JPH0377926B2 - - Google Patents

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JPH0377926B2
JPH0377926B2 JP59278268A JP27826884A JPH0377926B2 JP H0377926 B2 JPH0377926 B2 JP H0377926B2 JP 59278268 A JP59278268 A JP 59278268A JP 27826884 A JP27826884 A JP 27826884A JP H0377926 B2 JPH0377926 B2 JP H0377926B2
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Masaji Fujii
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
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    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/419Imaging computed tomograph

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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、工業用製品およびその製品材料(以
下、被検体と指称する)をオンラインで検査でき
る産業用CTスキヤナに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、この種のCTスキヤナは、人体の断層像
を撮影する医療用診断装置として広く利用されて
おり、その走査方式の種別により種々の世代のも
のが出回つている。例えば第2世代および第3世
代と称するCTスキヤナのうち、第2世代のCTス
キヤナは被検体を挟んでX線管とX線検出器とが
対峙され、これらの機器がトランスレート(直
線)動作とローテイト(回転)動作を同時に繰返
しながらX線管より被検体撮影領域よりも狭いフ
アン状X線ビームを照射し、被検体の投影データ
を取得する方式である。
一方、第3世代のCTスキヤナは、被検体を挟
んで対峙されるX線管とX線検出器とが一体とな
つて被検体の周りを回転しながら、その間、一定
角度回転するごとにX線管より被検体撮影領域を
含むフアン状X線を照射し、被検体の撮影データ
を取得する方式である。
次に、第4世代と称するCTスキヤナは、被検
体を中心にして被検体の周囲に多数の検出器素子
が配列され、X線管が被検体の周りを回転しなが
らフアン状X線ビームを照射し、被検体の投影デ
ータを取得する方式である。
従つて、以上述べたような第2ないし第4世代
のCTスキヤナは、何れも被検体を所定位置に静
止させて検査する必要があるためにオンラインに
よる検査には不向きであり、また各世代ごとにそ
の世代固有の走査方式でデータの取得を行うもの
であつた。
〔発明の目的〕
本発明は以上のような点に着目してなされたも
ので、被検体検査のオンライン化に適し、かつ必
要に応じて走査方式を変更して被検体を検査し得
る産業用CTスキヤナを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、全周照射可能な放射線発生器を中心
として、その同心円上に多数の検出器素子より成
る多チヤンネル検出器を設けるとともに、前記放
射線発生器と多チヤンネル検出器の中間位置に公
軸および自転する様な一個以上の被検体を配置
し、前記被検体と多チヤンネル検出器とを相対的
に可変して第1世代ないし第4世代に類似した走
査方式の中から適宜に1つの走査方式を選択して
投影データを取得する産業用CTスキヤナである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について第1図ないし
第4図を参照して説明する。第1図は本発明CT
スキヤナの全体構成を示す図であつて、スキヤナ
本体10のほぼ中心位置に360度にわたつて放射
線例えばX線を全放射する放射線発生器11が配
置されている。この放射線発生器11は例えば全
周照射形X線管またはRI(放射性同位元素)によ
る放射線源等が使用され、前者の全周照射形X線
管の如きは第2図に示すようにフイラメント11
aから放射された電子ビーム11bが加速されて
フラツトターゲツト11cに衝突し、このターゲ
ツト11cからX線11dが全周に放射されるよ
うになつている。
さらに、放射線発生器11を中心にしてその同
心円上に第3図で詳細に示すように数百〜数千個
の検出器素子12a,…より成る多チヤンネル検
出器12がリング状に設けられ、各検出器素子1
2a,…は一般的に指向性を持たせてあり、放射
線発生器11の焦点に対し指向するようになつて
いる。13A〜13Dは第4図に示すように被検
体14を載置する自転テーブルであつて、これら
は放射線発生器11と多チヤンネル検出器12と
の間に例えば同心円上で、かつ等間隔をもつて設
定され、公転テーブル15上に載置されて公転し
ながら自転する様な構成となつている。16A〜
16Dは自転テーブル駆動部であつて、これらの
駆動部16A〜16Dにはテーブル制御部17か
ら公転に対し自転角または角速度を制御するため
の自転駆動制御信号が与えられる。18は公転と
自転の関係を定めて公転テーブルを駆動部19お
よびテーブル制御部17を制御する機構制御部で
ある。20は各構成要素を統括制御する制御コン
ソールであつて、人為的な操作およびシーケンス
プログラムに基づいて必要な信号を機構制御部1
8、CPU21および放射線制御部22に供給す
る。このCPU21は、制御コンソール20から
の指令に基づいて動作するが、制御コンソール2
0とは別にCPU自身がプログラムを持つて主導
的に行なう場合があり、この場合にはCPU自身
のプログラムに従つてデータ収集部24によつて
収集されたデータを前処理し、かつ画像再構成処
理を行なうものである。放射線制御部22は、制
御コンソール20から指令を受けて高圧発生器2
5を駆動し、高圧発生器25から放射線発生器1
1に高電圧を印加し全周方向に放射線を照射させ
るものである。26はCRTデイスプレイ等の表
示部である。
次に、以上のように構成されたCTスキヤナの
作用によつて説明する。先ず、各走査方式による
データ収集を説明するに際し、多チヤンネル検出
器12の全検出器素子数2Dが第5図に示す如く
配置されているものとする。以上のような検出器
素子の位置関係において第2世代ないし第4世代
に類似したデータ収集について述べる。
(1) 第2世代に類似したデータ収集。
制御コンソール20から第6図に示すように
動作開始信号S1が発生されると、この動作開
始信号S1を受けて機構制御部18は所定方向
に公転させるための公転駆動制御信号を公転テ
ーブル駆動部19に供給する。これにより、公
転テーブル駆動部19は公転テーブル15を反
時計方向に360°/2Dずつ公転させ、一方、テ
ーブル制御部18は各自転テーブル駆動部16
A〜16Dを介して自転テーブル13A〜13
Dを360°/2Dずつ時計方向に自転させる(ス
テツプS2、S3)。以上のようにして自転テーブ
ル13A〜13Dを公転させながら自転させる
とともに、制御コンソール20より放射線制御
部22およびCPU21に対してそれぞれ放射
線発生指令およびデータ収集指令を与える。こ
こで、放射線制御部22は高圧発生器25を動
作させて高電圧を発生させ、放射線発生器11
より放射線を全周照射させる。各自転テーブル
13A〜13D上の被検体14により、吸収さ
れて出力された放射線透過データは各検出器素
子12a,…によつて検出され、さらに後続の
データ収集部24のデータ収集されてCPU2
1に送られる。ここで、CPU21は各検出器
素子12a,…ごとに対応する収集データのう
ち、例えば1個の被検体14に着目すると、第
6図のステツプS4に示すように(2D−M+L)
チヤンネルからLチヤンネル間のデータを取得
して第7図に示す自身の画像メモリテーブルに
アドレスを与えてサイノグラムを作成する。第
7図において縦軸方向はチヤンネルNO(回転
角度ピツチ)であり、横軸方向は放射線ビーム
本数(データ取得位置)を示す。しかして、L
=0即ち零チヤンネルスタート時には(2D−
M+L)=2D−Mの式から2D−M〜0即ち1
〜Mのデータ取得位置のデータを取得し、縦軸
チヤンネルNO“0”に格納される。引き続き、
1公転位置分ずれてチヤンネルNO“1“では1
〜Mのデータ取得位置のデータを取得して格納
する。ここで、データ取得位置とは、公転テー
ブル15に対して固定されたX線パス位置を言
い、放射線発生器11の焦点を起点として自転
テーブル16を覆うように時計方向に1からM
まで等角度間隔で扇形にならべたパス位置であ
る。そして、最終的には自転テーブルを180°+
フアン角度公転させて各被検体14ごとにデー
タを取得し、作成されたサイノグラムのデータ
について前処理および画像再構成処理を行え
ば、第2世代に類似した走査方式によつて取得
された投影データについて4個の被検体14,
…の断層像が作成できる。
(2) 第3世代に類似したデータ収集 この第3世代に類似した走査方式は、制御コ
ンソール20から第8図に示すように動作開始
信号S11が発生されると、この信号S11を
受けて機構制御部18とは各公転テーブル駆動
部19およびテーブル制御部17に駆動制御信
号を供給し、公転テーブル15および自転テー
ブル13A〜13DをステツプS12、S13の如
き360°×K/2Dの回転角度条件で公転および
自転を行なう。また、制御コンソール20から
の指令によつて高圧発生器25から放射線発生
器11に高電圧を印加し、これにより放射線発
生器11より放射線を全周照射されるととも
に、このとき被検体14から透過して出力され
る放射線透過データを多チヤンネル検出器12
で検出され、更にその検出データをデータ収集
部24で収集する。ここで、CPU21は、1
個の被検体14に着目すると、第5図の検出器
素子数の関係図から明らかなように(2D−M
+KN)〜KNチヤンネル間のデータを収集す
る(ステツプS14)。このデータ収集式におい
てN=0〜L、L≧(D°+M)/Kの関係式と
なる。また、Kは角度ピツチ(整数)であり、
例えばK=2ならば2チヤンネルごとの回転角
度ピツチ(プロジエンシヨン方向)ごとにレイ
方向の検出器素子数Mについてデータを取り込
んで第9図に示す如く上側から順次にアドレス
を指定してサイノグラムを作成する。そして、
このデータ収集は、ステツプS15のようにKN
=KL=D+Mとなるまで公転および自転を繰
返しながらKN=KL即ちN=Lまでデータを
取得してサイノグラムを作成完了する。なお、
以上のようなデータ収集は各被検体14ごとに
行なつてサイノグラムを作成する。そして、作
成されたサイノグラムのデータについて前処理
および画像再構成処理を行えば、第3世代に類
似した走査方式によつて取得されたデータにつ
いて4個の被検体14,…の断層像を作成する
ことができる。
(3) 第4世代に類似したデータ収集 この第4世代に類似した走査方式は、第10
図に示すように動作開始信号S21を受けて機
構制御部18は公転テーブル駆動部19を介し
て公転テーブル15を反時計方向に第11図に
示す如くφ1角度公転させたとき(ステツプ
S22)、同じくテーブル制御部17および各自
転テーブル駆動部16A〜16Dを介して自転
テーブル13A〜13DをステツプS23に示す
ようにφ1+α即ちデイテクタフアン角度αだ
け余計に時計方向に自転させながら被検体14
からの放射線透過データを収集し、第12図の
ようにアドレスを指定してサイノグラムを作成
する。そして、ステツプS24で360°公転した
か否か判断し、360°公転したときサイノグラム
を作成する。この360°公転する間に第12図の
メモリテーブルがデータによつてうまり、サイ
ノグラムが完成される。
従つて、以上のような実施例は構成によれ
ば、複数のテーブル13A〜13Dを所定の公
転および自転を保持しながら各テーブル13A
〜13D上の被検体14,…を同時にスキヤン
してデータを取得し、かつスキヤン終了後に順
次被検体14を取り出して次の被検体14をセ
ツトできるので、被検体14をオンラインによ
つて検査できる。また、スキヤナ本体10を中
心にX線管またはRIを設置して放射線を全周
照射する構成としたので、極めて高い放射線利
用率で放射線を利用できる。また、全周照射型
の放射線発生器11を用いれば、放射線量率分
布が360°方向にほぼ均一であり、通常の放射線
発生器11による分布よりも大幅に改善でき
る。また、放射線発生器11の焦点と各検出器
素子12a,…は1:1で対応しており、一般
的な第4世代CTスキヤナのように線量、エネ
ルギーとも変化することがなく安定動作を確保
できる。
さらに、自転テーブル13A〜13Dの公転
および自転の角速度を制御することにより、第
2世代ないし第4世代の何れかの世代に類似し
た走査方式の1つの選択でき、よつて被検体1
4等に応じて最適な走査方式で被検体14を検
査でき、ひいてはデータ収集速度および精度等
を改善できる。また、第4世代に類似した方式
にあつてはデテクタフアン角αを自由に選択し
てデータを収集することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。上記実施例ではX線管として第2図
に示す如くフラツトターゲツト11cのものを
用いたが、例えば円錐状のターゲツトを用いた
ものでもよく、要は360°方向に均一な放射線エ
ネルギーと線量分布を持つ特性のものであれば
よい。また、4個の自転テーブル13A〜13
Dを用いたが、この数に限定されるものではな
く、さらに4個の自転テーブル13A〜13D
を備えるも被検体14は必らず各テーブル13
A〜13Dに載置される必要はなく、任意のテ
ーブル例えば13Aのみに被検体14を載せて
検査してもよい。その他、本発明はその要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
〔発明の効果〕
以上詳記したように本発明によれば、被検体、
精度、データ収集速度等に応じて任意の世代に類
似した走査方式を選択して走査することが可能で
あり、また同時に多数の被検体に対して所望の走
査方式で放射線を曝射してデータを収集でき、オ
ンライン化による検査に適用して好適な産業用
CTスキヤナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明に係る産業用CT
スキヤナの一実施例として構成を説明するための
もので、第1図は本発明産業用CTスキヤナの全
体構成図、第2図は放射線発生器の一具体例とし
ての全周照射X線管の構成図、第3図はスキヤナ
本体の上面を示す模式図、第4図はテーブルを駆
動するための機構図、第5図ないし第12図は本
発明産業用CTスキヤナを適宜世代変更して使用
する場合の説明図であつて、第5図は検出器素子
の配置関係を示す図、第6図および第7図は第2
世代の走査方式として使用した場合の動作流れ図
およびサイノグラム図、第8図および第9図は第
3世代の走査方式として使用した場合の動作流れ
図およびサイノグラム図、第10図ないし第12
図は第4世代の走査方式として使用した場合の動
作流れ図、公転と自転の関係を示す図およびサイ
ノグラム図である。 10……スキヤナ本体、11……放射線発生
器、12……多チヤンネル検出器、12a……検
出器素子、13A〜13D……自転テーブル、1
5……公転テーブル、18……機構制御部、20
……制御コンソール、21……CPU、22……
放射線制御部、24……データ収集部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 中心位置に設置された全周方向に放射線を照
    射する放射線発生器と、この放射線発生器を中心
    としてその第1の同心円上に複数の検出器素子を
    配列させた多チヤンネル検出器と、この多チヤン
    ネル検出器と放射線発生器との間に位置し、か
    つ、前記放射線発生器を中心として第2の同心円
    上に所定の間隔を有して複数のテーブルが配置さ
    れ、これらテーブルに被検体を載置して前記第2
    の同心円の中心に対する公転と前記各テーブルの
    自転軸に対する自転とを行うように回転制御する
    回転制御手段と、前記多チヤンネル検出器と前記
    被検体とを相対的に可変して任意の走査方式によ
    りデータを取得するデータ取得手段とを備えてい
    ることを特徴とする産業用CTスキヤナ。 2 放射線発生器は、フラツトターゲツトを用い
    た全周照射型X線管であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の産業用CTスキヤナ。 3 放射線発生器は、円錐状ターゲツトを用いた
    全周照射型X線管であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の産業用CTスキヤナ。 4 放射線発生器は、RI線源を用いたものであ
    る特許請求の範囲第1項記載の産業用CTスキヤ
    ナ。 5 テーブルは、公転テーブル上に自転可能に複
    数の自転テーブルを配置したものである特許請求
    の範囲第1項記載の産業用CTスキヤナ。
JP59278268A 1984-12-27 1984-12-27 産業用ctスキャナ Granted JPS61155739A (ja)

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