JP2005261548A

JP2005261548A - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP2005261548A
Application number: JP2004076157A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Oshima; 規志大島
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】被検体への被曝量を低減する。
【解決手段】Ｘ線の照射野を設定するための少なくとも一対のＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂを有するコリメータ２を備えたＸ線装置において、Ｘ線遮蔽リーフを互いに接近・離反させるコリメータ開閉駆動部３と、Ｘ線管１の焦点位置の移動を検出する焦点移動検出部５と、この焦点移動検出部によって検出されたＸ線管の焦点の移動分に応じて、その移動方向へコリメータを平行移動させるコリメータ移動部４とを具備した。
これにより、Ｘ線管の焦点位置が移動しても焦点位置とコリメータの中心位置とを常に一致させることができ、従来のようにＸ線照射幅をＸ線撮影範囲よりも広く設定する必要はなく、被検体へのＸ線被曝量を低減させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線の照射野を設定するための少なくとも一対のＸ線遮蔽リーフから成るコリメータを備えたＸ線装置に関する。

Ｘ線によって被検体の透視像を撮影するＸ線診断装置や、被検体の断層像を得るＸ線ＣＴ装置などのＸ線装置には、Ｘ線の照射野を設定するためにコリメータが備えられている。このコリメータは、通常Ｘ方向に接近・離反する一対のＸリーフと、Ｙ方向に接近・離反する一対のＹリーフとから成り、各リーフはＸ線遮蔽体を材料として形成されている。そして、Ｘ線ＣＴ装置において薄いスライスの断層像を得る場合には、Ｙリーフを互いに接近させるとともにＸリーフを大きく離反させて、Ｘ線管から被検体へ照射するＸ線ビームをファン状に整形するようにする。また、Ｘ線診断装置において被検体の透視像を撮影する場合には、撮影部位の大きさに合わせて一対のＸリーフとＹリーフとの各リーフを共に或る程度離反させることにより、Ｘ線ビームをコーン状に整形している（例えば特許文献１参照。）。

なお、各一対のリーフは、駆動モータなどによって、通常Ｘ線管の焦点位置から垂下されるＸ線パスを中心として、等分に接近・離反させられる構成となっている。
特開平１１−１４６８７４号公報（第５頁、図６）

ところで、Ｘ線管はその容量が大きくなればなるほど発熱量も過大なものとなり、Ｘ線装置を安定した動作状態に維持するために冷却装置によってＸ線管を定格温度に維持する努力がなされている。しかしながら、一定温度に維持することは極めて困難であり、そのため、温度変化に伴いＸ線管の焦点位置にずれが生ずるという問題があった。このＸ線管の焦点位置のずれは、Ｘ線管ターゲット上で１ｍｍ程度に達するものである。

例えばコリメータでＸ線照射幅の狭いファンビームを形成する場合、図６に示すように通常Ｘ線管１の仮想焦点位置Ｆ０から垂下されるＸ線パスＸ０を中心として、コリメータ２を構成する一対のリーフ２ａ、２ｂを等分に離反させることにより、撮影範囲に応じた照射幅Ｗ０のＸ線照射野を形成することになる。このような状態の基で、焦点位置がＦ１のようにずれたとすると、照射幅および照射位置は変わらないもののそこへ照射されるＸ線量が変わってしまい、撮影されるＸ線画像の画質を低下させる原因となるものであった。

そのため従来は、図７に示すように、焦点位置がずれることを見込んでＸ線の照射幅Ｗ１をＷ０よりも広く（Ｗ０＜Ｗ１）設定することにより、所望とするＸ線撮影範囲（すなわち、照射幅Ｗ０の位置）へのＸ線照射量が低下しないようにしていた。

しかしながら、必要なＸ線撮影範囲よりもＸ線照射幅Ｗ１を広く設定することは、被検体へ被曝量を増加させることになっていた。またその増加した被曝量はＸ線撮影には何ら寄与しない無駄なものでもあった。本発明は、このような問題を解決するために為されたものである。

上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、Ｘ線の照射野を設定するための少なくとも一対のＸ線遮蔽リーフを有するコリメータを備えたＸ線装置において、前記一対のＸ線遮蔽リーフを互いに接近・離反させる駆動手段と、前記Ｘ線管の焦点位置の移動を検出する焦点移動検出手段と、この焦点移動検出手段によって検出された前記Ｘ線管の焦点の移動分に応じて、その移動方向へ前記コリメータを平行移動させる移動手段とを具備することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線装置において、前記移動手段は、前記一対のＸ線遮蔽リーフにより形成される前記Ｘ線管の仮想焦点位置から垂下されるＸ線パスを中心とした所定開度を維持したまま前記コリメータを移動させるものであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線装置において、前記移動手段は、前記一対のＸ線遮蔽リーフを各別に移動させるように前記駆動手段の動作を制御するものであることを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線装置において、前記焦点移動検出手段は、前記Ｘ線管の温度または前記Ｘ線管を冷却するための冷却水の温度変化に基づいてＸ線管の焦点位置の移動を検出するものであることを特徴とする。

上記課題を解決する手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線管の焦点位置にずれが生じても、ずれた後の焦点位置とコリメータの中心位置とを一致させることができ、Ｘ線撮影位置に照射されるＸ線量が変化することを防止することができる。よって、撮影されるＸ線画像の画質を常に最良に保つことができる。また、従来のようにＸ線撮影範囲よりもＸ線照射幅を広く設定する必要はなく、被検体へのＸ線被曝量を低減させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、従来のＸ線装置に対してコリメータ自体を移動させる機構を備えればよく、簡単な構成で実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線遮蔽リーフを各別に移動させるだけで容易に実現することができる。

請求項４に記載の発明によれば、温度変化を確実に検出すことができるので、このデータに基づき精度良くコリメータの移動を制御することができる。

以下、本発明に係るＸ線装置の実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。なおこれらの図において、同一部分には同一符号を付して示してある。

先ず本発明に係るＸ線装置の概念を、図１を参照して説明する。

すなわち本発明では、Ｘ線管１の焦点ＦがＦ争ハ置へ移動したとき、その移動に応じて、その移動方向へコリメータ２を平行移動させることによって、コリメータ２を構成する一対のＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂを介して被検体Ｐに照射されるＸ線量を同じにしようとするものである。ただし、コリメータ２を平行移動させることにより、被検体Ｐに対するＸ線照射位置がずれることになるので、この場合は、コリメータ２を平行移動させた分だけ、同じ方向へ被検体Ｐを平行移動させてＸ線照射位置を合わせるのが望ましい。またこれは相対的な問題なので、コリメータ２（Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂ）や被検体Ｐを移動させないのであれば、Ｘ線管１の焦点Ｆの移動分だけＸ線管１のみを逆方向へ移動させてもよい。なお、１回のスキャンで複数スライスの画像データを収集する形式のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線管１の焦点Ｆの移動によってスライス位置が変わるだけであれば、コリメータ２を平行移動させた分だけ、同じ方向へ被検体を平行移動させることなく、そのまま別のスライスデータとして利用することができる。

図２は、本発明に係るＸ線装置の実施例１を説明するために、Ｘ線装置の要部を示した説明図である。

１対のＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂを有するコリメータ２は、コリメータ開閉駆動部３によって、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂをセンター振り分けで等分に接近・離反されるようになっている。そしてコリメータ２のセンター（Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂ同士が対向して接触する面）は、Ｘ線管１の仮想焦点Ｆ０から垂下されるＸ線パスＸ０に一致するように設置されている。さらにコリメータ２は、コリメータ開閉駆動部３による開閉動作（Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂの接近・離反動）とは別に、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂの接近・離反方向と同じ方向に微少距離だけ水平に移動可能に設けられている。

そして、このようなコリメータ２を、コリメータ開閉駆動部３の動作とは別に、コリメータ２自体をＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂの接近・離反方向へ水平に移動させるためのコリメータ移動部４が設けられている。また、Ｘ線管１の焦点位置の移動を検出するための焦点移動検出部５が設けられている。この焦点移動検出部５は、例えばＸ線管１の温度やＸ線管１を冷却するための冷却水の温度を検出することによって、それらの温度変化からＸ線管１の焦点位置の移動量を推測するものである。

次に、上記のように構成された実施例１の作用を、図３を参照して説明する。

Ｘ線撮影を開始するに際して、先ずコリメータ開閉駆動部３によって、コリメータ２の開度を被検体のＸ線撮影位置に合わせて設定する。このときＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂは、Ｘ線管１の仮想焦点Ｆ０から垂下されるＸ線パスＸ０を中心として等分に離反され、所望のＸ線照射幅Ｗ０に設定される。この状態を、図３に破線で示してある。

この状態でＸ線撮影を開始し、それを継続することによってＸ線管１の温度が上昇する。従って、その焦点位置がずれてくると、そのことが焦点移動検出部５によって検出され、焦点移動検出部５からコリメータ移動部４へ信号が送出される。そこで、焦点移動検出部５から送出された信号に基づきコリメータ移動部４が動作して、Ｘ線管１の焦点のずれた分だけ、コリメータ２を焦点の移動方向と同じ方向へ水平に移動させる。図３には実線でこのコリメータ２が移動した後の状態が示されており、移動後の焦点位置Ｆ１に対応するＸ線パスＸ１を中心とするようにコリメータ２が平行移動していることが分かる。このときのＸ線照射幅Ｗ１はＷ０と同じ（Ｗ０＝Ｗ１）であるが、X線管１の焦点位置がＦ０からＦ１へ移動した分だけ、X線の照射位置（Ｘ線撮影位置）がずれることになる。

このように本発明の実施例１によれば、Ｘ線管１の焦点位置が移動しても、その焦点位置とコリメータ２の中心位置とを一致させることができ、Ｘ線撮影位置に照射されるＸ線量が変化することを防止することができる。よって、撮影されるＸ線画像の画質を常に最良に保つことができる。また、従来のようにＸ線撮影範囲よりもＸ線照射幅を広く設定する必要はなく、被検体へのＸ線被曝量を低減させることができる。さらに、Ｘ線管１の温度やＸ線管１を冷却するための冷却水の温度変化は確実に検出することができるので、これらのデータに基づき精度良くコリメータの移動を制御することができる。

なお、焦点移動検出部５の検出出力に基づくコリメータ移動部４の動作は、連続的なものでなくても良い。例えば、焦点移動検出部５によってＸ線管１の焦点位置が所定量ずれたことが検出される度に信号を送出するようにして、段階的にコリメータ２を水平移動させるように、コリメータ移動部４を動作させるようにしても良い。

また、同一被検体のＸ線撮影中に、Ｘ線管の焦点が移動する可能性はあるが、画像再構成を複雑にさせないためには、その間の焦点移動は無視するのが良い。さらに、焦点移動検出部５は、２個のＸ線検出器をＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂより被検体側に、Ｘ線パスの中心に対して対称となる位置であってＸ線の本影の当らない位置に置いたものでも良い。これによれば、両Ｘ線検出器によって検出される反影Ｘ線の量が異なればＸ線焦点がずれたことを意味するので、両Ｘ線検出器によって検出される反影Ｘ線の量が同一になるように、コリメータを移動させることにより、コリメータの中心をＸ線焦点に一致させることができる。

次に、本発明に係るＸ線装置の実施例２について、図４および図５を参照して説明する。なお図４は、実施例２を説明するためのＸ線装置の要部を示したもので、図２と同様の説明図である。

この実施例２が実施例１と違う点は、コリメータ２自体は、実施例１のように水平に移動可能にはなってなく、従来と同様に固定された状態にあることと、コリメータ開閉駆動部３によるＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂの開閉動作が、センター振り分けで等分に接近・離反されるだけでなく、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂを任意に移動できるようにしたことである。

すなわち、１対のＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂを有するコリメータ２は、コリメータ開閉駆動部３によって、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂをセンター振り分けで等分に接近・離反させることが可能であるとともに、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂを個別に任意に移動できるようにされている。そしてコリメータ２は、そのセンター（Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂ同士が対向して接触する面）が、通常Ｘ線管１の仮想焦点Ｆ０から垂下されるＸ線パスＸ０に一致するように、コリメータ開閉駆動部３によって駆動される。さらに、Ｘ線管１の焦点位置の移動を検出するための焦点移動検出部５と、焦点移動検出部５からの信号を受けてコリメータ開閉駆動部３へ動作信号を供給するコリメータ移動部４が設けられている。

次に、このような実施例２の作用を説明する。

Ｘ線撮影を開始するに際して、先ずコリメータ開閉駆動部３によって、コリメータ２の開度を被検体のＸ線撮影位置に合わせて設定する。このときＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂは、Ｘ線管１の仮想焦点Ｆ０から垂下されるＸ線パスＸ０を中心として等分に離反され、所望のＸ線照射幅Ｗ０に設定される。この状態を図５に破線で示してある。

この状態でＸ線撮影を開始し、それを継続することによってＸ線管の温度が上昇する。従って、その焦点位置がずれてくると、そのことが焦点移動検出部５によって検出され、焦点移動検出部５からコリメータ移動部４へ信号が送出される。そこで、焦点移動検出部５から送出された信号に基づきコリメータ移動部４は、Ｘ線管１の焦点のずれた分だけ、例えばコリメータ２の一方のＸ線遮蔽リーフ２ａを離反方向へ後退させ、他方のＸ線遮蔽リーフ２ｂを接近方向へ進行させるように、コリメータ開閉駆動部３へ動作信号を供給する。

図5には実線でこのコリメータ２が移動した後の状態が示されており、移動後の焦点位置Ｆ１に対応するＸ線パスＸ１を中心とするように１対のＸ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂが平行移動していることが分かる。このことは、結果的にはコリメータ２が平行移動したともいうことができる。

このように、実施例２によっても、Ｘ線管１の焦点が移動しても、その焦点位置とコリメータ２の中心位置とを一致させることができ、Ｘ線撮影位置に照射されるＸ線量が変化することを防止することができる。よって、撮影されるＸ線画像の画質を常に最良に保つことができる。また、従来のようにＸ線照射幅をＸ線撮影範囲よりも広く設定する必要はなく、被検体へのＸ線被曝量を低減させることができる。

なお、実施例２において、コリメータ開閉駆動部３は、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂをセンター振り分けで等分に接近・離反させる機能を必ずしも備えている必要はなく、Ｘ線遮蔽リーフ２ａ、２ｂをそれぞれ任意に移動できるようにしたものであっても良い。

本発明に係るＸ線装置の概念を説明するために示した説明図である。本発明に係るＸ線装置の実施例１の要部を示した説明図である。（実施例１）実施例１の作用を説明するために示した説明図である。（実施例１）本発明に係るＸ線装置の実施例２の要部を示した説明図である。（実施例２）実施例２の作用を説明するために示した説明図である。（実施例２）従来のＸ線装置の問題点を説明するために示した説明図である。従来のＸ線装置におけるコリメータの設定状態を説明するために示した説明図である。

符号の説明

１Ｘ線管
２コリメータ
２ａ、２ｂＸ線遮蔽リーフ
３コリメータ開閉駆動部
４コリメータ移動部
５焦点移動検出部
Ｆ０、Ｆ１焦点位置
Ｘ０、Ｘ１焦点から垂下されるＸ線パス
Ｗ０、Ｗ１Ｘ線照射幅

Claims

Ｘ線の照射野を設定するための少なくとも一対のＸ線遮蔽リーフを有するコリメータを備えたＸ線装置において、
前記一対のＸ線遮蔽リーフを互いに接近・離反させる駆動手段と、
前記Ｘ線管の焦点位置の移動を検出する焦点移動検出手段と、
この焦点移動検出手段によって検出された前記Ｘ線管の焦点の移動分に応じて、その移動方向へ前記コリメータを平行移動させる移動手段と
を具備することを特徴とするＸ線装置。
前記移動手段は、前記一対のＸ線遮蔽リーフにより形成される前記Ｘ線管の仮想焦点位置から垂下されるＸ線パスを中心とした所定開度を維持したまま前記コリメータを移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
前記移動手段は、前記一対のＸ線遮蔽リーフを各別に移動させるように前記駆動手段の動作を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
前記焦点移動検出手段は、前記Ｘ線管の温度または前記Ｘ線管を冷却するための冷却水の温度変化に基づいてＸ線管の焦点位置の移動を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。