JP2617186B2 - スリットｘ線撮影装置 - Google Patents

スリットｘ線撮影装置

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JP2617186B2 JP62159512A JP15951287A JP2617186B2 JP 2617186 B2 JP2617186 B2 JP 2617186B2 JP 62159512 A JP62159512 A JP 62159512A JP 15951287 A JP15951287 A JP 15951287A JP 2617186 B2 JP2617186 B2 JP 2617186B2
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ラーナルト・ヤン・ガーラーク
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ベ−・ファウ・オプティシェ・インダストリ−・デ・オウデ・デルフト
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、Ｘ線源およびＸ線源の前に位置決めしたス
リツト絞り手段を利用して、扇状のＸ線ビームを形成す
るスリツトＸ線撮影装置に関する。かかるＸ線ビームを
利用して、検査しようとする身体部分の少なくとも一部
を走査し、身体の後側に位置決めしたＸ線検出器にＸ線
陰影を形成し、また、扇状のＸ線ビームは、相互に隣接
して位置決めした多数のセクタまたはセクシヨンによつ
て形成する。この装置においては、透過したＸ線は、ス
リツト絞りと共に作動する調節可能な絞り手段用変調手
段によつて、走査動作中、各セクタに対し瞬間的に制御
される。
従来の技術 かかる装置は、オランダ特許出願第840085号から公知
である。この特許出願により公知の技術によると、各時
点においてスリツト絞りを透過するＸ線の量を制御する
ため、スリツト絞り付近またはその内部に位置決めされ
た、ビームセクタ変調装置として作用する減衰要素を利
用する。これら減衰要素は、各々、扇状Ｘ線ビームのセ
クタを制御し、また、検査せんとする身体に起因して関
係するセクタ内に生じる減衰如何により、Ｘ線ビーム内
に伸長する程度が制御される。或るセクタ内における或
る瞬間、Ｘ線照射を受けた身体に起因する減衰程度が大
である場合、このセクタと関係する減衰要素は、動いて
Ｘ線ビームから略完全に外れる。他方、或るセクタ内に
おける或る瞬間、Ｘ線照射を受けた身体に起因する減衰
程度が小である場合、関係する減衰要素は、さらにＸ線
ビーム内に伸長する。
この技術の利点は、等質なＸ線写真、すなわち、明暗
部共、コントラストに優れたＸ線写真が得られることで
ある。したがつてたとえば、上記方法により患者の上体
をＸ線撮影したならば、医者は、１枚の写真で患者の胸
部および腹部のデータを同時に知ることができる。これ
に反し、従来の方法では、かかる情報を得るためには２
種類の別のＸ線写真が必要であつた。
発明が解決しようとする問題点 上記の如き公知の技術は、患者の柔かい組織にＸ線照
射を行う場合、柔かいＸ線で充分であり、また望ましい
が、該当するセクタ内で照射されるＸ線は比較的硬いと
いう欠点がある。
ゆえに、本発明の目的は、公知の技術を改良しかつ全
体として均質のＸ線写真を撮影し得る効果的な装置を提
供せんとすることである。
問題点を解決するための手段 上記目的のため、本発明による装置は、全てのセクタ
を一括したＸ線源用変調手段によりＸ線の照射を周期的
に変調させ、また、調節可能なビームセクタ変調装置で
ある絞り手段用変調手段の各素子を個々に制御して、各
セクシヨンに対するＸ線の照射を選択し、上記選択はＸ
線の照射の所定の周期的変調と同期化させて行うことを
特徴としている。
本発明は、第１方向にＸ線を発生するＸ線源と、 Ｘ線被照射物体を通過したＸ線を受けて、そのＸ線被
照射物体の像を形成する像形成手段と、 Ｘ線源と前記Ｘ線被照射物体との間に配置される絞り
手段であつて、この絞り手段は、前記第１方向に交差す
る第２の方向に沿つて配置される複数のセクシヨンを有
し、各セクシヨンは、Ｘ線を遮蔽しまたは減弱する素子
によつてＸ線を変調する絞り手段と、 Ｘ線源からのＸ線の照射を、全てのセクシヨンにわた
つて予め定める変調周期で周期的に変調するＸ線源用変
調手段と、 前記セクシヨンを介するＸ線によつて前記第１方向と
第２方向との両者に交差する第３の方向に前記Ｘ線被照
射物体を走査する手段と、 検出手段であつて、この検出手段は、前記第２方向に
沿つて配置される複数の信号発生器を有し、各信号発生
器は、Ｘ線被照射物体を通過したＸ線に応答してその送
られてきたＸ線の量を表す電気信号を発生し、各信号発
生器は各セクシヨンにそれぞれ対応している、そのよう
な検出手段と、 Ｘ線源用変調手段によるＸ線の照射の変調周期に同期
して、その各変調周期毎に、信号発生器に対応するセク
シヨンのＸ線の照射を前記素子によつて変調する絞り手
段用変調手段とを含むことを特徴とするスリツトＸ線撮
影装置である。
また本発明は、（ａ）Ｘ線源用変調手段の前記変調周
期は、 前記各変調周期内のＸ線の照射の第１の時間間隔ｏ
と、 第１の時間間隔ｏよりもＸ線の照射が大きい第２の時
間間隔ｄとから成り、 （ｂ）絞り手段用変調手段は、素子を、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部の間、Ｘ線を通過
させるセクシヨンの開いた位置に動かし、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部と一致するセクシ
ヨンの開いた位置にある測定時間中における信号発生器
によつて検出されるＸ線の量が、予め定める値未満であ
るとき、第２の時間間隔ｄの少なくとも一部の間、前記
素子によつてセクシヨンを少なくとも部分的に開いた位
置にもたらし、 前記検出されるＸ線の量が予め定める値以上であると
き、第２の時間間隔ｄの間、前記素子によつてＸ線を最
大限制御するセクシヨンの閉じた位置にすることを特徴
とする。
また本発明は、前記少なくとも部分的に開いた位置
は、第１の時間間隔ｏの前記少なくとも一部の間の前記
開いた位置であることを特徴とする。
また本発明は、（ａ）Ｘ線の量の前記予め定める値
は、大小２つの予め定める値であり、 （ｂ）絞り手段用変調手段は、前記素子を、 前記検出されたＸ線の量が、前記小さい方の予め定め
る値よりも小さいとき、第１の時間間隔ｏの前記少なく
とも一部の間の前記開いた位置にもたらし、 前記検出されたＸ線の量が前記小さい方の予め定める
値と前記大きい方の予め定める値との間にあるとき、前
記部分的に開いた位置にもたらし、 前記検出されたＸ線の量が前記大きい方の予め定める
値よりも大きいとき、前記閉じた位置にもたらすことを
特徴とする。
また本発明は、（ａ）Ｘ線源用変調手段の前記変調周
期は、 前記各変調周期内のＸ線の照射の第１の時間間隔ｏ
と、 第１の時間間隔ｏよりもＸ線の照射が大きい第２の時
間間隔ｄとから成り、 （ｂ）絞り手段用変調手段は、素子を、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部の間、Ｘ線を通過
させるセクシヨンの開いた位置に動かし、 第２の時間間隔ｄの少なくとも一部の間、前記素子に
よつてＸ線を最大限制御するセクシヨンの閉じた位置に
動かし、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部と一致するセクシ
ヨンの開いた位置にある測定時間中における信号発生器
によつて検出されるＸ線の量に応じて、前記素子による
前記開いた位置の位相を制御することを特徴とする。
また本発明は、前記開いた位置の時間を、一定にした
ままで、その開いた位置の位相をずらすことを特徴とす
る。
また本発明は、前記開いた位置の時間の長さを制御す
ることを特徴とする。
また本発明は、前記開いた位置の開始時点または終了
時点のいずれか一方の位相をずらし、いずれか他方の位
相をずらさないことを特徴とする。
また本発明は、Ｘ線源はＸ線管であり、 Ｘ線源用変調手段は、Ｘ線管の供給電圧振幅を変調さ
せることを特徴とする。
また本発明は、Ｘ線源はＸ線管であり、 Ｘ線源用変調手段は、Ｘ線管を流れる電流振幅を変調
させることを特徴とする。
また本発明は、Ｘ線源用変調手段は、Ｘ線源からのＸ
線を減衰させ、絞り手段のスリツトを周期的に覆い、ま
たは露出させる少なくとも１つの要素を備えることを特
徴とする。
また本発明は、Ｘ線源用変調手段は、絞り手段のスリ
ツトの全長に亘つてスリツト絞りのスリツトの縦方向に
対し略平行に伸長し、少なくとも一部分をスリツトを覆
う位置まで動かすことのできる板状要素を備えることを
特徴とする。
また本発明は、Ｘ線ビームの外側に位置し、絞り手段
のスリツトの縦方向に対し略平行に伸長する主軸に対し
て前記板状要素を旋回可能なように取付けることを特徴
とする。
また本発明は、前記板状要素が圧電材料にて製造さ
れ、他方の縦方向端縁によつて固定状態に取付けた板状
要素の縦方向端縁に対する電気的信号の作用下、Ｘ線ビ
ーム内に揺動することができることを特徴とする。
また本発明は、Ｘ線源用変調手段は、絞り手段のスリ
ツトの縦方向に対し略平行に伸長する主軸を中心として
回転可能なローラを備え、前記ローラには、スリツトの
全長に亘つて伸長するＸ線を減衰させる材料製の多数の
放射状羽根を設けることを特徴とする。
また本発明は、Ｘ線源用変調手段は、絞り手段のスロ
ツトに直角に伸長する主軸47を中心として回転しかつス
リツトの横に隣接して位置決めされかつ少なくともスリ
ツトの長さに等しい半径を有する扇状ホイール45を備
え、 前記扇状ホイールは、Ｘ線を減衰させる材料で製造し
た少なくとも１つの扇状片を備えることを特徴とする。
また本発明は、前記扇状ホイールは、Ｘ線を減衰させ
る材料製の多数の放射状アームを設けたハブを備えるこ
とを特徴とする。
また本発明は、扇状ホイールは、第１および第２材料
にてそれぞれ製造されかつ交互に配設した第１および第
２扇状片50,51を備え、 前記第１材料が低エネルギＸ線を透過させ、 前記第２材料が高エネルギＸ線のみを透過させること
を特徴とする。
また本発明は、前記扇状片を交互に鉛および銅で製造
することを特徴とする。
また本発明は、扇状片を交互にアルミニウムおよび銅
で製造することを特徴とする。
また本発明は、扇状片を交互に鉛およびアルミニウム
で製造することを特徴とする。
また本発明は、絞り手段用変調手段は、羽根円板を備
え、前記各羽根円板がＸ線を減衰させる材料製の少なく
とも１枚の羽根を備え、前記羽根円板をスリツト絞りの
スリツトの縦方向に対して略平行に伸長する回転可能な
主軸に相互に隣接して取付け、作動中、主軸に対する羽
根円板の位置を変化させ得るようにしたことを特徴とす
る。
また本発明は、各羽根円板を摺動可能なように主軸に
取付けることを特徴とする。
また本発明は、各羽根円板を跳ね出し可能なように主
軸に取付けることを特徴とする。
また本発明は、主軸に対して各羽根円板の位置を変化
させ得るブレーキ要素が各羽根円板に設けられることを
特徴とする。
また本発明は、羽根円板は、小さいブレーキブロツク
23の接触可能な周縁面を備えることを特徴とする。
また本発明は、ブレーキ要素がうず電流ブレーキ35で
あることを特徴とする。
作 用 本発明は、Ｘ線源と、Ｘ線源の前に位置決めしたスリ
ツト絞りとを備え、検査する身体の少なくとも一部を走
査し、身体の後側に位置決めしたＸ線検出器に身体の走
査部分のＸ線陰影を形成するスリツトＸ線撮影法に使用
する装置であつて、作動中、Ｘ線ビームの各セクタ毎に
身体のＸ線透過量を示す信号を発生する信号発生器によ
る前記信号の制御に基づき、スリツトと共に作動し、各
セクシヨンに対してＸ線ビームを影響させることのでき
る調節可能な素子を備える装置であり、絞り手段用変調
手段は、Ｘ線源用変調手段によつて所定の周期的方法で
変調されたＸ線ビームを、振幅変調または位相変調する
ことを特徴とする。
実施例 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。
第１図は、Ｘ線源１と、Ｘ線源の前に位置決めしたス
リツト絞り２と、Ｘ線スクリーン３とを備えるスリツト
Ｘ線撮影装置の例を線図的に示す図である。スリツト絞
り２は、比較的薄厚の扇状Ｘ線ビーム４を透過させる。
作動時、Ｘ線ビーム４がＸ線検出器３を走査し得るよう
な方法にてＸ線源またはスリツト絞りの一方、もしくは
その双方を動かす。この目的のため、たとえば、Ｘ線源
は、矢印５で示すように、Ｘ線の焦点を経て、図面の面
に対して直角に伸長する軸を中心としてスリツト絞りと
共に揺動させることができる。Ｘ線を照射すべき身体６
をＸ線源とＸ線検出器間に位置決めしたならば、この方
法により、身体６（の一部）のＸ線写真を撮影すること
ができる。オランダ特許出願第8303156号に記載されて
いるように、静止型のＸ線検出器に代えて、ストリツプ
状のＸ線検出器を使用することもできる。
扇状Ｘ線ビームのセクタ当りスリツト絞りを透過する
Ｘ線の量を制御し、均質なＸ線写真を得ることができる
ようにするため、スリツト絞りと共に作動し、ビームセ
クタを変調する調節可能な減衰要素７が設けてある。こ
の減衰要素は、たとえばオランダ特許出願第8400845号
に記載されているような各種の形態にて構成することが
できる。第１図に示した例において、減衰要素は舌状で
あり、舌状部分の自由端は、適当な制御信号に基づいて
Ｘ線ビーム内に揺動する程度を制御することができる。
しかし、減衰要素は、オランダ特許出願第8400845号に
記載されているように、スライダ型式とすることもでき
る。
減衰要素に必要な制御信号を発生させるため、Ｘ線ビ
ームの各セクタに対し、身体６が透過したＸ線を検出
し、該当する電気信号を発生させる検出器が身体より遠
方に位置決めされている。この検出器は、入射光の高さ
にてＸ線スクリーンの後側に位置決めした一列の光検出
器を備えている。これら光検出器は、入射Ｘ線の作用に
よつてＸ線スクリーン３によつて発生された光の量を検
出する。また、Ｘ線スクリーン３を透過したＸ線を検出
することも可能である。検出器は、Ｘ線源の前に位置決
めし、たとえば、オランダ特許出願第8503152号および
第8503153号に記載されたような楕円形の放射線計にて
構成してもよい。
かかる放射線計は、第１図にて８として線図的に示し
てあり、矢印９で示すように、走査Ｘ線ビームに同期化
させて動かす。この放射線計からの信号は、導体10を介
して、制御回路11に供給され、減衰要素の制御信号とな
る。
上述の技術において、Ｘ線源から供給されるＸ線ビー
ムは、減衰要素による作用を受ける前にスペクトルおよ
び強度は一定になるものと考えられる。
他方、本発明によれば、Ｘ線ビームの照射束または硬
さもしくはその双方共、所定の方法にて変調し、また、
減衰要素に加えて、セクタにてもＸ線ビームの制御が行
われる。以下に説明するように、減衰要素の制御が簡単
になる一方、本発明のある実施態様においては、Ｘ線管
の高電圧供給もより簡単にすることができる。
Ｘ線ビームの作用を一定に保つことも各種の方法にて
実現することができる。
本発明の第１実施態様によると、Ｘ線管の高電圧は一
定のリプル電圧によつて変調される。一次周波数（50Hz
または60Hz）のリプル電圧を利用する場合、一次周波数
に起因して常時存在する供給電圧中のリプル電圧を解消
するための手段が不要であるため、Ｘ線管に対する高電
圧の供給は比較的低廉となる。
第２図は、Ｘ線管に対する変調した供給電圧VBの例を
示す。かかる電圧は、通常の正弦交流電圧を全波整流す
ることにより得ることができる。Ｘ線管の供給電圧の値
によつてＸ線の硬さが決まり、特に、VBの値が大きくな
るのに伴つて、Ｘ線の硬さも増大する。したがつて、図
示した型式の供給電圧にて励起させたＸ線管は、供給電
圧に比例して最小値から最大値まで増大し、次いで再び
最小値まで周期的に低下する硬さのＸ線ビームを発生さ
せる。
供給電圧を変化させることに加えて、減衰要素の位置
も制御して、Ｘ線管の電圧が低い時間間隔ｏの間は開放
位置にあり、中間の時間間隔ｄの間は原則として閉じた
位置となり、この中間の時間間隔中にＸ線ビームが略遮
断されるようにする。
第３図は、１つの減衰要素が完全に閉じた位置と完全
に開放した位置の間にある変形例を示す。他の減衰要素
は、同一の方法にてＸ線管からのＸ線の変調周期に同期
化させた状態にて制御される。したがつて、減衰要素
は、比較的柔かいＸ線のみを透過させる。
Ｘ線を照射させた身体を通つて該当するセクタ内にて
透過されたＸ線の関数として、希望のセクタにてＸ線ビ
ームを作用させるようにするため、透過したＸ線の強度
は、各セクタ内のたとえば放射線計８によつて測定す
る。所定の最小強度に達しないセクタについては、後続
の時間間隔の間、減衰要素は閉じないようにされる。こ
のようにして、Ｘ線の透過性の小さい身体部分が位置す
るセクタ内ではより硬いＸ線が透過する。第３図におい
て、時間間隔ｄ′は破線で示してある。後続の時間間隔
ｏの間、或るセクタ内では所定の最小のＸ線強度に再び
達し、またはこれを上回つた場合、後続の時間間隔ｄの
間、関係する減衰要素は再び閉じられる。
走査するＸ線ビームは、Ｘ線検出器の位置にてたとえ
ば約4cmの厚みを備えるため、Ｘ線写真の各作像点の輝
度は、走査ビームが該当する作像点を通過する際の瞬間
的な輝度を積合することによつて決する。その結果、最
終的なＸ線写真において明−暗が走査方向に余り急激に
移行するのを避けることができる。また、実際上、減衰
要素の開閉は、ある程度の時間を要するという効果もあ
る。
減衰要素は、２つの異なる位置（完全に開放または完
全に閉じた位置）に動かすだけでよく、また、身体を透
過したＸ線が所定の強度を上回るか否かを検出すればよ
いから、減衰要素は極めて簡単に制御することができ
る。
上述した減衰要素の制御方法は、必要であれば、減衰
要素を上記２位置以外の位置に動かすことによつてさら
に精巧なものとすることができる。たとえば、半閉じの
中間位置を採用し、関係するセクタ内にて身体を透過し
たＸ線の強さが２つの所定値の間にある場合には、減衰
要素がこの位置まで動くようにすることができる。かか
る中間位置は、破線ｄ′で示してある。また、幾つかの
中間位置を採用し、もしくは位置を連続的に変化させる
ことさえ可能である。
上記減衰要素の制御方法は、振幅制御と称される。こ
れは、減衰要素が所定時間間隔中、多数の異なる位置
の、１つの位置に動かされるからである。
別の手段として、各減衰要素が交互に開閉する位相制
御を採用することもできる。この場合、この開閉の時点
は、一定または別の方法により変調させたＸ線管または
Ｘ線ビームの変調高電圧に対してずらす。
第４図は、位相制御システムの原理を示す。この第４
図は、第２図と同様の方法にて、Ｘ線管の高電圧を変調
させることによつて得られたＸ線ビームの一定の変調状
態を示している。さらに、第４図において、時間間隔の
一例として、単一の減衰要素が開放し、または完全に閉
じる時間間隔が示してある。
時間間隔o1、およびo2の間、減衰要素は開放し、この
間、上述した制御方法により、Ｘ線管の高電圧は比較的
低い値となる。該当する減衰要素と関係するセクタ内に
て身体を透過したＸ線の強度が第２の「開放」時間間隔
o2の間、所定の値以下である場合、第４図に示すように
第３の「開放」時間間隔o3の開始が所定の時間だけ早く
なる。その結果、該当するＸ線ビームのセクタ内では、
Ｘ線を照射せんとする身体はより硬いＸ線を受ける。第
４図に示した状態時、時間間隔o3の開始および終了時点
共早くなるが、時間間隔の長さは変わらない。後続の時
間間隔が早くなつたか否か判断するためには、早くなつ
た「開放」時間間隔の間、該当するＸ線ビームのセクタ
内にて身体を透過したＸ線も測定する必要がある。この
ためには、早くなつた時間間隔の間、上記セクタ内にて
身体を透過したＸ線の強度が所定の最大値を上回らない
場合、第４図にて時間間隔o4に対して示したと同様の方
法にて後続の時間間隔も早くする必要がある。
別の手段として、前の「開放」時間間隔において、Ｘ
線ビームの関係するセクタ内にて身体を透過したＸ線が
所定の最大強度に達し得なかつた場合には、直ちに、
「開放」時間間隔の開始時点を所定の時間だけ早める一
方、該当する時間間隔の終了時点は変わらないようにす
ることも可能である。その結果、時間間隔は長くなる
が、完全な当初の「開放」時間間隔も同様に維持され
る。これらは全て第５図に示してある。第５図におい
て、時間間隔o13の開始時点を早め、延長した開放時間
間隔o13′となるようにしてある。この時間間隔中、前
の間隔において該当する減衰要素を透過した比較的柔ら
かいＸ線に加えて、より硬いＸ線も透過される。延長し
た時間間隔は、また、延長していない完全な時間間隔o
13をも含んでいる。該当するセクタ内にて身体を透過し
たＸ線の強度は、「当初」の時間間隔o13を含む時間間
隔o13′内にて測定することができる。この場合にも、
Ｘ線の強度の測定値が所定のいき値に達し得なかつたな
らば、後続の「開放」時間間隔の開始時点もまた早くな
る。
上述した位相制御の最も単純な形態は、Ｘ線ビームの
一定の変調を示す曲線に対する「開放」時間間隔の位置
として、２つの異なる位置を採用する形態である。
第６図に示すように、各場合共、変調曲線のピークを
位相軌跡360゜を包含する完全なサイクルとみた場合、
制御回路は、たとえば、減衰要素の「開放」時間間隔が
−90゜（＝270゜）から＋90゜まで、または180゜から36
0゜まで（第４図と同様）となるか、あるいは、「開
放」時間間隔は常時90゜にて終了するが、開始時点は−
90゜（＝270゜）または180゜（第５図を参照）となるよ
うに構成することができる。また、早めに「開放」時間
間隔に対して、別の位置を採用することも勿論可能であ
る。
身体の後側にて測定したＸ線の強度に関し多数の異な
るいき値を選択し、したがつて、減衰要素の「開放」時
間間隔に対し対応する一定の位相軌跡を選択することに
より、精巧な位相制御システムを実現することができ
る。
身体を透過したＸ線の強度の瞬間的な測定値の直接的
関数として、開放時間間隔の少なくとも開始時点の位置
を連続的に変化させれば最も正確な制御が可能となる。
第４図〜第６図から明らかなように、「開放」時間間
隔、または少なくとも終了時点を遅らせることによつ
て、同一効果の位相制御を実現することもできる。この
考えを採用した実施態様については後で詳細に説明す
る。
前述のオランダ特許出願第8400845号において、ビー
ムセクタ変調装置として作用する減衰要素は、舌状体ま
たはスライドとして構成し、制御信号の制御の下、スリ
ツト絞りのスリツトを露出させる位置をスリツトを完全
に覆う位置の間の任意の位置となり得るようにしてあ
る。かかる減衰要素は、本発明の範囲内にて直ちに使用
することができる。しかし、上述した位相制御システム
において、減衰要素は、一定の周波数にて開閉し、開放
または閉じる時点の一方、もしくは、その両時点を変化
させるものであるため、減衰要素には、連続的に回転す
る主軸が設けられている。
これは全て第７図に線図的に示してある。第７図は、
スリツトＸ線撮影装置のスリツト絞りのスリツトＳを示
す。このスリツト絞りの前には、図示しない手段によつ
て回転させることのできる主軸20が設けられている。こ
の主軸20には、一方のみ21で図示した羽根ホイールに隣
接して取付けられている。両羽根ホイール21は、スリツ
トＳの全長を占めている。羽根ホイールの羽根22は、Ｘ
線を減衰させ、または遮断する材料にて構成されてお
り、スリツトＳの幾分上方または下方に位置決めした主
軸20から一定距離伸長しているため、主軸が１回転する
毎に、第８図に示すように、羽根ホイールに向い合うよ
う位置決めしたスリツトＳの一部を短時間だけ覆う。Ｘ
線ビーム４の周波数または一定の変調に合わせた一定の
回転速度にて主軸を回転させたとき、スリツトが羽根に
よつて周期的に覆われ、または露出されるように羽根の
寸法、羽根ホイールの周縁に沿つた羽根の配分および羽
根の数を選択する。
希望通りの位相制御を実現するためには、主軸20に対
する各羽根の位置を少なくとも一時的に別個に変化させ
ることができなければならない。この目的上、羽根ホイ
ールは、摺動、または跳ね出し可能なように主軸に取付
けてあり、各羽根には、電気的に励起可能なブレーキが
設けてある。羽根のブレーキを作動させると、この羽根
の主軸20に対する角位置が変化し、次の羽根がＸ線ビー
ムを遮断し、Ｘ線ビームの一定の変調に対して、開放時
間間隔の位相が変化する。
羽根のブレーキの一例は、第９図に線図的に示してあ
る。このブレーキは、小さいブレーキブロツク23を備え
ている。このブロツク23は枢支点26を有し、羽根ホイー
ル21の周縁付近に位置決めしたレバー25の端部に設けら
れている。このレバー25の他端は、励起可能で、制御信
号が送られるコイル27の可動コアに接続されている。制
御信号のない場合、ブレーキは、ばね28によつて非閉塞
位置に保持される。羽根ホイールを摺動可能なように主
軸20に取付けてある場合、ブレーキを短時間励起させる
と、位置が恒久的に変化し、その結果、恒久的な位相シ
フトが行われる。このようにして生じた位相シフトは、
再びブレーキを作動させ、羽根ホイールの位置が変化し
て２つの羽根間の角度距離と等しくなるようにさせると
取消される。
第10図の実施態様において、羽根ホイールには、各
々、羽根ホイールのスポークと主軸20の突起32間を伸長
する４つのばね30が設けてある。この場合、ブレーキ
は、位相変化の状態を保つ必要がある限り、励起状態を
保たなければならない。ブレーキの作動が完了すると、
羽根ホイールは、ばね30の作用により再び当初の位置に
自動的に復帰する。
減衰要素を備える羽根ホイールは、各種の方法にて製
造することができる。羽根ホイールを適当なプラスチツ
ク材料にて一体に製造し、減衰要素を構成する羽根をこ
の羽根ホイールに埋込むことも可能である。
回転する減衰要素を使用する重要な利点は、高い周波
数を選択してスリツトＳを露出させ、または覆うことが
でき、このため、Ｘ線ビームの変調周波数もこれに対応
して高くなり、その結果、Ｘ線検出器をより均一に露出
させることができる点である。
羽根ホイールの位置もまた、第９図に示した以外の方
法にて制御することができる。第10図は、一例として、
羽根ホイールと相互作用するうず電流ブレーキ35を示
す。
上記において、Ｘ線源から供給されるＸ線ビームは、
Ｘ線管の高電圧を周期的に変化させることにより一定の
変調を行わせることができることを明らかにした。これ
により、Ｘ線ビームの硬さが変化する。また、Ｘ線管を
流れる電流を変調させることができ、その結果、Ｘ線ビ
ームの強度を変化させることが可能となる。
別の手段として、機械的手段によつて所定の変調を行
うことも可能である。かかる機械的手段は、スリツト絞
りのスリツトを周期的に覆うしまたは複数の要素を備え
ている。かかる機械的変調手段の第１実施態様は、第11
図に示してある。
第11図に示した実施態様において、Ｘ線源（Ｘ線焦点
のみ図示）とスリツト絞り２間には板状要素40が位置決
めしてある。この板状要素40は、スリツト２の全長に亘
つて伸長しており、スリツトを完全に露出させる位置に
引込んでいる。スリツトを覆う板状要素40の位置は、破
線にて示してある。板状要素40は、その一縦方向端縁に
対して旋回、または回転することができる。板状要素40
は、図示した２つの位置間を前方および後方に周期的に
旋回させることができるが、同様に、端縁41またはこの
端縁41に接続され、図面の面に対して直角に伸長する主
軸を中心として回転させることもできる。
第１の場合、板状要素40は、圧電材料にて製造し、周
期的制御電圧の作用の下、一体に取付けた端縁に対して
図示した２つの位置間を前方および後方に旋回するよう
にすることが望ましい。
第２の場合、回転主軸に対して放射状に伸長する幾つ
かの板状羽根を使用し、上述したと同様の構造の羽根ホ
イールとなるようにすることができる。ただし、羽根
は、スリツトの全長に亘つて伸長し、全てのセクタに同
時かつ同一の状態にて作用し得るようにすることができ
る。かかる構造は、羽根ローラとして説明することがで
きる。
また、第12図にて42で示したように、スリツトＳの前
にて上下に摺動する板状要素を使用することも可能であ
る。
各セクタ内にて作動する減衰要素の実施態様をどのよ
うに選択するかに関係なく、Ｘ線ビーム４の一定の変調
が可能であることにも注目する必要がある。減衰要素の
例として、第11図では羽根ホイールとして、また第12図
では、舌状体して示してある。
さらに、スリツトの前または後側に機械的変調手段を
位置決めすることも任意である、減衰要素についても同
様であり、第11図と第12図の実施態様では、機械的変調
手段と減衰要素の位置を入れ替えるか、または、両者と
もスリツトと同一側に設けることができる。これは、以
下に説明する実施態様についても同様である。
第13図および第14図は、本発明によるシステムに採用
することのできる機械的変調手段の別の実施態様を示
す。第13図は、矢印48で示すように、主軸47を中心とし
て回転することのできる中心ハブ46で構成した扇状ホイ
ール45を示す。このハブ46には、Ｘ線を減衰させる材料
で製造した多数の放射状アーム49が設けられている。図
示した例において、４つの放射状アーム49を使用してい
るが、この数はこれより増減させることが可能である。
基本的には、１つのアームで充分である。扇状ホイール
は、作動中、アームがスリツトＳに沿つて回転するよう
に構成してある。この目的上、第14図に示すように、主
軸47は、スリツト絞り２の面に対し直角に伸長してい
る。
第14図は、かかる扇状ホイールを備えた本発明による
装置の平面図である。Ｘ線を減衰させるアーム間のスペ
ースには、Ｘ線を透過させる材料を充填し、扇状ホイー
ルがより剛性ではあるが、開放状態を保つようにするこ
とができる。スリツトＳに沿つて回転するアームの効果
をスリツトＳの全長に亘つて回転する場合と同一にする
ため、アームは、第13図に破線で示すように扇状に構成
することが望ましい。上述した如き扇状ホイールは、ま
た、Ｘ線ビームに異なる方法にて同一の作用を与える２
種類の材料製の連続する扇状片にて構成することもでき
る。この例は第15図に示してある。扇状ホイール50は、
たとえば、鉛にて構成し、また、間のセクタ51は、たと
えば銅製とすることができる。たとえば、アルミニウム
と銅または鉛とアルミニウムというように他の材料を組
合せて使用してもよい。
扇状ホイールは、Ｘ線管の高電圧を変えることにより
実現する一定の変調と共に採用することも可能である。
Ｘ線ビームが硬いＸ線および柔かいＸ線の双方を含んで
いる場合には、扇状ホイールを使用することにより、高
電圧の変化ピーク時（第２図）、柔かいＸ線を波する
ことが可能となる。この場合、扇状ホイールのアームが
スリツトの前に位置し、柔かいＸ線を遮断する。
羽根ローラを使用する場合、羽根を交互に別の材料に
て製造することにより同様の効果が得られる。
第14図において、減衰要素７は、相互に平行に伸長す
る直線状の舌状体として示してある。しかし、この舌状
体は、Ｘ線の焦点付近に収斂点がある扇状の形態に配設
することもできる。さらに、かかる扇状の形態とした場
合、舌状体は円錐状にテーパを付けた状態にて構成する
こともできる。さらに、舌状体は、幾つかの組として使
用し、たとえば相互に前後となるように、または一部一
方が他方の上となるように、もしくはその両形態にて位
置決めすることができる。
最後に、前述の実施態様は別にして、当業者には幾多
の変形例が明らかであろう。たとえば、Ｘ線絞り自体、
他方の縦方向端縁に対して周期的に離接し、Ｘ線ビーム
を変調させる可動の縦方向端縁を備えるようにすること
ができる。
また、第２図および第４図〜第６図に示す以外の特徴
に従って、一般的な一定の周期的変調を実行することも
可能である。第16図は、一例として、Ｘ線管の正弦波高
電圧を半波整流することに得られる変調Ｍを示し、およ
び第17図は、その変形例を示す。第16図はまた、単一の
ビームセクタ変調装置として示したビームセクタ変調装
置の制御方法の変形例を示す。この変形例によれば、ビ
ームセクタ変調装置は、一般的な変調周波数より高い周
波数にて制御される。ビームセクタ変調装置の振幅また
は位相の一方、もしくはその両方を上述の方法にて制御
することができる。各セクタに対して作用する特定の制
御信号の効果を考慮しなかつたならば、これまで説明し
た実施態様において、開放および閉じた位相は同様に長
くなる。しかし、そうする必要はない。閉じた位相はた
とえば、開放位相より長くするか、またはその逆に短か
くすることができよう。
第17図は、たとえば、ビームセクタ変調装置を舌状の
減衰要素にて構成する場合に採用することのできるビー
ムセクタ変調装置の基本的制御手段を示す。第17図によ
れば、舌状体は、迅速に振動し、開放または閉じた位置
まで動くようにしてある。その結果、舌状の減衰要素の
位置に存在するヒステリシス効果を軽減することができ
る。
さらに、上述した全ての状況下において、すでにコン
ピユータの記憶装置に記録させておいた身体のＸ線透過
に関するデータをデータベースとして利用することも可
能である。これらデータは、同一の身体を予め検査して
入力しておくことができる。そして、放射線計８のよう
な検出器を使用することなく、上記データをベースとし
て、ビームセクタ変調装置の制御信号を発生させること
ができる。
かかる変形例も、本発明の範囲に属するものとみな
す。
【図面の簡単な説明】
第１図はスリツトＸ線撮影装置の線図、第２図は本発明
によりＸ線ビームに一定の変調を実行する方法を示す線
図、第３図は減衰要素の制御線図、第４図、第５図およ
び第６図は第３図の変形図、第７図および第８図は本発
明による装置の詳細を示す図、第９図は本発明による装
置の別の詳細を示す線図、第10図は第９図の変形図、第
11図〜第15図は本発明に使用する機械的変調装置の各種
の実施態様を示す図、第16図および第17図は第２図およ
び第３図のさらに別の変形例を示す図である。 １……Ｘ線源、２……スリツト絞り、３……Ｘ線検出器
（Ｘ線スクリーン）、４……Ｘ線ビーム、６……身体、
８……放射線計、10……導体、20……主軸、21……羽根
ホイール、23……ブレーキブロツク、25……レバー、26
……枢支点、30……ばね、35……うず電流ブレーキ、40
……板状要素

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１方向にＸ線を発生するＸ線源と、 Ｘ線被照射物体を通過したＸ線を受けて、そのＸ線被照
    射物体の像を形成する像形成手段と、 Ｘ線源と前記Ｘ線被照射物体との間に配置される絞り手
    段であつて、この絞り手段は、前記第１方向に交差する
    第２の方向に沿つて配置される複数のセクシヨンを有
    し、各セクシヨンは、Ｘ線を遮蔽しまたは減弱する素子
    によつてＸ線を変調する絞り手段と、 Ｘ線源からのＸ線の照射を、全てのセクシヨンにわたつ
    て予め定める変調周期で周期的に変調するＸ線源用変調
    手段と、 前記セクシヨンを介するＸ線によつて前記第１方向と第
    ２方向との両者に交差する第３の方向に前記Ｘ線被照射
    物体を走査する手段と、 検出手段であつて、この検出手段は、前記第２方向に沿
    つて配置される複数の信号発生器を有し、各信号発生器
    は、Ｘ線被照射物体を通過したＸ線に応答してその送ら
    れてきたＸ線の量を表す電気信号を発生し、各信号発生
    器は各セクシヨンにそれぞれ対応している、そのような
    検出手段と、 Ｘ線源用変調手段によるＸ線の照射の変調周期に同期し
    て、その各変調周期毎に、信号発生器に対応するセクシ
    ヨンのＸ線の照射を前記素子によつて変調する絞り手段
    用変調手段とを含むことを特徴とするスリツトＸ線撮影
    装置。
  2. 【請求項２】（ａ）Ｘ線源用変調手段の前記変調周期
    は、 前記各変調周期内のＸ線の照射の第１の時間間隔ｏと、 第１の時間間隔ｏよりもＸ線の照射が大きい第２の時間
    間隔ｄとから成り、 （ｂ）絞り手段用変調手段は、素子を、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部の間、Ｘ線を通過さ
    せるセクシヨンの開いた位置に動かし、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部と一致するセクシヨ
    ンの開いた位置にある測定時間中における信号発生器に
    よつて検出されるＸ線の量が、予め定める値未満である
    とき、第２の時間間隔ｄの少なくとも一部の間、前記素
    子によつてセクシヨンを少なくとも部分的に開いた位置
    にもたらし、 前記検出されるＸ線の量が予め定める値以上であると
    き、第２の時間間隔ｄの間、前記素子によつてＸ線を最
    大限制御するセクシヨンの閉じた位置にすることを特徴
    とする請求項１記載のスリツトＸ線撮影装置。
  3. 【請求項３】前記少なくとも部分的に開いた位置は、第
    １の時間間隔ｏの前記少なくとも一部の間の前記開いた
    位置であることを特徴とする請求項２記載のスリツトＸ
    線撮影装置。
  4. 【請求項４】（ａ）Ｘ線の量の前記予め定める値は、大
    小２つの予め定める値であり、 （ｂ）絞り手段用変調手段は、前記素子を、 前記検出されたＸ線の量が、前記小さい方の予め定める
    値よりも小さいとき、第１の時間間隔ｏの前記少なくと
    も一部の間の前記開いた位置にもたらし、 前記検出されたＸ線の量が前記小さい方の予め定める値
    と前記大きい方の予め定める値との間にあるとき、前記
    部分的に開いた位置にもたらし、 前記検出されたＸ線の量が前記大きい方の予め定める値
    よりも大きいとき、前記閉じた位置にもたらすことを特
    徴とする請求項２記載のスリツトＸ線撮影装置。
  5. 【請求項５】（ａ）Ｘ線源用変調手段の前記変調周期
    は、 前記各変調周期内のＸ線の照射の第１の時間間隔ｏと、 第１の時間間隔ｏよりもＸ線の照射が大きい第２の時間
    間隔ｄとから成り、 （ｂ）絞り手段用変調手段は、素子を、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部の間、Ｘ線を通過さ
    せるセクシヨンの開いた位置に動かし、 第２の時間間隔ｄの少なくとも一部の間、前記素子によ
    つてＸ線を最大限制御するセクシヨンの閉じた位置に動
    かし、 第１の時間間隔ｏの少なくとも一部と一致するセクシヨ
    ンの開いた位置にある測定時間中における信号発生器に
    よつて検出されるＸ線の量に応じて、前記素子による前
    記開いた位置の位相を制御することを特徴とする請求項
    １記載のスリツトＸ線撮影装置。
  6. 【請求項６】前記開いた位置の時間を、一定にしたまま
    で、その開いた位置の位相をずらすことを特徴とする請
    求項５記載のスリツトＸ線撮影装置。
  7. 【請求項７】前記開いた位置の時間の長さを制御するこ
    とを特徴とする請求項５記載のスリツトＸ線撮影装置。
  8. 【請求項８】前記開いた位置の開始時点または終了時点
    のいずれか一方の位相をずらし、いずれか他方の位相を
    ずらさないことを特徴とする請求項７記載のスリツトＸ
    線撮影装置。
  9. 【請求項９】Ｘ線源はＸ線管であり、 Ｘ線源用変調手段は、Ｘ線管の供給電圧振幅を変調させ
    ることを特徴とする請求項１記載のスリツトＸ線撮影装
    置。
  10. 【請求項１０】Ｘ線源はＸ線管であり、 Ｘ線源用変調手段は、Ｘ線管を流れる電流振幅を変調さ
    せることを特徴とする請求項１記載のスリツトＸ線撮影
    装置。
  11. 【請求項１１】Ｘ線源用変調手段は、Ｘ線源からのＸ線
    を減衰させ、絞り手段のスリツトを周期的に覆い、また
    は露出させる少なくとも１つの要求を備えることを特徴
    とする請求項１記載のスリツトＸ線撮影装置。
  12. 【請求項１２】Ｘ線源用変調手段は、絞り手段のスリツ
    トの全長に亘つてスリツト絞りのスリツトの縦方向に対
    し略平行に伸長し、少なくとも一部分をスリツトを覆う
    位置まで動かすことのできる板状要素を備えることを特
    徴とする請求項11記載のスリツトＸ線撮影装置。
  13. 【請求項１３】Ｘ線ビームの外側に位置し、絞り手段の
    スリツトの縦方向に対し略平行に伸長する主軸に対して
    前記板状要素を旋回可能なように取付けることを特徴と
    する請求項12記載のスリツトＸ線撮影装置。
  14. 【請求項１４】前記板状要素が圧電材料にて製造され、
    他方の縦方向端縁によつて固定状態に取付けた板状要素
    の縦方向端縁に対する電気的信号の作用下、Ｘ線ビーム
    内に揺動することができることを特徴とする請求項12記
    載のスリツトＸ線撮影装置。
  15. 【請求項１５】Ｘ線源用変調手段は、絞り手段のスリツ
    トの縦方向に対し略平行に伸長する主軸を中心として回
    転可能なローラを備え、前記ローラには、スリツトの全
    長に亘つて伸長するＸ線を減衰させる材料製の多数の放
    射状羽根を設けることを特徴とする請求項11記載のスリ
    ツトＸ線撮影装置。
  16. 【請求項１６】Ｘ線源用変調手段は、絞り手段のスリツ
    トに直角に伸長する主軸47を中心として回転しかつスリ
    ツトの横に隣接して位置決めされかつ少なくともスリツ
    トの長さに等しい半径を有する扇状ホイール45を備え、 前記扇状ホイールは、Ｘ線を減衰させる材料で製造した
    少なくとも１つの扇状片を備えることを特徴とする請求
    項11記載のスリツトＸ線撮影装置。
  17. 【請求項１７】前記扇状ホイールは、Ｘ線を減衰させる
    材料製の多数の放射状アームを設けたハブを備えること
    を特徴とする請求項16記載のスリツトＸ線撮影装置。
  18. 【請求項１８】扇状ホイールは、第１および第２材料に
    てそれぞれ製造されかつ交互に配設した第１および第２
    扇状片50,51を備え、 前記第１材料が低エネルギＸ線を透過させ、 前記第２材料が高エネルギＸ線のみを透過させることを
    特徴とする請求項16記載のスリツトＸ線撮影装置。
  19. 【請求項１９】前記扇状片を交互に鉛および銅で製造す
    ることを特徴とする請求項18記載のスリツトＸ線撮影装
    置。
  20. 【請求項２０】扇状片を交互にアルミニウムおよび銅で
    製造することを特徴とする請求項18記載のスリツトＸ線
    撮影装置。
  21. 【請求項２１】扇状片を交互に鉛およびアルミニウムで
    製造することを特徴とする請求項18記載のスリツトＸ線
    撮影装置。
  22. 【請求項２２】絞り手段用変調手段は、羽根円板を備
    え、前記各羽根円板がＸ線を減衰させる材料製の少なく
    とも１枚の羽根を備え、前記羽根円板をスリツト絞りの
    スリツトの縦方向に対して略平行に伸長する回転可能な
    主軸に相互に隣接して取付け、作動中、主軸に対する羽
    根円板の位置を変化させ得るようにしたことを特徴とす
    る請求項１記載のスリツトＸ線撮影装置。
  23. 【請求項２３】各羽根円板を摺動可能なように主軸に取
    付けることを特徴とする請求項22記載の記載のスリツト
    Ｘ線撮影装置。
  24. 【請求項２４】各羽根円板を跳ね出し可能なように主軸
    に取付けることを特徴とする請求項22記載のスリツトＸ
    線撮影装置。
  25. 【請求項２５】主軸に対して各羽根円板の位置を変化さ
    せ得るブレーキ要素が各羽根円板に設けられることを特
    徴とする請求項22記載のスリツトＸ線撮影装置。
  26. 【請求項２６】羽根円板は、小さいブレーキブロツク23
    の接触可能な周縁面を備えることを特徴とする請求項25
    記載のスリツトＸ線撮影装置。
  27. 【請求項２７】ブレーキ要素がうず電流ブレーキ35であ
    ることを特徴とする請求項25記載のスリツトＸ線撮影装
    置。
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