JPS6242613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に医学診断装置とその方法に関
し、更に詳しくはコンピユータ処理断層撮影法に
利用される種類のＸ線走査装置に関する。

本発明の目的は、１組の患者の診断にほぼ連続
的にかつ迅速に使用されるのに適し、しかも連続
的な動作によつて回転可能な幾つかの組立体の始
動と停止とを起し得る部品の物理的圧力付加を避
ける、コンピユータ処理断層撮影装置等に使用さ
れる走査装置を提供することである。

本発明の他の目的は、診断されている患者の一
部を通る一連の連続的な断面図を作成するように
使用される走査装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、回路部品の温度変化
または時間誘発変化から生ずる電子処理回路のド
リフトを補償する校正回路を組み入れることによ
つて、発生するデータの質、従つて像再生能力を
著しく向上させる走査装置を提供することであ
る。

本発明の更に他の目的は、信号処理条件づけ回
路を走査装置の回転組立体上の検出素子に物理的
に近接させることによつて、例えば走査装置に使
用される放射線源に接続している回路によつて誘
発される雑音とスプリアス信号を最小化する、コ
ンピユータ処理断層撮影装置等に使用される走査
装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、回転させられる走査
装置の一部と共に移動可能な連結手段を含むこと
によつて、装置の回転を同期的に停止したり逆転
したりする必要がなく、再生制御ステーシヨンに
供給される種々の信号情報及び放射線源用の電力
と制御信号が簡単にかつ有効に装置の回転部分に
往復される、コンピユータ処理アクシヤル・トモ
グラフイー装置（軸方向断層撮影装置）に使用さ
れる走査装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、種々の検出器によつ
て受信される放射線強度のレベルの差を補償する
回路を具備することにより、発生するデータの
質、従つて像再生能力を著しく向上することがで
きる走査装置を提供することである。

さて本発明に従うと、前述の目的及び以下の説
明の過程で明らかとなる他の目的は、内部に形成
された中央開口に沿つてのびている軸の周りに回
転可能な組立体、並びに組立体の回転軸が走査さ
れるべき部位の薄いほぼ平面状の部分に垂直であ
るように検査されるべき部位を中央開口内部に配
置するための手段とを有する走査装置によつて達
成される。透過性の放射線、例えばＸ線やガンマ
線、の発生源が組立体の一方の側に向かつて取付
けられていて扇形ビームの形の放射線を生ずる。
放射線の検出手段が放射線源に対向して放射線の
反対側に配置されて、走査されるべき部分を横切
つた非吸収放射線を検出する。扇形ビームが複数
の入射方向から部位に衝突するよう組立体を回転
させる手段が設けられている。

すぐ近くの検出器から出力信号を受信するよう
信号処理条件づけ手段が回転可能な組立体上に取
付けられていてこの組立体と共に移動可能であ
る。この信号処理条件づけ手段はこれ自身に供給
される信号を増幅し、かつデジタル信号に変換す
る。

前述の組立体と共に回転可能なスリツプリング
接続手段が信号処理条件づけ手段から出力を受信
し、そしてこれら出力信号をコンピユータ制御と
像再生のステーシヨンに供給する。前述の接続手
段はまた前述のステーシヨンにある中央制御論理
回路、スイツチなどから制御信号を受信したり、
それらに制御信号を送つたりする。

前述の組立体と回転可能な別のスリツプリング
手段も設けられていて、放射線源、典型的にはＸ
線管、に電源入力と制御入力を供給するための接
続手段の役割りを果たす。

前述の組立体は連続的に回転可能であつて順次
360度またはそれ以下の回転をし、組立体の回転
のいずれの選択された点においても一連の診断を
開始することができる。

複数の別個の素子より成るのが望ましい検出手
段には患者の診断に付随して検出素子に接続して
いるチヤネルの相対的利得を調節するための手段
が設けられている。これによつて例えば回路部品
の時間または温度が誘発した変化から生ずる前記
チヤネルのドリフトが補償される。

第１図には外部斜視図が示され、この斜視図は
本発明に従う走査装置１０を幾分簡略化している
ものである。第１図は第２及び３図と同時に考察
されるべきである。装置１０は外側にカバー１２
を有し、この内部ではフレーム１４（第３図）が
回転可能な組立体１６を支持している。組立体１
６は第２図に明瞭に示されている。走査装置１０
はコンピユータ処理断層撮影装置（トモグラフイ
ー装置）の一部を成し、後者の装置の残りの部品
は第４図に関連して更に詳細に説明することとす
るが、主として制御部品と像再生部品と像表示部
品より成るものであり、これらの大部分は制御及
び像再生ステーシヨン２０に含まれている。装置
１０は第１図に連絡線１８で概略的に指示されて
いるように種々の制御導線を介してステーシヨン
２０と連絡している。従つて、装置１０による走
査の結果得られたデジタル情報はステーシヨン２
０に送られる。今度はステーシヨン２０が、装置
１０内にある例えば放射線源、モーター及び他の
部品の種々の電源電圧同様、装置１０を動作する
ための制御情報を生ずる。

回転可能な組立体１６はステンレス鋼または他
の金属より成る外側シリンダ２２を含み、モータ
ー２８によつてその中心軸２６の周りで方向２４
の方に回転させられる。モーター２８の駆動輪３
０はシリンダ２２の周りに固定されている駆動カ
ラー３２に支持されている。駆動輪３０はゴム面
３４などを含み、その高い摩擦係数によつてシリ
ンダ２２の回転のすべりを避けるのに有効であ
る。

第１図と第２図を比較することによつて明らか
となるように、回転可能な組立体１６の中央開口
３６は装置１０内部で診断されるべき患者５４を
搬入する働きをする。プラスチツクなどより成る
スリーブ３８はカバー１２に固定されていて固定
基準フレームを形成している。スリーブ３８は幾
つかの利点を有し、特に開口３６内部に配置され
ている患者に心理学的に良い影響を与える。

装置１０が使用されている間、患者５４は位置
決め台４０の上面４２に置かれる。上面４２は患
者５４を装置１０の内部まで運び入れることがで
きるよう中心軸２６に沿つて移動可能である。診
断過程の間、患者を適切に配置することを助ける
ため、レーザービーム源４４が装置１０の正面の
頭上位置（第３図）に配置されていてレーザービ
ームが軸方向位置にある患者に衝突する。レーザ
ービーム源はまたカバー１２にも取付けることが
できる。位置決め台４０は第４図に関連して後に
詳細に説明するように、患者５４のからだを通る
連続的な横走査を容易とするため台４０を徐々に
進める作動手段を有する。この作動手段はまた患
者の位置決めを容易とするため台４０を他の方向
に移動させる。

組立体１６の前端は板４８を保持しており、こ
の板４８の周辺には放射線源５０が取付けられて
いる。放射線源５０は扇形ビーム５２の形のＸ線
パターンを投射することのできるＸ線源より成る
ことが望ましい。扇形ビーム５２は公知のように
Ｘ線源の正面に配置されているコリメータ（図示
せず）によつて形成される。扇形ビーム５２は少
なくとも検査されるべき対象物（これは本実施例
の場合もちろん患者５４である）と同じくらい広
いのが望ましい。

全体が５６で指示されている検出手段は放射線
源５０の正反対側に、つまり板４８の対向端に向
かつて取付けられている。検出手段は、光電子増
倍管、ホトダイオードなどと組合わされたクリス
タル・シンチレータのように、Ｘ線及び類似の電
磁放射線と共に使用されるのに適している検出器
を使用することもできるけれども、キセノン・ク
リプトン検出器のような電離箱の配列より成るの
が望ましい。検出器の配列の個々のセル５８はコ
リメータ板６０によつて分離されている。コリメ
ータ板６０とセル５８は配列の両端に向かつて進
むにつれて放射線源５０に向かつて傾斜が増加す
るように向けられている。従つてビーム６２のよ
うなビームが適切なセルに対してそのセルの軸に
沿つて実際に入射する。

本発明の１つの重要な特徴に従い、検出手段５
６は全体が６４で指示されている信号処理条件づ
け手段に物理的に非常に近接している。実際に、
図示されている装置においてはこれら２つのブロ
ツク５６と６４は互いに背中合わせになつてい
る。通常組立体１６と共に回転可能なこれらブロ
ツクが近接していることによつてスプリアス信号
が種々の検出チヤネルに混入する可能性が最小化
されるため、前述の物理的近接は本発明に重要な
利点をもたらす。これは本実施例において特に重
要である。なぜならＸ線源などに印加される高電
圧がそのようなスプリアス信号を導く可能性を増
大させるからである。

これまで述べた幾つかの部品を含むことに加え
て、組立体１６は補強リング６６、横断支柱６８
のような幾つかの補強部材を含む。これら部品の
目的は組立体１６全体の強度を実用的な程度にま
で増大させ、それによつて振動の影響と望ましく
ないたわみが生ずる可能性を減少させることであ
る。これら振動とたわみのいずれも検出構造物の
幾つかに圧力を加えて検出手段の電気応答特性を
変化させることによつて誤まつた出力を生ずるこ
とがあるため特に検出構造物に有害である。

Ｘ線診断の場合、コリメータによつて決定され
る扇形ビーム５２の厚さは対象物の中央で典型的
に１mmと15mmの間である。

放射線源と検出器の配列がおよそ１ないし15秒
の間、患者に対して相対的に回転させられるとき
（精密な再生を行なうときには連続的に回転させ
られる）、吸収された放射線の量は検出手段５６
によつて測定される。データの取得は装置の360
゜の相対的１回転の間行われる。本装置はまた幾
つかの回転の間データを取得するのにも十分に適
しており、これはデータの量が増加するためすぐ
れた像が得られる。検出手段５６からのデータ
は、適当に処理され条件づけられた後、ステーシ
ヨン２０に供給されて重畳され、適当に蓄積さ
れ、そして他のデータと共に後にバツクプロジエ
クトされ、かくして診断された患者５４の薄い断
面部分のレプリカである出力像が得られる。デー
タを必ずしも視覚的に識別可能な像に変換する必
要はなく、他の分析的な形、即ち数値などに表現
することもできる。

第３図を参照して本発明の他の特徴を説明する
に、組立体１６の全部分への電気的接続は全体が
数字７０で指示されているスリツプリング組立体
を介してなされる。詳細に説明すると、高電圧入
力線７２と７４は組立体７０のカバー部分７６に
設けられている。このカバー部分７６は不動であ
る。スリツプリング組立体の接続関係は第６及び
７図に関連して後に説明するが、スリツプリング
組立体７０は組立体７０のカバー部分８２から出
ているケーブル７８，８０を通して放射線源５０
に必要な付勢電圧を与えることを可能としてい
る。カバー部分８２は補強リング６６とフレーム
リング８６の間の軸受８５に支持されている組立
体１６と共に回転する。

同様に、板４８に取付けられている電気素子用
の種々の低電圧制御信号の検出出力のための、そ
して放射線源５０の低電圧入力（陽極回転体用）
のための種々の低電圧接続はすべてスリツプリン
グ組立体７０の部分８８内部に含まれているスリ
ツプリング接続体によつてなされる。外側接続体
９０の幾つかは部分８８にあらわれており、部分
８８の外側カバーはもちろん不動である。スリツ
プリング組立体７０の細部はすでに述べたよう
に、第６及び７図に関連して後に説明することと
する。

第４図の概略電気ブロツクダイアグラムは装置
１０にある種々の部分の相互関係を示すものであ
る。第４図はまた装置１０とそれに関連する部品
の間の関係、及び装置１０と共に利用される完全
コンピユータ処理アクシヤル・トモグラフイー装
置９２の種々の作動部品を示すものである。

トモグラフイー装置９２は全体として機械・患
者領域９４と、この領域に通ずる制御及び像再生
ステーシヨン２０を含む。領域９４は第１ないし
３図に関連してこれまで説明して来た部品を含む
ものである。

トモグラフイー装置９２のうち、組立体１６に
取付けられて一体に動く部分は同じ参照数字１６
で指示されている破線内部に全体が示されてお
り、検出器配列５６、Ｘ線管の形態の放射線源５
０、検出器配列５６に必要な電圧を印加する高圧
電源９６、検出器配列５６から出ている種々の信
号チヤネルを有する増幅多重化ブロツク９８、検
出器電子制御論理回路１００、並びにブロツク９
８から出力を受けてそれをデジタル形で制御及び
像再生ステーシヨン２０に伝送するためのアナロ
グ・デジタル変換器１０２を含む。

組立体１６への全接続はすでに述べたようにス
リツプリング組立体を通してなされる。詳説する
と、変換器１０２の出力はスリツプリング組立体
１０４を介して入力／出力・ダイレクトメモリー
アクセス制御手段１０６に供給される。同様にし
て、ステーシヨン２０にある中央制御パネル・論
理回路１０８と、検出器電子制御論理回路１００
の接続はスリツプリング組立体１１０を介して行
われる。同様にして、Ｘ線管５０の電源電圧と励
起電圧のすべては一連のスリツプリング１１２，
１１４，１１６及び１１８を介して得られる。ス
リツプリング１１２は陽極の回転を開始してそれ
を持続するためＸ線始動器１２０を接続し、スリ
ツプリング１１４は電源１２２から高電圧を供給
し、スリツプリング１１６はＸ線グリツド制御装
置１２４を接続し、スリツプリング１１８はフイ
ラメント回路電源１２６を接続する。

Ｘ線管５０等への種々の電力入力は、制御及び
像再生ステーシヨン２０または機械・患者領域９
４にあるが回転する組立体１６の一部を形成しな
い不動の基本的に慣習的な装置から生ずる。詳細
に説明すると、高電圧制御装置１２８が設けら
れ、この制御装置が高圧電源１２２に導線１３０
を通して制御信号を供給する。これら両部品はす
でに指摘したように回転する組立体１６の外側に
ある。高電圧制御装置１３２は高電圧制御装置１
２８と接続している。公知の連動装置が設けら
れ、１３４に概略的に示されている。同じ高電圧
制御装置１３２も制御線１３６を通してＸ線始動
器１２０の作動を制御する。フイラメント回路電
源１２６には導線１３８、調節手段１４０を通し
て電力が供給される。調節手段１４０は入力導線
１４２、位相制御装置１４４を通して電力を供給
される。そのような位相制御装置１４４はフイラ
メント回路の不均一な温度分布を避けるためフイ
ラメント回路の付勢に関連して使用される。

位相制御装置１４４はまた導線１４６を通して
中央制御パネル・論理回路１０８に入力を供給す
る。この入力はＸ線グリツド制御装置１２４の作
動に関連して、つまり導線１４８を流れる電流の
位相に従つて使用される。Ｘ線グリツド制御装置
１２４は本装置の動作サイクルの間、Ｘ線をパル
スの形で放出するようＸ線管のグリツドに周期的
にパルスを供給する。このＸ線パルスは典型的に
組立体１６の回転の各一度につき１個のパルスの
割合であるが、回転の各一度につき２個またはそ
れ以上のパルスの割合でもよい。更にまた別のパ
ルスの組み立てを使用することもできる。

本発明の重要な一態様に従い、全接続にスリツ
プリングを使用することによつて組立体１６の回
転を周期的に停止する必要が避けられる。実際に
本装置の動作の好適な態様において組立体１６の
回転は絶えず維持される。例えば、そのような回
転はひとりの患者について一連の断面走査が行わ
れている間続けられる。あるいは、複数の患者に
ついて順次走査が行われる間そのような回転が続
行される。これは時間を節役し動作を最小化する
だけでなく、組立体の停止と開始によつて装置の
諸部品に加えられる物理的な応力を除去するとい
う、重要な利点をもたらす。この応力は組立体の
非常に重い構造部品に加えられる応力、Ｘ線管の
高速回転陽極部分に加えられる応力、及び特に検
出器に有害な振動応力を含む。

360゜の走査はオペレータが中央制御パネル・
論理回路１０８にそのような走査の命令を入れる
ことによつて開始される。すでに説明したよう
に、回転は連続的に行われるため、患者について
の走査サイクルを組立体１６の回転のいずれの点
でも、つまり一連の走査が開始されるときの特定
の角度設定にかかわらず、開始することができる
ことも望ましい。これは以下に述べる理由によつ
て重要である。本装置の典型的な動作態様におい
て、完全な360゜の走査、つまり組立体１６の完
全な一回転、は１ないし６秒以内で行われる。こ
れは同一の目的に従来装置が費した時間に比較す
ると非常に短かい時間である。しかし、そのよう
な走査サイクルの間、像がぼけることを避けるた
め患者は呼吸を止めることが望ましい。もし走査
サイクルが組立体１６の回転の１個の点のみで開
始可能ならば、オペレータの操作開始から６秒間
ほぼ走査が開始されないということがあり得る。
従つて、患者が呼吸を止めなければならない全時
間は12秒であり得る。これは比較的望ましくな
く、特に虚弱な患者が診断されているときに望ま
しくない。そのような理由により、本装置には中
心位置検出器１５０が設けられている。検出器１
５０は発光源１５２（例えば発光ダイオード）、
及びフオト・トランジスタ１５４のような光検出
素子を含む簡単な光学的に結合されたスイツチよ
り成る。板４８に取付けられている突起１５６は
組立体１６と共に回転可能であり、発光源１５２
とフオト・トランジスタ１５４の間の光路を組立
体の各回転の間一度だけ横断する。検出器１５０
の出力は導線１６６を介して位置計数器１６０に
供給される。中央制御パネル・論理回路１０８で
走査サイクルが開始されると、計数器１６０を始
動させる始動信号が導線１６２を進む。連続的な
回転の間、中央制御パネル・論理回路１０８から
グリツド制御装置１２４に供給されるパルス制御
信号は導線１６４を介して位置計数器１６０にも
供給される。中心位置に到達すると、突起１５６
は検出器１５０での光路を横断し、そして停止信
号が導線１６６を通して計数器１６０に供給され
る。次に計数器１６０の計数値は導線１６８を通
して中央制御パネル・論理回路１０８に供給され
る。この計数値から回路１０８は走査の間検出器
によつて得られた各組の走査データの絶対角度位
置を指示する情報ストリームを決定する。組立体
１６の回転はすでに説明したようにモーター２８
によつて行われる。このモーター２８には連動装
置１７０が設けられている。モーター２８は中央
制御パネル・論理回路１０８によつて動作させら
れたり動作を停止させられたりする。

検出器配列５６は典型例において301個の別個
の検出素子を含む。これら検出素子はすべて非常
に低いレベルのアナログ出力信号を生ずる。対応
する信号処理条件づけチヤネルの配列はこれら信
号を増幅し積分し、そしてそれをマルチプレクサ
１９２に供給する。マルチプレクサ１９２は信号
を多重送信してアナログ・デジタル変換器１０２
に供給する。これらの技術の使用によつて検出器
からの多数の入力信号は十分に減少させられて、
比較的小さなAD変換器、つまり16ビツトのAD変
換器、を利用できる。その結果、１本の出力線１
７４が多数のチヤネルからデータ・ストリームを
運搬する。組立体１６から制御及び像再生ステー
シヨン２０にデータを供給するために、出力線１
７４のように比較的少数の出力線が使用される。
数百のチヤネルのうち実際に第４図に示されてい
るのはわずか２つである。実際上、例えば20本前
後の出力線１７４が総数301のチヤネルに典型的
に作用することができる。

第４図に示されている回路において、増幅器配
列１８０は複数の演算増幅器１７６より成り、一
連のFETスイツチ１７８が積分器配列１８４の
一部を形成する一連の積分器１８２に送られる増
幅器１７６の出力を通過させたり、通過を阻止し
たりする。

検出信号処理条件づけチヤネルでの種々の動作
は論理回路１００の制御を受ける。検出信号はレ
ベルを上げるため増幅され積分された後、マルチ
プレクサ１９２で時間多重化される。マルチプレ
クサ１９２は伝送チヤネルの条件をかなり緩和
し、そしてすでに述べたように多重化した信号を
アナログ・デジタル変換器１０２に供給する。そ
こで信号はスリツプリング組立体１０４を通過し
て入力／出力・ダイレクトメモリーアクセス制御
手段１０６に送られる。制御手段１０６は導線１
９０を通してコンピユータ１８８と接続してい
る。次に検出データはコンピユータ１８８と接続
している例えばデイスク１９１または他の記憶素
子の適当な記憶箇所に格納される。コンピユータ
１８８は本用途のような目的に使用するのに適当
な周知のデジタル・コンピユータであるのが望ま
しい。

コンピユータ１８８に供給される情報を表示し
処理するのに役立つ他の種々の部品、例えばカメ
ラ１９５と接続している画像表示装置１９４、静
電プリンタ１９６、プリンタ１９８、CRT端子
２００及び磁気テープ記録手段２０２は、トモグ
ラフイー装置９２と接続している。これら諸部品
の動作自体はデータ処理装置において周知である
のでそれらを詳細にここで説明する必要はない。

一連の横断面で患者５４を順次走査するため
に、位置決め台の上面４２には中央開口３６に向
かつて軸方向に上面４２を徐々に進めると共に患
者を適当な方向に向けるよう上面４２を他の方向
に移動させるための手段が設けられている、とい
うことをすでに述べた。第４図に示されているよ
うに、これは位置決め台移動手段２０６を駆動す
る移動モーター２０４によつて簡単に行われる。
モーター２０４はモーター駆動手段２０８によつ
て徐々に駆動される。モーター駆動手段２０８は
各回転走査の終りに信号が中央制御パネル・論理
回路１０８から進み、制御線２１０を通して中央
制御パネル・論理回路１０８によつて周期的に作
動させられる。中央制御パネル・論理回路１０８
はモーターをステツプ状に移動させる。すると位
置決め台の上面４２は機械的なつながりによつて
徐々に移動させられ、例えば開口３６に向かつて
徐々に進む。

しばらく第２図を参照するに、患者の走査の過
程の間、ビーム６２のような扇形ビーム５２の外
側ビームはビーム６１のようなより中央よりのビ
ームに比較して通常薄い組織を通過する。物理的
なコンペンセータ（つまり、放射線吸収物）に代
わつて、またはそれに加えて、そして信号処理条
件づけチヤネルの性能を向上させる目的で、種々
の検出信号チヤネルを例えば利得チヤネルに異な
る値の抵抗器を使用することによつて異なつた利
得特性を有するようにすることができる。従つ
て、ビーム６２のような外側ビームの検出器に接
続しているチヤネルはビーム６１のような大いに
吸収された中央ビームから生ずる信号を処理する
チヤネルより小さな利得を有する。

第４図の増幅多重化ブロツク９８として使用さ
れる好適な回路構成は第５図に示されている。こ
の第５図に示されている回路は本装置に関連して
生ずる２つの問題を解決するのに特に有効であ
る。第１に、人体の一部の走査の間典型的に遭遇
する通路密度の大きな差（これは扇形ビーム５２
の端ビームの幾つかがすべて人体の外側を通ると
いう、または部分的に人体を通るという事実を含
む）によつて検出器配列５６の出力の差は大き
い。更に、これらのレベルはまず第１に非常に低
い。典型例において、典型的な状況で経験する検
出出力の範囲は1pAから300nAまで及ぶ。これに
よつて今度は信号処理回路が非常に敏感であるだ
けでなく、非常に広い変動範囲の信号に比較的に
均一に応答する必要が生じやすい。

更に、ドリフトによつて本装置には別の重大な
問題が生ずる。このドリフトは本装置の長期の動
作の過程の間、検出信号処理チヤネルに生ずる。
ドリフトによる影響はチヤネルごとに異なるた
め、長期間の間にアンバランスが生じ、その結果
データに誤まりが生ずることがある。第５図の回
路は前述の問題の両方を完全に解決するものであ
る。詳細に述べると、第５図の回路は患者の走査
に付随して種々の検出信号処理チヤネルの再校正
を行なうものである。

本装置を含む１日の運転のはじめに検出器列５
６から出発している複数のチヤネルが校正され
る。詳細に述べると、いわゆるフアントム、つま
り均一なポリエチレンのような既知の物質のブロ
ツク、が最初に装置に置かれ、そしてＸ線走査を
利用してそのような物質によつて試験走査運転を
行なつてベースラインを設定する。種々のチヤネ
ルの利得を一様にするため、または標準化するた
めコンピユータ１８８が有効に利用される。全然
吸収されなかつたＸ線ビームの強度の測定も行わ
れる。つまり、これはフアントムの端での透過特
性も含む。この作業の目的は事実上Ｘ線源の絶対
強度を指示して後の比較に備えることである。

代表的なチヤネルを図示している第５図を参照
するに、検出電離箱２１２の出力は走査の間積分
器２１４に送られ、積分器２１４の出力はサンプ
ル・ホールド回路２１６に、次にアナログ・マル
チプレクサ２１８に送られ、そして最終的にアナ
ログ・デジタル変換器２２０に送られる。積分器
２１４の出力はまた導線２２２を通してレベル検
出器２２４に送られる。レベル検出器２２４の出
力はJKフリツプフロツプ２２６の一入力とな
る。JKフリツプフロツプ２２６のもう１方の入
力は水晶基準周波数発生源２２８から得られる。
この基準周波数はまた他のすべての検出チヤネル
の対応するフリツプフロツプにも送られる。フリ
ツプフロツプ２２６のＫゲートには２３０から高
レベル・デジタル信号が供給される。

検出電離箱２１２からの信号は積分器２１４で
積分され、その出力は波形２３２によつて指示さ
れているように実際に負の信号である。十分に弱
まつた負のレベル２３４が得られたとき、レベル
検出器２２４に信号が発生し、この信号は次のク
ロツクパルスが生ずるときフリツプフロツプ２２
６を動作させる。今度はフリツプフロツプ２２６
がパルスを計数器２３６に供給し、この計数器の
出力は各測定期間の終了時にラツチ２３８にスト
ローブされる。ラツチ２３８の出力はデジタル・
マルチプレクサ２４０は、そして次にコンピユー
タ１８８に供給される。信号レベル２３４に信号
が達するごとにフリツプフロツプ２２６からのパ
ルスが放電回路２４２を付勢する。この放電回路
２４２はFETスイツチと定電流源を有する。こ
の放電回路は積分器２１４を波形２３２の高いレ
ベル２４４にリセツトする。

計数器２３６、ラツチ２３８及びデジタル・マ
ルチプレクサ２４０を含む第５図の回路の枝路は
方向決定回路として有効に働く。つまり、それに
よつて測定されたカウント数は検出電離箱２１２
の出力レベルの方向を指示する。同様に積分器２
１４、サンプル・ホールド回路２１６、アナロ
グ・マルチプレクサ２１８及びアナログ・デジタ
ル変換器２２０は検出電離箱２１２の出力の精密
測定枝路を有効に構成する。もちろん図示の回路
構成は非常に広いダイナミツク応答レンジを有す
る。

第５図の回路は更に前述の目的のため校正を可
能とする。詳細に述べると、全部の検出チヤネル
に共通な高基準源２４６と低基準源２４８が設け
られており、これら基準源は高抵抗器２５４を含
む枝路２５２によつて積分器２１４の前で共通点
２５０に接続されている。高基準源２４６と低基
準源２４８（これはアースされている）の切替は
コンピユータ１８８に接続されている制御線２５
６によつて行われる。スイツチ２５８は実際にリ
ード・スイツチを構成し、それの制御素子はコン
ピユータ１８８によつて動作される。

前述の回路の校正のための動作は次のようにな
される。患者が例えば第１図に示されているよう
な所定の位置に置かれ、そしてすでに説明したよ
うにＸ線源５６をオンにしたまま回転の１サイク
ルが行われる、次に、所定のサイクルが終了する
とＸ線源をオフにして更に回転される。この回転
は校正のための作動である。この校正作動の間、
スイツチ２５８は高基準源２４６と低基準源２４
８の位置の間で順次に切替えられる。この動作の
結果、相対的な利得は複数のチヤネルの各々で決
定される。つまり、一方の高基準入力と他方の低
基準入力の間に相対的利得が決定される。その日
の動作の初めに行われたものと同じ標準化を行な
うため、次にコンピユータが種々のチヤネルの実
効利得を調整してそれらを均一化または標準化す
る。従つて、隣接するチヤネルは一方に高基準入
力、もう一方に低基準入力が使用されているとき
事実上同じ相対利得を生ずる。もちろん、このた
めにチヤネル内の電子部品の調整を行なう必要は
なく、単にコンピユータで処理される数値の変更
を行なうだけでよい。

その日の動作の初めの最初の校正に関連してす
でに述べたように、端の測定も行なわれる。この
目的は動作開始時のＸ線源の絶対強度と校正時の
Ｘ線源の絶対強度の比較を可能とし、それによつ
てコンピユータがＸ線源の強度変化も調整できる
ようにすることである。

前述の動作に加えて、コンピユータはまたアナ
ログ・デジタル変換器２２０の出力とデジタル・
マルチプレクサ２４０の間の精密な倍数を決定す
る。これは放電回路２４２から平均してＮ＋1/2
個のパルスを生ずる信号を高基準源２４６として
使用することによつて行われる。次に２つの出力
を比較すると前述の倍数が指示され、それによつ
てコンピユータによる検出出力の精密な補償が可
能となる。

前述の校正手順のすべては患者５４を所定の場
所に置き、患者の走査の直前または直後に行われ
る。校正手順はオペレータが論理回路１０８に命
令を入れることによつて手動で開始される。ある
いは、校正手順は論理回路１０８の制御のもとに
自動的に進行する。

本発明の重要な特徴、並びに組立体１６の連続
的な回転を含むすでに指摘した本発明の幾つかの
特徴を実現するものはＸ線管への付勢接続と制御
接続の両方それに装置１０への他の制御入力と装
置１０から外部への出力を導くために使用される
種々の接続を可能とするスリツプリング組立体７
０の使用であるということ、をすでに説明した。
スリツプリング組立体７０の概要は第３図に関連
してすでに説明した。スリツプリング組立体７０
の詳細を次に第６図と第７図を参照して説明す
る。

最初に第６図を参照するに、カバー部分８２の
回転はリンク２６０によつてシリンダ２２と一体
に行われる。リンク２６０はカバー部分８２に固
定されていてピン２６２と係合する。ピン２６２
はシリンダ２２の後方側２６４から突出してい
る。第７図にはＸ線管５０に接続している高電圧
ケーブル８０同様、電源１２２から出ている高電
圧入力線７２と７４が図示されている。低電圧の
入力と出力のための一連のコネクタ９０も図示さ
れている。これらは不動部材であるカバー部分８
８に取付けられている。即ち、コネクタ９０から
出ている種々の接続線は制御及び像再生ステーシ
ヨン２０に接続されており、ある場合には例えば
Ｘ線始動器１２０からの低電圧入力に、そして組
立体１６の信号処理条件づけ回路用の交流電源に
接続されている。

次に主として第７図の断面図を参照するに、組
立体７０の部分８８に設けられているスリツプリ
ング組立体は回転する機械類に低電圧入力を伝送
するために従来から利用されて来た一般的な種類
のものであるため、この図では非常に詳細には示
されていない。１組の低電圧ケーブル２６６は組
立体７０のチユーブ２６８を通つている。チユー
ブ２６８は透明合成樹脂などのような絶縁材より
成る中心部材２７０内部に取付けられている。中
心部材２７０は前板２７２から、後方軸受支持体
２７６と軸受支持リング２７８に近い点２７４ま
でのびている。前板２７２、中心部材２７０及び
リング２８０は高電圧ケーブル７８，８０と同様
に組立体１６と共に回転する。第３図を比較する
ことによつても明らかなように、カバー部分７６
は回転しない。このカバー部分はすでに述べた高
電圧入力線７４と７２を保持している。これら高
電圧入力線はトモグラフイー装置９２に接続して
いるＸ線電源から高電圧を供給されている。ケー
ブル２６６とコネクタ９０の間の電気的接続は通
常の回転子２８６によつて行われる。回転子２８
６はブラシ２９０と接触しているスリツプリング
２８８を保持している。ブラシ２９０はコネクタ
９０と電気的に接続しており、301個の検出器の
出力には16個必要なだけである。

リング２８０と、一方のカバー部分８２の他の
種々の部品と他方のカバー部分７６の部品の間の
回転は、前記の２つの部分の間にある軸受２８２
によつて可能にされている。組立体７０のカバー
部分７６と８２の内部２９１全体がオイル３１５
または非常に高い絶縁特性を有する類似の物質で
満たされているため、これらカバー部分の間には
オイルシール２８４も設けられている。

高電圧スリツプリング電気接片は１組のリング
接片２９２より成る。リング接片２９２は中心部
材２７０上のフランジ２９４，２９６及び２９８
に固定されている。これらフランジも、もちろん
絶縁されている。１組のコンジツト３００，３０
２，３０４及び３０６がこれら電気接片からのび
ており、フランジ２９４，２９６，２９８内の適
当な開口３０５，３０８，３１０を通り、そして
３１２，３１４のような点で高電圧ケーブル７
８，８０に接続している。これらケーブル７８，
８０はＸ線管に接続している。図には代表的な動
作のための種々の励起電圧が書き込まれている。
回転するスリツプリングとの接触は１組のブラシ
３１６を通してなされる。ブラシ３１６はグラフ
アイトを主成分とするもの、または公知の他の組
成より成るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく走査装置の概略斜視
図、第２図は第１図の回転可能な組立部分の概略
斜視図、第３図は第１及び２図の装置の一部破断
一部断面側面図である。第４図は第１，２及び３
図の装置に利用されている制御部品と回路部品の
概略電気ブロツク図であり、この図は更に前記装
置の諸部品と、前記装置が組み入れられているコ
ンピユータ処理トモグラフイー装置の残りの部分
との関係を示すものである。第５図は本発明に利
用でき患者の診断に付随して検出信号チヤネルの
校正を行なう増幅多重化回路の好適な形態の概略
電気ブロツク図、第６図は第３図の線６−６に沿
つて取つたスリツプリング組立体部分の正面図、
第７図は第６図の線７−７に沿つて取つた一部破
断一部断面正面図である。 １０……走査装置、１２……カバー、１６……
回転可能な組立体、２０……制御及び像再生ステ
ーシヨン、３６……中央開口、４０……位置決め
台、５０……Ｘ線源、５２……扇形ビーム、５４
……患者、５６……検出器配列、６４……信号処
理条件づけ手段、７０……スリツプリング組立
体、７６，８２……カバー部分、９２……トモグ
ラフイー装置、９４……機械・患者領域、９８…
…増幅多重化ブロツク、１００……検出器電子制
御論理回路、１０２……アナログ・デジタル変換
器、１０４……スリツプリング組立体、１０６…
…入力／出力・ダイレクトメモリーアクセス制御
手段、１０８……中央制御パネル・論理回路、１
１０……スリツプリング組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透過性放射線によつて患者の一身体部分を診
   断すると共に前記身体部分を通るように取られた
   薄い部分にある身体組織を２次元的に表示再生す
   るのに使用するデジタル出力信号を生ずるための
   装置において、内部に形成された中央開口に沿つ
   てのびている軸の周りに回転可能な組立体、該組
   立体の回転軸が前記薄い部分にほぼ垂直であるよ
   うに診断されるべき前記身体部分を前記中央開口
   内部に配置するための手段、前記組立体の片側に
   向かつて前記組立体上に取付けられており扇形ビ
   ームの形の透過性放射線を発生する放射線源、前
   記薄い部分を横切つて伝播し前記身体部分によつ
   ては吸収されなかつた放射線を検出するため前記
   放射線源に対向するように前記組立体に配置され
   た前記放射線用の検出手段、複数の入射角度から
   前記身体部分に前記扇形ビームが衝突するように
   前記組立体を回転する手段、前記検出手段の出力
   信号を受信して増幅しそしてそれをデジタル信号
   に変換するよう前記組立体に取付けられていて前
   記組立体と共に移動可能な信号処理条件づけ手
   段、及び該信号処理条件づけ手段の出力を受信し
   て前記デジタル化された出力信号を像再生ステー
   シヨンに送信するための第１の接続手段、前記放
   射線源に電力入力と制御入力とを与えるための第
   ２の接続手段をも有し、前記第１の接続手段と前
   記第２の接続手段が前記組立体と共に回転可能な
   スリツプリングより成ることを特徴とする装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記放射線源は前記組立体の360度の回転に及ぶ
   動作サイクルの間動作され、前記装置は更に、前
   記動作サイクルの開始時における前記組立体の角
   度位置にかかわりなく前記動作サイクルを開始す
   るよう前記放射線源を動作する手段を有するも
   の。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   順次行われる前記走査の間診断されるべき前記身
   体部分を徐々に進めるための手段を有することに
   より、前記身体部分を通り軸方向に離間している
   断面の診断を行うもの。