特許 6356422 ＣＴ撮影システムおよびＣＴコリメータのスリットプロファイルを測定するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6356422

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】ＣＴ撮影システムおよびＣＴコリメータのスリットプロファイルを測定するための方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 320H

   A61B6/03 330Z

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】44

(21)【出願番号】特願2014-13858(P2014-13858)

(22)【出願日】2014年1月29日

(65)【公開番号】特開2014-147739(P2014-147739A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2017年1月26日

(31)【優先権主張番号】201310037469.8

(32)【優先日】2013年1月31日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】シャンジュン・パン

(72)【発明者】

【氏名】シュタオ・リュウ

(72)【発明者】

【氏名】ドン・ツァン

(72)【発明者】

【氏名】ビン・ワン

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１１８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５００５７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スキャンガントリの第１の側に配置され、対象に放射線を発する放射線源と、
前記対象と前記放射線源との間に配置され、前記放射線源からの前記放射線をビームフォーミングするコリメータであって、前記放射線を通すための少なくとも１つのスリットを有する平面ゲーティング装置を含むコリメータと、
前記スキャンガントリの前記第１の側とは反対の第２の側に配置され、前記放射線を検出する放射線検出器と
を含む、放射線ＣＴ撮影システムであって、
前記放射線検出器が、一列に配置された複数の検出器要素を含み、隣接する検出器要素間に傾斜角度が存在し、
前記少なくとも一つのスリットの各々の長手方向における幅の分布が、前記放射線源の焦点と前記スリットとの垂直距離と、前記焦点と前記放射線検出器との垂直距離と、隣接する検出器要素間の前記傾斜角度と、各検出器要素の長さと、前記スリットを通過する前記放射線によって形成される前記放射線検出器上の投影の所望の幅と、前記焦点を通り前記スリットに垂直な平面に対する前記スリットの長手方向の中心線上の点から前記焦点までの接続線のオフセット角とによって、統合的に求められる、
放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項2】

前記複数の検出器要素は３個〜７個の検出器要素を有する、請求項１に記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項3】

前記放射線が、Ｘ線である、請求項１記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項4】

前記複数の検出器要素は３個〜７個の検出器要素を有する、請求項３に記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項5】

前記平面ゲーティング装置は複数のスリットを有し、
前記複数のスリットのうちの一つのスリットを選択するように構成されたコリメータコントローラを含む、請求項１記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項6】

前記複数の検出器要素が、同じ長さ、または異なる長さを有する、請求項１記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項7】

隣接する検出器要素間の前記傾斜角度が等しい、請求項１記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項8】

隣接する検出器要素の選択されたペア間の前記傾斜角度は等しくない、請求項１記載の放射線ＣＴ撮影システム。

【請求項9】

ＣＴコリメータのスリットプロファイルを測定するための方法であって、
前記ＣＴコリメータは、平面構造のゲーティング装置を含み、平面構造のゲーティング装置では、少なくとも１つのスリットが、ＣＴコリメータと協働して使用される放射線源からの放射線を通し、前記放射線がＣＴコリメータと協働して使用される放射線検出器に投影することができ、前記放射線検出器が、一列に配置された複数の検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素間には傾斜角度があり、前記方法が、
前記少なくとも１つのスリットの各スリットについて、前記スリットの長手方向における２つの対向エッジのプロファイルを、
前記放射線源の焦点と前記スリットとの間の垂直距離と、
前記焦点と前記放射線検出器との間の垂直距離と、
隣接する検出器要素間の前記傾斜角度と、
各検出器要素の長さと、
前記スリットを通過する前記放射線による前記放射線検出器上の投影の望ましい幅と、
前記焦点を通り、前記スリットに垂直な平面に対する、前記スリットの長手方向の中心線上の点から前記焦点までの接続線のオフセット角と、
に基づいて、測定するステップ
を含む、方法。

【請求項10】

前記複数の検出器要素が、３から７つの検出器要素を含む、請求項９項記載の方法。

【請求項11】

前記放射線がＸ線である、請求項９記載の方法。

【請求項12】

前記複数の検出器要素が、同じ長さ、または異なる長さを有する、請求項９記載の方法。

【請求項13】

隣接する検出器要素間の前記傾斜角度が等しい、請求項９記載の方法。

【請求項14】

隣接する検出器要素の選択されたペア間の傾斜角度が等しくない、請求項９記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、放射線ＣＴの分野に関し、より詳細には、ＣＴコリメータのスリットプロファイルを測定するための方法、および検出精度を維持しながらさらなる放射線照射を回避することができるＣＴ撮影システムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、Ｘ線ＣＴシステムのような放射線ＣＴシステムが、様々な医療機関で対象の関心領域の３次元撮影に広く使用されて、臨床医が対象の正確な医療診断を行う助けとなっている。

【0003】

放射線ＣＴシステムでは、円錐形の放射線ビームを生成する放射線管、および放射線を検出する２次元放射線エリア検出器が、回転中心の周りを回転するように設置され、２次元放射線エリア検出器は、放射線管と反対側に配置され、マトリックスに配列された検出器要素からなる。対象を透過する放射線によって生成される投影データが収集され、収集された投影データに基づいて、対象の関心領域の画像が再構成され、次いで再構成されたＣＴ画像が、画像ディスプレイ装置に表示される。

【0004】

放射線ＣＴシステムでは、放射線管と検出される対象との間に、一般的にはコリメータが設けられる。コリメータのスリット幅を調整することによって、対象に平行な方向の放射線ビームの幅が、スキャンの厚さを制御するように制御される。

【0005】

コリメータの１つの従来の型では、そのスリットの長手方向のエッジは直線形状を有する。矩形のＸ線検出器は、通常、Ｘ線管の焦点を中心とする弧面に配置されるので、このような従来のコリメータを使用することによってＸ線検出器に投影されるＸ線ビームは、いびつな矩形を有する投影範囲を形成し、したがって検出精度を低下させ、対象にさらなる放射線を照射する結果となる。

【0006】

コリメータおよびそのスリットの別の従来の型は、曲線形状を有するように構成され、コリメータが位置する弧面および矩形のＸ線検出器が位置する弧面は、共にＸ線管の焦点を中心とする。したがって、このような従来のコリメータを使用することによってＸ線検出器に投影されるＸ線ビームは、通常の矩形形状を有する投影範囲を形成する。しかしながら、コリメータの材質上の制限により、曲線形状を有するコリメータを製造することは難しく、処理の難しさおよび伴う費用が高まる。

【0007】

現在、さらにプレート型のコリメータがあり、このコリメータではスリットプロファイルが、ＣＴコリメータのスリットプロファイルの一般的な手法を使用することによって設計される。このようなコリメータにより、矩形ユニットからなるＸ線検出器に投影されるＸ線ビームは、Ｘ線検出器自体のプロファイルに近い投影を形成することができるが、大量のオーバシュートエリアおよびショートシュートエリアが存在するので、このようなコリメータには依然として欠陥がある。

【0008】

したがって、ＣＴコリメータのスリットプロファイルを迅速にかつ容易に測定することができる方法、および検出精度を維持しながらさらなる放射線照射を回避することができるＣＴ撮影システムの必要性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ＣＴコリメータのスリットプロファイルを測定する方法および上記の問題を解決することができるＣＴ撮影システムを提供する。

【0010】

本発明の第１の態様によれば、スキャンガントリ上に、および検査される対象の側に配置されて、対象に放射線を発する放射線源と、対象と放射線源との間に配置されて、上記放射線源からの放射線をビームフォーミングした後にこれを対象に投影するコリメータと、スキャンガントリに、および対象の反対側に配置されて、対象を透過した放射線を検出する放射線検出器とを含み、上記放射線検出器が、一列に配置された複数の検出器要素を含み、隣接する検出器要素間に傾斜角度が存在し、コリメータが、放射線を通すための１つまたは複数のスリットを設けられた平面ゲーティング装置を含み、コリメータの長手方向の各スリットの幅分布が、以下によって、すなわち、放射線源の焦点と上記スリットとの垂直距離と、焦点と放射線検出器との垂直距離と、隣接する検出器要素間の傾斜角度と、各検出器要素の長さと、スリットを通過する放射線による放射線検出器上の投影の望ましい幅と、上記焦点を通り、スリットに垂直な平面に対するスリットの長手方向の中心線上の点から焦点までの接続線のオフセット角とによって、統合的に（ｊｏｉｎｔｌｙ）測定される、放射線ＣＴ撮影システムが提供される。

【0011】

本発明の第１の態様による放射線ＣＴ撮影システムでは、放射線はＸ線である。

【0012】

本発明の第１の態様による放射線ＣＴ撮影システムはさらに、複数のスリットから、放射線検出器上の放射線の投影の幅が対象の検査要件を満たす１つのスリットを選択するように構成されたコリメータコントローラを含む。

【0013】

本発明の第１の態様による放射線ＣＴ撮影システムでは、複数の検出器要素は、同じ長さ、または異なる長さを有することがある。

【0014】

本発明の第１の態様による放射線ＣＴ撮影システムでは、すべての隣接する検出器要素間の傾斜角度は等しい。

【0015】

本発明の第１の態様による放射線ＣＴ撮影システムでは、すべての隣接する検出器要素間の傾斜角度の少なくとも２つの傾斜角度は等しくない。

【0016】

本発明の第１の態様による放射線ＣＴ撮影システムでは、複数の検出器要素は、３から７つの検出器要素を含む。

【0017】

本発明の第２の態様によれば、ＣＴコリメータのスリットプロファイルを測定するための方法が提供され、上記ＣＴコリメータは、平面構造のゲーティング装置を含み、平面構造のゲーティング装置では１つまたは複数のスリットが、ＣＴコリメータと協働して使用される放射線源からの放射線を通し、次いで検査される対象を通過した後に、ＣＴコリメータと協働して使用される放射線検出器に投影することができるように配置され、上記放射線検出器が、一列に配置された複数の検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素間には傾斜角度がある。この方法は、１つまたは複数のスリットの各スリットに、そのスリットの長手方向の２つの対向エッジのプロファイルを、以下に基づいて、すなわち放射線源の焦点とスリットとの垂直距離と、焦点と放射線検出器との垂直距離と、隣接する検出器要素間の傾斜角度と、各検出器要素の長さと、スリットを通過する放射線による放射線検出器上の投影の望ましい幅と、上記焦点を通り、スリットに垂直な平面に対する、スリットの長手方向の中心線上の点から焦点までの接続線のオフセット角とに基づいて、測定することを含む。

【0018】

本発明の第２の態様による方法では、放射線はＸ線である。

【0019】

本発明の第２の態様による方法では、複数の検出器要素は、同じ長さ、または異なる長さを有することがある。

【0020】

本発明の第２の態様による方法では、すべての隣接する検出器要素間の傾斜角度は等しい。

【0021】

本発明の第２の態様による方法では、すべての隣接する検出器要素間の傾斜角度の少なくとも２つの傾斜角度は等しくない。

【0022】

本発明の第２の態様による方法では、複数の検出器要素は、３から７つの検出器要素を含む。

【0023】

本発明によるコリメータのスリットエッジプロファイルの測定は、コリメータ、放射線検出器、および放射線源の間の位置関係だけでなく、放射線検出器中の個々の検出器要素間の構造的関係および位置関係もまた考慮に入れる。したがって、装置設置のずれ（ａｐｐａｒａｔｕｓ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を考えることなく、本発明によるコリメータを利用すると、コリメータにより放射線検出器上に投影される放射線ビームの実際の投影分布を、理想的な投影分布に十分に等しくすることができ、それによってさらなる放射線照射を回避する、または軽減すると共に、検出精度を維持する。

【0024】

以下に、本発明のいくつかの例示的実施形態について、同じ要素または同様の要素を同じ参照符合で示す図面を参照して詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1A】本発明の例示的実施形態による放射線ＣＴシステムを示す図である。

【図1B】本発明の例示的実施形態による放射線ＣＴシステムを示す図である。

【図2】本発明の例示的実施形態による放射線検出器の配置を示す図である。

【図3】本発明の他の２つの例示的実施形態による放射線検出器の配置を示す図である。

【図4】本発明の別の２つの例示的実施形態による放射線検出器の配置を示す図である。

【図5A】本発明の例示的実施形態によるコリメータのゲーティング装置の構造を示す図である。

【図5B】本発明の例示的実施形態によるコリメータのゲーティング装置の構造を示す図である。

【図6】本発明の例示的実施形態による放射線検出器、放射線管、およびコリメータの間のレイアウトを示す図である。

【図7】本発明の例示的実施形態による放射線検出器、放射線管、およびコリメータの間のレイアウトを示す図である。

【図8】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図9】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図10】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図11】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図12】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図13】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図14】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図15】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図16】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図17】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図18】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図19】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図20】本発明の例示的実施形態による、放射線検出器の構造と、コリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジの分布との関係を示す図である。

【図21】ＣＴコリメータのスリットプロファイルの一般的な手法を使用することによってスリットを測定するコリメータを使用することによって得られる放射線検出器上の投影分布を示す図である。

【図22】装置設置のずれが存在する環境下で本発明の例示的実施形態によりコリメータを使用することによって得られる、放射線検出器上の投影分布を示す図である。

【図23】本発明の例示的実施形態によるコリメータの単一スリットの２つの長手方向のエッジのプロファイルを測定する方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下では、本発明のいくつかの例示的実施形態について、図面を参照して説明する。しかしながら、本発明はこうした例示的実施形態に限定されないことは、当業者に理解されるであろう。

【0027】

図１Ａ〜１Ｂは、本発明の例示的実施形態による放射線ＣＴシステム１００を示す。１つの実施形態では、放射線ＣＴシステム１００は、Ｘ線ＣＴシステムである。

【0028】

図１Ａ〜１Ｂに示すように、Ｘ線ＣＴシステム１００は、主として３つの部分、すなわちスキャンガントリ１１０と、検出される対象１１４を支えて位置付けるための支持テーブル１１６と、操作コンソール１３０とを含む。スキャンガントリ１１０は、Ｘ線管１０２を含む。Ｘ線管１０２から発せられたＸ線１０６は、コリメータ１０４を通って、扇形のビームおよび円錐形のビームのような形状のＸ線ビームを形成し、対象１１４の関心領域に照射される。対象１１４の関心領域を通過するＸ線ビームは、対象１１４の反対側に配置されたＸ線検出器１１２に当てられる。Ｘ線検出器１１２は、伝搬方向（信号のチャネル方向）および扇形のＸ線ビームの厚さＺ方向（列方向）に複数の２次元Ｘ線検出ユニットを有する。必要に応じて、コリメータ構成要素（図１Ａおよび１Ｂには示さず）が、Ｘ線検出器１１２と検査される対象１１４との間に配置されて、対象１１４を通過するＸ線ビームを較正した後に、Ｘ線ビームがＸ線検出器１１２に衝突する。

【0029】

データ取得システム（ＤＡＳ）１２４が、Ｘ線検出器１１２に結合される。データ取得システム１２４は、Ｘ線検出器１１２のＸ線検出ユニットのそれぞれによって検出されたデータを収集し、投影データとして使用する。Ｘ線管１０２からのＸ線放射線は、Ｘ線コントローラ１２２によって制御される。図１Ｂには、Ｘ線管１０２とＸ線コントローラ１２２との関係を示している。

【0030】

データ取得システム１２４は、Ｘ線コントローラ１２２によってＸ線管１０２に印加される管電圧および管電流に関連するデータを収集する。図１Ｂでは、Ｘ線コントローラ１２２とデータ取得システム１２４との関係を省略している。

【0031】

コリメータ１０４は、コリメータコントローラ１２０によって制御される。１つの実施形態では、コリメータ１０４およびコリメータコントローラ１２０は、２つの別個の構成要素である。別の実施形態では、コリメータコントローラ１２０は、コリメータ１０４内に配置することができる。図１Ｂでは、コリメータ１０４とコリメータコントローラ１２０との関係を省略している。

【0032】

Ｘ線管１０２、コリメータ１０４、Ｘ線検出器１１２、データ取得システム１２４、Ｘ線コントローラ１２２、およびコリメータコントローラ１２０のような構成要素は、スキャンガントリ１１０の回転部１２８に取り付けられる。回転部１２８は、回転コントローラ１２６の制御の下で回転する。図１Ｂでは、回転部１２８と回転コントローラ１２６との関係を示していない。

【0033】

モータのような駆動システムの作用で、支持テーブル１１６を、そこに乗せた対象１１４と共に、対象の長手方向軸１１８に沿ってスキャンガントリ１１０の開口部１０８の中に動かすことができ、したがって対象１１４の関心領域が、コリメータ１０４から照射されるＸ線ビームと実質的に垂直になる。

【0034】

操作コンソール１３０は、コンピュータのような中央処理装置１３６を有する。中央処理装置１３６に、制御インタフェース１４０が接続される。スキャンガントリ１１０および支持テーブル１１６は、制御インタフェース１４０に接続される。中央処理装置１３６は、制御インタフェース１４０を介してスキャンガントリ１１０および支持テーブル１１６を制御する。

【0035】

スキャンガントリ１１０中のデータ取得システム１２４、Ｘ線コントローラ１２２、コリメータコントローラ１２０、および回転コントローラ１２６は、制御インタフェース１４０を介して制御される。図１Ｂでは、関連部分と制御インタフェース１４０との個々の関係を示していない。

【0036】

中央処理装置１３６にデータ取得バッファ１３８が接続される。スキャンガントリ１１０のデータ取得システム１２４は、データ取得バッファ１３８に接続される。データ取得システム１２４によって収集された投影データは、データ取得バッファ１３８を介して中央処理装置１３６に入力される。

【0037】

中央処理装置１３６は、データ取得バッファ１３８から入力された投影データを使用して、画像再構成を行う。画像再構成を行う際に、フィルタ補正逆投影法、および３次元画像再構成法のような方法を使用することができる。中央処理装置１３６に、記憶装置１４２が接続される。記憶装置１４２は、データ、再構成された画像、およびＸ線ＣＴシステム１００の様々な機能を実行するための手続きを格納するために使用することができる。

【0038】

ディスプレイ装置１３２および入力装置１３４が、それぞれ中央処理装置１３６に接続される。ディスプレイ装置１３２は、再構成された画像および中央処理装置１３６から出力された他の情報を表示する。操作者は、入力装置１３４を介して中央処理装置１３６に様々な命令およびパラメータを入力することができる。ディスプレイ装置１３２および入力装置１３４を介して、操作者は、Ｘ線ＣＴシステム１００の対話型操作を行うことができる。

【0039】

図２は、本発明の例示的実施形態による放射線検出器を示す。図２に示すように、Ｘ線検出器１１２は、一列に配置された複数のプレート検出器要素を含む。好ましくは、複数のプレート検出器要素は、３から７つの検出器要素を含むことができる。図３は、本発明の他の２つの例示的実施形態による放射線検出器を示す。図３の左部分に示すように、Ｘ線検出器１１２は、一列に配置された６つのプレート検出器要素を含む。図３の右部分に示すように、Ｘ線検出器１１２は、一列に配置された５つのプレート検出器要素を含む。図４は、本発明の別の２つの例示的実施形態による放射線検出器を示す。図４の左部分に示すように、Ｘ線検出器１１２は、一列に配置された４つのプレート検出器要素を含む。図４の右部分に示すように、Ｘ線検出器１１２は、一列に配置された３つのプレート検出器要素を含む。

【0040】

Ｘ線検出器１１２を構成している複数のプレート検出器要素中の隣接する検出器要素は、図２〜４に示すように、同じ傾斜角度または異なる傾斜角度を有する。複数のプレート検出器要素は、同じ長さまたは異なる長さを有することができ、同じ幅または異なる幅を有することができる。簡単にするために、図２〜４に示す検出器要素は、同じ幅および同じ長さを有し、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も同じである。

【0041】

図５Ａおよび５Ｂは、本発明の例示的実施形態によるコリメータ１０４のコリメータゲーティング装置５０１を示す。図５Ａに示すように、コリメータ１０４は平面構造を有し、Ｘ線の通過を遮るためのゲーティング装置５０１を含む。ゲーティング装置５０１は、Ｘ線を通すための１つまたは複数のスリット５０２が設けられる。複数のスリットは、スリットの長手方向に平行に並べられ、異なる平均幅を有して、異なる検出要件を満たす。駆動ユニット（図示せず）の作用の下で、ゲーティング装置５０１は図に示すようにＺ方向に沿って前後に移動することができ、したがって、コリメータコントローラ１２０は、対象の検出の必要性に従って、対応するスリット５０２を選択して、検出を実行することができる。

【0042】

図５Ｂは、コリメータ１０４の１つのスリット５０２を示す。図５に示すように、スリット５０２の中心Ｏに、３次元座標系ＸＹＺを確立することができ、Ｘ線管１０２の焦点Ｆからスリットの中心Ｏまでの接続線は、コリメータの平面（図に示すＸＯＺ平面）に垂直である。スリットの長手方向に沿ったスリット５０２の２つの対向エッジのプロファイルは、Ｘ線管１０２、コリメータ１０４、およびＸ線検出器１１２の間の位置関係、スリットを通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の望ましい幅、ならびにＸ線検出器１１２の構造と関連する。

【0043】

簡単にするために、以下では、Ｘ線検出器１１２が、一列に配置された５つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も等しい場合を例にとって、スリットの長手方向に沿ったコリメータスリット５０２のエッジのプロファイルと、Ｘ線管１０２、コリメータ１０４、およびＸ線検出器１１２の間の位置関係との間の関係、スリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の望ましい幅、ならびにＸ線検出器１１２の構造を示し、ここでは隣接する検出器要素間の傾斜角度はαである。

【0044】

図６および７は、５つのプレート検出器要素Ｄ１〜Ｄ５を含むＸ線検出器１１２、Ｘ線管１０２の焦点Ｆ、およびコリメータ１０４の間の位置関係を示す。図６および７に示すように、スリット５０２の長手方向のエッジのプロファイルは、スリットを通過するＸ線が、Ｘ線検出器１１２上に矩形の投影エリアを形成するようになっている。Ｘ線が複数のスリットのうちの最大平均幅を有するスリットを通過することによるＸ線検出器１１２上の矩形の投影は、ＯＺ軸に沿ったＸ線検出器の幅以下の、ＯＺ軸に沿った幅を有し、Ｘ線が複数のスリットのうちの最大の長さを有するスリットを通過することによるＸ線検出器１１２上の矩形の投影は、ＯＸ軸に沿った複数の検出器要素の全長Ｌ以下の、ＯＸ軸に沿った長さを有する。図７に示すように、Ｘ線管の焦点Ｆとコリメータスリットの中心Ｏとを通る直線は、Ｘ線検出器１１２の中央の検出器要素Ｄ３に垂直であって、Ｘ線管の焦点ＦからＸ線検出器１１２までの垂直距離はＨであり、Ｘ線管の焦点ＦからＸ線検出器１１２の第２の検出器要素Ｄ２の中心までの距離はＨ’である。

【0045】

図８に示すように、Ｘ線管１０２から選択されたコリメータスリット５０２を通って検出器要素Ｄ２の中心に投影されるＸ線ビームは、Ｘ線管１０２の焦点ＦからＸ線検出器１１２までの垂直距離（すなわち、Ｘ線管１０２の焦点Ｆと検出器要素Ｄ３の中心との間の直線距離）に対してオフセット角βを有し、ここでは各検出器要素が長さＬを有し、Ｘ線が選択されたコリメータスリット５０２を通過することによってＸ線検出器１１２に形成される投影は、幅Ｄを有する。５つの検出器要素の任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度はαであるので、検出器要素Ｄ３の平面に対する検出器要素Ｄ２の傾斜角度はαであり、検出器要素Ｄ３の平面に対する検出器要素Ｄ１の傾斜角度は２αであり、検出器要素Ｄ３の平面に対する検出器要素Ｄ１に隣接するさらなる検出器要素（ある場合）の傾斜角度は３αであり、以下同様である。

【0046】

図９に示すように、Ｘ線管の焦点Ｆからコリメータスリット５０２までの垂直距離、すなわち、Ｘ線管の焦点Ｆからコリメータスリットの中心Ｏまでの距離は、ｈである。スリット面のＯＸ軸上におけるＸ線管の焦点Ｆから発せられるオフセット角βを有するＸ線ビームの座標はＸ（β）であり、オフセット角βを有するＸ線ビームの直線に沿ったＸ線管の焦点Ｆからスリットまでの距離はｈ’であり、上記ｈ’は、垂直距離ｈと次の関係を有する：ｈ’＝ｈ／ｃｏｓ（β）。したがって、次の式を得ることができる：

【0047】

【数1】

【0048】

ここで、Ｘ線ビームのオフセット角βが反時計方向であるとき、式（１）は正の値であり、Ｘ線ビームのオフセット角βが時計方向であるとき、式（１）は負の値である。

【0049】

図１０に示すように、コリメータスリットの中心Ｏに３次元座標システムＸＹＺを確立すると、コリメータスリットの長手方向のエッジ間を通過するＸ線ビームは、コリメータ平面ＸＯＺにおいて座標（ｘ，ｚ）を有する。オフセット角βを有するＸ線ビームと２次元平面ＸＯＺとの交点Ｏ’は、座標（Ｘ（β），０）を有する。したがって、交点Ｏ’を通り、軸ＯＺに平行な直線は、スリットの２つの長手方向のエッジと、それぞれその座標が（Ｘ（β），＋ｚ）および（Ｘ（β），−ｚ）である２つの交点Ｐ１およびＰ２を有する。スリットの長手方向のエッジ上の交点Ｐ１およびＰ２は、軸ＯＸに対して対称的に分配されるので、すなわち１つの検出器要素に対応するスリット曲線１および２は、軸ＯＸに対して対称的に分配され、別の検出器要素に対応するスリット曲線３および４は、軸ＯＸに対して対称的に分配される。したがって、スリットの長手方向のエッジ上の交点Ｐ１およびＰ２の座標は、一様に（Ｘ（β），Ｐ（β））と表すことができ、ここでパラメータＰ（β）は２次元平面ＸＯＺのスリットの長手方向のエッジのプロファイル分布を表すことができる。

【0050】

図１１は、Ｘ線検出器１１２に投影されるオフセット角βを有するＸ線ビームの平面と、オフセット角０を有するＸ線ビームの垂直平面との位置関係を示す。スリットのエッジ間のＸ線のみをＸ線検出器１１２に投影することができるので、オフセット角βを有するＸ線ビームは、Ｘ線の三角形、すなわちΔＦＢ１Ｂ２を形成する。図１１で得られたＸ線の三角形ΔＦＢ１Ｂ２が、Ｘ線管の焦点Ｆを回転軸として反時計方向に角度β回転するとき、図１２に示すように複数のＸ線の三角形が得られる。

【0051】

図１２に示すように、Ｘ線の三角形ΔＦＯ’Ｐ２は、次の条件：Ｏ’Ｆ＝ｈ’およびＯ’Ｐ２＝ｚ＝Ｐ（β）を満たし、Ｘ線の三角形ΔＦＢ０Ｂ２は、次の条件：ＦＢ０＝Ｈ’およびＢ０Ｂ２＝Ｄ／２を満たす。ここでＤは、選択されたコリメータスリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の幅である。Ｘ線の三角形ΔＦＯ’Ｐ２は、ΔＦＢ０Ｂ２と相似であるので、次の式を得ることができる：Ｏ’Ｐ２／Ｂ０Ｂ２＝ＦＯ’／ＦＢ０、すなわちｚ／ｈ’＝（Ｄ／２）／Ｈ’。変換により、次の式を得ることができる：

【0052】

【数2】

【0053】

いかなる２つの隣接する検出要素間にも傾斜角度αがあるので、Ｘ線検出器１１２が５つの検出器要素を含む場合、Ｘ線ビームのオフセット角βは、３つの範囲に分けることができる。図１３に示すように、第３の検出器要素の中心と、第３および第２検出器要素の接合部との間のエリアに投影されるＸ線ビームのオフセット角の範囲を、β範囲１と設定し、第２の検出器要素に投影されるＸ線ビームのオフセット角の範囲を、β範囲２と設定し、第１の検出器要素に投影されるＸ線ビームのオフセット角の範囲を、β範囲３と設定する。

【0054】

図１４は、Ｘ線ビームのオフセット角βが範囲１内である環境を示す。図１４に示すように、得られたＸ線の三角形ΔＦＢ０Ｂ２は、次の条件を満たす：ＦＢ０＝Ｈ、Ｂ０Ｂ２＝Ｌ／２、およびｔａｎ（β）＝Ｂ０Ｂ２／ＦＢ０＝（Ｌ／２）／Ｈ、ここでＬは個々の検出器要素の長さである。したがって、範囲１におけるオフセット角βの範囲は、

【0055】

【数3】

【0056】

として求めることができる。

【0057】

図１５は、オフセット角βを有するＸ線ビームにより構成されるＸ線の三角形ΔＦＢ０Ｂを示す。このようなＸ線の三角形を使用すると、オフセット角βを有するＸ線ビームの、焦点Ｆから検出器要素Ｄ３までの距離は、次のように計算することができる：

【0058】

【数4】

【0059】

ここで、

【0060】

【数5】

【0061】

図１６は、Ｘ線ビームのオフセット角βが範囲２内である環境を示す。図１６に示すように、Ｃ２は、検出器要素Ｄ２のエッジ点であり、Ｃは、オフセット角βが範囲２内であるＸ線ビームによって形成される検出器要素Ｄ２上の投影点である。点Ｃ２に投影されるＸ線ビームにより、Ｘ線の三角形ΔＦＢ０’Ｃ２を構成することができ、ここでＢ０’Ｃ２線は、Ｂ０Ｂ２線に平行である。検出器要素Ｄ３とＤ２との間に傾斜角度αがあるので、Ｂ０Ｂ２線の延長線とＢ２Ｃ２線との角度はαであり、Ｂ０’Ｃ２線とＢ２Ｃ２またはＣＣ２線との角度もまたαである。点Ｂ２を通り、Ｂ０’Ｃ２線（およびＢ０Ｂ２線）に垂直な直線Ｌ１を用いて、Ｂ０’Ｃ２＝Ｌ／２＋ｃｏｓ（α）×Ｌ、およびＦＢ０’＝Ｈ−ｓｉｎ（α）×Ｌを求めることができる。ここでＬは個々の検出器要素ｎ長さである。したがって、範囲２におけるＸ線ビームのオフセット角βの範囲は：

【0062】

【数6】

【0063】

であることを求めることができる。

【0064】

図１７は、Ｘ線ビームのオフセット角βが範囲２内であり、点Ｃが第２の検出器要素上のオフセット角βを有するＸ線ビームの投影点であり、焦点Ｆから第２の検出器要素までの距離がＨ’である環境を示す。図１７に示すように、得られたＸ線の三角形ΔＦＢ０’’Ｃでは、次の条件を満たす：ＦＢ０’’＝Ｈ’×ｃｏｓ（β）、Ｂ０’’Ｃ＝Ｈ’×ｓｉｎ（β）、およびＦＣ＝Ｈ’。Ｂ２Ｃ線の長さがＬ’であると仮定すると、点Ｂ２を通り、Ｂ０Ｂ２線およびＢ０’’Ｃに垂直な線Ｌ２を使用して、次の式を得ることができる：
ＦＢ０’’＝ＦＢ０−Ｂ０’’Ｂ０＝Ｈ−ｓｉｎ（α）×Ｌ’、すなわち、Ｈ’×ｃｏｓ（β）＝Ｈ−ｓｉｎ（α）×Ｌ’、および
Ｂ０’’Ｃ＝Ｌ／２＋ｃｏｓ（α）×Ｌ’、すなわち、Ｈ’×ｓｉｎ（β）＝Ｌ／２＋ｃｏｓ（α）×Ｌ’
上記の２つの式に基づくと、オフセット角βを有するＸ線ビームの焦点Ｆから検出器要素２までの距離Ｈ’は、次のようであることを確認することができる：

【0065】

【数7】

【0066】

ここで、

【0067】

【数8】

【0068】

図１８および１９は、Ｘ線ビームのオフセット角βが範囲３内である環境を示す。範囲１および２に使用したものと同様の方法を採用することによって、範囲３におけるＸ線ビームのオフセット角βの範囲は、

【0069】

【数9】

【0070】

のように求めることができる。さらに、中間式

【0071】

【数10】

【0072】

を使用して、オフセット角βを有するＸ線ビームの、焦点Ｆから検出器要素１までの距離Ｈ’を求めることができる：

【0073】

【数11】

【0074】

ここで

【0075】

【数12】

【0076】

図２０に示すように、コリメータスリット５０２のスリットの長手方向の２つの対向エッジは、軸ＯＸに対して対称的に分布されるので、３次元の座標系ＸＹＺをスリットの中心Ｏに確立すると、１つの検出器要素に対応するスリット曲線１および２は、軸ＯＸに対して対称的に分布され、別の検出器要素に対応するスリット曲線３および４は、軸ＯＸに対して対称的に分布され、すなわち：
（１）平面ＸＯＺにおけるスリット曲線１上の点の分布は、次の式を満たす：

【0077】

【数13】

【0078】

【数14】

【0079】

（２）平面ＸＯＺにおけるスリット曲線２上の点の分布は、次の式を満たす：

【0080】

【数15】

【0081】

【数16】

【0082】

（３）平面ＸＯＺにおけるスリット曲線３上の点の分布は、次の式を満たす：

【0083】

【数17】

【0084】

【数18】

【0085】

および
（４）平面ＸＯＺにおけるスリット曲線４上の点の分布は、次の式を満たす：

【0086】

【数19】

【0087】

【数20】

【0088】

したがって、Ｘ線検出器１１２が５つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も等しい場合に、３次元座標系ＸＹＺをコリメータスリット５０２の中心に確立すると、２次元平面ＸＯＺにおいてスリットの長手方向に沿った２つの対向エッジの分布は、次の式により求めることができる：

【0089】

【数21】

【0090】

ここで：
（１）

【0091】

【数22】

【0092】

のとき、

【0093】

【数23】

【0094】

（２）

【0095】

【数24】

【0096】

のとき、

【0097】

【数25】

【0098】

および
（３）

【0099】

【数26】

【0100】

のとき、

【0101】

【数27】

【0102】

本発明の例示的実施形態について、Ｘ線検出器１１２が５つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素も等しい傾斜角度を有する例を使用して上述したが、本発明はこの特定の実施形態に限定されないことを、当業者には理解されるであろう。

【0103】

図２は、Ｘ線検出器１１２が７つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も等しい環境を示す。図２に示すように、７つの検出器要素は、４つの検出器セグメントに分けられ、検出器セグメント１に対応する検出器セグメントの中心、選択されたコリメータスリット５０２の中心、およびＸ線管の焦点Ｆは、検出器セグメント１に対応する検出器要素および選択されたコリメータスリット５０２に垂直な直線にある。各検出器要素の長さがＬ、選択されたコリメータスリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の幅がＤ、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器１１２までの垂直距離がＨ、Ｘ線管の焦点から選択されたコリメータスリット５０２までの垂直距離がｈ、任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度がα、Ｘ線管の焦点Ｆを通り、コリメータスリット面に垂直な平面に対するＸ線ビームのオフセット角がβ、Ｘ線管の焦点ＦからＸ線検出器１１２上のその投影点までの、オフセット角βを有するＸ線ビームの距離がＨ’であると仮定すると、図５に示すように、コリメータスリット５０２の中心に３次元座標系ＸＹＺを確立すると、２次元の平面ＸＯＺにおいてスリットの長手方向のコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの分布は、次の式により求めることができる：

【0104】

【数28】

【0105】

ここで、
（１）

【0106】

【数29】

【0107】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図２に示すように検出器セグメント１に位置しているとき、

【0108】

【数30】

【0109】

（２）

【0110】

【数31】

【0111】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図２に示すように検出器セグメント２に位置しているとき、

【0112】

【数32】

【0113】

（３）

【0114】

【数33】

【0115】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図２に示すように検出器セグメント３に位置しているとき、

【0116】

【数34】

【0117】

および
（４）

【0118】

【数35】

【0119】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図２に示すように検出器セグメント４に位置しているとき、

【0120】

【数36】

【0121】

図３の左部分は、Ｘ線検出器１１２が６つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も等しい環境を示す。図３に示すように、６つの検出器要素は、４つの検出器セグメントに分けられ、検出器セグメント１に対応する検出器セグメントの中心、選択されたコリメータスリット５０２の中心、およびＸ線管の焦点は、検出器セグメント１に対応する検出器要素および選択されたコリメータスリット５０２に垂直な直線にある。各検出器要素の長さがＬ、選択されたコリメータスリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の幅がＤ、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器１１２までの垂直距離がＨ、Ｘ線管の焦点から選択されたコリメータスリット５０２までの垂直距離がｈ、任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度がα、Ｘ線管の焦点Ｆを通り、コリメータスリット面に垂直な平面に対するＸ線ビームのオフセット角がβ、Ｘ線管の焦点ＦからＸ線検出器上のその投影点までの、オフセット角βを有するＸ線ビームの距離がＨ’であると仮定すると、図５に示すように、コリメータスリット５０２の中心に３次元座標系ＸＹＺを確立すると、２次元の平面ＸＯＺにおいて図３の左に示す検出器セグメント１〜３に対応する、スリットの長手方向に沿ったコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの部分の分布は、次の式により求めることができる：

【0122】

【数37】

【0123】

（１）

【0124】

【数38】

【0125】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図３の左に示すように検出器セグメント１に位置しているとき、

【0126】

【数39】

【0127】

（２）

【0128】

【数40】

【0129】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図３の左に示すように検出器セグメント２に位置しているとき、

【0130】

【数41】

【0131】

および
（３）

【0132】

【数42】

【0133】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図３の左に示すように検出器セグメント３に位置しているとき、

【0134】

【数43】

【0135】

同様に、２次元平面ＸＯＺにおいて図３の左に示す、検出器セグメント４に対応するコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの部分の分布は、次の式により求めることができる：

【0136】

【数44】

【0137】

ここで、

【0138】

【数45】

【0139】

および

【0140】

【数46】

【0141】

図４の左部分は、Ｘ線検出器１１２が４つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も等しい環境を示す。図４に示すように、４つの検出器要素は、３つの検出器セグメントに分けられ、検出器セグメント１に対応する検出器セグメントの中心、選択されたコリメータスリット５０２の中心、およびＸ線管の焦点は、検出器セグメント１に対応する検出器要素および選択されたコリメータスリット５０２に垂直な直線にある。各検出器要素の長さがＬ、選択されたコリメータスリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の幅がＤ、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器１１２までの垂直距離がＨ、Ｘ線管の焦点から選択されたコリメータスリット５０２までの垂直距離がｈ、任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度がα、Ｘ線管の焦点Ｆを通り、コリメータスリット面に垂直な平面に対するＸ線ビームのオフセット角がβ、Ｘ線管の焦点ＦからＸ線検出器上のその投影点までの、オフセット角βを有するＸ線ビームの距離がＨであると仮定すると、図５に示すように、コリメータスリット５０２の中心に３次元座標系ＸＹＺを確立すると、２次元の平面ＸＯＺにおいて図４の左に示す検出器セグメント１〜２に対応する、スリットの長手方向に沿ったコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの部分の分布は、次の式により求めることができる：

【0142】

【数47】

【0143】

ここで、
（１）

【0144】

【数48】

【0145】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図４の左に示すように検出器セグメント１に位置しているとき、

【0146】

【数49】

【0147】

および
（２）

【0148】

【数50】

【0149】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図４の左に示すように検出器セグメント２に位置しているとき、

【0150】

【数51】

【0151】

同様に、２次元平面ＸＯＺにおいて図４の左に示す検出器セグメント３に対応するコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの部分の分布は、次の式により求めることができる：

【0152】

【数52】

【0153】

ここで、

【0154】

【数53】

【0155】

および

【0156】

【数54】

【0157】

図４の右部分は、Ｘ線検出器１１２が３つの同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度も等しい環境を示す。図４に示すように、３つの検出器要素は、２つの検出器セグメントに分けられ、検出器セグメント１に対応する検出器セグメントの中心、選択されたコリメータスリット５０２の中心、およびＸ線管の焦点は、検出器セグメント１に対応する検出器要素および選択されたコリメータスリット５０２に垂直な直線にある。各検出器要素の長さがＬ、選択されたコリメータスリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の幅がＤ、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器１１２までの垂直距離がＨ、Ｘ線管の焦点から選択されたコリメータスリット５０２までの垂直距離がｈ、任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度がα、Ｘ線管の焦点Ｆを通り、コリメータスリット面に垂直な垂直平面に対するＸ線ビームのオフセット角がβ、Ｘ線管の焦点ＦからそのＸ線検出器上の投影点までの、オフセット角βを有するＸ線ビームの距離がＨ’であると仮定すると、図５に示すように、コリメータスリット５０２の中心に３次元座標系ＸＹＺを確立すると、２次元の平面ＸＯＺにおいてスリットの長手方向に沿ったコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの分布は、次の式により求めることができる：

【0158】

【数55】

【0159】

ここで、
（１）

【0160】

【数56】

【0161】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図４の右部分に示すように検出器セグメント１に位置しているとき、

【0162】

【数57】

【0163】

および
（２）

【0164】

【数58】

【0165】

のとき、すなわち、Ｘ線検出器１１２上のＸ線ビームの投影が、図４の右部分に示すように検出器セグメント２に位置しているとき、

【0166】

【数59】

【0167】

したがって、２次元平面ＸＯＺにおいて、スリットの長手方向に沿った、選択されたコリメータスリット５０２の２つの対向エッジの分布は、次の因子により統合的に求められる：Ｘ線管１０２の焦点Ｆと選択されたコリメータスリット５０２との垂直距離、Ｘ線管１０２の焦点ＦとＸ線検出器１１２との垂直距離、Ｘ線検出器１１２の任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度、Ｘ線検出器１１２の角検出器要素の長さ、選択されたコリメータスリット５０２を通過するＸ線によるＸ線検出器１１２上の投影の幅、および選択されたコリメータスリット５０２に垂直で、Ｘ線管の焦点Ｆを通る平面に対する、選択されたコリメータスリットの長手方向の中心線上の様々な点からＸ線管の焦点Ｆまでの接続線のオフセット角。これに対応して、２次元平面ＸＯＺにおける選択されたコリメータスリット５０２の２つの長手方向のエッジの分布に基づき、長手方向の選択されたコリメータスリット５０２の幅の分布を求めることができる。

【0168】

この分野では伝統的に、Ｘ線検出器１１２に投影されるＸ線ビームの幅Ｄ、Ｘ線管１０２の焦点ＦとＸ線検出器１１２との垂直距離Ｈ、Ｘ線管１０２の焦点Ｆとコリメータスリット５０２との垂直距離ｈに基づいて、コリメータスリットプロファイルの次の一般的な公式を使用して、２次元平面ＸＯＺにおけるコリメータスリット５０２の２つの長手方向のエッジの分布を計算する：

【0169】

【数60】

【0170】

このような式は、Ｘ線検出器１１２の様々な検出器要素の特定の寸法およびそれらの間の位置関係を考慮に入れないので、そのスリットの長手方向の２つのエッジが上記の式を満たすコリメータによりＸ線検出器１１２に投影されるＸ線ビームは、図２１に示すように、波状の、曲がった投影分布を形成する。理想的な、最短直線ライン（ｂｅｅｌｉｎｅ）の投影分布と比較すると、曲がった実際の投影分布は、複数のオーバシュートエリアおよびショートシュートエリアを含む。オーバシュートにより対象は余分な放射線照射を受けることになり、ショートシュートは検出エラーを招くことになる。

【0171】

本発明によるコリメータでは、２次元平面ＸＯＺにおけるスリットの長手方向に沿った各スリット５０２の２つの対向エッジの分布は、従来のパラメータだけでなく、Ｘ線検出器１１２の個々の検出器要素間の構造的および位置的関係も考慮に入れる。したがって、装置設置のずれを考慮することなく、このようなコリメータによりＸ線検出器１１２に投影されるＸ線ビームの実際の投影分布は、理想的な、矩形の投影分布に完全に等しいものとなる。設置のずれが存在しても、それは、図２２に示すように、Ｘ線検出器１１２の両端部に少量のショートシュートエリアおよびオーバシュートエリアを生じるにすぎない。図２２は、Ｘ線検出器１１２が７つの検出器要素を含み、設置のずれが存在する環境を示す。

【0172】

図２３は、本発明の例示的実施形態によるコリメータスリットの長手方向のエッジの分布を測定するための方法のフローチャート２３００を示す。コリメータは、平面ゲーティング装置を含む。ゲーティング装置は、１つまたは複数のスリットを設けられる。複数のスリットは、図５Ａに示すように、スリットの長手方向に平行に並べられ、異なる平均幅を有して、異なる検出要件を満たす。

【0173】

図２３に示すように、ステップ２３０２では、そのスリットの長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータと協働して使用されるＸ線検出器の構造が測定される。Ｘ線検出器は、一列に配置された複数のプレート検出器要素を含むことができ、２つの隣接する検出器要素間には傾斜角度が存在する。検出器要素の数は、３〜７であることが好ましい。Ｘ線検出器を形成する複数のＸ線検出器要素は、同じ幅もしくは異なる幅、および同じ長さもしくは異なる長さを有することがある。２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度は、同じものである、または異なるものであることがある。図７に示すように、最大平均幅を有するコリメータスリットを通過するＸ線によるＸ線検出器上の投影の幅は、Ｘ線検出器の幅以下であり、最大長を有するスリットを通過するＸ線によるＸ線検出器上の投影の長さは、Ｘ線検出器の長さ以下である。

【0174】

説明図を簡単にするために、Ｘ線検出器が複数の同一の検出器要素を含み、いかなる２つの隣接する要素間の傾斜角度も等しい環境を例として使用して、本発明の例示的実施形態による方法２３００を説明する。

【0175】

Ｘ線検出器の構造を測定するステップは、Ｘ線検出器の検出器要素の長さＬ、およびその長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータスリットを通過するＸ線によるＸ線検出器上の投影の望ましい幅Ｄを測定するステップと、任意の２つの隣接する検出器要素間の傾斜角度αを測定するステップとを含む。

【0176】

ステップ２３０４において、そのスリットの長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータ、Ｘ線検出器、およびＸ線管の間の位置関係、ならびにその長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータスリットを通過するＸ線による放射線検出器上の望ましい投影幅に関して測定を行う。測定は、Ｘ線管の焦点Ｆとそのスリットの長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータとの垂直距離ｈを測定することと、Ｘ線管の焦点ＦとＸ線検出器との垂直距離Ｈを測定することと、図５に示すように、そのスリットの長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータのスリットの中心に３次元座標系ＸＹＺを確立することとを含む。Ｘ線管の焦点Ｆからその長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータスリットの中心Ｏまでの接続線は、コリメータスリットの平面に垂直であり、上記接続線の延長線は、図７に示すように、Ｘ線検出器の１つの検出器要素に垂直である。

【0177】

ステップ２３０４はさらに、Ｘ線検出器のどの検出器要素が３次元座標系における軸ＯＹに垂直であるかを判断することを含む。３、５、および７つの検出器要素など、奇数の検出器要素を含むＸ線検出器については、中央の検出器要素が軸ＯＹに垂直であると判断することができる。４および６つの検出器要素など、偶数の検出器要素を含むＸ線検出器については、図２〜４に示すように、中央の左または中央の右の検出器要素が軸ＯＹに垂直であると判断することができる。

【0178】

ステップ２３０６では、その長手方向のエッジプロファイルを２次元平面ＸＯＺにおいて測定するコリメータの２つの対向する長手方向のエッジの分布を、以下に基づいて、すなわち、Ｘ線管の焦点Ｆとそのスリットの長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータとの垂直距離ｈ、Ｘ線管１０２の焦点ＦとＸ線検出器との垂直距離Ｈ、Ｘ線検出器の各検出器要素の長さＬその長手方向のエッジプロファイルを測定するコリメータを通過するＸ線によるＸ線検出器上の投影の望ましい幅Ｄ、Ｘ線検出器の隣接する検出器要素間の傾斜角度に基づいて、測定することができる。

【0179】

ステップ２３０６は、２次元平面ＹＯＺに対するＯＸ軸上の様々な点のオフセット角βを測定することと、測定されたオフセット角に基づいてＯＸ軸上の様々な点を通る、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器までの距離Ｈ’を計算することと、少なくともオフセット角βおよび測定されたＨ’に従って、測定する必要のあるコリメータスリットの２つの対向する長手方向のエッジのプロファイルを測定することとを含む。

【0180】

具体的には、図３の右部分に示すように、Ｘ線検出器が５つの検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素が、等しい傾斜角度を有する場合、５つの検出器要素は、３つの検出器セグメント１、２、および３に分けられる。図１３に示すように、検出器セグメント１、２、および３の右半分に対応するオフセット角βは、検出器要素ごとに３つの異なる値範囲、すなわちβ範囲１、β範囲２、およびβ範囲３を有し、ここで：
（１）β範囲１については、

【0181】

【数61】

【0182】

（２）β範囲２については、

【0183】

【数62】

【0184】

および
（３）β範囲３については、

【0185】

【数63】

【0186】

図１４〜１９に示すように、オフセット角βの値範囲を測定した後、ＯＸ軸上の様々な点を通る、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器までの距離Ｈ’を、次の式に従って求めることができる：
（１）

【0187】

【数64】

【0188】

ここで

【0189】

【数65】

【0190】

（２）

【0191】

【数66】

【0192】

ここで

【0193】

【数67】

【0194】

および
（３）

【0195】

【数68】

【0196】

ここで

【0197】

【数69】

【0198】

検出器セグメント１、２、および３の左部分に対応するオフセット角βは、２次元平面対称ＹＯＺに関連して検出器セグメント１、２、および３の右部分に対応するオフセット角βと対称を成すので、検出器セグメント１、２、および３の左部分に対応するオフセット角βの値範囲および対応するＨ’は、同様に求めることができる。

【0199】

その後、オフセット角βおよびＨ’に基づく次の式に従って、コリメータスリットの２つの長手方向の対向エッジのプロファイルを求めることができる：

【0200】

【数70】

【0201】

図４の右部分に示すように、Ｘ線検出器が３つの同一の検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素が等しい傾斜角度を有する場合、３つの検出器要素は、検出器セグメント１および２に分けられる。同様に、検出器セグメント１および２の右半分に対応するオフセット角βは、検出器要素ごとに２つの異なる値範囲、すなわちβ範囲１およびβ範囲２を有し、ここで：
（１）β範囲１については、

【0202】

【数71】

【0203】

および
（２）β範囲２については、

【0204】

【数72】

【0205】

オフセット角βの値範囲を測定した後、ＯＸ軸上の様々な点を通る、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器までの距離Ｈ’を、次の式に従って求めることができる：
（１）

【0206】

【数73】

【0207】

ここで

【0208】

【数74】

【0209】

および
（２）

【0210】

【数75】

【0211】

ここで

【0212】

【数76】

【0213】

検出器セグメント１および２の左部分に対応するオフセット角βは、２次元平面対称ＹＯＺに関連して検出器セグメント１および２の右部分に対応するオフセット角βと対称を成すので、検出器セグメント１および２の左部分に対応するオフセット角βの値範囲および対応するＨ’は、同様に求めることができる。

【0214】

その後、オフセット角βおよびＨ’に基づく次の式に従って、コリメータスリットの２つの長手方向の対向エッジのプロファイルを求めることができる：

【0215】

【数77】

【0216】

図２に示すように、Ｘ線検出器が７つの同一の検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素が等しい傾斜角度を有する場合、７つの検出器要素は、４つの検出器セグメント１、２、３、および４に分けられる。同様に、検出器セグメント１、２、３、および４の右半分に対応するオフセット角βは、検出器要素ごとに４つの異なる値範囲、すなわちβ範囲１、β範囲２、β範囲３、およびβ範囲４を有し、ここで：
（１）β範囲１については、

【0217】

【数78】

【0218】

（２）β範囲２については、

【0219】

【数79】

【0220】

（３）β範囲３については、

【0221】

【数80】

【0222】

（４）β範囲４については、

【0223】

【数81】

【0224】

オフセット角βの値範囲を測定した後、ＯＸ軸上の様々な点を通る、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器までの距離Ｈ’を、次の式に従って求めることができる：
（１）

【0225】

【数82】

【0226】

ここで

【0227】

【数83】

【0228】

（２）

【0229】

【数84】

【0230】

ここで

【0231】

【数85】

【0232】

（３）

【0233】

【数86】

【0234】

ここで

【0235】

【数87】

【0236】

および
（４）

【0237】

【数88】

【0238】

ここで

【0239】

【数89】

【0240】

検出器セグメント１、２、３、および４の左部分に対応するオフセット角βは、２次元平面対称ＹＯＺに関連して検出器セグメント１、２、３、および４の右部分に対応するオフセット角βと対称を成すので、検出器セグメント１、２、３、および４の左部分に対応するオフセット角βの値範囲および対応するＨ’は、同様に求めることができる。

【0241】

その後、オフセット角βおよびＨ’に基づく次の式に従って、コリメータスリットの２つの長手方向の対向エッジのプロファイルを求めることができる：

【0242】

【数90】

【0243】

図４の左部分に示すように、Ｘ線検出器が４つの同一の検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素が等しい傾斜角度を有する場合、４つの検出器要素は、検出器セグメント１、２、および３に分けられる。同様に、検出器セグメント１、２、および３の右半分に対応するオフセット角βは、検出器要素ごとに３つの異なる値範囲、すなわちβ範囲１、β範囲２、およびβ範囲３を有し、ここで：
（１）β範囲１については、

【0244】

【数91】

【0245】

（２）β範囲２については、

【0246】

【数92】

【0247】

および
（３）β範囲３については、

【0248】

【数93】

【0249】

オフセット角βの値範囲を測定した後、ＯＸ軸上の様々な点を通る、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器までの距離Ｈ’を、次の式に従って求めることができる：
（１）

【0250】

【数94】

【0251】

ここで

【0252】

【数95】

【0253】

（２）

【0254】

【数96】

【0255】

ここで

【0256】

【数97】

【0257】

および
（３）

【0258】

【数98】

【0259】

ここで

【0260】

【数99】

【0261】

検出器セグメント１および２の左部分に対応するオフセット角βは、２次元平面対称ＹＯＺに関連して検出器セグメント１および２の右部分に対応するオフセット角βと対称を成すので、検出器セグメント１および２の左部分に対応するオフセット角βの値範囲および対応するＨ’は、同様に求めることができる。

【0262】

その後、オフセット角βおよびＨ’に基づく次の式に従って、コリメータスリットの２つの長手方向の対向エッジのプロファイルを求めることができる：

【0263】

【数100】

【0264】

図３の左部分に示すように、Ｘ線検出器が６つの同一の検出器要素を含み、２つの隣接する検出器要素が等しい傾斜角度を有する場合、６つの検出器要素は、４つの検出器セグメント１、２、３、および４に分けられる。同様に、検出器セグメント１、２、３、および４の右半分に対応するオフセット角βは、検出器要素ごとに４つの異なる値範囲、すなわちβ範囲１、β範囲２、β範囲３、およびβ範囲４を有し、ここで：
（１）β範囲１については、

【0265】

【数101】

【0266】

（２）β範囲２については、

【0267】

【数102】

【0268】

（３）β範囲３については、

【0269】

【数103】

【0270】

および
（４）β範囲４については、

【0271】

【数104】

【0272】

オフセット角βの値範囲を測定した後、ＯＸ軸上の様々な点を通る、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器までの距離Ｈ’を、次の式に従って求めることができる：
（１）

【0273】

【数105】

【0274】

ここで

【0275】

【数106】

【0276】

（２）

【0277】

【数107】

【0278】

ここで

【0279】

【数108】

【0280】

（３）

【0281】

【数109】

【0282】

ここで

【0283】

【数110】

【0284】

（４）

【0285】

【数111】

【0286】

ここで

【0287】

【数112】

【0288】

検出器セグメント１、２、および３の左部分に対応するオフセット角βは、２次元平面対称ＹＯＺに関連して検出器セグメント１、２、および３の右部分に対応するオフセット角βと対称を成すので、検出器セグメント１、２、および３の左部分に対応するオフセット角βの値範囲および対応するＨ’は、同様に求めることができる。

【0289】

その後、オフセット角βおよびＨ’に基づく次の式に従って、コリメータスリットの２つの長手方向の対向エッジのプロファイルを求めることができる：

【0290】

【数113】

【0291】

方法２３００によりコリメータのスリットプロファイルを測定することにより、このようなコリメータを通過した後にＸ線検出器に投影されるＸ線ビームの実際の分布は、装置設置のずれがないとき、投影の理想的な、矩形分布に完全に等しいものとなる。さらに、設置のずれが存在しても、それは、図２２に示すように、Ｘ線検出器の両端部に少量のショートシュートエリアおよびオーバシュートエリアがあるにすぎない。図２２は、Ｘ線検出器が７つの検出器要素を含み、設置のずれが存在する環境を示す。

【0292】

特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこうした特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。当業者には理解されるように、本発明に対して様々な変更形態、代替形態、変形形態などを作成することができる。例えば、上記の実施形態において、１つのステップまたは構成要素を、複数のステップもしくは構成要素に分割することができ、または逆に、上記の実施形態における複数のステップもしくは構成要素を、１つのステップもしくは１つの構成要素において理解することができる。このような変形物はすべて、これらが本発明の趣旨から逸脱しない限り、保護の範囲内であるとする。また、本明細書および特許請求の範囲で使用する用語は限定的ではなく、説明的なものである。さらに、実際の必要に従って、１つの特定の実施形態で説明した特徴の全部または一部を、別の実施形態に組み入れることができる。

【符号の説明】

【0293】

１００ Ｘ線ＣＴシステム
１０２ Ｘ線管
１０４ コリメータ
１０６ Ｘ線
１０８ 開口部
１１０ スキャンガントリ
１１２ Ｘ線検出器
１１４ 対象
１１６ 支持テーブル
１１８ 長手方向軸
１２０ コリメータコントローラ
１２２ Ｘ線コントローラ
１２４ データ取得システム
１２６ 回転コントローラ
１２８ 回転部
１３０ 操作コンソール
１３２ ディスプレイ装置
１３４ 入力装置
１３６ 中央処理装置
１３８ データ取得バッファ
１４０ 制御インタフェース
１４２ 記憶装置

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【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20】

【図21】

【図22】

【図23】