JPH03285145A

JPH03285145A - 光ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH03285145A
Application number: JP8585890A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Oda; 一郎小田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1991-12-16

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】【産業上の利用分野】

この発明は、光を利用したＣＴ（コンピュータトモグラ
フィ）装置に関する。

【従来の技術】

光ＣＴ装置は、被測定物に光を照射し、その透過光を検
出してその強度から吸光度に関するデータを得、そのデ
ータを画像再構成アルゴリズムで処理することにより、
被測定物内部の吸光度分布像を得るものである。照射光
として通常レーザビームが用いられ、これを被測定物に
対して振ることによってレーザビームによる走査を行い
、その振り中心（走査中心）を被測定物の周囲に回転さ
せ、各点で走査することにより画像再構成に必要なデー
タを収集する。従来の光ＣＴ装置では、被測定物の大きさ・形状のいか
んにかかわらず、全測定範囲を走査してデータの収集を
行っている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このように被測定物の大きさ・形状のい
かんにかかわらず、全測定範囲を走査してデータの収集
を行うのでは、とくに被測定物か全測定範囲に比較して
小さいような場合、被測定物のない部分の走査の比率が
多くなり、無駄な走査時間の割合が大きくて非効率であ
るという問題がある。また、同一の被測定物の同一の断
面について連続的に測定し、その時間的変化を測定する
ような場合も、この無駄な走査が繰り返されるので、非
常に効率が悪い。この発明は、被測定物の大きさ・形状に合わせて効率よ
くデータ収集することができるように改善した、光ＣＴ
装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この発明による光ＣＴ装置
においては、被測定物に対して光ビームによる走査を行
う走査手段と、該走査手段を被測定物の周囲に回転させ
る手段と、被測定物を透過した光を検出し、吸光度デー
タを得る手段と、この吸光度データから吸光度分布像を
再構成する画像再構成手段と、被測定物の大きさ・形状
に応じて走査範囲に関するテーブルを作成する手段と、
該テーブルに基づいて制限された範囲で走査を行わせる
手段とが備えられる。

【作　　用】吸光度データを画像再構成アルゴリズムで処理すること
により、被測定物の走査した断面での吸光度分布像が再
構成される。光ビームによる走査は、テーブルに基づいて制限された
範囲で行われる。このテーブルは被測定物の大きさ・形
状に応じて作成される。そのため、被測定物が存在しない領域を光ビームで走査
することが避けられ、その部分に対する走査及びデータ
収集を行うことによる無駄、非効率を解消できる。

【実　施　例】

つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図に示すように、光ＣＴ装置では
、被測定物１を間に挟んで、スキャナ２と、光を検出す
る多チャンネルの検出器３とが対向配置される。スキャ
ナ２は、レーザ駆動回路４１により駆動されて発振して
いるレーザ発振器４２からのレーザビームをミラーで反
射させるとともに、このミラーを回転させることにより
レーザビームを振って被測定物】に対するレーザビーム
による走査を行うものである。検出器３がＮチャンネル
であるとすると、その１　ｃ　ｈがらＮｃｈまでの振り
角φがカバーする領域が測定範囲となる。そして、少なくともスキャナ２と検出器３とが図示しな
い回転フレームに取り付けられて、この図では示してい
ない回転駆動装置５６（第２図参照）により被測定物１
の周囲に一体に回転させられ、Ｋ個の方向からの走査が
行われるようになっている。すなわち、３６０°　（２
π）をに個に分割し、Δθ（＝２π／Ｋ）ごとに回転し
ては静止し、その静止した位置（第１図では０．１．２
１、・・、Ｋ−１の番号がつけられている）においてス
キャナ２によるレーザビームの走査が行われる。図ではに番目の回転角度にスキャナ２が位１しており、
レーザビームを検出器３のｌｃｈがらＮｃｈまで振るこ
とにより走査を行う。全体のシステム構成は第２図のようになり、キーボード
などの入力装置５１、走査テーブル作成装置５２、メモ
リ５３、表示装置５４、画像再構成装置５５、回転駆動
装置５６、レーザ駆動回路４１、検出器３に接続された
データ収集装置３１などがＣＰＵ５７の制御のもとに結
合されている。ここて、走査テーブル作成装置５２は、被測定物１の大
きさ・形状に合わせた走査範囲についてのみ走査を行わ
せるためのテーブルを作成するものである。第１図にお
いてに番目の回転角度がらは、ＳｋチャンネルがらＥｋ
チャンネルまで走査すれば被測定物ｌの全体がカバーで
き、１〜Ｓｋ１のチャンネル、及びＥｋ＋１〜Ｎのチャ
ンネルでの走査は空気を走査するだけであるから、デー
タ値はＯてあり、この部分の走査は無駄となる。そこで、ｋ番目の回転角度では最初にチャンネルＳｋに
向け、それからチャンネルＥｋにまで振って走査を終了
するというようにすれば、走査の無駄をなくすことがで
きる。そのため、回転角度の番号（ｋ＝０．１．２、・
・、Ｋ−１）ごとに走査開始チャンネルＳｋと走査終了
チャンネルＥｋとを求めてチーフル化し、これに基づい
て各回転角度での走査を行わせるようにして、無駄な走
査をなくし、効率を高めるようにするのである。すなわち、上記のテーブルが完成しているものとすると
、ある回転角度（ｋ番目）でスキャナ２及び検出器３が
静止したとき、ＣＰＵ５７によりに番目の回転角度にお
けるスタートチャンネルＳｋが走査テーブル作成装置５
２から読み出されてスタートチャンネルメモリ２１に書
き込まれる。その後、カウンタ２２に対してロード命令（ＬＤ）が送
られ、スタートチャンネルメモリ２１の値のカウンタ２
２内のメモリへのロードが行われる。カウンタ２２のメモリの内容はそのままＤ／Ａ変換器２
３に転送され、このＤ／Ａ変換器２３からスキャナ２に
駆動信号が与えられるので、スキャナ２はレーザビーム
がスタートチャンネルＳｋに向くようにミラーの角度を
制御する。この後、ＣＰＵ５７はレーザ駆動回路４１に
レーザ発振命令を送り、これによりレーザ発振器４２が
駆動されてレーザビームが出され、このレーザビームが
スキャナ２のミラーにより反射させられて、スタートチ
ャンネルＳｋに向けてのレーザビーム照射が行われる。検出器３からの出力信号はデータ収集装置３１に送られ
、ｋ番目の回転角度におけるチャンネルＳｋについての
データが得られることになる。つぎにＣＰＵ５７からカ
ウンタ２２に対してカウント命令（ＣＮＴ）が送られ、
これによりカウンタ２２はそのメモリの値を１つインク
リメントする。この値はＤ／Ａ変換器２３を経てスキャ
ナ２に送られるため、つぎのチャンネルＳｋ＋１の方向
へとミラーが回転する。これがチャンネルＥｋまで繰り
返されると、走査テーブル作成装置５２に保持されてい
るテーブルに基づき、ＣＰＵ５７が判断してこのに番目
の回転角度での走査が終了させられる。こうして１つの
回転角度でのプロファイルデータが収集される。すると
、ＣＰＵ５７から回転駆動装置５６に回転命令が出され
、つぎの回転角度（ｋ＋１番目）へとスキャナ２及び検
出器３が回転させられる。このような動作がすべての回
転角度について（ｋ＝０、コ、２、・・・Ｋ−１のすべ
てについて）行われると、画像再構成に必要なデータが
すべて収集されたことになる。これらのデータはメモリ５３に格納され、これがデータ
収集の終了後読み出されて画像再構成処理装置５５によ
り処理されることによって、レーザビームで走査した被
測定物１の断面での吸光度分布像が得られ、表示装置５
４により表示される。つぎに走査テーブル作成装置５２での走査テーブルの作
成について説明する。これには入力に基づく走査テーブ
ルの作成モードと、少なくとも１枚の画像の再構成が終
了し吸光度データが得られているときのそのデータから
の走査テーブル作成モードとが備えられている。初めての被測定物１について最初にデータ収集しようと
するときは、被測定物１の輪郭に応じた走査領域の境界
をキーボードやマウスなどの入力装置５１によって入力
すれば、前者のモードで走査テーブルが自動作成される
。境界が多角形である場合、第３図で示すように、その
節点の座標ｈｉ　（ｘｉ、ｙｉ）を通るレーザビームが
どのチャンネルに入るかをすべての節点について（ｉの
すべてについて）求める。レーザビームの振り中心Ｐの
回転中心０からの距離をＬとし、ｋ番目の回転角度にお
けるＰ点の角度をθ（＝（ｋ−１）Ｘｄθ）とすると、
点Ｐの座標は（Ｌｃｏｓθ、Ｌｓｉｎθ）となる。直線
ＰＯと、点Ｐ及びｈｉを通る直線とのなす角度をＣｉと
すると、節点に１ｉを通るレーザビームは、つぎのよう
な検出器３の番号Ｃｉのチャンネルに入射する二とにな
る（ただし、Ｃｉはここでは整数とならない）。Ｃ１−（（Ｎ＋１＞／２）＋　（φｉ／ｄφ）ここで、
φｉは、節点ｈｉから直線Ｐ○に下ろした垂線の長さを
Ｍ、この垂線の直線ＰＯとの交点までの点Ｏからの距離
をＮとすると、これらは図に示すように求められるため
、ｔａｎφｉ　−−Ｍ／　（Ｌ−Ｎ）で求めることかできる。このＣｉをすべての節点につい
て求め、その最も小さいものの整数をとればそれがＳｋ
の値となり、その最も大きいものの整数に１をプラスし
たものがＥｋの値となる。これをすべての回転角度（ｋ
−０，１，２、・・・、Ｋ−１）について求めることに
よりテーブルが作成される。境界が第４図に示すように円である場合は、その中心Ｏ
゛の座標（ｘ、ｙ）と半径Ｒとを入力すれば、Ｓ　ｋ−［（Ｎ＋１）／２＋（φｓ／ｄφ］Ｅ　ｋ　−
［（Ｎ＋１＞／２＋（φｅ／ｄ　φコ　＋１（［］はガ
ウス記号）により走査テーブルが求められる。ここで、φＳ＝−φ
に＋φｋ”、φ＝φに＋φｋ。ｓｉｎφに＝Ｒ／５ｊａｎφに’＝Ｔ／Ｕただし、ＳはＯ′Ｐの長さ、ＴはＯ′から直線ＰＯに下
ろした垂線の長さ、Ｕはこの垂線と直線ＰＯとの交点か
ら点Ｐまでの長さであって、それらは図に示すように計
算可能である。また、境界が楕円のときは中心座標、長径、短径、傾き
などを入力することにより同様にして走査テーブルを求
めることができる。さらに、実際にはこれらの形状が組
合わさったような境界となるが、そのときは各図形〈円
や多角形など〉で求めたＳｋ、Ｅｋのうち、同じｋに関
するものについてＳｋとしては最も小さなものを選び、
Ｅｋとしては最も大きなものを選べばよい。すでに少なくとも１枚の画像が得られているときは、各
回転角度での吸光度データを用いて自動的に走査テーブ
ルの作成が行われる。ｋ番目の回転角度についてのプロ
ファイルデータＤｋ　（ｎ）を用いる。ここで、ｎはチ
ャンネル番号で１〜Ｎである。ただし、ＳｋからＥｋま
でしか測定していないので、Ｄｋ（１）〜Ｄｋ　（Ｓｋ
−１）、Ｄｌ（（Ｅｋ＋１）〜Ｄｋ（Ｎ）は測定してい
ずＯとなっている。被測定物１がない部分ではデータは
０であるから、Ｄｋ　（ｎ＞のうち、Ｏよりも大きな値
（マイナスの吸光度はあり得ないので）をとるものを選
び、その中からｎの一番小さいＳｋ’を新たなＳｋとし
、ｎの一番大きいＥｋ’を新たなＥｋとすることにより
走査テーブルが作成される。実際にはノイズを考慮して
微小値ａをしきい値とし、このしきい値ａよりも大きな
りｋ　（ｎ）を選ぶ、すなわち、ｋ番目の回転角度につ
いてのプロファイルデータが第５図のようであったとき
、しきい値ａよりも大きなもののうちｎの一番小さいＳ
ｋ“を新たなＳｋとし、ｎの一番大きいＥｋを新たなＥ
ｋとする。得られたＳｋ’　、Ｅｋ’に対して若干余裕
を見て、Ｓｋ’に１または２をマイナスした値をＳｋと
し、Ｅｋ’に１または２プラスした値をＥｋとすること
もできる。

【発明の効果】

この発明の光ＣＴ装置によれば、被測定物が存在しない
領域を光ビームで走査することが避けられ、効率化を図
ることができる。そのため全体の測定時間を短縮するこ
とができ、その結果、被測定物の変化、つまり被測定物
自体の移動あるいはその内部の変化による影響（アーテ
ィファクト）を軽減できる。また、同一時間内で測定回
数を増やすことが可能となるため、よりきめ細かな紅時
的変化の追跡も可能となる。さらに、走査必要領域は再
構成必要領域でもあるため、走査テーブルを再構成マス
ク作成のために使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の模式図、第２図は同実施
例の全体のブロック図、第３図及び第４図は入力された
境界図形からどのように走査テーブルを作成するかを説
明するための線図、第５図はプロファイルデータを示す
図である。１・・・被測定物、２・・・スキャナ、３・・・検出器
、２１・・スタートチャンネルメモリ、２２・・・カウ
ンタ、２３・・・Ｄ／Ａ変換器、３１・・・データ収集
装置、４１・・・レーザ駆動回路、４２・・・レーザ発
振器、５１・・・入力装置、５２・・・走査テーブル作
成装置、５３・・・メモリ、５４・・・表示装置、５５
・・・画像再構成装置、５６・・・回転駆動装置、５７
・・・ＣＰＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定物に対して光ビームによる走査を行う走査
手段と、該走査手段を被測定物の周囲に回転させる手段
と、被測定物を透過した光を検出し、吸光度データを得
る手段と、この吸光度データから吸光度分布像を再構成
する画像再構成手段と、被測定物の大きさ・形状に応じ
て走査範囲に関するテーブルを作成する手段と、該テー
ブルに基づいて制限された範囲で走査を行わせる手段と
を備えることを特徴とする光ＣＴ装置。