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X射線CT裝置.pdf

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射線 CT 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201380001325.5

申請日:

20130214

公開號:

CN103582457B

公開日:

20160127

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B6/03 主分類號: A61B6/03
申請人: 株式會社東芝,東芝醫療系統株式會社
發明人: 塚越伸介,鈴木達郎
地址: 日本東京都
優先權: 2012-038385,2013-025411
專利代理機構: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 代理人: 高科
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201380001325.5

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

提供一種X射線CT裝置,可以在拍攝時效率良好地得到高分辨率,而且可以充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件。實施方式的X射線CT裝置具有:X射線管、X射線檢測器和控制單元。X射線檢測器具有被區分的至少兩個范圍。一個范圍具有排列了檢測從X射線管照射的X射線的尺寸小的X射線檢測元件的小檢測范圍。另一個范圍具有排列了檢測從X射線管照射的X射線的尺寸大的X射線檢測元件的大檢測范圍。控制單元構成為選擇小檢測范圍或大檢測范圍。

權利要求書

1.一種X射線CT裝置,相對于載置在頂板上的被檢測體使X射線管和X射線檢測器繞被檢測體旋轉,對被檢測體照射以從X射線管開始展寬的方式具有錐角的X射線,基于透過了被檢測體并由X射線檢測器檢測到的X射線取得被檢測體的圖像,其特征在于:上述X射線管具有X射線的出射面,構成為從照射X射線的一側看到上述出射面的點即有效焦點的尺寸在上述錐角的一端變小,而且有效焦點的尺寸朝著上述錐角的另一端變大;上述X射線檢測器具有被區分的至少兩個范圍;一個范圍具有排列了檢測從上述X射線管照射的X射線的尺寸小的X射線檢測元件的小檢測范圍;另一個范圍具有排列了檢測從上述X射線管照射的X射線的尺寸大的X射線檢測元件的大檢測范圍;上述X射線的出射面和上述X射線檢測器構成為能夠移動它們的相對位置,上述X射線CT裝置具有控制單元,該控制單元進行控制,使得選擇上述小檢測范圍或上述大檢測范圍并且根據所選擇的檢測范圍及其位置來移動上述相對位置從而改變上述有效焦點的尺寸。2.如權利要求1所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述小檢測范圍配置于上述X射線檢測器的長度方向的中央部,上述大檢測范圍配置于上述中央部的兩側;上述控制部在選擇了上述小檢測范圍或某一個上述大檢測范圍時,根據所選擇的檢測范圍,使上述X射線檢測器相對于上述出射面相對地移動。3.如權利要求1所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述控制單元在選擇上述小檢測范圍或上述大檢測范圍時使上述出射面相對于上述X射線檢測器相對地移動。4.如權利要求2所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述控制單元在改變上述有效焦點的尺寸時使上述出射面傾斜。5.如權利要求1所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述小檢測范圍配置在長度方向的一端側。6.如權利要求3~5中任一項所述的X射線CT裝置,其特征在于,還具有:具有使X射線通過的開口,通過調整上述開口的范圍和位置來規定針對被檢測體的X射線的路徑的準直器;以及通過控制上述X射線檢測器和上述準直器,使上述尺寸小的有效焦點與上述小檢測范圍對應的控制單元。7.一種X射線CT裝置,相對于載置在頂板上的被檢測體使X射線管和X射線檢測器繞被檢測體旋轉,對被檢測體照射以從X射線管開始展寬的方式具有錐角的X射線,基于透過了被檢測體并由X射線檢測器檢測到的X射線取得被檢測體的圖像,其特征在于:上述X射線管具有X射線的出射面,構成為從照射X射線的一側看到上述出射面的點即有效焦點的尺寸在上述錐角的一端變小,而且有效焦點的尺寸朝著上述錐角的另一端變大;上述X射線檢測器具有被區分的至少兩個范圍;一個范圍具有排列了檢測從上述X射線管照射的X射線的尺寸小的X射線檢測元件的小檢測范圍;另一個范圍具有排列了檢測從上述X射線管照射的X射線的尺寸大的X射線檢測元件的大檢測范圍;具有構成為選擇上述小檢測范圍或上述大檢測范圍、且根據所選擇的檢測范圍來改變上述有效焦點的尺寸的控制單元。8.如權利要求7所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述控制單元在選擇上述小檢測范圍或上述大檢測范圍時使上述出射面相對于上述X射線檢測器相對地移動。9.如權利要求7所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述控制單元在改變上述有效焦點的尺寸時使上述出射面傾斜。10.如權利要求7所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述小檢測范圍配置在長度方向的一端側。11.如權利要求7所述的X射線CT裝置,其特征在于:上述小檢測范圍配置在長度方向的中央部;上述X射線檢測器構成為,沿上述長度方向移動到至少以上述小檢測范圍檢測到從上述一端側的尺寸小的有效焦點照射的X射線的位置。12.如權利要求7所述的X射線CT裝置,其特征在于:在上述X射線檢測器以上述小檢測范圍檢測X射線時,通過相對于上述X射線管傾斜而使從上述小檢測范圍看到的上述有效焦點的尺寸減小地進行檢測。13.如權利要求7~12中任一項所述的X射線CT裝置,其特征在于,還具有:具有使X射線通過的開口,通過調整上述開口的范圍和位置來規定針對被檢測體的X射線的路徑的準直器;以及通過控制上述X射線檢測器和上述準直器,使上述尺寸小的有效焦點與上述小檢測范圍對應的控制單元。

說明書

技術領域

本發明的實施方式涉及X射線CT裝置。

背景技術

作為現有的X射線CT(計算機斷層攝影)裝置,用X射線檢測器檢測從X射線管向被檢測體照射并透過了被檢測體的X射線,收集投影數據,從收集到的投影數據重建圖像(例如,專利文獻1)。

X射線管具有:具有射出X射線的出射面的陽極和具有燈絲的陰極。對被檢測體照射以從出射面沿被檢測體的體軸方向展寬的方式具有錐角的X射線。有時把從照射X射線的一側看出射面時的表觀上的大小即有效焦點的大小稱為焦點尺寸。

在從陽極側看時和在從陰極側看時焦點尺寸不同。出射面構成為,在陽極側焦點尺寸減小,而且焦點尺寸從陽極朝陰極增大。

X射線檢測器在體軸方向和與其正交的水平方向的二維方向上排列X射線檢測元件,根據排列的方式不同,有均勻型、混合型和不均勻型。

均勻型的X射線檢測器在被檢測體的體軸方向上均勻地排列X射線檢測元件。有時把X射線檢測元件的體軸方向的大小稱為檢測器尺寸。

在混合型中,在X射線檢測器的體軸方向的中心部配置多列檢測器尺寸小的X射線檢測元件,在其前后分別按預定列配置檢測器尺寸大的X射線檢測元件。

在不均勻型中,前后對稱地排列從檢測器尺寸小的到檢測器尺寸大的X射線檢測元件。

另外,在用檢測器尺寸大的X射線檢測元件檢測從焦點尺寸小的焦點射出并透過了被檢測體的X射線時,在拍攝時不能得到高分辨率,不能充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件。在以下的說明中,分辨率的高低是相對地確定的。

現有技術文獻

專利文獻1:日本特開2009-28065號公報

發明內容

(發明要解決的問題)

但是,在均勻型的X射線檢測器中,為了在拍攝時效率良好地得到高分辨率,X射線檢測器的全部X射線檢測元件都使用了小的檢測器尺寸,存在效率低的問題。

另外,在混合型的X射線檢測器中,存在中心部的多列檢測器尺寸小的X射線檢測元件不能總是與焦點尺寸小的焦點對應、不能充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件的問題。

而且,不均勻型的X射線檢測器也與混合型同樣地,存在不能充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件的問題。

本實施方式的目的在于提供在拍攝時可以效率良好地得到高分辨率、而且可以充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件的X射線CT裝置。

(用來解決問題的方案)

為了解決上述問題,根據本實施方式的X射線CT裝置,相對于在頂板上載置的被檢測體使X射線管和X射線檢測器繞被檢測體旋轉,對被檢測體照射以從X射線管展寬的方式具有錐角的X射線,基于透過了被檢測體并由X射線檢測器檢測到的X射線取得被檢測體的圖像。X射線檢測器具有被區分的至少兩個范圍。一個范圍具有排列了檢測從上述X射線管照射的X射線的尺寸小的X射線檢測元件的小檢測范圍。另一個范圍具有排列了檢測從上述X射線管照射的X射線的尺寸大的X射線檢測元件的大檢測范圍。具有構成為選擇小檢測范圍或大檢測范圍的控制單元。

附圖說明

圖1是示出根據實施方式1的X射線CT裝置的構成的框圖。

圖2是X射線管的示意圖。

圖3是示出在體軸方向的一端側具有小檢測范圍X射線檢測器的圖。

圖4是以第2模式進行CT掃描時的X射線檢測器的圖。

圖5示出是X射線CT裝置的動作的流程圖。

圖6是示出根據比較例的均勻型的X射線檢測器的圖。

圖7是示出根據比較例的混合型的X射線檢測器的圖。

圖8是示出在實施方式2中以使小檢測范圍與焦點尺寸小的焦點對應的方式進行移動了的X射線檢測器的圖。

圖9是示出以使大檢測范圍與焦點尺寸大的焦點對應的方式進行移動了的X射線檢測器的圖。

圖10是示出在實施方式3中相對于X射線管傾斜了的X射線檢測器的圖。

圖11是示出變化的焦點尺寸的圖。

圖12是示出傾斜了的X射線檢測器和傾斜之前的X射線檢測器的圖。

圖13是示出設置了中等檢測范圍的X射線檢測器的圖。

圖14是使架臺傾斜了時的圖。

圖15是示出從圖14所示的姿勢旋轉成與體軸平行的姿勢的X射線檢測器的圖。

圖16是在實施方式4中使X射線管的出射面朝逆時針方向傾斜了時的圖。

圖17是使X射線管的出射面朝順時針方向傾斜了時的圖。

圖18是在實施方式5中使X射線管的出射面沿Z2的方向移動了時的圖。

圖19是使X射線管的出射面沿Z1的方向移動了時的圖。

圖20是使X射線管的出射面相對于X射線檢測器相對地移動了時的圖。

(附圖標記說明)

1:X射線CT裝置;10:架臺(機架);12:旋轉框;14:頂板;16:X射線管;161:陽極;162:出射面(靶);163:陰極;164:燈絲;17:準直器;18:X射線檢測器;181:小檢測范圍;182:大檢測范圍;183:中等檢測范圍;20:旋轉驅動部;22:高電壓發生部;24:頂板移動單元;26:數據收集回路(DAS);30:控制臺;31:預處理部;32:重建部;40:系統控制部;41:掃描控制部;44:操作部;45:顯示部;46:存儲部

具體實施方式

以下,參照附圖說明X射線CT裝置的各種實施方式。

[實施方式1]

參照圖1說明根據實施方式1的X射線CT裝置的構成。圖1是示出X射線CT裝置的構成的框圖。

像圖1所示的那樣,X射線CT裝置1具有架臺(機架)10和控制臺30。

架臺10具有:旋轉框12、X射線管16、準直器17、X射線檢測器18、旋轉驅動部20、高電壓發生部22以及數據收集回路(DAS)26。

架臺10的本體可旋轉地支撐圓環或圓板狀的旋轉框12。在旋轉框12的內周側形成將載置在頂板14上的被檢測體P插入的掃描區域。

在未圖示的床上設置頂板移動單元24,以使頂板14沿長度方向(被檢測體P的體軸方向)移動。另外,在床上設置使頂板14沿垂直方向(上下方向)滑動的升降單元(圖示省略)。

在此,定義XYZ正交坐標系。Z軸規定為旋轉框12的旋轉軸。頂板14配置成長度方向與Z軸方向平行。因此,被檢測體P的體軸與Z軸平行。X軸規定為水平方向的軸,Y軸規定為垂直方向的軸。

另外,在X射線CT裝置1中,有X射線管16和X射線檢測器18等成為一體地繞被檢測體的周圍旋轉的ROTATE/ROTATE型、多個檢測元件排列成環狀且只有X射線管16繞被檢測體的周圍旋轉的STATIONARY/ROTATE型等各種類型,但不管哪種類型都可適用本實施方式。在此,X射線CT裝置1以ROTATE/ROTATE型進行說明。

在旋轉框12上設置有X射線管16、準直器17和X射線檢測器18。

旋轉框12接收來自旋轉驅動部20的驅動信號的供給,使X射線管16和X射線檢測器18連續旋轉。

X射線管16從高電壓發生部22接收高電壓的施加和燈絲電流的供給,產生X射線。

X射線管16和X射線檢測器18配置成夾著被載置在頂板14上的被檢測體P而相互對置。

(X射線管)

圖2是X射線管16的示意圖。像圖2所示的那樣,X射線管16具有:具有射出X射線的出射面(靶)162的陽極161、和具有燈絲164的陰極163。對被檢測體照射以從出射面162沿被檢測體的體軸方向展寬的方式具有錐角(圖2中用“β”表示)的X射線。圖2中加陰影線示出的焦點尺寸(有效焦點F的大小)在從離陽極161近的位置看時和在從離陰極163近的位置看時不同。另外,在以下的說明中示出錐角展寬是體軸方向的情況,但當然不限于體軸方向。

像圖2所示的那樣,出射面是相對于陰極163的方向成預定角度的平面,所以構成為,在陽極161側焦點尺寸減小,而且焦點尺寸從陽極161朝著陰極163增大。圖2中,焦點尺寸小的焦點、焦點尺寸大的焦點和中等程度的焦點尺寸的焦點分別用“F1”、“F2”和“F3”表示。

另外,有時把焦點尺寸減小的陽極161側稱為錐角β的一端側或Z1(圖2所示的)側。另外,有時把焦點尺寸增大的陰極163側稱為錐角β的另一端側或Z2(圖2所示的)側。

(準直器)

像圖1所示的那樣,準直器17具有使X射線通過的開口171,構成為,通過調整開口171的范圍和位置,限制對被檢測體照射的X射線的路徑。

(X射線檢測器)

圖3是示出在體軸方向(Z方向)的一端側具有小檢測范圍181的混合型的X射線檢測器18的圖。在此,小檢測范圍181是指配置了預定列的檢測器尺寸小的X射線檢測元件的范圍。另外,大檢測范圍182是指配置了預定列的檢測器尺寸大的X射線檢測元件的范圍。

像圖3所示的那樣,在X射線檢測器18的一端側(Z1側)配置小檢測范圍181,在X射線檢測器18的中央部和另一端側(Z2側)配置大檢測范圍182。

在小檢測范圍181中使用體軸方向的大小即檢測器尺寸為例如0.5mm的X射線檢測元件(檢測器尺寸小的X射線檢測元件)。小檢測范圍181通過在Z軸(體軸)方向上配置預定數列的在X軸方向上配置了多個X射線檢測元件而成的X射線檢測元件組而構成。另外,這樣地在Z軸(體軸)方向上排列X射線檢測元件時,有時把該排列方向稱為長度方向。

在大檢測范圍182中使用檢測器尺寸為例如1.0mm的X射線檢測元件(檢測器尺寸大的X射線檢測元件)。大檢測范圍182通過在Z軸(體軸)方向上配置多列在X軸方向上配置了多個X射線檢測元件而成的X射線檢測元件組而構成。

在一邊轉移被檢測體中的拍攝區一邊拍攝的步進拍攝(step-and-shoot)型的X射線CT裝置中,每使頂板14沿體軸方向移動預定的進給量時,向被檢測體P照射X射線(錐束)。

頂板移動單元24根據控制臺30內的掃描控制部41的控制使頂板14每次移動預定的進給量。

對被檢測體照射的X射線的照射時間間隔為例如每秒10次。高電壓發生部22根據控制臺30內的掃描控制部41的控制向X射線管16施加高電壓而供給燈絲電流。

X射線檢測器18檢測從X射線管16產生并透過了拍攝區的X射線,生成與檢測到的X射線的強度對應的信號。X射線檢測器18與數據收集回路(DAS)26連接。

數據收集回路26根據掃描控制部41的控制從X射線檢測器18收集電流信號。數據收集回路26通過把收集到的電流信號放大,對放大后的電流信號進行數字變換,生成數字信號即投影數據。每次生成投影數據就通過非接觸數據傳送部(圖示省略)向控制臺30供給。通過反復進行CT掃描,生成時序列的投影數據,向控制臺30供給。

像圖1所示的那樣,控制臺30具有:預處理部31、重建部32、系統控制部40、掃描控制部41、操作部44、顯示部45以及存儲部46。另外,有時把系統控制部40和掃描控制部41稱為控制單元。

預處理部31對從數據收集回路26實時地供給的投影數據實施對數變換、靈敏度修正等的預處理。通過預處理生成圖像重建中利用的投影數據。

重建部32基于預處理實施的投影數據,實時地產生與被檢測體P相關的CT圖像數據。換言之,重建部32基于時序列的投影數據重建時序列的CT圖像數據(CT值)。

X射線CT裝置所利用的圖像重建法有全掃描法和半掃描法。在全掃描法中,為了重建一個體層的CT圖像的數據,需要被檢測體的周圍1周即約2π[rad]大小的投影數據。另外,在半掃描法中,為了重建一個體層的圖像的數據,需要π+α[rad](α:扇角)大小的投影數據。本實施方式可適用全掃描法和半掃描法中的任一種方法。

系統控制部40作為X射線CT裝置1的中樞起作用。具體地,系統控制部40讀出存儲部46中存儲的控制程序,在存儲器上展開,根據展開的控制程序控制各部。由此系統控制部40可以執行CT掃描。

作為掃描模式的例子,有用來限制成高分辨率的拍攝的第1模式、用來限制成低分辨率的拍攝的第2模式、和解除這些限制的第3模式。從第1模式到第3模式的各模式與準直器17的開口171的范圍和位置相對應,作為數據庫存儲到系統控制部40的內部存儲器或存儲部46中。系統控制部40接收從第1模式到第3模式的輸入,把對應的準直器17的開口171的范圍和位置輸出到掃描控制部41。

掃描控制部41為了執行CT掃描而控制架臺10(準直器17、旋轉驅動部20、高電壓發生部22、頂板移動單元24、以及數據收集回路26)。

掃描控制部41接收從系統控制部40輸出的開口171的范圍和位置,控制準直器17。

系統控制部40接收了第1模式時,掃描控制部41把開口171的位置從初始位置(中心線:圖3所示的單點劃線)朝Z1方向移動預定量,而且控制準直器17以使開口171的范圍從初始值減小。由此,使配置在Z1側的小檢測范圍(檢測尺寸小的X射線檢測元件)181與Z1側的焦點尺寸小的焦點F1對應。因此,可以充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件,而且在拍攝時可以效率良好地得到高分辨率。

另外,掃描控制部41向頂板移動單元24輸出預定的進給量(例如,與小檢測范圍181的Z方向的寬度對應的量)。頂板移動單元24每次按進給量移動頂板14。對按預定量移動了的被檢測體從焦點尺寸小的焦點F1照射X射線,通過用小檢測范圍181檢測,可以以高分辨率拍攝被檢測體。

與高分辨率的拍攝相對,有時即使是低分辨率,也想要以大范圍拍攝被檢測體。通過使用大檢測范圍182,以低分辨率進行大范圍的拍攝成為可能。

圖4是以第2模式進行CT掃描時的X射線檢測器18的圖。圖4示出相互對應的大檢測范圍(檢測尺寸大的X射線檢測元件)182和焦點尺寸大的焦點F2。關于檢測X射線的范圍的大小,大檢測范圍182比小檢測范圍181大。

系統控制部40接收了第2模式時,掃描控制部41把開口171的位置從初始位置(中心線:圖4所示的單點劃線)朝Z2方向移動預定量,而且控制準直器17以使開口171的范圍從初始值減小。由此,使配置在Z2側的大檢測范圍182與Z2側的焦點尺寸大的焦點F2對應。

另外,掃描控制部41向頂板移動單元24輸出預定的進給量(例如,與大檢測范圍182的Z方向的寬度對應的量)。頂板移動單元24每次按進給量移動頂板14。對按預定量移動了的被檢測體從焦點尺寸大的焦點F2照射X射線,通過用大檢測范圍182檢測,可以以低分辨率進行大范圍的拍攝。

操作部44接收來自操作者的各種指令、信息輸入。例如,操作部44由用戶通過輸入器件輸入掃描模式。作為輸入器件,可以利用鍵盤、鼠標、開關等。

顯示部45在顯示器件上顯示CT圖像。作為顯示器件,可以利用例如CRT顯示器、液晶顯示器、有機EL顯示器、等離子體顯示器等。

存儲部46存儲投影數據、CT圖像的數據。另外,存儲部46預先存儲控制程序。

〔動作〕

下面,參照圖5說明由X射線CT裝置1執行的CT掃描。圖5是示出X射線CT裝置1的動作的流程圖。另外,在此,說明通過操作部44的操作向系統控制部40輸入了第1模式。

(S101:求出開口的范圍等)

系統控制部40求出與輸入的第1模式對應的準直器17的開口171的范圍和位置,把求出的開口171的范圍等輸出到掃描控制部41。

(S102:控制開口)

向系統控制部40輸入了第1模式時,掃描控制部41,基于與第1模式對應的準直器17的開口171的范圍和位置,控制準直器17。通過調整開口171的范圍和位置,可以使小檢測范圍(檢測器尺寸小的X射線檢測元件)181與焦點尺寸小的焦點F1相對應。

(S103:X射線拍攝)

小檢測范圍181檢測從焦點尺寸小的焦點F1射出并透過了被檢測體的X射線。由此,在拍攝時可以得到高分辨率。

(S104:重建)

DAS26從用小檢測范圍181檢測到的X射線收集投影數據。重建部32基于投影數據重建圖像。由此,可以取得高分辨率的圖像。

在此,舉出圖3所示的X射線檢測器18的比較例進行說明。圖6是示出根據比較例的均勻型的X射線檢測器18的圖。像圖6所示的那樣,均勻型的X射線檢測器18在X-Z方向上均勻地排列1.0mm的檢測器尺寸大的X射線檢測元件。即,X射線檢測器18全部由大檢測范圍182構成。

在圖6所示的X射線檢測器18中,由于全部由大檢測范圍182構成,所以雖然調整開口171的范圍和位置使大檢測范圍182與焦點尺寸小的焦點F1相對應,但即使大檢測范圍182與焦點尺寸小的焦點F1相對應,也不能在拍攝時得到高分辨率。

另一方面,圖6所示的X射線檢測器的全部X射線檢測元件使用了小的檢測器尺寸,所以效率低。

與此不同,在圖3所示的X射線檢測器18中,通過在X射線檢測器18的一端側設置小檢測范圍181,使該小檢測范圍181與焦點尺寸小的焦點F1相對應,可以在拍攝時得到高分辨率。

下面,針對圖3所示的X射線檢測器18舉出比較例進行說明。圖7是示出根據比較例的混合型的X射線檢測器18的圖。像圖7所示的那樣,在X射線檢測器18的體軸方向的中心部排列小檢測范圍181,在小檢測范圍181的前后排列大檢測范圍182。

在X射線檢測器18的體軸方向(Z方向)的中心部配置小檢測范圍181的比較例的X射線檢測器18中,小檢測范圍181與中等程度的焦點尺寸的焦點F3對應,不一定與焦點尺寸小的焦點F1對應,不能充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件。

與此不同,在圖3所示的X射線檢測器18中,由于在X射線檢測器18的一端側設置小檢測范圍181,使該小檢測范圍181與焦點尺寸小的焦點F1相對應,所以可以充分地利用檢測器尺寸小的X射線檢測元件。

[實施方式2]

在上述實施方式1中,示出在體軸方向(Z方向)的一端側配置了小檢測范圍181的X射線檢測器18,使焦點尺寸小的焦點F1與該小檢測范圍181相對應。由此,可以在拍攝時得到高分辨率。另外,作為比較例,示出在體軸方向的中心部配置了小檢測范圍181的混合型的X射線檢測器18,使中等程度的焦點尺寸的焦點F3與該小檢測范圍181相對應。由此,不能在拍攝時得到高分辨率。

圖7所示的根據比較例的混合型的X射線檢測器18不能移動地固定在旋轉框12上。但是,即使是這樣的混合型的X射線檢測器18,為了在拍攝時得到高分辨率,也構成為可以沿體軸方向(Z方向)移動X射線檢測器18以使小檢測范圍181與焦點尺寸小的焦點F1對應。

下面,參照圖8和圖9說明根據實施方式2的X射線CT裝置。另外,在實施方式2中,主要說明與實施方式1不同的構成,省略相同構成的說明。

簡單說明用來使X射線檢測器18沿體軸方向移動的單元的一例。移動單元具有第1軌道、第2軌道、齒條、小齒輪以及馬達。第1軌道被固定在旋轉框12上。第2框可以朝體軸方向導引地嵌入第1框。在第2框上設置X射線檢測器18。齒條固定在旋轉框12或X射線檢測器18中的一個上,沿體軸方向延伸。馬達設置在旋轉框12或X射線檢測器18中的另一個上。小齒輪與齒條嚙合,被馬達旋轉。

在移動單元中,通過馬達的旋轉使小齒輪一邊與齒條嚙合一邊沿體軸方向相對移動。因此,第2框因第1框的導引而沿體軸方向移動。由此,使X射線檢測器18沿體軸方向移動。如果馬達停止旋轉,則小齒輪與齒條嚙合,所以第1軌道與第2軌道的相對移動被阻止。由此,把X射線檢測器18約束在預定的位置(例如,后述的第1位置、第2位置)。

圖8是示出以使小檢測范圍與焦點尺寸小的焦點對應的方式進行移動了的X射線檢測器的圖。

像圖8所示的那樣,X射線檢測器18在體軸方向(Z方向)的中心部配置小檢測范圍181。另外,在小檢測范圍181的前后配置大檢測范圍182。

X射線檢測器18構成為可以沿體軸方向(Z方向)移動。與用來在拍攝時得到高分辨率的第1模式對應,預先確定X射線檢測器18的第1位置D1。與用來在拍攝時得到低分辨率的第2模式對應,預先確定X射線檢測器18的第2位置D2。

(動作:第1模式)

系統控制部40接收第1模式的輸入,把第1位置D1輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于第1位置D1使X射線檢測器18移動。

另外,系統控制部40接收第1模式的輸入,把準直器17的開口171的范圍和位置輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于開口171的范圍和位置使準直器17移動。

掃描控制部41通過控制X射線檢測器18和準直器17,使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181對應。小檢測范圍181檢測從焦點尺寸小的焦點F1射出并透過了被檢測體的X射線。由此,可以在拍攝時得到高分辨率。

(動作:第2模式)

圖9是示出以使大檢測范圍與焦點尺寸大的焦點對應的方式進行移動了的X射線檢測器的圖。

系統控制部40接收第2模式的輸入,把第2位置D2輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于第2位置D2使X射線檢測器18移動。

另外,系統控制部40接收第2模式的輸入,把準直器17的開口171的范圍和位置輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于開口171的范圍和位置使準直器17移動。

掃描控制部41通過控制X射線檢測器18和準直器17,使焦點尺寸大的焦點F2與大檢測范圍182對應。大檢測范圍182檢測從焦點尺寸大的焦點F2射出并透過了被檢測體的X射線。由此,可以在拍攝時得到低分辨率。

[實施方式3]

在圖6所示的均勻型的X射線檢測器18中,其全部都由大檢測范圍182構成。因此,與焦點尺寸小的焦點F1對應的X射線檢測元件的檢測器尺寸大,所以不能在拍攝時得到高分辨率。與此不同,通過使X射線檢測器18相對于X射線管16傾斜,可以減小檢測器尺寸。

另外,在實施方式3中,作為使用了均勻型的X射線檢測器18的X射線CT裝置1進行了說明,但是也可以使用混合型的X射線檢測器18。即,通過使小檢測范圍181相對于X射線管16傾斜,可以進一步減小其檢測器尺寸。

下面,參照圖10~圖12說明根據實施方式3的X射線CT裝置。另外,在實施方式3中,主要說明與實施方式1不同的構成,省略相同構成的說明。

簡單說明用來使X射線檢測器16傾斜的單元的一例。傾斜單元具有基座、輸出齒輪、小齒輪以及馬達。基座被固定在X射線檢測器18上。輸出齒輪被固定在基座上并且在傾斜中心具有旋轉軸。馬達被固定在旋轉框12上。小齒輪與輸出齒輪嚙合,被馬達旋轉。

在傾斜單元中,通過馬達的旋轉使小齒輪以輸出齒輪為傾斜中心進行旋轉。因此,基座和X射線檢測器16朝傾斜中心傾斜。如果馬達停止旋轉,則小齒輪與輸出齒輪嚙合,所以基座的傾斜被阻止。由此,X射線檢測器16被約束在預定的位置(例如,后述的水平位置D3、傾斜位置D4)。

X射線檢測器18使用其全部都由大檢測范圍182構成的均勻型。

圖10是示出相對于X射線管傾斜的X射線檢測器18的圖。圖10中用”θ”表示X射線檢測器18傾斜的角度。通過使X射線檢測器18相對于X射線管16傾斜,檢測器尺寸減小。

下面,參照圖11說明檢測器尺寸的變化。圖11是示出變化的焦點尺寸的圖。

像圖11所示的那樣,如果X射線檢測器18傾斜前的檢測尺寸為“S”、相對于Z方向傾斜“θ”時的檢測器尺寸為“S’”,則“S’”用下式表示。

S’=S*cosθ(1)

另外,在此,設為忽略相鄰的X射線檢測元件之間隔開的部材的大小。

圖12在左側示出傾斜了的X射線檢測器18、在右側示出傾斜之前的X射線檢測器18的圖。

通過使X射線檢測器18傾斜,其檢測器尺寸減小。這相當于,從在傾斜之前的位置(圖10中D3所示的水平位置)其全部由大檢測范圍182構成的X射線檢測器18替換成在傾斜后的位置(圖10中D4所示的傾斜位置)其全部由小檢測范圍181構成的X射線檢測器18。

因此,通過使其小檢測范圍181與焦點尺寸小的焦點F1對應,可以在拍攝時得到高分辨率。另外,即使X射線檢測器18不由小檢測范圍181構成,也可以通過傾斜來形成小檢測范圍181。

(動作:第2模式)

系統控制部40接收第2模式的輸入,把水平位置D3輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于水平位置D3使X射線檢測器18水平地傾斜。

另外,系統控制部40接收第2模式的輸入,把準直器17的開口171的范圍和位置輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于開口171的范圍和位置使準直器17移動。

掃描控制部41通過控制X射線檢測器18和準直器17,使焦點尺寸大的焦點F2與大檢測范圍182(圖12右側所示的大檢測范圍)對應。大檢測范圍182檢測從焦點尺寸大的焦點F2射出并透過了被檢測體的X射線。由此,可以在拍攝時得到低分辨率。

(動作:第1模式)

系統控制部40接收第1模式的輸入,把傾斜位置D4輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于傾斜位置D4使X射線檢測器18傾斜。

另外,系統控制部40接收第1模式的輸入,把準直器17的開口171的范圍和位置輸出到掃描控制部41。掃描控制部41基于開口171的范圍和位置使準直器17移動。

掃描控制部41通過控制X射線檢測器18和準直器17,使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181(圖12左側所示的小檢測范圍)對應。小檢測范圍181檢測從焦點尺寸小的焦點F1射出并透過了被檢測體的X射線。由此,可以在拍攝時得到高分辨率。

在上述實施方式的說明中,作為掃描模式說明了用來限制成高分辨率的拍攝的第1模式以及用來限制成低分辨率的拍攝的第2模式。也可以是解除這些限制的第3模式。通過設為第3模式,可以得到以高分辨率拍攝的投影數據以及以低分辨率拍攝的投影數據,可以用這些投影數據重建所希望的圖像。

圖13是示出設置了中等檢測范圍183的X射線檢測器18的圖。在上述實施方式中示出了,掃描控制部41通過控制準直器17和X射線檢測器18,使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181與對應,而焦點尺寸大的焦點F2與大檢測范圍182對應。不限于此,也可以像圖13所示的那樣,設置小檢測范圍181和大檢測范圍182的中間的中等檢測范圍183,掃描控制部41控制準直器17等以使得焦點F1與焦點F2之間的中等焦點尺寸的焦點與上述中等檢測范圍183對應。

圖14是使架臺10傾斜了時的圖。在實施方式中,示出了只有X射線檢測器18傾斜,但是也可以像圖14所示的那樣,通過使架臺10傾斜,使X射線管16、準直器17和X射線檢測器18相對于體軸方向全都傾斜。由此,可以使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181對應。

而且,也可以像圖15所示的那樣,使X射線檢測器18從相對于圖14所示的體軸(Z軸)傾斜的姿勢旋轉到與體軸平行的姿勢。此時,也可以使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181對應。

[實施方式4]

下面,參照圖16和圖17說明實施方式4的X射線CT裝置。

在實施方式4中,主要說明與實施方式1不同的構成,對于相同的構成,省略其說明。

在上述實施方式中,示出了通過控制準直器17,使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181對應的構成,并且示出了通過使X射線檢測器18相對于X射線管16傾斜來減小檢測器尺寸的構成。由此,可以在拍攝時得到高分辨率。即,為了得到高分辨率,不管是哪一種構成,都控制X射線管16以外的準直器17、X射線檢測器18。

與此不同,在實施方式4中,以通過使X射線管16的出射面162傾斜來使焦點尺寸變成焦點F1的方式構成控制單元。作為使出射面162傾斜的方法,使陽極161相對于燈絲164(參照圖2)傾斜或使陽極161與燈絲164一起傾斜即可。另外,控制單元像前述的那樣與系統控制部40和掃描控制部41相當。

圖16是X射線管16的出射面162朝逆時針方向傾斜了時的圖。像圖16所示的那樣,通過使出射面162朝逆時針方向傾斜,成為焦點尺寸大的焦點F2。然后,用大檢測范圍182檢測來自焦點F2的X射線。使焦點F2與大檢測范圍182對應。由此,可以降低通過CT掃描取得的投影數據的噪聲,使圖像的濃度差變得明確。

為了從明確了圖像的濃度差的圖16所示的狀態得到圖像的高分辨率,使焦點尺寸小的焦點F1與小檢測范圍181對應即可。

圖17是使X射線管16的出射面162朝順時針方向傾斜了時的圖。像圖17所示的那樣,通過使出射面162朝順時針方向傾斜,成為焦點尺寸小的焦點F1。然后,用小檢測范圍181檢測來自焦點F1的X射線。由此,可以基于通過CT掃描取得的投影數據得到圖像的高分辨率。

另外,示出了通過用配置了小檢測范圍181、大檢測范圍182等的混合型的X射線檢測器18,并使出射面162傾斜,而用小檢測范圍181、大檢測范圍182檢測來自出射面162的X射線的構成,但是不限于此。作為X射線檢測器18,也可以通過例如使用均勻地排列了中等檢測范圍183的均勻型的X射線檢測器18,并使出射面162傾斜,而使焦點尺寸變成焦點F1、焦點F2,得到所希望的圖像。

[實施方式5]

下面,參照圖18~圖20說明實施方式5的X射線CT裝置。

在實施方式5中,主要說明與實施方式1不同的構成,對于相同的構成,省略其說明。

在上述實施方式4中,示出了為了得到高分辨率,以通過使X射線管16的出射面162傾斜而使焦點尺寸變成焦點F1的方式構成控制單元。

與此不同,在實施方式5中,以通過移動出射面162而選擇小檢測范圍181或大檢測范圍182的方式構成控制單元。作為移動出射面162的方法,使陽極161相對于燈絲164(參照圖2)移動或使陽極161與燈絲164一起移動即可。在此,使陽極161等移動的方向是長度方向(Z軸(體軸)方向)。

圖18是使X射線管的出射面沿Z2的方向移動了時的圖。像圖18所示的那樣,通過使出射面162沿Z2的方向移動,用大檢測范圍182檢測來自X射線管16的出射面162的X射線。由此,可以降低通過CT掃描取得的投影數據的噪聲,使圖像的濃度差變得明確。

為了從明確了圖像的濃度差的圖18所示的狀態得到圖像的高分辨率,設為用小檢測范圍181檢測來自出射面16的X射線即可。

圖19是使出射面162沿Z1的方向移動了時的圖。像圖19所示的那樣,通過使出射面162沿Z1的方向移動,用小檢測范圍181檢測來自出射面162的X射線。由此,可以基于通過CT掃描取得的投影數據得到圖像的高分辨率。

另外,在圖18和圖19中,為了得到所希望的圖像,示出了移動出射面162的情況,但是不限于此,當然只要使出射面162相對于X射線檢測器18相對地移動即可。

圖20是使出射面相對于X射線檢測器相對地移動了時的圖。例如,為了從明確了圖像的濃度差的圖18所示的狀態得到圖像的高分辨率,通過使X射線檢測器18沿Z2的方向移動,用小檢測范圍181檢測來自出射面162的X射線。由此,可以基于通過CT掃描取得的投影數據得到圖像的高分辨率。為了從該狀態得到明確了濃度差的圖像,通過使X射線檢測器18沿Z1的方向移動,用小檢測范圍181檢測來自出射面162的X射線。

另外,本發明并不限定于上述實施方式,在實施階段可以在不脫離其主要發明構思的范圍內使構成要素變形并具體化。另外,可以利用實施方式中示出的多個構成要素的適當的組合形成各種發明。例如,也可以從實施方式中示出的全部構成要素刪除幾個構成要素。而且,也可以把分布在不同實施方式中的構成要素適當組合。

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