(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ビームを放射したときにマルチＸ線検出器の各検出器列に配列された多数のチャネルのうちの各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの数よりも多い数のチャネルにおける複数ビューの出力に基づき求められた各検出器列毎の総合的な出力値が同等または所定比となるように前記マルチＸ線検出器の取付位置を調整してから、前記各検出器列の参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測してそれらに基づく基準値を記憶しておき、撮影時のスライス厚での前記各検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御することを特徴とするコリメータ制御方法。
【請求項２】
Ｘ線ビームを放射したときにツインＸ線検出器の第１検出器列および第２検出器列に配列された多数のチャネルのうちの各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの数よりも多い数のチャネルにおける複数ビューの出力に基づき求められた各検出器列毎の総合的な出力値が同等または所定比となるように前記ツインＸ線検出器の取付位置を調整してから、前記第１検出器列および第２検出器列の参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測してそれらに基づく基準値を記憶しておき、撮影時のスライス厚での前記第１検出器列および第２検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御することを特徴とするコリメータ制御方法。
【請求項３】
複数の検出器列を持つマルチＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
Ｘ線ビームを放射したときにマルチＸ線検出器の各検出器列に配列された多数のチャネルのうちの各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの数よりも多い数のチャネルにおける複数ビューの出力に基づき求められた各検出器列毎の総合的な出力値が同等または所定比となるように取付位置が調整されたマルチＸ線検出器における前記各検出器列の参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測する参照チャネル出力値計測手段と、
前記参照チャネルの出力値に基づく基準値を記憶する基準値記憶手段と、撮影時のスライス厚での各検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御するコリメータ制御手段と
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
２列の検出器列を持つツインＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
Ｘ線ビームを放射したときにツインＸ線検出器の第１検出器列および第２検出器列に配列された多数のチャネルのうちの各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの数よりも多い数のチャネルにおける複数ビューの出力に基づき求められた各検出器列毎の総合的な出力値が同等または所定比となるように取付位置が調整されたツインＸ線検出器における前記各検出器列の参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測する参照チャネル出力値計測手段と、
前記参照チャネルの出力値に基づく基準値を記憶する基準値記憶手段と、撮影時のスライス厚での前記第１検出器列および第２検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御するコリメータ制御手段と
を具備したことを特徴とする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、コリメータ制御方法およびＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、さらに詳しくは、マルチＸ線検出器の各検出器列に入射するＸ線ビームの幅が同等または所定比となるようにコリメータ（collimator）を制御可能なコリメータ制御方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２列の検出器列を持つツインＸ線検出器を備えた従来のＸ線ＣＴ装置では、第１検出器列の一端近傍に位置する数個の参照チャネルの合計出力値ＱAと，第２検出器列の一端近傍に位置する数個の参照チャネルの合計出力値ＱBとが一致するようにコリメータ制御したことをもって、第１検出器列と第２検出器列とに同等幅のＸ線ビームが入射するように調整されたと見なしていた。例えば、図９に示すように、多数のチャネル２７Ａｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を有する第１検出器列２７Ａの一端側３チャネルを第１検出器列参照チャネル２７ＡＬとし、多数のチャネル２７Ｂｉを有する第２検出器列２７Ｂの一端側３チャネルを第２検出器列参照チャネル２７ＢＬとし、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬの合計出力値をＱAで表し、前記第２検出器列参照チャネル２７ＢＬの合計出力値ＱBを表すとき、ＱA／（ＱA＋ＱB）＝０.５となるようにコリメータ制御を行うことで、第１検出器列２７Ａに入射するＸ線ビームの幅ｄ１’と，第２検出器列２７Ｂに入射するＸ線ビーム幅のｄ２’とが同等になったとみなしていた。斜線領域は、Ｘ線ビームの入射範囲を仮想的に示す。ただし、各チャネル２７Ａｉ，２７Ｂｉの感度分布の違いや，回路素子の特性の差異等の要因により、実際に同等幅となるかは保証し得ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＸ線ＣＴ装置では、コリメータ制御後に、前記Ｘ線ビームの幅ｄ１’と前記Ｘ線ビームの幅ｄ２’とが同等になることが必ずしも保証されない問題点がある。すなわち、従来は、同スライス厚のツインスライス撮影を確実に行うことが難しかった。
そこで、本発明の目的は、マルチＸ線検出器の各検出器列に入射するＸ線ビームの幅が同等または所定比となるようにコリメータを制御可能なコリメータ制御方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線ビームを放射したときにマルチＸ線検出器の各検出器列に配列された多数のチャネルの総合的な出力値が同等または所定比となるように前記マルチＸ線検出器の取付位置を調整してから、各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測してそれらに基づく基準値を記憶しておき、撮影時のスライス厚での各検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御することを特徴とするコリメータ制御方法を提供する。
上記第１の観点によるコリメータ制御方法では、マルチＸ線検出器の各検出器列に配列された多数のチャネルの総合的な出力値が同等または所定比となるように、該マルチＸ線検出器の取付位置を調整することで、たとえチャネル間に個体差等があった場合でも、各検出器列にＸ線ビームが精度よく同等または所定比の幅で入射する状態にすることが出来る。
したがって、該調整後にスライス厚ごとの参照チャネルの出力値に基づく基準値を記憶しておき、撮影時には所望のスライス厚に対応する基準値が再現されるようにコリメータ制御を行うことで、各検出器列に同等または所定比の幅を有するＸ線ビームを入射させることが出来る。すなわち、スライス厚が正確に同等または所定比となるマルチスライス撮影を行うことが可能となる。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、Ｘ線ビームを放射したときにツインＸ線検出器の第１検出器列および第２検出器列に配列された多数のチャネルの総合的な出力値が同等または所定比となるように前記ツインＸ線検出器の取付位置を調整してから、前記第１検出器列および第２検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測してそれらに基づく基準値を記憶しておき、撮影時のスライス厚での前記第１検出器列および第２検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御することを特徴とするコリメータ制御方法を提供する。
上記第２の観点によるコリメータ制御方法では、ツインＸ線検出器の各検出器列に配列された多数のチャネルの総合的な出力値が同等または所定比となるように、該ツインＸ線検出器の取付位置を調整することで、たとえチャネル間に個体差等があった場合でも、２つの検出器列にＸ線ビームが精度よく同等または所定比の幅で入射する状態にすることが出来る。
したがって、該調整後にスライス厚ごとの参照チャネルの出力値に基づく基準値を記憶しておき、撮影時には所望のスライス厚に対応する基準値が再現されるようにコリメータ制御を行うことで、２つの検出器列に同等または所定比の幅を有するＸ線ビームを入射させることが出来る。すなわち、スライス厚が正確に同等または所定比となるツインスライス撮影を行うことが可能となる。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、複数の検出器列を持つマルチＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置であって、Ｘ線ビームを放射したときにマルチＸ線検出器の各検出器列に配列された多数のチャネルの総合的な出力値が同等または所定比となるように取付位置が調整されたマルチＸ線検出器の各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測する参照チャネル出力値計測手段と、前記参照チャネルの出力値に基づく基準値を記憶する基準値記憶手段と、撮影時のスライス厚での各検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御するコリメータ制御手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第３の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第１の観点によるコリメータ制御方法を好適に実施できる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、２列の検出器列を持つツインＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置であって、Ｘ線ビームを放射したときにツインＸ線検出器の第１検出器列および第２検出器列に配列された多数のチャネルの総合的な出力値が同等または所定比となるように取付位置が調整されたツインＸ線検出器の各検出器列の端部またはその近傍に位置する参照チャネルの出力値をスライス厚ごとに計測する参照チャネル出力値計測手段と、前記参照チャネルの出力値に基づく基準値を記憶する基準値記憶手段と、撮影時のスライス厚での前記第１検出器列および第２検出器列の参照チャネルの出力値が該スライス厚に対応する前記基準値と同等となるようにコリメータを制御するコリメータ制御手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第２の観点によるコリメータ制御方法を好適に実施できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００のブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影寝台１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１０】
前記操作コンソール１は、操作者の指示入力や情報入力などを受け付ける入力装置２と、スキャン処理や基準値テーブル作成処理（図３）やコリメータ制御処理（図７）などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを前記撮影寝台１０や前記走査ガントリ２０とやり取りする制御インターフェース４と、前記走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、ツインＸ線検出器の各検出器列（図２の２７Ａ，２７Ｂ）に同等幅のＸ線ビームが入射するようにコリメータを制御するための基準値を格納する基準値テーブル３１と、前記データから再構成したＸ線画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータやＸ線画像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００１１】
前記走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、コリメータコントローラ２４と、アイソセンタ（図２のＩＣ）の周りにＸ線管２１などを回転させる回転コントローラ２６と、２列の検出器列を持つツインＸ線検出器２７と、そのツインＸ線検出器２７からデータを収集するデータ収集部２８とを具備している。
【００１２】
図２は、Ｘ線管２１、コリメータ２３およびツインＸ線検出器２７を示す模式図である。
Ｘ線管２１から出射されたＸ線Ｉｏは、コリメータ２３のアパーチャＳを通ることで偏平なＸ線ビームＸｒとなり、ツインＸ線検出器２７の第１検出器列２７Ａおよび第２検出器列２７Ｂに入射する。
前記コリメータ２３のアパーチャＳの開口幅や位置は、前記中央処理装置３の指令に基づいて前記コリメータコントローラ２４が調整する。
境界仮想線Ｐｏは、Ｘ線ビームＸｒのうちで第１検出器列２７Ａに入射する分と第２検出器列２７Ｂに入射する分の境界を示す仮想の線である。
アイソセンタＩＣにおけるＸ線ビームＸｒの幅をＸ線ビーム幅Ｘｏという。また、Ｘ線ビーム幅Ｘｏのうちで第１検出器列２７Ａに入射する分の幅が第１スライス厚ｄ１であり、第２検出器列２７Ｂに入射する分の幅が第２スライス厚ｄ２である。
【００１３】
第１検出器列２７Ａは、第１チャネル２７Ａ１から第Ｎチャネル２７ＡＮまでのＮ個のチャネルからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。前記チャネルのうち、第１チャネル２７Ａ１，第２チャネル２７Ａ２，第３チャネル２７Ａ３は、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬである。
同様に、第２検出器列２７Ｂも、第１チャネル２７Ｂ１から第Ｎチャネル２７ＢＮまでのＮ個のチャネルからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。前記チャネルのうち、第１チャネル２７Ｂ１，第２チャネル２７Ｂ２，第３チャネル２７Ｂ３は、第２検出器列参照チャネル２７ＢＬである。
【００１４】
図３は、図１のＸ線ＣＴ装置１００による基準値テーブル作成処理を示すフロー図である。
ステップＳＴ１では、コリメータ２３を所定のスライス厚に調整する。例えば、最小のスライス厚（第１スライス厚ｄ１と第２スライス厚ｄ２の合計＝２ｍｍ）に調整する。
【００１５】
ステップＳＴ２では、Ｘ線管２１からＸ線Ｉｏを出射すると共に、アイソセンタＩＣの周りにＸ線管２１およびツインＸ線検出器２７を回転させて、図４に示すように、第１検出器列２７Ａおよび第２検出器列２７Ｂの各チャネルおよび各ビュー（view）ごとの出力値Ａij，Ｂijを収集する。ただし、iは、チャネル番号である。jは、ビュー番号である。チャネル数Ｎは、例えば３００である。斜線領域は、Ｘ線ビームの入射範囲を示す。
そして、
0004472848.tif 000002
の条件を満たすように、ツインＸ線検出器２７のｚ方向（一般に被検体の体軸方向）の取り付け位置を微調整する。ただし、viewは、１回転分のビュー数であり、例えば９７２である。totalchは、上記演算に用いるチャネル数であり、例えばＮでもよいが、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，第２検出器列参照チャネル２７ＢＬのチャネル数より大きい範囲で任意（例えば５０）である。また、lower_limitは、下限値であり、例えば０.４９×view×totalchである。upper_limitは、上限値であり、例えば０.５１×view×totalchである。
【００１６】
ステップＳＴ３では、スライス厚ｔごとに、図５に示すように、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬの合計出力値ＱAと，第２検出器列参照チャネル２７ＢＬの合計出力値ＱBを算出し、それらに基づいて基準値αを、
α＝ＱA／ＱB
により算出し、基準値テーブル３１に格納する。図６に、基準値テーブル３１の内容を例示する。
【００１７】
図７は、同スライス厚のツインスライス撮影を行う場合のコリメータ制御処理を示すフロー図である。
ステップＳＵ１では、被検体を撮影寝台１０のクレードル上に載置する。
ステップＳＵ２では、コリメータ２３を、撮影に用いる所望のスライス厚（例えば第１スライス厚ｄ１と第２スライス厚ｄ２の合計＝４ｍｍ）に調整する。
ステップＳＵ３では、Ｘ線管２１からＸ線Ｉｏを出射すると共に、基準値テーブル３１からスライス厚に対応する基準値を読み出し、
（ＱA−α×ＱB）／（ＱA＋α×ＱB）＝０
を目標値としてコリメータ２３を制御する。上記演算式の左辺は正規化表現されているので、（ｄ１’＋ｄ２’）×（ＱA−α×Ｂ）／（ＱA＋α×ＱB）が、コリメータ制御によるＸ線ビームのｚ方向の移動量の目安となる。
【００１８】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、基準値テーブル３１に、第１検出器列２７Ａと第２検出器列２７Ｂとに入射するＸ線ビームの幅を同等にしたときの基準値α＝ＱA／ＱBをスライス厚ごとに格納しておき（図３のステップＳＴ２，ＳＴ３参照）、撮影時には、実質的に、所望のスライス厚に対応する基準値αとなるようにコリメータ制御を行う（図７のステップＳＵ２，ＳＵ３参照）ので、同スライス厚のツインスライス撮影を確実に行うことが可能となる。
【００１９】
なお、上記Ｘ線ＣＴ装置１００の構成を次のように変更してもよい。
（１）基準値テーブル３１に代えて、図８に示すように、スライス厚ごとに、基準値β＝ＱA／（ＱA＋ＱB）を格納した基準値テーブル３１ａを用いてもよい。撮影時には、ＱA／（ＱA＋ＱB）が所望のスライス厚に対応する基準値βと一致するようにコリメータ制御を行えばよいので、ＱA／（ＱA＋ＱB）＝０.５に制御していた従来のコリメータ制御アルゴリズムをわずかに変更するだけで利用可能となる。
（２）第１検出器列２７Ａ，第２検出器列２７Ｂに入射するＸ線ビームの幅の比（すなわち２つのスライス厚の比）は、１：１に限定されず、図３のステップＳＴ２のlower_limit，upper_limitを適宜変更することで、任意に調整可能である。
（３）本発明は、ツインＸ線検出器２７に限らず、マルチＸ線検出器全般に適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のコリメータ制御方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、マルチＸ線検出器の各検出器列に入射するＸ線ビームの幅を同等または所定比にすることが可能なので、スライス厚を同等または所定比にしたマルチスライス撮影を実現できるようになる。特に、ツインＸ線検出器では、２つの検出器列に入射するＸ線ビームの幅を同等にしたい場合が多いので、本発明は有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線管、コリメータおよびツインＸ線検出器を示す模式図である。
【図３】図１のＸ線ＣＴ装置による基準値テーブル作成処理を示すフロー図である。
【図４】図１のＸ線ＣＴ装置のツインＸ線検出器における各検出器列およびＸ線ビームの幅を示す模式図である。
【図５】図１のＸ線ＣＴ装置のツインＸ線検出器における各検出器列およびＸ線ビームの幅を示す別の模式図である。
【図６】図１のＸ線ＣＴ装置の基準値テーブルを示す説明図である。
【図７】図１のＸ線ＣＴ装置によるコリメータ制御処理を示すフロー図である。
【図８】図１のＸ線ＣＴ装置の基準値テーブルを示す別の説明図である。
【図９】従来のＸ線ＣＴ装置のツインＸ線検出器における各検出器列およびＸ線ビームの幅を示す模式図である。
【符号の説明】
３                中央処理装置
４                制御インターフェース
２０              走査ガントリ
２１              Ｘ線管
２３              コリメータ
２４              コリメータコントローラ
２７              ツインＸ線検出器
２７Ａ            第１検出器列
２７ＡＬ          第１検出器参照チャネル
２７Ｂ            第２検出器列
２７ＢＬ          第２検出器列参照チャネル
３１，３１ａ      基準値テーブル
Ｓ                アパーチャ
【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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