JPH01256936A - Ｘ線断層撮影装置 - 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、支柱の上下端部に対向支持されたＸ線管と映
像装置とをその間に位置する被検体内の一点を中心とし
て相対運動させ該被検体を断層撮影するＸ線断層撮影装
置に関し、特にＸ線管焦点と裁断中心と画像記録媒体中
心の三点の後回学的精度を維持して画像の解像力を向上
することができるＸ線断層撮影装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のＸ線断層撮影装置は、第５図に示すように、被検
体にＸ線を放射するＸ線管１と、上記被検体を間に挾ん
でＸ線管１に対向支持され画像記録媒体を格納する映像
装置２と、これら両者を上下端部に支持して連結する支
柱３と、この支柱３を揺動可能に支持すると共に上下方
向に昇降して被検体の断層撮影の截断面を昇降させる截
断面装置４とを備えて成っていた。なお、上記截断面装
置４は、支柱３を揺動可能に支持する中枠５と、この中
枠５を枠内部に揺動可能に支持すると共に上下方向に昇
降可能とされた移動枠６とから成っていた、また、第５
図において、符号７は被検体（図示省略）を寝載するテ
ーブルであり、符号８は上記Ｘ線管１及び映像装置２を
支点９を中心として互いに反対方向に同期して相対運動
させる軌道創成機構である。そして、この軌道創成機構
８により、被検体を間に挾んで対向支持されたｘｉ管１
と映像装置２とを上記被検体内の一点を中心として相対
運動させることにより、との懸回学的な原理から被検体
の目的とする断面の像だけはぼかさずにフィルム等の画
像記録媒体に結像させ、それ以外の断面の像をぼかすこ
とにより断層像を撮影するようになっていた。

以下、この断層撮影の原理を第６図を参照して説明する
。図において、Ｘ線管１の焦点をＦとし、映像装置２内
に格納された画像記録媒体を１０とすると共に、上記Ｘ
線管１の焦点Ｆと相対運動の支点Ｅとの間の距離をＤと
し、この支点Ｅと画像記録媒体ｌＯとの間の距離をｄと
する。いま、Ｘ線管１と画像配録媒体１０とを支点Ｅを
中心として矢印Ａ、Ｈのように互いに反対方向へ等速度
あるいは等角速度で相対運動を行わせると、支点Ｅの像
は、Ｘ線管１の焦点がＦの位置にあるときは画像記録媒
体１０上の点Ｅ′へ、焦点がＦ′の位置にあるときは点
Ｅ′へそれぞれ投影される。ここで、上記の支点Ｅを含
む平面ｏｐ上に別の一点Ｐをとり、Ｘ線管１の二つの位
置に対応する画像記録媒体１０上への投影像をそれぞれ
Ｐ’　、Ｐ“とすると、ΔＦＥ’　Ｐ’及びΔＦ’　Ｅ
’　Ｐ’においてそれぞれ次の関係が成立する。

Ｅ’　Ｐ’　＝ＥＰ・（Ｄ＋ｄ）　／ＤＥ’　Ｐ’　＝
ＥＰ・（Ｄ＋ｄ）／Ｄ 従って、Ｅ’　Ｐ’　＝Ｅ“Ｆ′となる。すなわち、一
定の関係（Ｄ＋ｄ）／Ｄのもとでは、Ｅ、Ｐなどの平面
ｏｐ上の各点は、画像記録媒体１０上で常に同一の点に
像を結ぶこととなる。

次に、上記の平面ｏｐから離れた点Ｑの場合は。

Ｘ線管１の二つの位置に対応する画像記録媒体１０上に
それぞれＱ’　、Ｑ’として像が投影されるが、上記の
点Ｑの平面ｏｐ上への投影点が異なることから、ΔＦＥ
’　Ｑ’　とΔＦ’　Ｅ’　Ｑ’とにおいて明らかにＥ
’　Ｑ’　≠Ｅ’　Ｑ’である。従って、上記画像記録
媒体１０上で点Ｑの像は、Ｅ’　Ｑ’−Ｅ’　Ｑ′＝Ω
だけずれることとなる。このことから、Ｘ線管１と画像
記録媒体１０とが支点Ｅを中心として相対運動をすると
きは、上記の点Ｑは、画像記録媒体１０上で点とならず
に線として投影され、像を作らない、このように、支点
Ｅを含む平面ｏｐ上の物は明瞭な像として成立するが（
このような平面Ｏｐを「截断面」という）、それ以外の
面上の物はずれが大きくなってぼけ像となる。

断層撮影は、このような原理から、被検体の目的とする
断面（截断面上にある）の像だけはぼかさずに画像記録
媒体１０上に結像させ、それ以外の断面の障害となる像
を懸回学的にぼかすことにより、所望の断層像を撮影す
るものである。そして、このような断層撮影において解
像力の高い断層像を得るためには、Ｘ線管１と画像記録
媒体１０を格納した映像装置２とが例えば等速度で相対
運動中でも、第６図において、Ｘ線管１の焦点Ｆと、支
点（すなわち「裁断中心Ｊ）Ｅと、画像記録媒体１０の
中心Ｅ′とが必ず一直線上に位置することが必要であり
、これら三点の懸回学的精度を維持しなければならない
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第５図に示す従来のＸ線断層撮影装置において
は、Ｘ線管１及び映像装置２は支柱３の上下端部に支持
して連結された連結構造であり、Ｘ＃Ｉ管ｌや映像装置
２のような重量のある物を上記支柱３を揺動させること
により相対運動させると、その相対運動中に発生するガ
タ及び部材の変形あるいは構成部品の機械的精度の影響
などにより、いろいろな誤差が加算されて、上記三点の
懸回学的精度を維持するのは難しく、十分な解像力は得
られないものであった。

また、上記解像力に影響するものとして、モーションア
ーチファクトの発生があるが、このモーションアーチフ
ァクトを抑えるためには、撮影時間を短縮すればよい。

しかし、そのためには上記Ｘ線管１と映像装置２の相対
運動を高速化する必要があるが、その相対運動を高速に
すると、Ｘ線管１と映像装置２に生ずる加速度が増大し
、遠心力及び慣性力等の動的な負荷による影響が大きく
なるものであった。従って、部材の変形が大きくなり、
第５図に示す支柱３上の裁断中心１１に位置ずれが生ず
るものであった。例えば、第７図に示すように、理想的
にはＸ線管１の焦点Ｆから放射したＸ線により、裁断中
心１１上に位置する被検体１２の目的部位点１３は、画
像記録媒体１０上の中心１４に投影される。このときは
、目的部位点１３と裁断中心１１との間にはずれが無い
。

しかし、Ｘ線管１と映像装置２の相対運動を高速化して
上記裁断中心１１が１１′にずれた場合、支柱３の下端
部に支持された映像装置２に格納された画像記録媒体１
０も１０’にずれるため、その画像記録媒体１ｏの中心
１４が１４′に移動し、被検体１２の目的部位点１３は
画像記録媒体１０′上の異なった点に像が投影される。

従って、上記目的部位点１３の像はぼけることとなる。

このときは、上記三点の懸回学的精度は維持されず、断
層像の解像力は低下することとなるものであつた。

これに対処して、部材の変形を抑えるために支柱３等の
連結構造部材の剛性を上げればよいが、この場合は、装
置全体の重量が増大すると共に大形化するものであった
。

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるＸ線断層撮影装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、被検体にＸ線を放射するＸ線管と、上記
被検体を間に挾んでＸ線管に対向支持され画像記録媒体
を格納する映像装置と、これら両者を上下端部に支持し
て連結する支柱と、この支柱を揺動可能に支持すると共
に上下方向に昇降して被検体の断層撮影の截断面を昇降
させる截断面装置とを歯えて成るＸ線断層撮影装置にお
いて、上記截断面装置は、上記支柱を揺動可能に支持す
る截断面枠と截断面を昇降させる移動枠とに分離すると
共にこの移動枠に対し截断面枠を水平面内で移動可能に
支持し且つその截断面枠を水平面内で振らせる機構を設
けて構成し、上記截断面枠を上記Ｘ線管と映像装置の相
対運動中に水平面内で振らせて、その相対運動の支点の
位置ずれを補正するようにしたＸ線断層撮影装置によっ
て達成される。

〔作　用〕

このように構成されたＸ線断層撮影装置は、支柱を揺動
可能に支持する截断面枠と截断面を昇降させる移動枠と
に分離すると共にこの移動枠に対し截断面枠を水平面内
で移動可能に支持し且つその截断面枠を水平面内で振ら
せる機構を設けて構成された截断面装置により、被検体
の任意の断面に截断面を設定した状態で上記截断面枠を
Ｘ線管と映像装置の相対運動中に水平面内で振らせて、
その相対運動の支点の位置ずれを補正するものである。

これにより、Ｘ線管焦点と裁断中心と画像記録媒体中心
の三点の懸回学的精度を維持して画像の解像力を向上す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるＸ線断層撮影装置の截断面装置の
実施例を示す斜視図であり、第２図はそのＸ線断層撮影
装置の全体構成を示す斜視図である。このＸ線断層撮影
装置は、被検体の任意の断面について断層像を撮影する
もので、第２図に示すように、Ｘ線管１と、映像装置２
と、支柱３と。

截断面装置４と、テーブル７と、軌道創成機構８とを備
えて成る。

上記Ｘ線管１は、後述のテーブル７上に寝載された被検
体（図示省略）にＸ線を放射するもので、例えばテーブ
ル７の上方に支持されている。上記テーブル７の下方に
は、映像装置２が支持されている。この映像装置２は、
上記Ｘ線管１から放射され被検体を透過した透過Ｘ線像
をフィルム等の画像記録媒体に撮影するもので、その内
部に画像記録媒体を格納すると共に、上記被検体を間に
挾んでＸ線管１に対向支持されている。上記Ｘ線管１と
映像装置２は、支柱３の上下端部にそれぞれ支持されて
いる。この支柱３は、上記両者１，２をその上下端部に
支持して連結するもので、上記テーブル７の一側方にて
揺動可能に設けられている。上記支柱３の中間部は、截
断面装置４によって支持されている。この截断面装置４
は、上記支柱３を揺動可能に支持すると共に、上下方向
に昇降して被検体の断層撮影の截断面を昇降させるもの
である。そして、上記Ｘ線管１と映像装置２とが対向支
持された中間位置には、テーブル７が設けられている。

このテーブル７は、その上面に被検体を寝載するもので
、その長手方向に移動可能とされている。また、上記Ｘ
線管１の上方には。

軌道創成機構８が設けられている。この軌道創成機構８
は、上記Ｘ線管１及び映像装置２を支点９を中心として
互いに反対方向に同期して相対運動させるものである。

ここで、本発明においては、上記截断面装置４は、上記
支柱３を揺動可能に支持する截断面枠１５と截断面を昇
降させる移動枠６とに分離すると共に、この移動枠６に
対し截断面枠１５を水平面内で移動可能に支持し、且つ
その截断面枠１５を水平面内で振らせる機構を設けて構
成されている。

すなわち、第２図において、上記支点９を含む水平面内
の延長上には、截断面枠１５が設けられており、その中
心１６は上記支点９と支柱３とを結ぶ線上に位置してい
る。この截断面枠１５の内部には、中枠５が揺動可能に
支持されている。この中枠５は、上記Ｘ線管１と映像装
置２とを連結する支柱３を揺動可能に支持している。上
記Ｘ線管１と映像装置２の相対運動の支点９と截断面枠
１５の中心１６とを結ぶ線上には、上記支柱３が揺動運
動するときの揺動中心、すなわち裁断中心１１が存在す
る。この裁断中心１１と上記截断面枠１５の中心１６と
相対運動の支点９とは一直線上に位置し、この直線を含
みテーブル７の上面に平行な平面が截断面となる。

そして、この截断面の高さを変化させるために、上記截
断面枠１５を支持して上下に直線往復移動しうる移動枠
６がその截断面枠１５とは分離して別体に設けられてい
る。この移動枠６は、上記支柱３に沿って上下に直線往
復移動し被検体の断層撮影の截断面を昇降させるもので
、第１図に示すように、該移動枠６を上下方向に昇降さ
せる複数のネジ捧１７，１７及びこのネジ捧１７と螺合
し上記移動枠６に設けられたナツト１８．１８を有する
昇降駆動機構により昇降可能に支持されると共に、上記
昇降駆動機構による昇降動作に対して上記移動枠６が水
平面内で前後左右方向に位置変動を起すのを抑制するレ
ール１９．２０及びローラ２１，２２を有する位置抑制
機構によりその位置変動が抑えられるようになっている
。

また、上記移動枠６に対して上記截断面枠１５が水平面
内で移動可能に支持されている。すなわち、第１図に示
すように、上記移動枠６の下面の両側部に固定された直
線状の第一の案内部材２３゜２３と、截断面枠１５の上
面の両側部に固定され上記第一の案内部材２３と嵌係合
する凹溝を有する直線状の第二の案内部材２４．２４と
を組み合わせることにより、上記截断面枠１５が移動枠
６に対して例えば左右方向に直線移動可能とされている
。

さらに、上記截断面枠１５には、その截断面枠１５を水
平面内で振らせる機構が設けられている。

すなわち、第１図に示すように、上記移動枠６に固定さ
れたモータ２５と、このモータ２５の回転軸に固着され
たプーリ２６と、上記截断面枠１５の両側部に穿設した
例えば矩形状のカム孔２７゜２８に挿入された第一のカ
ム２９及び第二のカム３０と、この第−及び第二のカム
２９．３０の回転軸に固着されたプーリ３１及び３２と
、上記プーリ２６，３１，３２の中間に動力伝達経路と
して設けられたアイドルプーリ３３，３４，３５゜３６
と、上記モータ２５の回転力をプーリ３１及び３２に伝
達する手段としてのベルト３７とから成る駆動機構が設
けられている。なお、上記モータ２５は、Ｘ線管１の運
動に対して同期のとれた回転をするようになっている。

また、第−及び第二のカム２９．３０は、それぞれ例え
ば楕円形に形成され、その長軸方向が例えば互いに直交
するように配置して各々のカム孔２７．２８に挿入され
ており、上記モータ２５の回転により各プーリ２６．３
１〜３６及びベルト３７により回転力が伝達されて同期
して回転するようになっている。

そして、あるタイミングで第一のカム２９がカム孔２７
の内側壁を押すことにより、そのカム形状により截断面
枠１５を第１図上で例えば左方向に直線的に振らせ、そ
れから所定時間だけ遅れたタイミングで第二のカム３０
がカム孔２８の内側壁を押すことにより、そのカム形状
により截断面枠１５を例えば右方向に直線的に振らせる
ようになっている。なお、第１図に示すように、上記截
断面枠１５の両側部には、前記移動枠６を昇降させるた
めのネジ捧１７，１７が貫通しているが、その貫通孔３
８．３８は上記ネジ捧３７の直径よりも大きくされてお
り、上記截断面枠１５が左右に動きつるようにされてい
る。

このように、截断面装置４が、支柱３を揺動可能に支持
する截断面枠１５と截断面を昇降させる移動枠６とに分
離されると共に、この移動枠６に対し上記截断面枠１５
が水平面内で移動可能に支持され、且つその截断面枠１
５を水平面内で振らせる機構を設けて構成されているの
で、上記截断面枠１５を第２図に示すｘ４線管１と映像
装置２の相対運動中に水平面内で例えば左右方向に振ら
せることにより、その相対運動の支点９すなわち裁断中
心１１の位置ずれを補正することができる。

例えば、第３図、に示すように、Ｘ線管１と映像装置２
の相対運動中に裁断中心１１が１１′のように左方向に
ずれた場合は、第１図に示す例えば第二のカム３０の動
作により截断面枠１５を右方向に振らせることによって
、第３図に矢印Ｃで示すように上記ずれた量だけ裁断中
心１１を右方向に補正する。このとき、画像記録媒体１
０の中心１４′は元の１４の位置へ移動する。また、第
４図に示すように、裁断中心１１が１１′のように右方
向にずれた場合は、第１図に示す例えば第一のカム２９
の動作により截断面枠１５を左方向に振らせることによ
って、第４図に矢印りで示すように上記ずれた量だけ裁
断中心１１を左方向に補正する。このとき、画像記録媒
体１０の中心１４′は元の１４の位置へ移動する。なお
、このとき、上記裁断中心１１のずれ量は、Ｘ線管１及
び映像装置２の重量や、それらの相対運動によって生ず
る加速度、並びにそれぞれの部材の剛性などから予め把
握することができるので、そのずれ量に対応してそれを
補正できる形状に第−及び第二のカム２９．３０を決定
しておけばよい、また、第３図及び第４図においては、
Ｘ線管１及び映像装置２が相対運動の両端まで移動して
裁断中心１１のずれ量が最大のときの補正状態を示して
いるが、それらの相対運動の中間位置においても上記と
同様にしてその時点におけるずれ量に対応して補正でき
る。

なお、第１図においては、Ｘ線管１と映像装置２が直線
軌道上を移動しその相対運動が左右方向の直線運動の場
合について示したが、本発明はこれに限らず、上記Ｘ線
管１と映像装置２が円軌道あるいは楕円軌道または渦巻
軌道等の軌跡上を運動する場合にも同様に適用する出と
ができる。この場合は、第１図に示すカム孔２７．２８
及び第一、第二のカム２９．３０の形状は、その軌跡上
の運動に対応して裁断中心１１の位置ずれを補正できる
ものに決定すればよい。また、第１図においては、第−
及び第二の案内部材２３．２４は一軸方向のみとしたが
、Ｘ線管１と映像装置２が円軌道あるいは楕円軌道また
は渦巻軌道等の軌跡上を運動するときは、直交二軸方向
の案内部材を設ければよい。さらに、第１図において截
断面枠１５を水平面内で振らせる機構は、モータ２５と
、プーリ２６，３１〜３６と、カム孔２７，２８と。

第−及び第二のカム２９．３０と、ベルト３７とで構成
したものとして示したが１本発明はこれに限らず、同様
に水平面内で振らせることができるものならば他の機構
であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、截断面枠１５を
Ｘ線管１と映像装置２の相対運動中に水平面内で振らせ
ることにより、その相対運動の支点９すなわち裁断中心
１１の位置ずれを常に補正することができる。従って、
見かけ上は上記裁断中心１１を動かないようにして、Ｘ
線管１の焦点Ｆと裁断中心１１と画像記録媒体１０の中
心１４との三点の懸回学的精度を維持することができ。

被検体の目的部位点はＸｓ管１のどのような動きに対し
ても常に画像記録媒体１０上の同じ点に投影されること
となる。また、モーションアーチファクトを抑えるため
に上記Ｘ線管１と映像装置２の相対運動を高速化しても
、この高速化による部材の変形によって裁断中心１１が
位置ずれを起すのを有効に補正することができるので、
上記相対運動を実際に高速化することができ、モーショ
ンアーチファクトの発生を抑えることができる。これら
のことから、得られる断層像の解像力を向上することが
できる。さらに１部材の変形を抑えるために支柱３等の
連結構造部材の剛性を上げる必要がないので、装置全体
の重量を増大させたり大形化させることなく、解像力の
優れた断層像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線断層撮影装置の截断面装置の
実施例を示す斜視図、第２図はそのＸ線断層撮影装置の
全体構成を示す斜視図、第３図及び第４図は裁断中心の
位置ずれの補正動作を示す説明図、第５図は従来のＸ線
断層撮影装置を示す斜視図、第６図は断層撮影の原理を
示す説明図、第７図は従来装置における裁断中心の位置
ずれの発生状態を示す説明図である。 １・・・Ｘ線管、　２・・・映像装置、　３・・・支柱
、４・・・截断面装置１．５・・・中枠、　６・・・移
動枠、９・・・相対運動の支点、　１０・・・画像記録
媒体、１１・・・裁断中心、　　１４・・・画像記録媒
体の中心、１５・・・截断面枠、　　１７・・・ネジ棒
、　　１８・・・ナツト、　２３．２４・・・案内部材
、　２５・・・モータ、２６．３１〜３６・・・プーリ
、　２７，２８・・・カム孔、　２９．３０・・・カム
、　３７・・・ベルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体にＸ線を放射するＸ線管と、上記被検体を間に挾
   んでＸ線管に対向支持され画像記録媒体を格納する映像
   装置と、これら両者を上下端部に支持して連結する支柱
   と、この支柱を揺動可能に支持すると共に上下方向に昇
   降して被検体の断層撮影の截断面を昇降させる截断面装
   置とを備えて成るＸ線断層撮影装置において、上記截断
   面装置は、上記支柱を揺動可能に支持する截断面枠と截
   断面を昇降させる移動枠とに分離すると共にこの移動枠
   に対し截断面枠を水平面内で移動可能に支持し且つその
   截断面枠を水平面内で振らせる機構を設けて構成し、上
   記截断面枠を上記Ｘ線管と映像装置の相対運動中に水平
   面内で振らせて、その相対運動の支点の位置ずれを補正
   するようにしたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。