JP2004219224A - Computed tomograph - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CT scanner for easily setting X-ray geometry, and for obtaining a high-quality cross-sectional image. <P>SOLUTION: A computed tomograph is composed so that it emits radiation beams 2 so that the beams orthogonally cross a rotary shaft 13 of a rotary table 5 for placing a specimen 4. Then, the computed tomograph comprises an x shift mechanism 8 for moving the rotary table 5 in a direction (x) of the radiation beams 2; a y shift mechanism 7 for moving the rotary table 5 in a direction (y) across the radiation beams 2 along the surface of the radiation beams 2; a rotary/rising mechanism 6 for relatively moving the specimen 4 in a direction (z) for crossing the surface of at least the radiation beams 2; and a procedure management part 21 for performing at least one of the successive display and execution of a tomography procedure including x, y, and z movements in a specific procedure. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非破壊検査に供されるコンピュータ断層撮影装置に係り、特に小型電子部品等を高分解能で検査するための高分解能型のコンピュータ断層撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小型電子部品等を高分解能で検査するための高分解能型の産業用のコンピュータ断層撮影装置（以下「ＣＴスキャナ」と略称する）が開発されている。
【０００３】
例えば特許文献１等で公知の高分解能型ＣＴスキャナは、Ｘ線管から発生して被検体を透過したＸ線ビームを、２次元のＸ線検出器で検出して被検体の透過画像を得るように構成されている。断面像を撮影する場合は、被検体を１回転させながら多数の透過画像を得る（スキャンと言う）。この多数の透過画像をデータ処理して被検体の断面像（１枚ないし多数枚）を得る。断面像の再構成は通常、フィルター補正逆投影法（ＦＢＰ：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法）が用いられている。
【０００４】
図５は、一般的な高分解能型ＣＴスキャナの概念図である。この高分解能型ＣＴスキャナは、Ｘ線幾何を自由に設定することができ、色々な対象物に対応できる特徴を持つ。被検体を載せて回転させる回転テーブル１０４及びＸ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１（Ｘ線焦点Ｆ）に近づけたり遠ざけたりされ（ｘ方向）、撮影距離ＦＣＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）と検出距離ＦＤＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が連続的に変更でき、被検体に応じて撮影倍率（拡大率）（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変えられる。また、回転テーブル１０４は上下動でき（ｚ方向）、被検体の撮影位置が変えられるようになっている。
【０００５】
図５で、スキャン領域（断面像視野）は、回転平面上で撮影Ｘ線ビーム１０２に包含される回転中心Ｃｎを中心とする円Ａｎであり、撮影倍率が大きいほど小さな円となる。回転中心Ｃｎは、通常、機構誤差があるため中心から若干ずれているが、このずれが大きいと（同一撮影倍率で）スキャン領域が狭くなってしまうので好ましくない。このため、回転テーブルは回転平面に沿ってＸ線ビームを横切る方向（ｙ方向）に移動でき、回転中心の調整ができるように構成されている。
【０００６】
多数の透過画像をデータ処理して分解能のよい断面像を得るには、透過画像上で回転中心位置が、１画素より細かい単位で正確に算出されている必要がある。
【０００７】
かかる回転中心位置の正確な算出のため、従来の高分解能型ＣＴスキャナは、幾何設定を終えて被検体をスキャンする前に、被検体をピン状ファントムに載せ変えてこれを撮影し、回転中心の較正（目盛づけ）を行なっている。較正は、回転中心に対応する検出ｃｈ位置を求めデータ処理部に記憶させることで行われる。特許文献２で示されるように、回転中心は被検体のスキャンデータ自身から求めることもでき、これを採用した場合、回転中心の較正は省略することができる。
【０００８】
また、特許文献１のものは、回転中心をずらし、被検体を片側はみ出してスキャンし大きな被検体も撮影することができる。このようなスキャンは、回転中心をずらして設定（オフセット）しているのでオフセットスキャンと呼ばれている。図５によると、オフセットスキャンでのスキャン領域（断面像視野）は、回転平面上で回転中心Ｃｏｆを中心として撮影Ｘ線ビームの片側に接する円Ａｏｆで、同じＦＣＤでは通常スキャンより大きくなる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−６２２６８
【００１０】
【特許文献２】
特開２０００−２９８１０５
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した高分解能型ＣＴスキャナは、Ｘ線幾何を自由に設定できる反面、操作手順が複雑になり、操作者をして容易には使いこなせないという問題があった。すなわち、被検体の目的部位を断面像視野に効率よく収めるための回転テーブルのｘ、ｙ、ｚ位置の設定や、回転中心の較正などの手順、そして途中で条件変更して繰り返したりするときの手順がわかりにくい問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、Ｘ線幾何を容易に設定することができ、また高品質の断面像を得ることが可能なＣＴスキャナを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、被検体を載置する回転テーブルの回転軸に直交するように放射線ビームを放射するコンピュータ断層撮影装置において、
前記回転テーブルを前記放射線ビームの方向ｘに移動させるｘ機構と、
前記回転テーブル回転の面に沿って前記放射線ビームを横切る方向ｙに移動させるｙ機構と、
前記被検体を前記回転の面を横切る方向ｚに相対移動させるｚ機構と、
上記ｘ、ｙ、ｚ移動を含む断層撮影手順を所定の順で順次表示及び実行のうち少なくとも一方を行う手順管理手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
また、上記の課題を解決するために本発明は、放射線源と放射線検出器とを固定した回転フレームを、放射線ビームの方向に直交する回転軸に対して一体で回転させるコンピュータ断層撮影装置において、
前記放射線源を、前記回転フレーム上で前記放射線ビームの方向ｘに移動させるｘ機構と、
前記放射線源を、前記放射線ビームが前記回転の面に沿って横切る方向ｙに移動させるｙ機構と、
被検体を前記回転の面を横切る方向ｚに相対移動させるｚ機構と、
上記ｘ、ｙ、ｚ移動を含む断層撮影手順を所定の順で順次表示及び実行のうち少なくとも一方を行う手順管理手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、被検体を載置する回転テーブルの回転軸に直交するように放射線ビームを放射するコンピュータ断層撮影装置又は放射線源と放射線検出器とを固定した回転フレームを、放射線ビームの方向に直交する回転軸に対して一体で回転させるコンピュータ断層撮影装置において、操作者は、手順管理手段による表示に従うことでＸ線幾何をｘ、ｙ、ｚ方向に自由に設定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態に係るＣＴスキャナの構成図である。
【００１７】
本実施形態におけるＸ線管１は、発生するＸ線の焦点Ｆが数ないし十数μｍのマイクロフォーカスＸ線管であり、またＸ線検出器３はＸ線ＩＩ（イメージインテンシファイア：像増強管）とテレビカメラとを有する。
【００１８】
Ｘ線管１及びＸ線検出器３は、被検体４を挟むように対向してｘシフト機構８により支持されている。被検体４は回転テーブル５上に載置され、回転・昇降機構６でＸ線ビーム２内で（断面像の）撮影面１４に沿って回転されるとともに撮影面１４に直角に昇降（ｚ方向）される。
【００１９】
また被検体４は回転テーブル５とともにｙシフト機構７でＸ線ビーム２を横切って（図のｙ方向に）移動されるとともに、ｘシフト機構８によりＸ線管１とＸ線検出器３の間を移動され、撮影距離ＦＣＤが変更される。Ｘ線検出器３はｘシフト機構８により移動され、検出距離ＦＤＤが変更される。Ｃは回転中心、Ｄは検出中心である。
【００２０】
構成要素として、他に、Ｘ線検出器３からの透過画像を処理するデータ処理部１９と、処理結果等を表示する表示部２０と、データ処理部１９からの指令で機構部を制御する機構制御部１８と、Ｘ線管１の管電圧、管電流を制御するＸ線制御部１７と、高電圧発生器１６と、Ｘ線管１と被検体４とＸ線検出器３を含む部分を収納する図示しないＸ線遮蔽箱が設けられている。
【００２１】
ｘシフト機構８及びｙシフト機構７には、図示しないエンコーダが取付けられ、該エンコーダによりＦＣＤ値、ＦＤＤ値、及びｙ値が読み取られ、それぞれ機構制御部１８を通してデータ処理部１９に送られる。
【００２２】
データ処理部１９と表示部２０は、通常のコンピュータで構成され、当該コンピュータは、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、キーボード、インターフェース等よりなり、また断層撮影のシークエンスやデータから断面像を再構成するソフトウエア等を記憶している。
【００２３】
操作者は、データ処理部１９と表示部２０を操作して、メニュー選択や条件設定、機構部手動操作、断層撮影の開始、装置のステータス読取、断面像の表示、断面像の解析、などを行なう。
【００２４】
データ処理部１９は、ソフトウエアの機能ブロックとして、該当する手順を、順次表示／実行する手順管理部２１、断層撮影のスキャン制御部２３、透過画像からこの画像上の回転中心位置を求める回転中心求出部２４、回転テーブル５のシフト量を計算し制御する自動テーブル移動部２５、断面像を作成する再構成部２６などを有する。
【００２５】
図２は、本実施形態における手順管理部２１の手順を示すフローチャートである。図２を参照して本実施形態における作用を説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ１で、テーブル仮設定を行なう。操作ウインドウに、画面１ａとして、
「ワークをテーブルにのせて、Ｘ線ＯＮをクリックする。」
を表示する。操作者が被検体４を回転テーブル５に載せ「Ｘ線ＯＮ」をクリックすると、このクリックに応動して手順管理部２１は、Ｘ線制御部１７に指令を与え、高電圧発生部１６はＸ線管１に高電圧電流を与え、Ｘ線照射を開始する。これにより、Ｘ線検出部３からのデータは、手順管理部２１に取り込まれ、これにより表示部２０の透過画像ウインドウには、透過画像が表示されるとともに、操作ウインドウが、画面１ｂである、
「透過画像を見ながら拡大率などを調整し、またテーブルを昇降させてスキャン位置を合わせる。」
に切り替わる。
【００２７】
次いで、操作者は、回転テーブル５のｘｙｚ位置及びＸ線検出器３のｘ位置をスイッチ操作で動かし、被検体４の目標位置が視野内に収まるように拡大率を調整するとともに、目標位置が撮影面１４にくるようにスキャン位置合わせを行なう。操作者が、画面１ｂの「次へ」をクリックすると、ステップＳ２に進む。
【００２８】
Ｓ２では、テストスキャンを行なう。操作ウインドウに、画面２として、
「テストスキャン条件を設定して、よければスタートをクリックする。」
を表示する。操作者はビュー数、積算枚数、スライス厚などを画面の条件設定部に設定するが、デフォルト値でよければ設定は省略できる。ここでビュー数は１回転中の収集点数、積算枚数は１点での画像加算枚数、スライス厚は断面像１枚の厚さ（画素数）である。
【００２９】
操作者が、画面２の「スタート」をクリックすると、テストスキャンを実行する（実行２）。ここで、スキャン制御部２３によりスキャンが行なわれ、そのビュー数分の透過画像を用いて回転中心求出部２４により透過画像上の回転中心位置が求められる。この回転中心求出は特許文献２にあるように被検体のスキャンデータ自身から求める。スキャン中は画面２の「スキャン中」が点滅し、操作者が「中断」をクリックすることでスキャンを中断することもできる。スキャンが終了すると自動的にステップＳ３に移る。
【００３０】
ステップＳ３では、自動テーブル移動を行なう。操作ウインドウに、画面３として、
「通常／オフセットを選んで、自動テーブル移動実行をクリックする。」
を表示する。ここで、通常は通常スキャン、オフセットはオフセットスキャンである。操作者により「移動実行」がクリックされると、自動テーブル移動部２５により回転テーブル５がｘｙ移動され、最適テーブル位置に設定される。
【００３１】
図３は自動テーブル移動の幾何図であり、撮影面１４を上方（ｚ方向）から見た図である。図３において、Ｃは回転中心の現在位置で、Ａ０はスキャン領域である。ＣｎはＡ０と同じ大きさのスキャン領域を持った最小ＦＣＤの通常スキャン回転中心位置である。通常スキャンとしてはＣｎが最適位置である。ＣｏｆはＡ０と同じ大きさのスキャン領域を持った最小ＦＣＤのオフセットスキャン回転中心位置である。オフセットスキャンとしてはＣｏｆが最適位置である。
【００３２】
自動テーブル移動部２５は、現在位置のＦＣＤ値とステップＳ２で求めた透過画像上の回転中心位置を用いて回転中心のずれΔｙを求め、さらに、ＣｎあるいはＣｏｆ位置への移動量を計算して、回転テーブルを移動させる。
【００３３】
移動中は画面の「移動中」が点滅し、操作者が「中断」をクリックすることで移動を中断することもできる。移動が終了して、操作者により「次へ」がクリックされるとステップＳ４に進む。
【００３４】
ステップＳ４では、本スキャンを行なう。操作ウインドウに、画面４として、「本スキャン条件を設定して、よければスタートをクリックする。」
を表示する。操作者はビュー数、積算枚数、スライス枚数、スライス厚などを画面の条件設定部に設定するが、デフォルト値でよければ設定は省略できる。ここで、スライス枚数は１スキャンで再構成する断面像枚数である。
【００３５】
「スタート」がクリックされると本スキャンを実行する（実行４）。ここで、スキャン制御部２３によりスキャンが行なわれ、そのビュー数分の透過画像を用いて回転中心求出部２４により透過画像上の回転中心位置が求められる。この回転中心求出は特許文献２にあるように被検体のスキャンデータ自身から求める。次に、再構成部２６によりこの回転中心を用いて断面像が再構成される。断面像は撮影面１４について１枚再構成することもできればＸ線ビーム２がカバーする広い範囲について指定したスライス枚数分再構成することもできる。スキャン中は画面の「スキャン中」が点滅し、「中断」をクリックすることでスキャンを中断することもできる。スキャンが終了すると自動的にステップＳ５に移る。
【００３６】
ステップＳ５で、本スキャンが完了し、断面像ウインドウに断面像を表示するとともに、操作ウインドウに、画面５として、
「スキャン完了」
を表示する。操作者が「閉じる」をクリックすると１連のフローを終了する。
【００３７】
なお、操作者は各ステップＳ１ないしＳ５で「戻る」をクリックして、指定したステップに戻って繰り返すことができる。指定は画面のステップ名をクリックして行なう。（画面のＳ１，Ｓ２等は記載省略されており、実際はステップ名が記載されている。）
以上のように本発明の第１実施形態によれば、操作あるいは設定手順が順次表示されるので、容易に操作することができる。そして、途中で条件変更して繰り返したりするときも同様に、容易に操作することができる。
【００３８】
また、自動テーブル移動により、断面像を高品質にする回転中心の設定を容易に行なうことができる。すなわち、通常スキャン、オフセットスキャンともに、スキャン領域を変えずに最大の拡大率に設定して断面像の空間分解能を上げることができる。
【００３９】
本発明は、上述し且つ図示する実施例に限定されない。すなわち、第１実施形態で、Ｘ線検出器３にはＸ線ＩＩ（像増強管）とテレビカメラのものを用いているが、他の２次元のＸ線検出器、あるいは撮影面１４に沿って配置された１次元のＸ線検出器を用いてもよいことは容易に理解できる。
【００４０】
また第１実施形態で、被検体４の撮影位置の変更は、回転テーブル５を昇降させて行なったが、回転テーブル５の上に別の昇降機構を設置して行なってもよく、Ｘ線管１とＸ線検出器３を１体で昇降させてもよい。
【００４１】
さらに、被検体４の回転や回転テーブル５（回転軸）のｘシフト、ｙシフトもＸ線管１とＸ線検出器３の側を１体で動かしてもよい。
【００４２】
また、ｚ方向を必ずしも昇降方向に取る必要はなく装置全体はどの方向に傾けてもよい。すなわち、Ｘ線管１（Ｘ線源）とＸ線検出器３と被検体４と回転軸１３の間の動きが相対的に同じになる他の機構方式に対しても本発明が適用される。
【００４３】
さらに、第１実施形態で、自動テーブル移動はスキャン領域を変えずに最大の拡大率になるように移動しているが、これには限られない。図４は別の自動テーブル移動の幾何図である。例えば、この図のように拡大率（すなわちＦＣＤ）を変えずにスキャン領域が最大になるように移動してもよい。
【００４４】
また第１実施形態における手順管理部２１のフローチャートは本発明の主旨をかえずに、色々な変更が可能である。例えば、「戻る」をクリックしてそれより前の任意のステップに１度で戻れるが、１つ前だけとしてもよい。何度も「戻る」をクリックすることで、結局同じ操作が可能である。また、例えば、他の表示や実行を加えること（例えば較正を追加、テストスキャンの断面像再構成追加、テストスキャンの前にも１次自動テーブル移動追加、本スキャン後に再構成条件変更追加してスキャンせず再構成のみ繰り返す、等）ができる。また、テストスキャンは回転中心を求めるだけの（例えば数点／３６０゜のデータ取りの）簡略なものでもよい。表示の表現もいろいろ可能であり、画面の分割や統合も可能である。本発明の主旨として必須の手順は、操作者が設定する、ｘ位置（拡大率）とｚ位置（撮影位置）の仮設定と、回転中心を求めるためのスキャンとして被検体のテスト断層撮影と、求めた回転中心を使って最適位置設定のためのｘ、ｙ自動移動と、被検体の本断層撮影とのうち少なくとも一つである。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、Ｘ線幾何を自由に設定できるＣＴスキャナにおいて、容易に操作することができるＣＴスキャナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＣＴスキャナの構成図。
【図２】同実施形態における手順管理部のフローチャート。
【図３】同実施形態における自動テーブル移動の幾何図。
【図４】同実施形態における別の自動テーブル移動の幾何図。
【図５】一般的な高分解能型ＣＴスキャナの概念図。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線検出器、４…被検体、５…回転テーブル、６…回転・昇降機構、７…ｙシフト機構、８…ｘシフト機構、９，１０…支持フレーム、１３…回転軸、１４…撮影面、１５…中心線、１６…高電圧発生器、１７…Ｘ線制御部、１８…機構制御部、１９…データ処理部、２０…表示部、２１…手順管理部、２３…スキャン制御部、２４…回転中心救出部、２５…自動テーブル移動部、２６…再構成部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a computer tomography apparatus used for nondestructive inspection, and more particularly to a high-resolution computer tomography apparatus for inspecting small electronic components and the like with high resolution.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, high-resolution industrial computer tomography apparatuses (hereinafter, abbreviated as “CT scanners”) for inspecting small electronic components and the like with high resolution have been developed.
[0003]
For example, a high-resolution CT scanner known in Patent Document 1 or the like detects an X-ray beam generated from an X-ray tube and transmitted through a subject with a two-dimensional X-ray detector to obtain a transmission image of the subject. It is configured as follows. When capturing a cross-sectional image, a number of transmission images are obtained while the subject is rotated once (referred to as scanning). The multiple transmission images are subjected to data processing to obtain cross-sectional images (one to many) of the subject. Reconstruction of a cross-sectional image usually uses a filtered back projection method (FBP: Filtered Back Projection method).
[0004]
FIG. 5 is a conceptual diagram of a general high-resolution CT scanner. This high-resolution CT scanner has a feature that the X-ray geometry can be freely set and can cope with various objects. The rotating table 104 and the X-ray detector 103 for mounting and rotating the subject are moved closer to or farther away from the X-ray tube 101 (X-ray focal point F) (in the x direction) to obtain an imaging distance FCD (Focus to Rotation Center Distance). The detection distance FDD (Focus to Detector Distance) can be continuously changed, and the imaging magnification (enlargement ratio) (= FDD / FCD) can be changed according to the subject. Further, the rotary table 104 can be moved up and down (z direction), and the imaging position of the subject can be changed.
[0005]
In FIG. 5, the scan area (sectional image field) is a circle An centered on the rotation center Cn included in the imaging X-ray beam 102 on the rotation plane, and becomes smaller as the imaging magnification increases. The rotation center Cn is usually slightly deviated from the center due to a mechanical error. However, if the deviation is large, it is not preferable because the scan area becomes narrow (at the same photographing magnification). For this reason, the rotary table is configured to be able to move in the direction (y direction) crossing the X-ray beam along the rotation plane and to adjust the center of rotation.
[0006]
In order to obtain a high-resolution cross-sectional image by performing data processing on a large number of transmission images, it is necessary that the rotation center position on the transmission image is accurately calculated in units smaller than one pixel.
[0007]
In order to accurately calculate the position of the rotation center, the conventional high-resolution CT scanner mounts the subject on a pin-shaped phantom and scans the subject before scanning the subject after completing the geometric setting. Is calibrated (scaled). Calibration is performed by obtaining a detection channel position corresponding to the rotation center and storing the same in the data processing unit. As shown in Patent Document 2, the center of rotation can also be obtained from the scan data of the subject itself, and when this is adopted, calibration of the center of rotation can be omitted.
[0008]
In the case of Patent Document 1, the center of rotation is shifted, and the subject is scanned off one side so that a large subject can be imaged. Such a scan is called an offset scan because the rotation center is set (offset) while being shifted. According to FIG. 5, the scan area (cross-sectional image field) in the offset scan is a circle Aof that is in contact with one side of the imaging X-ray beam about the rotation center Cof on the rotation plane, and is larger than the normal scan in the same FCD.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-62268
[0010]
[Patent Document 2]
JP 2000-298105A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described high-resolution CT scanner has a problem that, although the X-ray geometry can be freely set, the operation procedure is complicated and cannot be easily used by an operator. That is, procedures such as setting the x, y, and z positions of the rotation table for efficiently placing the target portion of the subject in the cross-sectional image field of view, calibrating the center of rotation, and changing the conditions in the middle and repeating the procedure. There was a problem that the procedure was difficult to understand.
[0012]
An object of the present invention is to provide a CT scanner that can easily set the X-ray geometry and can obtain a high-quality cross-sectional image.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a computer tomography apparatus that emits a radiation beam so as to be orthogonal to a rotation axis of a rotary table on which a subject is mounted,
An x mechanism for moving the rotary table in a direction x of the radiation beam;
A y mechanism for moving the radiation beam in a direction y across the surface of the turntable in a direction traversing the radiation beam;
A z mechanism for relatively moving the subject in a direction z across the plane of rotation,
A tomography procedure including the x, y, and z movements is sequentially provided in a predetermined order, and at least one of the procedure management means is provided.
[0014]
Further, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a computed tomography apparatus that integrally rotates a rotating frame that fixes a radiation source and a radiation detector with respect to a rotation axis orthogonal to a direction of a radiation beam.
An x mechanism for moving the radiation source in a direction x of the radiation beam on the rotating frame;
A y mechanism for moving the radiation source in a direction y in which the radiation beam traverses along the plane of rotation;
A z mechanism for relatively moving the subject in a direction z across the plane of rotation,
A tomography procedure including the x, y, and z movements is sequentially provided in a predetermined order, and at least one of the procedure management means is provided.
[0015]
According to such a configuration, a computer tomography apparatus that emits a radiation beam so as to be orthogonal to the rotation axis of a rotary table on which a subject is mounted or a rotating frame in which a radiation source and a radiation detector are fixed is moved in the direction of the radiation beam. The operator can freely set the X-ray geometry in the x, y, and z directions by following the display by the procedure management means in a computer tomography apparatus that rotates integrally with a rotation axis that is orthogonal to.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a CT scanner according to the first embodiment of the present invention.
[0017]
The X-ray tube 1 in the present embodiment is a microfocus X-ray tube in which the focus F of the generated X-ray is several to several tens of μm, and the X-ray detector 3 is an X-ray II (image intensifier: image intensifier). Tube) and a television camera.
[0018]
The X-ray tube 1 and the X-ray detector 3 are supported by an x-shift mechanism 8 so as to sandwich the subject 4 therebetween. The subject 4 is placed on a rotary table 5, rotated along an imaging surface 14 (of a cross-sectional image) in the X-ray beam 2 by a rotation / elevation mechanism 6, and vertically moved (z direction) ) Is done.
[0019]
The subject 4 is moved (in the y direction in the drawing) across the X-ray beam 2 by the y-shift mechanism 7 together with the rotary table 5, and is moved between the X-ray tube 1 and the X-ray detector 3 by the x-shift mechanism 8. And the shooting distance FCD is changed. The X-ray detector 3 is moved by the x shift mechanism 8, and the detection distance FDD is changed. C is a rotation center, and D is a detection center.
[0020]
As other components, a data processing unit 19 that processes a transmission image from the X-ray detector 3, a display unit 20 that displays a processing result and the like, and a mechanism that controls the mechanism unit by a command from the data processing unit 19 A control unit 18, an X-ray control unit 17 for controlling a tube voltage and a tube current of the X-ray tube 1, a high voltage generator 16, a part including the X-ray tube 1, the subject 4, and the X-ray detector 3 An X-ray shielding box (not shown) for storing is provided.
[0021]
An encoder (not shown) is attached to the x shift mechanism 8 and the y shift mechanism 7, and the encoder reads the FCD value, the FDD value, and the y value, and sends them to the data processing unit 19 through the mechanism control unit 18.
[0022]
The data processing unit 19 and the display unit 20 are composed of a normal computer, which comprises a CPU, a memory, a disk, a keyboard, an interface, etc., and software for reconstructing a cross-sectional image from tomographic sequences and data. Etc. are stored.
[0023]
The operator operates the data processing unit 19 and the display unit 20 to perform menu selection and condition setting, manual operation of the mechanism unit, start of tomography, reading of the device status, display of a cross-sectional image, analysis of a cross-sectional image, and the like. Do.
[0024]
The data processing unit 19 is, as a functional block of software, a procedure management unit 21 for sequentially displaying / executing a corresponding procedure, a scan control unit 23 for tomography, a rotation center for obtaining a rotation center position on this image from a transmission image. It has a calculating unit 24, an automatic table moving unit 25 for calculating and controlling the shift amount of the rotary table 5, a reconstructing unit 26 for creating a cross-sectional image, and the like.
[0025]
FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of the procedure management unit 21 in the present embodiment. The operation in the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0026]
First, in step S1, a temporary table setting is performed. In the operation window, as screen 1a,
"Place the work on the table and click X-ray ON."
Is displayed. When the operator places the subject 4 on the rotary table 5 and clicks “X-ray ON”, the procedure management unit 21 gives a command to the X-ray control unit 17 in response to this click, and the high-voltage generation unit 16 A high voltage current is applied to the tube 1 to start X-ray irradiation. Thereby, the data from the X-ray detection unit 3 is taken into the procedure management unit 21, whereby the transmission image is displayed on the transmission image window of the display unit 20, and the operation window is the screen 1 b.
"Adjust the magnification and other factors while viewing the transmitted image, and raise and lower the table to adjust the scan position."
Switch to.
[0027]
Next, the operator moves the xyz position of the rotary table 5 and the x position of the X-ray detector 3 by a switch operation, adjusts the magnification so that the target position of the subject 4 falls within the field of view, and sets the target position. Scan position alignment is performed so as to come to the photographing surface 14. When the operator clicks “Next” on the screen 1b, the process proceeds to step S2.
[0028]
In S2, a test scan is performed. In the operation window, as screen 2
"Set the test scan conditions and click start if you like."
Is displayed. The operator sets the number of views, the number of integrated images, the slice thickness, and the like in the condition setting section of the screen. However, the setting can be omitted if the default values are sufficient. Here, the number of views is the number of collection points during one rotation, the number of integrated images is the number of added images at one point, and the slice thickness is the thickness (number of pixels) of one cross-sectional image.
[0029]
When the operator clicks "Start" on the screen 2, a test scan is executed (execution 2). Here, the scan is performed by the scan control unit 23, and the rotation center position on the transmission image is obtained by the rotation center calculation unit 24 using the transmission images for the number of views. The rotation center is obtained from the scan data of the subject as described in Patent Document 2. During scanning, “scanning” on the screen 2 flashes, and the scanning can be interrupted by the operator clicking “stop”. When the scanning is completed, the process automatically proceeds to step S3.
[0030]
In step S3, automatic table movement is performed. In the operation window, as screen 3
"Select Normal / Offset and click Execute Automatic Table Move."
Is displayed. Here, normal scanning is usually performed, and offset is offset scanning. When "execute movement" is clicked by the operator, the rotary table 5 is moved xy by the automatic table moving unit 25 and set to the optimum table position.
[0031]
FIG. 3 is a geometrical diagram of the automatic table movement, and is a diagram when the photographing surface 14 is viewed from above (z direction). In FIG. 3, C is the current position of the rotation center, and A0 is the scan area. Cn is a normal scan rotation center position of the minimum FCD having a scan area of the same size as A0. Cn is the optimal position for normal scanning. Cof is the offset scan rotation center position of the minimum FCD having a scan area of the same size as A0. Cof is the optimum position for the offset scan.
[0032]
The automatic table moving unit 25 calculates the rotation center deviation Δy using the FCD value of the current position and the rotation center position on the transmission image obtained in step S2, and further calculates the amount of movement to the Cn or Cof position. Move the rotary table.
[0033]
While moving, “moving” on the screen flashes, and the operator can interrupt the movement by clicking “stop”. When the movement is completed and “next” is clicked by the operator, the process proceeds to step S4.
[0034]
In step S4, a main scan is performed. As the screen 4 in the operation window, "Set the main scan conditions, and click Start if OK."
Is displayed. The operator sets the number of views, the total number of sheets, the number of slices, the slice thickness, and the like in the condition setting section of the screen. However, if the default values are sufficient, the settings can be omitted. Here, the number of slices is the number of cross-sectional images to be reconstructed in one scan.
[0035]
When "Start" is clicked, the main scan is executed (Execution 4). Here, the scan is performed by the scan control unit 23, and the rotation center position on the transmission image is obtained by the rotation center calculation unit 24 using the transmission images for the number of views. The rotation center is obtained from the scan data of the subject as described in Patent Document 2. Next, a cross-sectional image is reconstructed by the reconstruction unit 26 using the rotation center. One cross-sectional image can be reconstructed for the imaging surface 14, or it can be reconstructed for a specified number of slices over a wide range covered by the X-ray beam 2. During scanning, “Scanning” flashes on the screen, and you can interrupt scanning by clicking “Pause”. When the scanning is completed, the process automatically proceeds to step S5.
[0036]
In step S5, the main scan is completed, the cross-sectional image is displayed in the cross-sectional image window, and the screen 5 is displayed in the operation window.
"Scan completed"
Is displayed. When the operator clicks “close”, the series of flows ends.
[0037]
Note that the operator can click “return” in each of steps S1 to S5 to return to the designated step and repeat. The specification is made by clicking the step name on the screen. (S1, S2, etc. of the screen are omitted, and the step names are actually described.)
As described above, according to the first embodiment of the present invention, operations or setting procedures are sequentially displayed, so that operations can be easily performed. When the condition is changed in the middle and the operation is repeated, the operation can be similarly easily performed.
[0038]
In addition, the automatic table movement makes it possible to easily set the center of rotation for improving the quality of the cross-sectional image. That is, in both the normal scan and the offset scan, the spatial resolution of the cross-sectional image can be increased by setting the maximum magnification without changing the scan area.
[0039]
The invention is not limited to the embodiments described and illustrated. That is, in the first embodiment, the X-ray detector 3 uses an X-ray II (image intensifier tube) and a television camera, but the X-ray detector 3 is arranged along another two-dimensional X-ray detector or the imaging surface 14. It can be easily understood that a one-dimensional X-ray detector arranged in a vertical direction may be used.
[0040]
In the first embodiment, the change of the imaging position of the subject 4 is performed by moving the rotary table 5 up and down. However, another change mechanism may be installed on the rotary table 5 to perform the change. 1 and the X-ray detector 3 may be moved up and down by one body.
[0041]
Further, the X-ray tube 1 and the X-ray detector 3 may be moved by one body for the rotation of the subject 4 and the x- and y-shifts of the rotary table 5 (rotation axis).
[0042]
Further, it is not always necessary to take the z direction in the elevating direction, and the entire apparatus may be inclined in any direction. That is, the present invention is also applied to another mechanism system in which the movement between the X-ray tube 1 (X-ray source), the X-ray detector 3, the subject 4, and the rotating shaft 13 is relatively the same. .
[0043]
Further, in the first embodiment, the automatic table movement is performed so that the maximum enlargement ratio is obtained without changing the scan area. However, the present invention is not limited to this. FIG. 4 is another automatic table movement geometrical diagram. For example, the scan area may be moved to the maximum without changing the enlargement ratio (that is, FCD) as shown in FIG.
[0044]
Further, the flowchart of the procedure management unit 21 in the first embodiment can be variously changed without changing the gist of the present invention. For example, the user can click "return" to return to an earlier step at one time, but only one step before. By clicking "Return" many times, the same operation can be performed after all. Also, for example, adding another display or execution (for example, adding a calibration, adding a cross-sectional image reconstruction of a test scan, adding a primary automatic table movement before a test scan, and adding a reconstruction condition change after a main scan). Repeating only reconstruction without scanning, etc.). Further, the test scan may be a simple one that only obtains the rotation center (for example, data acquisition of several points / 360 °). Various display expressions are possible, and screen division and integration are also possible. Procedures essential as the gist of the present invention include: temporary setting of an x position (magnification ratio) and z position (imaging position) set by an operator; test tomography of a subject as a scan for obtaining a rotation center; At least one of x, y automatic movement for setting an optimum position using the obtained rotation center and main tomography of the subject.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a CT scanner that can easily set an X-ray geometry and that can be easily operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a CT scanner according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a procedure management unit in the embodiment.
FIG. 3 is a geometric diagram of automatic table movement in the embodiment.
FIG. 4 is a geometric diagram of another automatic table movement in the embodiment.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a general high-resolution CT scanner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube, 2 ... X-ray beam, 3 ... X-ray detector, 4 ... Subject, 5 ... Rotary table, 6 ... Rotation / elevation mechanism, 7 ... Y shift mechanism, 8 ... X shift mechanism, 9, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Support frame, 13 ... Rotating axis, 14 ... Shooting surface, 15 ... Center line, 16 ... High voltage generator, 17 ... X-ray control part, 18 ... Mechanism control part, 19 ... Data processing part, 20 ... Display part , 21: Procedure management unit, 23: Scan control unit, 24: Rotation center rescue unit, 25: Automatic table moving unit, 26: Reconstruction unit

Claims (4)

被検体を載置する回転テーブルの回転軸に直交するように放射線ビームを放射するコンピュータ断層撮影装置において、
前記回転テーブルを前記放射線ビームの方向ｘに移動させるｘ機構と、
前記回転テーブルを回転の面に沿って前記放射線ビームを横切る方向ｙに移動させるｙ機構と、
前記被検体を前記回転の面を横切る方向ｚに相対移動させるｚ機構と、
上記ｘ、ｙ、ｚ移動を含む断層撮影手順を所定の順で順次表示及び実行のうち少なくとも一方を行う手順管理手段と
を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。In a computer tomography apparatus that emits a radiation beam so as to be orthogonal to a rotation axis of a rotary table on which a subject is mounted,
An x mechanism for moving the rotary table in a direction x of the radiation beam;
A y mechanism for moving the turntable in a direction y across the radiation beam along a plane of rotation;
A z mechanism for relatively moving the subject in a direction z across the plane of rotation,
A computer tomography apparatus comprising: a procedure management unit that sequentially displays and executes at least one of the tomographic procedures including the x, y, and z movements in a predetermined order. 放射線源と放射線検出器とを固定した回転フレームを、放射線ビームの方向に直交する回転軸に対して一体で回転させるコンピュータ断層撮影装置において、
前記放射線源を、前記回転フレーム上で前記放射線ビームの方向ｘに移動させるｘ機構と、
前記放射線源を、前記放射線ビームが前記回転の面に沿って横切る方向ｙに移動させるｙ機構と、
被検体を前記回転の面を横切る方向ｚに相対移動させるｚ機構と、
上記ｘ、ｙ、ｚ移動を含む断層撮影手順を所定の順で順次表示及び実行のうち少なくとも一方を行う手順管理手段と
を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。In a computed tomography apparatus in which a rotating frame fixing a radiation source and a radiation detector is integrally rotated with respect to a rotation axis orthogonal to a direction of a radiation beam,
An x mechanism for moving the radiation source in a direction x of the radiation beam on the rotating frame;
A y mechanism for moving the radiation source in a direction y in which the radiation beam traverses along the plane of rotation;
A z mechanism for relatively moving the subject in a direction z across the plane of rotation,
A computer tomography apparatus comprising: a procedure management unit that sequentially displays and executes at least one of the tomographic procedures including the x, y, and z movements in a predetermined order. 前記手順管理手段は、操作者に対し１つの手順からそれより前の手順に戻る操作を許可する手段を具備することを特徴とする請求項１又は２記載のコンピュータ断層撮影装置。3. The computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the procedure management means includes means for permitting an operator to return from one procedure to an earlier procedure. 前記手順管理手段は、ｘ移動位置で規定される拡大率とｚ移動位置で規定される撮影位置の仮設定、前記被検体のテスト断層撮影、ｘ及びｙ方向の自動移動及び前記被検体の本断層撮影のうち少なくとも一つの手順を、順次表示及び実行のうち少なくとも一方により行う手段を具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のコンピュータ断層撮影装置。The procedure management means includes: provisional setting of a magnification position defined by an x movement position and a photographing position defined by a z movement position; test tomography of the subject; automatic movement in x and y directions; The computer tomography apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: means for sequentially performing at least one of tomography by at least one of display and execution.

Images