JP2010181190A

JP2010181190A - Tomographic x-ray apparatus

Info

Publication number: JP2010181190A
Application number: JP2009022883A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Onishi; 修平大西
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tomographic X-ray apparatus capable of reducing ring artifacts which appear on a tomographic image obtained by reconstitution operation of X-ray projection data regardless of existence of inferior sites in an X-ray detector. <P>SOLUTION: The relative position of an X-ray generator 1, an X-ray detector 2, and a rotation axis R of a rotation mechanism (rotating table 3) to rotate an object W is moved continuously or intermittently in the direction intersecting with the line between the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 during X-ray CT photographing to collect X-ray projection data of the object W, and each X-ray projection data is corrected depending on the relative position during each collection and subjected to reconstitution operation. Thereby, the data are obtained on each X-ray projection data in which the relative positions between the perspective image of the object W and an abnormal site of the X-ray detector 2 are different each other, and generation of the ring artifacts due to the abnormal site of the X-ray detector 2 on the resulting tomographic image is suppressed by subjecting it to the reconstitution operation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は産業用のＸ線断層像撮影装置に関する。 The present invention relates to an industrial X-ray tomography apparatus.

Ｘ線断層像撮影装置においては、一般に、Ｘ線発生装置とＸ線検出との間に、対象物を配置するための試料ステージを設け、Ｘ線発生装置とＸ線検出器との対と試料ステージとを相対的に微小角度ずつ回転させることにより、多数の方向からの対象物のＸ線投影データを収集し、そのデータにフィルタ処理等を施した後、再構成演算を行うこと、つまり逆投影を行うことで、対象物の断層像を得る（例えば特許文献１、２参照）。 In an X-ray tomography apparatus, generally, a sample stage for placing an object is provided between an X-ray generator and X-ray detection, and a pair of X-ray generator and X-ray detector and a sample are provided. By rotating the stage relative to each other by a small angle, X-ray projection data of an object from a number of directions is collected, and the data is subjected to filter processing and the like, and then a reconstruction operation is performed. By performing the projection, a tomographic image of the object is obtained (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

例えば図８（Ａ）に示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の間に、これらと結ぶ線に直交する鉛直の回転軸Ｒの回りに回転する回転テーブル３を配置して試料ステージとし、その回転テーブル３上に図示のような対象物Ｗを搭載してＸ線を照射すると、Ｘ線検出器２の出力、つまり対象物ＷのＸ線投影データは同図（Ｂ）に例示する通りとなる。鉛直の回転軸Ｒに直交する水平方向へのラインプロファイルは、鉛直方向中央部分を例にとれば同図（Ｃ）に示す通りとなる。 For example, as shown in FIG. 8 (A), between the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2, a rotary table 3 that rotates around a vertical rotation axis R that is orthogonal to the line connecting them is arranged. When an object W as shown in the figure is mounted on the rotary table 3 and irradiated with X-rays, the output of the X-ray detector 2, that is, the X-ray projection data of the object W is shown in FIG. It will be as illustrated in The line profile in the horizontal direction perpendicular to the vertical rotation axis R is as shown in FIG. 4C when the vertical central portion is taken as an example.

また、図９に示す例は、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の対を回転軸Ｒの回りに回転させる構造の装置を示すものであり、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の間に設けられて対象物Ｗを搭載する試料ステージ（図示略）は回転させずに固定し、その回りをＸ線発生装置１とＸ線検出器２の対を回転させる。このような装置構造でも、上記と同様のＸ線投影データが得られる。 The example shown in FIG. 9 shows an apparatus having a structure in which a pair of the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 is rotated around the rotation axis R. The X-ray generator 1 and the X-ray detector are shown in FIG. 2, a sample stage (not shown) on which the object W is mounted is fixed without being rotated, and a pair of the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 is rotated around the sample stage. Even with such an apparatus structure, X-ray projection data similar to the above can be obtained.

以上の図８（Ａ）または図９に示す装置において、対象物Ｗに向けてＸ線を照射しながら、回転テーブル３を回転させるか、あるいはＸ線発生装置１とＸ線検出器２の対を微小角度ずつ回転させてＸ線投影データを取り込むことにより、さまざまな方向（投影角度）でのＸ線投影データを収集することができる。その各投影角度の投影データにおける回転軸Ｒ方向への一定の位置で、かつ、回転軸Ｒに直交する方向へのライン上のＸ線投影データを集めてグラフ化したものはサイノグラムと呼ばれ，その例を図１０に示す。このサイノグラムは、再構成演算を行う前のデータとなる。断層像の再構成演算は、サイノグラム（投影データ）を逆投影処理することで実現されている。すなわち、図１１に示すように、例えば図８（Ｃ）に示した中央部分のラインのサイノグラムで説明すると、該当する角度のラインプロファイルデータを用いて、言わばＸ線発生装置１の焦点に向けて塗りつぶしていく処理を、収集した角度分繰り返す処理を実行する。これにより、図１２に例示するような対象物の鉛直方向中央部分における断層像が再構成される。なお、実際には、投影データはフィルタリング処理などを行う必要があるが、ここでは省略する。 In the apparatus shown in FIG. 8A or FIG. 9, the rotary table 3 is rotated while irradiating the target W with X-rays, or the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 are paired. X-ray projection data in various directions (projection angles) can be collected by rotating X by a small angle and capturing X-ray projection data. A graph obtained by collecting and graphing X-ray projection data on a line at a fixed position in the direction of the rotation axis R in the projection data at each projection angle and in a direction perpendicular to the rotation axis R is called a sinogram. An example is shown in FIG. This sinogram becomes data before the reconstruction operation is performed. The tomographic reconstruction calculation is realized by back-projecting a sinogram (projection data). That is, as illustrated in FIG. 11, for example, with a sinogram of the line at the center portion illustrated in FIG. 8C, the line profile data at a corresponding angle is used, so to speak, toward the focal point of the X-ray generator 1. A process of repeating the painting process for the collected angles is executed. As a result, a tomographic image at the center in the vertical direction of the object as illustrated in FIG. 12 is reconstructed. Actually, it is necessary to perform a filtering process on the projection data, but this is omitted here.

以上の例では、ライン上の投影データの処理について説明したが、同様な手法によりさまざまな投影角度で得た２次元投影データから、３次元の断層データ（３次元情報）を再構成することができる。 In the above example, the processing of projection data on a line has been described. However, three-dimensional tomographic data (three-dimensional information) can be reconstructed from two-dimensional projection data obtained at various projection angles by a similar method. it can.

特開２００５−３００４３８号公報JP 2005-300388 A 特開２００５−２８３１８０号公報JP-A-2005-283180

上記したように、Ｘ線ＣＴにおいては、投影データを逆投影する再構成演算によりＣＴ画像（断層像）を得る。投影データは基本的にはあらかじめ設定されている軌道のもとにＸ線発生装置とＸ線検出器の対と対象物とが相対回転するという前提で収集し、適宜のフィルタ処理等を施し、その処理後の投影データを逆投影処理する。一般的なＣＴ画像には、Ｘ線検出器の不良やノイズ、感度ムラなどの原因によりリングアーチファクトと称されるノイズが現れる。 As described above, in X-ray CT, a CT image (tomographic image) is obtained by a reconstruction operation that backprojects projection data. The projection data is basically collected on the premise that the X-ray generator and X-ray detector pair and the object rotate relative to each other based on a preset trajectory, and subjected to appropriate filter processing, etc. The projection data after the processing is backprojected. In a general CT image, noise called ring artifact appears due to a defect of X-ray detector, noise, sensitivity unevenness, or the like.

Ｘ線検出器のある部位が不良で、感度が低かったり、感度が高すぎるような場合にデータを収集すると、サイノグラム上では図１３（Ａ）に例示するように検出器の不良部位に対応して、直線状に異常なデータが並ぶことになる。このサイノグラムを逆投影すると、同図（Ｂ）に示すように、不良部位のデータが、当該不良部位のＸ線検出器の回転中心の投影位置からの距離応じた半径の円弧状のノイズとなってＣＴ画像（断層像）上に現れることにとなる。 If data is collected when a certain part of the X-ray detector is defective and the sensitivity is low or the sensitivity is too high, the sinogram corresponds to the defective part of the detector as illustrated in FIG. Thus, abnormal data is arranged in a straight line. When this sinogram is back-projected, as shown in FIG. 5B, the data of the defective part becomes arc-shaped noise having a radius corresponding to the distance from the projection position of the rotation center of the X-ray detector of the defective part. Will appear on the CT image (tomographic image).

本発明の課題は、Ｘ線検出器の不良部位の存在にも係わらず、Ｘ線投影データの再構成により得られる断層像上に現れるリングアーチファクトを減少させることのできるＸ線断層像撮影装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an X-ray tomographic imaging apparatus capable of reducing ring artifacts appearing on a tomographic image obtained by reconstruction of X-ray projection data in spite of the presence of a defective portion of the X-ray detector. It is to provide.

上記の課題を解決するため、本発明のＸ線断層像撮影装置は、互いに対向配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器と、これらのＸ線発生装置とＸ線検出器の間に設けられ、対象物を配置するための試料ステージと、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対と上記試料ステージとを相対的に回転させる回転機構と、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射しながら上記回転機構を駆動し、一定角度の回転ごとに上記Ｘ線検出器の出力を取り込む撮影動作により収集した複数の角度でのＸ線投影データを記憶する投影データ記憶手段と、その投影データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを用いた再構成演算により、対象物の断層像を構築するＸ線断層像撮影装置において、上記撮影動作中に、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器および上記回転機構の回転軸の相対位置を、Ｘ線発生装置とＸ線検出器を結ぶ線に交差する方向に連続的もしくは断続的に移動させる移動機構と、その移動機構を駆動しつつ収集したＸ線投影データを、当該移動機構による移動分だけ補正する補正手段と、上記再構成演算手段は、その補正後の各Ｘ線投影データを用いた再構成演算により対象物の断層像を構築することによって特徴づけられる（請求項１）。 In order to solve the above-described problems, an X-ray tomography apparatus according to the present invention is provided between an X-ray generator and an X-ray detector that are arranged to face each other, and between these X-ray generator and X-ray detector. A sample stage for placing an object, a pair of the X-ray generator and X-ray detector, a rotation mechanism for relatively rotating the sample stage, and an X-ray from the X-ray generator. Projection data storage means for storing X-ray projection data at a plurality of angles collected by an imaging operation that drives the rotation mechanism while irradiating and captures the output of the X-ray detector at every rotation of a certain angle, and the projection In an X-ray tomographic imaging apparatus that constructs a tomographic image of an object by reconstruction calculation using each X-ray projection data stored in the data storage means, the X-ray generator and X Of the wire detector and the rotating mechanism A moving mechanism that continuously or intermittently moves the relative position of the rotation axis in a direction intersecting the line connecting the X-ray generator and the X-ray detector, and X-ray projection data collected while driving the moving mechanism The correction means for correcting only the amount of movement by the movement mechanism and the reconstruction calculation means are characterized by constructing a tomographic image of the object by the reconstruction calculation using each corrected X-ray projection data. (Claim 1).

ここで、本発明においては、上記移動機構が、上記Ｘ線検出器を移動させる構成（請求項２）、あるいは上記移動機構が、上記回転機構の回転中心軸を移動させる構成（請求項３）、もしくは上記移動機構が、上記Ｘ線発生装置を移動させる構成（請求項４）のうちの任意の構成を採用することができる。 Here, in the present invention, the moving mechanism moves the X-ray detector (Claim 2), or the moving mechanism moves the rotation center axis of the rotating mechanism (Claim 3). Alternatively, it is possible to adopt any configuration of the configuration (claim 4) in which the moving mechanism moves the X-ray generator.

本発明は、Ｘ線検出器の不良部位に基づくＸ線投影データ上で異常値を示す部位を、投影角度ごとの投影データにおいて分散させることにより、課題を解決しようとするものである。 The present invention intends to solve the problem by dispersing a portion showing an abnormal value on X-ray projection data based on a defective portion of the X-ray detector in the projection data for each projection angle.

すなわち、前記したように、Ｘ線検出器の不良部位に基づく異常値は、全てのＸ線投影データ（対象物のＸ線透視像）上の同じ位置に現れ、これが逆投影により円弧状に現れるのであるが、本発明では、ＣＴ撮影中、つまりＸ線投影データの収集時に、Ｘ線発生装置とＸ線検出器、および、回転機構による相対回転軸の位置を相互に移動させる。これにより、相対回転角度の変化によりＸ線検出器上に投影される対象物の像が当該Ｘ線検出器上で移動する。一方、Ｘ線検出器の不良部位の位置は一定であるから、各投影角度でのＸ線投影データ上における対象物の像と不良部位に基づく異常値を示す部位の相対位置が変化する。再構成演算に際して、撮影時に移動させた分だけＸ線投影データの位置補正を行い、各Ｘ線投影データを相対回転軸を中心としたものとしたうえで再構成演算に供することで、再構成演算に供される各Ｘ線投影データには、Ｘ線検出器の不良に基づく異常値の位置が実質的に分散されることになり、得られる断層像へのリングアーチファクトの出現を抑制することができる。 That is, as described above, the abnormal value based on the defective portion of the X-ray detector appears at the same position on all X-ray projection data (X-ray fluoroscopic image of the object), and this appears in an arc shape by back projection. However, in the present invention, during CT imaging, that is, when collecting X-ray projection data, the positions of the X-ray generator, the X-ray detector, and the relative rotation axis by the rotation mechanism are moved relative to each other. Thereby, the image of the object projected on the X-ray detector is moved on the X-ray detector due to the change in the relative rotation angle. On the other hand, since the position of the defective part of the X-ray detector is constant, the relative position of the part showing an abnormal value based on the image of the object and the defective part on the X-ray projection data at each projection angle changes. In the reconstruction calculation, the position of the X-ray projection data is corrected by the amount moved at the time of imaging, and each X-ray projection data is centered on the relative rotation axis before being used for the reconstruction calculation. In each X-ray projection data used for the calculation, the position of the abnormal value based on the defect of the X-ray detector is substantially dispersed, and the appearance of ring artifacts in the obtained tomographic image is suppressed. Can do.

Ｘ線発生装置とＸ線検出器、およびこれらと対象物との相対回転軸を移動させる具体的手法としては、Ｘ線検出器を移動させること（請求項２）、相対回転軸を移動させること（請求項３）およびＸ線発生装置を移動させること（請求項４）のいずれであってもよく，いずれもの構成を採っても、同等の作用効果を奏することができる。 As a specific method of moving the X-ray generator, the X-ray detector, and the relative rotation axis between these and the object, the X-ray detector is moved (Claim 2), and the relative rotation axis is moved. Any one of (Claim 3) and moving the X-ray generator (Claim 4) may be used, and even if any configuration is adopted, the same effect can be obtained.

本発明によれば、Ｘ線検出器に不良部位があっても、再構成演算により得られる断層像上にリングアーチファクトが出現することを抑制することができ、従来に比してより鮮明な断層像を得ることができる。 According to the present invention, even if there is a defective portion in the X-ray detector, it is possible to suppress the appearance of ring artifacts on the tomographic image obtained by the reconstruction calculation, and a clearer tomography than in the past. An image can be obtained.

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と制御装置の機能的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。In the block diagram of embodiment of this invention, it is a figure which writes together and shows the schematic diagram showing a mechanical structure, and the block diagram showing the functional structure of a control apparatus. 本発明の実施の形態の動作の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of operation | movement of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるＣＴ撮影中のＸ線検出器の移動の説明図である。It is explanatory drawing of a movement of the X-ray detector in CT imaging | photography in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるＸ線検出器のＣＴ撮影中の移動のさせ方の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of how to move during CT imaging of the X-ray detector in an embodiment of the invention. 回転テーブルを複数回にわたって回転させてＣＴ撮影を行う場合におけるＸ線検出器の移動のさせ方の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of how to move an X-ray detector in the case of performing CT imaging by rotating a rotary table a plurality of times. 本発明の他の実施の形態の説明図で、（Ａ）はＣＴ撮影中に回転テーブルを移動させる構成、（Ｂ）はＣＴ撮影中にＸ線発生装置を移動させる構成の説明図である。4A and 4B are explanatory diagrams of another embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a configuration for moving a rotary table during CT imaging, and FIG. 4B is an explanatory diagram for a configuration for moving an X-ray generation device during CT imaging. 本発明が適用可能な傾斜形ＣＴの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of inclined type CT which can apply this invention. Ｘ線断層像撮影装置の撮影系の説明図で、（Ａ）は回転テーブルを用いた撮影系の模式的構成図で、（Ｂ）は（Ａ）の状態で得られるＸ線投影データの例を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の鉛直方向中央部におけるラインプロファイルを示す図である。It is explanatory drawing of the imaging system of an X-ray tomography apparatus, (A) is a typical block diagram of the imaging system using a rotary table, (B) is an example of the X-ray projection data obtained in the state of (A) (C) is a figure which shows the line profile in the vertical direction center part of (B). Ｘ線断層像撮影装置の撮影系の他の例を示すで、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対を対象物の回りに回転させる系の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a system for rotating a pair of an X-ray generator and an X-ray detector around an object in another example of an imaging system of the X-ray tomography apparatus. 図８（Ｃ）に示したラインプロファイルの位置におけるサイノグラムの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the sinogram in the position of the line profile shown in FIG.8 (C). Ｘ線断層像撮影装置によりＸ線投影データから断層像を構築する再構成演算処理の説明図である。It is explanatory drawing of the reconstruction calculation process which constructs | assembles a tomogram from X-ray projection data with an X-ray tomography apparatus. 再構成演算演算処理によって得られる断層像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tomogram obtained by a reconstruction calculation calculation process. Ｘ線検出器に異常部位が存在する場合のサイノグラムの例（Ａ）と、このようなデータを再構成演算して得られる断層像に現れるリングアーチファクトの例（Ｂ）を示す図である。It is a figure which shows the example (A) of a sinogram when an abnormal site | part exists in an X-ray detector, and the example (B) of the ring artifact which appears in the tomogram obtained by carrying out reconstruction calculation of such data.

１Ｘ線発生装置
２Ｘ線検出器
３回転テーブル
１１Ｘ線コントローラ
１２軸制御部
１３画像データ取り込み回路
１４投影データ記憶部
１５補正演算部
１６補正後データ記憶部
１７再構成演算部
１８表示器
１９システム制御部
２０操作部
Ｒ回転軸
Ｗ対象物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray generator 2 X-ray detector 3 Rotary table 11 X-ray controller 12 Axis control part 13 Image data capture circuit 14 Projection data memory | storage part 15 Correction | amendment calculation part 16 Correction | amendment data storage part 17 Reconfiguration | reconstruction calculation part 18 Display 19 System control unit 20 Operation unit R Rotating shaft W Object

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と制御装置の機能的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing a functional configuration of a control device.

Ｘ線発生装置１はそのＸ線光軸を水平方向に向くように配置され、このＸ線発生装置１に水平方向に対向してＸ線検出器２が配置されている。Ｘ線発生装置１には、Ｘ線コントローラ１１からの信号に応じた管電圧および管電流が供給され、Ｘ線焦点を頂点としたコーン状のＸ線ビームを発生する。また、Ｘ線検出器２は画素が２次元状に配列されてなる２次元Ｘ線検出器である。 The X-ray generator 1 is arranged so that its X-ray optical axis is oriented in the horizontal direction, and the X-ray detector 2 is arranged facing the X-ray generator 1 in the horizontal direction. The X-ray generator 1 is supplied with a tube voltage and a tube current in accordance with a signal from the X-ray controller 11, and generates a cone-shaped X-ray beam having the X-ray focal point as a vertex. The X-ray detector 2 is a two-dimensional X-ray detector in which pixels are arranged two-dimensionally.

Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の間で対象物Ｗを配置するための試料ステージには、対象物Ｗを搭載して回転を与える回転テーブル３が配置されている。この回転テーブル３は、Ｘ線光軸に直交する鉛直方向（ｚ方向）に沿った回転軸Ｒを中心として回転する。また、この回転テーブル３は、テーブル移動機構４上に載せられており、このテーブル移動機構４の駆動により、回転テーブル３は少なくともＸ線光軸方向（ｘ方向）および鉛直のｚ方向に移動する。この移動機構４による回転テーブル３のこれらのｘ，ｚ方向への移動、並びに回転テーブル３の回転軸Ｒの回りの回転動作は、軸制御部１２から供給される駆動信号によって駆動制御される。 On the sample stage for placing the object W between the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2, a turntable 3 for placing the object W and rotating it is disposed. The turntable 3 rotates around a rotation axis R along a vertical direction (z direction) orthogonal to the X-ray optical axis. The rotary table 3 is mounted on a table moving mechanism 4, and the rotary table 3 moves at least in the X-ray optical axis direction (x direction) and the vertical z direction by driving the table moving mechanism 4. . The movement of the rotary table 3 in the x and z directions by the moving mechanism 4 and the rotation operation of the rotary table 3 around the rotation axis R are driven and controlled by a drive signal supplied from the axis control unit 12.

前記したＸ線検出器２は、検出器移動機構５に取り付けられており、この検出器移動機構５の駆動によってＸ線検出器２は上記したｘ，ｚ方向の双方に直交するｙ方向に移動する。この検出器移動機構５によるＸ線検出器２の移動は、軸制御部１２から供給される駆動信号によって駆動制御される。 The X-ray detector 2 described above is attached to the detector moving mechanism 5, and the X-ray detector 2 is moved in the y direction orthogonal to both the x and z directions by driving the detector moving mechanism 5. To do. The movement of the X-ray detector 2 by the detector moving mechanism 5 is driven and controlled by a drive signal supplied from the axis controller 12.

対象物ＷのＸ線投影データの収集、つまりＣＴ撮影に際しては、回転テーブル３上に対象物Ｗを搭載して回転を与え、Ｘ線を照射しつつ、回転テーブル３が所定の微小角度だけ回転するごとに、Ｘ線検出器２の各画素出力を取り込むことによって行われる。具体的には、各回転角度でのＸ線検出器の各画素出力は、その角度でのＸ線投影データとして画像データ取り込み回路１３を介して投影データ記憶部１４に記憶されていく。そして、この実施の形態においては、後述するように、このＣＴ撮影時に、検出器移動機構５が軸制御部１２を通じて自動的に駆動制御され、Ｘ線検出器２がｙ方向に移動する。 When collecting X-ray projection data of the object W, that is, CT imaging, the object W is mounted on the rotating table 3 to be rotated, and the rotating table 3 is rotated by a predetermined minute angle while irradiating X-rays. Each time it is done, each pixel output of the X-ray detector 2 is captured. Specifically, each pixel output of the X-ray detector at each rotation angle is stored in the projection data storage unit 14 via the image data capturing circuit 13 as X-ray projection data at that angle. In this embodiment, as will be described later, during this CT imaging, the detector moving mechanism 5 is automatically driven and controlled through the axis controller 12, and the X-ray detector 2 moves in the y direction.

データ記憶部１４に記憶された各角度におけるＸ線投影データは補正演算部１５に取り込まれ、ＣＴ撮影中におけるＸ線検出器２の移動に応じて位置が補正される。すなわち、Ｘ線検出器２が撮影開始当初からｙ方向にΔだけ移動した時点で取り込んだＸ線投影データは、補正演算部１５においてｙ方向に−Δだけ位置をずらせる補正を行い、補正後データ記憶部１６に格納される。 X-ray projection data at each angle stored in the data storage unit 14 is taken into the correction calculation unit 15 and the position is corrected according to the movement of the X-ray detector 2 during CT imaging. That is, the X-ray projection data acquired when the X-ray detector 2 has moved by Δ in the y direction from the beginning of imaging is corrected by the correction calculation unit 15 so that the position is shifted by −Δ in the y direction. It is stored in the data storage unit 16.

補正後データ記憶部１６に記憶された補正後のデータは、再構成演算部１７による再構成演算に供され、対象物Ｗの断層像（３次元像情報）が構築される。この断層像は表示器１８に表示される。 The corrected data stored in the corrected data storage unit 16 is subjected to a reconstruction calculation by the reconstruction calculation unit 17, and a tomographic image (three-dimensional image information) of the object W is constructed. This tomographic image is displayed on the display 18.

以上の画像データ取り込み回路１３、投影データ記憶部１４、補正演算部１５、補正後データ記憶部１６、再構成演算部１７および表示器１８は、前記したＸ線コントローラ１１、軸制御部１２、画像データ取り込み回路１３とともにシステム制御部１９の制御下に置かれている。システム制御部１９には、マウスやキーボード、ジョイスティック等からなる操作部２０が接続されており、この操作部２０の操作によって、回転ステージ３の位置決めを行ったり、各種指令を与えることができる。そして、これらは、実際にはコンピュータとその周辺機器を主体として構成され、インストールされているプログラムに従った機能を実現するのであるが、図１では説明の便宜上、その機能ごとのブロックによって表している。 The image data capturing circuit 13, the projection data storage unit 14, the correction calculation unit 15, the corrected data storage unit 16, the reconstruction calculation unit 17, and the display 18 are the X-ray controller 11, the axis control unit 12, the image It is placed under the control of the system control unit 19 together with the data capturing circuit 13. An operation unit 20 including a mouse, a keyboard, a joystick, and the like is connected to the system control unit 19. By operating the operation unit 20, the rotary stage 3 can be positioned and various commands can be given. These are actually composed mainly of a computer and its peripheral devices, and realize functions according to installed programs. In FIG. 1, for convenience of explanation, these are represented by blocks for each function. Yes.

次に、以上の構成からなる本発明の実施の形態の動作の例について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。 Next, an example of the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、回転テーブル３上に対象物Ｗを搭載して回転を与えながらＸ線発生装置１からのＸ線を照射し、所定の微小角度ごとにＸ線検出器２の出力を投影データとして取り込むのであるが、このとき、システム制御部１９からの指令により、検出器移動機構５に対して軸制御部１２から自動的に駆動信号が供給され、Ｘ線検出器２をｙ方向に移動させる。すなわち、図３に装置要部を上から見た図を示すように、Ｘ線検出器２は、ＣＴ撮影の開始当初はＸ線発生装置１の焦点１ａと回転軸Ｒとを結ぶ線上にその中心が位置しているが、ＣＴ撮影の進行とともにｙ方向に移動する。このＸ線検出器２の移動のさせ方は特に限定されるものではないが、例えば図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、一定速度で連続的に移動させる方法、あるいは同図（Ｃ），（Ｄ）に示すように、例えば撮影の中間時点で所定距離だけ一挙に移動させる方法、更には同図（Ｅ）に示すように撮影中にランダムに移動させる方法などを採用することができる。 First, the object W is mounted on the rotary table 3 and irradiated with X-rays from the X-ray generator 1 while being rotated, and the output of the X-ray detector 2 is taken in as projection data for each predetermined minute angle. However, at this time, a drive signal is automatically supplied from the axis control unit 12 to the detector moving mechanism 5 according to a command from the system control unit 19 to move the X-ray detector 2 in the y direction. That is, as shown in the top view of the main part of the apparatus in FIG. 3, the X-ray detector 2 is placed on a line connecting the focal point 1a of the X-ray generator 1 and the rotation axis R at the beginning of CT imaging. Although the center is located, it moves in the y direction with the progress of CT imaging. The method of moving the X-ray detector 2 is not particularly limited. For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, a method of continuously moving the X-ray detector 2 at a constant speed, or FIG. As shown in (C) and (D), for example, a method of moving at a predetermined distance at an intermediate point in time of shooting, and a method of moving randomly during shooting as shown in (E) of FIG. Can do.

以上のようにＸ線検出器２を移動させて取り込んだＸ線投影データは、対象物Ｗの投影像がＸ線検出器２の検出面上で移動した状態となり、その投影像はＸ線検出器２の異常部位に対して相対的に移動した状態となる。このようにして収集された投影データは投影データ記憶部１４に記憶されていく。そしてこれらの投影データは、補正演算部１５により、撮影中のＸ線検出器２の移動に対応して補正が行われる。すなわち、Ｘ線検出器２がｙ方向にΔだけ移動した状態で収集されたＸ線投影データは、ｙ方向に−Δだけ位置が補正される。この補正により、各Ｘ線投影データは、見かけ上、回転軸Ｒの投影位置がＸ線検出器２の中心に位置する通常のデータとなって補正後データ記憶部１６に記憶されるが、これらの補正後のデータにおいては、Ｘ線検出器２上の異常部位による異常値は、撮影中のＸ線検出器２の移動により各Ｘ線投影データ上で異なる位置となり、実質的に分散した状態となって現れる。 The X-ray projection data acquired by moving the X-ray detector 2 as described above is in a state in which the projection image of the object W is moved on the detection surface of the X-ray detector 2, and the projection image is detected by X-ray detection. It will be in the state which moved relatively with respect to the abnormal region of vessel 2. The projection data collected in this way is stored in the projection data storage unit 14. These projection data are corrected by the correction calculation unit 15 corresponding to the movement of the X-ray detector 2 during imaging. That is, the position of the X-ray projection data collected in a state where the X-ray detector 2 is moved by Δ in the y direction is corrected by −Δ in the y direction. By this correction, each X-ray projection data is apparently stored as normal data in which the projection position of the rotation axis R is located at the center of the X-ray detector 2. In the corrected data, the abnormal value due to the abnormal part on the X-ray detector 2 becomes a different position on each X-ray projection data due to the movement of the X-ray detector 2 during imaging, and is substantially dispersed. Appears as

このような補正を行ったデータは再構成演算部１７による再構成演算に供され、対象物Ｗの断層像が構築される。このようにして得られる断層像には、従って、Ｘ線検出器２の異常部位に起因するリングアーチファクトの発生が抑制される。 The data subjected to such correction is subjected to reconstruction calculation by the reconstruction calculation unit 17, and a tomographic image of the object W is constructed. Thus, in the tomogram obtained in this way, the occurrence of ring artifacts due to the abnormal part of the X-ray detector 2 is suppressed.

ここで、回転テーブル３を複数回転させてＣＴ撮影し、その各回の回転において得た各Ｘ線投影データを積算して再構成演算に供したり、あるいは各回の回転において互いに異なる回転角度でＸ線投影データを収集し、その全てのＸ線投影データを用いて再構成演算を行う装置においては、図５に例示するように、各回の回転時にＸ線検出器２の位置を移動させてデータ収集を行うように構成することで、上記と同様にリングアーチファクトの出現を抑制することができる。 Here, CT is performed by rotating the rotary table 3 a plurality of times, and the X-ray projection data obtained in each rotation is added and used for reconstruction calculation, or X-rays are rotated at different rotation angles in each rotation. In an apparatus that collects projection data and performs reconstruction calculation using all of the X-ray projection data, as shown in FIG. 5, the data is collected by moving the position of the X-ray detector 2 at each rotation. By configuring so as to perform the above, it is possible to suppress the appearance of ring artifacts as described above.

また、以上の実施の形態においては、ＣＴ撮影中にＸ線発生装置１とＸ線検出器および回転テーブル３の回転軸Ｒを相対的に移動させるために、Ｘ線検出器２を移動させた例を示したが、図６（Ａ）に示すように、ＣＴ撮影中に回転テーブル３を移動機構４によって移動させてもよく、あるいは、同図（Ｂ）に示すように、ＣＴ撮影中にＸ線発生装置１（焦点１ａ）を移動させても（図において移動機構は図示略）、上記と同等の作用効果を奏することができる。 In the above embodiment, the X-ray detector 2 is moved in order to relatively move the rotation axis R of the X-ray generator 1, the X-ray detector and the rotary table 3 during CT imaging. As shown in FIG. 6A, the rotary table 3 may be moved by the moving mechanism 4 during CT imaging, or as shown in FIG. 6B, during CT imaging. Even if the X-ray generator 1 (focal point 1a) is moved (the moving mechanism is not shown in the figure), the same effect as described above can be obtained.

更に、以上の実施の形態においては、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の対を固定し、その間に回転テーブル３を配置して対象物Ｗを回転させる例を示したが、対象物Ｗを固定し、その回りをＸ線発生装置１とＸ線検出器２の対を回転させる装置構成についても、本発明を等しく適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the example in which the pair of the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 is fixed and the rotating table 3 is arranged between them to rotate the object W has been shown. The present invention can be equally applied to a device configuration in which W is fixed and a pair of the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 is rotated around the fixed W.

更にまた、以上の実施の形態においては、回転軸Ｒに直交する方向にＸ線発生装置とＸ線検出器を配置した例を示したが、図７に示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２を結ぶ線と、対象物を搭載する回転テーブル３の回転軸Ｒとが直交しない、いわゆる傾斜形ＣＴと呼ばれる装置であっても、本発明を等しく適用することができる。なお、傾斜形ＣＴにおいて、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対を対象物の回りに回転させる構造であってもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the example in which the X-ray generator and the X-ray detector are arranged in the direction orthogonal to the rotation axis R has been shown. However, as shown in FIG. The present invention can be equally applied to an apparatus called a so-called inclined CT in which the line connecting the X-ray detector 2 and the rotation axis R of the rotary table 3 on which the object is mounted are not orthogonal to each other. The inclined CT may have a structure in which the pair of the X-ray generator and the X-ray detector is rotated around the object.

Claims

互いに対向配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器と、これらのＸ線発生装置とＸ線検出器の間に設けられ、対象物を配置するための試料ステージと、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対と上記試料ステージとを相対的に回転させる回転機構と、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射しながら上記回転機構を駆動し、一定角度の回転ごとに上記Ｘ線検出器の出力を取り込む撮影動作により収集した複数の角度でのＸ線投影データを記憶する投影データ記憶手段と、その投影データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを用いた再構成演算により、対象物の断層像を構築するＸ線断層像撮影装置において、
上記撮影動作中に、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器および上記回転機構の回転軸の相対位置を、Ｘ線発生装置とＸ線検出器を結ぶ線に交差する方向に連続的もしくは断続的に移動させる移動機構と、その移動機構を駆動しつつ収集したＸ線投影データを、当該移動機構による移動分だけ補正する補正手段と、上記再構成演算手段は、その補正後の各Ｘ線投影データを用いた再構成演算により対象物の断層像を構築することを特徴とするＸ線断層像撮影装置。 An X-ray generator and an X-ray detector arranged to face each other, a sample stage provided between these X-ray generator and X-ray detector, for placing an object, and the X-ray generator A rotation mechanism that relatively rotates a pair of X-ray detectors and the sample stage, and the rotation mechanism is driven while irradiating X-rays from the X-ray generator, and the X-rays are rotated every rotation of a certain angle. Projection data storage means for storing X-ray projection data at a plurality of angles collected by an imaging operation for capturing the output of the detector, and reconstruction calculation using each X-ray projection data stored in the projection data storage means In the X-ray tomography apparatus for constructing the tomogram of the object,
During the imaging operation, the relative positions of the X-ray generator, the X-ray detector and the rotation shaft of the rotation mechanism are continuously or intermittently crossed in a direction intersecting the line connecting the X-ray generator and the X-ray detector. A correction mechanism that corrects the X-ray projection data collected while driving the movement mechanism by the amount of movement by the movement mechanism, and the reconstruction calculation means includes the X-ray projections after the correction. An X-ray tomographic imaging apparatus for constructing a tomographic image of an object by a reconstruction operation using data.

上記移動機構は、上記Ｘ線検出器を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層像撮影装置。 The X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanism moves the X-ray detector.

上記移動機構は、上記回転機構の回転中心軸を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層像撮影装置。 The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanism moves a rotation center axis of the rotation mechanism.

上記移動機構は、上記Ｘ線発生装置を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層像撮影装置。 The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanism moves the X-ray generation apparatus.