JPH03272747A - X線ct - Google Patents
X線ctInfo
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- JPH03272747A JPH03272747A JP2072578A JP7257890A JPH03272747A JP H03272747 A JPH03272747 A JP H03272747A JP 2072578 A JP2072578 A JP 2072578A JP 7257890 A JP7257890 A JP 7257890A JP H03272747 A JPH03272747 A JP H03272747A
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Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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。
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X線CTに関し、特に、高解像性を有し、微細
構造の観測を高精度に且つ発生するアーティファクトが
極めて少なく、又被曝線量の少ない理想的状態で行い得
るX線CTに関する。
構造の観測を高精度に且つ発生するアーティファクトが
極めて少なく、又被曝線量の少ない理想的状態で行い得
るX線CTに関する。
(従来の技術)
X@CTは被検体にX線を曝射し、被検体を透過したX
線を検出し、これを360@に亘って行って、画像再構
成演算を行うことにより被検体の断層像を得て診断する
装置である。このX線CTにおいて、スライスの厚さは
10〜3mm程度のものが多く、最小スライス厚さのも
のでも3關程度のスライス厚を持っている。
線を検出し、これを360@に亘って行って、画像再構
成演算を行うことにより被検体の断層像を得て診断する
装置である。このX線CTにおいて、スライスの厚さは
10〜3mm程度のものが多く、最小スライス厚さのも
のでも3關程度のスライス厚を持っている。
(発明が解決しようとする課線)
ところで、被検体の組織の微細構造を観測する場合、現
状では観測しようとする物質のサイズに対してスライス
厚が異常に厚く設けられている(厚くないと観測できな
い)。即ち、例えば0゜5m1rX0.5mmの物体を
観測するのに先に述べたように現在の装置はスライス厚
を薄くできず、3〜5關程度のスライス厚のものを使用
しなければならない。これは0.5+nXO,5+sm
程度の物体がそのスライス方向にその一辺の長さの6倍
以上も均一な物質でできていることを要求するもので、
測定上この条件を保証することはできない。こういう条
件での測定は誤った結果を生ずる可能性がある。然るに
薄いスライス厚条件での測定は正しい結果を与える。し
かしながらスライス厚を薄くすると、X線管から放射さ
れるX線の空間利用率が低下するので、検出されるフォ
トン数が減少し、SN比の低下を招くためスライス厚を
10w以上にしなければならないという現状である。
状では観測しようとする物質のサイズに対してスライス
厚が異常に厚く設けられている(厚くないと観測できな
い)。即ち、例えば0゜5m1rX0.5mmの物体を
観測するのに先に述べたように現在の装置はスライス厚
を薄くできず、3〜5關程度のスライス厚のものを使用
しなければならない。これは0.5+nXO,5+sm
程度の物体がそのスライス方向にその一辺の長さの6倍
以上も均一な物質でできていることを要求するもので、
測定上この条件を保証することはできない。こういう条
件での測定は誤った結果を生ずる可能性がある。然るに
薄いスライス厚条件での測定は正しい結果を与える。し
かしながらスライス厚を薄くすると、X線管から放射さ
れるX線の空間利用率が低下するので、検出されるフォ
トン数が減少し、SN比の低下を招くためスライス厚を
10w以上にしなければならないという現状である。
又、X@CTによる測定では、骨の多い部分等において
パーシャルボリューム効果によるアーティファクト(偽
像)が発生することは周知の事実であって、X線CTに
おける不可避な問題である。
パーシャルボリューム効果によるアーティファクト(偽
像)が発生することは周知の事実であって、X線CTに
おける不可避な問題である。
この対策として有効なのは、本質的にはより薄いスライ
スを使用しなければならない。
スを使用しなければならない。
以上述べたように微細構造の観測において現状のスライ
ス厚で測定するのはX線計測上極めて異常であり、測定
精度上にも問題があると云わざるを得ない。
ス厚で測定するのはX線計測上極めて異常であり、測定
精度上にも問題があると云わざるを得ない。
又、パーシャルボリューム効果によるアーティファクト
の発生を少なくするためにもスライス厚の薄いものを使
用する必要があるが、現在のところ極めて困難である。
の発生を少なくするためにもスライス厚の薄いものを使
用する必要があるが、現在のところ極めて困難である。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、生体等の微細構造の観測が可能な、即ち高解像度のX
線CTを実現することであり、更にパーシャルボリュー
ム効果によるアーティファクトを完全に除去し得て、且
つ被曝線量が少ない等の特長を有するX@CTを実現す
ることである。
、生体等の微細構造の観測が可能な、即ち高解像度のX
線CTを実現することであり、更にパーシャルボリュー
ム効果によるアーティファクトを完全に除去し得て、且
つ被曝線量が少ない等の特長を有するX@CTを実現す
ることである。
(課題を解決するための手段)
電界電子放射により又は熱電子放射による電子を集束レ
ンズ等の電子レンズ系で集束することにより又は集束電
極で電子を集束することによる等の手段により高密度の
電子ビームを得これにより高輝度、高密度の強力なX線
を発生させる事のできるX線発生源と、複数の検出器セ
ルで構成された検出器と、前記X線発生源と被検体を含
む再構成領域との間に設けられ、空間的に連続に放射さ
れるX線を細い多数の離散ビームにする為の複数の細い
中空の穴を有するX線の高吸収物質で作られた第1のコ
リメータと、前記再構成領域と前記検出器との間に設け
られ、測定収集すべき離散X線ビームを通過させ散乱線
等のX線測定に有害なX線を遮蔽する為に設けられ、複
数の細い中空の穴を有し、X線の高吸収物質で作られ、
前記第1のコリメータと相俟ってX線ビームのスライス
方向の幅をX線ビームの再構成平面上の幅と同等以下若
しくはより大きく威し得る′!J2のコリメータとを構
成要素とし、前記被検体を含む前記再構成領域を挟んで
前記X線発生源と前記検出器とを対向して配置し、前記
X線発生源と前記検出器とを一体として前記再構成領域
の周りに回転し、各方向でX線データを測定収集し、こ
れ等のデータを用いて前記被検体の断面に関する再構成
画像を得ることを特徴とするものである。
ンズ等の電子レンズ系で集束することにより又は集束電
極で電子を集束することによる等の手段により高密度の
電子ビームを得これにより高輝度、高密度の強力なX線
を発生させる事のできるX線発生源と、複数の検出器セ
ルで構成された検出器と、前記X線発生源と被検体を含
む再構成領域との間に設けられ、空間的に連続に放射さ
れるX線を細い多数の離散ビームにする為の複数の細い
中空の穴を有するX線の高吸収物質で作られた第1のコ
リメータと、前記再構成領域と前記検出器との間に設け
られ、測定収集すべき離散X線ビームを通過させ散乱線
等のX線測定に有害なX線を遮蔽する為に設けられ、複
数の細い中空の穴を有し、X線の高吸収物質で作られ、
前記第1のコリメータと相俟ってX線ビームのスライス
方向の幅をX線ビームの再構成平面上の幅と同等以下若
しくはより大きく威し得る′!J2のコリメータとを構
成要素とし、前記被検体を含む前記再構成領域を挟んで
前記X線発生源と前記検出器とを対向して配置し、前記
X線発生源と前記検出器とを一体として前記再構成領域
の周りに回転し、各方向でX線データを測定収集し、こ
れ等のデータを用いて前記被検体の断面に関する再構成
画像を得ることを特徴とするものである。
又、第2の発明は、X線データを得る為の360°を1
回転とする回転を少なくとも1回行うにあたり、X線発
生源の焦点位置と画像再構成領域の中心とを結ぶ直線に
対して前記X線焦点と検出器の中央に位置する検出器セ
ルの中心とを結ぶ直線がなす角である偏角δ。を0から
γ(γはコリメータ、検出器のサンプル角)または0か
ら一γの範囲となるように配置して固定し、第1のコリ
メータと第2のコリメータに偏角δを与え、偏角δを各
回転毎にその大きさを次式に示すように変化させる1ま
たは複数のコリメータ位置制御機構を具備することを特
徴とするものである。
回転とする回転を少なくとも1回行うにあたり、X線発
生源の焦点位置と画像再構成領域の中心とを結ぶ直線に
対して前記X線焦点と検出器の中央に位置する検出器セ
ルの中心とを結ぶ直線がなす角である偏角δ。を0から
γ(γはコリメータ、検出器のサンプル角)または0か
ら一γの範囲となるように配置して固定し、第1のコリ
メータと第2のコリメータに偏角δを与え、偏角δを各
回転毎にその大きさを次式に示すように変化させる1ま
たは複数のコリメータ位置制御機構を具備することを特
徴とするものである。
N回のスキャンに対して
δ−(2i−1,)γ/(4N)
又は
δ−(2i−1)γ/(4N)
(但し I−1,2,・・・、N、 Nは整数)更に
第3の発明は、X線発生源の焦点よりコリメータの隣接
するコリメータ要素の中心間を見た角度であるコリメー
タのサンプル角とX線発生源の焦点より検出器の隣接す
る検出器セルの中心間を見た角度である検出器のサンプ
ル角が等しく、スキャンの各回転毎に偏角δを変更する
ことによって与えられる各コリメータ要素を通過したX
線ビームが偏角δの値の如何に拘らず各該当する検出器
セルに入射されることを特徴とするものである。
第3の発明は、X線発生源の焦点よりコリメータの隣接
するコリメータ要素の中心間を見た角度であるコリメー
タのサンプル角とX線発生源の焦点より検出器の隣接す
る検出器セルの中心間を見た角度である検出器のサンプ
ル角が等しく、スキャンの各回転毎に偏角δを変更する
ことによって与えられる各コリメータ要素を通過したX
線ビームが偏角δの値の如何に拘らず各該当する検出器
セルに入射されることを特徴とするものである。
(作用)
本発明に係るX1iCTでは第1のコリメータと第2の
コリメータ、又は検出器に一定の偏角を持たせてスキャ
ンを行い、所定の回数のスキャンを偏角を変えながら行
って、細いビームで高分解データを対向位置におけるス
キャンと共に十分な補間をしながら採集する。X線管の
照射X線は十分に強力で、薄いスライス厚に対してもS
N比は良好である。
コリメータ、又は検出器に一定の偏角を持たせてスキャ
ンを行い、所定の回数のスキャンを偏角を変えながら行
って、細いビームで高分解データを対向位置におけるス
キャンと共に十分な補間をしながら採集する。X線管の
照射X線は十分に強力で、薄いスライス厚に対してもS
N比は良好である。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例の概略構成ブロック図である
。図において、GはX線管、検出器等を内蔵し、中央の
空洞部に被検体Bを載置したテーブルTAを収納するガ
ントリで、これらはテーブル・ガントリ制御装置TGC
によって撮影する断面の位置制御が行われる。XGCは
高圧電源発生装置を内蔵する高圧発生・X線管制御装置
XRを制御して、X線管XにX線を発生させるX線発生
制御装置である。X線管Xは通常の回転陽極型のX線管
と異なり、電界電子放射型のX線管が用いられている。
。図において、GはX線管、検出器等を内蔵し、中央の
空洞部に被検体Bを載置したテーブルTAを収納するガ
ントリで、これらはテーブル・ガントリ制御装置TGC
によって撮影する断面の位置制御が行われる。XGCは
高圧電源発生装置を内蔵する高圧発生・X線管制御装置
XRを制御して、X線管XにX線を発生させるX線発生
制御装置である。X線管Xは通常の回転陽極型のX線管
と異なり、電界電子放射型のX線管が用いられている。
このX線管Xの構造の一例を第8図に、X線管Xと高圧
発生・X線管制御装置XRを含むX線発座装置の一例を
第9図に示す。第8図において、1は棒状のタングステ
ンチップの陽極、2は陽極1に対向して設けられた環状
のモリブデン製陰極(厚さ0,2山径度)である。陽極
1と陰極2との間に電圧を印加すると、強電界(>10
’V/cS)により電子放射が行われる。この電子放射
により通常の熱電子放射型X線管において得られる電流
密度の1000倍以上の高密度の放射電流密度が得られ
るので、細くしかも強力な電子ビームが作られ、従って
極めて高輝度のX線が得られる。
発生・X線管制御装置XRを含むX線発座装置の一例を
第9図に示す。第8図において、1は棒状のタングステ
ンチップの陽極、2は陽極1に対向して設けられた環状
のモリブデン製陰極(厚さ0,2山径度)である。陽極
1と陰極2との間に電圧を印加すると、強電界(>10
’V/cS)により電子放射が行われる。この電子放射
により通常の熱電子放射型X線管において得られる電流
密度の1000倍以上の高密度の放射電流密度が得られ
るので、細くしかも強力な電子ビームが作られ、従って
極めて高輝度のX線が得られる。
3は発生したX線を照射出力するX線内部照射口、4は
出力されるX線を絞るためのX線絞りである。冷却ひれ
付き陽極棒5には冷却ひれが取り付けられており、油入
口6から注入される油(絶縁油)によって冷却される。
出力されるX線を絞るためのX線絞りである。冷却ひれ
付き陽極棒5には冷却ひれが取り付けられており、油入
口6から注入される油(絶縁油)によって冷却される。
陰極2も同様に油入口6から注入される油によって冷却
される。この冷却用の油は、油出ロアから吐出されて油
ポンプを経て循環されている。8はX線管の内部を高真
空にするための真空口である。陽極には同軸ケーブル9
により高圧パルスが供給される。10は軟X線写真用ア
タッチメントである。
される。この冷却用の油は、油出ロアから吐出されて油
ポンプを経て循環されている。8はX線管の内部を高真
空にするための真空口である。陽極には同軸ケーブル9
により高圧パルスが供給される。10は軟X線写真用ア
タッチメントである。
第9図において、X線管11は陽極部X、と陰極部Xo
とで構成されていて、油ポンプ12は油入口6からX線
管11に油を供給し、油出ロアから出た油を熱交換器1
3で冷却して油ポンプ12に戻している。図の矢印を付
した太線部は油の循環経路を示している。14はX線管
11の内部を高真空に保つため連続排気するターボ分子
ポンプ、15はX線管に高圧パルスを供給する高圧パル
ス発生器である。第1図に示すX線管Xはこの例では第
9図のX線発生装置の高圧パルス発生器15以外の部分
を含んでいる。
とで構成されていて、油ポンプ12は油入口6からX線
管11に油を供給し、油出ロアから出た油を熱交換器1
3で冷却して油ポンプ12に戻している。図の矢印を付
した太線部は油の循環経路を示している。14はX線管
11の内部を高真空に保つため連続排気するターボ分子
ポンプ、15はX線管に高圧パルスを供給する高圧パル
ス発生器である。第1図に示すX線管Xはこの例では第
9図のX線発生装置の高圧パルス発生器15以外の部分
を含んでいる。
図の左下方に示す円形はガントリGの機能の説明のため
の模式図で、CMIは再構成領域RAとX線管Xとの間
に置かれ、空間的に連続的に入射されるX線から細い多
数の離散ビームを生威し、不要なX線を遮断する第1コ
リメータ、CM2は再構成領域RAと検出器りとの間に
配置され、被検体を透過したX線を正しく該当する検出
器に導き、散乱線等のX線測定に有害なX線を遮断する
第2コリメータである。第1コリメータCMIの構成例
を第2図に、第2コリメータCM2の構成例を第3図に
示す。両図において、(イ)図は平面図(断面図)、(
ロ)図は正面図である。第1コリメータCMI、第2コ
リメータCM2は何れも鉛等のX線高吸収物質で作られ
、角柱状の中空の穴が多数設けられている。この中空の
穴は円柱であっても差し支えない。Dは例えばXe検出
器で構成される検出器で、検出器セルD e + D
c−1+D c++ + Da−2+ De+2等の集
合したものである。
の模式図で、CMIは再構成領域RAとX線管Xとの間
に置かれ、空間的に連続的に入射されるX線から細い多
数の離散ビームを生威し、不要なX線を遮断する第1コ
リメータ、CM2は再構成領域RAと検出器りとの間に
配置され、被検体を透過したX線を正しく該当する検出
器に導き、散乱線等のX線測定に有害なX線を遮断する
第2コリメータである。第1コリメータCMIの構成例
を第2図に、第2コリメータCM2の構成例を第3図に
示す。両図において、(イ)図は平面図(断面図)、(
ロ)図は正面図である。第1コリメータCMI、第2コ
リメータCM2は何れも鉛等のX線高吸収物質で作られ
、角柱状の中空の穴が多数設けられている。この中空の
穴は円柱であっても差し支えない。Dは例えばXe検出
器で構成される検出器で、検出器セルD e + D
c−1+D c++ + Da−2+ De+2等の集
合したものである。
第4図に第1コリメータCMI、第2コリメータCM2
、検出器り及び再構成領域RAから成るファンビームで
の測定系の幾何学的配置を示す。図において、第1図と
同一の部分には同一の符号を付しである。図中、aは第
2コリメータCM2の開口Hの幅で、X線はこの開口部
の範囲のみを通過することができる。a、は第2コリメ
ータCM2の開口幅aをX線管Xから見た開口角である
。
、検出器り及び再構成領域RAから成るファンビームで
の測定系の幾何学的配置を示す。図において、第1図と
同一の部分には同一の符号を付しである。図中、aは第
2コリメータCM2の開口Hの幅で、X線はこの開口部
の範囲のみを通過することができる。a、は第2コリメ
ータCM2の開口幅aをX線管Xから見た開口角である
。
(簡単のため、第1コリメータCMIの開口角もα。と
する。)γは第2コリメータCM2の隣接する開口Hの
中心間をX線管Xから見た角度で、照射X線は第2コリ
メータCM2の開口Hによってサンプリングされるので
、γはサンプル角ということになる6 De + De
−1+ Deal r De−2+D c+2 ・
・・等は検出器りを構成する検出器セルで、そのX線管
Xから見た開口角はαdである。検出器セル(検出器)
のサンプル角もγである。又、検出器セルの開口角に比
べて第2コリメータCM2の開口角はかなり小さく作ら
れている。δは第2コリメータCM2の中央に位置する
開口の中心とXを結ぶ直線と直線XOとの成す角(偏角
)である。CCI、CC2は、それぞれ第1コリメータ
CMI、第2コリメータCM2を制御して偏角δを調節
するコリメータ位置制御機構である。又、RCはガント
リGを回転させてスキャンをするためのガントリ回転走
査機構である。
する。)γは第2コリメータCM2の隣接する開口Hの
中心間をX線管Xから見た角度で、照射X線は第2コリ
メータCM2の開口Hによってサンプリングされるので
、γはサンプル角ということになる6 De + De
−1+ Deal r De−2+D c+2 ・
・・等は検出器りを構成する検出器セルで、そのX線管
Xから見た開口角はαdである。検出器セル(検出器)
のサンプル角もγである。又、検出器セルの開口角に比
べて第2コリメータCM2の開口角はかなり小さく作ら
れている。δは第2コリメータCM2の中央に位置する
開口の中心とXを結ぶ直線と直線XOとの成す角(偏角
)である。CCI、CC2は、それぞれ第1コリメータ
CMI、第2コリメータCM2を制御して偏角δを調節
するコリメータ位置制御機構である。又、RCはガント
リGを回転させてスキャンをするためのガントリ回転走
査機構である。
DASは検出器りで検出された透過X線によるデータを
収集するデータ収集装置で、収集したデータをデータ処
理装置DPにつ送る。SCCはオペレータとの情報、指
令の交換を行い、各装置の動作を統一的に制御する操作
・撮影制御装置である。AMはデータ収集装置DASか
らの大量のデータを格納し、データ処理装置DPの演算
処理の進行に従ってデータを供給し、中間データやイメ
ージデータを格納するための大容量記憶装置である。G
DCはデータ処理装置DPで画像再構成された画像(イ
メージ)を表示する画像表示装置、MFCは前記の画像
を写真撮影するための写真撮影制御装置である。
収集するデータ収集装置で、収集したデータをデータ処
理装置DPにつ送る。SCCはオペレータとの情報、指
令の交換を行い、各装置の動作を統一的に制御する操作
・撮影制御装置である。AMはデータ収集装置DASか
らの大量のデータを格納し、データ処理装置DPの演算
処理の進行に従ってデータを供給し、中間データやイメ
ージデータを格納するための大容量記憶装置である。G
DCはデータ処理装置DPで画像再構成された画像(イ
メージ)を表示する画像表示装置、MFCは前記の画像
を写真撮影するための写真撮影制御装置である。
次に上記のように構成された実施例の動作例を第5図の
フローチャートを参照して説明する。この動作例は2回
転のスキャンで通常の1/4〜1/4 (Quarte
r−Quarter)オフセットスキャンの2倍の空間
分解能を与える例である。
フローチャートを参照して説明する。この動作例は2回
転のスキャンで通常の1/4〜1/4 (Quarte
r−Quarter)オフセットスキャンの2倍の空間
分解能を与える例である。
ステップ1
オペレータからの撮影断面、スキャン条件、スキャン回
転数等の設定に基づいて、操作・撮影制御装置SCCの
制御によりスキャン準備を行う。
転数等の設定に基づいて、操作・撮影制御装置SCCの
制御によりスキャン準備を行う。
テーブル・ガントリ制御装置TGCは操作撮影制御袋u
sccからの指令によりテーブルTAを上下、左右へ移
動させ又ガントリGの傾きを変化させたりして被検体B
の撮影位置(断面)を設定する。又、X線管Xへの印加
電圧、X線管電流等のスキャン条件等をX線発生制御装
置XGCを制御して設定する。
sccからの指令によりテーブルTAを上下、左右へ移
動させ又ガントリGの傾きを変化させたりして被検体B
の撮影位置(断面)を設定する。又、X線管Xへの印加
電圧、X線管電流等のスキャン条件等をX線発生制御装
置XGCを制御して設定する。
ステップ2
第1回目のスキャンにおいて、コリメータの偏角δをコ
リメータ位置制御機構CCI、 コリメータ位置制御
機構CC2により第1コリメータCM1、第2コリメー
タCM2を動かしてδ1に調節する。δ、は次式に示す
角度とする。
リメータ位置制御機構CCI、 コリメータ位置制御
機構CC2により第1コリメータCM1、第2コリメー
タCM2を動かしてδ1に調節する。δ、は次式に示す
角度とする。
ステップ3
テーブル・ガントリ制御装置TGCによりガントリGを
回転させてスキャンを開始させ、X線CTは被検体Bを
第1回目のスキャン条件でスキャンする。スキャンして
検出器りで検出されたデータはデータ収集装置DASで
収集される。収集されたデータはデータ処理装置DPを
経由して大容量記憶装置AMへ格納する。このスキャン
において、X線管Xと検出器りとは同時に回転している
。
回転させてスキャンを開始させ、X線CTは被検体Bを
第1回目のスキャン条件でスキャンする。スキャンして
検出器りで検出されたデータはデータ収集装置DASで
収集される。収集されたデータはデータ処理装置DPを
経由して大容量記憶装置AMへ格納する。このスキャン
において、X線管Xと検出器りとは同時に回転している
。
第6図はスキャンによって透過X線が検出器りのセルに
入射される軌跡を示した図で、検出器りは省略しである
。この第1回目のスキャンによるX線の軌跡は実線で示
され、X′はX線管Xに対し180@回転した時のX線
管の位置を示している。
入射される軌跡を示した図で、検出器りは省略しである
。この第1回目のスキャンによるX線の軌跡は実線で示
され、X′はX線管Xに対し180@回転した時のX線
管の位置を示している。
又、データ収集のタイミングが制御された平行ビームに
おいては、第7図に示すようなX線の軌跡となる。この
図においても第6図と同様な方法で描かれており、実線
が第1回目のスキャンにおけるX線の軌跡である。
おいては、第7図に示すようなX線の軌跡となる。この
図においても第6図と同様な方法で描かれており、実線
が第1回目のスキャンにおけるX線の軌跡である。
ステップ4
第2回目のスキャンのため、コリメータ位置制御機構C
C1及びコリメータ位置制御機構CC2により、第1コ
リメータCMI及び第2コリメータCM2を動かして偏
角δを62に調節する。
C1及びコリメータ位置制御機構CC2により、第1コ
リメータCMI及び第2コリメータCM2を動かして偏
角δを62に調節する。
δ2は次式により設定される。
ステップ5
ステップ3と同様に第2回目のスキャンを行ってデータ
収集装置DASはすべての方向に対してデータを収集す
る。収集されたデータはデータ処理装置DPを経由して
大容量記憶装置AMへ格納する。第2回目のスキャンに
よるX線の軌跡は第6図、第7図において1点鎖線で示
されている。
収集装置DASはすべての方向に対してデータを収集す
る。収集されたデータはデータ処理装置DPを経由して
大容量記憶装置AMへ格納する。第2回目のスキャンに
よるX線の軌跡は第6図、第7図において1点鎖線で示
されている。
このように、第6図、第7図は第1回目のスキャンの成
る方向と180°異なる方向、第2回目のスキャンの成
る方向(第1回目のスキャンの成る方向と同一方向)と
180’異なる方向の合計4方向でのX線ビーム相互間
の関係位置を示している。
る方向と180°異なる方向、第2回目のスキャンの成
る方向(第1回目のスキャンの成る方向と同一方向)と
180’異なる方向の合計4方向でのX線ビーム相互間
の関係位置を示している。
ステップ6
ステップ3とステップ5の2回のスキャンで得られた大
容量記憶装置AMに格納されたデータは読み出されて画
像再構成される。
容量記憶装置AMに格納されたデータは読み出されて画
像再構成される。
以上のフローチャートで示した手順により得られた画像
データは画像表示装置GDCにおいて画像表示され、必
要に応じて写真撮影制御装置MFCの制御により写真撮
影される。
データは画像表示装置GDCにおいて画像表示され、必
要に応じて写真撮影制御装置MFCの制御により写真撮
影される。
以上説明したように本実施例によれば、次のようにスラ
イス厚を薄くし総合的なサンプル間隔を小さくし解像度
を上げることができる。即ち、2回のスキャンにおいて
X線を通過させるコリメータは第1コリメータCMIと
第2コリメータCM2の位置の調節によって両者を通過
するX線ビームを極めて細くすることができ、又、偏角
δを1/8γ、3/8γと変化させることができるため
、再構成領域におけるX線ビームの補間が行えるように
なり、総合的なサンプル間隔を小さくし、サンプル・レ
ートを高めることができる。スライス厚を薄くしてもX
線管Xの放射するX線は高密度で強力であるためSN比
は良好である。
イス厚を薄くし総合的なサンプル間隔を小さくし解像度
を上げることができる。即ち、2回のスキャンにおいて
X線を通過させるコリメータは第1コリメータCMIと
第2コリメータCM2の位置の調節によって両者を通過
するX線ビームを極めて細くすることができ、又、偏角
δを1/8γ、3/8γと変化させることができるため
、再構成領域におけるX線ビームの補間が行えるように
なり、総合的なサンプル間隔を小さくし、サンプル・レ
ートを高めることができる。スライス厚を薄くしてもX
線管Xの放射するX線は高密度で強力であるためSN比
は良好である。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
に示すようにすることができる。
に示すようにすることができる。
(1)実施例では2回のスキャンを行い、としてデータ
を採取したが、スキャン回数を2回に限らず適当に選ぶ
ことができる。スキャン回数をN回(N−1,2,3,
・・・)にして高解像の画像を得る場合には、各回転に
おいて、 (1−1,2,・・・、 N) としてスキャンする。第4図のコリメータCM2の開口
角α。と検出器セルの開口角αdは次式の関係にある。
を採取したが、スキャン回数を2回に限らず適当に選ぶ
ことができる。スキャン回数をN回(N−1,2,3,
・・・)にして高解像の画像を得る場合には、各回転に
おいて、 (1−1,2,・・・、 N) としてスキャンする。第4図のコリメータCM2の開口
角α。と検出器セルの開口角αdは次式の関係にある。
(1−)γ+α、≦α6 ≦γ
N
・・・・・・・・・・・・ (1−1)(1−1)式は
必要十分条件である。
必要十分条件である。
(1−1)式はXe検出器のような通常の電離箱型検出
器等に対する条件であるが、開口幅を狭くできる検出器
(固体検出器、電離箱型検出器等)の場合には第10図
のような構成が可能である。図において第4図と同一の
符号を用いである。この場合にはコリメータの開口角α
。と検出器セルの開口角α、との間には次の関係がある
。
器等に対する条件であるが、開口幅を狭くできる検出器
(固体検出器、電離箱型検出器等)の場合には第10図
のような構成が可能である。図において第4図と同一の
符号を用いである。この場合にはコリメータの開口角α
。と検出器セルの開口角α、との間には次の関係がある
。
(1−2)
(1−2)式は必要十分条件である。第10図では検出
器りに固定的に(回転によらず固る。
器りに固定的に(回転によらず固る。
(1−1)式、(1−2)式の条件は、何れも検出器り
が固定されている場合のものである。これらの場合には
、スキャンの各回転毎にコリメータに与えられる異なっ
た偏角δに対し、各コリメータの要素を通過したX線ビ
ームが偏角δの値の如何に拘らず各々該当する検出器セ
ルに入射する。
が固定されている場合のものである。これらの場合には
、スキャンの各回転毎にコリメータに与えられる異なっ
た偏角δに対し、各コリメータの要素を通過したX線ビ
ームが偏角δの値の如何に拘らず各々該当する検出器セ
ルに入射する。
条件(1−2)は検出器りの開口角α、を最小とした場
合の条件であり、条件(1−1)はα、を最大とした場
合の条件であり、この最小値と最大値の間にある任意の
値に開口角α、を設定することも可能である。
合の条件であり、条件(1−1)はα、を最大とした場
合の条件であり、この最小値と最大値の間にある任意の
値に開口角α、を設定することも可能である。
(2)第1.第2コリメータCMI、CM2は第2図、
第3図に示したものに限らず、その開口は角柱でなく他
の、形状であってもよい。
第3図に示したものに限らず、その開口は角柱でなく他
の、形状であってもよい。
又、コリメータCMI、CM2は第11図のような構造
のもとであってもよい。即ち、X線のパス方向に薄い(
バス長の短い)コリメータを(イ)図のように重ねたり
、(ロ)図のように適当な間隔をおいて配置するもので
もよい。又、コリメータ位置制御機構CC2゜コリメー
タCM2は測定系の条件によってはなくてもよい。又、
コリメータ位置制御機構CC2はコリメータ位置制御機
構CC1と一体化されたものであってもよい。更に検出
器りを各回転毎にコリメータCMI、CM2と同一偏角
δにしてスキャンすることも可能である。この時検出器
りに対し、検出器位置制御機構DCを設けてそれにより
偏角δを与える。検出器位置制御機構DCはコリメータ
位置制御機構CCI、CC2と一体化して構成すること
もできる。検出器りにも偏角δを与える方法では(1−
1)式、(1−2)式の条件は不要であり、望ましい条
件とじて(3)データ処理装置DP等についてはその詳
細について示してはいないが、以下に示すような装置に
することができる。
のもとであってもよい。即ち、X線のパス方向に薄い(
バス長の短い)コリメータを(イ)図のように重ねたり
、(ロ)図のように適当な間隔をおいて配置するもので
もよい。又、コリメータ位置制御機構CC2゜コリメー
タCM2は測定系の条件によってはなくてもよい。又、
コリメータ位置制御機構CC2はコリメータ位置制御機
構CC1と一体化されたものであってもよい。更に検出
器りを各回転毎にコリメータCMI、CM2と同一偏角
δにしてスキャンすることも可能である。この時検出器
りに対し、検出器位置制御機構DCを設けてそれにより
偏角δを与える。検出器位置制御機構DCはコリメータ
位置制御機構CCI、CC2と一体化して構成すること
もできる。検出器りにも偏角δを与える方法では(1−
1)式、(1−2)式の条件は不要であり、望ましい条
件とじて(3)データ処理装置DP等についてはその詳
細について示してはいないが、以下に示すような装置に
することができる。
(イ)実施例では記憶装置はデータ処理装置DP。
データ収集装置DAS等に含めであるが、主記憶装置を
別途設けるようにしてもよく、又主記憶装置を速度、経
済性等の面から階層構成にしたものとしてもよい。
別途設けるようにしてもよく、又主記憶装置を速度、経
済性等の面から階層構成にしたものとしてもよい。
(ロ)データ処理装置DP等を分割したり並列化するこ
とができ、又他の装置と統合することもできる。
とができ、又他の装置と統合することもできる。
(ハ)データ処理装置DPに磁気テープ、フロッピーデ
ィスク装置を付加してもよい。
ィスク装置を付加してもよい。
に)専用の高速データ処理装置、画像処理装置等を付加
することができる。
することができる。
(ホ)バス、#J117ライン、信号ライン等を分離し
たり統合したりしてもよい。
たり統合したりしてもよい。
(4)スキャンの方法として、2回転スキャンの場合、
第1回目のスキャンで 第2回目のスキャンで としでもよい。N回転スキャンの場合も同様にその順序
を変更することができる。
第1回目のスキャンで 第2回目のスキャンで としでもよい。N回転スキャンの場合も同様にその順序
を変更することができる。
(5)又、以下に示すようなX線管を用いることができ
る。
る。
(イ)X線管は電界電子放射型のものを示したが、これ
に限定されるものではなく多くの変形がある。電界電子
放射型のものでもフラッシング・フィラメント、タング
ステン等でできた針状の陰極、対向する陽極、ターゲッ
トで構成するとか、更に複数の陽極で構成する等各種の
変形が考えられる (口)熱電子放射型のものでは、フィラメントで発生し
た熱電子を集束レンズ、必要な場合には偏向コイル等を
含む電子レンズ等で集束し、これをターゲットにあてて
X線を発生させるものがあり、各種の変形が考えられる
。
に限定されるものではなく多くの変形がある。電界電子
放射型のものでもフラッシング・フィラメント、タング
ステン等でできた針状の陰極、対向する陽極、ターゲッ
トで構成するとか、更に複数の陽極で構成する等各種の
変形が考えられる (口)熱電子放射型のものでは、フィラメントで発生し
た熱電子を集束レンズ、必要な場合には偏向コイル等を
含む電子レンズ等で集束し、これをターゲットにあてて
X線を発生させるものがあり、各種の変形が考えられる
。
又、従来型のX線管に近い構造を有し、集束電極の構造
の改良等により高密度の電子ビームを得、これにより高
密度の強力なX線を発生させるものも考えられる。
の改良等により高密度の電子ビームを得、これにより高
密度の強力なX線を発生させるものも考えられる。
(発明の効果)
(1)高解像性を有し、理想的状態で生体等の微細構造
の観測が可能になる。
の観測が可能になる。
(2)X線CT測定では不可避なパーシャルボリューム
効果によるアーティファクトを完全に除去することがで
きる。
効果によるアーティファクトを完全に除去することがで
きる。
(3)測定上必要な被検体の部分のみにX線を照射する
ので、被曝量の少ない高解像性をもつ装置とすることが
できる。
ので、被曝量の少ない高解像性をもつ装置とすることが
できる。
(4)高解像性をもつにも拘わらず、構造がシンプルで
経済性の高いX#CTが実現できる。
経済性の高いX#CTが実現できる。
(5)開口幅の広い検出器セルを有する検出器を用いて
高解像性を得ることができる。
高解像性を得ることができる。
(6)Xe検出器のようにダイナミックレンジは広いが
、感度の低い、即ちX線変換効率の低い検出器を使用し
て装置を構成することができる。
、感度の低い、即ちX線変換効率の低い検出器を使用し
て装置を構成することができる。
(7)高解像検出器を直接使用する方法では、歩留まり
等の検出器製造に伴う問題が発生するが、本発明によれ
ばそのような問題は発生しない。
等の検出器製造に伴う問題が発生するが、本発明によれ
ばそのような問題は発生しない。
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
コリメータの構造図で、(イ)図は平面図(断面図)、
(ロ)図は正面図、第3図は第2コリメータの構造図で
、(イ)図は平面図(断面図)、(ロ)図は正面図、第
4図はX線管、第1コリメータ、再構成領域。 第2コリメータ及び検出器のファンビームでの幾何学的
配置を示す模式図、 第5図は本発明の実施例による動作手順のフローチャー
ト、 第6図はファンビームのX線照射におけるX線ビーム補
間の説明図、 第7図は平行ビームのX線照射におけるX線ビーム補間
の説明図、 第8図は電界電子放射型X線管の内部構造説明図で(イ
)は本体の構造図、(ロ)はアタッチメントの図、 第9図は電界電子放射型X線管を用いたX線発生装置の
説明図、 第10図は開口幅の狭い検出器を用いた他の実施例にお
けるX線管、第1−7リメータ、再構成領域、第2コリ
メータ及び検出器のファンビームでの幾何学的配置を示
す模式図、 第11図はコリメータの他の実施例を示す図で、(イ)
図は薄いコリメータを重ねて用いた場合の図、(ロ)図
は薄いコリメータを間隔を設けて配置した場合の図であ
る。 B・−・被検体 G・・・ガントリTA・・・テ
ーブル X・・・X線管RA・・・再構成領域 RC・・・ガントリ回転走査機構 CMI・・・第1コリメータ CM2・・・第2コリメータ CCI、CC2・・・コリメータ位置制御機構D・・・
検出器 XR・・・高圧発生・X線管制御装置 XGC・・・X線発生制御装置 DP・・・データ処理装置 DAS・・・データ収集装置 α、・・・コリメータの開口角 αd・・・検出器の開口角 γ・・・サンプル角 δ・・・偏角 第4図
コリメータの構造図で、(イ)図は平面図(断面図)、
(ロ)図は正面図、第3図は第2コリメータの構造図で
、(イ)図は平面図(断面図)、(ロ)図は正面図、第
4図はX線管、第1コリメータ、再構成領域。 第2コリメータ及び検出器のファンビームでの幾何学的
配置を示す模式図、 第5図は本発明の実施例による動作手順のフローチャー
ト、 第6図はファンビームのX線照射におけるX線ビーム補
間の説明図、 第7図は平行ビームのX線照射におけるX線ビーム補間
の説明図、 第8図は電界電子放射型X線管の内部構造説明図で(イ
)は本体の構造図、(ロ)はアタッチメントの図、 第9図は電界電子放射型X線管を用いたX線発生装置の
説明図、 第10図は開口幅の狭い検出器を用いた他の実施例にお
けるX線管、第1−7リメータ、再構成領域、第2コリ
メータ及び検出器のファンビームでの幾何学的配置を示
す模式図、 第11図はコリメータの他の実施例を示す図で、(イ)
図は薄いコリメータを重ねて用いた場合の図、(ロ)図
は薄いコリメータを間隔を設けて配置した場合の図であ
る。 B・−・被検体 G・・・ガントリTA・・・テ
ーブル X・・・X線管RA・・・再構成領域 RC・・・ガントリ回転走査機構 CMI・・・第1コリメータ CM2・・・第2コリメータ CCI、CC2・・・コリメータ位置制御機構D・・・
検出器 XR・・・高圧発生・X線管制御装置 XGC・・・X線発生制御装置 DP・・・データ処理装置 DAS・・・データ収集装置 α、・・・コリメータの開口角 αd・・・検出器の開口角 γ・・・サンプル角 δ・・・偏角 第4図
Claims (3)
- (1)電界電子放射により又は熱電子放射による電子を
集束レンズ等の電子レンズ系で集束することにより又は
集束電極で電子を集束することによる等の手段により高
密度の電子ビームを得これにより高輝度、高密度の強力
なX線を発生させる事のできるX線発生源(X)と、 複数の検出器セルで構成された検出器(D)と、 前記X線発生源(X)と被検体(B)を含 む再構成領域(RA)との間に設けられ、空間的に連続
に放射されるX線を細い多数の離散ビームにする為の複
数の細い中空の穴を有するX線の高吸収物質で作られた
第1のコリメータ(CM1)と、 前記再構成領域(RA)と前記検出器(D)との間に設
けられ、測定収集すべき離散X線ビームを通過させ散乱
線等のX線測定に有害なX線を遮蔽する為に設けられ、
複数の細い中空の穴を有し、X線の高吸収物質で作られ
、前記第1のコリメータ(CM1)と相俟ってX線ビー
ムのスライス方向の幅をX線ビームの再構成平面上の幅
と同等以下若しくはより大きく成し得る第2のコリメー
タ(CM2)とを構成要素とし、 前記被検体(B)を含む前記再構成領域 (RA)を挟んで前記X線発生源(X)と前記検出器(
D)とを対向して配置し、前記X線発生源(X)と前記
検出器(D)とを一体として前記再構成領域(RA)の
周りに回転し、各方向でX線データを測定収集し、これ
等のデータを用いて前記被検体(B)の断面に関する再
構成画像を得ることを特徴とするX線CT。 - (2)X線データを得る為の360゜を1回転とする回
転を少なくとも1回行うにあたり、X線発生源(X)の
焦点位置と画像再構成領域(RA)の中心(O)とを結
ぶ直線に対して前記X線焦点と検出器(D)の中央に位
置する検出器セルの中心とを結ぶ直線がなす角である偏
角δ_0を0からγ(γはコリメータ、検出器のサンプ
ル角)または0から−γの範囲となるように配置して固
定し、第1のコリメータ(CM1)と第2のコリメータ
(CM2)に偏角δを与え、偏角δを各回転毎にその大
きさを次式に示すように変化させる1または複数のコリ
メータ位置制御機構(CC1、CC2)を具備すること
を特徴とする請求項1記載のX線CT。 N回のスキャンに対して δ=(2i−1)γ/(4N) 又は δ=−(2i−1)γ/(4N) (但しi=1、2、…、N;Nは整数) - (3)X線発生源(X)の焦点よりコリメータの隣接す
るコリメータ要素の中心間を見た角度であるコリメータ
のサンプル角とX線発生源(X)の焦点より検出器(D
)の隣接する検出器セルの中心間を見た角度である検出
器のサンプル角が等しく、スキャンの各回転毎に偏角δ
を変更することによって与えられる各コリメータ要素を
通過したX線ビームが偏角δの値の如何に拘らず各該当
する検出器セルに入射されることを特徴とする請求項2
記載のX線CT。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2072578A JPH03272747A (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | X線ct |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2072578A JPH03272747A (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | X線ct |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03272747A true JPH03272747A (ja) | 1991-12-04 |
Family
ID=13493407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2072578A Pending JPH03272747A (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | X線ct |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03272747A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007052024A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | General Electric Co <Ge> | 低経費型鋳造コリメータ・アセンブリを製造する単純化された方法 |
-
1990
- 1990-03-22 JP JP2072578A patent/JPH03272747A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007052024A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | General Electric Co <Ge> | 低経費型鋳造コリメータ・アセンブリを製造する単純化された方法 |
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