JPS62122636A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、Ｘ＠ＣＴ装置に係り、さらに詳しくは短時間
高速スキャンを可能とするＸ線発生及びその計測装置に
関するものである。

〔背景技術〕

Ｘ＠ＣＴ装置は、第８図に示すように、商用交流電源１
の交流電圧を三相高電圧変圧器２で三相高電圧（第９図
のＡ）に変換し、高電圧整流回路３で整流平滑している
。この整流平滑された高電圧（第９図のＢ及びＣ）をス
イッチ回路４でＸ線照射角度設定に応じてＸ線管装置５
に高電圧を印加してＸ線を発生している（第９図のＤ）
。このように、Ｘ線発生用高電圧発生装置は、交流電源
を用いている。

ここで、Ｘ線ＣＴ装置におけるＣＴ値は、Ｘ線吸収係数
を用いているため印加電圧の変動により大きな影響を受
け、前記商用交流電源の派＊Ｊ（リップル）によってＸ
ＩＣＴ画像ノイズを発生する。

このＸ＠ＣＴ画像ノイズを押えるため、Ｘ線管に印加さ
れる高電圧の高安定化が要求される。このために、第８
図に示すように、三相高電圧変圧器２や平滑用高圧コン
デンサを有する高電圧整流回路３が必要となる。これに
より装置が大型で重量が大きくなり、かつ高価格となっ
てしまうという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、Ｘ線発生の脈動（リップル）があって
もそれに影響されない方式を採用し、それによってＸ線
高圧電源の小型化、軽量化、低価格化をはかると共に、
Ｘ線ＣＴ画像の画質向上及び高速データ計測ができるＸ
１ｉＣＴ装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、Ｘ線高電圧発生装置、いわゆる高電圧変圧器
の一次側に交流電圧を発生するインバータを設け、この
インバータの駆動を、前記角度投影データ収集を行わせ
るための角度検出器の出力である角度信号に同期させ、
その状態で交流電圧を作り、Ｘ線を発生させる。このＸ
線は脈動（リップル）を有しているが、角度投影データ
収集と同期しているため、収集データは、脈動（リップ
ル）により撹乱されないので、再構成されたＸ線ＣＴ画
像にノイズが生じない。また、Ｘ線発生には脈動（リッ
プル）を極度に押える必要がないため。

三相高電圧変圧器や平滑用高圧コンデンサなど高価なも
のを必要としない。

なお、インバータを高周波で使用することにより装置の
軽量化をはかることができ、さらに、高速データサンプ
リングによるＸｍＣＴ装置の高速スキャンも可能となる
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

第１図は、本発明の一実施例のＸ＠ＣＴ装置の概略構成
を示すブロック図、第２図は、第１図に示すＸ線発生部
の電気回路図、第３図は、第１図に示す検出回路の具体
的な構成を示す回路図、第４図は、第１図に示す制御回
路の具体的な構成を示す回路図、第５図は２．第４図に
示すブリップフロップの具体的な構成を示す回路図であ
る。

本実施例のＸｔｌＡＣＴ装置は、第１図に示すように、
Ｘ線管１２とそれに対向したＸ線検出器１３とが１回転
板１０に取り付けられている。回転板１０の中央部には
、被検体１４が挿入されるように穴１１が設けられてい
る。前記Ｘｉ！管１２とＸ線検出器１３は、回転板１０
を回転させることによって被検体１４のまわりをＸ線を
照射しながら回転するようになっている。前記Ｘ線検出
器１３は、複数の検出素子からなる多チヤンネル型のも
のを用いる。また、前記回転板１０には、回転検出スケ
ール１５が取り付けられ、装置本体の筐体１００には１
回転角度検出器１６が取り付けられている。回転板１０
が回転すると、前記回転検出スケール１５と回転角度検
出器１６により回転角度が検出されて角度信号（ａ〕（
第７図のａ）を発生し、制御回路１７へ入力されるよう
になっている。

前記Ｘ線管１２の高電圧印加回路は、第２図に示すよう
に、交流電源（商用交流電源）ライン１８からの電力が
、整流回路１９に供給され、整流平滑された電圧が得ら
れる。この整流平滑された平滑電圧は、インバータ２０
に入力され交流電圧を発生するようになっている。

前記整流回路１９は、制御端子付整流素子（サイリスタ
）１９Ａ、平滑用コンデンサ１９Ｂ、チョッパートラン
ジスタ１９Ｃ，チョークコイル１９Ｄ、逆流防止用ダイ
オード１９Ｅからなっている。チョッパートランジスタ
１９Ｃは、交流電源電圧に同期した信号をそのベースに
入力させてチョッパートランジスタ１９Ｃを０Ｎ１０Ｆ
Ｆするようになっている。

前記インバータ２０は、Ｔ　ｒ　ｓ乃至Ｔｒ４の４個の
トランジスタで構成されている。このトランジスタＴ　
ｒ　ｓ乃至Ｔｒ４の４個を駆動させるには、前記角度信
号（ａ）によって制御回路１７からインバータ２０のド
ライブ信号（図示していない）が出力され、前記インバ
ータ２０のトランジスタＴ　ｒ　。

乃至Ｔｒ４のベースに入力されて、第７図の（ｂ）で示
すような波形がインバータ２０から出力される。すなわ
ち、前記角度信号（ａ）をもとに制御回路１７がインバ
ータ２０のトランジスタをＴｒｔとＴｒ４およびＴ　ｒ
　２とＴｒｓを交互にＯＮさせることにより交流電圧（
ｂ）を発生させるようになっている。

その交流電圧（ｂ）は、高電圧変圧器２１Ａと高電圧整
流器２１Ｂからなる高電圧発生器２１に供給される。こ
れによって、高電圧発生器２１からの出力は、第７図の
（ｃ）で示すような波形の高電圧が得られ、Ｘ線管１２
に印加され、被検体１４にＸ線が照射されるようになっ
ている。

前記制御回路１７は、第４図に示すように、前記角度信
号（ａ）に同期してインバータ駆動信号を発生するため
のインバータ駆動信号発生部Ｉと、検出回路２２の切換
信号ＭＰＸ（第７図のｆ）及びアナログ・ディジタル変
換器２３のサンプリングクロック（Ａ／Ｄ信号：第７図
のｆ）を発生するためのクロック発生部■とからなって
いる。

インバータ駆動信号発生部Ｉは、例えば、第４図に示す
ように、フリッププロップ（ＦＦ）１７Ａ、モノマルチ
バイブレータ１７Ｂｓ　（ＭＭ）、１７Ｂ２、インバー
タ駆動信号発生回路１７Ｃ１〜１７Ｃ４で構成されてい
る。インバータ駆動信号発生回路１７Ｃ１〜１７Ｃ４は
、それぞれ、第５図に示すようなフォトカプラＰＨ，ス
イッチング用トランジスタＴｒ等からなる前記ブリップ
フロップ１７Ａに角度信号（ａ）が入力されると、第６
図の（イ）で示すような波形の信号を出力し、この信号
をモノマルチバイブレータ１７Ｂ＋　、１７Ｂ２に入力
して、第６図の（ロ）、（ハ）に示すような波形の信号
を出力する。この信号（ロ）をインバータ駆動信号発生
回路１７Ｃｚ　、１７Ｃａのスイッチング用トランジス
タＴｒのベースに入力するか又は信号（ハ）をインバー
タ駆動信号発生回路１７Ｃ１゜１７Ｃ３のスイッチング
用トランジスタＴｒのベースに入力してインバータ駆動
信号を発生する。

クロック発生部■は、前記角度信号（ａ）を、第４図に
示すように遅延回路１７Ｄで遅延させてカウンタ１７Ｅ
に入力し、カウンタ１７Ｅのカウントを開始させるよう
になっている。カウンタ１７Ｅは、発振器１７Ｆからの
発振周波数をカウントアツプし、角度信号（ａ）の周期
ごとにリセットされ、カウントアツプ中、前記発振周波
数に同期したクロックを出力するようになっている。１
７Ｇはクロックを一時格納しておくためのシフトレジス
タである。

次に、Ｘ線透過データの計測部の構成について、第１図
及び第３図を用いて説明する。

被検体１４を透過したＸ線は、多チヤンネル素子からな
るＸ線検出器１３で電気信号に変換されて出力される。

ここで、第７図の（ｄ）で示すような波形は、Ｘ線検出
器１３のある１チヤンネルの出力を示したものであり、
高電圧発生器２１の出力高電圧Ｃｃ、）及び被検体１４
を透過したＸ線透過量により変化する。Ｘ線検出器１３
の出力信号（ｄ）は、検出回路２２に設けられているロ
ーパスフィルタ増幅回路２２Ａ（第３図）でノイズ成分
がカットされ、第７図の（ｅ）で示すような出力波形が
得られるようになっている。

また、前記出力信号（ｄ）及び信号（ｅ）は、多チヤン
ネル型Ｘ線検出器１３と多チヤンネル検出回路２２にお
ける１チヤンネル分を示したものであり、実際には５０
０〜１０００チャンネル分となる。

したがって、検出回路２２の中には、第３図に示すよう
に、マルチプレクサ（ＭＰＸ）２２Ｂが構成され、多チ
ャンネルの信号を順次切換えて、アナログ・ディジタル
変換器（Ａ／Ｄ）２３に入力し、第７図の（ｆ）で示す
ように、角度信号（、）の１周期内で全チャンネルのデ
ィジタル化されたデータを画像処理部２４に取り込むよ
うになっている。

前記画像処理部２４では周知のようにデータの補正、対
数変換、コンボリューション、バックブロジェクション
等のＣ子画像の再構成演算を行い、その再構成画像をデ
ィスプレイ装置２５に表示するようになっている。

次に、本実施例のＸ線ＣＴ装置の動作を簡単に説明する
。

第１図において、回転板１０を回転させると、前記Ｘ線
管１２とＸ線検出器１３が被検体１４のまわりをＸ線を
照射しながら回転する。この時、回転検出スケール１５
と回転角度検出器１６により回転角度を検出して角度信
号（ａ）（第７図）が発生され、制御回路１７へ入力さ
れる。

一方、交流電源ライン１８から電力が、整流回路１９に
供給され平滑電圧が得られる。この整流された平滑電圧
はインバータ２０に入力され、インバータ２０のトラン
ジスタＴ　ｒ　＋乃至Ｔｒ４は、制御回路１７からのイ
ンバータドライブ信号（図示していない）に同期してそ
れぞれＯＮして、第７図の（ｂ）で示すような波形の交
流電圧（ｂ）がインバータ２０から出力される。すなわ
ち、角度信号（ａ）に同期してインバータ２０のトラン
ジスタＴｒ１とＴ　ｒ　４及びＴｒ２とＴｒ３を交互に
ＯＮさせることにより交流電圧（ｂ）が発生される。

その交流電圧（ｂ）は、高電圧発生器２１に供給され、
第５図の（Ｃ）で示すような波形の高電圧（ｃ）が発生
され、Ｘ線管１２に印加されてＸ線が発生される。この
発生されたＸ線は被検体１４に照射される。

次に、被検体１４を透過したＸ線は、多チヤンネル素子
からなるＸ線検出器１３で電気信号に変換される。

Ｘ線検出器１３の出力信号（ｄ）は、検出回路２２に設
けられているローパスフィルタ増幅回路２２Ａでノイズ
成分がカットされ、第７図の（ｅ）で示すような波形の
出力信号（ｅ）が得られる。この出力信号（ｅ）は、ア
ナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２３に入力し、第
７図の（ｆ）で示すように、角度信号（ａ）の１周期内
で、全チャンネルのディジタル化されたデータが画像処
理部２４に取り込まれる。

前記画像処理部２４では、データの補正、対数変換、コ
ンボリューション、パックプロジェクション等のＸｌｉ
ＣＴ画像の再構成演算を行い、その再構成画像をディス
プレイ装置２５に表示する。

以上の説明かられかるように、本実施例によれば、角度
信号（ａ）によるプロジェクションとＸ線発生及びＸ線
透過データの取り込みが同期して行われるため、従来の
Ｘ１４１ＣＴ装置に要求された低リップルのＸ線発生が
要求されないため、簡単なＸ線高電圧発生装置で済み、
装置の軽量化及び低価格化が可能となる。

さらに、高速化スキャンにより、角度信号周期が短かく
なるので、高周波化が容易となる。

以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

なお、前記実施例では、本発明を第３世代（ローティー
ト／ローテイート方式）に適用した例で説明したが、本
発明は、第１．第２世代（トランスレート／ローティー
ト）、第４世代（ステーショナリ／ローティート）にも
適用できる。

また、前記実施例では、連続Ｘ線照射について説明した
が、本発明は、間欠Ｘ線照射（パルス状Ｘ線照射を含む
）にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によ九ば、以下に述べるよ
うな効果を得ることができる。

（１）、商用電源の交流電圧を整流し、それをインバー
タに入力し、交流電圧を発生させ、この交流電圧により
高電圧を発生し、この高電圧をＸ線管に印加してＸ線を
発生させるＸ線発生手段を設け、Ｘ線検出器の出力をデ
ィジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換器の
駆動と前記インバータの駆動を、角度信号に同期させて
データ収集を行う制御手段を設けたことにより、ＣＴデ
ータ計測におけるＸ線透過データとＸ線発生の同期が同
期して行われるため、計測ＣＴデータは、交流電源によ
るリップルのＸ線に影響されないので、低リップルのＸ
線発生が要求されない簡単なＸ線高圧発生装置で済み、
その装置の軽量化及び低価格化がはかれる。

（２）、前記（１）のプロジェクション（角度信号）同
期を短かくすることも可能であり、高速スキャンと高速
スキャン時におけるデータネ足を解消できるので、ＣＴ
両画像画質の向上がはかれる。

（３）、前記（１）及び高速スキャンによってＸ線発生
器の周波数が高くなり、従来大型で大重量となっていた
高電圧変圧器の小型化、軽量化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のＸ線ＣＴ装匝の概略構成
を示すブロック図、 第２図は、第１図に示すＸ線発生部の電気回路図、 第３図は、第１図に示す検出回路の具体的な構成を示す
回路図、 第４図は、第１図に示す制御回路の具体的な構成を示す
回路図、 第５図は、第４図に示すフリップフリップの具体的な構
成を示す回路図、 第６図は、第４図に示す各部の信号の波形を示すタイミ
ングチャート、 第７図は、本発明の一実施例のＸ１ＣＴ装置の各部の出
力及び信号の波形を示すタイミングチャート、 第８図及び第９図は、従来のＸ線ＣＴ装置の問題点を説
明するための図である。 図中、１１・・・回転板、１２・・・Ｘ線管、１３・・
Ｘ線検出器、１４・・・被検体、１５・・・回転検出ス
ケール、１６・・・回転角度検出器、１７・・・制御回
路、１８・・・交流電源ライン、１９・・・整流回路、
２０・・・インバータ、２１・・・高電圧発生器、２２
・・・検出回路、２３・・・アナログ・ディジタル変換
器、２４・・・画像処理部、２５・・ディスプレイ装置
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線発生手段と被検体をはさんでＸ線発生手段と
   対向するＸ線検出器とを設けた回転板を備え、この回転
   板を回転することによりＸ線ＣＴ値を計測するようにし
   たＸ線ＣＴ装置において、装置本体の筐体に設けられた
   前記回転板の回転を検出する角度検出器と、商用電源を
   整流する整流回路と、該整流回路の出力を交流に変換す
   るインバータと、該インバータの出力により高電圧を発
   生し、この高電圧をＸ線管に印加してＸ線を発生させる
   Ｘ線発生手段を設け、前記Ｘ線検出器の出力をディジタ
   ル信号に変換するアナログ・ディジタル変換器と、該ア
   ナログ・ディジタル変換器の駆動と前記インバータの駆
   動を、前記角度検出器の出力信号に同期させてデータ収
   集を行う制御手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ
   装置。