JP2000051209A - X線管装置 - Google Patents
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Abstract
位を補正する。 【解決手段】 X線コリメータ5を移動制御する駆動機
構14を設ける。駆動機構14は、保持枠4に固定され
たガイドレール12及びこのガイドレール12に沿って
移動するスライド台11で構成されており、このスライ
ド台11にX線コリメータ5が設けられている。スキャ
ン時にX線管2から照射されたX線をX線検出器3近傍
に設けられている補正用X線検出器6で検出し、この検
出器6からの検出出力に基づいて、例えばX線ビームの
中心とX線検出器3の中心とが一致するように駆動機構
14を駆動制御する。これにより、X線焦点位置に応じ
て、X線ビーム及びX線検出器3の位置関係を常に最適
なものとすることができ、アーティファクトや虚像等の
ない良好な画像を得ることができる。
Description
検体の所望の部位の透視画像や断面像等の撮影を行う、
例えばX線CT装置やデジタルサブトラクション装置等
に設けて好適なX線管装置に関し、特にX線管球の焦点
位置の変位を補正可能としたX線管装置に関する。
すようなX線CT装置が知られている。このX線CT装
置は、寝台101に仰臥した被検体Mの撮影部位にX線
を照射するX線管102と、被検体Mを透過したX線を
検出するX線検出器103とが相対向した状態で保持枠
104に固定されており、この保持枠104を回転させ
つつ被検体MにX線を照射することにより、断面像を得
るのに必要なデータを収集するようになっている。保持
枠104には、X線管102から照射されるX線を通過
させるためのX線コリメータ105が設けられている。
ノードが固定された固定陽極X線管と、アノードが回転
する回転陽極X線管とが知られている。例えば、回転陽
極X線管は、図8(a)に示すように、熱電子を放出す
るカソード110と、放出された熱電子の衝撃を受け止
めてX線を発生するアノード111の前面に設けられた
ターゲット112が対向状態に配置されており、ターゲ
ット112の中心部に設けられた回転軸113は支持部
114によって回転自在に支持されている。
知られているが、その代表的なものとして高圧のキセノ
ンガス(Xe)を封入した円弧状の電離箱型検出器があ
る。この電離箱検出器の内部は、図8(a)に示すよう
に円弧状に等間隔に配置された多数の電極プレート12
0によって多数の検出セルに分割されており、各電極プ
レート120の両端は、セラミック等の絶縁板121に
よってそれぞれ支持されている。
のカソード110から放出された熱電子がターゲット1
12に衝突し、その衝突点からX線が照射される。この
ターゲット112における熱電子の衝突点がX線管焦点
F1である。前記衝突点をX線管焦点F1とするX線
は、X線コリメータ105を介して被検体Mを透過した
後、X線検出器103に入射する。X線検出器103の
内部に設けられた各検出器セルが入射するX線の強弱を
電気信号に変換することによって、被検体Mの断面像を
得るのに必要なデータが採取されることとなる。
子がターゲット112に衝突するとき、X線に変換され
るのは僅かで殆どは熱となって消費される。このため、
ターゲット112は非常に高温になる。ターゲット11
2が高温になると、支持部113によって支持されてい
る回転軸113は、カソード110側に向かって熱膨張
する。この回転軸17の熱膨張によりターゲット112
の位置が変位し、前記X線管焦点F1もX線管焦点F2
の位置に変位する。このX線管焦点の変位(F1→F
2)に伴って、図8(b)に示すようにX線検出器10
3へのX線のX線照射位置が変位する。そして、X線検
出器103へのX線照射位置が変位すると、電極プレー
ト120を保持している絶縁板121へのチャージ量が
変化し、電極プレート120によって分割されているX
線検出セルによる検出電流が変動する。この検出電流に
生じた誤差により、CT画像においてリング状のアーチ
ファクトが現れる。
サブトラクション装置の場合、造影剤を注入する前のマ
スク像と、造影剤注入後の画像を引き算処理してサブト
ラクション像を得るようになっているため、X線検出器
へのX線のX線照射位置が変位すると、得られたサブト
ラクション像に虚像が現れる。
点の移動は、焦点位置毎の特性データを予め測定し、焦
点位置測定用検出器(FMD)で検出された値に応じ
て、X線管102或いはX線検出器103を移動制御す
ることで補正していた。
或いはX線検出器103はどちらも重量があり、これら
をX線焦点位置の変位量に応じて正確に移動制御するに
は、複雑な移動機構が必要となる問題があった。また、
薄いスライス厚のスライス画像を得ようとした場合、X
線管102或いはX線検出器103を前記移動制御する
ことで、X線ビームがX線検出器103から外れてしま
い、良好なスライス画像を得ることができない問題があ
った。
のであり、簡単な構成で正確にX線管の温度変動に起因
するX線管焦点の変位を補正することができるようなX
線管装置の提供を目的とする。
るX線発生手段と、このX線発生手段からのX線を取り
込むように配置されたX線検出手段と、X線発生手段か
ら照射されたX線を所定の間隙を介してX線検出手段に
入射すると共に、該間隙を介するX線以外のX線を遮蔽
するX線遮蔽手段とを備えたX線管装置を前提とし、上
記目的を達成するために次のような構成を備えている。
移動するための移動機構と、X線管のX線管焦点位置を
検出する焦点位置検出手段と、前記焦点位置検出手段か
らの検出出力に基づいて、前記X線遮蔽手段を介してX
線検出手段に入射されるX線の入射位置が所定の入射位
置となるように前記移動機構を移動する移動制御手段と
を備えたことを特徴としている。
御手段が、焦点位置検出手段からの検出出力に基づい
て、前記X線遮蔽手段を介してX線検出手段に入射され
るX線の入射位置が所定の入射位置となるように前記移
動機構を移動する。
よりX線管焦点位置が変位しても、例えばX線ビームの
中心とX線検出手段の中心とが最適な位置関係となるよ
うにX線の照射位置を補正することができる。従って、
X線焦点位置の変位が原因となるX線画像の画質劣化を
防止することができるうえ、薄いスライス厚のスキャン
時においてもX線検出手段に正確にX線を入射させるこ
とができ、良好な画質のX線画像を得ることができる。
また、例えばX線コリメータやビームトリマ等のX線遮
蔽手段は、X線発生手段やX線検出手段よりも自重が軽
いため、このようなX線遮蔽手段の移動制御は容易かつ
正確に行うことができる。
手段と、このX線発生手段からのX線を取り込むように
配置されたX線検出手段と、X線発生手段から照射され
たX線を所定の間隙を介してX線検出手段に入射すると
共に、該間隙を介するX線以外のX線を遮蔽するX線遮
蔽手段とを備えたX線管装置を前提とし、上記目的を達
成するために次のような構成を備えている。
移動するための移動機構と、前記X線管のX線管焦点位
置を検出する焦点位置検出手段と、前回のX線照射時に
得られた前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づい
て次回のX線照射時のX線焦点位置を推定する焦点位置
推定手段と、前記焦点位置推定手段により推定された次
回のX線照射時のX線焦点位置に基づいて、前記X線遮
蔽手段を介してX線検出手段に入射されるX線の入射位
置が所定の入射位置となるように前記移動機構を移動す
る移動制御手段とを備えたことを特徴としている。
置推定手段により、前回のX線照射時に得られた前記焦
点位置検出手段からの検出出力に基づいて次回のX線照
射時のX線焦点位置が推定されると、移動制御手段が、
この推定された次回のX線照射時のX線焦点位置に基づ
いて、前記X線遮蔽手段を介してX線検出手段に入射さ
れるX線の入射位置が所定の入射位置となるように前記
移動機構を移動する。
よりX線管焦点位置が変位しても、例えばX線ビームの
中心とX線検出手段の中心とが最適な位置関係となるよ
うにX線の照射位置を補正することができる。従って、
X線焦点位置の変位が原因となるX線画像の画質劣化を
防止することができるうえ、薄いスライス厚のスキャン
時においてもX線検出手段に正確にX線を入射させるこ
とができ、良好な画質のX線画像を得ることができる。
また、例えばX線コリメータやビームトリマ等のX線遮
蔽手段は、X線発生手段やX線検出手段よりも自重が軽
いため、このようなX線遮蔽手段の移動制御は容易かつ
正確に行うことができる。
に基づいて、次のX線照射時のX線焦点位置を推定する
ようにしているため、X線画像を得るためのX線の照射
の他に、X線焦点位置を検出するためのX線の照射を行
う必要がなく、この分、被検体に対する被曝低減を図る
ことができる。
好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に
説明する。
ようなX線CT装置に適用することができる。この本発
明の第1の実施の形態のX線CT装置は、寝台1に仰臥
した被検体Mの撮影部位にX線を照射するX線管2と、
被検体Mを透過したX線を検出するX線検出器3とが相
対向した状態で保持枠4に固定されている。保持枠4に
は、X線管2から照射されるX線を通過させるためのX
線コリメータ5が設けられている。
回転陽極X線管が設けられている。なお、このX線管2
として、アノードが固定された固定陽極X線管を用いる
ようにしてもよい。X線検出器3としては、例えば高圧
のキセノンガス(Xe)を封入した円弧状の電離箱型検
出器が設けられている。この電離箱検出器の内部は円弧
状に等間隔に配置された多数の電極プレートによって多
数の検出セルに分割されており、各電極プレートの両端
がセラミック等の絶縁板によってそれぞれ支持された構
成となっている。
管焦点Fが変位した時のX線入射位置を検出する一対の
補正用X線検出器6が設けられている。各補正用X線検
出器6の出力端子は、差動増幅器7の二つの入力端子に
それぞれ接続されている。差動増幅器7の出力端子は、
モータ8を駆動するモータドライブ回路9の入力端子に
接続されている。
動機構14に連結されている。すなわち、図2は、図1
とは逆の方向から駆動機構14を見た図なのであるが、
この図2において、モータ8の出力軸はネジ棒10に連
結されており、ネジ棒10は、X線コリメータ5を固定
的に載置しているスライド台11に螺合されている。ス
ライド台11は、ガイドレール12に摺動自在に保持さ
れており、ガイドレール12は保持枠4に固定されてい
る。保持枠4、スライド台11及びガイドレール12に
は、図1に示すようにX線管1から照射されるX線の通
過を許容するための開口部13が設けられており、X線
管1から照射されるX線は、この開口部13及びX線コ
リメータ5を介して被検体Mに照射されるようになって
いる。
の実施の形態のX線CT装置は、X線の発生によりX線
管2の温度が上昇すると、図3(a)に示すように、X
線管焦点F1の位置がX線管焦点F2の位置へ変位し、
このX線管焦点の変位に伴い、X線検出器3に対するX
線の入射位置が変化する。X線検出器3に対するX線の
入射位置が変化すると、一対の補正X線検出器6のうち
一方の補正X線検出器6に入射するX線の量が多くな
る。図1に示す差動増幅器7は、この各補正X線検出器
6からの各検出信号の差を増幅してモータドライブ回路
9に供給する。
7からの信号を受けてモータ8を駆動する。この時、モ
ータ8は、差動増幅器7の出力信号をゼロにする回転方
向及び回転量、すなわち、X線管焦点の変位量を少なく
する方向及び量だけ回転駆動される。モータ8が駆動さ
れるとネジ棒10が移転し、スライド台11がガイドレ
ール12に沿って移動する。そして、これと共に図3
(b)に示すようにスライド台11に固定されたX線コ
リメータ5が、同図(b)中点線で示すX線ビームの中
心とX線検出器3の中心Pとを合致させるように移動制
御される。
管焦点位置が変位しても、X線ビームの中心とX線検出
器3の中心とが最適な位置関係となるようにX線の照射
位置を補正することができる。従って、X線焦点位置の
変位によりCT画像にアーティファクトが生ずる不都合
を防止することができるうえ、薄いスライス厚のスキャ
ン時においてもX線検出器3に正確にX線を入射させて
良好なCT画像を得ることができる。また、X線コリメ
ータ5は、X線管2やX線検出器3よりも自重が軽いた
め、このようなX線コリメータ5の移動制御は容易かつ
正確に行うことができる。
の実施の形態の説明をする。なお、この第2の実施の形
態の説明において、上述の第1の実施の形態のX線CT
装置と同じ動作を示す箇所には同じ符号を付し、その詳
細な説明を省略する。
装置は、図4に示すように上述の差動増幅器7とモータ
ドライブ回路9との間に、マイクロコンピュータ装置2
0(マイコン)及び記憶装置21を設けた構成となって
いる。
装置では、X線を照射しながらデータ収集を行なうスキ
ャンの時だけX線を照射することとなるため、その間だ
け焦点位置の測定が可能となる。スキャンと次のスキャ
ンとの間の時間tintには、X線の照射がされないため
焦点位置の測定を行うことができない。このため、当該
第2の実施の形態のX線CT装置は、次のスキャンに入
る前に、最も最近のスキャン時(前回のスキャン時)の
X線焦点の変位量と、その変位量を検出した時刻、X線
管の周囲の温度(又は装置の周囲の温度)とに基づい
て、次のスキャン時におけるX線焦点の変位量を推定
し、この推定量に応じてX線コリメータ5を予め移動制
御する。
冷、水冷等により冷却されることで時間経過と共に徐々
に下がるのであるが、この下がり具合は、X線管球の種
別により異なり、また、図6に示すようにX線管自体の
温度、又はX線管の周囲の温度、又は当該X線CT装置
の周囲の温度により異なる。記憶装置21には、X線管
2に設けられたX線管球(の種別)に対応する冷却特性
データが記憶されている。
動出力は、そのスキャン時におけるX線焦点位置を示
す。このため、マイコン20は、差動増幅器7の差動出
力が供給されると、現在のX線管2自体の温度、又はX
線管2の周囲の温度、又は当該X線CT装置の周囲の温
度を検出し、この現在の温度に対応する冷却特性データ
を記憶装置21から読み出す。そして、ユーザにより設
定された「次のスキャン時刻」に対応するX線焦点位置
を、図5(b)に示すように記憶装置21から読み出し
た冷却特性データに基づいて推定する。
推定演算動作は、現在の周囲の温度を「Ta」、前回の
スキャン時刻から次のスキャン時刻までの時間差を「t
l」、前回のスキャン時のX線焦点位置を「pl」、次
のスキャン時刻における焦点位置を「Le」とすると、
以下の数式のようになる。
f(Ta,tl,pl) マイコン20は、このようにして次回のスキャン時のX
線焦点を推定すると、この推定したX線焦点位置におい
て照射されるX線が、上述のようにX線検出器3の最適
な位置に照射されるようにモータドライブ回路9を介し
てモータ8を回転駆動する。
のスキャンで照射されるX線ビームの中心とX線検出器
3の中心とが最適な位置関係となるようにX線の照射位
置を予め補正することができる。従って、構成簡単なX
線コリメータ5の駆動機構14と、このマイコン20に
おける焦点位置推測演算処理によりX線焦点補正を行う
ことができ、X線焦点位置の変位によりCT画像にアー
ティファクトが生ずる不都合を防止することができるう
え、薄いスライス厚のスキャン時においてもX線検出器
3に正確にX線を入射させて良好なCT画像を得ること
ができる。また、X線コリメータ5は、X線管2やX線
検出器3よりも自重が軽いため、このようなX線コリメ
ータ5の移動制御は容易かつ正確に行うことができる。
場合、実際にX線の照射がなければ該検出器6にX線が
入射されないため、X線の焦点位置は検出できない(ス
キャン後しか検出することができない)のであるが、当
該第2の実施の形態のX線CT装置は、スキャンが行わ
れた際に照射されるX線を利用して、その時のX線焦点
位置に基づいて、次のスキャン時のX線焦点位置を推定
するようにしているため、CT画像を得るためのX線の
照射の他に、X線焦点位置を検出するためのX線の照射
を行う必要がなく、この分、被検体に対する被曝低減を
図ることができる。
線コリメータ5を移動制御することとしたが、これは、
X線検出器3の前段に設けられた、いわゆるビームトリ
マを移動制御するようにしてもよい。この場合でも、同
様の効果を得ることができる。また、X線コリメータ5
及びビームトリマの両方を移動制御するようにしてもよ
い。この場合、より正確な焦点補正を可能とすることが
できる。
発明に係るX線管装置をX線CT装置に適用することと
したが、本発明は、この他、例えばデジタルサブトラク
ション装置等、X線を用いて撮影を行う装置であれば何
にでも適用可能である。そして、本発明は、一例として
説明した上述の各実施の形態に限定されるものではな
く、この他、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲
であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であること
は勿論である。
で正確にX線管の温度変動に起因するX線管焦点の変位
を補正することができる。このため、X線管焦点の変位
により生ずるCT画像のアーティファクトや、サブトラ
クション像の虚像等の画像品質の低下を防止することが
できる。
1の実施の形態となるX線CT装置のブロック図であ
る。
れているX線コリメータの駆動機構を示す図である。
点位置の補正動作を説明するための図である。
2の実施の形態となるX線CT装置のブロック図であ
る。
点位置の推定補正動作を説明するための図である。
線焦点位置とX線管の冷却時間との関係を示す冷却特性
図である。
る。
5…X線コリメータ、6…補正用X線検出器、7…差動
増幅器、8…モータ、9…モータドライブ回路、10…
ネジ棒、11…スライド台、12…ガイドレール、13
…開口部、14…X線コリメータの駆動機構、20…マ
イクロコンピュータ装置(マイコン)、21…記憶装
置、F、F1、F2…X線の焦点、M…被検体
Claims (3)
- 【請求項1】 X線を照射するX線発生手段と、このX
線発生手段からのX線を取り込むように配置されたX線
検出手段と、X線発生手段から照射されたX線を所定の
間隙を介してX線検出手段に入射すると共に、該間隙を
介するX線以外のX線を遮蔽するX線遮蔽手段とを備え
たX線管装置において、 前記X線遮蔽手段を移動するための移動機構と、 X線管のX線管焦点位置を検出する焦点位置検出手段
と、 前記焦点位置検出手段からの検出出力に基づいて、前記
X線遮蔽手段を介してX線検出手段に入射されるX線の
入射位置が所定の入射位置となるように前記移動機構を
移動する移動制御手段とを有することを特徴とするX線
管装置。 - 【請求項2】 X線を照射するX線発生手段と、このX
線発生手段からのX線を取り込むように配置されたX線
検出手段と、X線発生手段から照射されたX線を所定の
間隙を介してX線検出手段に入射すると共に、該間隙を
介するX線以外のX線を遮蔽するX線遮蔽手段とを備え
たX線管装置において、 前記X線遮蔽手段を移動するための移動機構と、 前記X線管のX線管焦点位置を検出する焦点位置検出手
段と、 前回のX線照射時に得られた前記焦点位置検出手段から
の検出出力に基づいて次回のX線照射時のX線焦点位置
を推定する焦点位置推定手段と、 前記焦点位置推定手段により推定された次回のX線照射
時のX線焦点位置に基づいて、前記X線遮蔽手段を介し
てX線検出手段に入射されるX線の入射位置が所定の入
射位置となるように前記移動機構を移動する移動制御手
段とを有することを特徴とするX線管装置。 - 【請求項3】 前記焦点位置推定手段は、 X線発生手段自体の温度、X線発生手段の周囲の温度、
又は当該X線管装置の周囲の温度を測定する温度測定手
段と、 時間経過と共に変化する前記X線発生手段のX線焦点位
置を示す前記温度毎の焦点位置情報が記憶された記憶手
段とを有し、 前記温度測定手段により測定された前記温度に対応する
焦点位置情報を前記記憶手段から読み出し、この読み出
した焦点位置情報と、 前回のX線照射時刻と次回予定しているX線照射時刻の
時間差と、 前記焦点位置検出手段からの検出出力に対応する前回の
X線照射時のX線焦点位置とに基づいて、次回のX線照
射時のX線焦点位置を推定することを特徴とする請求項
2記載のX線管装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22731698A JP4237301B2 (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | X線管装置 |
US09/366,753 US6215844B1 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | X-ray computed tomography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22731698A JP4237301B2 (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | X線管装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000051209A true JP2000051209A (ja) | 2000-02-22 |
JP4237301B2 JP4237301B2 (ja) | 2009-03-11 |
Family
ID=16858901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22731698A Expired - Lifetime JP4237301B2 (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-11 | X線管装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4237301B2 (ja) |
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