JP4314645B2

JP4314645B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP4314645B2
Application number: JP20318198A
Authority: JP
Inventors: 芳浩井上
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: JP2000033085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検体に扇形状Ｘ線ビームが照射されるのに伴って多チャンネル型Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出データに基づきコンピュータ断層画像（ＣＴ画像）を最終的に得るＸ線ＣＴ装置に係り、特にＣＴ画像にアーティファクト（偽像）が出現することを阻止するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院等で使われているＸ線ＣＴ装置は、図１１に示すように、天板６０の上の被検体Ｍへコリメータで整形された扇形状Ｘ線ビーム（適宜「ファンビーム」と略記）ＦＢを照射するＸ線管６１と、チャンネルコリメータにより定まる受持ち分の透過Ｘ線をそれぞれ検出する多数個のＸ線検出素子がファンビームＦＢの広がりに沿って配列されている多チャンネル型Ｘ線検出器６２と、Ｘ線管６１およびＸ線検出器６２を天板６０の上の被検体Ｍを挟んで対向する状態を維持したまま被検体Ｍの体軸Ｚまわりを回転させられるようにして装備しているガントリ６３を備えている他、Ｘ線管６１が被検体Ｍの体軸（紙面に垂直な方向の軸）Ｚまわりに矢印ＲＡ，ＲＢの示す向きに回りながらファンビームＦＢを照射するのに伴ってＸ線検出器６２から出力されるＸ線検出データに画像信号処理を施してＣＴ画像用の画像再構成を行う画像再構成部（図示省略）等を備えている。普通、ガントリ６３は傾斜させずにファンビームＦＢを被検体Ｍの体軸Ｚに対して直角に照射してＸ線撮影するが、状況によっては、ガントリ６３を傾斜させてファンビームＦＢを被検体Ｍの体軸Ｚに対して斜めに照射してＸ線撮影することもある。
【０００３】
また、図１１に示す従来装置の多チャンネル型Ｘ線検出器６２は、固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器である。すなわち、Ｘ線検出器６２は、図１２に示すように、Ｘ線検出素子が固体検出素子６４であって、チャンネルコリメータ６５が、固体検出素子の表側における各チャンネル境界位置に配設されたＸ線区切り用プレート６５ａからなる構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＸ線ＣＴ装置の場合、後に詳述するように、ガントリ６３の回転、あるいは傾斜に伴って、Ｘ線管６１の焦点が変位することに起因して、ＣＴ画像に弧状のアーティファクトが出現するという問題がある。
【０００５】
この発明は、上記の事情に鑑み、ＣＴ画像へのアーティファクト出現を阻止することのできるＸ線ＣＴ装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明のＸ線ＣＴ装置は、天板の上の被検体に扇形状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と、チャンネルコリメータにより定まる受持ち分の透過Ｘ線をそれぞれ検出する多数個のＸ線検出素子が扇形状Ｘ線ビームの広がりに沿って配列されている多チャンネル型Ｘ線検出器と、Ｘ線管およびＸ線検出器を天板上の被検体を挟んで対向する状態を維持したまま被検体の体軸まわりを回転させられるようにして装備しているガントリとを備えているとともに、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回りながら扇形状Ｘ線ビームを照射するのに伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出データに画像信号処理を施してＣＴ画像用の画像再構成を行う画像再構成手段を備えているＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回る時にＸ線検出器に対するＸ線管の焦点位置が変化することにより生じるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度との関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率を予め記憶する回転変動特性記憶手段を備えているとともに、画像再構成手段は、回転変動特性記憶手段に記憶されているＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度として前記比率で実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、Ｘ線管の回転によるＸ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データのエラー変動を消去する補正演算を画像信号処理で行うよう構成されている。
【０００７】
（削除）
【０００８】
さらに、上記課題を達成するために、請求項２の発明のＸ線ＣＴ装置は、天板の上の被検体に扇形状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と、チャンネルコリメータにより定まる受持ち分の透過Ｘ線をそれぞれ検出する多数個のＸ線検出素子が扇形状Ｘ線ビームの広がりに沿って配列されている多チャンネル型Ｘ線検出器と、Ｘ線管およびＸ線検出器を天板上の被検体を挟んで対向する状態を維持したまま被検体の体軸まわりを回転させられるようにして装備しているガントリとを備えているとともに、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回りながら扇形状Ｘ線ビームを照射するのに伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出データに画像信号処理を施してＣＴ画像用の画像再構成を行う画像再構成手段を備えているＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管からの扇形状Ｘ線ビームが被検体に対し斜めに照射されるようガントリを傾斜させるガントリ傾斜手段と、Ｘ線管の被検体の体軸まわりの回転あるいはガントリの傾斜が行われる時にＸ線検出器に対するＸ線管の焦点位置が変化することにより生じるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度との関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率を予め記憶する回転傾斜変動特性記憶手段を備えているとともに、画像再構成手段は、回転傾斜変動特性記憶手段に記憶されているＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度との関係として前記比率で実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、Ｘ線管の回転およびガントリの傾斜によるＸ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データのエラー変動を消去する補正演算を画像信号処理で行うよう構成されている。
【０００９】
また、請求項３の発明のＸ線ＣＴ装置は、請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、多チャンネル型Ｘ線検出器は、Ｘ線検出素子が固体検出素子であって、チャンネルコリメータが、固体検出素子のＸ線入射側における各チャンネル境界位置に配設されたＸ線区切り用プレートからなる固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器である。
【００１０】
〔作用〕
次に、この発明のＸ線ＣＴ装置によるＸ線撮影におけるアーティファクト阻止作用について説明する。
請求項１のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線撮影の際、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回りながら扇形状Ｘ線ビームを照射すると同時に、扇形状Ｘ線ビームの照射に伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出データを収集する。そして、ＣＴ画像用の画像再構成のために、画像再構成手段により収集したＸ線検出データに施す画像信号処理において、回転変動特性記憶手段に予め記憶させてあるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度の関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率で、実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、補正演算を行うことにより、Ｘ線管の回転によるＸ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する。
【００１１】
すなわち、Ｘ線管が１回転する間、Ｘ線検出器に対するＸ線管の焦点位置はＸ線管の回転角度に応じて刻々と変わる。このＸ線管の焦点位置の変動に従って、各Ｘ線検出素子に入射する透過Ｘ線量も刻々変化するので、Ｘ線検出データの変動として撮影対象部位のＸ線吸収による真の変動の他に、Ｘ線管の回転による焦点位置の変化に起因するエラー変動が加わる。このＸ線検出データにおけるエラー変動はアーティファクトを引き起こす。これに対し、請求項１のＸ線ＣＴ装置では、予め記憶してあるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度の関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率で、実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、補正演算を行うことにより、アーティファクトを引き起こすＸ線検出データのエラー変動を消去する。
【００１２】
（削除）
【００１３】
請求項２のＸ線ＣＴ装置も、ガントリ傾斜手段によりガントリを傾斜させて撮影することが出来る。この請求項２のＸ線ＣＴ装置の画像再構成手段は、Ｘ線検出データの画像信号処理の際、回転傾斜変動特性記憶手段に予め記憶されているＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度との関係に従って補正演算を行うことにより、Ｘ線管の回転およびガントリの傾斜によるＸ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する。
すなわち、Ｘ線管が１回転する間、Ｘ線検出器に対するＸ線管の焦点位置がＸ線管の回転角度とガントリの傾斜角度の両方に応じて刻々変化し、Ｘ線管の焦点位置は変動する。このＸ線管の焦点位置の変動に従って、各Ｘ線検出素子に入射する透過Ｘ線量も変化するので、Ｘ線検出データの変動として撮影対象部位のＸ線吸収による真の変動の他に、Ｘ線管の回転による焦点位置の変化に起因するエラー変動が加わる。このエラー変動はアーティファクトを引き起こす。これに対し、請求項２のＸ線ＣＴ装置では、予め記憶してあるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度の関係として前記比率で実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、補正演算を行うことによって、アーティファクトを引き起こすＸ線検出データのエラー変動を消去する。
【００１４】
また、請求項３のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出素子が固体検出素子である固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器が用いられている。固体素子式のＸ線検出器の場合、固体素子式のＸ線入射側における各チャンネル境界位置にチャンネルコリメータを構成するＸ線区切り用プレートが設置されていて、Ｘ線区切り用プレートの底に固体検出素子が位置する関係上、Ｘ線管の回転やガントリの傾斜によるＸ線管の焦点位置の変化によってＸ線入射量の変化が大きく変化して、Ｘ線検出データに顕著なエラー変動が生じる。しかし、この顕著なエラー変動も、Ｘ線検出データに対する画像信号処理で行われる補正演算でやはり除去される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例装置の固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器の要部構成を示す模式図、図３は実施例装置のガントリの傾斜状況を示す正面図である。
図１のＸ線ＣＴ装置は、天板１の上の被検体Ｍにファンビーム（扇形状Ｘ線ビーム）ＦＢを照射するＸ線管２と、図２に示すように、チャンネルコリメータ４により定まる受持ち分の透過Ｘ線をそれぞれ検出する多数個のＸ線検出用の固体検出素子５がファンビームＦＢの広がりに沿って配列されている固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器３と、Ｘ線管２およびＸ線検出器３を天板１の上の被検体Ｍを挟んで対向する状態を維持したまま被検体Ｍの体軸Ｚまわりを回転させられるようにして装備するガントリ６とを備えている。
【００１６】
Ｘ線撮影の際、被検体Ｍを載せたまま天板１が、ガントリ６のトンネル６ａに進入したり、あるいはトンネル６ａから退出したりする構成となっている。なお、天板１の移動は天板駆動部７のコントロールにより行われる。
また、Ｘ線管２とＸ線検出器３はガントリ６の内側に配置されているとともに、回転リングＲＧでＸ線管２とＸ線検出器３とが結合されていて、撮影系回転駆動部８による回転リングＲＧの回転に従って、対向配置状態を維持したまま被検体Ｍの体軸Ｚまわりを矢印ＲＡ，ＲＢの示す向きにＸ線管２とＸ線検出器３が回る構成になっている。さらに、Ｘ線管２は、回転中、高電圧発生器などを含むＸ線照射制御部９のコントロールにより、管電圧・管電流等の設定照射条件に従ってファンビームＦＢを被検体Ｍに照射する構成にもなっている。
【００１７】
一方、被検体Ｍからの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器３では、図２に示すように、固体検出素子５のＸ線入射側における各チャンネル境界位置に配設されたＸ線区切り用プレート４ａがチャンネルコリメータ４を構成する。これらＸ線区切り用プレート４ａによって不要な散乱Ｘ線の入射が阻止される。通常、Ｘ線検出器３のチャンネル数は１０００前後である。Ｘ線検出器３の固体検出素子５は、特定の素子に限られるものではないが、例えば透過Ｘ線を光に変換するシンチレータ層とシンチレータ層で変換された光の強度を検出する光検出デバイスとを組み合わせた素子が例示される。
通常、ファンビームＦＢの広がりに沿って配列されている固体検出素子５が幾つか纏めて形成された基板が必要な数だけ繋ぎ合わされてＸ線検出器３が構成されている。また、固体検出素子５は必ずしも１列構成に限られず、被検体Ｍの体軸Ｚの方向にも固体検出素子が隣接している複数列構成であってもよい。各固体検出素子５によって得られるＸ線検出データは、データ収集部１０によって収集される。
【００１８】
また、実施例装置の場合、図３に示すように、通常はガントリ６は傾斜せずに直立しており、被検体Ｍの体軸Ｚに対して垂直方向からファンビームＦＢを照射するのであるが、ガントリ６を撮影中心Ｍａ付近を支点として頭側ないし足側へ倒す向きに傾斜させることにより、被検体Ｍの体軸Ｚに対して斜め方向からファンビームＦＢを照射できるようにも構成されている。ガントリ６を頭側へ倒せばファンビームＦＢは傾斜角度θａ分だけ斜めに照射され、ガントリ６を足側へ倒せばファンビームＦＢは傾斜角度θｂ分だけ斜めに照射されることになる。このガントリ６の傾斜はガントリ傾斜駆動部１１のコントロールにより行われる。
なお、上記の天板駆動部７や撮影系回転駆動部８、Ｘ線照射制御部９およびガントリ傾斜駆動部１１によるコントロールは、いずれも、キーボード１２やマウス１３による入力操作等に伴って撮影制御部１４から送出される指令信号に従って行われる。
【００１９】
Ｘ線撮影の実行中、回転するＸ線管２からのファンビームＦＢの照射に伴ってＸ線検出器３から出力されるＸ線検出データはデータ収集部１０により収集された後、データをディジタル化するＡＤ変換部１５へ送られる。ＡＤ変換部１５の後には、Ｘ線検出データを記憶する検出データメモリ１６および画像再構成部１７とＣＴ画像メモリ１８が設けられている。データ収集部１０により収集されたＸ線検出データは、検出データメモリ１６に一旦格納されてから、適時に読み出され、画像再構成部１７によりＸ線検出データの画像信号処理が施されてＣＴ画像用の画像再構成が行われる。さらに、キーボード１２やマウス１３による入力操作等で指定された断面に関するＣＴ画像信号が、ＣＴ画像メモリ１８に格納されるとともに、表示モニタ１９の画面に指定断面のＣＴ画像が映し出されるよう構成されている。
また、表示モニタ１９による画像表示に加えて、ＣＴ画像信号が、フィルムイメージャー等と呼ばれる画像焼付け記録部（図示省略）によりシートに焼き付けられてＸ線写真として出力されたり、メモリディスク（図示省略）に格納保存されたりするような構成であってもよい。
【００２０】
そして、実施例のＸ線ＣＴ装置は、次の顕著な特徴点を備えている。すなわち、実施例装置は、Ｘ線管２の回転あるいはガントリ６の傾斜によってＸ線検出器３に対するＸ線管２の焦点位置が変化することにより生じるＸ線検出データの変動量とＸ線管２の回転角度θｒおよびガントリ６の傾斜角度θａ，θｂとの関係（回転傾斜変動特性）を予め記憶する補正データテーブル（回転傾斜変動特性記憶手段）２０および補正データテーブル２０に記憶されている補正データの中からＸ線検出データの補正演算に必要な補正データを読み出す補正データ読み出し部２１を備えているとともに、画像再構成部１７が、補正データテーブル２０に記憶されている回転傾斜変動特性に従ってＸ線管２の回転およびガントリ６の傾斜によるＸ線管２の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する補正演算を画像信号処理で行う構成となっている。以下、この顕著な特徴点について詳述する。
【００２１】
Ｘ線管２には、図４に示すように、自重による重力Ｇｆが回転の有無にかかわらず常に作用しているとともに、回転時には回転によって生じる遠心力Ｈｆも作用する。これらＸ線管２に作用する重力Ｇｆおよび遠心力Ｈｆの向きがＸ線管２の回転角度θｒに応じて大きく変化するので、Ｘ線管２に作用する全ての力の合成力ＴｆはＸ線管２の回転角度θｒに応じて大きく変化することになる。このように、Ｘ線撮影実行中、Ｘ線管２の回転角度θｒに応じてＸ線管２に作用する合成力Ｔｆが大きく変化すると、Ｘ線検出器３に対するＸ線管２の焦点位置が相応に変化する。
【００２２】
また、ガントリ６を傾斜させた場合、図５に示すように、Ｘ線管２に作用する重力Ｇｆの向きが傾斜角度θａ，θｂに応じて変化する。特にＸ線管２のターゲットが非常に重いので、ガントリ６の傾斜によりＸ線管２に作用する重力Ｇｆの向きが変わるだけで、ターゲットとフィラメントの位置関係が変化してＸ線管２の焦点位置が変わってしまう。勿論、Ｘ線管２を回転させた時には、Ｘ線管２に加わる重力Ｇｆおよび遠心力Ｈｆの向きがＸ線管２の回転角度θｒに応じて変化する。その結果、ガントリ６を傾斜させてＸ線撮影を実行する間、回転するＸ線管２に作用する全ての力の合成力ＴｆはＸ線管２の回転角度θｒおよび傾斜角度θａ，θｂの両方に応じて大きく変化し、これに伴ってＸ線管２の回転陽極の支持軸などが変形することに起因して、Ｘ線検出器３に対するＸ線管２の焦点位置もやはり相応に変化する。
【００２３】
上記のように、Ｘ線検出器３に対するＸ線管２の焦点位置が変化すると、Ｘ線検出データ（の強度）が変わってしまう。すなわち、図６に示すように、ファンビームＦＢの受持ち分全体が固体検出素子５にちょうど入射するようにＸ線管２の焦点を位置Ｎａにセットしておいても、Ｘ線撮影実行中に焦点が位置Ｎｂへ変化すると、仕切りプレート６ａに遮られてファンビームＦＢの影（図６の中の斜線領域）が出来て、ファンビームＦＢの一部が固体検出素子５へ届かずに入射できなくなる。この入射できないファンビームＦＢの一部の分だけＸ線検出データの強度が下がる。
すなわち、Ｘ線管２が１回転する間、回転角度θｒの変化に連れてＸ線検出器３に対するＸ線管２の焦点位置も時々刻々変化するので、Ｘ線検出データの変動として撮影対象部位のＸ線吸収による真の変動の他に、Ｘ線管の焦点位置の変化に起因するエラー変動が加わる。このＸ線検出データのエラー変動を解消せずに画像再構成を行うと、最終的なＣＴ画像に弧状のアーティファクトが出現する。そのため、補正データテーブル２０に記憶されている補正データによってＸ線検出データのエラー変動を消去する補正演算が必要となる。
【００２４】
ただ、各回転中、Ｘ線管２の回転角度が同一のＸ線検出データについては変動率は同じであるから、回転傾斜変動特性は１回転分だけ記憶しておけば事足りる。勿論、傾斜角度θａ，θｂが異なると回転傾斜変動特性が変わるので、幾つかの傾斜角度θａ，θｂについて、Ｘ線管２の１回転分の（回転角度θｒ＝０°〜３６０°）の補正データを記憶する。実施例の場合、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、傾斜角度θａ＝２５°，傾斜角度θａ＝θｂ＝０°（無傾斜状態），傾斜角度θｂ＝２５°の３角度についてＸ線管２の１回転分の（回転角度θｒ＝０°〜３６０°）の補正データを補正データテーブル２０に予め記憶しておくことになる。
【００２５】
図７（ａ）〜（ｃ）の補正データは、撮影部位が空の状態のＸ線検出データを各チャンネルごとに得て、１回転分のＸ線検出データの平均値を各チャンネルごとに出し、各チャンネル毎に平均値に対する各Ｘ線検出データの比率αを算出して、これを補正データとして記憶する。Ｘ線検出データが平均値と同じであれば、補正データは「α＝１」であり、Ｘ線検出データが平均値の９０％であれば、補正データは「α＝０．９」であり、Ｘ線検出データが平均値の１１０％であれば、補正データは「α＝１．１」である。
また、図７（ａ）〜（ｃ）に示す補正データは、関数の形で記憶してもよいが、回転角度θｒ＝０°〜３６０°のうち例えば３６°毎の回転角度についてだけ補正データを飛び越し記憶すれば、記憶容量が少なくて済むので実用的である。また、全チャンネルについて、それぞれ補正データを記憶しないで例えば１０チャンネル置きのチャンネルについてだけ補正データを飛び越し記憶すれば、記憶容量が少なくて済むので実用的である。
【００２６】
補正テーブル２０からの補正データの読み出しは、補正データ読み出し部２１によって行われる。ガントリ傾斜駆動部１１から画像再構成部１７を経由して補正データ読み出し部２１へガントリ６の傾斜角度θａ，θｂを示すデータが送られると、補正データ読み出し部２１は、該当傾斜角度の回転角度θｒ＝０°〜３６０°の補正データを必要チャンネル分づつ読み出して来て、画像再構成部１７へ送出する構成となっている。勿論、全チャンネル分の補正データを一度に読み出す構成でもよい。また、実施例装置の場合、傾斜角度θａ，θｂが０°，２５°以外である場合、傾斜角度θａ，θｂの０°，２５°のうち適当な角度の補正データを用いて、補間演算（線型補間や最小二乗法による補間計算）を行って該当傾斜角度の回転角度θｒ＝０°〜３６０°の補正データを求めた上で画像再構成部１７へ送出する構成となっている。
【００２７】
さらに、回転角度あるいはチャンネルの補正データを飛び越し記憶をしている場合、最も近い回転角度あるいはチャンネルの補正データを代りに読み出す構成でもよいが、記憶している補正データの中から適当なデータを読みだして来て、補間演算を行って適当な補正データを求めた上で画像再構成部１７へ送出する構成の方が的確な補正演算が行えるので好ましい。
【００２８】
そして、画像再構成部１７では、補正データ読み出し部２１から受け取った補正データを用いて補正演算を行う。すなわち、補正データは平均値に対する比率αであるから、各チャンネルで得られた実際の各Ｘ線検出データを対応する補正データの比率αで乗算（割り算）すれば、Ｘ線管２の回転およびガントリ６の傾斜によるＸ線管２の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動が消去される。ただ、画像再構成部１７における画像信号処理過程では普通、Ｘ線検出データについては対数演算処理が行われており、この場合、補正演算は比率αの対数値を減算することになる。
【００２９】
このようにして、実施例のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線管２の回転とガントリ６の傾斜の両方に起因してＸ線検出データに含まれるエラー変動が、予め記憶してあるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度の関係に従って行う補正演算で消去されるので、最終的に得られるＣＴ画像にアーティファクトが出現しない。
【００３０】
続いて、上述した構成を有する実施例装置によりＸ線撮影を実行する際の装置動作を、図面を参照しながら説明する。図８は実施例装置によるＸ線撮影動作の流れを示すフローチャートである。なお、天板１の上に被検体Ｍを載せてガントリ６のトンネル６ａの撮影位置にセットした後、ガントリ６を傾斜角度θａ＝２５°となるように傾斜させておく。
【００３１】
〔ステップＳ１〕Ｘ線撮影がスタートすると、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が被検体Ｍの体軸Ｚまわりを回転し始める。
【００３２】
〔ステップＳ２〕Ｘ線管２およびＸ線検出器３の回転が安定状態に入れば、Ｘ線管２からファンビームＦＢが被検体Ｍに照射される同時に、被検体Ｍからの透過Ｘ線がＸ線検出器３で検出されてＸ線検出データとして送り出される。
【００３３】
〔ステップＳ３〕Ｘ線検出器３から出力されるＸ線検出データは収集されて検出データメモリ１６へ次々に格納される。
【００３４】
〔ステップＳ４〕画像再構成部１７からガントリ６の傾斜角度θa＝２５°の補正データを読みだす指令が補正データ読み出し部２１へ送出されると、補正データ読み出し部２１は直ちに図７（ａ）の補正データを読み出し、画像再構成部１７へ送出する。
【００３５】
〔ステップＳ５〕画像再構成部１７は補正データ読み出し部２１から送出された補正データを用いて、Ｘ線管２の回転およびガントリ６の傾斜によるＸ線管２の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去しながら画像信号処理を施して画像再構成を行う。
【００３６】
〔ステップＳ６〕画像再構成に続いて、オペレータにより指定された断面のＣＴ画像信号がＣＴ画像メモリに記憶されるとともに、表示モニタ１９の画面に指定断面のＣＴ画像がアーティファクトのない状態で映し出される。
【００３７】
〔ステップＳ７〕必要な断面のＣＴ画像が全て得られればＸ線撮影は全て終了ということになる。
【００３８】
この発明は上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）実施例装置では、多チャンネル型Ｘ線検出器として固体素子式Ｘ線検出器が用いられたが、この発明のＸ線ＣＴ装置は、電離箱式の多チャンネル型Ｘ線検出器を用いてもよい。例えば、図９に示す電離箱式の多チャンネル型Ｘ線検出器２２を用いることができる。Ｘ線検出器２２は、例えばＸｅガスを封入した電離箱２３における内側のチャンネル境界位置にはチャンネルコリメータ機能と電圧印加電極機能を兼ねた仕切りプレート２４が設置され、各仕切りプレート間にＸ線検出データ取り出し用電極２４が設置されている構造である。
【００３９】
このＸ線検出器２２でも、図１０に示すように、Ｘ線管２の焦点位置の変化でファンビームＦＢが一点鎖線で示す状態から二点鎖線で示す状態に変化するのに従って、仕切りプレート２４の近傍にファンビームＦＢの影（図１０の中の単一斜線領域）が出来る。ただ、電離箱式のＸ線検出器２２の場合、入射Ｘ線は入口近傍の所（図１０の中の格子斜線領域）で殆ど吸収・検出されてしまうので、ファンビームＦＢの影は薄くて、固体素子式のＸ線検出器２２に比べ、Ｘ線検出データのエラー変動は小さい。
【００４０】
（２）実施例装置では、Ｘ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度との関係に従って、Ｘ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する補正演算を行う構成であった。
この発明のＸ線ＣＴ装置の場合、ガントリの傾斜角度の変化によるＸ線検出データのエラー変動が無視できるならば、Ｘ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度との関係だけに従って、Ｘ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する補正演算を行う構成でもよい。この場合、補正データメモリには、Ｘ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度との関係（回転変動特性）が記憶されることになる。
【００４１】
また、この発明のＸ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線管の回転角度の変化によるＸ線検出データのエラー変動が無視できるならば、Ｘ線検出データの変動量とガントリの傾斜角度との関係だけに従って、Ｘ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する補正演算を行う構成でもよい。この場合、補正データメモリには、Ｘ線検出データの変動量とガントリの傾斜角度との関係（傾斜変動特性）が記憶されることになる。
【００４２】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項１の発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管の回転に起因してＸ線検出データに含まれるエラー変動が、予め記憶してあるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度の関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率で、実際の各Ｘ線検出データを乗算することによって行われる補正演算により消去されるので、最終的に得られるＣＴ画像にアーティファクトが出現することを防止することができる。
【００４３】
（削除）
【００４４】
請求項２の発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管の回転とガントリの傾斜の両方に起因してＸ線検出データに含まれるエラー変動が、予め記憶してあるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度の関係として前記比率で実際の各Ｘ線検出データを乗算することによって行われる補正演算により消去されるので、最終的に得られるＣＴ画像にアーティファクトが出現することを防止することができる。
【００４５】
また、請求項３のＸ線ＣＴ装置の場合、多チャンネル型Ｘ線検出器が、固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器であって、Ｘ線検出データに顕著なエラー変動が生じるが、この顕著なエラー変動も補正演算で除去されて、最終的に得られるＣＴ画像にアーティファクトは出現しないので、製造適性等に優れる固体素子式のＸ線検出器を有効に活用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例装置の固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器の要部を示す模式図である。
【図３】実施例装置のガントリの傾斜状況を示す正面図である。
【図４】実施例装置のＸ線管が回転する際にＸ線管に作用する力を示す模式図である。
【図５】実施例装置のガントリの傾斜時にＸ線管に作用する力を示す模式図である。
【図６】実施例装置でのＸ線管の焦点位置の変化状況を示す模式図である。
【図７】実施例装置の補正データメモリに記憶されている補正データ例を模擬的に示すグラフである。
【図８】実施例装置によるＸ線撮影動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】電離箱式の多チャンネル型Ｘ線検出器の要部構成を示す部分断面図である。
【図１０】電離箱式の多チャンネル型Ｘ線検出器のＸ線検出状況を示す模式図である。
【図１１】従来のＸ線ＣＴ装置の撮影台まわりの構成を示す概略図である。
【図１２】固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器のＸ線検出状況を示す模式図である。
【符号の説明】
１ …天板
２ …Ｘ線管
３ …固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器
４ …チャンネルコリメータ
４ａ …仕切りプレート
５ …固体検出素子
６ …ガントリ
８ …撮影系回転駆動部
１１ …ガントリ傾斜駆動
１７ …画像再構成部
２０ …補正データメモリ
２１ …補正データ読み出し部
２２ …電離箱式の多チャンネル型Ｘ線検出器
ＦＢ …ファンビーム（扇形状Ｘ線ビーム）
Ｍ …被検体
Ｚ …被検体の体軸

Claims

天板の上の被検体に扇形状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と、チャンネルコリメータにより定まる受持ち分の透過Ｘ線をそれぞれ検出する多数個のＸ線検出素子が扇形状Ｘ線ビームの広がりに沿って配列されている多チャンネル型Ｘ線検出器と、Ｘ線管およびＸ線検出器を天板上の被検体を挟んで対向する状態を維持したまま被検体の体軸まわりを回転させられるようにして装備しているガントリとを備えているとともに、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回りながら扇形状Ｘ線ビームを照射するのに伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出データに画像信号処理を施してＣＴ画像用の画像再構成を行う画像再構成手段を備えているＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回る時にＸ線検出器に対するＸ線管の焦点位置が変化することにより生じるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度との関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率を予め記憶する回転変動特性記憶手段を備えているとともに、画像再構成手段は、回転変動特性記憶手段に記憶されているＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度の関係として前記比率で実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、Ｘ線管の回転によるＸ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する補正演算を画像信号処理で行うよう構成されていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
天板の上の被検体に扇形状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と、チャンネルコリメータにより定まる受持ち分の透過Ｘ線をそれぞれ検出する多数個のＸ線検出素子が扇形状Ｘ線ビームの広がりに沿って配列されている多チャンネル型Ｘ線検出器と、Ｘ線管およびＸ線検出器を天板上の被検体を挟んで対向する状態を維持したまま被検体の体軸まわりを回転させられるようにして装備しているガントリとを備えているとともに、Ｘ線管が被検体の体軸まわりを回りながら扇形状Ｘ線ビームを照射するのに伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出データに画像信号処理を施してＣＴ画像用の画像再構成を行う画像再構成手段を備えているＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管からの扇形状Ｘ線ビームが被検体に対し斜めに照射されるようガントリを傾斜させるガントリ傾斜手段と、Ｘ線管の被検体の体軸まわりの回転あるいはガントリの傾斜が行われる時にＸ線検出器に対するＸ線管の焦点位置が変化することにより生じるＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度との関係として１回転分のＸ線検出データの平均値に対する各Ｘ線検出データの比率を予め記憶する回転傾斜変動特性記憶手段を備えているとともに、画像再構成手段は、回転傾斜変動特性記憶手段に記憶されているＸ線検出データの変動量とＸ線管の回転角度およびガントリの傾斜角度との関係として前記比率で実際の各Ｘ線検出データを乗算することで、Ｘ線管の回転およびガントリの傾斜によるＸ線管の焦点位置の変化に起因するＸ線検出データの変動を消去する補正演算を画像信号処理で行うよう構成されていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、多チャンネル型Ｘ線検出器は、Ｘ線検出素子が固体検出素子であって、チャンネルコリメータが、固体検出素子のＸ線入射側における各チャンネル境界位置に配設されたＸ線区切り用プレートからなる固体素子式の多チャンネル型Ｘ線検出器であるＸ線ＣＴ装置。