JPH05196584A - Ct scanner - Google Patents

Ct scanner

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Publication number
JPH05196584A
JPH05196584A JP4007068A JP706892A JPH05196584A JP H05196584 A JPH05196584 A JP H05196584A JP 4007068 A JP4007068 A JP 4007068A JP 706892 A JP706892 A JP 706892A JP H05196584 A JPH05196584 A JP H05196584A
Authority
JP
Japan
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data
ray
detector
subject
scanner
Prior art date
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Pending
Application number
JP4007068A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiichiro Uyama
喜一郎 宇山
Masaji Fujii
正司 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4007068A priority Critical patent/JPH05196584A/en
Publication of JPH05196584A publication Critical patent/JPH05196584A/en
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a CT scanner of which detection channels are used very effectively and which is appropriate for making inspection of object, about which date processing is very simple, to be performed by online processing. CONSTITUTION:An object 3 to be inspected, which is placed on rotation tables 10a to 10f on a revolution table 11 provided along with surface of fan beam irradiation, making an X-ray tube 1 which generates X-ray fan beam 2 having 180 deg. fan angle, to be a center point thereof, is made just to revolve without any rotation, and, while keeping this situation, the object 3 is made to pass through in the fan beam irradiation. X-ray passing through the object 3 is detected by a multichannel detector 4 consisting of a plurality of detection elements which are arranged in a semicircle shape making a center point thereof to be the X-ray tube 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば工業用製品、そ
の製品材料等の被検体の断層像を撮影し、被検体をオン
ラインで検査し得るCTスキャナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CT scanner capable of inspecting an object online by taking a tomographic image of the object such as an industrial product or its material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のCTスキャナは、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
いる。医療用CTスキャナとして現在最も普及している
ものは第3世代と称する方式のものであり、被検体を挟
んでX線管とX線検出器とが対向して設けられ、両者が
一体となって被検体の周りを回転しながら被検体の投影
データを取得するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of CT scanner has been widely used as a medical diagnostic apparatus for taking a tomographic image of a human body. The most popular medical CT scanner at present is a system called the third generation, in which an X-ray tube and an X-ray detector are provided so as to face each other across a subject, and both are integrated. The projection data of the subject is acquired while rotating around the subject.

【0003】一方、産業用CTスキャナとして普及して
いるものは、図5に示すような第2世代と称する方式の
ものである。図5に示すCTスキャナでは、被検体10
9を挟んでX線管101とX線検出器104とを対向し
て設け、被検体にトラバース(直線)動作と回転動作を
交互に行わせながらX線管101から被検体撮影領域よ
りも狭いファン状のX線ファンビーム103を照射し、
被検体を透過したX線を検出器104で検出し、この検
出データを収集して被検体の断層像を再構成するように
なっている。
On the other hand, a widely used industrial CT scanner is a system called a second generation as shown in FIG. In the CT scanner shown in FIG.
The X-ray tube 101 and the X-ray detector 104 are provided so as to face each other with 9 interposed therebetween, and the traverse (straight line) operation and the rotating operation are alternately performed on the subject while the X-ray tube 101 is narrower than the subject imaging region. Irradiate a fan-shaped X-ray fan beam 103,
The detector 104 detects X-rays transmitted through the subject, collects the detection data, and reconstructs a tomographic image of the subject.

【0004】図5に示すCTスキャナでは、X線ファン
ビーム103のファン角θは約15°であり、1断面を
撮影するのにトラバース動作を12回、すなわち6往復
行う必要があり、約2〜3分の時間を必要とし、被検体
のオンライン検査には適当でない。
In the CT scanner shown in FIG. 5, the fan angle θ of the X-ray fan beam 103 is about 15 °, and it is necessary to perform the traverse operation 12 times, that is, 6 reciprocations to image one cross section. It takes ~ 3 minutes and is not suitable for on-line testing of subjects.

【0005】そこで、例えば特開昭61−155739
号公報に開示されているようなオンライン検査向きのC
Tスキャナが開発されている。このCTスキャナは、図
6に示すように、スキャナ210の中央にX線管211
が設けられ、水平面に沿ってファン状のX線ビームが3
60°方向に放射されるようになっている。また、X線
管211を中心にファンビームに沿って回転する公転テ
ーブル215が設けられ、この公転テーブル215上に
はX線管の中心から等距離の所に複数の自転テーブル2
13A〜213Dが設けられている。これらの自転テー
ブル上には被検体が載置され、被検体を透過したX線ビ
ームは周囲にリング状に設けられた検出器212により
角度分解能をもって検出され、被検体が1回公転する間
に収集された検出データによって被検体の断層像が再構
成されるものであり、次々に被検体を短時間で検査で
き、オンライン検査に適している。なお、図6に示した
従来のCTスキャナは、公転と自転の組合せを変えるこ
とにより第2世代、第3世代、第4世代に類似した走査
方式を行うことができる。
Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-155739.
C for online inspection as disclosed in Japanese Patent Publication
T-scanners have been developed. This CT scanner has an X-ray tube 211 at the center of the scanner 210, as shown in FIG.
Is installed, and a fan-shaped X-ray beam is generated along the horizontal plane.
It is radiated in the direction of 60 °. Further, a revolution table 215 that rotates along the fan beam around the X-ray tube 211 is provided, and on this revolution table 215, a plurality of rotation tables 2 are equidistant from the center of the X-ray tube.
13A to 213D are provided. A subject is placed on these rotation tables, and the X-ray beam that has passed through the subject is detected with angular resolution by a detector 212 provided in a ring shape around the subject, and while the subject revolves once, the X-ray beam is detected. Since the tomographic image of the subject is reconstructed by the collected detection data, the subject can be inspected one after another in a short time, which is suitable for online inspection. The conventional CT scanner shown in FIG. 6 can perform a scanning method similar to the second generation, third generation, and fourth generation by changing the combination of revolution and rotation.

【0006】図7(a)は図6に示すCTスキャナを使
用して第2世代的データ収集を行った場合の1つの自転
テーブルの時間をおった動きを示している。同図におい
て矢印220で示す時計方向に180°公転している間
に自転テーブルは装置の外部から見て方向が変わらない
ように自転している。すなわち、公転テーブル上で反時
計方向に180°自転している。検出器は360°方向
のうち180°分のM個の検出チャンネルを使用してデ
ータを検出し、データは図7(a)において時刻t=0
からt=Tまでの間で収集される。このデータのうち図
7(b)に示すように斜線を施した部分のデータが使用
され、このデータを横方向にずらしながら整理すると、
図7(c)に示すように横軸にトラバース位置L、縦軸
にビーム方位角θで位置づけられた第2世代のサイノグ
ラムが得られるので、以降は第2世代の再構成法で断面
像が構成される。
FIG. 7 (a) shows the movement of one rotation table over time when second generation data acquisition is performed using the CT scanner shown in FIG. In the same figure, while rotating 180 degrees clockwise in the direction indicated by arrow 220, the rotation table rotates so that the direction does not change when viewed from the outside of the device. That is, it rotates 180 degrees counterclockwise on the revolution table. The detector detects data using M detection channels corresponding to 180 ° in the 360 ° direction, and the data is time t = 0 in FIG.
To t = T. Of this data, the data in the shaded area as shown in FIG. 7 (b) is used, and if this data is rearranged and arranged,
As shown in FIG. 7C, since a second generation sinogram in which the horizontal axis is the traverse position L and the vertical axis is the beam azimuth angle θ, a cross-sectional image can be obtained by the second generation reconstruction method. Composed.

【0007】図8(a)は図6に示すCTスキャナを使
用して第3世代的データ収集を行った場合の1つの自転
テーブルの時間をおった動きを示している。同図に示す
CTスキャナでは、検出器360°方向のうち角度α分
のN個のチャンネルのデータが使用される。0〜Nチャ
ンネルの検出器で測定されるX線ファンビーム内を時計
方向に公転する間に自転テーブルは公転テーブル上で反
時計方向に360°自転する。データは図8(a)にお
いてt=0からt=Tまでの間に収集される。この収集
されるデータのうち図8(b)に示す斜線を施された部
分のデータが使用され、データを縦方向にずらしながら
整理すると、図8(c)に示すように縦軸にX線発生点
を中心とするファン内の位置角φ、横軸にファンの回転
角θで位置付けられた第3世代のサイノグラムが得られ
るので、以降は第3世代の再構成法で断面像が構成され
る。なお、図8(a)において、角度αは任意に設定す
ることができ、180°以下でもよいが、最低撮影領域
をおおう広さが必要である。
FIG. 8 (a) shows the movement of one rotation table over time when third generation data acquisition is performed using the CT scanner shown in FIG. In the CT scanner shown in the figure, data of N channels for the angle α in the detector 360 ° direction is used. While rotating in the clockwise direction in the X-ray fan beam measured by the detectors of channels 0 to N, the rotating table rotates 360 ° in the counterclockwise direction on the rotating table. The data is collected from t = 0 to t = T in FIG. 8 (a). Of the collected data, the data in the shaded area shown in FIG. 8B is used. When the data is rearranged in the vertical direction, as shown in FIG. 8C, the vertical axis shows X-rays. Since the 3rd generation sinogram positioned at the position angle φ within the fan centered on the generation point and the rotation angle θ of the fan on the horizontal axis is obtained, the sectional image is constructed by the 3rd generation reconstruction method thereafter. It Note that in FIG. 8A, the angle α can be set arbitrarily and may be 180 ° or less, but it is necessary that the angle α be large enough to cover the minimum photographing area.

【0008】図9(a)は図6に示すCTスキャナを使
用して第4世代的収集を行った場合の1つの自転テーブ
ルの時間をおった動きを示している。この場合は360
°方向のうち角度α分のN個のチャンネルのデータを使
用している。角度α分時計方向に公転する間に自転テー
ブルは装置外部から見て反時計方向に360°−α分自
転する。すなわち、公転テーブル上で反時計方向に36
0°自転する。データは図9(a)においてt=0から
t=Tまでの間に収集される。このデータのうち図9
(b)に斜線を施して示すデータが使用され、データを
横方向にずらしながら整理すると、図9(c)に示すよ
うに横軸に仮想検出器位置を中心とするファン内の位置
角φ、縦軸にファンの回転角θで位置づけられた第4世
代のサイノグラムが得られ、以降は第4世代の再構成法
で断面像が構成される。なお、仮想検出器位置とは、公
転半径をrとする時、自転中心よりα・r/(360°
−α)で計算される距離だけ離れた点であり、データは
1の検出器チャンネルから見てこの点に1つの検出器チ
ャンネルを設け、X線焦点Sをこの点を中心に回転させ
たような位置関係で収集される。図9(a)において、
αは任意に設定することができ、180°以下でもよ
い。αの設定限界は仮想検出器位置が撮影領域内に入ら
ないという条件で決まり、α・r/(360°−α)>
撮影領域半径の関係から計算することができる。
FIG. 9A shows the movement of one rotation table over time when the fourth generation acquisition is performed using the CT scanner shown in FIG. In this case 360
Data of N channels for the angle α in the ° direction is used. While revolving clockwise by the angle α, the rotation table rotates 360 ° -α counterclockwise as viewed from the outside of the apparatus. In other words, 36
Rotate 0 °. The data is collected from t = 0 to t = T in FIG. 9 (a). Figure 9 of this data
The data shown by hatching in (b) is used. When the data is arranged while being shifted in the horizontal direction, the position angle φ in the fan centered on the virtual detector position on the horizontal axis as shown in FIG. 9 (c). , A fourth-generation sinogram positioned at the fan rotation angle θ on the vertical axis is obtained, and thereafter, a cross-sectional image is constructed by the fourth-generation reconstruction method. It should be noted that the virtual detector position is α · r / (360 ° from the center of rotation when the revolution radius is r.
It is a point separated by the distance calculated by -α), and the data is such that one detector channel is provided at this point viewed from one detector channel, and the X-ray focus S is rotated about this point. It is collected in various physical relationships. In FIG. 9 (a),
α can be set arbitrarily and may be 180 ° or less. The setting limit of α is determined by the condition that the virtual detector position does not fall within the imaging area, and α · r / (360 ° −α)>
It can be calculated from the relationship of the imaging area radius.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図6に示した従来のC
Tスキャナはオンライン検査向きの装置として開発され
たものであるが、オンラインで次々と検査を行う場合、
1つの被検体について1回転以内で検査を終了する必要
があるとともに、また被検体を交換する余裕を有するこ
とが必要であるため、使用するX線ビームファン角αは
360°取ることができず、約300°以下にする必要
があり、全周方向に設置された検出器チャンネルのうち
のある部分は使用されないので、無駄となるという問題
がある。
The conventional C shown in FIG. 6 is used.
The T-scanner was developed as a device suitable for online inspection, but when performing online inspection one after another,
Since it is necessary to finish the inspection within one rotation for one subject and it is necessary to have a margin to replace the subject, the X-ray beam fan angle α used cannot be 360 °. However, there is a problem in that it is wasted because some of the detector channels installed in the entire circumferential direction are not used because they need to be about 300 ° or less.

【0010】また、第3世代的データ収集を行う場合に
は、検出器チャンネルの配置が均質でないと、アーチフ
ァクトが生じることがある。例えば、8チャンネルを1
ユニットとするユニット構造で検出器を作成した場合、
ユニットとユニットとの継目でチャンネル間ピッチが不
均質になること、すなわちユニット内と比べてピッチが
大きくなることは避けられないことであり、このためア
ーチファクトが発生してしまう。従って、検出器はユニ
ット構造にすることができなくなり、全体を連続して作
成するために製作が困難になり、歩留まりが低下すると
いう問題がある。なお、これに対して、第2世代、第4
世代的データ収集では、チャンネル間配置は不均質でも
問題ない。
Also, when performing third generation data acquisition, artifacts may occur if the detector channels are not arranged in a uniform manner. For example, 1 for 8 channels
If you create a detector with a unit structure that is a unit,
It is unavoidable that the pitch between channels becomes inhomogeneous at the seam between units, that is, the pitch becomes larger than that in the unit, which causes artifacts. Therefore, the detector cannot be made into a unit structure, and since the whole is continuously manufactured, it is difficult to manufacture the detector, and there is a problem that the yield is reduced. In contrast, the second generation and the fourth
In the case of generational data acquisition, there is no problem even if the arrangement between channels is not uniform.

【0011】更に、3つの世代のデータ収集法に対応し
ているため、データ収集が煩雑となるという問題があ
る。なお、第2世代、第3世代、第4世代的データ収集
を比較すると、データ収集の容易さ、画質の点では第2
世代が最も有利であるため、現在では図6に示すCTス
キャナでは実質的に第2世代的データ収集のみを行えば
よいことがわかっている。
Furthermore, since it is compatible with the data generation methods of three generations, there is a problem that data collection becomes complicated. It should be noted that comparing the data collections of the second generation, the third generation, and the fourth generation, the data collection is easy to collect and the image quality is second.
It has been found that the CT scanner shown in FIG. 6 currently requires substantially only second generation data acquisition because generation is the most advantageous.

【0012】また、図6に示す従来のCTスキャナで
は、オフセットデータ収集時に検査を中断しなければな
らないという問題がある。オフセットデータとは検出器
の0点(入射X線なし)出力のデータのことであり、オ
フセット補正の時に使用されるデータである。オフセッ
トデータは検出器の温度によって変化してしまうので、
度々収集する必要があるが、従来の装置ではこの度に検
査を中断し、X線をオフにしてオフセット収集を行うた
め、オンライン検査装置としては非常に不具合であると
いう問題がある。
Further, the conventional CT scanner shown in FIG. 6 has a problem that the inspection must be interrupted when offset data is collected. The offset data is data output from the detector at 0 point (no incident X-ray), and is data used for offset correction. Since the offset data changes with the temperature of the detector,
It is necessary to collect the data frequently, but in the conventional device, the inspection is interrupted each time, and the X-ray is turned off to perform the offset collection, which is a problem as an online inspection device.

【0013】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、検出器チャンネルに無駄がな
く、データ処理が簡潔である被検体の検査のオンライン
化に適したCTスキャナを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the present invention to provide a CT scanner that has no waste of detector channels and is simple in data processing and suitable for online inspection of a subject.

【0014】[0014]

【課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CTスキャナは、所定のファン角を有する
ファンビーム放射線を発生する放射線源と、被検体を載
置し、前記放射線源を中心に前記ファンビーム放射線の
面に沿って前記被検体を自転させずに公転のみさせなが
ら前記ファンビーム放射線内を通過させる被検体移動手
段と、前記被検体を透過したファンビーム放射線を検出
するように前記放射線源を中心とする半円状に配列され
た複数の検出素子からなる多チャンネル検出器とを有す
ることを要旨とする。
In order to achieve the above object, a CT scanner of the present invention mounts a radiation source for generating fan beam radiation having a predetermined fan angle and a subject, and the radiation source A subject moving means for passing the inside of the fan beam radiation while only revolving the subject without rotating the subject along the plane of the fan beam radiation at the center, and for detecting the fan beam radiation transmitted through the subject. And a multi-channel detector including a plurality of detection elements arranged in a semicircle centered on the radiation source.

【0015】[0015]

【作用】本発明のCTスキャナでは、所定のファン角を
有するファンビーム放射線を発生する放射線源を中心に
ファンビーム放射線の面に沿って被検体を自転させずに
公転のみさせながらファンビーム放射線内を通過させ、
放射線源を中心に半円状に配列された複数の検出素子か
らなる多チャンネル検出器によって被検体を透過した放
射線を検出している。
In the CT scanner of the present invention, the radiation source for generating the fan beam radiation having a predetermined fan angle is used as the center of the fan beam radiation while revolving the object along the plane of the fan beam radiation without rotating. Through
Radiation that has passed through the subject is detected by a multi-channel detector including a plurality of detection elements arranged in a semicircular shape around the radiation source.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の一実施例に係わるCTス
キャナの構成を示す図である。同図においては、X線管
1がほぼ中央に設けられ、水平方向にファン角180°
のX線ファンビーム2を放射するようになっている。X
線管1のX線焦点Sを通る垂直軸を中心に回転する公転
テーブル11がテーブル面を水平にするように設けら
れ、該公転テーブル11上には前記垂直軸から等距離の
位置に6個の自転テーブル10a〜10fが水平面内で
自転軸Cを中心に自転するように設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a CT scanner according to an embodiment of the present invention. In the figure, the X-ray tube 1 is provided substantially at the center, and a fan angle of 180 °
The X-ray fan beam 2 is emitted. X
A revolution table 11 which rotates about a vertical axis passing through the X-ray focal point S of the X-ray tube 1 is provided so as to make the table surface horizontal, and six revolution tables 11 are arranged on the revolution table 11 at positions equidistant from the vertical axis. The rotation tables 10a to 10f are provided so as to rotate about the rotation axis C in the horizontal plane.

【0018】前記公転テーブル11および自転テーブル
10a〜10fは機構制御装置6によって制御され、こ
れにより公転テーブル11は時計方向に等速度で回転
し、自転テーブル10a〜10fはこの回転する公転テ
ーブル11上でそれぞれ反時計方向に公転と同じ速度で
自転するようになっている。そして、自転テーブル10
a〜10f上に載置された被検体3はそれぞれ水平面内
でX線ファンビーム2を横切るが、この場合自転テーブ
ル10a〜10fは装置の外部から見てその方向が変わ
らないようにX線焦点Sの回りを公転する。
The revolution table 11 and the rotation tables 10a to 10f are controlled by the mechanism controller 6, whereby the revolution table 11 rotates clockwise at a constant speed, and the rotation tables 10a to 10f are placed on the rotating revolution table 11. Each of them rotates in the counterclockwise direction at the same speed as the revolution. And the rotation table 10
The subject 3 placed on a to 10f crosses the X-ray fan beam 2 in the horizontal plane, respectively, but in this case, the rotation tables 10a to 10f are focused on the X-ray so that their directions do not change when viewed from the outside of the apparatus. Revolve around S.

【0019】被検体3を透過したX線ファンビーム2は
公転テーブル11の外側に設けられている検出器4によ
って角度分解能をもって検出される。検出器4はデータ
収集装置7に接続されており、検出器4からのX線検出
信号はデータ収集装置7に供給される。データ収集装置
7は公転テーブル11の一定の微小角度、約0.03°
の回転毎に機構制御装置6から出力される収集パルスを
受け取り、この収集パルスに同期してデータ収集を行
う。
The X-ray fan beam 2 transmitted through the subject 3 is detected with angular resolution by a detector 4 provided outside the revolution table 11. The detector 4 is connected to the data collector 7, and the X-ray detection signal from the detector 4 is supplied to the data collector 7. The data collecting device 7 has a fixed minute angle of the revolution table 11, about 0.03 °.
A collection pulse output from the mechanism control device 6 is received for each rotation of, and data collection is performed in synchronization with this collection pulse.

【0020】検出器4からのX線検出信号はデータ収集
装置7でAD変換され、ディジタルデータとして再構成
装置8に供給される。再構成装置8はこのデータを一旦
内部メモリに記憶し、1つの自転テーブルに対応する撮
影領域を通りビームの組についてデータを拾い出して並
び替え、180°方向の平行ビームの組に対応するデー
タに変換する。そして、このように変換されたデータに
基づいて通常の第2世代方式の再構成方法で断面像を構
成し、表示装置9で表示する。
The X-ray detection signal from the detector 4 is AD-converted by the data acquisition device 7 and supplied to the reconstruction device 8 as digital data. The reconstructing device 8 temporarily stores this data in the internal memory, picks up the data for the beam set passing through the imaging region corresponding to one rotation table, rearranges the data, and outputs the data corresponding to the parallel beam set in the 180 ° direction. Convert to. Then, based on the data thus converted, a cross-sectional image is constructed by a normal second-generation reconstruction method and displayed on the display device 9.

【0021】また、前記公転テーブル11上にはX線遮
蔽体12が固定的に設けられ、公転テーブル11の公転
につれてX線ファンビーム2の一部を遮断するようにな
っている。このX線遮蔽体12でX線ファンビーム2が
遮断された時に収集されたデータは検出器チャンネルに
ついての0点(入射X線なし)出力データとして、すな
わちオフセットデータとして再構成装置8で行われるオ
フセット補正に使用される。
An X-ray shield 12 is fixedly provided on the revolution table 11 so as to block a part of the X-ray fan beam 2 as the revolution table 11 revolves. The data collected when the X-ray fan beam 2 is blocked by the X-ray shield 12 is performed by the reconstructing device 8 as output data 0 (no incident X-ray) for the detector channel, that is, as offset data. Used for offset correction.

【0022】図2(a)は前記検出器4の内部構造を示
しているが、検出器4は8チャンネルの検出器チャンネ
ルよりなる互いに互換性のある検出器ユニット20がX
線焦点Sから等距離の所にX線焦点Sの方向を向いて配
設されている。検出器ユニット20は132ユニットあ
り、全部で1056チャンネルになる。各検出器ユニッ
ト20はそれぞれ1つの中継ユニット21に接続されて
いる。
FIG. 2 (a) shows the internal structure of the detector 4. The detector 4 comprises a detector unit 20 which is composed of 8 detector channels and is compatible with each other.
It is arranged at a position equidistant from the line focus S, facing the direction of the X-ray focus S. There are 132 detector units 20 and there are 1056 channels in total. Each detector unit 20 is connected to one relay unit 21.

【0023】検出器ユニット20の内部構造は図2
(b)に示され、その断面構造が図2(c)に示されて
いる。図2(a),(b)において、コリメータ24に
はX線焦点Sの方向を向いた開口部24aが8個形成さ
れ、該開口部24aを通過したX線ビーム2はコリメー
タ24の後部に設けられている8個のシンチレータ22
に当るようになっている。なお、シンチレータ22の間
にはセパレータ23が設けられ、散乱X線を遮蔽するよ
うになっている。
The internal structure of the detector unit 20 is shown in FIG.
It is shown in FIG. 2B, and its sectional structure is shown in FIG. In FIGS. 2A and 2B, the collimator 24 has eight openings 24 a directed toward the X-ray focal point S, and the X-ray beam 2 passing through the openings 24 a is formed at the rear of the collimator 24. Eight scintillators 22 provided
It is supposed to hit. A separator 23 is provided between the scintillators 22 to block scattered X-rays.

【0024】また、シンチレータ22の下部に接してフ
ォトダイオード25が接合され、前記各シンチレータ2
2からの光を受光するようになっている。フォトダイオ
ード25からの出力信号は検出基板26に実装されてい
るプリアンプ27、積分器28、サンプルアンドホール
ド29、マルチプレクサ30、バッファアンプ31を介
して前記中継ユニット21に供給されている。なお、中
継ユニット21は検出器ユニット20からの信号をマル
チプレックスする機能を有している。
Further, a photodiode 25 is joined to the lower portion of the scintillator 22 and the scintillator 2 is
The light from 2 is received. The output signal from the photodiode 25 is supplied to the relay unit 21 via a preamplifier 27, an integrator 28, a sample and hold 29, a multiplexer 30, and a buffer amplifier 31 mounted on the detection substrate 26. The relay unit 21 has a function of multiplexing the signal from the detector unit 20.

【0025】以上のように構成されるCTスキャナの検
出器4および検出器ユニット20の構造は、通常の第2
世代CTスキャナの検出器と同じであって、X線焦点S
に対して等間隔で配置されることを必要とせず、各検出
器ユニット20の間はクリアランスを取るために検出器
ユニット20内の角度ピッチよりも広い間隔となってい
る。すなわち、第2世代CTスキャナは第3世代と異な
り、チャンネル間ピッチが不均質であっても、断面像に
アーチファクトが生じないという利点がある。
The structures of the detector 4 and the detector unit 20 of the CT scanner configured as described above are the same as those of the ordinary second
The same as the detector of the next generation CT scanner, with the X-ray focus S
However, it is not necessary to arrange them at equal intervals, and the intervals between the detector units 20 are wider than the angular pitch within the detector units 20 in order to provide clearance. That is, unlike the third generation, the second generation CT scanner has an advantage that an artifact does not occur in a cross-sectional image even if the inter-channel pitch is inhomogeneous.

【0026】以上のように構成されるCTスキャナの全
体の作用を説明する。まず、X線制御装置5を起動し
て、X線管1からX線ファンビーム2の照射を開始させ
る。それから、機構制御装置6によって公転テーブル1
1および自転テーブル10a〜10fを回転させる。そ
して、データ収集装置7は機構制御装置6から一定角度
の回転毎に発生する収集パルスを受信し、この収集パル
スに同期してデータ収集を行う。すなわち、データ収集
装置7は1つの収集パルスを受け取ると、次の収集パル
スを受け取る前にすべてのチャンネルの検出器からの出
力を時分割で切り換えながら、各検出器出力信号を次々
とディジタルデータに変換し、再構成装置8に供給す
る。
The overall operation of the CT scanner configured as above will be described. First, the X-ray controller 5 is activated to start irradiation of the X-ray fan beam 2 from the X-ray tube 1. Then, the mechanism control device 6 controls the revolution table 1
1 and the rotation tables 10a to 10f are rotated. Then, the data collection device 7 receives a collection pulse generated at every rotation of a fixed angle from the mechanism control device 6, and collects data in synchronization with this collection pulse. That is, when the data acquisition device 7 receives one acquisition pulse, the outputs from the detectors of all channels are time-divisionally switched before receiving the next acquisition pulse, and each detector output signal is converted into digital data one after another. It is converted and supplied to the reconstruction device 8.

【0027】また、このようなデータ検出状態の間にお
いて、自転テーブルがX線ファンビーム2の領域外に出
ている間に被検体3を次々と自転テーブル上に載置して
いく。すなわち、X線ファンビーム2の領域を通過して
きた被検体は領域外において次々と新しい被検体に交換
されるので、オンライン検査装置として検査を続けるこ
とができる。
Further, during such a data detection state, the subject 3 is successively placed on the rotation table while the rotation table is out of the area of the X-ray fan beam 2. That is, the subject that has passed through the region of the X-ray fan beam 2 is replaced with a new subject one after another outside the region, so that the examination can be continued as an online examination device.

【0028】再構成装置8に供給されたデータは、再構
成され、それぞれ自転テーブル上の被検体の断面像を順
次切り替えながら表示装置9に表示される。従って、こ
の表示装置9に表示された被検体の断面像を見ることに
より被検体の良否が判定される。
The data supplied to the reconstruction device 8 is reconstructed and displayed on the display device 9 while sequentially switching the cross-sectional images of the subject on the rotation table. Therefore, the quality of the subject is judged by looking at the cross-sectional image of the subject displayed on the display device 9.

【0029】一方、図2に示す検出器4内においては、
被検体を透過したX線ビーム2はコリメータ24の開口
部24aを通過して、シンチレータ22に吸収されて可
視光となる。この可視光はフォトダイオード25に入射
して電流信号となり、この電流出力信号はプリアンプ2
7で増幅され、積分器28に供給される。この状態にお
いて、データ収集装置7が前記収集パルスを受けると、
データ収集装置7は直ちにリセット信号を検出器4に供
給する。この結果、リセット信号は中継ユニット21を
通って前記積分器28に供給されて、該積分器をリセッ
トする。従って、積分器はこのリセット直後から積分を
開始する。この状態でデータ収集装置7が次の収集パル
スを受けると、データ収集装置7は直ちにホールド信
号、リセット信号を順次検出器4に供給する。ホールド
信号はサンプルアンドホールド29に供給され、検出器
ユニット20の出力をリセットされる直前にホールドす
る。すべてのチャンネルは以上と同一タイミングでホー
ルドされる。次の収集パルスが入力される前にホールド
された積分器の出力は検出器基板26上のマルチプレク
サ30および中継ユニット21内のマルチプレクサによ
り順次切り換えてデータ収集装置7に供給される。デー
タ収集装置7は、この信号を順次ディジタルデータに変
換して、再構成装置8に供給する。
On the other hand, in the detector 4 shown in FIG.
The X-ray beam 2 that has passed through the subject passes through the opening 24a of the collimator 24 and is absorbed by the scintillator 22 to become visible light. This visible light enters the photodiode 25 and becomes a current signal, and this current output signal is the preamplifier 2
It is amplified at 7 and supplied to the integrator 28. In this state, when the data acquisition device 7 receives the acquisition pulse,
The data acquisition device 7 immediately supplies a reset signal to the detector 4. As a result, the reset signal is supplied to the integrator 28 through the relay unit 21 to reset the integrator. Therefore, the integrator starts integration immediately after this reset. When the data collection device 7 receives the next collection pulse in this state, the data collection device 7 immediately supplies the hold signal and the reset signal to the detector 4 sequentially. The hold signal is supplied to the sample and hold 29 to hold the output of the detector unit 20 immediately before it is reset. All channels are held at the same timing as above. The output of the integrator held before the next acquisition pulse is input is sequentially switched by the multiplexer 30 on the detector substrate 26 and the multiplexer in the relay unit 21 and supplied to the data acquisition device 7. The data collection device 7 sequentially converts this signal into digital data and supplies it to the reconstruction device 8.

【0030】次に、図3を参照して検出器チャンネルと
ビームとの関係を観察する。図3(a)は自転テーブル
10aの時間をおった動きを示しているが、時刻t=
t’からt=t1 ’の間にチャンネル1が測定するビー
ムは撮影領域を図3(b)に示すようにチャンネル1の
設置角θ1 の角度で平行にスキャンする。そして、時間
の推移がトラバース位置Lの推移に対応することがわか
る。他のチャンネルについても同様であり、その設置角
が平行ビームの方位角に等しくなる。
Next, the relationship between the detector channel and the beam will be observed with reference to FIG. FIG. 3A shows the movement of the rotation table 10a over time, but at time t =
The beam measured by the channel 1 from t ′ to t = t 1 ′ scans the imaging area in parallel at the installation angle θ 1 of the channel 1 as shown in FIG. 3B. Then, it can be seen that the transition of time corresponds to the transition of the traverse position L. The same applies to the other channels, and the installation angle is equal to the azimuth angle of the parallel beam.

【0031】図4(b)には再構成装置8に供給される
データが縦軸にチャンネル番号(ch)、横軸に時間
(t)をとって示されている。再構成装置8は供給され
るデータを順次バッファメモリに記憶し、メモリ領域が
いっぱいになると、最も古いデータから順次消去し、新
しいデータと置き換えていく。このメモリ上で各テーブ
ルのデータ(Tb.10a〜Tb.10f)は斜線を施
して示す部分である。例えば、自転テーブル10aのデ
ータ(Tb.10a)は、時刻t=t1 からTMまでに
収集され、この時のテーブルの位置は図4(a)に示さ
れている。図4(b)において、Aはエアデータ(空気
透過データ)を示し、テーブルとテーブルとの間をX線
ビームが通過する時に収集される。また、Ofはオフセ
ットデータ(入射X線なしのデータ)を示し、X線遮蔽
体12にX線ファンビーム2が当たっている時に収集さ
れる。図4(b)に示すように、バッファメモリ上のデ
ータは更新されないうちにテーブル毎に読み出され、時
間軸方向をずらしながら補間計算を行い、縦軸にビーム
方位角θ、横軸にビームトラバース位置Lをとって整理
される。この時、前後のエアデータおよび時間的に一番
近いオフセットデータもこの整理されたデータに添付さ
れる。オフセットデータはオフセット補正(0点補
正)、エアデータはエア補正(ゲイン補正)に使用され
る。
In FIG. 4B, the data supplied to the reconstruction device 8 is shown with the vertical axis representing the channel number (ch) and the horizontal axis representing the time (t). The reconstructing device 8 sequentially stores the supplied data in the buffer memory, and when the memory area becomes full, the oldest data is sequentially erased and replaced with new data. In this memory, the data (Tb.10a to Tb.10f) of each table is a hatched portion. For example, the data of the rotation table 10a (Tb.10a) is collected from the time t = t 1 to T M, the position at this time of the table is shown in Figure 4 (a). In FIG. 4B, A indicates air data (air transmission data), which is collected when the X-ray beam passes between the tables. Further, Of represents offset data (data without incident X-rays), which is collected when the X-ray fan beam 2 is hitting the X-ray shield 12. As shown in FIG. 4B, the data in the buffer memory is read for each table before being updated, and the interpolation calculation is performed while shifting the time axis direction, and the vertical axis indicates the beam azimuth angle θ and the horizontal axis indicates the beam. The traverse position L is taken and arranged. At this time, the air data before and after and the offset data closest in time are also attached to this organized data. The offset data is used for offset correction (0-point correction), and the air data is used for air correction (gain correction).

【0032】整理後のデータは180°方向の平行ビー
ムのデータであり、通常の第2世代方式の再構成方法で
断面像が形成される。そして、次々とテーブル毎に断面
像が形成され、表示装置9に供給される。表示装置9は
断面像が供給される度に表示を更新する。
The rearranged data is parallel beam data in the 180 ° direction, and a cross-sectional image is formed by the normal second-generation reconstruction method. Then, cross-sectional images are sequentially formed for each table and are supplied to the display device 9. The display device 9 updates the display each time the cross-sectional image is supplied.

【0033】なお、上記実施例に対して、更に上下動機
構を設けて、X線管1および検出器4を上下動させた
り、または公転テーブル11または自転テーブルを上下
動させることにより、被検体のスライス面位置を変更す
ることができる。更に、X線管1の近傍に線源強度モニ
タ用の比較検出器を設け、線源強度補正を行うようにす
れば、不安定なX線管の場合に有効である。
In addition to the above embodiment, a vertical movement mechanism is further provided to move the X-ray tube 1 and the detector 4 up and down, or the revolution table 11 or the rotation table is moved up and down. The slice plane position of can be changed. Further, it is effective in the case of an unstable X-ray tube to provide a comparative detector for monitoring the intensity of the source in the vicinity of the X-ray tube 1 so as to correct the intensity of the source.

【0034】以上のように構成されるCTスキャナで
は、被検体を約半回転させる間にスキャンが終了するの
で、スキャン時間が短かくてすむ。同時に多数の被検体
について測定が行われ、検査効率がよい。被検体を移動
させながら検査できるので、オンライン検査に適してい
る。1つのX線管で180°のファン角をとっているの
で、線源利用率が高い。すべての検出器を常に使用して
いるので、検出器チャンネルに無駄がない。平行ビーム
でデータが収集されるので、第2世代の簡潔な再構成方
法を適用できる。第2世代的データ収集であるので、検
出器のチャンネル配置が不均質であっても、断面像の品
位が落ちることがない。このため、検出器をユニット構
造にすることができる。第2世代的データ収集であるの
で、検出器のチャンネル間の特性のばらつきがあって
も、断面像の品位の低下が生じにくい。検査中に検査を
中断することなく、オフセットデータやエアデータを取
ることができるので、手間がかからず、検査効率がよ
く、オンライン化に適している。X線をオン/オフする
ことなく検査できるので、X線管に無理がかからず寿命
が長くなる。X線ビームを180°分だけ使用している
ので、被検体を交換するための十分な空間および時間を
確保できる。X線遮蔽体12を公転テーブル11に固定
したので、X線遮蔽体12を動かすための機構を必要と
しない。ファン角180°の第2世代CTスキャナであ
り、第2世代として最も高速である。ファン角180°
の第2世代であるので、トラバース(円弧状)1回です
み、被検体にも加減速時の加速度が加わらない。
In the CT scanner configured as described above, the scan is completed while the subject is rotated about half a turn, so the scan time is short. Measurements are simultaneously performed on a large number of specimens, and the examination efficiency is good. It is suitable for online inspection because it can be inspected while moving the subject. Since the X-ray tube has a fan angle of 180 °, the radiation source utilization rate is high. All detectors are always used, so there is no waste in detector channels. Since the data is collected in parallel beams, the second generation simple reconstruction method can be applied. Since it is the second-generation data collection, the quality of the cross-sectional image does not deteriorate even if the channel arrangement of the detector is inhomogeneous. Therefore, the detector can have a unit structure. Since it is the second-generation data collection, even if the characteristics of the channels of the detector vary, the quality of the cross-sectional image is unlikely to deteriorate. Since the offset data and the air data can be obtained during the inspection without interrupting the inspection, it is easy to perform, the inspection efficiency is good, and it is suitable for online. Since the inspection can be performed without turning on / off the X-ray, the X-ray tube is not overpowered and the life is extended. Since the X-ray beam is used only for 180 °, sufficient space and time for exchanging the subject can be secured. Since the X-ray shield 12 is fixed to the revolution table 11, a mechanism for moving the X-ray shield 12 is not required. It is a 2nd generation CT scanner with a fan angle of 180 ° and is the fastest as the 2nd generation. Fan angle 180 °
Since it is the second generation of, the traverse (arc shape) only needs to be done once, and the acceleration during deceleration is not applied to the subject.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定のファン角を有するファンビーム放射線を発生する
放射線源を中心にファンビーム放射線の面に沿って被検
体を自転させずに公転のみさせながらファンビーム放射
線内を通過させ、放射線源を中心に半円状に配列された
複数の検出素子からなる多チャンネル検出器によって被
検体を透過した放射線を検出しているので、多数の被検
体を中断することなく連続して短時間で検査することが
でき、オンライン化に適しているとともに、またすべて
の検出器を常に使用し、検出器に無駄がないとともに断
面像の品位低下もない。
As described above, according to the present invention,
A radiation source that generates a fan-beam radiation having a predetermined fan angle is passed through the fan-beam radiation while revolving the subject along the plane of the fan-beam radiation but not revolving around the radiation source. Since the radiation that has passed through the object is detected by the multi-channel detector that consists of multiple detection elements arranged in a circle, it is possible to perform an examination in a short time continuously without interrupting many objects. It is suitable for online, and all detectors are always used, so there is no waste in the detectors and there is no deterioration in the quality of cross-sectional images.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係わるCTスキャナの構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a CT scanner according to an embodiment of the present invention.

【図2】検出器の内部構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of a detector.

【図3】図1に示すCTスキャナの作用を示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation of the CT scanner shown in FIG.

【図4】図1に示すCTスキャナの作用を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the CT scanner shown in FIG. 1.

【図5】従来のCTスキャナの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional CT scanner.

【図6】従来のCTスキャナの別の構成図である。FIG. 6 is another configuration diagram of a conventional CT scanner.

【図7】図6に示す従来のCTスキャナの作用を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operation of the conventional CT scanner shown in FIG.

【図8】図6に示す従来のCTスキャナの作用を示す説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the operation of the conventional CT scanner shown in FIG.

【図9】図6に示す従来のCTスキャナの作用を示す説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the conventional CT scanner shown in FIG.

【符号の説明】 1 X線管 2 X線ファンビーム 3 被検体 4 検出器 5 X線制御装置 6 機構制御装置 7 データ収集装置 8 再構成装置 10a〜10f 自転テーブル 11 公転テーブル 12 X線遮蔽体[Explanation of Codes] 1 X-ray tube 2 X-ray fan beam 3 Subject 4 Detector 5 X-ray controller 6 Mechanism controller 7 Data collector 8 Reconfiguring device 10a to 10f Rotation table 11 Revolution table 12 X-ray shield

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のファン角を有するファンビーム放
射線を発生する放射線源と、被検体を載置し、前記放射
線源を中心に前記ファンビーム放射線の面に沿って前記
被検体を自転させずに公転のみさせながら前記ファンビ
ーム放射線内を通過させる被検体移動手段と、前記被検
体を透過したファンビーム放射線を検出するように前記
放射線源を中心とする半円状に配列された複数の検出素
子からなる多チャンネル検出器とを有することを特徴と
するCTスキャナ。
1. A radiation source that generates a fan beam radiation having a predetermined fan angle and a subject are placed on the radiation source, and the subject is not rotated about the radiation source along the plane of the fan beam radiation. Object moving means for passing through the fan beam radiation while only revolving around, and a plurality of detections arranged in a semicircular shape centered on the radiation source so as to detect the fan beam radiation transmitted through the object. A multi-channel detector composed of elements, and a CT scanner.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006084467A (en) * 2004-09-14 2006-03-30 Hitachi Ltd Method and apparatus for implementing computed tomography
DE102015222480A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. X-ray system, rotation unit and method
DE102017202852A1 (en) 2017-02-22 2018-08-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for carrying out a computer tomographic examination on an object

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