JPH1133019A - 放射線照射・検出装置および放射線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線ビームの照射位置を精度良く検出する
手段を備えた放射線照射・検出装置および放射線断層撮
影装置を実現する。 【解決手段】 放射線ビーム４０の厚みの方向ｚにおい
てその厚みよりも大きな寸法を持ちその方向における放
射線ビームの照射位置に応じて互いに逆な変化特性の放
射線検出信号を生じる１対の放射線検出素子２４２，２
４４の放射線検出信号の差に基づいて、放射線検出素子
アレイ２４における放射線ビームの照射位置を示す照射
位置信号を得るようにした。

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・検出
装置および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、そ
の厚みよりも大きな寸法を持つ放射線検出素子を放射線
ビームの幅の方向に複数個配列した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・検出装置、すなわちＸ線照射
・検出装置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寸法（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
きな寸法（厚み）を有する。

【０００５】Ｘ線ビームの厚みは、断層撮影のスライス
(slice) 厚を決定する。スライス厚は、撮影の目的に合
わせて適宜の値に調節される。スライス厚の調節には、
Ｘ線ビームの厚みを調節するコリメータ(collimeter)が
用いられる。コリメータは、また、Ｘ線検出器における
Ｘ線ビームの厚み方向の照射位置をも調節する。これに
よって、例えば、Ｘ線ビームを、その厚み方向において
常にＸ線検出器の中央に入射するように調節し、予め較
正された既知の感度でのＸ線検出が行えるようしてい
る。

【０００６】Ｘ線検出器に対するＸ線ビームの照射位置
を調節するためには、Ｘ線検出器における厚み方向のＸ
線ビームの照射位置を検出する必要がある。そのため
に、図１０に示すように、Ｘ線検出器９０の端部に、照
射位置検出用のＸ線検出素子９２が設けられる。

【０００７】Ｘ線検出素子９２は、そのＸ線入射面９２
０の幅が、矢印９４の方向すなわちＸ線ビーム１００の
厚みの方向での距離に応じて、次第に変化するようにな
っている。このようなＸ線検出素子９２は、Ｘ線検出器
９０の一番端のＸ線検出素子の前面をＸ線遮蔽板９６で
対角的に半分覆うことによって構成される。

【０００８】Ｘ線検出素子９２がこのようなＸ線入射面
９２０を有することにより、Ｘ線ビーム１００が矢印９
４の方向で変位すると、それに応じてＸ線検出素子９２
のＸ線検出信号が変化する。したがって、Ｘ線検出素子
９２の検出信号の値により、Ｘ線検出器９０におけるＸ
線ビーム１００の厚み方向の照射位置を示すことができ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような構成でＸ線
検出器における厚み方向のＸ線照射位置を検出する場
合、照射位置検出用のＸ線検出素子はその受光面積の半
分が遮蔽板によって覆われているため、本来のＸ線入射
面の半分しか受光に関与しないので、Ｘ線検出感度が半
分になる。このため、位置検出データの精度が悪く、Ｘ
線照射位置の調節を精度良く行うことができない。この
ような事情は、Ｘ線に限らず例えばγ線等の他の種類の
放射線を利用する場合も同様である。

【００１０】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、照射位置を精度良く検出す
る手段を備えた放射線照射・検出装置および放射線断層
撮影装置を実現することである。

【００１１】本発明の第２の目的は、特定の放射線検出
器を放射線ビーム位置検出器としてのみならず、放射線
ビームのレファレンスチャンネルとしても機能させ、検
出器チャンネルの増設の必要性を抑制することのできる
放射線照射・検出装置および放射線断層撮影装置を実現
することである。

【００１２】

【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寸法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
検出素子アレイの少なくとも一端部に設けられ、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
みよりも大きな寸法を持ちその方向における前記放射線
ビームの照射位置に応じた変化特性の放射線検出信号を
生じる少なくとも２個の放射線検出素子と、前記少なく
とも２個の放射線検出素子の放射線検出信号の和に基づ
いて、前記放射線検出素子アレイにおける前記放射線ビ
ームの照射位置を示す照射位置信号を生じる照射位置検
出手段と、を具備することを特徴とする。

【００１３】（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寸法を持つ放射線検
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の少なくとも一端部に設
けられ、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寸法を持ちその方向にお
ける前記放射線ビームの照射位置に応じて互いに逆な変
化特性の放射線検出信号を生じる１対の放射線検出素子
と、前記１対の放射線検出素子の放射線検出信号の差に
基づいて、前記放射線検出素子アレイにおける前記放射
線ビームの照射位置を示す照射位置信号を生じる照射位
置検出手段と、を具備することを特徴とする。

【００１４】第１の発明および第２の発明において、前
記照射位置信号に基づいて、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照射位置を調節する調節手
段を備えることが、放射線検出素子アレイにおける放射
線ビームの照射位置を適正化する点で好ましい。

【００１５】（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寸法を持つ放射線検
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の少なくとも一端部に設
けられ、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寸法を持ちその方向にお
ける前記放射線ビームの照射位置に応じた変化特性の放
射線検出信号を生じる少なくとも２個の放射線検出素子
と、前記少なくとも２個の放射線検出素子の放射線検出
信号の和に基づいて、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照射位置を示す照射位置信号を生
じる照射位置検出手段と、前記照射位置信号に基づい
て、前記放射線検出素子アレイにおける前記放射線ビー
ムの照射位置を調節する調節手段と、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。

【００１６】（４）上記の課題を解決する第４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寸法を持つ放射線検
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の少なくとも一端部に設
けられ、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寸法を持ちその方向にお
ける前記放射線ビームの照射位置に応じて互いに逆な変
化特性の放射線検出信号を生じる１対の放射線検出素子
と、前記１対の放射線検出素子の放射線検出信号の差に
基づいて、前記放射線検出素子アレイにおける前記放射
線ビームの照射位置を示す照射位置信号を生じる照射位
置検出手段と、前記照射位置信号に基づいて、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照射位置
を調節する調節手段と、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。

【００１７】第１の発明乃至第４の発明において、前記
少なくとも２個ないし１対の放射線検出素子は前記放射
線検出素子アレイの両端部に設けられたものであること
が、放射線検出素子アレイにおける放射線照射位置をよ
り適切に検出する点で好ましい。

【００１８】また、第２の発明または第４の発明におい
て、前記１対の放射線検出素子の放射線検出信号の和に
基づいて、前記放射線の強度を示す信号を生じる放射線
強度検出手段を備えることが、放射線検出信号のレファ
レンスを得る点で好ましい。

【００１９】また、第１の発明乃至第４の発明におい
て、前記放射線がＸ線であることが、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。

【００２０】（作用）本発明によれば、放射線検出器と
して少なくとも２個の放射線検出素子を用いているの
で、放射線ビームの検出に関与する部分の面積が大きく
なり、検出感度が高まる。

【００２１】また、放射線ビームの照射位置に応じて互
いに逆方向に変化する１対の放射線検出素子を用いた場
合は、両者の検出信号の差を利用することにより、照射
位置検出の感度が、単一の放射線検出素子の検出信号を
利用する場合の２倍に向上する。これによって、位置検
出データの精度が向上する。

【００２２】さらに、放射線ビームの照射位置に応じて
互いに逆方向に線形に変化する１対の放射線検出素子を
用いた場合は、両者の検出信号の和をとることによっ
て、この１対の放射線検出素子が１つのレファレンスチ
ャンネルとして作用する。

【００２３】

【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。

【００２４】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。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。

【００２５】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(collimater)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(arr
ay) 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。

【００２６】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。

【００２７】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・検出装置を構成する。Ｘ線照
射・検出装置は、本発明における放射線照射・検出装置
の実施の形態の一例である。Ｘ線照射・検出装置の構成
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。

【００２８】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。

【００２９】コリメータ２２は、コリメータコントロー
ラ３０によって調節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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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、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。

【００３３】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。中央処理装置６０、制御インタフェース６２、コ
リメータコントローラ３０およびコリメータ２２は、本
発明における調節手段の実施の形態の一例である。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】図３に、Ｘ線照射・検出装置における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。

【００３８】Ｘ線ビーム４０の扇面に体軸を交叉させて
被検体が搬入される。その状態を図４に示す。同図に示
すように、撮影テーブル４に載置された被検体８が、Ｘ
線ビーム４０の扇面に体軸を交叉させて搬入される。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。

【００３９】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
厚を薄くすることができる。また、コリメータ片２２
０，２２２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を
厚くすることができる。

【００４０】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調節する。なお、
厚み方向の照射位置の調節は、コリメータ片２２０，２
２２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ることによって行うよう
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調節機構を別々に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。

【００４１】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、検出器ア
レイ２４のＸ線入射面における遮蔽板の構成の例を示す
図である。図６（ａ）に示す例では、検出器アレイ２４
の端部には、複数の（この場合２個の）照射位置検出用
のＸ線検出素子２４２、２４４が設けられている。Ｘ線
検出素子２４２，２４４は、本発明における１対の放射
線検出素子の実施の形態の一例である。なお、Ｘ線検出
素子２４２、２４４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。

【００４２】Ｘ線検出素子２４２、２４４は、それぞれ
のＸ線入射面２５０、２７０の幅が、矢印２９０の方
向、すなわちＸ線ビームの厚み方向（ｚ方向）の距離に
応じて共に次第に変化するようになっている。その変化
量は、Ｘ線検出素子２４２、２４４のそれぞれにおける
変化量が加算されたものとなるため、変化の感度が増大
する。

【００４３】図６（ｂ）に示す例では、遮蔽板２５２、
２７２の配置が図６（ａ）に示す例における遮蔽板２５
２、２７２の配置とちょうど反転の関係となって異なっ
ているが、図６（ａ）に示す例と同様な効果を奏する。

【００４４】図６（ｃ）に示す例では、２個のＸ線検出
素子にわたって一つの遮蔽板２５２が設けられている。
この場合でも図６（ａ）に示す例と同様な効果を奏す
る。以上の３例は、Ｘ線ビームの検出に関与するＸ線検
出素子の部分の面積の、Ｘ線ビームの照射位置に応じた
変化方向が２個のＸ線検出器で同一である場合を示した
が、この変化の方向を１対のＸ線検出素子で互いに逆に
しても良い。

【００４５】検出器アレイ２４のＸ線入射面における遮
蔽板の構成の他の一例を図７に示す。同図に示すよう
に、検出器アレイ２４の端部には、１対の照射位置検出
用のＸ線検出素子２４２，２４４が設けられている。

【００４６】Ｘ線検出素子２４２，２４４は、それぞれ
のＸ線入射面２５０，２７０の幅が、矢印２９０の方向
すなわちＸ線ビーム４０の厚み方向（ｚ方向）の距離に
応じて、次第に変化するようになっている。ただし、変
化の方向は互いに逆になっている。すなわち、Ｘ線入射
面２５０の幅は、例えば図の上から下に行くにつれて次
第に減少するようになっており、Ｘ線入射面２７０の幅
は、次第に増加するようになっている。

【００４７】このようなＸ線検出素子２４２，２４４
は、例えば、検出器アレイ２４の端部にある２つのＸ線
検出素子の長方形のＸ線入射面を、それぞれＸ線遮蔽板
２５２，２７２で対角的に半分ずつ覆うこと等によって
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、Ｘ線入射面の幅が次第
に変化する特別な形状のＸ線検出素子を用いるようにし
ても良いのは勿論である。

【００４８】Ｘ線検出素子２４２，２４４がこのような
Ｘ線入射面２５０，２７０を有することにより、Ｘ線ビ
ーム４０がｚ方向で変位すると、それに応じてＸ線検出
素子２４２，２４４のＸ線検出信号がそれぞれ変化す
る。

【００４９】その様子を図８に示す。図８は、Ｘ線ビー
ム４０の移動距離ｚとＸ線検出信号Ｉとの関係の一例を
示すグラフである。なお、移動距離ｚの原点は、図７に
示すように、ｚ方向におけるＸ線検出素子２４２，２４
４の厚さの１／２の点（中心位置）にとり、移動方向は
同図における下向きを正とする。

【００５０】図８に示すように、Ｘ線検出素子２４２の
Ｘ線検出信号は、Ｘ線ビーム４０が負方向に最大変位し
た状態（ｚ＝−ｚm ）で最大値Ｉmax となり、中心位置
（ｚ＝０）では（Ｉmax ＋Ｉmin ）／２となり、正方向
の最大変位状態（ｚ＝ｚm ）でＩmin となる。

【００５１】これに対して、Ｘ線検出素子２４４のＸ線
検出信号Ｉは、Ｘ線ビーム４０の負方向の最大変位状態
（ｚ＝−ｚm ）でＩmin となり、中心位置（ｚ＝０）で
は（Ｉmax ＋Ｉmin ）／２となり、正方向の最大変位状
態（ｚ＝ｚm ）で最大値Ｉmax となる。

【００５２】すなわち、Ｘ線検出素子２４２，２４４に
より、Ｘ線ビーム４０の照射位置の変化に応じて互いに
逆な変化特性の１対のＸ線検出信号が得られる。これら
のＸ線検出信号は、データ収集部２６により収集されて
データ収集バッファ６４に入力される。

【００５３】中央処理装置６０は、データ収集バッファ
６４に入力されたこれら１対の入力信号の差を求め、Ｘ
線ビーム４０の照射位置検出信号を形成するようになっ
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。照射位置検出信号
は、図８に破線で示すように、Ｘ線ビーム４０のｚ方向
の位置に応じて、最大値Ｉmax から最小値２Ｉmin −Ｉ
max まで連続的に変化する信号となる。

【００５４】Ｘ線ビーム４０の変位に対する照射位置検
出信号の変化量は、個々のＸ線検出素子２４２，２４４
の検出信号の変化量の２倍になる。すなわち、個々のＸ
線検出素子２４２，２４４の２倍の感度の照射位置検出
信号が得られる。

【００５５】中央処理装置６０は、このような照射位置
検出信号に基づいて、検出器アレイ２４におけるＸ線ビ
ーム４０の厚み方向の照射位置を認識し、Ｘ線ビーム４
０が常に検出器アレイ２４の厚み方向の中心に照射され
るように、制御インタフェース６２およびコリメータコ
ントローラ３０を通じてコリメータ２２を制御し、Ｘ線
ビーム４０の照射位置を調節する。

【００５６】中央処理装置６０、制御インタフェース６
２、コリメータコントローラ３０およびコリメータ２２
は、本発明における調節手段の実施の形態の一例であ
る。検出器アレイ２４の位置調節機構が備わっていると
きは、検出器アレイ２４のｚ方向の位置を調節してＸ線
ビームの照射位置を修正するようにしても良い。

【００５７】位置検出の感度が向上したので、照射位置
の修正を高精度に行うことができる。したがって、例え
ば、スキャン中に、Ｘ線管２０の温度上昇によるＸ線焦
点の移動等により、Ｘ線ビーム４０の照射位置がずれか
かっても、直ちに修正される。

【００５８】中央処理装置６０は、また、Ｘ線検出素子
２４２，２４４のＸ線検出信号の和を求めるようになっ
ている。図９は１対のＸ線検出素子２４２、２４４のＸ
線検出信号の和が、Ｘ線管２０から照射されるＸ線の強
度を示すレファレンス信号に等しいことを説明する図で
ある。１対のＸ線検出素子２４２、２４４のＸ線検出に
関与する部分の面積（横のハッチングを付した部分）
は、レファレンス用のＸ線検出素子２４６のＸ線検出の
関与する部分の面積（縦のハッチングを付した部分）に
等しい。

【００５９】図８に一点鎖線で示すように、Ｘ線ビーム
４０のｚ方向における照射位置に関係なく検出信号の電
流値が一定なＸ線検出信号が得られる。このＸ線検出信
号は、Ｘ線管２０から照射されるＸ線の強度を示すレフ
ァレンス(reference) 信号を与える。すなわち、Ｘ線検
出素子２４２，２４４は、Ｘ線ビーム４０の照射位置検
出とレファレンス信号検出とに共用される。

【００６０】Ｘ線検出素子２４４に隣接するＸ線検出素
子２４６も、被検体８の透過像の投影範囲の外にあり、
レファレンス用のＸ線検出素子となっている。Ｘ線検出
素子２４６は、遮蔽されない長方形のＸ線入射面２９０
を有する。中央処理装置６０は、それによるＸ線検出信
号をもレファレンス信号として用る。このようにレファ
レンス信号を複数化し、それらの平均値を求めることに
より、ノイズ(noise)の影響が少ないレファレンス信号
を得ている。

【００６１】本装置では、Ｘ線ビームの照射位置検出用
に、検出器アレイ２４における２つのＸ線検出素子を割
り当てるので、一見したところ、図８に示した従来例に
比べて、隣接するレファレンス用のＸ線検出素子を１つ
犠牲にしたように見える。しかし、２つのＸ線検出素子
の検出信号の和によってレファレンス信号を形成するよ
うにしたので、レファレンス信号数の減少はない。した
がって、実質的には、レファレンス用のＸ線検出素子は
犠牲になっていない。また、照射位置検出用に新たにＸ
線検出素子を付け加えことをしないので、検出アレイ２
４のＸ線検出素子の数が全体として増えるということも
ない。

【００６２】検出器アレイ２４の他方の端部には、以上
のＸ線検出素子２４２，２４４，２４６と同様に構成さ
れた３つのＸ線検出素子２４２’，２４４’，２４６’
が設けられている。これらＸ線検出素子２４２’，２４
４’，２４６’のＸ線検出信号も、上記と同様に、Ｘ線
ビーム４０の照射位置調節およびレファレンスのために
利用される。このように、検出器アレイ２４の両端にお
いてＸ線ビームの照射位置の検出および調節を行うこと
により、Ｘ線ビーム４０と検出器アレイ２４との平行性
を良くすることができる。

【００６３】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・検出装置は、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。

【００６４】データ収集バッファ６２に収集された投影
データは、中央処理装置６０により、同時に収集された
レファレンス信号を用いてＸ線強度補正が施され、補正
後の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(filteredback-proj
ection)法によって処理すること等により行われる。

【００６５】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。

【００６６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、放射線検出器として少なくとも２個の放射線検出素
子を用いているので、放射線ビームの検出に関与する部
分の面積が大きくなり、検出感度が高まる。また、放射
線ビームの厚みの方向においてその厚みよりも大きな寸
法を持ちその方向における放射線ビームの照射位置に応
じて互いに逆な変化特性の放射線検出信号を生じる１対
の放射線検出素子の放射線検出信号の差に基づいて、放
射線検出素子アレイにおける放射線ビームの照射位置を
示す照射位置信号を得るようにしたので、照射位置を精
度良く検出する手段を備えた放射線照射・検出装置およ
び放射線断層撮影装置を実現することができる。

【００６７】さらに、放射線ビームの照射位置に応じて
互いに逆な方向に線形に変化する１対の放射線検出素子
を用いた場合は、両者の和をとることによって、この１
対の放射線検出素子が一つのレファレンスチャンネルと
して作用する。したがって、検出器チャンネルの増設の
必要性が抑制され、検出器が簡単で安価になる。

【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
素子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・検出装置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・検出装置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・検出装置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
素子アレイの構成図である。

【図７】本発明の実施の形態の一例の装置における検出
素子アレイの構成図である。

【図８】本発明の実施の形態の一例の装置における照射
位置検出信号の一例を示すグラフである。

【図９】図７に示す実施の形態において、１対のＸ線検
出素子の検出信号の和がレファレンス信号に等しいこと
を示す図である。

【図１０】従来例における検出素子アレイへのＸ線ビー
ムの照射状態を示す模式図である。

【符号の説明】

２ 走査ガントリ ２０ Ｘ線管 ２２ コリメータ ２４ 検出器アレイ ２６ データ収集部 ２８ Ｘ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 ２４ 検出器アレイ ４０ Ｘ線ビーム ８ 被検体 ２２０，２２２ コリメータ片 ２４（ｉ），２４２〜２４６，２４２’〜２４６’ Ｘ
線検出素子 ２５０，２７０，２９０ Ｘ線入射面 ２５２，２７２ Ｘ線遮蔽板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郷野 誠 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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寸法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の少なくとも一端部に設けら
   れ、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寸法を持ちその方向における
   前記放射線ビームの照射位置に応じた変化特性の放射線
   検出信号を生じる少なくとも２個の放射線検出素子と、 前記少なくとも２個の放射線検出素子の放射線検出信号
   の和に基づいて、前記放射線検出素子アレイにおける前
   記放射線ビームの照射位置を示す照射位置信号を生じる
   照射位置検出手段と、を具備することを特徴とする放射
   線照射・検出装置。
2. 【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寸法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の少なくとも一端部に設けら
   れ、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寸法を持ちその方向における
   前記放射線ビームの照射位置に応じて互いに逆な変化特
   性の放射線検出信号を生じる１対の放射線検出素子と、 前記１対の放射線検出素子の放射線検出信号の差に基づ
   いて、前記放射線検出素子アレイにおける前記放射線ビ
   ームの照射位置を示す照射位置信号を生じる照射位置検
   出手段と、を具備することを特徴とする放射線照射・検
   出装置。
3. 【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寸法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の少なくとも一端部に設けら
   れ、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寸法を持ちその方向における
   前記放射線ビームの照射位置に応じた変化特性の放射線
   検出信号を生じる少なくとも２個の放射線検出素子と、 前記少なくとも２個の放射線検出素子の放射線検出信号
   の和に基づいて、前記放射線検出素子アレイにおける前
   記放射線ビームの照射位置を示す照射位置信号を生じる
   照射位置検出手段と、 前記照射位置信号に基づいて、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照射位置を調節する調節
   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。
4. 【請求項４】 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寸法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の少なくとも一端部に設けら
   れ、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寸法を持ちその方向における
   前記放射線ビームの照射位置に応じて互いに逆な変化特
   性の放射線検出信号を生じる１対の放射線検出素子と、 前記１対の放射線検出素子の放射線検出信号の差に基づ
   いて、前記放射線検出素子アレイにおける前記放射線ビ
   ームの照射位置を示す照射位置信号を生じる照射位置検
   出手段と、 前記照射位置信号に基づいて、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照射位置を調節する調節
   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。