JPH09140694A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チルト計測の傾く方向の重力の成分が前記陽極
軸の軸方向と一致し、前記陽極の伸張を助長してしま
い、よりビームシフト現象が激しくなり、スライス像に
顕著なリングアーチファクトとなって現れてしまうとい
う課題がある。 【解決手段】上記課題は、コリメータブレード３ａ、３
ｂが形成する開口部の開口入力部が広くして、従来生じ
ていたビームシフト現象のあるＸ線ビームの遮蔽部分４
２’ｂを前記開口部を通過するように改善するから、こ
の改善されたＸ線ビームを用いて被検体の透過データを
計測し、この透過データを画像再構成してリングアーチ
ファクトを低減したスライス像を得て解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線源からのＸ線
源からのＸ線を検出するＸ線検出器があって、これらの
Ｘ線源とＸ線検出器の間に配置され前記Ｘ線を通過する
開口部を有し、この開口部を通過するＸ線を除くX線を
遮蔽する（以下「Ｘ線を絞る」という）コリメータを備
えるＸ線ＣＴ装置に係り、特にＸ線源として用いられる
Ｘ線管の陽極の熱膨張によってＸ線の照射位置のずれる
現象により生ずる障害を改善する前記コリメータの開口
部形成の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線ＣＴ装置について図面を用い
て述べる。

【０００３】図２は従来のＸ線ＣＴ装置の概略構成例を
示すブロック図（図２（ａ）は被検体の体軸方向から見
たもの、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面方向から見たも
の）、図３は図２のＸ線を絞る従来の手法を説明する図
である。

【０００４】まず、従来のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源１と
補償フィルタ２と第１コリメータ３と第２コリメータ６
とＸ線検出器７を有していた。

【０００５】Ｘ線源１はＸ線を発生するＸ線管、補償フ
ィルタ２は被検体５を撮影するとき、Ｘ線検出器に入力
するＸ線の強度をＸ線検出器７の検出素子の配列方向に
略一様になるように補償するもの、第１コリメータ３は
Ｘ線源１と被検体５との間に配置されてＸ線ビーム４を
絞って被検体５の所望する部位の断層画像（以下「スラ
イス像」という）の厚さを設定するもの、第２コリメー
タ６は被検体５とＸ線検出器７との間に配置され第１コ
リメータ３に絞られたＸビーム４について前記スライス
像の厚さ（以下「スライス厚」という）に見合ったＸ線
のみをＸ線検出器７に入射できるようにしたものであっ
た。

【０００６】従来のＸ線ＣＴ装置では、このような構成
を有しているので、被検体５の所望する部位について、
被検体５の周囲にＸ線源１、補償フィルタ２、第１コリ
メータ３、第２コリメータ６及びX線検出器７を備える
スキャナを有するとともにこのスキャナを回転させて被
検体５のＸ線透過データを前記部位の周囲の少なくとも
半周以上得て、これらのＸ線透過データをデータ処理部
（図示せず）で画像再構成処理をして、前記部位のスラ
イス像を得ていた。

【０００７】次に、従来のＸ線ＣＴ装置のＸ線を絞る態
様について図３を用いて述べる。第１コリメータ３は、
図３（ａ）の示すように、Ｘ線源１から発生するＸ線ビ
ーム４を、スライス厚方向に２枚のＸ線を遮蔽する鉛、
鉛合金、鉛化合物でできた部材であるコリメータブレー
ド３ａ、３ｂに形成される開口部を有するものであっ
て、この開口部の大きさを調整してスライス厚を設定す
るものであった。

【０００８】また、第２コリメータ６は、図３（ａ）の
ように、第１コリメータ３で絞ったＸ線ビームを適正に
Ｘ線検出器７が受けられるようにしたものであって、図
３（ｂ）に示すように、スライス厚方向の２枚のＸ線を
遮蔽する鉛、鉛合金、鉛化合物でできた部材であるコリ
メータブレード６ａ、６ｂに形成される開口部を有する
ものであって、この開口部の大きさが固定であるためス
ライス厚が特定されるものであった。また、ポストコリ
メータと呼ばれる第２コリメータ６の位置に配置される
ものであって、開口幅を変えられるものもあった。

【０００９】ところで、通常のスライス像を得るため、
前記スキャナは被検体５の体軸を直角に横切るような平
面について計測していた（以下「通常計測」という）
が、たとえば人体の胸部など骨に覆われた部位、例えば
心臓等の臓器を対象とする場合、前記体軸と前記平面と
のなす角度を直角より前後に２０〜３０度前記スキャナ
を傾斜させた状態で計測（以下「チルト計測」という）
していた。

【００１０】また、Ｘ線管の陽極部の熱膨張からこの陽
極部が陽極軸の軸方向へ伸張することによってＸ線の照
射位置が徐々にずれ、Ｘ線ビームもそれにつれてずれる
現象（以下「ビームシフト現象」という）が生じるの
で、このビームシフト現象によって第１、第２コリメー
タの開口部を通過するＸ線の量に変化が生じるから、こ
の変化が前記Ｘ線透過データの計測におけるＸ線量を変
動させることとなるため、この変動に起因するリングア
ーチファクトがスライス像に顕現してしまうという問題
があった。しかし次のようなさまざまな手法でこのリン
グアーチファクトを低減あるいは消去する工夫がされて
いる。

【００１１】このような工夫のうち第１のものは、特開
平４ー２２７３３８号に開示されているように、コリメ
ータに複数の異なる大きさの穴を有する回転可動マンド
レルを用いたものがあった。

【００１２】また、第２のものは、Ｘ線管を前記熱膨張
によるずれの反対方向にＸ線管を移動してこのずれを相
殺するものもあった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術での前記
工夫は所謂通常計測においてなされたものであって、チ
ルト計測では何も配慮されていなかった。

【００１４】つまり、チルト計測の傾く方向の重力の成
分が前記陽極軸の軸方向と一致し、前記陽極の伸張を助
長してしまい、よりビームシフト現象が激しくなり、ス
ライス像に顕著なリングアーチファクトとなって現れて
しまうという課題があった。

【００１５】また、前記重力の成分が前記陽極軸の軸方
向の反対方向であっても、前記陽極の伸張を抑制するよ
うに働くものの、チルト計測の傾きの角度や前記陽極軸
の伸張を測定しておかなければ適切にビームシフト現象
の補正をできないという課題があった。

【００１６】さらに、通常計測においても前記第１およ
び第２の工夫は、それぞれ専用の制御のためのセンサ、
制御機構が必要であって、この制御が煩雑であるという
課題があった。

【００１７】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、リングアーチフアク
トを低減または消去したスライス像を得られるＸ線ＣＴ
装置を提供することにある。

【００１８】また、ＣＴ値の変動の小さいスライス像を
得られるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｘ線源から
のＸ線を検出するＸ線検出器があって、これらのＸ線源
とＸ線検出器との間に配置され前記Ｘ線を透過させる開
口部を有し、この開口部を通過しうるＸ線を除くＸ線を
遮蔽するコリメータを備えたＸ線ＣＴ装置において、前
記開口部はその開口入力部を広く形成したことで達成さ
れる。

【００２０】また、Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検
出器があって、これらのＸ線源とＸ線検出器との間に配
置され前記Ｘ線を透過させる開口部を有し、この開口部
を通過しうるＸ線を除くX線を遮蔽するコリメータを備
えたＸ線ＣＴ装置において、前記開口部はその開口出力
部を広く形成したことで達成される。

【００２１】さらに、Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線
検出器があって、これらのＸ線源とＸ線検出器との間に
配置され前記Ｘ線を透過させる開口部を有し、この開口
部を通過しうるＸ線を除くＸ線を遮蔽するコリメータを
備えたＸ線ＣＴ装置において、前記開口部はその開口入
力部と開口出力部を広く形成し、これらの開口入力部と
開口出力部の中間部を狭く形成したことで達成される。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施の
形態について、図面を用いて説明する。

【００２３】図１は本発明のＸ線ＣＴ装置のコリメータ
の複数の構成例を示す図、図２は従来と本発明のＸ線Ｃ
Ｔ装置の構成例を示すブロック図、図４は従来のＸ線Ｃ
Ｔ装置のコリメータの構成例を示す図である。

【００２４】まず、本発明のＸ線ＣＴ装置の構成例を図
２で示すが、これは従来のものと同じ構成であり、従来
の技術の欄で説明しているのでここでは説明を省略す
る。

【００２５】次に、本発明のコリメータの特徴につい
て、図１と図４を対比させながら述べる。

【００２６】Ｘ線源１からのＸ線は、第１コリメータ３
または第２コリメータ６でスライス厚の方向に絞られＸ
線ビーム４となる。

【００２７】これらのコリメータは、従来では図４に示
すように、複数枚のコリメータブレード（ここでは２
枚）にて開口部を形成する構成となっている。そしてこ
れらのコリメータブレードの前記開口部を形成する側の
面の形状が略平坦になっている。

【００２８】ところが本発明のものは、図１に示すよう
に、前記形状が平坦でなく、図１（ａ）および図１
（ｂ）は開口入力側が広く形成され、図１（ｃ）は開口
出力部が広く形成されており、図１（ｄ）および図１
（ｅ）は開口入力部と開口出力部を広く形成してこれら
の中間部分を狭く形成するものである。

【００２９】次に、このような本発明のコリメータの作
用について、同図を用いて述べる。

【００３０】図４に示したように、ビームシフト現象の
あるＸ線ビーム４２は、Ｘ線ビーム４２’、４２’ａ、
４２’ｂの全てがコリメータブレード３ａ、３ｂがなけ
れば通過できる筈である。しかし、実際にはコリメータ
ブレード３ａ、３ｂがあるので、Ｘ線ビーム４２’ａ、
４２’ｂが遮蔽され、Ｘ線ビーム４２’しか通過できな
いこととなる。

【００３１】ところが、図１に示したように、図１
（ａ）および図１（ｂ）にあっては、図４のビームシフ
ト現象のあるＸ線ビーム４２に相当するＸ線ビーム４３
があったとき、遮蔽されるＸ線ビームはX線ビーム４
２’ｂに相当するX線ビーム４３’ｂのみである。ま
た、図１（ｃ）にあっては、Ｘ線ビームを図示していな
いが、図４でいうＸ線ビーム４２’ａに相当するＸ線ビ
ームのみが遮蔽される。また、図１（ｄ）および図１
（ｅ）にあっては、Ｘ線ビームを図示していないが、遮
蔽されるＸ線ビームはなく、図４でいうＸ線ビーム４
２’、４２’ａ、４２’ｂの全てが通過できるものであ
る。

【００３２】次に、本発明の開口入力部を広くしたコリ
メータを用いて実際に検証した例について、図面を用い
て述べる。

【００３３】図５は、（ａ）従来の第２コリメータ６で
開口幅を１ｍｍとし、コリメータの板厚を８ｍｍとした
もの、（ｂ）本発明の第２コリメータ６で開口幅を１ｍ
ｍとし、コリメータの全板厚を８ｍｍとし、そのうち１
ｍｍを平坦部分とし、残りの７ｍｍを鉛直面と対称に各
コリメータブレードに角度１０°の切削面（図では片側
だけ表記）を作るもの、（ｃ）（ａ）と（ｂ）のそれぞ
れのスライス像を得る平面を通常計測（鉛直面となす角
度０°）、第１のチルト計測（鉛直面となす角度＋２５
°）および第２のチルト計測（鉛直面となす角度ー３０
°）の計測位置を示したものである。

【００３４】これら（ａ）、（ｂ）について、通常計
測、第１のチルト計測および第２のチルト計測をそれぞ
れ被検体にファントムを用いて、スライス像を得て、そ
のスライス像のリングアーチファクトの有無を確認した
結果を表１のようにまとめる。

【００３５】

【表１】

【００３６】これらの結果から見て、図５（ｂ）に示さ
れるコリメータは、第２のチルト計測（重力が前記陽極
軸の伸張を助長する方向でのチルト計測）のリングアー
チファクトを低減するのに有効であることを実験により
検証できた。

【００３７】以上述べたように、本実施の形態では、コ
リメータの開口入力部が広く形成されているので、従来
のコリメータブレードによってビームシフト現象のある
Ｘ線ビームの遮蔽部分の減少を防ぐことができるから、
このようなＸ線ビームを用いてスライス像を得れば、本
発明の目的を達成することができる。

【００３８】また、開口出力部を広くしたものについて
も、ビームシフト現象のあるＸ線ビームの遮蔽部分の減
少を防ぐことができる。

【００３９】また、開口入力部と開口出力部を広く形成
してこれらの中間部分を狭く形成したものについても、
上記開口入力部を広く形成したものおよび開口出力部を
広く形成したものよりも好適にビームシフト現象のある
Ｘ線ビームの遮蔽部分の減少を防ぐことができる。

【００４０】また、上記実施の形態では、コリメータブ
レードを２枚のもので説明したが、Ｘ線を絞ることがで
きれば少なくても１枚以上の有限枚数のコリメータブレ
ードであっても、本発明の目的を達成することができ
る。

【００４１】さらに、コリメータブレードの厚さがＸ線
を好適に遮蔽しないとされるときには、コリメータブレ
ードの板厚を厚くするとか、このコリメータブレードの
材質が鉛合金や鉛化合物の場合は鉛の含有量を増やした
部材を用いると好適である。

【００４２】以上述べた実施の形態のどのような組み合
わせであっても、本発明の目的を達成することができる
ことはいうまでもない。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、コリメータの開口部はその開
口入力部を広く形成したので、ビームシフト現象のある
Ｘ線ビームについてコリメータブレードの遮蔽するＸ線
ビームの減少を防ぐことができるから、このＸ線ビーム
を用いてスライス像を得れば、このスライス像に顕現す
るリングアーチファクトを低減することができるという
効果を奏する。

【００４４】また、コリメータの開口部はその開口出力
部を広く形成したので、ビームシフト現象のあるＸ線ビ
ームについてコリメータブレードの遮蔽するＸ線ビーム
の減少を防ぐことができるから、このＸ線ビームを用い
てスライス像を得れば、このスライス像に顕現するリン
グアーチファクトを低減することができるという効果を
奏する。

【００４５】また、コリメータの開口部はその開口入力
部と開口出力部を広く形成し、これらの開口入力部と開
口出力部の中間部を狭く形成したので、前記開口入力部
を広く形成したおよび開口出力部を広く形成したものよ
り好適に、ビームシフト現象のあるＸ線ビームについて
コリメータブレードの遮蔽するＸ線ビームの減少を防ぐ
ことができるから、このＸ線ビームを用いてスライス像
を得れば、このスライス像に顕現するリングアーチファ
クトを低減するができるまたは消去することもできると
いう効果を奏する。

【００４６】さらに、ビームシフト現象があっても一様
な照射量のＸ線をコリメータに通過させることができる
ので、このＸ線に基づくＸ線透過データを画像再構成し
て得るスライス像上でのＣＴ値も一様になるから、この
ＣＴ値の変動の小さいスライス像を得ることができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコリメータの概略構成を示す図。

【図２】従来と本発明のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す
図。

【図３】従来のＸ線ＣＴ装置におけるコリメータの配置
を示す図。

【図４】従来のコリメータの概略構成を示す図。

【図５】本発明のコリメータの実験の概略を示す図。

【符号の説明】

３ａ、３ｂ （第１）コリメータブレード ６ａ、６ｂ （第２）コリメータブレード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出器が
   あって、これらのＸ線源とＸ線検出器との間に配置され
   前記Ｘ線を透過させる開口部を有し、この開口部を通過
   しうるＸ線を除くＸ線を遮蔽するコリメータを備えたＸ
   線ＣＴ装置において、前記開口部はその開口入力部を広
   く形成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 【請求項２】Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出器が
   あって、これらのＸ線源とＸ線検出器との間に配置され
   前記Ｘ線を透過させる開口部を有し、この開口部を通過
   しうるＸ線を除くＸ線を遮蔽するコリメータを備えたＸ
   線ＣＴ装置において、前記開口部はその開口出力部を広
   く形成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出器が
   あって、これらのＸ線源とＸ線検出器との間に配置され
   前記Ｘ線を透過させる開口部を有し、この開口部を通過
   しうるＸ線を除くＸ線を遮蔽するコリメータを備えたＸ
   線ＣＴ装置において、前記開口部はその開口入力部と開
   口出力部を広く形成し、これらの開口入力部と開口出力
   部の中間部を狭く形成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装
   置。