JP2001212131A - コーンビーム型放射線ct装置 - Google Patents
コーンビーム型放射線ct装置Info
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Abstract
線曝射を低減させるあるいは防止する。 【解決手段】この発明のコーンビーム型X線CT装置
は、撮影開始時はコーン状X線ビームCBの後側側面C
Baを撮影対象領域Maの後端面に一致させてX線ビー
ム全体を撮影対象領域Maに留め、撮影進行中にはコー
ン状X線ビームCBの照射中心CNを体軸Zに対して直
角へ移行させ、撮影終了時はコーン状X線ビームCBの
前側側面CBbを撮影対象領域Maの前端面に一致させ
てX線ビーム全体を撮影対象領域Maに留めるようコー
ン状X線ビームCBのティルト角度θを変化させる構成
を備えており、非撮影対象領域Mbへの不必要なX線曝
射を低減させることができる。
Description
ビームが被検体に照射されるとともに、被検体を通り抜
けた透過X線が2次元に広がる放射線検出面によって検
出されるよう構成された医療用あるいは産業用のコーン
ビーム型放射線CT装置に係り、特に、被検体の非撮影
対象領域に対する不必要な放射線曝射を低減させるある
いは防止するための技術に関する。
ビーム(ファンビーム)と1次元X線検出器とを用いた
装置が汎用的に用いられているが、最近、図17に示す
ように、扇状X線ビームの代わりコーン状X線ビームX
Bを用いるとともに、1次元X線検出器の代わりにイメ
ージインテンシファイアなどの2次元に広がるX線検出
面XDaを有するX線検出器XDを用いたコーンビーム
型X線CT装置が使われ出している。
線管51から出るX線ビームがコーン状(例えば、4角
錐状)に整形された状態で被検体Mに照射されるととも
に、被検体Mを透過したコーン状X線ビームXBはX線
検出器XDの2次元のX線検出面XDaに投影されてX
線検出が行われる構成になっているのに加えて、X線管
51とX線検出器XDとが被検体Mを挟んで被検体Mの
体軸回りに回転すると同時に、被検体Mを載置した天板
52が左側へ移動してX線管51とX線検出器XDとが
被検体Mの体軸Zの方向に相対的に直進する構成となっ
ている。
れば、図17に曲線mで示すように、X線管51とX線
検出器XDとが被検体Mの体軸Zの方向へ向けて被検体
Mの体軸回りを相対的に螺旋状に前進しながら撮影対象
領域Maに対するX線の照射・検出が行われてX線断層
撮影が進行するのである。また、従来の装置では、X線
検出器XDから出力されるX線検出信号に基づき、X線
検出器XDの後段で撮影対象領域Maについて画像再構
成が行われて、最終的に必要なCT像(断層像)が得ら
れる。
18に示すように、扇状X線ビームよりも遙に幅のある
コーン状X線ビームXBを用いるとともに、1次元X線
検出器よりも遙に広い2次元のX線検出面XDaを持つ
X線検出器XDを用いるので、1回の回転で多量のX線
検出信号が得られるようになり、撮影効率の向上が見込
める。
来のコーンビーム型X線CT装置の場合、被検体Mの非
撮影対象領域Mbに対して不必要なX線が曝射されると
いう問題がある。従来のコーンビーム型X線CT装置の
場合、X線管51およびX線検出器XDと被検体Mとの
間の相対的な直進の開始の際は、図19に示すように、
コーン状X線ビームXBの後側半角コーンビームXBa
が被検体Mの非撮影対象領域Mbに不必要に当たるだけ
でなく、X線管51およびX線検出器XDと被検体Mと
の間の相対的な直進の終了の際も、図20に示すよう
に、コーン状X線ビームXBの前側半角コーンビームX
Bbが被検体Mの非撮影対象領域Mbに不必要に当た
る。
は、画像再構成のための信号処理を行う際に被検体Mの
体軸Zに対して垂直方向に照射されるX線に対応するX
線検出信号を基準にして処理が進められる。そうしない
と、最終的なCT像が不鮮明になるからである。したが
って、図19および図20に示すように、コーン状X線
ビームXBの照射中心が被検体Mの撮影対象領域Maの
各端面に達する位置まで、X線管51およびX線検出器
XDと被検体Mとの間の相対的な直進を行って、被検体
Mの撮影対象領域Maの各端面に被検体Mの体軸Zに対
して垂直方向からX線を照射して処理に必要なX線検出
信号を得ることになる。しかし、撮影対象領域Maの各
端面の撮影の際は、コーン状X線ビームXBの各半角コ
ーンビームXBa,XBbの部分が非撮影対象領域Mb
にまで入り込んで非撮影対象領域Mbに不必要なX線を
照射してしまう。不必要なX線曝射は極力避けなければ
ならないことは言うまでもない。
放射線ビーム方式の断層撮影において被検体の非撮影対
象領域に対する不必要な放射線曝射を低減させるあるい
は防止することのできるコーンビーム型放射線CT装置
を提供することを課題とする。
に、請求項1の発明に係るコーンビーム型放射線CT装
置は、コーン状放射線ビームを被検体に照射する放射線
照射手段と、2次元に広がる放射線検出面を有する放射
線検出手段とが、被検体を挟んで被検体の体軸回りの向
きへは被検体に対し相対的に回転し、被検体の体軸方向
へは被検体に対し相対的に直進するよう構成されている
とともに、コーン状放射線ビームの照射に伴って放射線
検出手段からCT像再構成用の放射線検出信号が出力さ
れるよう構成されたコーンビーム型放射線CT装置にお
いて、被検体の体軸の前後方向に対するコーン状放射線
ビームの傾き角度(ティルト角度)を相対的に変化させ
るビーム照射角可変手段と、放射線照射手段および放射
線検出手段と被検体との間の相対的な直進の開始時はコ
ーン状放射線ビームの後側側面が被検体の体軸に対して
直角の状態となり、相対的な直進に伴ってコーン状放射
線ビームの照射中心が被検体の体軸に対して直角の状態
へ移行するとともに、相対的な直進の終了時はコーン状
放射線ビームの前側側面が被検体の体軸に対し直角の状
態となるようビーム照射角可変手段を相対的な直進と連
動し制御してティルト角度を変化させるビーム照射角制
御手段とを備えている。
のコーンビーム型放射線CT装置において、ビーム照射
角可変手段は、放射線照射手段と放射線検出手段とを一
体的に体軸の前後方向に傾斜させることによりティルト
角度を変化させる構成となっている。
のコーンビーム型放射線CT装置において、ビーム照射
角可変手段は、被検体を体軸の前後方向に傾斜させるこ
とによりティルト角度を変化させる構成となっている。
請求項2に記載のコーンビーム型放射線CT装置におい
て、ビーム照射角可変手段は、放射線照射手段と放射線
検出手段との外側でこれらを保持するガントリを体軸の
前後方向に傾斜させることにより放射線照射手段と放射
線検出手段とを一体的に体軸の前後方向に傾斜させてテ
ィルト角度を変化させる構成となっている。
請求項2に記載のコーンビーム型放射線CT装置におい
て、ビーム照射角可変手段は、放射線照射手段および放
射線照射手段を一体的に動作させる回転フレームを体軸
の前後方向に傾斜させることにより放射線照射手段と放
射線検出手段とを一体的に体軸の前後方向に傾斜させて
ティルト角度を変化させる構成となっている。
求項5のいずれかに記載のコーンビーム型放射線CT装
置において、ビーム照射角制御手段は次の順序、すなわ
ち(1)放射線照射手段および放射線検出手段が被検体
に対し相対的に回転を開始してから少なくとも半回転す
るまでは、コーン状放射線ビームの後側側面が被検体の
体軸に対して常に直角の状態となるようにビーム照射角
可変手段を制御して、(2)放射線照射手段および放射
線検出手段と被検体との間の相対的な直進を開始して、
(3)被検体の体軸に対する移行を行い、(4)相対的
な直進を終了して、(5)放射線照射手段および放射線
検出手段が被検体に対し相対的に回転してから少なくと
も半回転するまでは、コーン状放射線ビームの前側側面
が被検体の体軸に対して常に直角の状態となるようにビ
ーム照射角可変手段を制御する、を順に制御することに
よって一連の動作を終了している。
ム型放射線CT装置により断層撮影(CT撮影)を行う
際の作用を説明する。請求項1のコーンビーム型放射線
CT装置による断層撮影では、放射線照射手段と放射線
検出手段とが被検体を挟んで被検体の体軸回りの向きへ
被検体に対し相対的に回転し、被検体の体軸方向へは被
検体に対し相対的に直進するとともに、放射線照射手段
による被検体へのコーン状放射線ビームの照射に伴って
放射線検出手段における2次元に広がる放射線検出面に
被検体の放射線透過像が投影されてCT像再構成用の放
射線検出信号が出力される。
CT装置の場合、ビーム照射角制御手段が相対的な直進
と連動してビーム照射角可変手段を制御することによ
り、コーン状放射線ビームの被検体の体軸の前後方向に
対する傾き角度、すなわちコーン状放射線ビームのティ
ルト角度が撮影の進行に伴って相対的に変化する。すな
わち、放射線照射手段および放射線検出手段と被検体と
の間の相対的な直進の開始時(撮影開始時)は、コーン
状放射線ビームの後側側面が被検体の体軸に対して直角
の状態となり、相対的な直進に伴って(撮影進行に伴っ
て)コーン状放射線ビームの照射中心が被検体の体軸に
対して直角の状態へ移行するともに、相対的な直進の終
了時(撮影終了時)はコーン状放射線ビームの前側側面
が被検体の体軸に対し直角の状態となるようコーン状放
射線ビームのティルト角度が撮影進行に伴い変化するの
である。
定される被検体の撮影対象領域は後端面および前端面が
被検体の体軸に対し直角の面である。したがって、請求
項1の発明の装置の場合、撮影開始時はコーン状放射線
ビームの後側側面が被検体の撮影対象領域の後端面と一
致して放射線ビーム全体が撮影対象領域内に留まる。ま
た、撮影進行中、コーン状放射線ビームの照射中心が被
検体の体軸に対して直角に移行するまでの間、コーン状
放射線ビームの後側が(後端面側の)非撮影対象領域の
方へ移動するけれども、撮影進行に伴ってコーン状放射
線ビーム自体が撮影対象領域の前端側に移動するので、
コーン状放射線ビームの後側から非撮影対象領域へ入り
込む領域を低減させることになる。さらに、撮影終了時
は、撮影終了直前まで撮影進行に伴ってコーン状放射線
ビーム自体が撮影対象領域の後端側から移動するので、
やはりコーン状放射線ビームの前側から非撮影対象領域
へ入り込む領域を低減させることになる。
ム型放射線CT装置においては、全撮影期間中、非撮影
対象領域への不必要な放射線曝射は低減する。
T装置では、ビーム照射角可変手段により、放射線照射
手段と放射線検出手段とが一体的に体軸の前後方向に傾
斜させられるのに従ってコーン状放射線ビームのティル
ト角度が変化する。したがって、請求項2の発明の装置
の場合、被検体を傾斜させずにティルト角度を変化させ
られることになる。
T装置では、ビーム照射角可変手段により、被検体が体
軸の前後方向に傾斜させられるのに従ってコーン状放射
線ビームのティルト角度が変化する。したがって、請求
項3の発明の装置の場合、被検体を傾斜させてティルト
角度を変化させられることになる。
T装置では、ビーム照射角可変手段により、ガントリが
体軸の前後方向に傾斜させられるのに従って放射線照射
手段と放射線検出手段とが一体的に体軸の前後方向に傾
斜させられて、さらにコーン状放射線ビームのティルト
角度が変化する。したがって、請求項4の発明の装置の
場合、被検体を傾斜させずにガントリを傾斜させるだけ
でティルト角度を変化させられることになる。
T装置では、ビーム照射角可変手段により、回転フレー
ムが体軸の前後方向に傾斜させられるのに従って放射線
照射手段と放射線検出手段と回転フレームとが一体的に
体軸の前後方向に傾斜させられて、さらにコーン状放射
線ビームのティルト角度が変化する。したがって、請求
項5の発明の装置の場合、被検体を傾斜させずに回転フ
レームを傾斜させるだけでティルト角度を変化させられ
ることになる。
定される被検体の撮影対象領域は後端面および前端面が
被検体の体軸に対し直角の面である。したがって、請求
項5の発明の装置の場合、撮影開始時はコーン状放射線
ビームの後側側面が被検体の撮影対象領域の後端面と一
致して放射線ビーム全体が撮影対象領域内に留まる。ま
た放射線照射手段と放射線検出手段と回転フレームとが
一体的に体軸の前後方向に傾斜させられているので、放
射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対し相対
的に回転をしている間、コーン状放射線ビームの後側側
面が被検体の体軸に対して常に直角の状態となる。した
がって、コーン状放射線ビームの後側が非撮影対象領域
へは入り込むことはなく、放射線ビーム全体が撮影対象
領域内に留まる。
ムの前側側面が被検体の撮影対象領域の前端面と一致し
て放射線ビーム全体が撮影対象領域内に留まる。また放
射線照射手段と放射線検出手段と回転フレームとが一体
的に体軸の前後方向に傾斜させられているので、撮影終
了直前までの放射線照射手段および放射線検出手段が被
検体に対し相対的に回転をしている間、コーン状放射線
ビームの前側側面が被検体の体軸に対して常に直角の状
態となる。したがって、コーン状放射線ビームの前側が
非撮影対象領域へは入り込むことはなく、放射線ビーム
全体が撮影対象領域内に留まる。
ム型放射線CT装置においては、全撮影期間中、コーン
状放射線ビームが非撮影対象領域にはみ出さずにコーン
状放射線ビーム全体が常に撮影対象領域内にあり続ける
ので、非撮影対象領域への不必要な放射線曝射は起こら
なくなる。
T装置では、放射線断層撮影の開始に先立って設定され
る被検体の撮影対象領域は後端面および前端面が被検体
の体軸に対し直角の面である。したがって、請求項6の
発明の装置の場合、撮影開始時はコーン状放射線ビーム
の後側側面が被検体の撮影対象領域の後端面と一致して
放射線ビーム全体が撮影対象領域内に留まる。また放射
線照射手段および放射線検出手段が被検体に対し相対的
に回転してから少なくとも半回転するまでの間、ビーム
照射角可変手段によってコーン状放射線ビームの後側側
面が被検体の体軸に対して常に直角の状態となる。した
がって、コーン状放射線ビームの後側が非撮影対象領域
へは入り込むことはなく、放射線ビーム全体が撮影対象
領域内に留まる。
ムの前側側面が被検体の撮影対象領域の前端面と一致し
て放射線ビーム全体が撮影対象領域内に留まる。また放
射線照射手段と放射線検出手段とが被検体に対し相対的
に回転してから少なくとも半回転するまでの間、ビーム
照射角可変手段によってコーン状放射線ビームの前側側
面が被検体の体軸に対して常に直角の状態となる。した
がって、コーン状放射線ビームの前側が非撮影対象領域
へは入り込むことはなく、放射線ビーム全体が撮影対象
領域内に留まる。
領域へは入り込むことはなく、放射線ビーム全体が撮影
対象領域内に留まる。さらに、撮影終了時は、コーン状
放射線ビームの前側側面が被検体の撮影対象領域の前端
面と一致しており、やはり放射線ビーム全体が撮影対象
領域内に留まる。
ンビーム型放射線CT装置においては、全撮影期間中、
コーン状放射線ビームが非撮影対象領域にはみ出さずに
コーン状放射線ビーム全体が常に撮影対象領域内にあり
続けるので、非撮影対象領域への不必要な放射線曝射は
起こらなくなる。
面を参照しながら説明する。図1は第1実施例に係るコ
ーンビーム型X線CT装置の全体構成を示すブロック図
である。
被検体Mにコーン状X線ビームCBを照射するX線照射
部1と、2次元に広がるX線検出面2aを有するX線検
出器2と、被検体Mを載置したままで被検体Mの体軸Z
の方向へ往復移動可能な天板3とを備えていて、X線照
射部1およびX線検出器2が被検体Mを挟んで被検体M
の体軸Z回りの向きに回転するとともに、被検体Mの体
軸Zの方向に相対的に直進するよう構成されているのに
加え、コーン状X線ビームCBの照射に伴ってX線検出
器2から出力されるX線検出信号に基づきX線CT像
(X線断層像)用の画像再構成が行われるよう構成され
ている。なお、X線照射部1は、本発明における放射線
照射手段に相当し、X線検出器2は、本発明における放
射線検出手段に相当する。以下、第1実施例装置の各部
構成を具体的に説明する。
ビームを放射するX線管4と、X線管4から放射される
X線ビームをコーン状(例えば、4角錐状)のX線ビー
ムCBに整形するコリメータ5とを備え、天板3の上の
被検体Mにコーン状X線ビームCBを照射するよう構成
されている。X線検出器2は、イメージインテンシファ
イア(I・I管)2AとI・I管2Aの後部に付設され
たTVカメラ2Bとを備え、コーン状X線ビームCBの
照射により生じた被検体Mの透過X線像がI・I管2A
に投影されて検出されるとともに、TVカメラ2Bから
透過X線像に対応した映像信号が出力される通常構成の
検出器である。
びX線検出器2は、図1に示すように、ガントリGの内
側に配置されているとともに、モータ6の回転力がプー
リ7およびベルト8を介して伝達されるのに伴って回転
する回転リング9に固定されており、回転駆動部10の
コントロールによるモータ6の回転により回転リング9
が連動して矢印RA,RBの示す方向に回転するのに従
い、X線照射部1とX線検出器2とが被検体Mの体軸Z
の周りを対向配置状態を保ったまま一体的に回転するよ
う構成されている。さらに、X線照射部1に関しては、
高電圧発生器12などを含む照射制御部11のコントロ
ールにより、管電圧・管電流等の設定照射条件に従って
コーン状X線ビームCBを照射するよう構成されてい
る。
撮影中、天板駆動部13のコントロールにより、被検体
Mを乗せたままで被検体Mの体軸Zの方向に天板3が正
逆のいずれの方向にも直進するよう構成されている。そ
の他、ガントリGの開口側縁には、被検体Mの位置決め
(撮影対象領域の設定)などに使われる投光器14およ
びハンドスイッチ15も設けられている。なお、回転駆
動部10によるX線照射部1およびX線検出器2の回転
コントロールや、照射制御部11によるX線ビームの照
射コントロール、或いは、天板駆動部13による天板3
の移動コントロールなどは、操作卓16からの入力操作
等や撮影進行状況に応じて撮影制御部17から適時に送
出される指令信号に従って行われる。
ビームの照射に伴ってX線検出器2から出力される映像
信号を適当な段階でAD変換したX線検出信号(X線画
像信号)を記憶する検出信号メモリ18と、検出信号メ
モリ18に記憶されるX線検出信号に基づき3次元画像
再構成処理を行う画像再構成部19と、3次元画像再構
成結果に従って得られたX線CT像を一時的に記憶する
CT像メモリ20とを備えている他、CT像メモリ20
に記憶されたX線CT像を画面表示する表示モニタ21
やフィルムに焼き付けて画像写真として出力する画像焼
付け器(レーザ式イメージャー)22なども備えてい
る。これら画像信号処理系のコントロールも、操作卓1
6からの入力操作等や撮影進行状況に応じて撮影制御部
17から適時に送出される指令信号に従って行われる。
CT装置の場合、この発明を特徴づける構成として、図
2および図3の矢印RCで示すように、断面正方形で四
角錐状に拡がるコーン状X線ビームCBの被検体Mの体
軸Zの前後方向に対する傾き角度(ティルト角度θ)を
変化させるビーム照射角可変手段としてのガントリティ
ルト部23と、撮影中、コーン状X線ビームCBが被検
体Mの撮影対象領域Maをはみ出さないように、あるい
ははみ出すのを少しでも減らすようにティルト角度θを
調整するためにX線照射部1およびX線検出器2と被検
体Mとの間の相対的な直進(つまり撮影の進行)と連動
してガントリティルト部23を制御するビーム照射角制
御部24とを備えている。以下、このコーン状X線ビー
ムCBのティルト角度θに関する特徴的な構成について
を詳しく説明する。
場合、ティルト角度θは、体軸Zと直角になった基準状
態(θ=0)の照射中心CNと刻々の照射中心CNのな
す角度となっている。また、図3においては天板3の動
きを省略して図示してある。さらに、図4においては、
後述するように、撮影の際には被検体Mが体軸Zの方向
とは逆に右から左へ直進してゆくので、撮影対象領域M
aに対するX線ビームの走査(スキャン)は左から右へ
進むことから、X線ビームにとっては左側が後側とな
り、右側が前側となる。したがって、図2に示すよう
に、四角錐状のコーン状X線ビームCBの右側斜面が後
側側面CBaであり、左側斜面が前側側面CBbとな
る。
すように、X線照射部1およびX線検出器2を保持する
ガントリGの下部に配置されているモータ25と、この
モータ25により回転するピニオン26と、ガントリG
を体軸Zの前後方向に傾斜可能に支えるベースBaに固
定されているラック27とを備えており、ビーム照射角
制御部24のコントロールによるモータ25の回転によ
りピニオン26が連動して回転するのに従い、ピニオン
26がラック27に沿って移動してガントリGがX線照
射部1およびX線検出器2と一体に体軸Zの前後方向に
傾斜することにより、コーン状X線ビームCBのティル
ト角度θを変化させるよう構成されている。
(a)に示すように、X線照射部1およびX線検出器2
と被検体Mとの間の相対的な直進の開始時(天板3の移
動開始時=撮影開始時)はコーン状X線ビームCBの後
側側面CBaが被検体Mの体軸Zに対して直角の状態
(θ=θa)となる。図4(b)に示すように、続く相
対的な直進中(天板3の移動中=撮影進行時)、コーン
状X線ビームCBの照射中心CNが被検体Mの体軸Zに
対して直角の状態(θ=0)へ移行する。図4(c)に
示すように、相対的な直進の終了時(天板3の移動終了
時=撮影終了時)にコーン状X線ビームCBの前側側面
CBbが被検体Mの体軸Zに対し直角の状態(θ=θ
b)となって撮影が終わるようガントリティルト部23
のモータ25を相対的な直進(つまり天板3の移動)と
連動してコントールするよう構成されている。
合、撮影期間中ずっとティルト角度θが変化し続ける制
御構成となっているが、ビーム照射角制御部24は撮影
初期の一定期間の間にティルト角度θが角度θaから角
度0に移行した後、ティルト角度θが角度0の状態を維
持して撮影を続行し、撮影終期の一定期間の間にティル
ト角度θが角度0から角度θbに移行する制御構成であ
ってもよい。なおビーム照射角制御部24のコントロー
ルも、操作卓16からの入力操作等や撮影進行状況に応
じて撮影制御部17から適時に送出される指令信号に従
って行われる。
に曲線mで示すように、X線照射部1およびX線検出器
2の回転と天板3の直進との組み合わせにより、X線断
層撮影の実行中、X線照射部1およびX線検出器2が被
検体Mの体軸Zの方向へ向けて被検体Mの体軸回りを相
対的に螺旋状に前進する(螺旋スキャンを行う)ととも
に、被検体Mの体軸Zの前後方向にガントリGがいわば
首をゆっくり傾けるように前後へ傾斜移動してコーン状
X線ビームCBのティルト角度θを変化させながらX線
の照射・検出を行うことになる。普通、X線照射部1お
よびX線検出器2が1回転する間の螺旋状の前進ピッチ
は、特定の寸法に限られるものではないが、例えばX線
検出面2aの体軸Zの方向の寸法の半分程度である。
るモータ25のコントロールは、被検体Mの直進状況、
つまり撮影対象領域Maの体軸Zの位置に合わせて行う
必要があるが、第1実施例の装置の場合、撮影対象領域
Maの位置は天板3の位置に対応しているので、撮影対
象領域Maの先端・後端の両位置と天板3の位置の対応
関係を予め求出して撮影制御部17に保持するととも
に、撮影制御部17によって、天板3の現在位置と撮影
対象領域Maの先端・後端の各位置との関係を監視しな
がら必要な指令信号をビーム照射角制御部24へ送出す
るよう構成されていて、照射角制御部24が適当なタイ
ミングと速度とでモータ25を回転させるコントロール
を行う。
位置と天板3の位置との対応関係を求出して保持させる
構成としては、例えば、次のようなものが用いられる。
すなわち、被検体Mを天板3に載せてから天板3を移動
させて被検体MをガントリGに進ませ、被検体Mの撮影
対象領域Maの先端・後端とする各位置へ順に投光器1
4の光を当てるとともにハンドスイッチ15を押すこと
により、ハンドスイッチ15が押された時の天板3の各
位置を、それぞれ撮影対象領域Maの先端・後端の各位
置として撮影制御部17に取り込んで保持する構成を用
いることができる。
の場合、撮影の開始に先立って設定される被検体Mの撮
影対象領域Maは後端面と前端面とが被検体Mの体軸Z
に対して直角の面である。したがって、以上のようにし
てコーン状X線ビームCBのティルト角度θが制御され
る場合、撮影開始時には、図4(a)に示すように、コ
ーン状X線ビームCBの後側側面CBaが被検体Mの撮
影対象領域Maの後端面と一致するので、X線ビーム全
体が撮影対象領域Ma内に留まっている。また、図4
(b)に示すように、撮影進行中、コーン状X線ビーム
CBの照射中心CNが被検体Mの体軸Zに対して直角に
移行するまでの間は、コーン状X線ビームCBの後側が
非撮影対象領域Mbの方へ向けて移動するけれども、撮
影進行に伴ってコーン状X線ビームCB自体が撮影対象
領域Maの前端側へ移動してゆくので、コーン状X線ビ
ームCBの後側から非撮影対象領域Mbへはみ出す領域
を低減させることになる。さらに、撮影終了時は、図4
(c)に示すように、コーン状X線ビームCBの前側側
面CBbが被検体Mの撮影対象領域Maの前端面と一致
するので、やはりコーン状X線ビームCBの前側から非
撮影対象領域Mbへはみ出す領域を低減させることにな
る。
X線CT装置によれば、撮影中、非撮影対象領域Mbへ
の不必要なX線曝射は低減する。また、第1実施例装置
の場合、被検体Mは傾斜させず、ガントリGを傾斜させ
るだけでX線照射部1とX線検出器2とを傾斜させてコ
ーン状X線ビームCBのティルト角度θを変化させられ
るので、傾斜姿勢を避けたい人体が被検体Mである医療
用装置向きである。さらに、不必要なX線曝射の低減に
伴って、X線管4を有効に利用することができて、処理
能力(スループット)を高めることができるという効果
もある。
施例のコーンビーム型X線CT装置によるX線断層撮影
の進行プロセスを、図面を参照しながら説明する。図5
は第1実施例装置によるX線断層撮影の進行状況を示す
フローチャートである。
た後、天板3を移動させて被検体MをガントリGの方へ
進ませ、投光器14およびハンドスイッチ15を用いて
被検体Mの撮影対象領域Maの先端・後端の各位置を天
板3の位置と対応付けて撮影制御部17へ取り込む。
に、ガントリGを前倒しにするとともに天板3を移動さ
せることにより、X線照射部1およびX線検出器2と被
検体Mとを撮影初期位置にセットしておいて、操作卓1
6の入力操作によりX線断層撮影を始める。
(a)に示すように、コーン状X線ビームCBの後側側
面CBaが、撮影対象領域Maの後端面と一致した状態
(ティルト角度θ=θa)で撮影が行われる。
ガントリGが前倒し姿勢から垂直姿勢に戻ってゆくに連
れてコーン状X線ビームCBの照射中心CNが、図4
(b)に示すように、被検体Mの体軸Zに対して直角と
なる状態(ティルト角度θ=0)へと移りながら撮影が
進む。
った後は、天板3の移動と連動してガントリGが後倒し
姿勢を深めてゆくに連れて、コーン状X線ビームCBの
前側側面CBbが、撮影対象領域Maの前端面と一致し
た状態(ティルト角度θ=θb)へと移りながら撮影が
進む。
(c)に示すように、コーン状X線ビームCBの前側側
面CBbが、撮影対象領域Maの前端面と一致した状態
(ティルト角度θ=θb)で撮影が行われる。これで被
検体MへのX線照射は終わり、随時、被検体Mは天板3
より降ろされる。
と平行して検出信号メモリ18へ記憶されたX線検出信
号に基づき画像再構成部19により3次元画像再構成処
理が行われるとともに、3次元画像再構成処理の結果に
従って希望断面のX線CT像が作成されてCT像メモリ
20へ記憶される。
されたX線CT像を表示モニタ21の画面に映し出して
観察したり、あるいは、画像焼付け器22によりフィル
ムに焼き付けて画像写真として出力したりすれば、X線
断層撮影は完全に終わることになる。
ながら説明する。図6は第2実施例に係るコーンビーム
型X線CT装置におけるコーン状X線ビームCBのティ
ルト角度θの変化を示す模式図である。第2実施例に係
るX線CT装置は、ガントリティルト部23の代わりに
天板ティルト部28を備えていて、天板3ごと被検体M
を体軸Zの前後方向に傾けることによりコーン状X線ビ
ームCBのティルト角度θを変化させられるよう構成さ
れている他は、先の第1実施例と同一であるので、相違
する点のみ説明し、共通する点についての説明は省略す
る。図6に示す第2実施例の場合、ティルト角度θは、
コーン状X線ビームCBと直角になった基準状態(θ=
0)の時の体軸Zと刻々の体軸Zのなす角度となってい
る。
部28は、図6に示すように、天板3の下側に配置され
ているとともに下向き円弧状面を有する揺動基台29
と、ベースBbに配置されているとともに揺動基台29
の円弧状面が乗っている回転ローラ30,30とを備
え、回転ローラ30の回転により揺動基台29が被検体
Mの体軸Zの前後方向に移動しながら徐々に持ち上げら
れるのに伴って天板3が被検体Mごと体軸Zの前後方向
に少しずつ傾くことにより、撮影期間中、コーン状X線
ビームCBのティルト角度θが角度θa〜角度θbの間
で連続的に変化するよう構成されている。回転ローラ3
0のコントロールは勿論、ビーム照射角制御部24によ
り行われる。
線ビームCBのティルト角度θが制御される場合、撮影
開始時には、図6(a)に示すように、天板3は前端側
が持ち上がる向きに傾斜姿勢となって、コーン状X線ビ
ームCBの後側側面CBaが被検体Mの撮影対象領域M
aの後端面と一致し、図6(b)に示すように、撮影進
行中、天板3が水平姿勢となってコーン状X線ビームC
Bの照射中心CNが被検体Mの体軸Zに対して直角に移
行してから、図6(c)に示すように、撮影終了時は、
天板3は後端側が持ち上がるように傾斜することによ
り、コーン状X線ビームCBの前側側面CBbが被検体
Mの撮影対象領域Maの前端面と一致するので、先の第
1実施例の場合と同様、やはりコーン状X線ビームCB
が非撮影対象領域Mbへはみ出す領域を低減させること
になる。
させてコーン状X線ビームCBのティルト角度θを変化
させるので、被検体Mの傾斜姿勢が問題にならない産業
用装置向きである。
線照射部1およびX線検出器2が被検体Mに対して相対
的な回転を開始するとともに相対的な直進を開始する場
合は、撮影進行に伴ってコーン状X線ビームCB自体が
撮影対象領域Maの前端側へ移動してゆく。
出器2が被検体Mの体軸Zに対して回転する速度が速い
場合や、天板3の直進する速度が遅い場合、X線照射部
1およびX線検出器2が図7に示すような位置まで被検
体Mの体軸Zに対して回転するとき(180°分だけ半
回転するとき)には、すなわちX線照射部1が被検体M
よりも下でX線検出器2が被検体Mよりも上に位置する
ときには、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaに
ついては被検体Mの体軸Zに対して斜め方向に入射して
来るので、撮影進行に伴ってコーン状X線ビームCB自
体が撮影対象領域Maの前端側へ移動していくにもかか
わらず、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaから
非撮影対象領域Mbへはみ出す領域を効果的に低減させ
るわけではない。
よびX線検出器2が図7に示すような位置まで回転する
ときにも、コーン状X線ビームCBの前側側面CBbに
ついては被検体Mの体軸Zに対して斜め方向に入射して
来るので、コーン状X線ビームCBのの前側側面CBb
から非撮影対象領域Mbへはみ出す領域を効果的に低減
させるわけではない。
1およびX線検出器2が被検体Mに対して相対的な回転
をしてから少なくとも半回転した後に被検体Mに対して
直進を開始して、直進を終了した後に被検体Mに対して
相対的な回転をしてから少なくとも半回転した後にスキ
ャンを終了するといった、図8(a)または(b)に示
すような曲線mを軌跡線とするシングルスキャン(円走
査)を組み合わせた螺旋スキャンのとき、図7に示すよ
うな位置に来た場合、X線照射部1およびX線検出器2
は被検体Mに対して直進をまだ開始していないので、コ
ーン状X線ビームCBから非撮影対象領域Mbへのはみ
出し領域はほとんど低減されない。
ンを組み合わせた螺旋スキャンの場合において、X線照
射部1およびX線検出器2が被検体Mの体軸Zに対して
回転する速度が速いとき、または天板3の直進する速度
が遅いとき、上記はみ出し領域は低減されない。
実施例として、すなわち上述のようなX線照射部1およ
びX線検出器2が被検体Mの体軸Zに対して回転する速
度が速い場合や、天板3の直進する速度が遅い場合はお
ろか、上述のようなシングルスキャンを組み合わせた螺
旋スキャンの場合でも、コーン状X線ビームCB全体が
常にかつ完全に撮影対象領域Ma内に留まり続けるよう
な実施例として、下記の第3実施例が挙げられる。
4実施例は、シングルスキャンを組み合わせた螺旋スキ
ャンで撮影を行った場合についてである。
ながら説明する。図9および図10は第3実施例に係る
コーンビーム型X線CT装置におけるコーン状X線ビー
ムCBのティルト角度θの変化を示す模式図である。な
お、図9および図10は、ガントリGを傾斜させること
によってティルト角度θを変化させるといった第1実施
例に準じた場合についての模式図であるが、天板3を傾
斜させるといった第2実施例に準じた場合についても、
同様なのでその説明を省略する。
Mとの間の相対的な回転の開始時は、図9(a)に示す
ように、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaが被
検体Mの体軸Zに対して直角の状態(θ=θa)とな
る。X線照射部1およびX線検出器2が180°分だけ
半回転するとき、すなわち図7に示すような位置まで回
転するときには、図9(b)に示すように、コーン状X
線ビームCBの後側側面CBaが被検体Mの体軸Zに対
して直角の状態(θ=θb)となる。もちろん、X線照
射部1およびX線検出器2が回転を開始してから180
°分だけ半回転するまでは、コーン状X線ビームCBの
後側側面CBaが被検体Mの体軸Zに対して常に直角の
状態となるように、ガントリGに対して図9(a)の角
度から図9(b)の角度に緩やかに傾斜させる歳差運動
が行われることになる。
が1回転するときは、図9(a)に示すように、回転開
始時と同じ位置に来る。もちろん、X線照射部1および
X線検出器2が180°分だけ半回転してから1回転す
るまでは、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaが
被検体Mの体軸Zに対して常に直角の状態となるよう
に、ガントリGに対して図9(b)の角度から図9
(a)の角度に緩やかに傾斜させる歳差運動が行われる
ことになる。なお、このX線照射部1およびX線検出器
2の回転がシングルスキャンに相当する。
被検体Mに対する回転とともに、直進を開始する。図9
(c)に示すように、続く相対的な直進中(天板3の移
動中=撮影進行時)、コーン状X線ビームCBの照射中
心CNが被検体Mの体軸Zに対して直角の状態(θ=
0)へ移行するとともに、コーン状X線ビームCBの前
側側面CBbが撮影対象領域Maの前端面にまで直進す
ると(天板3の移動終了時)、図10(a)に示すよう
に、コーン状X線ビームCBの前側側面CBbが被検体
Mの体軸Zに対して直角の状態(θ=θb)となる。
変化し続けるように、ガントリGを図9(a)の角度
(θ=θa)から図10(a)の角度(θ=θb)に緩
やかに傾斜させる。もちろん、第1実施例でも述べたよ
うに、ビーム照射角制御部24は直進初期の一定期間の
間にティルト角度θが角度θaから角度0に移行した
後、ティルト角度θが角度0の状態を維持して撮影を続
行し、直進終期の一定期間の間にティルト角度θが角度
0から角度θbに移行するようにガントリGを制御させ
る構成であってもよい。
線照射部1およびX線検出器2と被検体Mとの間の相対
的な回転の開始時からX線照射部1およびX線検出器2
が180°分だけ半回転するとき、すなわち図7に示す
ような位置まで回転するときには、図10(b)に示す
ように、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaが被
検体Mの体軸Zに対して直角の状態(θ=θa)とな
る。もちろん、X線照射部1およびX線検出器2が回転
を開始してから180°分だけ半回転するまでは、コー
ン状X線ビームCBの前側側面CBbが被検体Mの体軸
Zに対して常に直角の状態となるように、ガントリGに
対して図10(a)の角度から図10(b)の角度に緩
やかに傾斜させる歳差運動が行われることになる。
がさらに1回転するときは、図10(a)に示すよう
に、回転開始時と同じ位置に来る。もちろん、X線照射
部1およびX線検出器2が180°分だけ半回転してか
ら1回転するまでは、コーン状X線ビームCBの前側側
面CBbが被検体Mの体軸Zに対して常に直角の状態と
なるように、ガントリGに対して図10(b)の角度か
ら図10(a)の角度に緩やかに傾斜させる歳差運動が
行われることになる。なお、このX線照射部1およびX
線検出器2の回転が直進終了時でのシングルスキャンに
相当する。
部24(第3実施例の場合には、ガントリティルト部2
3)によって、直進開始前でのシングルスキャンのとき
は、図9(a)の角度(θ=θa)から図9(b)の角
度(θ=θb)に一旦傾斜した後、図9(b)の角度
(θ=θb)から図9(a)の角度(θ=θa)に傾斜
する歳差運動を行う。そして、直進開始時から直進終了
時の螺旋スキャンのときは、ガントリGは、図9(a)
の角度(θ=θa)から図10の角度(θ=θb)に緩
やかに傾斜する。さらに直進終了時でのシングルスキャ
ンのときは、図10(a)の角度(θ=θb)から図1
0(b)の角度(θ=θa)に一旦傾斜した後、図10
(b)の角度(θ=θa)から図10(a)の角度(θ
=θb)に傾斜する歳差運動を行う。
コーンビーム型X線CT装置の場合、撮影開始直後及び
撮影終了直前のX線照射部1およびX線検出器2が被検
体Mに対し相対的に回転してから少なくとも1回転する
までの間、すなわちシングルスキャンの間、ビーム照射
角制御部24(第3実施例の場合には、ガントリティル
ト部23)によって、コーン状X線ビームCBの後側側
面CBaおよび前側側面CBbが被検体Mの体軸Zに対
してそれぞれ常に直角の状態となるので、コーン状X線
ビームCB全体が非撮影対象領域Mbへはみ出すことは
ない。なお、第3実施例の場合、シングルスキャンは少
なくとも1回転するまでの間であったが、少なくとも半
回転するまでの間であってもよい。
X線CT装置によれば、X線照射部1およびX線検出器
2が被検体Mの体軸Zに対して回転する速度が速い場合
や、天板3の直進する速度が遅い場合はおろか、シング
ルスキャンを組み合わせた螺旋スキャンの場合でも、撮
影期間中、コーン状X線ビームCB全体が常に撮影対象
領域Ma内に留まり続け、コーン状X線ビームCBが非
撮影対象領域Mbへはみ出さないので、非撮影対象領域
Mbへの不必要なX線曝射を防止することができる。
中、ガントリGおよび天板3などは複雑な歳差運動でも
って傾斜されて、CT撮影が行われる。また、第3実施
例のような歳差運動をシングルスキャン中に行う場合に
は、ガントリティルト部23に対して、図1中のX軸,
およびY軸を回転駆動させる機構がそれぞれ必要にな
り、上述のような歳差運動を行わせるべくX軸,および
Y軸の機構をそれぞれ制御しなければいけないので、複
雑になる。そこで、第3実施例より有用な実施例とし
て、すなわちそれぞれの機構を制御しなくとも、簡易な
歳差運動でもって傾斜することによって、CT撮影を行
うような実施例として、下記の第4実施例が挙げられ
る。
ながら説明する。図11は第4実施例に係るコーンビー
ム型X線CT装置を模式的に示す正面図と側面図とであ
り、図12は第4実施例に係るコーンビーム型X線CT
装置におけるコーン状X線ビームCBのティルト角度θ
の変化を示す模式図である。
T装置を特徴づける構成について、説明する。第4実施
例装置は、図11(a)(の正面図)と図11(b)
(の側面図)に示すように、回転リング9の内側にX線
照射部1およびX線検出器2を一体的に動作させる回転
フレームFを備えるとともに、コーン状X線ビームCB
のティルト角度θを変化させるビーム照射角可変手段と
して、回転リング9と回転フレームFとをつなぐ傾斜回
転軸31と、傾斜回転軸31を回転させる回転ギア32
と、回転ギア32を回転させるピニオン33と、ピニオ
ン33を回転させるモータ34とを備えている。
作用をもたらす。すなわち、モータ34が駆動すること
によってピニオン33が回転して、ピニオン33の回転
に連動してピニオン33の回転とは逆方向に回転ギア3
2が回転する。そして、回転ギア32の回転によって、
傾斜回転軸31は、図11(a)の矢印RDまたは矢印
REの方向に回転する。傾斜回転軸31の回転によっ
て、回転フレームFは体軸Zの前後方向に傾斜させられ
るのに従ってX線照射部1とX線検出器2と回転フレー
ムFとが一体的に体軸Zの前後方向に傾斜させられて、
さらにコーン状X線ビームCBのティルト角度θが変化
するようになっている。
回転リング9が回転することによって、X線照射部1と
X線検出器2とが被検体Mの体軸Zの周りを一体的に回
転する。回転リング9と回転フレームFとは傾斜回転軸
31によってつながれているので、回転リング9の回転
と傾斜回転軸31の回転とによって、X線照射部1とX
線検出器2とは被検体Mの体軸Zの周りを回転しなが
ら、体軸Zの前後方向に傾斜させられることになる。も
ちろん、体軸Zの周りの回転を止めてX線照射部1とX
線検出器2とを体軸Zの前後方向に傾斜させたり、体軸
Zの前後方向の傾斜を止めてX線照射部1とX線検出器
2とを体軸Zの周りの回転をさせることも可能である。
向に傾斜回転軸31が回転すると、図11(c)(の側
面図)の矢印RDの方向にX線照射部1とX線検出器2
と回転フレームFとが一体的に傾斜させられる。同様
に、図11(a)の矢印REの方向に傾斜回転軸31が
回転すると、図11(c)の矢印REの方向にX線照射
部1とX線検出器2と回転フレームFとが一体的に傾斜
させられる。
ガントリGの傾斜によってX線照射部1とX線検出器2
とを一体的に体軸Zの前後方向に傾斜させたが、第4実
施例の場合はガントリGを傾斜させずに回転フレームF
の傾斜によってX線照射部1とX線検出器2とを一体的
に体軸Zの前後方向に傾斜させることになる。
ト角度θの変化について説明する。X線照射部1および
X線検出器2と被検体Mとの間の相対的な回転の開始時
は、図12(a)に示すように、コーン状X線ビームC
Bの後側側面CBaが被検体Mの体軸Zに対して直角の
状態(θ=θa)となるように傾斜回転軸31を回転す
ることによって、回転フレームFが傾斜させられる。そ
して傾斜回転軸31の回転を止めた状態で回転フレーム
Fを体軸Zの周りに少なくとも1回転させると、開始時
と同じティルト角度θを保ったまま、回転フレームF、
X線照射部1、およびX線検出器2は体軸Zの周りを一
体的に回転する。
線検出器2が180°分だけ半回転するとき、回転フレ
ームFは開始時と同じティルト角度θを保ったまま回転
するので、側面視すると見かけ上は逆向けのティルト角
度θ、すなわちティルト角度θ=θbとなり、図10
(b)に示すように、コーン状X線ビームCBの後側側
面CBaが被検体Mの体軸Zに対して直角の状態(θ=
θb)となる。もちろん、X線照射部1およびX線検出
器2が回転を開始してから180°分だけ半回転するま
での間も、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaが
被検体Mの体軸Zに対して常に直角の状態に、すなわち
開始時と同じティルト角度θの状態に保たれつつ、側面
視すると見かけ上は回転フレームFは体軸Zの前後方向
に傾斜される。コーン状X線ビームCBの後側側面CB
aが被検体Mの体軸Zに対して常に直角の状態に保たれ
るので、コーン状X線ビームCBの後側側面CBaが撮
影対象領域Maの後端面と一致する。なお、この(回転
フレームFと)X線照射部1とX線検出器2との回転が
シングルスキャンに相当する。
が1回転するときは、図10(a)に示すように、回転
開始時と同じ位置に来る。もちろん、X線照射部1およ
びX線検出器2が180°分だけ半回転してから1回転
するまでは、コーン状X線ビームCBの後側側面CBa
が被検体Mの体軸Zに対して常に直角の状態(開始時と
同じティルト角度θの状態)に保たれつつ、側面視する
と見かけ上は回転フレームFは体軸Zの前後方向に傾斜
される。
被検体Mに対する回転とともに、直進を開始する。この
とき傾斜回転軸31の回転も同時に開始する。そして直
進期間中、回転フレームFの角度(θ=θa)から角度
(θ=0)に、さらに角度(θ=0)から角度(θ=θ
b)に緩やかに傾斜させて、直進終了時(コーン状X線
ビームCBの前側側面CBbが撮影対象領域Maの前端
面にまで直進するとき)には回転フレームFの角度は角
度(θ=θb)になっている。なお、この段落での回転
フレームFの角度は、X線照射部1が被検体Mよりも上
でX線検出器2被検体Mよりも下に位置するときのティ
ルト角度である。
転軸31の回転を止めたまま回転フレームFを体軸Zの
周りに少なくとも1回転させる。もちろん、上述の1回
転の間、直進開始時と同様にコーン状X線ビームCBの
前側側面CBbが被検体Mの体軸Zに対して常に直角の
状態(開始時と同じティルト角度θの状態)に保たれる
ので、コーン状X線ビームCBの前側側面CBbが撮影
対象領域Maの前端面と一致する。なお、このX線照射
部1およびX線検出器2の回転が直進終了時でのシング
ルスキャンに相当する。
のときは、傾斜回転軸31の回転を止めたまま回転フレ
ームFを回転させることによって、コーン状X線ビーム
CBの後側側面CBaが撮影対象領域Maの後端面と一
致する。そして、直進開始時から直進終了時の螺旋スキ
ャンのときは、回転フレームFは角度(θ=θa)から
角度(θ=θb)に緩やかに傾斜する。さらに直進終了
時でのシングルスキャンのときは、傾斜回転軸31の回
転を止めたまま回転フレームFを回転させることによっ
て、コーン状X線ビームCBの前側側面CBbが撮影対
象領域Maの前端面と一致する。
コーンビーム型X線CT装置の場合、傾斜回転軸31の
回転と回転リング9の回転とにより、回転フレームFが
体軸Zの前後方向に傾斜させられるのに従ってX線照射
部1とX線検出器2と回転フレームFとが一体的に体軸
Zの前後方向に傾斜させられる。また直進開始時および
直終了時は、それぞれコーン状X線ビームCBの後側側
面CBaおよび前側側面CBbが被検体Mの体軸Zに対
して直角の状態となっている。また直進開始時および直
終了時は、傾斜回転軸31の回転を止めているので、撮
影開始直後及び撮影終了直前のX線照射部1とX線検出
器2が被検体Mに対し相対的に回転をしている間、すな
わちシングルスキャンのときは、コーン状X線ビームC
Bの後側側面CBaおよび前側側面CBbが被検体Mの
体軸Zに対して常に直角の状態となる。したがって、撮
影期間中、コーン状X線ビームCB全体が撮影対象領域
Maに留まりつづけ、コーン状X線ビームCBが非撮影
対象領域Mbへはみ出さないので、非撮影対象領域Mb
への不必要なX線曝射を防止できる。
終了時のシングルスキャンのときは、ガントリGは傾斜
されているが、第4実施例では直進開始および直進終了
時のシングルスキャンのときは、わざわざ傾斜回転軸3
1を回転させなくとも予め傾斜回転軸31を傾けたまま
状態にするだけで回転フレームFは同じティルト角度θ
を保ったまま、側面視では体軸Zの前後方向に傾斜させ
られる。したがって、第4実施例は、簡易な歳差運動で
もって傾斜することに関して、第3実施例より有用な実
施例である。また、X軸,およびY軸の機構をそれぞれ
制御しなくとも、回転リング9と傾斜回転軸31との機
構の制御、すなわちモータ6とモータ34との制御だけ
で歳差運動を行わせることができる。
とはなく、下記のように変形実施することができる。 (1)実施例の場合、X線照射部1およびX線検出器2
が被検体Mの体軸Zのまわりを回転すると同時に被検体
Mが体軸Zの方向に直進することにより、螺旋スキャン
が行われると同時に、X線照射部1およびX線検出器2
が体軸Zの前後方向に傾斜することにより、コーン状X
線ビームCBのティルト角度θが変化する構成であっ
た。しかし、図13に示すように、被検体Mは不動のま
までX線照射部1およびX線検出器2が被検体Mの体軸
Zのまわりを回転しながら同時に被検体Mの体軸Zの方
向に直進することにより、螺旋スキャンが行われると同
時にX線照射部1およびX線検出器2が体軸Zの前後方
向に傾斜することにより、ティルト角度θが変化する構
成の装置、あるいは、図14に示すように、被検体Mが
体軸Zを回転軸として回転しながら体軸Zの方向に直進
することにより、螺旋スキャンが行われると同時に、X
線照射部1およびX線検出器2が体軸Zの前後方向に傾
斜することにより、ティルト角度θが変化する構成の装
置が、それぞれ変形例として挙げられる。
およびX線検出器2が被検体Mの体軸Zのまわりを回転
しながら同時に被検体Mの体軸Zの方向に直進すること
により、螺旋スキャンが行われると同時に、被検体Mが
体軸Zの前後方向に傾斜することによりティルト角度θ
が変化する構成の装置、あるいは、図16に示すよう
に、X線照射部1およびX線検出器2は完全に不動のま
まで被検体Mが体軸Zを回転軸として回転しながら同時
に体軸Zの方向に直進することにより、螺旋スキャンが
行われるのに加え、被検体Mが体軸Zの前後方向に傾斜
することによりティルト角度θが変化する構成の装置
が、それぞれ変形例として挙げられる。
X線検出器2が体軸Zの前後方向に傾斜することによ
り、コーン状X線ビームCBのティルト角度θが変化す
る構成であった。しかし、X線照射部1またはX線検出
器2を固定しておいて、他方を体軸Zの前後方向に動か
すことによりティルト角度θが変化する構成の装置や、
X線照射部1およびX線検出器2を互いに体軸Zの前後
方向に逆方向の関係に動かすことによりティルト角度θ
が変化する構成の装置などが、それぞれ変形例として挙
げられる。
管を用いた構成であったが、2次元に広がるX線検出面
には半導体X線検出素子が縦横にアレイ配列された所謂
フラットパネル型X線センサをX線検出器に用いた構成
の装置が、変形例として挙げられる。フラットパネル型
X線センサは薄型・軽量であるから、X線検出器を回転
させる構成には特に好適である。
れる構成であったが、X線照射部1およびX線検出器2
が被検体Mの体軸Zのまわりを1回転する間は被検体M
が停止しており、X線照射部1およびX線検出器2の1
回転が終わって停止してから、被検体Mが体軸Zの方向
に所定距離だけ直進し、X線照射部1およびX線検出器
2の回転と被検体Mが体軸Zの方向の直進が交互に行わ
れるよう構成された非螺旋スキャン式の装置も、変形例
として挙げられる。
たが、この発明の場合、放射線はX線に限られることは
なく、放射性同位元素やライナックやその他の短波長電
磁波など被検体の透過が可能な放射線であれば何でも用
いることができる。
のコーンビーム型放射線CT装置によれば、撮影開始時
はコーン状放射線ビームの後側側面が被検体の体軸に対
して直角となって撮影対象領域の後端面に一致して放射
線ビーム全体が撮影対象領域に留まり、撮影進行中、コ
ーン状放射線ビームの照射中心が被検体の体軸に対して
直角に移行するまでの間は、コーン状放射線ビーム自体
が直進の進行に伴って撮影対象領域の前端側に移動して
放射線ビーム全体が撮影対象領域に留まり、また撮影終
了時はコーン状放射線ビームの前側側面が被検体の体軸
に対して直角になって撮影対象領域の前端面と一致して
放射線ビーム全体が撮影対象領域に留まるようコーン状
放射線ビームのティルト角度が撮影の進行と連動して変
化させられる構成を備えており、放射線断層撮影中、コ
ーン状放射線ビームから非撮影対象領域へのはみ出し領
域が従来と比べて少ないので、非撮影対象領域への不必
要な放射線曝射を低減することができる。さらに、不必
要な放射線曝射の低減に伴って、処理能力(スループッ
ト)を高めることができるという効果もある。
T装置によれば、ビーム照射角可変手段により、放射線
照射手段と放射線検出手段とが一体的に体軸の前後方向
に傾斜させられてコーン状放射線ビームのティルト角度
が変化する構成を備えており、被検体を傾斜させずにテ
ィルト角度を変化させられるので、撮影実行中でも傾斜
姿勢をなるべく避けたい人体が被検体となる医療用とし
て好適である。
T装置によれば、ビーム照射角可変手段により、被検体
が体軸の前後方向に傾斜させられてコーン状放射線ビー
ムのティルト角度が変化する構成を備えており、被検体
を傾斜させてティルト角度を変化させられるので、撮影
実行中に傾斜姿勢をとらせることが問題にならない人体
以外の物体が被検体となる産業用として好適である。
T装置によれば、ビーム照射角可変手段により、ガント
リが体軸の前後方向に傾斜させられるのに従って放射線
照射手段と放射線検出手段とが一体的に体軸の前後方向
に傾斜させられて、さらにコーン状放射線ビームのティ
ルト角度が変化する構成を備えており、被検体を傾斜さ
せずにガントリを傾斜させるだけでティルト角度を変化
させられるので、撮影実行中でも傾斜姿勢をなるべく避
けたい人体が被検体となる医療用として好適である。
T装置によれば、ビーム照射角可変手段により、回転フ
レームが体軸の前後方向に傾斜させられるのに従って放
射線照射手段と放射線検出手段と回転フレームとが一体
的に体軸の前後方向に傾斜させられて、さらにコーン状
放射線ビームのティルト角度が変化する構成を備えてお
り、被検体を傾斜させずに回転フレームを傾斜させるだ
けでティルト角度を変化させられるので、撮影実行中で
も傾斜姿勢をなるべく避けたい人体が被検体となる医療
用として好適である。また、撮影開始直後及び撮影終了
直前の放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に
対し相対的に回転をしている間、コーン状放射線ビーム
の後側側面及び前側側面が被検体の体軸に対してそれぞ
れ常に直角の状態となる。したがって、放射線断層撮影
中、放射線ビーム全体が撮影対象領域内に留まり続け、
コーン状放射線ビームが非撮影対象領域へはみ出さない
ので、非撮影対象領域への不必要な放射線曝射を防止で
きる。
射線CT装置によれば、撮影開始直後及び撮影終了直前
の放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対し
相対的に回転してから少なくとも半回転するまでの間、
ビーム照射角可変手段によってコーン状放射線ビームの
後側側面及び前側側面が被検体の体軸に対してそれぞれ
常に直角の状態となる。したがって、放射線断層撮影
中、コーン状放射線ビーム全体が常に撮影対象領域内に
留まり続け、コーン状放射線ビームが非撮影対象領域へ
はみ出さないので、非撮影対象領域への不必要な放射線
曝射を防止できる。
体構成を示すブロック図である。
を模式的に示す斜視図である。
を示す模式図である。
ティルト角度の変化を示す模式図である。
を示すフローチャートである。
ティルト角度の変化を示す模式図である。
対して180°分だけ半回転したときの被検体に対する
コーン状X線ビームの照射の一例を示す模式図である。
ャンを組み合わせた螺旋スキャンの実行状況を示す模式
図である。
ティルト角度の変化を示す模式図である。
のティルト角度の変化を示す模式図である。
置を模式的に示す正面図と側面図とである。
状X線ビームのティルト角度の変化を示す模式図であ
る。
の状況を示す模式図である。
変化の状況を示す模式図である。
変化の状況を示す模式図である。
変化の状況を示す模式図である。
す模式図である。
況を模式的に示す斜視図である。
況を示す模式図である。
況を示す模式図である。
Claims (6)
- 【請求項1】コーン状放射線ビームを被検体に照射する
放射線照射手段と、2次元に広がる放射線検出面を有す
る放射線検出手段とが、被検体を挟んで被検体の体軸回
りの向きへは被検体に対し相対的に回転し、被検体の体
軸方向へは被検体に対し相対的に直進するよう構成され
ているとともに、コーン状放射線ビームの照射に伴って
放射線検出手段からCT像再構成用の放射線検出信号が
出力されるよう構成されたコーンビーム型放射線CT装
置において、被検体の体軸の前後方向に対するコーン状
放射線ビームの傾き角度(ティルト角度)を相対的に変
化させるビーム照射角可変手段と、放射線照射手段およ
び放射線検出手段と被検体との間の相対的な直進の開始
時はコーン状放射線ビームの後側側面が被検体の体軸に
対して直角の状態となり、相対的な直進に伴ってコーン
状放射線ビームの照射中心が被検体の体軸に対して直角
の状態へ移行するとともに、相対的な直進の終了時はコ
ーン状放射線ビームの前側側面が被検体の体軸に対し直
角の状態となるようビーム照射角可変手段を相対的な直
進と連動して制御しティルト角度を変化させるビーム照
射角制御手段とを備えていることを特徴とするコーンビ
ーム型放射線CT装置。 - 【請求項2】請求項1に記載のコーンビーム型放射線C
T装置において、ビーム照射角可変手段は、放射線照射
手段と放射線検出手段とを一体的に体軸の前後方向に傾
斜させることによりティルト角度を変化させる構成とな
っているコーンビーム型放射線CT装置。 - 【請求項3】請求項1に記載のコーンビーム型放射線C
T装置において、ビーム照射角可変手段は、被検体を体
軸の前後方向に傾斜させることによりティルト角度を変
化させる構成となっているコーンビーム型放射線CT装
置。 - 【請求項4】請求項1または請求項2に記載のコーンビ
ーム型放射線CT装置において、ビーム照射角可変手段
は、放射線照射手段と放射線検出手段との外側でこれら
を保持するガントリを体軸の前後方向に傾斜させること
により放射線照射手段と放射線検出手段とを一体的に体
軸の前後方向に傾斜させてティルト角度を変化させる構
成となっているコーンビーム型放射線CT装置。 - 【請求項5】請求項1または請求項2に記載のコーンビ
ーム型放射線CT装置において、ビーム照射角可変手段
は、放射線照射手段および放射線照射手段を一体的に動
作させる回転フレームを体軸の前後方向に傾斜させるこ
とにより放射線照射手段と放射線検出手段とを一体的に
体軸の前後方向に傾斜させてティルト角度を変化させる
構成となっているコーンビーム型放射線CT装置。 - 【請求項6】請求項1から請求項5のいずれかに記載の
コーンビーム型放射線CT装置において、ビーム照射角
制御手段は次の順序、すなわち(1)放射線照射手段お
よび放射線検出手段が被検体に対し相対的に回転を開始
してから少なくとも半回転するまでは、コーン状放射線
ビームの後側側面が被検体の体軸に対して常に直角の状
態となるようにビーム照射角可変手段を制御して、
(2)放射線照射手段および放射線検出手段と被検体と
の間の相対的な直進を開始して、(3)被検体の体軸に
対する移行を行い、(4)相対的な直進を終了して、
(5)放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に
対し相対的に回転してから少なくとも半回転するまで
は、コーン状放射線ビームの前側側面が被検体の体軸に
対して常に直角の状態となるようにビーム照射角可変手
段を制御する、を順に制御することによって一連の動作
を終了することを特徴とするコーンビーム型放射線CT
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000130320A JP4407005B2 (ja) | 1999-11-25 | 2000-04-28 | コーンビーム型放射線ct装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33415499 | 1999-11-25 | ||
JP11-334154 | 1999-11-25 | ||
JP2000130320A JP4407005B2 (ja) | 1999-11-25 | 2000-04-28 | コーンビーム型放射線ct装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001212131A true JP2001212131A (ja) | 2001-08-07 |
JP4407005B2 JP4407005B2 (ja) | 2010-02-03 |
Family
ID=26574749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000130320A Expired - Lifetime JP4407005B2 (ja) | 1999-11-25 | 2000-04-28 | コーンビーム型放射線ct装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4407005B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004160218A (ja) * | 2002-10-30 | 2004-06-10 | Toshiba Corp | X線コンピュータ断層装置、x線コンピュータ断層装置制御方法、及びx線コンピュータ断層撮影プログラム |
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JP2007275551A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-10-25 | Toshiba Corp | X線ct装置、ヘリカルピッチ変更方法、画像再構成処理装置、画像再構成処理方法、及び画像再構成処理プログラム |
JP2012507330A (ja) * | 2008-11-05 | 2012-03-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 制御された、ガントリのアンバランス |
JP2015134201A (ja) * | 2010-10-20 | 2015-07-27 | メドトロニック・ナビゲーション,インコーポレーテッド | 患者のモデル構築を最適化するための、選択される画像を取得する技術 |
US9412200B2 (en) | 2010-10-20 | 2016-08-09 | Medtronic Navigation, Inc. | Selected image acquisition technique to optimize patient model construction |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130320A patent/JP4407005B2/ja not_active Expired - Lifetime
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