(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数列の検出チャンネルと列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器であって、
前記検出チャンネルは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる複数群の検出チャンネルからなり、
前記参照チャンネルは、列数と列のピッチの組み合わせが、前記複数群の検出チャンネルにおける列数と列のピッチの組み合わせにそれぞれ一致する複数群の参照チャンネルからなる
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
前記複数群の検出チャンネルは、２群の検出チャンネルであり、
前記複数群の参照チャンネルは、２群の参照チャンネルである
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項３】
前記２群の検出チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であり、
前記２群の参照チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分である
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線検出器。
【請求項４】
前記参照チャンネルの列のピッチの半分化は、２系列の参照チャンネルのインターリーブにより行われる
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線検出器。
【請求項５】
前記２系列の参照チャンネルは、列の並びの方向に互いに半ピッチずれている
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線検出器。
【請求項６】
複数列の検出チャンネルと列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器とそれに対向するＸ線照射器で被検体をスキャンして断層像を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、
前記検出チャンネルは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる複数群の検出チャンネルからなり、
前記参照チャンネルは、列数と列のピッチの組み合わせが、前記複数群の検出チャンネルにおける列数と列のピッチの組み合わせにそれぞれ一致する複数群の参照チャンネルからなる
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記複数群の検出チャンネルは、２群の検出チャンネルであり、
前記複数群の参照チャンネルは、２群の参照チャンネルである
ことを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記２群の検出チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であり、
前記２群の参照チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分である
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記参照チャンネルの列のピッチの半分化は、２系列の参照チャンネルのインターリーブにより行われる
ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記２系列の参照チャンネルは、列の並びの方向に互いに半ピッチずれている
ことを特徴とする請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器およびＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、特に、複数列の検出チャンネル(channel)と列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器、および、そのようなＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーンビーム(cone beam)Ｘ線を利用するＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出器としては、コーンビームＸ線のカバレージ(coverage)に合わせて、２次元検出器が用いられる。２次元検出器は、多列検出器またはマルチスライス(multi-slice)検出器等とも呼ばれる。
【０００３】
この種のＸ線検出器では、多列（マルチスライス）の検出チャンネルが設けられ、検出チャンネルの列ごとに、Ｘ線強度補正用の参照チャンネルが設けられる。それらのチャンネルは、２次元アレイ(array)を形成する。２次元アレイの互いに直角な２方向は、それぞれ、チャンネルの並びの方向（チャンネル方向）およびチャンネル列の並びの方向（列方向）となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
２次元検出器は、複数のモジュール(module)の連結体として構成される。個々のモジュールは、２次元アレイを小分けしたものに相当し、いずれも、所定のマトリクスサイズ(matrix size)のユニットアレイ(unit array)を有する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１０２２９９号公報（段落番号００１７−００２２、図１−３）
【特許文献２】特開２００５−１９２７４１号公報（段落番号００１２−００１４、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モジュールのユニットアレイについて、列のピッチを１／２にして列数を２倍にすれば、カバレージを変えずに列方向の空間分解能を２倍にすることができる。このようなモジュールを用いることにより、２次元検出器の列方向の空間分解能を２倍に精細化することができる。
【０００６】
列方向の高精細化をチャンネル方向の全長にわたって行う必要がないときは、高精細モジュールを例えば２次元アレイの中央領域でのみ用い、それ以外の領域では常精細モジュールを用いることがある。そのようにした２次元検出器は、ハイブリッド(hybrid)検出器と呼ばれる。
【０００７】
ハイブリッド検出器を使用するＸ線ＣＴ装置では、検出チャンネルと参照チャンネルの特性の不一致から生じるアーチファクト(artifact)等により、高品質の撮影を行うことが困難である。
【０００８】
そこで本発明の課題は、高品質の撮影が可能なハイブリッド型のＸ線検出器、および、そのようなＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するための発明は、第１の観点では、複数列の検出チャンネルと列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器であって、前記検出チャンネルは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる複数群の検出チャンネルからなり、前記参照チャンネルは、列数と列のピッチの組み合わせが、前記複数群の検出チャンネルにおける列数と列のピッチの組み合わせにそれぞれ一致する複数群の参照チャンネルからなることを特徴とするＸ線検出器である。
【００１０】
課題を解決するための発明は、第２の観点では、前記複数群の検出チャンネルは、２群の検出チャンネルであり、前記複数群の参照チャンネルは、２群の参照チャンネルであることを特徴とする第１の観点に記載のＸ線検出器である。
【００１１】
課題を解決するための発明は、第３の観点では、前記２群の検出チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であり、前記２群の参照チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であることを特徴とする第２の観点に記載のＸ線検出器である。
【００１２】
課題を解決するための発明は、第４の観点では、前記参照チャンネルの列のピッチの半分化は、２系列の参照チャンネルのインターリーブにより行われることを特徴とする第３の観点に記載のＸ線検出器である。
【００１３】
課題を解決するための発明は、第５の観点では、前記２系列の参照チャンネルは、列の並びの方向に互いに半ピッチずれていることを特徴とする第４の観点に記載のＸ線検出器である。
【００１４】
課題を解決するための発明は、第６の観点では、複数列の検出チャンネルと列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器とそれに対向するＸ線照射器で被検体をスキャンして断層像を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、前記検出チャンネルは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる複数群の検出チャンネルからなり、前記参照チャンネルは、列数と列のピッチの組み合わせが、前記複数群の検出チャンネルにおける列数と列のピッチの組み合わせにそれぞれ一致する複数群の参照チャンネルからなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１５】
課題を解決するための発明は、第７の観点では、前記複数群の検出チャンネルは、２群の検出チャンネルであり、前記複数群の参照チャンネルは、２群の参照チャンネルである
ことを特徴とする第６の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１６】
課題を解決するための発明は、第８の観点では、前記２群の検出チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であり、前記２群の参照チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であることを特徴とする第７の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１７】
課題を解決するための発明は、第９の観点では、前記参照チャンネルの列のピッチの半分化は、２系列の参照チャンネルのインターリーブにより行われることを特徴とする第８の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１８】
課題を解決するための発明は、第１０の観点では、前記２系列の参照チャンネルは、列の並びの方向に互いに半ピッチずれていることを特徴とする第９の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【発明の効果】
【００１９】
第１の観点では、Ｘ線検出器は、複数列の検出チャンネルと列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器であって、前記検出チャンネルは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる複数群の検出チャンネルからなり、前記参照チャンネルは、列数と列のピッチの組み合わせが、前記複数群の検出チャンネルにおける列数と列のピッチの組み合わせにそれぞれ一致する複数群の参照チャンネルからなるので、高品質の撮影が可能なハイブリッド型のＸ線検出器を実現することができる。
【００２０】
第６の観点では、Ｘ線ＣＴ装置は、複数列の検出チャンネルと列ごとの参照チャンネルを有するＸ線検出器とそれに対向するＸ線照射器で被検体をスキャンして断層像を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、前記検出チャンネルは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる複数群の検出チャンネルからなり、前記参照チャンネルは、列数と列のピッチの組み合わせが、前記複数群の検出チャンネルにおける列数と列のピッチの組み合わせにそれぞれ一致する複数群の参照チャンネルからなるので、高品質の撮影が可能なハイブリッド型のＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００２１】
第２または第７の観点では、前記複数群の検出チャンネルは、２群の検出チャンネルであり、前記複数群の参照チャンネルは、２群の参照チャンネルであるので、列方向の空間分解能として２段階の空間分解能を得ることができる。
【００２２】
第３または第８の観点では、前記２群の検出チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であり、前記２群の参照チャンネルの一方における列のピッチは、他方における列のピッチの半分であるので、２段階の空間分解能の相違を２倍にすることができる。
【００２３】
第４または第９の観点では、前記参照チャンネルの列のピッチの半分化は、２系列の参照チャンネルのインターリーブにより行われるので、ピッチの半分化が容易である。
第５または第１０の観点では、前記２系列の参照チャンネルは、列の並びの方向に互いに半ピッチずれているので、ピッチの半分化を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
図１に、Ｘ線ＣＴ装置の模式的構成を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線ＣＴ装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００２５】
図１に示すように、本装置は、ガントリ(gantry)１００、テーブル(table)２００およびオペレータコンソール(operator console)３００を有する。ガントリ１００は、テーブル２００によって搬入される被検体１０を、Ｘ線照射・検出装置１１０でスキャンして複数ビュー(view)の投影データを収集し、オペレータコンソール３００に入力する。
【００２６】
オペレータコンソール３００は、ガントリ１００から入力された投影データに基づいて画像再構成を行い、再構成画像をディスプレイ(display)３０２に表示する。画像再構成は、オペレータ３００内の専用のコンピュータ(computer)によって行われる。
【００２７】
オペレータコンソール３００は、また、ガントリ１００とテーブル２００の動作を制御する。制御はオペレータ３００内の専用のコンピュータによって行われる。オペレータコンソール３００による制御の下で、ガントリ１００は所定のスキャン条件でスキャンを行い、テーブル２００は所定の部位がスキャンされるように、被検体１０の位置決めを行う。位置決めは、テーブル２００が内蔵する位置調節機構により、天板２０２の高さおよび天板上のクレードル(cradle)２０４の水平移動距離を調節することによって行われる。
【００２８】
クレードル２０４を停止させた状態でスキャンすることにより、アキシャルスキャン(axial scan)を行うことができる。アキシャルスキャンを所定時間にわたって継続的に行うことにより、シネスキャン(cine scan)を行うことができる。クレードル２０４を連続的に移動させながら連続的にスキャンすることにより、ヘリカルスキャン(helical scan)を行うことができる。
【００２９】
天板２０２の高さ調節は、支柱２０６をベース(base)２０８への取付部を中心としてスイング(swing)させることによって行われる。支柱２０６のスイングによって、天板２０２は垂直方向および水平方向に変位する。クレードル２０４は天板２０２上で水平方向に移動して天板２０２の水平方向の変位を相殺する。スキャン条件によっては、ガントリ１００をチルト(tilt)させた状態でスキャンが行われる。ガントリ１００のチルトは、内蔵のチルト機構によって行われる。
【００３０】
なお、テーブル２００は、図２に示すように、天板２０２がベース２０８に対して垂直に昇降する方式のものであってよい。天板２０２の昇降は内蔵の昇降機構によって行われる。このテーブル２００においては、昇降に伴う天板２０２の水平移動は生じない。
【００３１】
図３に、Ｘ線照射・検出装置１１０の構成を模式的に示す。図３に示すように、Ｘ線照射・検出装置１１０は、Ｘ線管１３０の焦点１３２から放射されたＸ線１３４をＸ線検出器１５０で検出するようになっている。Ｘ線検出器１５０は、本発明におけるＸ線照射器の一例である。Ｘ線検出器１５０は、本発明におけるＸ線検出器の一例である。
【００３２】
Ｘ線検出器１５０は、また、発明を実施するための最良の形態の一例である。Ｘ線検出器１５０の構成によって、Ｘ線検出器に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００３３】
Ｘ線１３４は、図示しないアパーチャ(aperture)機構で成形されてコーンビーム(cone beam)のＸ線となる。Ｘ線検出器１５０は、コーンビームＸ線のカバレージに対応する２次元的なＸ線入射面１５２を有する。Ｘ線入射面１５２は円筒の一部を構成するように湾曲している。円筒の中心軸は焦点１３２を通る。
【００３４】
Ｘ線照射・検出装置１１０は、撮影中心すなわちアイソセンタ(isocenter)Ｏを通る中心軸の周りを回転する。中心軸は、Ｘ線検出器１５０が形成する部分円筒の中心軸に平行である。
【００３５】
回転の中心軸の方向をｚ方向とし、アイソセンタＯと焦点１３２を結ぶ方向をｙ方向とし、ｚ方向およびｙ方向に垂直な方向をｘ方向とする。これらｘ，ｙ，ｚ軸はｚ軸を中心軸とする回転座標系の３軸となる。
【００３６】
図４に、Ｘ線検出器１５０のＸ線入射面１５２の平面図を模式的に示す。図４に示すように、Ｘ線入射面１５２は検出セル(cell)１５４がｘ方向とｚ方向に２次元的に配置されたものとなっている。すなわち、Ｘ線入射面１５２は検出セル１５４の２次元アレイとなっている。検出セル１５４は、例えばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組合せによって構成される。
【００３７】
個々の検出セル１５４は、Ｘ線検出器１５０の検出チャンネルを構成する。検出チャンネルのｘ方向の並びは、検出チャンネルの列を構成する。検出チャンネルの列は、ｚ方向に複数列並ぶ。すなわち、Ｘ線検出器１５０は、多列ないしマルチスライスのＸ線検出器となる。以下、ｘ方向をチャンネル方向ともいい、ｚ方向を列方向とも言う。
【００３８】
図５に、Ｘ線検出器１５０の構成を模式的に示す。図５に示すように、Ｘ線検出器１５０は、高精細モジュール５１０ａ，５１０ｂと、常精細モジュール５２０ａ，５２０ｂによって構成される。これによって、Ｘ線検出器１５０はハイブリッド検出器となる。
【００３９】
なお、ハイブリッド検出器は、精細度を異にする３種類以上のモジュールで構成しても良い。以下、２種類のモジュールで構成した例について説明するが、３種類以上のモジュールで構成した場合も同様である。
【００４０】
高精細モジュール５１０ａは、２次元アレイの中央領域を形成するように、チャンネル方向に複数個並設される。高精細モジュール５１０ａは、高精細の検出チャンネル用のモジュールとなる。
【００４１】
常精細モジュール５２０ａは、中央領域の両側の領域を形成するように、チャンネル方向に複数個並設される。常精細モジュール５２０ａは、常精細の検出チャンネル用のモジュールとなる。
【００４２】
高精細モジュール５１０ｂは、チャンネル方向の右端において、常精細モジュール５２０ａに平行に配置される。この部分は、ＦＯＶ(field of view)の範囲外であって、Ｘ線が被検体１０を透過することなく入射する部分である。高精細モジュール５１０ｂは、高精細の参照チャンネル用のモジュールとなる。
【００４３】
常精細モジュール５２０ｂは、チャンネル方向の左端において、常精細モジュール５２０ａに平行に配置される。この部分は、ＦＯＶの範囲外であって、Ｘ線が被検体１０を透過することなく入射する部分である。常精細モジュール５２０ｂは、常精細の参照チャンネル用のモジュールとなる。
【００４４】
なお、右端の高精細モジュール５１０ｂと左端の常精細モジュール５２０ｂは、相互に位置を入れ替えても良い。以下、高精細モジュール５１０ｂが右端にある例で説明するが、左端に配置した場合も同様である。
【００４５】
図６に、高精細モジュール５１０ａにおけるユニットアレイの一例を示す。図６に示すように、高精細モジュール５１０ａは、例えば、１６チャンネルからなる検出列を６４列有する。すなわち、高精細モジュール５１０ａのユニットアレイは、マトリクスサイズが１６×６４のアレイとなる。
【００４６】
図７に、常精細モジュール５２０ａにおけるユニットアレイの一例を示す。図７に示すように、常精細モジュール５２０ａは、例えば、１６チャンネルからなる検出列を３２列有する。すなわち、常精細モジュール５２０ａのユニットアレイは、マトリクスサイズが１６×３２のアレイとなる。
【００４７】
高精細モジュール５１０ａと常精細モジュール５２０ａは、ユニットアレイのカバレージが同一となっている。これによって、高精細モジュール５１０ａと常精細モジュール５２０ａは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる２群の検出チャンネルとなる。
【００４８】
高精細モジュール５１０ａは、列数が常精細モジュール５２０ａの２倍であり、列のピッチが常精細モジュール５２０ａの半分である。これによって、高精細モジュール５１０ａは、行方向において、常精細モジュール５２０ａの２倍の空間分解能を有する。なお、空間分解能の倍数は、２倍に限らず適宜の倍数として良い。以下、２倍の例で説明するが、他の倍数の場合も同様である。
【００４９】
高精細モジュール５１０ｂは、高精細モジュール５１０ａと同一の構成になっている。これによって、高精細モジュール５１０ｂは、行方向において、高精細モジュール５１０ａと同一の空間分解能を有する。なお、高精細モジュール５１０ｂは、高精細モジュール５１０ａよりもチャンネル数が少ない構成としても良い。このようにしても、行方向の空間分解能の同一性は維持できる。
【００５０】
常精細モジュール５２０ｂは、常精細モジュール５２０ａと同一の構成になっている。これによって、常精細モジュール５２０ｂは、行方向において、常精細モジュール５２０ａと同一の空間分解能を有する。なお、常精細モジュール５２０ｂは、常精細モジュール５２０ａよりもチャンネル数が少ない構成としても良い。このようにしても、行方向の空間分解能の同一性は維持できる。
【００５１】
高精細モジュール５１０ｂと常精細モジュール５２０ｂは、ユニットアレイの列方向のカバレージが同一となっている。これによって、高精細モジュール５１０ｂと常精細モジュール５２０ｂは、列数と列のピッチの積が等しくかつ列数と列のピッチの組み合わせが異なる２群の参照チャンネルとなる。
【００５２】
このように、Ｘ線検出器１５０は、検出チャンネルとして行方向の空間分解能が高精細と常精細の２群のチャンネルを有し、それに対応して、参照チャンネルとして行方向の空間分解能が高精細と常精細の２群のチャンネルを有する。
【００５３】
高精細の参照チャンネルのＸ線検出信号は、高精細の検出チャンネルのＸ線検出信号のＸ線強度補正に用いられる。常精細の参照チャンネルのＸ線検出信号は、常精細の検出チャンネルのＸ線検出信号のＸ線強度補正に用いられる。
【００５４】
高精細の参照チャンネルは高精細の検出チャンネルと特性が同一であり、常精細の参照チャンネルは常精細の検出チャンネルと特性が同一である。このため、参照チャンネルと検出チャンネルの特性の不一致から生じるアーチファクト等は生じない。したがって、Ｘ線検出器１５０によって、高品質の撮影を行うことができる。
【００５５】
図８に、高精細モジュール５１０ｂのユニットアレイの他の例を示す。図８に示すように、チャンネルの並びは、チャンネル方向（ｘ方向）に１６個、列方向（ｚ方向）に３２個となっている。ｚ方向のチャンネルの並びを行と呼ぶことにすると、チャンネルの行は、ｘ方向に隣り合うもの同士で半ピッチずれている。すなわち、ユニットアレイは、列方向に互いに半ピッチずれた２系列のチャンネルで構成される。
【００５６】
このようなユニットアレイは、行単位では常精細モジュール５２０ａと同等の空間分解能を有するが、隣り合うもの同士が半ピッチずれているので、それらのＸ線検出信号をインターリーブ(interleave)することにより、空間分解能を２倍に精細化することができる。したがって、このようなユニットアレイを持つモジュールを、実質的に高精細モジュールとして用いることができる。
【００５７】
隣り合うもの同士の半ピッチずらしは、例えば、図９に示すようなチャンネルの形状および配置によっても可能である。すなわち、各チャンネルは受光面が平行四辺形となっており、ｘ方向に右下がりとなるように隣接する。１行当たりの右下がりは、半ピッチ相当となっている。このようなユニットアレイを持つモジュールも、実質的に高精細モジュールとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図３】Ｘ線照射・検出装置の構成を示す図である。
【図４】Ｘ線検出器のＸ線入射面の構成を示す図である。
【図５】発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線検出器の構成を模式的に示す図である。
【図６】高精細モジュールにおけるユニットアレイの一例を示す図である。
【図７】常精細モジュールにおけるユニットアレイの一例を示す図である。
【図８】高精細モジュールにおけるユニットアレイの一例を示す図である。
【図９】高精細モジュールにおけるユニットアレイの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ ： 被検体
１００ ： ガントリ
１１０ ： Ｘ線照射・検出装置
１３０ ： Ｘ線管
１３２ ： 焦点
１３４ ： Ｘ線
１５０ ： Ｘ線検出器
１５２ ： Ｘ線入射面
１５４ ： 検出セル
２００ ： テーブル
２０２ ： 天板
２０４ ： クレードル
２０６ ： 支柱
２０８ ： ベース
３００ ： オペレータコンソール
５１０ａ，５１０ｂ ： 高精細モジュール
５２０ａ，５２０ｂ ： 常精細モジュール
【図１】
0005046209.tif 000002
【図２】
0005046209.tif 000003
【図３】
0005046209.tif 000004
【図４】
0005046209.tif 000005
【図５】
0005046209.tif 000006
【図６】
0005046209.tif 000007
【図７】
0005046209.tif 000008
【図８】
0005046209.tif 000009
【図９】
0005046209.tif 000010