(57)【要約】【課題】Ｘ線管球の焦点位置のずれの補正精度を向上可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供すること。【解決手段】Ｘ線管１３１は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器１５３は、Ｘ線管により発生されたＸ線を検出する。Ｘ線限定器１９は、Ｘ線管１３１により発生されたＸ線を限定的に通過させる少なくとも２つのピンホールを有する。補正用検出器１７１は、少なくとも２つのピンホールにより限定的に通過されたＸ線を検出する。架台１０は、Ｘ線管１３１とＸ線検出器１５３および補正用検出器１７１とを対向させてかつ回転可能に支持する。計算機能５１３におけるデータ処理回路５１は、補正用検出器１７１によって検出されたＸ線に基づいてＸ線管１３１の管球焦点の位置をビュー毎に計算する。【選択図】図１
2017086816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管により発生されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管により発生されたＸ線を限定的に通過させる少なくとも２つのピンホールを有するＸ線限定器と、
前記少なくとも２つのピンホールにより限定的に通過されたＸ線を検出する補正用検出器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器および前記補正用検出器とを対向させてかつ回転可能に支持する架台と、
前記補正用検出器によって検出されたＸ線に基づいて前記Ｘ線管の管球焦点の位置をビュー毎に計算する計算部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器および前記補正用検出器の回転における各ビューにおいて前記Ｘ線検出器により検出されたＸ線に基づくサイノグラムを生成し、前記計算された管球焦点の位置に応じて補正されたサイノグラムを発生する補正部と、
前記補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行する再構成部と、をさらに備える、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記管球焦点位置のずれに起因するアイソセンター位置のずれに基づいて前記再構成処理を実行する、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記補正用検出器は前記Ｘ線検出器と別体であり、前記Ｘ線検出器の近傍に配置される、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記Ｘ線検出器と前記補正用検出器とは一体である、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記補正用検出器を散乱線から遮蔽するための遮蔽板をさらに備える、請求項４または５に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記Ｘ線検出器は、フォトンカウンティング検出器を有する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記補正用検出器は、フォトンカウンティング検出器を有する、請求項１記載のＸ線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】
本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療技術において、被検体の断層撮影を実現する装置のひとつにＸ線コンピュータ断層（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ＿Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）撮影装置がある。Ｘ線ＣＴ撮影装置には、架台に支持されたＸ線管が回転することにより、Ｘ線管球の焦点（以下、管球焦点と呼ぶ）がずれるという問題がある。具体的には管球焦点は、ターゲットおよび／または電子銃がぶれることによりＸ線管における元の位置からずれる。ターゲットおよび電子銃のぶれは例えば、架台の振動、重力、管球の熱、およびＸ線管の回転による遠心力等を原因として発生する。管球焦点がＸ線管における元の位置からずれることにより、Ｘ線の照射角度が変化してしまう。
【０００３】
図１１は、従来例におけるＸ線管の内部構造を示す図である。Ｘ線管は、ターゲットＴＧ（陽極）と電子銃ＥＬ（陰極）とを有する。ターゲットＴＧは円錐台の形状を有している。ターゲットＴＧは図に示すように、軸ＡＸによってＲ１方向に回転可能に支持されている。電子銃ＥＬは、ターゲットＴＧの傾斜面に対して所定の角度で電子ビームを照射することにより、ターゲットＴＧは紙面下方向にＸ線を発生する。ターゲットＴＧの側面における電子銃ＥＬから発生された電子ビームが当たるＸ線管球の焦点（以下、管球焦点と呼ぶ）をＦＣとする。図１２は、従来例における管球焦点が図１１からずれたときのＸ線管の内部構造を示す図である。例えば図１２のように、架台の回転などによりターゲットＴＧの角度が水平角からθ変化することで、管球焦点ＦＣもずれる。ずれた管球焦点をＦＣ’とする。管球焦点がＦＣからＦＣ’にずれることで、図示したようにＸ線の照射角度が変化する。Ｘ線の照射角度が変化すると、Ｘ線検出器が検出するＸ線に基づいて生成される投影データは、管球焦点がＦＣの場合とＦＣ’の場合とでチャネル間に渡るデータずれが生じる。
【０００４】
そこで、投影データに再構成処理を実行する再構成回路は、ＣＴ撮影開始前のアライメントにおいて算出された管球焦点位置を使用して補正処理を行った複数の投影データに対して再構成処理を実行する。
【０００５】
しかしながら、アライメントを行っても管球焦点のずれが大きい場合には投影データに大きなずれが生じているため、再構成処理により生成されたボリュームデータにはアーチファクトが多く混入してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
目的は、Ｘ線管球の焦点位置のずれの補正精度を向上可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管により発生されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管により発生されたＸ線を限定的に通過させる少なくとも２つのピンホールを有するＸ線限定器と、前記少なくとも２つのピンホールにより限定的に通過されたＸ線を検出する補正用検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器および前記補正用検出器とを対向させてかつ回転可能に支持する架台と、前記補正用検出器によって検出されたＸ線に基づいて前記Ｘ線管の管球焦点の位置をビュー毎に計算する計算部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る管球焦点位置の計算に用いられる構成について説明するための図である。
【図３】図３は、補正用検出器が、Ｘ線管から発生されＸ線限定器に設けられた２つのピンホールを通過したＸ線を検出する様子を図示したものである。
【図４】図４は、Ｘ線限定器における２つのピンホールの位置関係を定義するものである。
【図５】図５は、図４に合わせて描画された補正用検出器の検出面における中心点および座標軸を定義するものである。
【図６】図６は、２つのピンホールを通り補正用検出器に検出されたＸ線受光強度の２つのピーク位置および各座標系を説明するための図である。
【図７】図７は、図１のデータ処理回路により生成されたサイノグラムを示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置の動作例を示す図である。
【図９】図９は、変形例１に係るＸ線検出器と補正用検出器との間に遮蔽板を設けた構成を示すための図である。
【図１０】図１０は、変形例２に係る管球焦点位置の計算における構成要件の構造について説明するための図である。
【図１１】図１１は、従来例におけるＸ線管の内部構造を示す図である。
【図１２】図１２は、従来例における管球焦点が図１１からずれたときのＸ線管の内部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線ＣＴ撮影装置を説明する。Ｘ線ＣＴ撮影装置は、フォトンカウンティング（Ｐｈｏｔｏｎ＿Ｃｏｕｎｔｉｎｇ）検出器で電荷を検出し、検出された電荷数を計数し、計数された電荷数に基づいて生データを発生するフォトンカウンティング型Ｘ線ＣＴ撮影装置を実装しても良い。また、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１は、架台１０とコンソール５０とを備えている。
【００１２】
回転駆動部２３は、架台制御回路２５からの制御信号に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。高電圧発生器１３３は、架台制御回路２５からの制御信号に従う高電圧をＸ線管１３１に印加し、架台制御回路２５からの制御信号に従うフィラメント電流をＸ線管１３１に供給する。
【００１３】
Ｘ線発生部１３は、架台制御回路２５からの制御信号に従ってＸ線を発生する。具体的にはＸ線発生部１３は、Ｘ線管１３１と高電圧発生器１３３とを有する。Ｘ線管１３１は、高電圧発生器１３３からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。
【００１４】
架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｙ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には、回転軸Ｙを挟んで対向するようにＸ線管１３１とＸ線検出器１５３および補正用検出器１７１とが取り付けられている。回転フレーム１１は、回転駆動部２３からの動力を受けて回転軸Ｙ回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム１１の開口部（ｂｏｒｅ）には、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ＿ｏｆ＿ｖｉｅｗ）が設定される。
【００１５】
回転フレーム１１の開口部内には天板２１が挿入される。天板２１には被検体Ｓが載置される。天板２１に載置された被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板２１が位置決めされる。
【００１６】
Ｘ線検出部１５は、コリメータ１５１とＸ線検出器１５３とデータ収集回路（Ｄａｔａ＿Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ＿Ｓｙｓｔｅｍ：ＤＡＳ）１５５とを有する。コリメータ１５１は、Ｘ線管１３１から発生されたＸ線が被検体Ｓにより散乱された散乱線のＸ線検出器１５３への入射を低減する。Ｘ線検出器１５３は、から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１５３は、２次元状に配列された複数の素子（チャネル）を有する。各チャネルは、Ｘ線管１３１から発生されたＸ線を検出し、検出されたＸ線を電気信号に変換する。Ｘ線検出器１５３は、変換された電気信号を後述するＤＡＳ１５５に出力する。ＤＡＳ１５５は、Ｘ線検出器１５３の各チャネルから出力される透過Ｘ線の強度に応じた信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、生データと呼ばれている。
【００１７】
補正用検出部１７は、補正用検出器１７１と補正用ＤＡＳ１７３とを有する。補正用検出器１７１はＸ線検出器１５３と別体であり、Ｘ線検出器１５３の近傍に配置される。補正用検出器１７１は、剛体のフレーム等によりＸ線検出器１５３の近傍に配置される。これは、振動による移動量をＸ線検出器１５３と補正用検出器１７１とで略等しくにするためである。補正用検出器１７１は、２次元状に配列された複数の素子（チャネル）を有する。各チャネルは、Ｘ線管１３１から発生され後述する少なくとも２つのピンホールを通過したＸ線を検出し、検出されたＸ線を電気信号に変換する。補正用検出器１７１は、変換された電気信号を補正用ＤＡＳ１７３に出力する。なお補正用検出器１７１の検出面にはコリメータは設けられていない。これは、焦点位置移動により斜めに入射するＸ線をコリメータが遮蔽することにより、管球焦点位置を検出できなくなることを防止するためである。補正用ＤＡＳ１７３は、補正用検出器１７１の各チャネルから出力される透過Ｘ線の強度に応じた信号をデジタル信号に変換する。
【００１８】
Ｘ線限定器１９は、Ｘ線検出器１５３を用いた撮影領域に入らず、かつ補正用検出器１７１の撮影領域に入るよう、例えばＸ線管１３１の管球下のｗｅｄｇｅに設けられる。Ｘ線限定器１９は、Ｘ線減弱物質により形成され、Ｘ線管１３１により発生されたＸ線を限定的に通過させる２つのピンホールを有する。２つのピンホールを通過したＸ線は、補正用検出器１７１に検出される。詳細は後述するが、ピンホールが２つあるいはそれ以上あることにより、Ｘ線管１３１の管球焦点の空間的な位置ずれを検出することができる。なお、ピンホールの数が２つの場合よりもさらにピンホールの数が多い方が、管球焦点位置のずれの計算精度が上がると想定される。
【００１９】
天板２１は、被検体Ｓを載置する。天板２１は例えば、カーボン等により形成される。天板２１は、Ｘ線を吸収する素材を含まない素材が好ましい。
【００２０】
架台制御回路２５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）等の演算装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ＿Ａｃｃｅｓｓ＿Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置（メモリ）とを有する。架台制御回路２５は、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。例えば、架台制御回路２５は、被検体Ｓを対象としたＸ線ＣＴを用いた撮影（以下、ＣＴ撮影と呼ぶ）を実行するために、Ｘ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、及び回転駆動部２３を制御する。回転駆動部２３は、架台制御回路２５による制御に従い、一定の角速度で回転する。ＣＴ撮影の場合、架台制御回路２５は高電圧発生器１３３を制御し、Ｘ線管１３１にＸ線を発生させる。
【００２１】
コンソール５０は、データ処理回路５１、再構成回路５３、架台Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）回路５５、ディスプレイ５７、入力Ｉ／Ｆ回路５９、記憶回路６１、およびシステム制御回路６３を有する。
【００２２】
データ処理回路５１はハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ＿Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有し、当該メモリに記憶された専用プログラムを起動させることで、前処理機能５１１と計算機能５１３と補正機能５１５とを実現する。前処理機能５１１においてデータ処理回路５１は、ＤＡＳ１５５から出力される生データを前処理し、投影データに変換する。前処理機能５１１においてデータ処理回路５１は、変換された複数の投影データに基づいて、サイノグラムを生成する。計算機能５１３においてデータ処理回路５１は、補正用検出器１７１の出力に基づいて、管球焦点位置を、補正用検出部１７からの信号に基づいてビュー毎に計算する。補正機能５１５においてデータ処理回路５１は、計算機能５１３により計算された管球焦点位置に基づいて、サイノグラムを補正する。当該焦点位置の計算方法、およびサイノグラムの補正方法の詳細は後述する。
【００２３】
再構成回路５３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。再構成回路５３は、Ｘ線検出器１５３で収集された生データに基づいて、ボリュームデータを発生する。具体的には再構成回路５３は、補正機能５１５により補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行することによりボリュームデータを発生する。
【００２４】
架台Ｉ／Ｆ回路５５は、コンソール５０と架台１０との間の通信のためのインタフェースである。例えば、架台Ｉ／Ｆ回路５５は、システム制御回路６３から撮像開始信号や撮像停止信号等を供給する。
【００２５】
ディスプレイ５７は、各種画像を表示機器に表示する。ディスプレイ５７は、画像と位置整合してマークや線表等を表示する。表示機器としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
【００２６】
入力Ｉ／Ｆ回路５９は、入力機器を介してユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。
【００２７】
記憶回路６１は、種々の情報を記憶する記憶装置である。記憶回路６１は、投影データ、生データ等のデータを記憶する。記憶回路６１は、Ｘ線画像や断層画像等の各種画像を記憶する。記憶回路６１は、本実施形態に係る画像処理プログラム等を記憶する。
【００２８】
システム制御回路６３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。システム制御回路６３は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。システム制御回路６３は、本実施形態に係る撮像プログラムを記憶回路６１から読み出し、当該撮像プログラムに従って各種構成要素を制御する。これにより、本実施形態に係る断面画像等の画像発生のためのＣＴ撮影および画像処理が行われる。
【００２９】
以下、本実施形態に係るいくつかの構造および手法について詳細に説明する。
【００３０】
第１に、焦点位置の計算に用いられる構成について説明する。図２は、本実施形態に係る管球焦点位置の計算に用いられる構成について説明するための図である。図２においてＸ軸方向をチャネル方向、Ｙ軸方向をスライス方向、Ｚ軸方向をＸ軸およびＹ軸に直交する方向と定義している。図２以外の図においても軸の定義は同様である。以下の説明を具体的にするため、図２において、Ｘ線検出器１５３におけるＹ軸方向の素子列数と補正用検出器１７１におけるＹ軸方向の素子列数は等しいとして説明する。しかしながらこれは、Ｘ線検出器１５３における素子列と補正用検出器１７１における素子列数が等しい場合に限定する趣旨ではない。例えば、補正用検出器１７１における素子列数はＸ線検出器１５３における素子列数よりも小さくても良い。また上述のとおり、素子列数の等しいＸ線検出器１５３と補正用検出器１７１とがフレーム等により並列して設置されている。また以下の説明では、別体のＸ線検出器１５３と補正用検出器１７１とはフレーム等を介して接触しているものとして説明する。
【００３１】
Ｘ線検出器１５３は、Ｘ線管１３１から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。一方、補正用検出器１７１は、Ｘ線管１３１から発生されピンホールを通過したＸ線を検出する。
【００３２】
第２に、焦点位置の計算方法について説明する。
【００３３】
図３乃至図６は、本実施形態に係る焦点位置計算の方法を説明するための図である。図３は、補正用検出器１７１が、Ｘ線管１３１から発生されＸ線限定器１９に設けられた２つのピンホールを通過したＸ線を検出する様子を図示したものである。図３における、Ｘ線限定器１９と補正用検出器１７１の検出面との直線距離をａとする。Ｘ線管１３１の管球焦点の補正用検出器１７１の検出面に対する垂線の長さをｂとする。
【００３４】
図４は、Ｘ線限定器１９における２つのピンホールの位置関係を定義するものである。Ｘ線限定器１９において、Ｘ軸は紙面左右方向、Ｙ軸は紙面上下方向である。Ｘ線限定器１９の中心点を座標（０，０）、２つのピンホールはそれぞれ（−ｓ／２，０）、（ｓ／２，０）である。すなわち２つのピンホールは、間隔ｓを隔てて設けられている。
【００３５】
図５は、図４に合わせて描画された補正用検出器１７１の検出面における中心点および座標軸を示したものである。すなわち図５は、図４と同様に中心点を座標（０，０）としている。
【００３６】
図６は、２つのピンホールを通り補正用検出器１７１に検出されたＸ線検出強度の２つのピーク位置および各座標系を説明するための図である。補正用検出器１７１の検出面において、２つのピンホールを通り補正用検出器１７１に検出されたＸ線検出強度の２つのピーク位置は、座標（ｘ，ｙ）および（ｘ’，ｙ’）であると計算されたものとする。２つのピーク位置の計算には、重心法等が用いられる。ここにおいて、（ｓ／２，０）と（ｘ，ｙ）とを通る直線と、（-ｓ／２，０）と（ｘ’，ｙ’）とを通る直線との交点が管球焦点位置となる。
【００３７】
また図６から、Ｘ線限定器１９を含む三角形ＯＡＢとＸ線検出器１５３を含む三角形ＯＣＤとの間で、三角形の相似が成り立つ。Ｘ線限定器１９を含む三角形ＯＡＢと補正用検出器１７１を含む三角形ＯＣＤとの相似から、以下の式が成り立つ。
【００３８】
ｂ＝（ｘ−ｘ’）＊ａ／（ｘ−ｘ’−ｓ）
上記式により、計算機能５１３においてデータ処理回路５１は、２つのピンホールの間隔ｓと補正用検出器１７１の検出面における２つのピーク位置ｘおよびｘ’、およびピンホールと補正用検出器１７１との直交距離ａとに基づいて、管球焦点位置と補正用検出器１７１との直交距離ｂを計算する。管球焦点位置と補正用検出器１７１との直交距離ｂはすなわち、補正用検出器１７１を基準とした管球焦点の高さである。
【００３９】
架台停止時における管球焦点位置と回転中の各ビューでの管球焦点位置との差分が、架台振動による各ビューにおける管球焦点位置のずれ量となる。かくして空間座標系の管球焦点位置のずれが計算できる。
【００４０】
なお管球焦点位置の空間的なずれ量は、図６の方法だけでも計算できるが、２直線の空間的交点を求めようとする際に捻れの位置になる場合があることを配慮されたい。
【００４１】
第３に、サイノグラムの補正について説明する。図７は、図１のデータ処理回路５１により生成されたサイノグラムを示す図である。前処理機能５１１においてデータ処理回路５１は、複数のビューの投影データに基づいてサイノグラムを生成する。図７において、横軸はチャネル番号、縦軸はビューと定義する。図７に示すように、ビューは上からビュー１の投影データＶｗ１、ビュー２の投影データＶｗ２と、ビューをインクリメントさせながら各ビューの投影データを順に並べたものである。本実施形態におけるＸ線ＣＴ撮影装置はヘリカルスキャンを行うものとしているので、ビュー１の投影データＶｗ１のうちチャネル番号ＡのデータＤｔＡは、ビューのインクリメントに伴い図７の軌跡Ａのように波形を描く。ビュー１の投影データＶｗ１のうちチャネル番号ＢのデータＤｔＢは、ビューのインクリメントに伴い図７の軌跡Ｂのように波形を描く。
【００４２】
補正機能５１５においてデータ処理回路５１は、計算機能５１３により計算された管球焦点位置に基づいて、サイノグラムを補正する。具体的にはデータ処理回路５１は、計算機能５１３により計算された管球焦点位置（空間的位置）のずれ量に基づいて、各ビューの投影データを補正する。例えばデータ処理回路５１は、計算された管球焦点位置をパラメータとして、サイノグラムの各ビューにおける投影データの補正を行う。具体的には焦点位置の座標を用いて、ビュー毎に計算された焦点位置のずれの長さ（例えばｍｍ）からチャネル（ｃｈ）に変換し、投影データの空間的位置をチャネル位置に対応させて補正する。
【００４３】
あるビューにおける管球焦点位置が基準管球焦点位置から（−１ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ）ずれていると計算された場合、データ処理回路５１は、当該管球焦点位置のずれに関する値をパラメータとして、当該ビューの投影データの空間的ずれ量を補正する。具体的には、あるビューにおける管球焦点位置が基準管球焦点位置から（２ｍｍ，−１ｍｍ，０ｍｍ）ずれていると計算された場合、データ処理回路５１は、当該管球焦点位置に関する値をパラメータとして、当該ビューの投影データの空間的ずれ量を補正する。データ処理回路５１は、補正された投影データをビュー毎に積み重ねることにより、補正されたサイノグラムを生成する。
【００４４】
次に本実施形態に係る、Ｘ線ＣＴ撮影装置１の動作例を説明する。図８は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の動作例を示す図である。
【００４５】
まず医師は、入力Ｉ／Ｆ回路５９を介して患者情報および撮影条件の入力、および再構成パラメータの設定を行う（ステップＳ１）。
【００４６】
ステップＳ１が行われ撮像開始の指示が入力されると、システム制御回路６３は、架台制御回路２５に、ＣＴ撮影を行わせる（ステップＳ２）。ステップＳ２においてＸ線ＣＴ撮影には、ヘリカルスキャンが用いられるものとする。また、ステップＳ２のＸ線ＣＴ撮影において、Ｘ線検出器１５３によるＸ線の検出と補正用検出器１７１によるＸ線の検出とがビュー毎に行われる。前処理機能５１１においてデータ処理回路５１は、ＤＡＳから出力された生データを前処理し、投影データに変換する。データ処理回路５１は、変換された複数の投影データに基づいて、サイノグラムを生成する。
【００４７】
ステップＳ２が行われると、システム制御回路６３は、データ処理回路５１に、管球焦点位置を計算させる（ステップＳ３）。ステップＳ３における計算機能５１３において、データ処理回路５１は、上述したように管球焦点位置の計算を行う。
【００４８】
ステップＳ３が行われると、システム制御回路６３は、データ処理回路５１に、ステップＳ２において生成されたサイノグラムを補正させる（ステップＳ４）。ステップＳ４における補正機能５１５において、データ処理回路５１は、上述したようにサイノグラムの補正を行う。
【００４９】
ステップＳ４が行われると、システム制御回路６３は、再構成回路５３に、データ処理回路５１により補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行させることによりボリュームデータを発生させる（ステップＳ５）。ステップＳ５において、再構成回路５３は、データ処理回路５１により補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行することによりボリュームデータを発生する。なお、再構成処理パラメータのひとつに、アイソセンター値に関するパラメータがある。アイソセンター値に関するパラメータとは例えば、アイソセンターのずれに関する空間座標系パラメータ、あるいは管球焦点の基準値からのずれに関する空間座標系パラメータである。以下説明を簡単にするため、アイソセンター値に関するパラメータとして、管球焦点の基準値からのずれに関する空間座標系パラメータが用いられているとする。本実施形態において、管球焦点の空間的ずれ量によってアイソセンター位置がずれている場合、管球焦点位置の空間的ずれ量をアイソセンター値に関するパラメータとして入力することで、さらに管球焦点位置の空間的ずれ量を考慮した補正が可能となる。
【００５０】
上記の構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、Ｘ線限定器と補正用検出器とを用いて、ビュー毎に管球焦点位置を計算することができる。計算された管球焦点位置に基づいて、Ｘ線検出器およびデータ処理部により生成されたサイノグラムを補正することができる。補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行することにより、管球焦点のずれによるアーチファクトが低減されたボリュームデータを発生することができる。再構成処理の際に管球焦点位置のずれに関する値をアイソセンター値に関するパラメータとして入力することで、管球焦点位置の空間的ずれ量を考慮して補正した再構成データを生成できる。したがって、Ｘ線管球の焦点位置のずれの補正精度を向上可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置が実現される。
【００５１】
（変形例１）
Ｘ線の中には被検体により散乱された散乱線が含まれる。補正用検出器１７１は、上記実施形態で述べたようにコリメータを有しない。したがって、補正用検出器１７１は、Ｘ線検出器１５３に検出されるはずだったＸ線すなわち散乱線を検出してしまうことがある。
【００５２】
そこで変形例１では、Ｘ線検出器１５３と補正用検出器１７１との間に遮蔽板を設ける。図９は、変形例１に係るＸ線検出器１５３と補正用検出器１７１との間に遮蔽板３１を設けた構成を示すための図である。遮蔽板３１は、鉛等の金属により形成される。遮蔽板３１により、補正用検出器１７１に入り込む散乱線を遮蔽できる。すなわち遮蔽板３１により、補正用検出器１７１に入り込む散乱線を低減できる。なお遮蔽板３１の長さは、少なくともＸ線検出器１５３のスライス方向の長さ以上でなくてはならない。また遮蔽板３１の高さは、散乱線を低減できるかつＸ線検出器１５３の回転の邪魔にならない高さに設けられる。遮蔽板３１の厚さは、所望する散乱線の低減能力を有する程度の厚さに設計される。
【００５３】
上記の構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、Ｘ線検出器と補正用検出器との間に遮蔽板を設けることにより、補正用検出器に入り込む散乱線を低減できる。補正用検出器に入り込む散乱線が低減されることにより、ピンホール経由のＸ線の管球焦点のずれによるアーチファクトが低減され、さらに散乱線によるアーチファクトが低減されたボリュームデータを発生することができる。したがって、Ｘ線管球の焦点位置のずれの補正精度を向上可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置が実現される。
【００５４】
（変形例２）
上記実施形態においては、Ｘ線検出器１５３と補正用検出器１７１とを別体とし、補正用検出器１７１を用いて補正用のための管球焦点位置を取得した。変形例２におけるＸ線ＣＴ撮影装置は、補正用検出器１７１を別途設けず、複数の素子列の一部を補正用素子として割り当てる。すなわち変形例２に係るＸ線検出器１５３’は、ボリュームデータ発生のためのＸ線検出と補正用の管球焦点位置計算のためのＸ線検出とを、一体のＸ線検出器１５３’で分けて行う。
【００５５】
図１０は、変形例２に係る管球焦点位置の計算における構成要件の構造について説明するための図である。変形例２に係るＸ線検出器１５３’は、ボリュームデータ発生のためのＸ線検出範囲と補正用の管球焦点位置計算のためのＸ線検出範囲とに分けられる。図１０において、管球焦点位置計算のためのＸ線検出範囲におけるＸ線検出器１５３’は、Ｘ線管１３１から発生されピンホールを通過したＸ線を検出する。検出されたＸ線に基づいて、上記実施形態と同様に管球焦点位置が計算される。ボリュームデータ発生のためのＸ線検出範囲におけるＸ線検出器１５３’は、Ｘ線管１３１から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。
【００５６】
ＤＡＳ１５５は、Ｘ線検出器１５３’のうちボリュームデータ発生のためのＸ線検出範囲の各チャネルから出力される透過Ｘ線の強度に応じた信号をデジタル信号に変換する。前処理機能５１１においてデータ処理回路５１は、ＤＡＳ１５５から出力される生データを前処理し、投影データに変換する。前処理機能５１１においてデータ処理回路５１は、変換された複数の投影データに基づいて、サイノグラムを生成する。計算機能５１３においてデータ処理回路５１は、補正用の管球焦点位置計算のためのＸ線検出範囲の各チャネルから出力される透過Ｘ線の強度に応じた信号に基づいて、Ｘ線管１３１の管球焦点位置を計算する。補正機能５１５においてデータ処理回路５１は、計算機能５１３により計算された管球焦点位置に基づいて、サイノグラムを補正する。再構成回路５３は、補正されたサイノグラムに基づいて、ボリュームデータを発生する。
【００５７】
上記の構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、補正用検出器１７１を別途設けず、Ｘ線検出器の複数の素子列の一部を補正用素子として割り当てる。すなわち、Ｘ線検出器を利用して、管球焦点位置の計算ができる。計算された管球焦点位置に基づいて、サイノグラムを補正できる。補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行することにより、管球焦点のずれによるアーチファクトが低減されたボリュームデータを発生することができる。したがって、Ｘ線管球の焦点位置のずれの補正精度を向上可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置が実現される。
【００５８】
（総括）
上記の説明の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管１３１、Ｘ線検出器１５３、Ｘ線限定器１９、補正用検出器１７１、計算機能５１３および架台１０を有する。Ｘ線管１３１は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器１５３は、Ｘ線管１３１により発生されたＸ線を検出する。Ｘ線限定器１９は、Ｘ線管１３１により発生されたＸ線を限定的に透過させる少なくとも２つのピンホールを有する。補正用検出器１７１は、少なくとも２つのピンホールにより限定的に透過されたＸ線を検出する。計算機能５１３においてデータ処理回路５１は、検出されたＸ線に基づいてＸ線管１３１の管球焦点の位置を計算する。架台１０は、Ｘ線管１３１とＸ線検出器１５３および補正用検出器１７１とを対向させてかつ回転可能に支持する。
【００５９】
上記の構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、管球焦点位置を計算することができる。計算された管球焦点位置に基づいて、Ｘ線検出器およびデータ処理部により生成されたサイノグラムを補正することができる。補正されたサイノグラムを用いて再構成処理を実行することにより、管球焦点のずれによるアーチファクトが低減されたボリュームデータを発生することができる。したがって、Ｘ線管球の焦点位置のずれの補正精度を向上可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置が実現される。
【００６０】
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、専用又は汎用のprocessor, circuit (circuitry), processing circuit (circuitry), operation circuit (circuitry), arithmetic circuit(circuitry)或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit : ASIC）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラム論理デバイス(Simple Programmable Logic Device : SPLD)）、復号プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device : CPLD)）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array : FPGA)）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理部）は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素（複数の処理部）を、単一のプロセッサによって実現するようにしてもよい。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線発生部、１５…Ｘ線検出部、１７…補正用検出部、１９…Ｘ線限定器、２１…天板、２３…回転駆動部、２５…架台制御回路、３１…遮蔽板、５０…コンソール、５１…データ処理回路、５３…再構成回路、５５…架台Ｉ／Ｆ回路、５７…ディスプレイ、５９…入力Ｉ／Ｆ回路、６１…記憶回路、６３…システム制御回路
【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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