JPH02201253A - 放射線ｃｔ装置における走査方法 - 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、Ｘ線やＴ線等の放射線をファンビーム角をも
って曝射するようにした放射線ＣＴ装置において、特に
放射線源及び検出器を相対的に平行移動させるトランス
レート動作と被検体の周りに回転移動させるローテート
動作とを順次繰り返すことにより、被検体の断層画像を
再構成するのに好適な走査方法に関する。

〔従来の技術〕

放射線ＣＴ装置の従来技術を第５図及び第６図に示す。

この従来技術はでは、第５図に示すように、放射線源と
してのＸ線源１と、検出器２と、トランスレート機構３
と、ローテート機構４とを有している。Ｘ線源ｌは回転
体５に設けられた移動枠６の上に設置され、第６図に示
すようにファンビーム角（５〜ｌＯ度ぐらい）αをもっ
て被検体１００に曝射するようにしている。移動枠６は
回転体５に固定されたガイドレール７に搭載され、該ガ
イドレール７に沿って移動するようになっている。

検出器２は移動枠６において被検体１００を挾むように
Ｘ線ｔＡ１と対向する位置に設置されており、その各検
出素子がＸ線ファンビーム角渉の幅方向に沿って等間隔
で配列され、Ｘ線ファンビーム角αの内、夫々対応する
角度のＸ線量を計測するようにしている。トランスレー
ト機構３は移動枠６に設けられたラック３ａと、これを
移動させるピニオン３ｂと、該ピニオン３ｂを駆動する
モータとからなり、ピニオン３ｂの回転によってラック
３ａと共に移動枠６が移動することにより、Ｘ線源１及
び検出器２を相対的に平行移動させ、かくしてトランス
レート動作を行なうようにしている。

ローテート機構４は、ローテート用のモータ４ａと、そ
の回転軸に取付けられたスプロケッ１−４ｂと、該スプ
ロケット４ｂ及び回転体５間に巻装されたチェーン４ｃ
とからなり、スプロケット４ｂの駆動によって回転体５
がＸ線ファンビーム角αと対応する角度で順次回転する
ことにより、Ｘ線源１及び検出器２を被検体１００の周
りに回転させ、かくしてローテート動作を行なうように
している。

そして、第６図に示すように、前記トランスレート機構
３によりＸ線源１及び検出器２を、被検体１００の全領
域に亘るように相対的に一方向に移動させてトランスレ
ート動作を行ない、そのとき、検出器２の各検出素子は
Ｘ線源ｌの移動中の各点においてＸ線ファンビーム角α
内の対応する夫々の角度のＸ線が被検体１００を透過し
たデータを計測する。即ち、被検体１００の全領域の各
点についてファンビーム角α内の各検出素子に対応した
方向のＸ線の透過データを計測する。

次いで、前記ローテート機構４によりＸ線源１及び検出
器２を、ファンビーム角αに相当する角度だけ相対的に
回転させてローテート動作を行ない、そのとき、検出器
２の各検出素子はＸ線源１の回転中の各点において前述
と同様にＸ線の被検体１００の透過データを計測する。

その後、前記トランスレート機構３によりＸ線源１及び
検出器２を、最初のトランスレート動作と反対方向に移
動させて二回目のトランスレート動作を行なうことによ
りＸ線の透過データを計測し、かくして第７図に示すよ
うに、トランスレート動作及びローテート動作を順次複
数回繰り返して、被検体１００の各点について３６０度
方向の透過データを計測することにより、被検体１００
の断層画像を再構成し得るようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一般に放射線ＣＴ装置では、検出器によって
計測される夫々の角度の密度が高い方が望まれ、このた
め、検出器の各検出素子を可及的に小さくし、かつ密接
するように多数設けることが好ましい。一方、各検出素
子の寸法が小さくなると、これらの各検出素子に入射す
る放射線量が減少するので、計測が困難となり、また各
検出素子が放射線ファンビームにおける夫々の角度のデ
ータを計測するので、所望角度以外の角度の放射線が入
射しないようにするため、各検出素子をタングステン等
のような放射線遮蔽部材としてのセプタで仕切っておく
必要がある。

上記に示す従来技術では、人体を対象とする医用Ｘ線Ｃ
Ｔ装置の場合、例・えばＸ線管電圧が１２０にＶ程度で
使用されるので、問題ないが、特に、人体に比べ放射線
吸収係数の高い物質、例えば鉄。

銅等を対象とした産業用ＣＴ装置の場合には、数百ＫＶ
の高電圧のＸ線管を使用したり、高エネルギのＴ線を発
生するアイソトープを線源として用いたりすることがあ
るため、検出器の各検出素子を仕切るセプタの厚さを厚
くしなければならないので、各検出素子間の間隔が広く
なる。

その結果、各検出素子間の間隔が広くなると、ファンビ
ーム角の中でその分計側されない角度の範囲が大きくな
り、それだけ計測角度が粗くなるので、画像を再構成し
た場合、放射状のノイズ、即ちストリークアーチファク
トと呼ばれるノイズが発生する問題がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点に鑑み、検出器
の各検出素子間の間隔が広くとも、ストリークアファク
トが発生するのを確実に防ぎ得る放射線ＣＴ装置におけ
る走査方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の走査方法においては、 （イ）ローテート動作に際し、放射線源及び検出器の双
方を一括的にに回数トランスレート動作させること、（
ｋは２以上の整数）、（ロ）該に回数のトランスレート
動作中、１回目のトランスレート動作を、放射線源及び
検出器の双方が所定位置のままで実行させること、（ハ
）２回目乃至に回目までの各回のトランスレート動作時
、放射線源及び検出器の何れか一方のみが各回に応じず
つ順次ずれた位置で実行させること（Ｐは検出器の各検
出素子間のピッチ）、（ニ）以下、ｋ回数のトランスレ
ート動作と、ローテート動作とを、ｋ回数のトランスレ
ート動作がＮ回繰り返されるまで順次繰り返し実行す゛
ること（但し、放射線源を有する。

〔作用〕

本発明方法では、前述の如く、（イ）ローテート動作に
際し、放射線源及び検出器の双方を一括的にに回数トラ
ンスレート動作させ、（ロ）該に回数のトランスレート
動作中、１回目のトランスレート動作を、放射線源及び
検出器の双方が所定位置のままで実行させ、（ハ）２回
目乃至に回目までの各回のトランスレート動作を、放射
線源と検出器との何れか一方のみが各回に応じＰ／にず
つ順次ずれた位置で実行させ、（ニ）以下、ｋ回数のト
ランスレート動作と、ローテート動作とを、ｋ回数のト
ランスレート動作がＮ回繰り返されるまで順次繰り返し
実行するようにしたので、ｋ回数のトランスレート動作
により、各回のトランスレート動作時に計測できない検
出素子間の方向からの放射線を確実に計測でき、それだ
け計測角度の密度をあげることができる。

その結果、各検出素子間の間隔が広がっても、計測角度
が粗くなることがなく、計測角度の密度を上げるので、
画像を再構成した場合、ストリークアーチファクトのよ
うなノイズが発生するのを防ぎ得る。

〔実施例］ 以下、本発明方法の実施例を第１図乃至第４図により説
明する。第１図は本発明方法の第１の実施例を示す説明
用のタイムチャート、第２図は検出器の説明図、第３図
は本発明方法を適用したＸ線ＣＴ装置を示している。

本発明方法の第１の実施例は、Ｘ線源ｌ及び検出器２の
双方をトランスレート機構３により一括的に複数回、例
えば２回トランスレート動作するようにしている。

２回トランスレート動作させるトランスレート機構３は
第１図及び第３図に示すように、ピニオン３ａの駆動に
よってＸｆｉ源１．検出器２を右方向に移動させて１回
目のトランスレート動作ＴＩを実行し、その後、ピニオ
ン３ａを逆転駆動し、両者１．２を左方向に移動させて
２回目のトランスレート動作Ｔ２を実行する。

また、１回目のトランスレート動作ＴＩ時には、第２図
に示すように検出器２を所定位置のままにしておき、２
回目のトランスレート動作Ｔ２時には後述する微調整移
動機構により、同図（ｂ）に示すように検出器２のみを
、その検出素子２Ｉ〜２ｎ間のピッチＰの半分だけずら
すようにしている。

前記微調整移動機構は、第３図に示すように、検出器２
と一体に設けられたアンプ部８に形成されたラック９ａ
と、該ラック９ａと噛合するピニオン９ｂと、該ピニオ
ン９ｂを駆動するモータ（図示せず）とからなっている
。そして、前記トランスレート機構３によって２回目の
トランスレート動作Ｔ２をするとき、換言すれば、１回
目のトランスレート動作Ｔ２をしたとき、ピニオン９ｂ
を駆動してアンプ部８のラック９ａが移動することによ
り、第２図（ｂ）に示す如く、各検出素子２１〜２ｎを
、それらの１／２Ｐの間隔で右方向にずらし、これによ
り同図（Ｃ）に示す如く、１回目のトランスレート動作
Ｔ１時における各検出素子２１〜２．相互間の方向から
のＸ線の透過データを計測し得るようにしている。その
ため、°谷検出素子２．〜２１．は第２図（ａ）、■）
に示すように、各検出素子間のピッチＰの半分の幅寸法
Ｐ／２で構成され、かつ微調整移動機構９によって移動
（ずれ）しても、当然のことながら、ファンビーム角α
の範囲内に収まるように設定されている。

前述の如くして２回のトランスレート動作ＴＩ。

Ｔ２の実行後、微調整移動機構９によって検出器２の各
検出素子２１〜２７を元の所定位置に戻し、次イテロー
テート機構４によりファンビーム角αに対応する角度を
もってＸ線源１．検出器２を１回ローテート動作Ｒさせ
る。

そして、２回のトランスレート動作Ｔ１と１回のローテ
ート動作とを、２回のトランスレート動作が１８０°の
角度位置までＮ回繰り返されるよう順次繰り返し実行す
るようにしている。

定している。

第３図において、微調整移動機構９以外は第５図と同一
符号を付しているので、説明を省略する。

実施例の走査方法は、上記の如き構成よりなるので、次
にその動作を述べる。

まず、Ｘ！ＩＩＡ源Ｉ及び検出器２の双方を所定位置の
ままで１回目のトランスレート動作を右方向に実行し、
次いで検出器２のみがその検出素子２１〜２ｆｉ間のＰ
／２ずらした位置で、２回目のトランスレート動作を左
方向に実行する。

しかる後、ローテート機構４により前記Ｘ線源ｌ及び検
出器２の双方を、ファンビーム角αと対応する角度で回
転移動させてローテート動作を実行する。なお、ローテ
ート機構４による回転移動に際しては、微調整移動機構
９が逆転駆動することによって検出器２の各検出素子２
．〜２．．を元の位置に戻してお（。

以下、前記２回のトランスレート動作とローテート動作
とを被検体１００の周りに順次繰り返し、被検体１００
の全領域の各点について３６００方向のＸ線の透過デー
タを計測することにより断層画像を再構成する。

従って、■トランスレート動作の復移動時、検出器２を
微調整移動機構９によって各検出素子２１〜２ｆｉ間の
ピッチの半分の距離ずらし、往移動時に計測できなかっ
た検出素子２＋−２−間の方向からのＸ線の透過データ
を計測するので、従来のようにＸ線源１及び検出器２の
双方を単に移動させてトランスレート動作を行なうもの
に比較すると、それだけトランスレート動作時間が長く
かかるものの、Ｘ線の計測角度の密度を上げることがで
きる。

その結果、従来のように高電圧や高エネルギの放射線等
の放射線源の使用によって各検出素子間の間隔が広がっ
ても、計測角度が粗くなることがなく、計測角度の密度
を上げることができるので、画像を再構成した場合、ス
トリークアーチファクトのようなノイズが発生するのを
防ぎ得る。

また、計測角度の密度を上げることができるので、Ｘ線
源１及び検出器２の双方が、トランスレフト動作とロー
テート動作を繰り返すことによって被検体１００の周り
に１８０°回転すれば、Ｘ線源１と検出器２との双方が
さらに１８０’から３６０″′の角度方向で計測した場
合と同方向の計測線上のデータとなることから、１８０
°を越える角度の計測データが不要となり、それだけ前
記双方１，２の走査時間を短縮することができる。

なお図示実施例では、微調整移動機構９が検出器２の各
検出素子２．〜２７を１トランスレ一ト動作の復動時に
１／２ピツチずらすようにした例を示したが、例えば、
各検出素子を１トランスレ一ト動作の往移動時にずらし
ても、前述と同様の効果を得ることができるのは勿論の
こと、各検出素子をそのままの位置とし、Ｘ線源である
放射線源を微調整移動機構によってずらすようにしても
同様の効果を得ることができる。

またローテート動作に際し、放射線源及び検出器の双方
を一括的に３回トランスレート動作させ、３回のトラン
スレート動作中、１回目のトランスレート動作を、放射
線源及び検出器の双方が所定位置のままで実行させ、２
回目乃至３回目までの各回のトランスレート動作を、放
射線源と検出器との何れか一方のみが各回に応じＰ／３
ずつ順次ずれた位置で実行させ（Ｐは検出器の各検出素
子間のピッチ）、以下、３回の一括的なトランスレート
動作と、ローテート動作とを、３回の一括的なトランス
レート動作がＮ回繰り返されるまで順次繰り返し実行す
るしても、同様の効果を得ることができ、トランスレー
ト動作の一括的な回数が増えれば、それだけ検出器素子
間の角度方向のより精緻なデータを計測することが可能
となる。

第４図は本発明方法の他の実施例を示す説明図である。

この場合は、（イ）放射線源ファンビーム角α＝３６０
°／２Ｎとして設定する一方、１回目乃至Ｎ回目までの
トランスレート動作を一括的にｍ回数に設定するととも
に、Ｎ＋１回目乃至２回目までの各トランスレート動作
を一括的にに−ｍ回数に設定しておき、（但し、Ｎ、に
、ｍは整数で、ｋ）ｍとする）、 （ロ）前記ｍ回数のトランスレート動作のうち、１回目
のトランスレート動作を、放射線源及び検出器の双方が
所定位置のままで実行させ、（ハ）２回目乃至ｍ回目ま
での各回のトランスレート動作時、放射線源と検出器と
の何れか一方のみが各回に応じＰ／にずつ順次ずれたま
まで実行させ（Ｐは検出器の各検出素子間のピッチ、ｋ
はｍより大きい整数）、 （ニ）以下、ｍ回数のトランスレート動作と、口−テー
ト動作とを、ｍ回数のトランスレート動作がＮ回数繰り
返しされるまで順次繰り返し実行し、（ホ）ｍ回数のト
ランスレート動作をＮ回数実行した後、Ｎ＋１回目乃至
２Ｎ回目までの各トランスレート動作をｋ　−ｍ回数実
行させ、（へ）該に−ｍ回数のトランスレート動作のう
ち、１回目のトランスレート動作を、放射線源と検出器
との前記一方のみが所定位置からＰ　／　ｋ　Ｘ　ｍず
れた位置で実行させるとともに、 （ト）２回目以降のトランスレート動作を、放射線源と
検出器との前記一方のみが各回に応じさらにＰ／にずつ
順次ずれた位置で実行させ、（チ）以下、ｋ−ｍ回数の
トランスレート動作とローテート動作とを、ｋ−ｍ回数
のトランスレート動作が２Ｎ回繰り返されるまで順次繰
り返し実行するようにしている。

具体的に述べると、ｍ＝１、ｋ＝２とした場合、１回目
からＮ回目の角度までは、即ち１８０°までは従来例と
同様にトランスレート動作とローテート動作とを１回ず
つ繰り返して行ない、Ｎ＋１から２Ｎ回までのローテー
ト動作時、微調整移動機構９によって検出器２の各検出
素子２１〜２ｎを１／２ピツチずらすことにより計測す
るようにしている。

この実施例によれば、１回目からＮ回目までの角度に対
し、１／２ピツチに相当する微小角度だけずれた方向の
角度データを逆方向から計測するので、従来のように同
一計測線上のデータを二度測定することとなるのに比べ
ると、同じ測定回数であっても、２倍の角度密度でデー
タを計測することができ、それだけ計測角度の密度を確
実に上げることができる。

この場合は、特にＸ線源１から各検出素子２１〜２ｏに
到達するまでにＸ線ビームの広がり方が異なることにな
り、またＸ線７ｍｌから照射されるＸ線が、被検体（物
）によっては同一計測線上でも各検出素子２．〜２ｎへ
の入射方向によって若干のデータの相違が生じることに
より、同一計測線上のデータに微小な差異が生じ、その
ため、Ｘ線源１及び検出器２の双方を被検体の周りに移
動させ、３６０°方向からのデータを計測することによ
り再構成画像の画質を向上させるものに適応している。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、請求項１によれば、トラ
ンスレート動作の移動時に計測できない検出素子間の方
向からの放射線の透過データを計測でき、それだけ計測
角度の密度を確実に上げることができる結果、ストリー
クアーチファクトのようなノイズが発生するのを防ぎ得
る。

また請求項２によれば、上述と同様の効果を得ることが
できるのに加え、放射線吸収分布の不均一な被検体の場
合には特に有益となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の第１の実施例を示す説明用タイム
チャート、第２図（ａ）はトランスレート動作の往動時
における検出器の位置を示す説明図、同図Φ）は同じく
復動時における検出器の位置を示す説明図、同図（Ｃ）
はトランスレート動作における往動時と復動時の検出器
位置を示す説明図、第３は本発明方法の他の実施例を示
す説明図、第５図は従来のＸ線ＣＴ装置の一構成例を示
す概略図、第６図は走査方法を示す説明図、第７図は従
来のトランスレート動作とローテート動作とのタイムチ
ャートである。 １・・・Ｘ線源、２・・・検出器、２１〜２□・・・検
出素子、３・・・トランスレート機構、４・・・ローテ
ート機構、９・・・微調整移動機構、Ｐ・・・検出素子
間のピッチ。 特許出願人　　株式会社日立メディコ 代理人　弁理士　　秋　　本　　正　　実外１名 第 図 ＮＩＫ＝＋８０゜ 第 図（ａ） １゛Ｘ線派　　２挟呂界 ２〜２ｎ゛潰巴ｆ、−）　　Ｐ：ｈ挟払素子間のピッチ
第 図 ソ 第 図 第 図（ｂ） ２１〜２ｎ：紗を赤子 Ｐ：ふ腋島嘴Ｃシ１４のビテヶ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ファンビーム放射線源及び検出器を相対的に平行移
   動させるトランスレート動作と、前記放射線源及び検出
   器をファンビーム角で回転移動させるローテート動作と
   を順次繰り返し、被検体の周囲における放射線源の透過
   データを計測するＴ−Ｒ型の放射線ＣＴ装置における走
   査方法において、 （イ）ローテート動作に際し、放射線源及び検出器の双
   方を一括的にｋ回数トランスレート動作させ（ｋは２以
   上の整数）、 （ロ）該ｋ回数のトランスレート動作中、１回目のトラ
   ンスレート動作を、放射線源及び検出器の双方が所定位
   置のままで実行させ、 （ハ）２回目乃至ｋ回目までの各回のトランスレート動
   作時、放射線源及び検出の何れか一方のみが各回に応じ
   Ｐ／ｋずつ順次ずれた位置で実行させ（Ｐは検出器の各
   検出素子間のピッチ）、 （ニ）以下、ｋ回数のトランスレート動作と、ローテー
   ト動作とを、ｋ回数のトランスレート動作がＮ回繰り返
   されるまで順次繰り返し実行する（但し、放射線源ファ
   ンビーム角 α＝１８０°／Ｎ（Ｎは整数）） ことを特徴とする放射線源ＣＴ装置における走査方法。 ２、ファンビーム放射線源及び検出器を相対的に平行移
   動させるトランスレート動作と、前記放射線源及び検出
   器をファンビーム角で回転移動させるローテート動作と
   を順次繰り返し、被検体の周囲における放射線源の透過
   データを計測するＴ−Ｒ型の放射線ＣＴ装置における走
   査方法において、 （イ）放射線源ファンビーム角α＝３６０°／２Ｎとし
   て設定する一方、１回目乃至Ｎ回目までの各トランスレ
   ート動作を一括的にｍ回数に設定すると共に、Ｎ＋１回
   目乃至２Ｎ回目までの各トランスレート動作を一括的に
   ｋ−ｍ回数に設定しておき、（但し、Ｎ、ｋ、ｍは整数
   で、ｋ＞ｍとする） （ロ）前記ｍ回数のトランスレート動作のうち、１回目
   のトランスレート動作を、放射線源及び検出器の双方が
   所定位置まで実行させ、 （ハ）２回目乃至ｍ回目迄の各回のトランスレート動作
   時、放射線源及び検出器の何れか一方のみが各回に応じ
   Ｐ／ｋずつ順次ずれたままで実行させ（Ｐは検出器の各
   検出素子間のピッチ、ｋはｍより大きい整数）、 （ニ）以下、ｍ回数のトランスレート動作と、ローテー
   ト動作とを、ｍ回数のトランスレート動作がＮ回数繰り
   返されるまで順次繰り返し実行し、 （ホ）ｍ回数のトランスレート動作をＮ回数実行した後
   、Ｎ＋１回目乃至２Ｎ回目までの各トランスレート動作
   をｋ−ｍ回数実行させ、 （ヘ）該ｋ−ｍ回数のトランスレート動作のうち、１回
   目のトランスレート動作を、放射線源及び検出器の前記
   一方のみが所定の位置から （Ｐ／ｋ）×ｍずれた位置で実行させると共に、（ト）
   ２回目以降のトランスレート動作を、放射線源及び検出
   器の前記一方のみが各回に応じさらにＰ／ｋずつ順次ず
   れた位置で実行させ、（チ）以下、ｋ−ｍ回数のトラン
   スレート動作とローテート動作とを、ｋ−ｍ回数のトラ
   ンスレート動作が２Ｎ回繰り返されるまで順次繰り返し
   実行すること を特徴とする放射線ＣＴ装置における走査方法。