(57)【要約】【課題】ファントムを用いずにファントムに対応する投影データを取得することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供すること。【解決手段】本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、Ｘ線を発生するＸ線管１０７と、Ｘ線管１０７から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器１１９と、Ｘ線検出器１１９における所定のＸ線変換効率に対応する線量に、Ｘ線の線量を減弱する線量減弱器１１３と、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９との間におけるＸ線照射領域１１１に、線量減弱器１１３を移動可能に支持する移動支持機構１１５と、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９とを、回転軸周りに回転可能に支持する回転フレーム１０１と、を具備することを特徴とする。【選択図】図１
2014183857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器における所定のＸ線変換効率に対応する線量に、前記Ｘ線の線量を減弱する線量減弱器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との間におけるＸ線照射領域に、前記線量減弱器を移動可能に支持する移動支持機構と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを、回転軸周りに回転可能に支持する回転フレームと、
を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記線量減弱器により減弱される線量は、ファントムにより減弱される線量に対応すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記回転フレームは、前記移動支持機構をさらに搭載し、
前記線量減弱器は、前記Ｘ線管におけるＸ線放射窓を覆うサイズを有し、
前記移動支持機構は、前記Ｘ線放射窓の前面に前記線量減弱器を移動可能に支持すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記線量減弱器は、第１物質により構成され、凹型部分を有する第１部分と、前記第１物質より小さい減弱係数を有する第２物質により構成され、前記凹型部分を充填する第２部分とを有すること、
を特徴とする請求項３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記回転フレームは、前記移動支持機構をさらに搭載し、
前記線量減弱器は、前記Ｘ線検出器の前面を覆うサイズを有し、
前記移動支持機構は、前記前面に前記線量減弱器を移動可能に支持すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記線量減弱器は、前記回転軸を中心軸とする円筒形状を有し、
前記移動支持機構は、前記回転軸の方向に沿って、前記線量減弱器を移動可能に支持すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記円筒形状における前記中心軸に沿った幅は、前記Ｘ線検出器における前記回転軸の方向に沿った幅に対応し、
前記円筒形状の直径は、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との距離より短いこと、
を特徴とする請求項６に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
Ｘ線検出器における所定のＸ線変換効率に関する線量に、Ｘ線の線量を減弱する線量減弱器と、
前記線量減弱器をＸ線照射領域に、移動可能に支持する移動支持機構と、
前記線量減弱器を前記Ｘ線照射領域に移動させるために前記移動支持機構を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする線量減弱装置。
【請求項９】
Ｘ線を発生するＸ線管と前記Ｘ線管から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器との間におけるＸ線照射領域に、前記Ｘ線検出器における所定のＸ線変換効率に関する線量に前記Ｘ線の線量を減弱する線量減弱器を移動し、
前記Ｘ線を発生し、
前記線量減弱器を透過したＸ線を検出し、
前記Ｘ線減弱器に関する投影データを発生すること、
を特徴とする線量減弱器投影データ発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線線量減弱装置、線量減弱器投影データ発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、投影データを収集する撮影エリアを包含するサイズのファントムは、寝台に固定されたファントムホルダーに載置される。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、ファントムに対するＸ線撮影により、補正データおよび試験データ（検出器特性確認）を収集している（例えば図２１）。
【０００３】
また、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、Ｘ線検出器のサイズが大きいことにより、撮影領域が増大している。このため、ファントムのサイズおよび重量も巨大化してきている。また、このような巨大化したファントムを支持するために、ファントムホルダーの硬質化が要求されている
これらのことから、従来のＸ線コンピュータ断層撮影装置において、ファイントムの設置には作業者の労力および作業時間が増大している問題がある。加えて、ファントムおよびファントムホルダーに係るコストが増大している問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目的は、ファントムを用いずにファントムに対応する投影データを取得することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器における所定のＸ線変換効率に対応する線量に、前記Ｘ線の線量を減弱する線量減弱器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との間におけるＸ線照射領域に、前記線量減弱器を移動可能に支持する移動支持機構と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを、回転軸周りに回転可能に支持する回転フレームと、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係り、回転フレームに搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係り、Ｘ線検出器へのＸ線の入力に対するＸ線変換効率の依存性の一例を、線量減弱器投影データとファントム投影データとともに示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係り、線量減弱器の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係り、線量減弱器の構成の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係り、ウェッジフィルタとともにスライド移動方向に並列された線量減弱器を、移動支持機構とともに示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係り、Ｘ線照射領域に移動される前の線量減弱器を、スライド移動方向に並列されたウェッジフィルタと移動支持機構の一例とともに示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係り、Ｘ線照射領域に移動された後の線量減弱器を、スライド移動方向に並列されたウェッジフィルタと移動支持機構の一例とともに示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係り、Ｘ線照射領域に移動される前の線量減弱器を、スライド移動方向に並列されたウェッジフィルタと移動支持機構の一例とともに示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係り、並列に配置された線量減弱器と複数のウェッジフィルタとを、Ｘ線管とＸ線検出器とともに示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係り、Ｘ線管と線量減弱器とＸ線検出器とに関する相対的な位置関係を、ＦＯＶとＸ線照射領域とともに示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係り、線量減弱器投影データの一例をファントム投影データの一例とともに示す図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係り、線量減弱器投影データを発生する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係り、回転フレームに搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係り、Ｘ線管と線量減弱器とＸ線検出器とに関する相対的な位置関係を、ＦＯＶとＸ線照射領域とともに示す図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態の変形例に係り、回転フレームに搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、第３の実施形態に係り、回転フレームに搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、第３の実施形態に係り、Ｘ線管と線量減弱器とＸ線検出器とに関する相対的な位置関係を、ＦＯＶとＸ線照射領域とともに示す図である。
【図２１】図２１は、従来に係り、Ｘ線管とＸ線検出器とＸ線照射領域とファントムとの相対的な位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。
【０００８】
また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。
【０００９】
また、入射Ｘ線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。
【００１０】
さらに、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態においては、従来からの一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれも適用可能である。多管球型である場合、複数の管球にそれぞれ印加される複数の管電圧は、それぞれ異なる。ここでは、一管球型として説明する。
【００１１】
なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１２】
（第１の実施形態）  
図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示す図である。本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、ガントリ１００、前処理部２００、再構成部３００、記憶部４００、入力部５００、表示部６００、制御部７００を有する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、図示していないインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）を有していてもよい。Ｉ／Ｆは、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１を電子的通信回線（以下、ネットワークと呼ぶ）と接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどが接続される。
【００１３】
ガントリ１００には、図示していない回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転フレーム１０１と、回転軸Ｚを中心として回転自在に回転フレーム１０１を支持する回転フレーム支持機構と回転フレーム１０１の回転を駆動する図示していない回転駆動部（電動機）とを有する。
【００１４】
図２は、回転フレーム１０１に搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【００１５】
回転フレーム１０１には、高電圧発生部１０３と、Ｘ線管１０７と、コリメータユニット１０９と、線量減弱器１１３と、移動支持機構１１５と、２次元アレイ型または多列型とも称されるＸ線検出器１１９と、データ収集回路（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと呼ぶ）１２５と、非接触データ伝送部１２７と、冷却装置１２９及びガントリ制御装置１３１などが搭載される。図２に示すように、線量減弱器１１３と移動支持機構１１５とは、Ｘ線管１０７の略前面であって、コリメータユニット１０９の背面に設けられる。
【００１６】
高電圧発生部１０３は、後述する制御部７００による制御の下で、スリップリング１０５を介して供給された電力を用いて、Ｘ線管１０７に印加する管電圧と、Ｘ線管１０７に供給する管電流とを発生する（以下、シングルエネルギー撮影方式と呼ぶ）。なお、管電圧は複数の管電圧であってもよい。この時、高電圧発生部１０３は、複数の管電圧にそれぞれ対応する複数の管電流を発生してもよい。複数の管電圧および複数の管電流を発生する場合、高電圧発生部１０３は、例えば、Ｘ線管球の被検体周りの回転ごと、すなわち１回転ごとに、Ｘ線管１０７に印加する管電圧を切り替える（２回転方式）。また、高電圧発生部１０３は、後述するビュー角ごとにＸ線管１０７に印加する管電圧を切り替えてもよい（高速管電圧スイッチング方式）。２回転方式、高速管電圧スイッチング方式をまとめて、デュアルエネルギー撮影方式と呼ぶ。以下、説明を簡単にするため、撮影方式は、シングルエネルギー撮影方式であるものとする。
【００１７】
Ｘ線管１０７は、高電圧発生部１０３からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、Ｘ線の焦点からＸ線を放射する。高電圧発生部１０３により印加される管電圧が異なる場合、Ｘ線管１０７は、複数の管電圧にそれぞれ対応する複数のエネルギースペクトルを有するＸ線を発生する。
【００１８】
Ｘ線の焦点から放射されたＸ線は、線量減弱器１１３の背面に取り付けられたコリメータユニット１０９により、例えばコーンビーム形（角錐形）に整形される。Ｘ線の照射領域（以下、Ｘ線照射領域と呼ぶ）は、点線１１１で示されている。Ｘ軸は、回転軸Ｚと直交し、放射されるＸ線の焦点を通る直線である。Ｙ軸は、Ｘ軸および回転軸Ｚと直交する直線である。なお、説明の便宜上このＸＹＺ座標系は、回転軸Ｚを中心として回転する回転座標系として説明する。
【００１９】
線量減弱器１１３は、後述する移動支持機構１１５により支持される。線量減弱器１１３は、移動支持機構１１５により、Ｘ線管１０７の背面におけるＸ線放射窓の前面に移動される。線量減弱器１１３は、例えば、ウェッジフィルタ（ボウタイフィルタともいう）とともに、設けられてもよい。線量減弱器１１３は、Ｘ線検出器１１９における所定のＸ線変換効率に関する線量に、Ｘ線管１０７により発生されたＸ線の線量を減弱する。Ｘ線変換効率とは、Ｘ線検出器１１９に入射したＸ線（以下、入射Ｘ線と呼ぶ）の線量（例えば、入射Ｘ線のフォトン数）に対するＸ線検出器からの出力（例えば、ｍＶ）の割合を示す。所定のＸ線変換効率とは、例えば、ファントムを透過したＸ線に関するＸ線変換効率（以下、ファントム透過Ｘ線変換効率と呼ぶ）に略一致する値である。なお、所定のＸ線変換効率は、ファントム透過Ｘ線変換効率と、多少異なっていてもよい。
【００２０】
図３は、Ｘ線検出器１１９における一つのチャンネルへの入射Ｘ線のフォトン数に対するＸ線変換効率の依存性の一例を示す図である。図３における検出器特性曲線は、Ｘ線検出器１１９において、入力に対するＸ線変換効率の依存性の一例を示している。図３において、ファントム透過Ｘ線変換効率は、横軸（入力）の中央部分に対応する。図３において、所定のＸ線変換効率は、一例として、ファントム透過Ｘ線変換効率の右側に位置している。なお、所定のＸ線変換効率は、検出特性曲線において、ファントム透過Ｘ線変換効率と略同一であってもよい。また、所定のＸ線変換効率は、検出特性曲線において、ファントム透過Ｘ線変換効率の左側であってもよい。また、線量減弱器１１３における所定のＸ線変換効率は、検出器特性曲線において、最も感度の良い部分に対応するＸ線変換効率であってもよい。以上のことから、線量減弱器１１３は、ファントムと略同一な線量の減弱機能を有する。
【００２１】
具体的には、線量減弱器１１３は、例えば、第１物質により構成される第１部分と、第２物質により構成される第２部分と、第１部分の背面に設けられたカッパーとにより構成される。なお、カッパーは、Ｘ線検出器１１９の性能に応じて省略されてもよい。
【００２２】
図４は、線量減弱器１１３の構成の一例を示す斜視図である。第１物質１１３１は、例えば、アルミニウムなどの軽金属である。第１部分は、凹型部分を有する。第２部分は、凹型部分を充填する部分である。第２物質１１３３は、例えば、水に略同一な減弱係数を有する物質、ファントムの線減弱係数より高い線減弱係数を有する物質（例えば、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂）、封入された水などである。第２物質１１３３の減弱係数は、第１物質１１３１の減弱係数より小さい。
【００２３】
線量減弱器１１３の長軸方向に沿った凹部の曲率および深さの分布は、ファントムを透過するＸ線のレイに沿ったファントムの厚みの分布とファントムの線減弱係数と、第２物質１１３３の線減弱係数とに基づいて、予め設定される。例えば、第２物質１１３３の線減弱係数がファントムの線減弱係数の２倍である場合、超軸方向に沿った凹部の深さは、上記ファントムの厚みの半分で分布する。すなわち、レイに沿ったファントムの厚みとファントム減弱係数との積が、第２物質１１３３の線減弱係数と凹部の深さとの積とに略等しくなるように、凹部の深さおよび曲率が決定される。カッパー１１３５は、Ｘ線検出器１１９に入射する入射Ｘ線の線質を変更する。カッパー１１３５とは、例えば、銅である。
【００２４】
図５は、線量減弱器１１３の構成の一例を示す斜視図である。線量減弱器１１３は、第３物質１１３７と、第３物質１１３７の背面に設けられたカッパーとにより構成される。第３物質１１３７は、例えば、ファントムと同様な物質により構成される。なお、線量減弱器１１３は、図４および図５に記載の形状および材質に限定されない。また、線量減弱器１１３の形状および材質は、任意に設定可能である。なお、例えば、線量減弱器１１３により減弱される線量は、ファントムにより減弱される線量に対応する。
【００２５】
移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３を、Ｘ線放射窓とコリメータユニット１０９との間に移動可能に支持する。なお、移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３を、コリメータユニット１０９の背面に移動可能に支持してもよい。具体的には、後述する制御部７００による制御の下で、線量減弱器１１３を、Ｘ線放射窓とコリメータユニット１０９との間のＸ線照射領域１１１に移動させる。線量減弱器１１３に関する投影データの収集後、移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３をＸ線放射窓の前面から退避させるために、線量減弱器１１３を移動する。
【００２６】
なお、移動支持機構１１５は、ウェッジフィルタと線量減弱器１１３とを、Ｘ線放射窓とコリメータユニット１０９との間に移動可能に支持してもよい。以下、説明を簡単にするため、移動支持機構１１５は、ウェッジフィルタと線量減弱器１１３とを、Ｘ線放射窓の前面に移動可能に支持するものとして説明する。移動支持機構１１５は、ウェッジフィルタと線量減弱器１１３とを支持する支持部と、支持部を移動させる移動部とを有する。なお、支持部は、例えば、図４と図５とに示された複数の線量減弱器１１３を支持してもよい。
【００２７】
図６は、ウェッジフィルタ１１７とともにスライド移動方向に並列された線量減弱器１１３を、移動支持機構１１５とともに示す図である。図６において、移動部は、シャフト１１５１で示されている。図６に示すように、支持部１１５３は、複数のウェッジフィルタ１１７と、線量減弱器１１３とを支持する。支持部１１５３は、図示していないが、例えば、ボールナットを有する。図６のシャフト１１５１には、例えば、支持部１１５３をスライドさせて移動させる方向（以下、スライド移動方向と呼ぶ）に向かって、螺旋状にねじが切られている。移動支持機構１１５は、制御部７００による制御の下で、シャフト１１５１を回転させる。シャフト１１５１の回転により支持部１１５３は、スライド移動方向に移動される。図６において、ウェッジフィルタ１１７ａは、Ｘ線照射領域１１１に配置されている。シャフト１１５１が図６に示す回転方向に回転されると、支持部１１５３は、スライド移動方向にスライドされる。
【００２８】
図７は、図６においてシャフト１１５１がシャフト回転方向に所定回転数に亘って回転されたときにおいて、Ｘ線照射範囲１１１と線量減弱器１１３との相対的な位置関係を示す図である。図７に示すように、線量減弱器１１３は、支持部１１５３のスライド移動により、Ｘ線照射領域１１１に移動される。
【００２９】
図８は、図６、図７とは異なる移動支持機構１１５の一例を示す図である。図８に示す移動支持機構１１５の移動部は、歯車１１５５である。支持部１１５９には、歯車１１５５に設けられた歯にかみ合う歯が設けられる。図８において、ウェッジフィルタ１１７ａは、Ｘ線照射領域１１１に配置されている。歯車１１５５が図８に示す回転方向（歯車回転方向）に回転されると、支持部１１５９は、スライド移動方向にスライドされる。
【００３０】
図９は、図８において歯車１１５５が歯車回転方向に所定回転数に亘って回転されたときにおいて、Ｘ線照射範囲１１１と線量減弱器１１３との相対的な位置関係を示す図である。図９に示すように、線量減弱器１１３は、支持部１１５９のスライド移動により、Ｘ線照射領域１１１に移動される。
【００３１】
Ｘ線検出器１１９は、回転軸Ｚを挟んでＸ線管１０７に対峙する位置およびアングルで、回転フレーム１０１に取り付けられる。Ｘ線検出器１１９は、複数のＸ線検出素子を有する。ここでは、単一のＸ線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Ｚに直交し、かつ放射されるＸ線の焦点を中心として、この中心から１チャンネル分のＸ線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向（チャンネル方向）とＺ方向との２方向に関して２次元状に配列される。
【００３２】
なお、Ｘ線検出器１１９は、複数のＸ線検出素子を１列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に１次元状に配列される。
【００３３】
また、複数のＸ線検出素子は、チャンネル方向とスライス方向との２方向に関して２次元状に配列させてもよい。すなわち、２次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。このような２次元状のＸ線検出素子配列を有するＸ線検出器１１９は、略円弧方向に１次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。
【００３４】
被検体に対する撮影又はスキャンに際しては、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９との間の円筒形の撮影領域１２１（Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ：以下、ＦＯＶと呼ぶ）内に、被検体が天板１２３に載置され挿入される。Ｘ線検出器１１９の出力側には、ＤＡＳ１２５が接続される。後述する線量減弱器１１３を透過したＸ線を検出する場合、天板１２３には何も載置されない。すなわち、被検体が未載置の天板がガントリ１００におけるに挿入される。なお、線量減弱器１１３を透過したＸ線を検出する場合、天板１２３は、ＦＯＶ１２１内に挿入されなくともよい。
【００３５】
図１０は、並列に配置された線量減弱器１１３と複数のウェッジフィルタ１１７とを、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９とともに示す図である。線量減弱器１１３と、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９とは、図１０に示す相対的な位置関係を有する。
【００３６】
ＤＡＳ１２５には、Ｘ線検出器１１９の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。ＤＡＳ１２５から出力されるデータ（純生データ（ｐｕｒｅ  ｒａｗ  ｄａｔａ））は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部１２７を経由して、後述する前処理部２００に伝送される。
【００３７】
ＤＡＳ１２５は、非接触データ伝送部１２７を経由して、線量減弱器１１３に関する純生データ（以下、線量減弱器生データと呼ぶ）を前処理部２００に出力する。なお、ＤＡＳ１２５は、非接触データ伝送部１２７を経由して、線量減弱器生データを記憶部４００または制御部７００に出力してもよい。
【００３８】
冷却装置１２９は、Ｘ線管１０７を冷却する。ガントリ制御装置１３１は、ガントリ内の各部を制御する。
【００３９】
前処理部２００は、ＤＡＳ１２５から出力される純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、Ｘ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。前処理部２００から出力される再構成処理直前のデータ（生データ（ｒａｗ  ｄａｔａ）または、投影データと称される、ここでは投影データという）は、データ収集したときにビューアングルを表すデータと関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた記憶部４００に記憶される。
【００４０】
なお、投影データとは、被検体を透過したＸ線の強度に応じたデータ値の集合である。ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集したビュー角が同一である全チャンネルにわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、Ｘ線管１０７が回転軸Ｚを中心として周回する円軌道の各位置を、回転軸Ｚから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を０°として３６０°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。
【００４１】
図１１は、ビュー角が０°と９０°との場合において、Ｘ線管１０７と線量減弱器１１３とＸ線検出器１１９とに関する相対的な位置関係を、ＦＯＶ１２１とＸ線照射領域１１１とともに示す図である。線量減弱器１１３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影において、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９とともに回転される。
【００４２】
前処理部２００は、線量減弱器生データに対して前処理を実行し、線量減弱器投影データを発生する。前処理部２００は、発生した線量減弱器投影データを後述する記憶部４００または制御部７００に出力する。
【００４３】
図１２は、線量減弱器投影データの一例をファントムに関する投影データ（以下、ファントム投影データと呼ぶ）の一例とともに示す図である。図１２に示すように、線量減弱器投影データは、Ｘ線検出器１１９における複数のＸ線検出素子の感度範囲の中心付近に関する投影データであるため、ファントム投影データと実質的に略同一な投影データとなる。なお、線量減弱器生データについても同様に、線量減弱器生データは、Ｘ線検出器１１９における複数のＸ線検出素子の感度範囲の中心付近に関する純生データであるため、ファントムに関する純生データと実質的に略同一な純生データとなる。
【００４４】
再構成部３００は、ビューアングルが３６０°又は１８０°＋ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドガンプ法またはコーンビーム再構成法により、略円柱形の３次元画像を再構成する機能を有する。再構成部３００は、例えばファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう）またはフィルタード・バックプロジェクション法により２次元画像（断層画像）を再構成する機能を有する。フェルドガンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法であり、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドガンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。
【００４５】
再構成部３００は、被検体に関する投影データセットに基づいて再構成画像を再構成する。再構成部３００は、再構成した再構成画像を、記憶部４００に出力する。なお、再構成部３００は、前処理部２００から出力された線量減弱器投影データに関する投影データセットに基づいて、線量減弱器に関する再構成画像（以下、線量減弱器画像と呼ぶ）を発生してもよい。このとき、再構成部３００は、線量減弱器画像を、記憶部４００または制御部７００に出力する。
【００４６】
記憶部４００は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の各種制御に関するプログラムを記憶する。また、記憶部４００は、前処理部２００から出力された投影データセット、線量減弱器投影データ、ＤＡＳ１２５から出力された線量減弱器生データ、再構成部３００から出力された再構成画像、線量減弱器再構成画像などを記憶する。記憶部４００は、前処理部２００による前処理で用いられる各種補正データを記憶する。
【００４７】
入力部５００は、操作者が所望するＸ線コンピュータ断層撮影の撮影条件、画像処理の条件、補正の校正に関する条件（以下、補正構成条件とよぶ）などを入力する。撮影条件は、例えば、管電圧の設定などである。画像処理の条件は、例えば、再構成関数の選択などの再構成に関する条件などである。入力部５００は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を制御部７００に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、制御部７００などに出力される。入力部５００は、線量減弱器１１３を用いてＸ線コンピュータ断層撮影を実行するための操作者からの指示（以下、線量減弱器使用指示と呼ぶ）を入力する。
【００４８】
入力部５００は、ＲＯＩの設定などを行うための図示していないトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部５００は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部７００に出力する。なお、入力部５００は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部５００は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部７００に出力する。なお、入力部５００は、コントラストを強調する物質、コントラストの背景となる物質などを入力することも可能である。
【００４９】
表示部６００は、再構成部３００で再構成された再構成画像、線量減弱器再構成画像などを表示する。表示部６００は、撮影条件、画像処理の条件、補正構成条件などを表示する。
【００５０】
制御部７００は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。制御部７００は、図示しないＣＰＵとメモリとを備える。制御部７００は、記憶部４００に記憶された制御プログラムに基づいて、被検体に対するＸ線コンピュータ断層撮影のためにガントリ１００などを制御する。
【００５１】
制御部７００は、入力部５００を介して入力された線量減弱器使用指示を契機として、線量減弱器１１３をＸ線照射領域１１１に移動させるために、移動支持機構１１５を制御する。このとき、制御部７００は、線量減弱器生データを発生させるためにガントリ１００における各部を制御する。加えて、制御部７００は、線量減弱器投影データを発生させるために、前処理部２００を制御する。なお、制御部７００は、線量減弱器再構成画像を再構成させるために、再構成部３００を制御してもよい。
【００５２】
制御部７００は、線量減弱器投影データと線量減弱器生データと線量減弱器再構成画像とのうち少なくともひとつに基づいて、各種補正データを校正する。具体的には、制御部７００は、例えば、複数のＸ線検出素子における感度のばらつきなどのシステム的な誤差を解消するための補正データを校正する。制御部７００は、この校正により、記憶部４００に記憶された補正データを更新する。制御部７００は、線量減弱器投影データと線量減弱器生データと線量減弱器再構成画像とのうち少なくともひとつに基づいて、Ｘ線検出器１１９における検出器特性確認を実行する。
【００５３】
検出器特性確認とは、例えば、複数のＸ線検出素子各々において、感度の確認である。なお、制御部７００は、線量減弱器画像のおける収集のアーチファクトに基づいて、複数のＸ線検出素子各々における状態（良または不良）、ＤＡＳ１２５の不良、再構成部３００の状態などを検出することも可能である。
【００５４】
（線量減弱器投影データ発生機能）  
線量減弱器投影データ発生機能とは、Ｘ線管１０７におけるＸ線放射窓の前面に線量減弱器１１３を移動させ、Ｘ線コンピュータ断層撮影を実行することにより、線量減弱器投影データを発生する機能である。以下、線量減弱器投影データ発生機能に従う処理（以下、線量減弱器投影データ発生と呼ぶ）を説明する。
【００５５】
図１３は、線量減弱器投影データ発生処理の手順の一例を示すフローチャートである。  
入力部５００を介して、線量減弱器使用指示が入力される（ステップＳａ１）。Ｘ線照射範囲１１１の外部からＸ線照射範囲１１１の内部へ、線量減弱器１１３が移動される（ステップＳａ２）。すなわち、線量減弱器１１３は、Ｘ線管１０７のＸ線放射窓の前面に配置される。高電圧発生部１０３からＸ線管１０７に印加された管電圧と、供給された管電流とに基づいて、Ｘ線が発生される（ステップＳａ３）。Ｘ線検出器１１９により、線量減弱器１１３を透過したＸ線が検出される（ステップＳａ４）。前処理部２００における前処理により、Ｘ線検出器１１９からの出力に基づいて、線量減弱器投影データが発生される（ステップＳａ５）。
【００５６】
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。  
第１の実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３をＸ線照射領域１１１に移動させ、線量減弱器投影データを発生することができる。これにより、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、線量減弱器投影データに基づいて、補正データの校正を実行し、補正データを更新することができる。また、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、ウェッジフィルタに並列させて、線量減弱器１１３を搭載することが可能となる。これにより、ウェッジフィルタの搭載部分に線量減弱器１１３を設けることができる。このため、回転フレーム１０１に搭載する線量減弱器の搭載コストおよび搭載スペースを低減することができる。
【００５７】
また、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、装置の状態を把握するためのＸ線コンピュータ断層撮影を、ファントムおよぶファントムホルダーを天板１２３に設置させることなく、入力部５００を介した遠隔操作により実行することができる。これにより、ファントム設置に関する工数を削減できる。さらに、校正作業の効率が向上する。加えて、ファントムの作成する必要がないため、コストを低減することができる。
【００５８】
加えて、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３を移動支持機構１１５により機械的に移動させることが可能なため、Ｘ線照射領域１１１への線量減弱器１１３の設置精度を向上させることができる。これにより、補正データの校正、装置の状態の取得等において、いつでも同条件で線量減弱器投影データを発生することができる。
【００５９】
以上のことから、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、ファントムを用いずに、補正データおよび試験データ（検出器特性確認）を収集することができるため、ファントムの設置に係る作業者の労力および作業時間が増大している問題を解消することができる。さらに、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、ファントムおよびファントムホルダーに係るコストを大幅に低減することができる。加えて、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、日常点検、定期点検などにおいて、線量減弱器１１３を用いることにより、操作者の手間を省いて装置を点検することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態との相違は、線量減弱器１１３を、Ｘ線検出器１１９の前面に配置させることが可能なことにある。
【００６１】
図１４は、第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成の一例を示す図である。図１５は、回転フレーム１０１に搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【００６２】
線量減弱器１１３は、Ｘ線検出器１１９の前面を覆うサイズを有する。線量減弱器１１３は、例えば、回転フレーム１０１の開口近傍に設けられる。
【００６３】
移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３を回転方向に沿って円弧状にスライド移動可能に支持する。具体的には、移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３を支持する図示していない支持部と、支持部を回転方向に沿って円弧状にスライドさせる図示していない移動部とを有する。支持部は、開口半径より大きい半径を有する円弧状のレールと、線量減弱器１１３を支持する軸受とを有する。レールには、少なくとも一つの軸受が設けられる。移動部は、制御部７００による制御の下で、支持部をレールに沿って移動させる。
【００６４】
制御部７００は、入力部５００を介して入力された線量減弱器使用指示の入力を契機として、線量減弱器１１３をＸ線検出器１１９の前面に移動させるために、移動支持機構１１５を制御する。
【００６５】
図１４におけるＸ線減弱器１１３の位置は、線量減弱器使用指示の入力を契機として、Ｘ線検出器１１９の前面に移動されたＸ線減弱器１１３の位置を示している。図１５におけるＸ線減弱器１１３の位置は、線量減弱器使用指示の入力前のＸ線減弱器１１３の位置を示している。
【００６６】
図１６は、ビュー角が０°と９０°との場合において、Ｘ線管１０７と線量減弱器１１３とＸ線検出器１１９とに関する相対的な位置関係を、ＦＯＶ１２１とＸ線照射領域１１１とともに示す図である。線量減弱器１１３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影において、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９とともに回転される。
【００６７】
（変形例）  
第２の実施形態との相違は、線量減弱器使用指示の入力前における線量減弱器１１３の待機位置が、Ｘ線検出器１１９の側面に位置することにある。
【００６８】
図１７は、回転フレーム１０１に搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。図１７におけるＸ線減弱器１１３の位置は、線量減弱器使用指示の入力前のＸ線減弱器１１３の位置を示している。すなわち、線量減弱器１１３の待機位置は、Ｘ線検出器１１９の側面である。
【００６９】
移動支持機構１１５は、線量減弱器使用指示の入力を契機として、線量減弱器１１３を、Ｘ線検出器１１９の前面に移動させる。具体的には、移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３をＸ軸とＺ軸とに沿ってＬ字状にスライド移動可能に支持する。具体的には、移動支持機構１１５は、線量減弱器１１３を支持する図示していない支持部と、支持部をＸ軸とＺ軸とに沿ってスライドさせる図示していない移動部とを有する。支持部は、Ｘ軸とＺ軸とに沿ったＬ字型のレールと、線量減弱器１１３を支持する軸受とを有する。レールには、少なくとも一つの軸受が設けられる。移動部は、制御部７００による制御の下で、支持部をレールに沿って移動させる。
【００７０】
なお、移動支持機構１１５は、上記Ｌ字型のレールの代わりに、線量減弱器１１３を回転軸Ｚに沿って平行移動させることにより、線量減弱器１１３をＸ線検出器１１９の前面に配置させる機構を有していてもよい。このとき、移動支持機構１１５は、回転軸Ｚに平行な直動軸受を有する。
【００７１】
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。  
第２の実施形態および本変形例におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３をＸ線検出器１１９の前面に移動させ、線量減弱器投影データを発生することができる。これにより、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、線量減弱器投影データに基づいて、補正データの校正を実行し、補正データを更新することができる。
【００７２】
また、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、装置の状態を把握するためのＸ線コンピュータ断層撮影を、ファントムおよぶファントムホルダーを天板１２３に設置させることなく、入力部５００を介した遠隔操作により実行することができる。これにより、ファントム設置に関する工数を削減できる。さらに、校正作業の効率が向上する。加えて、ファントムの作成する必要がないため、コストを低減することができる。
【００７３】
さらに、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３を移動支持機構１１５により機械的に移動させることが可能なため、Ｘ線照射領域１１１への線量減弱器１１３の設置精度を向上させることができる。これにより、補正データの校正、装置の状態の取得等において、いつでも同条件で線量減弱器投影データを発生することができる。
【００７４】
以上のことから、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、回転フレーム１０１に移動支持機構１１５と線量減弱器１１３とを設けることにより、ファントムを用いずに、補正データおよび試験データ（検出器特性確認）を収集することができる。このため、ファイントムの設置に係る作業者の労力および作業時間が増大している問題を解消することができる。さらに、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、ファントムおよびファントムホルダーに係るコストを大幅に低減することができる。加えて、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、日常点検、定期点検などにおいて、線量減弱器１１３を用いることにより、操作者の手間を省いて装置を点検することができる。
【００７５】
（第３に実施形態）  
第１、第２の実施形態との相違は、線量減弱器１１３の形状が、回転軸Ｚを中心軸とする円筒形状を有することにある。また、線量減弱器１１３は、回転フレーム１０１に非搭載である。
【００７６】
図１８は、第３の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成の一例を示す図である。図１９は、回転フレーム１０１に搭載された複数のユニットの一例を示す斜視図である。
【００７７】
線量減弱器１１３は、回転軸Ｚを中心軸とした円筒形状を有する。図１９において、円筒形状の高さ（幅）は、回転軸Ｚに沿ったＸ線検出器１１９の幅ｗに対応する。線量減弱器１１３を構成する物質がファントムの減弱係数に対応する減弱係数を有する場合、円筒形状の厚みは、例えば、ファントムの厚みの半分程度となる。円筒形状の直径Ｌ１は、例えば、開口直径Ｌ２より長く、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１１９との間の距離より短い。
【００７８】
移動支持機構１１５は、制御部７００による制御の下で、線量減弱器１１３を、回転軸Ｚに沿ってＸ線照射領域１１１を覆う領域（以下、照射カバー領域と呼ぶ）に移動させる。具体的には、移動支持機構１１５は、円筒形状の線量減弱器１１３を支持する支持部と、線量減弱器１１３を回転軸Ｚに沿ってＸ線照射領域１１１の外部から照射カバー領域へ移動可能な移動部とを有する。支持部は、例えば、回転軸Ｚに平行に設けられた直動軸受である。移動部は、制御部７００による制御の下で、支持部をレールに沿って移動させる。
【００７９】
制御部７００は、入力部５００を介して入力された線量減弱器使用指示の入力を契機として、線量減弱器１１３を照射カバー領域に移動させるために、移動支持機構１１５における移動部を制御する。
【００８０】
図１８におけるＸ線減弱器１１３の位置は、線量減弱器使用指示の入力を契機として、照射カバー領域に移動されたＸ線減弱器１１３の位置を示している。図１９におけるＸ線減弱器１１３の位置は、線量減弱器使用指示の入力前のＸ線減弱器１１３の位置を示している。
【００８１】
図２０は、ビュー角が０°と９０°との場合において、Ｘ線管１０７と線量減弱器１１３とＸ線検出器１１９とに関する相対的な位置関係を、ＦＯＶ１２１とＸ線照射領域１１１とともに示す図である。線量減弱器１１３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影において、固定された状態となる。
【００８２】
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。  
第３の実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３を照射カバー領域に移動させ、線量減弱器投影データを発生することができる。これにより、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、線量減弱器投影データに基づいて、補正データの校正を実行し、補正データを更新することができる。加えて、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３および移動支持機構１１５は、回転フレーム１０１に非搭載である。すなわち、線量減弱器１１３をスキャンする場合、線量減弱器１１３および移動支持機構１１５は、回転軸Ｚを中心軸として回転しない。この構造により、製造コストをより低減させたＸ線コンピュータ断層撮影装置１を提供することができる。
【００８３】
また、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、装置の状態を把握するためのＸ線コンピュータ断層撮影を、ファントムおよぶファントムホルダーを天板１２３に設置させることなく、入力部５００を介した遠隔操作により実行することができる。これにより、ファントム設置に関する工数を削減できる。加えて、校正作業の効率が向上する。また、ファントムの作成する必要がないため、コストを低減することができる。
【００８４】
さらに、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、線量減弱器１１３を移動支持機構１１５により機械的に移動させることが可能なため、照射カバー領域への線量減弱器１１３の設置精度を向上させることができる。これにより、補正データの校正、装置の状態の取得等において、いつでも同条件で線量減弱器投影データを発生することができる。
【００８５】
以上のことから、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、移動支持機構１１５と線量減弱器１１３とを設けることにより、ファントムを用いずに、補正データおよび試験データ（検出器特性確認）を収集することができる。このため、ファイントムの設置に係る作業者の労力および作業時間が増大している問題を解消することができる。さらに、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、ファントムおよびファントムホルダーに係るコストを大幅に低減することができる。加えて、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、日常点検、定期点検などにおいて、線量減弱器１１３を用いることにより、操作者の手間を省いて装置を点検することができる。
【００８６】
本実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１の技術的思想を、線量減弱装置で実現する場合には、例えば図１の構成図において、線量減弱器１１３と、移動支持機構１１５と、制御部７００とを有するものとなる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、１００…ガントリ、１０１…回転フレーム、１０３…高電圧発生部、１０５…スリップリング、１０７…Ｘ線管、１０９…コリメータユニット、１１１…Ｘ線照射領域、１１３…線量減弱器、１１５…移動支持機構、１１７…ウェッジフィルタ、１１９…Ｘ線検出器、１２１…ＦＯＶ、１２３…天板、１２５…データ収集回路（ＤＡＳ）、１２７…非接触データ伝送部、１２９…冷却装置、１３１…ガントリ制御装置、２００…前処理部、３００…再構成部、４００…記憶部、５００…入力部、６００…表示部、７００…制御部、１１３１…第１物質、１１３３…第２物質、１１３５…カッパー、１１３７…第３物質、１１５１…シャフト、１１５３…支持部、１１５５…歯車、１１５９…支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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