JPS6040940A - Tomography apparatus - Google Patents

Tomography apparatus

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JPS6040940A
JPS6040940A JP58149410A JP14941083A JPS6040940A JP S6040940 A JPS6040940 A JP S6040940A JP 58149410 A JP58149410 A JP 58149410A JP 14941083 A JP14941083 A JP 14941083A JP S6040940 A JPS6040940 A JP S6040940A
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JP
Japan
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data
radiation
correction
image
subject
Prior art date
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Pending
Application number
JP58149410A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tsujii
修 辻井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6040940A publication Critical patent/JPS6040940A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
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  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to measure the state of the composition of the inside of a body to be checked accurately, by providing a radiation source, which emits a radiation beam along a predetermined plane, and providing a detector, which is arranged so as to face the body to be checked and detects the intensity of said radiation beam. CONSTITUTION:An X-ray source 2 and a detector 3 for detecting X rays are provided at one end of a mounting base 1 and in the vicinity of a hole 1a so as to face each other through the hole 1a. A stop made of a heavy metal is attached to the side of the X-ray radiating side of the X-ray source 2. By this stop, the X-ray fan beam FB having a flat fan shape can be emitted to the detector 3. The body to be checked is relatively scanned by the radiation source and the detector, with the position of the body to be checked as a center. In this way the tomogram data of the body to be checked is collected. Thus the state of the composition of the inside composition of the body to be checked can be measured accurately.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はコンピュータ・トモグラフィスキャナによる製
品検査等に供するための断層撮影装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a tomography apparatus for use in product inspection using a computer tomography scanner.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

エンジンブロックやセラミックス板、或いは木材などの
物体における巣や亀裂などの内部欠陥や内部の組成、構
造などを検査できるようにすることは品質を保ち、不良
品をチェックするうえで重要である。
It is important to be able to inspect internal defects such as cavities and cracks in objects such as engine blocks, ceramic plates, or wood, as well as internal composition and structure, in order to maintain quality and check for defective products.

これらのうち、内部欠陥についてはX線テレビシステム
を用いてX線透視像をテレビモニタに表示し、観察した
り、或いは超音波を用いて探傷したりする方式が従来よ
りあるが、この場合に内部欠陥のおおよその様子はわか
るが、組成や構造まではつかむことができず、また原木
などでは内部欠陥のある場合その分布を正確に把握する
ことは製材を行ううえで重要であるが、長尺の物体にお
ける内部欠陥分布状態を正確に掴むことは困難であった
Among these, conventional methods for detecting internal defects include displaying and observing an X-ray fluoroscopic image on a TV monitor using an X-ray television system, or detecting flaws using ultrasonic waves. Although it is possible to see the general appearance of internal defects, it is not possible to determine the composition or structure.Also, when logs have internal defects, it is important to accurately understand their distribution when sawing lumber, but It has been difficult to accurately grasp the state of internal defect distribution in objects of this size.

そこで、内部欠陥や組成、構造などを精度良く測定する
ことができる装置として、コンピュータ・トモグラフィ
ースキャナ(以下、CT装置と称する)を利用すること
が考えられる。
Therefore, it is conceivable to use a computer tomography scanner (hereinafter referred to as a CT device) as a device that can accurately measure internal defects, composition, structure, etc.

即ち、CT装置とは例えば放射線源として扁平な扇状に
広がるファンビームX線を曝射する放射線源と、被検体
を介してこの放射線源に対峙して配され、前記ファンビ
ームX線の広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度刻みで180°〜360°にわた
って順次回転操作しながら被検体断層面の多方向からの
放射線(X線)吸収データを収集したのち、コンぎユー
タ等により画像再構成処理を施こし、断層像を再構成す
るようにしたもので、断層面会位置について組成に応じ
2000段階にもわたる階調で画像再構成できるので断
層面の状態を詳しく知ることができる。
That is, a CT apparatus includes, for example, a radiation source that emits fan-beam X-rays that spread in a flat fan shape, and is placed facing this radiation source through a subject, and is arranged so as to face the radiation source in the direction in which the fan-beam X-rays spread. A detector equipped with a plurality of radiation detection elements is used to detect the tomographic plane of the subject while sequentially rotating the radiation source and the detector in the same direction centering on the subject over a range of 180° to 360° in 1 degree increments. After collecting radiation (X-ray) absorption data from multiple directions, a computer etc. perform image reconstruction processing to reconstruct a tomographic image. Since the image can be reconstructed with multiple gradations, it is possible to understand the state of the tomographic plane in detail.

ところで、CT装置の放射線源としてX線管を用いる場
合、上述のように放射線吸収デアり収集は1度刻みで1
80°〜360°にわたって順次ファンビームX線を曝
射させつつ行うため、−断層面分のデータ収集に当って
は収集が終るまでにある程度の時間にわたり、X線を曝
射させる必要があることからX線がノぐルスX線であっ
たとしても連続X線と同様に考える必要があり、従って
連続X線であるための考慮が必要となる。
By the way, when an X-ray tube is used as a radiation source in a CT device, the radiation absorption and collection is performed in 1-degree increments as described above.
Since fan beam X-rays are sequentially irradiated over a range of 80° to 360°, it is necessary to irradiate X-rays for a certain amount of time until the collection is complete when collecting data for a tomographic plane. Therefore, even if the X-ray is a Noggles X-ray, it must be considered in the same way as a continuous X-ray, and therefore consideration must be given to the fact that it is a continuous X-ray.

それは、被検体透過後のX線強度を検知してそのX綜透
過断面の放射線吸収係数μをめる場合、被検体透過厚に
よるX線スペクト2ムの変化が再構成画像(CT像)に
悪影響を及ぼすからである。
When detecting the X-ray intensity after passing through the object and calculating the radiation absorption coefficient μ of the X-ray cross section, changes in the X-ray spectrum due to the thickness of the object passing through the object are reflected in the reconstructed image (CT image). This is because it has a negative impact.

すなわち、X線における低いエネルギのフォトンはど派
別が大きく、被検体における透過厚が増すにつれ、X線
質が硬化(スペクトラムの高エネルギ成分が相対的に大
きくなる)して本来、第1図にaで示すように理想的に
は線形変化となるものがbで示すように検出線量比Rが
透過厚に対して非線形の特性を示すようになり、均一の
物質からなる第2図(b)のような円柱体を被検体Sと
して用いてそのS′なる断面のデータ収集を行ってCT
像(再構成画像)を得たとしても、透過厚の大きい中央
部では放射線吸収係数μが低くなって、本来、第2図(
a)の■なる分布が得られるはずのものが、第2図(、
)の■の如き分布となり、該分布の如き偽像が構成され
ることになることから、X線出力の変動を押えるか変動
を監視してこの変動分と実際に被検体透過した際に受け
る域別特性を加味して適正なデータ補正を行わなければ
正確な検査ができないことになるからである。
In other words, low-energy photons in X-rays are divided into different groups, and as the transmission thickness of the object increases, the quality of the X-rays hardens (the high-energy components of the spectrum become relatively large), and the Ideally, the detected dose ratio R changes linearly as shown in a, but as shown in b, the detected dose ratio R shows non-linear characteristics with respect to the transmission thickness, and as shown in FIG. CT
Even if an image (reconstructed image) is obtained, the radiation absorption coefficient μ will be low in the central part where the transmission thickness is large, and the radiation absorption coefficient μ will originally be as shown in Figure 2 (
Figure 2 (,
), and a false image like this distribution will be formed. Therefore, suppress the fluctuation of the X-ray output or monitor the fluctuation, and compare this fluctuation with the amount received when it actually passes through the object. This is because accurate testing will not be possible unless appropriate data correction is performed in consideration of regional characteristics.

そこで通常は変動を監視してX線出力の変動分と平均的
にめた被検体透過の際の域別特性に対応した所定の補正
を行う方式をとる。
Therefore, a method is usually adopted in which the fluctuations are monitored and a predetermined correction is made in accordance with the fluctuations in the X-ray output and the region-by-area characteristics during passage through the object, which are averaged.

すなわち、第3図は線質硬化によるX線の実際の検出量
工、と正常な検出量■、との関係を示す図であり、この
関係を代数的に表現し、これより得た補正式をもって実
際の検出量Idから正常な検出量INを知るようにする
In other words, Figure 3 is a diagram showing the relationship between the actual detected amount of X-rays due to radiation hardening and the normal detected amount.This relationship is expressed algebraically and the correction formula obtained from this is The normal detection amount IN is known from the actual detection amount Id.

しかしながら、この補正式は被検体物質にもよるが、従
来においては対象物毎に補正式を決定する方法が無かっ
たために経験的な補正式に頼ることになり、従ってこれ
では対象物質によっては適正な補正ができず、正確な検
査ができなかった。
However, this correction formula depends on the analyte material, but in the past, there was no way to determine the correction formula for each target material, so it was necessary to rely on an empirical correction formula. It was not possible to make proper corrections, and accurate inspection was not possible.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、放射線透過
厚の大小に関係なく正確な放射線吸収係数を得ることが
でき、従って被検体の内部組成状況を精度良く測定する
ことのできるようにしたCT親装置よる断層撮影装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain an accurate radiation absorption coefficient regardless of the size of the radiation transmission thickness, and therefore, it is possible to accurately measure the internal composition of the subject. The object of the present invention is to provide a tomography apparatus using a CT master device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち、本発明は上記目的を達成するため、予定の平
面に沿って放射線ビームを放射する放射線源と、被検体
を介して対向して配され所定の空間分解能をもって前記
放射線ビームの強さを検出する検出器と、前記放射線源
と検出器とを前記被検体配設位置を中心に且つ被検体に
対し相対的に走査して被検体断層面の各位置及び各方向
における放射線吸収データ収集のための走査を行う走査
手段と、この走査によって得られた被検体断層面会位置
に対応した前記各方向毎の放射線吸収データ列に対し、
放射線線質硬化により生ずる被検体透過後の放射線の検
出出力レベルの正常値に対する誤差特性を示す式に基づ
いて補正すると共に放射線出力変動等に対する補正を施
こす前処理手段と、この前処理手段の出力データを格納
する投影データメモリと、前記前処理手段の出力するデ
ータまたは前記投影データメモリより読み出されたデー
タに対しコンデリュージョンおよびバックゾロジェクシ
ョンを行う再構成手段と、この再構成手段により得られ
たコンがリュージョン演算後のデータをそのバックプロ
ジェクション位置対応の画素位置に累積して格納するこ
とにより再構成画像を得る画像メモリと、この画像メモ
リ内の画像を表示する表示手段と、補正モード時に動作
して前記画像メモリ内の再構成画像を2値化して背景部
分のデータを零とした2値化像を得、これより被検体断
面における放射線透過経路上のデータを加算して被検体
断面における放射線透過経路長に対する放射線検出量比
の関係をめる手段、このめた関係より放射線線質硬化に
よる前記検出器の検出量と正常な検出量との関・ 係を
め、これを二階微分処理して前処理装置の前記式に代入
する係数及び放射線線質硬化に対する補正を行わない領
域の閾値をめて前記前処理手段に与える手段よりなる補
正係数決定手段と、補正モード時には前記放射線線質硬
化に対する補正を除く他の補正を施こすべく前記前処理
手段を制御し、これにより得られたデータを投影データ
メモリに格納すると共にこのデータを用いて再構成画像
を得た後、前記補正係数決定手段を作動させ請求めた前
記係数及び閾値な用いて前記投影データメモリのデータ
に対し放射線線質硬化に対する補正を行わせるべく前処
理手段を制御し、この補正後のデータを用いて画像再構
成させるべく制御する制御手段とより構成し、補正モー
ド時では被検体の投影データな線質硬化に対する補正を
除(他の各種補正を施こした状態で保存し、且つこの投
影データで画像の再構成を行つて得た画像を投影データ
より得た閾値を用いて2値化し、これより被検体断面の
X線経路長別検出量をめ、これより正常なX線の検出量
と線質硬化による実際のX線検出量との関係をめてその
特性よりその特性を反映する式の各係数及び線質硬化の
影響のない領域の閾値をめ、これらを前処理装置に与え
て該閾値を超える領域の投影データについて上記各係数
を用いた線質硬化補正を加えて後、画像再構成を行うよ
うにすることにより被検体が変っても補正モードを利用
することによって実測値に基づく被検体に対応した線質
硬化補正を行うことができるようにし、これによって線
質硬化による偽像の発生を抑えて正確1よ断層像が得ら
れるようにする。
That is, in order to achieve the above object, the present invention includes a radiation source that emits a radiation beam along a predetermined plane, and a radiation source that is placed opposite to each other through a subject and detects the intensity of the radiation beam with a predetermined spatial resolution. for collecting radiation absorption data at each position and in each direction of the tomographic plane of the subject by scanning the radiation source and the detector relative to the subject and centering on the subject placement position; a scanning means for scanning, and radiation absorption data rows for each direction corresponding to the tomographic position of the subject obtained by this scanning,
A preprocessing means for correcting the detection output level of the radiation after passing through the subject due to radiation hardening based on a formula showing the error characteristics with respect to a normal value, and also correcting for fluctuations in the radiation output, etc.; a projection data memory for storing output data; a reconstruction means for performing condelusion and backzolojection on the data output from the preprocessing means or the data read from the projection data memory; and the reconstruction means. an image memory for obtaining a reconstructed image by accumulating and storing the data obtained after the fusion calculation at a pixel position corresponding to the back projection position; and a display means for displaying the image in the image memory. , operates in the correction mode to binarize the reconstructed image in the image memory to obtain a binarized image with zero data in the background part, and from this, add data on the radiation transmission path in the cross section of the object. means for determining the relationship between the detected amount of radiation and the length of the radiation transmission path in the cross section of the object, and from this relationship, the relationship between the detected amount of the detector due to radiation hardening and the normal detected amount, a correction coefficient determining means comprising means for second-order differential processing of this and substituting it into the equation of the pre-processing device and a threshold value of an area where no correction for radiation hardening is to be performed and providing it to the pre-processing means; and a correction mode. At times, the preprocessing means is controlled to perform other corrections than the correction for radiation hardening, and the data obtained thereby is stored in a projection data memory, and this data is used to obtain a reconstructed image. After that, the correction coefficient determining means is operated to control the preprocessing means to perform correction for radiation hardening on the data in the projection data memory using the requested coefficients and the threshold value, and the data after this correction is and a control means for controlling image reconstruction using The image obtained by reconstructing the image using the projection data is binarized using the threshold value obtained from the projection data, and from this the detected amount of X-ray path length of the cross section of the object is determined, and from this, the normal X-ray Determine the relationship between the detected amount and the actual amount of X-rays detected due to radiation hardening, determine each coefficient of the equation that reflects the characteristics and the threshold value of the area not affected by radiation hardening, and use these in the preprocessing device. By applying radiation hardening correction using the above-mentioned coefficients to the projection data in the area exceeding the threshold value, and then reconstructing the image, even if the subject changes, the correction mode can be used. It is possible to perform radiation hardening correction corresponding to the subject based on actual measurement values, thereby suppressing the generation of false images due to radiation hardening and obtaining an accurate tomographic image.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第4図は本装置の基本的構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the basic configuration of this device.

図中1は回転可能に支持され、中央に被検体Sを配設す
るための孔1aを設けて成る架台であり、この架台1の
一端部と前記孔1aの近傍には孔1aを介してX線源2
とX線検出用の検出器3が互いに対峙されて設けである
In the figure, reference numeral 1 denotes a pedestal that is rotatably supported and has a hole 1a in the center for arranging the subject S. One end of this pedestal 1 and the vicinity of the hole 1a are connected through the hole 1a. X-ray source 2
and a detector 3 for X-ray detection are provided facing each other.

X線源2にはそのX線放射口側に重金属製の絞りが取り
付けてあり、この絞りにより、扁平で扇状の拡がりを有
するファンビームXiF Bを検出器3に向は放射する
ことができるようになっている。このファンビームX線
F Bの拡がり角αは架台1における孔1aの開口径を
覆うことができる程度に予め設定しである。
The X-ray source 2 is equipped with a heavy metal diaphragm on the X-ray emission port side, and this diaphragm allows it to emit a fan beam XiF B that is flat and has a fan-like spread toward the detector 3. It has become. The spread angle α of this fan beam X-ray FB is preset to such an extent that it can cover the opening diameter of the hole 1a in the pedestal 1.

また、前記検出器3は放射線の強さに応じた電気信号を
出力する放射線検出素子3aを所定の間隔で複数個、フ
ァンビームX線FBの拡がり方向に並設して成るもので
、各放射線検出素子3aは各々の放射線検出素子3aと
X線源2とを結ぶX線通路(これをX線パスと云う)を
通ってこのX線源2から到達するX線の強度を検出する
Further, the detector 3 is made up of a plurality of radiation detection elements 3a that output electrical signals according to the intensity of radiation and are arranged in parallel at predetermined intervals in the direction of spread of the fan beam X-ray FB, so that each radiation The detection element 3a detects the intensity of X-rays arriving from the X-ray source 2 through an X-ray path (referred to as an X-ray path) connecting each radiation detection element 3a and the X-ray source 2.

放射線検出素子3aの各出力はCT装置全体の制御を司
る言1算制御ユニット4に与えられ、この計算制御ユニ
ット4には検出器3の出力がら再お4成して得た被検体
5OCT像等を表示するブラウン管等による表示装置5
が接続されている。尚、6は架台1を回転駆動させる駆
動装置である。
Each output of the radiation detection element 3a is given to a calculation control unit 4 that controls the entire CT apparatus, and this calculation control unit 4 receives a 5OCT image of the subject obtained by recombining the output of the detector 3. Display device 5 using a cathode ray tube or the like to display etc.
is connected. Note that 6 is a drive device that rotationally drives the pedestal 1.

第5図は前記計算制御ユニット4の構成を示すブロック
図であり、図中20は前記架台1及びX線源2及び検出
器3及び駆動装置6より成る撮影系である。よた5は表
示装置である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the calculation control unit 4, and 20 in the figure is an imaging system comprising the gantry 1, the X-ray source 2, the detector 3, and the drive device 6. Yota 5 is a display device.

2ノは操作者がシステムと対話(すなわち、システムに
対する種々の指示等)を行うためのコンソール、22は
このコンソール21からの指令内容にしたがって全体の
制御を司る制御装置、23はデータ等の授受を行うため
のパス、24は前記制御装置22からの指令により前記
撮影系20の架台1をスキャン(回転走査)させ、また
、X線曝躬制御を行うと共に検出器3により出力される
検出信号を各放射線検出素子側に収集積分し、−投影方
向毎に各X線・ぐス単位で得たアナログデータからアナ
ログ・ディジタル変換(A/])変換)によりディジタ
ルデータを得てそのデータを送り出すデータ収集装置、
25は前処理装置で、このデータ収集装置24から送ら
れて来るデータ(X線吸収データすなわち、X線強度の
データ)を逐次、線質硬化補正、X線強度補正(X線の
発生は一定ではなく波うっているので、X線源の出方す
るX線をモニタする図示しないレファレンス用の検出器
にてX線源出力X線の一部を検出し、この検出出力を参
照して所定のX線強度のX線が曝射され鳩舎における値
になるようにする補正)、検出系特性補正(検出器3、
積分器、い変換器等の検出系の時間的変動の補正)を行
う。また、この前処理装置25には行わせる補正の登録
を行うコマンドレジスタが設けてあり、上記各種の補正
をかけるか否かがこのコマンドレジスタにより選択でき
るよう尾なっている。
2 is a console for the operator to interact with the system (that is, give various instructions to the system, etc.), 22 is a control device that controls the entire system according to the contents of commands from the console 21, and 23 is a control device for exchanging data, etc. 24 is a path for scanning (rotation scanning) the gantry 1 of the imaging system 20 according to a command from the control device 22, and also performs X-ray exposure control and a detection signal output by the detector 3. is collected and integrated on each radiation detection element side, and digital data is obtained by analog-to-digital conversion (A/] conversion) from the analog data obtained in each X-ray/gas unit for each projection direction, and the data is sent out. data collection equipment,
25 is a preprocessing device that sequentially processes the data sent from the data collection device 24 (X-ray absorption data, that is, X-ray intensity data), performs radiation quality hardening correction, and X-ray intensity correction (the generation of X-rays is constant). Therefore, a part of the X-rays output from the X-ray source is detected by a reference detector (not shown) that monitors the X-rays emitted from the X-ray source. (correction so that the X-ray intensity is the same as the value in the pigeon house), detection system characteristic correction (detector
(correction of temporal fluctuations in detection systems such as integrators and converters). Further, the preprocessing device 25 is provided with a command register for registering corrections to be performed, and the command register is used to select whether or not to apply the various corrections described above.

尚、線質硬化補正は第3図に示すような正常な検出量I
Nと線質硬化による実際の検出量Idとの関係を2次式
で表現してIdがらINを算出する。
Note that the radiation hardening correction is based on the normal detection amount I as shown in Figure 3.
The relationship between N and the actual detection amount Id due to radiation hardening is expressed by a quadratic equation, and IN is calculated from Id.

Id<It の時 IN = Id Id≧工T の時 IN = aI/+b I d+c
 ・=(1)但しa@b@cは係数、17は閾値でこれ
らは後述する補正係数決定装置で決定され、前処理装置
25内のレジスタに1き込まれる。そして、IdからI
Nへの換算は前処理装置25の該換算を行うためのハー
ドウェアにより実行されるようにしである。
When Id<It, IN = Id When Id≧T, IN = aI/+b I d+c
.=(1) However, a@b@c is a coefficient, and 17 is a threshold value, which are determined by a correction coefficient determining device to be described later, and 1 is written into a register in the preprocessing device 25. And from Id to I
The conversion to N is performed by the hardware of the preprocessing device 25 for performing the conversion.

更に前処理装置25はこれら補正後のデータについて該
データの得られた投影方向、すなわちX線放射方向にお
けるノクラセルビーム(各X線)パスが平行状態)であ
った場合に各X線A?ス上の得られるべきデータとなる
よう置換処理して投影データ列を得る機能を有する。
Further, the preprocessing device 25 determines the corrected data for each X-ray A? when the Nocra cell beam (each X-ray) path in the projection direction in which the data was obtained, that is, in the X-ray emission direction, is in a parallel state. It has a function to obtain a projection data string by performing replacement processing so as to match the data that should be obtained on the screen.

27は投影データメモリであり、この投影データメモリ
27は前記前処理装置25の出力する各投影方向毎の投
影データを記憶するものである。この記憶は記憶データ
なG(X、θ)とすると、 G(X、θ) (X = 0〜2Np、 、θ=θaX
 K (K = O〜Nn )θR−3600)単位で
検索できるようになってNR いる。但し2Npは検出器のチャンネル数、NRはレイ
数すなわち投影方向を変えて行ったX線の投影数(曝射
数)、θRは各投影方向毎の切換え角度である。従って
、第6図のようなマトリ、クスとしてとらえることがで
きる。
27 is a projection data memory, and this projection data memory 27 stores projection data for each projection direction output from the preprocessing device 25. If this memory is stored data G(X, θ), then G(X, θ) (X = 0~2Np, , θ=θaX
It is now possible to search in units of K (K = O ~ Nn) θR - 3600). Here, 2Np is the number of channels of the detector, NR is the number of rays, that is, the number of X-ray projections performed by changing the projection direction (the number of exposures), and θR is the switching angle for each projection direction. Therefore, it can be regarded as a matrix or a box as shown in FIG.

26は再構成装置であり、この再構成装置26は前記前
処理装置25または投影データメモリ27から与えられ
る各投影データとフィルタ関数との積和(コンビリュー
ジョン)をとり、その各値を投影方向に対し逆投影(パ
ックプロジェクション)して各X線パス毎に画像メモリ
28上の対応する画素位置のメモリアドレスに与えてゆ
くものである。
26 is a reconstruction device, and this reconstruction device 26 calculates the sum of products (convolution) of each projection data given from the preprocessing device 25 or the projection data memory 27 and a filter function, and projects each value. The image is back-projected (pack projection) in the direction and given to the memory address of the corresponding pixel position on the image memory 28 for each X-ray pass.

上記画像メモリ28は少なくとも一画面の容量(例えば
512X512画素)以上のメモリ容量を持つもので、
再構成装置26から与えられたデータを累積して格納し
てゆく機能を有する。
The image memory 28 has a memory capacity that is at least the capacity of one screen (for example, 512 x 512 pixels),
It has a function of accumulating and storing data given from the reconstruction device 26.

また、その記憶内容Im(x*y)(但しx、yは上記
例の場合0<xty≦511)単位で検索できる。XI
7は表示装置5の座標と考えることができ、第7図の如
きである。また、この画像メモリ28は補正係数決定装
置290作業メモリとしても利用される。
Further, the stored content Im(x*y) (where x and y are 0<xty≦511 in the above example) can be searched. XI
7 can be considered as the coordinates of the display device 5, as shown in FIG. The image memory 28 is also used as a working memory for the correction coefficient determination device 290.

前記補正係数決定装置29は制御装置22の制御のもと
に動作し、画像メモリ28上のデータから補正係数a、
b、c及びITをめて前記前処理装置25にこのめた補
正係数を与えるものである。
The correction coefficient determination device 29 operates under the control of the control device 22 and determines the correction coefficients a, a,
b, c, and IT are combined to provide the preprocessing device 25 with the correction coefficient.

ここで、補正係数決定装置29の機能をもう少し詳しく
説明しておく。
Here, the function of the correction coefficient determining device 29 will be explained in more detail.

すなわち、補正係数決定装置29は制御装置22から動
作指令を受けると、第1に画像メモリ28内の記憶内容
(再構成された画像データ)IM(XIF)を読み中間
値Mを決定する。この中間値は最大値と最小値の平均値
である。
That is, when the correction coefficient determination device 29 receives an operation command from the control device 22, it first reads the storage contents (reconstructed image data) IM (XIF) in the image memory 28 and determines the intermediate value M. This intermediate value is the average value of the maximum value and the minimum value.

これが終ると第2段階に進む。ここでは中間値Mを閾値
として画像メモリ28上にある再構成画像データを2値
化し、断層像の影絵を得る。
Once this is complete, proceed to the second stage. Here, the reconstructed image data on the image memory 28 is binarized using the intermediate value M as a threshold value to obtain a silhouette of the tomographic image.

この2値化による像は今まで画像メモリ28上にあった
再構成画像に代り、画像メモリ28上に記憶される。本
装置は鉄材やセラミックス材などのようにほぼ均一な組
成を持つ被検体を憇定しているため、このような単純な
閾値でも精度良く影絵を得ることができる。
This binarized image is stored on the image memory 28 in place of the reconstructed image that has been on the image memory 28 up to now. Since this device specifies objects with a nearly uniform composition, such as iron or ceramic materials, it is possible to obtain shadow pictures with high accuracy even with such a simple threshold value.

これが終ると第3段階に入る。ここでは2値化像と投影
データメモリ27から読み出された投影データG(X、
θ)とから第1図のような透過厚と検出量比の表(以下
これをA表と呼ぶ)を補正係数決定装置29内に設けで
あるユニバーサルメモリに作成する。
Once this is complete, we move on to the third stage. Here, the binarized image and the projection data G(X,
θ), a table of transmission thickness and detected amount ratio (hereinafter referred to as A table) as shown in FIG. 1 is created in a universal memory provided in the correction coefficient determination device 29.

A表の作成方法は第8図(a)に示すように被検体Sの
再構成画像より得た2値化像を考えるとこの2値化像の
被検体S部分はII l #、背景及び中空部は主に空
気であるのでX線吸収係数が小さいことがら′0#どな
っていることから、X線源2のX線曝射角度(投影角度
)θに対応させ、検出器3の放射線検出素子の各位置X
とX線源2の焦点とを結ぶ直線(X線・ぐス)Dを画像
上に投写して考えればIHなるデータの領域をよぎる経
路長がめられ、その経路長に対応する投影データG(X
、θ)が得られることになる。
The method for creating Table A is as shown in Figure 8(a). Considering the binarized image obtained from the reconstructed image of the subject S, the subject S portion of this binarized image is II l #, background and Since the hollow part is mainly made of air, the X-ray absorption coefficient is small. Each position of radiation detection element
If we project a straight line (X-ray gas) D connecting the focus point of the X-ray source 2 and X
, θ) will be obtained.

これをすべてのθとXにつ〜・て実行し、平均すれば第
8図(b)の如きA表が得られる。
If this is executed for all θ and X and averaged, Table A as shown in FIG. 8(b) will be obtained.

ただし、直線りは1画面構成が512X512画素より
成るマトリックス構成のディジタル画像上に引くので、
第9図のように直線りは画像上では直線りの位置に最も
近い画素位置に対応されLのように納まって全体から見
れば階段状になる。尚Pは各画素位置である。
However, since the straight line is drawn on a digital image with a matrix configuration where one screen configuration consists of 512 x 512 pixels,
As shown in FIG. 9, the straight line corresponds to the pixel position closest to the position of the straight line on the image, and it fits like L, and when viewed from the whole, it has a step-like shape. Note that P is each pixel position.

この第3段階での処理は一見複雑なように見えるが、ハ
ードウェアで一度決定すれば単純な繰り返しであるので
それほど繁雑ではない。
The processing at this third stage may seem complicated at first glance, but it is not so complicated because once it is determined by the hardware, it is a simple process of repetition.

これが終ると次に第4の段階に入る。ここではA表をも
とVC第3図に示すような正常な検出量比INと線質硬
化による実際の検出量比Idとの関係表(以下これをB
表と呼ぶ)をユニバーサルメモリ上に作成する。データ
点数はA表と同じであるから、同じメモリ上に簡単に作
成できる。この作成したB表を第10図に示しておく。
Once this is complete, we move on to the fourth stage. Here, based on Table A, we will introduce a relationship table between the normal detection amount ratio IN and the actual detection amount ratio Id due to radiation hardening as shown in VC Figure 3 (hereinafter referred to as B
table) in universal memory. Since the number of data points is the same as Table A, it can be easily created on the same memory. This created Table B is shown in FIG.

これが終ると次に第5の段階に入る。ここではB表をも
とに前処理装置25で用いる第1式の係数a、b、c及
び閾値ITを決定する。この決定はディジタル値である
ために差分をとって行うが第11図を用いて説明すると
次のようになる。
Once this is complete, we move on to the fifth stage. Here, the coefficients a, b, c and threshold value IT of the first equation used in the preprocessing device 25 are determined based on Table B. Since this is a digital value, this determination is made by calculating the difference, and the explanation will be as follows using FIG. 11.

尚、装置内では当然数値のみで処理を行うので第11図
のようにイメージは全く存在しない。
Incidentally, since the apparatus naturally processes only numerical values, there is no image as shown in FIG. 11.

また、cは第11図(a)を用いてa Hb I I7
より計算できる。ここで第11図の方法の問題点は第1
1図(、)が二次式で表現できるとしたところにあり、
実際にはn次式であるから第11図のように明確にはで
きない。従って、本装置では近似的に′″0#であるI
Tを選び(ITの選定はそれほど影響しない)、第11
図(e)のITの点をもって2aを決定する。このこと
はn次式の三次以上の項を無視したことを意味する。
Also, c is a Hb I I7 using Fig. 11(a).
It can be calculated more easily. Here, the problem with the method shown in Figure 11 is the first
Figure 1 (,) can be expressed by a quadratic equation,
In reality, it is an n-dimensional equation, so it cannot be clearly expressed as shown in FIG. Therefore, in this device, I which is approximately '''0#
Select T (the choice of IT does not have much influence) and select the 11th
2a is determined using the IT point in Figure (e). This means that the third-order or higher-order terms of the n-order equation are ignored.

以下、第5の段階の作業を説明すると、まず検出器3に
よって検出される正常なX線の検出量INと線質硬化に
よる実際の検出量Idとの関係を示すB表のデータ(ど
れが第11図(a)であり、これを近似的に式で表わす
と第1式の如くIa<Itの範囲ではIN=■d、I≧
ITの範囲ではIN = aId”+bI、1 + c
 )より得られる前記第1式を一階微分(実際には差分
なとる)する。
To explain the work in the fifth stage, first, the data in Table B showing the relationship between the normal X-ray detection amount IN detected by the detector 3 and the actual detection amount Id due to radiation hardening (which This is shown in Figure 11(a), and this can be expressed approximately as a formula, as in the first formula, in the range Ia<It, IN=■d, I≧
In the IT range IN = aId”+bI, 1 + c
) is first-order differentiated (actually, it is taken as a difference).

これにより Ia<It の範囲では 工N′=1 1d≧IT の範囲では IH’=2aI、1 + b
・・・(2)なる結果が得られ、これをグラフで示すと
第11図(b)の如きとなる。
As a result, in the range Ia<It, IH'=2aI, 1 + b, in the range 1d≧IT
...(2) is obtained, and this is shown in a graph as shown in FIG. 11(b).

これを更に微分する。これで二階微分されたことに1エ
リ、これにより Ia<IT の範囲では IN’=O Id≧IT の範囲では IN“= 2a −(3)な
る結果が得られ、これをグラフに示すと第11図(c)
の如きとなる。これより近似的に0#であるITを選び
そのI、の点をもって2aを決定する。これにより三次
以降の項を無視したかたちではあるが、aとITが得ら
れる。aとITが決5ま、れば第11図(b)上で傾き
が2aあり、且つ(ITt 1 )を通る直線を考えれ
ばbが決定でき、同様にしてCも決定できる。
Differentiate this further. This results in second-order differentiation, which gives us the results that in the range Ia<IT, IN'=O, and in the range Id≧IT, IN"=2a - (3), which is shown in the graph as follows. Figure 11(c)
It will be like this. From this, select IT which is approximately 0# and determine 2a using the point I. As a result, a and IT can be obtained, although the terms after the third order are ignored. If a and IT are determined, b can be determined by considering the slope 2a in FIG. 11(b) and a straight line passing through (ITt 1 ), and C can be determined in the same way.

このようにして得られたa、b、c及びITを前処理装
置25内のレジスタに書き込む。
A, b, c, and IT thus obtained are written into a register in the preprocessing device 25.

次に上記した構成の本装置の作用について説明する。Next, the operation of this apparatus having the above-described configuration will be explained.

架台1の孔1aに被検体Sを配し、コンソール2ノから
スキャン指令を出す。ただし、ここではノーマルスキャ
ンと補正スキャンの選択を行っておく。ここで補正スキ
ャンとは補正係数の設定をしなおすスキャンであり、ノ
ーマルスキャンとは補正係数を現状のままとしてスキャ
ンすることを指して−(−イ。
A subject S is placed in the hole 1a of the mount 1, and a scan command is issued from the console 2. However, here, select between normal scan and correction scan. Here, the correction scan is a scan that resets the correction coefficients, and the normal scan is a scan with the correction coefficients as they are.

スキャン指令が発令されると制御装置22は補正スキャ
ンであるかノーマルスキャンであるかによりスキャンの
スケジュールを選択してこのスケジュールに従って制御
装置22はデータ収集装置24にスキャンの制御出力を
与える。
When a scan command is issued, the control device 22 selects a scan schedule depending on whether it is a correction scan or a normal scan, and in accordance with this schedule, the control device 22 provides a scan control output to the data acquisition device 24.

今、ノーマルスキャンのモードの場合について説明する
と、このモードでは制御装置22の制御のもとにデータ
収集袋N、24は架台1を例えば1度刻みに180°(
〜360°)にわたって順次回転させるべく駆動装置6
を制御すると共に各角度位置毎にX線源2よりファンビ
ームX線FBを発生させるべくX線曝射制御を行う。
Now, to explain the case of the normal scan mode, in this mode, under the control of the control device 22, the data collection bag N, 24 moves the gantry 1 by 180 degrees (
~360°)
At the same time, X-ray exposure control is performed to generate fan beam X-rays FB from the X-ray source 2 at each angular position.

このファンビームX線FBは架台1の孔1aを介してX
線源2に対峙して配される検出器3に入射し、検出器3
0個々の放射線検出素子3aによりその各入射X線強度
に対応した電気信号として検出される。
This fan beam X-ray FB passes through the hole 1a of the mount 1
The radiation enters the detector 3 arranged opposite to the radiation source 2, and the detector 3
0 is detected by each radiation detection element 3a as an electrical signal corresponding to each incident X-ray intensity.

この検出された各放射線検出素子毎の電気信号は各別に
データ収集装置24の積分器で積分され、い変換されて
ディジタルデータ化される。そして、これら各放射線検
出素子毎のディジタルデータは前処理装置25に送られ
る。
The detected electrical signals for each radiation detection element are individually integrated by an integrator of the data acquisition device 24, and converted into digital data. Then, these digital data for each radiation detection element are sent to the preprocessing device 25.

−投影方向に対してのデータ収集と前処理装置25への
伝送が終るとデータ収集装置24は次に1°架台1を回
転させ、X線曝射制御を行って次のデータの収集を行う
。このようにして0゜〜180°(または360°)ま
での範囲にわたってデータの収集を行ってゆく。
- After data collection in the projection direction and transmission to the preprocessing device 25 is completed, the data collection device 24 then rotates the pedestal 1 by 1°, performs X-ray exposure control, and collects the next data. . In this way, data is collected over the range from 0° to 180° (or 360°).

一方、各投影方向毎に逐次データ収集装置膜 24より送られて来る各〆射線検出素子別のデータを受
けると前処理装置25はこの各ゾーンについてX線強度
補正、検出系特性補正などの補正を行い、そして同一投
影方向におけるデータ(パラレルビームによって得られ
たデータ)の列となるようにしてこれを投影データメモ
リ27及び再構成装置26へ送る。再構成装置26はこ
のデータを受けるとこのデータに対しテコンポリーーシ
ョンを行い、そして更にバックノロジェクションを行っ
てその結果を画像メモリ28の対応する画素位置のアド
レスに格納させる。
On the other hand, upon receiving data for each ray detection element sequentially sent from the data acquisition device membrane 24 for each projection direction, the preprocessing device 25 performs corrections such as X-ray intensity correction and detection system characteristic correction for each zone. Then, data in the same projection direction (data obtained by parallel beams) is sent to the projection data memory 27 and the reconstruction device 26 in a sequence. When the reconstruction device 26 receives this data, it performs deconpolation on this data, and further performs back projection and stores the result at the address of the corresponding pixel position in the image memory 28.

このようにして逐次投影角度を変えて得たデータについ
てそれぞれコンデリュージョンとバックプロノエクショ
ンを行い、それを画像メモリ28上の対応画素位置に累
積格納してゆく。
Condelusion and backpronometry are performed on the data obtained by successively changing the projection angle in this way, and the data are accumulated and stored in corresponding pixel positions on the image memory 28.

全投影角度についての上記作業が終了すると再構成装置
26から制御装置22に完了信号を出力する。これによ
り制御装置22は画像メモリ28上のデータを順次読み
出し、これをD/A変換して映像信号化した後、表示装
置5に与え、この表示装置5上に再構成画像として表示
させる。そして、制御装置22はコンソーに21にスキ
ャン終了のメツセージを出す。
When the above operations for all projection angles are completed, a completion signal is output from the reconstruction device 26 to the control device 22. As a result, the control device 22 sequentially reads the data on the image memory 28, converts it into a video signal by D/A converting it, and then supplies it to the display device 5 to display it as a reconstructed image on the display device 5. Then, the control device 22 issues a message to the console 21 indicating that the scan is complete.

以上はノーマルスキャンモードの場合の説明であったが
、次に補正スキャンのモードについて説明する。
The above has been a description of the normal scan mode, but the correction scan mode will now be described.

このモードが指定されているとスキャン指令が発令され
た時点で制御装置22は補正スキャンのスケジュールを
選択し、このスケジュールにしたがって制御装置22は
データ収集装置24にスキャンの制御出力を与える。す
るとデータ収集装置24は制御装置22の制御のもとに
架台1を例えば1°刻みに180°(〜360°)にわ
たって順次回転させるべく駆動装置6を制御すると共に
各角度位置毎にX線源2よりファンビームX線FBを発
生させるべくX線曝射制御を行う。
When this mode is specified, the control device 22 selects a correction scan schedule when a scan command is issued, and the control device 22 provides a scan control output to the data acquisition device 24 in accordance with this schedule. Then, the data acquisition device 24 controls the drive device 6 under the control of the control device 22 to sequentially rotate the gantry 1 over 180° (~360°) in 1° increments, and also rotates the X-ray source at each angular position. 2, X-ray exposure control is performed to generate fan beam X-rays FB.

このファンビームX線FBは架台1の孔Jaを介してX
線源2IC対峙して配される検出器3に入射し、検出器
30個々の放射線検出素子3aによりその各入射X線強
度に対応した電気。
This fan beam X-ray FB is transmitted through the hole Ja of the mount 1.
Electricity is incident on the detector 3 arranged opposite to the radiation source 2IC, and is detected by each radiation detection element 3a of the detector 30, corresponding to the intensity of each incident X-ray.

信号として検出される。Detected as a signal.

この検出された各放射線検出素子毎の電気信号は各別に
データ収集装置24の積分器で積分され、い変換されて
ディジタルデータ化される。そして、これら各放射線検
出素子毎のディジタルデータは前処理装置25に送られ
る。
The detected electrical signals for each radiation detection element are individually integrated by an integrator of the data acquisition device 24, and converted into digital data. Then, these digital data for each radiation detection element are sent to the preprocessing device 25.

−投影方向に対してのデータ収集と前処理装置25への
伝送が終るとデータ収集装置24は次に1°架台1を回
転させ、X線曝射制御を行って次のデータの収集を行う
。このようにして0゜〜180°(または360°)ま
での範囲にわたってデータの収集を行ってゆく。
- After data collection in the projection direction and transmission to the preprocessing device 25 is completed, the data collection device 24 then rotates the pedestal 1 by 1°, performs X-ray exposure control, and collects the next data. . In this way, data is collected over the range from 0° to 180° (or 360°).

一方、各投影方向毎に逐次データ収集装置24より送ら
れて来る各放射線検出素子毎のデータを受けると前処理
装置25はこの各データについて線質硬化補正を除く前
記すべての補正を行い、そして同一投影方向におけるデ
ータ(ノクラセルビームによって得られたデータ)の列
となるようにしてこれを投影データメモリ27及び再構
成装置26へ送る。
On the other hand, upon receiving the data for each radiation detection element sequentially sent from the data acquisition device 24 for each projection direction, the preprocessing device 25 performs all the above-mentioned corrections except for the radiation hardening correction for each data, and The data in the same projection direction (data obtained by the Nocra cell beam) is sent to the projection data memory 27 and the reconstruction device 26 in a row.

再構成装置26はこのデータを受けるとこのデータに対
してコンビリュージョンを行い、そして更にパックプロ
ノエクションを行ってその結果を画像メモリ28の対応
する画素位置のアドレスに格納させる。
When the reconstruction device 26 receives this data, it performs convolution on this data, and further performs pack pronoection and stores the result at the address of the corresponding pixel position in the image memory 28.

このようにして逐次投影角度を変えて得たデータについ
てそれぞれコンビリュージョンとパックゾロジェクショ
ンを行い、それを画像メモリ28上の対応画素位置に累
積格納してり)く。
In this way, convolution and packzolojection are performed on the data obtained by successively changing the projection angle, and the results are cumulatively stored in corresponding pixel positions on the image memory 28.

全投影角度についての上記作業が終了すると再構成装置
26から制御装置22に完了信号を出力する。
When the above operations for all projection angles are completed, a completion signal is output from the reconstruction device 26 to the control device 22.

すると制御装置22は次に補正係数決定装置29を作動
させて前述した如き補正係数設定手順の実行を開始させ
る。
Then, the control device 22 then operates the correction coefficient determination device 29 to start executing the correction coefficient setting procedure as described above.

すなわち、補正係数決定装置29はまずはじめに画像メ
モリ28内のデータを読み、これらのデータから中間値
Mをめる。次にこのめた中間値Mを閾値として画像メモ
リ28内のデータ(再構成画像のデータ)を順次2値化
する”。
That is, the correction coefficient determining device 29 first reads the data in the image memory 28 and calculates the intermediate value M from these data. Next, the data in the image memory 28 (reconstructed image data) is sequentially binarized using the thus obtained intermediate value M as a threshold value.

そして次に補正係数決定装置29はこの2値化によって
得られた2値化像を利用して前述した経路長と検出量比
×にのA表を作成する。そして次に補正係数決定装置2
9はこのA表から正常なX線の検出量1.と線質硬化に
よる実際の検出量Idとの関係を示すB表を作成する。
Next, the correction coefficient determination device 29 uses the binarized image obtained by this binarization to create the above-mentioned table A of path length and detection amount ratio x. Then, correction coefficient determining device 2
9 is the normal detected amount of X-rays from this table A. Table B is created showing the relationship between Id and the actual detected amount Id due to radiation hardening.

次にこのB表のデータに差分処理を行って検出される正
常なX線の検出量INと線質硬化による実際の検出量I
dとの関係を示す特性(第11図(a))の式(第1式
)における係数a、b、c及び変化点の閾値工Tを決定
する。
Next, the data in Table B is subjected to differential processing to determine the normal detected amount IN of X-rays and the actual detected amount I due to radiation hardening.
The coefficients a, b, and c in the equation (first equation) of the characteristic (FIG. 11(a)) showing the relationship with d and the threshold value T of the change point are determined.

補正係数決定装置29は次にこのa、bIc。The correction coefficient determining device 29 then calculates a and bIc.

ITを前処理装置25に送り、この前処理装置25内の
これらa * b t e r ITを格納するレジス
タに格納する。そして、次に補正係数決定装置29は制
御装置22に補正係数決定作業が完了したことを知らせ
る。
The ITs are sent to the preprocessing device 25 and stored in a register in the preprocessing device 25 that stores these a*b ter ITs. Then, the correction coefficient determination device 29 notifies the control device 22 that the correction coefficient determination work has been completed.

するとこれを受けて制御装置22は次に投影データメモ
町27内の投影データを前処理装置25に送る。この投
影データはm質硬化補正の成されていないデータである
ので、前処理装置25によりそのレジスタに新しく設定
された前述の係数a、b、c及び閾値Iτを用いて第1
式による補正を行わせる。
Then, in response to this, the control device 22 next sends the projection data in the projection data memo town 27 to the preprocessing device 25. Since this projection data is data that has not been subjected to m-quality hardening correction, the first
Perform correction using the formula.

制御装置22はこの前処理装置25により補正されたデ
ータを投影データメモリ27に戻すと共に再構成装置2
6に送る。そして、この再構成装置26により順次、コ
ンビリュージョンとバックゾロジェクション行わせ、そ
の結果を画像メモリ28の対応する画素位置のアドレス
に格納させる。
The control device 22 returns the data corrected by the preprocessing device 25 to the projection data memory 27, and also returns the data corrected by the preprocessing device 25 to the reconstruction device 2.
Send to 6. Then, the reconstruction device 26 sequentially performs convolution and backzolojection, and stores the results at the address of the corresponding pixel position in the image memory 28.

このようにして逐次投影角度を変えて得たデータについ
てそれぞれコンボリューションとバックプ四ジェクショ
ンを行い、それを画像メモリ28上の対応画素位置に累
積格納してゆく。
Convolution and back projection are respectively performed on the data obtained by successively changing the projection angle in this way, and the data are accumulated and stored in corresponding pixel positions on the image memory 28.

全投影角度についての上記作業が終了すると再構成装置
26から制御装置22に完了信号が出力される。これに
より制御装置22は画像メモリ28上のデータを順次読
み出し、これをD/A変換して映像信号化した後、表示
装置5に与え、この表示装置5上に再構成画像とじ又表
示させる。そして、制御装置22はコンソー/I/21
にスキャン終了のメツセージを出す。
When the above operations for all projection angles are completed, a completion signal is output from the reconstruction device 26 to the control device 22. As a result, the control device 22 sequentially reads the data on the image memory 28, converts it into a video signal by D/A converting it, and supplies it to the display device 5, on which the reconstructed image is displayed. The control device 22 is a conso/I/21
A message indicating the completion of scanning will be displayed.

このように補正スキャンのモードでは被検体の投影デー
タを線質硬化に対する補正を除く各種補正を施こした状
態で保存し、且つこの投影データで再構成を行って得た
画像を投影データの中間値を閾値として2値化し、これ
より被検体断面のX綜経路長別検出量をめ、これより正
常なX線の検出量と線質硬化による実際のX線検出量と
の関係をめてその特性よりその特性を反映する式の各係
数及び線質硬化の影響のない領域の閾値なめ、これらを
前処理装置に与えて該閾値を超える領域の投影データに
ついて上記各係数を用いた線質硬化補正を加えて後再構
成を行うようにしたので、被検体が変っても補正スキャ
ンモードな利用することによって実測値に基づく被検体
に対応した線質硬化補正を行うことができ、従って正確
な断層像が得られるようになる。
In this way, in the correction scan mode, the projection data of the object is saved with various corrections except for radiation hardening, and the image obtained by reconstructing this projection data is used as an intermediate image of the projection data. The value is binarized as a threshold, and from this the detected amount for each X-heave path length of the cross section of the object is determined, and from this, the relationship between the normal detected amount of X-rays and the actual detected amount of X-rays due to radiation hardening is determined. The coefficients of the formula that reflect the characteristics and the threshold value of the area not affected by radiation hardening are given to the preprocessing device, and the radiation quality using the above coefficients is applied to the projection data of the area exceeding the threshold value. Since hardening correction is added and post-reconstruction is performed, even if the object changes, by using the correction scan mode, radiation hardening correction can be performed based on the actual measurement values and is therefore accurate. It becomes possible to obtain accurate tomographic images.

従って、金属やセラミックス、木材などのように内部組
成の比較的一様な被検体について内部組成変化を精度良
く測定できるようになる。
Therefore, it becomes possible to measure internal composition changes with high precision for specimens with relatively uniform internal compositions, such as metals, ceramics, wood, and the like.

尚、本発明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、例えば上記の実施例はX線源と検
出器を被検体を中心に回転させてデータ収集してゆ(R
−R方式の装置を示したが、これは被検体を回転させて
X線源と検出器は定位置に置く方式のものとしても良く
、またX線源と検出器を被検体を中心に平行移動と回転
移動を行う(被検体側を平行移動及び回転移動させるこ
ともできる)T−R方式いわゆる第11第2世代と呼ば
れるCT架装置ついて適用することもでき、更に円形に
検出器を配し、その中心に被検体を配すると共にX線源
のみを被検体を中心に回転させてデータを収集したり、
或いは円形に検出器を配し、且つ複数個のX線源をその
内側に適宜なる間隔で配し、中心には被検体を配してX
線源な順次選゛択してX線曝射を行うこと−よりデータ
収集するいわゆる第4世代と呼ばれる方式のCT架装置
に対しても適用できる。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist. Rotate around the subject to collect data (R
-R type equipment is shown, but it is also possible to use a system in which the subject is rotated and the X-ray source and detector are placed in fixed positions, or the X-ray source and detector are parallel to each other with the subject at the center. It can also be applied to CT rack equipment called the 11th and 2nd generation TR system, which moves and rotates (the subject side can also move parallelly and rotationally), and furthermore, the detector is arranged in a circle. Then, the subject is placed in the center and the X-ray source is rotated around the subject to collect data.
Alternatively, the detectors are arranged in a circle, multiple X-ray sources are arranged inside the detector at appropriate intervals, and the subject is placed in the center.
The present invention can also be applied to a so-called fourth generation CT rack system that collects data by sequentially selecting radiation sources and performing X-ray exposure.

また、上記実施例では線質硬化補正を2次式で近似させ
たが同様な方法で、3次式以上でも近似させることがで
きる。
Further, in the above embodiment, the radiation hardening correction is approximated by a quadratic equation, but it can also be approximated by a cubic equation or higher using a similar method.

また、2値化像を得る場合にその閾値Mは投影データの
平均値をとるようにしたが、被検体の組成や購造などに
応じて被検体と他の部分とを区別できるような他の統計
号を閾値として用いるようにすることもできる。
In addition, when obtaining a binarized image, the threshold value M was set to the average value of the projection data, but it is also possible to use other methods that can distinguish the object from other parts depending on the composition of the object, purchase, etc. It is also possible to use the statistical sign of as a threshold value.

また本装置はX線に限らず安定した出力が得られるなら
ば他の放射線をも利用し得る。
Furthermore, this device is not limited to X-rays, but can also use other radiations as long as stable output can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明は予定の平面に沿って放射線
ビームを放射する放射線源と、被検体を介して対向して
配され所定の空間分解能をもって前記放射線ビームの強
さを検出する検出器と、前記放射線源と検出器とを前記
被検体配設位置を中心に且つ被検体に対し相対的に走査
して被検体断層面の各位置及び各方向における放射線吸
収データ収集のための走査を行う走査手段と、この走査
によって得られた被検体断層面会位置に対応した前記各
方向毎の放射線吸収データ列に対し、放射線線質硬化に
より生ずる被検体透過後の放射線の検出出力レベルの正
常値に対する誤差特性を示す式に基づいて補正すると共
に放射線出力変動等に対する補正を施こす前処理手段と
、この前処理手段の出力データを格納する投影データメ
モリと、前記前処理手段の出力するデータまたは前記投
影データメモリより読み出されたデータに対しコンボリ
ューションおよびパックプロジェクションを行う再構成
手段と、この再構成手段により得られたコンデリュージ
ョン演算後のデータをそのバックプロジェクション位置
対応の画素位置に累積して格納することにより再構成画
像を得る画像メモリと、この画像メモリ内の画像を表示
する表示手段と、補正モード時に動作して前記画像メモ
リ内の再構成画像を2値化して背景部分のデータを零と
した2値化像を得、これより被検体断面における放射線
透過経路上のデータを加算して被検体断面における放射
線透過経路長に対する放射線検出量比の関係をめる手段
、このめた関係より放射線線質硬化による前記検出器の
検出量と正常な検出量との関係をめ、これを二階微分処
理して前処理装置の前記式に代入する係数及び放射線線
質硬化に対する補正を行わない領域の閾値なめて前記前
処理手段に与える手段よりなる補正係数決定手段と、補
正モード時には前記放射線線質硬化に対する補正を除く
他の補正を施こすべく前記前処理手段を制御し、これに
より得られたデータを投影データメモリに格納すると共
にこのデータを用いて再構成画像を得た後、前記補正係
数決定手段を作動させ請求めた前記係数及び閾値を用い
て前記投影データメモリのデータに対し放射線線質硬化
に対する補正を行わせるべく前処理手段を制御し、この
補正後のデータを用いて画像再構成させるべく制御する
制御手段とより構成し、補正モード時では被検体の投影
データな線質硬化に対する補正を除く他の各種補正を施
こした状態で保存し、且つこの投影データで画像の再構
成を行って得た画像を投影データより得た閾値な用いて
2値化し、これより被検体断面のX線経路長側検出量を
め、これより正常なX線の検出量と線質硬化による実際
のX線検出量との関係をめてその特性よりその特性を反
映する式の各係数及び線質硬化の影響のない領域の闇値
をめ、これらを前処理装置に与えて該閾値を超える領域
の投影データについて上記各係数を用いた線質硬化補正
を加えて後再構成を行うようにしたので、被検体が変っ
ても補正スキャンモードな利用することによって実測値
に基づく被検体に対応した線質硬化補正を行うことがで
きるようになり、従って正確な断層像が得られるように
なる。
As described in detail above, the present invention includes a radiation source that emits a radiation beam along a predetermined plane, and a detector that is disposed facing each other with a subject in between and detects the intensity of the radiation beam with a predetermined spatial resolution. and scanning the radiation source and the detector relative to the subject and around the subject placement position to collect radiation absorption data at each position and in each direction of the subject's tomographic plane. The normal value of the detection output level of radiation after passing through the subject, which is caused by radiation hardening, with respect to the radiation absorption data sequence for each direction corresponding to the scanning means and the tomographic position of the subject obtained by this scanning. a pre-processing means for correcting based on a formula showing error characteristics for and correction for radiation output fluctuations, etc.; a projection data memory for storing output data of the pre-processing means; and a projection data memory for storing output data of the pre-processing means; a reconstruction means that performs convolution and pack projection on the data read out from the projection data memory; and a reconstruction means that accumulates the data obtained by the reconstruction means after the condelusion operation at a pixel position corresponding to the back projection position. an image memory for obtaining a reconstructed image by storing the image; a display means for displaying the image in the image memory; and a display means for displaying the image in the image memory; A means for obtaining a binarized image with zero data and adding data on the radiation transmission path in the cross section of the object to determine the relationship between the detected radiation amount ratio and the length of the radiation transmission path in the cross section of the object; The relationship between the detected amount of the detector due to radiation hardening and the normal detected amount is determined from the relationship, and this is subjected to second-order differential processing to calculate the coefficient to be substituted into the above equation of the preprocessing device and the correction for radiation hardening. a correction coefficient determining means comprising a means for calculating a threshold value of a region in which no processing is to be performed and applying it to the preprocessing means; and controlling the preprocessing means to perform corrections other than the correction for the radiation hardening when in a correction mode; After storing the obtained data in a projection data memory and using this data to obtain a reconstructed image, the correction coefficient determining means is activated to calculate the data in the projection data memory using the requested coefficients and threshold values. The control means controls the preprocessing means to perform correction for radiation hardening, and the control means controls the preprocessing means to perform image reconstruction using the corrected data, and in the correction mode, the projection data of the subject is The image is saved in a state in which various corrections other than the correction for radiation hardening have been applied, and the image obtained by reconstructing the image using this projection data is binarized using a threshold value obtained from the projection data, From this, determine the detected amount on the X-ray path length side of the cross section of the object, and from this calculate the relationship between the normal detected amount of X-rays and the actual detected amount of X-rays due to radiation hardening, and reflect the characteristics. Calculate each coefficient of the equation and the darkness value of the area that is not affected by radiation hardening, give these to the preprocessing device, apply radiation hardening correction using each of the above coefficients to the projection data of the area exceeding the threshold value, and then Since reconstruction is performed, even if the subject changes, by using the correction scan mode, it is possible to perform radiation hardening correction corresponding to the subject based on the actual measurement values, and therefore obtain accurate tomographic images. will be obtained.

従って、金属やセラミックス、木材などのように内部組
成の比較的一様な被検体について内部組成変化を精度良
く測定できるようになるなどの特徴を有する断層撮影装
置が提供できる。
Therefore, it is possible to provide a tomography apparatus having features such as being able to accurately measure changes in the internal composition of objects with relatively uniform internal composition, such as metals, ceramics, wood, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はX線の被検体透過厚に対する検出線量の関係を
示す図、第2図は被検体厚の変化により生ずる偽像の説
明をするための図、第3図は線質硬化によるX線検出量
と正常な場合のX線検出量との関係を示す図、第4図は
本装置の基本的構成を示す図、第5図は本装置の要部構
成を示すブロック図、第6図は投影角度毎のデータ列を
概念的に示す図、第7図は表示装置における画面上の各
画素の座標位置を示す図、第8Mは経路長と検出量の関
係をめる手法を説明するための図、第9図はディジタル
画像上におけるある方向IC対して引いた線の画素位置
の例を説明するための図、第10図は線質硬化による検
出量と正常な検出量との関係の一例を示す図、第11図
は係数と闇値をめる手順の一例を説明するための図であ
る。 1・・・架台、2・・・X線源、3・・・検出器、3&
・・・放射線検出素子、4・・・計算制御ユニ、)、5
・・・表示装置、20・・・撮影系、21・・・コンソ
ール、22・・・制御装置、23・・・パス、24・・
・データ収集装置、25・・・前処理装置、26・・・
再構成装置、27・・・投影データメモリ、28・・・
画□□□メモリ、29・・・補正係数決定装置。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第6図 X U コII (b) 第9図
Figure 1 is a diagram showing the relationship between the detected dose and the X-ray penetration thickness through the specimen, Figure 2 is a diagram to explain the false image caused by changes in the thickness of the specimen, and Figure 3 is the Figure 4 is a diagram showing the relationship between the amount of radiation detected and the amount of X-ray detected in a normal case. Figure 4 is a diagram showing the basic configuration of this device. Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the main parts of this device. The figure conceptually shows the data string for each projection angle, Fig. 7 shows the coordinate position of each pixel on the screen of the display device, and Fig. 8M explains the method of determining the relationship between the path length and the detected amount. Figure 9 is a diagram to explain an example of the pixel position of a line drawn for a certain direction IC on a digital image, and Figure 10 is a diagram showing the difference between the detected amount due to radiation hardening and the normal detected amount. FIG. 11, which is a diagram showing an example of the relationship, is a diagram for explaining an example of a procedure for calculating coefficients and dark values. 1... Frame, 2... X-ray source, 3... Detector, 3&
... Radiation detection element, 4 ... Computation control unit, ), 5
...Display device, 20...Photographing system, 21...Console, 22...Control device, 23...Pass, 24...
- Data collection device, 25... Preprocessing device, 26...
Reconstruction device, 27... Projection data memory, 28...
Image □□□ Memory, 29... Correction coefficient determining device. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 6 X U Co II (b) Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 予定の平面に沿って放射線ビームを放射する放射線源と
、被検体を介して対向して配され所定の空間分解能をも
って前記放射線ビームの強さを検出する検出器と、前記
放射線源と検出器とを前記被検体配設位置を中心に且つ
被検体に対し相対的に走査して被検体断層面の各位置及
び各方向における放射線吸収データ収集のための走査を
行う走査手段と、この走査によって得られた被検体断層
面会位置に対応した前記各方向毎の放射線吸収データ列
に対し、放射線質硬化により生ずる被検体透過後の放射
線の検出出力レベルの正常値に対する誤差特性を示す式
に基づいて補正すると共に放射線出力変動等に対する補
正を施こす前処理手段と、この前処理手段の出力データ
を格納する投影データメモリと、前記前処理手段の出力
するデータまたは前記投影データメモリより読み出され
たデータに対しコンボリューションおよびパックグロジ
ェクションを行う再構成手段と、この再構成手段により
得られたコンボリューション演算後のデータをそのパッ
クゾロジェク7ヨン位置対応の画素位置に累積して格納
することにより再構成画像を判る画像メモリと、この画
像メモリ内の画像を表示する表示手段と、補正モード時
に動作して前記画像メモリ内の再構成画像を2値化して
背景部分のデータを零とした2値化像を得、これより被
検体断面における放射線透過経路上のデータを加算して
被検体断面における放射線透過経路長に対する放射線検
出量比の関係をめる手段、このめた関係より放射線線質
硬化による前記検出器の検出量と正常な検出量との関係
をめ、これを二階微分処理して前処理装置の前記式に代
入する係数及び放射線線質硬化に対する補正を行わない
領域の閾値をめて前記前処理手段に与える手段よりなる
補正係数決定手段と、補正モード時には前記放射線線質
硬化に対する補正を除く他の補正を施こすべく前記前処
理手段を制御し、これにより得られたデータを投影デー
タメモリに格納すると共にこのデータを用いて再構成画
像を得た後、前記補正係数決定手段を作動させ請求めた
前記係数及び閾値を用いて前記投影データメそりのデー
タに対し放射線線質硬化に対する補正を行わぜるべく前
処理手段を制御し、この補正後のデータを用いて画像再
構成させるよう制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする断層撮影装置。
a radiation source that emits a radiation beam along a predetermined plane; a detector that is arranged to face each other across a subject and that detects the intensity of the radiation beam with a predetermined spatial resolution; and the radiation source and the detector. a scanning means for collecting radiation absorption data at each position and in each direction of the tomographic plane of the subject by scanning the subject relative to the subject, and The radiation absorption data rows for each direction corresponding to the tomographic position of the subject are corrected based on a formula that indicates the error characteristics with respect to the normal value of the detection output level of the radiation after passing through the subject, which is caused by radiation hardening. and a preprocessing means for correcting radiation output fluctuations, etc., a projection data memory for storing output data of the preprocessing means, and data output from the preprocessing means or data read from the projection data memory. A reconstruction means that performs convolution and pack projection on the data, and data obtained after the convolution operation by the reconstruction means are accumulated and stored at pixel positions corresponding to the positions of the pack projections. an image memory for understanding the reconstructed image; a display means for displaying the image in the image memory; A means of obtaining a valued image and adding data on the radiation transmission path in the cross section of the object to determine the relationship between the detected radiation amount ratio and the length of the radiation transmission path in the cross section of the object, and from this relationship, the radiation quality. Determine the relationship between the detected amount of the detector due to hardening and the normal detected amount, process this by second-order differential processing, and determine the coefficient to be substituted into the above equation of the preprocessing device and the threshold value of the area where no correction for radiation quality hardening is performed. a correction coefficient determining means comprising a means for first applying the correction coefficient to the preprocessing means; and in a correction mode, controlling the preprocessing means to perform corrections other than the correction for the radiation hardening, and data obtained thereby. is stored in the projection data memory and a reconstructed image is obtained using this data, and then the correction coefficient determining means is activated to determine the radiation quality for the data in the projection data memory using the determined coefficients and threshold values. 1. A tomography apparatus comprising: a control means for controlling a preprocessing means to perform correction for hardening, and for controlling an image reconstruction using the corrected data.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006068397A (en) * 2004-09-03 2006-03-16 Canon Inc Information processor, photography system, method for correcting absorption coefficient and computer program
JP2015112478A (en) * 2013-12-06 2015-06-22 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Method and device for obtaining beam hardening correction coefficient for performing beam hardening correction on computer tomography data

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