JP2006006777A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線検出素子の取り付け強度を向上させたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線照射手段６のＸ線照射点６ａを中心とする円弧上に、複数のＸ線検出素子７ａを連続的に並べて配置することにより形成したＸ線検出手段７を、Ｘ線照射点６ａを中心とした近似的な円弧状に形成された多角形フレーム１３と、多角形フレーム１３が設けられた取り付け枠１２と、Ｘ線検出素子７ａの背面側に取り付けられ、かつ多角形フレーム１３との間でＸ線検出素子７ａの一端側を挟着した状態でＸ線検出素子７ａを取り付け枠１２に固定する支持部材１４とから構成したもので、回転体４の回転時Ｘ線検出素子７ａに大きな遠心力が作用しても、Ｘ線検出素子７ａは支持部材１４により取り付け枠１２に強固に固定されているため、Ｘ線検出素子７ａにより検出されたＸ線画像にアーチファクトが発生することがない上、Ｘ線検出素子７ａ自体の破損も未然に防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、Ｘ線検出素子の取り付け強度を向上させたＸ線ＣＴ装置に関する。

従来、この種のＸ線ＣＴ装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが公知である。
前記特許文献１に記載されたＸ線ＣＴ装置は、天板上に寝載された被検体の体軸を中心に回転する回転体に、被検体を挟んで対向するようＸ線照射点とＸ線検出器が設けられている。
そして回転体の回転と共にＸ線照射点より被検体へＸ線が照射されるようになっており、被検体を透過したＸ線は、Ｘ線照射点を中心に円弧状に湾曲するＸ線検出器により受光され、Ｘ線強度に応じて電気信号に変換されると共に、Ｘ線検出器より出力された電気信号は、適正レベルの値に増幅された後演算処理装置により演算処理されて、被検体の断層像が再構成され、再構成断層像が表示装置に表示されるようになっている。

従来のＸ線ＣＴ装置に使用されているＸ線検出器は、例えば図７に示すようにＸ線照射点を中心とする円弧上に、多数のＸ線検出素子ａが１列ないし複数列配列された構成となっていて、これらＸ線検出素子ａはＸ線照射点を中心に湾曲する一対の多角形フレームｂ、ｃ間に連続的に並べて固定された近似的に円弧状のチャンネル配置となっている。
またＸ線検出器は、前面から入射してくるＸ線を効率よくＸ線検出素子ａのＸ線入射部へ入射させる必要があると同時に、被検体からの散乱Ｘ線がＸ線検出素子ａへ入射するのを防止するため、各多角形フレームｂ、ｃは、Ｘ線検出素子ａのＸ線入射部を挟み込むように配置された状態で、各Ｘ線検出素子ａがビス等の固着具ｅにより各多角形フレームｂ、ｃに固着されており、各多角形フレームｂ、ｃの両端間には、両者の間隔を一定に保持するスペーサｆが介在されている。
特開２００３−９８２６１号公報

しかし従来のＸ線検出器では、被検体を透過したＸ線を効率よくＸ線検出素子ａに入射させるために、各多角形フレームｂ、ｃの両端間のみにスペーサｆを介在させた構成となっている。
このためＸ線撮影をすべく回転体を回転させると、スペーサｆにより両端部のみが支持された一方の多角形フレームｂがＸ線検出素子ａに加わる遠心力により変形するため、多角形フレームｂに取り付けられたＸ線検出素子ａの取り付けが不安定な状態となる。
特に近年のＸ線ＣＴ装置では、鮮明なＸ線断層像を得るために回転体を高速で回転させてＸ線撮影を行うことから、多角形フレームｂ，ｃやＸ線検出素子ａに加わる遠心力も大きくなっており、その結果多角形フレームｂが変形して、Ｘ線検出素子ａが検出した画像にアーチファクトが発生したり、Ｘ線検出素子ａが自体が破損する等の問題がある。
またＸ線検出素子ａには、温度を制御する温度調節手段が内装されているが、Ｘ線検出素子ａは多角形フレームの円弧方向に分断されているため、各Ｘ線検出素子ａ毎に温度を制御する必要がある上、多角形フレームｂ，ｃの局部的な熱変形を防止するため、温度分布に偏りや変動が少ない高価な温度調節手段が必要となり、部品コストが嵩む等の問題もある。

本発明はかかる従来の問題を改善するためになされたもので、Ｘ線検出素子の取り付け強度を向上させたＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とするものである。

本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体の体軸を中心に回転する回転体に、被検体を挟んで対向配置されたＸ線照射手段とＸ線検出手段とが設置され、かつＸ線検出手段を、Ｘ線照射手段のＸ線照射点を中心とする円弧上に、複数のＸ線検出素子を連続的に並べて配置することにより形成したＸ線ＣＴ装置であって、Ｘ線検出手段を、Ｘ線照射点を中心とした近似的な円弧状に形成された多角形フレームと、多角形フレームが設けられた取り付け枠と、Ｘ線検出素子の背面側に取り付けられ、かつ多角形フレームとの間でＸ線検出素子の一端側を挟着した状態でＸ線検出素子を取り付け枠に固定する支持部材とから構成したものである。

前記構成により、解像度の高い断層像を得るために回転体を高速回転させた場合に、Ｘ線検出手段の各Ｘ線検出素子に大きな遠心力が作用しても、各Ｘ線検出素子は支持部材により取り付け枠に強固に固定されていて、多角形フレームの変形による影響を受けることがないため、Ｘ線検出素子により検出されたＸ線画像にアーチファクトが発生することがないと共に、Ｘ線検出素子の取り付け強度が格段に向上するため、Ｘ線検出素子自体の破損も未然に防止できるようになる。
また多角形フレームの局部的な熱変形を防止する必要がなくなるため、温度分布の偏りや変動の少ない高価な温度調節器が不要なり、これによってＸ線検出手段のコスト削減も図れるようになる。

本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出素子のＸ線入射部を挟んで取り付けフレームと対向する位置に、Ｘ線照射点を中心とする円弧状に形成された遮光フレームを設けたものである。

前記構成により、被検体からの散乱Ｘ線は、取り付け枠と遮光フレームにより遮断されてＸ線入射部に入射することがないため、散乱Ｘ線の影響を受けない鮮明なＸ線断層画像が得られるようになる。

本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出素子の取り付け面と、取り付け枠の取り付け面が直角となるように支持部材を形成したものである。

前記構成により、予めＸ線検出素子を取り付けた支持部材を取り付け枠に取り付けることにより、取り付け枠に対して各Ｘ線検出素子を精度よく固定することができるため、Ｘ線検出手段の検出精度が向上すると共に、組み立て時の作業能率も向上する。

本発明のX線ＣＴ装置によれば、各Ｘ線検出素子が支持部材により取り付け枠に強固に固定されているため、回転体を高速回転させた場合でも、Ｘ線検出素子により検出されたＸ線画像にアーチファクトが発生することがないと共に、Ｘ線検出素子の取り付け強度が格段に向上するため、Ｘ線検出素子自体の破損も未然に防止できるようになる。

本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１はＸ線ＣＴ装置の内部を示す斜視図、図２はＸ線検出手段の上面側の斜視図、図３は同下面側の斜視図、図４はＸ線検出素子及び増幅回路モジュールの斜視図、図５はＸ線検出素子及び支持部材の組み立て状態の斜視図、図６は支持部材の斜視図である。
図１に示すＸ線ＣＴ装置の装置本体１は、箱状に形成されたスキャナカバー１ａのほぼ中心部に、水平方向に開口する円形の開口部１ｂが設けられており、スキャナカバー１ａの前方には開口部１ｂ内に出し入れ自在に天板２が設けられている。
天板２はＸ線撮影を行う被検体３を寝かせた状態で載置できるように水平に設置されていて、図示しない移動手段により回転体４の回転に同期して水平方向へ移動自在となっている。

スキャナカバー１ａ内には、中央部に円孔４ａが開口された回転体４が、天板２上の被検体３の体軸を中心に回転自在に支承されている。
回転体４は電動機よりなる回転駆動源５により回転されるようになっており、回転体４の一方の面には、円孔４ａを挟んで対向する位置にＸ線照射手段６とＸ線検出手段７が取り付けられている。
Ｘ線照射手段６は、天板２上の被検体３に向けてＸ線を照射するＸ線照射点（焦点）６ａを有していて、Ｘ線照射点６ａより照射されたＸ線８は、フィルタ手段９のフィルタケース９ａ内に設けられた補償フィルタ９ｂによりＸ線量が調整された後、Ｘ線コリメータ１０により所定の厚さに絞られて被検体３へ照射されるようになっている。

被検体３を透過したＸ線８を受光するＸ線検出手段７は、図２及び図３に示すように、回転体４の一方の面に固着された取り付け枠１２と、取り付け枠１２にスペーサ１１ａを介して両端部が支持された円弧状の遮光フレーム１１を有している。
取り付け枠１２は、Ｘ線照射手段６のＸ線照射点６ａを中心とする円弧状に形成された板体よりなり、回転体４の取り付け面側と反対の面に、多角形フレーム１３が固着されている。
多角形フレーム１３もＸ線照射手段６のＸ線照射点６ａを中心とする円弧状に形成されていて、Ｘ線検出手段７を構成するＸ線検出素子７ａの取り付け面１３ａが多角形状となっており、これによってＸ線検出素子ａを近似的に円弧状となるチャンネル配置が可能となっている。
Ｘ線検出手段７は、多角形フレーム１３の円弧方向に対して多数分割された複数のＸ線検出素子７ａより構成されていて、Ｘ線検出素子７ａの１個は図４に示すように短冊状となっており、Ｘ線照射手段６と対向する面にＸ線入射部７ｂが形成されている。
Ｘ線検出素子７ａの一端側とほぼ中間部には取り付け孔７ｃが穿設されていて、これら取り付け孔７ｃは支持部材１４の両端側に穿設されたねじ孔１４ａと合致するようになっている。

支持部材１４はＸ線検出素子７ａを取り付け枠１２に精度よく固定するためのもので、各Ｘ線検出素子７ａ毎に設けられていて、図６に示すように一端側が屈曲されたほぼＬ字形となっており、支持部材１４のＸ線検出素子取り付け面１４ｅと取り付け枠取り付け面１４ｆは直角となっていると共に、屈曲部１４ｂには、支持部材１４を取り付け枠１２に固定する固着具２２を挿入する取り付け孔１４ｃが穿設されている。
支持部材１４のＸ線検出素子取り付け面１４ｅには、ねじ孔１４ａの穿設部に取り付け座１４ｄが形成されていて、これら取り付け座１４ｄにＸ線検出素子７ａの一端側とほぼ中間部を当接した状態で、Ｘ線検出素子７ａの取り付け孔７ｂより挿入したビス等の固着具２３を支持部材１４のねじ孔１４ａに螺挿することにより、支持部材１４に対してＸ線検出素子７ａが図５に示すように固着されている。

Ｘ線検出素子７ａが取り付けられた支持部材１４は、屈曲部１４ｂの取り付け孔１４ｃより挿入した固着具２２を取り付け枠１２のねじ孔１２ａに螺挿することにより、多角形フレーム１３のＸ線検出素子取り付け面１３ａと支持部材１４の取り付け座１４ｄの間でＸ線検出素子７ａの一端側を狭着した状態で、取り付け枠１２に対しＸ線検出素子７ａ及び支持部材１４が固定されており、多角形フレーム１３のＸ線検出素子取り付け面１３ａには、Ｘ線検出素子７ａを支持部材１４に固定している固着具２３の頭部と多角形フレーム１３が干渉しないように凹部１３ｂが形成されている。

以上のようにして支持部材１４により取り付け枠１２に取り付けられたＸ線検出素子７ａは、支持部材１４のＸ線検出素子取り付け面１４ｅと取り付け枠取り付け面１４ｆが予め直角に形成されていることから、取り付け枠に対して精度よく直角に固定できると共に、各Ｘ線検出素子７ａは、Ｘ線検出手段７の近傍に設置された増幅手段１５の各増幅回路モジュール１５ａにフレキフブルケーブル等のケーブル１６を介して接続されている。
増幅手段１５は、Ｘ線検出素子７ａが検出した信号を適正レベルに増幅するためのもので、各Ｘ線検出素子７ａ毎に設けられた複数の増幅回路モジュール１５ａより構成されている。

またスペーサ１１ａを介して両端が取り付け枠１２に取り付けられた遮光フレーム１１は、Ｘ線照射手段６のＸ線照射点６ａを中心とする円弧状に形成されていて、被検体３からの散乱Ｘ線を取り付け枠１２とで遮断することにより、散乱Ｘ線がＸ線検出素子７ａのＸ線入射部７ｂに入射するのを防止しており、Ｘ線照射手段６の近傍には、Ｘ線照射手段６の発熱を効率よく冷却する冷却手段１７が回転体４に取り付けられている。
回転体４の円孔４ａを挟んで対向する位置には、Ｘ線照射手段６へ電力を供給する電源１８と変圧器１９が回転体４に取り付けられており、これら冷却手段１７と電源１８及び変圧器１９は、回転体４と一体に回転されるようになっていると共に、スキャナケース１ａ内の例えば上部隅角部には、装置全体を制御する制御手段２０が設置されており、制御手段２０には図示しない操作卓や、画像処理手段がインターフェース（ともに図示せず）を介して接続されている。

次に前記構成されたＸ線ＣＴ装置の作用を説明する。
装置本体１の開口部１ｂより退避した位置に停止している天板２上に被検体３を寝かせた状態で装置本体１の運転を開始すると、スキャナケース１ａ内で回転体４が回転を開始すると同時に、回転体４の回転に同期して天板２が開口部１ｂ側へ水平に移動される。
またＸ線照射手段６のＸ線照射点６ａからは被検体３に向けてＸ線８が照射され、このＸ線８はフィルタ手段９及びＸ線コリメータ１０を通って被検体３に達すると共に、被検体３を透過したＸ線８は、被検体３を挟んでＸ線照射手段６と対向するように設置されたＸ線検出手段７により受光され、Ｘ線検出素子７ａによりＸ線強度に応じた電気信号に変換される。
Ｘ線検出素子７ａより出力された電気信号は、ケーブル１６を介して増幅手段１５へ送られ、増幅手段１５の各増幅回路モジュール１５ａにより適正レベルまで増幅された後制御手段２０へと送られ、制御手段２０に設けられた画像処理手段により演算処理されて被検体３の断層像が再構成され、再構成断層像が図示しない表示手段に表示される。

一方解像度の高い断層像を得るために回転体４が高速回転されると、Ｘ線検出手段７の各Ｘ線検出素子７ａに大きな遠心力が作用するが、各Ｘ線検出素子７ａは支持部材１４により取り付け枠１２に強固に固定されていて、従来のＸ線検出素子７ａの中間部を固定する多角形フレームを廃止したことにより、多角形フレームの変形による影響をＸ戦検出素子７ａが受けなくなるため、Ｘ線検出素子７ａにより検出されたＸ線画像にアーチファクトが発生することがない。
また多角形フレームが変形することにより発生するＸ線検出素子７ａの破損がなくなると共に、多角形フレームの局部的な熱変形を防止する必要がなくなるため、温度分布の偏りや変動の少ない高価な温度調節器が不要となり、これによってＸ線検出手段７のコスト削減も可能になる。

本発明のX線ＣＴ装置は、各Ｘ線検出素子が支持部材により取り付け枠に強固に固定されているため、Ｘ線検出素子により検出されたＸ線画像にアーチファクトが発生することがないと共に、Ｘ線検出手段の取り付け強度が格段に向上するため、回転体を高速回転さてＸ線断層撮影を行うＸ線ＣＴ装置に最適である。

本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の内部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置に設けられたＸ線検出手段の上面側の斜視図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置に設けられたＸ線検出手段の下面側の斜視図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置に設けられたＸ線検出手段のＸ線検出素子及び増幅回路モジュールを示す斜視図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置に設けられたＸ線検出手段のＸ線検出素子及び支持部材の組み立て状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置に設けられたＸ線検出手段の支持部材を示す斜視図である。 従来のＸ線ＣＴ装置に設けられたＸ線検出手段の下面側の斜視図である。

符号の説明

１ 装置本体
３ 被検体
４ 回転体
６ Ｘ線照射手段
６ａ Ｘ線照射点
７ Ｘ線検出手段
７ａ Ｘ線検出素子
１１ 遮光フレーム
１２ 取り付け枠
１４ 支持部材
１４ｅ Ｘ線検出素子取り付け面
１４ｆ 取り付け枠取り付け面

Claims (3)

1. 被検体の体軸を中心に回転する回転体に、前記被検体を挟んで対向配置されたＸ線照射手段とＸ線検出手段とが設置され、かつ前記Ｘ線検出手段を、前記Ｘ線照射手段のＸ線照射点を中心とする円弧上に、複数のＸ線検出素子を連続的に並べて配置することにより形成したＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線検出手段を、前記Ｘ線照射点を中心とした近似的な円弧状に形成された多角形フレームと、前記多角形フレームが設けられた取り付け枠と、前記Ｘ線検出素子の背面側に取り付けられ、かつ前記多角形フレームとの間で前記Ｘ線検出素子の一端側を挟着した状態で前記Ｘ線検出素子を前記取り付け枠に固定する支持部材とから構成したことを特徴とするX線ＣＴ装置。
2. 前記Ｘ線検出素子のＸ線入射部を挟んで前記取り付けフレームと対向する位置に、前記Ｘ線照射点を中心とする円弧状に形成された遮光フレームを設けてなる請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記Ｘ線検出素子の取り付け面と、前記取り付け枠の取り付け面が直角となるように前記支持部材を形成してなる請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
   

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