JPS5845542A - 物体の層状像形成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一平面に位置し、複数の位置をとり得る少く
とも１個の放射線源と、放射線を照射すべき物体（被検
体）の反対側に位置して透視像を形成する放射線検出器
と、前記透視像を重ね合せて層状像を形成する像再構成
（再生）装置とを具える物体の層状像を形成する装置に
関するものである。

この種の物体の層状像形成装置は、雑誌ルントゲン・プ
ラキシス”１８４巻（１９８１年）第２５８−２５７頁
から既知である。この雑誌に記載された発明は複数個の
ｘＩｓ管を具え、これらＸ線管は一平面に配置すると共
に主として順次に作動し得るようにし、その放射線ビー
ムを検査すべき物体（被検体）に種々の視角から順次照
射し得るようにする。従って個別の投影が順次に迅速に
得られると共にこれら投影はＸ線像増強管の形態の検出
器で磁気偏向により重畳されるため照射された被検体の
層状像がＸ線像増強管の出力スクリーンに形成されるよ
うになる。かかる装置にょって放射線源の１作動サイク
ルにつき被検体の層状像を形成することができる。この
装置では個別の透視像は記録及び記憶しない。

かかる既知の装置によって１組の投影像から数個の層状
像を再構成（再生）する必要がある場合には放射線源の
１作動サイクル中に形成される透視像を記録及び記憶す
る必要がある。再構成された層状像にアーティファクト
（擬似画像）が生ずるのをできるだけ減少させるために
は、層状像の再構成に用いられる透視像を重畳させない
ようにする必要がある。この目的のため放射線ビームの
アパーチュアの角度を充分小さく選定してＸ線像増強器
の出力スクリーンに現われる透視像が毎回具る区域に位
置し得るようにする。しかし、この場合には比較的小さ
な被検体区域だけしか照射することができない欠点があ
る。

本発明の目的は、大きな被検体区域を照射する場合でも
比較的小さな放射線検出器を用いて既知の装置の場合よ
りもアーティファクトの発生率の少ない層状像を形成す
る物体の層状像形成装置を提供せんとするにある。

本発明は一平面に位置し、複数の位置をとり得る少くと
も１個の放射線源と、放射線を照射すべき物体（被検体
）の反対側に位置して透視像を形成する放射線検出器と
、前記透視像を重ね合せて層状像を形成する像再構成装
置とを具える物体の層状像形成装置において、放射線検
出器の出力側に透視像を記録する像記録装置を設け、こ
の像記録装置と放射線検出器との間に、前記透視像を前
記像記録装置上に倉なり合うことなく結像させる像分離
系を設けたことを特徴とする。

像分離系は光学装置とするか又は電子−光学装置とし、
これにより放射線検出器の出力側に、例えばｘ４Ｉ像増
強姦の出力スクリーンに現われ、且つ互に分離されてい
ない区域に順次に現われる可視透視像を像記録装置に個
別に記録してこれら透視像から再構成した層状像が既知
の装置により得られた層状像に対し良好な像゛品質を有
し得るようにする。

本発明の好適な例では光学分離系は、透視像を縮小する
レンズ−絞りの組合せ、又は縮小像導光装置を具え、且
つ放射線検出器の出力側に現われる透視像に像分離系が
毎回直接向けられるようにする。

かように放射線検出器の出力側に現われる透視像が縮小
されるため、その分離が特に簡単に行われるようになる
。しかし、これによっても透視像従って層状像の情報内
容が減少することはない。

その理由は縮小状態においても透視像がすでに照射され
た被検区域を完全に表わすからである。

像記録装置に透視像を形成する間中レンズ−絞りの組合
せ又は像導光体は、毎回作動する放射線源と同期して移
動し、従って放射線検出器の出力側に現われる透視像に
毎回直接向けられるようにする。

唯１個の放射線源を作動させる代りに、数個の放射線源
、例えば２個の放射線源を毎回作動させてその放射線ビ
ームが放射線検出器の入力側で重畳しないようにする場
合には、関連する像分離系も数個のレンズ−絞り組合せ
又は像導光体で構成、してこれらが毎回作動する放射線
源と同期して移動し得るようにする。

本発明の更に他の例では放射線源位置を円の形状に配置
させ、前記光学像分離系は像導光体の適切に彎曲した束
を具え、該導光体束の入力面を前記放射線検出器の出力
面に対向させ、該導光体束は前記放射線検出器の出力面
に垂直に延在し且つその中心を通る軸線を中心として回
転自在に配置されるようにして前記透視像がその元の分
布に従って像記録装置に記録されるようにする。

かくして形成した像分離系によって像変換器（増強器）
の出力面に円状に配置された透視像は像記録装置上に分
離された形態で、しかも減少なく、更には拡大された形
態で形成することができる。これら透視像は記録装置上
に再び円状に配置されるがこの円の直径は前記円の直径
よりも大きい。

放射線ビームが放射線検出器の入力側で重畳しないよう
にした数個の放射線源を同時に作動させる場合には数個
の適切に彎曲した像導光体束を用いることができる。こ
れら像導光体束も作動している放射線源と同期して移動
させることができるため、像記録装置上の透視像の分布
は放射線検出器の出力スクリーン上の像分布と一致する
ようになる。

図面につき本発明を説明する。

＃！１ａ図に示す透視像記録装置は、数個のｘＩｉＩ管
８を有する放射ａ源１を具え、これらｘＩＩ管は円２に
配置され且つ主として順次に作動し得るようにする。例
えばＸ線管８としてグリッド制御型のものを用いる。Ｘ
＠管８から発生する放射線ビーム４はこれを適宜配向し
て放射線ビームが、検査台７上に位置する検査すべき物
体（被検体）６の共通区域５を照射し得るようにする。

被検体６の下側にはＸｆＪ像増強器８を配置し、このＸ
ｌｓｌ層像器８を放射線検出器として用いると共にその
入力面９に放射線ビーム番を入射させるようにする。

＃１１ｂ図は、ｘｍ像増強＃８の入力面９に１次入射す
る放射線ビーム番のビーム断面４ａを示す。

隣接して位置する放射線ビーム断面４ａは互に交差し得
るようにする。その理由は放射線ビーム４のアパーチュ
ア角を比較的大きく選定してできるだけ大きな被検体区
域５を照射し得るようにする必要があるからである。

これら放射線ビーム４によりＸ線像増強器Ｓの出力面ｌ
Ｏに形成される透視像（光学像）は第１ｂ図に示す所と
同様に分布され減少している。その理由は１つの透視像
が毎回隣接する透視像と部分的に重畳しているからであ
る。ががる透視像が通常の像記録装置により例えば感光
フィルム上に重畳された状態で順次に記録される場合に
はかかる重畳部分によってこれら透視像から再構成した
層状像に追加のアーティファクトが形成されるようにな
る。かかる透視像から層状像を再構成するに好適な方法
は例えばドイツ国公開特許明細書第１１７４６０８５号
に記載されている。

ｘＩｓ像増強器８の出力スクリーン１ｏに連続的に得ら
れる透視像を分離された形態で記録及び記憶し得るよう
にするためにはＸ線像増強器８の下側に像記録装置１１
を配設し、この像記録装置１１とＸ線像増強器１２との
間に像分離系１２を配設する。この像分ＩＩＩ系１２は
大口径レンズ１８と像フォーマット及び散乱放射線を制
限する絞り１４とで構成しａ視像を像記録装置１１に縮
小した形態で結像し得るようにする。像分離系１２によ
り得られる縮小率を適宜選定して像記録装置１１に順次
形成される透視像４ｂが最早や重畳しないようにする（
第１０図参照）。この像記録装置１１は例えば感光フィ
ルムｌｌａで構成するか又は第８図に詳細に説明するよ
うに透視像を実時間重畳して層状像を形成する螢光スク
リーンｌｌｂで構成することができる。

Ｘｉ像増強器８の出方面１ｏからの透視像を像記録装置
１１上に結像するためには、大口径レンズ１８及びこれ
に関連する絞り１４より成る像分離系１２を、ｘ峰管８
の毎回の作動に同期させて上記出力面ｌＯに垂直且つそ
の中心を通る軸線１５を中心として回転させ、これによ
り大口径レンズ１８が出力面１ｏにｘｌＩ管の作動毎に
得られゐ透視像に直接対向し得るようにする。この目的
のために制御装置１６／を用い、これにより像分離系１
２を、Ｘ線管８の作動毎にこれに従って軸Ｈ１５を中心
として回転させるようにする。

数個のＸ線管８を同時に作動させる場合、例えば円上で
互に対向する２個のＸ線管８を同時に作動させ、夫々の
放射線ビーム４がＸ線像増強器８の入力面９で重畳しな
いようにする場合には、像分離系１２も関連する数例え
ば２つのレンズ−絞りの組合せ１８．１４により構成す
ると、透視像の記録即ち被検体６の検査に要する時間を
著しく短縮することができる。

或いは又、放射線源装置１を単一放射線源、例えば１個
のｘ４Ｉ管８で構成し、これを所望の、又は所定の放射
線源位置に順次動かすこともできる。

次いでこの放射線源を円形経路以外の経路例えば直線状
経路に沿って動かし得るようにする。次に像分離系１２
も放射！１ｍのがかる移動に応じて移動させるようにす
る。同様のことが２個以上の放射線源の場合にもあては
まり、この場合これら放射線源は、その放射線ビーム４
がＸｇ像増強器８の入力面９上で重畳せず且つ同時に移
動し、しかも異る放射線源位置で毎回作動し得るように
する。

被検体６を照射する場合には放射線ビーム番をＸ線像増
強器８の入力面９の平坦区域にできるだけ良好に当てて
透視像が入力面９の曲率により歪むのを防止し得るよう
にする必要がある。かかる残留歪みは□、他の光学的又
は電子的素子によって補正することができるが、これら
素子を用いると構成が一層複雑となる。

第２ａ−２０ｖ！Ｊは本発明による層状像形成装置の更
に他の例を示す。例えば第２ａ図に示す光学像分離系は
像導光体１フの縮小導光体束１６で構成し、これをＸ線
像増強器８の出方面′１０に現われる透視像の位置に応
じて変位し得るように配設する。本例では像記録装置１
１を感光フィルム１１ａで構成し、これにより透視像の
記録及び記憶を行う。ｇＩａ図につき説明した装置の場
合と同様に透視像の撮像及び記録並びに記憶の全工程は
数置り秒以内に行うことができるため、移動中の被検体
をも記録することができる。感光フィルムｌｌａはこれ
に透視像を記録及び記憶した後、即ちフィルムの露光後
現像する。次いで現像したフィルムｌｌａに光を当てて
例えばレンズマトリックスにより透視像を重畳し層状像
を形成し得るようにする。この際、レンズマトリックス
ノ種々の位置は透視像の記録中のＸ線管の位置に夫々対
応させる。又第８図に示すような他の表示装置２４、例
えば透視像の重畳区域内で任意の位置をとり得るすりガ
ラス板又はテレビジ曹ンヵメラを用いることにより、全
ての放射線ビーム令で照射される被検体区域内の種々の
層状像を１組の透視像から表示することができる。

第２１）図に示す像分離系１２は像導光体１９より成る
適切に彎曲した導光体束１８で構成する。

かから像分離；Ｐ、１ｇは、放射線源の位置が円状に配
列される場合に使用する。像導光体束１８の入力面はＸ
線像増強器８の出力ＷＪ１０に対向して位置させると共
にこの出力面１０に垂直に且つその中心を通る軸１！１
Ｂを中心として回転自在とする。

この像導光体束１８によって出力面１０に順次に現われ
且つ円状に配列された透視像を、像記録装置１１　（Ｉ
ｌａ）上に上記円よりも大きな直径の円状に１対１の倍
率で形成する。この工程中像導光体束１８は毎回作動す
る放射線源に同期して回転させるため、像記録装置１１
（Ｉｌａ）上の透視像の分布は出力面（スクリーン）１
０上の透視像の分布に対応する。かかる回転処理は第１
ａ図につき説明した制御装置１６’によって行う。

これと同様のことが＃１２０図に示す像分離系について
もあてはまる。本例では像分離系を例えば２個の対向し
て配置され且つ適切に彎曲した像導光体束２０及び２１
で構成する。この像分離系によってｘＩｓ像増像増強器
用力スクリーン１０に同時に現われる２個の個別の透視
像を像記録装置１１　（１１ａ）に縮小することなく記
録することができる。＠ｇｂ及び２Ｃ図に示すように形
成したこれら像導光体東１８．２０及び２１には、その
出力側に追加の光学系例えばファイバー光学系、　　（
図示せず）を設け、これにより透視像を像記録装置に拡
大して記録することもできる。従ってこの場合には透視
像から再構成する層状像の精度も増大する。

像分離系１６＋１８＋２０．２１と放射線検出器８又は
像記録装置１１　（Ｉｌａ）との間には追加の光学結合
液体を設けて放射線ビームの結合及び遮断を行い得るよ
うにする。又、Ｘ線フィルムにより形成した像記録装置
１１（ｌｌａ）は例えばばねにより像分離系に対し押圧
して像記録装置と像分離系とをｘＩＩ管８の作動に同期
して密着せしめるようにする。

或いは又、第８図から明らかなように像分離系を、Ｘ！
ｉ像増像増強器用力面１０に順次現われる透視像を電子
−光学像に変換し、次いで偏向又は分離を行って再び像
記録装置に分離された形状に結像する光学像に変換する
電子−光学偏向装置２２によって形成することもできる
。この電子−光学偏向装置２２は、Ｘ線像増強器８から
離間され且つこれに例えばファイバー光学系によって結
合される装置とすることができる。しかし、この電子−
光学偏向装置２２をＸ線像増強器８に内蔵させることも
できる。

像記録装置は例えば残光時間の長い螢光スクリーンｌｌ
ｂにより構成するため、このスクリーンに順次迅速に結
像される透視像を重畳して螢光スクリーンｌｌｂの後方
に配列したレンズマトリックス２８によって実時間で層
状像を形成することができる。螢光スクリーンｌｌｂは
電子−光学偏向装置２２の出力スクリーンで構成するこ
ともできる。従って例えばすりガラス板２４又は像増強
管、カメラ等を透視像の重畳区域内に任意に位置させて
被検体の種々の層状像を得ることができる。

螢光スクリーンｌｌ＆、ｌｌｂの後方には透視像を撮像
するテレビジョンカメラを配置してこれら透視像を例え
ばビデオディスクに記憶することもできる。透視像又は
テレビジ目ン像を重畳して層状像を形成することを蓄積
管で行うこともできる。この場合の像再構成方法は、雑
誌１デル・ラジオ田ジ”第９巻（１９６７年）、第８７
−４０頁に記載されたクイ・デュムリンクの論文“エレ
、クトロニツシエ・トモシンセス”から既知である。

テレビジョンカメラによって記録された透視像をディジ
タル化し、透視像の重畳をコンピュータで行うこともで
きる。

一定の品質及び大きさを有する層状像を得るためには本
発明による層状像形成装置を、西ドイツ国特許願第Ｐ　
８０８７６　ｇ　１．７号明細書に記載されているよう
に構成し、被検体内で所定の層に対し調整を行い、本発
明装置と被検体とを相対的に移動させて種々の被検体層
状像を得るようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明層状像形成装置の像分離系を具える透
視像の撮像及び記録装置の構成を示す側面図、 第１ｂ図は像増強器の入力面に重畳された放射線ビーム
の分布を示す平面図、 ９−、： 第１０図は放射線ビームによって像記録装置で得られた
個別の透視像の分布を示す平面図、第２ａ−２０図は光
学像分離系の種々の実施例を示す側面図、 第８図は透視像の分離を行う電子−光学偏向装置及び関
連する層状像再構成装置を示す側面図であるＯ １・・・放射線源、２・・・円、８・・・Ｘ線管、４・
・・放射線ビーム、４ａ・・・放射線ビーム断面、４ｂ
・・・透視像、ｉ−・・共通区域（被検体区域）、６・
・・被検体、フ・・・検査台、８・・・Ｘ線像増強器（
放射線検出器）、９・・・入力面（８）、１０・・・出
力面（８）、１１・・・像記録装置、ｌｌ＆・・・感光
フィルム、ｌｌｂ・・・螢光スクリーン、１２・・・像
分離系、１８・・・大口径レンズ、１４・・・絞り、１
５・・・軸線（８）、１６’・・・制御装置、１６・・
・縮小導光体束、１７．１９・・・像導光体、１９．２
Ｑ　、２１・・・像導光体束、２２・・・電子−光学偏
向装置、２８・・・レンズマトリックス、２４・・・す
りガラス板（他の表示装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　一平面に位置し、複数の位置をとり得る少くとも１
   個の放射線源と、放射線を照射すべき物体（被検体）の
   反対側に位置して透視像を形成する放射線検出器と、前
   記透視像を童ね合せて層状像を形成する像再構成装置と
   を具える物体の層状像形成装置において、放射線検Ｊｆ
   ｉｉｌ（８）の出力側に透視像を記録する像記録装置（
   １１）を設け、この像記―装置と放射線検出器との間に
   、前記透視像を前記像記録装置上に重な′り合うことな
   く結像させる像分１１Ｍ（ｘｇ）を設けたことを特徴と
   する物体の層状像形成装置。 九　像分離系＜１８）を光学装置としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の物体の層状像形成装置
   。 龜　像分離系（１２）を電子−光学偏向装置（２ｚ）に
   より形成することを特徴とする特許、請求の範Ｈ８１項
   に記載の物体の層状像形成装置。 表　光学分離系（１２）は、透視像を縮小するレンズ（
   １８）−絞り（１４）の組合せ、又は縮小像導光装置（
   １６）を具え、且つ放射線検出器（８）の出力側に現わ
   れる透視像に像分離系が毎回直接向けられるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の物体の
   層状像形成装置。 翫　放射線源位置を円（２）の形状に配置させ、前記光
   学像分離系は像導光体（１９）の適切ニ彎曲り、り束（
   １８＋ｉ１０．２１）を具え、該導光体束の入力面を前
   記放射線検出器（８）の出力面（１ｏ）に対向させ、該
   導光体束は前記放射線検出器（８）の出方面に垂直に延
   在し且りその中心を通る軸ｆｌＡ（ＩＢ）を中心として
   回転自在に配置されるようにして前記透視像がその元の
   分布に従って像記録装置Ｃ１１ａ、１ｌｂ）に記録され
   るようにしたことを特徴とする特許請求の輯囲第ｓ項に
   記載の物体の層状像形成装置。 ＆　像導光体束（１８１２０，２１）の出力側に拡大光
   学系を接続するようにした９とを特徴とする特許請求の
   範囲第６項に記載の物体の層状像形成装置。 Ｉ　複数個の光学像分離素子（２０，２，１）は多数の
   同時に現われる個別の透視像の数に応じて設けるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第４．５又は６項
   に記載の物体の層状像形成装置。 ａ　光学像分離系（１６＋１８＋２０．２１）の入力側
   又は出力側に、放射線を結合及び遮断する光学結合液を
   設けるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第７
   項に記載の物体の層状像形成装置。 ｉ　像記録装置を感光フィルム（ＸＸａ）により構成す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第１・項の何れか一項ｌ濃の物体の層状像形成装置。 ｌａ　　像記録装置を螢光スクリーン（ｌｌｂ）で構成
   し、その後方に透視像（４ｂ）の重畳を行うレンズマト
   リックス（２８）を具える像再構成装置を配置するよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８
   項の何れか一項に記載の物体の層状像形成装置。 ＩＬ　　螢光スクリーン（ｌｌｂ）の後方に、テレビジ
   ョンカメラ及び透視像の記録及び重畳を行う電子装置を
   具える像再構成装置を配置するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第９項の何れか一項に記
   載の物体の層状像形成装置。 １１　　放射線検出器（８）をｘＭ像増強装置で構成す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至＃！１１項の何れか一項に記載の物体の層状像形成装
   置。 ｌ＆　螢光スクリーン（ｌｌｂ）を電子−光学偏向装置
   （２２）の出方スクリーンにより形成するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲＃Ｉｓ項又は第１０項に
   記載の物体の層状像形成装置。