JPS6162847A

JPS6162847A - 産業用断層撮影装置

Info

Publication number: JPS6162847A
Application number: JP59185712A
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、特に放射線発生点の位置を自動計測
する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Ｉｔ　）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１７で広く利用されている。第７図は、従来のかかる
医療鯰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Ｘ線検出器４とを対向配置させて固定し、一方
、μＬｉまだｄ床上にテーブル５を設置させてこれに被
検体６を１１！置させた後、回転フレーム２の開口８Ｉ
！７から挿入して所定位置にセソデイングする。

しかる後、制御コンソール８目、シーケンスプログラム
またを：′１人為的な操作に基づいて回転制御部９、放
射線制御部１０および中央演舞処理ユニノ１１１（以下
、ＣＰＵと指相、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Ｊ１１令を受けて回転部！１１機
構部１２に［１転駆動制御信月を与え、口１転フレーム
２を連続またシ、］間欠回転させる。一方、放射線制御
部１０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Ｘ線ビーム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Ｘ線吸収データ
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、ＣＰＵＩＩに送られる。このＣＰＵＪｌ
では、データ収集部１４からＸ線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、制御コンソール８を
介してＣＲＴディスプレイ１１に表示する。

〔背景技術の問題点〕

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角度位置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Ｘ線管３のＸ線発生点ａと
Ｘ線検出器４との相対的位置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３．４の据付は精度が問
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、このために社回転フレーム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ＩＪればならず、また各機器３，４０回転フレーム２
への取付は作業は厳密な調整を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、ま圧波検体Ｃ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正確に計測して断゛面像の再構成に
反映せしめ得、かつ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だめの走査をフレキ
シビリテイに行なうことにより、寸法精度や被検体等の
制約を軽減せしめる産業用断層撮影装置を提供すること
に弗る。

〔発明の概要〕

本発明は、放射線発生器と放射線検出器とが互いに非拘
束で位置設定するとともに、放射線発生位置計測手段を
設け、本走査中車たけ本走査前に前記放射線発生計測手
段を用いて各走査位置１での放射線発生器の放射線発生
位置を算出し、こ、の放射線発生位置を用いて再構成画
像処理を行、なって被検体の断面像を作成する産業用断
層撮影装置。

〔発明の実施例〕

次に、本発明装置、の−実施、例について第１図なやし
第３図を参照して説明する。第１図は本発明装置の機構
部の平面図、第２図は載置の電気的構成を示すブロック
図、第３図は放射線発生点位ｆｉｔ＋測手段を説明する
図である。即ち、装置機構部としては、放射線発生系２
０と放射線検出系３０とが床上にそれぞれ別々に自由に
移動し得るように設置されてなり、かつ両系２０．３０
間に例えば長尺状の被検体４０が配置されている。

前記放射線発生系２０は、床上に所定の開き角度をもっ
てそれぞれ２個ずつの固定パッド２１．２１によって支
持返れた支持体２２゜２２と、これらの支持体：Ｉ２，
２２間にそれぞれ所定の間隔を有して平行に支持されて
なる走査駆動ねじ２３およびこの走査駆動ねじ２３を挾
む如く設けられた一対のガイドレール２４゜２４と、前
記走査駆動ねじ２３に螺合され、例えば図示右側の支持
体２２に内蔵された走査駆動部２５の駆動による走査駆
動ねじ２３の回転方向に応じて図示右側方向または図示
左側方面に所定の速度で移動する走査フレーム２６とが
備えられ、かつ前記走査フレーム２６−Ｌに首振り機＠
ｘｙを介して放射線発生器（例えばＸ線管等）２８が載
置されてなるものである。２９は放射線発生器２８から
放射されるファン状放射線ビームである。４ノは放射線
発生器２８の前面側に設置された較正用検出器であって
、これは放射線発生器２８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
いて放射線検出系３０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３０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せしめるも
のである〇一方、放射線検出系３０は、横方向に列状をなして多数
の検出素子を密接配置させた放射線検出器３１を有し、
この検出器３１の後部側にはデータ収集部３２が設けら
れ、かつこれらの機器３！、３２０両側端にそれぞれ放
射線源位置検出手段３３に、３３Ｂが設けられており、
これら各要素３１〜３３Ｂは一体化されて前述同様に複
数の固定パッド３４．・・によって床−Ｌに設置されて
いる。前記放射線源位置検出手段３ＪＡ、３．９Ｂは、
予め知りうる規則的または不規則重々間隔をもって複数
の放射線透過用ピンホールが穿けられたマルチビンボー
ルコリメータ板３３１に、３３１Ｂと、このコリメータ
板、９Ｊ７Ａ、３３１Ｂの後方側に所定の距離を有して
配置されピンホール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３３２Ａ
、３３２Ｂとによって構成されている。

次に、第２図に示す装置の電気的構成は、放射線検出器
３Ｉと放射線源位置検出手段３３”Ａ。

ＪＪＢとがデータ収集部４２を介してＣＰＵ４Ｊに接続
されており、このＣＰＵ４Ｊは走査制御部４４および放
射線制御部４５とともに制御コンソール４６の指令の下
に所定の動作を行なうようになっている。この走査制御
部４４は走査駆動部２５を駆動制御し、放射線制御部４
５は放射線発生器２Ｂを駆動制御する。４７は画像再構
成処理回路、４８はＣＲＴディスプレイ装置である。

次に、以上のように構成された装置の作用を説明する。

制御コンソール４６がシーケンスプログラムまだは人為
的操作に基づいて所定のタイミングで各部４３〜４５に
動作指令信号を与え石と、放射線制御部４５け簡欠的に
放射線発生器２８を駆動してファン状放射線ビーム５０
を被検体４０に照射し、一方、走査制御部４４において
は走査駆動部２５を制御して走査ンレーム２６を例えば
右側端部から左側端部へ所定の速度で移動させていく。

このとき、首振り機構２７は、走査駆動ねじ２３と螺着
して所定のギヤ比で回転する歯車機構な戸を介して走査
フレーム２６の移動距離に伴なって左側から右側方向に
首振りを行なうことにより、放射線発生器２８から常に
放射線検出器３ノおよび両放射線源位置検出手段３３に
、３３Ｂを覆う幅をもってファン状放射線ビーム５０が
放射されることになる。

一方、放射線検出系ｓ　ｏ　ｌｌｌにあっては、被検体
４０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３１で検出し、また各放射線源位置検出手段Ｊｊ
Ａ、３３Ｂでは各コリメータ板３３１に、３３１Ｂのピ
ンホール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３３２に、３３２Ｂ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。これらの各検出
器３７．３３２に、３３２Ｂはそれぞれ入射される放射
線の強度に比例しだ電気的な・放射線吸収データに変換
した後、それぞれ対応するデータ収集部４２を通ってＣ
ＰＵＪＪへ送られる。

しかして、ＣＰＵ４Ｊはデータ収集部４２から送られて
くる放射線吸収データを受けて補正処理および画像再構
成処理回路４７を用いて再構成画像処理を行なう。補正
処理は放射線吸収デ　′−夕を受けて遂次オフセット補
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３１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４１からデータ収集
部４２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２８の放射線発生点ａから較正用検
出器４１までの距離をｒ６、この発生点ａから放射線検
出器３ノまでの距離をｒとし、かつ較正用検出器４１で
検出された放射線強度に比例した信号をＩＲｅｆ　　と
すると、放射線検出器３１から検出されるべき仮想的な
信号Ｉ０　　は、によって求められる。ｋは定数である
。一方、実際に被検体４０を透過して放射ｉ！！検出器
３１によって検出された信号をＩとすると、較正信号１
／Ｉ　　は、によって求められる。ここで、α、１］ｆ　　は検出素
子ごとに異なる定数である。従って、ＣＰＵ４Ｊ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゛Ｃ１以ヒ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４０の断面像を作成するが、こ
の場合には放射線発生点ａの位置を明らかにする必要が
あり、この処理は次のようにして行、ｔう。例えば真正
面からコリメータ１Ｈｉ３３１Ａ、３３１Ｂのピンホー
ルを通って二次元放射線検出器３３２１．３３２Ｂで検
出する放射線ビーへ２９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３３１１．３３１Ｂから二次元
放射線検出器３３２に、３３２Ｂ　二’ｆ、での距離デ
ータとを既知データとして予めＣＰＵ４３のメモリに格
納しておく。しかる後、実際の本走査のときに放射線発
生器２８の放射線発生点ａから放射される放射線ビーム
２９を第３図に示すようにコリメータ板３．９１Ａ、３
３１ＢのピンホールＰＡ、ＰＢを介（７て二次元放射、
Ｓ検出器３３２ｋ。

３３２Ｂで演出する〇そして、ピンホールビーム検出位
置データ６データ収集部、７　ｊを介してＣＰ　Ｕ　４
３に人υさ比るが、ここでＣＰ　Ｕ　４３は既知データ
であるピンホールビーム【■量データを読出してピンホ
ールビーム検出位置データのｘ、ｙ方向のずれ量を求め
、かつこのずれ量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交点を計算によって
得、この交点を放射線発生点１とするものである。

このようにして放射線発生点ａを求めた後、この発生点
ａを用いて従来周知の再構成画像処理により被検体４０
の断面像を作成するものである０従って、以上のような構成によれば、放射線検出系３０
＠Ｊにおいて放射線検出器３１の両側に放射線源位置検
出手段ａｓｋ、ｓｓＢを設け、放射線発生器２８の放射
線発生点ａの位置を求めて再構成画像処理を行なうよう
にしたので、従来のようにＸ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
３０とを別体的に組立゛Ｃおよび設置できるため、取扱
いの−りでも便利であり、位置設定も大まかでよく、被
検体４０に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３３　、、Ｉ　Ａ
　。

３３１ＢＩ７Ｃ複数個のピンホールＰＡ、・・・、ＰＢ
・を形成Ｉ７たが、それぞれｉ　ｆｌＤずつであっても
よい。また、ピンホールＰＡ、ＰＢではなく任意のパタ
ーン例え■形ボール、凹形ホールの何れでもよいもので
ある。

次に、第４図（Ａ）　＋Φ）は本発明装置の第２の実施
例を示す図である。同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は
左側臀篠ある。即ち、この実施例装置は、被検体４０の
放射線透過データを収集する走査とは別に放射線発生点
を側°測するだめの走査を行なうことおよび縦長の被検
体４０の検査に最適な構成にしたことである。先ｒ１前
者の放射線源位置検出手段と１．では、放射線発生器２
８の前面側にマルチピンホールシャッタ６１お、よびジ
−ツタ駆動部６２を設け、一方、放射線検出系３ｏ８１
１１から放射線源位置検出手段３３Ａ。

３３Ｂを取り除いてその機能を前記マルチピンホールシ
ャッタ６１と放射線検出器３１で行なうことにある。具
体的な計測手段としては、本来のデータ収集走査に先だ
ち、マルチピンボールシャッタ６１を閉の状態にし、本
走査と同洋々走査を行ない寿から放射線発生器２８から
一ノアン状放射線ビーム２９を放射し、マルチピンホー
ルシャッタ６１を通してマルチベンシルビームを放射線
検出系３０側へ放射する。モして、このマルチペンシル
ど−ムを放射線検出器３１で検出し、この検出データを
データ収集部４２を介してＣＰＵ４３で取得する。この
ＣＰＵ４３にハ予メマルチピンホールシャソタ６１の各
ピンホール位置データおよび各ピンホールから放射線発
生点ａまでの距離データが格納されているので、これ、
らの既知データと前記放射線検出器３１によって検出さ
れたビーｌ、位置データとを用いて三角区分法などの割
算により各走査位置での放射線発生点ａを求め、これら
を記憶１．ておく。そして、本走査によって被検体４０
に係るデータが収集されると、前記放射線発生点ａの記
憶データを読出して再構成画像処理に使用する。なお、
本走査時にはマルチピンホールシャッタ６１を開状態と
し、放射線発生器２８からの放射線がし中蔽されないよ
うにする。

一方、後者の縦長の被検体検査に対しては、走査フレー
ム２６の上部に昇降駆動ねじ６３を立役するとともに、
放射線発生器２８の後部に設けた螺子係合片６４を昇降
駆動ねじ６３に係合せしめ、昇降駆動部６５による昇降
駆動ねじ６３の駆動により放射線発生器２８を昇降制御
する０６６はガイドレールである。放射線検出系３０に
あっては、放射線検出器３１の後部両側にそれぞれブロ
ック６７．６１’を介して螺子保合片６８，６１１’を
取着するとともに、この螺子保合片６１１．６８’に螺
合する昇降駆動ねじ６９，６９’を立設し、この昇降駆
動ねじ６９．６９’に昇降駆動部７０から歯車などの回
転伝達系７Ｉを介し′Ｃ回転力を与え、放射線検出器３
１を昇降制御する。この場合、両系２０．３０の昇降駆
動系は同期して駆動制御することが望ましい。７２．７
２’はガイドレールである。

従って、この実施例の構成によれば、放射線検出系３０
をコンパクトな構成とすることができ、また被検体４０
が縦方向に長いものでも被検体４０の各個所を輪切り状
にしてその断面像を作成することができる。

次に、第５図は本発明装置の第３の実施例を示す図であ
る。この実施例は、放射線源位置検出手段としては放射
線検出器３１の上部、下部または中間部に所定間隔を有
して複数の放射線テ１ノビカメラ１３，７３．・・・を
配置し、かつ第１図のようにカメラ前面にマルチピンホ
ールコリメータ板を設けるか、第４図のように放射線発
生器２８の前面側にマルチピンホールシャッタ６ノを設
けることによっても同様に放射線発生点ａを計測するこ
とができる。

次に、第６図は電子走査Ｘ線管を用いた断層撮影装置に
適用した例である。即ち、この適用例は、リング状の放
射線発生ターゲット８ノと、このターゲット８１よりも
上側または下側に位置するようにリング状放射線検出器
８２とを設け、ターゲット８１を走査して放射線発生点
ａを順次移動させながら被検体４０を検査するものであ
る。この場合の放射線源位置検出手段８３はリング状放
射線検出器８２の上側または下側に設け、放射線発生点
ａを検出するものである。

その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
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、走査中の放射線発
生点の位置を放射線源検出手段およびＣＰＵにより自動
的に求めて再構成画像処理に反映させるようにしたので
、放射線発生器と放射線検出器の位置設定および走査を
フレキシビリティに取扱うことができ、かつ両系を別々
に設置できるため被検体に制約されずに検査できる産業
用断層撮影装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る産業用断層撮影装置
の第１の実施例を説明するために示したもので、第１図
は装置機構部を示す平面図、第２図は装置の電気重々構
成を示す図、第３図は第１図に示す放射線源位置検出手
段を説明するための模式図、第４図は本発明装置の第２
の実施例を説明するための図であって、同図（Ａ）は一
部を断面にして示す平面図、同図（６）は一部を断面に
して示す左側面図、第５図は同じく本発明装置の他の実
施例を示す概略平面図、第６図は電子走査Ｘ線管を持っ
九断層撮影装置に放射線源位置検出手段を適用した図、
第７図は従来装置の構成図である。２０・・・放射線発生系、２３・・・走査駆動ねじ、２
５・・・走査駆動部、２６・・・走査フレーム、２７・
・・首振り機構、２８・・・放射線発生器、３０・・・
放射線検出系、３１・・・放射線検出器、３２・・・デ
ータ収集部、３３に、３３Ｂ・・・放射線源検出手段、
４０・・・被検体、４１・・・較正用検出器、４３・・
・ＣＰＴＪ、４４・・・走査制御部、４５・・・放射線
制御部、４６・・・制御コンソール、４７・・・画像再
構成処理回路、６ノ・・・マルチピンホールシャッタ、
６２・・・シャッタ駆動部、６３，６９．６９’・・昇
降駆動ねじ、６５．７０・・昇降駆動部、７３・・・放
射線テレビカメラ。出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦、　　　第３
図争氏第４図第４図第５図

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
発生点を計測する放射線発生位置計測手段と、前記走査
手段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、前記放射線源位置
計測手段によって求められた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
作成する画像作成手段とを備えた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、放射線発生器の前面
側にパターン板としてのマルチピンホールシャッタ板を
設けるとともに、このシャッタ板の各ピンホールの位置
データおよび各ピンホールから放射線発生点までの距離
データを予め記憶し、この記憶データと前記放射線検出
器で検出される前記シャッタ板のピンホールからのピン
ホールビーム位置データとを用いて前記放射線発生点を
求め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。
（８）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。