JPS6073443A - 放射線断層撮影装置 - 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、被検体の所定断面における放射線吸収率分布
の画像を得る　放射線Ｆｆｒ層撮影装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

エンジンブロックやセラミック板或いは水利などめ物体
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。これらのうち、内部欠
陥についてはＸ線テレビシステム等を用いてＸ制御透視
像をテレビモニタに表示し、観察したり、あるいは超音
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
＠を行ううえで重要であるが、長尺の物体における内部
欠隔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Ｘ線コンピュータ・トモブライ
・スキャナ（以下、Ｘ線ＣＴと称する）を利用すること
が考えられる。即ち、ｘ　６４　ＣＴとは、例えば扁平
な扇状に広がるファンビームＸ線を陽射するＸ線源と、
測定対象である被検体を介してこのＸ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Ｘ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
Ｘ線源と検出器を同方向に例えば１度刻みで１８０°〜
３６００にわたって順次回転操作しながら被検体の断層
面の多方向からのＸ線吸収データを収集したのち、コン
ピュータ等によシ、画像再構成処理を施こし、前記断層
面の像を再構成するようにしたもので、断層面各位置に
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。上記のものは、第３世代と言われるもので、この
他ペンシル状のＸ線ビームを発生するＸ線管を用い、ま
たこのＸ線管に対向して単一の検出器を配し、これらを
被検体を介して一直線方向に平行移動走査させ（これを
トラバースと言う）、またこのトラバースを１回行うと
Ｘ線管及び検出器を被検体を中心に所定角度回転（これ
をローティトと言う）させ、再びトラバースを行うとｂ
つた操作を繰シ返えしながら１８０°〜３６０°にわた
って方向を変えながら被検体断面のＸ線吸収データを収
集してゆくいわゆる第１世代と呼ばれるもの、また、ペ
ンシルビームに変えて広がり角の狭いファンビームを発
生するＸ線管を用い、また、このファンビームの広がシ
幅をカバーする８チャンネル程度の検出素子を並設した
検出器とを用いて、トラバースとローテ゛イトを繰シ返
えすようにし、前記第１世代よシもデータ収集能率を高
めた第２世代と呼ばれるものなど種々の方式がある。と
ころで、従来製造ライン、搬送ライン等のライン上を比
較的高速で流れる物体の寸法測定に於いては、今までＸ
線ペンシルビームを用いる提案はあったが、２次元の画
像を得るものではないから、欠陥及びその場所は検出で
きなかった。この欠陥及びその場所を−検出できるよう
にするにはＣＴを用いれば良いが、現在のＸ線ＣＴでは
スピードの面で問題があシ、ラインで使用することはで
きない０そこ−Ｃ，ＣＴを被検体の進行方向に単純に複
数並べることが考えられるが、これでは、要求される被
検体の進行がラインに合致しなかったシ、個数倍に等し
い膨大なハードウェアが必要となシ実用的ではない。

〔発明の目的〕

本発明は上記挙情に鑑みて成されたもので翫ライン上を
比較的高速で流れる被検体の断層像をオンラインに近い
状態でしかもよシ少ないハードウェアによって得ること
のできるようにしたＵｒ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、被検体を搬
送する搬送路を設け、またこの搬送路を介して対向する
ように所定平面に沿う幅狭の所定の広が９角を有するフ
ァンビーム放射線を陽射する放射線源と、このファンビ
ーム放射線を検出する二次元分解能を有する多チャンネ
ルの検出器とを有するとともに、この放射線源と検出器
とを保持してトラバース走査する架台を抜Ｖ台各々被検
体に対する放射線源の放射線投射方向角を異ならせ、且
つ回定間隔を介して搬送路上に並設して相成し、前記搬
送路を所定のピッチで、間欠的に走行させると共に、こ
の走行の休止時に前記架台をトラバース走査して被検体
断面の放射線透過データを収集し、被検体が各架台を通
過した時点で被検体の断面の各方向からの放射線投影に
よる透過データを得て、これを画体再構成に用いるよう
にする。

〔発明の実施例〕

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１図は本装置の槽底を示す図であシ、図中、Ｊは高エ
ネルギーのＸ線を出力する例えば、１５０ＫＶ、　１０
７７！Ａ程度のＸ線管でおる。このＸ線管１はコの字形
の架台４の一辺端部近傍内側に取シ付けられておシ、そ
の放射口部には鉛によるコリメータが取シ付けられてい
てこれによる出力Ｘ線はコリメートされ、広が多角６０
程度のファンビームとなって出力される。２は８チャン
ネル分程度の検出素子を並設して成る放射線検出用の検
出器であシ、この検出器２は放射線エネルギーを光に変
換するシンチレータとこの変換された光をその光量に応
じた電気信号に変換するホトマルチプライヤよシ構成さ
れている。この検出器２は前記架台４の他方の辺の前記
Ｘ線管１対向部に設けられている。この検出器２で検出
された信号はデータ収集装置５に送られる。Ｇは被検体
であジ、３はラインであって、前記被検体Ｇはこのライ
ン３によって一方向に搬送される。このライン３は第２
図に示すように収集に同期して１０ｇｍピッチの移動（
約１秒間）と２秒間の停止を交互に繰シ返す。

前記架台４は複数個用いられる。例えば、この実施例で
は３０個の架台４、〜４３ｏを用いておシそれぞれ互い
が前記ライン３の搬送ピッチに合わせ核搬送ピッチの倍
数の所定間隔を存して且つ平行に、しかも、図の如くそ
のコの字状部分が前記ライン３を挾むように配置されて
いる。

ここでは７アンビームの厚みを１０朋とし、１０闘隔て
て隣シの架台のファンビームが位置するように各架台４
１〜４．。を配する。また、それぞれの架台４１〜４．
。が互いに前記ライン３に対するＸ線管からのファンビ
ームの投射方向角度が６０ずつ異なるように角度を異な
らせて設置されておシ、更に各々の架台４１〜４３ｏは
ファンビームが前記ライン３を横切って走査するように
移動走査制御されるようになっている。

すなわち、各々の架台４１〜４ｇ、は各々のＸ線管と検
出器とを２００ｍ１Ｋ程度トラバース（横移動）するよ
うになっていてしかも、このトラバースを２秒で行う機
構を備えている。５は前記各々の架台におけるそれぞれ
の検出器２の出力をそれぞれ積分し、Ａ／Ｄ（アナログ
−デジタル）変換して逐次、前処埋装Ｍ６へ送るデータ
収集装置であシ、そのデータ収集のインターバルは３　
ｍ５ｅｃ　（３ｓｅｅ　Ｘ　（１５０ｍ１／２００ｍｍ
）÷５１２中３ｍ５ｅ、ｃ）であるが、そのあとの前処
理、積和のスル一時間が１グロジエクシヨンあたシ１　
ｍ５ｅｃ　も必要品で、３つのデータ処理装置に対して
ひとつの前処置装置を設ければ良い。

尚、１２．１３は各架台４１〜４３．の配設位置に被検
体Ｇの通過路を介して対向して配され、この架台位置に
被検体Ｇが来たことを検出するための検出器であり、例
えば赤外線発生器と赤外線センサが用いられる０この検
出出力によシ被検体Ｇの有無が検出され有る場合にデー
タ収集が行われる。

６は前処理装置であシ、この前処理装置６は前記データ
収集装置５から得られたデータに対して、逐次、ハード
ウェアによって、オフセット、レファレンス（ＲＥＦ）
補正等の処理を行い、逐次積和装置へ送シ出す。この前
処理装置６の処理所要時間は、数μｓｅｃ程度である〇
７は与えられたデータに対し、フィルター関数と積和（
コンボリューション）処理する積和装置であシ、この積
和装置７は、一般に逐次計算の場合、演算ポイントに等
しいバッファを必要とする。しかし、この装置の様に、
形状及び欠陥に注目する場合、積和のためのフィルタ（
フィルタ関数）の演舞ポイントを極端に短かくしても遜
色はない。フィルタのポイントを数十ポイントに設定す
れば逐次計算できる。つまシ、積和装置７は、積和のハ
ードウェアと、演算ポイントに等しいだけのバッファを
有し、結果は逐次逆投影装置へ送られる。

８は積和された各グロジエクション毎のデータを逆投影
して画像再構成する逆投影装置である。

この逆投影は、逐次ハードウェアで処理されるが、対象
となる再構成データの記憶用に供これる画像メモリ９は
、８７０枚のメモリを有し、そのメモリ中の当該被検体
Ｇにおける当該断面対応のメモリに対し、しかも送られ
て来た逆投影データがどのグロジエクションのものか全
知つて行われる。これは、システムが管理する部分であ
る。メモリのアクセスの競合は、システム管理がパスの
スイッチを杓えは起きない。

前記１画像メモリ９は３２０Ｘ３２０マトリツクス（１
枚）のメモリと、それぞれ逆投影状態を示すＴＡＧ　（
タグ、すなわち、どのプロジェクションまでの逆投影が
終了したかのデータを保持する）を有するものを８７０
枚持ち、ＴＡＧの監視によシ、再構成の終了の有無を知
シ、再構成が終了したものについては、ＤＭＡ（ダイナ
ミック・メモリーアクセス）により、大容量記憶装置１
０．表示装置１ノにデータが送られ、また、このメモリ
についてはクリアされて次の別な新たな被検体の断面の
再構成用に用いられる。大容量記憶装置ｌＯは、再構成
された画像を記憶するための例えば、固定ディスクの如
き大容量の記憶装置である。瞥た、表示装置１１は、画
ｆ２メモリ９から与えられた３　２０　Ｘ３２０のマｌ
−ＩＪラックス再構成画体を表示する装置である。

次に上記構成の本装置の作用について説明する６以下は
一枚の画像の再構成までの過程を説明する。今、第１図
の架台４ｓｏから架台４重の方へ被検体Ｇが進むとする
。その時のある被検体Ｇの先頭１０朋の位置に注目する
と、まず、第３図に示す様にライン３の停止期間中に架
台４ａｏはライン３の上面に対し垂直方向の投射角でＸ
線管１よシ広がシ角６°のファンビームを曝射しつつト
ラバーススキャンする０この投射角をプロジェクション
の１８０°方向と椙うことにすると６°の広がシ角によ
って１８０°〜１７４゜丑でのデータをｒおきに架台４
．ｏが収集することになり、ライン３が３００間進んだ
時に架台４□、の位置に、前記被検体Ｇの先頭１０酊α
Ｔｆｊｌｙ４るのでこの架台４２ｇが１７４０〜１６８
°までのデータを収集する。この様にして、それぞれ等
角度ずつファンビームの投射方向を異ならせた３０台の
架台４３０〜４１によシ１８０°〜０゜までの間のしか
も見０お咎の投影方向のデータが逐次収集できることに
なシ、従って前記被検体Ｇの先頭の１　（３ｍａｒ、が
架台４１によってデータ収集された時点で、必要な多方
向からのデータが得られることになる。そして、このデ
ータを用いてその断面の画像が再構成される。すなわち
、各架台４８０〜４□の各検出器２からの各チャンネル
別検出信号はデータ収集装置５によシそれぞれ積分でれ
、Ａ／Ｄ変換されてＸ線の強度に応じたデータに変換さ
れ、逐次、前処理装置６に送られる０６はすると、前処
理装置データ収集装置５から得られたデータに対して、
逐次、ハードウェアによって、オフセット、ＲＥＦ補正
等の処理を行い、逐次積和装置へ送る。そして、ここで
フィルタ関数との演算すなイつち積和処理されて後、逆
投影装置８に送られ、ここで逆投影されたデータを画像
メモリ９の８７０枚のメモリのうち該被検体Ｇにおける
該断面対応のメモリに記憶はせる。各架台からは逐次、
各被検体の各断面のデータが得られることから、８７０
枚のメモリは各々特定の被検体の特定断面に対応させて
おシ、他の断面の逆投影データが混入しないように管理
される。再構成が終了するとそのメモリよシ再構成画像
データは読み出され、記憶装置１０と表示装置１）に送
られて記憶、表示される。

次に問題点について検討してみる。まずはじめにハード
ウェアのスピードの問題がある。これは、高速のバッフ
ァと、積和の演算長に依存する。つまシ、積和の演算長
を長くとるには、装置７を堀加させなければならない。

これにより装置８の増加も見こまれる。逆に時間があま
れば、装置を減少させることもある。次に被検体の位置
精度の問題であるが、被検体がゆつく）と動くことを仮
定しての装置だけに、進行方向の駆動機構の精度による
のが最も安価と考えられる。最後に注意事項であるが、
光センサを利用して物体が存在するときのみトラバース
を行い、物体がない時は停止して、データ収集は行わな
いようにして、無駄な動作を抑制するようにすることが
望ましい。

このように本発明はある被検体のある所定の断面を得る
ために、複数個の架台を設定し、それぞれ別の角度方向
のデータを得る様にしたことによって、オンラインでの
被検体の送シに適応した検査システムをＣＴ装置の複数
台単純並列よシは、少量のハードウェアで実現できる。

また、本装置は各架台がトラバースのみ行う構成でちゃ
、回転機構を持たないので、機構が単純となるなどの利
点が得られる。

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
を利用する場合について説明したが、他の放射＋Ｓ！源
、例えばラジオアイソトープなどの利用も考えられる。

その場合は、１トラバースのデータ収集に数分必要とな
るので、データ収集間隔の漏入がら、ハードウェアの減
少が考えられる。

また、本例では、ａ　Ｏｘ　８　＝　２４０　ＰＲＯＪ
ＥＣＴ−ＩＯＮ　（方向）のデータを収集′しているが
、これの増減によシバ−ドウエアの変更が考えられる。

実施例では、被検体としてセラミックスのノズルを説明
したが、短尺のものに限らず、断面が撮影可能領域Ｅに
入りさえすれば、長形の被検体でも応用することが出来
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように木兄ＢＦｌは、被検体を搬送する搬
送路を設け、またこの搬送路を介して対向するようにだ
定平面に沿う幅狭の所定の広がシ角を有するファンビー
ム放射線を曝射する放射線源と、このファンビーム放射
線を検出する二次元分解能を有する多チャンネルの検出
器とを有するとともに、この放射線源と検出器とを保持
してトラバース走査する架台を麹数台各り被検体に対す
る放射線源の放射線投射方向角を異ならせ、且つ／ｌＪ
ｉ定間隔を介し２て搬送路上に並設して構成し、前記搬
送路を所定のピッチで間欠的に走行させると共に、この
走行の休止時に前記架台をトラバース走査して、被検体
剛固の放射線透過データを収集し、被検体が各架台を通
過した時点で、被検体の断面の各方向からの放射線投影
による透過データを得て、これを画＠再構成に用いるよ
うにしたので、オンラインでの被検体の送フに適応した
検奔システムをＣＴ装置の複数台単純並列よシは、はる
かに少量のハードウェアでしかも、多数の被検体を順次
送シながら多数の断面について早く行うことができ、円
滑に検査を進めつつ被検体を送る検査システムを実現で
き、甘た、本装置は各架台がトラバースのみ行う構成で
あジ、回転様１ｙを持たないので、機構が単純となるな
どの利点が得られる放射線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図は本発明の一￥施例′ｆ、元す柊成図、第２図は
本装置の動作を説明するためのタイムチャート、第３図
は名架台４１〜４３０のデータ収非方向の分担を説明す
るための図である。 ｌ・・・Ｘ線管、２・・・検出器、３・・・ライン、４
□〜４ｓＯ・・・架台、５・・・データ収集装置、Ｇ・
・・被検体、６・・・前処理装置、７・・・積和装置、
８・・・逆投影装置、９・・・画像メモリ、１ｏ・・・
大容量記憶装置、１ノ・・・表示装置。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 手続補止書 昭和５８年日月Ｕ日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 特開昭５８＝１８２了９１　号 ２、発明の名称 放射線断層撮影装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ５、自発補正

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体を搬送する搬送路を設け、また、この搬送路を介
   して対向するように所定平面に沿う幅狭の所定の広が多
   角を有するファンビーム放射線を曝射する放射線源と、
   このファンビーム放射線を検出する二次元分解能を有す
   る多チャンネルの検出器とを有するとともに、この放射
   線源と検出器とを保持してトラバース走査する架台を複
   数台各々被検体に対する放射線源の放射線投射方向角を
   異ならせ、且つ所定間隔を介して搬送路上に並設して構
   成し、前記搬送路を所定のピッチで間欠的に走行させる
   と共に、この走行の休止時に前記架袷をトラバース走査
   して、被検体断面の放射線透過データを収集し、被検体
   が各架台を通過した時点で被検体の断面の各方向からの
   放射線投影による透過データを得て、これを画像再構成
   に用いるようにしたことを特徴とする放射線断層撮影装
   置。