JP3272773B2 - X線断層像撮影装置 - Google Patents

X線断層像撮影装置

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JP3272773B2
JP3272773B2 JP18004392A JP18004392A JP3272773B2 JP 3272773 B2 JP3272773 B2 JP 3272773B2 JP 18004392 A JP18004392 A JP 18004392A JP 18004392 A JP18004392 A JP 18004392A JP 3272773 B2 JP3272773 B2 JP 3272773B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線断層像撮影装置、
特に、X線断層像撮影装置に使用される検出器のコリメ
ータの構成及びX線管と検出器の配置に関する。
【0002】
【従来の技術】X線断層像撮影装置(以下、X線CT装
置と称する)は、回転駆動部を有していて、この回転駆
動部が回転することによって、X線断層像撮影を行うよ
うに構成されている。回転駆動部にはX線管とこのX線
管から発生されるX線の発生位置(以下、焦点という)
を中心とした円の円弧上に配置された複数の検出器と検
出器に対応して設けられたコリメータとが搭載され、X
線管と検出器との間に被診断物が挿入されて、前記X線
管からX線を発生し、そのX線が被診断物を透過して前
記検出器で検出されることにより、被診断物の診断が行
われる。
【0003】上記のような構成において、コリメータは
散乱線を除去するために設けられているが、任意の検出
器の感度に対する角度依存性(Polar Response)は、図
7のようになっている。従来のX線CT装置は、この検
出器の感度が最も高い位置、すなわち感度ピーク位置で
X線を検出するように設計される。すなわち、図8にお
いて、角度θ=0°となるように設計される。
【0004】ところが、複数の検出器を用いた多チャン
ネル型検出器においては、製造誤差等によりすべての検
出器の感度ピーク位置を完全に一致させることはできな
い。例えば、感度ピーク位置の近傍をX線の検出に使用
した場合を図9を参照して説明する。被診断物に対する
X線照射を繰り返すことによって、X線管球が加熱し、
膨張し、X線管の焦点位置がAからA′に移動したもの
と仮定する。また、X線管の焦点位置がAの場合に、第
1の検出器はD1に示すように感度ピーク位置でX線を
検出し、第2の検出器はD2に示すように感度ピーク位
置以外の位置でX線を検出しているものと仮定する。こ
の時、X線管の焦点位置がA′に移動すると、第1の検
出器の感度はaからa′になり、第2の検出器の感度は
bからb′になる。従って、第1の検出器の感度はΔI
aだけ下がり、第2の検出器の感度はΔIbだけ上がる
ことになる。
【0005】従って、従来のX線CT装置では、製造誤
差等により、各検出器の感度ピーク位置が完全に一致さ
せることができないので、X線管の焦点位置が移動した
場合には、各検出器の感度変化率が異なる。その結果、
各検出器の感度変化率のばらつきにより、画像にリング
状のアーチファクトが現れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
X線CT装置では、X線の検出を検出器の感度ピーク位
置で使用していることから、X線管の加熱、膨張により
X線管の焦点位置が移動した場合に、前記焦点位置の移
動による各検出器の感度変化率が異なることによって、
アーチファクトが表れるという問題があった。
【0007】本発明は、上記の事情に基づいてなされた
もので、X線管の加熱、膨張によってX線管の焦点位置
が移動した場合であっても、X線管の焦点位置の変化に
よる各検出器の感度変化の相違によるアーチファクトの
発生を防止するX線CT装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。
【0009】本発明の第1のX線断層像撮影装置は、X
線を発生するX線管と、このX線管と対向して設けら
レイ状に配置された複数の検出器と、前記検出器に対
応して設けられた複数のコリメータとを備えていて、
記コリメータが、前記X線管から発生されるX線の入射
方向に対して前記配列中心の軸上であって且つX線管の
焦点位置とは異なる所定位置に向く角度になるように
前記X線管を配置したことを特徴とする。
【0010】本発明の第2のX線断層像撮影装置は、X
線を発生するX線管と、このX線管と対向して設けら
記X線管から発生されるX線の発生位置を中心とする
円の円弧上に配置された複数の検出器と、前記検出器に
対応して設けられた複数のコリメータとを備えていて、
前記各コリメータが、前記X線管から発生されるX線の
入射方向に対してX線焦点とは異なる位置に向くような
角度をもって配置されたことを特徴とする。本発明の第
3のX線断層像撮影装置は、X線を発生するX線管と、
X線を検出する検出器が複数配置され、各検出器に対応
するコリメータを有するX線検出手段とを備え、前記X
線検出手段は、前記X線管の焦点位置とは異なる点を中
心とした円弧状に前記複数の検出器を配置したことを特
徴とする。第3のX線断層像撮影装置において、前記検
出器の配列中心の軸上に前記X線焦点が存在しないよう
に前記X線管と前記X線検出手段とを配置することが好
ましい。ここで、前記複数の検出器の配列中心と前記X
線管の回転中心とを結ぶ線に対して垂直方向に移動した
位置、或いは前記配列中心の軸上の前記検出器の位置を
中心として回転移動した位置に前記X線焦点がくるよう
前記X線管と前記X線検出手段とを配置することが好ま
しい。また、第3のX線断層像撮影装置において、前記
コリメータは、前記X線管の焦点位置とは異なる点に向
くように各検出器に設けても良い。本発明の第4のX線
断層像撮影装置は、X線を発生するX線管と、X線を検
出する検出器が複数配置され、各検出器に対応するコリ
メータを有するX線検出手段とを備え、前記X線管と前
記X線検出手段とは、前記X線焦点移動に係る各検出器
の感度変化率を略等しくするよう配置されることを特徴
とする。 本発明の第5のX線断層像撮影装置は、X線を
発生するX線管と、X線を検出する検出器が複数配置さ
れ、各検出器に対応するコリメータを有するX線検出手
段とを備え、前記X線検出手段は、各検出器の感度ピー
ク以外の感度部分にX線が入射するよう前記X線管に対
して設けられることを特徴とする。 第1及び第2のX線
断層像撮影装置において、前記角度は、0.1度から
0.3度までの間の数値であることが好ましく、更に
は、前記角度は、略0.2度で あることが好ましい。
【0011】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。
【0012】本発明のX線断層像撮影装置によれば、X
線がコリメータに対して斜めに入射するように構成され
ている。従って、X線管の加熱、膨張によりX線管の焦
点位置が移動した場合であっても、X線管の焦点位置の
変化によるアーチファクトの発生を抑制することができ
る。
【0013】
【実施例】図面を参照して、本発明の一実施例に係るX
線CT装置を説明する。
【0014】図1は本発明の第1実施例に係るX線CT
装置の検出器及びコリメータとX線管の焦点位置との位
置関係を示す概略図である。
【0015】X線CT装置は、回転駆動部を有してい
て、この回転駆動部(図示しない)が回転することによ
って、X線断層像撮影を行うように構成されている。こ
の回転駆動部にはX線管1と検出器2とコリメータ3と
が搭載されている。図1によれば、複数の検出器2はX
線管1と対向して設けられ、A点を中心とした円の円弧
上にアレイ状に配置されていて、この検出器2に対応し
てそれぞれコリメータ3が配置されている。また、X線
管1と検出器2との間には、被診断物が挿入されて、被
診断物にX線を照射することにより被診断物の診断が行
われる。コリメータ3は散乱線成分等が検出器に入射す
るのを防ぐために使用される。
【0016】従来のX線CT装置では、X線管1の焦点
位置がA点になるように、X線管1と検出器2とが配置
されている。本発明によれば、A点を検出器中心軸X−
X′から垂直方向に所定の距離移動した点をX線管1の
焦点位置としたことを特徴とする。
【0017】上記の構成により、X線は当初から検出器
に対して感度ピーク以外の感度の部分(コリメータに対
して斜めに)に入射するので、図2に示すように、感度
がピーク以外の部分では、ほぼ直線的に変化し、かつ、
その感度変化率は焦点移動距離に比例して変化する。従
って、図2に示すように、たとえX線管の膨張・加熱に
よりX線管の焦点位置がAからA′に移動した場合に、
各検出器D1及びD2の感度がそれぞれaからa′、b
からb′に変化した場合でも、検出器D1及びD2の感
度変化率は、焦点の移動距離に比例して変化するので、
ΔIa=ΔIbとなり、感度変化率が検出器D1及びD
2について同じであるので、アーチファクトが現れるこ
となく、十分な精度で測定が可能となる。
【0018】図3は、第1実施例の変形例を示す図であ
る。図1と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略す
る。図3は図1と異なり、X線管1の焦点位置を検出器
中心軸X−X′に対して垂直方向に移動するのではな
く、X線管の焦点位置を検出器中心軸に対して点Bを中
心にして回転移動させて構成されている。
【0019】本変形例によっても、X線は当初から検出
器に対して感度ピーク以外の感度の部分(コリメータに
対して斜めに)に入射することから、図1と同様の効果
が得られる。
【0020】次に、焦点位置をずらすことによって、感
度変化率が一定になることについて図4及び図5を参照
して具体的に説明する。
【0021】図4は検出感度の角度依存性を示す図であ
る。図4において、縦軸は感度、横軸は、検出器の中心
軸を0°とした場合に、X線管の焦点位置を示す。図5
は、X線管の焦点と1つの検出器及びコリメータとの位
置関係を示す図である。
【0022】図4によれば、検出感度(検出器出力)の
変化率が直線的に変化せずなだらかな変化を示す部分
は、検出器の中心軸(角度θ=0°)を中心として±
0.2°程度であって、他の部分はほぼ直線的に感度が
変化している。この理由は、X線管の焦点及び検出器
が、所定の面積を有しているためである。
【0023】また、製造誤差によるピークばらつきは、
図5において、コリメータのコリメータ板の厚さt及び
長さL等によって決まるが、このばらつきは±0.1°
程度と考えられる。
【0024】従って、図3において0.3°程度コリメ
ータを傾斜させれば、感度変化のばらつきは小さくな
る。
【0025】また、R+L=1000mmとした場合、 1000×tan0.3°〜 4.7(mm) なので、図1において5mm程度焦点をずらせば良いこ
とになる。
【0026】従って、図1においては、5mm程度焦点
をずらし、図3においては、0.3°程度点Bを中心と
して回転移動によりX線管1の焦点を移動すれば良い。
また、この値は、焦点サイズ、製造誤差等により変化す
る値である。
【0027】図6は本発明の第2実施例に係るX線CT
装置の検出器及びコリメータとX線焦点位置との関係を
示す概略図である。図1と同じ部分には同じ符号を付し
説明は省略する。
【0028】図1及び図3では、検出器及びコリメータ
にX線が斜入するようにX線管1の焦点位置をずらした
が、図6では、X線管1の焦点位置はずらさずに、コリ
メータをX線の入射方向に対して斜めになるように配置
し、各コリメータに対してX線が斜めに入射するように
なっている。
【0029】本実施例によっても、X線は当初から検出
器に対して感度ピーク以外の感度の部分(コリメータに
対して斜めに)に入射することから、第1実施例と同様
の理由により同様の効果が得られる。
【0030】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形して
実施できるのは勿論である。
【0031】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、X線管の
焦点位置の変化によるアーチファクトを低減することが
できる。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線CT装置の第1実施例に係る構成
を示す図。
【図2】本発明においてX線管の焦点が移動した場合に
各検出器の感度変化率が同じであることを説明するため
の図。
【図3】本発明のX線CT装置の第1実施例の変形例を
示す図。
【図4】検出器感度の角度依存性の具体例を示す図。
【図5】X線管の焦点位置と1つの検出器及びコリメー
タの配置を示した図。
【図6】本発明のX線CT装置の第2実施例に係る構成
を示す図。
【図7】従来例を説明するための図。
【図8】X線管の焦点移動と感度変化率を示す図。
【図9】X線管の焦点移動と感度変化率を示す図。
【符号の説明】
1…X線管、2…検出器、3…コリメータ。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を発生するX線管と、このX線管と
    対向して設けられアレイ状に配置された複数の検出器
    と、前記検出器に対応して設けられた複数のコリメータ
    とを具備するX線断層像撮影装置において、前記コリメータが、 前記X線管から発生されるX線の入
    射方向に対して前記配列中心の軸上であって且つX線管
    の焦点位置とは異なる所定位置に向く角度になるよう
    前記X線管を配置したことを特徴とするX線断層像
    撮影装置。
  2. 【請求項2】 X線を発生するX線管と、このX線管と
    対向して設けられ前記X線管から発生されるX線の発生
    位置を中心とする円の円弧上に配置された複数の検出器
    と、前記検出器に対応して設けられた複数のコリメータ
    とを具備するX線断層像撮影装置において、前記各コリメータが、 前記X線管から発生されるX線の
    入射方向に対してX線焦点とは異なる位置に向くような
    角度をもって配置されたことを特徴とするX線断層像撮
    影装置。
  3. 【請求項3】 X線を発生するX線管と、X線を検出す
    る検出器が複数配置され、各検出器に対応するコリメー
    タを有するX線検出手段と、を備えるX線断層像撮影装
    置において、 前記X線検出手段は、前記X線管の焦点位置とは異なる
    点を中心とした円弧状に前記複数の検出器を配置したこ
    とを特徴とするX線断層像撮影装置。
  4. 【請求項4】 前記検出器の配列中心の軸上に前記X線
    焦点が存在しないように前記X線管と前記X線検出手段
    とを配置することを特徴とする請求項3記載のX線断層
    像撮影装置。
  5. 【請求項5】 前記コリメータは、前記X線管の焦点位
    置とは異なる点に向くように各検出器に設けられること
    を特徴とする請求項3記載のX線断層像撮影装置。
  6. 【請求項6】 前記複数の検出器の配列中心と前記X線
    管の回転中心とを結ぶ線に対して垂直方向に移動した位
    置、或いは前記配列中心の軸上の前記検出器の位置を中
    心として回転移動した位置に前記X線焦点がくるよう前
    記X線管と前記X線検出手段とを配置することを特徴と
    する請求項4記載のX線断層像撮影装 置。
  7. 【請求項7】 X線を発生するX線管と、X線を検出す
    る検出器が複数配置され、各検出器に対応するコリメー
    タを有するX線検出手段と、を備えるX線断層像撮影装
    置において、 前記X線管と前記X線検出手段とは、前記X線の焦点移
    動に係る各検出器の感度変化率を略等しくするよう配置
    されることを特徴とするX線断層像撮影装置。
  8. 【請求項8】 X線を発生するX線管と、X線を検出す
    る検出器が複数配置され、各検出器に対応するコリメー
    タを有するX線検出手段と、を備えるX線断層像撮影装
    置において、 前記X線検出手段は、各検出器の感度ピーク以外の感度
    部分にX線が入射するよう前記X線管に対して設けられ
    ることを特徴とするX線断層像撮影装置。
  9. 【請求項9】 前記角度は、0.1度から0.3度まで
    の間の数値であることを特徴とする請求項1又は2記載
    のX線断層撮影装置。
  10. 【請求項10】 前記角度は、略0.2度であることを
    特徴とする請求項1又は請求項2記載のX線断層撮影装
    置。
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