６に対応して得る検出データを示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、アキシャルスキャン方式を説明するための図である。 図９は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、チャネル方向と体軸方向とにアレイ状に配列されたＸ線検出アレイが、図８（Ａ），（Ｂ）のそれぞれに対応して得る検出データを示す図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、チャネル方向と体軸方向とにアレイ状に配列されたＸ線検出アレイが、図８（Ｃ），（Ｄ）のそれぞれに対応して得る検出データを示す図である。 図１１は、従来のＸ線ＣＴ装置において、ヘリカルスキャン方式で走査を行う場合の様子を説明するための図である。
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、５…Ｘ線、６…被撮影体、２０…Ｘ線管、２１…Ｘ線管移動部、２２…コリメータ、２３…Ｘ線検出アレイ、２４…データ収集部、２４１…選択・加算切換回路、２４２…アナログ−デジタル変換器、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…中央処理装置、３１…入力装置、３２…表示装置、３３…記憶装置

Claims (11)

  1. 被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の撮影領域の周囲をらせん状に走査して放射線を照射する放射線照射手段と、
    前記放射線を検出する放射線検出素子がアレイ状に配列されており、前記放射線検出素子が検出する前記放射線による検出データを生成する放射線検出アレイと、
    前記放射線照射手段と前記放射線検出アレイとの間に配置されており、前記放射線照射手段からの前記放射線が前記放射線検出アレイの所定領域へ照射されないように前記放射線を遮って前記放射線の照射範囲を調整する照射範囲調整手段と、
    前記検出データに基づいて前記撮影領域における断層像を生成する断層画像生成手段とを有し、
    前記放射線検出アレイが、前記照射範囲調整手段に遮られない領域に対応する前記放射線検出素子で検出される前記放射線による第１検出データと、前記照射範囲調整手段に遮られる領域に対応する前記放射線検出素子で検出される前記放射線による第２検出データとを、前記検出データとして生成するものであり、
    前記照射範囲調整手段が、走査開始時および走査終了時のうち少なくとも一方である所定時において、前記撮影領域の外側の領域の少なくとも一部に入射する前記放射線を遮るものであり、
    前記断層画像生成手段が、前記第１検出データを、前記所定時に検出された前記放射線による前記第２検出データを用いて補正し、該補正された第１検出データに基づいて断層像を生成するものであり、
    前記照射範囲調整手段が、前記放射線の照射範囲を、走査開始時および走査終了時より走査中間時において広げるものであることを特徴とする放射線断層撮影装置。
  2. 前記放射線照射手段が、前記所定時に、前記撮影領域の体軸方向の一端部に前記放射線検出アレイの体軸方向の中心部を合わせるものであり、
    前記照射範囲調整手段が、前記所定時に、前記放射線検出アレイの体軸方向の中心部から前記撮影領域側に対して反対側となる領域に入射する前記放射線を遮るものであり、
    前記放射線検出アレイが、前記所定時に、前記照射範囲調整手段で遮られる領域に対応する前記放射線検出素子により前記第２検出データを生成するものである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。
  3. 前記所定時が、前記走査開始時であり、
    前記断層画像生成手段が、前記撮影領域の前記体軸方向の一端部から中央部に対応して得られる前記第１検出データを、前記走査開始時に得られる第２検出データを用いて補正するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
  4. 前記所定時が、前記走査終了時であり、
    前記断層画像生成手段が、前記撮影領域の前記体軸方向の他端部から中央部に対応して得られる前記第１検出データを、前記走査終了時に得られる第２検出データを用いて補正するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
  5. 被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の撮影領域の周囲を断層面ごとに回転して走査して放射線を照射する放射線照射手段と、
    前記放射線を検出する放射線検出素子がアレイ状に配列されており、前記放射線検出素子が検出する前記放射線による検出データを生成する放射線検出アレイと、
    前記放射線照射手段と前記放射線検出アレイとの間に配置されており、前記放射線照射手段からの前記放射線が前記放射線検出アレイの所定領域へ照射されないように前記放射線を遮って前記放射線の照射範囲を調整する照射範囲調整手段と、
    前記検出データに基づいて前記撮影領域における断層像を生成する断層画像生成手段とを有し、
    前記放射線検出アレイが、前記照射範囲調整手段に遮られない領域に対応する前記放射線検出素子で検出される前記放射線による第１検出データと、前記照射範囲調整手段に遮られる領域に対応する前記放射線検出素子で検出される前記放射線による第２検出データとを、前記検出データとして生成するものであり、
    前記照射範囲調整手段が、走査開始前および走査終了後のうち少なくとも一方である所定時において、前記撮影領域の外側の領域の少なくとも一部に入射する前記放射線を遮るものであり、
    前記断層画像生成手段が、前記第１検出データを、前記所定時に検出された前記放射線による前記第２検出データを用いて補正し、該補正された第１検出データに基づいて断層像を生成するものであることを特徴とする放射線断層撮影装置。
  6. 前記放射線照射手段が、前記所定時に、前記撮影領域の体軸方向の一端部に前記放射線検出アレイの体軸方向の中心部を合わせるものであり、
    前記照射範囲調整手段が、前記所定時に、前記放射線検出アレイの体軸方向の中心部から前記撮影領域側に対して反対側となる領域に入射する前記放射線を遮るものであり、
    前記放射線検出アレイが、前記所定時に、前記照射範囲調整手段で遮られる領域に対応する前記放射線検出素子により前記第２検出データを生成するものであることを特徴とする請求項５に記載の放射線断層撮影装置。
  7. 前記照射範囲調整手段が、前記放射線の照射範囲を、走査開始前および走査終了後より走査中間時において広げるものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の放射線断層撮影装置。
  8. 前記所定時が、前記走査開始前であり、
    前記断層画像生成手段が、前記撮影領域の前記体軸方向の一端部から中央部に対応して得られる前記第１検出データを、前記走査開始前に得られる第２検出データを用いて補正するものであることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の放射線断層撮影装置。
  9. 前記所定時が、前記走査終了後であり、
    前記断層画像生成手段が、前記撮影領域の前記体軸方向の他端部から中央部に対応して得られる前記第１検出データを、前記走査終了後に得られる第２検出データを用いて補正するものであることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の放射線断層撮影装置。
  10. 前記断層画像生成手段が、前記放射線検出アレイのチャネル方向の位置ごとに並ぶ前記放射線検出素子によって得られる前記第１検出データと前記第２検出データとにおいて、前記第２検出データの平均値を算出し、前記第１検出データのそれぞれと前記第２検出データの平均値との差分を算出して前記第１検出データのそれぞれを補正し、前記補正された第１検出データを用いて前記撮影領域の断層像を生成するものであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射線断層撮影装置。
  11. 前記放射線照射手段が、前記放射線としてＸ線を照射するものであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の放射線断層撮影装置。
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