(57)【要約】【課題】  簡易に、しかも被験者の負担を増加することもなしに、眼球への被曝を低減する。【解決手段】  円筒状の出射窓２ｂの外周に沿って回転するＸ線管３から放射されるＸ線を出射窓２ｂより出射させるＸ線撮像装置に、中央部に、出射窓２ｂの最上部近辺の内周面と同一曲率の曲面１ａを持ち、かつ入射したＸ線を減衰させて透過させるように構成したＸ線フィルタ１を取り付ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を曝射し、得られた投影データから被検体内のＸ線断層画像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線の出射窓を有し、前記被検体を挿入する開口部と、
前記出射窓の外周に沿って回転するＸ線管から放射されるＸ線を前記出射窓より出射させるＸ線撮像装置に適用されるものであって、
前記出射窓の内周面側に着脱可能に取り付けられるＸ線フィルタを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記Ｘ線フィルタは、前記Ｘ線管の回転に伴うＸ線パスの方向の変化に伴ってＸ線の減衰量が変わるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
円筒状の出射窓の外周に沿って回転するＸ線管から放射されるＸ線を前記出射窓より出射させるＸ線ＣＴ装置の最上部近辺の取り付けられるものであって、
中央部に、前記出射窓の内周面とほぼ同一曲率の曲面を持ち、
かつ入射したＸ線を減衰させて透過させることを特徴とするＸ線フィルタ。
【請求項４】
前記中央部から両側部に向かうに従って前記Ｘ線の減衰率が徐々に低下することを特徴とする請求項３に記載のＸ線フィルタ。
【請求項５】
円筒状の出射窓の外周に沿って回転するＸ線管から放射されるＸ線を前記出射窓より出射させるＸ線ＣＴ装置に取り付けられるものであって、
外周面が前記出射窓の内周面とほぼ同一曲率の曲面である環状をなし、
前記出射窓の最上部近辺のに位置する部位が、前記出射窓の側部近辺に位置する部位よりも前記Ｘ線の減衰率が高いことを特徴とするＸ線フィルタ。
【請求項６】
前記Ｘ線フィルタの材質におけるＸ線の吸収係数と、前記出射窓の最上部近辺に位置する部位の厚みとの積が０．２４〜１．７４であることを特徴とする請求項３または請求項５に記載のＸ線フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置と、このＸ線ＣＴ装置における被曝低減のために使用されるＸ線フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置において特定の部位の被曝を低減するための技術としては、モジュレーション制御が知られている。モジュレーション制御は、Ｘ線管の位置に応じて、このＸ線管が放出するＸ線量を変化させる。従ってモジュレーション制御により、被検体の眼球への被曝を低減することが可能である。
【０００３】
被検体の眼球への被曝を低減するより簡易な技術としては、Ｘ線を防ぐシートにより被検体の眼球を覆うことが知られている。
【特許文献１】特開２００３−７９６１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらモジュレーション制御は、Ｘ線の放出量を安定的に変化させるための高度な制御が必要であり、そのための複雑な構成を必要とする。
【０００５】
また、被検体の眼球をシートで覆うことは、被験者の精神的な負担を増加させることになってしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、簡易に、しかも被験者の負担を増加することもなしに、眼球への被曝を低減することが可能なＸ線フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するために本発明は、被検体にＸ線を曝射し、得られた投影データから被検体内のＸ線断層画像を再構成するＸ線ＣＴ装置を、Ｘ線の出射窓を有し、前記被検体を挿入する開口部と、前記出射窓の外周に沿って回転するＸ線管から放射されるＸ線を前記出射窓より出射させるＸ線撮像装置に適用されるものであって、前記出射窓の内周面側に着脱可能に取り付けられるＸ線フィルタを備えて構成した。
【０００８】
また前記目的を達成するために別の本発明は、円筒状の出射窓の外周に沿って回転するＸ線管から放射されるＸ線を前記出射窓より出射させるＸ線ＣＴ装置の最上部近辺の取り付けられるＸ線フィルタを、中央部に、前記出射窓の内周面とほぼ同一曲率の曲面を持ち、かつ入射したＸ線を減衰させて透過させるように構成した。
【０００９】
また前記目的を達成するために別の本発明は、円筒状の出射窓の外周に沿って回転するＸ線管から放射されるＸ線を前記出射窓より出射させるＸ線ＣＴ装置に取り付けられるＸ線フィルタを、外周面が前記出射窓の内周面とほぼ同一曲率の曲面である環状をなし、前記出射窓の最上部近辺のに位置する部位が、前記出射窓の側部近辺に位置する部位よりも前記Ｘ線の減衰率が高くなるように構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、Ｘ線撮像装置の出射窓に取り付けるだけで良いので簡易であるとともに、被験者の目を覆うこともないので被験者の負担を増加することもなしに、眼球への被曝を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るＸ線フィルタ１の構造を示す斜視図である。図２は図１に示すＸ線フィルタ１をＸ線ＣＴ装置に装着した様子を示す図である。
【００１３】
Ｘ線フィルタ１は、Ｘ線を減衰させつつ透過する材質を、図１に示すような三日月形に形成してなる。上記材質としては、Ｘ線吸収係数が０．５〜５０ｃｍ-1である金属や、Ｘ線吸収係数が０．０５〜０．５ｃｍ-1である樹脂が利用可能である。上記の樹脂としては例えば、シリコーン、テフロン(R)、アクリル、あるいはポリプロピレンなどが挙げられるが、加工性などを考慮すると、シリコーンやテフロン(R)が好適である。
【００１４】
図２に示すようにＸ線フィルタ１が利用されるＸ線ＣＴ装置のガントリ２は、楕円形の開口部２ａを有する。この開口部２ａの周囲には、円筒状の出射窓２ｂが形成されている。ガントリ２の内部に配置されたＸ線管３は、出射窓２ｂに沿って回転しつつ、開口部２ａの中心方向へＸ線を放射する。Ｘ線管３から放射されたＸ線は、出射窓２ｂからガントリ２の外部へ、すなわち開口部２ａへ出射される。
【００１５】
図２に示すようにＸ線フィルタ１の外側の曲面１ａは、その中央部を中心とした曲率が、出射窓２ｂの最上部を中心とし出射窓２ｂの内周面の曲率と同一である。すなわちＸ線フィルタ１は、その中央部を出射窓２ｂの最上部に合わせることにより、出射窓２ｂの内周面に曲面１ａを密接させることができる。Ｘ線フィルタ１の内側の曲面１ｂは、Ｘ線フィルタ１の厚みが、Ｘ線フィルタ１の中央から両端に向かうに従って徐々に小さくなるような曲面をなしている。かくしてＸ線フィルタ１は、三日月形をなしている。
【００１６】
以上のように構成されたＸ線フィルタ１は、その中央部を出射窓２ｂの最上部に合わせて、出射窓２ｂの一部を覆うようにガントリ２に取り付けて使用される。  
このようにＸ線フィルタ１を取り付けた状態でＸ線ＣＴ装置を作動させると、Ｘ線管３が上方から下方に向けてＸ線を放射するときには、出射窓２ｂから出射されるＸ線はＸ線フィルタ１を透過し、減衰される。
【００１７】
図３はＸ線フィルタ１による線量低減率の測定結果を示す図である。図３（ａ）はＸ線フィルタ１を使用しない状態での測定結果を示す。図３（ｂ）はＸ線フィルタ１を使用した状態での測定結果を示す。図３（ｃ）は、図３（ａ）の測定値を基準として図３（ｂ）の測定値の低減率、すなわちＸ線フィルタ１による線量の低減率を計算した結果を示す。
【００１８】
図３（ａ）および図３（ｂ）では、直径１６０ｍｍのアクリルファントムの中央およびその上下左右の計５箇所にそれぞれ形成した穴にペンシル形の線量計のプローブを差し込んで線量を測定している。Ｘ線ＣＴ装置の動作条件は、１３５ｋＶ、５ｍＡｓ、０．５ｓｅｃ、１ｍｍ×４列、Conventional Scan、管球１回転である。Ｘ線フィルタ１は、中央部、すなわち最厚部におけるＸ線の低減率を６０％としている。
【００１９】
この図から分かるように、アクリルファントムの上部においてはＸ線の低減率が大きくなっている。これは、上述のように上方から下方に向けて放射されるＸ線がＸ線フィルタ１により低減されているためである。横方向に向けてまたは下方から上方に向けて放射されるＸ線は、Ｘ線フィルタ１により低減されることなくアクリルファントムに入射されるために、アクリルファントムの上部以外の各部の線量は、アクリルファントムの上部に比べて低減率が低い。
【００２０】
人間の頭部を被検体とするとき、人間は仰向けの状態で開口部２ａ内に載置される。このため人間の眼球は、アクリルファントムの上部の近辺に位置する。従って、Ｘ線フィルタ１を使用することにより、眼球への被曝を低減することができる。頭部の他の部分には、大きく低減することなく十分な線量を照射することができるので、それらの部分に関する撮影感度は著しく低下してしまうことはない。
【００２１】
図４はＸ線フィルタ１による画質への影響を測定した結果を示す図である。図４（ａ）はＸ線フィルタ１を使用した状態で均質ファントムを撮影して得られた画像を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）に示す画像内での局所的に求めた画像ＳＤ（standard deviation）の値を示す。なお、Ｘ線ＣＴの動作条件およびＸ線フィルタ１のＸ線低減率は図３の測定のときと同様である。  
図４（ｂ）から分かるように、ＳＤ値のばらつきは軽微であり、画質を著しく劣化させることはない。
【００２２】
図５はＸ線フィルタ１の材質と厚みとを変化させて線量と画像ＳＤとをシミュレーションした結果を示す図である。  
図５（ａ）は、４種類の材質のそれぞれについて厚み（最大厚み）を９段階に変化させた、計３６種類のＸ線フィルタ１をそれぞれ使用した場合の線量および画像ＳＤを示している。なお線量および画像ＳＤは、図３に示したような上、中央、左、右、下の５箇所に関してそれぞれ求めている。
【００２３】
図５（ａ）において、「フィルタ有り計算線量」の各欄には、フィルタを使用しない場合における上位置での線量を「１００」とした場合の線量の比率を示している。「フィルタ有り計算ＳＤ」の各欄には、上記５箇所のそれぞれでの画像ＳＤの値を示している。「フィルタ有り計算ＳＤの差」の各欄には、１種類のＸ線フィルタ１に関する５箇所の画像ＳＤのうちの最大値と最小値との差を示している。
【００２４】
さて、Ｘ線フィルタ１により被曝を低減しようとしているのは、上述のように上位置である。実用的には、この上位置における線量を１０％以上低減することが望ましい。かつ画像ＳＤの差を５０以下とすることが好ましい。これらの条件を満たすＸ線フィルタ１は、「吸収係数：フィルタ厚み」が以下のようになる９種類となる。  
０．０５ｃｍ-1：５ｃｍ
０．０５ｃｍ-1：７ｃｍ
０．３４８６６ｃｍ-1：０．７ｃｍ
０．３４８６６ｃｍ-1：３ｃｍ
０．３４８６６ｃｍ-1：５ｃｍ
０．５ｃｍ-1：０．５ｃｍ
０．５ｃｍ-1：０．７ｃｍ
０．５ｃｍ-1：３ｃｍ
５０ｃｍ-1：０．０３ｃｍ
ところでＸ線フィルタ１によるＸ線の低減量は、材質の吸収係数と、フィルタ厚みとの双方に依存する。このため、Ｘ線フィルタ１によりＸ線を低減できる度合いは、吸収係数とフィルタ厚みとの積として表すことができる。図５（ａ）に示す３６種類のＸ線フィルタ１のそれぞれについての吸収係数とフィルタ厚みとの積を図５（ｂ）に示す。この図５（ｂ）に示す値は、無次元数であって、単位は無い。この図５（ｂ）から、上記の９種類のＸ線フィルタ１に関する値は、０．２４〜１．７４の範囲となっていることが分かる。
【００２５】
かくして、上位置における線量を１０％以上低減し、かつ画像ＳＤの差を５０以下とすることができるＸ線フィルタ１の吸収係数とフィルタ厚みとの積は、０．２４〜１．７４であることが分かる。すなわち、吸収係数とフィルタ厚みとの積が０．２４〜１．７４となるように、材質と厚みとを適宜に選定すれば良い。
【００２６】
開口部２ａは一般的に、図２に示すように長軸が水平方向（図２中の左右方向）に沿った楕円である。従って、開口部２ａの最上部を中心とする部分と最下部を中心とする部分とは曲率が同一である。従って、このような形状の開口部２ａにおいては、Ｘ線フィルタ１は、その中央部を出射窓２ｂの最下部に合わせてガントリ２に取り付けることが可能である。図２に示すように上側にＸ線フィルタ１を取り付けるのに加えて、下側にも別のＸ線フィルタ１を取り付けることにより、下方から上方へ向かうＸ線による被曝をも低減することが可能となる。これは、上下方向の厚みが小さい胸部や腹部などの撮影の際に、この方向からの被曝を低減するために有効である。
【００２７】
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態に係るＸ線フィルタ４をＸ線ＣＴ装置に装着した様子を示す図である。なお、図６において図２と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
Ｘ線フィルタ４は、Ｘ線フィルタ１と同様な材質を、図６に示すようなリング状に形成してなる。Ｘ線フィルタ４の外側の曲面は、出射窓２ｂの内周面の曲率と同一である。すなわちＸ線フィルタ４は、その外側の曲面の前面を出射窓２ｂの内周面に密接させることができる。すなわちＸ線フィルタ４は、円環形状をなしている。Ｘ線フィルタ４の内側の曲面は、Ｘ線フィルタ４の厚みがＸ線フィルタ４がなす楕円の短軸と交差する部分が最も厚く、Ｘ線フィルタ４がなす楕円の長軸と交差する部分に向かうに従って徐々に薄くなるような曲面をなしている。
【００２９】
以上のように構成されたＸ線フィルタ４は、図６に示すように出射窓２ｂを覆うようにガントリ２に取り付けて使用される。  
このようにＸ線フィルタ４を取り付けた状態でＸ線ＣＴ装置を作動させると、出射窓２ｂから出射されるＸ線はＸ線フィルタ４を透過したのちに開口部２ａへと出射される。Ｘ線の放射方向が鉛直方向であるとき、Ｘ線が透過するＸ線フィルタ４の厚みが最も厚く、Ｘ線は最大の減衰を受ける。Ｘ線の放射方向が鉛直方向に対して傾くほど、Ｘ線が透過するＸ線フィルタ４の厚みが徐々に薄くなり、Ｘ線の減衰量は徐々に減少する。Ｘ線の放射方向が水平方向であるとき、Ｘ線が透過するＸ線フィルタ４の厚みが最も薄く、Ｘ線の減衰は最小となる。
【００３０】
かくして、上下方向へのＸ線の放射量を低減することができ、眼球、胸部、腹部などへの被曝を低減することができる。左右方向へは十分なＸ線を放射することができ、撮影感度が著しく低下してしまうことはない。
【００３１】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。  
前記第１の実施形態では、Ｘ線フィルタ１の厚みは任意であって良い。例えば、Ｘ線フィルタ１の全体に渡って、その厚みを均一としても良い。あるいは、Ｘ線フィルタ１の中央部はその厚みを均一とし、両端部は徐々に厚みを薄くするようにしても良い。  
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線フィルタ１の構造を示す斜視図。
【図２】図１に示すＸ線フィルタ１をＸ線ＣＴ装置に装着した様子を示す図。
【図３】図１に示すＸ線フィルタ１による線量低減率の測定結果を示す図。
【図４】Ｘ線フィルタ１による画質への影響を測定した結果を示す図。
【図５】Ｘ線フィルタ１の材質と厚みとを変化させて線量と画像ＳＤとをシミュレーションした結果を示す図。
【図６】第２の実施形態に係るＸ線フィルタ４をＸ線ＣＴ装置に装着した様子を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１，４…Ｘ線フィルタ、１ａ，１ｂ…曲面、２…ガントリ、２ａ…開口部、２ｂ…出射窓、３…Ｘ線管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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