JP4417449B2

JP4417449B2 - 放射線撮像装置

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Publication number: JP4417449B2
Application number: JP22904398A
Authority: JP
Inventors: 一生森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2018-08-13
Also published as: JP2000051195A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＸ線等の放射線を利用して画像撮影を行うＸ線ＣＴ装置等の放射線撮像装置に関し、特に、放射線を円錐（コーン）状に曝射し三次元的投影データを得るコーンビームＣＴ等の放射線撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検体に対してＸ線を曝射し、該被検体を透過或いは被検体で散乱したＸ線をＸ線検出器で検出し、このＸ線検出出力（Ｘ線のフォトン数）に基づいて被検体の透視画像、断層像或いは三次元画像を撮像するＸ線ＣＴ装置が知られている。
【０００３】
図１７は、従来のＸ線ＣＴ装置を模式的に示すものである。図１７（ａ）は、Ｘ線ＣＴ装置１００を正面から見た図であり、同図（ｂ）は検出器をｙ方向から見た図である。
【０００４】
同図（ａ）において、Ｘ線ＣＴ装置１００は、回転軸Ｏを中心に回転して被検体１０１に扇状の放射線を曝射する放射線発生源１０２と、この放射線発生源１０２とともに回転軸Ｏを中心に回転する検出器１０３とを有する。
【０００５】
この従来のＸ線ＣＴ装置１００における検出器１０３は、図１７（ｂ）に示すように、多数の検出素子１０４を検出器１０３の回転（ｃｈ）方向に、所定のピッチＰをもって直列的に配置して構成されるものであり、これらの各検出素子１０４は、放射線発生源１０２から放射され、被検体を通過した放射線を捕捉し、捕捉した放射線量に対応する電気信号を出力する。
【０００６】
ところで、この従来のＸ線ＣＴ装置１００において、検出素子の数を増加させることなく稠密なサンプリングを得る方法として、QuarterOffset方式がある。
【０００７】
このQuarterOffset方式とは、検出器の配置を調整するなどして、回転軸の検出器への投影線が検出器の対称軸に対して、例えば１／４ピッチずれるようにするものである。すなわち、放射線発生源が半回転して被検体の反対側で撮像するときのrayが、半回転前の位置におけるrayと一致しないように、放射線発生源の曝射方向を検出器の中心から回転軸を通る延長線と所定の角度をなすように設ける。
【０００８】
このようなQuarterOffset方式によれば、図１８に示すように、例えば放射線発生源１０２の回転角θが０である位置におけるray１と、半回転位置におけるrayのうちray１と介挿関係にあるray２とによって投影データを充当し、ｘｙ平面内おけるデータ数を増加させ、空間分解能を向上させることができる。
【０００９】
一方、Ｘ線ＣＴ装置として、図１９に示すようなコーンビームＣＴが開発されている。このコーンビームＣＴとは、同図（ａ）に示すように、放射線を回転軸方向すなわちｚ方向にも厚みをもたせて円錐（コーン）状に曝射するものであり、ｃｈ方向に直線的に配置した検出器をｚ方向（row方向）に複数列設けて格子状とし、複数列分の投影データを一度に得るものである。
【００１０】
このようなコーンビームＣＴにおいても空間分解能の向上を図る必要があるが、このコーンビームＣＴでは素子数が多く、これに伴って投影データも増加するため、データ処理を効率よく行う方法の開発が望まれていた。かかる方法として、例えば前述したQuarterOffset方式を適用することが考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コーンビームＣＴにおけるrayはコーン状であるため、QuarterOffset方式をそのまま適用するのは、以下の理由により困難であった。
【００１２】
すなわち、コーンビームＣＴにおいて、コーン角α＝０付近以外のrayは、ｘｙ平面内のみならずｚｙ平面内においても傾斜しているため、ｘｙ平面内で見れば介挿関係にあるrayであっても、図２０に示すように、ｚｙ平面内では異なる方向を向いており、介挿関係が成立せず、QuarterOffset方式がそのまま適用できないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、コーン状の放射線により撮像を行う放射線撮像装置において、前述したQuarterOffset方式を適用する方法或いはこれに代わる方法を採用することによって、検出器の検出素子の数を増大させることなく空間分解能の向上を図り、再構成画像の画質をより良好なものとすることのできる放射線撮像装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する達成するために、本発明に係る放射線撮像装置は、被検体を中心とした回転をし且つ該被検体に放射線を曝射する放射線発生源と、前記被検体を挟んで前記放射線発生源と対向配置され且つ該放射線発生源とともに該被検体を中心とした回転をし、該放射線発生源からの放射線を検出しデータを出力する検出素子と、前記各検出素子から出力されたデータまたはそれを加工して得たデータに基づいて画像を構成する画像構成手段とを備え、前記検出素子は、前記回転方向に沿って所定ピッチをもって直列配置されて検出列を複数列形成し、前記回転軸方向に互いに隣接する複数の前記検出列が前記ピッチよりも短い距離前記回転方向にずれるように配置され、前記画像構成手段は、前記各検出素子から得たデータを、隣接する複数の検出列からなる単位検出面毎に直線状に並べ替えて画像を構成し、前記単位検出面は、前記複数列の検出列上に複数形成され、それぞれの前記単位検出面は他の前記単位検出面と重複する前記検出列を有することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係る放射線撮像装置は、被検体を中心とした回転をし且つ該被検体に放射線を曝射する放射線発生源と、前記被検体を挟んで前記放射線発生源と対向配置され且つ該放射線発生源とともに該被検体を中心として回転し且つ前記被検体に対して相対的に前記回転軸方向に移動しながら該放射線発生源からの放射線を検出しデータを出力する検出素子と、前記各検出素子から出力されたデータまたはそれを加工して得たデータに基づいて画像を構成する画像構成手段とを備え、前記検出素子は、前記回転方向に沿って所定ピッチをもって直列配置されて検出列を複数列形成し、前記回転軸方向に互いに隣接する複数の前記検出列が前記ピッチよりも短い距離前記回転方向にずれるように配置され、前記画像構成手段は、前記検出列の前記各検出素子から得たデータとこれから１回転した後においてこの検出列と隣接する前記検出列の前記各検出素子から得たデータを、直線状に並べ替えて画像を構成することを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
（放射線撮像装置の構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る放射線撮像装置１の全体構成を模式的に示す斜視図である。
【００２３】
同図において、放射線撮像装置１は、図中ｘｙ平面内において被検体２を中心に回転しながら被検体２にＸ線ビームを曝射する線源３と、被検体２を挟んで線源３と対向配置されて線源３と共に回転し、線源３からのＸ線ビームを検出する検出器４とを有するものである。
【００２４】
なお、本実施形態では、被検体２は、図中ｚ方向に進退可能に設けられた寝台５上に載荷され、また、線源３及び検出器４はガントリー（図示せず）内に収納されている。さらに、本実施形態では、検出器４で得られたデータはデータ収集部６に収集された後、画像再構成装置７により画像再構成処理される。
【００２５】
そして、検出器４は、図２に示すように、検出素子D11,D12,D13…D1n及びD21,D22,D23…D2nをｃｈ方向（回転方向）に沿って所定ピッチＰをもって直列に配置して検出列L1,L2…を形成し、これらの検出列L1,L2…を回転軸方向（row(ｚ)方向）に複数列配置して構成される。
【００２６】
ここで、検出素子D11,D12,D13…D1n…は、線源３から被検体を経由して到来したＸ線を検出し、データ収集部６等のデータ処理手段に電気信号として出力するものであり、例えば、アモルファスセレンからなるＸ線−電荷変換を行う層を有し、その下にＴＦＴマトリックスアレイを有する。
【００２７】
特に、本実施形態においては、検出素子D11,D12,D13…D1n及びD21,D22,D23…D2nは、検出器４上において非直交格子状に配置されている。すなわち、検出列L1,L2…は、隣接する他の検出列に対して半ピッチ（Ｐ／２）ずらしていわゆる千鳥状に配置されて、一組の単位検出面S1,S2…Smを形成している。
【００２８】
そして、各検出素子D11,D12,D13…D1n及びD21,D22,D23…D2nから出力される各データは、単位検出面S1,S2…Sm毎にまとめて処理される。すなわち、例えば、各検出素子D11,D12,D13…D1n及びD21,D22,D23…D2nから出力されるデータは、画像再構成装置７において、各単位検出面毎に、単位検出面の一端から近い順に、例えばｃｈ方向前方から順にD21,D11,D22,D12,D23,D13…D2n,D1nのように並べ替えられて画像の構成に供される。
【００２９】
（動作及び作用）
このような放射線撮像装置１で撮像するには、先ず、線源３によりコーンビームを曝射しつつ、線源３及び検出器４を１回転させてスキャン行い、各回転角度毎の投影データを収集する。この際、同一の単位検出面内にある検出列は、同一のファンビーム（あるコーン角におけるrayの集合）内にあるとみなし、各検出素子からのデータは直線状に並べ替えられて、例えばFeldkampに代表される既知の画像再構成アルゴリズムに供される。
【００３０】
このような本実施形態に係る放射線撮像装置１によれば、偶数列（例えばL2）における検出素子と、奇数列（例えばL1）における検出素子とは、半ピッチずらして配置されているため、これを各単位検出面毎にまとめて処理した場合、図３に示すように、L2のrayとL1のrayとは介挿関係にあることとなる。
【００３１】
従って、放射線撮像装置１によれば、ｃｈ方向に半ピッチの検出器配置で採ったデータと同様の空間分解能を得ることができ、コンボリューションの演算ピッチや逆投影の補間ピッチが半減することとなり、検出素子の数を増加することなく、また検出素子の微細化を要することなく、画像の向上を図ることができる。
【００３２】
（第１の実施形態における変更例１）
なお、上記単位検出面の構成の変更例として以下のものが考えられる。図４は、かかる変更例１における単位検出面を示すものである。
【００３３】
すなわち、本変更例１では、単位検出面S1,S2…を形成する際、検出素子D11,D12,D13…D1n、D21,D22,D23…D2n及びD31,D32,D33…D3n…を直列配置して形成される検出列L1,L2,L3…を適宜重複して選択し、隣接する単位検出面同士が重複するようにする。例えば、単位検出面S1は、検出列L1とL2とから形成し、単位検出面S2は、検出列L2とL3とから形成する。
【００３４】
そして、各検出素子D11,D12,D13…D1n、D21,D22,D23…D2n及びD31,D32,D33…D3n…から出力される各投影データは、単位検出面S1,S2…Sm毎にまとめて処理される。すなわち、単位検出面S1を構成する各検出素子D11,D12,D13…D1n及びD21,D22,D23…D2nから出力される投影データは、画像再構成装置７において、各単位検出面毎に、単位検出面の一端から近い順、例えばｃｈ方向前方から順にD21,D11,D22,D12,D23,D13…D2n,D1nのように並べ替えられ、単位検出面S2を構成する各検出素子D21,D22,D23…D2n及びD31,D32,D33…D3nから出力される投影データは、回転方向前方から順にD21,D31,D22,D32,D23,D33…D2n,D3nのように並べ替えられる。
【００３５】
このような変更例１に係る単位検出面の構成によれば、検出列からのデータを重複して利用するため、ｃｈ方向の空間分解能のみならず、row（ｚ）方向の空間分解能をも担保することができる。
【００３６】
（第１の実施形態における変更例２）
さらに、上記単位検出面の他の変更例として以下のものが考えられる。図５は、かかる変更例２における単位検出面を示すものである。
【００３７】
すなわち、本変更例２では、単位検出面を３列の検出列で形成し、各単位検出面を重複させる。例えば、単位検出面S1を形成する際、検出列L1〜L3を選択し、検出列L1及びL3から補間して得られたrayを、検出列L2から得られたデータに介挿するように並び替えて、画像の再構成に供する。なお、ここにおけるデータの並び替えの方法は、上述した実施形態と同様である。
【００３８】
このような単位検出面の変更例によれば、単位検出面を３つの検出列で形成するため、精度の高いデータを得ることができ、画質の向上をより確実に実現することができる。
【００３９】
［第２の実施の形態］
（放射線撮像装置の構成）
次いで、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像装置について説明する。なお、この第２の実施形態に係る放射線撮像装置の全体構成は、前述した第１の実施形態に係る放射線撮像装置１と同様である。すなわち、本実施形態における放射線撮像装置は、図１に示すように、被検体２に放射線を曝射する線源３と、被検体２を挟んで線源３と対向配置され且つ線源３からの放射線を検出する検出器４とを有している。
【００４０】
検出器４は、検出素子を回転方向に沿って所定ピッチＰをもって直列配置して形成される検出列L1,L2…L4mを、回転軸方向に複数列配置して構成される。なお、第１の実施形態と同様、これらの検出列L1,L2…L4mは隣接する他の検出列に対して半ピッチ（Ｐ／２）分の距離ずらして配置されている。また、これらの検出列L1,L2…L4mを、複数列（本実施形態では４列）選択することによって一組の単位検出面S1…Smを形成する。
【００４１】
そして、特に本実施形態において、検出器４には、図６に示すような、各単位検出面S1…Sm内において複数の検出素子が蓄積する電荷を加算して一つの投影データとして出力する加算回路８が設けられている。この加算回路８を図７に拡大して示す。
【００４２】
同図において、加算回路８は、一つ置きに配置された検出列、例えばL1とL3との間に設けられるものであり、本実施形態においては、回転軸方向（row方向）に一致するように配置された検出素子同士（例えばD11とD31、若しくはD21とD41）を接続するようにして設けられる。
【００４３】
詳しくは、検出素子D11,D31がＸ線ビームを受光することにより蓄えた電荷は、積分回路等の初段回路８１を介して加算回路８に出力される。加算回路８は、この出力された電荷を加算し、その結果を増幅器８２等を介してＭＵＸ／ＡＤＣ等の後段回路に一つのデータとして出力する。
【００４４】
（動作及び作用）
このように加算されて出力されたデータは、図６に示すように、単位検出面毎に取り扱われ、前述した第１の実施形態と同様の処理により直線状に並べ替えられて、画像の構成に供される。
【００４５】
例えば、検出列L1及びL3を構成する検出素子D11,D12,D13…D1n及びD31,D32,D33…D3nがそれぞれ蓄積した電荷は、加算回路８を介して加算されることにより、データD'11,D'12,D'13…D'1n束ねられる。検出列L2,L4についても同様に、加算されてデータD'21,D'22,D'23…D'2nに束ねられる。そして、これらのデータは、単位検出面毎に、例えば、単位検出面の一端から近い順に直線状に、D'21,D'11,D'22,D'12,D'23,D'13…D'2n,D'1nのように並べ替えられてまとめられ画像の構成に供される。
【００４６】
このような加算回路８を有する放射線撮像装置によれば、複数の検出素子が蓄積する電荷を加算することによって電気的に束ね、一つのデータとして処理するため、画像再構成処理の際の演算処理量を軽減することができる。その結果、初段回路から加算回路への信号伝達の速度に制約があるときも、複数（本実施形態では２個）の素子を同時に読み出せるため、処理のデータ収集処理の高速化を図ることができる。
【００４７】
また、加算回路によって電気的に束ねられたデータは、ｃｈ方向に沿って直線的に並べ替えて、介挿関係にあるrayが補間された上で画像の再構成に供されるため、ｃｈ方向については稠密なサンプリングを得ることが可能となり、ｘｙ面内の空間分解能を向上させることができる。
【００４８】
（第２の実施形態における変更例１）
なお、本実施形態においては、一つ置きに配置される２つの検出列を加算回路で束ねるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一つ置きに配置される４つの検出列（例えばL1,L3,L5,L7及びL2,L4,L6,L8束ねるようにすることもできる。
【００４９】
また、本実施形態では、隣接する検出列同士を半ピッチ（Ｐ／２）ずつずらして配置したが、Ｐ／３やＰ／４等のように必要に応じて変更することができる。
【００５０】
［第３の実施の形態］
（放射線撮像装置の構成）
次いで、本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置について説明する。なお、この第３の実施形態に係る放射線撮像装置の全体構成も、前述した第１の実施形態に係る放射線撮像装置１と同様である。
【００５１】
すなわち、本実施形態における放射線撮像装置は、図１に示すように、被検体２に放射線を曝射する線源３と、線源３からの放射線を検出する検出器４とを有しているとともに、検出器４は、検出素子を回転方向に沿って所定ピッチＰをもって直列配置して形成される検出列を回転軸方向に複数列配置して構成されるものである。なお、第１の実施形態と同様、これらの検出列は隣接する他の検出列に対してｃｈ方向に半ピッチ（Ｐ／２）分の距離ずらして配置されている。
【００５２】
そして、特に、本実施形態に係る放射線撮像装置は、図８に示すように、被検体２に対し線源３及び検出器４が回転しつつ、回転軸方向（ｚ方向）に移動するいわゆるヘリカルスキャンを行う。
【００５３】
なお、本実施形態においては、線源３及び検出器４はガントリー内において定位置で回転し、寝台５がガントリーに対して進退することにより、線源３及び検出器４が被検体２に対し相対的に回転軸方向に移動する。
【００５４】
（動作及び作用）
そして、このような放射線撮像装置による撮像は、以下のように行われる。先ず、線源３と検出器４を被検体２を中心に回転させつつ曝射を行うとともに、被検体２を載荷した寝台５をガントリーに対して進行させる。これにより、線源３と検出器４を被検体２に対して螺旋状に移動させるいわゆるヘリカルスキャンを行う。なお、このような連続回転はスリップリングなどの公知の技術により実現することができる。
【００５５】
このヘリカルスキャンに際して、被検体２上の検出線９上を通過した各検出素子から出力される各データを、直線状に並べ替えて画像の構成に供する。
【００５６】
詳述すると、図９（ａ）に示すように、被検体にＸ線を曝射しつつ全検出素子からデータを収集する１回転を行い、このとき収集されたデータを図示しない記憶装置でシステムは保持しておく。ここで、ある回転位置において検出器列L2で検出した被検体の位置に着目し、それを図中の検出線９で示す。
【００５７】
次いで、そのまま２回転目に移り曝射と収集を続ける。このとき同図（ｂ）に示すように、先ほど１回転目でのある回転位置と同じ回転位置では被検体移動とともに検出線９は検出器列L1上に投影されている。即ちL1で同じ被検体位置を通過したＸ線を計測している。１回転後にはと名林お検出器列が同じ検出線を計測しているという状況はあらゆる検出器列について、また、あらゆる回転角について成立する。
【００５８】
上述したように、検出列L1とL2とでは、ｃｈ方向に半ピッチ分ずらして配置されているため、図１０に示すように、１回転目における検出列L2によるrayと、２回転目における検出列L1によるrayとでは、ほぼ同一の被検体位置を計測したものであり、かつ半ピッチずれて介挿関係にあることとなる。従って、これらのrayによる投影データを直線状に並べ替えることによって、回転方向について稠密なデータを得ることができる。そして、このような処理を全検出列について行う。
【００５９】
なお、かかる投影データの処理は、例えばFeldkampのような公知のコーンビーム画像再構成処理により行うことができる。これらの画像再構成では、一つの検出列が形成する投影データ内でコンボリューションを行うが、本実施形態に係る放射線撮像装置によれば、半分のピッチで処理することができる。
【００６０】
その後、コンボリューションその他の処理を経て加工したデータを３Ｄボクセルデータに逆投影するが、このとき、どの位置から逆投影を行うか定める必要がある。通常のコーンビームＣＴはデータを取得したときの線源位置から発する線上に逆投影する。本発明の場合、２回転分のデータを１回転分のデータにまとめてコンボリューションその他の処理を行ったのであるが、２回転にわたり線源及び検出器はｚ方向に移動しているので、線源位置は特定の点としては扱えない。
従って、例えば、逆投影の全ての過程を、線源と検出器の総体のｚ方向位置は、Z0+P/2+(θP)/(2π)付近にあるものとみなして行うものが考えられる。すなわち、線源と検出器の総体は、束ねた二つの列のデータが各々収集されたときの二つの位置の中点にあるものとみなして逆投影する。
【００６１】
（第３の実施形態における変更例１）
なお、本実施形態では、検出器４を構成する検出列を相互に半ピッチ（Ｐ／２）ずらすとともに、２回転分のデータをペアとして処理することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】
かかる検出列を、例えばＰ／３、Ｐ／４…Ｐ／ｎのように、必要に応じた任意の自然数ｎでピッチＰを除した距離でずらすことができる。このとき、線源と検出器の回転数は、除した自然数ｎ（例えばＰ／３のときは３、Ｐ／４のときは４）回分を１サイクルとして投影データの処理を行う。
【００６３】
このような変更例によれば、ピッチを除する自然数ｎの値を大きくするに伴って、空間分解能を向上させることができる。
【００６４】
（第３の実施形態における変更例２）
また、上述した第３の実施形態にあっては、図８を見ればわかるように、回転中心軸軸近傍以外の位置では、サンプリング位置が１回転目と２回転目とでｚ方向にずれが生じることとなる。このずれは微小であるため一般には問題とはならない。しかし、より精密な撮像が要求される場合には以下の変更をする。
【００６５】
すなわち、前述したヘリカルスキャンに際し、線源３を回転軸方向へ移動させず、検出器４のみを回転軸方向への移動させるようにする。具体的には、ヘリカルスキャンの最中に寝台５を進行させることによって、相対的に検出器３は被検体２に対してｚ方向に移動させる。このとき線源３は、寝台５の進行方向にスラスト移動させることによって、相対的に被検体２に対してはｚ方向に移動しないようにする。なお、この場合において、かかるヘリカル移動のピッチは、検出列の間隔と同程度にすることが好ましい。
【００６６】
このように線源を被検体２に対し相対的に移動しないようにしてヘリカルスキャンを行うようにすれば、図１１に示すように、１回転目のrayと２回転目のrayとが、回転中心軸近傍以外でも、Ｚ方向にずれないようにできる。これでより正確な画像構成ができる。
【００６７】
検出器４の近傍において交差するのを防止することができ、サンプリング位置がずれるのを防ぐことができる。
【００６８】
［第４の実施の形態］
（放射線撮像装置の構成）
次いで、本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像装置について説明する。なお、この第４の実施形態に係る放射線撮像装置の全体構成は、前述した第１の実施形態に係る放射線撮像装置１と同様である。すなわち、本実施形態における放射線撮像装置は、図１に示すように、被検体２に放射線を曝射する線源と、被検体２を挟んで線源と対向配置され且つ線源からの放射線を検出する検出器とを有している。
【００６９】
ただし、本実施形態に係る放射線撮像装置は、図１２に示すように、検出器が検出素子４１を格子状に配置して構成されていることに特徴がある。
【００７０】
さらに、本実施形態に係る放射線撮像装置では、線源から見た回転中心軸の検出器への投影線が、検出器の対称軸から約１／４ピッチずれている。詳述すると、線源は、図１３に示すように、その曝射方向すなわち、円錐状をなす放射線の中心線方向が、検出器の中心線Ｏ₁から回転面の中心点Ｏ₂を通る延長線Ｔと所定の角度βをなすように設けられている。
【００７１】
（動作及び作用）
そして、このような構成の放射線撮像装置で、撮像を行うには以下の動作による。先ず、線源及び検出器を、被検体を中心とした回転をしながら曝射を行うとともに回転軸方向に移動させて、いわゆるヘリカルスキャンを行う。
【００７２】
このヘリカルスキャンで得られた投影データを、そのrayの進行方向がほぼ対向するrayによる投影データによって充当する。詳述すると、図１４に示すように、例えば、ある回転角θにおける線源位置Ｐ１での所定の検出列によるデータ（図中実線で表した面）についてrayの間を埋めるデータを他から充当して元のrayピッチの半分の稠密なデータにするのであるが、そのためには、Ｐ１の１８０度反対側にあり且つｚ方向に移動した後の線源位置Ｐ２におけるコーンビーム中の面内に存在する介挿関係にあるデータを用いて充当する。
【００７３】
さらに、図１５に示すように、ヘリカルスキャンを続行して線源がｚ方向に進行させ、線源位置Ｐ３におけるデータを取得する。ここで得られたデータセットの中にも介挿関係にあるrayが存在し、これによるデータを利用して補間を行う。
【００７４】
このように、ヘリカルスキャンを行い異なる線源位置での介挿関係にあるデータを用いることによって、空間分解能の向上を図ることができる。
【００７５】
なお、ヘリカルのピッチが粗い場合には、ほぼ同一であるという面が存在せず進行方向が対向するrayを見つけることが困難であるときが考えられる。このような場合には、図１６に示すように、線源位置Ｐ１と同一面に近い面を含む線源位置Ｐ３’から近似したデータを取得し、これによって代替して介挿データとするか、或いはその近似した面とその次に近似する面を有する線源位置Ｐ２’におけるとデータを補間して得られたデータを介挿データとして充当する。
【００７６】
以上のようにして、回転方向に半ピッチずれたデータを得た後、種々の画像再構成処理を行うことにより、ｘｙ平面内の空間分解能を向上させることができる。また、このような放射線撮像装置によれば、検出器を検出素子を格子状に配置して構成するため、製作が容易であり、従来の装置に大幅な変更を加えることなく、画質の向上を図ることができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明に係る放射線撮像装置によれば、コーン状の放射線により撮像を行う放射線撮像装置において、検出器の検出素子の数を増大させることなく空間分解能の向上を図り、再構成画像の画質をより良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線撮像装置を適用した第１の実施形態に係る放射線撮像装置の全体構造を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る検出器を示す上面図である。
【図３】第１の実施形態に係る放射線撮像装置によってスキャンした際の１回目と２回目のrayをｚ方向から見た図である。
【図４】第１の実施形態の変更例１に係る検出器を示す上面図である。
【図５】第１の実施形態の変更例２に係る検出器を示す上面図である。
【図６】本発明に係る放射線撮像装置を適用した第２の実施形態に係る放射線撮像装置の検出器を示す上面図である。
【図７】第２の実施形態に係る加算回路を模式的に示す図である。
【図８】本発明に係る放射線撮像装置を適用した第３の実施形態に係る放射線撮像装置によってスキャンした際の、１回目と２回目のrayをｘ方向から見た図である。
【図９】第３の実施形態に係る放射線撮像装置によってスキャンした際の検出器の上面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る放射線撮像装置によってスキャンした際の１回目と２回目のrayをｚ方向から見た図である。
【図１１】第３の実施形態の変更例２に係る放射線撮像装置によってスキャンした際の１回目と２回目のrayをｘ方向から見た図である。
【図１２】本発明に係る放射線撮像装置を適用した第４の実施形態に係る放射線撮像装置の検出器を示す上面図である。
【図１３】第４の実施形態に係る放射線撮像装置における、線源と検出器との位置関係を示すべく、ｚ方向から見た説明図である。
【図１４】第３の実施形態の変更例２に係る放射線撮像装置によってスキャンした際の１回目と２回目のrayをｘ方向から見た図である。
【図１５】第４の実施形態の変更例２に係る放射線撮像装置によってスキャンした際のrayをｘ方向から見た図である。
【図１６】第４の実施形態の変更例２に係る放射線撮像装置によってスキャンした際のrayをｘ方向から見た図である。
【図１７】従来のＸ線撮像装置におけるQuarterOffsetの原理を説明する説明図である。
【図１８】従来のＸ線撮像装置におけるQuarterOffsetの原理を説明する説明図であり、スキャンした際の１回目と２回目のrayをｚ方向から見た図である。
【図１９】従来のＸ線撮像装置の説明図であり、（ａ）はコーンビームを説明するものであり、（ｂ）は従来の検出器の上面図である。
【図２０】従来のＸ線撮像装置において、QuarterOffsetの原理をコーンビームに適用した場合の１回目と２回目のrayをｘ方向から見た説明図である。
【符号の説明】
１…放射線撮像装置、２…被検体、３…線源、４…検出器、５…寝台、６…データ収集部、７…画像再構成装置

Claims

被検体を中心とした回転をし且つ該被検体に放射線を曝射する放射線発生源と、
前記被検体を挟んで前記放射線発生源と対向配置され且つ該放射線発生源とともに該被検体を中心とした回転をし、該放射線発生源からの放射線を検出しデータを出力する検出素子と、
前記各検出素子から出力されたデータまたはそれを加工して得たデータに基づいて画像を構成する画像構成手段とを備え、
前記検出素子は、前記回転方向に沿って所定ピッチをもって直列配置されて検出列を複数列形成し、前記回転軸方向に互いに隣接する複数の前記検出列が前記ピッチよりも短い距離前記回転方向にずれるように配置され、
前記画像構成手段は、前記各検出素子から得たデータを、隣接する複数の検出列からなる単位検出面毎に直線状に並べ替えて画像を構成し、
前記単位検出面は、前記複数列の検出列上に複数形成され、それぞれの前記単位検出面は他の前記単位検出面と重複する前記検出列を有することを特徴とする放射線撮像装置。
前記ピッチよりも短い距離とは該ピッチの１／２であり、前記単位検出面は、隣接する２つの検出列から形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
複数の前記検出素子が蓄積する電荷を加算して一つのデータとして出力する加算回路を設け、
前記画像構成手段は、前記各加算回路から出力されたデータまたはそれを加工して得たデータを、前記単位検出面毎に、直線状に並べ替えて画像の構成に供することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
被検体を中心とした回転をし且つ該被検体に放射線を曝射する放射線発生源と、
前記被検体を挟んで前記放射線発生源と対向配置され且つ該放射線発生源とともに該被検体を中心として回転し且つ前記被検体に対して相対的に前記回転軸方向に移動しながら該放射線発生源からの放射線を検出しデータを出力する検出素子と、
前記各検出素子から出力されたデータまたはそれを加工して得たデータに基づいて画像を構成する画像構成手段とを備え、
前記検出素子は、前記回転方向に沿って所定ピッチをもって直列配置されて検出列を複数列形成し、前記回転軸方向に互いに隣接する複数の前記検出列が前記ピッチよりも短い距離前記回転方向にずれるように配置され、
前記画像構成手段は、前記検出列の前記各検出素子から得たデータとこれから１回転した後においてこの検出列と隣接する前記検出列の前記各検出素子から得たデータを、直線状に並べ替えて画像を構成することを特徴とする放射線撮像装置。