JPH01259843A - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、支柱の上下端部に対向支持されたＸ線管と映
像装置とをその間に位置する被検体内の一点を中心とし
て相対運動させ該被検体を断層撮影するＸ線断層撮影装
置に関し、特にＸ線管焦点と被検体の目的部位点と画像
記録媒体中心の三点の幾可学的精度を維持して画像の解
像力を向上することができるＸ線断層撮影装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来のＸ線断層撮影装置は、第３図に示すように、被検
体にＸ線を放射するＸ線管１と、上記被検体を間に挟ん
でＸ線管１に対向支持され画像記録媒体を格納する映像
装置２と、これら両者を上下端部に支持して連結する支
柱３と、この支柱３を揺動可能に支持すると共に上下方
向に昇降して被検体の断層撮影の裁断面を昇降させる裁
断面装置４とを備えて成っていた。なお、上記裁断面装
置４は、支柱３を揺動可能に支持する中枠５と、この中
枠５を枠内部に揺動可能に支持すると共に上下方向に昇
降可能とされた移動枠６とから成っている。また、第３
図において、符号７は被検体（図示省略）を寝載するテ
ーブルであり、符号８は上記ＸＩｓ管１及び映像装置２
を支点９を中心として互いに反対方向に同期して相対運
動させる軌道創成機構である。そして、この軌道創成機
構８により、被検体を間に挟んで対向支持されたＸ線管
１と映像装置２とを上記被検体内の一点を中心として相
対運動させることにより、この幾何学的な原理から被検
体の目的とする断面の像だけはぼかさずにフィルム等の
画像記録媒体に結像させ、それ以外の断面の像をぼかす
ことにより断層像を撮影するようになっていた。

以下、この断層撮影の原理を第６図を参照して説明する
８図において、Ｘ線管１の焦点をＦとし、映像装置２内
に格納された画像記録媒体を１０とすると共に、上記Ｘ
線管１の焦点Ｆと相対運動の支点Ｅとの間の距離をＤと
し、この支点Ｅと画像記録媒体１０との間の距離をｄと
する。いま、Ｘ線管１と画像記録媒体１０とを支点Ｅを
中心として矢印Ａ、Ｈのように互いに反対方向へ等速度
あるいは等角速度で相対運動を行わせると、支点Ｅの像
は、Ｘ線管】−の焦点がＦの位置にあるときは画像記録
媒体１０上の点Ｅ′へ、焦点がＦ′の位置にあるときは
点Ｅ１へそれぞれ投影される。ここで、上記の支点Ｅを
含む平面ｏｐ上に別の一点Ｐをとり、Ｘ線管１の二つの
位置に対応する画像記録媒体１０上への投影像をそれぞ
れｐ’　、ｐ’とすると、ΔＦＥ’　Ｐ’及びΔＦ’　
Ｅ’　Ｐ’においてそれぞれ次の関係が成立する。

Ｅ’　Ｐ’　＝ＥＰ・（Ｄ＋ｄ）　／ＤＥ’　Ｐ’　＝
ＥＰ・ＣＤ＋ｄ）　／Ｄ従って、Ｅ’　Ｐ’　＝Ｅ’　
Ｐ’となる。すなわち。

一定の関係（Ｄ＋ｄ）／Ｄのもとでは、Ｅ、Ｐなどの平
面ｏｐ上の各点は１画像記録媒体１０上で常に同一の点
に像を結ぶこととなる。

次に、上記の平面ｏｐから離れた点Ｑの場合は、Ｘ線管
１の二つの位置に対応する画像記録媒体１０上にそれぞ
れＱ’　、Ｑ′として像が投影されるが、上記の点Ｑの
平面ｏｐ上への投影点が異なることから、ΔＦＥ’　Ｑ
’　とΔＦ’　Ｅ’　Ｑ’とにおいて明らかにＥ’　Ｑ
’　≠Ｅ’　Ｑ’である。従って。

上記画像記録媒体１０上で点Ｑの像は、Ｅ’　Ｑ’−Ｅ
“Ｑ’＝ｎだけずれることとなる。このことから、Ｘ線
管１と画像記録媒体１０とが支点Ｅを中心として相対運
動をするときは、上記の点Ｑは、画像記録媒体１０上で
点とならずに線として投影され、像を作らない、このよ
うに、支点Ｅを含む平面ｏｐ上の物は明瞭な像として成
立するが（このような平面Ｏｐを「裁断面」という）、
それ以外の面上の物はずれが大きくなってぼけ像となる
。

断層撮影は、このような原理から、被検体の目的とする
断面（裁断面上にある）の像だけはぼかさずに画像記録
媒体１０上に結像させ、それ以外の断面の障害となる像
を幾何学的にぼかすことにより、所望の断層像を撮影す
るものである。そして、このような断層撮影において解
像力の高い断層像を得るためには、Ｘ＃１管１と画像記
録媒体ｌＯを格納した映像装置２とが例えば等速度で相
対運動中でも、第６図において、ＸＭ管１の焦点Ｆと、
支点（すなわち「裁断中心Ｊ）Ｅと、画像記録媒体１０
の中心Ｅ′とが必ず一直線上に位置することが必要であ
り、これら三点の幾何学的精度を維持しなければならな
い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第３図に示す従来のＸ、Ｉ！断層撮影装置にお
いては、Ｘ線管１及び映像装置２は支柱３の上下端部に
支持して連結された連結構造であり、Ｘ線管１や映像装
置２のような重量のある物を上記支柱３を揺動させるこ
とにより相対運動させると、その相対運動中に発生する
ガタ及び部材の変形あるいは構成部品の機械的精度の影
響などにより、いろいろな誤差が加算されて、上記三点
の幾何学的精度を維持するのは難しく、十分な解像力は
得られないものであった。

また、上記解像力に影響するものとして、モーションア
ーチファクトの発生があるが、このモーションアーチフ
ァクトを抑えるためには、撮影時間を短縮すればよい、
しかし、そのためには上記ＸＲＩＡ管１と映像装置２の
相対運動を高速化する必要があるが、その相対運動を高
速にすると、Ｘ線管１と映像装置２に生ずる加速度が増
大し、遠心力及び慣性力等の動的な負荷による影響が大
きくなるものであった。従って、部材の変形が大きくな
り、第３図に示す支柱３上の裁断中心１１に位置ずれが
生ずるものであった０例えば、第７図に示すように、理
想的にはＸ線管１の焦点Ｆから放射したＸ線により、裁
断中心１１上に位置する被検体１２の目的部位点１３は
、画像記録媒体１０上の中心１４に投影される。このと
きは、目的部位点１３と裁断中心１１との間にはずれが
無い。

しかし、Ｘｌ１ｆＩ管１と映像袋Ｗ２の相対運動を高速
化して上記裁断中心１１が１１′にずれた場合、支柱３
の下端部に支持された映像装置２に格納された画像記録
媒体１０も１０’　にずれるため、その画像記録媒体１
０の中心１４が１４′に移動し。

被検体１２の目的部位点１３は画像記録媒体１０′上の
異なった点に像が投影される。従って、上記目的部位点
１３の像はぼけることとなる。このときは、上記三点の
幾何学的精度、言い換えれば第７図においてＸ線管１の
焦点Ｆと、被検体１２の目的部位点１３と、画像記録媒
体１０の中心１４の三点の幾何学的精度は維持されず、
断層像の解像力は低下することとなるものであった。

これに対処して、部材の変形を抑えるために支柱３等の
連結構造部材の剛性を上げればよいが。

この場合は、装置全体の重量が増大すると共に大形化す
るものであった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるＸ線断層撮影装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、被検体にＸ線を放射するＸ線管と、上記
被検体を間に挟んでＸ線管に対向支持され画像記録媒体
を格納する映像装置と、これら両者を上下端部に支持し
て連結する支柱と、この支柱を揺動可能に支持すると共
に上下方向に昇降して被検体の断層撮影の截断面を昇降
させる裁断面装置とを備えて成るＸ線断層撮影装置にお
いて、」二記映像装置は、その内部に格納された画像記
録媒体を水平面内で移動可能に支持し且つその画像記録
媒体を水平面内で振らせる機構を設けて構成し、上記画
像記録媒体を上記Ｘ線管と映像装置の相対運動中に該映
像装置の動きとは別に水平面内で振らせて、上記Ｘ線管
の焦点と上記裁断面内にある被検体の目的部位点とを結
ぶ直線の延長上に対する上記画像記録媒体の中心の位置
ずれを補正するようにしたＸ線断層撮影装置によって達
成される。

〔作　用〕

このように構成されたＸ線断層撮影装置は、内部に格納
された画像記録媒体を水平面内で移動可能に支持し且つ
その画像記録媒体を水平面内で振らせる機構を設けて構
成された映像装置により、被検体の任意の断面に截断面
を設定した状態で上記画像記録媒体をＸ線管と映像装置
の相対運動中に該映像装置の動きとは別に水平面内で振
らせて、上記ＸＩＩＡ管の焦点と上記裁断面内にある被
検体の目的部位点とを結ぶ直線の延長上に対する上記画
像記録媒体の中心の位置ずれを補正するものである。こ
れにより、Ｘ線管焦点と被検体の目的部位点と画像記録
媒体中心の三点の幾何学的精度を維持して画像の解像力
を向上することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるＸ線断層撮影装置の映像装置の実
施例を示す斜視図であり、第２図はその映像装置の内部
構造を示す斜視図であり、第３図は本発明のｘ、ｇ断層
撮影装置の全体構成を示す斜視図である。このＸ線断層
撮影装置は、被検体の任意の断面について断層像を撮影
するもので、第３図に示すように、Ｘ線管１と、映像装
置２と、支柱３と、裁断面装置４と、テーブル７と、軌
道創成機構８とを備えて成る。

上記Ｘ線管１は、後述のテーブル７上に寝載された被検
体（図示省略）にＸ線を放射するもので、例えばテーブ
ル７の上方に支持されている。上記テーブル７の下方に
は、映像袋Ｗ１２が支持されている。この映像装置２は
、上記ＸＩｓ管１から放射され被検体を透過した透過Ｘ
線像をフィルム等の画像記録媒体に撮影するもので、そ
の内部に画像記録媒体を格納すると共に、上記被検体を
間に挟んでＸＩＩ管１に対向支持されている。上記Ｘ１
ｌＡ管１と映像装置２は、支柱３の上下端部にそれぞれ
支持されている。この支柱３は、上記両者１−２２をそ
の上下端部に支持して連結するもので、上記テーブル７
の一側方にて揺動可能に設けられている。

上記支柱３の中間部は、裁断面装置４によって支持され
ている。この裁断面装置４は、上記支柱３を揺動可能に
支持すると共に、上下方向に昇降して被検体の断層撮影
の裁断面を昇降させるものである。すなわち、第３図に
おいて、上記Ｘ線管１と映像装置２の相対運動の支点９
を含む水平面内の延長上には、移動枠６が設けられてお
り、その中心１５は上記支点９と支柱３とを結ぶ線上に
位置している８この移動枠６の内部には、中枠５が揺動
可能に支持されている。この中枠５は、上記Ｘ線管ｌと
映像装置２とを連結する支柱３を揺動可能に支持してい
る。上記ｘ４Ｂ管］−と映像装置２の相対運動の支点９
と移動枠６の中心１５とを結ぶ線上には、上記支柱３が
揺動運動するときの揺動中心、すなわち裁断中心１１が
存在する。この裁断中心１１と上記移動枠６の中心１５
と相対運動の支点９とは一直線上に位置し、この直線を
含みテーブル７の上面に平行な平面が裁断面となる。そ
して、この裁断面の高さを変化させるためには、上記移
動枠６を昇降させればよい２例えば。

該移動枠６を上下方向に昇降させる複数のネジ捧１６．
１６及びこのネジ捧１６と螺合し上記移動枠６に設けら
れたナツト１７．１７を有する昇降間動機構により昇降
可能とされている。

上記Ｘ線管１と映像装置２とが対向支持された中間位置
には、テーブル７が設けられている。このテーブル７は
、その上面に被検体を寝載するもので、その長平方向に
移動可能とされている。また、上記Ｘ線管１の上方には
、軌道創成機構８が設けられている。この軌道創成機構
８は、上記Ｘ線管１及び映像装置２を支点９を中心とし
て互いに反対方向に同期して相対運動させるものである
。

ここで、本発明においては、上記映像袋！！２は、第１
図に示すように、その内部に格納された画像記録媒体１
０を水平面内で移動可能に支持し、且つその画像記録媒
体１０を水平面内で振らせる機構を設けて構成されてい
る。すなわち、第１図において、映像袋ｗ２の箱体１８
内にてその底板１９には、受は台２０が水平面内で例え
ば左右方向に移動可能に設けられ、この受は台２０上に
画像記録媒体１０が支持されている。

その具体的な内部構造の一例を第２図を参照して説明す
る。上記受は台２０は、平行に設けられた複数の直線案
内装置２１ａ、２１ｂによって第１図に示す箱体１８の
底板１９上に設けられている。これらの直線案内装置２
１ａ、２１ｂは、それぞれ上記底板１９上に平行に固定
されたガイドレール２２ａ、２２ｂと、上記受は台２０
の下面に上記ガイドレール２２ａ、２２ｂ間と同じ間隔
で平行に固定され下向きの凹溝を有する軌道台２３ａ、
２３ｂとから成り、上記ガイドレール２２ａ、２２ｂに
軌道台２３ａ、２３ｂを係合することにより、上記受は
台２０が例えば矢印Ｃ，Ｄで示すように左右方向に直線
移動可能とされている。

そして、この受は台２０の上面に１画像記録媒体１０が
その両側辺からロック部材２４ａ、２４ｂを押し付ける
ことによって固定されている。これにより、上記画像記
録媒体１０が映像装置２内で水平面内にて左右方向に移
動可能に支持されている。

また、上記受は台２ｏの一側近傍には、その受は台２０
を水平面内で振らせる機構が設けられている。すなわち
、第２図において、第二のガイドレール２２ｂの一端部
の近傍に取付板２５を介して取り付けられたモータ等の
駆動源２６と、この駆動源２６の回転軸に固着されたプ
ーリ２７と、上記第二のガイドレール２２ｂの他端部の
近傍に設けられたプーリ２８と、上記二つのプーリ２７
゜２８間に掛は回された動力伝達手段としてのベルト２
９とから成る駆動機構が設けられている。そして、上記
受は台２０の一側辺には、二つの突出部３０ａ及び３０
ｂが設けられると共に、これらの先端部にはベルト２９
の固定具３１ａ及び３１ｂがそれぞれ設けられており、
これらの突出部３０ａ、３０ｂと固定具３１ａ、３１ｂ
との間に」二記ベルト２９を差し込んで上記固定具３１
ａ、３１ｂで締め付けることにより上記ベルト２９に対
して受は台２０が連結されている。なお、上記駆動源２
６は、Ｘ線管１の運動に対して同期のとれた回転をする
ようになっている。そして、上記駆動源２６を正転及び
逆転させることによりプーリ２７が回転すると共に、二
つのプーリ２７，２８に掛は回されたベルト２９が回転
し、このベルト２９に連結された受は台２ｏが第−及び
第二の直線案内装置２１ａ、２１ｂのガイドにより矢印
Ｃ２Ｄ方向に直線往復運動をする。この結果、上記受は
台２０上に支持された画像記録媒体】ＯをＸ線管１と映
像装置２の相対運動中に該映像装置２の動きとは別に水
平面内で左右方向に振らせるようになっている。

なお、第１図において、符号３２は映像装置２の箱体１
８の天井部に設けられたグリッドである。

このグリッド３２は、ＸＭ管１から被検体にＸ線を照射
した場合、被検体内部を真直ぐに透過する主Ｘ線の他に
、この主Ｘ線が上記被検体の内部組織に作用して散乱線
が発生し、この散乱線が上記主Ｘ線と共に画像記録媒体
１０へ到達することにより、画像にボケやコントラスト
差が生じて良好な画像が得られなくなるので、上記散乱
線を除去するためのものである。そして、このグリッド
３２は、上記Ｘ線管１の運動に同期して回転したり。

揺動させたりすることができるようになっている。

このように、映像装置２が、その内部に格納された画像
記録媒体１０を水平面内で移動可能に支持し、且つその
画像記録媒体１０を水平面内で振らせる機構を設けて構
成されているので、上記画像記録媒体１０を第３図に示
すＸ線管１と映像装＠２の相対運動中に該映像装置２の
動きとは別に水平面内で例えば左右方向に振らせること
により。

上記Ｘ線管１の焦点と裁断面内にある被検体の目的部位
点とを結ぶ直線の延長上に対する上記画像記録媒体１０
の中心の位置ずれを補正することができる。例えば、第
４図に示すように、Ｘ線管１と映像装Ｗ２の相対運動中
に裁断中心１１が１１′のように左方向にずれることに
より画像記録媒体１０の中心１４が１４′のように左方
向にずれた場合は、第２図に示す駆動源２６及びプーリ
２７．２８並びにベルト２９から成る駆動機構により受
は台２０を矢印りのように右方向へ移動することによっ
て、第４図に矢印Ｅで示すように上記ずれた量だけ画像
記録媒体１０を右方向へ振らせ、その中心１４をＸ線管
１の焦点Ｆと被検体１２の目的部位点１３とを結ぶ直線
の延長上に位置させるように補正する。また、第５図に
示すように。

裁断中心１１が１１′のように右方向にずれることによ
り画像記録媒体１０の中心１４が１４１のように右方向
にずれた場合は、第２図に示す即動機構により受は台２
０を矢印Ｃのように左方向へ移動することによって、第
５図に矢印Ｇで示すように上記ずれた量だけ画像記録媒
体１０を左方向へ振らせ、その中心１４をＸ線管１の焦
点Ｆと被検体１２の目的部位点１３とを結ぶ直線の延長
上に位置させるように補正する。なお、このとき、上記
画像記録媒体１０の中心１４のずれ量は、Ｘ線管１及び
映像装置２の重量や、それらの相対運動によって生ずる
加速度、並びにそれぞれの部材の剛性などから予め把握
することができるので、そのずれ量に対応してそれを補
正できるように駆動源２６の回転をコントロールすれば
よい。また、第４図及び第５図においては、Ｘ線管１及
び映像装置２が相対運動の両端まで移動して画像記録媒
体１０の中心１４のずれ量が最大のときの補正状態を示
しているが、それらの相対運動の中間位置においても上
記と同様にしてその時点におけるずれ量に対応して補正
できる。

なお、第２図においては、Ｘ線管１と映像装置２が直線
軌道上を移動しその相対運動が左右方向の直線運動の場
合について示したが、本発明はこれに限らず、上記Ｘ線
管１と映像装置２が円軌道あるいは楕円軌道または渦巻
軌道等の軌跡上を運動する場合にも同様に適用すること
ができる。この場合は、第２図に示す直線案内装置２１
ａ、２１ｂを一軸方向のみでなく、直交二軸方向に設け
ると共に、それに対応して駆動機構も直交二軸方向に設
ければよい。さらに、第２図において受は台２０、延い
ては画像記録媒体１０を水平面内で振らせる機構は、駆
動源２６と、二つのブー９２７．２８と、ベルト２９と
で構成したものとして示したが、本発明はこれに限らず
、同様に水平面内で振らせることができるものならば他
の機構であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので１画像記録媒体１
０をｘｉ管１と映像袋Ｗ２の相対運動中に該映像装置２
の動きとは別に水平面内で振らせることにより、上記Ｘ
線管１の焦点Ｆと裁断面内にある被検体１２の目的部位
点１３とを結ぶ直線の延長上に対する上記画像記録媒体
１０の中心１４の位置ずれを常に補正することができる
。従って、上記相対運動中に裁断中心１１が１１′また
は１１″のように位置ずれを起しても、映像装置２内の
画像記録媒体１０は見かけ上動かないようにして、Ｘ線
管１の焦点Ｆと被検体１２の目的部位点１３と画像記録
媒体１０の中心１４との三点の幾何学的精度を維持する
ことができ、被検体１２の目的部位点１３はｘｉ管１の
どのような動きに対しても常に画像記録媒体１０上の同
じ点に投影されることとなる。また、モーションアーチ
ファクトを抑えるために上記Ｘ線管１と映像装置２の相
対運動を高速化しても、この高速化による部材の変形に
よって画像記録媒体１０の中心１４が位置、ずれを起こ
すのを有効に補正することができるので、上記相対運動
を実際に高速化することができ、モーションアーチファ
クトの発生を抑えることができる。これらのことから、
得られる断層像の解像力を向上することができる。さら
に、部材の変形を抑えるために支柱３等の連結構造部材
の剛性を上げる必要がないので、装置全体の重量を増大
させたり大形化させることなく、解像力の優れた断層像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線断層撮影装置の映像装置の実
施例を示す斜視図、第２図はその映像装置の内部構造を
示す斜視図５第３図は本発明及び従来のＸ線断層撮影装
置の全体構成を示す斜視図、第４図及び第５図は画像記
録媒体中心の位置ずれの補正動作を示す説明図、第６図
は断層撮影の原理を示す説明図、第７図は従来装置にお
ける裁断中心の位置ずれの発生状態を示す説明図である
。 １・・・Ｘ線管、　２・・・映像装置、　３・・・支柱
、４・・・裁断面装置、　　５・・・中枠、　６・・・
移動枠。 ９・・・相対運動の支点、　　１０・・・画像記録媒体
、１１・・・裁断中心、　　１２・・・被検体、　１３
・・・目的部位点、　１４・・・画像記録媒体の中心、
　　１６・・・ネジ捧、　　１７・・・ナツト、　　２
０・・・受は台、　　２１ａ、２１ｂ・＝直線案内装置
、　　２４ａ、２４ｂ・・・ロック部材、　　２６・・
・駆動源、　　２７，２８・・・プーリ、　　２９・・
・ベルト、　　　３０ａ、３０ｂ・・−突出部、　　３
１ａ、３１ｂ−・−固定具。 第１図 第２図　　、６ア、ヵ１゜ 第３図 第４図 ノ ア７′／ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体にＸ線を放射するＸ線管と、上記被検体を間に挟
   んでＸ線管に対向支持され画像記録媒体を格納する映像
   装置と、これら両者を上下端部に支持して連結する支柱
   と、この支柱を揺動可能に支持すると共に上下方向に昇
   降して被検体の断層撮影の裁断面を昇降させる裁断面装
   置とを備えて成るＸ線断層撮影装置において、上記映像
   装置は、その内部に格納された画像記録媒体を水平面内
   で移動可能に支持し且つその画像記録媒体を水平面内で
   振らせる機構を設けて構成し、上記画像記録媒体を上記
   Ｘ線管と映像装置の相対運動中に該映像装置の動きとは
   別に水平面内で振らせて、上記Ｘ線管の焦点と上記裁断
   面内にある被検体の目的部位点とを結ぶ直線の延長上に
   対する上記画像記録媒体の中心の位置ずれを補正するよ
   うにしたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。