JPH06296607A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
Ｘ線ｃｔ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リアルタイムでマルチエナージースキャンを
実現し、複数種類のエネルギー特性に応じた複数種類の
断層情報を得ることが可能なＣＴ装置の提供。 【構成】 Ｘ線ＣＴ装置はＸ線管１０と、検出器１，２
と、検出器１，２からのデータおよび被検体の移動情報
に基づくデータを収集するデータ収集部５０と、収集デ
ータから被検体Ｐの断層像を再構成する再構成部６０を
有している。検出器１，２は被検体Ｐを構成する物質Ｍ
１，Ｍ２によるＸ線エネルギー特性をそれぞれ検出す
る。データ収集部５０は検出器１，２からのデータを収
集する収集部５１，５２を有し、再構成装置６０は収集
部１，２からのデータに基づいて物質Ｍ１，Ｍ２のパス
長ｄ１，ｄ２を求めるエネルギー分布計算部６１とその
結果から物質Ｍ１，Ｍ２の分布画像７１，７２及び／又
は収集データに基づく検出器１，２での断層像データ７
１，７２を再構成する画像再構成部６２を有している。
実現し、複数種類のエネルギー特性に応じた複数種類の
断層情報を得ることが可能なＣＴ装置の提供。 【構成】 Ｘ線ＣＴ装置はＸ線管１０と、検出器１，２
と、検出器１，２からのデータおよび被検体の移動情報
に基づくデータを収集するデータ収集部５０と、収集デ
ータから被検体Ｐの断層像を再構成する再構成部６０を
有している。検出器１，２は被検体Ｐを構成する物質Ｍ
１，Ｍ２によるＸ線エネルギー特性をそれぞれ検出す
る。データ収集部５０は検出器１，２からのデータを収
集する収集部５１，５２を有し、再構成装置６０は収集
部１，２からのデータに基づいて物質Ｍ１，Ｍ２のパス
長ｄ１，ｄ２を求めるエネルギー分布計算部６１とその
結果から物質Ｍ１，Ｍ２の分布画像７１，７２及び／又
は収集データに基づく検出器１，２での断層像データ７
１，７２を再構成する画像再構成部６２を有している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、被検体に対しＸ線を曝射し、被検
体の透過Ｘ線量を検出して、検出された透過Ｘ線量に基
づくデータを収集し、そのデータに基づいて被検体の断
層像を再構成するＣＴ装置が広く用いられるようになっ
ている。
体の透過Ｘ線量を検出して、検出された透過Ｘ線量に基
づくデータを収集し、そのデータに基づいて被検体の断
層像を再構成するＣＴ装置が広く用いられるようになっ
ている。
【０００３】また、このようなＣＴ装置でファンビーム
状の検出器をスライス方向（体軸方向）に２列に並べて
同時に２スライス分のデータを収集するダブルスライス
ＣＴ装置がある。
状の検出器をスライス方向（体軸方向）に２列に並べて
同時に２スライス分のデータを収集するダブルスライス
ＣＴ装置がある。
【０００４】図１２はダブルスライスＣＴ装置の概略構
成図であり、撮影領域領域Ｒ内に位置する被検体Ｐに対
しＸ線を曝射するＸ線管１１と、被検体Ｐの透過Ｘ線量
を検出する検出器１４１，１４２、検出器１４１，１４
２からの透過Ｘ線量に基づくデータを収集するデータ収
集部１５と、データ収集部１５からのデータに基づいて
被検体Ｐの断層像を再構成する画像再構成装置１７及び
再構成された断層画像を表示する表示装置１７が示され
ている。また、Ｘ線管１１の検出器方向の近傍には被検
体Ｐに曝射Ｘ線の線質や線量を調整して照射角度に拘ら
ずＸ線が被検体Ｐに均等に曝射されるようにするウエッ
ジ１２及びスリット１３が設けられている。
成図であり、撮影領域領域Ｒ内に位置する被検体Ｐに対
しＸ線を曝射するＸ線管１１と、被検体Ｐの透過Ｘ線量
を検出する検出器１４１，１４２、検出器１４１，１４
２からの透過Ｘ線量に基づくデータを収集するデータ収
集部１５と、データ収集部１５からのデータに基づいて
被検体Ｐの断層像を再構成する画像再構成装置１７及び
再構成された断層画像を表示する表示装置１７が示され
ている。また、Ｘ線管１１の検出器方向の近傍には被検
体Ｐに曝射Ｘ線の線質や線量を調整して照射角度に拘ら
ずＸ線が被検体Ｐに均等に曝射されるようにするウエッ
ジ１２及びスリット１３が設けられている。
【０００５】また、被検体Ｐの周りを回転しながらＸ線
を曝射し、寝台を体軸方向に移動させて、検出器からの
透過Ｘ線量及び寝台の移動情報に基づくデータを収集
し、そのデータに基づいて被検体の断層像を再構成して
表示するヘリカルスキャン方式のダブルスライスＣＴ装
置もある。
を曝射し、寝台を体軸方向に移動させて、検出器からの
透過Ｘ線量及び寝台の移動情報に基づくデータを収集
し、そのデータに基づいて被検体の断層像を再構成して
表示するヘリカルスキャン方式のダブルスライスＣＴ装
置もある。
【０００６】図１３は従来技術によるヘリカルスキャン
方式のダブルスライスＣＴ装置の検出器の配置及び軌跡
の説明図であり、図１３（Ａ）はＸ線焦点ａとｂ方向に
回転する検出器１４１及び１４２を示し、検出器１４
１，１４２の特性は等しくスライス方向に対して互いに
隣接している。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の平面ｃに
よる断面図であり、互いに隣接する検出器１４１，１４
２と、検出器の回転及び寝台の移動にともなうスライス
方向に螺旋状の検出器３，４軌跡が示されている。
方式のダブルスライスＣＴ装置の検出器の配置及び軌跡
の説明図であり、図１３（Ａ）はＸ線焦点ａとｂ方向に
回転する検出器１４１及び１４２を示し、検出器１４
１，１４２の特性は等しくスライス方向に対して互いに
隣接している。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の平面ｃに
よる断面図であり、互いに隣接する検出器１４１，１４
２と、検出器の回転及び寝台の移動にともなうスライス
方向に螺旋状の検出器３，４軌跡が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記ダブルスライスＣ
Ｔ装置では２つの検出系による透過Ｘ線量の検出方法が
同一であるため、データ収集の高速化（検出系あ１つの
場合の２倍）と再構成された断層像の高分解能化という
点での効果はあるものの、再構成される画像は図１３
（Ｃ）に示すように単一エネルギー特性による１種類の
断層像のみであり、例えば、ＭＲＩ（核磁気共鳴）装置
のＴ１，Ｔ２モードのように、複数種類のエネルギー特
性による断層像を再構成することはできなかった。
Ｔ装置では２つの検出系による透過Ｘ線量の検出方法が
同一であるため、データ収集の高速化（検出系あ１つの
場合の２倍）と再構成された断層像の高分解能化という
点での効果はあるものの、再構成される画像は図１３
（Ｃ）に示すように単一エネルギー特性による１種類の
断層像のみであり、例えば、ＭＲＩ（核磁気共鳴）装置
のＴ１，Ｔ２モードのように、複数種類のエネルギー特
性による断層像を再構成することはできなかった。
【０００８】ここで、ＣＴ装置においてリアルタイムで
マルチエナージースキャン（Multiple Energy Scan）が
実現できれば、複数の検出系によるそれぞれのエネルギ
ー特性に応じた、複数種類の断層情報を得ることが可能
となり、ＣＴ装置による診断の質的向上に新たな手段を
提供することとなる。
マルチエナージースキャン（Multiple Energy Scan）が
実現できれば、複数の検出系によるそれぞれのエネルギ
ー特性に応じた、複数種類の断層情報を得ることが可能
となり、ＣＴ装置による診断の質的向上に新たな手段を
提供することとなる。
【０００９】本発明は上記ＣＴ装置による診断の質的向
上に新たな手段を提供することを目的としてなされたも
のであり、具体的には、リアルタイムでマルチエナージ
ースキャンを実現し、複数種類のエネルギー特性に応じ
た複数種類の断層情報を得ることが可能なＣＴ装置を提
供することを目的とする。
上に新たな手段を提供することを目的としてなされたも
のであり、具体的には、リアルタイムでマルチエナージ
ースキャンを実現し、複数種類のエネルギー特性に応じ
た複数種類の断層情報を得ることが可能なＣＴ装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに第１の発明によるＸ線ＣＴ装置は、被検体に対しＸ
線を曝射するＸ線管と、透過Ｘ線エネルギーを検出する
ためのエネルギー特性が互いに異なる複数の検出系と、
検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエ
ネルギーデータを収集するデータ収集部と、データ収集
部からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成する
再構成装置と、を有することを特徴とする。
めに第１の発明によるＸ線ＣＴ装置は、被検体に対しＸ
線を曝射するＸ線管と、透過Ｘ線エネルギーを検出する
ためのエネルギー特性が互いに異なる複数の検出系と、
検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエ
ネルギーデータを収集するデータ収集部と、データ収集
部からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成する
再構成装置と、を有することを特徴とする。
【００１１】第２の発明によるヘリカルスキャン方式の
Ｘ線ＣＴ装置は被検体の周囲を回転しながらＸ線を曝射
するＸ線管と、透過Ｘ線エネルギーを検出するためのエ
ネルギー特性が互いに異なる複数の検出系と、被検体の
体軸方向に移動する寝台と、寝台を移動するための寝台
駆動部と、検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれ
の透過Ｘ線エネルギーデータ及び被検体の移動情報に基
づくデータを収集するデータ収集部と、データ収集部か
らのデータに基づいて被検体の断層像を再構成する再構
成装置と、を有することを特徴とする。
Ｘ線ＣＴ装置は被検体の周囲を回転しながらＸ線を曝射
するＸ線管と、透過Ｘ線エネルギーを検出するためのエ
ネルギー特性が互いに異なる複数の検出系と、被検体の
体軸方向に移動する寝台と、寝台を移動するための寝台
駆動部と、検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれ
の透過Ｘ線エネルギーデータ及び被検体の移動情報に基
づくデータを収集するデータ収集部と、データ収集部か
らのデータに基づいて被検体の断層像を再構成する再構
成装置と、を有することを特徴とする。
【００１２】第３の発明は上記第２の発明によるヘリカ
ルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、検出系が２つ
の検出系からなり、寝台の体軸方向への送りピッチを検
出系の検出器列のピッチの整数分の１倍にして２つの検
出器列の軌跡が重なることを特徴とする。
ルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、検出系が２つ
の検出系からなり、寝台の体軸方向への送りピッチを検
出系の検出器列のピッチの整数分の１倍にして２つの検
出器列の軌跡が重なることを特徴とする。
【００１３】第４の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、各検出系がシンチレー
タとフォトダイオードの組からなる固体検出器を有し、
それぞれの固体検出器のシンチレータの厚さが互いに異
なることを特徴とす。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、各検出系がシンチレー
タとフォトダイオードの組からなる固体検出器を有し、
それぞれの固体検出器のシンチレータの厚さが互いに異
なることを特徴とす。
【００１４】第５の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、更に、Ｘ線管から被検
体に対して曝射するＸ線の線質を均一にするフィルター
を各検出系に対応させて設け、Ｘ線管から被検体に対し
て曝射するＸ線の線質が各検出系毎に異なるように前記
各々のフィルターの厚さ、形状、または材質が互いに異
なることを特徴とする。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、更に、Ｘ線管から被検
体に対して曝射するＸ線の線質を均一にするフィルター
を各検出系に対応させて設け、Ｘ線管から被検体に対し
て曝射するＸ線の線質が各検出系毎に異なるように前記
各々のフィルターの厚さ、形状、または材質が互いに異
なることを特徴とする。
【００１５】第６の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて移動し、焦点毎にＸ線管に対す
る印加電圧を検出器列毎に変化させることを特徴とす
る。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて移動し、焦点毎にＸ線管に対す
る印加電圧を検出器列毎に変化させることを特徴とす
る。
【００１６】第７の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて設け、焦点毎にＸ線管に対する
印加電圧を検出器列毎に変化させることを特徴とする。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて設け、焦点毎にＸ線管に対する
印加電圧を検出器列毎に変化させることを特徴とする。
【００１７】
【作用】上記構成により第１の発明によるＸ線ＣＴ装置
は、Ｘ線管から被検体に対しＸ線を曝射し、データ収集
部が検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれの透過
Ｘエネルギーデータを収集する。そして、再構成装置で
データ収集部からのデータに基づいて被検体の断層像を
再構成する。
は、Ｘ線管から被検体に対しＸ線を曝射し、データ収集
部が検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれの透過
Ｘエネルギーデータを収集する。そして、再構成装置で
データ収集部からのデータに基づいて被検体の断層像を
再構成する。
【００１８】第２の発明によるヘリカルスキャン方式の
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管が被検体の周囲を回転しながら
Ｘ線を曝射し、また、寝台が寝台駆動部により被検体の
体軸方向に移動しスライス方向のスキャンを可能にす
る。そして、データ収集部が検出系が検出した被検体の
それぞれの透過Ｘエネルギーデータ及び被検体の移動情
報に基づくデータを収集し、再構成装置がデータ収集部
からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成する。
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管が被検体の周囲を回転しながら
Ｘ線を曝射し、また、寝台が寝台駆動部により被検体の
体軸方向に移動しスライス方向のスキャンを可能にす
る。そして、データ収集部が検出系が検出した被検体の
それぞれの透過Ｘエネルギーデータ及び被検体の移動情
報に基づくデータを収集し、再構成装置がデータ収集部
からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成する。
【００１９】第３の発明は上記第２の発明によるヘリカ
ルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、寝台の体軸方
向への送りピッチを検出系の検出器列のピッチの整数倍
にして２つの検出器列の軌跡を重ねる。
ルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、寝台の体軸方
向への送りピッチを検出系の検出器列のピッチの整数倍
にして２つの検出器列の軌跡を重ねる。
【００２０】第４の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、各検出系がシンチレー
タとフォトダイオードの組からなる固体検出器を有し、
それぞれの固体検出器のシンチレータの厚さが互いに異
なるので、透過Ｘ線エネルギー特性が互いに異なること
となり複数の検出器により透過Ｘエネルギーを検出でき
る。そして、データ収集部が検出系が検出した被検体の
それぞれの透過Ｘエネルギーデータを収集し、次い
で、、再構成装置でデータ収集部からのデータに基づい
て被検体の断層像を再構成する。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、各検出系がシンチレー
タとフォトダイオードの組からなる固体検出器を有し、
それぞれの固体検出器のシンチレータの厚さが互いに異
なるので、透過Ｘ線エネルギー特性が互いに異なること
となり複数の検出器により透過Ｘエネルギーを検出でき
る。そして、データ収集部が検出系が検出した被検体の
それぞれの透過Ｘエネルギーデータを収集し、次い
で、、再構成装置でデータ収集部からのデータに基づい
て被検体の断層像を再構成する。
【００２１】第５の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、更に、Ｘ線管から被検
体に対して曝射するＸ線の線質を均一にするフィルター
の厚さ、形状、または材質が異なるのでフィルターの各
検出系に対応して各々のＸ線管から被検体に対して曝射
するＸ線の線質が異なる。従って、透過Ｘ線エネルギー
特性が互いに異なることとなり複数の検出器により透過
Ｘエネルギーを検出できる。そして、データ収集部が検
出系が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエネルギーデ
ータを収集し、次いで、再構成装置でデータ収集部から
のデータに基づいて被検体の断層像を再構成する。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、更に、Ｘ線管から被検
体に対して曝射するＸ線の線質を均一にするフィルター
の厚さ、形状、または材質が異なるのでフィルターの各
検出系に対応して各々のＸ線管から被検体に対して曝射
するＸ線の線質が異なる。従って、透過Ｘ線エネルギー
特性が互いに異なることとなり複数の検出器により透過
Ｘエネルギーを検出できる。そして、データ収集部が検
出系が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエネルギーデ
ータを収集し、次いで、再構成装置でデータ収集部から
のデータに基づいて被検体の断層像を再構成する。
【００２２】第６の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて移動し、焦点毎にＸ線管に対す
る印加電圧を検出器列毎に変化させるので、透過Ｘ線エ
ネルギー特性が互いに異なることとなり複数の検出器に
より透過Ｘエネルギーを検出できる。そして、データ収
集部が検出系が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエネ
ルギーデータを収集し、次いで、再構成装置でデータ収
集部からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成す
る。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて移動し、焦点毎にＸ線管に対す
る印加電圧を検出器列毎に変化させるので、透過Ｘ線エ
ネルギー特性が互いに異なることとなり複数の検出器に
より透過Ｘエネルギーを検出できる。そして、データ収
集部が検出系が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエネ
ルギーデータを収集し、次いで、再構成装置でデータ収
集部からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成す
る。
【００２３】第７の発明は上記第１，第２，または第３
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて設け、焦点毎にＸ線管に対する
印加電圧を検出器列毎に変化させるので、透過Ｘ線エネ
ルギー特性が互いに異なることとなり複数の検出器によ
り透過Ｘエネルギーを検出できる。そして、データ収集
部が検出系が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエネル
ギーデータを収集し、次いで、再構成装置でデータ収集
部からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成す
る。
の発明のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系
の検出器列に対応させて設け、焦点毎にＸ線管に対する
印加電圧を検出器列毎に変化させるので、透過Ｘ線エネ
ルギー特性が互いに異なることとなり複数の検出器によ
り透過Ｘエネルギーを検出できる。そして、データ収集
部が検出系が検出した被検体のそれぞれの透過Ｘエネル
ギーデータを収集し、次いで、再構成装置でデータ収集
部からのデータに基づいて被検体の断層像を再構成す
る。
【００２４】
＜実施例１＞図１は本発明のマルチエナージースキャン
方式によるＸ線ＣＴ装置の一実施例としてのデュアルエ
ナージースキャン（ Dual Energy Scan ）方式のＸ線Ｃ
Ｔ装置の原理的構成を示すブロック図である。
方式によるＸ線ＣＴ装置の一実施例としてのデュアルエ
ナージースキャン（ Dual Energy Scan ）方式のＸ線Ｃ
Ｔ装置の原理的構成を示すブロック図である。
【００２５】図１では、被検体Ｐの周囲を回転しながら
Ｘ線を曝射するＸ線管１０と、被検体ＰのＸ線吸収線量
をそれぞれ検出する検出器１，２と、検出器１，２で得
たＸ線エネルギー特性および被検体の移動情報に基づく
データを収集するデータ収集部５０と、データ収集部５
０からのデータに基づいて被検体Ｐの断層像を再構成す
る再構成部６０及び再構成された断層画像を表示する表
示装置７０が示されている。
Ｘ線を曝射するＸ線管１０と、被検体ＰのＸ線吸収線量
をそれぞれ検出する検出器１，２と、検出器１，２で得
たＸ線エネルギー特性および被検体の移動情報に基づく
データを収集するデータ収集部５０と、データ収集部５
０からのデータに基づいて被検体Ｐの断層像を再構成す
る再構成部６０及び再構成された断層画像を表示する表
示装置７０が示されている。
【００２６】検出器１，２では異なったエネルギー特性
を検出する。
を検出する。
【００２７】データ収集部５０は検出器１からのデータ
を収集する収集部５１と、検出器１からのデータを収集
する収集部５１を有している。
を収集する収集部５１と、検出器１からのデータを収集
する収集部５１を有している。
【００２８】再構成部６０はエネルギー分布計算部６１
及び画像再構成部６２から構成されており、エネルギー
分布計算部６１は収集部１，２からのデータに基づいて
所定の計算方式（例えば、後述する数式（１），
（２））により物質Ｍ１，Ｍ２のパス（経路）長ｄ１，
ｄ２を求める。また、画像再構成部６２は、エネルギー
分布計算部６１の結果によりそれぞれ物質Ｍ１，Ｍ２の
分布画像（断層像）及び／又は収集部１，２からのそれ
ぞれの収集データを基に検出器１，２での断層像データ
を再構成する。
及び画像再構成部６２から構成されており、エネルギー
分布計算部６１は収集部１，２からのデータに基づいて
所定の計算方式（例えば、後述する数式（１），
（２））により物質Ｍ１，Ｍ２のパス（経路）長ｄ１，
ｄ２を求める。また、画像再構成部６２は、エネルギー
分布計算部６１の結果によりそれぞれ物質Ｍ１，Ｍ２の
分布画像（断層像）及び／又は収集部１，２からのそれ
ぞれの収集データを基に検出器１，２での断層像データ
を再構成する。
【００２９】画像再構成部６２で再構成された断層像デ
ータは画像格納装置（図示せず）に格納され、また、表
示処理系（図示せず）による処理を得てディスプレイ等
の表示装置７０に表示される。
ータは画像格納装置（図示せず）に格納され、また、表
示処理系（図示せず）による処理を得てディスプレイ等
の表示装置７０に表示される。
【００３０】図１で、画像７１は物質Ｍ１の分布画像、
画像７２は物質Ｍ２の分布画像、画像７３は検出器１で
の断層画像、画像７４は検出器２での分布画像の例であ
り、これら画像は１つの表示装置の画面上に、マルチ表
示方式によるマルチ表示、或いはウインドウ表示方式に
よるウインドウ表示、或いは単一画面の切換えによる切
換え表示方式等によって表示される。
画像７２は物質Ｍ２の分布画像、画像７３は検出器１で
の断層画像、画像７４は検出器２での分布画像の例であ
り、これら画像は１つの表示装置の画面上に、マルチ表
示方式によるマルチ表示、或いはウインドウ表示方式に
よるウインドウ表示、或いは単一画面の切換えによる切
換え表示方式等によって表示される。
【００３１】下記数式（１），（２）はエネルギー分布
計算部６１による物質Ｍ１，Ｍ２のパス長ｄ１，ｄ２を
求める計算方式の例である。
計算部６１による物質Ｍ１，Ｍ２のパス長ｄ１，ｄ２を
求める計算方式の例である。
【００３２】
【数１】
【数２】 上記数式（１），（２）を連立方程式としてパス長ｄ
１，ｄ２を求める。これは診断領域のＸ線エネルギー
（上記数式（１），（２）でｅｘｐ（・・・）の括弧内
の項で表される）では、全ての物質の吸収係数μ（Ｅ）
は下記数式（３）に示すように特定の２つの物質の吸収
係数の線形結合によって示されるという知見に基づくも
のである。
１，ｄ２を求める。これは診断領域のＸ線エネルギー
（上記数式（１），（２）でｅｘｐ（・・・）の括弧内
の項で表される）では、全ての物質の吸収係数μ（Ｅ）
は下記数式（３）に示すように特定の２つの物質の吸収
係数の線形結合によって示されるという知見に基づくも
のである。
【００３３】
【数３】 但し、 Ｉ1 ，Ｉ2 は検出器１，２の出力 φ1,0 （Ｅ）ｄＥ，φ2,0 （Ｅ）ｄＥはエネルギーがＥ
〜Ｅ＋ｄＥの間の光子数 μ1 （Ｅ），μ2 （Ｅ）は物質Ｍ１，Ｍ２のＸ線吸
収係数である。
〜Ｅ＋ｄＥの間の光子数 μ1 （Ｅ），μ2 （Ｅ）は物質Ｍ１，Ｍ２のＸ線吸
収係数である。
【００３４】図２はエネルギー特性の異なる検出器を用
いた実施例の説明図であり、図２（Ａ）はエネルギー特
性の異なる検出器１，２の断面及びヘリキャルスキャン
による検出器の螺旋状の軌跡が示されている。なお、図
２において、寝台の体軸方向への送りピッチを検出系の
検出器列のピッチの整数倍にすれば２つの検出器列の軌
跡が重なることとなる。
いた実施例の説明図であり、図２（Ａ）はエネルギー特
性の異なる検出器１，２の断面及びヘリキャルスキャン
による検出器の螺旋状の軌跡が示されている。なお、図
２において、寝台の体軸方向への送りピッチを検出系の
検出器列のピッチの整数倍にすれば２つの検出器列の軌
跡が重なることとなる。
【００３５】検出器１，２はそれぞれエネルギー特性が
異なり、検出器１では物質Ｍ１によるＸ線吸収特性を、
検出器２では物質Ｍ２によるＸ線吸収特性を検出する。
そして、データ収集部５０の収集部の収集部５１，５２
で検出器５１，５２からのデータを収集し、再構成装置
６０のエネルギー分布計算部６１で収集部１，２からの
データに基づいて所定の計算方式（例えば、前述した数
式（１），（２））により物質Ｍ１，Ｍ２のパス長ｄ
１，ｄ２を求める。また、画像再構成部６２は、エネル
ギー分布計算部６１の結果によりそれぞれ物質Ｍ１，Ｍ
２の分布画像（断層像）及び／又は収集部５１，５２か
らのそれぞれの収集データを基に検出器１，２での断層
像データを再構成し、画像格納装置に格納し、また、表
示処理系を経て表示装置７０に表示する。図２（Ｂ）は
エネルギー特性の異なる分布画像の表示例である。
異なり、検出器１では物質Ｍ１によるＸ線吸収特性を、
検出器２では物質Ｍ２によるＸ線吸収特性を検出する。
そして、データ収集部５０の収集部の収集部５１，５２
で検出器５１，５２からのデータを収集し、再構成装置
６０のエネルギー分布計算部６１で収集部１，２からの
データに基づいて所定の計算方式（例えば、前述した数
式（１），（２））により物質Ｍ１，Ｍ２のパス長ｄ
１，ｄ２を求める。また、画像再構成部６２は、エネル
ギー分布計算部６１の結果によりそれぞれ物質Ｍ１，Ｍ
２の分布画像（断層像）及び／又は収集部５１，５２か
らのそれぞれの収集データを基に検出器１，２での断層
像データを再構成し、画像格納装置に格納し、また、表
示処理系を経て表示装置７０に表示する。図２（Ｂ）は
エネルギー特性の異なる分布画像の表示例である。
【００３６】以下、２つの検出系のエネルギー特性を変
えるための検出系の構成について述べる。
えるための検出系の構成について述べる。
【００３７】＜実施例２＞本実施例は図１の検出器とし
てシンチレータとフォトダイオードの組合せからなる固
体検出器を用い、それぞれの固体検出器のシンチレータ
の厚みを変えることにより各検出器の検出するエネルギ
ー特性を異なるようにするものである。
てシンチレータとフォトダイオードの組合せからなる固
体検出器を用い、それぞれの固体検出器のシンチレータ
の厚みを変えることにより各検出器の検出するエネルギ
ー特性を異なるようにするものである。
【００３８】図３はシンチレータの厚みの異なる検出器
を用いた検出系の概念図であり、図４は図３の検出器の
平面Ａ−Ａでの断面図であり、図５はそれぞれの検出器
のエネルギー特性分布図である。
を用いた検出系の概念図であり、図４は図３の検出器の
平面Ａ−Ａでの断面図であり、図５はそれぞれの検出器
のエネルギー特性分布図である。
【００３９】図４に示すように検出系はフォトダイオー
ド３５とシンチレータ３１の組からなる検出器１とフォ
トダイオード３５とシンチレータ３２の組からなる検出
器２の２系統からなる。この場合、図５に示すように一
方の検出器のシンチレータを薄く作り比較的低いエネル
ギーのＸ線しか吸収しないようにし、他の検出器のシン
チレータを厚く作り高エネルギーのＸ線に対して感度を
持たせる。
ド３５とシンチレータ３１の組からなる検出器１とフォ
トダイオード３５とシンチレータ３２の組からなる検出
器２の２系統からなる。この場合、図５に示すように一
方の検出器のシンチレータを薄く作り比較的低いエネル
ギーのＸ線しか吸収しないようにし、他の検出器のシン
チレータを厚く作り高エネルギーのＸ線に対して感度を
持たせる。
【００４０】これにより検出器１と２のエネルギー特性
は一方のシンチレータの厚みが異なることから異なるこ
ととなる（Ｘ線エネルギーの低い部分では検出器２の方
が感度がよく、Ｘ線エネルギーの高い部分では検出器１
の方が感度がよい）。
は一方のシンチレータの厚みが異なることから異なるこ
ととなる（Ｘ線エネルギーの低い部分では検出器２の方
が感度がよく、Ｘ線エネルギーの高い部分では検出器１
の方が感度がよい）。
【００４１】なお、この方式の変形例として検出器１，
２の上にＸ線吸収率の異なるフィルターを設けてもよい
（この場合はシンチレータの厚みは検出器１，２とも等
しくてもよい）。
２の上にＸ線吸収率の異なるフィルターを設けてもよい
（この場合はシンチレータの厚みは検出器１，２とも等
しくてもよい）。
【００４２】＜実施例３＞本実施例はＸ線管１０の近傍
に設けられているウエッジの厚み，形状，又は材質を各
検出器毎に変えて被検体に曝射されるＸ線の線質を予め
変えておくことにより各検出器の検出するエネルギー特
性を異なるようにするものである。
に設けられているウエッジの厚み，形状，又は材質を各
検出器毎に変えて被検体に曝射されるＸ線の線質を予め
変えておくことにより各検出器の検出するエネルギー特
性を異なるようにするものである。
【００４３】図６は厚み又は材質の異なるウエッジを用
いた検出系の概念図であり、図７は図６のウエッジの断
面図であり、図８は厚み又は材質の異なるウエッジを用
いた検出系のエネルギー特性分布図である。
いた検出系の概念図であり、図７は図６のウエッジの断
面図であり、図８は厚み又は材質の異なるウエッジを用
いた検出系のエネルギー特性分布図である。
【００４４】図６及び図７（Ａ）に示すように検出器１
及び２に対応するようにウエッジ７１及び７２が設けら
れており、検出器１及び２の特性は等しいが図７
（Ｂ），（Ｃ）に示すようにウエッジ７１と７２は厚み
又はウエッジの材質が異なるためそれぞれＸ線の線質が
異なる。
及び２に対応するようにウエッジ７１及び７２が設けら
れており、検出器１及び２の特性は等しいが図７
（Ｂ），（Ｃ）に示すようにウエッジ７１と７２は厚み
又はウエッジの材質が異なるためそれぞれＸ線の線質が
異なる。
【００４５】図７（Ｂ）は厚さの異なるウエッジの例を
示し、ウエッジ７１の厚み＞ウエッジ２の厚みであるか
らウエッジ７１を通したＸ線とウエッジ７２を通したＸ
線とは線質が異なる。図７（Ｃ）は材質の異なるウエッ
ジの例を示し、ウエッジ７１の材質を銅（Ｃｕ）、ウエ
ッジ６２の材質をアルミニュウム（Ａｌ）としているの
でウエッジ７１を通したＸ線とウエッジ７２を通したＸ
線とは線質が異なる。
示し、ウエッジ７１の厚み＞ウエッジ２の厚みであるか
らウエッジ７１を通したＸ線とウエッジ７２を通したＸ
線とは線質が異なる。図７（Ｃ）は材質の異なるウエッ
ジの例を示し、ウエッジ７１の材質を銅（Ｃｕ）、ウエ
ッジ６２の材質をアルミニュウム（Ａｌ）としているの
でウエッジ７１を通したＸ線とウエッジ７２を通したＸ
線とは線質が異なる。
【００４６】検出系はウエッジ７１と検出器１の組と、
ウエッジ７２と検出器２の２系統からなり、検出器１と
２のエネルギー特性はウエッジのＸ線吸収率が異なるこ
とから図８に示すように異なる（Ｘ線エネルギーの低い
部分では検出器２の方が感度がよく、Ｘ線エネルギーの
高い部分では検出器１の方が感度がよい）。
ウエッジ７２と検出器２の２系統からなり、検出器１と
２のエネルギー特性はウエッジのＸ線吸収率が異なるこ
とから図８に示すように異なる（Ｘ線エネルギーの低い
部分では検出器２の方が感度がよく、Ｘ線エネルギーの
高い部分では検出器１の方が感度がよい）。
【００４７】＜実施例３＞本実施例はＸ線管１０に対す
る印加電圧ＫＶを異なるようにすることによりＸ線管１
０から曝射されるＸ線量を検出器毎に変えて各検出器の
検出するエネルギー特性を異なるようにするものであ
る。
る印加電圧ＫＶを異なるようにすることによりＸ線管１
０から曝射されるＸ線量を検出器毎に変えて各検出器の
検出するエネルギー特性を異なるようにするものであ
る。
【００４８】図９は異なる線量のＸ線を用いた検出系の
概念図であり、図１０は図９の検出系の断面図及び印加
電圧を異なるようにする方法の説明図であり、図１１は
印加電圧を異にして対応する検出器毎にＸ線量を変えた
場合の検出系のエネルギー特性分布図である。なお、Ｘ
線管１０に対する印加電圧は、通常、Ｘ線ＣＴ装置の主
制御装置の制御に基づき高電圧制御装置により高電圧発
生装置（何れも図示せず）を駆動することにより変化さ
せることができる。
概念図であり、図１０は図９の検出系の断面図及び印加
電圧を異なるようにする方法の説明図であり、図１１は
印加電圧を異にして対応する検出器毎にＸ線量を変えた
場合の検出系のエネルギー特性分布図である。なお、Ｘ
線管１０に対する印加電圧は、通常、Ｘ線ＣＴ装置の主
制御装置の制御に基づき高電圧制御装置により高電圧発
生装置（何れも図示せず）を駆動することにより変化さ
せることができる。
【００４９】図９及び図１０（Ａ）に示すように検出器
１及び２に対応するように異なる線量のＸ線９１及び９
２がＸ線管１０から曝射される。なお、実施例ではこの
場合検出器１及び２の特性は等しいがＸ線９１，９２の
線量が異なるため被検体Ｐを透過した場合それぞれＸ線
の吸収率が異なる。
１及び２に対応するように異なる線量のＸ線９１及び９
２がＸ線管１０から曝射される。なお、実施例ではこの
場合検出器１及び２の特性は等しいがＸ線９１，９２の
線量が異なるため被検体Ｐを透過した場合それぞれＸ線
の吸収率が異なる。
【００５０】図１０（Ｂ），（Ｃ）は印加電圧を異なる
ようにする方法の説明図であり、図１０（Ｂ）は検出器
１，２に対応させてＸ線管１０をフライング・フォーカ
ル・スポット（Flying Focal Spot ）方式とし検出器列
方向に焦点を振り、さらに印加電圧ＫＶｐを検出器れつ
により切換えて異なる電圧Ｅ１，Ｅ２にする場合を示
す。例えば、検出器列１に対しては８０ＫＶ、検出器列
２に対しては１４０ＫＶとしてフライング・フォーカル
・スポットで焦点を振りながらスキャンして２つの検出
系の線質を変える。なお、フライング・フォーカル・ス
ポットは焦点方式の一手法でありＸ線管１０の中にあっ
て磁場の変化により焦点位置を移動（変化）させる方法
である。
ようにする方法の説明図であり、図１０（Ｂ）は検出器
１，２に対応させてＸ線管１０をフライング・フォーカ
ル・スポット（Flying Focal Spot ）方式とし検出器列
方向に焦点を振り、さらに印加電圧ＫＶｐを検出器れつ
により切換えて異なる電圧Ｅ１，Ｅ２にする場合を示
す。例えば、検出器列１に対しては８０ＫＶ、検出器列
２に対しては１４０ＫＶとしてフライング・フォーカル
・スポットで焦点を振りながらスキャンして２つの検出
系の線質を変える。なお、フライング・フォーカル・ス
ポットは焦点方式の一手法でありＸ線管１０の中にあっ
て磁場の変化により焦点位置を移動（変化）させる方法
である。
【００５１】また、図１０（Ｃ）はＸ線管１０を２焦点
を設けてその印加電圧ＫＶｐを違えておくことにより、
検出器１，２に対応させてＸ線管１０の印加電圧ＫＶｐ
を異なる電圧Ｅ１，Ｅ２とする場合を示す。
を設けてその印加電圧ＫＶｐを違えておくことにより、
検出器１，２に対応させてＸ線管１０の印加電圧ＫＶｐ
を異なる電圧Ｅ１，Ｅ２とする場合を示す。
【００５２】検出系はＸ線９１と検出器１の組と、Ｘ線
９２と検出器２の２系統からなり、検出器１と２のエネ
ルギー特性はＸ線の線量が異なることから図１１に示す
ように異なる（Ｘ線９１の線量＞Ｘ線９２の線量とした
場合、Ｘ線エネルギーの低い部分では検出器１の方が感
度がよく、Ｘ線エネルギーの高い部分では検出器２の方
が感度がよい）。
９２と検出器２の２系統からなり、検出器１と２のエネ
ルギー特性はＸ線の線量が異なることから図１１に示す
ように異なる（Ｘ線９１の線量＞Ｘ線９２の線量とした
場合、Ｘ線エネルギーの低い部分では検出器１の方が感
度がよく、Ｘ線エネルギーの高い部分では検出器２の方
が感度がよい）。
【００５３】上述した実施例２〜４で述べた検出系の構
成とヘリカルスキャンを組合せることによりリアルタイ
ムのデュアルエナージースキャンを実現し、ＭＲＩ装置
のＴ１，Ｔ２モードのように２種類のエネルギー特性に
よる断層像を得ることができる。
成とヘリカルスキャンを組合せることによりリアルタイ
ムのデュアルエナージースキャンを実現し、ＭＲＩ装置
のＴ１，Ｔ２モードのように２種類のエネルギー特性に
よる断層像を得ることができる。
【００５４】なお、上記各実施例では検出系を２系統と
しているがこれに限られず検出系を３系統以上としリア
ルタイムのマルチエナージースキャンを実現することが
できる。この場合、検出器及びデータ収集部５０の収集
部を３以上にし、エネルギー分布計算部６１による物質
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のパス長ｄ１，ｄ２，ｄ３を求めるた
め、数式１を多元連立方程式としてパス長ｄ１，ｄ２，
ｄ３を得ればよい。
しているがこれに限られず検出系を３系統以上としリア
ルタイムのマルチエナージースキャンを実現することが
できる。この場合、検出器及びデータ収集部５０の収集
部を３以上にし、エネルギー分布計算部６１による物質
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のパス長ｄ１，ｄ２，ｄ３を求めるた
め、数式１を多元連立方程式としてパス長ｄ１，ｄ２，
ｄ３を得ればよい。
【００５５】また、実施例ではデータ収集部５０の収集
部を２個としているが１個の収集部で検出器からのデー
タを切換えて処理するよう構成してもよく、検出器の個
数が３個以上の場合でも同様に構成してもよい。
部を２個としているが１個の収集部で検出器からのデー
タを切換えて処理するよう構成してもよく、検出器の個
数が３個以上の場合でも同様に構成してもよい。
【００５６】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＸ線ＣＴ装
置によれば、複数の検出系のエネルギー特性を変えるこ
とができるので対応する検出器によりそれぞれのエネル
ギ−を検出するマルチエナージースキャンをリアルタイ
ムで実現することができる。そして、得られたデータに
基づいて複数種類のエネルギー特性に応じた複数種類の
断層情報を得ることができる。
置によれば、複数の検出系のエネルギー特性を変えるこ
とができるので対応する検出器によりそれぞれのエネル
ギ−を検出するマルチエナージースキャンをリアルタイ
ムで実現することができる。そして、得られたデータに
基づいて複数種類のエネルギー特性に応じた複数種類の
断層情報を得ることができる。
【００５８】従って、検出系を２系統とすればＭＲＩ装
置のＴ１，Ｔ２モードのように２種類のエネルギー特性
による断層像を得るデュアルエナージースキャンを実現
することができる。
置のＴ１，Ｔ２モードのように２種類のエネルギー特性
による断層像を得るデュアルエナージースキャンを実現
することができる。
【図１】本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例としてのデュ
アルエナージースキャン方式のＸ線ＣＴ装置の原理的構
成を示すブロック図である。
アルエナージースキャン方式のＸ線ＣＴ装置の原理的構
成を示すブロック図である。
【図２】エネルギー特性の異なる検出器を用いる実施例
の説明図である。
の説明図である。
【図３】シンチレータの厚みの異なる検出器を用いた検
出系の概念図である。
出系の概念図である。
【図４】図３の検出器の平面Ａ−Ａでの断面図である。
【図５】それぞれの検出器のエネルギー特性分布図であ
る。
る。
【図６】厚み又は材質の異なるウエッジを用いた検出系
の概念図である。
の概念図である。
【図７】図６のウエッジの断面図である。
【図８】厚み又は材質の異なるウエッジを用いた検出系
のエネルギー特性分布図である。
のエネルギー特性分布図である。
【図９】異なる線量のＸ線を用いた検出系の概念図であ
る。
る。
【図１０】図９の検出系の断面図及び印加電圧を異なる
ようにする方法の説明図である。
ようにする方法の説明図である。
【図１１】印加電圧を異にして対応する検出器毎にＸ線
量を変えた場合の検出系のエネルギー特性分布図であ
る。
量を変えた場合の検出系のエネルギー特性分布図であ
る。
【図１２】ダブルスライスＣＴ装置の概略構成図であ
る。
る。
【図１３】ダブルスライスＣＴ装置の例である。
１，２ 検出器 １０ Ｘ線管 ５０ データ収集部 ５１，５２ 収集部 ６０ 再構成装置 ６１ エネルギー分布計算部 ６２ 画像再構成部 ７１、７２ ウエッジ（フィルター）
Claims (7)
- 【請求項１】 被検体に対しＸ線を曝射するＸ線管と、 前記透過Ｘ線エネルギーを検出するためのエネルギー特
性が互いに異なる複数の検出系と、 前記検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれの透過
Ｘ線エネルギーデータを収集するデータ収集部と、 前記データ収集部からのデータに基づいて前記被検体の
断層像を再構成する再構成装置と、 を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 【請求項２】 被検体の周囲を回転しながらＸ線を曝射
するＸ線管と、 前記透過Ｘ線エネルギーを検出するためのエネルギー特
性が互いに異なる複数の検出系と、 被検体の体軸方向に移動する寝台と、 前記寝台を移動するための寝台駆動部と、 前記検出系の検出器が検出した被検体のそれぞれの透過
Ｘ線エネルギーデータ及び被検体の移動情報に基づくデ
ータを収集するデータ収集部と、 前記データ収集部からのデータに基づいて前記被検体の
断層像を再構成する再構成装置と、 を有することを特徴とするヘリカルスキャン方式のＸ線
ＣＴ装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のヘリカルスキャン方式の
Ｘ線ＣＴ装置において、検出系が２つの検出系からな
り、寝台の体軸方向への送りピッチを検出系の検出器列
のピッチの整数分の１倍にして２つの検出器列の軌跡が
重なることを特徴とするヘリカルスキャン方式のダブル
スライスＸ線ＣＴ装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３の何れか１項記載のＸ線
ＣＴ装置において、各検出系がシンチレータとフォトダ
イオードの組からなる固体検出器を有し、それぞれの固
体検出器のシンチレータの厚さが互いに異なることを特
徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至３の何れか１項記載のＸ線
ＣＴ装置において、更に、Ｘ線管から被検体に対して曝
射するＸ線の線質を均一にするフィルターを各検出系に
対応させて設け、Ｘ線管から被検体に対して曝射するＸ
線の線質が各検出系毎に異なるように前記各々のフィル
ターの厚さ、形状、または材質が互いに異なることを特
徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至３の何れか１項記載のＸ線
ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系の検出器列に
対応させて移動し、焦点毎にＸ線管に対する印加電圧を
検出器列毎に変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装
置。 - 【請求項７】 請求項１乃至３の何れか１項記載のＸ線
ＣＴ装置において、Ｘ線管の焦点を検出系の検出器列に
対応させて設け、焦点毎にＸ線管に対する印加電圧を検
出器列毎に変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
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