JPS62284250A - 産業用ctスキヤナ - Google Patents

産業用ctスキヤナ

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JPS62284250A
JPS62284250A JP61126354A JP12635486A JPS62284250A JP S62284250 A JPS62284250 A JP S62284250A JP 61126354 A JP61126354 A JP 61126354A JP 12635486 A JP12635486 A JP 12635486A JP S62284250 A JPS62284250 A JP S62284250A
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JP
Japan
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radiation
inspected
projection data
correction
data
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JP61126354A
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English (en)
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Kiichiro Uyama
喜一郎 宇山
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/419Imaging computed tomograph

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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】 3、発明の詳細な説明 [発明の目的1 (産業上の利用分野)゛ 本発明は、例えば工業製品の非破壊検査装置として利用
される産業用CTスキャナに関する。
〈従来の技術) CTスキャナは、被検査体の特定断面に放射線を照射し
て、これら放射線の透過線量を測定することにより投影
データを得、この投影データから上記被検査体の特定断
面の断層像を得るものであって、この断層像撮影により
得られた各スライス位置の画像データからは、上記1!
I!倹査体の計測に関する情報、例えば被検査体の寸法
、断面形状および欠陥の有無等の情報を得ることができ
る。
したがって、産業用または医療用として普及している。
ところで、CTスキャナは撮影方式の違いによって各世
代に分類されるが、第3世代のCTスキャナは、分解能
が高いために産業用CTスキャナとして製品内部の非破
壊検査等に広く利用されている。
第7図は従来の第3世代CTスキャナにおけるスキャナ
機構部の構成を示す模式図である。mt*査体1は回転
tlltf12によって回転可能な回転テーブル3上に
載置されており、この被検査体1を挟んでX線発生器4
とX線検出器5とが対向配置され、かつXllの拡がり
角度に上記被検査体1が内包されるように配置されてい
る。上記X線検出器4は前記被検査体1を透過し得るX
線をこの被検査体1の特定断面に沿いかつ所定の拡がり
角度を有する扇状をなして放射するものであり、放射さ
れたX線はコリメータ6により扇状のxmビーム7に変
換される。また、xm検出器5は到達するX線の強度を
検出するものであって、XIIビーム7をそれぞれ検出
可能な複数チャンネルのX線検出素子から構成されてい
る。そして、被検査体1を1回転させ、このときの投影
データを収集するものとなっている。
(発明が解決しようとする問題点) しかるに、上述した従来のCTスキャナにおいては、被
検査体1が1回転する間にX線発生器4のXra焦点が
変動してしまうと、この誤差が再構成画像の誤差となり
、解像度の低い画像しか得られなかった。特に、拡大撮
影が可能で産業用CTスキャナとして好適なマイクロC
Tスキャナは、回転テーブル3をxi無焦点近くに配置
する上、マイクロフォーカスXJIを用いるので、上述
した焦点ずれによる画@誤差は大きな問題となっていた
。また、X1m発生器4の設置には高精度なものが要求
されるので、スキャンへ構のシステム形成は大変繁雑な
(Y業であった。
そこで本発明は、X線焦点の位置ずれによる再構成画像
の誤差を補正することができ、W?像度の高い再構成画
像が得られる上、X線焦点位置の位I!精度の低減をは
かり得、スキャン機構を容易に形成できる産業用CTス
キャナを提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
被検査体を透過し得る放射線を上記被検査体の特定断面
に沿いかつ所定の拡がり角度を有する扇状をなして放射
する放射線源と、この放射線源に対向し到達する放射線
の強度を検出する放射線検出器とを、前記被検査体を挟
みかつ前記放射線の拡がり角度に上記被検査体が内包さ
れるように配置し、かつ前記被検査体の近傍に予め位置
設定されている補正用部材を配置して、前記放IFl線
検出器により前記被検査体と補正用部材との多方向から
の放射m投影データをデータ収集手段により収集し、こ
の収束された前記補正用部材の放射線投影データの位置
ずれから前記放射線源の焦点位置ずれ量を算出し、この
算出された放射線源の焦点位置ずれ量に基いて前記デー
タ収集手段により一収集された被検査体の放射線投影デ
ータを補正し、この補正された前記被検査体の放射線投
影データに画像再構成処理を施して前記特定断面の放射
線透過度分布による断11mを得るようにしたものであ
る。
(作用) このような手段を講じたことにより、放射線源の焦点に
位置ずれが生じても画像再構成時にはこの位置ずれが補
正され、高糧度な再構成処理が行なわれる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例のシステム構成を示す系統図
である。なお、第7図と同一部分には同一符号を付し、
詳しい説明は省略する。第1図において10は円筒状な
す補正用部材(以下円筒)1ントムという)であって、
回転テーブル3上に被検査体1を内包するように載置さ
れ、被検査体1と一体となって回転するものとなってい
る。
なお、この円筒ファントム1oの半径rおよび中心位置
(x、y)は予め正確に測定されており、後述するCP
U12に対し補正用情報として入力されている。
データ収集部11は、X線検出器5の各検出素子にて検
出されたX線強度に基く投影データを前記被検査体1の
多方向にわたって収集する機能を有しており、収集され
た投影データはCPU12に送出される。このCPU1
2は、投影データを再構成アルゴリズムの入力データに
変換する前処理様能、および前処理されたデータにXF
J焦点位置ずれによる誤差を補正する補正機能等を有し
ており、補正されたデータは再構成処理部13に送出さ
れ、ここで再構成アルゴリズムにしたがって前記被検査
体1の特定断面のX11強度分布による断層像の再構成
が行なわれる。そして、再構成された断層−は前記CP
U、12の制御によりCRTディスプレイ14上に表示
されるものとなっている。
一方、コンソール部15は、前記CPIJI2h’らの
指令に応じてX線制罪部16および機構制御部17に対
し動作指令を出力する機能を有しており、この動作指令
に応じて上記X線制御部16はxI!発生器4における
X線放射を制御し、他方、1構制御部17は回転機構2
および図示しないセクタl1lIllの駆動制御を行な
うものとなっている。
第2図は前記CPtJ12におけるX線焦点の位置ずれ
補正手段を示す流れ図である。なお、投影データの収集
は従来と全く同様に行なわれており、この場合、被検査
体1と円筒ファントム10とが一体となったX線投影デ
ータが収集される。さて、CPU12は、ステップ1と
して先ずデータ収集部11にて収集された最初の投影デ
ータを入力し、ステップ2として上記投影データに基い
て円筒ファントム10の内周部におけるエツジ位置を検
出し、かつこのエツジ位置情報をCPU 12内のメモ
リに記憶する。次いで、ステップ3として次の投影デー
タを入力し、ステップ4として同様にして円筒ファント
ム10の内周エツジ位置を検出する。そして、ステップ
5として、ステップ4にて検出されたエツジ位置情報と
、ステップ2にてメモリに記憶された最初の投影データ
におけるエツジ位置情報(以下エツジ位置基準情報とい
う)とを比較する。そして、両エツジ位冒情報が一致し
たならばステップ6としてデータ収集部11にて収束さ
れた投影データを全て入力したか否かを判断し、次の投
影データが存在する場合にはステップ3に戻る。
一方、ステップ5において両エツジ位置情報が不一致の
場合には、ステップ7としてエツジ位置基準情報に対す
るエツジ位置のずれ量を算出し、ステップ8としてエツ
ジずれを生じた投影データをずれ量に応じてずらす。次
いで、ステップ9として、投影データのずれ量に応じて
XS*焦点の位置ずれ烏を算出し記憶する。すなわち、
円筒ファントム10の半径rと円筒中心(x、y)とが
予め正確に測定され補正用ff!報として入力されてい
るので、検出された両エツジ位置と円筒内周とを結んだ
交点つまりXwA焦点位置を決定し、最初の投影データ
におけるX線焦点位置と位置ずらし処理部のX線焦点位
置とにより焦点位置ずれ置を算出する。しかして、ステ
ップ9の処理が終了したならば、ステップ6に移行し、
データ収集が終了したか否かを判断する。
ステップ6において、データ収集部11にて収集された
投影データを全て入力したならば、各投影データを焦点
位置ずれ置に基いてそれぞれ補正し、この補正されたデ
ータを再構成処理部13に送出する。かくして、補正デ
ータに基いて再構成処理が施され、再構成画像が得られ
る。なお、上述したデータ補正は、具体的には算出され
たX線焦点位置に応じて再構成アルゴリズムの係数を決
定し、この再構成アルゴリズムにしたがって再構成処理
を行なうことにより、XI!焦点位置が補正された再構
成画像が得られる。
次に、上述したX線焦点の位置ずれ補正を具体的に説明
する。
今、第3図に示す如く、回転方向θに回転する被検査体
1と円筒ファントム10とのX線投影データDが順次収
集され、第4図に示すようなサイノブラムが得られたも
のとする。なお、第3図。
第4図においてAおよびBは円筒ファントム10のエツ
ジ位置であり、Cは両エツジA、Bの中心である。そし
て、最初の投影データD1ではこのエツジ中心Cがt!
1射線検出器5のセンターチャンネルに検出されるもの
となっており、このときの焦点位Isを基準として以後
位置ずれを生じた焦点S′の補正を行なうものとする。
すなわち、エツジ位1fA、8がずれた場合にはこのず
れを生じた投影データDをエツジ中心Cがセンターチャ
ンネルに位置するようにずらす。このときの位置ずらし
@Gは、第5図において G−一 (Δ21 +Δnz/2) となる。なお、投影データDをずらしたときに生じる未
データ領域には空気データまたは水ファントムデータを
入れるようにすれば問題はない。
投影データDをずれ量Gだけずらすと、それに応じて焦
点の位置ずれ量が算出される。すなわち、第5図から明
らかなようにθ方向のずれ最Δθ。
およびXwA照射方向のずれ量ΔR1はΔθ−−(ΔQ
s+Δβ2/2R2) ΔR1#Rt(ΔQ1−ΔQ2) /2R25in(ψc/2) となる。かくして、上記焦点位置ずれ量Δθ。
ΔR1を再構成処理時の補正用データとして用いる。
このように、本実施例においては、X1il焦点に位置
ずれが生じても、この位置ずれは補正される。
すなわち、xm焦点が左右にずれを生じた場合には投影
データの横ずらしが行なわれ、前後にずれが生じた場合
には拡大、縮小が行なわれる。そして、このxsa+焦
点位置が補正された投影データにより再構成処理が行な
われる。したがって、本実施例によれば、常にX線焦点
位置が安定した状態で得られた投影データにより再構成
処理が行なわれるので、解像度の高い再構成画像が得ら
れる。
このことは、検査体1をX線発生器4の近傍に配置し、
マイクロフォーカスX線を用いて断層像撮影を行なうマ
イクロCTスキャナにおいて大きな効果を奏し得る。ま
た、円筒ファントム10が被検査体1と一体となって回
転するので、回転テーブル3の回転ずれも補正される。
さらに、最初の投影データが基準となり、順次X線焦点
の位置ずれが補正されるので、X線発生器4を配置する
際に轟精度な位置決めを必要としない。従来は焦点サイ
ズ(マイクロフォーカスX線の場合50μ〜20μ)の
数分の1の精度で設置する必要があったが、本実論例で
は500μ程度の精度で充分な解像度の再構成画像が得
られる。また、円筒ファントム10の円中心が回転テー
ブル3の回転中心に位置していなくても、この中心ずれ
は焦点の位置ずれとして自動的に補正されるので、円筒
ファントム10の位置精度も高いものが要求されない。
したがって、スキャン機構を容易に形成することができ
、設置場所等の制限も小さくなる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
例えば、前記実施例では補正用部材として円筒ファント
ム1oを回転テーブル3上に被検査体1を内包するよう
に配置した場合を示したが、第3図に示すように、回転
テーブル3の外方に復数本(この場合2本)の棒状の補
正用部材、いわゆるピンファントム20.20を配置し
、これらピンファントム20.20の投影データからx
I!焦点位置ずれを測定するようにしてもよい。また、
この場合、ピンファントム20.20の投影データをI
Iカメラにより検出するようにしてもよい。
なお、このとき、再構成処理は回転テーブル30回転中
心を中心として行なわれる。また、前記実施例ではX′
mにより投影データを得る産業用CTスキャナに適用し
た場合を示したが、X線以外の放射線を利用する産業用
CTスキャナであっても適用できるのは言うまでもない
。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施可能であるのは勿論である。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明によれば、X線焦点の位置
ずれによる再構成画像の誤差を補正することができ、解
像度の高い画像が得られる上、XI!焦点位置の位置精
度の低減をはかり骨、スキャン1構を容易に形成できる
産業用CTスキャナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第1図はシステム構成を示す系統図、第2図はCP
UにおけるX線焦点の位置ずれ補正手段を示す流れ図、
第3図ないし第5図はX線焦点の位置ずれ補正を具体的
に説明するための図、第6図は本発明の他の実施例の主
要部構成を示す模式図、第7図は従来の産業用CTスキ
ャナにおけるスキャン別欄を示す模式図である。 1・・・被検査体、2・・・回転機構、3・・・回転テ
ーブル、4・・・X線発生器、5・・・X線検出器、1
0・・・円筒ファントム、11・・・データ収集部、1
2・・・。 CPU、13・・・再構成処理部、14・・・CRTデ
ィスプレイ、15・・・コンソール部、16・・・Xw
A制御部、17・・・機構制御部、20・・・ピンファ
ントム。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1!!l 第4図 第5図 第7図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検査体を透過し得る放射線を上記被検査体の特
    定断面に沿いかつ所定の拡がり角度を有する扇状をなし
    て放射する放射線源と、この放射線源に対向し到達する
    放射線の強度を検出する放射線検出器と、前記被検査体
    の近傍に予め位置設定されている補正用部材と、この補
    正用部材と前記被検査体とを挟みかつ前記放射線の拡が
    り角度に上記被検査体が内包されるように前記放射線源
    と放射線検出器とを配置して、前記放射線検出器により
    前記被検査体と補正用部材との多方向からの放射線投影
    データを収集するデータ収集手段と、このデータ収集手
    段により収集される前記補正用部材の放射線投影データ
    の位置ずれから前記放射線源の焦点位置ずれ量を算出す
    る焦点位置ずれ検出手段と、この焦点位置ずれ検出手段
    により算出された放射線源の焦点位置ずれ量に基いて前
    記データ収集手段により収集された被検査体の放射線投
    影データを補正する補正手段と、この補正手段により補
    正された前記被検査体の放射線投影データに画像再構成
    処理を施して前記特定断面の放射線透過度分布による断
    層像を得る画像再構成処理手段とを具備したことを特徴
    とする産業用CTスキャナ。
  2. (2)前記データ収集手段により放射線投影データが収
    集される補正用部材は、前記被検査体を内包する位置に
    配置された円筒体であることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の産業用CTスキャナ。
  3. (3)前記データ収集手段により放射線投影データが収
    集される補正用部材は、前記被検査体の外方に配置され
    た複数の棒体であることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の産業用CTスキャナ。
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