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    公开号:WO1986005084A1
    申请号:PCT/JP1986/000094
    申请日:1986-02-26
    公开日:1986-09-12
    发明作者:Hideaki Uno；Hirofumi Yanagita
    申请人:Yokogawa Medical Systems, Ltd.；
    IPC主号:G01N23-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] x線断層撮影装置
    [0003] 〔技術分野〕
    [0004] 本発明は、 連続 X線を用いた X線断層撮影装置に関するものであり、 さらに詳しく は、 X線強度の脈動による影響を受け難い X線断層撮影装置に関するものである。
    [0005] 〔背景技術〕
    [0006] X線断層撮影装置の概念的な構成を第 Ί図のよ ¾に描くことができる。 第 1図にお いて、 X線管 1及び X線検出器列 2は被検体 1 1を挟んで回転可能に配置されており、 X線管 1から照射されるファンビーム X線の大部分が、 被検体 Ί 1を通して X線検出 器 22 〜25Q1 に照射され、 これら X線検出器でそれぞれ電流信号に変換される。 ま た、 ファンビームの両端付近の X線は、 被検体 Ί Ίを通ることなく、 X線検出器列 2 の両端に設けられたリファレンス X線検出器 A ( 2 ) 及び B ( 2502 ) に照射され- それぞれ電流信号に変換される。 各 X線検出器 2 ·! 〜25Q2 にはコンデンサ 3^ 〜3 502 が接続され、 これらコンデンサに各 X線検出器の検出電流が充電される。 各コン デンサ 3 〜3502 に充電された電圧は、 第 1のスィッチ 4 〜4502 及び増幅器 5 を介して順次 AZ D変換器 7に加えられてデジタル信号に変換される。 そして、 A/ D変換器 7で変換されたデジタル信号は、 計算機 8に加えられて画像再構成のための 所定の演算処理が行われる。 各コンデンサ 3 〜35o2 の充電電圧は、 第 1のスイツ チ 4 〜45Q2 を閉成した状態で第 2のスィッチ 6を閉成することにより、 リセッ卜 (放電） が行われる。
    [0007] X線は X線管 1から一定の周期でパルス状に照射され、 その都度各 X線検出器の検 出電流がそれぞれ測定される。 検出電流の測定は、 制御回路 9により第 4図のタイム チヤ一卜のように、 第 1のスィッチ 4 〜45Q2 と第 2のスィッチ 6の開閉のシーケ ンスを制御することにより行われる。 すなわち、 まず、 各 X線検出器の検出電流 Iが 発生する前に第 1のスィッチ 4 ·] 〜45{)2 が、 時刻 t1において周時に閉成され、 時刻 t2において周時に開離される。 この間第 2のスィッチ 6が閉成されていることにより コンデンサ 3 ·! 〜3502、のリセットが行われる。 検出電流 Iはパルス X線の照射に伴 つて時刻 t3において立ち上がり、 時刻 t4において立ち下がる。 第 2のスィッチ 6は、 検出電流 Iの立ち下がりから所定時間後の時刻 t5において開離される。 この間にコン デンサ 3〗 〜3 CQ9 は対応する X線検出器の検出電流 Iにより充電されており、 次に. 第 1のスィッチ 4 ·! 〜4502 が、 所定の顒序に従って一定の時間ずっ閉成されて、 各 コンデンサ 3 ·] 〜35{)2 に充電された電圧の測定が行われる。 すなわち、 時刻 t5にお いて第 2のスィッチ 6が開離されると、 次に例えばスィッチ 42 が閉成されてコン デンサ 32 に充電された電圧の測定が行われ、 時刻 t6においてそのスィッチ 4249 が開離されると、 次にスィッチ 4250 が閉成されてコンデンサ 3250 に充電された電 圧の測定が行われる。 以下このような測定動作が、 コシデンサ 3248 — 3251
    [0008] 3 -] - 3 の願に、 コンデンサ 35{)2 まで行われる。 この様子を第 5図に、 各コン デンサに対応する各 X線検出器によって示している。
    [0009] このようなパルス X線に基づく検出電流の測定においては、 測定の周期に占める検 出電流の発生期間が短いので、 充分な値の検出電流を得るために、 照射する X線の強 度を強くする必要があり、 このため患者の被曝量が多くなる傾向がある。
    [0010] 患者の被曝量を少なぐす ¾ためには、 X線を達続的に照射することにより検出電流 の発生期間を長くして、 検出電流の利用効率を上げるすることが考えられるが、 禽 4 図のような測定のシーケンスでは、 各コンデンサのリセッ卜からそれぞれの電圧の測 定開始までの時間がそれぞれ違い、 各コンデンサの充電時崮が異なるために、 正確な 測定ができない。
    [0011] また、 第 5図のような走査順序によれば、 X線検出器列の中央近傍の X線検出器の 検出電流測定とリファレンス X線検出器の検出電流測定との間には相当の時間差が生 じるから、 その間の X線管電圧の脈動などによる X鎳強度の変動の影響を補正するこ とができない。 X線検出器列の中央近傍の X線検出器の検出電 測定値は、 画像の再 構成にとりわけ重要な意味を持つものであるから、 X線の強度変動の影響が補正され ないと、 再構成画像の品質が低下する。
    [0012] (発明の開示〕
    [0013] 本発明の目的は、 検出電流の利用効率が良く、 正確な検出電流の測定が行え、 かつ X線の強度変動による再構成画像への影響が少ない X線断層撮影装置を提供すること める o 本発明によれば、 連続 X鎳が X線管 （ Ί ) から被検体 1 1を通して X線検出器列 ( 2 ) に照射され、 各 X線検出器 （ 2 〜25Q2 ) の検出電流を充電するコンデンサ ( 31 〜3502 ) は、 制御回路 （ 9 ) による第 1のスィッチ （ 4 ·! 〜4502 ) と第 2 のスィッチ （ 6 ) の制御によって、 測定一リセヅ卜一充電のサイクルを、 前のコンデ ンサのリセッ卜が終り次第順次開始するように制御されるとともに、 X線検出器列の 中央近傍の X線検出器の検出電流の測定とリファレンス X線検出器の検出電流の測定 とが極めて接近した時刻に行われるようにサイクルの開始順序が制御される。
    [0014] 〔図面の簡単な説明〕
    [0015] 第 1図は本発明実施例の概念的構成図、
    [0016] 第 2図は本発明による動作例を示すタイムチヤ一卜、
    [0017] 第 3図は第 2図における測定願序説明図、
    [0018] 第 4図は従来の動作例を示すタィムチヤ一卜、
    [0019] 第 5図は第 4図における測定順序説明図である。
    [0020] 〔発明を実施するための最良の形態〕
    [0021] 以下、 本発明の実施例を詳細に説明する。
    [0022] 本発明の実施例も、 図示すれば第 1図と周様になるので、 説明には第 1図を利用す る。 本発明においては、 X線管 1 としては、 連続 X線を発生するものが用いられる。 また、 制御回路 6としては、 第 2図のタイムチヤ一卜に示すような測定のシーケンス を実行するものが用いられる。 第 2図において、 （a ) は外部クロック回路 1 0から 制御回路 9に与えられるクロック信号 C Lを示し、 （b 〉 〜 （cl ) はそれぞれ第 1の スィッチ 4 ~ 4502 の動作をそれらの代表例について示し、 （e ) は第 2のスイツ チ 6の動作を示している。 *
    [0023] X鎳管 1を発するファンビーム状の X線は、 ファンビームの両端部分のものが被検 体 Ί 1を通ることなく X線検出器 2 と 25Q2 に照射され、 ファンビームの残りの部 分の X線が被検体 1 1を通して X線検出器 22 〜25Q1 に照射される。 このような連 続 X線に基づく検出電流が各 X鎳検出器 2 〜2 CQ2 から出力される。
    [0024] このような検出電流に対して、 外部クロック回路 1 0から与えられるクロック信号 C Lに基づく制御回路 9の動作により、 次のような測定のシーケンスが実行される。 すなわち、 まず、 時刻 t1におけるクロック信号 CLの発生にともなって、 スィッチ 4 126 が閉成されてコンデンサ 3126 に充電された電圧の測定が行われる。 その後スィ ツチ 4126 が閉成されたままで、 時刻 t2においてスィッチ 6も閉成され、 電圧測定が 終わったコンデンサ 3126 のリセッ卜が行われる。 そして、 時刻 t3においてスィッチ 4126 とスィッチ 6が共に開離されて、 コンデンサ 3126はリセット状態から検出電 流の充電状態に移される。 コンデンサ 3の充電状態は、 クロック信号 CLが再び発生 して次の測定のタイミングがくる時刻 t9まで維持さ'れる。
    [0025] スィッチ 4126 が開離すると、 代ってスィッチ 4375 が閉成されて、 コンデンサ 3 375の電圧の測定が行われる。 そして、 電圧測定終了後に時刻 t4においてスィッチ 6 も閉成され、 コンデンサ 3375 のリセットが行われる。 リセット修了後は、 スィッチ 2 と 6が共に開離され、 コンデンサ 3 75 は検出電流の充電状態に移される。 以下、 第 Ίのスィッチについて、 3125 - 3376 3250 - 3251 "3501 一
    [0026] 350 の.頫序で周様な制御が行われ、 かつ、 その都度第 2のスィッチ 6の同様な制御 が行われる。 このような制御の順序を、 各コンデンサに対応する各镍検 器によって 第 3図に示す。 - このような一連の動作を外部クロック信号 CLの周期 TOで繰り返すと、 各コンデ ンサ 3·| 〜3502 の充電時間は—律に TO — Trsとなる。 ここで、 Trsはリセットの ためにスィッチ 6が閉成されている時間であって、 不感時間となるものであり、 測定 精度とコンデンサの放電時間とに基づいて適宜設定されるものである。 なお、 この場 合における入力電流の利用効率は （TO -Trs) /TO となる。 リセッ卜時間 Trsは 周期 TO に比べてかなり小さくすることができるから、 入力電流の利用効率を高くす ることがでぎる。
    [0027] このように制御することにより、 各コンデンサの充電時間が等しくなるため、 連続 X線に基づく連続的な検出電流に対してち正確な測定が行える。 また、 入力電流の利 用効率が高くなるので、 X線の強度を下げて患者の被曝線量を低く抑えることができ る。
    [0028] そして、 さらに、 第 3図のように、 X線検出器列 2の両端から検出器列の長さの 1 /4のところにある 2つの位置をそれぞれ起点として、 それらの起点から検出器列の 端に向かう選択照序経路と検出器列の中央に向かう選択頫序経路をそれぞれ定め、 こ れら 4つの選択照序経路を所定の順序で選択しつつ、 かつ、 各経路における選択顆序 に従つ検出器の選択をするようにしているので、 X線検出器列の中央近傍の X線検出 器 2250 , 2251 の検出電流の測定に続いてリファレンス X線検出器 A ( 2 ·! ) , B ( 2 ) の検出電流の測定が行われる。 このような引続く測定の間の、 X線管電圧 の変動に基づく X線強度の差は無視できるから、 X線検出器列の中央近傍の X線検出 器 225ο , 2251 の検出電流を発生させる X線について、 その強度のリファレンスを 正しく求めることができる。 従って、 そのようなリファレンスを利用することにより、 高品位のイメージを得ることができる。
    [0029] また、 このような覼序で測定することにより、 互いに隣接する X線検出器について も最大限に接近した時刻で測定することができる。
    [0030] なお、 本発明に基づく検出電流の測定は、 外部クロック信号の周期が、 全コンデン ザの測定時間とリセッ卜時間の総和よりも長い場合において成立するものであるから， 外部クロック信号の周期は、 各コンデンサの'測定時間とリセッ卜時間の総和により制 限されることになる。 そこで、 外部クロッ 信号の周期の短縮すなわち測定速度の高 速化を図りたい場合には、 コンデンサ群を複数のグループに分割し、 各グループ毎に 増幅器及び AZ D変換器を含む測定回路を設けて、 並列に動作させればよい。 また、 上記実施例では、 2個のリファレンス X線検出器 A， Bを設ける例を示したが、 それ より多くのリファレンス X線検出器を設けておいて、 1回の測定期間の途中において もこれらリファレンス X線検出器の検出信号を何回か測定し、 各 X線検出器の検出信 号を、 測定時期の接近したリファレンス X線検出器の検出信号で補正するようにして もよい。
    [0031] 以上、 本発明を実施する最良の形態について説明したが、 この技術の分野の通常の 知識を持つ者にとって、 以下に記載された請求の範囲を逸脱することなく、 種々の変 形を行うことが可能である。
    权利要求:
    Claims
    請求の範囲
    ファンビーム状の連続 X線を発生する X線源、
    被検体を挟んで X線源と対向するように配置された、 複数の X線検出器を含む X線 検出器列であって、 被検体を透過しない X線が照射されるリファレンス検出器を列の —部に有する X線検出器列、
    X線源と X線検出器列を、 それらの相対的な位罠関係を保ったままで被検体の回り を回転させる回転機構、
    X線検出器列の各検出器に対応して設けられ、 それぞれの検出電流が充電される複 数のコンデンサ、
    これら複数のコンデンサを順番に選択する選択手段、
    この選択手段によって選択されたコンデンサの電圧を測定する測定手段、 選択手段によって選択されたコンデンサの電圧をリセッ 卜するリセッ卜手段、 - および、 . ·
    選択手段とリセッ卜手段について、 選択一リセッ卜一非選択のサイクルを Ίつのコ ンデンサについてのリセッ卜が終わるたびに次のコンデンサについて開始させるよう に順番に制御する制御手段であって、 X線検出器列の中央近傍の X線検出器に接続さ れたコンデンサについてのサイクルと、 リファレンス X線検出器に接続されたコンデ ンサについてのサイクルとを極めて接近した時刻に行わせる制御手段を具備する X線
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0213213B1|1992-12-02|
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    KR890001874B1|1989-05-29|
    JPS61196945A|1986-09-01|
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    DE3687193D1|1993-01-14|
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    EP0213213A1|1987-03-11|
    KR880700296A|1988-02-22|
    JPH0436698B2|1992-06-17|
    DE213213T1|1987-09-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-09-12| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1986-09-12| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB |
    1986-10-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986901510 Country of ref document: EP |
    1987-03-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986901510 Country of ref document: EP |
    1992-12-02| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986901510 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP60038249A|JPH0436698B2|1985-02-27|1985-02-27||
    JP60/38249||1985-02-27||DE8686901510A| DE3687193D1|1985-02-27|1986-02-26|Vorrichtung fuer roentgenstrahlentomographie.|
    DE8686901510T| DE3687193T2|1985-02-27|1986-02-26|Vorrichtung fuer roentgenstrahlentomographie.|
    KR8670741A| KR890001874B1|1985-02-27|1986-02-26|X선 단층 촬영 장치|
    DE198686901510T| DE213213T1|1985-02-27|1986-02-26|Vorrichtung fuer roentgenstrahlentomographie.|
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