JP2008304422A - X線ct装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 縦断層像上での水平断層像の位置を直感的かつ正確に知ることができるX線CT装置を提供する。
【解決手段】 水平面と平行であり、かつ、その直交する方向に微小間隔をあけて連続した複数の水平断層像を得て、これらの水平断層像を元に、そのいずれかの水平断層像を表示器23に水平断層画像Aとして画像表示させる。次に、水平断層画像A上で、水平断層像に垂直に被検査物Wを切断したときの縦断層像を表示器23に縦断層画像B、Cとして再構成して画像表示させる。このとき、水平直線画像表示制御部31は、縦断層画像B、C中に水平断層像の位置を示す水平直線画像d、eを重畳して画像表示する。
【選択図】図2

Description

本発明は、X線CT装置に関し、電子部品等の工業製品の内部欠陥や内部構造等を非破壊のもとに検査すべく、その断層画像を得るための産業用のX線CT装置に関する。
産業用のX線CT装置においては、一般に、X線源とX線検出器との間で被検査物をX線光軸に直交する回転軸を中心として360°回転させつつ透視用X線を照射し、微小回転角度ごとに被検査物のX線透過データを収集する。そして、その収集したX線透過データをコンピュータによって再構成処理することにより、被検査物のCT像、すなわち回転軸に直交する水平面となる断層像(以下、「水平断層像」ともいう)を得る。
このとき、操作者は、被検査物で検査したい部位に応じて、被検査物中の水平断層像を得る位置を選択することになるが、被検査物の内部に縦方向に広がる欠陥を検査する場合、水平面と平行な1枚の水平断層像だけでなく、水平面と平行であり、かつ、その直交する方向に微小間隔をあけて連続した複数の水平断層像を得て、これらの水平断層像を元に被検査物の内部を3次元的に観察する方法が多用されている。
さらに、被検査物の内部を3次元的に詳しく観察する手法として、まず、複数の水平断層像を元に、そのいずれかの水平断層像を表示器に画像表示させ、次に、その画像表示された水平断層画像上で操作者が位置を指定することにより、水平断層像に垂直で、かつ、指定された位置で被検査物を切断したときの断層像(以下、「縦断層像」ともいう)を再構成させて表示器に画像表示させることが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、このような機能は、任意断面再構成(MPR:Multi Planar Reconstruction )機能等と称されている。
さらに、このようにして再構成され画像表示された縦断層画像上で操作者が位置を指定することにより、縦断層像に垂直で、かつ、指定された位置で被検査物を切断したときの断層像(以下、「WO断層像」ともいう)を再構成させて表示器に画像表示させる機能を備えたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。なお、このような機能は、ダブルオブリーク機能等と称されている。
ここで、ダブルオブリーク機能を備えたX線CT装置により画像表示されるモニタ画像について説明する。図4は、ダブルオブリーク機能を備えたX線CT装置により画像表示されたモニタ画像の一例である。なお、図4は、図3の外観斜視図に示すマイクロタービンWをX線CT装置により画像表示したものである。
まず、水平面と平行であり、かつ、その直交する方向に微小間隔をあけて連続した複数の水平断層像を得て、これらの水平断層像を元に、そのいずれかの水平断層像をモニタ画面の左上部に水平断層画像Aとして画像表示させる。このとき、水平断層像として複数の水平断層像の内から1枚が選択されるが、どの1枚が選択されるかは、各水平断層像に対して一つの番号(以下、「スライス位置番号」ともいう)となるように順番(例えば、一番下の水平断層像を1とするとともに、一番上の水平断層像を512とする)にスライス位置番号を付与することにより、操作者が、あるスライス位置番号をモニタ画面の最下部に画像表示されているスライス位置番号と対応させたスライス位置番号変更スライドバーEを用いて指定することで決定される。
次に、水平断層画像A上で、直交した2本の縦直線画像(所謂、オブリークライン)a、bを表示させることにより、2本のオブリークラインa、bが示す位置で、かつ、水平断層像に垂直にマイクロタービンWを切断したときの2枚の縦断層像をモニタ画面の右上部と左下部とにそれぞれ縦断層画像(所謂、オブリーク画像)B、Cとして画像表示させる。このとき、操作者は、画像表示させる2枚の縦断層像として水平断層画像A上で任意の位置を選択することができ、水平断層画像A上で、直交した2本のオブリークラインa、bを画像表示させる位置を変更することにより、オブリークラインa、bの位置の変更に連動して更新するように、オブリークラインa、bの位置に対応する縦断層像をオブリーク画像B、Cとして画像表示させることができる。
さらに、オブリーク画像B、C上で、水平面と平行でないWO直線画像(所謂、ダブルオブリークライン)cを表示させることにより、ダブルオブリークラインcが示す位置で、かつ、縦断層像に垂直にマイクロタービンWを切断したときのWO断層像をモニタ画面の右下部にWO断層画像(所謂、ダブルオブリーク画像)Dとして画像表示させる。このとき、操作者は、画像表示させるダブルオブリーク画像Dとしてオブリーク画像B、C上で任意の位置を選択することができ、オブリーク画像B又はオブリーク画像C上で、ダブルオブリークラインcを画像表示させる位置を変更することにより、ダブルオブリークラインcの位置の変更に連動して更新するように、ダブルオブリークラインcの位置に対応するWO断層像をダブルオブリーク画像Dとして画像表示させることができる。
このように、操作者は、各断層画像A、B、C上で、所望する位置のマイクロタービンWの断層像に対応する位置にオブリークラインa、bやダブルオブリークラインcを画像表示させることにより、所望する位置のマイクロタービンWのオブリーク画像B、Cやダブルオブリーク画像Dを得ている。
特開2002−191593号公報 特開平9−220210号公報
ところで、上述したようなX線CT装置により画像表示されたモニタ画像では、水平断層画像A上に画像表示されているオブリークラインa、bによって、操作者は、水平断層像上での2枚の縦断層像の位置を直感的に知ることができるが、逆に、水平断層像が2枚の縦断層像上のどの位置であるかを知るには、スライス位置番号変更スライドバーEで指定したスライス位置番号から連想しなくてはならなかった。例えば、スライス位置番号が、一番下から順番に512まで付与されている場合に、スライス位置番号256が指定されているときには、縦断層像の1/2の高さの位置であると連想していた。つまり、水平断層像が、縦断層像に対してどの位置にあたるのかが直感的かつ正確にわかりづらかった。
そこで、本発明は、縦断層像上での水平断層像の位置を直感的かつ正確に知ることができるX線CT装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明のX線CT装置は、被検査物の透視X線像を撮影するX線検出器と当該X線検出器に向けて透視用X線を照射するX線源とを有するX線測定光学系と、X線源とX線検出器との間に配置され、前記被検査物を載置するための水平面を有するとともに、当該水平面に直交する回転軸を中心として回転移動が可能なターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転移動させつつ被検査物の透視X線像を撮影することにより、前記被検査物のX線透過データを記憶部に記憶させるCT撮影を実行するCT撮影実行部と、前記記憶部に記憶されたX線透過データを用いて、前記水平面と平行な複数の水平断層像を再構成して、前記被検査物のCT断層像データを記憶部に記憶させる再構成処理演算部と、画像表示が行われる表示器と、前記記憶部に記憶されたCT断層像データを用いて、前記水平面と平行な被検査物の水平断層像を水平断層画像として表示器に画像表示する水平断層像表示制御部と、前記記憶部に記憶されたCT断層像データを用いて、前記水平断層像と垂直な縦断層像を縦断層画像として表示器に画像表示する縦断層像表示制御部とを備えるX線CT装置であって、前記縦断層画像中に水平断層像の位置を示す水平直線画像を重畳して画像表示する水平直線画像表示制御部を備えるようにしている。
ここで、「水平断層像」とは、CT撮影を実行した際に収集されたX線透過データを用いて、まず初めに再構成することにより得られた水平面と平行な複数の断層像のうちの一つをいう。よって、水平断層像表示制御部により表示器に画像表示させるときには、再構成する演算なしに、水平断層画像として画像表示させることができるものである。これに対して、「縦断層像」や後述する「WO断層像」を縦断層像表示制御部等により表示器に画像表示させるときには、初めに再構成した水平断層像と異なる方向となるので、再構成する演算を再び行い、縦断層画像やWO断層画像として画像表示させることになる。つまり、画像表示させるときには演算時間を必要とする。
本発明のX線CT装置によれば、水平面と平行であり、かつ、その直交する方向に微小間隔をあけて連続した複数の水平断層像を得て、これらの水平断層像を元に、そのいずれかの水平断層像を表示器に水平断層画像として画像表示させる。次に、水平断層画像上で、水平断層像に垂直に被検査物を切断したときの縦断層像を表示器に縦断層画像として再構成して画像表示させる。このとき、水平直線画像表示制御部は、縦断層画像中に水平断層像の位置を示す水平直線画像を重畳して画像表示する。
以上のように、本発明のX線CT装置によれば、縦断層画像上に画像表示されている水平直線画像によって、操作者は、縦断層像上での水平断層像の位置を直感的かつ正確に知ることができる。その結果、内部欠陥や内部構造等を非破壊のもとに検査することが容易になる。
(その他の課題を解決するための手段および効果)
また、上記発明において、前記縦断層像表示制御部は、前記水平断層像と垂直な複数の縦断層像を縦断層画像として画像表示し、前記水平直線画像表示制御部は、全ての縦断層画像中に水平断層像の位置を示す水平直線画像を重畳して画像表示するようにすればよい。
これによれば、複数の縦断層画像上に画像表示されている水平直線画像によって、操作者は、複数の縦断層像上での水平断層像の位置を直感的かつ正確に知ることができる。
そして、上記発明において、前記縦断層画像中に画像表示された水平直線画像の位置を変更するために入力操作される入力装置を備え、前記水平断層像表示制御部は、さらに、前記縦断層画像中に画像表示された水平直線画像の位置が変更されることにより、前記水平直線画像の位置の変更に連動して更新するように、前記水平直線画像の位置に対応する水平断層像を水平断層画像として画像表示するようにしてもよい。
これによれば、操作者は、所望する位置の被検査物の水平断層像に対応する縦断層画像上の位置に水平直線画像を画像表示させることにより、所望する位置の水平断層画像を画像表示させることができる。このとき、水平断層像表示制御部は、初めに再構成した水平断層像と同じ方向となるので、再構成する演算なしに、水平断層画像を画像表示することができる。
さらに、上記発明において、前記水平断層画像中に縦断層像の位置を示す縦直線画像を重畳して画像表示する縦直線画像表示制御部を備え、前記入力装置は、さらに、前記水平断層画像中に画像表示された縦直線画像の位置を変更するために入力操作され、前記縦断層像表示制御部は、さらに、前記水平断層画像中に画像表示された縦直線画像の位置が変更されることにより、前記縦直線画像の位置の変更に連動して更新するように、前記縦直線画像の位置に対応する縦断層像を縦断層画像として画像表示するようにしてもよい。
これによれば、操作者は、所望する位置の被検査物の縦断層像に対応する水平断層画像上の位置に縦直線画像を画像表示させることにより、所望する位置の縦断層画像を画像表示させることができる。このとき、縦断層像表示制御部は、初めに再構成した水平断層像と異なる方向となるので、再構成する演算を行い、縦断層画像を画像表示することになる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
図1は、本発明の一実施形態であるX線CT装置の構成を示すブロック図である。X線CT装置1は、X線源11とX線検出器12とを有するX線測定光学系13と、被検査物Wを載置するターンテーブル14と、X線CT装置1全体の制御を行う制御系(コンピュータ)20とにより構成される。
X線CT装置1では、図1に示すように、直交する三方向(X方向、Y方向、Z方向)を定めている。具体的には、ターンテーブル14の被検査物Wが載置される面に垂直な方向をZ方向と定めている。さらに、Z方向と直交する方向をX方向と定め、Z方向及びX方向と直交する方向をY方向と定めている。したがって、被検査物Wが載置されるターンテーブル14のXY平面が、水平面となる。
X線源11は、X線検出器12に向けて透視用X線を照射するX線管を有する。なお、X線源11とX線検出器12の検出面中心とを結んだX線光軸が、上述したX方向となるように、X線源11とX線検出器12とが配置されている。
X線検出器12には、イメージインテンシファイア(以下、IIと略す)とCCDカメラとを組み合わせたものが用いられている。IIが透視用X線を検出することにより透視像を形成する。この透視像をCCDカメラが撮影することによって、透視用X線の映像信号(X線透過データ)がコンピュータ20に出力される。
ターンテーブル14は水平面(XY平面)を有し、水平面上に被検査物Wが載置されるようにしてある。そして、ターンテーブル14は、Z方向の回転軸で回転可能となるようにしてあり、載置された被検査物Wを、この回転軸を中心に回転させることができる。これにより、CT撮像時には、回転軸を中心に回転させながら撮像することにより、さまざまな方向からのX線透過データを取得することができるようになる。
コンピュータ20においては、CPU21を備え、さらに、メモリ(記憶部)25と、モニタ画面23a等を有する表示器23と、入力装置22である操作パネル22aやマウス22b(及びキーボード)とをハードウェアとして備える。
また、CPU21が処理する機能をブロック化して説明すると、水平直線画像表示制御部31と、縦直線画像表示制御部32と、WO直線画像表示制御部33と、CT撮影実行部34と、再構成処理演算部35と、スライス位置表示制御部36と、水平断層像表示制御部37と、縦断層像表示制御部38と、WO断層像表示制御部39とを有する。また、メモリ25は、X線透過データを記憶するX線透過データ記憶領域41と、CT断層像データを記憶するCT断層像データ記憶領域43とを有する。
ここで、X線CT装置1により画像表示されるモニタ画像について説明する。図2は、X線CT装置1により画像表示されたモニタ画像の一例である。なお、図2は、図3の外観斜視図に示すマイクロタービンWをX線CT装置1により画像表示したものである。そして、上述した図4と同様のものについては、同じ符号を付け、その説明を省略する。
X線CT装置1では、上述した従来のX線CT装置と異なり、オブリーク画像(縦断層画像)B、C中に水平断層像の位置を示す水平直線画像(以下、「スライスライン」ともいう)d、eが重畳されて画像表示されている。
CT撮影実行部34は、予め設定された微小回転角度ごとにマイクロタービンWの透視X線像を順次撮影して、マイクロタービンWのX線透過データをX線透過データ記憶領域41に記憶させる制御を行うものである。
再構成処理演算部35は、X線透過データ記憶領域41に記憶されたX線透過データを用いて、複数の水平断層像を再構成して、マイクロタービンWのCT断層像データをCT断層像データ記憶領域43に記憶させる制御を行うものである。このとき、再構成処理演算部35は、一番下の水平断層像を1とするとともに、一番上の水平断層像を512とするように順番に、各水平断層像に一つのスライス位置番号を付与して、CT断層像データを記憶させることになる。
スライス位置表示制御部36は、モニタ画面23aの最下部にスライス位置番号変更スライドバーEを画像表示する制御を行うものである。
具体的には、図2に示すように、スライス位置番号変更スライドバーEは、スライス位置番号と対応させた横方向に伸びる直線上に長方形画像が重畳されて画像表示されたものである。これにより、操作者は、画像表示させる水平断層画像Aとして任意の位置を選択することができ、長方形画像を画像表示させる位置を変更することにより、長方形画像の位置(スライス位置番号)の変更に連動して更新するように、長方形画像の位置(スライス位置番号)に対応する水平断層像を水平断層画像Aとして画像表示させることができるようになる。
水平断層像表示制御部37は、CT断層像データ記憶領域43に記憶されたCT断層像データを用いて、スライス位置番号変更スライドバーEでスライス位置番号が指定されることにより、スライス位置番号の変更に連動して更新するように、スライス位置番号に対応する水平断層像を、あるいは、後述するようにオブリーク画像(縦断層画像)B、C中に画像表示されたスライスラインd、eの位置が変更されることにより、スライスラインd、eの位置の変更に連動して更新するように、スライスラインd、eの位置に対応する水平断層像を、モニタ画面23aの左上部に水平断層画像Aとして画像表示する制御を行うものである。
このとき、水平断層像表示制御部37は、初めに再構成した水平断層像と同じ方向となるので、再構成する演算なしに、水平断層画像Aを画像表示することができる。
縦断層像表示制御部38は、後述するように水平断層画像A中に画像表示されたオブリークライン(縦直線画像)a、bの位置が変更されることにより、オブリークラインa、bの位置の変更に連動して更新するように、オブリークラインa、bの位置に対応する縦断層像をオブリーク画像B、Cとして画像表示する制御を行うものである。
このとき、縦断層像表示制御部38は、初めに再構成した水平断層像と異なる方向となるので、再構成する演算を行い、オブリーク画像B、Cを画像表示することになる。
また、このように、お互いに直交するオブリーク画像B、Cどうしを画像表示することが好ましいが、直交関係にない2つのオブリーク画像でもよい。また、2つのオブリーク画像ではなく、1つのオブリーク画像、あるいは、3つ以上のオブリーク画像を画像表示してもよい。
WO断層像表示制御部39は、後述するようにオブリーク画像B、C中に画像表示されたダブルオブリークライン(WO直線画像)cの位置が変更されることにより、ダブルオブリークラインcの位置の変更に連動して更新するように、ダブルオブリークラインcの位置に対応するWO断層像をダブルオブリーク画像Dとして画像表示する制御を行うものである。
このとき、WO断層像表示制御部39は、初めに再構成した水平断層像と異なる方向となるので、再構成する演算を行い、ダブルオブリーク画像Dを画像表示することになる。
水平直線画像表示制御部31は、オブリーク画像B、C中に水平断層像の位置を示すスライスラインd、eを重畳して画像表示する制御を行うものである。
具体的には、図2に示すように、オブリーク画像B中に、水平断層像の位置を示すスライスラインdを、左から右に一直線に伸びるように画像表示するとともに、オブリーク画像C中に、水平断層像の位置を示すスライスラインeが、上から下に一直線に伸びるように画像表示している。そして、操作者が、スライスラインd、eの位置を入力操作により指定しなおすと、水平断層像表示制御部37は、スライスラインd、eの位置の変更に連動して更新するように、スライスラインd、eの位置に対応する水平断層像を水平断層画像Aとして画像表示させることになる。
なお、スライスラインd、eの位置の変更によって表示される水平断層像を変更する操作は、上述のスライス位置番号変更スライドバーEを使用した水平断層像を変更する操作と一部が重複するので、本発明装置ではスライス位置番号変更スライドバーEはなくてもよい。
縦直線画像表示制御部32は、水平断層画像A中に縦断層像の位置を示すオブリークラインa、bを重畳して画像表示する制御を行うものである。
具体的には、図2に示すように、水平断層画像A中に、オブリーク画像Bに対応する縦断層像の位置を示すオブリークラインaを、左下から右上に一直線に伸びるように画像表示するとともに、オブリーク画像Cに対応する縦断層像の位置を示すオブリークラインbを、左上から右下に一直線に伸びるように画像表示している。そして、操作者が、オブリークラインa、bの位置を入力操作により指定しなおすと、縦断層像表示制御部38は、オブリークラインa、bの位置の変更に連動して更新するように、オブリークラインa、bの位置に対応する縦断層像をオブリーク画像B、Cとして画像表示させることになる。
WO直線画像表示制御部33は、オブリーク画像B又はオブリーク画像C中にWO断層像の位置を示すダブルオブリークラインcを重畳して画像表示する制御を行うものである。
具体的には、図2に示すように、オブリーク画像B中に、WO断層像の位置を示すダブルオブリークラインcを、左上から右下に一直線に伸びるように画像表示している。そして、操作者が、オブリーク画像B又はオブリーク画像C中にダブルオブリークラインcの位置を入力操作により指定しなおすと、WO断層像表示制御部39は、ダブルオブリークラインcの位置の変更に連動して更新するように、ダブルオブリークラインcの位置に対応するWO断層像をダブルオブリーク画像Dとして画像表示させることになる。
以上のように、X線CT装置1によれば、オブリーク画像B、C上に画像表示されているスライスラインd、eによって、操作者は、縦断層像上での水平断層像の位置を直感的かつ正確に知ることができる。
また、操作者は、マイクロタービンWの水平断層像に対応するオブリーク画像B、C上の所望する位置にスライスラインd、eを移動して画像表示させることにより、所望する位置の水平断層画像Aを画像表示させることができる。
そして、操作者は、マイクロタービンWの縦断層像に対応する水平断層画像A上の所望する位置にオブリークラインa、bを移動して画像表示させることにより、所望する位置のオブリーク画像B、Cを画像表示させることができる。
さらに、操作者は、マイクロタービンWのWO断層像に対応するオブリーク画像B、C上の所望する位置にダブルオブリークラインcを移動して画像表示させることにより、所望する位置のダブルオブリーク画像Dを画像表示させることができる。
なお、上述したラインa〜eの移動操作としては、例えば、ラインをマウスにより所望する位置にドラッグして移動する方法を採用することができる。
本発明は、電子部品等の工業製品の内部欠陥や内部構造等を非破壊のもとに調査すべく、その断層画像を得るための産業用のX線CT装置に利用することができる。
本発明の一実施形態であるX線CT装置の構成を示すブロック図である。 本発明のX線CT装置による表示器のモニタ画面に画像表示された画像の一例を示す図である。 マイクロタービンの斜視図である。 従来のX線CT装置による表示器のモニタ画面に画像表示された画像の一例を示す図である。
符号の説明
1: X線CT装置
11: X線源
12: X線検出器
13: X線測定光学系
14: ターンテーブル
20: 制御系(コンピュータ)
21: CPU
22: 入力装置
23: 表示器
25: メモリ(記憶部)
31: 水平直線画像表示制御部
34: CT撮影実行部
35: 再構成処理演算部
37: 水平断層像表示制御部
38: 縦断層像表示制御部
41: X線透過データ記憶領域
W: マイクロタービン(被検査物)

Claims (4)

  1. 被検査物の透視X線像を撮影するX線検出器と当該X線検出器に向けて透視用X線を照射するX線源とを有するX線測定光学系と、
    X線源とX線検出器との間に配置され、前記被検査物を載置するための水平面を有するとともに、当該水平面に直交する回転軸を中心として回転移動が可能なターンテーブルと、
    前記ターンテーブルを回転移動させつつ被検査物の透視X線像を撮影することにより、前記被検査物のX線透過データを記憶部に記憶させるCT撮影を実行するCT撮影実行部と、
    前記記憶部に記憶されたX線透過データを用いて、前記水平面と平行な複数の水平断層像を再構成して、前記被検査物のCT断層像データを記憶部に記憶させる再構成処理演算部と、
    画像表示が行われる表示器と、
    前記記憶部に記憶されたCT断層像データを用いて、前記水平面と平行な被検査物の水平断層像を水平断層画像として表示器に画像表示する水平断層像表示制御部と、
    前記記憶部に記憶されたCT断層像データを用いて、前記水平断層像と垂直な縦断層像を縦断層画像として表示器に画像表示する縦断層像表示制御部とを備えるX線CT装置であって、
    前記縦断層画像中に水平断層像の位置を示す水平直線画像を重畳して画像表示する水平直線画像表示制御部を備えることを特徴とするX線CT装置。
  2. 前記縦断層像表示制御部は、前記水平断層像と垂直な複数の縦断層像を縦断層画像として画像表示し、
    前記水平直線画像表示制御部は、全ての縦断層画像中に水平断層像の位置を示す水平直線画像を重畳して画像表示することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  3. 前記縦断層画像中に画像表示された水平直線画像の位置を変更するために入力操作される入力装置を備え、
    前記水平断層像表示制御部は、さらに、前記縦断層画像中に画像表示された水平直線画像の位置が変更されることにより、前記水平直線画像の位置の変更に連動して更新するように、前記水平直線画像の位置に対応する水平断層像を水平断層画像として画像表示す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。
  4. 前記水平断層画像中に縦断層像の位置を示す縦直線画像を重畳して画像表示する縦直線画像表示制御部を備え、
    前記入力装置は、さらに、前記水平断層画像中に画像表示された縦直線画像の位置を変更するために入力操作され、
    前記縦断層像表示制御部は、さらに、前記水平断層画像中に画像表示された縦直線画像の位置が変更されることにより、前記縦直線画像の位置の変更に連動して更新するように、前記縦直線画像の位置に対応する縦断層像を縦断層画像として画像表示することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線CT装置。
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