JP2005149762A - X-ray inspection device, and tube voltage/tube current control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非破壊検査装置の内のX線検査装置に係り、特に被検体の透過データから被検体の透過画像を作成するX線検査装置若しくはX線透視装置又は被検体の透過データから被検体の断面像あるいは3次元画像を作成するX線検査装置若しくはX線断層撮影装置及びその管電圧・管電流調整方法に関する。 The present invention relates to an X-ray inspection apparatus among non-destructive inspection apparatuses, and in particular, an X-ray inspection apparatus or an X-ray fluoroscopic apparatus that creates a transmission image of a subject from transmission data of the subject, or transmission data of the subject. The present invention relates to an X-ray inspection apparatus or X-ray tomography apparatus for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image of a specimen, and a tube voltage / tube current adjusting method thereof.
X線透視検査装置により、電子部品やアルミ鋳物等の工業製品の内部を検査することが行われている。このようなX線透視検査装置では、X線管の管電圧Vと管電流Iを手動等で変更でき、透過画像を観察しながら被検体にあわせた設定を行なって最適画像を得るようにしている。 The inside of industrial products such as electronic parts and aluminum castings is inspected by an X-ray fluoroscopic inspection apparatus. In such an X-ray fluoroscopic examination apparatus, the tube voltage V and the tube current I of the X-ray tube can be changed manually, and an optimum image is obtained by performing settings according to the subject while observing the transmission image. Yes.
管電圧を変えた場合、X線フォトンの1つ1つのエネルギーEが大きくなるとともにフォトン数Nが増大する。管電流を変えた場合、Eは変わらずNが増大する。 When the tube voltage is changed, the energy E of each X-ray photon increases and the number N of photons increases. When the tube current is changed, E does not change and N increases.
検出器は2次元の分解能でX線を検出し、各検出素子の出力は各素子が受けるX線エネルギー総量(E×N)に比例する。各検出素子の出力に応じて明暗を割り当てることで透過画像が作られる。他方、X線の透過能力はEが高くなるほど大きくなる。 The detector detects X-rays with two-dimensional resolution, and the output of each detection element is proportional to the total amount of X-ray energy (E × N) received by each element. A transmission image is created by assigning light and dark according to the output of each detection element. On the other hand, the transmission ability of X-rays increases as E increases.
管電圧及び管電流の変更を例えば手動で行う場合、まず被検体を透過できる管電圧(すなわちE)を選ぶが、Eが高すぎると画像のコントラストが低下して最良画像とならない。そこで、管電圧を下げ、管電流を増やして出力を補う。管電圧を下げすぎるとコントラストが大きすぎ白飛びや黒つぶれ画像となってしまう。 When the tube voltage and the tube current are changed manually, for example, a tube voltage (that is, E) that can pass through the subject is selected first. However, if E is too high, the contrast of the image is lowered and the best image is not obtained. Therefore, the tube voltage is lowered and the tube current is increased to supplement the output. If the tube voltage is lowered too much, the contrast will be too high, resulting in a whiteout or blackout image.
このように、被検体の交換や観察視野変更の度に、手動で管電圧と管電流を交互に設定することは面倒で、また、操作者の技量に依存してしまう問題があるため、特許文献1や特許文献2では透過画像を取り込み画像処理してフィードバックして、管電圧と管電流を自動設定することを行なっている。
In this way, it is troublesome to manually set the tube voltage and tube current each time the subject is replaced or the observation field of view is changed, and there is a problem that it depends on the skill of the operator. In
他方、コンピュータ断層撮影装置(CT)の場合は、透過不足にならない管電圧を経験的に選択しているだけで、最適な条件設定は行なわれていなかった。 On the other hand, in the case of a computed tomography apparatus (CT), the tube voltage that does not cause insufficient transmission is selected empirically, and the optimum condition setting has not been performed.
特許文献1や特許文献2では未知の被検体に対しても、その透過画像に基づいて最適なX線条件(管電圧、管電流)を自動設定するものである。その最適な条件とは、透過画像の観察しようとする明るさ範囲が目視に適した明るさ範囲になる管電圧、管電流が最適X線条件であるとして、この条件に自動設定している。
上述した諧調調整としての最適X線条件は、物理的な最適X線条件とは異なる。物理的な最適X線条件は観察部分の構造に対して最大のSN比(信号/ノイズ)をあたえる条件であり、透過画像の見易さ(諧調の調整)とは無関係である。 The optimum X-ray condition as the gradation adjustment described above is different from the physical optimum X-ray condition. The physical optimum X-ray condition is a condition that gives the maximum S / N ratio (signal / noise) to the structure of the observation portion, and is irrelevant to the visibility of the transmitted image (tone adjustment).
本発明は前記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて物理的に最適なX線条件を求めることが可能なX線検査装置及びその管電圧・管電流調整方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an X-ray capable of obtaining a physically optimum X-ray condition for an unknown subject based on the transmission data. An object of the present invention is to provide an inspection device and a method for adjusting the tube voltage and tube current.
以上の課題を解決するために請求項1記載の発明は、X線管に与える管電圧と管電流を制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、このX線検出器で得られる前記被検体の透過データから前記被検体の透過画像を作成する手段とを有するX線検査装置において、
前記透過データから被検体の所望する観察部分の透過率を測定する手段と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する手段とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an invention described in
Means for measuring the transmittance of a desired observation portion of the subject from the transmission data;
And means for adjusting the tube voltage in the X-ray controller so that the measured transmittance becomes a predetermined value.
以上の課題を解決するために請求項2記載の発明は、X線管に与える管電圧と管電流を制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、このX線検出器で得られる前記被検体の透過データから前記被検体の透過画像を作成する手段とを有するX線検査装置の管電圧・管電流調整方法において、
前記透過データから被検体の所望する観察部分の透過率を測定する段階と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する段階とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an invention according to
Measuring the transmittance of a desired observation portion of the subject from the transmission data;
Adjusting the tube voltage in the X-ray control unit so that the measured transmittance becomes a predetermined value.
かかる請求項1,2の構成において、管電圧、管電流を変えたときに被検体の観察部分に対する減衰指数τ(e−τの透過を与える)およびその(X線量子)ノイズはそれぞれ変化するが、この減衰指数τとそのノイズとの比が最大となる条件は管電圧と管電流の積が一定の場合、透過率が約20%(+10%−5%)であることが証明できる(後述)。
In the configuration according to
他方、X線制御部では最大管電流が管電流と管電圧の積が一定になるように制限されることが一般的である。 On the other hand, in the X-ray controller, the maximum tube current is generally limited so that the product of the tube current and the tube voltage is constant.
そこで、未知の被検体に対しても、観察部分の透過率が所定値(約20%(+10%−5%))になるよう管電圧を調整し、管電流はその管電圧に対する最大値とすることにより、観察部分の減衰指数τとそのノイズとの比が最大となる管電圧と管電流を設定できる。 Therefore, the tube voltage is adjusted so that the transmittance of the observation portion becomes a predetermined value (about 20% (+ 10% -5%)) even for an unknown subject, and the tube current is set to the maximum value with respect to the tube voltage. By doing so, it is possible to set the tube voltage and tube current at which the ratio between the attenuation index τ of the observed portion and its noise is maximized.
この条件での透過画像は物理的に観察部分の構造を最大限に細部まで見分けられる画像となり、最適なX線条件を求めることができる。 The transmission image under these conditions is an image that can physically distinguish the structure of the observation part to the maximum extent, and the optimum X-ray condition can be obtained.
上述した課題を解決するために請求項3記載の発明は、X線管に与える管電圧と管電流を制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、透過方向を複数方向に走査する走査手段と、前記X線検出器で得られた前記被検体の複数方向の透過データから前記被検体の断面像又は3次元画像を作成する手段とを有するX線検査装置において、
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する手段と、
この最大減衰経路の透過率を測定する手段と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する手段とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an invention described in
Means for setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having substantially the smallest transmission of the transmission data;
Means for measuring the transmittance of this maximum attenuation path;
And means for adjusting the tube voltage in the X-ray controller so that the measured transmittance becomes a predetermined value.
上述した課題を解決するために請求項4記載の発明は、X線管に与える管電圧と管電流を制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、透過方向を複数方向に走査する走査手段と、前記X線検出器で得られた前記被検体の複数方向の透過データから前記被検体の断面像又は3次元画像を作成する手段とを有するX線検査装置の管電圧・管電流調整方法において、
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する段階と、
この最大減衰経路の透過率を測定する段階と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する段階とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an invention described in
Setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having the smallest transmission of the transmission data;
Measuring the transmission of this maximum attenuation path;
Adjusting the tube voltage in the X-ray control unit so that the measured transmittance becomes a predetermined value.
かかる請求項3,4の構成において、断面像あるいは3次元画像を作成するX線検査装置では、複数方向の透過データの内、最大減衰経路での減衰指数τとそのノイズとの比が最大となるX線条件が最適であることを示すことができる(後述)。 In the X-ray inspection apparatus for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image, the ratio between the attenuation index τ in the maximum attenuation path and its noise is the maximum among the transmission data in a plurality of directions. It can be shown that the X-ray condition is optimal (described later).
そこで、被検体の形状を見て、最大減衰経路を推定して透過方向を設定し、また、仮条件で透過データを見ながら透過方向を調整し、最大減衰経路(を与える透過方向)を設定する。 Therefore, looking at the shape of the subject, estimating the maximum attenuation path and setting the transmission direction, adjusting the transmission direction while viewing the transmission data under the provisional conditions, and setting the maximum attenuation path (giving transmission direction) To do.
管電圧、管電流を変えたときに最大減衰経路に対する減衰指数τ(e−τの透過を与える)およびその(X線量子)ノイズはそれぞれ変化するが、この減衰指数τとそのノイズとの比が最大となる条件は管電圧と管電流の積が一定の場合、透過率が約20%(+10%−5%)であることが証明できる(後述)。 When the tube voltage and the tube current are changed, the attenuation index τ (which gives transmission of e −τ ) and its (X-ray quantum) noise with respect to the maximum attenuation path change, and the ratio of the attenuation index τ and the noise changes. It can be proved that the transmittance is about 20% (+ 10% -5%) when the product of the tube voltage and the tube current is constant (described later).
他方、X線制御部では最大管電流が管電流と管電圧の積が一定になるように制限されることが一般的である。 On the other hand, in the X-ray controller, the maximum tube current is generally limited so that the product of the tube current and the tube voltage is constant.
そこで、未知の被検体に対しても、最大減衰経路の透過率が所定値(約20%(+10%−5%))になるよう管電圧を調整し、管電流はその管電圧に対する最大値とすることにより、最大減衰経路の減衰指数τとそのノイズとの比が最大となる管電圧と管電流を設定できる。前述したように、このX線条件での透過データから最良の断面像あるいは3次元画像が作成できる。 Therefore, even for an unknown subject, the tube voltage is adjusted so that the transmittance of the maximum attenuation path becomes a predetermined value (about 20% (+ 10% -5%)), and the tube current is the maximum value for the tube voltage. As a result, the tube voltage and tube current at which the ratio between the attenuation index τ of the maximum attenuation path and its noise can be maximized can be set. As described above, the best cross-sectional image or three-dimensional image can be created from the transmission data under the X-ray conditions.
以上の課題を解決するために請求項5記載の発明は、X線管に与える管電圧と管電流を制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、透過方向を複数方向に走査する走査手段と、前記X線検出器で得られた前記被検体の複数方向の透過データから前記被検体の断面像又は3次元画像を作成する手段とを有するX線検査装置において、
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する手段と、
この最大減衰経路での透過データを収集する手段と、
この最大減衰経路での透過データからこの最大減衰経路での減衰指数τとこの減衰指数τに波及するノイズとの比が最も大きくなる管電圧と管電流を計算する手段と、
この計算された値を参照して前記X線制御部における管電圧と管電流とを設定する手段とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an invention according to
Means for setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having substantially the smallest transmission of the transmission data;
Means for collecting transmission data in this maximum attenuation path;
Means for calculating the tube voltage and the tube current from which the ratio of the attenuation index τ in the maximum attenuation path and the noise spreading to the attenuation index τ is the largest from the transmission data in the maximum attenuation path;
And means for setting a tube voltage and a tube current in the X-ray control unit with reference to the calculated values.
以上の課題を解決するために請求項7記載の発明は、X線管に与える管電圧と管電流を制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、透過方向を複数方向に走査する走査手段と、前記X線検出器で得られた前記被検体の複数方向の透過データから前記被検体の断面像又は3次元画像を作成する手段とを有するX線検査装置の管電圧・管電流調整方法において、
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する段階と、
この最大減衰経路での透過データを収集する段階と、
この最大減衰経路での透過データからこの最大減衰経路での減衰指数τとτに波及するノイズとの比が最も大きくなる管電圧と管電流を計算する段階と、
この計算された値を参照して前記X線制御部における管電圧と管電流とを設定する段階とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an invention described in
Setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having the smallest transmission of the transmission data;
Collecting transmission data along this maximum attenuation path;
Calculating the tube voltage and tube current at which the ratio of the attenuation index τ and the noise spreading to τ in the maximum attenuation path is the largest from the transmission data in the maximum attenuation path;
A step of setting a tube voltage and a tube current in the X-ray control unit with reference to the calculated value.
かかる請求項5,7の構成において、断面像あるいは3次元画像を作成するX線検査装置では、複数透過方向の透過データの内、最大減衰経路での減衰指数τとそのノイズとの比が最大となるX線条件が最良であることを示すことができる(後述)。 In the X-ray inspection apparatus for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image, the ratio between the attenuation index τ in the maximum attenuation path and its noise is the maximum among the transmission data in a plurality of transmission directions. It can be shown that the X-ray condition is as follows (described later).
そこで、被検体の形状を見て、最大減衰経路を推定して透過方向を設定し、また、仮条件で透過データを見ながら透過方向を調整し、最大減衰経路(を与える透過方向)を設定する。 Therefore, looking at the shape of the subject, estimating the maximum attenuation path and setting the transmission direction, adjusting the transmission direction while viewing the transmission data under the provisional conditions, and setting the maximum attenuation path (giving transmission direction) To do.
管電圧、管電流を変えたときに最大減衰経路に対する減衰指数τ(e−τの減衰を与える)およびそのノイズはそれぞれ変化するが、未知の被検体に対しても、その透過データに基づき、その最大減衰経路での減衰指数τとそのノイズとの比が最大となる管電圧と管電流を計算することができる(後述)。前述したように、このX線条件での透過データから最良の断面像あるいは3次元画像が作成できる。 When the tube voltage and tube current are changed, the attenuation index τ (which gives attenuation of e −τ ) and its noise change with respect to the maximum attenuation path, respectively. The tube voltage and tube current at which the ratio of the attenuation index τ in the maximum attenuation path to the noise becomes maximum can be calculated (described later). As described above, the best cross-sectional image or three-dimensional image can be created from the transmission data under the X-ray conditions.
以上の課題を解決するために請求項6,8記載の発明は、請求項5,7において、前記計算は1つの管電圧とその管電圧に対して設定した最大の管電流の組み合わせの複数について前記比を計算し、この比が最も大きくなる管電圧と管電流を計算することを要旨とする。
In order to solve the above problems, the inventions of
かかる請求項6,8の構成においては、設定した最大の管電流が(管電圧に対する)どんな関数の場合でも精度よく最適条件が計算できる。 In the configurations of the sixth and eighth aspects, the optimum condition can be calculated with high accuracy regardless of the function of the set maximum tube current (with respect to the tube voltage).
本発明によれば、未知の被検体に対しても、その透過画像に基づいて物理的に最適なX線条件を求めることが可能なX線検査装置及びその管電圧・管電流調整方法を提供できる。 According to the present invention, an X-ray inspection apparatus capable of obtaining a physically optimum X-ray condition based on a transmission image of an unknown subject and a tube voltage / tube current adjustment method thereof are provided. it can.
(第1実施形態)
図1は第1実施形態における概略構成図である。この構成は一般的なX線透視検査装置と同じである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram according to the first embodiment. This configuration is the same as a general X-ray fluoroscopic inspection apparatus.
X線発生器1はX線管と高電圧発生器より成り、X線焦点FからX線ビーム2を発生する。X線検出器3は被検体4を透過したX線を2次元分解能で検出し、透過データをビデオ信号で出力する。コンピュータ5はこのビデオ信号を内部のキャプチャーボードでデジタル変換して取り込み、透過画像として表示する。
The
X線制御部6はX線発生器の管電圧と管電流を設定した値になるよう制御する。操作者はX線制御部6のパネルで(あるいはコンピュータ5を介して)管電圧と管電流を任意に設定できるが、X線制御部6は、許容最大管電流を超えて設定された場合は自動的に許容最大管電流で制御する。通常、許容最大管電流は管電圧の逆数に比例して制御され、管電圧と管電流の積が一定なのでこれをイソワット制御という。
The
次に本実施形態の作用について説明する。まず、操作者は被検体4を設定して、X線をONすると、コンピュータ5は被検体4の透過画像を表示する。次に、透過画像の観察したい部分の透過率が約20%(+10%−5%)になるように管電圧を調整する(透過率は管電流には依存しない)。管電流はこの管電圧に対する最大管電流とする。これにより、観察したい部分が最良画像となる。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, when the operator sets the
透過率の合わせ方は、透過画像上に観察部分を横切るよう直線ROIを設定し、この部分のプロファイル表示を行い(コンピュータ5のプログラムで行なう)、観察部分の明るさとエアー部分の明るさを比較して行なう。透過画像にエアー部分がない場合は被検体をX線ビーム2に出し入れして比較する。
To adjust the transmittance, a straight line ROI is set on the transmission image so as to cross the observation part, and the profile of this part is displayed (by the
次に、管電圧・管電流を設定して得られた最良画像に対し、諧調変換して見やすい画像にして(コンピュータ5のプログラムで行なう)、観察を行なう。 Next, the best image obtained by setting the tube voltage and tube current is subjected to gradation conversion so as to be an easy-to-view image (performed by a program of the computer 5) and observed.
なぜ透過率が約20%(+10%−5%)のとき最良画像となるかを順を追って説明する。 The reason why the best image is obtained when the transmittance is about 20% (+ 10% -5%) will be described in order.
まず、最適V,Iの原理は、「最適V,Iは、τを減衰指数、στを減衰指数のノイズとして、τ/στを最大にするV,Iである。」である。ここで、減衰指数τはX線経路に沿った被検体の吸収係数の線積分に相当し、減衰がe−τの時のτのことである。 First, the principle of optimum V and I is “optimal V and I are V and I that maximize τ / στ, where τ is the attenuation index and στ is the noise of the attenuation index”. Here, the attenuation index τ corresponds to the line integral of the absorption coefficient of the subject along the X-ray path, and is τ when the attenuation is e −τ .
透過画像はτ/στが最大の時、物理的に観察部分の構造を最大限に細部まで見分けられる画像となる。例えば、この画像B(リニアスケール)を減衰指数τ(≡ln(B0/B))の画像に変換したとすると、これはネガ写真の濃淡画像に相当し、濃淡幅(コントラスト)/濃淡ノイズが最大で最良の画像である。 When τ / στ is maximum, the transmission image is an image that can physically distinguish the structure of the observation portion to the maximum extent. For example, if this image B (linear scale) is converted into an image having an attenuation index τ (≡ln (B0 / B)), this corresponds to a shaded image of a negative photograph, and the shade width (contrast) / shading noise is The largest and best image.
τ/στが最大になるのはV,I可動域の上限ライン上である(これは同じVならτが同じで、Iが大きいほどστが小さくなるからである。)。したがって、最適条件は最大出力(Watt)のイソワットライン(V・I=一定)上にある。 τ / στ is maximized on the upper limit line of the V and I movable ranges (this is because τ is the same for the same V, and στ decreases as I increases). Therefore, the optimum condition is on the isowatt line (V · I = constant) of the maximum output (Watt).
次にイソワット制御のとき、透過率が約20%(+10%−5%)のときτ/στが最大になることを示す。一般論から始め、次にイソワットに移る。 Next, in the case of isowatt control, it is shown that τ / στ is maximized when the transmittance is about 20% (+ 10% −5%). Start with general theory, then move to Isowat.
管電圧Vを変えたときの管電流Iの変化させ方を一般に
I∝Vk ……(1)
とする。次に、1画素あたりが受けるX線フォトン数を被検体有りでN、無しでN0とする。N0は、概略、I・Vk1に比例するので、ここに式(1)を代入して、
N0∝I・Vk1∝V(k+k1) ……(2)
となる。X線データによればk1は約1.2の数値である。減衰指数τは、
τ≡ln(B0/B)≒ln(N0・V/(N・V))なので、
τ=ln(N0/N) ……(3)
で計算でき、そのノイズστは、
στ=√((∂τ/∂N)2 )・σN =1/N・√(N)=1/√(N) ……(4)
で計算できる。ここで、このノイズはX線量子ノイズである。式(3)、(4)を用いるとστ/τは、
στ/τ=1/√(N0・e−τ)・1/τ ……(5)
と、N0とτのみで表される。次に、微分d(στ/τ)/dVをτ,N0の偏微分を使って展開すると、
d(στ/τ)/dV
=∂(στ/τ)/∂τ・dτ/dV+∂(στ/τ)/∂N0・dN0/dV……(6)
となる。右辺に式(5)を代入して偏微分を実行すると、
d(στ/τ)/dV=1/√(N0)
・eτ/2/τ・{(1/2−1/τ)・dτ/dV−1/(2・N0)・dN0/dV}……(7)
となる。στ/τが最小となるのは、式(7)の右辺が0の時であり、最適Vを与える方程式は、
(1/2−1/τ)・dτ/dV−1/(2・N0)・dN0/dV=0 ……(8)
となる。ここでdN0/dVは式(2)より、
dN0/dV=(k+k1)・N0/V ……(9)
で表せる。また、dτ/dVは、透過長固定であるので、吸収係数μの微分dμ/dVに比例する。μのV依存性を
μ∝Vk2 ……(10)
とすると、
dτ/dV=k2・τ/V ……(11)
で表せる。式(9)、(11)を方程式(8)に代入して、τについて解くと、
(1/2−1/τ)・k2・τ−1/(2・N0)・(k+k1)・N0=0
τ=2+(k+k1)/k2 ……(12)
となる。このτを与えるVが最適Vである。
In general, how to change the tube current I when the tube voltage V is changed: I kV k (1)
And Next, the number of X-ray photons received per pixel is N with the subject and N0 without. N0 is roughly proportional to I · V k1 , so substituting equation (1) here,
N0∝I ・ V k1 ∝V (k + k1) (2)
It becomes. According to the X-ray data, k1 is a numerical value of about 1.2. The damping index τ is
Since τ≡ln (B0 / B) ≒ ln (N0 ・ V / (N ・ V)),
τ = ln (N0 / N) (3)
The noise στ can be calculated by
στ = √ ((∂τ / ∂N) 2 ) · σ N = 1 / N · √ (N) = 1 / √ (N) (4)
It can be calculated with Here, this noise is X-ray quantum noise. Using equations (3) and (4), στ / τ is
στ / τ = 1 / √ (N0 · e −τ ) · 1 / τ (5)
And represented only by N0 and τ. Next, if the differential d (στ / τ) / dV is expanded using the partial differential of τ and N0,
d (στ / τ) / dV
= ∂ (στ / τ) / ∂τ · dτ / dV + ∂ (στ / τ) / ∂N0 · dN0 / dV (6)
It becomes. Substituting equation (5) on the right side and performing partial differentiation,
d (στ / τ) / dV = 1 / √ (N0)
· E τ / 2 / τ · {(1 / 2-1 / τ) · dτ / dV-1 / (2 · N0) · dN0 / dV} (7)
It becomes. στ / τ is minimized when the right side of Equation (7) is 0, and the equation that gives the optimum V is
(1 / 2-1 / τ) · dτ /
It becomes. Here, dN0 / dV is obtained from the equation (2).
dN0 / dV = (k + k1) · N0 / V (9)
It can be expressed as Further, since dτ / dV is fixed at the transmission length, it is proportional to the differential dμ / dV of the absorption coefficient μ. V dependence of μ μ∝V k2 (10)
Then,
dτ / dV = k2 · τ / V (11)
It can be expressed as Substituting equations (9) and (11) into equation (8) and solving for τ,
(1 / 2-1 / τ) · k2 · τ-1 / (2 · N0) · (k + k1) · N0 = 0
τ = 2 + (k + k1) / k2 (12)
It becomes. V giving this τ is the optimum V.
次に、式(12)で、具体的数値を考察する。kはイソワット制御の場合、−1、k1は約1.2の定数である。k2はVの緩やかな関数である。図2に典型的なlnμ−ln(V)曲線とその傾きであるk2を示す。k2は概略、元素によらずV減少で約−3に収束し、V増大で約−0.5に収束する。移行領域は元素により異なるが、通常の軽元素では60kV以下では約−3、100kV以上では約−0.5となる。 Next, specific numerical values will be considered in Expression (12). In the case of isowatt control, k is −1, and k1 is a constant of about 1.2. k2 is a gentle function of V. FIG. 2 shows a typical lnμ-ln (V) curve and its slope k2. In general, k2 converges to about −3 when V decreases, regardless of the element, and converges to about −0.5 when V increases. Although the transition region varies depending on the element, it is about −3 at 60 kV or less for normal light elements and about −0.5 at 100 kV or more.
図3に最適Vを与えるτ(最適τ)とこのτに対応する透過率(=e−τ)を示す。最適τは(若干Vに依存するが概略)1.9ないし1.6となり、対応する透過率(最適透過率)は15ないし20%である。k1の誤差±0.2を考慮して範囲を広げると最適τは2ないし1.2で、最適透過率は14ないし30%である。従って、数値をまるめて、透過率約20%(+10%−5%)になるように管電圧Vを調整(管電流は最大)すれば観察したい部分のτ/στが概略最大になり、物理的に最良の画像となる。 FIG. 3 shows τ (optimal τ) that gives the optimum V and transmittance (= e −τ ) corresponding to this τ. The optimum τ is approximately 1.9 to 1.6 (substantially depending on V), and the corresponding transmittance (optimum transmittance) is 15 to 20%. When the range is expanded in consideration of the error ± 0.2 of k1, the optimum τ is 2 to 1.2, and the optimum transmittance is 14 to 30%. Therefore, if the numerical values are rounded and the tube voltage V is adjusted so that the transmittance is about 20% (+ 10% -5%) (the tube current is maximum), τ / στ of the portion to be observed becomes approximately maximum, and the physical The best image.
前記の最適透過率20%はイソワット制御を前提にしている。X線焦点が数μmのマイクロフォーカスX線発生器の場合は、X線制御部6は、使用できる管電圧の全域で最大管電流のイソワット制御を行なっているが、X線焦点が大きな(X線出力も大きい)X線発生器の場合は小さな管電圧でイソワット制御ができなくなる場合が多い。しかし、実際は最適τに与える影響は小さい。例えば、低電圧では、最大管電流が一定値に頭打ちされている場合が多く、この場合、k=0、k2=−3(Vが小さいので)を用いて最適透過率は20%となり、イソワットと変わらない結果となる。従って、透過率約20%(+10%−5%)にする管電圧調整法が使える。
The optimal transmittance of 20% is premised on isowatt control. In the case of a microfocus X-ray generator having an X-ray focal point of several μm, the
V,I調整が終わって、物理的に最良の透過画像となるが、通常、視覚的には見やすい状態にはなっていない(すなわち通常、暗すぎる)。操作者は、次に、諧調変換して(表示プログラムのウィンドー幅ウィンドーレベルあるいはキャプチャーボードのオフセットとゲインを手動変更し)、視覚的に見やすい画面に調整して、被検体の検査を行なう。 Although the V and I adjustments are finished, the best transmission image is physically obtained, but it is usually not visually easy to see (that is, it is usually too dark). Next, the operator performs gradation conversion (by manually changing the window width window level of the display program or the offset and gain of the capture board), and adjusts to a screen that is visually easy to see and inspects the subject.
上述した本実施形態によれば次のような効果を奏する。 According to this embodiment mentioned above, there exist the following effects.
管電圧V、管電流Iを変えたときに被検体のある定まった観察部分に対する減衰指数τおよびそのノイズはそれぞれ変化する。第1実施形態によれば、イソワット制御でV,Iを変えて観察部分の透過率を約20%(+10%−5%)に合わせることで、観察部分に対して減衰指数τとそのノイズとの比を略最大にできるので、この条件での透過画像は物理的に観察部分の構造を最大限に細部まで見分けられる画像となる。例えば、この画像Bを減衰指数τ(≡ln(B0/B))の画像に変換したとすると、これはネガ写真の濃淡画像に相当し、濃淡幅(コントラスト)/濃淡ノイズが最大で最良の画像である。別の例として、被検体が均質材質で厚さtが一定の場合を例にすると、厚さの差異Δtが最も細かく識別できる。これは、JIS規格による線状透過度計(線状ペネトラメータ)を用いた識別度が最高に良くなることを示す。 When the tube voltage V and the tube current I are changed, the attenuation index τ and its noise change for a certain observation portion of the subject. According to the first embodiment, by adjusting V and I by isowatt control and adjusting the transmittance of the observation portion to about 20% (+ 10% -5%), the attenuation index τ and its noise are observed with respect to the observation portion. Therefore, the transmission image under this condition is an image in which the structure of the observation portion can be physically distinguished to the maximum extent. For example, if this image B is converted into an image having an attenuation index τ (≡ln (B0 / B)), this corresponds to a gray image of a negative photograph, and the maximum gray level width (contrast) / dark noise is the best. It is an image. As another example, when the subject is a homogeneous material and the thickness t is constant, the thickness difference Δt can be identified most finely. This indicates that the discrimination using a linear transmission meter (linear penetrometer) according to the JIS standard is best.
その結果、操作者の技量に依存せずに、未知の被検体に対しても、簡便に物理的に最良の透過画像が得られる。 As a result, the best physically transmitted image can be easily obtained for an unknown subject without depending on the skill of the operator.
(第1実施形態の変形例)
第1実施形態で、管電流Iは最大を選んでいるが(X線焦点サイズ、画像飽和、被検体の被爆等の理由で、)、X線量を下げて使いたい場合、小さな値にしてもよい。この場合は、設定したV,Iは自動的に、小さな出力(Watt)での(イソワット制御の場合の)最適V,Iとなる。
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, the maximum tube current I is selected (for reasons of X-ray focal spot size, image saturation, subject exposure, etc.). Good. In this case, the set V and I are automatically the optimum V and I (in the case of isowatt control) with a small output (Watt).
また、第1実施形態で、透過率を約20%(+10%−5%)に調整するとき、図3に示すようにVに依存して透過率を変えてVを調整してもよい。また許容管電流の非イソワットの領域に対しては、電流制限曲線のkに従い式(12)でτを計算し、このτから計算した(Vに依存する)透過率を用いるようにしてもよい。 In the first embodiment, when the transmittance is adjusted to about 20% (+ 10% -5%), V may be adjusted by changing the transmittance depending on V as shown in FIG. Further, for the non-isowatt region of the allowable tube current, τ may be calculated by equation (12) according to k of the current limit curve, and the transmittance calculated from τ (depending on V) may be used. .
(第2実施形態)
図4は第2実施形態における概略構成図である。図1と同一構成は同一番号を付し説明は省略する。この構成は一般的なコンピュータ断層撮影装置(CT)の内、2次元X線検出器を持つものと同じである。図1の構成に対し、被検体4を載置し回転させる回転テーブル7とこれを制御する機構制御部8が追加されている。また、コンピュータ5には、被検体4を回転させて方向を変えた多数の透過画像を収集するCTスキャン機能と、この多数の透過画像から断面像あるいは3次元画像を作成する再構成機能が追加されている。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram in the second embodiment. The same components as those in FIG. This configuration is the same as that of a general computed tomography apparatus (CT) having a two-dimensional X-ray detector. A rotation table 7 for placing and rotating the subject 4 and a
次に本実施形態の作用について説明する。まず、操作者は被検体4を回転テーブル7に載置する。この時、被検体の形状を見て、長手方向(最大減衰方向)がX線方向になるように載置する。次に、X線をONすると、コンピュータ5は被検体4の透過画像を表示する。操作者は、仮X線条件で透過画像を見ながら透過方向(回転)を調整し、最大減衰経路(を与える透過方向)を設定する。正確に言えば、透過画像上の断面像(作成に用いる)データ領域内での最小透過率が最小となる回転位置に合わせる。合わせた時の最小透過率を与えるX線経路を最大減衰経路と定義する。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the operator places the subject 4 on the rotary table 7. At this time, the specimen is placed so that the longitudinal direction (maximum attenuation direction) is the X-ray direction when viewing the shape of the subject. Next, when the X-ray is turned on, the
次に、透過画像の最大減衰経路の透過率が約20%(+10%−5%)になるように管電圧を調整する(透過率は管電流には依存しない)。管電流はこの管電圧に対する最大管電流とする。透過率の合わせ方は、透過画像上に最大減衰経路を横切るよう直線ROIを設定し、この部分のプロファイル表示を行い(コンピュータ5のプログラムで行なう)、最大減衰経路の明るさとエアー部分の明るさを比較して行なう。 Next, the tube voltage is adjusted so that the transmittance of the maximum attenuation path of the transmission image is about 20% (+ 10% -5%) (the transmittance does not depend on the tube current). The tube current is the maximum tube current for this tube voltage. To adjust the transmittance, a straight line ROI is set on the transmission image so as to cross the maximum attenuation path, and the profile of this part is displayed (performed by the program of the computer 5). The brightness of the maximum attenuation path and the brightness of the air part are displayed. To compare.
これにより、第1実施形態の場合と同様に、最大減衰経路のτ/στが概略最大になり、最大減衰経路が物理的に最良の透過画像となるV,Iが設定される。 As a result, as in the case of the first embodiment, τ / στ of the maximum attenuation path is approximately maximized, and V and I are set such that the maximum attenuation path is physically the best transmission image.
操作者は次に、CTスキャン指令をだすと、コンピュータ5は被検体4を回転させて方向を変えた多数の透過画像を収集して、この多数の透過画像から断面像あるいは3次元画像を再構成する。断面像の再構成はまず、透過画像を対数変換して減衰指数τの画像を作り、τの画像にフィルター処理を加えたあと断面像マトリックス上に逆投影することで行われる。3次元画像は複数断面像を基に作られる。
Next, when the operator issues a CT scan command, the
次に、断面像が最良となるのは、透過画像上の断面像(作成に用いる)データ領域内の最大減衰経路でのτ/στが最大になるV,Iの時であることを以下に示す。まず、1画素あたりが受けるX線フォトン数を被検体有りでN(i)、無しでN0とする。ここで、iはデータ位置を示す。(N0は概略iによらない。)すると、次のように推論できる。 Next, the best cross-sectional image is when V / I at which τ / στ in the maximum attenuation path in the cross-sectional image (used for creation) data area on the transmission image is maximized. Show. First, the number of X-ray photons received per pixel is N (i) with the subject and N0 without. Here, i indicates a data position. (N0 does not depend on i.) Then, it can be inferred as follows.
1.式(3)より、データ上で、Nが最小の位置でτが最大である。 1. From the equation (3), τ is maximum at a position where N is minimum on the data.
2.式(4)より、データ上で、Nが最小の位置でστが最大である。 2. From equation (4), on the data, στ is the maximum at the position where N is the minimum.
3.τを逆投影して断面像を得るので、断面像値は最大τに略比例する。すなわち、Vを変えたとき最大τが変化し、それに比例して断面像値が変わる。 3. Since τ is backprojected to obtain a cross-sectional image, the cross-sectional image value is approximately proportional to the maximum τ. That is, when V is changed, the maximum τ changes, and the cross-sectional image value changes proportionally.
4.τを逆投影して断面像を得るので、断面像中の1点PのノイズσPは
σP∝√{(P点を通る経路のστ)2 の全逆投影方向平均} ……(13)
となる。だから(二乗平均なので)、全逆投影方向の内、最大στが支配的となる。
4). Since τ is backprojected to obtain a cross-sectional image, the noise σP at one point P in the cross-sectional image is σP∝√ {(average of all backprojection directions of στ of the path passing through the P point) 2 } (13)
It becomes. Therefore (because of the root mean square), the maximum στ is dominant in the total backprojection direction.
これより、断面像中の最大ノイズは最大στに略比例することが言える。すなわち、V,Iを変えたとき最大στが変化しそれに略比例して最大ノイズが変わる。 From this, it can be said that the maximum noise in the cross-sectional image is substantially proportional to the maximum στ. That is, when V and I are changed, the maximum στ changes, and the maximum noise changes approximately proportionally.
5.3,4より、断面像のSN比{断面像値/断面像中の最大ノイズ}は、(V,Iを変えたとき)、{最大τ/最大στ}に略比例して変化する。 From 5, 3 and 4, the SN ratio of the cross-sectional image {the cross-sectional image value / maximum noise in the cross-sectional image} (when V and I are changed) changes approximately in proportion to {maximum τ / maximum στ}. .
6.5,1,2より、断面像のSN比{断面像値/断面像中の最大ノイズ}は最大減衰経路でのτ/στに略比例する。 From 6.5, 1, 2, the SN ratio of the cross-sectional image {cross-sectional image value / maximum noise in the cross-sectional image} is approximately proportional to τ / στ in the maximum attenuation path.
7.だから、断面像が最良となるのは、この断面像を再構成するとき使用する透過データ内の最大減衰経路でのτ/στが最大になるV,Iの時である。 7). Therefore, the cross-sectional image is the best when V and I have the maximum τ / στ in the maximum attenuation path in the transmission data used when the cross-sectional image is reconstructed.
以上のように、最大減衰経路での透過率が約20%(+10%−5%)になるようにすることで、最良の断面像が得られる。3次元画像はこの断面像を基に得るものであるので、同様に最良の3次元画像が得られる。 As described above, the best cross-sectional image can be obtained by setting the transmittance in the maximum attenuation path to about 20% (+ 10% −5%). Since the three-dimensional image is obtained based on this cross-sectional image, the best three-dimensional image can be obtained similarly.
上述した本実施形態によれば次のような効果を奏する。すなわち、第2実施形態によれば、イソワット制御でV,Iを変えて被検体の最大減衰経路での透過率が約20%(+10%−5%)にすることで、最大減衰経路での減衰指数τとそのノイズとの比を最大とすることができる。減衰指数τを逆投影して得られる断面像のSN比{断面像値/断面像中の最大ノイズ}は最大減衰経路でのτ/στに略比例するので、このV,Iで、最良の断面像が得られる。また、この断面像を基に最良の3次元画像が得られる。 According to this embodiment mentioned above, there exist the following effects. That is, according to the second embodiment, by changing V and I by isowatt control, the transmittance in the maximum attenuation path of the subject is about 20% (+ 10% -5%), so that the maximum attenuation path The ratio between the attenuation index τ and its noise can be maximized. Since the SN ratio {cross-sectional image value / maximum noise in the cross-sectional image} of the cross-sectional image obtained by back projecting the attenuation index τ is substantially proportional to τ / στ in the maximum attenuation path, A cross-sectional image is obtained. Further, the best three-dimensional image can be obtained based on this cross-sectional image.
(第2実施形態の変形例)
第2実施形態で、X線検出器3は2次元分解能であったが、回転面に沿った1次元分解能の場合にも本発明を同様に適用することができる。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, the
そのほか、第2実施形態で、第1実施形態の変形と同様に、管電流Iは最大ではなく、小さな値にしてもよい。この場合は、設定したV,Iは自動的に、小さな出力(Watt)での最適V,Iとなる。また、第1実施形態の変形と同様に、Vに依存して透過率を変えてVを調整してもよい。 In addition, in the second embodiment, similarly to the modification of the first embodiment, the tube current I may not be the maximum but may be a small value. In this case, the set V and I are automatically the optimum V and I with a small output (Watt). Similarly to the modification of the first embodiment, V may be adjusted by changing the transmittance depending on V.
第2実施形態で、必ずしも求めた最適V,IでCTスキャンを行なう必要はなく、それを参考にして(数値をまるめたりして)V,Iを設定してもよい。CTでは、X線条件V,Iを被検体ごとに細かく調整しないほうがよい場合が多い。それは、条件が変わるたびに補正用のデータを取り直す必要があること(Vが変わるとコントラストバランスが変化してしまうので)、一群の試料を同一条件で撮影する場合が多いこと、画像評価するとき煩雑になるのをさけることなどによる。このため撮影条件V,I(Vとそれに対する最大I)を予め何点か定めておき(例えば10kVステップ)、求めた最適Vを超える条件を選択して、CTスキャンを行なうようにする。ここで、Vは最適Vを超えて選ぶほうが安全である。それは、τ/στは管電圧Vを最適Vから下げると急速に低下するのに対し、上げる側では緩やかに低下するからである。図5はτ/στの計算例である。これは、被検体がある厚さのアルミニウムで、Vの全域でイソワット制御でIを変化させた場合である。 In the second embodiment, it is not always necessary to perform the CT scan with the optimum V and I obtained, and V and I may be set with reference to it (by rounding the numerical values). In CT, it is often better not to finely adjust the X-ray conditions V and I for each subject. This is because correction data must be re-acquired each time the conditions change (contrast balance changes when V changes), a group of samples are often photographed under the same conditions, and image evaluation By avoiding complications. For this reason, imaging conditions V and I (V and the maximum I with respect thereto) are determined in advance (for example, 10 kV steps), and a condition exceeding the obtained optimum V is selected to perform CT scanning. Here, it is safer to select V exceeding the optimum V. This is because τ / στ decreases rapidly when the tube voltage V is lowered from the optimum V, whereas it gradually decreases on the increasing side. FIG. 5 is a calculation example of τ / στ. This is the case where the subject is aluminum of a certain thickness, and I is changed by isowatt control over the entire V region.
(第3実施形態)
第3実施形態の構成は図4の第2実施形態と同じである。第3実施形態は第2実施形態にコンピュータ5の機能としてV,I自動調整機能を追加したものである。
(Third embodiment)
The configuration of the third embodiment is the same as that of the second embodiment of FIG. In the third embodiment, V and I automatic adjustment functions are added as functions of the
図4で、FDDは検出距離(Focus to Detector Distance)である。図示省略されているが、回転テーブル7とX線検出器3はFDD方向に移動でき、撮影倍率が変更できるようになっている。
In FIG. 4, FDD is a detection distance (Focus to Detector Distance). Although not shown, the rotary table 7 and the
コンピュータ5は、CPU、メモリ、ディスク、表示器、キーボードなどより成る。コンピュータ5は検出距離FDDなどの装置ステータスを読み取り、表示したり、操作者の指令入力によりFDDを移動したり、また、X線検出器3からの透過画像を内部のキャプチャーボードによりデジタルデータに変換して取り込む。
The
コンピュータ5は取り込んだ画像から最適X線条件計算により最適の管電圧V、管電流Iを計算しX線制御部6に送り、X線制御部6はX線発生器1のV,Iを計算値に合わせる。これがフィードバックの1ループとなる。実際には計算誤差があるのでこれを繰り返すことで高速に最適値に合わせることができる。この最適V,Iの計算はコンピュータ5のソフトウエアプログラムによって行なわれる。
The
なお、管電圧と管電流には、X線制御部10により制限された範囲がある。これは、ターゲットの熱制限や高圧発生部の容量などできめられたものである。また、この範囲内で最適制御としての制限範囲を別に設定することもできる(例えば、マイクロフォーカスX線管の場合、電流をとりすぎると焦点が大きくなる場合があるので管電流を小さ目に制限する。)。 Note that the tube voltage and tube current have a range limited by the X-ray control unit 10. This is achieved by limiting the heat of the target and the capacity of the high pressure generating part. In addition, a limit range for optimum control can be set separately within this range (for example, in the case of a microfocus X-ray tube, if the current is taken too much, the focus may be increased, so the tube current is limited to a small value. .)
次に本実施形態の作用について説明する。本発明の作用のポイントはコンピュータ5内のV,I自動調整機能(以下、オートV,Iと記す)である。以下順をおって説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The point of the operation of the present invention is a V, I automatic adjustment function (hereinafter referred to as auto V, I) in the
操作者は被検体4を回転テーブル7に載置する。この時、被検体の形状を見て、長手方向(最大減衰方向)がX線方向になるように載置する。次に、X線をONすると、コンピュータ5は被検体4の透過画像を表示する。操作者は、仮X線条件で透過画像を見ながら透過方向(回転)を調整し、最大減衰経路(を与える透過方向)を設定する。正確に言えば、透過画像上の断面像(作成に用いる)データ領域内での最小透過率が最小となる回転位置に合わせる。合わせた時の最小透過率を与えるX線経路を最大減衰経路と定義する。
The operator places the subject 4 on the rotary table 7. At this time, the specimen is placed so that the longitudinal direction (maximum attenuation direction) is the X-ray direction when viewing the shape of the subject. Next, when the X-ray is turned on, the
次に、操作者はオートV,Iを指令する(コンピュータへの入力)。オートV,Iソフトは最大減衰経路に対してτ/στを最大にするVとIを自動設定する。 Next, the operator commands auto V and I (input to the computer). Auto V, I software automatically sets V and I that maximize τ / στ for the maximum attenuation path.
ここで、オートV,Iの作用説明の前にその定式化と原理を説明する。まず、透過画像(リニアスケール)の明るさB(brightness)は、例えば0〜255の画素値で表されるが、BはX線エネルギー総量/画素/サンプルに略比例し(線質硬化を無視すると)、基本式、
B=B0(n)・m・nake ・(FDD0/FDD)2
・exp{−uv(v0・n)・t}+Bof ……(14)
n=V/v0 ……(15)
m=I/ai0 ……(16)
で表される。ここで、v0とai0をVとIそれぞれの最小設定単位として、VとIのかわりに自然数n,mを用いる。akeは約2.2の定数、uv(v)は被検体の吸収係数、tは被検体透過長、BofはX線OFF時の明るさである。uv(v)は被検体自身の正確な値は未知であるので類似した関数を用いる。基本式(14)のnake はnの広域では誤差が生じるため、B0(n)で誤差を吸収させる。B0(n)は較正により予め求められた値である(後述)。次に、BN(フォトン数/画素/サンプル)は(線質硬化を無視すると)B/Vに比例し、基本式、
BN=a0・(B−Bof)/n ……(17)
で表される。ここでは、相対BNが求まればよいので、a0は任意の定数でよい。
Here, the formulation and principle of the auto V and I will be described before explaining the operation of the auto V and I. First, the brightness B (brightness) of the transmission image (linear scale) is expressed by a pixel value of 0 to 255, for example, but B is approximately proportional to the total amount of X-ray energy / pixel / sample (ignoring the hardening of the line quality). Then, the basic formula,
B = B0 (n) · m · n ake · (FDD0 / FDD) 2
Exp {-uv (v0.n) .t} + Bof (14)
n = V / v0 (15)
m = I / ai0 (16)
It is represented by Here, using v0 and ai0 as the minimum setting units for V and I, natural numbers n and m are used in place of V and I. ake is a constant of about 2.2, uv (v) is the absorption coefficient of the subject, t is the subject transmission length, and Bof is the brightness when the X-ray is OFF. uv (v) uses a similar function because the exact value of the subject itself is unknown. Since nake in the basic formula (14) has an error in a wide area of n, the error is absorbed by B0 (n). B0 (n) is a value obtained in advance by calibration (described later). Next, BN (number of photons / pixel / sample) is proportional to B / V (ignoring hardening of the line),
BN = a0 · (B−Bof) / n (17)
It is represented by Here, since a relative BN may be obtained, a0 may be an arbitrary constant.
次に、オートV,Iの原理は、
「最適V,Iはτを減衰指数、στを減衰指数のノイズとして、τ/στを最大にするV,Iである。」
である。ここで、減衰指数τはX線経路に沿った被検体の吸収係数の線積分に相当し、減衰がe−τの時のτのことである。減衰を受けて、フォトン数BN0 がBN(明るさB0 がB)になったとすると、減衰指数τは、
τ≡ln((B0 −Bof)/(B−Bof))≒ln(BN0・V/(BN・V))なので、
τ=ln(BN0 /BN) ……(18)
で計算される。BN、BN0 のノイズσBN,σBN0(二乗平均誤差)は、ほとんどフォトンノイズであり、
σBN=√(BN) ……(19)
σBN0 =√(BN0 /k) ……(20)
で計算される。ここで、kはエアーデータを求めるときの積分倍数である。τのノイズすなわちτへ波及するノイズστは、
στ=√{((∂τ/∂BN)・σBN)2 +((∂τ/∂BN0 )・σBN0 )2 }
=√{((1/BN)・√(BN))2 +((1/BN0 )・√(BN0 /k))2 }
=√{(1/√(BN))2 +(1/√(k・BN0 ))2 } ……(21)
となり、ここでBN≪k・BN0 なので、στは、
στ=1/√(BN) ……(22)
で計算される。
Next, the principle of Auto V, I is
“Optimum V and I are V and I that maximize τ / στ, where τ is the attenuation index and στ is the noise of the attenuation index.”
It is. Here, the attenuation index τ corresponds to the line integral of the absorption coefficient of the subject along the X-ray path, and is τ when the attenuation is e −τ . If the photon number BN 0 is BN (brightness B 0 is B) after being attenuated, the attenuation index τ is
Since τ≡ln ((B 0 −Bof) / (B−Bof)) ≈ln (BN0 · V / (BN · V)),
τ = ln (BN 0 / BN) (18)
Calculated by The noise σ BN and σ BN0 (root mean square error) of BN and BN 0 are almost photon noise.
σ BN = √ (BN) (19)
σ BN0 = √ (BN 0 / k) (20)
Calculated by Here, k is an integral multiple for obtaining air data. The noise of τ, that is, the noise στ that spreads to τ is
στ = √ {((∂τ / ∂BN) · σ BN ) 2 + ((∂τ / ∂BN 0 ) · σ BN0 ) 2 }
= √ {((1 / BN) · √ (BN)) 2 + ((1 / BN 0 ) · √ (BN 0 / k)) 2 }
= √ {(1 / √ (BN)) 2 + (1 / √ (k · BN 0 )) 2 } (21)
Where BN << k · BN 0, so στ is
στ = 1 / √ (BN) (22)
Calculated by
次に、図6は最適V,Iの探索原理である。n,mはX線装置制限(ABCDEF)内で可動である。これは管電流上限mmax(n)と管電流下限mmin(n)にはさまれた領域である。また最明部(AIR部)が飽和しない条件を入れると、mair(n)をAIR部=飽和直前のラインとして、n<mair(n)であることが必要であるのでV,I可動域は図の斜線の領域(ABCGHF)となる。 Next, FIG. 6 shows the optimum V and I search principle. n and m are movable within the X-ray device limit (ABCDEF). This is a region between the tube current upper limit mmax (n) and the tube current lower limit mmin (n). In addition, when the condition that the brightest part (AIR part) is not saturated is entered, it is necessary that mir (n) is a line immediately before AIR part = saturation, so that n <mair (n). The hatched area (ABCGHF) in the figure.
τ/στが最大になるのはV,I可動域の上限ライン(ABCGH)上である。これは同じnならτが同じで、mが大きいほどστが小さくなることでわかる。これより、探索原理は、
「V,I可動域の上限ラインに沿って、n,mを変化させて、τ/στを計算し、最大になる点を探す。」
となる(ここで、V,I可動域全体を計算してもかまわないが、計算に無駄があるだけで、結果は変わらない。)。
The maximum value of τ / στ is on the upper limit line (ABCGH) of the V and I movable ranges. This can be seen from the fact that for the same n, τ is the same, and as m increases, στ decreases. From this, the search principle is
“V and I are varied along the upper limit line of the V and I range of motion, and τ / στ is calculated to find the maximum point.”
(Here, the entire V and I range of motion may be calculated, but only the calculation is wasted and the result does not change.)
<オートV,I>
図7はオートV,Iのフローチャートである。図7を参照してオートV,Iの作用を説明する。
<Auto V, I>
FIG. 7 is a flowchart of Auto V and I. The operation of Auto V and I will be described with reference to FIG.
S1:FDD値読み取り。 S1: Read FDD value.
検出距離FDDを読み取る。 Read the detection distance FDD.
S2:初期位置nA ,mA 計算。 S2: the initial position n A, m A calculation.
初期位置nA ,mA は、AIR部=飽和直前のラインmair(n)と、X線装置制限の対角線FDとの交点とする。これにより最初の画像は常に飽和しない。mair(n)は式(14)から、
mair(n)=int{(Bh−Bof)/B0(n)・n-ake・(FDD0/FDD)-2}……(23)
となることがわかる。ここでBhは飽和直前の明るさで、定数である。nをかえてこの式を計算し直線を横切る点を求める。交点が点Dの外になるときはD点を初期位置とする。
The initial positions n A and m A are the intersections of the AIR part = the line mail (n) immediately before saturation and the diagonal line FD restricted by the X-ray apparatus. This ensures that the first image is not always saturated. mail (n) is obtained from the equation (14).
mair (n) = int {(Bh-Bof) / B0 (n) .n -ake. (FDD0 / FDD) -2 } (23)
It turns out that it becomes. Here, Bh is the brightness immediately before saturation, which is a constant. Change n and calculate this formula to find the point that crosses the straight line. When the intersection is outside the point D, the point D is set as the initial position.
初期位置を決めるとき対角線FDでなく、例えばD点を通る水平線等を用いてもよい。 When determining the initial position, for example, a horizontal line passing through the point D may be used instead of the diagonal line FD.
S3:iを1からilmtまで繰り返す。 S3: i is repeated from 1 to ilmt.
ilmtは収束しない場合のフィードバック制限回数で、例えば8とする。 ilmt is the feedback limit number when it does not converge, and is set to 8, for example.
S4:nA ,mA でX線照射開始する。 S4: X-ray irradiation starts at n A and m A.
S5:現在位置(nA ,mA )での最大減衰経路の明るさBmeasを求める。 S5: The brightness Bmeas of the maximum attenuation path at the current position (n A , m A ) is obtained.
透過画像を取り込み、最大減衰経路の明るさBmeasを求める。 A transmission image is taken in and the brightness Bmeas of the maximum attenuation path is obtained.
最大減衰経路は操作者が予め画面上でROI指定しておくか、コンピュータが自動的に求める。すなわち、画面上の断面像のスライス面上で最も暗い部分を最大減衰経路とする。一度に多数断面を同時に撮影する場合は画面上の断面像(作成に用いる)データ領域内で最も暗い部分を最大減衰経路とする。 The maximum attenuation path is specified by the operator in advance on the screen, or the computer automatically obtains the maximum attenuation path. That is, the darkest portion on the slice plane of the cross-sectional image on the screen is set as the maximum attenuation path. When simultaneously photographing a large number of cross sections at once, the darkest portion in the data area of the cross-sectional image (used for creation) on the screen is set as the maximum attenuation path.
S6:透過長tmeas計算。 S6: Transmission length tmeas calculation.
ここでは、S5のBmeasを用いて、被検体の最大減衰経路での透過長tmeasを求める。まず、AIR部明るさBairは式(14)より導出した式、
Bair =B0(nA )・mA ・nA ake・(FDD0/FDD)2 +Bof ……(24)
で計算される。これを用いて、tmeasは式(14)より導出した式、
tmeas=ln{(Bair −Bof)/(Bmeas−Bof)}/uv(v0・nA ) ……(25)
で計算される。
Here, the transmission length tmeas in the maximum attenuation path of the subject is obtained using Bmeas of S5. First, the AIR portion brightness Bair is an expression derived from the expression (14),
Bair = B0 (n A ) · m A · n A ake · (FDD0 / FDD) 2 + Bof (24)
Calculated by Using this, tmeas is an equation derived from equation (14),
tmeas = ln {(Bair−Bof) / (Bmeas−Bof)} / uv (v0 · n A ) (25)
Calculated by
S7:最適位置nB ,mB 計算。 S7: Optimal positions n B and m B are calculated.
n=nminないしnmaxで次の計算をする。 The following calculation is performed with n = nmin to nmax.
AIR部=飽和直前のライン、mair(n)は式(23)より計算できるので、上限ラインm(n)は
m(n)=mmax(n)とmair(n)の小さい方 ……(26)
で計算できる。次に、tmeasが既知であるので減衰指数τが式、
τ=uv(v0・n)・tmeas ……(27)
で計算でき、BとBNが式(14)(17)を用いた式、
B=B0(n)・m(n)・nake ・(FDD0/FDD)2 ・exp(−τ)+Bof…(28)
BN=a0・(B−Bof)/n ……(29)
で計算できる。更にτのノイズστが式(22)
στ=1/√(BN) ……(22)
で計算でき、τ/στが求められる。
AIR part = line just before saturation, mir (n) can be calculated from equation (23), so the upper limit line m (n) is the smaller of m (n) = mmax (n) and mir (n) (26) )
It can be calculated with Next, since tmeas is known, the attenuation index τ is expressed by the following equation:
τ = uv (v0 · n) · tmeas (27)
Where B and BN are equations using equations (14) and (17),
B = B0 (n) · m (n) · n ake · (FDD0 / FDD) 2 · exp (-τ) + Bof ... (28)
BN = a0 · (B−Bof) / n (29)
It can be calculated with Furthermore, the noise στ of τ is expressed by the equation (22).
στ = 1 / √ (BN) (22)
And τ / στ is obtained.
すべてのn,m(n)(ただしm(n)<mmin(n)の点は除く)でτ/στを計算して、最大のτ/στを与える点をnB ,mB とする。 Τ / στ is calculated for all n, m (n) (excluding points where m (n) <mmin (n)), and the point giving the maximum τ / στ is defined as n B , m B.
S8:収束判定。 S8: Convergence determination.
nA ,mA からnB ,mB への変化が規定値より小さいとき収束と判定し、iループをぬけてS11に進む。大きいときはS9に進む。 When the change from n A , m A to n B , m B is smaller than the specified value, it is determined that the convergence has occurred, and the process proceeds to S11 through the i loop. When it is larger, the process proceeds to S9.
S9:nA =nB ,mA =mB の代入計算。 S9: Substitution calculation of n A = n B and m A = m B.
最適位置を現在位置に設定する。以上S4ないしS9がV,I制御の1フィードバックである。 Set the optimal position to the current position. S4 to S9 are one feedback for V and I control.
S10:iについてS4ないしS9を繰り返す。 S10: S4 to S9 are repeated for i.
通常、吸収係数uv(v)が被検体と異なるため1回のフィードバックでは誤差を伴う。そこで、フィードバックを繰り返し収束させる。ilmt回でも収束しない場合は打ち切ってS11に進む。 Usually, since the absorption coefficient uv (v) is different from that of the subject, there is an error in one feedback. Therefore, the feedback is repeatedly converged. If it does not converge even ilmt times, it is aborted and the process proceeds to S11.
S11:最適V,I設定。 S11: Optimal V and I settings.
最適V(=v0・nB )、I(=ai0・mB )を設定する。 The optimum V (= v0 · n B ) and I (= ai0 · m B ) are set.
<>終了。 <> End.
オートV,Iが終わって、最大減衰経路での最適V,Iが設定される。 After the auto V and I are finished, the optimum V and I in the maximum attenuation path are set.
操作者は次に、CTスキャン指令をだすと、第2実施形態と同様に、コンピュータ5は被検体4を回転させて方向を変えた多数の透過画像を収集して、この多数の透過画像から断面像あるいは3次元画像を作成する。
Next, when the operator issues a CT scan command, as in the second embodiment, the
これにより、第2実施形態と同様に、最良の断面像あるいは3次元画像が得られる。 As a result, the best cross-sectional image or three-dimensional image can be obtained as in the second embodiment.
<較正>
次に、B0(n)の較正時の作用を説明する。
<Calibration>
Next, the operation at the time of calibration of B0 (n) will be described.
まず、被検体4なしとし、FDDを一定値FDD0に固定する。次に、管電圧vcal(i)を設定し、透過画像が中間の明るさ(Bcal(i))になるように、管電流Ical(i)を設定する。vcal(i)を変えて繰り返し、測定値、
imax,vcal(i),Ical(i),Bcal(i),FDD0
をパソコンにインプットする。パソコンの較正プログラムは、式、
ncal(i)=vcal(i)/v0 ……(30)
mcal(i)=Ical(i)/ai0 ……(31)
でncal(i),mcal(i)を計算し、さらに、較正点でのB0(n)を、式(14)から導出した式、
B0(ncal(i))=(Bcal(i)−Bof)/mcal(i)・ncal(i)-ake ……(32)
で計算する。このB0(ncal(i))は飛び飛びなので、補間計算(内挿あるいは外挿)で、n=nmin〜nmaxでB0(n)を求め、記憶する。またFDD0を記憶する。
First, the
imax, vcal (i), Ical (i), Bcal (i), FDD0
To the computer. The computer calibration program is a formula,
ncal (i) = vcal (i) / v0 (30)
mcal (i) = Ical (i) / ai0 (31)
Ncal (i) and mcal (i) are calculated by the following equation, and B0 (n) at the calibration point is calculated from the equation (14):
B0 (ncal (i)) = (Bcal (i) -Bof) / mcal (i) · ncal (i) -ake ...... (32)
Calculate with Since B0 (ncal (i)) is skipped, B0 (n) is obtained and stored at n = nmin to nmax by interpolation calculation (interpolation or extrapolation). Further, FDD0 is stored.
<>終了。 <> End.
上述した本実施形態によれば次のような効果を奏する。すなわち、管電圧V、管電流Iを変えたときに被検体のある定まった観察部分に対する減衰指数τおよびそのノイズはそれぞれ変化する。第3実施形態によれば、透過データを基に最大減衰経路での減衰指数τとそのノイズとの比が最大となるV,Iを自動的に計算し設定することができ、減衰指数τを逆投影して得られる断面像のSN比{断面像値/断面像中の最大ノイズ}は最大減衰経路でのτ/στに略比例するので、最良の断面像が得られる。また、この断面像を基に最良の3次元画像が得られる。 According to this embodiment mentioned above, there exist the following effects. That is, when the tube voltage V and the tube current I are changed, the attenuation index τ and the noise thereof change for a certain observation portion of the subject. According to the third embodiment, it is possible to automatically calculate and set V and I that maximize the ratio of the attenuation index τ in the maximum attenuation path and the noise based on the transmission data. Since the SN ratio {cross-sectional image value / maximum noise in the cross-sectional image} of the cross-sectional image obtained by back projection is substantially proportional to τ / στ in the maximum attenuation path, the best cross-sectional image can be obtained. Further, the best three-dimensional image can be obtained based on this cross-sectional image.
第3実施形態によれば、V,I可動域の上限ラインに沿って、n,mを変化させて、τ/στを計算し、最大になる点を探しているので、許容される最大/最小の管電流が(管電圧に対する)どんな関数の場合でも精度よく容易に最適条件が計算できる。すなわち、図6のように曲線や角があっても、記憶している配列mmax(n),mmin(n)を変えるだけでどのようなX線制御部にも対応できる。また、厳密には、最小設定単位があるため、V,I可動域は階段状であるが、本形態によれば、この階段の凸凹まで考慮して最適条件が計算でき、正確な計算となる。特に最小設定単位がおおきなX線制御部の場合この効果が大きい。また、V,I可動域全体でなく上限ライン上だけでよいので計算が簡易である。 According to the third embodiment, since n and m are changed along the upper limit line of the V and I movable ranges, τ / στ is calculated, and the maximum point is searched for. Optimum conditions can be calculated easily and accurately with any function of the minimum tube current (vs. tube voltage). That is, even if there are curves and corners as shown in FIG. 6, any X-ray control unit can be handled by simply changing the stored arrays mmax (n) and mmin (n). Strictly speaking, since there is a minimum setting unit, the V and I movable ranges are stepped. However, according to the present embodiment, the optimum condition can be calculated in consideration of the unevenness of the steps, and the calculation is accurate. . In particular, this effect is significant in the case of an X-ray control unit having a large minimum setting unit. In addition, the calculation is simple because only the upper limit line is required instead of the entire V and I movable ranges.
第3実施形態によれば、被検体の透過データをフィードバックして自動的に最適X線条件設定を行ない、さらにフィードバックの1ループにおけるV,Iの修正が1回でほぼ最適値に合わせるような修正であるので収束を早くすることができる。 According to the third embodiment, the optimum X-ray condition is automatically set by feeding back the transmission data of the subject, and the correction of V and I in one loop of the feedback is adjusted to almost the optimum value at one time. Since it is a correction, convergence can be accelerated.
図4に示すような構成のCTでは、透過画像を処理するコンピュータ5と独自のCPUで動作しているX線制御部6との通信時間と、X線制御部からのX線管制御の応答時間が長いためフィードバックの1ループの時間が短くできない。このような場合であっても、本発明によれば、1回の修正が1回でほぼ最適値に合わせるような修正であるので高速で収束できる。
In the CT having the configuration as shown in FIG. 4, the communication time between the
その結果、操作者の技量に依存せずに、未知の被検体に対しても、簡便に、最大減衰経路に対する最適透過画像が得られることで、最適断面像あるいは最適3次元画像を得ることができる。 As a result, an optimum cross-sectional image or an optimum three-dimensional image can be obtained by simply obtaining an optimum transmission image for the maximum attenuation path for an unknown subject without depending on the skill of the operator. it can.
(第3実施形態の変形例)
(1)変形1:第3実施形態では、オートV,IはX線制御部へ最適V,I値を送ってフィードバックしているが、求めた最適V,I値を表示するだけにすることもできる。この場合は、操作者は表示を読み取ってX線制御部へインプットする。このようにすると、X線制御部とパソコンが通信で接続されていないようなX線透視検査装置の場合に有効に用いることができる。
(Modification of the third embodiment)
(1) Modification 1: In the third embodiment, the auto V and I send the optimum V and I values to the X-ray control unit for feedback, but only the obtained optimum V and I values are displayed. You can also. In this case, the operator reads the display and inputs it to the X-ray control unit. If it does in this way, it can use effectively in the case of a X-ray fluoroscopic inspection apparatus in which an X-ray control part and a personal computer are not connected by communication.
(2)変形2:第3実施形態では、最大減衰経路を手動で設定しているが自動設定にすることもできる。 (2) Modification 2: Although the maximum attenuation path is set manually in the third embodiment, it can be automatically set.
この場合はオートV,Iの指令があったとき、コンピュータ5はV(通常最大Vを選ぶ)とIを仮設定して、仮CTスキャンを行なう。被検体4を回転させて方向を変えた多数の透過画像を収集するが、本格的なCTスキャンより収集方向数は少なくする。この多数の透過画像から、断面像(作成に用いる)データ領域内での最小透過率が最小となる透過画像を選び、この透過画像に対応する回転位置に設定し、画像上の最小透過率位置を最大減衰経路として設定する。次にオートV,Iを行なう。これにより全自動で最適V,I設定ができる。
In this case, when an auto V or I command is issued, the
(3)変形3:第3実施形態では、吸収係数uv(v)を1種記憶しているが、多種記憶して切換えるようにすることができる。この場合、操作者は被検体に応じ、例えば、アルミ鋳物用、基板用、コンデンサ用、電池用、鉄用等を入力して選択するようにする。これにより収束を早く正確にすることができる。また、オートV,Iの中で、1つの被検体での実測Bmeasの履歴から最適uv(v)を自動選択することも可能である。 (3) Modification 3: In the third embodiment, one type of absorption coefficient uv (v) is stored. However, various types of absorption coefficients uv (v) can be stored and switched. In this case, the operator inputs and selects, for example, for an aluminum casting, for a substrate, for a capacitor, for a battery, or for iron according to the subject. Thereby, convergence can be made quickly and accurately. Moreover, it is also possible to automatically select the optimum uv (v) from the history of measured Bmeas in one subject in Auto V and I.
(4)変形4:第3実施形態で、X線検出器3は2次元分解能であったが、回転面に沿った1次元分解能の場合にも本発明を同様に適用することができる。
(4) Modification 4: In the third embodiment, the
(5)変形5:第3実施形態では、τへ波及するノイズστはフォトンノイズだけを考慮したが、これに限られず、他のノイズを考慮することもできる。一例として、例えばX線検出器に(明るさBの目盛りで)一定のノイズσB があるとすると、στは、式、
στ=√{1/BN+(σB /(B−Bof))2 } ……(33)
となる。√内の第1項がフォトンノイズ成分、第2項がX線検出器ノイズ成分である。この式で、σB はX線検出器のノイズでなくキャプチャーボードのデジタル化ノイズ等であってもよい。なお、他のノイズを考慮する場合はBNを相対値でなく絶対値で求める必要があるので、式(16)の係数a0を予め較正して正しく求めておく。
(5) Modification 5: In the third embodiment, only the photon noise is considered as the noise στ spreading to τ. However, the present invention is not limited to this, and other noises can also be considered. As an example, if there is a constant noise σ B (on the scale of brightness B) in an X-ray detector, for example, στ is
στ = √ {1 / BN + (σ B / (B−Bof)) 2 } (33)
It becomes. The first term in √ is a photon noise component, and the second term is an X-ray detector noise component. In this equation, σ B may be not the noise of the X-ray detector but the digitization noise of the capture board. When considering other noises, it is necessary to obtain BN not as a relative value but as an absolute value. Therefore, the coefficient a0 in the equation (16) is calibrated in advance and correctly obtained.
(6)変形6:第3実施形態で、第2実施形態の変形例で述べたのと同様に、必ずしも求めた最適V,IでCTスキャンを行なう必要はなく、それを参考にして(数値をまるめたりして)V,Iを設定してもよい。 (6) Modification 6: In the third embodiment, as described in the modification of the second embodiment, it is not always necessary to perform the CT scan with the obtained optimum V and I. V, I may be set.
(7)変形7:第3実施形態で、管電流上限mmax(n)は、X線焦点サイズを考慮して設定してもよい。すなわち、マイクロフォーカスX線管の場合、電流をとりすぎると焦点が大きくなる場合があるのでこの場合は、管電流を小さ目に制限するのが好ましい。 (7) Modification 7: In the third embodiment, the tube current upper limit mmax (n) may be set in consideration of the X-ray focal spot size. That is, in the case of a microfocus X-ray tube, if the current is taken too much, the focal point may become large. In this case, it is preferable to limit the tube current to a small value.
(8)変形8:第2及び第3実施形態は、断面像(または3次元画像)を作成する装置として、被検体を回転させる第三世代CTを用いた例であるが、断面像作成の方式に関係なく本発明によるV,I調整方法が使用でき、同様の効果をあげることができる。すなわち、被検体固定で、X線発生器とX線検出器が回転する方式でもよく、また、第二、第四、第五世代方式であってもよい。また、ラミノグラフ(またはトモシンセシス)等の断層撮影装置であってもX線を用いたものであれば対応できる。 (8) Modification 8: The second and third embodiments are examples in which a third-generation CT that rotates a subject is used as an apparatus for creating a cross-sectional image (or a three-dimensional image). Regardless of the method, the V and I adjusting method according to the present invention can be used, and the same effect can be obtained. That is, the X-ray generator and the X-ray detector may be rotated while the subject is fixed, and the second, fourth, and fifth generation systems may be used. Further, even a tomographic apparatus such as a laminograph (or tomosynthesis) can be used as long as it uses X-rays.
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. In addition, the embodiments may be appropriately combined as much as possible, and in that case, combined effects can be obtained. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, when an invention is extracted by omitting some constituent elements from all the constituent elements shown in the embodiment, when the extracted invention is implemented, the omitted part is appropriately supplemented by a well-known common technique. It is what is said.
1…X線発生器、2…X線ビーム、3…X線検出器、4…被検体、5…コンピュータ、6…X線制御部、7…回転テーブル、8…機構制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記透過データから被検体の所望する観察部分の透過率を測定する手段と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する手段と
を具備することを特徴とするX線検査装置。 From the X-ray controller for controlling the tube voltage and tube current applied to the X-ray tube, the X-ray detector for detecting the X-ray transmitted through the subject, and the transmission data of the subject obtained by the X-ray detector In an X-ray inspection apparatus having means for creating a transmission image of the subject,
Means for measuring the transmittance of a desired observation portion of the subject from the transmission data;
An X-ray inspection apparatus comprising: means for adjusting a tube voltage in the X-ray control unit so that the measured transmittance becomes a predetermined value.
前記透過データから被検体の所望する観察部分の透過率を測定する段階と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する段階と
を具備することを特徴とするX線検査装置の管電圧・管電流調整方法。 From the X-ray controller for controlling the tube voltage and tube current applied to the X-ray tube, the X-ray detector for detecting the X-ray transmitted through the subject, and the transmission data of the subject obtained by the X-ray detector In the tube voltage / tube current adjustment method of an X-ray inspection apparatus having means for creating a transmission image of the subject,
Measuring the transmittance of a desired observation portion of the subject from the transmission data;
Adjusting the tube voltage in the X-ray control unit so that the measured transmittance becomes a predetermined value. A method for adjusting the tube voltage and tube current of the X-ray inspection apparatus.
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する手段と、
この最大減衰経路の透過率を測定する手段と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する手段と
を具備することを特徴とするX線検査装置。 An X-ray controller for controlling tube voltage and tube current applied to the X-ray tube, an X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject, scanning means for scanning the transmission direction in a plurality of directions, and the X-rays In an X-ray examination apparatus having means for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image of the subject from transmission data in a plurality of directions of the subject obtained by a detector,
Means for setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having substantially the smallest transmission of the transmission data;
Means for measuring the transmittance of this maximum attenuation path;
An X-ray inspection apparatus comprising: means for adjusting a tube voltage in the X-ray control unit so that the measured transmittance becomes a predetermined value.
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する段階と、
この最大減衰経路の透過率を測定する段階と、
この測定した透過率が所定値になるように前記X線制御部における管電圧を調整する段階と
を具備することを特徴とするX線検査装置の管電圧・管電流調整方法。 An X-ray controller for controlling tube voltage and tube current applied to the X-ray tube, an X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject, scanning means for scanning the transmission direction in a plurality of directions, and the X-rays In a tube voltage / tube current adjustment method for an X-ray inspection apparatus, comprising means for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image of the subject from transmission data in a plurality of directions of the subject obtained by a detector,
Setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having the smallest transmission of the transmission data;
Measuring the transmission of this maximum attenuation path;
Adjusting the tube voltage in the X-ray control unit so that the measured transmittance becomes a predetermined value. A method for adjusting the tube voltage and tube current of the X-ray inspection apparatus.
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する手段と、
この最大減衰経路での透過データを収集する手段と、
この最大減衰経路での透過データからこの最大減衰経路での減衰指数τとこの減衰指数τに波及するノイズとの比が最も大きくなる管電圧と管電流を計算する手段と、
この計算された値を参照して前記X線制御部における管電圧と管電流とを設定する手段と
を具備することを特徴とするX線検査装置。 An X-ray controller for controlling tube voltage and tube current applied to the X-ray tube, an X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject, scanning means for scanning the transmission direction in a plurality of directions, and the X-rays In an X-ray examination apparatus having means for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image of the subject from transmission data in a plurality of directions of the subject obtained by a detector,
Means for setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having substantially the smallest transmission of the transmission data;
Means for collecting transmission data in this maximum attenuation path;
Means for calculating a tube voltage and a tube current at which the ratio of the attenuation index τ in the maximum attenuation path and the noise spreading to the attenuation index τ is the largest from the transmission data in the maximum attenuation path;
An X-ray inspection apparatus comprising: means for setting a tube voltage and a tube current in the X-ray control unit with reference to the calculated value.
前記透過データの透過が略最も小さなX線経路である最大減衰経路を設定する段階と、
この最大減衰経路での透過データを収集する段階と、
この最大減衰経路での透過データからこの最大減衰経路での減衰指数τとこの減衰指数τに波及するノイズとの比が最も大きくなる管電圧と管電流を計算する段階と、
この計算された値を参照して前記X線制御部における管電圧と管電流とを設定する段階と
を具備することを特徴とするX線検査装置の管電圧・管電流調整方法。 An X-ray controller for controlling tube voltage and tube current applied to the X-ray tube, an X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject, scanning means for scanning the transmission direction in a plurality of directions, and the X-rays In a tube voltage / tube current adjustment method for an X-ray inspection apparatus, comprising means for creating a cross-sectional image or a three-dimensional image of the subject from transmission data in a plurality of directions of the subject obtained by a detector,
Setting a maximum attenuation path, which is an X-ray path having the smallest transmission of the transmission data;
Collecting transmission data along this maximum attenuation path;
Calculating the tube voltage and the tube current at which the ratio of the attenuation index τ in the maximum attenuation path and the noise spreading to the attenuation index τ is the largest from the transmission data in the maximum attenuation path;
A tube voltage / tube current adjusting method for an X-ray inspection apparatus, comprising: setting a tube voltage and a tube current in the X-ray control unit with reference to the calculated values.
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