JPS61155845A - 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、工業製品およびその製品材料等の検査に好適
な断層撮影装置に係り、特に放射線発生器系と放射線検
出器系とがそれぞれ独立して移動可能に設置された断層
撮影装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

この種の装置は人体の断層像を撮影する医療診断用装置
として広く利用されている。第２４図は、従来のかかる
医療診断用断層撮影装置であって、具体的には固定フレ
ーム１に対して回転可能に支持された筒形回転フレーム
２にＸ線管３および多数の検出器素子よりなるＸ線検出
器４とを対向配置させて固定し、一方、基台または床上
にテーブル５を設置させてこれに被検体６を載置させた
後、回転フレーム２の開口部７から挿入して所定位置に
設定する。

しかる後、制御コンソール８は、シーケンスグログラム
または人為的な操作に基づいて回転制御部９、放射線制
御部１０および中央演算処理ユニー７ｋＪＪ（以下、Ｃ
ＰＵと指称する）にそれぞれ所定のタイミングで動作開
始信号を供給する。ここで、回転制御部９は、制御コン
ソール８からの指令を受けて回転駆動機構部１２に回転
駆動制御信号を与え、これにより回転フレーム２は連続
または間欠回転して走査が開始される。一方、放射線制
御部１０は、制御コンソール８から動作指令が与えられ
かつ回転走査に伴なって回転位置検出器１３から所定角
度回転するごとに発せられるパルス信号を受けて、Ｘ線
管３に駆動信号を供給する。従ってＸ線管３は前記パル
ス信号化同期しながら回転フレーム２がほぼ一回転する
までの間、被検体６に間欠的忙ファン状Ｘ線ビーム１４
を照射することに々る。このファン状Ｘ線ビーム１４は
被検体６の性質に応じて吸収されて被検体６から透過Ｘ
線量データとして出力され、Ｘ線検出器４によって検出
される。このとき、データ収集部１５は、回転位置検出
器１３から前記ノ９ルス信号をデータ収集用タイミング
信号として受けているので、そのタイミング信号を受け
るごとにＸ線検出器４によって電気的に変換されたＸ線
吸収データを収集しＣＰＵ　１１に送出する。このＣＰ
Ｕ１１は、第２５図に示すようにデータ収集部１５から
のデータを自身のディスクメモリ［一時格納した後、再
構成処理時に画像再構成処理回路１６１１Ｃ送出する。

この画像再構成処理回路１６は、オフセット補正、各検
出器素子較正、水補正、ＬＯＧ変換処理およびＣＯＳφ
掛は処理等を前処理回路１６Ａ″１７行なって投影デー
タを得、さらにコンぎルバー１６Ｂおよびパックゾロジ
ェクタ１６ＣＩＩＣよってそれぞれコンゴリューシ冒ン
処理およびパックグロジェクション処理を行なって再構
成画像を作成し、これを断面像として画像メモＩＪ　１
６　Ｄに格納している。そして、ＣＰＵ　１１はパスラ
イン１６Ｆを介して画像メモリ１６Ｄより断面像データ
を読出し、ＣＲＴディスプレィ１７に画像表示するもの
である。１８はリファレンス検出器である。なお、従来
の画像再構成処理手段は、特開昭５３−９６６８９号公
報等で公知である、いわゆる第３世代直接法に示スよう
に、ファン状Ｘ線ビームデータを平行Ｘ線データに変換
することなくコンデリューシ璽ン処理およびバックグロ
ジェクション処理を行なって断面像を再構成するアルゴ
リズムを用いている。

〔背景技術の問題点〕

ところで、以上のような構成を有する装置においては、
予め特定されている塞化スキャナ本体を固定設置するも
のであるため、被検体６を検査するときにはその室に被
検体６を持込まなければならない。このため、検査対象
物の種類が限定され、特に非移動物（例えば構造物等）
の検査には不向きなものであり、また被検体６の大きさ
、重量等についても制限される。

また、従来の再構成アルゴリズムは、Ｘ線管３とＸ線検
出器４とが少なくとも被検体６の周囲を、Ｘｌｓビーム
１４のファン角グラス１８０′の角度だけ回転しなけれ
ば断面像を作成できない。このたｔ、被検体６が例えば
構造物等のような場合、構造物自体が邪魔になって上述
した角度範囲にわたってＸ線管３およびＸ線検出器４等
を回転させることができず、結局、断面像を作成するこ
とができない。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような点に着目してなされたものであっ
て、放射線発生器系と放射線検出器系とを自由な位置関
係で設置でき、被検体の種類、大きさ、重量等に制約さ
れず忙被検体の断層像を作成し得る断層撮影装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、放射線発生器系と放射線検出器系とを分離し
てそれぞれ独立に移動できる構成とするとともに、これ
ら放射線発生器系の放射線発生点軌道と放射線検出器系
とが平行状態となるように調整し、かつこのとき両様器
間の距離が計算によって求められる。そして、放射線発
生系と放射線検出器系とを初期設定した後、スキャンを
行々って被検体の投影データを取得し、この投影データ
を用いて逐次近似法によって画像再構成処理を行なりて
被検体の断層像を作成する断層撮影装置を提供すること
にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図ないし第３図を
参照して説明する。第１図は本発明装置の機構的構成を
示す図、第２図は装置の電気的構成を示す図、第３図は
データ処理の流れを示す模式図である。先ず、装置の機
構的構成としては、放射線発生器系２０と放射線検出器
系４０とが分離独立して床上に別体的に対向設置され、
さらに両系２０，４０の間にはある肉厚をもった例えば
構造物等の被検体５０が配置されている。

前記放射線発生器系２０は所定間隔を保持して平行に設
けられた一対のがイドレール２１゜２ノおよび両ガイド
レール２１．２１の間に配置された走査駆動ねじ２２で
構成された放射線走査軌道機構ｊ１７Ａを有し、この機
構２０にの一端側は回動支持機構２０Ｂの回転軸２３に
より回動可能に支持され、また機構２０にの他端側は軌
道位置調整支持手段２０ＣＩＩＣより回転軸２３を回転
中心として回動制御するように＆。

ている。前記回動支持機構２０Ｂは例えば円形基台２４
を有し、この円形基台２４は必要に応じて昇降可能に設
けられ、かつ固定ノクツド２５によって床上に所要の高
さをもりて設置できるようになっている。そして、円形
基台２４めほぼ中央部に回転軸２３が突設され、これに
放射線走査軌道機構２０にの一端側が回転可能に軸着さ
れている。

一方、軌道位置調整支持機構２０Ｃは、例えば断面凹状
の基台２６を有し、この基台２６は必要忙応じて昇降可
能に設けられ、かつ固定ノ譬ッド２２によって床上に所
要の高さをもって設置されている。さらに、凹状基台２
６間ｋがイドレール２８および軌道修正駆動部２９によ
り回転駆動される走査駆動ねじ３ｏが平行を保持して跨
がって設けられている。従って、前記放射線走査軌道機
構２０には、走査１働ねじ３゜に係合されて移動し、ま
たがイドレール２１゜２１間に設けられた走査駆動ねじ
２２は走査駆動部３１によって回転されるようになって
いる。

３２は走査駆動ねじ２２０回転数を検出するエンコーダ
、３３は放射線発生器系２ｏの水平状態を確認する水準
器である。

３４は例えばＸ線管等の放射線発生器３５を載置してな
る走査フレームで６って、これは両ガイドレール２１．
２１上に摺動可能に設けられ、かつ走査駆動ねじ２２と
係合されており、走査駆動部３１忙よる走査駆動ねじ２
２の回転によってがイドレール２１＊２ｘにそって所定
方向に移動する構成となっている。この放射線発生器３
５の前面側即ち放射線照射口近傍には放射線強度測定用
リファレンス検出器３６および多数のスリ、トを形成し
てなるコリメータ板３７が配置されている。３８はコリ
メータ駆動部であって、これはコリメータ板３７をファ
ン状放射線ビーム３９の中に挿入して複数の被ンシルビ
ーム３９、・・・を作ったり、あるいはファン状放射線
ビーム３９の中から後退させて本来のファン状放射線ビ
ーム３９を作る機能をもっている。

一方、放射線検出器系４０にあっては、被検体５００幅
方向に延在する所定長さの支持基体４ノを有し、この支
持基体４ノは必要に応じて昇降可能に設けられ、かつ固
定パラＰ４２によりて所要の高さをもって床上に設置さ
れている。

この支持基体４１上には多数の検出器素子より成る放射
線検出器４３およびこの検出器４３によって電気的に変
換された放射線吸収データを検出器素子ごとに収集する
データ収集部４４が載置されている。４５は放射線検出
器系４０の水平状態を確認する水準器である。

次忙、第２図は装置の電気的構成を示す図であって、放
射線検出器４３、リファレンス検出器３６および走査駆
動ねじ２２の回転数つまり放射線発生器３５の走査位置
信号を・ぐルス信号として出力するエンコーダ３２がそ
れぞれデータ収集部４４を介してＣＰＵ　５１に接続さ
れている。このＣＰＵ５Ｊは機構制御部５２および放射
線制御部５３ととも忙制御コンソール５４０指令の下に
所定の動作を行なうようになっている。この機構制御部
５２は、軌道修正駆動部２９およびコリメータ駆動部３
８に駆動制御信号を与えるほか、図示されていないが必
要により放射線発生器系２０および放射線検出器系４０
の昇降制御を行ない、またエンコーダ３２から出力され
るノ々ルス信号を受けて走査フレーム３４を移動せしめ
る走査駆動部３１を駆動制御するように接続されている
。放射線制御部５３は放射線発生器３５を間欠または連
続的に駆動制御する。前記ＣＰＵ　５１には画偉再構成
処理回路５５およびＣＲＴディスプレイ５６等が接続さ
れてらる。

次に、以上のように構成された装置の作用を説明する。

先ず、放射線発生器系２０と放射線検出器系４０が被検
体５０に対してはｔ丁平行となる様に大ざりばに設定さ
れるが、この設定前後の何れかの時に被検体５０の測定
したい高さに調整が行なわれる。この高さ調整手段は従
来公知の高さ調整機構を用いて簡単に実現できる。

この高さ調整としては、人為的に行なう場合と自動的忙
行なう場合があるが、人為的に行なう場合には例えば両
系２０，４０の各支持系をねじ式とするとともに、人為
的にハンドルを回転操作して支持系ねじに伝達して昇降
させる場合や固定パッド２５．２７．４２に高さ調整機
構を設けて高さ調整を行なう場合等が考えられる。

一方、自動的に行なう場合としては制御コンソール５４
から機構制御部５２に指令を与えてモータを駆動し、前
記各支持系のねじを回転させて高さ調整を行なう。従っ
て、これらの高さ調整のためには、各基台２４．２６お
よび支持基体４ノが図示されていないが前記支持系のね
じに係合されているものとする。

引き続き、水準器３３．４５を用いて放射線発生器３５
の軌道即ちレール２１等と放射線検出器４３の一次元検
出器素子配列とが同一平面内になる様に調整する。この
平面は、各水準器、？　３　、４５がそれぞれ２個ずつ
気泡水準器を直交する様に設ければ、各基２０，４０と
も前後および左右について行なうことができる。但′し
、この場合の平面は水平面に限られることなく、両水準
器３３．４５の両気泡を同一方向にずらしである傾斜を
もった状態で設定してもよい。

傾斜とする場合には放射線発生器３５から照射されるフ
ァン状放射線ビーム３９が放射線検出器４３で適切忙受
けられるように、各基２０゜４０の高さが調整される。

次に、放射線発生器系２０と放射線検出器系４０との間
の平行の微調整を行なう。この調整は、例えばプログラ
ムシーケンスに基づいて制御コンソール５４から機構制
御部５２に指令が発せられ、これにより機構制御部５２
はコリメータ駆動部３８を駆動制御してコリメータ板３
７をファン状放射線ビーム３９の中に挿入する。そうす
ると、コリメータ板３７のマルチスリットによってファ
ン状放射線ビーム３９がマルチ４ンシルビーム３９、・
・・と表り、これらのビーム３９は放射線検出器４３の
各検出器素子によって検出される。この放射線発生器３
５からのマルチペンシルビーム３９、・・・の照射は、
第１図に示すように機構制御部５２から走査駆動部３１
に走査駆動制御信号を送りて走査位置３５１から走査位
置５ｓｂｌで移動させて行ない、このときの放射線検出
器４３の検出出力はデータ収集部４４を介してＣＰｏ　
５１　Ｋ送られる。

このＣＰＵ　５１は、放射線発生器３５の放射線発生点
Ｓからコリメータ板３７までの距離およびコリメータ板
３１の各スリット相互間の幅が予め記憶されており、か
つペンシルビーム３９−３９間の幅は各検出器素子によ
るビーム３９、・・・の検出によって分るので、両系２
０，４０が図示左右の何れの方向に平行ずれを有してい
るか、さらに走査位置３５ａ〜５ｓｂｌでの間の走査に
よりどの程度の平行ずれ量があるのか容易に計算できる
。従って、このずれ量が求まると、ＣＰＵ　５１は制御
コンソール５４にそのずれ量補正のための信号を送出す
る。そこで、制御コンコール５４は再度機構制御部５２
を介して軌道修正駆動部２９へずれ補正用駆動信号を送
り、これに基づいて軌道修正駆動部２９はずれ補正量に
応じて走査駆動ねじ３０を所定数回転し、放射線走査軌
道機構２０にの他端側を、該機構２０に一端側の回転軸
２３を回転中心として図示左右方向に所要量だけ移動さ
せて回動し、両系２０．４０の平行ずれを調整する。こ
のとき、ＣＰＵ　５　Ｊは放射線発生器３５と放射線検
出器４３との距離ｒを平行ずれ量の計算によって求めて
いる。両系２０．４０の平行調整が終了すると、コリメ
ータ駆動部３１ｊＫ指令を与えてコリメータ板３７をも
との位置にもどす。これにより、コリメータ板３７はフ
ァン状放射線ビーム３９のビーム放射路から取り除かれ
、本来のファン状放射線ビーム３９が放射線検出器４３
側に放射される。

次に、被検体５０の断面像を作ぼするための本走査が行
なわれる。本走査およびその本走査で得た収集データの
処理等は第３図で模式的忙示すフローチャー）Ｋ従って
行なう。即ち、動　　　゛作開始指令を受けると、Ａ）
ラパース走査およびデータ収集、Ｂ収集データの前処理
、Ｃ前処理後の画使再構成処理、Ｄ被検体５０の断面像
表示等が行表われゐ。

Ａ、　　）ラパース走査およびデータ収集に−Ｏ１／％
て・ 先ず、制御コンソール５４より動作開始癲令信号を出力
すると、機構制御部５２はその指令を受けて走査駆動部
３１を駆動制御し、放射線発生器３５を走査始点位置３
５１とグリセットする。制御コンソール５４は、エンコ
ーダ３２、データ収集部４４およびＣＰＵ　＃　Ｊを介
して放射線発生器３５が走査始点位置３５＊＆Ｃデリセ
。

トされたことを知ると、引き続き、各部６１〜５３へ走
査開始のための指令を与える。制御コンソール５４は放
射線発生器３５がグリセットされたか否かを確認するこ
となく、所定時間後にプリセットされたと判断して自動
的に走査開始の指令を出力してもよい。

なお、制御コンソール５４は、自身のシーケンスプログ
ラムに基づいて各部を制御することも可能であるが、通
常、オペレータがスイッチを操作して装置内部に伝える
ことおよび装置内部の動作状態を表示ランプ等によって
オペレータに伝達すること等が主な機能である。この場
合には制御コンソール５４は、ＣＰＵ　５１と各制御部
５２．５３のインターフェイスとして機能する役目を果
す。従って、この場合の主導権は、オペレータの指示に
よって制御コンソール５４が動作開始指令を発すること
を除けば、ＣＰＵ５１が自身のシーケンスプログラムに
よって各部を所定のタイミングで制御するものとする。

以下、ＣＰＵ　５１が主導権を有するものとして説明す
る。

ＣＰＵ　５１は、自身のシーケンスプログラムに基づい
て走査開始指令を出力すると、制御コンソール５４をイ
ンターフェイスとしてその指令が各制御部５２．５３に
与えられる。ここで、放射線制御部５２は指令を受けて
放射線発生器３５へ高圧電流を間欠的または連続的に供
給し、゛　放射線発生器３５からファン状放射線ビーム
３９を被検体５０へ向けて照射する。一方、機構制御部
５２は、ＣＰＵ　５１から制御コンソール５４を介して
指令を受けると、走査駆動部３１へ電力を送って駆動制
御し、走査駆動ねじ２２を所定方向に所定の回転速度で
回転せしめる。

よって、放射線発生器３５は走査始点位置３５１より原
則として等速度で移動し、走査終点位置Ｊ５ｂに達した
ところで停止する。この走査駆動部３１が駆動すると、
エンコーダ３２はその走査駆動部３１の回転を検出し放
射線発生器３５が所定距離移動するごとにノ母ルス信号
を出力し、機構制御部５２およびデータ収集部４４に供
給する。この機構制御部５２は、エンコーダ３２からの
ノ４ルス信号を計数することにより放射線発生器３５の
走査位置を検出し、これをディジタル化して制御コンソ
ール５４をインク−フェイスとしてＣＰＵ　５１に送出
する。

前記データ収集部４４は、エンコーダ３２かラノ々ルス
信号を受けるとこの・臂ルス入カタイミング忙より、放
射線検出器４３の各検出器素子ごとの放射線吸収データ
を積分してＣＰＵ　５１に送出する。このノクルス信号
は検出器素子出力の“積分開始および積分終了の信号と
される。ＣＰＵ　’５１は前記パルス信号の入力タイミ
ングごとの放射線吸収データを順次自身のディスクメモ
リに記憶していく。

な□お、前記エンコーダ３２の出力パルス信号は放射線
発生器３５が等距離移動するごとに発生するものである
ため、データ収集部４４による積分データ信号は等間隔
に並べられた放射線発生点Ｓ、・・・の各々に対して収
集されたデータと見做すことがで、きる。この発生点は
積分時間の間にＸ線発生点が描いた線分の中点にある。

第４図はデータ収集位置を示す図である。図示上側横方
向ラインの各点１．２，３、・・・Ｎは放射線発生点Ｓ
の軌跡を示し、図示下側横方向ライン１．２，３、・・
・Ｍは放射線検出器４３の各検出器素子中央の検出点軌
跡を示している。

即ち、各放射線発生点１，２，３、・・・から放射され
たファン状放射線ビール３９は被検体５θを透過して放
射線発生点、検出器素子検出点およびビーム３９のファ
ン角度に応じた検出器素子位置で検出されるが、そのフ
ァン状放射線ビーム３９の１つの放射線通路Ｉ（ｍ、ｎ
）につ込てみれば、かかる放射線通路のデータＩｍ　＊
　ｎは放射線発生点ｎと検出器素子検出点ｍとで特定さ
せることができる。従って、各放射線検出器１，２，３
、・・・および検出器素子検出点ｌ。

２、・・・相互間を結ぶ各放射線通路の各収集データは
放射線発生点１，２、・・・ごとに特定されてＣＰＵ、
５１のディスクメモリにいったん記憶されることになる
。なお、図示ｄ、ｒは両系２０゜４０の平行ずれ調整段
階で既に測定されているものである。

Ｂ２　　前処理について 次に、ＣＰＵ　５　Ｊは、自身のディスクメモリからデ
ータを読出して画像再構成処理回路５５忙送り、ここで
最初に前処理を行なう。なお、画像再構成処理回路５５
の内部的構成は後述する画像再構成処理の項に譲り、こ
こでは専ら前処理について述べる。前処理としては、各
検出器素子ごとのオフセット補正、検出器素子の感度補
正、放射線強度の変化に伴なう補正およびＬＯＧ変換な
どが行なわれる。なお、説明の便宜上、前記データｘｍ
、ｎのみ忙ついて述べる。

１）各検出器素子ごとのオフセット補正放射線が入射さ
れていないときの検出器素子検出点ｍの検出器素子出力
即ちオフセット出力は Ｑ　ｎ　＝Ｉｚ＋　ｎ　　”　ｏｍ　　””　”’　”
’　　　（’）の計算式によって求めることができる。

２）各検出器素子の感度補正 この感度補正に際しては、既に放射線発生点ｎと検出器
素子検出点ｍ間の距離４．ｎ、較正測定時における前記
ｎ−ｍ間の距離ｔ０、較正測定時における検出点ｍの検
出器素子のオフセット補正ずみデータＩｎ１等がそれぞ
れ測定されているので、これらのデータ４ｎ＋ｎ　ｒ　
Ｌｏ　＊　工ｍを用いて下式により感度補正データＩｍ
、ｎを求める。

なお、ム、ｎは平行ずれ調整段階で計算によって求めら
れており、またｔｏ、！。は被検体４０が無い状態で行
なう較正測定で予め求められている。

そして、これらのデータｔｍ、ｎ％ｔ０、Ｉｒｎは予め
ＣＰＵ　５１に記憶されている。ｋは放射線発生点ｎに
ある時検出点ｍの検出器素子には放射線ビーム３５が斜
めに入射され感度が低下しているので、予め入射角度と
の関係で補正ファクタがテーブル化して記憶されている
。

３）放射線強度の変化に伴なう補正 この補正にありては、前記リファレンス検出器３６の出
力データが使用される。即ち、放射線通路Ｉ（ｎｏｏｎ
）に一番近いリファレンス検出器３６の検出器素子にお
けるオフセット補正ずみ出力をＩ　Ｒｍ　、　ｎとし、
その検出器素子の感度補正係数を（ＩＲｒｎ、ｎ：’）
。とすると、放射線強度変化補正データＩｍ、ｎは、 となる。

４）　　ＬＯＧ変換処理 このＬＯＧ変換データτｒｎ（ｍ、ｎ′）１ｔ！。

τｍ（ｍ　＋　ｎ　）　＝−Ｌｎ（Ｉ。、ｎ）・・・・
・・・・・　　（４）忙よって求められる。

以上のように前処理されたＬＯＧ変換データτｍ（ｍ　
＋　ｎ　）即ち前処理済データτｍ（ｍ、ｎ）は再びＣ
ＰＵ　５　Ｊのディスクメモリに記憶される。

この前処理済データτ。（ｍ、ｎ）は各放射線発生点１
　＊　２　、Ｊ、・・・に対する各検出器素子について
行なわれＣＰＵ　５１のディスクメモリにテーブル化さ
れて記憶される。

Ｃ１画像再構成処理について 前処理終了後、引き続き、画像再構成処理を行なう。即
ち、ＣＰＵ５１は、自身のディスクメモリテーブルから
各画素ごとに前記前処理済データτｍ（ｍ、ｎ）を読出
して再び画像再構成処理回路５５に送り、ここで逐次近
似法を用いて画像再構成処理を行なう。この逐次近似法
は放射線通路Ｉ（ｍ、いなどによるデータの信頼度に応
じて重み関数を付して量子雑音の影響を抑えた再構成画
像を得るものであり、以下、第５図に示すフローチャー
トに従って説明する。

逐次近似法にありては、ディスクメモリテーブル°の各
画素ごとにデータを取出して順次真値のＣＴ値を求める
ものであつて、先ず、ステ°ッデＳ１において初期画像
が物質の性質に関係なく一様なＣＴ値分布を有すると考
えて適宜な初期画像データμ（ｘ　、　ｙ　）＝μ。（
ｃｏｎｓｔ）を設定し、これを評価関数Ｊの勾配ｇの計
算ステップＳ２に供給する。ここでは、初期画像データ
μ（ｘ。

ｙ）と評価関数基準用初期値とを用いてどの方向にどの
種度の勾配（傾き）ｇをもっているかを調べ、さらにス
テップＳ３において画像の修正方向５ｌ（ｘ、ｙ）を定
め、その方向に適宜な値の初期値αを与え（ステラ７″
ｓ４）、実際に修正画像データμｉ＋１（ｘ、ｙ）を作
成してみる（ステップＳ５）。そして、その修正画像デ
ータμｍ＋１（ｘ、ｙ）についてステ、プＳ６において
評価関数Ｊ〔μ（Ｘ、７）］を用いて評価をしてみる。

以下、ステ、ｆｓ６の初期画像データμＣｘ＊ｙ）を評
価する関数Ｊを中心に各ステ、ｆｓ２〜Ｓ５のデータ処
理状態を説明する。初期画像データμ（ｘ、ｙ）に対す
る評価関数Ｊ〔μ（ｘ、ｙ））は− Ｊ〔μ（Ｘ、３Ｆ）：ｌ　＝ΣΣｗ（ｍ、ｎ）・１τｍ
（。、ｎ）−ｎ τμ（ｘ、ｙ）　；　ｍ＋ｎｌ　　・・・・・・（５）
で表わすことは既に周知である。この場合、評価関数Ｊ
の計算により、初期画像データμ（ｘ、ｙ）が真値に近
づくほど評価関数Ｊは小さな値となるはずである。そこ
で、初期画像データμ（ｘ、ｙ）に対する評価関数Ｊ〔
μ（ｘ、ｙ））がステ、プＳ７において最小となるよう
忙収束するか否かを判断し、α＝α＋Δαによって（ス
テ、ｆ８　Ｂ　）により少しずつ変化させてステ、ゾＳ
５に入力し、修正画像を作成し、評価関数Ｊを計算して
みる。そして、Ｊが最小の値に収束したとき、例えばテ
ストファントム等で求めた基準用初期値Ｊ０と比較しく
ステップＳ９）、小さければそれを真値のＣＴ値とする
ものである。

但し、（５）式においてτ１ｎ（ｍ、ｎ）は例えば１つ
の放射線通路”（ｍａｎ）について測定された放射線吸
収量忙伴なう投影データである。

また−７μ（Ｘ、ｙ）　；　ｍ　＋　ｎは放射線通路Ｉ
（ｍｅｎ）について初期画像データμ（ｘ、ｙ）から逆
に求めた放射線吸収量に伴なう投影データであって、こ
れは（６）弐に基づいて求められる。

この式においてψ（ｑ−ｒ）は各放射線通路を中心とし
、この通路からの距離（ｑ−ｒ）に対する放射線ビーム
の放射線検出強度の状態を式で表わしたものであって、
通常、第６図に示すような正規化分布をもって表わされ
る。実際の計算ではもう少し単純化したものを用いる。

従って、（ｑ−ｒ）は放射線通路と被検体５０Ｖｃ対応
する放射線４路に近い画素位置との距離を表わしている
。そこで、（６）式は初期画像データμＣｘ、ｙ）につ
いてψ（ｑ−ｒ）に基づいて換算したときの投影データ
の値と考えられる。第７図は前記画素の初期画像データ
点（ｘ、ｙ）と放射線通路Ｉ（ｍ、ｎ）との関係を示し
ている。ここで、ｑ−ｒは で表わせ、（ｑ−ｒ）すなわちψ（ｑ−ｒ）はＸ　ｇ　
７　＊ｍ、ｎの関数と見做せる。結局、（６）式は初期
画像データμ（ｘ、ｙ）を放射線通路Ｉ（ｍ、ｎ）　Ｋ
ついて投影したときのデータを意味する。

次に、上記（５）式のｗ（ｍａｎ）は放射線通路Ｉ（ｍ
、ｎ）に対する評価の重みである。従って、（５）式は
評価を重みつきの最小二乗法で表わすことを意味してい
る。なお、重みｖ（ｍ　、　ｎ　）は測定された投影デ
ータτｍ（ｍ、ｎ）の値によって決めていくが、τｒｎ
（ｍ、ｎ）のＳＮ比が大きいときには大きな値、小さな
ときには小さな値をとるよう忙選択する。

−（・・・）＝　ｚ＝５品・・・・・・　（８）、の式
によって求めると、重みｖ（ｍ、Ｈ）はおよそ８Ｎ比に
比例して好ましい値となるが、この計算式によらなくと
もよい。例えばｖ（ｍｅｎ）ｏｃＩｍ＋ｎとすることも
考えられる。従って、以上述べたように逐次近似は、（
５）式の評価関数式を用い、スカラ量Δαを与えながら
初期画像データμ（ｘ、ｙ）について画像修正を繰返し
つつ、評価関数Ｊが小さな値になるよう制御する。

そこで、以下、初期画像データμ（ｘ、ｙ）につｂて五
回目の修正画像が評価を受け、その評価関数’ｉ（Ｘ＊
ｙ）がステップＳ７で収束したと判断されたが、末だ評
価関数基準用初期値Ｊ０よりも大きいと判断されたとき
、ステップ８２に返って再び１−１−１回目の修正画像
μｔ＋１（ｘ、ｙ）を求める例について説明する。

１回目の評価関数Ｊ〔μｌ（ｘ、ｙ）−’の一次変分は
、δＪ〔μｌ（ｘ、ｙ））”’ΣΣｇ〔μ’Ｃｘ＋ｙ）
”、ｙ〕’δμｉ（ｘ、ｙ）Ｘ’１ ・・・・・・・・・・・・・・・（９）で表わされる。

Ｊはμｌ（ｘ＊ｙ）に対する汎関数とみる。上式におい
てｇ〔μｌ　（ｘ　、ｙ　）　：　”　ｒ　Ｙ　：）は
評価関数Ｊのμｌ（ｘ＋ｙ）における勾配と考えられる
。

そこで、ステップＳ２においては（５）式の変分をとり
、ｇ〔μｌ（ｘ＋ｙ）　”　”　〕について求めると、
ｇ〔μｌ（ｘ、ｙ）；ｘ、ｙ〕＝２ΣΣｗ（ｍ、ｎ）・
（１ｍ（ｍ、ｎ）ｎ −丁（μｌ（ｘ、ｙ）：ｍ＋ｎ））Ｆ（ｑ　ｒ）・・・
・・・・・・・・・αＱ で表わせる。即ち、ＣｌＯ式によって勾配を求めること
ができる。

ここで・μｌ（：ｃ、ｙ）からμｌ＋１（ｘ、ｙ）を求
めるとき、ｇ〔μｍ（Ｘ、ア）；ｘ、ｙ〕の方向に変化
量をとると最も少ない変化量で評価関数Ｊを小さくでき
るが、収束を早めるために共役傾斜法の１つであるＦｌ
ｓｔｅｈｅｒ−Ｒｅｅｖｅｓのアルゴリズムを採用する
。この共役傾斜法ではステ、ゾＳ３に示すように、μｌ
（Ｘ、Ｆ）の修正方向５ｉ（ｘ、ｙ）として、５ｉ（ｘ
、ｙ）＝ｇｃμｉ（ｘ＋ｙ）；　ｘ　＊　ｙ　）Ｓｉ＋
１（ｘ、ｙ）　・・・・・・・・・　　０１を用いる。

そして、この式により画像修正方向が決定すると、その
修正方向く修正量（大きさ）Ｃ１を与えて修正画像μｓ
＋１（ｘ　ｒ　ｙ　）について下式により求める。

μｓ＋ｔ（ｘ＋ｙ）＝μｉ（ｘ、ｙ）＋α１ｓｉ（ｘ、
ｙ）”’　　＜Ｌｌこのようにして修正画像を求めた後
、−次元探索を行なりて評価関数Ｊの計算を行ない、か
つ修正量αｉを何回か変えて繰返しＪ〔町＋１（：ｔ、
ｙ））を求めて最小となるαｌを採用する。そして、μ
ｌ＋１（ｘげ）を求めた後へ次にこのμｔ＋ｔ（ｘ、ｙ
）を用いてμｌ＋２（ｘ、ア）を求める。これを繰返し
計算し、評価関数Ｊが評価関数基準値Ｊ、より小さく々
りたとき、データ処理を打ち切って最後の画像データμ
（Ｘ、７）を真値のＣＴ値として記憶する。

各画素の投影データについても同様の処理を行なって真
値となるＣＴ値を求める。

次に、さらに画像再構成処理回路５５の内部を具体化し
、実際°の動作シーケンスにそって説明する。第８図は
その画像再構成処理回路５５の内部を具体化した機能プ
ロ、り図である。図中４１はメモリ、４２は前処理回路
、６３は勾配演算手段、６４は１１ｇ１ｌ１２演算手段
、６５は修正方向演算手段、６６は修正画像演算手段、
６７は評価関数演算手段、６８は各演算手段等の動作シ
ーケンスを制御する制御部であって、メモリ６１、ＣＰ
Ｕ　５１およびＣＲＴディスプレイ等とはデータバス６
９で接続されている。

しかして、第８図に基づいて動作を説明するにあたり、
第３図および第５図を実際の動作に促して編集しなおす
と、第９図（１）、■）のようなフローチャートをもっ
て表わすことができる。

先ず、ステップ８１１においてデータを収集してＣＰＵ
　５１のディスクメモリに記憶される。

ＣＰＵ　５１はパスライン６９を介して投影データ！。

、ｎをメモリ６１に転送する。ここで、制御部６８はス
テ、ｆＢ　１　ｊに示すようにメモリ６１に記憶された
投影データＩｎ１ｌｌｌを次々に前処理回路６２へ送り
、前述した前処理を行表わせ、その前処理済データτｍ
（ｍ、ｎ）を順次取り出してメモリ６１に再度記憶する
。メモリテーブル上のすべての投影データエ。、ｔｌに
ついて前処理が完了し、前処理済データτ、（□、Ｉｎ
）が揃うと、これらのデータτｎｌ（ｍ＋ｉｋ）は制御
部６８の制御のもとにパスライン６９を通じてＣＰＵ　
５１へ転送される。

なお、以上の前処理動作においてすべての投影データｌ
ｆｆ１１ｍ１がメモリ６１に入らない場合があるので、
この場合には分割して行なう。

次に、ステップ８１３において逐次近似を行なうために
初期画像データμｍ（Ｘ、ア）を設定する。

この処理動作は、ＣＰＵ　５１からメモリ６１に対し、
初期値μ。を初期画像データとして転送し、メモリ６１
の画像に初期値を設定する。

この初期値設定後、ＣＰＵ　５１は勾配ｇｔを計算する
ために自身のディスクメモリから前処理済データτｍ（
ｍｅｎ）を読出してメモリ６ノへ転送する（ステップ８
１４）。メモリ６１にはすべてのデータτｍ（□、ｎ）
が入らないので、データτｍ（ｍ　ｒ　ｎ　）を入れ替
えながらステップＳ１４．Ｓ１５の処理を繰返しながら
勾配演算手段６３により勾配ｇｉを順次計算し、これを
メモリ６１に記憶していく。即ち、勾配ｇｉの計算は、
メモリ６１からμｌ（ｘ、ｙ）とτ！ｎ（ｍ　ｒ　ｎ　
）を読出して勾配演算手段６３によりｇｓ（＝ｇ（μ’
（Ｘ＋７　）　：　Ｘ　＊　ｙ　）を（２）式に基づい
て計算する。すべてのデータτｍ（ｍ　＋　ｎ　）につ
いて勾配ｇｉを求めてステ、グＳ１５゜８１６が終了し
、メモリ６１に記憶される。

次に、ステ、プ８１７では、制御部６８がメモリ６１か
ら勾配ｇｔを読出してＩｆ　ｇｓ　ｌ１２演算手１１ｇ
１１１２を求めると、引き続き、ステｙ　７’　ＳＩＢ
に移行し、ここでｌ１ｇｘ１１２／１１ｇｔ−１１１２
を求める。

即ち、ここでの処理動作は、メモリ６１から１１ｇ１ｌ
ｌ　　データを読出してＣＰＵ　５１へ送り、ＣＰＵ５
１で１１ｇ５　ＩＩ２／　ｌ１ｇ量−１１１２を計算す
る。ｌ１ｇ量−１１１２はＣＰＵ　５　Ｊ自身のメモリ
にあるものを用いて計算し、この計算後、ｌ１ｇ１−１
１１２の代りにｌ１ｇｔｌ１２を記憶する。そして、計
算後のデータ ＩＩ机＋１２／Ｉ１ｇｔ−１１１２はメモリ６１に送ら
れて記憶される。

次に、ステップ８１９ＶＣおいてメモリ６１にあるデー
タｇｉ、１１ｇ１ｌ１２／ｆｉｇｓ−１１１２，８１−
１を読出して修正方向演算手段６５により、αカ式に基
づいて修正方向Ｓｚ　（＝Ｓｔ（工、ｙ））を求める。

この修正方向データＳ口まｓｌｌ＜代えて再びメモリ６
１に記憶される。なお、５ｉ−１は１＝１のとき零であ
る。

修正方向データＳｉを求めた後、ステップ８２０に移行
し、ここで修正量αが設定される。即ち、ＣＰＵ　５　
Ｊは（２）式で用いる修正量αをメモリ６１に転送する
ことにより設定する。そして、この修正量αのほか、メ
モリ６１から、Ｊ　、Ｊを読出して修正画像演算手段６
６により修正画像データμｍ＋１を求める（ステップ８
２１）。このデータ町＋１はμｌに代えて再びメモリ６
１に記憶される。

次に、ステップ８２２において評価関数Ｊｉ−Ｈな計算
するためにＣＰＵ　５１からデータτｍ（ｍ＋ｎ）を読
出してメモリ６１に転送する。すべてのデータτｍ（ｍ
、ｎ’）カシモリ６１に入ら表いので、ステ。

ｆｓ２２〜８２４を繰返し行ない、かつデータτ□（ｍ
、ｎ）を入れ替えながら評価関数Ｊｌ＋１を計算する。

即ち、ステップ１３２３では、メモリ６１からデータμ
ｌ＋１．１ｍ（ｒｎ、ｎ）を読出して評価関数演算手段
６７により評価関数Ｊ１＋１を（５）式に基づいて計算
する。すべてのデータτ”（ｍ　＊　ｎ　）、について
Ｊｉ−１−１の計算を行なら、この計算結果のＪｉ＋１
をメモリ６１に記憶する。そして、ステ、デＳ２４です
べてのデータτｍ（ｍ　ｒ　ｎ　）についてＪｌ＋１の
計算を行なったか否かを判断し、計算終了の場合にはス
テラｆ８２５に移行してＪ１＋１の評価を行なう。

このＪｉ＋１の評価は、メモリ６１から５１＋１を読出
してＣＰＵ　５１に転送して行なう。Ｊ１＋１が修正量
αの変化に対し最小値（極値）でない場合忙はステ、デ
８２０にもどってα＝α＋Δαとして計算する。即ち、
ステ、デ８２０〜８２５では修正量を変えながら評価関
数Ｊ１＋１を計算し、かつＪｉ＋１の評価を繰返しなが
らＪ１＋１の最小値をみつけ出す。

そして、Ｊｉ−Ｈが最小値となりた場合、ステラｆＳ２
６に移行し、Ｊｉ＋１≦５０か否かを判断する。

ＮＯの場合にはステップ８２７により次のｌについて計
算するためにステ、プ８１４に戻る。

ＹＥＳの場合にはメモリ６１にあるμｌ＋１が真値のＣ
Ｔ値と考える・ ここで、ＣＰＵ　５　Ｊはメモリ６１＆ｃある最終画像
μｉ＋１を読込んで自身のディスクメモリに記憶すると
ともに、ＣＲＴディスクプレイ５６の画像メモリに転送
する（ステ、ｆＳ　２　Ｂ　）。ＣＲＴディスクプレイ
５６は自身の画像メモリから最終画像μｍ＋１を読出し
て表示する。

次に、再構成画像の誤差要因となるはみ出し処理につい
て第１Ｏ図ないし第１３図を参照して説明する。第１０
図は被検体５０がはみ出していない例を示している。は
み出しとは各放射線発生点Ｓ　（＝ｚ　、　；ｔ、・・
−Ｎ）と多数の検出器素子列とを結ぶファン状放射線ビ
ーム３９から被検体５０がはみ出すことをいう。はみ出
しがない場合には第１１図に示す再構成領域７０全部を
逐次近似領域Ｄｃとする。この逐次近似領域Ｄｃつまり
再構成領域７０は被検体５０を内包するように定める必
要がある。従って、逐次近似領域Ｄｅは被検体５０Ｖｃ
合せて設定するが、仮に設定が悪くて被検体５０がはみ
出した場合にはその分が再構成画像に誤差となって現わ
れる。７１は放射線発生点軌道を示す。

第１２図は被検体５０にはみ出しがあった場合の例を示
している。この場合再構成領域７０を３種の領域ＤＢ　
ｒ　Ｄｂ＊　０６に区分し、Ｄ＆はμ＝０固定領域、Ｄ
ｂはμ＝１固定領域、Ｄｃは逐次近似領域とする。領域
り、　、　Ｄｌ、は逐次近似の際、データ値を変えずに
固定したままとし、Ｄｃのデータ値のみ変化させる。Ｄ
ａとＤｃの境界、ＤａとＤｂの境界はそれぞれ被検体４
０の外周に出来るだけ一致させるように設定する。図示
ｒ１１　ｒ３は実測してなるべく正しい値をＣＰＵ　５
１にイングツトし、それに基づいて前記境界部分のデー
タを設定する。ＤｂとＤｃの境界は第１３図のように作
図されてＣＰＵ　５　Ｊで計算される。アは領域り、　
’ｔ　Ｄｂ　、　Ｄｃ段設定後ＣＰＵ　５１が前処理済
データτＩｎ（ｍ　ｌユ）を用いて計算によって求める
。即ち、放射線ビーム３９の放射忙よる放射線通路の領
域Ｄｅを通らずに領域ＤＩＬおよびＤｂを通るような通
路についてのデータを用い、 の式により、ｉを求めるものである。ｔｍ、ｎは放射線
ビーム３９が領域Ｄｂを通過する長さを示す。

なお、０１式は放射線通路の全部釦ついて計算せず、と
びとびの通路について省略計算をしてもよい。

実際の被検体５０においては、一般に領域Ｄｂのμは一
定でないので、μが一定として計算した分だけ矛盾が生
じ、領域Ｄｅの再構成画像に偽像が生じてくる。しかし
、実質的忙は領域Ｄｂに特に吸収の異なった部分がない
かぎり影響が出ない。仮に、吸収の異なった部分があっ
たとしても、偽像は領域Ｄｂに近い部分に生じるだけで
ある。

なお、前述したはみ出し再構成の説明は、壁状被検体５
０の場合を例忙とって説明したが、壁状被検体５０以外
の種々の形状の被検体５゜であっても、領域り、Ｌ、Ｄ
ｂ、Ｄｃの設定が予測できれば再構成処理が可能であり
、設定が正確であればあるなど忠実化再構成処理を行な
うことが÷きる。

従って、以上のような構成忙よれば、放射線発生器系２
０と放射線検出器系４０とがそれぞれ分離独立して移動
設置可能な構成となっているので、移動できない被検体
５ｏであっても前記両系２０．４０をその近くに運び込
んで被検体５０の断面像を作成することができる。しか
も、各基２０．４０にそれぞれ水準器３３゜４５をそれ
ぞれ直交するように設けたことにより、両系２０．４０
を同一平面内に簡単かつ容易に設定できる。また、放射
線発生器３５の前面側に進退自在なマルチスリ、トのコ
リメータ板３７を配置するとともに、放射線発生器系２
０の他端側を一端側を回転中心として回動しうる様にし
たので、放射線発生点Ｓとコリメータ＠３７との距離、
マルチスリ、ト相互の間隔等を既知とし、マルチスリッ
トを通って入射するマルチ（ンシルビームを放射線検出
器系４０側で検出して両系２０，４０を平行かつ両系２
０．４０間の距離を容易に求めることができる。ｔた、
被検体５０がファン状放射線ビーム３９からはみ出す場
合でありても、再構成領域７０を予め複数の領域Ｄ＆、
　Ｄｂ、　Ｄｃに分けて逐次近似の際にデータ可変部分
およびデータ非可変部分に応じて画像再構成処理するよ
うにすれば、例えば壁状被検体４０でありてもその断面
像を作成することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されず忙種々変形して
実施できるものである。

第１４図および第１５図は他の１つの実施例であって、
これは例えば水準器、？　３　、４５および軌道修正駆
動部２９、ガイドレール２１等を除去し、その代りにレ
ーザー光を用いて両系２０．４０を位置合せする構成で
ある。即ち、この装置は、各基２０，４０の前面側両端
部に例えばガラス板７．２ｍの中央部に十字目盛７２ｂ
を付した位置合せ指標１２、・・・（第１９図参照）を
設けるとともに、これら両系２０．４０とは別個にレー
ザー発振器７３を備えたレーザ−光移動装置７４を用意
し、例えば被検体５０が細長い場合にはその被検体５０
と直交する様にレーザー光移動装置２４を設置した後、
レーザ−光発振器７３からレーザー光７５を照射し、こ
のレーザー光７５が各位置合せ指標１２ｆＣ当っている
か否かを確認する。レーザー光７５が当っていない場合
には各基２０．４０を動かして当るように位置調整する
。

゛なお、レーザー光移動装置７４は、予め所定間−隔を
有して２個のレーザー発振器７３．７３を設けたものを
用いてもよいが、例えば第１５図の）に示すように水平
ガイド体７４１Ｌ上に移動可能に立設した上下ガイド体
７４ｅに１個のレーザー発振器７３を設け、このレーザ
−発振器７３を水平かつ上下に自在に移動させて両系２
０．４０の位置合せなしてもよい。さらに、上下ガイド
体７４ｂの下部に水平移動に追従して水平移動距離を測
定する水平距離計７４ｅおよびレーザー発振器７３の上
下移動に追従して上下移動距離を測定する上下距離計７
（ｄを設ければ、レーザー発振器７３の移動に伴なって
各距離計７４ｅ　、７４ｄにより自動的に距離を測定で
きる。

次に、第１６図は同じく他の実施例を示す図であって、
これは両系２ｏ、４０Ｖｃ自在ナ一ム機構８０．８１を
設けるととも釦、放射線源として電子走査形放射線発生
器３５′を用いたものである。即ち、この装置は、例え
ば各角部忙固定）臂ツド８２、・・・を持った発生器側
テーブル８３および検出器側テーブル８４を有し、各テ
ーブル１１３，１１４上にはそれぞれ走査制御部等を内
蔵して表るアーム支持部１１５．８６が載置され、自在
アーム機構１１０．８１を人為的または自動的に操作し
て両系２０．４０の位置合せを行々った後、ＣＰＵ　５
１および画像再構成処理回路５５等を含むデータ処理系
８７から動作指令を与えて電子走査形放射線発生器３５
を駆動して放射線を照射させ、放射線検出器３３および
データ収集部３４等によりデータを収集し、これをデー
タ処理系８７に送出して画像再構成処理を行なってもよ
いものである。この構成によれば、両系２０，４０の位
置設定にフレキシビリティを持たせることができる。

なお、この電子走査形放射線発生器３５は、カソード、
７ノードおよび走査用コイル等を有し、さらに図示され
ていないがアノードから放射された放射線ビームの強度
を検出するために、放射線通路に位置して発生器３５の
前面側にリファレンス検出器３６が取付けられている。

第１７図ないし第２１図は同じく本発明の他の実施例を
示す図であって、これは放射線発生点Ｓの軌跡が検出器
素子列忙対して傾−ている場合および放射線発生点Ｓの
軌跡が直線でない場合のデータの求め方についての実施
例である。

この実施例装置の機構部は第１７図に示すように構成さ
れ、また電気的構成は第１８図のように構成される。こ
れらの装置において上記実施例と比較して異なる部分は
、放射線検出器４３０両側に放射線発生点検出手段９０
に、９０Ｂを設けたことｋある。この放射線発生点検出
手段９０に、９０Ｂは、それぞれコリメータ板９１１．
９１Ｂおよび二次元放射線検出器９２Ａ。

９２Ｂを有し、各コリメータ板９１Ａ、９１Ｂのピンホ
ールＰＡ　、　ＰＲ（第１９図参照）を通りて入射され
る。ピンホールビームを二次元放射線検出器９２に、９
２Ｂで検出する構成と左っている。また、放射線発生器
３５は走査フレーム３４上に首振り機構、？４Ａを介し
て設けられている。

次に、第１９図および第２０図は放射線発生点Ｓと二次
元放射線検出器９２に、９２Ｂとの幾可学的関係を示す
図である。ここで、第２０図は座標系を示す図で、Ｘ７
Ｓ系は検出器９２ｋ（９２Ｂを含む）を基準とする座標
系であり、ｘ　’ｚ　竿面が検出器９２１面である。　
ｘｙｚ系は放射線発生点Ｓの軌跡を基準とする座標系で
ありで、Ｘ７平面がスライス面を示す。そして、スライ
ス面とＸ！平面との交線をＸ軸にとり、よって原点Ｏは
２軸上にくるようにする。Ｘは検出点軌跡を示す。

次に、放射線発生点Ｓの位置は各座標系での成分として
、 ／　　　　　’／　　　　　’／ ＦＪｎ　（Ｓｎｘ　　ｅ　Ｓａｙ　　＃　Ｓｎｚ　　）
Ｓｎ　（Ｓｎｃ　、　Ｓｎｙ　＋　０　）と表現できる
。なお、Ｓ□は座標系から明らかなように零となる。一
方、二次元放射線検出器９２ｋ（，９２Ｂを含む）の検
出位置は各座標系での成分として Ｄｍ　’　（ＤｒｎＸ　ｒ　　Ｏ＋ＤｍＺ　　）Ｄｍ　
（Ｄｍｘ、０，０　） と表現できる。Ｄ０ア′、ＤｎｌＩｙ＃Ｄ□は零となる
。

而して、放射線発生点Ｓの軌跡が傾いている場合におい
て放射線発生点Ｓの位置を求める例について述べる。即
ち、放射線発生点Ｓと検出器素子列とが同一高さでかつ
平行である場合には第２０に示すＸ７ｇ系はｘ′ｙ−集
と重なると考えられる。そこで、放射線発生器３５から
ファン状放射線ビーム３９を放射すると、コリメータ板
９１に、９１Ｂの各ピンホールＰＡ、・・・、　ＰＢ。

・・・を通って二次元放射線検出器９２に、９２Ｂでピ
ンホールビームを検出する。このとキ、コリメータ板９
１に、９１Ｂと検出器９２Ａ。

９２Ｂとの距離データ・、は既知であり、また真正面か
らコリメータ板９１１．９１Ｂの一ンホールＰＡ、・・
・、ＰＢ、・・・を通りて二次元放射線検出器９２に、
９２Ｂで検出される放射線ビーム３９に係るピンホール
ビーム位置データも第１９図および第２０図からＣＰＵ
　５１が計算によって容易に求めるそこで、実際の本走
査のときに放射線発生器３５の放射線発生点Ｓから放射
される放射線ビーム３９をコリメータ板１１　Ａ　、　
９１ＢのピンホールＰＡ　、　ＰＲを介して二次元放射
線検出器９２１．９２Ｂで検出する。そして、ピンホー
ルビーム検出位置データはデータ収集部４４を介してＣ
ＰＵ　５　Ｊに入力されるが、ここでＣＰＵ　４　Ｊは
既知データであるピンホールビーム位置データを読出し
てピンホールビーム検出位置データの）Ｃ＊　７　ａ　
Ｎ方向のずれ量を求め、かつ両検出器９２に、９２Ｂに
おけるこのずれ量データと前記距離データとを用りてそ
れぞれの放射線ビームの入射方向を定めて交点を計算に
よって得、この交点を放射線発生点Ｓとするものである
。このようにして２つの二次元放射線検出器９２１．９
２Ｂの検出方向から二次元放射線検出器１１に、９２Ｂ
を基準とする座標系ｘｙｚ　系で記述された放射線発生
点位置ａｎ（Ｓｎ工。

Ｓ５．、Ｓ□′）が測定されム。このＳｎから放射線発
生点Ｓを含む面、スライス面が決まりてくる。

そして、このスライス面をｘｙ平面とするような座標系
ｘｙｚ系を決定する。ｘｙｚ系が決定されると、ＸｆＺ
　系と１７に系との変換係数Ｔが求まり、ｘｙｚ系の放
射線発生点７ｇ、＝ＴＴｆ′Ｏ計算を行なってＳ３　（
Ｂｎｚ　＊　８１１ｙ　ｅ　Ｏ）を求める。

次に、検出位置（検出器素子の位置とは必ずしも一致し
々い）の座標系成分Ｄ”　（Ｄｍｘ　＃　Ｏｒ　Ｏ）を
Ｘ軸上に設定する。そして、この石、と座標系変換係数
Ｔを用いて、式、；＝Ｔ−鴫の計算を行ない、 Ｄｍ（Ｄｒｎｌ　’　ｅ　Ｏａ　Ｉ）ｍｚ　’　）を求
める。ここで、ｘ窓面での検出器素子点と検出位置（Ｄ
ｒｎ”　”　Ｄｍ＠　’　）が１対ＩＫ対応していない
ため、検出器素子出力を補間計算して検出位置での検出
値ｘｔｎｎを求める（第２１図参照）・さらに％Ｄｍ、
Ｓｎから第２１図で示す放射線通路ｍ−ｎＫ関係する量
ｄｍ、ｎ　ｒ　Ｚｍ＋ｎ　ｚｆｒｎ＋ｎ　ｅ　７ｍを計
算によって求める。ｄｍｌｎは放射線発生点Ｓと放射線
検出器３５との距離、χ。、ｎは放射線通路とＸ軸との
なす角、ψ。、ｎは放射線通路と放射線発生点軌跡のな
す角である。麺は放射線発生器３５の首振り機構Ｊ４Ａ
の構造から予め定まる値である。そして、（１ｍ、ユ、
χ、、ｎ、ψ・。、ｊｌ　ｌη。

から被検体４０がない場合に期待される検出値Ｉｏｒｎ
、ｎを計算する。この計算をするとき、放射線ビーム３
９の放射線検出器３５から放射される方向に対する強度
分布および検出器素子の放射線入射方向に対する感度特
性がそれぞれ測定されてテーブル化されている。そして
、以上のようにしてＩ。ｍ、ｎを求めた後、ｔａｇ変換
テーブルを用いて、 τＩｎ（ｎｌ、ｎ）　”’ｎ　（■Ｏｆｎ＋ｆｌ／”ｍ
ｅｎ　）を求め、前述した逐次近似法に供される。

次に、放射線発生点Ｓの軌跡が検出器素子列に対し直線
でない場合、その放射線吸収分布特性は各放射線通路３
９に対する被検体４０の幅に相応する吸収分布特性とな
らない場合が多い。

そこで、第２１図に示すように、放射線発生点Ｓの軌跡
とｙ軸との交点位置およびこの交点位置からの接線方向
の仮想直線を定めることができる。そこで、放射線検出
器素子と両端側に位置する２つの放射線発生点Ｓとから
前記仮想直線上の点の値を補間し、放射線吸収データの
補正をすることができる。

次に、放射線検出器４３として例えば二次元アレイを用
いた場合つまり放射線発生点の軌跡が放射線検出器４３
に対して二次元的に移動した場合のデータ補間について
第２２図および第２３図について説明する。第２２図に
おいてＸは検出位置（検出点）、・各検出器素子の中心
点を示す。各検出位置は各座標系で表わすと、ｘｙ　系
では、 ｉｎ　（Ｄｍｘ　’　＋　ｏ　ｔ　Ｄｍｚ　’　）　＝
（ＤＯ’）Ｃ’＋ｍΔＤｘ　’　ｅ　Ｏ。

Ｉ））ｚ’＋ｍΔＤ２′） Ｘ７系では、 Ｌ（％ｚ　ｅ　Ｏｅ　Ｏ）　＝ＣＤｏ　ｘ　＋”ΔＤ、
　、　０　、０　）と表わせる。各検出位置での検出値
はその検出位置に一番近い４個の検出器素子出力を補間
して求める。４個の検出器素子出力に対して、先ず、そ
れぞれオフセット補正、検出器素子間感度補正、放射線
強度変化補正およびＬＯＧ変換を行なう。これらの補正
処理によって各検出器素子の出力データがτ１．τ２．
τ３．τ４に々りたとすると、 τ＝ｂ（（１−ａ）・τ１＋ａτ２）＋（１−ｂ）（（
１−ａ）τ３＋ａτ４） の補間式に基づいてデータを補間する。

なお、本発明は上記実施例に限定されずに種々変形して
実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、放射線発生系と放
射線検出系とをそれぞれ分離独立して設置する構成とし
たので、従来装置では検査不能であった種々の対象物例
えば構造物であるために周囲に障害物があって走査が完
全にできなかったり、あるいは移動不可能な被検体であ
っても容易にこれら被検体の断面像を作成できる断層撮
影装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る断層撮影装置の一実
施例を説明するためのものであって、第１図は装置機構
部の上面図、第２図は装置の電気的構成をブロック化し
て示す図、第３図は本発明装置の全体動作を説明する概
略的なフローチャート、第４図は放射線発生点と放射線
検出点との関係を示す図、第５図は前処理済データを用
いて逐次近似法による画像再構成処理を行なう場合のフ
ローチャート、第６図および第７図は放射線通路が被検
体に対応するディスクメモリの画素位置から外れた場合
のデータ変換手段を説明する図、第８図および第９図は
更に逐次近似法の動作を具体的に説明するだめのもので
、第８図は画像再構成処理回路を具体化した機能ブロッ
ク図、第９図（ト）、　（Ｂ）は第８図に基づいて画像
再構成処理を具体的に説明するフローチャート、第１Ｏ
図ないし第１３図は被検体がはみ出している場合の画像
再構成処理を説明するための図であって、第１０図は非
はみ出し状態にある場合の説明図、第１１図は第１Ｏ図
に示す関係にある場合の再構成領域と逐次近似領域との
関係図、第１２図ははみ出し状態にある場合の説明図、
第１３図は第１２図に示す関係にある場合の再構成領域
と逐次近似領域との関係図、第１４図は本発明装置の他
の実施例を示す上面図、第１５図に）、申）は第１４図
の部分説明図および変形例を説明する図、ｆａ１６図は
同じく本発明装置の他の実施例を説明する外観斜視図、
第１７図ないし第２１図は放射線発生点の軌跡が一次元
放射線検出器に対して傾いて込る場合の他の実施例であ
って、第１７図は機構的構成を示す上面図、ｇｉｓ図は
電気的構成のプロ、り図、第１９図および第２１図は放
射線発生点までの距離を求めるための説明図、第２２図
および第２３図は二次元放射線検出器を用いた場合のデ
ータ補間な示す説明図、第２４図は従来ＯＣＴスキャナ
の概略構成図、第２５図は従来ＯＣＴスキャナにおける
画像再構成処理を説明する模式図である。 ２０・・・放射線発生器系１．？１７Ａ・・・放射線走
査軌道機構、２０Ｂ・・・回動支持機構、２０Ｃ・・・
軌道位置調整支持手段、２１・・・ガイドレール、２２
・・・走査駆動ねじ、２３・・・回転軸、２９・・・軌
道修正駆動部、３０・・・走査駆動ねじ、３１・・・走
査駆動部、３２・・・エンコーダ、３３・・・水準器、
３４・・・走査フレーム、３５・・・放射線発生器、３
５・・・電子走査形放射線発生器、３６・・・リファレ
ンス検出器、３７・・・コリメータ板、４０・・・放射
線検出器系、４３・・・放射線検出器、４４・・・デー
タ収集部、４５・・・水準器、５ｏ・・・被検体、５１
・・・ＣＰＵ、５２・・・機構制御部、５３・・・放射
線制御部、５４・・・制御コンソール、５５・・・画像
再構成処理回路、７２・・・指標、７３・・・レーザー
発振器、７４・・・レーザ−光移動装置、９０１゜９０
Ｂ・・・放射線発生点検出手段。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１１１　　＠ １３　　図 ｊｌ　１０　　図 第１１　ｒＩ！Ｊ ｔ１１１２ｆｌＪ ｓ１４図 ７乙 Ｎ２０図 ｊＩ２２ＷＪ （３ａ：ｌ−ａ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）、被検体を挾んで互いに分離独立して移動可能な
   状態で支持機構により支持された放射線発生器および放
   射線検出器と、これら両機器を初期位置に設定する初期
   位置設定手段と、前記放射線発生器より放射線を前記被
   検体に照射し、この被検体から透過して出力された放射
   線線量データを前記放射線検出器を介して取得して前記
   被検体の断面像を作成する画像作成手段とを備えたこと
   を特徴とする断層撮影装置。
2. （２）、放射線発生器支持機構は、放射線発生器を載置
   してなる走査フレームを所定方向に走行する放射線走査
   軌道機構と、この放射線走査軌道機構の両端部を固定ま
   たは昇降可能に支持する支持手段とを有するものである
   特許請求の範囲第（１）項記載の断層撮影装置。
3. （３）、初期位置設定手段は、水準器を交叉する如く配
   置して前記放射線発生器および放射線検出器をそれぞれ
   水平に設定するものである特許請求の範囲第（１）項記
   載の断層撮影装置。
4. （４）、初期位置設定手段は、放射線走査軌道機構の一
   端側を回転軸を回転中心にして回動可能に設け、かつ他
   端側を走査軌道とほぼ直交する方向に移動可能に設ける
   とともに、放射線発生器の前面側にコリメータ板をセッ
   トしてペンシルビームを作り、このペンシルビームによ
   るデータに基づいて前記放射線走査軌道機構の他端側を
   移動させて放射線発生器の放射線発生点軌道を前記放射
   線検出器に平行に設定するものである特許請求の範囲第
   （１）項記載の断層撮影装置。
5. （５）、初期位置設定手段は、放射線発生器側および放
   射線検出器側に設けられた目盛を付した２個以上の透明
   板と、両機器とは別体的に設けられレーザ光を発生する
   レーザ発生手段とを有し、このレーザ発生手段から発生
   されたレーザ光を目盛に当てて両機器を平行に設定する
   ものである特許請求の範囲第（１）項記載の断層撮影装
   置。
6. （６）、レーザ発生手段は、所定の間隔を有する様に複
   数のレーザ光源を設けたものである特許請求の範囲第（
   ５）項記載の断層撮影装置。
7. （７）、レーザ発生手段は、１個のレーザ光源を有し、
   このレーザ光源を水平移動可能に設けたものである特許
   請求の範囲第（５）項記載の断層撮影装置。
8. （８）、放射線検出器は、検出器素子を二次元的に配列
   したものである特許請求の範囲第（１）項記載の断層撮
   影装置。
9. （９）、放射線発生器の放射線発生点軌跡が放射線検出
   器に対して傾いている場合、この放射線検出器の両側に
   検出素子を二次元的に配列した放射線発生点検出手段を
   設け、データ収集時と同様の走査で得られた放射線発生
   点検出手段による検出データによって放射線発生器の放
   射線発生点までの距離を求めるものである特許請求の範
   囲第（１）項記載の断層撮影装置。
10. （１０）、画像作成手段は、前処理後のデータを逐次近
    似法によって画像再構成処理を行なうものである特許請
    求の範囲第（１）項記載の断層撮影装置。