(57)【要約】【課題】移動可能な検出器絞りを備えたコンピュータ断層撮影装置において、ガントリハウジングのｚ軸に沿った奥行の低減が行なわれかつｚ軸に対するガントリの傾斜がほとんど制限されないようにする。【解決手段】少なくとも１つのＸ線管（４）と少なくとも１つの検出器（５）とを有するガントリを備え、少なくとも１つのＸ線管（４）および少なくとも１つの検出器（５）はシステム軸線（ｚ軸（７））の周りを回転可能に構成され、少なくとも１つの検出器（５）はシステム軸線方向に幅Ｂおよび周囲方向に長さＬを有し、少なくとも１つの移動可能な検出器絞り（６）が配置され、この検出器絞り（６）が必要なときに検出器の前に移動されて検出器（５）を部分的に覆うコンピュータ断層撮影装置おいて、検出器（５）の長さ方向へ検出器絞り（６）の移動を可能にする装置が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＸ線管（４）と少なくとも１つの検出器（５）とを有するガントリを備え、少なくとも１つのＸ線管（４）および少なくとも１つの検出器（５）はシステム軸線（ｚ軸（７））の周りに回転可能に構成され、少なくとも１つの検出器（５）はシステム軸線方向に幅Ｂおよび周囲方向に長さＬを有し、少なくとも１つの移動可能な検出器絞り（６）が配置され、検出器絞り（６）が必要なときに検出器（５）の前に移動されて検出器（５）を部分的に覆うコンピュータ断層撮影装置において、検出器（５）の長さ方向へ検出器絞り（６）の移動を可能にする装置が設けられていることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
検出器（５）の長さ方向へ検出器絞り（６）の移動を可能にする装置は、少なくとも１つの案内レール（１１）を有することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
案内レール（１１）がローラ要素（８）を有することを特徴とする請求項２記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
検出器絞り（６）がローラ要素（８）を有することを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
検出器絞り（６）が少なくとも１つの可撓性牽引要素（９）に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
可撓性牽引要素はチェーン（９）および／またはロープであることを特徴とする請求項５記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
検出器絞り（６）を検出器（５）の前へ移動させかつ検出器（５）から遠ざける少なくとも１つの駆動機構（１０）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
少なくとも１つの駆動機構（１０）は、電気機械式または水圧式または空気圧式の少なくとも１つのモータまたは操作要素を有することを特徴とする請求項７記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
モータは、検出器（５）の前に検出器絞り（６）の正確な位置決めを可能にするために、スイッチ素子により制御されることを特徴とする請求項８コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】
検出器（５）は複数列検出器であり、検出器絞り（６）は複数列検出器の区分にほぼ対応する区分（６．２，６．３）を有することを特徴とする請求項１乃至９記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１１】
検出器絞り（６）は少なくとも検出器（５）の長さ方向に可撓性に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１２】
検出器絞り（６）は複数の要素からなることを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１３】
検出器絞り（６）の要素は上下に積み重ね可能および／または前後に配置可能に形成されていることを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１４】
ガントリに周囲方向に収納空間（６．１）が設けられ、検出器絞り（６）が検出器（５）の前に移動されないときには、検出器絞り（６）が収納空間（６．１）内に収納されることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのＸ線管と少なくとも１つの検出器とを有するガントリを備え、少なくとも１つのＸ線管および少なくとも１つの検出器はシステム軸線（ｚ軸）の周りに回転可能に構成され、少なくとも１つの検出器はシステム軸線方向に幅Ｂおよび周囲方向に長さＬを有し、少なくとも１つの移動可能な検出器絞りが配置され、この検出器絞りが必要なときに検出器の前に移動されて検出器を部分的に覆うコンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
とりわけ光学系の開口比つまり出力を表すアパーチャの縮小によってＸ線検出器においても分解能を改善できることは一般に知られている。これは本出願人の独国特許出願公開明細書に示されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、検出器要素の表面を少なくとも部分的に覆う手段からなる絞りが開示されている。
【０００３】
現代のＸ線コンピュータ断層撮影装置では、大抵、システム軸線つまりｚ軸の方向に並んで配置されている複数列検出器が使用される。各検出器列はｚ軸に対して垂直方向に多数の検出器要素から構成されている。これらの検出器の分解能を改善するために、必要なときに検出器絞りが検出器の前に移動され、検出器絞りが個々の検出器要素の有効面積を縮小する。
【０００４】
新しく開発される検出器はｚ方向にますます大きくなる幅を有し、これはｚ方向に幅広くなる検出器絞りも必要とする。この検出器絞りは必要なときにのみ検出器上に移動されるので、必要でないときにはＸ線経路外の待機位置に収納されなければならない。従来、この検出器絞りはいずれもｚ方向に検出器上を移動されていた。この移動通路はｚ方向に大きなスペースを必要とする。それゆえ、ガントリハウジングも、検出器絞りのために相応の収納空間を提供しなければならず、従ってｚ方向に相応の奥行を有するように構成されなければならない。
【０００５】
しかしながら、この奥行は、一般に衝突ダイアグラムの制限すなわちガントリつまり検出器の傾斜度の制限を意味する。ｚ方向におけるガントリハウジングの大きな奥行にもかかわらず十分な傾斜度を得ようとすると、半径方向を閉じられている検査空間の直径が増大されなければならず、このことは不必要に大きな半径をもたらし、従って高い構造コストを招く。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２１１９４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、移動可能な検出器絞りを備えたコンピュータ断層撮影装置において、ガントリハウジングのｚ軸に沿った奥行の低減が行なわれかつｚ軸に対するガントリの傾斜がほとんど制限されないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は請求項１の特徴事項によって解決される。本発明の好ましい実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明者は、移動可能な検出器絞りを検出器の長さ方向に移動可能に配置することが有利であることを認識した。これによって検出器絞りのために必要な収納空間および移動空間をガントリハウジング内に省スペースで設けることができ、ガントリハウジングをｚ方向に短くすることができる。
【０００９】
この本発明思想に従って、本発明者は、少なくとも１つのＸ線管と少なくとも１つの検出器とを有するガントリを備え、少なくとも１つのＸ線管および少なくとも１つの検出器はシステム軸線（ｚ軸）の周りに回転可能に構成され、少なくとも１つの検出器はシステム軸線方向に幅Ｂおよび周囲方向に長さＬを有し、少なくとも１つの移動可能な検出器絞りが配置され、この検出器絞りが必要なときに検出器の前に移動されて検出器を部分的に覆う公知のコンピュータ断層撮影装置において、課題解決のために、検出器の長さ方向へ検出器絞りの移動を可能にする装置を設けることを提案する。
【００１０】
検出器絞りの収納空間および移動空間は、公知のコンピュータ断層撮影装置においてはｚ軸に対して平行に移動可能な検出器絞りによって制約されてｚ方向に沿って必要であったが、本発明によって今やｚ軸に関して周囲方向に設けられる。それゆえ、本発明によれば、ｚ方向における奥行に関してガントリハウジングを短縮することができる。この短縮によってガントリの可能な傾斜角度が増大される。従って、傾斜度が同じであるならばガントリの直径を小さくすることができる。
【００１１】
検出器絞りを検出器の前へ移動させることもしくは検出器から離すことは複雑でないように行なわれるべきである。これは、少なくとも１つの案内レールを有し検出器絞りの移動を支援する装置によって行なうと好ましい。これによって、検出器絞りの摩擦のない速やかな移動経過が達成される。２つの案内レールがそれぞれ検出器絞りの両側に取り付けられるのもよい。案内レールはローラ要素、好ましくは玉軸受またはころ軸受を有するとよい。これによって検出器絞りの移動時における摩擦が低減される。
【００１２】
これに対する代替もしくは補足として、検出器絞りもローラ要素を装備するとよい。
【００１３】
検出器絞りは少なくとも１つの可撓性牽引要素に固定されていると好ましい。これによって、検出器絞りの移動のために必要な力の向きを特に簡単に変えることができる。更に、牽引要素によって都合のよい場所への力の導入を行なうことができる。例えば、検出器範囲およびこれを覆う検出器絞りに直接にまたはその近くに駆動要素を配置することはスペース不足により困難である。
【００１４】
可撓性牽引要素としては例えばロープおよび／またはチェーンが適している。少なくとも２つの互いに独立した空間方向におけるロープおよび／またはチェーンの可撓性によって、検出器絞りの付加的な案内を支援することができる。ロープもしくはチェーンの可撓性によってガントリの化粧張りつまり壁への絞り案内機構の適合が可能である。
【００１５】
検出器絞りは手動で移動させることができる。しかし、検出器絞りを検出器の前へ移動させかつ検出器から遠ざける少なくとも１つの駆動機構が検出器絞りのために設けられていると便利であり、検出器絞りの移動を自動化するために有利である。このような駆動機構は、例えばエンコーダを介して制御される電気式ステップモータであるとよい。それによって検出器の前の所望位置へ検出器絞りを正確に位置決めすることが可能になる。しかしながら、これには、他のモータ、例えば電気機械式、水圧式または空気圧式のモータもしくはピエゾ操作要素の如き操作要素も適している。検出器絞りの位置決めは例えばリミットスイッチを介して行なうこともできる。
【００１６】
コンピュータ断層撮影装置の検出器は、それぞれ複数の検出器要素を有する複数の検出器列からなる複数列検出器であるとよい。これによって分解能が最適化される。検出器絞りは、複数列検出器の区分にほぼ対応する区分を有するべきである。検出器絞りのこの構成によってアパーチャを縮小することができる。検出器絞りの区分は、絞り材料に設けられた孔および／またはスリットによって与えることができる。
【００１７】
金属からなる検出器絞りは少なくとも検出器の長さ方向に可撓性に形成されているとよい。可撓性は、例えば材料厚みの調整によって行なうことできるので、検出器絞りは検出器表面の湾曲にほぼ合わせられているか又は合わせることができる。
【００１８】
しかしながら、検出器絞りを多数の個別要素から構成することによっても、種々の曲率半径への検出器絞りの可撓性および適合性を達成することができる。例えば、このような個別要素は「ヒンジ要素」を介して互いに接続されるとよい。材料厚さが比較的薄くても特に可撓性がなくかつ曲率半径が小さい場合には折れやすい鉛を検出器絞り材料として使用する場合、検出器絞りを個々の要素から構成することによって、十分な移動可能性および曲率半径への適合性が達成される。
【００１９】
検出器絞りの個別要素は、順次、検出器の前に押し込むまたは引き寄せることもできる。ヒンジ要素を介して接続された個別要素から構成された検出器絞りを配置する代わりに、互いに接続されていない個別要素もこれに適している。検出器絞りの各個別要素を案内レールで移動可能に支持し、接触時に例えば検出器絞りの最後の個別要素が検出器絞りの先行の個別要素群を所望の位置へ押し込むようにすることも可能である。検出器絞りの個々の個別要素のみの選択によって、検出器の個々の範囲のみが特に簡単に覆われ得る。
【００２０】
検出器絞りを多数の個別要素から構成する場合に他の利点がもたらされる。例えば、検出器絞りのそれぞれ可撓性のある多数の個別要素を上下に積み重ねることができる。検出器絞りの多数の個別要素を積み重ねることによって、検出器絞りの吸収特性を全体としてＸ線管の種々のＸ線強度に整合させることができる。
【００２１】
他の有利な構成では、ガントリには周囲方向に収納空間が配置され、検出器絞りが検出器の前に移動されないときに、検出器絞りが収納空間内に収納される。これによって絞りは省スペースで収納できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下において、本発明を有利な実施例に基づいて図面を参照しながら更に詳細に説明する。
図１はＣＴのガントリを通るｚ軸に対して平行な断面図、
図２は新しい移動可能な検出器絞りを有するコンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）のガントリのｚ軸に対して垂直な断面図、
図３は検出器絞りおよび駆動モータを有する移動機構の斜視図、
図４は図３の移動可能な検出器絞りの側面図、
図５は案内機構を有する移動可能な検出器絞りの詳細斜視図、
図６は個々の検出器要素の前に位置決めされている検出器絞りの詳細側面図、
図７は図６の検出器絞りの部分拡大図を示す。
【００２３】
図において次の符号が用いられている。１：ＣＴガントリの断面、２：ガントリの化粧張り、３：患者開口、４：Ｘ線管、５：検出器または複数列検出器、６：検出器絞り、６．１：検出器絞りの待機位置、６．２：検出器絞りのスリット、６．３：検出器絞りの条帯部、６．４：移動機構、６．５：矢印、７：ｚ軸、８：ロール要素、９：チェーン、１０：駆動モータ、１１：絞り案内要素、１２：軸受要素、Ｆ：Ｘ線管の焦点、Ｒ：検出器表面の曲率半径、ｒ：患者開口の半径、Ｂ：検出器幅、Ｌ：検出器長さ、Ｚ．１〜Ｚ．ｘ：検出器列１〜ｘ、Ｓ．１〜Ｓ．ｘ：検出器要素１〜ｘ。
【００２４】
図１はコンピュータ断層撮影装置のガントリの中心を通るｚ軸７に対して平行な断面図１を示す。検査のために、患者がｚ軸に対して平行に患者開口３を通してガントリの中へ運ばれる。ここでは円形の患者開口３は半径ｒを有する。ガントリはこの実施例では図１の上下の範囲に漏斗状断面を有し、漏斗状断面ではガントリの化粧張り２がガントリ内部空間に対して円錐形に狭くなっている。図１ではガントリの上半部にＸ線の焦点Ｆを有するＸ線管４が示され、これに複数列検出器５が向かい合っている。湾曲した検出器表面から焦点Ｆまでの距離はＲで示されている。複数列検出器５はｚ方向に延びる複数の検出器列Ｚ．１〜Ｚ．ｘからなり、ここでは検出器幅Ｂに亘って延びている。Ｘ線管４および検出器５はｚ軸７の周りを回転することができる。
【００２５】
検出器５のアパーチャを小さくし、同時に分解能を高めるために、検出器絞り６が必要なときに検出器５の前に移動される。検出器絞り６が必要でないとき、検出器絞り６は待機位置６．１に保管される。
【００２６】
図１において、理解のために待機位置６．１は、従来公知のＣＴ装置において実施されていたように破線で示されている。従来、検出器絞り６の移動方向はｚ軸７に対して平行に向けられていた。これによってガントリハウジングはｚ軸７に沿って相応の奥行で形成されなければならなかった。従って、ガントリハウジングの奥行は検出器幅Ｂおよび待機位置６．１の長さによって与えられる。しかしながら、ｚ軸７に沿ったガントリハウジングのこの長い奥行は患者寝台に対するガントリの可能な傾斜角度範囲に不利な影響を与える。更に、ｚ軸７に平行なガントリハウジングの長い奥行は「トンネル効果」の拡大も意味する。臨場恐怖症を病むとりわけ閉所恐怖症の患者は、ガントリ内の長いほぼ閉じられている検査範囲を不快に感じる。破線で示された待機位置６．１を断念することによって、新しいＣＴのコンパクトな奥行が可能になる。
【００２７】
ｚ軸７に関するガントリハウジングのこのようなコンパクトな奥行を得るために、本発明者は、検出器５のための移動可能な検出器絞り６をｚ軸に対して平行に移動するのではなくて、検出器絞り６を検出器５上で検出器５の周囲方向つまり長さ方向に移動させることを提案する。図２乃至図７にこのような新規な移動可能な検出器絞り６の構成および斜視図が示されている。
【００２８】
図２は新規な移動可能な検出器絞り６．４を備えたＣＴ装置のガントリのｚ軸に対して垂直な断面図を示す。この図にはここでは半径ｒを有する円形の患者開口３が示されている。上方の範囲にＸ線管４があり、このＸ線は焦点Ｆを有し、Ｘ線管４に検出器５が対向している。検出器５の表面は曲率半径Ｒを有する。曲率半径Ｒは焦点Ｆから検出器表面までの距離に相当する。移動機構６．４を有する検出器絞りの構成の新規性は、一方では移動機構６．４を有する検出器絞りが検出器表面の半径Ｒに整合され得ることと、他方では検出器絞り６が検出器５の長さ方向に、すなわち長さＬに沿って、かつここでは紙面に対して垂直方向にあるｚ軸に対して垂直方向に送り込まれることである。
【００２９】
図３は、駆動モータ１０によって駆動される移動機構６．４を備えた検出器絞りの斜視図を示す。移動機構はこの実施例では２つのロール要素８を介して支持された２つのチェーン９からなる。これらの両チェーン９間に検出器絞り６が固定されている。上部のロール要素８には付加的に、チェーン９および検出器絞り６を移動する駆動モータ１０、とりわけ電動機が取り付けられている。検出器絞り６の移動方向は二重矢印６．５によって表されている。検出器絞り６が例えば数ミリメートル、好ましくは１〜２ｍｍの厚みしかない金属薄板からなら場合、検出器絞り６は大抵の金属においてこの厚み範囲で生じる材料可撓性により検出器曲率半径Ｒや患者開口の半径ｒであるいはそれより小さい半径で周回することができる。
【００３０】
図４には、図３の移動機構６．４を備えた検出器絞りが側面図で示されている。この図では、検出器絞り６およびチェーン９のほぼ四分円の形状を特によく認識することができる。この四分円の曲率半径は、少なくとも検出器表面の範囲では、検出器表面の曲率半径Ｒにほぼ一致すべきである。更に、検出器表面の外側において移動機構をガントリの定められた曲率半径にも整合させることができる。湾曲に沿って十分に移動可能であるために、検出器絞り６は可撓性材料からなるか、または既に所望の曲率半径に成形された材料からなるべきである。
【００３１】
図５は案内機構を備えた移動可能な検出器絞り６の部分斜視図を示す。検出器絞り６は左右をＣ形案内レール１１によって保持される。案内レール１１の内部には多数の支承要素１２、とりわけロール軸受が配置され、これらは方向６．５に沿った検出器絞り６の摩擦最小化移動を可能にする。
【００３２】
図６は検出器絞り６の一部分を側面図で示す。検出器絞り６は、それぞれシンチレータ要素も有する個々の検出器要素Ｓ．１〜Ｓ．ｘの前に位置決めされている。検出器絞り６は多数の条帯部６．３およびスリット６．２を有する。条帯部６．３は個々の検出器要素Ｓ．１〜Ｓ．ｘを少なくとも部分的に覆い、従ってアパーチャを小さくする。検出器要素Ｓ．１〜Ｓ．ｘの前に条帯部６．３を正確に位置決めするために、例えば図４による駆動モータ１０を１つ又は複数のリミットスイッチを介して所望の位置に停止させることができる。
【００３３】
図７は、検出器要素Ｓ．１〜Ｓ．ｘの前に、条帯部６．３およびスリット６．２を有する検出器絞り６を正確に位置決めする様子を示す。図７において、検出器要素Ｓ．１〜Ｓ．ｘの面が部分的に覆われていることが明白である。個々の検出器要素Ｓ．１〜Ｓ．ｘのそれぞれの左側面は覆われ、従ってＸ線の入射が阻止される。図７においては簡単化のために、検出器絞りおよび検出器は存在する湾曲経過なしに示されている。
【００３４】
全体として、本発明によって、一方ではガントリハウジングのｚ軸に沿った奥行の短縮が行なわれ、他方ではｚ軸に対するガントリの傾斜角度が拡大され、それゆえ患者寝台の傾斜角度が拡大されるように移動可能な検出器絞りが配置されているコンピュータ断層撮影装置を使用できる。とりわけ奥行の低減によってコンピュータ断層撮影装置は全体として非常にコンパクトに構成することができる。
【００３５】
本発明の既述の特徴はその都度説明した組合せのみならず、本発明の枠を逸脱することなく他の組合せ又は単独状態においても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＣＴのガントリを通るｚ軸に対して平行な断面図
【図２】新規な移動可能な検出器絞りを有するＣＴのガントリのｚ軸に対して垂直な断面図
【図３】検出器絞りおよび駆動モータを有する移動機構の斜視図
【図４】図３の移動可能な検出器絞りの側面図
【図５】案内機構を有する移動可能な検出器絞りの詳細斜視図
【図６】個々の検出器要素の前に位置決めされている検出器絞りの詳細側面図
【図７】図６の検出器絞りの部分拡大図
【符号の説明】
【００３７】
１              ＣＴガントリの断面
２              ガントリの化粧張り
３              患者開口
４              Ｘ線管
５              検出器または複数列検出器
６              検出器絞り
６．１          検出器絞りの待機位置
６．２          検出器絞りのスリット
６．３          検出器絞りの条帯部
６．４          移動機構
６．５          矢印
７              ｚ軸
８              ロール要素
９              チェーン
１０            駆動モータ
１１            絞り案内要素
１２            軸受要素
Ｆ              Ｘ線管の焦点
Ｒ              検出器表面の曲率半径
ｒ              患者開口の半径
Ｂ              検出器幅
Ｌ              検出器長さ
Ｚ．１〜Ｚ．ｘ  検出器列１〜ｘ
Ｓ．１〜Ｓ．ｘ  検出器要素１〜ｘ
【図１】
2005253976.tif 000003
【図２】
2005253976.tif 000004
【図３】
2005253976.tif 000005
【図４】
2005253976.tif 000006
【図５】
2005253976.tif 000007
【図６】
2005253976.tif 000008
【図７】
2005253976.tif 000009