JP4349643B2 - Ｘ線装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線装置に関し、特に、対向配置されるＸ線源とＸ線検出器とを被検体の周囲に回転し、各回転角で撮像したＸ線像から被検体の断層像及び三次元像を再構成するＸ線ＣＴ装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線装置であるＸ線ＣＴ装置は、扇状のＸ線ビームを被検体に照射するＸ線源と、被検体を介してＸ線源と対向配置されており、被検体を透過したＸ線である透過Ｘ線の強度分布を検出するＸ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器とを被検体の周囲に回転させる回転手段と、被検体の周囲３６０度から計測（撮像）した透過Ｘ線強度分布画像（透過Ｘ線像）に基づいて、被検体の再構成像である断層像あるいは三次元像を生成（再構成）する再構成手段と、この断層像あるいは三次元像を表示面上に表示させる表示手段とから構成されていた。
【０００３】
Ｘ線源の前面にはスライス厚さ方向のＸ線ビーム照射角を制限するために、スライスコリメータと称されるコリメータが配置されていた。また、Ｘ線源の前面には、Ｘ線源と検出器との回転面と平行な方向のＸ線ビーム照射角を制限するために、チャンネルコリメータと称されるコリメータも配置されていた。
【０００４】
このスライスコリメータ及びチャンネルコリメータによって、被検体の体型に適合したＸ線ビームを形成することによって、種々の被検体に対応した計測を行っていた。一般的に、Ｘ線源及びＸ線検出器を被検体の周囲３６０度に回転させたときに、撮影対象部位（関心領域：ＲＯＩ）が常時撮影されるようにＸ線ビームの照射角が設定されていた。
【０００５】
一方、撮影対象部位が体の一部の場合であっても、従来のＸ線ＣＴ装置では、被検体の横断面にわたりＸ線ビームを照射することとなるので、撮影に必要のない領域も不必要なＸ線を浴びてしまっていた。特に、Ｘ線ＣＴ装置で再構成した断層像等を穿刺のガイドとして用いて病巣部の組織検査や治療を行う場合や、腹部の臓器まわりの血液の流れを調べる時のように血管に注入した造影剤の様子を連続して観察する場合には、同一個所を何度も繰り返し撮影することとなるので、Ｘ線の照射回数が多くなり、それに伴ってＸ線被爆量が多くなってしまうという問題があった。
【０００６】
この問題を解決する方法として、例えば、特願平８−３１８３９０号公報（以下、「文献１」と記す）に記載の「Ｘ線ＣＴ装置」があった。この文献１に記載のＸ線ＣＴ装置では、被検体におけるＸ線照射領域を指定する照射領域指定手段と、該照射領域指定手段による指定Ｘ線照射領域にあわせてＸ線ビームの照射角を設定する照射角設定手段とを備えたものであった。
【０００７】
この文献１に記載のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線照射時、照射角設定手段により各Ｘ線ビームの照射角が、撮影対象部位として指定されたＸ線照射領域に合うよう自動的に設定される。すなわち、Ｘ線ビームの照射角が指定されたＸ線照射領域に合うように制御され、不要領域へのＸ線照射を防止させるものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００９】
従来のＸ線ＣＴ装置では、撮影に要する時間を短縮させるために、回転手段がＸ線源とＸ線検出器とを対向配置された状態で所定の角速度で回転させ、被検体の周囲３６０度からの透過Ｘ線像を計測していた。例えば、文献１に記載されるＸ線ＣＴ装置では、回転手段によって回転されるＸ線源及びＸ線検出器の回転角に基づいて、照射角設定手段がＸ線ビームの照射角を予め設定された撮影対象部位に合うように制御することによって、撮影対象部位の周囲３６０度からの透過Ｘ線像を計測していた。
【００１０】
一方、従来のＸ線ＣＴ装置では、例えば、計測に要する時間を短縮させるために、回転手段がＸ線源及びＸ線検出器を１秒で３６０度回転させるようにフィードバック制御しており、その誤差は０．０３秒程度であった。例えば、文献１に記載のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線源及びＸ線検出器の回転をフォードバック制御で行う場合に、Ｘ線源及びＸ線検出器の回転誤差によって、Ｘ線源及びＸ線検出器が所定の回転角に達したタイミングからＸ線ビームの照射角の設定及びＸ線ビームの照射に至る時間が固定となっていた。このために、Ｘ線源及びＸ線検出器が所定の回転角に達してからその回転角における透過Ｘ線像の計測に至るまでの時間が変動してしまうという問題があった。その結果、従来のＸ線ＣＴ装置では、各透過Ｘ線像の撮像間隔すなわちＸ線源及びＸ線検出器の回転角に角度ずれが生じてしまい、再構成によって得られた再構成像の画質が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、Ｘ線源及びＸ線検出器が所定の回転角に達してから透過Ｘ線像の計測に要するまでの時間を補正することが可能な技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、再構成によって得られる再構成像の画質を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【００１３】
本発明のその他の目的は、被検体の診断効率を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１６】
（１）撮影系の回転に応じてＸ線ビームの照射範囲を変位させ、所定部位以外へのＸ線ビームの照射を制限するＸ線装置において、前記撮像系の回転周期と前記照射範囲の変位周期との位相ずれを計測する位相ずれ量計測手段と、位相ずれ量計測手段の計測結果に基づいて、前記撮影系の回転周期と前記照射範囲の変位周期とを同期させる同期手段を備えた。
【００１７】
（２）撮影系の回転に応じてＸ線ビームの照射範囲を変位させ、所定部位以外へのＸ線ビームの照射を制限するＸ線装置において、前の撮影での撮影系の回転周期に基づいて、次の撮影での照射範囲の変位周期を制御する手段を備えた。
【００１８】
（３）前述した（２）に記載のＸ線装置において、直前の撮影での撮影系の回転周期に基づいて、次の撮影でのＸ線遮蔽手段の移動周期を制御する。
【００１９】
（４）Ｘ線源の前面に配置され、Ｘ線ビームの照射範囲を制限するＸ線遮蔽手段と、前記Ｘ線源と撮像手段とからなる撮影系の回転角に対応する照射範囲となるように、Ｘ線遮蔽手段を制御する照射角制御手段を備えたＸ線装置において、前記照射角制御手段は、前記撮影系の回転周期と前記照射範囲の変位周期との位相ずれを計測する手段と、該計測結果に基づいて、前記撮影系の回転周期と前記照射範囲の変位周期とを同期させる手段とを備えた。
【００２０】
（５）前述した（１）乃至（４）の内の何れかに記載のＸ線装置において、前記Ｘ線遮蔽手段は、複数枚のＸ線遮蔽板と該Ｘ線遮蔽板をＸ線ビームの広がり方向に移動させＸ線ビームの照射角を設定する移動手段とから構成される。
【００２１】
（６）前述した（５）に記載のＸ線装置において、前記Ｘ線遮蔽手段は平板状のＸ線遮蔽板を複数積層して形成され、各Ｘ線遮蔽板の位置を変えることによって、中心部に孔を形成しＸ線ビームの照射角を設定する。
【００２２】
（７）前述した（５）に記載のＸ線装置において、前記Ｘ線遮蔽手段は平板状のＸ線遮蔽板を複数連結して形成され、各Ｘ線遮蔽板の角度を変えることによって、中心部に孔を形成しＸ線ビームの照射角を設定する。
【００２３】
（８）前述した（１）乃至（７）の内の何れかに記載のＸ線装置において、前記被検体の周囲から撮像したＸ線像から前記被検体の断層像又は／及び三次元像を再構成する再構成手段を備えた。
【００２４】
前述した（１）〜（８）の手段によれば、撮像系の回転周期と照射範囲の変位周期との位相ずれを予め計測し、該計測結果に基づいて、撮影系の回転周期と照射範囲の変位周期とを同期させる手段を備えることによって、撮影系の回転と同様に、Ｘ線遮蔽手段における照射範囲の変位すなわち遮蔽板の移動を連続動作として制御することが可能となるので、撮影系が所定の回転角に達してから透過Ｘ線像の計測に要するまでの時間を容易に補正することが可能となる。
【００２５】
また、Ｘ線遮蔽手段における照射範囲の変位すなわち遮蔽板の移動を連続動作として制御することが可能となるので、撮影系が所望の回転角に達してから照射範囲が当該回転角に対応する範囲に設定されるまでに要する時間を限りなく小さくすることができる。その結果、撮影不要な個所へのＸ線ビームの照射量を低減させつつ、撮像対象とする部位へのＸ線ビームの照射を確実に行うことができるので、撮影系の回転速度を高速化した場合であっても全ての投影角で撮像対象とする部位の透過Ｘ線像を撮像することができ、再構成によって得られる再構成像の画質を向上させることが可能となる。
【００２６】
さらには、撮影系の回転速度をさらに高速化することが可能となるので、被検体の診断効率を向上させることが可能となる。
【００２７】
特に、直前の撮影での撮影系の回転周期に基づいて、次の撮影でのＸ線遮蔽手段の移動周期を制御することによって、撮影系の回転周期と照射範囲の変位周期と同期させるための試験的な計測が不必要となるので、被検体の診断効率をさらに向上させることが可能となる。
【００２８】
また、平板状のＸ線遮蔽板を複数積層して形成し、各Ｘ線遮蔽板の位置を変えることによって、中心部に孔を形成しＸ線ビームの照射角を設定する、あるいは、平板状のＸ線遮蔽板を複数連結して形成し、各Ｘ線遮蔽板の角度を変えることによって、中心部に孔を形成しＸ線ビームの照射角を設定するようにＸ線遮蔽手段を構成することによって、Ｘ線遮蔽手段を小型化することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３１】
（実施の形態１）
（全体構成）
図１は本発明の実施の形態１のＸ線装置であるＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図であり、１０１はＸ線源、１０２はＸ線遮蔽手段であるチャネルコリメータ、１０３はＸ線検出器、１０４は走査駆動手段、１０５は回転角センサ、１０６は被検体、１０７は寝台、１０８は検出素子、１０９はＸ線制御手段、１１０は照射角制御手段、１１１は回転制御手段、１１２は制御手段、１１３はデータ収集手段、１１４は再構成手段、１１５は操作卓、１１６は表示手段、１１７は照射視野中心、１１８は寝台制御手段を示す。ただし、Ｘ線遮蔽手段１０２と照射角制御手段１１０とを除く各手段及び機構は従来のＸ線ＣＴ装置と同じ構成である。従って、実施の形態１においては、従来のＸ線ＣＴ装置とその構成が異なるＸ線遮蔽手段１０２と照射角制御手段１１０とについて、詳細に説明する。図中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示す。
【００３２】
図１において、実施の形態１のＸ線遮蔽手段１０２では、図示しない遮蔽板は複数枚の遮蔽板で構成されており、各遮蔽板はそれぞれスライド可能に配置されている。Ｘ線遮蔽手段１０２には、遮蔽板のスライド量を計測する周知の移動量計測手段が配置されており、遮蔽板の位置情報は照射角制御手段１１０に出力される。なお、Ｘ線遮蔽手段１０２の詳細構成については、後述する。
【００３３】
照射角制御手段１１０は、Ｘ線源１０１、Ｘ線遮蔽手段１０２及びＸ線検出器１０３からなる撮影系と、被検体１０６との位置関係を示す位置情報及び撮影系の回転角情報に基づいて、Ｘ線遮蔽手段１０２の開口幅を制御する手段である。また、実施の形態１の照射角制御手段１１０は、制御手段１１２を介して出力される撮影系の回転角と、Ｘ線遮蔽手段１０２の開口幅との位相ずれを補正するように動作する。すなわち、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置では、撮影系が所定の回転角に達するタイミングと、遮蔽板が前記回転角に対応した位置に達するタイミングとのずれが小さくなるように、照射角制御手段１１０が遮蔽板の移動タイミングを制御する。このときの制御は、例えば、予備撮影及び前回の撮影での撮影系の回転角と遮蔽板のスライド位置とのずれに基づいて行う。照射角制御手段１１０は、例えば、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能である。なお、照射角制御手段１１０の詳細については、後述する。
【００３４】
図１から明らかなように、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置では、撮影系は周知の走査駆動手段１０４で支持されており、該走査駆動手段１０４の駆動によって、撮影系は被検体１０６の体軸と垂直をなす平面内に回転される。撮影系の回転制御すなわち走査駆動手段１０４の制御は、回転制御手段１１１から出力される駆動出力によって行われる。
【００３５】
被検体１０６は、図示しない天板及び該天板を体軸方向に移動させる図示しない周知の移動機構を備えた寝台１０７に設定されている。被検体１０６の支持位置は、例えば、当該被検体１０６の体軸と撮影系の回転中心軸とが一致するように設定される。ただし、撮影対象部位の中心が撮影系の回転中心軸上に位置するように、被検体１０６の支持位置を調整することによって、Ｘ線遮蔽手段１０２の開口幅すなわちＸ線ビームの照射視野を変化させることなくＸ線撮影が可能なことはいうまでもない。
【００３６】
Ｘ線検出器１０３で撮像されたＸ線像（以下、「透過Ｘ線強度像」と記す）すなわち複数個の検出素子１０８で検出された透過Ｘ線強度は、順次、データ収集手段１１３に出力され、撮影系の回転角毎にそれぞれ格納される。
【００３７】
次に、図１に基づいて、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置の動作を説明する。
【００３８】
操作卓１１５から予備計測の開始が指示されると、制御手段１１２からＸ線制御手段１０９、照射角制御手段１１０及び回転制御手段１１１に予備撮影のための動作条件が出力され、予備撮影が行われる。実施の形態１のＸ線ＣＴ装置における予備撮影では、被検体１０６の周囲に撮影系を１回転させると共に、通常の撮影（本撮影）と同様に、所定の回転角毎の透過Ｘ線像が計測される。ただし、この予備撮影では、被検体１０６に照射するＸ線ビームの照射視野は、撮影対象部位を含む被検体１０６の断面全体となるように設定されている。従って、再構成手段１１４から出力される予備撮影での断層像（再構成像）は、撮影対象部位を含む被検体１０６の断面全てとなり、その断層像は表示手段１１６の表示面上に表示される。従って、検者は表示手段１１６に表示された断層像に基づいて、撮影対象部位の設定を行うこととなる。なお、撮影対象部位の設定手順については、後述する。
【００３９】
ここで設定された撮影対象部位に対して、実施の形態１の照射角制御手段１１０は、撮影系の回転角毎の遮蔽板位置を計算する。
【００４０】
次に、操作卓１１５から本計測となる本撮影の開始が指示されると、制御手段１１２からＸ線制御手段１０９、照射角制御手段１１０及び回転制御手段１１１に本撮影のための動作条件が出力され、連続撮影が行われる。このときの動作条件として、制御手段１１２は、撮影対象部位である関心領域の中心座標及び半径が各制御手段に出力される。
【００４１】
本計測では、回転制御手段１１１が寝台１０７に設定された被検体１０６の周囲に撮影系を連続して回転させる。このとき、Ｘ線制御手段１０９は、回転角センサ１０５からの回転角情報に基づいて、所定の回転角毎にＸ線ビームを発生させるための駆動信号をＸ線源１０１に出力する。一方、照射角制御手段１１０は、予備撮影で得られた断層像に基づいて計算された撮影系の回転角毎の遮蔽板位置となるように、Ｘ線遮蔽手段１０２の遮蔽板位置を移動させることによって、図２に白円で示すように、設定された関心領域（設定された撮影対象部位）にのみＸ線ビームを照射させる。ただし、図２はＸ線ビームの照射視野中心１１７を含む撮影系の回転面での被検体１０６とＸ線ビームの照射視野との位置関係を説明するための図である。
【００４２】
このとき、照射角制御手段１１０は、遮蔽板２０１ａ，２０１ｂの位置を移動させると共に、撮影系の回転角と遮蔽板２０１ａ，２０１ｂの移動量との位相ずれを計測する。ここで、照射角制御手段１１０は、この位相ずれ量に基づいて、次の回転における撮影系と遮蔽板２０１ａ，２０１ｂの移動量との位相ずれが小さくなるように、遮蔽板２０１ａ，２０１ｂの移動タイミングを順次変化させる。
【００４３】
次に、図３に実施の形態１の照射角制御手段の動作を説明するための図を示し、以下、図３に基づいて、実施の形態１の照射角制御手段の動作を説明する。
【００４４】
照射角制御手段は設定さたれ関心領域にＸ線を照射するために、関心領域の中心座標，半径等をもとに遮蔽板の初期位置を算出して、その位置まで遮蔽板２０１を移動させる。次に制御スタート信号を受け取ると、算出した遮蔽板の位置に遮蔽板２０１が正確に移動するように信号を送る。
【００４５】
照射角制御手段は上記のように遮蔽板を制御するだけでなく、図３に示すように回転同期用センサーの信号を受け、回転中の遮蔽板位相ズレの防止もしている。図３には、スキャナーの静止系と回転系を図示してある。回転系にはＸ線源照射角制御手段，遮蔽板，回転同期用センサーの受信部を図示し、静止系には回転同期用センサーの発光部を図示した。発光部は制御開始とともに発光し続け、受信部はこの信号を１回転毎に受け取ることになる。例えば、１回転１秒の制御下では１秒に１回の信号が照射角制御手段に送られることになる。この信号に基づき照射角制御手段は、１つの例として説明すれば、信号を受信した時点で初期位置に遮蔽板を戻すようなリセットを行なうことができる。このような制御を行なえば、回転角と遮蔽板の位相ズレをなくすことができ、正確な遮蔽板の制御を行なうことができる。
（Ｘ線遮蔽手段の構成）
まず、従来のＸ線遮蔽手段の構成を説明し、次に実施の形態１のＸ線遮蔽手段の構成を説明する。
【００４６】
図４は従来のＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図であり、特に、図４（ａ〕は遮蔽板を退避させた場合のＸ線ビーム範囲と遮蔽板２０１との位置関係を説明するための図であり、図４（ｂ）は遮蔽領域が大きい場合のＸ線ビーム範囲と遮蔽板２０１との位置関係を説明するための図である。ただし、図４に示すＸ線遮蔽手段は、撮影系の回転中心軸方向からＸ線遮蔽手段を観たときの側面図であり、特に、一方の側の遮蔽板２０１のみを示した図である。
【００４７】
図４において、４０１はタイミングプーリ、４０２はモータ、４０３はタイミングベルト、４０４はガイドレール、４０５は連結部、４０６は隙間、４０７はビーム境界線を示す。Ｘ，Ｙ’，Ｚ’はそれぞれＸ軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸を示す。ただし、Ｘ軸は撮影系の回転中心軸方向、Ｙ’軸は照射中心軸方向、Ｚ’軸は照射中心軸と垂直をなす方向（ガイドレールの延在方向）である。
【００４８】
図４に示す従来のＸ線遮蔽手段は、ガイドレール４０４の一端に配置されたモータ４０２の設けたタイミングプーリ４０１と、ガイドレール４０４の他端に配置されたタイミングプーリ４０１とにタイミングベルト４０３が掛け渡されている。該タイミングベルト４０３には連結部４０５を介して１枚の遮蔽板２０１が配置されている。このとき、図４（ａ）に示すように、従来のＸ線遮蔽手段では、遮蔽板２０１を退避させた時にＸ線ビームの照射視野を制限しないように、遮蔽板２０１の長さはビーム境界線４０７よりもガイドレール４０４の一端側に格納されるような長さに設定されている。
【００４９】
このために、従来のＸ線遮蔽手段では、遮蔽板２０１をＸ線ビームの照射中心軸方向にあまり移動させすぎると、図４（ｂ）に示すように、遮蔽板２０１とビーム境界線４０７との間に隙間ができてしまい、Ｘ線ビームが照射されてしまっていた。すなわち、遮蔽板２０１の長さが比較的短いＸ線遮蔽手段では、十分な遮蔽領域を確保できなかった。
【００５０】
図５は他の従来のＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図であり、特に、図５（ａ〕はＸ線ビームを遮蔽している状態における図であり、図５（ｂ）は遮蔽板を退避させた場合のＸ線ビーム範囲と遮蔽板２０１との位置関係を説明するための図である。ただし、図５に示すＸ線遮蔽手段は、撮影系の回転中心軸方向からＸ線遮蔽手段を観たときの側面図であり、図４と同様に、一方の側の遮蔽板２０１のみを示した図である。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、この従来のＸ線遮蔽手段では、遮蔽板２０１をＸ線ビームの照射中心軸方向に移動させた場合であっても、遮蔽板２０１の端部がビーム境界線４０７の外側すなわちＸ線ファンビームの外側に位置するように、図４に示すＸ線遮蔽手段の遮蔽板２０１よりも長い遮蔽板２０１で形成されている。
【００５２】
しかしながら、長い遮蔽板２０１を用いた場合には、格納時に遮蔽板２０１がＸ線ビームの照射視野範囲にかかってしまうこととなるので、実質的な照射視野範囲が狭められてしまうこととなっていた。このときの様子を示したのが、図５（ｂ）であり、丸Ａで示す領域の遮蔽板２０１がＸ線ファンビームの内側に突出してしまい、開放時の照射視野を十分に確保することができなかった。
【００５３】
図６は実施の形態１のＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図であり、
６０１はモータ、６０２はタイミングベルト、６０３は第一のプーリ、６０４は第二のプーリ、６０５はウォームギア、６０６はアーム、６０７はガイドレール、６０８はベアリング、６０９はバネを示す。ただし、図中に示すＸ，Ｙ’，Ｚ’は図４と同様にそれぞれＸ軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸を示す。また、ａは図６に向かって左側に配置される遮蔽板駆動機構に係わる構造体を示し、ｂは右側に配置される遮蔽板駆動機構に係わる構造体を示す。
【００５４】
図６において、モータ６０１は回転量を計数するエンコーダを有する周知の直流サーボモータであり、実施の形態１ではＸ線遮蔽手段１０２のＸ軸方向の幅を小さくするために、このモータ６０１の回転軸をＺ’軸方向に向けて配置している。
【００５５】
タイミングベルト６０２は周知のタイミングベルトであり、実施の形態１ではアーム６０６の一端が取り付けられた部分がガイドレール６０７に平行するように配置される。また、実施の形態１のＸ線遮蔽手段では、図示しないエンコーダが移動量計測手段として機能する。
【００５６】
第一及び第二のプーリ６０３，６０４は、タイミングベルト６０２のアーム６０６を取り付けた部分をガイドレール６０７の一端から他端に沿って張り渡すための周知のプーリである。特に、第一のプーリ６０３はウォームギア６０５の回転軸に固定されており、該ウォームギア６０５を介して伝達されたモータ６０１の駆動力をタイミングベルト６０２に伝達する。
【００５７】
ウォームギア６０５は、Ｚ’軸と平行に配置されたモータ６０１の回転軸での回転力をＸ軸と平行をなす軸の回転力に変換する周知のウォームギアであり、実施の形態１では、ガイドレール６０７の側面すなわちＸ軸方向に配置される。
【００５８】
アーム６０６は、前述するように、一端がタイミングベルト６０２に固定され、他端が遮蔽板２０１に固定される周知のアームであり、特に実施の形態１では、左右それぞれに２枚ずつ配置された遮蔽板の内でバネ６０９が取り付けられていない側の遮蔽板２０１ａ，２０１ｂにアーム６０６の他端が固定されている。
【００５９】
ガイドレール６０７は、遮蔽板２０１を両側から保持すると共に、遮蔽板２０１の移動方向を制限する周知のガイドレールであり、板状に形成されている。特に実施の形態１では、２枚ずつの遮蔽板２０１ａ，ｃ及び遮蔽板２０１ｂ，ｄがそれぞれ組をなして構成されているので、ガイドレール６０７に設けられたガイドも２本形成されている。ただし、前述するガイドとは、遮蔽板２０１に取り付けられたベアリング６０８の通り道となる凹部であり、ガイドレール６０７の延在方向に沿って形成され遮蔽板２０１をＺ’軸と平行をなす方向に移動可能に支持する。なお、このガイドとしては、ガイドレール６０７の延在方向に沿って長方形の孔を設けてもよいことはいうまでもない。
【００６０】
ベアリング６０８は、円柱形状に形成されたベアリングであり、ベアリング６０８の円周面とガイドの凹部の側壁とが接するように形成されている。
【００６１】
バネ６０９は、一端がアーム６０６に固定されていない側の遮蔽板２０１ｃ，２０１ｄに接続され、他端がガイドレール６０７の両端部の何れか一方にそれぞれ接続された周知のバネである。実施の形態１では、バネ６０９は遮蔽板２０１ｃ，２０１ｄが撮影系の回転に伴って移動してしまうことを防止する。
【００６２】
図６（ｂ）から明らかなように、Ｘ線遮蔽手段１０２をＸ線源１０１の前面に配置したときに、Ｘ線ビームの広がり方向の端部すなわち図６中の左右に遮蔽板２０１がそれぞれ配置されている。それぞれの端部に配置された各遮蔽板２０１ａ，２０１ｃと遮蔽板２０１ｂ，２０１ｄとは、それぞれＹ’軸方向すなわちＸ線ビームの照射方向に重ねて配置されている。ガイドレール６０７は、遮蔽板２０１を両側すなわちＸ軸方向から挟み込むように形成されており、ガイドレール６０７の延在方向にのみ遮蔽板２０１の移動方向を制限している。このとき、ガイドレール６０７と各遮蔽板２０１，ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄとで囲まれた開口部分がＸ線源１０１から照射されるＸ線ビームの通過部分となる。従って、実施の形態１のＸ線遮蔽手段１０２では、Ｘ線ビームの通過範囲以外であるガイドレール６０７の側面部に遮蔽板２０１の遮蔽板駆動機構を配置した構成となっている。
【００６３】
ただし、一方の側に配置された遮蔽板２０１ａ，２０１ｃでＸ線ビームの照射範囲を全て覆うことが可能となるように、それぞれの遮蔽板２０１ａ，２０１ｃの長さ（Ｚ’軸方向の長さ）を設定することによって、被検体１０６の端部を撮影対象とした場合であっても、その患部のみを撮影対象としたＸ線ビームの制限を行うことが可能となる。
【００６４】
図７は実施の形態１の遮蔽板の概略構成を説明するための図であり、特に、図７（ａ）は遮蔽板を収納した状態での側面図であり、図７（ｂ）は遮蔽板を収納した状態での正面図であり、図７（ｃ）は遮蔽板を引き出した状態での側面図である。ただし、図７（ｃ）中に示す矢印は、遮蔽板の引き出し方向を示す。ただし、図７は説明を簡単にするために、バネ６０９ａ，６０９ｂを省略する。
【００６５】
図７において、７０１はＸ線高吸収体、７０２は第一の側面板、７０３は第二の側面板、７０４は第一の正面板、７０５は第二の正面板、７０６は第一のピン、７０７は第二のピンを示す。ただし、実施の形態１では、図６の左側に配置される遮蔽板２０１ａ，ｃと右側に配置される遮蔽板２０１ｂ，ｄとは、左右対称の構成となるので、以下の説明では、Ｚ’軸方向すなわち図６中で右側に配置される遮蔽板２０１ｂ，ｄの構成について、詳細に説明する。
【００６６】
図７（ａ）から明らかなように、実施の形態１のＸ線遮蔽手段１０２では、ガイドレール６０７と平行に配置されることとなる第一及び第二の正面板７０４，７０５は、例えば厚さが３〜５ｍｍ程度の真鍮やステンレス等を機械加工によって、図７（ｃ）に示すような形状の板を作成し用いればよい。ただし、厚さは３〜５ｍｍに限定されることはなく、使用する板の材質（硬さ）によっては、薄くすることも可能である。この第一及び第二の正面板７０４，７０５のそれぞれには何れか一方の面に、例えば厚さが２ｍｍ以上の鉛板がＸ線高吸収体７０１として配置されている。また、図７（ｂ）から明らかなように、実施の形態１では、Ｘ線高吸収体７０１は、それぞれが配置された第一及び第二の正面板７０４，７０５と同じ幅に形成されている。
【００６７】
第一及び第二の正面板７０４，７０５のＸ線高吸収体７０１が配置された側の面には、それぞれ第一及び第二の側面板７０２，７０３が配置されており、特に、第一の側面板７０２の端部にはアーム６０６が取り付けられている。一方、第二の側面板７０３には、図示しないバネ６０９が取り付けられている。また、図７（ｂ）から明らかなように、実施の形態１の側面板７０２，７０３は、それぞれ第一及び第二の正面板７０４，７０５と同じ幅となる。
【００６８】
第一及び第二の正面板７０４，７０５のＸ線高吸収体７０１が配置された面と対向する側の面には、それぞれ第一及び第二のピン７０６，７０７が配置されている。ただし、図７（ｃ）に示すように、第一のピン７０６は第一の側面板７０２から遠い側となる第一の正面板７０４の端部に配置されており、第二のピン７０７は第二の側面板７０３に近い側となる第二の正面板７０５の端部に配置されている。
【００６９】
ここで、実施の形態１では、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、第一の側面板７０２及び第一の正面板７０４等から構成された遮蔽板（以下、「第一の遮蔽板」と記す）と、第二の側面板７０３及び第二の正面板７０５等から構成された遮蔽板（以下、「第二の遮蔽板」と記す）とは、それぞれ第一のピン７０６と第二のピン７０７とが配置された側が向かい合うように配置される。その結果、また、図７（ｃ）に示すように、遮蔽板２０１を引き出した場合に、第一のピン７０６が第二のピン７０７に当たり、以後、第一の遮蔽板の動きに合わせて第二の遮蔽板が矢印で示す方向に移動するように構成されている。
【００７０】
このように、実施の形態１の遮蔽板では、従来ではＸ線遮蔽手段１０２の左右にそれぞれ１枚づつ配置されていた遮蔽板を、それぞれ２枚づつの遮蔽板で構成することによって、退避時の遮蔽板の全長を小さくすることができる。従って、Ｘ線遮蔽手段１０２を小型化することが可能となる。その結果、Ｘ線ＣＴスキャナーは回転運動が必要なため、各種の制御装置，機構等が非常に密に実装されている。このため、Ｘ線遮蔽手段はできる限り小型のもののほうが、その設置場所を多岐に選択できることとなる。
【００７１】
ただし、Ｘ線遮蔽手段１０２を構成する遮蔽板数は２枚に限定されることはなく、３枚以上でもよいことはいうまでもない。
【００７２】
以上説明したように、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置では、予め予備撮影で撮像された被検体１０６のＸ線像から再構成されたＣＴ像上で設定された関心領域の位置情報に基づいて、照射角制御手段１１０がモータ６０１ａ，６０１ｂを駆動し遮蔽板２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄの位置を撮影系の回転角に応じた位置に移動させることによって、関心領域すなわち撮影対象部位として設定された領域を撮影するために必要な最小限のＸ線量での回転撮影を行うことができる。このとき、実施の形態１では、照射角制御手段１１０が撮影系の回転角と遮蔽板２０１の移動量との位相ずれを計測し、該位相ずれ量に基づいて、次の回転における撮影系と遮蔽板２０の移動量との位相ずれが小さくなるように、遮蔽板２０１の移動タイミングを予想し、その移動タイミングで遮蔽板２０１の位置を順次変化させる。すなわち、撮影系の回転制御と同様に、照射角制御手段１１０が遮蔽板２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄの移動を連続動作させ、その動作周期と撮影系の回転同期との同期をとるので、特に、撮影系を高速回転させた場合における撮影系の回転角と遮蔽板の移動量との位相ずれを防止することができる。その結果、位相ずれに伴うＸ線ビームの照射領域のずれを補正することができるので、被検体１０６に照射するＸ線量を最小限にすることができる。
【００７３】
また、実施の形態１では、撮影系の回転速度が高速の場合であっても、撮影系の回転速度に影響を与えることなく被検体１０６に照射されるＸ線ビームの照射視野を制御することができるので、各回転角毎に撮像されるＸ線像の撮像間隔を一定に保持することが可能となる。その結果、順次撮像したＸ線像の連続性を維持することが可能となるので、被検体１０６の周囲から撮像したＸ線像から再構成した再構成像であるＸ線ＣＴ画像や三次元像等の画質低下を防止できる。
従って、医師等の検者による診断効率を向上できる。
ただし、被検体１０６の支持位置と撮影部位との位置関係は、例えば、予備撮影あるいは予め撮影したＸ線像やＭＲ像等とから求めてもよいことはいうまでもない。
【００７４】
なお、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置では、撮影系の回転速度は、例えば、１回転／秒である。ただし、撮影系の回転速度はこれに限定されることはなく、１回転／秒以上でも１回転／秒以下でもよいことはいうまでもないが、特に、１回転／秒以下となる高速撮影を行う場合にその効果が顕著となる。
【００７５】
（実施の形態２）
図８は実施の形態２のＸ線装置であるＸ線ＣＴ装置におけるＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図であり、特に、図８（ａ）は遮蔽板の概略構成を説明するための正面図であり、図８（ｂ）は遮蔽板の概略構成を説明するための側面図である。ただし、実施の形態２のＸ線ＣＴ装置はＸ線遮蔽手段の構成を除く他の構成は、実施の形態１のＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、Ｘ線遮蔽手段の構成についてのみ説明する。
【００７６】
図８において、８０１〜８０５は第一〜第五の遮蔽板、８０６，８０７は第一及び第二の接続手段である。また、ｘ，ｙ’，ｚ’は、実施の形態１と同様に、それぞれＸ軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸を示す。ただし、Ｘ軸は撮影系の回転中心軸方向であり、Ｙ’軸は照射中心軸方向であり、Ｚ’軸は照射中心軸と垂直をなす方向である。
【００７７】
図８（ｂ）から明らかなように、実施の形態２のＸ線遮蔽手段は、第一〜第五の遮蔽板８０１〜８０５の対向する側面を順次連結した構成となっている。特に、実施の形態２のＸ線遮蔽手段では、第一の遮蔽板８０１と第二の遮蔽板８０２との連結部分、第三の遮蔽板８０３と第四の遮蔽板８０４との連結部分、及び第五の遮蔽板８０５の端部には、両側面のそれぞれにベアリング６０８が配置されている。
【００７８】
図８（ａ）から明らかなように、第二の遮蔽板８０２と第三の遮蔽板８０３との連結部分、及び第四の遮蔽板８０４と第五の遮蔽板８０５との連結部分には、それぞれ第一もしくは第二の接続手段８０６，８０７が配置されている。
【００７９】
ただし、実施の形態２のＸ線遮蔽手段では、第一の遮蔽板８０１の端部すなわち第一の遮蔽板８０１の内で第二の遮蔽板８０２との連結がなされていない側の端部に図示しないアーム６０６が固定されている。従って、実施の形態１のＸ線遮蔽手段と同様に、このアーム６０６をＺ’軸と平行に移動させることによって、実施の形態２のＸ線遮蔽手段によるＸ線ビームの遮蔽領域を増減させる。また、実施の形態２のＸ線遮蔽手段は、前述した実施の形態１のＸ線遮蔽手段と同様に、第一〜第五の遮蔽板８０１〜８０５からなる遮蔽板群が当該Ｘ線遮蔽手段の両端部分に配置された構成となっている。
【００８０】
このとき、実施の形態２のＸ線遮蔽手段では、従来ではＸ線遮蔽手段１０２の左右にそれぞれ１枚づつ配置されていた遮蔽板を、それぞれ５枚づつの遮蔽板８０１〜８０５で構成すると共に、隣接する遮蔽板の端部を屈曲可能に連結した構成とすることによって、図８（ｂ）に示すように、退避時には屈曲可能に連結した部分で遮蔽板を折り畳んで格納することができるので、退避時の遮蔽板の全長をさらに小さくすることができる。その結果、Ｘ線遮蔽範囲は小さくなり、遮蔽板の移動距離は小さくなる。従って、遮蔽板の移動距離が小さくなるので、遮蔽板の格納スペースが小さくなり、結果的に遮蔽板を小さくすることができる。
【００８１】
ただし、実施の形態２の第一〜第五の遮蔽板８０１〜８０５の構造は、実施の形態１の第一及び第二の正面板７０４，７０５と同様に、平板に厚さが２ｍｍ以上の鉛をＸ線高吸収体７０１として配置した構成となっている。また、実施の形態２では、各遮蔽板８０１〜８０５の連結部分にはＸ線高吸収体７０１を配置しない構成としたが、これに限定されることはなく、連結部分にもＸ線高吸収体７０１を配置することによって、連結部分を透過してしまうＸ線を遮蔽することができることはいうまでもない。
【００８２】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３のＸ線装置であるＸ線ＣＴ装置におけるＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図であり、９０１は遮蔽板、９０２は渦巻き状バネを示す。ただし、実施の形態３のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線遮蔽手段の構成を除く他の構成は実施の形態１のＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、実施の形態３のＸ線遮蔽手段の構成についてのみ説明する。
【００８３】
図９から明らかなように、実施の形態３では周知の渦巻き状バネ９０２の一端には遮蔽板９０１が配置されており、他端は固定されている。遮蔽板９０１の他端すなわち渦巻き状バネ９０２が接続されていない側の端部には、図示しないアーム６０６が固定されている。従って、実施の形態１のＸ線遮蔽手段と同様に、このアーム６０６をＺ’軸と平行に移動させることによって、実施の形態３のＸ線遮蔽手段によるＸ線ビームの遮蔽領域を増減させる構成となっている。また、実施の形態３のＸ線遮蔽手段は、前述した実施の形態１のＸ線遮蔽手段と同様に、遮蔽板９０１が当該Ｘ線遮蔽手段の両端部分に配置された構成となっている。さらには、実施の形態３のＸ線遮蔽手段では、遮蔽板９０１は、例えば、鉛と同等のＸ線遮蔽能力を持つゴム状シートを素材として使用すればよい。
【００８４】
このように、実施の形態３のＸ線遮蔽手段では、遮蔽板９０１に柔軟性を有する素材を使用することによって、退避時には遮蔽板９０１は渦巻き状バネ９０２と共に巻き取ることが可能となるので、退避時における遮蔽板９０１の格納部分の全長をさらに小さくすることができる。
【００８５】
なお、実施の形態１〜３では、所定の回転角度毎にＸ線源からＸ線ビームを照射し被検体の透過Ｘ線を計測する構成としたが、これに限定されることはなく、例えば、撮影系の回転角に関わらずＸ線ビームを照射させてもよいことはいうまでもない。
【００８６】
実施の形態１〜３では、同一個所を何度も繰り返し撮影する場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば右側の肺野全体のＣＴ撮影を行う場合等のように、被検体１０６を撮影系の回転中心軸方向に移動させながら回転撮影を行うヘリカルスキャンにも適用可能なことはいうまでもない。
【００８７】
実施の形態１〜３では、計測開始に当たり予備撮影を行い、この予備撮影の結果に基づいて本計測を行う構成としたがこれに限定されることはなく、例えば計測開始指示から本計測を行う構成としてもよいことはいうまでもない。ただし、この場合には、第１回転目の撮影における撮影系の回転周期とＸ線遮蔽手段１０２の開口幅の移動周期との同期は、予め設定された値を格納しておき、その値に基づいた周期で計測を行う。
【００８８】
実施の形態１〜３では、撮影系の１回転毎に撮影系の回転周期とＸ線遮蔽手段１０２の開口幅の移動周期との位相ずれを補正する構成としたが、これに限定されることはなく、本実施の形態の撮影周期である１度の回転角毎に位相ずれを補正してよいことはいうまでもない。このように、本願発明では、撮影系の回転周期と開口幅の移動周期との位相ずれの補正は、所定の角度毎でよい。
【００８９】
さらには、実施の形態１〜３では、Ｘ線検出器１０３として検出器１０８の層数が４の多層Ｘ線検出器を用いた場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、検出器１０８の層数が１の多層Ｘ線検出器、あるいはＸ線イメージインテンシファイアとテレビカメラとを用いたいわゆる２次元検出器等を用いてもよいことはいうまでもない。
【００９０】
また、本願発明は、一端にＸ線源が配置され、他端にＸ線検出器が配置されたＣ字型アームを被検体の周囲に回転させて撮像したＸ線像から断層像及び三次元像を再構成することが可能ないわゆる循環器用及び消化器用のＸ線装置にも適用可能なことはいうまでもない。
【００９１】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００９２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）Ｘ線源及びＸ線検出器が所定の回転角に達してから透過Ｘ線像の計測に要するまでの時間を補正することができる。
（２）再構成によって得られる再構成像の画質を向上させることができる。
（３）被検体の診断効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】Ｘ線ビームの照射視野中心を含む撮影系の回転面での被検体とＸ線ビームの照射視野との位置関係を説明するための図である。
【図３】実施の形態１の照射角制御手段の動作を説明するための図である。
【図４】従来のＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図である。
【図５】他の従来のＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図である。
【図６】実施の形態１のＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図である。
【図７】実施の形態１の遮蔽板の概略構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２のＸ線ＣＴ装置でのＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態３のＸ線ＣＴ装置でのＸ線遮蔽手段の概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…Ｘ線源、１０２…Ｘ線遮蔽手段、１０３…Ｘ線検出器、１０４…走査駆動手段、１０５…回転角センサ、１０６…被検体、１０７…寝台、１０８…検出素子、１０９…Ｘ線制御手段、１１０…照射角制御手段、１１１…回転制御手段、１１２…制御手段、１１３…データ収集手段、１１４…再構成手段、１１５…操作卓、１１６…表示手段、１１７…照射視野中心、１１８…寝台制御手段、２０１…遮蔽板、４０１…タイミングプーリ、４０２…モータ、４０３…タイミングベルト、４０４…ガイドレール、４０５…連結部、６０１…モータ、６０２…タイミングベルト、６０３…第一のプーリ、６０４…第二のプーリ、６０５…ウォームギア、６０６…アーム、６０７…ガイドレール、６０８…ベアリング、６０９…バネ、７０１…Ｘ線高吸収体、７０２…第一の側面板、７０３…第二の側面板、７０４…第一の正面板、７０５…第二の正面板、７０６…第一のピン、７０７…第二のピン、８０１〜８０５…第一〜第五の遮蔽板、８０６，８０７…第一及び第二の接続手段、９０１…遮蔽板、９０２…渦巻き状バネ。

Claims (1)

1. 撮影系の回転に応じてＸ線ビームの照射範囲を変位させ、所定部位以外へのＸ線ビームの照射を制限するＸ線装置において、
   前記撮像系の回転周期と前記照射範囲の変位周期との位相ずれを計測する位相ずれ量計測手段と、位相ずれ量計測手段の計測結果に基づいて、前記撮影系の回転周期と前記照射範囲の変位周期とを同期させる同期手段を備えたことを特徴とするＸ線装置。

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