JP2978238B2 - Ct装置 - Google Patents

Ct装置

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JP2978238B2 JP2326077A JP32607790A JP2978238B2 JP 2978238 B2 JP2978238 B2 JP 2978238B2 JP 2326077 A JP2326077 A JP 2326077A JP 32607790 A JP32607790 A JP 32607790A JP 2978238 B2 JP2978238 B2 JP 2978238B2
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    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/419Imaging computed tomograph

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、CT装置に係り、特にコンピューティッドト
モグラフィ装置のスキャナにおける測定精度の向上のた
めに好適なCT装置に関する。
[従来の技術] 従来の装置は、特開昭56−161039号公報に記載のよう
に、扇形に並べた検出器において、中心領域の検出器の
コルメータスリット幅をその両側の検出器のコリメータ
スリット幅より狭くし、試料の中心領域の放射線透過デ
ータを細かく吸収することにより、高い分解能の断層像
を得るようにしていた。
また、特開昭57−180944号公報に記載のように、放射
線源と試料の間にディスク状のエレメントを設け、エレ
メントには数種のスリットをあけ、ただしスリットの幅
をディスクの位置によって変え、ディスクを回転させる
ことによってスリット幅を変えることができるようにし
た放射線源コリメータが示されている。この従来技術で
は、放射線源コリメータを回転させることにより、通常
は幅広スリットによる低分解能・高速測定をし、測定時
間を犠牲にしてでも高分解能な断層像を必要とするとき
は、ディスクを回転させて幅の狭いコリメータを選択
し、放射線ビームを絞ることにより断層像の分解能を高
めるようにしていた。
[発明が解決しようとする課題] 前記従来技術は、放射線源または検出器に幅の狭いス
リットのコリメータを設けて試料を透過したΧ線ビーム
を絞るものであり、装置の理論的空間分解能はコリメー
タスリット幅で決まっていた。したがって、高い空間分
解能を得るためは、コリメータのスリット幅を狭くしな
ければならないが、幅の狭いスリットを加工することは
大変むずかしく、コストがかかるという問題がある。ま
た、放射線ビームをコリメータスリットで絞るため、検
出器に入射する放射線量が減少するので、測定値の誤差
が増加する。このため、測定時間を長くしなければなら
ないという問題があった。さらに、像再構成メッシュ上
に断層像を再構成する際に、試料のエッジとメッシュが
完全に一致すれば、コリメータ幅で規定される理論分解
能に極めて近い鮮明な画像が得られるが、実際には完全
に一致するのに困難であり、試料のエッジが二つのメッ
シュにかかるようになる。この場合、断層像において試
料のエッジがボケて再構成されるため、理論的な空間分
解能を達成できないという問題があった。
本発明の目的は、高空間分解能でかつ高精度の寸法測
定が可能なCT装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 前記目的は、CTスキャナ上に試料を並進移動させる
か、並進・回転移動させる試料移動台を備えたことによ
り、達成される。
また、前記目的は、前記試料移動台は、あらかじめCT
断層像から求めた試料の重心が、像再構成メッシュの少
なくともΧ軸上とY軸上のいずれか一方に位置するよう
に試料を動かしてのち、試料を重心が位置するΧ軸もし
くはY軸方向にメッシュの数分の1間隔で移動させて断
層撮影し得るように構成されたことにより達成される。
さらに、前記目的は、前記材料移動台は、あらかじめ
CT断層像から求めた試料の重心が像再構成メッシュの中
心に来るように試料を移動するように構成されたことに
より達成される。
さらに、前記目的はあらかじめ寸法の既知の物を同時
に断層撮影し、既知の物の寸法が求まるようにCT値のス
レッショルドレベルを設定し得るように構成したことに
より、達成される。
[作用] 本発明では、CTスキャナ上に試料を並進移動または並
進・回転移動させる試料移動台を有している。この試料
移動台上に試料を載せ、CTスキャナ走査してΧ線透過デ
ータを収集し、断層像を再構成する。最初に得られる断
層像は、試料によるΧ線の散乱,検出内クロストーク,
像再構成に使用しているフィルタ関数の高域成分の不
足,試料のエッジとメッシュの不一致等の影響により、
試料のエッジがボケた断層像となり、理論的な空間分解
能は達成できない。
通常は、CT値のスレッショルドレベルを決め、断層像
を表示するわけであるが、前述の各原因により試料のエ
ッジが数メッシュにわたって段階的にCT値が変化するよ
うに表され、スレッショルドレベルを決めるのがむずか
しい。
そこで、前記並進移動または並進・回転移動可能な試
料移動台により試料をメッシュ幅の数分の1移動させて
断層撮影をし、以下同様に数分の1ずつ試料を試料移動
台で移動させて断層撮影をする。
以上により得られた数枚の断層像を重ねることによ
り、試料のエッジでのCT値の変動がなめらかになる。
試料と一緒に、あらかじめ寸法が既知である丸棒等の
試料を同時に断層撮影し、既知の寸法が正確に再現され
るようにスレッショルドレベルを決めて断層像を表示す
ることにより、高空間分解能でかつ高精度の寸法測定が
可能となる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す平面図、第2図は断
層撮影例を示す図、第3図は第2図のΧ軸上のメッシュ
のCT値を示す図、第4図は試料を繰り返し移動させて得
た第2図のΧ軸上のメッシュのCT値を示す図、第5図は
断層撮影例を示す図である。
その第1図に示す実施例のCT装置は、放射線源である
Χ線発生装置1と、CTスキャナ7と、試料移動台9と、
コリメータ3と、多チャンネル検出器(以下、「検出
器」という。)4と、データ収集計算機(以下、「計算
機」という。)5と、ディスプレイ6とを備えている。
そして、Χ線発生装置1よりファンビームのΧ線2が
照射される。Χ線2はコリメータ3を通って検出器4に
入射し、入射強度に比例した信号が計算機5に送られ
る。
前記計算機5は、データを収集するとともに、像再構
成演算をし、断層像をディスプレイ6に表示する。一
方、CTスキャナ7により試料8が回転することにより、
試料8のあらゆる方向からのΧ透過データが検出器4に
より収集される。
CTスキャナ7の試料台上には、試料8を並進移動また
は並進・回転移動するための試料移動台9が設置されて
いる。この試料移動台9上には、試料8が載せられてい
る。
断層撮影において、試料移動台9は任意の位置に固定
しておき、CTスキャナ7で試料8を回転させ、断層撮影
をする。断層撮影例を第2図に示す。
第2図では円盤試料8の断層撮影結果を示す。第2図
において、縦・横に直角に交差する4本の直線で囲まれ
る領域が一つのメッシュを示す。第2図のΧ軸上のメッ
シュのCT値を第3図に示す。
理想的には円盤部分のCT値が1で、外側の空気部分の
CT値が0であるはずである。しかし、実際には試料8か
らの散乱線の影響,像再構成に使用しているフィルタ関
数の高域成分の不足等の影響により、第3図に示すよう
に、試料8のエッジの部分でCT値が段階的に変化する。
また、第2図に示すように、試料8のエッジとメッシュ
が一致しないで映像化される場合、本来左右対称にCT値
が変化するのであるが、第3図に示すように、CT値が変
化する段階の形で左右で異なる。この場合、スレッショ
ルドレベルの設定位置により断層像の形が変わる。つま
り、試料形状を正確に断層像で表すことができないこと
になり、空間分解能は低下する。
本発明では、試料移動台9により試料8をメッシュの
数分の1並進移動させる。例えば、試料移動台9により
試料8をメッシュの10分の1移動させて断層撮影したの
ち、さらに試料8を試料移動台9により前回と同方向に
メッシュの10分の1移動させて断層撮影する。以上の操
作を9回繰り返すと、9枚の断層像が得られる。9枚の
各断層像の第2図のΧ軸相当部分のCT値の変動を1枚の
図で表すと、第4図に示すようになる。Χ軸上のメッシ
ュの数は第3図に比べて10倍になり、CT値の変化もなめ
らかに表示される。
あらかじめ寸法が既知の物を試料8と一緒に前記試料
移動台9で微小移動させながら断層撮影する。得られた
断層像のCT値において、寸法既知の物の寸法が正確に表
示できるように、CT値のスレッショルドレベルを設定す
ると、試料8の断層像においての寸法測定精度は1回の
断層撮影のメッシュ幅の10分の1にまで向上する。
試料移動台9で試料8を微小並進移動させる方向は、
第5図に示すように、最初に得た断層像においてCT値よ
り試料8の重心Gを求め、求めた重心Gを、重心Gを含
むメッシュ上に表示した場合、メッシュの重心を基準と
し、メッシュのΧ軸とメッシュ中心から重心Gを結ぶ線
のなす角θ分だけ試料移動台9を回転させたのち、微小
並進移動させる。このようにして、断層像より求めた試
料8の重心が、メッシュのΧ軸上を移動するように、試
料8を微小並進移動させることにより、断層像の試料重
心とメッシュの中心が一致する場合が生じ、そのとき試
料8のエッジがメッシュと一致している部分が、最も多
い最適な試料位置になる。
この第1図〜第5図に示す実施例によれば、寸法測定
精度を試料移動台9の並進移動ピッチまで高めることが
でき、寸法精度を向上させ得る効果がある。
第6図は本発明の他の実施例を示す図である。
前記第5図に示すように、試料8の断層像における重
心Gを求め、重心Gを含むメッシュでのメッシュ中心と
重心間の距離およびΧ軸と重心Gからメッシュ中心を結
ぶ線との間の角度θを求める。ついで、試料8を試料移
動台9でθだけ回転させ、かつメッシュ中心と重心間に
相当する距離を並進移動さる。
並進移動ののち断層撮影を実施すると、並進移動前の
断層像およびCT値レベルは第6図(a)に示すように、
エッジが多くのメッシュにまたがるため、エッジでボケ
を生ずるようになっていたが、並進移動後の断層像は第
6図(b)に示すように、試料のエッジとメッシュが一
致するため、エッジのボケが少ない鮮明な断層像が得ら
れる。
前記CTスキャナにおいて、回転動作のみでなく、並進
・回転動作が加わった第1,第2世代のCT装置において
も、第6図に示す実施例を適用することにより、同様の
測定を行うことができる。
この第6図に示す実施例によれば、メッシュで測定さ
れる理論的な空間分解能まで高めることができる効果が
ある。
[発明の効果] 以上説明した本発明によれば、CTスキャナ上に試料を
並進移動させるか、並進・回転移動させる試料移動台を
備えており、試料をメッシュ幅の数分の1ずつ移動させ
て断層撮影を行い得るようにしているので、CT断層像の
試料のエッジにおけるCT値の変化をなめらかにでき、し
たがって高空間分解能でかつ高精度の寸法測定を行い得
る効果がある。
また、CT断層像から求めた試料の重心が、断層像中を
少なくともΧ軸方向とY軸方向のいずれか一方に試料移
動台により試料を動かし、試料をメッシュの数分の1間
隔で移動させて断層撮影し、複数の断層像を求め、合成
し得るように構成しているので、より一層試料のエッジ
でのCT値の変化がなめらかになり、したがって高空間分
解能でかつ高精度の寸法測定を行い得る効果がある。
さらに、あらかじめ寸法の既知の物を同時に断層撮影
し、既知の物の寸法が求まるようにCT値のスレッショル
ドレベルを設定し得るように構成しており、あらかじめ
寸法が分かっている物の断層撮影結果よりスレッショル
ドレベルを決め、試料の断層像を表示することにより、
寸法精度の高い断層像が得られる効果がある。
さらにまた、CT断層像から求めた試料の重心が、メッ
シュの中心に来るように試料移動台で試料を移動可能に
構成しているので、試料のエッジとメッシュを一致させ
ることにより、エッジのボケが小さく、空間分解能の高
い断層像が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す平面図、第2図は断層
撮影例を示す図、第3図は第2図のΧ軸上のCT値を示す
図、第4図は本発明による第2図のΧ軸上のCT値を示す
図、第5図は断層撮影例を示す図、第6図は本発明の他
の実施例を示す図である。 1……Χ線発生装置、2……Χ線、3……コリメータ、
4……検出器、5……計算機、6……ディスプレイ、7
……CTスキャナ、8……試料、9……試料移動台。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 23/04 - 23/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射線源と、検出器と、CTスキャナと、計
    算機と、ディスプレイと、CTスキャナ上に試料を並進移
    動させるか、並進・回転移動させる試料移動台とを備え
    たCT装置において、前記試料移動台は、あらかじめCT断
    層像から求めた試料の重心が、像再構成メッシュの少な
    くともΧ軸上とY軸上のいずれか一方に位置するように
    試料を動かしてのち、試料を重心が位置するΧ軸もしく
    はY軸方向にメッシュの数分の1間隔で移動させて断層
    撮影し得るように構成されたことを特徴とするCT装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のCT装置において、前記試料
    移動台は、CT断層像から求めた試料の重心が、像再構成
    メッシュの中心に来るように試料を移動するように構成
    されたことを特徴とするCT装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載のCT装置において、あらかじ
    め寸法の既知の物を同時に断層撮影し、既知の物の寸法
    が求まるようにCT値のスレッショルドレベルを設定し得
    るように構成したことを特徴とするCT装置。
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