JP2005278880A - X-ray computer tomographic unit and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体を透過したX線の強度分布から被検体内の物理量分布を再生するX線コンピュータ断層撮像装置およびX線コンピュータ断層撮像方法に関する。 The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray computed tomography method for reproducing a physical quantity distribution in a subject from an X-ray intensity distribution transmitted through the subject.
血管内に造影剤を注入してX線撮影を行う検査法が知られている。この検査法は、アンジオグラフィー型と呼ばれており、生体組織や血管に対する造影剤の吸収率の差をコントラストとして検出できるため、心臓、動脈、静脈などの循環器系自体の病変や血行動態、各臓器の病変の存在診断、および質的診断などに用いられている。 An inspection method in which a contrast medium is injected into a blood vessel and X-ray imaging is performed is known. This test method is called an angiography type, and it can detect the difference in the absorption rate of contrast medium for living tissues and blood vessels as contrast, so that the lesions and hemodynamics of the circulatory system itself such as the heart, arteries, veins, It is used for the presence diagnosis and qualitative diagnosis of each organ.
現在、アンジオグラフィー型の検査装置として、大型電子線加速器や電子線蓄積リングから照射される放射光を2つに分光して被検体に照射し、上記被検体を透過したX線の強度分布の差分をとることで、検査対象部を高いコントラストで撮影する装置が開示されている。 At present, as an angiography-type inspection device, the radiation emitted from a large electron beam accelerator or electron beam storage ring is split into two, irradiated onto the subject, and the intensity distribution of X-rays transmitted through the subject is measured. An apparatus is disclosed in which a difference is taken to image an inspection target part with high contrast.
しかしながら、この検査装置は、断層撮影を行えないばかりか、大型電子加速器や電子線蓄積リングを必要とするため、装置の構成が大型化してしまう。 However, this inspection apparatus can not only perform tomography, but also requires a large electron accelerator and an electron beam storage ring, which increases the size of the apparatus.
そこで近年、この問題を解決したアンジオグラフィー型の検査装置として、1組のX線源とX線検出器を被験者の周りで回転させて検査対象部の断層撮影を行うX線コンピュータ断層撮像装置の構成が開示されている(例えば、非特許文献1参照。)。
しかしながら、上述したアンジオグラフィー型のX線コンピュータ断層撮像装置では、生体組織や血管に対する投影剤の吸収率にあまり差が無い場合、十分なコントラストが得られないという問題があった。 However, the above-described angiography type X-ray computed tomography apparatus has a problem that sufficient contrast cannot be obtained when there is not much difference in the absorption rate of the projection agent with respect to a living tissue or blood vessel.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高コントラストの断層撮影を行えるX線コンピュータ断層撮像装置およびX線コンピュータ断層撮像方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray computed tomography method capable of performing high-contrast tomography.
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のX線コンピュータ断層撮像装置およびX線コンピュータ断層撮像方法は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the X-ray computed tomography apparatus and X-ray computed tomography method of the present invention are configured as follows.
(1)造影剤が注入された被検体にX線を照射し、上記被検体を透過したX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生するX線コンピュータ断層撮像装置において、上記被検体の周りを回転するとともに、上記被検体に向けて第1のX線エネルギーを有するX線を照射する第1のX線照射手段と、上記被検体を挟んで上記第1のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第1のX線照射手段と一体的に回転するとともに、上記第1のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第1のX線検出手段と、上記被検体の周りを回転するとともに、上記被検体に向けて上記第1のX線エネルギーとは異なる第2のX線エネルギーを有するX線を照射する第2のX線照射手段と、上記被検体を挟んで上記第2のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第2のX線照射手段と一体的に回転するとともに、上記第2のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第2のX線検出手段と、上記第1、第2のX線検出手段により検出されたX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生する再生手段とを具備することを特徴とする。 (1) In an X-ray computed tomography apparatus that irradiates a subject into which a contrast agent has been injected with X-rays and reproduces a physical quantity distribution within the subject based on an intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject The first X-ray irradiation means for rotating around the subject and irradiating the subject with X-rays having the first X-ray energy, and the first X with the subject interposed therebetween X-rays that are disposed opposite to the X-ray irradiation means, rotate around the subject integrally with the first X-ray irradiation means, and are irradiated from the first X-ray irradiation means and transmitted through the subject First X-ray detection means for detecting the intensity distribution of the X-ray, and X rotating around the subject and having a second X-ray energy different from the first X-ray energy toward the subject A second X-ray irradiating means for irradiating the line; The body is placed opposite to the second X-ray irradiation means, rotates around the subject integrally with the second X-ray irradiation means, and is irradiated from the second X-ray irradiation means. Second X-ray detection means for detecting the X-ray intensity distribution transmitted through the subject and the X-ray intensity distribution detected by the first and second X-ray detection means. And regenerating means for regenerating the physical quantity distribution in the specimen.
(2)(1)に記載さえたX線コンピュータ断層撮像装置であって、上記再生手段は、上記第1のX線検出手段により検出されたX線の強度分布と、上記第2のX線検出手段により検出されたX線の強度分布との差分をとり、この差分に基づいて上記被検体内の物理量分布を再生することを特徴とする。 (2) The X-ray computed tomography apparatus described in (1), wherein the reproducing means includes the intensity distribution of the X-rays detected by the first X-ray detecting means and the second X-ray. A difference from the X-ray intensity distribution detected by the detection means is taken, and the physical quantity distribution in the subject is reproduced based on the difference.
(3)(1)に記載されたX線コンピュータ断層撮像装置であって、上記第1のX線エネルギーは、上記造影剤のX線吸収端を挟んでX線吸収端外直近のエネルギー値の大きい部分およびX線吸収端外直近のエネルギー値の小さい部分の何れか一方の領域に強度のピークを有し、上記第2のX線エネルギーは、上記造影剤のX線吸収端を挟んでX線吸収端外直近のエネルギー値の大きい部分およびX線吸収端外直近のエネルギー値の小さい部分のうち、第1のX線エネルギーのピーク付近の領域ではない方の領域に強度のピークを有していることを特徴とする。 (3) In the X-ray computed tomography apparatus described in (1), the first X-ray energy is an energy value immediately outside the X-ray absorption edge across the X-ray absorption edge of the contrast agent. There is a peak of intensity in one of the large portion and the small portion of the energy value immediately outside the X-ray absorption edge, and the second X-ray energy is X across the X-ray absorption edge of the contrast agent. Of the portion having a large energy value near the outer edge of the line absorption edge and the portion having a small energy value near the outer edge of the X-ray absorption edge, an intensity peak is present in a region that is not near the first X-ray energy peak. It is characterized by.
(4)被検体にX線を照射し、上記被検体を透過したX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生するX線コンピュータ断層撮像装置において、上記被検体の周りを回転しながら、上記被検体に向けてX線を照射する第1のX線照射手段と、上記第1のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第1のX線照射手段と一体的に回転しながら、上記第1のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第1のX線検出手段と、上記被検体の周りを回転しながら、上記被検体に向けてX線を照射する第2のX線照射手段と、上記第2のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第2のX線照射手段と一体的に回転しながら、上記第2のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第2のX線検出手段とを具備し、上記第1のX線照射手段と上記第2のX線検出手段、および上記第2のX線照射手段と上記第1のX線検出手段を上記被検体の周方向に対して近接したことを特徴とする。 (4) In an X-ray computed tomography apparatus that irradiates a subject with X-rays and reproduces a physical quantity distribution in the subject based on an intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject. The first X-ray irradiating means for irradiating the subject with X-rays while rotating and the first X-ray irradiating means are disposed opposite to the first X-ray irradiating means, and the first X-rays around the subject. First X-ray detection means for detecting an intensity distribution of X-rays irradiated from the first X-ray irradiation means and transmitted through the subject while rotating integrally with the irradiation means, and around the subject The second X-ray irradiating means for irradiating the subject with X-rays while rotating the object and the second X-ray irradiating means are arranged opposite to each other, and the second X-rays are disposed around the subject. While being rotated integrally with the irradiation unit, the second X-ray irradiation unit is irradiated with the irradiation target. Second X-ray detection means for detecting an intensity distribution of X-rays transmitted through the body, and the first X-ray irradiation means, the second X-ray detection means, and the second X-ray irradiation. And the first X-ray detection means are close to each other in the circumferential direction of the subject.
(5)造影剤が注入された被検体にX線を照射し、上記被検体を透過したX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生するX線コンピュータ断層撮像装置において、上記被検体の周りを回転するとともに、上記被検体に向けてX線エネルギーを有するX線を照射するX線照射手段と、上記被検体を挟んで上記X線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記X線照射手段と一体的に回転するとともに、上記X線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出するX線検出手段と、上記X線検出手段により検出されたX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生する再生手段と、上記X線エネルギーのエネルギー量を変化させるエネルギーの切替手段とを具備することを特徴とする。 (5) In an X-ray computed tomography apparatus that irradiates a subject into which a contrast medium has been injected with X-rays and reproduces a physical quantity distribution in the subject based on the intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject The X-ray irradiation means for rotating around the subject and irradiating the subject with X-rays having X-ray energy, and the X-ray irradiation means arranged opposite to the subject, X-ray detection means for rotating around the subject integrally with the X-ray irradiation means and detecting an intensity distribution of X-rays irradiated from the X-ray irradiation means and transmitted through the subject; and the X-rays And a reproducing means for reproducing the physical quantity distribution in the subject based on the X-ray intensity distribution detected by the detecting means, and an energy switching means for changing the energy amount of the X-ray energy. Toss .
(6)造影剤が注入された被検体にX線を照射し、上記被検体を透過したX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生するX線コンピュータ断層撮像方法において、上記被検体に向けて異なるエネルギーを有する複数種のX線を照射する照射工程と、上記被検体を透過したX線の強度分布を上記種類ごとに検出する検出工程と、上記強度分布間の差分を取得する差分取得工程と、上記差分に基づいて上記被検体内の物理量分布を再生する再生工程とを具備することを特徴とする。 (6) In an X-ray computed tomography method for irradiating a subject injected with a contrast agent with X-rays and reproducing a physical quantity distribution in the subject based on an intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject An irradiation step of irradiating a plurality of types of X-rays having different energies toward the subject, a detection step of detecting the intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject for each type, and the intensity distribution A difference obtaining step for obtaining a difference and a reproduction step for reproducing the physical quantity distribution in the subject based on the difference are provided.
本発明によれば、高コントラストの断層撮影を行うことができる。 According to the present invention, high-contrast tomography can be performed.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1〜図5を用いて本発明の第1の実施の形態を説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の実施の形態に係るX線コンピュータ断層撮像装置の全体図、図2は図1をA−A線に沿って切断した断面図である。 FIG. 1 is an overall view of an X-ray computed tomography apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
図1と図2に示すように、このX線コンピュータ断層撮像装置(以下、「X線CT装置」と称する。)は回転体1を有している。この回転体1はリング状に形成されており、その軸心線が略水平となるように配置されている。この回転体1には、駆動装置(図示しない)が設けられており、この駆動装置を作動することにより、上記軸心線を中心として所望の速度で回転できるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, this X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as “X-ray CT apparatus”) has a rotating
回転体1の内側には、被験者H(被検体)が横臥するための寝台2が略水平に設けられている。この寝台2は、回転体1の軸心線の方向に対して移動可能な構造となっており、駆動装置(図示しない)を作動することで、寝台2上の被験者Hを回転体1に対して位置決めできるようになっている。なお、被験者Hの検査対象部付近の血管内には、ヨウ素を含有するヨード造影剤(造影剤)が注入されている。
On the inner side of the
図3は同実施の形態に係るX線のエネルギーとヨウ素、骨、筋肉のX線吸収係数の関係を示すグラフ図である。 FIG. 3 is a graph showing a relationship between X-ray energy and iodine, bone, and muscle X-ray absorption coefficients according to the embodiment.
図3に示すように、X線エネルギーが33.17[keV]となる近辺で、ヨウ素のX線吸収係数が急激に変化していることがわかる。以下、このX線吸収係数が急激に変化するときのX線エネルギー(33.17[keV])を「X線K吸収端エネルギーI0 」と呼ぶことにする。 As shown in FIG. 3, it can be seen that the X-ray absorption coefficient of iodine changes abruptly in the vicinity where the X-ray energy is 33.17 [keV]. Hereinafter, the X-ray energy (33.17 [keV]) when the X-ray absorption coefficient changes rapidly is referred to as “X-ray K absorption edge energy I 0 ”.
なお、X線吸収端とは、物質によるX線の吸収スペクトルを測定したとき、吸収係数(すなわち吸収)が急激に増加するときのエネルギーのことであり、X線K吸収端エネルギーは、X線によってK殻から電子がたたき出されるときの、K殻上の電子によるX線の吸収が不連続に変化するときのエネルギーのことである。 The X-ray absorption edge is the energy when the absorption coefficient (that is, absorption) suddenly increases when the X-ray absorption spectrum of a substance is measured, and the X-ray K absorption edge energy is X-ray absorption. This is the energy when X-ray absorption by electrons on the K shell changes discontinuously when electrons are knocked out of the K shell by.
図1と図2に示すように、回転体1の内周面には、第1のX線照射装置3(第1のX線照射手段)と第2のX線照射装置4(第2のX線照射手段)が設けられている。これら第1、第2のX線照射装置3、4は、回転体1の周方向に対して角度θだけずれて配置されており、その出射口は共に被験者Hに向けられている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a first X-ray irradiation device 3 (first X-ray irradiation means) and a second X-ray irradiation device 4 (second X-ray irradiation means) is provided. These first and second
なお、角度θは、第1のX線照射装置3と第2のX線検出器8(後述する)、および第2のX線照射装置4と第1のX線検出器7(後述する)が干渉し合わない範囲で大きい方が好ましい。すなわち、角度θの余角φは小さい方が好ましい。
The angle θ is determined by the first
図4は同実施の形態に係る第1、第2のX線照射装置3、4の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of the first and second
図4に示すように、第1、第2のX線照射装置3、4は、電子銃5とターゲット材6を有している。これら電子銃5とターゲット材6は対向配置されており、電子銃5からターゲット材6に電子線を照射すると、電子線のエネルギーの一部がX線となってターゲット材6表面から出射する。
As shown in FIG. 4, the first and second
このX線のエネルギーは、ターゲット材6の素材によって決まるものである。そこで、本実施の形態では、第1のX線照射装置3に搭載されるターゲット材6の素材としてセリウムを用い、第2のX線照射装置4に搭載されるターゲット材6の素材としてバリウムを用いている。
This X-ray energy is determined by the material of the target material 6. Therefore, in the present embodiment, cerium is used as the material of the target material 6 mounted on the first
この素材の選択によって、図3に示すように、第1のX線照射装置3から出射するX線のエネルギー(以下、「第1のX線エネルギー」と称する。)は、X線K吸収端エネルギーI0 の直上、すなわちX線吸収端を挟んで吸収端外直近のエネルギー値の大きい部分に、強度のピーク値I1 (34.72[keV])を持ち、第2のX線照射装置4から出射するX線のエネルギー(以下、「第2のX線エネルギー」と称する。)は、X線K吸収端エネルギーI0 の直下、すなわちX線吸収端を挟んで吸収端外直近のエネルギー値の小さい部分に、強度のピーク値I2 (32.07[keV])を持つことになる。 By selecting this material, as shown in FIG. 3, the energy of X-rays emitted from the first X-ray irradiation apparatus 3 (hereinafter referred to as “first X-ray energy”) is the X-ray K absorption edge. An intensity peak value I 1 (34.72 [keV]) is present immediately above the energy I 0 , that is, at a portion having a large energy value immediately outside the absorption edge across the X-ray absorption edge, and the second X-ray irradiation apparatus The energy of X-rays emitted from 4 (hereinafter referred to as “second X-ray energy”) is directly below the X-ray K absorption edge energy I 0 , that is, energy immediately outside the absorption edge across the X-ray absorption edge. A portion having a small value has an intensity peak value I 2 (32.07 [keV]).
また、図1に示すように、回転体1の内周面には、第1のX線検出器7(第1のX線検出手段)と第2のX線検出器8(第2のX線検出手段)が設けられている。これら第1のX線検出器7と第2のX線検出器8は、それぞれ第1のX線照射装置3と第2のX線照射装置4と対向しており、その検出面は第1、第2X線照射装置3、4側に向けられている。
Further, as shown in FIG. 1, a first X-ray detector 7 (first X-ray detection means) and a second X-ray detector 8 (second X-ray detector 8) are disposed on the inner peripheral surface of the rotating
第1、第2のX線検出器7、8は、複数のシンチレータ9により構成される。これらシンチレータ9は略隙間無く並設されており、各々がその検出面に入射するX線の強度をそれぞれ電気信号に変換して出力することで、X線の空間的な強度分布を電気信号として検出できるようになっている。
The first and
そして、各シンチレータ9から出力される電気信号は、制御装置10により種々の処理がなされることで、検査対象部の断層画像となってモニタ11に映し出されるようになっている。なお、制御装置10が行う処理内容は、以下の作用説明の欄で詳細に述べることにする。
The electrical signal output from each
次に、上記構成のX線CT装置を使用する際の作用について説明する。 Next, an operation when the X-ray CT apparatus having the above-described configuration is used will be described.
X線CT装置を用いて被験者Hの断層撮影を行う場合、予め検査対象部付近の血管内にヨード造影剤を注入しておく。 When performing tomography of the subject H using an X-ray CT apparatus, an iodine contrast agent is injected into a blood vessel in the vicinity of the examination target portion in advance.
寝台2上に被験者Hが横臥したら、回転体1を被験者Hの周りで回転させながら、第1のX線照射装置3と第2のX線照射装置4から一定時間ごとにX線を出射する。これによって、回転体1が被験者Hの周りを1周する間に、被験者HにはX線が複数回照射される。なお、第1のX線照射装置3と第2のX線照射装置4からのX線の出射のタイミングは同時でもばらばらでも良いが、同時に出射することで時間を短縮することができる。
When the subject H lies on the
被験者Hに順次照射されるX線は、被験者Hを透過する際に生体組織や血管中の造影剤に吸収され、強度が低下した後にそれぞれ第1、第2のX線検出器7、8により検出される。そのため、第1、第2のX線検出器7、8が検出するX線には、検査対象部に応じて空間的な強度分布が生じている。
X-rays sequentially irradiated to the subject H are absorbed by the contrast medium in the living tissue and blood vessels when passing through the subject H, and after the intensity decreases, the first and
第1、第2のX線検出器7、8により検出された強度分布は、各シンチレータ9の光電変換作用により電気信号に変換され、順次制御装置10に入力される。この制御装置10は、第1のX線検出器7が検出した複数の強度分布を合成して、検査対象部における第1の断層画像を作成するとともに、第2のX線検出器8が検出した複数のX線の強度分布を合成して検査対象部における第2の断層画像を作成する。
The intensity distributions detected by the first and
次に、この制御装置10は、第1の断層画像と第2の断層画像との差分をとり、検査対象部の診断画像を作成する。
Next, the
ところで、図3に示すように、第1のX線エネルギーのピーク値I1 はX線K吸収端エネルギーI0 の直上の値であり、第2のX線エネルギーのピーク値I2 はX線K吸収端エネルギーI0 の直下の値である。そのため、ヨウ素のX線吸収係数は、第1のX線エネルギーを照射した場合と第2のX線エネルギーを照射した場合で極端に異なっている。一方、被験者Hを構成する骨や筋肉のX線吸収係数は、第1のX線エネルギーを照射した場合と第2のエネルギーを照射した場合とで殆んど差がない。 Meanwhile, as shown in FIG. 3, the peak value I 1 of the first X-ray energy is a value just above the X-ray K-edge energy I 0, the peak value I 2 of the second X-ray energy X-ray a value just below the K-absorption edge energy I 0. Therefore, the X-ray absorption coefficient of iodine is extremely different between when the first X-ray energy is irradiated and when the second X-ray energy is irradiated. On the other hand, the X-ray absorption coefficients of the bones and muscles constituting the subject H are almost the same between the case where the first X-ray energy is applied and the case where the second energy is applied.
そのため、第1の断層画像と第2の断層画像との差分をとると、骨や筋肉などを示すX線の強度分布は相殺されるから、診断画像には造影剤を多く含む血管のみが高コントラストで映し出される。この診断画像は、処理結果としてモニタ11に出力され、医者などの診断材料として活用される。
Therefore, if the difference between the first tomographic image and the second tomographic image is taken, the intensity distribution of X-rays indicating bones and muscles cancels out, so that only blood vessels containing a large amount of contrast agent are high in the diagnostic image. Projected with contrast. This diagnostic image is output to the
本実施の形態に係るX線CT装置によれば、ヨード造影剤が注入された被験者Hに対して、その周囲を回転する第1、第2のX線照射装置3、4から第1のX線エネルギー、第2のX線エネルギーを有するX線を様々な角度から照射し、第1のX線検出器7が検出した複数の強度分布に基づいて検査対象部の第1の断層画像を作成するとともに、第2のX線検出器8が検出した複数の強度分布に基づいて検査対象部の第2の断層画像を作成し、さらに、これら第1、第2の断層画像の差分をとることで、検査対象部を高コントラストで表示する診断画像を作成している。
According to the X-ray CT apparatus according to the present embodiment, the first X and the second
すなわち、本実施の形態に係るX線CT装置は、アンジオグラフィー型で、かつ2つのエネルギーのX線を用いたX線CT装置である。 That is, the X-ray CT apparatus according to the present embodiment is an angiography type X-ray CT apparatus that uses two energy X-rays.
そのため、従来よりも、高コントラストの断層撮影を行うことができる。 Therefore, it is possible to perform tomography with higher contrast than in the past.
また、第1のX線照射装置3と第2のX線照射装置4を回転体1の周方向に対してできるだけ大きくずらして配置している。そのため、第1のX線照射装置3と第2のX線検出器8の間の角度φ、および第2のX線照射装置4と第1のX線検出器7の間の角度φが小さくなる。
Further, the first
その結果、第1のX線照射装置3から出射したX線が被験者Hの表面で反射しても、その反射光が第2のX線検出器8に入り難くなり、また第2のX線照射装置4から出射したX線が被験者Hの表面で反射しても、その反射光が第1のX線検出器7に入り難くなるから、反射光によるノイズが低減して、より鮮明な断層撮影を行うことができる。
As a result, even if the X-ray emitted from the first
図5は同実施の形態に係る被験者Hを主に構成する炭素にX線を照射した場合における、X線の入射角度と反射係数との関係を示すグラフ図である。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the incident angle of X-rays and the reflection coefficient when the X-rays are irradiated to carbon mainly constituting the subject H according to the embodiment.
図5に示すように、X線の照射角度が小さくなると、その反射率が徐々に大きくなっていくのがわかる。この反射率は10−19オーダーと極めて小さいが、X線の波長が長くなると、数パーセントまで上昇することが確認されている。 As shown in FIG. 5, it can be seen that the reflectance gradually increases as the X-ray irradiation angle decreases. This reflectivity is extremely small on the order of 10 −19 , but it has been confirmed that it increases to several percent as the wavelength of X-rays increases.
しかしながら、本実施の形態では、上述のような配置にすることで、被験者Hに対するX線の入射角度を大きくしているから、長い波長のX線を用いた場合であっても、X線検出器7、8が反射光をひろって断層撮影を不鮮明にすることがない。
However, in the present embodiment, since the X-ray incident angle with respect to the subject H is increased by using the arrangement as described above, X-ray detection is possible even when long-wavelength X-rays are used. The
次に、図6を用いて本発明の第2の実施の形態を説明する。なお、ここでは上記実施の形態と同じ構成、作用については、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description about the same structure and operation as the above embodiment is omitted here.
図6は本発明の第2の実施の形態に係るX線CT装置の全体図である。 FIG. 6 is an overall view of an X-ray CT apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図6に示すように、このX線CT装置は、回転体1の内周面に、X線照射装置21(X線照射手段)とX線検出器22(X線検出手段)を備えている。これらX線照射装置21とX線検出器22は対向配置されており、回転体1と一体的に被験者Hの周囲を回転できるようになっている。
As shown in FIG. 6, the X-ray CT apparatus includes an X-ray irradiation device 21 (X-ray irradiation means) and an X-ray detector 22 (X-ray detection means) on the inner peripheral surface of the
X線照射装置21には切換装置23(切換手段)が接続されている。この切換装置23は、制御装置10からの指令に従ってX線照射装置21から出射されるX線のエネルギーを第1のX線エネルギーと第2のX線エネルギーに変換するものである。
A switching device 23 (switching means) is connected to the
このような構成でも、上記第1の実施の形態と殆んど同じ効果を得ることができる。しかしながら、X線検出器22が1つしかないため、2種類のエネルギーのX線を同時に行うことができないから、本発明に係るX線コンピュータ断層撮像方法により被験者Hの検査対象部の断層撮影を行うためには、回転体1を2周する必要がある。
Even with such a configuration, almost the same effect as the first embodiment can be obtained. However, since there is only one X-ray detector 22, X-rays of two types of energy cannot be performed at the same time. Therefore, tomography of the examination target portion of the subject H can be performed by the X-ray computed tomography method according to the present invention. In order to do so, it is necessary to make two rotations of the
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
例えば、回転体1に3つ以上のX線照射装置と、これらX線照射装置から照射されたX線を検出するX線検出器をそれぞれ設けて、これらのX線照射装置とX線検出器を用いて被験者Hの断層撮影を行うようにしてもよい。
For example, the
また、細胞組織と血管に対するヨード造影剤の吸収率に大きな差があれば、上記実施の形態ように第1の断層画像と第2の断層画像の差分をとらなくても、十分高いコントラストで断層撮影を行うことができる。 In addition, if there is a large difference in the absorption rate of the iodine contrast medium for the cell tissue and blood vessel, the tomogram with sufficiently high contrast can be obtained without taking the difference between the first tomographic image and the second tomographic image as in the above embodiment. Shooting can be performed.
この場合、第1のX線照射装置と第2のX線照射装置から同じエネルギーのX線を照射し、被験者Hの周りで回転体1を1/2周すれば、全ての方向から被験者Hに向けてX線が照射されるから、撮影に要する時間を1/2程度に短縮することができる。
In this case, if the X-rays of the same energy are irradiated from the first X-ray irradiation apparatus and the second X-ray irradiation apparatus and the
さらに、ヨウ素を含有する造影剤の代わりに、ガドリニウムを含有する造影剤を使用してもよい。 Further, a contrast agent containing gadolinium may be used instead of the contrast agent containing iodine.
3…第1のX線照射装置(第1のX線照射手段)、4…第2のX線照射装置(第2のX線照射手段)、7…第1のX線検出器(第1のX線検出手段)、8…第2のX線検出器(第2のX線検出手段)、10…制御装置(再生手段)、21…X線照射装置(X線照射手段)、22…X線検出器(X線検出手段)、23…切換装置(切換手段)、H…被験者(被検体)、I0 …X線K吸収端エネルギー(X線吸収端エネルギー)、I1 …第1のX線エネルギーの強度のピーク値、I2 …第2のX線エネルギーの強度のピーク値。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記被検体の周りを回転するとともに、上記被検体に向けて第1のX線エネルギーを有するX線を照射する第1のX線照射手段と、
上記被検体を挟んで上記第1のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第1のX線照射手段と一体的に回転するとともに、上記第1のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第1のX線検出手段と、
上記被検体の周りを回転するとともに、上記被検体に向けて上記第1のX線エネルギーとは異なる第2のX線エネルギーを有するX線を照射する第2のX線照射手段と、
上記被検体を挟んで上記第2のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第2のX線照射手段と一体的に回転するとともに、上記第2のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第2のX線検出手段と、
上記第1、第2のX線検出手段により検出されたX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生する再生手段と、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮像装置。 In an X-ray computed tomography apparatus that irradiates a subject injected with a contrast agent with X-rays and reproduces a physical quantity distribution in the subject based on an intensity distribution of X-rays transmitted through the subject.
First X-ray irradiation means for rotating around the subject and irradiating the subject with X-rays having first X-ray energy;
The first X-ray irradiation unit is disposed opposite to the subject, and rotates around the subject integrally with the first X-ray irradiation unit, and from the first X-ray irradiation unit. First X-ray detection means for detecting an intensity distribution of X-rays irradiated and transmitted through the subject;
A second X-ray irradiation means for rotating around the subject and irradiating the subject with X-rays having a second X-ray energy different from the first X-ray energy;
The second X-ray irradiation unit is disposed opposite to the subject, and rotates around the subject integrally with the second X-ray irradiation unit and from the second X-ray irradiation unit. Second X-ray detection means for detecting an X-ray intensity distribution that has been irradiated and transmitted through the subject;
Reproduction means for reproducing the physical quantity distribution in the subject based on the X-ray intensity distribution detected by the first and second X-ray detection means;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
上記被検体の周りを回転しながら、上記被検体に向けてX線を照射する第1のX線照射手段と、
上記第1のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第1のX線照射手段と一体的に回転しながら、上記第1のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第1のX線検出手段と、
上記被検体の周りを回転しながら、上記被検体に向けてX線を照射する第2のX線照射手段と、
上記第2のX線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記第2のX線照射手段と一体的に回転しながら、上記第2のX線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出する第2のX線検出手段と、
を具備し、
上記第1のX線照射手段と上記第2のX線検出手段、および上記第2のX線照射手段と上記第1のX線検出手段を上記被検体の周方向に対して近接したことを特徴とするX線コンピュータ断層撮像装置。 In an X-ray computed tomography apparatus that irradiates a subject with X-rays and reproduces a physical quantity distribution in the subject based on an intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject.
First X-ray irradiation means for irradiating the subject with X-rays while rotating around the subject;
The subject is disposed opposite to the first X-ray irradiating means, and is irradiated from the first X-ray irradiating means while rotating integrally with the first X-ray irradiating means around the subject. First X-ray detection means for detecting an intensity distribution of X-rays transmitted through
Second X-ray irradiation means for irradiating the subject with X-rays while rotating around the subject;
The subject is disposed opposite to the second X-ray irradiation unit, and is irradiated from the second X-ray irradiation unit while rotating integrally with the second X-ray irradiation unit around the subject. Second X-ray detection means for detecting the intensity distribution of the X-rays transmitted through
Comprising
The proximity of the first X-ray irradiation means and the second X-ray detection means, and the second X-ray irradiation means and the first X-ray detection means in the circumferential direction of the subject; A featured X-ray computed tomography apparatus.
上記被検体の周りを回転するとともに、上記被検体に向けてX線エネルギーを有するX線を照射するX線照射手段と、
上記被検体を挟んで上記X線照射手段と対向配置され、上記被検体の周りを上記X線照射手段と一体的に回転するとともに、上記X線照射手段から照射されて上記被検体を透過したX線の強度分布を検出するX線検出手段と、
上記X線検出手段により検出されたX線の強度分布に基づいて、上記被検体内の物理量分布を再生する再生手段と、
上記X線エネルギーのエネルギー量を変化させるエネルギーの切替手段と、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮像装置。 In an X-ray computed tomography apparatus that irradiates a subject injected with a contrast agent with X-rays and reproduces a physical quantity distribution in the subject based on an intensity distribution of X-rays transmitted through the subject.
X-ray irradiation means for rotating around the subject and irradiating the subject with X-rays having X-ray energy;
The X-ray irradiation unit is disposed opposite to the subject, rotates around the subject integrally with the X-ray irradiation unit, and is irradiated from the X-ray irradiation unit and passes through the subject. X-ray detection means for detecting an X-ray intensity distribution;
Reproduction means for reproducing the physical quantity distribution in the subject based on the X-ray intensity distribution detected by the X-ray detection means;
Energy switching means for changing the amount of energy of the X-ray energy;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
上記被検体に向けて異なるエネルギーを有する複数種のX線を照射する照射工程と、
上記被検体を透過したX線の強度分布を上記種類ごとに検出する検出工程と、
上記強度分布間の差分を取得する差分取得工程と、
上記差分に基づいて上記被検体内の物理量分布を再生する再生工程と、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮像方法。 In the X-ray computed tomography method of irradiating a subject into which a contrast agent has been injected with X-rays and reproducing the physical quantity distribution in the subject based on the intensity distribution of the X-rays transmitted through the subject.
An irradiation step of irradiating a plurality of types of X-rays having different energies toward the subject;
A detection step of detecting, for each type, the intensity distribution of X-rays transmitted through the subject;
A difference acquisition step of acquiring a difference between the intensity distributions;
A reproduction step of reproducing the physical quantity distribution in the subject based on the difference;
An X-ray computed tomography method comprising:
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