JPS6016246B2 - 断層撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、断層撮影装置、更に詳細にはファンビームＸ
線等透過性放射線を放射する放射線源と放射線を検出す
る検出装置と被写体を放射線源及び検出装置に対して相
対的に回転せしめる回転装置と検出装置によって検出さ
れた投影データに基づいて断層像を再構成する断層像再
構成装置とを具備する断層撮影装置に関する。

＜断層撮影装置の原理＞ 最初に、第１図及び第２図を参照して、投影データから
逆投影によって断層像を再構成する原理を説明する。

まず、第１図に示した如く、放射線源、例えばＸ線源１
０が検出装置の検出面１２を照射するようにＸ線ビーム
１４を放射する。

このＸ線ビーム１４は実質的に一平面内に存在し、且つ
相互に平行なＸ線からなる。検出装置は、例えば検出面
としてＸ線蟹光スクリーン１２を含む。Ｘ線源１０とＸ
線蟹光スクリーン１２との間に被写体１６がＸ線ビーム
１４によって照射されるように配置される。

被写体１６は、Ｘ線源１０及びＸ線蟹光スクリーン１２
に対して回転軸線１８の回りに相対的に回転することが
できるようになつている。被写体１６を透過したＸ線ビ
ーム１４がＸ線蟹光スクリーン１２を照射し、被写体１
６の透過度に応じた光学像をＸ線蟹光スクリーン１２上
に生成する。

この光学像は、一照射角度位置における投影データを含
んでいる。次いで「被写体１６をＸ線源１０及びＸ線蟹
光スクリーン１２に対して順次回転軸線１８の回り‘こ
相対的に回転せしめ、このようにして、多数の照射角度
位置における投影データ２０を得る。次に、このように
して得られた投影データ２０を第２図に示した如く逆投
影する。

即ち「まず、各投影データ２０を二次元データに引き延
ばす。第２図に示された二次元データ２２は、投影デー
タ２０‘こ対して垂直に延びている多数個の線からなる
とみなすことができ、この線の値（例えば輝度、電荷）
はこれと交叉する投影データ２０の値に対応している（
第２図）。このようにして得られた多数個の二次元デー
タ２２を、それぞれの照射角度を考慮して、重ね合わせ
る。これによって、被写体１６の断層像２４を得ること
ができる。しかしこの断層像２４はぼけた断層像である
。このようにして得られたぼけた断層像２４から、数学
的処理、例えば次の通りのコンボリューション処理によ
って、鮮明な断層像を得ることができる。

コンボリューション処理において、ぼけた断層像２４を
表わす信号が適当な２次元関数Ｆ（ｘ、ｙ）とたたみ込
まれ、即ちコンボリューション処理されて、これによっ
て鮮明な断層像を表わす信号を得ることができる。

この２次元関数Ｆ（ｘ、ｙ）は次の通りに決定される。

′ｘ＝±裏 ノｙ三土姿 （ＰＳＦ）Ｆ（ｘ、ｙ）ｄ
ｘｄｙ＝６（ｘ、ｙ）ＰＳＦは点拡散関数であり、上記
の通りのぼけた断層像２４が、本来の断層像に対してど
のようにぼけるかによって決定できる。

６（ｘ、ｙ）はデイラツク関数である。

く従来技術＞ 上記の通りの原理に基づいて、上記の通りに得られた投
影データから、コンピュータを用いて鮮明な断層像を得
る断層撮影装置が提案されている。

これは一般に、ＣＴ（コンピュータ断層撮影装置）と称
されている。このＣＴにおいては、上記の通りの投影デ
ータをデジタル的に処理して鮮明な断層像を得る。一方
、投影データをアナログ的に処理する断層撮影装置も提
案された。

この断層撮影装置を第３図を参照して説明する。この断
層撮影装置２５は、Ｘ線１０及検出装置（例えば、これ
は、Ｘ線蟹光スクリーン１２、映像増情管及び撮像管と
から構成される）１３を備えている。

Ｘ線源１０は、検出装置１３の検出面１２例えば、Ｘ線
蜜光スクリーンを照射するようにＸ線ビーム１４を放射
する。この×線ビーム１４は実質的に一平面内に存在し
（即ち、第３図の紙面に垂直な方向にてわずかな厚しか
有さない）且つ相互に平行なＸ線からなる。Ｘ線源１０
と検出装置１３との間に、被写体１６がＸ線ビーム１４
によって照射されるように配置される。

更に、被写体１６をＸ線源１０及び検出装置１３に対し
て、回転軸線１８の回りに相対的に回転せしめる回転装
置（図示せず）が設けられている。被写体１６を透過し
たＸ線ビーム１４が検出装置１３によって検出され、処
理されて、投影データを含む電気信号が生成される。

この投影データは、一照射角度における被写体１６の断
面のＸ線吸収に従っている。上記検出装置１３の出力電
気信号が、逆投影装置２６に加えられる。

この逆投影装置２６は、公知の如く、例えば走査コンバ
ータで構成できる。走査コンバータにおいて、投影デー
タが引き延ばされて、照射角度を考慮して重ね合わされ
る。このようにして、走査コンバータのターゲットには
、電荷によって生成された多数の投影データに従った像
、即ちぼけた断層像が生成される。このぼけた断層像は
、走査コンバータの走査部によって電気信号に変えられ
る。上記の通りに得られたぼけた断層像から、例えばコ
ンボリューション装置２８によって鮮明な断層像が生成
される。

このコンボリューション装置は、例えば写真技術分野で
公知な『ぼけ』の修正する技術（特公昭４３−１９７６
７号参照）を利用して構成することができる。このコン
ボリューション装置は、例えば、走査コンバータに接続
され、逆投影することによって形成された二次元デー外
こ従った光学像を生成する持続性スクリーンを備えた陰
極線管と、陰極線管に接続され、持続性スクリーンに生
成された光学像を受け取り、光学像に応じた像を出力に
て全体として移動せしめるための偏向コイルを含む輝度
増幅器と、輝度増幅器の出力像を光学的に分離するため
のスプリッタと、スプリッタによって分けられた光学像
の一方を通すように配置され、コンボリューション関数
の正の部分に従った光透過率分布を有する第１のマスク
と、該スプリッ外こよって分けられた光学像のもう一方
を通すように配置され、コンボリューション関数の負の
部分に従った光透過率分布を有する第２のマスクと、該
第１のマスクに光学的に接続された第１の光電子増倍管
と、第２のマスクに光学的に接続された第２の光電子増
倍管と、第１の光電子増倍管及び第２の光電子増倍管に
接続された差動増幅器とで構成することができる。

上記コンボリューション装置２８によって得られた鮮明
な断層像の電気信号に従って、モニター３川こ鮮明な断
層像が表示される。

この断層撮影装置２５は次の通りの問題点を有する。

第２図に示した通りに好適な逆投影を行なうためには、
基礎となる投影データが、上記の如く実質的に一平面内
に存在且つ相互に平行放射線（例えばＸ線）ビームによ
って得られたものでなければならない。

しかしながら、一般にこのような平行な放射線ビームを
得るのは困難であり、通常はファンビームが用いられる
。仮に、ファンビームによって得られた投影データをそ
のまま用いて逆投影を行なうと、適切な断層像を得るの
が困難である。

例えば、上記の通りの平行なＸ線ビームの投影データに
よるぼけた断層像をコンボリュ−ション処理する場合、
上記２次元関数Ｆ（ｘ、ｙ）は断層像全体で一定である
が、フアンピ−ムの投影データによるぼけた断層像は、
その断層像の各部分において上記２次元関数が異なる。
このため、ファンビームを用いた場合、コンポリューシ
ョン処理が複雑となる。＜本発明の目的＞本発明は、上
記の通りの状況を鑑みてなされたものであり、その目的
は、フアンビ−ムによって得られた投影データを、平行
なビームによって得られる投影データと同一の投影デー
外こ変換するための変手製機能を備えた断層撮影装置を
提供することである。このような変換機能を備えている
ことにより、上記の通りの断層撮影装置において、ファ
ンビームを好適に用いることができ、あるいはコンボリ
ューション装置を簡単なものにすることができる。

＜第１の具体例〉 本発明の第１の具体例に従う断層撮影装置を、第４図乃
至第７図を参照して説明する。

−Ｘ線照射一 まず、第４図を参照して、この断層撮影装置の被写体へ
のＸ線照射形態を説明する。

この装置は、放射線源、例えばＸ線源３２からＸ線が実
質状平坦なファンビーム形態で放射される。

即ち、第４図に示した如く、Ｘ線のこのファンビームは
、広がり方向の一方の境界側辺４２ともう一方の境界側
辺４４との間で、且つほぼ平坦な上辺と下辺（第４図の
紙面とほぼ平行な平面）との間を進むことになる。被写
体３４と放射線源３２及び検出装置３６を含む組立体と
は、回転軸線１８の回りに相対的に回転するようになっ
ている。

そして、ファンビームの広がり方向の一方の境界側辺４
２がこの回転軸線１８と交差して延びている。この一方
の境界側辺４２が、この回転軸線１８に隣接して延びる
ように構成してもよい。更に、ファンビームの広がり方
向のもう一方の境界側辺４４が全ての回転位置において
被写体３４の内部を貫かないように位置付けられている
。従って、例えば、被写体３４と上記組量体とが相対的
に回転すると、被写体３４の部分Ａ（第４図）は、境界
側辺４２の回転軸線１８の下側（第４図）からファンビ
ームの中に入り、１８００回転して、境界側辺４２の回
転軸線１８の上側（第４図）からファンビームの外に出
る。

部分Ａはファンビーム内で１８０ｏ回転するので、検出
装置３６で適切な情報を得ることができる。しかし、フ
ァンビームの広がりが狭く、ファンビームの広がり方向
のもう一方の境界側辺４４がある回転位置において、被
写体の内部を貫くと、適切な情報を得ることができない
。

例えば、被写体の部分Ａが、一方の境界側辺４２の回転
軸線１８の下側（第４図）からファンビームの中に入り
、回転して、もう一方の境界側辺４４と交差し（従って
、もう一方の境界側辺４４が被写体３４の内部を貫く）
、更にまた、部分Ａがもう一方の境界側辺４４からファ
ンビームの外に出て、そして、ファンビーム内に戻り、
そして、一方の境界側辺４２の回転軸線１８の上側（第
４図）からファンビームの外に出ると、検出装置３６で
は、部分Ａのある角度範囲内の情報を検出することはで
きず、適切な断層像を再構成することはできない。また
、被写体の各部分がファンビーム内で１８０ｏ回転させ
るためには、被写体を３６０ｏ回転せしめる必要がある
。

第４図に示す被写体３４の配置は、利点と欠点の双方を
もっている。

その欠点は、Ｘ線のファンビームの広がり方向の一方の
境界側辺４２が、回転軸線１８と交差して乃至は回転軸
線１８に隣接して延びているので、回転軸線１８に対応
する（所望の被写体の横断面の）の領域が、周囲と明確
な対照をなす“点状”領域（通常これを“ピップ”と称
する。）として最終断層像に再構成される。即ち、望ま
しくない“ピツプ”が最終断層像に形成される。しかし
ながら、この“ピップ”は回転軸線がビームの平面と交
差する位置を表わすものであるので、この“ピップ”を
、治療計画にあるいは必要な手術の領域の決定の際に断
層像における、位置の基準点として好都合に用いること
ができる。また、回転軸線が断層像を得るべき物体の横
断面との交差する点を適切に選択することによって“ピ
ップ”の位置を被写体の横断面の任意の好都合な位置に
選択的に配置することができる。このため、この欠点は
、検出装置を小型にできるという利点によって、充分補
うことができる。この検出装置３６は、上記の通りのフ
ァンビームの被写体３４のＸ線吸収に従う投射データ、
即ち一次投影データを検出して、これに従った出力電気
信号を生成する。

以下に説明する如く、この一次投影データが、第１図及
び第３図に示した如き平行なビームによって得られた投
影データと同様なデータ、即ち二次投影データに変換さ
れる。−装置の概要−次に、第５図を参照して、説明す
る。

第５図には、上記の通りの一次投影データを検出装置３
６から得て、二次投影データを生成し、これを逆投影装
置２６に供給するための、断層撮影装置の一部分が示さ
れている。この断層撮影装置は、ファンビーム形態でＸ
線を放射するＸ線源３２を具備する。

このファンビームは、仮に、ファンの広がり方向平面、
即ち第５図の紙面に平行な平面に垂直な方向にて薄い厚
さを有する。このファンビームの広がり方向の一方の境
界側辺４２が回転軸線１８と交差して乃至は回転軸線１
８に隣接して延びており、Ｘ線のファンビームの広がり
方向のもう一方の境界側辺４４が、全ての回転位置にお
いて該被写体３４の内部を貫かないように位置付けられ
ている。更に、被写体３４を透過したファンビームが照
射されて、且つ被写体のＸ線吸収に従った一次投影デー
タを検出する一次投影データ検出装置３６が設けられて
いる。

この一次投影データ検出装置３６は、例えば、Ｘ線蟹光
スクリ−ン、映像倍増管及び撮像管で構成することがで
きる。この検出装置３６は、一次投影データをファンビ
ームの広がり方向に沿って連続的に検出する。一次投影
データ検出装置３６によって検出された一次投影データ
に従う出力電気信号が、陰極線管４６に供給される。

陰極線管４６に送られた電気信号に従って、その持続性
受光スクリーン４７上に光学像が生成される。また、被
写体３４を、Ｘ線源３２及び一次投影データ検出装置３
６を含む組立体に対して相対的に回転せしめる回転装置
が設けられている。

この相対的回転位置は、回転位置検出装置によって検出
される。陰極線管４６の後光スクリーン４７上の光学像
が、光学システム、例えばレンズ４８を介して撮Ｚ像管
５０‘こよって検出され、この撮像管５０の出力電気信
号が逆投影装置２６に供給される。

陰極線管４６の持続性蟹光スクリーン４７への光学像形
成は次の通りに行なわれる。まず、回転位置検出装置３
８によって、被写体３４のＸ線源Ｚ３２及び一次投影デ
ータ検出装置３６を含む組立体に対する相対的位置が検
出され、相対的位置に関するデータを含む出力電気信号
が生成される。この電気信号が、書き込み制御装置５２
に送られ、この書き込み制御装置５２の出力電気信号が
２偏向コイル５４に送られる。書き込み制御装置５２は
、回転位置検出装置３８から必要な情報を得ているので
、各一次投影データに従って持続性蟹光スクリーン４７
に所望の位置の所望の形状の光学像を生成することがで
きる。 ２陰極線管４６の持続性蟹光スク
リーン４７に生成された光学像は、撮像管５０によって
下記の如き検出路に沿って読み取られる。即ち、回転位
置検出装置３８の出力電気信号は、読み取り制御装置５
６にも送られ、この読み取り制御装置５６の３出力電気
信号が偏向コイル５８に送られる。読み取り制御装置５
６は、回転位置検出装置３８から必要な情報を得ている
ので、この読み取り制御装置５６によって、下記に詳述
する通りの二次投影データを検出するための検出路に沿
って、上記一３次投影データに基づく光学像を検出する
ことができる。この光学像の検出は光学像の生成後行な
う必要があるので、読み取り制御装置５８は遅延装置を
含んでいる。この具体例においては、記憶装置として、
陰極線管１１の持続性蟹光スクリーン４７を用いたが、
他の記憶装置、例えば連続二次元磁気シートメモリ等も
使用できる。

この記憶装置は、二次元分解能を有する面状アナログ記
憶装置であればよし、。−書き込み及び読出し− 次に、第１の具体例に従って、第６図を参照して、記憶
装置、例えば陰極線管１１の持続性燐光スクリーン４７
に書き込む、即ち記録する態様及び走査して読み出す態
様を説明する。

第６図に示す配置においてファンビームを生成するＸ線
源を３２で示す。

一次投影データ検出装置のＸ線蟹光スクリーンを３７で
示す。このスクリーン３７とＸ線源３２との間に被写体
３４が位置付けられる。本発明は以下に限定されるもの
ではないが、第６図の配置において簡単のために次のよ
うに仮定する。すなわち、Ｘ線源３２と検出装置とを含
む組立体は被写体を通って延びている回転軸線１８（第
６図の紙面に垂直）のまわりを回転することができ、Ｘ
線源３２は半径Ｒの円形路に沿って移動するものとする
。被写体は半径Ｒの円形路上の一連の位置のＸ線源３２
からＸ線の照射を受ける。一方、図示のｒを半径とする
円形路は、必要ならばコリメータを含む上記組立体を検
査される被写体のまわりに、障害なく回転させるために
必要な最４・距離によって決定される。Ｘ線源３２は、
広がりの一方の境界側辺４２ともう一方の境界側辺４４
との間を進む上記の通りのファンビーム形態でＸ線を放
射する。この具体例では、Ｘ線蟹光スクリーン３７の形
状を弧状にし、その曲率中心をＸ線源の位置と一致させ
曲率半径をＲ＋ｒとする。Ｘ線蟹光スクリーン３７が被
写体の複数個の層像を同時に受け入れる場合には、この
Ｘ線蟹光スクリーンの表面を球面にする。上述の配置に
おいて、被写体３４がこれに対して所定の位置角度をな
すＸ線源３２からファンビームを照射されたとき、Ｘ線
蜜光スクリーン３７上に透過像が投射され、その像は被
写体の断面（ｓｌｉｃｅ）のＸ線吸収に対応する。この
層の厚さは放射線のファンビームの厚さ（第６図の紙面
に垂直な方向の厚さ）によって決定され、透過像の長さ
はファンビームの角度幅（図示の角度少）によって決ま
る。一次投影データ検出装置３６（第５図）のＸ線蟹光
スクリーン３７上に形成されたＸ線透過像を、これに対
応する出力電気信号に変換する。

一次投影データ検出装置３６（第５図）の出力電気信号
は、例えば、第７図に示した通りの電気信号であり、こ
れは、第６図のＸ線蟹光スクリーン３７において、その
ａ，ｂ，ｃの方向に一定速度で連続的にＸ線吸収を検出
して電流に変換して得られた電気信号である。従って、
第７図のａ，ｂ，ｃは、第６図のＸ線蜜光スクリーン３
７のａ，ｂ，ｃにおいて検出されたＸ線吸収度に対応し
ている。こうして得られた出力電気信号を対数化増倍器
に通すと、各角度位置Ｑに対応する被写体断層に関する
密度パタ−ンを表わす電気信号が得られる。

図示のＱ，，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の一連の位置角度のこ関
して、これに対応する一連の電気信号が得られることは
明らかであろう。第６図は、このようにして得られた出
力電気信号を、記憶装置則ち、持続性蟹光スクリーン４
７にどのように表示し、即ち、書き込み、しかる後どの
ように検出する則ち読み出すかを示したものである。

第６図には、Ｘ線源３２、の回転軸線１８、Ｘ線蟹光ス
クリーン３７の位置が相似寸法で描かれており、これに
基づき、陰極線管４６のスクリーン４７における書き込
み経路及び読み出し経路が決定される。上記書き込み経
路の一例が第６図に経路部分０，１，２，３及び４で示
されており、これらの記録された一次信号データｎはＸ
線源の各位層角度Ｑｎに対応している。

第６図に示された配置では、これらの一次信号データは
、半径Ｒの円上に曲率中心を有する弧状経路に沿って記
録され、記録された各信号輪郭は上記円の中心○から始
まる。従って、位置角度ば，の対応する一次投影データ
１は、曲率中心をＱ，として半径Ｒの円を中心○から描
くことによって形成される。他の一次投影データも同じ
方法で記録され、その結果中心○を始点とする一束の記
録された一次投影データに基づく光学像が形成されて、
翼状の光学像の集合が得られる。これらの記録された一
次投影データの集合をもつ一つの経路則ち読み出し経路
の集合に沿って走査し、この走査によって二次投影デー
タを含む電気信号の集合を得ることができる。

その場合、これらの二次投影データの各々は、平行な入
射線の仮想ビームから得られたものとみなすことができ
る。これは、第６図をより詳細に考察することによって
第６図に示された一次投影デー外こ関して認識されよう
。このため、第６図は位置角度Ｑ４に対応する平行な入
射角ビームを示す。これらの平行な入射線に対応する二
次投影データは、各入射線とこれに対応する一次投影デ
ータの線分との交点として描かれる。換言すれば、Ｑ，
から発生した入射線と一次投影データの線分１との交点
、Ｑ２から発生した入射線と一次投影データの線分２と
の交点、Ｑ３から発生した入射線と一次投影データの線
分３との交点、及びＱ４から発生した入射線と一次投影
データの線分４との交点である。こうして得られた交点
は、中心○を通りＲを曲率半径とし且つＱ４に対して直
径方向反対側のＱ４′を曲率中心とする弧状径路■上に
あり、平行な入射ビームの各々の入射方向を決定する。
そして、曲率中心Ｑ４′はＱ４ 十汀で表わされる。か
くして、上述のような弧状走査により得られる二次投影
データは、平行な入射線のビームから形成された投影デ
ータとみなすことができる。走査される一次投影データ
の全てが実際に記録されなければならないので、読み出
しのための走査は、一次投影データの記録を所定の角度
だけ、例えば３００遅らせて行なわなければならない。

一次投影データの各群を走査した後は、この群を消去し
て記憶装置（陰極線管４６のスクリーン４７）のその消
去部分に別の情報を記録することができる。原則として
、第６図に示した角度幅の２倍の角度幅を有する放射線
ビームを使用することも可能である。

その場合には、一次投影データの後半分は一点鎖線の弧
４で示すように記録される。このように記録された一次
投影データから経路■に沿って読み出せば二次投影デー
タを得ることができる。尚、これは、検査中の被写体が
放射線に対して等方一性であるときに可能であり、１つ
の線に沿った被写体の吸収度がこの線の方向にのみ依存
しその長さには依存しないことを意味する。以上第６図
を参照して説明した、中心０を通る円弧形状の半分の一
次投影データの記録は、次のような欠点を有する。

すなわち、中心○のまわりのパターンの線分は分離する
ことが困難であり、その結果二次投影データを得るため
の走査方法に応じて中心○のまわりに不正確さが生じ得
ることである。実際、平行な入射線ビームに対応する二
次投影データの再生の際には、上述のように、走査は特
に中心○の近傍で各一次投影デー外こ対し接線方向に行
われるので、これにより許容できないほど大きな不正確
さが生じる。＜第２の具体例＞ 次に、本発明の第２具体例を第８図を参照して説明する
。

第２の具体例は、第１の具体例とは、書き込み即ち記録
及び読み出し形態のみが異なり、他は同じである。第２
の具体例は、上記した通りの第１の具体例の欠点は有さ
ない。−書き込み及び読み出し一 第８図において、半径Ｒ，の円は回転中心０に関するＸ
線源の相対運動に対応する経路である。

また、半径ｒの円は、第６図の場合と同様に、被写体の
まわりを障害なく回転するために必要な最小半径によっ
て決定される。距離Ｒ３は、位置角度Ｑｉの点から半径
Ｒ，の円の接線に沿って移動して、半分の一次投影デー
タの経路ｐｉ′を決定する半径Ｒ２の円上の位置角度Ｑ
ｉ′の点に至るまでの距離であり、各一次投影データの
経路ｐｉ′は半径Ｒ３の円から延びた弧状スポークとし
て記録される。従って、第６図に示された配置に用いた
形態と同様の形態で、Ｑｏ〜Ｑ４′等の一連の位置角度
を示す点により、ｐｏ〜ｐ４′等の一次投影データの集
合が記録される。本発明の範囲を制限することなく、距
離Ｒ３は、当初半径ｒの円上にあった一次投影データの
経路の端の位置が半径Ｒ４の円上に釆るように選定され
る。換言すれば、初めの一次投影データ−の経路ｐｏの
点ｏは一次投影データの経路ｐｏ′の点ｏ′となる。第
８図において、半径Ｒ２の円は距離Ｒ３にわたって接線
に沿って移動せしめられるＸ線源の点の経路を示す。こ
の半径Ｒ２はＲ２＝ノＲ亭＋Ｒ室として表わされる。第
８図に示された配置によって達成される記録の場合には
、平行な入射線ビームに対応する二次投影データの３再
生は、Ｒ２を曲率半径とする弧状走査経路によって達成
され、そして各再生ごとに○を中心とする半径Ｒ，の円
と点を通る平行なビー−ムとの交点Ｍを同一の曲率中心
として描かれる。このような配置において、一次投影デ
ータの経路と二次投影４データのための走査経路との交
点は、より良い方法で規定される。これは、第８図で位
置角度の点Ｑ４ 十汀及びこれによって決定されＲ２を
曲率半径とする円弧に関して示されている。各交点を０
′，１′，２′，３′及び４′で示す。これらの交点は
、角度Ｑ４ にて入射する平行な入射線のビームに対応
している。以上の説明から、Ｒ３が０に近づくにつれて
第８図の配置は第６図の配置の変形であることが明らか
であろう。第８図に示された配置においても、走査動作
は一次投影データの記録に対して遅らされる。

半径Ｒ３内の表面積は、第２図に示された配置における
記録のために当初は使用されない。半径Ｒ，とＯＲ３の
円の間の環状表面積の幅は十分小さく選ぶことができ、
これに関連して選択された記憶装置の解像度は限界があ
り、一次投影データの集合は複数個の同時断層写真に関
して相互に同０環状面積内に記録できる。一連の別々の
位置角度の値Ｑタｉに対して一次投影データの集合を描
く代わりに、被写体のまわりにＸ線源を連続的に、好ま
しくは一様に相対回転させる（実際上はこれが好ましい
）ときに、これらの一次投影データを連続的に描くなら
ば、描かれる一次投影データの経路０は、円弧Ｐａ，Ｐ
ｂ，……，Ｐｅではなくインポリュート曲線Ａ，Ｂ，・
・・・・・，Ｅ）によって決定されることが容易に理解
されよう（この点！こついては第８図の左側部分を参照
）。また、平行なビームに対応する二次投影データは、
弧状経路Ｊ，日，・・・夕・・・，Ｅ）に従って上述の
ように走査することにより得られることも容易に理解さ
れよう。＜第３の具体例＞ 本発明の第３の具体例に従う断層撮影装置を、第９図乃
至第１２図を参照して説明する。

０−Ｘ線照射− この具体例においては、第９図に示した通り×線源３２
は被断体３４の検討すべき横断面の全てを照射する。

即ち、被写体３４は、円６０内に配置され、厚夕さの薄
いファンビームによって照射される。

−装置の概要−第９図に示した如く、第３の具体例の断
層撮影装置は、上記した通りのＸ線ビームを生成するＸ
線源３２と、被写体３４を支持する装置（図示せ０ず）
と、一次投影データ検出装置と、被写体３４をＸ線源３
２及び一次投影データ検出装置３６を含む組立体に対し
て相対的に１８０ｏ回転せしめる回転装置（図示せず）
とを具備する。

一次投影データ検出装置は、Ｘ線源３２を中心とする弧
状面の一部よりなる検出面３７を有する。検出装置は、
例えば、検出面３７の各点において検出されたＸ線吸収
に応じた電流値を、検出面３７上の点ａ，ｂ，ｃの方向
で一定速度で連続的な検出に基づいてに生成する。従っ
て、検出装置の出力電気信号は、例えば、第１０図に示
した通りになる。これは、一相対的角度位置における、
被写体のＸ線吸収分布に対応している一次投影データで
ある。−書き込み及び読み出し一 第９図において、Ａ，Ｇ及びＰは、Ｘ線源３２の位置を
示す。

Ｘ線源３２がＡの位置にある場合、検出面３６の各位直
はａ，ｂ，ｃで示されている。Ｇ及びＰの位置にある場
合も同様に、ｇ，ｈ，ｉ及びｐ，ｑ，ｒで示されている
。ファンビームの広がり角度ばは、例えば＜ｇＧｉで表
わされる。仮に、一次投影データから、第９図の左右方
向即ち、線分舷，Ｇｈ，Ｐｒ方向にて平行化された二次
投影データを得る場合を考えてみる。

この二次投影データは、Ｘ線源３２がＡとＰとの間にあ
る場合にのみ得られる。

＜ａＡＯとくＡＯＧととが等しいので、くＡＯＰはファ
ンビームの広がり角Ｑ‘こ等しい。仮に、ＧＯを基準線
として、Ｘ線源３２の角度位置に関して、Ａ方向の角度
を正とし、Ｐ方向の角度を負とすると、くのＡ‘ま十肴
で狐、＜■Ｐ‘ま−肴である。Ａａ，Ｇｇ及びＰｐの長
は等しく、これを１とする。更に、第１１図を参照して
説明すると、Ｘ線源３２が、基準線ＧＯから角度Ｂの位
置即ち×の位置にあるとする。ＸｕとＧｈとは平行であ
るので、＜ＧＯＸとくＯＸｕは等しく、８である。Ｘ線
源３２がＸの位置にある場合、検出面の基準点ｙからの
点ｕまでの距離は１×８で表わされる。他方、検出面３
７によって検出された一次投影データが、第１２図に示
した如く、直線的に書き込まれる。

即ち、基準線ｂｈｑ（第１２図）に対して垂直に各位層
において検出された一次投影データが、基準線ｂｈｑに
垂直な線、ａｂｃ，鱗ｉ，ｐｑｒ等（第１２図）として
書き込まれる。即ち、ａｂｃ等の横方向位置（第１２図
）は、×線源３２の基準線ＧＯに対する角度８（第１
３図）によって決まる。

第１１図のａｂｃ等上の縦方向の各点の値は、検出面３
７の各点ａ比（第１０図）等の検出値に対応している。
上記の通りに一次投影データを書き込むと、二次投影デ
ー外ま関数ｆ（８）＝６に従った経路６２（第１２図）
に沿って、読み出せば得られる。

経路６２は、第９図の左右方向（Ａａ方向）に関する二
次投影データである。この方向と角度を有する他の二次
投影データは、経路６２（第１２図）と平行な対応する
経路に沿って読み出せば得られる。従って、第１２図の
左右方向に連続的に一次投影データを書き込んでおけば
各角度における二次投影データを得ることができる。

＜第４の具体例＞ 本発明の第４の具体例に従う断層撮影装置を、第１３図
及び第１４図を参照して説明する。

第４の具体例は、第３の具体と検出面の形状及び読み出
し形態が異なる。−装置の概要− 第４の具体例に従う装置の検出装置は、中心線ＧＯに垂
直な検出面３７を有する（第１３図）。

−書き込み及び読み出し−第１３図に示した如く、この
具体例においては、Ｘ線源３２が×の位置にある場合、
検出面の基準点ｙからｕは１′ｘＰで表わされる。

ここで１′‘ま、Ｘｙの長さである。上記の通りの検出
装置を用いて、第３の具体例の通りに一次投影データを
検出して、第１１図と同様に記録すると、第１４図に示
した如く、関数ナ（８）：ねｎ８に従った経路に従って
読み出せば、二次投影データを得られる。

＜第５の具体例＞ 本発明の第５の具体例に従う断層撮影装置を、第１５図
乃至第１７図を参照して説明する。

第５の具体例は、第３の具体例及び第４の具体例とは、
検出面の形成された一次投影データの検出形態等が異な
る。−装置の概要一 第５の具体例の検出面３７は、第３の具体例と同様に弧
の一部として形成されている。

この検出面３７に形成された光学像を光学系、例えばレ
ンズ７２を介して撮像管７４で検出し、電気信号に変換
する場合、第１５図のｈ′ｖの長さ、ｌｘｓｉｎｙとし
て検出される。ここで、１はＧｈの長さ、ッ‘まくＯＧ
ｖの角度である。従って、第１６図で示した如く、基準
線ＧＯから角度８にＸ線３２がある場合、ｙｖの長さは
、ｌｘｓｊｎ８で表わされる。−書き込み及び読み出し
−従って、第１７図に示した通り、上記具体例と同様に
書き込み、関数ナ（８）＝ｓｉｎ８に従って読み出せば
、二次投影データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、断層像を再構成する原理Ｚの説明
図。 第３図は、上記原理に従って構成された一型式の断層撮
影装置。第４図は、本発明の第１の具体例に従った断層
撮影装置のＸ線照射形態の説明図。第５図は、本発明の
第１の具体例に従った断層撮影装置の部分簡略図。第６
図は、本発明の第１の具体例の書き込み及び読み出し形
態の説明図。第７図は、本発明の第１の具体例の検出装
置の出力電気信号を示す図。第８図は、本発明の第２の
具体例の書き込み及び読み出し形態の説明図。第９図及
び第１１図は、本発明の第３の具体例の被写体、Ｘ線源
及び検出装置の位置関係説明図。第１０図は、本発明の
第３図の具体例の検出装置の出力電気信号を示す図。第
１２図は、本発明の第３の具体例の書き込み及び読み出
し形態の説明図。第１３図は、本発明の第４の具体例の
、被写体、Ｘ線源及び検出装置の位置関係説明図。第１
４図は、本発明の第４の具体例の書き込み及び読み出し
形態の説明図。第１５図及び第１６図は、本発明の第５
の具体例の被写体、Ｘ線源及び検出装置の位置関係説明
図。第１７図は、本発明の第５の具体例の書き込み及び
読み出し形態の説明図。１０…・・・Ｘ線源、１２・・
・・・・検出面（Ｘ線蟹光スクリーン）、１３・・…・
検出装置、１４……Ｘ線ビーム、１６・…・・被写体、
１８・・・…回転軸線、２０・・・・・・投射データ、
２２・・・・・・二次元データ、２４…・・・ぼけた断
層像、２６・・…・逆投影装置、２８・・・・・・コン
ボリューション装置、３０・・・・・・モニター、３２
・・・・・・Ｘ線源（放射線源）、３４・・・・・・被
写体、３６・・・・・・一次投影データ検出装置、３７
・・・・・・検出面（Ｘ線蟹光スクリーン）、３８・・
・・・・回転位置検出装置、４６…・・・陰極線管、４
７・・・・・・陰極線管のスクリーン（面状アナログ記
憶装置）、５０・・…・撮像管（５２，５４等・・・・
・・書き込み装置）、５２……書き込み制御装置、５４
・・・・・・偏向コイル（５６，５８等……読み出し装
置）、５６・・…・読み取り制御装置、５８・・・・・
・偏向コイル。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８ ＦＩＧ．９ ＦＩＧ．ｌ○ ＦＩＧ．ｌｌ ＦＩＧ．ｌ２ ＦＩＧ．ｌ３ ＦＩＧｌ４ ＦＩＧ．ｌ５ ＦＩＧ．ｌ６ ＦＩＧ．ｌ７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フアンの広がり方向平面に垂直な方向の厚さが薄い
   フアンビームで透過性放射線を放射する放射線源と、
   該フアンビームで照射されるように被写体を支持する支
   持装置と、 上記被写体を透過した放射状の上記被写体
   における放射線吸収に従つた一次投影データをフアンビ
   ームの広がり方向に連続的に検出する一次投影データ検
   出装置と、 上記被写体を、該放射線源及び該一次投影
   データ検出装置に対して相対的に回転する回転装置と、
   上記被写体の、該放射線源及び該一次投影データ検出
   装置に対する相対的回転位置を検出する回転位置検出装
   置と、 二次元分解能を有する面状アナログ記憶装置と
   、 該一次投影データ検出装置及び該回転位置検出装置
   に接続され、上記被写体と該放射線源及び該一次投影デ
   ータ検出装置との一相対的回転位置における一次投影デ
   ータを一本の線分として且つ隣接する相対的回転位置に
   おける一次投影データを、上記線分の長さ方向を横切る
   方向にて上記線分に隣接した線分として、多数の相対的
   回転位置における上記の通りに検出された一次投影デー
   タを該面状アナログ記憶装置に書き込む書き込み装置と
   、 該回転位置検出装置に接続されて、一相対的回転位
   置におけるフアンビームによつて生成された一次投影デ
   ータの該面状アナログ記憶装置上の線分の、このフアン
   ビーム中の一本の直線に沿つた放射線の被写体の放射線
   吸収に対応する一点と、これに隣接する相対的回転位置
   におけるフアンビームによつて生成された一次投影デー
   タの該面状アナログ記憶装置上の線分の、このフアンビ
   ーム中の上記直線に平行な直線に沿つた放射線の被写体
   の放射線吸収に対応する一点とを次々と連結することに
   よつて形成される線分に沿つて該面状アナログ記憶装置
   を読み出して、平行化された二次投影データを生成する
   読み出し装置と、 該読み出し装置に接続されて、該平
   行化された二次投影データに基づいて、断層像を再構成
   する断層像再構成装置とを具備することを特徴とする断
   層撮影装置。