JPS6198241A

JPS6198241A - Ｃｔスキヤナ装置

Info

Publication number: JPS6198241A
Application number: JP59219471A
Authority: JP
Inventors: 伸一黒沢; 正司藤井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1986-05-16

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］この発明は、例えばＸ線等の放射線を用いて被献影体の
断面像を高分解能かつ０精度で（ｑるＣＴスキャナ装置
に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］Ｘ線等の放射線を用いて被倣影体の断層像を形成するコ
ンピュータ断層撮影装置、すなわちＣＴスキャナ装置は
、従来、医療用として人体の断層像を得るために開発さ
れた装買であるが、医療用分野に限らず、その他の分野
においても種々の物体の断層像を得るのに有益である。

ところで、人体によるＸ線吸収係数は水に近く、急激な
変化を生じるものではないため問題はないが、ＣＴスキ
ャナ装置を例えば産業用に応用してセラミックス、アル
ミニウム、その他の金属などで形成される物体の断層像
を得ようとする場合には、このような物体のＸ線吸収係
数が比較的大きいため、高分解能でＳ／Ｎ比の良好なＩ
ＪｆＩ層象を得るにはＸ線管電圧を上げ、Ｘ線のファン
ビームを絞り、かつ時間をかけて物体にＸ線を照射す°
ることが必要である。しかしながら、このようにしても
必ずしも高分解能でＳ／Ｎ比の良い断層像を得ることが
できないという問題がある。

ずなわら、例えば被撮影体を照射するＸ線のファンビー
ムを絞って被撮影体の搬影しようとする断面に当るファ
ンビームの断面厚さを辞くすれば、その断面から得られ
る断層像の分解能を良くすることができる反面、ファン
ご−ムの断面厚さを薄くすればする程、Ｘ線の透過エネ
ルギとしては小さくなり、得られる断層像データのＳ／
Ｎ比は悪くなるため、断層像の分解能は低下する。その
結果、全体として断層像の分解能は悪化するという問題
がある。

［発明の目的］この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、所望位置の断層像を高分解能かつ高精度
で得ることができるＣＴスキャナ装置を提供することに
ある。

［発明の概要］上記目的を達成するため、この発明は、第１図に示すよ
うに、被撮影体に放射線を照射して被撮影体の断面にお
ける放射線の透過率を検出する検出手段１と、同じ断面
について複数回検出した放射線透過率データを重合せ処
理する重合せ処理手段３と、重合せ処理した放射線透過
率データに基づいて前記断面の画像を構成する画像構成
手段５とを有することを要旨とする。

［発明の実施例］以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示すものである。

同図において、Ｘ線発生源１１から放射または爆射され
たＸ線１３はファンビーム状に広がって試料台１５の上
に置かれた被撮影体を照射透過し、多チャンネルの検出
器１７で検出されるようになっている。ファンビーム状
に広がって被撮影体を照射するＸ線は、その断面が非常
にＫｔＪ　＜なっていて、被撮影体における撮影しよう
とする断面に正確に照ｇＡ透過されると共にＸ線が照射
された被撮影体の断面部分の新居像を高分解能で得られ
るようになっている。

試料台１５は図示しない回転および上下動制御機構を有
し、この機構により試料台１５の上に置かれた被撮影体
を同一面上で正確に回転して被撮影体の同一の断面に対
してＸ線を３６０°の全周囲方向から正確に照射し、こ
れにより該断面に対する全周囲方向からのＸ線の透過率
データを検出器１７で検出できるようになっている。検
出器１７で検出された透過率データは、Ａ／Ｄ変換器１
つでディジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ
等で構成される計算＄晟２１に供給される。

計算機２１には、前処理部２３、再構成部２５、重合せ
部２７、画像メモリ部２９、補助記憶装置３１、コンソ
ール３３、ＣＲＴ表示装置３５が接続されている。

前処理部２３は、計算機２１の制御のもとに前記Ａ／Ｄ
変換器１９から計算１ａ２１に供給された透過率データ
に対して補正などの前処理を行なうものであり、このよ
うに前処理された透過率データは画像メモリ部２９に一
時的に記憶される。なお、被撮影体の同一断面に対する
全周囲方向からの透過率データは、被撮影体の同一断面
の全周囲方向からの一回の透過率データ、ずなわら−組
の透過率データのみでなく、被撮影体の同一断面に対し
て複数回の、すなわち複数組の透過率データを検出し、
これを前述したように前処理して画像メモリ部２つに記
憶している。これは、計ｆ、ｊＩｍ２１のソフトによる
制御またはコンソール３３がらの制御により試料台１５
の回転および上下動制御機構を制御して被撮影体を同一
平面で複数回回転させ、これにより被撮影体の同一断面
に対してＸ線を複数回照射し、被撮影体の同一断面に対
して複数回の透過率データを検出器１７で検出している
。そして、このように検出された複数回の、すなわち複
数組の透過率データは前述したようにＡ／Ｄ変換器１９
でディジタル信号に変換され、前処理部２３で前処理さ
れた後、画像メモリ２９に記憶される。

■合せ部２７は、やはり計算機２１の制御のもとに、上
述したように画惟メモリ部２９に記憶された被撮影体の
同一断面に対する複数組の透過率データ、すなわら複数
組の生の透過率データを計Ω機２１の制御により画像メ
モリ部２９から読み出し、これらの複数組の生の透過率
データを加算してから・データの組数で割ってその平均
値を停出するものである。一般に、上述したように画像
メモリ部２９に記憶されている各組の生の透過率データ
は、真のデータ以外に雑音を含んでいる。持に、人体以
外の物体に対するＸ線透過率データや分解能を向上させ
るためにＸ線のファンビームの断面厚さを薄くした場合
における透過率データはＳ／Ｎ比が悪くなっている。し
かしながら、このようにＳ／Ｎ比の悪い生の透過率デー
タでも、上述したように複数の透過率データを測定し、
これを加算し平均化することによりＳ／Ｎ比を向上する
ことができるのである。これは、同一断面の透過率デー
タを複数回測定した場合に信号部分は常に同じ時間軸座
標にほぼ同じレベルのデータ値として検出されるが、雑
音部分が同じ時間軸座標に検出される確率は非常に少な
く、雑音が現われるにしても異なる時間軸座標に現れる
ことがほとんどであるという考えに基づいているもので
ある。

ずなわら、このような雑音を含む複数の透過率データを
加算した場合には信号部分は互いに加算さ４　　　れ、
そのレベルとしては加算データの数に比例し１・１　　
１いよ、ヶ。７３１、□３つ１□ヵ１ニア−７゜４例し
て大きくなる事は少なく、大きくなった信号部分に比べ
て小さなレベルである。従って、このように複数の透過
率データを加算して信号部分が大きくなり、雑音部分が
小さいデータを加算したデータの数で割って平均化−リ
゛れば、信号部分からはぽぼ元の大きさと同じレベルの
信号を取り出すことができるが、雑音は更に小さなレベ
ルになり、透過率データのＳ／Ｎ比は非常に向上するこ
とになる。

再構成部２５は、以上のようにして重合せ部２７で加算
され平均化されてＳ／Ｎ比の向上した透過率データを計
算（幾２１の制御のもとに重合ぜ部２７から受は取り、
このＳ／Ｎ比の向上した透過率データに基づき画像を再
構成するための画像構成データを形成する。この画像再
構成データは計ＲＩ２１を介して補助記憶装置３１に記
憶されるとともに、ＣＲＴ表示装置３５に供給され、Ｃ
ＲＴ表示装置３５に断層像が表示される。

°＞７−）ｕ　３３　Ｇ”、　ｉ＞＊−ｔ＋（７）（ｔ
！！（７）！５）ｍ’Ｆ　　　　。

−を備えているものであり、前述したように、被撮影体
の同一断面に対する透過率データを何回測定するかを決
定する回数データや指令などを計ｐ機２１に入ノｊする
ための操作台である。

なお、被撮影体の同一断面に対して複数回の生の透過率
データを測定する際には、被撮影体を回転する試料台１
５の回転を一方向とすることが試料台１５の位置ずれを
極めて小さくでき、これにより被撮影体の同一断面に対
する位置精度を確保でき、複数回測定した場合の透過率
データの精度を向上することができる。

また、前処理部２３で前処理された画像メモリ部２９に
記憶された生の透過率データＲＡＷ１は、対数変換され
て補正され、これを数値データに変換した場合、−４０
００乃至＋４０００程度のデータ範囲で変化するので、
このような透過率データを市合せ部２７で例えば１０回
加算した場合にはかなり大ぎなレベルになり、例えば単
精度型整数演算ではすぐオーバーフローしてしまう。こ
のため、単精度型整数演算の代りに倍精度型整数（ＡＤ
Ｄ）を用いて演亦を行なうことによりオーバーフローを
防止できる。

重合ぜ部２７で行なう加算式は例えば次式のとおりであ
る。

夕を次式のように加算回数で割ることにより平均化され
た透過率デ７りＲＡＷ２を得ることができるのである。

一トを用い゛Ｃ説明する。

試料台５の上に置かれた被撮影体はＸ線発生源１１から
のＸ線で照射透過され、そのＸ線透過率が検出Ｆｉ１７
で検出される。検出器１７で検出された透過率データは
Ａ／Ｄ変換器１９でディジタル信号に変換される。計算
椴２１はこのディジタルの透過率データを入力しくステ
ップ１１０）、前処理部２３を介して前処理しくステッ
プ１２０）、この前処理した生の透過率データを画像メ
モリ部２９に記憶する。計惇磯２１は、予めソフトで決
定される複数回数（ｎ回）またはコンソール３３から入
力された複数回数（ｎ回）上述した動作を）１！返して
被撮影体の同一断面に対する複数組、すなわちｎ組の生
の透過率データを画像メモリ部２９に記憶する。

このようにして求めた複数組、すなわちｎ組の生の透過
率データを前記重合せ部２７で加算しくステップ１３０
）　、更に回数ｎで割って平均化したＳ／Ｎ比の向上し
た透過率データを求める（ステップ１４０）。このＳ／
Ｎ比の向上した透過率データから再構成部２５で断層像
を再構成しくステップ１５０）　、この再構成された断
層像データを補助記憶装置３１に記憶するとともに、Ｃ
Ｒ７表示装置３５に供給して断層像を表示する（ステッ
プ１６ｏ）。

なお、上記実施例においては、重合せ部２７において複
数組の生の透過率データを加口した後、データ組数で割
って平均化しているが、加算しただけで十分雑音は低減
できる上、この加算した透過率データにおいても信号間
における相対的関係は変化せず、単に信号が複数倍に増
幅されただけであり、真の透過率データを表しているの
で、必ずしも平均化は必要ないこともある。

また１、上記実施例においては、前処理部２３で前処理
された複数の生の透過率データを加算処理しているが、
前処理の前の生の透過率データを加算してもよいこと勿
論である。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、被撮影体の派
影しようとする断面における放射線透過率を複数回測定
し、この複数回測定した透過率データを重合せ処理して
いるので、測定した生の清適率データに含まれる雑音が
ｍ合せ処理により信号に比較して相対的にまたは相殺さ
れて小さくなり、Ｓ／Ｎ比の向上した透過率データをｔ
９ることができ、これによって再構成された！ｇｉ層像
の画質および解像度が著しく改良される。特に、ＣＴス
キャナ装置でＸ線吸収係数の大きな被撮影体の所望する
位置の断層像を高分解能で得るためにＸ線のファンビー
ムの断面厚さを絞った場合には一般にＸ線の線量、すな
わちエネルギが不足するためＳ／Ｎ比が低下し、得られ
る断層像の画質、分解能は恕化するのであるが、このよ
うにＳ／Ｎ比が低下したものにおいても本発明によれば
Ｓ／Ｎ比の向上した透過率データを再生することができ
、画質、分解能の良好な１ＴｌＪ像を得ることができる
のである。すなわち、従来Ｘ線吸収係数が大きいもので
は場合によっては測定できないがまたは十分なＩｇｉｌ
！ｉ像を冑ることができなかったが、本発明によればこ
のような場合にも測定可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図はこの発明
の一実施例を示すＣＴスキャナ装置のブロック図、第３
図は第２図のＣＴスキャナ装置の迅埋を示すフローチャ
ートである。１・・・検出手段、３・・・重合せ処理手段５・・・画
像構成手段、１１・・・Ｘ線発生源、１５・・・試料台
、１７・・・検出器、２１・・・計算機、２３・・・前
処理部、２５・・・再構成部、２７・・・重合せ部、３
５・・・ＣＲＴ表示装置。一．．て；１Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

被撮影体に放射線を照射して被撮影体の断面における放
射線の透過率を検出する検出手段と、同じ断面について
複数回検出した放射線透過率データを重合せ処理する重
合せ処理手段と、重合せ処理した放射線透過率データに
基づいて前記断面の画像を構成する画像構成手段とを有
することを特徴とするＣＴスキャナ装置。