JP2000333945A - 診断用ｘ線ｃｔ - Google Patents
診断用ｘ線ｃｔInfo
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- JP2000333945A JP2000333945A JP11145147A JP14514799A JP2000333945A JP 2000333945 A JP2000333945 A JP 2000333945A JP 11145147 A JP11145147 A JP 11145147A JP 14514799 A JP14514799 A JP 14514799A JP 2000333945 A JP2000333945 A JP 2000333945A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加速器から発せられる広い範囲のエネルギーを
持つＸ線からＣＴ撮影に必要な複数のエネルギーを選択
し、同じサイズで同じ光軸で被験者の位置までビームを
導くことが可能で、かつ高速でエネルギーの切り換えが
可能な診断用Ｘ線ＣＴを提供する。 【解決手段】加速器３０からの広い範囲のエネルギーを
もつＸ線を入射して１次反射光とｎ次反射光に分光して
被検者４に照射するものであって、第１結晶２及び第２
結晶３を有する１個の分光器と、被検者４を透過する１
次透過光とｎ次透過光を検出する検出器５を備え、２エ
ネルギーのＸ線を選択し、被検者４の画像を撮影可能に
した診断用Ｘ線ＣＴ。
持つＸ線からＣＴ撮影に必要な複数のエネルギーを選択
し、同じサイズで同じ光軸で被験者の位置までビームを
導くことが可能で、かつ高速でエネルギーの切り換えが
可能な診断用Ｘ線ＣＴを提供する。 【解決手段】加速器３０からの広い範囲のエネルギーを
もつＸ線を入射して１次反射光とｎ次反射光に分光して
被検者４に照射するものであって、第１結晶２及び第２
結晶３を有する１個の分光器と、被検者４を透過する１
次透過光とｎ次透過光を検出する検出器５を備え、２エ
ネルギーのＸ線を選択し、被検者４の画像を撮影可能に
した診断用Ｘ線ＣＴ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速器から
の広い範囲のエネルギーをもつＸ線を分光器に入射して
得られる１次反射光とｎ次反射光を被検者に照射し、被
検者の透過光に基づき被検者の像を撮影する診断用Ｘ線
ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）に関
する。
の広い範囲のエネルギーをもつＸ線を分光器に入射して
得られる１次反射光とｎ次反射光を被検者に照射し、被
検者の透過光に基づき被検者の像を撮影する診断用Ｘ線
ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の診断用Ｘ線ＣＴはＸ線管球のＸ線
を用いるため、広い範囲のエネルギーのＸ線を含んでい
る。Ｘ線はエネルギーが高いほど透過率が良いため、被
検者の厚さが変われば、透過後のＸ線のエネルギー成分
が異なってくる。これをビームハードニングと呼び、こ
れはＸ線ＣＴで得られるＣＴ値の誤差要因となる。
を用いるため、広い範囲のエネルギーのＸ線を含んでい
る。Ｘ線はエネルギーが高いほど透過率が良いため、被
検者の厚さが変われば、透過後のＸ線のエネルギー成分
が異なってくる。これをビームハードニングと呼び、こ
れはＸ線ＣＴで得られるＣＴ値の誤差要因となる。
【０００３】これに対して、１エネルギーだけの単色Ｘ
線を用いると、このビームハードニング現象は生じなく
ＣＴ値の精度が向上する。
線を用いると、このビームハードニング現象は生じなく
ＣＴ値の精度が向上する。
【０００４】次に、２つのエネルギーの単色Ｘ線を用い
ると電子密度分布がわかることを説明する。X線の減弱
係数μは、C.M.Tasi等の近似により、光電効果と仁科・
クラインの項で表せる。
ると電子密度分布がわかることを説明する。X線の減弱
係数μは、C.M.Tasi等の近似により、光電効果と仁科・
クラインの項で表せる。
【０００５】 μ（E）＝KA（ρno）＜Z＞E-3 ＋ KB（ρno）f（E） （１ ） KA、KB：定数、ρn。：電子密度（cm-3）、 ＜Z＞：平
均的原子番号 ここで、透過率をTとすると、減弱係数μとの関係は、 T(E)=exp（−∫μ(E,x)dx）=exp(−μ(E)t) （２） と表せる。ｘはＸ軸方向の距離、ｔは被検者の厚さであ
り、ここでμ(E)は場所に無関係の透過光の強度をS、入
射光の強度をIとすると Ｓ＝ＴＩ （３） （３）式で、２つのエネルギーＥ１、Ｅ２の単色Ｘ線を
用いると連立方程式になり、 Ｓ１＝Ｉ１（E1）Ｔ１＋Ｉ１（E2）Ｔ２ Ｓ２＝Ｉ２（E1）Ｔ１＋Ｉ２（E2）Ｔ２ 略して表示すると次式となる。
均的原子番号 ここで、透過率をTとすると、減弱係数μとの関係は、 T(E)=exp（−∫μ(E,x)dx）=exp(−μ(E)t) （２） と表せる。ｘはＸ軸方向の距離、ｔは被検者の厚さであ
り、ここでμ(E)は場所に無関係の透過光の強度をS、入
射光の強度をIとすると Ｓ＝ＴＩ （３） （３）式で、２つのエネルギーＥ１、Ｅ２の単色Ｘ線を
用いると連立方程式になり、 Ｓ１＝Ｉ１（E1）Ｔ１＋Ｉ１（E2）Ｔ２ Ｓ２＝Ｉ２（E1）Ｔ１＋Ｉ２（E2）Ｔ２ 略して表示すると次式となる。
【０００６】 Ｓ１＝Ｉ１１Ｔ１＋Ｉ１２Ｔ２ Ｓ２＝Ｉ２１Ｔ１＋Ｉ２２Ｔ２ （４） これで、２つのエネルギーのＸ線を選択（片方をゼロに
する）する、または強度の比を変えて、その強度が既知
であると、（４）式は解け、透過率Ｔ１，Ｔ２が求ま
る。
する）する、または強度の比を変えて、その強度が既知
であると、（４）式は解け、透過率Ｔ１，Ｔ２が求ま
る。
【０００７】（１）、（２）式より電子密度分布の情報
が得られる。この電子密度分布は粒子線がん治療の治療
計画等で必要となる体内での粒子の飛程を求める際に要
求されているデータである。
が得られる。この電子密度分布は粒子線がん治療の治療
計画等で必要となる体内での粒子の飛程を求める際に要
求されているデータである。
【０００８】従来のＣＴ値からの近似では数％の誤差が
避けられなかったが、この方式では直接電子密度分布が
得られるので、治療計画の精度が向上する。
避けられなかったが、この方式では直接電子密度分布が
得られるので、治療計画の精度が向上する。
【０００９】この様に単色Ｘ線ＣＴ、とりわけ２エネル
ギーの単色Ｘ線ＣＴが有効であることは理解されていた
が、これを用いるには、２つの単色Ｘ線を高速に切り替
えることが必要となる。エネルギー選択は白色光をシリ
コン、ゲルマニウム等の結晶を用いて分光する。
ギーの単色Ｘ線ＣＴが有効であることは理解されていた
が、これを用いるには、２つの単色Ｘ線を高速に切り替
えることが必要となる。エネルギー選択は白色光をシリ
コン、ゲルマニウム等の結晶を用いて分光する。
【００１０】一方ビームサイズに関しては、放射光は広
がり角が狭いため伝送距離を長くしないと被験者に照射
するサイズまで広がらない。広がり角はそれほど大きな
値ではないため相当長い伝送距離を必要とし、ビームラ
イン装置が長くなる。
がり角が狭いため伝送距離を長くしないと被験者に照射
するサイズまで広がらない。広がり角はそれほど大きな
値ではないため相当長い伝送距離を必要とし、ビームラ
イン装置が長くなる。
【００１１】この１例として鉛直方向の広がり角を0.25
mradとすると、50mmまでビームを拡大するためには200m
以上の伝送距離を必要とする。そこで結晶の非対称反射
を用いてビームを拡大し、距離を短縮して被験者に照射
する。
mradとすると、50mmまでビームを拡大するためには200m
以上の伝送距離を必要とする。そこで結晶の非対称反射
を用いてビームを拡大し、距離を短縮して被験者に照射
する。
【００１２】ところで、２結晶分光器から出射した光は
被験者に照射するため、Ｘ線のエネルギーが変わっても
同じ光軸で同じビームサイズである必要がある。そこで
非対称反射を用いてこの仕様を満たすための従来の手法
を次に説明する。
被験者に照射するため、Ｘ線のエネルギーが変わっても
同じ光軸で同じビームサイズである必要がある。そこで
非対称反射を用いてこの仕様を満たすための従来の手法
を次に説明する。
【００１３】白色光から必要なエネルギーのＸ線を取り
出すためには結晶のブラッグ反射を用いている。ブラッ
グ反射の関係は、（５）式で表される。
出すためには結晶のブラッグ反射を用いている。ブラッ
グ反射の関係は、（５）式で表される。
【００１４】λｎ＝２ｄsinθ （５） λ：波長、ｄ：結晶定数、θ：ブラッグ角、ｎ：次数 従って、反射する光の波長（エネルギー）は結晶、入射
角により異なる。
角により異なる。
【００１５】またビームを拡大するには結晶の非対称反
射を用いる。その時の拡大率Ｍと非対称反射角αは式
(６)、(７)で表せる。
射を用いる。その時の拡大率Ｍと非対称反射角αは式
(６)、(７)で表せる。
【００１６】 Ｍ＝sin（θ＋α）／（θ−α） (６) α＝tan-1［（Ｍ−１）／（Ｍ＋１）×tanθ］ (７) 以上の関係からエネルギーが異なるとブラッグ角も異な
るため、一つの結晶の非対称反射で異なるエネルギーの
Ｘ線を同じ拡大率にするのは不可能である。
るため、一つの結晶の非対称反射で異なるエネルギーの
Ｘ線を同じ拡大率にするのは不可能である。
【００１７】次に、分光器への入射光と出射光を同軸に
するための条件を説明する。図４（ａ）、（ｂ）に２結
晶モノクロメータモデル図を示す。図中記号は下記の通
り。
するための条件を説明する。図４（ａ）、（ｂ）に２結
晶モノクロメータモデル図を示す。図中記号は下記の通
り。
【００１８】θB1 ：結晶１のブラッグ角、θB2：結晶
２のブラッグ角、α ：結晶２の非対称反射角、βIN ：
結晶２へのビーム入射角 、βOUT：結晶２からの出射角 βIN ＝θB2−α (８) βOUT＝θB2＋α (９) 出射ビームが入射ビームに対して常に水平であるために
は、図５の関係より 90°−２×θB1＋βIN＋βOUT＝90゜ つまり、βIN＋βOUT＝２θB1 (10) が成り立てばよい。(８)、(９)式を(10)式へ代入する
と、 θB1＝θB2 (11) 従って、ビームのエネルギーが違っても同じ結晶（ブラ
ッグ角が等しい）を用い、２枚の結晶の角度、位置をエ
ネルギー毎に調節してやればビームは常に同軸で出射す
る。
２のブラッグ角、α ：結晶２の非対称反射角、βIN ：
結晶２へのビーム入射角 、βOUT：結晶２からの出射角 βIN ＝θB2−α (８) βOUT＝θB2＋α (９) 出射ビームが入射ビームに対して常に水平であるために
は、図５の関係より 90°−２×θB1＋βIN＋βOUT＝90゜ つまり、βIN＋βOUT＝２θB1 (10) が成り立てばよい。(８)、(９)式を(10)式へ代入する
と、 θB1＝θB2 (11) 従って、ビームのエネルギーが違っても同じ結晶（ブラ
ッグ角が等しい）を用い、２枚の結晶の角度、位置をエ
ネルギー毎に調節してやればビームは常に同軸で出射す
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】以上よりエネルギーが
違っても、対称、非対称によらず同じ種類の２結晶を使
って角度、位置調整すれば光軸は常に一定かつ２結晶分
光器への入出射光は平行となるが、さらに照射位置での
ビームサイズを等しくすることは(5)、(6)式の関係より
エネルギーが変わると拡大率が変わるため非対称反射を
用いた２結晶分光器では不可能である。
違っても、対称、非対称によらず同じ種類の２結晶を使
って角度、位置調整すれば光軸は常に一定かつ２結晶分
光器への入出射光は平行となるが、さらに照射位置での
ビームサイズを等しくすることは(5)、(6)式の関係より
エネルギーが変わると拡大率が変わるため非対称反射を
用いた２結晶分光器では不可能である。
【００２０】そこで、エネルギーによらずビームを照射
位置へ同じ光軸、所定のサイズに拡大して導くには、従
来図７に示すようにそれぞれのエネルギーにあった二組
の分光器２１、２２を用意し、選択するエネルギーに合
った分光器２１又は２２のいずれかに切り換えるように
構成したものがある。
位置へ同じ光軸、所定のサイズに拡大して導くには、従
来図７に示すようにそれぞれのエネルギーにあった二組
の分光器２１、２２を用意し、選択するエネルギーに合
った分光器２１又は２２のいずれかに切り換えるように
構成したものがある。
【００２１】これは、具体的には分光器２１は種類の異
なる結晶２３、２４を有し、また分光器２２は種類の異
なる結晶２５、２６を有しており、これらの分光器２
１、２２は図示しない電動機を利用したピストン運動を
行う切替え機構により切り替えるように構成したもので
ある。加速器３０からの広い範囲のエネルギーを持つＸ
線１例えば白色光を、分光器２１又は２２により拡大
し、この拡大光７を被検者４に照射して被検者４を透過
する透過光を検出器５で検出し、これにより被検者４の
画像を撮影可能にしたものである。
なる結晶２３、２４を有し、また分光器２２は種類の異
なる結晶２５、２６を有しており、これらの分光器２
１、２２は図示しない電動機を利用したピストン運動を
行う切替え機構により切り替えるように構成したもので
ある。加速器３０からの広い範囲のエネルギーを持つＸ
線１例えば白色光を、分光器２１又は２２により拡大
し、この拡大光７を被検者４に照射して被検者４を透過
する透過光を検出器５で検出し、これにより被検者４の
画像を撮影可能にしたものである。
【００２２】しかし、図７に示すＸ線ＣＴにあっては、
検査時間の短縮、被験者５が撮影中に動いてしまう、と
いった問題解決のため、エネルギーの切替えを高速で行
う必要がある。
検査時間の短縮、被験者５が撮影中に動いてしまう、と
いった問題解決のため、エネルギーの切替えを高速で行
う必要がある。
【００２３】また、画像を得るためにビームサイズをあ
る程度大きくする必要があり、そのため結晶が大きくな
ることにより、切り換え装置に多大な加速度がかかり、
装置として成り立たなくなる問題がある。
る程度大きくする必要があり、そのため結晶が大きくな
ることにより、切り換え装置に多大な加速度がかかり、
装置として成り立たなくなる問題がある。
【００２４】具体的には25Hzでエネルギー切り換えを
し、ミラーサイズを300mm（振幅方向のサイズ）、片振
幅150mmとすると378Ｇもの加速度がかかり、Ｘ線エネル
ギー切替え機構が成り立たない。
し、ミラーサイズを300mm（振幅方向のサイズ）、片振
幅150mmとすると378Ｇもの加速度がかかり、Ｘ線エネル
ギー切替え機構が成り立たない。
【００２５】そこで、本発明は、広い範囲のエネルギー
をもつＸ線から複数の単色のエネルギーのＸ線を高速に
選択でき、エネルギーが違っても被験者の位置まで同じ
光軸でＸ線を伝送し、等しいサイズのＸ線を被験者に照
射するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
をもつＸ線から複数の単色のエネルギーのＸ線を高速に
選択でき、エネルギーが違っても被験者の位置まで同じ
光軸でＸ線を伝送し、等しいサイズのＸ線を被験者に照
射するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、広い範囲のエネルギー
をもつＸ線を入射して１次反射光とｎ次反射光に分光し
て被検者に照射するものであって、第１及び第２の結晶
を有する１個の分光器と、前記被検者を透過する１次透
過光とｎ次透過光を検出する検出器と、を備えた２エネ
ルギーのＸ線を選択し、前記被検者の画像を撮影可能に
したことを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴである。
め、請求項１に対応する発明は、広い範囲のエネルギー
をもつＸ線を入射して１次反射光とｎ次反射光に分光し
て被検者に照射するものであって、第１及び第２の結晶
を有する１個の分光器と、前記被検者を透過する１次透
過光とｎ次透過光を検出する検出器と、を備えた２エネ
ルギーのＸ線を選択し、前記被検者の画像を撮影可能に
したことを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴである。
【００２７】請求項１に対応する発明によれば、広い範
囲をもつＸ線が２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光
を同軸上に選択して反射し、その反射光を検出器で１次
光とｎ次光を選択し、ＣＴ画像を得ることができる。
囲をもつＸ線が２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光
を同軸上に選択して反射し、その反射光を検出器で１次
光とｎ次光を選択し、ＣＴ画像を得ることができる。
【００２８】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射し
て１次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、第
１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、前記分光器
から出射される１次反射光とｎ次反射光のうち一方を選
択透過して被検者に照射するものであって、１種類のフ
ィルター素子を備えたフィルターと、前記被検者を透過
する１次透過光とｎ次透過光を検出する検出器と、を備
え、前記フィルター素子を切替えながら２エネルギーを
分光して前記被検者に照射することを特徴とする診断用
Ｘ線ＣＴである。
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射し
て１次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、第
１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、前記分光器
から出射される１次反射光とｎ次反射光のうち一方を選
択透過して被検者に照射するものであって、１種類のフ
ィルター素子を備えたフィルターと、前記被検者を透過
する１次透過光とｎ次透過光を検出する検出器と、を備
え、前記フィルター素子を切替えながら２エネルギーを
分光して前記被検者に照射することを特徴とする診断用
Ｘ線ＣＴである。
【００２９】請求項２に対応する発明によれば、広い範
囲をもつＸ線が２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光
を同軸上に選択して反射し、その反射光を選択的に遮断
するフィルターを切りかえることにより、１次光とｎ次
光を高速に選択しながらＣＴ画像を得ることができる。
囲をもつＸ線が２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光
を同軸上に選択して反射し、その反射光を選択的に遮断
するフィルターを切りかえることにより、１次光とｎ次
光を高速に選択しながらＣＴ画像を得ることができる。
【００３０】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
し、このＸ線に含まれる１次光とｎ次光のうち一方を選
択透過する１種類のフィルター素子を備えたフィルター
と、このフィルターを透過した１次光又はｎ次光を入射
し、１次反射光とｎ次反射光に分光して被検者に照射す
るものであって、第１及び第２の結晶を有する１個の分
光器と、前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過光
を検出する検出器と、を備え、前記フィルター素子を切
替えながら２エネルギーを分光して前記被検者に照射す
ることを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴである。
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
し、このＸ線に含まれる１次光とｎ次光のうち一方を選
択透過する１種類のフィルター素子を備えたフィルター
と、このフィルターを透過した１次光又はｎ次光を入射
し、１次反射光とｎ次反射光に分光して被検者に照射す
るものであって、第１及び第２の結晶を有する１個の分
光器と、前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過光
を検出する検出器と、を備え、前記フィルター素子を切
替えながら２エネルギーを分光して前記被検者に照射す
ることを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴである。
【００３１】請求項３に対応する発明によれば、広い範
囲をもつＸ線を選択的に遮断するフィルターを切りかえ
ることにより、１次光とｎ次光を高速に選択し、これを
２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光を同軸上に選択
して反射し、その反射光を被検者に照射することでＣＴ
画像を得ることができる。
囲をもつＸ線を選択的に遮断するフィルターを切りかえ
ることにより、１次光とｎ次光を高速に選択し、これを
２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光を同軸上に選択
して反射し、その反射光を被検者に照射することでＣＴ
画像を得ることができる。
【００３２】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射し
て１次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、第
１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、前記分光器
から出射される１次反射光とｎ次反射光をそれぞれ入射
するものであって、該１次反射光とｎ次反射光の透過率
又は吸収率が異なる光を被検者に照射する２種類のフィ
ルター素子からなるフィルターと、前記被検者を透過す
る１次透過光とｎ次透過光を検出する検出器と、を備
え、前記各フィルター素子の出し入れを繰り返しながら
前記被検者に照射することを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴ
である。
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射し
て１次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、第
１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、前記分光器
から出射される１次反射光とｎ次反射光をそれぞれ入射
するものであって、該１次反射光とｎ次反射光の透過率
又は吸収率が異なる光を被検者に照射する２種類のフィ
ルター素子からなるフィルターと、前記被検者を透過す
る１次透過光とｎ次透過光を検出する検出器と、を備
え、前記各フィルター素子の出し入れを繰り返しながら
前記被検者に照射することを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴ
である。
【００３３】請求項４に対応する発明によれば、広い範
囲をもつＸ線が２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光
を同軸上に選択して反射し、フィルターを出し入れする
ことで、１次光とｎ次光の強度比が異なる光を照射しな
がらＣＴ画像を得ることができる。
囲をもつＸ線が２結晶分光器に入射し、１次光とｎ次光
を同軸上に選択して反射し、フィルターを出し入れする
ことで、１次光とｎ次光の強度比が異なる光を照射しな
がらＣＴ画像を得ることができる。
【００３４】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
し、このＸ線に含まれる１次光とｎ次光の透過率又は吸
収率が異なる光を出力する２種類のフィルター素子を備
えたフィルターと、前記フィルターからの１次光とｎ次
光を入射して１次反射光とｎ次反射光に分光するもので
あって、該１次反射光とｎ次反射光を被検者に照射する
第１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、前記被検
者を透過する１次透過光とｎ次透過光を検出する検出器
と、を備え、前記各フィルター素子の出し入れを繰り返
しながら前記被検者に照射することを特徴とする診断用
Ｘ線ＣＴである。
する発明は、広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
し、このＸ線に含まれる１次光とｎ次光の透過率又は吸
収率が異なる光を出力する２種類のフィルター素子を備
えたフィルターと、前記フィルターからの１次光とｎ次
光を入射して１次反射光とｎ次反射光に分光するもので
あって、該１次反射光とｎ次反射光を被検者に照射する
第１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、前記被検
者を透過する１次透過光とｎ次透過光を検出する検出器
と、を備え、前記各フィルター素子の出し入れを繰り返
しながら前記被検者に照射することを特徴とする診断用
Ｘ線ＣＴである。
【００３５】請求項５に対応する発明によれば、広い範
囲をもつＸ線を入射するフィルターを出し入れすること
で、得られる１次光とｎ次光の強度比が異なる光を、被
検者に照射しながらＣＴ画像を得ることができる。
囲をもつＸ線を入射するフィルターを出し入れすること
で、得られる１次光とｎ次光の強度比が異なる光を、被
検者に照射しながらＣＴ画像を得ることができる。
【００３６】前記目的を達成するため、請求項６に対応
する発明は、前記フィルターの回転切替えを行うフィル
ター回転装置を備えた請求項２〜請求項５のいずれ一つ
に記載の診断用Ｘ線ＣＴである。
する発明は、前記フィルターの回転切替えを行うフィル
ター回転装置を備えた請求項２〜請求項５のいずれ一つ
に記載の診断用Ｘ線ＣＴである。
【００３７】請求項６に対応する発明によれば、請求項
２〜請求項５において、フィルターを回転させること
で、エネルギーを高速に切り替えＣＴ画像を得ることが
できる。
２〜請求項５において、フィルターを回転させること
で、エネルギーを高速に切り替えＣＴ画像を得ることが
できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００３９】＜実施形態１（請求項１に対応）＞ （構成）本実施形態は、図１に示すように、加速器３０
からの広い範囲のエネルギーをもつＸ線１を入射して１
次反射光及びｎ次反射光６に分光して被検者４に照射す
るものであって、第１結晶２及び第２結晶３を有する１
個の分光器２を備えている。そして、被検者４を透過す
る１次透過光及びｎ次透過光を検出する例えばＣｄＴｌ
（カドニュームテルル）からなる検出器５を備えてい
る。
からの広い範囲のエネルギーをもつＸ線１を入射して１
次反射光及びｎ次反射光６に分光して被検者４に照射す
るものであって、第１結晶２及び第２結晶３を有する１
個の分光器２を備えている。そして、被検者４を透過す
る１次透過光及びｎ次透過光を検出する例えばＣｄＴｌ
（カドニュームテルル）からなる検出器５を備えてい
る。
【００４０】本実施形態では、第１結晶２で必要なエネ
ルギーが選択され、第２結晶3の非対称反射によりビー
ムが拡大される。被験者4を透過し、検出器５で検出さ
れる。
ルギーが選択され、第２結晶3の非対称反射によりビー
ムが拡大される。被験者4を透過し、検出器５で検出さ
れる。
【００４１】（作用、効果）次に、以上のように構成さ
れた実施形態１の作用、効果について説明する。加速器
３０から発せられたＸ線１から第１結晶２のブラッグ反
射により必要なエネルギー（放射光）すなわち1次光及
びｎ次光６が選択される。第１結晶2で反射された光は
第２結晶3の非対称反射で必要なサイズに拡大される。
れた実施形態１の作用、効果について説明する。加速器
３０から発せられたＸ線１から第１結晶２のブラッグ反
射により必要なエネルギー（放射光）すなわち1次光及
びｎ次光６が選択される。第１結晶2で反射された光は
第２結晶3の非対称反射で必要なサイズに拡大される。
【００４２】第１結晶2と第２結晶3の反射光は、（５）
式に従うため、1次光は（１）式で、ｎ＝１とｎ次光が
反射する。１次光もｎ次光もブラッグ角と非対称反射角
は等しくなるため、非対称反射では同じサイズに拡大さ
れる。（６）式、(７)式において１次光とｎ次光の光軸
すなわち拡大光７は重なり、被験者４を透過し、検出器
５まで導く。検出器５はＸ線のエネルギーにより、分別
して強度を検出し、ＣＴ画像を得る。（１）式、（２）
式、（３）式により電子密度分布が得られる。
式に従うため、1次光は（１）式で、ｎ＝１とｎ次光が
反射する。１次光もｎ次光もブラッグ角と非対称反射角
は等しくなるため、非対称反射では同じサイズに拡大さ
れる。（６）式、(７)式において１次光とｎ次光の光軸
すなわち拡大光７は重なり、被験者４を透過し、検出器
５まで導く。検出器５はＸ線のエネルギーにより、分別
して強度を検出し、ＣＴ画像を得る。（１）式、（２）
式、（３）式により電子密度分布が得られる。
【００４３】本実施形態によれば、Ｘ線１から必要な複
数のエネルギーの光を選択し、必要なビームサイズに拡
大して同じ光軸で被験者４に照射でき、電子密度分布を
得ることが可能である。
数のエネルギーの光を選択し、必要なビームサイズに拡
大して同じ光軸で被験者４に照射でき、電子密度分布を
得ることが可能である。
【００４４】＜実施形態２（請求項２、請求項６に対
応）＞ （構成）図２に示すように、加速器３０からの広い範囲
のエネルギーをもつＸ線１を、入射して１次反射光とｎ
次反射光に分光するものであって、第１結晶２及び第２
結晶３を有する１個の分光器を備えている。
応）＞ （構成）図２に示すように、加速器３０からの広い範囲
のエネルギーをもつＸ線１を、入射して１次反射光とｎ
次反射光に分光するものであって、第１結晶２及び第２
結晶３を有する１個の分光器を備えている。
【００４５】また、分光器から出射される１次反射光及
びｎ次反射光６のうち一方を選択透過して被検者に照射
するものであって、後述する１種類のフィルター素子が
有る部分１４とフィルター素子が無い部分１３を組合せ
てなるフィルター１０を備えている。
びｎ次反射光６のうち一方を選択透過して被検者に照射
するものであって、後述する１種類のフィルター素子が
有る部分１４とフィルター素子が無い部分１３を組合せ
てなるフィルター１０を備えている。
【００４６】フィルター１０のフィルター素子が有る部
分１４には、１次光を２次光に対して透過率の異なるフ
ィルター素子、例えば１次光に３３ｋｅＶを用いて、フ
ィルター素子にヨウ素を用いる。
分１４には、１次光を２次光に対して透過率の異なるフ
ィルター素子、例えば１次光に３３ｋｅＶを用いて、フ
ィルター素子にヨウ素を用いる。
【００４７】フィルター１０は、回転装置１１に回転可
能に連結されている。また、被検者４を透過する１次透
過光とｎ次透過光を検出する検出器５を備えている。
能に連結されている。また、被検者４を透過する１次透
過光とｎ次透過光を検出する検出器５を備えている。
【００４８】（作用、効果）次に、以上のように構成さ
れた実施形態２の作用、効果について説明する。加速器
３０から発せられたＸ線1から第１結晶２のブラッグ反
射により必要なエネルギーが選択される（1次光及び２
次光６）。第１結晶2で反射された光は第２結晶３の非
対称反射で必要なサイズに拡大される。第１結晶２と第
２結晶３の反射光は、（５）式に従うため1次光［(５)
式でｎ＝１］と２次光が反射する。１次光も２次光もブ
ラッグ角と非対称反射角は等しくなるため、非対称反射
では同じサイズに拡大される。［（２）式、（３）式］
の１次光と２次光の拡大光７は重なっている。
れた実施形態２の作用、効果について説明する。加速器
３０から発せられたＸ線1から第１結晶２のブラッグ反
射により必要なエネルギーが選択される（1次光及び２
次光６）。第１結晶2で反射された光は第２結晶３の非
対称反射で必要なサイズに拡大される。第１結晶２と第
２結晶３の反射光は、（５）式に従うため1次光［(５)
式でｎ＝１］と２次光が反射する。１次光も２次光もブ
ラッグ角と非対称反射角は等しくなるため、非対称反射
では同じサイズに拡大される。［（２）式、（３）式］
の１次光と２次光の拡大光７は重なっている。
【００４９】フィルター素子の有り部分１４には、３３
ｋｅＶに対する吸収率は高く、２次の６６ｋｅＶに対す
る吸収率は小さいヨウ素を用いる。その透過光は、１次
光と２次光が混在しているが、その強度の比はフィルタ
ー無し部分１３に対して大きく変えることができる。す
なわち（４）式で Ｉ１１：フィルター素子無し部分１３の１次光（３３ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 Ｉ１２：フィルター素子無し部分１３の２次光（６６ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 Ｉ２１：フィルター素子有り部分１４の１次光（３３ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 Ｉ２２：フィルター素子有り部分１４の２次光（６６ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 となり、連立方程式が解け、透過率Ｔ１、Ｔ２が求ま
り、（１）式、（２）式より電子密度分布が得られる。
ｋｅＶに対する吸収率は高く、２次の６６ｋｅＶに対す
る吸収率は小さいヨウ素を用いる。その透過光は、１次
光と２次光が混在しているが、その強度の比はフィルタ
ー無し部分１３に対して大きく変えることができる。す
なわち（４）式で Ｉ１１：フィルター素子無し部分１３の１次光（３３ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 Ｉ１２：フィルター素子無し部分１３の２次光（６６ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 Ｉ２１：フィルター素子有り部分１４の１次光（３３ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 Ｉ２２：フィルター素子有り部分１４の２次光（６６ｋ
ｅＶ）の被験者前面の強度 となり、連立方程式が解け、透過率Ｔ１、Ｔ２が求ま
り、（１）式、（２）式より電子密度分布が得られる。
【００５０】＜実施形態３（請求項４、請求項６に対
応）＞ （構成）本実施形態は、図３に示すように、加速器３０
からの広い範囲のエネルギーをもつＸ線１を入射して１
次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、第１結
晶２及び第２結晶３を有する１個の分光器を備えてい
る。
応）＞ （構成）本実施形態は、図３に示すように、加速器３０
からの広い範囲のエネルギーをもつＸ線１を入射して１
次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、第１結
晶２及び第２結晶３を有する１個の分光器を備えてい
る。
【００５１】また、分光器から出射される１次反射光と
ｎ次反射光をそれぞれ入射するものであって、該１次反
射光とｎ次反射光の透過率又は吸収率が異なる光を被検
者４に照射する２種類のフィルター素子８、９からなる
フィルター２０を備えている。フィルター素子８は、ｎ
次光を遮断する物質でできた半円形の半透過材から構成
されている。また、フィルター素子９は、フィルター素
子８の逆のｎ次光のみを透過し、１次光を遮断する物質
でできた半円形の半透過材から構成されている。
ｎ次反射光をそれぞれ入射するものであって、該１次反
射光とｎ次反射光の透過率又は吸収率が異なる光を被検
者４に照射する２種類のフィルター素子８、９からなる
フィルター２０を備えている。フィルター素子８は、ｎ
次光を遮断する物質でできた半円形の半透過材から構成
されている。また、フィルター素子９は、フィルター素
子８の逆のｎ次光のみを透過し、１次光を遮断する物質
でできた半円形の半透過材から構成されている。
【００５２】フィルター２０はこれを回転駆動するため
の回転装置１１が連結されている。
の回転装置１１が連結されている。
【００５３】さらに、被検者４を透過する１次透過光と
ｎ次透過光を検出する検出器５を備えている。
ｎ次透過光を検出する検出器５を備えている。
【００５４】（作用、効果）次に、以上のように構成さ
れた実施形態３の作用、効果について説明する。加速器
３０から発せられたＸ線１は、第１結晶２のブラッグ反
射により必要なエネルギーが選択される（1次光及びｎ
次光６）。第１結晶２で反射された光は第２結晶３の非
対称反射で必要なサイズに拡大される。第１結晶２と第
２結晶３の反射光は(５)式に従うため1次光［（５）式
でｎ＝１］とｎ次光が反射する。１次光もｎ次光もブラ
ッグ角と非対称反射角は等しくなるため、非対称反射で
は同じサイズに拡大される。［（２）式、（３）式］１
次光とｎ次光の拡大光７は重なっている。フィルター２
０は、１次光のみを透過しｎ次光を遮断するフィルター
素子８と、ｎ次光のみを透過し１次光を遮断するフィル
ター素子９を合わせて構成されており、これを撮影に必
要なエネルギー切り換えに合わせて回転装置１１により
一定速度で回転させ、撮影に必要な２エネルギーのうち
の１エネルギーのＸ線１を一定間隔で交互に被験者４に
照射し、検出器５で各エネルギーのＸ線の強度を測定す
る。
れた実施形態３の作用、効果について説明する。加速器
３０から発せられたＸ線１は、第１結晶２のブラッグ反
射により必要なエネルギーが選択される（1次光及びｎ
次光６）。第１結晶２で反射された光は第２結晶３の非
対称反射で必要なサイズに拡大される。第１結晶２と第
２結晶３の反射光は(５)式に従うため1次光［（５）式
でｎ＝１］とｎ次光が反射する。１次光もｎ次光もブラ
ッグ角と非対称反射角は等しくなるため、非対称反射で
は同じサイズに拡大される。［（２）式、（３）式］１
次光とｎ次光の拡大光７は重なっている。フィルター２
０は、１次光のみを透過しｎ次光を遮断するフィルター
素子８と、ｎ次光のみを透過し１次光を遮断するフィル
ター素子９を合わせて構成されており、これを撮影に必
要なエネルギー切り換えに合わせて回転装置１１により
一定速度で回転させ、撮影に必要な２エネルギーのうち
の１エネルギーのＸ線１を一定間隔で交互に被験者４に
照射し、検出器５で各エネルギーのＸ線の強度を測定す
る。
【００５５】本実施形態によれば白色光から必要な２エ
ネルギーの光を選択し、必要なビームサイズに拡大して
同じ光軸で必要なＸ線エネルギーを高速で交互に被験者
に照射する事が可能でフィルター２０を回転させるだけ
で２エネルギーのうち必要なエネルギー光を選択するた
め、Ｘ線のエネルギー切り換えを高速で行うことが可能
となる。
ネルギーの光を選択し、必要なビームサイズに拡大して
同じ光軸で必要なＸ線エネルギーを高速で交互に被験者
に照射する事が可能でフィルター２０を回転させるだけ
で２エネルギーのうち必要なエネルギー光を選択するた
め、Ｘ線のエネルギー切り換えを高速で行うことが可能
となる。
【００５６】＜実施形態４（請求項３、請求項６に対
応）＞本実施形態は、図５に示すように、図２の実施形
態と異なる点は、フィルター１０と分光器の位置を逆に
した点、具体的にはフィルター１０を加速器３０側に配
置し、フィルター１０を透過した光を、結晶２、３を有
する分光器に入力させ、分光器で得られる反射光を被検
者４に照射させるようにしたものである。これ以外の点
は図２の実施形態と同一である。本実施形態の作用、効
果も実施形態２と同一である。
応）＞本実施形態は、図５に示すように、図２の実施形
態と異なる点は、フィルター１０と分光器の位置を逆に
した点、具体的にはフィルター１０を加速器３０側に配
置し、フィルター１０を透過した光を、結晶２、３を有
する分光器に入力させ、分光器で得られる反射光を被検
者４に照射させるようにしたものである。これ以外の点
は図２の実施形態と同一である。本実施形態の作用、効
果も実施形態２と同一である。
【００５７】＜実施形態５（請求項５、請求項６に対
応）＞本実施形態は、図６に示すように、図３の実施形
態と異なる点は、フィルター２０と分光器の位置を逆に
した点で、具体的にはフィルター２０を加速器３０側に
配置し、フィルター２０を透過した光を、結晶２、３を
有する分光器に入力させ、分光器で得られる反射光を被
検者４に照射させるようにしたものである。これ以外の
点は図３の実施形態と同一である。本実施形態の作用、
効果も実施形態３と同一である。
応）＞本実施形態は、図６に示すように、図３の実施形
態と異なる点は、フィルター２０と分光器の位置を逆に
した点で、具体的にはフィルター２０を加速器３０側に
配置し、フィルター２０を透過した光を、結晶２、３を
有する分光器に入力させ、分光器で得られる反射光を被
検者４に照射させるようにしたものである。これ以外の
点は図３の実施形態と同一である。本実施形態の作用、
効果も実施形態３と同一である。
【００５８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、加
速器から発せられる広い範囲のエネルギーを持つＸ線か
らＣＴ撮影に必要な複数のエネルギーを選択し、同じサ
イズで同じ光軸で被験者の位置までビームを導くことが
可能で、かつ高速でエネルギーの切り換えが可能な診断
用Ｘ線ＣＴを提供できる。
速器から発せられる広い範囲のエネルギーを持つＸ線か
らＣＴ撮影に必要な複数のエネルギーを選択し、同じサ
イズで同じ光軸で被験者の位置までビームを導くことが
可能で、かつ高速でエネルギーの切り換えが可能な診断
用Ｘ線ＣＴを提供できる。
【図１】本発明の実施形態１を説明するための概略構成
図。
図。
【図２】本発明の実施形態２を説明するための概略構成
図。
図。
【図３】本発明の実施形態３を説明するための概略構成
図。
図。
【図４】本発明の診断用Ｘ線ＣＴの原理を説明するため
の図。
の図。
【図５】本発明の実施形態４を説明するための概略構成
図。
図。
【図６】本発明の実施形態５を説明するための概略構成
図。
図。
【図７】従来の診断用Ｘ線ＣＴの課題を説明するための
概略構成図。
概略構成図。
1…Ｘ線 2…第１結晶 3…第２結晶 4…被験者 5…検出器 6…１次光及びｎ次光 ７…拡大光 8…フィルター素子 9…フィルター素子 １０、２０…回転フィルター １１…回転装置 １３…フィルター無し部分 １４…フィルター有り部分 ３０…加速器
フロントページの続き (72)発明者 森井 保次 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 片山 雅弘 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA31 CA32 CA39 EA07 EA11 FA15 FA27
Claims (6)
- 【請求項１】 広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
して１次反射光とｎ次反射光に分光して被検者に照射す
るものであって、第１及び第２の結晶を有する１個の分
光器と、 前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過光を検出す
る検出器と、 を備え、２エネルギーのＸ線を選択し、前記被検者の画
像を撮影可能にしたことを特徴とする診断用Ｘ線ＣＴ。 - 【請求項２】 広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
して１次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、
第１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、 前記分光器から出射される１次反射光とｎ次反射光のう
ち一方を選択透過して被検者に照射するものであって、
１種類のフィルター素子を備えたフィルターと、 前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過光を検出す
る検出器と、 を備え、前記フィルター素子を切替えながら２エネルギ
ーを分光して前記被検者に照射することを特徴とする診
断用Ｘ線ＣＴ。 - 【請求項３】 広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
し、このＸ線に含まれる１次光とｎ次光のうち一方を選
択透過する１種類のフィルター素子を備えたフィルター
と、 このフィルターを透過した１次光又はｎ次光を入射し、
１次反射光とｎ次反射光に分光して被検者に照射するも
のであって、第１及び第２の結晶を有する１個の分光器
と、 前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過反射光を検
出する検出器と、 を備え、前記フィルター素子を切替えながら２エネルギ
ーを分光して前記被検者に照射することを特徴とする診
断用Ｘ線ＣＴ。 - 【請求項４】 広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
して１次反射光とｎ次反射光に分光するものであって、
第１及び第２の結晶を有する１個の分光器と、 前記分光器から出射される１次反射光とｎ次反射光をそ
れぞれ入射するものであって、該１次反射光とｎ次反射
光の透過率又は吸収率が異なる光を被検者に照射する２
種類のフィルター素子からなるフィルターと、 前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過光を検出す
る検出器と、 を備え、前記各フィルター素子の出し入れを繰り返しな
がら前記被検者に照射することを特徴とする診断用Ｘ線
ＣＴ。 - 【請求項５】 広い範囲のエネルギーをもつＸ線を入射
し、このＸ線に含まれる１次光とｎ次光の透過率又は吸
収率が異なる光を出力する２種類のフィルター素子を備
えたフィルターと、 前記フィルターからの１次光とｎ次光を入射して１次反
射光とｎ次反射光に分光するものであって、該１次反射
光とｎ次反射光を被検者に照射する第１及び第２の結晶
を有する１個の分光器と、 前記被検者を透過する１次透過光とｎ次透過光を検出す
る検出器と、 を備え、前記各フィルター素子の出し入れを繰り返しな
がら前記被検者に照射することを特徴とする診断用Ｘ線
ＣＴ。 - 【請求項６】 前記フィルターの回転切替えを行うフィ
ルター回転装置を備えた請求項２〜請求項５のいずれ一
つに記載の診断用Ｘ線ＣＴ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14514799A JP3864262B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 診断用ｘ線ｃｔ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14514799A JP3864262B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 診断用ｘ線ｃｔ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000333945A true JP2000333945A (ja) | 2000-12-05 |
| JP3864262B2 JP3864262B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=15378515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14514799A Expired - Fee Related JP3864262B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 診断用ｘ線ｃｔ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3864262B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009053090A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Ihi Corp | 材質識別検査装置および方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6168753B2 (ja) | 2012-11-12 | 2017-07-26 | キヤノン株式会社 | 演算装置、演算プログラム、ｘ線測定システム、およびｘ線測定方法 |
| JP6292988B2 (ja) | 2014-06-12 | 2018-03-14 | キヤノン株式会社 | 物体情報取得方法及び物体情報取得装置 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14514799A patent/JP3864262B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009053090A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Ihi Corp | 材質識別検査装置および方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3864262B2 (ja) | 2006-12-27 |
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