JPH0217042A - 画像獲得速度の大きなトモグラフィー装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、特に医学の分野で使用することのできる画像
獲得速度の大きなトモグラフィー装置に関するものであ
る。

一般に、本発明は、獲得されたデータをディジタル処理
することにより画像を再構成するタイプのトモグラフィ
ー装置に関する。本発明は、主として、多重断層モード
での画像、すなわち三次元画像の獲得に必要とされる待
ち時間、特に患者が待つ時間を短くすることを目的とす
る。本発明の装置はさらに、放射線療法のシミュレーシ
ョン装置の補助設備としても利用される。このような装
置に対する主な条件は、たとえトモグラフィー獲得段階
であってもオペレータがいつでも患者の任意の器官にア
クセスできるようになっていることである。

従来の技術 はぼ同一平面上で互いに固定保持されたＸ線管−多重検
出器ユニットを用いて、Ｘ線管と多重検出器の間に置か
れた物体の上記平面に沿った断面の画像に関する情報を
獲得することができるという画像再構成タイプのトモグ
ラフィー装置が公知である。実際、Ｘ線管から放射され
るＸ線の中心方向が物体に対して変化するごとに、この
方向に沿って見た物体の切片に関するデータの集合を得
ることができる。異なる方向からの測定を繰り返すこと
により、複数の画面が得られる。これをもとにして、所
定の条件下で、一般に逆射影と呼ばれる処理アルゴリズ
ムに従って物体の上記平面に沿った断面の画像を再構成
することができる。

この画像を再構成するのに必要とされるデータを獲得す
るだめの合計時間は、Ｘ線管−多重検出器ユニットの回
転速度、Ｘ線管のパワー、それに検出器の感度に依存す
る。Ｘ線管はパワーが大きくなるほど所定の硬度のＸ線
（硬度のより大きなＸ線ではない）をより多く発生させ
るため、多重検出器を用いて、Ｘ線に対して最も不透明
な領域を含む物体を通過した後の残りのＸ線をより容易
に検出できることが直観的にわかる。このため、Ｘ線管
−多重検出器ユニットをより速く回転させて画像をより
早く獲得できるようになる。同様に、検出器の感度が大
きくなるほど量的効率が向上するため、画像獲得速度も
大きくなる。このようなわけで、所定のＸ線管−多重検
出器ユニットに対しては、このユニットの回転速度が再
構成される画像の品質を決定する重要な因子である。実
際、速度が遅くなるほど、各画面において多重検出器に
対してＸ線管の影響を残す可能性が大きくなり、この多
重検出器の各セルから出力されるデータがより精密で物
体をよりよく表現するものになる。

これとは逆に、速度が速くなるほど、画像の精度すなわ
ち分解能が低下する。

現在入手可能な画像再構成式のトモグラフィー装置は、
生きしていわゆる第３世代の装置である。

この装置においては、Ｘ線管−多重検出器ユニットは、
回転はできるが、ケーブルによって電源回路と受信回路
に接続されている。従って、画像を獲得するには、Ｘ線
管−多重検出器ユニットを始動時に加速し、このユニッ
トの速度を安定させ、安定速度においてデータのいわゆ
る獲得を行い、次いで、（ケーブルの接続を外す前に）
このユニットを停止させる必要がある。このすべての回
転運動を行うためには自転を約２回しな（ではならない
。以前に画像が獲得された断面の隣りの断面の画像を獲
得するには、装置を逆方向に回転させながら上記の操作
手順を繰り返す。以後、操作を同様に続ける。この動作
モードでは、実際の画像獲得時間は、先に指摘した画像
の品質の選択のみに関係するのではなく、特にこのタイ
プの操作を実行することに関係している。実際には、い
わゆる画像獲得時間は、要求される精度が低い画像に対
する場合の２秒から細かい分解能の画像に対する１０秒
まで変化する。いずれの場合にも、１つの断面に関する
データを獲得するには、加速と減速を考慮すると約１０
秒かかる。

最もよく知られている多重検出器は、ガス（−般にはキ
セノン）が満たされた複数のセルからなるユニットを有
する多重検出器である。多重検出器の各セルは、互いに
電気的に逆電圧にバイアスされた２枚の金属テーブルを
備えている。物体を通過するＸ線の効果により、このガ
スはイオン化し、互いに反対の高電圧にバイアスされた
２枚のテーブルの間を漏れ電流が通過できるようになる
。

この漏れ電流を測定することにより、画像を再構成する
のに必要なデータを検出することができる。

従って、多重検出器は、Ｘ線管−多重検出器ユニットの
断面平面に含まれる方向に前後に一列に揃った同じタイ
プの複数のセルを備えている。このようなセルは、断面
平面に垂直な方向に測定した幅が約１．５印であ、る。

可能な限り精密な画像を獲得するためにはコリメータを
用いる。その目的は、Ｘ線管の多方向Ｘ線を、検出器全
体を照射し、幅が再構成する断面の厚さ方向の分解能の
ピッチに対応する扇形の平坦なビームにすることにある
。

実際には、この厚さは装置ごとにｌ　＋ｎ＋＋＋　−Ｉ
Ｑｍｍの範囲で異なる。この厚さがｌＱｍｍである場合
には、多重検出器に対するＸ線の照射量は物体のうちの
最も不透明な領域においてさえより速くかなりのレベル
に達することができるため、分解能が最も悪い画像が最
も早く獲得される。

検査する物体の三次元表示を実現したい場合には、この
物体に関して隣接した複数の画像を生成させる。これは
、各断面を設定した後に断面平面に垂直な軸線に沿って
物体をビームの厚さと等しい長さだけ移動させることに
より実現される。物体の２５ｃｍの長さにわたってこの
長さの方向に１ｍｍの分解能でこの物体の三次元情報を
獲得したい場合には、隣接した２５０個の断面を設ける
必要がある。中程度の分解能の場合には、回転時間（加
速、安定化、画像獲得、減速）は、各画像の間の１ｍｍ
の横方向並進運動を含めて約４秒である。従って、画像
獲得に要する全時間は約１０００秒である。

発明が解決しようとする課題 １回の画像獲得において実行される回転数を考慮すると
、上記のＸ線管−多重検出器ユニットはこの装置を使用
するオペレータが怪我をしないようにするための固定円
形カウル内に収容されている必要がある。異なる断面を
得るには、このカウルを物体（医学の分野では患者）が
載せられている検査ベツドに対して移動させる。実際に
は、カウルは地面に対して固定されており、ベツドが装
置内で長平方向に並進運動する。このような円形カウル
を用いるとオペレータが患者の任意の器官に随時アクセ
スするということができない。例えば、この患者の心臓
の領域を検査する場合には、頭が装置の一方の側に位置
し、胴体下部と四肢がこの装置の反対側に位置する。こ
の欠点は、トモグラフィー装置が「放射線療法シミュレ
ータ」と呼ばれる装置において使用される場合に特に厄
介である。

このタイプの装置の目的は、患者がのちに放射線治療装
置の上に載せられるときに使用されるこ。

とになるビームの特徴を前もって決定するためにこの患
者の解剖学的内部構造と外部構造に関する情報を提供し
て、放射線治療用のＸ線が治療する領域で所望の照射量
となり、しかもこの患者のこれ以外の領域には最小の照
射量となるようにすることである。

放射線療法シミュレータを用いた検査においては、患者
はこの放射線治療装置においてとることになる正確な位
置をとる必要がある。このような位置は、治療が最も効
果的に行われるようコード化されている。患者がこの位
置をとるのをオペレータが手助けする必要があるだけに
、この位置は従来のトモグラフィー装置の構成とは合わ
ないことがしばしばある。他方、シミュレータでの検査
の間は、オペレータが患者の皮膚の上に治療用ビームの
位置決め用のマークを描く必要がある。このような考察
から、シミュレータでの検査の間は患者の近くに容易に
アクセスできる必要があることがわかる。

しかし、かさばるカウルを除去してもこの問題は解決さ
れない。というのは、このカウルがないと、オペレータ
と患者が装置に巻き込まれる危険性があるからである。

このような危険を避けるため当局によって速度制限の条
件が付けられた。この条件を設定した目的は、カウルの
ない場合の変位速度を制限してＸ線管−多重検出器ユニ
ットが６０秒以内に１回以上自転しないようにすること
にある。この場合、物体の三次元表示を再構成するため
にトモグラフィーを獲得することは考えられない。

課題を解決するための手段 本発明では、要求される断面の数が多い（特に長平方向
の分解能が細かい）場合にこれまで勧められてきた再構
成画像方式のトモグラフが最良ではないことを認識する
ことによって上記の問題点を解決する。従って、上記ユ
ニットを物体のまわりに回転させることにより得られる
一連の画面から各画像を獲得し、画像を獲得するごとに
、次の画像を獲得する目的で上記ユニットを１単位だけ
並進運動させるよりも、逆に、Ｘ線管−多重検出器ユニ
ットを用いて物体を長手方向に走査し、１回並進運動さ
せるごとにこのユニットを１ステップだけ回転させるこ
とが考えられた。１ステップの回転ごとに、物体が長手
方向に検査される。改良例では、走査が下流に向けて（
頭から足に向けて）実行され、次の１ステップの回転で
は上流に向けて（足から頭に向けて）実施され、以後同
様にして繰作が実行されることが好ましい。

比較のための数値の大きさは以下の通りである。

従来技術では、各画像が１００の画面をもち、それぞれ
が画像間の並進運動を含めて４秒間継続する２５０の画
像では、画像獲得の全時間が１０００秒であった。本発
明では、これに対応して１０００回の並進運動を行い、
１回ごとの並進運動の後にＸ線管−多重検出器ユニア）
を１ステップ回転させる。１ステップごとの回転は振幅
が非常に小さく、従って非常に速いことに注目されたい
。実際、この回転は角度が（検査の質に応じて）約１８
分くから１度）である。回転が速くても装置の近くのオ
ペレータに危険が及ぶことはない。同様に、約３０ｃｍ
の並進運動（２５ｃｍの検査と、それぞれ一方の側での
２．５ｃｍずつの加速および減速）もやはり速い。この
場合、画像獲得の全時間を同じ１０００秒にすることが
できる。しかし、この場合には、本発明の方法には、上
記ユニットの加速と減速が比較的短時間であるため、検
出を目的とした多重検出器の相対的使用時間をより長く
することができるという利点がある。結局、この装置の
感度が増大する。

例えば、長手方向の走査時間が２５ｃｍに対して約０．
７５秒である場合には、多重検出器のＸ線照射時間は、
厚さ１ｍｍの切片に対して約３ミリ秒（０，７５０／２
５０　）である。第３世代の装置と比較すると、この使
用時間を短くして画像獲得の全時間が同じであるように
するか、あるいはこの固有使用時間を同じにするが画像
獲得の全時間をより長くする。

さらに、一部分がまだ従来と同等なこの結果は、改良例
として多重検出器が多重列タイプである場合には著しく
向上する。実際、１９８１年７月２８日に出願されたヨ
ーロッパ特許第０．０５１．３５０号に記軟されている
タイプの多重検出器を選択することができる。

この多重検出器は、二次元の検出セルアレイを備えてい
る。この場合、処理は離散タイプである。

並進運動の間、多重列タイプの多重検出器の列の１つの
セルのデータを表す電荷は、並進運動とは逆方向に隣接
した列の隣接したセルに転送される。

最後の列のセルのデータ内容は、この転送の結果として
得られる積分の効果を反映している。このデータ内容は
、画面を表すデータとして利用される。

説明を簡単にするため、ユニットの移動によって物体の
所定の切片の下方を１〜ｎ　（ｎは例えば５）の番号が
付されたセル列が通過することを指摘しておく。別の列
が切片の下に配置されるごとに、直前の列のセルのデー
タ内容がこの列のセルに転送される。同様のことが、第
ｎ番目のセル列が切片の下に来るまで続けられる。この
切片の下でのこの列のＸ線照射が終了すると、信号がサ
ンプリングされる。結局、この方法は、検査中の切片に
ｎ倍長くＸ線を照射できるという利点を有する。その結
果、分解能の質が同じであれば、画像がｎ倍早く獲得で
きる。あるいは、画像獲得速度が同じであれば、分解能
がｎ＠優れたものになる。

さらに、本発明の装置は上記の法律上の要請を完全に満
たしている。実際、数分の１度のオーダーの小さな角度
を回転させるごとに、過度の注意を払う必要はない。従
って、ストロークが非常に小さいために運動を非常に速
くすることができる。

さらに、約３Ｑｃｍの並進運動をカウルの内部で実行す
ることができる。実際には、３９ｃｍの間に装置に巻き
込まれるとオペレータは怪我をする可能性がある。しか
し、本発明ではもはや第３世代の装置におけるようには
装置が完全に回転しないため、カウルを円形タイプの構
造にする必要はもはやない。カウルは全体の形状がアー
チである構造にすれば十分である。アーチの内部から、
患者の任意の器官にアクセスすることが可能になる。

そこで、本発明によれば、 Ｘ線管が、このＸ線管に機械的に接続された多重検出器
の方向にＸ線を発生させることができるように構成され
たＸ線管−多重検出器ユニットと、 このユニットを、Ｘ線管と多重検出器の間を通る回転軸
線のまわりに、Ｘ線管と多重検出器の間に置かれた物体
を再構成するのに必要とされる最小検査角に対応する角
度を含む角度回転させる手段と、 少なくとも多重検出器を、上記回転軸線に沿って物体の
検査領域の長さに対応する距離だけ移動させる並進手段
と、 置かれた物体の画像を生成させるために多重検出器から
出力される信号を処理する手段と、上記ユニットを上記
最小角に等しい角度回転させるにあたって、多重検出器
の接線方向平均速度がこの多重検出器の並進速度よりも
遅くなるように、従って上記ユニットの合計回転時間が
上記多重検出器が少なくとも１回上記の検査長を移動す
るのに必要とされる時間よりも長くなるようにしてこの
回転をさせる手段と、 上記並進運動中にＸ線管からＸ線を放射させる手段と を備えることを特徴とするトモグラフィー装置が提供さ
れる。

本発明は、添付の図面を参照した以下の説明によりさら
によく理解できよう。なお、図面は単に実施例を例示し
たものであって、本発明を限定することはない。

実施例 第１図は、本発明のトモグラフィー装置の図である。こ
の装置は、Ｘ線管−多重検出器ユニット１を備えている
。このユニットでは、Ｘ線管２が、このＸ線管に機械的
に接続された多重検出器４の方向に向けてＸ線３を発生
させる。例えば、Ｘ線管２と多重検出器４は接続用構造
体５によって接続されており、一体となって移動できる
ようにされている。このとき、Ｘ線は常に正確に多重検
出器４の方を向いている。ユニッ）１は、全体の形状が
アーチ形の部分６に取り付けられている。このアーチ部
分６は、Ｘ線３のビームに垂直な軸線を中心としてこの
アーチ部分６を回転させることのできる軸受を介して土
台団に接続されている。

ユニット１と構造体５は、ユニットｌを軸線１２に平行
に並進運動させることのできるスライダ７と８を介して
アーチ部分６に取り付けられている。

モータ５０を用いて構造体５を軸線１２に平行に並進運
動させ、モータ６０を用いてアーチ部分６を軸線１２の
まわりに回転運動させる。

患者、すなわち検査する物体は、軸線１２にほぼ平行な
テーブル１１の上に載せられてＸ線３の通過経路上に配
置される。上記の機構が、テーブル１１と平行な方向を
向いた軸線１２のまわりにＸ線管−多重検出器ユニット
を回転させる手段として用いられる。Ｘ線管２と多重検
出器４は、点線で示したカウル９２．９４の中にそれぞ
れ収容される。カウル９２．９４はアーチ部分６に固定
されている。カウル９２．９４は、その内部空間におい
てＸ線管２と多重検出器４を並進運動させることのでき
るスペースを提供する。

回転手段のほか、本発明の装置は、従来と同様、上記の
ユニットをテーブル１１に対して相対運動させるための
並進運動手段も備えている。実際には、テーブル１１は
長平方向と鉛直方向に移動させることができる。例えば
土台１０の中に設置された回路（図示せず）を用いると
、多重検出器４から出力された信号を採取し処理して、
テーブルｌｌ上でＸ線３の通過経路に配置された物体の
断面の画像を生成させて表示することができる。

本発明の特徴は使用法にある。全部のトモグラフィーを
得るためには、ユニット１をカウル９２．９４とともに
１ステップずつ回転させ、１回のステップごとに、この
ユニットｌを回転できないようにした状態で回転の中心
を通る軸線１２に沿って並進運動させる。このようにし
て、物体の検査すべきあらゆる領域を走査する。この並
進運動は、テーブル１１またはカウル９２．９４を移動
させたのでは起こらない。実際、先に指摘したように、
この移動の距離は大きく、約３９ｃｍになるはずである
。さらに、全画像を迅速に獲得できるようにするために
はこの移動が速く行われなくてはならないため、ユニッ
）ｌのこの移動は、アーチ部分６に対して固定されたカ
ウル９２．９４の内側で行われることが好ましい。この
目的で、例えばトラスのタイプの接続用構造体５は、例
えばモータ５０よって駆動されて一方向に並進運動し、
次いで、次の回転ステップにおいて別の方向に並進運動
することができるようにされている。例えば、モータ５
０は任意のタイプ、すなわち電気式でも空気式でもさら
に別のタイプでもよい。このようなモータの代わりに、
Ｘ線管２と多重検出器４に直接に設置されており、多重
検出器４が常にＸ線３をうまく照射されているような相
対位置に来るように自動制御されている互いに独立した
モータを用いることさえ可能である。この場合、構造体
５を除去することができる。

トラスタイプの構造体５が脆弱であることに起因して、
あるいはごく単純に、多重検出器４とＸ線管２の重量に
起因して発生する可能性のある慣性の問題を考えると、
照射の欠陥に関係した問題が発生することがある。しか
し、本発明では、この問題を解決し、品質を一定にして
特に画像獲得速度を増大させることができるよう、先に
引用したヨーロッパ特許に記載されているタイプの多重
検出器、あるいは、Ｍｅｄ、　Ｐｈｙｓ、という雑誌の
第１２巻、第３号、５〜６月号、１９８５年、３３９〜
３４３ページにフランク　アー、デイ　ビアン力（ＦＲ
ＡＮＫ　Ａ。

ｄｉ　ＢＩＡＮＣＡ））が発表した「静電荷検出（Ｋｉ
ｎｅｓｔａｔｉｃＣｈａｒｇｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）
　Ｊというタイトルの論文に記載されているタイプの多
重検出器を実現する。この論文では、信号の積分がガス
式検出器内でのイオンのドリフトによって行われるよう
にされている。このドリフトは、走査の方向とは逆方向
である。積分を伴ったこの勧められている獲得モードで
は、画像獲得の長手方向の分解能が、もはやＸ線管と多
重検出器の間に存在するコリメータの細かさに依存する
のではなく、信号のサンプリングモードと、このような
多重検出器から出力される信号の積分値とに依存する。

この多重検出器は、多重列方式の多重検出器と同じであ
ると見なすこ上ができる。列は互いに平行であり、移動
の方向にほぼ垂直である。その結果、並進運動をさせる
際の様々な慣性負荷に起因する画像獲得の歪みは、サン
プリングの際にカウル９４内で多重検出器の位置決めを
正確に行うことに細心の注意を払うのであれば無視する
ことができる。従って、幅の広いコリメータを選択して
、しかも長手方向の分解能の細かさを変化させないこと
が可能である。

第１図からは、アーチ部分６とカウル９２．９４の形状
のためにテーブル１１の上に載せられた患者の任意の器
官に随時アクセスできることがわかる。

この特徴は、先に指摘したように放射線療法シミュレー
タに応用する際に重要である。より一般に、この特徴は
、患者が従来の装置に合った位置をとることのできない
検査と、ある種の外傷検査におけるように、オペレータ
の手助け、またはかさばるが不可欠な付属品を必要とす
る検査に適している。

第２図を参照して多重列方式の多重検出器の動作を説明
する。この図には、全体として装置の軸線１２に沿った
身体１６に対するＸ線管２と多重検出器４の移動状態が
簡単に示されている。まず最初に、Ｘ線管２が、切片１
８に平行で輪郭ＡＢＣＤＥＦをもつ扇形状にＸ線３を放
射すると仮定する。

ユニット１が身体１６の後ｆ！ｆり１７に向かって移動
している間、Ｘ線を照射されていて放射線吸収信号を多
重列方式多重検出器４で採取することになるこの身体１
６の各切片１８は、多重列方式多重検出器の列の１つに
それぞれが対応するｎ個の単位切片に分割できると仮定
することが可能である。例えば第２図では、多重列方式
多重検出器４は並置された５つの検出セル列１９〜２３
を備えている。ある時刻にこの多重検出器を切片１８の
下に配置する。次に、Ｘ線を照射された切片１８がこの
切片Ｉ８に部分的に侵入した切片２４になったときに、
この切片１８の大部分はＸ線を照射し続けられる。しか
し、切片１８のうちで放射線吸収信号が多重列方式多重
検出器の検出セル列１９に到達した部分については、今
や信号が検出セル列２０に到達している。他方、検出セ
ル列２０に到達した放射線吸収信号は今や検出セル列２
１に到達している。以下同様である。

Ｘ線管２と多重検出器４が身体１６の後部１７に向かっ
てさらにほんの少し移動する前に、検出セル列２３に得
られる信号を採取することが必要である。

多重列方式多重検出器４に入力される速度設定命令２５
により、各速度パルスごとに、各列のセルの電荷を移動
の方向とは反対の方向に隣接した列の対応するセルに転
送することができる。速度設定命令２５は、多重検出器
４の最後の検出セル列２３から出力される信号のサンプ
リングを行うのにも使用される。離散型の場合に電荷を
１つのセルから別のセルに転送すること、または上記の
論文に記載されているようにイオンの連続ドリフトによ
ってガス式セルに沿って電荷を転送することは、本発明
では完全に等価である。速度を設定することにより、こ
の転送のほか、最後の検出セル列において、有効データ
を採取したりサンプリングしたりすることが可能になる
。＃教室の場合には、速度設定パルス１つごとに、１つ
のセルのデータ内容が隣接したセルの内容と置換される
。走査が開始される側の端部の列のセルは、各パルスご
とにゼロにリセットされる。

第３図ａと第３図すは、それぞれ従来の画像獲得モード
と本発明の画像獲得モードを比較して示した図である。

従来は、画像の獲得は、Ｘ線管−多重検出器ユニットが
回転２６で示した自転をするときに実現された。１回転
ごとにわずかに並進運動２７させると、ユニットを検査
する身体の別の断面に対して垂直に位置させることがで
きる。本発明（第３図ｂ）では、アーチ部６がステップ
状にわずかに回転しくここでは誇張して描いである）、
各ステップの間の時間にカウル９２．９４の内側でＸ線
管２−多重検出器ユニット４が参照番号２９のように並
進運動する。

電荷転送用の双方向性多重列方式多重検出器（すなわち
、電荷をある方向に転送し、素早く方向を変更して反対
方向に転送することができる検出器）を用いて、ｌステ
ップ２８の回転が終了するごとに並進運動を、カウル９
２．９４の内側で前の運動の方向２９とは反対方向にす
ることが好ましい。

第４図ａ〜第４図Ｃは、それぞれ、カウル９２．９４の
回転ステップα、カウル内のユニット１の往復運動ＤＡ
の変位の大きさ、それに速度設定命令２５を時間の関数
として表している。第１の期間である画像獲得期間中は
、カウルが固定されており（αは変化しない）、移動が
直線的であり（ＤＡが規則正しい傾斜に従う）、速度設
定命令２５の数が、走査の全期間中に獲得すべき切片の
数にほぼ対応している。この数は、得るべき長手方向の
分解能にも対応している。例えば２５０ｍｍにわたって
分解能がＩＩＩＩｍであるとすると、速度設定命令２５
のパルスの数は２５０個である。

検出器が双方向性でない場合には、好ましい実施態様は
第７図、すなわち、連続回転かつ非対称並進運動に対応
している。この非対称並進運動にには、検出器によって
許された方向の画像獲得の間のゆっくりとした移動と、
検出器がインアクティブである方向の速い復帰運動とが
含まれる。

第５図は、本発明により得られる画像の獲得および再構
成モードの特別な一例を示す図である。

実際、従来技術では、画面ｖＩの獲得の後に逆射影Ｒ１
を行い、第１段階で対応する画像Ｉ、を決定する。トモ
グラフィー装置が自転すると、画面Ｖｌ、が獲得され、
次に画面Ｖ”１が獲得され、という具合に続く。これら
画面は、逆射影Ｒ°、により変換され、次に逆射影Ｒ″
１により変換され、という具合に続いて画像１１が完全
に規定される。画像■１が完全に規定されると、従来技
術のトモグラフィー装置は次の切片に向かって垂直に並
進運動しく２７）、上記のプロセスを繰り返す。

本発明では、利用可能な逆射影のアルゴリズムは同じで
ある。単純に、物体内の同一の断面に対応する画面ｖ１
と次の画面Ｖ’ｌを獲得する間の時間に走査しながら並
進運動２９させることによって、断面Ｖ２　、、、Ｖｗ
が得られる。これら断面はそれぞれ逆射影Ｒ２、、、Ｒ
，されて、第１回目のランで別の画像１２．、、Ｉ、が
規定される（本実施例ではＮは２５０）。その結果とし
て、実際には、メモリの容！＆処理アルゴリズムが従来
と同じになる。単に、画像獲得の方法が対応するように
変化しただけである。

ある並進運動２９と別の並進運動３０で物体１６を検査
する方向が逆になっている上記の場合には、画面Ｖ”、
の前に画面ｖｌ、が獲得されることがわかっているため
、適当な順番で逆射影Ｒに、、、Ｒ＋を実行して次のラ
ンで画像■。、９．Ｉ、を完全に規定する必要がある。

第２図には、Ｘ線源が点状ではな（距離ＡＢの範囲に拡
がっており、Ｘ線が平行であるという理想のタイプのＸ
線が示されている。現実はこれとは異なっており、Ｘ線
源は点状である。第６図ａには、検査される身体のうち
で並進運動中に実際にＸ線が照射されて考慮される部分
が図示されている。この図には、Ｘ線の焦点である第１
の位置３１と、例えば第２図の多重列方式多重検出器の
検出セル列１９〜２３にそれぞれ属するセル３２〜３６
が並んだ状態とが示されている。Ｘ線管が隣接した位置
、例えば位置３７〜４０に移動するごとに、セル３６〜
３２の電荷が逆方向に、すなわちセル３６からセル３２
に向けてシフトする。

Ｘ線管が位置３１に存在しているときには、物体のうち
でＸ線が照射される領域（照射の測定はセル３６が行う
）が、位＠３１のＸ線管から出てセル３６に達する三角
形の中に含まれることがわかる。Ｘ線管が点３７に移動
すると、セル３６は右側に移動し、セル３５は、検査す
る身体と同じ鉛直線上にあるセル３６の位置に来る。次
にこのセル３５は、頂点が点３７で底辺がセル３６であ
る三角形の中で起こったことに対応する放射線吸収信号
を受信する。さらに、電荷転送が可能であるために、セ
ル３６の電荷の内容がセル３５に転送されて、本発明の
感度の増大に有利な積分操作が実施される。以下同様の
ことが、Ｘ線管が位置４０を占め、セル３２が図面上で
実際にセル３６に位置するようになるまで続けられる。

この結果、上記の条件のもとでは、物体の検査部分は第
２図の切片１８が示しているように完全に平坦な切片で
はなく、断面が台形の切片である。

この台形の長辺は多重列方式多重検出器の幅に等しく、
短辺は多重列方式多重検出器の検出セル列のうちの１つ
の幅に等しい。このことから、この条件では、多重列方
式検出器を検出セル列の数をあまりに多くしたり、ある
いは検出器の幅をあまりに広くして使用することはでき
ないことがわかる。列の数が５であるというのは、この
観点からして適当な妥協値であると思われる。

実際には、この好ましくない現象は、身体２がＸ線管と
多重検出器のどちらにも直接には接触しないためにわず
かに効果が弱められる。身体は、中間位置を占める。第
６図すでは、身体の中間位置が直線４１と４２の間に示
されており、検査を行う台形ＧＨＩＪとＫＬＭＮもそれ
ぞれ示されている。

上下互い違いのこれら台形は、Ｘ線管が所定の位置にあ
り（例えば第１図の位置）、シかもこの所定の位置のく
例えば軸線１２に対する）対称位置にある場合には、Ｘ
線を照射された切片の表面に対応する。物体のうちで小
さな十印で示された領域は、Ｘ線を照射される場合には
所定の方向の画面に寄与する一方、Ｘ線を照射されない
場合には問題の画面の方向に対称な画面に寄与すること
がわかる。

まず最初に、このタイプの理論的欠陥を無視し、Ｘ線が
完全に平行なタイプであるきして画像を再構成する。さ
らに、Ｘ線管２が軸線１２に平行な並進運動をせず、回
転運動のみをする場合の動作モードを考えることができ
る。この目的で、検出器は、並進運動することにより各
角度位置で物体の円錐射影に対応するデータを出力する
。Ｘ線管の円形運動に対応する円錐射影の全体によって
も厳密には物体を再構成できないことを示すことが可能
である。Ｘ線管がさらに複雑な運動をする必要がある。

しかし、円形運動により近似的な再構成を行うことはで
きる。円錐射影をもとにして再構成を行うアルゴリズム
を利用することができる。

このアルゴリズムは複雑であり、強力な計算能力を必要
とする。しかし、Ｘ線管が円形運動を行うという簡単化
された場合には、本発明を容易に適用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のトモグラフィー装置の図である。 第２図は第１図の装置の詳細図であり、列方式の多重検
出器の動作の特徴を示している。 第３図ａと第３図すは、それぞれ、従来の場合と本発明
の場合の使用モードの比較図である。 第４図ａ〜第４図Ｃは、本発明の装置における駆動手段
と検出手段の制御に用いられる信号のタイミングチャー
トである。 第５図は、本発明の画像の獲得および再構成モードの特
別な一例を示す図である。 第６図ａと第６図すは、本発明で勧めている獲得モード
に従った再構成アルゴリズムの変更を可能にする指示を
示す図である。 第７図は、第４図ａ〜第４図Ｃのタイミングチャートの
別の例である。 （主な参照番号） ■・・Ｘ線管−多重検出器ユニット、 ２・・Ｘ線管、　　　　　３・・Ｘ線、４・・多重検出
器、　　　　５・・接続用構造体、６・・アーチ部分、
　　　　７．８・・スライダ、１０・・土台、　　　　
　　１１・・パネル、１６・・物体（身体）、　　１８
．２４・・切片、１９〜２３・・検出セル列、　２５・
・速度設定命令、３２〜３６・・セル、　　　　５０．
６０・・モータ、９２．９４・・カウル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）―Ｘ線管が、このＸ線管に機械的に接続された多
   重検出器の方向にＸ線を発生させることができるように
   構成されたＸ線管−多重検出器ユニットと、 ―このユニットを、Ｘ線管と多重検出器の間を通る回転
   軸線のまわりに、Ｘ線管と多重検出器の間に置かれた物
   体を再構成するのに必要とされる最小検査角に対応する
   角度を含む角度回転させる手段と、 ―少なくとも多重検出器を、上記回転軸線に沿って物体
   の検査領域の長さに対応する距離だけ移動させる並進手
   段と、 ―置かれた物体の画像を生成させるために多重検出器か
   ら出力される信号を処理する手段と、―上記ユニットを
   上記最小角に等しい角度回転させるにあたって、多重検
   出器の接線方向平均速度がこの多重検出器の並進速度よ
   りも遅くなるように、従って上記ユニットの合計回転時
   間が上記多重検出器が少なくとも１回上記の検査長を移
   動するのに必要とされる時間よりも長くなるようにして
   この回転をさせる手段と、 ―上記並進運動中にＸ線管からＸ線を放射させる手段と を備えることを特徴とするトモグラフィー装置。 （２）―Ｘ線管が、このＸ線管に機械的に接続された多
   重検出器の方向にＸ線を発生させることができるように
   構成されたＸ線管−多重検出器ユニットと、 ―このユニットを、Ｘ線管と多重検出器の間を通る回転
   軸線のまわりに回転させる回転手段と、―このユニット
   をこの回転軸線に沿って移動させる並進手段と、 ―多重検出器とＸ線管の間に置かれた物体の画像を生成
   させるために多重検出器から出力される信号を処理する
   手段とを具備しており、 ―上記回転手段は、上記ユニットを１ステップずつ回転
   させる手段を含んでおり、 ―上記並進手段は、上記ユニットを各回転ステップごと
   に並進運動させる手段を含んでいることを特徴とするト
   モグラフィー装置。 （３）多重検出器とＸ線管の間に設置されており、―多
   重検出器が多重列タイプであり、―上記処理手段が、上
   記ユニットの並進移動中にこの多重列タイプの多重検出
   器から出力される信号を時間に関して積分する手段を備
   えることを特徴とする請求項１に記載の装置。 （４）Ｘ線管と多重検出器がカウル内に収容されており
   、このカウルは、上記並進運動中には固定されており、
   他方、上記回転運動中には移動することを特徴とする請
   求項１または２に記載の装置。 （５）上記並進運動手段が、上記ユニットを１つの回転
   ステップごとにある１つの方向から別の方向に移動させ
   る手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記
   載の装置。（６）Ｘ線管を多重検出器に接続する手段の
   全体形状が開いたアーチ形であることを特徴とする請求
   項１または２に記載の装置。 （７）多重検出器が多数の列を備え、かつイオンドリフ
   ト型であることを特徴とする請求項１または２に記載の
   装置。 （８）多重検出器が多数の列を備え、かつ二次元アレイ
   の検出セルを備えるタイプであることを特徴とする請求
   項１または２に記載の装置。 （９）上記検出セルが電荷転送素子を備えることを特徴
   とする請求項８に記載の装置。 （１０）多重列タイプの上記多重検出器が、光電検出素
   子のアレイを備えることを特徴とする請求項８に記載の
   装置。 （１１）―Ｘ線管が、このＸ線管に機械的に接続された
   多重検出器の方向にＸ線を発生させることができるよう
   に構成されたＸ線管−多重検出器ユニットを設置し、 ―このユニットを、Ｘ線管と多重検出器の間を通る回転
   軸線のまわりに、Ｘ線管と多重検出器の間に置かれた物
   体を再構成するのに必要とされる最小検査角に対応する
   角度以上回転させ、 ―少なくとも多重検出器を、この回転軸線に沿って物体
   の検査領域の長さに対応する距離だけ移動させ、 ―置かれた物体の画像を生成させるために多重検出器か
   ら出力される信号を処理し、 ―上記ユニットを上記最小角に等しい角度回転させるに
   あたって、多重検出器の接線方向平均速度がこの多重検
   出器の並進速度よりも遅くなるように、従って上記ユニ
   ットの合計回転時間がこの多重検出器が少なくとも１回
   上記の検査長を移動するのに必要とされる時間よりも長
   い時間にわたってこの回転が起こるようにし、 ―上記並進移動中にＸ線管からＸ線を放射させる段階を
   含むことを特徴とする方法。 （１２）上記ユニットを１ステップずつ回転させること
   を特徴とする請求項１１に記載の方法。