JPH06331569A

JPH06331569A - Ｃｔスキャナ

Info

Publication number: JPH06331569A
Application number: JP5122997A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Uyama; 喜一郎宇山; Masaji Fujii; 正司藤井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1993-05-26
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】検出器チャンネルに無駄がなく、簡潔なデー
タ処理をもって、被検体の断面像を高速かつ高品位に得
ることができ、被検体の検査のオンライン化に適したＣ
Ｔスキャナを提供する。【構成】ファン角１８０°を有するＸ線ファンビーム
２を発生するＸ線管１を中心にファンビーム放射線の面
に沿って設けられた公転テーブル１１上の自転テーブル
１０ａ〜１０ｆ上に載置された被検体３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、
Ｘ線管１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４によって被検体３を透過し
たＸ線を検出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、工業用製品、
その製品材料等のような被検体の断面像を高速かつ高品
位に得て、被検体をオンラインで検査し得るＣＴスキャ
ナに関する。

【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。

【０００３】一方、産業用ＣＴスキャナとして普及して
いるものは、図１４に示すような第２世代と称する方式
のものである。図１４に示すＣＴスキャナでは、被検体
１０９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。

【０００４】図１４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。

【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
１５に示すように、スキャナ２１０の中央にＸ線管２１
１が設けられ、水平面に沿ってファン状のＸ線ビームが
３６０°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
２１３Ａ〜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。

【０００６】なお、図１５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。

【０００７】図１６（ａ）は図１５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１６（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１６（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１６（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。

【０００８】図１７（ａ）は図１５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、検出器は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１７
（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１７（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１７（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１７（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。

【０００９】図１８（ａ）は図１５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。この場合は検
出器は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３６
０°−α分自転する。すなわち、公転テーブル上で反時
計方向に３６０°自転する。データは図１８（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１８（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１
８（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１８（ａ）において、αは任
意の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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示した従来の
ＣＴ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。

【００１１】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。

【００１２】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１５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。

【００１３】また、図１５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。

【００１４】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、簡潔なデータ処理をもって、被検体の断面像を高速
かつ高品位に得ることができ、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。

【００１５】

【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、検査領域を覆うファンビ
ーム放射線を発生する放射線源と、被検体を載置する載
置手段と、該載置手段を前記放射線源を中心に公転させ
る公転手段と、前記被検体を透過した前記放射線源から
の放射線を検出するように前記ファンビーム放射線の面
に沿って所定のファン角の範囲を覆って前記放射線源を
中心とする円弧状に配設された検出手段と、前記公転手
段による前記載置手段の公転に応じて前記放射線源から
のファンビーム放射線が前記載置手段に載置された被検
体に常に向くように設定する設定手段と、前記公転手段
によって前記載置手段が公転した場合にも該載置手段に
載置された被検体が常に同じ方位を向くように該載置手
段を自転させる自転手段とを有することを要旨とする。

【００１６】また、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、前記被検体が常に同じ方位を向く
ように前記放射線源を中心に前記ファンビーム放射線の
面に沿って該被検体を公転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円弧状に配設された検出手
段とを有することを要旨とする。

【００１７】更に、本発明のＣＴスキャナは、上記に加
えて、前記被検体移動手段が被検体を載置する載置手段
と、該載置手段を前記放射線源を中心に公転させる公転
手段と、該公転手段によって前記載置手段が公転した場
合にも該載置手段に載置された被検体が常に同じ方位を
向くように該載置手段を自転させる自転手段とを有する
ことを要旨とする。また更に、本発明のＣＴスキャナ
は、上記に加えて、前記載置手段が複数設けられている
ことを要旨とする。

【００１８】

【作用】本発明のＣＴスキャナでは、放射線源から検査
領域を覆うファンビーム放射線を発生し、被検体を載置
した載置手段を放射線源を中心に公転させ、この公転に
対して被検体が常に同じ方位を向くように載置手段を自
転させるとともにファンビーム放射線も被検体に常に向
くように設定し、放射線源を中心とする円弧状に配設さ
れた検出手段によって被検体を透過した放射線を検出し
ている。

【００１９】また、本発明のＣＴスキャナでは、放射線
源からファンビーム放射線を発生し、被検体を載置した
被検体移動手段が被検体が常に同じ方位を向くように放
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
を公転し、放射線源を中心とする円弧状に配設された検
出手段によって被検体を透過したファンビーム放射線を
検出している。

【００２０】更に、本発明のＣＴスキャナでは、上記に
加えて、被検体移動手段が被検体を載置する載置手段を
有し、この載置手段を放射線源を中心に公転させ、この
公転に対しても被検体が常に同じ方位を向くように載置
手段を自転させている。また更に、本発明のＣＴスキャ
ナでは、上記に加えて、複数の載置手段が設けられてい
る。

【００２１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例に係わる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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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
₁ 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
定角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。

【００３５】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Ｔ_M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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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回でむ
み、被検体にも加減速時の加速度が加わらない。

【００３９】次に、本発明の第２実施例に係わるＣＴス
キャナについて図５を参照して説明する。図５に示す第
２の実施例のＣＴスキャナは、以下の説明から更に詳細
に分かるように、図１に示した第１の実施例に対して自
転テーブルが１台であり、Ｘ線管から放射されるＸ線ビ
ームが被検体を含む所定の撮影領域を覆うようになって
いて、このＸ線ビームは常に被検体を向いて被検体とと
もに公転し、また検出器は９０°のファン角を有するも
のが使用され、更に自転テーブルに載置された被検体は
検出器の９０°のファン角の間を往復動作するという点
が異なっているものであり、その他の構成作用は同じで
ある。

【００４０】図５に示すＣＴスキャナの構成を説明する
と、Ｘ線管３４は図示しないコリメータにより水平なフ
ァン状のＸ線ビーム３９を発生するが、このＸ線管３４
は矩形の公転テーブル３５の一端側の回転中心に固定的
に取り付けられ、該公転テーブル３５の他端寄りには自
転テーブル３６が回転自在に取り付けられ、この自転テ
ーブル３６上には被検体３８が載置されている。Ｘ線管
３４からのＸ線ビーム３９は自転テーブル３６にほぼ等
しい撮影領域３７を覆うように発生し、被検体３８を常
に照射するようになっている。撮影領域３７はＸ線ビー
ム３９の面、すなわちＸ線ファンビームの面内で自転テ
ーブル３６の自転軸Ｃを中心とする円形領域である。

【００４１】公転テーブル３５の他端に取り付けられた
自転テーブル３６が公転テーブル３５によってＸ線管３
４を中心に、詳しくはＸ線管３４のＸ線焦点Ｓを中心に
Ｘ線管３４からのＸ線ファンビーム面に沿って等速度で
公転する場合に、Ｘ線管３４からのＸ線ビーム３９は常
に被検体３８を照射するようにＸ線管３４は公転テーブ
ル３５に取り付けられている。なお、Ｘ線管３４はＸ線
制御装置４１によって制御されている。

【００４２】また、自転テーブル３６が公転テーブル３
５によってＸ線管３４を中心に公転する場合に、自転テ
ーブル３６に載置された被検体３８が常に同じ方位を向
くべく自転テーブル３６は自転軸Ｃを中心に公転と同じ
角速度で逆方向に自転するようになっている。自転軸Ｃ
はＸ線管３４のＸ線焦点Ｓにある公転軸に平行に設けら
れている。なお、これらの公転および自転は機構制御装
置４２によって制御されている。また、機構制御装置４
２は公転テーブル３５および自転テーブル３６を単独で
回転させることも可能である。

【００４３】Ｘ線管３４からのＸ線ビーム３９は、自転
テーブル３６上の被検体３８を透過し、検出器４０によ
って角度分解能をもって検出されるが、この検出器４０
はＸ線管３４のＸ線焦点Ｓを中心に９０°のファン角θ
で円弧状に配設されている。この検出器４０は、図１に
示した第１の実施例のものと同じ構成のものであり、多
チャンネルの検出素子で構成され、その内部構造は図２
で説明したものと同じである。

【００４４】検出器４０は、データ収集装置４３に接続
され、検出器４０からの電気信号に変換されたＸ線検出
信号はデータ収集装置４３に供給される。データ収集装
置４３は公転テーブル３５の一定微小角度である約０．
０３°の回転毎に機構制御装置４２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検出器４
０からデータ収集を行う。検出器４０からのＸ線検出信
号はデータ収集装置４３でＡＤ変換され、ディジタルデ
ータとして再構成装置４４に供給される。再構成装置４
４はこのデータを一旦内部メモリに記憶し、撮影領域３
７を通るＸ線通路についての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
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被検体の断面像を構
成し、表示装置４５に表示する。

【００４５】次に、以上のように構成される第２の実施
例のＣＴスキャナの作用を図６〜図８を参照して説明す
る。まず、操作者は被検体３８を自転テーブル３６上に
載置し、Ｘ線制御装置４１および機構制御装置４２を起
動し、Ｘ線管３４からＸ線ビーム３９を発生するととも
に、公転テーブル３５をＸ線管３４のＸ線焦点Ｓを中心
に公転させ、かつ自転テーブル３６を自転軸Ｃを中心に
公転テーブル３５の公転とは逆方向に自転させる。な
お、この公転は、まず図５において円弧状に配設された
検出器４０の下端部から上端部に向かって反時計方向に
公転し、自転テーブル３６が検出器４０の上端部に到達
すると、自転テーブル３６の向きを９０°変え、それか
ら逆方向に検出器４０の上端部から下端部に向かって公
転するように行われる。

【００４６】このように公転を行う自転テーブル３６の
軌跡は、図６（ａ）において（１），（２），（３），
（４）で示すように、検出器４０の下端部のＮチャンネ
ルから上方に向かって公転し、上端部の１チャンネルに
至り、この（４）の位置で公転が停止すると、ここで自
転テーブル３６は図６（ｂ）において（５）の位置で示
すように９０°向きを変えるように自転する。それか
ら、この図６（ｂ）の位置（５），（６），（７），
（８）で示すように自転テーブル３６は検出器４０の上
端部の１チャンネルから下端部のＮチャンネルに向かっ
て公転するというように９０°のファン角θを往復し、
これにより１８０°のデータが検出器４０で検出され
る。この検出器４０の検出データは、機構制御装置４２
からの一定角度の回転毎の収集パルスに同期してデータ
収集装置４３で収集される。すなわち、データ収集装置
４３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４４に供給す
る。

【００４７】図６（ｂ）の位置（８）で公転が停止する
と、Ｘ線管３４はオフになり、再構成装置４４に送られ
たデータは再構成され、この再構成された被検体の断面
像が表示装置４５に表示される。

【００４８】図６（ａ）に示した位置（１），（２），
（３），（４）に対する自転テーブル３６の動作で検出
器４０の１〜Ｎチャンネルが収集したビーム位置はそれ
ぞれ図７（ａ）に示すようなものになる。それぞれ検出
器４０の設置角θ_n だけ傾斜した平行線の組となる。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。

【００４９】同様に、図６（ｂ）に示した位置（５），
（６），（７），（８）に対する自転テーブル３６の動
作で検出器４０の１〜Ｎチャンネルによってデータが収
集され、合わせて１８０°方向のデータとなる。

【００５０】図８は、上述したようにデータ収集装置４
３で収集されたデータが再構成装置４４に送られてくる
データを縦軸にチャンネル番号、横軸に時間をとって示
している。再構成装置４４は、送られてくるデータを順
次内部のバッファメモリに記憶していく。このメモリ上
で被検体の透過データはハッチングされた部分である。
なお、図８において、Ｔ_F は行きの透過データであり、
Ｔ_B は帰りの透過データである。Ａはエアデータ、すな
わち空気透過のデータであり、被検体透過前後で収集さ
れたデータである。また、Ｏｆはオフセットデータ、す
なわち入射Ｘ線がない場合のデータを示し、Ｘ線ビーム
が検出器４０に入射しない時に収集される。

【００５１】検出器４０のバッファメモリ上のデータ
は、図８に示すように読み出され、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をとり、
横軸にビームトラバース位置Ｌをとって整理される。こ
の場合、後半のデータは時間軸方向に反転され、方向合
わせが行われる。また、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。

【００５２】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
断面像が作成される。そして、この作成された断面像は
表示装置４５に表示される。

【００５３】以上のように構成される第２の実施例のＣ
Ｔスキャナでは、被検体を約９０°往復回転させる間に
スキャンが終了するので、スキャン時間が短くてすむ。
平行ビームでデータが収集されるので、第２世代の簡潔
な再構成方法が適用できる。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
面像の品位が低下することがなく、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
をとることができ、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。ファン角９０°の第２世代
ＣＴスキャナと同等の高速なＣＴスキャナを達成するこ
とができる。ファン角９０°であるので、トラバース
（円弧状）２回でよく、検査を高速化できる。Ｘ線管が
公転テーブルに固定されているので、高圧ケーブルを動
かさずにすみ、信頼性が高く、ケーブル寿命を長くする
ことができる。図９は、本発明の第３の実施例に係わる
ＣＴスキャナの構成を示す図である。

【００５４】同図に示す第３の実施例のＣＴスキャナ
は、Ｘ線管３４１がフロアに固定的に支持され、Ｘ線管
３４１からのＸ線ビーム３９１が９０°のファン角θを
覆うように発生し、公転テーブル３５上にＸ線遮蔽体４
６が設けられている点が異なることを除いて図５に示し
た第２の実施例と構成がほぼ同じであり、作用もＸ線遮
蔽体４６によってＸ線ビーム３９が遮られた時にオフセ
ットデータが得られることを除いて、第２の実施例とほ
ぼ同じである。

【００５５】この第３の実施例の効果は、第２の実施例
の効果に加えて、Ｘ線管３４１がフロアに固定的に支持
されているので、Ｘ線焦点のアライメントが容易になる
ことである。

【００５６】図１０は、本発明の第４の実施例に係わる
ＣＴスキャナの構成を示す図である。同図に示す第４の
実施例のＣＴスキャナは、複数の自転テーブル３６ａ，
３６ｂ，・・・３６ｆを有することが図９に示した第３
の実施例と異なるものである。

【００５７】このように構成した第４の実施例では、第
２および第３の実施例のような往復回転による公転を行
う必要がなく、一方向の公転を行えばよいことになる。
すなわち、公転は、連続的に一方向に続けて回転し、各
自転テーブルは公転テーブル上で公転と同じ各速度で逆
方向に続けて自転するとともに、ファン角θの領域を抜
けた時点でこの連続回転に重ねて、９０°のステップ回
転を行い、２回転の公転の間に９０°分２回のデータ収
集が行われ、断面像が再構成される。

【００５８】また、スキャン動作は、Ｘ線をオン状態の
まま、連続して行われ、ファン角θの領域外で２回転毎
に被検体の交換が行われる。上述した第４の実施例で
は、被検体を２回公転させる間にスキャンが終了するの
で、スキャン時間が短くてよい。複数の被検体について
同時に検査が行われるので、検査効率がよい。また、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台のＸ線管で９０°方向のＸ線を発生
しているので、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を収集しているので、第２世代の簡
潔な再構成方法が適用できる。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
断面像の品位が低下することがなく、このため検出器を
ユニット構造にすることができるとともに、また検出器
のチャンネル間の特性にばらつきがあっても、断面像の
品位低下が生じにくい。

【００５９】更に、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９０°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４６を公転テーブルに固定しているので、Ｘ線遮蔽
体４６を動かすための特別の機構を設けることなく、Ｘ
線ビームを遮ったりまたは遮らなくすることができる。
ファン角９０°の第２世代ＣＴスキャナと同等の高速Ｃ
Ｔスキャナを実現可能である。ファン角９０°の第２世
代であるので、トラバース（円弧状）２回でよく、高速
化を達成することができる。Ｘ線管が固定であるので、
高圧ケーブルを動かす必要がなく、信頼度が高く、ケー
ブル寿命も長くなる。

【００６０】図１１は、本発明の第５の実施例に係わる
ＣＴスキャナの構成を示す図である。同図に示す第５の
実施例のＣＴスキャナは、１８０°のファン角θを持つ
検出器４０１を有する点が図５に示す第２の実施例と構
造的に異なり、また作用では往復の公転はなく、一方向
のみの連続公転が行われ、自転テーブルのステップ回転
もない点が第２の実施例と異なっており、その他の構成
および作用は同じである。

【００６１】更に詳しくは、図１１に示す第５の実施例
では、１回転の公転の間に１８０°分のデータ収集が行
われ、被検体の断面像が再構成される。また、Ｘ線はオ
ンしたまま、スキャンは連続して行われ、ファン角θの
領域外で１回転毎に被検体の交換が行われる。この第５
の実施例では、ファン角θが１８０°であるので、トラ
バース（円弧状）１回でよく、検査が更に高速化され
る。

【００６２】図１２は、本発明の第６の実施例に係わる
ＣＴスキャナの構成を示す図である。同図に示す第６の
実施例のＣＴスキャナは、図９に示す第３の実施例にお
ける検出器４０のファン角θを６０°に変更した点が異
なるのみであり、これにより公転が１往復半行われ、す
なわち円弧状トラバースが３回行われ、自転テーブル３
６のステップ回転が６０°になっている。なお、効果は
図９に示す第３の実施例の場合と同等である。

【００６３】図１３は、本発明の第７の実施例に係わる
ＣＴスキャナの機構部の構成を示す図である。同図に示
す第７の実施例のＣＴスキャナの機構部は、上述した各
実施例のように公転テーブルと自転テーブルの組合せに
よらずに、被検体の方位を変えることなく、被検体を公
転せしめる機構を実現しているものである。

【００６４】図１３に示す機構部では、フロア等に固定
的に設けられたＸ線管３４を中心として設けられたベー
ス１４２が同様にフロア等に固定的に取り付けられ、こ
のベース１４２の両端にそれぞれアーム１４０ａおよび
１４０ｂの一端が回転自在に取り付けられ、この両アー
ムの他端にテーブル１４１が支持されている。両アーム
１４０ａおよび１４０ｂは互いに平行でかつ同じ長さで
あり、それぞれ両端がベアリングを介して回転自在にベ
ース１４２およびテーブル１４１に取り付けられている
ので、ベアリング軸の周りの両アームの回転によりテー
ブル１４１は矢印１４５で示すように左下の実線で示す
位置のテーブル１４１から点線で示す位置のテーブル１
４１’，１４１”のように方位を変えることなくＸ線管
３４を中心に公転することができる。なお、テーブル１
４１にはＸ線遮蔽体１４４が取り付けられている。

【００６５】なお、前述した各実施例では、被検体を自
転させているが、逆に公転させる側をすべてフロア等に
固定し、フロア等に固定されていた側を逆方向に公転さ
せるように構成しても同等の機能を達成することができ
ることは明らかである。

【００６６】また、上記各実施例では、被検体の断面像
の高さ方向の位置、すなわちＸ線ファンビーム面の位置
を変える機構については説明の簡単化のため省略した
が、これは自転テーブルまたは公転テーブルを上下動し
たり、またはＸ線管と検出器を上下動することにより行
うことができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射線源からファンビーム放射線を発生し、被検体を載
置した被検体移動手段が被検体が常に同じ方位を向くよ
うに放射線源を中心にファンビーム放射線の面に沿って
被検体を公転し、放射線源を中心とする円弧状に配設さ
れた検出手段によって被検体を透過したファンビーム放
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、検出器に無駄がなく、高品位
の断面像を高速に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるＣＴスキャナの
構成を示す図である。

【図２】図１のＣＴスキャナに使用されている検出器の
内部構造を示す図である。

【図３】図１のＣＴスキャナの作用を示す説明図であ
る。

【図４】図１のＣＴスキャナの作用を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施例に係わるＣＴスキャナの
構成を示す図である。

【図６】図５のＣＴスキャナの作用を示す説明図であ
る。

【図７】図５のＣＴスキャナの作用を示す説明図であ
る。

【図８】図５のＣＴスキャナの作用を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の第３の実施例に係わるＣＴスキャナの
構成を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施例に係わるＣＴスキャナ
の構成を示す図である。

【図１１】本発明の第５の実施例に係わるＣＴスキャナ
の構成を示す図である。

【図１２】本発明の第６の実施例に係わるＣＴスキャナ
の構成を示す図である。

【図１３】本発明の第７の実施例に係わるＣＴスキャナ
の構成を示す図である。

【図１４】従来のＣＴスキャナの構成を示す図である。

【図１５】従来のＣＴスキャナの別の構成図である。

【図１６】図１５に示すＣＴスキャナの作用を示す説明
図である。

【図１７】図１５に示すＣＴスキャナの作用を示す説明
図である。

【図１８】図１５に示すＣＴスキャナの作用を示す説明
図である。

【符号の説明】

１，３４Ｘ線管２，３９Ｘ線ファンビーム３，３８被検体４，４０検出器５，４１Ｘ線制御装置６，４２機構制御装置７，４３データ収集装置８，４４再構成装置１０ａ〜１０ｆ，３６自転テーブル１１，３５公転テーブル１２，４６Ｘ線遮蔽体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査領域を覆うファンビーム放射線を発
生する放射線源と、被検体を載置する載置手段と、該載
置手段を前記放射線源を中心に公転させる公転手段と、
前記被検体を透過した前記放射線源からの放射線を検出
するように前記ファンビーム放射線の面に沿って所定の
ファン角の範囲を覆って前記放射線源を中心とする円弧
状に配設された検出手段と、前記公転手段による前記載
置手段の公転に応じて前記放射線源からのファンビーム
放射線が前記載置手段に載置された被検体に常に向くよ
うに設定する設定手段と、前記公転手段によって前記載
置手段が公転した場合にも該載置手段に載置された被検
体が常に同じ方位を向くように該載置手段を自転させる
自転手段とを有することを特徴とするＣＴスキャナ。
【請求項２】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、前記被検
体が常に同じ方位を向くように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該被検体を公転させ
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円
弧状に配設された検出手段とを有することを特徴とする
ＣＴスキャナ。
【請求項３】前記被検体移動手段は、被検体を載置す
る載置手段と、該載置手段を前記放射線源を中心に公転
させる公転手段と、該公転手段によって前記載置手段が
公転した場合にも該載置手段に載置された被検体が常に
同じ方位を向くように該載置手段を自転させる自転手段
とを有することを特徴とする請求項３記載のＣＴスキャ
ナ。
【請求項４】前記載置手段は、複数設けられているこ
とを特徴とする請求項４記載のＣＴスキャナ。