JPS63115548A

JPS63115548A - 光線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPS63115548A
Application number: JP26133786A
Authority: JP
Inventors: 高田　通之助
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-20

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ装置）に
関する。さらに詳しくは、光ビームを利用した光線ＣＴ
装置に関する。

この発明の装置においてはたとえば生体におけるヘモグ
ロビン、ミオグロビンなどの酸素分子と結合しうるタン
パク質の酸素との結合状態を量的に２次元分布で観測で
き、また呼吸績の構成成分であるチトクローム類などの
酸化、還元状態は酸素濃度およびエネルギー状態の関数
であり、これらの酸化、還元状態からミトコンドリアの
酸素濃度を２次元分布で観測でき、これによりたとえば
酸素欠乏状態のミオグロビンを観測することで血行障害
等の器質性障害、その程度およびその正確な部位の発見
に役立ち得るものである。

（ロ）従来の技術従来のＣＴ装置としては、Ｘ線ＣＴ装置、エミツション
ＣＴ装置（ポジトロンＣＴ装置、シングルフォトンＣＴ
装置）、ＮＭＲ−ＣＴ装置および超音波ＣＴ装置が知ら
れている。

これらのＣＴ装置のうち生体の代謝機能を観測できるも
のはエミツションＣＴ装置及びＮＭＲ・ＣＴ装置である
。

しかしエミツションＣＴ装置は放射線を観測するもので
あって生体内にラジオアイソトープ（ＲＩ）を注入する
ために被曝を避けられない欠点があり、またＮＭＲ−Ｃ
Ｔ装置は電磁波を観測するものであって強い磁界を発生
する設備や磁気シールド設備を必要とするために装置自
体や付帯設備が大型になる欠点がある。

この点に関し、本発明者らは、可視又は近赤外光の光ビ
ームを用いた光線ＣＴ装置をすでに特許出願している（
特開昭６０−７２５４２号）。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら、かかる光線ＣＴ装置は外乱光の影響を大
きく受けるという問題があった。例えば従来のＸ線ＣＴ
装置の場合は照射Ｘ線が外部に洩れないように、またＮ
ＭＲ−ＣＴ装置の場合は磁界が外部に洩れないようにン
ールドを施すことが装置構成上の大きな要因であるが、
光線ＣＴ装置の場合には状況が異なりことに以下の２点
についての検討が必要であった。

■　室内の照明光等の外部光が光検出器にできるだけ影
響しないように装置構成すべきだが、外光が全く装置内
に入らないようにすると、患者が暗黒内で不安感を感じ
たり操作性が悪くなる問題点がある。

■　装置の光源部から放射された光の一部は被測定物の
表面で反射されるが、これが装置の内部、例えば光源部
と光検出部を連動回転させるビーム走査手段の内壁やそ
の付属物などの装置内面構成材などに再反射され、これ
が繰返されて外光などと共に散乱光として光検出部に到
達して光ビーム透過光強度の出力検出の妨害となる問題
がある。

この点につき、単に被測定物体に光を透過させて吸収強
度を検出するだけであれば、光源からの光を光ファイバ
で導きかつ被測定物体の入射部にこの光ファイバを押し
っけて光を入射させると共に、受光側にも同様に光ファ
イバを押しつけて受光器へ接続することにより、外光や
散乱光の影響を防止して測定可能である。しかし、前記
光線ＣＴ装置において、光源部と光検出部は被測定物体
の周囲を連動して回転してデータをとり込む必要があり
、被測定物体に直接光ファイバ等を密着させる構造をと
るのは困難である。

この発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、こ
とに装置内部の散乱光の影響が防止され、かつ外光によ
る影響も防止しうる光線ＣＴ装置を提供しようとするも
のである。

（ニ）問題点を解決するための手段かくしてこの発明によれば、可視光及び／又は近赤外光
の光ビームを被測定物体に放射するための光源部と、被
測定物体を透過した光ビームを受光してその光強度に応
じた信号を出力する光検出部と、被測定物体に対して異
なる位置で光ビームを透過させるよう光源部及び光検出
部を連動回転及び移動させるビーム走査手段を備え、上
記検出部の受光面側に散乱光防止筒を光ビームに同軸状
に付設し、かつ複数の散乱光防止板を被測定物体の周囲
に放射状に位置するよう配設したことを特徴とする光線
ＣＴ装置が提供される。

この発明の最も特徴とする点は、光検出部への光ビーム
以外の散乱光の入光を防止すべく、該光検出部に筒状の
散乱光遮断手段（散乱光防止筒）を設け、さらに装置内
に板状の散乱光防止手段（散乱光防止板）を設けた点に
ある。

上記散乱光防止筒としては少なくとも透過光ビーム光束
幅以上の内径を有するものが用いられ、被測定物体を透
過した光ビームの検出部への入光を妨害しないように光
ビームに同軸状に設けられる。この防止筒は通常光検出
部の受光部と共にビーム走査手段に固定して設けられる
。従って防止筒の高さは、ビーム走査時に被測定物体の
障害とならない程度に設定するのが適している。

一方、散乱光防止板は被測定物体から放射状に広がるよ
うに配設され上記と同様にビーム走査手段に固定して設
けるのが好ましい。この散乱光防止板の設定数はとくに
限定はされないが、通常４〜６枚程度が適している。

この発明に用いる光源は、通常、５００〜１５００ｎｍ
の可視〜近赤外光を放射するものが用いられ、分光され
た光又はレーザ光を供給しうるちのが種々適用でき、三
波長や三波長測定用等の多波長用光源であってもよい。

一方、光検出部としては透過光ビームの光強度を検出で
きる受光器（例えば、フォトトランジスタ、フォトダイ
オード、フォトマルチプライヤ−等）とその光強度を信
号として出力しうる変換器とから基本構成されるものが
適用され、走査後に得られる出力信号に基づいて被測定
物体内の光透過性についての二次元分布を算出するデー
タ処理部や表示部が付設されていてもよい。

とくに光ビームを断続的に放射しうる光源部を用い、こ
の断続光ビームに同期した透過光強度信号を出力する光
検出部を用いると、照明光等の外光による影響（バック
グラウンド）をより低減化できる点で好ましい。かかる
断続光ビームは、光源部の光源を所定パルスで断続点灯
するか、光チヨツパ−（例えば、回転チョッパー）を光
路に設けて行なうことにより発生させることができ、ま
た光検出部での同期は上記断続点灯周期や光チョッパー
の回転周期に電気的に同期させることにより容易にとる
ことができる。

一方、ビーム走査手段自体としてはＸ線ＣＴ装置やＮＭ
Ｒ−ＣＴ装置等で用いられている種々の走査方式、例え
ば並進／回転方式の走査手段を適用することができる。

なお、この発明の光線ＣＴ装置において、前記散乱光防
止筒の外面及び散乱光防止板の表面並びに反射が問題と
なる装置内面構成材表面は、光反射を低減できるよう、
毛織物（ラシャ）等の反射防止膜が被覆されていてもよ
（、また粗面化されていてもよく、これらはいずれもこ
の発明の好ましい態様である。

（ホ）作　用散乱光防止筒及び散乱光防止板により、装置内部での散
乱光や外光の光検出部への入光が低減されることとなる
。

（へ）実施例第１図は、この発明の光線ＣＴ装置の一実施例の要部を
示すものである。光線ＣＴ装置ｌにおいて、光源部２は
タングステンランプと干渉フィルタを備えた光源２１と
光ビームガイド筒２２とからなり、制御部１１により、
一定周期でタングステンランプを点滅して光ビームを被
測定物体９へ断続的に放射しうるようコントロールされ
ている。

光検出部３はフォトダイオード３１とその受光面側に設
けられた散乱光防止筒３２とからなる。そして光源部２
及び光検出部３は対向して配置されており、その間に被
測定物体９を置くことで、透過光強度を検出できるよう
構成されている。

一方、ビーム走査手段は、ガントリ４、回転用モータ５
、ベルト６及び並進用モータ７とから基本構成される並
進／回転方式のもので、モータ７が駆動すれば光源部２
及び光検出部３がベルト６の移動に応じて連動して並進
し、光ビームが放射角度を変えずに被測定物体９を走査
する。またモータ５が回転してガントリ４が回転すれば
、被測定物体９に対する光ビームの角度が変わり、回転
状に走査する。これら並進及び回転走査に関する位置は
、図示しない光学位置センサで検知されており、制御部
ＩＩへ位置信号が出力されている。

上記、ガントリ４の内側には、被測定物体９の周囲に放
射状に位置するように６枚の散乱光防止板８が固定配設
されてなる。

制御部１１は、マイクロコンピュータシステムからなり
、モータ等の駆動手段や光源部の○Ｎ１０ＦＦを制御す
ると共に、断続的に放射される光ビームに対応するフォ
トダイオードの増幅出力（１０は増幅器）のパルスと同
期した出力信号を整流して光強度信号とし、これにより
データ処理を行ないその結果を前記位置信号とリンクし
てＣＲＴディスプレイ１２に表示する。

また、上記ガントリ４の内面並びに光ビームガイド筒２
２、散乱光防止筒３２及び散乱光防止板８の表面には、
さらにラシャからなる反射防止膜（図示しない）が被着
されている。

そして、上記光線ＣＴ装置１の中央部には、第２図に示
すように被測定物体（例えば、ヒト）のベッド１４が配
置されており、またガントリ４の外側には、外光抑制用
ドーム１３が配設されてなる。

かかる装置ｌにおいて、第３図に示すように被測定物体
９で透過せず反射された光は装置内面構成材表面で反射
を繰り返しても、散乱光防止板８により光検出部のフォ
トダイオード３１受光面への到達が著しく低減されるこ
ととなる。さらに、散乱光防止筒３２の存在により、防
止板８と被測定物９との間隙を透過して光検出部３へ到
達する散乱光並びに外乱光のフォトダイオード受光面へ
の入射も低減されることとなる。

さらに、この実施例においては、光ビームが断続的に放
射されかつこれに同期した光強度が検出されるため、外
光の影響も著しく減少され、しかも装置内面に被着され
た反射防止膜により内部反射自体も低減されている。

従って、この装置によれば、室内を真暗にすることなく
、明るさを少し暗くする程度で高解像度の出力を表示す
ることができる。

（ト）発明の効果この発明の光線ＣＴ装置によれば、内部散乱光や外光に
よる、透過光強度検出への悪影響を著しく低減でき、信
頼性の高いＣＴ面画像得ることができる。従って、安全
性が高く低コストでしがも汎用性のあるＣＴ装置として
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光線ＣＴ装置の一実施例の要部構成
説明図、第２図は同じく被測定物体と光ビームとの位置
関係を示す構成説明図、第３図は同じく散乱光防止作用
を示すための模式説明図である。１・・・・光線ＣＴ装置、　　　２・・・・光源部、２
１・・・・光源、２２・・・・光ビームガイド筒、３・・・・光検出部、
３１・・・・フォトダイオード、３２・・・・散乱光防止筒、　　　４・・・・ガントリ
、５・・・・回転用モータ、　　　　６・・・・ベルト
、７・・・・並進用モータ、　　　　８・・・・散乱光
防止板、９・・・・被測定物体、　　　　　ＸＯ・・・
・増幅器、１１・・・・制御部、１２・・・・ＣＲＴディスプレイ、１３・・・・外光抑制用ドーム、１４・・・・ベッド。

Claims

【特許請求の範囲】１、可視光及び／又は近赤外光の光ビームを被測定物体
に放射するための光源部と、被測定物体を透過した光ビ
ームを受光してその光強度に応じた信号を出力する光検
出部と、被測定物体に対して異なる位置で光ビームを透
過させるよう光源部及び光検出部を連動回転及び移動さ
せるビーム走査手段を備え、上記検出部の受光面側に散
乱光防止筒を光ビームに同軸状に付設し、かつ複数の散
乱光防止板を被測定物体の周囲に放射状に位置するよう
配設したことを特徴とする光線ＣＴ装置。２、光源部が光ビームを断続的に放射し、光検出部がこ
の断続光ビームに同期した信号を出力する特許請求の範
囲第１項記載の光線ＣＴ装置。