JP4828970B2 - Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線ｃｔ装置の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数のＸ線管球とそれら複数のＸ線管球に対応するＸ線検出器を備えた多管球型のＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を間にして対向配置されたＸ線管球とＸ線検出器とを被検体の周囲に回転させて、Ｘ線管球から照射したＸ線の被検体を透過した量（透過Ｘ線量）をＸ線検出器で検出し、その検出されたデータをデータ収集装置にて投影データとして収集し、この収集した投影データを、コンピュータを用いて画像再構成することによって、被検体の断層像を得るものである。例えば、Ｘ線管球とＸ線検出器とを３６０°、又は（１８０°＋ファン角）回転させて投影データを収集し、３６０°分、又は（１８０°＋ファン角）分の投影データに基づいて断層像を得る。

第３世代と称されるＸ線ＣＴ装置は、被検体を間にして、Ｘ線管球とＸ線検出器とを対向配置し、これらを、被検体の周りに３６０°、又は（１８０°＋ファン角）に亘って回転させながら、Ｘ線管球からコリメートされた扇形のＸ線ビームを被検体へ照射し、複数の検出素子が円弧状に配列されたＸ線検出器で、被検体を透過したＸ線を検出している。

被検体に対するある角度において、多チャンネルのＸ線検出器で検出された検出データの集合をビュー（ｖｉｅｗ）と称し、Ｘ線管球とＸ線検出器とを被検体の周りに１回転させて、画像を再構成するために必要な複数ビューの投影データを収集することをスキャン（ｓｃａｎ）と称し、さらに、スキャン中に繰り返されるビューデータの収集を測定サイクルと称している。そして、１スキャンによって得られた複数ビューの投影データを、高速演算装置などを用いて再構成処理をすることにより、被検体の断層画像が得られる。

例えば１°ごとに１ビューの投影データを収集する場合には、１スキャンに３６０ビューの投影データ（すなわち、３６０の測定サイクルとなる）を得、この３６０ビューの投影データを用いて画像を再構成することになる。この再構成によって得られる画像の解像度は、Ｘ線管球とＸ線検出部とを被検体の周りに１回転させて得るビュー数が多いほど高くすることができる。

例えば、１スキャン（１回転）につき９００ビューの投影データを収集する場合は、０．４°ごとに１ビューの投影データを収集し、これを３６０°にわたって順次収集する。また、さらに画質を改善するために、１スキャンにつき１２００ビュー又は１８００ビューの投影データを収集するものも提案されている。１スキャンにつき１２００ビューの投影データを収集する場合は、０．３°ごとに１ビューの投影データを収集し、１８００ビューの投影データを収集する場合は、０．２°ごとに１ビューの投影データを収集することになる。

ところで、心臓などの循環器を詳細に診断するために、１スキャンに要する時間（スキャン時間）を短縮したいとの要望がある。しかし、回転周期を速めることは、Ｘ線管球やＸ線検出器などの回転部分に過度の遠心力が加わることになるので、要望に応えることは技術的に問題があり容易ではない。

そこで、回転周期を速めることなく短時間に所望ビュー数の投影データを収集するために、複数のＸ線管球とＸ線検出器とを用いた多管球型のＸ線ＣＴ装置が提案されている。

ここで、多管球型のＸ線ＣＴ装置の構成について図７を参照して説明する。図７は、Ｘ線管球とＸ線検出器の配置を説明するための回転架台の正面図である。ここでは、多管球型のＸ線ＣＴ装置の１例として、３個のＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃを備えている多管球型のＸ線ＣＴ装置について説明する。

Ｘ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、回転中心Ｏを共有とする同心円上に等間隔に配置されている。従って、各Ｘ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃを通る中心線Ｃｏ相互のなす角度βは、この場合１２０°である。すなわち、Ｘ線管球２Ａが０°の位置にあるものとすれば、Ｘ線管球２Ｂは１２０°の位置にあり、Ｘ線管球２Ｃは２４０°の位置にあることになる。Ｘ線管球２Ａ、２Ｂ、２ＣのＸ線照射口側にはそれぞれスリット３Ａ、３Ｂ、３Ｃが設けられ、所定の厚みでかつ扇状にコリメートされたＸ線パス６を形成するようにされている。従って、中心線ＣｏはＸ線パス６の中心線でもある。そして、回転中心Ｏを被検体７が通るように、被検体７を支持する天板が配置される。

３個のＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃにそれぞれ対応するように、３個のＸ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設けられ、各Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃにはそれぞれデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃが設けられている。よって、Ｘ線管球２Ａから照射され被検体７を透過したＸ線はＸ線検出器４Ａで検出され、その検出信号はデータ収集部５Ａで増幅されデジタル信号に変換されて投影データとして収集される。他のＸ線管球２Ｂ、２Ｃから照射されたＸ線についても同様に、それぞれデータ収集部５Ｂ、５Ｃで投影データとして収集される。これらＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、スリット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、及びデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、回転架台８に一体に固定されており、回転架台８は回転中心Ｏを中心に回転するように固定架台９に支持されていて、図示しない回転機能によって回転させられる（例えば特許文献１及び特許文献２）。

このように構成されたＸ線ＣＴ装置では、図示しない制御装置の制御の下、回転架台８を回転させながら例えば０．４°ごとに投影データを収集する。すなわち、Ｘ線管球２Ａを０°の位置から１２０°の位置まで回転させて投影データを収集すると、Ｘ線管球２Ｂは１２０°の位置から２４０°の位置まで回転することになり、この間で投影データの収集が行われ、同じくＸ線管球２Ｃは２４０°の位置から３６０°の位置まで回転することになり、この間で投影データの収集が行われる。よって、回転架台８を１２０°回転させれば３６０°分の投影データが収集でき、回転架台８の回転周期を変えることなく、スキャン時間を３分の１に短縮することができる。

特開２００２−１７２１１２号公報 特開２００４−１２１４４６号公報

ところで、従来技術に係る多管球型のＸ線ＣＴ装置では、各データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは同じタイミングで投影データの収集を行っていた。しかしながら、Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設計通りの位置に設置されておらず、設計された位置からずれた位置に設置されている場合に、各データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃが同じタイミングで投影データを収集すると、各データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃで収集された投影データのつなぎ目の間隔が粗くなったり密になったりするため、再構成された断層像データにアーチファクトが発生する問題がある。

例えば、Ｘ線管球２ＡとＸ線検出器４ＡのペアＡに対して、Ｘ線管球２ＢとＸ線検出部４ＢのペアＢが１２０．０５°の位置に設置されている場合は、設計通りの角度は１２０°であるため、設計通りの角度よりも０．０５°分、角度が大きいことになる。また、ペアＡに対して、Ｘ線管球２ＣとＸ線検出器４ＣのペアＣが−１１９．９５°の位置に設置されている場合は、設計通りの角度よりも０．０５°分、角度が小さいことになる。このような角度のずれは、再構成された断層像上ではストリークアーチファクトなどの発生の原因となる。

なお、ここでは、３個のＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃを１２０°ずらした位置に設置する例について説明したが、Ｘ線管球の数や設置角度の例は１例であり、２個のＸ線管球を９０°ずらした位置に設置したＸ線ＣＴ装置であっても上記の問題が発生し得る。

この発明は上記の問題を解決するものであり、アーチファクトの影響を抑えた画像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線管球とＸ線検出器との対が同心円上に複数異なる角度で配置され、各対が回転可能に構成されるＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線検出器によるＸ線検出のタイミングを制御する制御部と、前記Ｘ線検出器の出力に対して再構成処理を施すことにより画像データを生成する再構成処理部と、を有し、前記制御部の制御により予め全てのＸ線検出器が同じタイミングでＸ線を検出したときに個々のＸ線検出器で検出された投影データのビュー数と、予め設定されたビュー数との差を求め、そのビュー数の差から、基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングと、他の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングとの時間差を算出するタイミング算出部を更に有し、前記制御部は、前記基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングよりも前記時間差だけずらしたタイミングで前記他の対を構成するＸ線検出器にＸ線を検出させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

請求項２に記載の発明は、Ｘ線管球とＸ線検出器との対が同心円上に複数異なる角度で配置され、各対が回転可能に構成されるＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、前記Ｘ線管球がＸ線を曝射し、全てのＸ線検出器が同じタイミングでＸ線を検出する第１のステップと、予め全てのＸ線検出器が同じタイミングでＸ線を検出したときに個々のＸ線検出器で検出された投影データのビュー数と、予め設定されたビュー数との差を求め、そのビュー数の差から、基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングと、他の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングとの時間差を求めるステップと、前記基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングよりも前記時間差だけずらしたタイミングで前記他の対を構成するＸ線検出器にＸ線を検出させるステップと、を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法である。

この発明によると、Ｘ線管球とＸ線検出器との対同士の相対的な位置関係に基づいて、個々のＸ線検出器ごとに異なるタイミングでＸ線を検出することにより、アーチファクトの影響を抑えた画像を得ることができる。

また、この発明によると、Ｘ線管球とＸ線検出器との対同士の相対的な位置関係を求めることが可能となる。

この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について図１から図７を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、ファントムの配置を説明するための図である。図３は、Ｘ線検出器によって検出される投影データのビュー数を説明するための図である。

この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置と同様に、被検体の周りを回転する複数のＸ線管球と、この複数のＸ線管球から曝射され、被検体を透過したＸ線を各別に検出するＸ線検出部とを備え、そのＸ線検出器からの検出信号を基にしてコンピュータによって被検体の断層像を再構成する。例えば図７に示すように、３個のＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、対になる３個のＸ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃが同一円軌道上に１２０°の間隔で備えられている。ここでは、Ｘ線管球２Ａとそれに対応するＸ線検出器４Ａとの対をペアＡ、Ｘ線管球２Ｂとそれに対応するＸ線検出器４Ｂとの対をペアＢ、Ｘ線管球２ＣとＸ線検出器４Ｃとの対をペアＣと称することにする。これらＸ線管球とＸ線検出器との対同士の位置関係は、Ｘ線ＣＴ装置を組み立てる際の設計条件によって決定されている。例えば、図７に示すＸ線ＣＴ装置の場合、各ペア同士の間隔の設計値は１２０°となっている。これにより、各Ｘ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃを通る中心線Ｃｏ相互のなす角度βは１２０°（設計値）になる。

図１に示す高電圧発生部１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃと対になり、スキャン制御部１０からのＸ線発生制御信号に従って、Ｘ線を照射させるための高電圧をＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃに供給する。

Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、例えば１０００チャンネルの検出素子を１列に並べて構成しても良く、検出素子が体軸方向に複数配列したＸ線検出器（２次元のＸ線検出器）であっても良い。データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃの各検出素子と同様に配列されたデータ収集素子を有し、Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃにより検出されたＸ線（検出信号）を、スキャン制御部１０から出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。この収集されたデータが投影データとなる。そして、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、それぞれ対応するＸ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃの各チャンネルの電流信号を電圧に変換し、増幅し、デジタル信号に変換する。そして、Ｘ線管球２Ａから曝射されて被検体を透過したＸ線はＸ線検出器４Ａで検出され、その検出信号はデータ収集部５Ａで増幅され、デジタル信号に変換されて投影データとして収集される。他のＸ線管球２Ｂ、２Ｃから曝射されたＸ線についても同様に、データ収集部５Ｂ、５Ｃで投影データとして収集される。

スキャン制御部１０は、スキャンに際して、回転架台８を一定の速度で安定的に回転させるために、回転架台８を駆動する架台駆動部（図示しない）に回転制御信号を供給する。また、スキャン制御部１０は、Ｘ線発生を制御するＸ線発生制御信号を高電圧発生部１Ａ、１Ｂ、１Ｃに出力し、Ｘ線の検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃに出力する。

この発明の実施形態を実施するためには、事前にペア間の相対位置を測定することが必要である。例えば、図２に示すように、専用ファントムＹを撮影することで行う。この専用ファントムＹは回転中心以外の場所に設置されるピン、又はプレート状の被写体で構成される。この専用ファントムＹがＸ線検出器の特定チャンネル、例えば中心チャンネル上Ｚを通過したときのビュー数の差によって、各ペアの相対位置関係を測定することができる。

相対位置算出部１１は、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃから出力された投影データを受けて、ペアＡ、Ｂ、Ｃ間のずれ角度を求める。ずれ角度は、設計値からのずれ量である。

ここで、設計通りの角度の間隔でペアＡ、Ｂ、Ｃが設置されている際に収集される投影データのビュー数を「設計値のビュー数」と称し、１スキャンを実行することで実際に収集される投影データのビュー数を「実測のビュー数」と称することにする。

相対位置算出部１１は、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃから出力された投影データを受け、その投影データのビュー数（実測のビュー数）から設計値のビュー数を減算する。さらに相対位置算出部１１は、そのビュー数の差と、１ビューの投影データを収集するための回転角度とに基づいて、ペア間のずれ角度を求める。設計値のビュー数は、図示しない記憶部に予め記憶させておき、相対位置算出部１１は、記憶部に記憶されている設計値のビュー数を読みこんでペア同士のずれ角度を求める。

例えば、１スキャン（１回転）で１２０００ビューの投影データを収集する場合であって、各ペアＡ、Ｂ、Ｃが設計通りに１２０°の間隔で設置されている場合、１スキャン実行すると、図３（ａ）に示すように、各Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、４０００ビューずつの投影データを検出することになる。一方、各Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃの相対的な角度の間隔が設計値の１２０°からずれている場合は、そのずれた角度の分だけ各Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃで検出される投影データのビュー数が異なってくる。

例えばペアＡとペアＢとの間が広い場合、つまり、ペアＡとペアＢとの間隔が設計値の１２０°より大きい場合、Ｘ線検出器４ＡとＸ線検出器４Ｂとの間で検出される投影データは４０００ビューよりも多くなる。例えば図３（ｂ）に示すように、Ｘ線検出器４ＡとＸ線検出器４Ｂとの間で、４００２ビューの投影データが検出された場合、本来、４０００ビューの投影データを検出されるはずであるため、２ビューの投影データ分だけ、ペアＡとペアＢとの間が広くなっていることになる。この場合、２ビューのずれは、角度に換算すると０．０６°（＝３６０／１２０００×２）に相当し、０．０６°だけ、設計値の１２０°からペアＡとペアＢとの間が広くなっていることになる。つまり、０．０６°分だけ、設計値より遠い位置にペアＡとペアＢとが設置されていることになる。

相対位置算出部１１は、実測のビュー数（例えば４００２ビュー）から設計値のビュー数（例えば４０００ビュー）を減算してビュー数の差（＋２ビュー）を算出し、さらに、そのビュー数の差（＋２ビュー）に、１ビューを収集するための回転角度（３６０／１２０００）を乗算することで、設計値からのずれ角度を求める。この場合、ペアＡとペアＢとの間のずれ角度は＋０．０６°になる。つまり、ペアＡとペアＢとは、設計値である１２０°から相対的に０．０６°遠い位置に設置されていることになる。ずれ角度に付されている符号「＋」は、ペア間がそのずれ角度だけ離れていることを意味する。

一方、ペアＡとペアＢとの間が近い場合、つまり、ペアＡとペアＢとの間隔が設計値の１２０°よりも狭い場合、Ｘ線検出器４ＡとＸ線検出器４Ｂとの間で検出される投影データは４０００ビューよりも少なくなる。例えば、Ｘ線検出器４ＡとＸ線検出器４Ｂとの間で、３９９８ビューの投影データが検出された場合、本来、４０００ビューの投影データが検出されるはずであるため、２ビューの投影データ分だけ、Ｘ線検出器４ＡとＸ線検出器４Ｂとの間が狭くなっていることになる。この場合、２ビューに相当する０．０６°だけ、設計値の１２０°からペアＡとペアＢとの間が狭くなっていることになる。つまり、０．０６°分だけ、設計値よりも近い位置にペアＡとペアＢとが設置されていることになる。

相対位置算出部１１は、実測のビュー数（例えば３９９８ビュー）から設計値のビュー数（例えば４０００ビュー）を減算してビュー数の差（−２ビュー）を算出し、さらに、そのビュー数の差（−２ビュー）に、１ビューを収集するための回転角度（３６０／１２０００）を乗算することで、設計値からのずれ角度を求める。この場合、ペアＡとペアＢとの間のずれ角度は−０．０６°になる。つまり、ペアＡとペアＢとは、設計値である１２０°から相対的に０．０６°近い位置に設置されていることになる。ずれ角度に付されている符号「−」は、ペア間がそのずれ角度だけ近くなっていることを意味する。

以上のように、投影データのビュー数に基づいてペアＡ、Ｂ、Ｃ間のずれ角度を求めることができる。相対位置算出部１１は、ずれ角度（例えば、＋０．０６°や−０．０６°）を示す情報をタイミング算出部１２に出力する。

以上のように、専用ファントムを用いて事前に測定された相対位置算出部１１によってペアＡ、Ｂ、Ｃ間のずれ角度が求められると、タイミング算出部１２は、そのずれ角度に基づいて、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃによるデータ収集のタイミングを求める。

例えば、ペアＡを基準のペアとした場合、ペアＡに対してペアＢが設計値（１２０°）よりもα°ずれた位置に設置されている場合は、そのずれ角度α°に相当する時間だけ、データ収集部５Ｂによるデータ収集のタイミングをずらす。タイミング算出部１２は、以下の式（１）に基づいてデータ収集のタイミングをずらす時間Ｔを求める。
式（１）
Ｔ＝（α／３６０）×Ｒ
なお、Ｒは断層像を得るために行う１スキャンに要する時間である。
タイミング算出部１２は、時間Ｔを示す情報をスキャン制御部１０に出力する。この例では、ペアＡを基準としているため、スキャン制御部１０は、ペアＡを構成するデータ収集部５Ａによるデータ収集のタイミングよりも、時間Ｔだけタイミングをずらしてデータ収集部５Ｂにデータを収集させる。なお、タイミング算出部１２によって求められた時間Ｔを図示しない記憶部に記憶させておいても良い。その場合、断層像を得るためのスキャンを行なうときに、スキャン制御部１０はその記憶部から時間Ｔを示す情報を読み込んで、その時間Ｔに従ってデータ収集のタイミングを制御する。

スキャン制御部１０は、時間Ｔの符号に従って、データ収集のタイミングを遅らせるか早めるかの判断を行い、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃによるデータ収集を制御する。例えば、ペアＡとペアＢとが近い位置に設置されている場合は、ずれ角度αの符号は「−」になるため、時間Ｔの符合は「−」になる。この場合、スキャン制御部１０は、その符号「−」に従って、ペアＡを構成するデータ収集部５Ａによるデータ収集のタイミングよりも、時間Ｔだけ遅らせてデータ収集部５Ｂにデータを収集させる。一方、ペアＡとペアＢとが遠い位置に設置されている場合は、ずれ角度αの符号は「＋」になるため、時間Ｔの符合は「＋」になる。この場合、スキャン制御部１０は、その符号「＋」に従って、データ収集部５Ａによるデータ収集のタイミングよりも、時間Ｔだけ早めてデータ収集部５Ｂにデータを収集させる。

例えば、ペアＡとペアＢとが相対的に０．０６°近い位置に設置されている場合は、相体位置算出部１１からずれ角度（α＝−０．０６°）を示す情報が出力されるため、タイミング算出部１２は、そのずれ角度（−０．０６°）と式（１）に基づいて時間Ｔを求める。この場合、α＝−０．０６°であるため、Ｔ＝−（０．０６／３６０）×Ｒとなる。スキャン制御部１０は、タイミング算出部１２から時間Ｔを示す情報を受けると、その時間Ｔの符合が「−」であるため、基準のデータ収集部５Ａによるデータ収集のタイミングよりも、その時間Ｔだけ遅らせてデータ収集部５Ｂにデータを収集させる。この時間Ｔは、ペアＡとペアＢとの間のずれ角度に対応しているため、その時間Ｔだけ遅らせてデータ収集部５Ｂにデータを収集させることで、ペアＡとペアＢとの相対的な角度ずれを補正することが可能となる。

一方、ペアＡとペアＢとが相対的に０．０６°遠い位置に設置されている場合は、相対位置算出部１１からずれ角度（α＝＋０．０６°）を示す情報が出力されるため、タイミング算出部１２は、そのずれ角度（＋０．０６°）と式（１）とに基づいて時間Ｔを求める。この場合、α＝＋０．０６°であるため、Ｔ＝＋（０．０６／３６０）×Ｒとなる。スキャン制御部１０は、タイミング算出部１２から時間Ｔを示す情報を受けると、時間Ｔの符号が「＋」であるため、基準のデータ収集部５Ａによるデータ収集のタイミングよりも、その時間Ｔだけ早めてデータ収集部５Ｂにデータを収集させる。この時間Ｔは、ペアＡとペアＢとの間のずれ角度に対応しているため、その時間Ｔだけ早めてデータ収集部５Ｂにデータを収集させることで、ペアＡとペアＢとの相対的な角度ずれを補正することが可能となる。

スキャン制御部１０による制御について図４を参照してまとめる。図４は、投影データの収集のタイミングを説明するための図である。ここでは、ペアＡを基準のペアとし、データ収集部５Ａがデータの収集を行うタイミングを時間Ｔ０とする。例えばペアＡを基準として、ペアＢが設計値（１２０°）よりも近い位置に設置されている場合は、時間Ｔ０よりも、近くなった分の角度に相当する時間Ｔ１（上記式（１）によって求められる時間）だけ、データ収集部５Ｂによるデータ収集のタイミングを遅らせる。

一方、ペアＡを基準として、ペアＣが設計値（１２０°）よりも遠い位置に設置されている場合は、時間Ｔ０よりも、遠くなった分の角度に相当する時間Ｔ２（上記式（１）によって求められる時間）だけ、データ収集部５Ｃによるデータ収集のタイミングを早める。

そして、スキャン制御部１０の制御の下、Ｘ線管球２Ａ、２Ｂ、２ＣからＸ線が曝射され、Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃは被検体を透過したＸ線を検出する。データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、上記タイミングに従ってデータを収集する。

以上のようにして収集された投影データはデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃから図示しない前処理部及び再構成処理部に出力される。前処理部及び再構成処理部はデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃから出力された投影データに対して、従来技術と同じ処理を施すことにより断層像データを生成する。つまり、前処理部は、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃから出力された投影データに対して、感度補正やＸ線強度補正などを施す。再構成処理部は、前処理部にて補正処理が施された投影データを逆投影処理することにより断層像データを生成する。このようにして生成された断層像は図示しない表示部に表示される。

以上のように、Ｘ線検出器２Ａ、２Ｂ、２Ｃの角度ずれに応じて、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃごとに異なるタイミングでデータを収集することで、その角度ずれが補正されることになり、アーチファクトがない断層像データを生成することが可能となる。

なお、この実施形態では、３個のＸ線管球２Ａ、２Ｂ、２Ｃが設計値として１２０°ずれた位置に設置されたＸ線ＣＴ装置について説明したが、Ｘ線管球の数や設置角度の例は１例であり、例えば２個のＸ線管球を９０°ずらした位置に設置したＸ線ＣＴ装置であっても、この実施形態によると、ペアの角度ずれを補正してアーチファクトがない断層像データを生成することが可能となる。

なお、相対位置算出部１１及びタイミング算出部１２をＣＰＵで構成し、図示しない記憶部に記憶されているプログラムを読み込むことにより、相対位置算出部１１及びタイミング算出部１２の機能を実行するようにしても良い。

（動作）
次に、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による一連の動作（Ｘ線ＣＴ装置の制御方法）について図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による一連の動作を示すフローチャートである。図５は、各ペアの相対位置を求めるための動作を示すフローチャートであり、図６は、実際の撮影の動作を示すフローチャートである。まず、図５を参照して各ペアの相対位置を求めるための動作を説明し、次に、図６を参照して実際の撮影の動作を説明する。

（ステップＳ０１）
まず、ペアＡ、Ｂ、Ｃの相対的な位置関係を求めるために、スキャンを実行する。例えば、１スキャンで１２０００ビューの投影データを収集する。ステップＳ０１では、スキャン制御部１０は、全てのデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃに同じタイミングでデータを収集させる。

（ステップＳ０２）
ステップＳ０２では、Ｘ線検出器４Ａ、４Ｂ、４Ｃにて検出され、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃにて収集された投影データのビュー数に基づいて、相対位置算出部１１が、ペアＡ、Ｂ、Ｃの相対的な位置ずれを求める。例えば図３（ｂ）に示すように、Ｘ線検出器４ＡとＸ線検出器４Ｂとの間で４００２ビューの投影データが検出された場合、相対位置算出部１１は、実測のビュー数（４００２ビュー）から設計値のビュー数（４０００ビュー）を減算してビュー数の差（＋２ビュー）を算出する。さらに、そのビュー数の差（＋２ビュー）に、１ビューを収集するための回転角度（３６０／１２０００）を乗算することで、設定値（１２０°）からのずれ角度αを算出する。この場合、ペアＡとペアＢとのずれ角度は＋０．０６°になる。ペアＡとペアＣとのずれ角度についても同様に算出する。このように、投影データのビュー数に基づいてペアＡ、Ｂ、Ｃ間のずれ角度を求めることができる。このようにして算出されたずれ角度αを示す情報は、相対位置算出部１１からタイミング算出部１２に出力される。

（ステップＳ０３）
次に、ステップＳ０３では、タイミング算出部１２が、相対位置算出部１１によって求められたずれ角度αを受けると、式（１）に従ってデータ収集のタイミングを求める。例えば、ペアＡとペアＢとのずれ角度αが＋０．０６°である場合、時間Ｔ＝＋（０．０６／３６０）×Ｒとなる。ペアＡとペアＣについても、時間Ｔが求められる。タイミング算出部１２で求められた時間Ｔは、スキャン制御部１０に出力される。また、時間Ｔを示す情報を図示しない記憶部に記憶させておいても良い。

以上のように、実際の撮影を行う前に、専用ファントムを用いて各ペアの相対的な位置関係を求めておく。

次に、実際の撮影の動作について図６を参照して説明する。

（ステップＳ１０）
スキャン制御部１０は、ステップＳ０３で求められたタイミングに従ってデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃのデータ収集を制御する。上記記憶部に時間Ｔを示す情報を記憶させている場合は、スキャン制御部１０はその記憶部から時間Ｔを示す情報を読み込んでデータ収集のタイミングを制御する。

スキャン制御部１０は、タイミング算出部１２によって算出された時間Ｔの符号に従って、データ収集のタイミングを遅らせるか早めるかの判断を行う。符号が「−」であれば、データ収集を遅らせ、「＋」であればデータ収集を早める。

例えば図４に示すように、ペアＡを基準のペアとし、データ収集部５Ａがデータ収集を行うタイミングを時間Ｔ０とした場合、データ収集部５Ｂによるデータ収集のタイミングを時間Ｔ０よりも時間Ｔ１だけ遅らせ、データ収集部５Ｃによるデータ収集のタイミングを時間Ｔ０よりも時間Ｔ２だけ早める。そして、スキャン制御部１０の制御の下、データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは上記のタイミングに従ってデータを収集する。

（ステップＳ１１）
データ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃによって収集された投影データは、図示しない前処理部を介して再構成処理部に出力される。再構成処理部はその投影データを逆投影処理することにより断層像データを生成する。

以上のように、ペアＡ、Ｂ、Ｃの相対的な位置関係に応じてデータ収集部５Ａ、５Ｂ、５Ｃによるデータ収集のタイミングをずらすことで、設計値からの角度ずれを補正することができ、アーチファクトの影響を抑えた断層像を得ることが可能となる。

この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。 ファントムの配置を説明するための図である。 Ｘ線検出器によって検出される投影データのビュー数を説明するための図である。 投影データの収集のタイミングを説明するための図である。 この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による一連の動作を説明するためのフローチャートである。 Ｘ線管球とＸ線検出器の配置を説明するための回転架台の正面図である。

符号の説明

２Ａ、２Ｂ、２Ｃ Ｘ線管球
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ Ｘ線検出器
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ データ収集部
１０ スキャン制御部
１１ 相対位置算出部
１２ タイミング算出部

Claims (2)

1. Ｘ線管球とＸ線検出器との対が同心円上に複数異なる角度で配置され、各対が回転可能に構成されるＸ線ＣＴ装置であって、
   前記Ｘ線検出器によるＸ線検出のタイミングを制御する制御部と、
   前記Ｘ線検出器の出力に対して再構成処理を施すことにより画像データを生成する再構成処理部と、
   を有し、
   前記制御部の制御により予め全てのＸ線検出器が同じタイミングでＸ線を検出したときに個々のＸ線検出器で検出された投影データのビュー数と、予め設定されたビュー数との差を求め、そのビュー数の差から、基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングと、他の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングとの時間差を算出するタイミング算出部を更に有し、
   前記制御部は、前記基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングよりも前記時間差だけずらしたタイミングで前記他の対を構成するＸ線検出器にＸ線を検出させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. Ｘ線管球とＸ線検出器との対が同心円上に複数異なる角度で配置され、各対が回転可能に構成されるＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
   前記Ｘ線管球がＸ線を曝射し、全てのＸ線検出器が同じタイミングでＸ線を検出する第１のステップと、
   予め全てのＸ線検出器が同じタイミングでＸ線を検出したときに個々のＸ線検出器で検出された投影データのビュー数と、予め設定されたビュー数との差を求め、そのビュー数の差から、基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングと、他の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングとの時間差を求めるステップと、
   前記基準の対を構成するＸ線検出器によるＸ線検出のタイミングよりも前記時間差だけずらしたタイミングで前記他の対を構成するＸ線検出器にＸ線を検出させるステップと、
   を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。

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