JPH03209120A - Ｘ線ｃｔ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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として産業用に使用され、微細構造物の内部
を非破壊で検査するのに好適なＸ＊ＣＴ装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

医療用のＸｉＪＣＴ装置は、外部から生体内部の組織を
観察することができるという優れた特徴から現在では広
く普及している．また、産業用のＸ＠ＣＴ装置は金属、
セラξソクス、複合材料等の内部の微小欠陥を非破壊で
検査することもできるので、近年材料の品質評価などに
盛んに利用されつつある。医療用のＸ線ＣＴ装夏の場合
、要求される空間分解能はせいぜい数１００μｍ程度で
あるが、産業用として使用されるＣＴ装置の場合にはこ
れよりも更に一桁高い空間分解能（数１０μｍ）が要求
される。

ＸＷＩＣＴ装置の空間分解能を高める方法として、Ｘ線
検出器を構戊する個々のｘ線検出素子数を増やすととも
にその寸法を小さくし、これによってサンプリング数を
増加させる方法、及びＸ’ｌＡＢに点光源に近いものを
利用して被検体をｘ＆Ｉ検出器に拡大投影することによ
り、Ｘ＃ｌｌＡ検出器の分解能を相対的に向上させる方
法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前者の方法ではＸ線検出素子数の坩加に伴って
検出回路が複雑化し、Ｘ線検出器及び検出回路のコスト
が上昇するという問題がある。また、後者の方法では、
被検体の寸法が大きい場合や、拡大率を上げるためにＸ
線源に被検体を近づける場合には、Ｘ線ビームが被検体
を通過する範囲が幾何学的に制限され、被検体のすべて
の範囲の透過データを得られないことがある．この場合
には、被積体の一部ＯＣＴ＠像のみは得られるが被検体
の全体ＯＣＴ画像は得られない。

また、Ｘ線源とＸ線検出器との距離を遠ざけると、投影
倍率は上がるもののＸ線の利用効率が低下するという問
題がある。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、Ｘ線
検出器の検出素子数を増加したり、Ｘ′４ｌＡ源と、被
検体若しくはＸ線検出器との距離を変えたりすることな
く、透過データのサンプリング数を増加して、投影像の
拡大率を向上させることができるＸ線Ｃ丁装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するために本発明に係るＸ線ＣＴ装置
は、Ｘ線発生装置から被検体へ向けて扇状のＸｖＡビー
ムを照射し、多数のＸ線検出素子を一次元的に配列した
Ｘ線検出器によって該被検体通過後のＸ線を検出するこ
とにより、ＣＴ画像を再構戒するためのｘ′４ｌＡｉ３
過データを得るＸ線ＣＴ装置において、 前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器との間に配置され、
前記Ｘ線発生装置のＸｗａ源と前記Ｘ線検出素子とを含
む平面と平行な面内で回転可能であるとともに、前記Ｘ
線検出素子の配列方向と平行に任意の距離だけ並進移動
が可能な被検体移動手段を設け、 該被検体移動手段の所定距離の並進移動及び所定角度の
回転により、前記被検体について前記Ｘ線ビームを部分
的に透過させたＸｗＡｉ３過データを２ｎ＋１回（ｎ＝
１．２，　　・・・）収集することによって、前記被横
体の断面の全範囲にわたるＸ＆９１ｉ！過データを得る
ことを特徴とするものである。

〔作用〕

被検体移動手段によって被横体を、被検体の回転中心と
ＸｖＡ発生装置との距離及びＸ線ビームの照射角度との
関係で決まる距離だけ、Ｘ線検出素子の配列方向に移動
させる動作と、被検体の回転動作とを組み合わせること
によって、Ｘ線ビームを被検体に部分的に透過させる場
合において、Ｘ線ビームが被検体を透過する部分に重な
りが生しないようにすることができる。

このような手続きで１スキャン分のＸ！ｉ３過データを
複数回にわたるＸ線透過データの収集によって得ること
により、扇状のＸ線ビームが被検体を透過する部分に重
なりを生じさせることなく、被検体の断面の全範囲にわ
たって正確なＸ線透過データが得られる。

〔実施例〕

以下に図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。

第１図は本発明の一実施例のＸ線ＣＴ装置の概略構戒図
である。同装置は、点光源から扇状のＸ線ビームを照射
するＸ線発生装置１、被検体Ａを保持して移動する移動
ステージ２、多数のＸ＆Ｉ検出素子が一次元的に配列さ
れたＸ＆Ｉ検出器３、ＣＴ断層面に平行な間隙を有し被
検体のスライス幅を規定するコリメート板４、Ｘ線検出
器３及びコリメート板４が載置される移動ステージ５よ
りなる。

Ｘ線発生装置１、被検体Ａ及びＸ線検出器３は、それぞ
れＸ線の点光源、被検体Ａの回転中心（移動ステージ２
の回転中心でもある。）、及びＸ線検出器３の検出中心
が同一直線上にあるような位置関係で配置されている。

したがって、被検体Ａを透過したＸ線ビームは、Ｘ線発
生装置１と被検体Ａとの距離、及びＸ線発生装置１とＸ
線検出器３との距離に応した倍率でＸ線検出器３の位置
に拡大投影される。また移動ステージ２及び移動ステー
ジ５は上記の直ｖＡ（これをＸ軸とする。〉に沿って移
動可能とされている。このため、拡大投影されるＸ線ビ
ームの倍率は移動ステージ２及び５を移動させることに
よって変えることができる。

更に、移動ステージ２は任意の角度の回転及びＸ線検出
素子の配列方向に略平行な方向（これをＹ軸方向とする
。）への移動（以下これをトランスレートと称する．）
も可能とされている。

次に、上記装置における扇状のＸ線ビームと被検体の断
面との幾何学的な関係、及び移動ステージ２の動作等に
ついて説明する。第２図〜第５図はＸ線発生装置１から
照射されＸ線検出器３によって検出されるＸ線ビーム１
０と被検体Ａの断面との関係を示す図であり、第１図の
配置を上から見た場合に相当する。これらの図において
被検体六の初期状態における回転中心を原点、この回転
中心のトランスレート動作による軌跡をＹ軸とする。ま
たＸ線源の位置をＦ．Ｘ線検出器３の両端ヲＡ　Ｉ　及
びＡ，，Ｘ線ビーム１０の縁辺がＹ軸と交わる点を８１
及びＢｚ、被検体Ａの周縁がＹ軸と交わる点をＣ，及び
Ｃ２とする。

第２図のような場合、被検体ＡがＸ線ビーム１０の中に
入りきらないので、透過データの収集を一回行っただけ
では被検体Ａの全体をカバーすることはできない。もち
ろん被検体Ａ全体がＸ線ヒーーム１０の中へ入るまで被
検体を同図左側へ移動させれば、１回のデータ収集で被
検体の全範囲をカバーすることはできるが、そうすると
投影倍率が下がって空間分解能が低下する。また、単な
る平行移動によって複数回データ収集を行うだけでは、
Ｘ線が遇遇する部分に重なりができて正確なデータを蓄
積できない． そこでまず、移動ステージ２をトランスレートさせて第
３図に示すように被検体八の中心をＹ軸上の０１へ移動
する。この０１は、Ｘ軸に平行でこの点を通る直線が直
線ＦＡ！と交わる点をＤ１としたときに、１０＋Ｄ＋ｌ
＝ｌＯＦｌを満たす？置にある．このときｌ　ＯＢ．ｔ
　＞　ｌ　ＱＣ，ｌであるので、この位置でＸ線透過デ
ータの収集を行うと第６図に示す被検体Ａの断面図のう
ち領域ｅの部分の拡大投影されたＸ線透過データが得ら
れる。

次に、再び移動ステージ２をトランスレートさせて第４
図に示すように被検体Ａの中心位置を点０２へ移動する
。この０２はｔｏｏｌ　　ｌ＝ｌ○Ｏの関係を満たす位
置にある。したがって、点０２を遣りＸ軸に平行な直線
が直線ＦＡと交わる点をＤよとすると、 ０■Ｄｚ　　−ｌ０＋　Ｄ＋　　ｌ＝ｌ○Ｆの関係が威
立する。この位置でＸ線透過データの収集を行うと、第
６図の領域ｆの部分の拡大投影されたＸ線透過データが
得られる。

続いて、第５図に示すように被検体Ａの中心が再び原点
に一致するように移動ステージ２をトランスレートさせ
、更に、移動ステージ２を角度πだけ回転させる。この
位置でＸ線透過データの収集を行うと、第６図の領域ｇ
の部分の拡大投影されたＸ線透過データが得られる。

以上のようにしてＸ線透過データの収集を行うと被検体
Ａの断面の全ての範囲をカバーすることができ、しかも
各Ｘ線透過データの収集が行われる領域は互いに重なる
ことがない。すなわち３回のトランスレート動作及び３
回のｘｍａ過データの収集を行うことによって１スキャ
ン分のＸｖＡ透過データが得られる。こうして得られた
一連のＸ＆Ｉｉ３過データは１スキャン分のデータとし
て制御用のコンピュータ（図示せず）などに記憶される
。

したがって、被検体ＯＣＴ画像を得るには、被検体Ａの
所定の角度範囲にわたって上記と同様のスキャン動作を
行う。また、この例では、実際のＸ線検出素子の数の３
倍のＸ線検出素子からなるＸ線検出器によってｘｌ透過
データの収集を行う場合と同様のデータサンプリング数
が得られることになる。

被検体が第２図に示す場合よりも更に大きい第７図に示
す様な場合には、Ｘ線透過データの収集を３回行っても
被検体全体をカバーすることができない．この場合には
、例えば、まず第８図のＪうに被検体の中心を第４図と
同し０２の位置へトランスレートしてＸｖＡ透過データ
の収集を行う。

これ番こより第１０図における領域ｉの部分にっしての
データ収集が行われる。そして、被検体の４心をＸ軸に
間して対称な位置にトランスレートすることにより第１
０図における領域ｊの部分に一いてのデータ収集が行わ
れる。次に、移動ステージを角度πだけ回転し、第９図
のようにＹ軸方冑に原点からの距離が２１００ｚｌであ
る０，のイΩ置へ被検体の中心をトランスレートして（
２１００ｚ　　ｌ＝ｌｏＯｉ　　１）Ｘ線透過データの
収集を行う．これにより第ｌＯ図において領域ｋの部分
についてのデータ収集が行われる。更に、角度πだけの
回転とトランスレ〜トとを適当に組み合わせて行うこと
によって、第１０図の領域ｍ，ｎについてのデータ収集
を行うことができる。

第６図の場合には３回、第１０図の場合には５回のＸ線
透過データの収集によって被検体の全範囲をカバーする
ことができるが、このことをより一般化すると、トラン
スレート動作と角度πの回転を組合せて、２ｎ＋Ｉ　　
（ｎ＝１．２，　　・・　）回のデータ収集によって任
意の寸法の被検体の全範囲をカバーした１スキャン分の
データを得ることができる。このトランスレートの基本
となる距離はｌ　００　ＩＩ　　Ｉ　００ｚ　　ｌに相
当する距離であり、この距離は上記の説明から明らかな
ように被検体の回転中心とＸ線源との距離、及び扇状の
Ｘ線ビームの照射角度によって決定される．これまでの
例では被検体の断面が円の場合のみを考えてきたが、被
検体の中心からの最大距離を半径とする円を断面とする
被検体と考えれば、任意の形状の被検体でも上記と同様
にして被検体の断面全体のＣＴ画像を得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したよう番こ本発明によれば、扇状のＸ線ビー
ムが被検体の断面の全範囲を透過することができないよ
うな大きな被検体についても被検体の断面の全範囲につ
いて、Ｘ線の透過領域が重なることのないようにＸ線透
過データの収集を行うことができるので、Ｘ線検出器を
Ｘ線発生装置から遠ざけてＸ線の利用効率を低下させた
り、Ｘ′ｉａ検出素子の数を増やしてＸ線検出回路のコ
ストを上昇させるようなことをせずに空間分解能を高め
ることができ、更に実際のＸ線検出素子の数よりも多く
の数のデータサンプリングが得られるＸ″４ｌＪ．ＣＴ
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線ＣＴ装置の概略構或図
、第２図〜第５図はＸｖＡ発生装置がら照射されＸ線検
出器によって検出されるＸ線ビームと被検体の断面との
関係を示す図、第６図は第２図〜第５図の操作によって
Ｘ線透過データの収集が行われる被検体の領域を示す図
、第７図〜第９図はＸ線発生装置から照射されＸ線検出
器によって検出されるＸ線ビームと上記とは別の被検体
の断面との関係を示す図、第１０図は第７図〜第９図の
操作によってＸ線透過データの収集が行われる被検体の
領域を示す図である。 １・・・Ｘ線発生装置、２．５．・．移動ステージ、３
　・・・ Ｘ４ｉ！検出器、 ４　・・・ コリメート板、 １ ０　・・・ Ｘ線ビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｘ線発生装置から被検体へ向けて扇状のＸ線ビームを照
   射し、多数のＸ線検出素子を一次元的に配列したＸ線検
   出器によって該被検体通過後のＸ線を検出することによ
   り、ＣＴ画像を再構成するためのＸ線透過データを得る
   Ｘ線ＣＴ装置において、 前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器との間に配置され、
   前記Ｘ線発生装置のＸ線源と前記Ｘ線検出素子とを含む
   平面と平行な面内で回転可能であるとともに、前記Ｘ線
   検出素子の配列方向と平行に任意の距離だけ並進移動が
   可能な被検体移動手段を設け、 該被検体移動手段の所定距離の並進移動及び所定角度の
   回転により、前記被検体について前記Ｘ線ビームを部分
   的に透過させたＸ線透過データを２＿ｎ＋１回（ｎ＝１
   ，２，・・・）収集することによって前記被検体の断面
   の全範囲にわたるＸ線透過データを得ることを特徴とす
   るＸ線ＣＴ装置。