JP5041591B2 - Ｘ線撮影装置およびその回転面の調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線断層像を撮影するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置のＸ線管とコリメータとの位置関係を調整するＸ線撮影装置およびその調整方法に関する。

Ｘ線撮影装置、たとえばＸ線ＣＴ装置では、被検体の正確な各スライス位置の断層像を得るために、スキャン開始前の被検体を正確に位置決めしなければならない。そのため、Ｘ線管を交換して新たに取り付ける際には、一度、Ｘ線管がガントリ内で回転することにより形成する面である回転面（Plane of Rotation:ＰＯＲ）を確認する必要がある。

回転面を確認するためには、クレードル上にファントムを配置し、そのファントムにＸ線フィルムを取り付ける。そして、Ｘ線管からコリメータを介してＸ線を照射する。その後Ｘ線フィルムを露光して、その露光状態から回転面を把握する。回転面を把握できれば、Ｘ線管とコリメータとの位置関係が把握できるため、Ｘ線管とコリメータと少なくとも一方を移動させることで、正確なスライス位置を得ている。
特開２００１−３４６７９３号公報

しかし、ファントムに取り付けたＸ線フィルムを現像しなければならないので、時間と手間がかかる作業であった。
そこで、本発明の目的は、Ｘ線フィルムを使用することなくＸ線検出器で回転面を把握し、回転面を調整するＸ線撮影装置およびその調整方法を提供することである。

第１の観点では、本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線管からコリメータを介して照射されるＸ線を異なる２以上の距離においてそれぞれ検出するＸ線管位置検査用Ｘ線検出器と、異なる２以上の距離において検出されたそれぞれのＸ線検出位置の相違を用いてＸ線管の位置ずれ量を算出する算出手段と、算出手段により算出されたＸ線管の位置ずれ量に基づいてＸ線管の位置ずれ量を調整する調整手段とを有する。
この第１の観点におけるＸ線撮影装置では、Ｘ線フィルムを使用することなく、異なる２以上の距離において検出されたそれぞれのＸ線検出位置の相違を用いてＸ線管の位置ずれ量を算出する。そして算出されたＸ線管の位置ずれ量に基づいてＸ線管の位置ずれ量を調整する。このため、調整にかかる時間を削減することができ、正確な測定が可能である。

第２の観点では、本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線管を、Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器を挟んで１８０度対向した位置に配することによって、Ｘ線管からコリメータを介して照射されるＸ線を、異なる２以上の距離においてそれぞれ検出する。
この第２の観点におけるＸ線撮影装置では、Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器を挟んでＸ線管を１８０度対向した位置に配置することで異なる２以上の距離を確保することができる。

第３の観点では、本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器を、Ｘ線管に対して移動させることにより、Ｘ線管からコリメータを介して照射されるＸ線を、異なる２以上の距離においてそれぞれ検出する。
この第３の観点におけるＸ線撮影装置では、Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器を、Ｘ線管に対して移動させることで異なる２以上の距離を確保することができる。

第４の観点では、本発明のＸ線撮影装置は、第一のＸ線管と、第一のＸ線管に対向して配置され、第一のＸ線管から照射されるＸ線を検出する第一のＸ線検出器と、第一のＸ線管と第一のＸ線検出器との位置関係を維持して被検体の周囲を回転する回転手段と、第一のＸ線検出器に照射されるＸ線の範囲を制限する開口部を有するコリメータとを有し、被検体の断層像を撮影するＸ線ＣＴ部と、第二のＸ線管と、被検体を挟んで第二のＸ線管に対向して配置され第二のＸ線管から照射されるＸ線を検出する第二のＸ線検出器とを有し被検体の透視画像を撮影するＸ線ＣＲ部とを備え、位置ずれが調整されるＸ線管は第一のＸ線管であり、Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器は第二のＸ線検出器であり、調整手段によって、Ｘ線ＣＴ部の回転手段による回転面の位置ずれを調整する。
この第４の観点におけるＸ線撮影装置が、Ｘ線ＣＴ部とＸ線ＣＲ部とを備えるものであれば、Ｘ線ＣＴ部の第一のＸ線管の回転面の位置ずれを、Ｘ線ＣＲ部の第二のＸ線検出器で調整できる。Ｘ線フィルムを使用することなく、また、別のＸ線検出器を用意することなく、第一のＸ線管を調整することができる。

第５の観点では、本発明のＸ線管位置検査用Ｘ線検出器は、被検体を載置するクレードルに配置されている。
この第５の観点におけるＸ線撮影装置では、特にＸ線検出器を用意することなく、Ｘ線ＣＲ撮影に使用されるＸ線検出器を使用することができるため、コストを削減できる。

第６の観点では、本発明の回転面の調整方法は、Ｘ線検出器により第一位置に配置されたＸ線管からの第一Ｘ線の領域を検出する工程と、Ｘ線管を第一位置から第一位置と異なる第二位置へ移動させる工程と、Ｘ線検出器により第二位置に配置されたＸ線管からの第二Ｘ線の領域を検出する工程と、第一Ｘ線による検出領域と第二Ｘ線による検出領域とから、Ｘ線管とコリメータとの調整量を演算する工程とを備える。
この第６の観点における回転面の調整方法では、Ｘ線フィルムを使用することなく、電気的な処理で調整量を求めることができる。このため、調整にかかる時間を削減することができる。また、Ｘ線フィルムでは、Ｘ線の光量差を確認するため正確な測定ができなかったが、電気的に処理するため正確な測定が可能である。

第７の観点では、本発明の回転面の調整方法は、第一位置と第二位置とがＸ線検出器を挟んで１８０度対向させている。
この第７の観点における回転面の調整方法では、第一位置と第二位置とが１８０度対向しているため、簡単な演算で処理することができる。

第８の観点では、本発明の調整量を演算する工程は、第二Ｘ線のみの検出領域幅を演算することで、調整量を演算する。
この第８の観点における回転面の調整方法では、第一Ｘ線による検出領域と第二Ｘ線による検出領域との重なり領域およびＸ線を検出しなかった領域との境界線から第二Ｘ線のみの検出領域幅を演算し、その他の既知の距離から回転面からのＸ線管の誤差を演算することができる。その誤差を回転面の調整量とすることができる。

第９の観点では、本発明の回転面の調整方法は、Ｘ線管からのＸ線の照射方向の第三位置にＸ線検出器を配置する工程と、第三位置に配置されたＸ線検出器により、Ｘ線管からの第三Ｘ線の領域を検出する工程と、第三位置とは異なる照射方向の第四位置にＸ線検出器を移動させる工程と、第四位置に配置されたＸ線検出器により、Ｘ線管からの第四Ｘ線の領域を検出する工程と、第三Ｘ線による検出領域と第四Ｘ線による検出領域とから、Ｘ線管とコリメータとの調整量を演算する工程とを備える。
この第９の観点における回転面の調整方法では、Ｘ線フィルムを使用することなく、電気的な処理で調整量を求めることができる。その際にＸ線管を回転させることなく、調整量を求めることができる。

第１０の観点の本発明の回転面の調整方法では、Ｘ線検出器が被検体を載置するクレードルに配置されている。
この第１０の観点における回転面の調整方法では、特にＸ線検出器を用意することなく、たとえばＣＲ撮影に使用されるＸ線検出器を使用することができるため、コストを削減できる。

第１１の観点では、本発明の調整量を演算する工程は、第四Ｘ線のみの検出領域幅を演算することで、調整量を演算する。
この第１１の観点における回転面の調整方法では、第三Ｘ線による検出領域と第四Ｘ線による検出領域との重なり領域およびＸ線を検出しなかった領域との境界線から第四Ｘ線のみの検出領域幅を演算し、その他の既知の距離から回転面からＸ線管の誤差を演算することができる。その誤差を回転面の調整量とすることができる。

第１２の観点では、本発明の回転面の調整方法は、調整量に基づいて、Ｘ線管を移動させる工程を備える。
この第１２の観点における回転面の調整方法では、Ｘ線管を移動させて回転面をコリメータの中心に位置決めすることができる。

第１３の観点では、本発明の回転面の調整方法は、Ｘ線管を最初に装着した際にまたは交換した際に行う。
この第１３の観点における回転面の調整方法では、Ｘ線管を装着するたびに、短時間で容易に回転面を調整できるため、Ｘ線管の交換にかかるコストを下げることができる。

本発明のＸ線撮影装置およびその回転面の調整方法によれば、Ｘ線フィルムを使用することなく、電気的な処理で回転面の調整量を求めることができる。そのため、Ｘ線フィルムの現像などが不要となり自動的に調整量を求めることができる。

＜Ｘ線複合診断装置の全体構成＞
図１は、実施例１のＸ線複合診断装置１００の構成を示す斜視図である。大別して、本装置は、操作コンソール５０と、患者の断層像を得るためにＸ線投影データを取得するＣＴ部つまりガントリ１０１と、Ｘ線電源供給部１２１と、患者のＸ線二次元透視（レントゲン）画像を得るＣＲ(Computed Radiography：デジタルＸ線画像撮影）部１０３とを有する。操作コンソール５０は、ガントリ１０１から転送されてきたデータに基づいてＸ線断層像を再構成し、Ｘ線断層像を表示する。また、操作コンソール５０は、フラットパネル検出器７０（図２を参照）から転送されてきたデータに基づいてＸ線二次元透視画像を表示する。クレードル１１７は、患者を上に横たえられた状態でガントリ１０１側へ移動可能となっている。また、ＣＲ部１０３は、クレードル１１７の側部に配置されている。

図２は、実施形態におけるＸ線複合診断装置１００の構成を示すブロック図である。ガントリ１０１およびＣＲ部１０３は、それらの制御を行うＣＴ＆ＣＲ制御部１４０を備えており、以下に説明する各種装置が接続されている。

ガントリ１０１の内部には、Ｘ線発生源であるＸ線管１２５、Ｘ線管１２５に接続されたＸ線管コントローラ１２３、Ｘ線の照射範囲を制限するコリメータ１２６、コリメータの開口幅を調整するコリメータモータ１１４およびコリメータモータドライバ１１５が設けられている。コリメータ１２６を通過したＸ線は、ガントリ１０１の回転方向に沿うファン状のＸ線ビーム、つまりファンビームを形成する。

また、ガントリ１０１の内部には、通常６０°前後のファン角に依存した長さにわたる複数の検出器がエレメント方向、つまりＺ軸方向に多数列に並んだ検出チャンネルを有するＸ線検出部１３３が設けられている。Ｘ線検出部１３３は、たとえばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成される。

ガントリ１０１は、検出チャンネルの出力を投影データとして収集する複数のデータ収集部（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１３５を備える。データ収集部１３５は、１個または複数（たとえば４個，８個，１６個または３２個）から構成され、Ｘ線検出部１３３に接続されている。たとえば、一般に４ＤＡＳと呼ばれる４個のデータ収集部１３５を有しているものは、エレメント方向に並んだ４列の検出チャンネルからなり、Ｘ線管１２５が一回転する間にスライス画像を４枚取得することができる。Ｘ線管１２５とＸ線検出部１３３とは、互いに空洞部を挟んで、すなわち、患者を挟んで対向する位置に設けられている。そして、Ｘ線管１２５とＸ線検出部１３３とは、対向する位置関係が維持された状態で患者の周りを回転するように回転部１３０に設けられている。回転部１３０には回転モータ１３１及び回転モータドライバ１３２が接続されており、回転部１３０は、回転モータドライバ１３２により、たとえば約０．３秒から１．０秒で一回転するように制御されている。

ＣＲ部１０３には、Ｘ線発生源であるＸ線管１２７、Ｘ線管１２７に接続されたＸ線管コントローラ１２３、Ｘ線の照射範囲を制限するための開口を有するコリメータ１２６が設けられている。Ｘ線管１２７からのＸ線を検出するフラットパネル検出器７０がクレードル１１７内に設けられている。

ＣＲ部１０３のＸ線管１２７は、患者の体位（立位、座位もしくは臥位）、または患者の撮影部位に応じて、Ｘ線管１２７の位置を六自由度変更することができる。このためＣＲ部１０３にはＣＲ回転モータ１３８及びＣＲ回転モータドライバ１３９が接続されている。

クレードル１１７は、患者の体軸方向つまりＺ軸方向に、クレードルモータ１１２によって移動する。また、クレードル１１７は、Ｙ軸方向にも上下に移動する。クレードルモータ１１２はクレードルモータドライバ１１３によって駆動される。

ＣＴ＆ＣＲ制御部１４０は、操作コンソール５０と互いに通信を行うように接続されている。操作コンソール５０の指令に基づいて、Ｘ線管コントローラ１２３、クレードルモータドライバ１１３、コリメータモータドライバ１１５、回転モータドライバ１３２などに対し、各種制御信号を出力することになる。データ収集部１３５で収集されたデータは、操作コンソール５０に送出され画像の再構成が行われ、断層像が表示される。またフラットパネル検出器７０で収集されたデータも操作コンソール５０に送出され二次元透視画像が表示される。

操作コンソール５０は、いわゆるワークステーションであり、図示するように、ブートプログラム等を記憶しているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３をはじめ装置全体の制御を行うＣＰＵ５４を備える。

ハードディスク装置５１は、ここにオペレーティングシステムのほか、ガントリ１０１およびＣＲ部１０３に各種指示を与えたり、フラットパネル検出器７０より受信したデータに基づいて二次元透視画像を表示したりするための画像処理プログラム、データ収集部１３５より受信したデータに基づいてＸ線断層像を再構成したり、表示したりするための画像処理プログラムが格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイメージデータを展開するメモリであり、イメージデータ等を展開することでモニター５６に表示させることができる。各種操作は、キーボード５７およびマウス５８で行う。

＜クレードルの構成＞
図３は、クレードル１１７の構成を示す図である。図３Ａはクレードル１１７の斜視図であり、Ｂはクレードル１１７の透視断面図であり、Ｃは、ＢのＣ−Ｃの断面図である。図３Ａにおいて、クレードル１１７は、プラスチックなどのＸ線を透視しやすい物質で構成され中空構造になっている。中空構造内には、矢印で示したＺ軸方向に移動可能なフラットパネル検出器７０が配置されている。クレードル１１７自体は、クレードルモータ１１２によりＺ軸方向に移動でき、さらにＹ軸方向に移動する。

図３Ｂおよび図３Ｃが示すように、クレードル１１７の中空構造内には、フラットパネル検出器７０が所定方向に滑らかに移動するため、Ｘ線を透視しやすい硬質プラスチックなどでできたガイドレール７７が設けられている。Ｘ線ＣＴスキャンの際にガイドレール７７が撮影に影響を与えないようにするためである。ガイドレール７７の長さはクレードル１１７のＺ軸方向の長さと同等である。ガイドレール７７に対応してフラットパネル検出器７０にタイヤ７５が４つ設けられている。タイヤ７５を駆動するために駆動モータ７３がフラットパネル検出器７０内に設けられている。そして、二次元パネルセンサ７１がフラットパネル検出器７０内のＸＺ平面に設けられている。二次元パネルセンサ７１は、たとえばシンチレータとＣＣＤ、ＭＯＳまたはＣ−ＭＯＳセンサなどのセンサとから構成される。Ｘ線ＣＴスキャンの際には、フラットパネル検出器７０は、退避位置であるクレードル１１７の＋Ｚ軸方向の端位置に移動する。このため、フラットパネル検出器７０に含まれる、二次元パネルセンサ７１、駆動モータ７３およびタイヤ７５に金属などのＸ線を透視しにくい物質が含まれていても問題ない。

また、クレードル１１７の上面の一部にプラスチックで作られた透視窓７８が形成されている。操作者が実際にどこにフラットパネル検出器７０が配置してあるかを目視するためである。患者がクレードル１１７に横になって載った際にも、フラットパネル検出器７０の位置を確認できるようにクレードル１１７の上面の側部に透視窓７８を設けることが好ましい。さらに、透視窓７８から二次元パネルセンサ７１のＺ軸方向の長さの中心位置が確認できるように、フラットパネル検出器７０の表面に中心線が描かれている。

二次元パネルセンサ７１および駆動モータ７３への電源供給には、図示していない電源ケーブルがフラットパネル検出器７０とクレードル１１７との間に設けられており、また、二次元パネルセンサ７１からの信号データを受ける信号線も同様にフラットパネル検出器７０とクレードル１１７との間に設けられている。なお、図３に示した駆動モータ７３は、フラットパネル検出器７０内に設けられているが、クレードル１１７に設けても良い。図３Ｃには、さらにフラットパネル検出器７０がクレードル１１７内でどの位置（Ｚ軸方向）にいるかわかるように、位置センサ７９が設けられている。駆動モータ７３がステッピングモータなどである場合には、フラットパネル検出器７０の駆動開始時に位置の初期化などを行えば、必ずしも位置センサ７９は必要ではない。

＜Ｘ線管とコリメータ中心との誤差ＤＦの検出＞
Ｘ線管１２５と一対のコリメータ１２６の中心との誤差ＤＦを検出し、Ｘ線管１２５の回転面を調整する方法として、本発明では二種の実施例を説明する。

図４Ａは、０°の位置に配置されたＸ線管１２５からＸ線を照射する図であり、Ｂは１８０°の位置に配置されたＸ線管１２５からＸ線を照射する図である。クレードル１１７は、回転中心ＩＳＯから距離Ｙ１だけＹ軸方向にずれた位置に配置されている。そして、Ｘ線管１２５からのＸ線を検出するため、フラットパネル検出器７０の中心がガントリ１０１の中心ＣＬに移動している。

図５は、誤差ＤＦを閾値内にするための実施例１のフローチャートである。
ステップＳ６１において、クレードル１１７を第一位置である、回転中心ＩＳＯからＹ１だけ離れた位置に移動する。さらに、クレードル１１７は、フラットパネル検出器７０がガントリ１０１の中心ＣＬに移動できるように、ガントリ１０１の空洞部に移動する。その後フラットパネル検出器７０がガントリ１０１の中心ＣＬに移動する。

ステップＳ６２において、図４Ａに描かれたように、Ｘ線管１２５は０°の位置に配置される。コリメータ１２６は、Ｘ線がフラットパネル検出器７０のＺ軸方向の幅内に入るように、所定幅に調整される。Ｘ線管１２５は所定量ｍＡのＸ線を照射する。フラットパネル検出器７０は、そのＸ線を二次元平面で検出する。検出されたＸ線は、その二次元平面の位置情報とともに操作コンソール５０のＲＡＭ５３などの記憶装置に送られる。

次に、図４Ｂに描かれたように、Ｘ線管１２５は、ガントリ回転モータ１３１により回転部１３０が回転し、１８０°の位置に配置される。コリメータ１２６は、所定幅のまま固定されている。そしてＸ線管１２５は所定量ｍＡのＸ線を照射する。フラットパネル検出器７０は、そのＸ線を二次元平面で検出する。検出されたＸ線は、その二次元平面の位置情報とともに操作コンソール５０のＲＡＭ５３などの記憶装置に送られる。フラットパネル検出器７０が一時的にＸ線の照射量を蓄えておくことができれば、Ｘ線管１２５が０°の位置に配置された際のＸ線量に、Ｘ線管１２５が１８０°の位置に配置された際のＸ線量をそのまま加えてから、ＲＡＭ５３などの記憶装置に送ってもよい。

ステップＳ６３において、ＲＡＭ５３からＸ線管１２５が０°の位置に配置された際と１８０°の位置に配置された際とのＸ線量に基づくデータを取得する。実際はＣＰＵ５４内で演算するだけであるが、理解のため、合成した画像を表示してみると、たとえば図６Ａのような画像となる。

ステップＳ６４では、図６Ａの距離ＸＲ、距離ＸＦなどを演算してＸ線管１２５の調整量を計算する。演算の具体的方法は、図６Ｂを使って説明する。
ステップＳ６５では、ＣＰＵ５４は、Ｘ線管１２５の調整量が閾値内に入っているか否かを判断する。調整量が閾値内に入っていれば終了し、調整量が閾値内に入っていなければステップＳ６６へ進む。

ステップＳ６６では、ステップＳ６４で演算されたＸ線管１２５の調整量を実際に手動などにより移動させる。そして、再度ステップS６２からステップ６６まで繰り返し、調整量が閾値内に入るまで行う。本フローチャートではＸ線管１２５を移動させて回転面ＰＯＲを調整したが、コリメータ１２６の初期値を移動させて回転面ＰＯＲを調整してもよい。

次に図６Ｂを使って、ステップＳ６４の演算について説明する。
一対のコリメータ１２６のちょうど中心が回転面ＰＯＲである。回転面ＰＯＲと一方のコリメータ１２６の端部とは距離ＣＯだけ離れている。回転中心ＩＳＯから距離Ｙ１だけＹ軸方向に離れた位置に検出面が設けられている。検出面はフラットパネル検出器７０のシンチレータの面である。

Ｘ線管１２５のＸ線を照射する陽極の焦点Ｆが回転面ＰＯＲから誤差ＤＦ離れた位置にある。Ｘ線管１２５の焦点Ｆと回転中心ＩＳＯとは距離ＦＩだけ離れており、Ｘ線管１２５の焦点Ｆとコリメータ１２６とは距離ＦＣだけ離れている。Ｘ線管１２５が０°の位置に配置されたとき焦点Ｆ（０°）とし、Ｘ線管１２５が１８０°の位置に配置されたとき焦点Ｆ（１８０°）としている。

Ｘ線管１２５が０°の位置に配置されたときとＸ線管１２５が１８０°の位置に配置されたときにＸ線を照射すると、フラットパネル検出器７０の検出面では図６Ａのような出力が得られる。検出面の像において、白色ＢＢ’が焦点Ｆ（０°）および焦点Ｆ(１８０°)でともにＸ線が照射された範囲、灰色ＸＦと灰色ＸＲとが、焦点Ｆ（０°）のみのＸ線が照射された範囲である。黒色の範囲はＸ線が照射されなかった範囲である。

以上の関係の場合に、以下の式が成り立ち、誤差ＤＦを求めることができる。
ＸＦ＝（（ＣＯ＋ＤＦ）／ＦＣ）＊（（ＦＩ＋Ｙ１）−（ＦＩ−Ｙ１））
ＸＲ＝（（ＣＯ−ＤＦ）／ＦＣ）＊（（ＦＩ＋Ｙ１）−（ＦＩ−Ｙ１））
ＤＦ＝（ＸＦ−ＸＲ）＊（ＦＣ／４＊Ｙ１）
これで、誤差ＤＦがわかったので、これを調整量としてＸ線管１２５を移動させれば回転面ＰＯＲの調整ができる。なお、Ｘ線管１２５が０°の位置と１８０°の位置とで説明したが、対向する位置であれば５°の位置と１８５°などの位置であってもよい。しかし、Ｘ線管１２５とフラットパネル検出器７０の面との傾きなどを計算する必要がある。

図７は、０°の位置に配置されたＸ線管１２５からＸ線を照射する図であり、クレードル１１７は、回転中心ＩＳＯからＹ１だけ＋Ｙ軸方向にずれた位置（点線で描かれている位置）と、回転中心ＩＳＯからＹ２だけ−Ｙ軸方向にずれた位置とに配置される。そして、Ｘ線管１２５からのＸ線を検出するため、フラットパネル検出器７０の中心がガントリ１０１の中心ＣＬに移動している。

図８は、誤差ＤＦを閾値内にするための実施例２のフローチャートである。
ステップＳ９１において、クレードル１１７を第一位置である、回転中心ＩＳＯからＹ１だけ離れた位置に移動する。さらに、クレードル１１７は、フラットパネル検出器７０がガントリ１０１の中心ＣＬに移動できるように、ガントリ１０１の空洞部に移動する。その後フラットパネル検出器７０がガントリ１０１の中心ＣＬに移動する。

ステップＳ９２において、Ｘ線管１２５は０°の位置に配置される。コリメータ１２６は、Ｘ線がフラットパネル検出器７０のＺ軸方向の幅内に入るように、所定幅に調整される。Ｘ線管１２５は所定量ｍＡのＸ線を照射する。ステップＳ９３において、フラットパネル検出器７０は、そのＸ線を二次元平面で検出する。検出されたＸ線は、その二次元平面の位置情報とともに操作コンソール５０のＲＡＭ５３などの記憶装置に送られる。

次に、ステップＳ９４において、クレードル１１７を第二位置である、回転中心ＩＳＯからＹ２だけ離れた位置に移動する。
そして、ステップＳ９５において、０°の位置に配置されたＸ線管１２５は所定量ｍＡのＸ線を照射する。

ステップＳ９６では、フラットパネル検出器７０は、そのＸ線を二次元平面で検出する。検出されたＸ線は、その二次元平面の位置情報とともに操作コンソール５０のＲＡＭ５３などの記憶装置に送られる。フラットパネル検出器７０が一時的にＸ線の照射量を蓄えておくことができれば、クレードル１１７が第一位置に配置された際のＸ線量に、第二位置に配置された際のＸ線量をそのまま加えてから、ＲＡＭ５３などの記憶装置に送ってもよい。

ステップＳ９７では、距離ＸＲ、距離ＸＦなどを演算してＸ線管１２５の調整量を計算する。演算の具体的方法は、図９を使って説明する。
ステップＳ９８では、ＣＰＵ５４は、Ｘ線管７０の調整量が閾値内に入っているか否かを判断する。調整量が閾値内に入っていれば終了し、調整量が閾値内に入っていなければステップＳ９９へ進む。

ステップＳ９９では、ステップＳ９６で演算されたＸ線管１２５の調整量を実際に手動などにより移動させる。そして、再度ステップＳ９２からステップＳ９９まで繰り返し、調整量が閾値内に入るまで行う。本フローチャートでも実施例１と同様に、コリメータ１２６の初期値を移動させて回転面ＰＯＲを調整してもよい。

図９を使ってステップＳ９７の演算について説明する。図９中の符号は、図６の符号と一致するので説明を割愛する。ただし、検出面は回転中心ＩＳＯから距離＋Ｙ１離れた位置と距離−Ｙ２離れた位置にと配置される。

検出面が回転中心ＩＳＯから距離＋Ｙ１離れたときと検出面が回転中心ＩＳＯから距離−Ｙ２離れたときとにＸ線を照射する。すると、フラットパネル検出器７０の検出面では、白色ＢＢ’が距離＋Ｙ１および距離−Ｙ２でともにＸ線が照射された範囲、灰色ＸＦと灰色ＸＲとが、距離−Ｙ２でのみのＸ線が照射された範囲である。黒色の範囲はＸ線が照射されなかった範囲である。

以上の関係の場合に、以下の式が成り立ち、誤差ＤＦを求めることができる。
ＸＦ＝（（ＣＯ＋ＤＦ）／ＦＣ）＊（（ＦＩ＋Ｙ２）−（ＦＩ−Ｙ１））
ＸＲ＝（（ＣＯ−ＤＦ）／ＦＣ）＊（（ＦＩ＋Ｙ２）−（ＦＩ−Ｙ１））
ＤＦ＝（ＸＦ−ＸＲ）＊（ＦＣ／２＊（Ｙ１＋Ｙ２））
これで、誤差ＤＦがわかったので、これを調整量としてＸ線管１２５を移動させれば回転面ＰＯＲの調整ができる。なお、Ｘ線管１２５が０°の位置に配置された例で説明したが、Ｘ線管１２５が１８０°の位置であってもよい。また、計算が複雑になるがＸ線管１２５が５°の位置と１８５°などの位置であってもよい。

なお、実施例１および実施例２ともに、白色ＢＢ’または黒色の領域と、灰色ＸＦまたは灰色ＸＲの領域とのエッジを検出する方法にはいろいろな方法がある。たとえば、ソベルエッジ検出法（Sobel Edge Detector）、クロスエッジ検出法（Cross Edge Detector）、カニーエッジ検出法（Canny Edge Detector）、またはコンパスエッジ検出法（Compass Edge Detector）などである。

本発明は、クレードル１１７にフラットパネル検出器７０を配置した例で説明してきたが、クレードルにフラットパネル検出器を備えていないＸ線ＣＴ装置であっても本発明は適用できる。たとえば、クレードル上に市販のフラットパネル検出器を載置し、実施例１または実施例２のような方法を適用すればよい。実施例２のようにクレードルをＹ軸方向に大きく動かすことができない場合には、図１０に示すような第二フラットパネル検出器８０を用意すればよい。

図１０は、第二フラットパネル検出器８０を示したもので、二次元パネルセンサ８１をＹ軸方向に上下させることができる。二次元パネルセンサ８１とベース８２とに取り付けられたリンクバー８３を図中左右に移動させることできる。これにより、実施例２で示したような方法を適用することが可能となる。

本実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置１００を元に書かれているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置または他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにも本発明は利用できる。

Ｘ線複合診断装置１００の構成を示す斜視図である。 Ｘ線複合診断装置１００の構成を示すブロック図である。 フラットパネル検出器７０を内部に有するクレードル１１７の構成を示す図である。 実施例１であり、Ａは、０°の位置に配置されたＸ線管１２５からＸ線を照射する図であり、Ｂは１８０°の位置に配置されたＸ線管１２５からＸ線を照射する図である。 実施例１において、誤差ＤＦを閾値内にするためのフローチャートである。 Ａはフラットパネル検出器７０で求められるＸ線量を示した図である。Ｂは実施例１において誤差ＤＦを求める概念図である。 実施例２であり、０°の位置に配置されたＸ線管１２５からＸ線を照射する図である。 実施例２において、誤差ＤＦを閾値内にするためのフローチャートである。 実施例２において誤差ＤＦを求める概念図である。 第二フラットパネル検出器８０を示す図である。

符号の説明

５０ … 操作コンソール
５６ … モニター
７０ … ＣＲ用のフラットパネル検出器
７３ … 駆動モータ
７７ … ガイドレール
８０ … 第二フラットパネル検出器
１０１ … ＣＴ部（ガントリ）
１０３ … ＣＲ部
１１７ … クレードル
１２１ … Ｘ線電源供給部
１２５ … ＣＴ用のＸ線管
１２７ … ＣＲ用のＸ線管
１３０ … 回転部
１３３ … ＣＴ用のＸ線検出器
ＩＳＯ … 回転中心
ＰＯＲ … 回転面

Claims (13)

1. Ｘ線管と、前記Ｘ線管に対向して配置され、前記Ｘ線管から照射されるＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線検出器に照射されるＸ線の範囲を制限する開口部を有するコリメータとを有するＸ線撮影装置において、
   前記Ｘ線撮影装置は、
   前記Ｘ線管から前記コリメータを介して照射されるＸ線を、異なる２以上の距離においてそれぞれ検出するＸ線管位置検査用Ｘ線検出器と、
   前記異なる２以上の距離において検出されたそれぞれのＸ線検出位置の相違を用いて、前記Ｘ線管の位置ずれ量を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記Ｘ線管の位置ずれ量に基づいて、前記Ｘ線管の位置ずれ量を調整する調整手段と
   を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記Ｘ線管を、前記Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器を挟んで１８０度対向した位置に配することによって、前記Ｘ線管から前記コリメータを介して照射されるＸ線を、異なる２以上の距離においてそれぞれ検出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器を、前記Ｘ線管に対して移動させることにより、前記Ｘ線管から前記コリメータを介して照射されるＸ線を、異なる２以上の距離においてそれぞれ検出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記Ｘ緯撮影装置は、
   第一のＸ線管と、前記第一のＸ線管に対向して配置され、前記第一のＸ線管から照射されるＸ線を検出する第一のＸ線検出器と、前記第一のＸ線管と前記第一のＸ線検出器との位置関係を維持して被検体の周囲を回転する回転手段と、前記第一のＸ線検出器に照射されるＸ線の範囲を制限する開口部を有するコリメータとを有し、前記被検体の断層像を撮影するＸ線ＣＴ部と、
   第二のＸ線管と、被検体を挟んで前記第二のＸ線管に対向して配置され、前記第二のＸ線管から照射されるＸ線を検出する第二のＸ線検出器とを有し、前記被検体の透視画像を撮影するＸ線ＣＲ部とを備え、
   位置ずれが調整される前記Ｘ線管は、前記第一のＸ線管であり、
   前記Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器は、前記第二のＸ線検出器であり、
   前記調整手段によって、Ｘ線ＣＴ部の回転手段による回転面の位置ずれを調整することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記Ｘ線管位置検査用Ｘ線検出器は、被検体を載置するクレードルに配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線撮影装置。
6. Ｘ線撮影装置のＸ線管とコリメータとの回転面の位置を調整する回転面の調整方法において、
   Ｘ線検出器により、第一位置に配置された前記Ｘ線管からの第一Ｘ線の領域を検出する工程と、
   前記Ｘ線管を前記第一位置から前記第一位置と異なる第二位置へ移動させる工程と、
   前記Ｘ線検出器により、前記第二位置に配置された前記Ｘ線管からの第二Ｘ線の領域を検出する工程と、
   前記第一Ｘ線による検出領域と前記第二Ｘ線による検出領域とから、前記Ｘ線管と前記コリメータとの調整量を演算する工程と
   を備えたことを特徴とする回転面の調整方法。
7. 前記第一位置と前記第二位置とは、前記Ｘ線検出器を挟んで１８０度対向していることを特徴とする請求項６の回転面の調整方法。
8. 前記調整量を演算する工程は、前記第二Ｘ線のみの検出領域幅を演算することで、前記調整量を演算することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の回転面の調整方法。
9. Ｘ線撮影装置のＸ線管とコリメータとの回転面の位置を調整する回転面の調整方法において、
   前記Ｘ線管からのＸ線の照射方向の第三位置にＸ線検出器を配置する工程と、
   前記第三位置に配置されたＸ線検出器により、前記Ｘ線管からの第三Ｘ線の領域を検出する工程と、
   前記第三位置とは異なる前記照射方向の第四位置に前記Ｘ線検出器を移動させる工程と、
   前記第四位置に配置されたＸ線検出器により、前記Ｘ線管からの第四Ｘ線の領域を検出する工程と、
   前記第三Ｘ線による検出領域と前記第四Ｘ線による検出領域とから、前記Ｘ線管と前記コリメータとの調整量を演算する工程と
   を備えたことを特徴とする回転面の調整方法。
10. 前記Ｘ線検出器は、被検体を載置するクレードルに配置されていることを特徴とする請求項６または請求項９に記載の回転面の調整方法。
11. 前記調整量を演算する工程は、前記第四Ｘ線のみの検出領域幅を演算することで、前記調整量を演算することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の回転面の調整方法。
12. さらに、前記調整量に基づいて、前記Ｘ線管を移動させる工程を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項１１のいずれか一項に記載の回転面の調整方法。
13. 前記回転面の調整方法は、前記Ｘ線管を最初に装着した際にまたは交換した際に行うことを特徴とする請求項６ないし請求項１２のいずれか一項に記載の回転面の調整方法。