Ｘ線ＣＴ装置
【課題】 Ｘ線管の寿命を落とさずに、Ｘ線管におけるＸ線焦点の大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線管２１のターゲット電極２１ｔを固定型（非回転型）とし、Ｘ線を照射する際に、Ｘ線管２１の電子ビーム７０を電界や磁界により偏向してＸ線焦点ｆをターゲット電極２１ｔ上で移動させ、電子ビーム７０が衝突するターゲット電極２１ｔ上の面積を実効的に増大させる。電子ビーム７０の偏向は、例えば偏向電極に電圧を印加し、電界を形成して行う。そして、ビューごとのＸ線焦点ｆの位置を検出または推定により特定し、Ｘ線焦点ｆの移動を考慮した画像再構成を行う。
【解決手段】 Ｘ線管２１のターゲット電極２１ｔを固定型（非回転型）とし、Ｘ線を照射する際に、Ｘ線管２１の電子ビーム７０を電界や磁界により偏向してＸ線焦点ｆをターゲット電極２１ｔ上で移動させ、電子ビーム７０が衝突するターゲット電極２１ｔ上の面積を実効的に増大させる。電子ビーム７０の偏向は、例えば偏向電極に電圧を印加し、電界を形成して行う。そして、ビューごとのＸ線焦点ｆの位置を検出または推定により特定し、Ｘ線焦点ｆの移動を考慮した画像再構成を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管を備えるＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は被検体にＸ線を照射するためのＸ線管を有している。Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管は、一般的に、電子発生源と、タングステン（tungsten）等で構成される回転型のターゲット電極（target electrode）とを有しており、電子発生源からの電子ビーム（electron beam）をターゲット電極である回転陽極に衝突させ、そこに形成されるＸ線焦点からＸ線を発生させる（例えば特許文献１，図１〜図３等参照）。ターゲット電極が回転しているので、電子ビームが衝突するターゲット電極上の面積を実効的に増大させて熱冷却効率を高めることができ、小さいＸ線焦点で大きな負荷（Ｘ線照射出力）に耐えることができる。これにより、被検体の画像を画像診断に必要とされる画質、例えば一定以上の空間分解能および一定以下のノイズレベル（noise level）にて撮影することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８０１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなＸ線管では、重いターゲット電極を長時間に渡り高速で回転させることになり、さらにはそのＸ線管が走査ガントリの回転部に搭載されて回転され、強い遠心力を受けることになる。そのため、ターゲットの回転機構を構成する部品、例えばベアリング（bearing）が磨耗により劣化し、Ｘ線管の寿命が短くなる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、Ｘ線管の寿命を落とさずに、Ｘ線管におけるＸ線焦点の大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ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】
【０００６】
第１の観点では、本発明は、電子発生源とターゲットとを含み、前記電子発生源からの電子ビームが前記ターゲットに衝突して形成されるＸ線焦点からＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管と被検体を挟んで相対向して配置されるＸ線検出器と、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の周りに回転させながらＸ線を前記被検体に照射して複数ビュー（view）の投影データ（projection data）を収集するデータ収集手段と、前記収集された投影データに基づいて逆投影処理により画像を再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記複数ビューの各々におけるＸ線焦点の位置を特定する焦点位置特定手段をさらに備えており、前記ターゲットは固定型（非回転型）であり、前記データ収集手段は、前記電子ビームを偏向して前記Ｘ線焦点を前記ターゲット上で所定のパターン（pattern）に従って移動させながら前記複数ビューの投影データを収集し、前記画像再構成手段は、前記特定されたＸ線焦点の位置を用いて前記逆投影処理を行うＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００７】
「データ収集手段」は、例えば電子ビームを電界または磁界により偏向する。
【０００８】
「焦点位置特定手段」は、例えば焦点位置を実際に検出して、あるいは、焦点位置の移動パターンが決まっている場合には推定するなどして、焦点位置を特定する。
【０００９】
第２の観点では、本発明は、前記所定の移動パターンが、前記ターゲット上を２次元的に移動するパターンである上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第３の観点では、本発明は、前記所定の移動パターン上で最も離れた位置同士の距離は、前記ターゲット上において２ミリメートル（ｍｍ）以上である上記第１の観点または第２の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第４の観点では、本発明は、前記ターゲットを、冷媒を用いて冷却する冷却手段をさらに備えている上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
「冷媒」としては、例えば水や油などを考えることができる。
【００１３】
第５の観点では、本発明は、前記Ｘ線焦点の最小の幅が、前記ターゲット上において３００ミクロン（μｍ）以下である上記第４の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第６の観点では、本発明は、前記焦点位置特定手段が、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域内に配置された所定のＸ線被照射体と、該Ｘ線被照射体の透過Ｘ線を検出してその投影データを得る検出部とを有しており、該投影データに基づいて前記Ｘ線焦点の位置を検出する上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
ここで、「所定のＸ線被照射体」は、例えばＸ線ビームを形成するコリメータ（collimator）、ピンホール（pin-hole）が形成されたＸ線吸収材等とすることができる。
【００１６】
また、「検出部」は、被検体の透過Ｘ線を検出するためのＸ線検出器と兼用であってもよい。
【００１７】
第７の観点では、本発明は、前記逆投影処理が、３次元逆投影処理である上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
第８の観点では、本発明は、前記ターゲットが、前記電子ビームが衝突する面と同じ側にＸ線を発生する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１９】
第９の観点では、本発明は、前記ターゲットが、前記電子ビームが衝突する面と反対側にＸ線を発生する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、Ｘ線管のターゲットを固定型（非回転型）としているので、ターゲットの回転機構が不要であり、回転機構の磨耗による劣化をなくすことができる。また、Ｘ線管の電子ビームを偏向してＸ線焦点をターゲット上で移動させながら被検体の投影データを収集するので、Ｘ線焦点を固定する従来の方式よりも、電子ビームが衝突するターゲット上の実効的な面積を増大させ、熱冷却効率を高めることができる。これにより、Ｘ線管の寿命を落とさずに、Ｘ線焦点の大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】Ｘ線管、コリメータ（collimator）、およびＸ線検出器の構成と位置関係を概略的に示す図である。
【図３】Ｘ線管の要部を示す図である。
【図４】ターゲット電極上に形成されるＸ線焦点を示す図である。
【図５】Ｘ線焦点がターゲット電極上で２次元的に移動する様子を示す図である。
【図６】Ｘ線焦点の移動パターンの例を示す図である。
【図７】Ｘ線焦点位置検出部の構成を示す図である。
【図８】１ビュー分の投影データの構成を示す図である。
【図９】３次元画像再構成処理を示すフローチャートである。
【図１０】３次元逆投影処理を示すフローチャートである。
【図１１】画像再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図（ｘｙ平面図）である。
【図１２】画像再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図（ｙｚ平面図）である。
【図１３】Ｘ線検出器の検出面に投影したライン（line）を示す概念図である。
【図１４】投影データを画像再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。
【図１５】画像再構成領域上の各画素の逆投影画素データを示す概念図である。
【図１６】逆投影画素データを画素対応に全ビュー加算して逆投影データを得る状態を示す概念図である。
【図１７】円形の画像再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１８】第一実施形態のＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図１９】第二実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線管の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２４】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル（table）１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。
【００２５】
操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体４０の投影データを収集するための各部の制御や３次元画像再構成処理等を行う中央処理装置３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（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ等を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２６】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部Ｂに入れ出しするクレードル（cradle）１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００２７】
走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有している。
【００２８】
回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線ビーム８１をコリメート（collimate）して扇状のＸ線ビーム８１を形成するコリメータ２３と、被検体４０を透過したＸ線ビーム８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するＤＡＳ（Data Acquisition System）（データ収集装置ともいう）２５と、Ｘ線管２１を冷却する冷却器３１と、Ｘ線管２１のＸ線焦点の位置を検出するＸ線焦点位置検出部３２と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５，冷却器３１，Ｘ線焦点位置検出部３２の制御を行う回転部コントローラ２６と、ＤＡＳ２５，Ｘ線焦点位置検出部３２等から送られてくるデータをまとめてデータ収集バッファ５に送るインタフェース（interface）部２７とが搭載されている。
【００２９】
本体部２０ａは、操作コンソール１、撮影テーブル１０、回転部コントローラ２６、およびインタフェース部２７との間で制御信号やデータなどを送受信する制御コントローラ２９を具備する。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。
【００３０】
なお、走査ガントリ２０は、本発明におけるデータ収集手段の一例である。また、中央処理装置３は、本発明における画像再構成手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、この手段として機能する。
【００３１】
図２は、Ｘ線管、コリメータ、およびＸ線検出器の構成とこれらの位置関係を概略的に示す図である。Ｘ線管２１、コリメータ２３およびＸ線検出器２４は、回転部１５の所定の基部に支持されて図示のような位置関係を維持している。すなわち、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４とは、走査ガントリ２０の開口部Ｂを挟んで相対向して配置され、またコリメータ２３は、Ｘ線管２１と開口部Ｂとの間に配置されている。
【００３２】
Ｘ線管２１は、図２に示すように、陰極スリーブ（cathode sleeve）２１ｓと、陰極スリーブ２１ｓとｚ方向にて対向して支持されるターゲット電極２１ｔとをハウジング（housing）２１ｑに収容した構造を有している。ターゲット電極２１ｔは、例えばタングステンなどにより構成されている。ターゲット電極２１ｔは、固定型（非回転型）であり、また、電子ビームが衝突する面と同じ側にＸ線を発生するいわゆる反射型である。Ｘ線管２１の構造およびその制御については、後ほど詳しく説明する。
【００３３】
Ｘ線検出器２４は、図２に示すように、Ｘ線検出素子２４ａをチャネル（channel）方向ｃｈに複数個配列してなる検出素子列をｚ方向に複数列配設して成る多列Ｘ線検出器である。ここでは、チャネル数をＣＨ（例えば１０００程度）、列数をＲＯＷ（例えば６４程度）とし、チャネル番号１〜ＣＨおよび列番号１〜ＲＯＷを図のように付す。
【００３４】
コリメータ２３は、図２に示すように、２本の円柱状の遮蔽棒２３ａ、２３ｂと、２枚の直方形状の遮蔽板２３ｃ、２３ｄを有しており、これらによりＸ線ビーム８１を通過させるスリット（slit）Ｓが形成される。
【００３５】
上記のような構成により、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから放射されたＸ線ビーム８１が、コリメータ２３のスリットＳを通過することによって、所定のコーン角（cone angle）およびファン角αを有する扇状のＸ線ビーム８１が形成される。そして、クレードル１２に載置され開口部Ｂに搬送された被検体４０を透過したＸ線ビーム８１がＸ線検出器２４にて検出される。
【００３６】
投影データの収集は、回転部１５を回転させ、Ｘ線管２１、Ｘ線検出器２４、およびコリメータ２３を、被検体４０の周りに回転しながらＸ線ビーム８１を被検体４０に照射し、その透過したＸ線ビーム８１を検出することにより行う。投影データは、例えば、回転部１５の１回転分、すなわち投影角度２π（３６０度）分を１０００ビューとして、１ビューずつ収集し、全部でπ（１８０度）＋ファン角α分、または２π（３６０度）分収集する。
【００３７】
ここで、Ｘ線管２１の構造およびその制御について詳しく説明する。なお、Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４のデータ収集幾何学系において、上記ｚ方向をｚｚ方向、ｚｚ方向に垂直で、Ｘ線検出器２４の検出面の中心と開口部Ｂ内のアイソセンタ（isocenter）ＩＣを通る直線方向をｙｙ方向、ｚｚ方向およびｙｙ方向に垂直な方向をｘｘ方向とする。
【００３８】
図３は、Ｘ線管の要部をｘｘ方向に見たときの透視図である。
【００３９】
陰極スリーブ２１ｓは、図３に示すように、陰極フィラメント（cathode filament）２１ｋ、第１〜第４の集束電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを内蔵している。
【００４０】
陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔは、ｚｚ方向において相対向するように所定の間隔を置いて配置されている。第１および第２の集束電極２１ａ，２１ｂは、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとの間の所定の空間ＡＲ１をｘｘ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。第３および第４の集束電極２１ｃ，２１ｄは、空間ＡＲ１をｙｙ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。
【００４１】
陰極フィラメント２１ｋ、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄは、Ｘ線コントローラ２２と接続されている。ターゲット電極２１ｔは、本体部２０ａの筐体グラウンドＧＮＤ（ゼロ電位）に接続されている。
【００４２】
Ｘ線コントローラ２２は、陰極フィラメント２１ｋに印加する負の電圧Ｅｋと、陰極フィラメント２１ｋに内蔵されるフィラメントに流す電流Ｉｋとを制御する。Ｘ線コントローラ２２は、Ｘ線照射時には、フィラメントの電流Ｉｋを所定値にして陰極フィラメント２１ｋから熱電子を放出させるとともに、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとの間にＸ線管電圧Ｖが掛かるように、陰極フィラメント２１ｋの電圧Ｅｋを−Ｖ〔Ｖ〕に相当する負の電圧とする。これにより、放出された熱電子は、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとの間に形成される電界により、ターゲット電極２１ｔ側に加速され、ｚｚ方向にビーム状に伸びる電子ビーム７０となる。
【００４３】
また、Ｘ線コントローラ２２は、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄにそれぞれ印加する負の電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄを制御する。これにより、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄにより囲まれる空間ＡＲ１に電界を形成して電子ビーム７０をｘｘ方向およびｙｙ方向に集束させ、電子ビーム７０のｘｘ方向およびｙｙ方向の幅を調整する。
【００４４】
集束された電子ビーム７０は、ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σに衝突してＸ線焦点ｆを形成し、Ｘ線焦点ｆからＸ線ビーム８１が放射される。ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σは、例えば５〜１０〔ｍｍ〕角程度の大きさであり、ｙｙ方向に対してｙｙ−ｚｚ面方向に角度γtだけ傾斜しており、Ｘ線ビーム８１は略ｙｙ方向を中心に広がりを持って放射される。角度γtは、例えば約７度である。
【００４５】
なお、本例では、ターゲット電極２１ｔをゼロ電位に設定し、陰極フィラメント２１ｋを負の電位に設定しているが、逆に陰極フィラメント２１ｋをゼロ電位に設定し、ターゲット電極２１ｔを正の電位に設定してもよい。あるいは、陰極フィラメント２１ｋを負の電位に設定し、ターゲット電極２１ｔを正の電位に設定してもよい。
【００４６】
図４は、ターゲット電極上に形成されたＸ線焦点を示す図であり、図４（ａ）はＸ線焦点をｘｘ方向に見たときの図、図４（ｂ）はＸ線焦点をｚｚ方向に見たときの図、図４（ｃ）は、Ｘ線焦点をｙｙ方向に見たときの図である。
【００４７】
Ｘ線焦点ｆは、ｚｚ方向に見たとき、例えば図４（ｂ）に示すようにｘｘ方向の幅Ｄｘｘ、ｙｙ方向の幅Ｄｙｙの矩形状を有している。また、ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σは、上述の通りｙｙ方向に対して角度γtで傾斜している。本例では、Ｘ線コントローラ２２は、幅Ｄｘｘが幅Ｄとなり、幅Ｄｙｙが幅Ｄ／ｔａｎ（γt）となるように、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄに印加する電圧Ｅａ〜Ｅｄを調整する。これにより、Ｘ線焦点ｆをアイソセンタＩＣから見たとき、すなわちｙｙ方向に見たときの実効的な形状及びサイズ（size）を、例えば図４（ｂ）に示すように、ｘｘ方向およびｚｚ方向において幅Ｄ×Ｄサイズの正方形状にする。また、Ｘ線コントローラ２２は、撮影条件に応じて電圧Ｅａ〜Ｅｄを制御して、Ｘ線焦点ｆの幅Ｄの大きさを変更する。
【００４８】
なお、本例では、Ｘ線焦点ｆの実効的なサイズを、回転型ターゲット電極にて通常形成するような標準サイズ、例えば、幅Ｄ＝５００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ１と、幅Ｄ≦３００〔μｍ〕の微小サイズ、例えば、幅Ｄ＝１００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ２とに切り換える。
【００４９】
ターゲット電極２１ｔは、図３に示すように、ハウジング２１ｑに固定される支持部２１ｒにより密着して支持されている。支持部２１ｒは、例えば熱伝導性のよい銅などの金属により構成されている。支持部２１ｒの内部には、ハウジング２１ｑの外部から流体を流入する流入口ｐｉとその流体を外部へ排出する排出口ｐｏとを有する管２１ｐが設けられている。流入口ｐｉと排出口ｐｏとはそれぞれホース（hose）３１ｈを介して冷却器３１と接続されており、冷却器３１と支持部２１ｒとの間に流体の流路が形成される。冷却器３１は、この流路内に水や油などの冷媒３１ａを循環させて、Ｘ線放射時に発熱したターゲット電極２１ｔを、支持部２１ｒを介した熱伝導により冷却する。なお、この冷却機構は一例であり、ターゲット電極２１ｔを熱伝導により効率よく冷却できるものであれば、いずれの冷却機構を用いても構わない。
【００５０】
陰極スリーブ２１ｓは、図３に示すように、さらに第１〜第４の偏向電極２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈを内蔵している。
【００５１】
第１および第２の偏向電極２１ｅ，２１ｆは、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄとターゲット電極２１ｔとの間の所定の空間ＡＲ２をｘｘ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。第３および第４の偏向電極２１ｇ，２１ｈは、空間ＡＲ２をｙｙ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。
【００５２】
第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｈは、Ｘ線コントローラ２２と接続されている。
【００５３】
Ｘ線コントローラ２２は、第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｈに印加する負の電圧Ｅｅ，Ｅｆ，Ｅｇ，Ｅｈを制御する。これにより、第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｇに囲まれる空間ＡＲ２に電界を形成し、集束された電子ビーム７０を、ｘｘ方向およびｙｙ方向に２次元的に偏向（位置制御）し、Ｘ線焦点ｆをターゲット電極２１ｔ上で２次元的に移動させることができる。Ｘ線焦点ｆがターゲット電極２１ｔ上で２次元的に移動する様子を図５に示す。
【００５４】
このようにＸ線焦点ｆを移動させると、電子ビーム７０がターゲット電極２１ｔに衝突する面積を実効的に増大させることができるので、ターゲット電極２１ｔの熱冷却効率を上げることができる。
【００５５】
本例では、Ｘ線焦点ｆのサイズに応じて、Ｘ線照射時にＸ線焦点ｆを移動させるか否かを決定する。具体的には、Ｘ線焦点ｆの実効的なサイズを、幅Ｄ＝５００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ１とする場合には、ターゲット電極２１ｔの発熱は冷却器３１による冷却のみで対応し、Ｘ線焦点ｆは固定して移動させない。一方、Ｘ線焦点ｆの実効的なサイズを、幅Ｄ＝１００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ２にする場合には、ターゲット電極２１ｔの集中した発熱による溶融を防ぐため、Ｘ線焦点ｆをターゲット電極２１ｔ上で所定の移動パターンを繰り返すように移動させ、熱冷却効率を上げる。
【００５６】
図６は、Ｘ線焦点の移動パターン（１周期分）の一例を示す図である。この図において、点Ｐnは、ｎビュー目の投影データ収集時のＸ線焦点ｆの中心位置を示している。
【００５７】
例えば、図６（ａ）に示すように、ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、一方向にてラスタ（raster）走査するように移動させる。なお、Ｘ線焦点の位置が走査ライン間を跨いで移動する際、すなわち図の破線で示す部分では、Ｘ線の出力を一旦切るようにする（以下、同様）。
【００５８】
また例えば、図６（ｃ）に示すように、電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、ｘｘ方向の両端部で順次折り返しながらラスタ走査するように移動させる。この場合、図６（ａ）の移動パターンのように、走査する走査ライン（line）が変わる際にＸ線の出力が一旦途切れることがないので、Ｘ線照射時間が短くなることによる投影データのＳＮ比（signal-noise ratio）の劣化を防ぐことができる。
【００５９】
また例えば、図６（ｂ）に示すように、電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、奇数ビューと偶数ビューとでｚｚ方向に振りながらラスタ走査するように移動させる。Ｘ線焦点の位置が走査ライン間を跨いで移動する際には、Ｘ線の出力を一旦切る（図の破線で示す部分）。この場合、ｚｚ方向のコーン（cone）角がずれた投影データを収集することができ、再構成画像におけるコーン角アーチファクト（cone angle artifact）を低減することができる。
【００６０】
また例えば、図６（ｄ）に示すように、図６（ｂ）の移動パターンと図６（ｃ）の移動パターンとを組み合わせて、Ｘ線焦点ｆを、奇数ビューと偶数ビューとで位置をｚｚ方向に振りながら、かつ、ｘｘ方向の両端部で順次折り返しながらラスタ走査するように移動させてもよい。なお、Ｘ線焦点の位置が走査ライン間を跨いで移動する際には、Ｘ線の出力を一旦切る（図の破線で示す部分）。
【００６１】
また例えば、図６（ｅ），図６（ｆ）に示すように、電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、奇数番目の走査ラインと偶数番目の走査ラインとで交互に飛越走査するように移動させてもよい。
【００６２】
Ｘ線焦点ｆの移動パターンは、これらの他にも種々考えることができるが、いずれにおいても、ターゲット電極２１ｔの熱冷却効率が高まるように、移動する範囲を広く取ることが好ましい。例えば、１０〔ｍｍ〕角程度のターゲットに対して、移動パターン上で最も離れた位置同士の距離（図６（ａ）の例では、点ｐ１とｐ１０００との距離）を、２〔ｍｍ〕以上、さらには５〔ｍｍ〕以上とすることが好ましい。
【００６３】
なお、Ｘ線焦点ｆの移動パターンに従って移動する１周期は、例えば、回転部１５の回転速度を０．２〜２〔ｓ／回転〕とし、回転部１５の１回転分、すなわち２π（３６０度）を１０００〜２０００ビューで分割した場合、１回転分のビューの０．５％以上に相当する５ビュー分以上、さらにはその１０％以上に相当する１００ビュー分以上で、２０００ビュー以下を目安とすることができる。
【００６４】
Ｘ線焦点位置検出部３２は、図７に示すように、ピンホール部３２ｐと、２次元Ｘ線エリア（area）検出部３２ｄと、位置特定部３２ｃとを具備している。
【００６５】
ピンホール部３２ｐおよび２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄは、Ｘ線ビーム８１の照射領域内であって被検体４０のＸ線照射に支障がない場所に配置される。本例では、Ｘ線管２１とコリメータ２３の間に配置されている。
【００６６】
ピンホール部３２ｐは、ｘｘ−ｚｚ面に平行な平板形状のＸ線吸収材で構成されており、略中央にｙｙ方向に貫通するピンホールｐが形成されている。
【００６７】
２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄは、ｘｘ−ｚｚ面に平行な検出面を有しており、ピンホール部３２ｐのピンホールｐを通ったＸ線ビーム８１を検出する。
【００６８】
位置特定部３２ｃは、２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄの出力、すなわちピンホール部３２ｐの投影データに基づいて、Ｘ線焦点ｆの位置を例えば下記の如く特定し、Ｘ線焦点ｆの座標位置Ｌｆを出力する。
【００６９】
ここで、Ｘ線焦点ｆをアイソセンタＩＣから見たときの実効的なＸ線焦点として、ｘｘ−ｚｚ面内を移動する実効Ｘ線焦点ｆ′を想定する。そして、実効Ｘ線焦点ｆ′の中心位置のｘｘ方向およびｚｚ方向の座標を（ｆxx，ｆzz）とし、ピンホールｐの中心位置のｘｘ方向およびｚｚ方向の座標を（ｐxx，ｐzz）とし、２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄにてピンホールｐを通ったＸ線ビーム８１が検出された位置ｄのｘｘ方向およびｚｚ方向の座標を（ｄxx，ｄzz）とする。また、実効Ｘ線焦点ｆ′とピンホール部３２ｐとのｙｙ方向の距離をＭ、実効Ｘ線焦点ｆ′とピンホール部３２ｐと２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄとのｙｙ方向の距離をＬとすると、実効Ｘ線焦点ｆ′の中心位置の座標は、次式により求めることができる。
【００７０】
【数１】
【００７１】
このように、Ｘ線焦点ｆの位置は、Ｘ線焦点ｆのデータ収集幾何学系における実効Ｘ線焦点ｆ′の中心位置の座標として求めることができる。
【００７２】
なお、本例では、ピンホール部３２ｐおよび２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄを、Ｘ線管２１の近傍に配置しているが、Ｘ線検出器２４の近傍に配置してもよい。
【００７３】
ＤＡＳ２５は、Ｘ線検出器２４のアナログ出力をデジタル信号に変換して、ビューごとに投影データとして収集する。
【００７４】
インタフェース部２７は、ＤＡＳ２５、回転部コントローラ２６、制御コントローラ２９、および位置特定部３２ｃと接続されている。インタフェース部２７には、ＤＡＳ２５から投影データＤ０が、位置特定部３２ｃからＸ線焦点ｆの座標位置Ｌｆが、回転部コントローラ２６からビュー角度θが、制御コントローラ２９からＸ線管２１およびＸ線検出器２４を含むデータ収集系のｚ方向座標位置ｚｎ（クレードル１２のｚ方向座標位置）がそれぞれ送られてくる。インタフェース部２７は、ビューごとの投影データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に、そのビューにおけるＸ線焦点ｆの座標位置Ｌｆ（ｖｉｅｗ）、ビュー角度θ、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎ（ｖｉｅｗ）を付加して、データ収集バッファ５に送る。ここで、ｖｉｅｗはビュー番号、ｊ，ｉはそれぞれＸ線検出器２４の列番号とチャネル番号である。１ビュー分の投影データは、例えば図８に示すような構成となる。
【００７５】
中央処理装置３は、データ収集バッファ５から受け取った投影データに基づいて３次元画像再構成処理を行い、被検体４０の画像を再構成する。
【００７６】
図９は、３次元画像再構成処理を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップ（step）Ｚ１では、投影データに対して、オフセット（offset）補正、対数変換、Ｘ線線量補正、Ｘ線検出器の感度補正、線質硬化（ビームハードニング（beam hardening））補正等を含む所定の前処理を行う。
【００７８】
ステップＺ２では、前処理された投影データに所定の再構成関数を重畳する。
【００７９】
ステップＺ３では、再構成関数が重畳された投影データに対して３次元逆投影処理を行う。この３次元逆投影処理については、後ほど詳しく説明する。
【００８０】
ステップＺ４では、３次元逆投影処理して得られた画像を画像診断に適した画質にするための後処理を行う。そして、この後処理が完了したら、３次元画像再構成処理を終了する。
【００８１】
図１０は、３次元逆投影処理（Ｚ３）の詳細を示すフローチャートである。
【００８２】
本実施形態では、再構成される画像はｚ方向に垂直な面、すなわちｘｙ平面に３次元画像再構成される。つまり、以下の画像再構成領域Ｐは、ｘｙ平面に平行なものとする。
【００８３】
ステップＺ３１では、図１０に示すように、断層像の画像再構成に必要な全ビュー、すなわち、２π（３６０度）分のビュー、またはπ（１８０度）＋ファン角α分のＸ線ファンビーム投影データの全ビュー、またはファンパラ（fan-parallel）変換されたＸ線平行ビーム投影データの場合は２π（３６０度）分の全ビュー、またはπ（１８０度）分の全ビュー中の１ビューに着目し、画像再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する。
【００８４】
ここでは、図１１〜図１４を参照して、投影データＤｒについて説明する。図１１，図１２は画像再構成領域Ｐ上のラインをＸ線透過方向への投影を示す概念図であり、その図１１はｘｙ平面、図１２はｙｚ平面を示している。図１３はＸ線検出器２４の検出面に投影した画像再構成平面の各ラインを示す概念図である。
【００８５】
図１１，図１２に示すように、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域を画像再構成領域Ｐとし、ｙ＝０のｘ軸に平行な画素列Ｌ０，ｙ＝６３の画素列Ｌ６３，ｙ＝１２７の画素列Ｌ１２７，ｙ＝１９１の画素列Ｌ１９１，ｙ＝２５５の画素列Ｌ２５５，ｙ＝３１９の画素列Ｌ３１９，ｙ＝３８３の画素列Ｌ３８３，ｙ＝４４７の画素列Ｌ４４７，ｙ＝５１１の画素列Ｌ５１１を列にとる。そして、これらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１をＸ線透過方向にＸ線検出器２４の面に投影した図１３に示す如きラインＴ０〜Ｔ５１１上の投影データを抽出すれば、それらが画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）となる。ただし、ｘ，ｙは断層像の各画素（ｘ，ｙ）に対応する。
【００８６】
なお、画像再構成領域Ｐのある画素に対するＸ線透過方向は、Ｘ線焦点ｆとその画素とを通る直線で示すことができるが、この直線がＸ線検出器２４の検出面上の複数のＸ線検出素子間に跨いで交差するような位置関係にあるときは、その画素に対する投影データは、上記複数のＸ線検出素子の投影データを加重加算処理して求める。
【００８７】
Ｘ線透過方向は、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆと各画素とＸ線検出器２４との幾何学的位置によって決まる。
【００８８】
ここでは、投影データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に、このデータが収集されたときのビューにおける、ビュー角度θ（ｖｉｅｗ）、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎ（ｖｉｅｗ）、およびＸ線焦点ｆのデータ収集幾何学系での座標位置Ｌｆ（ｖｉｅｗ）が添付されている。そのため、Ｘ線焦点ｆの移動中に収集されたＸ線検出器データであっても、投影データに添付された各種の情報とデータ収集系の幾何学的位置関係とに基づいて、Ｘ線焦点ｆおよびＸ線検出器２４のデータ収集幾何学系の中でのＸ線透過方向を正確に求めることができる。また、テーブルの加速・減速中に収集された投影データであっても、同様に同データ収集幾何学系の中でのＸ線透過方向を正確に求めることができる。
【００８９】
なお、例えば画素列Ｌ０をＸ線透過方向にＸ線検出器２４の面に投影したラインＴ０のように、ラインの一部がＸ線検出器２４のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を「０」にする。また、ｚ方向の外に出た場合は投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を補外して求める。
【００９０】
このようにして、図１４に示すように、画像再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を抽出できる。
【００９１】
ステップＺ３２では、図１０に示すように、投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）にコーンビーム再構成加重加算係数を乗算し、図１５に示す如き逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を作成する。
【００９２】
ここで、コーンビーム再構成加重加算係数ｗ（ｉ，ｊ）は以下の通りである。ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、ｖｉｅｗ＝βaでＸ線管２１のＸ線焦点ｆと画像再構成領域Ｐ上（ｘｙ平面上）の画素ｇ（ｘ，ｙ）とを結ぶ直線がＸ線ビームの中心軸ＢＣに対してなす角度をγとし、その対向ビューをｖｉｅｗ＝βbとするとき、以下の（数式２）のようになる。
【００９３】
【数２】
【００９４】
画像再構成領域Ｐ上の画素ｇ（ｘ，ｙ）を通るＸ線ビームとその対向Ｘ線ビームが再構成平面Ｐとなす角度を、αa，αbとすると、これらに依存したコーンビーム（cone beam）再構成加重加算係数ωa，ωbを掛けて加算し、逆投影画素データＤ２（０，ｘ，ｙ）を求める。この場合、（数式３）のようになる。
【００９５】
【数３】
【００９６】
ただし、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ａはビューβaの逆投影データ、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ｂはビューβbの逆投影データとする。
【００９７】
なお、コーンビーム再構成加重加算係数の対向ビーム同士の和は、（数式４）のようになる。
【００９８】
【数４】
【００９９】
コーンビーム再構成加重加算係数ωa，ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することができる。
【０１００】
例えば、コーンビーム再構成加重加算係数ωa，ωbは、次式により求めたものを用いることができる。なお、ｇａはビューβaの加重加算係数、ｇｂはビューβbの加重加算係数である。
【０１０１】
そして、ファンビーム（fan
beam）角の１／２をγmaxとするとき、以下の（数式５）から（数式１０）のようになる。
【０１０２】
【数５】
（例えば、ｑ＝１とする）
【０１０３】
また、例えば、ｇａ，ｇｂの１例として、ｍａｘ［ ］を値の大きい方を採る関数とすると、以下の（数式１１），（数式１２）のようになる。
【０１０４】
【数６】
【０１０５】
また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に、距離係数を画像再構成領域Ｐ上の各画素に乗算する。距離係数は、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから投影データＤｒに対応するＸ線検出器２４の検出器列ｊ，チャネルｉまでの距離をｒ０とし、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから投影データＤｒに対応する画像再構成領域Ｐ上の画素までの距離をｒ１とするとき、（ｒ１／ｒ０）２である。
【０１０６】
また、平行ビーム画像再構成の場合は、画像再構成領域Ｐ上の各画素にコーンビーム再構成加重加算係数ｗ（ｉ，ｊ）のみを乗算すればよい。
【０１０７】
ステップＺ３３では、図１０に示すように、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素対応に加算する。具体的には、予めクリア（clear）しておいた逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に、逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素対応に加算する。図１６が逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素ごとに加算する概念を示している。
【０１０８】
ステップＺ３４では、図１０に示すように、画像再構成に必要な全ビューの逆投影データＤ２を加算したか否かについて判断する。ここでは、全てについて加算していない場合には、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、２π（３６０度）分のビュー又は「１８０度分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップＺ３１〜Ｚ３３を繰り返し、画像再構成に必要な全ビューを加算すると図１６の左側の図に示される逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を得ることができる。一方で、全てについて加算した場合には図１０に示すように、本処理を終了する。
【０１０９】
以上、図１０の３次元逆投影処理のフローチャートは、図１１に示す画像再構成領域Ｐを正方形５１２×５１２画素として説明したものである。しかしこれに限られるものではない。
【０１１０】
図１７は円形の画像再構成領域Ｐ上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。例えば、画像再構成領域Ｐを５１２×５１２画素の正方形の領域とせずに、図１７に示すように、直径５１２画素の円形の領域としてもよい。
【０１１１】
これより、本実施形態のＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。
【０１１２】
図１８は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示す図である。
【０１１３】
ステップＳ１では、被検体４０を撮影テーブル１０のクレードル１２に載置し、位置合せを行う。
【０１１４】
ステップＳ２では、Ｘ線焦点ｆを標準サイズＳＺ１にして、そのＸ線焦点ｆをターゲット２１ｔ上に固定したままＸ線ビーム８１を被検体４０に照射してスカウトスキャン（scout scan）を行い、被検体４０のスカウト像を取得する。
【０１１５】
ステップＳ３では、ステップＳ２で取得したスカウト像に基づいて、撮影条件の設定を行う。なお、撮影条件には、撮影モード（mode）を高分解能モードにするか標準モードにするかの選択が含まれる。
【０１１６】
ステップＳ４では、撮影モードが高分解能モードであるか否かを判定し、高分解能モードであればステップＳ５に進み、高分解能モードでない、すなわち標準モードであればステップＳ７に進む。
【０１１７】
ステップＳ５では、Ｘ線焦点ｆを微小サイズＳＺ２に絞り、そのＸ線焦点ｆをターゲット２１ｔ上で所定の移動パターンに従って移動させながら被検体４０の投影データを収集する。このとき、Ｘ線焦点位置検出部３２は、Ｘ線焦点ｆの座標位置Ｌｆをビューごとに検出する。また、回転部コントローラ２６は、ビュー角度θをビューごとに特定する。制御コントローラ２９は、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎをビューごとに特定する。そして、各ビューの投影データに、そのビューにおけるＸ線焦点ｆの座標位置Ｌｆ、ビュー角度θ、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎが添付される。
【０１１８】
ステップＳ６では、Ｘ線焦点ｆの移動を考慮した３次元画像再構成処理を行う。すなわち、各ビューの投影データに添付された、Ｘ線焦点ｆの座標位置Ｌｆ、ビュー角度θ、およびデータ収集系のｚ方向座標位置ｚｎを読み取って、これらの情報とデータ収集系の幾何学的位置関係とを基に、ビューごとのＸ線焦点ｆの位置を特定する。そして、画像再構成領域Ｐの各画素に対するＸ線透過方向を正確に求めた上で、３次元逆投影処理を行う。
【０１１９】
ステップＳ７では、Ｘ線焦点ｆを標準サイズＳＺ１にして、そのＸ線焦点ｆをターゲット２１ｔ上の所定の位置に固定したまま被検体４０の投影データを収集する。
【０１２０】
ステップＳ８では、通常の３次元画像再構成処理を行う。すなわち、各ビューの投影データに添付された、ビュー角度θ、およびデータ収集系のｚ方向座標位置ｚｎを読み取って、これらの情報とデータ収集系の幾何学的位置関係とを基に、ビューごとのＸ線焦点ｆの位置を特定する。そして、画像再構成領域Ｐの各画素に対するＸ線透過方向を求めた上で、３次元逆投影処理を行う。
【０１２１】
ステップＳ９では、ステップＳ６またはステップＳ８にて再構成された画像をモニタ６の画面に表示する。
【０１２２】
以上、第一実施形態によれば、Ｘ線管２１のターゲット電極２１ｔを固定型としているので、ターゲット電極の回転機構が不要であり、回転機構の磨耗による劣化をなくすことができる。また、高分解能モードにおいては、Ｘ線管２１の電子ビーム７０を偏向してＸ線焦点ｆを移動させながら被検体４０の投影データを収集するので、Ｘ線焦点ｆを固定する従来の方式よりも、電子ビーム７０が衝突するターゲット電極２１ｔ上の面積を実効的に増大させることができる。これにより、Ｘ線管２１の寿命を落とさずに、Ｘ線焦点ｆの大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【０１２３】
また、第一実施形態によれば、Ｘ線焦点ｆを移動させるだけでなく、ターゲット電極２１ｔを冷却器３１により冷却するので、従来の回転陽極式Ｘ線管と比較して、Ｘ線焦点ｆのサイズをより小さく、例えば幅Ｄ≦３００〔μｍ〕、さらには幅Ｄ≦１００〔μｍ〕にもすることができ、撮影における空間分解能や投影データのＳＮ比を改善することができる。
【０１２４】
また、第一実施形態によれば、ターゲット電極２１ｔの回転機構が不要であり、ターゲット電極２１ｔの形状も円盤状にする必要がないので、Ｘ線管２１をより小型にすることができる。
【０１２５】
（第二実施形態）
ターゲット電極２１ｔは、図１９に示すように、電子ビームが衝突する面と反対側にＸ線を発生する、いわゆる透過型であってもよい。この場合、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとはｙｙ方向にて相対向するように配置する。
【０１２６】
（第三実施形態）
第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄおよび第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｈのうち少なくも一部を、ハウジング２１ｑの外側に設けてもよい。
【０１２７】
（第四実施形態）
Ｘ線焦点ｆの移動は、電子ビーム７０を磁界により偏向して行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２０ａ 本体部
２１ Ｘ線管
２１ａ〜２１ｄ 第１〜第４の集束電極
２１ｅ〜２１ｈ 第１〜第４の偏向電極
２１ｋ 陰極フィラメント
２１ｐ 管
２１ｑ ハウジング
２１ｒ 支持部
２１ｓ 陰極スリーブ
２１ｔ ターゲット電極
２２ Ｘ線コントローラ
２３ コリメータ
２３ａ，２３ｂ 遮蔽棒
２３ｃ，２３ｄ 遮蔽板
２４ Ｘ線検出器
２４ａ Ｘ線検出素子
２５ ＤＡＳ
２６ 回転部コントローラ
２７ インタフェース部
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
３１ 冷却器
３１ａ 冷媒
３１ｈ ホース
３２ Ｘ線焦点位置検出部
３２ｃ 位置特定部
３２ｄ ２次元Ｘ線エリア検出部
３２ｐ ピンホール部
４０ 被検体
７０ 電子ビーム
８１ Ｘ線ビーム
１００ Ｘ線ＣＴ装置
Ｂ 開口部
ｆ Ｘ線焦点
ＩＣ アイソセンタ
Ｓ スリット
σ 電子衝突面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管を備えるＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は被検体にＸ線を照射するためのＸ線管を有している。Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管は、一般的に、電子発生源と、タングステン（tungsten）等で構成される回転型のターゲット電極（target electrode）とを有しており、電子発生源からの電子ビーム（electron beam）をターゲット電極である回転陽極に衝突させ、そこに形成されるＸ線焦点からＸ線を発生させる（例えば特許文献１，図１〜図３等参照）。ターゲット電極が回転しているので、電子ビームが衝突するターゲット電極上の面積を実効的に増大させて熱冷却効率を高めることができ、小さいＸ線焦点で大きな負荷（Ｘ線照射出力）に耐えることができる。これにより、被検体の画像を画像診断に必要とされる画質、例えば一定以上の空間分解能および一定以下のノイズレベル（noise level）にて撮影することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８０１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなＸ線管では、重いターゲット電極を長時間に渡り高速で回転させることになり、さらにはそのＸ線管が走査ガントリの回転部に搭載されて回転され、強い遠心力を受けることになる。そのため、ターゲットの回転機構を構成する部品、例えばベアリング（bearing）が磨耗により劣化し、Ｘ線管の寿命が短くなる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、Ｘ線管の寿命を落とさずに、Ｘ線管におけるＸ線焦点の大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ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】
【０００６】
第１の観点では、本発明は、電子発生源とターゲットとを含み、前記電子発生源からの電子ビームが前記ターゲットに衝突して形成されるＸ線焦点からＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管と被検体を挟んで相対向して配置されるＸ線検出器と、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の周りに回転させながらＸ線を前記被検体に照射して複数ビュー（view）の投影データ（projection data）を収集するデータ収集手段と、前記収集された投影データに基づいて逆投影処理により画像を再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記複数ビューの各々におけるＸ線焦点の位置を特定する焦点位置特定手段をさらに備えており、前記ターゲットは固定型（非回転型）であり、前記データ収集手段は、前記電子ビームを偏向して前記Ｘ線焦点を前記ターゲット上で所定のパターン（pattern）に従って移動させながら前記複数ビューの投影データを収集し、前記画像再構成手段は、前記特定されたＸ線焦点の位置を用いて前記逆投影処理を行うＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００７】
「データ収集手段」は、例えば電子ビームを電界または磁界により偏向する。
【０００８】
「焦点位置特定手段」は、例えば焦点位置を実際に検出して、あるいは、焦点位置の移動パターンが決まっている場合には推定するなどして、焦点位置を特定する。
【０００９】
第２の観点では、本発明は、前記所定の移動パターンが、前記ターゲット上を２次元的に移動するパターンである上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第３の観点では、本発明は、前記所定の移動パターン上で最も離れた位置同士の距離は、前記ターゲット上において２ミリメートル（ｍｍ）以上である上記第１の観点または第２の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第４の観点では、本発明は、前記ターゲットを、冷媒を用いて冷却する冷却手段をさらに備えている上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
「冷媒」としては、例えば水や油などを考えることができる。
【００１３】
第５の観点では、本発明は、前記Ｘ線焦点の最小の幅が、前記ターゲット上において３００ミクロン（μｍ）以下である上記第４の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第６の観点では、本発明は、前記焦点位置特定手段が、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域内に配置された所定のＸ線被照射体と、該Ｘ線被照射体の透過Ｘ線を検出してその投影データを得る検出部とを有しており、該投影データに基づいて前記Ｘ線焦点の位置を検出する上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
ここで、「所定のＸ線被照射体」は、例えばＸ線ビームを形成するコリメータ（collimator）、ピンホール（pin-hole）が形成されたＸ線吸収材等とすることができる。
【００１６】
また、「検出部」は、被検体の透過Ｘ線を検出するためのＸ線検出器と兼用であってもよい。
【００１７】
第７の観点では、本発明は、前記逆投影処理が、３次元逆投影処理である上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
第８の観点では、本発明は、前記ターゲットが、前記電子ビームが衝突する面と同じ側にＸ線を発生する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１９】
第９の観点では、本発明は、前記ターゲットが、前記電子ビームが衝突する面と反対側にＸ線を発生する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、Ｘ線管のターゲットを固定型（非回転型）としているので、ターゲットの回転機構が不要であり、回転機構の磨耗による劣化をなくすことができる。また、Ｘ線管の電子ビームを偏向してＸ線焦点をターゲット上で移動させながら被検体の投影データを収集するので、Ｘ線焦点を固定する従来の方式よりも、電子ビームが衝突するターゲット上の実効的な面積を増大させ、熱冷却効率を高めることができる。これにより、Ｘ線管の寿命を落とさずに、Ｘ線焦点の大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】Ｘ線管、コリメータ（collimator）、およびＸ線検出器の構成と位置関係を概略的に示す図である。
【図３】Ｘ線管の要部を示す図である。
【図４】ターゲット電極上に形成されるＸ線焦点を示す図である。
【図５】Ｘ線焦点がターゲット電極上で２次元的に移動する様子を示す図である。
【図６】Ｘ線焦点の移動パターンの例を示す図である。
【図７】Ｘ線焦点位置検出部の構成を示す図である。
【図８】１ビュー分の投影データの構成を示す図である。
【図９】３次元画像再構成処理を示すフローチャートである。
【図１０】３次元逆投影処理を示すフローチャートである。
【図１１】画像再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図（ｘｙ平面図）である。
【図１２】画像再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図（ｙｚ平面図）である。
【図１３】Ｘ線検出器の検出面に投影したライン（line）を示す概念図である。
【図１４】投影データを画像再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。
【図１５】画像再構成領域上の各画素の逆投影画素データを示す概念図である。
【図１６】逆投影画素データを画素対応に全ビュー加算して逆投影データを得る状態を示す概念図である。
【図１７】円形の画像再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１８】第一実施形態のＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図１９】第二実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線管の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２４】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル（table）１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。
【００２５】
操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体４０の投影データを収集するための各部の制御や３次元画像再構成処理等を行う中央処理装置３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（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ等を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２６】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部Ｂに入れ出しするクレードル（cradle）１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００２７】
走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有している。
【００２８】
回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線ビーム８１をコリメート（collimate）して扇状のＸ線ビーム８１を形成するコリメータ２３と、被検体４０を透過したＸ線ビーム８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するＤＡＳ（Data Acquisition System）（データ収集装置ともいう）２５と、Ｘ線管２１を冷却する冷却器３１と、Ｘ線管２１のＸ線焦点の位置を検出するＸ線焦点位置検出部３２と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５，冷却器３１，Ｘ線焦点位置検出部３２の制御を行う回転部コントローラ２６と、ＤＡＳ２５，Ｘ線焦点位置検出部３２等から送られてくるデータをまとめてデータ収集バッファ５に送るインタフェース（interface）部２７とが搭載されている。
【００２９】
本体部２０ａは、操作コンソール１、撮影テーブル１０、回転部コントローラ２６、およびインタフェース部２７との間で制御信号やデータなどを送受信する制御コントローラ２９を具備する。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。
【００３０】
なお、走査ガントリ２０は、本発明におけるデータ収集手段の一例である。また、中央処理装置３は、本発明における画像再構成手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、この手段として機能する。
【００３１】
図２は、Ｘ線管、コリメータ、およびＸ線検出器の構成とこれらの位置関係を概略的に示す図である。Ｘ線管２１、コリメータ２３およびＸ線検出器２４は、回転部１５の所定の基部に支持されて図示のような位置関係を維持している。すなわち、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４とは、走査ガントリ２０の開口部Ｂを挟んで相対向して配置され、またコリメータ２３は、Ｘ線管２１と開口部Ｂとの間に配置されている。
【００３２】
Ｘ線管２１は、図２に示すように、陰極スリーブ（cathode sleeve）２１ｓと、陰極スリーブ２１ｓとｚ方向にて対向して支持されるターゲット電極２１ｔとをハウジング（housing）２１ｑに収容した構造を有している。ターゲット電極２１ｔは、例えばタングステンなどにより構成されている。ターゲット電極２１ｔは、固定型（非回転型）であり、また、電子ビームが衝突する面と同じ側にＸ線を発生するいわゆる反射型である。Ｘ線管２１の構造およびその制御については、後ほど詳しく説明する。
【００３３】
Ｘ線検出器２４は、図２に示すように、Ｘ線検出素子２４ａをチャネル（channel）方向ｃｈに複数個配列してなる検出素子列をｚ方向に複数列配設して成る多列Ｘ線検出器である。ここでは、チャネル数をＣＨ（例えば１０００程度）、列数をＲＯＷ（例えば６４程度）とし、チャネル番号１〜ＣＨおよび列番号１〜ＲＯＷを図のように付す。
【００３４】
コリメータ２３は、図２に示すように、２本の円柱状の遮蔽棒２３ａ、２３ｂと、２枚の直方形状の遮蔽板２３ｃ、２３ｄを有しており、これらによりＸ線ビーム８１を通過させるスリット（slit）Ｓが形成される。
【００３５】
上記のような構成により、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから放射されたＸ線ビーム８１が、コリメータ２３のスリットＳを通過することによって、所定のコーン角（cone angle）およびファン角αを有する扇状のＸ線ビーム８１が形成される。そして、クレードル１２に載置され開口部Ｂに搬送された被検体４０を透過したＸ線ビーム８１がＸ線検出器２４にて検出される。
【００３６】
投影データの収集は、回転部１５を回転させ、Ｘ線管２１、Ｘ線検出器２４、およびコリメータ２３を、被検体４０の周りに回転しながらＸ線ビーム８１を被検体４０に照射し、その透過したＸ線ビーム８１を検出することにより行う。投影データは、例えば、回転部１５の１回転分、すなわち投影角度２π（３６０度）分を１０００ビューとして、１ビューずつ収集し、全部でπ（１８０度）＋ファン角α分、または２π（３６０度）分収集する。
【００３７】
ここで、Ｘ線管２１の構造およびその制御について詳しく説明する。なお、Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４のデータ収集幾何学系において、上記ｚ方向をｚｚ方向、ｚｚ方向に垂直で、Ｘ線検出器２４の検出面の中心と開口部Ｂ内のアイソセンタ（isocenter）ＩＣを通る直線方向をｙｙ方向、ｚｚ方向およびｙｙ方向に垂直な方向をｘｘ方向とする。
【００３８】
図３は、Ｘ線管の要部をｘｘ方向に見たときの透視図である。
【００３９】
陰極スリーブ２１ｓは、図３に示すように、陰極フィラメント（cathode filament）２１ｋ、第１〜第４の集束電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを内蔵している。
【００４０】
陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔは、ｚｚ方向において相対向するように所定の間隔を置いて配置されている。第１および第２の集束電極２１ａ，２１ｂは、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとの間の所定の空間ＡＲ１をｘｘ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。第３および第４の集束電極２１ｃ，２１ｄは、空間ＡＲ１をｙｙ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。
【００４１】
陰極フィラメント２１ｋ、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄは、Ｘ線コントローラ２２と接続されている。ターゲット電極２１ｔは、本体部２０ａの筐体グラウンドＧＮＤ（ゼロ電位）に接続されている。
【００４２】
Ｘ線コントローラ２２は、陰極フィラメント２１ｋに印加する負の電圧Ｅｋと、陰極フィラメント２１ｋに内蔵されるフィラメントに流す電流Ｉｋとを制御する。Ｘ線コントローラ２２は、Ｘ線照射時には、フィラメントの電流Ｉｋを所定値にして陰極フィラメント２１ｋから熱電子を放出させるとともに、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとの間にＸ線管電圧Ｖが掛かるように、陰極フィラメント２１ｋの電圧Ｅｋを−Ｖ〔Ｖ〕に相当する負の電圧とする。これにより、放出された熱電子は、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとの間に形成される電界により、ターゲット電極２１ｔ側に加速され、ｚｚ方向にビーム状に伸びる電子ビーム７０となる。
【００４３】
また、Ｘ線コントローラ２２は、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄにそれぞれ印加する負の電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，Ｅｄを制御する。これにより、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄにより囲まれる空間ＡＲ１に電界を形成して電子ビーム７０をｘｘ方向およびｙｙ方向に集束させ、電子ビーム７０のｘｘ方向およびｙｙ方向の幅を調整する。
【００４４】
集束された電子ビーム７０は、ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σに衝突してＸ線焦点ｆを形成し、Ｘ線焦点ｆからＸ線ビーム８１が放射される。ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σは、例えば５〜１０〔ｍｍ〕角程度の大きさであり、ｙｙ方向に対してｙｙ−ｚｚ面方向に角度γtだけ傾斜しており、Ｘ線ビーム８１は略ｙｙ方向を中心に広がりを持って放射される。角度γtは、例えば約７度である。
【００４５】
なお、本例では、ターゲット電極２１ｔをゼロ電位に設定し、陰極フィラメント２１ｋを負の電位に設定しているが、逆に陰極フィラメント２１ｋをゼロ電位に設定し、ターゲット電極２１ｔを正の電位に設定してもよい。あるいは、陰極フィラメント２１ｋを負の電位に設定し、ターゲット電極２１ｔを正の電位に設定してもよい。
【００４６】
図４は、ターゲット電極上に形成されたＸ線焦点を示す図であり、図４（ａ）はＸ線焦点をｘｘ方向に見たときの図、図４（ｂ）はＸ線焦点をｚｚ方向に見たときの図、図４（ｃ）は、Ｘ線焦点をｙｙ方向に見たときの図である。
【００４７】
Ｘ線焦点ｆは、ｚｚ方向に見たとき、例えば図４（ｂ）に示すようにｘｘ方向の幅Ｄｘｘ、ｙｙ方向の幅Ｄｙｙの矩形状を有している。また、ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σは、上述の通りｙｙ方向に対して角度γtで傾斜している。本例では、Ｘ線コントローラ２２は、幅Ｄｘｘが幅Ｄとなり、幅Ｄｙｙが幅Ｄ／ｔａｎ（γt）となるように、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄに印加する電圧Ｅａ〜Ｅｄを調整する。これにより、Ｘ線焦点ｆをアイソセンタＩＣから見たとき、すなわちｙｙ方向に見たときの実効的な形状及びサイズ（size）を、例えば図４（ｂ）に示すように、ｘｘ方向およびｚｚ方向において幅Ｄ×Ｄサイズの正方形状にする。また、Ｘ線コントローラ２２は、撮影条件に応じて電圧Ｅａ〜Ｅｄを制御して、Ｘ線焦点ｆの幅Ｄの大きさを変更する。
【００４８】
なお、本例では、Ｘ線焦点ｆの実効的なサイズを、回転型ターゲット電極にて通常形成するような標準サイズ、例えば、幅Ｄ＝５００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ１と、幅Ｄ≦３００〔μｍ〕の微小サイズ、例えば、幅Ｄ＝１００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ２とに切り換える。
【００４９】
ターゲット電極２１ｔは、図３に示すように、ハウジング２１ｑに固定される支持部２１ｒにより密着して支持されている。支持部２１ｒは、例えば熱伝導性のよい銅などの金属により構成されている。支持部２１ｒの内部には、ハウジング２１ｑの外部から流体を流入する流入口ｐｉとその流体を外部へ排出する排出口ｐｏとを有する管２１ｐが設けられている。流入口ｐｉと排出口ｐｏとはそれぞれホース（hose）３１ｈを介して冷却器３１と接続されており、冷却器３１と支持部２１ｒとの間に流体の流路が形成される。冷却器３１は、この流路内に水や油などの冷媒３１ａを循環させて、Ｘ線放射時に発熱したターゲット電極２１ｔを、支持部２１ｒを介した熱伝導により冷却する。なお、この冷却機構は一例であり、ターゲット電極２１ｔを熱伝導により効率よく冷却できるものであれば、いずれの冷却機構を用いても構わない。
【００５０】
陰極スリーブ２１ｓは、図３に示すように、さらに第１〜第４の偏向電極２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈを内蔵している。
【００５１】
第１および第２の偏向電極２１ｅ，２１ｆは、第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄとターゲット電極２１ｔとの間の所定の空間ＡＲ２をｘｘ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。第３および第４の偏向電極２１ｇ，２１ｈは、空間ＡＲ２をｙｙ方向にて挟むようにそれぞれ配置されている。
【００５２】
第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｈは、Ｘ線コントローラ２２と接続されている。
【００５３】
Ｘ線コントローラ２２は、第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｈに印加する負の電圧Ｅｅ，Ｅｆ，Ｅｇ，Ｅｈを制御する。これにより、第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｇに囲まれる空間ＡＲ２に電界を形成し、集束された電子ビーム７０を、ｘｘ方向およびｙｙ方向に２次元的に偏向（位置制御）し、Ｘ線焦点ｆをターゲット電極２１ｔ上で２次元的に移動させることができる。Ｘ線焦点ｆがターゲット電極２１ｔ上で２次元的に移動する様子を図５に示す。
【００５４】
このようにＸ線焦点ｆを移動させると、電子ビーム７０がターゲット電極２１ｔに衝突する面積を実効的に増大させることができるので、ターゲット電極２１ｔの熱冷却効率を上げることができる。
【００５５】
本例では、Ｘ線焦点ｆのサイズに応じて、Ｘ線照射時にＸ線焦点ｆを移動させるか否かを決定する。具体的には、Ｘ線焦点ｆの実効的なサイズを、幅Ｄ＝５００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ１とする場合には、ターゲット電極２１ｔの発熱は冷却器３１による冷却のみで対応し、Ｘ線焦点ｆは固定して移動させない。一方、Ｘ線焦点ｆの実効的なサイズを、幅Ｄ＝１００〔μｍ〕の正方形状サイズＳＺ２にする場合には、ターゲット電極２１ｔの集中した発熱による溶融を防ぐため、Ｘ線焦点ｆをターゲット電極２１ｔ上で所定の移動パターンを繰り返すように移動させ、熱冷却効率を上げる。
【００５６】
図６は、Ｘ線焦点の移動パターン（１周期分）の一例を示す図である。この図において、点Ｐnは、ｎビュー目の投影データ収集時のＸ線焦点ｆの中心位置を示している。
【００５７】
例えば、図６（ａ）に示すように、ターゲット電極２１ｔの電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、一方向にてラスタ（raster）走査するように移動させる。なお、Ｘ線焦点の位置が走査ライン間を跨いで移動する際、すなわち図の破線で示す部分では、Ｘ線の出力を一旦切るようにする（以下、同様）。
【００５８】
また例えば、図６（ｃ）に示すように、電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、ｘｘ方向の両端部で順次折り返しながらラスタ走査するように移動させる。この場合、図６（ａ）の移動パターンのように、走査する走査ライン（line）が変わる際にＸ線の出力が一旦途切れることがないので、Ｘ線照射時間が短くなることによる投影データのＳＮ比（signal-noise ratio）の劣化を防ぐことができる。
【００５９】
また例えば、図６（ｂ）に示すように、電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、奇数ビューと偶数ビューとでｚｚ方向に振りながらラスタ走査するように移動させる。Ｘ線焦点の位置が走査ライン間を跨いで移動する際には、Ｘ線の出力を一旦切る（図の破線で示す部分）。この場合、ｚｚ方向のコーン（cone）角がずれた投影データを収集することができ、再構成画像におけるコーン角アーチファクト（cone angle artifact）を低減することができる。
【００６０】
また例えば、図６（ｄ）に示すように、図６（ｂ）の移動パターンと図６（ｃ）の移動パターンとを組み合わせて、Ｘ線焦点ｆを、奇数ビューと偶数ビューとで位置をｚｚ方向に振りながら、かつ、ｘｘ方向の両端部で順次折り返しながらラスタ走査するように移動させてもよい。なお、Ｘ線焦点の位置が走査ライン間を跨いで移動する際には、Ｘ線の出力を一旦切る（図の破線で示す部分）。
【００６１】
また例えば、図６（ｅ），図６（ｆ）に示すように、電子衝突面σ上において、Ｘ線焦点ｆの位置を、奇数番目の走査ラインと偶数番目の走査ラインとで交互に飛越走査するように移動させてもよい。
【００６２】
Ｘ線焦点ｆの移動パターンは、これらの他にも種々考えることができるが、いずれにおいても、ターゲット電極２１ｔの熱冷却効率が高まるように、移動する範囲を広く取ることが好ましい。例えば、１０〔ｍｍ〕角程度のターゲットに対して、移動パターン上で最も離れた位置同士の距離（図６（ａ）の例では、点ｐ１とｐ１０００との距離）を、２〔ｍｍ〕以上、さらには５〔ｍｍ〕以上とすることが好ましい。
【００６３】
なお、Ｘ線焦点ｆの移動パターンに従って移動する１周期は、例えば、回転部１５の回転速度を０．２〜２〔ｓ／回転〕とし、回転部１５の１回転分、すなわち２π（３６０度）を１０００〜２０００ビューで分割した場合、１回転分のビューの０．５％以上に相当する５ビュー分以上、さらにはその１０％以上に相当する１００ビュー分以上で、２０００ビュー以下を目安とすることができる。
【００６４】
Ｘ線焦点位置検出部３２は、図７に示すように、ピンホール部３２ｐと、２次元Ｘ線エリア（area）検出部３２ｄと、位置特定部３２ｃとを具備している。
【００６５】
ピンホール部３２ｐおよび２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄは、Ｘ線ビーム８１の照射領域内であって被検体４０のＸ線照射に支障がない場所に配置される。本例では、Ｘ線管２１とコリメータ２３の間に配置されている。
【００６６】
ピンホール部３２ｐは、ｘｘ−ｚｚ面に平行な平板形状のＸ線吸収材で構成されており、略中央にｙｙ方向に貫通するピンホールｐが形成されている。
【００６７】
２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄは、ｘｘ−ｚｚ面に平行な検出面を有しており、ピンホール部３２ｐのピンホールｐを通ったＸ線ビーム８１を検出する。
【００６８】
位置特定部３２ｃは、２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄの出力、すなわちピンホール部３２ｐの投影データに基づいて、Ｘ線焦点ｆの位置を例えば下記の如く特定し、Ｘ線焦点ｆの座標位置Ｌｆを出力する。
【００６９】
ここで、Ｘ線焦点ｆをアイソセンタＩＣから見たときの実効的なＸ線焦点として、ｘｘ−ｚｚ面内を移動する実効Ｘ線焦点ｆ′を想定する。そして、実効Ｘ線焦点ｆ′の中心位置のｘｘ方向およびｚｚ方向の座標を（ｆxx，ｆzz）とし、ピンホールｐの中心位置のｘｘ方向およびｚｚ方向の座標を（ｐxx，ｐzz）とし、２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄにてピンホールｐを通ったＸ線ビーム８１が検出された位置ｄのｘｘ方向およびｚｚ方向の座標を（ｄxx，ｄzz）とする。また、実効Ｘ線焦点ｆ′とピンホール部３２ｐとのｙｙ方向の距離をＭ、実効Ｘ線焦点ｆ′とピンホール部３２ｐと２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄとのｙｙ方向の距離をＬとすると、実効Ｘ線焦点ｆ′の中心位置の座標は、次式により求めることができる。
【００７０】
【数１】
【００７１】
このように、Ｘ線焦点ｆの位置は、Ｘ線焦点ｆのデータ収集幾何学系における実効Ｘ線焦点ｆ′の中心位置の座標として求めることができる。
【００７２】
なお、本例では、ピンホール部３２ｐおよび２次元Ｘ線エリア検出部３２ｄを、Ｘ線管２１の近傍に配置しているが、Ｘ線検出器２４の近傍に配置してもよい。
【００７３】
ＤＡＳ２５は、Ｘ線検出器２４のアナログ出力をデジタル信号に変換して、ビューごとに投影データとして収集する。
【００７４】
インタフェース部２７は、ＤＡＳ２５、回転部コントローラ２６、制御コントローラ２９、および位置特定部３２ｃと接続されている。インタフェース部２７には、ＤＡＳ２５から投影データＤ０が、位置特定部３２ｃからＸ線焦点ｆの座標位置Ｌｆが、回転部コントローラ２６からビュー角度θが、制御コントローラ２９からＸ線管２１およびＸ線検出器２４を含むデータ収集系のｚ方向座標位置ｚｎ（クレードル１２のｚ方向座標位置）がそれぞれ送られてくる。インタフェース部２７は、ビューごとの投影データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に、そのビューにおけるＸ線焦点ｆの座標位置Ｌｆ（ｖｉｅｗ）、ビュー角度θ、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎ（ｖｉｅｗ）を付加して、データ収集バッファ５に送る。ここで、ｖｉｅｗはビュー番号、ｊ，ｉはそれぞれＸ線検出器２４の列番号とチャネル番号である。１ビュー分の投影データは、例えば図８に示すような構成となる。
【００７５】
中央処理装置３は、データ収集バッファ５から受け取った投影データに基づいて３次元画像再構成処理を行い、被検体４０の画像を再構成する。
【００７６】
図９は、３次元画像再構成処理を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップ（step）Ｚ１では、投影データに対して、オフセット（offset）補正、対数変換、Ｘ線線量補正、Ｘ線検出器の感度補正、線質硬化（ビームハードニング（beam hardening））補正等を含む所定の前処理を行う。
【００７８】
ステップＺ２では、前処理された投影データに所定の再構成関数を重畳する。
【００７９】
ステップＺ３では、再構成関数が重畳された投影データに対して３次元逆投影処理を行う。この３次元逆投影処理については、後ほど詳しく説明する。
【００８０】
ステップＺ４では、３次元逆投影処理して得られた画像を画像診断に適した画質にするための後処理を行う。そして、この後処理が完了したら、３次元画像再構成処理を終了する。
【００８１】
図１０は、３次元逆投影処理（Ｚ３）の詳細を示すフローチャートである。
【００８２】
本実施形態では、再構成される画像はｚ方向に垂直な面、すなわちｘｙ平面に３次元画像再構成される。つまり、以下の画像再構成領域Ｐは、ｘｙ平面に平行なものとする。
【００８３】
ステップＺ３１では、図１０に示すように、断層像の画像再構成に必要な全ビュー、すなわち、２π（３６０度）分のビュー、またはπ（１８０度）＋ファン角α分のＸ線ファンビーム投影データの全ビュー、またはファンパラ（fan-parallel）変換されたＸ線平行ビーム投影データの場合は２π（３６０度）分の全ビュー、またはπ（１８０度）分の全ビュー中の１ビューに着目し、画像再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する。
【００８４】
ここでは、図１１〜図１４を参照して、投影データＤｒについて説明する。図１１，図１２は画像再構成領域Ｐ上のラインをＸ線透過方向への投影を示す概念図であり、その図１１はｘｙ平面、図１２はｙｚ平面を示している。図１３はＸ線検出器２４の検出面に投影した画像再構成平面の各ラインを示す概念図である。
【００８５】
図１１，図１２に示すように、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域を画像再構成領域Ｐとし、ｙ＝０のｘ軸に平行な画素列Ｌ０，ｙ＝６３の画素列Ｌ６３，ｙ＝１２７の画素列Ｌ１２７，ｙ＝１９１の画素列Ｌ１９１，ｙ＝２５５の画素列Ｌ２５５，ｙ＝３１９の画素列Ｌ３１９，ｙ＝３８３の画素列Ｌ３８３，ｙ＝４４７の画素列Ｌ４４７，ｙ＝５１１の画素列Ｌ５１１を列にとる。そして、これらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１をＸ線透過方向にＸ線検出器２４の面に投影した図１３に示す如きラインＴ０〜Ｔ５１１上の投影データを抽出すれば、それらが画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）となる。ただし、ｘ，ｙは断層像の各画素（ｘ，ｙ）に対応する。
【００８６】
なお、画像再構成領域Ｐのある画素に対するＸ線透過方向は、Ｘ線焦点ｆとその画素とを通る直線で示すことができるが、この直線がＸ線検出器２４の検出面上の複数のＸ線検出素子間に跨いで交差するような位置関係にあるときは、その画素に対する投影データは、上記複数のＸ線検出素子の投影データを加重加算処理して求める。
【００８７】
Ｘ線透過方向は、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆと各画素とＸ線検出器２４との幾何学的位置によって決まる。
【００８８】
ここでは、投影データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に、このデータが収集されたときのビューにおける、ビュー角度θ（ｖｉｅｗ）、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎ（ｖｉｅｗ）、およびＸ線焦点ｆのデータ収集幾何学系での座標位置Ｌｆ（ｖｉｅｗ）が添付されている。そのため、Ｘ線焦点ｆの移動中に収集されたＸ線検出器データであっても、投影データに添付された各種の情報とデータ収集系の幾何学的位置関係とに基づいて、Ｘ線焦点ｆおよびＸ線検出器２４のデータ収集幾何学系の中でのＸ線透過方向を正確に求めることができる。また、テーブルの加速・減速中に収集された投影データであっても、同様に同データ収集幾何学系の中でのＸ線透過方向を正確に求めることができる。
【００８９】
なお、例えば画素列Ｌ０をＸ線透過方向にＸ線検出器２４の面に投影したラインＴ０のように、ラインの一部がＸ線検出器２４のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を「０」にする。また、ｚ方向の外に出た場合は投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を補外して求める。
【００９０】
このようにして、図１４に示すように、画像再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を抽出できる。
【００９１】
ステップＺ３２では、図１０に示すように、投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）にコーンビーム再構成加重加算係数を乗算し、図１５に示す如き逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を作成する。
【００９２】
ここで、コーンビーム再構成加重加算係数ｗ（ｉ，ｊ）は以下の通りである。ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、ｖｉｅｗ＝βaでＸ線管２１のＸ線焦点ｆと画像再構成領域Ｐ上（ｘｙ平面上）の画素ｇ（ｘ，ｙ）とを結ぶ直線がＸ線ビームの中心軸ＢＣに対してなす角度をγとし、その対向ビューをｖｉｅｗ＝βbとするとき、以下の（数式２）のようになる。
【００９３】
【数２】
【００９４】
画像再構成領域Ｐ上の画素ｇ（ｘ，ｙ）を通るＸ線ビームとその対向Ｘ線ビームが再構成平面Ｐとなす角度を、αa，αbとすると、これらに依存したコーンビーム（cone beam）再構成加重加算係数ωa，ωbを掛けて加算し、逆投影画素データＤ２（０，ｘ，ｙ）を求める。この場合、（数式３）のようになる。
【００９５】
【数３】
【００９６】
ただし、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ａはビューβaの逆投影データ、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ｂはビューβbの逆投影データとする。
【００９７】
なお、コーンビーム再構成加重加算係数の対向ビーム同士の和は、（数式４）のようになる。
【００９８】
【数４】
【００９９】
コーンビーム再構成加重加算係数ωa，ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することができる。
【０１００】
例えば、コーンビーム再構成加重加算係数ωa，ωbは、次式により求めたものを用いることができる。なお、ｇａはビューβaの加重加算係数、ｇｂはビューβbの加重加算係数である。
【０１０１】
そして、ファンビーム（fan
beam）角の１／２をγmaxとするとき、以下の（数式５）から（数式１０）のようになる。
【０１０２】
【数５】
（例えば、ｑ＝１とする）
【０１０３】
また、例えば、ｇａ，ｇｂの１例として、ｍａｘ［ ］を値の大きい方を採る関数とすると、以下の（数式１１），（数式１２）のようになる。
【０１０４】
【数６】
【０１０５】
また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に、距離係数を画像再構成領域Ｐ上の各画素に乗算する。距離係数は、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから投影データＤｒに対応するＸ線検出器２４の検出器列ｊ，チャネルｉまでの距離をｒ０とし、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから投影データＤｒに対応する画像再構成領域Ｐ上の画素までの距離をｒ１とするとき、（ｒ１／ｒ０）２である。
【０１０６】
また、平行ビーム画像再構成の場合は、画像再構成領域Ｐ上の各画素にコーンビーム再構成加重加算係数ｗ（ｉ，ｊ）のみを乗算すればよい。
【０１０７】
ステップＺ３３では、図１０に示すように、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素対応に加算する。具体的には、予めクリア（clear）しておいた逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に、逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素対応に加算する。図１６が逆投影画素データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素ごとに加算する概念を示している。
【０１０８】
ステップＺ３４では、図１０に示すように、画像再構成に必要な全ビューの逆投影データＤ２を加算したか否かについて判断する。ここでは、全てについて加算していない場合には、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、２π（３６０度）分のビュー又は「１８０度分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップＺ３１〜Ｚ３３を繰り返し、画像再構成に必要な全ビューを加算すると図１６の左側の図に示される逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を得ることができる。一方で、全てについて加算した場合には図１０に示すように、本処理を終了する。
【０１０９】
以上、図１０の３次元逆投影処理のフローチャートは、図１１に示す画像再構成領域Ｐを正方形５１２×５１２画素として説明したものである。しかしこれに限られるものではない。
【０１１０】
図１７は円形の画像再構成領域Ｐ上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。例えば、画像再構成領域Ｐを５１２×５１２画素の正方形の領域とせずに、図１７に示すように、直径５１２画素の円形の領域としてもよい。
【０１１１】
これより、本実施形態のＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。
【０１１２】
図１８は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示す図である。
【０１１３】
ステップＳ１では、被検体４０を撮影テーブル１０のクレードル１２に載置し、位置合せを行う。
【０１１４】
ステップＳ２では、Ｘ線焦点ｆを標準サイズＳＺ１にして、そのＸ線焦点ｆをターゲット２１ｔ上に固定したままＸ線ビーム８１を被検体４０に照射してスカウトスキャン（scout scan）を行い、被検体４０のスカウト像を取得する。
【０１１５】
ステップＳ３では、ステップＳ２で取得したスカウト像に基づいて、撮影条件の設定を行う。なお、撮影条件には、撮影モード（mode）を高分解能モードにするか標準モードにするかの選択が含まれる。
【０１１６】
ステップＳ４では、撮影モードが高分解能モードであるか否かを判定し、高分解能モードであればステップＳ５に進み、高分解能モードでない、すなわち標準モードであればステップＳ７に進む。
【０１１７】
ステップＳ５では、Ｘ線焦点ｆを微小サイズＳＺ２に絞り、そのＸ線焦点ｆをターゲット２１ｔ上で所定の移動パターンに従って移動させながら被検体４０の投影データを収集する。このとき、Ｘ線焦点位置検出部３２は、Ｘ線焦点ｆの座標位置Ｌｆをビューごとに検出する。また、回転部コントローラ２６は、ビュー角度θをビューごとに特定する。制御コントローラ２９は、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎをビューごとに特定する。そして、各ビューの投影データに、そのビューにおけるＸ線焦点ｆの座標位置Ｌｆ、ビュー角度θ、データ収集系のｚ方向座標位置ｚｎが添付される。
【０１１８】
ステップＳ６では、Ｘ線焦点ｆの移動を考慮した３次元画像再構成処理を行う。すなわち、各ビューの投影データに添付された、Ｘ線焦点ｆの座標位置Ｌｆ、ビュー角度θ、およびデータ収集系のｚ方向座標位置ｚｎを読み取って、これらの情報とデータ収集系の幾何学的位置関係とを基に、ビューごとのＸ線焦点ｆの位置を特定する。そして、画像再構成領域Ｐの各画素に対するＸ線透過方向を正確に求めた上で、３次元逆投影処理を行う。
【０１１９】
ステップＳ７では、Ｘ線焦点ｆを標準サイズＳＺ１にして、そのＸ線焦点ｆをターゲット２１ｔ上の所定の位置に固定したまま被検体４０の投影データを収集する。
【０１２０】
ステップＳ８では、通常の３次元画像再構成処理を行う。すなわち、各ビューの投影データに添付された、ビュー角度θ、およびデータ収集系のｚ方向座標位置ｚｎを読み取って、これらの情報とデータ収集系の幾何学的位置関係とを基に、ビューごとのＸ線焦点ｆの位置を特定する。そして、画像再構成領域Ｐの各画素に対するＸ線透過方向を求めた上で、３次元逆投影処理を行う。
【０１２１】
ステップＳ９では、ステップＳ６またはステップＳ８にて再構成された画像をモニタ６の画面に表示する。
【０１２２】
以上、第一実施形態によれば、Ｘ線管２１のターゲット電極２１ｔを固定型としているので、ターゲット電極の回転機構が不要であり、回転機構の磨耗による劣化をなくすことができる。また、高分解能モードにおいては、Ｘ線管２１の電子ビーム７０を偏向してＸ線焦点ｆを移動させながら被検体４０の投影データを収集するので、Ｘ線焦点ｆを固定する従来の方式よりも、電子ビーム７０が衝突するターゲット電極２１ｔ上の面積を実効的に増大させることができる。これにより、Ｘ線管２１の寿命を落とさずに、Ｘ線焦点ｆの大きさに対する許容負荷を大きくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【０１２３】
また、第一実施形態によれば、Ｘ線焦点ｆを移動させるだけでなく、ターゲット電極２１ｔを冷却器３１により冷却するので、従来の回転陽極式Ｘ線管と比較して、Ｘ線焦点ｆのサイズをより小さく、例えば幅Ｄ≦３００〔μｍ〕、さらには幅Ｄ≦１００〔μｍ〕にもすることができ、撮影における空間分解能や投影データのＳＮ比を改善することができる。
【０１２４】
また、第一実施形態によれば、ターゲット電極２１ｔの回転機構が不要であり、ターゲット電極２１ｔの形状も円盤状にする必要がないので、Ｘ線管２１をより小型にすることができる。
【０１２５】
（第二実施形態）
ターゲット電極２１ｔは、図１９に示すように、電子ビームが衝突する面と反対側にＸ線を発生する、いわゆる透過型であってもよい。この場合、陰極フィラメント２１ｋとターゲット電極２１ｔとはｙｙ方向にて相対向するように配置する。
【０１２６】
（第三実施形態）
第１〜第４の集束電極２１ａ〜２１ｄおよび第１〜第４の偏向電極２１ｅ〜２１ｈのうち少なくも一部を、ハウジング２１ｑの外側に設けてもよい。
【０１２７】
（第四実施形態）
Ｘ線焦点ｆの移動は、電子ビーム７０を磁界により偏向して行ってもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２０ａ 本体部
２１ Ｘ線管
２１ａ〜２１ｄ 第１〜第４の集束電極
２１ｅ〜２１ｈ 第１〜第４の偏向電極
２１ｋ 陰極フィラメント
２１ｐ 管
２１ｑ ハウジング
２１ｒ 支持部
２１ｓ 陰極スリーブ
２１ｔ ターゲット電極
２２ Ｘ線コントローラ
２３ コリメータ
２３ａ，２３ｂ 遮蔽棒
２３ｃ，２３ｄ 遮蔽板
２４ Ｘ線検出器
２４ａ Ｘ線検出素子
２５ ＤＡＳ
２６ 回転部コントローラ
２７ インタフェース部
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
３１ 冷却器
３１ａ 冷媒
３１ｈ ホース
３２ Ｘ線焦点位置検出部
３２ｃ 位置特定部
３２ｄ ２次元Ｘ線エリア検出部
３２ｐ ピンホール部
４０ 被検体
７０ 電子ビーム
８１ Ｘ線ビーム
１００ Ｘ線ＣＴ装置
Ｂ 開口部
ｆ Ｘ線焦点
ＩＣ アイソセンタ
Ｓ スリット
σ 電子衝突面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子発生源とターゲットとを含み、前記電子発生源からの電子ビームが前記ターゲットに衝突して形成されるＸ線焦点からＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管と被検体を挟んで相対向して配置されるＸ線検出器と、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の周りに回転させながらＸ線を前記被検体に照射して複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、前記収集された投影データに基づいて逆投影処理により画像を再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記複数ビューの各々におけるＸ線焦点の位置を特定する焦点位置特定手段をさらに備えており、
前記ターゲットは固定型であり、
前記データ収集手段は、前記電子ビームを偏向して前記Ｘ線焦点を前記ターゲット上で所定のパターンに従って移動させながら前記複数ビューの投影データを収集し、
前記画像再構成手段は、前記特定されたＸ線焦点の位置を用いて前記逆投影処理を行うＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記所定の移動パターンは、前記ターゲット上を２次元的に移動するパターンである請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記所定の移動パターン上で最も離れた位置同士の距離は、前記ターゲット上において２ミリメートル（ｍｍ）以上である請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記ターゲットを、冷媒を用いて冷却する冷却手段をさらに備えている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線焦点の最小の幅は、前記ターゲット上において３００ミクロン（μｍ）以下である請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記焦点位置特定手段は、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域内に配置された所定のＸ線被照射体と、該Ｘ線被照射体の透過Ｘ線を検出してその投影データを得る検出部とを有しており、該投影データに基づいて前記Ｘ線焦点の位置を検出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記逆投影処理は、３次元逆投影処理である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記ターゲットは、前記電子ビームが衝突する面と同じ側にＸ線を発生する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記ターゲットは、前記電子ビームが衝突する面と反対側にＸ線を発生する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１】
電子発生源とターゲットとを含み、前記電子発生源からの電子ビームが前記ターゲットに衝突して形成されるＸ線焦点からＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管と被検体を挟んで相対向して配置されるＸ線検出器と、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の周りに回転させながらＸ線を前記被検体に照射して複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、前記収集された投影データに基づいて逆投影処理により画像を再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記複数ビューの各々におけるＸ線焦点の位置を特定する焦点位置特定手段をさらに備えており、
前記ターゲットは固定型であり、
前記データ収集手段は、前記電子ビームを偏向して前記Ｘ線焦点を前記ターゲット上で所定のパターンに従って移動させながら前記複数ビューの投影データを収集し、
前記画像再構成手段は、前記特定されたＸ線焦点の位置を用いて前記逆投影処理を行うＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記所定の移動パターンは、前記ターゲット上を２次元的に移動するパターンである請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記所定の移動パターン上で最も離れた位置同士の距離は、前記ターゲット上において２ミリメートル（ｍｍ）以上である請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記ターゲットを、冷媒を用いて冷却する冷却手段をさらに備えている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線焦点の最小の幅は、前記ターゲット上において３００ミクロン（μｍ）以下である請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記焦点位置特定手段は、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域内に配置された所定のＸ線被照射体と、該Ｘ線被照射体の透過Ｘ線を検出してその投影データを得る検出部とを有しており、該投影データに基づいて前記Ｘ線焦点の位置を検出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記逆投影処理は、３次元逆投影処理である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記ターゲットは、前記電子ビームが衝突する面と同じ側にＸ線を発生する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記ターゲットは、前記電子ビームが衝突する面と反対側にＸ線を発生する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【図１】
【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１９】
【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１９】
【公開番号】特開２０１１−１９８０２（Ｐ２０１１−１９８０２Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６８７３７（Ｐ２００９−１６８７３７）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]