JPS6316129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体内の局所吸収の相違を検出するた
めの装置に関するものであつて、本発明装置は検
査期間中に物体に放射線を照射するための平ら
な、扇状Ｘ線ビームを発生するためのＸ線源と、
前記物体を透過した放射線を測定するための多数
の検出素子を含むＸ線検出器とを具えており、前
記Ｘ線源はスリツト状アパーチヤを有するダイヤ
フラムのうしろに配置されているＸ線管を具える
ものである。

この種の装置は医用Ｘ線診断法に特に好適であ
る。検査中、患者は身体の一部分を平らな、扇状
Ｘ線ビームによつて異なる方向から照射し局部的
に透過した放射を測定する。かくして得られた測
定データから患者の身体の一部分の密度分布をコ
ンピユータを用いて計算してその後に例えばテレ
ビジヨンモニタで表示させている。

ドイツ出願公開第2723073号明細書には、上述
した種類の装置について開示されており、この装
置においてはＸ線源とＸ線検出器とを検査しよう
とする物体を収容するための中央アパーチヤを含
む回転式保持具に取り付けている。Ｘ線源は中央
アパーチヤの一側部に配置させてあり、Ｘ線検出
器はその他側部に設けてある。検査中は、この保
持具を中心アパーチヤの回りを回転させてこのア
パーチヤ内に配置させた物体のスライスを異なる
方向から照射する検査されるべきスライスの厚さ
の調整を、Ｘ線管の前面に配置させたダイヤフラ
ムのスリツト状アパーチヤの幅を調整して行なう
ことが出来るようになしている。

前述した種類の装置において物体のある層を多
数回照射する場合、特にこれら装置が電離箱形の
検出素子を具えている場合には、これらの露光か
ら再生された像に不規則性が生ずる。これら不規
則性は多少きわだつたリング状アーチフアクト
（artefacts）として明らかになる。これらアーチ
フアクトは、検出器の個々の素子が異なる感度を
有していてこれに応じたこれら素子の出力信号の
補正を（再校正を）コンピユータによる計算の際
に行なわない場合に生じ得るアーチフアクトに対
応する。しかしながらリング状アーチフアクトは
正確に再校正を行なう装置においても観測され得
るものである。

本発明の目的は前述した欠点を除去した上述し
た種類の装置を提供することにある。この目的の
ため、本発明による装置によれば、前記ダイヤフ
ラムとＸ線管とを補助検出器によつて制御される
調整部材によつて互いに相対的に移動できるよう
になし、それによつて前記扇状ビームが一定の所
定の領域内の前記Ｘ線検出器に常に入射するよう
に前記ダイヤフラムおよび前記Ｘ線管を操作中互
いに相対的に常に調整するようになしたことを特
徴とする。

本発明はＸ線管の内側の放射を発生する位置が
操作期間中にシフトするおそれがあるという事実
の認識に基づいて成されたものである。このシフ
トの原因は例えばＸ線管内の構成成分が熱膨張す
ることにもある。ダイヤフラムをＸ線管に堅固に
接続させている場合には、Ｘ線源はわずかに異な
る方向にＸ線ビームを放出し、このビームはＸ線
管のわずかに異なる領域の箇所に入射する。その
ために検出器の出力信号が影響を受け、よつて検
出器の感度が変わつたかのように思われる。これ
ら明らかな感度変化も前述のアーチフアクトの原
因となる。

また留意すべき点は、多数の放射源を検査区域
の周囲のある円の円弧上に静止するように配置さ
せ、放射源を順次に作動させることによつて放出
されかつ検査区域を通過する放射を少なくとも２
分の１円にわたり分布させた検出装置によつて測
定するようになした装置にも本発明を使用するこ
とが出来ることである。さらに本発明を、個々の
Ｘ線管のアノードが検査区域を半円形状に囲み、
Ｘ線のフオーカスをアノード上に電気的にシフト
させるようになした装置にも使用することが出来
る。

以下、図面により本発明の実施例につき説明す
る。

第１図に示す装置は支持構体２を具えていて、
この支持構体を基板１に堅固に結合させてあり、
この支持構体上にはフレーム３を水平軸４の回わ
りを回転出来るように軸支する。回転フレーム３
の一端にはＸ線管５（図には図式的にのみ示して
ある）を収容し、他端には検出器６を載置させ、
これら検出器およびＸ線管５を回転軸４に対し垂
直に延在している共通面内に位置させている。検
出器６を図の面を経て延在するため円の円弧状に
形成する。この検出器を、例えば電離箱の原理に
従つて、放射を検出する多数の個別の検出素子を
以つて構成し、これら各素子は少なくとも１個の
高電圧電極と１個の信号電極とを具えており、こ
れら電極をＸ線管５に向けてあり、さらにこれら
電極間には加圧ガス例えばキセノンが存在してお
り、さらにこれら電極には約2000Vの電圧を印加
させるようになつている。

Ｘ線管５と検出器６との間に患者検査テーブル
７を配置し、このテーブル上に患者８を載せて回
転軸がこの患者を経てこの患者の長軸に対しほぼ
平行となつて延在するようになす。Ｘ線管５には
ダイヤフラム・ハウジング１０が取付けてあり、
このハウジングには特にスリツト状アパーチヤを
有するダイヤフラム９を収容させてあり、このア
パーチヤの端縁は図の面に垂直に延在しかつこの
アパーチヤは患者を経て通過して検出器６に入射
する放射ビームを絞る。放射ビーム１２の破線１
１で示す中心面は、回転軸４に対し垂直に延在し
ている。このダイヤフラム９によつて絞られたＸ
線ビームの厚さは一般には回転軸４の領域で３な
いし30mmの量に達する。

Ｘ線管５と検出器６とによつて形成される系は
支持構体に配置されていてフレーム３を回転させ
る図示されていないモータによつて、回転軸４の
回わりで回転出来る。その場合には患者を多数の
方向から照射し、所定の角度（例えば1゜）にわた
る各回転毎に検出器６の各検出素子が測定値を供
給する。かくして得られた測定値から、検査面１
１での吸収分布をコンピユータ１３によつて計算
し、その分布の結果をテレビジヨンモニタ１４で
表示させる。

操作中、Ｘ線管５の、放射ビーム１２を放出し
かつ第１図に点状に見えるフオーカスすなわち放
出発数点が回転軸４すなわち検査面と平行な方向
にわずかにシフトする場合があり得る。その原因
の１つは例えばＸ線管の加熱である。Ｘ線管の場
合には、慣習上回転アノード式Ｘ線管を使用して
おり、このアノード・デイスクの駆動軸は回転軸
４と平行に延在している。このアノード・デイス
クが熱くなると、この駆動軸も熱くなつて膨張
し、従つてＸ線管のＸ線放出発散点すなわちフオ
ーカスも軸４と平行に左右のいずれかにわずかに
シフトする。このＸ線管の発散点とダイヤフラム
９との間の距離がＸ線管５と検出器６との間の距
離に比べて短かいので（例えば前者の距離は後者
の距離の10分の１程度）、放射ビーム１２が入射
する検出器の領域を実質的にさらにシフトさせて
しまう。

第２図は検出器の一部分をＸ線管５の位置から
見た線図である。放射ビーム１２が放射される検
出器６の領域の境界線を第２図に破線１２１およ
び１２２で示す。Ｘ線の放出発散点が第１図中を
左側または右側へとシフトする場合には、第２図
に示す放射ビームが入射する領域が矢印１２３ま
たは１２４の方向にすなわち上側または下側へと
夫々シフトするので、境界線１２１および１２２
も同じ方向にシフトする。

本発明は本明細書の頭初に述べたリング状アー
チフアクトがかようなシフトに原因するものであ
るという事実の認識に基づき成されたものであ
る。

第２図に大げさに示してあるように、検出器６
の個別の検出素子は同等ではない。電離箱の原理
に従つて作動する検出器においては、個別の検出
素子を構成している電離箱の隔壁は互いに傾斜し
ているおそれがあり、従つて例えば第２図に示す
検出素子６１はその底部よりも上部の方が狭く、
検出素子６２の上部はその底部よりも広がつてい
る。

これら不規則性の結果、先ず第一に例えば検出
素子６１および６２を同一強度の放射に露光さた
場合にもそれら素子の信号が互いにずれてしま
う。しかしながら、この効果は構わない。その理
由は検出素子６１および６２によつて供給される
測定値を吸収分布の再生の前に検出素子の異なる
各感度に逆比例する校正因子で重み付けを行なつ
て、関連する検出素子を同一強度の放射に露光さ
せた時には再生に対し使用される値が等しくなる
ように、適切な補正を行なうことが出来るからで
ある。

しかしながら、放射ビーム１２が検出器６上を
シフトすると、同一放射強度において個別の検出
素子によつて供給される測定値も変化する。例え
ば、仮りに境界線１２１および１２２によつて示
されている放射が入射する領域を上方へ移動させ
ると、検出素子６１の、おそらくは一定の校正因
子で重み付けられた出力信号が小さくなり、他方
検出素子６２からのこれに対応する信号は一層大
きくなる。というのは、検出素子６１の照射領域
（または電離箱の場合には照射体積）が減少し検
出素子６２の照射領域が増大するからである。従
つて検出器上を放射ビームがシフトすることは個
別の検出素子の感度を別々に変化させたと全く同
様な効果を有している。

さらに、露光の際中に放射ビームをシフトさせ
ることは照射体積も変化させ、これが再生時に誤
差の原因となる。

前述した両効果とも比較的弱い（例えば素子の
感度が１％以上変化することはほとんどない）け
れども、これら効果が大部分のアーチフアクトの
原因となり、これが再生の際診断の障害となる。
というのは既知の再生方法はかような測定誤差に
著しくクリテイカルに反応するからである。

この種のアーチフアクトの除去を第３図に示す
装置によつて相当程度行なうことが出来る。第３
図はダイヤフラム・ハウジング１０を示してお
り、その前壁および一側壁を省略して示してあ
る。このハウジング１０の基板１００上に２本の
案内レール１０１および１０２が配置されてお
り、これらレールは回転軸４と平行にかつ検査面
に対し垂直に延在している。これら案内レール中
には、水平方向であつてかつ案内レール１０１お
よび１０２に対し垂直な方向に延在したアパーチ
ヤ９０を有しているダイヤフラム９を移動自在に
配置してある。第１図に示す回転軸４と平行にか
つ検査面と垂直に移動出来るダイヤフラム９には
ネジ筋付きナツト９１を定着させてあり、このナ
ツトは基板１００に取り付けられたモータ９３に
よつて駆動されるシヤフト９２と協同するように
なしてある。このモータ９３の動作期間中、ナツ
ト９１従つてダイヤフラム９を回転方向に応じて
一方または他方の方向へ回転軸４と平行にかつ検
査面に対し垂直に移動させ、よつてダイヤフラム
９によつて絞られたＸ線ビームを第２図に矢印１
２３，１２４で示す方向へ移動させることが出来
る。

放出発散点のシフトに起因するＸ線ビームの検
出器６上でのシフトを、原理的にはモータ９３に
よつてダイヤフラム９を発散点と同じ方向にかつ
実質的に同じ程度だけシフトさせることによつて
補償して検出器６上の放射ビームの位置を維持さ
せることが出来る。この目的のため、モータを制
御装置９５によつて制御ライン９４を経て制御す
る。この制御装置は２つの入力ラインを具えてい
て、入力ライン９６の信号が入力ライン９７の信
号を越えている時にはモータが一方の方向に回転
しかつ入力ライン９７の信号が入力ライン９６の
信号よりも大きくなつた時には回転方向が逆転す
るようにこの制御装置を構成する。所要に応じ
て、回転数を制御して入力ライン９７および９６
の信号値が大きくずれた場合にはモータが高速回
転しかつそのずれが小さい時には低速回転するよ
うに構成することも出来る。これら２つの入力信
号間の差が（ほとんど）零値になつた時にモータ
は停止する。

この制御装置の２つの入力ライン９６および９
７を２つの測定セル６０１および６０２の出力端
子に接続する。この場合、これら測定セルは、そ
れらの２つの中心間を結ぶ線が回転軸と平行に延
在しすなわち測定セル６０１および６０２が中心
面すなわち第１図の検査面に対して対称的に配置
されるように、互いに隣接して配置されている。
これら測定セル６０１および６０２をビーム通路
中に（患者８およびテーブル７の後側に）位置さ
せてあり、これらセルは好ましくは検出器６の一
部分を形成している。検出器６の検出素子が電離
箱の原理に応じて作動する場合には、これら測定
セル６０１および６０２を電離箱とする。これら
電離箱を、１つの電離箱の信号電極を２つの半部
すなわち互いに電気的に分離されておりかつ入力
ライン９６および９７に接続された各半部に分割
することによつて、簡単に得ることが出来る。こ
の場合、隔壁６０３をこれら２つの半部間の対称
面に設けて好適である。

境界線１２１および１２２によつて画成される
検出器の所望の領域を身体８およびテーブル７に
よつて吸収されていない放射に対し露光させる場
合には、測定セル６０１および６０２と第１図に
示すＸ線源５，９との間の身体の区域での吸収が
検査面に対し垂直な方向に急激に変化しないと仮
定すると、これら測定セル６０１および６０２の
出力信号は等しい。

Ｘ線放出発散点が回転軸と平行に（検査面に対
し垂直に）シフトする場合には、検出器６上の放
射ビーム１２１，１２２は反対方向に大きな距離
にわたりシフトし、その場合入力ライン９６およ
び９７の信号比はモータをスイツチオンさせるよ
うに変化する。このモータはダイヤフラム９を移
動させて測定セル９６，９７の信号の所定の比従
つて検出器に対する放射ビームの所定位置を回復
する。このように、検査面に対し垂直な方向の放
射ビームが検出器６の同一領域上に常に入射する
ように確実になす制御回路を得る。

本発明と電離箱の原理に従つて動作する検出素
子を基礎として説明したが、同様に幾何学的条件
および感度に関する限り正確には同等でない他の
検出素子を使用する場合にも同じアーチフアクト
が生じ得る。特に結晶検出器を使用する場合に
は、第４図に示すように測定セル６０１および６
０２を夫々三角形に形成してこれらを合わせて立
方体を形成する。線１２１および１２２によつて
境界が形成された検出器の照射面が検査面に対し
垂直に（回転軸４に対し平行に）シフトする時、
２つの測定セル６０１および６０２の出力信号の
比が変化するので、それからダイヤフラム９を移
動させるための制御信号を導出することが出来る
ことが重要である。

測定セル６０１および６０２を検出装置の内側
すなわち２つの検出素子間に配置することが出来
る。これら測定セル６０１および６０２の出力信
号を加えることによつて、測定セルに対応する領
域における身体の吸収を表わしかつ吸収分布を再
生するために使用出来る信号を得る。好ましく
は、一対の測定セル６０１および６０２を検出器
の異なる箇所に配置し、検査面の同一側にある検
出素子の出力信号を加算し、かように得られた和
信号を入力端子９６および９７へ供給する。かく
して、検査面に対し垂直な方向における不均質な
吸収分布が測定セルの個々の対に与える効果を低
減することが出来る。

今までは、Ｘ線管中でのＸ線放出発散点のシフ
トの原因は操作中におけるアノード・デイスクの
加熱にあると説明した。しかしながら、この種の
シフトは回転の際の機械的振動とか弾性変形とか
によつて生じ得るものである。前述したリング状
アーチフアクトを本発明による装置で相当程度ま
で回避する。

第３図に示す実施例においては、ダイヤフラム
を簡単なダイヤフラム板９によつて形成し、放射
ビームの厚さ（ライン１２１および１２２間の距
離）をスリツト９０の幅によつて決めている。さ
らに互いに相対的に移動出来る２つの部分から成
るダイヤフラムを使用することが出来、その部分
間の距離によつて放射ビームの厚さを決めること
も出来る。その場合、ダイヤフラムを検査面に対
して垂直にすなわちダイヤフラム端縁へ一ユニツ
トとして移動させる必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による物体中における局所吸収
の差を決定するための装置を示す線図、第２図は
Ｘ線源から見たＸ線検出器の一部分を示す線図、
第３図は第１図に示す装置の詳細部分を示す線
図、第４図は補助検出器の特殊な実施例を示す線
図である。 １，１００…基板、２…支持構体、３…フレー
ム、４…水平軸、５…Ｘ線管、６…検出器、７…
検査テーブル、８…患者、９…ダイヤフラム、１
０…ダイヤフラム・ハウジング、１１…（ビーム
の）中心面（または検査面）、１２…放射ビーム、
１３…コンピユータ、１４…テレビジヨンモニ
タ、９０…アパーチヤ、１０１，１０２…案内レ
ール、９１…ナツト、９２…シヤフト、９３…モ
ータ、９４…制御ライン、９５…制御装置、９
６，９７…入力ライン、６０１，６０２…測定セ
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検査期間中に物体に放射線を照射するための
   平らな、扇状Ｘ線ビームを発生するためのＸ線源
   と、前記物体を透過した放射線を測定するための
   多数の検出素子を含むＸ線検出器とを具えてお
   り、前記Ｘ線源はスリツト状アパーチヤを有する
   ダイヤフラムのうしろに配置されているＸ線管を
   具えている物体内の局所吸収分布検出装置におい
   て、前記ダイヤフラムと前記Ｘ線管とを補助検出
   器によつて制御される調整部材によつて互いに相
   対的に移動できるようになし、それによつて前記
   扇状ビームが一定の所定の領域内の前記Ｘ線検出
   器に常に入射するように操作期間中前記ダイヤフ
   ラムおよび前記Ｘ線管を互いに関して常に調整す
   るようになしたことを特徴とする物体内の局所吸
   収分布検出装置。 ２ 前記調整部材を、前記平らなＸ線ビームを横
   切る方向に隣接させて配置させた一対の補助検出
   器に接続されている２つの入力端子を具えている
   制御装置に結合させてあり、放射線ビームが所定
   領域内の検出器に入射する場合には前記補助検出
   器の出力信号が等しく、そうでない場合にはその
   出力信号が等しくないことを特徴とする特許請求
   の範囲１項記載の物体内の局所吸収分布検出装
   置。