JPS6162846A

JPS6162846A - 産業用断層撮影装置

Info

Publication number: JPS6162846A
Application number: JP59185711A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Uyama; 喜一郎宇山; Shigeo Nakamura; 滋男中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-03-31

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、工業製品および製品材料を検査する産業用断
層撮影装置に係り、％に放射線発生点の位置を計測して
軌道修正を行なう手段を持った産業用断層撮影装置に関
する。

〔発明の技術的背景〕

この株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４図は、従来のかかる医
療診断用断１９４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ｆ？：、＃ｉ形回
転フレームｚＫＸＩｉｌｉｉ管３および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ＭＫセツテ
ィングする。

しかる後、制卸コンソール８は、シーケンスプログラム
または人為的な操作に基づいて回転・発生器９、放射線
発生器１０および中央演算処理ユニット１ノ（以下、Ｃ
ＰＵと相称する）Ｋ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、回転発生器９は、制御コン
ソール８からの指令を受けて回転駆動機渦部１２に回転
駆動制御信号を与え、回転フレーム２を連続または間欠
回転させる。一方、放射線発生器ｉｏは、放射線駆動制
御信号をＸ線管３に与え、これによりＸ線管３から間欠
的にファン状Ｘｉビーム１３が被検体６に照射される。

このとき、被検体６からＸ線透過データが透過されて出
てくるが、このデータをＸ線検出器４により検出し、こ
こで電気的なＸｍ吸収データに変換し、さらにデータ収
集部１４によってデータ収集がなされた後、ＣＰＵ１１
に送られる。このＣＰＵＩＩでは、データ収集部１４か
らＸｌｆＭ吸収データを受けかつエンコーダなどの回転
位置検出部１５からの回転位置データを受けると、画像
再構成処理回路１６を用いて被検体６の断面像を作成す
るとともに、ＣＲＴディスプレイ１１に表示する。

〔背Ｉ技術の問題点〕

ところで、以上のような装置においては、回転位置検出
部１５から出力される回転位置データを用いて被検体６
０角度位ｔを定めつつ断面像を作成しているが、この断
面像が正確な位置関係を有して作成されるためには、回
転フレーム２の回転に対してＸｉ管３のＸ線発生点龜と
Ｘ線検出器４との相対的位ｆ関係が正確である必要があ
り、このことは必然的に各機器３，４０据何は精度が問
題となってくる。また、回転フレーム２や各機器３，４
は真円を保持しつつ所定の等角度で回転させる必要があ
るが、このためＫは回転フレーム２およびこのフレーム
２を回転させる回転駆動機構系の仕上げ寸法が高精度で
なければならず、ま九番機器３，４の回転フレーム２へ
の取付は作業は厳密な調整全行ないつつ所定の位置に据
付ける必要がある。従って、従来の装置は、各機器３，
４の据付は作業が煩雑であり、また回転フレーム２を含
む回転駆動機構系全体が高寸法精度で製作および組立て
なければならず、また被検体６自体およびその被検体６
の設定の仕方が特定されてしまうために検査上の制約が
多すぎる欠点があった。

〔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、
放射線発生点の位置を計測して走査軌道を計画軌道に修
正し、よって放射線発生器と放射線検出器との位置設定
および被検体のデータ収集のための走査をフレキシビリ
ティに行ない得、位置設定の煩雑さがなく、任意の被検
体を検査できる産業用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、放射線発生系と放射線検出系とを非拘束にて
位置設定するとともに、放射線発生系側に本来の走査駆
動手段のほかに軌道修正手段を設け、一方、放射線検出
系側圧放射線発生点位置検出手段を設け、この放射線発
生点位置検出手段を用いて放射線発生点の位置を求め、
この放射線発生点位置データから走査軌道にずれがあれ
ば軌道修正を行なって所要位置に放射線発生器を設定す
る産業用断１−撮影装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
８照して説明する。第１図は本発明装置の機構部を示す
図、第２図は装置の電気的な＃１成を示す図である。先
ず、装置の機構部としては、放射線発生系２０と放射線
検出糸４０がそれぞれ床上に別体的に対向設置され、さ
らに両系２０．４０の間には例えばある肉厚をもった方
形状の被検体６０が配置されている。

前記放射線発生系２ｏは、被検体６ｏの幅方向にそって
延在されかつ固定パッド２ノ、・・・により床上に設置
された基台２２を有し、この基台２２上には走査駆動手
段が設けられている。

この走査駆動手段は、基台長手方向に所定間隔を保持し
て平行に設けられたガイドレール２３゜２３および両ガ
イドレール２３．２３間に配置された走査駆動ねじ２４
を有し、この走査駆動ねじ２４は基台２２の一端側に設
置する走査駆動部２５ＪＩＣよって回転駆動されるよう
になっている。さらに、両ガイドレール２３．２３上に
走査フレーム２６が摺動可能に載置され、この走査フレ
ーム２６は、走査フレーム下部の保合片２７を介して前
記走査駆動手段ねじ２４と螺合され、走査駆動部２５に
よる走査駆動ねじ２４の回転によってガイドレール２３
．２３にそって図示左側方向または図示右側方向に移動
するものである。

さらに、前記走査駆動手段には軌道修正手段が設けられ
ている。この軌道修正手段は、基台２２の一端側に設け
られ、ガイドレール２３゜２３、走査駆動ねじ２４およ
び走査路１ｉｊｊ部２５などを一括して回動可能とする
回動機構部２８と、前記萎台２，２の他端側に設けられ
、走査駆動部２４と直交する方向に配置された軌道修正
用ねじ２９を回転させる軌道修正駆動部３ｏと、この軌
道修正用ねじ２９ＪｌｔＣ一端が螺合され、他端側圧長
孔３１ａが形成されている保合片３ノと、ガイドレール
２ｐ、２３および走査駆動ねじ２４の他端側を支持する
支持体３２に突設され、前記係合片３１の長孔３１１に
遊嵌されてなるビン３３とで構成されている。

また、この放射線発生系２０には放射線発生器３４を昇
降する昇降駆動手段が設けられている。こ９昇降駆動手
段は、走査フレーム２６の上部に昇降駆動ねじ３５が立
設され、とのねじ３５に前記放射線発生器３４の後部に
設けた螺子保合坪町６が係合されている。そして、紡記
昇降躯動ねじ３５は昇降駆動部３７によって回転駆動さ
れる。３８はガイドレール、３９は放射線発生器３４の
前面側に配置された較正用検出器であって、これは放射
線発生器３４から放射される放射線ビームの強度を検出
し、後述するＣＰＵでその検出データを用いて放射線検
出器４０の出力データを仮想的に求め、この仮想データ
と放射線検出系４０からの実出力データとの比から較正
用データを求めて較正の用に供しめるものである。

一方、放射線検出系４０にあっては、同じくパッド４ノ
により床上に設置された基台４２を有し、この基台４２
上には昇降駆動手段を介して放射線検出器４３などが載
置されている。即ち、この放射線検出器４３は横方向に
列を存して多数の検出素子をｍＷ配装させたものであり
、この様器４３の後部側にデータ収集部４４が設けられ
、かつこれら機器４３．４４の両側にそれぞれ放射線発
生点位置検出手段４５１．４５Ｂが設けられている。こ
の放射線発生点検出手段Ｊ５Ａ、４５Ｂは、予め知りう
る規則的または不規則的な間隔をもって複数の放射線通
過用ピンホール４６Ｐ、・・・が穿けられたマルチピン
ホールコリメータ４６１．４６Ｂと、このコリメータ板
４６１．４６Ｂの後方側に所定の距離を有して配置され
ピンホール４６Ｐを通って入射されるピンホールビーム
の二次元位置を検出する二次元放射線検出器４７１．４
７Ｂとによって構成されている。

そして、前記各要素４３，４４，４５１゜４５Ｂは一体
化されて前記昇降駆動手段によって昇降されるよう罠な
っている。この昇降駆動手段は、基台４２上部に両側縦
方向に所定の間隔を有して平行にガイドレール４８．４
８を設けたガイド板４９が立設され、かつこのガイド板
４９に対して所定間隔を有して平行で両レール４８．４
１１の中間に位置する如く昇降駆動ねじ５０が同じく基
台４２に立設されている。一方、データ収集部４４の後
部側には上下動フレーム５ノが添着され、これに前記昇
降駆動ねじ５０に螺合するねじ保合片５２およびガイド
レール４８．４８に係合するレール保合片５３゜５３が
設けられている。５４は昇降駆動ねじ５０を回転駆動す
る昇降駆動部である。

次に、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と放射線発生点位置検出手段４５１．４
５Ｂとがデータ収集部４４を介してＣＰＵ７１に接続さ
れており、このＣＰＵ７７は走査機構発生器７２および
放射線制卸部７３ととも圧制御コンソール７４の指令の
下に所定の動作を行なうようになっている。

この走査機構発生器７２は放射線発生器３４の昇降駆動
および軌道修正駆動を行なうための機構つまり機構部７
５を駆動制御する。放射線制卸部７３は放射線発生器３
４を駆動制御する。

７６は画像再構成処理回路、７７＃′１ＣＲＴデイスプ
レイ装置である。なお、較正用検出器３９の出力端はデ
ータ収集部７８を介してＣＰＵ２Ｍに接続されている。

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、例えば横幅に広がる被検体６０を検査する場合、
放射線発生系２０および放射線検出系４０がその被検体
６０に対してほぼ平行となる様に大ざっばに設定される
。さらに５被検体６０が縦方向に伸びている場合、シー
ケンスプログラムまたは人為的な操作に基づいて制御コ
ンソール７４から被検体６０の検査したい高さに各系２
０，４０ｔｌ−設定するための指令を出力する。この指
令を受けて走査！構発生器７２の一部を構成する昇降駆
動部３７け所定方向に回転駆動し昇降駆動ねじ３５を介
して放射線発生器３４を所定の高さ位置に設定する。

この場合、放射線検出系４０を構成する放射線検出器４
３、データ収集部４４などについても、制卸コンソール
７４の制御の下に放射線発生系２０と別個に或いは同期
して昇降駆動部５４および昇降駆動ねじ５０により所定
の高さ位置に設定される。なお、放射線発生ｒｉＪ４お
よび放射線検出器４３等は必ずしも同一高さに設定する
必要がない。

以上のようにして各基２０．４０を設定した後、制御コ
ンソール７４から走査機構制卸部７２、放射線発生器７
３およびＣＰＵ７７に所定のタイミングで指令を与え、
本走査と同様な走査を行なう。即ち、走査機構制卸部７
２を構成する走査駆動部２５は所定方向に回転駆動して
走査駆動ねじ２４を介して放射線発生器３４を図示上側
から下側つまり被検体６０に向って右側から左側へ所定
の速度で走査し、ま九放射線発生器３４は放射線発生器
７３からの制卸信号を受けそ間欠的にファン状放射線ビ
ーム６ノを被検体６０側へ照射する。

一方、放射線検出系４０側にあっては、被検体６０から
透過されて出てくる放射線透過データを放射線検出器４
３で検出し、また各放射線発生点位置検出手段４５１．
４５Ｂでは各コリメータ板４６１．４６Ｂのピンホール
４６Ｐ１・・・を通って入射されるピンホールビームを
二次元放射線検出器Ｊ７Ａ、４７Ｂによりピンホールの
数だけ二次元位置データとして検出する。

一方、較正用検出器Ｓ９は放射線発生器３４から出力さ
れる放射線ビーム６２を＠接受けてその放射線強度に比
例する電気的な信号に変換して出力する。そして、各検
出要素４３，４７１゜４７Ｂ、３９の検出データはそれ
ぞれ対応するデータ収集部４４．１８でディジタル変換
された後、ＣＰＵ７１へ送出される。ここで、ＣＰＵ７
１は、軌道修正処理、補正処理および再構成画像処理な
どを行なう。

先ず、軌道修正処理にあっては、計画軌道データ即ち放
射線発生器３４の放射線発生点ａが放射線検出器４３と
平行に移動したときに得られるべきデータのほか、例え
ば真正面からコリメータ板４６１．４６Ｂのピンホール
４６Ｐ１・・・を通って二次元放射線検出器Ｊ７Ａ、４
７Ｂで検出する放射線ビーム６１に係るピンホールビー
ム位置データおよびコリメータ板４６Ａ。

４６Ｂから二次元放射線検出器４７に、４１Ｂまでの距
離データ等が既知データとして予めＣＰＵ７７のメモリ
に格納されている。従って、ＣＰＵ７１としては以上の
ようなデータを用いて軌道修正を行なう。具体的には、
遅次、放射線発生点位置検出手段４５に、４５Ｂからピ
ンホールビーム位置検出データがデータ収集部４４を介
して入力されると、ＣＰＵ７Ｊ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シてピンホールビーム検
出位置データのＸ。

ｙ方向のずれ量を求め、かつこのず装置データと前記距
離データとを用いてそれぞれの放射線ビーム方向を求め
て２方向からの交点を計算によって得、この交点を放射
線発生点ａとするものである。このようにして放射線発
生点ａを求めたならば、この発生点凰と計画軌道データ
とを比較し、ずれがあればそのずれ量に応じた信号を制
卸コンソール７４へ送出する。ここで、制御コンソール
７４は、走査機構制卸部７２つまり軌道修正用駆動部３
０を介してねじ２９をずれ皺が減少する方向に回転制御
する。この結果、係合片３ノおよびビン３３を介して走
査用のガイドレール２３．２３および走査駆動用ねじ２
４が図示上端を支点としてずれ量減多方向に回動し、計
画軌道に修正されるものである。

この軌道修正は走査の進行に従って逝次行なわれるが、
通常初期の段階で計画軌道に修正でき、検出系４０に対
して発生系２０を平行に設定できる。

次に１前記補正処理は放射線吸収データを受けて逐次オ
フセット補正、リファレンス補正および放射線強度変動
に伴なう補正を放射線検出器４３の各放射線検出素子別
に行なうものであり、そのために較正用検出器３９から
データ収集部７８を介して取り込んだ放射線強度に比例
したディジタルデータを用いて行なう。即ち、放射線発
生器３４の放射線発生煮魚から較正用検出器３９までの
距離をｒ。、この発生器＾から放射線検出器４３までの
距離をｒとし、かつ較正用検出器３９で検出された放射
線強度に比例し良信号をＩＲｅｆとすると、放射線検出
器４３から検出されるべき仮想的な信号Ｉｏは、ｒ　ｏ
　−Ｉ　Ｈ＠　１　ｘ−ｊ％−Ｘ　ｋ　　・・・・・・
・・・・・・・・・（１）によって求められる。ｋは定
数である。一方、実際に被検体６Ｑを透過して放射線検
出器４３によって検出された信号をＩとすると、較正信
号■／ＩＯは、Ｉ　／　１　ｏ”：ｅ　ＩＸ　Ｉ’Ｒｅｆ　Ｘαｒ＊ｆ
　　”””　（２）Ｋよって求められる。ここで、αｒ
ｅｆは検出素子ごとに異なる定数である。従って、ｃＰ
Ｕ７１は、以上のよう−な式に基づいて較正信号を得、
各検出素子ごとにその出力を較正する。

そして、以上のような補正処理を行なった後、再構成画
像処理によって被検体４ｏの断面像を作成するが、この
場合には放射線発生器鳳の位置データが明かにされてい
るので、この位置データを用いて従来周知の再構成面゛
像処理を行ない、被検体６０の断面像を作成し、ＣＲＴ
ディスフレイ装置７７に表示する。

従って、以上のような構成によれば、放射線検出系４０
側において放射線検出器４３０両側に放射線発生点位置
検出手段４５Ａ、４５Ｂを設け、放射線発生器３４の放
射線発生点ａの位置を求めて軌道修正しながらデータを
収集して再構成画像処理を行なうようにしたので、従来
のようＫＸ線管３およびＸ線検出器４を高精度に据付け
る必要がなく、また回転テーブル２およびその回転駆動
系が常に真円を維持して回転させる必要がなくなり、寸
法精度などについてそれほど問題とならない。このこと
は、放射線発生系２０と放射線検出系４０とを別体的に
組立ておよび設置できるため、取扱いの上でも便利であ
り、位置設定も大まかでよく、被検体６０１１Ｃも制約
されずに断面像を作成できる。

なお、上記実施例では各コリメータ板４５Ａ。

４５Ｂに複数個のピンホール４６Ｐ、・・・を形成した
が、それぞれ１個ずつであってもよい。また、ピンホー
ル４６Ｐではなく任意のパターン例え■形ホール、凹形
ホールの何れでもよいものである。また、上記実施例に
おける軌道修正処理は、放射線検出器４３に対する平行
軌道修正だけについて述べたが、放射線発生点位置検出
手段４５１ｊ４５ｆ３から得られるピンホールビーム位
置検出データは上下方向も含んだデータであるので、前
記平行軌道修正とともに昇降駆動制御をも同時に行なっ
て軌道修正できることは言うまでもない。また、本走査
と併行して軌道修正を行なうことなく、先に軌道修正を
行なった後、本走査を行なって被検体６０の断面像を作
成してもよい。さらに、放射線検出器４３の両側または
下側または上側に放射線テレビカメラを設置し検出器４
７に、４７Ｂに代えてもよいものである。

次に、第３図は本発明装置の他の実施例を示す図である
。この装置は、フレーム本体８Ｊの内部に第２図の電気
的構成要素を収納するとともに、このフレーム本体８ノ
にそれぞれ多関節アームで構成された放射線発生器走査
手段８２および検出器支持手段８３が成鳥され、かつ前
記走査手段８２側の上端部に放射線発生器３４を設け、
前記検出器支持手段８３の上端部に円弧状に形成された
放射線検出器４３′を設けてなるものである。そして、
この放射線検出器４３′の上側両端部にそれぞれ放射線
発生点位置検出手段５４Ａ、５４Ｂを設け、この検出手
段５４１．５４Ｂによって検出されたピンホールビーム
位置検出データに基づいてＣＰＵ　７　Ｊが放射線発生
点ａを計測し、計画軌道からずれている場合に、制御コ
ンソール７４を介して走査手段８２の必要な関節を駆動
制卸するものである。８４は放射線発生点走査軌道を示
す。従って、この装置においても第１図および第２図で
構成される装置とほぼ同様な手段により軌道修正して被
検体６０’の断面像を作成することができる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、走査中に放射線ビ
ームを検出して放射線発生点の位置を演算によって求め
るとともに、この放射線発生点の位置が計画軌道よりず
れていると判断したとき走査軌道を修正するようにした
ので、放射線発生器と放射線検出器とを別々に設置でき
、かつ両機器の位置設定並びに放射＆１発生器の走査を
フレキシビリティに使用でき、釉々の対象物を検査し得
る産業用断層撮影装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る産業用断層撮影装置
の一実施例を説明するために示したもので、第１図（４
）は装置機＃１部の一部を断面にして示す上面図、同図
（Ｂ）は同じく装ｇｉ桜柩部の一部を断面にして示す側
面図、第２図は装置の電気的な構成を示すブロック図、
第３図は本発明装置の他の実施例を示す斜視図、第４図
は従来装置の構成図である６２０・・・放射線発生系、２３・・・ガイドレール、２
４・・・走査駆動ねじ、２５・・・走査駆動部、２６・
・・定食フレーム、２８・・・回動機構部、２９・・・
軌道修正用ねじ、３０・・・軌道修正駆動部、３１・・
・係合片、３３・・・ビン、３５・・・昇降駆動ねじ、
３７・・・昇降駆動部、３８・・・ガイドレール、３９
・・・較正用検出器、４０・・・放射線検出系、４３・
・・放射線検出器、４４・・・データ収集部、４５Ａ。４５Ｂ・・・放射線発生点位動゛検出手段、４６Ａ。４６Ｂ・・・コリメータ板、４７）、、４７Ｂ・・・二
次元放射線検出器、６０．６０’・・・被検体、７ノ・
・・ＣＰＵ、７３・・・制御コンソール、７６・・・画
像再梅成処理回路、７８・・・データ収集部、８１・・
・フレーム本体、８２・・・放射線発生器定歪手段、８
Ｂ・・・検出器支持手段。出願人代理人　　リド埋土　鈴　江　武　彦・□；・：
。特開昭６ｌ−６２８４Ｇ（８）第４図／τｋが

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射線発生器および放射線検出器のうち少なくと
も放射線発生器を被検体と相対的に、または被検体無し
の状態で移動させる走査手段と、この走査手段によって
前記放射線発生器から放射される放射線ビームをビーム
通過用パターンが形成されたパターン板を通してパター
ン通過ビームを検出し、このパターン通過ビームの検出
位置から前記放射線発生器の放射線発生点の位置を計測
する放射線発生点位置計測手段と、予め走査手段の走査
のための計画軌道データが記憶され、前記放射線発生点
位置計測手段で計測された放射線発生点の位置が前記計
画軌道データからずれているとき、そのずれを零とする
ための信号を前記走査手段にフィードバックして軌道修
正を行なう軌道修正手段とを備え、前記走査手段の走査
によって取得された前記被検体に関する放射線吸収デー
タの補正処理を行なうとともに、前記放射線発生点位置
計測手段によって求められる放射線発生点位置データを
用いて再構成画像処理を行なって前記被検体の断面像を
作成することを特徴とする産業用断層撮影装置。
（２）放射線発生器および放射線検出器は、それぞれ独
立して別体的に構成されたものである特許請求の範囲第
１項記載の産業用断層撮影装置。
（３）パターン板は、少なくとも１個以上のピンホール
が形成されたものである特許請求の範囲第１項記載の産
業用断層撮影装置。
（４）パターン板は、予め定められた任意の形状のパタ
ーンが形成されたものである特許請求の範囲第１項記載
の産業用断層撮影装置。
（５）放射線発生位置計測手段は、前記放射線検出器の
両側にそれぞれ設けられた少なくとも１個以上のピンホ
ールが形成されたパターン板およびこのパターン板から
所定距離後方に配置された二次元放射線検出器よりなる
放射線源位置検出手段と、これらの二次元放射線検出器
によってそれぞれ検出された既ビーム位置データに対す
るピンホールビーム検出位置の二次元的なずれ量データ
と前記所定距離データとを用いて放射線発生点を求める
演算手段とを有するものである特許請求の範囲第１項記
載の産業用断層撮影装置。
（６）放射線発生位置計測手段は、少なくとも１個以上
のピンホールが形成された複数のパターン板およびこれ
らのパターン板から所定距離後方に配置された放射線テ
レビカメラよりなる放射線源位置検出手段と、これらの
テレビカメラによってそれぞれ検出された既ビーム位置
データに対するピンホールビーム検出位置の二次元的な
ずれ量データと前記所定距離データとを用いて放射線発
生点を求める演算手段とを有するものである特許請求の
範囲第１項記載の産業用断層撮影装置。
（７）放射線吸収データの補正処理手段は、放射線発生
器の前面側に設けられ放射線ビーム強度を検出する較正
用検出器と、この較正用検出器の出力から演算によって
放射線検出器側から得られる放射線吸収データを仮想的
に求めるとともに、この仮想放射線吸収データと実放射
線吸収データとの比から較正データを得、前記実放射線
吸収データを較正する手段とを有するものである特許請
求の範囲第１項記載の産業用断層撮影装置。