JPH02201254A - 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ｒ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装置に係り、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
構成するようにした走査方法に関する。

〔従来の技術〕

放射線ＣＴ装置の従来技術を第６図乃至第９図に示す。

この従来技術では、第６図に示すように、放射線源とし
てのＸ線源ｌ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１は回転体
５に設けられた移動枠６の上に設置され、第８図に示す
ようにファンビーム角（５〜１０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Ｘ線源１
と対向する位置に設置されており、その各検出素子２１
〜２４が第７図に示すようにＸ線ファンビーム角α０幅
方向に沿ってしかも検出素子と同じ寸法のをもって配列
されている。さらに検出素子２１”：２４は確実ＸｖＡ
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、これを移動させるビニオ
ン３ｂと、該ビニオン３ｂを駆動するモータとからなり
、ビニオン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ｌ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
ト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ｌ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７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１回目のト
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１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
を通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ｌ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１回目の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ｌ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
計測される夫々の計測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多数設けると共に、可及
的に小さくすることが好ましい。

しかし乍ら、上記に示す従来技術では、各検出素子２１
〜２４の数によって計測すべき角度の角度の密度が制限
され、また検出素子２Ｉ〜２４のサイズが小さくなると
、これら各検出素子２１〜２４に入射する放射線量が減
少するので、計測が困難となるのが実状である。

さらに、各検出素子２１〜２４は所望角度以来の角度の
放射線が入射しないようにするため、タングステン等の
ような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ＣＴ装
置の場合、例えばＸ線管電圧が１２０ＫＶ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、例えば鉄や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ｒ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２の各検出素
子を仕切るセプタの厚みを厚くしなければならないので
、各検出素子２Ｌ〜２．間の間隔が広くなるのが実状で
ある。ファンビーム角αと検出器２との関係は第７図に
示すように、ファンビーム角α−２ｎＰ　（ｎは検出素
子の個数、Ｐは検出素子間のピッチに相当する角度であ
ってかつ検出素子の幅寸法の倍の大きさ）となっている
。

そして、各検出素子間の間隔が広（なると、第７図を参
照してわかるファンビーム角αの中で計測されない角度
が生じ、それだけ計測角度が粗くなる。計測角度の粗く
なる状況は第９図に示す如くである。

第９図はトランスレート動作時におけるデータサンプリ
ング点を示し、横軸Ｘに回転中心からトランスレート動
作方向の移動時における計測位置の座標を、縦軸０に同
じく計測角度の座標を夫々表わしている。なお、この場
合、検出素子２１〜２４は第７図に対応し４個で、それ
らはギャップ寸法の２倍の寸法に応じた角度２Ｐ（検出
素子の２倍の幅）で配列されているものとする。

第７図より、トランスレート動作中の計測位置の数を増
やすと、横軸Ｘ方向（トランスレート動作方向）のデー
タ密度が増加するが、縦軸０方向（角度方向）のデータ
密度は増加しないことが判る。

従って、ファンビーム角αの中で計測されない角度が生
じ、計測角度間隔が粗くなる結果、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、ストソークアーチフ
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り、また他の目的は
走査時間が長くかかることなく、ストリークアーチファ
クトが発生するのを確実に防ぎ得る放射線ＣＴ装置にお
ける回転制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、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、前記放射線及
び検出器を特定の角度をもって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）放射線源及び検出器を、これらの双方が互いに所
定位置のままにしてトランスレート動作した後、（ロ）
ｋ−１回数の微小ローテート動作と、その各回毎の微小
ローテート動作後に移動すべきトランスレート動作とを
、放射線源と検出器との何れか一方が微小ローテート動
作の次繰り返して実行させ（ファンビーム角α＝度の位
置でトランスレート動作した時点で、放射線源及び検出
器をα角度の位置まで大ローテートどうささせ、 （ニ）以下、（イ）〜（ハ）の処理をα角度毎に順次Ｎ
回数繰り返して実行する、 ことに特徴を有する。

（ホ）以下、（イ）〜（ニ）の処理をα角度毎に順次Ｎ
回数繰り返して実行する、ことに特徴を有する。

〔作用〕

本発明方法では、前述の如（（イ）放射線源及び検出器
を、これらの双方が互いに所定位置のままにしてトラン
スレート動作した後、（ロ）ｋ−１回数の微小ローテー
ト動作と、その各回毎の微ｔＪｚ’ローテート動作後に
移動すべきトランスレート動作とを、放射線源と検出器
との何れか一方が微範囲まで順次繰り返して実行させ（
ファンビームの位置でトランスレート動作した時点で、
放射線源及び検出器をα角度の位置まで大ローテートど
うささせ、 （ニ）以下、（イ）〜（ハ）の処理をα角度毎に順次Ｎ
回数繰り返して実行するので、例えばｋ−２とし、かつ
検出器を「一回転させた場合、記（ロ）において微小ロ
ーテート動作を一回した前後でトランスレート動作する
ことにより、第６図における縦方向の密度を上げること
ができる結果、各検出素子間の間隔が広がっても、計測
角度をそれたけ確実に密にでき、ストリークアーチファ
クトのようなノイズが発生するものを防ぎ得る。

〔実施例〕

以下、本発明方法の実施例を第１図乃至第５図により説
明する。第１図及び第２図は本発明方法の第１の実施例
を示し、同図において従来例と同一部分にはそれぞれ同
一符号を付している。

実施例の放射線ＣＴ装置における走査方法は、Ｘ線源ｌ
及び検出器２の双方が、該検出器２の検出素子２．〜２
４を所定位置のままにしてトランスレート動作した後、
Ｘ線源１及び検出器２を、該検出器の検出素子２．〜２
４間のピッチ　２角度ずれた位置で微小ローテート動作
させ、その後、検出器２がそのままの位置でＸ線源１及
び検出器２の双方をトランスレート動作させ、そのトラ
ンスレート動作が実行した時点で、大ローテート動作さ
せ、以上の処理をα角度毎に順次Ｎ回数繰り返して実行
し、これによって２倍のデータ密度を得るようにしてい
る。

具体的に述べると、まずＸ線源ｌ及び検出器２の双方が
１回目のトランスレート動作した後、そのＸ線源ｌ及び
検出器２を、各検出素子２１〜２゜間のギャップ間隔に
対応する角度Ｐだけ回転することにより、１回目の微小
ローテート動作を行なうようにしている。即ち、１回目
の微小ローテート動作時では、第１図に示すように、Ｘ
線源１及び検出器２の双方を、各検出素子２１〜２４間
の半ピツチに対応する角度分だけ回転させるようにして
いる（第７図参照）。

その場合、各検出素子２．〜２４は当然のことながら、
ファンビーム角αの範囲内に収まるようになっている。

また、２回目のトランスレート動作後、Ｘ線源１及び検
出器２の双方を、ファンビーム角αから前記角度Ｐを引
いた角度で回転することにより、２回目のローテート動
作を行なうようにしている。

即ち、２回目のローテート動作時では、α−Ｐの角度で
回転させるようにしている。

そして、３回目以降のローテート動作時、Ｘ線源１及び
検出器２の双方が、１回目のローテート動作時の回転角
度と２回目のローテート動作時の回転角度とを順次繰り
返して回転するようにしている。

従って、ＸｍＩ源１及び検出器２は偶数回目にローテー
ト動作したとき、ファンビーム角αで割り切れる角度位
置に位置するようにしている。

３６０゜ そのため、ファンビーム角α＝２Ｎ　　　はＸ線源ｌが
被検体の周りに３６０°回転するようにしている（Ｎは
整数）。

このように、Ｘ線源ｌ及び検出器２の双方が、１回目の
微小ローテート動作時では各検出素子２１〜２１間のピ
ッチ寸法に対応する角度　２で回転し、２回目のローテ
ート動作時ではα−作時には前記角度とを順次繰り返す
ようにしたので、単にファンビーム角αでローチー）動
作ヲｈ−なう従来例に比較すると、第２図に示すように
、１回目、３回目、５回目・・・等の奇数のトランスレ
ート動作時における計測データが従来と同様であるもの
の、２回目、４回目・・・等の偶数のトランスレート動
作時における計測データは、その前の奇数回のトランス
レート動作時に計測されたデータに対し、角度Ｐずれた
データを計測することができる。

従って、偶数回目のトランスレート動作では、角度Ｐだ
けずれてデータを計測するので、それだけＸ線の計測角
度の密度を上げることができる。

その結果、検出器の各検出素子２Ｉ〜２１間の間隔が広
がっても、計測角度が粗くなることがないので、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、実施例によれば、
ローテート動作の回転角を変更するだけであるので、シ
ーケースを若干変えるだけで装置を使用できる。

なお、図示実施例では、検出素子間の角度方向の密度を
２倍にするため、１回の微小ローテート動作とその後の
トランスレート動作とを、検出器で順次実行するように
しているが、３倍の密度を得る場合には、２回の微小ロ
ーテート動作とその各回毎に移動するトランスレート動
作とを、ロー角度位置で実行した時点で、Ｘ線源１．検
出器２をａ角度の位置までローテート動作させ、以下上
記処理を順次繰り返すことにより第３図に示すように３
倍の高密度のデータを得ることが達成できる。

従って、より高密度を得る為には、ｋの値を大きくすれ
ば、微小ローテート動作回数とその後のトランスレート
動作回数とが増えることになるものの、それだけ確実に
達成することができる。

そして、Ｘ線源ｌのファンビーム角αを次式のように設
定したとする。

そして、Ｘ線源１及び検出器２が被検体の周りに３６０
°方向からトランスレート動作とファンビーム角α毎の
ローテート動作を順次繰り返す場合、第４図に示すよう
に、Ｎ回目にローテート動作した時点での計測線ａと、
１回目のトランスレート動作を開始した時点での計測線
すとが互に平行の角度となる。このため、Ｎ＋１回目に
トランスレート動作することによってＸ線源ｌがＳから
Ｓ′に移動すると、１回目の計測線すと同方向のデータ
を計測することとなる。これに加え、Ｎ＋１回目以降、
トランスレート動作とローテート動作を繰り返すと、１
回目からＮ回目のトランスレート動作とローテート動作
によって計測したデータと同方向のデータを計測するこ
ととなる。

しかも、放射線吸収係数の分布の不均一な被検体をＸ線
が通過する場合、Ｘ線源１から検出器２までのＸ線ビー
ムの広がり方が異なったり、Ｘ線の実効エネルギがその
透過方向によって異なったりするので、両者を１８０°
反転させた場合、計測データに差を生じることがある。

しかし、通常では検出素子２１〜２１が数−の幅しかな
く、Ｘ線ビームの広がり誤差が微小でかつＸ線の実効エ
ネルギの変化も極く小さいので、無視できる。

そのため、Ｎ回目である微小ローテート動作からは、以
後の２Ｎ−１回目までの一切の動作を省略しても、その
範囲内では予め計測した１〜Ｎ回目のデータを代用する
ことにより、被検体の周囲３６０　°方向のデータを計
測したこととなり、かつそのデータが実質上問題ないの
で、２Ｎ−１回目までの処理を必要としない、従って、
α＝１８°。

として設定し、Ｘ線源ｌ及び検出器２をＮ回数実行する
ことによって画像を再構成することができる。

第５図は本発明方法の第２の実施例を示して入る。

この実施例では、Ｘ線源ファンビーム角α−Ｎ回数の内
、１〜Ｎ回目までの処理内容とＮ〜２−１までの処理内
容とそれぞれ変えることによってデータ密度を上げるよ
うにしている。

具体的に述べると、例えば、ｋ−２どし、かつ１−Ｎ−
１回目のローテート動作まではＸ線源。

検出器の双方がファンビーム角αをもって回転する。

次いで、Ｎ回目のローテート動作時には、Ｘ線源ｌ及び
検出器２が、検出素子２１〜２１間のギャップ寸法に相
当する角度Ｐにファンビーム角αを加えた角度Ｐ＋αで
回転するようにしている。

しかる後、Ｎ＋１回目から２Ｎ−１回目のローテート動
作時には再びファンビーム角αの角度で回転させるよう
にしている。

なお、２Ｎ回のローテート動作時にはその残りの角度、
即ちα−Ｐの角度でＸ線源１及び検出器２を回転させる
。

このように、Ｘ線源１及び検出器２がＮ回目のローテー
ト動作時、前記角度Ｐ＋αで回転し、それ以降２Ｎ−１
回目までのローテート動作時、ファンビーム角αで回転
すると、Ｎ回目から２Ｎ−１回目までのローテート動作
により１回目からＮ回目までのローテート動作時に比べ
、角度Ｐ分だけずれてデータを計測することができる。

従って、本実施例によれば、従来のようにファンビーム
角αでローテート動作するのに比較すると、Ｎ回目から
２Ｎ−１回目までは角度Ｐ分ずれて計測するので、それ
だけ角度密度を上げることができ、第１の実施例と同様
の効果がある。これに加え、Ｎ回目のローテート動作時
に角度Ｐ＋αで回転させるだけで良いので、第１の実施
例に比べ、ローテート動作回数は勿論、トランスレート
動作回数を大幅に減縮できるので、走査時間が長くかか
ることもない。

なお、本実施例では、Ｎ回目のローテート動作時、Ｘ線
源１及び検出器２を角度α＋Ｐで回転させるようにした
例を示したが、角度α−Ｐでも同様の効果を得ることが
できる。

また図示実施例では、検出素子間の角度方向の密度を２
倍にするため、Ｎ回目から１回の微小ローテート動作と
その後のトランスレート動作とを、検出素子２１〜２４
がα±Ｐ／に角度回転したままで実行し、その後トラン
スレート動作とローテート動作とを２Ｎ−１回目まで順
次繰り返すようにした例を示したが、本発明方法におい
ては図示実施例に限定されるものではない。

即ち、３倍（＝ｋ）の密度を得る場合、１−Ｎ−１回目
までは、１回の微小ローテート動作とその後のトランス
レート動作とを、検出素子２．〜変位置で実行した時点
で、Ｘ線源１．検出器２をα角度の位置までローテート
動作させ、これらを順次繰り返して行う。

転した位置にしてローテート動作させて、かつトランス
レート動作させ、その後、Ｘ線源１．検出器２を、前記
検出素子２１〜２４が所定位置のままでしかもα角度ず
つ、順次２Ｎ−１回目まで、繰り返すようにすれば、高
密度を得ることができる。

従って、より高密度を得るためには、ｋの値をおおきく
すれば、微小ローテート回数とその後のトランスレート
動作回数とが増えることとなるものの、それだけ確実に
達成することができる〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明方法は、検出器の検出素子間
の間隔が広がっても、計測角度の密度を上げることがで
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の実施例を示すローテート動
作時の回転角の説明図、第２図はローテート動作によっ
て計測したデータサンプリング点を示す説明図、第３図
は本発明方法の第１の実施例の変形例を示すデータサン
プリング点の説明図、第４図はファンビーム角で１８０
°回転した場合の説明図、第５図は本発明方法の第２の
実施例を示す回転角の説明図、第６図は従来のＸ＆ＩＣ
Ｔ装置の一構成例を示す要部の概略図、第７図はＸ線の
ファンビーム角と検出器との関係図、第８図は従来の走
査方法を示す説明図、第９図は従来方によって計測した
データサンプリング点を示す説明図である。 ｌ・・・放射線源、２・・・検出器、２１〜２４・・・
検出素子、３・・・トランスレート機構、４・・・ロー
テート機構、α・・・ファンビーム角、Ｐ・・・検出素
子間のピッチ。 第　１　図 代理人　弁理士　　秋　本　　正　実外１名第 図 第 図 ＩＸ縁隠　　　　２：検払呑 ２１〜２４：秋を素＋　久ニアアンビーｌＡ角第 図 １回０ロー子−ト 第 図 １：Ｘ線源 ２；検匠豚 １００；掖検体

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、前記放射線及び検出器
   を特定の角度をもって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）放射線源及び検出器を、これらの双方が互いに所
   定位置のままにしてトランスレート動作した後、 （ロ）ｋ−１回数の微小ローテート動作と、その各回毎
   の微小ローテート動作後に移動すべきトランスレート動
   作とを、放射線源と検出器との何れか一方が微小ローテ
   ート動作の各回毎にＰ／ｋ角度ずつ順次回転した位置に
   しておいて、 α−（Ｐ／ｋ）（ｋ−１） 角度の範囲まで順次繰り 返して実行させ（ファンビーム角＝１８０°／Ｎ、Ｐは
   検出器の各検出素子間のピッチ、ｋは２以上の整数）、 （ハ）α−（Ｐ／ｋ）（ｋ−１）角度の位置でトランス
   レート動作した時点で、放射線源及び検出器をα角度の
   位置まで大ローテートどうささせ、（ニ）以下、（イ）
   〜（ハ）の処理をα角度毎に順次Ｎ回数繰り返して実行
   する、 ことを特徴とする放射線ＣＴ装置における走査方法。 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、前記放射線及び検出器
   を特定の角度をもって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（Ｎは整数）する一方、
   放射線源及び検出器の双方のトランスレート動作とロー
   テート動作との繰り返し処理を、１〜Ｎ−１回目までと
   Ｎ〜２−１回目までとにそれぞれ分けて設定しておき、 １〜Ｎ−１回目までにおいては、 （ロ）放射線源及び検出器の双方を所定位置のままでト
   ランスレート動作させ、 （ハ）その後、ｋ−ｍ回数の微小ローテート動作と、そ
   の各回毎の微小ローテート動作後 に移動すべきトランスレート動作とを、微 小ローテート動作の各回毎に前記一方を Ｐ／ｋ角度ずつ順次ずらした位置にしてお いて、α−（Ｐ／ｋ）（ｋ−ｍ）角度の範囲まで順次繰
   り返して実行し（Ｐは検出器の各検 出素子間のピッチに相当する角度、ｋは２ 以上の整数、ｍはｋより小さい整数）、 （ニ）α−（Ｐ／ｋ）（ｋ−ｍ）角度の位置でトランス
   レート動作を実行した時点で、放射線源及び 検出器をα角度の位置まで大ローテート動 作させ、 （ホ）以下、（ロ）〜（ニ）の処理をＮ−１回目までα
   角度毎に順次繰り返して実行し、 Ｎ〜２−１回目までにおいては （ヘ）放射線源及び検出器の双方を、前記一方を所定位
   置のままにしてさらにトランスレ ート動作させ、 （ト）その後、ｍ−１回数の微小ローテート動作とその
   各回毎の微小ローテート動作後に 移動すべきトランスレート動作とを、前記 一方が微少ローテート動作の各回毎に α−（Ｐ／ｋ）（ｋ−ｍ）の角度位置からさらにＰ／ｋ
   角度ずつ順次回転した位置にしておいて、 順次繰り返し実行し、 （チ）しかる後、放射線源及び検出器をまたさらにα−
   （Ｐ／ｋ）（ｋ−ｍ）角度でローテート動作させた後に
   トランスレート動作させ、 （リ）以下、（ト）、（チ）の処理を２Ｎ−１回目まで
   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。