(57)【要約】【課題】所望のＸ線強度分布を提供しうる、または、Ｘ線の分布を所望のプロファイルに調整し得る、Ｘ線分布調整フィルタ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線分布調整フィルタ装置としてのボータイフィルタは、基本部２１１と傾斜部２１２とを有する固定部２１０と、中心点（Ｏ）を回転中心として回動可能に構成された第１および第２の可動部２３０と、固定部２１０と可動部２３０と伸縮自在の蛇腹２２１との間に規定される内腔に流体２８０が充填される第１および第２の変形部（２２０）を有し、可動部２３０が中心点（Ｏ）を中心として回動することにより、固定部２１０の傾斜面２１３と可動部２３０の平坦面２３１とが接近または離間して可動部２３０の内腔内の流体の充填量を変化させるとともに、当該ボータイフィルタのＸ線吸収部分の断面形状が変化する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から射出されるＸ線の中心軸から外側に所定の形状で広がるＸ線の透過強度分布を調整するため前記中心軸に沿って所定の曲率を有する湾曲面を有し、Ｘ線を吸収する材料で形成されるＸ線吸収部分を含むＸ線分布調整フィルタ装置であって、
当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の形状を変化させて前記Ｘ線の透過強度分布を調整する、Ｘ線分布調整フィルタ装置。
【請求項２】
前記中心軸に沿って均一な厚さの基本部と、該基本部に連接しまたは一体構成され、前記中心軸を軸対称として前記中心軸の両側に対称に形成され、前記基本部の平坦面に対して所定の傾きを持つ傾斜面を持つ傾斜部とを有する固定部と、
前記中心軸を挟んで両側に形成され、それぞれ、前記中心軸を通り前記固定部の前記傾斜面の両者の端部が結合する位置を中心点を回転中心として前記中心軸と直交する面に回動可能に構成され、前記固定部の前記傾斜面と対向する側に位置する平坦面と、該平坦面と対向する湾曲面とを有する、第１および第２の可動部と、
前記固定部のそれぞれの前記傾斜面の前記結合する位置と対向する他端部と、該他端部と対向する、前記第１および第２の可動部のそれぞれの前記平坦面の端部との間に設けられ、前記第１および第２の可動部のそれぞれの回動に応じて伸縮する伸縮自在手段を有し、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面と前記伸縮自在手段との間に規定される内腔に、該内腔内を充満状態にする流体が充填される、第１および第２の変形部とを具備し、
前記固定部および前記可動部はＸ線を吸収する材料で形成されて前記Ｘ線吸収部分を構成し、
前記第１および第２の可動部が前記中心点を中心として回動することにより、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面とが接近または離間して前記可動部の内腔内の前記流体の充填量を変化させるとともに、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状が変化する、請求項１記載のＸ線分布調整フィルタ装置。
【請求項３】
前記変形部に管を介して、前記内腔に前記流体を、前記可動部の回動を妨げず、かつ、前記可動部の回動に応じて前記内腔に前記流体を充満させるように前記流体を押圧する流体収容部と、
前記可動部を回動させる可動手段とを有する、
請求項１記載のＸ線分布調整フィルタ装置。
【請求項４】
前記可動手段を介して前記可動部を連続的に回動させて、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を連続的に変化させうる、請求項３記載のＸ線分布調整フィルタ装置。
【請求項５】
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、湾曲した内壁を有する基本Ｘ線分布調整フィルタ部分と、
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁の形状と一致する第１の湾曲外壁と、該第１の湾曲外壁と対向する面に第１の湾曲内壁を有し、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁に前記第１の湾曲外壁を沿わせて、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部に挿入、または、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部から排出可能な、挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分とを有し、
前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分および前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分はＸ線を吸収可能な材料で形成されており、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部への挿脱により当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させる、請求項１記載のＸ線分布調整フィルタ装置。
【請求項６】
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記第１の湾曲内壁の形状と一致する第２の湾曲外壁と、該第２の湾曲外壁と対向する面に第２の湾曲内壁を有し、前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記第１の湾曲内壁に前記第２の湾曲外壁を沿わせて前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の内部に挿入、または、前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の内部から排出可能な、第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分をさらに有し、
前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分はＸ線を吸収可能な材料で形成されており、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分および前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の挿脱により、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させる、請求項５記載のＸ線分布調整フィルタ装置。
【請求項７】
前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部に前記Ｘ線の吸収が少ない部材で形成され、湾曲外壁が前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁または、前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁の形状と一致する、内部ガイド部材を配置し、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分、および／または、前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分は、前記内部ガイド部材を案内手段として、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分と前記内部ガイド部材との間の空間内に、挿脱される、請求項５または６記載のＸ線分布調整フィルタ装置。
【請求項８】
Ｘ線源と、
Ｘ線検出手段と、
前記Ｘ線源から射出され、前記Ｘ線源の焦点位置と前記Ｘ線検出手段との中心を結ぶ中心軸から所定の形状で分散するＸ線の前記中心軸と直交する面におけるＸ線の透過強度分布を調整するため前記中心軸に沿って湾曲面を有し、Ｘ線を吸収する材料で形成されるＸ線吸収部分を有するＸ線分布調整フィルタ装置であって、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させて前記Ｘ線の透過強度分布を調整しうる、Ｘ線分布調整フィルタ装置とを有する、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、
前記中心軸に沿って均一な厚さの基本部と、該基本部に連接しまたは一体構成され、前記中心軸を軸対称として前記中心軸の両側に対称に形成され、前記基本部の平坦面に対して所定の傾きを持つ傾斜面を持つ傾斜部とを有する固定部と、
前記中心軸を挟んで両側に形成され、それぞれ、前記中心軸を通り前記固定部の前記傾斜面の両者の端部が結合する位置を中心点を回転中心として前記中心軸と直交する面に回動可能に構成され、前記固定部の前記傾斜面と対向する側に位置する平坦面と、該平坦面と対向する湾曲面とを有する、第１および第２の可動部と、
前記固定部のそれぞれの前記傾斜面の前記結合する位置と対向する他端部と、該他端部と対向する、前記第１および第２の可動部のそれぞれの前記平坦面の端部との間に設けられ、前記第１および第２の可動部のそれぞれの回動に応じて伸縮する伸縮自在手段を有し、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面と前記伸縮自在手段との間に規定される内腔に、該内腔内を充満状態にする流体が充填される、第１および第２の変形部とを具備し、
前記固定部および前記可動部はＸ線を吸収する材料で形成されて前記Ｘ線吸収部分を構成し、
前記第１および第２の可動部が前記中心点を中心として回動することにより、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面とが接近または離間して前記可動部の内腔内の前記流体の充填量を変化させるとともに、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状が変化する、請求項８記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記変形部に管を介して、前記内腔に前記流体を、前記可動部の回動を妨げず、かつ、前記可動部の回動に応じて前記内腔に前記流体を充満させるように前記流体を押圧する流体収容部と、
前記可動部を回動させる可動手段とを有する、
請求項９記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記可動手段を介して前記可動部を連続的に回動させて、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を連続的に変化させる、請求項１０記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記可動手段を介して前記可動部を連続的に回動させて、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を連続的に変化させうる、請求項１０または１１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記可動部の回動位置に応じて、前記Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分のの形状および特性をその都度求めるか、または、前記形状および特性を事前に求めて記憶した記憶手段を有し、所望される前記Ｘ線分布調整フィルタ装置のＸ線吸収部分の形状および特性に応じて前記求めた結果または前記記憶手段に記憶した結果を参照して、前記可動部を回動させるＸ線分布調整フィルタ装置制御部をさらに有する、請求項９〜１２いずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
前記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、湾曲した内壁を有する基本Ｘ線分布調整フィルタ部分と、
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁の形状と一致する第１の湾曲外壁と、該第１の湾曲外壁と対向する面に第１の湾曲内壁を有し、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁に前記第１の湾曲外壁を沿わせて、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部に挿入、または、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部から排出可能な、挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分とを有し、
前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分および前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分はＸ線を吸収可能な材料で形成されており、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部への挿脱により当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させる、請求項８記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】
前記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記第１の湾曲内壁の形状と一致する第２の湾曲外壁と、該第２の湾曲外壁と対向する面に第２の湾曲内壁を有し、前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記第１の湾曲内壁に前記第２の湾曲外壁を沿わせて前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の内部に挿入、または、前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の内部から排出可能な、第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分をさらに有し、
前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分はＸ線を吸収可能な材料で形成されており、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分および前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の挿脱により、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させる、請求項１４記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１６】
前記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部に前記Ｘ線の吸収が少ない部材で形成され、湾曲外壁が前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁または、前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁の形状と一致する、内部ガイド部材を配置し、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分、および／または、前記第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分は、前記内部ガイド部材を案内手段として、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分と前記内部ガイド部材との間の空間内に、挿脱される、請求項１４または１５記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１７】
前記１または複数の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分を組み合わせて用いたときの当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の形状および特性を事前に求めて記憶した記憶手段を有し、所望される前記Ｘ線吸収部分の形状および特性に応じて前記記憶手段に記憶した結果を参照して、前記１または複数の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分を挿脱させる、Ｘ線分布調整フィルタ装置制御部をさらに有する、請求項１４〜１６いずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１８】
Ｘ線源と、
Ｘ線検出手段と、
前記Ｘ線源から射出され、前記Ｘ線源の焦点位置と前記Ｘ線検出手段との中心を結ぶ中心軸から所定の形状で分散するＸ線の前記中心軸と直交する面におけるＸ線の透過強度分布を調整するため前記中心軸に沿って湾曲面を有し、Ｘ線を吸収する材料で形成されるＸ線吸収部分を有するＸ線分布調整フィルタ装置と、
前記Ｘ線源の焦点位置に対する前記Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の位置を変化させて前記Ｘ線吸収部分を透過するＸ線の透過強度分布を調整するＸ線分布調整フィルタ装置制御部とを有する、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項１９】
前記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、
前記中心軸に沿って均一な厚さの基本部と、該基本部に連接しまたは一体構成され、前記中心軸を軸対称として前記中心軸の両側に対称に形成され、前記基本部の平坦面に対して所定の傾きを持つ傾斜面を持つ傾斜部とを有する固定部と、
前記中心軸を挟んで両側に形成され、それぞれ、前記中心軸を通り前記固定部の前記傾斜面の両者の端部が結合する位置を中心点を回転中心として前記中心軸と直交する面に回動可能に構成され、前記固定部の前記傾斜面と対向する側に位置する平坦面と、該平坦面と対向する湾曲面とを有する、第１および第２の可動部と、
前記固定部のそれぞれの前記傾斜面の前記結合する位置と対向する他端部と、該他端部と対向する、前記第１および第２の可動部のそれぞれの前記平坦面の端部との間に設けられ、前記第１および第２の可動部のそれぞれの回動に応じて伸縮する伸縮自在手段を有し、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面と前記伸縮自在手段との間に規定される内腔に、該内腔内を充満状態にする流体が充填される、第１および第２の変形部とを具備し、
前記固定部および前記可動部はＸ線を吸収する材料で形成されて前記Ｘ線吸収部分を構成し、
前記第１および第２の可動部が前記中心点を中心として回動することにより、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面とが接近または離間して前記可動部の内腔内の前記流体の充填量を変化させるとともに、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状が変化する、請求項１８記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項２０】
前記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、湾曲した内壁を有する基本Ｘ線分布調整フィルタ部分と、
前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁の形状と一致する第１の湾曲外壁と、該第１の湾曲外壁と対向する面に第１の湾曲内壁を有し、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁に前記第１の湾曲外壁を沿わせて、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部に挿入、または、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部から排出可能な、挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分とを有し、
前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分および前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分はＸ線を吸収可能な材料で形成されており、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部への挿脱により当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させる、請求項１８記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ装置に用いるボータイフィルタ（  または、ボウタイフィルタ）  （Ｂｏｗｔｉｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）と呼ばれるＸ線分布調整フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置で用いられるＸ線源は、あるエネルギー幅を持ったＸ線を出力する。被検体を透過するＸ線の線吸収係数は、Ｘ線エネルギーに依存しており、被検体の透過長さが長い程、平均エネルギーが高い方向に移動するというビームハードニング（ＢＨ）効果を呈する。よって、Ｘ線の透過強度、すなわち、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器で検出した信号からで生成する投影情報値と、透過長さとは比例関係が成立せず、非線形の関係となる。
【０００３】
ＢＨ効果は、Ｘ線ＣＴ装置における再構成画像上では、中央部分の強度が低下するカッピング効果を生じさせるので、Ｘ線検出器の検出信号を補正する必要があり、均一な強度の再構成画像を生成する投影情報値の補正係数をＸ線検出器のチャネルごとに求めることにより補正が行なわれる。
さらに高精度の補正を行うためにファントムを用いた補正を行なう。そのようなファントムとしては、撮像中心に配置されるＦＯＶ（撮像領域）全体を概ね覆う直径で、かつ直径の異なる複数の断面が円形で円筒形状のファントムについて撮像し、これらファントムの投影情報から補正係数の補正を精密化することが行われる。
【０００４】
このようなＸ線源とＸ線検出器との間の中心軸から離れるにつれて拡散（分散）するＸ線について、被検体（またはファントム）を透過するＸ線の強度を均一にするため、または、Ｘ線のプロファイルを調整するため、Ｘ線源のＸ線出射部に、ボータイフィルタと呼ばれるＸ線分布調整フィルタ装置が設けられ、中心軸から離隔した距離に依存せず、極力、均一なＸ線強度になるような対策が講じられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１０２２１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被検体によって撮像領域に位置する被検体部位の断面形状は大きく異なる。たとえば、同じ被検体であっても、頭部、胸部、胴部はその断面形状が大きく異なる。もちろん、大人と子供とでは、全体的な断面形状が全く異なる。
したがって、ボータイフィルタとよばれるＸ線分布調整フィルタ装置を用いてＸ線強度分布を調整するといっても、被検体の全体的な大小の相違、同じ被検体でも検査部位の相違に則して適切に調整することが望まれている。
【０００７】
特に、最近は、Ｘ線ＣＴ装置による一層高精度な断層撮影が望まれており、上述したファントムを用いたチャネルごとの高精度な投影情報値の補正とともに、被検体の検査（撮像）部位に応じた適切なＸ線分布調整を行なうことが必要になっている。
【０００８】
したがって、本発明は、所望のＸ線強度分布を提供しうる、または、Ｘ線の分布を所望のプロファイルに調整し得る、Ｘ線分布調整フィルタ装置を提供することにある。
また本発明はそのようなＸ線分布調整フィルタ装置を用いて、高精度の撮像を可能にするＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、Ｘ線源から射出されたＸ線の中心軸から外側に所定の形状で広がるＸ線の透過強度分布を調整するため前記中心軸に沿って所定の曲率を有する湾曲面を有し、Ｘ線を吸収する材料で形成されるＸ線吸収部分を含むＸ線分布調整フィルタ装置であって、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の形状を変化させて前記Ｘ線の透過強度分布を調整する、Ｘ線分布調整フィルタ装置が提供される。
【００１０】
好ましくは、上記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、前記中心軸に沿って均一な厚さの基本部と、該基本部に連接しまたは一体構成され、前記中心軸を軸対称として前記中心軸の両側に対称に形成され、前記基本部の平坦面に対して所定の傾きを持つ傾斜面を持つ傾斜部とを有する固定部と、前記中心軸を挟んで両側に形成され、それぞれ、前記中心軸を通り前記固定部の前記傾斜面の両者の端部が結合する位置を中心点を回転中心として前記中心軸と直交する面に回動可能に構成され、前記固定部の前記傾斜面と対向する側に位置する平坦面と、該平坦面と対向する湾曲面とを有する、第１および第２の可動部と、前記固定部のそれぞれの前記傾斜面の前記結合する位置と対向する他端部と、該他端部と対向する、前記第１および第２の可動部のそれぞれの前記平坦面の端部との間に設けられ、前記第１および第２の可動部のそれぞれの回動に応じて伸縮する伸縮自在手段を有し、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面と前記伸縮自在手段との間に規定される内腔に、該内腔内を充満状態にする流体が充填される、第１および第２の変形部とを具備し、
前記固定部および前記可動部はＸ線を吸収する材料で形成されて前記Ｘ線吸収部分を構成し、
前記第１および第２の可動部が前記中心点を中心として回動することにより、前記固定部の前記傾斜面と前記可動部の前記平坦面とが接近または離間して前記可動部の内腔内の前記流体の充填量を変化させるとともに、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状が変化する。
【００１１】
また好ましくは、上記Ｘ線分布調整フィルタ装置は、前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、湾曲した内壁を有する基本Ｘ線分布調整フィルタ部分と、前記中心軸の両側に対称な形状を持ち、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁の形状と一致する第１の湾曲外壁と、該第１の湾曲外壁と対向する面に第１の湾曲内壁を有し、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の前記湾曲内壁に前記第１の湾曲外壁を沿わせて、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部に挿入、または、前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部から排出可能な、挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分とを有し、
前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分および前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分はＸ線を吸収可能な材料で形成されており、
前記挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分の前記基本Ｘ線分布調整フィルタ部分の内部への挿脱により当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させる。
【００１２】
本発明の第２の観点によれば、Ｘ線源と、Ｘ線検出手段と、前記Ｘ線源から射出され、前記Ｘ線源の焦点位置と前記Ｘ線検出手段との中心を結ぶ中心軸から所定の形状で分散するＸ線の前記中心軸と直交する面におけるＸ線の透過強度分布を調整するため前記中心軸に沿って湾曲面を有し、Ｘ線を吸収する材料で形成されるＸ線吸収部分を有するＸ線分布調整フィルタ装置であって、当該Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の断面形状を変化させて前記Ｘ線の透過強度分布を調整しうる、Ｘ線分布調整フィルタ装置とを有する、Ｘ線ＣＴ装置が提供される。
【００１３】
上記ボータイフィルタとしては上述した各種のものを用いることができる。
【００１４】
本発明の第３の観点によれば、Ｘ線源と、Ｘ線検出手段と、前記Ｘ線源から射出され、前記Ｘ線源の焦点位置と前記Ｘ線検出手段との中心を結ぶ中心軸から所定の形状で分散するＸ線の前記中心軸と直交する面におけるＸ線の透過強度分布を調整するため前記中心軸に沿って湾曲面を有し、Ｘ線を吸収する材料で形成されるＸ線吸収部分を有するＸ線分布調整フィルタ装置と、前記Ｘ線源の焦点位置に対する前記Ｘ線分布調整フィルタ装置の前記Ｘ線吸収部分の位置を変化させて前記Ｘ線吸収部分を透過するＸ線の透過強度分布を調整するＸ線分布調整フィルタ装置制御部とを有する、Ｘ線ＣＴ装置が提供される。
【００１５】
上記ボータイフィルタとしては上述した各種のものを用いることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるＸ線ＣＴ装置、および、当該Ｘ線ＣＴ装置に使用するボータイフィルタなどと呼ばれるＸ線分布調整フィルタ装置の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
Ｘ線ＣＴ装置の構成
図１〜図３を参照して本実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置の全体構成について述べる。
図１はＸ線ＣＴ装置の全体構成図であり、図２は図１に図解したＸ線ＣＴ装置の部分断面図であり、図３は図１に図解したＸ線ＣＴ装置の処理概念図である。
図１に図解したＸ線ＣＴ装置は、走査ガントリ２と、撮影テーブル４と、操作コンソール６を備えている。
【００１８】
走査ガントリ
走査ガントリ２は、回転部３４と、回転部３４を回転させる回転コントローラ３６とを有する。
回転部３４には、図２に断面を拡大して図解したように、ボア２９を介して対向配置されたＸ線管２０と、Ｘ線検出器２４とが設けられている。回転部３４にはさらに、ボータイフィルタ２１（図２、図３）、コリメータ２２（図２、図３）、コリメータコントローラ３０、Ｘ線コントローラ２８、データ収集部２６が搭載されている。なお、ボータイフィルタ２１とコリメータ２２との位置は逆でもよい。また、ボータイフィルタ２１の凹面の向きは図解とは逆でもよい。
検査時はボア２９に被検体５０が位置し、校正時にはボア２９にファントムが位置する（以下、被検体５０についてのみ述べる）。ボア２９に位置する被検体５０は、回転部３４の中心に位置するボア２９内のクレードル（図示せず）上に載置される。
【００１９】
Ｘ線管２０が本発明のＸ線源に相当し、Ｘ線検出器２４が本発明のＸ線検出手段に該当する。
なお、本発明のＸ線分布調整フィルタ装置の実施の形態が上記ボータイフィルタ２１に該当するが、本明細書の実施の形態の記述においては、便宜的に、「Ｘ線分布調整フィルタ装置」を使用せず、「ボータイフィルタ」なる名称を用いる。
【００２０】
回転部３４は回転コントローラ３６により制御されつつ回転する。この回転において、Ｘ線管２０からＸ線検出器２４に向かってＸ線を射出し（または出射し）、Ｘ線検出器２４において被検体５０の透過Ｘ線を検出し、Ｘ線検出器２４の検出結果をデータ収集部２６が収集する。
その収集結果が、操作コンソール６において各ビューごとの投影情報として処理される。
【００２１】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射はＸ線コントローラ２８によって制御される。Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により、所定の形状（またはプロファイル）、例えば、扇状のＸ線ビーム、すなわちファンビームＸ線となるように成形される。コリメータ２２はコリメータコントローラ３０によって制御される。
【００２２】
ボータイフィルタ２１により、Ｘ線管２０の焦点位置ＦＰからＸ線検出器２４の中心部とを結ぶ中心軸Ｘｏ  の両側に扇状に広がりＸ線検出器２４に向かうＸ線の強度がＸ線検出器２４の全チャネルにわたって同一になるように調整されて、Ｘ線がボア２９を経由してＸ線検出器２４に入射する。
そのため、ボータイフィルタ２１は、Ｘ線を吸収する材料で形成されており、Ｘ線の放射分布プロファイルとＸ線検出器２４の形状に応じて規定される所定の曲率を有する凹面（または湾曲面）をしている。すなわち、中心軸Ｘｏ  の部分の厚さは薄く、周縁に向かって厚さが厚くなるように湾曲した湾曲面を有している。
【００２３】
ボータイフィルタ２１および後述する各種のボータイフィルタ（本発明のＸ線分布調整フィルタ装置）の詳細は後述する。
このボータイフィルタ２１および後述する各種のボータイフィルタ（本発明のＸ線分布調整フィルタ装置）を調整するため、ボータイフィルタ制御部４０が設けられている（図２、図３）。ボータイフィルタ制御部４０の詳細も後述する。
なお、本発明におけるＸ線分布調整フィルタ装置が、実施の形態で記載するボータイフィルタに該当するが、本発明のＸ線分布調整フィルタ装置制御手段がボータイフィルタ制御部４０に該当する。
なお、上述したように、ボータイフィルタ２１とコリメータ２２との位置は逆でもよい。
また、ボータイフィルタ２１の凹面（湾曲面）の向きも図解とは逆でもよい。
【００２４】
Ｘ線検出器２４は、図２に図解したように、ファンビームＸ線の広がり方向にアレイ状に配列された複数チャネルのＸ線検出素子を有する。このように、Ｘ線検出器２４は、複数チャネルのＸ線検出素子をアレイ状に配列した、多チャネルの検出器として構成されており、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。Ｘ線検出器２４は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成される。なお、Ｘ線検出器２４としては、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子またはＸｅガスを用いる電離箱型のＸ線検出素子であっても良い。
【００２５】
Ｘ線検出器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、Ｘ線検出器２４の個々のＸ線検出素子の検出データを収集する。
【００２６】
操作コンソール
操作コンソール６は、データ処理装置６０、制御インタフェース６２、データ収集バッファ６４、記憶装置６６、表示装置６８、操作装置７０を有する。
データ処理装置６０は、例えばデータ演算処理機能の高いコンピュータによって構成される。データ処理装置６０には制御インタフェース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の撮影テーブル４が接続されている。データ処理装置６０は制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２を制御する。すなわち、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３６が制御インタフェース６２をデータ処理装置６０によって通じて制御される。
【００２７】
データ処理装置６０には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６４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を通じてデータ処理装置６０に入力される。
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した透過Ｘ線信号すなわち投影情報を用いて画像再構成を行う。データ処理装置６０には記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６はデータ収集バッファ６４に収集された投影情報や再構成された断層画像情報および本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の機能を実現するためのプログラム等を記憶している。
【００２８】
データ処理装置６０には表示装置６８と操作装置７０がそれぞれ接続されている。表示装置６８はデータ処理装置６０から出力される断層画像情報やその他の情報を表示する。操作装置７０はオペレータによって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。オペレータは表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブに（対話方式で）本実施の形態のＸ線ＣＴ装置を操作する。
【００２９】
撮影テーブル
撮影テーブル４は、制御インタフェース６２を介してデータ処理装置６０に接続されており、Ｘ線ＣＴ装置を操作するための各種スイッチ、操作器具、操作コンソール６で処理したＸ線ＣＴ画像を表示する表示装置などが搭載されている。
【００３０】
ボータイフィルタの好ましい形状
上述したように、Ｘ線管２０から照射されたＸ線が人体を想定したファントムを通りＸ線検出器２４の全チャネルについて強度分布が同一になるようにＸ線の強度を調整する、Ｘ線分布調整フィルタ装置としてのボータイフィルタ２１は、被検体５０の大きさ、検査部位（撮像部位）、被検体５０の検査部位の構成などに応じて、Ｘ線管２０から射出されたＸ線の分布を適切に調整するような形状が望ましい。
すなわち、Ｘ線がどこを通っても、（人体の厚さ）＋（ボータイフィルタの厚さ）＝一定になるようにボータイフィルタの形状を設計する。
たとえば、図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように、全体の大きさは胴部（腹部）より小さいがほぼ円形の頭部、楕円上の胸部、全体の大きさが頭部より大きな胴部（腹部）に応じて、ボータイフィルタ２１の断面形状、すなわち、凹面形状を有するＸ線吸収部分の凹面形状および厚さを例示したような形状のものに交換することが望ましい。
以下、ボータイフィルタ２１の断面形状（凹面形状および厚さ）、すなわち、Ｘ線吸収部分の形状を実質的に変化させる実施の形態を述べる。
【００３１】
第１実施の形態
図５は本発明の第１実施の形態としてのボータイフィルタのＸ線吸収部分の選択方法を示す、図１に図解したＸ線管２０とＸ線検出器２４との間の断面図である。
Ｘ線管２０とコリメータ２２との間に、本発明の第１実施の形態のボータイフィルタ１００が位置する。本発明のＸ線分布調整フィルタ装置の第１実施の形態としてのボータイフィルタ１００は手動またはモータ５１によって矢印方向に移動できる。
ボータイフィルタ１００は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示した、３種のＸ線吸収部分からなるボータイフィルタＢＦ１〜ＢＦ３を連結しておき、矢印方向に移動させることにより、Ｘ線管２０とＸ線検出器２４との間に位置するボータイフィルタ１００の断面、すなわち、Ｘ線吸収部分の断面形状を実質的に変化させて、Ｘ線分布調整効果を変化させることができる。
ボータイフィルタ１００の凹面（湾曲面）向きは、図４および図５に図解したものと上下逆でもよい。
【００３２】
図５に例示したボータイフィルタ１００は、例示的に３種の、Ｘ線吸収部分のみからなるボータイフィルタＢＦ１〜ＢＦ３を組み合わせて用いる場合を述べたが、組み合わせるボータイフィルタの数、および、各ボータイフィルタの断面形状、大きさは被検体の状況に応じて適宜、選択できる。
【００３３】
図５を参照して述べた第１実施の形態によれば、Ｘ線管２０からＸ線検出器２４に向かうＸ線の強度分布を中心軸Ｘｏ  を中心として、図５の紙面に垂直する方向に調整することができる。好ましくは、図２に図解したように、Ｘ線検出器２４の中心部を挟んで、一方の端部から他方の端部までのＸ線検出器２４の全チャネルの受光強度をほぼ均一にすることもできる。
【００３４】
第１実施の形態のボータイフィルタ１００を用いて、被検体５０について撮像するばかりでなく、ファントムによるビームハードニングを行なってＸ線検出器２４の各チャネルごとの校正を行い、その結果に基づいて被検体５０について撮像し、データ収集部２６で撮像データを収集し、データ処理装置６０で再構成画像を生成することにより、高精度のＸ線ＣＴ画像を得ることができる。
【００３５】
第２実施の形態
図６は本発明のＸ線分布調整フィルタ装置の第２実施の形態としてのボータイフィルタ２００の構成を示す図である。
図６（Ａ）は本発明の第２実施の形態のボータイフィルタ２００の断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ１における側断面図である。
図６（Ａ）、（Ｂ）に図解したボータイフィルタ２００は、中心点Ｏを通る中心軸Ｘｏ  に対して左右対称に構成されており、固定部２１０と、変形部２２０と、可動部２３０と、可動軸２４０とを有する。
左右の可動部２３０、変形部２２０は必ずしも左右対称である必要はないが、本実施の形態においては、好ましい例として、左右対称な場合を例示する。
【００３６】
固定部２１０は、基本部２１１と、傾斜部２１２とを有している。基本部２１１と傾斜部２１２とは破線で示した位置で連結する別体を結合して形成してよいし、最初から一体形成してもよい。
固定部２１０はＸ線を吸収するＸ線吸収部分（フィルタ）として、Ｘ線を吸収する材料、たとえば、カーボン粉末、アルミニュームなどを用いて形成されている。
両側の傾斜部２１２は中心軸Ｘｏ  を軸対称に対称な形状をした、傾斜面２１３とを有している。基本部２１１の平坦面に対する傾斜面２１３の角度をαとする。
両側の傾斜部２１２が結合する、中心軸Ｘｏ  の結合位置を中心点Ｏと呼ぶ。中心点Ｏは、固定部２１０の中央の最も厚さが薄い部分、あるいは、後述する対称な形状を有する固定部２１０の２つの傾斜面２１３とが結合する位置に該当しており、この中心点Ｏを回転中心として、可動部２３０が回動可能に構成されている。
【００３７】
ボータイフィルタ２００をＸ線管２０とＸ線検出器２４との間に位置させるとき、図６（Ａ）に図解した中心点Ｏと中心軸Ｘｏ  とが、図２に図解した中心軸Ｘｏ  と一致するように位置させる。
【００３８】
可動部２３０は、平坦面２３１と、湾曲面２３２と、端面２３３とで規定された形状をしている。湾曲面２３２は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示した各種のボータイフィルタ（Ｘ線吸収部分）の凹面（湾曲面）を整理して統一した標準的な湾曲面として形成されている。
可動部２３０は、固定部２１０と同じ、または同様のＸ線を吸収する材料で形成されている、Ｘ線吸収部分である。
可動部２３０は、中心軸Ｘｏ  を軸中心として両側に対称な形状をしており、両側の可動部２３０はそれぞれ独立に、固定部２１０の中心点Ｏを回転中心として、固定部２１０に対して回動（チルト）可能なように固定されている。
なお、固定部２１０の中心点Ｏを回転中心として回動可能に固定される可動部２３０の固定部をＸ線を透過することによって、Ｘ線の透過量が変化してＸ線の分布特性を歪ませることを防止するため、好ましくは、可動部２３０の回転中心部は、図６（Ｂ）に図解したように、ボータイフィルタ２００のＸ線が透過する外側において、固定部材２９０を用いて固定することが望ましい。
【００３９】
変形部２２０は、固定部２１０の傾斜面２１３の外端部（前記結合位置とは反対の端部）と、可動部２３０の平坦面２３１の外端部との間に固定された伸縮自在の手段、たとえば、伸縮自在な蛇腹２２１を有し、傾斜面２１３と平坦面２３１と蛇腹２２１との間で規定された内腔（キャビティ）には、低Ｘ線吸収特性を持つ粘性の低い流体（または液体）２８０が充満されている。そのような流体２８０としては、たとえば、カーボン液体に溶かしたカーボン流体を用いることができる。
伸縮自在な蛇腹２２１の部分はＸ線が透過しないので、蛇腹２２１の材質はＸ線の透過性を考慮する必要はなく、蛇腹２２１は伸縮自在で耐久性のある材料ならば、種々の材料を用いることができる。そのような材料としては、たとえば、弾性ゴムを用いることができる。
なお、本発明の伸縮自在な手段としては、蛇腹２２１に限らず、単に、膨張、収縮する袋のようなものでもよい。すなわち、本発明の伸縮自在な手段として、流体２８０を上記内腔に充満させたときに膨張し、流体２８０が内腔から排出されたときに収縮し、しかも、後述する可動部２３０の動作を妨げないものであれば、種々のものを適用できる。
【００４０】
ボータイフィルタ２００はさらに、管２５０と、流体収容部２６０と、可動軸２４０を可動させる可動手段２７０とを有する。なお、管２５０、流体収容部２６０、可動手段２７０は、ボータイフィルタ２００に含めず、Ｘ線ＣＴ装置に含めてもよい。しかし、本実施の形態においては、ボータイフィルタ装置として、管２５０、流体収容部２６０および可動手段２７０を含めて扱う。
図６（Ａ）において流体収容部２６０が２箇所に図解しているが、実際は共通する１個である。
可動手段２７０は、可動軸２４０を介して可動部２３０を回動させることができるものであれば、手動機構でもよいし、モータ、ネジなどを用いた機械的機構でもよい。後述する自動制御を行なう場合は、可動手段２７０として、モータを用いた自動制御可能な機械的機構を用いる。
【００４１】
変形部２２０は管２５０を介して流体収容部２６０に連結されている。流体収容部２６０は、変形部２２０の内腔の圧力が一定になるように、低Ｘ線吸収特性を持つ流体２８０に所定の圧力をかけている。
【００４２】
可動部２３０は可動手段２７０によって可動軸２４０が回転させられることにより、中心点Ｏを回転中心として回動し、可動部２３０の平坦面２３１が固定部２１０の傾斜面２１３に接近したり、離間する。
このような可動部２３０の平坦面２３１の、固定部２１０の傾斜面２１３への接近または離間により蛇腹２２１が伸縮し、変形部２２０の内腔の容積は変化する。
変形部２２０の内腔の容積が小さくなると、内腔内の流体２８０は流体２８０は押し出されて管２５０を介して流体収容部２６０に流れ込む。逆に、変形部２２０の内腔の容積が大きくなると、流体収容部２６０において所定の圧力がかけられている流体２８０が管２５０を介して変形部２２０の内腔に流れ込み、内腔内に充満する。
流体収容部２６０は、上述した可動部２３０の可動を妨げず、可動部２３０に応じて流体２８０が変形部２２０の内腔内に適切に充満するように、流体２８０を押圧する。
【００４３】
図７（Ａ）、（Ｂ）に、ボータイフィルタ２００の動作態様例を示す。
図７（Ａ）は、ボータイフィルタ２００の両側の可動部２３０を最小に狭めた状態を示し、図７（Ｂ）は、ボータイフィルタ２００の両側の可動部２３０を最大に広げた状態を示す。
図７（Ａ）の図解の状態において、変形部２２０の内腔には流体２８０が充満して中心軸Ｘｏ  と直交する方向であるｘ方向におけるボータイフィルタ２００の厚さ（または高さまたは深さ）ｈが最大になり、図７（Ｂ）の図解の状態において、変形部２２０の内腔から液体２８０が殆ど排出されてｘ方向におけるボータイフィルタ２００の厚さｈは最小になる。このように、ボータイフィルタ２００のＸ線吸収部分（固定部２１０および可動部２３０）の断面形状が変化し、中心軸Ｘｏ  の厚さが、ｘ方向において変化することにより、ボータイフィルタ２００のＸ線吸収部分を透過するＸ線の透過量を変化させることができる。
【００４４】
このように、ボータイフィルタ２００は、可動手段２７０によって可動軸２４０を回動させる（チルトさせる）ことにより、そのＸ線吸収部分の断面形状が変化する。
好ましくは、可動手段２７０によって可動軸２４０をチルトさせる（回転させる）ことにより、１個のボータイフィルタ２００で連続的に、そのＸ線吸収部分を種々の形状に変化させることができる。
【００４５】
ｘ方向におけるボータイフィルタ２００の厚さ（または、高さ、または、深さ）ｈは、下記式で規定される。
【００４６】
【数１】
ｈ（ｘ、θ）＝ｈ０＋ｈ１（ｘ）＋ｈ２（ｘ，θ）＋ｈ３（ｘ，θ）・・・（１）
【００４７】
ｈ０は、固定部２１０の基本部２１１の厚さであり、ｘ方向の位置に依存せず一定している。
ｈ１（ｘ）は、固定部２１０の傾斜部２１２のｘ方向の厚さであり、基本部２１１の平坦面に対する傾斜部２１２の傾斜角度αが分かっているから、ｘ方向の位置に応じて傾斜部２１２の厚さｈ１（ｘ）を計算から求めることができる。
ｈ２（ｘ，θ）は、変形部２２０のｘ方向の厚さであり、可動軸２４０が可動手段２７０が回動された角度θに応じて変形部２２０の内腔の容積が変化したときの中心軸Ｘｏ  に沿った厚さである。ｈ２（ｘ，θ）は、可動軸２４０の回動角度θおよびｘ方向の位置ｘから計算によって求めることができる。
ｈ３（ｘ，θ）は、可動部２３０のｘ方向の厚さであり、可動軸２４０が可動手段２７０が回動された角度θに応じて可動部２３０が傾くことによる中心軸Ｘｏ  に沿った厚さである。このｈ３（ｘ，θ）は、可動軸２４０の回動角度θおよびｘ方向の位置ｘから計算によって求めることができる。
【００４８】
ｈ１（ｘ）、ｈ２（ｘ，θ）およびｈ３（ｘ，θ）は、事前に計算して求めておき、式１に適用して、回動角度θおよびｘ方向の位置ｘをパラメータとして、ｘ方向におけるボータイフィルタ２００の高さ（深さ）ｈをテーブル化して、メモリに記憶しておくことができる。あるいは、コンピュータを用いて、その都度、回動角度θに応じた厚さを計算してもよい。
上記メモリに記憶したテーブルの値、または、その都度計算した結果を参照して、希望するボータイフィルタ２００の形状を得るには、たとえば、コンピュータを用いて処理させることにより、可動手段２７０によって可動軸２４０をどれだけ回動させればよいかが分かる。
【００４９】
ボータイフィルタ制御部
そのようなボータイフィルタ２００の固定部２１０と可動部２３０とで構成されるＸ線吸収部分の形状制御を自動的に行なう場合には、図１を参照して述べた走査ガントリ２に、ボータイフィルタ制御部４０を付加する。ボータイフィルタ制御部４０を図２および図３に図解している。
ボータイフィルタ制御部４０は、たとえば、メモリおよびコンピュータを用いて構成され、上述した事前に求めたｘ方向におけるボータイフィルタ２００の厚さｈを、回動角度θおよびｘ方向の位置ｘをパラメータとしてテーブル化してメモリに記憶しておく。ボータイフィルタ制御部４０はボータイフィルタ２００を所望の形状にするためのメモリから回動角度θを逆引きして、その結果に基づいて、可動手段２７０を駆動する。もちろん、この場合、可動手段２７０は、可動軸２４０を回動させるための制御可能なモータを有しており、ボータイフィルタ制御部４０は可動手段２７０を介して必要な回動角度だけ可動軸２４０を回動させる。
なお、ボータイフィルタ制御部４０は本発明のＸ線分布調整フィルタ装置制御手段の１形態である。
【００５０】
本発明の第２実施の形態のボータイフィルタ２００を用いると、自動的あるいは手動で、連続的にＸ線吸収部分の形状を変形できるボータイフィルタ（Ｘ線分布調整フィルタ装置）が提供できる。
また、このようなボータイフィルタ（Ｘ線分布調整フィルタ装置）を用い、さらに、ボータイフィルタ制御部４０を用いると、被検体の種類、被検体の検査部位に応じて、上述した方法で、自由にかつ連続的にボータイフィルタのＸ線吸収部分の形状を変化させることができるので、希望するＸ線強度分布の調整を行なうことができる。その結果、より高精度の撮像結果を得ることができ、より高品位の再構成画像を提供できる。
なお、このようなボータイフィルタ２００はファントムを用いたビームハードニング処理などにおいても適用できる。
【００５１】
上述した第２実施の形態のボータイフィルタ２００として、例示的に、左右の可動部２３０を同じ回動角度だけ回動させる場合を述べたが、左右の可動部２３０の回動角度を異ならせることもできる。また、左右の可動部２３０の湾曲面２３２の曲率を異ならせることもできる。
さらに、左右の固定部２１０の傾斜部２１２の傾斜角度を異ならせることもできる。
すなわち、Ｘ線吸収部分として、所望の形状、および、形状変化を実現するため、希望に応じた形状の固定部２１０、可動部２３０を準備し、希望の形状を実現するように、可動部２３０を回動させることができる。
【００５２】
第２実施の形態のボータイフィルタと第１実施の形態のボータイフィルタとを比較すると、第２実施の形態においては、１個のボータイフィルタでよいこと、Ｘ線吸収部分について連続的な形状変化ができることなどの利点がある。
【００５３】
第３実施の形態
図８および図９を参照して本発明のＸ線分布調整フィルタ装置の第３実施の形態としてのボータイフィルタについて述べる。
図８（Ａ）は第３実施の形態のボータイフィルタの断面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に図解したボータイフィルタの側面図である。
第３実施の形態のボータイフィルタ３００は、平坦面３１２と湾曲内壁３１１とを有する基本ボータイフィルタ３１０と、湾曲外壁３３１と湾曲内壁３３２を有する第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０と、湾曲外壁３４１と湾曲内壁３４２を有する第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０と、湾曲外壁３５１を有する内部ガイド部材３５０と、平坦で厚さが薄い底部ガイド部材３２０とを有する。
基本ボータイフィルタ３１０が本発明の基本Ｘ線分布調整フィルタ部分に該当し、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０が本発明の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分に該当し、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０が本発明の第２の挿脱可能なＸ線分布調整フィルタ部分に該当する。
基本ボータイフィルタ３１０、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０が、実質的にＸ線吸収部分を構成している。
【００５４】
底部ガイド部材３２０と内部ガイド部材３５０とは原理的に必須の要件ではないが、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０の挿脱を安定かつ円滑に実現するために設けられている。
底部ガイド部材３２０には、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０を、図８（Ａ）の紙面と直交する方向に摺動（スライド）可能なように案内する案内溝が形成されている。
内部ガイド部材３５０は、基本ボータイフィルタ３１０の内部に位置し、基本ボータイフィルタ３１０との間に、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０、および、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０を安定かつ円滑に挿脱させるために配設されている。
【００５５】
底部ガイド部材３２０および内部ガイド部材３５０は、低Ｘ線吸収特性を有する材料、たとえば、発泡体などを用いて形成されている。すなわち、底部ガイド部材３２０および内部ガイド部材３５０は、極力Ｘ線を吸収しないことが望ましいので、低Ｘ線吸収特性を有する材料を用いて形成する。
【００５６】
基本ボータイフィルタ３１０の湾曲内壁３１１は、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０の湾曲外壁３３１とほぼ一致する形状を有している。
第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０の湾曲内壁３３２は、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０の湾曲外壁３４１とほぼ一致する形状を有している。
第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０の湾曲内壁３４２は、内部ガイド部材３５０の湾曲外壁３５１にほぼ一致する形状を有している。
基本ボータイフィルタ３１０、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０はともに、第１および第２実施の形態のボータイフィルタの材料と同様、フィルタとして適切なＸ線吸収材質で形成されている。
【００５７】
図９（Ａ）は、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０が基本ボータイフィルタ３１０と内部ガイド部材３５０との間に挿入されていない状態を示す断面図である。
この状態は、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０に接続されている軸３３５および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０に接続されている軸３４５を用いて、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０を、基本ボータイフィルタ３１０と内部ガイド部材３５０と基本ボータイフィルタ３１０で規定される空間から出した状態を示している。この状態は、ボータイフィルタ３００は、基本ボータイフィルタ３１０のみで規定された第１の分布調整特性を示す。
【００５８】
図９（Ｂ）は、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０が基本ボータイフィルタ３１０と内部ガイド部材３５０との間に挿入された状態を示す断面図である。
第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０に接続された軸３３５を図８（Ｂ）に図解した矢印方向に移動させることにより、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０を基本ボータイフィルタ３１０の湾曲内壁３１１に沿って、基本ボータイフィルタ３１０の湾曲内壁３１１と内部ガイド部材３５０の湾曲外壁３５１との間の空間に収容することができる。
湾曲内壁３１１の形状と湾曲外壁３３１の形状は一致しているから、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０が基本ボータイフィルタ３１０の内部に収容されると、実質的に、基本ボータイフィルタ３１０と第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０とが一体構成された状態になる。
これにより、ボータイフィルタ３００は、基本ボータイフィルタ３１０と第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０とが一体的に組み合わされて規定された第２の分布調整特性を示す。
【００５９】
図９（Ｃ）は、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０および第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０が基本ボータイフィルタ３１０と内部ガイド部材３５０との間に挿入された状態を示す断面図である。
第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０に接続された軸３４５を図８（Ｂ）に図解した矢印方向に移動させることにより、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０を、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０の湾曲内壁３３２に沿って、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０の湾曲内壁３３２と内部ガイド部材３５０の湾曲外壁３５１との間の空間に収容することができる。
湾曲内壁３３２の形状と湾曲外壁３５１の形状は一致しているから、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０が第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０内部ガイド部材３５０との間の空間に収容されると、実質的に、基本ボータイフィルタ３１０と第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０と第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０とが一体構成された状態になる。
これにより、ボータイフィルタ３００は、基本ボータイフィルタ３１０と第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０と第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０とが一体的に組み合わされて規定された第３の分布調整特性を示す。
【００６０】
以上のように、本発明のＸ線分布調整フィルタ装置の第３実施の形態のボータイフィルタ３００によれば、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０と第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０との基本ボータイフィルタ３１０の内部への挿脱を適宜行なうことにより、複数の強度分布調整特性を示すボータイフィルタ３００を変化させることができる。
【００６１】
軸３３５および軸３４５を駆動する駆動手段、たとえば、モータおよびネジを有し、モータの回転に応じてネジが回転して軸３３５および／または軸３４５を介して、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０を摺動させる駆動手段を接続し、さらに駆動手段をボータイフィルタ制御部４０を用いて、第１の挿脱可能なボータイフィルタ３３０、第２の挿脱可能なボータイフィルタ３４０を挿脱させれば、自動的に、たとえば、被検体５０の撮像部位に応じて、所望の形状を有するボータイフィルタ３００を構成することができ、所望のＸ線強度分布特性を得ることができる。
その結果、図１〜図３を参照して述べたＸ線ＣＴ装置において、被検体５０またはファントムについて、高精度の撮像画像を得ることができる。
【００６２】
第４実施の形態
図１０および図１１を参照して本発明のＸ線分布調整フィルタ装置の第４実施の形態のボータイフィルタについて述べる。
図１０（Ａ）、（Ｂ）は、Ｘ線管２０の焦点位置ＦＰに対して、ボータイフィルタ２１を中心軸Ｘｏ  に沿って移動させた場合と、そのときのＸ線分布を図解した図である。
Ｘ線管２０から射出されたＸ線は、Ｘ線検出器２４に向かって、扇状に拡散していくから、中心軸Ｘｏ  方向に沿ったボータイフィルタ２１の位置に応じて、ボータイフィルタ２１を透過して吸収される量が、ボータイフィルタ２１の形状と位置に応じて変化する。したがって、同じ断面形状のボータイフィルタ２１を用いたとしても、Ｘ線管２０の焦点位置ＦＰに対するボータイフィルタ２１の位置をｄ１、ｄ２と変化させることにより、Ｘ線強度Ｉｘの分布が、図１０（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、変化させることができる。
【００６３】
図１１は上述した知見に基づいたボータイフィルタ２１の中心軸Ｘｏ  に沿って移動させる方法の１具体例を示す図である。
ボータイフィルタ２１は両側に設けられた２個のガイド部材４０１に沿って上下る摺動可能に取り付けられている。
ボータイフィルタ２１にはナット４０２が埋め込まれており、このナット４０２に係合して回転ネジ４０３が装着されている。回転ネジ４０３の端部には回転ネジ４０３を回転させるモータ４０４が接続されている。
モータ４０４は、たとえば、ボータイフィルタ制御部４０によって回動される。モータ４０４の回動により回転ネジ４０３が回転して係合しているナット４０２を介して、ボータイフィルタ２１を２個のガイド部材４０１に沿って昇降させることができる。その結果、ボータイフィルタ２１を、Ｘ線管２０の焦点位置ＦＰに対して、図１０（Ａ）、（Ｂ）に例示したように、所望の距離だけ移動させることができる。
ガイド部材４０１、ナット４０２、回転ネジ４０３、モータ４０４をボータイフィルタ２１の移動手段と呼び、ボータイフィルタ制御部４０を移動制御手段と呼ぶ。
【００６４】
図１１に図解したボータイフィルタ２１および駆動手段を図１〜図３を参照して述べたＸ線ＣＴ装置に適用すれば、高精度の撮像画像を得ることができる。
【００６５】
なお、第４実施の形態において、モータ４０４およびボータイフィルタ制御部４０を用いず、手動で回転ネジ４０３を回転させて上述したと同様のＸ線強度分布特性を得ることもできる。
【００６６】
第５実施の形態
第４実施の形態において用いるボータイフィルタ２１としては、上述した固定の湾曲形状を有するボータイフィルタの他、第２〜第３実施の形態として述べたボータイフィルタ１００、２００、３００を用いることができる。
ボータイフィルタ１００、ボータイフィルタ２００およびボータイフィルタ３００はそれ自体でＸ線透過特性を調整可能であるから、このようなＸ線透過特性を変化させることと、ボータイフィルタの位置を調整することを組み合わせると、希望するＸ線透過特性、または、Ｘ線分布調整特性を自在に変化させることが可能となる。
このような調整方法は複雑になるが、ボータイフィルタ制御部４０を用いれば容易である。すなわち、事前に各ボータイフィルタと、そのボータイフィルタの位置を変化させた時の特性を測定しておき、測定結果をボータイフィルタ制御部４０のメモリに記憶しておく。
実際に被検体５０またはファントムを撮像するときは、ボータイフィルタ制御部４０のメモリの記憶してデータを参照して、ボータイフィルタ制御部４０がボータイフィルタの形状および特性の調整を行いながら、ボータイフィルタの位置を調整する。
【００６７】
本発明のＸ線分布調整フィルタ装置（ボータイフィルタ）およびＸ線ＣＴ装置の実施に際しては、上述した例示的な実施の形態に限定されず、本発明の技術的範囲に属する範囲で種々の変形態様をとることができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のＸ線分布調整フィルタ装置を用いると、希望する所望のＸ線強度調整特性が得られる。
本発明のＸ線分布調整フィルタ装置をＸ線ＣＴ装置に用いると、高精度の撮像画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のＣＴ装置の１実施の形態としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に図解したＸ線ＣＴ装置におけるＸ線管と、Ｘ線検出器と、Ｘ線分布調整フィルタ装置（ボータイフィルタ）との位置関係を示す図である。
【図３】図３は図１および図２に図解したＸ線ＣＴ装置の概念を示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は被検体の形状と希望するボータイフィルタ（Ｘ線吸収部分）の断面形状とを例示した図である。
【図５】図５は図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示した希望するボータイフィルタ（Ｘ線吸収部分）の形状および特性を実現するための第１実施の形態のボータイフィルタ、および、それを用いたＸ線ＣＴ装置の部分概略構成図である。
【図６】図６は図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示した希望するボータイフィルタ（Ｘ線吸収部分）の形状および特性を実現するための第２実施の形態のボータイフィルタの構成図であり、図６（Ａ）は断面図であり、図６（Ｂ）は側面図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、図６（Ａ）に図解した第１実施の形態のボータイフィルタの動作形態を図解した断面図である。
【図８】図８は図４（Ａ）〜（Ｃ）に例示した希望するボータイフィルタ（Ｘ線吸収部分）の形状および特性を実現するための第２実施の形態のボータイフィルタの構成図であり、図８（Ａ）は断面図であり、図８（Ｂ）は側面図である。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は、図８（Ａ）、（Ｂ）に図解したボータイフィルタの組み合わせ状態を図解した図である。
【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第４実施の形態のボータイフィルタのＸ線強度分布調整方法を図解する図である。
【図１１】図１１は、図１０（Ａ）、（Ｂ）を図解した述べた本発明の第４実施の形態のボータイフィルタのＸ線強度分布調整方法の具体例としての構成を図解する図である。
【符号の説明】
２・・走査ガントリ
２０・・Ｘ線管
２１・・ボータイフィルタ、２２・・コリメータ
２４・・Ｘ線検出器、２６・・データ収集部、
２８・・Ｘ線コントローラ、２９・・ボア
３０・・コリメータコントローラ、３４・・回転部
３６・・回転コントローラ
４０・・ボータイフィルタ制御部
５０・・被検体
４・・撮影テーブル
６・・操作コンソール
６０・・データ処理装置、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
１００・・ボータイフィルタ
２００・・ボータイフィルタ
２１０・・固定部
２１１・・基本部
２１２・・傾斜部、２１３・・傾斜面
２２０・・変形部、２２１・・蛇腹
２３０・・可動部
２３１・・平坦面、２３２・・湾曲面
２４０・・可動軸、２５０・・管
２６０・・流体収容部
２７０・・可動手段
２８０・・低Ｘ線吸収特性を持つ流体
２９０・・可動部の固定部材
３００・・ボータイフィルタ
３１０・・基本ボータイフィルタ３１０
３１１・・湾曲内壁、３１２・・平坦面
３２０・・底部ガイド部材
３３０・・第１の挿脱可能なボータイフィルタ
３３１・・湾曲外壁、３３２・・湾曲内壁
３４０・・第２の挿脱可能なボータイフィルタ
３４１・・湾曲外壁、３４２・・湾曲内壁
３５０・・内部ガイド部材
３５１・・湾曲外壁３５１
４００・・移動手段
４０１・・ガイド部材、４０２・・ナット
４０３・・回転ネジ、４０４・・モータ
【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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