JP3569038B2 - Ｘ線ｃｔ装置のスキャナー構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線により患者などの被検体の断層映像を得る医療用のＸ線ＣＴ装置に関し、特に、かかるＸ線ＣＴ装置のスキャナー機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療用Ｘ線ＣＴ装置では、特に、かかるＸ線ＣＴ装置のスキャナー機構においては、Ｘ線発生器から照射されるＸ線ビームは、上記Ｘ線発生器のＸ線照射口のすぐ近くに配置され、Ｘ線ビームのスライス幅方向を遮蔽するいわゆるコリメータにより規制され、これにより、スライス幅方向にビーム幅の狭いコリメートされたＸ線が形成される構造となっている。この様にして発生器から照射され、そして、スライス方向に形成されたＸ線は、被検体を通過した後、対向する位置に配置された検出器に照射され、そこで電気的な信号に変換される。また、このコリメータによるＸ線ビームのスライス幅方向での規制は、その目的に応じてコリメータの開口幅を変更し、これにより、いわゆるスライス幅可変計測が行なわれてていた。
【０００３】
さらに、従来のＸ線ＣＴ装置では、そのＸ線検出器内でのスライス幅方向での感度のばらつき（いわゆる、感度ムラ）が大きい事に起因して、実際にＸ線を検出するＸ線検出体への入射面の直前において、この入射するＸ線入射幅を規制するための、例えば金属体などをスライス幅方向の両側に配置して、Ｘ線ビームを遮る構造を用いたり、あるいは、検出器ケースの壁厚をＸ線入射口以外は厚くしてＸ線ビーム幅を規制するなどの工夫により、Ｘ線検出器内でのスライス幅方向のコリメータ機能を実現することがなされている。
【０００４】
また、Ｘ線管球の焦点サイズが大きい場合には、薄い幅のＸ線ビームをＸ線発生器側に設けたコリメータだけで得ることは物理的にも困難である。そのため、狭いスライス計測を行なう目的で、図１２（ａ）に示すように、Ｘ線ビームを制限するコリメータ（ポストコリメータ）を、さらに、検出器側にも配置する方法が取られている。このように、これら従来技術になる既存のポストコリメータは、計測すべきＸ線ビーム幅を積極的に制限する方法で使用されてはいるが、本来、このようなポストコリメータは、単純に、薄いスライス計測を実現する目的で用いられているものであり、例えば一番スライス幅の厚い計測や、あるいは、一番薄いスライス幅での計測用に、それぞれ、専用にその幅が固定されて用いられるのが一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、これはＸ線撮影装置の全てについても言える事だが、被検体にＸ線が当たる事で被検体内部から散乱Ｘ線が発生し、この被検体内部での散乱Ｘ線が計測中の画像のコントラストの低下や各種アーチファクトを発生させる。そのため、かかる散乱Ｘ線による悪影響を解消するため、種々の散乱線除去や補正方法が考案されているが、しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置のハード面での計測においては、最初に説明したように、被検体で発生してスライス幅方向から混入する散乱線に対しての除去機能に関しては、何等の考慮もされていない。
【０００６】
特に、一般的なＣＴ装置では被写体言計測中心位置でのスライス幅が１０ｍｍになる計測系を構成することが基本となっていることから、計測スライス幅が狭い場合でも検出器側の開口幅は一定になっているため、図１２（ｂ）に示すように、中間的なスライス計測ではスライス方向からの散乱線の混入割合が多くなり、最終画像の一様性の悪化やダークバンドアーチファクトが発生しやすい構造であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の従来技術に鑑み、Ｘ線ＣＴ装置でのスライス幅方向からの散乱線を低減し、検出器の計測データに混入する散乱Ｘ線を少なくし、もって画像の一様性や各極アーチファクトの低減とコトラスト分解能を向上することの可能なＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造を提供することを目的とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部を通過する被検体にファンビームＸ線を照射して被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造であって、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生されるＸ線をスライス幅方向の所定のビーム幅に規制してファンビームＸ線を得るコリメータと、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記開口部を介して前記Ｘ線発生装置とコリメータとに対向する位置に配置され、前記被検体を通過したファンビームＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器とを備えたものにおいて、
さらに、前記被検体と前記検出器との間の任意の位置にポストコリメータを配置すると共に、このポストコリメータは、前記コリメータによってスライス幅が規制されたファンビームＸ線のスライス幅方向においてこのスライス幅の両側端部から所定の距離だけ外側に離れて互いに平行に配置可能な２つの金属部材と、設定スライス幅に対応しそれよりも外側に離れた幅の平行間隔となるように、上記２つの金属部材相互をファンビームＸ線のスライス幅方向に移動させる手段とを具え、もって、前記部材間の幅をファンビームＸ線のスライス幅に応じて可変にしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造を開示する。
【０００９】
更に本発明は、開口部を通過する被検体にファンビームＸ線を照射して被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造であって、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生されるＸ線をスライス幅方向の所定のビーム幅に規制して、ファンビームＸ線を得るコリメータと、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記開口部を介して前記Ｘ線発生装置とコリメータとに対向する位置に配置され、前記被検体を通過したＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器と、前記被検体と前記検出器との間の任意の位置に、配置したポストコリメータとを備えると共に、ポストコリメータは、
ポストコリメータ配置位置でのファンビームＸ線のファンビーム幅に沿う長さを有し、且つファンビームＸ線のスライス方向に任意の平行間隔が設定可能な、互いに平行配置される第１、第２の金属部材と、
この第１、第２の金属部材の長さ方向の両端である第１、第２の端部を支持して、第１、第２の端部を第１、第２の金属部材の長さ方向と直角な方向である平行間隔方向への移動可能な移動機構と、
複数のスライス幅に対応すると共に、その各幅よりも広い間隔の幅の複数段差部を長手方向に沿って順に有する第１、第２のスリットと、
上記第１、第２の端部のそれぞれの第１、第２の金属部材の間に上記第１、第２のスリットを挿入して、移動機構に沿って動く金属部材間の平行間隔が設定スライス幅に対応して選んだ第１、第２のスリットの段差部の幅となるように、当該段差部を第１、第２の金属部材間に当接させて位置決めを行う第１、第２の駆動機構と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造を開示する。
【００１０】
【作用】
上述のように、本発明により提案されるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造によれば、前記Ｘ線発生装置により発生されて前記コリメータによりスライス幅方向の幅が規制されたファンビームＸ線は、Ｘ線ＣＴ装置の開口部を通過する被検体を通り、対向して配置された検出器により検出される。同時に、被検体やその他の計測装置自体に照射されたＸ線ビームにより散乱Ｘ線が発生されるが、この散乱Ｘ線は、前記ポストコリメータを構成する２つの金属部材により遮蔽あるいは吸収され、前記検出器へのスライス幅方向からの混入を低減し、もって、Ｘ線ＣＴ装置により得られる画像の一様性や各種アーチファクトの低減とコトラスト分解能を向上することが可能になる。すなわち、Ｘ線ビームに接しないある距離をおいてＸ線ビームのスライス幅方向の両端部に金属部材を配置することで、前記検出器の検出面から見た被検体の見込角度が狭められることから、スライス幅方向からの被検体やその他の計測装置自身から発生される散乱線を除去して、計測データに混入する散乱線の割合を低減することが出来る。そして、このポストコリメータを構成する金属部材は、コリメータによってスライス幅が規制されたＸ線ビームのスライス幅方向において両側端部から所定の距離だけ離れて互いに平行に配置されていることから、本来計測されるべきデータを有効に計測でき、Ｘ線利用効率を下げる事がない。
【００１１】
さらに、前記ポストコリメータにおいて、ポストコリメータを構成する平行な２つの金属部材を、前記Ｘ線ビームのスライス幅方向に移動させる手段を含むことにより、これを適宜調整可能とすることにより、それぞれの測定に最適の幅の調整を行って、常に、画像の一様性を確保し、各種アーチファクトの少ない、かつ、コトラストや分解能の向上を計った優れた断層画像を得ることが可能になる。また、以下の実施例のように、特に、Ｘ線発生装置側に配したＸ級ビーム幅を規制するコリメータの設定開口幅に連動して検出器側コリメータの開口幅を可変にすることにより、さらに、中間的なスライス幅での計測でも、最適な検出器側コリメータ開口幅が設定されるため、スライス方向からの散乱線混入割合が効率良く低減され、もって、高画質の画像を堤供する事が出来る。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例の詳細について、添付の図面を参照しながら説明を行う。
図２は本発明の一実施例になるＸ線ＣＴ装置の構造を示す。まず、図２（ａ）は、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線計測系を正面から見た図を示し、図２（ｂ）は、Ｘ線ＣＴ装置の側面図である。図において、Ｘ線管球またはＸ線発生装置２からはＸ線が照射され、照射されたＸ線は、まず、Ｘ線管球側に設けられたコリメータ３によりスライス方向の幅が規制される。このスライス方向の幅が規制されたＸ線は、上記のＸ線発生装置２及びコリメータ３に対向した位置に配置された湾曲形状のＸ線検出器５に入射し、これにより、検出器５では入射したＸ線の強度が電気信号に変換され、もって、電気的な信号が出力される。
【００１３】
上述のようなＸ線の計測系は、図３に示すようなＣＴスキャナー１０（本図ではスキャナー装置外見のカバーをさす）に内蔵されており、患者などの被検体は寝台テーブル２０上に寝て、この寝台テーブル２０をスキャナーガントリ開口１１の中に順次移動することにより、患者である被検者のＸ線による計測がなされる。
【００１４】
そして、本発明によれば、ポストコリメータ１（より詳細には、符号１Ａあるいは１Ｂで示される）は、上記スキャナー１０のスキャナーガントリ開口１１から検出器５までの間の空間の任意の位置に設定される。具体的には、図１中に実線で示したポストコリメータ１Ａは、上記検出器５と同じように、Ｘ線装置の焦点を起点とした（すなわち、上記Ｘ線発生装置２を中心とした）円弧上に、あるいは、図中に破線で示すように、ポストコリメータ１Ｂは上記ガントリ開口１１に沿って円弧形状に設けられてもよい。
【００１５】
このような構成のＸ線ＣＴ装置では、図２（ｂ）に示すように、Ｘ線装置２から発生されたＸ線ビームは、上記のコリメータ３でスライス幅の方向に制限を受け、これにより、薄いＸ線ビーム４になる。なお、このＸ線ビームを薄いＸ線ビームにする方法としては、コリメータ３内に装着された最低限２枚のＸ線遮蔽物により達成されるが、この遮蔽物の形状としては、例えば板状のものや複数のスリット幅が異なるサンドイッチ状の板構造体が、さらには、複数のスリットを有した回転筒状等、種々の方法が考案されている。また、ポストコリメータ１も、上記のコリメータ３と同様、最低限２枚のＸ線遮蔽物により構成されたものである。
【００１６】
基本的には、このコリメータ３は機械的に可動な構造となっており、また、上記ポストコリメータ１も同様な構造を備えている。すなわち、上記のコリメータ３を構成するＸ線遮蔽物は、コリメータ駆動装置６により動かされる。このように、コリメータの開口幅が可変されることによって、Ｘ線装置２からのＸ線は、そのビーム幅を変化することが可能になっている。同様に、上記のポストコリメータ１は、ポストコリメータ駆動装置７により、その開口幅が可変されるようになっている。また、図中の符号８は、上記コリメータ駆動装置６及びポストコリメータ駆動装置７を制御するスキャナー制御装置を示している。
【００１７】
上述のように、それぞれ、その開口幅が可変である上記両者のコリメータ、すなわち、コリメータ３及びポストコリメータ１の開口幅の制御について、以下にその操作方法を説明する。
（１）ここでは図示していないが、Ｘ線ＣＴ装置の操作卓等によって、装置の操作者は、計測する目的に応じて撮影条件を設定するが、この撮影条件の設定の際に、このスライス幅（代表例として１０、７、５、３、２、１ｍｍスライス計測）を設定する。
（２）Ｘ線装置２は、計測開始前にこれら操作者の設定条件を読み取り、ＣＴ装置の各部に対して、これら設定に必要な制御信号を伝送する。
（３）スキャナー制御装置８は、この制御信号を受け取って、各種スキャナー駆動装置の準備をすると共に、先程のコリメータ駆動装置６に制御信号を出し、計測を行う前に各種スライス計測に対応したコリメータ開口幅に調整し、さらに、ポストコリメータ駆動装置７にも制御信号を出し、ポストコリメータ１のＸ線遮蔽物をスライス幅方向に移動してポストコリメータ１の開口幅を変更する。なお、この実施例では、ポストコリメータ１は、上記コリメータ３と同様に、Ｘ線ビーム遮蔽構造をもっており、すなわち、この図の実施例では、簡単な２枚ブレード方式のものを示している。
（４）最後に、全ての装置で計測準備が完了した後に、計測を開始する。
【００１８】
ここで重要なのは、本発明になるポストコリメータ１は、計測用のＸ線ビーム４を制限する目的ではないため、図２（ｂ）や図１に示すように、ポストコリメータ１をＸ線ビーム４の両端から少し空間をおいた位置に設定されていることである。つまり、このポストコリメータ１は、本来、検出器５の検出面から見た被検体方向の見込角度は１８０度であるが、本発明になるポストコリメータ１を構成するＸ線遮蔽板のために、その見込角度θが制限され、もって、被験者内部で発生してスライス幅方向から検出器５へ混入する散乱線のみを低減するように設定されている。また、この実施例では、このポストコリメータ１も、上記のコリメータ３と同様、可変構造となっており、各スライス計測毎にポストコりメータの開口幅が変化あるいは調整されるのが特徴となってる。
【００１９】
次に、上述のようなポストコリメータとその駆動装置のより詳細な構造及び機構の実施例について、さらに、添付の図４及び図５を参照しながら以下に説明する。
まず、この駆動装置は、これらの図からも明らかなように、図中に１００番台の符号で示される各構造体の組合わせにより構成されており、これら構造体は計測用Ｘ線ビーム４を遮ることのないように、ポストコリメータ１の両サイド側に配置されている。また、この図において、符号１００はポストコリメータフレームであり、符号１１０はスリット駆動系の機構を示している。なお、ポストコリメータ１は、検出器５のＸ線入射面側に配置されており、これはＸ線遮蔽効果の高い銅や真鍮等の金属材で作られており、また、コリメータ３は、Ｘ線発生装置２からのＸ線を散乱させて上記コリメータ３へ導くための、いわゆる補償物３’を備えている。
【００２０】
図５は、このようなポストコリメータ構造を真上から見たときの構造を示している。この例では、ポストコリメータ１とＸ線ビーム通過位置が空洞になっているポストコリメータフレーム１００の両者は、スライス幅方向に直線移動可能な直線軸受け構造体１０１により結合されており、ポストコリメータフレーム１００側が、図示していないスキャナー回転板（計測系が搭載される）または検出器５のケース面に固定され、ポストコリメータ１がスライス幅方向に自由に移動可能な構造になっている。また、ここでは、上記の直線軸受け構造だけではなく、単に、ポストコリメータ側面部に開けた穴に円柱状のガイド棒が挿入され、これによりポストコリメータ１がスライス幅方向に自由に動く構造でも良い。
【００２１】
なお、このポストコリメータ構造では、これらポストコリメータ１はコイルまたは板バネ等の押し当て構造体１０２によりスライス幅方向（軸方向）に押し当てられるようになっており、これによりポストコリメータ１の移動ガタをなくし、通常は、この２枚の金属板からなるポストコリメータ１は閉じられるような構造になっている。そして、計測スライスＸ線ビーム幅に対応した複数の開口幅を持ったスリット板１１１がこのポストコリメータ板間に挿入されており、このスリット板１１１はパルスモータ等の回転量制御が容易な駆動系等により構成されたスリット駆動系１１０により、図の矢印方向に可動することにより、このポストコリメータ１の開口幅を可変できるようになっている。
【００２２】
次に、図６により、上記にその駆動原理を説明したポストコリメータ構造について、そのより具体的な駆動機構の本発明の実施例になる構成について示す。図１３は図６（ｂ）の拡大図である。
図６（ａ）は、かかるポストコリメータ１の外観構造が示されており、この図からも明らかなように、湾曲した２枚の金属板を含むポストコリメータのフレーム２０１の両端には、それぞれ、駆動機構部２０２、２０２が設けられている。
【００２３】
図６（ｂ）には、上記の一方の駆動機構部２０２の拡大図が示されており、一対のポストコリメータの遮蔽板２０３、２０３が互いに対向して配置され、かつ、直線ガイド２０４により図中に矢印Ａ、Ａで示す方向にスライド可能に取り付けられている。すなわち、これにより、上記の一対のポストコリメータ遮蔽板２０３、２０３が図の矢印Ａ、Ａの方向にスライドすることにより、ポストコリメータ１のスライス幅の間隔は広がる。
【００２４】
また、上記の一対のポストコリメータ遮蔽板２０３、２０３にはローラ２０５が固定されており、このローラはカム２０６（上記図５のスリット板１１１に相当する）を両側から挟むようにされている。このカム２０６を両側から挟む力は、バネ２１０の復元力を利用している。また、上記のカム２０６には、いわゆるラック２０７が固定されており、さらに、このラック２０７には、モータ２０９の出力シャフトの先端に固定されたピニオン２０８が噛み合っている。
【００２５】
上記のようなポストコリメータ構造において、上記のモータ２０９が回転すると、モータ２０９の出力シャフト先端のピニオン２０８と噛み合っているラック２０７が図中の矢印Ｂの方向へ移動し、同時に、カム２０６も矢印Ｂの方向へ移動する。一方、上記のカム２０６はローラ２０５で支持されているので、カム２０６が矢印Ｂの方向へ移動すると、ローラ２０５は矢印Ａ方向へスライドすることとなる。また、図中の符号２１１はインタラプタであり、符号２１２は、例えばフォトセンサなどを利用して構成された上記インタラプタ２１１の位置を検知するための複数のセンサ（この実施例では、５個のセンサ）を示している。
【００２６】
上記のカム２０６は、また、複数の幅サイズを持ち、それは各スライス厚さに対応しており、上記複数のセンサの消灯により、４種類のスライス厚さに相当している。一例として、いま、３個のセンサ２１２−１、２１２−２、２１２−３の消灯のスライス厚さが３ｍｍスライスとする。そこで、装置の操作者がスライス幅としてこの「３ｍｍスライス」を選択すると、上記モータ２０９がピニオン２０８を回転し、ラック２０７が矢印Ｂの方向へ移動する。これにより、ローラ２０５がカム２０６により押し広げられ、これに伴って上記の一対のコリメータ２０３、２０３の間の間隔も広がる。そして、インタラプタ２１１の位置がセンサ２１２により判断されて所望の位置で停止する。この例では、インタラプタ２１１の位置が複数のセンサ２１２−１〜２１２−３を消灯する位置で停止することとなる。
【００２７】
さらに、添付の図７には、上記とは異なるポストコリメータ開口幅決定方法を採用したポストコリメータ構造を示す。ここで、上記の図５と同一の番号が付与された構成部分は上述と同様の機能を有しており、説明簡略のためその説明を省略する。すなわち、このポストコリメータ構造でも、やはり上記図５と同様な構造でポストコリメータ１が移動可能なようになっているが、少なくとも、一端の移動用ガイド棒がボールネジ１０３になっており、このボールネジ１０３はスリット駆動系１１０の回転運動がギヤまたは駆動ベルト等の伝達機構１０５により伝達され、これによってボールネジ１０３を回転することでポストコリメータ３が移動可能な構造となっている。
【００２８】
次に、本発明になるポストコリメータを、Ｘ線ＣＴ装置のスキャナー１０のスキャナーガントリ開口１１の円周部に配置した例を、図８を参照しながら示す。この他の実施例でも、２枚のＸ線遮蔽効果の高い金属板から構成されたポストコリメータ１’は、動作的には上記の図２のそれと全く同じであるが、その大きな違いは、単に、ポストコリメータ１’の形状が円環形になり、このポストコリメータ１’の位置は計測中心位置を起点にしている点である。ただし、その制御方法は図２に示した実施例と同じであり、そのためその説明は省略する。
【００２９】
上記の他の実施例になるポストコリメータ構造を図９に示す。上述のように、ポストコリメータ１’は円環状になっており、これら２つの円環がスライス方向に同一位置に配置されている。これらの２つの円環は、図９（ａ）に示すように、Ｘ線ビームを遮蔽しない位置に、すなわち、Ｘ線管球側の両端部の位置にポストコリメータフレーム３００が図示されないスキャナー回転フレームに固定されている。すなわち、直線軸受け機構３０１によりポストコリメータ１’とポストコリメータフレームが結合されているため、ポストコリメータ１’はスライス方向に自由に移動可能な構造となっている。ただし、この移動機構は、基本的には図４の例と同じであるため省略する。
【００３０】
さらに、図１０には、本発明の更に他の実施例として、上記図８及び図９の実施例のようなポストコリメータ１’を各スライス計測毎に可変とするものとは異なり、このポストコリメータ１”を固定する構造のものが示されている。この更に他の実施例の特徴は、スキャナーガントリ開口１１のＸ線ビーム通過位置のカバーを利用してシート状のＸ線遮蔽材を取り付けたことである。例えば、Ｘ線ビーム４が通過するカバー部の両側に、直接、カバーの表面または裏面にこのシート状のＸ線遮蔽材１”を取り付けたり、あるいは、図１０（ａ）に示すように、Ｘ線ビーム４の通過部分だけ別の低Ｘ線吸収素材１２（例としてアクリルの円環）からなる円環素材を取り付け、その表面のＸ線通過部の両側にＸ線遮蔽材１”を張り付けたる（円環素材の表面あるいは裏面のどちらでもよい）。さらに、Ｘ線通過部分がスペースとなり、あるいは、図１０（ｂ）に示すように、このスペース部分に低Ｘ線吸収シート１２等が差し込まれる場合はこのシート１２の両側面に、あらかじめ、Ｘ線通過部分の両側にシート状のＸ線遮蔽材１”を張り付けておいても良い。
【００３１】
このように、上記の他の実施例及び更に他の実施例において、本発明になるポストコリメータ１”を構成する円環状のＸ線遮蔽材は、符号３で示すような通常のコリメータの用途とは異なる。すなわち、このポストコリメータ１”の円環状のＸ線遮蔽材は、直接Ｘ線ビーム４を絞り込む用途ではなく、図１１に示すように、照射Ｘ線により患者など被検体の内部で発生する透過性の弱いＸ線の散乱線を削除することが目的である。そのため、このポストコリメータ１”を構成する円環状のＸ線遮蔽材としては、鉛材はおろか鉄や真鍮、銅、ステンレス板等の円環材やシート状の薄い材質でも良く、さらには、他の多くの金属体やＸ線遮蔽効果の高い板硝子や鉛含有アクリル材等種々の素材を利用することも可能である。また、特に、上記図１０に示した実施例では、上述のようなシート状のＸ線遮蔽材を張り付けるものにおいては、これに代えて、Ｘ線遮蔽効果の高い重金属粒子や鉛粒子を多く含んだＸ線遮蔽塗料を塗っても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造によれば、Ｘ線ＣＴ装置でのスライス幅方向からの散乱Ｘ線の検出器への混入、すなわち、検出器の計測データに混入する散乱Ｘ線の悪影響を低減し、もって、画像の一様性や各種のアーチファクトの低減、さらには、コトラストや分解能を向上することの可能で高品質の断層映像を得ることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することが可能となる。また、上記の本発明になるＸ線ＣＴ装置によれば、全ての幅のスライス計測に最適なポストコリメータ幅の設定が可能となり、かつ、各スライス計測でのスライス幅方向からの散乱Ｘ線の混入を最低限に抑制することが出来ることから、得られる画像の一様性や各種アーチファクトの低減とコントラスト分解能を向上することの可能なＸ線ＣＴ装置を堤供できるという、技術的にも優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造のポストコリメータの配置とその働きを説明する側面図である。
【図２】上記本発明の一実施例になるスキャナー構造の全体構成を示す正面及び側面図である。
【図３】上記本発明の一実施例になるスキャナー構造えお備えたＸ線ＣＴ装置の全体構造を示す斜視図である。
【図４】上記Ｘ線ＣＴ装置のスキャナー構造のより詳細な構造及び機構を説明するための正面図である。
【図５】上記図５のＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造におけるポストコリメータの原理構造を示す上面図である。
【図６】上記図５に示したＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造におけるポストコリメータの具体的な駆動機構を含めて示した全体斜視図及びその一部拡大図である。
【図７】上記図５のＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造におけるポストコリメータの変形例を示した上面図である。
【図８】本発明の他の実施例になるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造の全体構成を示す正面及び側面図である。
【図９】上記図８に示す他の実施例のスキャナー構造の駆動機構を説明する全体正面図及び一部拡大側面図である。
【図１０】本発明の更に他の実施例になる２つのスキャナー構造を示す一部拡大断面図である。
【図１１】上記の他の実施例及び更に他の実施例における計測時の散乱Ｘ線低減の原理的説明のための正面図及び側面図である。
【図１２】従来技術におけるＸ線ＣＴ装置におけるスキャナー構造の例を示す図である。
【図１３】図６（ｂ）の拡大図である。
【符号の説明】
１、１’、１” ポストコリメータ（Ｘ線遮蔽物）
２ Ｘ線管球またはＸ線発生装置
３ Ｘ線管球側のコリメータ
３’ コリメータの補償物
４ Ｘ線ビーム
５ Ｘ線検出器
６ コリメータ駆動装置
７ ポストコリメータ駆動装置
８ スキャナー制御装置
１０ ＣＴスキャナー
１２ 低Ｘ線吸収素材
２０ 寝台
１１ スキャナーガントリ開口
１００ ポストコリメータフレーム
１０１ 直線軸受け構造体
１０２ 押し当て構造体（板バネ）
１０３ ボールネジ
２０１ ポストコリメータフレーム
２０２ 駆動機構部
２０３ ポストコリメータの遮蔽板
２０４ 直線ガイド
２０５ ローラ
２０６ カム
２０７ ラック
２０８ ピニオン
２０９ モータ
２１０ バネ
２１１ インタラプタ
２１２ センサ
３００ ポストコリメータフレーム
３０１ 直線軸受け機構
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線により患者などの被検体の断層映像を得る医療用のＸ線ＣＴ装置に関し、特に、かかるＸ線ＣＴ装置のスキャナー機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療用Ｘ線ＣＴ装置では、特に、かかるＸ線ＣＴ装置のスキャナー機構においては、Ｘ線発生器から照射されるＸ線ビームは、上記Ｘ線発生器のＸ線照射口のすぐ近くに配置され、Ｘ線ビームのスライス幅方向を遮蔽するいわゆるコリメータにより規制され、これにより、スライス幅方向にビーム幅の狭いコリメートされたＸ線が形成される構造となっている。この様にして発生器から照射され、そして、スライス方向に形成されたＸ線は、被検体を通過した後、対向する位置に配置された検出器に照射され、そこで電気的な信号に変換される。また、このコリメータによるＸ線ビームのスライス幅方向での規制は、その目的に応じてコリメータの開口幅を変更し、これにより、いわゆるスライス幅可変計測が行なわれてていた。
【０００３】
さらに、従来のＸ線ＣＴ装置では、そのＸ線検出器内でのスライス幅方向での感度のばらつき（いわゆる、感度ムラ）が大きい事に起因して、実際にＸ線を検出するＸ線検出体への入射面の直前において、この入射するＸ線入射幅を規制するための、例えば金属体などをスライス幅方向の両側に配置して、Ｘ線ビームを遮る構造を用いたり、あるいは、検出器ケースの壁厚をＸ線入射口以外は厚くしてＸ線ビーム幅を規制するなどの工夫により、Ｘ線検出器内でのスライス幅方向のコリメータ機能を実現することがなされている。
【０００４】
また、Ｘ線管球の焦点サイズが大きい場合には、薄い幅のＸ線ビームをＸ線発生器側に設けたコリメータだけで得ることは物理的にも困難である。そのため、狭いスライス計測を行なう目的で、図１２（ａ）に示すように、Ｘ線ビームを制限するコリメータ（ポストコリメータ）を、さらに、検出器側にも配置する方法が取られている。このように、これら従来技術になる既存のポストコリメータは、計測すべきＸ線ビーム幅を積極的に制限する方法で使用されてはいるが、本来、このようなポストコリメータは、単純に、薄いスライス計測を実現する目的で用いられているものであり、例えば一番スライス幅の厚い計測や、あるいは、一番薄いスライス幅での計測用に、それぞれ、専用にその幅が固定されて用いられるのが一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、これはＸ線撮影装置の全てについても言える事だが、被検体にＸ線が当たる事で被検体内部から散乱Ｘ線が発生し、この被検体内部での散乱Ｘ線が計測中の画像のコントラストの低下や各種アーチファクトを発生させる。そのため、かかる散乱Ｘ線による悪影響を解消するため、種々の散乱線除去や補正方法が考案されているが、しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置のハード面での計測においては、最初に説明したように、被検体で発生してスライス幅方向から混入する散乱線に対しての除去機能に関しては、何等の考慮もされていない。
【０００６】
特に、一般的なＣＴ装置では被写体言計測中心位置でのスライス幅が１０ｍｍになる計測系を構成することが基本となっていることから、計測スライス幅が狭い場合でも検出器側の開口幅は一定になっているため、図１２（ｂ）に示すように、中間的なスライス計測ではスライス方向からの散乱線の混入割合が多くなり、最終画像の一様性の悪化やダークバンドアーチファクトが発生しやすい構造であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の従来技術に鑑み、Ｘ線ＣＴ装置でのスライス幅方向からの散乱線を低減し、検出器の計測データに混入する散乱Ｘ線を少なくし、もって画像の一様性や各極アーチファクトの低減とコトラスト分解能を向上することの可能なＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造を提供することを目的とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部を通過する被検体にファンビームＸ線を照射して被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造であって、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生されるＸ線をスライス幅方向の所定のビーム幅に規制してファンビームＸ線を得るコリメータと、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記開口部を介して前記Ｘ線発生装置とコリメータとに対向する位置に配置され、前記被検体を通過したファンビームＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器とを備えたものにおいて、
さらに、前記被検体と前記検出器との間の任意の位置にポストコリメータを配置すると共に、このポストコリメータは、前記コリメータによってスライス幅が規制されたファンビームＸ線のスライス幅方向においてこのスライス幅の両側端部から所定の距離だけ外側に離れて互いに平行に配置可能な２つの金属部材と、設定スライス幅に対応しそれよりも外側に離れた幅の平行間隔となるように、上記２つの金属部材相互をファンビームＸ線のスライス幅方向に移動させる手段とを具え、もって、前記部材間の幅をファンビームＸ線のスライス幅に応じて可変にしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造を開示する。
【０００９】
更に本発明は、開口部を通過する被検体にファンビームＸ線を照射して被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造であって、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生されるＸ線をスライス幅方向の所定のビーム幅に規制して、ファンビームＸ線を得るコリメータと、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記開口部を介して前記Ｘ線発生装置とコリメータとに対向する位置に配置され、前記被検体を通過したＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器と、前記被検体と前記検出器との間の任意の位置に、配置したポストコリメータとを備えると共に、ポストコリメータは、
ポストコリメータ配置位置でのファンビームＸ線のファンビーム幅に沿う長さを有し、且つファンビームＸ線のスライス方向に任意の平行間隔が設定可能な、互いに平行配置される第１、第２の金属部材と、
この第１、第２の金属部材の長さ方向の両端である第１、第２の端部を支持して、第１、第２の端部を第１、第２の金属部材の長さ方向と直角な方向である平行間隔方向への移動可能な移動機構と、
複数のスライス幅に対応すると共に、その各幅よりも広い間隔の幅の複数段差部を長手方向に沿って順に有する第１、第２のスリットと、
上記第１、第２の端部のそれぞれの第１、第２の金属部材の間に上記第１、第２のスリットを挿入して、移動機構に沿って動く金属部材間の平行間隔が設定スライス幅に対応して選んだ第１、第２のスリットの段差部の幅となるように、当該段差部を第１、第２の金属部材間に当接させて位置決めを行う第１、第２の駆動機構と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造を開示する。
【００１０】
【作用】
上述のように、本発明により提案されるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造によれば、前記Ｘ線発生装置により発生されて前記コリメータによりスライス幅方向の幅が規制されたファンビームＸ線は、Ｘ線ＣＴ装置の開口部を通過する被検体を通り、対向して配置された検出器により検出される。同時に、被検体やその他の計測装置自体に照射されたＸ線ビームにより散乱Ｘ線が発生されるが、この散乱Ｘ線は、前記ポストコリメータを構成する２つの金属部材により遮蔽あるいは吸収され、前記検出器へのスライス幅方向からの混入を低減し、もって、Ｘ線ＣＴ装置により得られる画像の一様性や各種アーチファクトの低減とコトラスト分解能を向上することが可能になる。すなわち、Ｘ線ビームに接しないある距離をおいてＸ線ビームのスライス幅方向の両端部に金属部材を配置することで、前記検出器の検出面から見た被検体の見込角度が狭められることから、スライス幅方向からの被検体やその他の計測装置自身から発生される散乱線を除去して、計測データに混入する散乱線の割合を低減することが出来る。そして、このポストコリメータを構成する金属部材は、コリメータによってスライス幅が規制されたＸ線ビームのスライス幅方向において両側端部から所定の距離だけ離れて互いに平行に配置されていることから、本来計測されるべきデータを有効に計測でき、Ｘ線利用効率を下げる事がない。
【００１１】
さらに、前記ポストコリメータにおいて、ポストコリメータを構成する平行な２つの金属部材を、前記Ｘ線ビームのスライス幅方向に移動させる手段を含むことにより、これを適宜調整可能とすることにより、それぞれの測定に最適の幅の調整を行って、常に、画像の一様性を確保し、各種アーチファクトの少ない、かつ、コトラストや分解能の向上を計った優れた断層画像を得ることが可能になる。また、以下の実施例のように、特に、Ｘ線発生装置側に配したＸ級ビーム幅を規制するコリメータの設定開口幅に連動して検出器側コリメータの開口幅を可変にすることにより、さらに、中間的なスライス幅での計測でも、最適な検出器側コリメータ開口幅が設定されるため、スライス方向からの散乱線混入割合が効率良く低減され、もって、高画質の画像を堤供する事が出来る。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例の詳細について、添付の図面を参照しながら説明を行う。
図２は本発明の一実施例になるＸ線ＣＴ装置の構造を示す。まず、図２（ａ）は、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線計測系を正面から見た図を示し、図２（ｂ）は、Ｘ線ＣＴ装置の側面図である。図において、Ｘ線管球またはＸ線発生装置２からはＸ線が照射され、照射されたＸ線は、まず、Ｘ線管球側に設けられたコリメータ３によりスライス方向の幅が規制される。このスライス方向の幅が規制されたＸ線は、上記のＸ線発生装置２及びコリメータ３に対向した位置に配置された湾曲形状のＸ線検出器５に入射し、これにより、検出器５では入射したＸ線の強度が電気信号に変換され、もって、電気的な信号が出力される。
【００１３】
上述のようなＸ線の計測系は、図３に示すようなＣＴスキャナー１０（本図ではスキャナー装置外見のカバーをさす）に内蔵されており、患者などの被検体は寝台テーブル２０上に寝て、この寝台テーブル２０をスキャナーガントリ開口１１の中に順次移動することにより、患者である被検者のＸ線による計測がなされる。
【００１４】
そして、本発明によれば、ポストコリメータ１（より詳細には、符号１Ａあるいは１Ｂで示される）は、上記スキャナー１０のスキャナーガントリ開口１１から検出器５までの間の空間の任意の位置に設定される。具体的には、図１中に実線で示したポストコリメータ１Ａは、上記検出器５と同じように、Ｘ線装置の焦点を起点とした（すなわち、上記Ｘ線発生装置２を中心とした）円弧上に、あるいは、図中に破線で示すように、ポストコリメータ１Ｂは上記ガントリ開口１１に沿って円弧形状に設けられてもよい。
【００１５】
このような構成のＸ線ＣＴ装置では、図２（ｂ）に示すように、Ｘ線装置２から発生されたＸ線ビームは、上記のコリメータ３でスライス幅の方向に制限を受け、これにより、薄いＸ線ビーム４になる。なお、このＸ線ビームを薄いＸ線ビームにする方法としては、コリメータ３内に装着された最低限２枚のＸ線遮蔽物により達成されるが、この遮蔽物の形状としては、例えば板状のものや複数のスリット幅が異なるサンドイッチ状の板構造体が、さらには、複数のスリットを有した回転筒状等、種々の方法が考案されている。また、ポストコリメータ１も、上記のコリメータ３と同様、最低限２枚のＸ線遮蔽物により構成されたものである。
【００１６】
基本的には、このコリメータ３は機械的に可動な構造となっており、また、上記ポストコリメータ１も同様な構造を備えている。すなわち、上記のコリメータ３を構成するＸ線遮蔽物は、コリメータ駆動装置６により動かされる。このように、コリメータの開口幅が可変されることによって、Ｘ線装置２からのＸ線は、そのビーム幅を変化することが可能になっている。同様に、上記のポストコリメータ１は、ポストコリメータ駆動装置７により、その開口幅が可変されるようになっている。また、図中の符号８は、上記コリメータ駆動装置６及びポストコリメータ駆動装置７を制御するスキャナー制御装置を示している。
【００１７】
上述のように、それぞれ、その開口幅が可変である上記両者のコリメータ、すなわち、コリメータ３及びポストコリメータ１の開口幅の制御について、以下にその操作方法を説明する。
（１）ここでは図示していないが、Ｘ線ＣＴ装置の操作卓等によって、装置の操作者は、計測する目的に応じて撮影条件を設定するが、この撮影条件の設定の際に、このスライス幅（代表例として１０、７、５、３、２、１ｍｍスライス計測）を設定する。
（２）Ｘ線装置２は、計測開始前にこれら操作者の設定条件を読み取り、ＣＴ装置の各部に対して、これら設定に必要な制御信号を伝送する。
（３）スキャナー制御装置８は、この制御信号を受け取って、各種スキャナー駆動装置の準備をすると共に、先程のコリメータ駆動装置６に制御信号を出し、計測を行う前に各種スライス計測に対応したコリメータ開口幅に調整し、さらに、ポストコリメータ駆動装置７にも制御信号を出し、ポストコリメータ１のＸ線遮蔽物をスライス幅方向に移動してポストコリメータ１の開口幅を変更する。なお、この実施例では、ポストコリメータ１は、上記コリメータ３と同様に、Ｘ線ビーム遮蔽構造をもっており、すなわち、この図の実施例では、簡単な２枚ブレード方式のものを示している。
（４）最後に、全ての装置で計測準備が完了した後に、計測を開始する。
【００１８】
ここで重要なのは、本発明になるポストコリメータ１は、計測用のＸ線ビーム４を制限する目的ではないため、図２（ｂ）や図１に示すように、ポストコリメータ１をＸ線ビーム４の両端から少し空間をおいた位置に設定されていることである。つまり、このポストコリメータ１は、本来、検出器５の検出面から見た被検体方向の見込角度は１８０度であるが、本発明になるポストコリメータ１を構成するＸ線遮蔽板のために、その見込角度θが制限され、もって、被験者内部で発生してスライス幅方向から検出器５へ混入する散乱線のみを低減するように設定されている。また、この実施例では、このポストコリメータ１も、上記のコリメータ３と同様、可変構造となっており、各スライス計測毎にポストコりメータの開口幅が変化あるいは調整されるのが特徴となってる。
【００１９】
次に、上述のようなポストコリメータとその駆動装置のより詳細な構造及び機構の実施例について、さらに、添付の図４及び図５を参照しながら以下に説明する。
まず、この駆動装置は、これらの図からも明らかなように、図中に１００番台の符号で示される各構造体の組合わせにより構成されており、これら構造体は計測用Ｘ線ビーム４を遮ることのないように、ポストコリメータ１の両サイド側に配置されている。また、この図において、符号１００はポストコリメータフレームであり、符号１１０はスリット駆動系の機構を示している。なお、ポストコリメータ１は、検出器５のＸ線入射面側に配置されており、これはＸ線遮蔽効果の高い銅や真鍮等の金属材で作られており、また、コリメータ３は、Ｘ線発生装置２からのＸ線を散乱させて上記コリメータ３へ導くための、いわゆる補償物３’を備えている。
【００２０】
図５は、このようなポストコリメータ構造を真上から見たときの構造を示している。この例では、ポストコリメータ１とＸ線ビーム通過位置が空洞になっているポストコリメータフレーム１００の両者は、スライス幅方向に直線移動可能な直線軸受け構造体１０１により結合されており、ポストコリメータフレーム１００側が、図示していないスキャナー回転板（計測系が搭載される）または検出器５のケース面に固定され、ポストコリメータ１がスライス幅方向に自由に移動可能な構造になっている。また、ここでは、上記の直線軸受け構造だけではなく、単に、ポストコリメータ側面部に開けた穴に円柱状のガイド棒が挿入され、これによりポストコリメータ１がスライス幅方向に自由に動く構造でも良い。
【００２１】
なお、このポストコリメータ構造では、これらポストコリメータ１はコイルまたは板バネ等の押し当て構造体１０２によりスライス幅方向（軸方向）に押し当てられるようになっており、これによりポストコリメータ１の移動ガタをなくし、通常は、この２枚の金属板からなるポストコリメータ１は閉じられるような構造になっている。そして、計測スライスＸ線ビーム幅に対応した複数の開口幅を持ったスリット板１１１がこのポストコリメータ板間に挿入されており、このスリット板１１１はパルスモータ等の回転量制御が容易な駆動系等により構成されたスリット駆動系１１０により、図の矢印方向に可動することにより、このポストコリメータ１の開口幅を可変できるようになっている。
【００２２】
次に、図６により、上記にその駆動原理を説明したポストコリメータ構造について、そのより具体的な駆動機構の本発明の実施例になる構成について示す。図１３は図６（ｂ）の拡大図である。
図６（ａ）は、かかるポストコリメータ１の外観構造が示されており、この図からも明らかなように、湾曲した２枚の金属板を含むポストコリメータのフレーム２０１の両端には、それぞれ、駆動機構部２０２、２０２が設けられている。
【００２３】
図６（ｂ）には、上記の一方の駆動機構部２０２の拡大図が示されており、一対のポストコリメータの遮蔽板２０３、２０３が互いに対向して配置され、かつ、直線ガイド２０４により図中に矢印Ａ、Ａで示す方向にスライド可能に取り付けられている。すなわち、これにより、上記の一対のポストコリメータ遮蔽板２０３、２０３が図の矢印Ａ、Ａの方向にスライドすることにより、ポストコリメータ１のスライス幅の間隔は広がる。
【００２４】
また、上記の一対のポストコリメータ遮蔽板２０３、２０３にはローラ２０５が固定されており、このローラはカム２０６（上記図５のスリット板１１１に相当する）を両側から挟むようにされている。このカム２０６を両側から挟む力は、バネ２１０の復元力を利用している。また、上記のカム２０６には、いわゆるラック２０７が固定されており、さらに、このラック２０７には、モータ２０９の出力シャフトの先端に固定されたピニオン２０８が噛み合っている。
【００２５】
上記のようなポストコリメータ構造において、上記のモータ２０９が回転すると、モータ２０９の出力シャフト先端のピニオン２０８と噛み合っているラック２０７が図中の矢印Ｂの方向へ移動し、同時に、カム２０６も矢印Ｂの方向へ移動する。一方、上記のカム２０６はローラ２０５で支持されているので、カム２０６が矢印Ｂの方向へ移動すると、ローラ２０５は矢印Ａ方向へスライドすることとなる。また、図中の符号２１１はインタラプタであり、符号２１２は、例えばフォトセンサなどを利用して構成された上記インタラプタ２１１の位置を検知するための複数のセンサ（この実施例では、５個のセンサ）を示している。
【００２６】
上記のカム２０６は、また、複数の幅サイズを持ち、それは各スライス厚さに対応しており、上記複数のセンサの消灯により、４種類のスライス厚さに相当している。一例として、いま、３個のセンサ２１２−１、２１２−２、２１２−３の消灯のスライス厚さが３ｍｍスライスとする。そこで、装置の操作者がスライス幅としてこの「３ｍｍスライス」を選択すると、上記モータ２０９がピニオン２０８を回転し、ラック２０７が矢印Ｂの方向へ移動する。これにより、ローラ２０５がカム２０６により押し広げられ、これに伴って上記の一対のコリメータ２０３、２０３の間の間隔も広がる。そして、インタラプタ２１１の位置がセンサ２１２により判断されて所望の位置で停止する。この例では、インタラプタ２１１の位置が複数のセンサ２１２−１〜２１２−３を消灯する位置で停止することとなる。
【００２７】
さらに、添付の図７には、上記とは異なるポストコリメータ開口幅決定方法を採用したポストコリメータ構造を示す。ここで、上記の図５と同一の番号が付与された構成部分は上述と同様の機能を有しており、説明簡略のためその説明を省略する。すなわち、このポストコリメータ構造でも、やはり上記図５と同様な構造でポストコリメータ１が移動可能なようになっているが、少なくとも、一端の移動用ガイド棒がボールネジ１０３になっており、このボールネジ１０３はスリット駆動系１１０の回転運動がギヤまたは駆動ベルト等の伝達機構１０５により伝達され、これによってボールネジ１０３を回転することでポストコリメータ３が移動可能な構造となっている。
【００２８】
次に、本発明になるポストコリメータを、Ｘ線ＣＴ装置のスキャナー１０のスキャナーガントリ開口１１の円周部に配置した例を、図８を参照しながら示す。この他の実施例でも、２枚のＸ線遮蔽効果の高い金属板から構成されたポストコリメータ１’は、動作的には上記の図２のそれと全く同じであるが、その大きな違いは、単に、ポストコリメータ１’の形状が円環形になり、このポストコリメータ１’の位置は計測中心位置を起点にしている点である。ただし、その制御方法は図２に示した実施例と同じであり、そのためその説明は省略する。
【００２９】
上記の他の実施例になるポストコリメータ構造を図９に示す。上述のように、ポストコリメータ１’は円環状になっており、これら２つの円環がスライス方向に同一位置に配置されている。これらの２つの円環は、図９（ａ）に示すように、Ｘ線ビームを遮蔽しない位置に、すなわち、Ｘ線管球側の両端部の位置にポストコリメータフレーム３００が図示されないスキャナー回転フレームに固定されている。すなわち、直線軸受け機構３０１によりポストコリメータ１’とポストコリメータフレームが結合されているため、ポストコリメータ１’はスライス方向に自由に移動可能な構造となっている。ただし、この移動機構は、基本的には図４の例と同じであるため省略する。
【００３０】
さらに、図１０には、本発明の更に他の実施例として、上記図８及び図９の実施例のようなポストコリメータ１’を各スライス計測毎に可変とするものとは異なり、このポストコリメータ１”を固定する構造のものが示されている。この更に他の実施例の特徴は、スキャナーガントリ開口１１のＸ線ビーム通過位置のカバーを利用してシート状のＸ線遮蔽材を取り付けたことである。例えば、Ｘ線ビーム４が通過するカバー部の両側に、直接、カバーの表面または裏面にこのシート状のＸ線遮蔽材１”を取り付けたり、あるいは、図１０（ａ）に示すように、Ｘ線ビーム４の通過部分だけ別の低Ｘ線吸収素材１２（例としてアクリルの円環）からなる円環素材を取り付け、その表面のＸ線通過部の両側にＸ線遮蔽材１”を張り付けたる（円環素材の表面あるいは裏面のどちらでもよい）。さらに、Ｘ線通過部分がスペースとなり、あるいは、図１０（ｂ）に示すように、このスペース部分に低Ｘ線吸収シート１２等が差し込まれる場合はこのシート１２の両側面に、あらかじめ、Ｘ線通過部分の両側にシート状のＸ線遮蔽材１”を張り付けておいても良い。
【００３１】
このように、上記の他の実施例及び更に他の実施例において、本発明になるポストコリメータ１”を構成する円環状のＸ線遮蔽材は、符号３で示すような通常のコリメータの用途とは異なる。すなわち、このポストコリメータ１”の円環状のＸ線遮蔽材は、直接Ｘ線ビーム４を絞り込む用途ではなく、図１１に示すように、照射Ｘ線により患者など被検体の内部で発生する透過性の弱いＸ線の散乱線を削除することが目的である。そのため、このポストコリメータ１”を構成する円環状のＸ線遮蔽材としては、鉛材はおろか鉄や真鍮、銅、ステンレス板等の円環材やシート状の薄い材質でも良く、さらには、他の多くの金属体やＸ線遮蔽効果の高い板硝子や鉛含有アクリル材等種々の素材を利用することも可能である。また、特に、上記図１０に示した実施例では、上述のようなシート状のＸ線遮蔽材を張り付けるものにおいては、これに代えて、Ｘ線遮蔽効果の高い重金属粒子や鉛粒子を多く含んだＸ線遮蔽塗料を塗っても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造によれば、Ｘ線ＣＴ装置でのスライス幅方向からの散乱Ｘ線の検出器への混入、すなわち、検出器の計測データに混入する散乱Ｘ線の悪影響を低減し、もって、画像の一様性や各種のアーチファクトの低減、さらには、コトラストや分解能を向上することの可能で高品質の断層映像を得ることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することが可能となる。また、上記の本発明になるＸ線ＣＴ装置によれば、全ての幅のスライス計測に最適なポストコリメータ幅の設定が可能となり、かつ、各スライス計測でのスライス幅方向からの散乱Ｘ線の混入を最低限に抑制することが出来ることから、得られる画像の一様性や各種アーチファクトの低減とコントラスト分解能を向上することの可能なＸ線ＣＴ装置を堤供できるという、技術的にも優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造のポストコリメータの配置とその働きを説明する側面図である。
【図２】上記本発明の一実施例になるスキャナー構造の全体構成を示す正面及び側面図である。
【図３】上記本発明の一実施例になるスキャナー構造えお備えたＸ線ＣＴ装置の全体構造を示す斜視図である。
【図４】上記Ｘ線ＣＴ装置のスキャナー構造のより詳細な構造及び機構を説明するための正面図である。
【図５】上記図５のＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造におけるポストコリメータの原理構造を示す上面図である。
【図６】上記図５に示したＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造におけるポストコリメータの具体的な駆動機構を含めて示した全体斜視図及びその一部拡大図である。
【図７】上記図５のＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造におけるポストコリメータの変形例を示した上面図である。
【図８】本発明の他の実施例になるＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造の全体構成を示す正面及び側面図である。
【図９】上記図８に示す他の実施例のスキャナー構造の駆動機構を説明する全体正面図及び一部拡大側面図である。
【図１０】本発明の更に他の実施例になる２つのスキャナー構造を示す一部拡大断面図である。
【図１１】上記の他の実施例及び更に他の実施例における計測時の散乱Ｘ線低減の原理的説明のための正面図及び側面図である。
【図１２】従来技術におけるＸ線ＣＴ装置におけるスキャナー構造の例を示す図である。
【図１３】図６（ｂ）の拡大図である。
【符号の説明】
１、１’、１” ポストコリメータ（Ｘ線遮蔽物）
２ Ｘ線管球またはＸ線発生装置
３ Ｘ線管球側のコリメータ
３’ コリメータの補償物
４ Ｘ線ビーム
５ Ｘ線検出器
６ コリメータ駆動装置
７ ポストコリメータ駆動装置
８ スキャナー制御装置
１０ ＣＴスキャナー
１２ 低Ｘ線吸収素材
２０ 寝台
１１ スキャナーガントリ開口
１００ ポストコリメータフレーム
１０１ 直線軸受け構造体
１０２ 押し当て構造体（板バネ）
１０３ ボールネジ
２０１ ポストコリメータフレーム
２０２ 駆動機構部
２０３ ポストコリメータの遮蔽板
２０４ 直線ガイド
２０５ ローラ
２０６ カム
２０７ ラック
２０８ ピニオン
２０９ モータ
２１０ バネ
２１１ インタラプタ
２１２ センサ
３００ ポストコリメータフレーム
３０１ 直線軸受け機構
Claims (2)
- 開口部を通過する被検体にファンビームＸ線を照射して被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造であって、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生されるＸ線をスライス幅方向の所定のビーム幅に規制してファンビームＸ線を得るコリメータと、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記開口部を介して前記Ｘ線発生装置とコリメータとに対向する位置に配置され、前記被検体を通過したファンビームＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器とを備えたものにおいて、
さらに、前記被検体と前記検出器との間の任意の位置にポストコリメータを配置すると共に、このポストコリメータは、前記コリメータによってスライス幅が規制されたファンビームＸ線のスライス幅方向においてこのスライス幅の両側端部から所定の距離だけ外側に離れて互いに平行に配置可能な２つの金属部材と、設定スライス幅に対応しそれよりも外側に離れた幅の平行間隔となるように、上記２つの金属部材相互をファンビームＸ線のスライス幅方向に移動させる手段とを具え、もって、前記部材間の幅をファンビームＸ線のスライス幅に応じて可変にしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造。 - 開口部を通過する被検体にファンビームＸ線を照射して被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造であって、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生されるＸ線をスライス幅方向の所定のビーム幅に規制して、ファンビームＸ線を得るコリメータと、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記開口部を介して前記Ｘ線発生装置とコリメータとに対向する位置に配置され、前記被検体を通過したＸ線を検出する多チャンネルＸ線検出器と、前記被検体と前記検出器との間の任意の位置に、配置したポストコリメータとを備えると共に、ポストコリメータは、
ポストコリメータ配置位置でのファンビームＸ線のファンビーム幅に沿う長さを有し、且つファンビームＸ線のスライス方向に任意の平行間隔が設定可能な、互いに平行配置される第１、第２の金属部材と、
この第１、第２の金属部材の長さ方向の両端である第１、第２の端部を支持して、第１、第２の端部を第１、第２の金属部材の長さ方向と直角な方向である平行間隔方向への移動可能な移動機構と、
複数のスライス幅に対応すると共に、その各幅よりも広い間隔の幅の複数段差部を長手方向に沿って順に有する第１、第２のスリットと、
上記第１、第２の端部のそれぞれの第１、第２の金属部材の間に上記第１、第２のスリットを挿入して、移動機構に沿って動く金属部材間の平行間隔が設定スライス幅に対応して選んだ第１、第２のスリットの段差部の幅となるように、当該段差部を第１、第２の金属部材間に当接させて位置決めを行う第１、第２の駆動機構と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置のスキャナー構造。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP18533595A JP3569038B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | Ｘ線ｃｔ装置のスキャナー構造 |
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