(57)【要約】【課題】回転駆動機構を用いることなく試料の断層像が得られるようなＣＴ法およびＣＴ装置を提供する。【解決手段】試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、試料に対して光源の反対側に光源からの放射線を検出する検出器を配置する（ステップＳ１）。光源および検出器の相対的な位置関係を保持したまま、光源および検出器の対と試料とを相対的に平行移動させつつ、光源から放射線を試料に照射し、試料を通過後の放射線を検出器によって検出する（ステップＳ２）。検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換する（ステップＳ３）。シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料の断層像を構成する（ステップＳ４）。【選択図】図１
2006071472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、前記試料に対して前記光源の反対側に前記光源からの放射線を検出する検出器を配置し、
前記光源および前記検出器の相対的な位置関係を保持したまま、前記光源および前記検出器の対と前記試料とを相対的に平行移動させつつ、前記光源から放射線を前記試料に照射し、前記試料を通過後の放射線を前記検出器によって検出し、
前記検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換し、
前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成することを特徴とするＣＴ法。
【請求項２】
試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、前記試料に対して前記光源の反対側に前記光源からの放射線を検出する検出器を配置し、
前記検出器および前記試料の相対的な位置関係を保持したまま、前記検出器および前記試料の対と前記光源とを相対的に平行移動させつつ、前記光源から放射線を前記試料に照射し、前記試料を通過後の放射線を前記検出器によって検出し、
前記検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換し、
前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成することを特徴とするＣＴ法。
【請求項３】
前記平行移動を、１の方向に沿った直線運動とこれに対して垂直な方向に沿った直線運動の組み合わせとして行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＴ法。
【請求項４】
複数の前記光源を互いに間隔をあけて１直線上に配列するとともに、各光源に対応する前記検出器のそれぞれを１直線上に配列し、前記光源の列および前記検出器の列をそれぞれ一体的に移動させるようにし、前記平行移動を、前記光源の列に対して垂直な方向に沿った直線運動として行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＴ法。
【請求項５】
前記検出器の検出領域は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれての検出感度が高くなるようになっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＣＴ法。
【請求項６】
前記検出器の検出領域は、放射線の強度を減衰させるための減衰板によって覆われており、前記減衰板は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その厚さが薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載のＣＴ法。
【請求項７】
前記光源は、Ｘ線および可視光および赤外線および紫外線および電波および中性子線およびγ線および電子線のうちのいずれか１つを照射することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＣＴ法。
【請求項８】
実質上点状の光源と、
前記光源を支持する第１の支持手段と、
前記光源から間隔をあけた位置に配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、
前記検出器を支持する第２の支持手段と、
試料を支持して、前記光源および前記検出器の間に形成される放射線検出エリアを通って平行移動させる試料移動手段と、
前記試料が前記試料移動手段によって前記放射線検出エリア内を通過する間に、前記検出器によって検出された前記試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、
前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成する断層像構成部と、
前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置。
【請求項９】
試料を支持する試料支持手段と、
実質上点状の光源と、
前記光源から間隔をあけて配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、
前記光源および前記検出器を支持し、これらを一体的に平行移動させ、これらの間に形成される放射線検出エリアが前記試料を通過するようにせしめる光源／検出器移動手段と、
前記放射線検出エリアが前記試料を通過する間に、前記検出器によって検出された前記試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、
前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成する断層像構成部と、
前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置。
【請求項１０】
試料を支持する試料支持手段と、
試料の一方の側に配置された実質上点状の光源と、
試料に対して前記光源の反対側に配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、
前記検出器を支持する検出器支持手段と、
前記光源を支持して、試料に対して平行移動させる光源移動手段と、
前記光源が平行移動する間に、前記検出器によって検出された試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、
前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料の断層像を構成する断層像構成部と、
前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置。
【請求項１１】
実質上点状の光源と、
前記光源を支持する光源支持手段と、
前記光源から間隔をあけて配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、
前記検出器を支持するとともに、試料を前記検出器の検出領域に対向させて支持して、前記検出器および試料を前記光源に対して平行移動させる検出器／試料移動手段と、
前記検出器および前記試料が平行移動せしめられる間に、前記検出器によって検出された試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、
前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成する断層像構成部と、
前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置。
【請求項１２】
前記平行移動は、１の方向に沿った直線運動とこれに対して垂直な方向に沿った直線運動の組み合わせからなっていることを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれかに記載のＣＴ装置。
【請求項１３】
複数の前記光源が互いに間隔をあけて１直線上に配列されるとともに、各光源に対応する前記検出器がそれぞれ１直線上に配列され、前記光源の列および前記検出器の列はそれぞれ一体的に移動せしめられるようになっており、前記平行移動は、前記光源の列に対して垂直な方向に沿った直線運動からなっていることを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれかに記載のＣＴ装置。
【請求項１４】
前記検出器の検出領域は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その検出感度が高くなるようになっていることを特徴とする請求項８〜請求項１３のいずれかに記載のＣＴ装置。
【請求項１５】
前記検出器の検出領域は、放射線の強度を減衰させるための減衰板によって覆われており、前記減衰板は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その厚さが薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のＣＴ装置。
【請求項１６】
前記光源は、Ｘ線および可視光および赤外線および紫外線および電波および中性子線およびγ線および電子線のうちのいずれか１つを照射することを特徴とする請求項８〜請求項１５のいずれかに記載のＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータトモグラフィー法（以下、「ＣＴ法」とする。）およびコンピュータトモグラフィー装置（以下、「ＣＴ装置」とする。）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ法は、医療分野や非破壊計測の分野等において広範に使用されており、ローテイト／ローテイト（Ｒ−Ｒ）方式や、ステーショナリ／ローテイト（Ｓ−Ｒ）方式等が知られている。
ＣＴ法においては、断層像を得るべき試料の一方の側に光源が配置されるとともに、この試料に対して光源の反対側には光源からの放射線を検出する検出器が配置され、光源および検出器が一体となって試料のまわりを回転せしめられ、あるいは、試料が光源および検出器の対に対して回転運動せしめられる。あるいは、試料を囲むように多数の検出器が円周状に配置され、検出器と試料の間に光源が配置されて、光源が試料のまわりを回転運動せしめられる。
この回転運動の間に、光源から試料に対して放射線が照射され、試料通過後の放射線が検出器によって検出されて、一定の回転角度毎に、放射線の強度データ、すなわち、試料の投影像が取得される。そして、取得されたデータに基づいてＣＴ再構成演算が実行され、それによって試料の断層像が求められる（特許文献１、２参照）。
【０００３】
すなわち、従来のＣＴ法においては、必ず、試料、または光源、または光源および検出器の対を回転運動させて、一定角度毎に試料の撮影データを取得しなければならず、このため、従来のＣＴ装置には、必ず、試料、または光源、または光源および試料を回転させるための回転駆動機構が備えられていた。
しかしながら、回転駆動機構は一般に高価であり、特に、正確な断層像を得るためには動作精度の高い回転駆動機構が要求されることから、ＣＴ装置は高価なものとなっていた。さらには、大きな試料の場合には、それ自体を回転させることが難しく、また、光源や検出器を回転させるにしても、かなり大掛かりな構成とならざるを得ず、実際上、試料の断層像を得ることはできなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４５８０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１６９７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は、回転駆動機構を用いることなく試料の断層像が得られるようなＣＴ法およびＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１発明は、試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、前記試料に対して前記光源の反対側に前記光源からの放射線を検出する検出器を配置し、前記光源および前記検出器の相対的な位置関係を保持したまま、前記光源および前記検出器の対と前記試料とを相対的に平行移動させつつ、前記光源から放射線を前記試料に照射し、前記試料を通過後の放射線を前記検出器によって検出し、前記検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換し、前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成することを特徴とするＣＴ法を構成したものである。
【０００７】
上記課題を解決するため、また、第２発明は、試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、前記試料に対して前記光源の反対側に前記光源からの放射線を検出する検出器を配置し、前記検出器および前記試料の相対的な位置関係を保持したまま、前記検出器および前記試料の対と前記光源とを相対的に平行移動させつつ、前記光源から放射線を前記試料に照射し、前記試料を通過後の放射線を前記検出器によって検出し、前記検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換し、前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成することを特徴とするＣＴ法を構成したものである。
【０００８】
第１および第２の発明の構成において、前記平行移動を、１の方向に沿った直線運動とこれに対して垂直な方向に沿った直線運動の組み合わせとして行うことが好ましい。また、複数の前記光源を互いに間隔をあけて１直線上に配列するとともに、各光源に対応する前記検出器のそれぞれを１直線上に配列し、前記光源の列および前記検出器の列をそれぞれ一体的に移動させるようにし、前記平行移動を、前記光源の列に対して垂直な方向に沿った直線運動として行うことが好ましい。
【０００９】
第１および第２の発明の構成において、また好ましくは、前記検出器の検出領域は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その検出感度が高くなるようになっており、また、前記検出器の検出領域は、放射線の強度を減衰させるための減衰板によって覆われており、前記減衰板は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その厚さが薄くなるように形成されている。
また好ましくは、前記光源は、Ｘ線および可視光および赤外線および紫外線および電波および中性子線およびγ線および電子線のうちのいずれか１つを照射するようになっている。
【００１０】
また上記課題を解決するため、第３発明は、実質上点状の光源と、前記光源を支持する第１の支持手段と、前記光源から間隔をあけた位置に配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、前記検出器を支持する第２の支持手段と、試料を支持して、前記光源および前記検出器の間に形成される放射線検出エリアを通って平行移動させる試料移動手段と、前記試料が前記試料移動手段によって前記放射線検出エリア内を通過する間に、前記検出器によって検出された前記試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成する断層像構成部と、前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置を構成したものである。
【００１１】
上記課題を解決するため、また、第４発明は、試料を支持する試料支持手段と、実質上点状の光源と、前記光源から間隔をあけて配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、前記光源および前記検出器を支持し、これらを一体的に平行移動させ、これらの間に形成される放射線検出エリアが前記試料を通過するようにせしめる光源／検出器移動手段と、前記放射線検出エリアが前記試料を通過する間に、前記検出器によって検出された前記試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成する断層像構成部と、前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置を構成したものである。
【００１２】
上記課題を解決するため、また、第５発明は、試料を支持する試料支持手段と、試料の一方の側に配置された実質上点状の光源と、試料に対して前記光源の反対側に配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、前記検出器を支持する検出器支持手段と、前記光源を支持して、試料に対して平行移動させる光源移動手段と、前記光源が平行移動する間に、前記検出器によって検出された試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料の断層像を構成する断層像構成部と、前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置を構成したものである。
【００１３】
また上記課題を解決するため、第６発明は、実質上点状の光源と、前記光源を支持する光源支持手段と、前記光源から間隔をあけて配置され、前記光源から照射される放射線を検出する検出器と、前記検出器を支持するとともに、試料を前記検出器の検出領域に対向させて支持して、前記検出器および試料を前記光源に対して平行移動させる検出器／試料移動手段と、前記検出器および前記試料が平行移動せしめられる間に、前記検出器によって検出された試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部と、前記データ変換部によって変換された前記シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、前記試料の断層像を構成する断層像構成部と、前記断層像構成部によって構成された断層像を表示するディスプレイ部と、を備えていることを特徴とするＣＴ装置を構成したものである。
【００１４】
第３〜第６発明の構成において、好ましくは、前記平行移動は、１の方向に沿った直線運動とこれに対して垂直な方向に沿った直線運動の組み合わせからなっている。また好ましくは、複数の前記光源が互いに間隔をあけて１直線上に配列されるとともに、各光源に対応する前記検出器がそれぞれ１直線上に配列されており、前記光源の列および前記検出器の列はそれぞれ一体的に移動せしめられるようになっており、前記平行移動は、前記光源の列に対して垂直な方向に沿った直線運動からなっている。
【００１５】
また好ましくは、前記検出器の検出領域は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その検出感度が高くなるようになっており、また、前記検出器の検出領域は、放射線の強度を減衰させるための減衰板によって覆われており、前記減衰板は、前記光源からの距離が遠ざかるにつれて、その厚さが薄くなるように形成されている。
さらに好ましくは、前記光源は、Ｘ線および可視光および赤外線および紫外線および電波および中性子線およびγ線および電子線のうちのいずれか１つを照射するようになっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光源および検出器の対と試料とを相対的に平行移動させ、あるいは、検出器および試料の対と光源とを相対的に平行移動させることによって、試料の断層像を得るようにしているので、高価な回転駆動機構は不要であり、ＣＴ装置の製造コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、平行移動機構とすることによって、回転駆動機構より動作精度を上げることができ、より精度の高い断層像が得られる。さらには、試料を回転させ、あるいは、光源および検出器を試料のまわりに回転させる必要がないので、回転させることが難しい巨大な試料の断層像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例によるＣＴ法の構成を示すフロー図である。図１を参照して、本発明のＣＴ法においては、まず最初、試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、試料に対して光源の反対側に光源からの放射線を検出する検出器を配置する（図１のステップＳ１）。光源は、Ｘ線および可視光および赤外線および紫外線および電波および中性子線およびγ線および電子線のうちのいずれか１つを照射するようになっている。
【００１８】
次に、光源および検出器の相対的な位置関係を保持したまま、光源および検出器の対と試料とを相対的に平行移動し、その間に、光源から放射線を試料に照射し、試料を通過後の放射線を検出器によって検出する（図１のステップＳ２）。この場合、平行移動を、１の方向に沿った直線運動とこれに対して垂直な方向に沿った直線運動の組み合わせとして行うことが好ましい。あるいは、複数の光源を互いに間隔をあけて１直線上に配列するとともに、各光源に対応する検出器のそれぞれを１直線上に配列し、光源の列および検出器の列をそれぞれ一体的に移動させるようにし、平行移動を、光源の列に対して垂直な方向に沿った直線運動として行うことが好ましい。この構成によれば、一定の幅をもつ試料に対して、その長さ方向にスキャンを１回行うだけで、当該試料の断層像を得ることができる。
【００１９】
そして、検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換し（図１のステップＳ３）、シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料の断層像を構成する（図１のステップＳ４）。
【００２０】
図２は、本発明の別の実施例によるＣＴ法の構成を示すフロー図である。この実施例は、図１の実施例が光源および検出器の対と試料とを相対的に平行移動させるのに対し、検出器および試料の対と光源とを相対的に平行移動させる点が異なっている。この実施例においては、図２に示されるように、まず最初、試料の一方の側に実質上点状の光源を配置するとともに、試料に対して光源の反対側に光源からの放射線を検出する検出器を配置する（図２のステップＳ１０）。
【００２１】
そして、検出器および試料の相対的な位置関係を保持したまま、検出器および試料の対と光源とを相対的に平行移動させ、この間に、光源から放射線を試料に照射し、試料を通過後の放射線を検出器によって検出する（図２のステップＳ１１）。さらに、検出器によって検出した放射線の強度データをシノグラムデータに変換し（図２のステップＳ１２）、シノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料の断層像を構成する（図２のステップＳ１３）。
【００２２】
次に、本発明によるＣＴ法の原理について説明する。図３は、本発明のＣＴ法を説明する概念図であり、図３では、図１に示される実施例において、光源および検出器（説明を簡単にするため、検出器は１次元的なものとする。）の対が静止し、これに対して試料が直線運動（平行移動）する場合を想定している。
【００２３】
図３（Ａ）は、試料が、光源および検出器の間に形成される放射線検出エリアに進入する直前の状態を示した図である。図３（Ａ）において、Ｓは光源であり、Ｄは検出器であり、Ｇは試料であり、Ａは、光源Ｓおよび検出器Ｄの間に形成される放射線検出エリアである。この場合、光源Ｓは、検出器Ｄの中心Ｃに対向して配置される。また、ｘ−ｚ座標系が設けられ、座標原点Ｏが、検出器Ｄの中心Ｃと光源Ｓを結ぶ線分の中点に位置し、この線分に沿ってｚ軸がのび、検出器Ｄに平行にｘ軸がのびるように設定される。なお、Ｒは試料Ｇの中心であり、Ｓｘは中心Ｒの座標原点Ｏからのｘ軸方向の距離である。そして、試料Ｇがｘ軸に沿って直線運動せしめられ、試料Ｇが放射線検出エリアＡに進入した後、同エリアＡの外に脱出する（図３（Ｃ）参照）までの間、試料Ｇを通過後の放射線が検出器Ｄによって検出される。
【００２４】
図３（Ｂ）は、試料Ｇが放射線検出エリアＡ内を通過している状態を示した図である。図３（Ｂ）において、光源Ｓは、ｘ軸からＬＳの距離にあり、検出器Ｄは光源ＳからＬＤの距離にある。試料Ｇの中心Ｒは座標原点Ｏの位置にあるのでＳｘ＝０である。試料Ｇが放射線検出エリアＡ内を通過するとき、検出器Ｄの中心Ｃから距離ＸＤ離れた検出位置において、放射線の強度はＰ（ＸＤ，Ｓｘ）となる。
【００２５】
そして、変換式
θ＝ｔａｎ−１（ＸＤ／ＬＤ）                    （１）
ρ＝［Ｓｘ＋ＬＳ×（ＸＤ／ＬＤ）］ｃｏｓθ    
（２）
を用いて、強度データＰ（ＸＤ，Ｓｘ）が、シノグラムデータＰ（ρ，θ）に変換される（ここに、θは放射線の方向を表し、ρは、放射線と座標原点Ｏとの距離を表す）。
【００２６】
シノグラムデータから断層像を再構成する方法としては、公知の方法であるＦｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）法［参考文献：「画像処理アルゴリズム」斎藤恒雄著、近代科学社（１９９３）］等が使用され得る。以下、ＦＢＰ法による断層像の再構成過程を説明する。
【００２７】
シノグラムをＳ（ρ，θ）とし、断層像Ｆ（ｘ，ｙ）を計算する。ＦＢＰ法によれば、Ｆ（ｘ，ｙ）は、フィルタ済みシノグラムＱ（ρ，θ）を経由して以下のように計算される。
Ｑ（ρ，θ）＝∫Ｓ（ρ０，θ）Ｈ（ρ−ρ０，θ）ｄρ０      （３）
Ｆ（ｘ，ｙ）＝∫Ｑ（ｘｃｏｓθ+ｙｓｉｎθ，θ）ｄθ    （４）
ここに、Ｈ（ρ，θ）は、投影データの補正のためのフィルタ関数であり、フィルタ関数としては、例えば、Ｒａｍａｃｈａｎｄｒａｎ  Ｌａｋｓｈｍｉｎａｒａｙａｎａｎ関数、Ｓｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎ関数等がこれまでに提案されている。
この場合、一般に、Ｑ（ρ，θ）が計算された後、断面像中の座標（ｘ，ｙ）のそれぞれに対してθに関する積分が実行され、断面像Ｆ（ｘ，ｙ）が求められる。
【００２８】
こうして、試料Ｇが直線運動しつつ放射線検出エリアＡを通過する間に、試料の投影像が移動距離の関数として得られ、この移動距離の関数として得られた投影像がシノグラムに変換された後、このシノグラムから公知のＣＴ再構成演算法によって、試料Ｇの断層像が得られる。
【００２９】
図６〜図９は、本発明によるＣＴ法の模擬実験の結果得られたデータを示したものである。図６は、光源としてＸ線源を使用し、平行移動を行うことによって得られた試料の投影像（強度データＰ（ＸＤ，Ｓｘ））を示したものであり、図７は、図６の強度データＰ（ＸＤ，Ｓｘ）からの変換により得られたシノグラムＳ（ρ，θ）を示したものである。また、図８は、図７のシノグラムからＣＴ再構成演算によって得られた断層像を示したものである。図９は、従来のＣＴ法によって得られた同一の試料の断層像を示したものである。図８と図９との比較から明らかなように、本発明によるＣＴ法においても、従来のＣＴ法と同様の断層像が得られる。
【００３０】
本発明のＣＴ法においては、放射線検出エリアの端にいくほど、光源からの距離が長くなって単位面積当たりの光量が減少し、また、試料に入射する放射線の角度が大きくなって、放射線の試料を通過する距離が長くなる。その結果、試料の投影像の両端部で輝度が低くなる。そして、取得される投影像の輝度を均一にするため、好ましくは、検出器の検出領域は、光源からの距離が遠ざかるにつれて、その検出感度が高くなるようになっており、また、検出器の検出領域は、放射線の強度を減衰させるための減衰板によって覆われており、減衰板は、光源からの距離が遠ざかるにつれて、その厚さが薄くなるように形成されている。
【００３１】
図４は、本発明の１実施例によるＣＴ装置を示した図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の光源側から見た側面図である。図４を参照して、本発明によれば、（図示されない）適当な支持手段よって支持された実質上点状の光源１と、光源１から間隔をあけた位置に（図示されない）適当な支持手段によって支持され、光源１から照射される放射線を検出する検出器２とが備えられる。光源１は、Ｘ線および可視光および赤外線および紫外線および電波および中性子線およびγ線および電子線のうちのいずれか１つを照射するようになっている。
【００３２】
また、本発明によれば、試料３を支持して、光源１および検出器２の間に形成される放射線検出エリア５を通って平行移動させる試料移動手段４が備えられる。試料移動手段４は、この実施例では、ベルトコンベヤからなっている。
図４から明らかなように、この実施例では、光源１および検出器２は、ベルトコンベヤ４の搬送路の中間において、搬送路の両側に対向して配置され、放射線検出エリア５が搬送路上に形成されて、ベルトコンベヤ４上を搬送される試料３が放射線検出エリア５を確実に通過し得るようになっている。この場合、検出器２は、光源１による放射線照射領域に対応する広さの検出領域を有していることが好ましい。
【００３３】
本発明によれば、さらに、ベルトコンベヤ４上を搬送される試料３が放射線検出エリア５内を通過する間に、検出器２によって検出された試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部６と、データ変換部６によって変換されたシノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料３の断層像を構成する断層像構成部７と、断層像構成部７によって構成された断層像を表示するディスプレイ部８とが備えられる。
データ変換部６によるデータ変換、および断層増構成部７によるＣＴ再構成演算は、上述した本発明のＣＴ法の場合と同様の方法によって実行される。
【００３４】
こうして、この実施例によれば、試料３がベルトコンベヤ４上を搬送されて放射線検出エリア５内を通過する間に得られた投影像がシノグラムに変換され、このシノグラムからＣＴ再構成演算法によって試料３の断層像が得られ、ディスプレイ部８に表示される。
この実施例は、空港等における持ち物検査等のセキュリティチェックの分野において特に有効である。空港等での持ち物検査においては、年々爆発物が多様化しその検知が難しくなっているため、Ｘ線による透視だけでなく、三次元画像による検査が望まれている。この実施例では、非検査物（試料）をベルトコンベアによって搬送しながら検出器および光源の間を通過させることで、非検査物の断層像が得られ、よって、大量の非検査物を迅速かつ正確に検査することが可能となる。
【００３５】
また、この実施例を機械部品等の製品検査に適用することもできる。従来の三次元画像検査では、サンプリング検査しか行えなかったが、本発明では、オートメーション化された生産ラインに検出器と光源を配置するだけで、全品検査が可能となる。
【００３６】
図５は、本発明の別の実施例によるＣＴ装置の概略構成を示した側面図である。図５の実施例は、図４の実施例と比べて、後者において、試料が光源および検出器に対して平行移動せしめられるのに対し、前者においては、光源が試料および検出器に対して平行移動せしめられる点で相違している。したがって、図５中、図４と同じ構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
図５を参照して、本発明によれば、試料３’を支持する試料支持手段１０と、試料３’の一方の側に配置された実質上点状の光源１とが備えられる。この実施例では、試料３’は人体からなっており、試料支持手段１０はベッドからなっている。試料３’に対して光源１の反対側、この実施例では、ベッド１０の上面には、光源１から照射される放射線を検出する検出器２’が備えられる。検出器２’は、ベッド１０の上面に組み込まれ、これに支持されている。検出器２’の検出領域は二次元的に広がっていて、ベッド１０の上面とほぼ同じ面積を有している。
【００３８】
光源１は、適当な光源移動手段９によって支持され、人体３’の身長方向に沿って、人体３’に対して平行移動可能になっている。
さらに、光源１が平行移動する間に、検出器２’によって検出された試料通過後の放射線の強度データをシノグラムデータに変換するデータ変換部６と、データ変換部６によって変換されたシノグラムデータに基づいてＣＴ再構成演算を行い、試料３’の断層像を構成する断層像構成部７と、断層像構成部７によって構成された断層像を表示するディスプレイ部８が備えられる。
【００３９】
こうして、この実施例によれば、ベッド１０に患者を横たえて、光源１によるスキャンが行われ、それによって、患者の断層像が得られる。この場合、従来のＣＴ装置のように、光源を患者の身長方向に移動させつつ患者のまわりを回転させながら放射線を照射することがなく、よって、不必要な部位の測定は行われず、被爆量を低減することができる。また、目など被爆の影響が出やすい部位を避けて測定を行うこともできる。
【００４０】
なお、この実施例では、検出器および患者（人体）に対して光源を移動させるようにしているが、静止した患者に対して、光源および検出器を平行移動させる構成とすることもできる。この構成によれば、装置のコストをさらに低減することができ、また、患者を直立させたまま測定することもできる。
【００４１】
また、本発明を顕微鏡に応用することができる。Ｘ線顕微鏡については、本発明は、従来の試料回転を伴う全てのＸ線顕微鏡に対して応用可能である。回転操作を伴わないことにより、コストの削減や、試料位置精度の改善などの効果がある。
特別な応用として、走査型電子顕微鏡を応用したＸ線顕微鏡が考えられる。走査型電子顕微鏡において、試料の直前に金属箔を配置（あるいは金属を蒸着）し、電子線をＸ線に変換する。電子線は集光されているため、理想的なＸ線の点光源が得られる。試料の後方に検出器を配置し、透過したＸ線を測定する。電子線を操作することで点光源を移動し、平行移動透過像を得て、CTを行う。走査型電子顕微鏡の集光系を用いるため、Ｘ線の光源の径を小さくすることができ、高い空間分解能が得られる。走査型電子顕微鏡の走査機構を用いるため、平行移動に関して一切の機械的移動機構を伴わず、高い精度を達成できる。
透過型電子顕微鏡においては、照射レンズ系（光源から対物レンズの前方磁場）を調整（設計）することで、仮想点光源を形成することができる。集光位置を電気的に走査することで、機械的操作を伴わず仮想光源の平行移動をおこなうことができ、高い精度を得ることができる。
光学顕微鏡においては、調整された照射レンズ系を用いることで、仮想的な点光源を形成することができる。通常はステージの平行移動機構により、平行移動透過像が得られる。
パルス中性子減を用いて、中性子顕微CTを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の１実施例によるＣＴ法のフロー図である。
【図２】本発明の別の実施例によるＣＴ法のフロー図である。
【図３】本発明のＣＴ法を説明する概念図であり、（Ａ）は、試料が、光源および検出器の間に形成される放射線検出エリアに進入する直前の状態を示した図であり、（Ｂ）は、試料が放射線検出エリア内を通過している状態を示した図であり、（Ｃ）は、試料が、放射線検出エリア外に脱出した状態を示した図である。
【図４】本発明の１実施例によるＣＴ装置の概略構成を示した図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の光源側から見た側面図である。
【図５】本発明の別の実施例によるＣＴ装置の概略構成を示した側面図である。
【図６】本発明によるＣＴ法の模擬実験の結果得られたデータであって、光源としてＸ線源を使用し、平行移動を行うことによって得られた試料の投影像（強度データＰ（ＸＤ，Ｓｘ））を示したものである。
【図７】図６の強度データＰ（ＸＤ，Ｓｘ）からの変換により得られたシノグラムＳ（ρ，θ）を示したものである。
【図８】図７のシノグラムからＣＴ再構成演算によって得られた断層像を示したものである。
【図９】従来のＣＴ法によって得られた試料の断層像を示したものである。
【符号の説明】
【００４３】
１  光源
２  検出器
３  試料
４  ベルトコンベヤ（試料移動手段）
５  放射線検出エリア
６  データ変換部
７  断層像構成部
８  ディスプレイ部
【図１】
2006071472.tif 000003
【図２】
2006071472.tif 000004
【図３】
2006071472.tif 000005
【図４】
2006071472.tif 000006
【図５】
2006071472.tif 000007
【図６】
2006071472.tif 000008
【図７】
2006071472.tif 000009
【図８】
2006071472.tif 000010
【図９】
2006071472.tif 000011