JPH04198840A - Ct装置 - Google Patents
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- JPH04198840A JPH04198840A JP2326077A JP32607790A JPH04198840A JP H04198840 A JPH04198840 A JP H04198840A JP 2326077 A JP2326077 A JP 2326077A JP 32607790 A JP32607790 A JP 32607790A JP H04198840 A JPH04198840 A JP H04198840A
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 14
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating 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
- G01N23/02—Investigating 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
- G01N23/04—Investigating 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
- G01N23/046—Investigating 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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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
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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、CT装置に係り、特にコンビューティラドト
モグラフィ装置のスキャナにおける測定精度の向上のた
めに好適なCT装置に関する。
モグラフィ装置のスキャナにおける測定精度の向上のた
めに好適なCT装置に関する。
[従来の技術]
従来の装置は、特開昭56−161039号公報に記載
のように、扇形に並べた検出器において、中心領域の検
出器のコリメータスリット幅をその両側の検出器のコリ
メータスリット幅より狭くし、試料の中心領域の放射線
透過データを細かく吸収することにより、高い分解能の
断層像を得るようにしていた。
のように、扇形に並べた検出器において、中心領域の検
出器のコリメータスリット幅をその両側の検出器のコリ
メータスリット幅より狭くし、試料の中心領域の放射線
透過データを細かく吸収することにより、高い分解能の
断層像を得るようにしていた。
また、特開昭57−180944号公報に記載のように
、放射線源と試料の間にディスク状のエレメントを設け
、エレメントには数種のスリットをあけ、ただしスリッ
トの幅をディスクの位置によって変え、ディスクを回転
させることによってスリット幅を変えることができるよ
うにした放射線源コリメータが示されている。この従来
技術では、放射線源コリメータを回転させることにより
、通常は幅広スリットによる低分解能・高速測定をし、
測定時間を犠牲にしてでも高分解能な断層像を必要とす
るときは、ディスクを回転させて幅の狭いコリメータを
選択し、放射線ビームを絞ることにより断層像の分解能
を高めるようにしていた。
、放射線源と試料の間にディスク状のエレメントを設け
、エレメントには数種のスリットをあけ、ただしスリッ
トの幅をディスクの位置によって変え、ディスクを回転
させることによってスリット幅を変えることができるよ
うにした放射線源コリメータが示されている。この従来
技術では、放射線源コリメータを回転させることにより
、通常は幅広スリットによる低分解能・高速測定をし、
測定時間を犠牲にしてでも高分解能な断層像を必要とす
るときは、ディスクを回転させて幅の狭いコリメータを
選択し、放射線ビームを絞ることにより断層像の分解能
を高めるようにしていた。
[発明が解決しようとする課題]
前記従来技術は、放射線源または検出器に幅の狭いスリ
ットのコリメータを設けて試料を透過したX線ビームを
絞るものであり、装置の理論的空間分解能はコリメータ
スリット幅で決まっていた。
ットのコリメータを設けて試料を透過したX線ビームを
絞るものであり、装置の理論的空間分解能はコリメータ
スリット幅で決まっていた。
したがって、高い空間分解能を得るためは、コリメータ
のスリット幅を狭くしなければならないが、幅の狭いス
リットを加工することは大変むずかしく、コストがかか
るという問題がある。また、放射線ビームをコリメータ
スリットで絞るため、検出器に入射する放射線量が減少
するので、測定値の誤差が増加する。このため、測定時
間を長くしなければならないという問題があった。さら
に。
のスリット幅を狭くしなければならないが、幅の狭いス
リットを加工することは大変むずかしく、コストがかか
るという問題がある。また、放射線ビームをコリメータ
スリットで絞るため、検出器に入射する放射線量が減少
するので、測定値の誤差が増加する。このため、測定時
間を長くしなければならないという問題があった。さら
に。
像再構成メツシュ上に断層像を再構成する際に、試料の
エツジとメツシュが完全に一致すれば、コリメータ幅で
規定される理論分解能に極めて近い鮮明な画像が得られ
るが、実際には完全に一致するのに困難であり、試料の
エツジが二つのメツシュにかかるようになる。この場合
、断層像において試料のエツジがボケで再構成されるた
め、理論的な空間分解能を達成できないという問題があ
った。
エツジとメツシュが完全に一致すれば、コリメータ幅で
規定される理論分解能に極めて近い鮮明な画像が得られ
るが、実際には完全に一致するのに困難であり、試料の
エツジが二つのメツシュにかかるようになる。この場合
、断層像において試料のエツジがボケで再構成されるた
め、理論的な空間分解能を達成できないという問題があ
った。
本発明の目的は、高空間分解能でかつ高精度の寸法測定
が可能なCT装置を提供することにある。
が可能なCT装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
前記目的は、CTスキャナ上に試料を並進移動させるか
、並進・回転移動させる試料移動台を備えたことにより
、達成される。
、並進・回転移動させる試料移動台を備えたことにより
、達成される。
また、前記目的はCT断層像から求めた試料の重心が、
断層像中を少なくともX軸方向とY軸方向のいずれか一
方に試料移動台により試料を動かし、試料をメツシュの
数分の1間隔で移動させて断層撮影し、複数の断層像を
求め、合成し得るように構成したことにより、達成され
る。
断層像中を少なくともX軸方向とY軸方向のいずれか一
方に試料移動台により試料を動かし、試料をメツシュの
数分の1間隔で移動させて断層撮影し、複数の断層像を
求め、合成し得るように構成したことにより、達成され
る。
さらに、前記目的はあらかじめ寸法の既知の物を同時に
断層撮影し、既知の物の寸法が求まるようにCTmのス
レッショルドレベルを設定し得るように構成したことに
より、達成される。
断層撮影し、既知の物の寸法が求まるようにCTmのス
レッショルドレベルを設定し得るように構成したことに
より、達成される。
さらにまた、前記目的はCT断層像から求めた試料の重
心が、メツシュの中心に来るように試料移動台で試料を
移動可能に構成したことにより、達成される。
心が、メツシュの中心に来るように試料移動台で試料を
移動可能に構成したことにより、達成される。
[作用]
本発明では、CTスキャナ上に試料を並進移動または並
進・回転移動させる試料移染台を有している。この試料
移動台上に試料を載せ、CTスキャナ走査してX線透過
データを収集し、断層像を再構成する。最初に得られる
断層像は、試料によるXa+Xの散乱、検出内クロスト
ーク、像再構成に使用しているフィルタ関数の高域成分
の不足、試料のエツジとメツシュの不一致等の影響によ
り、試料のエツジがボケだ断層像となり、理論的な空間
分解能は達成できない。
進・回転移動させる試料移染台を有している。この試料
移動台上に試料を載せ、CTスキャナ走査してX線透過
データを収集し、断層像を再構成する。最初に得られる
断層像は、試料によるXa+Xの散乱、検出内クロスト
ーク、像再構成に使用しているフィルタ関数の高域成分
の不足、試料のエツジとメツシュの不一致等の影響によ
り、試料のエツジがボケだ断層像となり、理論的な空間
分解能は達成できない。
通常は、CT値のスレッショルドレベルを決め、断層像
を表示するわけであるが、前述の各原因により試料のエ
ツジが数メツシュにわたって段階的にCT値が変化する
ように表され、スレッショルドを決めるのがむずかしい
。
を表示するわけであるが、前述の各原因により試料のエ
ツジが数メツシュにわたって段階的にCT値が変化する
ように表され、スレッショルドを決めるのがむずかしい
。
そこで、前記並進移動または並進・回転移動可能な試料
移動台により試料をメツシュ幅の数分の1移動させて断
層撮影をし、以下同様に数分の1ずつ試料を試料移動台
で移動させて断層撮影をする。
移動台により試料をメツシュ幅の数分の1移動させて断
層撮影をし、以下同様に数分の1ずつ試料を試料移動台
で移動させて断層撮影をする。
以上により得られた数枚の断層像を重ねることにより、
試料のエツジでのCT値の変動がなめらかになる。
試料のエツジでのCT値の変動がなめらかになる。
試料と一緒に、あらかじめ寸法が既知である丸棒等の試
料を同時に断層撮影し、既知の寸法が正確に再現される
ようにスレッショルドレベルを決めて断層像を表示する
ことにより、高空間分解能でかつ高精度の寸法測定が可
能となる。
料を同時に断層撮影し、既知の寸法が正確に再現される
ようにスレッショルドレベルを決めて断層像を表示する
ことにより、高空間分解能でかつ高精度の寸法測定が可
能となる。
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す平面図、第2図は断層
撮影例を示す図、第3図は第2図のX軸上のメツシュの
CT値を示す図、第4図は試料を繰り返し移動させて得
た第2図のX軸上のメツシュのCT値を示す図、第5図
は断層撮影例を示す図である。
撮影例を示す図、第3図は第2図のX軸上のメツシュの
CT値を示す図、第4図は試料を繰り返し移動させて得
た第2図のX軸上のメツシュのCT値を示す図、第5図
は断層撮影例を示す図である。
その第1図に示す実施例のCT装置は、放射線源である
X線発生装置1と、CTスキャナ7と、試料移動台9と
、コリメータ3と、多チャンネル検出器(以下、「検出
器」という。)4と、データ収集計算機C以下、「計算
機Jという。)5と、ディスプレイ6とを備えている。
X線発生装置1と、CTスキャナ7と、試料移動台9と
、コリメータ3と、多チャンネル検出器(以下、「検出
器」という。)4と、データ収集計算機C以下、「計算
機Jという。)5と、ディスプレイ6とを備えている。
そして、X線発生装置1よりファンビームのX線2が照
射される。X線2はコリメータ3を通って検出器4に入
射し、入射強度に比例した信号が計算機5に送られる。
射される。X線2はコリメータ3を通って検出器4に入
射し、入射強度に比例した信号が計算機5に送られる。
前記計算機5は、データを収集するとともに、像再構成
演算をし、断層像をディスプレイ6に表示する。一方、
CTスキャナ7により試料8が回転することにより、試
料8のあらゆる方向からのX線透過データが検出器4に
より収集される。
演算をし、断層像をディスプレイ6に表示する。一方、
CTスキャナ7により試料8が回転することにより、試
料8のあらゆる方向からのX線透過データが検出器4に
より収集される。
CTスキャナ7の試料台上には、試料8を並進移動また
は並進・回転移動するための試料移動台9が設置されて
いる。この試料移動台9上には、試料8が載せられてい
る。
は並進・回転移動するための試料移動台9が設置されて
いる。この試料移動台9上には、試料8が載せられてい
る。
断層撮影において、試料移動台9は任意の位置に固定し
ておき、CTスキャナ7で試料8を回転させ、断層撮影
をする。断層撮影例を第2図に示す。
ておき、CTスキャナ7で試料8を回転させ、断層撮影
をする。断層撮影例を第2図に示す。
第2図では円盤試料8の断層撮影結果を示す。
第2図において、縦・横に直角に交差する4本の直線で
囲まれる領域が一つのメツシュを示す。第2図のX軸上
のメツシュのCT値を第3図に示す。
囲まれる領域が一つのメツシュを示す。第2図のX軸上
のメツシュのCT値を第3図に示す。
理想的には円盤部分のCT値が1で、外側の空気部分の
CT値が0であるはずである。しかし、実際には試料8
からの散乱線の影響、像再構成に使用しているフィルタ
関数の高域成分の不足等の影響により、第3図に示すよ
うに、試料8のエツジの部分でCT値が段階的に変化す
る。また、第2図に示すように、試料8のエツジとメツ
シュが一致しないで映像化される場合、本来左右対称に
CT値が変化するのであるが、第3図に示すように、C
T値が変化する段階の形が左右で異なる。
CT値が0であるはずである。しかし、実際には試料8
からの散乱線の影響、像再構成に使用しているフィルタ
関数の高域成分の不足等の影響により、第3図に示すよ
うに、試料8のエツジの部分でCT値が段階的に変化す
る。また、第2図に示すように、試料8のエツジとメツ
シュが一致しないで映像化される場合、本来左右対称に
CT値が変化するのであるが、第3図に示すように、C
T値が変化する段階の形が左右で異なる。
この場合、スレッショルドレベルの設定位置により断層
像の形が変わる。つまり、試料形状を正確に断層像で表
すことができないことになり、空間分解能は低下する。
像の形が変わる。つまり、試料形状を正確に断層像で表
すことができないことになり、空間分解能は低下する。
本発明では、試料移動台9により試料8をメツシュの数
分の1並進移動させる。例えば、試料移動台9により試
料8をメツシュの10分の1移動させて断層撮影したの
ち、さらに試料8を試料移動台9により前回と同方向に
メツシュの10分の1移動させて断層撮影する。以上の
操作を9回繰り返すと、9枚の断層像が得られる。9枚
の各断層像の第2図のX軸相当部分のCT値の変動を1
枚の図で表すと、第4図に示すようになる。X軸上のメ
ツシュの数は第3図に比べて10倍になり、CT値の変
化もなめらかに表示される。
分の1並進移動させる。例えば、試料移動台9により試
料8をメツシュの10分の1移動させて断層撮影したの
ち、さらに試料8を試料移動台9により前回と同方向に
メツシュの10分の1移動させて断層撮影する。以上の
操作を9回繰り返すと、9枚の断層像が得られる。9枚
の各断層像の第2図のX軸相当部分のCT値の変動を1
枚の図で表すと、第4図に示すようになる。X軸上のメ
ツシュの数は第3図に比べて10倍になり、CT値の変
化もなめらかに表示される。
あらかじめ寸法が既知の物を試料8と一緒に前記試料移
動台9で微小移動させながら断層撮影する。得られた断
層像のCT値において、寸法既知の物の寸法が正確に表
示できるように、CT値のスレッショルドレベルを設定
すると、試料8の断層像においての寸法測定精度は1回
の断層撮影のメツシュ幅の10分の1にまで向上する。
動台9で微小移動させながら断層撮影する。得られた断
層像のCT値において、寸法既知の物の寸法が正確に表
示できるように、CT値のスレッショルドレベルを設定
すると、試料8の断層像においての寸法測定精度は1回
の断層撮影のメツシュ幅の10分の1にまで向上する。
試料移動台9で試料8を微小並進移動させる方向は、第
5図に示すように、最初に得た断層像においてCT値よ
り試料8の重心Gを求め、求めた重心Gを1重心Gを含
むメツシュ上に表示した場合、メツシュの中心を基準と
し、メツシュのX軸とメツシュ中心から重心Gを結ぶ線
のなす角0分だけ試料移動台9を回転させたのち、微小
並進移動させる。このようにして、断層像より求めた試
料8の重心が、メツシュのX軸上を移動するように、試
料8を微小並進移動させることにより、断層像の試料重
心とメツシュの中心が一致する場合が生じ、そのとき試
料8のエツジがメツシュと一致している部分が、最も多
い最適な試料位置になる。
5図に示すように、最初に得た断層像においてCT値よ
り試料8の重心Gを求め、求めた重心Gを1重心Gを含
むメツシュ上に表示した場合、メツシュの中心を基準と
し、メツシュのX軸とメツシュ中心から重心Gを結ぶ線
のなす角0分だけ試料移動台9を回転させたのち、微小
並進移動させる。このようにして、断層像より求めた試
料8の重心が、メツシュのX軸上を移動するように、試
料8を微小並進移動させることにより、断層像の試料重
心とメツシュの中心が一致する場合が生じ、そのとき試
料8のエツジがメツシュと一致している部分が、最も多
い最適な試料位置になる。
この第1図〜第5図に示す実施例によれば、寸法測定精
度を試料移動台9の並進移動ピッチまで高めることがで
き、寸法精度を向上させ得る効果がある。
度を試料移動台9の並進移動ピッチまで高めることがで
き、寸法精度を向上させ得る効果がある。
第6図は本発明の他の実施例を示す図である。
前記第5図に示すように、試料8の断層像における重心
Gを求め、重心Gを含むメツシュでのメツシュ中心と重
心間の距離およびX軸と重心Gからメツシュ中心を結ぶ
線との間の角度θを求める。
Gを求め、重心Gを含むメツシュでのメツシュ中心と重
心間の距離およびX軸と重心Gからメツシュ中心を結ぶ
線との間の角度θを求める。
ついで、試料8を試料移動台9でθだけ回転させ、かつ
メツシュ中心と重心間に相当する距離を並進移動させる
。
メツシュ中心と重心間に相当する距離を並進移動させる
。
並進移動ののち断層撮影を実施すると、並進移動前の断
層像およびCT値レベルは第6図(a)に示すように、
エツジが多くのメツシュにまたがるため、エツジでボケ
を生ずるようになっていたが、並進移動後の断層像は第
6図(b)に示すように、試料のエツジとメツシュが一
致するため、エツジのボケが少ない鮮明な断層像が得ら
れる。
層像およびCT値レベルは第6図(a)に示すように、
エツジが多くのメツシュにまたがるため、エツジでボケ
を生ずるようになっていたが、並進移動後の断層像は第
6図(b)に示すように、試料のエツジとメツシュが一
致するため、エツジのボケが少ない鮮明な断層像が得ら
れる。
前記CTスキャナにおいて1回転動作のみでなく、並進
・回転動作が加わった第1.第2世代のCT装置におい
ても、第6図に示す実施例を適用することにより、同様
の測定を行うことができる。
・回転動作が加わった第1.第2世代のCT装置におい
ても、第6図に示す実施例を適用することにより、同様
の測定を行うことができる。
この第6図に示す実施例によれば、メツシュで規定され
る理論的な空間分解能まで高めることができる効果があ
る。
る理論的な空間分解能まで高めることができる効果があ
る。
[発明の効果]
以上説明した本発明の請求項1記載の発明によれば、C
Tスキャナ上に試料を並進移動させるが、並進・回転移
動させる試料移動台を備えており、試料をメツシュ幅の
数分の1ずつ移動させて断層撮影を行い得るようにして
いるので、CT断層像の試料のエツジにおけるCT値の
変化をなめらかにでき、したがって高空間分解能でかつ
高精度の寸法測定を行い得る効果がある。
Tスキャナ上に試料を並進移動させるが、並進・回転移
動させる試料移動台を備えており、試料をメツシュ幅の
数分の1ずつ移動させて断層撮影を行い得るようにして
いるので、CT断層像の試料のエツジにおけるCT値の
変化をなめらかにでき、したがって高空間分解能でかつ
高精度の寸法測定を行い得る効果がある。
また、本発明の請求項2記載の発明によれば、CT断層
像から求めた試料の重心が、断層像中を少なくともX#
力方向Y軸方向のいずれか一方に試料移動台により試料
を動かし、試料をメツシュの数分の1間隔で移動させて
断層撮影し、複数の断層像を求め、合成し得るように構
成しているので、より一層試料のエツジでのCT値の変
化がなめらかになり、したがって高空間分解能でかつ高
精度の寸法測定を行い得る効果がある。
像から求めた試料の重心が、断層像中を少なくともX#
力方向Y軸方向のいずれか一方に試料移動台により試料
を動かし、試料をメツシュの数分の1間隔で移動させて
断層撮影し、複数の断層像を求め、合成し得るように構
成しているので、より一層試料のエツジでのCT値の変
化がなめらかになり、したがって高空間分解能でかつ高
精度の寸法測定を行い得る効果がある。
さらに、本発明の請求項3記載の発明によれば、あらか
じめ寸法の既知の物を同時に断層撮影し、既知の物の寸
法が求まるようにCT値のスレッショルドレベルを設定
し得るように構成しており、あらかじめ寸法が分かって
いる物の断層撮影結果よりスレッショルドレベルを決め
、試料の断層像を表示することにより、寸法精度の高い
断層像が得られる効果がある。
じめ寸法の既知の物を同時に断層撮影し、既知の物の寸
法が求まるようにCT値のスレッショルドレベルを設定
し得るように構成しており、あらかじめ寸法が分かって
いる物の断層撮影結果よりスレッショルドレベルを決め
、試料の断層像を表示することにより、寸法精度の高い
断層像が得られる効果がある。
さらにまた、本発明の請求項4記載の発明によれば、C
T断層像から求めた試料の重心が、メツシュの中心に来
るように試料移動台で試料を移動可能に構成しているの
で、試料のエツジとメツシュを一致させることにより、
エツジのボケが小さく、空間分解能の高い断層像が得ら
れる効果がある。
T断層像から求めた試料の重心が、メツシュの中心に来
るように試料移動台で試料を移動可能に構成しているの
で、試料のエツジとメツシュを一致させることにより、
エツジのボケが小さく、空間分解能の高い断層像が得ら
れる効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す平面図、第2図は断層
撮影例を示す図、第3図は第2図のX軸上のCT値を示
す図、第4図は本発明による第2図のX軸上のCT値を
示す図、第5図は断層撮影例を示す図、第6図は本発明
の他の実施例を示す図である。 1・・・X線発生装置、2・・・X線、3・・・コリメ
ータ、4・・・検出器、5・・・計算機、6・・・ディ
スプレイ、7・・・CTスキャナ、8・・・試料、9・
・・試料移動台。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第1図 6 テパイスフーVイ ア’CTスキャナ 8試料 9試竹惣動か 第2図 8試料 第3図 第4図
撮影例を示す図、第3図は第2図のX軸上のCT値を示
す図、第4図は本発明による第2図のX軸上のCT値を
示す図、第5図は断層撮影例を示す図、第6図は本発明
の他の実施例を示す図である。 1・・・X線発生装置、2・・・X線、3・・・コリメ
ータ、4・・・検出器、5・・・計算機、6・・・ディ
スプレイ、7・・・CTスキャナ、8・・・試料、9・
・・試料移動台。 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第1図 6 テパイスフーVイ ア’CTスキャナ 8試料 9試竹惣動か 第2図 8試料 第3図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、放射線源と検出器とCTスキャナと計算機とディス
プレイで構成されたCT装置において、CTスキャナ上
に試料を並進移動させるか、並進・回転移動させる試料
移動台を備えたことを特徴とするCT装置。 2、請求項1記載のCT装置において、CT断層像から
求めた試料の重心が、断層像中を少なくともX軸方向と
Y軸方向のいずれか一方に試料移動台により試料を動か
し、試料をメッシュの数分の1間隔で移動させて断層撮
影し、複数の断層像を求め、合成し得るように構成した
ことを特徴とするCT装置。 3、請求項2記載のCT装置において、あらかじめ寸法
の既知の物を同時に断層撮影し、既知の物の寸法が求ま
るようにCT値のスレッショルドレベルを設定し得るよ
うに構成したことを特徴とするCT装置。 4、請求項1記載のCT装置において、CT断層像から
求めた試料の重心が、メッシュの中心に来るように試料
移動台で試料を移動可能に構成したことを特徴とするC
T装置。
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