JPS6147536B2

JPS6147536B2 -

Info

Publication number: JPS6147536B2
Application number: JP54151286A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Yamaguchi; Fujio Kobayashi
Original assignee: TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
Current assignee: TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1986-10-20
Also published as: JPS5672852A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、Ｘ線断層像を再構成するための装置
に関し、特に所望の演算処理を施すことによりＸ
線断層像を再構成できるようにした装置に関す
る。一般に、工業および医療界において、製品や人
体の内部構造を知るために、Ｘ線による検査が広
く行なわれているが、このように製品や人体の内
部構造を知ることのできる装置として従来からＸ
線コンピユータ断層撮影装置（これを略して
「CT」という。）の開発が盛んである。ところで、この種の従来のＸ線コンピユータ断
層撮影装置では、まず第１図に実線で示すごと
く、Ｘ線発生装置ａからＸ線被検査体ｂへ向けて
Ｘ線ビーム束を照射することにより、Ｘ線検出器
ｃにてそのＸ線射影分布を計測し、ついで第１図
に鎖線で示すごとく、Ｘ線発生装置ａおよびＸ線
検出器ｃを所定の角度α（例えば１゜）だけ回転
移動させてこの位置から再度Ｘ線ビーム束をＸ線
被検査体ｂへ向けて照射することにより、角度α
だけ移動させた場合のＸ線射影分布を計測し、以
下同様の操作を合計60ないし360回行なつたのち
に、これら多数のＸ線射影分布から得られたデー
タを、フーリエ変換法や重畳積分法を用いて演算
処理し、その後この処理結果に基づきＸ線被検査
体ｂの断層像を再構成することが行なわれてい
る。しかしながら、このような従来のＸ線コンピユ
ータ断層撮影装置では、被検査体ｂの断層像を再
構成するために、多数のＸ線射影分布を必要と
し、これにより次のような問題点がある。 (1) データ採取に多大の時間を必要とする（数秒
から数分）ため、動く被検査体ｂについては、
その断層像を再構成することができない。 (2) Ｘ線被曝量が多くなるため、被検査体ｂが人
体のごとき生体の場合には、この生体に悪影響
を与えるおそれがある。本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、被検査体の断層像を再構成するためのデ
ータとして単一のＸ線射影分布を使用するだけ
で、精度のよい再生像を得ることができるように
した単一Ｘ線射影式断層像再構成装置を提供する
ことを目的とする。このため、本発明の単一Ｘ線射影式断層像再構
成装置は、Ｘ線被検査体Ｂの断層面を含み且つ縦
にｍ個横にｎ個の画素をそなえて成る仮想断層平
面Ｓについて単位Ｘ線ビームが各画素１〜mnの
コーナー部を少なくとも１個所は通過するように
上記Ｘ線被検査体Ｂへ向けて所定方向から複数の
単位Ｘ線ビームを照射するＸ線発生装置Ａと、同
Ｘ線発生装置Ａから上記Ｘ線被検査体Ｂへ向けて
上記の複数の単位Ｘ線ビームを照射することによ
り得られた単一のＸ線射影分布Ｄについてその一
端から他端へ向けてＮ（＝ｍ×ｎ）個のＸ線濃度
d₁〜ｄ_noを計測するとともにさらに他端寄りの少
なくともｍ−１個のＸ線濃度ｄ_no+1〜ｄ_no+n-1を
計測するＸ線濃度計測装置Ｅとをそなえ、同Ｘ線
濃度計測装置Ｅで得られたＭ（＝mn＋ｍ−１）
個のＸ線濃度d₁〜ｄ_no+n-1の情報を受けＸ線吸収
係数ベクトルμを未知量としてＸ線濃度ベクトル
Ｄ、係数行列Ｌおよび非負の要素よりなる残差ベ
クトルｒから決まる関係式Ｌμ≦ｒ＋Ｄ，Ｌμ≧
−ｒ＋Ｄより上記の各画素のＸ線吸収係数μ_１〜
μ_noを求める演算装置をもつた射影変換装置Ｆが
設けられるとともに、同射影変換装置Ｆからの信
号を受けて上記仮想断層平面Ｓを構成する上記Ｎ
個の各画素１〜mnの位置に上記Ｘ線吸収係数μ
_１〜μ_noをあてはめて上記Ｘ線被検査体Ｂの断層
像を再構成する再構成装置Ｈと、同再構成装置Ｈ
からの出力に基づいて上記Ｘ線被検査体Ｂの断層
像を表示する表示装置Ｊとが設けられたことを特
徴とする、単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。ただし、〓＝（μ_１，μ_２，μ_３，……，μ_no）^T 〓＝（d₁，d₂，d₃，……，ｄ_no+n-1）^T 〓：（mn＋ｍ−１）×mnの帯行列〓＝（r₁，r₂，r₃，……，ｒ_no+n-1）^T α：画素を通過する上記Ｘ線ビームの長さ以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、第２〜４図はその第１実施例としての単
一Ｘ線射影式断層像再構成装置を示すもので、第
２図はそのＸ線射影分布の計測手段を示す模式
図、第３図はそのシステム構成図、第４図はその
作用を説明するための模式図である。第３図（特許請求の範囲に対応する図）に示す
ごとく、Ｘ線発生装置ＡとＸ線検出器Ｃとの間
に、Ｘ線被検査体Ｂが位置するようになつてい
て、これによりこのＸ線被検査体Ｂへ所定方向か
らＸ線を照射することができ、その結果Ｘ線被検
査体Ｂを透過してきたＸ線によつて、単一のＸ線
射影分布Ｄ（第４図参照）を得ることができるよ
うになつている。なお、このＸ線発生装置Ａは、第４図に示すご
とく、縦にｍ個横にｎ個の画素をそなえて成る仮
想断層平面Ｓ（この平面ＳはＸ線被検査体Ｂの断
層面を含む）について、単位Ｘ線ビームが各画素
１〜mnの左下コーナー部を少なくとも１個所は
通過するようにＸ線被検査体Ｂへ向けて所定方向
θから複数の単位Ｘ線ビームを照射するもので、
検査の対象となるＸ線被検査体Ｂに適合する線質
（透過力）と線量とを有するＸ線を発生できるよ
うになつており、その発生Ｘ線の波長は印加され
る電圧に比例し、又Ｘ線の線質はその波長によつ
て決まるようになつている。そして、印加電圧は、適用用途によつて異な
り、医学診断に用いるときは５万ボルトから12万
ボルトの範囲で、非破壊検査に用いるときは10万
ボルトから30万ボルトの範囲でそれぞれ使用され
る。Ｘ線被検査体Ｂとは、Ｘ線の照射を受け、その
透過線量分布（Ｘ線射影分布）を測定されること
によつて、所望の断層面における像を再構成され
るべきものをいい、例えば医学診断の場合は人体
（一般には生体）であり、非破壊検査の場合はい
わゆる工業製品である。さらに、Ｘ線検出器Ｃとしては、Ｘ線フイル
ム、シンチレーシヨン検出器、半導体検出器がキ
セノンガス検出器等が用いられる。ところで、Ｘ線検出器Ｃで得られる単一のＸ線
射影分布データＤは、Ｘ線射影分布測定手段（Ｘ
線濃度計測装置）Ｅにより、上記Ｘ線射影分布Ｄ
の一端から他端へ至るまで、相互に等しい間隔ｗ
をあけたmn（＝Ｎ）個のＸ線濃度の値d₁〜ｄ_no
を計測されるとともに、さらに相互に等しい間隔
ｗをあけた他端寄りのｍ−１個のＸ線濃度の値ｄ
_no+1〜ｄ_no+n-1を計測され、合計mn＋ｍ−１（＝
Ｍ）個の位置ｋにおける各値ｄ_kが計測されるよ
うになつている（第４図参照）。このＸ線射影分布測定手段Ｅとしては、Ｘ線検
出器ＣがＸ線フイルムの場合は、このフイルム上
に黒化度の濃淡として得られたＸ線濃度分布（い
わゆるレントゲン写真）上の複数個の値を計測し
うるマイクロデンシトメータが用いられる。このようにＸ線射影分布Ｄの一端から他端へ至
るまで、相互に等しい間隔ｗをあけた複数位置ｋ
における各値ｄ_kを計測する手段として、上述の
例の他に、Ｘ線検出器ＣがＸ線被検査体Ｂを透過
してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応する信号を
出力するシンチレーシヨン検出器の場合は、１台
のシンチレーシヨン検出器とこれを上記Ｘ線射影
分布Ｄの一端から他端へ至るまで移動させうる機
構とを組合わせたり、多数のシンチレーシヨン検
出器をＸ線射影分布Ｄの全幅に亘つて配置したり
することが行なわれる。またＸ線検出器Ｃが、同じくＸ線被検査体Ｂを
透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応する信
号を出力する半導体検出器の場合は、上記手段と
して上述のシンチレーシヨン検出器の場合と同様
に、１台の半導体検出器とこれを移動させうる機
構とを組合わせたり、多数の半導体検出器を配設
したりすることが行なわれる。さらにＸ線検出器Ｃがキセノンガス検出器の場
合は、上記手段として上述のシンチレーシヨン検
出器や半導体検出器の場合と同様に、１台のキセ
ノンガス検出器とこれを移動させうる機構とを組
合わせたり、多数のキセノンガス検出器を配設し
たりすることが行なわれる。このようにしてマイクロデンシトメータ、シン
チレーシヨン検出器や半導体検出器により得られ
た信号は、アナログ信号であるので、これをデイ
ジタルコンピユータへ入力するためにこの信号を
アナログ−デイジタル変換器E′（以下、「Ａ／Ｄ
変換器」という。）にてデイジタル信号に変換し
て、その後デイスク等に記憶することが行なわれ
る。つぎに、このＡ／Ｄ変換器からのデータ出力ｄ
_k（デイジタル信号）は、射影変換装置Ｆへ入力
されるようになつている。この射影変換装置Ｆは、Ｘ線濃度測定装置Ｅで
得られたＭ（＝mn＋ｍ−１）個のＸ線濃度d₁〜
ｄ_no+n-1の情報を受けＸ線吸収係数ベクトルμを
未知量としてＸ線濃度ベクトルＤ、係数行列Ｌお
よび非負の要素よりなる残差ベクトルｒから決ま
る関係式Ｌμ≦ｒ＋Ｄ，Ｌμ≧−ｒ＋Ｄより上記
の各画素のＸ線吸収係数μ_１〜μ_noを求める演算
装置をもつたもので、その具体例としては、所望
のプログラムを内蔵したデイジタルコンピユータ
が挙げられる。ここで、単一のＸ線射影分布Ｄ上にＭ個の各値
ｄ_k（一次元データ）から、Ｘ線被検査体Ｂの断
層面を含んだ仮想断層平面Ｓの構成要素としての
Ｎ個の画素の各Ｘ線吸収係数μ_t（２次元デー
タ）を求める手法について説明する。まず、Ｘ線被検査体Ｂの断層像再生面としての
仮想断層平面Ｓを、第４図に示すごとく、小さく
区分されたmn（＝Ｎ）個の画素からなると考
え、また平面Ｓの中心をｘ−ｙ座標の原点にと
る。なお、１つの画素内は同一のＸ線吸収係数をも
つものと仮定し、説明の都合上、ｍ，ｎは偶数と
し、１画素の大きさは△×△の正方形とする。また、この仮想平面Ｓを通過するＸ線ビームは
θ＝tan^-1mを満足する方向θから平行に照射す
るものとし、各単位Ｘ線ビームのビーム径は各画
素に比べ十分に小さいものとする。いま、第４図のような順序に従つて各画素に番
号をつけ、その吸収係数μ_tで表わし、θ方向か
ら照射し、ｘ−ｙ座標の点（ｘ_j，ｙ_i）を通る単
位Ｘ線ビームによつて得られる射影濃度をｄ_kと
すれば、次式が得られる。ここで、ｘ_j＝（−ｎ／２＋ｊ−１）・△，ｙ_i＝（ｍ／２−ｉ）・△，ｔ＝（ｊ−１）・ｍ＋ｉ（ｉ＝１，２，……，ｍ；ｊ＝１，２，……，
ｎ）ｋ＝（ｊ−１）・ｍ＋ｉ，ただし＝ｋ≠mn＋ｍ（ｉ＝１，２，……，ｍ；ｊ＝１，２，……，ｎ
＋１）で、ｉは行を、ｊは列をそれぞれ表わしている。〓〓＝〓 ……(1) ただしなお〓＝（μ_１，μ_２，μ_３……，μ_no）^T 〓＝（d₁，d₂，d₃……，ｄ_no+n-1）^T Ｌは（mn＋ｍ−１）×mnの帯行列である。またαは画素を透過するＸ線ビームの長さで、
ａ＝△√１＋²であり、記号^Tは転置を表わ
している。ところで、式(1)においては、未知量としてのＸ
線吸収係数μ_tの数Ｎよりも方程式の数Ｍの方が
多くなつているから、この未知量としてのＸ線吸
収係数μ_tの最確値を求めることになるが、これ
を達成するために、最小自乗法なる手法がある。したがつて、式(1)に最小自乗法を適用すると、
すなわち式(1)の両辺左側からそれぞれＬの転置行
列を掛けると、次式が得られる。〓^T〓〓＝〓^T〓 ……(3) このようにして得られた式(3)は未知量の数と方
程式の数とが同じになつているから、この式(3)か
ら直ちにＸ線被検査体Ｂの断層２次元データμ_t
を算出することができる。なお、式(1)に非負の要素よりなる残差ベクトル
（補正値ベクトル）ｒ〔＝（r₁，r₂，r₃，……，ｒ
_M）^T〕を導入して一般化すると、式(1)は次のよう
になる。

【表】そして、式(1)′からＸ線吸収係数ベクトルμを
求める１つの方法として最小自乗法があるが、こ
の式(1)′に最小自乗法を用いてＸ線吸収係数μ_tの
最確値を求めると、その解は式(3)で得られたもの
と同じになる。しかしながら、実際のＸ線被検査体Ｂにおいて
は、μ_tが一定であるとすることは困難であり、
また一般には測定誤差も含まれる。そこで上記の
仮定が僅かに崩れたときおよび測定誤差が少し混
入したときにおいてもなお、式(3)で算出される２
次元データμ_tがよい結果になることは期待しが
たい。そこで、Ｌμ≦ｒ＋Ｄ，Ｌμ≦−rDからＸ線
吸収係数μ_tを求める他の方法としての数理計画
法を用いて前述の非負の補正値（残差）値r₁，
r₂，r₃，……，ｒ_Mを導入する。また、物体を透
過するＸ線ビームの吸収係数は一般には、非負で
かつある正の上限値Ｕを超えないので、それらの
制約条件を付加して式(1)を次のように表わす。

【表】さらに、非負のスラツクス変数s₁，s₂，s₃，…
…，s_3Mを導入すると、式(4)の連立一次不等式は
次式の連立一次方程式となる。

【表】上式(5)の制約条件式のもとに目的関数を最小とする解を数理計画法によつて求めると、
有限回の計算後には循環することなく、最適な２
次元データμ_tが算出されるのである。上例では、制約条件式における補正値の絶対値
の総和を最小にする目的関数のもとに２次元デー
タμ_tを算出したが、それに対して次の式(7)の制
約条件式のもとに式(8)に目的関数を最小とする方
法もある。

【表】上式を解けば、制約条件式における絶対値の最
大補正値が最小となる条件のもとに、Ｘ線被検査
体Ｂの断層２次元データμ_tが算出されるのであ
る。さらに、式(5)の制約条件式のもとに目的関数を最小とする方法、あるいは、式(7)の制約条件式
のもとに目的関数Ｆ＝r² ……(10) を最小とする方法によつて実施することも可能で
ある。なお、Ｍはmn＋ｍ−１，Ｎはmnを表わし
ていることは、前述のとおりである。上記のような数理計画法によれば、既述したこ
とから明らかなように次の関係式が成立するが、
この関係式における残差ベクトル（補正値ベクト
ル）ｒの非負の要素r₁〜ｒ_Mの自乗和〓ｒ_k ^２［式
(9)参照］または絶対値和〓ｒ_k［式(6)参照］を最
小にするようなＸ線吸収係数μ_１〜μ_noの最適解
が求められるのである。ここで関係式は式(4)から、

【表】すなわち

【表】となる。そして、〓＝（μ_１，μ_２，……，μ_no）^T 〓＝（r₁，r₂，……，ｒ_M）^T 〓＝（p₁，p₂，……，ｐ_M）^T＝〓／α 〓＝（d₁，d₂，……，ｄ_M）^T また、ＬはＭ×Ｎの帯行列である。このようにして得られた２次元データμ_tは、
３次元内部構造記憶装置Ｇに転送される。この３次元内部構造記憶装置Ｇとは、射影変換
装置Ｆから転送されてくる断層像構成用２次元デ
ータμ_tを時系列的に記憶し、さらにＸ線被検査
体Ｂの３次元内部構造データを算出するメモリを
いう。ところで、射影変換装置Ｆから初め送られてく
る２次元データμ_tは、Ｘ線被検査体Ｂのある断
面についてのものであるが、Ｘ線射影分布測定手
段Ｅで測定個所を変えることによつて他のＸ線射
影分布D′を得、これにより他の断面についての
２次元データμ′_tが容易に得られるから、異なつ
たいくつかの断面についての２次元データμ_t，
μ′_t，μ″_t，……を集積することによつてＸ線被
検査体Ｂの３次元的な内部構造を記憶させること
が可能になるが、完全な３次元内部構造を構成す
るためには、各断面データ間の補間等が必要にな
るので、そのための算出機能を保有したメモリ装
置として本メモリＧが使用される。このメモリＧには、任意断層像構成装置（再構
成装置）Ｈが接続されており、この任意断層像構
成装置Ｈは、メモリＧに記憶されているＸ線被検
査体Ｂの３次元内部構造データからこのＸ線被検
査体Ｂの指定された任意断面についての２次元デ
ータを選択抽出して断層像を構成する装置であ
る。なお、ここでいう任意断層とは、Ｘ線被検査体
Ｂの水平、垂直あるいは斜め方向等の断面を指す
ものである。このようにしてこの任意断層像構成装置Ｈによ
つて得られる任意断層像の２次元データは、Ｘ線
射影分布測定手段Ｅで求めたＸ線射影分布をもと
にして一貫して数学的に矛盾なく算出されてきた
ものであるから、これを適宜のデイジタル−アナ
ログ変換器F′（以下「Ｄ／Ａ変換器」という。）
を介し任意断層像表示装置Ｊへ送つて表示すれ
ば、Ｘ線被検査体Ｂの断層像を表示することが可
能となるが、この像では雑音やボケ等の画質劣下
の要素も含まれているので、好適な画像が得られ
るという保証はない。したがつて、この任意断層像構成装置Ｈからの
データを修正するため、このデータは任意断層像
画質改善装置Ｉへ送られる。この任意断層像画質改善装置Ｉは、任意断層像
構成装置Ｈから送られてきた任意断層像データに
ついての雑音の除去、平滑化および尖鋭度の強調
等を施して画像の質を向上させるもので、雑音の
除去用としてはデイジタルフイルタが用いられ、
平滑化用としては平滑化回路が用いられ、尖鋭度
の強調用としては微分回路が用いられる。このようにして画質を改善された信号はＤ／Ａ
変換器F′を介して上記任意断層像表示装置Ｊへ
送られる。この任意断層像表示装置Ｊは、任意断層像画質
改善装置Ｉから送られてくる信号を受けてカラー
または黒白の陰極線管（ブラウン管）モニタ上に
Ｘ線被検査体Ｂの任意断層像を可視像として表示
する装置をいい、一般的には上述のごとくブラウ
ン管が使用される。上述の構成により、Ｘ線被検査体Ｂの断層像を
再構成するには、まずＸ線発生装置ＡよりＸ線被
検査体Ｂへ所定方向からＸ線を照射することによ
りＸ線検出器Ｃで得られた単一のＸ線射影分布Ｄ
について、Ｘ線射影分布測定手段Ｅを用いて、上
記Ｘ線射影分布Ｄの一端から等しい相互間隔ｗを
あけたＭ個の位置ｋでの各値ｄ_kを上記Ｘ線射影
分布Ｄの他端へ至るまで計測することにより、１
次元データｄ_kが求められる。ついで、これらの１次元データｄ_kは適宜アナ
ログ−デイジタル変換されてから、射影変換装置
Ｆにて、前述の手法を用いて、仮想断層平面Ｓに
おけるＮ（＜Ｍ）個の画素の各Ｘ線吸収係数μ_t
（２次元データ）が求められる。その後、この２次元データμ_tは、メモリＧ、
任意断層像構成装置Ｈ、任意断層像画質改善装置
ＩおよびＤ／Ａ変換器F′を経由して、任意断層
像表示装置Ｊで、Ｘ線被検査体Ｂの断層像として
再構成表示されるのである。第５図は本発明の第２実施例としての単一Ｘ線
射影式断層像再構成装置の作用を説明するための
模式図である。この第２実施例の場合は、Ｘ線発生装置ＡとＸ
線被検査体Ｂとが接近している場合で、すなわち
Ｘ線ビームがフアンビームの場合であるが、この
場合は第５図のような変形極座標をした画素で断
層２次元データμ_tを構成すれば、式(1)が得られ
上述の理論がそのまま適用できる。第５図において、Ｘ線源を原点０、極座標画素
の内側の半径をR₁、外側の半径をR₀とし、画素
はｍ×ｎで構成する。画素には第５図に示すよう
な番号をつけ、00′を通る直線を角度の基準とす
る。半径R₁，R₂と角_１，_２，_３，_４を次
式のように表わす。

【表】いま、点R₁，_１とR₂，_３を通る直線を
L₁、点R₁，_２とR₂，_４を通る直線をL₂とす
れば、画素ｔは半径R₁，R₂と２直線L₁，L₂で囲
まれる面積となる。ただし、ｔ＝ｉ＋（ｊ−１）・ｍ，θ′は極座標
画素の内側（半径R₁）のはる頂角とする。このようにＸ線ビームがフアンビームの場合で
も、前述の第１実施例のごとく平行ビームの場合
と同様にして１次元データｄ_kから２次元データ
μ_tを求めることができ、これにより単一のＸ線
射影分布ＤからＸ線被検査体Ｂの断層像を再構成
できるのである。なお、ｋ＝（ｊ−１）・ｍ＋ｉ，ｋ≠ｍ（ｎ＋
１）（ｉ＝１，２，……，ｍ；ｊ＝１，２，…
…，ｎ＋１）とする。以上詳述したように、本発明の単一Ｘ線射影式
断層像再構成装置によれば、単一のＸ線射影分布
ＤからＸ線被検査体Ｂの断層像を再構成すること
ができるので、次のような効果ないし利点が得ら
れる。 (1) データ採取の時間が非常に短くてすむ（30ミ
リ秒以下）ため、動くＸ線被検査体Ｂ（例えば
心臓）についても、その断層像を鮮明に再構成
することができる。 (2) Ｘ線被曝量が非常に少ない（従来の手段に比
べ数十分の１ないし数百分の１）ため、Ｘ線被
検査体Ｂが生体の場合でも、悪影響を与えるこ
とがない。 (3) Ｘ線被検査体Ｂを含んだ断層平面Ｓを構成す
る画素ｔの数Ｎよりも多いＭ個の計測値に基づ
いて、Ｘ線断層像を再構成することが行なわれ
るため、再構成の精度を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＸ線断層像の再構成手段を説明
するための模式図であり、第２〜４図は本発明の
第１実施例としての単一Ｘ線射影式断層像再構成
装置を示すもので、第２図はそのＸ線射影分布の
計測手段を示す模式図、第３図はそのシステム構
成図、第４図はその作用を説明するための模式図
であり、第５図は本発明の第２実施例としての単
一Ｘ線射影式断層像再構成装置の作用を説明する
ための模式図である。Ａ……Ｘ線発生装置、Ｂ……Ｘ線被検査体、Ｃ
……Ｘ線検出器、Ｄ……Ｘ線射影分布、Ｅ……Ｘ
線射影分布測定手段（Ｘ線濃度計測装置）、E′…
…Ａ／Ｄ変換器、Ｆ……射影変換装置、F′……
Ｄ／Ａ変換器、Ｇ……メモリとしての３次元内部
構造記憶装置、Ｈ……任意断層像構成装置（再構
成装置）、Ｉ……任意断層像画質改善装置、Ｊ…
…任意断層像表示装置、Ｓ……仮想断層平面。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｘ線被検査体Ｂの断層面を含み且つ縦にｍ個
横にｎ個の画素をそなえて成る仮想断層平面Ｓに
ついて単位Ｘ線ビームが各画素１〜mnのコーナ
ー部を少なくとも１個所は通過するように上記Ｘ
線被検査体Ｂへ向けて所定方向から複数の単位Ｘ
線ビームを照射するＸ線発生装置Ａと、同Ｘ線発
生装置Ａから上記Ｘ線被検査体Ｂへ向けて上記の
複数の単位Ｘ線ビームを照射することにより得ら
れた単一のＸ線射影分布Ｄについてその一端から
他端へ向けてＮ（＝ｍ×ｎ）個のＸ線濃度d₁〜ｄ
_noを計測するとともにさらに他端寄りの少なくと
もｍ−１個のＸ線濃度ｄ_no+1〜ｄ_no+n-1を計測す
るＸ線濃度計測装置Ｅとをそなえ、同Ｘ線濃度計
測装置Ｅで得られたＭ（＝mn＋ｍ−１）個のＸ
線濃度d₁〜ｄ_no+n-1の情報を受けＸ線吸収係数ベ
クトルμを未知量としてＸ線濃度ベクトルＤ、係
数行列Ｌおよび非負の要素よりなる残差ベクトル
ｒから決まる関係式Ｌμ≦ｒ＋Ｄ，Ｌμ≧−ｒ＋
Ｄより上記の各画素のＸ線吸収係数μ_１〜μ_noを
求める演算装置をもつた射影変換装置Ｆが設けら
れるとともに、同射影変換装置Ｆからの信号を受
けて上記仮想断層平面Ｓを構成する上記Ｎ個の各
画素１〜mnの位置に上記Ｘ線吸収係数μ_１〜μ_n
_ｏをあてはめて上記Ｘ線被検査体Ｂの断層像を再
構成する再構成装置Ｈと、同再構成装置Ｈからの
出力に基づいて上記Ｘ線被検査体Ｂの断層像を表
示する表示装置Ｊとが設けられたことを特徴とす
る、単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。ただし、〓＝（μ_１，μ_２，μ_３，……，μ_no）^T 〓＝（d₁，d₂，d₃，……，μ_no+n-1）^T 〓：（mn＋ｍ−１）×mnの帯行列〓＝（r₁，r₂，r₃，……，ｒ_no+n-1）^T α：画素を通過する上記Ｘ線ビームの長さ２上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、Ｘ線フイルム上
に得られたＸ線濃度分布上の複数個のＸ線濃度の
値を計測しうるマイクロデンシトメータと、この
マイクロデンシトメータからのアナログ信号をデ
イジタル信号に変換しうるアナログ−デイジタル
変換器とで構成された特許請求の範囲第１項に記
載の単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。３上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、上記Ｘ線被検査
体Ｂを透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応
する信号を出力する移動機構付きシンチレーシヨ
ン検出器と、同シンチレーシヨン検出器からのア
ナログ信号をデイジタル信号に変換しうるアナロ
グ−デイジタル変換器とで構成された特許請求の
範囲第１項に記載の単一Ｘ線射影式断層像再構成
装置。４上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、上記Ｘ線被検査
体Ｂを透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応
する信号を出力する多数のシンチレーシヨン検出
器と、これらのシンチレーシヨン検出器からのア
ナログ信号をデイジタル信号に変換しうるアナロ
グ−デイジタル変換器とで構成された特許請求の
範囲第１項に記載の単一Ｘ線射影式断層像再構成
装置。５上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、上記Ｘ線被検査
体Ｂを透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応
する信号を出力する移動機構付き半導体検出器
と、同半導体検出器からのアナログ信号をデイジ
タル信号に変換しうるアナログ−デイジタル変換
器とで構成された特許請求の範囲第１項に記載の
単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。６上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、上記Ｘ線被検査
体Ｂを透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応
する信号を出力する多数の半導体検出器と、これ
らの半導体検出器からのアナログ信号をデイジタ
ル信号に変換しうるアナログ−デイジタル変換器
とで構成された特許請求の範囲第１項に記載の単
一Ｘ線射影式断層像再構成装置。７上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、上記Ｘ線被検査
体Ｂを透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応
する信号を出力する移動機構付きキセノンガス検
出器と、同キセノンガス検出器からのアナログ信
号をデイジタル信号に変換しうるアナログ−デイ
ジタル変換器とで構成された特許請求の範囲第１
項に記載の単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。８上記Ｘ線濃度計測装置Ｅが、上記Ｘ線被検査
体Ｂを透過してくるＸ線を受けてＸ線濃度に対応
する信号を出力する多数のキセノンガス検出器
と、これらのキセノンガス検出器からのアナログ
信号をデイジタル信号に変換しうるアナログ−デ
イジタル変換器とで構成された特許請求の範囲第
１項に記載の単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。９上記射影変換装置Ｆが、上記データ出力に基
づき上記各画素のＸ線吸収係数に対応するデイジ
タル信号を演算して出力するデイジタルコンピユ
ータを含んで構成された特許請求の範囲第１項な
いし第８項のいずれかに記載の単一Ｘ線射影式断
層像再構成装置。１０上記射影変換装置Ｆと再構成装置Ｈとの間
に、上記Ｘ線被検査体Ｂにおける複数の断層像情
報を記憶して上記表示装置Ｊで任意の断層像を表
示すべく、上記射影変換装置Ｆからの信号を記憶
しうるメモリが介装された特許請求の範囲第１項
ないし第９項のいずれかに記載の単一Ｘ線射影式
断層像再構成装置。１１上記の再構成装置Ｈと表示装置Ｊとの間
に、上記表示装置Ｊで表示される画像の質を向上
させるべく、デイジタルフイルタが介装された特
許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれかに
記載の単一Ｘ線射影式断層像再構成装置。１２上記の再構成装置Ｈと表示装置Ｊとの間
に、上記表示装置Ｊで表示される画像の質を向上
させるべく、平滑化回路が介装された特許請求の
範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の単
一Ｘ線射影式断層像再構成装置。１３上記の再構成装置Ｈと表示装置Ｊとの間
に、上記表示装置Ｊで表示される画像の質を向上
させるべく、微分回路が介装された特許請求の範
囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の単一
Ｘ線射影式断層像再構成装置。