JPH1075944A - 高速ｘ線ｃｔスキャナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検出器の応答時間を早くすることなく、かつ解
像度を低下させずに走査の高速化を実現し得る。 【解決手段】測定対象物６を囲む円周上に検出器２を設
置し、さらに異径同心円周上に１６個のＸ線管球２１〜
３６を設置する。Ｘ線管球２１の照射する扇状Ｘ線を示
したのが４ａであり、この扇状Ｘ線４ａは、測定対象物
６を透過してＸ線管球２１と測定対象物６を挟んで反対
側の検出器２で検出される。それぞれのＸ線管球２１〜
３６は、円周上の対向する二つのＸ線管球が同時に発光
するようになっており、発光するＸ線の入射領域が重な
らないように設定されている。二つの対向するＸ線管球
２１，２９が発光し、そのＸ線の照射が終了すると、異
なる円周上の対向する二つのＸ線管球２２及び３０によ
る照射が行われ、このようにして全てのＸ線管球による
走査が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物にＸ線
を照射してその断面画像情報を得る高速Ｘ線ＣＴスキャ
ナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置は、Ｘ線発生
を電気的にＯＮ／ＯＦＦさせる電子ビーム制御方式の採
用により、従来からあるＸ線ＣＴスキャナのスキャン時
間を大幅に高速化（１／６０〜１／２０００秒）させ、
測定対象物の断層撮影を行うものである。

【０００３】図３は本発明の対象とする高速Ｘ線ＣＴス
キャナ装置の構成図、図４は同装置の検出部を示す平面
断面図である。図３及び図４に示すように、Ｘ線発生部
容器１内に複数個例えば１６個のＸ線管球２１〜３６が
配置されている。すなわち、測定対象物６を中心とし
て、その測定対象物６を囲む円周上に１６個のＸ線管球
２１〜３６が配置され、またＸ線管球２１〜３６と異径
同心円周上でその内周に検出器２が配置されており、Ｘ
線管球２１〜３６から照射されるＸ線が照射窓５より測
定対象物６に向けて照射されるようになっている。

【０００４】上記検出器２で検出されたＸ線透過情報は
透過Ｘ線量に比例した電流信号に変換されてプリアンプ
８、メインアンプ９を介してデータ収録装置１１に送ら
れ、その後データ処理装置１２に送られる。

【０００５】また、データ収録装置１１からＸ線発生の
指令がＸ線発生制御装置１０に出され、その指令に基づ
いてＸ線発生制御装置１０がＸ線管球２１〜３６からの
扇状Ｘ線４の発生を制御する。

【０００６】上記高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置の従来の動
作を説明する。まず、データ収録装置１１からパルス信
号による第１のＸ線発生の指令がＸ線発生制御装置１０
に出される。このＸ線発生制御装置１０は、上記データ
収録装置１１からの指令によりＸ線管球２１を動作させ
て扇状Ｘ線４を発生させる。この扇状Ｘ線４は、照射窓
５より測定対象物６に対して照射される。この扇状Ｘ線
４は測定対象物６を透過してＸ線管球２１と測定対象物
６を挟んで反対側にある検出器２に入射して透過Ｘ線量
に比例した電流信号に変換される。この電流信号はプリ
アンプ８、メインアンプ９で増幅され、電圧信号として
データ収録装置１１に送られる。

【０００７】上記した一つのＸ線管球２１の検出動作が
終了すると、第２、第３、…のＸ線発生の指令がデータ
収録装置１１から出され、順にＸ線管球２２，２３、…
から扇状Ｘ線４が照射される。全てのＸ線管球のＸ線照
射による透過情報より、データ処理装置１２で測定対象
物６の断面画像情報を得る。

【０００８】このように、Ｘ線管球２１〜３６は、上記
したように一番目から一つずつ順次照射動作を行うた
め、一つのＸ線管球をＯＮ動作させるのにｔ秒かかると
すると、１６個のＸ線管球２１〜３６の全てのＸ線照射
が終了するには少なくとも１６・ｔ秒かかることにな
り、すなわち一断面のスキャン時間は最短でも１６・ｔ
秒必要とされている。また二次元ＣＴ画像データの収録
もこれに同調したタイミングで行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記高速Ｘ線ＣＴスキ
ャナ装置において、測定対象物の断面情報を得るために
は、測定対象物から見て全ての方向からのＸ線透過情報
が必要である。この場合、従来の走査方法であれば一断
面のスキャン時間は上記したように最短でも１６・ｔ秒
必要とされ、より高速に測定対象物を通過する物体の断
面計測を行うためには、スキャン時間を短縮する必要が
ある。

【００１０】そのためには、一個のＸ線管球の発光時間
を短縮するか、配置しているＸ線管球の数を減らすこと
が考えられる。しかし、Ｘ線管球の発光時間の短縮によ
っては、検出器の応答時間よりは短くできないために限
界がある。またＸ線管球の数を減らすことによっては、
得られる断面情報の解像度が悪くなるといった問題点が
ある。

【００１１】本発明は、上記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、検出器の応答時
間を早くすることなく、かつ解像度を低下させずに走査
速度の高速化を実現し得る高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の高速Ｘ線ＣＴス
キャナ装置は、測定対象物を囲む円周上に配置され、該
測定対象物に向けてＸ線を照射する複数個のＸ線管と、
これらＸ線管と異径同心円周上に配置され前記Ｘ線管か
ら照射されて測定対象物を透過したＸ線を検出する複数
個の検出器と、前記複数個のＸ線管のうち前記検出器へ
のＸ線入射領域が重ならない位置の少なくとも２つ以上
のＸ線管を１つの組として同時に動作させると共に他の
Ｘ線管の組を順次選択して動作させる走査手段と、前記
検出器の検出情報に基づいて前記測定対象物の断面画像
情報を得る処理手段とを具備したことを特徴とする。

【００１３】本発明による高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置に
よれば、以下の作用・効果を有する。少なくとも２つ以
上のＸ線管が同時にＯＮ動作され、それぞれのＸ線管か
らＸ線が測定対象物に向けて照射される。照射されたＸ
線は測定対象物を透過し、その透過情報が検出器で検出
される。このとき、それぞれのＸ線の入射領域が重なら
ないように照射されているので、検出器で検出する際
も、それぞれのＸ線ごとに互いに影響を受けずにその透
過情報を得ることができる。

【００１４】上記動作が終了すると、上記したＸ線と異
なる、Ｘ線の入射領域の重ならない少なくとも２つ以上
のＸ線管が選択され、この選択された複数のＸ線管から
同様に同時にＯＮ動作されてＸ線が照射され、同様の測
定動作が行われる。このように順次複数のＸ線管を１つ
の組として同時に測定が行われ、全てのＸ線管からのＸ
線照射による検出情報より、測定対象物の断面画像情報
を得る。

【００１５】この装置により、少なくとも２つ以上のＸ
線管により同時にＸ線透過情報を得ることが可能である
ので、一つのＸ線管からＸ線を一つずつ照射していく場
合に比べて走査時間を短縮でき、かつスキャナの解像度
を低下させることはなく、検出器の応答時間を早くする
こともない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置の検出部の平面断面
図、図２は同実施形態におけるＸ線発生制御装置の構成
図を示す。図１に示すように、測定対象物６を囲む円周
上に複数の検出器２が設置されている。さらに異径同心
円周上でかつ検出器２の外周に、多数（本実施形態では
１６個）のＸ線管球２１〜３６が固定して設置されてい
る。この多数のＸ線管球２１〜３６は、それぞれ扇状の
Ｘ線を測定対象物６に向けて照射するようになってい
る。

【００１７】例えば、Ｘ線管球２１の照射する扇状Ｘ線
を示したのが４ａであり、この扇状Ｘ線４ａは、測定対
象物６を透過してＸ線管球２１と測定対象物６を挟んで
反対側の検出器２で検出される。この検出領域を示した
のが３ａである。

【００１８】また、それぞれのＸ線管球２１〜３６は、
図２に示すように前記図３のＸ線発生制御装置１０内に
設けられるパルス発生器４１〜５６に接続され、パルス
発生器４１〜５６に伝えられたＸ線発生の指令により、
対応するＸ線管球がＸ線を発生するようになっている。
また測定対象物６を囲む円周の対向する二つのＸ線管
球、例えば２１と２９に対応するパルス発生器４１と４
９は、一つのパルス発生制御ポート６１に接続されてい
る。また、Ｘ線管球２２と３０に対応するパルス発生器
４２と５０はパルス発生制御ポート６２に接続され、こ
のようにして二つの対向するＸ線管球に対応する二つの
パルス発生器に一つのパルス発生制御ポートが接続さ
れ、全てのパルス発生制御ポート６１〜６８がそれぞれ
パルス発生器４１〜５６に接続されている。

【００１９】このパルス発生制御ポート６１〜６８に信
号を送ることでパルス発生器４１〜５６に信号を伝える
ことが可能となり、また二つのパルス発生器に接続され
ているため、一つの信号をパルス発生制御ポートに与え
ることで二つのパルス発生器に同時に信号を伝えること
ができ、二つのＸ線管球からの同時発光の制御が可能と
なる。

【００２０】上記実施形態の動作を以下説明する。ま
ず、図３に示すデータ収録装置１１から第１のＸ線発生
の指令がＸ線発生制御装置１０に出される。この第１の
指令に基づき、図２に示すＸ線発生制御装置１０内のパ
ルス発生制御ポート６１に、第１のＸ線発生の指令が入
力される。この入力された信号を受けて、パルス発生器
４１，４９が同時にパルス波を発生させ、これらパルス
信号がそれぞれのパルス発生器４１，４９に対応するＸ
線管球２１，２９に伝えられる。Ｘ線管球２１，２９は
上記パルス信号により動作し、扇状Ｘ線４ａ，４ｂを測
定対象物６に照射する。

【００２１】上記照射された扇状Ｘ線４ａ，４ｂは測定
対象物６を透過し、照射されたＸ線管球２１，２９と測
定対象物６を挟んで反対側の検出器２の検出領域３ａ，
３ｂで検出される。この検出領域３ａ，３ｂは、Ｘ線が
同時に入射する領域が重ならないように定められてい
る。このように入射領域を重ならないようにすること
で、同時にＸ線を照射してもそれぞれのＸ線に関する独
立した透過情報を得ることが可能となる。

【００２２】このように検出器２で検出されたＸ線透過
情報は、透過Ｘ線量に比例した電流信号に変換された
後、プリアンプ８、メインアンプ９で増幅され、電圧信
号としてデータ収録装置１１に送られる。

【００２３】上記したＸ線管球２１，２９による照射が
行われると、次に、第２のＸ線発生の指令がＸ線発生制
御装置１０内のパルス発生制御ポート６２に入力され
る。この第２の指令を受けて、上記したＸ線管球２１，
２９による測定と同様に、Ｘ線管球２２，３０から扇状
Ｘ線が照射され、上記したＸ線管球２１，２９からの照
射による透過情報の検出と同様の動作がなされる。さら
に同様に、第３、第４のＸ線発生の指令がパルス発生制
御ポート６３，６４に送られ、扇状Ｘ線がＸ線管球２
３，３１、Ｘ線管球２４，３２から順次照射される。こ
のようにＸ線管球から二つずつ順番にＸ線が照射され、
全てのＸ線管球２１〜３６によるＸ線透過情報が検出器
２、プリアンプ８、メインアンプ９を介してデータ収録
装置１１に送られ、その後データ処理装置１２で２次元
Ｘ線ＣＴ画像情報が得られる。

【００２４】ここで、上記した二つのＸ線管球によるＸ
線照射を同時に行うことによる測定時間を考える。一つ
のＸ線管球によるＯＮ動作にｔ秒かかるとすると、全Ｘ
線管球によるＸ線照射が終了するのに、本実施形態の場
合は１６個のＸ線管球を用い、同時に二つのＸ線管球か
ら照射が行われるため、８・ｔ秒かかる。

【００２５】この装置により、一つずつＸ線を照射して
いく場合に比べて半分の時間で測定を行うことが可能で
ある。また、この場合同時に複数のＸ線管球からＸ線を
照射することが可能なパルス発生制御ポートを用いるこ
とで、検出器の性能を上げることなく、従来と同様の検
出器を利用したままで上記測定時間の短縮を図ることが
可能である。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば、二つのＸ線管球から同時にＸ線
を照射する方法を示したが、Ｘ線が同時に入射する領域
が重ならなければ、同時に照射するＸ線を三つ以上とす
ることもできる。また、１６個のＸ線管球を用いる場合
を示したが、この数には限定されない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
時に複数のＸ線管による照射が行われるので、検出器の
応答時間を早くすることなく、かつ解像度を低下させる
ことなく、より高速の断面計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る高速Ｘ線ＣＴスキャ
ナ装置の検出部を示す図。

【図２】同実施形態におけるＸ線発生制御装置を示す
図。

【図３】同実施形態における高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置
を示す図。

【図４】従来の高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置の検出部を示
す図。

【符号の説明】

１ Ｘ線発生部容器 ２ 検出器 ３ａ，３ｂ 検出領域 ４ａ，４ｂ 扇状Ｘ線 ５ 照射窓 ６ 測定対象物 ７ 電源 ８ プリアンプ ９ メインアンプ １０ Ｘ線発生制御装置 １１ データ収録装置 １２ データ処理装置 ２１〜３６ Ｘ線管球 ４１〜５６ パルス発生器 ６１〜６８ パルス発生制御ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物を囲む円周上に配置され、該
   測定対象物に向けてＸ線を照射する複数個のＸ線管と、 前記Ｘ線管と異径同心円周上に配置され、前記Ｘ線管か
   ら照射されて測定対象物を透過したＸ線を検出する複数
   個の検出器と、 前記複数個のＸ線管のうち、前記検出器へのＸ線入射領
   域が重ならない位置の少なくとも２つ以上のＸ線管を１
   つの組として同時に動作させると共に、他のＸ線管の組
   を順次選択して動作させる走査手段と、 前記検出器の検出情報に基づいて前記測定対象物の断面
   画像情報を得る処理手段とを具備したことを特徴とする
   高速Ｘ線ＣＴスキャナ装置。