JPS6323781B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6323781B2
JPS6323781B2 JP16447280A JP16447280A JPS6323781B2 JP S6323781 B2 JPS6323781 B2 JP S6323781B2 JP 16447280 A JP16447280 A JP 16447280A JP 16447280 A JP16447280 A JP 16447280A JP S6323781 B2 JPS6323781 B2 JP S6323781B2
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JP
Japan
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measurement
radiation
rotation
center
measurement signal
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Expired
Application number
JP16447280A
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English (en)
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JPS5687848A (en
Inventor
Uirufuriito Rutsukusu Peetaa
Fuerudeinando Fuan Raiden Hendoritsukusu
Kasarina Antoniusu Opu De Beeku Yohanesu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS5687848A publication Critical patent/JPS5687848A/ja
Publication of JPS6323781B2 publication Critical patent/JPS6323781B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S378/00X-ray or gamma ray systems or devices
    • Y10S378/901Computer tomography program or processor

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は被検体を照射しかつこの被検体のある
面内に位置される平らな、扇状の放射ビームを発
生するための放射源と、前記被検体を通過した放
射を検出しかつ測定信号を供給するための検出装
置と、前記放射源および前記検出装置のための支
持用フレームと、多くの放射源位置から前記被検
体を照射するようになすために前記支持用フレー
ムで前記放射源および前記検出装置を回転中心の
回りに回転させるための駆動装置とを具え、この
場合前記検出装置は、前記放射源位置の各々に対
し、前記放射源から扇状に広がつている一群の測
定通路に沿う放射減衰を表わす測定信号を供給す
るようになしてありおよび前記回転中心は前記放
射ビーム中の前記一群の測定通路のうちの2つの
最外側の測定通路に対し非対称的に位置されてお
り;さらに前記測定信号に基づいて前記被検体の
前記面内で想像されるマトリツクスの素子の吸収
値を決定するための処理手段と、前記測定信号お
よび前記吸収値を蓄積するためのメモリ装置と、
前記吸収値を有するマトリツクスを表示しそれに
よつて放射吸収分布の像を形成するようにするた
めの表示装置とを具える被検体の面内の放射吸収
分布を検出する装置に関する。 この種の装置はオランダ特許出願第7605687号
からも既知であつて、このオランダ特許出願には
回転中心に対し検出装置を非対称に位置決めする
ことによつて検出されるべき放射吸収分布の分解
能が実質的に2倍とすることができることが開示
されているが、この場合の装置によつて得られた
吸収像にはアーチフアクトが生ずることが判つ
た。これらアーチフアクトは回転中心がビームの
端縁での測定通路に位置せずにビーム内での測定
通路に位置している場合にも生ずる。その場合被
検体例えば身体は部分的に照射されるのみであ
る。これらアーチフアクトが生ずる原因は被検体
を完全に照射しこの被検体を通過した放射を測定
した場合に得られる一連の測定信号の一部分をそ
の測定信号としている点にある。従つて、各放射
源位置毎に検出装置によつて供給される測定信号
の各途中までの信号列は有限な値の測定信号から
値0へと急激に遷移する過渡部は、被検体内には
存在しない従つて人為的に作られた情報を、実際
には含んでいて再構成されるべき放射吸収の像を
変造してしまう。 本発明の目的は中心に対し非対称に位置された
検出装置による放射吸収測定によつて、アーチフ
アクトの発生を回避するようになした装置を提供
することにある。 この目的のため、本発明による装置によれば前
記測定信号を適合処理するための適合処理手段を
具え、該適合処理手段は、前記回転中心を通る測
定通路とこの回転中心に最も近い最外側の測定通
路との間に位置している第1測定通路と関連した
測定信号にフアクタfを乗算し、前記回転中心に
対し前記第1測定通路の鏡像として位置している
第2測定通路と関連した測定信号に相補フアクタ
1―fを乗算し、この場合前記フアクタfは前記
回転中心を通る測定通路と関連した測定信号に対
しては値0.5を有し、前記回転中心に最も近く位
置している測定通路と関連した測定信号に対して
は値0を有しおよびこれら値間においては値0.5
から値0へと前記回転中心からの距離の関数とし
て単調に減少していることを特徴とする。 前述の測定信号を本発明による適合処理手段に
従つて処理する場合には、零値への突然の遷移を
全て回避することができる。さらに、ある測定信
号に第1フアクタを乗算しおよび放射源と検出装
置とを回転させる後に同一の測定通路ではあるが
反対方向に測定して得られた測定信号に第2フア
クタを乗算する場合には、この第2フアクタを第
1フアクタfと相補関係にある相補フアクタ1―
fとするように乗算用のフアクタを選定する。 以下、図面につき本発明の実施例を説明する。 第1図に示すコンピユータ・トモグラフイ装置
は、放射源1を具え、この放射源を好ましくはX
線源とし得るがAm241のような放射性同位元素
とすることもできる。この放射源1から放出され
た放射をダイアフラム2を用いてコリメートして
発散性の放射ビーム3を形成する。この放射ビー
ム3はある面内に位置していて、この面に直交す
る方向の厚さは例えば3ないし25mmであり、その
面内での発散は角度αで決められる。放射ビーム
3は検出器アレイ4に入射する。この検出器アレ
イは、放射を測定しかつ測定通路3a(図には1
つだけ示している)をそれぞれ規定する個別の検
出器5から成り、これら各検出器5間の間隔によ
つて空間精度すなわちテーブル6に配設した被検
体7がスキヤンされる精度が決まる。検出器アレ
イ4は回転中心9を通る測定通路(中心線8しか
示していない)に対し非対称的に位置決めされて
おり、例えば、このアレイを300個の検出器5を
以つて構成し、隣り合う検出器の中心間距離は1
ないし数mmとなす。放射を検出する装置として、
個々の領域を検出するための電極を列状に配設さ
せかつガスを充満させた伸長形のイオン化チエン
バを用いることもできる。被検体7を放射ビーム
3の面に直交する方向であつてかつこの被検体7
内に位置している回転中心9を通る回転軸の方向
に載置する。被検体を載置するテーブル6は縦方
向にずらすことができるようになつており、従つ
て被検体7を数個の平行な層にして検査すること
ができる。円形の支持用フレーム10を回転中心
9の回りに回転できるように軸支して被検体7を
多数の方向から放射できるようになしてある。こ
の支持用フレーム10は軸受11によつて案内し
ながら回転できるようになつており、この回転を
モータ13で駆動される、ギア・ホイール12の
ような駆動手段によつて行なう。この回転は連続
回転はもとより断続的な回転ともなし得、後者の
場合には各回転の1ステツプ毎に被検体7を放射
源1からフラツシユ照射するようになす。 放射源を用いて被検体7を最初に照射して得ら
れた信号を信号変換器15で処理して測定信号を
得、この測定信号をカウンタ19で計数する。計
数された測定信号の個数が検出器5の個数と一致
すると直ちに制御回路20を作動してモータ13
を短期間だけ駆動し、よつて支持用フレーム10
を回転させ放射源1を次の放射源位置へと移動さ
せる。この新たな放射源位置で被検体7を再び照
射する。このような操作を順次に行なう。このよ
うな順次の照射操作を行なう角位置間の回転角θ
をセンサ30で検出するが、このセンサによつて
ギア・ホイールの歯数を数えて行なう。このセン
サ30から発生したパルスを処理装置16に供給
するので、この処理装置16に記憶されているデ
ータすなわち放射源1および検出器アレイ4の幾
何的構成に関するデータと組合わさつて、全ての
測定通路についての座標を決定することができ
る。 放射源1と被検体7との間の距離を最大の大き
さの被検体7に対しても適合できるるようになす
ことが好適であることがわかつた。この目的のた
め、放射源1と検出器アレイ4とによつて形成さ
れたシステムを支持体21に取り付け、この支持
体を、モータ24に結合させたギア・ホイール2
5によつて軸受23を介して案内レール22に沿
つて移動させることができるようになしている。
制御回路26を例えば手動スイツチ27によつて
作動させるようにすることができるが、その代わ
りにこの回路26を自動的に作動するようになし
てもよい。最初の照射を行なう前に、2つの検出
器5′および5″の測定信号を信号変換器15を介
して制御回路26に供給する。この場合、支持体
21を動かして検出器5″の測定信号が最大とな
り一方検出器5′の測定信号が僅かに低い値とな
るように調整する。この場合、検出器5″には被
検体7を完全にバイパスした放射が入射し、一方
検出器5′によつて検出される放射は被検体7の
輪郭部を通つて(部分的に)通過するものである
のでいくらか減衰されている。支持体21が所望
位置に達した後に、制御回路26をロツクし、放
射源1と回転中心との間の距離を、順次の放射源
位置での全ての順次の照射期間中、一定に保持す
るようになす。 これら検出器5が発生した測定信号を増幅器1
1,142,…,14o-1,14oで増幅して信号
変換器15に供給し、そこでこれら測定信号を、
例えば、この信号変換器15に記憶されている対
数表に基づいて、既知のように対数処理し、然る
後これら測定信号のデイジタル化を行なう。この
信号変換器15の出力部を経て、メモリ17に変
換された測定信号を記憶する。処理装置16は既
知のように測定信号を放射吸収分布に変換してこ
れをマトリツクス配列した素子で再構成像として
表わし、この分布をメモリ17に再び記憶する。
放射吸収分布をモニタ18のような表示装置で表
示することもできる。 第2図は放射源1および個別の検出器すなわち
検出素子51,52,…,5n,…,5o-1,5oの検
出器アレイ4を有ししかも放射ビーム3のうち一
番端のすなわち最外側の測定通路3aおよび3b
に対して回転中心9を非対称的に位置決めさせて
いる第1図の詳細部を示す線図である。図に示し
たような状況下で検出した一連の測定信号を既知
の方法で簡単に処理すると、再構成像に明暗のス
トライプ状のアーチフアクトが現われることが判
つた。第3a図は第2図に示すような構成で測定
されたプロフイールを示す図で、Iは測定信号の
振幅すなわち測定値を示し、これを検出器アレイ
4の検出素子5iの位置iの関数として順次にプ
ロツトして示してある。i=1とした測定信号の
場合には、値が0となる過渡部が生じ、かかる過
渡部を含む一連の測定信号をコンボリユーシヨン
(convolution)処理する場合には、この過渡部が
あたかも再構成像全体にわたつているかのように
分布される。明らかなことであるが、この過渡部
が再構成像のうちの所定箇所に及ぼす影響は第3
a図に示すような距離dによつて定まるコンボリ
ユーシヨン・フアクタの値に比例する。実際には
いわゆる完全なプロフイールからの一連の測定信
号を処理する代わりに、途中までのプロフイール
の測定信号のみを処理する。ここで完全なプロフ
イールとは、第2図に示す放射ビーム例えばX線
ビーム3の範囲外に位置している被検体7の一部
分7bもまた照射してその部分を通過している放
射を測定した場合に得られるものであろう全体の
被検体からの一連の測定信号を意味するものであ
る。これに対し第3a図は実際に測定された途中
までのプロフイールを示しており、測定信号の欠
けている部分を破線で示してある。ここで留意す
べきことは、ある完全なプロフイールでの測定信
号の個数は中心“m”の左右両側でほぼ等しい。
測定信号のその後の処理に際しては、第3図に破
線で示すようにコンボリユーシヨン処理のために
全ての欠けている測定信号を零に等しいとみな
し、このため、過渡部従つて前述したアーチフア
クトが生ずる。 本発明によれば、被検体7の中心部7aを通る
測定通路に沿つて測定された、途中までのプロフ
イールの測定信号に適合できる。この中心部7a
は回転中心9と最も近い最外側の測定通路3aと
の間の距離Lによつて定まり、この回転中心9と
この測定通路3aとの間に在る各測定通路に沿つ
て検出器51,52,…,5nによつて測定された
測定信号にフアクタfを乗算する。このフアクタ
はf=sin2(lπ/4L)であり、lは測定信号と関
連した測定通路および最外側の測定通路3a間の
距離である。中心線8に対して回転中心9および
最外側の測定通路3a間の測定通路と鏡像間係に
ある測定通路に沿つて測定して得られた測定信号
には相補フアクタ(complementary factor)1
―fを乗算する。従つて、検出素子51,5nおよ
び52nの測定信号にはそれぞれ0、0.5および1
を乗算する。
【表】
【表】 表Iには総数280個の検出器を具え中心線8が
検出素子540(m=40)の中心を通るようになし
たコンピユータ・トモグラフイ装置に対するフア
クタfおよび1―fの一部分のみを示す。この表
から検出素子iの測定信号に対するフアクタと検
出素子80―iの測定信号に対するフアクタとを
加え合わせると、値1となることがわかる。 以下、本発明による装置によつてアーチフアク
トを生ずることなく再構成像を得ることができる
理由につき説明する。いわゆる“平行プロフイー
ル”で像再構成を行なうようになしたコンピユー
タ・トモグラフイを基礎にして説明を行なう。米
国特許第3983398号には、第2図に示した構成と
同様な構成によつて検出された一連の測定信号を
使用して、これら測定信号を相隣接する平行な測
定通路に沿つて測定したかのようにこれら測定信
号のプロフイールを合成する方法について開示さ
れている。この種のプロフイールを第3b図に示
してあり、この場合には測定通路は全て例えばX
軸とθの角をなしている。第3c図は測定値の第
2プロフイールを示し、この場合合には関連した
測定通路はX軸と180゜+θ゜の角をなしており、こ
れは前述の第1プロフイールの測定値の場合とは
反対の方向で測定されたものである。従つて、中
心部7aを通る測定通路に沿つて検出された測定
信号が検出器51ないし52nによつて2回測定さ
れる。両プロフイールの測定信号を前述した適合
処理(アダプテイシヨン:adaptation)によつ
て、一方のプロフイールにおける測定信号にフア
クタfを乗算し方向は反対ではあるが同じ通路に
沿つて測定された他方のプロフイールにおける測
定信号にはフアクタ1―fを乗算するので(第3
bおよび3c図において、適合処理された測定信
号を破線で示してある)、同じ通路に沿つて測定
された2つのプロフイールの測定信号の和は1つ
の完全なプロフイールを作り出す。これがため、
適合処理された測定信号を有する2つの途中まで
のプロフイールの和はいずれもアーチフアクトを
生じない。なぜならば各プロフイール上に個別的
に行なわれる逆投影およびコンボリユーシヨンの
ような操作が線型操作であるからである。 測定信号の適合処理を個別の検出素子に接続さ
れている増幅器141,142,…,14oの利得
因子の適合処理によつて行なうことができること
が判つた。 第4図は本発明による装置の処理装置の一部分
の好適実施例を示すブロツク線図である。第1放
射源位置からの第1照射に続いて、(今全て同一
の利得因子を有しているとした)増幅器141
…,14oと信号変換器とを介して得られた対数
化されかつデイジタル化された測定信号をメモリ
17の第1メモリ段17aに記憶する。測定信号
の適合処理を行なうために、処理装置16はアド
レス発生器40と、読取専用メモリ(ROM)4
1と、乗算回路43とを具え、このアドレス発生
器を印加パルスclckの計数を行なうカウンタとす
ることができる。このアドレス発生器40の出力
部をメモリ段17aおよび読取専用メモリ41の
アドレス入力部にそれぞれ接続する。これらアド
レス入力部にアドレスを供給すると、メモリ段の
データ出力部には測定信号が現われるとともに読
取専用メモリ41のデータ出力部にはアドレスま
たは検出素子5iの検出器番号iに応じたフアク
タfまたは1―fが生じ、それによつて第1メモ
リ段17a中のアドレスに記憶された測定信号が
検出される。メモリ段17aおよび読取専用メモ
リ41のデータ出力部を乗算回路43の入力部に
接続し、この乗算回路43の出力部を、最初の照
射による全ての測定信号を受信した後にコンボリ
ユーシヨン操作を開始できる処理装置16の別の
板44に接続する。また、この乗算回路43の出
力を破線42で示したように全ての照射における
全ての測定信号の蓄積ができる第1メモリ段17
aへとフイードバツクさせることができる。既知
のように、全照射回数を仕終る前に適合処理され
た測定信号の別の処理を処理段44によつて開始
してもよい。この別の処理のために、記憶されて
いる適合処理された測定信号を(破線45で示す
接続部を経て)処理装置16の別の処理段44に
直接供給する。この処理装置の別の処理段44に
よつて、適合処理された測定値を有するプロフイ
ールのコンボリユーシヨン処理および逆投影処理
を行なつた後に、このようにして得られた吸収値
を、第1図に示したメモリ17の一部分を形成し
ているマトリツクス・メモリ17bに記憶し、然
る後、得られた放射吸収分布をモニタ18で表示
できるようになす。 各検出素子には一定のフアクタfまたは1―f
を割当てているので、検出素子から生じおよびメ
モリ17に記憶される測定信号のアドレツシング
を、フアクタfまたは1―fを求めるために使用
されたアドレスと同じアドレスによつて簡単に行
なうことができる。 測定信号を適合処理することにより、同時には
検出されなかつた2組の一連の測定値を組み合わ
せるためには重要なことであるが、機械的に不正
確な位置決めおよび振動の両者またはいずれか一
方による悪影響を著しく低減できるという利益を
奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるコンピユータ・トモグラ
フイ装置を示す略線図、第2図は回転中心に対す
る放射源および検出器アレイの配置関係を詳細に
示す線図、第3a図ないし第3c図は第1図に示
す検出器アレイによつて供給された一群の測定値
をそれぞれ示す線図、第4図は第1図に示す処理
装置の一部分を示すブロツク線図である。 1…放射源、2…ダイアフラム、3…放射ビー
ム、4…検出器アレイ、5,5′,,5″…検出器、
6…テーブル、7…被検体、8…中心線、9…回
転中心、10…支持用フレーム、11,23…軸
受、12,25…ギア・ホイール、13,24…
モータ、141〜14o…増幅器、15…信号変換
器、16…処理装置、17…メモリ、18…モニ
タ、19…カウンタ、20,26…制御回路、2
1…支持体、22…案内ロール、27…手動スイ
ツチ、30…センサ、40…アドレス発生器、4
1…読取専用メモリ、42…フイードバツク、4
3…乗算回路、44…処理装置段、45…接続
部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検体を照射しかつこの被検体のある面内に
    位置される平らな、扇状の放射ビームを発生する
    ための放射源と、前記被検体を通過した放射を検
    出しかつ測定信号を供給するための検出装置と、
    前記放射源および前記検出装置のための支持用フ
    レームと、多くの放射源位置から前記被検体を照
    射するようになすために前記支持用フレームで前
    記放射源および前記検出装置を回転中心の回りに
    回転させるための駆動装置とを具え、この場合前
    記検出装置は、前記放射源位置の各々に対し、前
    記放射源から扇状に広がつている一群の測定通路
    に沿う放射減衰を表わす測定信号を供給するよう
    になしてありおよび前記回転中心は前記放射ビー
    ム中の前記一群の測定通路のうちの2つの最外側
    の測定通路に対し非対称的に位置されており;さ
    らに前記測定信号に基づいて前記被検体の前記面
    内で想像されるマトリツクスの素子の吸収値を決
    定するための処理手段と、前記測定信号および前
    記吸収値を蓄積するためのメモリ装置と、前記吸
    収値を有するマトリツクスを表示しそれによつて
    放射吸収分布の像を形成するようにするための表
    示装置とを具える被検体の面内の放射吸収分布を
    検出する装置において、前記測定信号を適合処理
    するための適合処理手段を具え、該適合処理手段
    は、前記回転中心を通る測定通路とこの回転中心
    に最も近い最外側の測定通路との間に位置してい
    る第1測定通路と関連した測定信号にフアクタf
    を乗算し、前記回転中心に対し前記第1測定通路
    の鏡像として位置している第2測定通路と関連し
    た測定信号に相補フアクタ1―fを乗算し、この
    場合前記フアクタfは前記回転中心を通る測定通
    路と関連した測定信号に対しては値0.5を有し、
    前記回転中心に最も近く位置している測定通路と
    関連した測定信号に対しては値0を有し、および
    これら値間においては値0.5から値0へと前記回
    転中心からの距離の関数として単調に減少してい
    ることを特徴とする放射吸収分布検出装置。 2 前記検出装置は個別の検出素子から成り、前
    記測定信号の適合処理手段は前記検出素子毎に1
    個の増幅器を具え、該増幅器の各々は適合した利
    得フアクタfまたは1―fを有していることを特
    徴とする特許請求の範囲1記載の放射吸収分布検
    出装置。 3 前記適合処理手段はアドレス発生器と、読取
    専用メモリと、乗算回路とを具え、前記アドレス
    発生器のアドレス出力部を前記測定信号用メモリ
    の入力部と前記フアクタfおよび1―fが記憶さ
    れている前記読取専用メモリの入力部とに接続
    し、前記測定信号用メモリの出力部を前記乗算回
    路の入力部に接続し、該乗算回路の出力部を前記
    測定信号用メモリの入力部にフイードバツク接続
    させたことを特徴とする特許請求の範囲1記載の
    放射吸収分布検出装置。 4 前記フアクタfはsin2(lπ/4L)を満足して
    おり、この場合Lを前記回転中心と最も近い最外
    側の測定通路との間の距離とし、lを前記最も近
    い最外側の測定通路から決められる、Lよりも小
    さくかつ0よりも大きい変数とすることを特徴と
    する特許請求の範囲1ないし3のいずれか一つに
    記載の放射吸収分布検出装置。
JP16447280A 1979-11-23 1980-11-21 Radiation absorption distribution detector Granted JPS5687848A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7908545A NL7908545A (nl) 1979-11-23 1979-11-23 Inrichting voor het bepalen van een stralingsabsorptie- verdeling in een vlak van een lichaam.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5687848A JPS5687848A (en) 1981-07-16
JPS6323781B2 true JPS6323781B2 (ja) 1988-05-18

Family

ID=19834230

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