JP3274446B2 - コンピュータ断層撮影装置及びコンピュータ断層撮影方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非破壊で被検体の
断層画像を得るコンピュータ断層撮影装置及びコンピュ
ータ断層撮影方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型電子部品等を高分解能で検査
するための高分解能型の産業用のコンピュータ断層撮影
装置（以下、適宜「ＣＴスキャナ」という）が普及しつ
つある。

【０００３】図１５は、従来の高分解能型ＣＴスキャナ
の構成を示す図である。同図のＣＴスキャナは、Ｘ線焦
点Ｆの大きさが数乃至数十μｍ程度のマイクロフォーカ
スＸ線管によりＸ線を発生させるＸ線発生装置１０１
と、Ｘ線焦点Ｆから円錐状（コーン状）に放射されたＸ
線ビーム１０２を２次元の検出面で検出する検出器１０
３とが対向して配置され、Ｘ線発生装置１０１と検出器
１０３との間に配置された被検体１０４を透過したＸ線
を検出器１０３で検出することによって、被検体１０４
の透過像及び断層画像（以下、適宜「画像」という）を
得るようになっている。

【０００４】Ｘ線発生装置１０１では、マイクロフォー
カスＸ線管に供給する管電圧を調整して発生するＸ線の
エネルギーを変更し、管電流を調整して放射するＸ線量
を変更するようになっている。Ｘ線焦点Ｆの形成部材を
保護するため、管電流を上げたときにはＸ線焦点が拡大
するようになっているので、高分解能で撮影するときに
は管電流を低く設定するようにする。

【０００５】検出器１０３は、検出したＸ線を光信号に
変換するＸ線像増強管（以下「Ｘ線Ｉ.Ｉ.」という）１
１３と、この光信号を電気信号に変換するテレビカメラ
１１４とを有する構成である。この電気信号は、そのま
ま表示部１１０に伝送され、透過像としてリアルタイム
で表示されるほか、データ処理部１０９でノイズ低減等
の処理がされてから透過像としてリアルタイムで表示さ
せることもできる。

【０００６】また、被検体１０４の断層画像を得る際に
は、まず、被検体１０４が載置された回転テーブル１０
５を回転機構１０６により回転軸１１２を中心に所定の
角度ずつ回転させ、各角度ごとに被検体１０４の透過像
を得ていく。次に、このようにして得られた複数の透過
像についてデータ処理１０９で所定の画像再構成の処理
を行うことにより、回転軸１１２に略直交するＸ線ビー
ム１０２が被検体１０４を断層する面（以下「撮影断層
面」という）１１１について被検体１０４の断層画像を
得る。

【０００７】ここで、Ｘ線焦点Ｆと被検体１０４との距
離（以下「撮影距離」という）は、シフト機構１０７が
回転テーブル１０５及び回転機構１０６を一体として水
平方向に移動させることにより変更できるようになって
いる。撮影距離を短くした場合は、撮影倍率を上げるこ
とができ、画像の分解能を向上させることができる。マ
イクロフォーカスＸ線管のＸ線焦点Ｆは十分に小さいの
で、撮影倍率を上げても画像上にボケが生じることはほ
とんどない。

【０００８】このように、高分解能の画像を得るために
は撮影距離を短くすることが望ましいのであるが、被検
体１０４が大きいためにＸ線発生装置１０１と干渉する
ような場合には、干渉しないように必要最小限だけ撮影
距離を長くして撮影を行うようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したＣＴスキャナ
は、被検体をＸ線焦点に近づけて画像の高分解能化を図
るものである。しかしながら、ＣＴスキャナを用いた検
査においては、画像の高品質化に対する要求も強く、ま
た、被検体の種類や検査内容の拡大に伴い、多様化の要
求も益々強まる傾向にある。このため、以下のような様
々な問題が生じている。

【００１０】まず、Ｘ線焦点が発生するＸ線ビームがコ
ーン状であるため、断層画像を撮影する場合に、撮影断
層面以外の経路においてもＸ線が被検体を透過すること
となる。このため、被検体の内部でのＸ線の散乱が多く
発生し、この散乱Ｘ線までもが検出されて断層画像が不
鮮明となり十分な検査ができなくなる。また、被検体が
撮影断層面以外の部位でもＸ線を被曝することとなるの
で、被検体がＸ線で劣化しやすい物質で構成されている
場合には、必要量のＸ線を透過させることができず十分
な検査ができなくなる。これを防止するためには、Ｘ線
ビームの放射口の直前にＸ線の吸収特性に優れたタング
ステン等で形成される２枚のスリット板を上下に所定幅
で設置し、Ｘ線ビームをこの２枚のスリット板が形成す
る開口に通過させて扇状（ファン状）に整形することが
考えられるが、この場合には、スリット板及びその設置
機構が邪魔となり、被検体をＸ線焦点に十分に近付ける
ことができず、高分解能の画像が得られなくなる問題が
生じる。

【００１１】また、エネルギーの低い不要なＸ線（以下
「軟Ｘ線」という）が被検体及び検出器に入射しないよ
うにすることが、被検体の低被曝と画像の高品質化には
望ましいので、Ｘ線焦点と被検体との間に所定のフィル
タを設置して軟Ｘ線を吸収するようにすることが考えら
れるが、この場合にも上記と同様の問題が生じる。

【００１２】また、透過像の検査においては、透過経路
の長い高吸収部位を観察できない場合がある。この高吸
収部位を観察できるようにするためには、Ｘ線発生装置
が放射するＸ線エネルギーを増加させればよいが、透過
像上の高吸収部位以外の部分にハレーションが起こり、
高吸収部位に影響を与えるため正確な検査ができなくな
るという問題がある。

【００１３】また、検出器に入射するＸ線強度は、マイ
クロフォーカスＸ線管に供給する管電圧、管電流やフィ
ルタの厚さ等の撮影条件を変更することによって変化す
ることとなるが、従来の検出器のテレビカメラにおいて
は、このＸ線強度の変化に応じて光量が変化する光信号
を電気信号に変換するときのダイナミックレンジが狭い
ため、Ｘ線強度の変化幅に対応した電気信号を得ること
ができず、被検体の種類に応じた適切なＸ線強度を用い
て検査をすることができないという問題がある。

【００１４】

【００１５】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、画質の高品質化および撮
影の多様化に寄与し得るコンピュータ断層撮影装置を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の本発明は、放射線源と検出器との間
に被検体を配置し、前記放射線源が放射した放射線を検
出器で検出することにより前記被検体の断層画像を得る
コンピュータ断層撮影装置において、放射線の形状を整
形するためのスリット板と、このスリット板を前記放射
線源と前記被検体との間又は前記被検体と前記検出器と
の間に切換配置可能とした切換配置手段と、を有するこ
とを要旨とする。

【００１７】本発明にあっては、スリット板を放射線源
と被検体との間又は被検体と検出器との間に切換配置可
能としたことで、スリット板を放射線源と被検体との間
に配置した場合には、スリット板によりファン状とした
放射線を被検体に透過させることにより、被検体内部で
の散乱の発生を減少でき、また、スリット板を被検体と
検出器との間に配置した場合には、被検体を放射線源に
近付けることにより画質の高分解能化を図るとともに、
被検体内で生じた散乱線の検出器への入射をスリット板
で低減でき、もって画質の高品質化を図るようにしてい
る。

【００１８】請求項２記載の本発明は、放射線源と検出
器との間に被検体を配置し、前記放射線源が放射した放
射線を検出器で検出することにより前記被検体の断層画
像を得るコンピュータ断層撮影装置において、不要な放
射線を減衰させるためのフィルタと、このフィルタを前
記放射線源と前記被検体との間又は前記被検体と前記検
出器との間に切換配置可能とした切換配置手段と、を有
することを要旨とする。

【００１９】本発明にあっては、フィルタを放射線源と
被検体との間又は被検体と検出器との間に切換配置可能
としたことで、フィルタを放射線源と被検体との間に配
置した場合には、フィルタによりエネルギーが低く不要
な放射線を減衰でき、また、フィルタを被検体と検出器
との間に配置した場合には、被検体を放射線源に近付け
ることにより画質の高分解能化を図るとともに、被検体
内で生じたエネルギーの低い散乱線や不要な放射線をフ
ィルタで減衰でき、もって画像の高品質化を図るように
している。

【００２０】請求項３記載の本発明は、請求項１記載の
コンピュータ断層撮影装置において、前記スリット板の
位置あるいは前記スリット板と前記被検体を移動配置さ
せる移動配置手段との相対位置を検出する検出手段と、
この検出手段による位置情報に基づいて前記スリット板
と前記移動配置手段との衝突を防止する衝突防止手段
と、を有することを要旨とする。

【００２１】請求項４記載の本発明は、請求項２記載の
コンピュータ断層撮影装置において、前記フィルタの位
置あるいは前記フィルタと前記被検体を移動配置させる
移動配置手段との相対位置を検出する検出手段と、この
検出手段による位置情報に基づいて前記フィルタと前記
移動配置手段との衝突を防止する衝突防止手段と、を有
することを要旨とする。

【００２２】請求項３，４に記載の本発明にあっては、
スリット板あるいはフィルタの位置あるいは前記移動配
置手段との相対位置を検出し、これらの位置情報に基づ
いてスリット板あるいはフィルタと前記移動配置手段と
の衝突を防止するようにしたことで、スリット板あるい
はフィルタを放射線源と被検体との間又は被検体と検出
器との間に切換配置することが安全にできるようにして
いる。

【００２３】請求項５記載の本発明は、請求項１又は３
記載のコンピュータ断層撮影装置において、前記スリッ
ト板は、開口幅を調節可能な第１のスリット板と、この
第１のスリット板に交差して開口幅を調節可能な第２の
スリット板とからなることを要旨とする。

【００２４】本発明にあっては、前記スリット板を、開
口幅を調節可能な第１のスリット板と、この第１のスリ
ット板に交差して開口幅を調節可能な第２のスリット板
とにより構成したことで、透過像の任意の注目部分につ
いて放射線強度を増加させて観察する場合には、それぞ
れのスリット板の開口幅を狭めるとともに開口の位置を
その注目部分に合わせることにより、放射線強度の増加
によるハレーションの発生を防止でき、もって高品質の
透過像が得られるようにしている。

【００２５】請求項６記載の本発明は、請求項１乃至５
のいずれかに記載のコンピュータ断層撮影装置におい
て、前記検出器は、検出した放射線を光信号に変換する
変換器と、この変換器で変換された光信号を光センサ上
に結像するレンズと、検出した放射線の強度に応じて前
記光センサ上に結像される光信号の光量を調節する光量
調節手段と、を有することを特徴とする。

【００２６】本発明にあっては、放射線強度やフィルタ
の種類等の撮影条件の変更に応じて光センサ上に結像さ
れる光信号の光量を調節可能にしたことで、光信号の最
大光量が撮影条件に関わらず略一定となり、この光信号
を電気信号に変換する際にダイナミックレンジの範囲外
となることを防ぐことができ、もって画像の高品質を維
持しつつ撮影条件を柔軟に変更できるようにしている。

【００２７】ここで、フィルタの種類の変更は、フィル
タの厚さだけを変更してもよいし、異なる材質で形成さ
れたフィルタに変更することとしてもよい。また、撮影
条件としては、放射線強度やフィルタの種類の他、放射
線源と検出器との距離を考慮するようにしてもよい。

【００２８】

【００２９】

【００３０】請求項７記載の本発明は、請求項１乃至５
のいずれかに記載のコンピュータ断層撮影装置におい
て、前記検出器は、２次元的に配列され、前記放射線の
強度を検出するための半導体センサ素子と、この半導体
センサ素子により検出された放射線強度を積分する積分
器と、を有し、前記積分器は、前記半導体センサ素子に
より検出された放射線強度に応じて前記積分の時間が調
節されるように構成されたことを特徴とする。

【００３１】本発明にあっては、放射線強度やフィルタ
の種類等の撮影条件の変更に応じて積分器による放射線
の強度の積分時間を調節するようにしたことで、積分器
の最大出力信号が撮影条件に関わらず略一定となり、ダ
イナミックレンジの範囲外となることを防止することが
でき、もって画像の高品質を維持しつつ撮影条件を柔軟
に変更できるようにしている。

【００３２】請求項８記載の本発明は、放射線源と検出
器との間に被検体を配置し、被検体を透過させた放射線
源からの放射線を検出器でスリット板又はフィルタの少
なくとも一方を介して検出することにより前記被検体の
断層画像を得るコンピュータ断層撮影方法において、前
記スリット板あるいは前記フィルタを、前記放射線源と
前記被検体との間又は前記被検体と前記検出器との間に
切換配置可能にしたことを要旨とする。

【００３３】本発明にあっては、スリット板あるいはフ
ィルタを放射線源と被検体との間に配置した場合には、
スリット板により整形した放射線を被検体に透過させる
ことにより被検体内部での散乱の発生を減少でき、ま
た、フィルタによりエネルギーの低い不要な放射線を減
衰でき、もって画像の高品質化を図るようにしている。
一方、スリット板あるいはフィルタを被検体と検出器と
の間に配置した場合には、被検体を放射線源に近付ける
ことにより画像の高分解能化を図るとともに、スリット
板により被検体内で生じた散乱線の検出器への入射を低
減でき、また、フィルタによりエネルギーの低い不要な
放射線を減衰でき、もって画像の高品質化を図るように
している。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００３５】［第１の実施の形態］図１は、本実施の形
態に係るコンピュータ断層撮影装置の構成を示す図であ
り、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は上面図である。
Ｘ線発生装置１は、Ｘ線焦点Ｆの大きさが数乃至数十μ
ｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管とそれに印加する高
電圧を発生する高電圧発生装置（図示せず）を有する構
成であり、検出器３は、Ｘ線を２次元の検出面で検出し
て光信号に変換するＸ線Ｉ.Ｉ.と、この光信号を電気信
号に変換するテレビカメラとを有する構成である。Ｘ線
発生装置１と検出器３は対向して配置され、図示してい
ない固定部材によって床に固定されている。

【００３６】Ｘ線焦点Ｆから放射されたコーン状のＸ線
ビーム２ａは、厚さが０．１乃至２ｍｍ程度の銅板等で
構成されるフィルタ１４を透過し、Ｘ線の吸収特性に優
れたタングステン等で構成される２枚のスリット板１３
ａ，１３ｂが形成するスリット開口１８を通過すること
により奥行方向にファン状であって厚さの薄いＸ線ビー
ム２ｂに整形される。スリット板１３とフィルタ１４は
スリット機構１５に支持され、スリット機構１５はスリ
ット移動機構１６によりＸ線発生装置１と検出器３との
間を水平方向に移動できるようになっている。また、ス
リット移動機構１６は図示していない固定部材で床に固
定されている。

【００３７】被検体４は回転テーブル５の上に載置さ
れ、回転テーブル５は回転・昇降機構６により回転軸１
２を中心に回転するとともに垂直方向に昇降する。ここ
で、回転軸１２に略直交するＸ線ビーム２ｂが被検体４
を断層する面を撮影断層面１１と定義し、撮影断層面１
１と回転軸１２とが交差する位置を回転中心Ｃ、撮影断
層面１１が検出器３の検出面に交差する位置を検出面中
心Ｄと定義しておく。

【００３８】シフト機構７は床に固定されており、回転
テーブル５と回転・昇降機構６を一体としてＸ線発生装
置１と検出器３との間で水平方向に移動することによ
り、被検体４の位置を移動できるようになっている。な
お、Ｘ線発生装置１、検出器３及びスリット機構１５、
スリット移動機構１６、回転・昇降機構６等の機構の全
体は、Ｘ線遮蔽箱で覆われているものとする。

【００３９】データ処理部９は、通常の計算機に相当す
るものであり、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、キーボー
ド、インターフェイス、検出器３のテレビカメラから伝
送されてくる電気信号を取り込むためのキャプチャボー
ド等を有し、撮影のシーケンスや断層画像を再構成する
ためのソフトウエア等を記憶している。操作者は、デー
タ処理部９を用いて、検査に関するメニュー選択や条件
設定、各機構の操作設定、撮影の開始指示、装置のステ
ータス状態の読み取り、画像の表示指示、データ解析等
を行う。

【００４０】表示部１０は、データ処理部９から伝送さ
れてきた透過像や断層画像、その他の処理結果等を表示
する。機構制御部８は、データ処理部９からの指令に従
って回転・昇降機構６やシフト機構７の制御を行う。Ｘ
線制御部１７は、データ処理部９からの指令に従ってマ
イクロフォーカスＸ線管に供給する管電圧、管電流を制
御する。

【００４１】図２は、スリット機構１５の詳細な構成を
示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は上面
図である。２本のボールネジ２３ａ，２３ｂは、フレー
ム２２に支持され、それぞれモータ２５ａ，２５ｂによ
り回転するようになっている。このボールネジ２３ａ，
２３ｂにそれぞれ契合したボールナット２４ａ，２４ｂ
にはそれぞれスリット板１３ａ，１３ｂが固定されてお
り、ボールネジ２３ａ，２３ｂの回転によってスリット
板１３ａ，１３ｂがそれぞれ独立して上下方向に移動
し、スリット開口１８の幅を変更できるようになってい
る。

【００４２】また、フィルタ１４は、軟Ｘ線を吸収する
ためものであり、ホルダ２６とフレーム２２との間に配
置されスプリング２７ａ，２７ｂで固定されている。フ
ィルタ１４は、ホルダ２６から引き抜いたり差し込んだ
りすることによって操作者が簡単に交換することがで
き、Ｘ線発生装置１が放射するＸ線エネルギーに応じて
フィルタの厚さや材質等を適宜選択して用いるようにす
る。

【００４３】さて、このようなコンピュータ断層撮影装
置により、被検体４の透過像を得る際には、操作者は、
被検体４を回転テーブル５の上に載置し、データ処理部
９を用いてスリット機構１５にＸ線ビーム２ｂの範囲内
に被検体４が十分に入るようにスリット開口１８を広げ
る指示を出し、Ｘ線制御部１７に管電圧と管電流の設定
指示およびＸ線の放射指示を出す。Ｘ線発生装置１がＸ
線を放射し、検出器３が被検体４を透過したＸ線を検出
して得た電気信号をデータ処理部９に伝送すると、デー
タ処理部９は表示部１０に透過像を表示する。

【００４４】また、被検体４の断層画像を得る際には、
操作者は、まず、データ処理部９を用いて回転・昇降機
構６に回転テーブル５を上下方向に移動させる指示を出
し、被検体４の撮影対象となる断層面を撮影断層面１１
の位置に一致させる。回転テーブル５の移動は、透過像
を観察しながら調整してもよい。次に、スリット機構１
５にスリット開口１８を狭める指示を出してＸ線ビーム
２ｂを最小必要限の厚さのファン状とする。ここで撮影
開始を指示すると、回転テーブル５が回転軸１２を中心
に回転し、Ｘ線焦点Ｆから放射されたＸ線ビーム２が被
検体４を透過して検出器３に検出され、所定の回転角度
ごとに被検体４の透過像が得られていく。データ処理部
９では、被検体４の周囲一周分の透過像のデータに基づ
いて所定の画像再構成の処理を行い、撮影断層面１１に
ついての被検体４の断層画像を得て表示部１０に表示す
る。

【００４５】図３は、スリット板１３、フィルタ１４、
被検体４の位置関係を示す図である。同図（ａ）は、通
常時の配置であり、スリット板１３とフィルタ１４をＸ
線発生装置１と被検体４との間に配置している。このよ
うな配置とすることで、スリット板１３がない場合に比
べて、被検体４のＸ線被曝を低減できるとともに、Ｘ線
ビーム２ｂが被検体４の内部で散乱して生じる散乱Ｘ線
２０を低減させて検出器３に入射する散乱Ｘ線を減少さ
せることができる。

【００４６】一方、同図（ｂ）は、高倍率で画像を撮影
する時の配置であり、スリット板１３とフィルタ１４を
被検体４と検出器３との間に配置している。スリット移
動機構１６によりスリット板１３とフィルタ１４を移動
させるときには、スリット板１３等が被検体４や回転テ
−ブル５に衝突しないように、被検体４を回転テーブル
５から取り除き、回転テーブル５を回転・昇降機構６に
より下降させた後に、スリット板１３等の移動を行う。
シフト機構７により回転テーブル５と回転・昇降機構６
を移動させるときには、Ｘ線発生装置１の近くへ移動さ
せ、回転テーブル５を上昇させてから被検体４ａを載置
する。

【００４７】ここで、Ｘ線焦点Ｆと回転中心Ｃとの距離
を撮影距離ＦＣＤと定義し、Ｘ線焦点Ｆと検出面中心Ｄ
との距離を検出距離ＦＤＤと定義する。撮影倍率はＦＤ
Ｄ／ＦＣＤで定義され、これは撮影距離ＦＣＤが小さい
ほど撮影倍率が高くなって高分解能となることを示して
いる。

【００４８】同図（ｂ）に示す位置にスリット１３とフ
ィルタ１４を配置することにより、高分解能の画像が得
られるとともに、Ｘ線ビーム２ａが被検体４の内部で散
乱して生じる散乱Ｘ線２０が、スリット板１３によって
遮られて検出器３に入射し難くなるので、高品質な画像
が得られる。

【００４９】また、マイクロフォーカスＸ線管を一時的
に停止して一定期間が経過し、再び作動させようとする
場合には、管電圧を徐々に上げるようにしてウオーミン
グアップさせる必要があるが、この場合には、スリット
板１３を全閉にしてＸ線が検出器３に入射しないように
する。これにより、検出器３が無駄なＸ線を検出するこ
とを防ぐことができ、検出器３の耐用年数を向上させる
ことができる。

【００５０】したがって、本実施の形態によれば、スリ
ット板１３とフィルタ１４をＸ線発生装置１と被検体４
との間又は被検体４と検出器３との間に切換配置可能と
したことで、スリット板１３とフィルタ１４をＸ線発生
装置１と被検体４との間に配置した場合には、スリット
板１３により最小限の厚さにしたファン状のＸ線ビーム
２ｂを被検体４に入射させることにより、被検体４内部
での散乱の発生を減少でき、一方、スリット板１３とフ
ィルタ１４を被検体４と検出器３との間に配置した場合
には、被検体４をＸ線焦点Ｆに近付けることにより高分
解能の画像を得ることができるとともに、被検体４内部
で生じた散乱Ｘ線２０の検出器３への入射をスリット板
１３で低減でき、もって高品質な画像を得ることができ
る。

【００５１】また、上記いずれの場合にも、フィルタ１
４により不要な軟Ｘ線を減衰でき、高品質な画像を得る
ことができる。

【００５２】［第１の実施の形態の変形］第１の実施の
形態においては、検出器３は、Ｘ線Ｉ.Ｉ.とテレビカメ
ラとを有する構成としたが、検出面で２次元的にＸ線を
検出する他の検出器、例えばフォトダイオードアレイと
シンレータとを組み合わせて構成した平面固体Ｘ線検出
器等を用いるようにしてもよい。

【００５３】また、第１の実施の形態においては、スリ
ット板１３とフィルタ１４はむき出しの状態であるが、
カバーやガードを設け保護するようにしてもよい。ま
た、フィルタ１４は、操作者が手動で交換することとし
たが、回転円盤や並進板に多種類のフィルタを取り付
け、電動で切り替えるようにしてもよい。また、復数の
フィルタを重ねて収納しておき、必要なフィルタだけを
取り出せるようにすることもできる。

【００５４】さらに、第１の実施の形態においては、断
層撮影の際のＸ線の走査方式として、回転テーブル５だ
けを回転させるいわゆるＲＲ（Rotate-Rotate）方式と
したが、回転テーブル５を所定の角度回転させる度に奥
行方向にも移動させるＴＲ（Translate-Rotate）方式と
してもよく、かかる場合にも上記と同様の効果を得るこ
とができる。

【００５５】また、第１の実施の形態においては、スリ
ット移動機構１６は、スリット板１３等をＸ線発生装置
１と検出器３との間で直線的に移動させることとした
が、回転テーブル５の周囲を回転させるか、コの字形に
被検体を避けて移動させる等、他の移動方式としてもよ
い。

【００５６】［第２の実施の形態］本実施の形態では、
図３（ｂ）を用いて説明したようにスリット移動機構１
６によりスリット板１３とフィルタ１４を移動させた
後、シフト機構７により回転テーブル５と回転・昇降機
構６を移動させて撮影距離ＦＣＤを変更するとともに、
回転テーブル５の高さを調整する際に、回転テーブル５
等がスリット板１３等に衝突することを防止する手法に
ついて説明する。

【００５７】本実施の形態に係るコンピュータ断層撮影
装置の基本的な構成は図１と同様であり、その要部の概
略の構成を図４に示す。

【００５８】同図においては、スリット板１３とフィル
タ１４は、Ｘ線焦点Ｆと回転テーブル５との間のＡ位置
又は回転テーブル５と検出器３との間のＢ位置のどちら
か一方に手動で配置され、どちらに配置されたかを検出
するセンサ３０ａ，３０ｂがスリット移動機構１６に設
けられている。センサ３０ａ，３０ｂにより検出された
スリット１３等の位置情報は、論理回路で構成される衝
突防止部３１に伝送される。

【００５９】衝突防止部３１では、これらの情報に基づ
いて撮影距離ＦＣＤの適正な範囲を切換え、シフト機構
７が回転テーブル５等を移動させたときに伝送してくる
撮影距離ＦＣＤがこの適正な範囲外となるときには、停
止信号を機構制御部８に伝送して回転テーブル５と回転
・昇降機構６の移動を停止させる。

【００６０】スリット板１３等をＡ位置に配置したとき
の撮影距離ＦＣＤの適正な範囲としては、回転テーブル
５の回転軸１２が、スリット板１３から少なくとも回転
テーブル５の半径Ｒと余裕分（クリアランス）αを加算
した距離は離れる範囲（同図の範囲Ａ）である。一方、
スリット板１３等をＢ位置に配置したときの撮影距離Ｆ
ＣＤの適性な範囲としては、回転テーブル５の回転軸１
２が、フィルタ１４から少なくとも回転テーブル５の半
径Ｒとクリアランスαを加算した距離は離れる範囲（同
図の範囲Ｂ）である。

【００６１】撮影距離ＦＣＤがこの適正な範囲外となら
ないように回転テーブル５と回転・昇降機構６を移動し
た後、回転・昇降機構６は、回転テーブル５を上昇させ
て所定の高さに配置する。

【００６２】したがって、本実施の形態によれば、セン
サ３０ａ，３０ｂによりスリット板１３等の位置を検出
し、衝突防止部３１でこれらの位置情報に基づいて撮影
距離ＦＣＤの適正な切換えて、回転テーブル５と回転・
昇降機構６とがこの適正な範囲外に移動しないようにし
たことで、回転テーブル５等がスリット板１３等に衝突
することを防止することができ、回転テーブル５等を安
全に移動させることができる。

【００６３】［第２の実施の形態の変形］図５は、コン
ピュータ断層撮影装置の要部の別の構成を示す図であ
り、フィルタ１４のＸ線焦点Ｆに対向する側面に近接セ
ンサ３２ａを設置するとともに、スリット板１３の検出
器３に対向する側面に近接センサ３２ｂを設置し、近接
センサ３２ａ，３２ｂをそれぞれ機構制御部８に接続し
た構成となっている。

【００６４】近接センサ３２ａ，３２ｂは、発光口から
光をペンシル状に発しており、発光口の近傍に物体が近
づいたときに反射光を検出してその検出信号を機構制御
部８に伝送する。例えば、近接センサ３２ｂは、真下近
傍（同図の位置ａ）に回転テーブル５が移動してきたと
きには反射光を検出するが、回転テーブル５が離れた位
置（同図の位置ｃ）にあるときには検出しない。また、
発した光が当たらない位置（同図の位置ｂ）にあるとき
には検出しない。

【００６５】シフト機構７が回転・昇降機構６等を水平
方向に移動させているとき、あるいは回転・昇降機構６
が回転テーブル５を上方向に移動させているとき、機構
制御部８は、近接センサ３０ａ，３０ｂからの検出信号
を受信した場合には、停止信号を機構制御部８に伝送し
て、回転テーブル５等の移動を停止する。これにより、
スリット板１３等に回転テーブル５等が衝突することを
防止することができる。

【００６６】次に、さらに別の衝突を防止する手法につ
いて説明する。

【００６７】図６は、コンピュータ断層撮影装置の要部
のさらに別の構成を示す図であり、その特徴としては、
スリット移動機構１６がスリット板１３とフィルタ１４
を移動するときにＸ線焦点Ｆとスリット板１３の中心線
との距離ＦＳＤを衝突防止部３３に伝送し、シフト機構
７が回転テーブル５と回転・昇降機構６を移動するとき
に撮影距離ＦＣＤを衝突防止部３３に伝送し、回転・昇
降機構６が回転テーブル５を上下方向に移動するときに
回転テーブル５の上面までの高さＨを衝突防止部３３に
伝送するようにして、衝突防止部３３で、これらの位置
情報に基づいてスリット板１３や回転テーブル５等の各
部分が衝突しないように干渉条件を算出し、いずれかの
機構による各部分の移動がこの干渉条件に該当する場合
には、停止信号を機構制御部８に伝送して該当した部分
の移動を停止するようにしたことにある。移動する各部
分の内の２つが干渉する干渉条件は、例えば以下のよう
に全組合せごとに決められ、いずれかの干渉条件が満た
されたとき、該当する移動に停止信号が発せられる。

【００６８】

【数１】（１）スリット板１３、フィルタ１４と回転テ
ーブル５の干渉条件 （ＦＣＤ≦ＦＳＤ＋ｄ３＋Ｒ＋α）かつ （ＦＣＤ≧ＦＳＤ−ｄ２−Ｒ−α）かつ （Ｈ≧ｈ２−α） （２）Ｘ線発生装置１と回転テーブルの干渉条件 （ＦＣＤ≦ｄ１＋Ｒ＋α）かつ （Ｈ≧ｈ１−α） ここで、ｄ１はＸ線焦点ＦとＸ線発生装置１のフィルタ
１４に対向する側面との距離、ｄ２はフィルタ１４のＸ
線焦点Ｆに対向する側面とスリット板１３の中心線との
距離、ｄ３はスリット板１３の中心線からスリット板１
３の表面までの距離、ｈ１はＸ線発生装置１の下面まで
の高さ、ｈ２はスリット板１３の下面までの高さであ
る。

【００６９】また、被検体４ｂと各部分との干渉条件を
追加することもできる。この場合には、被検体４ｂの最
大高さｈと最大半径ｒとを予め衝突防止部３３に設定し
ておき、例えば以下のような干渉条件とする。

【００７０】

【数２】（３）スリット板１３・フィルタ１４と被検体
４ｂの停止条件 （ＦＣＤ≦ＦＳＤ＋ｄ３＋ｒ＋α）かつ （ＦＣＤ≧ＦＳＤ−ｄ２−ｒ−α）かつ （Ｈ＋ｈ≧ｈ２−α） （４）Ｘ線発生装置１と被検体４ｂの干渉条件 （ＦＣＤ≦ｄ１＋ｒ＋α）かつ （Ｈ＋ｈ≧ｈ１−α） さらに、各部分と検出器３との干渉条件を追加すること
もできるが、各部分が検出器３に衝突しないことが明ら
かである場合にはその必要はない。また、上記において
は、各部分を停止する条件を計算することとしたが、停
止させない条件を計算して当該条件を満たさない部分に
ついて移動を停止するようにしてもよい。

【００７１】［第３の実施の形態］本実施の形態に係る
コンピュータ断層撮影装置の基本的な構成は図１と同様
であり、スリット機構１５だけが異なる構成となってい
る。図７は、本実施の形態に係るスリット機構の構成を
示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面
図である。同図のスリット機構は、スリット板３５ａ，
３５ｂが横方向に並べられ、スリット板３５ｃ，３５ｄ
が縦方向に並べられて、互いにぶつからないように段違
いにに配置されている。スリット板３５ａ，３５ｂの開
口幅及びスリット板３５ｃ，３５ｄの開口幅は、スリッ
ト開口４１の縦横の幅を形成している。また、スリット
板３５ａ乃至３５ｄのそれぞれをスリット駆動部３６ａ
乃至３６ｄがそれぞれ独立に移動させることによって、
スリット開口４１の縦横の幅と位置を自在に変更できる
ようになっている。

【００７２】スリット駆動部３６ａは、ボールナット３
９がスリット板３５ａに固着されているとともにボール
ネジ３８に契合されており、モータ４０ａによりボール
ネジ３８を回転させてボールナット３９を上下方向に移
動することにより、スリット板３５ａを上下方向に移動
するようになっている。他のスリット駆動部も同様の構
成であるが、スリット駆動部３６ｃ，３６ｄにおいて
は、スリット板３５ｃ，３５ｄを左右方向に移動するよ
うになっている。なお、同図においては、図２に示した
フレーム２２やホルダ２６、フィルタ１４等は省略して
ある。

【００７３】図８（ａ）は、このようなスリット機構を
用いて被検体の透過像を検査するときの表示部１０の表
示画面を示す図である。この表示画面は白黒階調で表示
され、検出器３で検出したＸ線量が少いほど黒く表示す
るものとする。

【００７４】透過像４ｃの全体を観察する場合には、ス
リット開口４１の縦横の幅に対応して形成される表示画
面上のスリット視野４６ａの範囲内に透過像４ｃが入る
ように、各スリット板を移動させる。具体的には、スリ
ット板３５ａ，３５ｂをそれぞれ独立に上下方向に移動
させてスリット開口４１の上下の幅を変更し、スリット
板３５ｃ，３５ｄをそれぞれ独立に左右方向に移動させ
てスリット開口４１の左右の幅を変更する。

【００７５】ここで、透過経路が長くＸ線の吸収が大き
な部分にある注目部分４５（鋳物のスなど）が黒くつぶ
れて観察できない場合には、まず、各スリット板を移動
させてスリット視野４６ａを狭めて４６ｂとし、注目部
分４５近傍だけが表示されるようにする。そして、管電
圧を上げＸ線発生装置１が放射するＸ線エネルギーを増
加させれば、透過像上にハレーションが起こることな
く、注目部分４５を観察することができる。

【００７６】図８（ｂ）は、断層撮影を行うための位置
設定をするときの表示画面を示す図である。スライス線
４７は、撮影断層面１１に対応する表示画面上の線であ
る。操作者は、この表示画面を参照しつつ回転テーブル
５を上下方向に移動させ、被検体の撮影対象となる断層
面の位置をスライス線４７に合わせる。次に、スリット
板３５ａ，３５ｂを移動させてスリット視野４６ｃの上
下の幅、すなわちＸ線ビームの厚さをスライス線４７を
中心とする撮影に最低限必要な範囲に制限するととも
に、スリット板３５ｃ，３５ｄを移動させてスリット視
野４６ｃの左右の幅を、回転テーブル５が一回転したと
きのいずれの角度においても被検体がＸ線ビームからは
み出さない範囲に制限する。このように各スリット板を
移動させてＸ線ビームの形状を定めた後に、断層画像の
撮影を開始する。

【００７７】したがって、本実施の形態によれば、４枚
のスリット板３５ａ乃至３５ｄをそれぞれ独立に移動で
きるようにして、スリット開口４１の縦横の幅と位置を
自在に変更可能としたことで、透過像４ｃの注目部分４
５をＸ線エネルギーを増加させて観察する場合には、ス
リット開口４１を狭めるとともにその位置を注目部分４
５に合わせることにより、ハレーションの発生を防止し
て高品質な透過像を得ることができる。

【００７８】また、断層画像を撮影する場合には、スリ
ット開口４１の縦横の幅を撮影に最低限必要な範囲に制
限することにより、被検体内部での散乱Ｘ線の発生を減
少させ、高品質な断層画像を得ることができる。

【００７９】なお、本実施の形態においては、各スリッ
ト板を段違いに配置することとしたが、スリット板３５
ａ，３５ｂの組、もしくはスリット板３５ｃ，３５ｄの
組については、それぞれ段を設けないように構成しても
よい。

【００８０】また、本実施の形態においては、各スリッ
ト板を移動させるために各スリット駆動部ではボールネ
ジ３８を用いることとしたが、これに限られるものでは
ない。

【００８１】［第４の実施の形態］図９は、本実施の形
態に係るコンピュータ断層撮影装置の構成を示す図であ
る。検出器３は、Ｘ線Ｉ.Ｉ.５１とテレビカメラ５４と
を有する構成である。Ｘ線Ｉ.Ｉ.５１は、検出面５２で
検出したＸ線を光信号に変換して可視光の像として出力
面５３から出力する。テレビカメラ５４は、この光信号
を一対のレンズ５５ａ，５５ｂを介して光センサ５７上
に結像する。レンズ５５ａ，５５ｂの中間には直径可変
の円形の開口を有するレンズ絞り５６が配置され、その
開口を調節することで光信号の光量、すなわち結像の明
るさを調節するようになっている。レンズ絞り制御部５
９は、データ処理部９からの指令に従ってレンズ絞り５
６の開口を調節する。回路部５８では、光センサ５７上
に結像された光信号を所定のダイナミックレンジ内で微
小な電気信号に変換し、これを所定の増幅率で増幅して
データ処理部９へ伝送する。なお、図１と同一物には同
一の符号を付すこととし、ここでは説明を省略する。

【００８２】図１０は、レンズ絞りの制御を説明するた
めの図である。被検体の種類に応じてＸ線エネルギー等
の撮影条件を変更する場合には、操作者は、データ処理
部９を用いてその変更事項、例えば管電圧Ｖ、管電流
Ｉ、フィルタ１４の厚さｔ等を設定する。これらの設定
値は、レンズ絞り部５９に伝送される。

【００８３】このように撮影条件を変更した場合には、
Ｘ線Ｉ.Ｉ.５１の検出面５２に入射するＸ線強度が変化
することとなる。ここで、レンズ絞り制御部５９では、
これらの設定値に対応するレンズ絞り５６の開口のサイ
ズを予め所定の記憶部にテーブルとして記憶しておき、
データ処理部９から伝送されてきた設定値に応じて開口
のサイズを選択し、レンズ絞り５６の開口を変更するこ
とによって、光センサ５７上に結像された光信号の最大
光量が略一定となるように制御する。

【００８４】したがって、本実施の形態によれば、撮影
条件に応じてレンズ絞り５６の開口を変更するようにし
たことで、撮影条件によって検出面５２に入射するＸ線
強度が変化しても光センサ５７上に結像された光信号の
最大光量は撮影条件に関わらず略一定となり、光信号を
電気信号に変換する際にダイナミックレンジの範囲外と
なることを防ぐことができ、もって高品質な画像を得る
ことができる。

【００８５】また、撮影条件として検出距離ＦＤＤを変
更する場合には、検出距離ＦＤＤの変更に対応するレン
ズ絞り５６の開口のサイズについても予め所定の記憶部
に記憶しておくようにすればよい。かかる場合にも、上
記と同様の効果を得ることができる。

【００８６】［第４の実施の形態の変形］第４の実施の
形態においては、レンズ絞り制御部５９で予め記憶して
おいたテーブルを用いてレンズ絞り５６の開口のサイズ
を選択することとしたが、この開口のサイズは、計算に
よって求めるようにしてもよい。例えば、被検体４ａを
透過していない出力面５３上の光信号の強度Ｌの概略値
を次式により求め、これを利用することが考えられる。

【００８７】

【数３】Ｌ＝Ａ・Ｉ・Ｖ^B・ｅｘｐ｛−μ（Ｖ）×ｔ｝
／（ＦＤＤ²） ここで、Ａは所定の定数、Ｂは２．０〜２．５の範囲内
の数値、μ（Ｖ）は単位厚さ当たりのフィルタ１４によ
るＸ線の吸収係数であり管電圧Ｖの関数として与えられ
る。

【００８８】レンズ絞り制御部５９では、このようにし
て求めた光信号の強度Ｌに反比例してレンズ絞り部５６
の開口の面積を調節するようにする。かかる場合におい
ても、上記と同様の効果を得ることができる。

【００８９】また、第４の実施の形態においては、予め
記憶しておいたテーブルからレンズ絞り５６の開口のサ
イズを自動的に選択することとしたが、操作者がレンズ
絞り５６の開口幅ｄｉを電動で自由に調節することので
きる開口調節部を設けてもよい。この場合、操作者は、
表示部１０に表示された透過像を目視しながら、明るす
ぎてハレーションが起きたり暗すぎたりしないようにレ
ンズ絞り５６の開口を調節する。ここで、透過像の最も
明るい部分（もしくは空気部分）や最も暗い部分が数値
表示されるようにしたり、透過像の明度分布がグラフで
表示されるようにすれば、より正確にレンズ絞り５６の
開口を調節可能となる。かかる場合においても、上記と
同様の効果を得ることができる。

【００９０】［第５の実施の形態］図１１は、本実施の
形態に係るコンピュータ断層撮影装置の構成を示す図で
あり、その特徴としては、図１の検出器３に代えてフォ
トダイオードアレイとシンチレータを組み合わせた平面
固体Ｘ線検出器７０を設置して、検出距離ＦＤＤの変更
に伴う幾何歪の変化を防止するようにしたことにある。
検出器シフト機構７２は、平面固体Ｘ線検出器７０をそ
の検出面７１が撮影断層面１１に略垂直な状態を維持し
たまま水平方向に移動するようになっている。なお、そ
の他、図１と同一物には同一の符号を付す。

【００９１】図１２は、Ｘ線Ｉ.Ｉ.を用いたときの検出
距離ＦＤＤと幾何歪との関係を示す図である。同図の上
側は、Ｘ線Ｉ.Ｉ.の検出面５２の直前に縦方向に平行な
格子を有するグリッド７３を配置し、検出面５２とグリ
ッド７３との位置関係を維持した状態でＸ線焦点Ｆまで
の検出距離ＦＤＤを小、中、大の３つに変更した様子を
示す正面図である。同図の下側は、それぞれの検出距離
ＦＤＤにおけるグリッド７３の透過像７５を表示部１０
で表示したときの表示画面７４を示す図である。同図に
示すように、Ｘ線Ｉ.Ｉ.の検出面５２が曲面であるた
め、検出距離ＦＤＤが小さい程グリッドの透過像７５の
端部が曲折して表示され、検出距離ＦＤＤが大きい程こ
の曲折が低減して表示される。このことは、検出距離Ｆ
ＤＤの値によって幾何歪が変化することを示しており、
従来のＣＴスキャナにおいては、検出距離ＦＤＤを変更
するたびに、このようなグリッドを撮影して幾何歪を較
正する必要があった。

【００９２】これに対して、平面固体Ｘ線検出器７０を
用いた場合には、その検出面７１は平面であるので検出
距離ＦＤＤを変更しても幾何歪が変化することはなく、
幾何歪の較正は、フォトダイオードの配列の精度を補正
するために一度だけ行うようにすれば足りる。

【００９３】したがって、本実施の形態によれば、平面
固体Ｘ線検出器７０を用いてＸ線を検出するようにした
ことで、検出距離ＦＤＤを変更する度に幾何歪を較正す
る煩雑さがなくなり、撮影条件に応じて柔軟に検出距離
ＦＤＤを変更することができ、もって高品質な画像を容
易に得ることができる。

【００９４】［第５の実施の形態の変形］第５の実施の
形態においては、平面固体Ｘ線検出器７０をフォトダイ
オードアレイとシンチレータとを組み合わせて構成する
こととしたが、半導体Ｘセンサを用いて構成するように
してもよい。また、検出面が平面であればその他の形式
による検出器を用いるようにしてもよい。かかる場合に
も上記と同様の効果を得ることができる。

【００９５】また、フォトダイオードアレイを用いるこ
とにより、フォトダイオードの配列の精度が十分に高い
と判断される場合には、一度だけ行うこととした幾何歪
の較正を省略してもよい。

【００９６】［第６の実施の形態］図１３は、本実施の
形態に係るコンピュータ断層撮影装置の構成を示す図で
あり、データ処理部９の出力を積分時間設定部８０に接
続し、積分時間設定部８０の出力を平面固体Ｘ線検出器
７０に接続した構成である。その他、図１１と同一物に
は同一の符号を付す。

【００９７】図１４は、平面固体Ｘ線検出器７０の内部
の構成を示す図である。３×３のマトリクス状に配置さ
れたそれぞれのフォトダイオードＤのカソード端子は、
それぞれ直流電圧源Ｅの正極性端子に接続され、それぞ
れのフォトダイオードＤのアノード端子は、それぞれ対
応するトランジスタＴを介してマトリクスの一行につき
一台ずつ配置されたオペアンプＵに接続されている。ま
た、フォトダイオードＤにはそれぞれコンデンサＣが並
列に接続されている。

【００９８】平面固体Ｘ線検出器７０の検出面７１がＸ
線を検出すると、図示していないシンチレータがそのＸ
線の強度に応じた光量で光を発し、この光を検出するこ
とによりフォトダイオードＤが導通してコンデンサＣに
光量に応じた量の電荷を蓄積させるようになっている。
この電荷は、トランジスタＴが導通したときに読み出さ
れ、アペアンプＵでサンプルアンドホールドされる。シ
フトレジスタ８２は、後述するように積分時間設定部８
０で設定した積分時間に基づいてクロック部８１が生成
するクロックのタイミングに従い、トランジスタＴの導
通・非導通の状態をマトリクスの一列を単位として行方
向に切り換えていく。マルチプレクサ８３は、クロック
部８１が生成するクロックのタイミングに従い、列方向
にオペアンプＵを切換えつつ、オペアンプＵによる出力
を順次読み出していく。この出力はアナログ信号として
得られるものであるので、このアナログ信号をＡ／Ｄ変
換部８４でデジタル信号に変換してデータ処理部９に伝
送する。データ処理部９では、画像加算によるノイズの
低減や断層画像の演算等の処理を行う。なお、同図にお
いては、簡単のため３×３のマトリクスとしたが、実際
には１０００×１０００程度とすることが実用的であ
る。

【００９９】被検体４ａを透過していないＸ線の検出面
７１上の強度は、操作者がデータ処理部９を用いて設定
する管電圧Ｖ、管電流Ｉ、フィルタ１４の厚さｔおよび
検出距離ＦＤＤ等の撮影条件によって変化する。

【０１００】ところが、これらの撮影条件によっては、
Ｘ線の強度が大きくなり、コンデンサＣの蓄積電荷のダ
イナミックレンジの範囲外となって、Ｘ線の強度の変化
に対応した信号が得られず、画質に劣化が生じる場合が
ある。

【０１０１】このような事態を防止するため、積分時間
設定部８０で行う積分時間の設定について説明する。

【０１０２】コンデンサＣ（積分器として機能する）に
蓄積される電荷量は、検出面７１上のＸ線の強度と積分
時間との乗算値として得られるものである。このことか
ら、撮影条件によってＸ線強度が変更されたとしても、
それに応じて積分時間を調節することで、この乗算値の
最大値を略一定とすることができる。

【０１０３】そこで、積分時間設定部８０では、撮影条
件に対応した積分時間Ｔｉをテーブルとして予め所定の
記憶装置に記憶しておくようにする。そして、操作者
が、データ処理部９を用いて管電圧Ｖ，管電流Ｉ、フィ
ルタ１４の厚さｔ等を設定したときに、積分時間設定部
８０は、これらの設定値に基づいて積分時間Ｔｉをテー
ブルから選択し、クロック部８１に伝送してクロックの
周期を定める。このようにして周期の定められたクロッ
クに基づいて、シフトレジスタ８２がトランジスタＴを
積分時間Ｔｉの期間ごとに微小時間導通させることで電
荷量をオペアンプＵに送るとともに電荷量をリセットさ
せる。これにより、この積分時間ＴｉだけコンデンサＣ
がＸ線強度を積分するようにする。

【０１０４】したがって、本実施の形態によれば、撮影
条件に応じて積分時間を設定するようにしたことで、コ
ンデンサＣの最大蓄積電荷が撮影条件に関わらず略一定
となり、ダイナミックレンジの範囲外となることを防止
することができ、もって高品質な画像を得ることができ
る。

【０１０５】［第６の実施の形態の変形］第６の実施の
形態においては、撮影条件に対応する積分時間を予めテ
ーブルとして所定の記憶装置に記憶しておくこととした
が、積分時間は、計算で求めるようにしてもよい。例え
ば、被検体４ａを透過していない検出面７１上のＸ線の
強度Ｌの概略値を次式により求め、これを利用すること
が考えられる。

【０１０６】

【数３】Ｌ＝Ａ・Ｉ・Ｖ^B・ｅｘｐ｛−μ（Ｖ）×ｔ｝
／（ＦＤＤ²） ここで、Ａは所定の定数、Ｂは２．０〜２．５の範囲内
の数値、μ（Ｖ）はフィルタ１４によるＸ線の吸収係数
であり管電圧Ｖの関数として与えられる。

【０１０７】積分時間設定部８０では、このようにして
求めたＸ線の強度Ｌに反比例して積分時間を変更するよ
うにする。かかる場合においても、上記と同様の効果を
得ることができる。

【０１０８】また、第６の実施の形態においては、積分
時間設定部８０でテーブルから適切な積分時間を自動的
に選択することとしたが、操作者が手動で積分時間を調
節することのできる積分時間調節部を設けるようにして
もよい。操作者は、表示部１０に表示された透過像を目
視しながら、明るすぎてハレーションが起きたり暗すぎ
たりしないように積分時間を調節する。ここで、透過像
の最も明るい部分（もしくは空気部分）や最も暗い部分
が数値表示されるようにしたり、透過像の明度分布がグ
ラフで表示されるようにすれば、より適切に積分時間を
調節可能となる。かかる場合においても、上記と同様の
効果を得ることができる。

【０１０９】また、フィルタ１４を電動で切り替えるよ
うにしてもよいし、検出距離ＦＤＤを変更できるように
してもよい。

【０１１０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
本発明によれば、スリット板を放射線源と被検体との間
又は被検体と検出器との間に切換配置可能としたこと
で、スリット板を放射線源と被検体との間に配置した場
合には、スリット板によりファン状とした放射線を被検
体に透過させることにより、被検体内部での散乱の発生
を減少でき、また、スリット板を被検体と検出器との間
に配置した場合には、被検体を放射線源に近付けること
により画質の高分解能化を図るとともに、被検体内で生
じた散乱線の検出器への入射をスリット板で低減でき、
もって画質の高品質化を図ることができる。

【０１１１】請求項２記載の本発明によれば、フィルタ
を放射線源と被検体との間又は被検体と検出器との間に
切換配置可能としたことで、フィルタを放射線源と被検
体との間に配置した場合には、フィルタによりエネルギ
ーが低く不要な放射線を減衰でき、また、フィルタを被
検体と検出器との間に配置した場合には、被検体を放射
線源に近付けることにより画質の高分解能化を図るとと
もに、被検体内で生じたエネルギーの低い散乱線や不要
な放射線をフィルタで減衰でき、もって画像の高品質化
を図ることができる。

【０１１２】請求項３，４に記載の本発明によれば、ス
リット板あるいはフィルタの位置あるいは前記被検体を
移動配置させる移動配置手段との相対位置を検出し、こ
れらの位置情報に基づいてスリット板あるいはフィルタ
と前記移動配置手段との衝突を防止するようにしたこと
で、スリット板あるいはフィルタを放射線源と被検体と
の間又は被検体と検出器との間に安全に切換配置するこ
とができる。

【０１１３】請求項５記載の本発明によれば、前記スリ
ット板を、開口幅を調節可能な第１のスリット板と、こ
の第１のスリット板に交差して開口幅を調節可能な第２
のスリット板とにより構成したことで、透過像の任意の
注目部分について放射線強度を増加させて観察する場合
には、それぞれのスリット板の開口幅を狭めるとともに
開口の位置をその注目部分に合わせることにより、放射
線量の増加によるハレーションの発生を防止でき、もっ
て高品質の透過像を得ることができる。

【０１１４】請求項６記載の本発明によれば、放射線強
度やフィルタの種類等の撮影条件の変更に応じて光セン
サ上に結像される光信号の光量を調節可能にしたこと
で、光信号の最大光量が撮影条件に関わらず略一定とな
り、この光信号を電気信号に変換する際にダイナミック
レンジの範囲外となることを防ぐことができ、もって画
像の高品質を維持しつつ撮影条件を柔軟に変更すること
ができる。

【０１１５】

【０１１６】請求項７記載の本発明によれば、放射線強
度に応じて積分器による放射線の強度の積分時間を調節
するようにしたことで、積分器の最大出力信号が撮影条
件に関わらず略一定となり、ダイナミックレンジの範囲
外となることを防止することができ、もって画像の高品
質を維持しつつ撮影条件を柔軟に変更することができ
る。

【０１１７】請求項８記載の本発明によれば、スリット
板あるいはフィルタを放射線源と被検体との間に配置し
た場合には、スリット板により整形した放射線を被検体
に透過させることにより被検体内部での散乱の発生を減
少でき、また、フィルタによりエネルギーの低い不要な
放射線を減衰でき、もって画像の高品質化を図ることが
できる。一方、スリット板あるいはフィルタを被検体と
検出器との間に配置した場合には、被検体を放射線源に
近付けることにより画像の高分解能化を図ることができ
るとともに、スリット板により被検体内で生じた散乱線
の検出器への入射を低減でき、また、フィルタによりエ
ネルギーの低い不要な放射線を減衰でき、もって画像の
高品質化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影
装置の構成を示す図である。

【図２】スリット機構１５の詳細な構成を示す図であ
る。

【図３】スリット板１３、フィルタ１４、被検体４の位
置関係を示す図である。

【図４】第２の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影
装置の要部の構成を示す図である。

【図５】コンピュータ断層撮影装置の要部の別の構成を
示す図である。

【図６】コンピュータ断層撮影装置の要部のさらに別の
構成を示す図である。

【図７】第３の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影
装置のスリット機構の構成を示す図である。

【図８】透過像を表示させた表示部１０の画面を示す図
である。

【図９】第４の実施の形態に係るコンピュータ断層撮影
装置の構成を示す図である。

【図１０】レンズ絞りの制御を説明するための図であ
る。

【図１１】第５の実施の形態に係るコンピュータ断層撮
影装置の構成を示す図である。

【図１２】Ｘ線Ｉ.Ｉ.を用いたときの検出距離ＦＤＤと
幾何歪との関係を示す図である。

【図１３】第６の実施の形態に係るコンピュータ断層撮
影装置の構成を示す図である。

【図１４】平面固体Ｘ線検出器７０の内部の構成を示す
図である。

【図１５】従来のコンピュータ断層撮影装置の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１，１０１…Ｘ線発生装置 ２ａ，２ｂ，１０２…Ｘ線ビーム ３，１０３…検出器 ４，４ａ，４ｂ，１０４…被検体 ５，１０５…回転テーブル ６…回転・昇降機構 １０６…回転機構 ７，１０７…シフト機構 ８，１０８…機構制御部 ９，１０９…データ処理部 １０，１１０…表示部 １１，１１１…撮影断層面 １２，１１２…回転軸 ５１，１１３…Ｘ線Ｉ.Ｉ. ５４，１１４…テレビカメラ １３ａ，１３ｂ，…スリット板 １４…フィルタ １５…スリット機構 １６…スリット移動機構 １７…Ｘ線制御部 １８，４１…スリット開口 ２０…散乱Ｘ線 ２２…フレーム ２３ａ，２３ｂ…ボールネジ ２４ａ，２４ｂ…ボールナット ２５ａ，２５ｂ…モータ ２６…ホルダ ２７ａ，２７ｂ…スプリング ３０ａ，３０ｂ…センサ ３１，３３…衝突防止部 ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ…スリット板 ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ…スリット駆動部 ３７…レール ３８…ボールネジ ３９…ボールナット ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ…モータ ４４…表示画面 ４５…注目部分 ４ｃ…透過像 ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…スリット視野 ４７…スライス線 ５２…検出面 ５３…出力面 ５５ａ，５５ｂ…レンズ ５６…レンズ絞り ５７…光センサ ５８…回路部 ５９…レンズ絞り制御部 ７０…平面固体Ｘ線検出器 ７１…検出面 ７２…検出器シフト機構 ７３…グリッド ７４…表示画面 ７５…グリッドの透過像 ８０…積分時間設定部 ８１…クロック部 ８２…シフトレジスタ ８３…マルチプレクサ ８４…Ａ／Ｄ変換部 Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３…トランジスタ Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３…コンデンサ Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３…ダイオード Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３…オペアンプ Ｃ…回転中心 Ｄ…検出面中心 Ｅ…直流電圧源 Ｆ…Ｘ線焦点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−93351（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−160351（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258257（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−47554（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 23/04 A61B 6/00 - 6/03

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線源と検出器との間に被検体を配置
   し、前記放射線源が放射した放射線を検出器で検出する
   ことにより前記被検体の断層画像を得るコンピュータ断
   層撮影装置において、 放射線の形状を整形するためのスリット板と、 このスリット板を前記放射線源と前記被検体との間又は
   前記被検体と前記検出器との間に切換配置可能とした切
   換配置手段と、 を有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
2. 【請求項２】 放射線源と検出器との間に被検体を配置
   し、前記放射線源が放射した放射線を検出器で検出する
   ことにより前記被検体の断層画像を得るコンピュータ断
   層撮影装置において、 不要な放射線を減衰させるためのフィルタと、 このフィルタを前記放射線源と前記被検体との間又は前
   記被検体と前記検出器との間に切換配置可能とした切換
   配置手段と、 を有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
3. 【請求項３】 前記スリット板の位置あるいは前記スリ
   ット板と前記被検体を移動配置させる移動配置手段との
   相対位置を検出する検出手段と、 この検出手段による位置情報に基づいて前記スリット板
   と前記移動配置手段との衝突を防止する衝突防止手段
   と、 を有することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ
   断層撮影装置。
4. 【請求項４】 前記フィルタの位置あるいは前記フィル
   タと前記被検体を移動配置させる移動配置手段との相対
   位置を検出する検出手段と、 この検出手段による位置情報に基づいて前記フィルタと
   前記移動配置手段との衝突を防止する衝突防止手段と、 を有することを特徴とする請求項２記載のコンピュータ
   断層撮影装置。
5. 【請求項５】 前記スリット板は、開口幅を調節可能な
   第１のスリット板と、この第１のスリット板に交差して
   開口幅を調節可能な第２のスリット板とからなることを
   特徴とする請求項１又は３記載のコンピュータ断層撮影
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のコン
   ピュータ断層撮影装 置において、 前記検出器は、検出した放射線を光信号に変換する変換
   器と、 この変換器で変換された光信号を光センサ上に結像する
   レンズと、検出した放射線の強度 に応じて前記光センサ上に結像さ
   れる光信号の光量を調節する光量調節手段と、 を有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれかに記載のコン
   ピュータ断層撮影装置において、 前記検出器は、２次元的に配列され、前記放射線の強度
   を検出するための半導体センサ素子と、 この半導体センサ素子により検出された放射線強度を積
   分する積分器と、を有し、 前記積分器は、前記半導体センサ素子により検出された
   放射線強度に応じて前記積分の時間が調節されるように
   構成されたことを特徴とするコンピュータ断層撮影装
   置。
8. 【請求項８】 放射線源と検出器との間に被検体を配置
   し、被検体を透過させた放射線源からの放射線を検出器
   でスリット板又はフィルタの少なくとも一方を介して検
   出することにより前記被検体の断層画像を得るコンピュ
   ータ断層撮影方法において、 前記スリット板あるいは前記フィルタを、前記放射線源
   と前記被検体との間又は前記被検体と前記検出器との間
   に切換配置可能にしたことを特徴とするコンピュータ断
   層撮影方法。