JPS60181640A - 工業用放射線断層撮影方法 - Google Patents

工業用放射線断層撮影方法

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JPS60181640A
JPS60181640A JP59037458A JP3745884A JPS60181640A JP S60181640 A JPS60181640 A JP S60181640A JP 59037458 A JP59037458 A JP 59037458A JP 3745884 A JP3745884 A JP 3745884A JP S60181640 A JPS60181640 A JP S60181640A
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JP
Japan
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radiation
sample
tomography
image
iron
Prior art date
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JP59037458A
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English (en)
Inventor
Isamu Taguchi
勇 田口
Kazunori Masanobu
正信 和則
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Toshiba Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/02Investigating 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
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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】 (産業上の利用分野) この発明は放射線を用いた、工業用を目的とした断層撮
影方法に関するものである。
(従来技術) 最近、放射1t#(X線など)を用いた断層撮影法(C
T 、 Computerized To、mogra
phy)が有−及し、該装置が病院などに投餌され、医
療に多大の貢献をしている。この方法は、X線やrfu
などの放射線を、工業用の対象試料に、多方向から照射
し、透過放射線量をそれぞれ検出して電算機に結果を送
シ込み、電算機処理して、該試料の断層写真を撮影する
方法である。また、この方法は従来できなかった外部か
らの人体内部!!祭を可能にしておシ、医療には不可欠
の装置となっていて頭部専用。
全身用などの人体専用装置が市販されているが、一般工
業用目的においては余端や金属化合物など、人体撮影に
使用しているようなエネルギーの弱いX線では透過しな
い試料が対象となる場合が多くて、現在はとんど開発さ
れていない。それに代って産業においてはX線やγ線な
どの放射線による透過試験がよ〈実施されている。しか
し、この方法は人体胸部撮影のように放射線源を対象の
前におき、対象の後にフィルムをおいて撮影するので、
断面像はとれない。
しかし、ごく最近になって金属や金屑化合物の内部を非
破壊、非接触で観察1分析したいという要望が高まシ、
工学用の放射線断層撮影装置が希望され、例えば特開昭
57−67846号、同57−76443号等の発明が
開示されている。この方法は非破壊、非接触状態、しか
も短時間で観察分析を行うことができるという利点があ
る。
しかし放射線断層撮影法を用いて、放射線の透過性の悪
い試料を撮影する場合、偽像(一般にアーチファクトと
いわれておシ放射線状が多い)が現われて断層写真を不
鮮明化するという問題点がある。この偽像は後述する断
層撮影法の像再構成の行い方に起因するものである。こ
の偽像は、試料にはなく、断層写真において一定形状(
%に直線状が多い)をもって現われ、多く出現する場合
には真の像が全く隠れて見えなくなる場合もある。
偽像は上記のように像再構成の方法に起因するので、突
起部が多い試料や、放射61M過性の程度が違いすぎる
部分が多い試料に多く発生する。々お、放射ffR断層
撮像方法においてはCT値として放射線透過性の程度を
示すのが一般的であシ、次式で示される。
とべでμ8は試料の対象部位のX線の吸収係数、μ7は
水のX線の吸収係数、Kは常Vで通常■(は1000、
水のCT値は01空気のCT値は−1000である。
医療用放射線断層撮影装置の対象である人体はそもそも
CT値は小さく、比較的高い骨でもCT値は+1000
でありまた全体に丸味を帯びており突起部は少い。これ
に反して各種工業用試料の放射線断層撮影の場合の試料
はCT値が高く、例えば鉄の場合+7000 、アルミ
ニウムで+25oO位であシ、シかも角状など突起物が
あることが多い。
従って偽像が発生する機会が極めて多い。そもそも工業
的目的において放射線による断層撮影を行う目的は、そ
の内部の解析にあシ、儀像の発生が多くなると、その目
的を達成することができないので、この問題は非常に重
要である。ところが従来、工業用の目的に使用される放
射線断層撮影方法において適確な偽像防止対策を図った
ものは未だ提案されていない。
(発明の目的) 本発明は、工業用を目的とした放射線による断層撮影方
法において偽像の発生を防止することを目的とするもの
である。
(発明の構成、作用) すなわち本発明は、試料の周辺に、該試料と放射線吸収
の程度が近い物y4.を配置して断層撮影を行うことを
植゛徴とするものである。以下図面により本発明の詳細
な説明する。第1図(a)は本発明方法によって撮影し
ようとする試料の平面図、第1図中)は第1図(a)の
AA線による縦断側面図で1は試料で、ガラス等の容器
3内に試験体2を収容し、その周囲に試験体2と放射線
透過性が同一またげはは等しい物質の粉末4を充填して
形成される。
例えば試験体2が鉄塊の場合には鉄粉を使用するが、放
射線透過性の程度が鉄と近いニッケルあるいはクロムで
もよい。またこの試料1は断層撮影の際、回動させるの
で試験体2が動かないようにすることが必要で’) E
l 、そのため、試験体2を粉末4と一体のまま樹脂で
固めてもよい(この場合は容器は必要がない)。また試
験体と同種の物質の板に試験体が嵌合する凹陥部を設け
、試験体を嵌込んでもよく、さらにはビニール袋等に試
験体と同種の物質の粉末を入れ、この袋を試験体の周囲
に巻付けてもよい。
第2図は本発明方法による断層撮影、の原理を示すもの
で放射線照射装M8から試料1に対して放射線ビーム1
1を放射し、試料1を透過し減衰した放射線を放射線検
出器9によシ検出する。すなわち試料1の断面5の断層
写真を撮影するには、走査始点7.7から断面5を含む
走査面6に沿って放射線照射装置8と放射線検出器9を
一対として移動させ、移動中に試料1を透過した放射線
量を連続的に検出する。なおこのとき放射線照射装W8
としては例えば420KVの高圧X#を直径0゜器とし
てはBGO(BiとGeの酸化物)等を使用する。第3
図は本発明方法の実例を示すもので放射線検出器9の検
出値aおよび放射線照射装置8から放射される放射線量
を直接検出する放射線検出器10の検出値すとは増幅器
12およびアナログディジタル変換器13を経てコンビ
ーータ14のバッファメモリー15に入力され、検出値
aとbとの比が第2図に示す走査始点7から放射線検出
器9の移動距離と対応して記録される。すなわち走査方
向に沿った透過放射線の強度分布が記憶される。バッフ
ァメモリー15に記憶された信号は中央処理装置16に
おいて試料10は51面5に逆投影されるように演算処
理される。例えば第4図(a)に示すように検出された
強1ff、Iは走査方向Sに対してrM角方向に沿い断
面5上に強度工に比例して一様に配分される。との配分
された値は画像が再構成されたときの画像の製法を表わ
すものでディスプレイ装置22に表示される。
このようにして断面5について1回目の走査が終了する
と放射線照射装置8と放射線検出器9を断面50面で試
料1を中心に回動し、試料1に対し再び前記の放射線の
走査を行う。以俊この操作を繰返し、第4図(a) (
b) (c)に示すような逆投影像を得る。さらにこれ
らの逆投影像を中央処理装fi16において演算処理に
よし重ね合わせ、王メモIJ18に記憶する。lね合わ
されて再構成された像を第5図に模式的に示す。試料1
の断面5において放射線透過性が異る他成分が存在する
と、その位置に他成分像Gが生ずる。走査回数は少くと
も3回以上が必要であシ、鮮明な像を得るためには30
回以上の走査を行うことが望ましい。画像は例えば51
2 X 512の画素によ多構成され、それぞれの画素
は計算された透過放射線歇の多少に比例したグレイスケ
ールで表示される。また主メモリ18には二次元配置の
番地にそれぞれの@地(fc対応する画素が記憶される
。なお1画素と試料1の断面との対応は例えば0.1 
tan X 0.1 toである。主メモリ18に記憶
された画像は読出装置19により読出されディジタル・
アナログ変換器20によりアナログ信号に変換され、さ
らに増幅器21を経てディスプレイ装置22に表示され
る。なおコンピュータ14における演舞処理はプログラ
ムストア17から読出されたプログラムに従って実行さ
れる。
次にディスプレイ装博°22に表示された画像を撮影し
、撮影された画像を公知の画像解析装置に入れ、各画素
毎の放射線透過量を例えば16段階にレベル分けし、試
料のマトリックスに相当する放射線透過量をもつ画素と
、目的とする成分(2つ以上でもよい)に相当する放射
線透過量をもつ画素とに分け、それぞれの画素を数える
。このとき目的とする成分の分析は目的とする成分に相
当するX線透過−計をもつ画素数と、画素総数の比(面
積率になる)に基いて行う。
なお試料の断層の撮影に際しては、上記の説明の他、放
射線ビームを狭いファン状にし、複数の検出器を用いて
放射線透過量を測定したシ、あるいは広いファン状放射
線と300個以上の多数の検出器列を組合せ、回転運動
のみで試料に放射線を走査する方法、さらには600個
以上の多数個の検出器を全円周に並べ、放射線のみを回
転させる方法等、任意の方法を使用することができ、こ
れらは何れも本発明の範囲に含まれるものである。
(実施例) 次に本発明の実施例を示す。
試料として鉄塊(151wmX 20+mX 40ms
 )をガラス容器(外径50勧内径48wn高さ50 
m )に収容し、その周囲に純鉄粉末(100メツシー
)を充填した。放射線照射装置として高圧X紳断層撮影
装置(X線源420KV、3mA)を用い、放射線検出
器としてBGOを用いた。試料を6°回転させ、その都
度X線走査を行い31回実施した。スライス幅は0.5
 ttrm 、所要時間は10分、ディスプレイ装置の
画素数は240 X 240 、空間分解能は0、2 
mであった。撮影した写真の模擬図を第7図に示す。こ
の結果から明らかなように本発明方法によれば偽像は見
られず鮮明な断層写真が得られ、内部解析を正確に行う
ことができた。なお試料内の黒点部分は試料内に介在す
る酸化物である。因みに第6図は、上記の場合と同様の
装置を用い偽像対策を行わず立方体状の鉄塊の断層を観
察しだ例を示すもので、四隅から多数の線状の偽像が現
われ内部観察が妨けられることがわかる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明は偽像の発生がなく鮮明な断
層撮影を行うことができ、その効果は大きい0
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明方法に用いる試料の平面図、第1
図(b)は第1図(a)におけるAA線による縦断1!
1面図、第2図は本発明方法の原μ)!を示す説明図、
第3図は本発明方法の実例を示す説、明図、第4図は本
発明方法における画像の再構成法の一例を示す説明図、
第5図は第4図に示す再構成法によって画像が構成され
る摩理を示す説明図、第6図は従来法による断層撮影の
実例を示す図、第7図は本発明方法によシ撮影した断層
写真を模擬した図である。 1:試別 2:試験体 3:容器 4:粉末5:断面 
6:走査面 7:走査始点 8:放射線照射装置 9:
放射線検出器 10:放射線検出Ri:11:放射線ビ
ーム 12:増幅器 13:アナログ・ディジタル変換
器 14:コンピュータ 15:バッファメモリー 1
6:中央処理装P1 17:プログラムストア 18:
主メモリ19:読出装置 20:ディジタルアナログ変
換器 21:増幅器 22:ディスプレイ装置第1図 (d) 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放射線を用いた、工業用を目的とした断層撮影方法にお
    いて、対象試料と放射線透過性の程度が近い物質を、該
    試料周辺に配置することを特徴とする工業用放射線断層
    撮影方法。
JP59037458A 1984-02-29 1984-02-29 工業用放射線断層撮影方法 Pending JPS60181640A (ja)

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