JPH11146870A

JPH11146870A - 放射線照射位置合わせ方法および放射線照射・検出装置並びに放射線断層撮影装置

Info

Publication number: JPH11146870A
Application number: JP9317077A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Nukui; 正健貫井; Makoto Gono; 誠郷野
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd; Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】放射線照射位置合わせを能率良く行う放射線
照射位置合わせ方法および放射線照射・検出装置並びに
放射線断層撮影装置を実現する。【解決手段】放射線ビーム４０の厚み方向（ｚ）の距
離に応じて受光面の幅が変化する複数の放射線検出器２
４２，２４４，２４６の検出信号に基づいて放射線検出
器２４における照射位置を検出し、それに基づいて照射
位置を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線照射位置合
わせ方法および放射線照射・検出装置並びに放射線断層
撮影装置に関し、特に、幅と厚みを持つ放射線ビームを
照射し、この放射線ビームを放射線検出素子アレイで受
ける放射線照射・検出装置およびそのような放射線照射
・検出装置のための放射線照射位置合わせ方法、並び
に、そのような放射線照射・検出装置を備えた放射線断
層撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線断層撮影装置の一例として、例え
ば、Ｘ線ＣＴ(computed tomography)装置がある。Ｘ線
ＣＴ装置においては、放射線としてはＸ線が利用され
る。そして、放射線照射・検出系、すなわちＸ線照射・
検出系を被検体の周りで回転（スキャン(scan)）させ
て、被検体の周囲の複数のビュー(view)方向でそれぞれ
Ｘ線による被検体の投影データ(data)を測定し、それら
投影データに基づいて断層像を生成（再構成）するよう
になっている。

【０００３】Ｘ線照射装置は、撮影範囲を包含する幅を
持ちそれに垂直な方向に所定の厚みを持つＸ線ビーム(b
eam)を照射する。Ｘ線検出装置は、Ｘ線ビームの幅の方
向に多数のＸ線検出素子をアレイ(array) 状に配列した
多チャンネル(channel) のＸ線検出器によってＸ線を検
出する。

【０００４】Ｘ線検出器は、Ｘ線ビームの幅の方向に、
Ｘ線ビームの幅に相当する長さ（幅）を有する。また、
Ｘ線ビームの厚みの方向に、Ｘ線ビームの厚みよりも大
きな長さ（厚み）を有する。

【０００５】Ｘ線照射・検出系の組み立て時のアライメ
ント(alignment) 調整により、Ｘ線ビームの照射位置が
Ｘ線検出器における厚み方向の中心に一致するように調
整される。アライメント調整は、Ｘ線検出器の両端に感
光フィルムを取り付け、それに感光したＸ線ビーム像の
位置から求めるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなアライメ
ント調整方法はフィルムの付け外しおよび現像等を必要
とするので能率が悪い。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、放射線照射位置合わせを能
率良く行う放射線照射位置合わせ方法および放射線照射
・検出装置並びに放射線断層撮影装置を実現することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の発明は、照射方向に垂直でかつ互いに垂直な
２つの方向の一方では相対的に大きな寸法の幅を持ち他
方では相対的に小さな寸法の厚みを持つ放射線ビームを
照射する放射線照射手段と、前記放射線ビームの厚みの
方向において前記放射線ビームの厚みよりも大きな長さ
を持つ放射線検出素子が前記放射線ビームの幅の方向に
複数個配列され前記放射線ビームの照射を受ける放射線
検出素子アレイと、前記放射線検出素子アレイ中に設け
られ、前記放射線ビームの厚みの方向における前記放射
線検出素子アレイの長さの最初の１／３の範囲の一端か
ら他端にかけて前記放射線ビームの幅の方向における受
光面の幅が直線的に減少する第１の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲では前記放射線ビームの幅の
方向における受光面の幅が一定で、次の１／３の範囲の
一端から他端にかけて前記放射線ビームの幅の方向にお
ける受光面の幅が直線的に減少する第２の放射線検出素
子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放
射線ビームの厚みの方向における前記放射線検出素子ア
レイの長さの最初の１／３の範囲と次の１／３の範囲を
通して前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅
が一定で、その次の１／３の範囲の一端から他端にかけ
て前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直
線的に減少する第３の放射線検出素子と、を有する放射
線照射・検出装置の放射線照射位置合わせ方法であっ
て、前記第１の放射線検出素子乃至前記第３の放射線検
出素子の個々の放射線検出信号と前記第１の放射線検出
素子乃至前記第３の放射線検出素子の前記受光面の個々
の幾何学的条件とに基づいて、前記放射線検出素子アレ
イにおける前記放射線ビームの厚み方向での前記放射線
ビームの照射位置を求め、前記求めた照射位置に基づい
て前記放射線ビームの照射位置を前記放射線ビームの厚
み方向における前記放射線検出素子アレイの中心に合わ
せる、ことを特徴とする。

【０００９】（２）上記の課題を解決する第２の発明
は、照射方向に垂直でかつ互いに垂直な２つの方向の一
方では相対的に大きな寸法の幅を持ち他方では相対的に
小さな寸法の厚みを持つ放射線ビームを照射する放射線
照射手段と、前記放射線ビームの厚みの方向において前
記放射線ビームの厚みよりも大きな長さを持つ放射線検
出素子が前記放射線ビームの幅の方向に複数個配列され
前記放射線ビームの照射を受ける放射線検出素子アレイ
と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射
線ビームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレ
イの長さの最初の１／３の範囲の一端から他端にかけて
前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線
的に減少する第１の放射線検出素子と、前記放射線検出
素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビームの厚みの方
向における前記放射線検出素子アレイの長さの最初の１
／３の範囲では前記放射線ビームの幅の方向における受
光面の幅が一定で、次の１／３の範囲の一端から他端に
かけて前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅
が直線的に減少する第２の放射線検出素子と、前記放射
線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビームの厚
みの方向における前記放射線検出素子アレイの長さの最
初の１／３の範囲と次の１／３の範囲を通して前記放射
線ビームの幅の方向における受光面の幅が一定で、その
次の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記放射線ビ
ームの幅の方向における受光面の幅が直線的に減少する
第３の放射線検出素子と、前記第１の放射線検出素子乃
至前記第３の放射線検出素子の個々の放射線検出信号と
前記第１の放射線検出素子乃至前記第３の放射線検出素
子の前記受光面の個々の幾何学的条件とに基づいて、前
記放射線検出素子アレイにおける前記放射線ビームの厚
み方向での前記放射線ビームの照射位置を求める照射位
置検出手段と、前記照射位置検出手段が求めた照射位置
に基づいて前記放射線ビームの照射位置を前記放射線ビ
ームの厚み方向における前記放射線検出素子アレイの中
心に合わせる位置合わせ手段と、を具備することを特徴
とする。

【００１０】（３）上記の課題を解決する第３の発明
は、照射方向に垂直でかつ互いに垂直な２つの方向の一
方では相対的に大きな寸法の幅を持ち他方では相対的に
小さな寸法の厚みを持つ放射線ビームを照射する放射線
照射手段と、前記放射線ビームの厚みの方向において前
記放射線ビームの厚みよりも大きな長さを持つ放射線検
出素子が前記放射線ビームの幅の方向に複数個配列され
前記放射線ビームの照射を受ける放射線検出素子アレイ
と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射
線ビームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレ
イの長さの最初の１／３の範囲の一端から他端にかけて
前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線
的に減少する第１の放射線検出素子と、前記放射線検出
素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビームの厚みの方
向における前記放射線検出素子アレイの長さの最初の１
／３の範囲では前記放射線ビームの幅の方向における受
光面の幅が一定で、次の１／３の範囲の一端から他端に
かけて前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅
が直線的に減少する第２の放射線検出素子と、前記放射
線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビームの厚
みの方向における前記放射線検出素子アレイの長さの最
初の１／３の範囲と次の１／３の範囲を通して前記放射
線ビームの幅の方向における受光面の幅が一定で、その
次の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記放射線ビ
ームの幅の方向における受光面の幅が直線的に減少する
第３の放射線検出素子と、前記第１の放射線検出素子乃
至前記第３の放射線検出素子の個々の放射線検出信号と
前記第１の放射線検出素子乃至前記第３の放射線検出素
子の前記受光面の個々の幾何学的条件とに基づいて、前
記放射線検出素子アレイにおける前記放射線ビームの厚
み方向での前記放射線ビームの照射位置を求める照射位
置検出手段と、前記照射位置検出手段が求めた照射位置
に基づいて前記放射線ビームの照射位置を前記放射線ビ
ームの厚み方向における前記放射線検出素子アレイの中
心に合わせる位置合わせ手段と、前記放射線検出素子ア
レイによる複数ビューの放射線検出信号に基づいて前記
放射線ビームの通過領域についての断層像を生成する断
層像生成手段と、を具備することを特徴とする。

【００１１】第１の発明乃至第３の発明において、前記
放射線ビームの厚みが、前記前記放射線ビームの厚みの
方向における前記放射線検出素子アレイの長さの１／３
より大で２／３以下であることが、アライメント調整を
効果的に行う点で好ましい。

【００１２】また、第１の発明乃至第３の発明におい
て、前記放射線ビームの厚みを、前記前記放射線ビーム
の厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの長さ
の１／３より小として、照射位置の粗調整を行うこと
が、、アライメント調整を一層効果的に行う点で好まし
い。

【００１３】（作用）本発明では、第１の放射線検出素
子乃至第３の放射線検出素子の個々の放射線検出信号と
それら検出素子の受光面の個々の幾何学的条件とに基づ
いて放射線検出素子アレイの厚み方向での放射線ビーム
の照射位置を求め、それに基づいて、放射線ビームの照
射位置が放射線検出素子アレイの厚みの中心になるよう
に位置合わせを行う。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。

【００１５】図１にＸ線ＣＴ装置のブロック(block) 図
を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本
装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態
の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方
法に関する実施の形態の一例が示される。

【００１６】（構成）図１に示すように、本装置は、走
査ガントリ(gantry)２と、撮影テーブル４と、操作コン
ソール(console) ６を備えている。

【００１７】走査ガントリ２は、放射線源としてのＸ線
管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しない
Ｘ線は、コリメータ２２により例えば扇状のＸ線ビーム
となるように成形され、検出器アレイ２４に照射される
ようになっている。Ｘ線管２０とコリメータ２２は、本
発明における放射線照射手段の実施の形態の一例であ
る。

【００１８】検出器アレイ２４は、本発明における放射
線検出素子アレイの実施の形態の一例である。検出器ア
レイ２４は、扇状のＸ線ビームの幅の方向にアレイ状に
配列された複数のＸ線検出素子を有する。検出器アレイ
２４の構成については後にあらためて説明する。

【００１９】Ｘ線管２０、コリメータ２２および検出器
アレイ２４は、Ｘ線照射・検出系を構成する。Ｘ線照射
・検出系の構成については後にあらためて説明する。検
出器アレイ２４にはデータ収集部２６が接続されてい
る。データ収集部２６は検出器アレイ２４の個々のＸ線
検出素子の検出データを収集するようになっている。

【００２０】Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コン
トローラ(controller)２８によって制御されるようにな
っている。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８と
の接続関係については図示を省略する。

【００２１】コリメータ２２は、コリメータコントロー
ラ３０によって制御されるようになっている。なお、コ
リメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関
係については図示を省略する。

【００２２】以上のＸ線管２０乃至コリメータコントロ
ーラ３０が、走査ガントリ２の回転部３２に搭載されて
いる。回転部３２の回転は、回転コントローラ３４によ
って制御されるようになっている。なお、回転部３２と
回転コントローラ３４との接続関係については図示を省
略する。

【００２３】撮影テーブル４は、図示しない被検体を走
査ガントリ２のＸ線照射空間に搬入および搬出するよう
になっている。被検体とＸ線照射空間との関係について
は後にあらためて説明する。

【００２４】操作コンソール６は、中央処理装置６０を
有している。中央処理装置６０は、本発明における照射
位置検出手段の実施の形態の一例である。また、コリメ
ータ２２とともに本発明における位置合わせ手段の実施
の形態の一例を構成する。中央処理装置６０は、例えば
コンピュータ(computer)等によって構成される。中央処
理装置６０には、制御インタフェース(interface) ６２
が接続されている。制御インタフェース６２には、走査
ガントリ２と撮影テーブル４が接続されている。

【００２５】中央処理装置６０は制御インタフェース６
２を通じて走査ガントリ２および撮影テーブル４を制御
するようになっている。走査ガントリ２内のデータ収集
部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントロー
ラ３０および回転コントローラ３４が制御インタフェー
ス６２によって制御される。なお、それら各部と制御イ
ンタフェース６２との個別の接続については図示を省略
する。

【００２６】中央処理装置６０には、また、データ収集
バッファ６４が接続されている。データ収集バッファ６
４には、走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続され
ている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ
収集バッファ６４に入力される。データ収集バッファ６
４は、入力データを一時的に記憶する。

【００２７】中央処理装置６０には、また、記憶装置６
６が接続されている。記憶装置６６は、各種のデータや
再構成画像およびプログラム(program) 等を記憶する。
中央処理装置６０には、また、表示装置６８と操作装置
７０がそれぞれ接続されている。表示装置６８は、中央
処理装置６０から出力される再構成画像やその他の情報
を表示するようになっている。操作装置７０は、操作者
によって操作され、各種の指示や情報等を中央処理装置
６０に入力するようになっている。

【００２８】図２に、検出器アレイ２４の模式的構成を
示す。検出器アレイ２４は、多数（例えば１０００個）
のＸ線検出素子２４（ｉ）を円弧状に配列した多チャン
ネルのＸ線検出器を形成している。ｉはチャンネル番号
であり例えばｉ＝１〜１０００である。Ｘ線検出素子２
４（ｉ）は、本発明における放射線検出素子の実施の形
態の一例である。

【００２９】図３に、Ｘ線照射・検出系におけるＸ線管
２０とコリメータ２２と検出器アレイ２４の相互関係を
示す。なお、図３の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で
ある。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ
線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４０とな
るように成形され、検出器アレイ２４に照射されるよう
になっている。図３の（ａ）においては、扇状のＸ線ビ
ーム４０の広がりすなわちＸ線ビーム４０の幅を示して
いる。図３の（ｂ）では、Ｘ線ビーム４０の厚みを示し
ている。

【００３０】このようなＸ線ビーム４０の扇面に体軸を
交叉させて、例えば図４に示すように、撮影テーブル４
に載置された被検体８がＸ線照射空間に搬入される。Ｘ
線ビーム４０によってスライスされた被検体８の投影像
が検出器アレイ２４に投影される。被検体８のアイソセ
ンタ(isocenter) におけるＸ線ビーム４０の厚みが、被
検体８のスライス厚ｔｈを与える。スライス厚ｔｈは、
コリメータ２２のＸ線通過開口によって定まる。

【００３１】検出器アレイ２４に対するＸ線ビーム４０
の照射状態のさらに詳細な模式図を図５に示す。同図に
示すように、コリメータ２２におけるコリメータ片２２
０，２２２をＸ線通過開口を狭める方向に変位させるこ
とにより、検出器アレイ２４における投影像のスライス
厚ｔｈを薄くすることができる。また、コリメータ片２
２０，２２２をＸ線通過開口を広げる方向に動かすこと
により、検出器アレイ２４における投影像のスライス厚
ｔｈを厚くすることができる。

【００３２】また、スライス厚ｔｈを設定したコリメー
タ片２２０，２２２の相対的位置関係を維持しながら両
者を同時に動かすことにより、検出器アレイ２４上のＸ
線ビーム４０の厚み方向の照射位置を制御するようにな
っている。なお、厚み方向の照射位置の制御は、コリメ
ータ片２２０，２２２を動かす代わりに、検出器アレイ
２４を、破線矢印で示すように、Ｘ線ビーム４０の厚み
方向にコリメータ２２に関して相対的に変位させて行う
ようにしても良い。このようにすれば、スライス厚の調
節機構と厚み方向の照射位置の制御機構を別々に２系統
設けることができ、多角的な制御が可能になる。これに
対して、上記のように全てコリメータ２２で行えば、制
御の系統が１系統に統一でき、簡素化の要請に応じられ
る。

【００３３】Ｘ線管２０とコリメータ２２と検出器アレ
イ２４とからなるＸ線照射・検出系は、それらの相互関
係を保ったまま被検体８の体軸の周りを回転（スキャ
ン）する。スキャンの１回転当たり複数（例えば１００
０）のビュー角度で被検体の投影データが収集される。
投影データの収集は、検出器アレイ２４−データ収集部
２６−データ収集バッファ６２の系統によって行われ
る。

【００３４】データ収集バッファ６２に収集された投影
データに基づいて、中央処理装置６０により断層像の生
成すなわち画像再構成が行われる。中央処理装置６０
は、本発明における断層像生成手段の実施の形態の一例
である。画像再構成は、１回転のスキャンで得られた例
えば１０００ビューの投影データを、例えばフィルター
ド・バックプロジェクション(filtered back-projectio
n)法によって処理すること等により行われる。

【００３５】図６に、検出器アレイ２４のＸ線入射面の
構成例を示す。同図に示すように、検出器アレイ２４の
端部には、３個の照射位置検出用のＸ線検出素子２４
２，２４４，２４６が設けられている。Ｘ線検出素子２
４２，２４４，２４６は、それぞれ、本発明における第
１，第２，第３の放射線検出素子の実施の形態の一例で
ある。

【００３６】なお、Ｘ線検出素子２４２，２４４，２４
６が設けられている検出器アレイ２４の端部付近は、被
検体の透過像が投影される範囲外となっており、これに
よって、Ｘ線管２０からのＸ線が被検体８を透過するこ
となく直接照射される。

【００３７】Ｘ線検出素子２４２，２４４，２４６は、
それらのＸ線入射面２５０，２７０，２９０の合成によ
って構成されるＸ線入射面が直角三角形をなすようにな
っている。これによって、合成Ｘ線入射面の幅が、Ｘ線
ビームの厚みの方向（ｚ方向）の距離に応じて直線的に
変化するものとなる。

【００３８】個々のＸ線検出素子ごとに見れば、Ｘ線検
出素子２４２は、検出器アレイ２４の厚みＬ（ｚ方向に
おける検出器アレイ２４の長さ）の最初の１／３の範囲
で、幅がＰから０まで直線的に減少する直角三角形状の
受光面２５０を持つものとなっている。

【００３９】Ｘ線検出素子２４４は、厚みＬの最初の１
／３の範囲では左右の幅が一定（Ｐ）で、次の１／３の
範囲で幅がＰから０まで直線的に減少する横倒しの台形
状の受光面２７０を持つものとなっている。

【００４０】Ｘ線検出素子２４６は、厚みＬの最初の１
／３の範囲と次の１／３の範囲を通して幅が一定（Ｐ）
で、その次の１／３の範囲で幅がＰから０まで直線的に
減少する横倒しの台形状の受光面２９０を持つものとな
っている。

【００４１】このようなＸ線検出素子２４２，２４４，
２４６は、例えば、検出器アレイ２４の端部における互
いに隣接する３つのＸ線検出素子のＸ線入射面を、Ｘ線
遮蔽板２５２で対角的に覆うことによって構成される。
これは、検出器アレイ２４における他のＸ線検出素子と
同じ構造のＸ線検出素子を利用できる点で好ましい。な
お、それに限らず、上記のような直角三角形ないし台形
状の受光面を持つＸ線検出素子をそれぞれ用いるように
しても良いのは勿論である。

【００４２】このようなＸ線検出素子２４２，２４４，
２４６によるＸ線検出信号がデータ収集部２６を通じて
データ収集バッファ６４に収集される。中央処理装置６
０は、それらＸ線検出信号に基づいて検出器アレイ２４
におけるＸ線照射位置を検出し、Ｘ照射・検出系のアラ
イメント調整を行う。Ｘ線照射位置の検出およびアライ
メント調整については、のちにあらためて説明する。検
出器アレイ２４の他端にも同様な構成のＸ線検出素子２
４２’，２４４’，２４６’を設けるのが、アライメン
ト調整をより正確に行う点で好ましい。

【００４３】（動作）本装置の動作を説明する。先ず、
Ｘ線照射・検出系のアライメント調整について説明す
る。

【００４４】アライメント調整は、図７に示すように、
Ｘ線ビーム４０の厚みＤを検出器アレイ２４の厚みＬの
１／３より厚くかつ２／３以下に設定した状態で行う。
そのようなビーム厚としたとき、Ｘ線照射・検出系の機
械的な組み立て精度により、必ずしもビーム厚の中心
（ビーム中心線４０２）が検出器アレイ２４の中心線２
９２に一致するとは限らないものの、Ｘ線ビーム４０の
厚みＤの範囲内にＸ線検出素子２４２，２４４，２４６
のＸ線入射面が部分的にかつ同時に含まれるようにな
る。

【００４５】そのような状態では、Ｘ線検出素子２４
２，２４４，２４６のＸ線検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は
それぞれ次のように与えられる。

【００４６】

【数１】

【００４７】

【数２】

【００４８】

【数３】

【００４９】ここで、Ｋ１：Ｘ線検出素子２４２のゲイン定数Ｋ２：Ｘ線検出素子２４４のゲイン定数Ｋ３：Ｘ線検出素子２４６のゲイン定数Ｐ：Ｘ線検出素子２４２，２４４，２４６の幅Ｄ；Ｘ線ビーム４０の厚み θ：Ｘ線遮蔽板２５２の斜辺の傾斜角度 σ：中心線２９２からのビーム中心線４０２のずれ（１）式において、ゲイン定数Ｋ１以外の項は、Ｘ線検
出素子２４２におけるＸ線ビーム４０のＸ線照射領域
（縦ハッチングを付した部分）の面積を表す。これは、
図７に示した構成から幾何学的に求める。（２），
（３）式においても同様である。

【００５０】これらの面積は、σすなわち検出器アレイ
２４の中心線２９２からのビーム中心線４０２のずれに
応じてそれぞれ変化し、それによって、Ｘ線検出信号Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３がそれぞれ変化する。

【００５１】したがって、Ｘ線検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３の測定値から、上式の関係を利用して、中央処理装置
６０での演算によりσを求めることができる。上式にお
いてσ以外は定数であるから、それらの値が判明してい
るときは、Ｘ線検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の測定値から
直ちにσの値を求めることができる。

【００５２】ただし、上記定数の中で、ゲイン定数Ｋ
１，Ｋ２，Ｋ３、Ｘ線ビーム４０の厚みＤは必ずしも正
確にわかっていない場合もあるので、その場合は、Ｘ線
ビーム４０の厚みを異ならせた２回のＸ線測定を行い、
得られた６個の測定値に基づく６個の連立方程式を解く
ことにより、未知のゲイン定数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３および
Ｘ線ビーム４０の２つの厚みＤ，Ｄ’の値とともにσの
値を求める。

【００５３】中央処理装置６０はσの値に応じてコリメ
ータ２２を制御し、ビーム中心線４０２が検出器アレイ
２４の中心線２９２に一致するようにＸ線ビーム４０の
照射位置（アライメント）を調整する。このようにし
て、アライメント調整を能率良く行うことができる。

【００５４】あるいは、検出器アレイ２４の位置調節機
構が備わっているときは、中央処理装置６０でそちらを
調節するようにしても良い。また、中央処理装置６０に
よって調整する代わりに、σの値を表示部６８に表示
し、その値に基づいて作業者が手動でアライメントを調
整するようにしても良い。

【００５５】検出器アレイ２４の他端のＸ線検出素子２
４２’，２４４’，２４６’のＸ線検出信号をも利用す
るときは、他端におけるＸ線ビーム４０の照射位置のず
れを同様にして求め、アライメント調整を行う。Ｘ線照
射・検出系の構成上、検出器アレイ２４とＸ線ビーム４
０との平行性が良い場合は、他端についての調整は省略
するようにしても良い。

【００５６】このようにアライメント調整が行われたＸ
線照射・検出系を用いて被検体８の撮影を行う。すなわ
ち、Ｘ線照射・検出系により被検体８をスキャンし、例
えば１０００ビューの投影データをデータ収集バッファ
６２に収集する。この投影データに基づいて、中央処理
装置６０により、例えばフィルタード・バックプロジェ
クション法等を用いて画像再構成を行う。再構成した画
像は表示装置６８に表示し、また、記憶装置６６に記憶
する。

【００５７】ところで、Ｘ線照射・検出系の組み立て精
度によっては、Ｘ線照射・検出系を組み立てた段階での
Ｘ線ビーム４０の照射位置ずれが大きく、図７に示した
ような状態、すなわち、Ｘ線ビームの厚みＤの範囲内に
Ｘ線検出素子２４２，２４４，２４６のＸ線照射面が同
時に含まれる状態にならない場合があり得る。そのよう
な場合は、アライメント調整に入る前に、予備的に照射
位置の粗調整を行う。粗調整も中央処理装置６０によっ
て行われる。

【００５８】以下、照射位置の粗調整について説明す
る。図８に、照射位置粗調整のフロー図を示す。先ず、
ステップ８０２で、ビーム１でのＸ線照射を行う。ここ
でビーム１はその厚みをＤ１とすると、Ｌ／６＜Ｄ１＜
Ｌ／３であるようなビームである。

【００５９】次に、ステップ８０４にてＸ線検出信号Ｓ
１の出力があるかどうかを判定する。Ｘ線検出信号Ｓ１
があるとき、すなわち０＜Ｓ１のときは、Ｘ線検出素子
２４２がＸ線ビームを受けていることを意味する。

【００６０】Ｘ線検出信号Ｓ１の出力があるときは、ス
テップ８０６でビーム２でのＸ線照射を行う。ここでビ
ーム２は、ビーム１と同様に、その厚みをＤ２とする
と、Ｌ／６＜Ｄ２＜Ｌ／３であるようなビームである。
ただし、実施例の現実ではＤ１≠Ｄ２とする。

【００６１】次に、ステップ８０８で、ビーム１でのＸ
線検出信号Ｓ２（Ｄ１）とビーム２でのＸ線検出信号Ｓ
２（Ｄ２）との比が、ビーム１でのＸ線検出信号Ｓ３
（Ｄ１）とビーム２でのＸ線検出信号Ｓ３（Ｄ２）との
比に概ね等しいか否かを判定する。ここで、ビーム１と
ビーム２とを用いて比をとるのは、検出素子２４４と検
出素子２４６の検出特性の違いに起因する検出信号の違
いをキャンセル(cancel)するためである。

【００６２】これらの比がほぼ等しいと判定されると、
これはビーム中心線４０２が、図９に示すＡ領域に属す
る可能性が高いことを意味する。なお、Ａ領域は検出器
アレイ２４の厚みを６等分して形成される領域の図９に
おけるいちばん下側の領域である。以下、順番にＢ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ領域とする。

【００６３】ビーム中心線４０２がＡ領域に属する可能
性が高いことが判定されたときは、ステップ８１０で、
Ｘ線照射位置を５Ｌ／１２の距離だけ図における上方に
移動させる。５／１２という数字の意味は、２／６＋１
／１２ということであり、６等分された検出器の厚み２
つ分とその半分の距離ということである。６等分された
検出器の厚み２つ分の移動に加えて１Ｌ／１２だけさら
に移動させるのは、ビーム中心線がＡ領域よりもさらに
図における下側にある場合もあり得ることを念頭におい
ているためである。このような移動によって、ビーム中
心線４０２がＣ領域ないしＤ領域に入るようになる。

【００６４】上記の比がほぼ等しくいとはいえない程度
に異なっているときは、ビーム中心線４０２がＢ領域に
ある可能性が高いことを意味する。そこで、ステップ８
１２で、Ｘ線照射位置を１／６×Ｌの距離だけ図におけ
る上方に移動させ、ビーム中心線４０２をＣ領域に入れ
る。

【００６５】ステップ８０４での判定で、Ｘ線検出信号
Ｓ１が０より大でないと判定されたということは、Ｘ線
検出素子２４２がＸ線ビームを受けていないことを意味
する。

【００６６】その場合は、ステップ８１４で、Ｘ線検出
信号Ｓ２が０か否かを判定する。Ｘ線検出信号Ｓ２が０
ということは、Ｘ線検出素子２４４がＸ線ビームを受け
ていないことを意味する。

【００６７】そのような場合は、ビーム中心線４０２が
Ｆ領域に属する可能性が高いことを意味する。そこで、
ステップ８１６で、Ｘ線照射位置を５／１２×Ｌの距離
だけ図における下方に移動させ、ビーム中心線４０２を
Ｃ領域ないしＤ領域に入れる。

【００６８】ステップ８０４でＳ１が０であることが判
定されると、ステップ８１４に進む。ステップ８１４で
の判定でＸ線検出信号Ｓ２が０でない場合は、ステップ
８１８で、ビーム３でのＸ線照射、すなわち、ビーム厚
みＤ３（＞Ｌ／３，＜２／３×Ｌ）でのＸ線照射を行
う。

【００６９】次に、ステップ８２０で、Ｘ線検出信号Ｓ
１が０か否かを判定する。Ｘ線検出信号Ｓ１が０という
ことは、Ｘ線検出素子２４２がＸ線ビームを受けていな
いということであり、ビーム中心線４０２がＥ領域にあ
る可能性が高いことを意味する。

【００７０】そこで、ステップ８２２で１／６×Ｌだけ
Ｘ線照射位置を下方に移動させ、ビーム中心線４０２を
Ｄ領域に入れる。ステップ８２０でＸ線検出信号Ｓ１が
０でないことが判定されると、これは、Ｘ線検出素子２
４２がＸ線ビームを受けていることを意味し、ビーム中
心線４０２がＤ領域にある可能性が高いことを意味す
る。その場合は照射位置の移動は行わない。

【００７１】このような粗調整により、ビーム中心線４
０２をＣ領域ないしＤ領域に入れた後に、前述の方法に
よるアライメント調整を行うようにすれば、組み立て精
度上Ｘ線照射位置ずれが大きい場合につき効果的に対処
することができる。

【００７２】以上、放射線としてＸ線を用いた例につい
て説明したが、放射線はＸ線に限るものではなく、例え
ばγ線等の他の種類の放射線であっても良い。ただし、
現時点では、Ｘ線がその発生、検出および制御等に関し
実用的な手段が最も充実している点で好ましい。

【００７３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、放射線ビームの厚み方向の距離に応じて受光面の幅
が変化する複数の放射線検出器の検出信号に基づいて放
射線検出器における照射位置を検出し、それに基づいて
照射位置を調整するようにしたので、放射線照射位置合
わせを能率良く行う放射線照射位置合わせ方法および放
射線照射・検出装置並びに放射線断層撮影装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における検出
器アレイの模式的構成図である。

【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線
照射・検出系の模式的構成図である。

【図４】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線
照射・検出系の模式的構成図である。

【図５】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線
照射・検出系の模式的構成図である。

【図６】本発明の実施の形態の一例の装置における検出
器アレイの模式的構成図である。

【図７】本発明の実施の形態の一例の装置における検出
器アレイへのＸ線照射状態示す模式図である。

【図８】本発明の実施の形態の一例の装置において照射
位置を粗調整する場合のフロー図である。

【図９】本発明の実施の形態の一例の装置における検出
器アレイの領域分割を示す模式図である。

【符号の説明】

２走査ガントリ２０Ｘ線管２２コリメータ２４検出器アレイ２６データ収集部２８Ｘ線コントローラ３０コリメータコントローラ３２回転部３４回転コントローラ４撮影テーブル６操作コンソール６０中央処理装置６２制御インタフェース６４データ収集バッファ６６記憶装置６８表示装置７０操作装置４０Ｘ線ビーム８被検体２２０，２２２コリメータ片２４（ｉ），２４２〜２４８，２４２’〜２４６’ Ｘ
線検出素子２５０，２７０，２９０Ｘ線入射面２５２Ｘ線遮蔽板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照射方向に垂直でかつ互いに垂直な２つ
の方向の一方では相対的に大きな寸法の幅を持ち他方で
は相対的に小さな寸法の厚みを持つ放射線ビームを照射
する放射線照射手段と、前記放射線ビームの厚みの方向において前記放射線ビー
ムの厚みよりも大きな長さを持つ放射線検出素子が前記
放射線ビームの幅の方向に複数個配列され前記放射線ビ
ームの照射を受ける放射線検出素子アレイと、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記
放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線的に
減少する第１の放射線検出素子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲では前記放射線ビームの幅の
方向における受光面の幅が一定で、次の１／３の範囲の
一端から他端にかけて前記放射線ビームの幅の方向にお
ける受光面の幅が直線的に減少する第２の放射線検出素
子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲と次の１／３の範囲を通して
前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が一定
で、その次の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記
放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線的に
減少する第３の放射線検出素子と、を有する放射線照射
・検出装置の放射線照射位置合わせ方法であって、前記第１の放射線検出素子乃至前記第３の放射線検出素
子の個々の放射線検出信号と前記第１の放射線検出素子
乃至前記第３の放射線検出素子の前記受光面の個々の幾
何学的条件とに基づいて、前記放射線検出素子アレイに
おける前記放射線ビームの厚み方向での前記放射線ビー
ムの照射位置を求め、前記求めた照射位置に基づいて前記放射線ビームの照射
位置を前記放射線ビームの厚み方向における前記放射線
検出素子アレイの中心に合わせる、ことを特徴とする放
射線照射位置合わせ方法。
【請求項２】照射方向に垂直でかつ互いに垂直な２つ
の方向の一方では相対的に大きな寸法の幅を持ち他方で
は相対的に小さな寸法の厚みを持つ放射線ビームを照射
する放射線照射手段と、前記放射線ビームの厚みの方向において前記放射線ビー
ムの厚みよりも大きな長さを持つ放射線検出素子が前記
放射線ビームの幅の方向に複数個配列され前記放射線ビ
ームの照射を受ける放射線検出素子アレイと、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記
放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線的に
減少する第１の放射線検出素子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲では前記放射線ビームの幅の
方向における受光面の幅が一定で、次の１／３の範囲の
一端から他端にかけて前記放射線ビームの幅の方向にお
ける受光面の幅が直線的に減少する第２の放射線検出素
子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲と次の１／３の範囲を通して
前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が一定
で、その次の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記
放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線的に
減少する第３の放射線検出素子と、前記第１の放射線検出素子乃至前記第３の放射線検出素
子の個々の放射線検出信号と前記第１の放射線検出素子
乃至前記第３の放射線検出素子の前記受光面の個々の幾
何学的条件とに基づいて、前記放射線検出素子アレイに
おける前記放射線ビームの厚み方向での前記放射線ビー
ムの照射位置を求める照射位置検出手段と、前記照射位置検出手段が求めた照射位置に基づいて前記
放射線ビームの照射位置を前記放射線ビームの厚み方向
における前記放射線検出素子アレイの中心に合わせる位
置合わせ手段と、を具備することを特徴とする放射線照
射・検出装置。
【請求項３】照射方向に垂直でかつ互いに垂直な２つ
の方向の一方では相対的に大きな寸法の幅を持ち他方で
は相対的に小さな寸法の厚みを持つ放射線ビームを照射
する放射線照射手段と、前記放射線ビームの厚みの方向において前記放射線ビー
ムの厚みよりも大きな長さを持つ放射線検出素子が前記
放射線ビームの幅の方向に複数個配列され前記放射線ビ
ームの照射を受ける放射線検出素子アレイと、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記
放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線的に
減少する第１の放射線検出素子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲では前記放射線ビームの幅の
方向における受光面の幅が一定で、次の１／３の範囲の
一端から他端にかけて前記放射線ビームの幅の方向にお
ける受光面の幅が直線的に減少する第２の放射線検出素
子と、前記放射線検出素子アレイ中に設けられ、前記放射線ビ
ームの厚みの方向における前記放射線検出素子アレイの
長さの最初の１／３の範囲と次の１／３の範囲を通して
前記放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が一定
で、その次の１／３の範囲の一端から他端にかけて前記
放射線ビームの幅の方向における受光面の幅が直線的に
減少する第３の放射線検出素子と、前記第１の放射線検出素子乃至前記第３の放射線検出素
子の個々の放射線検出信号と前記第１の放射線検出素子
乃至前記第３の放射線検出素子の前記受光面の個々の幾
何学的条件とに基づいて、前記放射線検出素子アレイに
おける前記放射線ビームの厚み方向での前記放射線ビー
ムの照射位置を求める照射位置検出手段と、前記照射位置検出手段が求めた照射位置に基づいて前記
放射線ビームの照射位置を前記放射線ビームの厚み方向
における前記放射線検出素子アレイの中心に合わせる位
置合わせ手段と、前記放射線検出素子アレイによる複数ビューの放射線検
出信号に基づいて前記放射線ビームの通過領域について
の断層像を生成する断層像生成手段と、を具備すること
を特徴とする放射線断層撮影装置。