(57)【要約】【課題】ＣＴスキャナによる断面像の画質を向上させる。【解決手段】放射線源と、放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段が構成する測定系と被検体とを指定した速度で相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、検出された放射線透過信号から被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、駆動手段による回転もしくは移動の速度の変更があった際に、この変更された速度に応じて、複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを放射線源と放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段とを具備したコンピュータ断層撮影装置を提供する。【選択図】      図５
2005062200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を被検体に放射する放射線源と、前記放射線源から放射されて被検体を通過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段が構成する測定系と前記被検体とを指定した速度で相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に前記放射線検出手段により検出された放射線透過信号から前記被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、
前記放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、
前記駆動手段による回転もしくは移動の速度の変更があった際に、この変更された速度に応じて、前記複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを前記放射線源と前記放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段と
を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
放射線を被検体に放射する放射線源と、前記放射線源から放射されて被検体を透過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段が構成する測定系と前記被検体とを相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に前記放射線検出手段により検出された放射線透過信号から前記被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、
前記放射線を指定したスライス幅となるファン形状の放射線に成形するコリメータと、
前記放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、
前記スライス幅の変更があった場合に、この変更されたスライス幅に応じて、前記複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを前記放射線源と前記放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段と
を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
発生する放射線の焦点を指定した大きさに変えて被検体に放射する放射線量を変えることができる放射線源と、前記放射線源から放射されて被検体を透過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段が構成する測定系と前記被検体とを相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に前記放射線検出手段により検出された放射線透過信号から前記被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、
前記放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、
前記焦点の大きさの変更があった際に、この変更された焦点の大きさに応じて、前記複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを前記放射線源と前記放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段と
を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
放射線を被検体に放射する放射線源と、前記放射線源から放射されて被検体を透過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段が構成する測定系と前記被検体とを相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に前記放射線検出手段により検出された放射線透過信号から前記被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、
前記放射線検出手段を構成する多数の検出素子それぞれの開口幅を変えることで当該放射線検出手段の分解能を指定した分解能に変える分解能可変手段と、
前記放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、
前記分解能の変更があった際に、この変更された分解能に応じて、前記複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを前記放射線源と前記放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段と
を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊検査に用いられるコンピュータ断層撮影装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の産業用のコンピュータ断層撮影装置（ＣＴスキャナ）においては、被検体にトランスレート動作とステップ回転を行わせるトランスレート・ローテート方式（以下、「ＴＲ方式」という）、あるいは回転のみ行わせるいわゆるローテート・ローテート方式（以下、「ＲＲ方式」という）が主に採用されている。
【０００３】
図１２は、従来の典型的なＴＲ方式のコンピュータ断層撮影装置を示すブロック図である。なお、図１２のコンピュータ断層撮影装置は、上面から見た場合を示している。
【０００４】
Ｘ線管１は、透過性放射線であるＸ線２を放射する放射線源であり、内部の焦点Ｓが放射線発生源となっている。また、このＸ線管１は、上下動フレーム７に固定されている。
【０００５】
コリメータ３は、Ｘ線管１から放射されるＸ線２をファン角θを有するファン形状に成形する。また、このコリメータ３及びコリメータ４は、Ｘ線２のうち有効な成分のみを通過させる機能を持つ。
【０００６】
放射線検出器５は、Ｘ線管１から放射され被検体６を透過したＸ線２を検出するためのものであり、Ｘ線管１と対向する位置において上下動フレーム７に幾何的に固定されている。
【０００７】
この放射線検出器５は、１次元の分解能でＸ線２を検出し、検出結果を放射線透過信号としてデータ収集部８に出力する。このように、上下動フレーム７に固定されているＸ線管１及び放射線検出器５によってＸ線２の測定系が構成される。
【０００８】
上下動機構９は、上下動フレーム７を上下動させる機構であり、この上下動フレーム７の上下動により被検体の断面像撮影位置にＸ線２が照射されるように測定系の位置が調節される。
【０００９】
このコンピュータ断層撮影装置においては、断層面撮影動作（スキャン）時に被検体６と測定系とを相対的に駆動させる駆動手段としてトランスレート機構１０及び回転機構１１が備えられている。
【００１０】
トランスレート機構１０は、被検体６を水平方向に移動させ、これにより被検体６のトランスレート動作がなされる。このトランスレート機構１０は、２種類の速度でトランスレート動作を実行することができる。
【００１１】
回転機構１１は、上部において水平に回転可能に回転テーブル１２が支持されており、この回転テーブル１２がファン角θと同じ角度だけ回転されて被検体６のステップ回転がなされる。
【００１２】
機構制御部１３は、上下動機構９、トランスレート機構１０、回転機構１１等からなる各駆動機構の動作を制御する。また、この機構制御部１３は、トランスレート機構１０によるトランスレート動作とデータ収集の同期をとるための同期信号をデータ収集部８に出力する。
【００１３】
Ｘ線制御部１４は、例えばＸ線管１の焦点Ｓが複数ある場合にどの焦点ＳによってＸ線２を発生させるかを決定する等のような焦点選択動作、あるいはＸ線管１の管電圧、管電流の制御等の制御を行う。
【００１４】
データ収集部８は、機構制御部１３からの同期信号によりトランスレート動作に同期して放射線検出器５によって検出された放射線透過信号を収集し、データ処理部１５に出力する。
【００１５】
データ処理部１５は、データ収集部８から入力した放射線透過信号に基づいて、例えばフィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ法）等によって断面像を再構成し、この再構成によって得られた断面像を表示部１６に出力する。
【００１６】
表示部１６においては、データ処理部１５から入力した断面像を表示する。このような構成を持つ従来のコンピュータ断層撮影装置の動作を以下に説明する。
【００１７】
ＴＲ方式においては、被検体６と測定系との相対的なトランスレート動作及び相対的なステップ回転によって放射線透過信号が収集される。ここで、ＴＲ方式においては、トランスレート動作と、ファン角θと同一の角度のステップ回転とを交互に繰り返し、１８０°方向からの放射線透過信号を得るために、１８０°／θ回のトランスレート動作が実行される。すなわち、例えばファン角θを３０°とした場合には６回のトランスレート動作が実行される。
【００１８】
この従来のＴＲ方式によるコンピュータ断層撮影装置においては、この１８０°方向からの放射線透過信号によって１枚の断面像が作成される。また、従来のコンピュータ断層撮影装置においては、トランスレート動作の速度の異なる２種類のスキャン（ノーマルスキャンとファインスキャン）の一方を選択可能であり、被検体６に合わせて操作者によって選択される。
【００１９】
ノーマルスキャンとファインスキャンでは、トランスレート動作の速度が異なっているが、データ収集ピッチやデータ点数は同一であり断面像を再構成する際の手法も同一である。
【００２０】
ファインスキャンにおいては、ノーマルスキャンと比べてトランスレート動作の速度が遅く設定されており、これにより放射線検出器５によってＸ線検出信号がデータ収集ピッチ間で積分される際の積分時間が長くなる。
【００２１】
その結果、作成された断面像のノイズは少なく、高品質の断面像が得られる。また、従来のコンピュータ断層撮影装置においては、コリメータ３又はコリメータ４に設けられているスリットの幅を切り換えることで、ファン形状のＸ線２のスライス幅が切り換え可能である。これにより、Ｘ線２が透過しにくい被検体６の場合、あるいはスライス幅と同じ方向に対して変化の少ない被検体６の場合には、コリメータ４のスリット幅を広げてＸ線２のスライス幅を広げ、放射線検出器５に照射されるＸ線量を増加させることで断面像の画質の向上を図っている。
【００２２】
また、従来のコンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管１が焦点サイズの異なる複数の焦点Ｓを有しており、Ｘ線２の焦点サイズを選択して照射可能なものがある。このような焦点サイズの切り換え可能な従来のコンピュータ断層撮影装置においては、Ｘ線２が透過しにくい被検体６の場合、焦点Ｓを焦点サイズの大きい焦点（大焦点）に切り換え、放射線検出器５に照射されるＸ線量を増加させる。これにより、空間分解能は低下するがノイズの少ない高画質の断面像が得られる。
【００２３】
また、従来のコンピュータ断層撮影装置には、断面像の分解能を切り換え可能なものがある。この分解能切り換え可能な従来のコンピュータ断層撮影装置においては、放射線検出器５の前段に、放射線検出器５の検出素子（チャンネル）の並びと同一の方向、すなわち分解能方向に櫛歯状又は矩形の穴が並んだ分解能コリメータが挿入され、放射線検出器５の各検出素子の開口幅が切り換えられるものであり、Ｘ線２が透過しにくい被検体６の場合、開口幅を広げることによって放射線検出器５に照射されるＸ線量を増加させ、これにより空間分解能は低下するがノイズの少ない高画質の断面像が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、このような従来のコンピュータ断層撮影装置において、ファインスキャンは時間をかけて高画質の断面像を得るためのスキャン方式であるが、時間をかけすぎると放射線検出器５の構成部品である積分器や増幅器が飽和することがあるため制限があり、十分な時間を確保することができないという第１の問題がある。
【００２５】
また、従来のコンピュータ断層撮影装置においては、上下動機構、トランスレート機構、回転機構等の各駆動機構の幾何位置が正確に設定されていなければならず、例えばトランスレート動作の中心点がずれた場合には、作成した断面像に放射状のアーチファクト（偽像）が発生する。
【００２６】
図１３は、ピン状の被検体の断面像に放射状アーチファクトが発生した場合の例を示す図である。ここで、図１３（ａ）は、トランスレート動作の中心点が常に一方の側にずれた場合の断面像を示しており、例えば従来のコンピュータ断層撮影装置によるトランスレート動作中に、回転テーブルが常に同一の方向に寄った場合に発生した放射状アーチファクト１８ａ、１８ｂとピン１７の断面像を示しており、それぞれ白黒が異なる放射状の黒線アーチファクト１８ａ及び白線アーチファクト１８ｂが１８０°おきに計２本発生している。
【００２７】
また、図１３（ｂ）は、トランスレート動作の中心点が偶数回目のトランスレート動作と奇数回目のトランスレート動作とで互いに逆向きにずれた場合の断面図を示しており、例えば一方の側から他方の側へ移動するトランスレート動作の場合にはトランスレート動作の中心点が一方の側から他方の側へとずれ、これとは逆に、他方の側から一方の側へ移動するトランスレート動作の場合にはトランスレート動作の中心点が他方の側から一方の側へとずれた際に発生した放射状アーチファクト１８ａ、１８ｂ及びピン１７の断面像を示しており、それぞれ白黒が交互に異なる放射状の黒線アーチファクト１８ａ及び白線アーチファクト１８ｂが３０°おきに計１０本発生している。
【００２８】
このように、従来のコンピュータ断層撮影装置は、１８０°方向の放射線透過信号を用いて断面像を作成するが、各駆動機構の幾何位置がずれると、作成した断面像に敏感に放射状アーチファクトが発生するという第２の問題がある。
【００２９】
さらに、従来のコンピュータ断層撮影装置では、ファン形状のＸ線のスライス幅を切り換える場合に、放射線検出器の構成部品が飽和しないようにするための制限があるため、断面像を作成するのに十分なファン形状のＸ線のスライス幅を実現することができないという第３の問題がある。
【００３０】
さらに、焦点サイズ切り換え可能な従来のコンピュータ断層撮影装置で、大焦点を用いる場合に、放射線検出器の構成部品が飽和してしまうため、断面像を作成するためにＸ線量を十分増やすことができないという第４の問題がある。
【００３１】
さらに、分解能切り換え可能な従来のコンピュータ断層撮影装置で、分解能を低くした場合に、放射線検出器の構成部品が飽和してしまうため、分解能を低くすることができないという第５の問題がある。
【００３２】
以上のような問題のうち、第１の問題、第３乃至第５の問題については、放射線検出器の構成部品である積分器あるいは増幅器のゲインを下げれば飽和は防げるが、このように積分器あるいは増幅器のゲインを下げると、通常の状態でスキャンを行う場合にゲイン不足となり、結果として断面像の画質が低下する。
【００３３】
また、放射線検出器にゲインの切り換え機能を備えると、放射線検出器の装置規模が膨大になり放射線検出器の構造が複雑化するという問題がある。本発明は上記実状を考慮してなされたもので、アーチファクトが発生しないように断面像を作成し、断面像の画質の向上を図ることが可能なコンピュータ断層撮影装置を提供することを第１の目的としており、また放射線検出器の構成部品が飽和することなく長時間のスキャン又は放射線量の多いスキャンを実行可能とすることで、作成した断面像の画質の向上を図ることが可能なコンピュータ断層撮影装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記第２の目的を達成するために、請求項１の発明は、放射線を被検体に放射する放射線源と、放射線源から放射されて被検体を通過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段が構成する測定系と被検体とを指定した速度で相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に放射線検出手段により検出された放射線透過信号から被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、駆動手段による回転もしくは移動の速度の変更があった際に、この変更された速度に応じて、複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを放射線源と放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段とを具備するコンピュータ断層撮影装置である。
【００３５】
従って、請求項１の発明のコンピュータ断層撮影装置においては、駆動手段によるスキャン速度を低速にしても、放射線検出手段の構成部品である積分器がオーバーフローすることのないように最適な放射線フィルタがフィルタ切換手段によって選択されるため、放射線検出手段が放射線を検出する時間、すなわち放射線検出手段の積分器の積分時間を長くすることができ、これにより放射線を透過しにくい被検体に対しても高画質の断面像を得ることができる。
【００３６】
次に、請求項２の発明は、放射線を被検体に放射する放射線源と、放射線源から放射されて被検体を透過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段が構成する測定系と被検体とを相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に放射線検出手段により検出された放射線透過信号から被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、放射線を指定したスライス幅となるファン形状の放射線に成形するコリメータと、放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、スライス幅の変更があった場合に、この変更されたスライス幅に応じて、複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを放射線源と放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段とを具備するコンピュータ断層撮影装置である。
【００３７】
従って、請求項２の発明のコンピュータ断層撮影装置においては、ファン形状の放射線のスライス幅を厚くしても、放射線検出手段の構成部品である積分器がオーバーフローすることのないように最適なフィルタがフィルタ切換手段によって選択されるため、スライス幅を厚くして放射線検出手段に照射される放射線量を増加させることができ、これにより放射線を透過しにくい被検体に対しても高画質の断面像を得ることができる。
【００３８】
次に、請求項３の発明は、発生する放射線の焦点を指定した大きさに変えて被検体に放射する放射線量を変えることができる放射線源と、放射線源から放射されて被検体を透過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段が構成する測定系と被検体とを相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に放射線検出手段により検出された放射線透過信号から被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、焦点の大きさの変更があった際に、この変更された焦点の大きさに応じて、複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを放射線源と放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段とを具備するコンピュータ断層撮影装置である。
【００３９】
従って、請求項３の発明のコンピュータ断層撮影装置においては、放射線発生量の多い放射線発生源、すなわち大焦点から放射線が放射されても、放射線検出手段の構成部品である積分器がオーバーフローすることのないように最適な放射線フィルタがフィルタ切換手段によって選択されるため、放射線検出手段に照射される放射線量を増加させることができ、これにより放射線を透過しにくい被検体に対しても高画質の断面像を得ることができる。
【００４０】
最後に、請求項４の発明は、放射線を被検体に放射する放射線源と、放射線源から放射されて被検体を透過した放射線を放射線透過信号として検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段が構成する測定系と被検体とを相対的に回転もしくは移動させる駆動手段と、この回転もしくは移動の間に放射線検出手段により検出された放射線透過信号から被検体の断面像を作成する再構成手段とを備えたコンピュータ断層撮影装置において、放射線検出手段を構成する多数の検出素子それぞれの開口幅を変えることで当該放射線検出手段の分解能を指定した分解能に変える分解能可変手段と、放射線源から放射された放射線のエネルギー成分を変化させる複数の放射線フィルタと、分解能の変更があった際に、この変更された分解能に応じて、複数の放射線フィルタから選択した放射線フィルタを放射線源と放射線検出手段の間に挿入するフィルタ切換手段とを具備するコンピュータ断層撮影装置である。
【００４１】
従って、請求項４の発明のコンピュータ断層撮影装置においては、放射線検出手段に設けられている複数の放射線検出素子の開口幅を変更することで分解能を変更しても、放射線検出手段の構成部品である積分器がオーバーフローすることのないように最適なフィルタがフィルタ切換手段によって選択されるため、開口幅を広げて放射線検出手段に照射される放射線量を増加させることができ、これにより放射線を透過しにくい被検体に対しても高画質の断面像を得ることができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように、別の発明のコンピュータ断層撮影装置によれば、任意の重複度のスキャンを実行し、得られた任意の重複度と同数の断面像を合成して最終的な断面像を作成するため、放射線検出手段の構成部品が飽和することなく長時間のスキャンが可能になり、ノイズの少ない高品質の断面像を得ることができる。
【００４３】
また、任意の重複度と同数の断面像を合成する際に、各断面像に発生しているアーチファクトを打ち消し合うように合成を行うため、最終的な断面像にアーチファクトが発生するのを防ぐことができる。
【００４４】
さらに、任意の重複度のスキャンの終了以前であっても、途中作成中の断面像を表示し、この途中作成中の断面像が十分な品質の場合にスキャンの中止が可能であるため、断面像を得るまでの時間を短縮することができる。
【００４５】
また、本発明のコンピュータ断層撮影装置によれば、スキャン速度、放射線のスライス幅、放射線の焦点、放射線の分解能等が変更され、放射線検出手段に入射する放射線量が変化した場合であっても、放射線検出手段の構成部品が飽和しないように、適切な放射線フィルタを選択し放射線のフィルタリングを行うため、放射線検出手段の構成部品を飽和させない範囲で放射線量を増加させることができ、ノイズの少ない高品質の断面像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、別の発明及び本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４７】
（第１の実施の形態）
別の発明の本実施の形態においては、スキャンの重複度が選択可能であり、２重スキャン以上のスキャンを実行する場合には、実行したスキャン分の断面像を合成して最終の断面像を作成するコンピュータ断層撮影装置である。
【００４８】
図１は、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置のシステム構成を示すブロック図であり、図１２と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略するか、あるいは簡単に説明し、ここでは異なる部分についてのみ詳しく説明する。
【００４９】
図１において、ベース１９は、Ｘ線管１と放射線検出器５を対向するように固定的に支持している。この図１のコンピュータ断層撮影装置においては、コリメータ３、４によってファン角θが３０°となるようにＸ線２がファン形状に成形されている。
【００５０】
トランスレートフレーム２０は、上下動機構９を介して回転機構１１を支持しており、この上下動機構９によって回転機構１１が上下に移動され、Ｘ線２が被検体６の断面像撮影位置に照射されるように調節される。
【００５１】
また、このトランスレートフレーム２０は、トランスレート機構１０を介してベース１９に支持されており水平方向に移動可能となっている。上下動機構９とトランスレート機構１０は、それぞれ２本のガイドレールと１本のボールネジを持ち、ボールネジをモータで回転させて移動動作が行われる。
【００５２】
回転テーブル１２上に設置された被検体６は、Ｘ線２にそってこのＸ線２を横切るように移動され、また水平に回転され、先にも述べたように上下動機構９による上下動により作成する断面像のスライス面が変更される。
【００５３】
Ｘ線管１は、Ｘ線制御部１４を介してデータ処理部１５に接続されている。Ｘ線制御部１４はＸ線管１に電力を供給するとともに、管電圧と管電流を制御し、データ処理部１５からの信号にしたがってＸ線２をＯＮ／ＯＦＦする。
【００５４】
機構制御部１３は、上下動機構９、トランスレート機構１０、回転機構１１の各駆動機構と接続されており、またデータ処理部１５と接続されている。この機構制御部１３は、各駆動機構の様々な動作シーケンスを記憶しており、データ処理部１５から入力した動作信号にしたがって各駆動機構を制御する。
【００５５】
また、この機構制御部１３は、データ収集部８と接続されており、トランスレート機構１０の動作に連動して、データ収集部８に同期信号を出力する。放射線検出器５は、データ収集部８を介してデータ処理部１５に接続されている。
【００５６】
データ収集部８は、機構制御部１３から同期信号を入力した際に、放射線検出器５によって検出された放射線透過信号を収集し、収集した放射線透過信号をデジタル信号に変換してデータ処理部１５に出力する。
【００５７】
データ処理部１５は、主に、ＣＰＵ２１、画像メモリ２２、インタフェース機器２３、システムバス２４、画像バス２５から構成されている。このデータ処理部１５は、スキャン全体のプログラムや再構成処理のプログラム等を記憶しており、ＣＰＵ２１によってこれらのプログラムが実行されてスキャン動作が実行され、デジタル変換された放射線透過信号から断面像が作成され、作成された断面像は画像メモリ２２に記憶される。
【００５８】
インタフェース機器２３は、このデータ処理部１５に接続される他の構成要素とこのデータ処理部１５内部のシステムバス２４又は画像バス２４との接続を中継する。
【００５９】
システムバス２４は、様々なデータや信号の伝送用バスであり、画像バス２５は、断面像データの伝送用バスである。また、このデータ処理部１５は、ヒューマンインタフェース装置であるキーボード２６と表示部１６に接続されている。
【００６０】
操作者は、このキーボード２６及び表示部１６を用いて、システム起動、メニュー選択、スキャン起動、装置のステータス表示、断面像表示、断面像解析等を行う。
【００６１】
加えて、このコンピュータ断層撮影装置には、図示しないＸ線遮蔽手段、Ｘ線２の位置を示すスライスライト、Ｘ線強度変化測定用の比較検出器等が備えられている。
【００６２】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるコンピュータ断層撮影装置の動作について説明する。操作者は、まずスキャン前に手動操作により被検体６のスライス位置にＸ線２が照射されるように上下動機構９を駆動させる。
【００６３】
次に、メニュー選択により１重スキャン、２重スキャン、４重スキャンのいずれかを選択し、スキャン動作を起動させる。ここで、２重スキャンや４重スキャンは、１重スキャンよりも時間がかかっても高品質の断面像を得たい場合に選択される。
【００６４】
そして、データ処理部１５は、選択されたスキャンに対応した処理を実行し、断面像が作成される。各スキャンにおけるコンピュータ断面撮影装置の動作を以下に示す。
【００６５】
（１重スキャンの場合）
１重スキャンでは、まず、回転テーブル１２上の被検体６がリセット位置（トランスレート動作の一端側）にセットされるとともに、オフセットデータが収集される。
【００６６】
次に、Ｘ線制御部１４によってＸ線２がＯＮされ、被検体６がトランスレート動作の一端側から他端側に移動され、被検体６がＸ線２を横切る間にデータ１ｔがデータ収集部８によって収集される。
【００６７】
次に、被検体６をファン角θと同一の角度の３０°だけＣＷ方向にステップ回転させてトランスレート動作の他端側から一端側に移動させ、データ２ｔがデータ収集部８によって収集される。
【００６８】
再び回転テーブル１２上の被検体６がトランスレート動作の一端側に戻ったら、被検体６をファン角θと同一の角度の３０°だけＣＷ方向に回転させる。このような一端側から他端側へのトランスレート動作、ステップ回転、他端側から一端側へのトランスレート動作、ステップ回転を同様に繰り返し、データ６ｔまで収集すると、Ｘ線２がＯＦＦされ、スキャンが終了する。
【００６９】
ここで、各トランスレート動作の速度は一定であり、１データあたりの積分時間は一定であり、一定ピッチ毎にデータが放射線検出器５によって検出され、データ収集部８で収集され、データ処理部１５に入力される。
【００７０】
以上で１８０°方向のスライス位置の透過データ１ｔ〜６ｔが得られ、データ処理部１５によってＦＢＰ法で透過データ１ｔ〜６ｔを再構成して断面像が作成され、表示部１６に作成された断面像が表示される。
【００７１】
（２重スキャンの場合）
２重スキャンでは、１重スキャンの場合の動作で述べたのと同様に、回転テーブル１２上の被検体６がリセット位置（トランスレート動作の一端側）にセットされるとともに、オフセットデータが収集され、Ｘ線２がＸ線制御部１４によってＯＮされて一端側から他端側へのトランスレート動作、３０°のＣＷ方向ステップ回転、他端側から一端側へのトランスレート動作、３０°のＣＷ方向ステップ回転が繰り返され、３６０°方向のスライス位置の透過データであるデータ１ｔ〜１２ｔが放射線検出器５、データ収集部８を介してデータ処理部１５に得られる。
【００７２】
ここで、各トランスレート動作の速度は一定であり、一定ピッチ毎にデータが収集され、１データあたりの積分時間は一定であり、この各トランスレート動作の速度、ピッチ、積分時間は先に説明した１重スキャンと同一に設定されている。
【００７３】
このようにして、３６０°方向のスライス位置の透過データであるデータ１ｔ〜１２ｔが得られ、Ｘ線２がＯＦＦされ、スキャンが終了する。データ処理部１５は、このデータ１ｔ〜１２ｔのうちのデータ１ｔ〜６ｔによりＦＢＰ法で再構成を行い、第１の断面像が作成され、同様にデータ７ｔ〜１２ｔによりＦＢＰ法で再構成を行い、第２の断面像が作成される。
【００７４】
そして、データ処理部１５は、第２の断面像を１８０°回転させ、第１の断面像とこの回転させた第２の断面像とを加算平均して最終の断面像が作成され、表示部１６に表示される。
【００７５】
この２重スキャンの場合においては、スキャン動作実行中であってもデータ６ｔが収集されると第１の断面像が作成され、この第１の断面像は作成されしだい途中断面像として表示部１６に表示される。この第１の断面像は、最終の断面像が表示されるまで表示部１６に表示され続ける。
【００７６】
操作者は、このスキャン途中であっても途中断面像を表示する機能により、途中断面像を確認することができ、確認の結果、途中断面像が十分高品質でこれ以上スキャンする必要がないと判断した場合には、キーボード２６にスキャン中止命令を入力することにより、スキャンを中止することができる。
【００７７】
この２重スキャンにおいては、第１の断面像と、１８０°回転させた第２の断面像とを加算平均するため、トランスレート動作のずれに起因するアーチファクトを互いに打ち消し合い、画質の良好な断面像が得られる。
【００７８】
図２、図３、図４は、ピン１７の断面像であり、図２が第１の断面像、図３が第２の断面像、図４が最終の断面像の例である。第１の断面像及び第２の断面像では、トランスレート動作の中心点Ｃが、偶数回目のトランスレート動作と奇数回目のトランスレート動作とで互いに逆向きにずれており、かつ偶数回目のトランスレート動作と奇数回目のトランスレート動作の平均中心点も一方の側にずれている場合を示しており、黒線アーチファクト１８ａ及び白線アーチファクト１８ｂが発生している。中心点のずれの向きが逆の場合には、黒線アーチファクト１８ａ及び白線アーチファクト１８ｂが逆になって発生する。
【００７９】
アーチファクトの発生においては、ピン１７の断面像を挟んでそれぞれ逆方向に黒線アーチファクト１８ａと白線アーチファクト１８ｂが発生するという特徴がある。
【００８０】
第１の断面像は回転テーブル１２が回転する前、すなわち０°回転からデータを収集しているのに対し、第２の断面像は、１８０°回転した後からデータを収集しているため、第２の断面像に現れるピン１７の位置は、第１の断面像に現れるピン１７の位置を１８０°回転させた位置となる。
【００８１】
したがって、第１の断面像と、第２の断面像を１８０°回転させた断面像とを加算平均すると、トランスレート動作のずれに起因するアーチファクト１８ａ、１８ｂが互いに打ち消し合い、画質の良好な断面像が得られる。
【００８２】
（４重スキャンの場合）
４重スキャンでは、１重スキャンの場合及び２重スキャンの場合の動作で述べたのと同様に、回転テーブル１２上の被検体６がリセット位置（トランスレート動作の一端側）にセットされるとともに、オフセットデータが収集され、Ｘ線２がＸ線制御部１４によってＯＮされて一端側から他端側へのトランスレート動作、３０°のＣＷ方向ステップ回転、他端側から一端側へのトランスレート動作、３０°のＣＷ方向ステップ回転が繰り返され、７２０°方向のスライス位置の透過データであるデータ１ｔ〜２４ｔが放射線検出器５、データ収集部８を介してデータ処理部１５に得られる。
【００８３】
ここで、各トランスレート動作の速度は一定であり、一定ピッチ毎にデータが収集され、１データあたりの積分時間は一定であり、この各トランスレート動作の速度、ピッチ、積分時間は先に説明した１重スキャンと同一に設定されている。
【００８４】
このようにして、７２０°方向のスライス位置の透過データであるデータ１ｔ〜２４ｔが得られ、Ｘ線２がＯＦＦされ、スキャンが終了する。データ処理部１５は、データ１ｔ〜６ｔ、データ７ｔ〜１２ｔ、データ１３ｔ〜１８ｔ、データ１９ｔ〜２４ｔを用いてＦＢＰ法で再構成を行い、それぞれ第１の断面像、第２の断面像、第３の断面像、第４の断面像が作成される。
【００８５】
そして、第１の断面像乃至第４の断面像のうち、偶数番目の断面像が１８０°回転され、奇数番目の断面像と、この回転された偶数番目の断面像とを加算平均して最終の断面像が作成され、表示部１６に表示される。
【００８６】
この第４スキャンの場合においては、スキャン動作に並行して各断面像の再構成処理が行われ、作成された断面像が表示部１６に表示される。したがって、まず第１の断面像が再構成されて途中断面像として表示部１６に表示される。
【００８７】
次に、第２の断面像が再構成されると、この第２の断面像が１８０°回転され、第１の断面像とこの１８０°回転された第２の断面像とが加算平均されて途中断面像が更新され、この更新された途中断面像が表示部１６に表示される。
【００８８】
次に、第３の断面像が再構成されると、第１の断面像、１８０°回転させた第２の断面像、第３の断面像が加算平均されて途中断面像が更新され、この更新された途中断面像が表示部１６に表示される。
【００８９】
そして、第４の断面像が再構成されると、この第４の断面像が１８０°回転され、第１の断面像、１８０°回転させた第２の断面像、第３の断面像、１８０°回転させた第４の断面像が加算平均されて最終の断面像が作成され、この作成された最終の断面像が表示部１６に表示される。
【００９０】
このように、偶数番目の断面像を１８０°回転し、奇数番目の断面像と、１８０°回転させた偶数番目の断面像とを加算平均することにより、トランスレート動作のずれに起因するアーチファクトを互いに打ち消すことができ、高画質の断面像を得ることができる。
【００９１】
なお、２重スキャン又は４重スキャンの場合において、操作者は、スキャンの途中においても、途中断面像を表示部１６によって確認でき、この途中断面像が十分に高品質であると判断した場合に、キーボード２６にスキャン中止命令を入力し、任意の重複度でスキャンを中止することができる。
【００９２】
以下、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置の効果について説明する。本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、スキャンの重複度を選択できるため、操作者は、短時間で断面像がほしいか、時間をかけても高品質の断面像を作成したいかの要望にあわせて断面像を作成することができる。
【００９３】
すなわち、１回毎のスキャンにおける放射線検出器５の積分時間を変更しなくても、スキャンの重複度を増やすことでスキャン時間を長くすることができ、このように積分時間を長く変更するのではなく、スキャンの重複度を増やして断面像を作成することで、放射線検出器５の構成部品である積分器や増幅器の飽和によるオーバーフローを防ぐことができ、積分時間を長くした場合と同様に、ノイズの少ない高品質の断面像を得ることができる。
【００９４】
また、２重スキャン、４重スキャンでも、再構成処理が１重スキャンと同様の再構成処理で行えるため、装置の複雑化による操作性の低下や設置コストの増加を防ぐことができる。
【００９５】
さらに、２重スキャン、４重スキャンを行った場合には、複数の断面像のうち、偶数回目の断面像あるいは奇数回目の断面像のいずれか一方を１８０°回転させて加算平均することにより、トランスレート動作のずれに起因して発生するアーチファクトを互いに打ち消し合って高品質の断面像を得ることができる。
【００９６】
加えて、２重スキャン、４重スキャンを行った場合に、途中断面像を表示部１６に表示するため、操作者は十分な精度の断面像が得られたと判断した場合に、任意の重複度によってスキャンを中止することができ、これにより断面像を再構成するまでの余分なスキャンを削除することができ、断面像を得るまでの時間を短縮することができる。
【００９７】
なお、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置においては、放射線源としてＸ線管１を用い、Ｘ線２によって断面像を作成しているが、これに限らず他の透過性放射線を用いることもできる。
【００９８】
また、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置においては、被検体６を１８０°回転させる毎に断面像を作成し、後から画像加算して平均を求めているが、前画像に重ねて逆投影することによって画像加算を省略することができる。ここで、逆投影する際には、被検体６が１８０°回転する毎に、１８０°回転させて逆投影を続ける。
【００９９】
さらに、再構成処理の前に、０°〜３６０°あるいは０°〜７２０°分のデータの同一方向で向きが逆のデータを平均して０°〜１８０°分のデータにまとめてから再構成して断面像を作成してもよい。
【０１００】
さらに、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置においては、偶数番目の断面像が１８０°回転され、奇数番目の断面像と、この回転された偶数番目の断面像とを加算平均して最終の断面像が作成されるとしたが、これとは逆に、奇数番目の断面像が１８０°回転され、偶数番目の断面像と、この回転された奇数番目の断面像とを加算平均して最終の断面像が作成されるとしてもよい。
【０１０１】
加えて、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、１重スキャン、２重スキャン、４重スキャンの場合であり、かつファン角θが３０°の場合を説明したが、スキャンの重複度及びファン角θはこれに限定されるものではなく、様々な重複度及びファン角θで断面像の再構成を行うことができる。特に、このコンピュータ断層撮影装置は、断面像を得るまでの時間と、断面像の画質との関係から、重複度は２重スキャン、４重スキャン、６重スキャン、８重スキャンが適しており、ファン角θは３０°、３６°、４５°、６０°が適している。
【０１０２】
（第２の実施の形態）
本発明の本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、例えば放射線検出器に照射される放射線量が変化する等のように、放射線照射の状況が変更された際に、この変更された放射線照射の状況に応じて、放射線フィルタを切り換えることで、常に高品質の断面像の作成を可能にする。
【０１０３】
図５は、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置のシステム構成を示すブロック図であり、図１及び図１２と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略するか、あるいは簡単に説明し、ここでは異なる部分についてのみ詳しく説明する。なお、この図５に示すコンピュータ断層撮影装置はＲＲ方式により断面像を作成する場合を例として挙げている。
【０１０４】
Ｘ線管１は、小焦点Ｓ１又は大焦点Ｓ２のいずれか一方によってＸ線２を発生させ、この発生されたＸ線２が放射線検出器５に放射される。ここで、小焦点Ｓ１によって発生されるＸ線量は少なく、大焦点Ｓ２によって発生されるＸ線量は多い。
【０１０５】
このＸ線管１は、Ｘ線焦点Ｓ１、Ｓ２が切り換えられても焦点移動（小焦点Ｓ１から大焦点Ｓ２への移動、あるいは大焦点Ｓ２から小焦点Ｓ１への移動）が水平に行われるように小焦点Ｓ１、大焦点Ｓ２を配置している。
【０１０６】
Ｘ線制御部１４は、Ｘ線管１に電力を供給するとともに管電圧と管電流を制御し、データ処理部１５からの信号にしたがってＸ線焦点Ｓ１、Ｓ２の切り換えを行い、またＸ線２のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【０１０７】
フィルタケース２７には、Ｘ線２のエネルギー成分を変化させる複数のＸ線フィルタが設けられている。フィルタ切換機構２８は、Ｘ線２に用いられるＸ線フィルタを切り換える。
【０１０８】
図６は、このフィルタケース２７とフィルタ切換機構２８の関係を示す図であり、図６（ａ）はＸ線照射方向から見た図であり、図６（ｂ）はＸ線２のファン面と平行な方向による断面図である。
【０１０９】
フィルタケース２７は、扇形状に形成されており、中心角部から円弧部へ至る間に放射状に厚みの異なる４枚の銅のＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄが設けられている。
【０１１０】
フィルタ切換機構２８は、支持板２８ａとモータ２８ｂで構成される。このフィルタケース２７は、中心角部において回転可能に支持板に支持されており、円弧部において接しているモータ２８ｂの回転動作によって回転移動してＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄの切り換えが行われ、支持板２８ａに設けられている開口部２８ｃを通過するＸ線２をフィルタリングする。
【０１１１】
スライス幅切換機構２９は、コリメータ４のスリット幅を切り換えることで、ファン形状のＸ線２のスライス幅を切り換える。図７は、このコリメータ４とスライス幅切換機構２９の関係を示す図であり、Ｘ線照射方向から見た図である。
【０１１２】
コリメータ４は、上部スリット板４ａ及び下部スリット板４ｂからなり、スライス幅切換機構２９は、第１のシャフト２９ａ、第２のシャフト２９ｂ、モータ２９ｃからなる。
【０１１３】
上部スリット４ａの一端及び下部スリット４ｂの一端は、第１のシャフト２９ａで連結されており、さらに上部スリット４ａの他端及び下部スリット４ｂの他端が第２のシャフト２９ｂで連結されている。
【０１１４】
第１のシャフト２９ａには、ギアが形成されており、このギアと勘合しているモータ２９ｃの回転動作に作用して第１のシャフト２９ａの傾きが変化し、この傾きの変化によって上部スリット４ａ及び下部スリット４ｂのスリット開口の幅が切り換わり、Ｘ線２のスライス幅が変化する。
【０１１５】
放射線検出器５は、主に、検出素子列３０、回路部３１、分解能コリメータ３２、分解能切換機構３３からなり、検出素子列３０によって検出されたＸ線２は、回路部３１によって処理され、放射線透過信号としてデータ収集部８へ出力される。
【０１１６】
Ｘ線２は、分解能コリメータ３２を介して検出素子列３０が照射されるが、この分解能コリメータ３２を介することで、検出するＸ線２の分解能を変化させることができ、この分解能は分解能切換機構３３によって変化される。
【０１１７】
図８は、検出素子列３０、分解能コリメータ３２、分解能切換機構３３の関係を示す図であり、Ｘ線照射方向から見た図である。検出素子列３０は、複数の検出素子３０ａが水平方向に一次元状に配列されている。
【０１１８】
分解能切換機構３３は、ガイドレール３３ａ、ネジ３３ｂ、モータ３３ｃからなる。検出素子列３０の直前に設けられている分解能コリメータ３２は、検出素子３０ａと同程度の間隔を有し、検出素子と同方向の櫛歯状の溝３２ａが設けられており、ガイドレール３３ａにそって垂直方向に移動可能に支持されている。
【０１１９】
また、この分解能コリメータ３２には、ナット３２ｂが設けられており、このナット３２ｂにネジ３３ｂが挿入されている。モータ３３ｃは、ネジ３３ｂを回転させ、これにより分解能コリメータ３２の櫛歯状の溝３２ａ部分が検出素子列３０前面に押し出され、各検出素子３０ａの開口幅が変化し、これにより各検出素子３０ａのＸ線受光可能領域が変化する。
【０１２０】
なお、図８に示す分解能コリメータ３２は、櫛歯状の溝３２ａを有するものを示しているが、これに限定されるものではなく、櫛歯状の溝３２ａを矩形の穴の列としてもよく、また、図８に示す分解能切換機構３３の駆動手段にネジ３３ｂ及びモータ３３ｃを用いているが、これに限定されるものではなく、他の駆動手段を用いることもできる。さらに、図８においては、検出素子列３０の検出素子３０ａの数を著しく減少させて示している。
【０１２１】
回転機構１１、フィルタ切換機能２８、スライス幅切換機構２９、分解能切換機構３３等の各駆動機構は機構制御部１３を介してデータ処理部１５に接続されている。機構制御部１３は各駆動機構の様々な動作シーケンスを記憶しており、データ処理部１５からの命令にしたがって各駆動機構を動かす。
【０１２２】
また、この機構制御部１３は、データ収集部８に接続されており、回転機構１１の動作に連動した同期信号をデータ収集部８に出力する。データ処理部１５は、キーボード２６によって操作者が入力したスキャン条件にしたがって、各駆動機構を動作させるための命令及び情報を機構制御部１３に出力し、またＸ線２の放射線検出器５への入射状況に適したＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを選択し、この選択されたＸ線フィルタを設定するための命令及び情報を機構制御部１３に出力する。
【０１２３】
また、このデータ処理部１５は、ＲＲ方式の動作により断面像を作成するために、データ収集部８からデジタル信号に変換された放射線透過信号に基づいて断面像を作成し、断面像を表示部１６に表示させる。
【０１２４】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるコンピュータ断層撮影装置の動作について説明する。操作者は、被検体６のスライス位置にＸ線２が照射されるように、この被検体６を設置し、表示部１６に表示されている図９のようなメニュー画面を参照して、キーボード２６によりスキャン速度、スライス幅、焦点サイズ、分解能の各項目についての選択を行う。データ処理部１５は、この選択にしたがって、各項目に割り当てられているｄＢ数の合計である合計ｄＢ数ｐを求め、この合計ｄＢ数ｐに基づいてＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを選択する。各項目に割り当てられているｄＢ数はＸ線量の対数に比例した数（１０×ｌｏｇ（Ｘ線量／基準Ｘ線量））に予め設定された値である。ここで、合計ｄＢ数ｐからＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを選択する際には、例えば表１のような基準によって選択する。
【表１】
2005062200.tif 000003
【０１２５】
Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄの中では、Ｘ線フィルタ２７ａが最も薄く、Ｘ線フィルタ２７ｂ、Ｘ線フィルタ２７ｃ、Ｘ線フィルタ２７ｄの順に徐々に厚くなる。
【０１２６】
Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄは、Ｘ線２のエネルギー成分のうち、透過能力の小さい低エネルギー成分ほどよく吸収し、被検体６も同様に透過能力の小さい低エネルギー成分ほどよく吸収する。
【０１２７】
したがって、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを介した場合であっても、被検体６を透過するＸ線２のエネルギー成分はあまり変化しないが、被検体６の両側を通るＸ線２のエネルギー成分は低エネルギー成分を多く含んでいるため、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを介することにより低エネルギー成分が減弱され変化する。
【０１２８】
ゆえに、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを介しても、高エネルギー成分を多く含む被検体６を透過するＸ線２の全エネルギーはあまり変更されず、被検体６の両側を通るＸ線２の全エネルギーは減少し、これにより放射線検出器５の構成部品である積分器や増幅器の飽和を防ぐことができる。
【０１２９】
Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄが選択されると、データ処理部１５は、Ｘ線２がこの選択されたＸ線フィルタによってフィルタリングされるように機構制御部１３にフィルタ設定信号を出力し、またスキャン速度、スライス幅、Ｘ線焦点、分解能を操作者によって選択された状態にする旨の命令を機構制御部１３に出力し、この機構制御部１３が各駆動機構を駆動させてスキャン条件を設定する。
【０１３０】
スキャンは通常のＲＲ方式によるコンピュータ断層撮影装置と同様に、一定速度で回転テーブル１２を連続回転して行われ、放射線検出器５に検出された放射線透過信号を等角度ピッチ毎にデータ収集部８が収集し、３６０°分のデータからデータ処理部１５が断面像を作成する。
【０１３１】
ここで、１データあたりの積分時間は設定されたスキャン速度により変化し、ファインスキャン（低速）のときに１データあたりの積分時間は長くなる。再構成処理は、通常のコンピュータ断層撮影装置と同様の手法で行われるが、焦点Ｓ１、Ｓ２が切り換えられた場合、焦点Ｓ１、Ｓ２と回転中心ｃを結ぶ直線上に存在する検出素子（センターチャンネル）Ｎ１、Ｎ２も変化するため、センターチャンネルＮ１、Ｎ２を切り換えて実行される。
【０１３２】
次に、図１０及び図１１を用いて、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄの作用をさらに詳しく説明する。この図１０及び図１１においては、スキャン速度、スライス幅、Ｘ線焦点、分解能の項目を切り換えることによってＸ線量が２倍（＋３ｄＢ）ずつ８倍まで変わったとし、このＸ線量の変化にあわせてそれぞれＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄが選択された場合のＸ線エネルギースペクトルを示している。
【０１３３】
ここで、図１０は、空気透過時、すなわち被検体を設置していない場合に放射線検出器５が検出するＸ線２のＸ線エネルギースペクトルを示している。図１０においては、Ｘ線フィルタが厚いほどＸ線エネルギースペクトルが高エネルギー側にずれているが、Ｘ線エネルギースペクトルの積分値は、ほぼ１２０Ｍｅｖ（相対）で一致する。これは、それぞれのＸ線量に対して全エネルギーが変わらないような厚さ（それぞれ１ｍｍ、５ｍｍ、９．９ｍｍ、１５．３ｍｍ）のＸ線フィルタが選択されているためである。
【０１３４】
一方、図１１は、厚さ２００ｍｍのアルミを被検体とし、このアルミを透過した場合に放射線検出器５が検出するＸ線２のＸ線エネルギースペクトルを示している。
【０１３５】
図１１においては、Ｘ線フィルタが厚いほど積分値が増加する。ゆえに、適切なＸ線フィルタを選択することで放射線検出器５の構成部品の飽和を防ぎながら、被検体通過時の放射線検出器５に照射されるＸ線量を増加させることができる。
【０１３６】
以下、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置の効果について説明する。本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、スキャン速度の切り換えが可能であるため、操作者は短時間で断面像を得たいか、あるいは時間をかけても高品質の断面像を得たいかを選択することができる。
【０１３７】
また、スキャン速度、スライス幅、Ｘ線焦点、分解能が切り換えられた際のＸ線量を示す合計ｄＢ数ｐを計算し、この合計ｄＢ数ｐに応じてＸ線量に適合したＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを自動的に設定する。
【０１３８】
ここで、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置においては、放射線検出器１５が、この自動設定されたＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを介してＸ線量を検出するため、放射線検出器１５の構成部品である積分器や増幅器のオーバーフローが防止され、かつこのオーバーフローが発生しない範囲で積分時間を長く、またはＸ線量を増加させることができるため、ノイズの少ない高品質の断面像を作成することができる。
【０１３９】
すなわち、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、スライス幅切換機構２９によってＸ線２のスライス幅を大きくしても、選択されたＸ線フィルタを介することによって放射線検出器１５の構成部品が飽和することを防ぐことができ、これによりＸ線２を透過しにくい被検体６あるいは幅方向に変化の少ない被検体６の場合であっても、スライス幅を広げてＸ線量を増加させ、十分なＸ線量で断面像を作成することができるため、断面像の画質を向上させることができる。
【０１４０】
同様に、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、放射されるＸ線２を適切なＸ線フィルタによってフィルタリングすることにより、放射線検出器１５の構成部品が飽和しない範囲で、Ｘ線焦点Ｓ１、Ｓ２を切り換えてＸ線量を変化させることができ、これによりＸ線２を透過しにくい被検体６等の場合であっても、大焦点Ｓ２に切り換えてＸ線量を増加させ、空間分解能は低下するがノイズの少ない高画質の断面像を得ることができる。
【０１４１】
同様に、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、放射されるＸ線２を適切なＸ線フィルタによってフィルタリングすることにより、放射線検出器１５の構成部品が飽和しない範囲で、分解能切換機構３３によって分解能の切り換えることができ、これによりＸ線２を透過しにくい被検体６等の場合であっても、各検出素子３０ａの開口幅を広げることで、空間分解能は低下するがノイズの少ない高画質の断面像が得ることができる。
【０１４２】
また、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、スキャン速度に影響されることなく、データ収集する際の角度ピッチが同じであるため、同一の再構成処理により断面像を得ることができるという利点もある。
【０１４３】
さらに、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄの自動設定によって放射線検出器１５の構成部品を飽和させない範囲でＸ線量を増加させるのみではなく、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを介することによる低エネルギー成分の減弱により、カッピング等のような線質効果によるアーチファクトの発生を防止して断面像の向上を図ることができる。
【０１４４】
なお、本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置においては、放射線源としてＸ線管１を用いているがこれに限られず他の透過性放射線を用いることもできる。
【０１４５】
また、ＲＲ方式により断面像を再構成する場合を例として説明しているが、他の方式のコンピュータ断層撮影装置においても同様に適用でき、同様の作用により同様の効果を得ることができる。
【０１４６】
さらに、本実施の形態によるコンピュータ断層撮影装置においては、スキャン速度、スライス幅、Ｘ線焦点、分解能の各項目をそれぞれ選択可能としているが、このように全ての項目を選択可能とするのではなく、各項目の任意の組合わせが選択可能としてもよい。
【０１４７】
さらに、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄの選択は、必ずしも対数によって計算する必要はなく、Ｘ線量に比例する量をそのまま用いてもよい、この場合、例えば合計のＸ線量を足し算ではなく掛け算によって求めてＸ線フィルタ２７ａ〜２７ｄを選択するとよい。
【０１４８】
加えて、Ｘ線フィルタ２７ａ〜２７ｄの厚さは、先に例示した１ｍｍ、５ｍｍ、９．９ｍｍ、１５．３ｍｍである必要はなく他の数値でもよいし、Ｘ線フィルタの変化の段階も４段階である必要はなく、２段階以上の任意の段階が適用可能である。また、Ｘ線フィルタの材質も銅に限定されず、他の材質でもよく、同一材質で統一される必要もない。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、コンピュータ断層撮影装置の分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】別の発明による第１の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置によって作成された第１の断面像の例を示す図。
【図３】同実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置によって作成された第２の断面像の例を示す図。
【図４】同実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置によって作成された第３の断面像の例を示す図。
【図５】本発明による第２の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影装置のシステム構成を示すブロック図。
【図６】フィルタケースとフィルタ切換機構の関係を示す図。
【図７】コリメータとスライス幅切換機構の関係を示す図。
【図８】検出素子列と分解能コリメータの関係を示す図。
【図９】メニュー画面の例を示す図。
【図１０】空気透過時のＸ線エネルギースペクトルの例を示す図。
【図１１】アルミ透過時のＸ線エネルギースペクトルの例を示す図。
【図１２】従来のＴＲ方式のコンピュータ断層撮影装置を示すブロック図。
【図１３】ピン状の被検体の断面像にアーチファクトが発生した場合の例を示す図。
【符号の説明】
【０１５１】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線、３、４…コリメータ、５…放射線検出器、６…被検体、８…データ収集部、９…上下動機構、１０…トランスレート機構、１１…回転機構、１２…回転テーブル、１３…機構制御部、１４…Ｘ線制御部、１５…データ処理部、１６…表示部、１９…ベース、２０…トランスレートフレーム、２１…ＣＰＵ、２２…画像メモリ、２４…システムバス、２５…画像バス、２６…キーボード
【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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