JPH0288950A - 産業用ｃｔ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、産業用ＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　
Ｔ　０１１ｏｇｒａｐｈｙ　）装置に関する。

（従来の技術） 従来の産業用ＣＴ装置を、第８図乃至第１０図及び第２
図を参照して簡単に説明する。

この産業用ＣＴ装置の概略の構成を第８図のブロック図
に示す。スキャナ装＠１１５は第２図に示すトオリ、Ｘ
ｌ１ｌ！ＩＪｆｉｌｌ装置ｔ　１１１　ニヨッＴｆｌｉ
ｌｌｌｌｌｃれるｘＩＩ発生装置１とＸ線検出器３を有
しており、またこれら所定の間隔をあけて対向して配設
されているＸ線発生装置１とＸ線検出Ｂ３との間に被検
体載置用の回転テーブル７が設けられる。また、このＸ
線発生装若１とＸ線検出器３か°らなる検出系に対して
、回転テーブル７は相対的に回転およびトラバースを行
なう。例えば第８図乃至第１０図及び第２図に示す装置
は機構制御部１１３の制御によって回転テーブル７が回
転して被検体９を回転させ、検出系が移動してトラバー
ス動作を行なうように構成されている。

次に、回転テーブル７上に載置され、円筒状の被検体９
の断層画像を得る際の手順について第９図を参照して説
明する。

まず検出系をトラバース開始位置（第９図（Ａ）におい
て左端、鎖線で示す。）に移動した後に、この検出系を
トラバース開始位置から、Ｘ線をＸ線検出器３に向けて
ＩＩＩ射しながら、トラバース終了位置（第９図（Ａ）
において右端、実線で示す）へトラバースを行なう。

このトラバースによって得られた被検体９の透過データ
は、データ収集装置１１７によって収集され、透過デー
タメモリ１１９に格納される。次に機構制御装置１１３
の制御によって回転テーブル９を所定角度θだけ回転し
てから、再度トラバース、およびデータ収集、格納を行
なう（第９図（Ｂ）参照）。上述したトラバース、デー
タ収集等の一連の動作を所定角度θ毎に半回転分、即ち
（１８０°−θ）まで行ない（第９図（Ｃ）（Ｄ）参照
）、得られた多数の透過データに各種補正等の前処理を
施こした後に、再構成装置１２５において断層画像を再
構成して、ＣＲＴ１２９等によって表示を行なう。

（発明が解決しようとする課題） 従来の産業用ＣＴ装置においては、第９図に示したよう
にトラバース動作を被検体９の全幅に渡って行なうよう
にしていた。以下、被検体９が第１０図（Ａ）に示すよ
うな円筒状のＦＲＰ等によって形成される層状構造体で
ある場合について説明する。第１０図（８）は、第１０
図（Ａ＞に示す断面の円筒体の透過データである。この
ような被検体９の内部に欠陥、例えば円筒面に沿って生
じる層間のはくり９ａ　、９ｂが存在するものとする。

このとき、このはくりの方向がｘＩ！のビーム方向と概
略一致しているはくり９ａ・等の様な場合には、当該は
くり９ａの検出は第１０図（Ｂ）において突起部分９ａ
＋によって示すように良好であって、またはくりの方向
がＸ線のビーム方向と概略直交しているようなはくり９
ｂ等の様な場合には、当該はくり９ｂの検出は困難とな
る（第１０図（Ｂ）において特にデータとして現われて
いない）。

しかして、第１０図（Ａ）に示すような円筒形状の被検
体９の場合にはトラバース区ＦＲＡ　＋及びΔ２におい
ては、はくりが良く検出されるのに対して、トラバース
区間Ｂにおいては検出が困難であることが明らかである
。従って、トラバース区間Ｂにおける透過データは、は
くりの検出及び性状の再構成を行なう際のデータとして
は程んど利用されることはなかった。

しかしながら、従来の産業用ＣＴ装置においては前述し
たようにトラバースを被検体の全幅に渡って行うように
していたため、データとしての利用効率の低いトラバー
ス区＠Ｂをトラバースする間の時間がトラバース時間の
大部分を占めるところとなり、改善の余地が残されてい
た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、トラバース時間を加縮して、欠陥検出
の検査効率を高めることができる産業用ＣＴ８ｆｆを提
供することにある。

［発明の構成］ （１１題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の産業用ＣＴ装置は、
被検体に向けて放射線を発生ずる放射線発生手段と、前
記被検体を挾んで前記Ｉｉ５［射線発生手段に対向して
配設され、被検体を透過した前記放射線発生手段からの
放射線を検出する検出手段と、前記被検体を前記放射線
発生手段と、前記検出手段との間で相対的に回転させる
回転手段と、前記回転手段による前記回転の軸に直角な
方向に被検体を前記放射線発生手段および前記検出手段
からなる検出系に対して相対的にトラバースさせるトラ
バース手段と、前記被検体の形状に対応してトラバース
吊を制御するυ１ｍ手段と、この制御手段の制御によっ
て、放射線の透過および透過した放ｆ：Ａｌ１Ｉの検出
が行なわれない部分の補間を行なう補間手段とを有して
構成した。

（作用） 本発明の産業用ＣＴ装置では、被検体を透過したｆｉ射
線を検出する際に、当該被検体の形状に対応して前記ト
ラバース手段によるトラバース０を制御手段を用いて制
御することによって、トラバースに要する時間を削減す
るようにした。

また、トラバース準の制御によって放射線の透過および
透過した放射線の検出が行なわれない部分については、
回転手段によって被検体を適宜量回転した位置で得られ
るデータ等を基にして、補間手段による補間が行なわれ
るので、従来と変わらない断層画像を短時間で得る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る産業用ＣＴ装置の概略
の構成を示すブロック図である。同図に示す産業用ＣＴ
装置は、被検体に向けてＸ線を発生し被検体を透過した
Ｘ線を検出するスキャナ部１５を有し、このスキャナ部
１５にはスキャナ部１５の後述するＸ線発生装置１等を
ｖ制御するＸ線制御部１１およびスキャナ部１５の後述
する回転テーブル７等の機構部を制御する機構制御部１
３が接続されている。

前記スキャナ部１５において検出した被検体のＸｌ！透
過データは、データ収集装置１７で収集され、透過デー
タメモリ部１９に記憶される。所定の回転角度毎に多数
収集され、記憶されたＸ線透過データは、前処理装置２
１によってオフセット補正、ノンリニアリティ補正、リ
ファレンス補正等の検出器感度補正及び対数変換処理が
施された後に欠落データ補間装置２３へ出力される。

欠落データ補間装置２３は、機構制御装置１３によって
トラバース吊が制限され、Ｘ１１透過データの収集の行
なわれない部分に対するＸ線透過データの補間を行なう
。このようにして得られた完全なトラバースデータは再
構成装置２５によって再構成されて画像メモリ部２７に
記憶され、ＣＲＴ２９に被検体の断層画像として表示さ
れる。

第２図は第１図に示すスキャナ部１５の詳細な構成を示
す図である。

このスキャナ部１５は、ファン角θのファン状Ｘ線を発
生するＸ線発生装置１と、このＸＩ発生装置１との間に
所定距離を設けて対向して配設されているＸ線検出器３
からなる検出系を有し、またこれらのＸ線発生５Ａ置１
とＸ線検出器３との間に配置される被検体９を＃Ｌ置す
る回転テーブル７が設けられる。

また、前記Ｘ＠検出器３は固体シンチレータとフォトダ
イオードアレイによって１２８チヤネルを有している。

回転テーブル７は、機構制御装置１３によって制御され
る回転機構７８によって所定角度毎、回転駆動される。

また、当該所定角度は通常Ｘ線発生装＠１から発生され
るファン状Ｘ線のファン角θと同一に設定される。

またＸ線発生装置１とＸ線検出器３は、トラバースフレ
ーム５ａ上に構成されるトラバース機構５によって相互
に対向状態を維持したまま移動し得るように構成される
。

すなわち、このトラバース機構５は、回転駆動源である
モータ５ｂと、このモータ５ｂの回転軸から伝達される
回転力を軸方向を直角に変換してスクリューロッド５ｄ
　、５ｄにそれぞれ伝達する、かきｔＩＡ市機構機構部
５ｃ５ｃと、このスクリューロッド５ｄ　、５ｄの軸回
転によってそれぞれ軸方向に直線移動するキャリッジ５
ｅ、５ｅ（図示していない）によって構成される。また
モータ５ｂは機構制御装置１３によって回転量がｉｌ＋
１１１Ｉｌされる。

Ｘ線発生袋＠１とＸ線検出器３は、それぞれキャッジ５
ｅ、５ｅ上に固設される。従って、モータ５ｂの回転駆
動によってキャリッジ５ｅ、５ｃ、すなわちＸ線発生装
置１とＸ線検出器３は、それぞれ同一距離だけ移動され
るので、対向状態を維持してトラバースを行なうことが
できる。

尚、本実施例におけるトラバース機構はねじ送り機構を
採用したが、任意の機構、例えばリニアモータ等を用い
て構成しても良い。

次に第３図を参照して被検体９の断層画像を得る際のス
キャナの動作を説明する。

尚、本実施例においては、ＦＲＰ製のガス噴出口ノズル
等の円筒形状の被検体に生じるはくりの有無と性状につ
いて検査を行なう場合について説明する。

まず回転テーブル７上に被検体９を載置する。

このとき、回転テーブル７の回転中心と、被検体９の中
心とを一致させる。

機構制御部１３の制御によってモータ５ｂが回転駆動し
て、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器３からなる検出系を第
３図（Ａ）の左側、破線で示されるトラバース開始位置
に移動する。次に第３図（Ａ＞の右側、実線で示される
トラバース終了位置まで検出系をトラバースさせながら
、ｘＩ！の曝射を行ない、被検体９の透過データを検出
する。

このときのトラバース開始位置とトラバース終了位置と
の距離、即ちトラバース距離は被検体９の形状によって
決定される。換言すれば、被検体９の外周円と内周円と
の間の距離、いわゆる肉厚相当部分の透過データを得る
ことができる距離に設定される。

従って、本実施例におけるトラバース開始位置は、Ｘ線
発生ｉｉｉ￥１の全ヂャネル分のビームが、被検体９の
トラバース方向と平行する一側の半径の外側を近接して
通過する位置に、またトラバース終了位置は上記全ビー
ムが上記半径と内周円との交点の内側を近接して通過す
る位置に設定される。

このトラバースによる透過データはデータ収集装置１７
によって収集され透過データメモリ部１９に格納される
。

次に、Ｉ！ｔ　４１ｊ　１ｔｉｌｌ　ｆｉｔ部１３の制
御によって回転機構７８が駆動して、ファン角θより小
、若しくは同一角度だけ回転テーブル７を回転する。本
実施例では、データの重複した収集を避は効率を上げる
ために回転角をファン角θと同一の角度θに設定する。

しかして、回転テーブル７を回転角θだけ回転した優に
、検出系をトラバース終了位置（第３図（８）において
破線で示す）からトラバース開始位置（第３図（Ｂ）実
線で示す）まで逆方向にトラバースさ往ながら、Ｘ線の
曝射を行ない、被検体９の透過データを検出および収集
等を行なう。

以下、同様に回転テーブル７を回転角θで回転する毎に
、トラバース、透過データの検出、収集を行なう。この
透過データの収集は、−回転弁、即ち（３６０”−〇）
まで行なわれる。例えばファン角を１５°としたときに
は２４回のトラバースによる３０７２組（２４Ｘ１２８
チヤネル）の透過データの収集が行なわれる。

このようにして得られた３０７２組の透過データは回転
テーブル７の回転位置、例えば０”　　１５゛、・・・
、３４５°に対応させて透過データメモリ部１９に格納
される。

次に透過データは、前処理装置２１によって、検出器感
度補正、対数変換処理等の前処理が施こされた後に、後
述する欠落データ補間ｔｉｉ装置２３による欠落データ
の補間処理が行なわれる。

さらに、欠落データの補間処理によって得られたトラバ
ースデータは、再構成装置２５によって断層画像に再構
成された後に画像メモリ部２７に記憶され、ＣＲＴ２９
で表示される。

次に、前記欠落データ補間Ｉ４＠２３における欠落デー
タ補間処理について、第４図を参照して説明する。

第４図（Ａ）において、区間Ａ１は例えば回転位置Ｏ°
における透過データを示し、区間Ａ２は回転位置１８０
°における透過データを示す。

また第４図（Ｂ）は、第４図（Ａ）に示される透過デー
タに前処理を施した前処理済データを示し、第４図（Ｃ
）は、前記前処理済データの欠落データ部分に、予め用
意される区間Ｂの補間データτを補間した欠落データ補
間法データ、即ら完全なトラバースデータを示す。この
区間Ｂに補間される補間データτは当該被検体９の透過
データの収集に先だって、当該被検体９の直径に相当す
る距離のトラバース動作を行ない、このトラバース動作
によって得られる当該被検体９の透過データに前処理等
を施して作成される。

また、この補間データτは計算によって算出することも
できる。以下、簡単に第５図乃至第７図を参照して計算
によって算出する場合について説明する。

まずトラバース及び３６０°方向のデータ収集・を行な
う（ステップ２３１）。

次に、これらの透過データを前処理して得られる前処理
済データから１８０°向きの異なる前処理済データをそ
れぞれ抽出して、１トラバ一ス分のトラバースデータを
作成する。このトラバースデータは中間部分が欠落した
不完全なトラバースデータである（ステップ２３２）。

さらにこの不完全なトラバースデータ（第５図参照）か
ら、当該被検体９の外周半径ｒと肉厚ｔ、、ｔ２及びこ
の肉厚ｔｌ、ｔ２から平均肉厚ｔを求める（ステップ２
３３）。

次に定数ｋを求める（ステップ２３４〉。

ｋ−τｏ／（０−二巧１ゴー ｒ−−ｘＯ）・・・（１） 尚（１）式中、ＸＱ、τ０はそれぞれ第５図に示す、よ
うに、トラバース動作の最も内側の採用データ点におけ
る、トラバース距離と前処理済データ値を示す。

この外周半径ｒと肉厚ｔから補間データτはｒ−ｋ　　
（ｒ−−巧ゴー　　ｒ−−ｘ）・・・（２） によって求められる（ステップ２３５，２３６）。

ここで×は中心をＯとしたときのトラバース距離を示す
。

上述したように、本実施例においては、トラバース動作
を被検体の肉厚に相当する距離だけ行なえば良いので、
被検体が直径が大きく肉厚の薄い円筒状体であるとき、
従来の産業用ＣＴ装置に比してより検出効率を高めるこ
とができる。

［発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明によれば、被検体の形状に
対応してトラバース槍を制御すると共に、このｔ、ＩＩ
　ｔｉｌｌによってＦｉｎ線の検出が行なわれない部分
の補間を行なうようにしたので、被検体に対する欠陥の
存在及び情態の検出を短時間で精ＩＩ良く効率的に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図及び第８図に示すスキャナｆ装置の構成を
示す平面図、第３図は動作を示す図、第４図は欠落デー
タの補間処理を説明する図、第５図乃至第７図は補間デ
ータの算出方法を説明するための図、第８図は従来の装
置の構成を示すブロック図、第９図は従来の装置の動作
を示す図、第１０図は従来装置の課題を説明するための
図をそれぞれ示す。 １・・・ＸＩ！；１発生装置　　　３・・・Ｘ線検出器
５・・・トラバース機構　　７・・・回転テーブル９・
・・被検体　　　　　　１３・・・機構制御部２３・・
・欠落データ補間装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検体に向けて放射線を発生する放射線発生手段と、 前記被検体を挾んで前記放射線発生手段に対向して配設
   され、被検体を透過した前記放射線発生手段からの放射
   線を検出する検出手段と、 前記被検体を前記放射線発生手段と、前記検出手段との
   間で相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段によ
   る前記回転の軸に直角な方向に被検体を前記放射線発生
   手段および前記検出手段からなる検出系に対して相対的
   にトラバースさせるトラバース手段と、 前記被検体の形状に対応してトラバース量を制御する制
   御手段と、 この制御手段の制御によって、放射線の透過および透過
   した放射線の検出が行なわれない部分の補間を行なう補
   間手段と を有することを特徴とする産業用ＣＴ装置。