JP5605985B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘリカルスキャンを可能とするＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

近年、被検体の体軸方向に検出器を多列化し、一度に広範囲のデータをスキャンできるマルチスライスＣＴ（多列ＣＴ）が主流となってきた。このスキャン方式により、検査時間の短縮、空間分解能の向上、撮影適用範囲の拡大（例えば心臓、全身等）に大きく寄与している。

マルチスライスＣＴの画質を大きく左右するものの１つとしてコーン角の影響がある。一般に、コーン角が大きい投影データと小さい投影データとを同じ重みで再構成演算を行うと画質が悪化することが知られている。近年この影響を低減するアルゴリズムとして、コーン角が大きい投影データは重みを小さくし、コーン角が小さい投影データは重みを大きくして再構成演算する方法が開発された。この方法では、コーン角が大きい投影データの再構成演算への寄与を小さくして画質を向上させているが、投影データ収集の際には、コーン角が大きく再構成演算への寄与が小さい部分にも、大きい部分にも同じ強度のＸ線が被検体に照射されている。

本発明の目的は、コーンビームＣＴにおいて、画質劣化を抑えながら被曝低減を実現するＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。

本発明の第１局面に係わる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線管に対して被検体を介して対向するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが取り付けられた回転フレームと、前記被検体が配置される天板と、前記回転フレームの回転と前記天板のスライドとを同期して制御し、前記回転フレームを回転軸回りに回転させながら前記天板を移動させる制御部と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に由来する投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部と、前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記被検体の体軸方向に直交するファン角方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成された第１Ｘ線フィルタと、前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記体軸方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成された第２Ｘ線フィルタと、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記第２Ｘ線フィルタの前記体軸方向に関する前記中央部の長さと前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さとの相似に基づいて前記中央部の長さが決定され、前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さがヘリカルピッチに基づいて決定される、ことを特徴とする。

本発明の第２局面に係わる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線管に対して被検体を介して対向するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが取り付けられた回転フレームと、前記被検体が配置される天板と、前記回転フレームの回転と前記天板のスライドとを同期して制御し、前記回転フレームを回転軸回りに回転させながら前記天板を移動させる制御部と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に由来する投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部と、前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記被検体の前記体軸方向に関して中央部によりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成されたＸ線フィルタと、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記Ｘ線フィルタの前記体軸方向に関する前記中央部の長さと前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さとの相似に基づいて前記中央部の長さが決定され、前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さがヘリカルピッチに基づいて決定される、ことを特徴とする。

本発明の第３局面に係わる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線管に対して被検体を介して対向するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが取り付けられた回転フレームと、前記被検体が配置される天板と、前記回転フレームの回転と前記天板のスライドとを同期して制御し、前記回転フレームを回転軸回りに回転させながら前記天板を移動させる制御部と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に由来する投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部と、前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記被検体の体軸方向に直交するファン角方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように、前記体軸方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成されたＸ線フィルタと、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記Ｘ線フィルタの前記体軸方向に関する前記中央部の長さと前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さとの相似に基づいて前記中央部の長さが決定され、前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さがヘリカルピッチに基づいて決定される、ことを特徴とする。

本発明によれば、コーンビームＣＴにおいて、画質劣化を抑えながら被曝低減を実現することを可能とする。

以下、本発明に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置を実施形態により説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体となって被検体の周囲を回転するローテート／ローテートタイプ（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）や、リング状にアレイされた多数の検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／ローテート（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）等様々なタイプがあるが、いずれのタイプでも本発明は適用可能である。本実施形態においてはローテート／ローテートタイプとして説明する。

図１は本発明の実施形態に係わるコンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。架台（ガントリ）１は、円環又は円板状の回転フレーム２を回転可能に支持する。回転フレーム２は、撮影領域中に天板７に配置された被検体を挟んで対向するようにＸ線管３とＸ線検出器８とを有する。ここで、説明のため、回転フレーム２の回転軸をＺ軸、Ｘ線管３の焦点とＸ線検出器８の中心とを結ぶ撮影中心軸をＹ軸、ＹＺ平面に直交する軸をＸ軸と規定する。撮影時には、典型的には、被検体は体軸がＺ軸に略一致するように撮影領域内に設置される。このＸＹＺ座標系は、Ｚ軸を回転中心とする回転座標系を構成する。

制御部１１は、回転フレーム２の回転と、天板７のスライドとを同期して制御することによって、被検体から見てＸ線管３が螺旋を描く様に移動するヘリカルスキャンを実行する。具体的には、回転フレーム２が一定の角速度で連続回転し、天板７が一定の速度で移動し、Ｘ線管３から連続的又は一定角度毎にＸ線が発生される。

Ｘ線管３のＸ線放射窓には、Ｘ線の立体角を制限するための典型的には正方形又は長方形の開口を有するコリメータ４が取り付けられる。コリメータ４によりＸ線管３からのＸ線は角錐形に成形される。この角錐形に成形されたＸ線をコーンビームＸ線と称する。図１に示すように、コーンビームＸ線のＸ軸方向の広がり角をファン角（α）とする。

Ｘ線管３と被検体との間には、Ｘ線強度分布を変化させる第１Ｘ線フィルタ５と第２Ｘ線フィルタ６とが設置される。第１Ｘ線フィルタ５と第２Ｘ線フィルタ６とは、例えば、アルミニウム、プラスチック等の材料により製造される。

Ｘ線検出器８は、マルチスライス型の場合、ファン角方向（Ｘ軸、チャンネル方向）に複数のチャンネルを有する検出素子の列を回転軸方向（Ｚ軸、スライス方向）に複数配列したものである。Ｘ線検出器８は、２次元アレイ型の場合、チャンネル方向（Ｘ軸）とスライス方向（Ｚ軸）との両方向に関して稠密に分布される複数のＸ線検出素子を有する。

Ｘ線検出器８には、データ収集部（ＤＡＳ；data acquisition system）９が接続される。データ収集部９には、Ｘ線検出器８の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ―Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の発生周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられる。データ収集部９で収集されたデータ（純生データと呼ばれる）は、光や磁気を使った非接触型又はスリップリング型のデータ伝送部９を経由して、前処理部１２に送られる。

前処理部１２は、純生データに対して、チャンネル間の感度不均一を補正、また主に金属部によるＸ線強吸収体による極端な信号強度の低下又は信号脱落の補正等の前処理を行う。再構成部１３は、前処理部１２により補正を受けたデータ（生データ、投影データと呼ばれる）に基づいて、ファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリュージョン・バックプロジェクション法）又は、フェルドカンプ法等に代表されるコーンビーム再構成法により画像データ（ボリュームデータ又はマルチスライスデータ）を再構成する。画像処理部１４はボリュームデータ又はマルチスライスデータからＭＰＲ処理（断面変換処理）やレンダリング処理により２次元画像を発生する。発生された２次元画像は画像表示部１５に表示される。

以下、図を参照しながら、本実施形態に係わるＸ線フィルタを説明する。
図２Ａは第１Ｘ線フィルタ５と第２Ｘ線フィルタ６との正面図、図２Ｂは第１Ｘ線フィルタ５と第２Ｘ線フィルタ６との側面図、図３は第１Ｘ線フィルタ５の斜視図である。図２Ａ、図２Ｂ、図３に示すように、第１Ｘ線フィルタ５は、所謂ウェッジフィルタである。第１Ｘ線フィルタ５は、被検体に吸収されＸ線検出器８に到達しないＸ線の低エネルギー成分を低減する機能をもつ。また、被検体によるＸ線の吸収は被検体周辺ほど少ないということにより生ずるＸ線検出器８の中心部と周辺部とのダイナミックレンジのずれを補正するように、第１Ｘ線フィルタ５は、構成される。つまり、ファン角方向（Ｘ軸）に関して、第１Ｘ線フィルタ５の周辺部を透過したＸ線は、中央部を透過したＸ線よりも強度が低下するように構成される。そのため、図２Ａ又は図３に示すように、第１Ｘ線フィルタ５は、均一材で構成したとき、ファン角方向（Ｘ軸）に沿って中央部が薄く、周辺部が厚い。このような第１Ｘ線フィルタ５の構造により、ファン角方向（Ｘ軸）に扇状に広がったＸ線が被検体を通過する際のＸ線吸収の差が大きくなり過ぎず、Ｘ線検出器８がダイナミックレンジ不足に陥らない。第１Ｘ線フィルタ５は、撮影視野（ＦＯＶ）の直径に応じて使い分けられる。そのため、第１Ｘ線フィルタ５は回転フレーム２によって交換可能に支持されている。

これから、第２Ｘ線フィルタ６の説明をするが、第２Ｘ線フィルタ６は再構成処理の種類によって形が異なる。まずは約３６０度分の投影データを用いて再構成をするフル再構成の場合を説明し、次に約（１８０＋ファン角（α））度分の投影データを用いて再構成をするハーフ再構成の場合を説明する。なお、再構成部１３は、コーン角が小さい時は近似的にファンビーム再構成法を用い、コーン角が大きい時はコーンビーム再構成法を用いるが、ここでは、コーンビーム再構成法で再構成をする場合を説明する。初めに、図４を参照しながら、再構成処理においてコーン角をどのように扱っているか説明する。

図４は、フル再構成におけるコーン角を説明するための図である。ヘリカルスキャンでは、制御部１１は、天板７を一定速度で移動させながら、Ｘ線管３とＸ線検出器８とを回転フレーム２上を回転させながら投影データを収集する。Ｘ線管３の動きを被検体からみると、図４に示すように、Ｘ線管３は螺旋状に移動するように見える。今、断面Ｄの点ａの再構成をする例を考える。点ａを再構成するにはこの位置から−１８０度〜＋１８０度分の実測の投影データが必要となる。Ｘ線管３の位置ＰとＱとはこの範囲内にある。図５は再構成断面Ｄ上におけるＸ線管位置ＰとＱとを示す図である。図５に示すように、Ｘ線管位置ＰとＱとは再構成断面Ｄ上では対向する位置にある。しかし、図４を見ればわかるように、位置Ｑからの点ａへのＸ線ビームと再構成断面Ｄとが成す角ｑ（コーン角ｑ）は位置Ｐからの点ａへのＸ線ビームと再構成断面Dとが成す角ｐ（コーン角ｐ）とに比べ角度が大きい。そのため、位置Ｐに関する投影データと位置Ｑに関する投影データとを同じ重みで処理するとコーン角の違いによる影響で画像が劣化してしまう。

この問題を補正するために、Ｘ線ビームと再構成断面Dとが成すコーン角を計算し、コーン角が小さいＸ線ビームに基づく投影データには重みを大きく、コーン角が大きいＸ線ビームに基づく投影データには重みを小さくして再構成処理をする。ここで言うコーン角が小さい角度範囲というのは、再構成断面Ｄからおおよそ（−９０−α／２）度〜（＋９０＋α／２）度の範囲にあるＸ線ビームが成すコーン角の範囲である。すなわち、図４でいうと、ｓ度〜ｔ度の範囲である。

次に、第２Ｘ線フィルタ６の機能について説明する。
図６（ａ）は再構成断面Ｄから見たときのＸ線管の位置と再構成領域とを、横軸を体軸方向（Ｚ軸）、縦軸を撮影中心軸方向（Ｙ軸）として表わした図である。図６（ａ）に示すように、再構成断面Ｄから（−９０−α／２）度の位置にあるＸ線管３を（Ａ）、０度の位置にあるＸ線管３を（Ｂ）、（＋９０＋α／２）度の位置にあるＸ線管３を（Ｃ）とする。ここで、ヘリカルピッチ（ＨＰ）を、Ｘ線管３が３６０度回転する間に天板７が移動する距離と定義する。すると、Ｘ線管３（Ａ）とＸ線管３（Ｃ）との間の距離は、ＨＰ・（（１８０＋α）／３６０）である。また、図６（ａ）に示す網目領域は、フィールド・オブ・ビュー（ＦＯＶ）を可能とする再構成領域である。この網目領域は、Ｘ線管３（Ａ）〜Ｘ線管３（Ｃ）の位置すべてから実測データを収集できる領域である。つまり、この網目領域は、Ｘ線管３の（−９０−α／２）度〜（＋９０＋α／２）度の移動範囲に対応する再構成領域である。ここで、体軸方向（Ｚ軸）に関して、再構成領域の長さをＬ１とする。図６（Ａ）に示すように、再構成領域の長さ（Ｌ１）はＸ線管３（Ａ）とＸ線管３（Ｃ）との間隔、つまり、ＨＰ・（（１８０＋α）／３６０）に基づいて決定される。Ｘ線管３（Ｂ）から発生されたＸ線（破線）は、第２Ｘ線フィルタ６によって体軸方向（Ｚ軸）の幅が狭められるが、その狭められたＸ線（実線）の幅は、再構成領域の長さ（Ｌ１）に基づいて決定される。

図６（ｂ）は、Ｘ線照射野と再構成領域の位置を、縦軸をファン角方向（Ｘ軸）、横軸を体軸方向（Ｚ軸）で表わした図である。図６（ｂ）に示した網目領域は、Ｘ線管３（Ａ）に対応するＸ線照射野と、Ｘ線管３（Ｂ）に対応するＸ線照射野と、Ｘ線管３（Ｃ）に対応するＸ線照射野とが重なる領域である。つまり、この網目領域は再構成領域である。

図６（ｃ）は、第２Ｘ線フィルタ６の薄い部分と再構成領域との位置を、縦軸を撮影中心軸（Ｙ軸）、横軸を体軸（Ｚ軸）で表わした図である。図６（ｃ）に示すように、体軸方向（Ｚ軸）に関して、Ｘ線フィルタ６の薄い部分の長さ（Ｌ２）は、再構成領域の長さ（Ｌ１）に基づいて決定される。

図７は、体軸に関して、再構成領域の長さ（Ｌ１）と第２Ｘ線フィルタ６の薄い部分の長さ（Ｌ２）との関係を説明するための図である。図７に示すように、再構成領域の長さ（Ｌ１）と、第２Ｘ線フィルタ６の薄い部分の長さ（Ｌ２）と、Ｘ線管３と第２フィルタ６との距離（Ｈ１）と、Ｘ線管３と再構成領域との距離（Ｈ２）とは相似系にある。この相似系に基づいて、第２Ｘ線フィルタ６の薄い部分の長さ（Ｌ２）が決定される。図６（ａ）の説明を考慮すると、第２Ｘ線フィルタの薄い部分の長さ（Ｌ２）は、ＨＰ・（（１８０＋α）／３６０）、つまり、ヘリカルピッチ（ＨＰ）に基づいて決定されることがわかる。

第２Ｘ線フィルタ６は図２Ａ、図２Ｂ、図８に示すような形状になっている。図８は、第２Ｘ線フィルタ６の斜視図である。図２Ａ、図２Ｂ、図８、図９に示すように、第２Ｘ線フィルタ６は、体軸方向（Ｚ軸）に関して中央部付近が薄い部分で構成され、周辺部が厚い部分で構成される。図９は第２Ｘ線フィルタをＹ軸方向から見た図である。図９に示すように、コーンビームＸ線のコーン角の大きい範囲、つまり、（−９０−α／２）度〜（＋９０＋α／２）度以外に相当する範囲、図４でいうとｓ度〜ｔ度以外の範囲、のＸ線ビームが第２Ｘ線フィルタ６を通過する部分を厚くする。つまり、第２Ｘ線フィルタ６に厚い部分を透過したＸ線ビームは、図６（ａ）又は図６（ｂ）の網目領域に入射しない。また、コーンビームＸ線のコーン角の小さい範囲、つまり、（−９０−α／２）度〜（＋９０＋α／２）度に相当する範囲、図４でいうとｓ度〜ｔ度の範囲、のＸ線ビームが第２Ｘ線フィルタ６を透過する部分を薄くする。この薄い部分を透過したＸ線ビームは、図６（ａ）又は図６（ｂ）の網目領域に入射される。

図７の説明で示したように、体軸方向（Ｚ軸）に沿う薄い部分の長さ（Ｌ２）は、ヘリカルピッチ（ＨＰ）に基づいて決められる。第２Ｘ線フィルタ６の薄い部分の長さ（Ｌ２）はヘリカルピッチ（ＨＰ）に依存するので、第２Ｘ線フィルタ６はヘリカルピッチ（ＨＰ）に合わせて交換可能である。なお、第２Ｘ線フィルタ６の薄い部分と厚い部分との厚さの比に関して一例をあげると、約１：３である。

図１０はＸ線が第２Ｘ線フィルタ６を透過した後のＸ線の強度分布を表わしたもので、縦軸がＸ線強度、横軸がＸ線ビームの位置（コーン角）である。図１０からわかるようにコーン角がｓ度〜ｔ度の範囲に比べ、それ以外の範囲ではＸ線強度が低下している。なお、（−９０−α／２）度〜（＋９０＋α／２）度という範囲はおおよその目安であり、例えば、−９０度〜＋９０度に相当するコーン角のＸ線ビームが照射される範囲で第２Ｘ線フィルタ６を薄くし、−９０度〜（−９０−α／２）度、及び＋９０度〜（＋９０＋α／２）度に相当するコーン角のＸ線ビームが照射される範囲にかけて、厚みを増していってもよい。また、（−９０−α／２）度前後及び（＋９０＋α／２）度前後に相当するコーン角のＸ線ビームが照射される位置から厚みが変化しても構わない。

第２Ｘ線フィルタ６は単一部材で構成されるために、第２Ｘ線フィルタ６を透過したＸ線のうちコーン角の小さい範囲、つまり、コーン角ｓ度〜ｔ度の範囲のＸ線強度も低下してしまう。そこで、図１１に示すような、第２Ｘ線フィルタ６とは異なる別のＸ線フィルタ６０も考えられる。図１１に示すように、この第２Ｘ線フィルタ６０は、Ｘ線強度が低下しない部材、例えばアクリル版等とＸ線強度が低下する部材、例えばアルミニウム等とで構成される。Ｘ線フィルタ６０は、土台であるアクリル板等の内のＸ線強度を低下させる部分に、アルミニウム等を接合して構成される。この様に構成された第２Ｘ線フィルタ６０を透過したＸ線は、コーン角が小さい範囲は強度が低下せず、コーン角が大きい範囲のみ強度が低下する。

図１２は第２Ｘ線フィルタ６及び第２Ｘ線フィルタ６０とは別の形態を説明するための図である。図１２に示すように、この第２Ｘ線フィルタ６１は、体軸方向（Ｚ軸）に関して中央部が最も薄くそこから周辺にいくにつれて厚みが増していくように構成される。図１３はＸ線がこの第２Ｘ線フィルタ６１を透過した後のＸ線の強度分布を示す図で、縦軸がＸ線強度で横軸がＸ線ビームの位置（コーン角）である。図１３に示すように、コーン角０度に相当する第２Ｘ線フィルタ６１の中央部を透過したＸ線が最も強度が強く、そこからそれるに従ってＸ線の強度が低下していく。

次に、ハーフ再構成の場合における第２Ｘ線フィルタ６２を説明する。まず、ハーフ再構成においてコーン角をどのように扱っているか説明する。

ハーフ再構成では、再構成断面Ｄから（−９０−α／２）度〜（＋９０＋α／２）度分の実測の投影データを用いて再構成処理を行う。ハーフ再構成においてもコーン角の大きい部分のＸ線に基づく投影データには重みを小さくし、コーン角の小さい部分のＸ線に基づく投影データには重みを大きくして再構成処理を行う。なお、ハーフ再構成では、扇状に広がったＸ線による投影データの重複を考慮する必要がある。

そこで、第２Ｘ線フィルタ６２を図１４のように形成する。図１４は第２Ｘ線フィルタ６２をＹ軸方向から見た図である。図１４に示すように厚さの薄い部分が、チャンネル方向（Ｘ軸）に沿って直線的にある傾き（ｇ）をもってずれている。図１５は図１４の第２Ｘ線フィルタ６２のチャンネル方向に関する位置Ｍの断面図、図１６は図１４の第２Ｘ線フィルタ６２のチャンネル方向に関する位置Ｎの断面図である。図１５と図１６とを比較すればわかるように、第２Ｘ線フィルタ６２はチャンネル方向（Ｘ軸）の位置によって厚さが変化している。ただ、体軸方向（Ｚ軸）に関する薄い位置の長さ（Ｌ２）は、チャンネル方向の位置によって変化しない。この体軸方向（Ｚ軸）に関する薄い位置の長さ（Ｌ２）は、前述したように、ヘリカルピッチ（ＨＰ）に基づいて決定される。また、体軸方向（Ｚ軸）に関する第２フィルタ６２の薄い部分の傾き角（ｇ）はヘリカルピッチ（ＨＰ）に基づいて決定される。より具体的に言うと、ヘリカルピッチ（ＨＰ）が大きくなるにつれ傾き角（ｇ）は大きくなる。

第２Ｘ線フィルタ６、６０、６１、６２を通過しコーン角の大きい部分のＸ線強度が減衰されたコーンビームＸ線は、被検体を透過し、Ｘ線検出器８によって検出され、データ収集部９、前処理部１２を介し投影データとなる。そして、この投影データは再構成部１３によって、コーン角に基づいて重み付けをされて、画像データに再構成される。ここで、コーン角が大きいために、第２Ｘ線フィルタ６、６０、６１、６２によって強度が低減されたＸ線ビームに基づく投影データは、再構成部１３によって重みを小さくして処理される。しかし、このコーン角の大きいＸ線ビームに基づく投影データは、第２Ｘ線フィルタ６、６０，６１、６２を介さなくてもほとんど画像の画質には寄与しない投影データである。従って、第２Ｘ線フィルタ６、６０，６１、６２を透過することによって、コーン角に応じて強度が低減された投影データに基づいて得られる画像の画質は、第２Ｘ線フィルタ６、６０，６１、６２を透過しないで得られた投影データに基づく画像の画質と比べて、ほぼ等しい。

なお、上述では、第１Ｘ線フィルタ５と、第２Ｘ線フィルタ６又は第２Ｘ線フィルタ６０又は第２Ｘ線フィルタ６１又は第２Ｘ線フィルタ６２とを設けるとした。しかしそれに限定されることはなく、第２Ｘ線フィルタ６、６０、６１、６２、つまり、体軸方向に関して周辺部よりも中央部のＸ線強度が低下するように構成されたＸ線フィルタだけであってもよい。また、１つのＸ線フィルタで第１フィルタ５と第２Ｘ線フィルタ６又は第２Ｘ線フィルタ６０又は第２Ｘ線フィルタ６１又は第２Ｘ線フィルタ６２との機能を同時に満たすようなＸ線フィルタ６３であってもよい。図１７、図１８、図１９、図２０は、このＸ線フィルタ６３を説明するための図である。図１７は、Ｘ線フィルタ６３を架台１の正面（ＹＸ平面）から見た図で、図１８は図１７の位置Ｅから見た断面図、図１９は図１７の位置Ｆから見た断面図、図２０は図１７の位置Ｇから見た断面図である。これら図１７〜図２０に示すように、Ｘ線フィルタ６３は、ファン角方向に関してＸ線の中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように、体軸方向に関してＸ線の中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成されている。つまり、Ｘ線フィルタ６３は、ファン角方向に関して、中央部付近は周辺部付近と比較して薄い部分で構成されると共に、体軸方向に関しても、中央部付近は周辺部付近と比較して薄い部分で構成される。

かくして本発明によれば、コーンビームＣＴにおいて、画質劣化を抑えながら被曝低減を実現することを可能とする。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本実施形態におけるＸ線診断装置の構成を示す図。 図１の第１Ｘ線フィルタと第２Ｘ線フィルタとを架台の正面から見た図。 図１の第１Ｘ線フィルタと第２Ｘ線フィルタとを架台の側面から見た図。 図１の第１Ｘ線フィルタの斜視図。 本実施形態における再構成処理とコーン角との関係を示す図。 図４における再構成断面上から見たＸ線管位置αとβとの位置関係を示す図。 図１のＸ線管の位置と再構成領域と第２Ｘ線フィルタとを説明する図。 再構成領域の長さ（Ｌ１）と第２Ｘ線フィルタの薄い部分の長さ（Ｌ２）との関係を示す図。 フル再構成処理を行う場合における図１の第２Ｘ線フィルタの斜視図。 図８の第２Ｘ線フィルタをＹ軸方向から見た図。 図９の第２Ｘ線フィルタを通過した後のＸ線の強度分布を示す図。 フル再構成処理を行う場合における図８とは別の第２Ｘ線フィルタの斜視図。 図８と図１１とは異なる第２Ｘ線フィルタ示す図。 図１２の第２Ｘ線フィルタを通過した後のＸ線の強度分布を示す図。 ハーフ再構成処理を行う場合における図１の第２Ｘ線フィルタをＹ軸方向からみた図。 図１４の第２Ｘ線フィルタのチャンネル方向に関する位置Ｍから見た断面図。 図１４の第２Ｘ線フィルタのチャンネル方向に関する位置Ｎから見た断面図。 図１の第１Ｘ線フィルタの機能と第２Ｘ線フィルタの機能との両方を備えたＸ線フィルタの正面図。 図１７のＸ線フィルタの位置Ｅに関する断面図。 図１７のＸ線フィルタの位置Ｆに関する断面図。 図１７のＸ線フィルタの位置Ｇに関する断面図。

符号の説明

１…架台、２…回転フレーム、３…Ｘ線管、４…コリメータ、５…第１Ｘ線フィルタ、６…第２Ｘ線フィルタ、７…天板、８…Ｘ線検出器、９…データ収集部、１０…データ伝送部、１１…制御部、１２…前処理部、１３…再構成部、１４…画像処理部、１５…画像表示部。

Claims (11)

1. Ｘ線を発生するＸ線管と、
   前記Ｘ線管に対して被検体を介して対向するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが取り付けられた回転フレームと、
   前記被検体が配置される天板と、
   前記回転フレームの回転と前記天板のスライドとを同期して制御し、前記回転フレームを回転軸回りに回転させながら前記天板を移動させる制御部と、
   前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に由来する投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部と、
   前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記被検体の体軸方向に直交するファン角方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成された第１Ｘ線フィルタと、
   前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記体軸方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成された第２Ｘ線フィルタと、
   を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
   前記第２Ｘ線フィルタの前記体軸方向に関する前記中央部の長さと前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さとの相似に基づいて前記中央部の長さが決定され、前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さがヘリカルピッチに基づいて決定される、
   ことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記第２Ｘ線フィルタは、前記体軸方向に関して中央部付近は周辺部付近と比較して薄い部分で構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層装置。
3. 前記第２Ｘ線フィルタは、前記体軸方向に関して、中央部はＸ線強度が低下しない部材で、周辺部はＸ線強度が低下する部材で構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層装置。
4. 前記第２Ｘ線フィルタは、交換可能であることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記再構成部は、約３６０度分の投影データに基づいて画像データを再構成し、
   前記第２Ｘ線フィルタは、前記体軸方向に関して前記中央部付近は前記周辺部付近と比較して薄い部分で構成され、前記体軸方向に関する前記薄い部分の位置と前記厚い部分の位置とはファン角方向の位置によらず一定であるように構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記再構成部は、約３６０度分の投影データに基づいて画像データを再構成し、
   前記第２Ｘ線フィルタは、前記体軸方向に関して前記中央部が最も薄く構成され、前記体軸方向に沿って前記中央部から離れるにつれて厚く構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記再構成部は、約１８０度＋ファン角度分の投影データに基づいて画像データを再構成し、
   前記第２Ｘ線フィルタは、前記体軸方向に関して前記中央部付近は前記周辺部付近と比較して薄い部分で構成され、前記体軸方向に関して前記薄い部分の位置は、前記ファン角方向の位置によって変化するように構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 前記第２Ｘ線フィルタは、前記ヘリカルピッチに基づいて前記体軸方向に関して前記薄い部分の位置が前記ファン角方向の一方の端部からもう一方の端部に行くに従って変化するように構成されることを特徴とする請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
9. Ｘ線を発生するＸ線管と、
   前記Ｘ線管に対して被検体を介して対向するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが取り付けられた回転フレームと、
   前記被検体が配置される天板と、
   前記回転フレームの回転と前記天板のスライドとを同期して制御し、前記回転フレームを回転軸回りに回転させながら前記天板を移動させる制御部と、
   前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に由来する投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部と、
   前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記被検体の前記体軸方向に関して中央部によりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成されたＸ線フィルタと、
   を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
   前記Ｘ線フィルタの前記体軸方向に関する前記中央部の長さと前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さとの相似に基づいて前記中央部の長さが決定され、前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さがヘリカルピッチに基づいて決定される、
   ことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
10. Ｘ線を発生するＸ線管と、
    前記Ｘ線管に対して被検体を介して対向するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが取り付けられた回転フレームと、
    前記被検体が配置される天板と、
    前記回転フレームの回転と前記天板のスライドとを同期して制御し、前記回転フレームを回転軸回りに回転させながら前記天板を移動させる制御部と、
    前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に由来する投影データに基づいて画像データを再構成する再構成部と、
    前記Ｘ線管と前記被検体の間に配置され、前記被検体の体軸方向に直交するファン角方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように、前記体軸方向に関して中央部よりも周辺部のＸ線強度が低下するように構成されたＸ線フィルタと、
    を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
    前記Ｘ線フィルタの前記体軸方向に関する前記中央部の長さとと前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さとの相似に基づいて前記中央部の長さが決定され、前記体軸方向に関する前記再構成領域の長さがヘリカルピッチに基づいて決定される、
    ことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
11. 前記Ｘ線フィルタは、前記ファン角方向に関して中央部付近は周辺部付近と比較して薄い部分で構成され、前記体軸方向に関して中央部付近は周辺部付近と比較して薄い部分で構成されることを特徴とする請求項１０記載のＸ線コンピュータ断層装置。

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