JP5536426B2 - ビーム形成x線フィルタおよびこれを使ったx線ct装置 - Google Patents
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Description
一方、このようなX線のエネルギー分布に対する依存性を利用したX線CT装置が特許文献1に開示されている。この特許文献1には、X線管電圧を変え、異なるエネルギー分布のX線を照射してそれぞれの投影データを収集し、それら投影データまたは断層像データの加重減算処理を施してある物質を強調した断層画像等を表示する、所謂デュアルエネルギー画像再構成技術を取り入れたX線CT装置が開示されている。
さらに、X線CT装置においては、一般的に、チャンネル方向に厚さが異なるビーム形成X線フィルタを有している。このビーム形成X線フィルタは、撮影中心である回転中心に向かうX線束の方向にはフィルタの厚さが最も薄く周辺部に行くに従いフィルタの厚さが厚く形成され、フィルタの厚みの違いより通過するX線の強度を変化させることにより、被検体の両側の被曝を低減する役目を有している。
前記X線を遮蔽する複数の遮蔽部と前記X線を透過する複数の透過部とを前記チャンネル方向に交互に有する。
図1は、本発明のX線CT装置(マルチスライスCT装置)100の全体構成を示すブロック図である。X線CT装置100は、アキシャルスキャン又はヘリカルスキャンにより複数のビュー方向からの被検体9の投影データを収集し、当該投影データに基づいて画像再構成を行うCT装置として構成されている。
図2は、X線管20、ビーム形成X線フィルタ21、コリメータ22及びX線検出器23の配置を示す斜視図である。X線管20とX線検出器23とは対向する位置に配置され、その間にビーム形成X線フィルタ21及びコリメータ22が配置されている。なお、本実施形態では、被検体9の体軸方向をZ軸方向、鉛直方向をY軸方向、Y軸とZ軸とに垂直な方向をX軸方向として説明する。
図3は回転陽極型X線管における陽極ANを示した図である。図3(a)は前記陽極ANをX軸方向から見た図であり、図3(b)は前記陽極ANをZ軸方向から見た図であり、図3(c)は前記陽極ANをY軸方向の下部から見た図である。
<ビーム形成X線フィルタ21の構成>
図4(a)は図2で示されたビーム形成X線フィルタ21とX線管20の陽極ANとの斜視図である。図4(a)で示されるようにビーム形成X線フィルタ21は筐体CSと複数の第1プレートP1で構成されている。なお、筐体CSは破線で示し、内部に配置した複数の第1プレートP1の構造を理解しやすいよう図示してある。図4(b)は1枚の第1プレートP1の斜視図である。
図6(b)はビーム形成X線フィルタ21の中央部のX線焦点幅Xdと周辺部のX線焦点幅Xdとの関係を示した図である。
図8はX線ビーム201のX線スペクトル分布を示した図である。X軸にX線のエネルギーを示し、Y軸にX線強度PXを示している。
上述したビーム形成X線フィルタ21により、X線CT装置100は、画像再構領域の中心部と周囲で均一な鮮鋭度及び均一な画質を持つ断層像を形成することができる。さらに、X線CT装置100は、高いX線管電圧と低いX線管電圧とを1ビュー毎又は複数ビュー毎、または、360°毎又は180°+ファン角度毎に切り替えて撮影するデュアルエネルギー撮影においても、X線検出器23で均一な高いX線エネルギーの投影データ及び均一な低いX線エネルギーの投影データを取得することができる。このため、X線CT装置100は、画像再構領域の全でX線エネルギーの吸収係数の違いを反映した画像を精密に取得することができる。
また、画像再構成部30cは、水強調投影データRWとヨウ素強調投影データRIをビームハードニング補正BH及び画像再構成することで水強調断層像GWとヨウ素強調断層像GIを画像再構成する。画像再構成部30cは、水強調断層像GW及びヨウ素強調断層像GIにおいても誤差の少ない投影データを用いるため、精度のよい断層像を作成できる。
尚、上記実施形態においては、回転陽極型X線管を用いたが、固定陽極型X線管を用いても、同様の効果を得ることができる。
<第2実施形態>
また、第2実施形態において、第1プレート同士の間隔及び第2プレート同士の間隔は、等間隔に限らない。
9 … 被検体
20 … X線管
21(21B、21C,21D) … ビーム形成X線フィルタ
22 … コリメータ、23 … X線検出器
24 … データ収集部、25 … X線管コントローラ
27 … 回転部、29 … ボア
30 … 中央処理装置(30a … 制御部、30b … 投影データ取得部、30c … 画像再構成部、30d … 表示制御部)
31 … 入力装置、32 … 表示装置
33 … 記憶装置、41 … クレードル
201 … X線ビーム
221 … コリメータプレート
231 … 検出素子
AN … 陽極
BH … ビームハードニング補正
C … 回転軸
CS … 筐体、FC … 焦点
FP … 焦点部分領域
FT … 全焦点領域
GDE … デュアルエネルギー比断層像
GI … ヨウ素強調断層像
GW … 水強調断層像
P1 … 第1プレート、P2 … 第2プレート
pd … プレート間距離
PT … 前処理
PX … X線強度
R140 … 140kV投影データ、R80 … 80kV投影データ
RI … ヨウ素強調投影データ
RW … 水強調投影データ
GT140 … 140kV等価断層像、GT80 … 80kV等価断層像
Xd … 線焦点幅
Claims (8)
- 被検体とX線を発生するX線管との間に配置され、前記被検体を挟んで前記X線管に対向して配置されるX線検出器のチャンネル方向のX線照射領域でX線強度分布を調整するビーム形成X線フィルタであって、
少なくとも前記チャンネル方向に並ぶ、前記X線の照射方向に立設した前記X線を遮蔽する複数の第1プレートからなる複数の遮蔽部と、隣り合う前記第1プレートの間隔を形成する前記X線を透過する空間からなる複数の透過部とを有し、前記チャンネル方向の中央よりも周辺の方が前記第1プレートの前記X線の照射方向の高さが高いビーム形成X線フィルタ。
- 前記遮蔽部は前記X線の吸収率の高い金属体である請求項1に記載のビーム形成X線フィルタ。
- 前記X線管は陰極と陽極とを有し、前記陰極から電子ビームが前記陽極に照射して縦長のX線発生領域からX線を発生するものであり、
前記透過部は前記チャンネル方向の周辺で前記縦長のX線発生領域のうち一部の第1X線発生領域からのX線を透過させ、前記チャンネル方向の中央で前記第1X線発生領域よりも広い第2X線発生領域からのX線を透過させる請求項1または請求項2に記載のビーム形成X線フィルタ。
- 前記第1プレートは、隣り合う第1プレートの間隔が一定に配置される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のビーム形成X線フィルタ。
- 前記遮蔽部は、前記チャンネル方向に直交する方向に並ぶ、前記X線の照射方向に立設した複数の第2プレートをさらに含む請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のビーム形成X線フィルタ。
- 前記第1X線発生領域からのX線と前記第2X線発生領域からのX線とは、線質が略同じで、前記第2X線発生領域からのX線が前記第1X線発生領域からのX線よりX線強度が大きい請求項3に記載のX線ビーム形成フィルタ。
- 前記チャンネル方向の周辺の前記透過部から前記X線発生領域を観察した場合の発生領域と前記チャンネル方向の中央の前記透過部から前記X線発生領域を観察した場合の発生領域とが同じ大きさである請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のX線ビーム形成フィルタ。
- 前記X線管と、前記X線検出器と、前記X線管およびX線検出器を被検体の周りに回転させながらX線を前記被検体に照射して複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、前記収集された投影データに基づいて画像を再構成する画像再構成手段とを備えたX線CT装置であって、
請求項1から請求項7のいずれか一項の前記X線ビーム形成フィルタを有するX線CT装置。
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