JPS6343100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コントラスト解像力の優れた（すな
わち、その階調度のダイナミツクレンジの広い）
被検体透過像を得る放射線診断装置に係り、特に
被検体細部の拡大表示を可能とする放射線診断装
置に関するものである。

通常のＸ線診断装置によるＸ線フイルム上の被
検体透過像とCTスキヤナ（コンピユータ断層装
置）による断層像とを画質評価の観点で比較した
場合、空間解像力では前者の方が優れているがコ
ントラスト解像力（つまり階調識別能力）では後
者が少なくとも15〜20倍優れている。従つて、例
えば肺の内部組織の診断、肝、胆、膵、脾の診断
など、高いコントラスト解像力が要求される診断
分野に対しては前者のみでは不充分である。この
ため、Ｘ線ビームを１つの平面上に扇形状に放射
するＸ線源を用いたCTスキヤナ（いわゆるフア
ンビーム型CTスキヤナ）において、Ｘ線源およ
びＸ線検出器（検出器セルの配列方向を直線とみ
なしそれをＹ方向と定義する。）を被検体に対し
て、前記扇形を含む平面に垂直の方向（これをＸ
方向と定義する。）に相対的に移動させることに
より、そのコントラスト解像力が、CT断層像と
ほぼ等しい、デジタル的なＸ線透過像を作ること
が、行なわれている。然るに、このようにCTス
キヤナを用いてＸ線透過像を得ることの目的は、
本来、所望のCT断層像を得るためのスライス位
置を決めるに当つての参考とすることにあり、前
述の診断分野の診断にはコントラスト解像力と同
様に高い空間解像力も必要となるので、前述の
CTスキヤナによるＸ線透過像は適当ではない。
すなわち既存のCTスキヤナの場合Ｘ線検出器は、
検出器セル数、つまりチヤネル数が500〜1000程
度であり、CT断層像を得るためにはＸ線検出器
セル列のＹ方向の長さが被検体当該部位の体幅長
をカバーしなければならないので、分解能（特に
Ｙ方向）が制限され前記診断分野に要求されるよ
うな高い空間解像力は望めない。またCTスキヤ
ナでは、Ｘ線源−被検体間距離（この対向方向を
Ｚ方向と定義する。）を大幅に変化させることは
機構的に難しく、この距離を変えて拡大透過像を
得ることは容易ではない。仮に前記距離を変え得
ても、前述のＸ線透過像を得るためのＸ方向への
相対的な移動速度、該移動に伴なう前記Ｘ線源に
よるＸ線曝射時間および曝射時間間隔並びにデー
タ収集手段のサンプリング、タイミングを適切に
選択制御することはできないために、拡大率が、
Ｘ、Ｙ方向でそれぞれ異なつて（画素の幅が方向
により異なつて）しまい、正確な拡大表示像は得
られなかつた。このことはCTスキヤナのみなら
ず、その基本構成をCTスキヤナと同じくするデ
イジタル的なＸ線透過像を得る為に構成された専
用装置についても該当する。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、１つの平面上に扇形を形成する放射線ビーム
を発生する放射線源と、該放射線ビームをそれぞ
れ予定角度間隔で検出するように多数配列された
検出器セルからなる放射線検出器の両者を被検体
に対し相対的にＸ方向に移動させることにより被
検体透過像を得る放射線診断装置において、さら
に放射線源−被検体間距離を変化し得るようにす
るとともに、該変化に対応して、前記放射線源か
らの放射線の曝射時間および曝射時間間隔、さら
に放射線検出器の出力情報をサンプリング収集す
るデータ収集手段のサンプリング・タイミングを
制御することにより、所望の拡大率の高精度の被
検体透過像を低被曝線量で得ることを可能とする
放射線診断装置を提供することを目的とする。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明による放射線診断装置の一実施
例の構成を示すシステム・ブロツク図である。

図において、１はその主回路にスイツチング素
子１ａを持つＸ線制御装置、２は変圧器などから
なる高電圧発生装置、３はＸ線管を用いたＸ線
源、４はＸ線源３から発せられるＸ線ビームを１
平面上に扇形に放射させるためのコリメータ、５
は被検体、６は被検体５を支持し且つＸ方向のみ
ならずＺ方向についても手動または電動により移
動可能な寝台、７はSi（シリコン）単結晶または
Xe（キセノン）ガスのセルからなる多数の検出器
セルで構成されＸ線源３からコリメータ４を介し
て放射されたＸ線ビームXBを予定角度間隔で検
出するＸ線検出器、８は後述する制御信号Ｓ１に
よりＸ線検出器７の出力をサンプリング入力する
データ収集回路、９は寝台６のＺ方向の位置を検
出するために一端を電源＋Ｖに接続し、他端を接
地し且つ可動端を寝台６のＺ方向動作に連動させ
た可変抵抗、１０は可変抵抗９の出力アナログ信
号Ｓ２に基づいて、その繰り返しパルス周期およ
びパルス幅が決定される制御信号Ｓ１を発生する
PFM（パルス周波数変調）回路、１１はデータ収
集回路８から得られる被検体５の各点のＸ線透過
データを順次蓄積し、さらに所望の画像処理を施
す記憶演算制御部、１２は該記憶演算制御部１１
の出力により被検体５のＸ線透過像を表示する表
示装置である。なおこの第１図において５Ａ，６
Ａは寝台６をＺ方向に移動した場合の一状態を示
している。

第２図は、上記PFM回路１０の一実施例の詳
細図であり、タイマ用IC（集積回路）である
「NE555V」Ｉ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサ
Ｃ１，Ｃ２により構成される。

次に上述の構成における動作を説明する。

今、Ｘ線源３、コリメータ４およびＸ線検出器
７を被検体５に対し、Ｘ方向について相対的に一
定速度で移動させた時、上記扇形を含む平面と被
検体５の関心領域が交わる区間のみ、Ｘ線源３か
らＸ線ビームXBがＸ線制御装置１内のスイツチ
ング素子１ａの開閉に従つて間歇的に照射される
ものとする。そして、被検体５、寝台６をＸ方向
に関して、以後関心領域を診断すべく関心領域の
Ｘ方向についての一端部位置にセツトし、Ｘ線源
３からコリメータ４を介して、被検体５にＸ線ビ
ームXBを照射し始める。このときＸ線検出器７
の各セルのＹ方向の間隔に対応する被検体５上の
間隔つまり被検体５上での投影Ｘ線パスの間隔ｄ
１により、被検体５の透過像のＹ方向の空間解像
力は決定されるが、該透過像上でＸ方向、Ｙ方向
で等しい拡大率を得るためには、前記相対的なＸ
方向の移動に際してｄ１の距離の移動毎に、Ｘ線
源３はパルス状にＸ線ビームXBを発生し、且つ
データ収集回路８はＸ線検出器７の出力信号をサ
ンプリング入力して、記憶・演算制御部１１に予
定の変換データを転送しなければならない。これ
は前記Ｘ線源−被検体間距離を、その可動端が寝
台６と連動する可変抵抗９で検出し、その検出出
力であるアナログ信号Ｓ２をPFM回路１０に入
力しさらに該PFM回路１０で生成される制御信
号Ｓ１で、Ｘ線制御装置１内の主回路のスイツチ
ング素子１ａの開閉およびデータ収集回路８のサ
ンプリング・タイミングを制御することで実現さ
れる。例えば、前記Ｘ線源−被検体間距離が小さ
い場合には制御信号Ｓ１の繰り返しパルス周期を
短かくすることにより、前記スイツチング素子１
ａの開閉周期、および前記データ収集回路８のサ
ンプリング間隔を短かくすれば良い。こうして、
記憶・演算制御部９に順次格納された、被検体５
の各点のＸ線透過情報に基づいて、表示装置１０
上には第３図に示すごとく、各画素がＸ、Ｙ両方
向で等しい長さに、すなわち同じ拡大率で表示さ
れるため、正確なＸ線透過像が得られる。

次に、寝台６を移動して図示５Ａ，６Ａの状態
（これをＡ状態と定義する。）、つまり前記Ｘ線源
−被検体間距離が、当初の状態（Ｏ状態と定義す
る。）に比べて約半分になつた時について説明す
る。Ａ状態ではＸ線透過像のＹ方向空間解像力は
Ｏ状態の約２倍である。然るに、このときPFM
回路１０の出力制御信号Ｓ１がＯ状態と同一であ
つてはＸ方向の空間解像力はＯ、Ａ両状態で変化
しないので表示装置１０上のＸ線透過像は第４図
のごとく、Ｘ、Ｙ方向で拡大率が異なつてしま
い、精密な診断には適さない。従つて前記Ｘ線源
−被検体間距離を可変抵抗９で検出し、Ｏ状態の
約２倍の値のアナログ電圧信号Ｓ２を作り、前記
PFM回路１０から、その繰り返し周期がＯ状態
約半分の制御信号Ｓ１を出力させて前記スイツチ
ング素子１ａおよび前記データ収集回路８を制御
する。こうして、Ｏ状態の他Ａ状態あるいはそれ
以外の任意の拡大率であつても正確な拡大Ｘ線透
過像を得ることができる。

以上のようにすれば、従来のＸ線フイルム上に
被検体透過像を結ぶＸ線診断装置に比べ、コント
ラスト解像力が格段に優れたＸ線透過像が得られ
ることはもとより、パルス状の間歇曝射による必
要最少限のＸ線曝射により被検体の被曝線量の大
幅な低減も図れる。そして、幅広い拡大率レンジ
と間歇曝射によるサンプリング精度の向上によ
り、空間解像力の点でも、従来のＸ線フイルム上
への透過像に決して劣らない体内細部の拡大Ｘ線
透過像を得ることができる。また体内細部各点で
のＸ線透過情報が、デイジタル的に記憶されるの
で、診断に適した画像処理を随時施すことも可能
である。

なお、本発明は決して上記実施例にのみ限定さ
れることなく、その主旨を変更しない範囲で様々
に変形して実施し得るものである。

例えば上記実施例では放射線源および放射線検
出器として、それぞれＸ線源３（具体的にはＸ線
管装置）、Ｘ線検出器７を用いたが、ガンマ線源
およびガンマ線検出器としても良い。

また、放射線源−被検体間距離の検出手段とし
て例えば、寝台６の一端（被検体に接触しない場
所）に、超音波発生源を取りつけ、超音波を放射
線源に向けて送出し、その反射波を寝台６上で受
波検出し送受に要する時間により距離を検出する
ようにしても良い。

さらに、スイツチング素子としても、電磁開閉
器、サイリスタなどの半導体スイツチのいずれで
も構成でき、また、Ｘ線制御装置１内、すなわち
高電圧発生装置２の一次側のみならず、高電圧発
生装置２の２次側においてもテトロード（４極
管）スイツチなどにより実施することができる。

また、距離検出手段および制御信号発生手段
（つまり上記実施例では可変抵抗８およびPFM回
路１０）を既存のCTスキヤナに付加し、且つ被
検体５を保持する寝台６をＺ方向に駆動する手段
を設け他の部分を共通構成とすることにより、所
望の断層像を求めるためのスライス位置を極めて
正確に決定し得るようにすることができる。

以上、詳述したように本発明によれば、１つの
平面上に扇形を形成する放射線ビームを発生する
放射線源と、該放射線ビームをそれぞれ予定角度
間隔で検出するように多数配列された検出器セル
からなる放射線検出器の両者を被検体に対し相対
的にＸ方向に移動させることにより被検体透過像
を得る放射線診断装置において、さらに放射線源
−被検体間距離を変化し得るようにするととも
に、該変化に対応して前記放射線源からの放射線
の曝射時間および曝射時間間隔、さらに放射線検
出器の出力情報をサンプリング収集するデータ収
集手段のサンプリング・タイミングを制御するこ
とにより、所望の拡大率の高精度の被検体透過像
を低被曝線量で得ることを可能とする放射線診断
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すシステ
ム・ブロツク図、第２図は、同実施例における要
部の詳細図、第３図および第４図はそれぞれ同実
施例を説明するための図である。 １……Ｘ線制御装置、２……高電圧発生装置、
３……Ｘ線源、４……コリメータ、５……被検
体、６……寝台、７……Ｘ線検出器、８……デー
タ収集回路、９……可変抵抗、１０……PFM回
路、１１……記憶・演算制御部、１２……表示装
置、１ａ……スイツチング素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の平面内でフアンビームを放射する放射
   線源と、上記平面内の複数の分割された点で上記
   放射線を検出し該検出された放射線に応じて出力
   信号を出力する検出器と、上記放射線源と上記検
   出器との間に載置された被検体を支持する支持部
   と、上記放射線源と上記被検体との距離を調整す
   るように上記支持部を駆動設定しその距離に応じ
   た距離信号を発生する距離設定部と、上記支持部
   を上記フアンビームの平面に垂直な方向へ駆動す
   る駆動部と、この駆動部により上記フアンビーム
   の平面上を被検体が駆動される間上記検出器の出
   力信号をサンプリングし収集するデータ集収部
   と、上記距離信号により上記フアンビームの平面
   方向の拡大率とこの平面方向と垂直な方向との拡
   大率とが調和するように上記データ集収部の出力
   信号のサンプリング間隔を設定するサンプリング
   設定部と、上記データ集収部によつて収集された
   データにより上記被検体の透過像を表示する表示
   部とを設けたことを特徴とする放射線診断装置。 ２ 放射線源として、Ｘ線管装置を用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射線診
   断装置。 ３ 放射線源として、ガンマ線源を用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射線診
   断装置。