JP5503883B2

JP5503883B2 - Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線検出装置

Info

Publication number: JP5503883B2
Application number: JP2009053983A
Authority: JP
Inventors: 佳明八百井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: JP2010207281A; US8306182B2; US20100232567A1

Description

本発明は、Ｘ線を検出する検出素子を備えたＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置に係り、特に高精細化された検出素子を備えたＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の周囲を回転してＸ線投影データを生成する回転部を有する架台部と、架台部から出力されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する画像データ生成部とを備えている。そして、架台部の回転部は、回転しながら被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、このＸ線発生部からのＸ線照射により被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を備えている。

ところで、Ｘ線検出部はＸ線を検出する複数の検出素子を有し、この複数の検出素子の一体化が困難であるため、被検体の体軸方向であるスライス方向に直交するチャンネル方向に分割して配列された検出素子を有する複数の検出パック部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この検出パック部は、チャンネル方向に所定のチャンネルピッチで配列された複数の検出素子を有し、例えばメンテナンスのときに検出パック部毎に交換が可能なように、隣り合う検出パック部間にチャンネルピッチよりも小さい隙間が設けられている。

特開２００５−２８３４４１号公報

しかしながら、近年、画像データの分解能を上げるために、各検出パック部の検出素子の高精細化が進み、従来よりもチャンネルピッチが小さくなっている。これにより、従来の検出パック部間の隙間が、小さくなったチャンネルピッチに対して相対的に大きくなるため、Ｘ線の検出が不可能なその隙間に対応する画像データの領域の分解能が低下する問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、Ｘ線を検出する検出パック部間の隙間を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体へのＸ線
の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出して画像データを生成するＸ線ＣＴ装置
において、前記被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段により照射さ
れ、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段とを備え、前記Ｘ線検出手段は、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部と、前記検出パック部を配列方
向への移動を自在に配列保持するガイドレールと、隣接する前記検出パック部同士を前記
配列方向に圧接させる圧接手段とを有することを特徴とする。請求項５に係る本発明のＸ
線ＣＴ装置は、被検体へのＸ線の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出して画像
データを生成するＸ線ＣＴ装置において、前記被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、
前記Ｘ線発生手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と
を備え、前記Ｘ線検出手段は、前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部
と、前記検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持するガイドレールと、隣接す
る前記検出パック部と当接している前記検出パック部の位置を固定する固定手段とを有し
、前記ガイドレールは、前記検出パック部を保持している前記ガイドレールの一部を除い
た前記検出パック部の着脱が可能な切欠き、及びこの切欠きを覆う着脱自在に設けた保持
カバーを有することを特徴とする。

また、請求項６に係る本発明のＸ線検出装置は、被検体へのＸ線の照射により、前記
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置において、前記被検体を透過したＸ線を検
出する複数の検出パック部と、前記検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持す
るガイドレールと、隣接する前記検出パック部同士を前記配列方向に圧接させる圧接手段
とを備えたことを特徴とする。請求項７に係る本発明のＸ線検出装置は、被検体へのＸ線
の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置において、前記被検体
を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部と、前記検出パック部を配列方向への移動
を自在に配列保持するガイドレールと、隣接する前記検出パック部と当接している前記検
出パック部の位置を固定する固定手段とを有し、前記ガイドレールは、前記検出パック部
を保持している前記ガイドレールの一部を除いた前記検出パック部の着脱が可能な切欠き
、及びこの切欠きを覆う着脱自在に設けた保持カバーを有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持するガイドレールを設け、このガイドレールに保持され、互いに隣り合う端部が当接して配列された検出パック部を固定することにより、各検出パック部間の隙間を低減することができる。

本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。本発明の実施例に係るＸ線検出部の構成を示す斜視図。本発明の実施例に係る検出パック部の構成を示す斜視図。図２に示すＸ線検出部のＡ−Ａ線矢視断面図。本発明の実施例に係る検出パック保持部の構成を示す背面図。本発明の実施例に係る支持体の構成を示す背面図。本発明の実施例に係る検出パック部の他の例を示す斜視図。本発明の実施例に係る検出パック保持部の他の例を示す背面図。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐが載置される天板８と、この天板８上に載置された被検体ＰにＸ線を照射してＸ線投影データを生成する撮影を行う架台部１０と、天板８を長手方向及び上下方向に移動する天板移動機構部２０と、架台部１０で生成されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する画像処理部３０と、画像処理部３０で生成された画像データを表示する表示部４０と、被検体Ｐの検査を行うための架台部１０で行われるＸ線照射の条件や被検体Ｐの被検体情報を含む検査情報の入力操作等を行なう操作部５０と、架台部１０、天板移動機構部２０、画像処理部３０、及び表示部４０を統括して制御するシステム制御部６０とを備えている。

架台部１０は、天板８上に載置された被検体Ｐが挿入されるほぼ円筒状の開口部１１と、この開口部１１の外周に配置された回転部１２と、開口部１１の中心を回転軸として矢印Ｒ１方向に回転部１２を回転可能に支持する架台本体１３とを備えている。

回転部１２は、開口部１１に移動された被検体ＰにＸ線を照射するＸ線発生部１４と、Ｘ線発生部１４に対向して配置され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出部１５と、Ｘ線検出部１５からの検出信号を収集してＸ線投影データを生成するデータ収集部１６とを備えている。

また、データ収集部１６で生成されたＸ線投影データを画像処理部３０に出力するためのデータ伝送部１７の送信部と、Ｘ線照射に必要な高電圧をＸ線発生部１４に供給する高電圧発生部１８と、Ｘ線発生部１４、Ｘ線検出部１５、データ収集部１６、データ伝送部１７の送信部、及び高電圧発生部１８を保持する回転フレーム１９とを備えている。

架台本体１３は、回転部１２の回転フレーム１９をＲ１方向に回転する回転機構１３ａを備えている。

Ｘ線発生部１４は、Ｘ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管からのＸ線の照射範囲を設定するスリットを備えている。そして、開口部１１内に移動された被検体Ｐの周囲を回転しながら、Ｘ線管の焦点を中心として中心角がファン角θの扇形に設定したＸ線を照射する。

図２は、Ｘ線検出部１５の構成を示した斜視図である。このＸ線検出部１５は、背面側に配置されたＸ線照射により被検体Ｐを透過したＸ線を検出する複数個（ｎ個）の検出パック部８０と、正面側に配置された検出パック部８０に入射する散乱Ｘ線を抑制する複数のコリメータ８１と、背面側に配置された各検出パック部８０を配列保持する検出パック保持部８２と、コリメータ８１及び検出パック保持部８２を支持する回転フレーム１９に保持された支持体８３とを備えている。そして、検出パック部８０は、検出したＸ線を電気信号に変換して回転部１２のデータ収集部１６に出力する。

以下では、架台部１０の開口部１１に挿入される被検体Ｐの体軸Ｐ１方向を矢印で示したスライスＳ方向、このスライスＳ方向に垂直な中心角がファン角θの円弧の方向を矢印で示したチャンネルＣ方向と呼ぶこととする。

図１に示した回転部１２のデータ収集部１６は、Ｘ線検出部１５から出力された信号を処理するアナログ／デジタル変換回路（ＡＤＣ）等を備え、Ｘ線検出部１５から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換した後、回転フレーム１９の所定の撮影角度回転毎に収集して１ビューのＸ線投影データを生成する。

データ伝送部１７は、例えば光を利用して送受信するための送信部及び受信部を備えている。そして、送信部は回転部１２に設けられ、データ収集部１６からのＸ線投影データを、架台本体１３に設けられた受信部に伝送する。

画像処理部３０は、架台部１０における回転部１２のデータ伝送部１７から出力されたＸ線投影データを保存する記憶部３１と、記憶部３１に保存されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する画像データ生成部３２とを備えている。

画像データ生成部３２は、回転部１２における回転フレーム１９の例えば１８０°にファン角θを加えた３６０°未満の角度、又は３６０°の所定の角度を回転する間の撮影を１スキャンとし、１スキャンの間の撮影角度毎に生成された複数ビューのＸ線投影データを再構成して画像データを生成する。

表示部４０は、液晶パネルやＣＲＴなどのモニタを備え、画像処理部３０の画像データ生成部３２から出力された画像データを表示する。

操作部５０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には各種スイッチなどを備えたインターラクティブなインターフェースであり、被検体Ｐの被検体情報、Ｘ線照射条件などの入力操作を行う。

システム制御部６０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部５０からの入力操作により供給される入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいてＸ線投影データの生成、画像データの生成及び表示、各機構に関する制御などシステム全体の制御を行う。

以下、図１乃至図８を参照して、架台部１０の回転部１２におけるＸ線検出部１５の構成の詳細を説明する。図３は、Ｘ線検出部１５における検出パック部８０の構成を示す斜視図である。図４は、図２に示したＸ線検出部１５のＡ−Ａ線矢視断面図である。図５は、検出パック保持部８２の構成を示す背面図である。図６は、支持体８３の構成を示す背面図である。図７は、検出パック部８０の他の例を示す斜視図である。図８は、検出パック保持部８２の他の例を示す背面図である。

図２示したＸ線検出部１５におけるｎ個の検出パック部８０はＸ線発生部１４のＸ線管の焦点を中心として中心角がファン角θの円弧上に一列に配列され、図３に示すように、表面に入射したＸ線を検出して電気信号に変換するスライスＳ方向及びチャンネルＣ方向に配列された複数の検出素子８０１、及びこの検出素子８０１を支持する長方形の基板８０２により構成される。

そして、各検出素子８０１は、コリメータ８１を通過して表面に入射したＸ線を光に変換するシンチレータ８０１１と、このシンチレータ８０１１と基板８０２の間に配置され、シンチレータ８０１１からの光を検出して電気信号に変換するフォトダイオード８０１２とにより構成される。また、基板８０２は長手方向の両端近傍に、検出パック部８０をガイドレール８２１に固定するために着脱自在に設けたねじ８４が貫通する幅方向に延びた２つの長穴８０２１を有する。

図４は、図２に示したＸ線検出部１５のＡ−Ａ線矢視断面図である。コリメータ８１は、Ｘ線発生部１４のＸ線管の焦点を中心として中心角がファン角θの円弧上に一列に、各検出パック部８０における各検出素子８０１の表面に対してほぼ垂直に配列されている。また、チャンネルＣ方向に配列された各検出素子８０１に対応して配列され、両端部が支持体８３に支持されている。

図５は、検出パック保持部８２の構成を示した背面図である。この検出パック保持部８２は、検出パック部８０のスライスＳ方向への移動を阻止すると共にチャンネルＣ方向である検出パック部８０の配列方向への移動を自在に配列保持する円弧状の２つのガイドレール８２１を備えている。

また、ガイドレール８２１の一端部近傍に配置され、ガイドレール８２１に保持された検出パック部８０のチャンネルＣ方向における基準位置を定めるための支持体８３に固定された基準位置決め板８２２と、ガイドレール８２１に保持され、互いに隣り合う端部が当接して配列された検出パック部８０を固定する着脱自在に設けた圧接板８２３とにより構成される。

各ガイドレール８２１は、互いに対向し、且つ検出パック部８０における基板８０２の長辺の長さ離間して平行に配置され、円弧状の内周側の面が支持体８３に支持されている。また、図４に示すように、対向する面側に基板８０２の長手方向の両端部に係合する溝が設けられている。更に、円弧状の外周面と前記溝間を貫通する円弧の方向に延びた（ｎ＋１）個の長穴８２１１を有する。

圧接板８２３は、検出パック部８０の基板８０２と同様に構成され、長手方向の両端部の近傍に２つの長穴を有する。また、ガイドレール８２１に保持された基準位置決め板８２２から最も離れた最他端部の検出パック部８０の端部に対向する端部にバネを有する。

そして、ガイドレール８２１に保持された圧接板８２３は、最他端部の検出パック部８０を前記バネで圧接する位置で、ガイドレール８２１他端部の長穴８２１１を貫通する着脱自在に設けたねじ８４によりガイドレール８２１に固定されている。

図２に示した支持体８３は、図６に示すように、互いに対向して配置された円弧状の２つの長手板８３１と、この長手板８３１に対して垂直に長手板８３１の両端部に配置された２つの短手板８３２とにより構成される。そして、各長手板８３１は、対向する面側でコリメータ８１を支持し、円弧状の外周面側で検出パック保持部８２の各ガイドレール８２１を支持している。

次に検出パック部８０を検出パック保持部８２に取り付ける作業の手順を説明する。
先ず、１個目の検出パック部８０の長手方向の両端部をガイドレール８２１他端部に係合させ、この係合によりガイドレール８２１に保持された検出パック部８０を、基準位置決め板８２２に当接する最一端部まで移動する。次いで、１個目の検出パック部８０と同様に、ガイドレール８２１に係合させた（ｎ−１）個の検出パック部８０を、１個目の検出パック部８０の一端部が基準位置決め板８２２に当接した状態の他端部に当接すると共に、互いに隣り合う端部が当接するまで移動することにより、ｎ個の検出パック部８０が一列に配列される。

このように、各検出パック部８０をガイドレール８２１に係合させることにより、スライスＳ方向における位置決めを行うことができる。また、ガイドレール８２１に保持された最一端部の検出パック部８０が基準位置決め板８２２に当接すると共に、互いに隣り合う検出パック部８０が当接するまで移動することにより、チャンネルＣ方向における位置決めを行うことができる。

その後、圧接板８２３の長手方向の両端部をガイドレール８２１他端部に係合させ、この係合により保持された圧接板８２３を、ガイドレール８２１に保持された最他端部の検出パック部８０を圧接する位置でねじ８４を用いてガイドレール８２１に固定する。

このように、最他端部の検出パック部８０を圧接板８２３で圧接することにより、ガイドレール８２１に保持され、互いに隣り合う端部が当接して配列された検出パック部８０を固定することができる。これにより、隣り合う検出パック部８０間の隙間を低減することができる。

ガイドレール８２１に固定した後、ガイドレール８２１に保持されたｎ個の検出パック部８０を、最一端部側から順にねじ８４でガイドレール８２１に固定する。これにより、ガイドレール８２１に保持され、互いに隣り合う端部が当接して配列された各検出パック部８０間の隙間を低減した状態をより安定に保つことができる。

なお、ｎ個の検出パック部８０をガイドレール８２１に固定された圧接板８２３だけで圧接してガイドレール８２１に固定するように実施してもよい。この場合、架台部１０の回転部１２の回転により検出パック部８０に作用する慣性力を受け止める側に基準位置決め板８２２を配置する。

また、ｎ個の検出パック部８０を圧接板８２３だけで固定する場合、図７に示すように、検出パック部８０の基板８０２のガイドレール８２１に係合する両端部をカットし、そのカット面の各端部にガイドレール８２１に係合する係合棒８０２１ａを設けた基板８０２ａに置き換えた検出パック部８０ａを用いて実施するようにしてもよい。これにより、検出パック部８０ａを滑らかにガイドレール８２１に沿って移動することができる。

更に、ｎ個の検出パック部８０がねじ８４でガイドレール８２１に固定された後、圧接板８２３をガイドレール８２１から取り外して、各検出パック部８０をねじ８４だけでガイドレール８２１に固定するように実施してもよい。

次に、メンテナンスや故障のときに、検出パック部８０を交換する作業の手順を説明する。
先ず、ねじ８４を外してガイドレール８２１から圧接板８２３を取り外す。次いで、最他端部の検出パック部８０から交換対象までの検出パック部８０を固定しているねじ８４を外した後、最他端部の検出パック部８０から順に交換対象までの検出パック部８０をガイドレール８２１に沿って移動して取り外す。

その後、新たな検出パック部８０をガイドレール８２１他端部に係合させ、この係合によりガイドレール８２１に保持された検出パック部８０を、ガイドレール８２１に固定された検出パック部８０に当接するまで移動する。次いで、取り外した交換対象以外の検出パック部８０を元の位置に戻すために、新たに取り付けた検出パック部８０と同様に、ガイドレール８２１に係合させた検出パック部８０が互いに当接するまで移動する。更に、最他端部の検出パック部８０を圧接する位置で圧接板８２３をガイドレール８２１に固定した後、新たに取り付けた検出パック部８０から順に元の位置に戻した検出パック部８０をガイドレール８２１に固定する。これにより、作業が終了する。

なお、図８に示すように、２つのガイドレール８２１の検出パック部８０を保持している一部である外周側の溝まで達する部分を除いた切欠き８２１２を所定の間隔で複数設けた２つのガイドレール８２１ａ、及び切欠き８２１２を覆う着脱自在に設けた保持カバー８２１３に置き換える。

そして、交換対象の検出パック部８０の近くの切欠き８２１２から検出パック部８０を着脱する。また、ガイドレール８２１ａに取り付ける検出パック部８０を切欠き８２１２からガイドレール８２１ａに係合させた後、係合させた位置の切欠き８２１２を保持カバー８２１３で覆う。次いで、その覆った保持カバー８２１３をねじ８４で支持体８３に固定するように実施してもよい。

これにより、検出パック部８０を取り外す場合や取り付ける場合に、ガイドレール８２１ａに沿って移動する距離を減らして、作業に要する手間を低減することができる。

以上述べた本発明の実施例によれば、各検出パック部８０をガイドレール８２１に係合させることにより、スライスＳ方向における位置決めを行うことができる。また、ガイドレール８２１に保持された最一端部の検出パック部８０が基準位置決め板８２２に当接すると共に互いに隣り合う検出パック部８０が当接するまで移動することにより、チャンネルＣ方向における位置決めを行うことができる。

また、ガイドレール８２１に保持された最他端部の検出パック部８０を圧接板８２３で圧接することにより、ガイドレール８２１に保持され、互いに隣り合う端部が当接して配列された検出パック部８０を固定することができる。これにより、隣り合う検出パック部８０間の隙間を低減することができる。更に、互いに隣り合う端部が当接して配列された検出パック部８０をねじ８４で固定することにより、ガイドレール８２１に保持され、互いに隣り合う端部が当接して配列された各検出パック部８０間の隙間を低減した状態をより安定に保つことができる。これにより、検出パック部８０間の隙間に対応する画像データの領域の分解能の向上を図ることができる。

８０検出パック部
８２検出パック保持部
８３支持体
８４ねじ
８２１ガイドレール
８２２基準位置決め板
８２３圧迫板
８２１１長穴

Claims

被検体へのＸ線の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出して画像データを生成
するＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、
前記Ｘ線発生手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段
とを備え、
前記Ｘ線検出手段は、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部と、
前記検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持するガイドレールと、
隣接する前記検出パック部同士を前記配列方向に圧接させる圧接手段とを有することを
特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記ガイドレールに保持された前記検出パック部のうち最一端の前記検出パック部の前
記配列方向における位置を定める位置決め手段を有し、
前記圧接手段は、前記ガイドレールに保持された前記検出パック部のうち前記位置決め
手段によって前記配列方向における位置が定められた最一端の前記検出パック部とは逆の
最一端の前記検出パック部を、前記位置決め手段によって前記配列方向における位置が定
められた最一端の前記検出パック部に対して押し付けることで、隣接する前記検出パック
部同士を前記配列方向に圧接させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記ガイドレールは、前記圧接手段を前記配列方向への移動を自在に保持し、
前記圧接手段を前記ガイドレールに対して固定する固定手段を有することを特徴とする
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
圧接されている前記検出パック部を前記ガイドレールに対して固定する固定手段を有す
ることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
被検体へのＸ線の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出して画像データを生成
するＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、
前記Ｘ線発生手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段
とを備え、
前記Ｘ線検出手段は、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部と、
前記検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持するガイドレールと、
隣接する前記検出パック部と当接している前記検出パック部の位置を固定する固定手段
とを有し、
前記ガイドレールは、前記検出パック部を保持している前記ガイドレールの一部を除い
た前記検出パック部の着脱が可能な切欠き、及びこの切欠きを覆う着脱自在に設けた保持
カバーを有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
被検体へのＸ線の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置にお
いて、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部と、
前記検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持するガイドレールと、
隣接する前記検出パック部同士を前記配列方向に圧接させる圧接手段とを備えたことを
特徴とするＸ線検出装置。
被検体へのＸ線の照射により、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置にお
いて、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出パック部と、
前記検出パック部を配列方向への移動を自在に配列保持するガイドレールと、
隣接する前記検出パック部同士を前記配列方向に圧接させる圧接手段とを備え、
前記ガイドレールは、前記検出パック部を保持している前記ガイドレールの一部を除い
た前記検出パック部の着脱が可能な切欠き、及びこの切欠きを覆う着脱自在に設けた保持
カバーを有することを特徴とするＸ線検出装置。