KR20060069310A

KR20060069310A - Ｃｔ 장치

Info

Publication number: KR20060069310A
Application number: KR1020050124231A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 다까기; 가쯔또시 사또오
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2006-06-21
Also published as: US7177388B2; EP1672357A3; JP2006170876A; EP1672357A2; US20060133565A1; EP1672357B1; JP4488885B2

Abstract

본 발명의 과제는 회전 주사만으로 촬영하는 방식의 CT 장치에 대해, 소음의 증대나 장치의 대형화를 초래하지 않고 복수의 피검체의 동시적 촬영을 가능하게 하여, 고화질의 단층상을 보다 효율적으로 촬영할 수 있도록 한다.

X선 조사 장치(1)로부터 조사되는 X선 빔(4)의 조사 영역 내에 복수개의 턴테이블(11a 내지 11d)을 설치하고, 이들 턴테이블의 각각에 피검체(Ma 내지 Md)를 적재하여 X선 빔의 조사로 복수의 피검체를 동시적으로 촬영할 수 있도록 함으로써, 장치의 대형화를 초래하지 않고 고정밀도의 촬영을 효율적으로 행할 수 있도록 하고 있다.

X선 조사 장치, X선 빔, 턴테이블, X선 검출기, 어태치먼트부

Description

ＣＴ 장치{CT APPARATUS}

도1은 제1 실시 형태에 의한 CT 장치의 구성을 모식화하여 도시하는 도면.

도2는 제2 실시 형태에 의한 CT 장치의 구성을 모식화하여 도시하는 도면.

도3은 제3 실시 형태에 의한 CT 장치의 구성을 모식화하여 도시하는 도면.

도4는 종래의 X선 CT 장치에 있어서의 일반적인 구성을 모식화하여 도시하는 도면.

도5는 복수의 피검체를 동시적으로 촬영하는 종래의 방식을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : X선 조사 장치

3 : X선 검출 장치

4 : X선 팬 빔

11 : 턴테이블

21, 31 : 대형 턴테이블

22, 32 : 소형 턴테이블

23, 33 : 어태치먼트부

[문헌 1] 일본 특허 공고 평6-80420호 공보

본 발명은 X선 CT 장치에 대표되는 CT 장치(컴퓨터 단층상 촬영 장치)에 관한 것으로, 특히 화상 재구성에 필요한 데이터를 취득하는 데 피검체에 회전 이동만을 행하게 하는 촬영 방식에 있어서의 촬영 효율을 높이는 데 유효한 CT 장치에 관한 것이다.

X선 CT 장치에는 개발의 역사적 경위로부터, 화상 재구성에 필요한 모든 데이터를 취득하는 데 피검체에 병진 이동과 회전 이동을 행하게 할 필요가 있는 제1 세대나 제2 세대의 촬영 방식과 회전 이동만으로 충분한 제3 세대나 제4 세대의 촬영 방식이 있고, 현재에는 제3 세대 이후의 방식이 주류이다. 도4에 제3 세대 방식의 X선 CT 장치의 종래에 있어서의 일반적인 구성을 모식화하여 도시한다. X선 CT 장치는 X선 조사 장치(1), 턴테이블(2) 및 X선 검출 장치(3)를 구비하고 있다. 방사선 조사 장치인 X선 조사 장치(1)는 턴테이블(2)에 적재된 피검체(M)를 향해 방사선으로서 X선을 조사 방향에서 방사 형상으로 확대되는 소정의 조사 영역을 가진 X선 빔(도면의 예에서는 부채 형상으로 확대되는 팬 빔)(4)으로서 조사한다. X선 팬 빔(4)의 조사 영역의 확대는 X선 검출 장치(3)의 크기에 따라서 결정된다. 피검체(M)로의 X선 팬 빔(4)의 조사는 턴테이블(2)에 의해 피검체(M)를 X선 조사 장치(1)와 X선 검출 장치(3)에 대해 상대적으로 회전시키고 있는 상태로 행한다. 보다 구체적으로는, 턴테이블(2)로부터의 회전 위치 신호에 동기한 펄스 형상으로 하여 X선 팬 빔(4)을 조사한다. 펄스 폭은 예를 들어 5 μ초 정도이며, 펄스 간격은 예를 들어 5 m초 정도이다. 피검체(M)를 투과한 X선은 X선 검출 장치(3)로 입사한다. 방사선 검출 장치인 X선 검출 장치(3)는 복수의 X선 검출기(5)를 소정의 피치에서 선 형상으로 배열하여 구성되어 있고, 이들의 X선 검출기(5)가 각각 X선의 강도를 검출한다. 각 X선 검출기(5)는 각각 검출한 X선의 강도에 따른 신호를 출력한다. 그리고 도면 외의 화상 재구성 장치가 각 X선 검출기(5)로부터의 출력 신호를 기초로 하여 얻어지는 X선 투과 데이터에 화상 재구성 처리를 실시하여 피검체(M)의 단층상을 작성한다.

이러한 X선 CT 장치에서는 턴테이블(2)에 1개의 피검체를 적재하여 단층상의 촬영을 행하는 것을 기본으로 하고 있다. 따라서 촬영 대상의 피검체가 복수개 있으면 그 수에 따른 촬영 시간이 필요하게 된다. 이로 인해, 예를 들어 제조 라인에 있어서의 제품 검사 등과 같이 다수의 피검체를 취급하는 경우의 효율에 문제를 남기고 있었다.

복수의 피검체를 취급하는 경우의 촬영 효율의 향상에 대해서는, 도5에 도시한 바와 같은 방식이 알려져 있다. 이것은 피검체(M)의 크기가 턴테이블(2)의 크기에 비해 충분히 작은 경우에 적용할 수 있는 방식이다. 즉 피검체(M)가 턴테이블(2)에 비해 충분히 작은 것을 이용하여 턴테이블(2)에 복수개의 피검체(M)를 적재하고, 그 수의 피검체(M)에 대해 동시적으로 촬영을 행한다. 이에 의해 피검체 1개당 촬영 시간을 단축하여 촬영 효율을 높일 수 있다.

또한 복수의 피검체를 취급하는 경우의 촬영 효율의 향상에 대해서는, 특허 문헌 1에 개시의 방식도 알려져 있다. 특허 문헌 1의 방식에서는 피검체의 병진 방향(직선 왕복 이동 방향)으로 복수의 턴테이블을 병설하고, 이들 각 턴테이블에 적재되어 있는 피검체를 차례로 촬영할 수 있도록 함으로써 촬영 효율을 높일 수 있도록 하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공고 평6-80420호 공보

도5에 도시한 촬영 효율 향상 방식에는 턴테이블의 회전에 따라서 X선의 조사 방향에서 피검체의 위치가 변화하고, 그러함으로써 X선의 통과 경로가 쓸데없이 길어져, 그로 인해 소음의 영향이 커져 단층상의 화질이 저하되는 문제가 있다. 또한 촬영 효율을 높이고자 하여 턴테이블에 적재하는 피검체의 수를 많게 하면 1개의 피검체가 다른 피검체에 대해 X선의 조사에 관해서 그림자를 부여하는 상태, 즉 1개의 피검체를 투과한 X선이 다시 다른 피검체를 투과하는 상태를 피하기 어려워진다. 그리고 이것도 X선의 투과 경로가 길어짐으로써 소음의 영향의 증대로 단층상의 화질 저하에 연결된다. 이러한 문제는 X선의 강도를 높임으로써 피하는 것은 가능하다. 그러나, 그렇게 하면 장치의 대형화라는 큰 불이익을 초래하게 된다. 즉, 1개의 턴테이블에 복수의 피검체를 적재함으로써 촬영 효율을 향상시키는 방식에서는 고정밀도의 촬영을 행할 수 있도록 하면 장치가 대형화되고, 장치의 대형화를 피하고자 하면 고정밀도의 촬영이 곤란해지는 문제가 있다.

한편, 특허 문헌 1의 방식에서는 이것들의 문제를 피할 수 있다. 그러나 특허 문헌 1의 방식은 제1 세대나 제2 세대의 방식을 전제로 한 것이고, 그것만으로 는 유효하지만 제3 세대 이후의 방식에 대해서는 촬영 효율의 향상을 그 정도 기대할 수 없다.

본 발명은 이상과 같은 사정을 배경으로 이루어진 것으로, 화상 재구성에 필요한 모든 데이터를 취득하는 데 피검체에 회전 이동을 행하게 하는 것만으로 충분한 방식의 CT 장치에 대해서, 소음의 증대나 장치의 대형화를 초래하지 않고 복수의 피검체의 동시적 촬영을 가능하게 하여 고화질의 단층상을 보다 효율적으로 촬영할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 위해 본 발명에서는 조사 방향에 방사 형상으로 확대되는 소정의 조사 영역을 가진 빔으로서 방사선을 조사하는 방사선 조사 장치, 피검체를 적재하는 턴테이블 및 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출 장치를 구비하고, 상기 턴테이블에서 회전되고 있는 상태의 상기 피검체에 상기 방사선의 조사를 행하고, 이 조사에 있어서의 방사선을 상기 방사선 검출 장치로 검출하여 화상 재구성용의 방사선 투과 데이터를 취득하도록 되어 있는 CT 장치에 있어서, 상기 턴테이블이 상기 방사선 빔의 조사 영역 내에 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 상기와 같은 CT 장치에 대해서, 상기 복수의 턴테이블은 각각에 적재된 각 피검체가 서로 다른 피검체에 대해 상기 방사선의 조사에 관해서 그림자를 부여하지 않는 관계로 배치하도록 하고 있다.

또한 본 발명에서는 상기 목적을 위해, 조사 방향에 방사 형상으로 확대되는 소정의 조사 영역을 가진 빔으로서 방사선을 조사하는 방사선 조사 장치, 피검체를 적재하는 턴테이블 및 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출 장치를 구비하고, 상기 턴테이블에서 회전되고 있는 상태의 상기 피검체에 상기 방사선의 조사를 행하고, 이 조사에 있어서의 방사선을 상기 방사선 검출 장치로 검출하여 화상 재구성용 방사선 투과 데이터를 취득하도록 되어 있는 CT 장치에 있어서, 상기 턴테이블로서 1개의 대형 턴테이블과 복수개의 소형 턴테이블을 구비하고, 상기 대형 턴테이블과 소형 턴테이블을 선택적으로 사용할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 상기와 같은 CT 장치에 대해서, 상기 복수개의 소형 턴테이블은 상기 대형 턴테이블에 설치된 어태치먼트부를 통함으로써 필요시에 상기 대형 턴테이블 상에 설치할 수 있도록 하고 있다.

또한 본 발명에서는 상기와 같은 CT 장치에 대해서, 상기 복수개의 소형 턴테이블은 상기 방사선 빔의 조사 영역 내에 배치하여 설치하고, 상기 대형 턴테이블은 상기 방사선 빔의 조사 영역 내에 설치된 어태치먼트부를 통함으로써 필요시에 상기 복수개의 소형 턴테이블의 상측에 설치할 수 있도록 하고 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도1에 제1 실시 형태에 의한 CT 장치의 구성을 모식화하여 도시한다. 본 실시 형태의 CT 장치는 X선 CT 장치이고, 도4에 관해 위에서 설명한 종래의 X선 CT 장치와 공통된 구성도 갖고 있다. 이하에서는 본 실시 형태에 특징적인 구성을 주체로 설명하여, 종래와 공통되는 구성에 대해서는 위에서의 설명을 원용함으로써 적절하게 생략한다. 본 실시 형태의 X선 CT 장치는 복수개, 구체적으로는 4개의 턴테이블(11a 내지 11d)을 구비하고 있다. 이들의 턴테이블(11a 내지 11d)은 팬 빔(4)의 조사 영역 내에 수납되도록 배치하여 고정적으로 설치되어 있다. 또한 턴테이블(11a 내지 11d)은 각각에 적재된 피검체[M(Ma 내지 Md)]가 서로 다른 피검체(M)에 대해 X선의 조사에 관해서 그림자를 부여하지 않는 관계, 즉 1개의 피검체를 투과한 X선이 다시 다른 피검체를 투과하는 점이 없는 관계로 배치되어 있다.

이러한 X선 CT 장치에서는 이하와 같이 하여 촬영이 이루어진다. 턴테이블(11)이 4개 있기 때문에 피검체를 4개까지 동시적으로 촬영할 수 있다. 피검체는, 예를 들어 생산 라인에서의 제품 검사에 있어서의 검사 대상품이고, 각 피검체에 대해서는 단층상의 촬영 대상 영역이 미리 결정되어 있는 것으로 한다. 그와 같은 피검체를 턴테이블(11a 내지 11d)의 각각에 1개씩, 각각의 촬영 대상 영역이 같은 높이 레벨이 되도록 하여 적재한다. 그리고나서 4개의 턴테이블(11a 내지 11d)을 서로 동기시킨 상태로 회전시키면서, 그 회전에 있어서의 회전 각도에 동기시켜 팬 빔(4)을 펄스 형상으로 조사한다. 펄스 폭은 예를 들어 5 μ초 정도이며, 펄스 간격은 예를 들어 5 m초 정도이다. 4개의 피검체(Ma 내지 Md)의 각각을 투과한 X선은 X선 검출 장치(3)에 있어서의 대응 위치의 X선 검출기(5)로 입사하여 그 강도를 검출한다. 각 X선 검출기(5)는 각각 검출한 X선의 강도에 따른 신호를 출력하고, 도면 외의 화상 재구성 장치가 각 X선 검출기(5)로부터의 출력 신호를 기초로 하여 얻어지는 X선 투과 데이터에 화상 재구성 처리를 실시하여 피검체(Ma 내지 Md) 각각에 대해 단층상을 작성한다.

이러한 촬영에서는 1회의 주사를 위한 회전에 필요한 시간이, 예를 들어 10초이면 피검체 1개당 1 단면의 단층상 촬상 시간은 2.5초 걸린다. 즉 X선 팬 빔(4)의 조사 영역 내에 복수의 턴테이블을 설치하는 본 발명의 X선 CT 장치에서는, 그 턴테이블의 수를 n으로 하면 1회의 주사를 위한 회전에 필요한 시간 t에 대해 1개의 피검체당 1 단면의 단층상 촬상 시간을 t/n으로 하는 것이 가능해져 촬영 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 X선 CT 장치에서는 복수의 턴테이블의 각각에 1개씩 피검체를 적재하여 촬영하므로, 각 피검체의 X선 조사 방향에 있어서의 위치가 고정되어 복수의 피검체를 1개의 턴테이블에 적재하는 경우에 있어서와 같이 X선 통과 경로가 쓸데없이 길어지는 것을 피할 수 있는 동시에, 1개의 턴테이블 상의 피검체가 다른 턴테이블 상의 피검체에 대해 X선의 조사에 관해서 그림자를 부여하지 않는 관계로 턴테이블을 배치하는 것이 용이하고, 그렇게 함으로써 1개의 피검체가 다른 피검체에 대해 X선의 조사에 관해서 그림자를 부여하는 상태를 피할 수 있다. 따라서 장치의 대형화를 초래하지 않고 고정밀도의 촬영을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.

도2에 제2 실시 형태에 의한 CT 장치인 X선 CT 장치의 구성을 모식화하여 도시한다. 본 실시 형태의 X선 CT 장치는 1개의 대형 턴테이블(21)과 복수개, 구체적으로는 4개의 소형 턴테이블(22a 내지 22d)을 구비하고, 이들 대형 턴테이블(21)과 소형 턴테이블(22)을 선택적으로 사용할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 대형 턴테이블(21) 상에 어태치먼트부[23(23a 내지 23d)]를 설치하고, 이 어태치먼 트부(23)를 통하여 대형 턴테이블(21) 상에 소형 턴테이블(22)을 팬 빔(4)의 조사 영역 내에 수납되도록 배치하여 필요시에 설치할 수 있도록 하고 있다.

이러한 X선 CT 장치에서는 이하와 같이 하여 촬영이 이루어진다. 촬영 대상의 피검체가 대형인 경우에는 그 피검체(MB)를 1개만 대형 턴테이블(21)에 적재하여 촬영을 행한다. 한편, 촬영 대상의 피검체가 소형인 경우에는 대형 턴테이블(21) 상에 어태치먼트부(23)에서 소형 턴테이블(22)을 필요한 수만큼 설치하고, 그 소형 턴테이블(22)의 각각 소형의 피검체(MS)를 1개씩 적재하여 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 촬영한다.

이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 대형 턴테이블(21)과 소형 턴테이블(22)을 나누어 사용함으로써 피검체의 크기에 따른 촬영이 가능해지고, 소형의 피검체에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지로 촬영 대상이 복수인 경우의 촬영 효율을 높일 수 있다.

도3에 제3 실시 형태에 의한 CT 장치인 X선 CT 장치의 구성을 모식화하여 도시한다. 본 실시 형태의 X선 CT 장치는 1개의 대형 턴테이블(31)과 복수개, 구체적으로는 4개의 소형 턴테이블(32a 내지 32d)을 구비하고, 이들 대형 턴테이블(31)과 소형 턴테이블(32)을 선택적으로 사용할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 소형 턴테이블(32a 내지 32d)은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 팬 빔(4)의 조사 영역 내에 수납되도록 배치하여 고정적으로 설치하고, 한편 대형 턴테이블(31)은 팬 빔(4)의 조사 영역 내의 중심 부분에 설치한 어태치먼트부(33)를 통함으로써 필요시에 소형 턴테이블(32a 내지 32d)의 상측에 설치할 수 있도록 되어 있다.

이러한 본 실시 형태도, 제2 실시 형태의 경우와 마찬가지로 대형 턴테이블(31)과 소형 턴테이블(32)을 나누어 사용함으로써 피검체의 크기에 따른 촬영이 가능해지고, 소형의 피검체에 관해서는 촬영 대상이 복수인 경우의 촬영 효율을 높일 수 있다.

본 발명에서는 방사선 빔의 조사 영역 내에 턴테이블을 복수개 설치하도록 하고 있다. 이로 인해 본 발명에 따르면, 턴테이블의 수에 따른 복수의 피검체에 대해 동시적으로 촬영을 행할 수 있어 촬영 효율을 높일 수 있다. 또한 복수의 턴테이블의 각각에 1개씩 피검체를 적재하여 촬영하므로, 각 피검체의 방사선 조사 방향에 있어서의 위치가 고정되어 방사선 통과 경로가 쓸데없이 길어지는 것을 피할 수 있고, 1개의 피검체가 다른 피검체에 대해 그림자를 부여하는 상태를 피하는 것도 용이하다. 따라서 본 발명에 따르면, 장치의 대형화를 초래하지 않고 고정밀도의 촬영을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명에서는 1개의 대형 턴테이블과 복수개의 소형 턴테이블을 설치하여, 그것들을 선택적으로 사용할 수 있도록 하고 있다. 이로 인해 본 발명에 따르면, 피검체의 크기에 따라서 턴테이블을 나누어 사용함으로써 소형의 피검체의 복수 동시 촬영에 의해, 장치의 대형화를 초래하지 않고 고정밀도의 촬영을 효율적으로 행할 수 있게 되는 동시에, 대형의 피검체에 대해서도 대응할 수 있게 되어 범용성을 높일 수 있다.

본 발명은 소음의 증대나 장치의 대형화를 초래하지 않고 복수의 피검체의 동시적 촬영을 가능하게 하여 고화질의 단층상을 보다 효율적으로 촬영할 수 있도록 하는 것이며 X선 CT 장치의 분야에서 널리 이용할 수 있다.

Claims

조사 방향에 방사 형상으로 확대되는 소정의 조사 영역을 가진 빔으로서 방사선을 조사하는 방사선 조사 장치, 피검체를 적재하는 턴테이블 및 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출 장치를 구비하고, 상기 턴테이블에서 회전되고 있는 상태의 상기 피검체에 상기 방사선의 조사를 행하고, 이 조사에 있어서의 방사선을 상기 방사선 검출 장치로 검출하여 화상 재구성용 방사선 투과 데이터를 취득하도록 되어 있는 CT 장치에 있어서,

상기 턴테이블이 상기 방사선 빔의 조사 영역 내에 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 CT 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 턴테이블은 각각에 적재된 각 피검체가 서로 다른 피검체에 대해, 상기 방사선의 조사에 관해서 그림자를 부여하지 않는 관계로 배치되어 있는 CT 장치.
조사 방향에 방사 형상으로 확대되는 소정의 조사 영역을 가진 빔으로서 방사선을 조사하는 방사선 조사 장치, 피검체를 적재하는 턴테이블 및 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출 장치를 구비하고, 상기 턴테이블에서 회전되고 있는 상태의 상기 피검체에 상기 방사선의 조사를 행하고, 이 조사에 있어서의 방사선을 상기 방사선 검출 장치로 검출하여 화상 재구성용 방사선 투과 데이터 를 취득하도록 되어 있는 CT 장치에 있어서,

상기 턴테이블로서 1개의 대형 턴테이블과 복수개의 소형 턴테이블을 구비하고, 상기 대형 턴테이블과 소형 턴테이블을 선택적으로 사용할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 CT 장치.
제3항에 있어서, 상기 복수개의 소형 턴테이블은 상기 대형 턴테이블에 설치된 어태치먼트부를 통함으로써 필요시에 상기 대형 턴테이블 상에 설치할 수 있도록 되어 있는 CT 장치.
제3항에 있어서, 상기 복수개의 소형 턴테이블은 상기 방사선 빔의 조사 영역 내에 배치하여 설치되고, 상기 대형 턴테이블은 상기 방사선 빔의 조사 영역 내에 설치된 어태치먼트부를 통함으로써 필요시에 상기 복수개의 소형 턴테이블의 상측에 설치할 수 있도록 되어 있는 CT 장치.