JPH0228818B2

JPH0228818B2 -

Info

Publication number: JPH0228818B2
Application number: JP54152554A
Authority: JP
Inventors: Jatoo Misheeru; Sharumeton Uinsento; Hoobeeru Josefu
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-11-27
Filing date: 1979-11-27
Publication date: 1990-06-26
Also published as: US4342916A; DE2967611D1; FR2442042A1; DK498979A; FR2442042B1; EP0011897B1; JPS5573247A; EP0011897A1; CA1135878A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、被検体の少なくとも一部をＸ線また
はガンマ線走査によつて２次元的に走査し、ビー
ム投射方向と直交する方向に散乱した散乱放射線
と被検体を透過した透過放射線とに基いて被検体
の微小体積要素の電子密度を求め、求めた電子密
度から被検体の断層線を撮影する断層像撮影装置
に関するものである。

通常の放射線技術は三次元物体の二次元像を与
えるものであるが、この二次元像は入射Ｘ線ビー
ムが通過するこの三次元物体の各種内部構造の映
像を担体（carrier）を投影することにより重ね
合わせたものである。器官を検査する場合、患者
の身体から出射するビームは入射ビームの吸収に
関するデータを沢山含んでおり、このデータは多
かれ少なかれ照射される全ての器官の形状、厚さ
及び性質の違いと放射線の波長とに依存する。一
般に形状の違いは人体から外に現れたデータを担
うビームを入射させるべきフイルム又はスクリー
ン上に満足な鋭さと十分なコントラストを伴つて
現れるが、厚さや性質の違いはこのようにはいか
ない。この欠点を緩和するため放射線技師は造影
剤のような物質を投与する等の工夫をしている
が、これは患者にとつて不快なものである。

このような特別な手段を避け、同時に従来の器
官の断層撮影検査方法に内在するデータのロスを
減らすため（従来の断層撮影検査は原理的には注
目している一枚の層に関係するデータだけを取り
出すために多数の異なる角度につき収集されたデ
ータを殆ど全て捨てなければならない）、放射線
技術とデータ処理技術とを組合わせた技術、即ち
トモデンシトメトリ（tomodensitomety）換言
すれば計算機断層撮影技術（CT）の利用が増え
つつある。計算機断層撮影技術装置は患者にとつ
て不快な手段を用いることなく、患者の一般には
横断方向のスライス（薄層）内の生体組織の密度
を求めることにより器官を検査するものである。
このような計算機断層撮影技術は必要な回数だけ
順次放射線源と関連検出装置とを同期させながら
変位させて多数回の減衰測定を行なうことによつ
て構成される。次にこの一連の測定結果を計算機
で処理して被検領域の像を再現する。

しかし、従来の計算機断層撮影装置は正確さの
点で劣つていた。蓋し、光子の放出が単一エネル
ギーでもなければ安定度も良くなく、このため減
衰測定の精度が落ちるからである。また走査中に
行なう機械的な駆動精度も悪いため系統的な誤差
即ち人工的誤差（artefact）が大きくなると共に
分解能が劣化し、最終画像が読みにくくなつてし
まう。さらに、電子密度分布パターンの形態をし
た画像は非常に多くの回数の測定をした後でなけ
れば再生できず、画像処理の費用が高価になると
共に、極めて高価なデータ処理手段が必要となる
不都合も生じていた。

本発明の目的は、患者にとつて不快で有害な過
剰投射を行なうことなく、所望の検査を速やかに
行なうことができると共に、電子密度の計算に必
要な時間を減少させ、しかも電子密度計算を極め
て高精度に実行できるＸ線又はガンマ線による断
層像撮影装置を提供するものである。

この目的を達成するため、本発明による断層像
撮影装置は、被検体に向けてxy平面に沿つて平
行放射線ビームを投射する少なくとも１個の放射
線源を有し、投射した放射線を被検体に第１の方
向及びこれとほぼ反対となる第２の方向に透過さ
せて被検体を２次元的に走査する放射線投射装置
と、被検体をはさんで前記放射線源と対向配置され
た少なくとも１個の放射源検出素子を有し、前記
第１方向及び第２方向の少なくとも一方の経路を
経て被検体を透過した放射線を検出する第１の放
射線検出装置と前記xy平面の上方に配置され、
xy平面と平行な平面内に２次元的に配列された
複数の放射線検出素子を有し、前記第１及び第２
方向に放射線を投射するとき被検体により放射線
投射方向と直交する方向（ｚ方向）に散乱される
放射線を各別に検出する第２の放射線検出装置
と、前記放射線源から放射される放射線の強度と、
前記第１の放射線検出装置からの出力信号及び第
２放射線検出装置の各検出素子からの出力信号
と、第１放射線検出装置の位置情報及び第２放射
線検出装置の各検出素子の位置情報とに基いて、
被検体内部での放射線減衰特性を補正し、被検体
スライスの各部位における電子密度を決定する処
理装置と、求めた電子密度分布から被検体の断層像を表示
する表示装置とを具えることを特徴する。

このような光子散乱を利用するデンシトメータ
的断層像撮影装置は多くの観点から種々の利点が
ある。前述した多数回減衰測定を行い、更に計算
機に長く複雑な計算をさせた後で検査対象組織の
電子密度の空間分布のパターンを再現する透過Ｘ
線またはγ線ビームを利用する従来の計算機断層
撮影（CT）方法とは逆に、本発明の装置では使
用する信号が観察すべき電子密度の変化に正比例
する被検出光子の個数の形態をしており（この検
出は体積要素内での散乱の後に行なう）、また被
検組織内で同一の散乱方向に多重散乱された光子
を検出するおそれも小さく、従つてこのような攪
乱現象によつて計測結果が左右されることは殆ど
ない。

患者は各被検スライス毎に２方向につき走査さ
れるだけであるから従来のように各被検スライス
を何百回も照射しなければならぬ計算機断層撮影
装置に比較して患者に照射する放射線量がずつと
少なくてすむ。

他方では計算が簡単でしかもリアルタイム（実
時間）ででき、即ち被検領域の或る層についての
計算に必要な結果の収集時間中に測定を行えるか
らメモリの必要とする容量が小さくてすむ。従つ
て使用する計算機もずつと簡単なもので足り、そ
れ故安価である。

本発明断層撮影検査装置のこれ以外の特徴と利
点は以下になされる図面についての詳細な説明を
読めば理解できよう。

第１図乃至第７図につき説明する断層撮影検査
方法（以下トモグラフイー方法と称する）は人体
の領域１のスライス（薄層）の像を表示できるも
のである。このトモグラフイー方法を実施するた
めにはＸ線又はγ線源２、固定の主検出器３及び
補助検出器４の他に走査制御装置、データ処理装
置及び全体の制御装置（これについては後に詳述
する）を用いることが必要である。

Ｘ線又はγ線源（以下放射線源と称する）２は
コリメータを具えていてスペクトルが狭く且つ任
意ではあるが所定の中心周波数を有する放射線を
検査されるべき領域１に向けて放射できる。この
放射線は中心軸が１１で且つ既知数n₀個の光子
（フオトン）を含む円柱ビーム１０の形態で放射
される。また放射線源２は、これらの放射された
光子とその光子が領域１内で衝突する電子との間
の相互作用の内主たる効果がコンプトン散乱（光
子が領域１を透過中に電子と衝突すると所定のエ
ネルギーを有する光子が進路を曲げられる効果）
となる程十分なエネルギーを有するものである。

固定主検出器３は、放射線源２から放射される
ビーム１０の中心軸１１に対し垂直な方向に長手
軸線が延在するコリメータ１２を具え、３個の異
なるタイプのデータ、即ち各々の検出された光子
の位置を示す２個のデータと、検出された光子の
エネルギーに比例する振幅の信号の形態をした第
３のデータとを出力できる。

補助検出器４は、その長手軸線がビーム１０の
中心軸１１と一致し且つこのようにして整列させ
られた放射線源２とこの補助検出器４が検査対象
たる領域１を挟んで対峙するように設置する。

本発明断層撮影検査装置は以下に述べる操作を
含む。

(A) 放射線源２並びに検出器３及び４を用い、被
投射スライスS₁中の検査されるべき領域中にお
いてビーム１０が入射する各体積要素E_iについ
て３種の異なる測定を実行する。尚、このスラ
イスS₁は主検出器３に一番近いものとする。こ
のスライスS₁は第３図に明示してあるが、主検
出器３のコリメータ１２の長手軸線に対し垂直
方向に延在する。放射線の投射方向は平行走査
（第１図）でも被検領域を中心とする回転走査
（第２図）のいずれでもよい。主検出器３で位
置計測を行なうが、その位置は第１図及び第２
図に示す基準座標系Ｘ、Ｙ、Ｚを基準として定
める。ここでＸ、Ｙ座標軸が作る面はスライス
S₁の中心面Ｐと平行とし、Ｚ軸はコリメータ１
２の長軸と平行にとる。このようにして全ての
スライスS_jが放射線源２によつて順次投射され
る。各スライスを構成する体積要素E₁は主検
出器３のコリメータの一定な単位検出角とスラ
イスの厚さにより決まる小寸法の平行六面体を
なす。このスライスの厚さは一般にはコリメー
タ１２の直径程度とするが、検査の性質次第で
は換えることもできる。例えば一回目の検査は
所定の厚さのスライスについて行ない被検領域
全体に亘る組織の吸収係数を求め、次により薄
いスライスをとつて領域の一部だけにつき二回
目の一層詳しい検査を行なつてより詳しい分折
を行なうこともできる。被検領域の各体積要素
につきなされる３個の異なる計測は次の通りで
ある。即ち放射線源２から途中にある全ての体
積要素（この体積要素E₁を主として考える）
を透過して補助検出器４に到達する光子のデー
タn₁の計測（第４図参照。ここでは補助検出器
４に到達する光子の透過ビームに符号１０ａを
付した）と、コンプトン散乱で体積要素E₁か
ら検出器３方向に散乱される光子のデータn₂の
計測（第５図参照。ここではほぼ90゜散乱され
て主検出器３に到達するビームに符号１０ｂを
付してある）と、領域１に対する放射線源２と
補助検出器４の相対位置を交換した後行なう計
測であつてコンプトン効果により同一体積要素
E_iから主検出器３に向けて散乱される光子のデ
ータn₃の計測（第６図参照。ここではほぼ90゜
散乱されて主検出器３に到達するビームに符号
１０ｃを付してある）とである。以後注意すべ
きことはn₂やn₃の計測を異なりn₁の計測は放射
線源と関連補助検出器４の位置を与えたとき統
計的変動を除いてビーム１０によつて照射され
る各体積要素E₁に対して同一だということで
ある。それ故説明を簡単ならしめる為上記所定
の位置に対しn₁の計測は一回だけ行なうものと
する。これはビーム１０によつて照射される各
体積要素E₁に対して有効なデータを与える。
ここに述べたことは本明細書全体に通用するこ
とである。なお勿論照射される各体積要素毎に
個別にn₁を計測してもよい。

(B) データ処理装置（これについては後に詳述す
る）を用いて主検出器３及び補助検出器４から
次に検査されたスライスS₁の各体積要素内の電
子密度（electron density）の正確な値を計算
し、その結果をメモリに記憶する。任意のスラ
イスS_jの各体積要素E_iについて、電子密度d_i,j
（ｘ、ｙ、ｚ）は次の(1)式で与えられる。

この式（1a）は（分母分子にn₂・n₃を乗算す
ることにより）簡単に次のように書き直せる。

上式でn₀、n₁、n₂、n₃は既に与えられてい
る。dxは体積要素の放射線源２から放射され
た入射ビーム１０の伝播方向についての微小長
である。項T_i,j（ｘ、ｙ、ｚ）は関連体積要素に
より90゜散乱された放射線がこの体積要素から
主検出器３に至る迄に重なつている組織を透過
したことを計算に入れたものであるが、この際
T_i,jとT_i,j-1との間には次式の関係が成立する。

T_i,j＝T_i,j-1・e^-s・d_i,j-1・dz (2) ここでＳは全実効散乱面積を表わし、dzは
被検領域の各スライスS_jの厚さを表わし、d_i,j-1
（ｚ、ｙ、ｚ）は前に照射された当該体積要素
に隣接するスライスT_i,j-1の体積要素につき既
に計算されている電子密度の値である。本発明
によれば被検領域１の分折は先ず主検出器３に
最も近いスライスS₁に放射線を投射することか
ら開始する。このスライスS₁につき当該体積要
素により90゜散乱された光子は全部主検出器３
に到達する。これはT_i,j（ｚ、ｙ、ｚ）＝１であ
ることを意味する。スライスS₁の各体積要素の
電子密度の値を正確に計算することは前記(1)式
に基づいて実行できる。

(C) 順次被検領域１内に位置すると共に順次主検
出器３から遠ざかる各々の新しいスライスS_jに
ついて(A)段に述べた第４，５及び６図に略式図
示するn₁、n₂及びn₃の３個の異なる測定を繰り
返す。これらのデータが主検出器３及び補助検
出器４から出力されるや否やデータ処理装置を
使つて得た新しい測定結果に基づき、その前に
照射されたスライスS_j-1の各体積要素の電子密
度を用いてこの新しいスライスS_jの各体積要素
の電子密度の正確な値を計算し、メモリに記憶
する。この電子密度は前述した式(1)で与えられ
る。ここで項T_i,j（ｚ、ｙ、ｚ）は上記式(2)で与
えられる。プロセスは各スライスにつき同一で
ある。一つのスライスの各体積要素につき前の
スライス（即ち当該スライスと主検出器３との
間にあるスライス）の各体積要素につき計算し
たのと同じようにして電子密度を計算できる。

(D) 画像表示装置を用いて検査した領域１の任意
のスライスS_jについて記憶した電子密度の値を
表示する。このようにして被検体の領域の任意
のスライス内の電子密度分布を示す画像、換言
すればパターンが得られる。

ここに述べたトモグラフイー方法の実行中に前
述したn₁、n₂、n₃、の３個の計測と共に第４の計
測を行なつてもよい。この補充計測は放射線源２
と補助検出器４の領域１に対する位置を交換した
後でこの放射線源２から放射され、照射された全
ての体積要素（従つて前に既に３個の計測を行な
つた同一の体積E_iを透過してこの検出器４に到達
した光子の数n₄を測定する。斯くして得られた値
n₄は理論上はn₁の値と同一である筈である。しか
し、実際にはn₁とn₄は相違して観測されるが、こ
れは一つの測定からもう一つの測定に変わるとき
コリメーシヨンが若干異なることがあること、一
部の光子が何回も散乱させられたことによる影響
及びに計測自体に内在する統計的変動によるもの
である。この第４の計測にも必要な測定回数につ
き以前に(A)段の末尾で述べたことが適用される
が、この第４の計測を行なうことにより(1)式のn₁
に代えて平均値（n₁＋n₄）／２を使うこともでき
る。

以上上述したトモグラフイー方法を実施する本
発明の断層撮影検査装置（以下トモグラフイー装
置と称する）の一例につき第８図を参照して以下
に説明する。このトモグラフイー装置２０はγ線
源２２ａ（例えばコバルト57線源）、主放射線検出
器２３及び光電子増倍管に連結されているシンチ
レータである補助放射線検出器２４ａを具える。
放射線源２２ａは一個のコリメータを具備し、主
検出器２３は互に平行で放射線源２２ａから放射
されるビーム４２ａの軸４４ａに対し垂直な複数
個のコリメータを具備する。以下この主放射線検
出器２３の表面積は被検領域全体、本例では患者
の頭部を主検出器２３のコリメータの固定されて
いる単位検出角でカバーできるように十分大きい
ものとする。

放射線源２２ａと補助検出器２４ａとを整列さ
せ、夫々支持体２７及び２８で支持する。これら
の支持体２７及び２８はそれ自体また夫々案内ロ
ツド２９，３０及び３１，３２で支持する。支持
体２７及び２８は同時に変位して主検出器２３の
軸方向（コリメータの長軸方向）に垂直な方向に
延在する第１の走査方向に被検領域の所定のスラ
イスを照射することができる。この移動は夫々モ
ータ３３及び３４によりねじ切りしたスピンドル
３５及び３６を回転させることにより行なう。こ
れらのスピンドル３５及び３６は夫々支持体２７
及び２８を貫通していて同期をとつて放射線源２
２ａと補助検出器２４ａとの整列を維持しつつ支
持体２７及び２８を駆動する。

横腕３７及び３８は装置の枠体を構成する。こ
の枠体はねじ切りしたスピンドル４１及び４３を
夫々駆動するモータ３９及び４０（第８図ではモ
ータ４０は見えない）の制御の下に主検出器２３
の検出軸に対し平行に延在する第２の走査方向に
沿つて移動できる。これらのスピンドル４１及び
４３により横腕３７及び３８を上下動させる。こ
れらの運動も同期をとつて行ない。走査中に順次
に照射されるスライスが互に平行になるようにす
る。

被検領域のスライス、例えば第８図に示すスラ
イスS_j内の各体積要素E_iに対し、本発明の説明中
に規定されているデータn₁、n₂、n₃の測定を以下
のようにして行なう。放射線源２２ａと整列射さ
れた円柱ビーム４２ａの光子中この補助検出器２
４ａに到達したもののデータn₁を取り出す。固定
主検出器２３からはコンプトン効果によりこの主
検出器２３の方向に散乱された光子のデータn₂を
取り出す。被検領域１に対する位置関係は逆であ
るが第１の放射線源−検出器組立体２２ａ，２４
ａと平行に配設された（中心軸４４ｂを有する光
子ビーム４２ｂを放射する）第２の放射線源２２
ｂと（これまた個別のシンチレータである）第２
の補助検出器２４ｂとで構成される第２の放射線
源−検出器組立体でn₃及びn₄を測定する。但し、
データn₃は主検出器２３から取り出し、データn₄
は第２の補助検出器２４ｂが前にn₁の測定に当つ
て放射線源２２ａが占めていた位置を占める時こ
の第２の補助検出器２４ｂから取り出す。前述し
たようにn₄を使用することは多かれ少なかれ任意
であつてその唯一つの利点は前記(1)式で単一のデ
ータn₁を平均値（n₁＋n₄）／２で置き換え得るこ
とである。

第８図で放射線源２２ｂと補助検出器２４ｂと
は破線で示してある。実際にはこの第２の放射線
源−検出器組立体を設ける代りに、同一の第１の
放射線源−検出器組立体を使用してn₃の測定を行
うこともできる。この場合はスライスの第１回操
作を行つてデータn₁及びn₂を測定した後で装置全
体を被検領域を中心として180゜回転させ、放射線
源２２ａと補助検出器２４ａとの位置を逆にす
る。そしてこの新しい位置で同一スライスに第２
の走査を施し、n₃及び所望によりn₄の測定を行
う。なおこの際もモータ３３及び３４を使用す
る。

測定データn₁、n₂、n₃及びn₄をデータ収集装置
５０に集める。このデータ収集装置５１で補助メ
モリ５２に（補助検出器２４ａから供給される）
データn₁と、（主検出器２３から供給される）デ
ータn₂と、（これまた主検出器２３から供給され
る）データn₃と、（あるならば補助検出器２４ｂ、
なければ補助検出器２４ａから供給される）デー
タn₄と、（主検出器２３から供給されるｙ座標と、
（モータ３３及び３４の位置により与えられるｘ
座標とを書き込む。これらの座標は第８図の下左
隅に示したように２本づつ互いに垂直に延在する
基準座標系（OX、OY、OZ）で定義される。デ
ータn₁、n₂等は検査対象のスライス、今の場合は
スライスS_jを照射中にデータ収集されるのに従つ
て順次に補助メモリ５２に書き込まれる。

スライスS_jについてのデータ収集が終わつたら
そのデータをデータ収集装置５１から演算装置５
４の中央メモリ５３に移し、データ処理装置５５
でデータ処理して被照射スライスS_jの各体積要素
E_iの電子密度の値を求める。この期間中央メモリ
５３へのデータ転送が完了するや否や直ちに演算
装置５４は走査制御装置５６に指令を与え、モー
タ３９及び４０を駆動して次のスライスS_J+1の検
査（従つて照射）に進む。斯くしてこのスライス
S_j+1の分折と対応する測定データ（ｘ、ｙ、n₁、
n₂、n₃及び多くはn₄）を補助メモリ５２への転送
は、スライスS_jに関する電子密度の値を計算して
いる間に行われる。

前述したようにこの計算には前に計算された
値、即ちT_j-1及びd_i、_j-1を使用する。従つてこれ
らの値T_j-1やd_i,j-1は利用される迄中央メモリ５
３に蓄えておかねばならない。スライスS_jに関す
る計算が完了したら中央メモリ５３内にあつた値
T_j-1及びd_i、_j-1をあたらいしい値T_j及びd_i,jと置
き換える（これらのあたらいしい値T_j及びd_i,j-1
はスライスS_j+1についての総ての計算で実際に利
用される）。この期間中に計算された電子密度の
値d_i,jは一方ではメモリ５７の磁気デイスクへ転
送され、他方では表示コンソール５８の画像メモ
リに転送される。

検査対象全体の総てのデータを収集し、総ての
電子密度の値を計算したら、これらの電子密度の
値を磁気デイスクに記憶させ、利用者（一般に医
用の場合は診断者）が任意のスライスの電子密度
値を表示コンソール５８の画像メモリに転送して
被検領域の他のスライス同志を比較できるように
する。

以下に第９図乃至第１１図につき本発明に係る
装置の他の実施例を３つ説明する。

第２図の実施例（第９図）は次に述べる点を除
いて第８図に示すものと類似である。放射線源−
検出器組立体（２２ａ，２４ａ）を唯一個設ける
のではなく、Ｎ個の並置された同じような放射線
源−検出器組立体（６２ａ，６４ａ）、（６２ｂ，
６４ｂ）…（６２ｉ，６４ｉ）…（６２ｎ，６４
ｎ）を設ける。これらの放射線源−検出器組立体
は一方では検査対象たる各スライスを照射でき、
他方では被検領域を貫通した各ビームの光子の数
n₁を測定できる。この実施例は第１の方向の機械
的な走査装置を放射線源６２ａ乃至６２ｎ間を連
絡する装置（このような連絡装置は既知であり、
ここでは説明も図示も省略する）を設けた放射線
源と補助検出器の固体組立体で置き換え得るとい
うことである。

第３の実施例（第１０図）は第８図及び第９図
に示す実施例とは次の点で異なるだけである。即
ち一方ではｎ個の同じ第１の放射線源−検出器組
立体（７２ａ，７４ａ）乃至（７２ｎ，７４ｎ）
を設け（これらは検査対象たる各スライスを照射
して数n₁及びn₂を測定する）、他方では相互に同
一であると共に上記ｎ個の第１の放射線源−検出
器組立体と同一であるが、これらの第１の放射線
源組立体とは被検領域に対する位置関係が逆であ
るｎ個の第２の放射線源−検出器組立体（８２
ａ，８４ａ）乃至（８２ｎ，８４ｎ）を設け、放
射線源７２ａ乃至７２ｎ及び８２ａ乃至８２ｎか
ら放射されるビームを規則的に一つおきに重なり
合わせる。これらのｎ個の第２の放射線源−検出
器組立体は検査対象たる各スライスを照射し、そ
の場合の数n₃を測定し且つ多くの場合数n₄も測定
する。この実施例では装置が相当に複雑化するの
を検査プロセスの実行中に放射線源と検出器とを
交換すること（これは前の実施例ではn₁及びn₂の
測定を済ませた後n₃とn₄とを測定するために必要
であつた）を省略し、且つ第１の方向に走査する
手間もずつと軽減することによつてより巧く補償
している。この第１の方向の走査は事実放射線源
から放射されるビームをその軸だけ同一方向にシ
フトするだけですますことができる。これは全て
の放射線源−検出器組立体を被検スライスの面に
沿つてビーム幅だけ並行移動させること又は患者
の支持台と主検出器とを同量だけ平行移動させる
ことにより実施できる。

第１の走査方向についてのシフト（移動）はｎ
個の第１の放射線源−検出器組立体（７２ａ，７
４ａ）…（７２ｎ，７４ｎ）とｎ個の第２の放射
線源−検出器組立体（８２ａ，８４ａ）…（８２
ｎ，８４ｎ）とを一つにして同一のスライス面内
に置かずに、一方の組立体はスライスS_J-1を照射
し、他方の組立体は次のスライスS_Jを照射するよ
うにすれば全く行わなくてすむようにできる。こ
の場合もこれらの２組のｎ個の放射線源−検出器
組立体の一方又は他方の放射線源を並置し、これ
らの放射線源から放射されるビームを隣接させて
もよい。しかしこれはスライスS_Jに関するデータ
の収集がこのスライスをｎ個の第１の放射線源−
検出器組立体で順次に照射し、続いてｎ個の第２
の放射線源−検出器組立体で順次に照射し終わる
迄完了しないことを意味する。これはまた放射線
源の連絡装置を正確に同期させ、各体積要素に対
応する記憶装置を正確に指定する必要のあること
を意味する。

本発明に係る装置の第４の実施例を第１１図に
示す。その構造と動作は第１０図の装置のそれに
類似している。相違点はｎ個の第１の放射線源−
検出器組立体（９２ａ，９４ａ）…（９２ｎ，９
４ｎ）とｎ個の第２の放射線源−検出器組立体
（１０２ａ，１０４ａ）…（１０２ｎ，１０４ｎ）
とを夫々被検領域１を取り囲む円周上に分布させ
たことである。第３の実施例と同様にこの変形例
の特徴は検査の実施中に放射線源と検出器の交換
を行わず、これらをビーム幅だけ回転させる簡単
な回転操作で済ますことにある。しかし、前述し
たようにｎ個の第１の組立体が１個のスライス
S_j-1を照射している間にｎ個の第２の組立体がス
ライスS_jを照射するように第１の組立体と第２の
組立体を配置すればこの回転シフトを除去するこ
ともできる。

以上の説明ではγ線源と主検出器とだけにコリ
メータをつけるものとしてきたが、各補助検出器
にもコリメータをつけると好適である。蓋し、こ
れらの補助検出器の各々は対応する整列している
放射線源から放射されてくる光子だけでなく、被
検領域１内で何度も順次コンプトン散乱させられ
てエネルギーが小さくなつて補助検出器に到達す
る光子も受け取ることがあるからである。この散
乱光子束はn₁とn₄の測定を擾乱する。各補助検出
器の手前にコリメータを設けると少なくとも２回
散乱させられたこれらの光子の影響を相当に小さ
くできる。実際にはコリメータをつけると補助検
出器はその長軸に平行な方向に沿つて補助検出器
上に入射するのではない任意の放射線に対し感応
しなくなる。

このように補助検出器にコリメータを設けると
就中放射線源のコリメータを除去又は変更するこ
とにより放射線源から放射されるビームの開口角
を変更できる。しかしこの変更は各スライスに平
行な面内に限つて適用されるだけで、これらのス
ライスの厚さを明確に規定する必要がある場合に
はスライスの面に垂直な方向では放射されたビー
ムの開口限界をはずすことはできない。このよう
に変更できることは殊に被検領域の大面積を同時
に照射し、一つではなく何個かの補助検出器を同
時に働かせて検査速度を高めたい場合に有用であ
る。

何回か散乱させられた光子は固定主検出器３で
の計測にも実質的影響を及ぼす。この影響を小さ
くするためには主検出器３にエネルギー選択装置
を設ける。光子はコンプトン散乱を１回受ける度
毎にそのエネルギーの一部を放出し、このような
光子は被検領域内で更に電子と相互作用を持つと
エネルギーを失うから、このようにして何回も散
乱させられてから主検出器３に到達する光子３の
大部分のエネルギーは一回しか散乱しなかつた光
子のエネルギーとは異なる。エネルギー選択窓と
して働く電子回路付きγ線カメラを設けるとn₂及
びn₃の計測に際し何回も散乱させられた光子を取
り込まないようにエネルギー選択をすることがで
きる。

この何回も散乱させられた光子がn₂及びn₃の計
測に及ぼす影響は夫々軸OX及びOYに平行な方
向に延在する電極付きワイヤをつけた隔室の形態
をした固定主検出器を用いても減らすことができ
る。軸OYに平行な電極はブロツクされた状態に
おき、その各電極に順次に電気パルスを印加して
当該瞬時に動作している放射線源から放射された
ビームに正しく対向している、即ちこのようなビ
ームとこのビームと交わる主検出器の検出軸とに
より画成される面内にある検出器の領域を電気的
にブロツク状態から解放する。主検出器の電気的
ブロツク状態が解放されるこの領域は第１の走査
方向での走査運動と同期をとつて次々と交替し、
何回も散乱されたがコースがビームと検出軸とで
画成される上記面内に含まれる光子だけを検出す
る。少なくとも２回散乱したその他の光子は前記
計算に入つてこない。

上述したように電気的に局部的にブロツク作用
を行なうのでなく、その代りに第１２図に示す遮
蔽部材１１０のような機械的遮蔽物を設けた主検
出器を使つてもほぼ同じ結果が得られる。このよ
うな遮蔽部材１１０は例えば鉛その他の電子番号
が大きい材料（タングステン、タンタル）で作る
が、長方形状のスリツト１１１を具え、主検出器
３の手前で当該瞬時に動作状態にある放射線源−
検出器組立体と同期をとつて変位する遮蔽部材１
１０は長方形スリツト１１１の手前以外に現われ
たγ線は全て吸収してしまう。

本発明は上述し図示した実施例に限定されるの
ではなく、これに基づいて本発明の範囲内で他の
方法や他の実施例を作ることも可能であることに
注意されたい。殊にサバルト57線源を例にとつた
のはそれが単位体積当り強い有効光束を放射し且
つ122KeVに唯一つ放射ピークを有するだけであ
るからである。しかしこのようにコバルト57線源
を選んだからといつてそれに限定されるものでは
ない。

また主検出器としてγ線カメラを選んだが、こ
れをオージエタイプとすることができる。これは
必要とあらばこれに附属しているエネルギー選択
装置の利用を可能とする。

明らかに主検出器として一側に適当なコリメー
タを有し、他側にテレビジヨン出力系を具える像
増強管を使用することもできる。像増強管を使用
するとインテグレータ（integrator）としてTV
システムの撮像管を使用することが可能となり、
スイラスを完全に走査し、次に撮像管の感応ター
ゲツト上に蓄積されている電荷を読むことにより
第２組の測定データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明断層撮影検査方法の
原理を説明するための説明図（第１図は平行走査
の場合、第２図は回転走査の場合である）、第３
図は第１の検査段階、即ち被検領域の主検出器に
尤も近いスライスを照射するところを示す線図、
第４図乃至第７図は本発明方法及び装置により４
つのタイプの測定を行うところを示す線図、第８
図は本発明装置の第１の実施例の斜視図、第９図
乃至第１１図は本発明装置のもう３個の実施例を
示す略図、第１２図は主検出器の一つの実施例を
示す略図である。１……被検領域、２……放射線源、３……主
（放射線）検出器、４……補助（放射線）検出器、
１０……円柱ビーム、１１……中心軸線、１２…
…コリメータ、S_j……スライス、E_i……体積要
素、S₁……第１のスライス、２０……本発明断層
撮影検査装置、２２，６２，７２，８２，９２，
１０２……放射線源、２３……主検出器、２４，
６４，７４，８４，９４，１０４……補助検出
器、５０……データ収集装置、５１……データ交
換装置、６２……補助メモリ、５３……中央メモ
リ、５４……演算装置、５５……データ処理装
置、５６……走査制御装置、５７……メモリ、５
８……表示コンソール。

Claims

【特許請求の範囲】１被検体に向けてxy平面に沿つて平行放射線
ビームを投射する少なくとも１個の放射線源を有
し、投射した放射線を被検体に第１の方向及びこ
れとほぼ反対となる第２の方向に透過させて被検
体を２次元的に走査する放射線投射装置と、被検体をはさんで前記放射線源と対向配置され
た少なくとも１個の放射源検出素子を有し、前記
第１方向及び第２方向の少なくとも一方の経路を
経て被検体を透過した放射線を検出する第１の放
射線検出装置と、前記xy平面の上方に配置され、xy平面と平行
な平面内に２次元的に配列された複数の放射線検
出素子を有し、前記第１及び第２方向に放射線を
投射するとき被検体により放射線投射方向と直交
する方向（ｚ方向）に散乱される放射線を各別に
検出する第２の放射線検出装置と、前記放射線源から放射される放射線の強度と、
前記第１の放射線検出装置からの出力信号及び第
２放射線検出装置の各検出素子からの出力信号
と、第１放射線検出装置の位置情報及び第２放射
線検出装置の各検出素子の位置情報とに基いて、
被検体内部での放射線減衰特性を補正し、被検体
スライスの各部位における電子密度を決定する処
理装置と、求めた電子密度分布から被検体の断層像を表示
する表示装置とを具えることを特徴とする断層像
撮影装置。２前記第２の放射線検出装置の各検出素子がそ
れぞれコリメータを有し、これらコリメータを介
して散乱放射線を検出することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の断層像撮影装置。３前記放射線投射装置を単一の放射線源で構成
し、前記第１の放射線検出装置を単一の放射線検
出素子で構成し、これら放射線源及び放射線検出
素子を被検体を中心にして一体的に回転移動させ
て被検体を２次元的に走査することを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の断層像
撮影装置。４前記放射線投射装置が、単一の放射線源で構
成されｙ方向に向けて放射線を投射する第１の放
射線源及び−ｙ方向に向けて放射線を投射する第
２の放射線源を有し、前記第１の放射線検出装置が、前記第１の放射
線源と対向する第１の放射線検出素子及び前記第
２の放射線源と対向する第２の放射線検出素子を
有し、前記第１の放射線源と第１の放射線検出素
子とを一体的にｘ方向に移動させ、前記第２の放
射線源と第２の放射線検出素子とをｘ方向に一体
的に移動させて被検体を２次元的に走査すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
記載の断層像撮影装置。５前記放射線投射装置が、ｘ方向に沿つて直線
状に配置されている複数の放射線源を有し、前記
第１の放射線検出装置がｘ方向に沿つて直線状に
配置されている複数の放射線検出素子を有し、各
放射線源から放射線を順次投射して被検体を２次
元的に走査することを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の断層像撮影装置。６前記第２放射線検出装置の放射線検出素子の
うち、xy平面と直交し放射線ビームを含む面内
に位置する検出素子だけに散乱放射線を入射させ
るように構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第３項、第４項又は第５項に記載の断層像撮影
装置。７前記放射線投射装置が多数個の放射線源を有
し、前記第１の放射線検出装置が多数個の放射検
出素子を有し、ほぼ半数の放射線源と放射線検出
素子とをｘ方向に沿つて交互に直線状に配列して
第１の組立体を構成し、残りの半数の放射線源と
放射線検出素子とをｘ方向に沿つて交互に直線状
に配列して第２の組立体を構成し、これら第１及
び第２の組立体を、各放射線源と各放射線検出素
子とが被検体をはさんでそれぞれ対向するように
対向配置し、各放射線源から被検体に向けて放射
線を順次投射して被検体を２次元的に走査するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
に記載の断層像撮影装置。８前記放射線投射装置が多数個の放射線源を有
し、前記第１放射線検出装置が多数個の放射線検
出素子を有し、これら放射線源及び放射線検出素
子を、被検体を中心にして交互に円周上に配列
し、各放射線源から順次放射線を投射して被検体
を走査することを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項に記載の断層像撮影装置。