(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が支持架台に回転自在に支承された円筒状の回転体と、回転軸を有する回転陽極を備え、前記回転体の回転中心軸と前記回転軸とが平行になるように前記回転体の外周に搭載された回転陽極Ｘ線管と、前記回転陽極Ｘ線管の前記回転陽極より発生したＸ線ビームを絞るコリメータと、前記回転陽極Ｘ線管で発生し前記コリメータで絞られた前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、一端側に前記回転陽極が設けられたほぼ逆Ｌ字形のブラケットの他端側を、前記回転体が回転する際発生する遠心荷重による前記回転体の変形と前記ブラケットの変形とが相殺されて
、前記Ｘ線ビームの焦点の移動が抑制されるように、前記回転陽極より前記Ｘ線検出器へ照射される前記Ｘ線ビームに対し、前記回転体の支承部側で前記回転陽極Ｘ線管内に支持したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として産業、医療等の分野で使用するＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来産業や医療等の分野で広く利用されているＸ線ＣＴ装置には、電離箱式Ｘ線検出器が搭載されたものがある。
この電離箱式Ｘ線検出器は、ガスチャンバ内にハロゲンガスが封入されていて、ガスチャンバ内にＸ線を入射させ、入射したＸ線量に応じたガスの電離作用により発生する電流量の差を検出することにより画像データとするもので、ガスチャンバ内のガス濃度は一様であることから、Ｘ線ＣＴ装置に設けられた回転板の回転方向の感度分布は一様であるが、感度レベルが十分でないことから、Ｘ線ＣＴ装置の画質を向上させるためには、高感度の検出器が必要である。
【０００３】
そこで高感度な検出器として、蛍光性半導体素子を利用した固体検出器が開発され、近年普及が進んでいる。
しかし固体検出器は高感度である反面、半導体を使用していることから、その物質の部分的な特性バラツキによりＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器に使用した場合、回転板の回転軸方向の感度分布が一様でない。
【０００４】
このため従来では、画像処理を行う際に、予め被検体を置かずに画像データの取り込みを行って補正データを作成するキャリブレーション作業を行っているが、実際に被検体の撮影を開始すると、次の理由でＸ線の焦点位置が移動し、移動量がキャリブレーション作業により得られた補正データの許容範囲を超えてしまうことがある
【０００５】
図６は従来のＸ線ＣＴ装置の断面を示すもので、支持架台ａに軸受けｂを介して回転自在に支承された円筒状の回転体ｃを有しており、この回転体Ｃの外周部に回転陽極Ｘ線管ｄが、また回転体ｃの中心を挟んで回転陽極Ｘ線管ｄと対向する位置にＸ線検出器ｅが搭載されている。
回転陽極Ｘ線管ｄは、内部に回転陽極ｆと陰極ｇが対向するように設置されていて、回転陽極ｆより発生したＸ線は図７の（イ）に示すように、コリメータｈにより絞られることによりＸ線ビームｉとなってＸ線検出器ｅに達するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成されたＸ線ＣＴ装置では、被検体のＸ線被曝量を軽減したり、画像データの出力時間を短縮するため、回転体ｃを高速回転させている。
このため回転体ｃに搭載された回転陽極Ｘ線管ｄやＸ線検出器ｅには、回転速度の２乗に比例した遠心力が作用する。
この遠心力により回転陽極ｆを支持しているブラケットｊが撓むと、図７の（ロ）に示すように回転陽極ｆの焦点ｆ’とコリメータｈのピンホールｈ’の位置がずれるため、Ｘ線ビームｉはＸ線検出器ｅの中心ｅ’に対しずれが発生する。
【０００７】
また回転体ｃも、搭載された回転陽極Ｘ線管ｄやＸ線検出器ｅに作用する遠心荷重により、軸受けｂにより支承された端部と反対側の端部が図７の（ハ）に示すように拡開してコーン状に変形し、その結果Ｘ線ビームｉはＸ線検出器ｅの中心ｅ’よりさらに大きくずれて、キャリブレーション作業により得られた補正データの許容範囲を超えてしまうため、ＣＴ画像にリングアーチファクトが発生して画像が劣化し、高画質の断層像が得られないなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点を改善するためになされたもので、回転陽極の位置を変えることにより焦点移動を抑制したＸ線ＣＴ装置を提供して、高画質の断層像を得られるようにすることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴ装置は、一端側が支持架台に回転自在に支承された円筒状の回転体と、回転軸を有する回転陽極を備え、前記回転体の回転中心軸と前記回転軸とが平行になるように前記回転体の外周に搭載された回転陽極Ｘ線管と、前記回転陽極Ｘ線管の前記回転陽極より発生したＸ線ビームを絞るコリメータと、前記回転陽極Ｘ線管で発生し前記コリメータで絞られた前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、一端側に回転陽極が設けられたほぼ逆Ｌ字形のブラケットの他端側を、前記回転体が回転する際発生する遠心荷重による前記回転体の変形と前記ブラケットの変形とが相殺されて、前記Ｘ線ビームの焦点の移動が抑制されるように、前記回転陽極より前記Ｘ線検出器へ照射される前記Ｘ線ビームに対し、前記回転体の支承部側で前記回転陽極Ｘ線管内に支持したことを特徴とする。
【００１０】
前記構成により、回転体が高速回転した際に発生する遠心荷重により、支承部と反対側の端部が拡開するよう回転体が変形しても、回転陽極が支承部側となるよう回転体に回転陽極Ｘ線管が搭載されているため、Ｘ線検出器に照射されるＸ線ビームの焦点の移動量が抑制され、これによってキャリブレーション作業により得られた補正データの許容範囲を焦点位置が超えることがないため、リングアーチファクトの発生による画像の劣化がない高画質の断層像が容易に得られるようになる。
また回転陽極が支承部側となるよう回転体に回転陽極Ｘ線管を搭載するだけで、Ｘ線ビームの焦点の移動が抑制できるため、容易に実施することができると共に、従来の回転陽極Ｘ線管をそのまま使用することができるため経済的である。
【００１２】
前記構成により、遠心力により変形されるブラケットの変形量と、回転体の変形量が互いに相殺されるため、焦点の移動量を大幅に低減することができる。
【００１３】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１はＸ線ＣＴ装置の斜視図、図２は断面図、図３は模式図、図4及び図５は作用説明図である。
図１及び図２に示すＸ線ＣＴ装置は、図示しないケース内に支持架台１が設置されており、この支持架台１に、円筒状に形成された回転体２が軸受け３を介して回転自在に支承されている。
回転体２の外周部には回転陽極Ｘ線管４や、回転陽極Ｘ線管４へ電力を供給する高圧電源５、回転陽極Ｘ線管４を冷却する冷却器６等が搭載されており、回転体２の中心を挟んで回転陽極Ｘ線管４と対向する位置に、固体検出器よりなるＸ線検出器７が搭載されている。
回転陽極Ｘ線管４は、図２に示すように内部に回転陽極４ａと、この回転陽極４ａと水平方向に対向するよう設置された陰極４ｂとよりなり、回転陽極４ａが回転体２を支承する軸受け３側に、そして陰極４ｂが軸受け３と反対側に位置するよう回転体２に回転陽極Ｘ線管４が搭載されている。
【００１４】
回転陽極Ｘ線管４内の回転陽極４ａは、モータなどの回転駆動源４ｃにより回転されることにより、焦点位置４ｄにＸ線を発生するようになっており、回転陽極４ａで発生されたＸ線は、焦点位置４ｄよりコリメータ８のスリット８ａにより扇状のＸ線ビーム９となって、Ｘ線検出器７の中心７ａに入射するように構成されている。
また回転陽極４ａは、ほぼ逆Ｌ字形に形成されたブラケット４ｅにより回転陽極Ｘ線管４内に固定されている。
【００１５】
次に前記構成されたＸ線ＣＴ装置の作用を図４及び図５を参照して説明する。
被検体（図示せず）を撮影するに当たっては、被検体のＸ線被曝量を軽減すると同時に、画像データの出力時間を短縮するため、回転体２を図示しない回転駆動源により高速回転させるが、このとき発生する遠心荷重により回転体１が変形するのを考慮して、画像処理を行う前に予め被検体を置かずに画像データの取り込みを行って補正データを作成するキャリブレーション作業を行う。
【００１６】
キャリブレーション作業を終了したら、被検体を回転体２の開口部２ａに搬入して、被検体の撮影を開始するもので、回転陽極Ｘ線管４の回転陽極４ａより発生され、コリメータにより集光されたＸ線ビームは、回転体２が回転していないときには、図４の（イ）に示すようにＸ線検出器７の中心を照射するよう設定されているが、回転体２が回転を開始すると、回転により発生する遠心力が回転体２の周囲に搭載された回転陽極Ｘ線管４に作用する。
【００１７】
回転陽極Ｘ線管４内には、ほぼ逆Ｌ字形のブラケットにより片持ち支持された回転陽極４ａが設けられていて、この回転陽極４ａに作用する遠心荷重によりブラケットが図４の（ロ）に示すように外側へ変形するが、回転陽極４ａを支持するブラケットは回転体２の支承部側（軸受け３側）に設置されているため、Ｘ線検出器７に達するＸ線ビームの焦点は、図７の（ロ）に示す従来のＸ線ＣＴ装置と逆に、Ｘ線検出器７の中心７ａより軸受け３側へ従来のＸ線ＣＴ装置とほぼ同量移動する。
【００１８】
その後さらに回転体２が高速回転されると、回転体２の支承部と反対側の開放端部が拡開して、回転体２は図４の（ハ）に示すようにほぼコーン状に変形するが、この回転体２の変形は回転陽極４ａを支持するブラケットの変形を相殺する方向となるため、ブラケットの変形によりＸ線検出器７の中心７ａより軸受け３側へずれていたＸ線ビームの焦点が図４の（ハ）に示すようにＸ線検出器７の中心７ａ側へ移動する。
これによって回転体２を高速回転させたときに発生する遠心荷重により回転体２がコーン状に変形しても、Ｘ線ビームの焦点の移動が抑制されて、焦点のずれがキャリブレーション作業により得られた補正データの許容範囲を超えることがないため、リングアーチファクトの発生による画像の劣化が低減されて、高画質の断層像が短時間で得られるようになる。
【００１９】
図５は本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置と従来のＸ線ＣＴ装置の回転陽極を支持するブラケットの撓み及び回転体２の撓みによるＸ線ビームの焦点位置のずれを比較した線図を示すもので、曲線Ａが本発明のもの、そして曲線Ｂが従来のものを示す。
この図から明らかなように、回転陽極４ａを支持するブラケットが遠心力で変形した場合、Ｘ線ビームの焦点は、Ｘ線検出器７の中心７ａより（−）側へ移動し、回転体２が遠心力で変形した場合、ブラケットの変形分だけ、回転体２の変形を吸収するため、実質的なずれ量が従来のＸ線ＣＴ装置に比べて大幅に低減する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、一端側が支持架台に回転自在に支承された円筒状の回転体に、回転陽極Ｘ線管と、回転体の回転により生じるＸ線ビームの焦点の移動を抑制する焦点移動抑制手段を設けると共に、回転陽極Ｘ線管と対向するようにＸ線検出器を回転体に搭載したもので、Ｘ線検出器に照射されるＸ線ビームの焦点の移動量が抑制され、リングアーチファクトの発生による画像の劣化がない高画質の断層像が容易に得られるようになる。
【００２１】
また回転陽極が支承部側となるよう回転体に回転陽極Ｘ線管を搭載するだけで、Ｘ線ビームの焦点の移動が抑制できるため、容易に実施することができる上、従来の回転陽極Ｘ線管をそのまま使用することができるため経済的であると共に、回転陽極をほぼ逆Ｌ字形に形成されたブラケットにより回転陽極Ｘ線管内に支持したことから、遠心力により変形されるブラケットの変形量と、回転体の変形量が互いに相殺されるため、焦点の移動量を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図４】（イ）ないし（ハ）は本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の作用説明図である。
【図５】本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置と従来のＸ線ＣＴ装置の撓みによる焦点の移動量を比較した線図である。
【図６】従来のＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図７】（イ）ないし（ハ）は従来のＸ線ＣＴ装置の作用説明図である。
【符号の説明】
１  支持架台
２  回転体
４  回転陽極Ｘ線管
４ａ  回転陽極
４ｅ  ブラケット
７  Ｘ線検出器
８  コリメータ
９  Ｘ線ビーム
【図１】
0004356964.tif 000002
【図２】
0004356964.tif 000003
【図３】
0004356964.tif 000004
【図４】
0004356964.tif 000005
【図５】
0004356964.tif 000006
【図６】
0004356964.tif 000007
【図７】
0004356964.tif 000008