JP2006170876A

JP2006170876A - Ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2006170876A
Application number: JP2004365604A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takagi; 寛之高木; Katsutoshi Sato; 克利佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: EP1672357A3; KR20060069310A; EP1672357B1; US7177388B2; JP4488885B2; US20060133565A1; EP1672357A2

Abstract

【課題】回転走査だけで撮影する方式のＣＴ装置について、ノイズの増大や装置の大型化を招くことなく複数の被検体の同時的撮影を可能とし、高画質な断層像をより効率的に撮影できるようにする。
【解決手段】Ｘ線照射装置１から照射されるＸ線ビーム４の照射領域内に複数個のターンテーブル１１ａ〜１１ｄを設け、これらターンテーブルのそれぞれに被検体Ｍａ〜Ｍｄを載せ、Ｘ線ビームの照射で複数の被検体を同時的に撮影できるようにすることで、装置の大型化を招くことなく、高精度な撮影を効率よく行えるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に代表されるＣＴ装置（コンピュータ断層像撮影装置）に関し、特に画像再構成に必要なデータを取得するのに被検体に回転動のみを行わせる撮影方式における撮影効率を高めるのに有効なＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置には、開発の歴史的経緯から、画像再構成に必要な全てのデータを取得するのに被検体に並進動と回転動を行わせる必要のある第１世代や第２世代の撮影方式と回転動のみで足りる第３世代や第４世代の撮影方式があり、現在では第３世代以降の方式が主流である。図４に、第３世代方式のＸ線ＣＴ装置の従来における一般的な構成を模式化して示す。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線照射装置１、ターンテーブル２およびＸ線検出装置３を備えている。放射線照射装置であるＸ線照射装置１は、ターンテーブル２に載せられた被検体Ｍに向けて放射線としてＸ線を照射方向で放射状に広がる所定の照射領域を有したＸ線ビーム（図の例では扇状に広がるファンビーム）４として照射する。Ｘ線ファンビーム４の照射領域の広がりはＸ線検出装置３のサイズに応じて決められる。被検体ＭへのＸ線ファンビーム４の照射は、ターンテーブル２により被検体ＭをＸ線照射装置１とＸ線検出装置３に対して相対的に回転させている状態で行う。より具体的には、ターンテーブル２からの回転位置信号に同期したパルス状にしてＸ線ファンビーム４を照射する。パルス幅は例えば５μ秒程度であり、パルス間隔は例えば５ｍ秒程度である。被検体Ｍを透過したＸ線は、Ｘ線検出装置３に入射する。放射線検出装置であるＸ線検出装置３は、複数のＸ線検出器５を所定のピッチで線状に配列して構成されており、これらのＸ線検出器５がそれぞれＸ線の強度を検出する。各Ｘ線検出器５は、それぞれが検出したＸ線の強度に応じた信号を出力する。そして図外の画像再構成装置が各Ｘ線検出器５からの出力信号に基づいて得られるＸ線透過データに画像再構成処理を施して被検体Ｍの断層像を作成する。

このようなＸ線ＣＴ装置では、ターンテーブル２に１つの被検体を載せて断層像の撮影を行うのを基本としている。したがって撮影対象の被検体が複数個あるとその数に応じた撮影時間を要することになる。このため、例えば製造ラインにおける製品検査などのように多数の被検体を扱う場合の効率に問題を残していた。

複数の被検体を扱う場合の撮影効率の向上については、図５に示すような方式が知られている。これは被検体Ｍのサイズがターンテーブル２のサイズに比べて十分に小さい場合に適用できる方式である。すなわち被検体Ｍがターンテーブル２に比べて十分に小さいことを利用してターンテーブル２に複数個の被検体Ｍを載せ、その数の被検体Ｍについて同時的に撮影を行う。これにより被検体１つあたりの撮影時間を短縮して撮影効率を高めることができる。

また複数の被検体を扱う場合の撮影効率の向上については、特許文献１に開示の方式も知られている。特許文献１の方式では、被検体の並進方向（直線往復動方向）で複数のターンテーブルを併設し、これら各ターンテーブルに載せてある被検体を順次的に撮影できるようにすることで撮影効率を高めることができるようにしている。

特公平６−８０４２０号公報

図５に示した撮影効率向上方式には、ターンテーブルの回転に応じてＸ線の照射方向で被検体の位置が変化し、そのことでＸ線の通過経路が徒に長くなり、そのためにノイズの影響が大きくなって断層像の画質が低下するという問題がある。また撮影効率を高めようとしてターンテーブルに載せる被検体の数を多くすると、１つの被検体が他の被検体に対しＸ線の照射に関して影を与える状態、つまり１つの被検体を透過したＸ線が再度他の被検体を透過する状態を避け難くなる。そしてこのこともＸ線の透過経路が長くなることによるノイズの影響の増大で断層像の画質低下に結びつく。こうした問題はＸ線の強度を高めることで避けることは可能である。しかし、そうすると装置の大型化という大きな不利益を招くことになる。すなわち、１つのターンテーブルに複数の被検体を載せることで撮影効率を向上させる方式では、高精度な撮影を行えるようにすると装置が大型化し、装置の大型化を避けようとすると高精度な撮影が困難になるという問題がある。

一方、特許文献１の方式では、これらの問題を避けることができる。しかし特許文献１の方式は第１世代や第２世代の方式を前提にしたものであり、その限りでは有効であるものの、第３世代以降の方式については撮影効率の向上をそれほど期待できない。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、画像再構成に必要な全てのデータを取得するのに被検体に回転動を行わせるだけで足りる方式のＣＴ装置について、ノイズの増大や装置の大型化を招くことなく複数の被検体の同時的撮影を可能とし、高画質な断層像をより効率的に撮影できるようにすることを目的としている。

上記目的のために本発明では、照射方向に放射状に広がる所定の照射領域を有したビームとして放射線を照射する放射線照射装置、被検体を載せるターンテーブル、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置を備え、前記ターンテーブルで回転させられている状態の前記被検体に前記放射線の照射を行い、この照射における放射線を前記放射線検出装置で検出して画像再構成用の放射線透過データを取得するようにされているＣＴ装置において、前記ターンテーブルが前記放射線ビームの照射領域内に複数個設けられていることを特徴としている。

また本発明では上記のようなＣＴ装置について、前記複数のターンテーブルは、それぞれに載せられた各被検体が互いに他の被検体に対し、前記放射線の照射に関して影を与えないような関係に配置するようにしている。

また本発明では上記目的のために、照射方向に放射状に広がる所定の照射領域を有したビームとして放射線を照射する放射線照射装置、被検体を載せるターンテーブル、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置を備え、前記ターンテーブルで回転させられている状態の前記被検体に前記放射線の照射を行い、この照射における放射線を前記放射線検出装置で検出して画像再構成用の放射線透過データを取得するようにされているＣＴ装置において、前記ターンテーブルとして、１つの大型ターンテーブルと複数個の小型ターンテーブルを備え、前記大型ターンテーブルと小型ターンテーブルを選択的に使用できるようにされていることを特徴としている。

また本発明では上記のようなＣＴ装置について、前記複数個の小型ターンテーブルは、前記大型ターンテーブルに設けられたアタッチメント部を介することで、必要時に前記大型ターンテーブル上に設置できるようにしている。

また本発明では上記のようなＣＴ装置について、前記複数個の小型ターンテーブルは、前記放射線ビームの照射領域内に配置して設け、前記大型ターンテーブルは、前記放射線ビームの照射領域内に設けられたアタッチメント部を介することで、必要時に前記複数個の小型ターンテーブルの上側に設置できるようにしている。

本発明では、放射線ビームの照射領域内にターンテーブルを複数個設けるよういしている。このため本発明によれば、ターンテーブルの数に応じた複数の被検体について同時的に撮影を行うことができ、撮影効率を高めることができる。また複数のターンテーブルのそれぞれに１個ずつ被検体を載せて撮影するので、各被検体の放射線照射方向における位置が固定され、放射線通過経路が徒に長くなるのを避けることができるし、１つの被検体が他の被検体に対し影を与える状態を避けることも容易である。したがって本発明によれば、装置の大型化を招くことなく、高精度な撮影を効率よく行うことが可能となる。

また本発明では、１つの大型ターンテーブルと複数個の小型ターンテーブルを設け、それらを選択的に使用できるようにしている。このため本発明によれば、被検体のサイズに応じてターンテーブルを使い分けることで、小型の被検体の複数同時撮影により、装置の大型化を招くことなく、高精度な撮影を効率よく行うことが可能になるとともに、大型の被検体についても対応できるようになり、汎用性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に第１の実施形態によるＣＴ装置の構成を模式化して示す。本実施形態のＣＴ装置は、Ｘ線ＣＴ装置であり、図４に関して上で説明した従来のＸ線ＣＴ装置と共通の構成も有している。以下では本実施形態に特徴的な構成を主体に説明し、従来と共通する構成については上での説明を援用することで適宜省略する。本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、複数個、具体的には４個のターンテーブル１１ａ〜１１ｄを備えている。これらのターンテーブル１１ａ〜１１ｄは、ファンビーム４の照射領域内に納まるように配置して固定的に設けられている。またターンテーブル１１ａ〜１１ｄは、それぞれに載せられた被検体Ｍ（Ｍａ〜Ｍｄ）が互いに他の被検体Ｍに対し、Ｘ線の照射に関して影を与えないような関係つまり１つの被検体を透過したＸ線が再度他の被検体を透過することのない関係に配置されている。

このようなＸ線ＣＴ装置では以下のようにして撮影がなされる。ターンテーブル１１が４個あることから被検体を４個まで同時的に撮影することができる。被検体は例えば生産ラインでの製品検査における検査対象品であり、各被検体については断層像の撮影対象領域が予め決められているとする。そのような被検体をターンテーブル１１ａ〜１１ｄのそれぞれに１個ずつ、それぞれの撮影対象領域が同じ高さレベルとなるようにして載せる。それから４個のターンテーブル１１ａ〜１１ｄを互いに同期させた状態で回転させながら、その回転における回転角度に同期させてファンビーム４をパルス状に照射する。パルス幅は例えば５μ秒程度であり、パルス間隔は例えば５ｍ秒程度である。４個の被検体Ｍａ〜Ｍｄのそれぞれを透過したＸ線は、Ｘ線検出装置３における対応位置のＸ線検出器５に入射してその強度を検出される。各Ｘ線検出器５は、それぞれが検出したＸ線の強度に応じた信号を出力し、図外の画像再構成装置が各Ｘ線検出器５からの出力信号に基づいて得られるＸ線透過データに画像再構成処理を施して被検体Ｍａ〜Ｍｄそれぞれについて断層像を作成する。

このような撮影では、1回の走査のための回転に要する時間が例えば１０秒であれば、被検体１個あたりの１断面の断層像撮像時間は２．５秒とる。すなわちＸ線ファンビーム４の照射領域内に複数のターンテーブルを設ける本発明のＸ線ＣＴ装置では、そのターンテーブルの数をｎとすると、1回の走査のための回転に要する時間ｔに対して、１つの被検体あたりの１断面の断層像撮像時間をｔ／ｎとすることが可能となり、撮影効率を高めることができる。

また本発明のＸ線ＣＴ装置では、複数のターンテーブルのそれぞれに１個ずつ被検体を載せて撮影するので、各被検体のＸ線照射方向における位置が固定され、複数の被検体を１つのターンテーブルに載せる場合におけるようにＸ線通過経路が徒に長くなるのを避けることができるとともに、１つのターンテーブル上の被検体が他のターンテーブル上の被検体に対し、Ｘ線の照射に関して影を与えないような関係にターンテーブルを配置することが容易であり、そのようにすることで１つの被検体が他の被検体に対しＸ線の照射に関して影を与える状態を避けることができる。したがって装置の大型化を招くことなく、高精度な撮影を効率よく行うことが可能となる。

図２に第２の実施形態によるＣＴ装置であるＸ線ＣＴ装置の構成を模式化して示す。本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、１つの大型ターンテーブル２１と複数個、具体的には４個の小型ターンテーブル２２ａ〜２２ｄを備え、これら大型ターンテーブル２１と小型ターンテーブル２２を選択的に使用できるようにされている。具体的には、大型ターンテーブル２１の上にアタッチメント部２３（２３ａ〜２３ｄ）を設け、このアタッチメント部２３を介して大型ターンテーブル２１の上に小型ターンテーブル２２をファンビーム４の照射領域内に納まるように配置で必要時に設置できるようにしている。

このようなＸ線ＣＴ装置では以下のようにして撮影がなされる。撮影対象の被検体が大型の場合にはその被検体ＭＢを１つだけ大型ターンテーブル２１に載せて撮影を行う。一方、撮影対象の被検体が小型である場合には、大型ターンテーブル２１の上にアタッチメント部２３で小型ターンテーブル２２を必要な数だけ設置し、その小型ターンテーブル２２のそれぞれに小型の被検体ＭＳを１つずつ載せて第１の実施形態の場合と同様に撮影する。

このように本実施形態によれば、大型ターンテーブル２１と小型ターンテーブル２２を使い分けることで、被検体のサイズに応じた撮影が可能となり、小型の被検体については、第１の実施形態と同様に撮影対象が複数である場合の撮影効率を高めることができる。

図３に第３の実施形態によるＣＴ装置であるＸ線ＣＴ装置の構成を模式化して示す。本実施形態のＸ線ＣＴ装置は１つの大型ターンテーブル３１と複数個、具体的には４個の小型ターンテーブル３２ａ〜３２ｄを備え、これら大型ターンテーブル３１と小型ターンテーブル３２を選択的に使用できるようにされている。具体的には、小型ターンテーブル３２ａ〜３２ｄは、第１の実施形態の場合と同様に、ファンビーム４の照射領域内に納まるように配置して固定的に設け、一方、大型ターンテーブル３１は、ファンビーム４の照射領域内の中心部分に設けたアタッチメント部３３を介することで、必要時に小型ターンテーブル３２ａ〜３２ｄの上側に設置できるようにされている。

こうした本実施形態も、第２の実施形態の場合と同様に、大型ターンテーブル３１と小型ターンテーブル３２を使い分けることで、被検体のサイズに応じた撮影が可能となり、小型の被検体については撮影対象が複数である場合の撮影効率を高めることができる。

本発明は、ノイズの増大や装置の大型化を招くことなく複数の被検体の同時的撮影を可能とし、高画質な断層像をより効率的に撮影できるようにするものであり、Ｘ線ＣＴ装置の分野で広く利用することができる。

第１の実施形態によるＣＴ装置の構成を模式化して示す図である。第２の実施形態によるＣＴ装置の構成を模式化して示す図である。第３の実施形態によるＣＴ装置の構成を模式化して示す図である。従来のＸ線ＣＴ装置における一般的な構成を模式化して示す図である。複数の被検体を同時的に撮影する従来の方式を示す図である。

符号の説明

１Ｘ線照射装置
３Ｘ線検出装置
４Ｘ線ファンビーム
１１ターンテーブル
２１大型ターンテーブル
２２小型ターンテーブル
２３アタッチメント部
３１大型ターンテーブル
３２小型ターンテーブル
３３アタッチメント部

Claims

照射方向に放射状に広がる所定の照射領域を有したビームとして放射線を照射する放射線照射装置、被検体を載せるターンテーブル、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置を備え、前記ターンテーブルで回転させられている状態の前記被検体に前記放射線の照射を行い、この照射における放射線を前記放射線検出装置で検出して画像再構成用の放射線透過データを取得するようにされているＣＴ装置において、
前記ターンテーブルが前記放射線ビームの照射領域内に複数個設けられていることを特徴とするＣＴ装置。
前記複数のターンテーブルは、それぞれに載せられた各被検体が互いに他の被検体に対し、前記放射線の照射に関して影を与えないような関係に配置されている請求項１に記載のＣＴ装置。
照射方向に放射状に広がる所定の照射領域を有したビームとして放射線を照射する放射線照射装置、被検体を載せるターンテーブル、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置を備え、前記ターンテーブルで回転させられている状態の前記被検体に前記放射線の照射を行い、この照射における放射線を前記放射線検出装置で検出して画像再構成用の放射線透過データを取得するようにされているＣＴ装置において、
前記ターンテーブルとして、１つの大型ターンテーブルと複数個の小型ターンテーブルを備え、前記大型ターンテーブルと小型ターンテーブルを選択的に使用できるようにされていることを特徴とするＣＴ装置。
前記複数個の小型ターンテーブルは、前記大型ターンテーブルに設けられたアタッチメント部を介することで、必要時に前記大型ターンテーブル上に設置できるようにされている請求項３に記載のＣＴ装置。
前記複数個の小型ターンテーブルは、前記放射線ビームの照射領域内に配置して設けられ、前記大型ターンテーブルは、前記放射線ビームの照射領域内に設けられたアタッチメント部を介することで、必要時に前記複数個の小型ターンテーブルの上側に設置できるようにされている請求項３に記載のＣＴ装置。