JP2006189342A - X-ray ct system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばプリント配線基板等に搭載されている電子部品等、工業製品の内部欠陥や内部構造等を被破壊のもとに調査すべく、その断層像を得るための産業用のX線CT装置に関する。 The present invention relates to an industrial X-ray for obtaining a tomographic image in order to investigate an internal defect or an internal structure of an industrial product such as an electronic component mounted on a printed wiring board or the like under destruction. The present invention relates to a CT apparatus.
産業用のX線CT装置においては、一般に、互いに対向配置されたX線源とX線検出器の間に、X線光軸に直交する軸の回りに回転する回転テーブルを配置し、その回転テーブル上に被写体を保持した状態でX線を照射しつつ、回転テーブルを所定の微小角度ずつ回転させるごとにX線検出器からのX線透過データを取り込む。そして、その取り込んだX線透過データを用いて、回転テーブルの回転軸に直交する平面に沿った被写体の断層像を再構成する(例えば特許文献1参照)。ここで、回転テーブルは、通常、移動機構によってX線光軸の方向(x軸方向)およびそれに直交する方向(y,z軸方向)に移動可能となっているとともに、この回転テーブルの上に、被写体を回転軸に直交する2軸方向(x,y軸方向)に移動させるためのxyステージを備えたものも知られている。 In an industrial X-ray CT apparatus, generally, a rotary table that rotates around an axis orthogonal to the X-ray optical axis is disposed between an X-ray source and an X-ray detector that are arranged to face each other, and the rotation table is rotated. X-ray transmission data from the X-ray detector is taken in each time the rotary table is rotated by a predetermined minute angle while irradiating X-rays with the subject held on the table. Then, using the acquired X-ray transmission data, a tomographic image of the subject along a plane orthogonal to the rotation axis of the rotary table is reconstructed (see, for example, Patent Document 1). Here, the rotary table is normally movable in the direction of the X-ray optical axis (x-axis direction) and the direction orthogonal to it (y and z-axis directions) by a moving mechanism, and on the rotary table. Also known is an apparatus equipped with an xy stage for moving a subject in two axial directions (x and y axis directions) orthogonal to the rotation axis.
このような産業用のX線CT装置において、被写体の一部領域を拡大した断層像を得ようとする場合、従来、拡大再構成およびROI(関心領域)の再設定というという機能を備えたものが知られている(例えば特許文献2参照)。この機能は、例えば被写体の全域をカバーする断層像上で関心領域を指定することにより、その領域をデジタル画像処理により画面上で拡大する機能である。
ところで、上記した従来の拡大再構成機能により拡大された断層像は、計算により拡大された断層像であって、計算に寄与する生データ(X線透過データ)は拡大前のものと同じである。従って拡大再構成後の画質は劣ることになる。また、ある広がりを持つ断層像全体の分解能をより高くした画像を必要とする場合、単に撮影倍率を上げただけでは視野が狭くなってしまい、その目的を達成することはできない。 By the way, the tomographic image enlarged by the above-described conventional enlargement reconstruction function is a tomographic image enlarged by calculation, and the raw data (X-ray transmission data) contributing to the calculation is the same as that before enlargement. . Therefore, the image quality after enlargement reconstruction is inferior. In addition, when an image with a higher resolution of the entire tomographic image having a certain spread is required, simply increasing the imaging magnification narrows the field of view, and the purpose cannot be achieved.
本発明の主たる課題は、従来の拡大再構成による拡大断層像に比して、より高画質の拡大断層像を得ることのできるX線CT装置を提供することにある。 The main object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of obtaining an enlarged tomographic image with higher image quality than an enlarged tomographic image obtained by conventional enlargement reconstruction.
また、本発明の他の課題は、任意の広がりを持つ断層像全体の分解能を向上させることのできるX線CT装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of improving the resolution of the entire tomographic image having an arbitrary spread.
上記の課題を解決するため、本発明のX線CT装置は、互いに対向配置されたX線源とX線検出器の間に、被写体を保持してX線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転テーブルが配置されているとともに、その回転テーブルを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ被写体のX線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った被写体の断層像を再構成する再構成演算手段を備えたX線CT装置において、あらかじめ撮影された被写体の断層像の表示画面上で、拡大撮影すべき領域を指定する拡大CT撮影領域指定手段と、その指定内容と、被写体の形状・寸法および上記回転軸に対する位置に係る情報を用いて、上記回転テーブルを回転させたときに被写体とX線源との間に介在する最小隙間が所定の隙間となる位置に当該回転テーブルをX線光軸方向に移動させ、かつ、その状態で上記指定された領域がCT撮影領域となるように上記X線検出器をX線光軸方向に移動させるテーブル・検出器位置決め手段を備えていることによって特徴づけられる(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, an X-ray CT apparatus according to the present invention has a subject held between an X-ray source and an X-ray detector arranged opposite to each other, and a rotation axis orthogonal to the X-ray optical axis is centered. And a tomographic image of the subject along a plane orthogonal to the rotation axis using the X-ray transmission data of the subject taken at every predetermined angle while rotating the rotary table. In an X-ray CT apparatus provided with a reconstruction calculation means for reconstructing an image, an enlarged CT imaging area designating means for designating an area to be enlarged on a tomographic image display screen of a subject imaged in advance, and the designated contents And a position where the minimum gap interposed between the subject and the X-ray source becomes a predetermined gap when the rotary table is rotated using information on the shape and size of the subject and the position with respect to the rotation axis. Table / detector positioning for moving the rotary table in the direction of the X-ray optical axis and moving the X-ray detector in the direction of the X-ray optical axis so that the designated area becomes a CT imaging area in that state. It is characterized by comprising means (claim 1).
ここで、本発明においては、上記回転テーブル上に、被写体を搭載してその回転軸に直交する平面上で移動するxyステージが設けられ、そのxyステージを、上記拡大CT撮影領域指定手段により指定された領域の中心が上記回転軸上に位置するように移動させるxyステージ位置決め手段を備えるとともに、上記テーブル・検出器位置決め手段は、上記xyステージ位置決め手段によるxyステージの位置決め状態で上記回転テーブルを回転させたときに被写体とX線源との間に介在する最小隙間が所定隙間となる位置に当該回転テーブルをX線光軸方向に移動させることを特徴とする構成(請求項2)を採用することができる。 Here, in the present invention, an xy stage that mounts a subject and moves on a plane orthogonal to the rotation axis is provided on the rotary table, and the xy stage is designated by the enlarged CT imaging area designation unit. And an xy stage positioning means for moving the center of the formed region so as to be positioned on the rotation axis, and the table / detector positioning means is configured to position the rotary table in a positioning state of the xy stage by the xy stage positioning means. A configuration is adopted in which the rotary table is moved in the X-ray optical axis direction so that a minimum gap interposed between the subject and the X-ray source becomes a predetermined gap when rotated. can do.
また、本発明では、前記した他の課題を解決するため、xyステージを備えた請求項2に記載のX線CT装置において、上記拡大CT撮影領域指定手段は、あらかじめ撮影された断層像の表示画面上で、拡大撮影すべき複数の領域を互いに重複するように、かつ、互いに同じ広さで指定できるように構成され、上記テーブル・検出器位置決め手段は、その指定内容と、被写体の形状・寸法および上記回転軸に対する位置に係る情報を用いて、上記xyテーブルの移動により上記各指定領域の中心を上記回転軸上に位置させて回転テーブルを回転させたときの被写体とX線源との間に介在する最小隙間が所定の隙間となる位置に当該回転テーブルをX線光軸方向に移動させ、かつ、その状態で上記指定された領域の広さがCT撮影領域となる位置に上記X線検出器を移動させるように構成され、上記xyステージ位置決め手段は、その位置決め状態で上記指定された各領域の中心が上記回転軸上に位置するように順次xyテーブルを移動させるように構成されているとともに、そのxyテーブルの各位置決め状態で回転テーブルを回転させてそれぞれCT撮影を行う撮影手順制御手段と、これらの各CT撮影により得られたX線透過データを用いてそれぞれに再構成した各指定領域の断層像を1つの断層像に合成する断層像合成手段を備えた構成(請求項3)を採用することができる。
Further, in the present invention, in order to solve the other problems described above, the X-ray CT apparatus according to
以上の請求項1〜3に係る発明においては、上記あらかじめ撮影された断層像を用いた画像処理により、上記被写体の形状・寸法および上記回転軸に対する位置に係る情報を求める画像処理手段を備えた構成(請求項4)、あるいは、上記回転テーブル上に保持された被写体を、上記回転テーブルの回転軸に略平行な方向から撮影する光学カメラを備え、その光学カメラによる被写体の外観像を用いた画像処理により、上記被写体の形状・寸法および上記回転軸に対する位置に係る情報を求める画像処理手段を備えた構成(請求項5)のいずれをも好適に採用することができる。
The invention according to
また、以上の請求項1〜5に係る発明においては、上記拡大CT撮影領域指定手段により指定された領域をCT撮影領域する位置決めが幾何学的に不能である場合に、上記テーブル・検出器位置決め手段は、位置決め可能な範囲で被写体とX線源が最も接近した最大の撮影倍率が得られる位置に上記回転テーブルおよびX線検出器を位置決めするように構成され、その状態で撮影されたX線透過データを用いて再構成された断層像を、ソフトウエアにより拡大再構成する拡大再構成演算手段を備えた構成(請求項6)を採用することができる。
In the inventions according to
本発明は、従来のROI(関心領域)の指定と同等の指定を行うことにより、その領域をCT撮影領域とすべくX線源に対する回転テーブル並びにX線検出器の位置(SOD並びにSID)を自動的に決定し、その際、可及的に被写体をX線源に近づけて高い撮影倍率のもとにCT撮影を行うことで、指定された領域のX線透過データを可及的に高い分解能のもとに採取し、そのX線透過データを用いた再構成演算により、指定された領域の断層像の画質を向上させることを可能とするものである。 In the present invention, by performing the same designation as the conventional ROI (region of interest) designation, the position of the rotary table and the X-ray detector (SOD and SID) with respect to the X-ray source is set so as to make the region a CT imaging region. The X-ray transmission data in the designated area is as high as possible by automatically determining and performing CT imaging at a high imaging magnification with the subject as close to the X-ray source as possible. It is possible to improve the image quality of a tomographic image in a specified region by performing reconstruction calculation using the X-ray transmission data collected with the resolution.
すなわち、ある領域をCT撮影領域とするようなSODとSIDの組み合わせは実質的に無限に存在するが、本発明では、あらかじめ任意の撮影倍率のもとに撮影した被写体の断層像の表示画面上で、例えば円形等により拡大撮影すべき領域を指定すると、被写体の形状・寸法および回転軸に対する位置に係る情報に基づいて、回転テーブルの回転時におけるX線源と被写体の間に介在する最小隙間が所定の隙間となる位置にまで回転テーブルをX線源に近づけた上で、指定領域がCT撮影領域と一致するようにX線検出器のX線光軸方向への位置を決定する。これにより、指定領域の撮影倍率を可及的に大きく、しかも可及的に明るいX線透過データを得ることのできるSODおよびSIDのもとにCT撮影を行うことができ、このようにして得られたX線透過データを用いて再構成した断層像は、従って、指定領域を可及的に高い空間分解能および濃度分解能のもとに表した断層像となり、従来の拡大再構成による断層像に比して画質が向上する。 That is, there are virtually infinite combinations of SOD and SID in which a certain area is a CT imaging area. However, in the present invention, a tomographic image of a subject imaged in advance at an arbitrary imaging magnification is displayed on the display screen. Thus, for example, when a region to be magnified is specified by a circle or the like, the minimum gap interposed between the X-ray source and the subject when the rotary table is rotated based on the information on the shape / size of the subject and the position with respect to the rotation axis. The position of the X-ray detector in the X-ray optical axis direction is determined so that the designated area coincides with the CT imaging area after the rotary table is brought close to the X-ray source until the position becomes a predetermined gap. As a result, CT imaging can be performed under SOD and SID that can obtain X-ray transmission data as large as possible and as bright as possible in the designated area. Therefore, the tomographic image reconstructed using the acquired X-ray transmission data becomes a tomographic image representing the designated area with as high a spatial resolution and density resolution as possible, and is converted into a tomographic image by conventional enlargement reconstruction. Compared with the image quality.
また、請求項2に係る発明のように、回転テーブル上にxyステージを備えたものにあっては、指定領域の中心が回転軸上に位置するように自動的にxyテーブルを移動させる機能を追加するとともに、そのxyテーブルの位置決め状態においてX線源と被写体とが所定の隙間を介在して相互に干渉しない位置に回転テーブルを位置決めすれば、オペレータに負担をかけることなく、上記と同等の作用を奏することができる。
Further, as in the invention according to
請求項3に係る発明は、上記に加えて前記した他の課題を解決するものであって、あらかじめ撮影した断層像の表示画面上で、互いに同じ広さで、かつ、互いに重複する複数の指定領域の設定を可能とし、その各指定領域の中心が回転軸上に位置するように順次xyステージを移動させる機能(xyステージ位置決め手段)を追加するとともに、テーブル・検出器位置決め手段による回転テーブルの位置決めは、各指定領域の中心を回転軸上に位置させた状態でそれぞれ回転テーブルを回転させたときのX線源と被写体との最小隙間が所定の隙間となる位置とする。つまり、被写体上の最も端に近い指定領域を回転軸上に位置させた状態でも、X線源と被写体とが干渉せずに、かつ、これらが最も接近した位置とする。各指定領域の中心を回転軸上に位置させた状態でそれぞれCT撮影して得られたX線透過データを用いて各指定領域に対応する断層像を再構成すれば、これらの各断層像は上記と同様に可及的に高い空間並びに濃度分解能を有する断層像となる。そして、これらの各断層像を合成して1つの断層像を構築すれば、その構築された断層像は、広い領域でしかも高い空間並びに濃淡分解能を持つ断層像となり、前記した他の課題を解決することができる。
The invention according to
以上の各請求項に係る発明において、被写体の形状・寸法および回転軸に対する位置に係る情報は、例えば被写体の全域をカバーする、あらかじめ撮影された断層像の表示画面上でその断層像を内包する円等をオペレータが入力し、あるいは回転テーブルの回転軸に略平行な方向から被写体を撮影する光学カメラによる外観像の表示画面上で同等の円等をオペレータを入力してもよいが、請求項4または5に係る発明のように、あらかじめ撮影された断層像もしくは回転軸に略平行な方向から撮影した被写体の光学像を用いた画像処理により、被写体の形状・寸法および回転軸に対する位置情報を求めるように構成すると、オペレータの負担を軽減させることができる。 In the invention according to each of the above claims, the information related to the shape / dimension of the subject and the position with respect to the rotation axis includes the tomographic image on the display screen of the tomographic image taken in advance, which covers the entire area of the subject, for example. The operator may input a circle or the like, or the operator may input an equivalent circle or the like on the appearance image display screen by the optical camera that captures the subject from a direction substantially parallel to the rotation axis of the rotary table. As in the invention according to 4 or 5, the shape / size of the subject and position information with respect to the rotation axis are obtained by image processing using a tomographic image taken in advance or an optical image of the subject taken from a direction substantially parallel to the rotation axis. If it comprises so that it may require, an operator's burden can be eased.
そして、請求項6に係る発明は、指定された領域の大きさによってはその領域をCT撮影領域とするようなSODおよびSIDが得られない場合があり、それに対処するための構成を有している。つまり、例えば被写体の全体の大きさとの関連において極めて微小な領域をオペレータが指定した場合、装置による幾何学的倍率が限界に達するが、その場合、請求項6に係る発明においては、その指定領域をCT撮影領域に一致させることができないものの、位置決め可能な範囲で被写体とX線源が最も接近した最大の撮影倍率が得られる位置に回転テーブルおよびX線検出器を位置決めし、その状態で撮影したX線透過データを用いた断層像をソフトウエアにより拡大再構成することで、上記した各実施の形態とほぼ同等の作用効果を奏することができる。 The invention according to claim 6 has a configuration for dealing with the case where SOD and SID in which the area is a CT imaging area may not be obtained depending on the size of the designated area. Yes. That is, for example, when the operator designates a very small area in relation to the overall size of the subject, the geometric magnification by the apparatus reaches the limit. In this case, in the invention according to claim 6, the designated area However, the rotary table and the X-ray detector are positioned at a position where the maximum imaging magnification is obtained where the subject and the X-ray source are closest to each other within the range that can be positioned, and imaging is performed in that state. By enlarging and reconstructing the tomographic image using the X-ray transmission data by software, it is possible to achieve substantially the same operational effects as the above-described embodiments.
請求項1、2に係る発明によれば、従来の拡大再構成による断層像に比して、指定した領域の拡大断層像をより高い画質のもとに得ることができる。 According to the first and second aspects of the present invention, an enlarged tomographic image of a specified region can be obtained with higher image quality than a tomographic image obtained by conventional enlargement reconstruction.
また、請求項3に係る発明によれば、上記に加えて、任意の広がりを持つ領域の断層像を高い分解能のもとに得ることができる。
According to the invention of
更に、請求項4または5に係る発明では、被写体の形状・寸法および回転軸に対する位置に係る情報を装置側で自動的に認識するので、上記した各発明における高分解能の断層像を得るためにオペレータに掛かる負担を軽減することができる。
Further, in the invention according to
そして、請求項6に係る発明によると、幾何学的な撮影倍率が限界を越えるような領域が指定されても、可及的に高い倍率のもとにCT撮影したX線透過データを用いて、ソフトウエアで拡大した断層像が得られるので、オペレータは指定領域の設定に際して装置上の限界等を考慮することなく、任意の大きさの指定領域を設定することが可能となり、操作性が向上する。 According to the invention of claim 6, even if an area where the geometric imaging magnification exceeds the limit is specified, the X-ray transmission data obtained by CT imaging under the highest possible magnification is used. Since the tomographic image enlarged by software can be obtained, the operator can set the specified area of any size without considering the limitations on the device when setting the specified area, improving operability To do.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing a system configuration.
X線源1に対向してX線検出器2が配置されており、これらの間に被写体Wに回転を与えるための回転テーブル3が配置されている。この回転テーブル3は、X線源1からのX線光軸Lに沿ったx軸方向に直交するz軸方向の回転軸Rを中心として回転が与えられるとともに、テーブル移動機構4によって互いに直交するx,y,z軸方向に移動できるようになっている。この回転テーブル3およびテーブル移動機構4は、テーブルコントローラ11から供給される駆動信号により駆動制御される。また、回転テーブル3の上には、被写体Wを搭載してx,y軸方向に移動させるためのxyステージ5が設けられており、このxyステージ5は、ステージコントローラ12から供給される駆動信号によって駆動制御される。更に、X線検出器2はx軸方向に移動可能となっており、検出器位置コントローラ13から供給される駆動制御信号によってそのx軸方向への位置を変化させることができる。
An
CT撮影に際しては、被写体Wをxyステージ5上に載せてX線を照射しつつ、回転軸Rを中心として回転を与え、微小回転角度ごとにX線検出器2からのX線透過データをCT画像再構成演算装置14に取り込む。CT画像再構成演算装置14では、このようにして取り込んだ360°分の被写体WのX線透過データを用いて、回転軸Rに直交するx−y平面に沿った面でスライスした被写体Wの断層像を構築する。この断層像は演算装置20を経由して表示器15に表示することができる。
At the time of CT imaging, the subject W is placed on the
演算装置20は、実際にはコンピュータとその周辺機器によって構成され、インストールされているプログラムが有している機能を実現するように動作するのであるが、この図1では、説明の便宜上、インストールされているプログラムが有している機能ごとのブロック図で示している。
The
すなわち、演算装置20は、上記した表示器15の表示内容を制御する表示制御部21のほかに、後述するように回転テーブル3およびX線検出器2の初期位置でのCT撮影により得られた被写体WのX線透過データを用いてCT画像再構成演算装置14により構築された断層像を用いた画像処理により、被写体Wの形状・寸法および回転軸Rに対する位置に係る情報を得る画像処理部22と、その画像処理部22により求められた被写体Wの形状・寸法および回転軸Rに対する位置に係る情報と上記した断層像上でオペレータが指定した拡大CT撮影領域に基づいて回転テーブル3およびX線検出器2のx軸方向への位置を求めるテーブル・検出器位置決め演算部23、同じくオペレータが断層像上で指定した拡大CT撮影領域の中心が回転軸R上に位置するようにxyステージ5の位置を求めるステージ位置決め演算部24、CT画像再構成演算装置13により再構成された複数の断層像を合成して1枚の断層像に合成する画像合成部25、および全体を制御する制御部16を備えている。
That is, the
また、演算装置20には、上記した拡大CT撮影領域をオペレータが指定したり、他の指令等を装置に与えるためのマウスやキーボード等からなる操作部16が接続されている。
In addition, an
さて、以上の本発明の実施の形態の動作を、その使用方法とともに述べる。
まず、図2(A)に模式的な平面図で示すように、回転テーブル3およびX線検出器2を適当な初期位置、例えば被写体Wの全域をカバーできるCT撮影が可能な位置、に位置させた状態で、xyテーブル5上に被写体Wを搭載し、予備的なCT撮影を行う。CT画像再構成演算装置14では、そのCT撮影により得られた被写体WのX線透過データを用いて、予備的な断層像Wpを再構成する。この断層像Wpは、演算装置20の表示制御部21を経由して表示器15に表示される。その表示例を図2(B)に示す。この断層像Wpはまた、画像処理部22に取り込まれ、被写体Wの形状・寸法、および回転軸Rに対する位置関係が求められる。
Now, the operation of the above-described embodiment of the present invention will be described together with its usage.
First, as shown in a schematic plan view in FIG. 2A, the rotary table 3 and the
オペレータは、図2(B)に例示されている表示器15の画面上で、拡大断層像を得るべき領域を指定する。この指定は、同図に例示するように円Cによって行うことができ、操作部16の操作によりその中心と大きさを設定することができる。その設定状況は表示器15の画面上に断層像Wpとともに表示される。
The operator designates a region where an enlarged tomographic image is to be obtained on the screen of the
演算装置20のテーブル・検出器位置決め部23は、その設定内容と、画像処理部22で求められた被写体Wの形状・寸法および回転軸Rに対する位置情報を用いて、被写体Wを回転軸Rを中心として回転させたときに、X線源1に対して干渉せずに可及的に接近する位置、具体的には、被写体Wの回転時におけるX線源1との最小隙間が、あらかじめ設定されている隙間となる回転テーブル3のx軸方向への位置を求めるとともに、その回転テーブル3の位置において指定領域CがCT撮影領域と一致するX線検出器2のx軸方向への位置、つまり指定領域Cを通過したX線がX線検出器2の有効幅に過不足なく入射する位置を求める。このようにして求められた回転テーブル3およびX線検出器2のx軸方向への位置を実現すべく、テーブルコントローラ11および検出器位置コントローラ13を通じて回転テーブル3およびX線検出器2をx軸方向に移動させる。その移動後の状態を図2(C)に模式的平面図で示す。
The table /
このような位置決めを終了した後、制御部26からの同期信号に従い、回転テーブル3を回転させつつ、その微小回転角度ごとにCT画像再構成演算装置14にX線検出器2からのX線透過データを取り込んでCT撮影を行う。そして、CT画像再構成演算装置14では、そのX線透過データを用いて被写体の断層像を再構成する。このようにして得られた断層像は、オペレータが指定した領域を、被写体Wを可及的にX線源1に接近させて最大の拡大率、明るさのもとに採取したX線透過データを用いているが故に、空間分解能並びに画素濃度の分解能が、ともに当該装置で可能な最高のものとなる。
After such positioning, the X-ray transmission from the
ここで、あらかじめ撮影した断層像の表示画面上で指定された拡大領域Cの中心が、図3(A)に例示するように回転軸Rから離れた位置にある場合には、ステージ位置決め演算部24でその拡大領域Cの中心が回転軸R上に位置するようにxyステージ5を移動させる。テーブル・検出器位置決め演算部23では、そのxyステージ5の移動後の状態で回転軸Rを中心として被写体Wを回転させたときのX線源1に対する最小隙間が、あらかじめ設定されている隙間となるように回転テーブル3をx軸方向に移動させ、それに対応して上記と同様にX線検出器2をx軸方向に移動させる。その状態を図3(B)に示す。指定された拡大領域Cが被写体Wの端部に位置している場合には、被写体WとX線源1との干渉により、中央部に位置している場合に比してX線源1に対する回転テーブル3の位置が遠くなってしまうことになるが、中央部に位置している場合に比してX線検出器2の位置を後退させて、領域Cを通過したX線をその有効幅の全幅で受けることにより、画素濃度の分解能は中央部に位置している場合に比して低下するものの、空間分解能は低下することがない。
Here, when the center of the enlarged area C designated on the display screen of the tomographic image taken in advance is located away from the rotation axis R as illustrated in FIG. In 24, the
次に、被写体Wの全体の断層像など、広い領域の断層像を高い分解能のもとに再構成する機能について説明する。 Next, a function for reconstructing a wide area tomographic image such as a tomographic image of the entire subject W with high resolution will be described.
図4に表示器15の表示画面を例示するように、あらかじめ撮影した断層像Wpの表示画面上で、互いに同じ広さの複数個の拡大領域Cを互いに重複するように設定する。この設定により、テーブル・検出器位置決め演算部23では、全ての指定領域Cの中心をそれぞれ回転軸Rに一致させた状態で回転テーブル3を回転させたときに、X線源1に対して干渉せずにあらかじめ設定された隙間が生じる位置に回転テーブル3をx軸方向に移動させ、更に先の例と同様に領域を通過したX線が過不足なくX線検出器2に入射する位置にX線検出器2をx軸方向に移動させる。次に、ステージ位置決め演算部24は、各指定領域Cの中心が回転軸Rに一致するように、図4に矢印で示すように順次xyステージ5を移動させていくとともに、制御部26からの同期信号に従い、各指定領域Cと回転軸Rとが一致する位置でCT撮影を行い、CT画像再構成演算装置14により各指定領域に対応する断層像を再構成する。
As illustrated in the display screen of the
次いでこのようにして得られた各指定領域Cに対応する断層像を、画像合成部25において互いに隣接する像の隣接部分を利用して合成し、1枚の断層像を得る。このようにして合成された断層像は、各指定領域を可及的に高い分解能で撮影した断層像を繋ぎ合わせたものであるため、その分解能は、被写体Wの全体をCT撮影して得たX線透過データを用いて再構成した断層像に比して、断層像の大きさは同じであってもその空間並びに濃度の分解能は大幅に高いものとなる。
Next, the tomographic images corresponding to the designated regions C obtained in this way are synthesized by using the adjacent portions of the images adjacent to each other in the
なお、以上の例においては、各指定領域Cを列状に並べた例を示したが、平面内で任意の方向に並べてもよいことは勿論である。 In the above example, the designated areas C are arranged in a row, but it goes without saying that the designated areas C may be arranged in an arbitrary direction within a plane.
ここで、以上の各実施の形態においては、被写体Wの形状・寸法および回転軸Rに対する位置に係る情報、あらかじめ撮影した被写体の断層像を用いた画像処理によって求めた例を示したが、この手法は、例えはプリント配線基板等、断面形状・寸法がz軸方向全ての位置においてほぼ一定である場合に問題はないが、スライスする位置が変わると断層像の形状・寸法が大きく変化するような被写体にあっては、任意の位置でスライスした断層像はX線源1に対する干渉の有無のための情報とはなり得ない。そこで、このような被写体のための装置にあっては、回転軸Rに対してほぼ平行な方向の上方から被写体を撮影するCCDカメラ等の光学カメラを配置し、その光学カメラによる被写体の外観像を用いて被写体の形状・寸法および回転軸に対する位置に係る情報を求めればよい。
Here, in each of the embodiments described above, an example is shown in which information relating to the shape / dimension of the subject W and the position with respect to the rotation axis R, and image processing using a tomographic image of the subject taken in advance is shown. The method is not problematic when the cross-sectional shape and dimensions are almost constant at all positions in the z-axis direction, such as a printed wiring board, but the shape and dimensions of the tomographic image change greatly as the slicing position changes. A tomographic image sliced at an arbitrary position cannot be information for the presence or absence of interference with the
また、以上のような被写体の断層像もしくは外観像を用いた画像処理によって被写体の形状・寸法および回転軸に対する位置情報を求めるほか、これらの像の表示画面上で、その像を内包し、かつ、その中心が回転軸と一致する円をオペレータが描いてもよい。このようにして描かれた円の半径に対応する距離だけ回転軸とX線源とが離隔する位置に回転テーブルを移動させることにより、回転時に被写体がX線源に対して干渉せず、かつ、最接近する位置となる。 In addition to obtaining the subject's shape and dimensions and position information with respect to the rotation axis by image processing using the tomographic image or appearance image of the subject as described above, the image is included on the display screen of these images, and The operator may draw a circle whose center coincides with the rotation axis. By moving the rotary table to a position where the rotation axis and the X-ray source are separated by a distance corresponding to the radius of the circle drawn in this way, the subject does not interfere with the X-ray source during rotation, and , The closest position.
ここで、断層像Wpの表示画面上でオペレータが指定した拡大領域Wpが、回転テーブルおよびX線検出器のx軸方向への位置によってはCT撮影領域と一致させることができない場合、この状況は、例えば領域Cが極端に狭い場合等に生じるが、この場合、被写体がX線源に対して干渉しない範囲で可及的に回転テーブルをX線源に接近させ、かつ、X線検出器はその領域を通過したX線が可及的に広い範囲に入射するように位置決めした状態でCT撮影を行う。このようなCT撮影によっては、断層像の表示のための画面全体を満たす大きさの断層像は得られないことになるが、この場合、その断層像を、従来のソフトウエアによる拡大再構成の技法を用いて拡大して、画面全体を満たす断層像とすればよい。このようにして得られた断層像は、先の各例において得られる拡大断層像に比して分解能は劣ることになるものの、従来の拡大再構成の技法では、例えば被写体の全体をカバーする断層像を部分的に拡大するのに対し、本発明においては、可及的に高い分解能の断層像を拡大するため、従来に比してその分解能は向上する。 Here, when the enlarged region Wp designated by the operator on the display screen of the tomographic image Wp cannot be matched with the CT imaging region depending on the position of the rotary table and the X-ray detector in the x-axis direction, this situation is For example, this occurs when the region C is extremely narrow. In this case, the rotation table is moved as close to the X-ray source as possible without causing the subject to interfere with the X-ray source, and the X-ray detector CT imaging is performed in a state in which the X-rays that have passed through the region are positioned so as to enter the widest possible range. With such CT imaging, a tomographic image having a size that fills the entire screen for displaying the tomographic image cannot be obtained. In this case, the tomographic image can be enlarged and reconstructed by conventional software. The tomographic image may be enlarged using a technique to fill the entire screen. Although the tomogram obtained in this way has a lower resolution than the magnified tomograms obtained in the previous examples, in the conventional magnified reconstruction technique, for example, a tomogram that covers the entire subject. In contrast to the partial enlargement of the image, in the present invention, since the tomographic image having as high a resolution as possible is enlarged, the resolution is improved as compared with the conventional case.
1 X線源
2 X線検出器
3 回転テーブル
5 xyステージ
11 テーブルコントローラ
12 ステージコントローラ
13 検出器位置コントローラ
14 CT画像再構成演算装置
20 演算装置
21 表示制御部
22 画像処理部
23 テーブル・検出器位置決め演算部
24 ステージ位置決め演算部
25 画像合成部
26 制御部
W 被写体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
あらかじめ撮影された被写体の断層像の表示画面上で、拡大撮影すべき領域を指定する拡大CT撮影領域指定手段と、その指定内容と、被写体の形状・寸法および上記回転軸に対する位置に係る情報を用いて、上記回転テーブルを回転させたときに被写体とX線源との間に介在する最小隙間が所定の隙間となる位置に当該回転テーブルをX線光軸方向に移動させ、かつ、その状態で上記指定された領域がCT撮影領域となるように上記X線検出器をX線光軸方向に移動させるテーブル・検出器位置決め手段を備えていることを特徴とするX線CT装置。 Between the X-ray source and the X-ray detector arranged opposite to each other, a rotary table that holds an object and rotates around a rotation axis orthogonal to the X-ray optical axis is arranged, and the rotary table is rotated. An X-ray CT apparatus provided with reconstruction calculation means for reconstructing a tomographic image of a subject along a plane orthogonal to the rotation axis using X-ray transmission data of the subject captured at predetermined angles while
On the display screen of the tomographic image of the subject imaged in advance, the enlarged CT imaging region designating means for designating the region to be magnified, the designated content, the information regarding the shape / dimension of the subject and the position relative to the rotation axis And when the rotary table is rotated, the rotary table is moved in the X-ray optical axis direction to a position where the minimum gap interposed between the subject and the X-ray source becomes a predetermined gap, and the state An X-ray CT apparatus comprising table / detector positioning means for moving the X-ray detector in the X-ray optical axis direction so that the designated area becomes a CT imaging area.
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