JPS5997649A - 放射線断層検査装置 - 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】 °〔発明の技術分前〕 本発明は、高エネルギーの放射趣ビームを用いて被検体
の断層像を得る揚台に有効な放射腺萌屑／Ｉｆ、査装置
に関する。

〔発明の戊術的背景とその問題点〕

この柚の装置は、ＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏ
ｇｒａｐｈｙ）装置と呼はれ、Ｘ＃ビームと脚像処理用
電子計昇磯とを用いて三次元被写体のろる二次元１１７
Ｔ層律金鞘度良く再生するものであって、特に医療分力
′において多用きれている。

ところで、二次ノし断ノ曽１＆を得るに際し、Ｘ線ビー
ムを放射するＸ綴発生器と、このＸ線ビームの照射を受
ける被検体と、この被検体よｐ透過せられるＸ１誠エネ
ルギー°と検出するＸ蛛検出器とを一定の相関々係をも
うて運動させなけれはならないが、従来その追動制御手
段としては幾つかの方式がめった。

その１つはペンシルビーム方式と呼ばれるもので、これ
は第１図に示すように年−のＸ蔵発土器１と単一の検出
器２とを図示イ矢印方向に並進動作を行なわせながら被
検体３の所定ピッチごとのｘかメ迭過データをサンプリ
ングし、引キ絖き、図示口矢印方向に所定角度回転させ
た後、今度は図示イ矢印とは反対方向である図示ハ矢印
方向に並進動作を行なわせながら同様にｂｒ冗ピッチご
とに被検体３のＸ線：［ａ過データをサンプリングし、
この並進−回転退動を少なくとも１８０°の回転角度に
至るまで繰返しながら被検体３のＸ勝透過データを収集
する方式である。

他の１つはファンビーム方式とけはれるもので、これは
第２図に示すようにＸ線発生器１′と円弧状に配列され
た例えば２５６〜５１２個程度の検出器４−１゜４−２
．・・・を待ったＸ線検出器群４とからなり、Ｘ線発生
器１′からのファン状Ｘ緋ビーム５の放射によって各検
出器４−１゜４−２．・・・から得られる被検体３のＸ
城透過デ（ 一タを所定の１１序で順次サンプリングし）しかる後、
両機器１′、４を図示二矢印方向に一体的に所定角度回
転させて同様に各検出器４−１゜４−２．・・・よシ取
シ出される被検体３のＸ線透過データを所定のｌ唄序で
順次サンプリングし、この回転速！４Ｉｌケ少なくとも
１８０°の回転角度に至るまで繰返しながら被検体３の
Ｘ線透過データ盆収集する方式である。第３図は上記２
つの運動制御手段によって得られたデータを収呆する場
合のタイミング図でめる。つまり、第３図は、タイミン
グＳ１によってＸ　ｈＪ発生器１．１′およびＸＩ勢伏
出器２．検出器＃＋４を所定角反回転させ、その佐、タ
イミングＳ２に基づいてＸｋＭ過データをサンプリング
することを示している。

ところが、上記２つの連動制御手段にあっては、次のよ
うな点が問題とされている０（１）　尚圧ケーブル寺の
尋人の困難芒ＯＸ餘発生器１．１′には、′亀子を７Ｊ
ＩＩＩ迷制御するために高圧ケーブルが導入され、また
熱による僚能低下を赴けるために冷却／ｆイゾが尋人さ
れているが、１ｔｉＪ述のような運動制御手段を採った
場合にはＸ線発生器１．１′が並進運動１回転運動およ
び逆方向への並進１回転運動を繰返すために、ＸｍＴ＋
８生器１．１′への高圧ケーブル、冷却パイプへの尋人
が非常に厄介そめ月また高圧ケーブル等の−ＩＪＩ　協
する事故も多いなどの欠点がある。

（２）　Ｘ線ビームのずれ。

工業用Ｘ腺光土器１．１′は、工業製品を検査する観点
から医療用のものに比べて高エネルギーのＸ　６Ａビ一
ムヲ発生させなけれはならない場合が多く、このために
全体として大形で高ＭＭＯものが使用され、かつ位置ず
れ全便力抑えるために保持枠によって保持されている。

しかし、Ｘ？ＬＭ発生器１，１′は前述したように並進
１回転。

逆方向並進１回転運動を繰返すたびに振動が発生するた
めＸ勝発土器１．１′と保持枠の間にコ゛ムなどの振動
吸収材を介在させて低動を吸収するようにしている。従
って、Ｘ艇発土器１．１′自体を保持枠により強固に固
定することができない。その結果、右方向又は左方向に
回転を繰返すたびにＸ線発生器１．１′や保持枠などが
傾き、Ｘ線発生器１．１′よｐ正確にＸ線ビームを放射
することができない問題がある。

（３）　　また、ファンビーム方式の場合には、上述す
る欠点の外に、以下に述べる欠点がある。

一般に、医療用装置はＸ線エネルギーが弱いので、検出
器４−１．４−２．・・・とじてはガス検出器が用いら
れている。しかし、ガス検出器は、工采用裳品の検査の
ように尚エネルギーのＸ線ビームの場合には感度の低下
および感度の不均一性が問題となって不向きである。そ
こで、高エネルギーのＸ線ビームの場合、検出器４−１
゜４−２．・・・とじては、シンチレーション検出器や
半導体検出器などの固体検出器が用いられている。しか
し、固体検出器は、ガス検出器に比べて外形か太さいた
め、第２図のように多数の１炙出器４−１．４−２．・
・・を笑装することができず、ひいてはＸ線透過データ
を高棺反に収集できない欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、Ｘ線発主器への尚圧ケーブル、冷却パイプの
導入を容易にするとともに、測圧ケーブルなどの損傷事
故や走査中における放射線ビームのずれの問題をなくシ
、シかも商エネルギー放射線ビームに有効な外形の大き
な固体検出器であっても容易に実装し得て確実にデータ
を収集できる放射線断層検量装置を提供することにある
。

〔発明の概嶽〕

本発明は、ファン状放射線ビームを放射する放射線光土
器を固定とする反面Ｘこの放射組ビームの照射を受ける
被検体を回転１」能にし、かつ複数の検出器を持った放
射線検出器群を比敗的小さいある角度範囲内で回転させ
る構成とし、しかも前記被検体が一回転している間に所
定回転角度ごとに６検出器のデータをサンプリングし、
しかる仮、被検体が一回転した後に放射線検出器群・を
前部める角度範囲内で倣少角度回転させ、引き続き、被
検体を回転させながらデータをサンプリングする放射組
断層検査装置である。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の一実施例について第４図ないし第１０図
を参照して説明する。第４図は、放射線発生器１ノと、
被検体１２と、放射線検出器群１３との配瞳関係金示し
ている。この放射薊発生器１１はファン角度αをもって
ファン状Ｘ勝ビーム１４ｆ放射するものであって、これ
は所定位置および方向をもって固定設置される。

このファン状Ｘ　）、Ｊｐビーム１４はスリット１５を
逼して被検体１２に照射される。なお、放射様発生器１
１としては、被検体１２の性質に応じてＸ腺以外の放射
にビーム１４を放射するものでｈっでもよい。前記被検
体１２は、第６図に示すようにターンテーブル１６にａ
ｍされ、このターンテーブル１６の回転によって回転せ
られるようになっている０放射ね検出器＃１３は被検体
１２よシ透過せられる放射憩エネルギーを検出して放射
騰透過データを得るもので、これは放射線エネルギーを
少なくともファン角度α内で等分かつ同一平面上で受け
るようにｎ個の検出器１３−１．１３−２．・・・１３
−ｎからなシ、かつこれらの検出器１３−１．１３−２
゜・・・は円弧状に配置されている。各検出器１３−１
．１３−２．・・・は、第５図に示すような固体形のシ
ンナレーション検出器を使用する。このシンチレーショ
ン検出器ハ、シンチレータ１３ａと、フォトマルチプラ
イヤＪ３ｂと、プリアンプ１３ｃとよりなｐ１高エネル
ギーの放射組ビーム１４でおっても高恩展かつ一定の感
度をもって放射線透過データを得ることが゛できる。な
お、谷検出器１３−１．１３−２．・・・とじて、放射
組エネルギーが弱い場合にはガス検出器“と用いてもよ
い。

次に、第６図はターンテーブル１６と放射−検出器群１
３とを駆動する駆動系を示す図である。同図において２
１はギヤ２２．２３に介してターンテーブル１６を回転
するテーブル駆動用モータ、２４はターンテーブル１６
か所Ｙ　Ｍ度回転するごとにギヤ２３．２５を介して角
度、、ｖ　ルｙ、　ｆ　出力するエンコーダ、２６はエ
ンコーダ２４から入力さ扛る角度パルスを計叙するとと
もに、また角度ノ９ルスごとに前記ｎ個の検出器１３−
１　、　ｌ　３−２、−、１　Ｂ　−ｎで得られる放射
祿透過デ〜りをデータ収集するタイミング信号を出力す
るパルス発生器、２７はターンテーブル１６が一回転す
るごとに放射線検出器群１３を少なくともφの範囲内で
所定角度ずつ回転せしめる検出器財駆動用モータである
。

なお、放躬謙検出＃硅１３は、検出器群、゛め動用”　
−タ２７ＶＣ遅＃するギヤ２８に噛合されて回転される
円弧状ギヤ２９に堆層されている。

次に・第７図は装置の全体構成を示すブロック図である
。同図において３ノはＸ繊兄土器１．１　ニ高圧ケーブ
ルおよび冷却パイｆ寺を介して高′亀圧金印加しがっ冷
却媒体を供給し、さらに砧動制Ｖｍ部３２に奄Ｗを投入
するなどの制御を行なう杭括制御部でるる。駆動制御部
３ノは弗６図の要素２１〜２６なとにょって構成されて
いる。３３は放射線検出器群１３を駆動する検出器群、
駆動催ｊ御都であって、例えは第６図の要紫２７〜２９
などによって構成されている。

３４は検出器群１３が所定角度回転したことを検出する
スキャン検出部である。３５はデータ収集部、３６はデ
ータ収集部３５で収集し／こ放射急透過７Ｊ−夕を画像
データに変換する画１４、再構成装置、３７はＣＲＴデ
ィスプレイである。

次に、以上のように構成された装置の作用について第８
図ないし第１ｏ図を参照して＄６明する。なお、祝明の
便宜上、検出チャンネルｌ’ｔ″８”、各チャンネルの
グロジェクションＢＮ奮“３２０″とし、また放射藤恢
出器群１３０走五回数ＳＮを４回として説明する。先ず
、スタートの指令ａ号に基づいてテーブル駆動用モータ
２１が駆動する。第９図の８１１にモータ２ノの駆動期
間Ｔを示す。テーブル駆動用モータ２１が回転駆動する
と、その回転がギヤ２２゜２３を経てターンテーブル１
６に１八透される。

ここで、ターンテーブル１６は定速回転し、同テーブル
１６上の被恨体１２がテーブル１６の回転にしたがって
回転せられる。このとき、放射線発生器１１から放射さ
れたファン状放射線ビーム１４が被検体１２を透過して
各検出器１３−１〜１３−８に入射される。−万、エン
：７−ｉ２４Ｂ、ギヤ２３．２５を介してターンチーグ
ル１６の回転角度を検出し、ターンチーグル１６の一回
転に対し第９図に示すようにパルス１ｌ１４ｔＪの角度
パルス８１２を３２０１同出力し）これｋ　ｚｅルス発
生器２６に与える。このパルス発生器２６は角度パルス
８１２全計紅するとともに、１個の角度ｉ４ルス８１２
ごとに第９凶のＳ１３′に拡大して示すように８個のパ
ルスよｐなるタイミング細分Ｓ１３を出力しデータ収集
部３５に与える。以上のパルスの処理はデータ収集部３
５で行なってもよい。データ収集部３５は、パルス発生
器２６から８個のパルスを受けると、第１０図に示すよ
うにＡ走査域に位置する谷検出器１３−１〜１３−８か
らの放射＃ｆｉ過データを順次収集する。引き続き、エ
ンコーダ２４から第２．第３．第４．・・・の角度パル
ス８１２が出力すると、この角度パルス８１２ごとにパ
ルス発生器２６を介してデータ収集部３５は第１０図に
示すようにプロジェクション２．３．４．・・・と移ｐ
ながらＡ走査域に位置する谷使出器１３−１〜１３−８
からの放射線透過データを収集する。そして、ターンテ
ーブル１６の一回転に対し、エンコーダ２４からは３２
０１向の角１．ｉｊパルスＳ１２か出力されるので、デ
ータ収集部３５としては弗１０図の斜森で示すデータを
収集することになる。

このようにしてターンテーブル１６の一回転に対してパ
ルス発生器２６が３２０個の角度パルスＳ１２を計数す
ると、検出器群小動用モータ２７に２躯動信号を与える
。そうすると、同モータ２７は予め定められた微少角度
回転し、これ金ギヤ２８．２９を介して放射線検出器群
１３に伝達する。この結果、放射線検出器群１３は微少
角度Δαたけ回転してＢ走査域に移る。この微少角度は
、例えはファン角度をαＡ検出器数を８、走査域ｆ：４
とすれば、（咄）／４となる。放射線検出器＃１３が微
少角度回転した後、再びターンテーブル１６が回転して
エンコーダ２４から角度パルス８１２が出力されると、
この角度パルス８１２ごとにデータ収集部３５はＢ走宜
城に位置する各検出器１３−１〜１３−８からのデータ
を収集する。この場合もターンテーブル１６が一回転す
る間、３２０プロジエクシヨンに分けてＢ走査域の各検
出器１３−１〜Ｊ３−８のデータケ収集する。そして、
ターンテーブル１６が一回転すると、今度は放射線検出
器群１３をＣ走査域に移してデータを収集する。更に、
ターンテーブル１６が一回転すると、Ｄ走−に、域に移
し、グロジェクション数に従ってデータ全収集する。以
上のような走査制御によシ総でのデータを収集すると、
画像８構成装置３６は従来のファンビーム方式と同イ永
のソフトウェアに基づいて７球構成してＣＲＴディスプ
レイ３７に表示させる。

従って、このような構成にすれば、本米尚工ネルギーに
適する大形の検出器の場合には実装不可能であるにも拘
らず、検出器を減らして微少角度ずつ移す走査をするこ
とによって多数の検出器を配列した同様に確実にデータ
を収集することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えは放射線検出器群１３はターンテーブル１６が一回
転するごとに微少角度ずつ回転させるようにしたが、こ
の微少角度軛囲内で連続的に回転させるようにしてもよ
い。つまり、被検体１２と放射線検出器群ノ３とを同期
させて駆動しながらデータを収集するものである。

〔発明の効果〕

不発明は以上のように構成したので、次のような効来を
有する。

（１）放射線発生器を固定式としたので、特に移動に不
向きであったシ、筒エネルギーのものに有効である０ （２）　　放射線発生器を固定式としたことによ広Ｘ線
発生器に対する尚圧ケーブルや冷却系の引込みが非常に
容易とな９、走査制御中でも高圧ケーブルなどが動かな
いので損傷事故の発生がなく、勿論商圧ケーブルの絶縁
も容易になる。

また、Ｘ詠発土器を強固に固定できるため、位置すれや
傾いたりすることがなくなシ、正確にファン状放射緑ビ
ームを放射することができる。

しかも、移動に向かない大容量、高エイ・ルギーの放！
Ｉ寸線。

（３）丑だ、王家用表品の検宜のように高エネルギー放
射応ビームを使用する場合、感度の低下および感度の不
均一性の問題からガス検出器よりも固体槓出器の方が有
利であるか、従来の万人のものでは外形が比軟的大形の
固体検出器全実装することができない。この点、本装置
は仮伏体が一回転するごとに少ない数の検出器を微少角
度だけ連続又は間欠的に移動させるので、大形の検出器
でも実装しえてデータを確実に収集てき、しかも高エネ
ルギー放射繊ビームであっても尚感度かつ感度の均一化
を図ることができる。

（４）　　さらに、検出器の数を少なくできるはかシで
なく、その回転角度範囲が従来の方式に比べて小さいた
めに故障などのトラブルもなくなるオリ点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来方式を説明する図、第３図は
従来方式におけるデータ収集タイミングを示す図、第４
図ないし第１０図は不発明に係る放射線断層検査装置の
一実施例を説明するために示したもので、あ４図は放射
がヌ発土器、被検体および放射線検出器群の関係全庁す
図、第５図はシンチレーション検出器の構地図、第６図
は被検体と放射線検出器群の、ζ必動糸を示す−構成例
図、第７図は装置の全体構成全庁すブロック図、第８図
は動作１桓序を説明するフローチャート１第９凶は第６
凶のメ厖動糸の動作を説明するタイミング図、第１０図
はデータの成果ｊ−序を説明する図である。 １ノ・・・放射線発生器、１２・・・被検体、１３・・
・放射線検出器群、１３−１〜１３−８・・・検出器、
１６・・・ターンテーブル、２ノ・・・２７・・・モー
タ、２２〜２５．２８．２９・・・ギヤ、２４・・・エ
ンコ−７，２６・・・パルス兄土器、３５・・・データ
収集部、３６・・・−像再構戟装置、３７・・・ＣＲＴ
ディスプレイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ファン状放射線ビームを放射する固定設置された放射線
   発生器と、この放射線発生器から放射される放射線ビー
   ムの少なくともファン角度α内に等分かつ同一平面上に
   対向設置されたｎ個の検出器よυなる放射線検出器群と
   、この放射；−検出器群と前記放射線発生器との間に設
   けられ仮検体全偏置して回転するターンテーブルと、こ
   のターンテーブルが一回転するｉｈ］に発生させる予め
   足りられた所定回転角度ごとの１ｂ号に基づいて前記各
   検出器よシ得られる放射腺逍逝データを収集するデータ
   収集手段と、前記ターンテーブルが一回転するごとに前
   配放射急・険出器群金少なくともａ／ｎの角度乾囲内で
   間欠的に、又は連続的に回転させる検出器群−動手段と
   蛍ｕｉｉ＋えたことを％徴とする放射恐断層検益装置０