专利名称：X射线ct装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及X射线CT装置中的重构图像的画质提高技术，特别涉及具备将检测X射线的X射线检测元件排列成矩阵状的X射线检测器的多层(multi-slice) X射线CT装置中的伪影(artifact)减少技术。
背景技术：
X射线CT装置是根据从多个方向拍摄到的被拍摄体的X射线透射像(以下，记为投影数据)来计算X射线吸收系数，得到被拍摄体的断层像(以下，记为重构图像)的装置，在医疗和非损伤检查的领域中被广泛应用。近年来，特别是在医疗领域，正推进普及多层X射线CT装置。多层X射线CT装置使用X射线检测器通过一次X射线照射来收集二维的放射线数据，从而得到多个重构图像，其中，在该X射线检测器中，检测元件列与通道(channel)
方向正交，并在沿着被拍摄体的体轴方向的层方向上排列多级检测元件列，该检测元件列是在沿着重构图像的面内的通道方向上排列多个X射线检测元件而形成的(例如，参照专利文献I)。多层X射线CT装置由于具有这样的构造，所以能够通过一次X射线照射而在层方向上对较广视野进行拍摄，因而能够短时间内拍摄所希望的范围。由此，不仅能够缩短拍摄时间，而且能够抑制在拍摄如心脏这样运动的脏器时因运动造成的模糊。多层X射线CT装置用的X射线检测器具有在将X射线转换成光的闪烁体(scintillator)基板上搭载形成有光电转换元件的半导体基板的构造。由于所使用的半导体基板的大小、制作的难易程度、价格的制约，而存在拼接(tiling)技术，在该拼接技术中，形成比所希望的级数少的级数的检测器块，在层方向上排列配置有多个检测器块，从而实现所希望的级数的X射线检测器(例如，参照专利文献2、专利文献3)。在先技术文献专利文献专利文献I JP特开2000-316841号公报专利文献2 JP特开2001-242253号公报专利文献3 JP特开2004-215911号公报
发明概要发明要解决的课题在I个半导体基板上实现所希望的级数的X射线检测器的情况下，在X射线检测器内，按照等间隔来配置各X射线检测元件。在排列多个检测器块来形成X射线检测器的情况下，为了形成同样的构成，需要使检测器块间相邻的X射线检测元件之间的间隔与检测器块内相邻的X射线检测元件之间的间隔相等。由此，需要无间隙地对构成检测器块的半导体基板进行拼接。但是，必须完全去除半导体基板的端部面的凹凸，使半导体基板的端部面平行，这在技术上较为困难。此外，由于需要较高的技术水平，因此价格高。相反，如果以无间隙地对检测器块进行拼接作为制造的前提，则由于制作尺寸的偏差和端部的凹凸，拼接的位置精度降低，重构图像的品质也随之降低。在专利文献2中，对于上述情形产生的间隙，通过使构成各检测器块的半导体基板端部的光电转换元件的宽度比其他位置的光电转换元件的宽度短，来实现X射线检测元件的等间隔配置。但是，在这样的构成中，端部的光电转换元件相比其他光电转换元件，受光面积小，占空因数(fill factor)降低，受光效率降低。此外，由于需要在半导体基板的端部精确制作光电转换元件，所以，因在半导体基板的端部加工中造成的裂缝等，端部的光电转换元件的暗电流特性和光电转换效率相比其他部分则可能会降低，或者产生偏差。此夕卜，与半导体基板同样地，由于无间隙地配置相邻的闪烁体元件块较为困难，所以需要较高的技术水平，因而价格高。此外，如果是在搭载于闪烁体基板的闪烁体元件间具有隔离板的构造、或是在闪烁体基板端部具有光反射层的构造，则通过使各检测器块端部的隔离板和光反射层较薄，可以实现等间隔的配置。但是，通过使这些层较薄，反射率的降低会造成光的汇集效率降
低，或者X射线检测元件间的汇集效率的偏差增大。此外，如果在相邻的检测器块中兼有I个光反射层、隔离板，在实现等间隔时，通过隔离板或光反射层反射的光的一部分从两个检测器块的间隙中逃逸，光的汇集效率会降低。有时在检测器块中还对搭载了散射X射线准直仪(collimator)的检测器模块进行拼接来构成X射线检测器。在该情况下，无间隙地进行拼接也较为困难，为了使X射线检测元件等间隔排列，需要使支撑散射X射线准直仪板的支撑板的端部缩短所产生的间隙大小的长度，因此，散射X射线准直仪板的支撑往往会不稳定。本发明鉴于以上情形而形成，目的在于，提供一种提高X射线检测器制造中的拼接的操作性，并且得到高品质的重构图像的技术。
发明内容
用于解决课题的方法本发明在层方向上排列多个检测器块(或检测器模块)时，使检测器块间相邻的X射线检测元件间的距离(块间距离)与检测器块间相邻的检测器元件间的距离(块内距离)不匹配。另一方面，根据得到的原始数据，在各检测器块制作时的基准位置间，分别推定与基准位置间的X射线检测元件相同数目的等间隔的位置处的输出值。根据该位置以及该原始数据来生成投影数据。具体来说，提供一种X射线CT装置，其特征在于，具备X射线产生部件，其照射X射线；X射线检测器，其在层方向上配置多个检测器模块，在该检测器模块中，检测上述X射线并转换为电信号的X射线检测元件排列在通道方向以及上述层方向的二维方向上；信号处理部件，其对根据上述X射线检测器的多个上述X射线检测元件检测到的上述电信号而得到的原始数据进行信号处理，生成投影数据；以及重构处理部件，其对上述投影数据进行重构处理，生成重构图像，其中，各上述检测器模块在上述层方向的规定的位置处具备基准位置，各上述检测器模块与在层方向上相邻的检测器模块之间具有间隙，上述信号处理部件具备存储部件，其将上述间隙的层方向上的宽度存储为间隙值；位置修正部件，其在分别设置于上述多个检测器模块中的2个检测器模块的上述基准位置之间，将根据上述X射线检测器的X射线检测元件的位置而确定的层位置修正为预先确定的位置；以及数据推定部件，其基于由上述X射线检测元件检测到的上述电信号而得到的原始数据、和存储在上述存储部件中的间隙值，来推定由上述位置修正部件修正后的层位置的数据输出值，并且，上述信号处理部件根据由上述数据推定部件推定出的数据输出值来生成上述投影数据。发明效果根据本发明，能够提高X射线检测器制造中的拼接的操作性，并且能够得到高精度的重构图像。
图I是第一实施方式的X射线CT装置的概略图。图2是第一实施方式的X射线检测器的外观图。图3是第一实施方式的X射线检测器的剖面图。图4是用于说明第一实施方式的散射X射线准直仪的金属板的一例的图。图5是用于说明第一实施方式的散射X射线准直仪的金属支撑板的一例的图。图6(a) (C)是用于说明第一实施方式的X射线检测器的制作方法的一例的图。图7(a)是第一实施方式的中央处理装置的功能块图，(b)是用于说明第一实施方式的中央处理装置的数据处理的流程的图。图8(a)以及(b)是用于说明第一实施方式的标准的层位置的计算处理以及输出值推定处理的图。图9是表示第一实施方式的数据处理的流程的处理流程图。图10是用于说明第一实施方式的灵敏度数据生成步骤的处理流程图。图11是用于说明第一实施方式的转换系数计算的步骤的处理流程图。图12是表示第一实施方式的数据处理的流程的另一例的处理流程图。图13是表示第一实施方式的数据处理的流程的另一例的处理流程图。图14是表示第一实施方式的数据处理的流程的另一例的处理流程图。图15(a)以及(b)是用于说明在第一实施方式中在基准值修正之前进行位置修正的优点的图。图16是表示第一实施方式的数据处理的流程的另一例的处理流程图。图17是在进行第一实施方式的螺旋扫描(helical scanning)时得到的扫描图表。图18是用于说明第一实施方式的检测器模块和布线基板的布线构造的一例的剖面图。图19是用于说明第一实施方式的基板位置对准方法的另一例的剖面图。图20是用于说明第一实施方式的检测器模块的另一配置例的剖面图。图21是用于说明第一实施方式的具有另一 X射线检测元件配置的X射线检测器的例子的图。图22(a)以及(b)是用于说明第一实施方式的位置修正以及输出值的决定计算方法的图。图23是用于说明第一实施方式的X射线检测器上的X射线照射范围的一例的图。
图24是用于说明第一实施方式的X射线检测器上的X射线照射范围的另一例的图。图25是表示在第一实施方式中用于变更重构图像的层厚度的处理的流程的一例的流程图。图26是表示在第一实施方式中用于变更重构图像的层厚度的处理的流程的另一例的流程图。图27是第二实施方式的X射线检测器的剖面图。图28(a)以及(b)是用于说明第二实施方式的标准的层位置的计算处理以及输出值推定处理的图。图29(a)以及(b)是用于说明第二实施方式的标准的层位置的计算处理以及输出
值推定处理的另一例的图。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，说明应用本发明的第一实施方式。以下，在用于说明本发明的实施方式的所有图中，具有相同功能的部件附加相同符号，省略其重复说明。此外，在实施方式的说明中使用的外观图、剖面图、说明图是本发明的I个例子，并不是用来限定本发明的。图I是本实施方式的X射线CT装置的概略图。如本图所示，本实施方式的X射线CT装置10具备X射线源100、X射线检测器104、信号收集装置109、中央处理装置105、显示装置106、输入装置107、控制装置108、旋转台101、以及卧台平板103等。多个X射线检测器104配置成以X射线源100为大致中心的圆弧状，并与X射线源100 —起搭载在旋转台101上。另外，在本说明书中，将X射线源100以及旋转台101的旋转方向称为通道方向112，将与旋转方向垂直的方向称为层方向111。在图I中，为了简化说明，例示出在通道方向112上具备8个X射线检测器104的情况。在实际的X射线CT装置中，X射线检测器104例如在通道方向112上具备40个左右X射线检测器104。此外，在X射线检测器104的前面设置散射X射线准直仪120 (这里，未图示。参照后述的图2。)。散射X射线准直仪120用于防止从X射线源100照射的X射线之中在被拍摄体102等中发生散射的X射线入射到X射线检测器104中。中央处理装置105对本实施方式的X射线CT装置10整体的动作进行控制。在经由输入装置107接到拍摄开始的指示后，控制装置108按照来自中央处理装置105的指示，进行来自X射线源100的X射线的照射以及X射线检测器104中的读取的同步控制、以及旋转台101的旋转控制。X射线源100按照来自控制装置108的指示，向载置在卧台平板103上的被拍摄体102照射扇状的X射线。X射线检测器104检测透过了被拍摄体102的X射线，并转换为电信号。信号收集装置109收集上述电信号，将其转换成数字信号，生成原始数据。此外，中央处理装置105根据原始数据生成投影数据，对投影数据进行图像处理，生成被拍摄体102的X射线吸收系数分布的断面图像(重构图像)。显示装置106显示生成的重构图像。另外，在本实施方式中，使旋转台101在旋转方向112上旋转，使X射线针对被拍摄体102的照射角度变化，重复上述X射线的照射，收集可用来生成被拍摄体102的360度投影数据的原始数据。该原始数据的收集按照每固定旋转角度，例如按照每0. 4度来进行。另外，将在某旋转角度获取到的原始数据称为视图(view)。接着，使用图2以及图3，说明X射线检测器104的构造。图2是用于说明本实施方式的X射线检测器104的外观的一例的外观图。此外，图3是用于说明X射线检测器104的剖面构造的一例的图，是图2的位置1000的剖面图。如图2所示，本实施方式的X射线检测器104具备散射X射线准直仪120、闪烁体元件基板130、光电转换基板(半导体基板)140、以及布线基板150。散射X射线准直仪120和闪烁体元件基板130之间由粘接剂129粘接，闪烁体元件基板130和光电转换基板140之间由粘接剂139粘接，光电转换基板140和布线基板150之间由粘接剂149粘接。多个X射线检测器104使用安装孔159而固定在检测器固定台(未图示)上，配置成图I所示的圆弧状。散射X射线准直仪120是用于遮蔽在被拍摄体102中发生散射的X射线入射到闪
烁体元件中的设备，由分别平行配置在通道方向112以及层方向111两方向上的、例如钨和钥等的金属板121构成。这些金属板121由金属支撑板122保持。闪烁体元件基板130具备闪烁体元件131，该闪烁体元件131配置成矩阵状，并在检测到X射线时发出光。在闪烁体元件131之间的闪烁体元件基板130的上面(X射线入射的面)以及侧面由对在闪烁体元件131中产生的荧光进行反射的光反射剂132覆盖。光电转换基板140在面向闪烁体元件基板130的表面具备相对该闪烁体元件131配置的光电转换元件141。来自光电转换元件141的电信号通过贯通布线146后被导入设置在背面(布线基板150侧的面)的电极垫151。光电转换元件141和闪烁体元件131构成检测X射线并生成电信号的X射线检测元件161 (未图示)。该X射线检测元件161配置在散射X射线准直仪120的金属板121之间。另外，粘接光电转换基板140和闪烁体元件基板130的粘接剂139相对于在闪烁体元件131中产生的光是透明的，并对闪烁体元件131和光电转换元件141进行光学连接。由于具有以上构成，所以在从X射线源100照射的X射线之中，在被拍摄体102中发生散射的X射线在入射至X射线检测元件161前由散射X射线准直仪120去除，透过被拍摄体102后的X射线由X射线检测元件161检测，并转换为电信号。另外，按照每I个X射线检测元件161在层方向111上检测I层大小的X射线，在通道方向上检测I通道大小的X射线。如图2以及图3所示，散射X射线准直仪120、闪烁体元件基板130、以及光电转换基板140成为一体，构成I个检测器模块400。即，本实施方式的X射线检测器104通过将层方向111上相邻配置的多个检测器模块400搭载在布线基板150之上而构成。布线基板150，如图3所示，由布线(未图示)对用于与光电转换基板140的电极垫151电连接的电极垫152、和用于将来自光电转换元件141的电信号输出至外部的连接器153进行连接。这里，作为I个例子，列举检测器模块400为2个的情况，在以下说明。在需要区别两者的情况下，对2个检测器模块400分别附加1、2检测器模块编号。此外，对于构成各检测器模块400的各要素也同样，在需要进行区别的情况下，将这些检测器模块编号附加在符号之后标记。例如，在散射X射线准直仪120的情况下，记为120-1、120-2。此外，将配置为矩阵状的各X射线检测元件161的层方向111上的级数称为层数，将通道方向112上的列数称为通道数。此外，在本实施方式中，作为I个例子，以在I个检测器模块400内在层方向111上等间隔配置X射线检测元件161的情况为例进行说明。接着，使用图4至图6，说明本实施方式的X射线检测器104的制作步骤的I个例子。其中，以下所示的制作步骤是I个例子，并不限定于此。在本实施方式中，首先，分别制作散射X射线准直仪120、闪烁体元件基板130、光电转换基板140、以及布线基板150，使用这些元件来制作各检测器模块400，将制作出的检测器模块400搭载在布线基板150上，制作X射线检测器104。散射X射线准直仪120，例如，通过将图4所示形状的金属板121搭载在图5所示形状的金属支撑板122上来制作。金属板121例如是钥和钨制，具有洼坑123。这里，图4是通道数为6且层数为4出通道4层)的X射线检测器模块400的在层方向111上平行配置的金属板121的例子，是具备7个洼坑123的例子。另外，洼坑123的数目由X射线检测器模块400的通道数以及层数决定。例如，在平行配置在X射线检测器模块400的通道方向112上的金属基板121中，洼坑123的数目为5个。金属支撑板122优选是X射线的透射率良好且难以因X射线而变质的树脂，例如是聚乙烯和丙烯酸制，具有图5所示的沟124。在组装时，首先，在将与通道方向112平行排列的、通道方向用金属板121的洼坑123朝向上的状态下，一边使通道方向用金属板121进入沟124，一边与通道方向112平行地进行排列。此时，沟124预先涂覆粘接剂。接着，一边使层方向用金属板121进入沟124，一边与层方向111平行地进行排列。此时，使层方向用金属板121的洼坑123朝向下，与已经进入的通道方向用金属板121的洼坑123接合。接着，在这些金属板121的交叉部分也涂覆粘接齐U，使其凝固，由此来制作散射X射线准直仪120。另外，以上的制作步骤是I个例子，并不限定于此。闪烁体元件基板130例如将由GSO (Ce添加Gd2Si05单结晶)、LS0 (Ce添加Lu2Si05单结晶)、BG0(Bi4Ge3012)、CW0(CdW04)等材料制造的闪烁体板沿通道方向和层方向进行切分，在之间、上面、以及侧面安装反射材料132，由此来进行制作。光电转换基板140例如在结晶硅等半导体基板上的I个面(表面)上配置光电转换元件141，在另I个面(背面)上形成电极垫151，由此来进行制作。进一步地，形成从表面贯穿到背面的贯通布线146。光电转换元件141例如是PIN型或PN型的光电二极管，采用通用的工艺来作成。此外，为了实现较大的受光面积，例如设为在硅上纵向装载了电极、P层、N层、I层而形成的构造。电极垫151例如通过蒸镀来制作。贯通布线146首先在半导体基板上通过磨边(edging)等生成贯通孔，接着通过CVD法或热氧化法等在贯通孔中形成绝缘层，并通过CVD法、溅射法、纳米金属粒子的埋入等来制作。布线基板150采用例如蒸镀法在例如印刷布线基板、陶瓷基板、铝基板、聚四氟乙烯(Teflon :注册商标)基板等基板上制作电极垫152以及布线，并进一步采用焊料来粘接连接器153。下面，说明组装如以上制作的各基板来制作X射线检测器104的工序。图6(a) (C)是表示制作X射线检测器104的工序的I个例子的图。首先，如图6(a)所示，采用粘接剂139粘接闪烁体元件基板130和光电转换基板140，制作X射线检测元件基板160 (工序I)。另外，此时，使闪烁体元件基板130的端部与光电转换基板140所具有的标记142匹配。另外，在X射线检测器104 (检测器模块400)制作时与标记142匹配的闪烁体元件基板130的端部在后述的位置修正处理中为基准位置。
接着，如图6 (b)所示，采用粘接剂129将散射X射线准直仪120粘接在工序I制作的X射线检测元件基板160上，制作检测器模块400 (工序2)。这里，在使闪烁体元件基板130与光电转换基板140的标记142进行位置对准的端部144，使散射X射线准直仪120的端部和闪烁体元件基板130的端部对准。然后，如图6(c)所示，将2个检测器模块400搭载在布线基板150上(工序3)。此时，在各检测器模块400-1以及400-2的制作中，按照使工序2中进行了位置对准的端部144和相反侧的端部彼此相邻的方式来进行搭载。此外，使光电转换基板140的端部与布线基板150所具有的标记143对准。另外，采用粘接剂149来粘接各检测器模块400-1以及400-2和布线基板150，并且采用例如焊球等将电极垫151和电极垫152电连接。在本实施方式中，按照以上工序制作X射线检测器104。因此，由于没有对检测器
模块400的端部实施特别的处理的工序，所以，例如，使检测器模块400内的光反射材料132的厚度201和检测器模块400端部的光反射材料132的厚度202 —致，使端部的闪烁体元件131的宽度206和端部以外的闪烁体元件131的宽度205也一致，由此能够制作。其中，在检测器模块400间存在间隙401。这里，厚度201也是检测器模块400内的闪烁体元件131间的距离203，并且，厚度202也是从闪烁体元件131至检测器模块400端部的距离204。以下，在本实施方式中，以端部的闪烁体元件131 (X射线检测元件161)和检测器模块400的端部之间的距离204、和检测器模块400内的闪烁体元件131 (X射线检测元件161)间的距离201相等的情况作为例子来进行说明。因此，在本实施方式中，横跨检测器模块400-1和400-2而相邻的X射线检测元件161的中心211间的距离(模块间元件间距离)213相比检测器模块400内相邻的X射线检测元件161的中心间的距离(模块内元件间距离)212大了间隙401大小。此外，在本实施方式的X射线检测器104中，在各检测器模块400中，与其他检测器模块400相邻的面的相反侧的面上，设置制作时的基准位置、即标记142以及标记143。因此，越是接近检测器模块400的相邻面的相反的端部的X射线检测元件161，就越能够精度良好的决定位置。以下，在本实施方式中，将2个检测器模块400相互相邻一侧的面称为相邻面。接着，说明中央处理装置105对原始数据实施的数据处理，其中，该原始数据是信号收集装置109将由X射线检测器104检测到的电信号转换为数字信号后而得到的，并且该X射线检测器104由以上这样制造而构成。另外，在本实施方式中，图7(a)是本实施方式的中央处理装置105的功能块图。图7(b)是用于说明中央处理装置105中的数据处理流程的图。本实施方式的X射线CT装置10的中央处理装置105如以上所述，根据原始数据生成投影数据，对投影数据进行图像处理而生成重构图像。由此，如图7(a)所示，具备根据原始数据生成投影数据的修正部510 ;和根据投影数据生成重构图像的重构部520。此夕卜，具备修正用数据存储部530，该修正用数据存储部530存储修正部510实施修正处理所需的修正用数据。中央处理装置105由具备CPU、存储器、和存储装置的信息处理装置构成，修正部510以及重构部520通过CPU将保存在存储装置中的程序装载在存储器中进行执行来实现。另外，修正用数据存储部530由存储装置构成。在图7(b)中，实线701表示实际测量时的数据的流程，虚线702表示修正用的数据的流程。如本图所示，在信号收集装置109中生成的原始数据被传送至中央处理装置105。在中央处理装置105中，修正部510使用修正用数据对原始数据进行修正处理，作成投影数据。后面叙述原始数据、修正用数据、以及修正处理的详细情况。之后，重构部520对投影数据进行卷积(convolution)和反投影(back projection)等处理,生成重构图像。生成的重构图像在显示装置106中显示。在修正部510，对由各X射线检测元件161获取到的原始数据实施各种修正，生成投影数据。在本实施方式中，如上所述，由于在检测器模块400间存在间隙401，所以各X射线检测元件161的位置从无间隙地进行拼接而构成的X射线检测器104中设想的层位置(投影数据点)偏移。在本实施方式的修正部510中，根据原始数据来推定对该偏移进行了修正后的位置中的输出值。由此，修正部510具备对在层方向上无间隙地拼接检测器模块的情况下设想的层位置进行决定的位置决定部511，其中，该检测器模块是各检测器模块400的规定倍率大小；和推定由位置决定部511决定的位置的数据的输出值的数据推定部512。S卩，在本实施
方式中，将实际获取到原始数据的层位置修正为由位置决定部511决定的层位置，推定修正后的层位置中的输出值。由此，以下，在本说明书中，将位置决定部511所进行的层位置的决定以及数据推定部512所进行的输出值的推定合并起来，称为位置修正处理。此外，将在层方向上无间隙地拼接各检测器模块400的情况下所设想的层位置称为标准的层位置，将实际获取到数据的层位置称为实际层位置。这里所谓的规定倍率例如是指，在隔着间隙的检测器模块400上分别设置的基准位置、和在放大规定倍后无间隙地配置检测器模块时的基准位置相一致的倍率。另外，规定倍率包括I倍，比检测器模块400的大规定倍率的检测器模块可以与检测器模块400为相同尺寸。另外，修正部510还具备修正数据获取部513，该修正数据获取部513获取用于生成在修正处理中使用的修正数据的数据。修正部510在修正处理中使用的修正用数据是修正部510对原始数据进行必要的处理后而生成的，其中，该原始数据是修正数据获取部513对用于作成修正用数据的被拍摄体102进行拍摄后获取到的。生成的修正用数据保存在修正用数据存储部530中。用于作成修正用数据的拍摄在实际测量前进行。后面叙述修正用数据的详细情况。位置决定部511在如上所述制作检测器模块400时，使用作为基准的位置、制作出的检测器模块400的模块内元件间距离212、检测器模块400间的间隙401、和层数，来计算标准的层位置。在位置决定部511计算标准的层位置时使用的这些信息在X射线检测器104制作时保持在修正用数据存储部530中。在本实施方式的X射线检测器104中，由于在各检测器模块400内，模块内元件间距离212相等，所以，标准的层位置在基准位置间各层为等间隔。这通过例如在各间隔中通过保持各间隔的比率来分配并计算间隙401，由此来实现。所谓各间隔是基准位置与相邻的X射线检测元件161之间的间隔、模块内相邻的X射线检测元件161的间隔、间隙与相邻的X射线检测元件161之间的间隔。此外，本实施方式的数据推定部512根据与标准的层位置相邻的2个实际层位置的原始数据通过插值来计算各标准的层位置的输出值。以下，通过具体例子，说明本实施方式的位置决定部511以及数据推定部512的处理。图8是用于说明本实施方式的位置决定部511所进行的标准的层位置的计算处理以及数据推定部512所进行的位置修正处理的图。这里，横轴表示某通道中的层方向111的位置，纵轴表示从X射线检测元件161的输出值得到的原始数据的值(输出)。图8 (a)是与位置修正前的各X射线检测元件161对应的实际层位置和输出值，分别由虚线421以及白圆圈422表示。图8(b)是位置修正后的标准的层位置和输出值，分别由虚线423和黑圆圈
424表示。另外，这里，对每个层，在层方向111上附加编号，将第n(n = 1、2........8)个
层的实际层位置421表示为X (n)，将其原始数据的值表示为P (n)，将第n (n = I、2........
8)个层的标准的层位置423表示为X’(n)，将其输出值表示为P’(n)。这里，n = I 4是检测器模块400-1的各X射线检测元件161, n = 5 8是检测器模块400-2的X射线检测元件161。并且，区域401是检测器模块400-1以及检测器模块400-2间的间隙。这里，设该间隙的层方向的长度(宽度)为D，设模块内元件间距离212的层方向的长度(间隔)为L。另外，该间隙401的宽度D按照每个X射线检测器104
在事前进行测量，并作为间隙值数据902 (后面叙述)保存在修正用数据存储部530中。该间隙401的宽度D的测量例如采用显微镜按照光学方式来进行。此外，也可以根据对在层方向111上具有倾斜的体模(phantom)进行拍摄后得到的、在层方向111上显示出规定的变化的输出数据来进行计算。此外，在本实施方式中，作为在标准的层位置计算中使用的基准位置411以及412，如本图所示，分别是检测器模块400-1、400-2的端部，使用作为X射线检测器104(检测器模块400)制作时的基准位置的位置。即，基准位置411以及412和与基准位置411以及412最接近的X射线检测元件161之间的距离分别为L/2。此时，设I个基准位置的层方向的位置坐标为X0，则图8(a)所示的各实际层位置X(n)由以下式子(I)表示。[数式I]X(n) = JT0+i〔《 —I) (r = 1,2,3,4)(I)X (ji) = X q + L^n — —^ + /) {ji = 5,6,7,8)另一方面，如图8(b)所示，各标准的层位置X’ (n)没有上述间隙401，例如，等间隔地进行配置。如上所述，例如，通过在所有间隔中维持该比率来分配间隙401的宽度D，由此能够实现。因此，图8(b)的各层位置间隔L’是L+D/M，标准的层位置X’ (n)由以下式子
(2)表示。另外，M是基准位置411和基准位置412之间的X射线检测元件161的数目(层数)，在图8(b)中是8。[数式2]X'( ) = X0+ I+(2)数据推定部512推定由式子⑵求出的标准的层位置X’(n)中的输出值P’(n)(n
=1、2........8)。推定使用例如多项式的插值函数，根据相邻的实际层位置的输出值来计
算。例如，在一次多项式的情况下，通过以下式子(3)示出的多项式来计算输出值P’(n)。[数式3]n=l，2，3，4 时
权利要求
1.一种X射线CT装置，其特征在于，具备 X射线产生部件，其照射X射线； X射线检测器，其在层方向上配置多个检测器模块，在该检测器模块中，检测上述X射线并转换为电信号的X射线检测元件排列在通道方向以及上述层方向的二维方向上； 信号处理部件，其对根据上述X射线检测器的多个上述X射线检测元件检测到的上述电信号而得到的原始数据进行信号处理，生成投影数据；以及 重构处理部件，其对上述投影数据进行重构处理，生成重构图像， 其中，各上述检测器模块在上述层方向的规定的位置处具备基准位置， 各上述检测器模块与在层方向上相邻的检测器模块之间具有间隙， 上述信号处理部件具备 存储部件，其将上述间隙的层方向上的宽度存储为间隙值； 位置修正部件，其在分别设置于上述多个检测器模块中的2个检测器模块的上述基准位置之间，将根据上述X射线检测器的X射线检测元件的位置而确定的层位置修正为预先确定的位置；以及 数据推定部件，其基于由上述X射线检测元件检测到的上述电信号而得到的原始数据、和存储在上述存储部件中的间隙值，来推定由上述位置修正部件修正后的层位置的数据输出值， 并且，上述信号处理部件根据由上述数据推定部件推定出的数据输出值来生成上述投影数据。
2.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述位置修正部件按照在上述基准位置之间，保持在上述间隙不存在的情况下的上述X射线检测元件之间的间隔之比而配置的方式来分配上述间隙的宽度，计算上述修正后的层位置。
3.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述检测器模块内的上述X射线检测元件之间的间隔是等间隔的。
4.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其特征在于， 在设上述多个检测器模块内的各X射线检测元件之间的间隔为L，设上述基准位置之间的多个检测器模块各个之间的上述间隙值的合计为D，设上述基准位置之间的层方向的所有上述X射线检测元件数为M，设上述基准位置中的一方基准位置的层方向的位置为XO时，上述位置修正部件将从上述一方基准位置起在层方向上的第n个层位置修正为XO+ (L+D/M)X (n-1/2)， 其中，M为自然数，n为M以下的自然数。
5.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述数据推定部件根据上述基准位置之间的上述原始数据并采用内插来推定上述输出值。
6.根据权利要求5所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述数据推定部件使用上述基准位置之间的多个上述原始数据，来决定以层方向的位置作为变量的多项式，并根据该多项式来推定上述输出值。
7.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于，上述信号处理部件还具备基准值修正部件，该基准值修正部件对时间上的X射线强度的变动进行修正， 上述基准值修正部件使用上述修正后的输出值，计算在该修正中使用的X射线强度参数，并且进行该修正。
8.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 还具备 旋转驱动部件，其搭载至少I个上述X射线检测器，在被拍摄体的周围进行旋转驱动； 卧台，其用于搭载上述被拍摄体； 移动部件，其使上述旋转驱动部件和上述卧台在该旋转驱动部件的旋转轴方向上相对移动；以及 重构位置决定部件，其决定根据进行该移动而得到的上述原始数据来作成重构图像的被拍摄体的重构位置， 上述数据推定部件进一步基于由上述X射线检测元件检测到的上述电信号而得到的原始数据、和被存储在上述存储部件中的间隙值，来推定上述重构位置决定部件所决定的重构位置处的上述数据输出值。
9.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述2个检测器模块是分别配置在上述层方向两端部的检测器模块。
10.根据权利要求9所述的X射线CT装置，其特征在于， 在被配置于上述两端部的2个检测器模块各自的与相邻的其他检测器模块相反侧的层方向的端部，设置上述基准位置。
11.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 具备3个以上的上述检测器模块， 上述2个检测器模块是在上述层方向上分别相邻的检测器模块， 上述基准位置被设置在使相邻的检测器模块的基准位置的间隔、和与该相邻的检测器模块之间的间隙值之比成为固定的位置。
12.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 按照在上述层方向上，由支撑部件固定的方式来配置多个上述检测器模块， 上述支撑部件在与被该支撑部件所固定的上述检测器模块的基准位置对应的位置处具备位置对准部件。
13.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述检测器模块具备 闪烁体元件基板，其隔着光反射层在层方向上配置多个将上述X射线转换成光的闪烁体元件； 光电转换基板，其在层方向上配置多个将上述光转换成上述电信号的光电转换元件；以及 散射X射线准直仪，其在层方向上，以规定间隔平行地配置多个用于遮蔽上述X射线的遮蔽板， 以上述基准位置为基准，按照上述遮蔽板和上述光反射层相对置的方式，并按照上述散射X射线准直仪、上述闪烁体元件基板、以及上述光电转换基板的顺序来进行层叠。
14.根据权利要求13所述的X射线CT装置，其特征在于， 上述散射X射线准直仪具备用于支撑上述遮蔽板的遮蔽板支撑部件， 上述遮蔽板支撑部件具有如下构成，即，在各检测器模块与其他检测器模块相邻的端部，从上述遮蔽板向相邻的检测器模块侧突出。
15.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 还具备照射区域变更部件，该照射区域变更部件在第一照射野与第二照射野之间变更上述X射线产生部件照射X射线的区域，该第一照射野为横跨多个上述检测器模块的范围，该第二照射野是中心层位置与上述第一照射野不同且是I个上述检测器模块的全部或者一部分的范围。
16.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， X射线检测器具备3个以上的奇数个上述检测器模块， 上述3个以上的奇数个检测器模块中的至少I个检测器模块在层方向上具有不同的长度， 上述检测器模块之间的间隙被配置在与上述X射线检测器的中心层位置不同的位置。
17.根据权利要求16所述的X射线CT装置，其特征在于， X射线检测器具有如下构造，即，将在层方向上最长的上述X射线检测模块配置在上述X射线检测器的中心层位置。
18.根据权利要求I所述的X射线CT装置，其特征在于， 还具备层加法部件，该层加法部件在上述层方向上将预先决定的层数的上述投影数据以及上述重构图像中的至少一方进行相加。
全文摘要
为了提供一种提高X射线检测器制造中拼接的操作性并且得到高品质的重构图像的技术，在层方向上排列多个检测器块(或检测器模块)时，使在检测器块间相邻的X射线检测元件间的距离(块间距离)与在检测器块内相邻的检测器元件间的距离(块内距离)不相匹配。另一方面，根据得到的原始数据，在各检测器块制作时的基准位置之间，分别推定与基准位置之间的X射线检测元件相同数目的等间隔的位置上的输出值。根据该位置以及该原始数据来生成投影数据。
文档编号A61B6/03GK102802531SQ201080027610
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月21日 优先权日2009年6月23日
发明者昆野康隆, 渡边史人, 寺本冬彦 申请人:株式会社日立医疗器械