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【発明の名称】 Ｘ線ビームトラッキング方法、Ｘ線ビーム位置測定方法およびＸ線ＣＴ装置
【発明者】 【氏名】黒地 治夫

【氏名】貫井 正健
【要約】 【課題】Ｘ線管温度の変動により焦点位置が変動しても、一定位置にＸ線ビーム位置を維持する。

【解決手段】参照チャネル５１１，５１２のシンチレータ部およびフォトダイオード部を第２方向Ｄ２に２分割し、その分割した一方側のフォトダイオード５４１ａ，５４２ａの検出信号と他方側のフォトダイオード（５４１ｂ），５４２ｂの検出信号とをそれぞれ独立に取得し、それら検出信号の強度が一定の比率になるようにコリメータ４０の第２方向Ｄ２の位置を制御する【効果】 Ｘ線ビーム位置の変動による感度変動が防止され、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 夫々が検出チャネルを構成するＸ線検出器をコリメータの長手方向に対応する第１方向に並べた検出器アレイに、前記第１方向に広がり且つその第１方向に直交する第２方向の厚さが前記Ｘ線検出器の前記第２方向の厚さより小さいＸ線ビームを曝射したとき、当該Ｘ線ビームの前記第２方向の位置を一定範囲に維持するＸ線ビームトラッキング方法であって、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に参照チャネルを設け、その参照チャネルを前記第２方向に２分割して、その分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に取得し、それら検出信号の強度が一定の比率になるようにコリメータまたはＸ線管または検出器アレイの少なくとも一つの前記第２方向の位置を制御することを特徴とするＸ線ビームトラッキング方法。
【請求項２】 夫々が検出チャネルを構成するＸ線検出器をコリメータの長手方向に対応する第１方向に並べた検出器アレイに、前記第１方向に広がり且つその第１方向に直交する第２方向の厚さが前記Ｘ線検出器の前記第２方向の厚さより小さいＸ線ビームを曝射したとき、そのＸ線ビームの前記第２方向の位置を一定範囲に維持するＸ線ビームトラッキング方法であって、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に参照チャネルを設け入射位置に応じて参照チャネルの検出信号の強度が単調に変化するように成し、その参照チャネルの検出信号の強度が一定になるようにコリメータまたはＸ線管または検出器アレイの少なくとも一つの前記第２方向の位置を制御することを特徴とするＸ線ビームトラッキング方法。
【請求項３】 夫々が検出チャネルを構成するＸ線検出器をコリメータの長手方向に対応する第１方向に並べた検出器アレイに、前記第１方向に広がり且つその第１方向に直交する第２方向の厚さが前記Ｘ線検出器の前記第２方向の厚さより小さいＸ線ビームを曝射したとき、そのＸ線ビームの前記第２方向の位置を測定するＸ線ビーム位置測定方法であって、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に参照チャネルを設け、その参照チャネルを前記第２方向に２分割して、その分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に取得し、それら検出信号の強度を比較してＸ線ビームの前記第２方向の位置を算出することを特徴とするＸ線ビーム位置測定方法。
【請求項４】 Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線をスリットの長手方向である第１方向に偏平なＸ線ビームにするコリメータと、前記第１方向に直交する第２方向に前記コリメータを移動させるコリメータ移動手段と、複数のＸ線検出器を前記第１方向に配列した検出器アレイとを有するＸ線ＣＴ装置において、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に設けられ、前記第２方向に２分割する分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に出力する参照チャネルのＸ線検出器と、前記検出信号の強度が一定の比率になるように前記コリメータ移動手段により前記コリメータの前記第２方向の位置を制御するコリメータ位置制御手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】 Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線をスリットの長手方向である第１方向に偏平なＸ線ビームにするコリメータと、複数のＸ線検出器を前記第１方向に配列した検出器アレイとを有するＸ線ＣＴ装置において、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に設けられ、前記第１方向と直交する第２方向に２分割する分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に出力する参照チャネルのＸ線検出器と、前記検出信号の強度を比較してＸ線ビームの前記第２方向の位置を算出するＸ線ビーム位置算出手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】 請求項４または請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記参照チャネルのＸ線検出器がシンチレータ部とフォトダイオード部とからなり、前記シンチレータ部は前記第２方向に分割されていないが、前記フォトダイオード部が前記第２方向に２グループに分割されており、これにより実質的に参照チャネルが前記第２方向に２分割されていることを特徴とするＸ線ＣＴ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、Ｘ線ビームトラッキング方法、Ｘ線ビーム位置測定方法およびＸ線ＣＴ装置（Ｃomputer Tomography）装置に関し、更に詳しくは、Ｘ線管温度の変動によるＸ線ビーム位置の変動を防止しＸ線ビーム位置を一定に維持するＸ線ビームトラッキング方法、Ｘ線管温度の変動により変動するＸ線ビーム位置を測定するＸ線ビーム位置測定方法およびそれらの方法を好適に実施しうるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置において撮影を継続していると、Ｘ線管温度が上昇する。Ｘ線管温度が上昇すると、焦点位置が変動し、Ｘ線検出器に入射するＸ線ビーム位置が変動する。そして、Ｘ線ビーム位置が変動すると、Ｘ線検出器の感度が変動してしまう。従来は、これに対処するため、Ｘ線ビーム位置を測定し、その変動に合わせてＸ線検出器の感度を補正していた。このような従来技術は、例えば特公平２−１８８５３号公報や特開平９−３８０７４号公報に開示されている。
【０００３】図８および図９は、前記特公平２−１８８５３号公報に開示されたＸ線ビーム位置測定方法の説明図である。Ｘ線管３０（図１０参照）は、集束電極およびフィラメントを内蔵する陰極スリーブ３２と、回転するターゲット３３と有し、焦点ｆからＸ線Ｘａを放射する。コリメータ４０は、スリット４１によりＸ線Ｘａを偏平なＸ線ビームＸｂにする。検出器アレイ５０は、複数のＸ線検出器をコリメータ４０のスリット４１の長手方向である第１方向Ｄ１に配列したものである。第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２のＸ線検出器の検出面幅Ｗ１は、Ｘ線ビームＸｂの検出器上面における幅よりも大きい。検出器アレイ５０の一端の１チャネルのＸ線検出器５１ｍは、参照チャネルになっている。この参照チャネルのＸ線検出器５１ｍには、被検体を撮影する時でも、被検体を透過せずにＸ線ビームＸｂが入射しうる。Ｘ線遮蔽板５０１は、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍに入射するＸ線ビームＸｂの厚さ（ｄ１，ｄｊ）を制限するようになっている。
【０００４】図８は、Ｘ線管温度が室温の時のＸ線ビームＸｂの厚さｄ１を表している。Ｒ１は、この時に参照チャネルのＸ線検出器５１ｍに入射するＸ線ビームＸｂの入射面積である。図９は、Ｘ線管温度が上昇した時のＸ線ビームＸｂの厚さｄｊを表している。Ｒｊは、この時に参照チャネルのＸ線検出器５１ｍに入射するＸ線ビームＸｂの入射面積である。すなわち、Ｘ線管温度の上昇により焦点ｆの位置が変動し、それにより参照チャネルのＸ線検出器５１ｍへのＸ線ビームＸｂの入射面積が変化し、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号が変化する。なお、Ｘ線ビームＸｂの入射位置の変化によるＸ線検出器５１ｍの感度変化を無視できる程度に参照チャネルのＸ線検出器５１ｍへの入射面積の変化を大きくしてある。
【０００５】感度補正は、次のようにして行う。まず、図８に示すようにＸ線管温度が室温の時の参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号を測定する。同時に、検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器の出力信号を測定する。次に、Ｘ線の照射を一定時間継続し、図９に示すようにＸ線管温度を上昇させてから参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号を測定する。同時に、検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器の出力信号を測定する。これを繰り返して得られた参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号（これはＸ線ビーム位置を表わす）と検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器の出力信号の関係に基づいて感度補正データを作成し、記憶する。被検体を撮影する時は、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍで得られた出力信号に対応する感度補正データを求め、その感度補正データに基づいて検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器で得られた出力信号を感度補正する。
【０００６】図１０および図１１は、特開平９−３８０７４号公報に開示されたＸ線ビーム位置測定方法の説明図である。Ｘ線管３０は、ハウジング３１に、集束電極およびフィラメントを内蔵する陰極スリーブ３２と、回転するターゲット３３とを内設した構造であり、焦点ｆからＸ線Ｘａを放射する。コリメータ４０は、第１方向Ｄ１に長いスリット４１によりＸ線Ｘａを偏平なＸ線ビームＸｂにする。また、コリメータ４０は、サーボ機構４２により、前記第１方向と直交する第２方向Ｄ２に移動される。検出器アレイ５０は、複数のＸ線検出器を第１方向Ｄ１に配列したものである。第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２のＸ線検出器の検出面幅Ｗ１は、Ｘ線ビームＸｂの検出器上面における幅よりも大きい。検出器アレイ５０の一端の１チャネルのＸ線検出器５１ｍは、参照チャネルになっている。この参照チャネルのＸ線検出器５１ｍには、被検体を撮影する時でも、被検体を透過せずにＸ線ビームＸｂが入射しうる。参照チャネルのＸ線検出器には、図１１に示すように、この検出器の検出面の縦横の各へりと対角線からなる三角形の形状のＸ線遮蔽板５２が設けられており、このＸ線遮蔽板５２は、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍに入射するＸ線ビームＸｂの入射面積を制限する。これにより、Ｘ線ビーム位置が第２方向Ｄ２に沿って変動すると、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍへのＸ線入射量は線形に変化する。
【０００７】感度補正は、次のようにして行う。まず、図１１に示すように、Ｘ線ビームＸｂが初期位置Ｐ１になるようにコリメータ４０を移動させて、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号を測定する。同時に、検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器の出力信号を測定する。次に、Ｘ線ビームＸｂが別の位置Ｐｊになるようにコリメータ４０を移動させて、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号を測定する。同時に、検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器の出力信号を測定する。これを繰り返して得られた参照チャネルのＸ線検出器５１ｍの出力信号（これはＸ線ビーム位置を表わす）と検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器の出力信号の関係に基づいて感度補正データを作成し、記憶する。被検体を撮影する時は、参照チャネルのＸ線検出器５１ｍで得られた出力信号に対応する感度補正データを求め、その感度補正データに基づいて検出器アレイ５０の各Ｘ線検出器で得られた出力信号を感度補正する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は、Ｘ線ビーム位置を測定し、その変動に合わせてＸ線検出器の感度を補正していた。しかし、感度補正データを予め作成する処理と取得したデータの補正処理とが必要となるため、データ処理の負担が大きい問題点がある。そこで、本発明の第１の目的は、Ｘ線ビーム位置を測定しその変動に合わせてＸ線検出器の感度を補正するのではなく、Ｘ線ビーム位置を一定に維持するＸ線ビームトラッキング方法を提供することにある。
【０００９】また、本発明の第２の目的は、Ｘ線ビーム位置を一定に維持する制御に適したＸ線ビーム位置測定方法を提供することにある。さらに、本発明の第３の目的は、上記Ｘ線ビームトラッキング方法および上記Ｘ線ビーム位置測定方法を好適に実施し得るＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明は、夫々が検出チャネルを構成するＸ線検出器をコリメータの長手方向に対応する第１方向に並べた検出器アレイに、前記第１方向に広がり且つその第１方向に直交する第２方向の厚さが前記Ｘ線検出器の前記第２方向の厚さより小さいＸ線ビームを曝射したとき、当該Ｘ線ビームの前記第２方向の位置を一定範囲に維持するＸ線ビームトラッキング方法であって、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に参照チャネルを設け、その参照チャネルを前記第２方向に２分割して、その分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に取得し、それら検出信号の強度が一定の比率になるようにコリメータまたはＸ線管または検出器アレイの少なくとも一つの前記第２方向の位置を制御することを特徴とするＸ線ビームトラッキング方法を提供する。上記第１の観点によるＸ線ビームトラッキング方法では、第２方向に２分割した参照チャネルの一方側の検出信号と他方側の検出信号の強度比が一定になるようにコリメータまたはＸ線管または検出器アレイの少なくとも一つの第２方向の位置を制御する。この結果、Ｘ線管温度の変動により焦点位置が変動しても、参照チャネルの分割位置に対して一定範囲にＸ線ビーム位置が維持されることとなる。従って、Ｘ線ビーム位置の変動による感度変動が防止され、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。
【００１１】第２の観点では、本発明は、夫々が検出チャネルを構成するＸ線検出器をコリメータの長手方向に対応する第１方向に並べた検出器アレイに、前記第１方向に広がり且つその第１方向に直交する第２方向の厚さが前記Ｘ線検出器の前記第２方向の厚さより小さいＸ線ビームを曝射したとき、そのＸ線ビームの前記第２方向の位置を一定範囲に維持するＸ線ビームトラッキング方法であって、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に参照チャネルを設け入射位置に応じて参照チャネルの検出信号の強度が単調に変化するように成し、その参照チャネルの検出信号の強度が一定になるようにコリメータまたはＸ線管または検出器アレイの少なくとも一つの前記第２方向の位置を制御するＸ線ビームトラッキング方法を提供する。上記第２の観点によるＸ線ビームトラッキング方法では、参照チャネルの検出信号の強度が一定になるようにコリメータまたはＸ線管または検出器アレイの少なくとも一つの第２方向の位置を制御する。ここで、Ｘ線ビームの入射位置に対して参照チャネルの検出信号の強度が単調に変化するから、参照チャネルの検出信号の強度を一定に維持することは、Ｘ線ビーム位置を一定位置に維持することと等価となる。この結果、Ｘ線管温度の変動により焦点位置が変動しても、一定範囲にＸ線ビーム位置が維持されることとなり、Ｘ線ビーム位置の変動による感度変動が防止され、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。
【００１２】第３の観点では、本発明は、夫々が検出チャネルを構成するＸ線検出器をコリメータの長手方向に対応する第１方向に並べた検出器アレイに、前記第１方向に広がり且つその第１方向に直交する第２方向の厚さが前記Ｘ線検出器の前記第２方向の厚さより小さいＸ線ビームを曝射したとき、そのＸ線ビームの前記第２方向の位置を測定するＸ線ビーム位置測定方法であって、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に参照チャネルを設け、その参照チャネルを前記第２方向に２分割して、その分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に取得し、それら検出信号の強度を比較してＸ線ビームの前記第２方向の位置を算出することを特徴とするＸ線ビーム位置測定方法を提供する。上記第３の観点によるＸ線ビーム位置測定方法では、第２方向に２分割した参照チャネルの一方側の検出信号と他方側の検出信号の強度を比較するため、天秤計と同様の原理により、参照チャネルの分割位置に対して相対的なＸ線ビーム位置を高精度に測定することが出来る。よって、Ｘ線ビームが参照チャネルの分割位置を挟むような一定範囲にＸ線ビーム位置を維持する制御に適したＸ線ビーム位置測定方法が提供される。
【００１３】第４の観点では、本発明は、Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線をスリットの長手方向である第１方向に偏平なＸ線ビームにするコリメータと、前記第１方向に直交する第２方向に前記コリメータを移動させるコリメータ移動手段と、複数のＸ線検出器を前記第１方向に配列した検出器アレイとを有するＸ線ＣＴ装置において、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に設けられ、前記第２方向に２分割する分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に出力する参照チャネルのＸ線検出器と、前記検出信号の強度が一定の比率になるように前記コリメータ移動手段により前記コリメータの前記第２方向の位置を制御するコリメータ位置制御手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、前記第１の観点によるＸ線ビームトラッキング方法を好適に実施できる。
【００１４】第５の観点では、本発明は、Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線をスリットの長手方向である第１方向に偏平なＸ線ビームにするコリメータと、複数のＸ線検出器を前記第１方向に配列した検出器アレイとを有するＸ線ＣＴ装置において、被検体を撮影する時でも被検体を透過せずにＸ線ビームが入射しうる前記検出器アレイの位置に設けられ、前記第１方向と直交する第２方向に２分割する分割位置を基準として一方側の検出信号と他方側の検出信号とをそれぞれ独立に出力する参照チャネルのＸ線検出器と、前記検出信号の強度を比較してＸ線ビームの前記第２方向の位置を算出するＸ線ビーム位置算出手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第５の観点によるＸ線ＣＴ装置では、前記第３の観点によるＸ線ビーム位置測定方法を好適に実施できる。
【００１５】第６の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、参照チャネルのＸ線検出器がシンチレータ部とフォトダイオード部とからなり、前記シンチレータ部は前記第２方向に分割されていないが、前記フォトダイオード部が前記第２方向に２グループに分割されており、これにより実質的に参照チャネルが前記第２方向に２分割されていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第６の観点によるＸ線ＣＴ装置では、シンチレータ部およびフォトダイオード部がそれぞれ第２方向に２グループに分割されている場合に比べてＸ線ビーム位置の測定精度は低くなるが、シンチレータ部を第２方向に分割しないため、製作が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図に示す本発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１７】−第１の実施形態−図１は、この発明の第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。前記操作コンソール１は、操作者の指示入力や情報入力などを受け付ける入力装置２と、Ｘ線ビームトラッキング処理（後述）や撮影処理や画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを前記撮影テーブル１０や前記走査ガントリ２０とやり取りする制御インタフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、前記データから再構成した画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータを記憶する記憶装置７とを具備している。前記撮影テーブル１０は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。前記走査ガントリ２０は、Ｘ線コントローラ２１と、コリメータコントローラ２２と、Ｘ線管３０と、コリメータ４０と、検出器アレイ５０と、データ収集部２３と、被検体の体軸の回りにＸ線管３０などを回転させる回転コントローラ２４とを具備している。
【００１８】図２は、上記Ｘ線ＣＴ装置１００の要部構成図である。Ｘ線管３０は、ハウジング３１に、集束電極およびフィラメントを内蔵する陰極スリーブ３２と、回転するターゲット３３とを内設した構造であり、焦点ｆからＸ線Ｘａを放射する。コリメータ４０は、第１方向Ｄ１に長いスリット４１によりＸ線Ｘａを偏平なＸ線ビームＸｂにする。また、コリメータ４０は、サーボ機構４２１，４２２およびコリメータコントローラ２２により、前記第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に移動される。尚、コリメータコントローラ２２によりスリット４１の第２方向Ｄ２の幅を変えることも出来る。検出器アレイ５０は、複数のＸ線検出器を第１方向Ｄ１に配列したものである。検出器アレイ５０の両端の複数チャネル（１チャネルでもよい）のＸ線検出器５１１，５１２は、参照チャネルのＸ線検出器になっている。これら参照チャネルのＸ線検出器５１１，５１２には、被検体を撮影する時でも、被検体を透過せずにＸ線ビームＸｂが入射しうる。また、Ｘ線検出器はシンチレータ部とフォトダイオード部とからなるが、参照チャネルのＸ線検出器５１１，５１２のシンチレータ部およびフォトダイオード部は第２方向Ｄ２に２グループに分割されている。すなわち、参照チャネルのＸ線検出器５１１のシンチレータ部はシンチレータ５３１ａ，５３１ｂからなり、フォトダイオード部はフォトダイオード５４１ａ，５４１ｂ（図３参照）からなる。また、参照チャネルのＸ線検出器５１２のシンチレータ部はシンチレータ５３２ａ，５３２ｂからなり、フォトダイオード部はフォトダイオード５４２ａ，５４２ｂからなる。第１方向Ｄ１に広がる偏平なＸ線ビームＸｂの第２方向Ｄ２の厚さｄは、前記Ｘ線検出器の第２方向Ｄ２の幅Ｗ１より小さい。
【００１９】図３は、検出器アレイ５０のフォトダイオード層の部分の平面図である。この検出器アレイ５０は、フォトダイオード５４１ａ，５４１ｂ，５４２ａ，５４２ｂを具備している。前記フォトダイオード５４１ａの出力信号をＡ１とし、前記フォトダイオード５４１ｂの出力信号をＢ１とし、前記フォトダイオード５４２ａの出力信号をＡ２とし、前記フォトダイオード５４２ｂの出力信号をＢ２とする。これらの出力信号Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を用いて、以下に述べるようにＸ線ビームトラッキングを行う。
【００２０】図４は、上記Ｘ線ＣＴ装置１００のＸ線ビームトラッキング処理のフローチャートである。ステップＳ１では、Ｘ線曝射を行う。ステップＳ２では、参照チャネルの出力信号Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を測定する。ステップＳ３では、出力信号強度比Ａ１／（Ａ１＋Ｂ１）が目標値ｋから許容値εより大きく離れているか否かをチェックし、離れていないならステップＳ４へ進み、離れているならステップＳ５へ進む。ここで、目標値ｋは例えば“０．５”であり、許容値εは例えば出力信号強度比Ａ１／（Ａ１＋Ｂ１）が目標値ｋに一致する位置と許容値εだけ離れる位置との距離が後述するステップＳ６，Ｓ７，Ｓ１０，Ｓ１１における所定距離に相当するような値である。ステップＳ４では、出力信号強度比Ａ２／（Ａ２＋Ｂ２）が目標値ｋから許容値εより大きく離れているか否かをチェックし、離れていないならＸ線ビームトラッキング処理を終了し、離れているならステップＳ９へ進む。なお、Ｘ線ビームトラッキング処理を終了した時点における出力信号Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２は、強度補正用基準データとして利用する。
【００２１】ステップＳ５では、Ａ１＜Ｂ１か否かをチェックし、Ａ１＜Ｂ１ならステップＳ６へ進み、Ａ１＜Ｂ１でないならステップＳ７へ進む。ステップＳ６では、サーボ機構４２１を駆動し、コリメータ４０の第１端側をＡ側（フォトダイオード５４１ａ側）に所定距離（例えば２μｍ）だけ移動する。そして、ステップＳ８へ進む。ステップＳ７では、サーボ機構４２１を駆動し、コリメータ４０の第１端側をＢ側（フォトダイオード５４１ｂ側）に所定距離（例えば２μｍ）だけ移動する。そして、ステップＳ８へ進む。
【００２２】ステップＳ８では、出力信号強度比Ａ２／（Ａ２＋Ｂ２）が目標値ｋから許容値εより大きく離れているか否かをチェックし、離れていないなら前記ステップＳ１に戻り、離れているならステップＳ９へ進む。
【００２３】ステップＳ９では、Ａ２＜Ｂ２か否かをチェックし、Ａ２＜Ｂ２ならステップＳ１０へ進み、Ａ２＜Ｂ２でないならステップＳ１１へ進む。ステップＳ１０では、サーボ機構４２２を駆動し、コリメータ４０の第２端側をＡ側（フォトダイオード５４２ａ側）に所定距離（例えば２μｍ）だけ移動する。そして、前記ステップＳ１に戻る。ステップＳ１１２では、サーボ機構４２２を駆動し、コリメータ４０の第２端側をＢ側（フォトダイオード５４２ｂ側）に所定距離（例えば２μｍ）だけ移動する。そして、前記ステップＳ１に戻る。
【００２４】以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、Ｘ線管３０の温度の変動により焦点ｆの位置が変動しても、一定位置にＸ線ビーム位置が維持される。従って、Ｘ線ビーム位置の変動による感度変動が防止され、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。
【００２５】−第２の実施形態−第２の実施形態は、上記第１の実施形態において図４に示すようにＸ線ビームトラッキング処理を行う代りに、図５に示すようにＸ線ビームトラッキング処理を行うものである。図５のステップＱ１では、Ｘ線曝射を行う。ステップＱ２では、参照チャネルの出力信号Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を測定する。ここで、Ａ１＝０且つＢ１＞０なら、サーボ機構４２１を駆動し、Ａ１＞０且つＢ１＞０となるまで、コリメータ４０のフォトダイオード５４１ａ，５４１ｂに対応する一方の端部（以下、第１端側という）をＡ側（フォトダイオード５４１ａ側）に移動する。また、Ａ１＞０且つＢ１＝０なら、サーボ機構４２１を駆動し、Ａ１＞０且つＢ１＞０となるまで、コリメータ４０の第１端側をＢ側（フォトダイオード５４１ｂ側）に移動する。さらに、Ａ２＝０且つＢ２＞０なら、サーボ機構４２２を駆動し、Ａ２＞０且つＢ２＞０となるまで、コリメータ４０のフォトダイオード５４２ａ，５４２ｂに対応する他方の端部（以下、第２端側という）をＡ側（フォトダイオード５４２ａ側）に移動する。また、Ａ２＞０且つＢ２＝０なら、サーボ機構４２２を駆動し、Ａ２＞０且つＢ２＞０となるまで、コリメータ４０の第２端側をＢ側（フォトダイオード５４２ｂ側）に移動する。そして、Ａ１＞０且つＢ１＞０且つＡ２＞０且つＢ２＞０となったときの出力信号Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を測定する。
【００２６】ステップＱ３では、第１端ずれ量Δ１を次式により算出する。
Δ１＝Ｓ・｛ｋ−Ａ１／（Ａ１＋Ｂ１）｝
但し、ＳはＸ線ビームＸｂの検出器上面における厚さである。
【００２７】この第１端ずれ量Δ１は、出力信号強度がｋ＝Ａ１／（Ａ１＋Ｂ１）となるときのＸ線ビーム位置のずれを“０”とするＸ線ビームの第１端のずれを表している。ステップＱ４では、第１端ずれ量Δ１の絶対値が許容値δより大きいか否かをチェックし、大きいならステップＱ５へ進み、大きくないならステップＱ６へ進む。ステップＱ５では、サーボ機構４２１を駆動し、コリメータ４０の第１端側を次式より与えられる距離Ｃ１だけ第２方向Ｄ２に移動する。そして、ステップＱ６へ進む。
Ｃ１＝−Δ１・ＦＣ／ＦＩ但し、図６に示すように、ＦＣは焦点ｆからコリメータ４０までの距離であり、ＦＩは焦点ｆからシンチレータ５３１ａ，５３１ｂ，５３２ａ，５３２ｂまでの距離である。
【００２８】ステップＱ６では、次式により第２端ずれ量Δ２を算出する。
Δ２＝Ｓ・｛ｋ−Ａ２／（Ａ２＋Ｂ２）｝
この第２端ずれ量Δ２は、出力信号強度がｋ＝Ａ２／（Ａ２＋Ｂ２）となるときのＸ線ビーム位置のずれを“０”とするＸ線ビームの第２端のずれを表している。ステップＱ７では、第２端ずれ量Δ２の絶対値が許容値δより大きいか否かをチェックし、大きいならステップＱ８へ進み、大きくないならば処理を終了する。ステップＱ８では、サーボ機構４２２を駆動し、コリメータ４０の第２端側を次式より与えられる距離Ｃ２だけ第２方向Ｄ２に移動する。そして、処理を終了する。
Ｃ２＝−Δ２・ＦＣ／ＦＩ但し、ＦＣは焦点ｆからコリメータ４０までの距離であり、ＦＩは焦点ｆからシンチレータ５３１ａ，５３１ｂ，５３２ａ，５３２ｂまでの距離である。
【００２９】以上の第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管３０の温度の変動により焦点ｆの位置が変動しても、一定位置にＸ線ビーム位置が維持される。従って、Ｘ線ビーム位置の変動による感度変動が防止され、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。
【００３０】−第３の実施形態−第３の実施形態は、前記第１の実施形態および第２の実施形態における検出器アレイ５０の代りに、図７に示す検出器アレイ５０’を用いるものである。この図７の検出器アレイ５０’は、参照チャネルのＸ線検出器５１１，５１２のシンチレータ部５３１，５３２は第２方向Ｄ２に分割せず、フォトダイオード部のみを第２方向Ｄ２に２グループに分割したものである。すなわち、参照チャネルのＸ線検出器５１１のシンチレータ部はシンチレータ５３１からなり、フォトダイオード部はフォトダイオード５４１ａ，５４１ｂ（図３参照）からなる。また、参照チャネルのＸ線検出器５１２のシンチレータ部はシンチレータ５３２からなり、フォトダイオード部はフォトダイオード５４２ａ，５４２ｂからなる。上記検出器アレイ５０’を用いると、シンチレータ部およびフォトダイオード部を第２方向に２グループに分割する場合に比べてＸ線ビーム位置の測定精度は低くなるが、シンチレータ部を第２方向に分割しないため、製作容易となる。
【００３１】−第４の実施形態−上述の第１から第３の実施形態では、参照チャネルのＸ線検出器を２分割し、両分割部にそれぞれ入射するＸ線の照射量を比較することによって、Ｘ線ビーム位置を測定していたが、図８，図９または図１０，図１１に示した従来のＸ線ビーム位置測定方法によりＸ線ビーム位置を測定し、この測定されたＸ線ビーム位置が一定になるようにコリメータ４０の第２方向Ｄ２の位置を制御してもよい。この場合も、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。
【００３２】−第５の実施形態−また、上述の第１から第４の実施形態では、参照チャネルのＸ線検出器による検出結果に従ってＸ線ビーム位置を移動させるときに、コリメータ４０の第２方向Ｄ２の位置を変化させることによってＸ線ビーム位置を移動させていたが、コリメータ４０の第２方向Ｄ２の位置を制御する代りに若しくはそれに加えて、Ｘ線管３０の第２方向Ｄ２の位置および／または検出器アレイ５０，５０’の第２方向Ｄ２の位置を制御してもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明のＸ線ビームトラッキング方法によれば、Ｘ線管温度の変動により焦点位置が変動しても、Ｘ線ビーム位置が検出器アレイのＸ線管対向面上の一定位置に維持されることとなり、Ｘ線ビーム位置の変動による感度変動が防止され、感度補正が不要となり、データ処理の負担を軽減することが出来る。また、本発明のＸ線ビーム位置測定方法によれば、参照チャネルの分割位置に対して相対的なＸ線ビーム位置を高精度に測定することが出来る。よって、Ｘ線ビームが参照チャネルの分割位置を挟むような一定位置にＸ線ビーム位置を維持する制御に適したＸ線ビーム位置測定方法となる。さらに、本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、上記Ｘ線ビームトラッキング方法またはＸ線ビーム位置測定方法を好適に実施できる。
【出願人】 【識別番号】０００１２１９３６
【氏名又は名称】ジーイー横河メディカルシステム株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）６月２５日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】有近 紳志郎
【公開番号】 特開平１１−９５８４
【公開日】 平成１１年（１９９９）１月１９日
【出願番号】 特願平９−１６８２８５