KR101257165B1 - Ct device and image pickup method of ct device - Google Patents
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Abstract
층상 구조를 갖는 피검체의 단면상을 짧은 단층 촬영 시간에 얻는 CT 장치를 제공한다.
촬영하는 피검체(5)의 층상 구조의 층면이, 단층 촬영면에 교차하도록 테이블(4) 상에 적재하고, 촬영하는 피검체(5)를 향하여 단층 촬영면을 따른 방사선 광축을 중심으로 방사선을 방사하는 방사선원(1)과, 피검체(5)를 투과한 방사선(2)을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출기(3)와, 테이블(4)과 방사선(2)을 상대적으로 회전시키는 회전 수단(7)과, 회전 수단(7)과 방사선 검출 수단(3)을 제어하여 피검체(5)의 층면이 방사선(2)의 광축과 평행에 가까워지는 회전 각도를 우선적으로 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하고 기억하여, 스캔을 실시하는 스캔 제어 수단(9c)과, 이 스캔 데이터로부터 피검체(5)의 단층 촬영면에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성하는 재구성 수단(9d)을 갖는다.Provided is a CT device that obtains a cross-sectional image of an object having a layered structure in a short tomography time.
The layered surface of the layered structure of the subject 5 to be photographed is placed on the table 4 so as to intersect the tomography imaging surface, and the radiation is directed around the radiation optical axis along the tomography plane toward the subject 5 to be photographed. The radiation source 1 to radiate, the radiation detector 3 which detects the radiation 2 which permeate | transmitted the test object 5, and outputs it as a transmission image, and the rotation which rotates the table 4 and the radiation 2 relatively By controlling the means 7, the rotation means 7, and the radiation detection means 3, a plurality of transmission images are preferentially given a rotation angle at which the layer surface of the object 5 is parallel to the optical axis of the radiation 2. Scan control means 9c which introduces and stores as scan data and scans, and reconstruction means 9d which reconstructs at least one cross-sectional image parallel to the tomography surface of the subject 5 from this scan data. Have
Description
본 발명은, 피검체의 단면상을 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영 장치(이하CT(Computed Tomography) 장치라고 기재한다)에 관한 것이다.The present invention relates to a computed tomography apparatus (hereinafter referred to as a CT (Computed Tomography) apparatus) for photographing a cross-sectional image of a subject.
최근, 휴대 전화 등의 모바일 기기의 발달이나 전기 자동차의 실용화로 리튬 이온 전지나 니켈 수소 전지 등의 이차 전지의 수요가 확대되고 있다. 그에 수반하여 쇼트나 발화가 발생하지 않는 안전하고 신뢰성이 높은 전지를 공급하기 위한 전지 검사의 중요도가 점점 높아지고 있다. 이 전지 검사로서는, 층상 구조를 갖는 피검체의 단면상을 촬영하여, 검사하는 방법이 알려져 있다.In recent years, the demand for secondary batteries, such as a lithium ion battery and a nickel-metal hydride battery, is expanded by the development of mobile devices, such as a mobile telephone, and the practical use of an electric vehicle. As a result, the importance of battery inspection for supplying safe and reliable batteries that do not cause shorts or ignition is increasing. As this battery test | inspection, the method of taking the cross-sectional image of the to-be-tested object which has a layered structure, and inspecting is known.
우선, 도 7에 피검체인 전지(90)의 개념도(단면도)를 도시한다. 이 도면은, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 니카드 전지 등의 구조의 개략을 도시하는 단면도이다. 케이스(91) 내에는, 정극판(92)과 부극판(93)이 세퍼레이터(도시하지 않음)를 개재하여 몇겹이나 감겨 수납되고, 공극에는 전해액(94)이 채워져 있다. 예를 들어, 층의 피치(정극판-정극판)는 0.3mm 정도이고 권취 수는 수십회이며, 단면 전체의 치수로서는 30mm×120mm 정도이다.First, the conceptual diagram (cross section) of the
이러한, 구조의 전지를 검사하기 위하여, CT 장치를 사용한 전지의 검사에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같은 단면상을 촬영하여, 전극판(정극판(92)과 부극판(93)의 총칭)의 층의 주름이나 층간격의 흐트러짐 등을 확인할 수 있어, 전지를 사용했을 때의 경시적 변화를 추적하여 검사할 수 있다.In the inspection of the battery using the CT apparatus, in order to inspect the battery of such a structure, the cross-sectional image as shown in FIG. The wrinkles of the layers and the disturbance of the intervals between layers can be confirmed, and the change over time when the battery is used can be inspected by tracking.
본 전지의 검사에 사용되고 있는 종래의 CT 장치에 대하여 기재한다. 종래의 CT 장치로, 회전만을 행하는 소위 RR(Rotate Rotate) 방식(제3 세대 방식)이라고 불리는 CT 장치는, 방사선원으로부터 발생하는 방사선(X선)을 피검체를 향하여 조사하고, 피검체를 방사선의 광축의 방향에 대하여 교차하는 회전축으로 방사선에 대하여 상대적으로 회전시켜, 검출된 1회전 중의 소정의 회전 각도 간격마다 피검체로부터 투과해 오는 방사선을 1차원 혹은 2차원의 복수 검출 채널을 갖는 방사선 검출기에 의해 검출하고, 이 검출기 출력으로부터 피검체의 단면상 내지 3차원 데이터를 얻는(단층 촬영하는) 것이다.It describes about the conventional CT apparatus used for the test of this battery. In a conventional CT device, a CT device called a RR (Rotate Rotate) method (third generation method) which performs rotation only, irradiates radiation (X-ray) generated from a radiation source toward a subject, and examines the subject. The radiation detector rotates relatively to the radiation with a rotation axis intersecting with the direction of the optical axis, and transmits radiation transmitted from the subject at every predetermined rotation angle interval in one detected rotation to a radiation detector having a plurality of detection channels in one or two dimensions. It detects by this and acquires (tomographic image) the cross-sectional image of a subject to 3D data from this detector output.
종래 기술로서 도 8에, 특허문헌 1에 기재되어 있는 CT 장치의 구성을 도시한다. 이 도 8의 (a)는 평면도이며, (b)는 정면도이다. 도면 중에서는, X선 관(101)과, 여기에서 발생하는 각뿔 형상의 X선 빔(102)을 2차원의 분해능으로 검출하는 X선 검출기(103)가 대향하여 배치되고, 이 X선 빔(102)에 들어가도록 테이블(104) 상에 적재된 피검체(105)의 투과상(투과 데이터)을 얻게 되어 있다.As a prior art, the structure of the CT apparatus described in patent document 1 in FIG. 8 is shown. (A) is a top view, (b) is a front view. In the figure, the
테이블(104)은 XY 기구(106) 상에 배치되고, XY 기구(106)는 회전·승강 기구(107) 상에 배치되어 있다. 피검체(105)의 단면상을 촬영하는 경우에는, 테이블(104)을 회전축 RA에 대하여 회전·승강 기구(107)에 의해 1회전시키면서 다수의 방향에 대해 투과상을 얻는다(이하, 스캔이라고 한다). 이 스캔에 의해 얻어진 다수의 투과상을 제어 처리부(108)에 의해 처리하여 피검체(105)의 단면상(1매 내지 다수매)을 얻을 수 있다. 여기서, XY 기구(106)는, 회전축 RA에 대하여 테이블(104)을 회전축 RA와 직교하는 면 내에서 이동시키고, 피검체(105)의 관심부(105a)가 회전축 RA 상이 되도록 위치 조정하기 위하여 사용된다. 또한, 회전축 RA 및 검출기(103)는 시프트 기구(109)에 의해 X선 관(101)에 근접하거나 혹은 멀어져, 목적에 따라 촬영 배율(=FDD/FCD)을 변경할 수 있게 되어 있다.The table 104 is disposed on the XY mechanism 106, and the XY mechanism 106 is disposed on the rotation / elevation mechanism 107. When photographing the cross-sectional image of the
한편, 재구성 처리의 방법은, 통상 각뿔 형상의 X선 빔의 경우, 비특허문헌 1에 기재된 방법이 사용된다. 이 방법은, 필터 보정 역투영법(FBP(Filtered Back Projection)법)의 일종이며, 3차원적으로 역투영하는 것이다. 도 8에 도시한 단면상 시야(혹은 스캔 영역이라고 한다)(110)는, 테이블(104)이 회전축 RA에 대하여 1회전하는 동안 항상 검출기(103)에 의해 검출되는 X선 빔(102)에 포함되는 영역이라고 정의된다. 단면상 시야(110)는 회전축 RA를 축으로 하는 대략 원통 형상의 영역이며, 무리없이 단면상을 재구성할 수 있는 영역이다. 또한, 단면상 시야(110)는 촬영 배율을 올리면, 이것에 반비례하여 직경과 높이가 작아진다.On the other hand, in the case of a pyramidal X-ray beam, the method described in the nonpatent literature 1 is used for the method of a reconstruction process normally. This method is a kind of filter correction back projection method (FBP (Filtered Back Projection) method), and is three-dimensionally back projection. The cross-sectional field of view (or referred to as scan area) 110 shown in FIG. 8 is included in the
그런데, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 피검체(105)의 일부를 확대하여 단층 촬영하는 방법이 알려져 있다(이하 ROI(Region of Interest: 관심 영역)스캔이라고 한다). 이 단층 촬영에서는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 단면상 시야(110)를 작게 하고, 피검체(105)의 관심부(105a)가 이 단면상 시야(110)에 정확히 수렴되도록 시프트 기구(109) 및 XY 기구(106)를 위치 결정한다. 이에 의해, 관심부(105a)의 공간 분해능이 높은 확대 단면상을 얻을 수 있다. 또한, 종래의 CT 장치에 의해, 예를 들어 ROI 스캔에 의해 전지(90)의 층 구조의 관심 부분을 높은 분해능으로 단면상 촬영을 할 수 있다.By the way, as described in patent document 1, the method of tomographically enlarging a part of the to-be-tested
그러나, 전지 등의 층상 구조를 갖는 피검체를 단층 촬영할 때, 회전 중에 투과상을 검출하는 회전 각도 간격(회전 방향의 샘플링 피치)을 작게 할 필요가 있다.However, when tomographic imaging a subject having a layered structure such as a battery, it is necessary to reduce the rotation angle interval (sampling pitch in the rotational direction) for detecting the transmission image during rotation.
도 7의 전지의 경우를 예로서 설명한다. 단면상으로, 전극층의 직선적인 부분에서는, 각 전극판 및 세퍼레이터는 두께 약 0.1mm이고, 길이 100mm 정도로 매우 가늘고 긴 것이다. 이러한 가늘고 긴 전극판은 회전 각도 간격이 크면 전극판을 따른 방향으로 직선 형상의 위조상이 발생하여 두께 방향의 분해능(층 구조에 대한 분해능)을 손상시키기 때문에, 분해능을 확보하여 단면상을 작성하기 위해서는, 이 경우에 1회전 중에 투과상을 검출하는 회전 각도 간격을 0.06°정도로 미세하게 할 필요가 있어, 360° 의 뷰 수(1회전 중의 투과상 촬영수)가 6000으로 커진다.The case of the battery of FIG. 7 will be described as an example. In the cross-section, in the linear part of an electrode layer, each electrode plate and separator are about 0.1 mm in thickness, and are very thin and long about 100 mm in length. In the case of such an elongated electrode plate, when the rotation angle interval is large, a linear counterfeit image occurs in the direction along the electrode plate and damages the resolution in the thickness direction (resolution for the layer structure). In this case, it is necessary to make the rotation angle interval which detects a transmission image in one rotation fine about 0.06 degree, and the number of 360 degree views (the number of transmission image photographs in one rotation) becomes 6000.
이와 같이, 종래의 CT 장치에서는, 층상 구조의 피검체의 층에 직교하는 방향의 분해능을 확보하기 위하여 뷰 수를 많게 할 필요가 있어, 단층 촬영 시간이 길다는 문제가 있었다.As described above, in the conventional CT device, it is necessary to increase the number of views in order to ensure the resolution in the direction orthogonal to the layer of the layered object under test, and there is a problem that the tomography time is long.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 층상 구조를 갖는 피검체의 단면상을 짧은 단층 촬영 시간에 얻는 CT 장치를 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the CT apparatus which obtains the cross-sectional image of the to-be-tested object which has a layered structure in short tomography time.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 층상 구조를 갖는 피검체의 단면상을 촬영하는 CT 장치로서, 촬영하는 층상 구조의 층면이 단층 촬영면에 교차하도록 테이블 상에 적재된 피검체를 향하여 상기 단층 촬영면을 따른 방사선 광축을 중심으로 방사선을 방사하는 방사선원과, 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출 수단과, 상기 단층 촬영면과 직교하는 회전축에 대하여 상기 테이블과 상기 방사선을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전 수단과 상기 방사선 검출 수단을 제어하여 상기 회전을 시키면서 상기 층면이 상기 방사선 광축과 평행에 가까워지는 회전 각도를 우선적으로 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 우선적인 스캔을 실시하는 스캔 제어 수단과, 상기 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 상기 단층 촬영면에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성하는 재구성 수단을 갖는 것을 요지로 한다.In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a CT device for photographing a cross-sectional image of a subject having a layered structure, wherein the subject is placed on a table so that the layered surface of the layered structure to be photographed intersects the tomographic plane. A radiation source for emitting radiation about a radiation optical axis along the tomography plane, radiation detection means for detecting and outputting the radiation transmitted through the subject as a transmission image, and a rotation axis orthogonal to the tomography plane Scans a plurality of transmission images preferentially by a rotation means for relatively rotating a table and the radiation, and a rotational angle at which the layer plane approaches parallel to the radiation optical axis while the rotation is controlled by controlling the rotation means and the radiation detection means. Scan control means for performing a preferential scan to be introduced and stored as data; And in that a base from the group of scanning of the data with a reconstruction means for reconstructing the at least one piece of the cross section parallel to the tomographic surface of the subject.
이 구성에 의해, 피검체의 촬영하고자 하는 층상 구조의 층면이 방사선 광축과 평행에 가까워지는 회전 각도를 우선적으로(빈도 높게 혹은 각도 한정하여 투과상의 검출을 행한다) 스캔을 실시하여, 이 스캔 데이터로부터 피검체의 단면상을 재구성하고 있으므로, 1회전의 스캔에 비하여, 단면상 상의 층 구조의 분해능에 기여하지 않는 방사선 광축이 층면에 큰 각도로 교차하는 회전 범위의 투과상 검출을 우선하지 않음으로써 층면에 직교하는 방향의 분해능을 유지한 채 스캔에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 단면상 재구성에 필요로 하는 시간도 단축할 수 있다.According to this configuration, the scanning angle is scanned preferentially (detection of the transmission image with a high frequency or limited angle) at which the layer surface of the layer structure of the subject to be imaged is parallel to the radiation optical axis. Since the cross-sectional image of the subject is reconstructed, the radiation optical axis that does not contribute to the resolution of the layer structure on the cross-sectional image does not give priority to the transmission image detection of the rotation range that crosses the layer surface at a large angle as compared to the scan of one rotation, so that it is perpendicular to the layer surface. The time required for scanning can be shortened while maintaining the resolution in the direction of the direction. In addition, the time required for cross-sectional reconstruction can also be shortened.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 CT 장치에 있어서, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 상기 층면이 상기 방사선 광축과 평행해지는 제1 회전 위치를 중심으로 하는 ±60° 내에 있어 상기 제1 회전 위치를 포함하는 제1 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 검출된 복수의 투과상을 제1 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제1 스캔을 실시하는 것을 요지로 한다.In order to achieve the above object, the invention according to
이 구성에 의해, 피검체의 촬영하고자 하는 층상 구조의 층면이 방사선 광축과 평행해지는 회전 위치를 포함하는 제한된 제1 회전 각도 범위에서 제1 스캔을 실시하여, 제1 회전 각도 범위에서 검출된 제1 스캔 데이터로부터 피검체의 단면상을 재구성하고 있으므로, 1회전의 스캔에 비하여, 단면상 상의 층 구조의 분해능에 기여하지 않는 방사선 광축이 층면에 큰 각도로 교차하는 회전 범위의 투과상 검출을 생략함으로써 층면에 직교하는 방향의 분해능을 유지한 채 스캔에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 단면상 재구성에 필요로 하는 시간도 단축할 수 있다.With this configuration, a first scan is performed in a limited first rotational angle range including a rotational position at which the layer surface of the layered structure to be photographed of the subject is parallel to the radiation optical axis, thereby detecting the first detected in the first rotational angle range. Since the cross-sectional image of the subject is reconstructed from the scan data, compared to the scanning of one rotation, the transmission of the image of the rotation range in which the radiation optical axis which does not contribute to the resolution of the layer structure on the cross-sectional image at a large angle to the layer surface is omitted. The time required for scanning can be shortened while maintaining the resolution in the orthogonal direction. In addition, the time required for cross-sectional reconstruction can also be shortened.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 CT 장치에 있어서, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 또한 상기 제1 회전 위치와 180° 상이한 제2 회전 위치를 중심으로 하는 ±60° 내에 있어 상기 제2 회전 위치를 포함하는 제2 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 검출된 복수의 투과상을 제2 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제2 스캔을 실시하는 것을 요지로 한다.In order to achieve the above object, the invention according to
본 구성에 의해, 청구항 2에 기재된 발명과 마찬가지로, 1회전의 스캔에 비하여, 단면상 상의 층 구조의 분해능에 기여하지 않는 방사선 광축이 층면에 큰 각도로 교차하는 회전 범위의 투과상 검출을 생략함으로써 층면에 직교하는 방향의 분해능을 유지한 채 스캔에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 단면상 재구성에 필요로 하는 시간도 단축할 수 있다.By this structure, similarly to the invention of
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 CT 장치에 있어서, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 제1 스캔에 있어서 복수의 투과상을 제1 회전 각도 간격마다 검출하고, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 또한 상기 제1 회전 각도 범위 밖의 적어도 일부를 포함하는 제3 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 상기 제1 회전 각도 간격보다 큰 제3 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 제3 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제3 스캔을 실시하는 것을 요지로 한다.In order to achieve the above object, the invention according to
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 CT 장치에 있어서, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 제1 스캔에 있어서 복수의 투과상을 제1 회전 각도 간격마다 검출하고, 상기 제2 스캔에 있어서 복수의 투과상을 제2 회전 각도 간격마다 검출하고, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 또한 상기 제1 회전 각도 범위 및 상기 제2 회전 각도 범위 밖의 적어도 일부를 포함하는 제3 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 상기 제1 회전 각도 간격과 상기 제2 회전 각도 간격 중 어느 한쪽보다 큰 제3 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 제3 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제3 스캔을 실시하는 것을 요지로 한다.In order to achieve the said objective, invention of
청구항 4 및 청구항 5에 기재된 구성에 의해, 통상의 1회전의 스캔에 비하여, 단면상 상의 층 구조의 분해능에 기여하지 않는 방사선 광축이 층면에 큰 각도로 교차하는 회전 범위의 투과상 검출을 대략적인 회전 각도 간격으로 실시함으로써 층면에 직교하는 방향의 분해능을 유지한 채 스캔에 필요로 하는 시간과 단면상 재구성에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있음과 함께, 단면상 상에서 층상 구조 이외의 구조도 어느 정도 양호하게 나타나도록 할 수 있다.By the structure of
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 6에 기재된 발명은, 층상 구조를 갖는 피검체의 단면상을 촬영하는 CT 장치의 촬영 방법으로서, 촬영하는 층상 구조의 층면이 단층 촬영면에 교차하도록 테이블 상에 적재된 피검체를 향하여 상기 단층 촬영면을 따른 방사선 광축을 중심으로 방사선을 방사하는 방사선원과, 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출 수단과, 상기 단층 촬영면과 직교하는 회전축에 대하여 상기 테이블과 상기 방사선을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전 수단과 상기 방사선 검출 수단을 제어하여 소정의 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 검출된 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 스캔을 실시하는 스캔 제어 수단과, 상기 기억된 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 단면상을 재구성하는 재구성 수단을 갖는 CT 장치에 있어서, 상기 층면이 상기 방사선 광축과 평행해지는 제1 회전 위치를 특정하는 과정과, 상기 회전을 시키면서 상기 제1 회전 위치에 가까운 회전 각도를 우선적으로 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 우선적인 스캔을 실시하는 과정과, 상기 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 상기 단층 촬영면에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성하는 과정을 갖는 것을 요지로 한다.In order to achieve the above object, the invention according to
이 방법으로, 청구항 1에 기재된 발명과 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다.In this way, the same effects as in the invention described in claim 1 can be obtained.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 6에 기재된CT 장치의 촬영 방법에 있어서, 상기 우선적인 스캔은, 상기 제1 회전 위치를 중심으로 하는 ±60° 내에 있어 상기 제1 회전 위치를 포함하는 제1 회전 각도 범위의 스캔, 혹은, 또한 상기 제1 회전 위치와 180° 상이한 제2 회전 위치를 중심으로 하는 ±60° 내에 있어 상기 제2 회전 위치를 포함하는 제2 회전 각도 범위의 스캔을 더 가한 스캔인 것을 요지로 한다.In order to achieve the above object, the invention described in claim 7 is the imaging method of the CT device according to
이 방법으로, 청구항 2, 청구항 3에 기재된 발명과 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다.In this way, the same effects as in the inventions described in
본 발명에 따르면, 층상 구조를 갖는 피검체의 단면상을 짧은 단층 촬영 시간에 얻는 CT 장치를 제공할 수 있다.According to this invention, the CT apparatus which obtains the cross-sectional image of the to-be-tested object which has a layered structure in a short tomography time can be provided.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 CT 장치의 구성을 도시한 모식도 ((a) 평면도, (b) 정면도).
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 단층 촬영의 흐름도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 전지의 테이블에 대한 적재 상태를 도시하는 도면(평면도).
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 스캔의 회전 각도 범위의 일례.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예 3에 관한 스캔의 회전 각도 범위의 일례.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예 5에 관한 스캔의 회전 각도 범위의 예.
도 7은 피검체인 전지(90)의 개념도(단면도).
도 8은 종래의 CT 장치의 구성을 도시한 모식도((a) 평면도, (b) 정면도).BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic diagram which shows the structure of the CT apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention ((a) top view, (b) front view).
2 is a flowchart of tomography according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a loaded state of a table of a battery according to the first embodiment of the present invention (plan view). FIG.
4 is an example of a rotation angle range of a scan according to the first embodiment of the present invention.
5 is an example of a rotation angle range of a scan according to Modification Example 3 of the first embodiment of the present invention.
6 is an example of a rotation angle range of a scan according to a
7 is a conceptual view (sectional view) of a
8 is a schematic view showing the structure of a conventional CT device ((a) plan view, (b) front view).
이하, 본 발명의 실시예로서 도 1 내지 6을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to FIGS. 1-6 as an Example of this invention.
(본 발명의 제1 실시 형태의 구성)(Configuration of First Embodiment of the Present Invention)
이하, 본 발명의 제1 실시 형태의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 CT 장치의 구성을 도시한 모식도((a) 평면도, (b) 정면도)이다. 도 1에 도시한 바와 같이, X선 관(방사선원)(1)과, X선 관(1)의 X선 초점 F로부터 방사된 X선의 일부인 광축(방사선 광축) L을 중심으로 하는 각뿔 형상의 X선 빔(방사선)(2)을 2차원의 분해능으로 검출하는 X선 검출기(방사선 검출 수단)(3)가 대향하여 배치되고, 이 X선 빔(2)에 들어가도록 테이블(4) 상에 적재된 피검체(5)를 투과한 X선 빔(2)이 X선 검출기(3)에 의해 검출되어, 투과상(투과 데이터)으로서 출력된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. 1: is a schematic diagram ((a) plan view, (b) front view) which shows the structure of the CT apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. As shown in FIG. 1, a pyramidal X centering on an X-ray tube (radiation source) 1 and an optical axis (radiation optical axis) L which is a part of X-rays radiated from the X-ray focal point F of the X-ray tube 1 X-ray detectors (radiation detection means) 3 for detecting the ray beams (radiation) 2 with two-dimensional resolution are disposed to face each other, and are placed on the table 4 to enter the X-ray beams 2. The
테이블(4)은 XY 기구(6) 상에 배치되고, XY 기구(6)는 회전·승강 기구(회전 수단)(7) 상에 배치되어 있다. 테이블(4)은 회전·승강 기구(7)에 의해 X선 빔(2)과 수직으로 교차하는(X선 빔(2)과 교차하고, 또한 광축 L의 방향에 대하여 실질적으로 수직이면 된다) 회전축 RA에 대하여 회전됨과 함께, 회전축 RA와 평행한 z 방향으로 z 이동(승강)된다. XY 기구(6)는, 회전축 RA 및 X선 빔(2)에 대하여 테이블(4)을 회전축 RA와 직교하는 XY면 내에서 XY 이동시킨다.The table 4 is arrange | positioned on the
단층 촬영면 TP는 X선 초점 F를 통과하여 회전축 RA에 수직인 면이라고 정의되고, 광축 L은 단층 촬영면 TP 상에 있다. 또한, 시프트 기구(촬영 배율 설정 수단)(8)에 의해 회전축 RA(과 테이블(4)) 및 X선 검출기(3)를 X선 관(1)에 근접하거나 혹은 멀어지게 할 수 있어, X선 관(1)의 X선 초점 F와 회전축 RA 사이의 촬영 거리 FCD(Focus to rotation Center Distance)와, X선 초점 F와 X선 검출기(3)의 검출면(3a) 사이의 검출 거리 FDD(Focus to Detector Distance)를 바꾸어 설정할 수 있다.Tomographic plane TP is defined as a plane passing through X-ray focal point F and perpendicular to rotation axis RA, and optical axis L is on tomographic plane TP. In addition, by the shift mechanism (shooting magnification setting means) 8, the rotational axis RA (and the table 4) and the
여기서, XY 기구(6)는, 피검체(5)의 관심부가 회전축 RA 상이 되도록 위치 조정하기 위하여 사용되고, 시프트 기구(8)는 목적에 따라 촬영 배율(=FDD/FCD)을 변경하기 위하여 사용되고, 회전·승강 기구(7)의 z 이동은 피검체(5)의 관심부를 X선 빔(2)의 높이에 맞추는 데 사용된다. 또한, 회전·승강 기구(7)의 회전은 단면상을 촬영하는 경우에 피검체(5)를 X선 빔(2)에 대하여 회전시켜, 다수의 방향에 대하여 투과상을 얻기 위하여 사용된다.Here, the
도 1에 도시하는 단면상 시야(혹은 스캔 영역이라고 칭한다)(10)는 1회전 동안, 항상 측정되는 X선 빔(2)에 포함되는 영역이라고 정의된다. 단면상 시야(10)는 회전축 RA를 축으로 하는 대략 원통 형상의 영역이며, 무리없이 단면상을 재구성할 수 있는 영역이다. 이 구성 요소로서, 이외에, 각 기구(XY 기구(6), 회전·승강 기구(7), 시프트 기구(8))를 제어하고, 또한 X선 검출기(3)로부터의 투과 데이터를 처리하는 제어 처리부(9), 처리 결과 등을 표시하는 표시부(9a), X선 관(1)을 제어하는 X선 제어부(도시하지 않음) 등이 있다.The cross-sectional field of view (or referred to as a scan area) 10 shown in FIG. 1 is defined as an area included in the
제어 처리부(9)는 통상의 컴퓨터에 의해, CPU, 메모리, 디스크(불휘발성 메모리), 표시부(9a), 입력부(키보드나 마우스 등)(9b), 기구 제어 보드, 인터페이스 등으로 이루어져 있다.The control processing unit 9 is composed of a CPU, a memory, a disk (nonvolatile memory), a display unit 9a, an input unit (such as a keyboard or a mouse) 9b, a mechanism control board, an interface, and the like by a normal computer.
제어 처리부(9)는, 기구 제어 보드에 의해, 각 기구부(6, 7, 8)의 동작 위치의 신호(인코더 펄스 등)를 받아 각 기구부(6, 7, 8)를 제어하여 피검체의 위치 정렬이나 스캔(단층 촬영 주사) 등을 행하게 하는 것 외에, 투과 데이터의 수집 명령 펄스 등을 X선 검출기(3)에 보낸다. 또한 각 기구부(6, 7, 8)에는 도시하지 않은 인코더가 설치되어 있고, 테이블(4)의 XY 기구(6)에 의한 XY 이동 위치 X, Y, 회전·승강 기구(7)에 의한 z 이동 위치 z와 회전 각도 φ 및 시프트 기구(8)에 의한 FCD, FDD가 판독되어, 각각 제어 처리부(9)에 보내어진다.The control processing unit 9 receives signals (encoder pulses, etc.) of the operation positions of the
또한, 제어 처리부(9)는, 단층 촬영 시에 X선 검출기(3)로부터의 투과 데이터를 수집하고, 기억하고, 재구성 처리하여 단층 촬영면에 평행한 1매 내지 복수매의 피검체의 단면상을 작성하여, 표시부(9a)에 표시한다. 또한, 제어 처리부(9)는, X선 제어부(도시하지 않음)에 명령을 내려, 관 전압, 관 전류를 지정함과 함께, X선의 방사, 정지의 지시를 행한다. 관 전압, 관 전류는 피검체에 맞추어 바꿀 수 있다.In addition, the control processing unit 9 collects, stores, and reconstructs the transmission data from the
도 1에 도시한 바와 같이, 제어 처리부(9)는 소프트웨어를 읽어들여 CPU가 기능하는 기능 블록으로서, 소정의 범위에서 테이블(4)을 회전시키면서 검출된 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 스캔을 실시하기 위한 스캔 제어부(스캔 제어 수단)(9c), 스캔 데이터를 사용하여 단면상을 작성하는 재구성부 (재구성 수단)(9d) 등을 구비하고 있다.As shown in Fig. 1, the control processing unit 9 is a function block in which the CPU reads software and functions, and introduces and stores a plurality of transmitted images detected while rotating the table 4 in a predetermined range as scan data. And a reconstruction section (reconstruction means) 9d for creating a cross-sectional image using scan data, and the like.
(제1 실시 형태의 작용)(Operation of the First Embodiment)
상기와 같은 구성을 갖는 제1 실시 형태의 작용을 도 7, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 피검체(5)로서 전지(90)를 촬영하는 경우를 예로 들어 설명한다.An operation of the first embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 7, 2 to 4 by taking an example in which the
도 7에 피검체인 전지(90)의 개념도(단면도)를 도시한다. 이 도면은, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 니카드 전지 등의 구조의 개략을 도시하는 단면도이다. 케이스(91) 내에는, 정극판(92)과 부극판(93)이 세퍼레이터(도시하지 않음)를 개재하여 몇겹이나 감겨 수납되고, 공극에는 전해액(94)이 채워져 있다. 예를 들어, 층의 피치(정극판-정극판)는 0.3mm 정도이고 권취 수는 수십회이고, 단면 전체의 치수로서는 30mm×120mm 정도이다.7 shows a conceptual view (cross section) of the
도 2는 제1 실시 형태에 관한 단층 촬영의 흐름도이며, 본 실시예의 단층 촬영의 공정으로서는,2 is a flowchart of tomography according to the first embodiment, and as a process of tomography according to the present example,
(1) 전지를 적재하는 스텝(1) step of loading batteries
(2) 촬영 조건을 설정하는 스텝(2) Steps to set shooting conditions
(3) 스캔을 행하는 스텝(3) Step to scan
(4) 재구성을 행하는 스텝(4) Reconstruction Step
의 각 공정을 구비한다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.Each process is provided. Hereinafter, each process will be described.
(1) 전지를 적재하는 스텝(1) step of loading batteries
도 2에 도시한 바와 같이, 스텝 S1에서 조작자는 전지(90)를 테이블(4)에 이하와 같이 적재한다. 도 3은 전지의 테이블에 대한 적재 상태를 도시하는 도면(평면도)이다. 우선, 테이블(4)의 회전각을 0°(제1 회전 위치)로 리셋하고, 이어서 전지(90)의 촬영하고자 하는 영역(ROI: 관심 영역)(11)에 있어서의 층상 구조의 층면(12)이 단층 촬영면 TP와 교차(실질적으로 직교)하고, 또한 층면(12)이 광축 L과 평행해지도록 적재한다.As shown in FIG. 2, in step S1, the operator loads the
(2) 촬영 조건을 설정하는 스텝(2) Steps to set shooting conditions
이어서, 스텝 S2에서 촬영 조건을 설정한다. 이 촬영 조건에는 기하 조건, X선 조건, 스캔 조건, 재구성 조건 등이 포함된다. 이 기하 조건 설정으로서는, 입력부(9b)로부터 명령을 입력하고, 촬영하고자 하는 영역(11)이 개략적으로, 회전축 RA 상이 되도록 XY 기구(6)를 제어하고, 또한 촬영하고자 하는 영역(11)이 단면상 시야(10)와 일치하도록 시프트 기구(8)를 제어하여 촬영 배율을 설정한다. 또한, 입력부(9b)로부터 회전 승강 기구(7)를 제어하여 촬영하고자 하는 영역(11)의 높이를 단층 촬영면 TP에 맞춘다.Next, a shooting condition is set in step S2. These shooting conditions include geometric conditions, X-ray conditions, scan conditions, reconstruction conditions, and the like. As the geometric condition setting, a command is input from the input unit 9b, and the
X선 조건 설정으로서는, 피검체에 적합한 관 전압, 관 전류를 설정한다. 스캔 조건 설정으로서는, 층면(12)이 광축 L과 평행에 가까운 회전 각도로 우선적으로(높은 빈도로 혹은 각도 한정) 투과상의 검출을 행하도록 한다. 구체적으로는, 스캔 조건 설정으로서, 0°(제1 회전 위치)를 중심으로 한 ±60° 내에 있어, 0°를 포함하는 연속한 범위(120° 이하)로서 회전 각도 범위(제1 회전 각도 범위)를 스캔 범위로서 입력 설정한다. 예를 들어, 도 4는 스캔의 회전 각도 범위의 일례이며, 여기에서는 0°를 중심으로 한 45° 의 범위를 회전 각도 범위로서 설정한다.As the X-ray condition setting, a tube voltage and a tube current suitable for the subject are set. In setting the scanning conditions, the
스캔 조건 설정으로서, 또한 투과상을 검출하는 회전 각도 간격(예를 들어 0.075°), 1투과상의 적분 프레임 수(예를 들어 5) 등을 설정한다. 또한, 재구성 조건으로서는, 단면상 매수와 그 회전축 방향의 간격(단층 촬영면 TP에 대한 단면 위치) 등을 설정한다.As the scan condition setting, the rotation angle interval (for example, 0.075 °) for detecting the transmission image, the integral frame number (for example, 5), etc., of one transmission phase are set. As the reconstruction condition, the number of sections on the cross section and the interval (cross section position relative to the tomography plane TP) and the like in the direction of the rotation axis thereof are set.
(3) 스캔을 행하는 스텝(3) Step to scan
스텝 S2 후, 스텝 S3에서 스캔을 행한다. 조작자가 스캔 개시를 입력하면 스캔 제어부(9c)는 회전 승강 기구(7)와 X선 검출기(3)를 제어하여, 설정한 회전 각도 범위에서 테이블(4)을 (연속 혹은 스텝으로) 회전을 시키면서 설정한 (제1) 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 (제1) 스캔 데이터로서 도입하여 기억한다.After step S2, a scan is performed in step S3. When the operator inputs a scan start, the
(4) 재구성을 행하는 스텝 (4) Reconstruction Step
스텝 S3 후, 스텝 S4에서, 재구성부(9d)는 스캔 데이터로부터 전지(90)의 단면상 시야(10) 내의 단면상을 단층 촬영면 TP에 평행한 (설정한 단면 위치의) 적어도 1매의 단면상을 재구성하여, 표시 및 기억을 행한다. 재구성은, 통상의 필터 보정 역투영법으로 행하지만, 상이한 것은 통상은 360°분의 필터 보정 역투영을 행하는 것에 반하여, 여기에서는 스캔한 각도 범위의 데이터만을 필터 보정 역투영하는 것만 다르다(즉 스캔하지 않은 각도 범위에 대하여 0을 역투영하는 것과 등가). 이상으로 도 2의 플로우가 종료된다.After step S3, in step S4, the reconstructing
(제1 실시 형태의 효과) (Effect of 1st Embodiment)
제1 실시 형태에 의하면, 전지(90)의 촬영하고자 하는 영역(11)에 있어서의 층상 구조의 층면(12)이 광축 L과 평행해지는 회전 위치를 중심으로 한(45°의) 스캔의 회전 각도 범위에서 스캔을 실시하여, 이 회전 각도 범위에서 검출된 스캔 데이터로부터 전지(90)의 단면상을 재구성하고 있으므로, 1회전의 스캔에 비하여, 단면상 상의 층 구조의 분해능에 기여하지 않는 광축 L이 층면(12)에 큰 각도로 교차하는 회전 범위의 투과상 검출을 생략함으로써 층면에 직교하는 방향의 분해능을 유지한 채 스캔에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 단면상 재구성에 필요로 하는 시간도 단축할 수 있다. 구체적으로는, 통상에서는 360°로 행하는 스캔이, 45° 스캔이면 되기 때문에 스캔 시간과 재구성 시간이 약 1/8이 된다.According to the first embodiment, the rotation angle of the scan (45 degrees) around the rotational position where the
실제로, {화상 1: 제1 실시 형태의 조건(45° 스캔)에서 단층 촬영한 단면상}과, {화상 2: 동일한 조건에서 360° 스캔으로 촬영한 단면상}을 비교하면, 약간 화상 1이 더 화상 노이즈가 굵지만, 층면(12)에 직교하는 방향의 분해능은 동등했다. 화상 1의 노이즈가 굵은 것은, 광축 L이 층면을 따르는 방향의 데이터량이 화상 2의 절반이 되기 때문이다. 따라서, 화상 1의 촬영 조건의 적분 프레임 수를 2배로 하여 화상 1'를 촬영하고, 비교하면, 화상 1'와 화상 2는 구별이 되지 않을 정도의 화상이 되었다.In fact, comparing {image 1: cross-sectional image taken by tomography under the conditions of the first embodiment (45 ° scan)} and {image 2: cross-sectional image taken by 360 ° scan under the same conditions}, image 1 is slightly more imaged. Although the noise was large, the resolution in the direction orthogonal to the
또한, 제1 실시 형태에 의하면 부차적 효과로서, 링 형상 아티팩트가 발생하기 어렵다는 효과가 있다. 실제로, 상술한 화상 1, 화상 2를 비교하면, 화상 2에서는 회전축 RA를 중심으로 한 희미한 링 형상 아티팩트를 확인할 수 있었지만, 화상 1에서는 전혀 확인되지 않았다.Further, according to the first embodiment, there is an effect that ring-shaped artifacts are less likely to occur as a secondary effect. In fact, when comparing the above-mentioned image 1 and
(제1 실시 형태의 변형)(Modification of the first embodiment)
기타, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can variously deform and implement in the range which does not deviate from the summary.
(변형예 1) (Modification 1)
제1 실시 형태에서는, 층상 구조의 층면(12)이 광축 L과 평행해지는 회전 위치를 중심으로 45° 스캔의 회전 각도 범위를 설정했지만, 회전 각도 범위는 반드시 45°가 아니어도 된다. 전지(90)의 층상 구조는 권취 불균일이나 주름에 의해 국소적으로 층면(12)으로부터 경사져 있다. 이 경사 범위 내의 방향으로부터의 투과상이 얻어지면 되므로, 예상되는 경사 각도 범위 α를 포함하도록 회전 각도 범위를 설정하면 된다.In 1st Embodiment, although the rotation angle range of 45 degrees scan was set centering on the rotation position which the
정확하게는, 전지의 층 구조는 시야 내에 있어서, 두툼하므로, 두께의 상단부층에 평행하게 X선이 투과하는 회전 위치부터 두께의 하단부층에 평행하게 X선이 투과하는 회전 위치까지의 각도 β만큼 회전 각도 범위를 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 회전 각도 범위로서는, β만큼 증가시켜 α+β를 초과하여 설정하면 된다. 이 각도 β는 개략 X선 초점 F로부터 본 이 두꺼운 각도에 상당하고, β의 값으로서는 최대 두께(=단면상 시야(10)의 직경)일 때 최대인데, 이때 β는 팬각 θo에 일치한다(도 1 참조). 통상의 전지에서는, 이 α+β는 120°를 초과하지 않으므로, 회전 각도 범위는 ±60°(전체 폭 120°이하) 내에서 0°를 포함하도록 설정하면 되지만, 피검체와 아울러, 가능한 한 좁게 설정함으로써 더욱 고속화가 가능하다. 회전 각도 범위의 폭은, 피검체의 평면성이 좋은 경우에는 예를 들어 20°나 10°나 작은 범위이면 되는 경우도 있다.Precisely, the layer structure of the cell is thick in the field of view, so it rotates by an angle β from the rotational position through which X-rays pass parallel to the top layer of thickness to the rotational position through which X-rays transmit parallel to the bottom layer of thickness. It is necessary to increase the angular range. Therefore, what is necessary is just to increase by (beta) and to set it over (alpha) + (beta) as a rotation angle range. This angle β corresponds to this thick angle seen from the rough X-ray focal point F, and the value of β is the maximum at the maximum thickness (= diameter of the cross-sectional field of view 10), where β corresponds to the fan angle θo (FIG. 1). Reference). In a typical battery, the α + β does not exceed 120 °, so the rotation angle range may be set to include 0 ° within ± 60 ° (total width 120 ° or less), but in addition to the subject, it is as narrow as possible. It is possible to further increase the speed by setting. The width of the rotation angle range may be, for example, 20 °, 10 °, or a small range when the flatness of the subject is good.
(변형예 2)(Modified example 2)
제1 실시 형태에서는, 층상 구조의 층면(12)이 광축 L과 평행해지는 회전 위치를 중심으로 대칭으로 45° 스캔의 회전 각도 범위를 설정했지만(통상은 대칭이 바람직하다), 정확하게 대칭이 아니어도 좋고, 개략적으로 대칭이면 된다.In the first embodiment, the rotation angle range of 45 ° scan is set symmetrically about the rotational position where the
(변형예 3)(Modification 3)
제1 실시 형태에서, 또한 전지(90)를 적재한 (제1) 회전 위치(0°)와 180° 상이한 제2 회전 위치(180°)를 중심으로 한 ±60° 내에 있어, 제2 회전 위치를 포함하는 연속한 범위인 제2 회전 각도 범위(120°이하)를 설정하고, 이 제2 회전 각도 범위에서 테이블(4)을 회전시키면서 제2 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 제2 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제2 스캔을 실시하여, 최초로 행한 (제1) 스캔 데이터와 제2 스캔 데이터로부터 전지(90)의 단층 촬영면 TP에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성하도록 해도 좋다.In the first embodiment, the second rotational position is also within ± 60 ° about the second rotational position (180 °) that is 180 ° different from the (first) rotational position (0 °) on which the
도 5는 변형예 3에 관한 스캔의 회전 각도 범위의 일례이며, 제2 회전 각도 범위로서는, 180°를 중심으로 한 45°의 범위이다. 이 경우의 재구성은, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 제1 스캔 데이터를 재구성하고, 마찬가지로 제2 스캔 데이터를 재구성하고, 양쪽의 단면상을 가산하면 된다. 또한, 제1 스캔 데이터를 필터 보정 역투영한 단면상에 계속하여 제2 스캔 데이터를 필터 보정 역투영하도록 해도 좋다.FIG. 5: is an example of the rotation angle range of the scan which concerns on the
또한, 제2 회전 각도 범위는 제1 회전 각도 범위와 마찬가지로 180°를 중심으로 하는 45°의 범위가 아니고 180°를 중심으로 하는 ±60° 내에 있어, 제2 회전 위치(180°)를 포함하는 회전 각도 범위이면 된다. 또한, 제2 회전 각도 간격은, 통상 제1 회전 각도 간격과 동일하게 하지만, 상이해도 좋다. 변형예 3에 의하면 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 올릴 수 있다.In addition, the second rotation angle range is not within the range of 45 ° centered on 180 ° like the first rotation angle range, but within ± 60 ° centered on 180 °, and includes the second rotation position 180 °. The rotation angle range may be sufficient. In addition, although a 2nd rotation angle interval is made the same as a 1st rotation angle interval normally, you may differ. According to the third modification, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
구체적으로는 통상에서는 360°로 행하는 스캔이 45°와 45° 스캔으로 되기 때문에 스캔 시간과 재구성 시간이 약 1/4로 된다. 실제로, {화상 3: 변형예 3의 조건(45°와 45° 스캔)에서 단층 촬영한 단면상}과, {화상 2: 동일 조건에서 360° 스캔으로 촬영한 단면상}을 비교하면, 화상 3과 화상 2는 구별이 되지 않을 정도의 화상이 되었다. 또한, 화상 2에서는 회전축 RA를 중심으로 한 희미한 링 형상 아티팩트를 확인할 수 있었지만, 화상 3에서는 전혀 확인되지 않았다.Specifically, the scan time and the reconstruction time are approximately 1/4 because the scan performed at 360 ° is made of 45 ° and 45 ° scans. In fact, when comparing {Image 3: cross-sectional image taken by tomography under the conditions of the modification 3 (45 ° and 45 ° scan)} and {image 2: cross-sectional image taken by 360 ° scan under the same conditions}, the
(변형예 4) (Modification 4)
제1 실시 형태에서는, 전지(90)의 촬영하고자 하는 영역(11)으로서, 평면 형상의 층의 부분을 선택하고 있지만, 층은 곡면이어도 좋다. 이 경우, 관찰하고자 하는 층 부분의 접선 방향을 층면(12)으로서 생각하여 조건 설정하면, 이 층면(12)과 개략으로서 평행한 층 부분이 양호한 단면상으로서 얻어진다.In the first embodiment, the portion of the planar layer is selected as the
(변형예 5) (Modification 5)
제1 실시 형태에서, 전지(90)에 층상 구조 이외의 구조가 포함되는 경우, 층상 구조를 촬영한 단면상 상에서 다른 구조도 어느 정도 양호하게 나타나도록 촬영하고 싶은 경우가 있다. 이 경우 제1 실시 형태의 제1 스캔(과 변형예 3의 제2 스캔) 외에 회전 각도 간격을 크게 한 대략적인 제3 스캔을 가하여, 제1 스캔(과 제2 스캔)과 제3 스캔의 스캔 데이터로부터 전지(90)의 단면상을 재구성하도록 할 수 있다.In the first embodiment, when the
제3 스캔은, 제1 회전 각도 범위(및 제2 회전 각도 범위) 밖의 적어도 일부를 포함하는 제3 회전 각도 범위에서 회전을 시키면서 제1 회전 각도 간격(과 상기 제2 회전 각도 간격 중 어느 한쪽)보다 큰 제3 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 제3 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 것이다.The third scan includes a first rotation angle interval (either one of the second rotation angle intervals) while rotating in a third rotation angle range that includes at least a portion outside the first rotation angle range (and the second rotation angle range). The plurality of transmitted images detected at each larger third rotation angle interval are introduced and stored as third scan data.
도 6은 변형예 5에 관한 스캔의 회전 각도 범위의 예이다.6 is an example of the rotation angle range of the scan according to the
제3 스캔으로서는, 회전 각도 범위가 360°인 풀 스캔, 혹은 180°+팬각 θo 이상 360° 이하의 하프 스캔이면 되지만, 또한, 제1 회전 각도 범위(및 제2 회전 각도 범위) 밖의 부분을 보충하는 스캔이어도 좋다. 이 보충하는 스캔의 회전 각도 범위로서는 밖의 부분 모두 좋고, 밖의 부분의 일부이어도 좋고, 또한 제1 회전 각도 범위(및 제2 회전 각도 범위)와 중복되어 있어도 좋다.The third scan may be a full scan having a rotation angle range of 360 ° or a half scan of 180 ° + fan angle θo or more and 360 ° or less, but also supplements a portion outside the first rotation angle range (and the second rotation angle range). The scan may be performed. As the rotation angle range of this replenishment scan, all the outer parts may be sufficient, a part of an outer part may overlap, and may overlap with the 1st rotation angle range (and 2nd rotation angle range).
재구성부(9d)는, 제1 스캔 데이터와 제2 스캔 데이터와 제3 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 상기 단층 촬영면에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성한다. 재구성은 제1 내지 제3 스캔 데이터로 각각 단면상을 재구성하고, 이들 단면상을 가산함으로써 얻어진다(가중치 부여 가산을 포함한다). 또한, 제1 내지 제3 스캔 데이터를 계속하여 필터 보정 역투영하도록 해도 좋다(가중치 부여 역투영을 포함한다).The reconstructing
변형예 5에 의하면, 통상의 1회전의 스캔에 비하여, 단면상 상의 층 구조의 분해능에 기여하지 않는 광축 L이 층면(12)에 큰 각도로 교차하는 회전 범위의 투과상 검출을 대략적인 회전 각도 간격으로 실시함으로써 층면(12)에 직교하는 방향의 분해능을 유지한 채 스캔에 필요로 하는 시간과 단면상 재구성에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있음과 함께, 단면상 상에서 층상 구조 이외의 구조도 어느 정도 양호하게 나타나도록 할 수 있다.According to the
(변형예 6)(Modification 6)
제1 실시 형태에서, 투과상을 검출하는 회전 각도 간격은 일정하게 하고 있지만, 회전 각도의 함수로서 변화시켜도 좋다. 예를 들어, 연속적으로 혹은 계단 형상으로, 0°(제1 회전 위치)에 가까울수록 작게 한다.In the first embodiment, the rotation angle interval for detecting the transmission image is made constant, but may be changed as a function of the rotation angle. For example, it is made smaller continuously as it approaches 0 degree (1st rotation position) continuously or in staircase shape.
또한, 회전 각도 간격을 회전 각도의 함수로서 변화시키는 경우는, 스캔의 회전 각도 범위는 120° 이하로 제한할 필요는 없다. 즉 회전 각도 간격으로서는, 회전 위치가 0° 및 180°에 가까울수록 작고, 90° 및 270°에 가까울수록 커지도록, 연속적으로 혹은 계단 형상으로 변화시키면 된다.In addition, when changing the rotation angle interval as a function of the rotation angle, the rotation angle range of the scan need not be limited to 120 degrees or less. That is, as the rotation angle interval, the rotational position may be changed continuously or stepwise so as to be smaller as the rotational position is closer to 0 ° and 180 ° and larger as the rotational position is closer to 90 ° and 270 °.
(변형예 7)(Modification 7)
제1 실시 형태에서, 테이블(4)(전지(90))을 X선 빔(2)에 대하여 회전시키고 있지만, 회전은 상대적이어도 좋다. 예를 들어, 테이블(4)을 회전시키지 않고, X선 관(1)과 X선 검출기(3)를 회전축 RA에 대하여 회전시켜도 좋다.In the first embodiment, the table 4 (battery 90) is rotated with respect to the
또한, 제1 실시 형태에서, 테이블(4)을 회전축 RA 및 X선 빔(2)에 대하여 XY 이동시키고 있지만, XY 이동은 상대적이어도 좋다. 예를 들어, 테이블(4)을 XY 이동시키지 않고, 회전축 RA 및 X선 빔(2)(X선 관(1)과 X선 검출기(3))을 XY 이동시켜도 좋다.In the first embodiment, the table 4 is XY moved relative to the rotation axis RA and the
또한, 제1 실시 형태에서, 테이블(4)을 X선 빔(2)에 대하여 z 이동시키고 있지만, z 이동은 상대적이어도 좋다. 예를 들어, 테이블(4)을 z 이동시키지 않고, X선 빔(2)(X선 관(1)과 X선 검출기(3))을 z 이동시켜도 좋다.In addition, although the table 4 is moved z with respect to the
(변형예 8)(Modification 8)
제1 실시 형태에서는 피검체로서 전지(90)를 예로 하여 설명했지만, 본 발명의 피검체는 전지에 한정되지 않고, 다른 층상 구조를 갖는 피검체, 예를 들어 콘덴서, 코일, 다층 기판, 등에 대해서도 유효하게 적용할 수 있다.In the first embodiment, the
(변형예 9)(Modification 9)
제1 실시 형태에서, 방사선으로서 X선을 사용하고 있지만, X선에는 한정되지 않고 투과성의 방사선이면 된다. 예를 들어, 방사선으로서는, γ선이나 마이크로파 등이어도 좋다.Although X-rays are used as the radiation in the first embodiment, the radiation is not limited to X-rays as long as it is transparent. For example, the radiation may be gamma rays, microwaves, or the like.
1: X선 관
2: X선 빔
3: X선 검출기
4: 테이블
5: 피검체
6: XY 기구
7: 회전·승강 기구
8: 시프트 기구
9: 제어 처리부
9a: 표시부
9b: 입력부
9c: 스캔 제어부
9d: 재구성부
10: 단면상 시야
11: 촬영하고자 하는 영역
12: 층면
90: 전지
91: 케이스
92: 정극판
93: 부극판
94: 전해액
101: X선 관
102: X선 빔
103: X선 검출기
104: 테이블
105: 피검체
105a: 관심부
106: XY 기구
107: 회전·승강 기구
108: 제어 처리부
109: 시프트 기구
110: 단면상 시야 1: X-ray tube
2: X-ray beam
3: X-ray detector
4: table
5: subject
6: XY apparatus
7: rotating and lifting mechanism
8: shift mechanism
9: control processing unit
9a: display unit
9b: input
9c: scan control
9d: reconstruction section
10: section view
11: area to be shot
12: layered surface
90: battery
91: case
92: positive electrode plate
93: negative electrode plate
94: electrolyte
101: X-ray tube
102: X-ray beam
103: X-ray detector
104: table
105: subject
105a: interest
106: XY apparatus
107: rotary mechanism
108: control processing unit
109: shift mechanism
110: cross-sectional field of view
Claims (7)
촬영하는 층상 구조의 층면이 단층 촬영면에 교차하도록 테이블 상에 적재된 피검체를 향하여 상기 단층 촬영면을 따른 방사선 광축을 중심으로 방사선을 방사하는 방사선원과, 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출 수단과, 상기 단층 촬영면과 직교하는 회전축에 대하여 상기 테이블과 상기 방사선을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과,
상기 회전 수단과 상기 방사선 검출 수단을 제어하여 상기 회전을 시키면서 상기 층면이 상기 방사선 광축과 평행하게 되는 회전 각도를 기준으로 하여 각도를 변화시켜서 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 우선적인 스캔을 실시하는 스캔 제어 수단과,
상기 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 상기 단층 촬영면에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성하는 재구성 수단을 구비하고,
상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 상기 층면이 상기 방사선 광축과 평행해지는 제1 회전 위치를 중심으로 하는 ±60° 내에 있어 상기 제1 회전 위치를 포함하는 제1 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 검출된 복수의 투과상을 제1 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제1 스캔을 실시하는 것을 특징으로 하는 CT 장치.A CT device for photographing a cross-sectional image for decomposing the layered structure of a subject having a layered structure composed of a plurality of parallel layers,
Detecting a radiation source that radiates radiation around a radiation optical axis along the tomography surface toward a subject loaded on a table so that the layered surface of the layered structure to be photographed crosses the tomography surface; Radiation detection means for outputting as a transmission image, rotation means for relatively rotating the table and the radiation with respect to a rotation axis orthogonal to the tomography surface,
Priority scan for controlling the rotating means and the radiation detecting means to change the angle on the basis of the rotation angle at which the layer plane becomes parallel to the radiation optical axis while introducing the plurality of transmitted images as scan data and storing the rotation. Scan control means for performing
And reconstructing means for reconstructing at least one cross-sectional image parallel to the tomography surface of the subject from the scan data,
The scan control means is the preferential scan, wherein the layer plane is within ± 60 ° about a first rotational position parallel to the radiation optical axis and the rotation in a first rotational angle range including the first rotational position. And a first scan for introducing and storing the plurality of transmitted images detected as the first scan data while performing the scanning operation.
상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 또한 상기 제1 회전 각도 범위 밖의 적어도 일부를 포함하는 제3 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 상기 제1 회전 각도 간격보다 큰 제3 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 제3 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제3 스캔을 실시하는 것을 특징으로 하는 CT 장치.The said scan control means detects a several transmission image for every 1st rotation angle interval in the said 1st scan,
The scan control means detects every third rotation angle interval greater than the first rotation angle interval while the rotation is in the third rotation angle range as the preferential scan and also includes at least a portion outside the first rotation angle range. And a third scan for introducing and storing the plurality of transmitted images as third scan data.
상기 제2 스캔에 있어서 복수의 투과상을 제2 회전 각도 간격마다 검출하고, 상기 스캔 제어 수단은, 상기 우선적인 스캔으로서, 또한 상기 제1 회전 각도 범위 및 상기 제2 회전 각도 범위 밖의 적어도 일부를 포함하는 제3 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 상기 제1 회전 각도 간격과 상기 제2 회전 각도 간격 중 어느 한쪽보다 큰 제3 회전 각도 간격마다 검출된 복수의 투과상을 제3 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 제3 스캔을 실시하는 것을 특징으로 하는 CT 장치.The said scan control means detects the several transmission image for every 1st rotation angle interval in the said 1st scan,
In the second scan, a plurality of transmission images are detected at every second rotation angle interval, and the scan control means detects at least a portion outside the first rotation angle range and the second rotation angle range as the preferential scan. Introducing a plurality of transmitted images detected as the third scan data for every third rotation angle interval greater than either one of the first rotation angle interval and the second rotation angle interval while the rotation in the third rotation angle range including And a third scan for storing.
촬영하는 층상 구조의 층면이 단층 촬영면에 교차하도록 테이블 상에 적재된 피검체를 향하여 상기 단층 촬영면을 따른 방사선 광축을 중심으로 방사선을 방사하는 방사선원과, 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출 수단과, 상기 단층 촬영면과 직교하는 회전축에 대하여 상기 테이블과 상기 방사선을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전 수단과 상기 방사선 검출 수단을 제어하여 소정의 회전 각도 범위에서 상기 회전을 시키면서 검출된 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 스캔을 실시하는 스캔 제어 수단과, 상기 기억된 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 단면상을 재구성하는 재구성 수단을 갖는 CT 장치에 있어서,
상기 층면이 상기 방사선 광축과 평행해지는 제1 회전 위치를 특정하는 과정과,
상기 회전을 시키면서 상기 제1 회전 위치를 기준으로 하여 각도를 변화시켜서 복수의 투과상을 스캔 데이터로서 도입하여 기억하는 우선적인 스캔을 실시하는 과정과,
상기 스캔 데이터로부터 상기 피검체의 상기 단층 촬영면에 평행한 적어도 1매의 단면상을 재구성하는 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 CT 장치의 촬영 방법.An imaging method of a CT apparatus for photographing a cross-sectional image for decomposing the layered structure of a subject having a layered structure composed of a plurality of parallel layers,
Detecting a radiation source that radiates radiation around a radiation optical axis along the tomography surface toward a subject loaded on a table so that the layered surface of the layered structure to be photographed crosses the tomography surface; Radiation detection means for outputting as a transmission image, rotation means for relatively rotating the table and the radiation with respect to a rotation axis orthogonal to the tomography surface, and controlling the rotation means and the radiation detection means to have a predetermined rotation angle range. In a CT device having scan control means for scanning by introducing and storing a plurality of transmitted images detected while rotating the above as scan data, and reconstructing means for reconstructing a cross-sectional image of the subject from the stored scan data. ,
Specifying a first rotational position at which the layer plane is parallel to the radiation optical axis,
Performing a preferential scan for introducing and storing a plurality of transmission images as scan data by varying an angle with respect to the first rotational position while performing the rotation;
And reconstructing at least one cross-sectional image parallel to the tomography surface of the subject from the scan data.
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Legal Events
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X091 | Application refused [patent] | ||
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