JPS6311013B2 - - Google Patents
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- JPS6311013B2 JPS6311013B2 JP54151287A JP15128779A JPS6311013B2 JP S6311013 B2 JPS6311013 B2 JP S6311013B2 JP 54151287 A JP54151287 A JP 54151287A JP 15128779 A JP15128779 A JP 15128779A JP S6311013 B2 JPS6311013 B2 JP S6311013B2
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- Japan
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- ray
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- projection type
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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、特に所望のデータ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。
に関し、特に所望のデータ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。
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。
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。
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。
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。
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。
(3) 処理に必要なデータが非常に多いため、デー
タ処理が非常に複雑になり、これを処理するた
めの装置も大型で高価なものとなる。
タ処理が非常に複雑になり、これを処理するた
めの装置も大型で高価なものとなる。
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、精度のよい再構成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。
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、精度のよい再構成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なる仮想断層平
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Ｍ［＞Ｎ（＝ｍ×ｎ）］個のＸ
線濃度d1〜dMを計測するＸ線濃度計測装置Ｅと、
同Ｘ線濃度計測装置Ｅで得られた上記Ｍ個のＸ線
濃度d1〜dMを複数のＸ線濃度よりなる複数組の計
測値群に分けるデータ選択装置DSとをそなえ、
上記の各計測値群における複数のＸ線濃度に基づ
き上記仮想断層平面Ｓを複数の画素よりなる複数
の画素群に区分し、各画素群を構成する各画素の
Ｘ線吸収係数μを演算すべく、基本画素１だけを
通過する単位Ｘ線ビームにより得られるＸ線濃度
d1を同基本画素１のＸ線吸収係数μ1とし以後Ｘ線
濃度dk^からＸ線濃度dk^-1（k^は２以上の自然数）を
減算することにより画素のＸ線吸収係数μk＾を求
める手段と、Ｘ線吸収ベクトル〓を未知量として
Ｘ線濃度ベクトル〓、係数行列〓および非負の要
素よりなる残差ベクトル〓から決定される関係式
〓〓≦〓＋〓，〓〓≧−〓＋〓を求める手段とを
もつた演算装置と、演算された上記Ｘ線吸収係数
を記憶しうる記憶装置Ｇとから成る射影変換装置
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μ1〜μno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
特徴としている。
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なる仮想断層平
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Ｍ［＞Ｎ（＝ｍ×ｎ）］個のＸ
線濃度d1〜dMを計測するＸ線濃度計測装置Ｅと、
同Ｘ線濃度計測装置Ｅで得られた上記Ｍ個のＸ線
濃度d1〜dMを複数のＸ線濃度よりなる複数組の計
測値群に分けるデータ選択装置DSとをそなえ、
上記の各計測値群における複数のＸ線濃度に基づ
き上記仮想断層平面Ｓを複数の画素よりなる複数
の画素群に区分し、各画素群を構成する各画素の
Ｘ線吸収係数μを演算すべく、基本画素１だけを
通過する単位Ｘ線ビームにより得られるＸ線濃度
d1を同基本画素１のＸ線吸収係数μ1とし以後Ｘ線
濃度dk^からＸ線濃度dk^-1（k^は２以上の自然数）を
減算することにより画素のＸ線吸収係数μk＾を求
める手段と、Ｘ線吸収ベクトル〓を未知量として
Ｘ線濃度ベクトル〓、係数行列〓および非負の要
素よりなる残差ベクトル〓から決定される関係式
〓〓≦〓＋〓，〓〓≧−〓＋〓を求める手段とを
もつた演算装置と、演算された上記Ｘ線吸収係数
を記憶しうる記憶装置Ｇとから成る射影変換装置
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μ1〜μno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
特徴としている。
ただし
ここで
〓＝（μi，μi+1，……，μi+u-1）T
〓＝（di，di+1，……，di+v-1）T
〓＝（ri，ri+1，……，ri+v-1）T
〓はｖ×ｕの帯行列。
また、ｉ，ｕ，ｖは自然数で、ｕ，ｖは０＜ｕ
＜ｖ＜mnを満足する。
＜ｖ＜mnを満足する。
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線射影分布の測定手段を示す模式
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。
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線射影分布の測定手段を示す模式
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。
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なる
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、また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。
とく、縦にｍ個、横にｎ個の画素をそなえてなる
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、また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。
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生される
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。
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生される
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、半導体検出器やキ
セノンガス検出器等が用いられる。
ム、シンチレーシヨン検出器、半導体検出器やキ
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で得られた単一の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＋ｍ−１（＝Ｍ）個の位置ｋにおける
各値dk（これらの計測値d1〜dMは、後述のデータ
選択装置DSによつて計測値d1〜d2n，dn+1〜d3n，
……，dM-2n+1dMからそれぞれ成る第１〜ｎの計
測値群にわけられる。が計測されるようになつて
いる（第４図参照）。
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＋ｍ−１（＝Ｍ）個の位置ｋにおける
各値dk（これらの計測値d1〜dMは、後述のデータ
選択装置DSによつて計測値d1〜d2n，dn+1〜d3n，
……，dM-2n+1dMからそれぞれ成る第１〜ｎの計
測値群にわけられる。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）上の複数組の値を計測し
うるマイクロデンシトメータが用いられる。
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）上の複数組の値を計測し
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dk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。
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dk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。
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。
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。
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
（デイジタル信号）は、データ選択装置DSを経て
射影変換装置Ｆへ順次入力されるようになつてい
る。
（デイジタル信号）は、データ選択装置DSを経て
射影変換装置Ｆへ順次入力されるようになつてい
る。
データ選択装置DSは、Ｍ個のＸ線濃度d1〜dM
をｎ組の計測値群d1〜d2n，dn+1〜d3n，……，
dM-2n+1〜dMに分けるものである。すなわちデー
タ選択装置DSによつて、2m個ずつの計測値群が
ｎ組選択される。
をｎ組の計測値群d1〜d2n，dn+1〜d3n，……，
dM-2n+1〜dMに分けるものである。すなわちデー
タ選択装置DSによつて、2m個ずつの計測値群が
ｎ組選択される。
また、射影変換装置Ｆは、上記Ａ／Ｄ変換器か
らデータ選択装置DSを経て入力された上記計測
値群ごとのデイジタルデータ出力（１次元デー
タ）に基づき、それぞれ上記計測値群における計
測値の個数2mよりも少ないｍ個の画素より成る
ｎ組の画素群における各画素の各Ｘ線吸収係数
（２次元データ）を2m個（但し第ｎ番目の画素群
についてはｍ個）ずつ順次算出して出力すべく、
基本画素１だけを通過する単位Ｘ線ビームにより
得られるＸ線濃度d1を同基本画素１のＸ線吸収係
数μ1として以後Ｘ線濃度dk^からＸ線濃度dk^-1（k^は
２以上の自然数）を減算することにより画素のＸ
線吸収係数μk^を求める手段と、Ｘ線吸収ベクトル
〓を未知量としてＸ線濃度ベクトル〓、係数行列
〓および非負の要素よりなる残差ベクトル〓から
決定される関係式〓〓≦〓＋〓，〓〓≧〓＋〓を
求める手段とをもつた演算装置と、演算されたＸ
線吸収係数を記憶する記憶装置Ｇ（後述のごとく
３次元内部構造記憶装置がこの記憶装置をかねて
いる。）とから成り、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。
らデータ選択装置DSを経て入力された上記計測
値群ごとのデイジタルデータ出力（１次元デー
タ）に基づき、それぞれ上記計測値群における計
測値の個数2mよりも少ないｍ個の画素より成る
ｎ組の画素群における各画素の各Ｘ線吸収係数
（２次元データ）を2m個（但し第ｎ番目の画素群
についてはｍ個）ずつ順次算出して出力すべく、
基本画素１だけを通過する単位Ｘ線ビームにより
得られるＸ線濃度d1を同基本画素１のＸ線吸収係
数μ1として以後Ｘ線濃度dk^からＸ線濃度dk^-1（k^は
２以上の自然数）を減算することにより画素のＸ
線吸収係数μk^を求める手段と、Ｘ線吸収ベクトル
〓を未知量としてＸ線濃度ベクトル〓、係数行列
〓および非負の要素よりなる残差ベクトル〓から
決定される関係式〓〓≦〓＋〓，〓〓≧〓＋〓を
求める手段とをもつた演算装置と、演算されたＸ
線吸収係数を記憶する記憶装置Ｇ（後述のごとく
３次元内部構造記憶装置がこの記憶装置をかねて
いる。）とから成り、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。
次に、各画素のＸ線吸収係数を求める手法につ
いて説明する。
いて説明する。
最初に、単一のＸ線射影分布Ｄ上の2m個の各
値dk（１次元データ）から成る各計測値群に基づ
いて、Ｘ線被検査体Ｂの断層面を含んだ仮想断層
平面Ｓ（この平面Ｓはｎ組の画素群から成る。）の
構成要素としてのmn個の画素の各Ｘ線吸収係数
μt（２次元データ）を求める手法について説明す
る。
値dk（１次元データ）から成る各計測値群に基づ
いて、Ｘ線被検査体Ｂの断層面を含んだ仮想断層
平面Ｓ（この平面Ｓはｎ組の画素群から成る。）の
構成要素としてのmn個の画素の各Ｘ線吸収係数
μt（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の断層像再構成面として
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ｍ個の画素からなる上記断層像再構
成面の列部分平面としての画素群が、ｎ組集まつ
たものと考え、また平面Ｓの中心をｘ―ｙ座標の
原点にとる。
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ｍ個の画素からなる上記断層像再構
成面の列部分平面としての画素群が、ｎ組集まつ
たものと考え、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Δ×Δの正方形とする。
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Δ×Δ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。
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。
まず、第１の画素群Q1における各画素１〜ｍ
のＸ線吸収係数μ1〜μnを求めるのであるが、本実
施例ではｍ個よりも多いv1（＝2m）個の射影濃度
d1〜d2nを採用する。このようにすれば次式が得
られる。
のＸ線吸収係数μ1〜μnを求めるのであるが、本実
施例ではｍ個よりも多いv1（＝2m）個の射影濃度
d1〜d2nを採用する。このようにすれば次式が得
られる。
〓Q1〓＝〓Q1 ……(1)
ただし、
なお
〓＝（μ1，μ2，μ3，……，μ2n）T
〓Q1＝（d1，d2，d3，……，d2n）T
〓Q1は2m×2mの正方行列である。
また、αは画素を透過するＸ線ビームの長さで
α＝Δ√１＋2であり、記号Ｔは転置を表わ
している。
α＝Δ√１＋2であり、記号Ｔは転置を表わ
している。
そして、式(1)を解くと、次のようになる。
ただし、
〓＝（p1，p2，……，p2n）T＝〓Q1／α
ここで、μ1，μk^，μk^′を求めるに当つて、１画
素を透過するＸ線ビームの長さαを用いるのは、
各画素の正確なＸ線吸収係数を求めるためであ
り、したがつて係数行列〓Q1中にαを含ませなく
ても、１次元データdkから２次元データμkを求め
ることができる。この場合の解は次のとおりであ
る。
素を透過するＸ線ビームの長さαを用いるのは、
各画素の正確なＸ線吸収係数を求めるためであ
り、したがつて係数行列〓Q1中にαを含ませなく
ても、１次元データdkから２次元データμkを求め
ることができる。この場合の解は次のとおりであ
る。
しかしながら、実際のＸ線被検査体Ｂにおいて
は、一般に測定誤差も含まれるため、式(1)で算出
される２次元データμ1〜μ2nがよい結果になるこ
とは期待しがたい。
は、一般に測定誤差も含まれるため、式(1)で算出
される２次元データμ1〜μ2nがよい結果になるこ
とは期待しがたい。
そこで、数理計画法を用いて非負の補正値r1，
r2，r3，……，r2n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。
r2，r3，……，r2n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。
ここで、p1＝d1／α，p2＝d2／α，……，p2n
＝d2n／α さらに、非負のスラツク変数s1，s2，s3，……，
s3(2n)を導入すると、式(3)の連立一次不等式は次
式の連立一次方程式となる。
＝d2n／α さらに、非負のスラツク変数s1，s2，s3，……，
s3(2n)を導入すると、式(3)の連立一次不等式は次
式の連立一次方程式となる。
上式(4)の制約条件式のもとに目的関数
Ｆ＝2n
〓k=1
rk ……(5)
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μ1〜μ2nが算出されるのである。
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μ1〜μ2n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
の総和を最小とする目的関数のもとに２次元デー
タμtを算出したが、それに対して次の式(6)の制約
条件式のもとに式(7)の目的関数を最小とする方法
もある。
の総和を最小とする目的関数のもとに２次元デー
タμtを算出したが、それに対して次の式(6)の制約
条件式のもとに式(7)の目的関数を最小とする方法
もある。
Ｆ＝ｒ ……(7)
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、断層２次元
データμ1〜μ2nが算出されるのである。
大補正値が最小となる条件のもとに、断層２次元
データμ1〜μ2nが算出されるのである。
さらに、式(4)の制約条件式のもとに目的関数
Ｆ＝2n
〓k=1
rk 2 ……(8)
を最小とする方法、あるいは、式(6)の制約条件式
のもとに目的関数 Ｆ＝r2 ……(9) を最小とする方法によつて実施することも可能で
ある。
のもとに目的関数 Ｆ＝r2 ……(9) を最小とする方法によつて実施することも可能で
ある。
このようにして得られた２次元データμ1〜μ2n
の中で最初のｍ個だけすなわちμ1〜μnだけが３次
元内部構造記憶装置（メモリ）Ｇに転送される。
の中で最初のｍ個だけすなわちμ1〜μnだけが３次
元内部構造記憶装置（メモリ）Ｇに転送される。
次に第２の画素群Q2における各画素ｍ＋１〜
2mのＸ線吸収係数μn+1〜μ2nを求めるために、v2
（＝v1＝2m）個の射影濃度dn+1〜d3nと、今求め
たＸ線吸収係数とを採用すると、上述の手法とほ
ぼ同様にして、演算装置により、2m個のＸ線吸
収係数μn+1〜μ3nを求めることができる。
2mのＸ線吸収係数μn+1〜μ2nを求めるために、v2
（＝v1＝2m）個の射影濃度dn+1〜d3nと、今求め
たＸ線吸収係数とを採用すると、上述の手法とほ
ぼ同様にして、演算装置により、2m個のＸ線吸
収係数μn+1〜μ3nを求めることができる。
さらに、前述の第１の画素群Q1における各画
素のＸ線吸収係数を求めた場合と同様にして、適
宜数理計画法を用いて最適なＸ線吸収係数（断層
２次元データ）μn+1〜μ3nを求めることが行なわ
れ、その後これらの２次元データμn+1〜μ3nのう
ちの最初のｍ個だけすなわちμn+1〜μ2nだけがメ
モリＧへ転送される。
素のＸ線吸収係数を求めた場合と同様にして、適
宜数理計画法を用いて最適なＸ線吸収係数（断層
２次元データ）μn+1〜μ3nを求めることが行なわ
れ、その後これらの２次元データμn+1〜μ3nのう
ちの最初のｍ個だけすなわちμn+1〜μ2nだけがメ
モリＧへ転送される。
以下ほぼ同様の操作を繰り返して、後続の第３
〜ｎの画素群Q3〜Qoにおける各画素のＸ線吸収
係数が求められ、それぞれのうちの最初のｍ個の
２次元データだけがメモリＧへ順次転送されるの
である。
〜ｎの画素群Q3〜Qoにおける各画素のＸ線吸収
係数が求められ、それぞれのうちの最初のｍ個の
２次元データだけがメモリＧへ順次転送されるの
である。
なお、最後の画素群Qoにおける各画素のＸ線
吸収係数μno-n+1〜μnoを求めるに際しては、Ｘ線
濃度データの方が求めるＸ線吸収係数の数よりも
多いから、前述の数理計画法によつてＸ線吸収係
数μno-n+1〜μnoの最適解を求めることが行なわれ
る。
吸収係数μno-n+1〜μnoを求めるに際しては、Ｘ線
濃度データの方が求めるＸ線吸収係数の数よりも
多いから、前述の数理計画法によつてＸ線吸収係
数μno-n+1〜μnoの最適解を求めることが行なわれ
る。
すなわち、上記の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）〓Qoの要素rno-n+1〜rMの自乗和M 〓i=mn-m+1 ri
２［式(8)参照］または絶対値和M 〓i=mn-m+1 ri［式(5)参照］
を最小にするようなＸ線吸収係数μno-n+1〜μnoの
最適解が求められるのである。
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）〓Qoの要素rno-n+1〜rMの自乗和M 〓i=mn-m+1 ri
２［式(8)参照］または絶対値和M 〓i=mn-m+1 ri［式(5)参照］
を最小にするようなＸ線吸収係数μno-n+1〜μnoの
最適解が求められるのである。
ここで、関係式は、上記の式(3)から、
（〓Qo／α）〓Qo≦〓Qo｝ (9)′
（〓Qo／α）〓Qo≧−〓Qo＋〓Qo
すなわち
〓Qo〓Qo≦〓Qo＋〓Qo｝ (9)″
〓Qo〓Qo≧−〓Qo＋〓Qo
となる。
そして、
〓Qo＝（μno-n+1，……，μno）T
〓Qo＝（rno-n+1，……，rM）T
〓Qo＝（pno-n+1，……，pM）T
＝〓Qo／α
〓Qo＝（dno-n+1，……，dM）T
また、〓Qoは（Ｍ−mn＋ｍ）×ｍの帯行列であ
る。
る。
ところで、係数行列〓Qoが式(9)″のようになる
のは、第４図において第ｎ番目の画素群Qoを透
過する単位Ｘ線ビームの様子を見れば明らかであ
る。
のは、第４図において第ｎ番目の画素群Qoを透
過する単位Ｘ線ビームの様子を見れば明らかであ
る。
ところで、記憶装置を兼ねる３次元内部構造記
憶測置Ｇは、前述のごとく、射影変換装置Ｆから
のｎ個１組の信号を受けて各画素群Q1〜Qoをそ
れらの相互順序に従い組立てる、すなわち第１〜
第ｎの画素群を左からその序数順に組立てるべ
く、射影変換装置Ｆからの信号を記憶しうるメモ
リをいい、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。
憶測置Ｇは、前述のごとく、射影変換装置Ｆから
のｎ個１組の信号を受けて各画素群Q1〜Qoをそ
れらの相互順序に従い組立てる、すなわち第１〜
第ｎの画素群を左からその序数順に組立てるべ
く、射影変換装置Ｆからの信号を記憶しうるメモ
リをいい、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ｍ個ずつ順次ｎ
組送られてくる２次元データμt（ｔ＝１，２，３，
……，mn）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μt′を前述の場合とほぼ同様にして容易に
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μt，μt′，μt″，……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も本メモリＧが使用さ
れるのである。
組送られてくる２次元データμt（ｔ＝１，２，３，
……，mn）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μt′を前述の場合とほぼ同様にして容易に
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μt，μt′，μt″，……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も本メモリＧが使用さ
れるのである。
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。
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、ここでいう任意断面とは、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。
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へ送つて仮想断層平面
Ｓを構成するＮ個の各画素１〜mnの位置にＸ線
吸収係数μ1〜μnoをあてはめて表示すれば、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。
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へ送つて仮想断層平面
Ｓを構成するＮ個の各画素１〜mnの位置にＸ線
吸収係数μ1〜μnoをあてはめて表示すれば、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。
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。
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。
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
または白黒の陰極線管（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。
改善装置Ｉから送られてくる信号を受けてカラー
または白黒の陰極線管（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dk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dkが求められる。
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dk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dkが求められる。
ついで、これらの１次元データdk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、2m個１組の画素群
ごとに各画素のＸ線吸収係数を求め、更にこれら
のＸ線吸収係数のうち最初のｍ個だけをそれぞれ
メモリＧに転送することにより、仮想断層平面Ｓ
におけるmn個の画素の各Ｘ線吸収係数μ1〜μno
（２次元データ）が求められ、これらのＸ線吸収
係数が所定の順序に従つてメモリＧの記憶され
る。
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、2m個１組の画素群
ごとに各画素のＸ線吸収係数を求め、更にこれら
のＸ線吸収係数のうち最初のｍ個だけをそれぞれ
メモリＧに転送することにより、仮想断層平面Ｓ
におけるmn個の画素の各Ｘ線吸収係数μ1〜μno
（２次元データ）が求められ、これらのＸ線吸収
係数が所定の順序に従つてメモリＧの記憶され
る。
その後、これらの２次元データμ1〜μno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。
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。
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。
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Ｏ、極座標画素
の内側の半径をRI、外側の半径をRO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、OO′を通る直線を角度の基準とす
る。半径R1，R2と角φ1，φ2，φ3，φ4を次式のよ
うに表わす。
の内側の半径をRI、外側の半径をRO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、OO′を通る直線を角度の基準とす
る。半径R1，R2と角φ1，φ2，φ3，φ4を次式のよ
うに表わす。
いま、点（R1，φ1）と（R2，φ3）を通る直線
をL1，点（R1，φ2）と（R2，φ4）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。
をL1，点（R1，φ2）と（R2，φ4）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、θ′は極座標画素の内側（半径RI）のは
る頂角とする。
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2m個ずつの１次元データから断層
像の列部分平面ごとに２次元データを求めてゆく
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。
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2m個ずつの１次元データから断層
像の列部分平面ごとに２次元データを求めてゆく
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、前述の各実施例のごとく、ｍ個の画素か
らなる各画素群で、Ｘ線被検査体Ｂの断層像の列
部分平面を構成する代わりに、2m〜ｍ（ｍ−１）
個の画素から成る画素群を適宜組合わせて、上記
断層像の列部分平面を構成するようにしてもよ
い。
らなる各画素群で、Ｘ線被検査体Ｂの断層像の列
部分平面を構成する代わりに、2m〜ｍ（ｍ−１）
個の画素から成る画素群を適宜組合わせて、上記
断層像の列部分平面を構成するようにしてもよ
い。
また、上記の各画素群が上記断層像の列部分平
面を構成すべく、この画素群をｍ〜ｍ・（ｎ−１）
個の画素で構成するほか、上記断層像の行部分平
面を構成すべく、この画素群をｎ〜（ｍ−１）・
ｎ個の画素で構成してもよい。
面を構成すべく、この画素群をｍ〜ｍ・（ｎ−１）
個の画素で構成するほか、上記断層像の行部分平
面を構成すべく、この画素群をｎ〜（ｍ−１）・
ｎ個の画素で構成してもよい。
さらに、各画素群をｍ，ｎよりも少ない数の画
素で構成することもできる。
素で構成することもできる。
すなわち１つの画素群は、mn個よりも少ない
数であるならば、いくらの数の画素ででも構成す
ることができるが、１つの画素群を構成する画素
の数は、データ処理のための処理装置の容量とデ
ータ処理時間とから最適な数に決めることが望ま
しい。
数であるならば、いくらの数の画素ででも構成す
ることができるが、１つの画素群を構成する画素
の数は、データ処理のための処理装置の容量とデ
ータ処理時間とから最適な数に決めることが望ま
しい。
なお、１次元データとして2m個ずつの計測値
を用いる代わりに、ｍ個よりも多い数の計測値で
あるならば、適宜の数の計測値を用いることも可
能である。
を用いる代わりに、ｍ個よりも多い数の計測値で
あるならば、適宜の数の計測値を用いることも可
能である。
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、次のような効果ない
し利点が得られる。
断層像再構成装置によれば、次のような効果ない
し利点が得られる。
(1) 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、データ
採取の時間が非常に短くてすみ（30ミリ秒以
下）、これにより動く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。
断層像を再構成することができるので、データ
採取の時間が非常に短くてすみ（30ミリ秒以
下）、これにより動く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) また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。
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) ｕ個の画素から成る各画素群ごとに、ｕ個よ
りも多い個数の計測値から成る計測値群に基づ
いて、上記ｕ個の画素の各Ｘ線吸収係数を求め
ることができるので、１個の処理に必要なデー
タが大幅に減少し、これによりデータ処理の大
幅な簡素化をもたらすことができ、ひいてはデ
ータ処理装置の小型化および低廉化を十分に達
成できる。
りも多い個数の計測値から成る計測値群に基づ
いて、上記ｕ個の画素の各Ｘ線吸収係数を求め
ることができるので、１個の処理に必要なデー
タが大幅に減少し、これによりデータ処理の大
幅な簡素化をもたらすことができ、ひいてはデ
ータ処理装置の小型化および低廉化を十分に達
成できる。
(4) Ｘ線被検査体Ｂを含んだ断層平面Ｓの部分平
面としての画素群を構成する画素の数ｕよりも
多い数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、再生精度を大幅
に向上できる。
面としての画素群を構成する画素の数ｕよりも
多い数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、再生精度を大幅
に向上できる。
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、DS…データ選択
装置、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…記憶装置を兼ねる３次元
内部構造記憶装置（メモリ）、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、Q1〜Qo…画素
群、Ｓ…仮想断層平面。
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、DS…データ選択
装置、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…記憶装置を兼ねる３次元
内部構造記憶装置（メモリ）、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、Q1〜Qo…画素
群、Ｓ…仮想断層平面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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なる仮想断層平面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Ｍ［＞Ｎ（＝ｍ×ｎ）］個のＸ線濃度
d1〜dMを計測するＸ線濃度計測装置Ｅと、同Ｘ線
濃度計測装置Ｅで得られた上記Ｍ個のＸ線濃度d1
〜dMを複数のＸ線濃度よりなる複数組の計測値
群に分けるデータ選択装置DSとをそなえ、上記
の各計測値群における複数のＸ線濃度に基づき上
記仮想断層平面Ｓを複数の画素よりなる複数の画
素群に区分し、各画素群を構成する各画素のＸ線
吸収係数μを演算すべく、基本画素１だけを通過
する単位Ｘ線ビームにより得られるＸ線濃度d1を
同基本画素１のＸ線吸収係数μ1とし以後Ｘ線濃度
dk^からＸ線濃度dk^-1（k^は２以上の自然数）を減算
することにより画素のＸ線吸収係数μk^を求める手
段と、Ｘ線吸収ベクトル〓を未知量としてＸ線濃
度ベクトル〓、係数行列〓および非負の要素より
なる残差ベクトル〓から決定される関係式〓〓≦
〓＋〓，〓〓≧−〓＋〓を求める手段とをもつた
演算装置と、演算された上記Ｘ線吸収係数を記憶
しうる記憶装置Ｇとから成る射影変換装置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μ1〜
μmnをあてはめて上記Ｘ線被検査体Ｂの断層像を
再構成する画構成装置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 ここで 〓＝（μi，μi+1，……，μi+u-1）T 〓＝（di，di+1，……，di+v-1）T 〓＝（ri，ri+1，……，ri+v-1）T 〓はｖ×ｕの帯行列。 また、ｉ，ｕ，ｖは自然数で、ｕ，ｖは０＜ｕ
＜ｖ＜mnを満足する。 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組の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、上記の計測値群ごと
のデータ出力に基づき上記の各画素の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 上記記憶装置Ｇが、上記Ｘ線被検査体Ｂに
おける複数の断層部分について、各々の断層部分
における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しうるメモリを兼ねている特
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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15128779A JPS5672853A (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Method of regenerating tomographing image and its regenerating device |
| US06/186,425 US4418387A (en) | 1979-09-18 | 1980-09-12 | Method of reconstructing a computed tomographic image from a single X-ray projection |
| DE19803034559 DE3034559A1 (de) | 1979-09-18 | 1980-09-12 | Verfahren zur rekonstruktion einer roentgentomographie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15128779A JPS5672853A (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Method of regenerating tomographing image and its regenerating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5672853A JPS5672853A (en) | 1981-06-17 |
| JPS6311013B2 true JPS6311013B2 (ja) | 1988-03-10 |
Family
ID=15515376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15128779A Granted JPS5672853A (en) | 1979-09-18 | 1979-11-21 | Method of regenerating tomographing image and its regenerating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5672853A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521274A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Ito Kikai Seisakusho:Kk | Stroke device |
| JPS5248484A (en) * | 1974-05-09 | 1977-04-18 | Emi Ltd | Radiation camera device |
-
1979
- 1979-11-21 JP JP15128779A patent/JPS5672853A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248484A (en) * | 1974-05-09 | 1977-04-18 | Emi Ltd | Radiation camera device |
| JPS521274A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Ito Kikai Seisakusho:Kk | Stroke device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5672853A (en) | 1981-06-17 |
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