(57)【要約】【課題】    X線発生点のスライス方向の位置のシフトを検出するシフト検出器を備えたX線CT装置において、被検体の無効被爆を低減することを目的とする。【解決手段】  X線源とX線検出器とを搭載し被検体の周囲を回転するスキャナと、前記X線検出器の検出値に基づき被検体の断層像を再構成する画像再構成装置と、再構成された断層像を表示する画像表示装置と、シンチレータと光電変換素子と基板とを有して成り前記X線検出器に入射するX線の位置のシフト量を検出するシフト検出器と、前記シフト検出器の検出値に基づき前記X線源の位置をシフトさせて前記X線検出器に入射するX線の位置をシフトさせるX線シフト装置と、を備えたX線CT装置において、前記シンチレータは、前記基板の端部よりも前記スキャナの回転中心側に突出した突出部を有し、該突出部がX線照射野内に位置している。【選択図】図2
2008301981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転するスキャナと、前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線量に基づき被検体の断層像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置で再構成した断層像を表示する画像表示装置と、Ｘ線を光に変換するシンチレータと前記シンチレータの発光を受光して電気信号を生成する光電変換素子と前記光電変換素子を搭載する基板とを有して成り前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の位置のシフト量を検出するシフト検出器と、前記シフト検出器の検出値に基づき前記Ｘ線源の位置をシフトさせて前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の位置をシフトさせるＸ線シフト装置と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記シンチレータは、前記基板の端部よりも前記スキャナの回転中心側に突出した突出部を有し、該突出部がＸ線照射野内に位置していることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線源のシフト(即ち焦点移動)の補正を行なうX線CT装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置とは、被検体にX線を照射するX線源であるX線管装置と、被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出器と、を被検体の周囲で回転させて、X線検出器により検出された複数角度の投影データを用いて被検体の断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示して、画像診断に供するものである。
【０００３】
X線管装置は、電子ビームを放出する陰極と、陰極から放出された電子ビームを衝突させることでX線を発生する陽極と、を備える。電子ビームは、陰極と陽極の間に印加される高電圧により加速され、陽極に衝突した際に陽極内の表面近傍でX線に変換される。加速された電子ビームのエネルギーの一部はX線に変換されるが、残りのほとんどは熱に変換され陽極を加熱し熱膨張させる。その結果、実質的にX線の発生点となる陽極表面の位置が変動する。X線発生点の変動は、X線検出器で取得する投影データの計測誤差となり、再構成後に得られる断層像上にアーチファクト(偽像)を生じさせる原因となる。
【０００４】
断層像上にアーチファクトが生じた場合、X線ＣＴ装置の診断性能を著しく劣化させるので、X線発生点の変動を低減させる必要がある。特許文献1では、X線発生点の変動、特に被検体の体軸方向(以下、スライス方向)の位置のシフトを検出するシフト検出器を用いてX線発生点の変動量を検出し、検出値に基づき、X線発生装置の位置制御を行い、X線発生点の変動を低減させている。
【０００５】
【特許文献１】特開2005-143812号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、X線発生装置から発生したX線は、シフト検出器に入射する範囲と、それ以外の範囲に分離される。シフト検出器に入射する範囲のX線は、シフト検出器で散乱され、それ以外の範囲のX線とは線量・線質が異なるため、投影データを検出するためのX線に用いるには適さず、被検体にとっては無効被曝となる。被検体の無効被爆を低減するためには、シフト検出器に入射するX線の範囲をできる限り狭くする必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記公知文献では、シフト検出器に入射するX線の範囲を狭くすることに関して配慮されてなかった。また、上記文献では、シフト検出器の基板部から発生する散乱線についての配慮がなされていなかった。
【０００８】
そこで本発明は、シフト検出器を備えたX線CT装置において、被検体の無効被爆を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は以下の様に構成される。
【００１０】
被検体にX線を照射するX線源と、前記X線源に対向配置され前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線源と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転するスキャナと、前記X線検出器で検出した透過X線量に基づき被検体の断層像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置で再構成した断層像を表示する画像表示装置と、X線を光に変換するシンチレータと前記シンチレータの発光を受光して電気信号を生成する光電変換素子と前記光電変換素子を搭載する基板とを有して成り前記X線検出器に入射するX線の位置のシフト量を検出するシフト検出器と、前記シフト検出器の検出値に基づき前記X線源の位置をシフトさせて前記X線検出器に入射するX線の位置をシフトさせるX線シフト装置と、を備えたX線CT装置において、前記シンチレータは、前記基板の端部よりも前記スキャナの回転中心側に突出した突出部を有し、該突出部がX線照射野内に位置している。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、X線の位置のシフト量を検出するシフト検出器に入射するX線の範囲をできる限り狭くできるので、被検体の無効被爆を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を適用してなるX線CT装置について図を用いて説明する。
【００１３】
図1は本発明を適用したX線CT装置1の全体構成図である。X線CT装置1は、被検体10にX線を照射するX線源1と、X線源1に対向配置され被検体10を透過したX線を検出するX線検出器2と、X線源1とX線検出器2を搭載し被検体10の周囲を回転するスキャナと、X線検出器2で検出した透過X線量に基づき被検体10の断層像を再構成する画像再構成装置と、画像再構成装置で再構成した断層像を表示する画像表示装置と、X線検出器2に入射するX線の位置のシフト量を検出するシフト検出器7と、シフト検出器7の検出値に基づきX線の位置を制御する位置制御装置9と、を備える。
【００１４】
X線源1は、電子ビームを放出する陰極と、陰極から放出された電子ビームを衝突させることでX線を発生する陽極と、を備え、陰極と陽極間に印加される高電圧に応じたエネルギーのX線を出力する。X線源1は、支持機構5によって支持されてスキャナに搭載される。
【００１５】
X線源1から出力されるX線は、コリメータ6により、スライス方向に所定の厚さを持ったファンビーム(扇状ビーム)に整形され、被検体10に照射される。被検体10を透過したX線は、X線検出器2により投影データとして検出される。X線源1とX線検出器2を搭載したスキャナを回転させながら、被検体へのX線照射と、透過X線の検出を、行うことにより複数角度の投影データが取得される。
【００１６】
画像再構成装置では、取得した複数角度の投影データに対し逆投影法による再構成処理が実施され、被検体10の断層像が生成される。生成された断層像は、画像表示装置に表示され、画像診断に用いられる。
【００１７】
X線源1から出力されるX線の発生点の位置は、X線源内の陽極の熱膨張により変動する。シフト検出器7は、X線の発生点の位置の変動で生じるシフト量を検出するためのものである。シフト検出器7の検出値は、位置制御装置9に入力される。位置制御装置9は、シフト検出器7の検出値に基づき、X線の発生点の位置を調整するための信号を、X線源1の位置調整装置や、X線源1を支持する支持機構5の位置調整装置、コリメータ6の位置調整装置に出力する。これらの位置調整装置の少なくとも一つを制御することにより、X線の発生点の位置の変動を補償することができる。
【００１８】
被検体10に照射されるX線は、角度αの範囲のX線3と角度βの範囲のX線4から成る。シフト検出器7には、角度βの範囲のX線4が照射される。角度βの範囲のX線4は、シフト検出器7で散乱されるので、被検体10の投影データを取得するには適さず、被検体10にとって無効被爆となる。無効被曝を低減するには、角度βをできる限り狭くする必要がある。
【００１９】
角度βを狭くするためのシフト検出器7の実施形態を図2と図3に示す。図2はシフト検出器7の平面図、すなわちX線源1側から見た図であり、図3はシフト検出器7の側面図、すなわちスキャナの回転軸方向から見た図である。
【００２０】
シフト検出器7は、X線を光に変換するシンチレータ11と、シンチレータ11の発光を受光して電気信号を出力する光電変換素子12と、光電変換素子12を搭載する基板13と、から構成される。シンチレータ11に入射したX線量に応じてシンチレータ11の発光量は変化し、光電変換素子12が受光した光量に応じて光電変換素子12が出力する電気信号は変化するため、シフト検出器7に入射したX線量に応じた電気信号が出力される。
【００２１】
シンチレータ11は可視光を透過するので、外部からシンチレータ11へ入射する可視光を遮光することが望ましい。外部からの可視光を遮光しない場合、入射した可視光はシンチレータ11を透過して光電変換素子12に達し、ノイズ信号として出力される。遮光方法の一例には、エポキシ樹脂に黒鉛粉末などの光吸収率の高い物質を混ぜ合わせた黒色樹脂をシンチレータ11の表面に塗布する方法がある。また別の方法として、エポキシ樹脂に酸化チタン粉末などの光反射率の高い物質を混ぜ合わせた白色樹脂をシンチレータ11の表面に塗布する方法もある。白色樹脂を用いた場合、シンチレータ11内で発生した光を効率よく光電素子12へ導くことができる。白色樹脂を塗布した後、さらに黒色樹脂を塗布しても良い。
【００２２】
シンチレータ11は、分離帯16により感応領域14と15に分離されており、光電変換素子12も感応領域14と15に対応するように分離されている。このような構造のシフト検出器7に、コリメータ6によって整形されたスライス方向に所定の厚さWを持つX線の一部であるX線4が照射される。図2に示したX線4とシフト検出器7の位置関係は、X線発生点の位置がシフトしていない状態である。
【００２３】
図4に、シフト検出器7の出力に基づいて、X線の発生点の位置の変動を補償するためのシステムブロック図を示す。感応領域14と15にそれぞれ対応する光電変換素子12の出力をシフト検出器7は検出信号S1とS2として出力する。シフト検出器7の検出信号S1とS2は位置制御装置9に入力され、位置制御装置9はS1とS2に基づいて位置調整装置17を制御する。
【００２４】
図2に示したX線4のシフト検出器7の位置関係の場合、感応領域14と15には均等にX線が入射し、感応領域14と15にそれぞれ対応する検出信号S1とS2は等しい値となる。X線発生点の位置が図2中に示す点線aまたはbの方向にシフトすると、検出信号S1とS2に差異が生じる。例えば、図2中の点線aの方向にシフトするとS1＜S2となり、点線bの方向ではS1＞S2となる。つまり、検出信号S1とS2の差分(S1−S2)がシフト量となり、位置制御装置9で差分(S1−S2)を算出し、X線源1や支持機構5等の位置調整装置16を検出信号S1とS2の差分値がゼロになるように制御すればX線発生点の位置を補償することができる。
【００２５】
ここで、本発明のシフト検出器7の構造の特徴を、図5に示す従来のシフト検出器7'と比較して説明する。光電変換素子12と基板13の相互位置関係は、従来のシフト検出器7'と本発明のシフト検出器7では違いはなく、光電変換素子12の破損防止や配線スペースの確保などの実装上の制限から、光電変換素子12は基板13上からはみ出すことなく配置される。
【００２６】
光電変換素子12上にはさらにシンチレータ11が配置されるが、従来のシフト検出器7'では光電変換素子12上からはみ出すことなくシンチレータ11が配置される。これに対し、本発明のシフト検出器7では、シンチレータ11は基板13よりもスキャナの回転中心側に突出している。このような構造とすることにより、従来のシフト検出器７'の構造に比べ、角度βを狭くできる。以下、その理由について説明する。
【００２７】
シフト検出器7の検出信号は、シンチレータ11に入射するX線4の面積に比例するので、シフト検出器7の検出信号を必要な検出精度などによって決まる値以上にするためには、シンチレータ11に入射するX線4の面積を所定の値以上にする必要がある。シンチレータ11が基板13よりも突出した構造では、シンチレータ11に入射するX線4の面積だけで角度βが決まる(図3参照)。これに対し、従来のシフト検出器7'の構造では、シンチレータ11に入射するX線(図5中の角度β1に相当)の面積に加えて、基板13に照射されるX線(図5中の角度β2に相当)の面積も含めて角度β(＝β1+β2)が決まることになる。すなわち、シンチレータ11が突出した構造のほうがシフト検出器7に照射されるX線の面積が角度β2に相当する分だけ小さくなるので、角度βを狭くできる。
【００２８】
また、本実施形態では、角度βの範囲のX線4はシンチレータ11にのみへ照射され、従来技術のように基板へは照射されない。したがって、本実施形態では基板へ照射されたX線による散乱線が発生することがないので、被検者の無効被曝の低減を図れる。
【００２９】
次に第二の実施形態について図を用いて説明する。図5に第二の実施形態のシフト検出器７を示す。第一の実施形態と異なる点は、シフト検出器7の構造である。図3の構造では、X線源1側から、シンチレータ11、光電素子12、基板13といった順に並ぶのに対し、本実施形態では、基板13、光電素子12、シンチレータ11といった順に並ぶ。このような構成にした場合、X線4を検出する位置が、図3の場合に比べてX線源1から離れることになる。X線はX線源1から離れるに従い照射範囲が広がるので、X線源1から離れた場所でX線を検出したほうが、X線の位置のより小さな変動を検知できるようになる。すなわち、X線源1からより離れた場所でX線の位置を検出したほうが、シフト検出器7の検出精度を向上できる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の全体構成を説明するための図。
【図２】第一の実施形態のシフト検出器7の平面図。
【図３】第一の実施形態のシフト検出器7の側面図。
【図４】X線発生点のシフト補償システムのブロック図。
【図５】従来のシフト検出器7'の側面図。
【図６】第二の実施形態のシフト検出器7の側面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  X線源、2  X線検出器、3  角度αの範囲のX線、4  角度βの範囲のX線、5  支持機構、6  コリメータ、7  シフト検出器、8  シフト検出器用コリメータ、9  位置制御装置、10  被検体、11  シンチレータ、12  光電変換素子、13  基板、14  S1に対応する感応領域、15  S2に対応する感応領域、16  分離帯、17  位置調整装置。
【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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