JPS6040940A - 断層撮影装置 - Google Patents

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〕 本発明はコンピュータ・トモグラフィスキャナによる製
品検査等に供するための断層撮影装置に関するものであ
る。

〔発明の技術的背景〕

エンジンブロックやセラミックス板、或いは木材などの
物体における巣や亀裂などの内部欠陥や内部の組成、構
造などを検査できるようにすることは品質を保ち、不良
品をチェックするうえで重要である。

これらのうち、内部欠陥についてはＸ線テレビシステム
を用いてＸ線透視像をテレビモニタに表示し、観察した
り、或いは超音波を用いて探傷したりする方式が従来よ
りあるが、この場合に内部欠陥のおおよその様子はわか
るが、組成や構造まではつかむことができず、また原木
などでは内部欠陥のある場合その分布を正確に把握する
ことは製材を行ううえで重要であるが、長尺の物体にお
ける内部欠陥分布状態を正確に掴むことは困難であった
。

そこで、内部欠陥や組成、構造などを精度良く測定する
ことができる装置として、コンピュータ・トモグラフィ
ースキャナ（以下、ＣＴ装置と称する）を利用すること
が考えられる。

即ち、ＣＴ装置とは例えば放射線源として扁平な扇状に
広がるファンビームＸ線を曝射する放射線源と、被検体
を介してこの放射線源に対峙して配され、前記ファンビ
ームＸ線の広がり方向に複数の放射線検出素子を配した
検出器とを用い、被検体を中心にこの放射線源と検出器
を同方向に例えば１度刻みで１８０°〜３６０°にわた
って順次回転操作しながら被検体断層面の多方向からの
放射線（Ｘ線）吸収データを収集したのち、コンぎユー
タ等により画像再構成処理を施こし、断層像を再構成す
るようにしたもので、断層面会位置について組成に応じ
２０００段階にもわたる階調で画像再構成できるので断
層面の状態を詳しく知ることができる。

ところで、ＣＴ装置の放射線源としてＸ線管を用いる場
合、上述のように放射線吸収デアり収集は１度刻みで１
８０°〜３６０°にわたって順次ファンビームＸ線を曝
射させつつ行うため、−断層面分のデータ収集に当って
は収集が終るまでにある程度の時間にわたり、Ｘ線を曝
射させる必要があることからＸ線がノぐルスＸ線であっ
たとしても連続Ｘ線と同様に考える必要があり、従って
連続Ｘ線であるための考慮が必要となる。

それは、被検体透過後のＸ線強度を検知してそのＸ綜透
過断面の放射線吸収係数μをめる場合、被検体透過厚に
よるＸ線スペクト２ムの変化が再構成画像（ＣＴ像）に
悪影響を及ぼすからである。

すなわち、Ｘ線における低いエネルギのフォトンはど派
別が大きく、被検体における透過厚が増すにつれ、Ｘ線
質が硬化（スペクトラムの高エネルギ成分が相対的に大
きくなる）して本来、第１図にａで示すように理想的に
は線形変化となるものがｂで示すように検出線量比Ｒが
透過厚に対して非線形の特性を示すようになり、均一の
物質からなる第２図（ｂ）のような円柱体を被検体Ｓと
して用いてそのＳ′なる断面のデータ収集を行ってＣＴ
像（再構成画像）を得たとしても、透過厚の大きい中央
部では放射線吸収係数μが低くなって、本来、第２図（
ａ）の■なる分布が得られるはずのものが、第２図（、
）の■の如き分布となり、該分布の如き偽像が構成され
ることになることから、Ｘ線出力の変動を押えるか変動
を監視してこの変動分と実際に被検体透過した際に受け
る域別特性を加味して適正なデータ補正を行わなければ
正確な検査ができないことになるからである。

そこで通常は変動を監視してＸ線出力の変動分と平均的
にめた被検体透過の際の域別特性に対応した所定の補正
を行う方式をとる。

すなわち、第３図は線質硬化によるＸ線の実際の検出量
工、と正常な検出量■、との関係を示す図であり、この
関係を代数的に表現し、これより得た補正式をもって実
際の検出量Ｉｄから正常な検出量ＩＮを知るようにする
。

しかしながら、この補正式は被検体物質にもよるが、従
来においては対象物毎に補正式を決定する方法が無かっ
たために経験的な補正式に頼ることになり、従ってこれ
では対象物質によっては適正な補正ができず、正確な検
査ができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、放射線透過
厚の大小に関係なく正確な放射線吸収係数を得ることが
でき、従って被検体の内部組成状況を精度良く測定する
ことのできるようにしたＣＴ親装置よる断層撮影装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は上記目的を達成するため、予定の平
面に沿って放射線ビームを放射する放射線源と、被検体
を介して対向して配され所定の空間分解能をもって前記
放射線ビームの強さを検出する検出器と、前記放射線源
と検出器とを前記被検体配設位置を中心に且つ被検体に
対し相対的に走査して被検体断層面の各位置及び各方向
における放射線吸収データ収集のための走査を行う走査
手段と、この走査によって得られた被検体断層面会位置
に対応した前記各方向毎の放射線吸収データ列に対し、
放射線線質硬化により生ずる被検体透過後の放射線の検
出出力レベルの正常値に対する誤差特性を示す式に基づ
いて補正すると共に放射線出力変動等に対する補正を施
こす前処理手段と、この前処理手段の出力データを格納
する投影データメモリと、前記前処理手段の出力するデ
ータまたは前記投影データメモリより読み出されたデー
タに対しコンデリュージョンおよびバックゾロジェクシ
ョンを行う再構成手段と、この再構成手段により得られ
たコンがリュージョン演算後のデータをそのバックプロ
ジェクション位置対応の画素位置に累積して格納するこ
とにより再構成画像を得る画像メモリと、この画像メモ
リ内の画像を表示する表示手段と、補正モード時に動作
して前記画像メモリ内の再構成画像を２値化して背景部
分のデータを零とした２値化像を得、これより被検体断
面における放射線透過経路上のデータを加算して被検体
断面における放射線透過経路長に対する放射線検出量比
の関係をめる手段、このめた関係より放射線線質硬化に
よる前記検出器の検出量と正常な検出量との関・　係を
め、これを二階微分処理して前処理装置の前記式に代入
する係数及び放射線線質硬化に対する補正を行わない領
域の閾値をめて前記前処理手段に与える手段よりなる補
正係数決定手段と、補正モード時には前記放射線線質硬
化に対する補正を除く他の補正を施こすべく前記前処理
手段を制御し、これにより得られたデータを投影データ
メモリに格納すると共にこのデータを用いて再構成画像
を得た後、前記補正係数決定手段を作動させ請求めた前
記係数及び閾値な用いて前記投影データメモリのデータ
に対し放射線線質硬化に対する補正を行わせるべく前処
理手段を制御し、この補正後のデータを用いて画像再構
成させるべく制御する制御手段とより構成し、補正モー
ド時では被検体の投影データな線質硬化に対する補正を
除（他の各種補正を施こした状態で保存し、且つこの投
影データで画像の再構成を行つて得た画像を投影データ
より得た閾値を用いて２値化し、これより被検体断面の
Ｘ線経路長別検出量をめ、これより正常なＸ線の検出量
と線質硬化による実際のＸ線検出量との関係をめてその
特性よりその特性を反映する式の各係数及び線質硬化の
影響のない領域の閾値をめ、これらを前処理装置に与え
て該閾値を超える領域の投影データについて上記各係数
を用いた線質硬化補正を加えて後、画像再構成を行うよ
うにすることにより被検体が変っても補正モードを利用
することによって実測値に基づく被検体に対応した線質
硬化補正を行うことができるようにし、これによって線
質硬化による偽像の発生を抑えて正確１よ断層像が得ら
れるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第４図は本装置の基本的構成を示す図である。

図中１は回転可能に支持され、中央に被検体Ｓを配設す
るための孔１ａを設けて成る架台であり、この架台１の
一端部と前記孔１ａの近傍には孔１ａを介してＸ線源２
とＸ線検出用の検出器３が互いに対峙されて設けである
。

Ｘ線源２にはそのＸ線放射口側に重金属製の絞りが取り
付けてあり、この絞りにより、扁平で扇状の拡がりを有
するファンビームＸｉＦ　Ｂを検出器３に向は放射する
ことができるようになっている。このファンビームＸ線
Ｆ　Ｂの拡がり角αは架台１における孔１ａの開口径を
覆うことができる程度に予め設定しである。

また、前記検出器３は放射線の強さに応じた電気信号を
出力する放射線検出素子３ａを所定の間隔で複数個、フ
ァンビームＸ線ＦＢの拡がり方向に並設して成るもので
、各放射線検出素子３ａは各々の放射線検出素子３ａと
Ｘ線源２とを結ぶＸ線通路（これをＸ線パスと云う）を
通ってこのＸ線源２から到達するＸ線の強度を検出する
。

放射線検出素子３ａの各出力はＣＴ装置全体の制御を司
る言１算制御ユニット４に与えられ、この計算制御ユニ
ット４には検出器３の出力がら再お４成して得た被検体
５ＯＣＴ像等を表示するブラウン管等による表示装置５
が接続されている。尚、６は架台１を回転駆動させる駆
動装置である。

第５図は前記計算制御ユニット４の構成を示すブロック
図であり、図中２０は前記架台１及びＸ線源２及び検出
器３及び駆動装置６より成る撮影系である。よた５は表
示装置である。

２ノは操作者がシステムと対話（すなわち、システムに
対する種々の指示等）を行うためのコンソール、２２は
このコンソール２１からの指令内容にしたがって全体の
制御を司る制御装置、２３はデータ等の授受を行うため
のパス、２４は前記制御装置２２からの指令により前記
撮影系２０の架台１をスキャン（回転走査）させ、また
、Ｘ線曝躬制御を行うと共に検出器３により出力される
検出信号を各放射線検出素子側に収集積分し、−投影方
向毎に各Ｘ線・ぐス単位で得たアナログデータからアナ
ログ・ディジタル変換（Ａ／］）変換）によりディジタ
ルデータを得てそのデータを送り出すデータ収集装置、
２５は前処理装置で、このデータ収集装置２４から送ら
れて来るデータ（Ｘ線吸収データすなわち、Ｘ線強度の
データ）を逐次、線質硬化補正、Ｘ線強度補正（Ｘ線の
発生は一定ではなく波うっているので、Ｘ線源の出方す
るＸ線をモニタする図示しないレファレンス用の検出器
にてＸ線源出力Ｘ線の一部を検出し、この検出出力を参
照して所定のＸ線強度のＸ線が曝射され鳩舎における値
になるようにする補正）、検出系特性補正（検出器３、
積分器、い変換器等の検出系の時間的変動の補正）を行
う。また、この前処理装置２５には行わせる補正の登録
を行うコマンドレジスタが設けてあり、上記各種の補正
をかけるか否かがこのコマンドレジスタにより選択でき
るよう尾なっている。

尚、線質硬化補正は第３図に示すような正常な検出量Ｉ
Ｎと線質硬化による実際の検出量Ｉｄとの関係を２次式
で表現してＩｄがらＩＮを算出する。

Ｉｄ＜Ｉｔ　の時　ＩＮ　＝　Ｉｄ Ｉｄ≧工Ｔ　の時　ＩＮ　＝　ａＩ／＋ｂ　Ｉ　ｄ＋ｃ
　・＝（１）但しａ＠ｂ＠ｃは係数、１７は閾値でこれ
らは後述する補正係数決定装置で決定され、前処理装置
２５内のレジスタに１き込まれる。そして、ＩｄからＩ
Ｎへの換算は前処理装置２５の該換算を行うためのハー
ドウェアにより実行されるようにしである。

更に前処理装置２５はこれら補正後のデータについて該
データの得られた投影方向、すなわちＸ線放射方向にお
けるノクラセルビーム（各Ｘ線）パスが平行状態）であ
った場合に各Ｘ線Ａ？ス上の得られるべきデータとなる
よう置換処理して投影データ列を得る機能を有する。

２７は投影データメモリであり、この投影データメモリ
２７は前記前処理装置２５の出力する各投影方向毎の投
影データを記憶するものである。この記憶は記憶データ
なＧ（Ｘ、θ）とすると、 Ｇ（Ｘ、θ）　（Ｘ　＝　０〜２Ｎｐ、　、θ＝θａＸ
　Ｋ　（Ｋ　＝　Ｏ〜Ｎｎ　）θＲ−３６００）単位で
検索できるようになってＮＲ いる。但し２Ｎｐは検出器のチャンネル数、ＮＲはレイ
数すなわち投影方向を変えて行ったＸ線の投影数（曝射
数）、θＲは各投影方向毎の切換え角度である。従って
、第６図のようなマトリ、クスとしてとらえることがで
きる。

２６は再構成装置であり、この再構成装置２６は前記前
処理装置２５または投影データメモリ２７から与えられ
る各投影データとフィルタ関数との積和（コンビリュー
ジョン）をとり、その各値を投影方向に対し逆投影（パ
ックプロジェクション）して各Ｘ線パス毎に画像メモリ
２８上の対応する画素位置のメモリアドレスに与えてゆ
くものである。

上記画像メモリ２８は少なくとも一画面の容量（例えば
５１２Ｘ５１２画素）以上のメモリ容量を持つもので、
再構成装置２６から与えられたデータを累積して格納し
てゆく機能を有する。

また、その記憶内容Ｉｍ（ｘ＊ｙ）（但しｘ、ｙは上記
例の場合０＜ｘｔｙ≦５１１）単位で検索できる。ＸＩ
７は表示装置５の座標と考えることができ、第７図の如
きである。また、この画像メモリ２８は補正係数決定装
置２９０作業メモリとしても利用される。

前記補正係数決定装置２９は制御装置２２の制御のもと
に動作し、画像メモリ２８上のデータから補正係数ａ、
ｂ、ｃ及びＩＴをめて前記前処理装置２５にこのめた補
正係数を与えるものである。

ここで、補正係数決定装置２９の機能をもう少し詳しく
説明しておく。

すなわち、補正係数決定装置２９は制御装置２２から動
作指令を受けると、第１に画像メモリ２８内の記憶内容
（再構成された画像データ）ＩＭ（ＸＩＦ）を読み中間
値Ｍを決定する。この中間値は最大値と最小値の平均値
である。

これが終ると第２段階に進む。ここでは中間値Ｍを閾値
として画像メモリ２８上にある再構成画像データを２値
化し、断層像の影絵を得る。

この２値化による像は今まで画像メモリ２８上にあった
再構成画像に代り、画像メモリ２８上に記憶される。本
装置は鉄材やセラミックス材などのようにほぼ均一な組
成を持つ被検体を憇定しているため、このような単純な
閾値でも精度良く影絵を得ることができる。

これが終ると第３段階に入る。ここでは２値化像と投影
データメモリ２７から読み出された投影データＧ（Ｘ、
θ）とから第１図のような透過厚と検出量比の表（以下
これをＡ表と呼ぶ）を補正係数決定装置２９内に設けで
あるユニバーサルメモリに作成する。

Ａ表の作成方法は第８図（ａ）に示すように被検体Ｓの
再構成画像より得た２値化像を考えるとこの２値化像の
被検体Ｓ部分はＩＩ　ｌ　＃、背景及び中空部は主に空
気であるのでＸ線吸収係数が小さいことがら′０＃どな
っていることから、Ｘ線源２のＸ線曝射角度（投影角度
）θに対応させ、検出器３の放射線検出素子の各位置Ｘ
とＸ線源２の焦点とを結ぶ直線（Ｘ線・ぐス）Ｄを画像
上に投写して考えればＩＨなるデータの領域をよぎる経
路長がめられ、その経路長に対応する投影データＧ（Ｘ
、θ）が得られることになる。

これをすべてのθとＸにつ〜・て実行し、平均すれば第
８図（ｂ）の如きＡ表が得られる。

ただし、直線りは１画面構成が５１２Ｘ５１２画素より
成るマトリックス構成のディジタル画像上に引くので、
第９図のように直線りは画像上では直線りの位置に最も
近い画素位置に対応されＬのように納まって全体から見
れば階段状になる。尚Ｐは各画素位置である。

この第３段階での処理は一見複雑なように見えるが、ハ
ードウェアで一度決定すれば単純な繰り返しであるので
それほど繁雑ではない。

これが終ると次に第４の段階に入る。ここではＡ表をも
とＶＣ第３図に示すような正常な検出量比ＩＮと線質硬
化による実際の検出量比Ｉｄとの関係表（以下これをＢ
表と呼ぶ）をユニバーサルメモリ上に作成する。データ
点数はＡ表と同じであるから、同じメモリ上に簡単に作
成できる。この作成したＢ表を第１０図に示しておく。

これが終ると次に第５の段階に入る。ここではＢ表をも
とに前処理装置２５で用いる第１式の係数ａ、ｂ、ｃ及
び閾値ＩＴを決定する。この決定はディジタル値である
ために差分をとって行うが第１１図を用いて説明すると
次のようになる。

尚、装置内では当然数値のみで処理を行うので第１１図
のようにイメージは全く存在しない。

また、ｃは第１１図（ａ）を用いてａ　Ｈｂ　Ｉ　Ｉ７
より計算できる。ここで第１１図の方法の問題点は第１
１図（、）が二次式で表現できるとしたところにあり、
実際にはｎ次式であるから第１１図のように明確にはで
きない。従って、本装置では近似的に′″０＃であるＩ
Ｔを選び（ＩＴの選定はそれほど影響しない）、第１１
図（ｅ）のＩＴの点をもって２ａを決定する。このこと
はｎ次式の三次以上の項を無視したことを意味する。

以下、第５の段階の作業を説明すると、まず検出器３に
よって検出される正常なＸ線の検出量ＩＮと線質硬化に
よる実際の検出量Ｉｄとの関係を示すＢ表のデータ（ど
れが第１１図（ａ）であり、これを近似的に式で表わす
と第１式の如くＩａ＜Ｉｔの範囲ではＩＮ＝■ｄ、Ｉ≧
ＩＴの範囲ではＩＮ　＝　ａＩｄ”＋ｂＩ、１　＋　ｃ
　）より得られる前記第１式を一階微分（実際には差分
なとる）する。

これにより Ｉａ＜Ｉｔ　の範囲では　工Ｎ′＝１ １ｄ≧ＩＴ　の範囲では　ＩＨ’＝２ａＩ、１　＋　ｂ
・・・（２）なる結果が得られ、これをグラフで示すと
第１１図（ｂ）の如きとなる。

これを更に微分する。これで二階微分されたことに１エ
リ、これにより Ｉａ＜ＩＴ　の範囲では　ＩＮ’＝Ｏ Ｉｄ≧ＩＴ　の範囲では　ＩＮ“＝　２ａ　−（３）な
る結果が得られ、これをグラフに示すと第１１図（ｃ）
の如きとなる。これより近似的に０＃であるＩＴを選び
そのＩ、の点をもって２ａを決定する。これにより三次
以降の項を無視したかたちではあるが、ａとＩＴが得ら
れる。ａとＩＴが決５ま、れば第１１図（ｂ）上で傾き
が２ａあり、且つ（ＩＴｔ　１　）を通る直線を考えれ
ばｂが決定でき、同様にしてＣも決定できる。

このようにして得られたａ、ｂ、ｃ及びＩＴを前処理装
置２５内のレジスタに書き込む。

次に上記した構成の本装置の作用について説明する。

架台１の孔１ａに被検体Ｓを配し、コンソール２ノから
スキャン指令を出す。ただし、ここではノーマルスキャ
ンと補正スキャンの選択を行っておく。ここで補正スキ
ャンとは補正係数の設定をしなおすスキャンであり、ノ
ーマルスキャンとは補正係数を現状のままとしてスキャ
ンすることを指して−（−イ。

スキャン指令が発令されると制御装置２２は補正スキャ
ンであるかノーマルスキャンであるかによりスキャンの
スケジュールを選択してこのスケジュールに従って制御
装置２２はデータ収集装置２４にスキャンの制御出力を
与える。

今、ノーマルスキャンのモードの場合について説明する
と、このモードでは制御装置２２の制御のもとにデータ
収集袋Ｎ、２４は架台１を例えば１度刻みに１８０°（
〜３６０°）にわたって順次回転させるべく駆動装置６
を制御すると共に各角度位置毎にＸ線源２よりファンビ
ームＸ線ＦＢを発生させるべくＸ線曝射制御を行う。

このファンビームＸ線ＦＢは架台１の孔１ａを介してＸ
線源２に対峙して配される検出器３に入射し、検出器３
０個々の放射線検出素子３ａによりその各入射Ｘ線強度
に対応した電気信号として検出される。

この検出された各放射線検出素子毎の電気信号は各別に
データ収集装置２４の積分器で積分され、い変換されて
ディジタルデータ化される。そして、これら各放射線検
出素子毎のディジタルデータは前処理装置２５に送られ
る。

−投影方向に対してのデータ収集と前処理装置２５への
伝送が終るとデータ収集装置２４は次に１°架台１を回
転させ、Ｘ線曝射制御を行って次のデータの収集を行う
。このようにして０゜〜１８０°（または３６０°）ま
での範囲にわたってデータの収集を行ってゆく。

一方、各投影方向毎に逐次データ収集装置膜 ２４より送られて来る各〆射線検出素子別のデータを受
けると前処理装置２５はこの各ゾーンについてＸ線強度
補正、検出系特性補正などの補正を行い、そして同一投
影方向におけるデータ（パラレルビームによって得られ
たデータ）の列となるようにしてこれを投影データメモ
リ２７及び再構成装置２６へ送る。再構成装置２６はこ
のデータを受けるとこのデータに対しテコンポリーーシ
ョンを行い、そして更にバックノロジェクションを行っ
てその結果を画像メモリ２８の対応する画素位置のアド
レスに格納させる。

このようにして逐次投影角度を変えて得たデータについ
てそれぞれコンデリュージョンとバックプロノエクショ
ンを行い、それを画像メモリ２８上の対応画素位置に累
積格納してゆく。

全投影角度についての上記作業が終了すると再構成装置
２６から制御装置２２に完了信号を出力する。これによ
り制御装置２２は画像メモリ２８上のデータを順次読み
出し、これをＤ／Ａ変換して映像信号化した後、表示装
置５に与え、この表示装置５上に再構成画像として表示
させる。そして、制御装置２２はコンソーに２１にスキ
ャン終了のメツセージを出す。

以上はノーマルスキャンモードの場合の説明であったが
、次に補正スキャンのモードについて説明する。

このモードが指定されているとスキャン指令が発令され
た時点で制御装置２２は補正スキャンのスケジュールを
選択し、このスケジュールにしたがって制御装置２２は
データ収集装置２４にスキャンの制御出力を与える。す
るとデータ収集装置２４は制御装置２２の制御のもとに
架台１を例えば１°刻みに１８０°（〜３６０°）にわ
たって順次回転させるべく駆動装置６を制御すると共に
各角度位置毎にＸ線源２よりファンビームＸ線ＦＢを発
生させるべくＸ線曝射制御を行う。

このファンビームＸ線ＦＢは架台１の孔Ｊａを介してＸ
線源２ＩＣ対峙して配される検出器３に入射し、検出器
３０個々の放射線検出素子３ａによりその各入射Ｘ線強
度に対応した電気。

信号として検出される。

この検出された各放射線検出素子毎の電気信号は各別に
データ収集装置２４の積分器で積分され、い変換されて
ディジタルデータ化される。そして、これら各放射線検
出素子毎のディジタルデータは前処理装置２５に送られ
る。

−投影方向に対してのデータ収集と前処理装置２５への
伝送が終るとデータ収集装置２４は次に１°架台１を回
転させ、Ｘ線曝射制御を行って次のデータの収集を行う
。このようにして０゜〜１８０°（または３６０°）ま
での範囲にわたってデータの収集を行ってゆく。

一方、各投影方向毎に逐次データ収集装置２４より送ら
れて来る各放射線検出素子毎のデータを受けると前処理
装置２５はこの各データについて線質硬化補正を除く前
記すべての補正を行い、そして同一投影方向におけるデ
ータ（ノクラセルビームによって得られたデータ）の列
となるようにしてこれを投影データメモリ２７及び再構
成装置２６へ送る。

再構成装置２６はこのデータを受けるとこのデータに対
してコンビリュージョンを行い、そして更にパックプロ
ノエクションを行ってその結果を画像メモリ２８の対応
する画素位置のアドレスに格納させる。

このようにして逐次投影角度を変えて得たデータについ
てそれぞれコンビリュージョンとパックゾロジェクショ
ンを行い、それを画像メモリ２８上の対応画素位置に累
積格納してり）く。

全投影角度についての上記作業が終了すると再構成装置
２６から制御装置２２に完了信号を出力する。

すると制御装置２２は次に補正係数決定装置２９を作動
させて前述した如き補正係数設定手順の実行を開始させ
る。

すなわち、補正係数決定装置２９はまずはじめに画像メ
モリ２８内のデータを読み、これらのデータから中間値
Ｍをめる。次にこのめた中間値Ｍを閾値として画像メモ
リ２８内のデータ（再構成画像のデータ）を順次２値化
する”。

そして次に補正係数決定装置２９はこの２値化によって
得られた２値化像を利用して前述した経路長と検出量比
×にのＡ表を作成する。そして次に補正係数決定装置２
９はこのＡ表から正常なＸ線の検出量１．と線質硬化に
よる実際の検出量Ｉｄとの関係を示すＢ表を作成する。

次にこのＢ表のデータに差分処理を行って検出される正
常なＸ線の検出量ＩＮと線質硬化による実際の検出量Ｉ
ｄとの関係を示す特性（第１１図（ａ））の式（第１式
）における係数ａ、ｂ、ｃ及び変化点の閾値工Ｔを決定
する。

補正係数決定装置２９は次にこのａ、ｂＩｃ。

ＩＴを前処理装置２５に送り、この前処理装置２５内の
これらａ　＊　ｂ　ｔ　ｅ　ｒ　ＩＴを格納するレジス
タに格納する。そして、次に補正係数決定装置２９は制
御装置２２に補正係数決定作業が完了したことを知らせ
る。

するとこれを受けて制御装置２２は次に投影データメモ
町２７内の投影データを前処理装置２５に送る。この投
影データはｍ質硬化補正の成されていないデータである
ので、前処理装置２５によりそのレジスタに新しく設定
された前述の係数ａ、ｂ、ｃ及び閾値Ｉτを用いて第１
式による補正を行わせる。

制御装置２２はこの前処理装置２５により補正されたデ
ータを投影データメモリ２７に戻すと共に再構成装置２
６に送る。そして、この再構成装置２６により順次、コ
ンビリュージョンとバックゾロジェクション行わせ、そ
の結果を画像メモリ２８の対応する画素位置のアドレス
に格納させる。

このようにして逐次投影角度を変えて得たデータについ
てそれぞれコンボリューションとバックプ四ジェクショ
ンを行い、それを画像メモリ２８上の対応画素位置に累
積格納してゆく。

全投影角度についての上記作業が終了すると再構成装置
２６から制御装置２２に完了信号が出力される。これに
より制御装置２２は画像メモリ２８上のデータを順次読
み出し、これをＤ／Ａ変換して映像信号化した後、表示
装置５に与え、この表示装置５上に再構成画像とじ又表
示させる。そして、制御装置２２はコンソー／Ｉ／２１
にスキャン終了のメツセージを出す。

このように補正スキャンのモードでは被検体の投影デー
タを線質硬化に対する補正を除く各種補正を施こした状
態で保存し、且つこの投影データで再構成を行って得た
画像を投影データの中間値を閾値として２値化し、これ
より被検体断面のＸ綜経路長別検出量をめ、これより正
常なＸ線の検出量と線質硬化による実際のＸ線検出量と
の関係をめてその特性よりその特性を反映する式の各係
数及び線質硬化の影響のない領域の閾値なめ、これらを
前処理装置に与えて該閾値を超える領域の投影データに
ついて上記各係数を用いた線質硬化補正を加えて後再構
成を行うようにしたので、被検体が変っても補正スキャ
ンモードな利用することによって実測値に基づく被検体
に対応した線質硬化補正を行うことができ、従って正確
な断層像が得られるようになる。

従って、金属やセラミックス、木材などのように内部組
成の比較的一様な被検体について内部組成変化を精度良
く測定できるようになる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであり、例えば上記の実施例はＸ線源と検
出器を被検体を中心に回転させてデータ収集してゆ（Ｒ
−Ｒ方式の装置を示したが、これは被検体を回転させて
Ｘ線源と検出器は定位置に置く方式のものとしても良く
、またＸ線源と検出器を被検体を中心に平行移動と回転
移動を行う（被検体側を平行移動及び回転移動させるこ
ともできる）Ｔ−Ｒ方式いわゆる第１１第２世代と呼ば
れるＣＴ架装置ついて適用することもでき、更に円形に
検出器を配し、その中心に被検体を配すると共にＸ線源
のみを被検体を中心に回転させてデータを収集したり、
或いは円形に検出器を配し、且つ複数個のＸ線源をその
内側に適宜なる間隔で配し、中心には被検体を配してＸ
線源な順次選゛択してＸ線曝射を行うこと−よりデータ
収集するいわゆる第４世代と呼ばれる方式のＣＴ架装置
に対しても適用できる。

また、上記実施例では線質硬化補正を２次式で近似させ
たが同様な方法で、３次式以上でも近似させることがで
きる。

また、２値化像を得る場合にその閾値Ｍは投影データの
平均値をとるようにしたが、被検体の組成や購造などに
応じて被検体と他の部分とを区別できるような他の統計
号を閾値として用いるようにすることもできる。

また本装置はＸ線に限らず安定した出力が得られるなら
ば他の放射線をも利用し得る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は予定の平面に沿って放射線
ビームを放射する放射線源と、被検体を介して対向して
配され所定の空間分解能をもって前記放射線ビームの強
さを検出する検出器と、前記放射線源と検出器とを前記
被検体配設位置を中心に且つ被検体に対し相対的に走査
して被検体断層面の各位置及び各方向における放射線吸
収データ収集のための走査を行う走査手段と、この走査
によって得られた被検体断層面会位置に対応した前記各
方向毎の放射線吸収データ列に対し、放射線線質硬化に
より生ずる被検体透過後の放射線の検出出力レベルの正
常値に対する誤差特性を示す式に基づいて補正すると共
に放射線出力変動等に対する補正を施こす前処理手段と
、この前処理手段の出力データを格納する投影データメ
モリと、前記前処理手段の出力するデータまたは前記投
影データメモリより読み出されたデータに対しコンボリ
ューションおよびパックプロジェクションを行う再構成
手段と、この再構成手段により得られたコンデリュージ
ョン演算後のデータをそのバックプロジェクション位置
対応の画素位置に累積して格納することにより再構成画
像を得る画像メモリと、この画像メモリ内の画像を表示
する表示手段と、補正モード時に動作して前記画像メモ
リ内の再構成画像を２値化して背景部分のデータを零と
した２値化像を得、これより被検体断面における放射線
透過経路上のデータを加算して被検体断面における放射
線透過経路長に対する放射線検出量比の関係をめる手段
、このめた関係より放射線線質硬化による前記検出器の
検出量と正常な検出量との関係をめ、これを二階微分処
理して前処理装置の前記式に代入する係数及び放射線線
質硬化に対する補正を行わない領域の閾値なめて前記前
処理手段に与える手段よりなる補正係数決定手段と、補
正モード時には前記放射線線質硬化に対する補正を除く
他の補正を施こすべく前記前処理手段を制御し、これに
より得られたデータを投影データメモリに格納すると共
にこのデータを用いて再構成画像を得た後、前記補正係
数決定手段を作動させ請求めた前記係数及び閾値を用い
て前記投影データメモリのデータに対し放射線線質硬化
に対する補正を行わせるべく前処理手段を制御し、この
補正後のデータを用いて画像再構成させるべく制御する
制御手段とより構成し、補正モード時では被検体の投影
データな線質硬化に対する補正を除く他の各種補正を施
こした状態で保存し、且つこの投影データで画像の再構
成を行って得た画像を投影データより得た閾値な用いて
２値化し、これより被検体断面のＸ線経路長側検出量を
め、これより正常なＸ線の検出量と線質硬化による実際
のＸ線検出量との関係をめてその特性よりその特性を反
映する式の各係数及び線質硬化の影響のない領域の闇値
をめ、これらを前処理装置に与えて該閾値を超える領域
の投影データについて上記各係数を用いた線質硬化補正
を加えて後再構成を行うようにしたので、被検体が変っ
ても補正スキャンモードな利用することによって実測値
に基づく被検体に対応した線質硬化補正を行うことがで
きるようになり、従って正確な断層像が得られるように
なる。

従って、金属やセラミックス、木材などのように内部組
成の比較的一様な被検体について内部組成変化を精度良
く測定できるようになるなどの特徴を有する断層撮影装
置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線の被検体透過厚に対する検出線量の関係を
示す図、第２図は被検体厚の変化により生ずる偽像の説
明をするための図、第３図は線質硬化によるＸ線検出量
と正常な場合のＸ線検出量との関係を示す図、第４図は
本装置の基本的構成を示す図、第５図は本装置の要部構
成を示すブロック図、第６図は投影角度毎のデータ列を
概念的に示す図、第７図は表示装置における画面上の各
画素の座標位置を示す図、第８Ｍは経路長と検出量の関
係をめる手法を説明するための図、第９図はディジタル
画像上におけるある方向ＩＣ対して引いた線の画素位置
の例を説明するための図、第１０図は線質硬化による検
出量と正常な検出量との関係の一例を示す図、第１１図
は係数と闇値をめる手順の一例を説明するための図であ
る。 １・・・架台、２・・・Ｘ線源、３・・・検出器、３＆
・・・放射線検出素子、４・・・計算制御ユニ、）、５
・・・表示装置、２０・・・撮影系、２１・・・コンソ
ール、２２・・・制御装置、２３・・・パス、２４・・
・データ収集装置、２５・・・前処理装置、２６・・・
再構成装置、２７・・・投影データメモリ、２８・・・
画□□□メモリ、２９・・・補正係数決定装置。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第６図 Ｘ Ｕ　コＩＩ （ｂ） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予定の平面に沿って放射線ビームを放射する放射線源と
   、被検体を介して対向して配され所定の空間分解能をも
   って前記放射線ビームの強さを検出する検出器と、前記
   放射線源と検出器とを前記被検体配設位置を中心に且つ
   被検体に対し相対的に走査して被検体断層面の各位置及
   び各方向における放射線吸収データ収集のための走査を
   行う走査手段と、この走査によって得られた被検体断層
   面会位置に対応した前記各方向毎の放射線吸収データ列
   に対し、放射線質硬化により生ずる被検体透過後の放射
   線の検出出力レベルの正常値に対する誤差特性を示す式
   に基づいて補正すると共に放射線出力変動等に対する補
   正を施こす前処理手段と、この前処理手段の出力データ
   を格納する投影データメモリと、前記前処理手段の出力
   するデータまたは前記投影データメモリより読み出され
   たデータに対しコンボリューションおよびパックグロジ
   ェクションを行う再構成手段と、この再構成手段により
   得られたコンボリューション演算後のデータをそのパッ
   クゾロジェク７ヨン位置対応の画素位置に累積して格納
   することにより再構成画像を判る画像メモリと、この画
   像メモリ内の画像を表示する表示手段と、補正モード時
   に動作して前記画像メモリ内の再構成画像を２値化して
   背景部分のデータを零とした２値化像を得、これより被
   検体断面における放射線透過経路上のデータを加算して
   被検体断面における放射線透過経路長に対する放射線検
   出量比の関係をめる手段、このめた関係より放射線線質
   硬化による前記検出器の検出量と正常な検出量との関係
   をめ、これを二階微分処理して前処理装置の前記式に代
   入する係数及び放射線線質硬化に対する補正を行わない
   領域の閾値をめて前記前処理手段に与える手段よりなる
   補正係数決定手段と、補正モード時には前記放射線線質
   硬化に対する補正を除く他の補正を施こすべく前記前処
   理手段を制御し、これにより得られたデータを投影デー
   タメモリに格納すると共にこのデータを用いて再構成画
   像を得た後、前記補正係数決定手段を作動させ請求めた
   前記係数及び閾値を用いて前記投影データメそりのデー
   タに対し放射線線質硬化に対する補正を行わぜるべく前
   処理手段を制御し、この補正後のデータを用いて画像再
   構成させるよう制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする断層撮影装置。