(57)【要約】【課題】本発明の目的は、検出器やその後段のデータ収集部のＸ線被曝を低減でき、かつそれらの調整や交換作業を容易にすることにある。【解決手段】Ｘ線発生手段から出射されたＸ線が照射される撮像物を回転或いは上下動させるスキャナと、外部へのＸ線の遮蔽をする遮蔽室と、前記撮像物に照射されて前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出器と、前記複数のＸ線検出器の出力信号を処理するデータ収集部と、前記Ｘ線データ収集部によって処理された前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて前記被試験体の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、前記遮蔽室内に、該Ｘ線発生手段及び該スキャナを配置し、前記遮蔽室外に、該Ｘ線検出器及び該データ収集部を配置することを特徴とする。【選択図】図１
2007171062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生手段から出射されたＸ線が照射される撮像物を回転或いは上下動させるスキャナと、外部へのＸ線の遮蔽をする遮蔽室と、前記撮像物に照射されて前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出器と、前記複数のＸ線検出器の出力信号を処理するデータ収集部と、前記Ｘ線データ収集部によって処理された前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて前記被試験体の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記遮蔽室内に、該Ｘ線発生手段及び該スキャナを配置し、
前記遮蔽室外に、該Ｘ線検出器及び該データ収集部を配置することを特徴とするＸ線
ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記遮蔽室外に設置された該Ｘ線検出器を挿入可能で着脱可能なコリメータを設けることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線検出器を透過するＸ線を遮蔽する遮蔽手段を設けることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
Ｘ線発生手段から出射されたＸ線が照射される撮像物を回転或いは上下動させるスキャナと、前記Ｘ線発生手段と前記スキャナを格納する遮蔽室と、前記撮像物に照射されて前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出器と、前記複数のＸ線検出器の出力信号を処理するデータ収集部と、前記Ｘ線データ収集部によって処理された前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて前記被試験体の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有し、
前記遮蔽室壁に空孔を設け、前記検出器を設置し、前記検出器の後部に可動式の遮蔽手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
Ｘ線発生手段から出射されたＸ線が照射される撮像物を回転或いは上下動させるスキャナと、前記Ｘ線発生手段と前記スキャナを格納する遮蔽室と、前記撮像物に照射されて前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出器と、前記複数のＸ線検出器の出力信号を処理するデータ収集部と、前記Ｘ線データ収集部によって処理された前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて前記被試験体の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有し、
前記遮蔽室壁に空孔を設け、前記スキャナ設置台に検出器支持台を設け、該検出器支持台に前記検出器を挿入するコリメータを設置し、前記検出器は前記空孔により遮蔽室外部から前記コリメータに挿入され、前記検出器の後部に可動式の遮蔽手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用Ｘ線ＣＴ装置の現在の使用方法は、単なる断層写真撮影から、工業製品の３次元形状データ取得に変化してきている。したがって、１つの被検体で数百枚の断層データを取得する必要があり、撮影時間は連続数時間に及ぶことが多い。このような状況では被検体をＣＴ装置に設置する時間と比べて撮影時間のほうが非常に長くなる。
【０００３】
この場合には、試料扉の開閉による作業効率の低下やＸ線管のオン・オフによる寿命低下よりも、遮蔽室内に設置されたＸ線検出器やデータ収集部の長時間被曝による特性劣化のほうがより重要な問題となってくる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６４４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｘ線ＣＴ装置では長時間のＣＴ撮影に使用すると、遮蔽室内のＸ線検出器やデータ収集部の放射線被曝による特性劣化が発生する可能性がある。また、狭小な遮蔽室内ではそれらの調整・交換作業が困難、または時間を要する恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、Ｘ線検出器やデータ収集部の被曝の低減と容易な調整・交換を図ることが望まれる。また、長期間の使用に適したＸ線ＣＴ装置が望まれる。
【０００７】
本発明の目的は、検出器やその後段のデータ収集部のＸ線被曝を低減でき、かつそれらの調整や交換作業を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、遮蔽室外に、Ｘ線検出器及びデータ収集部を配置する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＸ線ＣＴ装置は、検出器やその後段のデータ収集部のＸ線被曝を低減でき、かつそれらの調整や交換作業を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
産業用Ｘ線ＣＴ装置は、物体の内部形状を観察又は計測するために用いられる。自動車会社を中心に開発品の形状計測や、鋳造品の巣の分布計測などに活用される。これまで産業用Ｘ線ＣＴ装置では被検体の１断面から数断面程度を撮影し、その断層像を担当者が見て被検体内部の状態を検査するというニーズがほとんどであった。
【００１１】
このような使用状況では、被検体を撮像する時間に比べて、被検体を装置に設置する時間のほうが長い。被検体をターンテーブル（以下、スキャナと称す）に設置するためにはＣＴ装置の格納された遮蔽室の試料扉を開けるため、使用者の被曝を避けるために試料扉の開閉と同期してＸ線発生手段を頻繁にオン・オフする必要がある。そのため、作業効率が低下したり、Ｘ線発生手段に通常用いられるＸ線管が頻繁にオン・オフすることにより寿命が短くなったりする可能性があり、遮蔽室内にさらにＸ線管を格納する遮蔽手段を設けて、試料扉開放時には前記遮蔽手段によりＸ線管をオフせずに被曝を防止するようにしている。
【００１２】
しかしながら、産業用Ｘ線ＣＴ装置の用途拡大によって、その利用目的が、単なる断層写真撮影から、工業製品の３次元形状データ取得に変化してきている。したがって、１つの被検体で数百枚の断層データを取得する必要があり、撮影時間は連続数時間に及ぶことが多い。このような状況では被検体をＣＴ装置に設置する時間と比べて撮影時間のほうが非常に長くなる。この場合には、試料扉の開閉による作業効率の低下やＸ線管のオン・オフによる寿命低下よりも、遮蔽室内に設置されたＸ線検出器やデータ収集部の長時間被曝による特性劣化の抑制がより重要である。Ｘ線ＣＴ装置では長時間のＣＴ撮影に使用すると、遮蔽室内のＸ線検出器やデータ収集部の放射線被曝による特性劣化が発生する恐れがある。また、狭小な遮蔽室内ではそれらの調整・交換作業が困難、または時間を要する可能性がある。そこで、Ｘ線検出器やデータ収集部の被曝の低減と容易な調整・交換を図ることが望まれる。
【００１３】
具体的には、遮蔽室壁に空孔を設け、スキャナ設置台に検出器支持台を設け、該検出器支持台に検出器を挿入するコリメータを設置し、該コリメータは前記空孔により遮蔽室外部から検出器を挿入でき、該検出器の後部に可動式の遮蔽手段を設ける。
【００１４】
または、遮蔽室壁に空孔を設け、該空孔に遮蔽室外部から検出器を挿入するコリメータを設置し該検出器の後部に可動式の遮蔽手段を設ける。このことにより、検出器やその後段のデータ収集部のＸ線被曝を低減でき、かつそれらの調整や交換作業を容易にすることができる。
【００１５】
Ｘ線検出器やデータ収集部の被曝の低減と容易な調整・交換を図ることのできる産業用Ｘ線ＣＴ装置を提供するという目的を、高精度の位置決めを要求されるコリメータを形状精度の低い遮蔽室壁に設置するのではなく、遮蔽室内のスキャナ設置台に設置して位置精度を確保し、遮蔽室外から検出器を該コリメータに設置できるようにする。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の一実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線ファンビーム２を出力するＸ線発生手段すなわちＸ線管１と、被検体１９を設置するスキャナ３、スキャナ３を精密に設置するためのスキャナ設置台４、Ｘ線検出器６のＳ／Ｎ比を向上させるためＸ線検出器６への散乱Ｘ線の入射を抑える役割をするコリメータ５、コリメータ５を設置する検出器支持台２０、被検体１９を透過してきたＸ線を検出するＸ線検出器６−１から６−５１２と、これらを収納する遮蔽室８，被検体１９を設置するために開閉する遮蔽扉９，コリメータ５の背後に設置され検出器を通過したＸ線を遮蔽するための可動式遮蔽手段２１，Ｘ線検出器６の出力信号を増幅しデジタル信号に変換するデータ収集部７、およびデータ収集部７からのデジタルデータを収集すると共に装置全体を制御する制御装置１１，画像の再構成を行う画像再構成装置
１２，画像再構成により作成された画像やその他の情報を表示する表示装置１３，制御装置１１からの制御指令によりＸ線管１，スキャナ３、及びデータ収集部７の動作を制御するコントローラ１０を備えている。
【００１７】
図１のＸ線ＣＴ装置は、被検体を回転させて１断面を撮影する第３世代のＸ線ＣＴ装置を示しており、スキャナ３は回転機能のほかに、被検体の各高さの断面撮影を行うために上下に動作する機能を持つ。
【００１８】
Ｘ線管１は、制御用ケーブル１５によりコントローラ１０に接続され、該コントローラによりＸ線ファンビームの発生・停止が制御される。スキャナ３も同様に制御ケーブル
１４で該コントローラ１０に接続され、スキャナの回転・上下位置の調整が行われる。Ｘ線検出器６はＸ線ファンビーム２の発生点を見込むように一列に配置され、本実施例では５１２個が設置されている。該Ｘ線検出器の出力は、Ｘ線管１から出力され被検体を透過してきたＸ線を検出する。
【００１９】
該Ｘ線検出器６から出力されたＸ線量に対応する信号は、データ収集部７で増幅されデジタル信号に変換された後、信号ケーブル１６を通して制御装置１１を経由して画像再構成装置１２に送られ、ＣＴ画像の再構成に用いられる。
【００２０】
図２は、本実施例の検出器設置部分の詳細構成図であり、図１のＡ−Ａ′での断面図である。Ｘ線管１の部分は省略して示す。スキャナ３は水平精度の良いスキャナ設置台４上に設置され、固定されている検出器支持台２０も同様にスキャナ設置台４上に設置され固定されている。スキャナ設置台４の上部は平坦で、遮蔽室８に空けられた空孔を通って外部にでており、コリメータ５とコリメータ５の後部に固定された検出器ホルダ５１を設置できるようになっている。コリメータ５と検出器ホルダ５１は一体化されており、検出器ホルダ５１にＸ線検出器６（６−１から６−５１２）が挿入されている。つまり、このホルダが、コリメータ５に対してＸ線検出器６を挿入可能な手段として取り付けられている。また、このホルダによって、コリメータ５とＸ線検出器６とを着脱可能とし、Ｘ線検出器６の調整や交換などを容易にしている。
【００２１】
遮蔽室８と検出器支持台２０は特に固定されていない。なぜならば、遮蔽室８の目的はＸ線遮蔽であり、それに必要とする十分な厚さがあればよく、通常製作精度はmmのレベルである。それに対し、コリメータの設置精度は１０μｍのレベルであり、同等の精度が必要なスキャナ３を設置するスキャナ設置台４に設置することで、検出器支持台の一精度を実現している。また、これより、遮蔽室の工作精度は従来どおりでよく、容易に製作でき、装置のコスト上昇を抑える効果もある。
【００２２】
遮蔽室８の空孔部分にはコリメータ５が設置されており、コリメータ５の材質は黄銅やタングステン合金などＸ線遮蔽に最適な高比重の金属が用いられ、Ｘ線の減衰は４桁以上確保されており、十分に遮蔽室壁の代わりの役割を果たす。コリメータ５や検出器支持台２０と遮蔽室壁の空隙は遮蔽材２２，２３で塞ぐことにより対応できる。遮蔽材２２と
２３はそれぞれ、コリメータ５と検出器支持台２０に取り付けられている。
【００２３】
ただ、コリメータ５には検出器にＸ線を導くスリット（検出器数に対応した５１２本）が開けられており、その部分はＸ線が透過する。検出器のＸ線の吸収効率は９０−９５％程度のため、遮蔽としては不十分である。このため、検出器の後部には可動式遮蔽手段
２１が設けられている。可動式遮蔽手段２１はＸ線検出器６の後方に位置し、検出器を透過してくるＸ線を遮蔽するとともに、２１′に示すように跳ね上げることができ検出器を容易に交換できる。
【００２４】
Ｘ線検出器６の信号は信号ケーブル２４を介してデータ収集部７に集められ、計測される。検出器の出力電流は微小であり、検出器とデータ収集部７はできるだけ近くに設置する必要があるが、Ｘ線検出器６を遮蔽室外に設置できたため、データ収集部７も遮蔽室８外に設置できる。このため、Ｘ線被曝に弱い半導体部品からなるデータ収集部７をＸ線被曝から防止できる。
【００２５】
以上述べたように、本実施例のＸ線ＣＴ装置は、高精度の位置決めを要求されるコリメータを形状精度の低い遮蔽室壁に設置するのではなく、遮蔽室内のスキャナ設置台に設置して位置精度を確保し、遮蔽室外から検出器を該コリメータに設置できるようにして、検出器やその後段のデータ収集部のＸ線被曝を低減でき、かつそれらの調整や交換作業を容易にすることができる効果がある。
【実施例２】
【００２６】
本発明の他の実施例を図３に示す。本図は第１の実施例の図２に対応する部分を示している。本発明の目的は遮蔽室の壁に直接コリメータ５を固定し、検出器をコリメータ５に固定して遮蔽室外部から設置できるようにしても達成できる。遮蔽室８は本来、Ｘ線管１からの強力なＸ線を遮蔽し、外部の作業者が被曝しないようにするのが目的である。したがって、Ｘ線遮蔽に十分な厚さがあればよく、その寸法精度はmmのレベルである。しかし、検出器を設置するコリメータ５はスキャナ３の回転面とともに精度良く水平，垂直を保てられなければ、良好なＣＴ画像は得られない。このため、本実施例の場合に示す遮蔽室８の壁にコリメータを直接設置する場合には、遮蔽室壁は水平・垂直の精度良く製作されている。
【００２７】
本実施例では、コリメータ５、およびコリメータ５に固定されＸ線検出器６を保持する検出器ホルダ５１は検出器支持台２５に固定され、検出器支持台２５は遮蔽室８に直接固定される。
【００２８】
本実施例においても、検出器は遮蔽室外部から設置でき、データ収集部も遮蔽室外部に設置できるので、検出器やその後段のデータ収集部のＸ線被曝を低減でき、かつそれらの調整や交換作業を容易にすることができる。
【００２９】
なお、遮蔽室壁の工作精度が良くない場合にはコリメータ５の位置を精度良く微調整するための位置調整機構を検出器支持台上に付加し、該位置調製機構にコリメータを設置してコリメータの位置を微調整できるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は産業用Ｘ線ＣＴ装置に利用でき、鋳造製品などの鋳巣検査や３次元形状データ取得，密度分布測定などに活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例の詳細構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…Ｘ線管、３…スキャナ、４…スキャナ設置台、５…コリメータ、６…Ｘ線検出器、７…データ収集部、８…遮蔽室、９…遮蔽扉、１０…コントローラ、１１…制御装置、
１２…画像再構成装置、１３…表示装置、２０…検出器支持台、２１…可動式遮蔽手段。
【図１】
2007171062.tif 000003
【図２】
2007171062.tif 000004
【図３】
2007171062.tif 000005