JPH07119837B2 - Ｃｔ装置及び透過装置並びにｘ線発生装置 - Google Patents
Ｃｔ装置及び透過装置並びにｘ線発生装置Info
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- JPH07119837B2 JPH07119837B2 JP2138227A JP13822790A JPH07119837B2 JP H07119837 B2 JPH07119837 B2 JP H07119837B2 JP 2138227 A JP2138227 A JP 2138227A JP 13822790 A JP13822790 A JP 13822790A JP H07119837 B2 JPH07119837 B2 JP H07119837B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンピューティッドトモグラフィ装置（以下、
CT装置という）に係わり、特に空間分解能の高いCT装置
とそれを実現する透過装置並びにＸ線発生装置に関す
る。
CT装置という）に係わり、特に空間分解能の高いCT装置
とそれを実現する透過装置並びにＸ線発生装置に関す
る。
従来のCT装置のＸ線発生装置は、最近の医療診断装置
（1988年）第86頁から第89頁に記載のように、高真空を
保った管内に設けた陰極と陽極間に高電圧を印加し、陰
極より加速された電子が陽極のＸ線発生用ターゲット
（以下単にターゲットという）に衝突しＸ線を発生させ
るようになっていた。
（1988年）第86頁から第89頁に記載のように、高真空を
保った管内に設けた陰極と陽極間に高電圧を印加し、陰
極より加速された電子が陽極のＸ線発生用ターゲット
（以下単にターゲットという）に衝突しＸ線を発生させ
るようになっていた。
また、CT装置のコリメータに関する従来技術としては、
特開昭57−1329号公報や特開昭57−180944号公報があ
る。前者はスリット群を複数個設け、スリット群を重ね
あわせて、そのうち少なくとも一つのスリット群をスラ
イドさせることよりスリット幅を変えている。後者は円
盤上にスリット幅の異なるスリット群を数種類設け、円
盤を回転させてスリット群を選択していた。
特開昭57−1329号公報や特開昭57−180944号公報があ
る。前者はスリット群を複数個設け、スリット群を重ね
あわせて、そのうち少なくとも一つのスリット群をスラ
イドさせることよりスリット幅を変えている。後者は円
盤上にスリット幅の異なるスリット群を数種類設け、円
盤を回転させてスリット群を選択していた。
最近のCT装置のニーズとしては、工業用製品の検査があ
る。工業用製品は一般的に密度が高いため、Ｘ線，γ
線，光線等の検査線のエネルギーが低いとその透過率は
低い。そのため、検査線の高エネルギー化の要求が高
い。しかも、空間分解能の要求も0.2mmと高いものがあ
る。しかし、検査線が高エネルギーになると次のような
問題が発生し、特に高分解能を実現するのが困難とな
る。これらの要求は、特にＸ線を検査線とするＸ線CT装
置に高い。
る。工業用製品は一般的に密度が高いため、Ｘ線，γ
線，光線等の検査線のエネルギーが低いとその透過率は
低い。そのため、検査線の高エネルギー化の要求が高
い。しかも、空間分解能の要求も0.2mmと高いものがあ
る。しかし、検査線が高エネルギーになると次のような
問題が発生し、特に高分解能を実現するのが困難とな
る。これらの要求は、特にＸ線を検査線とするＸ線CT装
置に高い。
まず、Ｘ線発生装置について述べる。Ｘ線のエネルギー
が高いということは、電子のエネルギーも高いというこ
とである。Ｘ線発生装置の第１の問題点は、電子の高エ
ネルギー化がＸ線発生領域を拡大させ、後述するように
被検体の検査における空間分解能を悪くすることであ
る。従来技術のように加速電子が最大200KeV程度では、
発生する電子のエネルギーが比較的均一なためターゲッ
トにおける焦点ボケが少なく、特別な集束手段を設けな
くとも0.2mmのＸ線発生領域を実現できていた。しかし
電子のエネルギーが1MeV以上になると電子のエネルギー
の分散が大きくなり、ターゲットにおける電子の焦点ボ
ケも大きくなり、Ｘ線発生領域が大きくなつてしまう。
が高いということは、電子のエネルギーも高いというこ
とである。Ｘ線発生装置の第１の問題点は、電子の高エ
ネルギー化がＸ線発生領域を拡大させ、後述するように
被検体の検査における空間分解能を悪くすることであ
る。従来技術のように加速電子が最大200KeV程度では、
発生する電子のエネルギーが比較的均一なためターゲッ
トにおける焦点ボケが少なく、特別な集束手段を設けな
くとも0.2mmのＸ線発生領域を実現できていた。しかし
電子のエネルギーが1MeV以上になると電子のエネルギー
の分散が大きくなり、ターゲットにおける電子の焦点ボ
ケも大きくなり、Ｘ線発生領域が大きくなつてしまう。
第２の問題点は、Ｘ線発生装置の真空性能が低下し、必
要な空間分解能を得ることができなくなることである。
従来技術は、ターゲット全体が熱伝達率の悪いＸ線を発
生させるターゲット部でできている。また、従来技術
は、ターゲットを電子を発生させる部分と同一の真空内
に設置していた。前者は、電子が高エネルギーになると
ターゲットの電子衝突部（即ちＸ線発生領域）から多量
のガスを発生させる要因となつていた。多量のガスが発
生すると、後者のためＸ線発生装置の真空性能が低下す
る。真空が低下すると発生した電子がガスにより十分に
加速されず必要なエネルギー達することが出来ない。こ
の結果十分なエネルギーを持つＸ線を得ることができな
くなり、必要な空間分解能を得ることができない。また
真空が低下するとガスにより電子が散乱を受け、Ｘ線発
生領域が大きくなる。この結果、第１の問題点と同様に
必要な空間分解能を得ることができなくなる。
要な空間分解能を得ることができなくなることである。
従来技術は、ターゲット全体が熱伝達率の悪いＸ線を発
生させるターゲット部でできている。また、従来技術
は、ターゲットを電子を発生させる部分と同一の真空内
に設置していた。前者は、電子が高エネルギーになると
ターゲットの電子衝突部（即ちＸ線発生領域）から多量
のガスを発生させる要因となつていた。多量のガスが発
生すると、後者のためＸ線発生装置の真空性能が低下す
る。真空が低下すると発生した電子がガスにより十分に
加速されず必要なエネルギー達することが出来ない。こ
の結果十分なエネルギーを持つＸ線を得ることができな
くなり、必要な空間分解能を得ることができない。また
真空が低下するとガスにより電子が散乱を受け、Ｘ線発
生領域が大きくなる。この結果、第１の問題点と同様に
必要な空間分解能を得ることができなくなる。
第３の問題点は、保守性が悪くなることである。高エネ
ルギーの電子が衝突するとターゲットの損傷が大きく、
ターゲットを交換する頻度が高くなる。しかし、前述し
たように従来技術ではターゲットを真空内に設置してい
るために、その交換がしずらい。
ルギーの電子が衝突するとターゲットの損傷が大きく、
ターゲットを交換する頻度が高くなる。しかし、前述し
たように従来技術ではターゲットを真空内に設置してい
るために、その交換がしずらい。
一方、コリメータの問題点は次のようなものがある。第
１に高分解能化に対する問題点である。被検体の大きさ
に応じて、線源と被検体間の距離はなるべく短く、被検
体とコリメータ（検出器）間の距離はなるべく長くでき
た方が高分解能化が計れる。なぜならば、線源から検査
線は一般的に放射状に発射されるから、前者に関しては
距離の短い方が、後者に関しては距離の長い方が一つの
スリットが検出する被検体の幅が小さくなり、分解能を
高めることができるからである。線源から発射された検
査線がコリメータと衝突することなく通過するために、
前記位置関係の変化に応じてコリメータも線源との放射
状の位置関係を維持する必要がある。従来技術ではこの
点が考慮がなされていない。
１に高分解能化に対する問題点である。被検体の大きさ
に応じて、線源と被検体間の距離はなるべく短く、被検
体とコリメータ（検出器）間の距離はなるべく長くでき
た方が高分解能化が計れる。なぜならば、線源から検査
線は一般的に放射状に発射されるから、前者に関しては
距離の短い方が、後者に関しては距離の長い方が一つの
スリットが検出する被検体の幅が小さくなり、分解能を
高めることができるからである。線源から発射された検
査線がコリメータと衝突することなく通過するために、
前記位置関係の変化に応じてコリメータも線源との放射
状の位置関係を維持する必要がある。従来技術ではこの
点が考慮がなされていない。
第２の問題点はスペースの問題である。コリメータの遮
蔽能力はスリットの長さ即ちコリメータの厚さで決ま
る。特開昭57−1329号では、各々スリット群に遮蔽に必
要な長さが必要であり、大きなコリメータスペースが必
要となる問題がある。検査線のエネルギーが高くなる
と、この点は特に問題になる。一方、特開昭57−180944
号では、スリット群が放射状に配置されているためにス
ペース効率が悪い。特に検査線のエネルギーが高い場合
には全体的に重量化し、駆動部の大型化も招く問題があ
る。
蔽能力はスリットの長さ即ちコリメータの厚さで決ま
る。特開昭57−1329号では、各々スリット群に遮蔽に必
要な長さが必要であり、大きなコリメータスペースが必
要となる問題がある。検査線のエネルギーが高くなる
と、この点は特に問題になる。一方、特開昭57−180944
号では、スリット群が放射状に配置されているためにス
ペース効率が悪い。特に検査線のエネルギーが高い場合
には全体的に重量化し、駆動部の大型化も招く問題があ
る。
本発明の第１の目的は、空間分解能の高いCT装置を提供
することにある。
することにある。
本発明の第２の目的は、少なくとも0.2mmの分解能を実
現するCT装置を提供することにある。
現するCT装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、保守性の高いCT装置を提供する
ことにある。
ことにある。
本発明の第４の目的は、様々な大きさの被検体に対して
も容易に適用できるCT装置を提供することにある。
も容易に適用できるCT装置を提供することにある。
上記第１及び第３の目的を達成するための第１の手段
は、荷電粒子ビームが衝突することによりＸ線を発生さ
せるターゲット部を有するターゲットを、ビーム発生装
置の真空を保持する真空保持手段の外側に設けることで
ある。
は、荷電粒子ビームが衝突することによりＸ線を発生さ
せるターゲット部を有するターゲットを、ビーム発生装
置の真空を保持する真空保持手段の外側に設けることで
ある。
また、第１の目的を達成するための第２の手段は、荷電
粒子ビームが衝突することによりＸ線を発生させるター
ゲット部の幅を荷電粒子ビームのビーム径以下にするこ
とである。
粒子ビームが衝突することによりＸ線を発生させるター
ゲット部の幅を荷電粒子ビームのビーム径以下にするこ
とである。
また、第２の目的を達成するための第３の手段は、エネ
ルギーが1MeV以上の電子ビームが衝突することによりＸ
線を発生するＸ線発生領域の幅を0.2mm以下にすること
である。
ルギーが1MeV以上の電子ビームが衝突することによりＸ
線を発生するＸ線発生領域の幅を0.2mm以下にすること
である。
また、第１及び第４の目的を達成するための第４の手段
は、コリメータと放射源の距離を変える距離可変手段
と、この距離に応じてコリメータのスリット角度を変え
る角度可変手段とを設けることである。
は、コリメータと放射源の距離を変える距離可変手段
と、この距離に応じてコリメータのスリット角度を変え
る角度可変手段とを設けることである。
また、第１及び第４の目的を達成するための第５の手段
は、検出器と被検体の間で被検体を透過した検査線を絞
るための複数のスリット群を有し、各スリット群は隣接
するスリット間のスリット角度変化量が実質的に一定
で、スリット群間の角度変化量が異なるコリメータと、
コリメータと放射源の距離を変える手段と、この距離に
応じてコリメータのスリット群を選択する手段とを設け
ることである。
は、検出器と被検体の間で被検体を透過した検査線を絞
るための複数のスリット群を有し、各スリット群は隣接
するスリット間のスリット角度変化量が実質的に一定
で、スリット群間の角度変化量が異なるコリメータと、
コリメータと放射源の距離を変える手段と、この距離に
応じてコリメータのスリット群を選択する手段とを設け
ることである。
また、第１及び第４の目的を達成するための第６の手段
は、検出器と被検体の間に配置され、被検体を透過した
検査線を絞るためのスリット及び該スリットのスリット
幅を調整可能な可動部を有するコリメータと、前記透過
した検査線の強度変化に応じてコリメータのスリット幅
を変える手段とを設けることである。
は、検出器と被検体の間に配置され、被検体を透過した
検査線を絞るためのスリット及び該スリットのスリット
幅を調整可能な可動部を有するコリメータと、前記透過
した検査線の強度変化に応じてコリメータのスリット幅
を変える手段とを設けることである。
また、第１及び第４の目的を達成するための第７の手段
は、検出器と被検体の間で被検体を透過した検査線を絞
るための複数のスリット群を有し、各スリット群は隣接
するスリット間のスリット断面積が実質的に一定で、ス
リット群間のスリット断面形状が異なるコリメータと、
前記透過した検査線の強度変化に応じてコリメータのス
リット群を選択する手段とを設けることである。
は、検出器と被検体の間で被検体を透過した検査線を絞
るための複数のスリット群を有し、各スリット群は隣接
するスリット間のスリット断面積が実質的に一定で、ス
リット群間のスリット断面形状が異なるコリメータと、
前記透過した検査線の強度変化に応じてコリメータのス
リット群を選択する手段とを設けることである。
まず初めに、空間分解能に寄与する因子について、第13
図に示すＸ線CT装置を用いて説明する。第13図はCT装置
におけるＸ線源であるターゲット3,被検体6,コリメータ
７及び検出器８の関係を模式的に示した図である。Ｘ線
は一般的にファンビーム状に放射されるが、第13図はそ
のうち一つのコリメータに入射するＸ線の関係を示して
いる。コリメータ７のスリットの側面に衝突するＸ線は
無視できるから、検出器８に入射するＸ線はターゲット
３上で幅Wtから放射されるＸ線である。空間分解能は被
検体６におけるＸ線ビーム10の幅Ｗが小さいほど高くな
る。
図に示すＸ線CT装置を用いて説明する。第13図はCT装置
におけるＸ線源であるターゲット3,被検体6,コリメータ
７及び検出器８の関係を模式的に示した図である。Ｘ線
は一般的にファンビーム状に放射されるが、第13図はそ
のうち一つのコリメータに入射するＸ線の関係を示して
いる。コリメータ７のスリットの側面に衝突するＸ線は
無視できるから、検出器８に入射するＸ線はターゲット
３上で幅Wtから放射されるＸ線である。空間分解能は被
検体６におけるＸ線ビーム10の幅Ｗが小さいほど高くな
る。
幅Ｗを小さくするための効果的な方法としては、 （ａ）幅Wtを小さくする、即ちターゲット上のＸ線発生
領域を小さくする、 （ｂ）スリットの幅を小さくする、 （ｃ）Ｘ線源と被検体との距離を短くする、 （ｄ）被検体とコリメータ（検出器）との距離を長くす
る、 がある。従って、第１の目的を達成するには、これらの
うち少なくとも一つを実施すれば良い。以下、各方法に
ついて説明する。
領域を小さくする、 （ｂ）スリットの幅を小さくする、 （ｃ）Ｘ線源と被検体との距離を短くする、 （ｄ）被検体とコリメータ（検出器）との距離を長くす
る、 がある。従って、第１の目的を達成するには、これらの
うち少なくとも一つを実施すれば良い。以下、各方法に
ついて説明する。
（ａ）のＸ線発生領域を小さくするためには、大別して
３つの方法がある。第１の方法は、荷電粒子ビーム発生
装置の中で発生した荷電粒子ビームが、加速される段階
でガスとの衝突によって発散しないように、荷電粒子ビ
ーム発生装置の真空を保つことである。そのためには、
ガスの発生源であるターゲットを、荷電粒子ビーム発生
装置の真空を保持する真空保持手段の外側に設ける第１
の手段が有効である。この場合、荷電粒子ビームは真空
外を走行することになるが高エネルギーになると特に問
題はない。また、真空外にターゲットを設けることによ
り、ターゲットの交換やターゲット駆動部の保守が容易
となるので、第３の目的も同時に達成することができ
る。
３つの方法がある。第１の方法は、荷電粒子ビーム発生
装置の中で発生した荷電粒子ビームが、加速される段階
でガスとの衝突によって発散しないように、荷電粒子ビ
ーム発生装置の真空を保つことである。そのためには、
ガスの発生源であるターゲットを、荷電粒子ビーム発生
装置の真空を保持する真空保持手段の外側に設ける第１
の手段が有効である。この場合、荷電粒子ビームは真空
外を走行することになるが高エネルギーになると特に問
題はない。また、真空外にターゲットを設けることによ
り、ターゲットの交換やターゲット駆動部の保守が容易
となるので、第３の目的も同時に達成することができ
る。
第２の方法は、Ｘ線を発生させるターゲット部の幅をタ
ーゲット上に形成される荷電粒子ビームのビーム径以下
にしてＸ線発生領域を小さくする第２の手段である。こ
の第２の方法においては、計測系などによるS/N比の低
下などを考慮して、所望の空間分解能である0.2mm以
下、例えば0.15mmの線幅をターゲット部とする第３の手
段を用いることにより、第２の目的も達成することがで
きる。
ーゲット上に形成される荷電粒子ビームのビーム径以下
にしてＸ線発生領域を小さくする第２の手段である。こ
の第２の方法においては、計測系などによるS/N比の低
下などを考慮して、所望の空間分解能である0.2mm以
下、例えば0.15mmの線幅をターゲット部とする第３の手
段を用いることにより、第２の目的も達成することがで
きる。
更に、第３の方法は、ターゲット部に当てる荷電粒子ビ
ームのターゲット上でのビーム径を小さくすることであ
る。
ームのターゲット上でのビーム径を小さくすることであ
る。
次に（ｂ）について説明する。スリット幅を単に変化さ
せる方法は従来技術にあるが、本発明では第１の目的と
第４の目的の両方を同時に達成する手段を提供する。こ
のためには、第６の手段のように、コリメータに可動部
を設け、この可動部を移動させてスリット幅を調整可能
に構成し、被検体を透過した検査線の強度（以下、透過
強度という）に応じてスリット幅を変えれば良い。この
場合、被検体の大きさが変化しても、スリット幅の調整
により高空間分解能を得るために必要な透過強度を確保
できるので、様々な大きさの被検体に対しても容易に適
用できる。
せる方法は従来技術にあるが、本発明では第１の目的と
第４の目的の両方を同時に達成する手段を提供する。こ
のためには、第６の手段のように、コリメータに可動部
を設け、この可動部を移動させてスリット幅を調整可能
に構成し、被検体を透過した検査線の強度（以下、透過
強度という）に応じてスリット幅を変えれば良い。この
場合、被検体の大きさが変化しても、スリット幅の調整
により高空間分解能を得るために必要な透過強度を確保
できるので、様々な大きさの被検体に対しても容易に適
用できる。
また、第７の手段のようの、コリメータに複数のスリッ
ト群を設け、各スリット群は隣接するスリット間のスリ
ット断面積が実質的に一定で、スリット群間の断面形状
が異なるように構成し、透過強度に応じて、スリット群
を選択すれば良い。この場合、被検体の大きさが変化し
ても、適切なスリット群の選択により高空間分解能を得
るために必要な透過強度を確保できるので、様々な大き
さの被検体に対しても容易に適用できる。
ト群を設け、各スリット群は隣接するスリット間のスリ
ット断面積が実質的に一定で、スリット群間の断面形状
が異なるように構成し、透過強度に応じて、スリット群
を選択すれば良い。この場合、被検体の大きさが変化し
ても、適切なスリット群の選択により高空間分解能を得
るために必要な透過強度を確保できるので、様々な大き
さの被検体に対しても容易に適用できる。
次に（ｃ）と（ｄ）について説明する。この場合、Ｘ線
源を被検体になるべく近づけた方が、あるいはコリメー
タを被検体からなるべく遠ざけた方が、コリメータから
見た被検体部分でのビーム幅が小さくなり、空間分解能
を高くできる。しかし、被検体の大きさに応じて単にＸ
線源とコリメータ（検出器）の距離を変えると不都合が
生じる。これは、コリメータの全てのスリットがＸ線源
の方向を向いているためである。即ち、全てのスリット
はその中心の延長線がＸ線源の位置で概ね一点に交わる
ように構成される。従って、Ｘ線源とコリメータの距離
を変更するときは、必ず各コリメータがＸ線源の方向を
向くようにコリメータの角度を変える必要がある。
源を被検体になるべく近づけた方が、あるいはコリメー
タを被検体からなるべく遠ざけた方が、コリメータから
見た被検体部分でのビーム幅が小さくなり、空間分解能
を高くできる。しかし、被検体の大きさに応じて単にＸ
線源とコリメータ（検出器）の距離を変えると不都合が
生じる。これは、コリメータの全てのスリットがＸ線源
の方向を向いているためである。即ち、全てのスリット
はその中心の延長線がＸ線源の位置で概ね一点に交わる
ように構成される。従って、Ｘ線源とコリメータの距離
を変更するときは、必ず各コリメータがＸ線源の方向を
向くようにコリメータの角度を変える必要がある。
このためには、第４の手段のように、Ｘ線源とコリメー
タの距離に応じてコリメータのスリット角度を変えるよ
うに構成するか、第５の手段にように、コリメータに複
数のスリット群を設け、各スリット群は隣接するスリッ
ト間のスリット角度変化量が実質的に一定で、スリット
群間の角度変化量が異なるように構成し、Ｘ線源とコリ
メータの距離に応じてスリット群を選択すれば良い。こ
の場合、たとえ被検体の大きさが変化しても、被検体の
大きさに応じて、適切なＸ線源とコリメータの距離、及
び適切なコリメータの角度を調整できるので、様々な大
きさの被検体に対しても容易に適用できる。
タの距離に応じてコリメータのスリット角度を変えるよ
うに構成するか、第５の手段にように、コリメータに複
数のスリット群を設け、各スリット群は隣接するスリッ
ト間のスリット角度変化量が実質的に一定で、スリット
群間の角度変化量が異なるように構成し、Ｘ線源とコリ
メータの距離に応じてスリット群を選択すれば良い。こ
の場合、たとえ被検体の大きさが変化しても、被検体の
大きさに応じて、適切なＸ線源とコリメータの距離、及
び適切なコリメータの角度を調整できるので、様々な大
きさの被検体に対しても容易に適用できる。
以下、本発明の一実施例を第１図に示すＸ線CT装置によ
り説明する。本発明におけるＸ線CT装置は、電子を発生
させ加速する荷電粒子発生装置（電子ビーム発生装置）
である加速器１と加速器１からの加速された電子ビーム
をターゲット３上に収束させる荷電粒子収束装置2,ター
ゲット３上で電子ビーム24の衝突位置を制御するターゲ
ット移動機構4,被検体６を並進・回転走査するCTスキヤ
ナ5,ターゲットで発生したＸ線ビーム10を絞るコリメー
タ7,コリメータの後方で被検体６を透過したＸ線ビーム
10を検出する検出器８及びこれらの動作を制御する制御
装置９から構成される。Ｘ線CT装置は、被検体６をCTス
キヤナ５によつて並進・回転走査させ、あらゆる方向か
らのＸ線ビームの被検体６の透過データを検出器８で検
出し、これらの透過データを処理して、被検体６の任意
の面の断層像を得るものである。
り説明する。本発明におけるＸ線CT装置は、電子を発生
させ加速する荷電粒子発生装置（電子ビーム発生装置）
である加速器１と加速器１からの加速された電子ビーム
をターゲット３上に収束させる荷電粒子収束装置2,ター
ゲット３上で電子ビーム24の衝突位置を制御するターゲ
ット移動機構4,被検体６を並進・回転走査するCTスキヤ
ナ5,ターゲットで発生したＸ線ビーム10を絞るコリメー
タ7,コリメータの後方で被検体６を透過したＸ線ビーム
10を検出する検出器８及びこれらの動作を制御する制御
装置９から構成される。Ｘ線CT装置は、被検体６をCTス
キヤナ５によつて並進・回転走査させ、あらゆる方向か
らのＸ線ビームの被検体６の透過データを検出器８で検
出し、これらの透過データを処理して、被検体６の任意
の面の断層像を得るものである。
初めに、本発明の第１の目的を達成するターゲットから
のＸ線発生領域を小さくする手段の実施例である荷電粒
子収束装置２について説明する。荷電粒子収束装置２
は、加速器１とターゲット３との間に設置され、複数の
収束コイル21と収束コイル間に絞り22を有している。第
１図では２つの収束コイルの場合を示している。荷電粒
子収束装置２と加速器１とは同一の真空となるように接
続され、また、ターゲット側は、真空保持膜23によつて
真空が保持されている。電子ビーム24は、高エネルギー
なので真空保持膜23を透過しても減衰は極めて少なくタ
ーゲット３に収束される。次に荷電粒子収束装置２の作
用について説明する。加速器１で加速された電子ビーム
のエネルギーには分散があり、規定のエネルギーの電子
ビーム24以外には規定エネルギーより大きいかあるいは
小さいエネルギーの電子ビーム25が存在する。エネルギ
ーが異なると収束コイルによる焦点距離が異なる。つま
り、エネルギーが大きい電子ビームは目標焦点位置より
後に、エネルギーが小さい電子ビームは目標焦点位置よ
り前に焦点を結ぶ。このため、規定エネルギーの電子ビ
ーム24の焦点位置に絞り22を設けることにより規定エネ
ルギー以外の電子ビーム25を除去することができる。規
定エネルギーの電子ビーム24は、次の収束コイル21で再
び収束され、ターゲット３で焦点を結ぶ。この収束コイ
ルと絞りの組み合わせを複数組設けることにより、極め
て小さな径の電子ビームが得られる。従って、本実施例
によれば、ターゲット３上に形成される電子ビーム径を
小さくできるので、ターゲットが発生するＸ線の径を小
さくできる。この結果、被検体を高空間分解能で検査で
きる。
のＸ線発生領域を小さくする手段の実施例である荷電粒
子収束装置２について説明する。荷電粒子収束装置２
は、加速器１とターゲット３との間に設置され、複数の
収束コイル21と収束コイル間に絞り22を有している。第
１図では２つの収束コイルの場合を示している。荷電粒
子収束装置２と加速器１とは同一の真空となるように接
続され、また、ターゲット側は、真空保持膜23によつて
真空が保持されている。電子ビーム24は、高エネルギー
なので真空保持膜23を透過しても減衰は極めて少なくタ
ーゲット３に収束される。次に荷電粒子収束装置２の作
用について説明する。加速器１で加速された電子ビーム
のエネルギーには分散があり、規定のエネルギーの電子
ビーム24以外には規定エネルギーより大きいかあるいは
小さいエネルギーの電子ビーム25が存在する。エネルギ
ーが異なると収束コイルによる焦点距離が異なる。つま
り、エネルギーが大きい電子ビームは目標焦点位置より
後に、エネルギーが小さい電子ビームは目標焦点位置よ
り前に焦点を結ぶ。このため、規定エネルギーの電子ビ
ーム24の焦点位置に絞り22を設けることにより規定エネ
ルギー以外の電子ビーム25を除去することができる。規
定エネルギーの電子ビーム24は、次の収束コイル21で再
び収束され、ターゲット３で焦点を結ぶ。この収束コイ
ルと絞りの組み合わせを複数組設けることにより、極め
て小さな径の電子ビームが得られる。従って、本実施例
によれば、ターゲット３上に形成される電子ビーム径を
小さくできるので、ターゲットが発生するＸ線の径を小
さくできる。この結果、被検体を高空間分解能で検査で
きる。
次にコリメータの角度を変えることで少なくとも第１の
目的を達成する実施例を説明する。第10図にコリメータ
の角度を変える第１の実施例を示す。第10図の説明の前
に何故コリメータの角度変える必要があるのかを説明す
る。第11図（ａ）に示すように測定の際に被検体６とタ
ーゲツト（検査線源）３と距離が近い程、またコリメー
タ７と被検体６の距離が遠いほど、コリメータのスリツ
トからの被検体の見込み幅が小さくなるので空間分解能
を高くすることができる。また、ターゲツト６とコリメ
ータ７間の距離は、線源強度の減衰，被検体以外の部分
により雑音の影響を小さくするためになるべく短くした
方が良い。従つて、これらの距離は、被検体６の大きさ
によつて適切な値に調節する必要がある。このようにタ
ーゲツト６とコリメータ７間の距離を変えると、コリメ
ータの角度も変える必要がある。何故ならば、Ｘ線など
の検査線は一般的に放射状に広がるから、スリツトの側
面に検査線を衝突させないためには第10図（ｃ），
（ｄ）のように距離に応じてコリメータの角度を変える
必要がある。まず、第11図により被検体６と検査線源間
の距離を変える場合を例に取つて説明する。加速器１と
荷電粒子収束装置２でターゲツト３を架台11の上に固定
し一体構造とし、加速器移動機構12で架台11をコリメー
タ７に対し接近または遠ざける。（ａ）に示すように被
検体６が大きい場合は架台11はコリメータ７から遠ざ
け、（ｂ）に示すように被検体６が小さい場合は架台11
は被検体６に接近するように加速器移動機構12で移動さ
せる。第10図のコリメータ７は、第７図に示すコリメー
タに対応するもので駆動機構は第７図と同一である。同
スリツト群のスリツト数は検出器の数と同一である。ス
リツト可動部を可動させることによりスリツトのピツチ
はＸ線源側は変化するが、検出器側のスリツトのピツチ
は変化しないので検出器の配置はスリツトの状態によら
ず変化しない。第10図では上のスリツト群（同図
（ｃ））ほどＸ線源からコリメータが遠い場合であり、
下のスリツト（同図（ｄ））ほどＸ線源にコリメータが
近い場合となる。従つて本実施例によれば、被検体の大
きさによつて線源と被検体等の距離を変え、その距離合
つたコリメータの角度を持つスリツト群を選べば、装置
の高空間分解能を達成できると共に、設置スペースの省
力化ができる。
目的を達成する実施例を説明する。第10図にコリメータ
の角度を変える第１の実施例を示す。第10図の説明の前
に何故コリメータの角度変える必要があるのかを説明す
る。第11図（ａ）に示すように測定の際に被検体６とタ
ーゲツト（検査線源）３と距離が近い程、またコリメー
タ７と被検体６の距離が遠いほど、コリメータのスリツ
トからの被検体の見込み幅が小さくなるので空間分解能
を高くすることができる。また、ターゲツト６とコリメ
ータ７間の距離は、線源強度の減衰，被検体以外の部分
により雑音の影響を小さくするためになるべく短くした
方が良い。従つて、これらの距離は、被検体６の大きさ
によつて適切な値に調節する必要がある。このようにタ
ーゲツト６とコリメータ７間の距離を変えると、コリメ
ータの角度も変える必要がある。何故ならば、Ｘ線など
の検査線は一般的に放射状に広がるから、スリツトの側
面に検査線を衝突させないためには第10図（ｃ），
（ｄ）のように距離に応じてコリメータの角度を変える
必要がある。まず、第11図により被検体６と検査線源間
の距離を変える場合を例に取つて説明する。加速器１と
荷電粒子収束装置２でターゲツト３を架台11の上に固定
し一体構造とし、加速器移動機構12で架台11をコリメー
タ７に対し接近または遠ざける。（ａ）に示すように被
検体６が大きい場合は架台11はコリメータ７から遠ざ
け、（ｂ）に示すように被検体６が小さい場合は架台11
は被検体６に接近するように加速器移動機構12で移動さ
せる。第10図のコリメータ７は、第７図に示すコリメー
タに対応するもので駆動機構は第７図と同一である。同
スリツト群のスリツト数は検出器の数と同一である。ス
リツト可動部を可動させることによりスリツトのピツチ
はＸ線源側は変化するが、検出器側のスリツトのピツチ
は変化しないので検出器の配置はスリツトの状態によら
ず変化しない。第10図では上のスリツト群（同図
（ｃ））ほどＸ線源からコリメータが遠い場合であり、
下のスリツト（同図（ｄ））ほどＸ線源にコリメータが
近い場合となる。従つて本実施例によれば、被検体の大
きさによつて線源と被検体等の距離を変え、その距離合
つたコリメータの角度を持つスリツト群を選べば、装置
の高空間分解能を達成できると共に、設置スペースの省
力化ができる。
第12図にコリメータの角度を変える第２の実施例を示
す。第12図に示すようにコリメータ可能部分73で構成さ
れている。可動部分73は、検出器側に支点74があり、そ
の74を中心としてコリメータ駆動部分73をコリメータ駆
動機構71により矢印方向に移動し、スリツトの向きを変
える。第12図に示すように、コリメータ駆動機構71には
２つの駆動棒71があり、この駆動棒71と各スリツトの接
続位置は外側に行くほど支点74に接近するようになつて
いる。従つて、矢印方向の駆動棒の移動距離が同じで
も、コリメータ73の可動部は外側ほど移動量が大きいた
めスリツトの傾きは大きくなり、各スリツトはＸ線源の
方向を正しく向くようになる。
す。第12図に示すようにコリメータ可能部分73で構成さ
れている。可動部分73は、検出器側に支点74があり、そ
の74を中心としてコリメータ駆動部分73をコリメータ駆
動機構71により矢印方向に移動し、スリツトの向きを変
える。第12図に示すように、コリメータ駆動機構71には
２つの駆動棒71があり、この駆動棒71と各スリツトの接
続位置は外側に行くほど支点74に接近するようになつて
いる。従つて、矢印方向の駆動棒の移動距離が同じで
も、コリメータ73の可動部は外側ほど移動量が大きいた
めスリツトの傾きは大きくなり、各スリツトはＸ線源の
方向を正しく向くようになる。
以上の説明のように本実施例によれば、前述の第１の実
施例よりも更に小型なコリメータを提供できると共に、
高空間分解能を実現できる。
施例よりも更に小型なコリメータを提供できると共に、
高空間分解能を実現できる。
以上では、検査線源をＸ線とするＸ線CT装置について説
明したが、Ｘ線CT装置以外のCT装置やラジオグラフイな
どの透過装置にも適用可能である。
明したが、Ｘ線CT装置以外のCT装置やラジオグラフイな
どの透過装置にも適用可能である。
本発明によれば、CT装置の空間分解能を高くすることが
できる。また、CT装置の空間分解能として少なくとも0.
2mmを実現できる。また、ターゲツトを真空保持手段の
外側に設けることにより、CT装置の保守性を高めること
ができる。更に、様々な大きさの被検体に対してCT装置
を容易に適用できる。
できる。また、CT装置の空間分解能として少なくとも0.
2mmを実現できる。また、ターゲツトを真空保持手段の
外側に設けることにより、CT装置の保守性を高めること
ができる。更に、様々な大きさの被検体に対してCT装置
を容易に適用できる。
第１図は本発明のCT装置の一実施例を示す図、第２図は
本発明のターゲツト部の一実施例を示す図、第３図は本
発明のターゲツト部の他の実施例を示す図、第４図はタ
ーゲツト部の実施例を示す図、第５図はターゲツト部の
他の実施例を示す図、第６図はコリメータの第１の実施
例を示す図、第７図はコリメータの第２の実施例を示す
図、第８図はコリメータの第３の実施例を示す図、第９
図はコリメータの第４の実施例を示す図、第10図は角度
を変えるコリメータの第１の実施例を示す図、第11図は
被検体と検査線源の距離を変える本発明の一実施例を示
す図、第12図は角度を変えるコリメータの第１の実施例
を示す図、第13図は本発明の空間分解能に寄与する因子
を説明する図。 １…加速器、２…荷電粒子収束装置、３…ターゲツト、
４…ターゲツト移動機構、５…CTスキヤナー、６…被検
体、７…コリメータ、８…検出器、21…収束コイル、22
…絞り、31…ターゲツト保持部、32…ターゲツト部、71
…コリメータ駆動機構。
本発明のターゲツト部の一実施例を示す図、第３図は本
発明のターゲツト部の他の実施例を示す図、第４図はタ
ーゲツト部の実施例を示す図、第５図はターゲツト部の
他の実施例を示す図、第６図はコリメータの第１の実施
例を示す図、第７図はコリメータの第２の実施例を示す
図、第８図はコリメータの第３の実施例を示す図、第９
図はコリメータの第４の実施例を示す図、第10図は角度
を変えるコリメータの第１の実施例を示す図、第11図は
被検体と検査線源の距離を変える本発明の一実施例を示
す図、第12図は角度を変えるコリメータの第１の実施例
を示す図、第13図は本発明の空間分解能に寄与する因子
を説明する図。 １…加速器、２…荷電粒子収束装置、３…ターゲツト、
４…ターゲツト移動機構、５…CTスキヤナー、６…被検
体、７…コリメータ、８…検出器、21…収束コイル、22
…絞り、31…ターゲツト保持部、32…ターゲツト部、71
…コリメータ駆動機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｋ 5/08 Ｃ
Claims (16)
- 【請求項１】内部が真空に保持され荷電粒子ビームを発
生するビーム発生装置と、 該ビーム発生装置の真空を保持する真空保持手段の外側
に設けられ、前記荷電粒子ビームが衝突することにより
Ｘ線を発生させるターゲット部を有するターゲットと、 被検体を挾んで前記ターゲットに対向する位置に配置さ
れ、前記被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間で前記透過したＸ線を絞るコ
リメータと、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記荷電粒子ビームの
焦点を前記真空保持手段の外側にするビーム偏向手段を
備えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項３】請求項１又は２において、前記ターゲット
を冷却する手段を備えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項４】請求項３において、前記冷却する手段は少
なくとも空気冷却手段又は液体冷却手段の何れかである
ことを特徴とするCT装置。 - 【請求項５】請求項１乃至３の何れかにおいて、前記タ
ーゲットのターゲット部を移動させる手段を備えたこと
を特徴とするCT装置。 - 【請求項６】請求項１乃至３の何れかにおいて、前記ビ
ーム発生装置と前記ターゲット間に前記荷電粒子ビーム
のエネルギーを選択する手段を備えたことを特徴とする
CT装置。 - 【請求項７】荷電粒子ビームを発生するビーム発生装置
と、 該荷電粒子ビームが衝突することによりＸ線を発生させ
るターゲット部を有し、該ターゲット部の幅が前記荷電
粒子ビームのビーム径以下であるターゲットと、 被検体を挾んで前記ターゲットに対向する位置に配置さ
れ、前記被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間で前記透過したＸ線を絞るコ
リメータと、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項８】請求項７において、前記ターゲット部を糸
状又は点状としたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項９】請求項７又は８において、前記ターゲット
部を走査する手段を備えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項１０】電子ビームを発生するビーム発生装置
と、 エネルギーが1MeV以上の電子ビームが衝突することによ
りＸ線を発生するＸ線発生領域の幅が0.2mm以下である
ターゲットと、 被検体を挾んで前記ターゲットに対向する位置に配置さ
れ、前記被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間で前記透過したＸ線を絞るコ
リメータと、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項１１】検査線を放射する放射源と、 被検体を挾んで放射源に対向する位置に配置され、前記
被検体を透過した検査線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間で前記透過した検査線を絞る
スリットを有するコリメータと、 該コリメータと前記放射源の距離を変える距離可変手段
と、 前記距離に応じて前記コリメータのスリット角度を変え
る角度可変手段と、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項１２】検査線を放射する放射源と、 被検体を挾んで放射源に対向する位置に配置され、前記
被検体を透過した検査線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間で前記透過した検査線を絞る
ための複数のスリット群を有し、各スリット群は隣接す
るスリット間のスリット角度変化量が実質的に一定で、
スリット群間の角度変化量が異なるコリメータと、 該コリメータと前記放射源の距離を変える手段と、 前記距離に応じて前記コリメータのスリット群を選択す
る手段と、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項１３】検査線を放射する放射源と、 被検体を挾んで放射源に対向する位置に配置され、前記
被検体を透過した検査線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間に配置され、前記透過した検
査線を絞るためのスリット及び該スリットのスリット幅
を調整可能な可動部を有するコリメータと、 前記透過した検査線の強度変化に応じて前記コリメータ
のスリット幅を変える手段と、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項１４】検査線を放射する放射源と、 被検体を挾んで放射源に対向する位置に配置され、前記
被検体を透過した検査線を検出する検出器と、 該検出器と前記被検体の間で前記透過した検査線を絞る
ための複数のスリット群を有し、各スリット群は隣接す
るスリット間のスリット断面積が実質的に一定で、スリ
ット群間のスリット断面形状が異なるコリメータと、 前記透過した検査線の強度変化に応じて前記コリメータ
のスリット群を選択する手段と、 前記被検体を走査する走査装置と、 前記検出器で得られたデータを処理する処理装置とを備
えたことを特徴とするCT装置。 - 【請求項１５】内部が真空に保持され荷電粒子ビームを
発生するビーム発生装置と、 該ビーム発生装置の真空を保持する真空保持手段の外側
に設けられ、前記荷電粒子ビームが衝突することにより
Ｘ線を発生させるターゲット部を有するターゲットと、 被検体を挾んで前記ターゲットに対向する位置に配置さ
れ、前記被検体を透過したＸ線を検出する検出器とを備
えたことを特徴とする透過装置。 - 【請求項１６】内部が真空に保持され荷電粒子ビームを
発生するビーム発生装置と、 該ビーム発生装置の真空を保持する真空保持手段の外側
に設けられ、前記荷電粒子ビームが衝突することにより
Ｘ線を発生させるターゲット部を有するターゲットとを
備えたことを特徴とするＸ線発生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2138227A JPH07119837B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Ｃｔ装置及び透過装置並びにｘ線発生装置 |
| EP91304691A EP0461776B1 (en) | 1990-05-30 | 1991-05-23 | X-ray analysis apparatus, especially computer tomography apparatus |
| DE69124547T DE69124547T2 (de) | 1990-05-30 | 1991-05-23 | Röntgenanalysegerät, insbesondere Computertomograph |
| US07/706,586 US5222114A (en) | 1990-05-30 | 1991-05-28 | X-ray analysis apparatus, especially computer tomography apparatus and x-ray target and collimator therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2138227A JPH07119837B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Ｃｔ装置及び透過装置並びにｘ線発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432800A JPH0432800A (ja) | 1992-02-04 |
| JPH07119837B2 true JPH07119837B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=15217063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2138227A Expired - Fee Related JPH07119837B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Ｃｔ装置及び透過装置並びにｘ線発生装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5222114A (ja) |
| EP (1) | EP0461776B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07119837B2 (ja) |
| DE (1) | DE69124547T2 (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485493A (en) * | 1988-10-20 | 1996-01-16 | Picker International, Inc. | Multiple detector ring spiral scanner with relatively adjustable helical paths |
| DE19509516C1 (de) * | 1995-03-20 | 1996-09-26 | Medixtec Gmbh Medizinische Ger | Mikrofokus-Röntgeneinrichtung |
| DE19747288A1 (de) * | 1997-10-25 | 1999-04-29 | Bosch Gmbh Robert | Einbauvorrichtung und -verfahren für eine elektrisch kontaktierbare Anzeigeeinrichtung |
| US6154521A (en) * | 1998-10-26 | 2000-11-28 | Picker International, Inc. | Gyrating anode x-ray tube |
| US7105825B2 (en) * | 1999-04-14 | 2006-09-12 | Juni Jack E | Single photon emission computed tomography system |
| FR2802305B1 (fr) * | 1999-12-08 | 2002-01-18 | Commissariat Energie Atomique | Detecteur de rayonnement a collimation variable |
| AU4417801A (en) | 2000-02-29 | 2001-09-12 | Shell Int Research | Grease composition for constant velocity joints |
| US6792077B2 (en) * | 2002-06-19 | 2004-09-14 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Collimation system for dual slice EBT scanner |
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