JP7725189B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

明細書等に開示の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線管から照射されたＸ線は、検出器のほか周辺の部材にも入射する。周辺の部材に入射したＸ線は、検出器の側方または後方から入射する散乱線の原因となる。散乱線はＣＴ画像の画質に悪影響を与えるため、高精細な医用画像を収集できるＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置またはスペクトラルＣＴ装置（フォトンカウンティングＣＴ装置も含む）といった高性能のＸ線ＣＴ装置では、特に問題となる。
散乱線を除去するため、一般的にはＸ線管の前方かつ近傍にスリットを設置することで、周辺部材へのＸ線の入射を除去している。

しかし、例えば、Ｘ線を照射において焦点が移動すると、焦点と検出器の位置関係が変化するため、照射範囲がずれることがある。そのため、Ｘ線管の近傍に設置されるスリットは、Ｘ線の照射範囲に検出器の検出面が含まれるよう、Ｘ線の照射範囲を広めに確保するマージンをとって設置する必要がある。よって、被検体を透過したＸ線が検出器全面に入射されるように焦点などを調整した場合であっても、マージンの影響で検出器のセンサ面の領域よりも広い領域に対してＸ線が入射してしまうため、検出器以外の周辺の部品からの散乱線を除去できない。

特開２００６－３８９７５号公報

明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、散乱線を低減することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、第１遮蔽部とを含む。Ｘ線管は、Ｘ線を照射する。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線を検出する。第１遮蔽部は、前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器に直接入射するＸ線の照射範囲以外に照射されるＸ線を遮蔽するように、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との間に配置される。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。 図２Ａは、第１の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。 図２Ｂは、第１の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る遮蔽部とＸ線検出器との配置関係を示す図である。 図４は、第２の実施形態に係る遮蔽部とＸ線検出器との配置関係を示す図である。 図５Ａは、第３の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。 図５Ｂは、第３の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。以下、一実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
以下、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について図１のブロック図を参照して説明する。図１に示すＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。図１では説明の都合上、架台装置１０を複数描画している。

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とそれぞれ定義するものとする。

例えば、架台装置１０及び寝台装置３０はＣＴ検査室に設置され、コンソール装置４０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。なお、コンソール装置４０は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール装置４０は、架台装置１０及び寝台装置３０とともに同一の部屋に設置されてもよい。いずれにしても架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。

架台装置１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、データ収集装置１８（以下、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１８ともいう）とを含む。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生する真空管である。具体的には、熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線が発生される。例えば、Ｘ線管１１には回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。Ｘ線管１１で発生したＸ線は、例えばコリメータ１７を介してコーンビーム形に成形され、被検体Ｐに照射される。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された列構造を有する。

Ｘ線検出器１２は、具体的には、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。Ｘ線検出器１２は、一般的な積分型検出器と、フォトンカウンティング検出器とのどちらも想定可能である。Ｘ線検出器１２は、検出部の一例である。

シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線は、当該入射Ｘ線の強度に応じた個数の光子に変換する。

グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータと呼ばれる場合もある。

光センサアレイは、シンチレータからの受けた光を増幅して電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。

なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

回転フレーム１３は、Ｘ線発生部とＸ線検出器１２とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、後述する制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム１３は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム（図示せず）に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム１３は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。回転フレーム１３は、制御装置１５の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。

なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やＤＡＳ１８を更に備えて支持する。このような回転フレーム１３は、撮影空間をなす開口（ボア）１９が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口はＦＯＶに略一致する。開口の中心軸は、回転フレーム１３の回転軸Ｚに一致する。なお、ＤＡＳ１８が生成した検出データは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置の非回転部分（例えば固定フレーム。図１での図示は省略する。）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機（図示せず）に送信され、コンソール装置４０へと転送される。なお、回転フレームから架台装置の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。

以下、本実施形態では、回転フレーム１３および回転フレームに配置される構成をまとめて、回転部とも呼び、架台装置１０において固定フレームのような回転しない部分を固定部とも呼ぶ。

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、後述する回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（図示しない）側に設けられても構わない。

制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。また、制御装置１５は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。制御装置１５は、コンソール装置４０からの指令に従い、Ｘ線高電圧装置１４及びＤＡＳ１８等を制御する。前記プロセッサは、前記メモリに保存されたプログラムを読み出して実現することで上記制御を実現する。

また、制御装置１５は、コンソール装置４０若しくは架台装置１０に取り付けられた、後述する入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置１５は、入力信号を受けて回転フレーム１３を回転させる制御や、架台装置１０をチルトさせる制御、及び寝台装置３０及び天板３３を動作させる制御を行う。なお、架台装置１０をチルトさせる制御は、架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３によって入力される傾斜角度（チルト角度）情報により、制御装置１５がＸ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させることによって実現される。また、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられても構わない。なお、制御装置１５は、前記メモリにプログラムを保存する代わりに、前記プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、前記プロセッサは、前記回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６（ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter））は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２が積分型検出器である場合、Ｘ線検出器１２から電気信号を読み出し、読み出した電気信号に基づいて、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線の線量に関するデジタルデータ（以下、検出データともいう）を生成する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャネル番号、列番号、収集されたビュー（投影角度ともいう）を示すビュー番号、及び検出されたＸ線の線量の積分値を示すデータのセットである。

また、ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２がフォトンカウンティング型検出器である場合、Ｘ線検出器１２からエネルギー信号を読み出し、読み出したエネルギー信号に基づいて、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線のカウントを示す検出データを、複数のエネルギー帯域（エネルギー・ビン）ごとに生成する。検出データは、生成元の検出器画素のチャネル番号、列番号、収集されたビューを示すビュー番号、及びエネルギー・ビン番号により識別されたカウント値のデータのセットである。

ＤＡＳ１８は、例えば、検出データを生成可能な回路素子を搭載したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現される。検出データは、コンソール装置４０へと転送される。

例えば、ＤＡＳ１８は、検出器画素各々について前置増幅器、可変増幅器、積分回路及びＡ／Ｄ変換器を含む。前置増幅器は、接続元のＸ線検出素子からの電気信号を所定のゲインで増幅する。可変増幅器は、前置増幅器からの電気信号を可変のゲインで増幅する。積分回路は、前置増幅器からの電気信号を、１ビュー期間に亘り積分して積分信号を生成する。積分信号の波高値は、１ビュー期間に亘り接続元のＸ線検出素子により検出されたＸ線の線量値に対応する。Ａ／Ｄ変換器は、積分回路からの積分信号をアナログデジタル変換して検出データを生成する。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを備えている。

基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。
寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置３２は、コンソール装置４０による制御、または制御装置１５による制御に従い、天板３３を移動する。例えば、寝台駆動装置３２は、天板３３に載置された被検体Ｐの体軸が回転フレーム１３の開口の中心軸に一致するよう、天板３３を被検体Ｐに対して直交方向に移動する。また、寝台駆動装置３２は、架台装置１０を用いて実行されるＸ線ＣＴ撮影に応じて、天板３３を被検体Ｐの体軸方向に沿って移動してもよい。寝台駆動装置３２は、制御装置１５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。寝台駆動装置３２は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。

支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４との間のデータ通信は、バス（ＢＵＳ）を介して行われる。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０またはコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ４１は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ４１は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。メモリ４１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ４１の保存領域は、Ｘ線ＣＴ装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。例えば、メモリ４１は、ＣＴ画像や表示画像のデータを記憶する。また、メモリ４１は、本実施形態に係る制御プログラムを記憶する。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。また、ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されることにしても構わない。

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インターフェース４３としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インターフェース４３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。又、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されることにしても構わない。

処理回路４４は、入力インターフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じてＸ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、取得機能４４４、補正処理機能４４５及び表示制御機能４４６を実行する。なお、各機能（システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、取得機能４４４、補正処理機能４４５および表示制御機能４４６）は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。

システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能４４１は、メモリ４１に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路４４内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置１の各部を制御する。例えば、処理回路４４は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。例えば、システム制御機能４４１は、スキャン範囲、撮影条件等を決定するための被検体Ｐの２次元の位置決め画像を取得する。なお、位置決め画像は、スキャノ画像またはスカウト画像とも呼ばれる。システム制御機能４４１は、システム制御部の一例である。

前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から出力された検出データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ（検出データ）及び前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。

再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ法：Filtered Back Projection）や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。

取得機能４４４は、医用データを取得する。医用データは、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１で撮影したＣＴ画像データまたは投影データである。

補正処理機能４４５は、取得機能４４４で取得した医用データに対し、散乱線補正処理を実行し、散乱線成分が除去された医用データを生成する。

表示制御機能４４６は、処理回路４４の各機能または処理における処理途中又は処理結果の情報を表示するようにディスプレイ４２を制御する処理である。

なお、処理回路４４は、スキャン制御処理および画像処理も行う。
スキャン制御処理は、Ｘ線高電圧装置１４に高電圧を供給させて、Ｘ線管１１にＸ線を照射させるなど、Ｘ線スキャンに関する各種動作を制御する処理である。
画像処理は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データを公知の方法により、任意断面の断層画像データや３次元画像データに変換する処理である。なお、３次元画像データの生成は、再構成処理機能４４３が直接行なっても構わない。

処理回路４４は、コンソール装置４０に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得されたデータに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。

なお、コンソール装置４０は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。例えば、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３等の処理回路４４の機能を分散して有しても構わない。

次に、第１の実施形態に係る回転部の一例について図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、Ｘ軸方向からみた架台装置１０の断面の模式図であり、固定部１０１と回転部とを示す。

図２Ａに示すように、回転フレーム１３内のＸ線検出器１２側に、遮蔽部２１を配置する。遮蔽部２１の材質としては、鉛、タングステンなどＸ線管１１側に配置されるコリメータ１７と同様の材料で形成されればよい。

より具体的には、遮蔽部２１は、Ｘ線管１１からＸ線検出器１２に直接入射するＸ線の照射範囲２０１以外に照射されるＸ線をできるだけ遮蔽するように、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２との間に配置される。図２Ａの例では、遮蔽部２１が、Ｘ線検出器１２のチャネル方向に沿って配置されることを想定する。

Ｘ線管１１から照射されるＸ線は、被検体Ｐを透過したのちＸ線検出器１２の上面であるセンサ面の全面に入射されるように、Ｘ線管１１からＸ線検出器１２を結ぶ照射の中心軸から角度広がりを有してＸ線検出器１２に入射する。
このときコリメータ１７によって、Ｘ線検出器１２以外の部分、例えばＸ線検出器１２に隣接して配置される周辺部材１０２にはＸ線が照射されないよう、図２Ａの破線で示す照射範囲２０１に絞ることが望ましい。しかし、焦点移動などの照射範囲がずれることを想定するため、コリメータ１７を少し広い間隔で配置する必要がある。そのため、Ｘ線検出器１２以外の部分にも照射されることとなり、照射範囲２０１よりも外側に照射範囲２０２が生じうる。

そこで、当該照射範囲２０２のＸ線を遮蔽するように遮蔽部２１を配置する、言い換えれば、当該照射範囲２０２に存在する周辺部材１０２へのＸ線の入射を遮蔽するように遮蔽部２１を配置する。これによって、周辺部材１０２に入射するＸ線が減少するため、当該周辺部材１０２から発生する散乱線がＸ線検出器１２に入射することを低減できる。

また、遮蔽部２１は、遮蔽部２１のＸ線管１１側の第１面から、第１面に対向するＸ線検出器１２側の第２面にかけて、遮蔽部２１の側面が、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２の中心とを結ぶ軸Ａから離れるように切り欠けた状態に形成される。

言い換えれば、遮蔽部２１のＸ線検出器１２近傍の面が、Ｘ線管１１からＸ線検出器１２の中心に入射するＸ線の第１経路（つまり、軸Ａ）と、Ｘ線管１１からＸ線検出器１２の端部に入射するＸ線の第２経路とがなす角度θ_１よりも、第１経路と遮蔽部２１のＸ線検出器１２近傍の面とがなす角度θ_２のほうが大きくなるように傾斜する。なお、図２Ａでは、図面の便宜上、角度θ_２として、軸Ａと並行する仮想線と遮蔽部２１のＸ線検出器１２近傍の面とのなす角度を図示するが、第１経路と遮蔽部２１のＸ線検出器１２近傍の面とがなす角度と同一である。

このように角度θ_２で遮蔽部２１の面を傾斜させる理由は、遮蔽部２１の側面の角度θ_２を角度θ_１以下に設定した場合は、遮蔽部２１の側面に入射したＸ線が反射し、散乱線としてＸ線検出器１２に入射してしまう可能性があるからである。よって、角度θ_２を角度θ_１よりも大きくすることで、遮蔽部２１の第１面でＸ線を遮蔽及び低減でき側面にＸ線を入射させないように設計できる。

さらに、Ｘ線管１１側からＸ線検出器１２を見た場合、遮蔽部２１の第１面の一部分が、Ｘ線検出器１２の列方向端部に重なるように配置される。図２Ａの例では、Ｘ軸方向から見た場合、Ｘ線検出器１２の列方向の上方に、遮蔽部２１の一部分が被さるように配置される。被せられる範囲については、例えば、Ｘ線管１１からＸ線検出器１２の端部に入射するＸ線の第２経路を遮蔽しない程度まで遮蔽部２１の第１面の一部分を被せてもよい。こうすることで、照射範囲２０２に存在する周辺部材１０２に入射するＸ線をより低減できる。

次に、図２Ｂは、Ｚ軸方向から見た架台装置１０の断面の模式図である。
図２Ｂに示す場合も図２Ａと同様に、回転部に遮蔽部２１が形成されて配置される。つまり、遮蔽部２１が、Ｘ線検出器１２よりもＸ線管１１側に配置され、Ｘ線検出器１２以外に入射するＸ線をできるだけ遮蔽するように配置される。さらに、Ｘ線検出器１２の列方向端部のＸ線管１１側上方において、遮蔽部２１の一部分が被さるように形成される。

すなわち、図２Ａおよび図２Ｂでは、遮蔽部２１は、Ｘ線検出器１２のチャネル方向および列方向に沿って配置される例を示すが、これに限らずチャネル方向または列方向のどちらか一方に配置されてもよい。
ここで、遮蔽部２１の側面の角度θ’_２は、図２Ａの場合と同様に、θ’_１よりも大きく設定されればよい。

なお、図２Ａに示す角度θ_２の下限はθ_２＞θ_１であり、図２Ｂに示す角度θ’_２の下限はθ’_２＞θ’_１であるが、上限については、適宜設計されればよい。例えば、角度を大きくしすぎると、遮蔽部２１の厚みが減少するため、遮蔽部２１の遮蔽能力、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２の位置関係、角度による遮蔽部２１の厚みなどを考慮して、周辺部材１０２から生じる散乱線を低減できるような角度θ_２および角度θ’_２が設計されればよい。

次に、遮蔽部２１とＸ線検出器１２との配置関係について図３を参照して説明する。
図３は、図２Ａのうち、Ｘ線検出器１２周辺について拡大した図である。図３は、Ｘ線検出器１２のチャネル方向および列方向のどちらの場合にも共通する。遮蔽部２１は、遮蔽部２１の第１面上の点とＸ線検出器１２のセンサ面１２１との距離のうちの最短距離となる第１距離５１が、遮蔽部２１を配置しない場合にＸ線検出器１２への散乱線を生じうる周辺部材１０２上の点とＸ線検出器１２のセンサ面１２１との距離のうちの最短距離となる第２距離５２よりも長くなるように配置される。

これは、遮蔽部２１に入射したＸ線の一部は、遮蔽部２１の内部を通過して、Ｘ線検出器１２に散乱線として入射しうる。散乱線は、光電吸収時の蛍光Ｘ線やコンプトン散乱により発生する。蛍光Ｘ線は等方的に放出され、コンプトン散乱は後方散乱よりも前方散乱のほうが強く発生する。よって、遮蔽部２１が、後方散乱を生じるＸ線検出器の配置面に存在する部材よりもセンサ面１２１近くに配置される場合、遮蔽部２１を配置することによって、当該部材からの散乱線を除去するよりも多くの散乱線を遮蔽部２１自体が発生する可能性がある。

よって、第１距離５１のほうが第２距離よりも長くなるように、Ｘ線検出器１２よりもＸ線管１１側に遮蔽部２１を配置することで、遮蔽部２１自体から発生する散乱線の影響を、後方散乱を生じる部材による散乱線の影響よりも小さくできる。

以上に示した第１の実施形態によれば、Ｘ線検出器１２の上方に遮蔽部２１を第１距離が第２距離よりも長くなるように設け、遮蔽部２１のＸ線検出器１２近傍の面となす角度θ_２が角度θ_１よりも大きくなるように傾斜させることでＸ線検出器の周辺部材へのＸ線の入射を遮蔽し、当該周辺部材からの散乱線がＸ線検出器に入射するのを防ぐことができる。結果として画質を向上させることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る遮蔽部２１は、Ｘ線検出器のセンサ面に入射するＸ線を遮蔽せず、かつ周辺部材１０２よりもＸ線検出器１２に近くならないよう、遮蔽部２１をＸ線検出器１２から離して配置する必要がある。よって、Ｘ線検出器１２近傍に入射するＸ線は全て除去できず、後方散乱による散乱線が生じうる。

よって第２の実施形態では、第１の実施形態に係る遮蔽部２１の構成に加え、Ｘ線検出器の側面に遮蔽部２２をさらに設ける点が第１の実施形態とは異なる。

第２の実施形態に係る遮蔽部とＸ線検出器１２との配置関係について図４を参照して説明する。
図４は、図３と同様に、Ｘ線検出器１２周辺の拡大図であり、チャネル方向および列方向のどちらの場合にも共通する。第１の実施形態に係る遮蔽部２１に加え、遮蔽部２２がＸ線検出器のセンサ部に対する側面に配置される。遮蔽部２２の材質は、遮蔽部２１と同様の材料で形成されればよい。

また、遮蔽部２２は、遮蔽部２１とＸ線検出器１２との間を通過したＸ線が直接入射しない形状を有し、Ｘ線検出器１２の側面に配置される。具体的には、遮蔽部２２は、Ｘ線管１１からのＸ線の照射方向に沿って、Ｘ線管１１側から離れるに従って広がるテーパー上に形成される。これは、遮蔽部２２を直方体などで形成した場合、Ｘ線検出器１２と遮蔽部２１との間を通るＸ線が遮蔽部２２の上面に入射するため、当該入射したＸ線に起因する散乱線が周辺部材１０２よりも近い位置でＸ線検出器１２のセンサ面１２１に入射してしまう可能性があるからである。

よって、Ｘ線の照射領域においてＸ線検出器１２の影に入るような角度、形状であればよい。例えば、遮蔽部２２は、Ｘ線検出器１２に接する面と、周辺部材１２に接する面とを有し、これらの２面に垂直な断面が三角形となる形状であればよい。
なお、遮蔽部２２は、Ｘ線検出器の外側に配置するのではなく、Ｘ線検出器１２の端部においてＸ線検出器１２の内部に配置されてもよい。また、遮蔽部２２は、センサ部の側面に限らず、センサ部の背面に配置されてもよい。

以上に示した第２の実施形態によれば、遮蔽部２２をＸ線検出器の側面に配置することで、周辺部材からの散乱線をさらに低減することができる。結果として画質を向上させることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、遮蔽部２１を回転フレーム１３内、つまり回転部に配置するのではなく、固定部１０１に配置する点が異なる。

第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。
図５Ａは、図２Ａと同じＸ軸方向から見た架台装置１０の断面の模式図であり、図５Ｂは、図２Ｂと同じＺ軸方向から見た架台装置１０の断面の模式図である。
遮蔽部２１がＸ線検出器１２のチャネル方向に沿って配置される場合、回転部の回転に対応するように固定部１０１の内周全体、つまり３６０度にわたって配置される。固定部１０１に配置される遮蔽部２１は、第１の実施形態に係る遮蔽部２１と同様に配置されればよい。
なお、図示しないが、第２の実施形態に係る遮蔽部２２も併せて配置されてもよい。

以上に示した第３の実施形態によれば、固定部に遮蔽部２１を配置する場合でも、第１の実施形態と同様に、周辺部材からの散乱線がＸ線検出器に入射するのを防ぐことができる。結果として画質を向上させることができる。

加えて、実施形態に係る各機能は、前記処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに前記手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、散乱線を低減することができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線検出器
１３ 回転フレーム
１４ Ｘ線高電圧装置
１５ 制御装置
１６ ウェッジ
１７ コリメータ
１８ データ収集装置
１９ 開口
２１,２２ 遮蔽部
３０ 寝台装置
３１ 基台
３２ 寝台駆動装置
３３ 天板
３４ 支持フレーム
４０ コンソール装置
４１ メモリ
４２ ディスプレイ
４３ 入力インターフェース
４４ 処理回路
５１，５２ 距離
１０１ 固定部
１０２ 周辺部材
１２１ センサ面
２０１，２０２ 照射範囲
４４１ システム制御機能
４４２ 前処理機能
４４３ 再構成処理機能
４４４ 取得機能
４４５ 補正処理機能
４４６ 表示制御機能

Claims (9)

1. 被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
   前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器に直接入射するＸ線の照射範囲以外に照射されるＸ線を遮蔽するように、前記被検体と前記Ｘ線検出器との間に配置される第１遮蔽部と、
   を具備し、
   前記第１遮蔽部は、前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器に直接入射するＸ線の照射範囲を覆わないように開口が形成され、
   前記開口は、前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器の中心に入射するＸ線の第１経路と、前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器の端部に入射するＸ線の第２経路とがなす第１角度よりも大きい第２角度で、前記Ｘ線管側から前記Ｘ線検出器側に向かって広がるテーパー状に形成される、
   Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記第１遮蔽部は、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが前記被検体を介して対向配置される回転部に配置され、かつ前記Ｘ線検出器に隣接する周辺部材への、前記Ｘ線の入射を遮蔽するように配置される、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記第１遮蔽部は、前記Ｘ線検出器の列方向およびチャネル方向の少なくともどちらか一方に沿って配置される、
   請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記第１遮蔽部の一部は、前記Ｘ線管側から前記Ｘ線検出器を見た場合、前記第２経路を遮蔽しない位置で前記Ｘ線検出器の端部に重なるように配置される、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記第１遮蔽部は、前記Ｘ線管側の面上の点と前記Ｘ線検出器のセンサ面との距離のうちの最短距離となる第１距離が、前記第１遮蔽部を配置しない場合に散乱線を生じうる前記Ｘ線検出器に隣接する周辺部材上の点と前記センサ面との距離のうちの最短距離となる第２距離よりも長くなるように配置される、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記第１遮蔽部は、前記Ｘ線検出器のチャネル方向に沿って配置される場合、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが前記被検体を介して対向配置される回転部よりも架台装置内部に位置する固定部に配置される、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記第１遮蔽部と前記Ｘ線検出器との間を通過したＸ線が直接入射しない形状を有し、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが前記被検体を介して対向配置される回転部内に配置され、かつ前記Ｘ線検出器に隣接する周辺部材からの、散乱線を遮蔽するように、前記Ｘ線検出器のセンサ部側面または背面に配置される第２遮蔽部をさらに具備する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記第２遮蔽部は、前記Ｘ線検出器のセンサ部側面に配置される場合、前記Ｘ線検出器に接する第１面と、前記Ｘ線検出器に隣接する周辺部材に接する第２面とを有し、前記第１面および前記第２面に垂直な断面が三角形となる形状を有する、
   請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記Ｘ線検出器に隣接する周辺部材からの散乱線を遮蔽するように、前記Ｘ線検出器の回りに配置される第２遮蔽部をさらに具備し、
   前記第２遮蔽部は、前記第１角度よりも小さい角度で、前記Ｘ線管側から前記Ｘ線検出器側に向かって広がるテーパー状に形成される、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。