JPS59181134A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、診断のだめの医療機器の分野に属し、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置に１９．Ｉする。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

周知のように、第３世代のＸ線ＣＴ装置（Ｒ＝Ｒ方式）
においては、被検体を挾んでＸ線管に対向して円弧状の
検出器を配置し、撮影にあたっては、通常、Ｘ線管と検
出器が一体となって被検体の周シを回転し、一定角度毎
にＸ線を被検体に曝射し、３６０°回転してその間に被
検体に関し多方向からの投影データ゛を得ることにより
撮影は終了する。

、ところで空間分解能の優れたＣＴ像を得るためには回
転時の投影データのサンプリング間隔をより狭くするこ
とが要求される。しかし、第３世代のＸＩｗＣＴ装置に
あっては、Ｘ線管と検出器が一体となって被検体の周り
を回転する機構であるため、回転時におけるサンプリン
グ点が機械的に定まシ、サンプリング点数を増加させる
ことが困ｒ（でちった。との点では被検体を囲むように
多数の検出器が円周上に配列されＸ線管のみが回転する
第４世代ＯＣＴ装置では、回転時の投影データのサンプ
リング点数の増減が比較的に容易にコントロールできる
。

そこで上記第３世代ＯＣＴ装置においてサンゾリング点
数を」１；ｑ加さぜるために案出されたのが多熱点Ｘ線
質である。これによると確かに焦点数だけのサンプリン
グ点数が倍増し、その限シでは空間分’ｊ’ｉ’ｌ’能
の向」二に’ｃ″Ｎ−りできる。

しかし、例えは焦点数２のＸ線管については、検出器の
Ｘ線１；：’ｉ　ｒ１幅の中点と検出器及びＸ線量・の
回転中心とを１ぶ侃想線上から互いに等距離に２個の焦
点を有していたため、３６０°回転中におけるＸ線管の
刻向位１１ｑに発するＸ線ビームが被検体に関してもと
のビームと重複したサンプリングを行っており、実質的
に１８０°回転して得た投影データしか収集していない
ことになる。この限りでｒａｔ　ｘ　紗のオリ用効率が
悪く、むだな被曝線量が多いという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、検出器の物
理的チャンネル数によシ限定される第３１１１代のＣＴ
装置におけるサンプリング間隔を心密庶化できると共に
、そのサンプリング間隔を均キｆにし、空間分解能の優
ｉたＣＴ像を得ることができるＸ線ＣＴ装置の提供を目
的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するための本発明の概要け、被検体の周
囲にＸ線管と多チャンネル検出器を対向させた状態で回
転させて所定周期毎にファンビーム状Ｘ線を被検体に曝
射し、検出器から投影プ゛−タを収集するＸ線ＣＴ装置
において、前記Ｘ線管を、多チャンネル検出器のファン
ビー・ム状Ｘ線開ロ幅の中点と多チャンネル検出器及び
Ｘ線管の回転中心とを通る仮想線よシ互いに異なる所定
距離に位置する複数の焦点を有する多焦点Ｘ線管によっ
て構成し、Ｘ線透過データのサンプリング密度を増加し
たことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例につき図面ｆ：参照しながら説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、１で示すのは多焦点のＸ線管であり、２
で示すのは被検体３を挾んでＸ線管に対向して円弧状に
配置された多チャンネルの検出器で、この検出器は？ｌ
υ検休３体透過Ｘ線を検出するものである。Ｘ線管、１
と検出器２とは一体となって被検体３の体軸を中心とし
て回転可能に構成されている。４で示すのはデータ収集
部であり、Ｘ線の＋１射にまり被検体３を透過した透過
Ｘ線量を検出した検出器２によるデータ（投影データ）
を収集し、プ”イジタル値に変換した投影データを出゛
力するものである。５で示すのはＸ線管制御部であり、
Ｘ　ＩＰｉｉ　’ｔ’ｆ　１に高圧発生部６よｐ高電圧
を供給すると共に、後述するシステム制御部で制御され
るタイミング（ＣてＸ線管１を動作させるように構成さ
れている。７で示すのはシステム制御部であり、ＸＩｆ
９ＣＴ装餡各部の装作各部イミングを制御するように構
成たれている。８で示すのはデータ処理装置でちゃ、こ
のデータ処理装置８には前記デ−タ収集部４から出力さ
れる投影データが入力され、このデータを基に例えばコ
ンボリューション法七により断層像を再構成処理し、デ
ィスプレ・ｒコンソール９に断層像を表示するようにな
っている。尚、図中において２０は架台であり、１０は
コントロールコンソールであり、１１は架台機構制御部
である。

第２図は本発明のＸ綜ＣＴ装置に使用される多焦点Ｘ線
管の一例を示す概略説明図である。

同図において、１は複数の焦点（実施例では焦点数は２
個）を有するＸ線管であり、このＸ線管１は・熱電子を
放出するフイラメン）１２Ａ及び１２Ｂを設けた陰極と
、加速された電子が衝突するクーケ゛ット１３を備えた
陽極とよシな一二−陰極と陽極との間に高圧ケーブル１
４Ａ及び１４Ｂから供給される高電圧を印加するように
構成されている。ターグツト１３面のＡ及びＢＩｉフィ
ラメント１２Ａ及び１２Ｂから放出された電子が衝突す
る部分（焦点）であシ、この部分からＸ線が発生する。

尚、（２）中において、１５は陰極スリーブであシ、１
６は陽極軸である。第２図に示す実施例では多重フィラ
メント方式であるが、電子偏向による単一フィラメント
方式にしてもよい。重要なことは、同一の焦点の大きさ
を有し、且つ最適な位置に焦点を作り出すＸ線管を利用
することにある。又、実施例ではフィラメント１２Ａと
１２Ｂの切接１は外部によシ行なう例であシ、２系統の
高Ｈ−ケーブル１４Ａ及び１４Ｂが具備している。ここ
で焦ｆＦ、Ａ及び焦点Ｂの位置については、第３図に示
すように、多チャンネルの検出器２及びＸ線管１の回転
中心Ｃと、多チャンネルの検出器２のＸ線開口幅の中点
から＋１チャンネルずれた位置Ｈと結ぶ直線上に焦点Ａ
があり、前記回転中心Ｃと藺ハ１゛４今出器２のＸ線開
口幅の中点から一上チヤンネルずれた位置Ｇと結ぶ直線
」二に焦点Ｂがある。

このようにＸＩ％ｌ管１の熱点Ａ及び焦点Ｂを検出器２
に対して配置し、被検体の周シを回転しながら、Ｘ線を
周期的に曝射し、被検体の投影データを検出器２にて収
集する。焦点Ａ及びＢＦｉＸ線ノ（ルス４ＦＴに切シ換
える。このようにして収集したデータを検出器の各チャ
ンネル２Ａ、２Ｂ、２Ｃ。

２Ｄの各中点を通過する線として表わし、被４・・７惇
上にその線と回転中心Ｃを通る線とが直交する点として
表現したものが第４図である。同図において回転中心Ｃ
４中心とした被検体上の同心円は、Ｘ線管と検出器が被
検体に対して３６０°［「！１転したときの前記直交す
る点の軌跡を描いたものである。

例えば、焦点Ａから曝射されたＸ線の投影ブータラ検出
器のチャンネル２人の中点を通過する線Ｒとして表わし
λそのＲと回転中心Ｃｉ通る線とが直交する点をＰとす
れは、Ｘ線管ｌと検出器２とが３６０゜回転したときＫ
このＰの描く軌跡が最も外側の円であるＱとなる。この
ようにして焦点Ａ及び焦点Ｂから曝射されたＸ線の投影
データを表わした検出器の各チャンネル２Ａ、２Ｂ、２
Ｃ，２Ｄの各中点を通過する線と回転中心Ｃを通る線と
が直交する各々の点が３６０６スキヤンしたときに描く
軌跡は、第４図に示すよう忙回転中心Ｃを中心として被
検体上に描かれた同心円となる。この図面から明らかな
ように３６００回転時における焦点Ａ及び焦点Ｂがら発
するＸ線ビームによる被検体上のサンプリングが重複し
ておらず、被検体上には検出器サンプリングピッチの４
倍の密度のサンプリングが得られる。

尚、第４図では説明上の便宜のため、同一のＸ線管の位
置から焦点Ａ、ＢｊｐＸ線ビームを曝射しているが、実
際上は間欠的にパルスを出して焦点Ａと焦点Ｂを交互に
切り換える方式としている。

このような方式でも被検体上に描かれる前記同心円の軌
跡は同じである。

被検体の周りを３６０°回転しＭｆロジエクションのデ
ータを得た時のデータ配列は以下の表のようになる。

表 上記表のように奇数プロジェクションは焦点Ａ。

係数プロジェクションは焦点Ｂを使用したデータが得ら
れる。

上記データを基にして再’ｔ？’？成処仰を行う時のコ
ンボリューションは、プロジェクションイ１位なｑ）で
奇数／偶数は関係なく一様に処理がｂ］能である。

パックプロジェクション時に焦点位置Ａ、Ｂ＆てよシ補
間テーブルを変化させる。この時、奇数／係数プロジェ
クションは第４図に示すように１８０°対向する近辺に
あっても、絶対に同じ軌跡を描力・ない。つま９、再構
成マトリックスを極座標で表わした時、中心から一定間
隔の円Ｅ上に均一に・マツクプロジエクションされ、る
。

以上のように再構成処理の・マツクゾロジエクション時
に焦点位置に応じた崖標補間を行なうことに」＝す、検
出器の物理的サンプリング２．・Ｌ度を焦点１個のノー
マルの時に比し４倍に向上すること７５；できる。

上記実施例において、焦点位１ｒｉＡ及びＢとＸトノ管
及び検出器の回転中心Ｃとを結ぶ線を、検ＬＩＸＲ’ｒ
’ｉ３１ の物理的中点より各々＋ｉチャンネル、−ｉチャンネル
ずれている箇所に設定したのは、３６０°回転スキャン
による被検体を通るＸ線ビームのサンプリング間隔をｆ
Ｍにすると共にその間隔を均等にするためである。

尚、Ｖ上説明した本発明の実施例においては、３６０°
回転スキャンによる被検体を通るＸ線ビームのサンプリ
ング間隔を均等にすることができるが、実際の計算では
検出器周辺チャンネルにてサンプリングの不均一が発生
する。これは検出器が扇状ビームを検出器面にて９０°
で入射することを条件としているが、本発明では焦点位
置がずれているため検出器への入射角がチャンネル毎に
ずれており、周辺チャンネル程ずれが大きいからである
。しかし、扇状ビームのファン角度と比較すると実用上
は等間隔のサンプリングと考えてよい。

本発明は上記実施例に限定されることなく、本番のを旨
を変魁しない範囲で実施できる。例えばＸ線管における
焦点の個数は上記実施例で示した２個に限定されず、Ｎ
個の焦点にすることも可能である（Ｎ＝２．３．４・・
・）。この時のサンプリング密度は焦点１個のノーマル
の時に比べて２ＸＮ倍となる。

例えばＮ＝３の時の焦点の最適配「位置は、炊点り、Ｅ
、Ｆと回転中心Ｃを結ぶ線分の延長が検１　　３　　５ 吊器上においてその開口幅の中点から１２’１２’１２
チヤンネル各々ずれる位を灯に配置する。この時のサン
プリング密度は焦点１個のノーマル時に比べて６倍とな
シ、然もサンプリング間隔が均等になっている。

尚、本発明のＸ線ＣＴ装置により得られるデータは、被
検体上において均等にサンプリングされているので、対
向ビームを利用してのビーノ・倍増化の手法も効率よく
利用可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、多焦点Ｘ線管を活用し且
つこの焦点位置を最適配置することによシ、検出器の物
理的チャンネル数により限定される第３世代ＯＣＴ装置
におけるサンプリング間隔を高密度化できると共に、そ
のサンプリング間隔を均等にし、空間分解能の優れたＣ
Ｔ像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は前記実施例に使用される多焦点Ｘ線管の
一例を示す概略説明図、第３図は前記実施例における多
焦点Ｘ線管と検出器の最適配置状態を示す説明図、第４
図はＡｉ前記実施例における核検体上のす／７°リング
ピッチの概念を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体の周囲にＸ線管と多チャンネル検出器を対向させ
   た状態で回転させて所定周期毎にファンビーノ、状Ｘ線
   を被検体に曝射しζ検出器から投影で一夕を収集するＸ
   ＃ｊＩＣＴ装置において、前記Ｘｉ’ｌｌ、多チャンネ
   ル検出器のファンビーム状Ｘ□線開口幅の中点と多チャ
   ンネル検出器及びＸ線管の回転中心とを通る仮想線よシ
   互いに異なる所定距離に位置する複数の焦点を有する多
   焦点Ｘ線管によって描成し、Ｘ線透過データのサンプリ
   ング密バＩ：を増加したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置
   。