JP5396846B2

JP5396846B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP5396846B2
Application number: JP2008317866A
Authority: JP
Inventors: 正之亀川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2028-12-15
Also published as: JP2010139454A

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に関し、更に詳しくは、各種工業製品等を高倍率・高分解能のもとに撮影することのできるＸ線ＣＴ装置に関する。

電子部品をはじめとする各種工業製品の内部欠陥の有無等の検査や、内部寸法の調査等を行う手法として、従来、Ｘ線ＣＴを用いて被検査物の断層像を撮影する手法が多用されている。この種のＸ線ＣＴ装置においては、一般に、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の間に被検査物を搭載して鉛直の回転軸の回りに回転させる回転テーブルを設けた構造が採用されている。

近年、Ｘ線発生装置からコーンビーム状のＸ線を発生して被検査物に照射するとともに、Ｘ線検出器を２次元検出器とし、一度の撮影により被検査物の３次元データを得て、被検査物の３次元画像表示や、互いに異なる複数の面に沿った断層像を表示するＭＰＲ表示を行えるようにしたものが多い。

また、この種のＸ線ＣＴ装置においては、撮影倍率を変更するためにＸ線発生装置（Ｘ線焦点）に対して回転テーブルを接近／離隔させる機構と、撮影範囲を変更するために回転テーブルを上下動させる機構、および、回転テーブル上で被検査物をそのテーブル面に沿う方向に移動させる機構（ｘｙテーブル）を設けた構成が主として採用されている。

すなわち、撮影倍率は、Ｘ線発生装置（Ｘ線焦点）とＸ線検出器との距離ＳＩＤが一定であれば、Ｘ線発生装置に対する被検査物（回転テーブル）の距離ＳＯＤが短くなるほど大きくなり、一方、撮影範囲は回転軸を中心とする円柱形となり、回転軸に沿って被検査物を上下動させたり、あるいは回転軸に直交する方向に被検査物を移動させることにより、例えば拡大撮影時において被検査物内での撮影範囲を変化させることができる。

ここで、以上のような撮影範囲の設定は、従来、被検査物のＸ線透視像を見ながら適宜に上記の各機構を調整して行うのが一般的であり、また、比較的低倍率で撮影したＸ線透過データを用いて予備的に断層像を再構成して表示し、その断層像を見ながら各機構を調整するなど、必要とする拡大率・撮影範囲のもとに断層像を得るまでに手間が掛かるという問題があった。

そこで、従来、例えば被検査物の全景が含まれるような比較的低倍率でＣＴ撮影し、その撮影により得られたＸ線透過データを用いた再構成演算により、被検査物の３次元情報を表すＭＰＲ表示等を行うとともに、その撮影時における回転テーブルやその上のｘｙテーブルの位置情報を記憶し、その状態から回転テーブルをＸ線発生装置側に接近させたり、ｘｙテーブルを移動させたとき、移動後の位置情報に基づいて、先の撮影に基づくＭＰＲ表示上に撮影範囲を表す領域を重畳表示する技術と、そのＭＰＲ表示上に領域を設定することにより、その領域が撮影範囲と一致するように回転テーブルやｘｙテーブルを自動的に移動させる技術が実現化されている（例えば特許文献１参照）。この技術により、Ｘ線ＣＴの撮影視野の設定作業が大幅に簡略化されるようになった。

ところで、この種のＸ線ＣＴ装置では、通常はＸ線検出器を１つだけ備えているのであるが、近年においてＸ線検出器として多用されている固体撮像素子を用いたＸ線検出器等においては、Ｘ線検出器の受光部の大きさと空間分解能は実質的に反比例の関係にある。すなわち、Ｘ線受光部が大きいＸ線検出器ほど、画素の配列ピッチが大となり、空間分解能は低下する。そのため、分解能を上げるためには、受光部の小さい検出器を使うか、あるいはＸ線発生装置とＸ線検出器との距離ＳＩＤを大きくすることが有効である。

しかしながら、分解能を上げるために受光部の小さい検出器では、被検査物の全体像が得られないという問題がある。すなわち、例えば検出器とＸ線発生装置の焦点との距離が２５０ｍｍである場合、Ｘ線の焦点と回転テーブルの回転軸との距離が１０ｍｍのときに撮影倍率２５倍が得られ、受光部の大きさが５ｍｍ角の検出器であれば、視野は０．２ｍｍ角となり、２５倍の倍率のもとに高分解能の断層像を得ることができる。しかし、このような大きさの受光部の検出器では、被検査物の大きさが５ｍｍ以上である場合、その全体像を確認することはできない。

このような観点からすると、Ｘ線受光部が大きく視野を広く取れるＸ線検出器と、Ｘ線受光部が小さく視野は狭いが高分解能のＸ線検出器を備えることが有効であり、全体像はＸ線受光部の大きなＸ線検出器で撮影し、局所的な高倍率の撮影はＸ線受光部の小さいＸ線検出器で行って高分解能の断層像を得ることが可能となる。
特開２００８−１８８２７９号公報

ところで、Ｘ線受光部の大きさが互いに異なる２つのＸ線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置は、他の目的のために既に実用化されているが、上記した被検査物の全体像と、高倍率で高分解能の断層像を得るべく２つのＸ線検出器を設けた場合、特にＸ線受光面の小さいＸ線検出器による撮影範囲を従来の手法で設定することは困難となる。ここで、前記した特許文献１の技術は、Ｘ線受光部の大きさ互いに異なる複数のＸ線検出器を設ける構成については想定しておらず、また、この技術を直ちに適用することはできない。

そこで本発明の課題は、Ｘ線受光面の大きさの互いに異なる複数のＸ線検出器を設け、被検査物の全体像の把握を可能とし、しかもその被検査物中の局部の断層像を高倍率で高分解能のもとに得ることのできるＸ線ＣＴ装置であっても、特に高倍率での撮影範囲を所要の範囲に容易に設定することのできるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の間に回転テーブルを配置し、その回転テーブル上に被検査物を載せて回転を与えつつ、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射することにより、複数の方向から被検査物を透過したＸ線透過データを上記Ｘ線検出器で検出して収集するＣＴ撮影動作により得られたＸ線透過データを用いて再構成演算を行うことにより、被検査物の断層像を構築するとともに、上記回転テーブルをＸ線発生装置に対して接近／離隔する方向と当該回転テーブルの回転軸方向に移動させる回転テーブル移動機構と、その回転テーブル上に配置され、被検査物を搭載して当該回転テーブルの表面に沿って移動させるｘｙテーブルを備えたＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線受光部の面積が互いに異なる少なくとも２つのＸ線検出器を備えるとともに、これらの各Ｘ線検出器のうち、任意のものを上記Ｘ線発生装置の焦点と上記回転軸とを結ぶ線上に選択的に移動させる検出器移動機構と、上記各Ｘ線検出器のうちの一つを用いて収集した被検査物の断層像を基準画像として記憶し、表示器に表示する表示手段と、その基準画像を構築するためのＸ線透過データを収集したときの回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置を記憶する位置記憶手段と、上記各Ｘ線検出器のうちの他の一つがＸ線発生装置を上記焦点と上記回転軸とを結ぶ線上に移動させた状態では、その状態における上記回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置と、上記位置記憶手段の内容に基づき、当該他のＸ線検出器による視野の位置と大きさに係る情報を上記表示器の基準画像上に重畳表示する視野表示手段を備えていることによって特徴づけられる。

また、同じ課題を解決するため、請求項２に係る発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の間に回転テーブルを配置し、その回転テーブル上に被検査物を載せて回転を与えつつ、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射することにより、複数の方向から被検査物を透過したＸ線透過データを上記Ｘ線検出器で検出して収集する撮影動作により得られたＸ線透過データを用いて再構成演算を行うことにより、被検査物の断層像を構築するとともに、上記回転テーブルをＸ線発生装置に対して接近／離隔する方向と当該回転テーブルの回転軸方向に移動させる回転テーブル移動機構と、その回転テーブル上に配置され、被検査物を搭載して当該回転テーブルの表面に沿って移動させるｘｙテーブルを備えたＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線受光部の面積が互いに異なる少なくとも２つのＸ線検出器を備えるとともに、これらの各Ｘ線検出器のうち、任意のものを上記Ｘ線発生装置の焦点と上記回転軸とを結ぶ線上に選択的に移動させる検出器移動機構と、上記各Ｘ線検出器のうちの一つを用いて収集した被検査物のＸ線像を基準画像として記憶し、表示器に表示する表示手段と、その基準画像を構築するためのＸ線透過データを収集したときの回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置を記憶する位置記憶手段と、上記表示器に表示されている基準画像上でＸ線検出器の視野の位置と大きさに係る情報を入力する視野入力手段と、その視野入力手段により入力された視野に基づき、上記各Ｘ線検出器のうち、当該視野を得ることのできる最もＸ線受光部の小さいＸ線検出器を選択してＸ線発生装置の焦点と上記回転軸を結ぶ線上に移動させるとともに、そのＸ線検出器の視野が上記視野入力手段により入力された視野と一致するよう、上記回転テーブルおよびｘｙテーブルを自動的に移動させる制御手段を備えていることによって特徴づけられる。

ここで、請求項１および２に係る発明においては、上記基準画像を、被検査物の３次元情報を表す像とし、上記視野の位置と大きさに係る情報を、ＣＴ撮影範囲を表す円柱形の領域情報とする構成（請求項３）を好適に採用することができる。

また、請求項１および２に係る発明においては、Ｘ線受光部の大きさが互いに異なる２つのＸ線検出器を備え、上記基準画像はＸ線受光部の大きい方のＸ線検出器により収集したＸ線透過データを用いて構築する構成を採用することができる。

本発明は、前記した特許文献１に記載の技術を発展させたものであり、Ｘ線受光部の大きさが異なる複数のＸ線検出器を備え、これらを選択的にＸ線焦点と回転軸とを結ぶ線上に位置決めして、これらのいずれか一つをＣＴ撮影に用いることができるようにしたものにおいて、請求項１に係る発明では、一つのＸ線検出器でＣＴ撮影したＸ線透過データを用いて、被検査物の基準画像を構築して表示し、上記とは別のＸ線検出器を選択してＸ線焦点と回転軸とを結ぶ線上に配置した状態では、そのＸ線検出器による視野の位置と大きさに係る情報を基準画像上に重畳表示する。その表示情報は、基準画像を構築するためのＸ線透過データを収集したときの回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置を位置記憶手段に記憶しておき、Ｘ線検出器の変更後の回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置情報、および各Ｘ線検出器のＸ線受光面の大きさから算出することができる。

このような視野情報を被検査物の基準画像上に重畳表示することにより、被検査物の所要部位を、Ｘ線受光部の小さいＸ線検出器により高い分解能のもとに拡大撮影して断層像を得ようとするときに、どの位置をズームすればよいのかを簡単に把握することができ、その設定作業を大幅に容易化することができる。

また、請求項２に係る発明では、上記と同様に一つのＸ線検出器でＣＴ撮影したＸ線透過データを用いて、被検査物の基準画像を構築して表示し、その基準画像上で、Ｘ線検出器の視野の位置と大きさに係る情報を入力することにより、各Ｘ線検出器のうち、入力された視野を得ることのできる最もＸ線受像部の小さいＸ線検出器を自動的に選択して、Ｘ線焦点と回転軸とを結ぶ線上に移動させるとともに、そのＸ線検出器の視野が入力された視野と一致するように、回転テーブルおよびｘｙテーブルを自動的に位置決めする。この回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置は、上記した計算を逆算することにより求めることができる。

このような視野情報の入力によって、設定されたＣＴ撮影範囲が得られる検出器のうち、最小受光部のＸ線検出器を自動選択して、入力された視野を得るようにそのＸ線検出器を自動的に位置決めすることにより、オペレータは基準画像上で拡大ＣＴ撮影すべき領域を入力するだけで、その撮影に対して最も高い分解能のもとに所要の部位の撮影が行われることになり、上記と同様に撮影範囲の設定作業を大幅に容易化することができる。

以上の請求項１および２に係る発明における基準画像を、例えばＭＰＲ表示など、被検査物の３次元情報を表す画像とするとともに、その画像に重畳表示するＸ線検出器の視野の位置と大きさに係る情報として、ＣＴ撮影範囲を表す円柱形の領域表示とする請求項３に係る発明の採用によことにより、ＣＴ撮影領域が正しく注目領域を捉えているか否かを直観的に素早く把握することができる。

上記のような基準画像を撮影するためのＸ線検出器は、Ｘ線受光面が大きいＸ線検出器として、被検査物の全景もしくはほぼ全景が納まる画像とすることが望ましく、その基準画像を得るために用いるＸ線検出器よりもＸ線受光面が小さいもう一つのＸ線検出器を設ける請求項４に係る発明の構成は最も基本的な構成であり、比較的簡単な構成のもとに、簡単な撮影範囲の設定作業により、高拡大率で高分解能の断層像を得ることができる。

請求項１に係る発明によれば、例えば比較的Ｘ線受光部の大きなＸ線検出器を用いて撮影された被検査物の全景を表す画像情報からなる基準画像が表示器に表示され、別のＸ線検出器を選択したときに、その視野の位置と大きさが基準画像上に重複して表示されるので、例えば被検査物の局所を拡大して高分解能のＣＴ撮影を行うべく、比較的Ｘ線受光部の小さなＸ線検出器を選択したとき、そのＸ線検出器が被検査物の所要部位を視野に入れているか否かが一目で判り、ＣＴ撮影範囲を設定すべく回転テーブルやｘｙテーブルの位置決めを行う作業が極めて容易となる。

また、請求項２に係る発明によれば、上記と同様にＸ線受光部の大きなＸ線検出器を用いて撮影された被検査物の全景を表す画像情報からなる基準画像が表示器に表示され、その基準画像上に、被検査物の局部を拡大撮影すべき領域を設定すべくＸ線検出器の視野の位置と大きさに係る情報を入力することにより、複数のＸ線検出器のうち、その視野が得られる最も受光部の小さなＸ線検出器が自動的に選択され、かつ、そのＸ線検出器の視野が入力された視野と一致するように、回転テーブルおよびｘｙテーブルが自動的に位置決めされるので、オペレータはＸ線検出器の選択作業や、回転テーブルやｘｙテーブルの位置決め作業を全く行うことなく、常に最も高い分解能が得られる撮影条件のもとに、正確に必要な撮影範囲のもとにＣＴ撮影を行うことが可能となる。

そして、請求項３に係る発明のように、基準画像を被検査物の３次元情報を表すＭＰＲ表示等の表示として、その画像上に重複表示すべきＸ線検出器の視野の位置と大きさを、ＣＴ撮影範囲を表す円柱形の領域表示とすれば、注目領域がＣＴ撮影範囲に入っているか否かを直感的に把握することができる。

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的平面図と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。

Ｘ線発生装置１は水平方向の光軸（ｘ方向）に沿ってコーンビーム状のＸ線を発生し、そのＸ線発生装置１にｘ方向に対向して２つのＸ線検出器２ａ，２ｂが設けられている。各Ｘ線検出器２ａ，２ｂはそれぞれ２次元検出器であって、かつ、Ｘ線受光部の大きさが互いに相違する。この例では、一方のＸ線検出器２ａのＸ線受光部は５０ｍｍ角であり、他方のＸ線検出器２ｂのＸ線受光部は５ｍｍである。また、これらのＸ線検出器２ａ，２ｂの画素数は同一であり、従って小さい方のＸ線検出器２ｂは大きい方のＸ線検出器２ａよりも空間分解能は高い。

２つのＸ線検出器２ａ，２ｂは、ともに検出器台２ｃ上に載せられており、この検出器台２ｃは、後述する駆動信号が供給されることによって、Ｘ線光軸方向であるｘ方向と、水平面上でそのｘ方向に直交するｙ方向に移動する。

Ｘ線発生装置１と検出器台２ｃの間には、回転テーブル３が配置されている。この回転テーブル３は鉛直のｚ方向に沿った回転軸Ｒの回りに回転する。また、この回転テーブル３はテーブル移動機構４の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ｘ方向とｚ方向に移動する。

前記した検出器台２ｃのｙ方向への移動は、Ｘ線発生装置１のＸ線焦点と回転軸Ｒを水平に結ぶ線の延長上に、Ｘ線検出器２ａと２ｂのいずれかの中心を位置させることを主たる目的とするものであり、このｙ方向への移動により、ＣＴ撮影に用いるべき検出器をＸ線検出器２ａと２ｂのいずれか一方に選択する。

また、回転テーブル３の上には、ｘ，ｙ方向に移動するｘｙテーブル５が載せられている。被検査物Ｗはこのｘｙテーブル５の上に載せられた状態でＣＴ撮影に供される。ＣＴ撮影に先立ち、ｘｙテーブル５を移動させることにより、被検査物Ｗの任意の部位を回転軸Ｒ上に位置させることができ、これによってＸ線検出器２ａまたは２ｂの視野の位置を変更することができ、ひいてはＣＴ撮影範囲を変更することができる。

ＣＴ撮影は、ｘｙテーブル５上に被検査物Ｗを載せた状態で回転テーブル３を駆動することにより、被検査物Ｗを回転軸Ｒの回りに回転させながらＸ線発生装置１からのＸ線を照射し、被検査物Ｗが所定の微小角度だけ回転するごとに、選択されているＸ線検出器２ａまたは２ｂの出力を収集することによって行われる。

選択されているＸ線検出器２ａまたは２ｂの出力は画像データ取り込み回路１０を介して透過データ記憶部１１に記憶される。ＣＴ撮影の完了後、つまり３６０°分のＸ線透過データを収集し終えた後、透過データ記憶部１１に記憶しているＸ線透過データは再構成演算部１２による再構成演算に供され、被検査物Ｗの３次元画像情報が求められる。この３次元画像情報をもとに、被検査物Ｗの任意の断面に沿った断層像や、３次元像が構築される。この再構成演算により得られた被検査物Ｗの３次元画像情報は、断層像データ記憶部１３に記憶される。

画像データ取り込み回路１０により取り込まれたＸ線透過データは、透過像形成部１４にも送られ、この透過像形成部１４は、その時点におけるＸ線透過データを用いて、被検査物ＷのＸ線透過像をリアルタイムで構築し、後述する表示制御部１８を通じて表示器１９に表示することができる。

前記した検出器台２ｃのｘ，ｙ方向への移動、回転テーブル３のｘ方向への移動とｚ方向への移動および回転、ｘｙテーブル５ｘ，ｙ方向への移動は、それぞれ軸制御部１５から供給される信号ＸＤとＹＤ、ＸＴとＺＴとθ、およびｘ，ｙにより駆動制御される。

位置情報記憶部１６は、後述する基準画像の撮影時における検出器台２ｃ，回転テーブル３、およびｘｙテーブル５の位置を記憶するものであり、また、ＣＴ撮影範囲演算部１７は、位置情報記憶部１６の記憶内容と、現時点における検出器台２ｃ、回転テーブル３、およびｘｙテーブル５の位置とから、基準画像上でのその時点におけるＣＴ撮影範囲を算出する。このＣＴ撮影範囲の求め方については後で詳述する。

表示制御部１８は表示器１９による表示内容の制御を行うものであり、この表示制御部１８のほか、前記した軸制御部１５、透過データ記憶部１１、再構成演算部１２、断層像データ記憶部１３、透過像形成部１４、位置情報記憶部１６およびＣＴ撮影範囲演算部１７は、システム制御部２０の制御下に置かれている。このシステム制御部２０には、オペレータにより各種操作や各種指令等を入力するためのキーボード、マウス、あるいはジョイスティック等からなる操作部２１が接続されている。ここで、これらは実際にはコンピュータとその周辺機器によって構成され、コンピュータにインストールされているプログラムに従って各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図で表している。

さて、この実施の形態の最大の特徴は、被検査物Ｗの局部的な拡大断層像を高分解能のもとに得ることができ、しかも、その拡大撮影部位が被検査物Ｗのどの位置を拡大撮影したものであるのかを直感的に把握することができる点であり、以下、その使用方法について、装置の動作とともに図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、被検査物Ｗを回転テーブル３上のｘｙテーブル５の上に載せた後、基準画像のＣＴ撮影を行う。ここで、前記したようにＸ線受光面の大きい方のＸ線検出器２ａは受光面の大きさが５０ｍｍ角、小さい方のＸ線検出器２ｂは５ｍｍ角であり、Ｘ線発生装置１の焦点と検出器２ａまたは２ｂまでの距離ＳＩＤを最大４００ｍｍとすると、大きい方のＸ線検出器２ａは最大視野４０ｍｍ程度が得られ、小さい方のＸ線検出器２ｂは同じく最大４ｍｍ程度の視野が得られる。基準画像のＣＴ撮影に際しては、被検査物Ｗの全体が視野に納まるようにすることが望ましく、４ｍｍを越える大きさの被検査物ＷにあってはＸ線受光面の大きい方のＸ線検出器２ａを選択する。すなわち、基準画像の撮影に先立ち、Ｘ線検出器２ａがＸ線発生装置１の焦点と回転テーブル３の回転軸Ｒとを結ぶ線の延長上に位置するように検出器台２ｃの位置を設定するとともに、被検査物Ｗの全体を視野内に納め、かつ、その中心が視野中心に位置するように撮影をする。この撮影ポジションの設定は画像データ取り込み回路１０から取り込んだＸ線透過データを用いて透過像形成部１４により構築されて表示器１８に表示されるリアルタイムのＸ線透視像を見ながら行うことができる。そして、この基準画像の撮影時におけるＳＩＤとＳＯＤ、およびｘｙテーブル５の位置は、位置情報記憶部１５に記憶される。

以上の基準画像の撮影を終了すると、透過データ記憶部１１に蓄積したＸ線透過データを用いた再構成演算部１２による演算により、被検査物Ｗの３次元画像情報が求められ、断層像データ記憶部１３に記憶され、表示器１９にＭＰＲ表示により被検査物Ｗの像が基準画像として表示される。

次に、被検査物Ｗの局部を拡大してＣＴ撮影を行うための各部材の位置を設定する。拡大撮影に際しては、空間分解能を高くするためにＸ線受光面の小さい方のＸ線検出器２ｂを用いる。そこで、検出器台２ｃを移動ｙ方向に移動させ、Ｘ線発生装置１の焦点と回転軸Ｒを結ぶ線上にＸ線検出器２ｂを位置させる。このとき、選択されたＸ線検出器２ｂのＸ線受光面の大きさと、刻々のＳＩＤとＳＯＤ、ｘｙテーブル５の位置は、前記した位置情報記憶部１６に記憶されている基準画像の撮影時でのこれらの各位置とともに、ＣＴ撮影範囲演算部１７に送られる。ＣＴ撮影範囲演算部１７では、これらの情報を用いて、Ｘ線検出器２ｂによるＣＴ撮影範囲を算出する。算出されたＣＴ撮影範囲は、表示制御部１８を通じて表示器１９に表示されている基準画像上に重畳表示される。

図３に表示器１９の表示例を示す。この例では、Ｘ線受光面の大きい方のＸ線検出器２ａで撮影した被検査物Ｗの全体の断層像をＭＰＲ表示する基準画像表示領域Ｓと、現時点におけるＸ線透視像、つまりＸ線受光面の小さい方のＸ線検出器２ｂによる被検査物ＷのＸ線透視像を表示する領域Ｔとが隣接して表示されている。基準画像のＭＰＲ表示は、この例では水平の断層像Ｓ１と２つの位置における垂直の断層像Ｓ２，Ｓ３を表示した例を示し、これらの各図において現れているＣ１〜Ｃ３は、断層像Ｓ１〜Ｓ３のスライス面を表すカーソルであり、これらのカーソルＣ１〜Ｃ３を移動ないしは回転させることによって、各断層像Ｓ１〜Ｓ３のスライス面を自由に変更することができるようになっている。そして、基準画像のＭＰＲ表示上に、Ｘ線検出器２ｂによる現時点におけるＣＴ撮影範囲Ａが円柱形で重畳表示されている。

ここで、ＣＴ撮影範囲は、図４（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ装置を上から見た図、および横から見た図を模式的に示すように、回転テーブル３の回転軸Ｒを中心とする円筒形で表される範囲であり、その直径および高さの実寸法は、Ｘ線焦点ＦとＸ線検出器２ｂとの距離ＳＩＤと、Ｘ線焦点Ｆと回転軸Ｒとの距離ＳＯＤ、およびＸ線検出器２ｂの有効受光面の大きさＤによって決まる。基準画像の倍率は、Ｘ線検出器２ａを用いて撮影したときのＳＩＤとＳＯＤによって判明しているので、上記の実寸法と基準画像の表示倍率とから、当該基準画像上に表示すべきＣＴ撮影範囲Ａを表す円柱形の大きさを決定することができる。

以上のＣＴ撮影範囲Ａは、Ｘ線検出器２ｂを選択してＳＯＤやＳＩＤを変化させ、あるいはｘｙテーブル５を移動させ、更には回転テーブル３をｚ方向に移動させることに追随して、大きさが変化し、あるいは移動する。オペレータは、従って、基準画像上のＣＴ撮影範囲Ａの表示を見ながら、加えてリアルタイムのＸ線透視像を見ながら、ＣＴ撮影範囲Ａが注目領域を含むようにｘｙテーブル５を適宜に移動させ、また、回転テーブル３をｘ方向に移動させて拡大率を適宜に変更することで、被検査物Ｗ上の注目領域を確実に視野に入れた拡大ＣＴ撮影を行うことができ、その設定作業は極めて容易なものとなる。

なお、拡大ＣＴ撮影時において、その撮影範囲が４ｍｍを越える場合には、Ｘ線受光面の大きい方のＸ線検出器２ａを選択するが、この場合にも、上記の手法によりＣＴ撮影範囲Ａを表示することは勿論である。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図５はその構成図で、機械的構成を表す模式図と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。なお、この図５においては、図１に示すものと同じ部材、機能について同じ符号を付し、その説明を省略する。

この例の特徴は、オペレータが基準画像上に設定したＣＴ撮影範囲に応じて、自動的にＸ線検出器を選択するとともに、設定されたＣＴ撮影範囲が得られるように、回転テーブル３やｘｙテーブル５を自動的に移動させる点にある。

すなわち、この例における機能の特徴は、操作部２０のマウス等を用いて、先の例と同様の基準画像のＭＰＲ表示上にオペレータが希望するＣＴ撮影範囲Ａを入力したときに、その入力内容、つまり設定されたＣＴ撮影範囲Ａの位置と大きさを認識する設定ＣＴ範囲認識部３０と、その設定ＣＴ範囲認識部３０により認識されたＣＴ撮影範囲Ａと、位置情報記憶部１６に記憶されている基準画像の撮影時における回転テーブル３およびｘｙテーブル５等の位置情報とから、設定されたＣＴ撮影範囲Ａを満足する回転テーブル３の位置とｘｙテーブル５の位置を算出するテーブル位置演算部３１を有している点にある。

以上の実施の形態の使用方法と装置動作を図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、Ｘ線受光面の大きい方のＸ線検出器２ａを用いて、被検査物Ｗの全体が納まる基準画像を得るためのＣＴ撮影を行い、再構成演算により得られた３次元画像情報を基にＭＰＲ表示を行うまでは先の例と同じである。

次に、ＭＰＲ表示画面上に、オペレータが希望するＣＴ撮影範囲Ａを操作部２１のマウス等を用いて入力する。このＣＴ撮影範囲Ａは、先の例における図３に示したＣＴ撮影範囲Ａと同様に円柱形で入力される。この入力は、例えばＣＴ撮影範囲Ａの円柱形の位置と直径を設定することにより、自動的に円柱形の画像として表示することができ、所望の位置に所望の大きさのＣＴ撮影範囲Ａが設定できれば、例えば確定の旨の指令を与える。この設定されたＣＴ撮影範囲Ａは、設定ＣＴ撮影範囲認識部３０で認識され、システム制御部２０を介してテーブル位置演算部３１に送られ、テーブル位置演算部３１では、その設定されたＣＴ撮影範囲Ａと、基準画像の撮影時のテーブル位置情報を位置情報記憶部１６から読み出し、まず、設定されたＣＴ撮影範囲Ａを満足するために、Ｘ線受光面が４ｍｍ角以下でよいか否かを装置が判断し、４ｍｍを越えるＸ線受光面が必要な場合を除いて、Ｘ線受光面が小さい方のＸ線検出器２ｂを自動的に選択する。

次に、選択されたＸ線検出器２ｂにより、設定されたＣＴ撮影範囲Ａと同じＣＴ撮影範囲が得るための回転テーブル３のｘ方向位置とｚ方向位置、およびｘｙテーブル５のｘ，ｙ方向位置を算出する。この回転テーブル３およびｘｙテーブル５の各方向への位置は、先の例におけるＣＴ撮影範囲演算部１６と逆の計算を行うことによって求めることができる。その後、以上のテーブル位置演算部３１による演算結果に基づき、回転テーブル３およびｘｙテーブル５を所要位置に自動的に移動させる。

以上の実施の形態によると、オペレータは基準画像上で拡大撮影したいＣＴ撮影範囲Ａを入力するだけで、Ｘ線検出器の選択から回転テーブル３やｘｙテーブル５の位置決めまで、装置が自動的に行うので、従来の拡大ＣＴ撮影に比してその設定作業が大幅に簡単となる。

ここで、以上の各実施の形態において、基準画像のＭＰＲ表示と、それに重畳表示されるＣＴ撮影範囲Ａは、拡大断層像の表示に際しても表示を続行することが望ましい。このような基準画像とＣＴ撮影範囲Ａの表示を拡大断層像の表示とを並べることにより、拡大断層像により観察している位置が被検査物Ｗの全体のどの位置であるかを容易に把握することができる。

また、以上の各実施の形態においては、Ｘ線検出器を２つ用いた例を示したが、３個以上としてもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式的平面図と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。本発明の実施の形態の使用方法と装置動作の例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態における表示器の表示態様の例の説明図である。Ｘ線の焦点とＸ線検出器および回転軸の位置とＣＴ撮影範囲との関係の説明図である。本発明の他の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式的平面図と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。本発明の他の実施の形態の使用方法と装置動作の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ｘ線発生装置
２ａ受光面の大きいＸ線検出器
２ｂ受光面の小さいＸ線検出器
２ｃ検出器台
３回転テーブル
４テーブル移動機構
５ｘｙテーブル
１０画像データ取り込み回路
１１透過データ記憶部
１２再構成演算部
１３断層像データ記憶部
１４透過像形成部
１５軸制御部
１６位置情報記憶部
１７ＣＴ撮影範囲演算部
１８表示制御部
１９表示器
２０システム制御部
２１操作部
３０設定ＣＴ撮影範囲認識部
３１テーブル位置演算部
Ｒ回転軸
Ｗ被検査物

Claims

Ｘ線発生装置とＸ線検出器の間に回転テーブルを配置し、その回転テーブル上に被検査物を載せて回転を与えつつ、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射することにより、複数の方向から被検査物を透過したＸ線透過データを上記Ｘ線検出器で検出して収集するＣＴ撮影動作により得られたＸ線透過データを用いて再構成演算を行うことにより、被検査物の断層像を構築するとともに、上記回転テーブルをＸ線発生装置に対して接近／離隔する方向と当該回転テーブルの回転軸方向に移動させる回転テーブル移動機構と、その回転テーブル上に配置され、被検査物を搭載して当該回転テーブルの表面に沿って移動させるｘｙテーブルを備えたＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線受光部の面積が互いに異なる少なくとも２つのＸ線検出器を備えるとともに、これらの各Ｘ線検出器のうち、任意のものを上記Ｘ線発生装置の焦点と上記回転軸とを結ぶ線上に選択的に移動させる検出器移動機構と、上記各Ｘ線検出器のうちの一つを用いて収集した被検査物の断層像を基準画像として記憶し、表示器に表示する表示手段と、その基準画像を構築するためのＸ線透過データを収集したときの回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置を記憶する位置記憶手段と、上記各Ｘ線検出器のうちの他の一つがＸ線発生装置を上記焦点と上記回転軸とを結ぶ線上に移動させた状態では、その状態における上記回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置と、上記位置記憶手段の内容に基づき、当該他のＸ線検出器による視野の位置と大きさに係る情報を上記表示器の基準画像上に重畳表示する視野表示手段を備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
Ｘ線発生装置とＸ線検出器の間に回転テーブルを配置し、その回転テーブル上に被検査物を載せて回転を与えつつ、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射することにより、複数の方向から被検査物を透過したＸ線透過データを上記Ｘ線検出器で検出して収集する撮影動作により得られたＸ線透過データを用いて再構成演算を行うことにより、被検査物の断層像を構築するとともに、上記回転テーブルをＸ線発生装置に対して接近／離隔する方向と当該回転テーブルの回転軸方向に移動させる回転テーブル移動機構と、その回転テーブル上に配置され、被検査物を搭載して当該回転テーブルの表面に沿って移動させるｘｙテーブルを備えたＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線受光部の面積が互いに異なる少なくとも２つのＸ線検出器を備えるとともに、これらの各Ｘ線検出器のうち、任意のものを上記Ｘ線発生装置の焦点と上記回転軸とを結ぶ線上に選択的に移動させる検出器移動機構と、上記各Ｘ線検出器のうちの一つを用いて収集した被検査物のＸ線像を基準画像として記憶し、表示器に表示する表示手段と、その基準画像を構築するためのＸ線透過データを収集したときの回転テーブルおよびｘｙテーブルの位置を記憶する位置記憶手段と、上記表示器に表示されている基準画像上でＸ線検出器の視野の位置と大きさに係る情報を入力する視野入力手段と、その視野入力手段により設入力された視野に基づき、上記各Ｘ線検出器のうち、当該視野を得ることのできる最もＸ線受光器の小さいＸ線検出器を選択してＸ線発生装置の焦点と上記回転軸を結ぶ線上に移動させるとともに、そのＸ線検出器の視野が上記視野入力手段により入力された視野と一致するよう、上記回転テーブルおよびｘｙテーブルを自動的に移動させる制御手段を備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
上記基準画像は、被検査物の３次元情報を表す像であり、上記視野の位置と大きさに係る情報は、ＣＴ撮影範囲を表す円柱形の領域情報であることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。
Ｘ線受光部の大きさが互いに異なる２つのＸ線検出器を備え、上記基準画像はＸ線受光部の大きい方のＸ線検出器により収集したＸ線透過データを用いて構築することを特徴とする請求項１，２または３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。