JP2001187046A

JP2001187046A - マルチスライスｘ線ｃｔ装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2001187046A
Application number: JP37117099A
Authority: JP
Inventors: Makoto Gono; 誠郷野; Masayasu Nukui; 正健貫井; Tetsuya Horiuchi; 哲也堀内; Akira Hagiwara; 明萩原
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-10
Also published as: WO2001047419A1; CN1352537A; US6445764B2; EP1158900A1; CN1195451C; US20010005409A1; KR20020005597A

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線検出アレイの数を少なくし、構成を単純
化しつつ実用的な複数のスライス厚の複数のＸ線断層像
を再構成する。【解決手段】Ｘ線管４から発生するＸ線はコリメータ
６のスリット１５を介して、対向する位置にある検出器
８に向けて照射される。コリメータ６のスリット１５の
Ｄ１方向の長さ（幅）及びコリメータ６のＤ１方向の位
置は調整可能になっている。また、検出器８は４列のＸ
線検出アレイで構成され、両端に位置する２つのＸ線検
出アレイのＤ１方向の幅は、中央に位置の２列のＸ線検
出アレイの幅より広くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線照射によって被
検体の複数の断層像を得るマルチスライスＸ線ＣＴ装置
及びその制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数スライス像を再構成するＸ
線ＣＴ装置では、Ｘ線ビームを検出する検出器を、所謂
ガントリの円周に沿って複数列（各列をＸ線検出アレイ
と言う）を設け、これを円周とは直交する方向に複数列
分隣接して設け、各Ｘ線検出アレイで検出して得た信号
を指定された厚み（スライス厚）に応じて組み合わせて
スライス方向にｎ本（一般には４本）の信号を得る。

【０００３】ところで、上記のようなＸ線ＣＴ装置にお
いては、スライス厚の異なるＸ線断層像を得ることが要
求されてきており、かかる要求に対して以下のような技
術が存在する。

【０００４】図８（Ａ）は、複数列のＸ線検出アレイを
横切る断面とＸ線管との相関図である。各Ｘ線検出アレ
イはガントリの円周に沿って数千個の検出素子を備えて
いるが、図示はそのうちのｉ番目（すなわち、ｉチャネ
ル）における断面図であって、Ｘ線検出アレイは全部で
１６個（１６列）備えている例を示している。

【０００５】説明を簡単にするため、各検出器の幅を仮
に１ｍｍとし、図示左端から順にＸ線検出アレイＡ，
Ｂ、…、Ｐと定義する。

【０００６】かかる構成において、マルチプレクサ（デ
ータ収集部）で、連続する４つのＸ線検出アレイＡ〜Ｄ
のグループで得られた信号を加算合成し、同様に、Ｘ線
検出アレイＥ〜Ｈ、Ｘ線検出アレイＩ〜Ｌ、Ｘ線検出ア
レイＭ〜Ｐの各々のグループで得られた信号を同様に加
算合成すると、４ｍｍ厚のＸ線断層像を４つ得ることが
できる。また、合成する対象を換える、例えば隣接する
６つのＸ線検出アレイからの信号をそれぞれ合成するこ
とで６ｍｍ厚のＸ線断層像を３つ得ることができる。場
合によっては、４、６、３、３ｍｍ厚のＸ線断層像を得
ることも可能ではある。これらの組み合わせ（合成）
は、マルチプレクサによって行われることになる。

【０００７】一方、Ｘ線管の直後に、開閉制御可能なコ
リメータを設ける技術も存在する。図８（Ｂ）はその例
である。図示の如く、Ｘ線検出アレイＡ，Ｂの２列であ
り、図示の如く、コリメータの開閉を制御することで、
その開閉の度合に応じたスライス厚の信号を得るもので
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前者（図８（Ａ））の
場合、要求された組み合わせに応じたスライス厚の信号
をマルチプレクサが生成することになる。このマルチプ
レクサへの入力信号は全部で１６本あるので、その中か
ら所望とする信号のみを選択して４つのＸ線断層像を得
る、或いは、複数の信号を合成して４つのＸ線断層像を
得るためには、非常に多くの組み合わせが存在すること
になり、マルチプレクサの内部構成は非常に複雑になら
ざるを得ないし、現実には、限られた組み合わせに対し
てのみ対処するようになっている。

【０００９】後者の場合には、コリメータの開閉により
Ｘ線断層像のスライス厚は可変であるものの、得られる
スライスの数は今のところ２つのみであり、それ以上の
数のスライスを得ることはできない。

【００１０】前述のようにスライス厚の異なる複数のＸ
線断層像を得ようとする場合、図８（Ａ）に示す多数の
Ｘ線検出アレイと、図８（Ｂ）のコリメータ制御の技術
を仮に組み合わせることも考えられる。しかしながら、
結局のところ、使用するＸ線検出アレイの数に依存した
組み合わせが理論上存在することになり、マルチプレク
サの構造が単純化されるわけではない。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みなされたもの
であり、少ないＸ線検出アレイ数でもって、実用する複
数のスライス厚の複数のＸ線断層像を再構成可能にする
マルチスライスＸ線ＣＴ装置及びその制御方法を提供し
ようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明のマルチスライスＸ線ＣＴ装置は以下の構成
を備える。すなわち、Ｘ線発生器と当該Ｘ線発生器から
のＸ線を検出する複数列の検出アレイを有するＸ線検出
器とを被検体を挟んで互いに対向するように設け、前記
Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器を回動させることで、前記
被検体の搬送方向に対して複数のスライス厚のＸ線断層
像を構成するマルチスライスＸ線ＣＴ装置であって、前
記Ｘ線発生器より発生したＸ線が、前記Ｘ線検出器に照
射される範囲を画定するスリットを形成するコリメータ
と、前記スリットの、前記被検体の搬送方向に対応する
幅を調整するコリメータ調整手段とを備え、前記Ｘ線検
出器が有する各Ｘ線検出アレイの、前記被検体の搬送方
向における幅を全て同じ幅とはしないようにすることを
特徴とする。

【００１３】また、本発明の好適な実施態様に従えば、
Ｘ線検出器が有するＸ線検出アレイは４列であって、両
端部に位置するそれぞれの検出アレイの前記搬送方向に
対する幅は、中央に位置する２列のそれぞれのアレイの
幅より広くなっていることが望ましい。この際、前記中
央に位置する２列の検出アレイそれぞれの幅は同じであ
り、両端部に位置する検出アレイそれぞれの幅は同じで
あることが望ましい。この結果、検出部の構造が単純化
でき、且つ、バラエティに富んだスライス厚の信号を抽
出することができるようになる。

【００１４】また、コリメータ調整手段は、更に、コリ
メータをＺ軸方向の位置を調整する手段を含むことが望
ましい。この結果、更なる種類のスライス厚のための信
号を抽出することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態を詳細に説明する。

【００１６】図１は、実施形態におけるＸ線ＣＴシステ
ムのブロック構成図である。図示の如く、システムは、
被検体へのＸ線照射と被検体を通過したＸ線を検出する
ためのガントリ装置１００と、ガントリ装置１００に対
して各種動作設定を行うと共に、ガントリ装置１００か
ら出力されてきたデータに基づいてＸ線断層像を再構成
し、表示する操作コンソール２００により構成されてい
る。

【００１７】ガントリ装置１００は、その全体の制御を
司るメインコントローラ１を始め以下の構成を備える。

【００１８】２は操作コンソール２００との通信を行う
ためのインタフェース、３はテーブル１２上に横たえた
被検体（被検者）を搬送するための空洞部を有するガン
トリであり、内部には、Ｘ線発生源であるＸ線管４（Ｘ
線管コントローラ５により駆動制御される）、Ｘ線の照
射範囲を画定するためのスリットを有するコリメータ
６、コリメータ６のＸ線照射範囲を画定するスリット幅
の調整、及びコリメータの、被検体の搬送方向（体軸方
向）、すなわちＺ軸（図面に垂直な方向）の位置を調整
する２つのモータ７ａ，７ｂが設けられている。これら
モータ７ａ、７ｂの駆動はコリメータコントローラ７に
より制御される。

【００１９】また、ガントリ３には、被検者を通過した
Ｘ線を検出する検出部８、及び検出部８より得られたデ
ータを収集するデータ収集部９も備える。Ｘ線管４及び
コリメータ６と、検出部８は互いに空洞部分を挟んで、
すなわち、被検体を挟んで対向する位置に設けられ、そ
の関係が維持された状態でガントリ３のまわりを回動す
るようになっている。この回動は、モータコントローラ
１１からの駆動信号により駆動される回転モータ１０に
よって行われる。また、被検体を乗せるテーブル１２
は、Ｚ軸向への搬送がなされるが、その駆動はテーブル
モータ１３によって行われる。

【００２０】メインコントローラ１は、Ｉ／Ｆ２を介し
て受信した各種コマンドの解析を行い、それに基づいて
上記のＸ線管コントローラ５、コリメータコントローラ
７、モータコントローラ１１、テーブルモータコントロ
ーラ１４、そして、データ収集部９に対し、各種制御信
号を出力することになる（なお、データ収集部９に対す
る制御の詳細については後述する）。また、メインコン
トローラ１は、データ収集部９で収集されたデータを、
Ｉ／Ｆ２を介して操作コンソール２００に送出する処理
も行う。

【００２１】操作コンソール２００は、所謂ワークステ
ーションであり、図示に示す如く、装置全体の制御を司
るＣＰＵ５１、ブートプログラムやＢＩＯＳを記憶して
いるＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３
を始め、以下の構成を備える。

【００２２】ＨＤＤ５４は、ハードディスク装置であっ
て、ここにＯＳ、ガントリ装置１００に各種指示を与え
たり、ガントリ装置１００より受信したデータに基づい
てＸ線断層像を再構成するための診断プログラムが格納
されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイ
メージデータを展開するメモリであり、ここにイメージ
データ等を展開することでＣＲＴ５６に表示指せること
ができる。５７及び５８は、各種設定を行うためのキー
ボード及びマウスである。また、５９はガントリ装置１
００と通信を行うためのインタフェースである。

【００２３】実施形態におけるＸ線ＣＴシステムの構成
は概ね上記の通りであるが、次にＸ線管４、コリメータ
６、検出部８の構造と動作を図２乃至図４を用いて、よ
り詳しく説明する。

【００２４】図２はＸ線管４、コリメータ６、検出部８
の要部構成図である。

【００２５】図示において、Ｘ線管４はハウジング４１
に、集束電極及びフィラメントを内蔵する陰極スリーブ
４２と、回転するターゲット４３とを内臓した構造であ
り、焦点ｆからＸ線Ｘａを放射する。

【００２６】コリメータ６はＸ線遮蔽材質（鉛もしくは
タングステン等）で構成され、図示の如く、Ｘ線管４よ
り放射されたＸ線のＺ軸方向（図示のＤ１方向）におけ
るＸ線照射範囲を画定するコリメータ６ａ（詳細は後
述）と、コリメータ６ａとＸ線管４との間にあって、検
出部８の長手方向の照射範囲（ファン角）を画定する、
２枚の固定された遮蔽板からなるコリメータ６ｂで構成
される。これらコリメータ６ａ，６ｂによりスリット１
５（Ｘ線を照射する範囲、Ｘ線を通過させる間隙）を構
成することになるが、実施形態では、そのスリット１５
のＺ軸（図２におけるＤ１）方向の幅は、コリメータ６
ａを機械的動作を行わせることで変動可能とした。ま
た、コリメータ６ａそのもののＺ軸方向への移動調整も
可能にした。これらは、図１におけるモータ７ａ，７ｂ
によるものである。コリメータ６ａのＺ軸方向への位置
変更については当業者であればモータ７ａにより実現す
ることは容易に理解できるであろうから、ここではコリ
メータ６ａによるスリットの幅の調節について図３を用
いて説明する。

【００２７】図３（ａ）は、コリメータ６ａの上面図
（Ｘ線管４の方向から見た場合の図）である。

【００２８】図示の如く、コリメータ６ａは、２枚の遮
蔽板６０、６１と、それらの端部どうしを連結させるた
めの連結ロッド６３、６４で構成される。連結ロッドと
遮蔽板との接続部分は、互いに回動自在に軸支されてい
る。また、ロッド６３、６４は同じ長さを有するもので
あり、かかる構成により、遮蔽板６０、６１は互いに平
行を維持することを可能にしている。また、連結ロッド
６３、６４の中央位置には軸６２ａ、６２ｂが設けら
れ、ここを支点として、モータ７ａによる駆動により回
動するようになっている。

【００２９】したがって、軸６２ａ，６３ｂを時計まわ
りに回動させると、同図（ｂ）の如く、遮蔽板６０、６
１はその平行を保ったまま徐々に接近させることができ
るようになることが理解できよう。換言すれば、この遮
蔽板６０、６１による間隙がスリット１５のＺ軸方向の
開口幅（図２におけるＸ線照射幅ｄ）を画定している
（以下、このスリット１５のＺ軸方向の開口幅を単にス
リット幅という）。

【００３０】また、ロッド６３、６４の中央位置に回転
軸６２ａ，６２ｂを設けているので、その回転角にかか
わらず、スリットの中心線位置を固定にさせることに成
功している。

【００３１】先に説明したように、実施形態のコリメー
タ全体は、Ｚ軸方向に移動可能である。この移動は、モ
ータ７ｂによるが、上記のように、スリット幅ｄはロッ
ド６３、６４の中央位置にある回転軸６２ａ，６２ｂを
結ぶ中心線に対して変化するだけなので、コリメータ全
体のＺ軸方向への移動の制御は、スリットの中心線、す
なわち、回転軸６２ａ、６２ｂを結ぶ線のＺ方向の位置
に着目して行えば良いことになり、制御を簡単なものと
することができる。

【００３２】より分かり易く説明すると、仮に遮蔽板６
０を固定にすると、もう一方の遮蔽板６１が運動するこ
とになる。したがって、そのスリットの中心線は遮蔽板
６１の位置に応じて変動する、つまり、固定にはならな
いことになる。実施形態では、上記の様に、コリメータ
全体のＺ軸方向への移動も制御させることをその特徴の
１つとしているわけであるから、このように一方の遮蔽
板を固定にし、他方のみを運動対象にしてしまうと、ス
リットの幅も加味して、コリメータ全体のＺ軸方向への
移動量の演算を行う必要になる。

【００３３】かかる点、上記のように、ロッド６３、６
４の中央位置に回動軸６２ａ，６ｂを設けることで、遮
蔽板６０、６１の双方が回転軸６２ａ、６２ｂを結ぶ中
心線に対してお互いに近づいたり、遠ざかったりするこ
とになり、コリメータ全体のＺ軸方向への移動制御を簡
単にさせることに成功した。

【００３４】図２の説明に戻る。実施形態における検出
部８は、図示の如く、４列のＸ線検出アレイ８１乃至８
４で構成され、各Ｘ線検出アレイはｍ個（実施形態では
ｍ＝１０００）の検出セルを有している。すなわち、検
出信号を得るチャネルとして１乃至ｍチャネルを備える
ことになる。また、両端部のＸ線検出アレイ８１、８４
のＤ１方向（Ｚ軸方向）の幅は、中心のそれより広くな
っている。

【００３５】図２の構成中の、Ａ−Ａ方向から見た断面
と、データ収集部９の回路構成との関係を模式的に示し
たのが図４である。

【００３６】検出部８は或るチャネル（ｉ）における構
成を示していることになる。図示において、８１ａ、８
２ａ、８３ａ及び８４ａはＸ線検出アレイ８１乃至８４
の或るセル（チャンネルｉ）を示している。

【００３７】図示において、“Ｄ”は、コリメータ６
（正確にはコリメータ６ａ）のスリットによって、検出
部８に到達するＸ線照射幅を示している。

【００３８】データ収集部９は、隣接するＸ線検出アレ
イで検出した信号を選択的に加算合成するため、アナロ
グスイッチ９１乃至９４と、加算器９５乃至９７（オペ
アンプ等で構成される）、そして、Ａ／Ｄコンバータ９
８ａ乃至９８ｄよりなる合成手段として構成される。各
スイッチの選択（後述するどのモードで動作するか）
は、メインコントローラ１からの制御司令信号に基づく
ものであり、スイッチ９１は端子ａ，ｂのいずれか１つ
を、スイッチ９２は端子ｃ，ｄ，ｅのいずれか１つを、
スイッチ９３は端子ｆ、ｇ、ｈのいずれか１つ、スイッ
チ９４は端子ｉ，ｊのいずれか１つを夫々選択する。

【００３９】データ収集部９に供給される、各セルから
の信号をｓ１乃至ｓ４で表し、加算器に入力される２つ
の信号をｘ、ｙとした時における加算結果を（ｘ＋ｙ）
と表現すると、図示の状態でのデータ収集部９から出力
される信号ｇ１乃至ｇ４は次のように表せる。

【００４０】ｇ１＝ｓ１、ｇ２＝ｓ２＋ｓ３、ｇ３＝IG
NORE、ｇ４＝ｓ４ここで“IGNORE”とは、それは意味がない、すなわち、
無効扱いすることを示す。

【００４１】同様に、例えば、スイッチ９１をａ端子、
スイッチ９２をｄ端子、スイッチ９３をｇ端子、スイッ
チ９４をｊ端子にそれぞれ切り換えた場合には、次のよ
うになることは容易に理解できよう。

【００４２】ｇ１＝ｓ１、ｇ２＝ｓ２、ｇ３＝ｓ３、ｇ４＝ｓ４ただし、図示のように、少なくとも両端に位置するセル
にＸ線が照射されていない場合には、実質的に信号ｇ
１、ｇ４は意味のない信号となることに注意されたい。

【００４３】こうして、得られた信号ｇ１乃至ｇ４は、
ｉチャネルのデジタルデータとして操作コンソール２０
０（図１参照）に転送されていく。操作コンソール２０
０は、転送されてきた全チャネルデータを一時的に蓄積
していき、この動作をガントリの回動を行わせるごとに
繰り返していく。そして、必要なデータ（画像再構成に
必要なデータ）が蓄積されると、Ｘ線断層像を再構成
し、ＣＲＴ５６に表示するようになる。なお、コリメー
タ６のスリットの幅及びコリメータ全体のＺ軸方向の位
置は操作コンソール２００側で設定するわけであるか
ら、操作コンソール２００は、受信した４本のデータｇ
１乃至ｇ４のうち、どのデータが有効なデータであり、
どのデータが無効であるかは勿論、どのデータが何ｍｍ
のスライス厚の信号かも予めわかっている。

【００４４】従って、上述のような構成のＸ線ＣＴ装置
においては、被検体のＺ軸方向に対して複数のＸ線断層
像が得られることとなる。

【００４５】さて、これまで説明した構成に従い、実施
形態におけるマルチスライスＸ線ＣＴシステムにおける
スキャニングの代表的な例を以下に列挙する。

【００４６】なお、以下の説明にいて、Ｘ線検出アレイ
８１、８４のＺ軸方法の幅ｄ１はそれぞれ７．５ｍｍ、
中央に位置するＸ線検出アレイ８２、８３の幅ｄ０はそ
れぞれ２．５ｍｍであるものとする。すなわち、４つの
Ｘ線検出アレイの合計であるＺ軸方向の全幅は７．５×
２＋２．５×２＝２０ｍｍとなる。

【００４７】図５は、コリメータの中心位置を検出器８
の中心位置（Ｘ線検出アレイ８２、８３の接合部）に一
致させた際の検出可能なスライス厚とその数の例を示し
ている。なお、信号の加算関係がわかれば良いので、図
示ではＡ／Ｄ変換については省略して示した。

【００４８】同図（ａ）は、Ｘ線照射幅Ｄを１ｍｍとし
て、それぞれのセルで検出された信号をそのまま出力す
るモードの例を示している。図４におけるスイッチ９１
乃至９４との関係で説明するのであれば、スイッチ９１
は端子ａ、スイッチ９２は端子ｄ、スイッチ９３は端子
ｇ、スイッチ９４は端子ｊをそれぞれ選択した場合と考
えればよいであろう。

【００４９】さて、同図（ａ）の場合、Ｘ線検出アレイ
に照射される幅Ｄは１ｍｍとし、Ｘ線の照射の中心線が
Ｘ線検出アレイ８２、８３の接合部に一致しているもの
であるから、検出信号ｇ１、ｇ４は無効扱いになり、信
号ｇ２、ｇ３はそれぞれＺ軸に隣接する０．５ｍｍのス
ライス厚の有効な信号であることを示していることに他
ならない。

【００５０】また、データ収集部９内のスイッチの状態
を同じにし、コリメータ６を制御することでその照射幅
Ｄを５ｍｍ以下にするのであれば、Ｄ／２ｍｍのスライ
スが２枚得られることになるのは容易に理解できよう。

【００５１】次に、同図（ｂ）を説明する。図示は、Ｘ
線照射幅Ｄを１０ｍｍとした例であり、データ収集部９
内のスイッチの状態（モード）は、同図（ａ）と同じで
ある。

【００５２】かかる状態に従えば、セル８１ａ（Ｘ線検
出アレイ８１のｉチャネル）における２．５ｍｍの領域
にＸ線が照射され、セル８２ａ、８３ａ（Ｘ線検出アレ
イ８２、８３のｉチャネル）についてはその全部の領
域、セル８４ａ（Ｘ線検出アレイ８４のｉチャネル）に
ついてはその２．５ｍｍの領域にＸ線が照射されること
になる。Ｘ線検出アレイ８２、８３の幅は２．５ｍｍと
しているわけであるから、結果的に、２．５ｍｍ厚のス
ライスが４枚得られることに他ならない。

【００５３】ここで、Ｘ線照射幅Ｄを５〜２０ｍｍの範
囲にした場合（５ｍｍ以下の場合は図５（ａ）で説明し
た）、Ｚ軸に対して連続する、Ｄ／２−２．５ｍｍ厚、
２．５ｍｍ厚の信号、２．５ｍｍ厚、Ｄ／２−２．５ｍ
ｍ厚のスライスを得ることができることになる。

【００５４】同図（ｃ）は、Ｘ線照射幅Ｄを１５ｍｍと
し、且つ、中央の２つのセルからの信号を加算合成させ
たモードの例である。図４のスイッチ９１乃至９４との
関係で説明するのであれば、スイッチ９１は端子ａ、ス
イッチ９２は端子ｅ、スイッチ９３は端子ｆ、スイッチ
９４は端子ｊをそれぞれ選択した場合と考えればよいで
あろう。この場合、図４における信号ｇ３には、どの入
力信号も供給されないことになるので、操作コンソール
２００（ＣＰＵ５１）は、信号ｇ３のデータは無効扱い
し、他の３つの有効な信号ｇ１、ｇ２、ｇ４のデータに
したがってそれぞれのＸ線断層像を再構成することにな
る。

【００５５】さて、図示の場合、Ｘ線検出アレイ８１の
５ｍｍの幅の領域にＸ線が照射され、Ｘ線検出アレイ８
２、８３についてはその全幅分の領域、Ｘ線検出アレイ
８４についてはその５ｍｍの幅の領域にＸ線が照射され
ることになる。検出セル８２ａ、８３ａの信号は加算器
９６によって加算されることになるので、結果的に、５
ｍｍ厚のスライスが３枚得られることになる。

【００５６】このように、中央２つのＸ線検出アレイの
８２ａ、８３ａの信号を加算する場合においては、Ｘ線
照射幅Ｄが５ｍｍ以下の場合、照射幅Ｄのスライスが１
枚得られることになり、Ｘ線照射幅Ｄが５ｍｍを越える
とＺ軸に連続したＤ／２−２．５ｍｍ厚、５ｍｍ厚、Ｄ
／２−２．５ｍｍ厚の計３枚のスライスが得られること
になる。

【００５７】同図（ｄ）は、Ｘ線照射幅Ｄを２０ｍｍと
し、隣り合う外側のセルと内側のセルからの信号を加算
合成させたモードの例である。図４のスイッチ９１乃至
９４との関係で説明するのであれば、スイッチ９１は端
子ｂ、スイッチ９２は端子ｃ、スイッチ９３は端子ｈ、
スイッチ９４は端子ｉをそれぞれ選択した場合と考えれ
ばよいであろう。この場合、図４における信号ｇ２、ｇ
３には、どの入力信号も供給されないことになるので、
操作コンソール２００（ＣＰＵ５１）は、信号ｇ２、ｇ
３のデータは無効扱いし、他の２つの有効な信号ｇ１、
ｇ４のデータにしたがってそれぞれのＸ線断層像を再構
成することになる。

【００５８】さて、図示の場合、全てのセルにＸ線が照
射され、信号ｇ１には加算器９５によってセル８１ａ、
８２ａの信号の加算結果が出力され、信号ｇ４には加算
器９７によってセル８３ａ、８４ａの信号の加算結果が
出力されてくることになるので、結果的にＺ軸に連続し
た１０ｍｍ厚のスライスが２枚得られることになる。

【００５９】このように、Ｘ線検出アレイ８１、８２の
セル８１ａ、８２を加算し、Ｘ線検出アレイ８３、８４
のセル８３ａ、８４ａを加算する場合においては、０＜
Ｄ≦２０ｍｍのどの範囲にあっても、隣接したＤ／２ｍ
ｍ厚のスライスが２枚得ることができることになる。

【００６０】以上の通り、実施形態によれば、各Ｘ線検
出アレイの幅を上記のような関係にし、且つ、これにコ
リメータの制御を加えることで、データ収集部９内のス
イッチ（マルチプレクサ）の構造は、非常に簡素な回路
構成にでき、しかも単純に４つの同じ幅のＸ線検出アレ
イで構成される検出部を想定した場合に対して、遥かに
バラエティーに富んだスライス厚の信号とスライス数を
得ることに成功する。

【００６１】上記は、コリメータ６のスリットのＺ軸方
向における中央位置が、検出部８のＺ軸における中心位
置（Ｘ線検出アレイ８２、８３の接合部）と同じにした
例であった。つまり、モータ７ｂの駆動によるＺ軸方向
への移動については考察しなかった。

【００６２】そこで、次に、このコリメータ６のＺ軸方
向への移動調整した場合の例を図６を参照し、更に様々
なスライス厚の組み合わせを得る実例を挙げて説明す
る。なお、コリメータ６のスリットの中央位置が、検出
部８の中央位置にあるとき、コリメータ６はホームポジ
ション位置にあると言う。

【００６３】同図（ａ）は、モータ７ｂを駆動させるこ
とでコリメータ６を、ホームポジションからＺ軸方向に
４ｍｍ移動させ、モータ７ａを駆動することでＸ線照射
幅Ｄを１０ｍｍなるようにした例である。すなわち、本
例においては、Ｘ線検出アレイ８３のＺ方向のＸ線が照
射される幅が１．０ｍｍとなるため、Ｘ線検出アレイ８
１への照射幅は１０−（２．５＋１．０）＝６．５ｍｍ
となる。

【００６４】また、セル８１ａとセル８２ａからの信号
を加算した。図４のスイッチ９１乃至９４との関係で説
明するのであれば、スイッチ９１は端子ｂ、スイッチ９
２は端子ｃ、スイッチ９３は端子ｇ、スイッチ９４は端
子ｊをそれぞれ選択した場合である。ただし、セル８４
ａにはＸ線が照射されない状態にあるので、データ収集
部９から出力される信号のうち、実質的に有効なのは信
号ｇ１、ｇ３となる。

【００６５】さて、図示の状態では、信号ｇ１は、結局
のところ、加算器９８ａによる加算結果であるので、９
ｍｍ厚の信号となり、信号ｇ３は１ｍｍ厚の信号とな
る。このスライス厚の組み合わせは、ホームポジション
にあった場合（図５）では得られないものである。

【００６６】また、同図（ｂ）は、コリメータをホーム
ポジションからＺ軸方向に２ｍｍ移動させ、モータ７ａ
を駆動することでＸ線照射幅Ｄを６ｍｍなるようにした
例である。また、ここでは各セルからの信号については
加算していない。データ収集部９における各スイッチの
設定内容は、図５（ｂ）と同様であるので、説明するま
でもないであろう。

【００６７】同図の場合、セル８１ａの２．５ｍｍ幅の
領域にＸ線が照射され、セル８２ａはその全部（２．５
ｍｍ）、セル８３ａにはその１ｍｍ幅の領域にＸ線が照
射されることになるので、信号ｇ１乃至ｇ３には、２．
５ｍｍ，２．５ｍｍ、そして１ｍｍ厚のスライス用の信
号が出力されることになる。

【００６８】以上の如く、本実施形態によれば、Ｘ線検
出部として４列分のＸ線検出アレイを用意し、中央２つ
のＸ線検出アレイのセル幅を、両端の２つのそれより狭
くし、且つ、コリメータのスリットのＺ軸方向の幅を調
整することで、単純に同じ幅のＸ線検出アレイを同数だ
け並べた場合と比較して、遥かにバラエティに富んだス
ライスを得ることができるようになる。

【００６９】換言すれば、上記のようなバラエティに富
んだスライスと同等のものを得るためには、これまでの
技術では５列以上のＸ線検出アレイを必要とし、しか
も、データ収集部内のマルチプレクサの構造は複雑にな
らざるを得ないのに対し、本実施形態に従えば、Ｘ線検
出アレイの数は少なくできるので、マルチプレクサの構
造も簡素なものとすることができることを意味すること
に他ならない。

【００７０】特に、コリメータのＺ軸方向への移動をも
可能にすることで、その差は歴然たるものである。

【００７１】また、一般にマルチスライスＸ線ＣＴシス
テムにおける検出部が有するＸ線検出アレイの数が多く
なればなるほど、その検出部の製造不良の発生率が高く
なる。例えば、先に説明した従来技術では１６列のＸ線
検出アレイを例にしたが、単純計算すると上記実施形態
の４倍もの不良の発生率となる。かかる点、本実施形態
によれば、Ｘ線検出アレイの数は非常に少ないので、製
造の歩留まりも良く、且つ構造も簡素になるので、Ｘ線
検出アレイの数の差以上に製造コストを下げることが可
能になる。

【００７２】なお、実施形態では、検出部が有するＸ線
検出アレイは４列の例を示したが、それ以上であっても
構わない。要は、コリメータのスリット幅を調整可能と
し、且つ、不均一な幅のＸ線検出アレイをｎ列備えるこ
とで、単純に均一なＸ線検出アレイをｎ本用意した場合
と比較して遥かに多くの種類のスライス厚を確保できる
ことを特徴とするものである。換言すれば、ｎ本の均一
幅のＸ線検出アレイと同様の種類のスライス厚を確保す
るために、遥かに少ない本数のＸ線検出アレイで実現で
きる。

【００７３】尚、データ収集部９内の各スイッチの動作
をどのように作動させるのか、及び、コリメータ制御に
よってスリットの幅及びその位置をどうするのかについ
ては、操作コンソール２００のＣＲＴ５６に表示された
メニューの中から選択する等で対処することになる。メ
ニューに表示するのは、検出可能なスライス厚とその数
を対にしたリスト一覧を表示すれば良いであろう。選択
がなされると、その選択されたスライス厚と数になるた
めの、具体的なスイッチ９１〜９４に対応する制御コマ
ンドを生成し、ガントリ装置１００に出力する。そし
て、スキャン開始のコマンドを出力すれば良い。このと
き、操作コンソール２００側のＣＰＵ５１は、ガントリ
装置１００から転送されてくるデータ中のｇ１〜ｇ４の
いずれが有効なデータで、いずれが無効なデータ（全部
有効な場合も当然あり得る）が判明しているので、有効
なデータを外部記憶装置であるＨＤＤ５４に格納してい
き、像再構成処理を行うことになる。

【００７４】また、ガントリ装置１００側のメインコン
トローラ１は、上記のようにして操作コンソール２００
よりの指示コマンドを解釈し、Ｘ線管コントローラ５、
コリメータコントローラ７、モータコントローラ１１、
テーブルコントローラ１４、そして、データ収集部９に
対してそれぞれ制御命令信号を発行し、データ収集部９
より得られた各Ｘ線検出アレイの各チャネルのデータを
順次操作コンソール２００に転送することになる。

【００７５】このガントリ装置１００におけるメインコ
ントローラ１の具体的な処理手順は図７に示すフローチ
ャートのようになろう。

【００７６】まず、ステップＳ１１で操作コンソールか
らのコマンドの受信に備える。コマンドが受信される
と、そのコマンドにはスキャンにかかる各種のパラメー
タが含まれているので、ステップＳ１２でそれを解析
し、ステップＳ１３でＸ線コントローラ５、コリメータ
コントローラ７、モータコントローラ１１、テーブルモ
ータコントローラ１４、データ収集部９に対する制御信
号を生成する処理を行う。コリメータ６のスリット幅、
そのＺ軸方向の位置及び、データ収集部９内の各スイッ
チに対する制御信号もここで生成する。次いで、ステッ
プＳ１４で実際にスキャンを開始させる。

【００７７】この後、ステップＳ１４乃至１６のループ
処理で、データ収集部９で得られたデータを操作コンソ
ールに向けて転送する処理を行う。

【００７８】操作コンソールでは先に説明した公知の手
順にしたがって像再構成処理等を行うことになる。

【００７９】なお、上記実施形態では、検出部８が有す
る４つのＸ線検出アレイのうち、中央の２つのＸ線検出
アレイの幅が、両端の２列のＸ線検出アレイの幅より狭
くした。この理由は、ホームポジション付近にあって、
Ｘ線照射幅を比較的広くした場合（上記実施形態ではＤ
＞５ｍｍ）であってもスライス数を多く稼げ、バリエー
ションが豊富になるからである。

【００８０】更に、実施形態では、操作コンソールに転
送する検出信号はＺ軸方向においてｇ１〜ｇ４の４つと
して説明したが、これは現在のコンピュータアーキテク
チャによる転送速度と、操作端末側の画像再構成にかか
る処理速度に起因するものであり、これによって本発明
が限定されるものでもない。将来、より高速なインタフ
ェース及び処理が高速な端末が用意されるのであれば、
転送するデータは４本以上にすることは当然にあり得る
ものである。したがって、上記実施形態によって本発明
が限定されるものではない。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｘ
線検出アレイの和を比較的少なくし、構成を単純化しつ
つも、実用的でバラエティーに富んだ複数のスライス厚
のＸ線断層像を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるマルチスライスＣＴ装置の主
要構成図である。

【図２】Ｘ線管及び検出器周辺の構成図である。

【図３】実施形態におけるコリメータの構造と動作を説
明するための図である。

【図４】実施形態におけるデータ収集部９の回路構成と
その周辺の接続関係を示す図である。

【図５】実施形態における動作例を示す図である。

【図６】実施形態における動作例を示す図である。

【図７】実施形態におけるメインコントローラの動作処
理手順を示すフローチャートである。

【図８】従来例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者郷野誠東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者貫井正健東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者堀内哲也東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内 (72)発明者萩原明東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA08 CA32 CA37 EA02 EB17 EB22 FA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線発生器と当該Ｘ線発生器からのＸ線
を検出する複数列のＸ線検出アレイを有するＸ線検出器
とを被検体を挟んで互いに対向するように設け、前記Ｘ
線発生器と前記Ｘ線検出器を回動させることで、前記被
検体の搬送方向に対して複数のＸ線断層像を再構成する
マルチスライスＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線発生器より発生したＸ線が、前記Ｘ線検出器に
照射される範囲を画定するスリットを形成するコリメー
タと、前記スリットの、前記被検体の搬送方向に対応する幅を
調整するコリメータ調整手段とを備え、前記Ｘ線検出器が有する各Ｘ線検出アレイの、前記被検
体の搬送方向における幅を全て同じ幅とはしないように
することを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】前記Ｘ線検出器が有するＸ線検出アレイ
は４列であって、両端部に位置するそれぞれのＸ線検出
アレイの前記搬送方向に対する幅は、中央に位置する２
列のそれぞれのＸ線検出アレイの当該搬送方向に対する
幅より広くなっていることを特徴とする請求項第１項に
記載のマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】前記中央に位置する２列のＸ線検出アレ
イそれぞれの前記搬送方向に対する幅は同じであり、両
端部に位置する２列のＸ線検出アレイそれぞれの前記搬
送方向に対する幅は同じであることを特徴とする請求項
第２項に記載のマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】前記コリメータ調整手段は、更に、前記
コリメータを前記搬送方向に対する位置を調整する手段
を含むことを特徴とする請求項第１項乃至第３項のいず
れか１項に記載のマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】更に、隣接するＸ線検出アレイで検出し
た信号を選択的に加算合成する合成手段を備え、当該合成手段は、４列のＸ線検出アレイで検出して得た
それぞれの信号をｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４とし、合成結
果である出力信号をｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４とすると
き、少なくとも、モード１：ｇ１＝ｓ１、ｇ２＝ｓ１、ｇ３＝ｓ３、ｇ４
＝ｓ４モード２：ｇ１＝ｓ１、ｇ２＝ｓ２＋ｓ３、ｇ３＝無
効、ｇ４＝ｓ４モード３：ｇ１＝ｓ１＋ｓ２、ｇ２＝無効、ｇ３＝無
効、ｇ４＝ｓ１＋ｓ４モード４：ｇ１＝ｓ１＋ｓ２、ｇ２＝無効、ｇ３＝ｓ
３、ｇ４＝ｓ４のモードを備え、所定の制御信号に基づいていずれかの
モードで出力信号を生成することを特徴とする請求項第
２項乃至第４項のいずれか１項に記載のマルチスライス
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項６】Ｘ線発生器と、発生したＸ線の照射範囲に対応する幅を有するスリット
を形成するコリメータと、被検体を挟んで、前記Ｘ線管発生器と相対向して設けら
れ、前記コリメータのスリットで画定された範囲での前
記被検体を透過したＸ線を検出し、当該被検体の搬送方
向に対して複数列の、且つ、全てが同じではない幅を有
すＸ線検出アレイで構成されるＸ線検出器と、該Ｘ線検出器の複数のＸ線検出アレイで得られた複数の
検出信号を、制御信号に基づいて選択的に加算し、前記
制御信号に対応する出力モードの信号を出力する合成手
段とを備えるマルチスライスＸ線ＣＴ装置の制御方法で
あって、外部の操作コンソールよりの指示情報を受信する工程
と、受信した指示情報に基づき、前記コリメータのスリット
がＸ線の所定の照射範囲を画定するように、前記搬送方
向におけるスロットの幅を調整するコリメータ調整工程
と、受信した指示情報に基づき、前記合成手段に対する制御
信号を供給する工程とを備えることを特徴とするマルチ
スライスＸ線ＣＴ装置の制御方法。