JP2022011724A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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博明 宮崎
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Abstract

To reduce scattered rays.SOLUTION: An X-ray CT apparatus includes an X-ray tube, an X-ray detector and a first shield part. The X-ray tube radiates an X-ray. The X-ray detector detects the X-ray. The first shield part is disposed between the X-ray tube and the X-ray detector so as to block an X-ray radiated to a range other than an irradiation range with an X-ray that is directly incident upon the X-ray detector from the X-ray tube.SELECTED DRAWING: Figure 2A

Description

明細書等に開示の実施形態は、X線CT装置に関する。 The embodiments disclosed in the specification and the like relate to an X-ray CT apparatus.

X線管から照射されたX線は、検出器のほか周辺の部材にも入射する。周辺の部材に入射したX線は、検出器の側方または後方から入射する散乱線の原因となる。散乱線はCT画像の画質に悪影響を与えるため、高精細な医用画像を収集できるX線CT(Computed Tomography)装置またはスペクトラルCT装置(フォトンカウンティングCT装置も含む)といった高性能のX線CT装置では、特に問題となる。
散乱線を除去するため、一般的にはX線管の前方かつ近傍にスリットを設置することで、周辺部材へのX線の入射を除去している。
The X-rays emitted from the X-ray tube are incident on the detector as well as the surrounding members. X-rays incident on peripheral members cause scattered radiation incident from the side or rear of the detector. Since scattered rays adversely affect the image quality of CT images, high-performance X-ray CT equipment such as X-ray CT (Computed Tomography) equipment or spectral CT equipment (including photon counting CT equipment) that can collect high-definition medical images , Especially a problem.
In order to remove scattered rays, generally, a slit is provided in front of and in the vicinity of the X-ray tube to remove the incident of X-rays on the peripheral member.

しかし、例えば、X線を照射において焦点が移動すると、焦点と検出器の位置関係が変化するため、照射範囲がずれることがある。そのため、X線管の近傍に設置されるスリットは、X線の照射範囲に検出器の検出面が含まれるよう、X線の照射範囲を広めに確保するマージンをとって設置する必要がある。よって、被検体を透過したX線が検出器全面に入射されるように焦点などを調整した場合であっても、マージンの影響で検出器のセンサ面の領域よりも広い領域に対してX線が入射してしまうため、検出器以外の周辺の部品からの散乱線を除去できない。 However, for example, when the focal point moves in irradiation with X-rays, the positional relationship between the focal point and the detector changes, so that the irradiation range may shift. Therefore, the slit installed in the vicinity of the X-ray tube needs to be installed with a margin to secure a wide X-ray irradiation range so that the detection surface of the detector is included in the X-ray irradiation range. Therefore, even when the focus is adjusted so that the X-rays transmitted through the subject are incident on the entire surface of the detector, the X-rays are applied to a region wider than the region of the sensor surface of the detector due to the influence of the margin. Is incident, so scattered rays from peripheral parts other than the detector cannot be removed.

特開2006-38975号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-38975

明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、散乱線を低減することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiment disclosed in the specification and the like is to reduce the scattered radiation. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings are not limited to the above problems. The problem corresponding to each effect by each configuration shown in the embodiment described later can be positioned as another problem.

本実施形態に係るX線CT装置は、X線管と、X線検出器と、第1遮蔽部とを含む。X線管は、X線を照射する。X線検出器は、前記X線を検出する。第1遮蔽部は、前記X線管から前記X線検出器に直接入射するX線の照射範囲以外に照射されるX線を遮蔽するように、前記X線管と前記X線検出器との間に配置される。 The X-ray CT apparatus according to the present embodiment includes an X-ray tube, an X-ray detector, and a first shielding unit. The X-ray tube irradiates X-rays. The X-ray detector detects the X-ray. The first shielding unit includes the X-ray tube and the X-ray detector so as to shield the X-rays emitted from the X-ray tube to a range other than the irradiation range of the X-rays directly incident on the X-ray detector. Placed in between.

図1は、本実施形態に係るX線CT装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an X-ray CT apparatus according to the present embodiment. 図2Aは、第1の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing an example of a rotating portion according to the first embodiment. 図2Bは、第1の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。FIG. 2B is a diagram showing an example of a rotating portion according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る遮蔽部とX線検出器との配置関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement relationship between the shield portion and the X-ray detector according to the first embodiment. 図4は、第2の実施形態に係る遮蔽部とX線検出器との配置関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the arrangement relationship between the shield portion and the X-ray detector according to the second embodiment. 図5Aは、第3の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of a rotating portion according to the third embodiment. 図5Bは、第3の実施形態に係る回転部の一例を示す図である。FIG. 5B is a diagram showing an example of a rotating portion according to the third embodiment.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るX線CT(Computed Tomography)装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。以下、一実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, the X-ray CT (Computed Tomography) apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the parts with the same reference numerals perform the same operation, and duplicate description will be omitted as appropriate. Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
以下、本実施形態に係るX線CT装置について図1のブロック図を参照して説明する。図1に示すX線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。図1では説明の都合上、架台装置10を複数描画している。
(First Embodiment)
Hereinafter, the X-ray CT apparatus according to this embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. The X-ray CT device 1 shown in FIG. 1 includes a gantry device 10, a sleeper device 30, and a console device 40. In FIG. 1, for convenience of explanation, a plurality of gantry devices 10 are drawn.

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をX軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をY軸方向とそれぞれ定義するものとする。 In the present embodiment, the rotation axis of the rotation frame 13 in the non-tilt state or the longitudinal direction of the top plate 33 of the sleeper device 30 is orthogonal to the Z-axis direction and the Z-axis direction, and is horizontal to the floor surface. Is orthogonal to the X-axis direction and the Z-axis direction, and the axial direction perpendicular to the floor surface is defined as the Y-axis direction, respectively.

例えば、架台装置10及び寝台装置30はCT検査室に設置され、コンソール装置40はCT検査室に隣接する制御室に設置される。なお、コンソール装置40は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール装置40は、架台装置10及び寝台装置30とともに同一の部屋に設置されてもよい。いずれにしても架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。 For example, the gantry device 10 and the sleeper device 30 are installed in the CT examination room, and the console device 40 is installed in the control room adjacent to the CT examination room. The console device 40 does not necessarily have to be installed in the control room. For example, the console device 40 may be installed in the same room together with the gantry device 10 and the bed device 30. In any case, the gantry device 10, the sleeper device 30, and the console device 40 are connected to each other by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other.

架台装置10は、被検体PをX線CT撮影するための構成を有するスキャン装置である。架台装置10は、X線管11と、X線検出器12と、回転フレーム13と、X線高電圧装置14と、制御装置15と、ウェッジ16と、コリメータ17と、データ収集装置18(以下、DAS(Data Acquisition System)18ともいう)とを含む。 The gantry device 10 is a scanning device having a configuration for X-ray CT imaging of the subject P. The gantry device 10 includes an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a rotating frame 13, an X-ray high voltage device 14, a control device 15, a wedge 16, a collimator 17, and a data acquisition device 18 (hereinafter referred to as a data acquisition device 18). , DAS (Data Acquisition System) 18).

X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生する真空管である。具体的には、熱電子がターゲットに衝突することによりX線が発生される。例えば、X線管11には回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。X線管11で発生したX線は、例えばコリメータ17を介してコーンビーム形に成形され、被検体Pに照射される。 The X-ray tube 11 is a vacuum tube that generates X-rays by irradiating thermoelectrons from the cathode (filament) toward the anode (target) by applying a high voltage from the X-ray high voltage device 14 and supplying a filament current. Is. Specifically, X-rays are generated by thermions colliding with the target. For example, the X-ray tube 11 has a rotating anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating a rotating anode with thermions. The X-rays generated in the X-ray tube 11 are formed into a cone beam shape through, for example, a collimator 17, and are applied to the subject P.

X線検出器12は、X線管11から照射され、被検体Pを通過したX線を検出し、当該X線量に対応した電気信号をDAS18へと出力する。X線検出器12は、例えば、X線管11の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向、row方向)に複数配列された列構造を有する。 The X-ray detector 12 detects X-rays irradiated from the X-ray tube 11 and passed through the subject P, and outputs an electric signal corresponding to the X-ray dose to the DAS 18. The X-ray detector 12 has, for example, a plurality of X-ray detection element trains in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in a channel direction along one arc centering on the focal point of the X-ray tube 11. The X-ray detector 12 has, for example, a column structure in which a plurality of X-ray detection element sequences in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in the channel direction are arranged in a slice direction (column direction, row direction).

X線検出器12は、具体的には、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。X線検出器12は、一般的な積分型検出器と、フォトンカウンティング検出器とのどちらも想定可能である。X線検出器12は、検出部の一例である。 Specifically, the X-ray detector 12 is an indirect conversion type detector having, for example, a grid, a scintillator array, and an optical sensor array. As the X-ray detector 12, both a general integral type detector and a photon counting detector can be assumed. The X-ray detector 12 is an example of a detection unit.

シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射X線は、当該入射X線の強度に応じた個数の光子に変換する。 The scintillator array has a plurality of scintillators. The scintillator converts the incident X-rays into a number of photons according to the intensity of the incident X-rays.

グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータと呼ばれる場合もある。 The grid is arranged on the surface of the scintillator array on the X-ray incident side and has an X-ray shielding plate having a function of absorbing scattered X-rays. The grid may also be called a collimator.

光センサアレイは、シンチレータからの受けた光を増幅して電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー:PMT)等の光センサを有する。 The optical sensor array has a function of amplifying the light received from the scintillator and converting it into an electric signal, and has, for example, an optical sensor such as a photomultiplier tube (PMT).

なお、X線検出器12は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。 The X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts incident X-rays into an electric signal.

回転フレーム13は、X線発生部とX線検出器12とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを対向支持し、後述する制御装置15によってX線管11とX線検出器12とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム13は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム(図示せず)に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム13は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。回転フレーム13は、制御装置15の駆動機構からの動力を受けて回転軸Z回りに一定の角速度で回転する。 The rotating frame 13 rotatably supports the X-ray generator and the X-ray detector 12 around a rotation axis. Specifically, the rotating frame 13 is an annular frame in which the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 are opposed to each other and the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 are rotated by a control device 15 described later. Is. The rotating frame 13 is rotatably supported by a fixed frame (not shown) made of a metal such as aluminum. Specifically, the rotating frame 13 is connected to the edge of the fixed frame via a bearing. The rotating frame 13 receives power from the drive mechanism of the control device 15 and rotates at a constant angular velocity around the axis of rotation Z.

なお、回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やDAS18を更に備えて支持する。このような回転フレーム13は、撮影空間をなす開口(ボア)19が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口はFOVに略一致する。開口の中心軸は、回転フレーム13の回転軸Zに一致する。なお、DAS18が生成した検出データは、例えば発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置の非回転部分(例えば固定フレーム。図1での図示は省略する。)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機(図示せず)に送信され、コンソール装置40へと転送される。なお、回転フレームから架台装置の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。 The rotating frame 13 further includes and supports an X-ray high voltage device 14 and a DAS 18 in addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12. Such a rotating frame 13 is housed in a substantially cylindrical housing in which an opening (bore) 19 forming a photographing space is formed. The opening substantially coincides with the FOV. The central axis of the opening coincides with the rotation axis Z of the rotation frame 13. The detection data generated by the DAS 18 is provided in a non-rotating portion (for example, a fixed frame; not shown in FIG. 1) of the gantry device by optical communication from a transmitter having a light emitting diode (LED), for example. It is transmitted to a receiver (not shown) having a photodiode and transferred to the console device 40. The method of transmitting the detection data from the rotating frame to the non-rotating portion of the gantry device is not limited to the above-mentioned optical communication, and any method may be adopted as long as it is a non-contact type data transmission.

以下、本実施形態では、回転フレーム13および回転フレームに配置される構成をまとめて、回転部とも呼び、架台装置10において固定フレームのような回転しない部分を固定部とも呼ぶ。 Hereinafter, in the present embodiment, the rotating frame 13 and the configurations arranged on the rotating frame are collectively referred to as a rotating portion, and a non-rotating portion such as a fixed frame in the gantry device 10 is also referred to as a fixed portion.

X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧及びX線管11に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、X線管11が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、X線高電圧装置14は、後述する回転フレーム13に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(図示しない)側に設けられても構わない。 The X-ray high voltage device 14 has an electric circuit such as a transformer and a rectifier, and has a function of generating a high voltage applied to the X-ray tube 11 and a filament current supplied to the X-ray tube 11. It has a generator and an X-ray control device that controls an output voltage according to the X-rays emitted by the X-ray tube 11. The high voltage generator may be a transformer type or an inverter type. The X-ray high voltage device 14 may be provided on the rotating frame 13 described later, or may be provided on the fixed frame (not shown) side of the gantry device 10.

制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、CPUやMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。また、制御装置15は、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)、他の複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)により実現されてもよい。制御装置15は、コンソール装置40からの指令に従い、X線高電圧装置14及びDAS18等を制御する。前記プロセッサは、前記メモリに保存されたプログラムを読み出して実現することで上記制御を実現する。 The control device 15 has a processing circuit having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and a drive mechanism such as a motor and an actuator. The processing circuit has a processor such as a CPU and an MPU (Micro Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) as hardware resources. Further, the control device 15 includes an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), and another complex programmable logic device (CPLD). ), It may be realized by a simple programmable logic device (SPLD). The control device 15 controls the X-ray high voltage device 14, the DAS 18, and the like in accordance with a command from the console device 40. The processor realizes the above control by reading and realizing a program stored in the memory.

また、制御装置15は、コンソール装置40若しくは架台装置10に取り付けられた、後述する入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置30の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置15は、入力信号を受けて回転フレーム13を回転させる制御や、架台装置10をチルトさせる制御、及び寝台装置30及び天板33を動作させる制御を行う。なお、架台装置10をチルトさせる制御は、架台装置10に取り付けられた入力インターフェース43によって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置15がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させることによって実現される。また、制御装置15は架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられても構わない。なお、制御装置15は、前記メモリにプログラムを保存する代わりに、前記プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、前記プロセッサは、前記回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。 Further, the control device 15 has a function of receiving an input signal from an input interface 43 described later attached to the console device 40 or the gantry device 10 and controlling the operation of the gantry device 10 and the sleeper device 30. For example, the control device 15 controls to rotate the rotating frame 13 in response to an input signal, controls to tilt the gantry device 10, and controls to operate the sleeper device 30 and the top plate 33. The control for tilting the gantry device 10 is such that the control device 15 rotates around an axis parallel to the X-axis direction based on the tilt angle (tilt angle) information input by the input interface 43 attached to the gantry device 10. It is realized by rotating 13. Further, the control device 15 may be provided in the gantry device 10 or in the console device 40. The control device 15 may be configured to directly incorporate the program into the circuit of the processor instead of storing the program in the memory. In this case, the processor realizes the control by reading and executing a program incorporated in the circuit.

ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ16(ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter))は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。 The wedge 16 is a filter for adjusting the X-ray dose emitted from the X-ray tube 11. Specifically, the wedge 16 transmits and attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter to do. For example, the wedge 16 (wedge filter, bow-tie filter) is a filter obtained by processing aluminum so as to have a predetermined target angle and a predetermined thickness.

コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ17は、X線絞りと呼ばれる場合もある。 The collimator 17 is a lead plate or the like for narrowing the irradiation range of X-rays transmitted through the wedge 16, and a slit is formed by a combination of a plurality of lead plates or the like. The collimator 17 may be called an X-ray diaphragm.

DAS18は、X線検出器12が積分型検出器である場合、X線検出器12から電気信号を読み出し、読み出した電気信号に基づいて、X線検出器12により検出されたX線の線量に関するデジタルデータ(以下、検出データともいう)を生成する。検出データは、生成元のX線検出素子のチャネル番号、列番号、収集されたビュー(投影角度ともいう)を示すビュー番号、及び検出されたX線の線量の積分値を示すデータのセットである。 When the X-ray detector 12 is an integral type detector, the DAS 18 reads an electric signal from the X-ray detector 12, and based on the read electric signal, relates to the dose of X-rays detected by the X-ray detector 12. Generates digital data (hereinafter, also referred to as detection data). The detection data is a set of data indicating the channel number, column number, view number indicating the collected view (also referred to as projection angle), and the integrated value of the detected X-ray dose of the X-ray detection element of the generation source. be.

また、DAS18は、X線検出器12がフォトンカウンティング型検出器である場合、X線検出器12からエネルギー信号を読み出し、読み出したエネルギー信号に基づいて、X線検出器12により検出されたX線のカウントを示す検出データを、複数のエネルギー帯域(エネルギー・ビン)ごとに生成する。検出データは、生成元の検出器画素のチャネル番号、列番号、収集されたビューを示すビュー番号、及びエネルギー・ビン番号により識別されたカウント値のデータのセットである。 Further, when the X-ray detector 12 is a photon counting type detector, the DAS 18 reads an energy signal from the X-ray detector 12, and based on the read energy signal, X-rays detected by the X-ray detector 12. Detection data showing the count of is generated for each of multiple energy bands (energy bins). The detection data is a set of data of count values identified by the channel number, column number, view number indicating the collected view, and energy bin number of the detector pixel from which it was generated.

DAS18は、例えば、検出データを生成可能な回路素子を搭載したASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現される。検出データは、コンソール装置40へと転送される。 The DAS 18 is realized by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) equipped with a circuit element capable of generating detection data. The detection data is transferred to the console device 40.

例えば、DAS18は、検出器画素各々について前置増幅器、可変増幅器、積分回路及びA/D変換器を含む。前置増幅器は、接続元のX線検出素子からの電気信号を所定のゲインで増幅する。可変増幅器は、前置増幅器からの電気信号を可変のゲインで増幅する。積分回路は、前置増幅器からの電気信号を、1ビュー期間に亘り積分して積分信号を生成する。積分信号の波高値は、1ビュー期間に亘り接続元のX線検出素子により検出されたX線の線量値に対応する。A/D変換器は、積分回路からの積分信号をアナログデジタル変換して検出データを生成する。 For example, the DAS 18 includes a preamplifier, a variable amplifier, an integrator and an A / D converter for each detector pixel. The preamplifier amplifies the electrical signal from the source X-ray detector with a predetermined gain. The variable amplifier amplifies the electrical signal from the preamplifier with a variable gain. The integrator circuit integrates the electrical signal from the preamplifier over a period of one view to generate the integrator signal. The peak value of the integrated signal corresponds to the dose value of X-rays detected by the X-ray detection element of the connection source over one view period. The A / D converter converts the integrated signal from the integrating circuit into analog-digital and generates detection data.

寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを備えている。 The sleeper device 30 is a device for placing and moving the subject P to be scanned, and includes a base 31, a sleeper drive device 32, a top plate 33, and a support frame 34.

基台31は、支持フレーム34を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。
寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を天板33の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置32は、コンソール装置40による制御、または制御装置15による制御に従い、天板33を移動する。例えば、寝台駆動装置32は、天板33に載置された被検体Pの体軸が回転フレーム13の開口の中心軸に一致するよう、天板33を被検体Pに対して直交方向に移動する。また、寝台駆動装置32は、架台装置10を用いて実行されるX線CT撮影に応じて、天板33を被検体Pの体軸方向に沿って移動してもよい。寝台駆動装置32は、制御装置15からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。寝台駆動装置32は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。
The base 31 is a housing that supports the support frame 34 so as to be movable in the vertical direction.
The sleeper drive device 32 is a motor or an actuator that moves the top plate 33 on which the subject P is placed in the long axis direction of the top plate 33. The sleeper drive device 32 moves the top plate 33 under the control of the console device 40 or the control device 15. For example, the sleeper drive device 32 moves the top plate 33 in the direction orthogonal to the subject P so that the body axis of the subject P placed on the top plate 33 coincides with the central axis of the opening of the rotating frame 13. do. Further, the sleeper drive device 32 may move the top plate 33 along the body axis direction of the subject P in accordance with the X-ray CT imaging performed by using the gantry device 10. The sleeper drive device 32 generates power by driving at a rotation speed according to the duty ratio and the like of the drive signal from the control device 15. The sleeper drive device 32 is realized by, for example, a motor such as a direct drive motor or a servo motor.

支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向に移動してもよい。 The top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate on which the subject P is placed. In addition to the top plate 33, the sleeper drive device 32 may move the support frame 34 in the long axis direction of the top plate 33.

コンソール装置40は、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路44とを有する。メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路44との間のデータ通信は、バス(BUS)を介して行われる。なお、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40またはコンソール装置40の各構成要素の一部が含まれてもよい。 The console device 40 includes a memory 41, a display 42, an input interface 43, and a processing circuit 44. Data communication between the memory 41, the display 42, the input interface 43, and the processing circuit 44 is performed via the bus (BUS). Although the console device 40 will be described as a separate body from the gantry device 10, the gantry device 10 may include a part of each component of the console device 40 or the console device 40.

メモリ41は、種々の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ41は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。メモリ41は、HDDやSSD等以外にも、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、RAM(Random Access Memory)等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ41の保存領域は、X線CT装置1内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。例えば、メモリ41は、CT画像や表示画像のデータを記憶する。また、メモリ41は、本実施形態に係る制御プログラムを記憶する。 The memory 41 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or an integrated circuit storage device that stores various information. The memory 41 stores, for example, projection data and reconstructed image data. In addition to HDDs and SSDs, the memory 41 is located between a portable storage medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), and a flash memory, and a semiconductor memory element such as a RAM (Random Access Memory). It may be a drive device that reads and writes various information. Further, the storage area of the memory 41 may be in the X-ray CT device 1 or in an external storage device connected by a network. For example, the memory 41 stores data of a CT image or a display image. Further, the memory 41 stores the control program according to the present embodiment.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。例えば、ディスプレイ42としては、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro Luminescence Display)、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。また、ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。また、ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されることにしても構わない。 The display 42 displays various information. For example, the display 42 outputs a medical image (CT image) generated by the processing circuit 44, a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from the operator, and the like. For example, the display 42 may be, for example, a liquid crystal display (LCD), a CRT (Cathode Ray Tube) display, an organic EL display (OELD), a plasma display, or any other display. , Can be used. Further, the display 42 may be provided on the gantry device 10. Further, the display 42 may be a desktop type, or may be configured by a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the console device 40 main body.

入力インターフェース43は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インターフェース43としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インターフェース43は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路44へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース43の例に含まれる。入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。又、入力インターフェース43は、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されることにしても構わない。 The input interface 43 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electric signals, and outputs the received input operations to the processing circuit 44. For example, the input interface 43 receives from the operator collection conditions for collecting projection data, reconstruction conditions for reconstructing a CT image, image processing conditions for generating a post-processed image from a CT image, and the like. .. As the input interface 43, for example, a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, a touch pad, a touch panel display, and the like can be appropriately used. In the present embodiment, the input interface 43 is not limited to the one provided with physical operation parts such as a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, a touch pad, and a touch panel display. For example, an example of the input interface 43 includes an electric signal processing circuit that receives an electric signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs the electric signal to the processing circuit 44. .. The input interface 43 may be provided on the gantry device 10. Further, the input interface 43 may be configured by a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the console device 40 main body.

処理回路44は、入力インターフェース43から出力される入力操作の電気信号に応じてX線CT装置1全体の動作を制御する。例えば、処理回路44は、ハードウェア資源として、CPUやMPU、GPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサとROMやRAM等のメモリとを有する。処理回路44は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能441、前処理機能442、再構成処理機能443、取得機能444、補正処理機能445及び表示制御機能446を実行する。なお、各機能(システム制御機能441、前処理機能442、再構成処理機能443、取得機能444、補正処理機能445および表示制御機能446)は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。 The processing circuit 44 controls the operation of the entire X-ray CT apparatus 1 according to the electric signal of the input operation output from the input interface 43. For example, the processing circuit 44 has a processor such as a CPU, MPU, and GPU (Graphics Processing Unit) and a memory such as a ROM or RAM as hardware resources. The processing circuit 44 executes the system control function 441, the preprocessing function 442, the reconstruction processing function 443, the acquisition function 444, the correction processing function 445, and the display control function 446 by the processor that executes the program expanded in the memory. It should be noted that each function (system control function 441, pre-processing function 442, reconstruction processing function 443, acquisition function 444, correction processing function 445, and display control function 446) is not limited to the case where it is realized by a single processing circuit. A processing circuit may be configured by combining a plurality of independent processors, and each processor may execute a program to realize each function.

システム制御機能441は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路44の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能441は、メモリ41に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路44内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってX線CT装置1の各部を制御する。例えば、処理回路44は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路44の各機能を制御する。例えば、システム制御機能441は、スキャン範囲、撮影条件等を決定するための被検体Pの2次元の位置決め画像を取得する。なお、位置決め画像は、スキャノ画像またはスカウト画像とも呼ばれる。システム制御機能441は、システム制御部の一例である。 The system control function 441 controls each function of the processing circuit 44 based on the input operation received from the operator via the input interface 43. Specifically, the system control function 441 reads out the control program stored in the memory 41, expands it on the memory in the processing circuit 44, and controls each part of the X-ray CT apparatus 1 according to the expanded control program. .. For example, the processing circuit 44 controls each function of the processing circuit 44 based on the input operation received from the operator via the input interface 43. For example, the system control function 441 acquires a two-dimensional positioning image of the subject P for determining a scan range, imaging conditions, and the like. The positioning image is also referred to as a scanno image or a scout image. The system control function 441 is an example of a system control unit.

前処理機能442は、DAS18から出力された検出データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ(検出データ)及び前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。 The preprocessing function 442 generates data obtained by subjecting the detection data output from the DAS 18 to preprocessing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, sensitivity correction processing between channels, and beam hardening correction. The data before preprocessing (detection data) and the data after preprocessing may be collectively referred to as projection data.

再構成処理機能443は、前処理機能442にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法(FBP法:Filtered Back Projection)や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。 The reconstruction processing function 443 performs reconstruction processing on the projection data generated by the preprocessing function 442 using a filter-corrected back projection method (FBP method: Filtered Back Projection), a successive approximation reconstruction method, or the like. To generate CT image data.

取得機能444は、医用データを取得する。医用データは、例えば、X線CT装置1で撮影したCT画像データまたは投影データである。 The acquisition function 444 acquires medical data. The medical data is, for example, CT image data or projection data taken by the X-ray CT apparatus 1.

補正処理機能445は、取得機能444で取得した医用データに対し、散乱線補正処理を実行し、散乱線成分が除去された医用データを生成する。 The correction processing function 445 executes the scattered radiation correction processing on the medical data acquired by the acquisition function 444, and generates the medical data from which the scattered radiation component is removed.

表示制御機能446は、処理回路44の各機能または処理における処理途中又は処理結果の情報を表示するようにディスプレイ42を制御する処理である。 The display control function 446 is a process of controlling the display 42 so as to display information during or as a result of the process in each function or process of the process circuit 44.

なお、処理回路44は、スキャン制御処理および画像処理も行う。
スキャン制御処理は、X線高電圧装置14に高電圧を供給させて、X線管11にX線を照射させるなど、X線スキャンに関する各種動作を制御する処理である。
画像処理は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能443によって生成されたCT画像データを公知の方法により、任意断面の断層画像データや3次元画像データに変換する処理である。なお、3次元画像データの生成は、再構成処理機能443が直接行なっても構わない。
The processing circuit 44 also performs scan control processing and image processing.
The scan control process is a process for controlling various operations related to X-ray scanning, such as supplying a high voltage to the X-ray high voltage device 14 and irradiating the X-ray tube 11 with X-rays.
In the image processing, based on the input operation received from the operator via the input interface 43, the CT image data generated by the reconstruction processing function 443 is subjected to a tomographic image data or a three-dimensional image data of an arbitrary cross section by a known method. It is a process to convert to. The reconstruction processing function 443 may directly generate the three-dimensional image data.

処理回路44は、コンソール装置40に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得されたデータに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。 The processing circuit 44 is not limited to the case where it is included in the console device 40, and may be included in an integrated server that collectively performs processing on data acquired by a plurality of medical diagnostic imaging devices.

なお、コンソール装置40は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。例えば、前処理機能442、再構成処理機能443等の処理回路44の機能を分散して有しても構わない。 Although the console device 40 has been described as executing a plurality of functions on a single console, a plurality of functions may be executed by different consoles. For example, the functions of the processing circuit 44 such as the preprocessing function 442 and the reconstruction processing function 443 may be distributed and provided.

次に、第1の実施形態に係る回転部の一例について図2Aおよび図2Bを参照して説明する。図2Aは、X軸方向からみた架台装置10の断面の模式図であり、固定部101と回転部とを示す。 Next, an example of the rotating portion according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the gantry device 10 as viewed from the X-axis direction, and shows a fixed portion 101 and a rotating portion.

図2Aに示すように、回転フレーム13内のX線検出器12側に、遮蔽部21を配置する。遮蔽部21の材質としては、鉛、タングステンなどX線管11側に配置されるコリメータ17と同様の材料で形成されればよい。 As shown in FIG. 2A, the shielding portion 21 is arranged on the X-ray detector 12 side in the rotating frame 13. The material of the shielding portion 21 may be the same material as the collimator 17 arranged on the X-ray tube 11 side, such as lead and tungsten.

より具体的には、遮蔽部21は、X線管11からX線検出器12に直接入射するX線の照射範囲201以外に照射されるX線をできるだけ遮蔽するように、X線管11とX線検出器12との間に配置される。図2Aの例では、遮蔽部21が、X線検出器12のチャネル方向に沿って配置されることを想定する。 More specifically, the shielding unit 21 together with the X-ray tube 11 so as to shield X-rays emitted from the X-ray tube 11 other than the irradiation range 201 of the X-rays directly incident on the X-ray detector 12 as much as possible. It is arranged between the X-ray detector 12 and the X-ray detector 12. In the example of FIG. 2A, it is assumed that the shielding portion 21 is arranged along the channel direction of the X-ray detector 12.

X線管11から照射されるX線は、被検体Pを透過したのちX線検出器12の上面であるセンサ面の全面に入射されるように、X線管11からX線検出器12を結ぶ照射の中心軸から角度広がりを有してX線検出器12に入射する。
このときコリメータ17によって、X線検出器12以外の部分、例えばX線検出器12に隣接して配置される周辺部材102にはX線が照射されないよう、図2Aの破線で示す照射範囲201に絞ることが望ましい。しかし、焦点移動などの照射範囲がずれることを想定するため、コリメータ17を少し広い間隔で配置する必要がある。そのため、X線検出器12以外の部分にも照射されることとなり、照射範囲201よりも外側に照射範囲202が生じうる。
The X-ray detector 12 is transmitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 11 pass through the subject P and then are incident on the entire surface of the sensor surface which is the upper surface of the X-ray detector 12. It is incident on the X-ray detector 12 with an angular spread from the central axis of the irradiation to be connected.
At this time, the collimator 17 covers the irradiation range 201 shown by the broken line in FIG. 2A so that the portion other than the X-ray detector 12, for example, the peripheral member 102 arranged adjacent to the X-ray detector 12 is not irradiated with X-rays. It is desirable to squeeze. However, it is necessary to arrange the collimators 17 at a slightly wider interval in order to assume that the irradiation range such as the movement of the focal point shifts. Therefore, the portion other than the X-ray detector 12 is also irradiated, and the irradiation range 202 may be generated outside the irradiation range 201.

そこで、当該照射範囲202のX線を遮蔽するように遮蔽部21を配置する、言い換えれば、当該照射範囲202に存在する周辺部材102へのX線の入射を遮蔽するように遮蔽部21を配置する。これによって、周辺部材102に入射するX線が減少するため、当該周辺部材102から発生する散乱線がX線検出器12に入射することを低減できる。 Therefore, the shielding unit 21 is arranged so as to shield the X-rays in the irradiation range 202, in other words, the shielding unit 21 is arranged so as to shield the X-rays from being incident on the peripheral member 102 existing in the irradiation range 202. do. As a result, the amount of X-rays incident on the peripheral member 102 is reduced, so that it is possible to reduce the amount of scattered rays generated from the peripheral member 102 incident on the X-ray detector 12.

また、遮蔽部21は、遮蔽部21のX線管11側の第1面から、第1面に対向するX線検出器12側の第2面にかけて、遮蔽部21の側面が、X線管11とX線検出器12の中心とを結ぶ軸Aから離れるように切り欠けた状態に形成される。 Further, the shielding portion 21 has an X-ray tube on the side surface of the shielding portion 21 from the first surface of the shielding portion 21 on the X-ray tube 11 side to the second surface of the X-ray detector 12 side facing the first surface. It is formed in a notched state so as to be separated from the axis A connecting the 11 and the center of the X-ray detector 12.

言い換えれば、遮蔽部21のX線検出器12近傍の面が、X線管11からX線検出器12の中心に入射するX線の第1経路(つまり、軸A)と、X線管11からX線検出器12の端部に入射するX線の第2経路とがなす角度θよりも、第1経路と遮蔽部21のX線検出器12近傍の面とがなす角度θのほうが大きくなるように傾斜する。なお、図2Aでは、図面の便宜上、角度θとして、軸Aと並行する仮想線と遮蔽部21のX線検出器12近傍の面とのなす角度を図示するが、第1経路と遮蔽部21のX線検出器12近傍の面とがなす角度と同一である。 In other words, the surface of the shielding unit 21 near the X-ray detector 12 is the first path (that is, the axis A) of X-rays incident on the center of the X-ray detector 12 from the X-ray tube 11 and the X-ray tube 11. The angle θ 2 between the first path and the surface near the X-ray detector 12 of the shielding unit 21 is larger than the angle θ 1 formed by the second path of X-rays incident on the end of the X-ray detector 12. Tilt so that it is larger. In FIG. 2A, for convenience of drawing, the angle formed by the virtual line parallel to the axis A and the surface of the shielding portion 21 near the X-ray detector 12 is shown as an angle θ 2 , but the first path and the shielding portion are shown. It is the same as the angle formed by the surface of 21 near the X-ray detector 12.

このように角度θで遮蔽部21の面を傾斜させる理由は、遮蔽部21の側面の角度θを角度θ以下に設定した場合は、遮蔽部21の側面に入射したX線が反射し、散乱線としてX線検出器12に入射してしまう可能性があるからである。よって、角度θを角度θよりも大きくすることで、遮蔽部21の第1面でX線を遮蔽及び低減でき側面にX線を入射させないように設計できる。 The reason why the surface of the shielding portion 21 is tilted at the angle θ 2 is that when the angle θ 2 on the side surface of the shielding portion 21 is set to the angle θ 1 or less, the X-rays incident on the side surface of the shielding portion 21 are reflected. However, there is a possibility that the scattered rays will be incident on the X-ray detector 12. Therefore, by making the angle θ 2 larger than the angle θ 1 , it is possible to shield and reduce X-rays on the first surface of the shielding portion 21, and it is possible to design so that X-rays are not incident on the side surface.

さらに、X線管11側からX線検出器12を見た場合、遮蔽部21の第1面の一部分が、X線検出器12の列方向端部に重なるように配置される。図2Aの例では、X軸方向から見た場合、X線検出器12の列方向の上方に、遮蔽部21の一部分が被さるように配置される。被せられる範囲については、例えば、X線管11からX線検出器12の端部に入射するX線の第2経路を遮蔽しない程度まで遮蔽部21の第1面の一部分を被せてもよい。こうすることで、照射範囲202に存在する周辺部材102に入射するX線をより低減できる。 Further, when the X-ray detector 12 is viewed from the X-ray tube 11 side, a part of the first surface of the shielding portion 21 is arranged so as to overlap the columnwise end portion of the X-ray detector 12. In the example of FIG. 2A, when viewed from the X-axis direction, the shield portion 21 is arranged so as to cover a part of the shielding portion 21 above the row direction of the X-ray detector 12. As for the range to be covered, for example, a part of the first surface of the shielding portion 21 may be covered to the extent that the second path of X-rays incident on the end of the X-ray detector 12 from the X-ray tube 11 is not shielded. By doing so, the amount of X-rays incident on the peripheral member 102 existing in the irradiation range 202 can be further reduced.

次に、図2Bは、Z軸方向から見た架台装置10の断面の模式図である。
図2Bに示す場合も図2Aと同様に、回転部に遮蔽部21が形成されて配置される。つまり、遮蔽部21が、X線検出器12よりもX線管11側に配置され、X線検出器12以外に入射するX線をできるだけ遮蔽するように配置される。さらに、X線検出器12の列方向端部のX線管11側上方において、遮蔽部21の一部分が被さるように形成される。
Next, FIG. 2B is a schematic view of a cross section of the gantry device 10 seen from the Z-axis direction.
Also in the case shown in FIG. 2B, the shielding portion 21 is formed and arranged in the rotating portion in the same manner as in FIG. 2A. That is, the shielding unit 21 is arranged closer to the X-ray tube 11 than the X-ray detector 12, and is arranged so as to shield X-rays incident on other than the X-ray detector 12 as much as possible. Further, it is formed so as to cover a part of the shielding portion 21 above the X-ray tube 11 side at the end in the row direction of the X-ray detector 12.

すなわち、図2Aおよび図2Bでは、遮蔽部21は、X線検出器12のチャネル方向および列方向に沿って配置される例を示すが、これに限らずチャネル方向または列方向のどちらか一方に配置されてもよい。
ここで、遮蔽部21の側面の角度θ’は、図2Aの場合と同様に、θ’よりも大きく設定されればよい。
That is, in FIGS. 2A and 2B, an example in which the shielding unit 21 is arranged along the channel direction and the column direction of the X-ray detector 12 is shown, but the present invention is not limited to this, and the shielding unit 21 is not limited to this and is located in either the channel direction or the column direction. It may be arranged.
Here, the angle θ ′ 2 on the side surface of the shielding portion 21 may be set larger than θ ′ 1 as in the case of FIG. 2A.

なお、図2Aに示す角度θの下限はθ>θであり、図2Bに示す角度θ’の下限はθ’>θ’であるが、上限については、適宜設計されればよい。例えば、角度を大きくしすぎると、遮蔽部21の厚みが減少するため、遮蔽部21の遮蔽能力、X線管11とX線検出器12の位置関係、角度による遮蔽部21の厚みなどを考慮して、周辺部材102から生じる散乱線を低減できるような角度θおよび角度θ’が設計されればよい。 The lower limit of the angle θ 2 shown in FIG. 2A is θ 2 > θ 1 , and the lower limit of the angle θ ′ 2 shown in FIG. 2B is θ ′ 2 > θ ′ 1 , but the upper limit is appropriately designed. Just do it. For example, if the angle is made too large, the thickness of the shielding portion 21 decreases, so the shielding ability of the shielding portion 21, the positional relationship between the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12, the thickness of the shielding portion 21 depending on the angle, etc. are taken into consideration. Then, the angle θ 2 and the angle θ ′ 2 may be designed so as to reduce the scattered rays generated from the peripheral member 102.

次に、遮蔽部21とX線検出器12との配置関係について図3を参照して説明する。
図3は、図2Aのうち、X線検出器12周辺について拡大した図である。図3は、X線検出器12のチャネル方向および列方向のどちらの場合にも共通する。遮蔽部21は、遮蔽部21の第1面上の点とX線検出器12のセンサ面121との距離のうちの最短距離となる第1距離51が、遮蔽部21を配置しない場合にX線検出器12への散乱線を生じうる周辺部材102上の点とX線検出器12のセンサ面121との距離のうちの最短距離となる第2距離52よりも長くなるように配置される。
Next, the arrangement relationship between the shielding unit 21 and the X-ray detector 12 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of FIG. 2A around the X-ray detector 12. FIG. 3 is common to both the channel direction and the column direction of the X-ray detector 12. The shielding unit 21 is X when the first distance 51, which is the shortest distance between the point on the first surface of the shielding unit 21 and the sensor surface 121 of the X-ray detector 12, does not arrange the shielding unit 21. It is arranged so as to be longer than the second distance 52, which is the shortest distance between the point on the peripheral member 102 that can generate scattered rays to the line detector 12 and the sensor surface 121 of the X-ray detector 12. ..

これは、遮蔽部21に入射したX線の一部は、遮蔽部21の内部を通過して、X線検出器12に散乱線として入射しうる。散乱線は、光電吸収時の蛍光X線やコンプトン散乱により発生する。蛍光X線は等方的に放出され、コンプトン散乱は後方散乱よりも前方散乱のほうが強く発生する。よって、遮蔽部21が、後方散乱を生じるX線検出器の配置面に存在する部材よりもセンサ面121近くに配置される場合、遮蔽部21を配置することによって、当該部材からの散乱線を除去するよりも多くの散乱線を遮蔽部21自体が発生する可能性がある。 This is because a part of the X-rays incident on the shielding unit 21 can pass through the inside of the shielding unit 21 and be incident on the X-ray detector 12 as scattered rays. Scattered rays are generated by fluorescent X-rays and Compton scattering during photoelectric absorption. X-ray fluorescence is emitted isotropically, and Compton scattering occurs more strongly in forward scattering than in backscattering. Therefore, when the shielding unit 21 is arranged closer to the sensor surface 121 than the member existing on the arrangement surface of the X-ray detector that causes backscatter, by arranging the shielding unit 21, the scattered radiation from the member is emitted. The shielding unit 21 itself may generate more scattered radiation than it removes.

よって、第1距離51のほうが第2距離よりも長くなるように、X線検出器12よりもX線管11側に遮蔽部21を配置することで、遮蔽部21自体から発生する散乱線の影響を、後方散乱を生じる部材による散乱線の影響よりも小さくできる。 Therefore, by arranging the shielding portion 21 on the X-ray tube 11 side of the X-ray detector 12 so that the first distance 51 is longer than the second distance, the scattered rays generated from the shielding portion 21 itself are generated. The effect can be smaller than the effect of scattered rays by the member that causes backscatter.

以上に示した第1の実施形態によれば、X線検出器12の上方に遮蔽部21を第1距離が第2距離よりも長くなるように設け、遮蔽部21のX線検出器12近傍の面となす角度θが角度θよりも大きくなるように傾斜させることでX線検出器の周辺部材へのX線の入射を遮蔽し、当該周辺部材からの散乱線がX線検出器に入射するのを防ぐことができる。結果として画質を向上させることができる。 According to the first embodiment shown above, a shielding unit 21 is provided above the X-ray detector 12 so that the first distance is longer than the second distance, and the vicinity of the X-ray detector 12 of the shielding unit 21 is provided. By inclining the angle θ 2 formed with the surface of the X-ray detector so that it is larger than the angle θ 1 , the X-ray detector is shielded from the incident of X-rays to the peripheral members, and the scattered rays from the peripheral members are the X-ray detector. It can be prevented from being incident on. As a result, the image quality can be improved.

(第2の実施形態)
第1の実施形態に係る遮蔽部21は、X線検出器のセンサ面に入射するX線を遮蔽せず、かつ周辺部材102よりもX線検出器12に近くならないよう、遮蔽部21をX線検出器12から離して配置する必要がある。よって、X線検出器12近傍に入射するX線は全て除去できず、後方散乱による散乱線が生じうる。
(Second embodiment)
The shielding unit 21 according to the first embodiment X-rays the shielding unit 21 so as not to shield the X-rays incident on the sensor surface of the X-ray detector and not to be closer to the X-ray detector 12 than the peripheral member 102. It needs to be placed away from the line detector 12. Therefore, all the X-rays incident on the vicinity of the X-ray detector 12 cannot be removed, and scattered rays due to backscattering may occur.

よって第2の実施形態では、第1の実施形態に係る遮蔽部21の構成に加え、X線検出器の側面に遮蔽部22をさらに設ける点が第1の実施形態とは異なる。 Therefore, the second embodiment is different from the first embodiment in that the shielding portion 22 is further provided on the side surface of the X-ray detector in addition to the configuration of the shielding portion 21 according to the first embodiment.

第2の実施形態に係る遮蔽部とX線検出器12との配置関係について図4を参照して説明する。
図4は、図3と同様に、X線検出器12周辺の拡大図であり、チャネル方向および列方向のどちらの場合にも共通する。第1の実施形態に係る遮蔽部21に加え、遮蔽部22がX線検出器のセンサ部に対する側面に配置される。遮蔽部22の材質は、遮蔽部21と同様の材料で形成されればよい。
The arrangement relationship between the shielding portion and the X-ray detector 12 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of the periphery of the X-ray detector 12 as in FIG. 3, and is common to both the channel direction and the column direction. In addition to the shielding unit 21 according to the first embodiment, the shielding unit 22 is arranged on the side surface of the X-ray detector with respect to the sensor unit. The material of the shielding portion 22 may be the same material as that of the shielding portion 21.

また、遮蔽部22は、遮蔽部21とX線検出器12との間を通過したX線が直接入射しない形状を有し、X線検出器12の側面に配置される。具体的には、遮蔽部22は、X線管11からのX線の照射方向に沿って、X線管11側から離れるに従って広がるテーパー上に形成される。これは、遮蔽部22を直方体などで形成した場合、X線検出器12と遮蔽部21との間を通るX線が遮蔽部22の上面に入射するため、当該入射したX線に起因する散乱線が周辺部材102よりも近い位置でX線検出器12のセンサ面121に入射してしまう可能性があるからである。 Further, the shielding portion 22 has a shape in which X-rays passing between the shielding portion 21 and the X-ray detector 12 are not directly incident, and is arranged on the side surface of the X-ray detector 12. Specifically, the shielding portion 22 is formed on a taper that spreads along the X-ray irradiation direction from the X-ray tube 11 as the distance from the X-ray tube 11 side increases. This is because when the shielding portion 22 is formed of a rectangular parallelepiped or the like, X-rays passing between the X-ray detector 12 and the shielding portion 21 are incident on the upper surface of the shielding portion 22, so that the scattered X-rays are caused by the incident X-rays. This is because the line may be incident on the sensor surface 121 of the X-ray detector 12 at a position closer to the peripheral member 102.

よって、X線の照射領域においてX線検出器12の影に入るような角度、形状であればよい。例えば、遮蔽部22は、X線検出器12に接する面と、周辺部材12に接する面とを有し、これらの2面に垂直な断面が三角形となる形状であればよい。
なお、遮蔽部22は、X線検出器の外側に配置するのではなく、X線検出器12の端部においてX線検出器12の内部に配置されてもよい。また、遮蔽部22は、センサ部の側面に限らず、センサ部の背面に配置されてもよい。
Therefore, the angle and shape may be such that they are in the shadow of the X-ray detector 12 in the X-ray irradiation region. For example, the shielding portion 22 may have a surface in contact with the X-ray detector 12 and a surface in contact with the peripheral member 12, and may have a shape in which the cross section perpendicular to these two surfaces is triangular.
The shielding unit 22 may be arranged inside the X-ray detector 12 at the end of the X-ray detector 12 instead of being arranged outside the X-ray detector. Further, the shielding portion 22 is not limited to the side surface of the sensor portion, and may be arranged on the back surface of the sensor portion.

以上に示した第2の実施形態によれば、遮蔽部22をX線検出器の側面に配置することで、周辺部材からの散乱線をさらに低減することができる。結果として画質を向上させることができる。 According to the second embodiment shown above, by arranging the shielding portion 22 on the side surface of the X-ray detector, it is possible to further reduce the scattered radiation from the peripheral members. As a result, the image quality can be improved.

(第3の実施形態)
第3の実施形態では、遮蔽部21を回転フレーム13内、つまり回転部に配置するのではなく、固定部101に配置する点が異なる。
(Third embodiment)
The third embodiment is different in that the shielding portion 21 is not arranged in the rotating frame 13, that is, in the rotating portion, but in the fixed portion 101.

第3の実施形態に係るX線CT装置について図5Aおよび図5Bを参照して説明する。
図5Aは、図2Aと同じX軸方向から見た架台装置10の断面の模式図であり、図5Bは、図2Bと同じZ軸方向から見た架台装置10の断面の模式図である。
遮蔽部21がX線検出器12のチャネル方向に沿って配置される場合、回転部の回転に対応するように固定部101の内周全体、つまり360度にわたって配置される。固定部101に配置される遮蔽部21は、第1の実施形態に係る遮蔽部21と同様に配置されればよい。
なお、図示しないが、第2の実施形態に係る遮蔽部22も併せて配置されてもよい。
The X-ray CT apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
5A is a schematic view of a cross section of the gantry device 10 seen from the same X-axis direction as FIG. 2A, and FIG. 5B is a schematic view of a cross section of the gantry device 10 seen from the same Z-axis direction as FIG. 2B.
When the shielding portion 21 is arranged along the channel direction of the X-ray detector 12, it is arranged over the entire inner circumference of the fixing portion 101, that is, 360 degrees so as to correspond to the rotation of the rotating portion. The shielding portion 21 arranged on the fixed portion 101 may be arranged in the same manner as the shielding portion 21 according to the first embodiment.
Although not shown, the shielding portion 22 according to the second embodiment may also be arranged.

以上に示した第3の実施形態によれば、固定部に遮蔽部21を配置する場合でも、第1の実施形態と同様に、周辺部材からの散乱線がX線検出器に入射するのを防ぐことができる。結果として画質を向上させることができる。 According to the third embodiment shown above, even when the shielding portion 21 is arranged in the fixed portion, the scattered rays from the peripheral members are incident on the X-ray detector as in the first embodiment. Can be prevented. As a result, the image quality can be improved.

加えて、実施形態に係る各機能は、前記処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに前記手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(ハードディスクなど)、光ディスク(CD-ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。 In addition, each function according to the embodiment can also be realized by installing a program for executing the process on a computer such as a workstation and expanding these on a memory. At this time, the program capable of causing the computer to execute the method can be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (hard disk or the like), an optical disk (CD-ROM, DVD or the like), or a semiconductor memory. ..

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、散乱線を低減することができる。 According to at least one embodiment described above, the scattered radiation can be reduced.

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

10 架台装置
11 X線管
12 X線検出器
13 回転フレーム
14 X線高電圧装置
15 制御装置
16 ウェッジ
17 コリメータ
18 データ収集装置
19 開口
21,22 遮蔽部
30 寝台装置
31 基台
32 寝台駆動装置
33 天板
34 支持フレーム
40 コンソール装置
41 メモリ
42 ディスプレイ
43 入力インターフェース
44 処理回路
51,52 距離
101 固定部
102 周辺部材
121 センサ面
201,202 照射範囲
441 システム制御機能
442 前処理機能
443 再構成処理機能
444 取得機能
445 補正処理機能
446 表示制御機能
10 Mount device 11 X-ray tube 12 X-ray detector 13 Rotating frame 14 X-ray high voltage device 15 Control device 16 Wedge 17 Collimeter 18 Data collection device 19 Opening 21, 22 Shielding unit 30 Sleep device 31 Base 32 Sleep drive device 33 Top plate 34 Support frame 40 Console device 41 Memory 42 Display 43 Input interface 44 Processing circuit 51, 52 Distance 101 Fixed part 102 Peripheral member 121 Sensor surface 201, 202 Irradiation range 441 System control function 442 Preprocessing function 443 Reconstruction processing function 444 Acquisition function 445 Correction processing function 446 Display control function

Claims (10)

X線を照射するX線管と、
前記X線を検出するX線検出器と、
前記X線管から前記X線検出器に直接入射するX線の照射範囲以外に照射されるX線を遮蔽するように、前記X線管と前記X線検出器との間に配置される第1遮蔽部と、
を具備するX線CT装置。
An X-ray tube that irradiates X-rays and
An X-ray detector that detects the X-rays and
A first arranged between the X-ray tube and the X-ray detector so as to shield X-rays emitted from the X-ray tube outside the irradiation range of the X-rays directly incident on the X-ray detector. 1 shield and
An X-ray CT apparatus comprising.
前記第1遮蔽部は、前記X線検出器に隣接する周辺部材への前記X線の入射を遮蔽するように配置される、請求項1に記載のX線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the first shielding unit is arranged so as to shield the X-ray from being incident on a peripheral member adjacent to the X-ray detector. 前記第1遮蔽部は、前記X線検出器の列方向およびチャネル方向の少なくともどちらか一方に沿って配置される、請求項1または請求項2に記載のX線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first shielding unit is arranged along at least one of a row direction and a channel direction of the X-ray detector. 前記第1遮蔽部は、前記X線検出器側の面が、前記X線管から前記X線検出器の中心に入射するX線の第1経路と、前記X線管から前記X線検出器の端部に入射するX線の第2経路とがなす第1角度よりも、前記第1経路と前記X線検出器側の側面とがなす第2角度が大きくなるように傾斜する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のX線CT装置。 In the first shielding portion, the surface on the X-ray detector side is the first path of X-rays incident from the X-ray tube to the center of the X-ray detector, and the X-ray detector from the X-ray tube. Claimed to be inclined so that the second angle formed by the first path and the side surface on the X-ray detector side is larger than the first angle formed by the second path of X-rays incident on the end of the X-ray. The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記第1遮蔽部の一部は、前記X線管側から前記X線検出器を見た場合、前記第2経路を遮蔽しない位置で前記X線検出器の端部に重なるように配置される、請求項4に記載のX線CT装置。 A part of the first shielding portion is arranged so as to overlap the end portion of the X-ray detector at a position that does not shield the second path when the X-ray detector is viewed from the X-ray tube side. , The X-ray CT apparatus according to claim 4. 前記第1遮蔽部は、前記X線管側の面上の点と前記X線検出器のセンサ面との距離のうちの最短距離となる第1距離が、前記第1遮蔽部を配置しない場合に散乱線を生じうる前記X線検出器に隣接する周辺部材上の点と前記センサ面との距離のうちの最短距離となる第2距離よりも長くなるように配置される、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のX線CT装置。 In the case where the first shielding portion is not arranged, the first distance, which is the shortest distance between the point on the surface on the X-ray tube side and the sensor surface of the X-ray detector, is the shortest distance. According to claim 1, the X-ray detector is arranged so as to be longer than the second distance, which is the shortest distance between a point on a peripheral member adjacent to the X-ray detector and the sensor surface. The X-ray CT apparatus according to any one of claim 5. 前記第1遮蔽部は、前記X線管と前記X線検出器とが配置される回転部の前記X線検出器側に配置される、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のX線CT装置。 The first shielding portion is according to any one of claims 1 to 6, wherein the first shielding portion is arranged on the X-ray detector side of a rotating portion in which the X-ray tube and the X-ray detector are arranged. X-ray CT device. 前記第1遮蔽部は、前記X線検出器のチャネル方向に沿って配置される場合、前記X線管と前記X線検出器とが配置される回転部よりも架台装置内部に位置する固定部に配置される、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のX線CT装置。 When the first shielding portion is arranged along the channel direction of the X-ray detector, the first shielding portion is a fixed portion located inside the gantry device rather than the rotating portion in which the X-ray tube and the X-ray detector are arranged. The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 7, which is arranged in. 前記第1遮蔽部と前記X線検出器との間を通過したX線が直接入射しない形状を有し、前記X線検出器のセンサ部側面または背面に配置される第2遮蔽部をさらに具備する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のX線CT装置。 It has a shape in which X-rays passing between the first shielding portion and the X-ray detector are not directly incident, and further includes a second shielding portion arranged on the side surface or the back surface of the sensor portion of the X-ray detector. The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 8. 前記第2遮蔽部は、前記X線検出器に接する第1面と、前記X線検出器に隣接する周辺部材に接する第2面とを有し、前記第1面および前記第2面に垂直な断面が三角形となる形状を有する、請求項9に記載のX線CT装置。 The second shielding portion has a first surface in contact with the X-ray detector and a second surface in contact with peripheral members adjacent to the X-ray detector, and is perpendicular to the first surface and the second surface. The X-ray CT apparatus according to claim 9, which has a shape having a triangular cross section.
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