JPS6377435A - デイジタルｘ線装置及びその画像作成方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複数の分離型検出器を利用して物体の画像を
出力するディジタルＸ線装置及びその画像作成方法に関
する。

（従来の技術） 従来より、空間的解像度を上げるには、より細い幅の分
離型Ｘ線検出器を使用する必要があり、また各検出器の
それぞれについてデータを積算し、操作用チャンネルを
設ける必要がある。これは費用増大の大きな原因となっ
ており、従って空間的解像度を上げようとすると平面画
像作成に使用するディジタルラジオグラフ装置等のディ
ジタルＸ線機器は高額のものとなってしまう。

コンピュータ断層撮影装置において、隣接する複数の分
離型検出器間に複数のビンの形状をとるマスクを用いて
、各々の検出器に開口部を狭めれば空間解像度は増加す
る。このように開口部を狭めると、検出器から見たＸ線
源の任意の特定位置について死点が生じてしまうが、検
出器に対するＸ線源を相対移動させることにより、この
死点による悪影響は軽減できる。

しかし、Ｘ線源と検出器とを連動して移動する場合には
、前記マスクの使用により絶え間なく死点が生じるため
解像度は上がらず、逆に減少してしまう。

散乱線の除去のためにもマスクは従来から使用されてき
た。ターゲットの上方と下方の両方に使用するスロット
付マスクとしては静止型ないし振動型のバラキーグリッ
ドが知られている。このスロット付マスクによりファン
型ビームからの散乱Ｘ線は、検出器に達することがなく
除去され、従って誤信号が発生することはなくなる。

また、第２世代および第４世代のＣＴスキャナーには櫛
型マスクが使用されており、これらのマスクは前記分離
型検出器アレイの直線軸に垂直な方向に移動することが
できる。このマスクは検出器の上方に設置された場合、
Ｘ線が検出器に到達する際に通過する開口部は狭められ
、これにより解像度を上げることができる。検出器アレ
イの直線軸に垂直な移動により、マスクを検出器から完
全に離すと、マスクの効果は全く失われ、アレイを形成
する検出器の全表面領域で検出が行なわれる。

この櫛型マスクには種々の直径の複数のピン形状の歯が
あるため、検出器アレイの縦軸に垂直な方向にマスクの
位置を変えることにより、検出器の開口部を変化させる
ことができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来技術による方法は、第２世代または第４世代
のコンピュータ断層撮影装置において、散乱Ｘ線の除去
及び解像度を上げることは可能となるが、平面画像作成
ディジタルＸ線装置の空間解像度を改良し得る手段はな
い。

本発明は、この空間解像度を上げることの可能な平面画
像作成用のディジタルＸ線装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明においては、並列に
配置させてリニアアレイを形成する複数の分離型等幅の
検出器アレイと、この検出器アレイの縦軸に並行となる
ようなファン形状のビームを被検体の一部を透過させな
がら前記検出器アレイに向けて照射するＸ線源と、この
Ｘ線源から照射されるビームを前記検出器アレイの所定
部分のみに限定する前記被検体と前記検出器アレイとの
間に設置さとれるマスク手段と、このマスク手段を前記
検出器アレイの縦軸に平行な方向に移動して前記分離等
幅検出器の検出領域を変える手段とを具備したことを特
徴とする画像作成用ディジタルＸ線装置および、前記検
出器アレイの縦軸に平行となっている平面状のビームに
より前記検出器アレイに向けて前記被検体の所定部分を
透過してファン形状のビームを照射し、この照射される
ファン形状のビームを前記被検体と前記検出器との間に
設置される前記ビームの放射を所定範囲に限定するマス
クを前記検出器アレイの縦軸に平行な方向に移動させ、
前記被検体の任意の部位を透過させて前記各分離型検出
器に向けて放射させるようにしたことを特徴とするディ
ジタルＸ線装置における画像作成方法とを提供する。

（作用） 上記のように構成された画像作成用ディジタルＸ線装置
においては、被検体と検出器アレイとの間に設置される
マスクが検出器アレイの縦軸に平行な方向に移動される
。マスクは所定時間毎に複数箇所の所定の範囲に限定さ
れた領域でデータ出力が提供され、空間解像度は増加さ
れる。

（実施例） 以下、本発明による実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は、被検体１２の画像を作成するディジタルＸ線
装置である。第１図で示されるディジタルＸ線装置１０
は横方向に並行配置され、縦軸１８を有するリニアアレ
イ１６を形成する複数の分離型等幅検出器１４ａ−ｅを
備えている。

検出器１４ａ−ｅは、それぞれの検出器の上部表面に到
達するＸ線を受けとると電気出力信号を発生する機能を
有する従来のＸ線検出器装置を用いる。

導線２０ａ−ｅは、各検出器１４ａ−ｅと電気画像プロ
セッサ２２の対応電気チャンネルに結合し、検出器１４
ａ−ｅからの電気出力信号をプロセッサ２２のそれぞれ
のチャンネルへと伝える。

Ｘ線源２４を設は被検体１２の所定部分２８を通過して
検出器１４ａ−ｅへと向うファン形状のＸ線ビーム２６
を発生させる。ビーム２６の面は、検出器アレイ１６の
縦軸１８に平行に向ける。使用する散乱Ｘ線防止および
ビーム形成マスク３０は、狭いスロット付Ｘ線透過部３
２を有している。

当業者には周知のとおり、Ｘ線透過部３２の動作は、ビ
ーム２６の形状を定めるのに有効である。

リニア、アレイ１６と電気画像プロセッサ２２と線源２
４とマスク３０の動作及び構造は、従来と同様である。

本発明によるマスク手段は、ディジタルＸ線装置の被検
体とこの装置で使用する分離型検出器のリニア・アレイ
との間に設け、ビームの放射を各検出器の一部分のみに
限定する。さらに、本発明において、マスク手段を線源
とアレイから見てアレイの縦軸と平行に移動させて検出
器の空間解像度を高める手段が設けられており、被検体
の所定任意の部位から、分離型検出器の所定の対応選定
部分へとビームを放射させる。

第１図に実施例として示すように、櫛形状のマスク４０
が被検体１２とアレイ１６の間に設けられている。櫛型
マスク４０には複数のＸ線遮断歯４２ａ−ｆがあり、そ
の間が、開口部形状のＸ線透過開口部４４ａ−ｅとなっ
ている。従って、マスク４０は放射ビーム２６を、検出
器１４ａ−ｅの対応部分だけに限定することができる。

さらに、第１図に示すように、検出器アレイ１６はベー
スサポート４８の上に取付けられている。ベースサポー
ト４８は、垂直サポート５０と、機構的に線源２４と検
出器アレイ１６を相互結合して線源２４と検出器アレイ
１６の間の相対移動を防止する線源サポート５２を備え
ている。従って、ベースサポート４８が移動すると、線
源２４も対応して移動する。

さらに第１図で示されるように、ソレノイド５４は、垂
直サポート５０に固定され、櫛型マスク４０の一方の端
に物理的連結した可動アマチュア５６を有している。当
業者には周知の通り、ソレノイド５４の動作は、画像プ
ロセッサ２２から導線５８を通ってソレノイド５４に達
する制御信号によって制御される。ソレノイド５４のア
マチュア５６は、検出器アレイ１６の縦軸１８に平行な
方向に位置している。従って、ソレノイド５４の作動に
よりアマチュア５６が縦方向に移動すると、これに合わ
せて櫛型マスク４０が矢印６０の示す方向に沿って移動
するが、この移動方向は検出器アレイ１６の縦軸１８に
平行である。

上記のように、櫛型マスク４０のＸ線透過開口部４４ａ
−ｅによって、ビーム２６の検出器１４ａ−ｅの所定の
対応部分４６ａ−ｅへの放射が可能となる。検出器１４
ａ−ｅの一部分である４６ａ−ｅへの照射はそれぞれ、
被検体１２の当該選定部分５２ａ−ｅを通過するビーム
２６の放射に対応するものである。従って、櫛型マスク
４０が、検出器アレイ１６の縦軸１８に平行な方向６０
に動くと、この移動によって、被検体１２の任意の異な
る部分から、分離型検出器１４ａ−ｅの所定の対応部分
へビーム２６が放射されることになる。

この作用はさらに第２図にも示されている。第２図では
、被検体１２の断面２８と、検出器１４ａ−ｅと、開口
部４４ａ−ｅのある櫛型マスク７４０の、それぞれの側
面図が示されている。

第２図に示す如く、Ｔ１時には櫛型マスク４０は被検体
１２の一部分である６２ａ−ｅからそれぞれ検出器１４
ａ−ｅの対応部分にビーム２６が放射するように位置し
ている。１２時には櫛型マスク４０は、アレイ１６の縦
軸１８に平行な方向６０にある距離だけ移動しているが
、この場合ある距離とは、被検体１２の部分６４ａ−ｅ
から、それぞれ検出器１４ａ−ｅの所定の対応部分にビ
ーム２６が放射されるのに充分な距離である。

同様にして、１３時には櫛型マスク４０は、被検体１２
の部分５ｇａ−ｅから、検出器１４ａ−ｅの対応部分７
０ａ−ｅにビーム２６が放射されるように移動し、また
Ｔ４時には櫛型マスク４０は、目的物体１２の部分７２
ａ−ｅから検出器１４ａ−ｅの部分７４ａ−ｅにビーム
２６が放射されるように移動している。

このように、被検体１２の４箇所の異なる部分に対して
、検出器１４ａ−ｅの各々がそれぞれデータ出力を提供
できるので、検出器１４ａ−ｅの各々の空間解像度は４
倍高まる。この空間解像度の増加は、電気画像プロセッ
サ２２のチャンネルの総ボリュームを増やさなくとも得
られるが、必要な走査時間は増大する。なぜなら、各検
出器１４ａ−ｅからの個々の信号を時刻Ｔｌ、Ｔ２゜Ｔ
３．Ｔ４の各々について画像プロセッサ２２が受信でき
るためには、充分な時間が必要とされるためである。

第１図、第２図に図解したように、櫛型マスク４０は単
一の櫛型部材から構成されている。櫛型マスク４０の開
口部４４ａ−ｅの幅はそれぞれ、検出器１４ａ−ｅの幅
のＮ分の１であるのが望ましい。ただし、Ｎは１以上の
整数である。例えば第１図および第２図において、Ｎは
４として示され、開口部４４ａ−ｅは検出器１４ａ−ｅ
の幅の４分の１である。Ｎが４だとすれば、図中の櫛型
マスク４０には４箇所の異なる位置があって、検出器１
４ａ−ｅの空間解像度を高めている。Ｎはまた２、３゜
もしくは４以上の整数でもよい。

この平面画像を得るために、被検体１２は、アレイ１６
、Ｘ線源２４、櫛型マスク４０から見て、ビーム２６の
面に垂直な方向８０へと移動する。

この移動を行なうには、被検体１２を静止させたまま、
アレイ１６、Ｘ線源２４、櫛型マスク４゜を方向８０に
移動させても、アレイ１６、Ｘ線源２４、櫛型マスク４
０を固定したまま、被検体１２を方向８０に移動させて
も良い。例えば、第１図に図示したように、ソレノイド
８２は、ベースサポート４８に連結したアマチュア８４
を有している。アマチュア８４は方向８ｏに平行な方向
に位置しているため、ビーム２６の面に垂直な方向に位
置することになる。ソレノイド８２はサポート８６によ
り被検体１２に物理的に連結されているため被検体１２
と、アレイ１６、Ｘ線源２４、櫛型マスク４０の結合と
が、ファンビーム２６の面に垂直な方向８０に沿って相
対移動することになる。ソレノイド８２が方向８ｏにス
テップ移動するとき、被検体１２の部分２６もまた、方
向８０にステップ移動する。

第１図および第２図に図解した本発明の実施例において
は、断面２８を静止させたまま、櫛型マスク４０を方向
６０に沿ってステップ移動させ、その後被検体１２を方
向８ｏに１ステップ動がしついでマスク４０を方向６ｏ
に沿って再度ステップ移動させる。あるいは、櫛型マス
ク４ｏを方向６０に沿って静止させたまま、被検体１２
の全面的走査を方向８０に沿って行ってもよい。ががる
走査完了後、櫛型マスク４ｏを方向６ｏに１ステップ動
かしてから、被検体１２の次の全面的走査を方向８０に
沿って行なう。

マスク３０は、線源２４から見て固定したままでもよい
し、櫛型マスク４ｏがら見て方向６ｏに沿って移動させ
てもよい。この場合、マスク３゜の移動は、サポート５
ｏとマスク３ｏの間にアマチュア９２で連結したソレノ
イド９ｏを動作させて行なう。第４図に示したように、
マスク３ｏが複数の個別開口部９４を有する場合は、マ
スク３０の方向６０に沿う移動は、櫛型マスク４ｏの方
向６０に沿う移動と同期して行なうのが望ましい。患者
の受ける入射放射線量を最小限にするには、複数の開口
部のある上部マスクの使用が望ましい。

また、ビーム２６の散乱Ｘ線が被検体１２を通過する際
の悪影響を最小限に抑えるには、マスク３０と同種の第
２のマスクを、アレイ１６と被検体１２の間に設置する
。

第３図に、マスク４０の他の実施例を示す。この場合マ
スク４０は、方向６ｏの沿って相対移動し得る２つの別
のマスク１００と１０２とがら構成されている。第３図
から分かるとおり、櫛型マスク１０２は、幅が検出器１
４ａ−ｅの幅の２分の１の個別開口部１０４を有してい
る。櫛型マスク１００は、等間隔に並ぶ開口部１０８を
、櫛型マスク１０２の２倍有しているが、開口部１０６
の幅は、検出器１４ａ−ｅの幅の４分の１である。

従って、第３図に示した櫛型マスク１００と１０２の時
刻Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４における相対移動は、第２図
に基づいて先に述べた、櫛型マスク４０の移動と全く同
じ結果を生じる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、被検体と検出器アレ
イとの間に設置され前記検出器アレイの所定部分のみに
Ｘ線源から照射されるビームを限定するマスク手段を、
前記検出器アレイの縦軸に平行な方向に移動させること
により、前記検出器の検出領域を狭めることにより、各
検出器の空間解像度が高い画像作成用ディジタルＸ線装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略ブロック図、第２
図は異なる時間積分時におけるマスクの種々の位置を説
明する概略図、第３図は異なる時間積分時における別形
状のマスクの腫々の位置を説明する概略図、第４図は本
発明による他の実施例を示す概略図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）並列に配置させてリニアアレイを形成する複数の
   分離型等幅の検出器アレイと、この検出器アレイの縦軸
   に並行となるようなファン形状のビームを被検体の一部
   を透過させながら前記検出器アレイに向けて照射するＸ
   線源と、このＸ線源から照射されるビームを前記検出器
   アレイの所定部分のみに限定する前記被検体と前記検出
   器アレイとの間に設置されるマスク手段と、このマスク
   手段を前記検出器アレイの縦軸に平行な方向に移動して
   前記分離等幅検出器の検出領域を変える手段とを具備し
   たことを特徴とする画像作成用ディジタルＸ線装置。
2. （２）前記マスク手段を前記ファン形状のビームの面に
   垂直な方向に移動する手段を具備したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の画像作成用ディジタルＸ線
   装置。
3. （３）前記マスク手段は、それぞれ独立に移動可能な重
   なり合う複数のマスクから成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の画像作成用ディジタルＸ線装置。
4. （４）前記マスク手段は、前記検出器アレイの縦軸に並
   行に並ぶ所定の幅の複数のＸ線透過部を有し、この幅は
   前記各検出器の幅の任意の整数Ｎ分の１であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像作成用ディジ
   タルＸ線装置。
5. （５）前記空間解像度を高める手段は、前記検出器アレ
   イの縦軸に平行な方向に、前記検出器幅のＮ分の１ステ
   ップ毎にＮ回増加させて移動する手段を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の画像作成用ディジ
   タルＸ線装置。
6. （６）並列に配置させてリニアアレイを形成する複数の
   分離型等幅の検出器アレイの縦軸に平行となっている平
   面状のビームにより前記検出器アレイに向けて被検体の
   所定部分を透過してファン形状のビームを照射し、この
   照射されるファン形状のビームを前記被検体と前記検出
   器との間に設置される前記ビームの放射を所定範囲に限
   定するマスクを前記検出器アレイの縦軸に平行な方向に
   移動させ、前記被検体の任意の部位を透過させて前記各
   分離型検出器に向けて放射させるようにしたことを特徴
   とするディジタルＸ線装置における画像作成方法。
7. （７）前記検出器アレイと前記マスクと前記ファン形状
   のビームのＸ線源とを、前記ビームの面に平行な方向に
   移動させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のディジタルＸ線装置における画像作成方法
   。
8. （８）前記各検出器の幅のＮ分の１の幅の複数のＸ線透
   過部分を有する前記マスクを、前記検出器幅の任意の整
   数Ｎ分の１ステップ毎にＮ回増加させて移動するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のディ
   ジタルＸ線装置における画像作成方法。
9. （９）前記マスクをＮ増分移動させた後に、前記アレイ
   とマスクとファン形状のビームのＸ線源とを、前記ビー
   ムの面に垂直な方向に移動するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載のディジタルＸ線装置に
   おける画像作成方法。
10. （１０）前記マスクをそれぞれ増分ステップ移動させた
    後に前記検出器アレイと前記マスクと前記ファン形状の
    ビームのＸ線源とを前記ビームの面に垂直な方向に移動
    させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第３
    項記載のディジタルＸ線装置における画像作成方法。