JPS62118244A - X線断層撮影装置 - Google Patents

X線断層撮影装置

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JPS62118244A
JPS62118244A JP60257769A JP25776985A JPS62118244A JP S62118244 A JPS62118244 A JP S62118244A JP 60257769 A JP60257769 A JP 60257769A JP 25776985 A JP25776985 A JP 25776985A JP S62118244 A JPS62118244 A JP S62118244A
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JP
Japan
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radiation detector
ray
stage
subject
rays
Prior art date
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Pending
Application number
JP60257769A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Takeshima
弘隆 竹島
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/02Investigating 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 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating 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 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046Investigating 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 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
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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】 産業上の利用分野 本発明は、被検体の検査部位にX線を放射して断層画像
を撮影するX線断層撮影装置に関し、特に被検体を透過
したトータルエネルギとしてのX線線量を計測すると共
にX線エネルギスペクトルの計測をも可能としたX線断
層撮影装置に関する。
従来の技術 従来のX線断層撮影装置は、第4図に示すように、X線
管1から放射されたX線ビーム2をコリメータ3により
所定のスライス厚にコリメートした後、被検体4に曝射
し、この被検体4を透過したX線を上記X線管1と対向
配置された放射線検出器5で検出して電気信号に変換し
、この電気信号を積分増幅器6により積分かつ増幅した
後1画像処理部7で計算処理して断層画像を再構成し。
この再構成された断層画像をモニタ8に表示するように
なっていた。ここで、上記放射線検出器5は、被検体4
を透過して入射したX線をそのまま検出して電気信号に
変換しており、上記被検体4を透過したX線の積分量と
してトータルエネルギを計測するものであった。
ところで、一般的に被検体では、X線の低エネルギ側の
方がX線吸収係数が大きいために、上記被検体4を透過
する前と後とでは、そのX線のエネルギスペクトルは第
5図に示すように変化する。
図では、被検体4を透過前のエネルギスペクトルS□を
実線で表し、透過後のエネルギスペクトルS2を破線で
表している。第5図から明らかなように、被検体4を透
過後のエネルギスペクトルS2は低エネルギ側でより大
きく減衰していることがわかる。また、被検体透過後の
X線のエネルギスペクトルは、被検体4を構成する物質
によっても第6図に示すように変化する。図では、被検
体4が水の場合のエネルギスペクトルS、を実線で表し
、被検体4が骨の場合のエネルギスペクトルS4を破線
で表している。この場合、被検体4が水の場合及び骨の
場合でも、透過X線のトータルエネルギは同等であるが
、第6図から明らかなように、骨の方が低エネルギ側で
のX線吸収量が多く、骨の場合のエネルギスペクトルS
4は低エネルギ側でより大きく減衰していることがわか
る。
発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のようなX線断層撮影装置においては、そ
の放射線検出器5は、被検体4を透過して入射したX線
の積分量としてトータルエネルギを計測するものであり
、X線の光子数を一つずつ計数するものではなかった。
従って、従来のX線断層撮影装置は、透過X線のエネル
ギ強度についての情報だけを計測しており、そのエネル
ギスペクトルについては計測できなかった。ここで、第
6図に示すように、被検体4を構成する物質によってそ
のエネルギスペクトルS、、S4は変化するが、従来の
X線断層撮影装置ではエネルギスペクトルの分布が計測
できないため、被検体4の物質識別が十分にできないこ
とがあった。このことから、被検体4に骨等の他の物が
含まれていると、実際よりもX線吸収係数が低く計測さ
れ、再構成した断層画像上にアーチファクトが発生する
ことがあった。また、透過X線のエネルギスペクトルが
計測できないので、適宜のところで一定のX線吸収係数
を設定して一律に断層画像を再構成していたが、特に被
検体4が大きくなると散乱線量が増加し、上記設定した
X線吸収係数から外れるところ、すなわち被検体4の厚
みが大きい中心付近において誤差が大きくなり、良い断
層画像が得られないものであった。そこで、本発明は、
被検体を透過したトータルエネルギとしてのX線線量を
計測すると共にX線エネルギスペクトルの計測をも可能
としたX線断層撮影装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、被検体の周り
に回転し該被検体に向けてX線ビームを放射するX線管
と、上記被検体を間に挟んでX線管と対向配置され該被
検体を透過したX線を検出して電気信号に変換する放射
線検出器と、この放射線検出器で得られた計測データを
処理して断層画像を再構成する画像処理部と、この再構
成された断層画像を表示するモニタとを有するX線断層
撮影装置において、上記放射線検出器は被検体を透過し
たX線についてX線線量を計測する前段放射線検出器と
し、この前段放射線検出器のX線の透過方向の後方には
上記前段放射線検出器により減弱された入射X線につい
てエネルギスペクトルを計測する後段放射線検出器を設
け、上記前段及び後段放射線検出器の計測データを画像
処理部で処理するようにしたことによってなされる。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明によるX線断層撮影装置の実施例を示す
説明図である。X線管1は、被検体4の周りに回転し該
被検体4に向けて扇状にX線ビーム2を放射するもので
ある。符号3は、上記X線ビーム2を所定のスライス厚
にコリメートするコリメータである。上記被検体4を間
に挟んでX線管1と対向する位置には、前段放射線検出
器9が被検体4の周りに回転可能に設けられている。こ
の前段放射線検出器9は、上記被検体4を透過したX線
についてトータルエネルギとしてのxsiia量を計測
するもので、複数の検出素子を多チャンネルに列状に並
べて成り、被検体4を透過したX線を検出して電気信号
(電流)に変換する。上記前段放射線検出器9の出力側
には、前段積分増幅器1oが設けられている。この前段
積分増幅器10は、上記前段放射線検出器9から出力さ
れた電気信号を積分しかつ増幅して、上記透過X線の線
急に比例する電気信号を生成するもので、その積分時間
は所定時間内のX線線量が計測できるように長くされて
いる。このようにして得られたトータルエネルギとして
のX線線量の計測データは。
画像処理部7に送出され、その内部に蓄積される。
上記前段放射線検出器9のX線の透過方向め後方には、
後段放射線検出器11が設けられている。
この後段放射線検出器11は、上記前段放射線検出器9
を透過して減弱された入射X線について光子数を計数し
てエネルギスペクトルを計測するもので、複数の検出素
子を多チャンネルに列状に並べて成り、被検体4及び前
段放射線検出器9を透過したX線を1個ずつ検出して電
気信号(電流)に変換する。ここで、現在の放射線検出
器の動作速度によれば、−検出素子が計測可能なX線の
光子数の計数率は最大でも10s〜10′個/sec程
度である。一方、上記前段放射線検出器9に入射するX
線の光子数は、被検体4が無い場合で1010〜101
1個/seeにも達している。従って、上記後段放射線
検出器11でX線の光子数を十分に計数するためには、
それを透過した後のX線量が10−4〜10°6にまで
減衰するだけのX線吸収量を有する放射線検出器を前段
放射線検出器9として用いればよい、上記後段放射線検
出器11の出力側には、後段積分増幅器12が各チャン
ネル毎に設けられている。この後段積分増幅器12は、
上記後段放射線検出器11から出力された電気信号を積
分しかつ増幅して、上記入射X線の光子エネルギに比例
した電圧に変換するもので、その積分時間は入射X線の
光子を1個ずつ計数できるように短くされている。上記
後段積分増幅器12の出力側には、A/D変換器13が
各チャンネル毎に設けられており、後段積分増幅器12
からの電圧信号はデジタル量に変換される。そして、こ
のA/D変換器13の出力側には、メモリ14が各チャ
ンネル毎に設けられており、 A7D変換器13からの
デジタル信号がデータとして蓄えられる。
ここで、1回のデータ計測時間は通常1〜数m513C
であるから、上記後段放射線検出器11の一検出素子に
例えば10′個/secのX線光子が入射したとすると
、103〜104個程度のX線光子を1回の計測で測定
できることとなる。従って、上記A/D変換器13の分
解能としては4〜8ビット程度のものが適当である。ま
た、計測データの統計的誤差は計測するX線の光子数に
依存し、光子数が増える程誤差の少ないデータが得られ
る。
そして、A/D変換器13の分解能とデータの処理時間
とは反比例の関係にあるので、上記分解能とデータの統
計誤差との関係を考慮して上記A/D変換器13のビッ
ト数を決めればよい。
上記各メモリ14に蓄えられたX線のエネルギスペクト
ルの計測データも前記画像処理部7へ送出される。そし
て、上記前段放射線検出器9で得られたトータルエネル
ギとしてのX線線量の計測データと共に処理された後、
モニタ8に断層画像として表示される。ただし、上記後
段放射線検出器11で得られたエネルギスペクトルの計
測データは、前段放射線検出器9を透過後のものである
ため、ここで求めようとする被検体4を透過直後のもの
とは異なっている。そこで、上記前段放射線検出器9の
X線吸収係数を予め測定しておき。
このX線吸収係数を用いて上記計測データを補正するこ
とにより、被検体4を透過直後のエネルギスペクトルと
して求めればよい。
第2図は本発明の第二の実施例を示す要部説明図である
。この実施例は、後段放射線検出器11が一つではなく
、X線の透過方向に複数個たとえばlla、llbの二
個を並べて、切換スイッチ15によりそれらの出力信号
をそれぞれ後段積分増幅器12へ切り換えて入力するよ
うにしたものである。これは、後段放射線検出器11へ
の入射X線量の大小に応じて、常に放射線検出器の最大
計数率で計数可能とするためである。すなわち、入射X
線量が少ないときは前方の第一の後段放射線検出器11
a側に切り換えて直接計測し、入射X線量が多いときは
後方の第二の後段放射線検出器11b側に切り換えてワ
ンクッションをおいて計測する。この場合は、例えば頭
部または腹部などのように被検体4の検査部位の違いに
よる入射X線量の大小に応じて、いずれの後段放射線検
出器11a、llbを用いるかを切換スイッチ15によ
り選択でき、常に最大計数率で計測してデータの統計的
信頼性を向上することができる。
第3図は第三の実施例を示す要部説明図である。
この実施例は、第1図に示す前段放射線検出器9と後段
放射線検出器11との間に、適度なX線吸収率を有する
物質でできたX線吸収体16を矢印A、B方向に移動可
能に設けたものである。これも、第2図の場合と同様に
、後段放射線検出器11への入射xmmの大小に応じて
、常に放射線検出器の最大計数率で計測可能とするため
である。
すなわち、入射X線量が少ないときはX線吸収体16を
矢印B方向へ移動除去して直接計測し、入射xsaiが
多いときはX線吸収体16を矢印A方向へ移動挿入して
ワンクッションをおいて計測する。なお、上記X線吸収
体16は一枚に限らず、何枚かを用意しておき、入射X
線量の大小に応じて挿入除去するX線吸収体16の枚数
を調整することにより、最大計数率に対して細かく調整
することができる。この実施例によれば、第2図の場合
と同様に、被検体4の検査部位の違いによる入射X線量
の大小に応じて常に最大計数率で計測できると共に、後
段放射線検出器11は一個でよいため、装置全体の構成
が容易かつ安価に行える。
発明の効果 本発明は以上説明したように、前段放射線検出器9を設
けると共に後段放射線検出器11を設け。
これら前段及び前段放射線検出器9,11の計測データ
を画像処理部7で処理するようにしたので、前段放射線
検出器9により被検体4を透過したトータルエネルギと
してのX線線量を計測できると共に、後段放射線検出器
11により被検体4及び前段放射線検出器9を透過減弱
した入射X線についてエネルギスペクトルを計測するこ
とができる。
従って、上記エネルギスペクトルの分布によって。
被検体4の物質識別を行うことができる。また、上記エ
ネルギスペクトルの計測データに基づいて再構成画像を
補正処理することにより、アーチファクトの無い良好な
断層画像を得ることができる。
さらに、上記エネルギスペクトルの計測データにより、
特定のエネルギ領域だけを用いて画像再構成を行えば、
被検体4のX線吸収係数の分布についてより詳しい情報
を得ることができると共に、従来装置では得られなかっ
た新たな画像を作れ、xg断層撮影装置の利用価値を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるX線断層撮影装置の実施例を示す
説明図、第2図は本発明の第二の実施例を示す要部説明
図、第3図は第三の実施例を示す要部説明図、第4図は
従来のX線断層撮影装置を示す説明図、第5図は被検体
を透過する前後におけるX線のエネルギスペクトルの変
化を示すグラフ、第6図は被検体の物質の相違によるX
線のエネルギスペクトルの変化を示すグラフである。 1・・・X線管 2・・・X線ビーム 4・・・被検体 7・・・画像処理部 8・・・モニタ 9・・・前段放射線検出器 10・・・前段積分増幅器 11・・・後段放射線検出器 11a・・・第一の後段放射線検出器 11b・・・第二の後段放射線検出器 12・・・後段積分増幅器 13・・・A/D変換器 14・・・メモリ 15・・・切換スイッチ 16・・・X線吸収体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検体の周りに回転し該被検体に向けてX線ビー
    ムを放射するX線管と、上記被検体を間に挟んでX線管
    と対向配置され該被検体を透過したX線を検出して電気
    信号に変換する放射線検出器と、この放射線検出器で得
    られた計測データを処理して断層画像を再構成する画像
    処理部と、この再構成された断層画像を表示するモニタ
    とを有するX線断層撮影装置において、上記放射線検出
    器は被検体を透過したX線についてX線線量を計測する
    前段放射線検出器とし、この前段放射線検出器のX線の
    透過方向の後方には上記前段放射線検出器により減弱さ
    れた入射X線についてエネルギスペクトルを計測する後
    段放射線検出器を設け、上記前段及び後段放射線検出器
    の計測データを画像処理部で処理するようにしたことを
    特徴とするX線断層撮影装置。
  2. (2)上記後段放射線検出器は、入射X線量の大小に応
    じて最大計数率で計測可能な状態に設定しうるようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のX線断
    層撮影装置。
JP60257769A 1985-11-19 1985-11-19 X線断層撮影装置 Pending JPS62118244A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4222941B4 (de) * 1991-08-19 2004-02-05 Instrumentarium Corp. Aufnahmeautomatik für ein Panorama-Röntgengerät
JP2009201885A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X線ct装置
JP2013143980A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Toshiba Corp X線ct装置
JP2016075676A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 株式会社東芝 光子計数装置及びx線ct装置

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