JPS6040941A - 断層撮影装置 - 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】 〔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だめの断層撮影装置に関するもので
ある。

〔発明の技術的背景〕

エンジンブロックやセラミックス板、或いは木材などの
物体における果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て重要である。

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
シ、或いは超音波を用いて探傷したシする方式が従来よ
シあるが、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
ることは観月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。

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・
スキャナ（以下、ＣＴ架装置称する）を利用することが
考えられる。

即ち、ＣＴ架装置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線の広が多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、コンピュー
タ等によシ画像再購成処理を施こし、断層像を再構成す
るようにしだもので、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。

ところで、ＣＴ架装置放射線源としてＸ線を用いる場合
、上述のように放射線吸収データ収集は１°刻みに１８
０°〜３６０°にわたシ順次ファンビーム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
集が終るまでにちる程度の時間にわたシ、Ｘ線を曝射さ
せる必要があることから、Ｘ線がパルス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シ、従って連続
Ｘ線であるだめの考慮が必要となる。

それは物質のＸ線吸収係数がＸ線のエネルギの関数であ
シ、一般に低エネルギのＸ線吸収係数は高エネルギのそ
れよシも大であるだめに被検体透過厚が増すにつれてＸ
線ス啄クラムの高エネルギ成分が相対的に大きくなる（
すなわち、Ｘ線質が硬化する）ことによシ被検体透過後
のＸ線強度を検知してそのＸ線透過断面のＸ線吸収係数
μをめ、これよシ再構成画像を得る場合にその再構成画
像に悪影響を及ぼすからである。

すなわち、Ｘ線における低いエネルギのフォトンはど波
器が大きく、被検体における透過厚が増すにつれてＸ線
の線質が硬化して、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べきものが、ｂで示すように検出
線量比Ｒが透過厚に対して非線形になシ、そのため、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なって、本
来第２図（ａ）の１なる分布が得られるはずのものが第
２図（ａ）の■の如き分布となシ、従って、その誤差分
に応じた偽像が構成されることになる。

第３図は理想的な波器率ＲＮと線質硬化による波器率Ｒ
Ｄのおおよその関係を表わした図である。

従って、このＲＮとＲＤの関係を利用することによシ上
記誤差分の補正を行うことができるのであるが、この関
係は物質固有のものである。

しかしながら、従来においては対象物質毎にこのような
補正関係を知るような方法がなかったため、経験的な補
正を行っていた。しかし、これでは対象物質によっては
適正な補正が行えず、従って第２図（ａ）の■のような
現象が生じ、被検体における微妙な内部組成変化を信頼
性をもうて測定することはできなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、被検体を購
成する物質がＦＯてもその物質におけるＸ線透過厚に対
応したＸ線波器率に合わせて適正なＸ線吸収係数を得る
ととができ、従って被検体の内部組成の状態を精度良く
測定できるようにしたＣＴ装置による断層撮影装置を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

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
金倉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だ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シ生ずる被検体透過後の放射線の滅
弱率と理想波器率に対する関係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シ読み出されたデータに対し
コンボリューションおよびバ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シ得られたコンボ
リューション演算後のデータをパックゾロジェクション
位置対応の画素位置に累積して格納することによシ再購
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、１４画モード時に前記被検体に変
えて被検体配設位置内の定位置に配され、定形定寸法に
形成された被検体１達成物質と同一物質で作られた計画
体と、計画モード時に動作し、前記投影データメモリの
データよシ前記計画体の放射線透過厚と域別率の関係を
める手段、このめた関係よシ放射線の線質硬化による域
別率と理想の域別率との関係をめ、これを二階微分処理
して前処理手段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処理手
段に与える手段よシなる補正ＲＩ画手段と、３１画モー
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、これにょシ得
られたデータを投影データメモリに格納すると共にその
終了後に前記補正計画手段を作動させる制御手段とよシ
構成し、予め被検体と同相質のη１画体を被検体として
用いて計画モードでデータ収集を行い、この得られたデ
ータについて線質硬化補正を除く各種補正を加えた後、
この補正後のデータよシ前記計画体の放射線透過厚と放
射線の域別率との関係をめ、これよシ放射線の線質硬化
による域別率と理想の域別率との関係をめ、これを二階
微分処理して線質硬化による域別率に対し理想の域別率
とするに必要な補正を行う該関係を示す式の係数及び閾
値をめ、これを前処理手段に与えておき、以後の被検体
測定にトノモしてはこの係数及び閾値を用いて上記式を
実行し、収集されたデータに対し、線質硬化補正を含む
各種前処理のだめの補正を施こした後、このデータを用
いて画像再構成を行うようにすることによシ被検体の材
質が変っても該被検体と同材質の計画体を用いて計画モ
ードを実行しておきさえすれば、透過厚に応じた常に正
しい域別率が得られ、従って線質硬化による域別率の非
線形特性を補正して内部組成状態を常に正確に反映させ
た断層像を得ることができるようにする。

〔発す］の実施例〕

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。

第４図は本装置の基本的構成を示す図であシ、図におい
て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が互いに対峙して設けである。

Ｘ線源２にはそのＸ線放射口側に重金属による絞シが取
シ付けてあシ、この絞シによシ扁平で扇状の拡がシを有
するファンビームＸ線ＦＢ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の拡がシ角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。

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の拡が多方向に並設して成るもので
、これによシ空間分解能を持たせである。そして、各放
射線検出素子３＆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。

放射線検出素子３ａの各出力はＸ線ＣＴ全体の制御を司
る計算制御ユニット４に接続されておシ、この計算制御
ユニット４には検出器３の出力から演算処理して得た被
検査体Ａの断面の特徴点のデータ等を表示するだめのブ
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。

第５図は前記則算制御ユニット４の構成を示すブロック
図でアシ、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よシ成る撮影系である。また５は表
示装置である。

２１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からの指令によシ前記
撮影系２０の架台１をスキャン（回転走査）させ、また
、Ｘ線曝射制御を行うと共に検出器３によシ出力される
検出信号を各放射線検出素子別に収集積分し、−投影方
向毎に各Ｘ線パス単位で得たアナログデータからアナロ
グ・ディノタル変換（Ａ／Ｉ）変換）によシディジタル
データを得てそのデータを送シ出すデータ収集装置、２
５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、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、Ｘ１ｆｆ源の出力する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線が曝射された場合における値にな
るように補正）、検出系特性補正（検出器３．積分器、
！ｙ’Ｄ変換器等の検出系の時間的変動やバラツキに対
応した補正）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シ
、上記各種の補正をかけるか否かがこのコマンドレジス
タによシ選択できるようになっている。

尚、線質硬化補正は第３図に示すような理想的な（すな
わち線質硬化のない場合における）域側率ＲＮと線質硬
化による域側率Ｒ４の関係を２次式で表現し、Ｒｄから
ＲＮを算出する。

この第３図の関係を２次式で示すと 但し、ａ、ｂ、ｃは係数、ＲＴは用いる式の切換点を示
す閾値であシ、これらは後述する補正計画装置で決定さ
れ前処理装置２５内のレジスタに書き込まれる。

そして、ＲｄからＲＮへの換算は前処理装置２５の該換
算を行うだめのハードウェアによシ実行されるようにし
である。

２７は投影データメモリであシ、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
をＧ（Ｘ、θ）とすると、Ｇ（ｘ、θ）（ｘ＝ｏ〜２Ｎ
Ｐ、θ＝θＲＸＫ（Ｋ−０〜ＮＲ）θ、＝Ｈ００，単位
で検索できるようになっている。但し２ＮＰは検出器の
放射線検出素子チャンネル番号、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）、θ８
は各投影方向毎の切換え角度である。従って、第６図の
ようなマトリックスとしてとらえることができる。

２６は再構成装置であシ、この杓構成装置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（コンポリー−
ショク）をとシ、その各位を投影方面に対し逆投影（バ
ックグロジェクション）して各Ｘ線ｉ＜？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。

上記画像メモリ２８は少なくとも一画面の客数（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？６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。

また、その記憶内容ＩＭ（ｘ、ｙ）（但しｘ、ｙは上記
例の場合Ｏ≦Ｘ　、　）’＜５１１　）単位で検索でき
る。Ｘ、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は補正計
画装置２９の作業メモリとしても利用される。

前記補正計画装置２９は計画スキャンモードの設定され
たとき、制御装置２２の制御のもとに動作し、画像メモ
リ２８上のデータから前記係数ａ、ｂ、ｃ及び閾値ＲＴ
をめて前記前処理装置２５にこのめた係数及び閾値を与
えるものである。

ここで補正計画装置２９の機能をもう少し詳しく説明し
ておく。

すなわち、補正計画装置２９は制御装置２２から動作指
令を受けると第１に投影データメモリ２７に格納されて
いる各投影データＧ（Ｘ、θ）を用いてそのデータ値よ
シ被検体の透過厚ｔと派別率Ｒ６をめ、その関係を示す
表（以下これをＡ表と称する）を作成する。

ここで、言１画スキャンモード時では本発明装置におい
ては被検体として例えば円柱状のサンプルである計画体
を用いてデータ収集する。この計画体は定められた寸法
を持ち、内部組成が均一と解釈できる同体であシ、次に
検査を行う被検体と同一組成のものを用いる。

この計画体を撮影領域すなわち、架台１の孔１ａの定め
られた位置に配設し、データ収集すれば、この収集デー
タを格納する投影データメモリ２７の各投影データＧ（
Ｘ、θ）が放射線検出素子チャンネル番号、投影方向に
対応しておシ、計画体は寸法及び位置が既知であって各
放射線検出素子のチャンネル位置との対応は予めとれる
ので、これによ、６Ｘ線の透過厚ｔと派別率Ｒｄの関係
を知ることができる。従ってこれよ、！ｌｌＡ表を作成
できる。この様子を第８図に示す。

第８図（ａ）は検出器３の放射線検出素子チャンネル位
置Ｘと計画体Ｓｓ及びＸ綜透過厚ｔとの関係を示してお
Ｊ）、ＤはＸ線源２の焦点位置よシＣＴ装置の回転中心
Ｏまでの間の距離、ｒは計画体Ｓｓの半径、θ０は回転
中心Ｏを通るＸ線パスに対するチャンネルＸ−Ｘ８位置
に入るＸ線パスの成す角度、θ′は回転中心０を通るＸ
線パスに対スルチャンネルＸ　＝　２ＮＰ位置に入るＸ
線パスの成す角度である。

従って、計画体Ｓ８の中心と回転中心Ｏとを一致させて
おれば、計画体Ｓ８、Ｘ線焦点、検出器３の各チャンネ
ルＸの関係は幾何学的に定まシ、従って、各チャンネル
ＸにおけるＸ線パスの計画体Ｓｓ中での透過厚ｔはそれ
ぞれ定まるので、各チャンネル及び投影方向との対応が
とられている投影データＧ（Ｘ、θ）から透過厚ｔと派
別率Ｒ６の関係がまシ、第８図（ｂ）の如きＡ表が得ら
れる。

ここで３１画スキャンモードでは円柱状の計画体ＳＢを
用いているため、投影方向θを変えても同じデータしか
得られないが、各投影方向θのデータについて平均する
ことによシ稍度を向上させることができる。

本発明においては計画体Ｓ８は被検体Ｓと同じ物質で作
られた均質のものとする必要があるが、実際には均質な
ものは得られないから理想に近いものを用いる。

一般に鉄鋼やセラミックスによる計画体の場合、第９図
のように方形の素材ｍを作る。この素材ｍは点線で示す
ように中心から外に向って構成が変化するので、比較的
均質なｍ′なる部分から計画体を抽出すればθ方向の平
均で理想に近いものが得られる。

さて第２に補正計画装置２９は上記Ａ表から透過厚に対
する理想的な派別率ＲＮｌ！：線質硬化による派別率Ｒ
６の関係を示す表（以下、これをＢ表と称する、第１０
図参照）を作る。

ここで、ＲＮはＲ１の透過厚の小さいところを延長して
めることができる。

第３に補正計画装置２９はＢ表をもとに前記係数ａ＋ｂ
＋ｃ及び閾値Ｒ１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。

尚、装置内では当然数値のみで処理を行うので第１１図
のようなイメージは全く存在しない。

また、ｃｉｌ：第１１図（−）を用いてａ　＋　ｂ　＋
　Ｒ７よシａ゛［算できる。

ここで、第１１図の方法の問題点はＭ１１図（ａ）が２
次式で表現できるとしたところにあシ、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ＲＴｔｌ−選び（ＲＴ
の追走はそれほど影チＪしない）、第１１図（Ｃ）のＲ
Ｔ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。

以下、第３の段階の作業を説明すると、まずＡ表からめ
た検出器３によって検出される透過厚に応じた正常（理
想的）なＸ線の派別率ＲＮと線質硬化による実際の派別
率Ｒ４との関係を示すＢ表のデータ（これが第１１図（
ａ）であシ、これを−近似的に式で表わすと第１式の如
＜　Ｒ，＜Ｒ，。

の範囲ではＲＮ　＝　Ｒ６＋　Ｒ，１＞　ＲＴの範囲で
は〜＝　ａＲｄ＋、ｂＲｄ＋　ｃ　と表すことができる
）より得られる前記第１式を一階微分（実際には差分を
とる）する。

これによシ Ｒ，（Ｒ，の範囲ではＢＮＩ　＝　１ Ｒ，〉Ｒ，の範囲ではＲＮ′＝２ａＲ４＋ｂ・・・・・
・（２）なる結果が得られ、これをグラフで示すと第１
１図（ｂ）の如きとなる。

これを更に微分する。これで二階微分され〃ことになシ
、これによシ Ｒ，（ｎＴの範囲ではＲＮ″＝Ｏ Ｒ６≧ＲＴの範囲ではＲＮ″＝２ａ　・・・・・・・・
・（３）なる結果が得られ、これをグン７に示すと第１
１図（Ｃ）の如きとなる。これよシ近似的にパ０”であ
るＲＴを選びその央の点をもって２ａを決定する。これ
によシ３次以降の項を無視したかたちではあるが、ａと
ＲＴが得られる。ａとＲ１が決まれば第１１図（ｂ）上
で傾きが２ａあシ、且つ（ＲＴ、　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。

このようにして得られたａ、ｂ、ｃ及びＲｏを前処理装
置２５内のレジスタに書き込む。

次に上記した構成の本装置の作用について説明する。

架台１の孔１ａＫ被検体Ｓを配し、コンソール２１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
ンと計画スキャンの選択を行っておく。ここで計画スキ
ャンとは補正係数の設定をしなおすスキャンでアシ、ノ
ーマルスキャンとは第１式の係数と閾値を現状のままと
してスキャンすることを指している。

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。

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
収集装置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よシフアンビー
ムＸ線ＦＢを発生させるべくＸ線曝射制御を行う。

このファンビームＸ１ＦＢ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
の個々の放射線検出素子３ａによシその各入射Ｘ線強度
に対応した電気信号として検出される。

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、ψ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埋装ｊｌｆ２５に送
られる。

−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。

一方、各投影方向毎に逐次データ収集装置２４よシ送ら
れて来る各放射線検出素子別のデータを受けると前処理
装置２５はこの各データについてＸ線強度補正、検出系
特性補正などの補正を行い、これを投影データメモリ２
７及び再構成装置２６へ送る。再６・ｌ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がリュージ
ョンを行い、そして更にパックグロゾエクションを行っ
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。

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パックグロソエクショ
／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。

全投影角匣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
シ制御装置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はコンノール２１にスキ
ャン終了のメツセージを出す。

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
、次に計画スキャンのモードについて説明する。このモ
ード時には前記計画体を撮影領域にセットしておく。

この計画スキャン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は計画スキャンのス
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）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。

この７アンビームＸ線ＦＢは架台１の孔１＆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の個々の放射線検出素子３ａによシその各入射Ｘ５
１強度に対応した電気信号として検出される。

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、ＶＤｒ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。

−投影方向に幻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。

一方、斜投影方向毎に逐次データ収集装置２４よシ送ら
れて来る各放射線検出素子別のデータを受けると前処理
装置２５はこの各データについて線質硬化補正を除く前
記登録されたすべ−ＣＯ補正を行い、そして投影データ
メモリ２ンに格納してゆく。

すべての投影方向についての投影データを格納し終ると
、前処理装置２５は制御装置２２へ終了を知らせる。

すると制御装置２２は補正計画装置２９を駆動さぜる。

これによシ補正計画装置２９は動作してまず、投影デー
タメモリ２７の各投影データを読み出し、これよシ透過
厚ｔと派別率Ｒ４の関係を示すＡＰを作成する。そして
次にこのＡ表よシ透過厚ｔに応じた理想派別率ＲＮと線
質硬化による派別率Ｒ４の関係を示すＢ表を作成する。

そして更にＢ表のデータに差分処理等を行って第１式の
ａ、ｂ、ｅ及びＲ１を決定する。

そして次にこのめｆｃａ　、　ｂ　、　ｃ　、　Ｒ，を
前処理装置２５に設定し、それが終了すると補正計画装
置２９はすべてが終了したことを制御装置２２に知らせ
る。

すると制御装置２２はコンソール２１に計画スキャン終
了のメツセージを送る。これで計画スキャンは完了し、
次に撮影領域に被検体を配してノーマルスキャンを行う
ことによって被検体の断層像を高精度で得ることができ
るようになる。

この結果、予め被検体と同じ物質で作られた計画体を用
いて計画スキャンを行い、その後にノーマルスキャンに
よシ被検体の測定を行うようにすることで、適正な線質
硬化補正が成された高精度の断層像が得られ、計画体と
同一物質による被検体を高精度で測定できるようになる
。

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
し得るものであシ、例えば上記実施例ではＸ線源と検出
器と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固定してお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１．第２
世代と呼ばれるｃ’ｒ装置に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
収集したシ、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線源をＩＩ！１次選択してＸ線曝射を行う
ことによｐデータ収采するいわゆる第４歇代と呼ばれる
方式のＣＴ装置等に対しても適用できる。

また、上記実施例では線ＩＸ硬化補正を２次式で近似さ
せノこが同様な方法で３次式以上でも近似させることが
できる。

また、本装置はＸ線にのみ限定されるものではなく他の
放射線についても適用し得るものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば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、被検体をプルて対
向して配され所定の空１用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谷位置及び各方向における
放射線吸収データ収集のだ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
質硬化によシ生する被検体透過後の放射線の派別率と理
想派別率にズーする関係を示す式に基づいて補正すると
＼ 共に放射線出力変θｂ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ｒ−夕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ｒ
ｔｔ＋記投影データメモリよシ読み出されたデータに対
しコ／がリー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、この再溝成手段によシ得られたコン
ボリューション演算後のデータをノぐツクプロ・ゾエク
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
シ再溝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、計画モード時に前記被検体
に変えて被検体配設位置内の定位置に配され、定形定寸
法に形成された被検体性成物質と同一物質で作られた計
画体と、創面モード時に動作し、前記投影データメモリ
のデータよシ前記計画体の放射線透過厚と派別率の関係
をめる手段、このめた関係より放射線の線質硬化による
派別率と理想の派別率との関係をめ、これを二階微分処
理して前処理手段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処理
手段に与える手段よシなる補正計画手段と、計画モード
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、これによシ得ら
れたデータを投影データメモリに格納すると共にその終
了後に前記補正計画手段を作動させる制（ｆｕｌ１手段
とよシ構成し、予め被検体と同材質の計画体を被検体と
して用いて計画モードでデータ収集を行い、この得られ
たデータについて線質硬化補正を除く各種補正を加えた
後、このデータよシ前記計画体の放射線透過厚と放射線
の派別率との関係をめ、これよシ放射線の線質硬化によ
る派別率と理想の派別率との関係をめ、これを二階微分
処理して線質硬化による派別率に対し理想の派別率とす
るに必要な補正を行う該関係を示す式の係数及び閾値を
め、これを前処理手段に与えておき、以後の被検体測定
に際してはこの係数及び閾値を用いて上記式を実行し、
収集されたデータに対し線質硬化補正を含む各種前処理
のだめの補正を施こした後、この補正後のデータを用い
て画像再構成を行うようにしたことによ）被検体の材質
が変っても該被検体と同材質の計画体を用いて計画モー
ドを実行しておきさえすれば、透過厚に応じた常に正し
い派別率が得られ、従って線質硬化による派別率の非線
形特性が補正されて内部組成状態を常に正確に反映させ
た断層像を得ることができるようになって鉄材やセラミ
ックス材などのような均質な内部組成の被検体について
高精度で内部状態の測定ができるようになるなどの特徴
を有する断層撮影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線の被検体透過厚に対する派別率の関係を示
す図、第２図は被検体厚の賀化によシ生ずる偽像の説明
をするだめの図、第３図は線質硬化によるＸ線の派別率
と理想的なＸ線派別率との関係を示す図、第４図は本装
置の基本的開成を示す図、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図は画像メモリ上の各画累のデータと
座標位置の関係を示す図、第８図は透過厚と派別率の関
係をめる手法を説明するだめの図、第９図は＃１画体を
得る具体例を説明するだめの図、第１０図は線質硬化に
よる派別率と理想的な派別率との関係の一例を示す図、
第１１図は係数と閾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、３ａ
・・・放射線検出素子、４・・・計算制御ヱニット、５
・・・表示装置、２０・・・撮影系、２Ｉ・・・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・・・
再溝成装置、２７・・・投影データメモリ、２８・・・
画像メモリ、２９・・・補正計画装置。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第６図 Ｘ （ａ）　第８１ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   面各位量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＋ＩｉｌｆＭ硬化によシ生ずる被検体透
   過後の波器率と理想派別率に対する関係を示す式に基づ
   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
   ータまた紘前記投影データメモリよシ読み出されたデー
   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シ得られ
   たコンビリュージョン演算後のデータをパックグロジェ
   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、計画モード時に前記被検
   体に変えて被検体配設位置内の定位置に配され、定形定
   寸法に、形成された被検体構成物質と同一物質で作られ
   た計画体と、計画モード時に動作し、前記投影データメ
   モリのデータよシ前記計画体の放射線透過厚と波器率の
   関係をめる手段、このめた関係よシ放射線の線質硬化に
   よる波器率と理想の波器率との関係をめ、これを二階微
   分処理して前処理手段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
   処理手段に与える手段よりなる補正計画手段と、計画モ
   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そ
   の終了後に前記ａ１゛画手段を作動させる制御手段とを
   備えて成る断層撮影装置。