Ｘ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮像装置
【課題】Ｘ線を照射することなく、欠陥素子を高精度に検出する。
【解決手段】入射されたＸ線を光に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板１２６と、前記光を電気信号に変換する光電変換基板１２５と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板１２４と、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板１１３を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間１５２を空けて配列したコリメータ部１２０と、光を光照射点から検出面に照射する光照射部１２２と、を備える。コリメータ部１２０は、すき間１５２がＸ線検出素子と向かい合うように、検出面上に配置する。光照射部１２２は、検出面に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ光照射点から照射された光が、検出面の全面に入射する位置に配置される。
【解決手段】入射されたＸ線を光に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板１２６と、前記光を電気信号に変換する光電変換基板１２５と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板１２４と、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板１１３を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間１５２を空けて配列したコリメータ部１２０と、光を光照射点から検出面に照射する光照射部１２２と、を備える。コリメータ部１２０は、すき間１５２がＸ線検出素子と向かい合うように、検出面上に配置する。光照射部１２２は、検出面に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ光照射点から照射された光が、検出面の全面に入射する位置に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮像装置に係り、特にＸ線検出器の欠陥素子の検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、医療用のＸ線ＣＴ装置を用いて説明する。Ｘ線ＣＴ装置は、複数の方向から撮影した被検体のＸ線透過像（以下、投影データと記す）からＸ線吸収係数を算出し、被検体の断層像（以下、再構成像と記す）を得る装置である。医療や非破壊検査の分野で広く用いられており、特に近年、医療の現場において、回転軸方向へのＸ線検出器の多列化が進んでいる。これにより１回転で広い範囲を撮影できるようになり、撮影時間の短縮が可能となった。
【０００３】
このような多列化により、検出素子数が増加するにつれて、故障した検出素子（以降、欠陥素子と記す）が生じる可能性が高まっている。欠陥素子は、光を電気信号に変えるフォトダイオードや読み出し回路の故障や製造不良などで生じる。装置の作製直後から存在する場合や、装置の使用に伴って生じる場合があり、感度、入出力特性、出力レベル、雑音レベルなどで、様々な想定外の挙動を示す。
【０００４】
欠陥素子が生じた場合、そのまま使用すると再構成像中に偽像（アーチファクトともいう）が生じ、診断の妨げになり、問題となる。更に診断で有効な画像が得られずに、被検体にとって無効な被ばくとなる場合も有り得る。これらを防ぐために、欠陥素子の位置や発生の有無を調べ、必要に応じて、撮影の停止や検出器全体や一部の交換、または欠陥素子周辺の素子の出力を用いた欠陥素子の出力値の推定などを行う。
【０００５】
欠陥素子の位置や発生の有無を調べる方法として、例えば特許文献１には、被検体がいない状態でＸ線を照射して得た画像データ（以降、エアデータと記す）や、Ｘ線を照射せずに得た画像データ（以降、オフセットデータと記す）を用いて決定する方法が開示されている。エアデータを用いることで、Ｘ線が入射している際の検出素子の感度特性、入出力特性、出力レベル、雑音レベルなどについて欠陥を調べることができる。またオフセットデータを用いることで、Ｘ線が入射していない際の出力レベルや雑音レベルについて調べることができる。これらの画像は、被検体の撮影前に取得しておく必要があり、特に装置の使用に伴って生じた欠陥素子も検出するためには、撮影の直前に行うことが望ましい。
【０００６】
ただし欠陥素子の位置や発生を調べるためにエアデータを得る場合、Ｘ線管からＸ線を照射する必要があるため、撮影直前に行う場合には、被検体が無効な被ばくをしないように撮影室外で待機してもらうなどの必要があり、検査の作業性が低下する。また作業性を向上するために、日に一回というようにエアデータの取得回数を減らすと、データ取得から撮影までに長時間が経過してしまうため、欠陥素子が生じても直ぐ検出できず、アーチファクトや無効被ばくが生じる可能性が高くなる。更に、欠陥素子の位置や発生を調べるためにＸ線を照射するため、フィラメントなどの劣化によりＸ線管の寿命を縮めてしまう。一方、オフセットデータのみを用いると、Ｘ線に対する感度特性や入出力特性の異常を検出できないため、検出精度は低下してしまう。
【０００７】
このような課題を解決する方法の一つとして、特許文献２には、発光素子と駆動回路を別途設け、発光素子から光をシンチレータに照射してフォトダイオードで検出して欠陥素子を検出するＸ線ＣＴ装置用遠隔故障解析システムが開示されている。このシステムによれば、オフセットデータだけでは検出できない、シンチレータからフォトダイオードへの光の伝達の異常、フォトダイオードや読み出し回路の感度や入出力特性の異常、読み出し動作の異常などを含めて欠陥を検出できる。更に、Ｘ線撮影の直前などの被検体が寝台にいる場合でも、被検体に無効な被ばくを与えることなく、欠陥素子を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６１８４２号公報
【特許文献２】特開平９−２４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の方法によると、欠陥素子の検出のためにＸ線の曝射が必要となり、撮影には用いない無効被ばくが生じるという問題があった。また、特許文献２に記載のシステムによると、発光素子がシンチレータのＸ線入射面などのＸ線の行路にあると、Ｘ線画像で発光素子の影ができ、検出効率の低下や偽像の原因となってしまうという問題があった。またＸ線の行路からずらして配置しても、特にシンチレータのＸ線入射面にコリメータが配置されている場合に、発光素子からの光に対してコリメータが遮蔽物となって検出器面に影を作り、検出器の全面に光が到達できず、光が到達しない検出器素子では、上記したように、光の伝達、感度、入出力特性、読み出し動作などの異常を含めて、欠陥素子の検出を行うことができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮影に不要な無効被ばく生じさせることなく、かつ、Ｘ線画像に発光素子の影が入射することによる検出効率の低下や偽像を防ぎつつ、検出器面全体について欠陥素子の検出が行えるＸ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、本発明に係るＸ線検出器は、入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置され、前記光照射部は、前記検出面に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ前記光照射点から照射された光が、前記検出面の全面に入射する位置に配置され、前記Ｘ線検出素子基板は、前記光照射点から照射された光を電気信号に変換し、前記配線基板は、その電気信号の読み出しを行う、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るＸ線検出装置は、入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、を有し、前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置された、複数のＸ線検出器と、光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、前記複数のＸ線検出器は、前記第２の方向に沿って並べられ、前記光照射部は、前記複数の前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ１つの前記光照射部が複数の前記Ｘ線検出器に跨って配置され、前記１つの光照射部から照射された光は、前記複数のＸ線検出器の検出面に入射する、ことを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明に係るＸ線撮像装置は、上記Ｘ線検出装置と、Ｘ線源と、前記Ｘ線源及び前記前記Ｘ線検出装置の動作制御を行う制御装置と、前記Ｘ線検出装置が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、を備えたことを特徴とする。また、本発明に係るＸ線撮像装置は、上記Ｘ線検出器と、Ｘ線源と、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作制御を行う制御装置と、前記Ｘ線検出器が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮影に不要な無効被ばく生じさせることなく、かつ、Ｘ線画像に発光素子の影が入射することによる検出効率の低下や偽像を防ぎつつ、検出器面全体について欠陥素子の検出が行えるＸ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略図
【図２】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に搭載されたＸ線検出装置１０４の概観図
【図３】本実施形態に係るＸ線検出器の全体斜視図
【図４】第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図５】第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図６】図４における領域１５８の部分拡大図を用いた、反射材１２９に至る光の反射率の違いを示す説明図
【図７】ローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを示すフローチャート
【図８】欠陥素子マップ１４２を作成する処理の流れを示すフローチャート
【図９】欠陥素子マップ１４２の一例を説明するための説明図
【図１０】第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１１】第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１２】第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１３】第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図１４】第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図１５】第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｆの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図１６】第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｇの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１７】第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１８】第九実施形態に係るＸ線検出器１０４ｉの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。以下では、本発明を適用したＸ線検出器を、医療で用いられているＸ線ＣＴ装置に搭載した例を挙げて説明するが、Ｘ線ＣＴ装置に限らず、Ｘ線を検出して透過像を得るＸ線撮像装置一般に本発明は適用できる。また、非破壊検査の分野で用いられる産業用のＸ線ＣＴ装置やＸ線撮像装置にも適用できる。
【００１７】
以下、図１及び図２を用いて、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成と、それに搭載されるＸ線検出装置について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略図である。図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に搭載されたＸ線検出装置１０４の概観図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線源１００、Ｘ線絞り装置１１６、ガントリー回転部１０１、寝台天板１０３、Ｘ線検出装置１０４、検出器容器１５１、信号収集装置１１８、制御装置１１７、中央処理装置１０５、表示装置１０６、及び入力装置１１９を備える。
【００１９】
Ｘ線源１００は、図示を省略するもののＸ線管球とＸ線管球に高電圧を印加する高電圧発生器とを備え、Ｘ線管球からＸ線１００ａが照射される。
【００２０】
Ｘ線絞り装置１１６は、Ｘ線源１００から照射されたＸ線１００ａの照射範囲（照射野と記す）を制限するものである。Ｘ線絞り装置１１６は、Ｘ線源１００における被検体１０２側に備えられる。
【００２１】
ガントリー回転部１０１は、寝台天板１０３を挿入する開口部１０１ａを備えた略円盤状に構成される。そして、Ｘ線源１００及びＸ線絞り装置１１６と、Ｘ線検出装置１０４と、を対向させて搭載し、Ｘ線源１００及びＸ線絞り装置１１６と、Ｘ線検出装置１０４とを、寝台天板１０３の周囲に、回転軸方向１０７を中心に回転方向１０８に沿って回転させる。
【００２２】
信号収集装置１１８は、Ｘ線検出装置１０４から出力された電気信号を収集し、中央処理装置１０５に出力する。
【００２３】
中央処理装置１０５は、ＣＰＵ等の演算・制御装置により構成される。また、中央処理装置１０５の処理に用いる各種データ、例えばオフセットデータや、Ｌ０Ｇ変換処理に用いる係数、感度Ｘ線分布データ、及び欠陥素子マップを格納する記憶部１０９を備える。中央処理装置１０５は、信号収集装置１１８から取得した電気信号を記憶部１０９に格納された各種データを用いて補正し、再構成演算を行い、被検体の再構成像を生成する。
【００２４】
表示装置１０６は、ＣＲＴや液晶パネルからなる画像モニタを備え、被検体の再構成像を表示する。
【００２５】
入力装置１１９は、キーボードやマウス、トラックボールなど、検者の入力操作を受け付ける装置を備える。
【００２６】
寝台天板１０３は、被検体１０２を載置し、図示しない寝台駆動装置により回転軸方向１０７に沿って進退する。
【００２７】
Ｘ線検出装置１０４は、被検体１０２を透過したＸ線１００ａを検出して、透過Ｘ線強度に応じた電荷を示す電気信号を出力するものである。図２に基づいてＸ線検出装置１０４の概略構成について説明する。Ｘ線検出装置１０４は、枠体の検出器容器１５１内に８個のＸ線検出器を、Ｘ線源１００を略中心とした円弧状に複数配置して構成される。なお、図２では、図を簡略化するために５個のＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５を描画しているが、実際には図１に示すように８個のＸ線検出器が備えられる。また、検出器容器１５１の上面には、Ｘ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５に対してＸ線が入射する領域を制限するためのＸ線遮蔽部１５０が備えられる。Ｘ線遮蔽部１５０は、Ｘ線吸収係数が高い材質を用いて構成される。また、Ｘ線遮蔽部１５０は、中央に開口部１５０ａを備える。開口部１５０ａから入射したＸ線は、Ｘ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５に到達するが、Ｘ線遮蔽部１５０にぶつかったＸ線は、Ｘ線遮蔽部１５０に吸収・散乱されてＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５には到達しない。
【００２８】
そして、図１に示すように、Ｘ線検出装置１０４は、Ｘ線源１００と共にガントリー回転部１０１に搭載されている。なお、図１のＸ線ＣＴ装置１は８個のＸ線検出器を備えたが、Ｘ線検出器の数は８個に限らず、例えば４０個備えてもよい。
【００２９】
次に、Ｘ線ＣＴ装置１を用いて再構成像を取得する撮影処理の流れについて説明する。まず入力装置１１９から撮影開始の入力があると、欠陥素子の検出を行う。この方法については、以下で詳しく記す。
【００３０】
その後、Ｘ線源１００からＸ線を照射する。Ｘ線はＸ線絞り装置１１６により照射野が限定されて、寝台天板１０３に載った被検体１０２に向けて照射される。被検体１０２を透過したＸ線は、Ｘ線検出装置１０４にて検出される。Ｘ線検出装置１０４は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと、シンチレータからの光を電荷に変換するフォトダイオードとからなるＸ線検出素子が、チャネル方向とスライス方向に２次元的に配置された構造を成し（図示せず）、入射したＸ線に応じた電荷量を得ることができる。ここでＸ線検出素子は、チャネル方向と回転方向１０８とが一致し、スライス方向と回転軸方向１０７とが一致するように配置されている。よって、後述する図３〜図１８を用いた説明では、回転方向１０８をチャネル方向１０８と、回転軸方向１０７をスライス方向１０７とも記す。
【００３１】
ガントリー回転部１０１を回転方向１０８に回転することで、被検体１０２に対するＸ線の照射角度を変化させながら撮影を繰り返し行い、３６０度分の透過Ｘ線強度に応じた電荷を示す電気信号を取得する。撮影は、例えば０．４度ごとに複数ビューの間、行う。
【００３２】
このようにして得た電気信号を信号収集装置１１８にて収集してデジタル信号に変換し、ローデータを作成する。次にローデータに対して、中央処理装置１０５にて画像処理を行い、投影データを作成する。次にその投影データを基に再構成演算を行い、被検体１０２のＸ線吸収係数分布を示す再構成像を作成する。そして、表示装置１０６が再構成像を表示する。
【００３３】
＜第一実施形態＞
次に、図３乃至図９を用いて、本発明の第一実施形態に係るＸ線検出器及びこれを用いた欠陥素子補正について説明する。本実施形態では、Ｘ線検出器１０４−１を例に説明をするが、Ｘ線検出器１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５は、Ｘ線検出器１０４−１と同一の構成である。図３は、本実施形態に係るＸ線検出器の全体斜視図である。図４は、第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図５は、第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。図６は、図４における領域１５８の部分拡大図を用いた、反射材１２９に至る光の反射率の違いを示す説明図である。図７は、ローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを示すフローチャートである。図８は、欠陥素子マップ１４２を作成する処理の流れを示すフローチャートである。図９は、欠陥素子マップ１４２の一例を説明するための説明図である。これらの図では、Ｘ線検出器１０４−１はチャネル方向１０８に８個、スライス方向１０７に８個のＸ線検出素子を有する場合を記すが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。
【００３４】
図３に示すように、第一実施形態に係るＸ線検出器１０４−１は、検出面に入射するＸ線の方向を限定するコリメータ１２０と、入射Ｘ線を光に変化するシンチレータ素子基板１２６と、シンチレータ素子基板１２６で生じた光を電気信号に変換する光電変換基板１２５と、光電変換基板１２５で生じた電気信号を外部に導く配線回路を有する配線基板１２４と、を備える。配線基板１２４上に光電変換基板１２５が積層されて接着される。また、光電変換基板１２５上にシンチレータ素子基板１２６が積層されて接着される。
【００３５】
更に配線基板１２４上には、２本の支柱１２３がスライス方向１０７に沿って、配線基板１２４上に接着された光電変換基板１２５と、この光電変換基板１２５上に接着されたシンチレータ素子基板１２６と、シンチレータ素子基板１２６上に配置されたコリメータ１２０とを挟むように立設されている。各支柱１２３の上端面には、コリメータ板１１３のスライス方向１０７の端部を支持するためのコリメータ支持板１２１が備えられる。２本の支柱１２３にそれぞれ備えられた二つのコリメータ支持板１２１は、入射Ｘ線の行路をはさんで、コリメータ板１１３の上端面において向かい合って配置される。
【００３６】
コリメータ１２０は、９枚のコリメータ板１１３と、９枚のコリメータ板１１３により構成される８つの隙間１５２を含んで構成される。９枚のコリメータ板１１３は、シンチレータ素子基板１２６上において、シンチレータ素子基板１２６に対して垂直に配置されるとともに、チャネル方向１０８に沿ってシンチレータ素子間隔の幅を有するすき間１５２を空けて、並列に並べて配置される。各すき間１５２はシンチレータ素子と向かい合い、コリメータ板１１３はシンチレータ素子間の反射材（図３では図示を省略）と向かい合うように配置される。コリメータ板１１３は、例えばタングステン、モリブデン、鉛などのＸ線吸収率の大きな金属製である。コリメータ板１１３の下端面はシンチレータ素子基板１２６に固定され、コリメータ板１１３の上端面は、支柱１２３に支持されたコリメータ支持板１２１の下面に固定される。よって、各コリメータ支持板１２１の下面は、各支柱１２３の上面及び９枚のコリメータ板１１３の上面と接着される。そして、各コリメータ支持板１２１は、支柱１２３の上面から、コリメータ板１１３におけるコリメータ支持板１２１との接着部までを覆って配置される。
【００３７】
図４に示すように、シンチレータ素子基板１２６は、Ｘ線を吸収して光を生じるシンチレータ素子１２８が複数（図４では８つ）スライス方向に沿って並び、光を反射する反射材１２９が、Ｘ線が入射する上面と隣接するシンチレータ素子１２８間とに設けられた構造を成す。
【００３８】
光電変換基板１２５は、光を電気信号に変換するフォトダイオード素子が、シンチレータ素子１２８と一対一となるようにマトリックス状に並べられる。シンチレータ素子１２８の下面とフォトダイオード素子とは、生じた光が透過できる接着剤で接着されており、これらによりＸ線検出素子が構成される。
【００３９】
Ｘ線検出器１０４−１は、上述の図２で述べたように、検出器容器１５１内に搭載されており、その検出器容器１５１にはＸ線遮蔽部１５０が設けられて、Ｘ線入射口が実現される。なお、図３の断面１１４には、Ｘ線遮蔽部１５０が含まれないが、図４では、Ｘ線遮蔽部１５０とＸ線検出器１０４−１との位置関係を説明するために、Ｘ線遮蔽部１５０を描出している。そして、Ｘ線遮蔽部１５０の開口部１５０ａのスライス方向１０７の幅と、向かい合う二枚のコリメータ支持板１２１のスライス方向１０７のすき間幅とは、同じ幅に構成される。
【００４０】
このような構造により、Ｘ線源１００から照射されたＸ線のうち、被検体１０２を透過したＸ線は、コリメータ板１１３と平行に入射するので、透過したＸ線の大部分はすき間１５２を透過してシンチレータ素子基板１２６に至り、Ｘ線検出素子毎に出力を生じる。一方、被検体１０２などで散乱されたＸ線は散乱角を有し、平行に並ぶコリメータ板１１３に対して傾いて入射するため、多くはコリメータ板１１３やＸ線遮蔽部１５０にぶつかり、吸収・散乱されて、シンチレータ素子基板１２６には至らず、検出されない。更に、Ｘ線遮蔽部１５０は、光電変換基板１２５などに設けられた回路に散乱線などが当たることを防ぐ。
【００４１】
更にＸ線検出器１０４−１は、シンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する欠陥素子検出用光源１２２を有する。欠陥素子検出用光源１２２は、例えばＬＥＤ光源である。この欠陥素子検出用光源１２２は、図３、図４に示すように、シンチレータ素子基板１２６より上部（シンチレータ素子基板１２６を基準としてＸ線が入射する側）にあり、シンチレータ素子基板１２６の上面を見込む（シンチレータ素子基板１２６の上面全体に光が届く）ことができる。シンチレータ素子基板１２６の上面は、検出面ともいう。
【００４２】
第一実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２を二つ備える。各欠陥素子検出用光源１２２は、各支柱１２３におけるコリメータ板１１３に対向する面であって、シンチレータ素子基板１２６の上面を見込む位置に配置される。よって、これら二つの欠陥素子検出用光源１２２は、コリメータ板１１３を挟んでスライス方向１０７に沿って並べられる。
【００４３】
この位置は、Ｘ線遮蔽部１５０にて決定される照射野の外であるため、Ｘ線管１００からＸ線を照射して画像を得た際に、画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らない。更に欠陥素子検出用光源１２２は、Ｘ線遮蔽部１５０の影に設けられており、欠陥素子検出用光源１２２にＸ線が入射するのを防ぐことができる。（図４の符号１５５〜１５８は、後述する図６を用いた反射材１２９における反射率の説明において用いるので、ここではこれらの符号を用いた説明を省略する。）
【００４４】
図５に示すように、各欠陥素子検出用光源１２２は、複数の発光点１２７を有する。図５では、２本の支柱１２３のそれぞれにおけるコリメータ板１１３と向かい合う面に、各面につき８個の発光点１２７を備える。従って、Ｘ線検出器１０４−１では、合計１６個の発光点が備えられる。各発光点１２７は、各支柱１２３のコリメータ板１１３と向かい合う面における、すき間１５２と向かい合った位置に配置されている。このような位置に発光点１２７を設けることで、コリメータ板１１３に妨げられることなく、シンチレータ素子基板１２６の上面全体に光を照射することができる。
【００４５】
本実施形態では、図４、図５に示すように、２つの欠陥素子検出用光源１２２を、２本の支柱１２３のそれぞれにおける各コリメータ板１１３と向かい合う面に備えることで、コリメータ板１１３間に形成されたすき間１５２におけるスライス方向１０７の両端部それぞれに設けられている。これにより、スライス方向１０７の位置による照射光量の差を小さくすることが可能となる。また、それぞれの欠陥素子検出用光源１２２は、それぞれ異なる電源を有することが望ましい。これにより、一方の電源が故障した場合でも、もう一方の電源により一方の欠陥素子検出用光源１２２から光を照射させることができるため、欠陥素子の検出を行うことができる。更に、共通の電源の場合は、電源が壊れた場合に、欠陥素子検出用光源１２２やその電源が故障したのか、Ｘ線検出器１０４−１の全検出素子が故障したのかの判断ができないが、一方のみの電源が壊れて一方の欠陥素子検出用光源１２２から光が照射されている場合、Ｘ線検出器１０４−１の出力値やスライス方向の出力分布を用いることで、どちらの電源が故障したかを特定できる。
【００４６】
一方、シンチレータ素子基板１２６は、欠陥素子検出用光源１２２から照射された光の一部を検出できる構造を成す。シンチレータ素子基板１２６の上面には、光を反射する反射材１２９（シンチレータ素子の上面に接着された反射材を１２９−１、シンチレータ素子間に配置された反射材は１２９−２と記載する）が設けられているため（図４参照）、入射光の大半は反射材１２９−１で、反射、吸収されるが、本実施形態に係るＸ線検出器１０４−１は、欠陥素子検出用光源１２２からの光に対して反射材１２９−１が十分な厚さを有さず、一部の光が透過する構造を有する。この透過率は、例えば０．５％以上である。更に欠陥素子検出用光源１２２から照射される光は、一部がシンチレータ素子を透過する波長である。これは、例えばシンチレータ素子がＸ線を吸収して発光するときの光と同じ波長、またはその光が有する一部の波長である。
【００４７】
ただし本実施形態は、欠陥素子検出用光源１２２から照射される光を、上記の光に限定するものではない。シンチレータ素子を透過し、フォトダイオード素子が感度を有する様々な光であって良く、例えば赤のように波長の長い可視光や、近赤外光でも良い。このような光は、波長の短い可視光に比べて、反射材１２９やシンチレータ素子の透過率が高い。また結晶シリコン製のフォトダイオード素子などでは、９００ｎｍ程度まで波長が長くなるにつれて感度が増加するため、波長の長い可視光や近赤外光を用いることで、多く出力を得られるという利点がある。
【００４８】
ここで反射材１２９は、欠陥素子検出用光源１２２からの光の一部を透過するが、同時に、シンチレータ素子からの光に対して十分な反射も実現する。これは、欠陥素子検出用光源１２２に例えばＬＥＤなどの発光素子を用いることで大光量の光を照射でき、反射材１２９で反射、散乱、吸収されても、フォトダイオード素子に十分な量の光を入射させることができるためであり、また反射材１２９の反射率が、シンチレータ素子からの光と欠陥素子検出用光源１２２からの光とに対して異なるために可能となる。この反射率の違いは、反射材１２９へ至る光の入射角（反射材１２９の法線と光の入射方向とが成す角）の違いによって生じる。図４及び図６を用いて、この反射率の違いについて説明する。
【００４９】
図６に示すように、シンチレータ素子１２８内で発光した光の多くは、光１６７のように直接、または光１６８のようにシンチレータ素子１２８内で散乱されて反射材１２９−１へ至る。なお、線１６５、１６６は光１６７、１６８の軌跡をそれぞれ示す。このとき、シンチレータ素子１２８が反射材１２９の近くで接して配置されるため、光１６７は、軌跡１６５で示されるように、反射材１２９−１に対して大きな角度で入射する。また、反射材１２９−１から離れた位置で生じた光１６８も、反射材１２９−１の近傍の位置１６９で散乱すると、軌跡１６６で示されるように、反射材１２９−１に対して大きな角度で入射する。
【００５０】
一方、欠陥素子検出用光源１２２からの光の入射角度は、図４に示すように、反射材１２９−１へ至る光１５５の入射角１５６（反射材１２９の法線１５７と光１５５の入射方向とが成す角）となるが、欠陥素子検出用光源１２２からの光は、欠陥素子検出用光源１２２が反射材１２９−１から離れて配置されるため、反射材１２９に至る光１５５のほとんどが、入射角１５６が小さく、揃っている。このような入射角が小さな光は、入射角が大きな光、例えば線１６５、１６６を通る光に比べて、実質的な反射材１２９の透過パス長が短いため、反射や吸収が起こり難く、反射材１２９−１を透過し易い。従って、欠陥素子検出用光源１２２からの光に対する反射材１２９−１の反射率は、シンチレータ素子からの光に対する反射率よりも小さくなる。
【００５１】
以上のことより、欠陥素子検出用光源１２２は、照射した光の反射材１２９−１への入射角が小さくなる位置に配置されることが望ましいことが分かる。
【００５２】
欠陥素子検出用光源１２２からの光は、Ｘ線を検出した際にシンチレータ素子１２８内で生じる光と同様に、フォトダイオード素子で検出されて出力を生じる。従って、Ｘ線が照射されたときと同様に、正常なＸ線検出素子であれば出力を生じ、欠陥素子であれば生じない。そのため、この信号をＸ線検出器１０４−１にて読み取った画像（以降、光画像ローデータと記す）から、正常素子と欠陥素子の判別を行うことができる。
【００５３】
次に、図７に基づいて中央処理装置１０５で行われるローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを説明する。中央処理装置１０５では、この一連の処理内において、各種の補正処理を行う。例えば、Ｘ線検出装置１０４のゼロレベルを修正するオフセット補正、Ｘ線検出装置１０４の感度分布や、Ｘ線の照射分布を補正するエア補正、欠陥素子の出力値を推定する欠陥素子補正を行う。図７の補正処理は一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、これらの補正順序が異なる場合や、補正が加わる場合、またオフセット補正、エア補正、欠陥素子補正が無い場合なども有り得る。以下、図７の各ステップに沿って説明する。
【００５４】
（ステップＳ１）
中央処理装置１０５は、信号収集装置１１８から受け取ったローデータ１４３に対して、まずオフセット補正を行う（Ｓ１）。この補正は、例えば、本撮影の事前に作成して記憶部１０９に保存しておいたオフセットデータ１４０を、ローデータから差分することで実現する。オフセットデータ１４０はゼロレベルのデータであり、例えば、Ｘ線を照射せずに事前に複数ビュー分のローデータを取得し、それをビュー方向に対して加算平均処理を行って作成する。
【００５５】
（ステップＳ２）
次に中央処理装置１０５は、ＬＯＧ変換を行う（Ｓ２）。ＬＯＧ変換とは、変換前の値Ｘ、変換後の値Ｙとすると、例えば下式（１）のような変換である。ここで定数の係数ａ、ｂ１１０は事前に決定され、記憶部１０９に保存される。
【００５６】
Y＝ａＬＯＧ（Ｘ）+ｂ・・・（１）
（ステップＳ３）
次に中央処理装置１０５は、エア補正を行う（Ｓ３）。この補正は、例えば、本撮影の事前に作成して記憶部１０９に保存しておいた感度・Ｘ線分布データ１４１を、ＬＯＧ変換後のローデータから差分することで実現する。感度・Ｘ線分布データ１４１は、事前に、例えば被検体１０２がいない状態で、Ｘ線管１００からＸ線を照射して複数ビュー分得たローデータに対して、実データの場合と同様にオフセット補正（Ｓ１）及びＬＯＧ変換（Ｓ２）を行った後、ビュー方向に対する加算平均処理を行うことで作成する。
【００５７】
（ステップＳ４）
次に中央処理装置１０５は、欠陥素子補正を行う（Ｓ４）。この欠陥素子補正は、中央処理装置１０５が、コンピュータのハードディスクやメディアなどにプログラムとして保存し実行してもよいし、電気回路によって実現されていてもよい。欠陥素子補正は、欠陥素子マップ１４２に記された欠陥素子に対して行う。欠陥素子マップ１４２の詳細、及び欠陥素子マップ１４２の作成方法については、後述する。欠陥素子に対する補間の方法としては、例えば隣接する正常素子の出力値の平均値を用いる。ただしこれは一例であり、本発明を限定するものではなく、様々な方法の適用が考えられる。以上のような処理を行い、各ビューにおける被検体のＸ線透視像である投影データ１４４が生成される。
【００５８】
（ステップＳ５）
次に中央処理装置１０５は、投影データ１４４を用いて再構成処理を行って再構成像１４５を作成し、これを表示装置１０６にて表示処理が行われる。
【００５９】
次に、図８乃至図９に基づいて、欠陥素子の検出処理の一例について説明する。図８の処理の開始に先立ち、Ｘ線検出装置１０４内の全てのＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５に設けられた欠陥素子検出用光源１２２から光を照射しながら、信号収集装置１１８にてＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５からの信号を収集することで、光画像ローデータ１４３ａを得る。この際、複数ビュー分データを得る。この光画像ローデータ１４３ａを用いて、欠陥素子の位置の検出を行う。以下、図８の各ステップ順に説明する。
【００６０】
（ステップＳ１１）
中央処理装置１０５にて光画像ローデータ１４３ａに対して、先に説明したオフセット補正（Ｓ１）を、オフセットデータ１４０を用いて行う（Ｓ１１）。
【００６１】
（ステップＳ１２）
中央処理装置１０５は、各Ｘ線検出素子で、複数ビューのオフセット補正後の光画像ローデータ１４３ａの加算平均処理を行って、光画像データ１４７を作成する（Ｓ１２）。ここで、光画像ローデータ１４３ａを複数ビュー分得て、加算平均処理で平均化したのは、雑音による値の変動を低減するためである。ただし、これらの処理は一例であり、ステップＳ１１オフセット補正とステップＳ１２の加算平均処理の一方や両方を行わない場合も有り得る。
【００６２】
（ステップＳ１３）
光画像データ１４７に対して欠陥素子判定処理を行い、欠陥素子であるかを判定する（Ｓ１３）。欠陥素子判定処理は、例えば事前に決定し、記憶部１０９に記録した閾値１４９を用いて、欠陥素子であるか判別する。このとき、例えば閾値１４９以下の素子は、感度がない、または著しく小さいと判断し、欠陥素子と判定する。欠陥素子の有無の結果およびそれらの位置は、欠陥素子マップ１４２の形式を用いて、記憶部１０９に記録する。
【００６３】
欠陥素子マップ１４２の一例を図９に示す。図９は８×８個のＸ線検出素子を有するＸ線検出器１０４−１における欠陥素子マップ１４２であり、マトリックスの位置がＸ線検出素子に対応し、数字が欠陥素子であるか否かを示す。すなわち、マトリックスの縦の位置がＸ線検出器１０４−１のスライス１０７方向のＸ線検出素子の番号を、横がチャネル方向１０８方向の番号を表し、数字は１であるときは欠陥素子であり、０であるときが正常素子であることを表す。図９の欠陥素子マップ１４２では、２チャネル目３スライス目の素子が欠陥である。ただしこのＸ線検出素子数や、欠陥素子の位置や表示方法は一例であり、本発明を限定するものではない。
【００６４】
本実施形態によれば、Ｘ線源１００からＸ線は照射せずに、欠陥素子検出用光源１２２から照射した光を用い、欠陥素子の検出を行うことができる。特にこの構造では、Ｘ線での撮影で欠陥素子検出用光源１２２が影を作らずに、シンチレータ素子基板１２６の上面（検出面）全体に光を照射することができる。また、欠陥素子検出用光源１２２から照射されてシンチレータ素子内に至った光は、シンチレータ素子内でＸ線を吸収して生じた光と同様に、フォトダイオードへ至って電気信号を生じて読み出されるため、シンチレータからフォトダイオードへの光の伝達の異常、フォトダイオードの感度の異常、Ｘ線検出器１０４−１や信号収集装置１１８の読み出し回路における信号読み出しの感度や動作の異常も含めて欠陥素子であるかを評価できる。そのため、高精度な欠陥素子検出が可能となり、再構成像中のアーチファクトの発生や、被検体への無効なＸ線照射を防ぐことが可能となる。またＸ線を照射しないため、Ｘ線管の寿命を縮める心配が無い。更に光を用いているので、撮影直前に、被検体が撮影室にいる際でも行うことができるので、検査の作業性を低下せずに、効果的に欠陥素子を検出できる。
【００６５】
なお、コリメータ板１１３は、欠陥素子検出用光源１２２からの光を反射または拡散する表面構造を有することが望ましい。このような光を反射する構造は、例えば金属板であるコリメータ板１１３の表面を磨き、金属光沢処理をすることなどによって実現できる。またはコリメータ板１１３に、例えば反射率の高い金属を吹き付けるなどのように、欠陥素子検出用光源１２２からの光を反射する材料や構造を付加しても良い。このとき、欠陥素子検出用光源１２２からシンチレータ素子基板１２６に到達する光の量は増加し、Ｘ線検出器１０４−１から多くの信号を得ることができるため、欠陥素子と正常素子との出力差は大きくなり、欠陥素子検出にて、欠陥素子の判定精度を向上できる。
【００６６】
一方、拡散する表面構造は、例えばコリメータ板１１３に顆粒状に細かい凹凸を設けることで実現できる。このとき、光源に近い位置と遠い位置で素子に到達する光量の差が小さくなって一様性が向上し、判定精度を向上できる。
【００６７】
また中央処理装置１０５は、欠陥素子マップから、欠陥補正を行うことが可能な欠陥素子か、そのＸ線検出器１０４を交換すべきかを判断する欠陥素子判定部を具備することが望ましい。この判断では、例えばアーチファクトを抑えるために非常に高い補正精度が必要な位置や、精度が低下する状態の場合にＸ線検出器１０４を交換すべきと判断する。その方法は、例えば欠陥素子マップが更新された際に行い、欠陥素子マップにおいて、例えば再構成中心に位置する素子が欠陥の場合や、２つ以上の欠陥素子が隣接している場合にはＸ線検出器１０４の交換と判断し、その内容を表示装置１０６にて表示する。その他の場合は、図７のステップＳ４のように欠陥素子補正を行う。このように欠陥素子判定を行うことで、欠陥素子補正によって十分に補正できない場合に生じるアーチファクトを防ぐことができる。
【００６８】
更にＸ線ＣＴ装置１は、外部と情報をやり取りする手段を具備ことが望ましい。これにより、Ｘ線検出器１０４−１の交換と判断された場合には、装置メーカーなどへ自動的に連絡し、交換を速やかに行うことが可能となる。
【００６９】
第一実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、コリメータ１２０から若干離れた支柱１２３に設けられた場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。但し、先に示したように、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように、また、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減するためにＸ線遮蔽部１５０の限定する照射野の外に、欠陥素子検出用光源１２２を設ける。以下の実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置を変更した実施形態について説明する。
【００７０】
＜第二実施形態＞
次に図１０に基づいて、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａについて説明する。図１０は、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａが、第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる点は、コリメータ支持板１２１のスライス方向１０７に沿った幅及び欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置である。
【００７１】
図１０に示すように、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａは、コリメータ支持板１２１のスライス方向１０７の幅を第一実施形態よりも短くする。そして、各欠陥素子検出用光源１２２を、各コリメータ支持板１２１の支柱１２３とは反対側に位置する側面であって、Ｘ線遮蔽部１５０の影となる位置に設ける。すなわち、二つの欠陥素子検出用光源１２２は、開口部１５０ａに連通するＸ線の行路を挟んで対向配置される。その他の構成は、第一実施形態に係るＸ線検出器と同一であるので、説明を省略する。
【００７２】
本実施形態によれば、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減することができる。また、Ｘ線の行路から退避した位置に欠陥素子検出用光源１２２を位置させることで、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように配置することができる。また、欠陥画素検出用光源１２２からの光が垂直に近い角度で反射材１２９に入射するので、より多くの光が反射材１２９を透過し、フォトダイオード素子に到達できる。
【００７３】
＜第三実施形態＞
次に図１１に基づいて、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂについて説明する。図１１は、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂが、第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる点は、欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置である。
【００７４】
図１１に示すように、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂでは、各欠陥素子検出用光源１２２は、コリメータ板１１３の上面と一方のコリメータ支持板１２１の下面との間に挟み、かつ、Ｘ線遮蔽部１５０の影となる位置に配置する。すなわち、二つの欠陥素子検出用光源１２２は、開口部１５０ａに連通するＸ線の行路を挟んで対向配置される。その他の構成は、第一実施形態に係るＸ線検出器と同一であるので、説明を省略する。
【００７５】
本実施形態によれば、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減することができる。また、Ｘ線の行路から退避した位置に欠陥素子検出用光源１２２を位置させることで、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように配置することができる。また、欠陥画素検出用光源１２２をコリメータ板１１３とコリメータ支持板１２１との間に挟んで配置するため、欠陥画素検出用光源１２２をより確実に固定することができる。
【００７６】
＜第四実施形態＞
次に図１２に基づいて、第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃについて説明する。図１２は、第四実施形態に係るＸ線検出器の断面図１０４ｃ（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃが、第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる点は、欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置とコリメータ支持板１２１の透過性とである。
【００７７】
図１２に示すようにＸ線検出器１０４ｃは、欠陥素子検出用光源１２２をコリメータ支持板１２１の上面、かつＸ線遮蔽部１５０の限定する照射野外に欠陥素子検出用光源１２２を配置する。コリメータ支持板１２１は、欠陥素子検出用光源１２２からの光を透過する素材により構成する。そして、欠陥素子検出用光源１２２からの光は、コリメータ支持板１２１を透過して、シンチレータ素子基板１２６に到達する。その他の構成は、第一実施形態に係るＸ線検出器と同一であるので、説明を省略する。
【００７８】
本実施形態によれば、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減することができる。また、Ｘ線の行路から退避した位置に欠陥素子検出用光源１２２を位置させることで、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように配置することができる。更に、コリメータ支持板１２１の上面に欠陥素子検出用光源１２２を固定するので、その固定作業が容易にできる。
【００７９】
第一〜第四実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２の発光点１２７が、全てのすき間１５２に向かい合って設けられる場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、発光点１２７から照射された光が隣接チャネルにも広がる場合、その広がりの範囲で発光点１２７を間引いて設けても良い。このように隣接チャネルに広がる要因として、シンチレータ素子基板１２６とコリメータ１２０との間で用いた接着剤内での光の拡散、シンチレータ素子基板１２６内での光の拡散などがある。また発光点１２７が光の広がりを有し、向かい合っていないすき間に入った光がコリメータ１２０で反射して広がる場合なども有り得る。
【００８０】
ただし、欠陥素子検出用光源１２２が少数で発光点１２７が少数の場合、照射される光の分布は一様では無くなり、欠陥素子の検出精度が低下してしまう場合も有り得る。このため、以下の実施形態では、光の分布の一様性を向上するために、発光点の設置位置や、光源の種類を変更する、また導光板や拡散板、反射板を併用した実施形態を説明する。
【００８１】
＜第五実施形態＞
図１３に基づいて、第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄについて説明する。図１３は、第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。図１３に示すように、第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄは、複数の光源１６１を、コリメータ板１１３を挟んで、チャネル方向１０８に沿って互い違いに配置する。光源１６１は、例えばＬＥＤ光源である。
【００８２】
より詳しくは、図１３では、光源１６１を４つ備え、各支柱１２３に二つずつ光源１６１を備える。各支柱１２３には、二つの穴１６２を備える。二本の支柱１２３には、合計４つの穴１６２が設けられるが、これらの穴１６２は、チャネル方向１０８に沿った方向において異なる位置に設けられる。そして、各穴１６２に一つずつ光源１６１を配置する。
【００８３】
本実施形態よれば、支柱１２３が光源１６１に入射するＸ線を低減し、光源１６１のＸ線による劣化を低減することができる。更に穴１６２は、貫通しない窪みであっても良い。この場合においても、同様の効果を実現できる。
【００８４】
第五実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、複数の点光源からなる場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、連続した線や面で光を発する線光源や面光源（以降、連続光源と記す）であっても構わない。ここで連続光源とは、発光点１２７が１つの切れ目のない大きなもの、長いものである場合のみならず、発光点１２７がコリメータ板１１３のすき間１５２の間隔よりも狭い間隔で複数設けられているように、多数の発光点１２７が密に設けられている場合も含む。このとき欠陥素子検出用光源１２２は、例えば無機ＥＬ光源や有機ＥＬ光源である。このような連続光源は、発光点１２７をコリメータ板１１３間のすき間１５２と位置合わせするのが容易である。更に、比較的一部分が抜けたような故障を起こし難いため、欠陥素子か欠陥素子検出用光源１２２の故障かを見分け易い。すなわち、欠陥素子では、素子毎、チャネル毎、Ｘ線検出器１０４毎などの単位で生じるが、欠陥素子検出用光源１２２が故障した場合、多数のＸ線検出器１０４に跨った多数のチャネル範囲の素子が一度に出力を生じなくなるため、見分けられる。
【００８５】
＜第六実施形態＞
次に図１４に基づいて、第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅについて説明する。図１４は、第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅの欠陥素子検出用光源１２２は、連続光源を点光源と拡散板との組み合わせにより実現するものである。
【００８６】
図１４に示すように、Ｘ線検出器１０４ｅの欠陥素子検出用光源１２２は、光源１６１（例えばＬＥＤ光源）と、光源１６１の光を拡散させる拡散板１６０とを備えて構成される。光源１６１は、第六実施形態と同様、各支柱１２３に設けられた穴１６２内に一つずつ配置される。拡散板１６０は、支柱１２３におけるコリメータ板１１３と対向する面のチャネル方向１０８の全幅に亘って設けられる。これにより、光源１６１から照射された光が拡散板１６０によってチャネル方向１０８に拡散して広がることで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する構造が実現される。
【００８７】
＜第七実施形態＞
次に図１５及び図１６に基づいて、第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｆ、１０４ｇについて説明する。図１５は、第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｆの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。図１６は、第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｇの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第七実施形態に係るＸ線検出器の欠陥素子検出用光源１２２は、連続光源を点光源と導光板との組み合わせにより実現するものである。
【００８８】
図１５に示すＸ線検出器１０４ｆの欠陥素子検出用光源１２２は、導光板１６３と、そのチャネル方向１０８の端部位置に設けられた光源１６１と、を備え、光源１６１から照射された光が導光板１６３によってチャネル方向１０８に拡散して広がることで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する構造を実現する。
【００８９】
また、図１６に示すＸ線検出器１０４ｇは、導光板１６３を、各支柱１２３のコリメータ板１１３に対向する面に、Ｘ線入射方向１５３に沿って配置する。そして、導光板１６３におけるシンチレータ素子基板１２６に近い側の端部位置に、光源１６１を配置する。
【００９０】
これにより、光源１６１から照射された光が導光板１６３によってＸ線入射方向１５３に拡散して広がることで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する構造を実現する。
【００９１】
なお、図１６では、光源１６１はシンチレータ素子基板１２６に近い端部（図１６において導光板１６３の下部）に設けた場合を記したが、遠い方の端部（図１６において導光板１６３の上部）に設けても良い。
【００９２】
＜第八実施形態＞
次に図１７に基づいて、第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈについて説明する。図１７は、第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの欠陥素子検出用光源１２２は、連続光源を点光源と反射体との組み合わせにより実現するものである。
【００９３】
図１７に示すように、第九実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの欠陥素子検出用光源１２２は、光源１６１と、その光を反射する反射体１６４とを備え、光源１６１からの光を反射体１６４にて反射することで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に照射する構造を実現する。
【００９４】
光源１６１は、チャネル方向１０８に１つのみ設ける場合、複数設ける場合、連続した光源を設ける場合など、さまざまな場合が有り得る。更に支柱１２３が光源１６１からの光を反射する表面を有し、反射体１６４を兼ねてもよい。この場合、支柱１２３の表面で反射した反射光がシンチレータ素子基板１２６の上面に照射する構造を実現することができる。
【００９５】
なお、第六実施形態、第七実施形態及び第八実施形態において、拡散板１６０や導光板１６３や反射体１６４が、コリメータ支持板１２１の位置にあってコリメータ板１１３を支持する構造、すなわちコリメータ支持板１２１や支柱１２３などを兼ねた構造であっても構わない。
【００９６】
上記全ての実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、１つのＸ線検出器１０４毎に設けられている場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。複数のＸ線検出器１０４に対して１つの欠陥素子検出用光源１２２が設けられていても構わない。この実施形態を下記第九実施形態として説明する。
【００９７】
＜第九実施形態＞
第九実施形態は、欠陥素子検出用光源１２２を複数のＸ線検出器１０４に跨って設ける実施形態である。以下、図１８に基づいて、第九実施形態に係るＸ線検出器１０４ｉの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。
【００９８】
第九実施形態に係るＸ線検出器の構造の一例として、例えば図１８に示すように、検出器容器１５１の一部であるＸ線遮蔽部１５０の下面（すなわち、Ｘ線照射部１５０が規定するＸ線照射野外であって、Ｘ線の行路から退避させた位置）に、チャネル方向１０８に沿って長く、例えば全Ｘ線検出器１０４に跨るような欠陥素子検出用光源１２２を設ける。欠陥素子検出用光源１２２は二つあり、各欠陥素子検出用光源１２２をＸ線遮蔽部１５０の下面の開口部１５０ａ付近に配置し、二つの欠陥素子検出用光源１２２は、開口部１５０ａを挟んで対向して設ける。コリメータ支持板１２１は、欠陥素子検出用光源１２２からの光に透明な材質を用いる。図１８では、欠陥素子検出用光源１２２が、開口部１５０ａにおけるスライス方向１０７の両端部に設けた場合を記したが、これは一例であり、一方にのみ設ける場合や、一方や両方に複数設ける場合などが有り得る。
【００９９】
本実施形態によれば、検出器容器１５１に、欠陥素子検出用光源１２２を備えないＸ線検出器１０４ｉを搭載していくだけで、欠陥素子検出用光源１２２を用いた本発明の効果を奏することができる。更にＸ線検出器１０４が故障した場合などに交換を行う際にも、作業の支障とならない。
【０１００】
＜その他の実施形態＞
上記全ての実施形態において、コリメータ板１１３が、検出面に対して垂直に配置され、チャネル方向１０８に対してすき間１５２を有して並列に並ぶ構造を成す場合を記したが、本発明を限定するものではなく、大よそ並列に並ぶ構造であれば良い。例えばコリメータ板１１３が、Ｘ線管１００の焦点位置を見込むように傾いていても良い。
【０１０１】
また、上記実施形態では、Ｘ線遮蔽部１５０をＸ線検出器１０４の付近に設けた場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。Ｘ線絞り装置１１６がＸ線遮蔽部１５０を兼ねても構わない。すなわち図２においてＸ線遮蔽部１５０が無く、Ｘ線絞り装置１１６がスライス方向１０７に視野を限定し、それによって生じた影部に、欠陥素子検出用光源１２２を配置しても構わない。
【０１０２】
また、上記実施形態では、シンチレータ素子基板１２６の上面に、光を反射する反射材１２９が設けられている場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。すなわち、反射材１２９がない場合も有り得る。
【０１０３】
また、上記実施形態では、欠陥素子の検出を、Ｘ線を用いた被検体１０２の撮影の直前に行う場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、装置の電源投入直後や電源ＯＦＦの直前、Ｘ線管やＣＴ装置のウオームアップや補正用データを取得するときの前後や、その最中（ただしＸ線を照射していないとき）、Ｘ線を用いた被検体１０２の撮影の直後などに行う場合も有り得る。更に、中央処理装置１０５が時間を計る機能を有し、電源投入移行や、最後のＸ線照射からある時間経過するときに行い、更にある時間おきに定期的に行う場合も有り得る。ここで記すある時間は、例えば一定であって、例えば１時間である。ただし一定でもなくても良い。更にこれらの複数の場合で行う場合で行うことも有り得る。この場合も、先に記したように、欠陥素子判定手段と外部と情報をやり取りする手段を具備することが望ましい。このとき、欠陥素子判定部によってＸ線検出器１０４の交換が必要と判断されたとき、その内容を装置メーカーなどへ自動的に連絡し、撮影を行う時間よりも十分に前に欠陥素子を生じたＸ線検出器１０４を交換するなどを行うことができる。このようにＸ線を用いた被検体１０２の撮影の直前以外でも欠陥素子検出を行うことで、欠陥素子が生じて撮影が行えないことなどにより被検体１０２を待たせることや、撮影を中止することなどを防ぐことができる。
【０１０４】
また上述の図８では、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射して得た光画像ローデータ１４３から欠陥素子マップ１４２を更新する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、図８の処理を行って光画像データ１４７を作成後、ステップＳ１３の欠陥素子判定を行って欠陥素子があると判別されたときは、表示装置１０６にてＸ線を照射するようにメッセージを照射する。これによってＸ線照射を行い、その際に画像を取得し、この画像から欠陥素子マップを更新しても良い。このようにすることで、欠陥素子検出用光源１２２の故障などの場合に、光画像ローデータ１４３ａで正常素子を欠陥と誤検出することを防ぐことができる。
【０１０５】
更に、上記では、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射して得た光画像ローデータ１４３ａのみを用いて欠陥素子マップ１４２を更新する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。他のエアデータやオフセットデータなども用いて欠陥素子を検出し、欠陥素子マップ１４２を更新しても良い。特にオフセットデータは、被検体のＸ線撮影の直前や、定期的にも取得することが可能であり、光画像ローデータ１４３ａを取得する前後で欠陥素子検出用光源１２２から光を照射しない際に取得し、欠陥素子の検出に利用することが望ましい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、１種類の光を用い、光画像ローデータ１４３ａを得て欠陥素子の検出する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば複数の光量の光を用いても良い。光量は、例えば光源への電流量を変更することで実現できる。このとき、図８のステップＳ１３における欠陥素子判定処理では、それぞれの光量で得られた光画像ローデータ１４３ａに対して、それぞれの光量に対して設けられた閾値１４９を用いて判定を行う。またはステップＳ１３の欠陥素子判定処理にて、これらの複数の光画像ローデータ１４３ａから各素子の入出力特性を算出し、その傾きの値や、求めた入出力特性とデータのずれを用いて、欠陥素子の判定を行っても良い。このように広い入力範囲で得られた複数の感度や入出力特性を用いて、欠陥素子を判定することで、高精度な欠陥素子検出が可能となり、再構成像中のアーチファクトの発生や、被検体への無効なＸ線照射を更に防ぐことが可能となる。
【０１０７】
更に欠陥素子検出用光源１２２に複数の波長の光を照射する光源を設け、波長の異なる光で得た複数の光画像ローデータ１４３ａを用いて欠陥素子を検出してもよい。このような光源は、例えば１つの光照射点に、複数種類のＬＥＤを設けることで実現できる。ここで、光照射点とは、検出面に入射する光が照射される点であり、光が発光点から検出面に直接入射するときには発光点と光照射点とは一致するが、発光点から出た光が、反射散乱拡散導光部材において、反射、散乱、拡散、導光の少なくとも一つを経て検出面に入射する場合には、反射散乱拡散導光部材上における反射、散乱、拡散した点又は導光された光の一部が検出面に向かって照射される点が光照射点となる。したがって、光照射点と発光点とは必ずしも一致しない。
【０１０８】
また、上記図８の説明において、光画像ローデータ１４３ａに対してオフセット補正（Ｓ１１）と加算平均処理（Ｓ１２）を行って光画像データ１４７を作成し、欠陥素子の検出を行ったが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。更にエア補正が付加されて行われても構わない。このときエア補正に、Ｘ線を用いて撮影したエアデータを用いても良い。また、過去に撮影した光画像ローデータ１４３ａに対して、先に記したエアデータの作成手順を適用して基準データを作成し、これをエアデータとして用いても良い。更に他の補正が付加されても構わない。
【０１０９】
また、上記図８のステップＳ１３の欠陥素子判定の方法として、上記のとおり、出力値を閾値１４９と比較して欠陥素子であるか否かを判定したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなく、さまざまな方法が考えられる。例えば、画像中の平均値と標準偏差を求め、出力値が平均値から標準偏差の決められた倍率以上小さいときや大きいときに欠陥と判断しても良い。ここで、決められた倍率とは、例えば５倍である。更に、前回撮影した光画像データ１４７を保存しておき、それとの差分画像を用い、閾値１４９以上の変化のあった素子を欠陥と判断しても良い。
【０１１０】
本発明では、Ｘ線をシンチレータ素子にて光に変換し、その光をフォトダイオードで電荷に変換する間接検出型のＸ線検出器の場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなく、Ｘ線を直接電荷に変換する直接検出型のＸ線検出器に適用しても良いことは言うまでもない。
【０１１１】
更に、上記実施形態では、医療用のＸ線ＣＴ装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、上記実施形態に記したＸ線検出器１０４を搭載したあらゆる装置に適用できる。その一例として、非破壊検査用のＸ線ＣＴ装置、Ｘ線コーンビームＣＴ装置、デュアルエネルギーＣＴ装置、Ｘ線画像診断装置、Ｘ線画像撮影装置、Ｘ線透視装置、マンモグラフィー、デジタルサブトラクション装置、核医学検診装置、放射線治療装置なども有り得る。更にＸ線検出器１０４を搭載し、Ｘ線や放射線の発生源を有さないＸ線や放射線の検出装置であっても構わない。更にＸ線検出器に限らず、さまざまな波長の光に対する光検出器や、それを搭載した光検出装置や光を用いた撮像装置であっても適用し得る。このとき光は、可視光、赤外線、紫外線、ガンマ線など、どのような波長であっても構わない。
【０１１２】
更に本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、実施の段階では、その要旨を逸脱しない範囲でさまざまに変形して実施することが可能である。更に、上記実施形態にはさまざまな段階が含まれており、開示される複数の構成要素における適宜な組み合わせにより、さまざまな発明が抽出され得る。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が、削除されても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１００…Ｘ線源、１０１…ガントリー回転部、１０２…被検体、１０３…寝台天板、１０４…Ｘ線検出装置、１０５…中央処理装置、１０６…表示装置、１０７…回転軸方向（スライス方向）、１０８…回転方向（チャネル方向）、１１６…Ｘ線絞り装置、１１７…制御装置、１１８…信号収集装置、１１９…入力装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮像装置に係り、特にＸ線検出器の欠陥素子の検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、医療用のＸ線ＣＴ装置を用いて説明する。Ｘ線ＣＴ装置は、複数の方向から撮影した被検体のＸ線透過像（以下、投影データと記す）からＸ線吸収係数を算出し、被検体の断層像（以下、再構成像と記す）を得る装置である。医療や非破壊検査の分野で広く用いられており、特に近年、医療の現場において、回転軸方向へのＸ線検出器の多列化が進んでいる。これにより１回転で広い範囲を撮影できるようになり、撮影時間の短縮が可能となった。
【０００３】
このような多列化により、検出素子数が増加するにつれて、故障した検出素子（以降、欠陥素子と記す）が生じる可能性が高まっている。欠陥素子は、光を電気信号に変えるフォトダイオードや読み出し回路の故障や製造不良などで生じる。装置の作製直後から存在する場合や、装置の使用に伴って生じる場合があり、感度、入出力特性、出力レベル、雑音レベルなどで、様々な想定外の挙動を示す。
【０００４】
欠陥素子が生じた場合、そのまま使用すると再構成像中に偽像（アーチファクトともいう）が生じ、診断の妨げになり、問題となる。更に診断で有効な画像が得られずに、被検体にとって無効な被ばくとなる場合も有り得る。これらを防ぐために、欠陥素子の位置や発生の有無を調べ、必要に応じて、撮影の停止や検出器全体や一部の交換、または欠陥素子周辺の素子の出力を用いた欠陥素子の出力値の推定などを行う。
【０００５】
欠陥素子の位置や発生の有無を調べる方法として、例えば特許文献１には、被検体がいない状態でＸ線を照射して得た画像データ（以降、エアデータと記す）や、Ｘ線を照射せずに得た画像データ（以降、オフセットデータと記す）を用いて決定する方法が開示されている。エアデータを用いることで、Ｘ線が入射している際の検出素子の感度特性、入出力特性、出力レベル、雑音レベルなどについて欠陥を調べることができる。またオフセットデータを用いることで、Ｘ線が入射していない際の出力レベルや雑音レベルについて調べることができる。これらの画像は、被検体の撮影前に取得しておく必要があり、特に装置の使用に伴って生じた欠陥素子も検出するためには、撮影の直前に行うことが望ましい。
【０００６】
ただし欠陥素子の位置や発生を調べるためにエアデータを得る場合、Ｘ線管からＸ線を照射する必要があるため、撮影直前に行う場合には、被検体が無効な被ばくをしないように撮影室外で待機してもらうなどの必要があり、検査の作業性が低下する。また作業性を向上するために、日に一回というようにエアデータの取得回数を減らすと、データ取得から撮影までに長時間が経過してしまうため、欠陥素子が生じても直ぐ検出できず、アーチファクトや無効被ばくが生じる可能性が高くなる。更に、欠陥素子の位置や発生を調べるためにＸ線を照射するため、フィラメントなどの劣化によりＸ線管の寿命を縮めてしまう。一方、オフセットデータのみを用いると、Ｘ線に対する感度特性や入出力特性の異常を検出できないため、検出精度は低下してしまう。
【０００７】
このような課題を解決する方法の一つとして、特許文献２には、発光素子と駆動回路を別途設け、発光素子から光をシンチレータに照射してフォトダイオードで検出して欠陥素子を検出するＸ線ＣＴ装置用遠隔故障解析システムが開示されている。このシステムによれば、オフセットデータだけでは検出できない、シンチレータからフォトダイオードへの光の伝達の異常、フォトダイオードや読み出し回路の感度や入出力特性の異常、読み出し動作の異常などを含めて欠陥を検出できる。更に、Ｘ線撮影の直前などの被検体が寝台にいる場合でも、被検体に無効な被ばくを与えることなく、欠陥素子を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６１８４２号公報
【特許文献２】特開平９−２４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の方法によると、欠陥素子の検出のためにＸ線の曝射が必要となり、撮影には用いない無効被ばくが生じるという問題があった。また、特許文献２に記載のシステムによると、発光素子がシンチレータのＸ線入射面などのＸ線の行路にあると、Ｘ線画像で発光素子の影ができ、検出効率の低下や偽像の原因となってしまうという問題があった。またＸ線の行路からずらして配置しても、特にシンチレータのＸ線入射面にコリメータが配置されている場合に、発光素子からの光に対してコリメータが遮蔽物となって検出器面に影を作り、検出器の全面に光が到達できず、光が到達しない検出器素子では、上記したように、光の伝達、感度、入出力特性、読み出し動作などの異常を含めて、欠陥素子の検出を行うことができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮影に不要な無効被ばく生じさせることなく、かつ、Ｘ線画像に発光素子の影が入射することによる検出効率の低下や偽像を防ぎつつ、検出器面全体について欠陥素子の検出が行えるＸ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、本発明に係るＸ線検出器は、入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置され、前記光照射部は、前記検出面に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ前記光照射点から照射された光が、前記検出面の全面に入射する位置に配置され、前記Ｘ線検出素子基板は、前記光照射点から照射された光を電気信号に変換し、前記配線基板は、その電気信号の読み出しを行う、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るＸ線検出装置は、入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、を有し、前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置された、複数のＸ線検出器と、光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、前記複数のＸ線検出器は、前記第２の方向に沿って並べられ、前記光照射部は、前記複数の前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ１つの前記光照射部が複数の前記Ｘ線検出器に跨って配置され、前記１つの光照射部から照射された光は、前記複数のＸ線検出器の検出面に入射する、ことを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明に係るＸ線撮像装置は、上記Ｘ線検出装置と、Ｘ線源と、前記Ｘ線源及び前記前記Ｘ線検出装置の動作制御を行う制御装置と、前記Ｘ線検出装置が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、を備えたことを特徴とする。また、本発明に係るＸ線撮像装置は、上記Ｘ線検出器と、Ｘ線源と、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作制御を行う制御装置と、前記Ｘ線検出器が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮影に不要な無効被ばく生じさせることなく、かつ、Ｘ線画像に発光素子の影が入射することによる検出効率の低下や偽像を防ぎつつ、検出器面全体について欠陥素子の検出が行えるＸ線検出器、Ｘ線検出装置、及びＸ線撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略図
【図２】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に搭載されたＸ線検出装置１０４の概観図
【図３】本実施形態に係るＸ線検出器の全体斜視図
【図４】第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図５】第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図６】図４における領域１５８の部分拡大図を用いた、反射材１２９に至る光の反射率の違いを示す説明図
【図７】ローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを示すフローチャート
【図８】欠陥素子マップ１４２を作成する処理の流れを示すフローチャート
【図９】欠陥素子マップ１４２の一例を説明するための説明図
【図１０】第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１１】第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１２】第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１３】第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図１４】第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図１５】第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｆの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）
【図１６】第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｇの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１７】第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１８】第九実施形態に係るＸ線検出器１０４ｉの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。以下では、本発明を適用したＸ線検出器を、医療で用いられているＸ線ＣＴ装置に搭載した例を挙げて説明するが、Ｘ線ＣＴ装置に限らず、Ｘ線を検出して透過像を得るＸ線撮像装置一般に本発明は適用できる。また、非破壊検査の分野で用いられる産業用のＸ線ＣＴ装置やＸ線撮像装置にも適用できる。
【００１７】
以下、図１及び図２を用いて、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成と、それに搭載されるＸ線検出装置について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略図である。図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に搭載されたＸ線検出装置１０４の概観図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線源１００、Ｘ線絞り装置１１６、ガントリー回転部１０１、寝台天板１０３、Ｘ線検出装置１０４、検出器容器１５１、信号収集装置１１８、制御装置１１７、中央処理装置１０５、表示装置１０６、及び入力装置１１９を備える。
【００１９】
Ｘ線源１００は、図示を省略するもののＸ線管球とＸ線管球に高電圧を印加する高電圧発生器とを備え、Ｘ線管球からＸ線１００ａが照射される。
【００２０】
Ｘ線絞り装置１１６は、Ｘ線源１００から照射されたＸ線１００ａの照射範囲（照射野と記す）を制限するものである。Ｘ線絞り装置１１６は、Ｘ線源１００における被検体１０２側に備えられる。
【００２１】
ガントリー回転部１０１は、寝台天板１０３を挿入する開口部１０１ａを備えた略円盤状に構成される。そして、Ｘ線源１００及びＸ線絞り装置１１６と、Ｘ線検出装置１０４と、を対向させて搭載し、Ｘ線源１００及びＸ線絞り装置１１６と、Ｘ線検出装置１０４とを、寝台天板１０３の周囲に、回転軸方向１０７を中心に回転方向１０８に沿って回転させる。
【００２２】
信号収集装置１１８は、Ｘ線検出装置１０４から出力された電気信号を収集し、中央処理装置１０５に出力する。
【００２３】
中央処理装置１０５は、ＣＰＵ等の演算・制御装置により構成される。また、中央処理装置１０５の処理に用いる各種データ、例えばオフセットデータや、Ｌ０Ｇ変換処理に用いる係数、感度Ｘ線分布データ、及び欠陥素子マップを格納する記憶部１０９を備える。中央処理装置１０５は、信号収集装置１１８から取得した電気信号を記憶部１０９に格納された各種データを用いて補正し、再構成演算を行い、被検体の再構成像を生成する。
【００２４】
表示装置１０６は、ＣＲＴや液晶パネルからなる画像モニタを備え、被検体の再構成像を表示する。
【００２５】
入力装置１１９は、キーボードやマウス、トラックボールなど、検者の入力操作を受け付ける装置を備える。
【００２６】
寝台天板１０３は、被検体１０２を載置し、図示しない寝台駆動装置により回転軸方向１０７に沿って進退する。
【００２７】
Ｘ線検出装置１０４は、被検体１０２を透過したＸ線１００ａを検出して、透過Ｘ線強度に応じた電荷を示す電気信号を出力するものである。図２に基づいてＸ線検出装置１０４の概略構成について説明する。Ｘ線検出装置１０４は、枠体の検出器容器１５１内に８個のＸ線検出器を、Ｘ線源１００を略中心とした円弧状に複数配置して構成される。なお、図２では、図を簡略化するために５個のＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５を描画しているが、実際には図１に示すように８個のＸ線検出器が備えられる。また、検出器容器１５１の上面には、Ｘ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５に対してＸ線が入射する領域を制限するためのＸ線遮蔽部１５０が備えられる。Ｘ線遮蔽部１５０は、Ｘ線吸収係数が高い材質を用いて構成される。また、Ｘ線遮蔽部１５０は、中央に開口部１５０ａを備える。開口部１５０ａから入射したＸ線は、Ｘ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５に到達するが、Ｘ線遮蔽部１５０にぶつかったＸ線は、Ｘ線遮蔽部１５０に吸収・散乱されてＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５には到達しない。
【００２８】
そして、図１に示すように、Ｘ線検出装置１０４は、Ｘ線源１００と共にガントリー回転部１０１に搭載されている。なお、図１のＸ線ＣＴ装置１は８個のＸ線検出器を備えたが、Ｘ線検出器の数は８個に限らず、例えば４０個備えてもよい。
【００２９】
次に、Ｘ線ＣＴ装置１を用いて再構成像を取得する撮影処理の流れについて説明する。まず入力装置１１９から撮影開始の入力があると、欠陥素子の検出を行う。この方法については、以下で詳しく記す。
【００３０】
その後、Ｘ線源１００からＸ線を照射する。Ｘ線はＸ線絞り装置１１６により照射野が限定されて、寝台天板１０３に載った被検体１０２に向けて照射される。被検体１０２を透過したＸ線は、Ｘ線検出装置１０４にて検出される。Ｘ線検出装置１０４は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと、シンチレータからの光を電荷に変換するフォトダイオードとからなるＸ線検出素子が、チャネル方向とスライス方向に２次元的に配置された構造を成し（図示せず）、入射したＸ線に応じた電荷量を得ることができる。ここでＸ線検出素子は、チャネル方向と回転方向１０８とが一致し、スライス方向と回転軸方向１０７とが一致するように配置されている。よって、後述する図３〜図１８を用いた説明では、回転方向１０８をチャネル方向１０８と、回転軸方向１０７をスライス方向１０７とも記す。
【００３１】
ガントリー回転部１０１を回転方向１０８に回転することで、被検体１０２に対するＸ線の照射角度を変化させながら撮影を繰り返し行い、３６０度分の透過Ｘ線強度に応じた電荷を示す電気信号を取得する。撮影は、例えば０．４度ごとに複数ビューの間、行う。
【００３２】
このようにして得た電気信号を信号収集装置１１８にて収集してデジタル信号に変換し、ローデータを作成する。次にローデータに対して、中央処理装置１０５にて画像処理を行い、投影データを作成する。次にその投影データを基に再構成演算を行い、被検体１０２のＸ線吸収係数分布を示す再構成像を作成する。そして、表示装置１０６が再構成像を表示する。
【００３３】
＜第一実施形態＞
次に、図３乃至図９を用いて、本発明の第一実施形態に係るＸ線検出器及びこれを用いた欠陥素子補正について説明する。本実施形態では、Ｘ線検出器１０４−１を例に説明をするが、Ｘ線検出器１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５は、Ｘ線検出器１０４−１と同一の構成である。図３は、本実施形態に係るＸ線検出器の全体斜視図である。図４は、第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図５は、第一実施形態に係るＸ線検出器の断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。図６は、図４における領域１５８の部分拡大図を用いた、反射材１２９に至る光の反射率の違いを示す説明図である。図７は、ローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを示すフローチャートである。図８は、欠陥素子マップ１４２を作成する処理の流れを示すフローチャートである。図９は、欠陥素子マップ１４２の一例を説明するための説明図である。これらの図では、Ｘ線検出器１０４−１はチャネル方向１０８に８個、スライス方向１０７に８個のＸ線検出素子を有する場合を記すが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。
【００３４】
図３に示すように、第一実施形態に係るＸ線検出器１０４−１は、検出面に入射するＸ線の方向を限定するコリメータ１２０と、入射Ｘ線を光に変化するシンチレータ素子基板１２６と、シンチレータ素子基板１２６で生じた光を電気信号に変換する光電変換基板１２５と、光電変換基板１２５で生じた電気信号を外部に導く配線回路を有する配線基板１２４と、を備える。配線基板１２４上に光電変換基板１２５が積層されて接着される。また、光電変換基板１２５上にシンチレータ素子基板１２６が積層されて接着される。
【００３５】
更に配線基板１２４上には、２本の支柱１２３がスライス方向１０７に沿って、配線基板１２４上に接着された光電変換基板１２５と、この光電変換基板１２５上に接着されたシンチレータ素子基板１２６と、シンチレータ素子基板１２６上に配置されたコリメータ１２０とを挟むように立設されている。各支柱１２３の上端面には、コリメータ板１１３のスライス方向１０７の端部を支持するためのコリメータ支持板１２１が備えられる。２本の支柱１２３にそれぞれ備えられた二つのコリメータ支持板１２１は、入射Ｘ線の行路をはさんで、コリメータ板１１３の上端面において向かい合って配置される。
【００３６】
コリメータ１２０は、９枚のコリメータ板１１３と、９枚のコリメータ板１１３により構成される８つの隙間１５２を含んで構成される。９枚のコリメータ板１１３は、シンチレータ素子基板１２６上において、シンチレータ素子基板１２６に対して垂直に配置されるとともに、チャネル方向１０８に沿ってシンチレータ素子間隔の幅を有するすき間１５２を空けて、並列に並べて配置される。各すき間１５２はシンチレータ素子と向かい合い、コリメータ板１１３はシンチレータ素子間の反射材（図３では図示を省略）と向かい合うように配置される。コリメータ板１１３は、例えばタングステン、モリブデン、鉛などのＸ線吸収率の大きな金属製である。コリメータ板１１３の下端面はシンチレータ素子基板１２６に固定され、コリメータ板１１３の上端面は、支柱１２３に支持されたコリメータ支持板１２１の下面に固定される。よって、各コリメータ支持板１２１の下面は、各支柱１２３の上面及び９枚のコリメータ板１１３の上面と接着される。そして、各コリメータ支持板１２１は、支柱１２３の上面から、コリメータ板１１３におけるコリメータ支持板１２１との接着部までを覆って配置される。
【００３７】
図４に示すように、シンチレータ素子基板１２６は、Ｘ線を吸収して光を生じるシンチレータ素子１２８が複数（図４では８つ）スライス方向に沿って並び、光を反射する反射材１２９が、Ｘ線が入射する上面と隣接するシンチレータ素子１２８間とに設けられた構造を成す。
【００３８】
光電変換基板１２５は、光を電気信号に変換するフォトダイオード素子が、シンチレータ素子１２８と一対一となるようにマトリックス状に並べられる。シンチレータ素子１２８の下面とフォトダイオード素子とは、生じた光が透過できる接着剤で接着されており、これらによりＸ線検出素子が構成される。
【００３９】
Ｘ線検出器１０４−１は、上述の図２で述べたように、検出器容器１５１内に搭載されており、その検出器容器１５１にはＸ線遮蔽部１５０が設けられて、Ｘ線入射口が実現される。なお、図３の断面１１４には、Ｘ線遮蔽部１５０が含まれないが、図４では、Ｘ線遮蔽部１５０とＸ線検出器１０４−１との位置関係を説明するために、Ｘ線遮蔽部１５０を描出している。そして、Ｘ線遮蔽部１５０の開口部１５０ａのスライス方向１０７の幅と、向かい合う二枚のコリメータ支持板１２１のスライス方向１０７のすき間幅とは、同じ幅に構成される。
【００４０】
このような構造により、Ｘ線源１００から照射されたＸ線のうち、被検体１０２を透過したＸ線は、コリメータ板１１３と平行に入射するので、透過したＸ線の大部分はすき間１５２を透過してシンチレータ素子基板１２６に至り、Ｘ線検出素子毎に出力を生じる。一方、被検体１０２などで散乱されたＸ線は散乱角を有し、平行に並ぶコリメータ板１１３に対して傾いて入射するため、多くはコリメータ板１１３やＸ線遮蔽部１５０にぶつかり、吸収・散乱されて、シンチレータ素子基板１２６には至らず、検出されない。更に、Ｘ線遮蔽部１５０は、光電変換基板１２５などに設けられた回路に散乱線などが当たることを防ぐ。
【００４１】
更にＸ線検出器１０４−１は、シンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する欠陥素子検出用光源１２２を有する。欠陥素子検出用光源１２２は、例えばＬＥＤ光源である。この欠陥素子検出用光源１２２は、図３、図４に示すように、シンチレータ素子基板１２６より上部（シンチレータ素子基板１２６を基準としてＸ線が入射する側）にあり、シンチレータ素子基板１２６の上面を見込む（シンチレータ素子基板１２６の上面全体に光が届く）ことができる。シンチレータ素子基板１２６の上面は、検出面ともいう。
【００４２】
第一実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２を二つ備える。各欠陥素子検出用光源１２２は、各支柱１２３におけるコリメータ板１１３に対向する面であって、シンチレータ素子基板１２６の上面を見込む位置に配置される。よって、これら二つの欠陥素子検出用光源１２２は、コリメータ板１１３を挟んでスライス方向１０７に沿って並べられる。
【００４３】
この位置は、Ｘ線遮蔽部１５０にて決定される照射野の外であるため、Ｘ線管１００からＸ線を照射して画像を得た際に、画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らない。更に欠陥素子検出用光源１２２は、Ｘ線遮蔽部１５０の影に設けられており、欠陥素子検出用光源１２２にＸ線が入射するのを防ぐことができる。（図４の符号１５５〜１５８は、後述する図６を用いた反射材１２９における反射率の説明において用いるので、ここではこれらの符号を用いた説明を省略する。）
【００４４】
図５に示すように、各欠陥素子検出用光源１２２は、複数の発光点１２７を有する。図５では、２本の支柱１２３のそれぞれにおけるコリメータ板１１３と向かい合う面に、各面につき８個の発光点１２７を備える。従って、Ｘ線検出器１０４−１では、合計１６個の発光点が備えられる。各発光点１２７は、各支柱１２３のコリメータ板１１３と向かい合う面における、すき間１５２と向かい合った位置に配置されている。このような位置に発光点１２７を設けることで、コリメータ板１１３に妨げられることなく、シンチレータ素子基板１２６の上面全体に光を照射することができる。
【００４５】
本実施形態では、図４、図５に示すように、２つの欠陥素子検出用光源１２２を、２本の支柱１２３のそれぞれにおける各コリメータ板１１３と向かい合う面に備えることで、コリメータ板１１３間に形成されたすき間１５２におけるスライス方向１０７の両端部それぞれに設けられている。これにより、スライス方向１０７の位置による照射光量の差を小さくすることが可能となる。また、それぞれの欠陥素子検出用光源１２２は、それぞれ異なる電源を有することが望ましい。これにより、一方の電源が故障した場合でも、もう一方の電源により一方の欠陥素子検出用光源１２２から光を照射させることができるため、欠陥素子の検出を行うことができる。更に、共通の電源の場合は、電源が壊れた場合に、欠陥素子検出用光源１２２やその電源が故障したのか、Ｘ線検出器１０４−１の全検出素子が故障したのかの判断ができないが、一方のみの電源が壊れて一方の欠陥素子検出用光源１２２から光が照射されている場合、Ｘ線検出器１０４−１の出力値やスライス方向の出力分布を用いることで、どちらの電源が故障したかを特定できる。
【００４６】
一方、シンチレータ素子基板１２６は、欠陥素子検出用光源１２２から照射された光の一部を検出できる構造を成す。シンチレータ素子基板１２６の上面には、光を反射する反射材１２９（シンチレータ素子の上面に接着された反射材を１２９−１、シンチレータ素子間に配置された反射材は１２９−２と記載する）が設けられているため（図４参照）、入射光の大半は反射材１２９−１で、反射、吸収されるが、本実施形態に係るＸ線検出器１０４−１は、欠陥素子検出用光源１２２からの光に対して反射材１２９−１が十分な厚さを有さず、一部の光が透過する構造を有する。この透過率は、例えば０．５％以上である。更に欠陥素子検出用光源１２２から照射される光は、一部がシンチレータ素子を透過する波長である。これは、例えばシンチレータ素子がＸ線を吸収して発光するときの光と同じ波長、またはその光が有する一部の波長である。
【００４７】
ただし本実施形態は、欠陥素子検出用光源１２２から照射される光を、上記の光に限定するものではない。シンチレータ素子を透過し、フォトダイオード素子が感度を有する様々な光であって良く、例えば赤のように波長の長い可視光や、近赤外光でも良い。このような光は、波長の短い可視光に比べて、反射材１２９やシンチレータ素子の透過率が高い。また結晶シリコン製のフォトダイオード素子などでは、９００ｎｍ程度まで波長が長くなるにつれて感度が増加するため、波長の長い可視光や近赤外光を用いることで、多く出力を得られるという利点がある。
【００４８】
ここで反射材１２９は、欠陥素子検出用光源１２２からの光の一部を透過するが、同時に、シンチレータ素子からの光に対して十分な反射も実現する。これは、欠陥素子検出用光源１２２に例えばＬＥＤなどの発光素子を用いることで大光量の光を照射でき、反射材１２９で反射、散乱、吸収されても、フォトダイオード素子に十分な量の光を入射させることができるためであり、また反射材１２９の反射率が、シンチレータ素子からの光と欠陥素子検出用光源１２２からの光とに対して異なるために可能となる。この反射率の違いは、反射材１２９へ至る光の入射角（反射材１２９の法線と光の入射方向とが成す角）の違いによって生じる。図４及び図６を用いて、この反射率の違いについて説明する。
【００４９】
図６に示すように、シンチレータ素子１２８内で発光した光の多くは、光１６７のように直接、または光１６８のようにシンチレータ素子１２８内で散乱されて反射材１２９−１へ至る。なお、線１６５、１６６は光１６７、１６８の軌跡をそれぞれ示す。このとき、シンチレータ素子１２８が反射材１２９の近くで接して配置されるため、光１６７は、軌跡１６５で示されるように、反射材１２９−１に対して大きな角度で入射する。また、反射材１２９−１から離れた位置で生じた光１６８も、反射材１２９−１の近傍の位置１６９で散乱すると、軌跡１６６で示されるように、反射材１２９−１に対して大きな角度で入射する。
【００５０】
一方、欠陥素子検出用光源１２２からの光の入射角度は、図４に示すように、反射材１２９−１へ至る光１５５の入射角１５６（反射材１２９の法線１５７と光１５５の入射方向とが成す角）となるが、欠陥素子検出用光源１２２からの光は、欠陥素子検出用光源１２２が反射材１２９−１から離れて配置されるため、反射材１２９に至る光１５５のほとんどが、入射角１５６が小さく、揃っている。このような入射角が小さな光は、入射角が大きな光、例えば線１６５、１６６を通る光に比べて、実質的な反射材１２９の透過パス長が短いため、反射や吸収が起こり難く、反射材１２９−１を透過し易い。従って、欠陥素子検出用光源１２２からの光に対する反射材１２９−１の反射率は、シンチレータ素子からの光に対する反射率よりも小さくなる。
【００５１】
以上のことより、欠陥素子検出用光源１２２は、照射した光の反射材１２９−１への入射角が小さくなる位置に配置されることが望ましいことが分かる。
【００５２】
欠陥素子検出用光源１２２からの光は、Ｘ線を検出した際にシンチレータ素子１２８内で生じる光と同様に、フォトダイオード素子で検出されて出力を生じる。従って、Ｘ線が照射されたときと同様に、正常なＸ線検出素子であれば出力を生じ、欠陥素子であれば生じない。そのため、この信号をＸ線検出器１０４−１にて読み取った画像（以降、光画像ローデータと記す）から、正常素子と欠陥素子の判別を行うことができる。
【００５３】
次に、図７に基づいて中央処理装置１０５で行われるローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを説明する。中央処理装置１０５では、この一連の処理内において、各種の補正処理を行う。例えば、Ｘ線検出装置１０４のゼロレベルを修正するオフセット補正、Ｘ線検出装置１０４の感度分布や、Ｘ線の照射分布を補正するエア補正、欠陥素子の出力値を推定する欠陥素子補正を行う。図７の補正処理は一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、これらの補正順序が異なる場合や、補正が加わる場合、またオフセット補正、エア補正、欠陥素子補正が無い場合なども有り得る。以下、図７の各ステップに沿って説明する。
【００５４】
（ステップＳ１）
中央処理装置１０５は、信号収集装置１１８から受け取ったローデータ１４３に対して、まずオフセット補正を行う（Ｓ１）。この補正は、例えば、本撮影の事前に作成して記憶部１０９に保存しておいたオフセットデータ１４０を、ローデータから差分することで実現する。オフセットデータ１４０はゼロレベルのデータであり、例えば、Ｘ線を照射せずに事前に複数ビュー分のローデータを取得し、それをビュー方向に対して加算平均処理を行って作成する。
【００５５】
（ステップＳ２）
次に中央処理装置１０５は、ＬＯＧ変換を行う（Ｓ２）。ＬＯＧ変換とは、変換前の値Ｘ、変換後の値Ｙとすると、例えば下式（１）のような変換である。ここで定数の係数ａ、ｂ１１０は事前に決定され、記憶部１０９に保存される。
【００５６】
Y＝ａＬＯＧ（Ｘ）+ｂ・・・（１）
（ステップＳ３）
次に中央処理装置１０５は、エア補正を行う（Ｓ３）。この補正は、例えば、本撮影の事前に作成して記憶部１０９に保存しておいた感度・Ｘ線分布データ１４１を、ＬＯＧ変換後のローデータから差分することで実現する。感度・Ｘ線分布データ１４１は、事前に、例えば被検体１０２がいない状態で、Ｘ線管１００からＸ線を照射して複数ビュー分得たローデータに対して、実データの場合と同様にオフセット補正（Ｓ１）及びＬＯＧ変換（Ｓ２）を行った後、ビュー方向に対する加算平均処理を行うことで作成する。
【００５７】
（ステップＳ４）
次に中央処理装置１０５は、欠陥素子補正を行う（Ｓ４）。この欠陥素子補正は、中央処理装置１０５が、コンピュータのハードディスクやメディアなどにプログラムとして保存し実行してもよいし、電気回路によって実現されていてもよい。欠陥素子補正は、欠陥素子マップ１４２に記された欠陥素子に対して行う。欠陥素子マップ１４２の詳細、及び欠陥素子マップ１４２の作成方法については、後述する。欠陥素子に対する補間の方法としては、例えば隣接する正常素子の出力値の平均値を用いる。ただしこれは一例であり、本発明を限定するものではなく、様々な方法の適用が考えられる。以上のような処理を行い、各ビューにおける被検体のＸ線透視像である投影データ１４４が生成される。
【００５８】
（ステップＳ５）
次に中央処理装置１０５は、投影データ１４４を用いて再構成処理を行って再構成像１４５を作成し、これを表示装置１０６にて表示処理が行われる。
【００５９】
次に、図８乃至図９に基づいて、欠陥素子の検出処理の一例について説明する。図８の処理の開始に先立ち、Ｘ線検出装置１０４内の全てのＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５に設けられた欠陥素子検出用光源１２２から光を照射しながら、信号収集装置１１８にてＸ線検出器１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５からの信号を収集することで、光画像ローデータ１４３ａを得る。この際、複数ビュー分データを得る。この光画像ローデータ１４３ａを用いて、欠陥素子の位置の検出を行う。以下、図８の各ステップ順に説明する。
【００６０】
（ステップＳ１１）
中央処理装置１０５にて光画像ローデータ１４３ａに対して、先に説明したオフセット補正（Ｓ１）を、オフセットデータ１４０を用いて行う（Ｓ１１）。
【００６１】
（ステップＳ１２）
中央処理装置１０５は、各Ｘ線検出素子で、複数ビューのオフセット補正後の光画像ローデータ１４３ａの加算平均処理を行って、光画像データ１４７を作成する（Ｓ１２）。ここで、光画像ローデータ１４３ａを複数ビュー分得て、加算平均処理で平均化したのは、雑音による値の変動を低減するためである。ただし、これらの処理は一例であり、ステップＳ１１オフセット補正とステップＳ１２の加算平均処理の一方や両方を行わない場合も有り得る。
【００６２】
（ステップＳ１３）
光画像データ１４７に対して欠陥素子判定処理を行い、欠陥素子であるかを判定する（Ｓ１３）。欠陥素子判定処理は、例えば事前に決定し、記憶部１０９に記録した閾値１４９を用いて、欠陥素子であるか判別する。このとき、例えば閾値１４９以下の素子は、感度がない、または著しく小さいと判断し、欠陥素子と判定する。欠陥素子の有無の結果およびそれらの位置は、欠陥素子マップ１４２の形式を用いて、記憶部１０９に記録する。
【００６３】
欠陥素子マップ１４２の一例を図９に示す。図９は８×８個のＸ線検出素子を有するＸ線検出器１０４−１における欠陥素子マップ１４２であり、マトリックスの位置がＸ線検出素子に対応し、数字が欠陥素子であるか否かを示す。すなわち、マトリックスの縦の位置がＸ線検出器１０４−１のスライス１０７方向のＸ線検出素子の番号を、横がチャネル方向１０８方向の番号を表し、数字は１であるときは欠陥素子であり、０であるときが正常素子であることを表す。図９の欠陥素子マップ１４２では、２チャネル目３スライス目の素子が欠陥である。ただしこのＸ線検出素子数や、欠陥素子の位置や表示方法は一例であり、本発明を限定するものではない。
【００６４】
本実施形態によれば、Ｘ線源１００からＸ線は照射せずに、欠陥素子検出用光源１２２から照射した光を用い、欠陥素子の検出を行うことができる。特にこの構造では、Ｘ線での撮影で欠陥素子検出用光源１２２が影を作らずに、シンチレータ素子基板１２６の上面（検出面）全体に光を照射することができる。また、欠陥素子検出用光源１２２から照射されてシンチレータ素子内に至った光は、シンチレータ素子内でＸ線を吸収して生じた光と同様に、フォトダイオードへ至って電気信号を生じて読み出されるため、シンチレータからフォトダイオードへの光の伝達の異常、フォトダイオードの感度の異常、Ｘ線検出器１０４−１や信号収集装置１１８の読み出し回路における信号読み出しの感度や動作の異常も含めて欠陥素子であるかを評価できる。そのため、高精度な欠陥素子検出が可能となり、再構成像中のアーチファクトの発生や、被検体への無効なＸ線照射を防ぐことが可能となる。またＸ線を照射しないため、Ｘ線管の寿命を縮める心配が無い。更に光を用いているので、撮影直前に、被検体が撮影室にいる際でも行うことができるので、検査の作業性を低下せずに、効果的に欠陥素子を検出できる。
【００６５】
なお、コリメータ板１１３は、欠陥素子検出用光源１２２からの光を反射または拡散する表面構造を有することが望ましい。このような光を反射する構造は、例えば金属板であるコリメータ板１１３の表面を磨き、金属光沢処理をすることなどによって実現できる。またはコリメータ板１１３に、例えば反射率の高い金属を吹き付けるなどのように、欠陥素子検出用光源１２２からの光を反射する材料や構造を付加しても良い。このとき、欠陥素子検出用光源１２２からシンチレータ素子基板１２６に到達する光の量は増加し、Ｘ線検出器１０４−１から多くの信号を得ることができるため、欠陥素子と正常素子との出力差は大きくなり、欠陥素子検出にて、欠陥素子の判定精度を向上できる。
【００６６】
一方、拡散する表面構造は、例えばコリメータ板１１３に顆粒状に細かい凹凸を設けることで実現できる。このとき、光源に近い位置と遠い位置で素子に到達する光量の差が小さくなって一様性が向上し、判定精度を向上できる。
【００６７】
また中央処理装置１０５は、欠陥素子マップから、欠陥補正を行うことが可能な欠陥素子か、そのＸ線検出器１０４を交換すべきかを判断する欠陥素子判定部を具備することが望ましい。この判断では、例えばアーチファクトを抑えるために非常に高い補正精度が必要な位置や、精度が低下する状態の場合にＸ線検出器１０４を交換すべきと判断する。その方法は、例えば欠陥素子マップが更新された際に行い、欠陥素子マップにおいて、例えば再構成中心に位置する素子が欠陥の場合や、２つ以上の欠陥素子が隣接している場合にはＸ線検出器１０４の交換と判断し、その内容を表示装置１０６にて表示する。その他の場合は、図７のステップＳ４のように欠陥素子補正を行う。このように欠陥素子判定を行うことで、欠陥素子補正によって十分に補正できない場合に生じるアーチファクトを防ぐことができる。
【００６８】
更にＸ線ＣＴ装置１は、外部と情報をやり取りする手段を具備ことが望ましい。これにより、Ｘ線検出器１０４−１の交換と判断された場合には、装置メーカーなどへ自動的に連絡し、交換を速やかに行うことが可能となる。
【００６９】
第一実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、コリメータ１２０から若干離れた支柱１２３に設けられた場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。但し、先に示したように、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように、また、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減するためにＸ線遮蔽部１５０の限定する照射野の外に、欠陥素子検出用光源１２２を設ける。以下の実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置を変更した実施形態について説明する。
【００７０】
＜第二実施形態＞
次に図１０に基づいて、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａについて説明する。図１０は、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａが、第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる点は、コリメータ支持板１２１のスライス方向１０７に沿った幅及び欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置である。
【００７１】
図１０に示すように、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ａは、コリメータ支持板１２１のスライス方向１０７の幅を第一実施形態よりも短くする。そして、各欠陥素子検出用光源１２２を、各コリメータ支持板１２１の支柱１２３とは反対側に位置する側面であって、Ｘ線遮蔽部１５０の影となる位置に設ける。すなわち、二つの欠陥素子検出用光源１２２は、開口部１５０ａに連通するＸ線の行路を挟んで対向配置される。その他の構成は、第一実施形態に係るＸ線検出器と同一であるので、説明を省略する。
【００７２】
本実施形態によれば、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減することができる。また、Ｘ線の行路から退避した位置に欠陥素子検出用光源１２２を位置させることで、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように配置することができる。また、欠陥画素検出用光源１２２からの光が垂直に近い角度で反射材１２９に入射するので、より多くの光が反射材１２９を透過し、フォトダイオード素子に到達できる。
【００７３】
＜第三実施形態＞
次に図１１に基づいて、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂについて説明する。図１１は、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂが、第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる点は、欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置である。
【００７４】
図１１に示すように、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｂでは、各欠陥素子検出用光源１２２は、コリメータ板１１３の上面と一方のコリメータ支持板１２１の下面との間に挟み、かつ、Ｘ線遮蔽部１５０の影となる位置に配置する。すなわち、二つの欠陥素子検出用光源１２２は、開口部１５０ａに連通するＸ線の行路を挟んで対向配置される。その他の構成は、第一実施形態に係るＸ線検出器と同一であるので、説明を省略する。
【００７５】
本実施形態によれば、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減することができる。また、Ｘ線の行路から退避した位置に欠陥素子検出用光源１２２を位置させることで、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように配置することができる。また、欠陥画素検出用光源１２２をコリメータ板１１３とコリメータ支持板１２１との間に挟んで配置するため、欠陥画素検出用光源１２２をより確実に固定することができる。
【００７６】
＜第四実施形態＞
次に図１２に基づいて、第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃについて説明する。図１２は、第四実施形態に係るＸ線検出器の断面図１０４ｃ（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃが、第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる点は、欠陥素子検出用光源１２２の取り付け位置とコリメータ支持板１２１の透過性とである。
【００７７】
図１２に示すようにＸ線検出器１０４ｃは、欠陥素子検出用光源１２２をコリメータ支持板１２１の上面、かつＸ線遮蔽部１５０の限定する照射野外に欠陥素子検出用光源１２２を配置する。コリメータ支持板１２１は、欠陥素子検出用光源１２２からの光を透過する素材により構成する。そして、欠陥素子検出用光源１２２からの光は、コリメータ支持板１２１を透過して、シンチレータ素子基板１２６に到達する。その他の構成は、第一実施形態に係るＸ線検出器と同一であるので、説明を省略する。
【００７８】
本実施形態によれば、欠陥素子検出用光源１２２のＸ線によるダメージを除去、低減することができる。また、Ｘ線の行路から退避した位置に欠陥素子検出用光源１２２を位置させることで、Ｘ線撮影画像中に欠陥素子検出用光源１２２の影を作らないように配置することができる。更に、コリメータ支持板１２１の上面に欠陥素子検出用光源１２２を固定するので、その固定作業が容易にできる。
【００７９】
第一〜第四実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２の発光点１２７が、全てのすき間１５２に向かい合って設けられる場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、発光点１２７から照射された光が隣接チャネルにも広がる場合、その広がりの範囲で発光点１２７を間引いて設けても良い。このように隣接チャネルに広がる要因として、シンチレータ素子基板１２６とコリメータ１２０との間で用いた接着剤内での光の拡散、シンチレータ素子基板１２６内での光の拡散などがある。また発光点１２７が光の広がりを有し、向かい合っていないすき間に入った光がコリメータ１２０で反射して広がる場合なども有り得る。
【００８０】
ただし、欠陥素子検出用光源１２２が少数で発光点１２７が少数の場合、照射される光の分布は一様では無くなり、欠陥素子の検出精度が低下してしまう場合も有り得る。このため、以下の実施形態では、光の分布の一様性を向上するために、発光点の設置位置や、光源の種類を変更する、また導光板や拡散板、反射板を併用した実施形態を説明する。
【００８１】
＜第五実施形態＞
図１３に基づいて、第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄについて説明する。図１３は、第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。図１３に示すように、第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｄは、複数の光源１６１を、コリメータ板１１３を挟んで、チャネル方向１０８に沿って互い違いに配置する。光源１６１は、例えばＬＥＤ光源である。
【００８２】
より詳しくは、図１３では、光源１６１を４つ備え、各支柱１２３に二つずつ光源１６１を備える。各支柱１２３には、二つの穴１６２を備える。二本の支柱１２３には、合計４つの穴１６２が設けられるが、これらの穴１６２は、チャネル方向１０８に沿った方向において異なる位置に設けられる。そして、各穴１６２に一つずつ光源１６１を配置する。
【００８３】
本実施形態よれば、支柱１２３が光源１６１に入射するＸ線を低減し、光源１６１のＸ線による劣化を低減することができる。更に穴１６２は、貫通しない窪みであっても良い。この場合においても、同様の効果を実現できる。
【００８４】
第五実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、複数の点光源からなる場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、連続した線や面で光を発する線光源や面光源（以降、連続光源と記す）であっても構わない。ここで連続光源とは、発光点１２７が１つの切れ目のない大きなもの、長いものである場合のみならず、発光点１２７がコリメータ板１１３のすき間１５２の間隔よりも狭い間隔で複数設けられているように、多数の発光点１２７が密に設けられている場合も含む。このとき欠陥素子検出用光源１２２は、例えば無機ＥＬ光源や有機ＥＬ光源である。このような連続光源は、発光点１２７をコリメータ板１１３間のすき間１５２と位置合わせするのが容易である。更に、比較的一部分が抜けたような故障を起こし難いため、欠陥素子か欠陥素子検出用光源１２２の故障かを見分け易い。すなわち、欠陥素子では、素子毎、チャネル毎、Ｘ線検出器１０４毎などの単位で生じるが、欠陥素子検出用光源１２２が故障した場合、多数のＸ線検出器１０４に跨った多数のチャネル範囲の素子が一度に出力を生じなくなるため、見分けられる。
【００８５】
＜第六実施形態＞
次に図１４に基づいて、第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅについて説明する。図１４は、第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。第六実施形態に係るＸ線検出器１０４ｅの欠陥素子検出用光源１２２は、連続光源を点光源と拡散板との組み合わせにより実現するものである。
【００８６】
図１４に示すように、Ｘ線検出器１０４ｅの欠陥素子検出用光源１２２は、光源１６１（例えばＬＥＤ光源）と、光源１６１の光を拡散させる拡散板１６０とを備えて構成される。光源１６１は、第六実施形態と同様、各支柱１２３に設けられた穴１６２内に一つずつ配置される。拡散板１６０は、支柱１２３におけるコリメータ板１１３と対向する面のチャネル方向１０８の全幅に亘って設けられる。これにより、光源１６１から照射された光が拡散板１６０によってチャネル方向１０８に拡散して広がることで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する構造が実現される。
【００８７】
＜第七実施形態＞
次に図１５及び図１６に基づいて、第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｆ、１０４ｇについて説明する。図１５は、第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｆの断面図（図３の断面位置１１５において矢印ＢＢ’から見た断面図）である。図１６は、第七実施形態に係るＸ線検出器１０４ｇの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第七実施形態に係るＸ線検出器の欠陥素子検出用光源１２２は、連続光源を点光源と導光板との組み合わせにより実現するものである。
【００８８】
図１５に示すＸ線検出器１０４ｆの欠陥素子検出用光源１２２は、導光板１６３と、そのチャネル方向１０８の端部位置に設けられた光源１６１と、を備え、光源１６１から照射された光が導光板１６３によってチャネル方向１０８に拡散して広がることで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する構造を実現する。
【００８９】
また、図１６に示すＸ線検出器１０４ｇは、導光板１６３を、各支柱１２３のコリメータ板１１３に対向する面に、Ｘ線入射方向１５３に沿って配置する。そして、導光板１６３におけるシンチレータ素子基板１２６に近い側の端部位置に、光源１６１を配置する。
【００９０】
これにより、光源１６１から照射された光が導光板１６３によってＸ線入射方向１５３に拡散して広がることで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に光を照射する構造を実現する。
【００９１】
なお、図１６では、光源１６１はシンチレータ素子基板１２６に近い端部（図１６において導光板１６３の下部）に設けた場合を記したが、遠い方の端部（図１６において導光板１６３の上部）に設けても良い。
【００９２】
＜第八実施形態＞
次に図１７に基づいて、第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈについて説明する。図１７は、第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。第八実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの欠陥素子検出用光源１２２は、連続光源を点光源と反射体との組み合わせにより実現するものである。
【００９３】
図１７に示すように、第九実施形態に係るＸ線検出器１０４ｈの欠陥素子検出用光源１２２は、光源１６１と、その光を反射する反射体１６４とを備え、光源１６１からの光を反射体１６４にて反射することで連続光源を実現し、すき間１５２を介してシンチレータ素子基板１２６の上面に照射する構造を実現する。
【００９４】
光源１６１は、チャネル方向１０８に１つのみ設ける場合、複数設ける場合、連続した光源を設ける場合など、さまざまな場合が有り得る。更に支柱１２３が光源１６１からの光を反射する表面を有し、反射体１６４を兼ねてもよい。この場合、支柱１２３の表面で反射した反射光がシンチレータ素子基板１２６の上面に照射する構造を実現することができる。
【００９５】
なお、第六実施形態、第七実施形態及び第八実施形態において、拡散板１６０や導光板１６３や反射体１６４が、コリメータ支持板１２１の位置にあってコリメータ板１１３を支持する構造、すなわちコリメータ支持板１２１や支柱１２３などを兼ねた構造であっても構わない。
【００９６】
上記全ての実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、１つのＸ線検出器１０４毎に設けられている場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。複数のＸ線検出器１０４に対して１つの欠陥素子検出用光源１２２が設けられていても構わない。この実施形態を下記第九実施形態として説明する。
【００９７】
＜第九実施形態＞
第九実施形態は、欠陥素子検出用光源１２２を複数のＸ線検出器１０４に跨って設ける実施形態である。以下、図１８に基づいて、第九実施形態に係るＸ線検出器１０４ｉの断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。
【００９８】
第九実施形態に係るＸ線検出器の構造の一例として、例えば図１８に示すように、検出器容器１５１の一部であるＸ線遮蔽部１５０の下面（すなわち、Ｘ線照射部１５０が規定するＸ線照射野外であって、Ｘ線の行路から退避させた位置）に、チャネル方向１０８に沿って長く、例えば全Ｘ線検出器１０４に跨るような欠陥素子検出用光源１２２を設ける。欠陥素子検出用光源１２２は二つあり、各欠陥素子検出用光源１２２をＸ線遮蔽部１５０の下面の開口部１５０ａ付近に配置し、二つの欠陥素子検出用光源１２２は、開口部１５０ａを挟んで対向して設ける。コリメータ支持板１２１は、欠陥素子検出用光源１２２からの光に透明な材質を用いる。図１８では、欠陥素子検出用光源１２２が、開口部１５０ａにおけるスライス方向１０７の両端部に設けた場合を記したが、これは一例であり、一方にのみ設ける場合や、一方や両方に複数設ける場合などが有り得る。
【００９９】
本実施形態によれば、検出器容器１５１に、欠陥素子検出用光源１２２を備えないＸ線検出器１０４ｉを搭載していくだけで、欠陥素子検出用光源１２２を用いた本発明の効果を奏することができる。更にＸ線検出器１０４が故障した場合などに交換を行う際にも、作業の支障とならない。
【０１００】
＜その他の実施形態＞
上記全ての実施形態において、コリメータ板１１３が、検出面に対して垂直に配置され、チャネル方向１０８に対してすき間１５２を有して並列に並ぶ構造を成す場合を記したが、本発明を限定するものではなく、大よそ並列に並ぶ構造であれば良い。例えばコリメータ板１１３が、Ｘ線管１００の焦点位置を見込むように傾いていても良い。
【０１０１】
また、上記実施形態では、Ｘ線遮蔽部１５０をＸ線検出器１０４の付近に設けた場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。Ｘ線絞り装置１１６がＸ線遮蔽部１５０を兼ねても構わない。すなわち図２においてＸ線遮蔽部１５０が無く、Ｘ線絞り装置１１６がスライス方向１０７に視野を限定し、それによって生じた影部に、欠陥素子検出用光源１２２を配置しても構わない。
【０１０２】
また、上記実施形態では、シンチレータ素子基板１２６の上面に、光を反射する反射材１２９が設けられている場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。すなわち、反射材１２９がない場合も有り得る。
【０１０３】
また、上記実施形態では、欠陥素子の検出を、Ｘ線を用いた被検体１０２の撮影の直前に行う場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、装置の電源投入直後や電源ＯＦＦの直前、Ｘ線管やＣＴ装置のウオームアップや補正用データを取得するときの前後や、その最中（ただしＸ線を照射していないとき）、Ｘ線を用いた被検体１０２の撮影の直後などに行う場合も有り得る。更に、中央処理装置１０５が時間を計る機能を有し、電源投入移行や、最後のＸ線照射からある時間経過するときに行い、更にある時間おきに定期的に行う場合も有り得る。ここで記すある時間は、例えば一定であって、例えば１時間である。ただし一定でもなくても良い。更にこれらの複数の場合で行う場合で行うことも有り得る。この場合も、先に記したように、欠陥素子判定手段と外部と情報をやり取りする手段を具備することが望ましい。このとき、欠陥素子判定部によってＸ線検出器１０４の交換が必要と判断されたとき、その内容を装置メーカーなどへ自動的に連絡し、撮影を行う時間よりも十分に前に欠陥素子を生じたＸ線検出器１０４を交換するなどを行うことができる。このようにＸ線を用いた被検体１０２の撮影の直前以外でも欠陥素子検出を行うことで、欠陥素子が生じて撮影が行えないことなどにより被検体１０２を待たせることや、撮影を中止することなどを防ぐことができる。
【０１０４】
また上述の図８では、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射して得た光画像ローデータ１４３から欠陥素子マップ１４２を更新する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、図８の処理を行って光画像データ１４７を作成後、ステップＳ１３の欠陥素子判定を行って欠陥素子があると判別されたときは、表示装置１０６にてＸ線を照射するようにメッセージを照射する。これによってＸ線照射を行い、その際に画像を取得し、この画像から欠陥素子マップを更新しても良い。このようにすることで、欠陥素子検出用光源１２２の故障などの場合に、光画像ローデータ１４３ａで正常素子を欠陥と誤検出することを防ぐことができる。
【０１０５】
更に、上記では、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射して得た光画像ローデータ１４３ａのみを用いて欠陥素子マップ１４２を更新する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。他のエアデータやオフセットデータなども用いて欠陥素子を検出し、欠陥素子マップ１４２を更新しても良い。特にオフセットデータは、被検体のＸ線撮影の直前や、定期的にも取得することが可能であり、光画像ローデータ１４３ａを取得する前後で欠陥素子検出用光源１２２から光を照射しない際に取得し、欠陥素子の検出に利用することが望ましい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、１種類の光を用い、光画像ローデータ１４３ａを得て欠陥素子の検出する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば複数の光量の光を用いても良い。光量は、例えば光源への電流量を変更することで実現できる。このとき、図８のステップＳ１３における欠陥素子判定処理では、それぞれの光量で得られた光画像ローデータ１４３ａに対して、それぞれの光量に対して設けられた閾値１４９を用いて判定を行う。またはステップＳ１３の欠陥素子判定処理にて、これらの複数の光画像ローデータ１４３ａから各素子の入出力特性を算出し、その傾きの値や、求めた入出力特性とデータのずれを用いて、欠陥素子の判定を行っても良い。このように広い入力範囲で得られた複数の感度や入出力特性を用いて、欠陥素子を判定することで、高精度な欠陥素子検出が可能となり、再構成像中のアーチファクトの発生や、被検体への無効なＸ線照射を更に防ぐことが可能となる。
【０１０７】
更に欠陥素子検出用光源１２２に複数の波長の光を照射する光源を設け、波長の異なる光で得た複数の光画像ローデータ１４３ａを用いて欠陥素子を検出してもよい。このような光源は、例えば１つの光照射点に、複数種類のＬＥＤを設けることで実現できる。ここで、光照射点とは、検出面に入射する光が照射される点であり、光が発光点から検出面に直接入射するときには発光点と光照射点とは一致するが、発光点から出た光が、反射散乱拡散導光部材において、反射、散乱、拡散、導光の少なくとも一つを経て検出面に入射する場合には、反射散乱拡散導光部材上における反射、散乱、拡散した点又は導光された光の一部が検出面に向かって照射される点が光照射点となる。したがって、光照射点と発光点とは必ずしも一致しない。
【０１０８】
また、上記図８の説明において、光画像ローデータ１４３ａに対してオフセット補正（Ｓ１１）と加算平均処理（Ｓ１２）を行って光画像データ１４７を作成し、欠陥素子の検出を行ったが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。更にエア補正が付加されて行われても構わない。このときエア補正に、Ｘ線を用いて撮影したエアデータを用いても良い。また、過去に撮影した光画像ローデータ１４３ａに対して、先に記したエアデータの作成手順を適用して基準データを作成し、これをエアデータとして用いても良い。更に他の補正が付加されても構わない。
【０１０９】
また、上記図８のステップＳ１３の欠陥素子判定の方法として、上記のとおり、出力値を閾値１４９と比較して欠陥素子であるか否かを判定したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなく、さまざまな方法が考えられる。例えば、画像中の平均値と標準偏差を求め、出力値が平均値から標準偏差の決められた倍率以上小さいときや大きいときに欠陥と判断しても良い。ここで、決められた倍率とは、例えば５倍である。更に、前回撮影した光画像データ１４７を保存しておき、それとの差分画像を用い、閾値１４９以上の変化のあった素子を欠陥と判断しても良い。
【０１１０】
本発明では、Ｘ線をシンチレータ素子にて光に変換し、その光をフォトダイオードで電荷に変換する間接検出型のＸ線検出器の場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなく、Ｘ線を直接電荷に変換する直接検出型のＸ線検出器に適用しても良いことは言うまでもない。
【０１１１】
更に、上記実施形態では、医療用のＸ線ＣＴ装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、上記実施形態に記したＸ線検出器１０４を搭載したあらゆる装置に適用できる。その一例として、非破壊検査用のＸ線ＣＴ装置、Ｘ線コーンビームＣＴ装置、デュアルエネルギーＣＴ装置、Ｘ線画像診断装置、Ｘ線画像撮影装置、Ｘ線透視装置、マンモグラフィー、デジタルサブトラクション装置、核医学検診装置、放射線治療装置なども有り得る。更にＸ線検出器１０４を搭載し、Ｘ線や放射線の発生源を有さないＸ線や放射線の検出装置であっても構わない。更にＸ線検出器に限らず、さまざまな波長の光に対する光検出器や、それを搭載した光検出装置や光を用いた撮像装置であっても適用し得る。このとき光は、可視光、赤外線、紫外線、ガンマ線など、どのような波長であっても構わない。
【０１１２】
更に本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、実施の段階では、その要旨を逸脱しない範囲でさまざまに変形して実施することが可能である。更に、上記実施形態にはさまざまな段階が含まれており、開示される複数の構成要素における適宜な組み合わせにより、さまざまな発明が抽出され得る。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が、削除されても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１００…Ｘ線源、１０１…ガントリー回転部、１０２…被検体、１０３…寝台天板、１０４…Ｘ線検出装置、１０５…中央処理装置、１０６…表示装置、１０７…回転軸方向（スライス方向）、１０８…回転方向（チャネル方向）、１１６…Ｘ線絞り装置、１１７…制御装置、１１８…信号収集装置、１１９…入力装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、
前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、
前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、
光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、
前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、
前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置され、
前記光照射部は、前記検出面に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ前記光照射点から照射された光が、前記検出面の全面に入射する位置に配置され、
前記Ｘ線検出素子基板は、前記光照射点から照射された光を電気信号に変換し、前記配線基板は、その電気信号の読み出しを行う、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線検出器において、
前記コリメータ部は、前記複数のコリメータ板を、前記検出面上に前記第２の方向に沿って前記すき間を空けて並べて配列することにより、隣り合うコリメータ板の間に設けられたすき間を複数備え、各すき間は、前記検出面における前記第１の方向に沿った一端部から他端部にかけて連通して構成される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記光照射点が前記すき間と向かい合うように配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記すき間よりも細かい間隔で、前記第２の方向に沿って前記光照射点を連続的に有する連続光源であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線検出器において、
前記連続光源は、光を発光する発光部と、前記光を反射、散乱、拡散、導光の少なくとも１つを行う反射散乱拡散導光部材と、を備え、
前記反射散乱拡散導光部材が前記光照射点に設けられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項６】
請求項４のＸ線検出器において、
前記光照射部は、光を発光する発光部を備え、
前記Ｘ線検出器は、前記配線基板から前記第三の方向に向けて立設する二つの支柱を備え、
前記二つの支柱は、前記Ｘ線検出素子基板及び前記コリメータ板を前記第一の方向に挟んで対向して備えられ、
前記支柱の少なくとも一つには、その支柱における前記コリメータ板と対向する面に穴または／及び窪みを有し、
前記発光部は、前記穴または／及び窪み内に設けられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項７】
請求項４のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記配線基板から前記第三の方向に向けて立設する二つの支柱を備え、
前記二つの支柱は、前記Ｘ線検出素子基板及び前記コリメータ板を前記第一の方向に挟んで対向して備えられ、
前記光照射部は、前記支柱の少なくとも一つにおける前記コリメータ板と対向する面に備えられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項８】
請求項２に記載のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記コリメータ板を挟んで前記検出面とは反対側に、前記Ｘ線の前記第１の方向の照射野を限定するＸ線限定部を更に備え、
前記光照射部は、前記Ｘ線限定部が限定する照射野の外に配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項９】
請求項８のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記コリメータ板における前記検出面側とは反対側の端部、かつ、前記コリメータ板の前記第１の方向の端部付近を支持するコリメータ支持板を更に備え、
前記光照射部は、前記コリメータ支持板における前記Ｘ線限定部が限定する照射野の外に配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１０】
請求項８のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記Ｘ線限定部における前記検出面と対向する面に配置され、
前記Ｘ線検出器は、前記コリメータ板における前記検出面側とは反対側の端部、かつ、前記コリメータ板の前記第１の方向の端部付近を支持するコリメータ支持板を更に備え、当該コリメータ支持板は、前記検出面に向かって前記光照射点から照射される光を透過する部材により構成される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１１】
請求項１のＸ線検出器において、
前記コリメータ板は、前記光照射部から出た光を反射または拡散する表面構造を有する、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１２】
入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、を有し、前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置された、複数のＸ線検出器と、
光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、
前記複数のＸ線検出器は、前記第２の方向に沿って並べられ、
前記光照射部は、前記複数の前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ１つの前記光照射部が複数の前記Ｘ線検出器に跨って配置され、前記１つの光照射部から照射された光は、前記複数のＸ線検出器の検出面に入射する、
ことを特徴とするＸ線検出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＸ線検出装置と、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出装置の動作制御を行う制御装置と、
前記Ｘ線検出装置が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、
前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、
前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれかに記載のＸ線検出器と、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作制御を行う制御装置と、
前記Ｘ線検出器が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、
前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、
前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４のＸ線撮像装置において、
前記Ｘ線源がＸ線照射していないタイミングかつ所定の時間間隔で、または／及び、Ｘ線を用いた撮影開始の入力信号を受け取った後、かつＸ線撮影を行う前のタイミングで、前記光照射部は前記光を照射し、前記信号収集装置は、前記電気信号を収集し、前記欠陥素子推定部は、前記電気信号に基づいて、前記推定を行う、
ことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項１】
入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、
前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、
前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、
光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、
前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、
前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置され、
前記光照射部は、前記検出面に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ前記光照射点から照射された光が、前記検出面の全面に入射する位置に配置され、
前記Ｘ線検出素子基板は、前記光照射点から照射された光を電気信号に変換し、前記配線基板は、その電気信号の読み出しを行う、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線検出器において、
前記コリメータ部は、前記複数のコリメータ板を、前記検出面上に前記第２の方向に沿って前記すき間を空けて並べて配列することにより、隣り合うコリメータ板の間に設けられたすき間を複数備え、各すき間は、前記検出面における前記第１の方向に沿った一端部から他端部にかけて連通して構成される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記光照射点が前記すき間と向かい合うように配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記すき間よりも細かい間隔で、前記第２の方向に沿って前記光照射点を連続的に有する連続光源であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線検出器において、
前記連続光源は、光を発光する発光部と、前記光を反射、散乱、拡散、導光の少なくとも１つを行う反射散乱拡散導光部材と、を備え、
前記反射散乱拡散導光部材が前記光照射点に設けられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項６】
請求項４のＸ線検出器において、
前記光照射部は、光を発光する発光部を備え、
前記Ｘ線検出器は、前記配線基板から前記第三の方向に向けて立設する二つの支柱を備え、
前記二つの支柱は、前記Ｘ線検出素子基板及び前記コリメータ板を前記第一の方向に挟んで対向して備えられ、
前記支柱の少なくとも一つには、その支柱における前記コリメータ板と対向する面に穴または／及び窪みを有し、
前記発光部は、前記穴または／及び窪み内に設けられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項７】
請求項４のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記配線基板から前記第三の方向に向けて立設する二つの支柱を備え、
前記二つの支柱は、前記Ｘ線検出素子基板及び前記コリメータ板を前記第一の方向に挟んで対向して備えられ、
前記光照射部は、前記支柱の少なくとも一つにおける前記コリメータ板と対向する面に備えられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項８】
請求項２に記載のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記コリメータ板を挟んで前記検出面とは反対側に、前記Ｘ線の前記第１の方向の照射野を限定するＸ線限定部を更に備え、
前記光照射部は、前記Ｘ線限定部が限定する照射野の外に配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項９】
請求項８のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器は、前記コリメータ板における前記検出面側とは反対側の端部、かつ、前記コリメータ板の前記第１の方向の端部付近を支持するコリメータ支持板を更に備え、
前記光照射部は、前記コリメータ支持板における前記Ｘ線限定部が限定する照射野の外に配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１０】
請求項８のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記Ｘ線限定部における前記検出面と対向する面に配置され、
前記Ｘ線検出器は、前記コリメータ板における前記検出面側とは反対側の端部、かつ、前記コリメータ板の前記第１の方向の端部付近を支持するコリメータ支持板を更に備え、当該コリメータ支持板は、前記検出面に向かって前記光照射点から照射される光を透過する部材により構成される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１１】
請求項１のＸ線検出器において、
前記コリメータ板は、前記光照射部から出た光を反射または拡散する表面構造を有する、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１２】
入射されたＸ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出素子を、直交する第１の方向及び第２の方向にマトリクス状に配列し、前記第１の方向及び第２の方向に広がる検出面を有するＸ線検出素子基板と、前記電気信号を読み出す配線回路を有する配線基板と、前記第１の方向及び前記第２の方向に直交する第３の方向と平行な軸に対して傾いて前記検出面に入射するＸ線を吸収または散乱するコリメータ板を複数備え、これらのコリメータ板を、すき間を空けて配列したコリメータ部と、を有し、前記配線基板上に前記Ｘ線検出素子基板が積層され、前記コリメータ部は、前記すき間が前記Ｘ線検出素子と向かい合うように、前記検出面上に配置された、複数のＸ線検出器と、
光を光照射点から前記検出面に照射する光照射部と、を備え、
前記複数のＸ線検出器は、前記第２の方向に沿って並べられ、
前記光照射部は、前記複数の前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の行路から退避した位置、かつ１つの前記光照射部が複数の前記Ｘ線検出器に跨って配置され、前記１つの光照射部から照射された光は、前記複数のＸ線検出器の検出面に入射する、
ことを特徴とするＸ線検出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＸ線検出装置と、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出装置の動作制御を行う制御装置と、
前記Ｘ線検出装置が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、
前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、
前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれかに記載のＸ線検出器と、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の動作制御を行う制御装置と、
前記Ｘ線検出器が検出した光の強度に応じた電気信号を収集する信号収集装置と、
前記電気信号に基づいて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を推定する欠陥素子推定部と、
前記推定結果に基づいて、前記欠陥素子の補正を行う欠陥素子補正部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４のＸ線撮像装置において、
前記Ｘ線源がＸ線照射していないタイミングかつ所定の時間間隔で、または／及び、Ｘ線を用いた撮影開始の入力信号を受け取った後、かつＸ線撮影を行う前のタイミングで、前記光照射部は前記光を照射し、前記信号収集装置は、前記電気信号を収集し、前記欠陥素子推定部は、前記電気信号に基づいて、前記推定を行う、
ことを特徴とするＸ線撮像装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１０８７７３（Ｐ２０１３−１０８７７３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１９９４（Ｐ２０１１−２５１９９４）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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