JP3210357B2 - X-ray tomography equipment - Google Patents

X-ray tomography equipment

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JP3210357B2
JP3210357B2 JP08251891A JP8251891A JP3210357B2 JP 3210357 B2 JP3210357 B2 JP 3210357B2 JP 08251891 A JP08251891 A JP 08251891A JP 8251891 A JP8251891 A JP 8251891A JP 3210357 B2 JP3210357 B2 JP 3210357B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明はX線断層撮影装置に係
り、特にX線の高速走査が可能であり、かつアーチファ
クトの発生が少なく鮮明な断層画像を形成することが可
能なX線断層撮影装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray tomography apparatus, and more particularly to an X-ray tomography apparatus capable of high-speed scanning of X-rays and capable of forming clear tomographic images with less occurrence of artifacts. Related to the device.

【0003】[0003]

【従来の技術】人体等の被検体周囲の多方向からX線を
被検体に照射し、被検体を透過したX線の強度を検出器
にて測定し、この測定値を計算機で処理して被検体の断
層面のX線吸収係数分布を得るX線断層撮影装置(X線
CT装置)が、病院等における診断設備として広く普及
している。
2. Description of the Related Art A subject is irradiated with X-rays from various directions around the subject such as a human body, the intensity of the X-rays transmitted through the subject is measured by a detector, and the measured value is processed by a computer. 2. Description of the Related Art An X-ray tomography apparatus (X-ray CT apparatus) for obtaining an X-ray absorption coefficient distribution on a tomographic plane of a subject is widely used as a diagnostic facility in a hospital or the like.

【0004】今日一般に普及しているX線CT装置は、
X線源およびX線検出器の配置構造の相違により、第3
世代から第5世代までの種々の方式がある。
[0004] The X-ray CT apparatus which is widely used today is as follows.
Due to the difference in the arrangement of the X-ray source and the X-ray detector,
There are various systems from generation to fifth generation.

【0005】図3は、現在一般に広く普及している第3
世代のX線CT装置の構成を示す概略正面図である。こ
の第3世代のCT装置は、X線管1から被検体2全体を
包み込むように扇状のX線ビーム3を照射し、被検体2
を透過したX線ビーム3の強度を、対向位置に数百個の
アレイ状に配置したX線検出器4に受信させ各角度から
投影データを収集する装置である。X線管1とX線検出
器4とは、被検体2をはさむようにして一体的に形成さ
れており、被検体2を中心として一体に矢印方向に機械
的に回転するように構成される。
[0005] FIG. 3 is a diagram of a third type which is currently widely used.
FIG. 1 is a schematic front view showing a configuration of a next generation X-ray CT apparatus. This third-generation CT apparatus irradiates a fan-shaped X-ray beam 3 from the X-ray tube 1 so as to enclose the entire subject 2,
This is an apparatus for receiving the intensity of an X-ray beam 3 transmitted through a plurality of X-ray detectors 4 arranged in an array at several opposing positions and collecting projection data from each angle. The X-ray tube 1 and the X-ray detector 4 are integrally formed so as to hold the subject 2 therebetween, and are configured to mechanically rotate integrally with the subject 2 in the direction indicated by the arrow.

【0006】図4は、第4世代のX線CT装置の構成を
示す概略図である。この第4世代のCT装置は、被検体
2の収容空間全周にX線検出器4aを配列固定し、X線
管1aのみを回転させながらX線ビーム3を被検体2に
照射し、被検体2の各方向からの投影データを収集する
装置である。本方式ではX線管1aの回転動作のみで撮
影が実施されるため、機械的に信頼度が高く、かつ撮影
時間も1〜10秒程度に短縮される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a fourth-generation X-ray CT apparatus. In this fourth-generation CT apparatus, an X-ray detector 4a is fixedly arranged around the entire space around the subject 2 and the subject 2 is irradiated with an X-ray beam 3 while rotating only the X-ray tube 1a. This is a device that collects projection data of the specimen 2 from each direction. In this method, since the imaging is performed only by rotating the X-ray tube 1a, the reliability is mechanically high and the imaging time is reduced to about 1 to 10 seconds.

【0007】図5は第5世代方式のX線CT装置の構成
例を示す断面図である。この第5世代方式の装置は、被
検体周囲でのX線源の回転を機械的に行なわず、電子銃
5から発射された電子ビーム6を集束装置7、偏向ヨー
ク8、静電偏向電極9によって加速偏向させて、リング
状に配設したターゲット10の所定位置に衝突せしめX
線ビーム3を発生させている。X線検出器4bは、リン
グ状に形成されたターゲット10の内周にアーク状に配
設される。またターゲット10から照射されたX線ビー
ム3を遮らないようにするため、X線検出器4bの中央
部にX線ビーム3の通路が形成されたり、またはX線検
出器4bとターゲート10とをオフセットして配置する
構造が採用されている。
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration example of a fifth generation type X-ray CT apparatus. This fifth-generation system does not mechanically rotate the X-ray source around the subject, but focuses the electron beam 6 emitted from the electron gun 5 on a focusing device 7, a deflection yoke 8, and an electrostatic deflection electrode 9. X is accelerated and deflected to collide with a predetermined position of the target 10 arranged in a ring shape.
A line beam 3 is generated. The X-ray detector 4b is arranged in an arc shape on the inner periphery of the target 10 formed in a ring shape. In order not to block the X-ray beam 3 emitted from the target 10, a path for the X-ray beam 3 is formed at the center of the X-ray detector 4b, or the X-ray detector 4b and the target 10 are connected. The structure which arranges by offset is adopted.

【0008】この方式によれば、機械的手段に頼ること
なく、電子ビームを偏向させることによって電子的にX
線源の位置をターゲット10上で移動する方式であるた
め、X線源の高速回転が可能であり、50mS程度の撮影
時間と17scan/sec 程度のスキャン速度とが得られ、
超高速撮影が可能となり、特に心臓などの動く臓器の撮
影に極めて有効である。
According to this method, X-rays are electronically obtained by deflecting the electron beam without relying on mechanical means.
Since the position of the radiation source is moved on the target 10, the X-ray source can be rotated at a high speed, and an imaging time of about 50 mS and a scanning speed of about 17 scan / sec can be obtained.
Ultra-high-speed imaging becomes possible, which is extremely effective for imaging moving organs such as the heart.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の第
3世代および第4世代のX線CT装置においては、X線
管の構造強度上の問題からX線管を搭載した架台回転部
の回転周期を1秒以下にすることは極めて困難であっ
た。
However, in the conventional third-generation and fourth-generation X-ray CT apparatuses, the rotation period of the gantry rotating unit on which the X-ray tube is mounted is limited due to the structural strength of the X-ray tube. It was extremely difficult to reduce the time to less than one second.

【0010】すなわち、従来X線源としては、一般に負
荷定格が高い回転陽極式X線管が使用されており、この
X線管は、真空容器内に回転自在に保持された陽極とし
ての円板状ターゲットと、このターゲットに対向して配
置され、陰極としてのフィラメントとから構成される。
フィラメントを通電加熱することによって陰極から放出
された電子は陽極に衝突してX線を発生させる。ところ
で、この種のX線管においては、X線の発生効率を高め
るために、タングステン(W)などの高熱容量を有する
金属材で形成した高重量のターゲットを採用している。
しかしX線に変換されない大部分の電子のエネルギーが
熱に変換されターゲット部分は高温度に加熱される。こ
のような高温度環境下で高重量のターゲットを高速回転
自在に保持するシャフトやベアリングの耐性には限度が
あり、この高速回転体を内蔵するX線管全体を架台回転
部とともに回転する場合にも、上記のシャフトおよびベ
アリングの強度が制約となって、回転周期を1秒以下と
する高速回転が困難となっている。
That is, as a conventional X-ray source, a rotating anode type X-ray tube generally having a high load rating is used, and this X-ray tube is a disk as an anode rotatably held in a vacuum vessel. And a filament disposed as a cathode and facing the target.
Electrons emitted from the cathode by energizing and heating the filament collide with the anode and generate X-rays. By the way, in this type of X-ray tube, a high-weight target formed of a metal material having a high heat capacity such as tungsten (W) is employed in order to increase the generation efficiency of X-rays.
However, most of the energy of electrons not converted to X-rays is converted to heat, and the target portion is heated to a high temperature. Under such a high temperature environment, there is a limit to the durability of a shaft or a bearing that holds a high-weight target in a freely rotatable manner at a high speed, and when the entire X-ray tube incorporating this high-speed rotating body is rotated together with a gantry rotating unit. In addition, the strength of the shaft and the bearing is restricted, and it is difficult to perform high-speed rotation with a rotation cycle of 1 second or less.

【0011】一方第5世代方式のX線CT装置において
は、図5に示すように、リング状に形成されたターゲッ
ト10の内周側にアーク状にX線検出器4bを配設する
構造を有する。そのためX線源からのX線ビーム3を被
検体2に照射するためには、X線源に近いX線検出器4
bはX線ビーム3を遮らないように、各X線検出器4b
の軸方向中心部にビームの通路を設けたり、またはX線
検出器4bとターゲット10とをオフセット配置するこ
とが必須の要件となる。
On the other hand, in the fifth generation type X-ray CT apparatus, as shown in FIG. 5, an X-ray detector 4b is arranged in an arc shape on the inner peripheral side of a target 10 formed in a ring shape. Have. Therefore, in order to irradiate the subject 2 with the X-ray beam 3 from the X-ray source, the X-ray detector 4 close to the X-ray source is required.
b denotes each X-ray detector 4b so as not to block the X-ray beam 3.
It is indispensable to provide a beam path at the center in the axial direction, or to offsetly arrange the X-ray detector 4b and the target 10.

【0012】そのため、X線源の位置を代えた場合にお
けるスライス面が同一にならず、アーチファクトが発生
し易く、鮮明で高精度の断層画像が得られにくいという
問題点がある。
Therefore, when the position of the X-ray source is changed, the slice planes are not the same, and there is a problem that an artifact is easily generated and a clear and high-precision tomographic image is hardly obtained.

【0013】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、X線の高速走査が可能であり、かつ
アーチファクトの発生が少なく、鮮明な断層画像を形成
することが可能なX線断層撮影装置を提供することを目
的とする。 〔発明の構成〕
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to perform X-ray scanning at a high speed, generate less artifacts, and form a clear tomographic image. It is an object to provide a line tomography apparatus. [Configuration of the invention]

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係るX線断層撮影装置は、略360度の角度範
囲にアーク状に配置され、電子ビームを衝突させること
により発生したX線ビームをアークの中心部に配置した
被検体方向に照射するターゲットと、このターゲット上
の電子ビーム照射点を中心とする円弧状に配置され、上
記被検体を透過したX線量を検出するX線検出器と、ア
ーク状に配置されたターゲットのアーク中心を回転中心
にして、上記X線検出器を機械的に回転させる回転機構
と、前記X線検出器の回転角度と前記X線ビームの発生
位置とを関連付けて前記電子ビームの照射状態を制御す
る制御手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an X-ray tomography apparatus according to the present invention is arranged in an arc in an angle range of approximately 360 degrees, and an X-ray generated by colliding an electron beam. A target for irradiating a beam in the direction of a subject disposed at the center of the arc; and an X-ray detector disposed in an arc shape centered on an electron beam irradiation point on the target and detecting an X-ray dose transmitted through the subject. Detector, a rotation mechanism for mechanically rotating the X-ray detector around an arc center of a target arranged in an arc, a rotation angle of the X-ray detector, and a generation position of the X-ray beam And control means for controlling the irradiation state of the electron beam in association with

【0015】[0015]

【作用】上記構成に係るX線断層撮影装置によれば、ア
ーク状に配置されたターゲットに電子ビームを衝突させ
ることにより、ターゲット上のX線発生点の軌道運動を
電磁気的に制御する方式を採用しているため、従来のよ
うなX線管を走査方向に回転移動する必要がなく、ター
ゲットに対する電子ビームの衝突位置に対向するように
X線検出器を回転機構によって機械的に回転することに
より被検体の異なる方位からの透過X線量を測定するこ
とができる。すなわち機械的に回転させる対象にX線管
は含まれないことから、従来のX線管のベアリングシャ
フトの強度に制約されず、X線検出器を高速度で回転さ
せることが可能になり、撮影時間を飛躍的に短縮するこ
とができる。
According to the X-ray tomography apparatus having the above-mentioned structure, a method of electromagnetically controlling the orbital motion of an X-ray generation point on a target by causing an electron beam to collide with a target arranged in an arc shape. Since the X-ray detector is employed, there is no need to rotate the X-ray tube in the scanning direction as in the related art. Thereby, the transmitted X-ray dose from different directions of the subject can be measured. That is, since the X-ray tube is not included in the object to be mechanically rotated, it is possible to rotate the X-ray detector at a high speed without being restricted by the strength of the bearing shaft of the conventional X-ray tube. The time can be significantly reduced.

【0016】またX線検出器は、X線源を遮ることなく
回転する構造となるため、従来の第5世代方式のように
X線検出器とターゲットとをオフセット配置する必要が
なく、X線源のターゲットの円周方向のいずれの位置に
設定した場合においてもスライス面は同一となる。その
ためアーチファクトが少なく、鮮明で高精度の断層画像
を再構成することができる。
Further, since the X-ray detector has a structure that rotates without blocking the X-ray source, there is no need to offset the X-ray detector and the target as in the conventional fifth-generation system. The slice plane is the same regardless of the position set in the circumferential direction of the source target. Therefore, a clear and high-precision tomographic image can be reconstructed with few artifacts.

【0017】[0017]

【実施例】次に本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。図1は本発明装置の一実施例の具体的
な構成を示す装置全体図、図2は本発明装置の一実施例
の構成を示す断面図である。なお、図5に示す従来例と
同一要素には同一符号を付している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall view of the apparatus showing a specific configuration of an embodiment of the apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the apparatus of the present invention. The same elements as those in the conventional example shown in FIG.

【0018】すなわち本実施例に係るX線断層撮影装置
は、360゜の角度範囲にアーク状に配置され、電子ビ
ーム6を衝突させることにより発生したX線ビーム3を
アークの中心部に配置した被検体2方向に照射するター
ゲット10と、このターゲット10上の電子ビーム照射
点Fを中心とする円弧上に配置され、上記被検体2を透
過したX線量を検出するX線検出器4cと、アーク状に
配置されたターゲットのアーク中心Cを回転中心にし
て、上記X線検出器4cを回転させる回転機構11と、
X線検出器4cの回転位置を検出し、その回転位置に対
向するターゲット10の定位置に電子ビーム3の焦点が
形成されるように、電子ビーム3の衝突位置を制御する
制御機構12と、X線検出器4cからのX線ビーム強度
信号をデジタル電気信号に変換するデータ収集装置13
と、デジタル電気信号に基づいて、断層画像を再構成す
るデータ処理装置14とを備えて構成される。
That is, the X-ray tomography apparatus according to the present embodiment is arranged in an arc in an angle range of 360 °, and the X-ray beam 3 generated by colliding the electron beam 6 is arranged at the center of the arc. A target 10 for irradiating in the direction of the subject 2, an X-ray detector 4 c arranged on an arc centered on the electron beam irradiation point F on the target 10 and detecting an X-ray amount transmitted through the subject 2, A rotation mechanism 11 for rotating the X-ray detector 4c around the arc center C of the target arranged in an arc,
A control mechanism 12 for detecting a rotational position of the X-ray detector 4c and controlling a collision position of the electron beam 3 such that a focal point of the electron beam 3 is formed at a fixed position of the target 10 facing the rotational position; Data collection device 13 for converting an X-ray beam intensity signal from X-ray detector 4c into a digital electric signal
And a data processing device 14 for reconstructing a tomographic image based on the digital electric signal.

【0019】また上記制御機構12は、X線検出器4c
の回転角度θを検知し、その回転角度θに対応する電子
ビーム6の照射位置F′を信号として出力する機構制御
ユニット15と、機構制御ユニット15からの出力信号
に基づき、電子ビーム6の焦点がX線検出器4cと対向
するターゲットの定位置に形成されるように、電子ビー
ム6を電磁的に偏向制御しX線発生点を制御するX線制
御ユニット16とから構成される。
The control mechanism 12 includes an X-ray detector 4c.
The mechanism control unit 15 for detecting the rotation angle θ of the electron beam 6 and outputting the irradiation position F ′ of the electron beam 6 corresponding to the rotation angle θ as a signal, and the focus of the electron beam 6 based on the output signal from the mechanism control unit 15. And an X-ray control unit 16 that electromagnetically deflects the electron beam 6 to control an X-ray generation point so that the X-ray is formed at a fixed position of a target facing the X-ray detector 4c.

【0020】さらにリング状のターゲット10が配置さ
れた面と、上記X線検出器4cが配置された面とが、同
一平面となるように構成されている。
Further, the surface on which the ring-shaped target 10 is arranged and the surface on which the X-ray detector 4c is arranged are configured to be flush with each other.

【0021】また図2に示すように、装置本体左端に
は、電子ビーム6を放射する電子銃5が配設され、この
電子銃5は真空容器17の一端と接続されている。この
真空容器17は、この真空容器の器壁に設けられた排気
孔に接続されたL型排気管を通して、真空ポンプ18に
よって約10-7Torr程度の真空度に保たれている。真空
容器17の細くくびれ部分の位置に、電子銃5に近い側
から集束装置7としての集束コイル19と偏向装置、即
ちビーム偏向ヨーク8とが設けられている。電子銃5の
開孔から引き出された電子ビーム6は前記集束コイル1
9によって細く絞られた後前記ビーム偏向ヨーク8によ
って所定の角度だけ偏向され、かつ同一立体角を保ちな
がらコーン状に回転される。この電子ビーム6は真空容
器17内にリング状に設けられた補助偏向装置、即ち静
電偏向電極9によって再び偏向され真空容器17の他端
付近にリング状に並置されたターゲット10の所定の電
子ビーム照射点F、即ち、X線発生点に衝突しX線ビー
ム3を放出する。このターゲット10には、金属パイプ
20が付設されており、この金属パイプ20内に、油、
水などの冷却媒体を流通せしめることにより、電子ビー
ム6の衝突によって、ターゲット10から放出される熱
が系外に排出されるように構成される。
As shown in FIG. 2, an electron gun 5 for emitting an electron beam 6 is provided at the left end of the apparatus main body, and this electron gun 5 is connected to one end of a vacuum vessel 17. The vacuum vessel 17 is maintained at a degree of vacuum of about 10 -7 Torr by a vacuum pump 18 through an L-shaped exhaust pipe connected to an exhaust hole provided in a wall of the vacuum vessel. A focusing coil 19 as a focusing device 7 and a deflecting device, that is, a beam deflecting yoke 8 are provided at a position of a narrow portion of the vacuum vessel 17 from the side close to the electron gun 5. The electron beam 6 extracted from the opening of the electron gun 5 is applied to the focusing coil 1.
After being narrowed down by 9, it is deflected by a predetermined angle by the beam deflection yoke 8, and is rotated in a cone shape while maintaining the same solid angle. The electron beam 6 is deflected again by an auxiliary deflecting device provided in a vacuum vessel 17 in a ring shape, that is, an electrostatic deflecting electrode 9, and a predetermined electron beam of a target 10 arranged in a ring shape near the other end of the vacuum vessel 17. An X-ray beam 3 is emitted by colliding with a beam irradiation point F, that is, an X-ray generation point. The target 10 is provided with a metal pipe 20.
By circulating a cooling medium such as water, heat emitted from the target 10 due to collision of the electron beam 6 is discharged to the outside of the system.

【0022】電子銃5から放射された電子ビーム6は、
リング状に形成された金属板から成るターゲット10に
衝突することにより、その衝突点、すなわち電子ビーム
照射点FからX線ビーム3が放出される。放出されたX
線ビーム3は、被検体2を包含する撮影領域21を十分
にカバーし得る角度範囲に配置されたX線検出器4cに
よって放出される。X線検出器4cは、機構制御ユニッ
ト15の制御に従って、リング状ターゲット10のアー
ク中心Cを回転中心にして、回転周期が1秒以下の高速
度で回転し、各回転位置における透過X線量を検出す
る。また機構制御ユニット15は、X線検出器4cの回
転角度θを検知し、その回転角度θにあるX線検出器4
cに対向するターゲット10の定位置に電子ビーム6の
焦点がくるようにX線制御ユニット16に信号を出力す
る。X線制御ユニット16は、電子ビーム6の焦点がタ
ーゲット10上の定位置に形成されるように、集束装置
7、偏向ヨーク8、静電偏向電極9を電磁的に制御す
る。この場合にも、ターゲット10上の焦点位置Fが移
動する平面と、X線検出器4cの受光面が回転移動する
平面とが同一平面になるように制御される。
The electron beam 6 emitted from the electron gun 5 is
By colliding with the target 10 made of a ring-shaped metal plate, the X-ray beam 3 is emitted from the collision point, that is, the electron beam irradiation point F. X released
The X-ray beam 3 is emitted by an X-ray detector 4c arranged in an angle range that can sufficiently cover the imaging region 21 including the subject 2. The X-ray detector 4c rotates under the control of the mechanism control unit 15 around the arc center C of the ring-shaped target 10 at a high rotation speed of 1 second or less, and calculates the transmitted X-ray dose at each rotation position. To detect. The mechanism control unit 15 detects the rotation angle θ of the X-ray detector 4c, and detects the X-ray detector 4 at the rotation angle θ.
A signal is output to the X-ray control unit 16 so that the electron beam 6 is focused on a fixed position of the target 10 facing c. The X-ray control unit 16 electromagnetically controls the focusing device 7, the deflection yoke 8, and the electrostatic deflection electrode 9 so that the focal point of the electron beam 6 is formed at a fixed position on the target 10. Also in this case, control is performed so that the plane on which the focal position F on the target 10 moves and the plane on which the light receiving surface of the X-ray detector 4c rotates are coplanar.

【0023】X線検出器4cで検出されたX線ビーム強
度(X線透過量)は、電気信号に変換され、データ収集
装置13にてデジタル変換された後に、データ処理装置
14に送信される。データ処理装置14は、被検体2の
周囲のあらゆる方向から照射されたX線の透過強度の測
定値を基礎にし、画像再構成法を用いて被検体2の断層
面(スライス面)のX線吸収係数を計算し、その結果を
断層画像として、図示しない表示装置に表示する。
The X-ray beam intensity (X-ray transmission amount) detected by the X-ray detector 4c is converted into an electric signal, converted into a digital signal by the data collection device 13, and transmitted to the data processing device 14. . The data processing device 14 uses the image reconstruction method as a basis for the X-rays on the tomographic plane (slice plane) of the subject 2 based on the measured values of the transmission intensities of the X-rays emitted from all directions around the subject 2. The absorption coefficient is calculated, and the result is displayed on a display device (not shown) as a tomographic image.

【0024】以上のように本実施例に係るX線断層撮影
装置によれば、アーク状に配置されたターゲット10に
電子ビーム6を衝突させることにより、X線発生点Fの
軌道運動を電磁気的に制御し、任意の位置でX線を発生
させる方式を採用しているため、従来のようなX線管を
走査方向に回転移動する必要がなく、ターゲットに対す
る電子ビームの衝突位置に対向するようにX線検出器4
cを回転機構11によって機械的に回転することにより
被検体2の異なる方位からの透過X線量を測定すること
ができる。すなわち機械的に回転させる部位はX線検出
器4cのみであるから、従来のX線管のベアリングシャ
フトの強度に制約されず、X線検出器4cを高速度で回
転させることが可能になり、撮影時間を飛躍的に短縮す
ることができる。
As described above, according to the X-ray tomography apparatus according to the present embodiment, the electron beam 6 collides with the target 10 arranged in an arc shape, so that the orbital motion of the X-ray generation point F is electromagnetically controlled. And a method of generating X-rays at an arbitrary position is adopted. Therefore, there is no need to rotate the X-ray tube in the scanning direction as in the conventional case, and the X-ray tube is opposed to the collision position of the electron beam with the target. X-ray detector 4
By mechanically rotating c by the rotation mechanism 11, the transmitted X-ray dose from different directions of the subject 2 can be measured. That is, since only the X-ray detector 4c is mechanically rotated, the X-ray detector 4c can be rotated at a high speed without being restricted by the strength of the bearing shaft of the conventional X-ray tube. The photographing time can be significantly reduced.

【0025】またX線検出器4cは、X線源を遮ること
なく回転する構造となるため、従来の第5世代方式のよ
うにX線検出器とターゲットとをオフセット配置する必
要がなく、X線源のターゲットの円周方向のいずれの位
置に設定した場合においてもスライス面は同一となる。
そのためアーチファクトが少なく、鮮明で高精度の断層
画像を再構成することができる。
Further, since the X-ray detector 4c has a structure that rotates without interrupting the X-ray source, there is no need to offset the X-ray detector and the target as in the conventional fifth-generation system. The slice plane is the same regardless of the position set in the circumferential direction of the target of the radiation source.
Therefore, a clear and high-precision tomographic image can be reconstructed with few artifacts.

【0026】また本実施例装置によれば、架台(ガント
リー)の回転機構11にはX線検出器4cのみを搭載
し、X線管を搭載する必要がないため、架台の回転部と
固定部とを接続する高圧スリップリングおよびX線発生
用の高周波発生器(HFG)などの高重量設備を搭載す
る必要がなくなり、装置のシステム構成が大幅に簡素化
される。
According to the apparatus of the present embodiment, only the X-ray detector 4c is mounted on the rotating mechanism 11 of the gantry (gantry), and there is no need to mount an X-ray tube. This eliminates the need to mount high-weight equipment such as a high-pressure slip ring for connecting the X-ray and a high-frequency generator (HFG) for X-ray generation, greatly simplifying the system configuration of the apparatus.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明の通り本発明に係るX線断層撮
影装置によれば、アーク状に配置されたターゲットに電
子ビームを衝突させることにより、ターゲット上のX線
発生点の軌道運動を電磁気的に制御する方式を採用して
いるため、従来のようなX線管を走査方向に回転移動す
る必要がなく、ターゲットに対する電子ビームの衝突位
置に対向するようにX線検出器を回転機構によって機械
的に回転することにより被検体の異なる方位からの透過
X線量を測定することができる。すなわち機械的に回転
させる対象にX線管は含まれないことから、従来のX線
管のベアリングシャフトの強度に制約されず、X線検出
器を高速度で回転させることが可能になり、撮影時間を
飛躍的に短縮することができる。
As described above, according to the X-ray tomography apparatus of the present invention, the orbital motion of the X-ray generation point on the target is made electromagnetic by colliding the electron beam with the target arranged in an arc. It is not necessary to rotate the X-ray tube in the scanning direction as in the past, and the X-ray detector is rotated by the rotating mechanism so as to face the collision position of the electron beam against the target. By mechanically rotating, the amount of transmitted X-rays from different directions of the subject can be measured. That is, since the X-ray tube is not included in the object to be mechanically rotated, it is possible to rotate the X-ray detector at a high speed without being restricted by the strength of the bearing shaft of the conventional X-ray tube. The time can be significantly reduced.

【0028】またX線検出器は、X線源を遮ることなく
回転する構造となるため、従来の第5世代方式のように
X線検出器とターゲットとをオフセット配置する必要が
なく、X線源のターゲットの円周方向のいずれの位置に
設定した場合においてもスライス面は同一となる。その
ためアーチファクトが少なく、鮮明で高精度の断層画像
を再構成することができる。
Further, since the X-ray detector has a structure that rotates without interrupting the X-ray source, there is no need to offset the X-ray detector and the target as in the conventional fifth-generation system. The slice plane is the same regardless of the position set in the circumferential direction of the source target. Therefore, a clear and high-precision tomographic image can be reconstructed with few artifacts.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るX線断層撮影装置の一実施例の具
体的な構成を示す装置全体図。
FIG. 1 is an overall view of a specific configuration of an embodiment of an X-ray tomography apparatus according to the present invention.

【図2】本発明装置の一実施例を示す概略断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view showing one embodiment of the device of the present invention.

【図3】第3世代のX線断層撮影装置の構成例を示す概
略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a third-generation X-ray tomography apparatus.

【図4】第4世代のX線断層撮影装置の構成例を示す概
略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of a fourth-generation X-ray tomography apparatus.

【図5】第5世代のX線断層撮影装置の構成例を示す概
略図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of a fifth generation X-ray tomography apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a…X線管(X線源) 2 被検体 3 X線ビーム 4,4a,4b,4c…X線検出器 5 電子銃 6 電子ビーム 7 集束装置 8 偏向ヨーク 9 静電偏向電極 10 ターゲット 11 回転機構 12 制御機構 13 データ収集装置 14 データ処理装置 15 機構制御ユニット 16 X線制御ユニット 17 真空容器 18 真空ポンプ 19 集束コイル 20 金属パイプ 21 撮影領域 F,F′ 電子ビーム照射点(X線発生点) C ターゲットのアーク中心(X線検出器の回転中心) 1, 1a X-ray tube (X-ray source) 2 Subject 3 X-ray beam 4, 4a, 4b, 4c X-ray detector 5 Electron gun 6 Electron beam 7 Focusing device 8 Deflection yoke 9 Electrostatic deflection electrode 10 Target Reference Signs List 11 rotation mechanism 12 control mechanism 13 data collection device 14 data processing device 15 mechanism control unit 16 X-ray control unit 17 vacuum vessel 18 vacuum pump 19 focusing coil 20 metal pipe 21 imaging area F, F 'electron beam irradiation point (X-ray generation Point) C Target arc center (X-ray detector rotation center)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−46295(JP,A) 特開 昭56−41659(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 6/00 - 6/14 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-53-46295 (JP, A) JP-A-56-41659 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 6/00-6/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 略360度の角度範囲にアーク状に配置
され、電子ビームを衝突させることにより発生したX線
ビームをアークの中心部に配置した被検体方向に照射す
るターゲットと、このターゲット上の電子ビーム照射点
を中心とする円弧状に配置され、上記被検体を透過した
X線量を検出するX線検出器と、アーク状に配置された
ターゲットのアーク中心を回転中心にして、上記X線検
出器を機械的に回転させる回転機構と、前記X線検出器
の回転角度と前記X線ビームの発生位置とを関連付けて
前記電子ビームの照射状態を制御する制御手段と、を備
えたことを特徴とするX線断層撮影装置。
1. A target which is arranged in an arc in an angle range of about 360 degrees and is irradiated with an X-ray beam generated by colliding an electron beam in a direction of a subject arranged at a center of the arc, and a target on the target. An X-ray detector arranged in an arc shape with the electron beam irradiation point as a center and detecting the amount of X-ray transmitted through the subject, and the X-ray detector having the arc center of a target arranged in an arc as a rotation center. A rotation mechanism for mechanically rotating the X-ray detector; and control means for controlling the irradiation state of the electron beam by associating a rotation angle of the X-ray detector with a position where the X-ray beam is generated. An X-ray tomography apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記ターゲットが配置された面と、前記
X線検出器が配置された面とが、同一平面であることを
特徴とする請求項1記載のX線断層撮影装置。
2. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein a surface on which the target is arranged and a surface on which the X-ray detector is arranged are on the same plane.
【請求項3】 前記制御手段は、前記X線検出器の回転
位置に応じて、前記ターゲットにおける前記電子ビーム
の衝突位置を変更することを特徴とする請求項1記載の
X線断層撮影装置。
3. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a collision position of the electron beam on the target according to a rotational position of the X-ray detector.
【請求項4】 前記制御手段は、前記X線検出器の回転
位置を検出し、その回転位置にあるX線検出器に対向す
るターゲットの定位置に電子ビームの焦点が形成される
ように、電子ビームの衝突位置を制御することを特徴と
する請求項1記載のX線断層撮影装置。
4. The control means detects a rotational position of the X-ray detector, and a focus of the electron beam is formed at a fixed position of a target facing the X-ray detector at the rotational position. 2. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein a collision position of the electron beam is controlled.
【請求項5】 前記制御手段は、前記ターゲットにおい
て前記X線検出器の円弧の中心となる位置に電子ビーム
の焦点が形成されるように、電子ビームの衝突位置を制
御することを特徴とする請求項4記載のX線断層撮影装
置。
5. The method according to claim 1, wherein the control unit controls a collision position of the electron beam such that a focal point of the electron beam is formed at a position of the target at the center of the arc of the X-ray detector. The X-ray tomography apparatus according to claim 4.
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