(57)【要約】【課題】  マルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置において、一度に撮像する多数のスライスの各々につき最適な線量のＸ線を照射する。【解決手段】  回転陽極（ターゲット）１５を有する回転陽極Ｘ線管において、金属細線上に形成されたカーボンナノチューブ群１２よりなるエミッター１１と、格子状の電子引き出し電極１３とを備え、この格子状の電子引き出し電極１３に加える電圧を電極制御回路１４によって調整することにより、Ａのような電界分布を形成し、カーボンナノチューブ群１２からこの電界分布に対応する密度の電子流を引き出して、これをターゲット１５に衝突させ、電子密度に対応した線量分布Ｂを有するＸ線を発生させ、この分布を有する方向を多数のスライスＳ１、Ｓ２、…、Ｓ１６が並ぶ方向とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に並べたカーボンナノチューブ群と、その方向に任意の電界分布を形成する電子引き出し電極と、カーボンナノチューブ群より引き出された電子が衝突して上記の電界分布に対応した線量分布を有するＸ線を発生するターゲットとを備え、上記電子引出し電極に加える電圧が電極制御回路によって調整されることにより任意の電界分布が形成されてそれに対応した線量分布を得ることができるＸ線管と、該線量分布が形成される方向において検出器配列が多層に積層されたＸ線検出器と、これらＸ線管とＸ線検出器とを、Ｘ線管とＸ線検出器との間に位置する上記積層方向と平行な方向の回転中心軸の周りに一体に回転させる回転機構とを有するＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関し、とくにマルチスライス型のＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチスライス型のＸ線ＣＴ装置では、被検体の体軸方向に複数列の検出器が配置され、各検出器列ごとの１スライスのデータ収集を行うので、同時に複数のスライスについてのデータを収集することができる。そのため、１回のスキャンで広い範囲の検査部位の撮像が可能である。
【０００３】
ところが、従来のマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置では、スライスごとに照射Ｘ線量を調整することができず、全スライスにつき同程度のＸ線量を照射している。しかし、検査部位によりＸ線の吸収量が異なるため、検査部位ごとに最適なＸ線量を照射してＣＴ撮影することが必要である。そのため、従来のマルチスライス型のＸ線ＣＴ装置では、一度に多数のスライスについての撮像を行うことができる反面、あるスライスについては線量不足、他のスライスについては線量過多になるという不都合がある。
【０００４】
一方、たとえば下記の非特許文献１に示すようにカーボンナノチューブを電子源としたＸ線管の実現に向けた研究がなされている。このＸ線管は、従来のフィラメントからの熱電子放出の代わりに、カーボンナノチューブ先端からの電界電子放出を利用して電子源を形成し、この電子源からの電子線をターゲットに照射してＸ線を取り出そうというものである。
【非特許文献１】奥山文雄「カーボンナノチューブを電子源とするＸ線管」日本放射線技術学会雑誌58巻3号309頁（2002年3月）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、カーボンナノチューブを電子源としたＸ線管についての研究成果を取り入れ、これをＸ線ＣＴ装置へ応用することを構想した上で、カーボンナノチューブ電子源の特質に着目して、上記のマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置の各スライスでの不適正線量の問題を解決することを目指したＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、この発明によるＸ線ＣＴ装置においては、一方向に並べたカーボンナノチューブ群と、その方向に任意の電界分布を形成する電子引き出し電極と、カーボンナノチューブ群より引き出された電子が衝突して上記の電界分布に対応した線量分布を有するＸ線を発生するターゲットとを備え、上記電子引出し電極に加える電圧が電極制御回路によって調整されることにより任意の電界分布が形成されてそれに対応した線量分布を得ることができるＸ線管と、該線量分布が形成される方向において検出器配列が多層に積層されたＸ線検出器と、これらＸ線管とＸ線検出器とを、Ｘ線管とＸ線検出器との間に位置する上記積層方向と平行な方向の回転中心軸の周りに一体に回転させる回転機構とが備えられることが特徴となっている。
【発明の効果】
【０００７】
電極制御回路によって電子引き出し電極に加える電圧を調整し、カーボンナノチューブ群に対して与える電界分布を、一方向において任意のものとする。すると、この方向において、カーボンナノチューブ群から引き出される電子の密度が対応する分布となる。引き出された電子はターゲットに衝突してＸ線を発生させるので、Ｘ線の線量分布を、その電子密度分布つまり電界分布に対応したものとすることができる。このようなＸ線管を多層のＸ線検出器と対向配置する。多層のＸ線検出器つまり検出エレメントを並べた検出器配列を多層に積層したＸ線検出器は、その積層方向が上記の線量分布が形成される方向となるように配置される。Ｘ線管とＸ線検出器との間の位置する、上記の積層方向と同方向の回転中心軸の周りに、Ｘ線管とＸ線検出器とを一体に回転させると、各層のＸ線検出器に対応するスライスごとにデータを収集することができ、そのスライスごとにＣＴ像を再構成することができる。スライスが並ぶ方向つまりＸ線検出器の積層方向においてＸ線の線量分布を任意に形成することができるため、各スライスにおいて最適な線量とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
つぎに、この発明を実施したＸ線ＣＴ装置について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、カーボンナノチューブを電子源（エミッター）とした回転陽極Ｘ線管の内部構造を模式的に示すもので、この回転陽極Ｘ線管は図２のようにマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置に用いられる。
【００１０】
図１において、エミッター１１は、たとえば金属細線上にグラファイトファイバを高密度に成長させて形成したカーボンナノチューブ群１２よりなり、真空とされたＸ線管のなかで１ｋＶほどの電界を加えることにより電界電子放出（ field emission: FE ）を起こす。このような電界を形成するために、エミッター１１に対して高電位にされる格子状の電子引き出し電極１３が設けられている。放出された電子は、エミッター１１に対して８０ｋＶほどの高電圧とされた回転陽極（ターゲット）１５に向かい、これに衝突してＸ線を放出する。電子引き出し電極１３の各部の電圧を電極制御回路１４で制御し、同図Ａに示すような電界分布を形成すると、その分布に応じた電子流の密度分布が得られ、ターゲット１５より放出されるＸ線の線量分布はこれに対応して同図Ｂに示すようなものとなる。
【００１１】
つまり、回転陽極１５の回転軸が紙面に平行で横方向になっており、エミッター１１のカーボンナノチューブ群１２が紙面に平行で縦方向（上記の回転軸に対して直角な方向）に並び、同縦方向に電界分布Ａが形成されるとき、紙面に平行で横方向（上記の回転軸に平行な方向）に線量分布Ｂを持つようなＸ線の照射が可能となる。この横方向をＺ方向とすると、このＺ方向にスライスＳ１、Ｓ２、…、Ｓ１６のように多数のスライスが並ぶようにすれば、各スライスにつき最適な線量のＸ線を照射することができる。
【００１２】
図２では、Ｘ線管２１から照射されたＸ線がコリメータ２２を経て絞られた上、Ｘ線検出器２３に向かうよう構成されている。Ｘ線検出器２３は、多数の検出エレメントを円弧状に並べた検出器配列を多層に積層したものである。これらＸ線管２１、コリメータ２２およびＸ線検出器２３が、Ｘ線管２１およびコリメータ２２とＸ線検出器２３とに挟まれた空間に配置された被検体（患者、図示しない）の体軸Ｚを中心軸として、図示しない回転機構により、一体に回転させられる。
【００１３】
Ｘ線管２１は図１のように構成されたもので、図１のＺ方向と図２のＺ方向とが一致するような位置関係で配置される。Ｘ線検出器２３は、Ｚ軸に直角なＸ−Ｙ平面上で検出エレメントを多数並べた検出器配列を、Ｚ方向に多層（たとえば１６層）に重ねたものである。この各層がスライスＳ１、Ｓ２、…、Ｓ１６となる。Ｘ線管２１から放射されるＸ線はＺ方向で図１のＢのような線量分布を持つことになる。このＺ方向での線量分布は、電子引き出し電極１３の各々に加える電圧を電極制御回路１４で調整することにより、任意のものとすることができ、被検体のスライスＳ１、Ｓ２、…、Ｓ１６の各々につき最適な線量のＸ線を照射することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
この発明によれば、一度に撮像する多数のスライスの各々につき最適な線量のＸ線を照射してデータ収集することができるマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置を、比較的簡単な構成で安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施例にかかるＸ線管の内部構成を模式的に示す模式図。
【図２】Ｘ線ＣＴ装置の全体の構成を概略的に示す模式図。
【符号の説明】
【００１６】
１１                    エミッター
１２                    カーボンナノチューブ群
１３                    電子引き出し電極
１４                    電極制御回路
１５                    回転陽極（ターゲット）
２１                    Ｘ線管
２２                    コリメータ
２３                    Ｘ線検出器
Ａ                      電界分布
Ｂ                      線量分布
Ｓ１，Ｓ２，…、Ｓ１６  スライス
【図１】
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【図２】
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