JP6068081B2

JP6068081B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JP6068081B2
Application number: JP2012220428A
Authority: JP
Inventors: 智隆笹谷; 健太森安
Original assignee: Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: JP2014073147A

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

近年、マルチエネルギー（Multi Energy）、特にデュアルエネルギー（Dual Energy）機能を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と表記）が注目されている。

デュアルエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置では、物質の減弱がＸ線のエネルギー（管電圧）によって異なることを利用し、高エネルギーのＸ線のもとで収集した投影データと、低エネルギーのＸ線のもとで収集した投影データとに基づいて画像が再構成される。

このデュアルエネルギー機能によれば、単一のエネルギーのＸ線を用いた場合と比較して、減弱係数の違いからより多くの情報を得ることができ、例えば被検体の各組織（例えば、骨、脂肪、軟部組織等）を分離して画像化することが可能となる。

特開２００９−０２８１１０号公報

上記したデュアルエネルギーのようなマルチエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置においては、精度の高い画像を得るために、エネルギーが異なる複数のＸ線の各エネルギー帯を効率的に分離することが望まれている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数のＸ線のエネルギー帯を効率的に分離することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。

実施形態によれば、エネルギーが異なる複数のＸ線に対応する複数の投影データを収集して画像を再構成するＸ線コンピュータ断層撮影装置が提供される。

実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体に放射されるＸ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管からＸ線を発生させるために、前記Ｘ線管に印加される複数の管電圧を発生する高電圧発生部と、前記高電圧発生部を制御することによって、前記複数の管電圧に応じて前記Ｘ線管から発生されるエネルギーが異なる複数のＸ線を切り替える第１の制御部と、前記Ｘ線管と前記被検体との間に配置され、前記複数のＸ線にそれぞれ対応する複数のフィルタと、前記複数のフィルタを回転可能に保持する保持板と、前記Ｘ線管から発生するＸ線が前記複数のフィルタのうちの当該Ｘ線に対応する所定のフィルタによってフィルタリングされるように、前記第１の制御部によるＸ線の切り替えに同期して前記保持板を回転させる第２の制御部と、前記所定のフィルタによってフィルタリングされたＸ線の強度を検出するリファレンス検出器と、を備え、前記第２の制御部は、前記検出されたＸ線の強度が所定値より低い場合、前記Ｘ線管から発生するＸ線のＸ線パスが前記所定のフィルタの中心を通るように、前記保持板の回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に変更し、前記Ｘ線の強度が前記所定値より低くなくなった場合、前記保持板の回転速度を前記第２の回転速度から前記第１の回転速度に戻す。

第１の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。図１に示すＸ線発生装置１１を概略的に示す図。図１に示すフィルタ部１１４の構造を示す図。タングステンの透過率曲線を示す図。ランタンの透過率曲線を示す図。第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置について説明するための図。リファレンス検出器１１６からの出力に基づく回転制御部１１５の制御処理について説明するための図。

以下、図面を参照して、各実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と表記）ついて説明する。なお、本実施形態においては、マルチエネルギー（Multi Energy）機能を有するＸ線ＣＴ装置を想定している。

以下、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、便宜的に、マルチエネルギーの一例として、デュアルエネルギー（Dual Energy）機能を有するものとして説明する。このデュアルエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置によれば、物質の減弱がＸ線のエネルギー（管電圧）によって異なることを利用し、高エネルギーのＸ線のもとで収集した投影データ及び低エネルギーのＸ線のもとで収集した投影データ（つまり、エネルギーが異なる２種類のＸ線のもとで収集した投影データ）に基づいて画像が再構成される。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置は、架台１０とコンソール２０とを備える。

架台１０は、Ｘ線発生装置１１、回転フレーム１２、回転フレーム駆動部１３、Ｘ線検出部１４、データ収集部１５及び伝送部１６を含む。

Ｘ線発生装置１１は、被検体Ｐに放射されるＸ線を発生する。Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線管１１１、高電圧発生部１１２、Ｘ線制御部（第１の制御部）１１３、フィルタ部１１４及び回転制御部（第２の制御部）１１５を備える。

Ｘ線管１１１は、例えば陰極及び陽極を有し、当該Ｘ線管１１１の陰極−陽極間には管電圧が印加され、またＸ線管１１１の陰極のフィラメントにはフィラメント電流が供給される。このような管電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、Ｘ線管１１１の陽極のターゲットからＸ線が発生する。

高電圧発生部１１２は、Ｘ線管１１１からエネルギーが異なる複数のＸ線（ここでは、高エネルギー及び低エネルギーのＸ線）を発生させるために、当該Ｘ線管１１１に印加される複数の管電圧を発生する。具体的には、高電圧発生部１１２は、高エネルギーのＸ線（以下、高エネルギーＸ線と表記）を発生させるための高エネルギーレベルの管電圧（第１の管電圧）及び低エネルギーのＸ線（以下、低エネルギーＸ線と表記）を発生させるための低エネルギーレベルの管電圧（第２の管電圧）を発生する。

Ｘ線制御部１１３は、高電圧発生部１１２を制御することによって、上記した管電圧に応じてＸ線管から発生される高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線とを交互に切り替える。つまり、Ｘ線制御部１１３は、Ｘ線管１１１に印加される管電圧を、高エネルギーレベルと低エネルギーレベルとで交互に切り替える。

フィルタ部１１４は、Ｘ線管１１１と被検体Ｐとの間に配置される。フィルタ部１１４は、上記した高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線の各々に対応するフィルタ（以下、高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタと表記）を含む。高エネルギーＸ線用フィルタは、高エネルギーＸ線をフィルタリングするために用いられる。一方、低エネルギーＸ線用フィルタは、低エネルギーＸ線をフィルタリングするために用いられる。

なお、フィルタ部１１４は、後述するように例えば高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタを保持した円形構造を有する保持板から構成される。この保持板は、図１に示すＹ軸方向を軸として回転可能に構成されている。

回転制御部１１５は、Ｘ線管１１１から発生するＸ線（高エネルギーＸ線または低エネルギーＸ線）が当該Ｘ線に対応するフィルタ（高エネルギーＸ線用フィルタまたは低エネルギーＸ線用フィルタ）によってフィルタリングされるように、上記したＸ線制御部１１３によるＸ線の切り替えに同期して、当該高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタを切り替える。なお、回転制御部１１５は、フィルタ部１１４（高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタを保持する保持板）を回転させることによって、高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタを切り替える。

架台１０は、円環または円板状の回転フレーム１２を搭載する。回転フレーム１２は、Ｘ線管１１１（及びフィルタ部１１４）とＸ線検出器１４とを、回転フレーム１２の中心軸（回転軸）周りに回転可能に支持している。回転フレーム１２の開口の内部には、ＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１２は、回転フレーム駆動部１３に接続されている。

回転フレーム駆動部１３は、回転フレーム１２を一定の角速度で回転し、Ｘ線管１１１とＸ線検出器１５とを回転軸回りに回転する。なお、回転フレーム駆動部１３は、図１に示すＺ軸を回転軸として回転する。

回転フレーム１２の近傍には、天板支持機構１２１が設置されている。天板支持機構１２１は、天板１２２をＺ軸に沿って移動可能に支持する。天板支持機構１２１は、天板１２２の長軸がＺ軸に平行するように天板１２２を支持する。天板１２２には、被検体Ｐが載置される。天板支持機構１２１は、図示しないモータ（図示せず）から発生される動力により、天板１２２をＺ軸方向に沿って移動する。

Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１１１から発生されたＸ線（高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタによってフィルタリングされた高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線）を検出する。Ｘ線検出器１４は、２次元状に配列された複数の検出素子を搭載する。例えば、複数の検出素子は、回転フレーム１２の回転軸Ｚを中心とした円弧に沿って配列される。この円弧に沿う検出素子の配列方向はチャンネル方向と呼ばれる。チャンネル方向に沿って配列された複数の検出素子は、検出素子列と呼ばれる。複数の検出素子列は、回転軸Ｚに沿う列方向に沿って配列される。各検出素子は、Ｘ線管１１１から発生されたＸ線を検出し、当該検出されたＸ線の強度に応じた電気信号（電流信号）を生成する。生成された電気信号は、データ収集部（ＤＡＳ）１５に供給される。

データ収集部１５は、Ｘ線検出器１４を介して電気信号をビュー（view）毎に収集する。ビューは、回転軸Ｚ周りの回転フレーム１２の回転角度に対応する。また、信号処理的には、ビューは、回転フレーム１２の回転時におけるデータのサンプリング点に対応する。データ収集部１５は、収集されたアナログの電気信号をデジタルデータに変換する。デジタルデータは、生データと呼ばれる。生データは、非接触型の伝送部１６により、所定ビュー毎にコンソール２０に供給される。

コンソール２０は、前処理部２１、再構成部２２、表示部２３、操作部２４、記憶部２５、架台制御部２６及びシステム制御部２７を含む。

前処理部２１は、データ収集部１５から供給された生データに対して、例えば対数変換や感度補正等の前処理を実行する。前処理が実行されたデータは、投影データと呼ばれる。

再構成部２２は、前処理部２１によって前処理が実行されたデータ（投影データ）に基づいて被検体Ｐに関する画像データを再構成する。再構成部２２は、上記したように高エネルギーＸ線のもとで収集した投影データ及び低エネルギーＸ線のもとで収集した投影データ（つまり、エネルギーが異なる複数のＸ線に対応する複数の投影データ）に基づいて画像データを再構成する。なお、上述したデュアルエネルギー機能によれば、例えば高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線を用いて得られた画像データに係数を乗じて差分処理することで、差分画像（デュアルエネルギー画像）が生成される。これにより、デュアルエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置においては、例えば骨、脂肪、軟部組織等を分離して画像化することが可能となる。

表示部２３は、再構成部４３によって再構成された画像データを例えば表示機器に表示する。

操作部２４は、例えば入力機器によるユーザからの各種指令及び情報入力を受け付ける。

記憶部２５は、上記した生データ、投影データ及び画像データ等を記憶する。また、記憶部２５には、制御プログラムが記憶されている。

架台制御部２６は、Ｘ線ＣＴ撮像を実行するために、上記したＸ線制御部１１３、回転制御部１１５、回転フレーム駆動部１３及びデータ収集部１５を制御する。

システム制御部２７は、記憶部２５に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。

次に、図２及び図３を参照して、図１に示すフィルタ部１１４について詳細に説明する。

図２は、図１に示すＸ線発生装置１１を概略的に示す図である。なお、図２においては、便宜的に、高電圧発生部１１２は省略されている。

図２に示すように、フィルタ部１１４は、Ｘ線管１１１とＸ線が放射される被検体Ｐとの間に配置され、Ｘ線管１１１から発生されたＸ線をフィルタリング可能な位置にフィルタを保持する円形構造を有する保持板から構成される。この保持板には、高エネルギーＸ線用フィルタ及び低エネルギーＸ線用フィルタが保持される。

ここで、図３を参照して、フィルタ部１１４の構造を具体的に説明する。フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａには、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃが、当該保持板１１４ａの外周に沿って交互に配置される。なお、保持板１１４ａは、回転に対する機械的強度を保つために、例えば窒化シリコン膜等のＸ線の透過性が高いものが用いられることが好ましい。高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃは、このような保持板１１４ａ上に形成される。なお、図３に示すフィルタ部１１４の構造は一例であり、フィルタ部１１４は、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃを切り替え可能な構成であればよい。例えば、フィルタ部１１４の保持板１１４ａに高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃが１つずつ配置されているような構成であっても構わない。

図２に示すようにフィルタ部１１４に接続されている回転制御部１１５は、当該フィルタ部１１４（を構成する保持板１１４ａ）を回転させることによって高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃを交互に切り替えることができる。

なお、回転制御部１１５は、Ｘ線制御部１１３によるＸ線管１１１から発生されるＸ線（高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線）の切り替えに同期して、フィルタ部１１４の回転（つまり、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃの切り替え）を制御する。

これにより、Ｘ線制御部１１３の制御に応じてＸ線管１１１から高エネルギーＸ線が発生されている場合、当該高エネルギーＸ線は、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂによってフィルタリングされる。同様に、Ｘ線制御部１１３の制御に応じてＸ線管１１１から低エネルギーＸ線が発生されている場合、当該低エネルギーＸ線は、低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃによってフィルタリングされる。

高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂは、高エネルギーＸ線に対応し、低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃと比較して透過率の高いフィルタ（第１のフィルタ）である。この高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂの材質としては、例えばタングステン（Ｗ）が含まれる。なお、図４は、タングステンの透過率曲線を示す。

一方、低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃは、低エネルギーＸ線に対応し、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂと比較して透過率の低いフィルタ（第２のフィルタ）である。この低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃの材質としては、例えばランタン（Ｌａ）が含まれる。なお、図５は、ランタンの透過率曲線を示す。

このように高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線の切り替えに応じて、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃを切り替えることによって、被検体Ｐに放射される高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線のエネルギー帯を効率的に分離することが可能となる。

なお、上記した透過率曲線（の形）は変化しないものの、例えば高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃの厚みを変化させることによって、当該高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃの透過率を上下にシフトすることは可能である。これにより、同一のエネルギー帯で透過率を調整することが可能となる。

また、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃの材質としては、Ｘ線管１１１から発生されるＸ線のエネルギー帯に対して適切なフィルタリング効果が得られるものであれば、他の元素が利用されても構わない。具体的には、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂの材質としてエルビウム（Ｅｒ）またはタリウム（Ｔｌ）等が用いられても構わない。また、低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃの材質として銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）またはネオジム（Ｎｄ）等が用いられてもよい。

次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置においてＸ線を被検体Ｐに放射する際の動作について簡単に説明する。

まず、操作者は、コンソール２０に含まれる操作部２４を介して、スキャン条件を入力する。なお、操作者によって入力されたスキャン条件には、回転フレーム１２の回転速度等が含まれる。

次に、Ｘ線制御部１１３は、操作者によって入力されたスキャン条件（回転速度）に従って、エネルギーをＨｉ、Ｌｏにスイッチする（つまり、高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線とを切り替える）周波数を決定する。

また、回転制御部１１５は、高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線との切り替えと同期するように、フィルタ部１１４（を構成する保持板１１４ａ）の回転の周波数を決定する。

Ｘ線ＣＴ装置におけるスキャン開始後、回転制御部１１５は、決定された回転周波数で保持板１１４ａを回転させる。つまり、回転制御部１１５は、Ｘ線管１１１のエネルギースイッチ（Ｘ線の切り替え）のタイミングと同期して、保持板１１４ａを回転させる。

これにより、Ｘ線管１１１から発生された高エネルギーＸ線は、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａに保持されている高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂでフィルタリングされ、Ｘ線管１１１から発生された低エネルギーＸ線は、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａに保持されている低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃでフィルタリングされる。このため、被検体Ｐに放射される当該高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線のエネルギー帯が効率的に分離される。

なお、本実施形態においては、高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線のエネルギーが異なる２つのＸ線を用いるデュアルエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置について説明したが、本実施形態は、例えばエネルギーが異なる３つ以上のＸ線が用いられるマルチエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置に適用されても構わない。この場合、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａにはエネルギーが異なる３つ以上のＸ線の各々に対応するフィルタが保持され、Ｘ線制御部１１３による制御（つまり、当該３つ以上のＸ線の切り替え）に応じて、Ｘ線管１１１から発生されるＸ線が当該Ｘ線に対応するフィルタによってフィルタリングされるような構成とすればよい。

上記したように本実施形態においては、被検体Ｐに放射されるＸ線を発生するＸ線管１１１と、当該Ｘ線管１１１からＸ線を発生させるために、当該Ｘ線管１１１に印加される複数の管電圧を発生する高電圧発生部１１２と、当該高電圧発生部１１２を制御することによって、複数の管電圧に応じてＸ線管１１１から発生されるエネルギーが異なる複数のＸ線を切り替えるＸ線制御部１１３と、Ｘ線管１１１と被検体Ｐとの間に配置された複数のＸ線の各々に対応するフィルタを有するフィルタ部１１４と、Ｘ線管１１１から発生するＸ線が当該Ｘ線に対応するフィルタによってフィルタリングされるように、複数のＸ線の切り替えに同期してフィルタ部１１４を制御することによって、当該複数のＸ線の各々に対応するフィルタを切り替える回転制御部１１５とを備える構成により、複数のＸ線のエネルギー帯を効率的に分離する（つまり、Ｘ線管１１１からのＸ線のエネルギー帯を高域・低域側にシフトする）ことが可能となり、マルチエネルギー機能を有するＸ線ＣＴ装置において精度の高い画像を得ることが可能となる。

また、本実施形態においては、フィルタ部１１４が複数のＸ線の各々に対応するフィルタを保持する保持板１１４ａから構成されることにより、フィルタ本体の機械的強度が保たれ、保持板１１４ａを高速に回転させた場合であってもフィルタの破損を防止することができる。

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）について説明する。なお、前述した図１及び図２と同様の部分には同一参照符号を付してその詳しい説明を省略する。ここでは、前述した第１の実施形態と異なる部分について主に述べる。また、フィルタ部１１４の構造については前述した第１の実施形態と同様であるため、適宜、図３を用いて説明する。

本実施形態においては、リファレンス検出器１１６からの出力に基づいて回転制御部１１５がフィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａの回転を制御する点が、前述した第１の実施形態とは異なる。

図６に示すように、回転制御部１１５に接続されているリファレンス検出器１１６は、Ｘ線管１１１から発生されたＸ線のエネルギー帯を監視する。具体的には、リファレンス検出器１１６は、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａに保持されたフィルタ（高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂまたは低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃ）によってフィルタリングされたＸ線の強度を検出する。

回転制御部１１５は、リファレンス検出１１６によって検出されたＸ線の強度を取得し、当該Ｘ線の強度が例えば予め定められた値より低い場合、Ｘ線管１１１から発生するＸ線（高エネルギーＸ線または低エネルギーＸ線）のＸ線パスが当該Ｘ線に対応するフィルタ（高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂまたは低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃ）の中心を通るように、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａの回転速度を上昇または下降させる。

まず、操作者は、コンソール２０に含まれる操作部２４を介して、スキャン条件を入力する。

このとき、リファレンス検出器１１６は、保持板１１４ａに保持されているフィルタ（高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂまたは低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃ）を通過したＸ線の強度を検出（監視）する。リファレンス検出器１１６によって検出されたＸ線の強度は、回転制御部１１５に出力される。

回転制御部１１５は、リファレンス検出器１１６からの出力（Ｘ線の強度）に基づいて保持板１１４ａの回転を制御する。

ここで、図７を参照して、リファレンス検出器１１６からの出力に基づく回転制御部１１５の制御処理について具体的に説明する。

前述したように、Ｘ線管１１１から発生されるＸ線（高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線）は、Ｘ線制御部１１３の制御によって交互に切り替えられる。

このようなＸ線制御部１１３の制御により、Ｘ線管１１１から高エネルギーＸ線が発生される場合、当該高エネルギーＸ線は、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａに保持されている高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂによってフィルタリングされる。

この場合、リファレンス検出器１１６は、高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂによってフィルタリングされた後の高エネルギーＸ線の強度を検出する。

ここで、回転制御部１１５は、リファレンス検出器１１６によって検出された高エネルギーＸ線の強度（当該高エネルギーＸ線の出力）が低い場合には、Ｘ線パスに対して適切な位置に高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂが配置されていない（つまり、当該高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂの中心とＸ線パスがずれているために出力が低下している）として、フィルタ部１１４を構成する保持板１１４ａの回転速度を一時的に上昇（または下降）する。すなわち、回転制御部１１５は、高エネルギーＸ線のＸ線パスが高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂの中心を通るように保持板１１４ａの回転を補正する。

リファレンス検出器１１６によって検出された高エネルギーＸ線の強度が正常に戻った場合、回転制御部１１５は、保持板１１４ａの回転速度を戻す。

なお、高エネルギーＸ線の出力（強度）と高エネルギーＸ線用フィルタに対するＸ線パスの位置の関係は予め計算または測定しておき、例えば回転制御部１１５内に格納されているものとする。回転制御部１１５は、これらの情報を用いることによって、高エネルギーＸ線のＸ線パスが高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂの中心を通るように保持板１１４ａの回転を補正することができる。

一方、リファレンス検出器１１６によって検出された高エネルギーＸ線の強度（当該高エネルギーＸ線の出力）が通常の場合（つまり、高エネルギーＸ線の強度が低くない場合）には、Ｘ線パスに対して適切な位置に高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂが配置されているとして、保持板１１４ａの回転の補正は行われない（つまり、動作が継続される）。

ここでは、Ｘ線管１１１から高エネルギーＸ線が発生されている場合について説明したが、図７に示すようにＸ線管１１１から低エネルギーＸ線が発生される場合についても同様に、保持板１１４ａの回転が補正される。

上記したように本実施形態においては、保持板１１４ａに保持されたフィルタ（高エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｂ及び低エネルギーＸ線用フィルタ１１４ｃ）によってフィルタリングされたＸ線の強度を検出するリファレンス検出器１１６を備え、リファレンス検出器１１６によって検出されたＸ線の強度が低い場合、Ｘ線管１１１から発生するＸ線のＸ線パスが当該Ｘ線に対応するフィルタの中心を通るように、回転制御部１１５が保持板１１４ａの回転速度を上昇または下降させる構成により、リファレンス検出器１１６からの出力に基づいて保持板１１４ａの回転速度を補正することができるため、前述した第１の実施形態と比較して、より正確にＸ線をフィルタリングすることが可能となる。

以上説明した実施形態によれば、複数のＸ線のエネルギー帯を効率的に分離することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することが可能となる。

本発明の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、変更を行うことができる。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、１１…Ｘ線発生装置、１２…回転フレーム、１３…回転フレーム駆動部、１４…Ｘ線検出器、１５…データ収集部、１６…伝送部、２０…コンソール、２１…前処理部、２２…再構成部、２３…表示部、２４…操作部、２５…記憶部、２６…架台制御部、２７…システム制御部、１１１…Ｘ線管、１１２…高電圧発生部、１１３…Ｘ線制御部（第１の制御部）、１１４…フィルタ部、１１４ａ…保持板、１１４ｂ…高エネルギーＸ線用フィルタ、１１４ｃ…低エネルギーＸ線用フィルタ、１１５…回転制御部（第２の制御部）、１１６…リファレンス検出器。

Claims

エネルギーが異なる複数のＸ線に対応する複数の投影データを収集して画像を再構成するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
被検体に放射されるＸ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管からＸ線を発生させるために、前記Ｘ線管に印加される複数の管電圧を発生する高電圧発生部と、
前記高電圧発生部を制御することによって、前記複数の管電圧に応じて前記Ｘ線管から発生されるエネルギーが異なる複数のＸ線を切り替える第１の制御部と、
前記Ｘ線管と前記被検体との間に配置され、前記複数のＸ線にそれぞれ対応する複数のフィルタと、
前記複数のフィルタを回転可能に保持する保持板と、
前記Ｘ線管から発生するＸ線が前記複数のフィルタのうちの当該Ｘ線に対応する所定のフィルタによってフィルタリングされるように、前記第１の制御部によるＸ線の切り替えに同期して前記保持板を回転させる第２の制御部と、
前記所定のフィルタによってフィルタリングされたＸ線の強度を検出するリファレンス検出器と、を備え、
前記第２の制御部は、前記検出されたＸ線の強度が所定値より低い場合、前記Ｘ線管から発生するＸ線のＸ線パスが前記所定のフィルタの中心を通るように、前記保持板の回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に変更し、前記Ｘ線の強度が前記所定値より低くなくなった場合、前記保持板の回転速度を前記第２の回転速度から前記第１の回転速度に戻す、
ことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記高電圧発生部は、前記複数の管電圧として、高エネルギーの第１のＸ線を発生させるための第１の管電圧及び低エネルギーの第２のＸ線を発生させるための第２の管電圧を発生し、
前記第１の制御部は、前記高電圧発生部を制御することによって、前記第１のＸ線及び前記第２のＸ線を切り替え、
前記保持板は、前記第１のＸ線に対応し、透過率の高い第１のフィルタ及び前記第２のＸ線に対応し、透過率の低い第２のフィルタを、外周に沿って交互に保持する円形構造を有する、
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。
前記第１のフィルタの材質は、タングステン、エルビウム及びタリウムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記第２のフィルタの材質は、ランタン、銀、錫及びネオジムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。