JPH045454B2 - - Google Patents
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- JPH045454B2 JPH045454B2 JP59280613A JP28061384A JPH045454B2 JP H045454 B2 JPH045454 B2 JP H045454B2 JP 59280613 A JP59280613 A JP 59280613A JP 28061384 A JP28061384 A JP 28061384A JP H045454 B2 JPH045454 B2 JP H045454B2
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- frequency spectrum
- scanning
- spatial frequency
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
- A61B6/035—Mechanical aspects of CT
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4266—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of detector units
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
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- G01N2223/419—Imaging computed tomograph
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、放射線計測による断層像撮影及び表
示に好適な装置並びにその方法に関する。なお、
その方法の発明については、被測定物体の対象を
人間以外の事物とするものである。
示に好適な装置並びにその方法に関する。なお、
その方法の発明については、被測定物体の対象を
人間以外の事物とするものである。
Ｘ線CT装置における撮影方法として、例えば、
電子工学進歩シリーズ９「CTスキヤナ」コロナ社
に示される様に初期にはＸ線源と検出器を被検体
を挾んで対向させ、直線走査（translate）、回転
走査（rotate）するＴ−Ｒ方式があつた（第１世
代）。以後、撮影時間の短縮を目的に、検出器を
複数個にしてＸ線源に多少の広がりを持たせたＴ
−Ｒ方式（第２世代）、Ｘ線源と複数の検出器
を同時に被検体の周囲を回転させるＲ−Ｒ方式
（第３世代）が開発され、現在では第２図に示す
ように、撮影領域１の全周囲に検出器２を固定設
置して（stationary）、Ｘ線源３を撮影領域１に
見込むようにＸ線ビーム４を放射しながら、走査
方向５の向きに回転（rotate）させるＳ−Ｒ方式
（第４世代）が実用化されている。撮影のための
データサンプリング点６でＸ線源は回転動作を止
め、撮影を行ない、以下Ｘ線源の回転軌跡７に沿
つて同じ動作を繰返し、撮影領域１を一周して撮
影を終了する。本方式では、機械的可動部分がＸ
線源３の回転だけであるため、高精度かつ高速投
影が可能という長所がある。しかし、第２図に示
したように検出器２を構造的に稠密に配置でき
ず、さらに各検出器２はＸ線源３を向かずに撮影
領域１の中心を向いているため、検出器２にてＸ
線ビーム４を十分にコリメーシヨンできないとい
う欠点がある。従つて、第３図に示すように検出
器２の位置８で検出されるＸ線ビーム４のＸ線検
出量１０は検出量Ａを径方向とした場合の極座標
表示で表わせる。ここでＸ線ビーム４の経路は、
Ｘ線源の位置９と検出器の位置８を結ぶ直線であ
る。これより、Ｘ線検出ゼータはある程度離散的
にならざるを得ず、画像表示の分解能に制限を受
ける結果となる。
電子工学進歩シリーズ９「CTスキヤナ」コロナ社
に示される様に初期にはＸ線源と検出器を被検体
を挾んで対向させ、直線走査（translate）、回転
走査（rotate）するＴ−Ｒ方式があつた（第１世
代）。以後、撮影時間の短縮を目的に、検出器を
複数個にしてＸ線源に多少の広がりを持たせたＴ
−Ｒ方式（第２世代）、Ｘ線源と複数の検出器
を同時に被検体の周囲を回転させるＲ−Ｒ方式
（第３世代）が開発され、現在では第２図に示す
ように、撮影領域１の全周囲に検出器２を固定設
置して（stationary）、Ｘ線源３を撮影領域１に
見込むようにＸ線ビーム４を放射しながら、走査
方向５の向きに回転（rotate）させるＳ−Ｒ方式
（第４世代）が実用化されている。撮影のための
データサンプリング点６でＸ線源は回転動作を止
め、撮影を行ない、以下Ｘ線源の回転軌跡７に沿
つて同じ動作を繰返し、撮影領域１を一周して撮
影を終了する。本方式では、機械的可動部分がＸ
線源３の回転だけであるため、高精度かつ高速投
影が可能という長所がある。しかし、第２図に示
したように検出器２を構造的に稠密に配置でき
ず、さらに各検出器２はＸ線源３を向かずに撮影
領域１の中心を向いているため、検出器２にてＸ
線ビーム４を十分にコリメーシヨンできないとい
う欠点がある。従つて、第３図に示すように検出
器２の位置８で検出されるＸ線ビーム４のＸ線検
出量１０は検出量Ａを径方向とした場合の極座標
表示で表わせる。ここでＸ線ビーム４の経路は、
Ｘ線源の位置９と検出器の位置８を結ぶ直線であ
る。これより、Ｘ線検出ゼータはある程度離散的
にならざるを得ず、画像表示の分解能に制限を受
ける結果となる。
また、２番目の短所であるＸ線を十分にコリメ
ーシヨンできない点を第４図を用いて説明する。
検出器２には一般にシンチレータが利用されてい
るが、シンチレータの検出感度は第４図のように
シンチレータの検出面１１に対して垂直（θ0）入
射の場合の評価しか使用されていないため、検出
面１１に対して斜め入射の場合の検出感度評価が
難かしく、さらにＸ線ビームの角度分布が一様で
なくθ1，θ2，θ3のような分布を持つことも検出感
度評価を困難にしている一因となつている。
ーシヨンできない点を第４図を用いて説明する。
検出器２には一般にシンチレータが利用されてい
るが、シンチレータの検出感度は第４図のように
シンチレータの検出面１１に対して垂直（θ0）入
射の場合の評価しか使用されていないため、検出
面１１に対して斜め入射の場合の検出感度評価が
難かしく、さらにＸ線ビームの角度分布が一様で
なくθ1，θ2，θ3のような分布を持つことも検出感
度評価を困難にしている一因となつている。
以上の様に、Ｓ−Ｒ方式のＸ線撮影法は高速撮
影を目的として、撮影データ密度の低下と各検出
器２の検出感度を若干犠牲にしている事が言える
であろう。
影を目的として、撮影データ密度の低下と各検出
器２の検出感度を若干犠牲にしている事が言える
であろう。
また上記４つの方式において、検出器で検出さ
れる放射線検出強度は、検出器の感度分布の影響
により再生像がぼけるという問題があつた。
れる放射線検出強度は、検出器の感度分布の影響
により再生像がぼけるという問題があつた。
本発明の目的は、鮮明な再生像が得られる放射
線断層表示装置とその方法を提供することにあ
る。
線断層表示装置とその方法を提供することにあ
る。
以下、図を用いて本発明の総括的説明を行う。
従来の放射線透過データの取り方（Ｓ−Ｒ方式）
の短所を初めにまとめておく。
従来の放射線透過データの取り方（Ｓ−Ｒ方式）
の短所を初めにまとめておく。
(1) 多数の放射線検出器を稠密に配置できず、検
出器の小型化も困難であるのでデータのある程
度の離散化が避けられない。
出器の小型化も困難であるのでデータのある程
度の離散化が避けられない。
(2) 検出器と放射線源の軸が不揃いのため、検出
ビームの太さがまちまちとなる。
ビームの太さがまちまちとなる。
本発明は、上記２点の改善方法として考案した
ものである。
ものである。
第５図に、検出器２の放射線源１２と対向させ
て軸を合わせた一個の検出器２をＸ線源１２を中
心として円弧状走査１３を行つた例である。放射
線源１２からの放射線ビーム１４は、それぞれ角
度Δθ（一定）毎に円弧状走査１３された検出器２
で検出される。この時、放射線源１２の放射方向
に指向性がある場合には、放射線源１２も角度
Δθずつ振る必要がある。しかし、一般に放射線
源１２はＸ線管２を除いて放射方向が等方的であ
るので線源を角度Δθずつ振る必要はない。ただ
し、放射線被爆の低減を図るには、第６図のよう
に放射線源１２にコリメータ１５をつけ、検出器
２と同期して角度Δθずつ走査すれば良い。
て軸を合わせた一個の検出器２をＸ線源１２を中
心として円弧状走査１３を行つた例である。放射
線源１２からの放射線ビーム１４は、それぞれ角
度Δθ（一定）毎に円弧状走査１３された検出器２
で検出される。この時、放射線源１２の放射方向
に指向性がある場合には、放射線源１２も角度
Δθずつ振る必要がある。しかし、一般に放射線
源１２はＸ線管２を除いて放射方向が等方的であ
るので線源を角度Δθずつ振る必要はない。ただ
し、放射線被爆の低減を図るには、第６図のよう
に放射線源１２にコリメータ１５をつけ、検出器
２と同期して角度Δθずつ走査すれば良い。
上記の様に、放射線源１２、コリメータ１５お
よび検出器２を、放射線源１２を中心に円弧状走
査１３を行うことにより、検出器２と放射線源１
２を結ぶ軸上を放射線ビーム１４が透過し、かつ
検出器２と放射線源１２の距離が検出位置によら
ず一定となるので、検出ビームの太さがまちまち
となるという前記(2)の問題が解決できる。
よび検出器２を、放射線源１２を中心に円弧状走
査１３を行うことにより、検出器２と放射線源１
２を結ぶ軸上を放射線ビーム１４が透過し、かつ
検出器２と放射線源１２の距離が検出位置によら
ず一定となるので、検出ビームの太さがまちまち
となるという前記(2)の問題が解決できる。
しかし、第５図は検出器２を１個としているの
で、検出器２をｎ個並べて使用したものに比べて
ｎ倍撮影時間を要し、高速撮影ができないという
欠点が出て来る。そこで、次に複数個の検出器２
を用いた場合を示す。
で、検出器２をｎ個並べて使用したものに比べて
ｎ倍撮影時間を要し、高速撮影ができないという
欠点が出て来る。そこで、次に複数個の検出器２
を用いた場合を示す。
第７図は、３個の検出器２を放射線源１２を中
心として角度θだけ離して円弧上に配列した場合
である。この時、角度θを第５図のΔθの２倍と
すると、同じ領域を撮影する場合の1/3の時間で
済む。第７図では、Δθ毎の走査を示しているが、
実際には第８図の様にΔθをｍ個の微小区間に分
け、検出器２をオーバーラツプさせて撮影してい
る。すなわち角度ピツチΔθ／ｍで走査線１６に
沿つて放射線検出を実行するのである。この様な
走査を行なう事により、検出データの離散化を避
けられるので、前記(1)の問題が解決できる。
心として角度θだけ離して円弧上に配列した場合
である。この時、角度θを第５図のΔθの２倍と
すると、同じ領域を撮影する場合の1/3の時間で
済む。第７図では、Δθ毎の走査を示しているが、
実際には第８図の様にΔθをｍ個の微小区間に分
け、検出器２をオーバーラツプさせて撮影してい
る。すなわち角度ピツチΔθ／ｍで走査線１６に
沿つて放射線検出を実行するのである。この様な
走査を行なう事により、検出データの離散化を避
けられるので、前記(1)の問題が解決できる。
次に本発明の解決手段と作用について述べる。
検出データは位置Ｘに関してデルタ関数的なもの
であれば良いことがわかる。式で示すならば、次
式となる。
検出データは位置Ｘに関してデルタ関数的なもの
であれば良いことがわかる。式で示すならば、次
式となる。
ａ(0)＝a0∫X 0 /2 -X0/2η(X)ｒ(X)δ(X)dX
＝η（０）ｔ（０） ……(1)
ここで、η（Ｘ）は検出器２の検出感度分布、
ｒ（Ｘ）は被検体１７の放射線透過分布を示すも
ので、δ（Ｘ）はデルタ関数であり、ａ（０）はＸ
＝０における放射線検出強度を示す。a0は比例定
数。ここで、X0は検出器２の開口を表わす。と
ころが、一般に検出器２の開口寸法X0が小さく
なると検出効率が極端に落ちるので、開口寸法
X0を小さくできない。検出器２の開口寸法X0を
大きくすると、検出領域に広がりができるため、
実際にはＸ＝０における放射線検出量ａ（０）は
次式で与えられ、第９図のようになる。
ｒ（Ｘ）は被検体１７の放射線透過分布を示すも
ので、δ（Ｘ）はデルタ関数であり、ａ（０）はＸ
＝０における放射線検出強度を示す。a0は比例定
数。ここで、X0は検出器２の開口を表わす。と
ころが、一般に検出器２の開口寸法X0が小さく
なると検出効率が極端に落ちるので、開口寸法
X0を小さくできない。検出器２の開口寸法X0を
大きくすると、検出領域に広がりができるため、
実際にはＸ＝０における放射線検出量ａ（０）は
次式で与えられ、第９図のようになる。
ａ(0)＝a0∫X 0 /2 -X0/2η(X)ｒ(X)dX ……(2)
従つて、本来知りたいｒ（０）の情報が結果的
にａ（０）の中に埋もれてしまうため、このまま
ではｒ（０）の抽出は不可能である。式(2)をＸに
ついて書き直すと ａ(X)＝a0∫X 0 /2 -X0/2η(τ)ｒ(X-τ)dτ ……(3) となり、これは検出器２の感度分布η（Ｘ）と被
検体１７の放射線透過分布ｒ（Ｘ）のコンボリユ
ーシヨンとなる。式(3)において単独に観測できる
量は、放射線検出感度分布η（Ｘ）と放射線検出
強度分布ａ（Ｘ）の２つである。ゆえに、ここで
は放射線検出感度分布η（Ｘ）、放射線検出強度分
布ａ（Ｘ）および未知である被検体１７の放射線
透過分布ｒ（Ｘ）のフーリエ変換して得られる空
間周波数スペクトルをそれぞれＨ（ω）、Ａ（ω）
およびＲ（ω）で表わすと式(3)は次のようになる。
にａ（０）の中に埋もれてしまうため、このまま
ではｒ（０）の抽出は不可能である。式(2)をＸに
ついて書き直すと ａ(X)＝a0∫X 0 /2 -X0/2η(τ)ｒ(X-τ)dτ ……(3) となり、これは検出器２の感度分布η（Ｘ）と被
検体１７の放射線透過分布ｒ（Ｘ）のコンボリユ
ーシヨンとなる。式(3)において単独に観測できる
量は、放射線検出感度分布η（Ｘ）と放射線検出
強度分布ａ（Ｘ）の２つである。ゆえに、ここで
は放射線検出感度分布η（Ｘ）、放射線検出強度分
布ａ（Ｘ）および未知である被検体１７の放射線
透過分布ｒ（Ｘ）のフーリエ変換して得られる空
間周波数スペクトルをそれぞれＨ（ω）、Ａ（ω）
およびＲ（ω）で表わすと式(3)は次のようになる。
Ａ（ω）＝a0H（ω）Ｒ（ω） ……(4)
従つて、式(4)より次式が得られる。
Ｒ（ω）＝Ａ（ω）／a0H（ω）……(5)
よつて、式(5)を逆フーリエ変換F-1することによ
り被検体１７の未知の放射線透過分布ｒ（Ｘ）は、
次式により求められる。
り被検体１７の未知の放射線透過分布ｒ（Ｘ）は、
次式により求められる。
ｒ（Ｘ）＝F-1〔Ｒ（ω）〕
＝F-1〔Ａ（ω）／a0H（ω） ……(6)
以上の手順を第１０図に示す。放射線透過分布
ｒ（Ｘ）および厚み分布ｔ（Ｘ）を有する被検体１
７を、放射線源３と検出器２で挾み、直接走査１
８させてその強度分布ａ（Ｘ）を測定する。この
時、検出器２の放射線検出感度分布η（Ｘ）が概
知であるならば、そのフーリエ変換Ｈ（ω）と、
検出強度分布Ａ（Ｘ）のフーリエ変換Ａ（ω）から
式(6)によつて放射線透過分布ｒ（Ｘ）の推定値
r′（Ｘ）が求まり、これにより厚み分布ｔ（Ｘ）の
推定値t′（Ｘ）が求まる。ここで、推定値とした
のは、検出器２による検出強度分布ａ（Ｘ）は雑
音成分を含むため、厳密に式(3)が成立していない
ためである。
ｒ（Ｘ）および厚み分布ｔ（Ｘ）を有する被検体１
７を、放射線源３と検出器２で挾み、直接走査１
８させてその強度分布ａ（Ｘ）を測定する。この
時、検出器２の放射線検出感度分布η（Ｘ）が概
知であるならば、そのフーリエ変換Ｈ（ω）と、
検出強度分布Ａ（Ｘ）のフーリエ変換Ａ（ω）から
式(6)によつて放射線透過分布ｒ（Ｘ）の推定値
r′（Ｘ）が求まり、これにより厚み分布ｔ（Ｘ）の
推定値t′（Ｘ）が求まる。ここで、推定値とした
のは、検出器２による検出強度分布ａ（Ｘ）は雑
音成分を含むため、厳密に式(3)が成立していない
ためである。
上記の手順により、大きな開口を有する検出器
２でも鮮明な再生像が得られることになる。
２でも鮮明な再生像が得られることになる。
以下、本発明の実施例を第１図を用いて説明す
る。第１図は、本発明である放射線計測法をγ線
CT装置に応用した場合の装置全体の構成図であ
る。本装置全体を制御し放射線透過データを取る
ための主制御部２１は、機械走査制御部２２と放
射線計数器２７と画像演算処理部２８に接続され
ており、機械走査制御部２２には放射線計測台３
７および検出器台３８を走査するための位置制御
信号を送信し、放射線計数器２７には計数終了信
号、リセツト信号および計数開始信号を送信し、
さらに画像演算処理部２８には放射線計数器２７
に計数終了信号を送つた後に計数結果を取込むた
めの取込み信号および処理開始信号を送信する。
機械走査制御部２２は主制御部２１と検出器走査
制御部２３と回転走査制御部２４に接続されてお
り、主制御部２１からの位置制御信号を検出器走
査信号と回転走査信号に分けて、検出器走査制御
部２３に検出器走査信号を、回転走査制御部２４
に回転走査信号をそれぞれ送信する。検出器走査
制御部２３は、機械走査制御部２２と検出器走査
用パルスモータ２５と接続しており、機械走査制
御部２２から検出器走査制御信号を受け、パルス
モータ駆動用信号に変換して検出器走査用パルス
モータ２５に送信する。また、回転走査制御部２
４は機械走査制御部２２と回転走査用パルスモー
タ２６と接続しており、機械走査制御部２２から
回転走査制御信号を受け、パルスモータ駆動用信
号に変換して回転走査用パルスモータ２６に送信
する。回転走査用パルスモータ２６は、回転走査
制御部２４と接続されており、回転走査制御部２
４からパルスモータ駆動用信号を受けて回転し、
その動力を機械的に接続された放射線計測台３７
に伝え放射線計測台３７を回転軸３４を中心に回
転運動３６をさせる。放射線計測台３７には放射
線源３０、複数の検出器３１を装着した検出器走
査台３８および検出器走査用パルスモータ２５が
設置されており、回転走査用パルスモータ２６と
機械的に接続され、回転走査用パルスモータ２６
の動力を受け回転軸３４を中心に回転する。また
放射線計測台３７には、検査領域３３を内包する
ように開口３２があけられている。検出器走査制
御部２３は、機械走査制御部２２と検出器走査用
パルスモータ２５と接続しており、機械走査制御
部２２から検出器走査制御信号を受け、パルスモ
ータ駆動用信号に変換して検出器走査用パルスモ
ータ２５に送信する。検出器走査用パルスモータ
２５は、放射線計測台３７上に設置され、検出器
走査制御部２３と接続されており、検出器走査制
御部２３からのパルスモータ駆動用信号を受けて
回転し、その動力を機械的に接続された検出器走
査台３８に伝え、検出器走査台３８を軸３０を中
心に振子運動３５をさせる。検出器走査台３８に
は３個の放射線検出器３１が軸３０の方向に検出
面を向けられており、振子運動３５の際に検査領
域３３を軸３０と放射線検出器３１とを結ぶ直線
（放射線ビーム経路３９）がすべてカバーするよ
うに設置されている。放射線源４０は軸３０に合
わせて設置する。放射線計測台３７の回転運動３
６および検出器走査台３８の振子運動３５の動き
により、３個の放射線検出器３１で検査領域３３
を透過する放射線を検出する。放射線検出器３１
はそれぞれ放射線計数器２７と接続されており、
検出した放射線データを放射線計数器２７に送信
する。放射線計数器２７は放射線検出器３１、主
制御部２１および演算処理部２８と接続されてお
り、主制御部２１からは放射線計数終了信号、リ
セツト信号および計数開始信号が送信され、放射
線計数終了信号により演算処理部２８に放射線計
数データを送信する。演算処理部２８は、主制御
部２１と放射線計数器２７および画像表示部２９
に接続されていて、主制御部２１からの放射線計
数データ取込み信号で放射線計数器２７からの放
射線計数データを取込み、主制御部２１からの演
算処理開始信号により、画像表示のための演算処
理を開始する。所定のデータの演算終了後に、演
算処理部２８は演算結果を画像表示部２９に送信
する。尚、所定のデータ演算終了の信号は主制御
部２１から送信される。画像表示部２９は、演算
処理部２８に接続されており、演算処理部２８の
演算終了後に送られてくる演算結果を画像信号に
直して映像表示を実行する。以下に、上記各部分
の機能を機械走査と信号処理の二つに分けて詳細
に説明する。
る。第１図は、本発明である放射線計測法をγ線
CT装置に応用した場合の装置全体の構成図であ
る。本装置全体を制御し放射線透過データを取る
ための主制御部２１は、機械走査制御部２２と放
射線計数器２７と画像演算処理部２８に接続され
ており、機械走査制御部２２には放射線計測台３
７および検出器台３８を走査するための位置制御
信号を送信し、放射線計数器２７には計数終了信
号、リセツト信号および計数開始信号を送信し、
さらに画像演算処理部２８には放射線計数器２７
に計数終了信号を送つた後に計数結果を取込むた
めの取込み信号および処理開始信号を送信する。
機械走査制御部２２は主制御部２１と検出器走査
制御部２３と回転走査制御部２４に接続されてお
り、主制御部２１からの位置制御信号を検出器走
査信号と回転走査信号に分けて、検出器走査制御
部２３に検出器走査信号を、回転走査制御部２４
に回転走査信号をそれぞれ送信する。検出器走査
制御部２３は、機械走査制御部２２と検出器走査
用パルスモータ２５と接続しており、機械走査制
御部２２から検出器走査制御信号を受け、パルス
モータ駆動用信号に変換して検出器走査用パルス
モータ２５に送信する。また、回転走査制御部２
４は機械走査制御部２２と回転走査用パルスモー
タ２６と接続しており、機械走査制御部２２から
回転走査制御信号を受け、パルスモータ駆動用信
号に変換して回転走査用パルスモータ２６に送信
する。回転走査用パルスモータ２６は、回転走査
制御部２４と接続されており、回転走査制御部２
４からパルスモータ駆動用信号を受けて回転し、
その動力を機械的に接続された放射線計測台３７
に伝え放射線計測台３７を回転軸３４を中心に回
転運動３６をさせる。放射線計測台３７には放射
線源３０、複数の検出器３１を装着した検出器走
査台３８および検出器走査用パルスモータ２５が
設置されており、回転走査用パルスモータ２６と
機械的に接続され、回転走査用パルスモータ２６
の動力を受け回転軸３４を中心に回転する。また
放射線計測台３７には、検査領域３３を内包する
ように開口３２があけられている。検出器走査制
御部２３は、機械走査制御部２２と検出器走査用
パルスモータ２５と接続しており、機械走査制御
部２２から検出器走査制御信号を受け、パルスモ
ータ駆動用信号に変換して検出器走査用パルスモ
ータ２５に送信する。検出器走査用パルスモータ
２５は、放射線計測台３７上に設置され、検出器
走査制御部２３と接続されており、検出器走査制
御部２３からのパルスモータ駆動用信号を受けて
回転し、その動力を機械的に接続された検出器走
査台３８に伝え、検出器走査台３８を軸３０を中
心に振子運動３５をさせる。検出器走査台３８に
は３個の放射線検出器３１が軸３０の方向に検出
面を向けられており、振子運動３５の際に検査領
域３３を軸３０と放射線検出器３１とを結ぶ直線
（放射線ビーム経路３９）がすべてカバーするよ
うに設置されている。放射線源４０は軸３０に合
わせて設置する。放射線計測台３７の回転運動３
６および検出器走査台３８の振子運動３５の動き
により、３個の放射線検出器３１で検査領域３３
を透過する放射線を検出する。放射線検出器３１
はそれぞれ放射線計数器２７と接続されており、
検出した放射線データを放射線計数器２７に送信
する。放射線計数器２７は放射線検出器３１、主
制御部２１および演算処理部２８と接続されてお
り、主制御部２１からは放射線計数終了信号、リ
セツト信号および計数開始信号が送信され、放射
線計数終了信号により演算処理部２８に放射線計
数データを送信する。演算処理部２８は、主制御
部２１と放射線計数器２７および画像表示部２９
に接続されていて、主制御部２１からの放射線計
数データ取込み信号で放射線計数器２７からの放
射線計数データを取込み、主制御部２１からの演
算処理開始信号により、画像表示のための演算処
理を開始する。所定のデータの演算終了後に、演
算処理部２８は演算結果を画像表示部２９に送信
する。尚、所定のデータ演算終了の信号は主制御
部２１から送信される。画像表示部２９は、演算
処理部２８に接続されており、演算処理部２８の
演算終了後に送られてくる演算結果を画像信号に
直して映像表示を実行する。以下に、上記各部分
の機能を機械走査と信号処理の二つに分けて詳細
に説明する。
まず初めに、機械走査部分について説明する。
第１１図が本発明を適用した放射線計測装置の構
造図である。装置はすべて架台４１の上に設置さ
れており、振子走査および回転走査はパルスモー
タにより実行する。架台４１には、放射線計測台
３７の回転運動を円滑に行なわせるために複数の
台受け車輪４９が軸受け５０で取りつけてある。
これら台受け車輪４９は、放射線計測台下部に設
置されたレール５５に組み込まれて回転すること
により放射線計測台３７を自由に回転させる。放
射線計測台３７の動力はパルスモータ５４であ
り、回転走査制御部２４からの信号で所定の回転
を行なう。このパルスモータ５４は、回転走査用
減速器５３に接続されており、動力を伝えること
ができる。更に、回転走査用減速器５３は回転走
査用ウオームギア５２に接続されており、動力を
伝達できる。この回転走査用ウオームギア５２
は、回転走査用ギア５１との組合せにより回転動
力の軸を直交させて、その回転動力を回転ギア５
７へ伝達させる。回転ギア５７は、放射線計測台
３７の下部に設置された歯車５６とかみ合うこと
により、パルスモータ５４の動力を放射線計測台
３７へ伝えることができる。次に、検出器走査台
３８の機構について述べる。検出器走査台３８は
下部に複数の車輪５８を設けてあり、これらの車
輪５８が放射線計測台３７上に線源４０を中心と
した弧を描くように設置されたレール４２の上に
乗り、線源４０を中心とした円弧運動ができるよ
うになつている。この円弧運動を行なうための動
力は、パルスモータ２５であり、検出器走査制御
部２３からの信号で所定の回転を行なう。このパ
ルスモータ２５は、円弧走査用減速器４３に接続
されており、回転の動力を伝えることができる。
更に円弧走査用減速器４３は円弧走査用ウオーム
ギア４４に接続されており、動力を伝達できる。
この円弧走査用ウオームギア４４は、円弧走査用
ギア４５との組合せにより回転動力の軸を直交さ
せて、その回転動力を円弧走査用ギア４５へ伝達
させる。円弧走査用ギア４５は検出器走査台３８
の下部に設置された円弧ギア４８とかみ合うこと
により、パルスモータ２５の動力を検出器走査台
へ伝える事ができる。以上が機械走査部分の説明
である。
第１１図が本発明を適用した放射線計測装置の構
造図である。装置はすべて架台４１の上に設置さ
れており、振子走査および回転走査はパルスモー
タにより実行する。架台４１には、放射線計測台
３７の回転運動を円滑に行なわせるために複数の
台受け車輪４９が軸受け５０で取りつけてある。
これら台受け車輪４９は、放射線計測台下部に設
置されたレール５５に組み込まれて回転すること
により放射線計測台３７を自由に回転させる。放
射線計測台３７の動力はパルスモータ５４であ
り、回転走査制御部２４からの信号で所定の回転
を行なう。このパルスモータ５４は、回転走査用
減速器５３に接続されており、動力を伝えること
ができる。更に、回転走査用減速器５３は回転走
査用ウオームギア５２に接続されており、動力を
伝達できる。この回転走査用ウオームギア５２
は、回転走査用ギア５１との組合せにより回転動
力の軸を直交させて、その回転動力を回転ギア５
７へ伝達させる。回転ギア５７は、放射線計測台
３７の下部に設置された歯車５６とかみ合うこと
により、パルスモータ５４の動力を放射線計測台
３７へ伝えることができる。次に、検出器走査台
３８の機構について述べる。検出器走査台３８は
下部に複数の車輪５８を設けてあり、これらの車
輪５８が放射線計測台３７上に線源４０を中心と
した弧を描くように設置されたレール４２の上に
乗り、線源４０を中心とした円弧運動ができるよ
うになつている。この円弧運動を行なうための動
力は、パルスモータ２５であり、検出器走査制御
部２３からの信号で所定の回転を行なう。このパ
ルスモータ２５は、円弧走査用減速器４３に接続
されており、回転の動力を伝えることができる。
更に円弧走査用減速器４３は円弧走査用ウオーム
ギア４４に接続されており、動力を伝達できる。
この円弧走査用ウオームギア４４は、円弧走査用
ギア４５との組合せにより回転動力の軸を直交さ
せて、その回転動力を円弧走査用ギア４５へ伝達
させる。円弧走査用ギア４５は検出器走査台３８
の下部に設置された円弧ギア４８とかみ合うこと
により、パルスモータ２５の動力を検出器走査台
へ伝える事ができる。以上が機械走査部分の説明
である。
次に、これら機械走査部を制御するための信号
について述べる。第１２図は、円弧状走査を４個
の放射線検出器３１で行つた場合の各放射線検出
器３１の位置角度を示す図である。検出器走査台
の回転軸３０を中心として、検査領域３３を見込
む開口角をθ0とすると、４個の放射線検出器３１
を用いてこの開口角θ0をすべてカバーしようとす
ると、検出器走査台３８の走査角度Δθはθ0／４
となる。一般にｍ個の検出器を用いた場合に必要
な走査角Δθはθ0／ｍで与えられることがわかる。
図中、Δtは放射線計測時間を示しており、Δθの
円弧走査をΔPのピツチで行つた場合、一回の円
弧走査に要する時間はΔt×〓〓〓Pで与えられる。第１
３図は、円弧走査と回転走査との関係を示すため
の図で、円弧走査角θと回転走査角ψを用いた。
すなわちΔθの円弧走査が終了する毎に放射線計
測台３７はΔだけ回転して、今度は−Δθの円弧
走査を開始する訳である。以上は、放射線計測台
３７と検出器走査台３８の位置関係を示したもの
であるが、この位置関係を達成するために、回転
走査制御部２４および検出器走査制御部２３か
ら、それぞれのパルスモータ５４，２５に送られ
る信号について述べる。第１４図は、これらの位
置および制御信号についての図である。上から、
放射線計測台３７の位置信号、放射線計測台３７
を動かすためにパルスモータ５４に加えるパルス
信号（上が順方向、下が逆方向）、検出器走査台
３８の位置信号、検出器走査台３８を動かすため
にパルスモータ２５に加えるパルス信号（上が順
方向、下が逆方向）であり、このようなパルス信
号列は機械走査制御部２２を通して主制御部から
送られてくる。次に検出器走査台３８に設置され
た複数の放射線検出器３１から放射線計数器２７
に送られてくる放射線カウント信号を画像演算処
理部２８に転送する部分について述べる。検出器
走査台３８はΔPのピツチで動きΔtの時間だけ停
止し、この間に放射線を計測するのであるが、放
射線計数器２７にはカウント終了信号、カウント
数を画像演算処理部２８に転送する転送信号、お
よびリセツト・カウント開始信号が主制御部２１
から送られてくる。これらの信号のタイムチヤー
トを第１５図に示す。Δθの円弧走査を終了する
と、主制御部２１から画像演算処理部２８に逆フ
ーリエ演算開始信号が送られて、逆フーリエ演算
を開始する。第１６図はこの時の放射線カウント
信号を表わしたもので、検査領域３３内の放射線
透過分布ｔ（θ）をある大きさの放射線検出器３
１で検出した放射線透過分布がＡ（θ）であり、
検出器３１の検出感度分布のために、もとの分布
に比べてぼけてしまつている。これを前節で述べ
た逆フーリエ演算処理により、t′（θ）に示すよ
うなデータに修正して画像演算処理部２８内のメ
モリに蓄積するのである。第１７図に放射線計測
台の位置信号、逆フーリエ演算開始信号および
CT演算開始信号のタイムチヤートを示す。
について述べる。第１２図は、円弧状走査を４個
の放射線検出器３１で行つた場合の各放射線検出
器３１の位置角度を示す図である。検出器走査台
の回転軸３０を中心として、検査領域３３を見込
む開口角をθ0とすると、４個の放射線検出器３１
を用いてこの開口角θ0をすべてカバーしようとす
ると、検出器走査台３８の走査角度Δθはθ0／４
となる。一般にｍ個の検出器を用いた場合に必要
な走査角Δθはθ0／ｍで与えられることがわかる。
図中、Δtは放射線計測時間を示しており、Δθの
円弧走査をΔPのピツチで行つた場合、一回の円
弧走査に要する時間はΔt×〓〓〓Pで与えられる。第１
３図は、円弧走査と回転走査との関係を示すため
の図で、円弧走査角θと回転走査角ψを用いた。
すなわちΔθの円弧走査が終了する毎に放射線計
測台３７はΔだけ回転して、今度は−Δθの円弧
走査を開始する訳である。以上は、放射線計測台
３７と検出器走査台３８の位置関係を示したもの
であるが、この位置関係を達成するために、回転
走査制御部２４および検出器走査制御部２３か
ら、それぞれのパルスモータ５４，２５に送られ
る信号について述べる。第１４図は、これらの位
置および制御信号についての図である。上から、
放射線計測台３７の位置信号、放射線計測台３７
を動かすためにパルスモータ５４に加えるパルス
信号（上が順方向、下が逆方向）、検出器走査台
３８の位置信号、検出器走査台３８を動かすため
にパルスモータ２５に加えるパルス信号（上が順
方向、下が逆方向）であり、このようなパルス信
号列は機械走査制御部２２を通して主制御部から
送られてくる。次に検出器走査台３８に設置され
た複数の放射線検出器３１から放射線計数器２７
に送られてくる放射線カウント信号を画像演算処
理部２８に転送する部分について述べる。検出器
走査台３８はΔPのピツチで動きΔtの時間だけ停
止し、この間に放射線を計測するのであるが、放
射線計数器２７にはカウント終了信号、カウント
数を画像演算処理部２８に転送する転送信号、お
よびリセツト・カウント開始信号が主制御部２１
から送られてくる。これらの信号のタイムチヤー
トを第１５図に示す。Δθの円弧走査を終了する
と、主制御部２１から画像演算処理部２８に逆フ
ーリエ演算開始信号が送られて、逆フーリエ演算
を開始する。第１６図はこの時の放射線カウント
信号を表わしたもので、検査領域３３内の放射線
透過分布ｔ（θ）をある大きさの放射線検出器３
１で検出した放射線透過分布がＡ（θ）であり、
検出器３１の検出感度分布のために、もとの分布
に比べてぼけてしまつている。これを前節で述べ
た逆フーリエ演算処理により、t′（θ）に示すよ
うなデータに修正して画像演算処理部２８内のメ
モリに蓄積するのである。第１７図に放射線計測
台の位置信号、逆フーリエ演算開始信号および
CT演算開始信号のタイムチヤートを示す。
上記実施例では、逆フーリエ演算処理は各円弧
走査終了毎に行つたが、すべての機械走査終了後
に行つたとしても同じ効果を得ることができるこ
とを追記しておく。
走査終了毎に行つたが、すべての機械走査終了後
に行つたとしても同じ効果を得ることができるこ
とを追記しておく。
本発明によれば、従来の方法に対して1/2以下
のコストで倍以上の精度の放射線透過分布が得ら
れ、この方法を適用したCT装置では従来にない
画像精度の向上が得られるという効果がある。
のコストで倍以上の精度の放射線透過分布が得ら
れ、この方法を適用したCT装置では従来にない
画像精度の向上が得られるという効果がある。
第１図は、本発明の実施例を示す全体構成図、
第２図は、従来のＸ線CT装置における放射線透
過率強度の測定法を示す平面図、第３図は、放射
線透過強度の測定が離散的になる事を示す平面
図、第４図は、検出器に対して放射線ビームが斜
め方向から入射する事を示す平面図、第５図は、
放射線源を中心として検出器を円弧状に走査する
走査法を示す平面図、第６図は、第５図の方法に
おいて放射線源にコリメータを取付けた場合の走
査法を示す平面図、第７図は、複数の検出器を放
射線源を中心として円弧状に走査する走査方法を
示す平面図、第８図は、放射線検出にオーバーラ
ツプを持たせて検出器を走査する走査方法を示す
平面図、第９図は、検出器の検出感度分布を示す
ための図、第１０図は、有限な大きさを持つた検
出器で可能な限りの分解能を得るための手順を示
す図、第１１図は、本発明を適用した放射線計測
装置の構造図、第１２図は、円弧走査時の検出器
の各位置を示すタイムチヤート、第１３図は、円
弧走査と回転走査の時間関係を示すタイムチヤー
ト、第１４図は、円弧走査と回転走査を実行する
制御信号のタイムチヤート、第１５図は、放射線
計数器に対する制御信号のタイムチヤート、第１
６図は、円弧走査における逆フーリエ演算処理を
示す図、第１７図は、画像処理演算制御信号のタ
イムチヤートである。 １……撮影領域、２……検出器、３……Ｘ線
源、４……Ｘ線ビーム、５……回転走査方向、６
……撮影のためのデータサンプリング点、７……
Ｘ線源の回転軌跡、８……検出器の位置、９……
Ｘ線源の位置、１０……Ｘ線検出量、１１……シ
ンチレータの検出面、１２……放射線源、１３…
…円弧状走査、１４……放射線ビーム、１５……
コリメータ、１６……走査線、１７……被検体、
１８……直線走査、２１……主制御部、２２……
機械走査制御部、２３……検出器走査制御部、２
４……回転走査制御部、２５……検出器走査用パ
ルスモータ、２６……回転走査用パルスモータ、
２７……放射線計数器、２８……画像演算処理
部、２９……画像表示部、３０……検出器走査台
の回転軸、３１……放射線検出器、３２……放射
線計測台の開口、３３……検査領域、３４……放
射線計測台の回転軸、３５……振子運動、３６…
…回転運動、３７……放射線計測台、３８……検
出器走査台、３９……放射線ビーム径路、４０…
…放射線源、４１……架台、４２……円弧走査用
レール、４３……円弧走査用減速器、４４……円
弧走査用ウオームギア、４５……円弧走査用ギ
ア、４６……放射線放出用開口、４７……放射線
源本体、４８……円弧状ギア、４９……台受け車
輪、５０……軸受け、５１……回転走査用ギア、
５２……回転走査用ウオームギア、５３……回転
走査用減速器、５４……回転走査用パルスモー
タ、５５……レール、５６……歯車、５７……回
転ギア、５８……円弧走査用車輪。
第２図は、従来のＸ線CT装置における放射線透
過率強度の測定法を示す平面図、第３図は、放射
線透過強度の測定が離散的になる事を示す平面
図、第４図は、検出器に対して放射線ビームが斜
め方向から入射する事を示す平面図、第５図は、
放射線源を中心として検出器を円弧状に走査する
走査法を示す平面図、第６図は、第５図の方法に
おいて放射線源にコリメータを取付けた場合の走
査法を示す平面図、第７図は、複数の検出器を放
射線源を中心として円弧状に走査する走査方法を
示す平面図、第８図は、放射線検出にオーバーラ
ツプを持たせて検出器を走査する走査方法を示す
平面図、第９図は、検出器の検出感度分布を示す
ための図、第１０図は、有限な大きさを持つた検
出器で可能な限りの分解能を得るための手順を示
す図、第１１図は、本発明を適用した放射線計測
装置の構造図、第１２図は、円弧走査時の検出器
の各位置を示すタイムチヤート、第１３図は、円
弧走査と回転走査の時間関係を示すタイムチヤー
ト、第１４図は、円弧走査と回転走査を実行する
制御信号のタイムチヤート、第１５図は、放射線
計数器に対する制御信号のタイムチヤート、第１
６図は、円弧走査における逆フーリエ演算処理を
示す図、第１７図は、画像処理演算制御信号のタ
イムチヤートである。 １……撮影領域、２……検出器、３……Ｘ線
源、４……Ｘ線ビーム、５……回転走査方向、６
……撮影のためのデータサンプリング点、７……
Ｘ線源の回転軌跡、８……検出器の位置、９……
Ｘ線源の位置、１０……Ｘ線検出量、１１……シ
ンチレータの検出面、１２……放射線源、１３…
…円弧状走査、１４……放射線ビーム、１５……
コリメータ、１６……走査線、１７……被検体、
１８……直線走査、２１……主制御部、２２……
機械走査制御部、２３……検出器走査制御部、２
４……回転走査制御部、２５……検出器走査用パ
ルスモータ、２６……回転走査用パルスモータ、
２７……放射線計数器、２８……画像演算処理
部、２９……画像表示部、３０……検出器走査台
の回転軸、３１……放射線検出器、３２……放射
線計測台の開口、３３……検査領域、３４……放
射線計測台の回転軸、３５……振子運動、３６…
…回転運動、３７……放射線計測台、３８……検
出器走査台、３９……放射線ビーム径路、４０…
…放射線源、４１……架台、４２……円弧走査用
レール、４３……円弧走査用減速器、４４……円
弧走査用ウオームギア、４５……円弧走査用ギ
ア、４６……放射線放出用開口、４７……放射線
源本体、４８……円弧状ギア、４９……台受け車
輪、５０……軸受け、５１……回転走査用ギア、
５２……回転走査用ウオームギア、５３……回転
走査用減速器、５４……回転走査用パルスモー
タ、５５……レール、５６……歯車、５７……回
転ギア、５８……円弧走査用車輪。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 放射線源と、前記放射線源から放射され、被
測定物体を透過した放射線を検出する検出器と、
前記放射線源及び検出器のうち少なくとも一方を
前記被測定物体の周囲に回転させる手段と、前記
検出器の出力信号から被測定物体の断層表示情報
を演算する演算手段と、前記演算結果から被測定
物体の断層像を表示する手段を有する放射線断層
表示装置において、 前記演算手段は、前記検出器によつて検出され
た被測定物体の一次元方向の放射線透過データで
ある放射線検出強度分布を前記一次元方向の空間
周波数スペクトルに変換する演算部と、前記放射
線検出強度分布の空間周波数スペクトルを前記検
出器の持つ放射線検出感度分布に基づく前記一次
元方向の放射線検出感度分布の空間周波数スペク
トルで除算して放射線透過分布の空間周波数スペ
クトルを求める演算部を有することを特徴とする
放射線断層表示装置。 ２ 前記放射線検出感度分布の空間周波数スペク
トルは、前記検出器によつて検出された既知物体
の一次元方向の放射線透過データである放射線検
出強度分布をフーリエ変換して得られる放射線検
出強度分布の空間周波数スペクトルを、前記既知
物体の既知の放射線透過強度分布の空間周波数ス
ペクトルで除算して求められたものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射線断
層表示装置。 ３ 前記放射線源を中心とする円周の一部分上に
一定の間隔をもつて配置された前記検出器と、前
記検出器を前記円周上で移動させる検出器駆動部
と、前記放射線源、前記検出器および前記検出器
駆動部を一体として回転させる手段を更に有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放
射線断層表示装置。 ４ 放射線源から放射され、被測定物体（人間を
除く）の一次元方向の放射線透過データを多数の
方向から得て被測定物体の断層表示情報を演算
し、前記被測定物体の断層像を表示する放射線断
層表示方法において、 前記一次元方向の放射線透過データである放射
線検出強度分布を前記一次元方向の空間周波数ス
ペクトルに交換し、前記放射線検出強度分布の空
間周波数スペクトルを前記検出器の持つ放射線検
出感度分布に基づく前記一次元方向の放射線検出
感度分布の空間周波数スペクトルで除算して放射
線透過分布の空間周波数スペクトルを求めて前記
被測定物体の断層像を得ることを特徴とする放射
線線断層表示方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59280613A JPS61154544A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 放射線断層表示装置及び方法 |
| DE8585116296T DE3573476D1 (en) | 1984-12-26 | 1985-12-19 | Sectional radiography display method and apparatus |
| EP19850116296 EP0188782B2 (en) | 1984-12-26 | 1985-12-19 | Sectional radiography display method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59280613A JPS61154544A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 放射線断層表示装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154544A JPS61154544A (ja) | 1986-07-14 |
| JPH045454B2 true JPH045454B2 (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=17627476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59280613A Granted JPS61154544A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 放射線断層表示装置及び方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0188782B2 (ja) |
| JP (1) | JPS61154544A (ja) |
| DE (1) | DE3573476D1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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