JP4699780B2 - TR type computed tomography apparatus and radiation detection apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、3次元データを収集するTR方式コンピュータ断層撮影装置に関する。 The present invention relates to a TR computed tomography apparatus that collects three-dimensional data.
近年、産業製品の開発分野では、コンピュータ断層撮影装置(Computed Tomography Scanner;以下CT装置という。)が使用されている。 In recent years, computer tomography scanners (hereinafter referred to as CT apparatuses) have been used in the field of industrial product development.
具体的には、CT装置を用いて、アルミニウム鋳物や陶器製品等を3次元表示させ、その評価及び解析に利用されている。すわなち、CT装置で撮影した多数の断面像は、3次元データ化されてリバースエンジニアリングないしデジタルエンジニアリングに用いられる。 Specifically, an aluminum casting, a ceramic product, or the like is displayed three-dimensionally using a CT apparatus and used for evaluation and analysis. In other words, a large number of cross-sectional images taken by the CT apparatus are converted into three-dimensional data and used for reverse engineering or digital engineering.
ところで、このCT装置には、放射線ビームに対して被検体を相対的に1回転走査させて断面像を得るRotate / Rotate(RR)方式CT装置と、放射線ビームに対して被検体を相対的に平行移動(Translate)及びステップ回転(Rotate)させて断面像を得るTranslate / Rotate(TR)方式CT装置とがある。 By the way, this CT apparatus includes a Rotate / Rotate (RR) CT apparatus that obtains a cross-sectional image by scanning the subject one rotation relative to the radiation beam, and the subject relative to the radiation beam. There is a Translate / Rotate (TR) type CT apparatus that obtains a cross-sectional image by performing translation and step rotation.
RR方式CT装置とTR方式CT装置とは、走査(以下スキャンと表記する場合がある。)時間及び分解能の特徴が大きく異なる。 The RR type CT apparatus and the TR type CT apparatus are greatly different in the characteristics of scanning (hereinafter sometimes referred to as scanning) time and resolution.
スキャン時間に関しては、RR方式CT装置では1回転のスキャンで断面像が得られるため、短時間ですむ。これに対し、TR方式CT装置では、被検体が放射線を完全に横切るような平行移動を数回行うため、スキャン時間が長くなる。 With respect to the scan time, the RR CT apparatus requires a short time because a cross-sectional image can be obtained by one scan. On the other hand, in the TR-type CT apparatus, since the parallel movement is performed several times so that the subject completely crosses the radiation, the scan time becomes long.
分解能に関しては、RR方式CT装置では、検出器のチャンネルピッチで決まる値をとる。これに対し、TR方式CT装置では、平行移動走査時のデータ収集間隔(パス間隔)を狭くでき、チャンネルピッチには依存しない。これにより、RR方式CT装置とTR方式CT装置とが同じ空間分解能を得る構成においては、チャンネルピッチに余裕のあるTR方式CT装置のほうが、入射散乱線を減らす対策が取りやすく、はるかにコントラストや寸法精度の良い断面像が得られる。 Regarding the resolution, the RR CT apparatus takes a value determined by the channel pitch of the detector. On the other hand, in the TR CT apparatus, the data collection interval (pass interval) at the time of parallel scanning can be narrowed and does not depend on the channel pitch. As a result, in a configuration in which the RR-type CT apparatus and the TR-type CT apparatus obtain the same spatial resolution, the TR-type CT apparatus with a sufficient channel pitch is easier to take measures to reduce the incident scattered radiation, and the contrast and A cross-sectional image with good dimensional accuracy can be obtained.
このような特徴の違いから、産業分野では、TR方式CT装置が利用されることが多い(例えば、非特許文献1参照)。 Due to such differences in characteristics, TR CT devices are often used in the industrial field (for example, see Non-Patent Document 1).
ところで、産業製品の開発に要する時間は、3次元データ化された画像の品質及び収集速度に大きく影響を受ける。 By the way, the time required for the development of industrial products is greatly influenced by the quality and collection speed of three-dimensional data.
しかしながら、従来のTR方式CT装置では、3次元データの収集に時間がかかる。そのため、製品開発にも遅れが生じるおそれがある。 However, in the conventional TR CT apparatus, it takes time to collect three-dimensional data. Therefore, there may be a delay in product development.
本発明の目的は、高品質な3次元データを高速に収集することができるTR方式CT装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a TR CT apparatus capable of collecting high-quality three-dimensional data at high speed.
本発明に係わるTR方式コンピュータ断層撮影装置は、上記課題を解決するために、被検体を断層撮影する撮影面に沿って、前記被検体にファン状の放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体と前記放射線ビームに対し相対的に前記撮影面に沿った平行移動と前記撮影面に沿った回転を組み合せたTR走査および前記撮影面に垂直な移動を行わせる移動手段と、前記被検体を透過した放射線ビームを、撮影面と直交する方向に絞って、該放射線ビームの厚さを変更するポストコリメータと、前記ポストコリメータで絞られた放射線ビームを、前記撮影面に沿って配列された2列のチャンネル列で検出する検出手段と、前記TR走査毎に、前記2列のチャンネル列それぞれで個別に検出された放射線ビームに基づいて、前記被検体の2つの断面像を作成する再構成手段とを備え、
前記検出手段は、前記放射線ビームと対向する位置に配置され、前記撮影面に沿ってチャンネルごとに分離して該放射線ビームを通過させるもので、該放射線ビームが通過して射出される側の射出側面であって前記撮影面に沿った位置に凹部を有するチャンネルコリメータと、前記射出側面と対向する位置に配置され、前記凹部と係合する平面状の列セパレータと、前記列セパレータの両面それぞれに1列ずつ設けられた前記2列のチャンネル列とを備え、
前記列セパレータの面が前記撮影面に一致するように、前記2列のチャンネル列と一体で前記列セパレータを前記凹部と係合させて前記チャンネルコリメータに対してネジで固定することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a TR computed tomography apparatus according to the present invention includes a radiation source for irradiating the subject with a fan-shaped radiation beam along an imaging surface for tomographic imaging of the subject, and the subject. A moving means for performing TR scanning combined with parallel movement along the imaging plane and rotation along the imaging plane relative to the specimen and the radiation beam, and movement perpendicular to the imaging plane; A post-collimator that changes the thickness of the radiation beam by narrowing the transmitted radiation beam in a direction perpendicular to the imaging surface, and a radiation beam focused by the post-collimator are arranged along the imaging surface. Detection means for detecting in the channel row of rows, and for each of the TR scans, based on the radiation beam individually detected in each of the two channel rows, A reconstruction means for creating a cross-sectional image ,
The detection means is disposed at a position facing the radiation beam, and separates the channel along the imaging surface for each channel and allows the radiation beam to pass. A channel collimator having a concave portion at a position along the imaging surface on the side surface, a planar column separator that is disposed at a position facing the injection side surface and that engages with the concave portion, and both surfaces of the column separator The two channel rows provided one by one,
The row separator is engaged with the recess so as to be integrated with the two channel rows so that the surface of the row separator coincides with the photographing surface, and is fixed to the channel collimator with a screw. .
本発明によれば、高品質な3次元データを高速に収集できるTR方式CT装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a TR type CT apparatus capable of collecting high-quality three-dimensional data at high speed.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態に係るTR方式CT装置の正面図であり、図2は平面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a front view of a TR type CT apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view.
CT装置10は、被検体5の断面像を撮影するTR方式CT装置であり、放射線源20、機構部30、放射線検出部40及びデータ処理部50を備えている。
The
ここでは、放射線源20と放射線検出部40とは対向して配置される。これにより、放射線検出部40は、被検体5が横切った放射線ビームを検出することができる。
Here, the
放射線源20は、被検体5を撮影する撮影面Pに沿って放射線検出部40に向けてファン状のX線ビーム21Bを射出するものであり、X線管22とプレコリメータ23A,23Bとを備えている。
The
X線管22は、図示してないX線制御部からの電力供給と制御を受けて、コーン状のX線ビーム21Aを射出するものである。なお、X線ビーム21Aは、頂角が略40°程度の円錐形状のビームとなる。
The
2枚の板より成るプレコリメータ23A,23Bは、X線管22から射出されるX線ビーム21Aの厚さを絞るものである。X線ビーム21Aはファン状のX線ビーム21Bに絞られ、被検体5に照射される。これにより、被検体5に無駄なX線が照射されないようになる。
The pre-collimators 23A and 23B made of two plates are used to restrict the thickness of the
機構部30は、放射線源20,放射線検出部40,被検体5を戴置するテーブル31及びポストコリメータ38A,38Bをそれぞれ支え、各部分の位置関係を保っている。なお、機構部30には、テーブル31をその中央に位置する回転軸Cに対し回転させ、あるいは回転軸とともに上下左右に平行移動させる機構が含まれている。
The
テーブル31は、載置された被検体5と放射線源20とを機構部30により相対移動させるものである。具体的には、載置された被検体5を撮影面Pに沿って、X線ビーム21Bを横切るように平行移動させたり(図2のT方向)、被検体5を撮影面Pに直交する方向に上下に昇降させたりする(図1のZ方向)。すなわち、テーブル31は、載置された被検体5とX線ビーム21Bとを、撮影面Pに沿った方向及び撮影面Pに直交する方向に相対的に平行移動させている。さらに、テーブル31は、テーブル中央の回転軸Cを回転中心として被検体5を回転させる。
The table 31 is used to relatively move the placed
このように、テーブル31が上下左右に平行移動あるいは回転されるので、被検体5の撮影部位をX線ビーム22Bに対し走査することができる。
Thus, since the table 31 is translated or rotated in the vertical and horizontal directions, the imaging region of the
なお、被検体5を透過したX線ビーム21Bは、放射線検出部40に入射される前に、2枚の板より成るポストコリメータ38A,38Bにより撮影面Pと直交する方向の大きさを絞られて、X線ビーム21Cとなる。
The
ポストコリメータ38A,38Bは、機構部30の機構により開口幅が可変になっており、スライス厚SWa,SWbを同時に、あるいは個別に変えることができる。スライス厚SWa,SWbは、それぞれステップ的に、0.5,1,2,3mmに設定できる。
The
放射線検出部40は、図3〜5に構造を示すように、放射線源20から射出されたファン状のX線ビーム21Cを検出するものである。
The
ここで、図3は放射線検出部40の外観斜視図であり、図4(A)は正面図、図4(B)はA−A´断面図、図4(C)はB−B´断面図である。また、図5(A)は凹部41Aの拡大図、図5(B)はC−C´断面図、図5(C)はD−D´断面図である。
Here, FIG. 3 is an external perspective view of the
この放射線検出部40は、機構部30の一部である検出器ベース30A上に並べられた同一構造の検出器ユニット40Aが多数集合したものである。ただし、図3〜図5においては、説明を簡単にするため、1つの検出器ユニット40Aのみを例示する。また、検出器ユニット40Aのチャンネル数を4としているが、通常はより多くのチャンネル数を用いる。なお、検出器ユニット40Aは、放射線ビーム21の焦点Fを中心として円弧状に配置しても良く、直線状に配置しても良い。
The
検出器ユニット40Aは、図4(A)に示すように、検出器ベース30Aの上に設置されたL字状のユニットベース49と、このユニットベース49に取り付けられたチャンネルコリメータ41と、チャンネルコリメータ41の後ろに配置されるようにユニットベース49に取り付けられた2列のチャンネル列43A,43Bとを備えている。
As shown in FIG. 4A, the
チャンネルコリメータ41は、X線ビーム21Cと対向する位置に配置され、該X線ビーム21Cが通過して射出される側の射出側面Lであって撮影面Pに沿った位置に凹部41Aを有するものである。また、チャンネルコリメータ41は、ユニットベース49に多数取り付けられており、スリット41Bを形成している。
The
スリット41Bは、チャンネルコリメータ41間の隙間であり、各チャンネルに対応するX線通路である。このスリット41Bは、X線焦点Fの方向を向くようにユニットベース49上に密に配置される。
The
凹部41Aは、チャンネル列43A,43Bの位置合せのために列セパレータ42と係合する部分である。これにより、列セパレータ42の面を撮影面Pに一致させることができる。この凹部41Aは、チャンネルコリメータ41の撮影面Pの位置(高さh)に加工されている。
The
列セパレータ42は、射出側面Lと対向する位置に、凹部41Aと係合するように配置される平面状の板である。ここでは、厚さ0.2mmのタングステンの板が用いられる。列セパレータ42の表面は、シンチレータ44の光を反射する反射処理が施されている。
The
チャンネル列43Aは、シンチレータ44の列であるシンチレータブロック44Aに対し、光検出素子列45Aを接着したもので、1つのシンチレータ44と対応する光検出素子が1つのX線の検出チャンネルを成す。チャンネル列43Bも同様の構成である。そして、チャンネル列43A,43Bは列セパレータ42を介し撮影面Pに沿って設けられる(図4(A),(C)参照)。
The
このようにチャンネル列が2列であるので、撮影面Pに沿って、ファン角θ0にわたり2列のデータを得ることができる。なお、ファン角θ0は、検出されるX線ビーム21Cの撮影面Pに沿った広がり角である。
Thus, since there are two channel rows, two rows of data can be obtained along the imaging plane P over the fan angle θ0. The fan angle θ0 is a spread angle along the imaging plane P of the detected
シンチレータブロック44A,44Bは、1枚の列セパレータ42の上面及び下面に、多数のシンチレータ44が列状に接着されたものである。このシンチレータブロック44A,44Bは、下側の光検出素子列45Bを介して、金具46Aとねじ46Bにより、L字状のユニットベース49に固定されている。
The scintillator blocks 44 </ b> A and 44 </ b> B are obtained by bonding a large number of
このとき列セパレータ42の突出部が凹部41Aに係合されるように、シンチレータブロック44A,44Bの位置が固定される。これにより、シンチレータブロック44A,44Bの側面とチャンネルコリメータ41の側面とが段差が無いように配置されるため、スリット41Bを通ったX線ビーム21Cは、シンチレータ44が配置された位置に精度良く入射される。
At this time, the positions of the scintillator blocks 44A and 44B are fixed so that the protruding portion of the
また、各シンチレータ44の間には、チャンネルセパレータ47が接着されている。さらに、シンチレータ44とチャンネルセパレータ47との間には、シンチレータ44の光を反射する図示しない反射層がある。
A
光検出素子列45A,45Bは、1つのシンチレータ44に1つの素子が対応することにより光を検出するものであり、シンチレータブロック44Aの上面及び44Bの下面に設けられている。チャンネルコリメータ41の各スリット41Bを通過したX線ビーム21Cはそれぞれ、シンチレータ44を発光させ、シンチレータブロック44A,44Bの発光はそれぞれ、光検出素子列45A、45Bで測定される。
The light
光検出素子列45A、45Bの出力は、図示されていない回路部分で増幅、積分、マルチプレックス、デジタル変換を受けデータ処理部50へ送られる。
The outputs of the
データ処理部50と表示部51は、通常のコンピュータであり、CPU,メモリ,ディスク,キーボード,各種インターフェース等で構成され、スキャンを制御するソフトウェアや断面像を再構成するソフトウェア等を記憶している。
The
データ処理部50は、放射線検出部40の出力を処理したり、機構部30に指令を出して制御したり、また、操作者とのマンマシンインターフェースを成すものである。データ処理部50の出力により、装置のステータス表示やメニュー表示及び処理結果等の表示が、表示部51により行われる。
The
また、データ処理部50は、平行移動とステップ状回転を繰り返すTR方式スキャンにおいて、2列のチャンネル列43A,43Bのそれぞれが、多数の位置で検出した被検体5の透過データを処理及び再構成して被検体5の断面像を作成する機能を有している。
In addition, the
さらに、データ処理部50は、ポストコリメータ38A,38Bにより変更されたスライス厚SWa,SWbに応じて、連続した多数の断面像が得られるように、テーブル31の上下位置を制御する機能を有している。
Further, the
また、データ処理部50は、図示してないX線制御部に指令を出してX線菅22からのX線ビーム21A照射の開始又は停止を行わせる機能をもつ。
Further, the
(TR方式CT装置の動作)
本実施形態におけるTR方式CT装置の動作を図6のフローチャートを用いて説明する。
(Operation of TR CT system)
The operation of the TR CT apparatus according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、操作者は被検体5をテーブル31の中央に載置し、テーブル31の高さを調整して被検体5の撮影領域の下端を撮影面Pに合せる(S1)。このとき、データ処理部50は操作者の上下動入力(ジョグ移動)にしたがってテーブル31の高さを設定する(S1)。
First, the operator places the subject 5 in the center of the table 31, adjusts the height of the table 31, and aligns the lower end of the imaging region of the subject 5 with the imaging plane P (S1). At this time, the
次に、操作者はスライス厚SWa,SWbおよび撮影領域の高さHをデータ処理部50にインプットする(S2)。ここで、データ処理部50によりポストコリメータ38A,38Bの開口が制御され、スライス厚SWa,SWb が設定されるとともに、撮影領域高さHが設定される(S2)。例えば、スライス厚が1mmと設定されると、データ処理部50によりスライス厚SWa=SWb=1mmとなるようにポストコリメータ38A,38Bの開口が制御される。
Next, the operator inputs the slice thicknesses SWa and SWb and the height H of the imaging region to the data processing unit 50 (S2). Here, the openings of the post-collimators 38A and 38B are controlled by the
次に、データ処理部50は操作者のスキャン開始指令を待つ(S3)。スキャン開始指令が入力されると、データ処理部50はX線ビーム21Aを照射開始させ、TRスキャンを制御するとともに、放射線検出部40の出力を収集する。
Next, the
ここでは、テーブル31が平行移動を開始し、この平行移動の間に、被検体5の透過データが一定ピッチで放射線検出部40により検出され、データ処理部50により収集される(S4)。そして、被検体5がX線ビーム21Cを横切ると、テーブル31は平行移動を停止する。
Here, the table 31 starts to translate, and during this translation, transmission data of the subject 5 is detected by the
続いて、テーブル31が一方向、例えば時計回り(CW)にファン角θ0だけ回転する(S5)。そして、逆方向に平行移動を開始し、透過データがデータ処理部50により収集される。同様に、被検体5がX線ビーム21Bを横切ると、テーブル31は平行移動を停止する。テーブル31は、時計回りにファン角θ0だけ回転し、この作業をK回繰り返す。なお、Kはθ0・K≧180°となる最小の整数である。
Subsequently, the table 31 rotates in one direction, for example, clockwise (CW) by the fan angle θ0 (S5). Then, parallel movement is started in the reverse direction, and transmission data is collected by the
K回の平行移動が終了していなければ,TRスキャンが終了していないと判定され、テーブル31は平行移動及び回転を続行する(S6−No)。 If the K translations are not completed, it is determined that the TR scan is not completed, and the table 31 continues to translate and rotate (S6-No).
一方、K回の平行移動が済んだ場合、データ処理部50は、2列のチャンネル列43A,43Bから、それぞれ断面像を再構成するのに必要なデータセットが得られているので、フィルター補正逆投影で被検体5の断面像が再構成される(S6−Yes)。なお、断面像としては、図7に示すように、スライス厚SWが1mmで中心間隔が1mm隔てられた2枚の断面像a1,b1が得られる。
On the other hand, when the K translations have been completed, the
続いて、このようにある高さで断面像が得られたら、データ処理部50は、SWaとSWbを足した高さ(ここでは2mm)だけ、テーブル31の高さを下げる(S7)。
Subsequently, when the cross-sectional image is obtained at a certain height in this way, the
その後、同様のスキャンを行う。これにより、図7に示すように、2枚の断面像a2,b2が作成される。 Thereafter, the same scan is performed. Thereby, as shown in FIG. 7, two cross-sectional images a2 and b2 are created.
指定した高さが2Nmmの場合、同様のスキャンがNセット行われる。ここで、スキャンがNセット行われていない場合、必要な3次元データを得ることができないと判定され、テーブル31の高さが変更されて、TRスキャンが継続して行われる(S8−No)。 If the specified height is 2 Nmm, N sets of similar scans are performed. Here, if N scans are not performed, it is determined that necessary three-dimensional data cannot be obtained, the height of the table 31 is changed, and TR scan is continuously performed (S8-No). .
一方、スキャンがNセット行われた場合、必要な3次元データを得ることができたと判定されて、X線ビームを停止するとともに処理を終了する(S8−Yes)。これにより、中心が1mmずつ隔たった2N枚の断面像を得ることができる。 On the other hand, when N sets of scans have been performed, it is determined that necessary three-dimensional data has been obtained, and the X-ray beam is stopped and the process is terminated (S8-Yes). Thereby, 2N cross-sectional images can be obtained with the centers separated by 1 mm.
そして、データ処理部50により、これらの断面像のデータに基づいて3次元データが作成される。
Then, the
なお、データ処理部50は、指定される高さがHとすると、N・(SWa+SWb)≧Hとなる最小の整数Nを求め、N回のスキャンを行うように制御することはいうまでもない。
Needless to say, if the designated height is H, the
上述したように本実施形態に係るTR方式CT装置によれば、放射線検出部40は、放射線ビーム21の撮影面Pに沿って、放射線ビーム21の射出側の面に凹部41Aを有するチャンネルコリメータ41と、チャンネルコリメータ41の射出側の面と対向する位置に配置され、凹部41Aと係合する平面状の列セパレータ42と、列セパレータ42の上面に設けられたシンチレータブロック44Aと、列セパレータ42の下面に設けられたシンチレータブロック44Bと、シンチレータブロック44Aの上面に設けられた光検出素子列45Aと、シンチレータブロック44Bの下面に設けられた光検出素子列45Bとを備えた構成により、1回のスキャンで2枚の断面像が得られるので、高速に断面像を収集できる。また、TR方式による寸法精度の非常に良い断面像のデータに基づいて、高品質な3次元データを作成できる。
As described above, according to the TR-type CT apparatus according to the present embodiment, the
すなわち、高品質な3次元データを高速に収集できるTR方式CT装置を提供できる。 That is, it is possible to provide a TR CT apparatus that can collect high-quality three-dimensional data at high speed.
また、本実施形態に係る発明によれば、列セパレータ42をチャンネルコリメータ41の凹部41Aに係合できる。これにより、シンチレータ44の端部を撮影面Pに正確に揃えることができる。また、各シンチレータ44の配置と各チャンネルコリメータ41の配置とを揃えることができ、X線ビーム21Cがシンチレータ44に当たる割合を増加させることができる。そのため、スライス厚SWa,SWbを必要以上に厚くしなくてすみ、結果として、スライス厚SWを薄くできる。
Further, according to the invention according to this embodiment, the
また、本実施形態に係る発明によれば、X線ビーム21Bの入射方向であってチャンネ
ルコリメータ41の前に、撮影面Pと直交する方向にシンチレータブロック44A,44
Bで検出されるX線ビーム21Bの厚さを変更するポストコリメータ38A,38Bを備
えた構成により、ポストコリメータ38A,38Bの開口を制御してスライス厚SWa,
SWbを任意に設定できる。これにより、被検体5により要求されるZ方向の精度に合せ
たスライス厚設定が可能となる。例えば、Z方向に変化の緩やかな被検体5の場合、スラ
イス厚を厚くしてスキャン時間を短縮することができる。
Further, according to the invention according to the present embodiment, the scintillator blocks 44A and 44 are arranged in the direction perpendicular to the imaging plane P in the incident direction of the
With the configuration including
SWb can be set arbitrarily. As a result, the slice thickness can be set in accordance with the accuracy in the Z direction required by the
さらに、ポストコリメータ38A,38Bは、放射線検出部40に近い位置にある。こ
れにより、X線焦点Fの位置が不安定であっても、シンチレータ44へのX線入射位置は
変わりにくい。すなわち、ポストコリメータ38A,38Bの位置は、プレコリメータ2
3A,23Bの位置とは異なり、焦点Fの位置変動でX線入射位置が大きく変わることが
ない。そのため、放射線検出部40の出力も変動しにくく、スライス厚SWa,SWbを
必要以上に厚くしなくてすむので、結果としてスライス厚を薄くすることができる。
Further, the post-collimators 38A and 38B are located close to the
Unlike the positions of 3A and 23B, the X-ray incident position does not change greatly due to the position fluctuation of the focal point F. Therefore, the output of the
さらに、寸法精度のよい断面像を薄いスライス厚SWa,SWbで連続して多数得ることで、精度の良い3次元データが得られる。また、このような3次元データがデジタルエンジニアリングに応用できることはいうまでもない。 Furthermore, accurate three-dimensional data can be obtained by continuously obtaining a large number of cross-sectional images with good dimensional accuracy with thin slice thicknesses SWa and SWb. Needless to say, such three-dimensional data can be applied to digital engineering.
また、本実施形態に係る発明によれば、光検出素子列45A,45Bはそれぞれ、シンチレータブロック44Aの上面及び44Bの下面に設けられている。そのため、シンチレータで補足されなかったX線ビーム21Cのエネルギーを直接受けることがないので、長期の使用に耐え得るTR方式CT装置を提供できる。
Further, according to the invention of this embodiment, the
(第1の実施形態の変形例)
なお、本実施形態において、放射線としてX線を用いたが、これに限られず他の透過性放射線、例えばγ線等を用いてもよいことはいうまでもない。
(Modification of the first embodiment)
In the present embodiment, X-rays are used as radiation. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that other transmissive radiations such as γ-rays may be used.
また、本実施形態においては、TRスキャンは被検体5を動かしているが、動きが相対的に同じであれば、放射線源20と放射線検出部40とを動かしてもよい。また、例えば、平行移動は放射線源20と放射線検出部40とで行い、被検体5の回転をテーブル31により行うなどして両方動かしてもよい。さらに、テーブル31の昇降もまた、放射線源20と放射線検出部40との昇降で行ってもよい。
In the present embodiment, the TR scan moves the
また、チャンネルコリメータ41は、各検出器ユニット40Aが備えるのではなく、放射線検出部40全体で備えた構成としてもよい。この場合、検出器ベース30A上に全チャンネル分のチャンネルコリメータ41を取り付け、そこにシンチレータブロック44A,44Bと光検出素子列45A,45Bと金具46Aの接着体とを取り付けるようにする。
Further, the
また、断面像を作成する際に、1回のTRスキャンから3枚の断面像を作るようにしてもよい。すなわち、チャンネル列43Aのデータから1枚、チャンネル列43Bのデータから1枚、さらに2つのデータを用いて中間の位置に相当する断面像を1枚作成できる。この第3の断面像は、2つのデータを生データの段階で平均し、これを再構成することで得られる。また、2枚の断面像を平均して3枚目の断面像を得ることもできる。
Further, when creating a cross-sectional image, three cross-sectional images may be created from one TR scan. That is, one cross-sectional image corresponding to an intermediate position can be created using one piece of data from the
さらに、1回目のスキャンSC1で断面像a1,b1,a1b1の3枚を作成後、2回目のスキャンSC2以降では4枚の断面像を作成してもよい。具体的には、図8に示すように、スキャンSC2で断面像a2,b2,a2b2の3枚を作り、スキャンSC2のチャンネル列43Bで得られたデータとスキャンSC1のチャンネル列43Aで得られたデータとから4枚目の断面像b2a1を作成する。3回目のスキャンSC3以降は同様に4枚の断面像を作る。
Furthermore, after creating three cross-sectional images a1, b1, and a1b1 in the first scan SC1, four cross-sectional images may be created after the second scan SC2. Specifically, as shown in FIG. 8, three images of cross-sectional images a2, b2, and a2b2 are created by the scan SC2, and the data obtained by the
また、1回のスキャンで断面像を2枚作成するかわりに、チャンネル列43Aとチャンネル列43Bのデータ両方を使って1枚の断面像を作るようにしてもよい。
Further, instead of creating two cross-sectional images in one scan, a single cross-sectional image may be created using both data of the
また、スライス厚SWaとSWbは必ずしも同じ設定にする必要は無い。 The slice thicknesses SWa and SWb are not necessarily set to the same value.
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.
5・・・被検体、10・・・CT装置、20・・・放射線源、21A〜C・・・X線ビーム、22・・・X線管、23A,23B・・・プレコリメータ、30・・・機構部、30A・・・検出器ベース、31・・・テーブル、38A,38B・・・ポストコリメータ、40・・・放射線検出部、40A・・・検出器ユニット、41・・・チャンネルコリメータ、41A・・・凹部、41B・・・スリット、42・・・列セパレータ、43A,43B・・・チャンネル列、44・・・シンチレータ、44A,44B・・・シンチレータブロック、45A,45B・・・光検出素子列、46A・・・金具、46B・・・ねじ、47・・・チャンネルセパレータ、49・・・ユニットベース、50・・・データ処理部、51・・・表示部、P・・・撮影面、L・・・射出側面、C・・・回転軸、θ0・・・ファン角、SWa,SWb・・・スライス厚。 5 ... subject, 10 ... CT apparatus, 20 ... radiation source, 21A-C ... X-ray beam, 22 ... X-ray tube, 23A, 23B ... precollimator, 30. ..Mechanical part, 30A ... detector base, 31 ... table, 38A, 38B ... post collimator, 40 ... radiation detector, 40A ... detector unit, 41 ... channel collimator , 41A ... recess, 41B ... slit, 42 ... row separator, 43A, 43B ... channel row, 44 ... scintillator, 44A, 44B ... scintillator block, 45A, 45B ... Photodetector array, 46A ... metal fitting, 46B ... screw, 47 ... channel separator, 49 ... unit base, 50 ... data processing unit, 51 ... display unit, P ... Kagemen, L · · · exit-side surface, C · · · rotary shaft, .theta.0 · · · fan angle, SWa, SWb ··· slice thickness.
Claims (4)
前記被検体と前記放射線ビームに対し相対的に前記撮影面に沿った平行移動と前記撮影面に沿った回転を組み合せたTR走査および前記撮影面に垂直な移動を行わせる移動手段と、
前記被検体を透過した放射線ビームを、撮影面と直交する方向に絞って、該放射線ビームの厚さを変更するポストコリメータと、
前記ポストコリメータで絞られた放射線ビームを、前記撮影面に沿って配列された2列のチャンネル列で検出する検出手段と、
前記TR走査毎に、前記2列のチャンネル列それぞれで個別に検出された放射線ビームに基づいて、前記被検体の2つの断面像を作成する再構成手段とを備えたTR方式コンピュータ断層撮影装置であって、
前記検出手段は、
前記放射線ビームと対向する位置に配置され、前記撮影面に沿ってチャンネルごとに分離して該放射線ビームを通過させるもので、該放射線ビームが通過して射出される側の射出側面であって前記撮影面に沿った位置に凹部を有するチャンネルコリメータと、
前記射出側面と対向する位置に配置され、前記凹部と係合する平面状の列セパレータと、
前記列セパレータの両面それぞれに1列ずつ設けられた前記2列のチャンネル列とを備え、
前記列セパレータの面が前記撮影面に一致するように、前記2列のチャンネル列と一体で前記列セパレータを前記凹部と係合させて前記チャンネルコリメータに対してネジで固定することを特徴とするTR方式コンピュータ断層撮影装置。 A radiation source for irradiating the subject with a fan-shaped radiation beam along an imaging plane for tomographic imaging of the subject;
Moving means for performing TR scanning combined with parallel movement along the imaging surface and rotation along the imaging surface relative to the subject and the radiation beam, and movement perpendicular to the imaging surface;
A post-collimator that changes the thickness of the radiation beam by narrowing the radiation beam transmitted through the subject in a direction perpendicular to the imaging surface;
Detecting means for detecting the radiation beam focused by the post-collimator in two channel rows arranged along the imaging surface;
A TR- type computed tomography apparatus comprising: a reconstruction unit that creates two cross-sectional images of the subject based on radiation beams individually detected in each of the two channel rows for each TR scan ; There,
The detection means includes
The radiation beam is disposed at a position facing the radiation beam and separated for each channel along the imaging surface, and the radiation beam is allowed to pass therethrough. A channel collimator having a recess at a position along the imaging surface;
A planar column separator disposed at a position facing the injection side surface and engaged with the recess;
E Bei the channel row of the two rows arranged one column on each side of the column separator,
The row separator is engaged with the recess so as to be integrated with the two channel rows so that the surface of the row separator coincides with the photographing surface, and is fixed to the channel collimator with a screw. TR computer tomography system.
前記2列のチャンネル列は、
前記列セパレータの上面に設けられた第1シンチレータ列と、
前記第1シンチレータ列の上面に設けられた第1光検出素子列と、
前記列セパレータの下面に設けられた第2シンチレータ列と、
前記第2シンチレータ列の下面に設けられた第2光検出素子列と
を備えたことを特徴とするTR方式コンピュータ断層撮影装置。 In the TR type computed tomography apparatus according to claim 1 ,
The two channel rows are:
A first scintillator row provided on an upper surface of the row separator;
A first photodetecting element array provided on an upper surface of the first scintillator array;
A second scintillator row provided on the lower surface of the row separator;
A TR type computed tomography apparatus comprising: a second photodetecting element array provided on a lower surface of the second scintillator array.
前記移動手段は、前記ポストコリメータにより変更された放射線ビームの厚さに応じて、前記被検体と前記放射線ビームとを前記撮影面に垂直に相対的に移動させることを特徴とするTR方式コンピュータ断層撮影装置。 In the TR type computed tomography apparatus according to claim 1 or 2 ,
The moving means moves the subject and the radiation beam relatively perpendicularly to the imaging surface in accordance with the thickness of the radiation beam changed by the post-collimator. Shooting device.
前記放射線ビームと対向する位置に配置され、前記撮影面に沿ってチャンネルごとに分離して該放射線ビームを通過させるもので、該放射線ビームが通過して射出される側の射出側面であって前記撮影面に沿った位置に凹部を有するチャンネルコリメータと、
前記射出側面と対向する位置に配置され、前記凹部と係合する平面状の列セパレータと、
前記列セパレータの両面それぞれに1列ずつ設けられた2列のチャンネル列とを備え、
前記列セパレータの面が前記撮影面に一致するように、前記2列のチャンネル列と一体で前記列セパレータを前記凹部と係合させて前記チャンネルコリメータに対してネジで固定することを特徴とする放射線検出装置。 A detection device for detecting a fan-shaped radiation beam irradiated along a tomographic imaging surface used in a computer tomography apparatus,
The radiation beam is disposed at a position facing the radiation beam and separated for each channel along the imaging surface, and the radiation beam is allowed to pass therethrough. A channel collimator having a recess at a position along the imaging surface;
A planar column separator disposed at a position facing the injection side surface and engaged with the recess;
And two channel rows provided on each side of the row separator ,
The row separator is engaged with the recess so as to be integrated with the two channel rows so that the surface of the row separator coincides with the photographing surface, and is fixed to the channel collimator with a screw. Radiation detection device.
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