JPH039011Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は放射線を利用して被検査体の断層撮影
を行ない、この断層像をもとに被検査体の検査を
行なうようにした放射線断層測定装置に関するも
のである。

〔考案の技術的背景〕

物体の内部欠陥や組成、構造などを非破壊で検
査でき、しかも精度よく測定できる装置として、
コンピユータ・トモグラフイ・スキヤナ（以下、
CT装置と称する）と呼ばれる放射線断層測定装
置がある。

この装置は例えば放射線源として偏平な扇状に
広がるフアンビームＸ線を曝射する放射線源と被
検査体を介してこの放射線源に対峙して配され、
前記フアンビームＸ線の拡がり方向に複数の放射
線検出素子を配した検出器とを用い、被検査体を
中心にこの放射線源と検出器を同方向に例えば、
１度きざみで180゜〜360゜にわたつて順次回転走査
しながら、被検査体断層面の多方向からのＸ線吸
収データを収集した後、コンピユータ等により画
像再構成処理を旋し、断層像を再構成するように
したもので、断層面各位置について、組成に応
じ、4000段階にもわたる階調で画像再構成するこ
とができるので、被検査体の断層面の状態を詳し
く知ることができる。

このようなCT装置はいわゆる第３世代と呼ば
れるもので、そのほか、ペンシルビームＸ線を曝
射するＸ線源とこのＸ線源に対峙して検出器を設
け、このＸ線源とを被検査体の断面に沿つてトラ
バーススキヤン（直線的な平行移動）させ、トラ
バーススキヤン終了毎に所定角度、回転させて再
びトラバーススキヤンを行なういわゆる第１世
代、ペンシルビームＸ線を幅挾のフアンビームＸ
線とし、検出素子を数素子持たせた検出器を用い
て、これらを上記トラバーススキヤン及び回転走
査させるようにした第１世代の改良形とも云うべ
き、いわゆる第２世代、被検査体の周囲全周にわ
たつて検出素子を配して構成した検出器と幅広の
フアンビームＸ線を曝射するＸ線源とを用い、Ｘ
線源のみ回転走査させるいわゆる第４世代など、
種々の方式のCT装置がある。

ところで、産業分野では製品検査に際し、製品
内部の欠陥を被破壊でチエツクする必要がある場
合が多い。そこで、その内部欠陥検査用として近
年、CT装置の利用が注目されている。

第６図に産業用CT装置の例を示す、第６図の
ａは第１世代、ｂは第２世代、ｃは第３世代の各
CT装置の概要を示しており、１はＸ線管やRI
（ラジオアイトープ）等による線源、２は検出器
である。３は被検査体を載置するテーブルであ
り、産業用としては構成も簡易で、大形の被検査
体であつても容易に検査、測定ができるように被
検査体を載置するテーブル３を回転あるいはトラ
バースできるようにしてある。

すなわち、第１世代のものではペンシルビーム
放射線Ｂ１を放射する線源１とこのペンシルビー
ム放射線Ｂ１を検出する単一の検出素子による検
出器２を対向固定して配置し、これらの間にテー
ブル３を配して、このテーブル３をペンシルビー
ム放射線Ｂ１に対し、矢印Ａ方向にトラバースス
キヤンさせ、１トラバーススキヤン終了毎に矢印
Ｂ方向に所定の角度、回転走査してデータ収集を
行なう。

第２世代のものも基本的には同じで、ペンシル
ビーム放射線に代え、線源１からは幅挾のフアン
ビーム放射線Ｂ２を放射させ、検出器２はこのフ
アンビーム放射線Ｂ２の広がり幅に対応した素子
数の検出素子を並設したものを用いている。

第３世代のものは線源１としてテーブル３を完
全に包含する広がり幅のフアンビーム放射線Ｂ３
を用い、また、検出素子をフアンビーム放射線Ｂ
３の拡がり幅分、並設した検出器２を用いてこれ
らをテーブル３を介して対向固定配設し、データ
収集に当つてはテーブル３を回転させる。

このような産業用CT装置は一般的には線源と
してＸ線管を用いるが、放射線吸収の大きな材質
の製品や、大形の製品ではＸ線管の出力エネルギ
が低い関係で雑音に対する精度の良い吸収データ
の収集ができない場合があり、このようなときは
出力エネルギの大きいRIを用いる。

ところで、RIを線源とするCT装置ではRIの配
列の関係上、第１世代か第２世代の構成をとる必
要がある。しかしながら、RIはその出力放射線
はランダムに放射されることから、吸収データを
得るに必要な検出素子方向に放出される分が少な
く、そのため、該方向に対して所定の線量を得る
までの時間が長くなり、データ収集時間が長くな
ると云う欠点があつた。

〔考案の目的〕

本考案は上記の事情に鑑みて成されたもので、
その目的とするところはRIを線源とするCT装置
において、短時間で吸収データの収集を行なうこ
とのできるようにした放射線断層測定装置を提供
することにある。

〔考案の概要〕

すなわち、上記目的を達成するため本考案は、
被検査体の測定対象断面について放射線源より多
方向から放射線を照射し、その透過データを空間
分解能をもつて検出して収集すると共にその収集
データより画像再構成して前記測定対象断面の像
を得る装置において、前記放射線源として放射性
同位元素を用い、且つ、この放射性同位元素は放
射線照射方向に伸びるペンシル・ビーム形成用の
放射線放出孔を互いに平行に所定ピツチで複数形
成してなる線源容器内にその各放射線放出孔に位
置させて収納して設け、前記測定対象断面に対し
てパラレル・ペンシル・ビーム放射線を放射する
ように構成し、トラバーススキヤンを行なわずに
一方向のデータは一度に収集できるようにする。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例について第１図〜第５
図を参照しながら説明する。

本装置は各々ペンシルビーム放射線を放射する
複数のRI線源を複数個並設し、これら各RI線源
に対峙して各々検出素子を配設する構成とする。

具体的には第１図に示すようにコの字状のフレ
ーム１０１の対向する一対の粱１０１ａ，１０１
ｂのうち、一方の粱１０１ａの内側にRI線源１
０２−１〜１０２−ｎを所定ピツチで配設する。
また、フレーム１０１の他方の粱１０１ｂには前
記RI線源１０２−１〜１０２−ｎにそれぞれ対
向させて検出器１０３−１，〜１０３−ｎを設け
てある。各RI線源１０２−１，〜１０２−ｎは
互いに平行にペンシルビーム放射線Rbを発生す
るように各々コリメートされており、また、各検
出器１０３−１，〜１０３−ｎにはこれらRI線
源１０２−１，〜１０２−ｎのうち、対向する
RI線源のペンシルビーム放射線Rbのみが入射す
るようにコリメータを介して入射ペンシルビーム
放射線Rbを受ける構成としてある。

フレーム１０１の一対の粱１０１ａ，１０１ｂ
の間には被検査体１０４を保持し、且つ回転させ
るためのテーブル１０５が設けられている。この
テーブル１０５は第１図のＡ−Ａ断面図である第
２図に示すようにテーブル部１０５ａと駆動部１
０５ｂよりなり、駆動部１０５ｂによりテーブル
部１０５ａは回転とフレーム１０１の粱１０１
ａ，１０１ｂに沿つた平行移動すなわち、トラバ
ーススキヤンができるようにしてある。RI線源
１０２−１，〜１０２−ｎの設置範囲は上記テー
ブル部１０５ａのトラバーススキヤン領域とす
る。

１０６はデータ収集装置であり、このデータ収
集装置１０６は前記検出器１０３−１，〜１０３
−ｎの検出出力を受けて、これより、各検出器１
０３−１，〜１０３−ｎの検出視野中における入
射放射線の強度に対応したデータをそれぞれ得る
ものである。１０７はこの収集装置１０６にて収
集された各放射線パス（対向するRI線源と検出
器とを結ぶ放射線通過路）毎のデータを受けてこ
れを例えばコンボリユーシヨン（フイルタ機関を
用いたたたみ込み積分）を行ない、プロジエクシ
ヨンデータを得てこれを逆投影し、被検査体１０
４の断面の個々の位置における放射線吸収の大き
さにもとづく像（再構成像）を得る画像再構成装
置である。１０８はこの画像再構成装置１０７で
再構成された像を表示する画像表示装置である。

第３図は前記フレーム１０１内のRI線源１０
２−１，〜１０２−ｎ及び検出器１０３−１，〜
１０３−ｎの収納構造の詳細を示す断面図であ
る。図において１０２はRI線源であり、図に示
すように前述のRI線源１０２−１，〜１０２−
ｎはまとめて一本の棒状の線源１０２を用いてお
り、この線源１０２は粱１０１ａ内に設けた線源
容器１０２Ａ内に挿入されて取り付けられてい
る。１０２Ｂはこの挿入口のキヤツプである。線
源容器１０２Ａはタングテンや鉛などの如き放射
線遮蔽材料により形成された中空の細長い容器で
あつて、粱１０１ｂに対向する面に第１図のRI
線源配設ピツチに合わせ、且つ、放射線ビーム
Rb放出方向に伸びる細長い貫通孔１０２ｃが穿
設されており、これらの貫通孔１０２Ｃがコリメ
ータの役割を果す。

また、線源容器１０２Ａの外側の前記コリメー
タ部側には前記貫通孔１０２Ｃの配設ピツチと同
一ピツチで且つ同一方向に伸びる細い貫通孔１０
２Ｄを穿設してなるコリメータ付のシヤツタ１０
２Ｅが設けられている。このシヤツタ１０２Ｅは
放射線遮蔽材料でできており、粱１０１ａの長手
方向に沿つて所定ピツチだけ移動できるように構
成してある。すなわち、線源容器１０２Ａのコリ
メータ部を形成している前記貫通孔１０２Ｃ及び
シヤツタ１０２Ｅの貫通孔１０２Ｄのピツチが２
ａであるとするとその半ピツチ程度移動させるこ
とができ、貫通孔１０２Ｃ，１０２Ｄが互いに同
一中心線上にあるときは放射線放出状態となり、
互いにずれると放射線を遮断して放射線放出を停
止させることができる。

検出器１０３−１，〜１０３−ｎは図に示すよ
うに粱１０１ｂに設けられた放射線遮蔽材料によ
るシールド１０３Ａにそれぞれ、所定ピツチで埋
め込まれたようなかたちで設けられる。シールド
１０３Ａの前記線源容器１０２Ａ対向面側は検出
器１０３−１，〜１０３−ｎの検出面が露出して
おり、この露出面側を覆うようにコリメータ１０
３Ｂが設けられている。コリメータ１０３Ｂは放
射線遮蔽材料でできており、細い貫通孔１０３Ｃ
を前記の２ａなるピツチで、且つ線源容器１０２
Ａの対向する貫通孔１０２Ｃの中心線と一致させ
て穿設してある。また、コリメータ０３Ｂの前面
側には前記貫通孔１０３Ｃの配設ピツチと同一ピ
ツチで、且つ、同方向に伸びる貫通孔１０３Ｄを
穿設してなるコリメータ付のシヤツタ１０３Ｅが
設けられている。このシヤツタ１０３Ｅは放射線
遮蔽材料でできており、粱１０１ｂの長手方向に
沿つて所定ピツチだけ移動できるように構成して
ある。

すなわち、このシヤツタ１０３Ｅは貫通孔ピツ
チの半分程度のピツチ分、移動できるようになつ
ており、このシヤツタ１０３Ｅの操作によつて放
射線の入射を操作できる。

検出器１０３−１，〜１０３−ｎは例えば放射
線を光に変換するシンチレータ等の変換部材とホ
トトランジスタにより構成されており、変換部材
により放射線を光に変換した後、このホトトラン
ジスタによつて光−電変換することにより、入射
放射線のエネルギ対応の電流に変換して出力す
る。１０３Ｆはこれら各検出器１０３−１，〜１
０３−ｎの出力を各別に増幅して出力する増幅器
であり、この増幅器１０３Ｆを介して増幅された
各放射線検出出力がデータ収集装置１０６に入力
されることになる。

第４図は検出器１０３−１，〜１０３−ｎ部分
の構成の詳細を示す図であり、ａは第３図におけ
るＢ−Ｂ断面の図、ｂはａにおけるＣ−Ｃ断面
図、ｃはｂにおけるＤ−Ｄ断面図である。

１０３Ｇはプリント基板、１０３Ｈはプリント
配線パターンであり、前記検出器１０３−１，〜
１０３−ｎはこのプリント基板１０３Ｇ上に取り
付けられ、シールド１０３Ａで包囲される。具体
的には図の如く、シールド１０３Ａは本体部１０
３A′と蓋部１０３A″から成り、本体部１０３
A′は検出器１０３−１，〜１０３−ｎが納まる
程度の凹部を所定ピツチで形成してあり、該凹部
に検出器１０３−１，〜１０３−ｎを格納した状
態でプリント基板１０３Ｇの裏面を蓋部１０３
A″で覆い、サンドイツチ状にする。そして、検
出器１０３−１，〜１０３−ｎの放射線入射側に
コリメータ１０３Ｂを取り付けることにより、こ
のコリメータ１０３Ｂを介してのみ、放射線が検
出器１０３−１，〜１０３−ｎに入るようにして
ある。検出器１０３−１，〜１０３−ｎの出力は
プリント配線パターン１０３Ｈを通つて増幅器１
０３Ｆへと送られる。

このような構成の本装置はシヤツタ１０２Ｅ及
び１０３Ｅを操作してその貫通孔１０２Ｄ，１０
３Ｄをコリメータ側の貫通孔１０２Ｃ，１０３Ｃ
に一致させる。すると、線源１０２からの放射線
は各々貫通孔１０２Ｃ，１０２Ｄを通つてコリメ
ートされ、複数のパラレル・ペンシル・ビーム放
射線Rbとなつて放出される。そして、各々、対
向する検出器１０３−１，〜１０３−ｎ側の貫通
孔１０３Ｄ，１０３Ｃを通つて検出器１０３−
１，〜１０３−ｎに入射し、ここで放射線のエネ
ルギ対応の電流信号に変換されてデータ収集装置
１０６に入力され、各検出器１０３−１，〜１０
３−ｎ別に放射線透過による吸収データとして収
集される。

すなわち、線源１０２側より放射されたパラレ
ル・ペンシル・ビーム放射線Rbは各々の放射線
パス中の被検査体１０４を通過する間に被検査体
１０４の組成や透過厚に対応した減衰を生じてお
り、この減衰を受けた吸収データとして収集され
る。

本装置においてはテーブル１０５上の被検査体
１０４の検査対象断面（スライス面）全体がパラ
レル・ペンシル・ビーム放射線Rbの分布域内に
入るので、一投影方向の吸収データは１度に収集
できることになる。従つて、所定の線量の放射線
放射が行なわれるに要する時間だけ、データ収集
を行なうと、次に例えば0.6゜だけテーブル部１０
５ａを回転させ、再び上記放射線の吸収データの
収集を行なう。

このようにして、0.6゜刻みに180゜〜360゜程度に
わたり、順次異なる多方向からの吸収データを収
集した後、これら収集したデータをもとに画像再
構成装置１０７にて例えばコンボリユーシヨンを
行ない、これよりデータ収集方向（投影方向）毎
の放射線吸収率に対応した投影データを求め、こ
れを上記投影方向に逆投影して再構成画像を作成
する。この再構成画像のデータは映像信号化され
て画像表示装置１０８に送られ、ここで画像して
表示される。

このようにしてパラレル・ペンシル・ビームと
して一度に複数のペンシル・ビーム放射線を放射
するようにし、これによつてトラバース・スキヤ
ンを不要としたので、線源としてRIを用いても
データ収集時間は短くなり、大形の被検査体や放
射線吸収の大なる被検査体の断層測定を高速に行
なうことができるようになる。

以上の実施例はパラレル・ペンシル・ビーム放
射線Rbのピツチが２ａと云う比較的粗いピツチ
での吸収データに基く再構成であつた。この場合
は再構成画像は上記ピツチに対応した比較的粗い
ものとなる。そこで、もう少しきめの細かい再構
成画像を得たいと云う場合には第５図に示すよう
に貫通孔１０２Ｃ間のピツチ２ａで隣接のペンシ
ル・ビーム放射線Rb１，Rb２が放射されている
として吸収データ収集が終る毎に2a／ｎだけテーブ ル部１０５ａを一方向にトラバース・スキヤンさ
せる。そして、これをｎ回行なつた後、0.6゜回転
させ、再び2a／ｎずつトラバース・スキヤンさせて 吸収データを収集してゆくようにする。するとト
ラバース・スキヤン毎にRba，Rbb，…Rbnのペ
ンシル・ビーム放射線が得られ、これよつてｎ倍
の細かさで吸収データが得られることになり、き
めの細かい再構成画像が得られるようになる。

尚、本考案は上記し、且つ、図面に示す実施例
に限定することなくその要旨を変更しない範囲内
で適宜変形して実施し得るものであり、例えば上
記実施例では検出器側にシヤツタを設けたが、こ
れは無くとも良い場合がある他、上記回転及びト
ラバース・スキヤンをテーブル側にて行なうよう
にしたが、これはフレーム側で行なうようにして
も良く、また、回転とトラバーススキヤンのうち
の一方をテーブル部側に、他方をフレーム側に分
担させるようにしても良い。更にまた、検出器と
しては放射線−光変換手段とホトマルチプライヤ
との組み合わせとしたり、電離槽を用いるなど他
の検出手段にて行なうようにしても良い。

〔考案の効果〕 以上詳述したように本考案によれば線源として
RIを用いても高速でデータ収集が可能となり、
大形のものや高い放射線吸収率の材料による被検
査体を短時間で断層測定することが可能となるな
どの特徴を有する放射線断層測定装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は線源、検出
器部分の構成を示す断面図、第４図は検出器部分
の更に詳細な構成を示す図、第５図は高分解能で
の吸収データ収集を説明するための図、第６図は
従来例を説明するための図である。 １０１……フレーム、１０２，１０２−１，１
０２−ｎ……線源、１０２Ａ……線源容器、１０
２Ｃ，１０２Ｄ，１０３Ｃ，１０３Ｄ……貫通
孔、１０２Ｅ，１０３Ｅ……シヤツタ、１０３Ｂ
……コリメータ、１０３−１，〜１０３−ｎ……
検出器、１０６……データ収集装置、１０７……
画像再構成装置、１０８……画像表示装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 被検査体の測定対象断面について放射線源より
   多方向から放射線を照射し、その透過データを空
   間分解能をもつて検出して収集すると共にその収
   集データより画像再構成して前記測定対象断面の
   像を得る装置において、 前記放射線源として放射性同位元素を用い、且
   つ、この放射性同位元素は放射線照射方向に伸び
   るペンシル・ビーム形成用の放射線放出孔を互い
   に平行に所定ピツチで複数形成してなる線源容器
   内にその各放射線放出孔に位置させて収納して設
   け、前記測定対象断面に対してパラレル・ペンシ
   ル・ビーム放射線を放射するように構成したこと
   を特徴とする放射線断層測定装置。