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JP2013000233A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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JP2013000233A JP2011132434A JP2011132434A JP2013000233A JP 2013000233 A JP2013000233 A JP 2013000233A JP 2011132434 A JP2011132434 A JP 2011132434A JP 2011132434 A JP2011132434 A JP 2011132434A JP 2013000233 A JP2013000233 A JP 2013000233A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the photography accuracy in dual energy scanning.SOLUTION: An X-ray tube of the X-ray CT apparatus includes a first cathode, a second cathode and an anode. The first cathode is set at a first tube voltage to emit electrons. The second cathode is set at a second tube voltage different from the first tube voltage in a direction facing the first cathode to emit electrons. The anode is disposed between the first cathode and the second cathode, and includes a first irradiation surface to be irradiated with the electrons from the first cathode and a second irradiation surface to be irradiated with the electrons from the second cathode which are disposed back to back. The first irradiation surface of the anode has a first target angle relative to the irradiation with the electrons from the first cathode, and the second irradiation surface has a second target angle different from the first target angle relative to the irradiation with the electrons from the second cathode to emit X rays toward a subject.

Description

この発明の実施形態は、X線CT装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus.

医療用の診断や工業用の非破壊検査に、体内・内部の様子を可視化するX線CT(computed tomography)装置が近年用いられてきている。診断用のX線CT装置では、スキャン中に低い管電圧(例えば、80[kV])と高い管電圧(例えば、140[kV])を高速に切り替えるデュアルエナジースキャンを実行し、異なったエネルギー分布をもつX線ビームによるデュアルエナジー画像を取得することができる。   In recent years, X-ray CT (computed tomography) devices that visualize the inside and inside of a body have been used for medical diagnosis and industrial nondestructive inspection. In the diagnostic X-ray CT apparatus, a dual energy scan that switches between a low tube voltage (for example, 80 [kV]) and a high tube voltage (for example, 140 [kV]) at high speed is executed during scanning, and different energy distributions are obtained. A dual energy image with an X-ray beam having

X線CT装置を用いて、デュアルエナジースキャンによって得られたデュアルエナジー画像を解析することによって、石灰化した組織部と造影剤による血管の像を分離しようという試みがある。X線の高電圧電源の出力電圧を切り替える方法としては、管電圧を設定する手段を2つ設け、データ収集装置(DAS:data acquisition system)とタイミングを合わせて低い管電圧と高い管電圧の設定信号を切り替えることで、高電圧電源の出力電圧を変化させるものがある。   There is an attempt to separate a calcified tissue part and a blood vessel image by a contrast agent by analyzing a dual energy image obtained by a dual energy scan using an X-ray CT apparatus. As a method of switching the output voltage of the X-ray high-voltage power supply, two means for setting the tube voltage are provided, and a low tube voltage and a high tube voltage are set in time with the data acquisition system (DAS). Some switch the signal to change the output voltage of the high-voltage power supply.

特開2004−363109号公報JP 2004-363109 A

従来技術によるデュアルエナジースキャンでは、管電圧に従って高電圧電源の出力電圧を変化させるため、低い管電圧と高い管電圧との切り替えに時間がかかり、かつ、その変化も連続的なものとなるため、1ビュー毎の管電圧の切り替えではその波形が三角波のようになってしまう。よって、X線ビームのエネルギー分布もそれに応じて連続的に変化するため、デュアルエナジー画像からの目的とする組織の分離が不完全なものになる。   In the dual energy scan according to the prior art, since the output voltage of the high voltage power supply is changed according to the tube voltage, it takes time to switch between the low tube voltage and the high tube voltage, and the change also becomes continuous. When the tube voltage is switched for each view, the waveform becomes like a triangular wave. Therefore, the energy distribution of the X-ray beam also changes continuously accordingly, so that the target tissue is not completely separated from the dual energy image.

また、通常はX線管の陰極が1つであり、かつ、その1つの陰極の管電流によって加熱を制御しているため、管電流の高速な切り替えはできず、管電圧を切り替えると、X線管のエミッション特性に応じて管電流が決まってしまう。よって、高い管電圧の場合に、低い管電圧のときよりも大きな管電流が流れることになるが、管電圧の切り替えに対して、管電流の切り替えが必ずしも適切に行われるとは限らない。この実施形態は、デュアルエナジースキャンの撮影精度を向上することを目的とする。   In addition, since the X-ray tube usually has one cathode and the heating is controlled by the tube current of the one cathode, the tube current cannot be switched at high speed. The tube current is determined according to the emission characteristics of the tube. Therefore, in the case of a high tube voltage, a larger tube current flows than in the case of a low tube voltage. However, switching of the tube current is not always performed appropriately with respect to switching of the tube voltage. An object of this embodiment is to improve the imaging accuracy of the dual energy scan.

実施形態の1つにかかるX線CT装置は、X線管と検出器を有する。X線管は、第1の陰極と、第2の陰極と、陽極とを有する。第1の陰極は、第1の管電圧に設定されて電子を照射する。第2の陰極は、前記第1の陰極に対向する方向に、前記第1の管電圧と異なる第2の管電圧に設定されて電子を照射する。陽極は、前記第1の陰極と前記第2の陰極の間に配置されるとともに、前記第1の陰極から電子が照射される第1の照射面と前記第2の陰極から電子が照射される第2の照射面とを背中合わせに有する。また前記陽極は、前記第1の照射面が前記第1の陰極からの電子の照射に対して第1のターゲット角度を有し、前記第2の照射面が前記第2の陰極からの電子の照射に対して前記第1のターゲット角度と異なる第2のターゲット角度を有し、被検体に向けてX線を照射する。検出器は、前記被検体を透過した前記X線を検出する。   An X-ray CT apparatus according to one embodiment includes an X-ray tube and a detector. The X-ray tube has a first cathode, a second cathode, and an anode. The first cathode is set to a first tube voltage and emits electrons. The second cathode is set to a second tube voltage different from the first tube voltage and irradiates electrons in a direction opposite to the first cathode. The anode is disposed between the first cathode and the second cathode, and is irradiated with electrons from the first irradiation surface irradiated with electrons from the first cathode and the second cathode. A second irradiation surface is provided back to back. In the anode, the first irradiation surface has a first target angle with respect to the electron irradiation from the first cathode, and the second irradiation surface has an electron emission from the second cathode. A second target angle different from the first target angle with respect to the irradiation is applied, and X-rays are irradiated toward the subject. The detector detects the X-ray transmitted through the subject.

実施形態の1つにかかるX線CT装置は、X線管と、検出器と、制御手段とを有する。X線管は、第1の陰極と、第2の陰極と、陽極とを有する。第1の陰極は、第1の管電圧に設定されて電子を照射する。第2の陰極は、前記第1の陰極に対向する方向に、前記第1の管電圧と異なる第2の管電圧に設定されて電子を照射する。陽極は、前記第1の陰極から電子が照射される第1の照射面と前記第2の陰極から電子が照射される第2の照射面とを背中合わせに有し、それぞれの照射面から被検体に向けてX線を照射する。検出器は、前記被検体を透過した前記X線を検出する。制御手段は、前記X線管を前記検出器に対向した状態で一体として保持し、被検体の周りを回転させ、回転中心軸方向に、天板に対する前記X線管と前記検出器の組の相対移動を制御し、連続撮影するときの一方の陰極による撮影から他方の陰極による撮影までの撮影間隔の間の前記相対移動の距離の整数倍を、前記第1の照射面と前記第2の照射面の間の長さに一致させる。   An X-ray CT apparatus according to one embodiment includes an X-ray tube, a detector, and control means. The X-ray tube has a first cathode, a second cathode, and an anode. The first cathode is set to a first tube voltage and emits electrons. The second cathode is set to a second tube voltage different from the first tube voltage and irradiates electrons in a direction opposite to the first cathode. The anode has a first irradiation surface on which electrons are irradiated from the first cathode and a second irradiation surface on which electrons are irradiated from the second cathode, back to back. X-rays are emitted toward The detector detects the X-ray transmitted through the subject. The control means holds the X-ray tube integrally with the detector facing the detector, rotates the subject around the subject, and sets the set of the X-ray tube and the detector with respect to the top plate in the direction of the rotation center axis. The relative movement is controlled, and an integral multiple of the distance of the relative movement during the imaging interval from the imaging with one cathode to the imaging with the other cathode in continuous imaging is set as the first irradiation surface and the second Match the length between the irradiated surfaces.

本実施形態のX線CT装置のブロック図。The block diagram of the X-ray CT apparatus of this embodiment. 本実施形態のX線発生器のブロック図。The block diagram of the X-ray generator of this embodiment. 本実施形態のX線管の概略図。Schematic of the X-ray tube of this embodiment. 本実施形態のX線管と検出器の概略図。Schematic of the X-ray tube and detector of this embodiment. 異なるターゲット角度を有する陽極の詳細拡大図。FIG. 4 is a detailed enlarged view of anodes having different target angles. 本実施形態のX線管からのX線照射の概要を説明する図。The figure explaining the outline | summary of the X-ray irradiation from the X-ray tube of this embodiment. X線照射位置と天板の同期移動制御を説明する概要図。The schematic diagram explaining the X-ray irradiation position and the synchronous movement control of a top plate.

本発明に係るX線CT装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態のX線CT装置のブロック図である。図1に示すX線CT装置1は、スキャナ装置11及び画像処理装置12から構成される。X線CT装置1のスキャナ装置11は、通常は検査室に設置され、被検体(人体)Oの撮影部位に関するX線の透過データを生成するために構成される。一方、画像処理装置12は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。
An embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram of the X-ray CT apparatus of the present embodiment. An X-ray CT apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a scanner device 11 and an image processing device 12. The scanner device 11 of the X-ray CT apparatus 1 is usually installed in an examination room and is configured to generate X-ray transmission data relating to an imaging region of a subject (human body) O. On the other hand, the image processing apparatus 12 is usually installed in a control room adjacent to the examination room, and is configured to generate projection data based on transmission data and generate / display a reconstructed image.

X線CT装置1のスキャナ装置11は、X線発生器21、検出器22、絞り23、DAS(data acquisition system)24、回転部25、コントローラ26、絞り駆動装置27、回転駆動装置28、天板29、及び天板駆動装置(寝台装置)30を有している。   The scanner device 11 of the X-ray CT apparatus 1 includes an X-ray generator 21, a detector 22, a diaphragm 23, a DAS (data acquisition system) 24, a rotating unit 25, a controller 26, a diaphragm driving device 27, a rotational driving device 28, and a ceiling. A plate 29 and a top plate driving device (bed device) 30 are provided.

X線発生器21は、大きくは、X線管31、高電圧電源ユニット32、及びFHC(filament heating circuit)ユニット34(図2に図示)によって構成される。X線管31は、高電圧電源ユニット32から供給された管電圧に応じてX線を検出器22に向かって照射する。X線管31から照射されるX線によって、ファンビームX線やコーンビームX線が形成される。高電圧電源ユニット32は、コントローラ26による制御によって、X線の照射に必要な電力をX線管31に供給する。   The X-ray generator 21 is mainly composed of an X-ray tube 31, a high voltage power supply unit 32, and a FHC (filament heating circuit) unit 34 (shown in FIG. 2). The X-ray tube 31 irradiates the detector 22 with X-rays according to the tube voltage supplied from the high voltage power supply unit 32. Fan beam X-rays and cone beam X-rays are formed by X-rays emitted from the X-ray tube 31. The high voltage power supply unit 32 supplies power necessary for X-ray irradiation to the X-ray tube 31 under the control of the controller 26.

検出器22は、チャンネル方向に複数行、スライス方向(列方向)に1列のX線検出素子を有する1次元アレイ型のX線検出器である。又は、検出器22は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数行、スライス方向に複数列のX線検出素子を有する2次元アレイ型の検出器22(マルチスライス型検出器ともいう。)である。検出器22は、X線発生器21のX線管31から照射され、被検体をOを透過したX線を検出する。   The detector 22 is a one-dimensional array type X-ray detector having a plurality of rows of X-ray detection elements in the channel direction and one column in the slice direction (column direction). Alternatively, the detector 22 is a two-dimensional array type detector 22 (also referred to as a multi-slice detector) having a matrix, that is, a plurality of rows of X-ray detection elements in the channel direction and a plurality of columns in the slice direction. . The detector 22 detects X-rays irradiated from the X-ray tube 31 of the X-ray generator 21 and transmitted through O through the subject.

絞り23は、絞り駆動装置27によって、X線管31から照射されるX線のスライス方向の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置27によって絞り23の開口を調整することによって、スライス方向のX線照射範囲を変更できる。   The diaphragm 23 adjusts the irradiation range in the slice direction of the X-rays emitted from the X-ray tube 31 by the diaphragm driving device 27. That is, the X-ray irradiation range in the slice direction can be changed by adjusting the aperture of the diaphragm 23 by the diaphragm driving device 27.

DAS24は、検出器22の各X線検出素子が検出する透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換する。DAS24の出力データは、画像処理装置12に供給される。   The DAS 24 amplifies the transmission data signal detected by each X-ray detection element of the detector 22 and converts it into a digital signal. The output data of the DAS 24 is supplied to the image processing device 12.

回転部25は、スキャナ装置11の架台(図示しない)に収容され、X線発生器21のX線管31、検出器22、絞り23及びDAS24を一体として保持する。回転部25は、X線管31と検出器22とを対向させた状態で、X線管31、検出器22、絞り23及びDAS24を一体として被検体Oの周りに回転できるように構成されている。このように回転部25は、X線管31を検出器22に対向した状態で一体として保持し、被検体の周りを回転させる。   The rotating unit 25 is housed in a gantry (not shown) of the scanner device 11 and holds the X-ray tube 31, the detector 22, the diaphragm 23, and the DAS 24 of the X-ray generator 21 as a unit. The rotating unit 25 is configured so that the X-ray tube 31, the detector 22, the diaphragm 23 and the DAS 24 can be rotated together around the subject O in a state where the X-ray tube 31 and the detector 22 face each other. Yes. As described above, the rotating unit 25 holds the X-ray tube 31 integrally with the detector 22 facing the detector 22 and rotates around the subject.

コントローラ26は、CPU(central processing unit)、及びメモリによって構成される。コントローラ26は、画像処理装置12から入力された制御信号に基づいて、X線発生器21、DAS24、絞り駆動装置27、回転駆動装置28、及び天板駆動装置30等の制御を行なって、エネルギー分布の異なるX線を切り替えながら行なうデュアルエナジースキャン等のスキャンを実行させる。   The controller 26 includes a CPU (central processing unit) and a memory. The controller 26 controls the X-ray generator 21, DAS 24, aperture driving device 27, rotation driving device 28, top plate driving device 30, and the like based on the control signal input from the image processing device 12, and energy. A scan such as a dual energy scan is performed while switching X-rays having different distributions.

絞り駆動装置27は、コントローラ26による制御によって、絞り23におけるX線のスライス方向の照射範囲を調整する。回転駆動装置28は、コントローラ26による制御によって、回転部25がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部25を回転させる。天板29は、被検体Oを載置可能である。   The diaphragm driving device 27 adjusts the irradiation range of the diaphragm 23 in the X-ray slice direction under the control of the controller 26. Under the control of the controller 26, the rotation driving device 28 rotates the rotating unit 25 so that the rotating unit 25 rotates around the cavity while maintaining the positional relationship. The top plate 29 can place the subject O thereon.

天板駆動装置30は、コントローラ26による制御によって、天板29をz軸方向に沿って移動させる。回転部25の中央部分は開口を有し、その開口部の天板29に載置された被検体Oが挿入される。なお、回転部25の回転中心軸と平行な方向をz軸方向、そのz軸方向に直交する平面をx軸方向、y軸方向で定義する。   The top plate driving device 30 moves the top plate 29 along the z-axis direction under the control of the controller 26. The central portion of the rotating unit 25 has an opening, and the subject O placed on the top plate 29 of the opening is inserted. A direction parallel to the rotation center axis of the rotating unit 25 is defined as a z-axis direction, and a plane orthogonal to the z-axis direction is defined as an x-axis direction and a y-axis direction.

被検体Oの各断面はz軸に沿って撮影されるが、このためには回転部25と天板29を相対移動する。上述のように天板駆動装置30により、回転部25をz軸方向には停止させる一方、天板29の移動によりこの相対移動をすることができる。一方で、天板29をz軸方向に静止させ、これに対して回転部25をz軸方向に移動させることにより相対移動をすることもできる。この回転部25のz軸方向の移動は、回転駆動装置28によって実行される。したがって、回転駆動装置28または天板駆動装置30が、回転部25と天板29の間の相対移動を制御する。なお、回転駆動装置28により回転部25を、天板駆動装置30により天板29を、ともに移動させて相対移動させても良い。   Each cross section of the subject O is imaged along the z-axis. For this purpose, the rotating unit 25 and the top plate 29 are relatively moved. As described above, the rotating unit 25 is stopped in the z-axis direction by the top plate driving device 30, and this relative movement can be performed by the movement of the top plate 29. On the other hand, the top plate 29 can be stationary in the z-axis direction, and relative movement can be performed by moving the rotating unit 25 in the z-axis direction. The movement of the rotating unit 25 in the z-axis direction is executed by the rotation driving device 28. Therefore, the rotation drive device 28 or the top plate drive device 30 controls the relative movement between the rotation unit 25 and the top plate 29. Note that the rotary unit 25 may be moved by the rotary drive device 28 and the top plate 29 may be moved by the top plate drive device 30 and moved relative to each other.

X線CT装置1の画像処理装置12は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のLAN(local area network)等のネットワークNと相互通信可能である。画像処理装置12は、図示しないが、CPU、メモリ、HDD(hard disc drive)、入力装置、及び表示装置等の基本的なハードウェアから構成される。   The image processing apparatus 12 of the X-ray CT apparatus 1 is configured based on a computer, and can communicate with a network N such as a hospital basic LAN (local area network). Although not shown, the image processing apparatus 12 includes basic hardware such as a CPU, a memory, an HDD (Hard Disc Drive), an input device, and a display device.

画像処理装置12は、スキャナ装置11のDAS24から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理(前処理)を行なって投影データを生成する。また、画像処理装置12は、前処理された投影データに対して散乱線の除去処理を行なう。画像処理装置12は、X線照射範囲内の投影データの値に基づいて散乱線の除去を行なうものであり、散乱線補正を行なう対象の投影データ又はその隣接投影データの値の大きさから推定された散乱線を、対象となる投影データから減じて散乱線補正を行なう。画像処理装置12は、補正された投影データを基に再構成画像を生成する。すなわち、画像処理装置12は、検出器22によって検出されたX線に基づく投影データから、それぞれ画像を再構成する再構成部としての機能を有する。   The image processing apparatus 12 generates projection data by performing logarithmic conversion processing and correction processing (preprocessing) such as sensitivity correction on the raw data input from the DAS 24 of the scanner device 11. Further, the image processing device 12 performs scattered radiation removal processing on the preprocessed projection data. The image processing device 12 removes scattered radiation based on the value of projection data within the X-ray irradiation range, and is estimated from the size of the projection data to be subjected to scattered radiation correction or the value of the adjacent projection data. The scattered radiation correction is performed by subtracting the scattered radiation from the target projection data. The image processing device 12 generates a reconstructed image based on the corrected projection data. That is, the image processing apparatus 12 has a function as a reconstruction unit that reconstructs an image from projection data based on X-rays detected by the detector 22.

本実施形態のX線CT装置には、X線管31と検出器22とが一体として被検体の周囲を回転する回転/回転(ROTATE/ROTATE)タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、X線管のみが被検体の周囲を回転する固定/回転(STATIONARY/ROTATE)タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも適用可能である。ここでは回転/回転タイプとして説明した。   In the X-ray CT apparatus of the present embodiment, an X-ray tube 31 and a detector 22 are integrated with a rotation / rotation (rotate / rotate) type in which the periphery of a subject is rotated, and a large number of detection elements are arrayed in a ring shape. There are various types such as a stationary / rotating type in which only the X-ray tube rotates around the subject, and any type is applicable. Here, the rotation / rotation type is described.

また、入射X線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。   In addition, the mechanism for converting incident X-rays into electric charges is based on an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator and the light is further converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode. The generation of electron-hole pairs in semiconductors and their transfer to the electrode, that is, the direct conversion type utilizing a photoconductive phenomenon, is the mainstream.

加えて、近年では、X線管31と検出器22との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のX線CT装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態のX線CT装置では、従来からの一管球型のX線CT装置であっても、多管球型のX線CT装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型のX線CT装置として説明した。   In addition, in recent years, a so-called multi-tube type X-ray CT apparatus in which a plurality of pairs of the X-ray tube 31 and the detector 22 are mounted on a rotating ring has been commercialized, and development of peripheral technology has been advanced. . The X-ray CT apparatus of the present embodiment can be applied to both a conventional single-tube type X-ray CT apparatus and a multi-tube type X-ray CT apparatus. Here, a single-tube X-ray CT apparatus has been described.

図2は、本実施形態のX線発生器のブロック図である。図2に示すように、X線発生器21のX線管31は、内部が高真空に保持されたX線管外囲器(インサートバルブ)41を有する。インサートバルブ41の素材としては、金属、ガラス、及びセラミック等が挙げられる。X線管31は、インサートバルブ41内に、陽極(アノード)42、陰極(カソード)ユニット43、を封入する。陰極ユニット43は、2つの陰極43a,43bを備える。   FIG. 2 is a block diagram of the X-ray generator of this embodiment. As shown in FIG. 2, the X-ray tube 31 of the X-ray generator 21 has an X-ray tube envelope (insert valve) 41 whose inside is maintained at a high vacuum. Examples of the material for the insert valve 41 include metal, glass, and ceramic. The X-ray tube 31 encloses an anode (anode) 42 and a cathode (cathode) unit 43 in an insert valve 41. The cathode unit 43 includes two cathodes 43a and 43b.

陰極ユニット43の陰極43aに真空中で電流を流すと、陰極43aは加熱され、熱電子を放出させる。このとき、陰極43aを基準にして陽極42側に正電圧を与えると、陰極43aから放出された熱電子は正電荷に引かれ陽極42に向かって飛ぶ。その結果、陰極43aから陽極42に向けて電子の流れが生じる。すなわち、陽極42から陰極43aに向かって電流が流れることになる。陰極ユニット43の陰極43bについても陰極43aと同様に作用する。   When a current is passed through the cathode 43a of the cathode unit 43 in a vacuum, the cathode 43a is heated and emits thermoelectrons. At this time, if a positive voltage is applied to the anode 42 side with respect to the cathode 43 a, the thermoelectrons emitted from the cathode 43 a are attracted by positive charges and fly toward the anode 42. As a result, electrons flow from the cathode 43a toward the anode. That is, a current flows from the anode 42 toward the cathode 43a. The cathode 43b of the cathode unit 43 operates in the same manner as the cathode 43a.

このように、陰極43aは、第1の管電圧に設定されて熱電子を照射する。陰極43bは、陰極43aに対向する方向に、第1の管電圧と異なる第2の管電圧に設定されて熱電子を照射する。対向する方向とは、陰極43aからの熱電子の放射方向と陰極43bからの熱電子の放射方向が逆向きであるということであり、ベクトルの向きが逆ということを含む。しかし、この2つの方向が逆である以外完全に同じという場合に限定されるわけではなく、相互に接近しあう方向を向いているを意味する。   Thus, the cathode 43a is set to the first tube voltage and radiates thermionic electrons. The cathode 43b is set to a second tube voltage different from the first tube voltage in the direction facing the cathode 43a and radiates thermoelectrons. The facing direction means that the emission direction of the thermoelectrons from the cathode 43a and the emission direction of the thermoelectrons from the cathode 43b are opposite, and includes that the direction of the vector is opposite. However, it is not limited to the case where the two directions are completely the same except that they are opposite to each other, and it means that the two directions are facing each other.

一方、陽極42は、陰極43aと陰極43bの間に配置されている。そして、放射された両方向からの電子流は、陽極42にそれぞれ衝突する。その衝突により陽極42は、被検体に向けてX線を照射する。   On the other hand, the anode 42 is disposed between the cathode 43a and the cathode 43b. The emitted electron flow from both directions collides with the anode 42. Due to the collision, the anode 42 emits X-rays toward the subject.

FHCユニット34は、陰極43aに対応するFHC34aと、陰極43bに対応するFHC34bとを備える。FHC34aは、図示しない加熱トランスを備えており、その加熱トランスの2次側が陰極43aの両端と電気的に接続され、FHC34bは、図示しない加熱トランスを備えており、その加熱トランスの2次側が陰極43bの両端と電気的に接続される。なお、FHC34aとFHC34bに交流電源を用いる場合について説明したが、直流電源を用いてもよい。コントローラ26は、FHC34a,34bを介して、所要の管電流を陰極43a,43bにそれぞれ供給して陰極43a,43bをそれぞれ加熱させる。   The FHC unit 34 includes an FHC 34a corresponding to the cathode 43a and an FHC 34b corresponding to the cathode 43b. The FHC 34a includes a heating transformer (not shown), and the secondary side of the heating transformer is electrically connected to both ends of the cathode 43a. The FHC 34b includes a heating transformer (not shown), and the secondary side of the heating transformer is a cathode. It is electrically connected to both ends of 43b. Although the case where an AC power supply is used for the FHC 34a and the FHC 34b has been described, a DC power supply may be used. The controller 26 supplies required tube currents to the cathodes 43a and 43b via the FHCs 34a and 34b, respectively, and heats the cathodes 43a and 43b, respectively.

高電圧電源ユニット32は、2つの高電圧電源32a,32bを備える。デュアルエナジースキャンにおける低い管電圧(管電圧は、陽極と陰極間の電位差を示す。以下同じ)をVLとし、高い管電圧をVHとすると、高電圧電源32aは、電圧VLを出力可能であり、高電圧電源32bは、電圧VH−VLを出力可能である。例えば、デュアルエナジースキャンにおける低い管電圧を80[kV]とし、高い管電圧を140[kV]とする。図2では陽極側を接地しているため、陰極側に高電圧電源32aによって−80[kV]が出力され、高電圧電源32a,32bによって−140[kV]が出力される。   The high voltage power supply unit 32 includes two high voltage power supplies 32a and 32b. When the low tube voltage in dual energy scan (the tube voltage indicates the potential difference between the anode and the cathode; the same applies hereinafter) is VL and the high tube voltage is VH, the high voltage power supply 32a can output the voltage VL. The high voltage power supply 32b can output the voltage VH-VL. For example, the low tube voltage in the dual energy scan is set to 80 [kV], and the high tube voltage is set to 140 [kV]. In FIG. 2, since the anode side is grounded, −80 [kV] is output to the cathode side by the high voltage power source 32a, and −140 [kV] is output to the high voltage power sources 32a and 32b.

高電圧電源32aのマイナス側出力と、高電圧電源32bのプラス側出力とは電気的に接続され、この接続点が出力端子となり、X線管31の陰極43aに接続される。高電圧電源32aのプラス側出力は、X線管31の陽極42に電気的に接続されると共に、接地される。高電圧電源32bのマイナス側出力は、X線管31の陰極43bに電気的に接続される。X線発生器21では、X線管31の陰極43aには高電圧電源32aから−80[kV]が、陰極43bには高電圧電源32a,32bから−140[kV]がそれぞれ出力される。このように、陽極42、陰極43a、43bには、陽極42と陰極43a、陽極42と陰極43bとの間に独立した別々の管電圧をの印加が可能である。   The negative output of the high voltage power supply 32a and the positive output of the high voltage power supply 32b are electrically connected, and this connection point serves as an output terminal and is connected to the cathode 43a of the X-ray tube 31. The positive output of the high voltage power supply 32a is electrically connected to the anode 42 of the X-ray tube 31 and grounded. The negative output of the high voltage power supply 32b is electrically connected to the cathode 43b of the X-ray tube 31. In the X-ray generator 21, −80 [kV] is output from the high voltage power supply 32 a to the cathode 43 a of the X-ray tube 31, and −140 [kV] is output from the high voltage power supplies 32 a and 32 b to the cathode 43 b. As described above, independent tube voltages can be applied to the anode 42 and the cathodes 43a and 43b between the anode 42 and the cathode 43a and between the anode 42 and the cathode 43b.

ここで、X線発生器21によると、スキャナ装置11によるデュアルエナジースキャンにおいて、1ビュー毎に、コントローラ26による制御の下、2つのフィラメントから同時に熱電子を放出し、異なった電圧をかけることができる。その場合、1ビュー毎に、低い管電圧による低いエネルギー分布を有するX線と、高い管電圧による高いエネルギー分布を有するX線を同時に陽極42から発生させることができる。   Here, according to the X-ray generator 21, in the dual energy scan by the scanner device 11, the thermoelectrons are simultaneously emitted from the two filaments and applied with different voltages for each view under the control of the controller 26. it can. In that case, X-rays having a low energy distribution due to a low tube voltage and X-rays having a high energy distribution due to a high tube voltage can be simultaneously generated from the anode 42 for each view.

また、X線発生器21によると、コントローラ26による制御の下、2つのFHC34a,34bを介して2つの陰極43a,43bの各管電流をそれぞれ独立に制御することで、陰極43aの管電流と、陰極43bの管電流とを別々に設定することができる。そこで、図2に示すように、陰極43aの管電圧(80[kV])が、陰極43bの管電圧(140[kV])より低い場合、コントローラ26による制御の下、FHC34aは、陰極43bの管電流より大きくなるように陰極43aの管電流を設定する。 Also, according to the X-ray generator 21, under the control of the controller 26, the tube currents of the cathodes 43a and 43b are independently controlled via the two FHCs 34a and 34b, respectively. The tube current of the cathode 43b can be set separately. Therefore, as shown in FIG. 2, when the tube voltage (80 [kV]) of the cathode 43a is lower than the tube voltage (140 [kV]) of the cathode 43b, the FHC 34a controls the cathode 43b under the control of the controller 26. The tube current of the cathode 43a is set so as to be larger than the tube current.

X線発生器21に対するコントローラ26の制御信号(切替信号)は、DAS24にも送られる。画像処理装置12では、異なったエネルギーにより被検体Oを透過したX線を検出したデータから、被検体Oの構成元素の違いを映像化し、例えば、石灰化した組織部と造影剤による血管の像をある程度分離することができる。   A control signal (switching signal) of the controller 26 for the X-ray generator 21 is also sent to the DAS 24. The image processing apparatus 12 visualizes differences in constituent elements of the subject O from data obtained by detecting X-rays transmitted through the subject O with different energies. For example, an image of a blood vessel formed by a calcified tissue and a contrast agent Can be separated to some extent.

図3は、本実施形態のX線管の概略図である。図3は、対向配置された陰極43aと陰極43bの間に陽極42を配置した場合の構成を示す。陽極42は接地されている。陽極42を挟んで互いに対向する陰極43aおよび43bから、それぞれ熱電子が陽極42に放出される。それにより陰極43aおよび43bをそれぞれ向く陽極42の照射面42a、42bに熱電子が照射され、それぞれ照射野130、140の範囲のX線が被検体に向けて照射される。   FIG. 3 is a schematic view of the X-ray tube of the present embodiment. FIG. 3 shows a configuration in the case where the anode 42 is disposed between the cathode 43a and the cathode 43b arranged to face each other. The anode 42 is grounded. Thermal electrons are emitted to the anode 42 from the cathodes 43a and 43b facing each other with the anode 42 interposed therebetween. As a result, the irradiated surfaces 42a and 42b of the anode 42 facing the cathodes 43a and 43b are irradiated with thermoelectrons, and X-rays in the range of the irradiation fields 130 and 140 are irradiated toward the subject.

照射面42aと照射面42bの間は焦点位置差Dにより隔てられる。焦点位置差Dは、熱電子が照射面42a上で照射される位置(焦点位置)と、熱電子が照射面42b上で照射される位置(焦点位置)との間の長さである。焦点位置差Dは、電子流方向における陽極42の幅である。   The irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b are separated by a focal position difference D. The focal position difference D is a length between a position (focal position) where thermoelectrons are irradiated on the irradiation surface 42a and a position (focus position) where thermoelectrons are irradiated on the irradiation surface 42b. The focal position difference D is the width of the anode 42 in the electron flow direction.

照射面42aと照射面42bはそれぞれ電子流方向に対して垂直ではなく、X線照射方向を向いて傾いて形成されている。この照射面42aと照射面42bの電子流方向からの傾きがターゲット角度である。照射面42aと照射面42bのX線発生位置はこの焦点位置差Dの分だけ離れ、発生後は図示したようにそれぞれ照射野が広がる。発生したX線は、絞り23を経てX線管31から照射される。   The irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b are not perpendicular to the electron flow direction, but are inclined toward the X-ray irradiation direction. The inclination of the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b from the electron flow direction is the target angle. The X-ray generation positions of the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b are separated from each other by the focal position difference D. After the generation, the irradiation fields spread as shown in the figure. The generated X-rays are irradiated from the X-ray tube 31 through the diaphragm 23.

X線は、照射面42aと照射面42bから交互に発生させてそれぞれ検出され、各タイミングの検出結果に基づく画像を生成することによりデュアルエナジースキャンを実現することができるが、両者のタイミングは交互ではなく同時とすることもできる。同時もしくはそれに近いタイミングで撮影をすることにより、デュアルエナジーサブトラクションを実現するときに、その精度を高めることができる。   X-rays are alternately generated from the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b and detected, and a dual energy scan can be realized by generating an image based on the detection result of each timing. It can also be simultaneous. By photographing at the same time or close timing, the accuracy can be improved when realizing dual energy subtraction.

陽極42に対して、陰極43aと陰極43bにそれぞれ異なる管電圧を与えることができるので、1つのX線管31から異なるエネルギーのX線を出力し、検出することができる。2つの異なった条件のX線を同時に曝射することが可能となるので、デュアルエナジースキャンを実現することができる。また、2つのエネルギーのX線を同時に出力することにより、検出器22で検出した2つのエネルギーのX線からデュアルエナジーサブストラクションが可能となる。   Since different tube voltages can be applied to the cathode 43a and the cathode 43b with respect to the anode 42, X-rays having different energies can be output from one X-ray tube 31 and detected. Since it is possible to simultaneously expose two different conditions of X-rays, a dual energy scan can be realized. Further, by simultaneously outputting two energy X-rays, dual energy subtraction is possible from the two energy X-rays detected by the detector 22.

通常のデュアルエナジースキャンでは、陽極、陰極とも単一のものを用いる代わりに、切り替えタイミングで管電圧、管電流を変えなければならないので制御が難しいのに対し、上述の構成により、ディアルエナジーサブストラクションの2つのX線条件を、1つのX線管31で同時に曝射、検出することが可能となる。上述の構成でデュアルエナジースキャンを実現することにより、被検体の構成元素の違いを映像化し、例えば、石灰化した組織部と造影剤による血管の像を十分に分離することができる。   In the normal dual energy scan, instead of using a single anode and cathode, the tube voltage and tube current must be changed at the switching timing, which makes it difficult to control. These two X-ray conditions can be simultaneously exposed and detected by one X-ray tube 31. By realizing the dual energy scan with the above-described configuration, the difference in the constituent elements of the subject can be visualized, and for example, a calcified tissue part and a blood vessel image by a contrast agent can be sufficiently separated.

また、管電圧を変化させても照射するX線の量を一定に保つことができるので、十分な診断画質を得ながら被検体のX線被曝を低減することが可能である。このような構成により、X線CT装置は、十分な診断画質を得ながら被検体のX線被曝を低減できる。   Moreover, since the amount of X-rays to be irradiated can be kept constant even when the tube voltage is changed, it is possible to reduce the X-ray exposure of the subject while obtaining sufficient diagnostic image quality. With such a configuration, the X-ray CT apparatus can reduce the X-ray exposure of the subject while obtaining sufficient diagnostic image quality.

図4は、異なるターゲット角度を有する場合のX線管の概略図である。図3の場合と同様に、陽極42は、陰極43aから熱電子が照射される照射面42aと陰極43bから熱電子が照射される照射面42bを有する。照射面42aは、陰極43aからの熱電子の照射に対して第1のターゲット角度を有し、照射面42bが陰極43bからの熱電子の照射に対して第1のターゲット角度と異なる第2のターゲット角度を有する。   FIG. 4 is a schematic view of an X-ray tube with different target angles. As in the case of FIG. 3, the anode 42 has an irradiation surface 42a on which thermal electrons are irradiated from the cathode 43a and an irradiation surface 42b on which thermal electrons are irradiated from the cathode 43b. The irradiation surface 42a has a first target angle with respect to the irradiation of thermoelectrons from the cathode 43a, and the irradiation surface 42b has a second target angle different from the first target angle with respect to the irradiation of thermoelectrons from the cathode 43b. Having a target angle.

つまり、照射面42a側を第1のターゲット角度とする。第1のターゲット角度は、陰極43aからの熱電子の照射方向(熱電子の進行方向)に直交する面と照射面42aにより形成される。一方、照射面42b側を第2のターゲット角度とする。第2のターゲット角度は、陰極43bからの熱電子の照射方向(熱電子の進行方向)に直交する面と照射面42bにより形成される。   That is, the irradiation surface 42a side is set as the first target angle. The first target angle is formed by the surface orthogonal to the irradiation direction of the thermal electrons from the cathode 43a (the traveling direction of the thermal electrons) and the irradiation surface 42a. On the other hand, the irradiation surface 42b side is set as the second target angle. The second target angle is formed by a surface orthogonal to the irradiation direction of the thermal electrons from the cathode 43b (the traveling direction of the thermal electrons) and the irradiation surface 42b.

照射面42aと照射面42bは、それぞれ加速された熱電子の進行方向を向いているが、その向きは完全に一致しているわけではなく、X線の照射方向にわずかに傾いている。この傾きがターゲット角度(アングル)である。言い換えると、各照射面のターゲット角度は、熱電子の進行方向に垂直な面と、各照射面のなす角に等しい。   The irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b face the traveling direction of the accelerated thermoelectrons, respectively, but the directions are not completely coincident and are slightly inclined in the X-ray irradiation direction. This inclination is the target angle (angle). In other words, the target angle of each irradiation surface is equal to the angle formed between each irradiation surface and a surface perpendicular to the traveling direction of the thermoelectrons.

ターゲット角度が異なるので、同じ焦点寸法でも最大照射野や最大X線出力が異なり使い分けることが可能となる。したがって、用途によりX線の照射野を変更することができる。また、それぞれのX線を検出する検出器を配置することで、異なった条件のX線を検出が可能となる。また、グリットを置くことでさらに精度よくエネルギーの異なるそれぞれのX線を同時に検出することができる。   Since the target angles are different, the maximum irradiation field and the maximum X-ray output are different and can be used properly even with the same focal size. Therefore, the X-ray irradiation field can be changed depending on the application. Further, by arranging detectors for detecting respective X-rays, X-rays under different conditions can be detected. Moreover, it is possible to simultaneously detect X-rays having different energies with higher accuracy by placing a grit.

図5は、異なるターゲット角度を有する陽極の詳細拡大図である。左側からは照射面42aに熱電子が入射する。照射面42aへの入射によりX線が発生し照射野130が形成され、被検体へと照射される。一方で右側からは照射面42bに熱電子が入射する。照射面42bへの入射によりX線が発生し照射野140が形成され、被検体へと照射される。   FIG. 5 is a detailed enlarged view of anodes having different target angles. Thermal electrons are incident on the irradiation surface 42a from the left side. X-rays are generated by incidence on the irradiation surface 42a, an irradiation field 130 is formed, and the subject is irradiated. On the other hand, thermoelectrons enter the irradiation surface 42b from the right side. X-rays are generated by incidence on the irradiation surface 42b, an irradiation field 140 is formed, and the subject is irradiated.

ここで、図5に示したように、照射面42aに形成されるターゲット角度をθ1とし、照射面42bに形成されるターゲット角度をθ2とする。第1のターゲット角度θ1と第2のターゲット角度θ2は異なる。具体的には陽極42の形状を、第1のターゲット角度θ1が第2のターゲット角度θ2よりも大きく、たとえばθ1=12度、θ2=8度となるようにすることができる。第1のターゲット角度θ1および第2のターゲット角度θ2は、それぞれ8度〜12度の間で形成される。逆に、陽極42を第1のターゲット角度θ1よりも第2のターゲット角度θ2が大きい形状とすることもできる。   Here, as shown in FIG. 5, the target angle formed on the irradiation surface 42a is θ1, and the target angle formed on the irradiation surface 42b is θ2. The first target angle θ1 and the second target angle θ2 are different. Specifically, the shape of the anode 42 can be set such that the first target angle θ1 is larger than the second target angle θ2, for example, θ1 = 12 degrees and θ2 = 8 degrees. The first target angle θ1 and the second target angle θ2 are each formed between 8 degrees and 12 degrees. Conversely, the anode 42 may have a shape in which the second target angle θ2 is larger than the first target angle θ1.

このように非対称形状とすることで、デュアルエナジースキャンの一方のスキャン、たとえば高エネルギーの熱電子を、小さいターゲット角度のターゲット面に照射する一方で、もう一方の低エネルギーの熱電子を大きいターゲット角度のターゲット面に照射することができる。   With this asymmetric shape, one of the dual energy scans, for example, high-energy thermionic electrons are irradiated onto the target surface at a small target angle, while the other low-energy thermionic electrons are irradiated at a large target angle. The target surface can be irradiated.

電子流が衝突してX線を発生させる部分がターゲットの焦点である。この焦点は小さいほど半影が小さくなり、X線撮影画像の解像度が高くなる。焦点サイズを決定する要因の1つはターゲット角度である。陽極の角度が小さくなればなるほど実効焦点サイズの1辺を小さくすることができる。その一方で、焦点が小さくなるほどX線の発生に伴い、焦点の単位面積当たりの発熱量が多くなるので、焦点は適切な大きさとすることが求められる。一方のターゲット角度を小さくする一方で、他方のターゲット角度を比較的大きくすることにより、両者のバランスをとることができる。   The portion where the electron current collides to generate X-rays is the focus of the target. The smaller the focus, the smaller the penumbra and the higher the resolution of the X-ray image. One factor that determines the focal spot size is the target angle. One side of the effective focal spot size can be reduced as the angle of the anode becomes smaller. On the other hand, as the focal point becomes smaller, the amount of heat generated per unit area of the focal point increases with the generation of X-rays, so that the focal point is required to have an appropriate size. By making one target angle small while making the other target angle relatively large, it is possible to balance the two.

図6は本実施形態のX線管からのX線照射の概要を説明する説明図である。図3〜5を用いて説明したように、陽極42の照射面42a、42bからそれぞれX線が照射される。照射野130、140の範囲のX線はそれぞれ被検体Oに向かう。そしてそれぞれ被検体Oを透過し、検出器22で検出される。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the outline of X-ray irradiation from the X-ray tube of the present embodiment. As described with reference to FIGS. 3 to 5, X-rays are irradiated from the irradiation surfaces 42 a and 42 b of the anode 42, respectively. X-rays in the range of the irradiation fields 130 and 140 are directed to the subject O, respectively. Then, the light passes through the subject O and is detected by the detector 22.

図示したように、ターゲット角度の大きな照射面から照射されたX線の照射野130は、ターゲット角度の小さな照射面から照射されたX線の照射野140に比べて大きく形成される。大きい照射野130のX線は強度が小さくなり、逆に小さい照射野140のX線は強度が大きくなる。ターゲット角度が小さい方が強いX線の出力が可能であるのに対し、ターゲット角度が大きいことで照射野が広く取れる。この場合非対称形状になるので、デュアルエナジーサブストラクションとして使用しなくても、用途によって片方の照射面だけを使用することも可能である。   As shown in the drawing, the X-ray irradiation field 130 irradiated from the irradiation surface with a large target angle is formed larger than the X-ray irradiation field 140 irradiated from the irradiation surface with a small target angle. The intensity of the X-rays of the large irradiation field 130 is reduced, and the intensity of the X-rays of the small irradiation field 140 is increased. While the X-ray output is stronger when the target angle is smaller, the irradiation field can be widened by increasing the target angle. In this case, since it becomes an asymmetrical shape, it is possible to use only one irradiation surface depending on the application without using it as a dual energy subtraction.

照射面42a、42bに形成されるターゲット角度の違いは、図5に示したように比較的大きなものとはならない。しかし図6に示したように、双方から照射されたX線が被検体Oを透過して検出器22に到達する時点では、照射野130と照射野140の広がりの違いに差が生じる。よって、検出器22によって検出されるX線の範囲はそれぞれ違ったものとなる。このように両者の照射野が異なるとともにX線強度も異なるので、照射面42a、42bからのそれぞれのX線を異なる用途に用いることができる。   The difference in target angle formed on the irradiation surfaces 42a and 42b is not relatively large as shown in FIG. However, as shown in FIG. 6, when the X-rays irradiated from both sides pass through the subject O and reach the detector 22, there is a difference in the difference in the spread of the irradiation field 130 and the irradiation field 140. Therefore, the X-ray ranges detected by the detector 22 are different. Thus, since both irradiation fields differ and X-ray intensity | strength also differs, each X-ray from irradiation surface 42a, 42b can be used for a different use.

図7は、X線照射位置と天板の同期移動制御を説明する概要図である。すでに単一の陽極を用いたX線CT装置によるデュアルエナジースキャンについて説明した。ここで、デュアルエナジースキャンの精度を向上させるために、2つの照射面からの照射タイミングと照射位置を同期させる構成について以下の通り説明する。ここでは2つの照射面のターゲット角度を同一とした場合について説明する。   FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the synchronous movement control of the X-ray irradiation position and the top board. The dual energy scan by the X-ray CT apparatus using a single anode has already been described. Here, in order to improve the accuracy of the dual energy scan, a configuration for synchronizing the irradiation timing and the irradiation position from the two irradiation surfaces will be described as follows. Here, a case where the target angles of the two irradiation surfaces are the same will be described.

ヘリカルスキャンに際し、図1を用いて説明したように、回転部25と天板29を体軸に沿って相対移動させる。回転部25は相対的に図7の左方向に、天板29は相対的に図7の右方向に移動する。相対移動は回転部25と天板29のどちらの移動により行ってもよいが、いずれにしても両者の間で相対移動するものとして説明する。移動の前後関係を示すために、参照符号としてvとwを付加しているが、両者は位置が移動した以外は同じである。   In the helical scan, as described with reference to FIG. 1, the rotating unit 25 and the top plate 29 are relatively moved along the body axis. The rotating unit 25 moves relatively to the left in FIG. 7, and the top plate 29 moves relatively to the right in FIG. The relative movement may be performed by either movement of the rotating unit 25 or the top plate 29, but in any case, the relative movement will be described. In order to show the order of movement, v and w are added as reference numerals, but both are the same except that the position has moved.

まず、ヘリカルスキャン中のあるタイミングで、回転部25vと天板29vの配置の被検体Oに対して、陽極42vからX線210が照射される。そして、照射されたX線210に基づき画像が生成される。そして次のタイミングまで相対移動し、回転部25wと天板29wの配置となる。この配置で、被検体Oに対して陽極42wからX線220が照射される。そして、照射されたX線220に基づき画像が生成される。   First, the X-ray 210 is irradiated from the anode 42v to the subject O in which the rotating unit 25v and the top plate 29v are arranged at a certain timing during the helical scan. Then, an image is generated based on the irradiated X-ray 210. The relative movement is performed until the next timing, and the rotation unit 25w and the top plate 29w are arranged. With this arrangement, the subject O is irradiated with X-rays 220 from the anode 42w. Then, an image is generated based on the irradiated X-ray 220.

ここで、X線210とX線220は同一の陽極42から照射されているが、図3に関して説明したように、焦点位置差Dだけ離れた別の位置から照射されている。図3を参照すると、X線210は例えば照射面42aから、X線220は例えば照射面42bから照射される。照射面42aと照射面42bの位置は、図3について説明したように焦点位置差Dだけ異なる。照射面42aと照射面42bは異なる位置にあるので、発生するX線の位置もその分ずれる。したがって、この距離の分だけ被検体Oの照射位置がずれる。こうしたずれを補正すべく、上述のように回転部25と天板29を相対移動させる。すなわち、回転部25と天板29の相対位置をこの焦点位置差Dだけ移動させる。   Here, the X-ray 210 and the X-ray 220 are irradiated from the same anode 42, but are irradiated from different positions separated by the focal position difference D as described with reference to FIG. Referring to FIG. 3, X-rays 210 are irradiated from, for example, the irradiation surface 42a, and X-rays 220 are irradiated, for example, from the irradiation surface 42b. The positions of the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b differ by the focal position difference D as described with reference to FIG. Since the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b are at different positions, the position of the generated X-ray is also shifted accordingly. Therefore, the irradiation position of the subject O is shifted by this distance. In order to correct such a shift, the rotating unit 25 and the top plate 29 are relatively moved as described above. That is, the relative position between the rotating unit 25 and the top plate 29 is moved by this focal position difference D.

回転駆動装置28または天板駆動装置30は、相対移動の速度を制御することにより、このX線210の照射タイミングからX線220の照射タイミングまでの間に、この焦点位置差Dだけ相対位置を移動させる。つまり、X線210が照射されてからX線220が照射されるまでの時間をtとすると、この時間tの間に回転部25と天板29を焦点位置差Dの距離だけ相対移動させる。つまり、相対移動の速度はD/tとなる。それにより、陽極42vからのX線210の照射位置と、陽極42wからのX線220の照射位置が相対的に一致する。すなわち、X線210とX線220により被検体Oの同じ位置が照射される。   The rotation driving device 28 or the top plate driving device 30 controls the relative movement speed, thereby setting the relative position by the focal position difference D between the irradiation timing of the X-ray 210 and the irradiation timing of the X-ray 220. Move. That is, if the time from the irradiation of the X-ray 210 to the irradiation of the X-ray 220 is t, the rotating unit 25 and the top plate 29 are relatively moved by the distance of the focal position difference D during this time t. That is, the relative movement speed is D / t. Thereby, the irradiation position of the X-ray 210 from the anode 42v and the irradiation position of the X-ray 220 from the anode 42w are relatively coincident. That is, the same position of the subject O is irradiated by the X-ray 210 and the X-ray 220.

このように、回転部25は、上述の回転動作の他、回転中心軸方向に、天板に対するX線管31と検出器22の組の相対移動を制御する。そしてこの相対移動により、回転部25は、連続撮影するときの一方の陰極による撮影から他方の陰極による撮影までの撮影間隔の間の相対移動の距離を、照射面42aと照射面42bの間の長さに一致させる。   Thus, the rotating unit 25 controls the relative movement of the set of the X-ray tube 31 and the detector 22 with respect to the top plate in the direction of the rotation center axis in addition to the above-described rotation operation. By this relative movement, the rotating unit 25 determines the relative movement distance between the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b between the imaging intervals from the imaging with one cathode to the imaging with the other cathode during continuous imaging. Match the length.

上述の同期処理は、2つのX線により同じ位置を照射するための処理なので、別の移動距離により、同じ目的を達成しても良い、例えば、上述の例では、時間tの間の相対移動距離をDとしたが、これをD/2としてもよい。相対移動距離は、0、D/2、D、3D/2…となっていく。このうち、相対移動距離が0とDのもの、D/2と3D/2のものをそれぞれ組み合わせることにより、各X線の間の距離がDとなり、焦点位置差Dと一致して、同期を実現することができる。相対移動距離をDからD/2にして説明したが、D/3、D/4…としても同様である。   Since the above-described synchronization processing is processing for irradiating the same position with two X-rays, the same purpose may be achieved by different movement distances. For example, in the above-described example, relative movement during time t Although the distance is D, it may be D / 2. The relative movement distance is 0, D / 2, D, 3D / 2. Of these, the distance between the X-rays becomes D by combining the relative movement distances of 0 and D, and those of D / 2 and 3D / 2, respectively. Can be realized. The relative movement distance has been described from D to D / 2, but the same applies to D / 3, D / 4.

このように、回転部25は、連続撮影するときの一方の陰極による撮影から他方の陰極による撮影までの撮影間隔の間の相対移動の距離の整数倍を、照射面42aと照射面42bの間の長さに一致させることもできる。   As described above, the rotating unit 25 calculates an integer multiple of the relative movement distance between the imaging interval from imaging with one cathode to imaging with the other cathode during continuous imaging between the irradiation surface 42a and the irradiation surface 42b. It can also be matched to the length of

特にデュアルエナジーサブトラクションの場合、差分をとる両画像に違いがあると、解像度の低下を招くことになるが、上述のように同期を取ることにより、撮影位置をより正確に一致させることができる。それにより、デュアルエナジーサブトラクションの場合の撮影解像度を向上させることができる。すなわち、焦点位置のズレ幅をヘリカルスキャンのピッチ幅に合わせて相対移動するので、解像度を向上させることができる。   In particular, in the case of dual energy subtraction, if there is a difference between the two images for which the difference is taken, the resolution will be lowered. However, by synchronizing as described above, the shooting positions can be matched more accurately. Thereby, the imaging resolution in the case of dual energy subtraction can be improved. That is, since the shift width of the focal position is relatively moved according to the pitch width of the helical scan, the resolution can be improved.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載されたその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention and are included in the equivalent scope described in the claims.

12 画像処理装置
21 X線発生器
24 DAS
31 X線管
32 高電圧電源ユニット
32a,32b,32c,32d 高電圧電源
34 FHCユニット
34a,34b FHC
41 インサートバルブ
42 陽極
42a,42b 照射面
43 陰極ユニット
43a,43b 陰極
130,140 照射野
12 Image processing device 21 X-ray generator 24 DAS
31 X-ray tube 32 High voltage power supply units 32a, 32b, 32c, 32d High voltage power supply 34 FHC units 34a, 34b FHC
41 Insert valve 42 Anode 42a, 42b Irradiation surface 43 Cathode unit 43a, 43b Cathode 130, 140 Irradiation field

Claims (7)

第1の管電圧に設定されて電子を照射する第1の陰極と、
前記第1の陰極に対向する方向に、前記第1の管電圧と異なる第2の管電圧に設定されて電子を照射する第2の陰極と、
前記第1の陰極と前記第2の陰極の間に配置されるとともに、前記第1の陰極から電子が照射される第1の照射面と前記第2の陰極から電子が照射される第2の照射面とを背中合わせに有し、前記第1の照射面が前記第1の陰極からの電子の照射に対して第1のターゲット角度を有し、前記第2の照射面が前記第2の陰極からの電子の照射に対して前記第1のターゲット角度と異なる第2のターゲット角度を有し、被検体に向けてX線を照射する陽極と、
を有するX線管と、
前記被検体を透過した前記X線を検出する検出器と、
を備えたことを特徴とするX線CT装置。
A first cathode that is set to a first tube voltage and irradiates electrons;
A second cathode that is set to a second tube voltage different from the first tube voltage and irradiates electrons in a direction opposite to the first cathode;
A first irradiation surface disposed between the first cathode and the second cathode and irradiated with electrons from the first cathode; and a second irradiation surface irradiated with electrons from the second cathode. The first irradiation surface has a first target angle with respect to the electron irradiation from the first cathode, and the second irradiation surface has the second cathode. An anode for irradiating the subject with X-rays having a second target angle different from the first target angle with respect to irradiation of electrons from
An X-ray tube having
A detector for detecting the X-ray transmitted through the subject;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記第1のターゲット角度は、前記第1の陰極からの電子の照射方向に直交する面と前記第1の照射面により形成される角度であり、前記第2のターゲット角度は、前記第2の陰極からの電子の照射方向に直交する面と前記第2の照射面により形成される角度であることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。   The first target angle is an angle formed by a surface orthogonal to an electron irradiation direction from the first cathode and the first irradiation surface, and the second target angle is the second target angle. 2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray CT apparatus has an angle formed by a surface perpendicular to an irradiation direction of electrons from the cathode and the second irradiation surface. 前記第1のターゲット角度および前記第2のターゲット角度は、それぞれ8度〜12度の間であることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein each of the first target angle and the second target angle is between 8 degrees and 12 degrees. 第1の管電圧に設定されて電子を照射する第1の陰極と、
前記第1の陰極に対向する方向に、前記第1の管電圧と異なる第2の管電圧に設定されて電子を照射する第2の陰極と、
前記第1の陰極から電子が照射される第1の照射面と前記第2の陰極から電子が照射される第2の照射面とを背中合わせに有し、それぞれの照射面から被検体に向けてX線を照射する陽極と、
を有するX線管と、
前記被検体を透過した前記X線を検出する検出器と、
前記X線管を前記検出器に対向した状態で一体として保持し、被検体の周りを回転させ、回転中心軸方向に、天板に対する前記X線管と前記検出器の組の相対移動を制御し、連続撮影するときの一方の陰極による撮影から他方の陰極による撮影までの撮影間隔の間の前記相対移動の距離の整数倍を、前記第1の照射面と前記第2の照射面の間の長さに一致させる制御手段を備えたことを特徴とするX線CT装置。
A first cathode that is set to a first tube voltage and irradiates electrons;
A second cathode that is set to a second tube voltage different from the first tube voltage and irradiates electrons in a direction opposite to the first cathode;
A first irradiation surface on which electrons are irradiated from the first cathode and a second irradiation surface on which electrons are irradiated from the second cathode are back to back, and the respective irradiation surfaces are directed toward the subject. An anode that emits X-rays;
An X-ray tube having
A detector for detecting the X-ray transmitted through the subject;
The X-ray tube is held integrally with the detector facing the detector, rotated around the subject, and the relative movement of the set of the X-ray tube and the detector with respect to the top plate is controlled in the rotation center axis direction. Then, an integer multiple of the distance of the relative movement during the imaging interval from imaging with one cathode to imaging with the other cathode during continuous imaging is calculated between the first irradiation surface and the second irradiation surface. An X-ray CT apparatus comprising control means for matching the length of the X-ray CT.
前記制御手段は、連続撮影するときの一方の陰極による撮影から他方の陰極による撮影までの撮影間隔の間の前記相対移動の距離を、前記第1の照射面と前記第2の照射面の間の長さに一致させることを特徴とする請求項4に記載のX線CT装置。   The control means determines the distance of the relative movement between the imaging intervals from imaging with one cathode to imaging with the other cathode during continuous imaging, between the first irradiation surface and the second irradiation surface. The X-ray CT apparatus according to claim 4, wherein the X-ray CT apparatus matches the length of the X-ray CT. 前記検出器によって検出されたX線に基づく投影データから、それぞれ画像を再構成する再構成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a reconstructing unit that reconstructs an image from projection data based on X-rays detected by the detector. . 前記2つの陰極のそれぞれと前記陽極との間に異なる独立した管電圧を加える電源を、さらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a power source that applies different independent tube voltages between each of the two cathodes and the anode.
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