JP3328942B2 - X-ray CT system - Google Patents
X-ray CT systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、計算によって断層像
を作成するＸ線ＣＴ（コンピュータ・トモグラフィ）装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT (computer tomography) apparatus for creating a tomographic image by calculation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線ビームで被検体
をスキャンするため、ある程度長い時間、細いビーム幅
のＸ線ビームを連続的に発射する必要がある。とくにダ
イナミックスキャンではある程度継続した時間内での被
検体の動きを捉えるため多数枚の画像を連続的に撮像す
る必要があり、Ｘ線ビームの照射時間は長くなる。2. Description of the Related Art In an X-ray CT apparatus, an object is scanned with an X-ray beam. Therefore, it is necessary to continuously emit an X-ray beam having a narrow beam width for a relatively long time. In particular, in dynamic scanning, it is necessary to continuously capture a large number of images in order to capture the movement of the subject within a certain continuous time, and the irradiation time of the X-ray beam becomes long.
【０００３】このようにＸ線管にかなりの負荷がかかる
場合には、Ｘ線ターゲットの熱膨脹のため、Ｘ線焦点が
スキャン中に無視できないほどに大きく移動する。その
ことが、管球に負荷がかかり過ぎるときの画像劣化の原
因となっている。すなわち、図３に示すようにＸ線管１
のフィラメント（陰極）１１から放出された電子がＸ線
ターゲット（陽極）１２に衝突してＸ線ビーム１３が発
生するが、負荷が大きいときにはこのＸ線ターゲット１
２の温度が上昇し、その熱膨張でターゲット１２の大き
さが変わり、Ｘ線ビーム１３の方向が実線から点線へと
変化する。そのためＸ線分布１４が実線から点線のよう
にずれていき、最高の出力となる位置が変化する。する
と、Ｘ線焦点、コリメータ及び検出器の幾何学的配置が
一部崩れて、これが管球に負荷がかかり過ぎるときの画
像の劣化原因となっている。When a considerable load is applied to the X-ray tube as described above, the X-ray focal point moves so large that it cannot be ignored during scanning due to thermal expansion of the X-ray target. This causes image degradation when the tube is overloaded. That is, as shown in FIG.
The electrons emitted from the filament (cathode) 11 of the target collide with the X-ray target (anode) 12 to generate an X-ray beam 13.
2, the size of the target 12 changes due to its thermal expansion, and the direction of the X-ray beam 13 changes from a solid line to a dotted line. Therefore, the X-ray distribution 14 deviates from the solid line as shown by the dotted line, and the position where the maximum output is obtained changes. Then, the geometrical arrangement of the X-ray focal point, the collimator and the detector is partially broken, and this causes deterioration of the image when the tube is overloaded.
【０００４】そのため、従来では、スキャン中の焦点移
動を少なくするよう、容量の大きな管球を使用したり、
あるいは焦点の大きな管球を使用することなどが行なわ
れている。For this reason, conventionally, a large-capacity bulb has been used to reduce the focal point shift during scanning,
Alternatively, a tube having a large focal point is used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容量の
大きなＸ線管を使用する場合にはコスト上昇の問題があ
り、また焦点の大きなＸ線管を使用する場合には鮮鋭度
の高い画像が得られないという問題がある。However, when an X-ray tube having a large capacity is used, there is a problem of an increase in cost. When an X-ray tube having a large focus is used, an image with high sharpness can be obtained. There is a problem that can not be.
【０００６】この発明は、より容量の小さいＸ線管の使
用を可能としてコストを抑え、かつ焦点の小さなＸ線管
の使用を可能として鮮鋭度の高い画像を得ることができ
るように改善した、Ｘ線ＣＴ装置を提供することを目的
とする。The present invention has been improved so that an X-ray tube with a smaller capacity can be used to reduce costs, and an X-ray tube with a small focus can be used to obtain an image with high sharpness. An object is to provide an X-ray CT apparatus.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によれば、Ｘ線管と、このＸ線管の前面に
設けられ、Ｘ線ビームをスリットを通すことによって扇
形に広がる平面状のＸ線ビームに整形するコリメータ
と、Ｘ線検出器と、これらをスキャンさせる機構とを備
えるＸ線ＣＴ装置において、上記のコリメータのスリッ
トに対応してスリットの両側に１個ずつ取り付けられコ
リメータとともに移動するようにされて、Ｘ線管から発
射されたＸ線ビームを検出する焦点ずれ検出用Ｘ線検出
器と、これら２個の焦点ずれ検出用Ｘ線検出器出力が同
じ大きさになるように上記Ｘ線管とコリメータの一方を
移動させて、上記コリメータのＸ線管に対する相対位置
を、上記の扇形Ｘ線ビームの平面に直角な方向に直線的
に移動させる機構とを備えるようにしている。これによ
りＸ線ビームの位置ずれが補償できるので、より容量の
小さいＸ線管の使用によりコストを抑えたり、焦点の小
さなＸ線管の使用により鮮鋭度の高い画像を得ることが
できる。According to the present invention, there is provided an X-ray tube, which is provided on a front surface of the X-ray tube and fan-shaped by passing an X-ray beam through a slit. In an X-ray CT apparatus including a collimator for shaping into a planar X-ray beam, an X-ray detector, and a mechanism for scanning the same, one is mounted on each side of the slit corresponding to the slit of the collimator. The X-ray detector for defocus detection, which moves together with the collimator and detects the X-ray beam emitted from the X-ray tube, has the same output as the two X-ray detectors for defocus detection. A mechanism for moving one of the X-ray tube and the collimator so that the relative position of the collimator with respect to the X-ray tube is linearly moved in a direction perpendicular to the plane of the fan-shaped X-ray beam; It is so equipped. As a result, the displacement of the X-ray beam can be compensated, so that the cost can be reduced by using an X-ray tube with a smaller capacity, and an image with high sharpness can be obtained by using an X-ray tube with a small focus.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１において、Ｘ線管１か
ら発射されたＸ線ビーム１３は、Ｘ線管１の前面に配置
されたコリメータ２のスリットを通って扇形に広がる平
面状のＸ線ビームに整形された上でＸ線検出器３に入射
するように構成される。Ｘ線検出器３はたとえばＸｅ検
出器などからなり、紙面の直角方向に円弧状に形成され
ることにより上記の扇形Ｘ線ビームを受けるようにされ
る。これらＸ線管１、コリメータ２、検出器３が、図示
しないスキャン機構により、Ｘ線管１と検出器３との間
にある図の左右方向に延びる線を中心軸として回転させ
られるようになっている。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, an X-ray beam 13 emitted from an X-ray tube 1 is shaped into a planar X-ray beam that spreads in a fan shape through a slit of a collimator 2 arranged on the front surface of the X-ray tube 1. It is configured to enter the X-ray detector 3. The X-ray detector 3 includes, for example, an Xe detector, and is formed in an arc shape in a direction perpendicular to the plane of the drawing to receive the fan-shaped X-ray beam. The X-ray tube 1, collimator 2, and detector 3 can be rotated by a scanning mechanism (not shown) about a line extending between the X-ray tube 1 and the detector 3 in the left-right direction in the figure as a central axis. ing.
【０００９】この実施例では、Ｘ線管１の前面、コリメ
ータ２に至るまでの間に２つのＸ線検出器３１、３２が
配置される。これらのＸ線検出器３１、３２はコリメー
タ２に入るまでのＸ線ビーム１３の位置を検出するもの
である。コリメータ２は駆動機構７によりそのＸ線管１
に対する位置が、扇形Ｘ線ビームの平面に直角な方向
（図では左右方向）に直線的に移動させられるようにな
っている。この駆動機構７はたとえばモーターとそのモ
ーターの回転を直線方向の移動に変換する機構などから
なる。そして上記の検出器３１、３２はコリメータ２の
スリット位置に対応してそのスリットの両側に取付けら
れており、コリメータ２とともに移動するようになって
いる。In this embodiment, two X-ray detectors 31 and 32 are arranged between the front of the X-ray tube 1 and the collimator 2. These X-ray detectors 31 and 32 detect the position of the X-ray beam 13 before entering the collimator 2. The collimator 2 has its X-ray tube 1 driven by a driving mechanism 7.
Is linearly moved in a direction perpendicular to the plane of the fan-shaped X-ray beam (left-right direction in the figure). The drive mechanism 7 includes, for example, a motor and a mechanism that converts rotation of the motor into movement in a linear direction. The detectors 31 and 32 are attached to both sides of the slit of the collimator 2 corresponding to the slit position, and move together with the collimator 2.
【００１０】これらの検出器３１、３２はインターフェ
イス回路４を介してＣＰＵ５に接続されており、これら
検出器３１、３２の出力がＣＰＵ５によって常時監視さ
れている。この両出力に変動が生じると、ＣＰＵ５はそ
れからＸ線ビーム及びＸ線焦点の変動量を計算し、制御
回路６に指令を送って駆動回路７を動作させ、コリメー
タ２をＸ線管１に対して移動させる。するとこのコリメ
ータ２の移動に伴って検出器３１、３２も移動するの
で、それらのＸ線ビーム１３に対する位置関係が変わ
り、それらの出力が変化する。こうした制御ループによ
り検出器３１、３２の出力がほぼ同じ大きさになるよう
な位置関係が保持される。The detectors 31 and 32 are connected to the CPU 5 via the interface circuit 4, and the outputs of the detectors 31 and 32 are constantly monitored by the CPU 5. When the two outputs fluctuate, the CPU 5 calculates the amount of fluctuation of the X-ray beam and the X-ray focus from it, sends a command to the control circuit 6 to operate the drive circuit 7, and moves the collimator 2 to the X-ray tube 1. To move. Then, since the detectors 31 and 32 also move with the movement of the collimator 2, their positional relationship with respect to the X-ray beam 13 changes, and their outputs change. With such a control loop, a positional relationship is maintained such that the outputs of the detectors 31 and 32 have substantially the same magnitude.
【００１１】ここで、Ｘ線管１においてターゲットが十
分に低い温度のとき、図２のＡの状態となっており、Ｘ
線管１とコリメータ２と検出器３の３者の位置関係が適
切なものとなっていてＸ線ビームの中心がコリメータ２
によって遮られることなく、Ｘ線の分布１４のピークが
斜線で示すように検出器３に入射するものとする。Ｘ線
管１の温度が上昇して熱膨張によりターゲットが変形し
て焦点がずれてＸ線ビームの位置が変わると、図２のＢ
のような状態となり、Ｘ線ビームの中心がコリメータ２
によって遮へいされるようになる。そのためＸ線の分布
１４のピークをはずれた部分（斜線で示す部分）が検出
器３に入射し、十分なＸ線が入射しないこととなる。Here, when the temperature of the target in the X-ray tube 1 is sufficiently low, the state shown in FIG.
The positional relationship between the three members of the tube 1, the collimator 2, and the detector 3 is appropriate, and the center of the X-ray beam is the collimator 2.
It is assumed that the peak of the X-ray distribution 14 is incident on the detector 3 as shown by oblique lines without being interrupted by the light. When the temperature of the X-ray tube 1 rises and the target deforms due to thermal expansion and shifts in focus to change the position of the X-ray beam, B in FIG.
And the center of the X-ray beam is collimator 2
Becomes shielded by. For this reason, a part of the X-ray distribution 14 where the peak deviates (a part shown by oblique lines) is incident on the detector 3, and sufficient X-rays are not incident.
【００１２】図２のＡの状態のときの検出器３１、３２
の出力がＣＰＵ５によって記憶されており、図２のＢの
ようにＸ線ビームの位置ずれが生じたときその２つの出
力のバランスが崩れるので、そのことが検知される。た
とえば図２のＢの状態でＸ線ビームが右側にずれて検出
器３１の出力が小さく、検出器３２の出力が大きくなっ
たとする。このとき、これらの出力がもとの等しい関係
（図２のＡの状態）となるように、コリメータ２を検出
器３１、３２も含めて右側に移動させれば、図２のＣの
ような状態が実現され、Ｘ線分布１４のピークが斜線で
示すように検出器３に入射するようになる。このような
動作により、Ｘ線管１とコリメータ２との最適な位置関
係を常に保つことができる。なお、図２のＣのような状
態のとき、Ｘ線ビームは検出器３に対して位置ずれする
ことになるが、Ｘ線ビームの幅に比べて検出器３の開口
幅はかなり大きいので実際には問題とならない。The detectors 31 and 32 in the state shown in FIG.
Are stored by the CPU 5, and when the X-ray beam is displaced as shown in FIG. 2B, the balance between the two outputs is lost, which is detected. For example, assume that the X-ray beam is shifted to the right in the state of B in FIG. 2 and the output of the detector 31 is small and the output of the detector 32 is large. At this time, if the collimator 2 is moved to the right, including the detectors 31 and 32, so that these outputs have the same original relationship (the state of A in FIG. 2), as shown in FIG. The state is realized, and the peak of the X-ray distribution 14 is incident on the detector 3 as shown by oblique lines. With such an operation, the optimal positional relationship between the X-ray tube 1 and the collimator 2 can be always maintained. In the state shown in FIG. 2C, the X-ray beam is displaced with respect to the detector 3, but the aperture width of the detector 3 is considerably larger than the width of the X-ray beam, so Does not matter.
【００１３】さらにこれら検出器３１、３２の出力を利
用すれば、Ｘ線管１、コリメータ２及び検出器３の幾何
学的位置関係を容易に決定でき、また、自動調節も可能
なので、初期の調整工数を減らすこともできる。Further, if the outputs of these detectors 31 and 32 are used, the geometric positional relationship between the X-ray tube 1, the collimator 2 and the detector 3 can be easily determined, and the automatic adjustment is also possible. Adjustment man-hours can also be reduced.
【００１４】なお、熱膨張に応じたＸ線ビームの位置ず
れ量はほぼ決まっているので、Ｘ線管１の温度に応じて
変形するバイメタルなどにより構成された、温度に応じ
てコリメータ２を移動させる機構を用いることもでき
る。この場合、Ｘ線ビームの位置ずれを検出するための
検出器３１、３２やＣＰＵ５、制御回路６などの制御ル
ープ及びモーターなどを含む駆動機構７などは不要とな
って構成が簡単となる。Since the amount of displacement of the X-ray beam in accordance with the thermal expansion is substantially determined, the collimator 2 formed of a bimetal or the like deformed in accordance with the temperature of the X-ray tube 1 is moved in accordance with the temperature. It is also possible to use a mechanism for causing it to do so. In this case, the detectors 31 and 32 for detecting the displacement of the X-ray beam, a control loop such as the CPU 5 and the control circuit 6, and a drive mechanism 7 including a motor and the like are not required, and the configuration is simplified.
【００１５】また、上記ではＸ線管１に対してコリメー
タ２を移動させるようにしているが、両者の位置関係を
変更できればよいので、コリメータ２を固定し、Ｘ線管
１の方を移動させるよう構成することも、勿論可能であ
る。In the above description, the collimator 2 is moved with respect to the X-ray tube 1. However, since it is sufficient that the positional relationship between the two can be changed, the collimator 2 is fixed and the X-ray tube 1 is moved. Of course, such a configuration is also possible.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管のターゲット
の熱膨張によるＸ線ビームの位置ずれを自動的に補償す
ることができるので、より容量の小さいＸ線管を使用す
ることが可能となり、コストを下げることができる。ま
た、小さい焦点のＸ線管を用いることもできるので、よ
り鮮鋭度の高い画像を得ることができる。As described above, according to the embodiment,
According to the X-ray CT apparatus of the present invention, the displacement of the X-ray beam caused by the thermal expansion of the target of the X-ray tube can be automatically compensated, so that an X-ray tube with a smaller capacity can be used. And the cost can be reduced. Further, since an X-ray tube having a small focus can be used, an image with higher sharpness can be obtained.
【図１】この発明の一実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
【図２】同実施例におけるＸ線ビームの位置関係をそれ
ぞれ示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a positional relationship between X-ray beams in the embodiment.
【図３】ターゲットの熱膨張によるＸ線ビームの位置ず
れを説明するための模式図。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining displacement of an X-ray beam due to thermal expansion of a target.
１ Ｘ線管 １１ フィラメント １２ Ｘ線ターゲット １３ Ｘ線ビーム １４ Ｘ線分布 ２ コリメータ 3,31,32 Ｘ線検出器 ４ インターフェイス回路 ５ ＣＰＵ ６ 制御回路 ７ 駆動機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray tube 11 Filament 12 X-ray target 13 X-ray beam 14 X-ray distribution 2 Collimator 3,31,32 X-ray detector 4 Interface circuit 5 CPU 6 Control circuit 7 Driving mechanism
Claims (1)
れ、Ｘ線ビームをスリットを通すことによって扇形に広
がる平面状のＸ線ビームに整形するコリメータと、Ｘ線
検出器と、これらをスキャンさせる機構とを備えるＸ線
ＣＴ装置において、上記のコリメータのスリットに対応
してスリットの両側に１個ずつ取り付けられコリメータ
とともに移動するようにされて、Ｘ線管から発射された
Ｘ線ビームを検出する焦点ずれ検出用Ｘ線検出器と、こ
れら２個の焦点ずれ検出用Ｘ線検出器出力が同じ大きさ
になるように上記Ｘ線管とコリメータの一方を移動させ
て、上記コリメータのＸ線管に対する相対位置を、上記
の扇形Ｘ線ビームの平面に直角な方向に直線的に移動さ
せる機構とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。An X-ray tube, a collimator provided on a front surface of the X-ray tube, and shaping the X-ray beam into a planar X-ray beam that spreads in a fan shape by passing through a slit; an X-ray detector; In an X-ray CT apparatus having a mechanism for scanning these, an X-ray emitted from an X-ray tube is attached to each side of the slit one by one corresponding to the slit of the collimator so as to move together with the collimator. Moving the one of the X-ray tube and the collimator so that the outputs of the two X-ray detectors for defocus detection for detecting a beam and the two X-ray detectors for defocus detection become the same size; An X-ray CT apparatus comprising: a mechanism for linearly moving the relative position of the X-ray tube relative to the X-ray tube in a direction perpendicular to the plane of the fan-shaped X-ray beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12859791A JP3328942B2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | X-ray CT system |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP12859791A JP3328942B2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | X-ray CT system |
Publications (2)
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| JPH04329935A JPH04329935A (en) | 1992-11-18 |
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| JP12859791A Expired - Lifetime JP3328942B2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | X-ray CT system |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-04-30 JP JP12859791A patent/JP3328942B2/en not_active Expired - Lifetime
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