(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ビームを曝射する焦点を有するＸ線源と、被検体と前記Ｘ線源との間に介挿されて前記被検体のスライス方向における前記Ｘ線ビームの幅を絞るプリコリメータと、前記被検体を透過した前記Ｘ線ビームを受けるＸ線検出器とを備えたＸ線ＣＴスキャナにおいて、
前記Ｘ線検出器を、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器で形成するとともに、
前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて、前記複数の検出素子列の内の指定された検出素子列が前記プリコリメータにより形成されたＸ線ビームのプロファイルの本影および半影の内の本影を受けるように当該プリコリメータを制御する制御手段と、前記指定された検出素子列により検出されたデータに基づいてＸ線ＣＴ像を再構成する再構成手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項２】
Ｘ線ビームを曝射する焦点を有するＸ線源と、被検体と前記Ｘ線源との間に介挿されて前記被検体のスライス方向における前記Ｘ線ビームの幅を絞るプリコリメータと、前記被検体を透過した前記Ｘ線ビームを受けるＸ線検出器とを備えたＸ線ＣＴスキャナにおいて、
前記Ｘ線検出器を、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器で形成するとともに、
前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて、前記プリコリメータにより形成されたＸ線ビームのプロファイルの本影および半影の内の本影を受ける、前記複数の検出素子列の内の少なくとも１つの検出素子列により検出されたデータに基づいてＸ線ＣＴ像を再構成する再構成手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項３】
Ｘ線ビームを曝射する焦点を有するＸ線源と、被検体と前記Ｘ線源との間に介挿されて前記被検体のスライス方向における前記Ｘ線ビームの幅を絞るプリコリメータと、前記被検体を透過した前記Ｘ線ビームを受けるＸ線検出器とを備えたＸ線ＣＴスキャナにおいて、
前記Ｘ線検出器を、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器で形成するとともに、
前記プリコリメータにより形成されたＸ線ビームのプロファイルの本影および半影の内の本影のみによるデータに基づいて画像再構成を行う第１の収集モード、および、前記本影および半影の双方によるデータに基づいて画像再構成を行う第２の収集モードの内の一方の収集モードを選択する選択手段と、この選択手段により選択された収集モードおよび前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて前記プリコリメータの絞り状況を制御する制御手段と、前記選択手段により選択された収集モードに基づいてデータを収集するスキャン手段とを、備えたことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項４】
前記Ｘ線源は、前記焦点のサイズを変更可能なＸ線管である請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項５】
前記スライス方向に移動可能であって前記被検体を載せる天板と、マルチスキャン時に前記Ｘ線ビームによるスキャン毎に前記指定された検出素子列による撮影領域の中心におけるトータルのスライス幅に略一致する前記天板の移動距離を判断する判断手段と、この判断手段により判断された前記移動距離に基づいて前記天板の移動を制御する天板制御手段と、を備えた請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項６】
前記スライス方向に移動可能であって前記被検体を載せる天板と、ヘリカルスキャン時に前記被検体周りの前記Ｘ線源およびＸ線検出器の１回転毎に前記指定された検出素子列による撮影領域の中心における前記スライス方向のトータルの幅に応じて前記天板の移動距離を判断する判断手段と、この判断手段により判断された前記移動距離に基づいて前記天板の移動を制御する天板制御手段と、を備えた請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項７】
前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅を、前記Ｘ線源の焦点移動に伴う前記Ｘ線ビームの前記スライス方向の予測される最大移動量に対応した量だけ広く設定する設定手段を備えた請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項８】
前記設定手段は、前記Ｘ線源の焦点サイズの切換に伴う焦点位置の移動量を加味した最大移動量に対応した量だけ広く設定する手段である請求項７記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項９】
前記Ｘ線源の焦点移動に対応した量を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出量に基づいて前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅、前記プリコリメータの前記スライス方向の位置、および前記Ｘ線源の焦点の前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを、前記指定された検出素子列がＸ線ビームの前記本影を受けるように制御する手段を含む請求項１記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１０】
前記Ｘ線源の焦点移動に対応した量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出量に基づいて前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅、前記プリコリメータの前記スライス方向の位置、および前記Ｘ線源の焦点の前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを、前記少なくとも１つの検出素子列が前記Ｘ線ビームの前記本影を受けるように制御する制御手段と、を備える請求項２記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１１】
前記Ｘ線源の焦点移動に対応した量を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出量に基づいて前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅、前記プリコリメータの前記スライス方向の位置、および前記Ｘ線源の焦点の前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを、前記Ｘ線検出器に入射するＸ線ビームのプロファイルの移動を防止するように制御する手段を含む請求項３記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１２】
Ｘ線ビームを曝射する焦点を有するＸ線源と、被検体と前記Ｘ線源との間に介挿されて前記被検体のスライス方向における前記Ｘ線ビームの幅を絞るプリコリメータと、前記被検体を透過した前記Ｘ線ビームを受けるＸ線検出器とを備えたＸ線ＣＴスキャナにおいて、
前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅および前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて制御する制御手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１３】
前記Ｘ線検出器は、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器である請求項１２記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【請求項１４】
前記Ｘ線検出器は、複数の検出チャンネルから成る検出素子列をスライス方向に１列配列したシングルスライス検出器である請求項１２記載のＸ線ＣＴスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線管から曝射されたＸ線ビームがコリメータを通って被検体を透過し、Ｘ線検出器に入射する構造のＸ線ＣＴスキャナに係り、とくに、Ｘ線管の焦点のサイズを変更できるようにしたＸ線ＣＴスキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、医療用Ｘ線ＣＴスキャナは、Ｘ線ビームのスライス方向の厚さを絞るコリメータを備えている。このコリメータには、その主たる機能を果たすプリコリメータと、補助的に使われるポストコリメータとがある。
【０００３】
Ｘ線ＣＴスキャナでは、Ｘ線管から曝射されたＸ線ビームを、スキャンで要求されるスライス厚さのファンビームに絞り、このファンビームを被検体に透過させ、その透過ビームをＸ線検出器で受けるが、プリコリメータはこのスライス方向のＸ線絞りに使われる。つまり、プリコリメータ１００は図２０に示す如く、スリット状の開口を有し、Ｘ線管１０１と被検体１０２の間に介在して、Ｘ線ビームＸＢを、制御機構１０３でその開口調整により所望のスライス厚を有したファンビームに成形する。そして、被検体１０２を透過したファンビームはＸ線検出器１０４に入射し、この検出値に基づいて画像の再構成が行われる。ポストコリメータもスリット状の開口を有するが、その取付け位置は被検体とＸ線検出器との間のＸ線検出器近傍にあって、プリコリメータによって絞られたファンビームのスライス方向の厚さを、必要に応じてさらに細かく絞るものである。
【０００４】
Ｘ線管はその焦点のサイズを被検体の大きさなどの対応して更可能になっているものが知られている。しかし、焦点のサイズがいかほどであっても、無限小ではなく、スライス方向にある大きさを有している。このため、プリコリメータでＸ線ビームをプリコリメーションすると、Ｘ線検出器に入射するＸ線ファンビームのスライス方向の強度（プロファイルＰＬ）は例えば図２１に示す如く台形状となり、強度が一定の領域ＲM （以下、「本影」と称する）と、本影のスライス方向の両側に在って強度に傾きを有した領域ＲS 、２ＲS （以下、「半影」と称する）が形成される。
【０００５】
このような本影ＲM と半影ＲS 、ＲS とから成るＸ線プロファイルに対して、従来のスキャナでは、本影ＲM 及び半影ＲS 、ＲS の全部をＸ線検出器で受けている。例えば、シングルスライスＣＴでは、スライス方向に直交するチャンネル方向に沿って１列の検出素子を配列したシングルスライス検出器が使われるが、通常、図２１に示す如く、
「スライス方向のＸ線のビーム幅」＜「スライス方向の検出器幅」…  「条件１」
となるように、Ｘ線管１０１（管球焦点Ｆ）、プリコリメータ１００、及びシングルスライス検出器１０４の位置関係を設定している。またマルチスライスＣＴでは、スライス方向に直交するチャンネル方向に沿って２列以上の検出素子を配列した２次元検出器が使われるが、この場合も図２２に示す如く、上記の「条件１」が保持される。なお、この２次元検出器はイメージインテンシファイヤも含む概念である。
【０００６】
ところで、Ｘ線ＣＴスキャナによって画像を得るには、２種類のデータを収集する必要がある。すなわち、キャリブレーションデータと実際の臨床での被検体データである。キャリブレーションデータはＸ線検出器の各セグメントの感度のばらつきを補正するためのもので、例えば既知のファントムを用いて比較的長期の間隔（例えば１週間、１０日など）毎に測定されるＸ線透過データである。被検体データ収集時のデータ処理プロセスの中で、キャリブレーションデータを用いて、上記感度補正が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｘ線のプロファイルは例えば管球のアノードの曝射時における熱による膨脹やアノードのガタや変形などに起因する焦点Ｆの位置の移動等に因って、図２３中の実線状態から破線状態への移行の如く、スライス方向に平行移動することから、キャリブレーションデータの収集時と被検体データの収集時とでＸ線プロファイルが異なってしまう状態が発生し、感度補正を適確に行うことができずに、そのような再構成された画像にアーチファクトやＣＴ値のシフトが生じてしまうという問題があった。
【０００８】
この問題を図２４及び図２５の具体例を参照して説明する。図２４は、シングルスライス検出器に対するＸ線プロファイルのスライス方向の変化の影響を示すものである。検出器のトータルの出力は、スライス方向のＸ線プロファイルと検出器感度の積の積分となるため、Ｘ線プロファイルがキャリブレーションデータの収集時と被検体データの収集時とで例えば同図中の実線から点線の状態に変化すると、スライス方向の検出器感度が同図に示す如く一様でない場合（通常、一様でないことが多い）、検出器出力が変化してしまう。
【０００９】
また図２５は２次元検出器に対するＸ線プロファイルのスライス方向の変化の影響を示すものである。２次元検出器の場合、キャリブレーションデータの収集時と被検体データの収集時とで例えば同図中の実線から点線の状態に変化すると、半影に相当する部分の検出素子列ではＸ線強度が大きく変化する。
【００１０】
このようにＸ線プロファイルのキャリブレーションデータ収集時と被検体データ収集時とにおける変化は、アーチファクトの原因になったり、ＣＴ値が実際値からずれてしまい、画質を低下させ、診断能をも低下させるという事態を招くことになる。
【００１１】
更に、前述した図２２に示す如く「条件１」を満足させた場合、半影部分も画像化に使用することになるので、この半影部分で検出するスライス面は本影部分のそれよりも画質が低下するという問題もあった。
【００１２】
一方、検査者は、被検体の大きさなどに応じてＸ線管の管電流を変更することで、自動的にＸ線の焦点のサイズ（すなわちＸ線ビームの強さ）を変えることがある。このように焦点サイズを変更すると、Ｘ線プロファイルの形状も変わってしまうことから、従来の場合、例えば、本影のみの入射を意図していた検出器列に本影および半影が入射するようになって、画質が劣化するという問題があった。また、本影部分が大きくなって検出器の入射面からはみ出し、被検体への被爆を懸念しなければならない状況にあった。
【００１３】
本発明は、上述した従来技術の問題に着目してなされたもので、とくに、Ｘ線管の焦点のサイズが変更された場合でも、Ｘ線プロファイルのスライス方向の形状変化に因る画質低下を防止し、また被爆の影響を最小限に抑えることを、第１の目的とする。
【００１４】
また本発明は、上記第１の目的を達成すると同時に、Ｘ線管の焦点の移動に伴うＸ線プロファイルのスライス方向の移動に起因したアーチファクトやＣＴ値のズレを排除でき、高画質及び高精度の画像を得ることを、第２の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係るＸ線ＣＴスキャナにおいては、Ｘ線ビームを曝射する焦点を有するＸ線源と、被検体と前記Ｘ線源との間に介挿されて前記被検体のスライス方向における前記Ｘ線ビームの幅を絞るプリコリメータと、前記被検体を透過した前記Ｘ線ビームを受けるＸ線検出器とを備え、前記Ｘ線検出器を、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器で形成するとともに、前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて、前記複数の検出素子列の内の指定された検出素子列が前記プリコリメータにより形成されたＸ線ビームのプロファイルの本影および半影の内の本影を受けるように当該プリコリメータを制御する制御手段と、前記指定された検出素子列により検出されたデータに基づいてＸ線ＣＴ像を再構成する再構成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
好適には、前記Ｘ線源の焦点移動に対応した量を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出量に基づいて前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅、前記プリコリメータの前記スライス方向の位置、および前記Ｘ線源の焦点の前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを、前記指定された検出素子列がＸ線ビームの前記本影を受けるように制御する手段を含む。
【００１７】
また請求項２記載の発明に係るＸ線ＣＴスキャナにおいては、前記Ｘ線検出器を、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器で形成するとともに、前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて、前記プリコリメータにより形成されたＸ線ビームのプロファイルの本影および半影の内の本影を受ける、前記複数の検出素子列の内の少なくとも１つの検出素子列により検出されたデータに基づいてＸ線ＣＴ像を再構成する再構成手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
好適には、前記Ｘ線源の焦点移動に対応した量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出量に基づいて前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅、前記プリコリメータの前記スライス方向の位置、および前記Ｘ線源の焦点の前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを、前記少なくとも１つの検出素子列が前記Ｘ線ビームの前記本影を受けるように制御する制御手段と、を備える。
【００１９】
さらに請求項３記載の発明に係るＸ線ＣＴスキャナにおいては、前記Ｘ線検出器を、複数の検出チャンネルから成る検出素子列を前記スライス方向に複数配列した２次元検出器で形成するとともに、前記プリコリメータにより形成されたＸ線ビームのプロファイルの本影および半影の内の本影のみによるデータに基づいて画像再構成を行う第１の収集モード、および、前記本影および半影の双方によるデータに基づいて画像再構成を行う第２の収集モードの内の一方の収集モードを選択する選択手段と、この選択手段により選択された収集モードおよび前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて前記プリコリメータの絞り状況を制御する制御手段と、前記選択手段により選択された収集モードに基づいてデータを収集するスキャン手段とを、備えたことを特徴とする。
【００２０】
好適には、前記Ｘ線源の焦点移動に対応した量を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出量に基づいて前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅、前記プリコリメータの前記スライス方向の位置、および前記Ｘ線源の焦点の前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを、前記Ｘ線検出器に入射するＸ線ビームのプロファイルの移動を防止するように制御する手段を含む。
【００２１】
例えば、前記Ｘ線源は、前記焦点のサイズを変更可能なＸ線管である。
【００２２】
好適には、前記スライス方向に移動可能であって前記被検体を載せる天板と、マルチスキャン時に前記Ｘ線ビームによるスキャン毎に前記指定された検出素子列による撮影領域の中心におけるトータルのスライス幅に略一致する前記天板の移動距離を判断する判断手段と、この判断手段により判断された前記移動距離に基づいて前記天板の移動を制御する天板制御手段と、を備えることができる。
【００２３】
さらに好適には、前記スライス方向に移動可能であって前記被検体を載せる天板と、ヘリカルスキャン時に前記被検体周りの前記Ｘ線源およびＸ線検出器の１回転毎に前記指定された検出素子列による撮影領域の中心における前記スライス方向のトータルの幅に応じて前記天板の移動距離を判断する判断手段と、この判断手段により判断された前記移動距離に基づいて前記天板の移動を制御する天板制御手段と、を備えた構成とすることもできる。
【００２４】
さらに、前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅を、前記Ｘ線源の焦点移動に伴う前記Ｘ線ビームの前記スライス方向の予測される最大移動量に対応した量だけ広く設定する設定手段を備えることができる。この最大移動量には、例えば焦点サイズの変更に伴う焦点移動量を含めることができる。
【００２５】
さらに、請求項１２記載の発明に係るＸ線ＣＴスキャナは、Ｘ線ビームを曝射する焦点を有するＸ線源と、被検体と前記Ｘ線源との間に介挿されて前記被検体のスライス方向における前記Ｘ線ビームの幅を絞るプリコリメータと、前記被検体を透過した前記Ｘ線ビームを受けるＸ線検出器とを備え、前記プリコリメータの前記スライス方向の開口幅および前記スライス方向の位置の内の少なくとも一つを前記Ｘ線源の焦点のサイズに応じて制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
以上の構成により、Ｘ線源としてのＸ線管の焦点サイズが変更された場合でも、その変更に応じてプリコリメータの開口幅が制御され、Ｘ線ビームのプロファイルも調整される。この制御は、例えば、２次元検出器の使用したい検出素子列に常に本影のみが入射するように実施される。これにより、焦点サイズが変更された場合でも、本影のみを受けて再構成画像の画質劣化を防止できるとともに、Ｘ線被爆の影響も最小限に抑えることができる。
【００２７】
この作用に合わせて、Ｘ線検出器の検出素子列（２次元検出器の場合、撮影時に指定した又は予め決まっている検出素子列）のスライス方向の幅にわたって、Ｘ線ビームの本影のみが入射するようにプリコリメータの、例えば、スライス方向の開口幅及び／又は位置が制御される。このため、Ｘ線管内で焦点移動が起こってもスライス方向のプロファイルのＸ線強度は一定になり、画質の劣化を招くことはない。
【００２８】
また、プリコリメータのスライス方向の開口幅が、Ｘ線管のＸ線焦点の移動に伴うＸ線ビームのスライス方向の予測される最大移動量に対応した量だけ広く設定される。このため、一度そのように開口設定しておくだけで、良好な信号及び画質が得られる。
【００２９】
さらに、Ｘ線管のＸ線焦点の移動に対応した量が検出され、その検出量に基づいて、Ｘ線ビームの本影が２次元Ｘ線検出器の指定された又は予め決まっている検出素子列のスライス方向の幅にわたって入射するようにプリコリメータの、例えば、スライス方向の開口幅及び／又はスライス方向の位置が追従制御される。このため、キャリブレーションデータ収集時と撮影時とでＸ線焦点の移動量が異なる場合でも、常に本影部分がＸ線検出器に入射し、画像再構成時に安定した良好なキャリブレーションが掛かり、アーファクトやＣＴ値のシフトの発生を防止できる。
【００３０】
さらにまた、オペレータが本影モードと「本影＋半影」モードとを任意に選択してスキャンさせることもできる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナを図１〜図１７を参照して説明する。
【００３２】
図１に示すＸ線ＣＴスキャナは、ガントリ１、寝台２及び制御キャビネット３を備え、例えばＲーＲ方式で駆動する装置である。寝台２の上面には、その長手方向（スライス方向（または回転軸方向）に相当する）にスライド可能に支持された状態で天板２ａが配設されており、その天板２ａの上面に被検体Ｐが載せられる。天板２ａは、サーボモータにより代表される寝台駆動装置２ｂの駆動によって、ガントリ１の診断用開口部に進退可能に挿入される。また寝台２には、天板２ａの寝台長手方向の位置を電気信号で検出するエンコーダなどの位置検出器（図示せず）を備えている。なお、図１に示すように、チャンネル方向がスライス方向およびＸ線ビームの曝射方向に直交する方向として定義される。
【００３３】
ガントリ１は、その開口部に挿入された被検体Ｐを挟んで対向するＸ線管１０及びＸ線検出器１１を備えている。
【００３４】
この内、Ｘ線源として機能するＸ線管１０は図２，３に示すように、回転陽極Ｘ線管の構造を成すとともに、その焦点のサイズを「大」、「小」に切換可能になっている。すなわち、Ｘ線管１０は、外囲器１０ａの真空内部に陰極１０ｂと陽極としてのターゲット１０ｃとを配置している。陰極１０ｂは、ターゲット１０ｃに対向配置されたタングステン製フィラメントＦＴ，収束電極ＥＬなどで構成され、陰極スリーブ１０ｄに支持・結合されている。フィラメントＦＴは図３に示すように、スライス方向の同一位置にてチャンネル方向に並置された大焦点用フィラメントＦＴL と小焦点用フィラメントＦＴS から形成されている。後述する高電圧制御装置を介して、２つのフィラメントＦＴL 、ＦＴS に選択的に電流を流すことによりフィラメントが加熱され、熱電子がターゲット１０ｃに向かって放出される。
【００３５】
陽極であるターゲット１０ｃは、ターゲット角度θのテーパー状のターゲット面が形成された円板状になっており、回転陽極子１０ｅにより高速で回転可能に支持されている。大焦点用または小焦点用のフィラメントＦＴL またはＦＴS から放出された熱電子はターゲット面に衝突して実効焦点Ｆが形成され、ターゲット面の実効焦点Ｆの部位からＸ線ビームが曝射される。
【００３６】
この結果、高電圧制御装置を介して、２つのフィラメントＦＴL 、ＦＴS に選択的に通電することで、焦点を「大」または「小」に選択的に設定することができる。大焦点用フィラメントＦＴL を使用すると、電子ビームはより広い範囲のターゲット面に当たり、実効焦点Ｆは大きくなる。大焦点用フィラメントＦＴL にはより大きな電流を流せるようになっているので、Ｘ線ビームは強くかつ大きなファンビームになる。しかし、焦点サイズが大きいと、被検体を通過するときの個々のビームが太くなるため、分解能は下がる。大焦点は分解能が低下しても、より強いＸ線を使用したいとき（例えば被検体のサイズが大きい場合）に使用される。小焦点はその反対で分解能を重視するときに使用される。大焦点、小焦点は通常、このように使い分けられる。
【００３７】
この焦点の使い分けに必要な焦点サイズの情報はプリセット情報として与えられる場合が多い。ここでも、操作者は管電流の値を設定することで焦点サイズを自動的に指定できるようになっている。
【００３８】
またＸ線検出器１１としては、複数の検出チャンネルを有する検出素子列をスライス方向に複数列配した２次元検出器、又は複数の検出チャンネルを有する検出素子列をスライス方向に１列配したシングルスライス検出器が搭載される。Ｘ線管１０とＸ線検出器１１は架台駆動装置１２によってガントリ１内の回転軸の囲りに回転可能になっている。Ｘ線検出器１１で検出された透過Ｘ線に相当する電流信号は、データ収集装置（ＤＡＳ）１３にてデジタル量に変換され、制御キャビネット３に送られる。
【００３９】
さらにガントリ１内では、Ｘ線管１０と被検体Ｐとの間にプリコリメータ１５が設けられるとともに、被検体ＰとＸ線検出器１１との間にポストコリメータ１６が設けられている。プリコリメータ１５は、例えばチャンネル方向に一定の幅で且つスライス方向には可変幅のスリット状の開口を形成する２枚のブレードを有している。この２枚のプレードはスライス方向で対称に動くとともに、プリコメータ１５全体でもスライス方向に移動可能になっている。プリコメータ１５のスライス方向の開口幅及び位置はガントリ１内に設定したプリコリメータ駆動装置１７によって調整される。これにより、Ｘ線管１０から曝射されたＸ線ビームのスライス方向の幅を絞って、所望幅のファンビームを形成する。Ｘ線管１０の実効焦点Ｆはスライス方向に有限の長さを持っているため、前述と同様に検出器位置におけるスライス方向のＸ線プロファイルに本影および半影を形成する。
【００４０】
なお、プリコリメータ１５の開口はスリット状に形成されているため、前述した半影に起因する問題はチャンネル方向には生じない。
【００４１】
ポストコリメータ１６も同様に、チャンネル方向には一定幅でスライス方向に可変幅のスリット状の開口を有する。このスライス方向の幅はポストコリメータ駆動装置１８によって調整される。ポストコリメータ１８は、本実施形態では、プリコリメータ１５によって絞られたＸ線ビームを更に細かく絞る補助的な絞り機能を担っている。
【００４２】
プリコリメータ駆動装置１７およびポストコリメータ駆動装置１８は共に、ステッピングモータやスライド機構を備え、架台駆動装置１２から送られる駆動制御信号に応答して動作するようになっている。少なくともプリコリメータ駆動装置１７は、開口幅自体を調整するモータと開口幅全体のスライス方向の位置を調整するモータとを備えている。
【００４３】
また、Ｘ線検出器１１の近傍には焦点位置センサとしての焦点位置検出器２０が取り付けられている。Ｘ線管１０により曝射されたＸ線ビームの一部は、例えばプリコリメータ１５のチャンネル方向の横に取り付けられた焦点位置検出用のプリコリメータ１５Ｄを通過した後、上記焦点位置検出器２０に入射する。この焦点位置検出器２０は図４に示す如く、例えばスライス方向に隣接した２つのＸ線検出器ＦＤ１，ＦＤ２（各々、シンチレータとフォトダイオードとを備える）から成り、データ収集装置と同じくＡ／Ｄ変換の後、制御キャビネット３の後述する架台制御装置に送られる。
【００４４】
制御キャビネット３は、システム全体を統括する主制御装置３０のほか、この主制御装置３０から指令を受けて作動する高電圧制御装置３１、寝台制御装置３２、架台制御装置３３を有する。特に架台制御装置３３は焦点位置検出器２０の検出信号Ｐ１，Ｐ２、すなわち内蔵する２つのＸ線検出器ＦＤ１，ＦＤ２に入射するＸ線強度の比「（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１＋Ｐ２）」を演算するとともに、この比とスライス方向のＸ線焦点位置移動量とを予め関係付けてある記憶テーブルを参照し、焦点位置移動量を求める。図５には、かかる関係付けの一例をグラフで示す。ある焦点移動の範囲においては、この関係はほぼ直線となる。
【００４５】
なお、この架台制御装置３３では、上記の記憶テーブル参照の代りに、予め図５の特性を表わす直線の式のみを記憶しておいて、演算により焦点位置移動量を求めることもできる。
【００４６】
更に、この制御キャビネット３は、図１に示す如く高電圧制御装置３１からの駆動信号（大焦点フィラメントまたは小焦点フィラメントのいずれかを選択するフィラメント選択信号を含む）に応じて作動する高電圧発生装置３４を備え、この高電圧発生装置３４で生成した高電圧がＸ線管２０に供給される。さらに、制御キャビネット３は、データ収集装置１２の収集信号を受けて画像データを再構成する画像再構成装置３５、画像データを記憶しておく画像データ記憶装置３６、再構成画像を表示する表示装置３７、及びオペレータが主制御装置３０に指令を与えるための入力器３８を夫々備えている。
【００４７】
データ収集装置１３は、図６に示すように、Ｘ線検出器１１が２次元検出器の場合にその「ｎチャンネル×ｆ列」の検出信号（ｎ，ｆは「１」より大きい正の整数）から、列選択信号に応じてチャンネルごとに１列分の検出信号を選択するデータ選択部１３Ａ１、１３Ａ２、…、１３Ａｎと、このデータ選択部１３Ａ１、…、１３Ａｎにより各々選択された検出信号を増幅したりＡ／Ｄ変換するデータ収集部１３Ｂとを備える。列選択信号は主制御装置３０から送られる。データ収集部１３Ｂで生成されたチャンネルごとのＸ線検出データは画像再構成装置３５に出力される。
【００４８】
主制御装置３０は、スキャナ全体の管理を予め定められた手順に従って行う。その一例を図７〜図１２に示す。なお、この主制御装置３０による制御はＸ線検出器１１として２次元検出器が使われている場合と、シングルスライス検出器が使われている場合とに分けられる。
【００４９】
図７にＸ線検出器１１として２次元検出器が使われている場合の主制御装置３０の制御例を示す。
【００５０】
最初に同図ステップ４０にて、主制御装置３０はスキャンモード（マルチスキャンかヘリカルスキャンか）、データ収集用に指定された検出素子列の数及びその位置，スキャン部位及び位置，スライス厚，Ｘ線管電圧及び電流などのスキャン条件の情報（但し後述する「１回転当りのスライス数」、「収集モード」および「焦点サイズ」の情報は含まない）を入力する。
【００５１】
次いでステップ４１にて、１回転当りのスライス数の情報を入力する。さらにステップ４２にて、収集モード（本実施形態では、「本影モード」（：本影のみを収集するモード）、「本影＋半影モード」（：本影と半影（の一部））とを収集するモード）の情報を入力する。なお、Ｘ線検出器１１のデータ収集に使用する検出素子列は、例えばオペレータにより撮影時に任意に指定される。
【００５２】
次いでステップ４３に移行して、主制御装置３０は、焦点サイズの情報を入力する。具体的には、ステップ４０で入力した管電流の値をテーブル参照し、管電流値に対応して予め定めた焦点サイズの情報をプリセット情報として入力する。管電流値が高いときには焦点サイズ「大」が指令され、反対に管電流値が低いときには焦点サイズ「小」が指令される。管電流値は操作者により被検体のサイズなどを勘案して設定される。
【００５３】
次いでステップ４４に移行して、プリコメータ１５の開口のスライス方向の幅Ｗpre を演算する。この演算に際し、主制御装置３０により、プリコメータ１５の採り得る位置態様が図８に示す如く判断される。
【００５４】
すなわち、「２次元検出器の複数の検出素子列の内、全部の列を使うのか又は一部の指定列を使うのか」が、入力器３８から指令された入力情報（図７ステップ４０）に基づいて判断される（図８ステップ４４１）。これで「全部の列」を使うと判断されると、入力器３８から指令された入力情報（図７ステップ４２）に基づいて、さらに収集モードは「本影モード」か「本影＋半影モード」かを判断する（図８ステップ４４２）。これで「本影モード」が判断される場合、プリコリメータ１５、Ｘ線プロファイルＰＬ、及びＸ線検出器１１は全部の素子列を本影がカバーするようにプリコリメータ１５のスライス方向の開口幅が制御されることになる、図８内の説明図（ａ）の位置関係をとる。また「本影＋半影モード」が判断される場合、全部の素子列の一部に半影が入射する、同図の説明図（ｂ）の位置関係となる。
【００５５】
さらに、ステップ４４１で「一部の指定検出素子列」を使うと判断された場合もステップ４４３に移って前記ステップ４４２と同様の判断に付される。この結果、「本影モード」となるときは、説明図（ｃ）に示す如く、指定された一部の検出素子列のみを本影がカバーするようにプリコリメータ１５のスライス方向の開口幅が制御されることになる。「本影＋半影」モードとなるときは、指定された一部の素子列の内の更に一部に半影が入射する、説明図（ｄ）の位置関係が認識できる。
【００５６】
このようにプリコリメータ１５の位置関係の取り得るべき態様が上記説明図（ａ）〜（ｄ）の内の何れかに決まると、主制御装置３０はプリコリメータ１５の開口のスライス方向の幅Ｗpre を演算する。この演算は、例えば上記位置関係の態様別に、Ｘ線管１０、プリコリメータ１５、被検体のアイソセンタ、及びＸ線検出器の位置データなどに基づいて求められる。この演算式を以下に示す。
【００５７】
いま、図９に示す如く、Ｘ線管１０の焦点Ｆのサイズをｘ、Ｘ線検出器１１上に投影される本影のスライス方向の長さをｙ、Ｘ線検出器１１上に投影される
「本影＋半影」のスライス方向の長さをｚ、焦点Ｆとプリコリメータ１５との間の曝射方向の距離をｃ、プリコリメータ１５とＸ線検出器１１との間の曝射方向の距離をｄとすると、プリコリメータ１５の本影モードの開口幅Ｗpre （ｘ，ｙ）および本影＋半影モードの開口幅Ｗpre （ｘ，ｚ）はそれぞれ、
【数１】
0003742690.tif 000002
【数２】
0003742690.tif 000003
の式により演算できる。すなわち、前述した図８の（ａ）および（ｃ）の位置態様を採るときは、上記式（１）に基づき、焦点サイズｘおよび本影サイズｙを反映させた開口幅Ｗpre （ｘ，ｙ）が求められる。また同図（ｂ）および（ｄ）の位置態様を採るときは、上記式（２）に基づき、焦点サイズｘおよび「本影＋半影」サイズｚを反映させた開口幅Ｗpre （ｘ，ｚ）が求められる。これらの式から分かるように、本影サイズｙまたは「本影＋半影」サイズｚが変わらず、焦点サイズｘのみが変化する場合は、その変化分をも反映させた開口幅が求められることになる。
【００５８】
なお、この開口幅Ｗpre （ｘ，ｙ）およびＷpre （ｘ，ｚ）は、図７、８の制御が実施される度に上記（１）または（２）式に基づいて演算により求めてもよいが、その演算により求められる開口幅データをテーブルとして予め記憶しておいてもよく、その場合には、テーブルを参照するだけで開口幅Ｗpre を得ることができる。また、かかるテーブルは、実測データを基に作成し記憶しておいてもよい。
【００５９】
次いで図７のステップ４５に移行して、すでに入手しているスキャン方法を判断し、マルチスキャンの場合、ステップ４６で天板の送りピッチを演算する。この送りピッチは図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、天板を移動させる距離であり、Ｘ線検出器１１の使用用に指定した検出素子列の撮影領域の中心におけるトータルのスライス幅に一致する距離である。一方、ヘリカルスキャンの場合、ステップ４７で天板の送り速度を演算する。この送り速度は１回転当たりの天板の移動距離として決められる速度で、その移動距離はＸ線検出器１１の指定検出素子列の撮影領域の中心におけるトータルのスライス幅に一致させる。なお、ヘリカルスキャンの場合、別の方法で送り速度を指定してもよい。例えば、スライス方向のサンプリング密度を上げるために、送り速度として、前記指定検出素子列に相当する小数点無しの整数値を選択する代わりに、小数点（端数）を有する半端な値を選択することもできる。
【００６０】
マルチスキャンは、「スキャン・天板移動・スキャン・天板移動…」を繰り返し行うものである。天板移動量を、撮影領域の中心における指定検出素子列に対応した１スキャン当たりのトータルのスライス幅（すなわち、指定された検出素子列全てに入射するＸ線プロファイルの半値幅）と等しくした場合、得られた画像は全て等間隔であり、また個々の画像は互いに隣接した領域から得られたものとなり、画像間のギャップが存在しない。これはシングルスライスＣＴ，マルチスライスＣＴに共に言えることであり、得られた画像から３次元モデルを作成する場合等に有利である。
【００６１】
ヘリカルスキャンは、スキャンと天板移動を同時に行うことで、螺旋状にデータを取得するスキャン方法である。画像を再構成する場合には、再構成する断面に対して、その断面からの距離を係数として収集データを補間する方法が一般的である。ヘリカルスキャンにおいて天板移動速度を、撮影領域の中心における指定検出素子列に対応したトータルのスライス幅と一致させた場合、データ収集領域は１回転進む毎に互いに隣接することになり、欠落のない被写体データの収集が可能となる。
【００６２】
以上のように各種データが得られると、主制御装置３０はステップ４８〜５１にて、データ収集装置１２及び画像再構成装置３５、架台制御装置３３、寝台制御装置３２、並びに高電圧制御装置３１に各々必要情報を出力する。なお、ステップ５１にて高電圧制御装置３１に出力される情報には、大焦点用フィラメントＦＴL を使用するのか、小焦点用フィラメントＦＴS を使用するのかの情報が含まれている。この情報付与により、各制御装置は予め記憶している所定の手順に基づいて動作するので、指令されたスキャンが実行される。
【００６３】
一方、図１０にＸ線検出器１１としてシングルスライス検出器が使われている場合の主制御装置３０の制御例を示す。この制御例はシングルスライスに特有の情報（スライス幅）を取り込むこと、及び前述した２次元検出器を使用した場合には制御の対象外であったポストコリメータ１６が態様によっては新たに加わる点が２次元検出器の場合とは大きく異なる。
【００６４】
具体的には、同図ステップ６０にて、主制御装置３０がスキャンモード（シングルスキャンか、マルチスキャンか、又はヘリカルスキャンか）、スキャン部位及び位置，Ｘ線管電圧及び電流などのスキャン条件の情報（但し後述する「スライス幅」、「収集モード」および「焦点サイズ」の情報は含まない）を入力する。次いでステップ６１で、シングルスライスのスライス幅の情報を入力し、ステップ６２で収集モード（前述と同様に「本影モード」か「本影＋半影モード」か）の情報を入力する。
【００６５】
次いでステップ６３に移行し、前述と同様に、Ｘ線管１１の焦点サイズの情報を入力する。
【００６６】
さらにステップ６４に移行して、プリコリメータ１５のスライス方向の開口幅Ｗpre を演算する。この場合も、プリコリメータ１５のとり得る位置態様が図１１に示す如く判断される。
【００６７】
すなわち、既に入力している収集モード（ステップ６２）が「本影モード」か又は「本影＋半影モード」かが判断される（図１１ステップ６４１）。これにより、「本影モード」と判断された場合、ステップ６４２に移行し、既に得ている指定スライス幅（ステップ６１）が回転軸方向における検出器幅に相当する幅に等しいか否かを判断する。この判断でＮＯとなるときは「指定スライス幅＜検出器幅に相当する幅」となる場合であり、その位置態様は図１１（ａ）の如く表わされる。そして、この場合のみ後述するようにポストコリメータ１６が関与する。これに対して、ＹＥＳ、すなわち「指定スライス幅＝検出器幅に相当する幅」となるとき、プリコリメータ１５は同図（ｂ）の位置態様をとる。ステップ６４１で「本影＋半影モード」が判断された場合（この場合、指定スライス幅＝検出器幅に相当する幅、となることはあり得ない）、説明図（ｃ）の位置態様をとる。なお、同図（ｂ），（ｃ）の位置態様の場合、ポストコリメータ１６は関与しない。ここでいうスライス幅は「Ｘ線プロファイルの半値幅を回転軸中心に投影した値」として定義される。
【００６８】
上記プリコリメータ１５の開口幅Ｗpre は、例えば上述の如く判別した態様毎に、Ｘ線管１０，プリコリメータ１５，被検体のアイソセンタ，及びＸ線検出器１１の各位置データなどを使って前述の式（１）または（２）に基づき、演算またはテーブル参照により求められる。
【００６９】
さらに図１０のステップ６５で、ポストコリメータ１６のスライス方向の開口幅Ｗpostが演算される。この演算は、図１１（ａ）の位置態様のとき（すなわち、指定スライス幅＜検出器幅に相当する幅のとき）のみ行われるもので、ポストコリメータ１６が半影をカットするようにその開口幅Ｗpostが演算される。
【００７０】
次いで主制御装置３０はステップ６６に進んでスキャン法を判断する。もしシングルスキャンであると判断されたときはステップ６９にスキップするが、マルチスキャンであると判断されたとき及びヘリカルスキャンであると判断されたときは、ステップ６７又はステップ６８で天板の送りピッチ又は天板の送り速度がスライス幅を加味して各々演算される。
【００７１】
この後、ステップ６９〜７２の処理が前記図７ステップ４８〜５１の処理と同様に順次実施される。
【００７２】
更に、架台制御装置３３によるコリメータ１５のスライス方向の開口幅制御の例を図１２に基づいて説明する。
【００７３】
すなわち、架台制御装置３３は主制御装置から供給された開口幅Ｗpre を初期値として入力し（同図ステップ８０）、それらのデータに対応した制御信号を架台駆動装置１８に送ることで、プリコリメータ駆動装置１７を作動させ、プリコリメータ１５のスライス方向の実際の開口幅及び／又は位置を指令初期値に合わせる（同図ステップ８１）。
【００７４】
この後、焦点位置検出器２０からの検出信号を入力し（同図ステップ８２）、Ｘ線管１０の発熱などに伴う焦点Ｆの移動量を、例えば図５に示したグラフを表わした記憶テーブル参照によって推定演算する（同図ステップ８３）。
【００７５】
次いでステップ８４に移行して、推定したＸ線焦点Ｆの移動量を加味したプリコリメータ１５の開口幅Ｗpre 又はスライス方向の位置を再演算する。すなわち、焦点Ｆの移動によってＸ線プロファイルＰＬがスライス方向にずれたことを補正する開口データが得られる。この補正用の新たなデータが再び架台駆動装置１２に送られ、その更新された値でプリコリメータ１５の開口幅、位置が修正される（同図ステップ８１）。以下、同様の処理が繰り返される。
【００７６】
なお、上述した図１２の処理に係る焦点移動に対する焦点追従制御にあっては、プリコメータ１５のみを追従させるだけでよく、ポストコリメータ１６はＸ線検出器１１に近いため、このコリメータ１６を追従移動させる必要は無い。Ｘ線検出器１１にシングルスライス検出器が採用されている場合であって、スライス幅＜検出器幅となるプリコリメータ１５の位置態様（すなわち図１１の（ａ）で表わされる位置態様）のとき、ポストコリメータ１６は図１０のステップ６５の処理で演算された開口幅Ｗpostが架台制御装置３３の図示しない処理によって指令される。しかし、この場合もポストコリメータ１６の開口幅ＷpostをＸ線焦点移動に伴って追従制御させることはせず、常に一定値に保持され、半影をカットする。プリコリメータ１５がその他の位置態様、すなわち図８（ａ）〜（ｄ），図１１（ｂ），（ｃ）を採るときは、ポストコリメータ１６はＸ線コリメーションに関与しない。
【００７７】
以上の構成及び処理に係るプリコリメータ１５の動作の典型例を図１３〜１６に示す。この内、図１３は焦点サイズのみを変更した場合のプリコリメータ１５のスライス方向の開口幅の制御例を、図１４は焦点サイズおよび使用検出器列を変更した場合のプリコリメータ１５のスライス方向の開口幅の制御例を、図１５は焦点移動に伴うプリコリメータ１５のスライス方向の開口幅の制御例を、図１６は焦点移動に伴うプリコリメータ１５のスライス方向の開口幅及びその位置の制御例をそれぞれ示す。
【００７８】
いま、Ｘ線検出器１１として２次元検出器を使用し（スライス方向の検出素子列はａ〜ｈとする）、そのスライス方向の一部の検出素子列ｄ，ｅを使用して本影モードのマルチスキャンを実施するものとする。
【００７９】
焦点サイズとして小焦点フィラメントＦＴS による小焦点Ｆが指令されている場合、プリコリメータ１５の開口幅Ｗpre は図１３（ａ）に示すように設定される。すなわち、スキャン条件、１回転当たりのスライス数＝２、収集モード＝本影モード、および焦点サイズ＝小焦点の情報が主制御装置３０に入力されると（図７ステップ４０〜４３）、プリコリメータ１５の位置態様及びスライス方向の開口幅Ｗpre が自動的に決められる（同図ステップ４４）。その位置態様は図８（ｃ）に相当するものであり、また開口幅Ｗpre ＝Ｗpre1は前記式（１）に基づき例えば演算により求められる。さらにスキャン方法はマルチスキャンが指令されているので、その送りピッチがその一部の指定素子列ｄ，ｅに相当する回転中心におけるトータルのスライス幅に等しくなるように自動的に演算される（同図ステップ４５、４６）。そして、入力データ及び演算データは各々、所要のデータ収集装置１３、画像再構成装置３５、架台制御装置３３、寝台制御装置３２、及び高電圧制御装置３１に出力される。高電圧制御装置３１には小焦点を選択するフィラメント選択信号も併せて供給される。このため高電圧制御装置３１は、高電圧発生装置３４から小焦点フィラメントＦＴS にフィラメント電源を供給させる。
【００８０】
この状態から例えば、撮影部位が頭部から腹部に変わるなどの状況に対応してオペレータが焦点サイズＦ＝大焦点への変更のみを欲したとする（管電流以外のスキャン条件、１回転当たりのスライス数、および収集モードは不変とする）。そこでスキャン条件の一つとしての管電流の上昇を指令すると、この管電流の上げに対応したプリセット値として焦点サイズＦ＝大焦点の情報が自動的に読み込まれる（図７、ステップ４３）。これに応答して、プリコリメータ１５の位置態様に応じたプリコリメータ１５の開口幅Ｗpre ＝Ｗpre2が自動的に演算される（図７、ステップ４４）。つまり、位置態様は図１３（ａ）のものと変わらないが、前記式（１）に基づいて求められる開口幅Ｗpre ＝Ｗpre2は焦点Ｆのスライス方向のサイズが大きくなった分だけ大きくなり、Ｗpre2＞Ｗpre1となる開口幅が設定される。そして、図１２の処理を介して（いま焦点位置そのものは変わらないとする）、図１３（ｂ）に示すように、プリコリメータ１５の開口幅Ｗpre がＷpre1からＷpre2に広げられ、使用する検出素子列ｄ，ｅには本影ＲM のみが入射する。
【００８１】
したがって、焦点サイズを大焦点に切り換えた場合でも、使用する検出素子列ｄ，ｅに半影ＲS が入り込んで、本影モードを指定しているにも関わらず、実質的に「本影＋半影」モードになってしまうことはなく、収集モードで指定した通りに本影ＲM のみが入射する。逆に言えば、図１３（ａ）の小焦点の開口幅Ｗpre1のまま大焦点に切り換えたときには、検出素列ｄ，ｅの一部に、焦点のスライス方向のサイズが大きくなった分だけ半影ＲS が入り込む。しかし、本実施形態のように、焦点サイズの切換に合わせてプリコリメータの開口幅も調整しているので、そのような事態の発生が未然に防止される。このため、半影などが入り込むことに因り再構成像の画質が低下してしまうという不具合の発生も確実に回避される。
【００８２】
上述のように焦点サイズを小焦点から大焦点に切り換える場合とは反対に、大焦点から小焦点に切り換えた場合も同様に、図１３（ｂ）から同図（ａ）の状態に開口幅Ｗpre が調整される。つまり、本影ＲM が入射するスライス方向の範囲は検出素子列ｄ，ｅの範囲に止められ、使用しない検出素子列にまで本影が入射することはない。このように本影の入射範囲を必要以上に広げないことによって、Ｘ線検出器１１の外側に漏れる不要なＸ線を極力少なくし、被検体への被爆の影響をより抑えることができる。
【００８３】
また、上述した焦点サイズの切換に加えて、使用する検出素子列を変更する場合の開口幅制御例を図１４（ａ），（ｂ）に示す。
【００８４】
いま、Ｘ線検出器１１として２次元検出器を使用し（スライス方向の検出素子列はａ〜ｈとする）、そのスライス方向の一部の検出素子列ｄ，ｅを使用して本影モードのマルチスキャンを実施するものとする。焦点サイズとして小焦点フィラメントＦＴS による小焦点Ｆが指令されている場合、プリコリメータ１５の開口幅Ｗpre は図１４（ａ）に示すように設定される。すなわち、この場合は前述した図１３（ａ）の場合と同様の処理が行われる。
【００８５】
この状態から例えば、撮影部位が頭部から腹部に変わるなどの状況に対応してオペレータが焦点サイズＦ＝大焦点へ、かつ使用検出素子列の数（すなわち、１回転当たりのスライス数）をｃ〜ｆへの増加を指令したとする（管電流、使用する検出素子列の位置以外のスキャン条件および収集モードは不変とする）。これに応答して、プリコリメータ１５の位置態様に応じたプリコリメータ１５の開口幅Ｗpre ＝Ｗpre2が自動的に演算される（図７、ステップ４４）。つまり、位置態様は図１４（ａ）のものと変わらないが、前記式（１）に基づいて求められる開口幅Ｗpre ＝Ｗpre2は焦点Ｆのスライス方向のサイズが大きくなった分、および、使用検出素子列の増えた分だけ大きくなり、Ｗpre2＞Ｗpre1となる開口幅が設定される。この結果、図１２の処理を介して、図１４（ｂ）に示すように、プリコリメータ１５の開口幅Ｗpre がＷpre1からＷpre2に広げられ、新たに指定した検出素子列ｃ〜ｆには本影ＲM のみが入射する。
【００８６】
したがって、焦点サイズを大焦点に且つ使用する検出素子列を切り換えた場合でも、使用する検出素子列に半影ＲS が入り込んで、本影モードを指定しているにも関わらず、実質的に「本影＋半影」モードになってしまうことはなく、再構成画像の画質低下を防止できる。また、当然に図１４（ｂ）の状態から同図（ａ）の状態へも自動的に開口幅を制御でき、被検体への被爆の影響をより抑えることができる。
【００８７】
一方、焦点Ｆのサイズを切り換えた場合でも、焦点位置はその配置構造上、チャンネル方向にはずれるが、スライス方向には原則としてずれないことにはなっている。しかしながら、焦点サイズの切換に因ってスライス方向にも微妙にずれることがある。この場合でも、図１３および図１４に示す開口幅制御において、そのスライス方向のずれが焦点位置検出器２０により検出されるから、図１２の処理を介してそのずれが自動的に補正される。
【００８８】
なお、図１３および図１４の開口幅制御において、プリコリメータ１５のスライス方向の開口幅とそのスライス方向の位置とを一体に調整するようにしてもよい。
【００８９】
上述した図１３および図１４の開口幅制御は、被検体が変わったときなどに、オペレータにより指令されるスキャン条件および／または焦点サイズの情報に応じて実施されるものであるが、図１５および図１６の開口幅制御はスキャン中であっても自動的に追従制御されるものである。
【００９０】
いま、Ｘ線検出器１１として２次元検出器を使用し（スライス方向の素子列はａ〜ｈとする）、そのスライス方向の一部の検出素子列ｃ〜ｆを指定して本影モードのマルチスキャンを行うものとする。これらの情報を含むスキャン条件、スライス数、収集モード、および焦点サイズが主制御装置３０に入力されると（図７ステップ４０〜４３）、プリコリメータ１５の位置態様及びスライス方向の開口幅が自動的に決められる（同図ステップ４４）。さらにスキャン方法はマルチスキャンが指令されているので、その送りピッチがその一部の指定素子列に相当する回転中心におけるトータルのスライス幅に等しくなるように自動的に演算される（同図ステップ４５、４６）。このようにして入力されたデータ及び演算されたデータは各々、所要のデータ収集装置１３、画像再構成装置３５、架台制御装置３３、寝台制御装置５０、及び高電圧制御装置５１に出力される。
【００９１】
特に、データ収集装置１３は、主制御装置３０から指令された「どの列」（この場合はｃ〜ｆ列）を使うかの列選択信号により、チャンネルごとの列を切り替え、必要なデータを選択して画像再構成装置３５に送る。また、マルチスキャンが指令されているので、ｃ〜ｆ列分に相当するスライス幅が天板の送りピッチとなる。ヘリカルスキャンが指令されているとすると、ｃ〜ｆ列分に相当する撮影領域の回転中心におけるスライス幅が１回転中の天板移動距離となる。これにより、検出器の描く軌跡が全て等間隔となり、再構成におけるデータ補正等の処理が簡単になる。
【００９２】
この結果、主制御装置３０の管理のもとで、各装置が同期をとって動作しデータ収集を行うとともに、その画像を再構成する。このとき、プリコリメータ１５は図１５（図８（ｃ）に相当）に示す位置態様をとる。つまり、プリコリメータ１５のスライス方向の開口幅Ｗpre は２次元検出器１１の検出素子列ａ〜ｈの内の一部の指定素子列ｃ〜ｆに本影ＲM のみが入射するように制御される。
【００９３】
しかも、Ｘ線管１０の管球焦点Ｆ（例えば小焦点、ここでは点として表す）が例えば図１５に示す如く、陽極の曝射時の発熱などに因ってスライス方向に移動することがある。この場合でも、焦点位置移動量の検出に伴う図１２の処理に拠ってプリコリメータ１５の開口幅がリアルタイムに微調整され、検出用の一部の指定素子列ｃ〜ｆには本影ＲM のみが入射する。
【００９４】
このようにプリコリメータ１５の開口幅をフィードバック制御することで、キャリブレーションデータ収集時と実際の撮影時とでＸ線プロファイルが変わるような撮影を行った場合でも、２次元検出器１１の予め指定した検出素子列ｃ〜ｆ（スライス方向のスライス幅に相当）に入射するＸ線強度は常に一定になるから、再構成時のキャリブレーションが良好に掛かり、従来発生していた画像上のアーチファクトやＣＴ値のシフトを防止することができる。またＸ線プロファイルの変化に対する要求が大幅に緩和される。さらに、再構成画像は本影のみを使っているから、何れのスライス面の画質も良好になる。さらに、プリコリメータ１５の開口幅だけを制御すればよいので、駆動対象となるモータ数が開口幅制御用の１つだけで済み、制御が簡単であるという利点もある。
【００９５】
なお、上述した図１５の制御法を２次元検出器の全面、すなわち図１５の例で言えば全部の検出素子列ａ〜ｈを使って本影モードでスキャンする場合（すなわち図８（ａ）の状態）にも同様に好適に適用できる。また、Ｘ線検出器１１としてシングルスライス検出器を使う場合で、本影モードの場合（すなわち図１１  （ａ），（ｂ）の状態）にも好適に実施できる。
【００９６】
一方、図１６に示すスキャンの場合、図１５の場合と同一の条件（２次元検出器，スライス方向の一部の指定検出素子列ｃ〜ｆのみの使用，本影モード，同一焦点サイズ）を採用するが、焦点移動に伴うフィードバック制御量が今度はプリコリメータ１５の各ブレードの「スライス方向の位置」（すなわち、プリコリメータのスライス方向の開口幅及び位置）としている。すなわち、プリコリメータ１５全体のスライス方向の位置がリアルタイムに変更される。この制御は図１２のステップ８２〜８４，８１の一連の処理によってリアルタイムに行われる。
【００９７】
このため、例えばＸ線管１０の焦点Ｆ（例えば小焦点、図では点で表す）が図１６上で矢印で示す如く右側に移動すると、結果的には、プリコリメータ１５のスライス方向の一方のプレードが右側（矢印Ａ1 ）に移動させられ、且つ、もう一方のブレードも右側（矢印Ａ2 ）に等距離だけ移動させられる。すなわち、前述した図１５の場合のようにスライス方向のコリメーションを担う両ブレードがスライス方向に対称に動いて開口幅Ｗpre のみを変える制御とは異なり、開口幅Ｗpre 自体及びスライス方向のコリメータ全体の位置が焦点移動量に応じて変わる。
【００９８】
したがって、Ｘ線検出器１１に対するＸ線プロファイルＰＬのスライス方向の位置は変わらず、焦点移動が実際には生じても、見掛け上焦点移動が発生していないことと同じになる。これにより、図１５の場合と同等の作用効果が得られるほか、図１５の方法と比べても、より安定且つ高精度なプロファイルの位置制御を行うことができ、また被曝量を最小限に抑制できるという利点がある。さらに重要なことは、図１６に示すプリコリメータ１５の制御を行った場合、スライス方向の本影の位置が固定される。つまり、本影を受ける検出素子列のＸ線プロファイルの形状は、キャリブレーションデータ収集時と画像データ収集時とで不変である。したがって、そのような本影を受ける検出素子列により検出されたデータを使った画像は常に高品質に保持できるという有利さも在る。
【００９９】
なお、上述した図１６の制御法を２次元検出器の全面、すなわち図１６の例で言えば全部の検出素子列ａ〜ｈを使って本影モードでスキャンする場合（すなわち図８（ａ）の状態）にも同様に好適に適用できる。また、Ｘ線検出器１１としてシングルスライス検出器を使う場合で、本影モードの場合（すなわち図１１  （ａ），（ｂ）の状態）にも好適に実施できる。
【０１００】
一方、「本影＋半影モード」は検査者により必要に応じて選択される（図７、ステップ４２及び図１０、ステップ６２参照）。このように「本影モード」のみならず、「本影＋半影モード」も任意に選択できるようにしたので、半影部分も合せて検出器に入射させることで被曝量を抑えることができ、またマルチスキャンやヘリカルスキャンを高速に行うことができるというメリットがある。この様子を図１７（ａ），（ｂ）に示す。同図（ａ）は「本影モード」のスキャンを、同図（ｂ）は「本影＋半影モード」のスキャンを各々説明するもので、同図（ｂ）の方がＸ線検出器１１上の使用可能な素子列数が多い。これにより、「本影＋半影モード」で高速なスキャンが可能になる。
【０１０１】
ところで、図１７（ａ），（ｂ）では送りピッチまたは送り速度の量を表す矢印は概略的に描かれている。送りピッチや送り速度は実際にはＸ線焦点を点と見做して演算されるので、それらの量を表す矢印は実際には図示のものよりも若干短くなって、トータルのスライス幅に相当する量となる。
【０１０２】
本発明に係る変形例を図１８に基づき説明する。前述した実施形態はＸ線管の管球焦点の移動に応じてプリコリメータ１５のスライス方向の位置及び／又は開口幅をリアルタイムに微調整する構成としたが、かかる変形例はそのような構成を簡略化したものである。具体的には、プリコリメータ１５のスライス方向の開口幅及び／又は位置は一回だけ初期設定することとし、その後は焦点位置の移動があっても、その値を保持する。
【０１０３】
いま、前述した図１５，１６の場合と同様に、２次元検出器の一部の指定検出素子列ｃ〜ｅのみを使って本影モードでスキャンするとする。Ｘ線管１０が最も低い温度状態から最も高い温度状態になって焦点移動が起こったとしても、少なくとも目的とする一部の検出素子列ｃ〜ｅには必ず本影のみが入射するように開口幅Ｗpre （又は位置）が最初に１回だけ設定される。つまり、予め焦点移動を見込んで、使用する検出素子列を決め、開口幅（又はスライス方向の位置）を広めに設定しておく。そして、スキャン前に一度設定したら、その後の開口制御は行わない。
【０１０４】
この焦点移動距離を見込んだ場合の開口幅Ｗpre の設定は定量的には下記の式を用いればよい。前述した図９に示す如く、Ｘ線管１０の焦点Ｆのサイズをｘ、Ｘ線検出器１１上に投影される本影のスライス方向の長さをｙ、Ｘ線検出器１１上に投影される「本影＋半影」のスライス方向の長さをｚ、焦点Ｆとプリコリメータ１５との間の曝射方向の距離をｃ、プリコリメータ１５とＸ線検出器１１との間の曝射方向の距離をｄとし、さらに、図１９に示す如く、スライス方向における予想される最大の焦点移動量をΔｍとすると、プリコリメータ１５の本影モードの開口幅Ｗpre （ｘ，ｙ）および「本影＋半影」モードの開口幅Ｗpre （ｘ，ｚ）は夫々、
【数３】
0003742690.tif 000004
【数４】
0003742690.tif 000005
の式により演算できる。なお、この開口幅の設定値は予め式（３）または（４）に基づいて演算しておいて、テーブルとして保有しておくようにしてもよい。
【０１０５】
これにより、Ｘ線ＣＴスキャナの駆動状態に応じてＸ線管の温度が上昇し、管球焦点が例えば図１８中の実線図示の状態から点線図示の状態（Ｘ線管が最高に暖まった状態）に向かって移動した場合でも、Ｘ線検出器１１の指定検出素子列ｃ〜ｅには常に本影のみが入射する。したがって、この変形例によれば、開口制御が一回で済み、制御が簡単化される。この場合にはまた、焦点位置検出器２０が不要になる利点もある。
【０１０６】
さらに、上述した焦点移動を見込んだ開口幅設定の手法には、以下のような種々のファクタを取り込んで、または単独で実施することができる。
【０１０７】
第１に、焦点切換における焦点位置の移動に対する対応策に関する。Ｘ線管１０の焦点を例えば小焦点から大焦点に切り換えると、焦点位置が微妙にずれることがあり得る。Ｘ線管内では、大焦点用フィラメントおよび小焦点用フィラメントは、その構造上、チャンネル方向に並んで設置されているため、焦点を切り換えても通常、チャンネル方向に焦点位置がずれるだけで、スライス方向には原理的にはずれないことになっている。しかしながら、焦点切換によってスライス方向にも微妙にずれを生じることがある。
【０１０８】
そこで、図１９に示す如くの、スライス方向における予想される最大の焦点移動量Δｍに、焦点切換に伴う焦点移動量を加味しておく。または、この最大の焦点移動量Δｍを焦点切換に伴う焦点移動量に等しく設定しておく。これにより、前述した図１８に模式的に表す如く、Ｘ線管１０の温度上昇および焦点切換に拠る焦点移動があっても、または、焦点切換に拠る焦点移動があっても、簡単な開口幅制御でありながら、使用する検出素子列に入射するＸ線プロファイルを常に所望のものに維持できる。
【０１０９】
第２に、フライング焦点の技法における焦点移動の対応に関する。Ｘ線ＣＴスキャナでは、データのサンプリング点を増加させるなどの目的のため、Ｘ線管内で陰極からターゲートに向けて放射する電子ビームを電磁的作用などに因って振り、意図的に焦点位置を変える機能を搭載しているものがある。この焦点位置の移動によって本影のスライス方向の移動が生じる。
【０１１０】
そこで、この場合も図１９に示す如くの、スライス方向における予想される最大の焦点移動量Δｍに、フライング焦点に伴う焦点移動量を加味しておく。または、この最大の焦点移動量Δｍをフライング焦点に伴う焦点移動量に等しく設定しておく。これにより、前述した図１８に模式的に表す如く、Ｘ線管１０の温度上昇および焦点切換に拠る焦点移動があっても、または、フライング焦点に拠る焦点移動があっても、簡単な開口幅制御でありながら、使用する検出素子列に入射するＸ線プロファイルを常に所望のものに維持できる。
【０１１１】
なお、上述した図１８の制御法を２次元検出器の全面、すなわち図１８の例で言えば全部の検出素子列ａ〜ｈを使って本影モードでスキャンする場合（すなわち図８（ａ）の状態）にも同様に好適に適用できる。また、Ｘ線検出器１１としてシングルスライス検出器を使う場合で、本影モードの場合（すなわち図１１  （ａ），（ｂ）の状態）にも好適に実施できる。
【０１１２】
またなお、本発明におけるＸ線管の管球焦点の移動に関するセンサ手段は、上述した構成のものに限定されることなく、例えばＸ線管１０の外周面上に取り付けた赤外線検出器でＸ線管１０の温度変化を検出し、その温度変化に基づいて管球焦点の移動を推定するようにしてもよい。また、例えば実開平２−９１２００号公報記載の如く、Ｘ線管の冷却油の温度を検出する温度検出器であってもよいし、またＸ線管電圧、Ｘ線管電流、Ｘ線照射時間、Ｘ線照射停止時間などのＸ線管の駆動に関する情報を、管球焦点の移動に関する情報として取り込む構造を採ってもよい。
【０１１３】
また、前述した実施形態およびその変形例では、Ｘ線管の焦点サイズの切換を「大」または「小」の２段階としたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、「中」焦点用フィラメントを搭載して、焦点サイズを３段階に切換可能に構成することもできるし、焦点サイズをさらに多くのステップ状に切換可能に構成してもよい。さらには、例えば電磁的作用により電子ビームの形状や位置を制御したり、陰極の位置を機械的に調整したりすることで、任意の大きさの焦点を設定可能なＸ線管に本発明を適用し、任意値に設定された焦点サイズに応じて前述と同様にプリコリメータの開口幅を制御するようにしてもよい。
【０１１４】
さらに、本発明は上述した実施形態、つまり、Ｘ線ビームの本影のみを受ける、２次元検出器の１以上の検出素子列の指定を、実際のＸ線スキャンによる撮影時にその都度行うようにするというスキャナ構成に限定されるものではない。設計上の条件やその他の条件により、その１以上の検出素子列が予め固定的に決まっている場合でも、かかる２次元検出器は本発明のＸ線ＣＴスキャナに好適に適用できる。つまり、そのような場合には、予め決まっている検出素子列によって検出されたデータのみを採用して前述と同様の処理を行うようにデータ収集装置１３への列選択信号を設定しておけばよい。
【０１１５】
さらに、前述した実施形態およびその変形例では、焦点サイズの変更（切換）および焦点位置の移動に伴う、両方のプリコリメータの開口幅制御に対応可能な制御を実施する構成を示したが、焦点サイズの変更（切換）に伴うプリコリメータの開口幅制御のみでも単独に実施できることは勿論である。
【０１１６】
なおまた、本発明は上述した実施形態や変形形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理の範囲内で適宜に組み合わせ、変更、変形することが可能である。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のＸ線ＣＴスキャナによれば、Ｘ線源としてのＸ線管の焦点サイズが変更された場合でも、その変更に応じてプリコリメータの開口幅が、例えば、２次元検出器の使用したい検出素子列に常に本影のみが入射するように制御されることから、焦点サイズが変更された場合でも、本影のみを受けて再構成画像の画質劣化を防止できるとともに、Ｘ線被爆の影響も最小限に抑えることができる。
【０１１８】
また、上述の効果にほか、下記の種々の効果も同時に得られる。すなわち、Ｘ線検出器の検出素子列（２次元検出器の場合、複数の検出素子列の内の指定された検出素子列または予め決まっている検出素子列）のスライス方向の幅全体にＸ線プロファイルの本影のみが入射するので、スライス位置によって画質が変わることも無く、また高い信号値を検出することができ、高画質の再構成象を提供することができる。さらに、プリコリメータのスライス方向の開口幅が、Ｘ線管のＸ線焦点の移動に伴うＸ線ビームのスライス方向の予測される最大移動量に対応した量だけ広く設定されるので、一度そのように開口設定しておくだけで、良好な信号及び画質が得られる。さらにまた、Ｘ線管の管球焦点が温度上昇などに因って移動し、キャリブレーションデータ収集時と撮影時とでＸ線プロファイルが変化した場合でも、プリコリメータのスライス方向の例えば開口幅及び／又は位置などを焦点移動量に応じてリアルタイムに微調整することにより、Ｘ線検出器の指定されたまたは予め決めてある検出素子列のスライス方向の幅全体にわたって本影を入射させることができるので、画像上のアーチファクトやＣＴ値のシフトを排除でき、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナの概要を示すブロック図。
【図２】焦点サイズを切換可能なＸ線管の概略構造図。
【図３】図２中のIII-III 線に沿った側面図。
【図４】Ｘ線検出器とＸ線ビームの入射との位置関係を説明する図。
【図５】Ｘ線検出器の出力とＸ線焦点位置移動量の関係を示すグラフ。
【図６】データ収集装置のブロック図。
【図７】主制御装置で実行される２次元検出器の場合の制御例を示すフローチャート。
【図８】２次元検出器の場合のプリコリメータの位置態様を判断するフローチャート。
【図９】プリコリメータの開口幅制御に関わるパラメータの説明図。
【図１０】主制御装置で実行されるシングルスライス検出器の場合の制御例を示すフローチャート。
【図１１】シングルスライス検出器の場合のプリコリメータの位置態様を判断するフローチャート。
【図１２】架台制御装置で実行される開口制御の一例を示すフローチャート。
【図１３】焦点サイズの切換に伴うプリコリメータの開口幅制御を示す説明図。
【図１４】焦点サイズの切換および使用する検出素子列の変更に伴うプリコリメータの開口幅制御を示す説明図。
【図１５】２次元検出器を使ったときの焦点移動追従制御の一例を示す説明図。
【図１６】２次元検出器を使ったときの焦点移動追従制御の他の例を示す説明図。
【図１７】（ａ），（ｂ）は本影モード，本影＋半影モードのときの送りピッチまたは送り速度の大小を比較説明する図。
【図１８】変形例に係るプリコリメータの開口設定を説明する図。
【図１９】焦点の移動量を説明する図。
【図２０】プリコリメータの役割を説明する図。
【図２１】従来のシングルスライスＣＴにおけるＸ線プロファイルとＸ線検出器の位置関係を説明する図。
【図２２】従来の２次元検出器に係るＣＴにおけるＸ線プロファイルとＸ線検出器の位置関係を説明する図。
【図２３】Ｘ線管の管球焦点の移動を説明する図。
【図２４】シングルスライス検出器に対するプロファイル変化の影響を説明する図。
【図２５】２次元検出器に対するプロファイル変化の影響を説明する図。
【符号の説明】
１  ガントリ
２  寝台
２ａ  天板
２ｂ  寝台駆動装置
３  制御キャビネット
１０  Ｘ線管（Ｘ線源）
１１  Ｘ線検出器（２次元検出器またはシングルスライス検出器）
１２  架台駆動装置
１３  データ収集装置
１５  プリコリメータ
１７  プリコリメータ駆動装置
２０  焦点位置検出器
３０  主制御装置
３１  高電圧制御装置
３２  寝台制御装置
３３  架台制御装置
３４  高電圧発生装置
３５  画像再構成装置
【図１】
0003742690.tif 000006
【図２】
0003742690.tif 000007
【図３】
0003742690.tif 000008
【図４】
0003742690.tif 000009
【図５】
0003742690.tif 000010
【図６】
0003742690.tif 000011
【図７】
0003742690.tif 000012
【図８】
0003742690.tif 000013
【図９】
0003742690.tif 000014
【図１０】
0003742690.tif 000015
【図１１】
0003742690.tif 000016
【図１２】
0003742690.tif 000017
【図１３】
0003742690.tif 000018
【図１４】
0003742690.tif 000019
【図１５】
0003742690.tif 000020
【図１６】
0003742690.tif 000021
【図１７】
0003742690.tif 000022
【図１８】
0003742690.tif 000023
【図１９】
0003742690.tif 000024
【図２０】
0003742690.tif 000025
【図２１】
0003742690.tif 000026
【図２２】
0003742690.tif 000027
【図２３】
0003742690.tif 000028
【図２４】
0003742690.tif 000029
【図２５】
0003742690.tif 000030