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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