JP2000070253A - 計算機式断層撮影システムにおけるプリ・ペイシェント・コリメ―タ - Google Patents
計算機式断層撮影システムにおけるプリ・ペイシェント・コリメ―タInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 計算機式断層撮影（ＣＴ）システムにおける
照射量を低減するための方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ＣＴシステムは、プリ・ペイシェント・
コリメータ５２と、構成変更可能なマルチスライス検出
器アレイ１８とを含んでいる。プリ・ペイシェント・コ
リメータは、Ｘ線源１４から放射されるＸ線ビーム１６
を変更する複数の偏心カム８２Ａ、８２Ｂと、フィルタ
リング装置８４とを含んでいる。各偏心カムは、Ｘ線ビ
ームをコリメートするように位置決めされており、ま
た、Ｘ線ビームのｚ軸補正を行うように独立に位置決め
することができる。フィルタリング装置は、Ｘ線ビーム
を変更するための複数のフィルタ９２、９４を含んでい
る。動作時には、操作者が、試験の形式、並びにスライ
スの量及び厚みを選択する。検出器及びコリメータの構
成を変更した後に、各々のスライスのスライス・データ
が収集される。
照射量を低減するための方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ＣＴシステムは、プリ・ペイシェント・
コリメータ５２と、構成変更可能なマルチスライス検出
器アレイ１８とを含んでいる。プリ・ペイシェント・コ
リメータは、Ｘ線源１４から放射されるＸ線ビーム１６
を変更する複数の偏心カム８２Ａ、８２Ｂと、フィルタ
リング装置８４とを含んでいる。各偏心カムは、Ｘ線ビ
ームをコリメートするように位置決めされており、ま
た、Ｘ線ビームのｚ軸補正を行うように独立に位置決め
することができる。フィルタリング装置は、Ｘ線ビーム
を変更するための複数のフィルタ９２、９４を含んでい
る。動作時には、操作者が、試験の形式、並びにスライ
スの量及び厚みを選択する。検出器及びコリメータの構
成を変更した後に、各々のスライスのスライス・データ
が収集される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、計算機
式断層撮影（ＣＴ）イメージングに関し、より具体的に
は、マルチスライスＣＴシステムにおいてＸ線照射量を
低減させると共にＸ線効率を高めることに関する。
式断層撮影（ＣＴ）イメージングに関し、より具体的に
は、マルチスライスＣＴシステムにおいてＸ線照射量を
低減させると共にＸ線効率を高めることに関する。
【０００２】
【従来の技術】少なくともいくつかの計算機式断層撮影
（ＣＴ）イメージング・システム構成においては、Ｘ線
源がファン（扇形）形状のビームを投射し、このビーム
は、一般的に「イメージング平面」と呼ばれるデカルト
座標系のＸ−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされ
る。Ｘ線ビームは、患者等の被検体を通過する。ビーム
は被検体によって減弱された後に放射線検出器の配列
（アレイ）に入射する。検出器アレイの所で受け取られ
る減弱したビーム放射線の強度は、被検体によるＸ線ビ
ームの減弱量に依存している。アレイ内の各々の検出器
素子は、検出器の位置におけるビーム減弱測定値である
個別の電気信号を発生する。すべての検出器からの減弱
測定値が個別に取得されて、透過プロファイルを形成す
る。
（ＣＴ）イメージング・システム構成においては、Ｘ線
源がファン（扇形）形状のビームを投射し、このビーム
は、一般的に「イメージング平面」と呼ばれるデカルト
座標系のＸ−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされ
る。Ｘ線ビームは、患者等の被検体を通過する。ビーム
は被検体によって減弱された後に放射線検出器の配列
（アレイ）に入射する。検出器アレイの所で受け取られ
る減弱したビーム放射線の強度は、被検体によるＸ線ビ
ームの減弱量に依存している。アレイ内の各々の検出器
素子は、検出器の位置におけるビーム減弱測定値である
個別の電気信号を発生する。すべての検出器からの減弱
測定値が個別に取得されて、透過プロファイルを形成す
る。
【０００３】公知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体と交差する角
度が定常的に変化するように、イメージング平面内で被
検体の周りをガントリと共に回転する。Ｘ線源は典型的
には、焦点においてＸ線を放出するＸ線管を含んでい
る。Ｘ線検出器は典型的には、検出器の所で受け取られ
る散乱したＸ線ビームをコリメートするポスト・ペイシ
ェント(post-patient)コリメータを含んでいる。ポスト
・ペイシェント・コリメータに隣接してシンチレータが
配置されており、シンチレータに隣接してフォトダイオ
ードが配置されている。
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体と交差する角
度が定常的に変化するように、イメージング平面内で被
検体の周りをガントリと共に回転する。Ｘ線源は典型的
には、焦点においてＸ線を放出するＸ線管を含んでい
る。Ｘ線検出器は典型的には、検出器の所で受け取られ
る散乱したＸ線ビームをコリメートするポスト・ペイシ
ェント(post-patient)コリメータを含んでいる。ポスト
・ペイシェント・コリメータに隣接してシンチレータが
配置されており、シンチレータに隣接してフォトダイオ
ードが配置されている。
【０００４】マルチスライスＣＴシステムは、走査の際
に、増大した数のスライスのデータを取得するために用
いられている。公知のマルチスライス・システムは典型
的には、３Ｄ（３次元）検出器として広く知られている
検出器を含んでいる。これらの３Ｄ検出器では、複数の
検出器素子が、行及び列を成して配列されている別個の
チャネルを形成している。検出器の各々の行は、別個の
スライスを形成する。例えば、ツー（２）・スライス検
出器は２行の検出器素子を有しており、フォー（４）・
スライス検出器は４行の検出器素子を有している。マル
チスライス走査の際には、多数の行の検出器セルにＸ線
ビームが同時に入射するので、いくつかのスライスのデ
ータが得られる。
に、増大した数のスライスのデータを取得するために用
いられている。公知のマルチスライス・システムは典型
的には、３Ｄ（３次元）検出器として広く知られている
検出器を含んでいる。これらの３Ｄ検出器では、複数の
検出器素子が、行及び列を成して配列されている別個の
チャネルを形成している。検出器の各々の行は、別個の
スライスを形成する。例えば、ツー（２）・スライス検
出器は２行の検出器素子を有しており、フォー（４）・
スライス検出器は４行の検出器素子を有している。マル
チスライス走査の際には、多数の行の検出器セルにＸ線
ビームが同時に入射するので、いくつかのスライスのデ
ータが得られる。
【０００５】公知のＣＴシステムでは、Ｘ線源からのＸ
線ビームは、患者軸、即ちｚ軸でのＸ線ビームのプロフ
ァイルを画定するプリ・ペイシェント(pre-patient) コ
リメート装置、即ちコリメータを通過して投射される。
このコリメータは、内部にＸ線ビームを制限するアパー
チャ（開口）を備えたＸ線吸収性材料を含んでいる。Ｘ
線ビームを所望のファン・ビーム・プロファイルに制限
する方法は「コリメーション」と呼ばれている。
線ビームは、患者軸、即ちｚ軸でのＸ線ビームのプロフ
ァイルを画定するプリ・ペイシェント(pre-patient) コ
リメート装置、即ちコリメータを通過して投射される。
このコリメータは、内部にＸ線ビームを制限するアパー
チャ（開口）を備えたＸ線吸収性材料を含んでいる。Ｘ
線ビームを所望のファン・ビーム・プロファイルに制限
する方法は「コリメーション」と呼ばれている。
【０００６】Ｘ線ビームを制限することに関して、公知
のコリメータは典型的には、２つの対向する金属製ブレ
ードを含んでおり、これらのブレードを開いたり閉じた
りしてアパーチャ幅を変更することができる。ｚ軸に沿
って測定されるファン・ビームの「厚み」は、ブレード
の配向を調節することにより選択することができる。ブ
レードはまた、同じ方向に移動して、アパーチャの中心
線を変位させることもできる。アパーチャの中心線を変
更すると、ｚ軸に関してファン・ビーム角度が変化す
る。
のコリメータは典型的には、２つの対向する金属製ブレ
ードを含んでおり、これらのブレードを開いたり閉じた
りしてアパーチャ幅を変更することができる。ｚ軸に沿
って測定されるファン・ビームの「厚み」は、ブレード
の配向を調節することにより選択することができる。ブ
レードはまた、同じ方向に移動して、アパーチャの中心
線を変位させることもできる。アパーチャの中心線を変
更すると、ｚ軸に関してファン・ビーム角度が変化す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】マルチスライスＣＴシ
ステムでは、Ｘ線ビームの本影（umbra） のみを検出器
セルに入射させることが望ましい。Ｘ線ビームは最初
は、半影（penumbra）が検出器セルに入射しないように
コリメートすることができるが、Ｘ線源の熱膨張によっ
て、Ｘ線源焦点がｚ軸方向に移動し、Ｘ線ビームが検出
器の中心に位置しなくなる。スライス厚もまた、ｙ次元
での焦点の整列ずれ、標的角度及び焦点のサイズによる
影響を受ける可能性がある。加えて、求心負荷に起因す
る機械的な力がガントリが回転するにつれて増大し、そ
の結果、焦点及びファン・ビームが移動してしまう。フ
ァン・ビームが移動すると、半影の少なくとも一部が検
出器セルに入射する可能性がある。ファン・ビームの移
動によって、検出器アレイ・セルからの信号の強度が変
化する。このようなファン・ビームの移動によって、差
動ゲインの誤差が生じ、深刻なリング・アーティファク
ト、バンド・アーティファクト及びセンタ・アーティフ
ァクトが生ずる可能性がある。
ステムでは、Ｘ線ビームの本影（umbra） のみを検出器
セルに入射させることが望ましい。Ｘ線ビームは最初
は、半影（penumbra）が検出器セルに入射しないように
コリメートすることができるが、Ｘ線源の熱膨張によっ
て、Ｘ線源焦点がｚ軸方向に移動し、Ｘ線ビームが検出
器の中心に位置しなくなる。スライス厚もまた、ｙ次元
での焦点の整列ずれ、標的角度及び焦点のサイズによる
影響を受ける可能性がある。加えて、求心負荷に起因す
る機械的な力がガントリが回転するにつれて増大し、そ
の結果、焦点及びファン・ビームが移動してしまう。フ
ァン・ビームが移動すると、半影の少なくとも一部が検
出器セルに入射する可能性がある。ファン・ビームの移
動によって、検出器アレイ・セルからの信号の強度が変
化する。このようなファン・ビームの移動によって、差
動ゲインの誤差が生じ、深刻なリング・アーティファク
ト、バンド・アーティファクト及びセンタ・アーティフ
ァクトが生ずる可能性がある。
【０００８】従って、スライスの数及び厚みの選択を可
能にすると共に、Ｘ線ビームの安定性及び効率を向上さ
せて患者への照射量を低減させるようなＣＴシステムを
提供することが望ましい。
能にすると共に、Ｘ線ビームの安定性及び効率を向上さ
せて患者への照射量を低減させるようなＣＴシステムを
提供することが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、一態様では、ＣＴシステムにプリ・ペイ
シェント・コリメータと構成変更可能なマルチスライス
検出器アレイとを利用して、Ｘ線ビームの安定性及び効
率を向上させて、患者へのＸ線照射量を低減させる。こ
のＣＴシステムのプリ・ペイシェント・コリメータは、
Ｘ線ビームを変更するための複数の偏心カムと、フィル
タリング装置とを含んでいる。各偏心カムは、Ｘ線ビー
ムを選択されたスライス厚にコリメートするように位置
決めされていると共に、Ｘ線ビームのｚ軸移動補正を行
うように独立に位置決めすることができる。一態様で
は、フィルタリング装置は複数のフィルタを含んでお
り、これらのフィルタは、フィルタ・モータを用いてフ
ィルタリング装置をコリメータ・ハウジングに対して移
動させるのに伴って、Ｘ線ビームを変更する。このＣＴ
システムのマルチスライス検出器は、一態様では、複数
の検出器モジュールを含んでいる。各々の検出器モジュ
ールは、シンチレータ・アレイに光学的に結合されてい
るフォトダイオード・セル・アレイを有する。このフォ
トダイオード・アレイは、行及び列を成して配列されて
いる複数のフォトダイオードを含んでいる。各々の検出
器モジュールは更に、スイッチ装置とデコーダとを含ん
でいる。スイッチ装置は、フォトダイオード出力線とＣ
Ｔシステムのデータ取得システム（ＤＡＳ）との間に電
気的に結合されている。スイッチ装置は、一態様では、
ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）の配列（アレイ）であ
り、各々のフォトダイオード出力線をイネーブルにした
り、ディスエーブルにしたり、又は他のフォトダイオー
ド出力線と組み合わせたりすることにより、スライスの
数及び各々のスライスの厚みを変更する。
成するために、一態様では、ＣＴシステムにプリ・ペイ
シェント・コリメータと構成変更可能なマルチスライス
検出器アレイとを利用して、Ｘ線ビームの安定性及び効
率を向上させて、患者へのＸ線照射量を低減させる。こ
のＣＴシステムのプリ・ペイシェント・コリメータは、
Ｘ線ビームを変更するための複数の偏心カムと、フィル
タリング装置とを含んでいる。各偏心カムは、Ｘ線ビー
ムを選択されたスライス厚にコリメートするように位置
決めされていると共に、Ｘ線ビームのｚ軸移動補正を行
うように独立に位置決めすることができる。一態様で
は、フィルタリング装置は複数のフィルタを含んでお
り、これらのフィルタは、フィルタ・モータを用いてフ
ィルタリング装置をコリメータ・ハウジングに対して移
動させるのに伴って、Ｘ線ビームを変更する。このＣＴ
システムのマルチスライス検出器は、一態様では、複数
の検出器モジュールを含んでいる。各々の検出器モジュ
ールは、シンチレータ・アレイに光学的に結合されてい
るフォトダイオード・セル・アレイを有する。このフォ
トダイオード・アレイは、行及び列を成して配列されて
いる複数のフォトダイオードを含んでいる。各々の検出
器モジュールは更に、スイッチ装置とデコーダとを含ん
でいる。スイッチ装置は、フォトダイオード出力線とＣ
Ｔシステムのデータ取得システム（ＤＡＳ）との間に電
気的に結合されている。スイッチ装置は、一態様では、
ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）の配列（アレイ）であ
り、各々のフォトダイオード出力線をイネーブルにした
り、ディスエーブルにしたり、又は他のフォトダイオー
ド出力線と組み合わせたりすることにより、スライスの
数及び各々のスライスの厚みを変更する。
【００１０】動作時には、操作者が、行うべき試験の形
式、並びに各々のスライスの量及び厚みを決定する。す
ると、検出器アレイの適当なフォトダイオード出力が電
気的に組み合わされて、それぞれ選択された厚みを持つ
選択された数の内部スライスを形成する。次いで、プリ
・ペイシェント・コリメータのカムが選択された厚みに
なるように調節され、各フィルタが選択された試験用に
位置決めされる。次いで、各々のスライスについてのス
ライス・データが、検出器アレイから収集される。デー
タの収集中にＸ線源の焦点が移動した場合は、焦点を適
正に位置決めするようにプリ・ペイシェント・コリメー
タを位置決めし直すことができる。
式、並びに各々のスライスの量及び厚みを決定する。す
ると、検出器アレイの適当なフォトダイオード出力が電
気的に組み合わされて、それぞれ選択された厚みを持つ
選択された数の内部スライスを形成する。次いで、プリ
・ペイシェント・コリメータのカムが選択された厚みに
なるように調節され、各フィルタが選択された試験用に
位置決めされる。次いで、各々のスライスについてのス
ライス・データが、検出器アレイから収集される。デー
タの収集中にＸ線源の焦点が移動した場合は、焦点を適
正に位置決めするようにプリ・ペイシェント・コリメー
タを位置決めし直すことができる。
【００１１】以上に述べたＣＴシステムを用いることに
より、走査スライスの数及び厚みが選択可能になる。加
えて、このようなＣＴシステムは、Ｘ線ビームの安定性
及び効率を向上させると共に、患者へのＸ線照射量を低
減させる。
より、走査スライスの数及び厚みが選択可能になる。加
えて、このようなＣＴシステムは、Ｘ線ビームの安定性
及び効率を向上させると共に、患者へのＸ線照射量を低
減させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下の記載では、本発明の一実施
例による典型的なマルチスライスＣＴシステムについて
説明する。このシステムの一実施例について以下に詳述
するが、本発明の多くの代替的な実施例が可能であるこ
とを理解されたい。例えば、１つの具体的な検出器及び
１つの具体的なプリ・ペイシェント・コリメータが記載
されているが、他の検出器又はコリメータを本発明のシ
ステムに用いることができ、本発明は、何らかの１つの
特定の形式の検出器による実施に限定されているわけで
はない。より詳しく述べると、以下に記載される検出器
は複数のモジュールを含んでおり、各々のモジュールは
複数の検出器セルを含んでいる。以下に記載されている
特定の検出器だけではなく、ｚ軸に沿って非セグメント
型セルを有している検出器、並びに／又はマルチスライ
ス・スキャン・データを同時に取得するようにｘ軸及び
／若しくはｚ軸に沿った多数の素子がいずれかの方向に
まとめられているような多数のモジュールを有している
検出器も用いることができる。一般的には、本発明のシ
ステムは、１つ又はそれ以上のスライス分のデータを収
集するようにマルチスライス・モードで動作することが
可能である。このシステムによってアキシャル・スキャ
ン及びヘリカル・スキャンを行うことができ、走査され
た被検体の断面画像を処理し、再構成し、表示し、及び
／又は保存することができる。
例による典型的なマルチスライスＣＴシステムについて
説明する。このシステムの一実施例について以下に詳述
するが、本発明の多くの代替的な実施例が可能であるこ
とを理解されたい。例えば、１つの具体的な検出器及び
１つの具体的なプリ・ペイシェント・コリメータが記載
されているが、他の検出器又はコリメータを本発明のシ
ステムに用いることができ、本発明は、何らかの１つの
特定の形式の検出器による実施に限定されているわけで
はない。より詳しく述べると、以下に記載される検出器
は複数のモジュールを含んでおり、各々のモジュールは
複数の検出器セルを含んでいる。以下に記載されている
特定の検出器だけではなく、ｚ軸に沿って非セグメント
型セルを有している検出器、並びに／又はマルチスライ
ス・スキャン・データを同時に取得するようにｘ軸及び
／若しくはｚ軸に沿った多数の素子がいずれかの方向に
まとめられているような多数のモジュールを有している
検出器も用いることができる。一般的には、本発明のシ
ステムは、１つ又はそれ以上のスライス分のデータを収
集するようにマルチスライス・モードで動作することが
可能である。このシステムによってアキシャル・スキャ
ン及びヘリカル・スキャンを行うことができ、走査され
た被検体の断面画像を処理し、再構成し、表示し、及び
／又は保存することができる。
【００１３】図１及び図２について説明すると、同図に
は、計算機式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム
１０が「第３世代」ＣＴスキャナに特有の典型的なガン
トリ１２を含んでいるものとして示されている。ガント
リ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４はガント
リ１２の対向する側に設けられている検出器アレイ１８
にＸ線ビーム１６を向かって投射する。検出器アレイ１
８は複数の検出器モジュール２０によって形成されてお
り、これらの検出器モジュール２０は全体で患者２２を
通過する投射されたＸ線を感知する。各々の検出器モジ
ュール２０は、入射するＸ線ビームの強度を表す電気信
号、従って患者２２を通過した間でのＸ線ビームの減弱
度を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得す
るための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ
１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを
回転する。
は、計算機式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム
１０が「第３世代」ＣＴスキャナに特有の典型的なガン
トリ１２を含んでいるものとして示されている。ガント
リ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４はガント
リ１２の対向する側に設けられている検出器アレイ１８
にＸ線ビーム１６を向かって投射する。検出器アレイ１
８は複数の検出器モジュール２０によって形成されてお
り、これらの検出器モジュール２０は全体で患者２２を
通過する投射されたＸ線を感知する。各々の検出器モジ
ュール２０は、入射するＸ線ビームの強度を表す電気信
号、従って患者２２を通過した間でのＸ線ビームの減弱
度を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得す
るための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ
１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを
回転する。
【００１４】ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御され
ている。制御機構２６は、Ｘ線制御装置２８及びガント
リ・モータ制御装置３０を含んでいる。Ｘ線制御装置２
８はＸ線源１４に対して電力信号及びタイミング信号を
供給し、ガントリ・モータ制御装置３０はガントリ１２
の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設け
られているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が、検出
器モジュール２０からのアナログ・データをサンプリン
グして、後続の処理のためにこのデータをディジタル信
号へ変換する。画像再構成装置３４が、サンプリングさ
れてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受
け取って、高速画像再構成を実行する。再構成された画
像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピ
ュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御され
ている。制御機構２６は、Ｘ線制御装置２８及びガント
リ・モータ制御装置３０を含んでいる。Ｘ線制御装置２
８はＸ線源１４に対して電力信号及びタイミング信号を
供給し、ガントリ・モータ制御装置３０はガントリ１２
の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設け
られているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が、検出
器モジュール２０からのアナログ・データをサンプリン
グして、後続の処理のためにこのデータをディジタル信
号へ変換する。画像再構成装置３４が、サンプリングさ
れてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受
け取って、高速画像再構成を実行する。再構成された画
像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピ
ュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００１５】コンピュータ３６はまた、キーボードを有
するコンソール４０を介して、操作者からコマンド（命
令）及び走査用パラメータを受け取る。付設されている
陰極線管表示装置４２によって、操作者は、再構成され
た画像、及びコンピュータ３６からのその他のデータを
観測することができる。操作者が供給したコマンド及び
パラメータは、コンピュータ３６によって用いられて、
ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制
御装置３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コ
ンピュータ３６はまたテーブル・モータ制御装置４４を
動作させ、テーブル・モータ制御装置４４はモータ式テ
ーブル４６を制御して、患者２２をガントリ１２内に配
置する。具体的には、テーブル４６は、患者２２の各部
をガントリ開口４８を通して移動させる。
するコンソール４０を介して、操作者からコマンド（命
令）及び走査用パラメータを受け取る。付設されている
陰極線管表示装置４２によって、操作者は、再構成され
た画像、及びコンピュータ３６からのその他のデータを
観測することができる。操作者が供給したコマンド及び
パラメータは、コンピュータ３６によって用いられて、
ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制
御装置３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コ
ンピュータ３６はまたテーブル・モータ制御装置４４を
動作させ、テーブル・モータ制御装置４４はモータ式テ
ーブル４６を制御して、患者２２をガントリ１２内に配
置する。具体的には、テーブル４６は、患者２２の各部
をガントリ開口４８を通して移動させる。
【００１６】図３を参照して、Ｘ線源１４の動作に関し
て説明すると、Ｘ線ビーム１６がＸ線源１４の焦点５０
から放射される。Ｘ線ビーム１６はプリ・ペイシェント
・コリメータ５２によってコリメートされ、そのコリメ
ート後のビーム５４が、ビーム１６内の中心に位置して
いるファン・ビーム軸５６に沿って検出器アレイ１８に
向かって投射される。
て説明すると、Ｘ線ビーム１６がＸ線源１４の焦点５０
から放射される。Ｘ線ビーム１６はプリ・ペイシェント
・コリメータ５２によってコリメートされ、そのコリメ
ート後のビーム５４が、ビーム１６内の中心に位置して
いるファン・ビーム軸５６に沿って検出器アレイ１８に
向かって投射される。
【００１７】以上に述べたシステム１０のアーキテクチ
ャは、システム１０が患者２２へのＸ線照射量を低減さ
せると共にＸ線ビームの安定性及び効率を向上させるよ
うに、検出器アレイ１８及びコリメータ５２を構成し得
ることを含めて、多くの重要な利点を提供する。具体的
には、検出器アレイ１８を構成変更すると共にコリメー
タ５２を調節することにより、ＣＴシステム１０は、各
々のスライスの厚さが選択可能であり且つスライスの数
が選択可能である。検出器アレイ１８及びコリメータ５
２に関する更なる詳細については以下に述べる。
ャは、システム１０が患者２２へのＸ線照射量を低減さ
せると共にＸ線ビームの安定性及び効率を向上させるよ
うに、検出器アレイ１８及びコリメータ５２を構成し得
ることを含めて、多くの重要な利点を提供する。具体的
には、検出器アレイ１８を構成変更すると共にコリメー
タ５２を調節することにより、ＣＴシステム１０は、各
々のスライスの厚さが選択可能であり且つスライスの数
が選択可能である。検出器アレイ１８及びコリメータ５
２に関する更なる詳細については以下に述べる。
【００１８】図４及び図５に示すように、検出器アレイ
１８は、複数の検出器モジュール２０を含んでいる。各
々の検出器モジュール２０は、プレート６０によって検
出器ハウジング５８に固定されている。各々のモジュー
ル２０は、多次元のシンチレータ・アレイ６２と高密度
半導体アレイ（図では見えない）とを含んでいる。ポス
ト・ペイシェント・コリメータ（図示されていない）
が、シンチレータ・アレイ６２の上に隣接して配置され
ており、シンチレータ・アレイ６２に入射する前にＸ線
ビームをコリメートする。シンチレータ・アレイ６２
は、配列を成して構成されている複数のシンチレーショ
ン素子を含んでおり、半導体アレイは、同一の配列を成
して構成されている複数のフォトダイオード（図では見
えない）を含んでいる。フォトダイオードは基材６４上
に堆積すなわち形成されており、シンチレータ・アレイ
６２は基材６４の上方に配置されて基材６４に固定され
ている。
１８は、複数の検出器モジュール２０を含んでいる。各
々の検出器モジュール２０は、プレート６０によって検
出器ハウジング５８に固定されている。各々のモジュー
ル２０は、多次元のシンチレータ・アレイ６２と高密度
半導体アレイ（図では見えない）とを含んでいる。ポス
ト・ペイシェント・コリメータ（図示されていない）
が、シンチレータ・アレイ６２の上に隣接して配置され
ており、シンチレータ・アレイ６２に入射する前にＸ線
ビームをコリメートする。シンチレータ・アレイ６２
は、配列を成して構成されている複数のシンチレーショ
ン素子を含んでおり、半導体アレイは、同一の配列を成
して構成されている複数のフォトダイオード（図では見
えない）を含んでいる。フォトダイオードは基材６４上
に堆積すなわち形成されており、シンチレータ・アレイ
６２は基材６４の上方に配置されて基材６４に固定され
ている。
【００１９】検出器モジュール２０はまた、デコーダ６
８に電気的に結合されているスイッチ装置６６を含んで
いる。スイッチ装置６６は、フォトダイオード・アレイ
と同様のサイズを有する多次元の半導体スイッチ・アレ
イである。一実施例では、スイッチ装置６６は電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）のアレイ（図示されていない）
を含んでおり、各々の電界効果トランジスタは入力、出
力及び制御線（図示されていない）を有している。スイ
ッチ装置６６は、フォトダイオード・アレイとＤＡＳ３
２との間に結合されている。具体的には、各々のスイッ
チ装置のＦＥＴの入力がフォトダイオード・アレイの出
力に電気的に接続されており、各々のスイッチ装置のＦ
ＥＴの出力が、例えば可撓性の電気ケーブル７０を用い
て、ＤＡＳ３２に電気的に接続されている。
８に電気的に結合されているスイッチ装置６６を含んで
いる。スイッチ装置６６は、フォトダイオード・アレイ
と同様のサイズを有する多次元の半導体スイッチ・アレ
イである。一実施例では、スイッチ装置６６は電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）のアレイ（図示されていない）
を含んでおり、各々の電界効果トランジスタは入力、出
力及び制御線（図示されていない）を有している。スイ
ッチ装置６６は、フォトダイオード・アレイとＤＡＳ３
２との間に結合されている。具体的には、各々のスイッ
チ装置のＦＥＴの入力がフォトダイオード・アレイの出
力に電気的に接続されており、各々のスイッチ装置のＦ
ＥＴの出力が、例えば可撓性の電気ケーブル７０を用い
て、ＤＡＳ３２に電気的に接続されている。
【００２０】デコーダ６８は、スイッチ装置６６の動作
を制御して、スライスの所望の数及び各々のスライス毎
のスライス分解能に従って、フォトダイオード・アレイ
の出力をイネーブルにしたり、ディスエーブルにした
り、組み合わせたりする。デコーダ６８は、一実施例で
は、当業界で公知のデコーダ・チップ又はＦＥＴコント
ローラである。デコーダ６８は、スイッチ装置６６及び
コンピュータ３６に結合されている複数の出力線及び制
御線を含んでいる。具体的には、デコーダの出力はスイ
ッチ装置の制御線に電気的に接続されていて、スイッチ
装置６６がスイッチ装置入力からスイッチ装置出力へ適
正なデータを送信し得るようにする。デコーダの制御線
はスイッチ装置の制御線に電気的に接続されていて、ど
のデコーダの出力をイネーブルにするかを決定する。デ
コーダ６８を用いて、フォトダイオード・アレイの特定
の出力がＣＴシステムのＤＡＳ３２に電気的に接続され
るように、スイッチ装置６６内の特定のＦＥＴをイネー
ブルにしたり、ディスエーブルにしたり、組み合わせた
りする。１６スライス・モードとして定義される一実施
例では、デコーダ６８は、フォトダイオード・アレイ５
２のすべての行がＤＡＳ３２に電気的に接続されて、結
果的に１６個の独立したスライスのデータがＤＡＳ３２
に同時に送信されるようにスイッチ装置６６をイネーブ
ルにする。言うまでもなく、他の多くのスライスの組み
合わせが可能である。
を制御して、スライスの所望の数及び各々のスライス毎
のスライス分解能に従って、フォトダイオード・アレイ
の出力をイネーブルにしたり、ディスエーブルにした
り、組み合わせたりする。デコーダ６８は、一実施例で
は、当業界で公知のデコーダ・チップ又はＦＥＴコント
ローラである。デコーダ６８は、スイッチ装置６６及び
コンピュータ３６に結合されている複数の出力線及び制
御線を含んでいる。具体的には、デコーダの出力はスイ
ッチ装置の制御線に電気的に接続されていて、スイッチ
装置６６がスイッチ装置入力からスイッチ装置出力へ適
正なデータを送信し得るようにする。デコーダの制御線
はスイッチ装置の制御線に電気的に接続されていて、ど
のデコーダの出力をイネーブルにするかを決定する。デ
コーダ６８を用いて、フォトダイオード・アレイの特定
の出力がＣＴシステムのＤＡＳ３２に電気的に接続され
るように、スイッチ装置６６内の特定のＦＥＴをイネー
ブルにしたり、ディスエーブルにしたり、組み合わせた
りする。１６スライス・モードとして定義される一実施
例では、デコーダ６８は、フォトダイオード・アレイ５
２のすべての行がＤＡＳ３２に電気的に接続されて、結
果的に１６個の独立したスライスのデータがＤＡＳ３２
に同時に送信されるようにスイッチ装置６６をイネーブ
ルにする。言うまでもなく、他の多くのスライスの組み
合わせが可能である。
【００２１】特定の実施例では、検出器１８は、５７個
の検出器モジュール２０を含んでいる。半導体アレイ及
びシンチレータ・アレイ６２はそれぞれ、１６×１６の
アレイ・サイズを有する。結果的に、検出器１８は、１
６の行と９１２の列（１６×５７モジュール）とを有
し、これにより、ガントリ１２の各回転によって１６個
のスライスのデータを同時に収集することが可能にな
る。言うまでもなく、本発明は、何らかの特定のアレイ
・サイズに限定されているわけではなく、アレイは操作
者の特定の必要に応じてより大きくてもよいし、又はよ
り小さくてもよいものと考えられる。また、検出器１８
は、多くの異なるスライス厚及び数のモード、例えば、
１スライス・モード、２スライス・モード及び４スライ
ス・モードで動作し得る。例えば、ＦＥＴを４スライス
・モードとして構成することができ、すると、フォトダ
イオード・アレイの１行又はそれ以上の行から４つのス
ライスについてのデータが収集される。デコーダの制御
線によって画定されるＦＥＴの特定の構成に応じて、フ
ォトダイオード・アレイの出力の様々な組み合わせをイ
ネーブルにし、ディスエーブルにし、或いは組み合わせ
て、スライス厚が例えば１．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、
３．７５ｍｍ又は５ｍｍになるようにすることができ
る。別の実施例では、１．２５ｍｍ乃至２０ｍｍのスラ
イス厚の１つのスライスを含むシングル・スライス・モ
ード、及び１．２５ｍｍ乃至１０ｍｍのスライス厚の２
つのスライスを含む２スライス・モードがある。ここに
記載した以外の他のモードも可能である。
の検出器モジュール２０を含んでいる。半導体アレイ及
びシンチレータ・アレイ６２はそれぞれ、１６×１６の
アレイ・サイズを有する。結果的に、検出器１８は、１
６の行と９１２の列（１６×５７モジュール）とを有
し、これにより、ガントリ１２の各回転によって１６個
のスライスのデータを同時に収集することが可能にな
る。言うまでもなく、本発明は、何らかの特定のアレイ
・サイズに限定されているわけではなく、アレイは操作
者の特定の必要に応じてより大きくてもよいし、又はよ
り小さくてもよいものと考えられる。また、検出器１８
は、多くの異なるスライス厚及び数のモード、例えば、
１スライス・モード、２スライス・モード及び４スライ
ス・モードで動作し得る。例えば、ＦＥＴを４スライス
・モードとして構成することができ、すると、フォトダ
イオード・アレイの１行又はそれ以上の行から４つのス
ライスについてのデータが収集される。デコーダの制御
線によって画定されるＦＥＴの特定の構成に応じて、フ
ォトダイオード・アレイの出力の様々な組み合わせをイ
ネーブルにし、ディスエーブルにし、或いは組み合わせ
て、スライス厚が例えば１．２５ｍｍ、２．５ｍｍ、
３．７５ｍｍ又は５ｍｍになるようにすることができ
る。別の実施例では、１．２５ｍｍ乃至２０ｍｍのスラ
イス厚の１つのスライスを含むシングル・スライス・モ
ード、及び１．２５ｍｍ乃至１０ｍｍのスライス厚の２
つのスライスを含む２スライス・モードがある。ここに
記載した以外の他のモードも可能である。
【００２２】一実施例では、ガントリ１２の側面から見
たシステム１０の概略図を示している図６に示すよう
に、コリメータ５２は、偏心カム８２Ａ及び８２Ｂと、
フィルタリング装置８４とを含んでいる。カム８２Ａ及
び８２Ｂの位置は、Ｘ線制御装置２８からのコマンドを
受け取るコリメータ制御装置（図示されていない）によ
って制御される。より詳しく述べると、コリメータ制御
装置は、カム・ドライブ、即ちカム８２Ａ及び８２Ｂの
位置を変更する少なくとも１つのカム・モータ（図示さ
れていない）を含んでいる。加えて、一実施例では、コ
リメータ制御装置は、処理装置、即ちカム・ドライブを
制御すると共にＸ線制御装置２８と情報を交換する論理
回路要素を含んでいる。代替的な実施例では、カム・ド
ライブは、Ｘ線制御装置２８によって直接的に制御され
るものでもよい。
たシステム１０の概略図を示している図６に示すよう
に、コリメータ５２は、偏心カム８２Ａ及び８２Ｂと、
フィルタリング装置８４とを含んでいる。カム８２Ａ及
び８２Ｂの位置は、Ｘ線制御装置２８からのコマンドを
受け取るコリメータ制御装置（図示されていない）によ
って制御される。より詳しく述べると、コリメータ制御
装置は、カム・ドライブ、即ちカム８２Ａ及び８２Ｂの
位置を変更する少なくとも１つのカム・モータ（図示さ
れていない）を含んでいる。加えて、一実施例では、コ
リメータ制御装置は、処理装置、即ちカム・ドライブを
制御すると共にＸ線制御装置２８と情報を交換する論理
回路要素を含んでいる。代替的な実施例では、カム・ド
ライブは、Ｘ線制御装置２８によって直接的に制御され
るものでもよい。
【００２３】カム８２Ａ及び８２Ｂは、ファン・ビーム
軸５６の対向する両側に位置決めされており、カム８２
Ａとカム８２Ｂとの間の間隔に関して且つファン・ビー
ム軸５６に対するカム８２Ａ及び８２Ｂの位置に関して
独立に調節することができる。カム８２Ａ及び８２Ｂ
は、単一のカム・ドライブにより位置決めしてもよい
し、又は代替的には、各々のカムが別々のカム・ドライ
ブにより位置決めされるようにしてもよい。他の実施例
では、コリメータ５２が別のカムを含んでおり、各々の
カムがカムの位置を変更する別々のカム・ドライブ、例
えばカム・モータ又はカム・アクチュエータに結合され
ていてもよい。カム８２Ａ及び８２Ｂは、Ｘ線吸収性材
料、例えばタングステンで作製されており、精密な玉軸
受（図示されていない）を用いてカム・モータに結合さ
れている。
軸５６の対向する両側に位置決めされており、カム８２
Ａとカム８２Ｂとの間の間隔に関して且つファン・ビー
ム軸５６に対するカム８２Ａ及び８２Ｂの位置に関して
独立に調節することができる。カム８２Ａ及び８２Ｂ
は、単一のカム・ドライブにより位置決めしてもよい
し、又は代替的には、各々のカムが別々のカム・ドライ
ブにより位置決めされるようにしてもよい。他の実施例
では、コリメータ５２が別のカムを含んでおり、各々の
カムがカムの位置を変更する別々のカム・ドライブ、例
えばカム・モータ又はカム・アクチュエータに結合され
ていてもよい。カム８２Ａ及び８２Ｂは、Ｘ線吸収性材
料、例えばタングステンで作製されており、精密な玉軸
受（図示されていない）を用いてカム・モータに結合さ
れている。
【００２４】例えば、一実施例では、それぞれのカム８
２Ａ及び８２Ｂに別々のステッパ・モータ（図示されて
いない）を接続して、各々のカムが独立に位置決めされ
るようにしてカム８２Ａ及び８２Ｂの位置を精密に制御
する。偏心的な形状の結果として、それぞれのカム８２
Ａ及び８２Ｂの回転によって、Ｘ線ビーム１６のスライ
ス厚が変化する。加えて、カム８２Ａ及び８２Ｂを独立
に調節することにより、Ｘ線源１４の焦点の移動に対す
るｚ軸補正が可能になり、Ｘ線源毎のばらつきによるス
ライス厚のばらつきを最小限に抑えると共に、より高速
のＣＴスキャナ回転を可能にする。より詳しく述べる
と、ガントリ回転によって生ずる更なる力が軸受の荷重
支持容量に対して垂直となるので、偏心カム８２Ａ及び
８２Ｂによって、求心負荷に起因する摩擦変化が低減す
る。その結果、カム８２Ａ及び８２Ｂによって、極端な
ガントリ回転の下でも、極めて正確で且つ反復可能なア
パーチャの位置決めを行うことが可能になる。
２Ａ及び８２Ｂに別々のステッパ・モータ（図示されて
いない）を接続して、各々のカムが独立に位置決めされ
るようにしてカム８２Ａ及び８２Ｂの位置を精密に制御
する。偏心的な形状の結果として、それぞれのカム８２
Ａ及び８２Ｂの回転によって、Ｘ線ビーム１６のスライ
ス厚が変化する。加えて、カム８２Ａ及び８２Ｂを独立
に調節することにより、Ｘ線源１４の焦点の移動に対す
るｚ軸補正が可能になり、Ｘ線源毎のばらつきによるス
ライス厚のばらつきを最小限に抑えると共に、より高速
のＣＴスキャナ回転を可能にする。より詳しく述べる
と、ガントリ回転によって生ずる更なる力が軸受の荷重
支持容量に対して垂直となるので、偏心カム８２Ａ及び
８２Ｂによって、求心負荷に起因する摩擦変化が低減す
る。その結果、カム８２Ａ及び８２Ｂによって、極端な
ガントリ回転の下でも、極めて正確で且つ反復可能なア
パーチャの位置決めを行うことが可能になる。
【００２５】図７に示すように、プリ・ペイシェント・
コリメータ５２は更に、可動式フィルタリング装置８６
と、ハウジング８８と、ハウジング８８に対するフィル
タリング装置８６の位置を変更するフィルタ・ドライ
ブ、即ちフィルタ・モータ９０とを含んでいる。より詳
しく述べると、一実施例では、フィルタリング装置８６
は第１のフィルタ９２と第２のフィルタ９４とを含んで
いる。フィルタ９２及び９４は、Ｘ線ビーム１６がそれ
ぞれのフィルタ９２及び９４を通過して投射されるよう
に位置決めされている。フィルタ・モータ９０を用いて
ハウジング８８に対するフィルタ９２及び９４の位置を
変更することにより、Ｘ線源１４から患者２２へのＸ線
照射量が変化する。例えば、フィルタリング装置８６は
ボウタイ（bowtie）型フィルタであってもよく、また任
意の数のフィルタを含んでいてもよい。他の実施例で
は、フィルタ・ドライブ９０は、ステッパ・モータ、ア
クチュエータ又は他の変位型装置である。プリ・ペイシ
ェント・コリメータ５２は更に、ハウジング８８から伸
びる２つのシャフト９６Ａ及び９６Ｂを含んでおり、シ
ャフト９６Ａ及び９６ＢがＸ線のファン・ビーム軸５６
に対して垂直になるようにしている。
コリメータ５２は更に、可動式フィルタリング装置８６
と、ハウジング８８と、ハウジング８８に対するフィル
タリング装置８６の位置を変更するフィルタ・ドライ
ブ、即ちフィルタ・モータ９０とを含んでいる。より詳
しく述べると、一実施例では、フィルタリング装置８６
は第１のフィルタ９２と第２のフィルタ９４とを含んで
いる。フィルタ９２及び９４は、Ｘ線ビーム１６がそれ
ぞれのフィルタ９２及び９４を通過して投射されるよう
に位置決めされている。フィルタ・モータ９０を用いて
ハウジング８８に対するフィルタ９２及び９４の位置を
変更することにより、Ｘ線源１４から患者２２へのＸ線
照射量が変化する。例えば、フィルタリング装置８６は
ボウタイ（bowtie）型フィルタであってもよく、また任
意の数のフィルタを含んでいてもよい。他の実施例で
は、フィルタ・ドライブ９０は、ステッパ・モータ、ア
クチュエータ又は他の変位型装置である。プリ・ペイシ
ェント・コリメータ５２は更に、ハウジング８８から伸
びる２つのシャフト９６Ａ及び９６Ｂを含んでおり、シ
ャフト９６Ａ及び９６ＢがＸ線のファン・ビーム軸５６
に対して垂直になるようにしている。
【００２６】フィルタリング装置８６は更に、シャフト
開口（図示されていない）並びにシャフト９６Ａ及び９
６Ｂに結合されている線軸受（linear bearing）９８Ａ
及び９８Ｂを含んでいる。線軸受９８Ａ及び９８Ｂは、
それぞれのシャフト９６Ａ及び９６Ｂに摺動可能に係合
するように構成されており、フィルタリング装置８６が
フィルタ９２及び９４をＸ線ビーム軸５６に対して垂直
に移動させることを可能にしている。フィルタ・モータ
９０を用いて、ハウジング８８に向かうように又はハウ
ジング８８から遠ざかるように、フィルタリング装置８
６を移動させ、即ち位置決めすることができる。より詳
しく述べると、一実施例では、フィルタ・モータ９０は
親ねじ式モータ（図示されていない）であり、フィルタ
リング装置８６は、親ねじ式モータの親ねじ付きシャフ
トをねじ式で受け入れるように構成されているねじ溝付
き親ねじ式開口を含んでいる。親ねじ式モータを一方向
に作動させることにより、フィルタリング装置８６はハ
ウジング８８に向かうように移動する。親ねじ式モータ
の方向を反転させると、フィルタリング装置８６はハウ
ジング８８から遠ざかるように移動する。
開口（図示されていない）並びにシャフト９６Ａ及び９
６Ｂに結合されている線軸受（linear bearing）９８Ａ
及び９８Ｂを含んでいる。線軸受９８Ａ及び９８Ｂは、
それぞれのシャフト９６Ａ及び９６Ｂに摺動可能に係合
するように構成されており、フィルタリング装置８６が
フィルタ９２及び９４をＸ線ビーム軸５６に対して垂直
に移動させることを可能にしている。フィルタ・モータ
９０を用いて、ハウジング８８に向かうように又はハウ
ジング８８から遠ざかるように、フィルタリング装置８
６を移動させ、即ち位置決めすることができる。より詳
しく述べると、一実施例では、フィルタ・モータ９０は
親ねじ式モータ（図示されていない）であり、フィルタ
リング装置８６は、親ねじ式モータの親ねじ付きシャフ
トをねじ式で受け入れるように構成されているねじ溝付
き親ねじ式開口を含んでいる。親ねじ式モータを一方向
に作動させることにより、フィルタリング装置８６はハ
ウジング８８に向かうように移動する。親ねじ式モータ
の方向を反転させると、フィルタリング装置８６はハウ
ジング８８から遠ざかるように移動する。
【００２７】ハウジング８８に対してフィルタリング装
置８６の位置を変更することにより、より詳しく述べる
と、フィルタ９２及び９４の位置を変更することによ
り、患者２２によって受け取られるＸ線ビームの照射量
が修正される、即ち変更される。例えば、フィルタ９２
及び９４を、Ｘ線ビーム１６を変更するための４つの組
合せのうちの１つとして組み合わせることができる。よ
り詳しく述べると、一実施例では、フィルタ９２及び９
４を、較正モード、身体領域モード、頭部モード又は遮
蔽モードに位置決めすることができる。これらのモード
は、フィルタ９２及び９４を通過することを許されるＸ
線ビーム１６の位置の関数としての量によって定義され
る。
置８６の位置を変更することにより、より詳しく述べる
と、フィルタ９２及び９４の位置を変更することによ
り、患者２２によって受け取られるＸ線ビームの照射量
が修正される、即ち変更される。例えば、フィルタ９２
及び９４を、Ｘ線ビーム１６を変更するための４つの組
合せのうちの１つとして組み合わせることができる。よ
り詳しく述べると、一実施例では、フィルタ９２及び９
４を、較正モード、身体領域モード、頭部モード又は遮
蔽モードに位置決めすることができる。これらのモード
は、フィルタ９２及び９４を通過することを許されるＸ
線ビーム１６の位置の関数としての量によって定義され
る。
【００２８】動作の際には、操作者は、実行すべき走査
手順によって要求されるスライスの適当な厚み及び量を
決定する。これにより、検出器アレイ１８及びコリメー
タ５２が、所望のスライスの厚み及び量（数）となるよ
うに構成（変更）される。検出器アレイ１８及びコリメ
ータ５２のこの構成によって、ｚ軸でＸ線ビーム１６が
十分に活用されて、患者２２へのＸ線照射量が最小化さ
れると共にＸ線ビーム１６の安定性及び効率が向上す
る。詳しく述べると、図８に示すように、検出器１８
は、ある特定の数のスライス１００に分割される。各々
のスライス１００の厚みは、スイッチ装置６６を用いて
組み合わされるフォトダイオード・アレイ出力の数によ
って、またコリメータ・カム８２Ａ及び８４Ｂのｚ軸方
向での位置並びにそれぞれのフィルタ９２及び９４の位
置を操作者によって画定されたように調節することによ
り、決定される。
手順によって要求されるスライスの適当な厚み及び量を
決定する。これにより、検出器アレイ１８及びコリメー
タ５２が、所望のスライスの厚み及び量（数）となるよ
うに構成（変更）される。検出器アレイ１８及びコリメ
ータ５２のこの構成によって、ｚ軸でＸ線ビーム１６が
十分に活用されて、患者２２へのＸ線照射量が最小化さ
れると共にＸ線ビーム１６の安定性及び効率が向上す
る。詳しく述べると、図８に示すように、検出器１８
は、ある特定の数のスライス１００に分割される。各々
のスライス１００の厚みは、スイッチ装置６６を用いて
組み合わされるフォトダイオード・アレイ出力の数によ
って、またコリメータ・カム８２Ａ及び８４Ｂのｚ軸方
向での位置並びにそれぞれのフィルタ９２及び９４の位
置を操作者によって画定されたように調節することによ
り、決定される。
【００２９】例えば、操作者が５．０ｍｍの４つのスラ
イスを選択した場合、システム１０を図８に示すように
構成することが出来る。具体的に述べると、フォトダイ
オード・アレイの各出力がスイッチ装置６６を用いて組
み合わされて、５．０ｍｍのスライス厚をそれぞれ有す
るスライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１００Ｄ
を形成する。ここで、検出器モジュール２０の各々の行
は、幅１．２５ｍｍであるものとする。より詳しく述べ
ると、フォトダイオード・アレイの４つの出力がスイッ
チ装置６６によって電気的に結合されて、スライス１０
０Ａを形成する。それぞれのスライス１００Ｂ、１００
Ｃ及び１００Ｄも、フォトダイオード・アレイの４つの
出力を組み合わせることにより、それぞれ同様に形成さ
れる。コリメータ・カム８２Ａ及び８２Ｂは、２０．０
ｍｍの線源コリメーションを提供するようにｚ軸方向に
離隔される。スライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及
び１００Ｄからのスライス・データは、ケーブル７０を
介してＤＡＳ３２に供給される。
イスを選択した場合、システム１０を図８に示すように
構成することが出来る。具体的に述べると、フォトダイ
オード・アレイの各出力がスイッチ装置６６を用いて組
み合わされて、５．０ｍｍのスライス厚をそれぞれ有す
るスライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１００Ｄ
を形成する。ここで、検出器モジュール２０の各々の行
は、幅１．２５ｍｍであるものとする。より詳しく述べ
ると、フォトダイオード・アレイの４つの出力がスイッ
チ装置６６によって電気的に結合されて、スライス１０
０Ａを形成する。それぞれのスライス１００Ｂ、１００
Ｃ及び１００Ｄも、フォトダイオード・アレイの４つの
出力を組み合わせることにより、それぞれ同様に形成さ
れる。コリメータ・カム８２Ａ及び８２Ｂは、２０．０
ｍｍの線源コリメーションを提供するようにｚ軸方向に
離隔される。スライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及
び１００Ｄからのスライス・データは、ケーブル７０を
介してＤＡＳ３２に供給される。
【００３０】１．２５ｍｍのスライス厚を有する４つの
スライスのデータについては、図９に示す検出器構成を
利用することができる。具体的には、フォトダイオード
・アレイの出力が、１．２５ｍｍの厚みをそれぞれ有す
る４つのスライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１
００Ｄを形成する。カム８２Ａ及び８２Ｂは、２０ｍｍ
のスライス厚（図８）の場合ほどには広く離隔されな
い。代わりに、カム８２Ａ及び８２Ｂは共に、ｚ軸方向
により近接して移動させられて、５．０ｍｍのコリメー
ションを提供する。一実施例では、スライス１００Ｃ及
び１００Ｄはそれぞれ１．２５ｍｍの厚みを有するよう
にコリメータ５２によって画定されるが、フォトダイオ
ード・アレイ５２の残りの出力は、スイッチ装置６６を
用いてスライス１００Ｃ及び１００Ｄ用に組み合わされ
る。具体的には、フォトダイオード・アレイの７つの出
力がスイッチ装置６６によって組み合わされて、スライ
ス１００Ｃのデータを収集する。同様に、フォトダイオ
ード・アレイの７つの出力が組み合わされて、スライス
１００Ｄのデータを収集する。ここで、スライス１００
Ａ及び１００Ｂを見ると、データは、スライス１００Ａ
についてはフォトダイオード・アレイの１つの出力から
収集されており、スライス１００Ｂについてもフォトダ
イオード・アレイの１つの出力から収集されている。ス
ライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１００Ｄから
のデータは、可撓性のケーブル７０を介してＤＡＳ３２
へ供給される。言うまでもなく、システム１０を用い
て、スライスの厚み及び数量についての他の多くの組み
合わせが可能である。
スライスのデータについては、図９に示す検出器構成を
利用することができる。具体的には、フォトダイオード
・アレイの出力が、１．２５ｍｍの厚みをそれぞれ有す
る４つのスライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１
００Ｄを形成する。カム８２Ａ及び８２Ｂは、２０ｍｍ
のスライス厚（図８）の場合ほどには広く離隔されな
い。代わりに、カム８２Ａ及び８２Ｂは共に、ｚ軸方向
により近接して移動させられて、５．０ｍｍのコリメー
ションを提供する。一実施例では、スライス１００Ｃ及
び１００Ｄはそれぞれ１．２５ｍｍの厚みを有するよう
にコリメータ５２によって画定されるが、フォトダイオ
ード・アレイ５２の残りの出力は、スイッチ装置６６を
用いてスライス１００Ｃ及び１００Ｄ用に組み合わされ
る。具体的には、フォトダイオード・アレイの７つの出
力がスイッチ装置６６によって組み合わされて、スライ
ス１００Ｃのデータを収集する。同様に、フォトダイオ
ード・アレイの７つの出力が組み合わされて、スライス
１００Ｄのデータを収集する。ここで、スライス１００
Ａ及び１００Ｂを見ると、データは、スライス１００Ａ
についてはフォトダイオード・アレイの１つの出力から
収集されており、スライス１００Ｂについてもフォトダ
イオード・アレイの１つの出力から収集されている。ス
ライス１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ及び１００Ｄから
のデータは、可撓性のケーブル７０を介してＤＡＳ３２
へ供給される。言うまでもなく、システム１０を用い
て、スライスの厚み及び数量についての他の多くの組み
合わせが可能である。
【００３１】Ｘ線ビーム１６のスライス厚を変更するこ
とに加えて、カム８２Ａ及び８２Ｂを用いて、Ｘ線源１
４のｚ軸方向の移動及びＸ線管毎のばらつきを補正して
もよい。より詳しく述べると、焦点位置を決定する公知
の方法を用いて、カム８２Ａ及び８２Ｂの位置を独立に
変更して、Ｘ線ビーム１６のｚ軸方向の移動を補償す
る、即ち調節することができる。より明確に述べると、
一実施例では、焦点位置に基づいて、Ｘ線ビーム１６の
焦点が適正に位置決めされるように、カム・モータを用
いてそれぞれのカム８２Ａ及び８２Ｂが独立に位置決め
される。また、カム８２Ａ及び８２Ｂを用いて、それぞ
れのカム８２Ａ及び８２Ｂの一方の位置を変更すること
によりＸ線ビーム１６のｚ軸方向の移動の非一様性を補
償することもできる。例えば、Ｘ線源１６が加熱するに
つれて、Ｘ線ビーム軸５６が検出器１８の中心に位置し
なくなる可能性がある。中心に位置していないＸ線ビー
ムは、カム８２Ａ及び８２Ｂの少なくとも一方をカム・
モータを用いて変更することにより、中心に位置決めし
直すことができる。
とに加えて、カム８２Ａ及び８２Ｂを用いて、Ｘ線源１
４のｚ軸方向の移動及びＸ線管毎のばらつきを補正して
もよい。より詳しく述べると、焦点位置を決定する公知
の方法を用いて、カム８２Ａ及び８２Ｂの位置を独立に
変更して、Ｘ線ビーム１６のｚ軸方向の移動を補償す
る、即ち調節することができる。より明確に述べると、
一実施例では、焦点位置に基づいて、Ｘ線ビーム１６の
焦点が適正に位置決めされるように、カム・モータを用
いてそれぞれのカム８２Ａ及び８２Ｂが独立に位置決め
される。また、カム８２Ａ及び８２Ｂを用いて、それぞ
れのカム８２Ａ及び８２Ｂの一方の位置を変更すること
によりＸ線ビーム１６のｚ軸方向の移動の非一様性を補
償することもできる。例えば、Ｘ線源１６が加熱するに
つれて、Ｘ線ビーム軸５６が検出器１８の中心に位置し
なくなる可能性がある。中心に位置していないＸ線ビー
ムは、カム８２Ａ及び８２Ｂの少なくとも一方をカム・
モータを用いて変更することにより、中心に位置決めし
直すことができる。
【００３２】加えて、システム１０についての動作モー
ドに基づいて、フィルタリング装置８６の位置は、実行
されるべき試験にとってＸ線照射量が適当なものとなる
ように調節される。詳しく述べると、操作者によって選
択されたモードに基づいて、患者２２が適正なＸ線ビー
ム１６に照射されるようにフィルタリング装置８６の位
置が変更される。より詳しく述べると、フィルタリング
装置８６の位置は、Ｘ線ビーム１６が適当なフィルタ９
２及び９４を通過するように、フィルタリング装置８６
がハウジング８８に向かって後退するか又はハウジング
８８から伸長するようにフィルタ・モータ９０を作動す
ることにより変更される。例えば、患者２２の頭部を走
査すべきときには、モータ９０は、フィルタ９２及び９
４がＸ線ビーム１６を頭部モード形式の照射量に低減さ
せるように、フィルタリング装置を既知の位置に位置決
めすることができる。患者２２の頭部のＣＴ走査を実行
する際には、モータ９０は、フィルタ９２及び９４がハ
ウジング８８に対して適正に位置決めされるように、フ
ィルタリング装置８６を位置決めする。より具体的に述
べると、モータ９０は、フィルタ９２及び９４を適正に
位置決めするためにフィルタリング装置８６を例えばハ
ウジング８８に向かって後退させるように、付勢され
る。
ドに基づいて、フィルタリング装置８６の位置は、実行
されるべき試験にとってＸ線照射量が適当なものとなる
ように調節される。詳しく述べると、操作者によって選
択されたモードに基づいて、患者２２が適正なＸ線ビー
ム１６に照射されるようにフィルタリング装置８６の位
置が変更される。より詳しく述べると、フィルタリング
装置８６の位置は、Ｘ線ビーム１６が適当なフィルタ９
２及び９４を通過するように、フィルタリング装置８６
がハウジング８８に向かって後退するか又はハウジング
８８から伸長するようにフィルタ・モータ９０を作動す
ることにより変更される。例えば、患者２２の頭部を走
査すべきときには、モータ９０は、フィルタ９２及び９
４がＸ線ビーム１６を頭部モード形式の照射量に低減さ
せるように、フィルタリング装置を既知の位置に位置決
めすることができる。患者２２の頭部のＣＴ走査を実行
する際には、モータ９０は、フィルタ９２及び９４がハ
ウジング８８に対して適正に位置決めされるように、フ
ィルタリング装置８６を位置決めする。より具体的に述
べると、モータ９０は、フィルタ９２及び９４を適正に
位置決めするためにフィルタリング装置８６を例えばハ
ウジング８８に向かって後退させるように、付勢され
る。
【００３３】本発明の様々な実施例に関する以上の説明
から、発明の目的が達せられたことは明らかである。本
発明を詳細に記述すると共に図解したが、これらは説明
及び例示のみを意図したものであり、限定のためのもの
であると解釈してはならないことを明瞭に理解された
い。従って、本発明の要旨は、特許請求の範囲によって
限定されるものとする。
から、発明の目的が達せられたことは明らかである。本
発明を詳細に記述すると共に図解したが、これらは説明
及び例示のみを意図したものであり、限定のためのもの
であると解釈してはならないことを明瞭に理解された
い。従って、本発明の要旨は、特許請求の範囲によって
限定されるものとする。
【００３４】以上に記載したＣＴシステムは、スライス
の数及び厚みの選択を可能にして、患者へのＸ線照射量
を低減させ且つＸ線ビームの効率を高める。加えて、本
発明のプリ・ペイシェント・コリメータは、ｚ軸補正を
可能にし、スライス厚のばらつきを減少させると共に、
Ｘ線ビームの選択可能なフィルタリングを可能にする。
の数及び厚みの選択を可能にして、患者へのＸ線照射量
を低減させ且つＸ線ビームの効率を高める。加えて、本
発明のプリ・ペイシェント・コリメータは、ｚ軸補正を
可能にし、スライス厚のばらつきを減少させると共に、
Ｘ線ビームの選択可能なフィルタリングを可能にする。
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図であ
る。
る。
【図２】図１に示すシステムの概略ブロック図である。
【図３】コリメータに関するＣＴイメージング・システ
ムの概略正面図である。
ムの概略正面図である。
【図４】ＣＴシステムの検出器アレイの斜視図である。
【図５】検出器モジュールの斜視図である。
【図６】ガントリの側面から見たときのＸ線発生及び検
出用構成要素の概略配置図である。
出用構成要素の概略配置図である。
【図７】図３に示すコリメータの斜視図である。
【図８】４つのスライスで５．０ｍｍのスライス厚の構
成にした場合の走査データの収集法を示す概略構成図で
ある。
成にした場合の走査データの収集法を示す概略構成図で
ある。
【図９】４つのスライスで１．２５ｍｍのスライス厚の
構成にした場合の走査データの収集法を示す概略構成図
である。
構成にした場合の走査データの収集法を示す概略構成図
である。
１０ ＣＴシステム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器アレイ ２０ 検出器モジュール ２２ 患者 ２４ 回転中心 ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ取得システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 陰極線管表示装置 ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 ５０ Ｘ線源焦点 ５２ プリ・ペイシェント・コリメータ ５４ コリメート後のビーム ５６ ファン・ビーム軸 ５８ 検出器ハウジング ６０ プレート ６２ シンチレータ・アレイ ６４ 基材 ６６ スイッチ装置 ６８ デコーダ ７０ 電気ケーブル ８２Ａ、８２Ｂ 偏心カム ８４ フィルタリング装置 ８６ 可動式フィルタリング装置 ８８ ハウジング ９０ フィルタ・モータ ９２、９４ フィルタ ９６Ａ、９６Ｂ シャフト ９８Ａ、９８Ｂ 線軸受 １００ スライス
フロントページの続き (72)発明者 ラッセル・ウェイン・ハム アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、フォックス・ポイント・ドライ ブ、1208番 (72)発明者 カーミン・エフ・ヴァラ，ジュニア アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ ー・バーリン、ウェスト・フォレスト・ノ ウル・ドライブ、13380番 (72)発明者 スティーブン・ジェイ・ウォルスチェク アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、フラ ンクリン、ハイビュー・ドライブ、4695番
Claims (26)
- 【請求項１】 Ｘ線源及び検出器アレイを含む計算機式
断層撮影システムにおいて、Ｘ線照射量を変更するプリ
・ペイシェント・コリメータであって、 Ｘ線源から放射されるファン・ビームの対向する両側に
位置決めされている少なくとも第１及び第２の偏心カム
と、 前記ファン・ビームを調節するように前記カムを位置決
めする少なくとも１つのカム・ドライブとを備えている
プリ・ペイシェント・コリメータ。 - 【請求項２】 前記カム・ドライブは、各々の前記カム
を独立に位置決めするように構成されている請求項１に
記載のコリメータ。 - 【請求項３】 前記カム・ドライブは、少なくとも１つ
のカム・モータを含んでいる請求項１に記載のコリメー
タ。 - 【請求項４】 前記カム・ドライブは、各々のカム毎に
カム・モータを含んでいる請求項３に記載のコリメー
タ。 - 【請求項５】 前記第１のカムは第１のカム・モータに
結合されており、前記第２のカムは第２のカム・モータ
に結合されている請求項４に記載のコリメータ。 - 【請求項６】 前記検出器アレイはマルチスライス検出
器で構成されており、前記カム・ドライブはファン・ビ
ーム・スライス厚を変更するように構成されている請求
項１に記載のコリメータ。 - 【請求項７】 複数のフィルタを含んでいるフィルタリ
ング装置と、ハウジングと、前記ハウジング及び前記フ
ィルタリング装置に結合されていて、前記フィルタリン
グ装置の位置を変更するフィルタ・ドライブとを更に含
んでいる請求項１に記載のコリメータ。 - 【請求項８】 前記Ｘ線ビームはＸ線ビーム軸に沿って
投射されており、前記フィルタ・ドライブは、前記ハウ
ジングから前記Ｘ線ファン・ビーム軸に対して垂直に伸
びている複数のシャフトを含んでいる請求項７に記載の
コリメータ。 - 【請求項９】 前記フィルタリング装置は、前記シャフ
トを受け入れるように構成されている複数のシャフト開
口を更に含んでいる請求項８に記載のコリメータ。 - 【請求項１０】 前記フィルタ・ドライブは、前記ハウ
ジングに結合されていて、前記ハウジングから前記ファ
ン・ビーム軸に対して垂直に前記フィルタリング装置を
伸長及び後退させるように構成されているモータを含ん
でいる請求項９に記載のコリメータ。 - 【請求項１１】 前記モータは、ねじ付きシャフトを有
する親ねじ式モータを含んでおり、前記フィルタリング
装置は、前記親ねじシャフトにねじ式で係合するように
構成されている親ねじ式開口を更に含んでいる請求項１
０に記載のコリメータ。 - 【請求項１２】 前記フィルタリング装置は、各々のシ
ャフト開口に結合されており前記シャフトに摺動可能に
係合するように構成されている線軸受を更に含んでいる
請求項９に記載のコリメータ。 - 【請求項１３】 各々の前記フィルタが、患者へのＸ線
照射量を変更し、且つフィルタリング装置の位置の関数
として選択される請求項７に記載のコリメータ。 - 【請求項１４】 Ｘ線源と、複数の偏心カム及び複数の
フィルタを含んでいるプリ・ペイシェント・コリメータ
と、ｚ軸方向に伸びている複数の検出器セルを含んでい
る検出器アレイとを備えた計算機式断層撮影システムに
おいて、Ｘ線照射量を低減させるシステムであって、 少なくとも１つのスライスを形成するために一定数の検
出器セルを組み合わせ、更にＸ線の厚み、位置及び照射
量を画定するために前記プリ・ペイシェント・コリメー
タを位置決めするように構成されているシステム。 - 【請求項１５】 前記プリ・ペイシェント・コリメータ
を位置決めするために各々の前記カムを位置決めするよ
うに構成されている請求項１４に記載のシステム。 - 【請求項１６】 各々の前記カムを位置決めするため
に、各々の前記カムを独立に位置決めするように構成さ
れている請求項１５に記載のシステム。 - 【請求項１７】 前記計算機式断層撮影システムは複数
のカム・モータを更に含んでおり、各々のカム・モータ
が１つのカムにそれぞれ結合されており、該カムを位置
決めするために、各々の前記カムを回転させるように構
成されている請求項１５に記載のシステム。 - 【請求項１８】 前記計算機式断層撮影システムは前記
フィルタリング装置に結合されているフィルタ・モータ
を更に含んでおり、前記Ｘ線照射量を画定するように前
記プリ・ペイシェント・コリメータを位置決めするため
に、前記フィルタ・モータを用いて前記フィルタリング
装置の位置を変更するように構成されている請求項１７
に記載のシステム。 - 【請求項１９】 前記Ｘ線ビームはＸ線ビーム軸に沿っ
て投射されており、前記計算機式断層撮影システムは前
記ハウジングから前記Ｘ線ファン・ビーム軸に対して垂
直に伸びている複数のシャフトを更に含んでおり、前記
フィルタリング装置の位置を変更するために、前記ハウ
ジングから前記ファン・ビーム軸に対して垂直に前記フ
ィルタリング装置を伸長及び後退させるように構成され
ている請求項１８に記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記フィルタ・モータは、ねじ式シャ
フトを有する親ねじ式モータを含んでおり、前記フィル
タリング装置は、前記親ねじ式シャフトにねじ式で係合
するように構成されている親ねじ式開口を更に含んでお
り、前記フィルタ動作装置を伸長及び後退させるため
に、前記フィルタ・モータを作動させるように構成され
ている請求項１９に記載のシステム。 - 【請求項２１】 前記フィルタリング装置は複数のフィ
ルタを更に含んでおり、患者へのＸ線照射量を画定する
ために、各々の前記フィルタの位置を選択するように構
成されている請求項１４に記載のシステム。 - 【請求項２２】 Ｘ線源及び検出器アレイを含んでいる
計算機式断層撮影システムにおいて、Ｘ線照射量を変更
するプリ・ペイシェント・コリメータであって、 前記Ｘ線源から放射されるファン・ビームの対向する両
側に位置決めされている少なくとも第１及び第２の偏心
カムと、 該カムに結合されていて、前記ファン・ビームを調節す
るカム・ドライブと、 フィルタリング装置と、 ハウジングと、 該ハウジング及び前記フィルタリング装置に結合されて
いて、前記フィルタリング装置の位置を変更するフィル
タ・ドライブとを備えているコリメータ。 - 【請求項２３】 前記カム・ドライブは、各々の前記カ
ムを独立に位置決めするように構成されている請求項２
２に記載のコリメータ。 - 【請求項２４】 前記カム・ドライブは、各々の前記カ
ムに対して１つずつカム・モータを含んでいる請求項２
２に記載のコリメータ。 - 【請求項２５】 前記第１のカムは第１のカム・モータ
に結合されており、前記第２のカムは第２のカム・モー
タに結合されている請求項２４に記載のコリメータ。 - 【請求項２６】 前記検出器アレイはマルチスライス検
出器で構成されており、前記カム・ドライブは、ファン
・ビーム・スライス厚を変更するように構成されている
請求項２２に記載のコリメータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/140108 | 1998-08-25 | ||
| US09/140,108 US6173039B1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Variable aperture z-axis tracking collimator for computed tomograph system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000070253A true JP2000070253A (ja) | 2000-03-07 |
| JP2000070253A5 JP2000070253A5 (ja) | 2008-10-16 |
Family
ID=22489794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11229540A Pending JP2000070253A (ja) | 1998-08-25 | 1999-08-16 | 計算機式断層撮影システムにおけるプリ・ペイシェント・コリメ―タ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6173039B1 (ja) |
| EP (1) | EP0982002B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000070253A (ja) |
| DE (1) | DE69931706T2 (ja) |
| IL (1) | IL131403A (ja) |
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| JP2005261548A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Toshiba Corp | Ｘ線装置 |
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| JP3947372B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2007-07-18 | 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 | Ｘ線ｃｔシステムにおけるアパーチャの位置調整機構およびガントリ装置ならびにその制御方法 |
| DE10154539C1 (de) * | 2001-11-07 | 2003-06-26 | Siemens Ag | Strahlenblende für ein Röntgengerät und Röntgengerät |
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| US6836529B2 (en) * | 2002-02-13 | 2004-12-28 | General Electric Company | Method and apparatus of CT imaging with voltage modulation |
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