JPH07194586A - Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線ｃｔ装置用コリメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出器を螺旋状に配設することにより、一つ
の検出素子から出される情報量を減少させ演算スピード
を向上させるよう構成したＣＴ装置の提供。 【構成】 被検体の周囲を取り巻くターゲットへ電子ビ
ームを順次偏向させて導き、ターゲットから生じるＸ線
にて被検体をスキャンし、検出される被検体の透過デー
タに基づいて再構成することにより断層像を得るＸ線Ｃ
Ｔ装置において、前記被検体を取り巻く螺旋状に形成さ
れたターゲットと、このターゲットと同一軌道に配置さ
れこのターゲットからのＸ線を所定の幅に制限するコリ
メータと、前記被検体を挟み前記ターゲットに対向して
このターゲットと同一軌道に配置されたＸ線検出器と、
前記電子ビームを前記螺旋形状に沿って偏向することに
より前記ターゲットに導く偏向手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検出器を螺旋状に配設
した螺旋状検出器の電子ビーム式ヘリカルスキャンＸ線
ＣＴ装置及びこのＸ線ＣＴ装置に用いるＸ線ＣＴ装置用
コリメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線ＣＴ装置はＸ線源と検出素子
が対向し回転していた。例えば、Ｘ線ＣＴ装置として、
特開平２ー２１１１２９には、被検体の周囲を連続的に
回転移動しながらＸ線を曝射するＸ線管と、被検体を透
過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管の回転
移動中に被検体を体軸方向に連続的に移動させる被検体
移動手段とを有し、被検体に対して螺旋状の走査を行な
うことのできるＸ線ＣＴ装置であって、この螺旋状の走
査により得られたデータ及び前記被検体移動手段の体軸
方向の位置データを取込み、取込んだこれらのデータに
基づいて補間処理により任意のスライス位置のプロジェ
クションデータを求め、この補間データを用いて画像再
構成を行なう画像再構成手段を有することを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線管球の重量が
非常に重いために該Ｘ線管球を高速で回転させることは
困難であり、また、第５世代のＸ線ＣＴ装置では、ヘリ
カルスキャンを実現するためには寝台を高速で動かさな
ければならず患者にとって非常に危険であるという欠点
があった。

【０００４】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、安
全に高速ヘリカルスキャンを実行することのできるＸ線
ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置用コリメータを提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体の周囲を取り巻く
ターゲットへ電子ビームを順次偏向させて導き、ターゲ
ットから生じるＸ線にて被検体をスキャンし、検出され
る被検体の透過データに基づいて再構成することにより
断層像を得るＸ線ＣＴ装置において、前記被検体を取り
巻く螺旋状に形成されたターゲットと、このターゲット
と同一軌道に配置されこのターゲットからのＸ線を所定
の幅に制限するコリメータと、前記被検体を挟み前記タ
ーゲットに対向してこのターゲットと同一軌道に配置さ
れたＸ線検出器と、前記電子ビームを前記螺旋形状に沿
って偏向することにより前記ターゲットに導く偏向手段
とを備えることが特徴である。

【０００６】また、本発明のＸ線ＣＴ装置用コリメータ
は、Ｘ線源より照射されるＸ線を所定の幅に制限するた
めのＸ線ＣＴ装置用コリメータにおいて、Ｘ線透過材に
て同心に形成しかつ互いに軸方向に摺動可能な第１およ
び第２の筒状部材と、これら第１および第２の筒状部材
上に、Ｘ線遮蔽材でかつこの筒状部材を取り巻くよう互
いに同一ピッチで螺旋形状に形成される第１および第２
の遮蔽部材と、前記第１および第２の筒状部材の軸方向
における相対位置を調整する位置調整手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記の如く構成された、本発明のＸ線ＣＴ装置
は、制御部が電子ビーム偏向部を制御して電子ビーム発
生器によって生成される電子ビームを偏向して螺旋状の
陽極に逐次供給することにより該陽極上のＸ線焦点が該
陽極の螺旋軌道に沿って体軸方向に移動させ、該陽極を
記電子ビーム偏向部によって偏向された電子ビームを受
けて発生したＸ線が検出器の隣り合う螺旋間のＸ線透過
性の部分を透過し、次いで、被検体を透過して対向する
位置にある検出器受光面に受入れられるような角度で真
空容器の内壁面に配設し、電子ビーム偏向部により電子
ビームを陽極上へ順次供給することによって発生するＸ
線によって被検体に対して螺旋状の走査を行ない、画像
再構成手段が、上記走査によって検出器が検出する透過
Ｘ線量データを取込み、取込んだ該データに基づいて計
算処理を行い、走査した範囲内の体軸方向の任意の位置
に関する投影データを求め、該投影データに基づいて画
像再構成を行なう。

【０００８】従って、Ｘ線管球を回転させずにヘリカル
スキャンを行なうことができる。

【０００９】また、本発明のＸ線ＣＴ装置用コリメータ
は、第１のコリメータ筒及び／または第２のコリメータ
筒を体軸方向に摺動することによって、第１のコリメー
タ筒に配設された前記Ｘ線遮蔽材と第２のコリメータ筒
に配設されたＸ線遮蔽材とが形成する螺旋の間隔を制御
し入射するＸ線のビーム幅を制御する。

【００１０】なお、このコリメータをビームトリマとし
て上記のＸ線ＣＴ装置に用いれば、検出器の隣り合う螺
旋間の間隔を通過又は透過した陽極から曝射された分散
Ｘ線を、Ｘ線コリメータの、第１のコリメータ筒に配設
されたコリメータ及び／又は第２のコリメータ筒に配設
されたＸ線遮蔽材の間隔によって吸収・制御できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は本発明の第１実施例を示す概略構成
図である。図１において、１は管球部、２は螺旋構造を
なした円筒状の検出器、５は螺旋状に配設されたＸ線コ
リメータ、８は寝台、Ｐは被検体である。

【００１３】管球部１は、真空容器から成り、内部に電
子ビーム発生器としての電子銃１１と、電子ビームを偏
向する電子ビーム偏向部としての偏向コイル１２と、電
子ビームの供給によりＸ線を発生する陽極として管球部
１の内壁面に所定の角度で螺旋状に配設されたターゲッ
ト１５と、ターゲットの背部に位置するように螺旋状に
配設された冷却部材としての冷却パイプ１６と、を含
み、電子銃１１の対向面には、検出器２、コリメータ
５、被検体Ｐを乗せた寝台８を収容可能な凹部１９が形
成されている。

【００１４】検出器２は、多チャンネルからなり受光面
を内側にした螺旋構造をなして円筒状に形成されてお
り、Ｘ線透過性を有する樹脂製等の開口した円筒２１に
装着し、該円筒２１により支持されている。なお、本実
施例では検出器２を円筒２１の外部に装着しているがこ
れに限られることなく、検出器２を円筒２１の内部に装
着してもよく、また、検出器２を円筒２１の一部として
もよい。また、後述する実施例２のように支持部により
円筒２１を支持し体軸方向に移動可能に構成することも
できる。

【００１５】また、検出器２及び円筒２１は管球部１の
凹部１９の中に収容されている。実施例では検出器２及
び円筒２１は支持部（図示せず）により支持して管球１
の凹部１９と独立して凹部１９内の所定の位置に固定さ
れているが、後述する実施例２のように支持部により円
筒２１を支持し体軸方向に移動可能に構成することもで
きる。また、検出器２及び円筒２１を凹部２１内に一体
として設けることもできる。

【００１６】更に、検出器２の開口した円筒２１の内部
には走査時に被検体Ｐを乗せた寝台８を収容する。寝台
８は走査時に検出器２の開口した円筒２１の内部に被検
体Ｐを収容し得るよう体軸方向に移動可能である。実施
例では寝台Ｐの移動は機械的（電気的）に移動するよう
寝台駆動部を設けているが、手動式としてもよい。

【００１７】コリメータ５は鉛のような１対のＸ線遮蔽
材から構成されており、後述する実施例２のように遮蔽
材と遮蔽材の間隔を可変にしてその間隔を制御すること
により曝射されたＸ線のビーム幅を制御しＸ線量を調節
することができる。

【００１８】陽極としてのターゲット１５は偏向コイル
１２により偏向された電子ビームａがターゲットに当た
ったときに発生するＸ線が対向する検出器２の受光面に
照射されるような角度をつけて管球部１の内壁面に取り
付けられている。言換えれば、ターゲット１５の面１５
ー１は、図２に示すように、螺旋状の検出器２に連続し
てＸ線が照射されるように検出器２に対抗するような角
度を持つ螺旋状をなしている。また、ターゲット１５の
裏側に沿って冷却パイプ等の冷却部材１６を螺旋状に取
り付け、水、その他適当な冷却媒体を循環させて管球部
１に関する高い冷却効率を得るようにしている。

【００１９】図１において、偏向コイル１２は制御部と
してのＣＰＵ９０（後述する図９参照）の制御に基づく
電子ビーム制御部９５（図９参照）の電圧／電流制御に
より、電子銃１１から連続的に出射された電子ビームａ
を一定回転方向（例えば、右周りに）に且つ、逐次、タ
ーゲット１５の螺旋状の軌跡に沿ってターゲット１５上
のＸ線焦点を体軸方向に移動させるように偏向する。偏
向コイル１２によって偏向された電子ビームａは螺旋状
に取り付けられたターゲット面１５ー１に逐次供給され
るのでターゲット１５ー１上のＸ線焦点の軌跡はターゲ
ットと同じ螺旋軌道を描く。

【００２０】ターゲット１５から発生したＸ線はＸ線コ
リメータ５によりＸ線量を規定されてから円筒２１の検
出器の隣り合う螺旋間、Ｘ線透過性の円筒部分である、
間隔Ｌ（図２参照）を透過してから被検体Ｐに曝射さ
れ、被検体Ｐを透過したＸ線量が対向する位置にある検
出器受光面１５ー１に入射する。そして、電子ビーム制
御部９５の制御により偏向コイル１２が電子ビームａを
逐次偏向することによってＸ線による披検体Ｐへの体軸
方向への螺旋状の走査（電子ビームによるヘリカルスキ
ャン）がなされる。そして、図９に示すデータ収集部１
００が上記走査により検出器２が逐次検出する披検体Ｐ
への体軸方向への螺旋状の走査によるＸ線透過量データ
を取込み、画像再構成部１１０が取込んだこのデータに
基づいて計算処理を行って、走査した範囲内の体軸方向
の任意の位置に対応する投影データを求め、この求めた
投影データから画像再構成を行う。なお、データ収集部
は後述するように画像再構成手段を構成している。

【００２１】図３は本発明の第２実施例に係るＸ線ＣＴ
装置を示す概略構成図である。図３において、１は管球
部、２は螺旋構造をなした円筒状の検出器、６は螺旋構
造で円筒状のコリメータ内筒、７は螺旋構造で円筒状の
コリメータ外筒、８は寝台、９は検出器円筒駆動手段、
寝台手段、コリメータ内筒及びコリメータ外筒を駆動す
るコリメータ駆動手段を含む筒・寝台駆動部、１０は支
持体、Ｐは被検体であり、コリメータ内筒６とコリメー
タ外筒７はコリメータ５’を構成する。

【００２２】管球部１は、前述の実施例１（図１参照）
のＣＴ装置と同様の構成であり、真空容器からなり内部
に、電子銃１１と、電子ビームを偏向する偏向コイル１
２と、電子ビームの供給によりＸ線を発生する陽極とし
て管球部１の内壁面に所定の角度で螺旋状に配設された
ターゲット１５と、ターゲットの背部に位置するように
螺旋状に配設された冷却部材としての冷却パイプ１６
と、を含み、電子銃１１の対向面には、検出器２、コリ
メータ５、被検体Ｐを乗せた寝台８を収容可能な凹部１
９が形成されている。

【００２３】検出器２は、前述の実施例１の検出器２と
同様に、多チャンネルからなり受光面を内側にした螺旋
構造をなして円筒状に形成されており、Ｘ線透過性の樹
脂製等の開口した円筒２１に装着されている。検出器２
を装着した円筒２１は管球部１に形成された凹部１９の
中に位置しており、検出器円筒支持部２５により体軸方
向に移動可能に支持されている。なお、本実施例では検
出器の円筒２１の外部に装着しているがこれに限られる
ことなく、検出器を円筒２１の内部に装着してもよく、
また、検出器を円筒２１の一部としてもよい。

【００２４】更に、検出器の開口した円筒２１の内部に
は走査時に被検体Ｐを乗せた寝台８を収容する。寝台８
は寝台支持部８５により、走査時に検出器の開口した円
筒の内部に被検体Ｐを収容し得るよう体軸方向に移動可
能に支持されている。

【００２５】（コリメータ）図４は、本発明の第１及び
第２の実施例に係るＸ線ＣＴ装置に用いるＸ線コリメー
タの構成を示す斜視図であり、図５は図４のＸ線コリメ
ータの動作を示す断面図である。

【００２６】図４において、６は鉛等のＸ線遮蔽材をＸ
線透過性の樹脂製等の開口した円筒に螺旋状に取り付け
た円筒状のコリメータ内筒、７は鉛又はＸ線遮蔽材樹脂
製等の開口した円筒に螺旋状に取り付けた円筒状のコリ
メータ外筒であり、コリメータ内筒６とコリメータ外筒
７のＸ線遮蔽材の螺旋角度は検出器２の螺旋角度と等し
くしてある。

【００２７】コリメータ５’はコリメータ内筒６及びコ
リメータ外筒７からなる二重の筒構造をなし体軸方向に
褶動自在であり、コリメータ内筒６及びコリメータ外筒
７にそれぞれ同じ角度で螺旋状に配設した遮蔽材６１と
遮蔽材７１の間隔を可変にし、図５Ａ、〜図５Ｃに示す
ようにして、その間隔を制御することにより曝射された
Ｘ線の光束幅を制御しＸ線量を調節する。

【００２８】図５Ａはコリメータ内筒６の移動前の状態
であり、コリメータ内筒６の遮蔽材６１とコリメータ外
筒７の遮蔽材７１との間隔は狭いが、コリメータ内筒６
を体軸方向Ｘに移動させるに従って（図５Ｂ）徐々に広
がり、図５Ｃに示すようなは大きな間隔を保つこともで
きる。このようにコリメータ内筒６及び／またはコリメ
ータ外筒７を体軸方向に褶動させて間隔（開口幅）の大
きさを変化させれば開口を通過するＸ線量を規定（制
御）することができる。

【００２９】図６は、本発明のＸ線コリメータ５’及び
螺旋状検出器２の断面図及びコリメータ５’によって制
御された曝射光ａ’の経路を示す説明図である。図６
で、Ｘ線源（陽極の焦点；ターゲット）から曝射された
Ｘ線はコリメータの開口（コリメータ内筒６の遮蔽材６
１とコリメータ外筒７の遮蔽剤７１との透過性の間隔）
を透過して対抗する位置にある螺旋状検出器２の受光面
に入射する。図６Ａはコリメータ５’の開口幅を広くし
た場合でありＸ線が検出器２の受光面の幅一杯に入射し
ている（厚いＸ線ファンビーム）。図６Ｂはコリメータ
５’の開口幅を狭くした場合であり、この場合検出器２
の受光面に入射するＸ線の幅は狭くなる（薄いＸ線ファ
ンビーム）。

【００３０】（駆動手段）検出器円筒支持部２５、寝台
支持部８５、コリメータ内筒支持部６５及びコリメータ
外筒支持部７５は、図９に図示するＣＰＵ９０の制御の
下に、筒・寝台駆動部９の、図示しない、検出器円筒駆
動手段、寝台駆動手段、コリメータ内筒及び／またはコ
リメータ外筒を駆動するコリメータ駆動手段によって体
軸方向にそれぞれ移動される。また、支持体１０は筒・
寝台駆動部９を収容すると共に検出器円筒支持部２５、
寝台支持部８５、コリメータ内筒支持部６５及びコリメ
ータ外筒支持部７５を支持する。

【００３１】ターゲット１５は前述の第１実施例と同様
な角度を付けて管球１の内壁面に取り付けられており、
同様にターゲット１５の裏側に沿って冷却パイプ等の冷
却部材１６を螺旋状に取り付けている。

【００３２】図３において、偏向コイル１２はＣＰＵ９
０の制御に基づく電子ビーム制御部９５（図９参照）の
電圧／電流制御により、電子銃１から連続的に出射され
た電子ビームａを一定回転方向（例えば、右周りに）に
且つ、逐次、ターゲット１５の螺旋状の軌跡に沿ってタ
ーゲット１５上のＸ線焦点を体軸方向に移動させるよう
に偏向する。偏向コイル１２によって偏向された電子ビ
ームａは螺旋状に取り付けられたターゲット面１５ー１
（図２に参照）逐次供給されるのでターゲット１５ー１
上のＸ線焦点の軌跡はターゲットと同じ螺旋軌道を描
く。

【００３３】ターゲット１５から発生したＸ線はコリメ
ータ外筒７とコリメータ内筒６の螺旋状の遮蔽材７１、
６１の間隔によりＸ線量を規定されてから検出器円筒２
１の検出器の隣り合う螺旋間、Ｘ線透過性の円筒部分で
ある、開口幅Ｌ（図２参照）を透過してから被検体Ｐに
曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線量が対向する位置に
ある検出器受光面１５ー１に入射する。そして、電子ビ
ーム制御部９５制御により偏向コイル１２が電子ビーム
ａを逐次偏向し、筒・寝台駆動部９の寝台駆動手段によ
って被検体Ｐをのせた寝台を体軸方向に移動することに
よってＸ線による披検体Ｐへの体軸方向への螺旋状の走
査（電子ビームによるヘリカルスキャン）がなされる。
また、この場合、体軸方向のＸ線照射位置の移動速度と
寝台８の相対速度を変えることにより寝台速度のパラメ
ータを変えることができる。

【００３４】データ収集部１００は、上記により検出器
２が逐次検出する披検体Ｐへの体軸方向への螺旋状の走
査によるＸ線透過量データ及び寝台８の体軸方向の位置
データを取込み、画像再構成部１１０が、取込んだこれ
らのデータに基づいて計算処理を行って、走査した範囲
内の体軸方向の任意の位置に関する投影データを求め、
この求めた投影データから画像再構成を行う。なお、デ
ータ収集部と画像再構成部は後述するように画像再構成
手段を構成している。

【００３５】＜変形例１＞変形例の一つとして、検出器
２の裏側に鉛等のＸ線遮蔽材を設けて円筒２１に装着
（又は円筒２１と一体として構成）した、言換えれば、
検出器２とコリメータ内筒６を一体として形成した、第
１実施例及び第２実施例のＸ線ＣＴ装置がある。

【００３６】図７は、第１実施例及び第２実施例のＸ線
ＣＴ装置の一変形例におけるＸ線の経路を示す断面図で
ある。図７において、ターゲット１５から発生したＸ線
はコリメータ外筒と検出器２の裏側（コリメータ内筒）
の螺旋状の遮蔽材７１、６１によりＸ線量を規定されて
から検出器円筒２１の検出器の隣り合う螺旋間、Ｘ線透
過性の円筒部分である、間隔Ｌを透過してから被検体Ｐ
に曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線量が、対向する位
置にある検出器受光面１５ー１に入射する。

【００３７】＜変形例２＞また、第２の変形例として、
図４のコリメータ５’を検出器２の円筒内に位置させ、
ビームトリマとして用いる方式がある。

【００３８】図８は、本発明の第１の発明のＣＴ装置の
一変形例の構成を示す概略構成図である。図８におい
て、１は管球部、２は螺旋構造で円筒状の検出器、３は
螺旋構造で円筒状のビームトリマ内筒、４は螺旋構造で
円筒状のビームトリマ外筒、５は螺旋状に配設されたＸ
線コリメータ、８は寝台、９は検出器円筒駆動手段、寝
台手段、コリメータ内筒及び／またはコリメータ外筒を
駆動するコリメータ駆動手段を含む筒・寝台駆動部、１
０は支持体、Ｐは被検体である。

【００３９】本変形例の構成の特徴は、前述の実施例１
（図１参照）のＸ線ＣＴ装置にの検出器２の内側に螺旋
構造のＸ線遮蔽材を取り付けた円筒状のビームトリマ内
筒３と螺旋構造の螺旋構造のＸ線遮蔽材を取り付けた円
筒状のビームトリマ外筒４からなる二重構造のビームト
リマを設けた点であり、他は図１の構成と変らないので
構成上の説明は省略する。

【００４０】図８において、ターゲット１５から発生し
たＸ線はコリメータ５によりＸ線量を規定されてから検
出器円筒２１の検出器の隣り合う螺旋間の間隔を透過し
てからビームトリマ内筒３のＸ線遮蔽材とビームトリマ
外筒４のＸ線遮蔽材の形成する間隔（開口）を透過して
余分な分散Ｘ線を吸収され、必要なＸ線量が被検体Ｐに
曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線は再び、ビームトリ
マ外筒４のＸ線遮蔽材とビームトリマ内筒３のＸ線遮蔽
材の形成する間隔（開口）を透過して余分な分散Ｘ線を
吸収され、ターゲット１５のＸ線焦点に対向する位置に
ある検出器の受光面に入射する。

【００４１】本変形例の説明は第１実施例について行っ
たが、第２実施例においても検出器２の内側に同様の円
筒状のビームトリマ内筒と円筒状のビームトリマ外筒４
からなる二重構造のビームトリマを設けることができ
る。

【００４２】［ＣＴ装置の制御及びスキャン方式］以
下、本発明のＣＴ装置の制御及びスキャン方式について
述べる。

【００４３】（制御）図９は本発明に係るＸ線ＣＴ装置
の制御システムの構成例を示すブロック図である。図９
において、９０はＣＴ装置全体の動作を制御するＣＰ
Ｕ、９１はデータ用の内部メモリーとしてのＲＡＭや、
制御手段を内蔵するＰＲＯＭ等の記憶部材（図示せず）
を含む記憶部、９５は電子ビーム偏向部１２を制御する
電子ビーム制御部、９６は寝台駆動制御部、９７はコリ
メータ駆動制御部、１００はデータ収集部、１１０は画
像再構成部、１２０は表示部であり、データ収集部１０
０、画像再構成部１１０及び表示部１２０は画像再構成
手段を構成する。

【００４４】第１実施例及び第２実施例の説明で述べた
ように、陽極から発生したＸ線はコリメータによりＸ線
量を規定され、検出器円筒２１の螺旋間の間隔（図２参
照）を透過してから被検体Ｐに曝射され、被検体Ｐを透
過したＸ線量が対向する位置にある検出器受光面に入射
する。そこで、ＣＰＵ９０の制御により電子ビーム制御
部９５が偏向コイル１２に印加する電圧／電流を制御し
電子ビームａを逐次偏向することによって、螺旋状の陽
極上のＸ線焦点を螺旋状に移動させ、コリメータ駆動制
御部９７によりコリメータの開口幅を可変にして、入射
するＸ線量及び／又は被検体Ｐを透過したＸ線の余分な
分散Ｘ線量を吸収し、寝台駆動制御部９６によって被検
体Ｐをのせた寝台を体軸方向に移動することによって、
適切なＸ線による披検体Ｐへの体軸方向への螺旋状の走
査（電子ビームによるヘリカルスキャン）がなされる。
また、この場合、体軸方向のＸ線照射位置の移動速度と
寝台８の相対速度を変えることにより寝台速度のパラメ
ータを変えることができる。

【００４５】データ収集部１００は、上記により検出器
２が逐次検出する披検体Ｐへの体軸方向への螺旋状の走
査に基づくＸ線透過量データ及び寝台８の体軸方向の位
置データを取込み、画像再構成部１１０が、取込んだこ
れらのデータに基づいて計算処理を行って、走査した範
囲内の体軸方向の任意の位置に関する投影データを求
め、この求めた投影データから画像再構成を行ない、再
構成された画像を表示部１２０において視覚的に表示す
る。なお、本発明では、Ｘ線のファンビーム面は図１０
Ａに示すように螺旋の軸に対して傾いている。そこで、
図１０Ｂに示すスライス面ＰーＰについて、Ｘ線源が直
前の点Ｐのデータは点Ａと点Ｂのデータを補間して作
る。このようにして生成したデータを再構成し画像を得
る。

【００４６】（スキャン（走査）方式） スキャノ 本発明により診断画像を得る前処理としてのスキャノ方
式として次のような方法を用いることができる。 （１） 寝台を体軸方向に移動しながらスキャンし、電
子ビームの角度が同じ位置のデータを収集しスキャノ像
を作成する。 （２） 電子ビームを固定し、寝台を動かしてスキャン
する。 （３） 本体の位置でスキャンし、画像再構成した後で
３次元の画像データからスキャノ像を再構成する。 スキャン 本発明により診断画像を得るためのスキャン方式として
次のような方法を用いることができる。

【００４７】（１） 通常スキャン 基本的にヘリカルスキャン（螺旋状走査）を行う。上述
の「スキャノ」で作成したスキャノ像に基づいてスキ
ャン範囲を設定し、その範囲についてスキャンを行う。
この場合のＸ線ファンビームの厚みによるスキャン方式
の相違について図１１〜図１４により説明する。

【００４８】図１１は、厚いＸ線ファンビーム（例え
ば、ビーム幅10mm）によるスキャンの場合であり、螺旋
状の陽極１５のＸ線焦点から曝射するＸ線ファンビーム
の幅が厚く被検体の体軸方向に沿って隙間無く被検体Ｐ
をカバーし、被検体Ｐを透過したＸ線を螺旋状の検出器
２で受けて被検体の連続したスライス投影データを得
る、ことができるので寝台８を体軸方向Ｘ’に移動しな
くてもスキャンできる。

【００４９】図１２は、薄いＸ線ファンビーム（例え
ば、ビーム幅1 mm）によるスキャンの場合であり、螺旋
状の陽極１５のＸ線焦点から曝射するＸ線ファンビーム
の幅が薄いので被検体Ｐを1 mm幅でスライスした投影デ
ータが得られる。しかし、ビーム間隔は図１１の場合と
同じ10mmなので、その間の投影データが無く、隙間だら
けの投影データとなる。そこで、このような薄いＸ線フ
ァンビームによるスキャンの場合は、高速の電子ビーム
によるヘリカルスキャンを行った後に、図１３に示すよ
うに寝台８をファンビームの厚さだけ体軸方向Ｘ’にス
ライドさせてＸ線フォーカスを逆の体軸方向Ｘに移動さ
せて被検体Ｐの第一回目にスキャンした部分ＰS1に隣接
する部分をスキャンする。このスキャンを繰返して、例
えば、Ｘ線ファンビームの厚さが10mmの場合は１０回繰
返して、被検体Ｐの全体を撮影する。この場合、電子ビ
ームによるヘリカルスキャンが十分に速ければ（言換え
れば、モーションの影響が少なければ）寝台８を体軸方
向に連続的にスライドさせながら、その間に上記の繰返
しスキャンを行うことができる。

【００５０】１回の電子ビームヘリカルスキャンのスキ
ャン時間が長く、スキャン中の寝台移動の影響が無視で
きない場合はスキャン中にスライス位置がずれる可能性
が有るので、図１３において、陽極１５上のＸ線焦点の
移動と寝台のスライドの相互作用により体軸方向に撮影
領域が伸張され３次元スケールに不等方性が生じる可能
性がある。

【００５１】そこで、上記の場合、図１４に示すような
相互作用を考慮したスライス位置補正回路１４０を設け
て不等当方性を補正することができる。図１４におい
て、電子ビーム制御部９５、寝台駆動制御部９６及びス
ライス補正計算回路はスライス位置補正回路１４０を構
成し、電子ビーム制御部９５のＸ線焦点位置データ出力
と寝台駆動制御部９６の寝台位置データ出力を入力して
スライス補正計算回路によりスライス補正計算を行って
被検体Ｐを基準とした正しいスライス位置を算出する。

【００５２】なお、この場合、スライス位置Ｐは、式；
Ｐ＝（Ｖ＋ｖ）ｔ＋Ｐ0 で表すことができる。但し、
Ｐ0 はスキャン開始位置、Ｖは焦点速度、ｖは寝台の移
動速度、ｔはスキャン開始からの時間である。

【００５３】（２） 応用スキャン I ） ダイナミックスキャン 特定の範囲の検出器だけを用いて繰返しスキャンする方
法である。 II） スタックスキャン 指定した範囲についてスキャンを繰返し、加算したデー
タについて画像再構成を行う方法である。

【００５４】＜代替例１＞本発明では螺旋状にＸ線焦点
を移動する電子ビームによりヘリカルスキャンを行う
が、図１５に示すように電子ビームの代りに従来の管球
を用いて螺旋状にＸ線焦点を移動させ、ヘリカルスキャ
ン行うこともできる。

【００５５】図１５において、管球１５１は螺旋状のレ
ール１５２上を移動（走行）しながら対向する螺旋状の
検出器１５３に向ってＸ線を曝射して被検体に対しヘリ
カルスキャンを行う。

【００５６】＜代替例２＞検出器、コリメータなどの螺
旋構造を有する部分を弾力的な素材を用いるか、或い
は、弾力的な構造にすることにより、寝台の移動による
スライスの厚みやピッチの変更に代えて、螺旋のピッチ
を変更させることができる。通常のヘリカルスキャンに
おいて、テーブルスピードとスライス厚を変更すること
を、図１２、図１３に示したように寝台を移動すること
で実現していたが、螺旋のピッチを変更すれば寝台を移
動する必要がない。

【００５７】以上説明したように本発明のＸ線ＣＴ装置
によれば、螺旋状に配列した陽極上のＸ線焦点を逐次移
動する電子ビームによりヘリカルスキャンを行い、被検
体を透過したＸ線量を螺旋状の検出器で検知して、投影
データとして収集し、画像として再構成するので、１つ
１つの検出素子から出される情報量が激減するので再構
成時の演算スピードが従来のＸ線ＣＴ装置に比べて著し
く速い。

【００５８】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施が可能であることはいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のＸ線ＣＴ装
置によれば、螺旋状に配列した陽極状のＸ線焦点を逐次
移動する電子ビームによりヘリカルスキャンを行い、被
検体を透過したＸ線量を螺旋状の検出器で検知して、投
影データとして収集し、画像として再構成する。従っ
て、１つ１つの検出素子から出される情報量が激減する
ので再構成時の演算時間が短縮される。

【００６０】また、Ｘ線管球を回転させることなく、ヘ
リカルスキャンを行なうことができるので安全性を向上
させることができる。

【００６１】更に、本発明のＸ線ＣＴ装置用コリメータ
は、Ｘ線遮蔽剤を螺旋状に取り付けた内筒と外筒からな
る二重構造をなし各々の筒を対軸方向に摺動させてコリ
メータ開口幅を可変にできるので、開口を通過するＸ線
量を制御することができるとともに、Ｘ線ファンビーム
の厚みを制御するファンビームとしても用いることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の発明のＣＴ装置の一実施例の構
成を示す概略構成図である。

【図２】螺旋状の検出器と陽極のＸ線焦点面のなす角度
との対応を示す説明図である。

【図３】本発明の第２の発明のＣＴ装置の一実施例の構
成を示す概略構成図である。

【図４】本発明のＸ線コリメータの一実施例を示す斜視
図である。

【図５】図４のＸ線コリメータの動作を示す断面図であ
る。

【図６】本発明のＸ線コリメータ及び螺旋状検出器の断
面図及びコリメータによって制御された曝射光の経路を
示す説明図である。

【図７】実施例のＣＴ装置の一変形例におけるＸ線の経
路を示す断面図である。

【図８】本発明の第１の発明のＣＴ装置の一変形例の構
成を示す概略構成図である。

【図９】本発明のＣＴ装置の制御システムの構成例を示
すブロック図である。

【図１０】画像再構成部における補間処理の説明図であ
る。

【図１１】厚いＸ線ファンビームによるスキャン方法の
場合の説明図である。

【図１２】薄いＸ線ファンビームによるスキャン方法の
場合の説明図である。

【図１３】薄いＸ線ファンビームによるスキャン方法の
説明図である。

【図１４】スライス補正計算回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図１５】本発明の一代替例である。

【符号の説明】

１ 管球部 ２ 検出器 ５ Ｘ線コリメータ ６ コリメータ内筒（第１のコリメータ筒） ７ コリメータ外筒（第２のコリメータ筒） ８ 寝台 １１ 電子銃（電子ビーム発生器） １２ 偏向コイル（電子ビーム偏向部） １５ ターゲット（陽極） １６ 冷却パイプ １９ 凹部 ９０ ＣＰＵ（制御部） １００ データ収集部（画像再構成手段） １１０ 画像再構成部（画像再構成手段） Ｐ 被検体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の周囲を取り巻くターゲットへ電
   子ビームを順次偏向させて導き、ターゲットから生じる
   Ｘ線にて被検体をスキャンし、検出される被検体の透過
   データに基づいて再構成することにより断層像を得るＸ
   線ＣＴ装置において、前記被検体を取り巻く螺旋状に形
   成されたターゲットと、このターゲットと同一軌道に配
   置されこのターゲットからのＸ線を所定の幅に制限する
   コリメータと、前記被検体を挟み前記ターゲットに対向
   してこのターゲットと同一軌道に配置されたＸ線検出器
   と、前記電子ビームを前記螺旋形状に沿って偏向するこ
   とにより前記ターゲットに導く偏向手段とを備えること
   を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 【請求項２】 前記Ｘ線検出器の背面に、Ｘ線のビーム
   幅を制限するための遮蔽体を設けたことを特徴とするＸ
   線装置。
3. 【請求項３】 前記Ｘ線検出器はＸ線透過性の円筒体の
   内面または外面に装置されたことを特徴とする請求項１
   記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 【請求項４】 前記Ｘ線検出器の隣り合う螺旋間は、前
   記偏向手段によって偏向された電子ビームを受けて陽極
   から曝射されたＸ線が通過し得る十分な間隔を有するこ
   とを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
5. 【請求項５】 前記陽極の背面に冷却部材を配設したこ
   とを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 【請求項６】 前記コリメータは、Ｘ線透過材にて同心
   に形成しかつ互いに軸方向に摺動可能な第１および第２
   の筒状部材と、これら第１および第２の筒状部材上に、
   Ｘ線遮蔽材でかつこの筒状部材を取り巻くよう互いに同
   一ピッチで螺旋形状に形成される第１および第２の遮蔽
   部材と、前記第１および第２の筒状部材の軸方向におけ
   る相対位置を調整する位置長生手段とを備えることを特
   徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 【請求項７】 Ｘ線源より照射されるＸ線を所定の幅に
   制限するためのＸ線ＣＴ装置用コリメータにおいて、Ｘ
   線透過材にて同心に形成しかつ互いに軸方向に摺動可能
   な第１および第２の筒状部材と、これら第１および第２
   の筒状部材上に、Ｘ線遮蔽材でかつこの筒状部材を取り
   巻くよう互いに同一ピッチで螺旋形状に形成される第１
   および第２の遮蔽部材と、前記第１および第２の筒状部
   材の軸方向における相対位置を調整する位置調整手段と
   を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置用コリメータ。