(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管とこれに対向して設けられたＸ線用の検出器を被検者の周りに回転させて、被検者のＸ線透過データを収集し、Ｘ線画像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
最大スライス厚さを提供する固定スリットを持つプレートの上部に設けられた可動の２枚のブレードと、
前記２枚のブレード間に回転可能に介在し、介在する部分は回転方向に複数の厚さを有する部分が形成されると共に、前記固定スリットを前記いずれかのブレードが覆うよう前記２枚のブレードを移動させる程度にその回転面から偏芯した位置に形成された部分を有するカムと、
前記カムを回転させるモータとを有し、
前記モータを適宜回転させ、前記カムにおける複数の厚さ部分を前記２枚のブレードに介在させることで、前記２枚のブレードによるスリット幅を可変とし、前記カムにおける偏芯した位置に形成された部分を前記２枚のブレードに介在させることで、前記２枚のブレードが作り出すスリットを前記固定スリット外に偏芯して移動させようにしたコリメータを有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係わり、特に、スライスの厚さを変えたり、又は、検出器にＸ線を照射しないようにしてＸ線管のならし運転等をするためのＸ線ＣＴ装置のコリメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、図４に示すように、被検者１４の体軸を中心にＸ線管１７とＸ線用の検出器１６が円周方向に回転しながら、Ｘ線管１７からのＸ線がコリメータ１２によって扇状のＸ線ビーム１３に絞られて放射し、それと対向した円形配置の複数個の検出器１６で被検者１４を透過したＸ線量を検知して、その信号をコンピュータ処理して画像を構成するものである。
コリメータ１２は、図５に示すように、最大のスライス幅を決める固定スリット８と、その固定スリット８の上部に設けられ体軸方向のスライス幅を小さく変化することができる２枚のブレード２ａ、３ａとによって構成されている。
そして、検出器１６の前面には、各検出器素子に斜めから入射する散乱Ｘ線を遮蔽するコリメータ１５が備えられて、被検者１４を透過したＸ線が検出器１６に入る。
検出器１６は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ素子と、このシンチレータ素子で変換された光を検出し、電気信号として出力するフォトダイオードとからなるＸ線検出素子を、Ｘ線管１７を中心として円弧状に約５００〜１０００チャンネル程度配列した構成を有する。
Ｘ線管１７は、陰極−陽極の管軸が被検者１４の体軸方向に設置されており、Ｘ線管１７の直前のコリメータ１２を備えていても、その時の放射Ｘ線強度分布は被検者１４の体軸方向に一様でなく、ある分布をしている。
Ｘ線管１７の陰極側ではＸ線強度分布は急峻な立ち上がりをしており、陽極側は滑らかなスロープをしている。このように体軸方向すなわちコリメータ１２を構成する固定スリット８、ブレード２ａ、３ａの開口方向にＸ線の強度分布が変化しており、連続してＸ線放射を続けると、Ｘ線管１７の温度は上昇し陽極等が前方に延びＸ線管焦点が、管軸方向（体軸方向）に移動するので、そのため、固定スリット８、ブレード２ａ、３ａを通過するＸ線量が変化する。つまりＸ線管１７直前の固定スリット８又はブレード２ａ、３ａの開口は同じ位置で、Ｘ線が同一被検者１４を通った場合でも、検出器１６に入るＸ線量が変化してしまう。
入力データに０．１％でも変動や狂いがあると、再構成像にアーチファクトを生ずるので、検出系には高い精度と安定性が要求される。検出系の精度、安定性にも設計、製造上の限界があるため、それを補正する処理が必要である。多数の検出器１６は高い幾何学的構造精度を要し、感度特性をすべてのチャンネルにわたって一様にすることはほとんど不可能に近い。そこで基準ファントムをスキャンし、検出系に対する各種補正量の更新を行なうキャリブレーションが画質維持のために行われている。
Ｘ線ＣＴ装置では、被検者１４を撮像するに先だって補正データを取得する必要があり、この時、Ｘ線管１７の焦点移動による影響を小さくするためには、Ｘ線管１７が十分暖かい状態、即ち、焦点が十分に動ききった状態で取得するのが一般的である。このために、Ｘ線照射を連続的にある程度の時間、継続する必要がある。
この時、前面のコリメータ１２の構成品であるブレード２ａ、３ａを開放したままＸ線を検出器１６に照射し続けると、検出器１６の各チャンネルに、蛍光素子を光電変換素子として搭載したものを使用した場合、特に蛍光素子には照射されたＸ線によってその発光出力が徐々に低下するという、いわゆる放射線劣化が発生する。この放射線劣化を防止するために、一般にコリメータ１２を構成するブレード２ａ、３ａは閉じてＸ線の継続照射が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線ＣＴ装置は以上のように構成されているが、Ｘ線管１７を暖める目的でＸ線を出し続ける時には、図６に示すように、固定スリット８上でブレード２ａ、３ａを、シャフト９を回転させて両側から一様にブレード２及びブレード３を移動させて開口部を閉じていた。しかし２枚のブレード２ａ、３ａをできるだけ接触させても、その隙間を完全になくすことは難しく、完全にＸ線をカットすることができない。また、接触し過ぎたりすると、ブレード２ａ、３ａを破損したり、駆動機構を壊したりすることがある。
また、図７（ａ）に示すように、ブレード２に段差ブレード２ｂを、ブレード３に段差ブレード３ｂを取付け、固定スリット８上で両方の段差ブレード２ｂ、３ｂをシャフト９を回転することにより、（ｂ）に示すように、お互いが噛み合うようにして開口部を閉じることも行われている。しかし２枚の段差ブレード２ｂ、３ｂに段差をつけると、ブレードの上下にずれがあることになり、中心に対して対称なスライス厚さを提供できない。
また、図８に示すように、別途、シャッター１０を有する機構を設け、それを出し入れすることで開口部を閉じることも行われている。しかし、別途、シャター機構を設けると新たにモータが必要になり、制御及び機構が複雑になるという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線管を暖めるためにＸ線を検出器に向けて照射するとき、検出器が必要以上に放射線劣化することを防止するために、簡単な機構で、確実に、開口部を閉じることができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＸ線ＣＴ装置は、最大スライス厚さを提供する固定スリットを持つプレートの上部に設けられた可動の２枚のブレードと、前記２枚のブレード間に回転可能に介在し、介在する部分は回転方向に複数の厚さを有する部分が形成されると共に、前記固定スリットを前記いずれかのブレードが覆うよう前記２枚のブレードを移動させる程度にその回転面から偏芯した位置に形成された部分を有するカムと、前記カムを回転させるモータとを有し、前記モータを適宜回転させ、前記カムにおける複数の厚さ部分を前記２枚のブレードに介在させることで、前記２枚のブレードによるスリット幅を可変とし、前記カムにおける偏芯した位置に形成された部分を前記２枚のブレードに介在させることで、前記２枚のブレードが作り出すスリットを前記固定スリット外に偏芯して移動させようにしたコリメータを有するものである。
【０００６】
本発明のＸ線ＣＴ装置は、上記のように構成されており、固定スリットの上部で、二枚のブレードをスライス位置からシフトさせ、２枚のブレードの隙間を固定スリット外に偏芯移動させることによりシャッター機構を構成する。そのため２枚のブレードが作り出す隙間は、固定スリット外にあるため、完全にＸ線をカットすることができる。そして２枚のブレードに段差加工を付ける必要がない。また、別途、シャッター機構を設ける必要もなく、簡単な機構で、安価に、確実に開口部を閉じることができる。それによってＸ線管を暖めるためにＸ線を放射し続けても、その間、シャッター機構を働かせて検出器の放射線劣化を防ぐことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のＸ線ＣＴ装置のコリメータの一実施例を図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線ＣＴ装置のコリメータの平面図を示し、図２はその体軸方向の断面を示す図であり、（ａ）は固定スリット８の上部に設けられたブレード２ａ、３ａを閉じた状態を、（ｂ）は５ｍｍスライス時の状態を示す。本Ｘ線ＣＴ装置のコリメータは、最大スライス厚さを提供する固定スリット８と、その固定スリット８の上部に設けられ、モータ５によってベルトとプーリ４を介して回転するシャフト９と、シャフト９に固定され円周上の厚さが所定の各スライス厚さに相当して、Ｘ線を遮蔽する時には２枚のブレード２ａ、３ａが作り出すスリットを固定スリット８外に偏芯して移動させる形状のカム６と、そのカム６の円周部を両側から押さえカム６の厚さにそって前後に移動するカムフォロア７と、そのカムフォロア７が取付けられバネ１１で互いに引き寄せられシャフト９上をスライス厚さの間隔に移動する２枚のＸ線遮蔽用のブレード２ａ、３ａを有するブレード２、３とから構成されている。
本Ｘ線ＣＴ装置のコリメータと従来のコリメータと異なるところは、最大スライス厚さを提供する固定スリット８を持つプレートの上部に設けられた可動の２枚のブレード２ａ、３ａがスリット幅を所定の幅に設定でき、その２枚のブレード２ａ、３ａが作り出すスリットを、固定スリット８外に偏芯して移動させＸ線を遮蔽する機構を備えていることである。
本Ｘ線ＣＴ装置のコリメータは、従来と同様に、図４で示すＸ線管１７の直前に位置しており、体軸方向の両側から移動してＸ線を遮蔽し、その方向での散乱線除去の機能を有し、スライス厚みを決めている。
そして、スライス幅の最大値を決めた固定スリット８が設けられ、その上方に可動スリットとしてブレード２ａと、ブレード３ａが設けられ、スライス幅を固定スリット８の幅より小さくして用いられる。
【０００８】
ブレード２とブレード３は、固定スリット８の上方の両ブレード２、３が接近する面に、鉛などのＸ線遮蔽板からなるブレード２ａ、３ａが取付けられ、そして、ブレード２、３の両側に設けられた２本のシャフト９上を移動する。ブレード２とブレード３は両側で互いにバネ１１で引き寄せられ、その間隔と位置は、両ブレード２、３に取付けられたカムフォロア７によって挟まれたカム６の厚さと前後の位置によって決まる。
図３（ａ）にカム６をＡ方向から見た厚さ方向の展開図を示し、（ｂ）に左側面図を、（ｃ）に右側面図を示す。カム６の周辺部の厚さ方向の位置が、（ａ）に示すように、Ｓｈｕｔｔｅｒ位置で右よりに偏芯し、（ｂ）の側面図で示すように、その位置から左まわりに元の中央位置に戻って、２ｍｍｓｌｉｃｅ、５ｍｍｓｌｉｃｅ、１０ｍｍｓｌｉｃｅ、７ｍｍｓｌｉｃｅ、３ｍｍｓｌｉｃｅ、１ｍｍｓｌｉｃｅに相当する厚さに形成されている。そして、カム６は中央にシャフト９を通す穴が開けられ、シャフト９にネジで固定される。
カムフォロア７は、ブレード２及びブレード３に取付けられ、ブレード２とブレード３に架けられたバネ１１によって、カム６の両側面に接触し、カム６の回転によりカム６の厚さとその前後位置によってブレード２とブレード３を移動させる。
【０００９】
次に本Ｘ線ＣＴ装置のコリメータの動作について説明する。まず、スライス厚さを制御卓で、例えば、５ｍｍ厚スライスと設定すると、その設定値に従ってモータ５が回転し、その駆動回転力はベルトを介して２個のプーリ４に伝達され、そのプーリ４に取り付けられたシャフト９に伝達される。所定の回転数回転すればモータ５は停止する。その時、シャフト９に固定されたカム６は、所定の回転角度まで回転し、図３に示すカム６の厚さが５ｍｍｓｌｉｃｅの位置にカムフォロア７が接触した状態になる。ブレード２とブレード３にカムフォロア７が取付けられ、ブレード２とブレード３がバネ１１で互いに引っ張られているので、ブレード２に取付けられたブレード２ａと、ブレード３に取付けられたブレード３ａの間隔は、カム６の厚さで決まる５ｍｍになる。そして、その開口部は、図２（ｂ）に示すように、固定スリット８のセンターと一致した位置になる。
次に、コリメータを閉じる場合は、制御卓でＳｈｕｔｔｅｒを選択すると、その指令に従って、モータ５が回転し、その駆動回転力はベルトを介して２個のプーリ４に伝達され、そのプーリ４に取り付けられたシャフト９に伝達される。所定の回転数回転すればモータ５は停止する。その時、シャフト９に固定されたカム６は、所定の回転角度まで回転し、図３に示すカム６の厚さがＳｈｕｔｔｅｒの位置にカムフォロア７が接触した状態になる。Ｓｈｕｔｔｅｒの位置はカム６の回転面が中心から右に偏芯した位置に形成されており、その偏芯分だけブレード２とブレード３がずれた位置に移動することになる。そのため、図２（ａ）に示すように、固定スリット８のセンターと、ブレード２、３によるセンターとがずれた状態となって、ブレード２ａとブレード３ａが閉じた状態になり、確実にＸ線を遮蔽することができる。
【００１０】
このように、Ｘ線管１７を暖める等の目的にてＸ線を検出器１６に向けて照射するときには、本Ｘ線ＣＴのコリメータのブレード２ａ、３ａを固定スリット８のセンターから偏芯した位置で閉じてＸ線を遮蔽する。また、被検者１４の断層像を撮る時には、所定のスライス幅を設定して、固定スリット８のセンターと同じ位置にブレード２ａ、３ａを開いて通常のデータを取得することができる。
上記のような構造にすることで、Ｘ線管１７を暖めるために、Ｘ線を放射し続けても、その間、検出器に入るＸ線を確実に遮断し、検出器１６の放射線劣化を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のＸ線ＣＴ装置は上記のように構成されており、２枚のＸ線遮蔽用のブレードがバネで引き寄せられ、固定スリットの上部に設けられて、所定のスライス厚さに相当するカム円板が回転することによりその厚さと前後位置が変化してＸ線遮蔽用のブレードの間隔と位置が変わり、Ｘ線を遮蔽する時には、２枚のブレードの隙間を固定スリット外に偏芯移動させ閉じる。そのため、完全にＸ線をカットすることができる。このような機構にすると、ブレードが破損したり、段差加工を付ける必要もなく、別途シャッター機構を設ける必要もなくなる。そのため、簡単な機構で、安価に、確実に開口部を閉じることができ、Ｘ線管を暖める目的でＸ線を放射し続けても、その間、シャッター機構を働かせて検出器の放射線劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線ＣＴ装置のコリメータの一実施例を示す図である。
【図２】本発明のＸ線ＣＴ装置のコリメータの固定スリットとブレードの断面を示す図である。
【図３】本発明のＸ線ＣＴ装置のコリメータのブレード幅を決めるカムの厚さを示す図である。
【図４】Ｘ線ＣＴ装置の体軸方向から見た構造を示す図である。
【図５】Ｘ線ＣＴ装置の検出器と固定スリットとブレードの関係を示す平面図である。
【図６】従来のＸ線ＣＴ装置のブレードを閉じた状態の断面図を示す。
【図７】従来のＸ線ＣＴ装置に段差ブレードを用い閉じた状態の断面図を示す。
【図８】従来のＸ線ＣＴ装置にシャッターを用い遮蔽した状態の断面図を示す。
【符号の説明】
１…ケース
２、２ａ…ブレード
２ｂ…段差ブレード
３、３ａ…ブレード
３ｂ…段差ブレード
４…プーリ
５…モータ
６…カム
７…カムフォロア
８…固定スリット
９…シャフト
１０…シャッター
１１…バネ
１２…コリメータ
１３…Ｘ線ビーム
１４…被検者
１５…コリメータ
１６…検出器
１７…Ｘ線管
【図１】
0003617424.tif 000002
【図２】
0003617424.tif 000003
【図３】
0003617424.tif 000004
【図４】
0003617424.tif 000005
【図５】
0003617424.tif 000006
【図６】
0003617424.tif 000007
【図７】
0003617424.tif 000008
【図８】
0003617424.tif 000009