JP6293461B2 - 放射線焦点位置検出方法および放射線検出装置並びに放射線断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線焦点位置検出方法および放射線検出装置並びに放射線断層撮影装置に関し、詳しくは、放射線源の放射線焦点の位置ずれを高分解能に検出する技術に関する。

マルチスライス（multi-slice）Ｘ線ＣＴ装置など、多列検出器を有する放射線断層撮影装置において、放射線源の放射線焦点の位置精度は、取得画像を高画質に維持する上で、非常に重要である。放射線焦点の位置誤差は、データ（data）収集系のジオメトリ（geometry）を大きく狂わすことになり、取得画像の高分解能領域において、深刻なアーチファクト（artifact）を生じ得る。特に、近年の放射線検出装置では、検出素子に入射する散乱放射線をより低減すべく、コリメータ（collimator）板がチャネル（channel）方向およびスライス（slice）方向に配列された２次元コリメータを使用する場合が多い。この場合、放射線焦点の位置誤差による悪影響は、さらに深刻なものとなる。

従来、放射線源の温度変化による放射線焦点の移動は、ほぼ避けられないものとして存在している。その対応策として、放射線焦点の位置や移動量が、例えば、放射線検出器のレファレンスチャネルすなわち参照用検出素子群における放射線検出信号のプロファイル（profile）を基に検出され、その検出された情報を基に、投影データの補正（例えば、特許文献１，図８〜１３等）や、放射線の照射方向の制御（例えば、特許文献２，図１０等）が行われている。

特開平６−１６９９１４号公報 特開平８−２８０６５９号公報

しかし、近年は、検出素子やコリメータ板が非常に微細化しており、上記のような一般的な従来の手法では、放射線焦点の位置や移動量を十分な分解能で検出することが難しくなってきている。

このような事情により、放射線源の放射線焦点の位置ずれを高分解能に検出することができる技術が望まれている。

第１の観点の発明は、
放射線断層撮影装置における放射線源の焦点の位置ずれを検出する放射線焦点位置検出方法であって、
チャネル方向およびスライス方向に配列された複数の検出素子を含む放射線検出器における第１および第２の検出素子領域の互いに近接する側の一部同士を覆うように、放射線吸収体を設けるステップ（step）と、
前記第１および第２の検出素子領域における検出素子により検出された放射線の強度に基づいて、前記焦点の位置または基準位置からの移動量を特定するステップとを有する放射線焦点位置検出方法を提供する。

第２の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域の近接方向における前記放射線吸収体の幅が、前記検出素子を区分するためのコリメータ板の板厚より広い上記第１の観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第３の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、スライス方向において互いに近接している上記第１の観点または第２の観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第４の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、前記複数の検出素子のチャネル方向における端部近傍に位置している上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第５の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、前記複数の検出素子のスライス方向における中央近傍に位置している上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第６の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、前記放射線検出器におけるレファレンスチャネルである上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第７の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、それぞれ、２つ以上の検出素子の領域を含んでいる上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第８の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、互いに隣接しており、それぞれが隣接方向において検出素子１つ分の幅を有しており、
前記放射線吸収体が、前記隣接方向において検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％の幅を有している上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第９の観点の発明は、
前記放射線吸収体が、前記第１および第２の検出素子領域の検出面から前記放射線源に向かう方向へ１０ｍｍ〜１００ｍｍの位置に設けられている上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第１０の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域の近接方向における前記放射線吸収体の中心位置が、前記第１および第２の検出素子領域の間の中間位置である上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線焦点位置検出方法を提供する。

第１１の観点の発明は、
チャネル方向およびスライス方向に配列された複数の検出素子を含む放射線検出器と、
前記放射線検出器における第１および第２の検出素子領域の互いに近接する側の一部同士を覆うように設けられた放射線吸収体とを備えた放射線検出装置を提供する。

第１２の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域の近接方向における前記放射線吸収体の幅が、前記検出素子を区分するためのコリメータ板の板厚より広い上記第１１の観点の放射線検出装置を提供する。

第１３の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、スライス方向において互いに近接している上記第１１の観点または第１２の観点の放射線検出装置を提供する。

第１４の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、互いに隣接しており、それぞれが隣接方向において検出素子１つ分の幅を有しており、
前記放射線吸収体が、前記隣接方向において検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％の幅を有している上記第１１の観点から第１３の観点のいずれか一つの観点の放射線検出装置を提供する。

第１５の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域の近接方向における前記放射線吸収体の中心位置が、前記第１および第２の検出素子領域の間の中間位置である上記第１１の観点から第１４の観点のいずれか一つの観点の放射線検出装置を提供する。

第１６の観点の発明は、
放射線源と、
チャネル方向およびスライス方向に配列された複数の検出素子を含む放射線検出器と、
前記放射線検出器における第１および第２の検出素子領域の互いに近接する側の一部同士を覆うように設けられた放射線吸収体と、
前記放射線源の焦点から照射され、前記第１および第２の検出素子領域における検出素子により検出された放射線の強度に基づいて、前記焦点の位置または基準位置からの移動量を特定する特定手段とを備えた放射線断層撮影装置を提供する。

第１７の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域の近接方向における前記放射線吸収体の幅が、前記検出素子を区分するためのコリメータ板の板厚より広い上記第１６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１８の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、スライス方向において互いに近接している上記第１６の観点または第１７の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１９の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域が、互いに隣接しており、それぞれが隣接方向において検出素子１つ分の幅を有しており、
前記放射線吸収体が、前記隣接方向において検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％の幅を有している上記第１６の観点から第１８の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第２０の観点の発明は、
前記第１および第２の検出素子領域の近接方向における前記放射線吸収体の中心位置が、前記第１および第２の検出素子領域の間の中間位置である上記第１６の観点から第１９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

上記観点の発明によれば、Ｘ線吸収体が、第１および第２の検出素子領域の互いに近接する側の一部同士を覆うように設けられている。そのため、放射線源の放射線焦点の位置によって、第１の検出素子領域のうち放射線が照射される領域と、第２の検出素子領域のうち放射線が照射される領域との割合が定まり、放射線焦点が移動すると、その割合が大きく変化する。これにより、第１および第２の検出素子領域により検出された放射線の強度に基づいて、放射線焦点の位置ずれを高分解能に検出することができる。

発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。 Ｘ線検出装置の構成例を示す図である。 Ｘ線検出装置の構成例を示す図である。 第１実施形態に係るＸ線検出装置の一部拡大図（Ｘ線吸収体の周辺図）である。 第１実施形態に係るＸ線検出装置の一部拡大図（Ｘ線吸収体の周辺図）である。 Ｘ線焦点が基準位置にあるときのＸ線吸収体によるＸ線遮蔽の様子を示す図である。 Ｘ線焦点が基準位置から−ｚ方向に移動したときのＸ線吸収体によるＸ線遮蔽の様子を示す図である。 Ｘ線焦点が基準位置から＋ｚ方向に移動したときのＸ線吸収体によるＸ線遮蔽の様子を示す図である。 Ｘ線吸収体で検出面が一部遮蔽された２つの検出素子で受けるＸ線量の比とＸ線焦点の位置との関係を示すグラフである。 Ｘ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフロー（flow）図である。 第２実施形態に係るＸ線検出装置の一部拡大図（Ｘ線吸収体の周辺図）である。 第２実施形態に係るＸ線検出装置の一部拡大図（Ｘ線吸収体の周辺図）である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明は限定されない。
（第１実施形態）
図１は、発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。

Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル（table）１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。

操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体の撮影を行うための各部の制御や画像を生成するためのデータ処理などを行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータなどを記憶する記憶装置７とを具備している。

撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部Ｂに入れ出しするクレードル（cradle）１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の水平直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。

走査ガントリ２０は、開口部Ｂの周りを回転可能に支持された円環状の回転部１５を有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線８１をファンビーム（fan beam）或いはコーンビーム（cone beam）に整形するアパーチャ（aperture）２３と、被検体４０を透過したＸ線８１を検出するＸ線検出装置２４と、Ｘ線検出装置２４の出力をＸ線投影データに変換して収集するＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，アパーチャ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載されている。走査ガントリ２０は、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を備えている。回転部１５は、これを支持する部分とスリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。なお、ＤＡＳは、データ収集装置ともいう。

Ｘ線管２１およびＸ線検出装置２４は、被検体４０が載置される撮影空間、すなわち走査ガントリ２０の開口部Ｂを挟んで互いに対向して配置されている。回転部１５が回転すると、Ｘ線管２１およびＸ線検出装置２４は、その位置関係を維持したまま、被検体４０の周りを回転する。Ｘ線管２１から放射されアパーチャ２３で整形されたファンビーム或いはコーンビームのＸ線８１は、被検体４０を透過し、Ｘ線検出装置２４の検出面に照射される。このファンビーム或いはコーンビームのＸ線８１のｘｙ平面における広がり方向をチャネル方向（ＣＨ方向）、ｚ方向における広がり方向もしくはｚ方向そのものをスライス方向（ＳＬ方向）という。

ここで、Ｘ線検出装置２４の構成について詳しく説明する。

図２に、Ｘ線検出装置の構成例を示す。図２（ａ）は、Ｘ線管２１側から見たときの図（正面図）、図２（ｂ）は、ｚ方向に見たときの図（側面図）である。

図２に示すように、Ｘ線検出装置２４は、Ｘ線検出器２７と、コリメータ装置２８とを備えている。

Ｘ線検出器２７は、検出素子２７１が、ＣＨ方向およびＳＬ方向にマトリクス（matrix）状に配列された構成である。各検出素子２７１は、その検出面がＸ線管２１のＸ線焦点２１ｆを向くように緩やかな曲面に沿って載置されている。本例では、Ｘ線検出器２７は、検出素子２７１が、例えば１０００チャネル×１２８列で配列されている。また、検出素子２７１の検出面は、幅が約１．０２５ｍｍの略正方形状である。なお、図２では、便宜上、検出素子２７１の数を実際より少なくして描いてある。

コリメータ装置２８は、Ｘ線検出器２７の検出面側に設けられており、複数のコリメータ板２８１により構成されている。複数のコリメータ板２８１は、Ｘ線検出器２７の検出素子２７１をＣＨ方向に区分するように設けられている。また、各コリメータ板２８１は、その板面がＸ線焦点２１ｆからのＸ線の放射方向と平行になるように設けられている。コリメータ板２８１のＩ方向の幅は、例えば、２０ｍｍ程度であり、コリメータ板２８１の板厚は、例えば０．２ｍｍ程度である。

図２に示すように、Ｘ線検出器２７には、メイン（main）領域Ｍとレファレンス（reference）領域Ｒとがある。レファレンス領域Ｒは、Ｘ線検出器２７のＣＨ方向における少なくとも一方の端部にあり、通常、被検体４０を透過しないＸ線が照射される領域である。メイン領域Ｍは、このレファレンス領域Ｒ以外の領域である。メイン領域Ｍの検出素子２７１による検出データは、画像再構成に用いられる。レファレンス領域Ｒの検出素子２７１による検出データは、メイン領域Ｍの検出データの補正に用いられる。

図２に示すように、本例では、コリメータ板２８１は、検出素子２７１をＣＨ方向に１ライン（line）ずつ区分するように、検出素子２７１間の境界に設けられている。

また、図２に示すように、Ｘ線検出器２７のＣＨ方向における端部であって、ＳＬ方向における中央部近傍である位置には、Ｘ線吸収体５０が取り付けられている。以下、このＸ線吸収体５０について詳細に説明する。

図３は、第１実施形態に係るＸ線検出装置の一部拡大図である。図３（ａ）は、Ｘ線吸収体５０の周辺をＸ線管２１側から見たときの図（正面図）、図３（ｂ）は、Ｘ線吸収体５０の周辺をｚ方向に見たときの図（側面図）である。

ここで、Ｘ線検出器２７を構成する個々の検出素子２７１を、チャネル番号および列番号により識別することにする。チャネル番号は、Ｘ線検出器２７における−ＣＨ方向から＋ＣＨ方向に向かって、１，２，・・・，１０００とする。列番号は、Ｘ線検出器２７におけるＳＬ方向の中央から＋ｚ方向に向かって、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ６４とし、ＳＬ方向の中央から−ｚ方向に向かって、Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂ６４とする。また、チャネル番号ｉ，列番号ｊの検出素子２７１を、検出素子２７１（ｉ，ｊ）で表す。

Ｘ線検出器２７の−ＣＨ方向の端部におけるＳＬ方向の中央部近傍には、チャネル番号１，列番号Ａ１の検出素子２７１（１，Ａ１）と、チャネル番号１，列番号Ｂ１の検出素子２７１（１，Ｂ１）とが、ＳＬ方向に隣接して配置されている。

Ｘ線吸収体５０は、これらの検出素子２７１（１，Ａ１）の検出面（第１の検出素子領域の検出面）と、検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面（第２の検出素子領域の検出面）とに照射されるＸ線のうち、これらの検出面のＳＬ方向における互いに近接する側の一部同士に照射されるＸ線を遮蔽するように設けられている。つまり、Ｘ線吸収体５０は、Ｘ線照射方向（Ｉ方向）に見て、検出素子２７１（１，Ａ１）の検出面と、検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面との境界の近傍部分を覆うように配置されている。本例では、Ｘ線吸収体５０は、そのＳＬ方向における中心位置５０ｃが、これらの検出素子２７１（１，Ａ１），２７１（１，Ｂ１）の検出面間の中間位置すなわち境界に位置するように、取り付けられている。

Ｘ線吸収体５０は、Ｘ線照射方向（Ｉ方向）を板厚方向とする板形状を有しており、そのＸ線を遮蔽する部分は、Ｘ線照射方向（Ｉ方向）に見て、略矩形状を有している。Ｘ線吸収体５０のＳＬ方向の幅は、コリメータ板２８１の板厚より大きく、例えば、検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％であり、本例では、検出素子１つ分の幅の９０％程度である。Ｘ線吸収体５０の板厚は、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍであり、本例では、０．２ｍｍ程度である。Ｘ線吸収体５０のＸ線照射方向（Ｉ方向）の位置は、例えば、検出素子２７１の検出面からＸ線管２１のＸ線焦点２１ｆに向かって高さ１０ｍｍ〜１００ｍｍの位置にあり、本例では、高さ３０ｍｍ程度の位置である。Ｘ線吸収体５０のＣＨ方向における外側の端部は、検出素子２７１を支持するフレーム（frame）２４１に、スペーサ（spacer）５５等を介してネジ５６でネジ止めされ固定されている。これにより、Ｘ線焦点２１ｆが設計上の適正な基準位置ｚ０にある場合、これら検出素子２７１の検出面のうち略半分ずつが、照射されるＸ線８１に対して遮蔽される状態になる。なお、Ｘ線吸収体５０は、例えば、タングステン（tungsten）やモリブデン（molybdenum）などの重金属により構成されている。

ここで、Ｘ線焦点移動の検出およびＸ線投影データの補正の方法について説明する。

図４〜図６は、Ｘ線焦点の位置によって異なるＸ線遮蔽の様子を示す図である。

いま、Ｘ線焦点２１ｆの位置をｚ方向に変えて、検出素子２７１（１，Ａ１）と検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面にＸ線を照射することを考える。

まず、図４に示すように、Ｘ線焦点２１ｆが基準位置ｚ０にあるとき、すなわち、ｚ方向位置誤差ＺＥ＝０であるときに、Ｘ線焦点からＸ線を照射した場合を考える。この場合、検出素子２７１（１，Ａ１）の検出面のうちＸ線が照射される領域（以下、Ｘ線照射領域という）σと、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域σとは、略等しい。

次に、図５に示すように、Ｘ線焦点２１ｆが、基準位置ｚ０から−ｚ方向に移動した位置ｚ１にあるときに、すなわち、ｚ方向位置誤差ＺＥ＝−α（α＞０）であるとき、Ｘ線焦点２１ｆからＸ線８１を照射する場合を考える。この場合、Ｘ線焦点２１ｆが基準位置ｚ０にあるときと比較すると、検出素子２７１（１，Ａ１）のＸ線照射領域σは減少し、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域は増大する。つまり、検出素子２７１（１，Ａ１）のＸ線照射領域σは、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域σより小さくなる。また、基準位置ｚ０から−ｚ方向への移動量αが大きくなるほど、検出素子２７１（１，Ａ１）のＸ線照射領域σは減少していき、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域σは増大していく。

一方、図６に示すように、Ｘ線焦点２１ｆが、基準位置Ｚ０から＋ｚ方向に移動した位置ｚ２にあるときに、すなわち、ｚ方向位置誤差ＺＥ＝＋α（α＞０）であるとき、Ｘ線焦点２１ｆからＸ線８１を照射する場合を考える。この場合、Ｘ線焦点２１ｆが基準位置ｚ０にあるときと比較すると、検出素子２７１（１，Ａ１）のＸ線照射領域σは増大し、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域σは減少する。つまり、検出素子２７１（１，Ａ１）のＸ線照射領域σは、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域σより大きくなる。また、基準位置ｚ０から＋ｚ方向への移動量αが大きくなるほど、検出素子２７１（１，Ａ１）のＸ線照射領域σは増大していき、検出素子２７１（１，Ｂ１）のＸ線照射領域σは減少していく。

実際に、検出素子２７１（１，Ａ１），検出素子２７１（１，Ｂ１）のそれぞれの検出面で受けるＸ線量の比Ｑ（１，Ｂ１）／Ｑ（１，Ａ１）を、ｚ方向位置誤差ＺＥごとにプロット（plot）すると、例えば、図７に示すようなグラフ（graph）が得られる。このグラフから分かるように、Ｘ線焦点２１ｆの位置変動（Ｘ線照射角度の変動）は、検出素子２７１（１，Ａ１），検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面で受けるＸ線８１のＸ線量Ｑ（１，Ａ１），Ｑ（１，Ｂ１）に反映される。したがって、検出素子２７１（１，Ａ１），検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面で受けるＸ線８１のＸ線量Ｑ（１，Ａ１），Ｑ（１，Ｂ１）のバランス、例えば、検出素子２７１（１，Ａ１）の検出面で受けるＸ線８１のＸ線量Ｑ（１，Ａ１）に対する検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面で受けるＸ線８１のＸ線量Ｑ（１，Ｂ１）の比ｒは、図７に示すように、単調増加関数となり、このＸ線量比ｒとｚ方向位置誤差ＺＥとが、一対一で対応することとなる。

この図７で示すようなＸ線量比ｒとｚ方向位置誤差ＺＥとの関係を、Ｘ線検出器２７全体の関数テーブル（table）Ｔ１として予め取得しておく。そして、それと同時に、Ｘ線検出器２７の個々の検出素子２７１（ｉ，ｊ）について、ｚ方向位置誤差ＺＥに対する出力応答を固有のテーブルＴ２（ｉ，ｊ）として求めておく。このようにすれば、撮影時にＸ線焦点２１ｆの位置が変動したとしても、その位置を検出素子２７１（１，Ａ１），２７１（１，Ｂ１）の出力と関数テーブルＴ１とを用いて求めることができる。そして、その求めたＸ線焦点２１ｆの位置をテーブルＴ２（ｉ，ｊ）に適用することによって、すべての検出素子２７１の補正係数を個別にかつリアルタイム（real time）に提供することができる。

本例では、上記の原理に基づき、予め、メイン領域Ｍにおける各位置（ｉ，ｊ）の検出素子２７１（ｉ，ｊ）ごとに、ｚ方向位置誤差ＺＥに応じた検出データの変化を調べる。その結果から、Ｘ線焦点の位置の変動による検出データの影響をキャンセル（cancel）するための補正係数ｋを、ｚ方向位置誤差ＺＥの関数ｋ（ｉ，ｊ，ＺＥ）として求め、これを記憶させておく。また、上記の関数テーブルＴ１も記憶させておく。

そして、収集された各ビュー（view）ｖのＸ線投影データＰｖごとに、検出素子２７１（１，Ａ１），２７１（１，Ｂ１）の出力からＸ線量比ｒｖを求め、これを関数テーブルＴ１に適用して、ビューｖに対応するＸ線焦点２１ｆの位置を求める。処理対象となるビューｖのＸ線投影データＰｖを構成する各検出素子２７１（ｉ，ｊ）による検出データｐｖ（ｉ，ｊ）を、補正係数ｋ（ｉ，ｊ，ＺＥ）を用いて補正する。

これより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。

図８は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフロー図である。

ステップＳ１では、被検体のスキャン（scan）を行って、複数ビューｖのＸ線投影データＰを収集する。

ステップＳ２では、処理対象とするＸ線投影データのビューｖａを選択する。

ステップＳ３では、選択されたビューｖａのＸ線投影データＰ（ｖａ）における検出素子２７１（１，Ａ１），２７１（１，Ｂ１）の検出信号値からＸ線量比ｒを求める。

ステップＳ４では、Ｘ線量比ｒを関数テーブルＴ１に適用して、ビューｖａに対応するＸ線焦点のｚ方向位置誤差ＺＥ（ｖａ）を求める。

ステップＳ５では、処理対象とする検出データのチャネル位置（ｍ，ｎ）を選択する。

ステップＳ６では、選択されたビューｖａおよびチャネル位置（ｍ，ｎ）の検出データｐ（ｖａ，ｍ，ｎ）を、補正係数ｋ（ｍ，ｎ，ＺＥ（ｖａ））を用いて補正する。

ステップＳ７では、次に選択するチャネル位置があるかを判定する。ある場合にはステップＳ４に戻り、新たなチャネル位置を選択する。ない場合には、次のステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、次に選択するビューがあるかを判定する。ある場合には、ステップＳ２に戻り、新たなビューを選択する。ない場合には、次のステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、補正された複数ビューのＸ線投影データに基づいて画像再構成を行う。

ステップＳ１０では、再構成画像を表示する。

以上、このような本実施形態によれば、ＳＬ方向において、Ｘ線吸収体５０が、検出素子２７１（１，Ａ１），２７１（１，Ｂ１）の検出面の互いに近接する側の一部同士を覆うように、すなわち、照射されるＸ線８１を遮蔽するように設けられている。そのため、Ｘ線焦点２１ｆの位置によって、検出素子２７１（１，Ａ１）の検出面のうちＸ線８１が照射される領域σと、検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面のうちＸ線８１が照射される領域σとの割合が定まり、Ｘ線焦点２１ｆが移動すると、その割合が大きく変化する。これにより、これらの検出素子により検出されたＸ線強度（検出信号）に基づいて、Ｘ線焦点２１ｆの位置や移動量を高分解能に検出することができる。

ちなみに、Ｘ線吸収体５０のＳＬ方向の幅が、コリメータ板２８１の板厚程度であると、Ｘ線焦点２１ｆが移動しても、検出素子２７１（１，Ａ１）にて検出されるＸ線のＸ線量Ｑと、検出素子２７１（１，Ｂ１）にて検出されるＸ線のＸ線量Ｑとの間に有意な差が出にくい。つまり、Ｘ線焦点２１ｆの位置を高分解能に検出することが難しい。本実施形態では、その幅をコリメータ板２８１の板厚より幅広としているので、Ｘ線焦点２１ｆの移動による検出面でのＸ線量Ｑの変化を、より積極的に大きく作り出すことができ、Ｘ線焦点２１ｆの移動をより高い分解能で検出することができる。
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係るＸ線検出装置の一部拡大図である。図９（ａ）は、Ｘ線管２１側から見たときの図（正面図）、図９（ｂ）は、ｚ方向に見たときの図（側面図）である。

なお、ここでは、図９に示すように、検出素子２７１（１，Ａ２）の検出面と検出素子２７１（２，Ａ２）の検出面とを合わせて第１の検出面Ｄ１（第１の検出素子領域の検出面）とし、検出素子２７１（１，Ａ１）の検出面と検出素子２７１（２，Ａ１）の検出面とを合わせて第２の検出面Ｄ２（第２の検出素子領域の検出面）とする。また、検出素子２７１（１，Ｂ１）の検出面と検出素子２７１（２，Ｂ１）の検出面とを合わせて第３の検出面Ｄ３（第１の検出素子領域の検出面）とし、検出素子２７１（１，Ｂ２）の検出面と検出素子２７１（２，Ｂ２）の検出面とを合わせて第４の検出面Ｄ４（第２の検出素子領域の検出面）とする。

図９に示すように、本実施形態におけるＸ線吸収体５１は、第１のＸ線吸収部５２と第２のＸ線吸収部５３とを有している。第１のＸ線吸収部５２は、第１の検出面Ｄ１と第２の検出面Ｄ２とに照射されるＸ線８１のうち、これら第１および第２の検出面Ｄ１，Ｄ２のＳＬ方向における互いに近接する側の一部同士に照射されるＸ線８１を遮蔽する。つまり、第１のＸ線吸収部５２は、第１の検出面Ｄ１と第２の検出面Ｄ２との間を覆うように配置されている。また、第２のＸ線吸収部５３は、第３の検出面Ｄ３と第４の検出面Ｄ４とに照射されるＸ線のうち、これら第３および第４の検出面Ｄ３，Ｄ４のＳＬ方向における互いに近接する側の一部同士に照射されるＸ線８１を遮蔽する。つまり、第２のＸ線吸収部５３は、第３の検出面Ｄ３と第４の検出面Ｄ４との間を覆うように配置されている。第１および第２のＸ線吸収部５２，５３は、いずれも、そのＳＬ方向における幅が検出素子１つ分の幅の９０％程度であり、Ｘ線照射方向（Ｉ方向）に見て略矩形状である。

本例では、Ｘ線吸収体５１は、第１のＸ線吸収部５２のＳＬ方向における中心位置５２ｃが、第１の検出面Ｄ１と第２の検出面Ｄ２との間の中間位置に位置し、第２のＸ線吸収部５３のＳＬ方向における中心位置５３ｃが、第３の検出面Ｄ３と第４の検出面Ｄ４との間の中間位置に位置するよう、形成され、取り付けられている。また、本例では、第１のＸ線吸収部５２と第２のＸ線吸収部５３とは、一体的に形成されている。Ｘ線吸収体５１は、これらの検出面からＸ線照射方向（Ｉ方向）において高さ３０ｍｍの位置に配置されている。

このような構成においても、上述した原理により、第１〜第４の検出面Ｄ１〜Ｄ４において検出されたＸ線８１のＸ線量Ｑに基づいて、Ｘ線焦点２１ｆの位置を検出したり、Ｘ線投影データｐを補正したりすることができる。例えば、第１の検出面Ｄ１および第３の検出面Ｄ３において検出されたＸ線８１の総Ｘ線量Ｑｔ（または平均Ｘ線量Ｑａ）と、第２の検出面Ｄ２および第４の検出面Ｄ４において検出されたＸ線８１の総Ｘ線量Ｑｔ（または平均Ｘ線量Ｑａ）との比に基づいて、Ｘ線焦点２１ｆの位置を検出したり、Ｘ線投影データｐを補正したりすることができる。また例えば、第１の検出面Ｄ１において検出されたＸ線８１の総Ｘ線量Ｑｔ（または平均Ｘ線量Ｑａ）と、第２の検出面Ｄ２において検出されたＸ線８１の総Ｘ線量Ｑｔ（または平均Ｘ線量Ｑａ）との比と、第３の検出面Ｄ３において検出されたＸ線８１の総Ｘ線量Ｑｔ（または平均Ｘ線量Ｑａ）と、第４の検出面Ｄ４において検出されたＸ線８１の総Ｘ線量Ｑｔ（または平均Ｘ線量Ｑａ）との比とに基づいて、Ｘ線焦点２１ｆの位置を検出したり、Ｘ線投影データｐを補正したりすることができる。

第２実施形態の場合、第１〜第４の検出面Ｄ１〜Ｄ４が、それぞれ複数の検出素子領域分であり、その場所も複数である。そのため、検出素子２７１の検出データに含まれるノイズ（noise）成分を低減したり、コリメータ板２８１の設置精度のバラツキによる影響を低減したりすることができる。つまり、ＳＮ比がより高い特徴量を基に、Ｘ線焦点２１ｆの位置を検出したり、Ｘ線投影データｐを補正したりすることができるようになり、その精度が高まる。

なお、上記実施形態によれば、従来と比較してハード（hard）的に追加するものが少ないので、部品コスト（cost）の増加もほとんどなく、製造の難易度が増大することもない。

また、上記実施形態によれば、上記のような補正アルゴリズム（algorithm）の追加により、コリメータ板２８１の設置精度のバラツキによる影響が抑えられるので、コリメータ板２８１の設置精度に係る仕様の緩和が可能となり、いわゆるスクラップコスト（scrap cost）の削減も期待できる。

なお、発明は、上記実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、検出素子領域同士のＸ線量比ｒとＸ線焦点２１ｆの位置との対応関係を求めておき、実測した検出信号値からＸ線量比ｒを求め、その対応関係を参照して、Ｘ線焦点２１ｆの位置を求めているが、もちろん別の方法で求めてもよい。例えば、検出素子（１，Ａ１）と検出素子（１，Ｂ１）との検出信号値のバランス（balance）を表す何らかの特徴量からＸ線焦点２１ｆの位置を直接的または間接的に求める方法を用いてもよい。

また例えば、上記実施形態では、ＳＬ方向に隣接する検出素子２７１の検出信号値を基に、Ｘ線焦点２１ｆのＳＬ方向の移動を検出し、この焦点移動によるＸ線投影データｐの変動を補正しているが、これと同様の構成を、ＣＨ方向に対して適用し、Ｘ線焦点２１ｆのＣＨ方向の移動を検出し、この焦点移動によるＸ線投影データｐの変動を補正することもできる。あるいは、ＣＨ方向およびＳＬ方向に対して同時に適用することもできる。

また例えば、上記実施形態では、被検体４０の本スキャンにより得られたＸ線投影データｐから特定の検出素子の検出データを取得し、これらを用いてＸ線焦点２１ｆの位置を検出しているが、本スキャンとは異なるスキャン、例えば本スキャン前のエア・キャリブレーション（air-calibration）のためのスキャンを行う際に、上記特定の検出素子の検出データを取得しておき、これを用いてＸ線焦点２１ｆの位置を検出してもよい。Ｘ線焦点２１ｆは、概して時間的に緩やかに移動する場合が多いので、補正に用いる検出素子２７１の検出データを取得するタイミング（timing）と、画像再構成に用いるＸ線投影データｐを取得するタイミングとが多少ずれていても、Ｘ線投影データｐの補正は十分可能である。また、エア・キャリブレーションのためのスキャンの場合、撮影空間に被検体４０が載置されていないので、散乱線による検出データへの影響を防ぐことができるという利点もある。

また例えば、上記実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置であるが、発明は、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴまたはＳＰＥＣＴとを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置などにも適用可能である。

１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２１ｆ Ｘ線焦点
２２ Ｘ線コントローラ
２３ アパーチャ
２４ Ｘ線検出装置
２４１ フレーム
２５ ＤＡＳ
２６ 回転部コントローラ
２７ Ｘ線検出器
２７１ 検出素子
２８ コリメータ装置
２８１ コリメータ板
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
４０ 被検体
５０，５１ Ｘ線吸収体
５２ 第１のＸ線吸収部
５３ 第２のＸ線吸収部
５５ スペーサ
５６ ネジ
８１ Ｘ線
１００ Ｘ線ＣＴ装置
Ｄ１ 第１の検出面
Ｄ２ 第２の検出面
Ｄ３ 第３の検出面
Ｄ４ 第４の検出面
Ｚ０ 基準位置

Claims (19)

1. 放射線断層撮影装置における放射線源の焦点の位置ずれを検出する放射線焦点位置検出方法であって、
   放射線検出器においてチャネル方向およびスライス方向に配列された複数の検出素子に含まれる第１および第２の検出素子の互いに近接する側の一部同士を覆うように、前記第１および第２の検出素子の検出面から放射線照射方向に離れた位置に放射線吸収体を設けるステップと、
   前記第１および第２の検出素子により検出された放射線の強度に基づいて、前記焦点の位置または基準位置からの移動量を特定するステップとを有する放射線焦点位置検出方法。
2. 前記第１および第２の検出素子の近接方向における前記放射線吸収体の幅は、前記検出素子を区分するためのコリメータ板の板厚より広い請求項１に記載の放射線焦点位置検出方法。
3. 前記第１および第２の検出素子は、スライス方向において互いに近接している請求項１又は２に記載の放射線焦点位置検出方法。
4. 前記第１および第２の検出素子は、前記複数の検出素子のチャネル方向における端部近傍に位置している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線焦点位置検出方法。
5. 前記第１および第２の検出素子は、前記複数の検出素子のスライス方向における中央近傍に位置している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線焦点位置検出方法。
6. 前記第１および第２の検出素子は、前記放射線検出器におけるレファレンスチャネルである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線焦点位置検出方法。
7. 前記第１および第２の検出素子は、互いに隣接しており、それぞれが隣接方向において検出素子１つ分の幅を有しており、
   前記放射線吸収体は、前記隣接方向において検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％の幅を有している請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線焦点位置検出方法。
8. 前記放射線吸収体は、前記第１および第２の検出素子の検出面から前記放射線源に向かう方向へ１０ｍｍ〜１００ｍｍの位置に設けられている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線焦点位置検出方法。
9. 前記第１および第２の検出素子の近接方向における前記放射線吸収体の中心位置は、前記第１および第２の検出素子の間の中間位置である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線焦点位置検出方法。
10. チャネル方向およびスライス方向に配列された複数の検出素子を含む放射線検出器と、
    前記放射線検出器における前記複数の検出素子に含まれる第１および第２の検出素子の互いに近接する側の一部同士を覆うように、前記第１および第２の検出素子の検出面から放射線照射方向に離れた位置に設けられた放射線吸収体とを備えた放射線検出装置。
11. 前記第１および第２の検出素子の近接方向における前記放射線吸収体の幅は、前記検出素子を区分するためのコリメータ板の板厚より広い請求項１０に記載の放射線検出装置。
12. 前記第１および第２の検出素子は、スライス方向において互いに近接している請求項１０又は請求項１１に記載の放射線検出装置。
13. 前記第１および第２の検出素子は、互いに隣接しており、それぞれが隣接方向において検出素子１つ分の幅を有しており、
    前記放射線吸収体は、前記隣接方向において検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％の幅を有している請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
14. 前記第１および第２の検出素子の近接方向における前記放射線吸収体の中心位置は、前記第１および第２の検出素子の間の中間位置である請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
15. 放射線源と、
    チャネル方向およびスライス方向に配列された複数の検出素子を含む放射線検出器と、
    前記放射線検出器における前記複数の検出素子に含まれる第１および第２の検出素子の互いに近接する側の一部同士を覆うように、前記第１および第２の検出素子の検出面から放射線照射方向に離れた位置に設けられた放射線吸収体と、
    前記放射線源の焦点から照射され、前記第１および第２の検出素子における検出素子により検出された放射線の強度に基づいて、前記焦点の位置または基準位置からの移動量を特定する特定手段とを備えた放射線断層撮影装置。
16. 前記第１および第２の検出素子の近接方向における前記放射線吸収体の幅は、前記検出素子を区分するためのコリメータ板の板厚より広い請求項１５に記載の放射線断層撮影装置。
17. 前記第１および第２の検出素子は、スライス方向において互いに近接している請求項１５又は請求項１６に記載の放射線断層撮影装置。
18. 前記第１および第２の検出素子は、互いに隣接しており、それぞれが隣接方向において検出素子１つ分の幅を有しており、
    前記放射線吸収体は、前記隣接方向において検出素子１つ分の幅の５０％〜１５０％の幅を有している請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
19. 前記第１および第２の検出素子の近接方向における前記放射線吸収体の中心位置は、前記第１および第２の検出素子の間の中間位置である請求項１５から請求項１８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。