JPH02205760A - 多重波長ｘ線断層撮影装置 - Google Patents
多重波長ｘ線断層撮影装置Info
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- JPH02205760A JPH02205760A JP1023883A JP2388389A JPH02205760A JP H02205760 A JPH02205760 A JP H02205760A JP 1023883 A JP1023883 A JP 1023883A JP 2388389 A JP2388389 A JP 2388389A JP H02205760 A JPH02205760 A JP H02205760A
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＸ線断層撮影装置に係り、特に被検体の断層像
を、２種以上のＸ線波長でしかも任意の分解能で同時に
計測するのに好適な多重波長Ｘ線断層撮影装置に関する
。
を、２種以上のＸ線波長でしかも任意の分解能で同時に
計測するのに好適な多重波長Ｘ線断層撮影装置に関する
。
Ｘ線断層撮影法は、現在では医療診断の有力な手法とし
て、広く医療機関で用いられているが、近年本手法は工
業材料の特定元素分布や微少欠陥のＩｆ！察に応用され
るなど、その広い技術的可能性が注目されている。この
ようなＸ線断層撮影装置において被検体内部の正確な密
度・元素分布像計測や、位置分解能が高い断層像計測の
試みがなされている。元素分布計測には、単色Ｘ線を利
用する必要があるが、シンクロトロン放射光からの連続
Ｘ線を結晶分光器により単色氏し、それを光源とした断
層像計測法については、ＮｕｃｌｅａｕＩｎｓｔｒｕｍ
ｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ、 ２０６ （１
９８３年）第５４１頁から第５４７頁において論じられ
ている。
て、広く医療機関で用いられているが、近年本手法は工
業材料の特定元素分布や微少欠陥のＩｆ！察に応用され
るなど、その広い技術的可能性が注目されている。この
ようなＸ線断層撮影装置において被検体内部の正確な密
度・元素分布像計測や、位置分解能が高い断層像計測の
試みがなされている。元素分布計測には、単色Ｘ線を利
用する必要があるが、シンクロトロン放射光からの連続
Ｘ線を結晶分光器により単色氏し、それを光源とした断
層像計測法については、ＮｕｃｌｅａｕＩｎｓｔｒｕｍ
ｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ、 ２０６ （１
９８３年）第５４１頁から第５４７頁において論じられ
ている。
一方晶分解能な断層像計測装置は、特開昭６１−２５６
２４３号に記載のように、単色・平行な被検体の透過Ｘ
線を、単結晶素子により拡大する手法となっていた。
２４３号に記載のように、単色・平行な被検体の透過Ｘ
線を、単結晶素子により拡大する手法となっていた。
上記従来技術は、被検体に照射するＸ線を単色とするた
めに、異なるＸ線波長での断層像計測をするには分光器
を走査する必要がある。このため特定元素像を得るため
には、元素吸端前後の相異なるＸ線波長による断層像間
の差分を行なう必要があり、従来技術では同時測定が不
可能であるため、 ｉｎ ｓｉｔｍ、での被検体の計測
が困難であるという問題があった。一方特定Ｘ線波長で
の高分解能な断層像計測技術は波長走査による光学系の
点について配慮がされておらず、異なる波長毎に、拡大
用の単結晶素子を透過Ｘ線に対し、数秒の精度で再調整
する必要があるという問題があった。
めに、異なるＸ線波長での断層像計測をするには分光器
を走査する必要がある。このため特定元素像を得るため
には、元素吸端前後の相異なるＸ線波長による断層像間
の差分を行なう必要があり、従来技術では同時測定が不
可能であるため、 ｉｎ ｓｉｔｍ、での被検体の計測
が困難であるという問題があった。一方特定Ｘ線波長で
の高分解能な断層像計測技術は波長走査による光学系の
点について配慮がされておらず、異なる波長毎に、拡大
用の単結晶素子を透過Ｘ線に対し、数秒の精度で再調整
する必要があるという問題があった。
本第１発明の目的は、相異なる２種類以上の任意波長で
の断層像を同時に計測することが可能なＸ線断層撮影装
置を提供することにある。また本第２発明の目的は、被
検体の断層像を相異なる任意波長で、任意の分解能で計
測することが可能なＸ線断層撮影装置を提供することに
ある。
の断層像を同時に計測することが可能なＸ線断層撮影装
置を提供することにある。また本第２発明の目的は、被
検体の断層像を相異なる任意波長で、任意の分解能で計
測することが可能なＸ線断層撮影装置を提供することに
ある。
上記第１目的は、被検体に連続Ｘ線を照射し。
透過した連続Ｘ線を、被検体と検出器間の光軸上に、１
個以上配列した分光素子により分光し、各各のＸ線波長
で同時に測定することにより達成される。第２の目的で
ある、任意Ｘ線波長で、任意分解能での被検体の断層像
を得るには、先に述べた分光素子に、非対称回折現象を
利用したブラッグ反射（あるいはラウェ反射）によるＸ
線光学素子を採用することにより達成される。
個以上配列した分光素子により分光し、各各のＸ線波長
で同時に測定することにより達成される。第２の目的で
ある、任意Ｘ線波長で、任意分解能での被検体の断層像
を得るには、先に述べた分光素子に、非対称回折現象を
利用したブラッグ反射（あるいはラウェ反射）によるＸ
線光学素子を採用することにより達成される。
上記手段に対するブラッグ反射による光学素子について
以下に具体的に述べる６本第１発明において、被検体を
透過した連続Ｘ線は一つの分光素子において入射角０１
に対応してλ１＝２ｄｓｉｎθｌ（ｄ：結晶格子面間隔
）の波長のＸ線のみが反射される。被検体に入射するＸ
線が平行であれば。
以下に具体的に述べる６本第１発明において、被検体を
透過した連続Ｘ線は一つの分光素子において入射角０１
に対応してλ１＝２ｄｓｉｎθｌ（ｄ：結晶格子面間隔
）の波長のＸ線のみが反射される。被検体に入射するＸ
線が平行であれば。
分光素子による反射Ｘ線像の空間分布は、被検体に波長
λ工の単色Ｘ線が入射した場合の透過Ｘ線像と同一にな
り、その波長での断層像計測が可能となる。この分光素
子が他波長のＸ線に対し十分に薄いものであれば、波長
λ１と異なる波長のＸ線はこの分光素子の後方に透過す
る。この透過Ｘ線の光路とに入射角θ２となる次の分光
素子を後置すると、λｚ＝２ｄｓｉｎθ２の波長のＸ線
のみが反射され、同様にこの波長での断層像計測が可能
となる。この時、入射角０の設定のみで任意のＸ線波長
の断層像が得られる。以上、必要な個数の分光素子を透
過Ｘ線の光路上に設けることにより、任意の２種以上の
異なる波長での単色Ｘ線断層像の同時計測が可能である
。
λ工の単色Ｘ線が入射した場合の透過Ｘ線像と同一にな
り、その波長での断層像計測が可能となる。この分光素
子が他波長のＸ線に対し十分に薄いものであれば、波長
λ１と異なる波長のＸ線はこの分光素子の後方に透過す
る。この透過Ｘ線の光路とに入射角θ２となる次の分光
素子を後置すると、λｚ＝２ｄｓｉｎθ２の波長のＸ線
のみが反射され、同様にこの波長での断層像計測が可能
となる。この時、入射角０の設定のみで任意のＸ線波長
の断層像が得られる。以上、必要な個数の分光素子を透
過Ｘ線の光路上に設けることにより、任意の２種以上の
異なる波長での単色Ｘ線断層像の同時計測が可能である
。
本第２発明における、光学系は該第１発明のそれと同じ
くする。被検体に入射するＸ線束が平行に近い場合、被
検体と検出器間に設ける分光素子に非対称反射結晶板を
分解能変更手段とし用いることができる。この分光素子
におけるＸ線回折現象により特定波長の反射Ｘ線像を拡
大あるいは縮少させることができ、相異なる任意波長で
、任意の２種以上の異なる分解能での被検体の断層像を
同時計測できる。
くする。被検体に入射するＸ線束が平行に近い場合、被
検体と検出器間に設ける分光素子に非対称反射結晶板を
分解能変更手段とし用いることができる。この分光素子
におけるＸ線回折現象により特定波長の反射Ｘ線像を拡
大あるいは縮少させることができ、相異なる任意波長で
、任意の２種以上の異なる分解能での被検体の断層像を
同時計測できる。
以下、本第１発明の一実施例を第１図により説明する。
装置及び計測は以下の構成からなっている。Ｘ線源１か
ら放射される連続Ｘ線を被検体２に照射する。被検体２
を透過した連続Ｘ線は、初めに分光器３により波長λ工
のＸ線のみが選択的に反射され位置感応型のＸ線検出器
４により、波長λ１のＸ線透過像を計測する。分光器３
を透過した連続Ｘ線は次に、波長λ２のＸ線が分光器Ｓ
により反射し、Ｘ線検出器６によりＸ＃Ｉ透過像を計測
する６次に分光器５を透過した波長λ１．λ工以外の連
続１ｇ像を、Ｘ線検出器７により計測する。計測した各
々のＸ線透過像は、シーケンサ−９を経て、計算機１０
に格納される。その後計算機１０からの指令で被検体支
持・回転機構８により被検体を等角度間隔で回転し、再
び被検体の波長λｌλ２及びそれ以外の連続Ｘ線透過像
を計測する。この操作を被検体回転角度が１８０°ある
いは３６０°になるまで繰り返す。得られた透過像群か
ら像再構成演算処理をし、画像表示装置１１に各Ｘ線波
長での断層像を表示する。本実施例では、ＩＡＩ源１に
連続Ｘ線源を用いその放ＭＸ腺をソーラスリットにより
十分に平行化した、また分光結晶にＳｉ （４００）を
用いた。第１、第２分光器による分光波長は各々λ１＝
０．３７人、λ２＝０．３８人 とし、各々でＸ線が十
分に透過するように厚さ０．５瞳の板状のシリコン単結
晶を用いた。ここでλｌ、λ２はヨウ素のに吸収端前後
の波長である。そこでＸｆｉ波長λ１．λ２による断層
像の差分により被検体内部のヨウ素の分布像を得た。ま
た検出器７による断層像と、差分により得られた像を加
算することで、被検体内部でヨウ素以外の分布像を得る
ことができた０本実施例によれば、波長λｌ、λ２での
断層像を同時に計測しているため、その差分処理では時
間的遅れは発生せず、被検体内部でのヨウ素の動的なｍ
ｅができるという効果がある。本実施例においてＸ線源
１を高輝度、高平行性という特徴を有するシンクロトロ
ン放射光に置きかえてもよく、その場合に得られる断層
像は、位置分解能が高く、短時間計測、高精度の元素分
布計測が可能という効果がある。
ら放射される連続Ｘ線を被検体２に照射する。被検体２
を透過した連続Ｘ線は、初めに分光器３により波長λ工
のＸ線のみが選択的に反射され位置感応型のＸ線検出器
４により、波長λ１のＸ線透過像を計測する。分光器３
を透過した連続Ｘ線は次に、波長λ２のＸ線が分光器Ｓ
により反射し、Ｘ線検出器６によりＸ＃Ｉ透過像を計測
する６次に分光器５を透過した波長λ１．λ工以外の連
続１ｇ像を、Ｘ線検出器７により計測する。計測した各
々のＸ線透過像は、シーケンサ−９を経て、計算機１０
に格納される。その後計算機１０からの指令で被検体支
持・回転機構８により被検体を等角度間隔で回転し、再
び被検体の波長λｌλ２及びそれ以外の連続Ｘ線透過像
を計測する。この操作を被検体回転角度が１８０°ある
いは３６０°になるまで繰り返す。得られた透過像群か
ら像再構成演算処理をし、画像表示装置１１に各Ｘ線波
長での断層像を表示する。本実施例では、ＩＡＩ源１に
連続Ｘ線源を用いその放ＭＸ腺をソーラスリットにより
十分に平行化した、また分光結晶にＳｉ （４００）を
用いた。第１、第２分光器による分光波長は各々λ１＝
０．３７人、λ２＝０．３８人 とし、各々でＸ線が十
分に透過するように厚さ０．５瞳の板状のシリコン単結
晶を用いた。ここでλｌ、λ２はヨウ素のに吸収端前後
の波長である。そこでＸｆｉ波長λ１．λ２による断層
像の差分により被検体内部のヨウ素の分布像を得た。ま
た検出器７による断層像と、差分により得られた像を加
算することで、被検体内部でヨウ素以外の分布像を得る
ことができた０本実施例によれば、波長λｌ、λ２での
断層像を同時に計測しているため、その差分処理では時
間的遅れは発生せず、被検体内部でのヨウ素の動的なｍ
ｅができるという効果がある。本実施例においてＸ線源
１を高輝度、高平行性という特徴を有するシンクロトロ
ン放射光に置きかえてもよく、その場合に得られる断層
像は、位置分解能が高く、短時間計測、高精度の元素分
布計測が可能という効果がある。
本第１発明の他の実施例では、Ｘ線源１として銅陰極か
ら電子衝撃によって発生する、特性Ｘ線を用いた。第１
．第２分光器により各々Ｃｕ−Ｋａｌｉ （１，５４人
）、Ｃｕ−にβ線（１，３９人）を分光するように設定
した。この二波長はＮｉのに吸収端（１，４９人）の前
後の波長であるため、この波長の断層像の差分により被
検体内部のＮｉ元素の分布像を得た０本実施例では、特
性Ｘ線を利用するため、連続Ｘ線の強度は、特性Ｘ線比
べ弱いため、被検体の被爆量を低減できると共に、散乱
Ｘ線に起因するノイズを少なくできるという効果がある
。
ら電子衝撃によって発生する、特性Ｘ線を用いた。第１
．第２分光器により各々Ｃｕ−Ｋａｌｉ （１，５４人
）、Ｃｕ−にβ線（１，３９人）を分光するように設定
した。この二波長はＮｉのに吸収端（１，４９人）の前
後の波長であるため、この波長の断層像の差分により被
検体内部のＮｉ元素の分布像を得た０本実施例では、特
性Ｘ線を利用するため、連続Ｘ線の強度は、特性Ｘ線比
べ弱いため、被検体の被爆量を低減できると共に、散乱
Ｘ線に起因するノイズを少なくできるという効果がある
。
次に本第２発明一実施例を第２図により説明する。本実
施例における装置構成及び計測法は、第１発明の一実施
例と同様である。異なる点は、分光素子に非対称反射板
を用いた点にある。反射板表面と格子面とがαの角度を
なす非対称反射板（Ｓｉ （２２０）＝ α＝６６２
°）に入射した連続Ｘ線の反射Ｘ線束巾（Ｑｌ）は入射
Ｘ線束巾（Ｑｌ）に対し、 Ｑ ｔ／ Ｑ ｔ＝ｓｉｎ （θβ＋ａ）／ｓｉｎ （
Ｏβ−α）の比で拡大、分光される。ここでθβは入射
Ｘ８と非対称反射板の格子面との角度であり、分光波長
λに対し、λ＝２ｄｓｉｒ＋Ｏβの条件を満たしている
。本実施例において、第１非対称分光器３′でθβを９
．３°、分光波長０．６２人、拡大率５倍に設定した。
施例における装置構成及び計測法は、第１発明の一実施
例と同様である。異なる点は、分光素子に非対称反射板
を用いた点にある。反射板表面と格子面とがαの角度を
なす非対称反射板（Ｓｉ （２２０）＝ α＝６６２
°）に入射した連続Ｘ線の反射Ｘ線束巾（Ｑｌ）は入射
Ｘ線束巾（Ｑｌ）に対し、 Ｑ ｔ／ Ｑ ｔ＝ｓｉｎ （θβ＋ａ）／ｓｉｎ （
Ｏβ−α）の比で拡大、分光される。ここでθβは入射
Ｘ８と非対称反射板の格子面との角度であり、分光波長
λに対し、λ＝２ｄｓｉｒ＋Ｏβの条件を満たしている
。本実施例において、第１非対称分光器３′でθβを９
．３°、分光波長０．６２人、拡大率５倍に設定した。
第２非対分光器５′では、非対称分光器３′と同じ非対
称反射板を用い、その場合。
称反射板を用い、その場合。
反射板に対する入射Ｘ線の方向を、非対称分光器３′と
逆にし１分光波長が僅かに異なるＸ＃Ｉに対し拡大率１
１５倍となるように設定した。この時、各々の反射Ｘ線
像を高分解能Ｘ線用撮像管で計測した。ｘｉ検出器４で
得られた断層像において、透過Ｘ線像を５倍に拡大して
いるため、高い分解能での被検体の断層計測が可能とな
った。本実施例では、はぼ同一のＸ線波長による。被検
体の断層像を異なる分解能で計測できるという効果があ
る。また本実施例では、被検体の大きさによっては、拡
大した透過Ｘ線像がｘｉ検出器４の視野を超える場合が
ある。その時Ｘ線検出器６で得られる縮少した透過Ｘ線
像の計測を基に補間することで、Ｘ線検出器４による、
像再構成が可能となる。
逆にし１分光波長が僅かに異なるＸ＃Ｉに対し拡大率１
１５倍となるように設定した。この時、各々の反射Ｘ線
像を高分解能Ｘ線用撮像管で計測した。ｘｉ検出器４で
得られた断層像において、透過Ｘ線像を５倍に拡大して
いるため、高い分解能での被検体の断層計測が可能とな
った。本実施例では、はぼ同一のＸ線波長による。被検
体の断層像を異なる分解能で計測できるという効果があ
る。また本実施例では、被検体の大きさによっては、拡
大した透過Ｘ線像がｘｉ検出器４の視野を超える場合が
ある。その時Ｘ線検出器６で得られる縮少した透過Ｘ線
像の計測を基に補間することで、Ｘ線検出器４による、
像再構成が可能となる。
これにより、被検体の注目部分を高い分解能で断層計測
ができるという効果がある。
ができるという効果がある。
本第１発明によれば、相異なる２種類以上の波長の単色
ｘｉ断層像を同時に計測できるので１分光器の走査が不
要であり、動きのある被検体の測定が可能であり、また
測定時間を短縮できるという効果がある。
ｘｉ断層像を同時に計測できるので１分光器の走査が不
要であり、動きのある被検体の測定が可能であり、また
測定時間を短縮できるという効果がある。
本第２発明によれば、任意波長の被検体の透過Ｘ線像を
拡大、縮少できるので、被検体の断層像を任意の分解能
で同時に計測できるという効果がある。また被検体の大
きさがＸ線検出器の視野を超える場合でも、被検体の透
過ｘｇ像を拡大、縮少でき、その計測値を組み合わせる
ことができるので、被検体の注目部分を高い分解能で計
測できるという効果がある。
拡大、縮少できるので、被検体の断層像を任意の分解能
で同時に計測できるという効果がある。また被検体の大
きさがＸ線検出器の視野を超える場合でも、被検体の透
過ｘｇ像を拡大、縮少でき、その計測値を組み合わせる
ことができるので、被検体の注目部分を高い分解能で計
測できるという効果がある。
第１図は多重波長のＸ線による断層像を同時に計測する
ための第１発明の一実施例の側面図、第２図は異なる分
解能による断層像を同時に計測するための第２発明の一
実施例の側面図である。
ための第１発明の一実施例の側面図、第２図は異なる分
解能による断層像を同時に計測するための第２発明の一
実施例の側面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線源と、走査機構を有する被検体支持台と被検体
を透過したＸ線を検出する検出器と、この検出器で得ら
れた透過量計測値を処理して被検体の断層像を得る処理
装置とからなるＸ線断層撮影装置において、被検体を透
過したＸ線の光路上に１個以上の分光素子を配列するこ
とにより、２波長以上のＸ線による断層像を同時に計測
することを特徴とする多重波長Ｘ線断層撮影装置。 ２、Ｘ線源と、走査機構を有する被検体支持台と被検体
を透過したＸ線を検出する検出器と、この検出器で得ら
れた透過量計測置を処理して被検体の断層像を得る処理
装置とからなるＸ線断層撮影装置において、被検体を透
過したＸ線の光路中に透過Ｘ線の分解能を変更する分解
能変更手段を、１個以上設けることにより、被検体の断
層像を異なる分解能で同時に計測することを特徴とする
多重波長Ｘ線断層撮影装置。 ３、特許請求の範囲第３項において、分解能変更手段に
被検体を透過したＸ線を拡大あるいは縮少して反射する
複数の非対称反射板で形成した多重波長Ｘ線断層撮影装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023883A JPH02205760A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 多重波長ｘ線断層撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023883A JPH02205760A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 多重波長ｘ線断層撮影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02205760A true JPH02205760A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12122848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1023883A Pending JPH02205760A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 多重波長ｘ線断層撮影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02205760A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961379A (ja) * | 1995-08-25 | 1997-03-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 軟ｘ線断層撮影法 |
| JP2694049B2 (ja) * | 1991-05-14 | 1997-12-24 | ブイ―レイ イメージング コーポレイション | 物体の内部構造の像を得るための方法 |
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