JPH05329143A - Ct scanner - Google Patents

Ct scanner

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JPH05329143A
JPH05329143A JP14041392A JP14041392A JPH05329143A JP H05329143 A JPH05329143 A JP H05329143A JP 14041392 A JP14041392 A JP 14041392A JP 14041392 A JP14041392 A JP 14041392A JP H05329143 A JPH05329143 A JP H05329143A
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JP
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Patent type
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focus
rays
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ray
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Pending
Application number
JP14041392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaji Fujii
Kiichiro Uyama
喜一郎 宇山
正司 藤井
Original Assignee
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Abstract

PURPOSE: To provide a CT scanner which enables the varying of the size of the focus of X rays so that an accurate tomographic image is obtained according to a specimen and the purpose.
CONSTITUTION: An X-ray tube 5 which can radiate X rays having a large or small focus is controlled with an X-ray control section 31 to switch the size of the focus of the X rays. At the same time, when the focus of the X rays is switched, a position adjustment of the X-ray tube 5 is performed with a focus position control section 60 through a focus position adjusting mechanism 29 so as to keep the position of the focus of the X rays unchanged.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナに関する。 The present invention relates irradiates X-rays to a subject, by detecting X-rays transmitted through said subject about CT scanner constituting a tomographic image of the subject.

【0002】 [0002]

【従来の技術】CTスキャナは、人体の断層像を撮影する医療用として利用されるものから、物体の内部の断層像を撮影する工業用として利用されるものまで広く利用されているとともに、またその走査方式も第2世代、第3世代のように種々の方式のものが開発されている。 BACKGROUND OF THE INVENTION CT scanners from those utilized for medical shooting human body tomographic image, with widely used to those used as industrial for capturing a tomographic image of the interior of an object, also the scanning method also second generation, are various methods as in the third generation have been developed.

【0003】このように種々開発されているCTスキャナにおいて、検査したい被検体の種類によっては被検体に照射されるX線の焦点の大きさを変えて、分解能を向上したり、走査時間を短くして被検体を検査したい場合が多々ある。 [0003] In CT scanners have been developed in this manner, depending on the type of the object to be inspected by changing the size of the focus of the X-rays irradiated to the subject, or to improve the resolution, short scan time If you want to examine the subject is often to. 例えば、X線を透過しにくい被検体の場合や、高速撮影を行いたい場合等には、大きな焦点のX線を用いて被検体を検査することが有利であるし、高い分解能が必要である場合には、小さな焦点のX線を用いて被検体を検査することが有利である。 For example, if the subject is not easily transmitted through the X-ray, if such you want to fast imaging, to it is advantageous to inspect the subject using X-rays of a large focus is required high resolution case, it is advantageous to inspect the subject using the X-ray small focus.

【0004】しかしながら、従来のCTスキャナではこのようにX線の焦点の大きさを可変し得るものはない。 However, none of the conventional CT scanner capable of varying the size of the focal point of the thus X-ray.
これは、X線管において放射するX線の焦点の大きさを可変すると、X線の焦点の位置がずれてしまうからである。 This is because when changing the size of the focus of the X-ray radiation in the X-ray tube, because the position of the focal point of the X-ray is shifted.

【0005】ところで、通常の工業用X線管はX線の焦点の大きさを2段階の切り替えて使用できるものが多くある。 Meanwhile, the conventional industrial X-ray tube there are many things that can be used the size of the focus of the X-ray is switched in two stages. 例えば、ザイフェルト社(独)の160MZ型X For example, 160MZ type X of Seifert, Inc. (Germany)
線管は0.4×0.4mmの小焦点と1.5×1.5mmの大焦点に切り替えて使用することができ、このX線管の最大定格は小焦点時の管電圧および管電流はそれぞれ1 Ray tube can be used to switch on a large focus of small focus and 1.5 × 1.5 mm of 0.4 × 0.4 mm, maximum rating tube voltage and tube current at the time of a small focus of the X-ray tube each 1
60kVおよび4mAであり、大焦点時の管電圧および管電流はそれぞれ160kVおよび10mAである。 A 60kV and 4mA, the tube voltage and the tube current when a large focus respectively 160kV and 10mA.

【0006】図13および図14は、それぞれ上述したようにX線の焦点の大きさを切り替えて使用することができる工業用X線管の構造および該工業用X線管のフィラメントの構造を示す図である。 [0008] FIG. 13 and FIG. 14 shows the structure of a structure and filaments 該工 industry for the X-ray tube of an industrial X-ray tube which can be used either by switching the focus size of X-ray as described above it is a diagram. なお、図14(a)はフィラメントの平面図であり、図14(b)は同図のB Incidentally, FIG. 14 (a) is a plan view of the filament, Fig. 14 (b) of FIG. B
−B線に沿って示す断面図であり、図14(c)は同図のA−A線に沿って示す断面図である。 It is a sectional view taken along the -B line, FIG. 14 (c) is a sectional view taken along the line A-A of FIG.

【0007】図13に示すX線管は、陽極102と陰極103が対向して配設され、陰極103上には図14からよくわかるように大焦点用フィラメント104aおよび小焦点用フィラメント104bからなるフィラメント104を有する。 [0007] X-ray tube shown in FIG. 13, the anode 102 and the cathode 103 are arranged opposite, consisting of a large focus filament 104a and small focus filament 104b as best seen in FIG. 14 is on the cathode 103 having a filament 104. そして、このフィラメント104から発生した熱電子は陰極103と陽極102との間に印加された高電圧によって加速されて、電子銃105となって陽極(ターゲット)に当り、これによりX線106を放射する。 Then, thermal electrons generated from the filament 104 are accelerated by the high voltage applied between the cathode 103 and anode 102, strikes the anode (target) is an electron gun 105, thereby emitting X-rays 106 to.

【0008】フィラメント104を構成する大焦点用フィラメント104aおよび小焦点用フィラメント104 [0008] Filament for large focal filament 104a and small focal constituting the filament 104 104
bは、高圧発生器107から点灯するフィラメントを切り替えられることにより大焦点および小焦点の切り替えを行うことができる。 b may be switched a large focus and small focal spot by being switched filaments to turn from the high-pressure generator 107. 両フィラメントは周囲をカソードキャップ110の壁で被われており、これが陽極等と併せてレンズの役目を果たし、フィラメントから発生する電子は収束されて、陽極上の狭い範囲であるX線焦点に当り、X線を発生する。 Both filaments are covered around the walls of the cathode cap 110, which acts as a lens in conjunction with the anode or the like, electrons generated from the filament is converged, impinge on the X-ray focal point is a narrow range on the anode , to generate an X-ray.

【0009】ところで、大焦点用フィラメント104a [0009] By the way, a large focus filament 104a
および小焦点用フィラメント104bは、図14に示すように、互いに所定距離離隔しているため、両フィラメントからの電子は陽極のターゲット上で互いにずれた異なる位置に当る。 And small focus filaments 104b, as shown in FIG. 14, since the predetermined distance apart from each other, electrons from both the filament hits different positions shifted from one another on the anode target. すなわち、X線の焦点の位置がずれてしまうのである。 That is, the position of the focal point of the X-ray is shifted.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来のCTスキャナでは、X線の焦点の大きさを可変し得るものはないとともに、また焦点の大きさを切り替えし得る従来の工業用X線管を使用してCTスキャナを構成したとしても、X線の焦点の大きさを切り替えると、X線の焦点の位置がずれてしまうことになるが、CTスキャナではX線管焦点がX線検出器および機構部に対して正確に位置付けられていることが高品位な断層像を形成する重要なポイントであるので、X線の焦点の位置がずれてしまうと、高品位な断層像を形成することができないという問題がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION] As described above, in the conventional CT scanner, with no one capable of varying the magnitude of the focus of the X-ray, and conventional industrial X capable of switching the size of the focal even constitute CT scanner using the line pipe, switching the size of the focus of the X-rays, so that the position of the focal point of the X-ray is shifted, the X-ray is an X-ray tube focus in CT scanner since it is positioned accurately with respect to the detector and mechanism is a key point for forming a high-quality tomographic image, the position of the focal point of the X-ray is deviated, form a high-quality tomographic image there is a problem that can not be.

【0011】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、 [0011] The present invention has been made in view of the above,
その目的とするところは、被検体および目的に応じて適確な断層像を得られるようにX線の焦点の大きさを可変し得るCTスキャナを提供することにある。 And an object thereof is to provide a CT scanner capable of varying the magnitude of the focus of the X-ray so as to obtain the proper exact tomographic image according to the subject and purpose.

【0012】また、本発明の他の目的は、X線の焦点の大きさを切り換えた場合にX線検出器に飽和が発生しないようにして良好な画質の断層像を得ることができるC [0012] Another object of the present invention, C that can be as saturated X-ray detector in the case of switching the size of the focus of the X-ray is not generated obtain a tomographic image of good quality
Tスキャナを提供することにある。 And to provide a T scanner.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明のCTスキャナは、X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、複数の大きさの焦点を有するX線を放射し得るX線源と、該X線源から放射されるX線の焦点の大きさを切り替えるようにX線源を制御するX線焦点切り替え制御手段と、該X To achieve To achieve the object described above, CT scanner of the present invention according to claim 1, irradiated with X-rays to the subject, and detects X-rays transmitted through the analyte in the a CT scanner constituting a tomographic image of the sample, to switch the X-ray source capable of emitting X-rays with a focus of a plurality of sizes, the size of the focus of the X-rays emitted from said X-ray source and the X-ray focal point switching control means for controlling the X-ray source, the X
線焦点切り替え制御手段によってX線の焦点が切り替えられた場合に該X線焦点の位置が変わらないように位置調整する焦点位置調整手段とを有することを要旨とする。 And summarized in that and a focal position adjusting means for the position of the X-ray focal position adjusted so unchanged when the focus of the X-ray is switched by the line focus switching control means.

【0014】また、請求項2記載の本発明のCTスキャナは、X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、高電圧加速されて陽極に当たることにより複数の焦点を有するX線を放射する熱電子を発生するように陰極上に同軸的に配設された複数の電子発生手段を有するX線源と、該X線源の複数の電子発生手段を選択的に駆動制御し、異なる大きさの焦点を有するX線を選択器に発生するように制御するX線焦点制御手段とを有することを要旨とする。 Further, the CT scanner of the present invention according to claim 2, there in CT scanners is irradiated with X-rays to a subject, constitute a tomographic image of the subject by detecting the X-rays transmitted through the analyte Te, and X-ray source having a plurality of electron generating means that is coaxially disposed on the cathode as being high voltage acceleration for generating thermal electrons to emit X-rays having a plurality of focus by striking the anode, selectively drives and controls the plurality of electron generating means of the X-ray source, is summarized in that having an X-ray focal point control means for generating X-rays having a focus of different sizes to the selector .

【0015】更に、請求項3記載の本発明のCTスキャナは、X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、複数の大きさの焦点を有するX線を放射し得るX Furthermore, the CT scanner of the present invention according to claim 3, there in CT scanners is irradiated with X-rays to a subject, constitute a tomographic image of the subject by detecting the X-rays transmitted through the analyte Te, may emit X-rays with a focus of a plurality of sizes X
線源と、該X線源から放射されるX線の焦点の大きさを切り替えるようにX線源を制御するX線焦点切り替え制御手段と、該X線焦点切り替え制御手段によってX線の焦点が切り替えられた場合に該切り替えられたX線の焦点の大きさに応じて利得が変化するX線検出器とを有することを要旨とする。 And the source, and the X-ray focal point switching control means for controlling the X-ray source to switch the size of the focus of the X-rays emitted from said X-ray source, the focus of the X-ray by the X-ray focal point switching control means and summarized in that and a X-ray detector gain in accordance with the size of the focus of the switched X-ray when switched is changed.

【0016】請求項4記載の本発明のCTスキャナは、 The CT scanner of the present invention described in claim 4,
X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、 The X-ray was irradiated onto the subject, a CT scanner constituting a tomographic image of the subject by detecting the X-rays transmitted through the analyte,
被検体を透過するX線の走査速度を切り替える走査速度切り替え手段と、該走査速度切り替え手段によって切り替えられたX線の走査速度に応じて利得が変化するX線検出器とを有することを要旨とする。 And scanning speed switching means for switching the scanning speed of the X-rays transmitted through the subject, and summarized in that and an X-ray detector in which the gain is changed in accordance with the scanning speed of the X-ray that has been switched by the scanning speed switching means to.

【0017】 [0017]

【作用】請求項1記載の本発明のCTスキャナでは、複数の大きさの焦点を有するX線を放射し得るX線源を制御してX線の焦点の大きさを切り替え、X線の焦点が切り替えられた場合にX線焦点の位置が変わらないように位置調整する。 [Action] In the CT scanner of the present invention according to claim 1, switches the size of the focus of the X-ray by controlling the X-ray source capable of emitting X-rays with a focus of a plurality of sizes, the focus of the X-ray position of the X-ray focal position adjusted so unchanged when is switched.

【0018】また、請求項2記載の本発明のCTスキャナでは、複数の焦点を有するX線を放射する熱電子を発生するように陰極上に同軸的に配設された複数の電子発生手段を選択的に駆動制御し、異なる大きさの焦点を有するX線を選択的に発生するように制御する。 [0018] In the CT scanner of the present invention described in claim 2, a plurality of electron generating means that is coaxially disposed on the cathode so as to generate thermal electrons which emit X-rays having a plurality of focus selectively drive control, and controls to selectively generates X-rays with a focus of different sizes.

【0019】更に、請求項3記載の本発明のCTスキャナでは、X線の焦点が切り替えられた場合、この切り替えられたX線の焦点の大きさに応じてX線検出器の利得を可変する。 Furthermore, the CT scanner of the present invention of claim 3, wherein, if the focus of the X-ray is switched to vary the gain of the X-ray detector in accordance with the magnitude of the focus of the switched X-ray .

【0020】請求項4記載の本発明のCTスキャナは、 The CT scanner of the present invention described in claim 4,
X線を被検体に照射し、X線の走査速度が切り替えられた場合、この切り替えられたX線の走査速度に応じてX The X-ray was irradiated onto the subject, when the scanning speed of the X-ray is switched, in accordance with the scanning speed of the switched X-ray X
線検出器の利得を可変する。 Varying the gain of the line detector.

【0021】 [0021]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明の一実施例に係わるCTスキャナの構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a CT scanner according to an embodiment of the present invention. 同図において、上部に示す機構部はフロアーに設置されている本CTスキャナを上方から見た平面図であり、下部はその各制御部をブロック図で示している。 In the figure, mechanism section shown in the upper is a plan view of the present CT scanner installed in the floor from above, the lower part shows the respective control unit in block diagram.

【0023】図1に示すCTスキャナは、被検体の回転およびトラバース動作によるスキャンニングにより被検体の断層像を得る所謂T−R(トラバース−ローテーション)方式(第2世代方式)のものであり、支柱1によって上下方向に移動し得るように支持されたコの字状のフレーム3にX線管5およびNチャンネルのX線検出器7が対向して配設されている。 The CT scanner shown in FIG. 1 is a so-called T-R to obtain a tomographic image of the subject by scanning by the rotating and traverse operation of the subject - are of the (traverse rotation) scheme (second-generation system), X-ray tube 5 and the N-channel X-ray detector 7 shaped frame 3 supported co so as to move in the vertical direction by posts 1 are disposed opposite.

【0024】X線管5とX線検出器7との間には、載置台15上に被検体11が載置され、X線管5からX線検出器7に向かって放射されるファンビーム9を被検体1 [0024] Between the X-ray tube 5 and the X-ray detector 7, the object 11 is placed on the mounting table 15, the fan beam emitted toward the X-ray tube 5 in the X-ray detector 7 9 the subject 1
1が横切るようになっている。 So that the 1 crosses. 被検体11を載置している載置台15は回転機構部17によって回転するようになっているとともに、またトラバース機構13によって制御される移動機構部19に連結され、これにより載置台15、すなわち被検体11は移動機構部19に沿って移動、すなわちトラバース動作するようになっている。 Table 15 that mounts the object 11 with is rotated by the rotation mechanism section 17, also coupled to the moving mechanism section 19 which is controlled by the traverse mechanism 13, thereby mounting table 15, i.e. subject 11 moves in the movement mechanism unit 19, that is adapted to traverse operation.
なお、25,27はコリメータである。 Incidentally, 25 and 27 is a collimator.

【0025】このような構成を有するCTスキャナは、 [0025] The CT scanner having such a configuration,
ファンビーム9を横切るように被検体11を異なる角度で複数回移動させながら、各移動におけるX線検出器7 While the object 11 is moved a plurality of times at different angles across the fan beam 9, X-ray detector 7 in the mobile
からの出力信号をデータ収集部21で収集し、この収集データを再構成部23で再構成することにより被検体1 The output signal from the collect the data acquisition unit 21, the subject 1 by reconstituting the collected data in the reconstruction unit 23
1の断層像をCRT37に表示することができる。 1 of a tomographic image can be displayed on CRT37.

【0026】なお、X線管5は、X線の焦点の大きさを小焦点と大焦点とに可変し得るものであるとともに、このようにX線の焦点を可変することにより、該X線焦点の位置が可変するものであるため、このようなX線焦点の位置の変化を調整するようにX線管5の側近には焦点位置調整機構29が設けられている。 [0026] Incidentally, the X-ray tube 5, as well as it is capable of varying the magnitude of the focus of the X-ray to a small focus and a large focal, by varying the focus of the X-ray Thus, the X-ray since the position of the focal point is to the variable, the focal position adjusting mechanism 29 is provided on the aide of X-ray tube 5 to adjust the change in the position of such an X-ray focal point. この焦点位置調整機構29は、X線管5を上下、左右、前後方向に駆動してX線の焦点の位置を調整し得るように上下動作用モータ、左右動作用モータ、前後動作用モータを有するようになっている。 The focal position adjusting mechanism 29, the upper and lower X-ray tube 5, left and right, vertical movement acting motor so as to adjust the position of the focal point of the X-ray driven in the front-rear direction, the right and left operation motor, the operation before and after motor It is made as to have. この焦点位置調整機構29は、焦点位置制御部60によって制御されるようになっている。 The focal position adjusting mechanism 29, are controlled by the focal position control unit 60. 焦点位置制御部60は、モータドライバ61、インタフェース62、インタフェース63、CPU64、メモリ65 Focus position control section 60, a motor driver 61, interface 62, interface 63, CPU 64, memory 65
から構成されている。 It is constructed from.

【0027】また、X線管5はX線制御部31によってその起動、X線焦点の大きさ等を制御され、該X線制御部31はCTスキャナの全体の動作を制御する中央制御部35によって制御されるようになっている。 Further, the X-ray tube 5 is its starting, is controlled size of the X-ray focal point by X-ray control unit 31, the central control unit 35 the X-ray controller 31 that controls the overall operation of the CT scanner It is controlled by. 前記トラバース機構13および回転機構部17は中央制御部35 The traverse mechanism 13 and the rotation mechanism section 17 is the central control unit 35
の制御のもとに駆動制御部33を介して制御されるようになっている。 It is controlled on the basis of the control via the drive control unit 33.

【0028】X線検出器7からのデータを収集するデータ収集部21は、中央制御部35に接続されるとともに、X線管5のX線焦点の調整位置を求める調整位置演算部39に接続され、データ収集部21で収集されたデータは調整位置演算部39にも供給されるようになっている。 The data collection unit 21 for collecting data from the X-ray detector 7 is connected to the central control unit 35, connected to the adjustment position calculating unit 39 for determining the adjustment position of the X-ray focus of the X-ray tube 5 is, data collected by the data acquisition unit 21 is adapted to be also supplied to the adjustment position calculation unit 39. 調整位置演算部39は、データ収集部21に接続されたインタフェース41、該インタフェース41を介して供給される収集データからX線焦点の調整位置を算出するCPU43、各種データを蓄積するメモリ45およびディスプレイ47を有する。 Adjusting the position calculating unit 39, the interface 41 is connected to the data collecting unit 21 calculates the adjustment position of the X-ray focal point from the collected data supplied via the interface 41 CPU 43, a memory 45 and a display for storing various data with a 47.

【0029】次に、以上のように構成されるCTスキャナの作用を説明する。 [0029] Next, the operation of the CT scanner constructed as above.

【0030】このCTスキャナは、X線管5のX線焦点の大きさを変えたことによりX線焦点の位置を測定する焦点位置測定モードとX線焦点の位置を測定した後にこの測定した位置データを使用して被検体を走査するスキャンモードとを有する。 [0030] The CT scanner position the measurement after measuring the focal position position of the measurement mode and the X-ray focal point to measure the position of the X-ray focal point by changing the size of the X-ray focus of the X-ray tube 5 using data and a scan mode to scan the object.

【0031】焦点位置測定モードは、小焦点および大焦点のそれぞれにおける焦点位置調整機構29の調整位置を測定し、ディジタル値として焦点位置制御部60のメモリ65に記憶するモードである。 The focal position measurement mode is a mode to measure an adjustment position of the focal point position adjusting mechanism 29 in each of the small focus and a large focal, is stored in the memory 65 of the focus position control section 60 as a digital value.

【0032】まず、小焦点を選択し、垂直(Z)方向の調整位置を測定する方法について図2および図3を参照して説明する。 Firstly, select small focus, with reference to FIGS. 2 and 3 will be described a method for measuring the adjustment position of the vertical (Z) direction.

【0033】まず、オペレータが中央制御部35のパネルから指令を発生すると、この指令は焦点位置制御部6 Firstly, the operator generates a command from the panel of the central control unit 35, the command is the focus position control section 6
0に供給され、該焦点位置制御部60のモータドライバ61により焦点位置調整機構29の上下動作用モータがX線管5を下限位置に戻し、この下限位置からX線管5 Is supplied to the 0, vertical movement action motor focus position adjusting mechanism 29 is returned to the X-ray tube 5 to the lower limit position by the motor driver 61 of the focal point position control section 60, the X-ray tube 5 from the lower limit position
を一定速度で上昇させるとともに、X線制御部31の制御によりX線管5からX線が曝射され始める。 Together with increasing at a constant rate, X-rays from the X-ray tube 5 by the control of the X-ray control unit 31 starts to be exposure. なお、この下限位置では、X線管5の焦点位置は図2にO'として示すように正しい焦点位置Oの下方に位置している。 In this lower limit position, the focal position of the X-ray tube 5 is positioned below the correct focus position O as shown as O 'in FIG.

【0034】X線管5がX線を曝射開始すると、X線検出器7はX線管5からのX線を検出し、データ収集部2 [0034] When X-ray tube 5 starts irradiation of X-rays, the X-ray detector 7 detects the X-rays from the X-ray tube 5, the data acquisition unit 2
1に供給する。 Supplied to the 1. データ収集部21はX線検出器7からのデータを収集し、調整位置演算部39に供給する。 Data collection unit 21 collects the data from the X-ray detector 7, and supplies the adjusted position calculating unit 39.

【0035】ところで、焦点位置調整機構29の上下動作用モータには上下動位置を検出するエンコーダが取り付けられており、このエンコーダからの上下動位置はデータ収集中ディジタルデータとして焦点位置制御部60 By the way, the vertical movement effect the motor of the focus position adjustment mechanism 29 is mounted is an encoder for detecting a vertical movement position, the focus position control section 60 as a vertical movement position digital data in the data collection from the encoder
に供給され、更に焦点位置制御部60から調整位置演算部39に供給されるようになっている。 It is supplied to, and is further supplied from the focus position control section 60 to adjust the position calculating unit 39.

【0036】以上のようにして、X線管5が下限位置から上限位置まで移動することにより測定が終了する。 [0036] As described above, X-rays tube 5 is determined to end by moving from the lower limit position to the upper limit position. 調整位置演算部39はこの間に図3に示すような関係にあるX線管5の上下動位置データ(Z)と対応するX線検出器7からの出力データ(I)を受け取り、この両データの関係から正しい垂直(Z)方向の位置Zo を計算する。 Adjusting the position calculating unit 39 receives the output data (I) from X-ray detector 7 and the corresponding vertical movement position data of the X-ray tube 5 in the relationship shown in FIG. 3 during this time (Z), the two data calculating the position Zo correct vertical (Z) direction from the relationship. この計算は、図3に示すようにX線検出器7の出力データI(Z)の左右の面積が同じ値になるZをZo として算出することにより行われる。 This calculation is performed by the left and right areas of the output data I (Z) of the X-ray detector 7, as shown in FIG. 3 for calculating the Z to be the same value as Zo. このように算出された正しい垂直(Z)方向の位置Zo は調整位置演算部3 Position Zo of the thus calculated correct vertical (Z) direction adjustment position calculating section 3
9から焦点位置制御部60に供給され、焦点位置制御部60はメモリ65に記憶するとともに、焦点位置調整機構29を介してX線管5をこの位置Zo まで上下動させて停止させる。 9 is supplied to the focus position control section 60, the focus position control section 60 stores in the memory 65, it is stopped by vertically moving the X-ray tube 5 through the focal position adjusting mechanism 29 to this position Zo.

【0037】次に、水平方向の調整位置、すなわち水平面内(x,y)における調整位置を測定する方法について図4に示すようにx−y座標系を設定し、X線管5の焦点位置O'が正しい焦点位置Oに対してΔx,Δyだけずれている場合を例に説明する。 Next, adjust the position of the horizontal direction, that is, the method of measuring the adjusted position in the horizontal plane (x, y) set the x-y coordinate system as shown in FIG. 4, the focal position of the X-ray tube 5 a case where O 'is offset [Delta] x, [Delta] y only to correct the focus position O will be explained as an example.

【0038】この水平面内における調整位置の測定は、 [0038] Measurement of the adjustment position in the horizontal plane,
被検体11の代わりに基準被検体を使用して行うことになる。 It will be performed using a reference object, instead of the object 11. すなわち、調整位置演算部39は、この基準被検体をX線管5からのX線で走査することによりX線検出器7で検出される出力信号に基づいて調整位置を算出する。 That is, adjusting the position calculating unit 39 calculates the adjusted position based on an output signal detected by the X-ray detector 7 by scanning the reference object with X-rays from the X-ray tube 5.

【0039】この基準被検体は、図4、特に図5によく示すように、支持台51の回転中心軸Hに対して距離R [0039] The reference subject, as best shown in FIG. 4, in particular 5, the distance R with respect to the rotation center axis H of the support base 51
をもって対称に配設された一対のピンファントム49 A pair of pins phantom 49 arranged symmetrically with
a,49bで構成される。 a, composed of 49b. そして、このピンファントム49a,49bは支持台51を介して載置台15上に載置される。 Then, the pin phantom 49a, 49b are mounted on the mounting table 15 via the support base 51.

【0040】調整位置演算部39は、このように載置台15に載置されたピンファントム49a,49bを図4 The adjustment position calculating unit 39, thus placing placed on table 15 by a pin phantom 49a, FIG. 4 and 49b
に示す配置でファンビーム9を横切るように1回移動させ、その移動距離(トラバース距離)Xおよび各ピンファントム49a,49bについてのX線検出器7からの検出結果から図6に示すような両者の関係を求める。 Moved once across the fan beam 9 in the arrangement shown in, the movement distance (traversing distance) X and both shown in FIG. 6 from the detection result from the X-ray detector 7 for each pin phantom 49a, 49b determination of the relationship.

【0041】そして、この関係から調整量Δxを次の式によって求める。 [0041] Then, determine an adjustment amount Δx from this relationship by the following equation.

【0042】 [0042]

【数1】 [Number 1] なお、この式でFDD,FCD,xcenterは図4に示すようにシステムの幾何設定で定められた長さである。 Incidentally, FDD in this equation, FCD, xcenter is the length defined by the geometric setting of the system as shown in FIG.

【0043】更に、調整量Δyを次に示す手順で求める。 [0043] Further, determined by the procedure shown below adjustment amount [Delta] y. まず、次の式からΔx1,Δx2を求める。 First of all, from the following equation Δx1, seek Δx2.

【0044】 Δx 1 (1,N)=x 1 (1)−x 1 (N) Δx 1 (2,N−1)=x 1 (2)−x 1 (N−1) ・ ・ ・ ・ ・ Δx 1 (k,N−k+1)=x 1 (k)−x 1 (N−k+1) Δx 2 (1,N)=x 2 (1)−x 2 (N) Δx 2 (2,N−1)=x 2 (2)−x 2 (N−1) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Δx 2 (k,N−k+1)=x 2 (k)−x 2 (N−k+1) なお、上式において、kfはN/4程度の値を用いる。 [0044] Δx 1 (1, N) = x 1 (1) -x 1 (N) Δx 1 (2, N-1) = x 1 (2) -x 1 (N-1) · · · · · Δx 1 (k, N-k + 1) = x 1 (k) -x 1 (N-k + 1) Δx 2 (1, N) = x 2 (1) -x 2 (N) Δx 2 (2, N-1 ) = x 2 (2) -x 2 (N-1) · · · · · · · Δx 2 (k, N-k + 1) = x 2 (k) -x 2 (N-k + 1) Note that in the above formula , kf uses a value of about N / 4.

【0045】次に、上式で求めた結果に基づいて次の式から倍率値Mを求める。 Next, based on the results obtained by the above equation obtains the magnification value M from the following equation.

【0046】 [0046]

【数2】 [Number 2] そして、求めた倍率値Mの平均値Mo を算出し、最後に次式から調整量Δyを求める。 Then, an average value of Mo calculated magnification value M, finally obtaining the adjustment amount Δy from the following equation.

【0047】 [0047]

【数3】 [Number 3] 以上のようにして、Δx,Δyが求められるので、調整位置演算部39は更に現在のX線管5の水平面内での位置x,yを焦点位置制御部60から受け取り、次式のように正しい位置xo ,yo を算出する。 As described above, [Delta] x, since Δy is determined, the receiving position in the horizontal plane of the adjusting position calculating unit 39 further current X-ray tube 5 x, y from the focus position control section 60, as shown in the following equation correct position xo, calculates the yo.

【0048】xo =x+Δx yo =y+Δy このようにして算出された水平面内の正しい位置xo , [0048] xo = x + Δx yo = y + Δy correct position xo of the thus horizontal plane that is calculated,
yo は焦点位置制御部60に供給される。 yo is supplied to the focus position control section 60. 焦点位置制御部60は、この正しい位置xo ,yo をメモリ65に記憶するとともに、焦点位置調整機構29を介してX線管5を水平面内の正しい位置xo ,yo まで移動させる。 Focus position control section 60, the correct position xo, stores the yo in the memory 65, the correct position xo in a horizontal plane X-ray tube 5 through the focal position adjusting mechanism 29, it is moved to yo.

【0049】以上のようにして、小焦点に対する焦点位置の測定が終了すると、次に大焦点を選択して、同様の測定を行い、大焦点時の位置xo ,yo ,zo を算出し、焦点位置調整も行われる。 [0049] As described above, when the measurement of the focus position is terminated for small focal, then select the large focal subjected to the same measurement, and calculates a large focal at position xo, yo, the zo, focus position adjustment is also performed. そして、調整位置xo , Then, the adjustment position xo,
yo ,zo は小焦点および大焦点でそれぞれ分けて焦点位置制御60のメモリ65に記憶される。 yo, zo is stored in the memory 65 of the focus position control 60 are divided respectively small focus and a large focus.

【0050】以上のようにして、焦点位置測定モードが終了して、小焦点および大焦点用の調整位置xo ,yo [0050] As described above, it ends the focus position measurement mode, small focus and adjust the position xo for large focus, yo
,xo が記憶されると、この調整位置に基づいてスキャンモードが次に行われる。 When xo is stored, the scan mode based on the adjusted position is then performed.

【0051】このスキャンモードでは、被検体11を載置台15上に載置し、オペレータは中央制御部35のパネルで焦点の大きさを選択する。 [0051] In the scan mode, is placed on the table 15 mounting the subject 11, the operator selects the size of the focus panel of the central control unit 35. この選択された焦点の大きさに応じて、X線制御部31は、X線管5における焦点の大きさを切り替えるとともに、焦点位置制御部6 Depending on the size of the selected focus, the X-ray control unit 31 switches the size of the focus in the X-ray tube 5, the focus position control section 6
0は、この選択された焦点の大きさに対応してメモリ6 0, corresponding to the size of the selected focal memory 6
5に記憶されている調整位置にX線管5の焦点を合わせるように焦点位置調整を行う。 Perform focus position adjustment to focus X-ray tube 5 to adjust the position stored in 5. 焦点位置の調整が終了すると、CTスキャナはスキャン可能な状態となるので、 When the adjustment of the focus position is terminated, the CT scanner becomes scannable state,
オペレータがスキャン開始させると、通常のCTスキャナと同様にスキャンを行い、被検体11の断層像を作成する。 When the operator initiates scanning, scans like a normal CT scanner, to create a tomographic image of the subject 11.

【0052】なお、上述したCTスキャナは、通常はスキャンモードで使用され、焦点位置測定モードは装置の製造時、X線管の交換時、定期点検時等に使用される。 [0052] Incidentally, CT scanners described above are typically used in the scan mode, the focal position measurement mode during the manufacture of the apparatus, when replacing the X-ray tube is used periodically during inspections.

【0053】上記実施例は焦点の大きさを小焦点および大焦点の2段階に設定した場合について説明しているが、これは2段階に限定されず、何段階でも可能なものである。 [0053] The above embodiments have described the case where setting the size of the focus in two stages of small focus and a large focus, which is not limited to two stages, is capable in many levels.

【0054】また、上記実施例では、調整位置演算部3 [0054] In the above embodiment, the adjustment position calculating section 3
9を用いてX線管の調整位置を演算しているが、調整位置演算部39を使用しなくても、X線管の位置調整はピン状のテスト用被検体であるピンファントムの断面像を撮り、この断面像のアーチファクトから経験的に調整量および調整方向を判断したり、またはピンファントムをスキャンして、X線検出器の生データを出力し、プロット等を行って調整量を求めるといった経験的手法で調整位置を小焦点および大焦点のそれぞれに対して求めることもできる。 While calculating the adjustment position of the X-ray tube with 9, without using the adjustment position calculation unit 39, cross-sectional images of the pin phantom as a testing subject position adjustment pin-like X-ray tube the taking, or determined empirically adjustment amount and adjustment direction from artifacts of the sectional image or by scanning the pins phantom, and outputs the raw data of the X-ray detector to determine the adjustment amount by performing a plot like adjustment position empirical techniques such may be determined for each of the small focus and a large focal point. そして、このように求められた調整位置を手動で焦点位置制御部60に入力するようにしてもよい。 Then, it is also possible to enter this way the obtained adjustment position manually focus position control section 60.

【0055】更に、上記実施例では、焦点位置制御部6 [0055] Further, in the above embodiment, the focus position control section 6
0から焦点位置調整機構29を介してX線管5の位置を機械的に調整しているが、このように機械的に行う代わりに例えばコイルに電流を流すことにより電子ビームを曲げて焦点位置を調整することもできる。 0 is mechanically adjust the position of the X-ray tube 5 through the focal position adjusting mechanism 29, but the focal position bends the electron beam by passing this way the current to the coil for example, instead of mechanically performing It can also be adjusted.

【0056】また、X線管だけでなく、ライナック(リニアアクセレータ)等にも適用することができる。 [0056] Further, not only the X-ray tube can also be applied to a linac (linear accelerator), and the like.

【0057】更に、CTスキャナの方式はトラバース− [0057] Furthermore, scheme of the CT scanner traverse -
ローテーション方式の第2世代のものだけでなく、第3 Not just those of the second generation of the rotation scheme, the third
世代、第4世代等の他の方式のものにも同様に適用することができる。 Generation, can be applied equally to those of other methods such as fourth generation.

【0058】図7は本発明の他の実施例に係わるCTスキャナに適用し得るX線管のフィラメントを有する陰極の構造を示す図であり、特に図7(a)はその正面図であり、図7(b)は図7(a)のB−B線に沿った断面図であり、図7(c)は図7(a)のA−A線に沿った断面図である。 [0058] Figure 7 is a diagram showing a structure of a cathode having a filament of another X-ray tube that can be applied to a CT scanner according to an embodiment of the present invention, in particular FIGS. 7 (a) is a front view, 7 (b) is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 7 (a), FIG. 7 (c) is a sectional view taken along line a-a of FIG. 7 (a).

【0059】図7に示す陰極83を有するX線管は、全体的に前述した図13に示すような構造のものであって、小焦点および大焦点用の2種類のフィラメントを有するが、フィラメントを小焦点用および大焦点用に切り替えても、その焦点位置が変わらないようにフィラメントの構造のみが変更されているものである。 [0059] X-ray tube having a cathode 83 shown in FIG. 7, there is a structure as shown in FIG. 13 generally described above, has two types of filaments for small focal spot and large focus filament the switching to a small focal spot and for large focal, in which only the structure of the filaments so that the focal position does not change has changed.

【0060】具体的には、図7において、カソードキャップ81の中央部に小焦点用フィラメント80bが設けられ、その周囲に小焦点用フィラメント80bを取り囲むように両側に平行に大焦点用フィラメント80aが設けられているのである。 [0060] Specifically, in FIG. 7, the small focal filament 80b in the central portion of the cathode cap 81 is provided, a large focus filament 80a in parallel on both sides so as to surround the small focus filament 80b therearound it's provided. 従って、フィラメントが小焦点用フィラメント80bのみに切り替えられた時のフィラメントの中心位置と大焦点用フィラメントに切り替えられて大焦点用フィラメント80aおよび小焦点用フィラメント80bが点灯した時の両フィラメントの中心位置は同じとなっており、フィラメントが切り替えられても焦点位置は変化しないようになっている。 Accordingly, the center positions of both the filaments when the filaments small focus filaments 80b only is switched to the filament center position and larger focal filament of when switched large focal filament 80a and the small focus filament 80b is turned on has become the same, the focal position even filament is switched so as not to change.

【0061】小焦点用フィラメント80bおよび大焦点用フィラメント80aからなるフィラメントの周囲はカソードキャップ81の壁で被われ、これが陽極等の他の電極と併せて電子レンズの役目を果たしている。 [0061] around a filament made of small focus filament 80b and the large focal filament 80a is covered with the wall of the cathode cap 81, which plays the role of the electron lens in conjunction with other electrodes such as the anode.

【0062】更に詳細には、小焦点が選択された時には、小焦点用フィラメント80bのみが点灯し、大焦点が選択された時には、大焦点用フィラメント80aと小焦点用フィラメント80bの両方が点灯するようにX線制御部は動作する。 [0062] More particularly, when the small focal spot is selected, only the small focus filament 80b is turned, when the large focus is selected, both of the large focal filament 80a and the small focus filament 80b is turned X-ray control unit operates as. そして、この場合において、小焦点用フィラメント80bのみが点灯した時の小焦点の中心位置は小焦点用フィラメント80bの中心であり、または大焦点用フィラメント80aと小焦点用フィラメント80bの両方が点灯した時の大焦点の中心位置も小焦点用フィラメント80bの中心であるので、小焦点時と大焦点時の中心位置は変化しないようになっている。 Then, in this case, the center position of the small focus when only small focus filaments 80b is lit is the center of the small focus filaments 80b, or both of the large focal filament 80a and the small focus filament 80b is turned on since the center of the large focal center position also small focus filament 80b when the center position at the time of a small focus time and large focus so as not to change.

【0063】そして、このように小焦点または大焦点を構成するように選択された小焦点用フィラメント80b [0063] Then, small focus filaments 80b that is selected to thus configured small focal or large focal
および大焦点用フィラメント80aからなるフィラメントから発生した熱電子は、カソードキャップ81および陽極等により構成される電子レンズ系により収束されるとともに、陰極および陽極間の電場で加速されて、陽極上に焦点を形成するように衝突することによりX線を発生する。 And thermal electrons generated from the filament consisting of a large focus filament 80a, together are converged by the electron lens system constituted by the cathode cap 81 and the anode or the like, are accelerated by the electric field between the cathode and the anode, the focus on the anode It generates X-rays by collision to form. 大焦点の場合には、フィラメントが大きくなるため、焦点も大きくなるが、大焦点用フィラメント80 For large focus, because the filament is increased, but the focus is also increased, the filament 80 for large focal
aが小焦点用フィラメント80bを取り囲むように配設されているので、小焦点を取り囲むように大焦点が形成され、X線の焦点位置がずれないようになっている。 Since a is disposed so as to surround the small focus filament 80b, a large focus is formed so as to surround the small focus, so that does not deviate the focus position of the X-ray.

【0064】なお、上記実施例では、フィラメントはコイル状に構成されているが、これに限定されるものでなく、例えばプレート状抵抗体に形成することもできる。 [0064] In the above embodiment, the filaments are configured in a coil shape, not limited thereto, may be formed, for example, plate-shaped resistor.

【0065】図8(a),(b),(c)は、本発明の別の実施例に係わるCTスキャナに適用し得るX線管のフィラメントを有する陰極の構造を示す図7(a), [0065] FIG. 8 (a), (b), (c) is 7 showing the structure of a cathode having a filament of the X-ray tube that can be applied to a CT scanner according to another embodiment of the present invention (a) ,
(b),(c)に類似した図である。 (B), it is a view similar to (c).

【0066】この図8に示す実施例は、図7に示したと同様にフィラメント、すなわち大焦点用フィラメント8 [0066] The examples shown in Figure 8, a filament similar to that shown in FIG. 7, i.e. large focus filament 8
0aおよび小焦点用フィラメント80bのそれぞれをカソードキャップの別々のくぼみ内に配設するように構成したものである。 In which it was configured to disposed in separate recesses in the cathode cap each 0a and small focus filament 80b. このように構成することにより、小焦点時の収束性を重視したカソードキャップを設計することができる。 With this configuration, it is possible to design the cathode cap with an emphasis on convergence at the time of a small focus.

【0067】図9(a),(b),(c)は、本発明の更に別の実施例に係わるCTスキャナに適用し得るX線管のフィラメントを有する陰極の構造を示す図7 [0067] Figure 9 (a), (b), (c) is 7 showing the structure of a cathode having a further filament of the X-ray tube that can be applied to a CT scanner according to another embodiment of the present invention
(a),(b),(c)に類似した図である。 (A), it is a view similar to (b), (c).

【0068】この図9に示す実施例は、小焦点用フィラメント82bの周囲に大焦点用フィラメント82aを完全に取り囲み一周させるように構成したものである。 [0068] EXAMPLE shown in FIG. 9, which is constituted so as to completely surround around the large focal filament 82a around the small focus filaments 82b.

【0069】図10は、本発明の更に他の実施例に係わるCTスキャナの構成を示す図である。 [0069] Figure 10 is a further diagram showing a configuration of a CT scanner according to another embodiment of the present invention. 同図において、 In the figure,
上部に示す機構部はフロアーに設置されている本CTスキャナを上方から見た平面図であり、下部はその各制御部をブロック図で示している。 Mechanism shown in the upper is a plan view of the present CT scanner installed in the floor from above, the lower part shows the respective control unit in block diagram.

【0070】図10に示すCTスキャナは、従来のX線検出器の回路における入力電流と出力電圧との比であるX線検出器の利得が固定されていて切り替えることができないため、図1〜図9に示した各実施例のようにX線の焦点を大きくした場合に、X線検出器の出力が飽和してしまうという問題が発生するので、このような飽和を防止するためにX線検出器の利得を大焦点に合わせて設定するとともに、また焦点を大焦点から小焦点に切り替えた時にX線検出器の出力が小さくなりすぎて、データ収集部のダイナミックレンジが十分活用されないことを防止するように小焦点に合わせてX線検出器の利得を設定するように制御することを第1の目的とするとともに、上述したように高速CTスキャンや高速透視検査を可能にしたり、また [0070] CT scanner shown in FIG. 10, the gain of the X-ray detector is the ratio between the input current and the output voltage in the circuit of the conventional X-ray detector can not be switched is fixed, Fig. 1 If you increase the focal point of the X-ray as in the embodiment shown in FIG. 9, the output of the X-ray detector is produced a problem that saturation, X-rays in order to prevent such saturation the gain of the detector and sets in accordance with the larger focal, also the output of the X-ray detector is too small when switching focus from a large focus on small focus, that the dynamic range of the data acquisition unit is not fully utilized to control so as to fit the small focus to prevent setting the gain of the X-ray detector with a first object, or to enable rapid CT scanning and fast fluoroscopy as described above, also X線量を増大して画像の雑音を低減するためにX線の焦点を大きくすることの代わりに走査時間を長くする所謂ファインスキャンを行うことが可能であるが、このように走査時間を長くしてファインスキャンを行うと、上述したと同様にX線検出器の出力が飽和してしまうという問題が発生するので、このような飽和を防止するためにX線検出器の利得をファインスキャンに合わせて設定するとともに、またファインスキャンから短時間スキャン、すなわちノーマルスキャンに切り替えた時にX線検出器の出力が小さくなりすぎて、データ収集部のダイナミックレンジが十分活用されないことを防止するようにノーマルスキャンに合わせてX線検出器の利得を設定するように制御することを第2の目的としているものである。 While it is possible to perform the so-called fine scanning to increase the scan time, instead of having to increase the amount of X-rays to increase the focus of the X-ray to reduce noise in the image, the scanning time is longer in this way Te Doing fine scan, so a problem that the output of the same X-ray detector to that described above is saturated to generate, align the gain of the X-ray detector in order to prevent such saturation in the fine scan and sets Te, also briefly from the fine scan scan, i.e. too small output of the X-ray detector when switching to the normal scan, normal scan as the dynamic range of the data collection unit can be prevented from not being fully utilized those that are the second purpose of controlling so as to set the gain of the X-ray detector in accordance with the.

【0071】図10に示すCTスキャナは、図1に示すCTスキャナの構成において調整位置演算部39および焦点位置制御部60を除去し、代わりとしてX線焦点切換器38および走査速度切換器40を設けた点が異なるのみで、その他の構成は同じであるので、同じ符号が付されている。 [0071] CT scanner shown in FIG. 10 removes the adjustment position calculation unit 39 and the focus position control section 60 in the configuration of the CT scanner shown in FIG. 1, the X-ray focal point switcher 38 and the scanning speed switching device 40 as an alternative in that provided only differ, since other configurations are the same, the same reference numerals. なお、X線焦点切換器38および走査速度切換器40は、切り換え情報をディジタル信号として出力するようになっている。 Incidentally, X-rays focus switcher 38 and the scanning speed switching device 40, and outputs the switching information as a digital signal.

【0072】図11は、図10に示すCTスキャナに使用されているNチャンネルのX線検出器7の詳細な回路構成図である。 [0072] Figure 11 is a detailed circuit diagram of the X-ray detector 7 of the N-channel used in the CT scanner shown in FIG. 10. 同図に示すX線検出器7は、1チャンネルからNチャンネルまでのN個のチャンネル部100を有し、このN個のチャンネル部100からの出力信号がマルチプレクサ75に入力されて時分割に切り換えられてデータ収集部21に供給されるようになっているが、 X-ray detector 7 shown in the figure, the switching from one channel has N-channel portion 100 to the N-channel, time division output signal from the N channels 100 is input to the multiplexer 75 Although is it is adapted to be supplied to the data acquisition unit 21,
同図においては1チャンネルのみの内部構成が詳細に示されている。 Internal configuration of only one channel is shown in detail in FIG.

【0073】まず、1チャンネルのチャンネル部100 [0073] First, the channel part of one channel 100
の構成を説明する。 Explaining the configuration. 該チャンネル部100は、X線管5 The channel portion 100, X-rays tube 5
からのX線が当たって、光を発生するシンチレータ71 X-rays hit from generates light scintillator 71
を有し、該シンチレータ71からの光はフォトダイオード72で検出されて電流iに変換される。 Has a light from the scintillator 71 is converted into a current i is detected by the photodiode 72. このフォトダイオード72からの電流iは、電流増幅部76で電流I Current i from the photodiode 72, the current in the current amplifier 76 I
に増幅される。 It is amplified. この電流増幅部76は演算増幅器11 The current amplifier 76 operational amplifier 11
1、抵抗112、コンデンサ113、抵抗114、X線焦点切換用スイッチ173、走査速度切換用スイッチ1 1, resistor 112, capacitor 113, resistor 114, X-ray focal point switching switch 173, the scanning speed switching switch 1
74、抵抗121,122,131,132から構成され、前記X線焦点切換用スイッチ173および走査速度切換用スイッチ174はそれぞれX線焦点切換器38からのゲイン切換信号Aおよび走査速度切換器40からの積分定数切換信号Bで制御されるようになっている。 74, is composed of resistors 121,122,131,132, from the gain switching signal A and the scanning speed switching device 40 from each of the X-ray focus switching switch 173 and a scanning speed switching switch 174 is X-ray focal point switcher 38 and it is controlled by the integration constant switching signal B.

【0074】電流増幅部76で増幅された電流Iは、積分器79で積分されてから、サンプルアンドホールド部150でサンプルされて保持されるようになっている。 [0074] current I amplified by the current amplifier 76, after being integrated by the integrator 79 is adapted to be held is sampled by the sample-and-hold unit 150.
積分器79は演算増幅器141、積分コンデンサ14 The integrator 79 is an operational amplifier 141, integrating capacitor 14
2、トランジスタスイッチ143、抵抗145で構成され、またサンプルアンドホールド部150はトランジスタスイッチ151、抵抗152,154、コンデンサ1 2, consists of a transistor switch 143, resistor 145, also the sample-and-hold unit 150 is a transistor switch 151, resistor 152, capacitor 1
55、演算増幅器153で構成されている。 55, is constituted with an operational amplifier 153.

【0075】積分器79のトランジスタスイッチ143 [0075] The transistor switch 143 of the integrator 79
は、X線制御部31からのリセット/積分信号Cで制御され、該スイッチがオン状態では積分コンデンサ142 Is controlled by the reset / integral signal C from the X-ray control unit 31, the integrating capacitor 142 the switch is in the on state
に積分された電流は放電されてリセットされる。 Integrated current is reset is discharged. また、 Also,
サンプルアンドホールド部150のトランジスタスイッチ151はデータ収集部21からのサンプル/ホールド信号Dで制御され、該スイッチがオフ状態では積分器7 Transistor switch 151 of the sample-and-hold unit 150 is controlled by the sample / hold signal D from the data acquisition unit 21, the integrator 7 the switch is in the OFF state
9の出力はコンデンサ155の電荷として保持され、演算増幅器153の出力はオフになった瞬間の積分器の出力と同じ値に保持される。 The output of the 9 are stored as electric charges in the capacitor 155, the output of the operational amplifier 153 is held at the same value as the output of the integrator at the moment when turned off.

【0076】以上は1チャンネル用のチャンネル部10 [0076] The above channel portion for the first channel 10
0の構成であるが、その他の2チャンネルからNチャンネルまでのチャンネル部100の構成もこれと全く同じである。 0 is a configuration, but the configuration of the channel portion 100 from the other two channels to N channels is completely equivalent. そして、各チャンネル部100のサンプルアンドホールド部150の出力信号はマルチプレクサ75を介して時分割で切り換えられたデータ収集部21に供給されるようになっている。 Then, the output signal of the sample-and-hold unit 150 of each channel unit 100 are supplied to the data collecting unit 21 has been switched by time division through the multiplexer 75. なお、図11において、X線焦点切換用スイッチ173および走査速度切換用スイッチ174は模式的に機械式スイッチで示されているが、 In FIG. 11, the X-ray focal point switching switch 173 and a scanning speed switching switch 174 is shown schematically in mechanical switch,
実際には半導体スイッチ等が使用されるものである。 In practice in which a semiconductor switch or the like is used.

【0077】以上の用に構成されるCTスキャナの作用を説明する。 [0077] a description will be given of the operation of the CT scanner configured to use more of.

【0078】まず、スキャン動作に先立ち、X線焦点切換器38および走査速度切換器40から出力されるゲイン切換信号Aおよび積分定数切換信号Bにより電流増幅部76のX線焦点切換用スイッチ173および走査速度切換用スイッチ174がそれぞれ切り換えられる。 [0078] First, prior to the scanning operation, and the X-ray focal point switching switch 173 of the current amplifier 76 by the gain switching signal A and the integration constant switching signal B is outputted from the X-ray focal point switcher 38 and the scanning speed switching device 40 scanning speed switching switch 174 is switched, respectively. X線焦点切換用スイッチ173は、小焦点の場合に抵抗12 X-ray focal point switching switch 173, the resistance in the case of small focus 12
1に接続され、大焦点の場合に抵抗122に接続されるように切り換え制御され、また走査速度切換用スイッチ174は、高速スキャンであるノーマルスキャンの場合に抵抗131に接続され、低速スキャンであるファインスキャンの場合に抵抗132に接続されるように切り換えられる。 Connected to one, are switched controlled so as to be connected to the resistor 122 in the case of large focus, also the scanning speed switching switch 174 is connected to the case of the normal scan is fast scanned resistor 131 is the slow scan It is switched to be connected to the case of the fine scan the resistor 132.

【0079】以上のようにX線焦点切換用スイッチ17 [0079] X-ray focal point changeover switch 17 as described above
3および走査速度切換用スイッチ174が切り換え接続された後、スキャン動作が開始すると、X線管5はX線を放射し始め、X線検出器7およびデータ収集部21によってデータ収集が開始される。 After 3 and the scanning speed switching switch 174 is switched connections, the scanning operation is started, the X-ray tube 5 begins to emit X-ray data collection is started by the X-ray detector 7 and the data collection unit 21 . この走査は図1のCT CT of the scanning Figure 1
スキャナと同じ通常のトラバース−ローテーション方式のものであるので、詳細な説明は省略し、図11に示すX線検出器7内の動作を説明する。 The same normal traverse a scanner - so is of rotation scheme, a detailed description is omitted, the operation of the X-ray detector 7 shown in FIG. 11.

【0080】X線管5からのX線がシンチレータ71に入射すると、シンチレータ71は光を発生し、この光はフォトダイオード72で検出され、電流iに変換されて出力される。 [0080] When the X-rays from the X-ray tube 5 is incident on the scintillator 71, the scintillator 71 generates light, the light is detected by the photodiode 72, and output is converted into a current i. この電流iは電流増幅部76の演算増幅器111、抵抗112、コンデンサ113、抵抗114、 Operational amplifier 111 of the current i is current amplifier 76, resistor 112, capacitor 113, resistor 114,
X線焦点切換用スイッチ173、抵抗121,122からなる電流電圧変換部を通って演算増幅器111の出力において次式で表される電圧V Bに変換される。 X-ray focal point switching switch 173, is converted into a voltage V B which is represented by the following formula at the output of operational amplifier 111 through a current-to-voltage converter comprising resistors 121 and 122.

【0081】V B =−Rf・(R1+R2)・i/R2 ここで、Rf,R1,R2はそれぞれ抵抗112,11 [0081] V B = -Rf · (R1 + R2) · i / R2 , where each Rf, R1, R2 resistor 112,11
4,121の抵抗値である。 Is the resistance of 4,121.

【0082】この電圧V Bは電流増幅部76の走査速度切換用スイッチ174、抵抗131,132からなる電圧電流変換部を通って積分器79の入力において電流I [0082] Current I at the input of the voltage V B is the current amplifier scanning speed switching switch 174 of the 76, a resistor 131 and 132 the voltage-current conversion unit through an integrator 79
に変換される。 It is converted to. この電流Iは次式で表される。 This current I is expressed by the following equation.

【0083】I=V B /R3 ここで、R3は抵抗131の抵抗値である。 [0083] I = V B / R3 where, R3 is a resistance value of the resistor 131.

【0084】なお、この電流Iは、電流iが電流増幅部76を通って増幅されたものと考えることもでき、この場合には電流Iは次式で表される。 [0084] Incidentally, the current I can also be thought of as a current i is amplified through a current amplifier 76, the current I is in this case is expressed by the following equation.

【0085】 I=−Rf・(R1+R2)・i/R2・R3 この電流Iは、積分器79を介して電圧V Dに変換される。 [0085] I = -Rf · (R1 + R2 ) · i / R2 · R3 This current I is converted into a voltage V D via an integrator 79. この電圧V Dは次式で表される。 This voltage V D is expressed by the following equation.

【0086】V D =−I・T'/C2 ここで、T'は積分時間であり、C2はコンデンサ14 [0086] 'where / C2, T' V D = -I · T is the integration time, C2 is a capacitor 14
2の容量である。 A second capacitance.

【0087】積分器79は、1つの収集毎にデータ収集部21からのリセット/積分信号Cによってリセットされ、時間T'だけ積分されたデータが収集される。 [0087] The integrator 79 is reset by the reset / integral signal C from the data collection unit 21 for each one collection, data integration for the time T 'is collected. 上述した電圧V Dの式は上述した電流Iの式I=V B /R3 Formula I = V B / R3 of the current I Formula voltage V D described above described above
を使用して、次式のように変形することができる。 Use may be modified as follows.

【0088】V D =−T'・V B /R3・C2 この電圧V Dがマルチプレクサ75で各チャンネル毎に切り換えられて、データ収集部21に収集されるのである。 [0088] V D = -T '· V B / R3 · C2 This voltage V D is switched for each channel by the multiplexer 75 is being collected in the data collection unit 21.

【0089】なお、X線検出器7への入力電流はiであり、出力電圧はV Dであるので、X線検出器7の利得V [0089] The input current to the X-ray detector 7 is i, the output voltage is a V D, the gain of the X-ray detector 7 V
D /iは次式のようになる。 D / i is given by the following equation.

【0090】V D /i=Rf・(R1+R2)・T'/ [0090] V D / i = Rf · ( R1 + R2) · T '/
R2・R3・C2 ところで、X線検出器7の内部での飽和は各部の電圧が−10〜+10Vの範囲からはずれたときに生じるが、 R2 · R3 · C2 way, saturation in the interior of the X-ray detector 7 is caused when the voltage of each part is out of the range of -10 to + 10V,
そこで電流増幅部76の演算増幅器111の出力において飽和が発生しないようにするには、上述した電圧V B Therefore saturation at the output of the operational amplifier 111 of the current amplifier 76 is prevented from occurring, the voltage V B described above
の式からわかるように小焦点の場合には、X線焦点切換用スイッチ173で切り換えて小さな抵抗121を使用して、電圧V Bを増大し、大焦点の場合には、X線焦点切換用スイッチ173で切り換えて大きな抵抗122を使用して、電圧V Bを低減すればよいことになる。 In the case of small focus, as seen from the equation, using smaller resistor 121 is switched in the X-ray focal point switching switch 173 to increase the voltage V B, in the case of large focus, the X-ray focal point switching using a large resistor 122 is switched by the switch 173, it is sufficient to reduce the voltage V B.

【0091】一方、上述した電圧V Dの式V D =−T' [0091] On the other hand, the formula V D = -T voltage V D described above '
・V B /R3・C2において、R3・C2はほぼ積分時間T'と同じ値になるように選択されており、これにより|V D |は|V B |とほぼ同じ値になり、積分器79 In · V B / R3 · C2, R3 · C2 is selected to be the same value as the substantially integral time T ', thereby | V D | is | V B | and becomes substantially the same value, the integrator 79
の出力の飽和が発生しないようになる。 Saturation is not generated in the output. なお、R3・C In addition, R3 · C
2を回路の積分定数と称する。 2 is referred to as integration constant of the circuit.

【0092】従って、走査速度を速くして、積分時間T'が短くなった時には、走査速度切換用スイッチ17 [0092] Thus, a faster scanning speed, when the integral time T 'is shortened, the scanning speed switching switch 17
4で切り換えて、小さな抵抗131を使用し、走査速度を遅くして、積分時間T'が長くなった時には、走査速度切換用スイッチ174で切り換えて、大きな抵抗13 Switching at 4, using a small resistor 131, to slow down the scanning speed, when the integral time T 'is longer is switched at a scan rate switching switch 174, a large resistor 13
2を使用するようにすればよいことになる。 It is sufficient to use 2.

【0093】図12は、上述したX線検出器7の動作波形図である。 [0093] Figure 12 is an operation waveform diagram of the X-ray detector 7 described above. 同図に示すように、リセット/積分信号C As shown in the figure, the reset / integral signal C
が積分に切り替わった瞬間から積分器79は積分を開始する。 There integrator 79 to start the integration from the moment you switched to the integration. そして、サンプル/ホールド信号Dがホールドになった瞬間の積分器79の出力信号がホールドされ、この間の時間T'が積分時間になる。 Then, the output signal of the sample / of the moment the hold signal D becomes the hold integrator 79 is held, during the time T 'is the integration time. ホールドされた出力信号はホールドされている間マルチプレクサ75によってチャンネル間の切り換えが行われ、データ収集部21 The held output signal switching between channels is performed by the multiplexer 75 while being held, the data acquisition unit 21
に順次供給される。 Sequentially supplied to.

【0094】なお、上記実施例は、X線焦点切換用スイッチ173および走査速度切換用スイッチ174により切り換えを2段階としているが、これに限定されず、更に多く切り換えることもできる。 [0094] The above embodiments, although the switched two-stage X-ray focal point switching switch 173 and a scanning speed switching switch 174 is not limited to this and can also be switched more. また、抵抗121,1 In addition, resistance 121,1
22および131,132を切り換える代わりに、それぞれ抵抗114または112、およびコンデンサ142 Instead of switching the 22 and 131, resistors 114 or 112, and a capacitor 142
を切り換えるようにすることもできる。 It is also possible to switch the. 更に、本発明は焦点の大きさを切り換える場合のみでなく、X線管の管電圧、管電流を切り換える場合にも適用できる。 Furthermore, the present invention not only when switching the magnitude of the focus can be applied when switching the tube voltage of the X-ray tube, the tube current.

【0095】 [0095]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の本発明によれば、X線の焦点の大きさを切り替え、X線の焦点が切り替えられた場合にX線焦点の位置が変わらないように位置調整するので、例えばX線が透過しにくい被検体の場合や高速走査したい場合には大焦点のX線を用いて検査することができるし、また分解能が必要な時には小焦点のX線を用いて検査することができるというように被検体および目的に応じてX線の焦点の大きさを簡単かつ確実に切り換えることができる。 As described in the foregoing, according to the present invention described in claim 1, it switches the size of the focus of the X-rays, does not change the position of the X-ray focal point when the focus of the X-ray is switched since the position adjusted so that, for example, to the case to be the case and fast scan of the subject X-ray is hardly transmitted may be examined using X-rays of a large focus, also the small focus when resolution is required X the size of the focus of the X-ray can be switched easily and reliably according to the object and purpose so that it can be tested using the line.

【0096】また、請求項2記載の本発明によれば、複数の焦点を有するX線を放射する熱電子を発生するように陰極上に同軸的に配設された複数の電子発生手段を選択的に駆動制御し、異なる大きさの焦点を有するX線を選択的に発生するように制御するので、X線の焦点の大きさを変えてもその位置は変わらないため、被検体および目的に応じてX線の焦点の大きさを簡単かつ確実に切り換えることができる。 [0096] Also, according to the present invention described in claim 2, selecting a plurality of electron generating means that is coaxially disposed on the cathode so as to generate thermal electrons which emit X-rays having a plurality of focus It was driven control, and controls so as to generate X-rays having a focus of different sizes selectively, because even change the size of the focus of the X-ray that position does not change, the subject and object the size of the focus of the X-ray in response can be a switched easily and reliably.

【0097】更に、請求項3および4記載の本発明によれば、X線の焦点が切り替えられた場合、この切り替えられたX線の焦点の大きさに応じてX線検出器の利得を可変したり、またX線の走査速度を切り替えた場合、この切り替えられたX線の走査速度に応じてX線検出器の利得を可変するので、X線の焦点の大きさを可変しても、X線検出器の内部に飽和が発生しないとともに、またX線検出器の出力を大きくすることができるため、X [0097] Furthermore, according to the present invention of claims 3 and 4, wherein, if the focus of the X-ray is switched, the gain of the X-ray detector in accordance with the magnitude of the focus of the switched X-ray variable If or, also switching the scanning speed of the X-ray, so to vary the gain of the X-ray detector in accordance with the scanning speed of the switched X-ray, even by varying the size of the focus of the X-ray, with an internal saturation does not occur in the X-ray detector, and because it is possible to increase the output of the X-ray detector, X
線検出器およびデータ収集部のダイナミックレンジを十分に活用し、良好な画質の断層像を得ることができる。 Fully exploit the dynamic range of the line detector and data acquisition unit, it is possible to obtain a tomographic image of good image quality.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例に係わるCTスキャナの構成を示す図である。 1 is a diagram showing a configuration of a CT scanner according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すCTスキャナにおける垂直(Z)方向の調整位置を測定する方法を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view showing a method for measuring the adjustment position of the vertical (Z) direction in the CT scanner shown in FIG.

【図3】図1に示すCTスキャナにおける垂直(Z)方向の調整位置を測定する方法におけるX線検出器の出力Iと垂直方向の位置Zとの関係を示す図である。 3 is a diagram showing the relationship between the output I and the vertical position Z of the X-ray detector in a method of measuring the adjusted positions of the vertical (Z) direction in the CT scanner shown in FIG.

【図4】図1に示すCTスキャナにおける水平方向の調整位置を測定する方法を示す説明図である。 It is an explanatory view showing a method for measuring the adjustment position in the horizontal direction in the CT scanner shown in FIG. 1; FIG.

【図5】図1に示すCTスキャナに使用されるピンファントムを示す図である。 5 is a diagram showing a pin phantom used in CT scanner shown in FIG.

【図6】図1に示すCTスキャナに使用されるX線検出器のチャンネルとトラバース距離におけるピンファントムの関係を示す説明図である。 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the pin phantom in the channel and the traverse distance of the X-ray detector used in the CT scanner shown in FIG.

【図7】本発明の他の実施例に係わるCTスキャナに適用し得るX線管のフィラメントを有する陰極の構造を示す図である。 7 is a diagram showing a structure of a cathode having a filament of the X-ray tube that can be applied to a CT scanner according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の別の実施例に係わるCTスキャナに適用し得るX線管のフィラメントを有する陰極の構造を示す図である。 8 is a diagram showing a structure of a cathode having a filament of the X-ray tube that can be applied to a CT scanner according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の更に別の実施例に係わるCTスキャナに適用し得るX線管のフィラメントを有する陰極の構造を示す図である。 9 is a diagram showing a structure of a cathode, further comprising a filament of the X-ray tube that can be applied to a CT scanner according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の更に他の実施例に係わるCTスキャナの構成を示す図である。 Is a further diagram showing a configuration of a CT scanner according to another embodiment of the present invention; FIG.

【図11】図10に示すCTスキャナに使用されているNチャンネルのX線検出器7の詳細な回路構成図である。 11 is a detailed circuit diagram of the X-ray detector 7 of the N-channel used in the CT scanner shown in FIG. 10.

【図12】図11に示すX線検出器の動作波形を示すタイミング図である。 12 is a timing diagram showing operation waveforms of the X-ray detector shown in FIG. 11.

【図13】工業用X線管の構造を示す図である。 13 is a diagram showing the structure of an industrial X-ray tube.

【図14】図13に示すX線管のフィラメントの構造を示す図である。 14 is a diagram showing the structure of the filament of the X-ray tube shown in FIG. 13.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

5 X線管 7 X線検出器 11 被検体 21 データ収集部 23 再構成部 29 焦点位置調整機構 31 X線制御部 35 中央制御部 39 調整位置演算部 60 焦点位置制御部 5 X-ray tube 7 X-ray detector 11 subject 21 data acquisition unit 23 reconstruction unit 29 focal position adjusting mechanism 31 X-ray control unit 35 central control unit 39 adjusts the position calculating unit 60 focal position control unit

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、複数の大きさの焦点を有するX線を放射し得るX線源と、該X線源から放射されるX線の焦点の大きさを切り替えるようにX線源を制御するX線焦点切り替え制御手段と、該X線焦点切り替え制御手段によってX線の焦点が切り替えられた場合に該X線焦点の位置が変わらないように位置調整する焦点位置調整手段とを有することを特徴とするCTスキャナ。 The method according to claim 1 wherein X-rays irradiated onto the subject, by detecting X-rays transmitted through the said subject a CT scanner constituting a tomographic image of the subject, X-rays having a focal point of the plurality of sizes an X-ray source may emit an X-ray focal point switching control means for controlling the X-ray source to switch the size of the focus of the X-rays emitted from said X-ray source, by the X-ray focal point switching control means CT scanner; and a focal position adjusting means for the position of the X-ray focal position adjusted so unchanged when the focus of the X-ray is switched.
  2. 【請求項2】 X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、高電圧加速されて陽極に当たることにより複数の焦点を有するX線を放射する熱電子を発生するように陰極上に同軸的に配設された複数の電子発生手段を有するX線源と、該X線源の複数の電子発生手段を選択的に駆動制御し、異なる大きさの焦点を有するX線を選択的に発生するように制御するX線焦点制御手段とを有することを特徴とするCTスキャナ。 2. A method X-ray was irradiated onto the subject, by detecting X-rays transmitted through the said subject a CT scanner constituting a tomographic image of the subject, a plurality by striking the high voltage accelerated by anode selection and X-ray source having a plurality of electron generating means that is coaxially disposed on the cathode so as to generate thermal electrons which emit X-rays, a plurality of electron generating means of the X-ray source having a focal point of the CT scanner, comprising an X-ray focal point control means driven controls, controls to selectively generate X-rays having a focus of different sizes.
  3. 【請求項3】 X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、複数の大きさの焦点を有するX線を放射し得るX線源と、該X線源から放射されるX線の焦点の大きさを切り替えるようにX線源を制御するX線焦点切り替え制御手段と、該X線焦点切り替え制御手段によってX線の焦点が切り替えられた場合に該切り替えられたX線の焦点の大きさに応じて利得が変化するX線検出器とを有することを特徴とするCTスキャナ。 The method according to claim 3 wherein X-rays irradiated onto the subject, by detecting X-rays transmitted through the said subject a CT scanner constituting a tomographic image of the subject, X-rays having a focal point of the plurality of sizes an X-ray source may emit an X-ray focal point switching control means for controlling the X-ray source to switch the size of the focus of the X-rays emitted from said X-ray source, by the X-ray focal point switching control means CT scanner, comprising an X-ray detector gain is changed according to the size of the focus of the switched X-ray when the focus of the X-ray is switched.
  4. 【請求項4】 X線を被検体に照射し、該被検体を透過したX線を検出して被検体の断層像を構成するCTスキャナであって、被検体を透過するX線の走査速度を切り替える走査速度切り替え手段と、該走査速度切り替え手段によって切り替えられたX線の走査速度に応じて利得が変化するX線検出器とを有することを特徴とするCT The 4. X-rays irradiated onto the subject, a CT scanner constituting a tomographic image of the subject by detecting the X-rays transmitted through the analyte, the scanning speed of the X-rays transmitted through the subject and scanning speed switching means for switching, CT, characterized in that it has an X-ray detector which changes its gain in accordance with the scanning speed of the switched X-ray by the scanning speed switching means
    スキャナ。 Scanner.
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