JP2005192992A - コリメータおよびx線照射装置並びにx線撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 特殊なブレードおよび駆動機構を必要とせず、アパーチャ調節の自由度が高いコリメータ、および、そのようなコリメータを備えたX線照射装置並びにX線撮影装置を実現する。
【解決手段】 互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材(512,512’)と、第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材(514)と、第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材(522,522’と、第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材(52)とを具備する。
【選択図】 図2
【解決手段】 互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材(512,512’)と、第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材(514)と、第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材(522,522’と、第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材(52)とを具備する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、コリメータ(collimator)およびX線照射装置並びにX線撮影装置に関し、とくに、X線の照射範囲を規制するコリメータ、および、そのようなコリメータを備えたX線照射装置並びにX線撮影装置に関する。
X線照射装置では、X線の照射範囲を規制するためにコリメータが用いられる。コリメータは、X線が通過可能なアパーチャ(aperture)を有し、このアパーチャ以外はX線が通過できない構造となっている。アパーチャの開度は可変になっており、これによって、X線の照射範囲が調節可能になっている。
アパーチャが可変なコリメータは、X線吸収性を有する可動の板部材すなわちブレード(blade)を有する。ブレードは端面同士が対向する一対のものが用いられる。一対のブレードは、表面に平行な面内で互いに反対方向に移動可能になっている。アパーチャを広げるときは、一対のブレードを互いに離れる方向に動かし、アパーチャを狭めるときは、一対のブレードを互いに近づく方向に動かす。
このようなブレードを二対直角に組み合わせ、互いに垂直な2方向でアパーチャの大きさが可変なコリメータを得ている。そのようなコリメータにおいて、全てのブレードを独立に調節可能とすることにより、アパーチャの大きさばかりでなく2次元的な位置も自在に調節できるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−355242号公報(第2−3頁、図1−2)
上記のようなコリメータでは、全てのブレードを独立に調節可能にするために特殊なブレードおよびその駆動機構が必要とされる。
そこで、本発明の課題は、特殊なブレードおよび駆動機構を必要とせず、アパーチャ調節の自由度が高いコリメータ、および、そのようなコリメータを備えたX線照射装置並びにX線撮影装置を実現することである。
そこで、本発明の課題は、特殊なブレードおよび駆動機構を必要とせず、アパーチャ調節の自由度が高いコリメータ、および、そのようなコリメータを備えたX線照射装置並びにX線撮影装置を実現することである。
(1)上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、X線吸収性を有し、表面に平行な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材と、前記第1の板部材からその表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材と、前記第1および第2の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材と、前記第1、第2および第3の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材と、を具備することを特徴とするコリメータである。
(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、X線管と、前記X線管から発生したX線をコリメートするコリメータと、を有するX線照射装置であって、前記コリメータは、X線吸収性を有し、表面に平行な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材と、前記第1の板部材からその表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材と、前記第1および第2の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材と、前記第1、第2および第3の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材と、を具備することを特徴とするX線照射装置である。
(3)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、X線管と、前記X線管から発生したX線をコリメートして撮影対象に照射するコリメータと、前記撮影対象を透過したX線を検出する検出手段と、を有するX線撮影装置であって、前記コリメータは、X線吸収性を有し、表面に平行な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材と、前記第1の板部材からその表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材と、前記第1および第2の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材と、前記第1、第2および第3の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材と、を具備することを特徴とするX線撮影装置である。
上記各観点での発明では、互いに直角に組み合わされて四角形のアパーチャを形成する第1および第3の板部材対に、それらとは別個に動作する互いに直角な第2および第4の板部材を組み合わせたので、特殊なブレードおよび駆動機構によらずに自由度の高いアパーチャ調節が可能となる。
前記第2の板部材と前記第4の板部材は互いに独立に移動可能であることが、アパーチャ形成の自由度を高める点で好ましい。前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせがユニット化され、前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせがユニット化されることが、コリメータの組み立てが容易な点で好ましい。
前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化され、前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化されることが、用途に応じたサブユニットの組み合わせを可能にする点で好ましい。
本発明によれば、特殊なブレードおよび駆動機構を必要とせず、アパーチャ調節の自由度が高いコリメータ、および、そのようなコリメータを備えたX線照射装置並びにX線撮影装置を実現することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施するための最良の形態に限定されるものではない。図1に、X線撮影装置の模式的構成を示す。本装置は本発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
同図に示すように、X線撮影装置は、X線管1から発生したX線を、X線絞り3で絞り、コリメータ(collimator)5内のコリメート(collimate)板500でコリメートして撮影対象7に向けて照射し、透過X線を検出器9で検出するようになっている。X線管1は、本発明におけるX線管の実施の形態の一例である。コリメータ5は、本発明におけるコリメータの実施の形態の一例である。検出器9は、本発明における検出手段の実施の形態の一例である。
X線管1、X線絞り3およびコリメータ5からなる部分は、本発明のX線照射装置の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明のX線照射装置に関する実施の形態の一例が示される。コリメータ5は、本発明のコリメータの実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明のコリメータに関する実施の形態の一例が示される。
X線管1はアノード(anode)101およびカソード(cathode)103を有し、カソード103からアノード101に向けて放出された電子の衝突点(焦点)からX線を発生する。発生したX線はX線絞り3とコリメータ5を経て対象に照射される。X線絞り3は、例えば鉛等のX線吸収性の材料で構成される。コリメータ5のコリメート板500も、例えば鉛等のX線吸収性の材料で構成される。
X線絞り3は、X線管1から発生したX線を、アノード101上のX線焦点を頂点とする四角錐状のビームとなるように成形する。コリメータ5はコリメート板500が形成するアパーチャによってX線の照射野Vを規定する。アパーチャは可変になっており、これによってX線の照射野Vが調節される。
コリメータ5のコリメート板500について説明する。図2に、コリメート板500の要部の構成を示す。同図に示すように、コリメート板500は、上下2段に配置された上側コリメート板510および下側コリメート板520を有する。同図では互いに垂直な3方向をx,y,zとする。zは上下方向である。X線は上方から照射される。
上側コリメート板510は、一対の対称ブレード(blade)512,512’および単一ブレード514を有する。これら対称ブレード512,512’および単一ブレード514はいずれも長方形の板であり、例えば鉛等のX線吸収性の材料で構成される。
対称ブレード512,512’は同一の水平面上にあり、長辺同士が互いに平行で、短辺の対応するもの同士が同一直線上にある。対称ブレード512,512’は短辺の方向(x方向)に変位可能になっており、それによって互いに対向する端面の距離aが調節可能になっている。対称ブレード512,512’は、本発明における第1の板部材の実施の形態の一例である。
単一ブレード514は、対称ブレード512,512’の上方の水平面上にあり、長辺および短辺が対称ブレード512,512’の長辺および短辺にそれぞれ平行になっている。単一ブレード514も短辺方向(x方向)に変位可能になっている。単一ブレード514は、本発明における第2の板部材の実施の形態の一例である。
対称ブレード512,512’はx方向において互いに対称的に位置調節可能になっている。そのような位置調節を可能にする駆動機構の模式的構成を図3に示す。同図に示すように、対称ブレード512,512’は、それぞれ、y方向に延びる腕612,612’を有する。腕612,612’は、端部が軸712に係合している。
軸712は、x方向に延びる軸である。軸712には全長にわたってネジが切られている。ネジは、軸712の中央を境にして右と左は互いに逆ネジとなっている。腕612,612’の、軸712との係合部は対応する雌ネジとなっている。軸712の一端にはモータ716が設けられている。モータ716は可逆回転可能なモータである。モータ716は図示しない制御手段によって制御される。
モータ716のひとつの方向の回転により対称ブレード512,512’は互いに近づく方向に変位し、反対方向の回転により互いに離れる方向に変位する。すなわち、対称ブレード512,512’は互いに対称的に変位する。
単一ブレード514はx方向において位置調節可能になっている。そのような位置調節を可能にする駆動機構の模式的構成を図4に示す。同図に示すように、単一ブレード514は、y方向に延びる腕614を有する。腕614は、端部が軸714に係合している。
軸714は、x方向に延びる軸である。軸714には全長にわたってネジが切られている。腕614の、軸714との係合部は対応する雌ネジとなっている。軸714の一端にはモータ718が設けられている。モータ718は可逆回転可能なモータである。モータ718のひとつの方向の回転により単一ブレード514は軸714に沿ってひとつの方向に変位し、反対方向の回転により反対方向に変位する。モータ718は図示しない制御手段によって制御される。モータ718は、モータ716とは独立に制御される。
下側コリメート板520も上側コリメート板510と同様な構成になっている。すなわち、下側コリメート板520は、一対の対称ブレード522,522’および単一ブレード524を有する。これら対称ブレード522,522’および単一ブレード524はいずれも長方形の板であり、例えば鉛等のX線吸収性の材料で構成される。
対称ブレード522,522’および単一ブレード524が存在する水平面は、上側コリメート板510の対称ブレード512,512’が存在する水平面よりも下にある。また、対称ブレード522,522’および単一ブレード524の長辺の方向は、上側コリメート板510の対称ブレード512,512’の長辺の方向と直角をなす。
対称ブレード522,522’は短辺の方向(y方向)に変位可能になっており、それによって互いに対向する端面の距離bが調節可能になっている。対称ブレード522,522’の位置調節は、図3に示したものと同様な駆動機構によって行われる。なお、対称ブレード522,522’の駆動機構は、対称ブレード512,512’の駆動機構から独立している。対称ブレード522,522’は、本発明における第3の板部材の実施の形態の一例である。
単一ブレード524も短辺方向(y方向)に変位可能になっている。単一ブレード524の位置調節は、図4に示したものと同様な駆動機構によって行われる。なお、単一ブレード524の駆動機構は、単一ブレード514の駆動機構から独立している。単一ブレード524は、本発明における第4の板部材の実施の形態の一例である。
このような構成のコリメート板500により、X線管1から放射されるX線に対して四角形のアパーチャが形成される。アパーチャの形成状態を図5〜14に示す。
図5は、4つの対称ブレード512,512’,522,522’だけでアパーチャを形成した状態である。このとき、単一ブレード514,524は退避位置にあってアパーチャ形成に関わらない。対称ブレード512,512’,522,522’だけで形成されるアパーチャa×bの中心は、コリメータの中心Cに一致する。これによって、X線はコリメータ中心Cに関して対称的に照射される。以下、このようなアパーチャを対称アパーチャと呼ぶ。対称アパーチャの形状は正方形または長方形である。
図5は、4つの対称ブレード512,512’,522,522’だけでアパーチャを形成した状態である。このとき、単一ブレード514,524は退避位置にあってアパーチャ形成に関わらない。対称ブレード512,512’,522,522’だけで形成されるアパーチャa×bの中心は、コリメータの中心Cに一致する。これによって、X線はコリメータ中心Cに関して対称的に照射される。以下、このようなアパーチャを対称アパーチャと呼ぶ。対称アパーチャの形状は正方形または長方形である。
対称アパーチャの大きさa×bは、対称ブレード512,512’,522,522’の位置を調節することにより任意に変更することができる。アパーチャを最大にした状態が図6である。
対称ブレード512,512’,522,522’を最大アパーチャの位置に固定した状態で、単一ブレード514,524の位置を調節することにより、図7に示すようなアパーチャを形成することができる。同図に示すように、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512’,522’の互いに対向する端面によって形成される。これによって、X線はコリメータ中心Cに関して非対称的に照射される。以下、このようなアパーチャを非対称アパーチャと呼ぶ。非対称アパーチャの大きさa×bは、単一ブレード514,524の位置を調節することにより任意に変更することができる。非対称アパーチャの形状は正方形または長方形である。
非対称アパーチャは、図8〜10に示すように形成することもできる。図8では、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512,522’の互いに対向する端面によって形成される。図9では、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512,522の互いに対向する端面によって形成される。図10では、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512’,522の互いに対向する端面によって形成される。
対称ブレード512,512’,522,522’および単一ブレード514,524の位置を全て調節することにより、図11に示すようなアパーチャを形成することができる。同図に示すように、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512’,522’の互いに対向する端面によって形成される。これによって、X線はコリメータ中心Cから偏心して照射される。以下、このようなアパーチャを偏心アパーチャと呼ぶ。偏心アパーチャの大きさa×bは、対称ブレード512,512’,522,522’および単一ブレード514,524の位置を調節することにより任意に変更することができる。偏心アパーチャの形状は正方形または長方形である。
偏心アパーチャは、図12〜14のように形成することもできる。図12では、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512,522’の互いに対向する端面によって形成される。図13では、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512,522の互いに対向する端面によって形成される。図14では、アパーチャは単一ブレード514,524と対称ブレード512’,522の互いに対向する端面によって形成される。
以上のように、コリメート板500は、対称ブレード512,512’,522,522’に加えて単一ブレード514,524’を有するので、これらブレードの位置調節により、対称アパーチャ、非対称アパーチャおよび偏心アパーチャを自在に得ることができる。しかも、コリメート板500は、単純な板部材と直線送り機構で構成されるので、特殊なブレードおよび駆動機構を必要としない。
上側コリメート板510および下側コリメート板520は、図15に示すように、それらの駆動機構とともにそれぞれユニット(unit)化し、それらユニットの組み合わとして構成するようにしてもよい。その場合、各ユニットは、一点鎖線で示すように、対称ブレード部分と単一ブレード部分を別々にサブユニット(sub unit)化するのがよい。
このようにすることにより、サブユニットの多様な組み合わせが可能となり、例えば、対称アパーチャしか必要でない場合は、サブユニット518,528を省いてサブユニット516,526だけでコリメート板500を構成する等、使用目的に適合した無駄のないコリメート板500を構成することができる。
1 X線管
3 X線絞り
5 コリメータ
7 撮影対象
9 検出器
500 コリメート板
510 上側コリメート板
520 下側コリメート板
512〜522’ 対称ブレード
514〜524 単一ブレード
3 X線絞り
5 コリメータ
7 撮影対象
9 検出器
500 コリメート板
510 上側コリメート板
520 下側コリメート板
512〜522’ 対称ブレード
514〜524 単一ブレード
Claims (12)
- X線吸収性を有し、表面に平行な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材と、
前記第1の板部材からその表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材と、
前記第1および第2の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材と、
前記第1、第2および第3の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材と、
を具備することを特徴とするコリメータ。 - 前記第2の板部材と前記第4の板部材は互いに独立に移動可能である、
ことを特徴とする請求項1に記載のコリメータ。 - 前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせがユニット化され、
前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせがユニット化された、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコリメータ。 - 前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化され、
前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化された、
ことを特徴とする請求項3に記載のコリメータ。 - X線管と、
前記X線管から発生したX線をコリメートするコリメータと、
を有するX線照射装置であって、
前記コリメータは、
X線吸収性を有し、表面に平行な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材と、
前記第1の板部材からその表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材と、
前記第1および第2の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材と、
前記第1、第2および第3の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材と、
を具備することを特徴とするX線照射装置。 - 前記第2の板部材と前記第4の板部材は互いに独立に移動可能である、
ことを特徴とする請求項5に記載のX線照射装置。 - 前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせがユニット化され、
前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせがユニット化された、
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のX線照射装置。 - 前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化され、
前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化された、
ことを特徴とする請求項7に記載のX線照射装置。 - X線管と、
前記X線管から発生したX線をコリメートして撮影対象に照射するコリメータと、
前記撮影対象を透過したX線を検出する検出手段と、
を有するX線撮影装置であって、
前記コリメータは、
X線吸収性を有し、表面に平行な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第1の板部材と、
前記第1の板部材からその表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第2の板部材と、
前記第1および第2の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第1の板部材の移動方向に直角な方向において互いに対称的に移動可能であり、互いに対向する端面の間隔によってX線通過用のアパーチャを規定する一対の第3の板部材と、
前記第1、第2および第3の板部材からそれらの表面に垂直な方向に間隔をあけて配置され、X線吸収性を有し、表面に平行でかつ前記第3の板部材の移動方向に平行な方向に移動可能な第4の板部材と、
を具備することを特徴とするX線撮影装置。 - 前記第2の板部材と前記第4の板部材は互いに独立に移動可能である、
ことを特徴とする請求項9に記載のX線撮影装置。 - 前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせがユニット化され、
前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせがユニット化された、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のX線撮影装置。 - 前記第1の板部材と前記第2の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化され、
前記第3の板部材と前記第4の板部材の組み合わせからなるユニットが個々の板部材ごとにサブユニット化された、
ことを特徴とする請求項11に記載のX線撮影装置。
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