(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＴスキャナ装置におけるＸ線焦点位置の移動をＸ線ファンビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な面における２次元的な移動として検出し、前記Ｘ線ファンビーム位置の前記Ｘ線入射方向に対して垂直な面における前記２次元的な回転移動の角度を求め、その角度から各チャンネル毎にＸ線投影データの補正を行うことを特徴とするＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項２】
前記ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器またはＸ線検出器列の両端部であって、被検体体軸方向と前記Ｘ線入射方向とに対して垂直な方向の両端部に、少なくとも１つずつＸ線ファンビーム位置移動検出器を設けてなることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項３】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列の前記被検体体軸方向における全体の幅と少なくとも同じかそれ以上の幅において前記Ｘ線ファンビーム位置の移動を検出し得るように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項４】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列に隣接して設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項５】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列と一定の間隔を空けて設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項６】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器と同じ構造を有することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項７】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器と異なる構造を有することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項８】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、全体として、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度を有することを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項９】
前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、物理的手段により実現されることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１０】
前記物理的手段が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子の形状を、適切な領域で前記被検体体軸方向に不均一な形状とすることであることを特徴とする請求項９に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１１】
前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面の適切な領域上に、Ｘ線吸収係数の高い部材を設けることにより実現されることを特徴とする請求項９に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１２】
前記Ｘ線検出器の検出器素子がシンチレータであり、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子とフォトダイオードとの間の適切な領域に光学的フィルタを設けることにより実現されることを特徴とする請求項９に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１３】
前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器を適切な領域を避けて設けることにより実現されることを特徴とする請求項９に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１４】
前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面の適切な領域から得られる電気信号をカットするかまたは低減して処理する制御手段を設けることにより実現されることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１５】
前記適切な領域が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面上において常にＸ線ファンビームの本影領域内に存在する領域であることを特徴とする請求項１０〜請求項１４のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１６】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が複数の検出器で１つのチャンネル単位を構成することを特徴とする請求項２〜請求項１５のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１７】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が１つの検出器で複数のチャンネル単位を構成することを特徴とする請求項２〜請求項１５のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１８】
前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の構成するチャンネル単位およびデータ収集システム感度が切換え可能であることを特徴とする請求項２〜請求項１５のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システム。
【請求項１９】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを少なくとも備え、前記Ｘ線検出器により得られる前記被検体の画像情報に基づいて該被検体の撮影画像を得るＣＴスキャナ装置であって、請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したことを特徴とするＣＴスキャナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用画像診断装置等として用いられるＣＴスキャナ（Computed Tomography scanner ）装置に関し、より詳細にはＣＴスキャナ装置におけるＸ線焦点位置の移動をＸ線ファンビーム位置の移動として２次元的に検出するＸ線ファンビーム位置移動検出システム、ならびにそのようなＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
現在、医用ＣＴスキャナ装置としては、Ｘ線源と、被検体の体軸方向およびＸ線入射方向に対して垂直な方向（チャンネル方向）に１列に並ぶ複数のＸ線検出器（以下、Ｘ線検出器を検出器、チャンネル方向に１列に並ぶ複数のＸ線検出器を検出器列と略称することがある）とを架台と共に被検体の回りで回転移動させることにより、Ｘ線ビームが被検体と交差する角度を定常的に変化させながらスキャンしてデータを得る、いわゆる「第３世代」のＣＴスキャナ装置が主流となっている。
【０００３】
そのようなＣＴスキャナ装置において、検出器は、チャンネル方向に１列に並んで複数設けられ、Ｘ線源から放射されるＸ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）のＸ線減衰測定値、即ち投影データを検出している。
【０００４】
しかしながら、Ｘ線源と検出器の双方またはいずれか一方が移動するタイプのＣＴスキャン装置においては、スキャン動作中に、遠心力等の運動によるブレ、熱または重力等の影響を受けてＸ線源と検出器との相対位置が３次元的に変化することによりＸ線の焦点位置が相対的に移動してしまい、Ｘ線入射位置が検出器のＸ線感度が略一定な領域（有効検出面）から外れてＸ線感度が非線形に変化する辺縁領域（エッジ部）にかかる等といった事態が生じることにより、リング状または帯状のアーティファクトやＣＴ値シフトが顕著に生じることがある。
【０００５】
従来、そのようなアーティファクトやＣＴ値シフトの発生を抑止するために、Ｘ線検出器列の片端部にＸ線焦点位置を測定する焦点移動検出器を設け、Ｘ線焦点の移動を計測して補正する方法が知られている。例えば、特開平６−２６９４４３号公報に記載されているように、Ｘ線源（Ｘ線管）の熱的状態によって変化するＸ線焦点位置のスライス方向移動位置を予め検出測定すると共にそれらの位置におけるＸ線検出器の各チャンネルの感度特性を測定し、これらの感度特性を記憶しておき、次いで、撮影時に測定されたＸ線焦点の位置と予め測定記憶した各Ｘ線焦点位置におけるＸ線検出器の各チャンネルの感度特性とから、Ｘ線焦点の変動（移動）によるＸ線検出器の各チャンネルの感度特性の変動を補正する補正データを作成し、この補正データを用いて、撮影時に得られるＸ線検出器の各チャンネルの出力データを演算処理する。
【０００６】
しかし、近年になって、１回の走査で収集する投影データの量を増加させること、および撮影に要するＸ線量や時間を短縮して患者スループットを改善することを目的として、検出器列をスライス方向に複数設けたＣＴスキャナ装置（以下、マルチ検出器列ＣＴスキャナ装置と略称することがある）が提案されているが、そのようなＣＴスキャナ装置においては、所望のスライス幅内に検出器列同士のエッジ部が隣接する領域が必然的に存在することとなってビュー（view）範囲内における前記有効検出面の占有割合が低下したりまたは半影の影響を受け易くなったりし、さらには、可動部、特に検出器列の重量の増加に伴いスキャン時の運動に起因する架台のブレが増大したり、従来の検出器列では問題とならなかったスライス方向の検出器素子および／または検出器の組立て誤差による検出器素子位置のズレに起因して個々の検出器のＸ線感度の相違が生じて上記有効検出面の占有割合が一層低下してしまったり、あるいは被検体の体軸方向のＸ線吸収係数の変化（パーシャル）の影響を受け易くなったりして、上記の如き手法のみではアーティファクトやＣＴ値シフトの発生抑制が困難となっている。
【０００７】
従って、マルチ検出器列ＣＴスキャナ装置においては、従来主流となっている装置よりもアーティファクトが生じ易く、その発生抑止が重要な技術的課題となっており、現在までに幾つかの解決策が提案されている。
【０００８】
例えば、特開平３−１０９０５４号公報は、２つの検出器列を有するＣＴスキャナ装置において、照射源（Ｘ線源）と検出器手段とのＺ方向（スライス方向）における相対的な位置をシフトさせてビーム収束による非共平面に起因するブレを修正することを提案している。
【０００９】
また、特開平９−２８５４６２号公報は、予め各検出器のスライス方向のＸ線感度分布を求めておき、スキャン時のＸ線焦点位置のスライス方向の移動を測定してその移動量を計算し、予め求めておいたＸ線感度分布を基に補正を行うことにより焦点位置の移動によるＸ線プロファイルのスライス方向のズレを較正することを提案している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の如き提案は全てＸ線焦点位置のスライス方向の移動のみを補正しようとするものであるが、実際には、Ｘ線焦点位置は、スライス方向のみに１次元的に移動するものではなく、チャンネル方向にも移動して、２次元的に移動するものである。
【００１１】
従って、上記提案では、Ｘ線焦点位置がチャンネル方向へ移動してズレた場合、特にスライス方向とチャンネル方向に同時にズレが生じてＸ線ビームが検出器列のＸ線検出面上に照射されて形成する投影面がチャンネル方向に対して平行にならずチャンネル方向に対する傾き（回転角度）を持つような場合には、適切に対応して補正および／または較正を行うことができない。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＣＴスキャナ装置に用いて、Ｘ線焦点位置の移動をＸ線ビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な面における２次元的な移動として計測し、従来よりも高精度にＸ線源と検出器の相対的な位置関係の変化を補正してアーティファクトやＣＴ値シフトの発生を抑止し得るＸ線ファンビーム位置移動検出システムの提供を目的とする。
【００１３】
また、そのようなＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置の提供も目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システムは、ＣＴスキャナ装置におけるＸ線焦点位置の移動をＸ線ファンビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な面における２次元的な移動として検出し、前記Ｘ線ファンビーム位置の前記Ｘ線入射方向に対して垂直な面における前記２次元的な回転移動の角度を求め、その角度から各チャンネル毎にＸ線投影データの補正を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、好ましくは、請求項１において、前記ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器またはＸ線検出器列の両端部であって、被検体体軸方向と前記Ｘ線入射方向とに対して垂直な方向の両端部に、少なくとも１つずつＸ線ファンビーム位置移動検出器を設けてなることを特徴とする
【００１７】
また、好ましくは、請求項２において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列の前記被検体体軸方向における全体の幅と少なくとも同じかそれ以上の幅において前記Ｘ線ファンビーム位置の移動を検出し得るように設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、好ましくは、請求項２および請求項３において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列に隣接して設けられていることを特徴とする。
【００１９】
また、好ましくは、請求項２および請求項３において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器または前記Ｘ線検出器列と一定の間隔を空けて設けられていることを特徴とする。
【００２０】
また、好ましくは、請求項２〜５において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器と同じ構造を有することを特徴とする。
【００２１】
また、好ましくは、請求項２〜５において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、前記Ｘ線検出器と異なる構造を有することを特徴とする。
【００２２】
また、好ましくは、請求項２〜７において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が、全体として、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度を有することを特徴とする。
【００２３】
また、好ましくは、請求項８において、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、物理的手段により実現されることを特徴とする。
【００２４】
また、好ましくは、請求項９において、前記物理的手段が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子の形状を、適切な領域で前記被検体体軸方向に不均一な形状とすることであることを特徴とする。
【００２５】
また、好ましくは、請求項９において、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面の適切な領域上に、Ｘ線吸収係数の高い部材を設けることにより実現されることを特徴とする。
【００２６】
また、好ましくは、請求項９において、前記Ｘ線検出器の検出器素子がシンチレータであり、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子とフォトダイオードとの間の適切な領域に光学的フィルタを設けることにより実現されることを特徴とする。
【００２７】
また、好ましくは、請求項９において、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器を適切な領域を避けて設けることにより実現されることを特徴とする。
【００２８】
また、好ましくは、請求項８において、前記被検体体軸方向に不均一なＸ線感度が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面の適切な領域から得られる電気信号をカットするかまたは低減して処理する制御手段を設けることにより実現されることを特徴とする。
【００２９】
また、好ましくは、請求項１０〜１４において、前記適切な領域が、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の検出器素子のＸ線入射面上において常にＸ線ファンビームの本影領域内に存在する領域であることを特徴とする。
【００３０】
また、好ましくは、請求項２〜１５において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が複数の検出器で１つのチャンネル単位を構成することを特徴とする。
【００３１】
また、好ましくは、請求項２〜１５において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器が１つの検出器で複数のチャンネル単位を構成することを特徴とする。
【００３２】
また、好ましくは、請求項２〜１５において、前記Ｘ線ファンビーム位置移動検出器の構成するチャンネル単位およびデータ収集システム感度が切換え可能であることを特徴とする。
【００３３】
さらに、上記課題を解決するために、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを少なくとも備え、前記Ｘ線検出器により得られる前記被検体の画像情報に基づいて該被検体の撮影画像を得るＣＴスキャナ装置であって、請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したことを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の１つの実施の形態について図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００３５】
なお、本発明においては、投影データを収集するための検出器と、Ｘ線ファンビーム位置の移動を計測する検出器が用いられるが、混乱を避けるために、これ以降、前者をメイン検出器または検出器、後者をＸ線ビーム位置移動検出器またはＢＭＤ（Beam Motion Detector）と称することがある。
【００３６】
図１は、本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置の１つの実施の形態におけるＸ線源、被検体、メイン検出器およびＢＭＤの位置関係を模式的に説明する図である。
【００３７】
この図１によれば、架台７上に設けられたＸ線源１内の焦点スポット２から放射され不図示のＸ線コリメータにより整形されたＸ線ファンビーム３が、被検体４を挟んでＸ線源１に対向して同一の架台７上に設けられたメイン検出器の２つの列５ａおよび５ｂおよびその両端部に隣接して設けられたビーム位置移動検出器（ＢＭＤ）６ａおよび６ｂのＸ線入射面に照射されている。
【００３８】
本発明によるＣＴスキャナ装置に用いるＸ線源１、検出器列５ａ、５ｂを構成するメイン検出器、架台７等のＢＭＤ６ａ、６ｂ以外の部材には特に制限は無く、ＣＴスキャナ装置に通常用いられる部材で構成することができる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、Ｘ線源１と、検出器列５ａ、５ｂおよびＢＭＤ６ａ、６ｂを同一の架台７上に設けたが、Ｘ線源と、メイン検出器およびＢＭＤとを相異なる可動式または固定式の架台に設けることもできる。
【００４０】
同様にして、本実施の形態においては、検出器列５ａ、５ｂの形状を円弧状としたが、その形状にも特に制限は無く、平面形状としたり、あるいはＸ線源と異なる架台に設けられたときにはＢＭＤと共に完全な円形状としたり、所望に応じた形状とすることができる。当然ながら、スライス方向に並列して設けられる検出器列５の数にも制限は無く、使用目的等に応じて設定し得る。
【００４１】
ＢＭＤ６ａ、６ｂには、メイン検出器や従来慣用の焦点移動検出器と同じ検出器を用いることも、あるいは後述するようなＸ線入射面の特定領域のＸ線検出感度（Ｘ線感度）を低下させた特殊な検出器を用いることもできる。
【００４２】
また、本実施の形態においては、スライス方向に並列して設けられるＢＭＤの数を検出器列の数と同数としているが、所望によりメイン検出器列の数より多くも少なくも設けることができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態においては、ＢＭＤ６ａ、６ｂを、メイン検出器の列５ａ、５ｂに隣接して設けているが、Ｘ線ファンビーム３の範囲内である限りは、スライス方向および／またはチャンネル方向にメイン検出器の列５ａ、５ｂと一定の間隔を空けて設けることもできる。
【００４４】
次に、本発明に用いるＢＭＤについて、図２（ａ）、図２（ｂ）および図３を参照しながらより具体的に説明する。
【００４５】
図２（ａ）は両端部それぞれに４つづつのＢＭＤを隣接して設けた４列のメイン検出器列をＸ線入射方向から見た上面図であり、図２（ｂ）は両端部それぞれに２つづつのＢＭＤを一定の間隔を空けて設けた２列のメイン検出器列をＸ線入射方向から見た上面図である。
【００４６】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示す通り、ＢＭＤはそのスライス方向の幅がメイン検出器の列よりも同等以上となるように、メイン検出器の列と隣接して、あるいは一定の間隔を空けて設置される。
【００４７】
図２（ａ）および（ｂ）に示したような複数のメイン検出器列を有するＣＴスキャナ装置においては、幾つかのメイン検出器列を１単位として投影データを処理してスキャン時のスライスの厚みを被検体の大きさ等の条件に応じて種々に変化させると同時にデータ収集システム（ＤＡＳ；Data Acquisition system ）の感度を切換えること、即ち所望に応じてチャンネル単位とＸ線検出感度を切換えることが可能である。
【００４８】
例えば図２（ａ）に示す４列のメイン検出器の列５ｃ〜５ｆとメイン検出器と同様の検出器で構成した８つのＢＭＤ６ｃ〜６ｆ´とを有するＣＴスキャナ装置に則して説明すると、これらの検出器列５ｃ〜５ｆは、それぞれ独立してスライス方向に４つのチャンネルを形成することも、あるいは検出器列５ｃと５ｄおよび５ｅと５ｆがそれぞれ組合わされてスライス方向に２つのチャンネルを形成することも、所望であれば検出器列５ｃ〜５ｆ全てが組合わされて全体でスライス方向に１つのチャンネルを形成することもできる。また、これとは反対に１つのメイン検出器を複数に素子分離してチャンネル数を増やすこともできる。このようにチャンネル単位を変更することは、スライス方向のみならずチャンネル方向においても可能である。このとき、ＢＭＤに関しても同様に、所望に応じて、メイン検出器と同様にまたは異なって、スライス方向および／またはチャンネル方向のチャンネル数を変化させることができる。また、同時に、メイン検出器およびＢＭＤのＤＡＳ感度も所望に応じて切換えることができる。
【００４９】
このようにして設けられるＢＭＤは、検出器列の両端部に設置されてデータを収集するので、従来よりも高い精度でＸ線焦点移動を２次元的に計測することが可能である。例えば、図２（ａ）中に長破線で示すように、検出器列に対してＸ線ビームのスライス方向の中心が検出器列５ｄと５ｅとの境界線上にあり、そしてスライス方向の一方の端部がＢＭＤ６ｃと６ｃ´の中点を通り、他方の端部がＢＭＤ６ｆと６ｆ´の中点を通るように初期設定されているＣＴスキャナ装置において、スキャン時の運動によりＸ線焦点位置の２次元的な移動が起こり、Ｘ線ビームが検出器列に対してチャンネル方向に平行に照射されず、図中に短破線で示すように、捩じれて照射されてスライス方向の一方の端部がＢＭＤ６ｃと６ｄ´を横切って通り、他方の端部がＢＭＤ６ｅのみを横切って通ることとなった場合、本発明では検出器列の両端部に設けたＢＭＤによりＸ線焦点位置をＸ線ファンビームの投影面の位置として計測し、その移動した距離および方向を２次元的に精度高く捕捉して補正することができる。しかしながら、従来のように片端部のみに焦点移動検出器を有する構成であると、上記の場合に、ＢＭＤ６ｃ〜６ｆの側のみに設置されているときにはＸ線焦点位置がＢＭＤ６ｆの中点からＢＭＤ６ｅへの距離および方向で検出器列のチャンネル方向に平行に移動したものとして補正が行われ、またＢＭＤ６ｃ´〜６ｆ´の側のみに設置されていればＢＭＤ６ｃ´の中点からＢＭＤ６ｄ´への距離および方向で検出器列のチャンネル方向に平行に移動したものとして補正が行われることとなり、従来の構成ではＸ線焦点位置の移動を正確に補正し得るものとは言い難い。
【００５０】
上記の如くＸ線焦点位置は２次元的に移動するが、その移動範囲はある一定の範囲を越えることは少なく、複数の検出器列のスライス方向の幅全てについてＢＭＤによってＸ線焦点位置の移動を計測することはデータ量の増加に対する効果が低くなり不経済となることが考えられる。例えば、図２（ｂ）の検出器列を有するＣＴスキャナ装置において、ＢＭＤ６ｇと６ｇ´の中点を通る線分とＢＭＤ６ｈと６ｈ´の中点を通る線分で囲まれた領域が、常にＸ線の本影領域内にあると仮定すると、ＢＭＤ６ｇの中点とＢＭＤ６ｈの中点の間およびＢＭＤ６ｇ´の中点とＢＭＤ６ｈ´の中点の間で得られるデータは実際上補正に用いられることはなく、かえってデータ量を増加させ、他のデータ変化量の大きい領域からのデータに対する雑音となりかねないので、これらの領域からのデータを何らかの方法によって削減するかあるいは削除することが望ましい場合もあると考えられる。
【００５１】
そのような場合には、下記に示すように、Ｘ線、あるいはＸ線から電気信号へ変換されるまでの間に発生するその他の信号を少なくとも部分的に遮る物理的手段や、Ｘ線から変換された電気信号の前処理時に信号量を調節する制御手段等により常にＸ線の本影領域内に存在すると推定されるＢＭＤ領域からのデータ伝達を削減または削除することができる。
【００５２】
まず、第１の物理的手段として、ＢＭＤのＸ線検出素子を、装置に組込んだときに常にＸ線の本影領域内となるであろう部分でＸ線感度が低下する形状で製造することができる。例えば、図２（ｂ）に則して述べれば、ＢＭＤ６ｇと６ｈおよび６ｇ´と６ｈ´において、検出素子同士が隣接する側の適当な領域の厚み（Ｘ線入射方向の長さ）をその他の領域よりも、例えば２／３〜１／３程度に薄くしてその領域のＸ線感度を相対的に低くした形状で製造することができる。
【００５３】
同様にして、第２の手段として、前記Ｘ線の感度を低下させたいＢＭＤ領域のＸ線入射面上に適当なＸ線吸収係数を有する部材、例えば鉛のような重金属またはその合金を設置して検出素子に入射するＸ線の量をＢＭＤの部位により変えることもできる。但し、このときＸ線入射面上に設置する部材の大きさおよび形状は、Ｘ線入射面のその他の領域に影を落とす等の悪影響を与えるものであってはならない。
【００５４】
また、第３の手段として、検出素子がシンチレータであるときには、前記Ｘ線の感度を低下させたいＢＭＤ領域においてシンチレータとフォトダイオード等の間に半透明樹脂プレート等の光学的フィルタを挿入して当該領域のＸ線感度を低下させることもできる。
【００５５】
さらに、第４の手段として、全検出器列のスライス方向の幅の中心から両方へ適当な間隔を空けてＢＭＤを設置すること、即ち前記Ｘ線の感度を低下させたいＢＭＤ領域と等しいかまたはやや狭い領域のスライス方向両側にのみＢＭＤを設置することもできる。
【００５６】
そして、Ｘ線から変換された電気信号の前処理時に信号量を調節する制御手段として、１つのＢＭＤ検出素子をそのまま１チャンネルとして、または適当に素子分離して複数のチャンネルとして取り扱い、前記Ｘ線の感度を低下させたいＢＭＤ領域内のチャンネルからの電気信号をカットしたり、または適当に低減して扱う制御手段を設けることができる。
【００５７】
上記物理的手段は、稼動現場で設定変更可能に製造することが不可能／困難であるかあるいは製造上不利であるが、前記制御手段を採用すれば現場にて容易に設定変更可能に製造することができる。従って、上記物理的手段は１つまたは２つのメイン検出器列を有するＣＴスキャナ装置に、そして前記制御手段はそれ以上の数のメイン検出器列を有するＣＴスキャナ装置、特には上述のようにチャンネル単位およびＤＡＳ感度を切替え可能なマルチ検出器列ＣＴスキャナ装置に好適であると思われる。
【００５８】
以上のようにして構成されるＢＭＤを用いた本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置を例示して以下に説明する。
【００５９】
図３に、本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置の特徴的な構成を示す。
【００６０】
図３によれば、このＣＴスキャナ装置は、駆動ユニット１０により１ビュー単位で駆動される架台７上に設けられたＸ線源１内の焦点スポット２から放射され不図示のＸ線コリメータにより整形されたＸ線ファンビーム３が、被検体４を挟んでＸ線源１に対向して同一の架台７上に設けられたメイン検出器の２つの列５ａおよび５ｂおよびその両端部に隣接して設けられたビーム位置移動検出器（ＢＭＤ）６ａおよび６ｂのＸ線入射面に照射される。そして、１ビュー毎または複数ビュー毎に、メイン検出器およびＢＭＤから得られた投影データおよびＸ線ファンビーム位置移動の信号をＤＡＳを含む計測ユニット１１に送り、前記計測ユニット１１にてＸ線ファンビーム位置の２次元的な移動の方向および距離を算出し、それに応じて、予め作成して記憶ユニット１２内のテーブルに格納しておいた補正用データを用いてメイン検出器の各チャンネル毎の投影データ信号を補正して、画像再構成ユニット１４に信号を送信する。制御ユニット１３が常に装置全体の動作状況を監視し、必要な制御を行う。なお、前記Ｘ線コリメータが可動式コリメータであるときには、前記駆動ユニット１０でＸ線コリメータを駆動することができる。
【００６１】
次に、本発明のＸ線ファンビーム位置移動検出システムによる投影データの補正方法をより詳細に説明する。
【００６２】
まず、本発明の補正方法（ＢＭＣ；Beam Motion Correction  と称する）においても、補正用データを収集する必要がある。この補正用データの収集は基本的には従来の補正方法と同様にして行うが、本発明においてはメイン検出器列の両端部に設けたＢＭＤによりＸ線焦点位置の移動をＸ線ビーム投影面の移動として２次元的に計測するので、Ｘ線ビームのスライス方向の中点を結んで得られるＸ線中心パスの位置やチャンネル方向からのズレ（傾き）を基準として各種の補正用データを作成する。それらの補正用データには、Ｘ線源の温度差等に起因して前記Ｘ線中心パスが移動したときの各検出器または検出素子毎（即ち各チャンネル毎）および各ビュー毎の補正値や、Ｘ線プロファイル位置に対する各チャンネルの感度分布が含まれる。Ｘ線プロファイル位置は、ＢＭＤによってＸ線源（Ｘ線管球）の温度およびビュー毎のＸ線焦点位置を計測することにより取得することができ、これを各チャンネルのスキャンデータの補正に反映させる。
【００６３】
補正用データ作成のための各種データは、従来通り実際にスキャン動作を行って収集することもできるが、可動式上部スリット、即ち可動式Ｘ線コリメータ（ＭＣ；Moving Collimeter ）を設けて仮想的に焦点位置を移動させて収集することもできる。
【００６４】
可動式コリメータ（ＭＣ）を用いたデータの収集は、次のようにして実施することができる。まず、上記ＭＣをＸ線ビーム位置の移動を補正するために必要な細かさで一定間隔で１ステップづつスライス方向および／またはチャンネル方向に最大Ｘ線ビーム移動距離まで移動させながら、各ステップ毎にデータを収集する。このとき、ＭＣのステップ幅によっては、何らかの手段を用いて１ステップ毎の移動距離をさらに細かくしてＸ線ビーム位置移動補正用データを収集したほうが望ましいことも考えられる。
【００６５】
次いで、収集したデータに基づいて、Ｘ線ビームに捩じれが生じてＸ線中心パスが検出器列のチャンネル方向に対して回転角度を持ってしまった場合の補正用データを決定する。即ち、ＢＭＤにより計測されるＸ線ビーム位置からＸ線中心パスの回転角度と、それに対応する各チャンネル毎の平均Ｘ線感度分布および平均Ｘ線プロファイルとが計算により求められるので、各チャンネル毎に実際に収集したデータの中からそれに一致するかまたは最も近いデータを選択して、それぞれのチャンネルに対する補正用データとする。従って、実際に補正に使用される仮想的なＸ線中心パスは、検出器列のチャンネル方向に対して一定の回転角度を有する直線ではなく、近似的に、チャンネル幅毎に変化する階段状の折れ線となる。
【００６６】
このようにして収集したデータから常法に従い得られる補正用データ群は、各チャンネルに付与するチャンネル番号、Ｘ線ビーム（またはＸ線中心パス）のチャンネル方向からの回転角度およびＸ線ビーム位置移動量をパラメータとして含む各チャンネル毎のデータ群をデータ計測時の各計測点におけるＸ線ビームの相対的位置を示すＸ線ビーム移動位置（ＢＭＰ；Beam Motion Position）番号に１対１で対応させ、ＣＴスキャナ装置の有する記憶ユニット内に作成する補正用データのテーブルにテーブル番号を付与して分類格納され、実際の補正時に前記テーブル番号を用いて呼び出される。
【００６７】
そして、常法に従い、これらの補正用データを用いて投影データを補正して画像を再構成する。
【００６８】
なお、Ｘ線ビーム（Ｘ線中心パス）が検出器列のチャンネル方向に対して回転角度を有する場合、上記の如くして補正用データを決定するので、Ｘ線中心パスの回転角度に応じて使用される補正用データは各チャンネル毎に異なるテーブル番号を有することとなる。
【００６９】
例えば、ＭＣを備えたＣＴスキャナ装置における実際の補正処理の１例を時系列に沿って模式的に示せば、図４の通りである。
【００７０】
まず、装置の使用に先立って、ステップＳ１０１において、可動式コリメータ（ＭＣ）を駆動ユニット１０を用いて移動させることにより仮想的にＸ線ビーム位置を順次移動させる。このとき１回の移動毎に、ステップＳ１０２において、ＦＳＭＣに準じて補正用データの作成に必要な種々の実測データをＸ線ビーム位置移動検出器（ＢＭＤ）を用いて計測する。これを必要な回数繰り返して信号／雑音（Ｓ／Ｎ）比を向上させる。そして、ステップＳ１０３において前記計測ユニット１１を用いて補正方法（ＢＭＣ）に従い補正用データを作成した後に、ステップＳ１０４へ進み、前記計測ユニット１１で作成した補正用データを前記記憶ユニット１２内のテーブルに分類格納しておく。
【００７１】
次に、被検体のスキャン前にＸ線源１をウオームアップした後、ステップＳ２０１において、ＢＭＤを用いてその時点におけるＸ線ビーム位置を計測する。そしてステップＳ２０２へ進んでＭＣ位置の移動が必要であるか否かを判断し、ＭＣの移動が必要でないと判断されればステップＳ３０１へ直接進み、ＭＣの移動が必要であると判断されればステップＳ２０３へ進んで計測データに応じた距離および方向にＭＣを移動させてＸ線ビーム位置を補正し得る位置でＭＣを固定させた後にステップＳ３０１へ進む。
【００７２】
そしてスキャン動作時に、ステップＳ３０１においてＢＭＤを用いてＸ線ビーム位置を計測した後、ステップＳ３０２へ進んでＸ線ビームのチャンネル方向に対する回転角度（傾き）や各チャンネル毎のＸ線ビームのスライス方向へのズレ等を算出する。次いでステップＳ３０３へ進み、算出されたＸ線ビーム位置移動の距離および方向に応じて、前記ステップＳ１０４にて補正用データを格納した記憶ユニット１２から必要な補正用データを呼び出し、各チャンネル信号毎にＢＭＣに従った補正を行い、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、制御ユニット１３においてスキャン完了に必要な数のビューが得られたか否かを判断し、必要なビュー数に達していないと判断されれば前記ステップＳ３０１へ戻ってステップＳ３０１〜ステップＳ３０４の補正ループを繰り返し、必要数に達していると判断されれば補正動作を終了して補正ループを外れ次の処理項目の処理へ進む。ここで、本例示においては上記補正ループによる補正処理を各ビュー毎に行っているが、この補正処理は、必ずしも各ビュー毎に行う必要は無く、一定数のビューを撮影する毎に行うこともできる。
【００７３】
ここまで、本発明をマルチ検出器列ＣＴスキャナ装置を例示して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、検出器列を１列のみ有するＣＴスキャナ装置も本発明の範囲にあることは、当業者には自明のことであろう。
【００７４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明のＣＴスキャナ装置においてＸ線焦点位置の移動をＸ線ビーム位置のＸ線入射方向に対して垂直な方向における２次元的な移動として検出するＸ線ファンビーム位置移動検出システムおよびそのようなＸ線ファンビーム位置移動検出システムを適用したＣＴスキャナ装置は、ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器またはＸ線検出器列の両側に少なくとも１つづつＸ線ビーム位置移動検出器を設けてＸ線ビーム位置の移動を２次元的に計測するように構成されているので、従来よりも高精度にＸ線源と各Ｘ線検出器の相対的な位置関係の変化を補正し、アーティファクトやＣＴ値シフトの発生抑止を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態におけるＸ線源、被検体および検出器の位置関係を示す模式図である。
【図２】本発明に用いるＸ線ビーム位置移動検出器とＸ線検出器とを模式的に示す図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態におけるＣＴスキャナ装置の主要な構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明のＸ線ビーム位置移動検出システムを用いた補正方法を示す簡略化した流れ図である。
【符号の説明】
１    Ｘ線源
２    焦点スポット
３    Ｘ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）
４    被検体
５ａ〜５ｈ    Ｘ線検出器列
６ａ〜６ｈ´    Ｘ線ビーム位置移動検出器（ＢＭＤ）
７    架台
１０  駆動ユニット
１１  計測ユニット
１２  記憶ユニット
１３  制御ユニット
１４  画像再構成ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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