(57)【要約】【課題】放射線断層撮影装置における放射線検出器を構成する各検出器モジュールの正確な位置を比較的容易に測定する。【解決手段】放射線源と、複数の検出器モジュールがチャネル方向に配列された放射線検出器とを備えており、放射線源及び放射線検出器を、回転軸を挟んで回転させてスキャンする放射線断層撮影装置を用いて、上記回転軸から外れた位置に配置されており、撮像視野平面に対して垂直な方向に延びている柱状のピンをスキャンして、複数ビューの投影データを収集するステップと、上記複数ビューの各々について、当該ビューの投影データプロファイルにおけるピンの投影位置として、収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求め、これら実測位置と計算位置との差分を求めるステップとを実行する。当該差分から各検出器モジュールの位置ずれ量を測定することができる。【選択図】図３
2015019991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源と、複数の検出器モジュールがチャネル方向に配列された放射線検出器とを備えており、前記放射線源および放射線検出器を、回転軸を挟んで回転させてスキャンする放射線断層撮影装置を用いて、前記回転軸から外れた位置に配置されており、撮像視野平面に対して垂直な方向に延びている柱状体をスキャンして、複数ビューの投影データを収集する第１のステップと、
前記複数ビューの各々について、該ビューの投影データプロファイルにおける前記柱状体の投影位置として、前記収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求め、前記実測位置と前記計算位置との差分を求める第２のステップと、を含む検出器モジュール位置測定方法。
【請求項２】
放射線源と、複数の検出器モジュールがチャネル方向に配列された放射線検出器とを備えており、前記放射線源および放射線検出器を、回転軸を挟んで回転させてスキャンする放射線断層撮影装置であって、
前記回転軸から外れた位置に配置されており、撮像視野平面に対して垂直な方向に延びている柱状体のスキャンにより収集された複数ビューの投影データを用い、前記複数ビューの各々について、該ビューの投影データプロファイルにおける前記柱状体の投影位置として、前記収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求め、さらに前記実測位置と前記計算位置との差分を求め、該差分に基づいて画像再構成に用いる補正データを生成する演算手段を備えた放射線断層撮影装置。
【請求項３】
被写体のスキャンにより得られた投影データと前記補正データとに基づいて、画像再構成を行う再構成手段をさらに備えた請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記複数ビューの各々における前記計算位置と前記差分との関係を表す曲線における高周波成分を抽出し、該高周波成分に基づいて前記補正データを生成する、請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記曲線から該曲線の低周波成分を除去することにより前記高周波成分を抽出する、請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記複数ビューの投影データに基づいて再構成された前記柱状体の画像に基づいて該柱状体の位置を求め、該柱状体の位置に基づいて前記計算位置を求める、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
前記演算手段は、ビューと該ビューの投影データプロファイルにおける前記柱状体の投影位置との関係を表すグラフに対して曲線のフィッティングを行い、フィッティングされた曲線上の位置を前記計算位置として求める、請求項２または請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項８】
前記フィッティングは、最小二乗法、平滑化法、およびブートストラップ法のうちいずれかの方法による処理を含む、請求項７に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項９】
前記演算手段は、前記検出器モジュールごとに、前記計算位置と前記実測位置との差分の代表値を求め、該代表値に基づいて該検出器モジュールの位置ずれ量を求める、請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
前記代表値は、平均値である、請求項９に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１１】
前記柱状体は、前記撮像視野の外縁近傍に配置される、請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項２から請求項１１のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置における演算手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線断層撮影装置における放射線検出器を構成する各検出器モジュール（module）の位置を高精度に測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線断層撮影装置は、複数の検出素子が少なくともチャネル（channel）方向に配列された放射線検出器を備えている。また、放射線断層撮影装置が備える放射線検出器としては、複数の検出器モジュールをチャネル方向に配列して構成されるものが知られている（特許文献１，要約等参照）。このような放射線断層撮影装置において、検出器モジュールにチャネル方向の配置誤差、すなわち設計通りの理想的な配置からの位置ずれがあると、投影データ（data）はエラー（error）成分を含むことになり、再構成画像にアーチファクト（artifact）を生じさせる。
【０００３】
一方、検出器モジュールの配置誤差は、組み立て技術の向上により低減が図られているが、完全に失くすことは困難である。
【０００４】
そこで、各検出器モジュールの正確な位置を予め測定しておき、その測定結果を考慮して画像再構成することにより、アーチファクトを抑制する方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４５２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、検出器モジュールの配置誤差は、一般的に数μｍ〜数十μｍオーダー（order）と微小である。そのため、検出器モジュールの正確な位置を測定することは容易ではなく、製造工程やメンテナンス（maintenance）工程において実行可能な測定方法は、ほとんど確立されていない。
【０００７】
このような事情により、放射線断層撮影装置における放射線検出器を構成する各検出器モジュールの正確な位置を、比較的容易に測定することができる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点の発明は、
放射線源と、複数の検出器モジュールがチャネル方向に配列された放射線検出器とを備えており、前記放射線源および放射線検出器を、回転軸を挟んで回転させてスキャン（scan）する放射線断層撮影装置を用いて、前記回転軸から外れた位置に配置されており、撮像視野平面に対して垂直な方向に延びている柱状体をスキャンして、複数ビューの投影データを収集する第１のステップ（step）と、
前記複数ビューの各々について、該ビューの投影データプロファイルにおける前記柱状体の投影位置として、前記収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求め、前記実測位置と前記計算位置との差分を求める第２のステップと、を含む検出器モジュール位置測定方法を提供する。
【０００９】
第２の観点の発明は、
放射線源と、複数の検出器モジュールがチャネル方向に配列された放射線検出器とを備えており、前記放射線源および放射線検出器を、回転軸を挟んで回転させてスキャンする放射線断層撮影装置であって、
前記回転軸から外れた位置に配置されており、撮像視野平面に対して垂直な方向に延びている柱状体のスキャンにより収集された複数ビュー（view）の投影データを用い、前記複数ビューの各々について、該ビューの投影データプロファイル（projection data profile）における前記柱状体の投影位置として、前記収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求め、さらに前記実測位置と前記計算位置との差分を求め、該差分に基づいて画像再構成に用いる補正データを生成する演算手段を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
【００１０】
第３の観点の発明は、
被写体のスキャンにより得られた投影データと前記補正データとに基づいて、画像再構成を行う再構成手段をさらに備えた上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１１】
第４の観点の発明は、
前記演算手段が、前記複数ビューの各々における前記計算位置と前記差分との関係を表す曲線における高周波成分を抽出し、該高周波成分に基づいて前記補正データを生成する、上記第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１２】
第５の観点の発明は、
前記補正手段が、前記曲線から該曲線の低周波成分を除去することにより前記高周波成分を抽出する、上記第４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１３】
第６の観点の発明は、
前記演算手段が、前記複数ビューの投影データに基づいて再構成された前記柱状体の画像に基づいて該柱状体の位置を求め、該柱状体の位置に基づいて前記計算位置を求める、上記第２の観点から第５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。
【００１４】
第７の観点の発明は、
前記演算手段が、ビューと該ビューの投影データプロファイルにおける前記柱状体の投影位置との関係を表すグラフ（graph）に対して曲線のフィッティング（fitting）を行い、フィッティングされた曲線上の位置を前記計算位置として求める、上記第２の観点または第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１５】
第８の観点の発明は、
前記フィッティングが、最小二乗法、平滑化法、およびブートストラップ（boot strap）法のうちいずれかの方法による処理を含む、上記第６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１６】
第９の観点の発明は、
前記演算手段が、前記検出器モジュールごとに、前記計算位置と前記実測位置との差分の代表値を求め、該代表値に基づいて該検出器モジュールの位置ずれ量を求める処理を行う、上記第２の観点から第８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。
【００１７】
第１０の観点の発明は、
前記代表値が、平均値である、上記第９の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１８】
第１１の観点の発明は、
前記柱状体が、前記撮像視野の外縁近傍に配置される、上記第２の観点から第１０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。
【００１９】
第１２の観点の発明は、
コンピュータ（computer）を、上記第２の観点から第１１の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置における演算手段として機能させるためのプログラム（program）を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
上記観点の発明によれば、放射線断層撮影装置における放射線源及び放射線検出器の回転中心から外れた位置に柱状体を設置し、その柱状体をスキャンして複数ビューの投影データを収集し、複数ビューの投影データプロファイルにおける柱状体の投影位置として、収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求めるので、これら実測位置と計算位置との差分から各検出器モジュールの位置ずれ量を検出することができる。つまり、柱状体及び柱状体の設置手段以外の特別な道具を必要とせず、また、柱状体の投影位置は、投影データプロファイルにおける山形の信号強度分布から、検出素子の幅よりも細かい分解能で特定することができる。これにより、放射線断層撮影装置における放射線検出器を構成する各検出器モジュールの正確な位置を、比較的容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の要部構成を示すブロック（block）図である。
【図２】Ｘ線検出器の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の流れを示すフローチャート（flowchart）である。
【図４】ピン（pin）の設置場所を説明するための図である。
【図５】ピンの実測投影位置の特定方法を説明するための図である。
【図６】ピンの実測投影位置グラフＧ１の一例を示す図である。
【図７】ピンの理想投影位置グラフＧ２の一例を示す図である。
【図８】チャネル単位投影位置ずれグラフＧ３の一例を示す図である。
【図９】検出器モジュールの位置ずれが投影データプロファイルにおけるピンの投影位置に反映される様子を示す図である。
【図１０】モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４の一例を示す図である。
【図１１】モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４の高周波成分を表すグラフＧ５の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】ピンの理論投影位置グラフＧ６の一例を示す図である。
【図１４】第２のチャネル単位投影位置ずれグラフＧ７の一例を示す図である。
【図１５】第２のモジュール単位投影位置ずれグラフＧ８の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の要部構成を示すブロック図である。
【００２４】
Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管２、アパーチャ（aperture）３、およびＸ線検出器４を備えている。
【００２５】
Ｘ線管２は、Ｘ線焦点ｆから被写体２０にＸ線２１を照射する。
【００２６】
アパーチャ３は、Ｘ線管２と被写体２０との間に設けられている。アパーチャ３は、Ｘ線管２から照射されたＸ線２１を、所定のファン角で広がる扇形のファンビーム（fan-beam）またはコーンビーム（cone-beam）に成形する。
【００２７】
Ｘ線検出器４は、被写体２０を挟むようにＸ線管２と対向して配置されている。Ｘ線検出器４は、Ｘ線管２から照射され、被写体２０を透過したＸ線を検出する。
【００２８】
図２は、Ｘ線検出器４の構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線検出器４は、複数の検出器モジュール４１がチャネル方向（ＣＨで表す）に沿って円弧状に配列された構造を有している。チャネル方向とは、Ｘ線管２から照射されるファンビームＸ線のファン角（広がり）方向である。検出器モジュール４１は、例えば、チャネル方向に６０個程度配列されている。
【００２９】
検出器モジュール４１は、検出素子４２がチャネル方向および列方向（ｚで表す）に２次元的に配列された構成を有している。なお、列方向は、被写体２０の体軸方向、あるいは、Ｘ線管２から照射されるファンビームＸ線の厚み方向と一致しており、スライス方向とも言う。検出素子４２は、例えば、Ｘ線を光子に変換するシンチレータ（scintillator）と、その光子を電気信号に変換するフォトダイオード（photodiode）とにより構成されている。
【００３０】
検出器モジュール４１は、例えば、チャネル方向および列方向に１６個×６４個の検出素子４２が配列されている。ただし、図２では簡略化のため、検出素子の個数を実際より少なくして描いてある。検出素子４２のサイズ（size）は、例えば、チャネル方向および列方向に１ｍｍ×１ｍｍ程度であり、検出器モジュール４１のサイズは、例えば、チャネル方向および列方向に１６ｍｍ×６４ｍｍ程度である。
【００３１】
Ｘ線管２およびＸ線検出器４は、互いの位置関係を維持したまま回転することができるよう支持されている。Ｘ線管２およびＸ線検出器４の回転中心は、撮像視野ＦＯＶの中心となり、アイソセンタ（iso-center）ＩＳＯと呼ばれる。
【００３２】
Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管２およびＸ線検出器４を回転させ、Ｘ線管２のＸ線焦点ｆからＸ線２１を被写体２０に照射し、Ｘ線検出器４で被写体２０の透過Ｘ線を検出することにより、スキャンを実施する。
【００３３】
Ｘ線ＣＴ装置１は、さらに、ＤＡＳ（Data Acquisition
System）５、記憶部６、および演算・制御部７を備えている。
【００３４】
ＤＡＳ５は、Ｘ線検出器４が検出したＸ線強度のアナログデータ（analog
data）をデジタルデータ（digital data）に変換して収集する。
【００３５】
記憶部６は、種々のデータやプログラムを記憶している。本例では、記憶部６は、スキャンによって得られた投影データや、この投影データの各種補正に用いる補正データなどを記憶している。
【００３６】
演算・制御部７は、Ｘ線管２およびＸ線検出器４を回転させながら、Ｘ線焦点ｆからＸ線を被写体２０に照射し、被写体２０の透過Ｘ線をＸ線検出器４で検出するスキャンを実施すべく、各部を制御する。ＤＡＳ５では、このスキャンの実施により、複数ビューの投影データが収集される。
【００３７】
また、演算・制御部７は、ＤＡＳ５が収集した投影データを受け取る。演算・制御部７は、受け取った投影データに基づいて、逆投影などの画像再構成の演算を行い、画像データを生成する。演算・制御部１８は、画像再構成の際に、記憶部６にアクセス（access）し、読み出した補正データに基づいて、投影データや画像再構成アルゴリズムの各種補正を行う。各種補正には、感度補正、散乱線補正の他、検出器モジュール位置ずれ補正などを含む。そして、演算・制御部７は、補正された投影データに基づいて画像再構成を行い、画像データを生成する。本例では、演算・制御部１８は、被写体２０のスキャン前に、各部を制御して検出器モジュール位置ずれ測定を行う。そして、その測定結果を基に、検出器モジュール位置ずれ補正に用いる補正データを生成し、それを記憶部６に記憶させる。
【００３８】
これより、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の流れについて説明する。
【００３９】
図３は、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の流れを示すフローチャートである。なお、ステップＳ１〜Ｓ９は、検出器モジュール位置ずれ測定の工程であり、通常は、Ｘ線ＣＴ装置１のキャリブレーション（calibration）の一部として行われる。また、ステップＳ１０〜Ｓ１２は、被写体の撮影（スキャン）工程であり、投影データの検出器モジュール位置ずれ補正が行われる。
【００４０】
図４は、ピンの設置場所を説明するための図である。ステップ（step）Ｓ１では、図４に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１の撮像視野ＦＯＶ内において、柱状体であるピン９を設置する。本例では、ピン９は、列方向に延びる円柱形状を有している。また、ピン９は、アイソセンタＩＳＯから外れて大きく離れた、撮像視野ＦＯＶにおける外縁近傍に設置される。本例では、撮像視野平面すなわちスキャン面において、アイソセンタＩＳＯを通り鉛直方向に延びる仮想的な直線上にそのピン９が位置するよう、左右方向の位置合せを行って、ピンを撮影テーブル（table）のクレードル（cradle）（不図示）に固定する。また、そのピンがアイソセンタＩＳＯから真上に撮像視野ＦＯＶの半径と略同じ長さの距離だけずらした位置に配置されるよう、クレードルの高さ位置を調整する。これにより、ピン９をスキャンして得られる複数ビューの投影データプロファイルにおけるピン９の投影位置が、Ｘ線検出器４のチャネル方向における一端から他端までのほぼ全領域を移動するようになる。
【００４１】
なお、ピン９はタングステン（tungsten）やモリブデン（molybdenum）等、Ｘ線吸収率の高い重金属により構成されている。ピン９の直径は、投影データプロファイルにおけるピン９の投影位置が高コントラスト（contrast）かつ高分解能で検出できるよう、検出素子４２のサイズや被写体２０のＸ線検出器４における投影倍率等を考慮して決定される。標準的なＸ線ＣＴ装置の場合、ピン９の直径φは、検出素子４２の幅の１倍〜１０倍程度が適当である。例えば検出素子４２のサイズが１ｍｍの場合、ピン９の直径φは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で決定されるが、経験的には１ｍｍ〜３ｍｍ程度が好適である。本例では、ピン９の直径φは、約２ｍｍである。ピン９の位置は、例えば、撮像視野ＦＯＶの半径が２０ｃｍとして、アイソセンタＩＳＯから真上に２０ｃｍ弱高い位置とする。
【００４２】
ステップＳ２では、ピン９のスキャンを１回または複数回実施して、複数ビューの投影データを収集する。本例では、アキシャルスキャン（axial scan）方式でＸ線管１回転分のフルスキャン（full scan）を１回行う。ビュー数は、Ｘ線管１回転分で１０００程度とする。なお、ピン９は、アイソセンタＩＳＯから離れているので、Ｘ線検出器４におけるピン９のＸ線による投影位置は、ビュー角度に応じて変化する。
【００４３】
ステップＳ３では、収集されたピン９の複数ビューの投影データに基づいて、ビューごとに、投影データプロファイルにおけるピン９の実測投影位置ｃｈpmを特定する。ピン９の実測投影位置ｃｈpmの特定は、例えば、以下のようにして行う。
【００４４】
図５は、ピン９の実測投影位置ｃｈpmの特定方法を説明するための図である。まず、ピン９の複数ビューの投影データに対して、感度補正等の適正なコントラストを得るための補正を施す。次に、処理対象となる１ビュー分の投影データを選択し、図５に示すように、横軸に各検出素子４２のチャネル方向の座標（以下、チャネル座標という）、縦軸に検出素子４２の投影データ値を取ってグラフ化する。このグラフＧ０において、左右対称な山型の曲線を描く関数でカーブフィッティングを行う。フィッティングされた曲線すなわちフィッティングカーブＦＣの頂点に対応した位置を、ピン９の実測投影位置（実測位置）ｃｈpmと定める。このような処理を、複数ビューの各々について行う。結果として、ビューごとに、ピン９の実測投影位置ｃｈpmを、検出素子４２のサイズよりも細かい高い分解能で特定することができる。
【００４５】
各ビューにおけるピン９の実測投影位置ｃｈpmが特定できたら、ビュー番号ｖｉｅｗとそのビューの投影データプロファイルにおけるピン９の実測投影位置ｃｈpmとの関係を表すグラフ（以下、ピンの実測投影位置グラフという）Ｇ１を作成する。
【００４６】
図６に、ピンの実測投影位置グラフＧ１の一例を示す。このグラフＧ１において、横軸はビュー番ｖｉｅｗ、縦軸は投影データプロファイルにおけるピンの実測投影位置ｃｈpm（チャネル座標で表す）である。ビュー番号ｖｉｅｗは、ビュー角度に対応する。ピン９はアイソセンタＩＳＯから外れて大きく離れた、撮像視野ＦＯＶの外縁近傍に設定されているので、ピン９の実測投影位置グラフＧ１は、大局的にはサインカーブに近い滑らかな曲線を描く。しかしながら、実際には、図６右上の拡大図に示すように、拡大すると微小な凹凸やバラツキなどの変化を含んでいることが分かる。この凹凸やバラツキなどの変化が起こる主な原因としては、Ｘ線検出器４を構成する検出器モジュール４１の位置ずれのほか、Ｘ線管２におけるＸ線焦点ｆの位置の変化、Ｘ線管２及びＸ線検出器４を含むデータ収集系の歪み、スキャン時の振動等が考えられる。
【００４７】
ステップＳ４では、収集されたピン９の複数ビューの投影データに基づいて画像再構成を行い、撮像視野ＦＯＶにおけるピン９を表す画像を得る。画像再構成には、例えば、フィルタ逆投影法、３次元画像再構成法などを用いる。
【００４８】
ステップＳ５では、ピン９の再構成画像に基づいて、実空間におけるピン９の正確な位置を特定する。実空間における撮像視野ＦＯＶの座標は予め求めることができる。したがって、ピン９の再構成画像を基に撮像視野ＦＯＶにおけるピン９の相対的な位置を調べることで、実空間におけるピン９の正確な位置を特定することができる。なお、ピン９の正確な位置は、他の方法を用いて特定してもよい。
【００４９】
ステップＳ６では、ピン９と、各ビューにおけるＸ線管２及びＸ線検出器４との幾何学的な位置関係に基づいて、ビューごとに、投影データプロファイルにおけるピン９の理想投影位置（計算位置）ｃｈpcを仮想的に算出する。このとき、Ｘ線管２、Ｘ線焦点ｆ、Ｘ線検出器４、各検出器モジュール４１などの位置を含むデータ収集系のジオメトリは、すべて設計通りであり、理想的な状態であるものと仮定する。そして、ビュー番号ｖｉｅｗとそのビューの投影データプロファイルにおけるピン９の理想投影位置ｃｈpcとの関係を表すグラフ（以下、ピンの理想投影位置グラフという）Ｇ２を作成する。
【００５０】
図７に、ピン９の理想投影位置グラフＧ２の一例を示す。このグラフＧ２は、図７右上の一部拡大図に示すように、拡大しても滑らかな曲線を描いている。
【００５１】
ステップＳ７では、ビューごとに、すなわち、チャネル単位で、実測投影位置グラフＧ１上でのピン９の実測投影位置ｃｈpmと、理想投影位置グラフＧ２上でのピン９の理想投影位置ｃｈpcとの差分（ｃｈpc−ｃｈpm）を求める。そして、ビューごとの、ピン９の理想投影位置ｃｈpcと、当該理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとの差分との関係を表すグラフ（以下、チャネル単位投影位置ずれグラフという）Ｇ３を作成する。
【００５２】
図８に、チャネル単位投影位置ずれグラフＧ３の一例を示す。本例では、チャネル単位投影位置ずれグラフＧ３は、ピン９の理想投影位置ｃｈpc（チャネル座標で表す）を横軸とし、その理想投影位置ｃｈpcとこれに対応する実測投影位置ｃｈpmとの差分を縦軸として表したものである。
【００５３】
図９は、検出器モジュール４１の位置ずれが投影データプロファイルにおけるピン９の投影位置に反映される様子を示す図である。ここで、検出器モジュール４１がその理想的な位置４１′から＋ＣＨ方向にΔｄだけずれて配置されていると仮定する。この場合、検出器モジュール４１上でのピン９の投影像９Ｐは、図９に示すように、Ｘ線焦点ｆを起点としてピン９の中心を通る仮想的な直線を中心軸として広がり、ピン９の投影位置は、当該直線上の位置Ｃとなる。しかしながら、投影データプロファイルは、検出器モジュール４１がその理想的な位置４１′に配置されているものとして生成される。そのため、投影データプロファイルにおけるピン９の投影位置は、位置Ｃよりも−ＣＨ方向にΔｄだけずれた位置Ｍとして認識される。したがって、検出器モジュール４１に位置ずれがある場合、その位置ずれは、ピン９の理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとの差分として現れることになる。逆に、検出器モジュール４１の位置ずれがない場合には、ピン９の理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとが一致し、その差分は現れないことになる。
【００５４】
ステップＳ８では、作成されたチャネル単位投影位置ずれグラフＧ３において、ピン９の理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとの差分（ｃｈpc−ｃｈpm）を、対応する検出器モジュール４１ごとにグループ分けし、検出モジュール４１ごとに上記差分の代表値を求める。そして、検出器モジュール番号ｍと、その検出器モジュール４１における上記代表値との関係を表すグラフ（モジュール単位投影位置ずれグラフという）Ｇ４を作成する。
【００５５】
図１０に、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４の一例を示す。本例では、検出器モジュール４１は、チャネル方向に１６個の検出素子４２が配列されている。したがって、図１０のモジュール単位投影位置ずれグラフＧ４は、図９のチャネル単位投影位置ずれグラフＧ３において、チャネル座標が１〜１６の領域を検出器モジュール番号ｍ＝１のグループ、チャネル座標が１７〜３２の領域を検出器モジュール番号ｍ＝２のグループ、・・・といった形でグループ分けし、それぞれのグループで理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとの差分（ｃｈpc−ｃｈpm）の代表値を求め、それらをプロット（plot）したものとなる。
【００５６】
ところで、検出素子４２は、それぞれ独立に配置されているのではなく、複数の検出素子４２が一定間隔で精度よく並べられた検出器モジュール４１を単位として配置されている。そのため、このようにピン９の理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとの差分（ｃｈpc−ｃｈpm）を検出器モジュール４１ごとに分割することで、各検出器モジュール４１の理想的な位置からのずれを推定することができる。
【００５７】
なお、チャネル単位で見たときのピン９の理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとの差分は、個々には高い精度が望めない場合も考えられるが、検出器モジュール４１ごとに上記差分の代表値を求めることで、当該差分の誤差が抑えられ、計算精度を高めることができる。
【００５８】
上記代表値としては、平均値が最も一般的であるが、中間値、中央値、最大値、最小値等であってもよい。本例では、代表値は平均値とする。また、本例では、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４は、検出器モジュール４１のチャネル方向における中心位置を表す座標を横軸とし、その検出器モジュール４１における上記差分の平均値を縦軸として表したものである。
【００５９】
ステップＳ９では、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４における高周波成分を表す高周波成分グラフＧ５を作成する。
【００６０】
上述したように、ピン９の理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとのずれは、検出器モジュール４１の位置ずれだけでなく、Ｘ線管２におけるＸ線焦点ｆの位置の変化、データ収集系の歪み、振動等の不確定要素によっても変化する。しかしながら、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４において、理想投影位置ｃｈpcと実測投影位置ｃｈpmとのずれのうち、これら不確定要素に起因するずれは、検出器モジュール４１の位置ずれに起因するずれと比較して、低周波成分として現れることが予想される。したがって、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４において、低周波成分を取り除き、高周波成分を抽出することで、検出器モジュール４１の位置ずれを主要因とするロバストな位置ずれ情報を取得することができる。つまり、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４の高周波成分を表すグラフＧ５は、検出器モジュール４１の理想位置からの位置ずれ量を表していると考えることができる。
【００６１】
なお、グラフ曲線における高周波成分を求める方法、翻って低周波成分を求める方法としては、移動平均、各種フィッティング、ローパスフィルタ（low pass filter）などを用いる方法が考えられる。本例では、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４において曲線のフィッティングにより低周波成分に相当する曲線を求め、これを元のモジュール単位投影位置ずれグラフＧ４から差し引いて、高周波成分を求める。曲線のフィッティングには、例えば、最小二乗法、平滑化法、ブートストラップ法などを用いることができる。
【００６２】
図１１に、モジュール単位投影位置ずれグラフＧ４の高周波成分を表すグラフ（以下、投影位置ずれ高周波成分グラフという）Ｇ５の一例を示す。本例では、投影位置ずれ高周波成分グラフＧ５は、検出器モジュール４１の位置を表すチャネル座標を横軸とし、その検出器モジュール４１における上記差分の代表値から上記低周波成分を差し引いた値を縦軸として表したものである。ここで求められた検出器モジュール４１ごとの理想位置からのずれ量は、記憶部６に記憶され、画像再構成を高精度に行うための補正データとして利用される。
【００６３】
ステップＳ１０では、被写体２０のスキャンを行って複数ビューの投影データを収集する。
【００６４】
ステップＳ１１では、記憶部６に記憶されている各検出器モジュール４１の理想位置（設計上の位置）からの位置ずれ（ずれた向き及び量）に基づいて、被写体２０の複数ビューの投影データを補正する。例えば、各ビューの投影データについて、検出器モジュール４１ごとに、その検出器モジュールにおける各チャネルのデータ値を、その検出器モジュールの位置ずれに応じたエラー成分をキャンセルする方向にずらす補正を行う。また例えば、ファンパラ（fan-pala）変換など、画像再構成前の準備段階における処理において、隣接または近接する検出素子４２の出力データ同士を補間して投影データを求める際に、補間に用いる重み係数を上記位置ずれに応じて調整し、上記位置ずれに応じたエラー成分をキャンセル（cancel）させる。なお、本例では、Ｘ線管の焦点から各検出素子までのＸ線のパス（path）は設計通りとし、そのパスに対応するデータを、上記ずれ量に基づいて補正するアプローチ（approach）を取る。別法として、対応するデータは変更せず、パスそのものを補正して画像再構成のアルゴリズム（algorithm）を修正するアプローチを取ってもよい。
【００６５】
ステップＳ１２では、補正された複数ビューの投影データに基づいて、画像再構成を行う。
【００６６】
（第２実施形態）
第２実施形態では、モジュール単位の投影位置ずれグラフにおける高周波成分を抽出する際に、ピンの再構成画像からピンの正確な位置を求めてピンの理想投影位置を求める処理等を行わずに、ピンの実測投影位置に基づくグラフから直接的に高周波成分を抽出する方法を用いる。
【００６７】
図１２は、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
ステップ（step）Ｔ１では、Ｘ線ＣＴ装置１における撮像視野ＦＯＶ内の外縁近傍にピンを設置する。
【００６９】
ステップＴ２では、ピン９のスキャンを実施して、複数ビューの投影データを収集する。
【００７０】
ステップＴ３では、収集されたピンの複数ビューの投影データにより、ピン９の実測投影位置グラフＧ１を作成する。
【００７１】
ステップＴ４では、実測投影位置グラフＧ１において、曲線のフィッティングを行い、得られた曲線すなわち低周波成分を、各検出器モジュール４１の位置ずれ以外の不確定要素による変化成分を表す理論投影位置グラフＧ６として求める。図１３に、ピンの理論投影位置グラフＧ６の一例を示す。
【００７２】
ステップＴ５では、実測投影位置グラフＧ１および理論投影位置グラフＧ６に基づいて、ビューごとに、投影データプロファイルにおけるピンの投影位置について、理論投影位置（計算位置）ｃｈptとの実測投影位置と差分を求める。そして、ビューごとの、ピン９の理論投影位置ｃｈptと、その理論投影位置ｃｈptと実測投影位置ｃｈpmとの差分（ｃｈpt−ｃｈpm）との関係を表す第２の投影位置ずれグラフＧ７を作成する。図１４に、第２のチャネル単位投影位置ずれグラフＧ７の一例を示す。本例では、第２の投影位置ずれグラフＧ７は、ピン９の理論投影位置ｃｈpt（チャネル座標で表す）を横軸とし、その理論投影位置ｃｈptとこれに対応する実測投影位置ｃｈpmとの差分（ｃｈpt−ｃｈpm）を縦軸として表したものである。
【００７３】
ステップＴ６では、作成された第２の投影位置ずれグラフＧ７において、検出器モジュール４１ごとに、ピン９の理論投影位置ｃｈptと実測投影位置ｃｈpmとの差分（ｃｈpt−ｃｈpm）の代表値を求め、検出器モジュール４１の位置とその代表値との関係を表す第２のモジュール単位投影位置ずれグラフＧ８を作成する。図１５に、第２のモジュール単位投影位置ずれグラフＧ８の一例を示す。本例では、代表値は平均値である。ここで求められた検出器モジュール４１ごとの理論位置からのずれ量は、記憶部６に記憶され、画像再構成を高精度に行うための補正データとして利用される。
【００７４】
ステップＴ７では、被写体２０のスキャンを行って、複数ビューの投影データを収集する。
【００７５】
ステップＴ８では、記憶部６に記憶されている各検出器モジュール４１の理論位置からのずれ量に基づいて、被写体２０の複数ビューの投影データを補正する。
【００７６】
ステップＴ９では、補正された複数ビューの投影データに基づいて、画像再構成を行う。
【００７７】
以上、上記の実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ装置１におけるＸ線管２及びＸ線検出器４の回転中心から外れた位置にピン９を設置し、そのピン９をスキャンして複数ビューの投影データを収集し、複数ビューの投影データプロファイルにおけるピン９の投影位置として、収集された投影データに基づく実測位置と、計算に基づく計算位置とを求め、これら実測位置と計算位置との差分から各検出器モジュールの位置ずれ量を検出することができる。つまり、ピン及びピンの設置手段以外の特別な道具を必要とせず、また、ピンの投影位置は、投影データプロファイルにおける山形の信号強度分布から、検出素子の幅よりも細かい分解能で特定することができる。これにより、放射線断層撮影装置における放射線検出器を構成する各検出器モジュールの正確な位置を、比較的容易に測定することができる。
【００７８】
なお、発明は上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の実施形態を採り得る。
【００７９】
なお、コンピュータに、上記のように、検出器モジュールの位置ずれを測定したり、さらには、その測定結果を基に当該位置ずれに起因する変動成分を除去するための補正を投影データに行ったりするためのプログラムもまた、発明の一実施形態である。
【符号の説明】
【００８０】
１  Ｘ線ＣＴ装置（放射線断層撮影装置）
２  Ｘ線管（放射線源）
ｆ  Ｘ線焦点
３  アパーチャ
４  Ｘ線検出器（放射線検出器）
４１  検出器モジュール
４１′  検出器モジュールの理想的な位置
４２  検出素子
５  ＤＡＳ
６  記憶部
７  演算・制御部（演算手段、再構成手段）
９  ピン（柱状体）
２０  被写体
【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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