CN110057327A - 测量用x射线ct装置及其防干扰方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供测量用X射线CT装置及其防干扰方法。测量用X射线CT装置一边使配置在旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，对投影图像进行重构来得到被检体的断层图像，该测量用X射线CT装置具备：摄像单元，其对所述旋转台上的被检体从上方或侧方进行拍摄；一边使所述被检体旋转一边获取该被检体的图像的单元；使用获取到的被检体图像来计算被检体旋转时的最大外径的单元；以及基于该最大外径来设定所述旋转台的移动界限的单元。

Description

测量用X射线CT装置及其防干扰方法
技术领域
本发明涉及测量用X射线CT装置及其防干扰方法，尤其涉及能够自动地进行用于防止X射线管与被检体之间的干扰的移动界限设定的测量用X射线CT装置及其防干扰方法。
背景技术
已知一种以非破坏性的方式得到被检体(测定物)的断层图像的测量用X射线CT装置(参照专利文献1～3)。在该测量用X射线CT装置中，将被检体配置于旋转台中心，一边使被检体旋转一边进行X射线照射。
图1中示出在测量中使用的通常的X射线CT装置的结构。在用于屏蔽X射线的外壳10中设置照射X射线13的X射线管12、检测X射线13的X射线检测器14、用于放置被检体8并且使被检体8旋转以进行CT摄像的旋转台16以及用于调整被拍进X射线检测器14的被检体8的位置、倍率的XYZ移动机构部18，并且包括控制这些设备的控制器20和通过用户操作对控制器20给出指示的控制个人计算机(PC)22等。
控制PC 22除了控制各设备之外，还具有显示被拍进X射线检测器14的被检体8的投影图像的功能、根据被检体8的多个投影图像来重构断层图像的功能。
另外，已知在X射线13透过物体时，产生不少向与照射方向不同的方向反射的散射X射线，该散射X射线在X射线CT摄像结果中表现为噪声。为了抑制该散射X射线，在X射线管12的附近设置有X射线准直器24。X射线准直器24由以不使X射线透过的材料(钨等)构成的上侧可动部24A和下侧可动部24B的部件构成，以在上下方向上限制X射线的照射范围，这些部件24A、24B分别能够在上下方向上移动。由控制PC 22根据被检体8的摄像范围来调整该X射线准直器24的上侧可动部24A和下侧可动部24B的位置。
如图2(立体图)和图3(俯视图)所示，从包括所述X射线管12的X射线源照射出的X射线13透过旋转台16上的被检体8后到达X射线检测器14。一边使被检体8旋转，一边在X射线检测器14中得到各个方向的被检体8的投射图像(投影图像)，使用反向投影法、逐次逼近法等重构算法来进行重构，由此生成被检体8的断层图像。
通过控制所述XYZ移动机构部18的XYZ轴和旋转台16的θ轴，能够使被检体8的位置移动，从而能够调整被检体8的摄影范围(位置、倍率)、摄影角度。
在此，当如图4所示那样使旋转台16的中心X0沿X轴向X射线管12的方向移动时，旋转台16的周边部能够移动到如虚线所示的X射线管12的前方的位置X1。在将小的被检体8放大来进行摄影的情况下，需要使X射线管12接近被检体8，因此形成为容许X射线管12进入到旋转台16的范围内的机构。此外，如图2所示，X射线管12和旋转台16的垂直位置不同，由此不会发生干扰。
像这样，即使为处于旋转台16的范围内的被检体8，当过于接近X射线管12时，该被检体8也可能会与X射线管12发生干扰(冲突)，因此操作者在每次设置被检体8时都需要预先设定旋转台16的在X轴方向上的移动界限，以使照射X射线13的X射线管12不与旋转中的被检体8发生干扰(参照专利文献4～6)。
具体地说，进行以下那样的防干扰过程。
(1)使处于位置X0的旋转台16的被检体8旋转，通过目测使该被检体8移动到被检体8在旋转时可能会与X射线管12发生干扰的朝向(θ1)。
(2)一边注意不要使X射线管12与被检体8发生干扰，一边使旋转台16接近X射线管12。
(3)在X射线管12与被检体8足够接近的位置(X1)，一边注意不要使被检体8与X射线管12发生干扰，一边使被检体8再次旋转。在即将要发生干扰的情况下，使旋转台16稍微远离X射线管12。
(4)在确认了使被检体8旋转也不会发生干扰之后，将该位置(X1)设定为旋转台16的在X轴方向上的移动界限值(下限值)。
专利文献1：日本特开2002-55062号公报
专利文献2：日本特开2004-12407号公报
专利文献3：日本专利第5408873号公报
专利文献4：日本特开2004-45212号公报(0305～0308段)
专利文献5：日本特开2004-301860号公报(0286～0289段)
专利文献6：日本特开2004-301861号公报(0286～0289段)
专利文献7：日本特开2002-71345号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，每当更换被检体8时或者每当使被检体8在旋转台16上移动时，就需要进行防干扰操作，非常花费功夫。
另一方面，在专利文献7中记载有：在使用X射线CT装置和探测探头式测量装置这两者的三维坐标测定装置中，使用利用X射线CT得到的断层像来制作轮廓形状数据，确认探头与被检体有无接触来设定不可测定范围，但无法使用于仅使用了X射线CT装置的防干扰。
本发明是为了解决上述以往的问题而完成的，其课题在于能够自动地进行X射线管与被检体之间的干扰检查以及反映了该检查的结果的旋转台的移动界限设定，从而能够不花费功夫且准确地实现防干扰。
用于解决问题的方案
本发明是一种测量用X射线CT装置，其中，一边使配置在旋转台上的被检体旋转，一边从配置于旋转台的一侧的X射线源照射X射线，对由配置于旋转台的与所述X射线源相反一侧的X射线检测器得到的投影图像进行重构来得到被检体的断层图像，所述测量用X射线CT装置通过具备以下单元来解决上述问题，所述单元包括：摄像单元，其对所述旋转台上的被检体从上方或侧方进行拍摄；获取单元，其一边使所述被检体旋转一边获取该被检体的图像；计算单元，其使用获取到的被检体图像来计算被检体旋转时的最大外径；以及设定单元，其基于该最大外径来设定所述旋转台的移动界限。
在此，能够将所述摄像单元设为摄像机或线传感器(line sensor)。
另外，能够将所述摄像单元配设为朝向同将X射线源与旋转台的中心连结的直线正交的方向，并且摄像单元的中心与旋转台的X射线源侧端部一致。
另外，本发明进行测量用X射线CT装置的防干扰，该测量用X射线CT装置一边使配置在旋转台上的被检体旋转，一边从配置于旋转台的一侧的X射线源照射X射线，对由配置于旋转台的与所述X射线源相反一侧的X射线检测器得到的投影图像进行重构来得到被检体的断层图像，本发明在进行测量用X射线CT装置的防干扰时，一边使所述旋转台上的被检体旋转一边对该被检体从上方或侧方进行拍摄，来获取该被检体的图像，使用获取到的被检体图像来计算被检体旋转时的最大外径，基于该最大外径来设定所述旋转台的移动界限，由此同样地解决了上述问题。
在此，能够在旋转台的初始位置或基准位置使所述旋转台上的被检体旋转并且拍摄该被检体。
另外，能够一边使所述旋转台上的被检体旋转，一边每隔固定角度间距拍摄该被检体。
另外，能够通过将预先准备的没有被检体的图像与被检体旋转时的图像进行比较，来针对每个图像像素计算被检体的存在位置，根据全部像素的计算结果来进行所述最大外径的计算。
另外，能够根据被检体旋转时的最大外径Dmax，通过下式求出所述旋转台的移动界限值Xmin。
Xmin＝Dmax/2+α
其中，α为余量。
发明的效果
根据本发明，在将被检体配置在旋转台上之后，通过一次操作就能够自动地进行用于防止X射线管与被检体之间的干扰的移动界限设定，不需要操作者通过手动及目测来进行移动界限设定。因而，使得每当更换被检体时或者每当使被检体在旋转台上移动时就进行的移动界限设定自动化，操作效率大幅度提高。并且，在远离被检体的位置拍摄图像即可，不需要使被检体接近X射线管，因此安全性高。
附图说明
参照附图来说明优选的实施例，在附图中，对相同的部分标注相同的标记，其中，
图1是表示测量中使用的基于以往技术的通常的X射线CT装置的整体结构的截面图，
图2是基于以往技术的通常的X射线CT装置的主要部分结构的立体图，
图3是基于以往技术的通常的X射线CT装置的俯视图，
图4是用于说明以往的防干扰过程的俯视图，
图5是表示本发明所涉及的测量用X射线CT装置的第一实施方式的主要部分结构的俯视图，
图6是表示第一实施方式中的防干扰过程的流程图，
图7是表示本发明所涉及的测量用X射线CT装置的第二实施方式的主要部分结构的俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。此外，本发明不限定于以下的实施方式和实施例所记载的内容。另外，以下所记载的实施方式和实施例中的构成要素包括本领域人员能够容易地想到的结构、实质上相同的结构以及各种等同的范围的结构。并且，关于以下所记载的实施方式和实施例中所公开的构成要素，可以适当地组合，也可以适当地进行选择来使用。
在本发明的第一实施方式中，如图5中的主要部分结构所示那样，相对于以往的机构而言，在旋转台16的侧方设置摄像机30，在旋转台16处于某一基准位置(以下称作初始位置)的情况下，能够拍摄被检体8的侧面的形状。将所述摄像机30的朝向设为同将X射线管12与旋转台16连结的中心的直线正交的方向，将所述摄像机30的位置设置为使旋转台16的前端(图5的左端)与摄像机30的中心一致的位置。此外，配置位置不限定于此，也可以为被检体8的侧方。
例如，通过内置于控制PC 22中的软件，按照图6所示的过程来进行旋转台16的移动界限设定。
首先，在步骤101中，将旋转台16移动到初始位置。
接着，在步骤102中，在旋转台16处于初始位置的状态下，一边使被检体8旋转一边每隔固定角度间距拍摄该被检体8，得到多张被检体图像。
接着，在步骤103中，使用获取到的被检体图像来计算被检体旋转中的最大外径Dmax。在该计算中，通过将预先准备的没有被检体8的图像与被检体旋转时的图像进行比较，来针对每个图像像素计算被检体8的存在位置，根据全部像素的计算结果来计算被检体旋转时的最大外径Dmax。
接着，进入步骤104，根据被检体旋转时的最大外径Dmax，通过下式求出旋转台16的在X轴方向上的移动界限值Xmin。
Xmin＝Dmax/2+α…(1)
在此，α为余量。
接着，进入步骤105，将计算出的旋转台16的在X轴方向上的移动界限值Xmin设置到控制PC 22中。
此外，在第一实施方式中，将摄像机30用作摄像单元且配置于旋转台16的前端的正侧方，但摄像单元、配置位置不限定于此，也可以如图7所示的第二实施方式那样将线传感器32配置于被检体8的上方。
另外，摄像单元不限定于摄像机30、线传感器32。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，上述实施方式只是例示性的，示出本发明的应用原理。在不脱离本发明的主旨和范围的情况下，本领域技术人员能够容易地设计其它各种设置。
相关申请的交叉引用
关于在2018年1月19日提交的包括说明书、附图、权利要求的日本申请No.2018-007743的公开内容，通过引用其全部而合并于此。

Claims (8)

1.一种测量用X射线CT装置，一边使配置在旋转台上的被检体旋转，一边从配置于旋转台的一侧的X射线源照射X射线，对由配置于旋转台的与所述X射线源相反一侧的X射线检测器得到的投影图像进行重构来得到被检体的断层图像，所述测量用X射线CT装置的特征在于，具备：
摄像单元，其对所述旋转台上的被检体从上方或侧方进行拍摄；
获取单元，其一边使所述被检体旋转一边获取该被检体的图像；
计算单元，其使用获取到的被检体图像来计算被检体旋转时的最大外径；以及
设定单元，其基于该最大外径来设定所述旋转台的移动界限。
2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，
所述摄像单元为摄像机或线传感器。
3.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，
所述摄像单元被配设为朝向同将X射线源与旋转台的中心连结的直线正交的方向，并且摄像单元的中心与旋转台的X射线源侧端部一致。
4.一种测量用X射线CT装置的防干扰方法，所述测量用X射线CT装置一边使配置在旋转台上的被检体旋转，一边从配置于旋转台的一侧的X射线源照射X射线，对由配置于旋转台的与所述X射线源相反一侧的X射线检测器得到的投影图像进行重构来得到被检体的断层图像，所述测量用X射线CT装置的防干扰方法的特征在于，在进行所述测量用X射线CT装置的防干扰时，
一边使所述旋转台上的被检体旋转一边对该被检体从上方或侧方进行拍摄，来获取该被检体的图像，
使用获取到的被检体图像来计算被检体旋转时的最大外径，
基于该最大外径来设定所述旋转台的移动界限。
5.根据权利要求4所述的测量用X射线CT装置的防干扰方法，其特征在于，
在旋转台的初始位置或基准位置使所述旋转台上的被检体旋转并且拍摄该被检体。
6.根据权利要求5所述的测量用X射线CT装置的防干扰方法，其特征在于，
一边使所述旋转台上的被检体旋转，一边每隔固定角度间距拍摄该被检体。
7.根据权利要求6所述的测量用X射线CT装置的防干扰方法，其特征在于，
通过将预先准备的没有被检体的图像与被检体旋转时的图像进行比较，来针对每个图像像素计算被检体的存在位置，根据全部像素的计算结果来进行所述最大外径的计算。
8.根据权利要求7所述的测量用X射线CT装置的防干扰方法，其特征在于，
根据被检体旋转时的最大外径Dmax，通过下式求出所述旋转台的移动界限值Xmin，
Xmin＝Dmax/2+α，
其中，α为余量。
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