特許 7008325 放射線透視非破壊検査方法及び放射線透視非破壊検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-13

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】放射線透視非破壊検査方法及び放射線透視非破壊検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20220118BHJP

   A61B 6/00 20060101ALI20220118BHJP

   A61B 6/02 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

G01N23/04

A61B6/00 350A

A61B6/02 351Z

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2017220630

(22)【出願日】2017-11-16

(65)【公開番号】P2019090740

(43)【公開日】2019-06-13

【審査請求日】2020-10-28

(73)【特許権者】

【識別番号】711010529

【氏名又は名称】土橋 克広

(74)【代理人】

【識別番号】100176164

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 州志

(72)【発明者】

【氏名】土橋 克広

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０６４９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８６２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－００４６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１０３５４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２１７７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０９８９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００ － Ａ６１Ｂ ６／１４

Ｇ０１Ｎ ２３／００ － Ｇ０１Ｎ ２３／２２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電離放射線を用いた透過画像から前記電離放射線の被照射体の内部に含まれる被検査体の大きさ、像の拡大率及び放射線源と前記被検査体との位置関係を推定するための非破壊検査方法であって、
前記放射線源及び前記被照射体の何れかを直線移動させ、両者の位置関係を変えることにより、それぞれの位置の放射線透視画像の２個以上を取得し、前記放射線透視画像上の像の大きさ又は径、及び位置の変化に伴う前記放射線源及び前記被照射体の何れかの移動距離の測定データと、前記放射線源及び前記放射線透視画像が作られる受像器の２位置間において最初の位置における前記２位置間の距離の既知データとを用いて、前記放射線源及び前記被照射体の何れかを一方向に直線移動させる操作を１回又は間欠的に２回以上繰り返すだけで、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を、数量間の関係として表した連立式から幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載の放射線透視非破壊検査方法において、前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸に沿って前記放射線源を移動させることによって変化させ、
下記式（１）及び下記式（２）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
Ｄ_ｉ＝ｄ（ｂ_０＋Ｌ_ｉ）／（ａ_０＋Ｌ_ｉ） （２）
（式中、ａ_０、ｂ_０、及びＤ_０は、最初の位置において、それぞれ放射線源の位置から被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データ、及び前記受像器で前記被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データである。ｉは１～ｍの整数であり、Ｄ_ｉ及びＬ_ｉは、前記放射線源を放射線照射軸に平行な軸に沿ってｍ回移動するときに、それぞれ前記放射線源（焦点）がｉ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、及び前記放射線源の最初の位置からｉ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。Ｌ_ｉは、前記放射線源が前記受像器の側に移動するときは負の値をとり、前記放射線源が前記受像器の側と反対側に移動するときは正の値をとる。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項3】

請求項１に記載の放射線透視非破壊検査方法において、前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸に沿って前記被照射体を移動させることによって変化させ、
下記式（１）及び下記式（３）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
Ｄ_i＝ｄｂ_０／（ａ_０＋Ｍ_ｉ） （３）
（式中、ａ_０、ｂ_０、及びＤ_０は、最初の位置において、それぞれ放射線源の位置から被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データ、及び前記受像器で前記被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データである。ｉは１～ｎの整数であり、Ｄ_ｉ及びＭ_ｉは、前記被検査体が含まれる被照射体を放射線照射軸に平行な軸に沿ってｎ回移動するときに、それぞれ前記被照射体がｉ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、及び前記被照射体の最初の位置からｉ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。Ｍ_ｉは、前記被照射体が前記受像器側に移動するときは正の値をとり、前記被照射体が前記受像器側と反対側に移動するときは負の値をとる。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項4】

請求項１に記載の放射線透視非破壊検査方法において、前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿って前記被照射体を移動させることによって変化させ、
下記式（１）及び下記式（４）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
ｄ＝Ｄ_ｊ（Ｈ_ｊ／Ｈ_ｊ’） （４）
（式中、Ｄ_０，ａ_０、及びｂ_０は、最初の位置において、それぞれ受像器での被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、放射線源の位置から前記被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、及び前記放射線源からの前記最初の位置における受像器までの２位置間の距離として入力される既知データである。ｊは１～ｓの整数であり、Ｄ_ｊ，Ｈ_ｊ、及びＨ_ｊ’は、前記被検査体が含まれる被照射体を放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿ってｓ回移動するときに、それぞれ前記被照射体のｊ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、前記被照射体の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データ、及び前記受像器に作られる像の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項5】

請求項１に記載の放射線透視非破壊検査方法において、前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿って前記放射線源を移動させることによって変化させ、
下記式（１）及び下記式（５）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
ｄ＝Ｄ_ｊＧ_ｊ／（Ｇ_ｊ’＋Ｇ_ｊ） （５）
（式中、Ｄ_０，ａ_０、及びｂ_０は、最初の位置において、それぞれ受像器での被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、放射線源の位置から前記被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、及び前記放射線源からの前記最初の位置における受像器までの２位置間の距離として入力される既知データである。ｊは１～ｔの整数であり、Ｄ_ｊ，Ｇ_ｊ、及びＧ_ｊ’は、前記放射線源を放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿ってｔ回移動するときに、それぞれ前記放射線源のｊ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、前記放射線源の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データ、及び前記受像器に作られる像の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項6】

前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸の２つの軸方向に沿って前記放射線源及び前記被照射体の少なくともいずれかを移動することによってそれぞれ独立に変化させることにより、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の放射線透視非破壊検査方法。

【請求項7】

請求項１に記載の放射線透視非破壊検査方法において、前記放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面の面内斜め方向に移動させることにより、それぞれの位置で取得する前記放射線透視画像の中心が前記放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の前記任意の一軸に沿って移動する距離の測定データと、前記放射線源及び前記受像器の位置関係の２位置間において前記放射線照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の前記任意の一軸に沿って移動する距離データとから、下記式（１）及び下記式（６）の１以上からなる連立式を用いて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
ｄ＝Ｄ_０（ｂ_０Ｉ_ｋ＋ａ_ｋＩ_ｋ’）／ｂ_０（Ｉ_ｋ＋Ｉ_ｋ’） （６）
（式中、ａ_０、ｂ_０、及びＤ_０は、最初の位置において、それぞれ放射線源の位置から被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データ、及び前記受像器で前記被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データである。ｋは１～ｐの整数であり、ａ_ｋ、Ｉ_ｋ及びＩ_ｋ’は、前記放射線源を放射線照射軸に水平な軸及び垂直な軸で形成される面の面内斜め方向にｐ回移動するときに、それぞれ前記放射線源の最初の位置からｋ番目の位置までの移動距離を放射線照射軸に平行な軸に投影したときの値として入力される測定データ、前記被検査体の最初の位置からｋ番目の位置までの移動距離を放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の前記任意の一軸に投影したときの値として入力される測定データ、及び前記受像器に作られる像の中心の最初の位置からｋ番目の位置までの前記任意の一軸方向の移動距離として入力される測定データである。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期の位置における拡大率は、Ｄ_０／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項8】

放射線源及び被照射体の何れかを一方向に直線移動させる操作を１回又は間欠的に２回以上繰り返すだけで、電離放射線を用いた透過画像から、前記被照射体の内部に含まれる被検査体の大きさ（ｄ）、像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と前記被検査体との距離（ａ）を推定するための放射線透視非破壊検査装置であって、
前記電離放射線を照射するための放射線源と、
前記被検査体の画像面を写しだす受像器と、
前記画像面に対して前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れか一方向、又は前記平行な軸と垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とによって形成される面の面内斜め方向にそれぞれ独立に一方向だけに沿って変えるため、前記放射線源及び前記受像器の少なくとも一つを手動又は自動で移動するための移動機構と、
前記画像面と前記放射線源との間に配置し、前記画像面に対して一定の距離で配置させるための移動機構を有する、前記被照射体を支持するための試料ホルダーと、
次の（Ａ）及び（Ｂ）、すなわち、
（Ａ）前記放射線源及び前記被照射体の何れかを前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の何れか一方向、又は前記平行な軸と前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とによって形成される面の面内斜め方向にそれぞれ独立に直線移動させるときの前記平行な軸方向及び前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れかの方向の移動距離と、前記放射線源と前記画像面との間の距離（ｂ）に応じて前記受像器に写しだされる前記被検査体画像の大きさ又は径（Ｄ）と、をそれぞれ計測及び算出する手段、
（Ｂ）前記放射線源と前記画像面との距離（ｂ）を一定にして前記受像器に写しだされる前記被検査体画像が前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向へ移動する場合は、前記被検査体画像の移動距離を測定及び算出する手段、
によって得られる測定データ、及び前記放射線源と前記画像面との２位置間の距離（ｂ）において最初の位置における前記２位置間の距離として入力される既知データを用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と前記被検査体との距離（ａ）を、数量間の関係として表した連立式から計算して求める演算処理手段を備える撮像制御装置と、
を有する放射線透視非破壊検査装置。

【請求項9】

前記放射線源の移動機構が、さらに放射線源移動の距離、方向及び角度の少なくとも何れかを自動制御するための放射線源移動制御装置を有することを特徴とする請求項８に記載の放射線透視非破壊検査装置。

【請求項10】

前記放射線源が２以上の放射線源から構成され、且つ、前記２以上の放射線源は、前記画像面に対して平行方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れか一方向にそれぞれ独立に移動するときの前記各移動距離に相当する距離だけ離して配置することを特徴とする請求項８又は９に記載の放射線透視非破壊検査装置。

【請求項11】

前記演算処理手段において、前記放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行方向に移動する場合は、下記式（１）及び下記式（２）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と被検査体との距離（ａ）を求めることを特徴とする請求項８～１０のいずれか一項に記載の放射線透視非破壊検査装置。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
Ｄ_ｉ＝ｄ（ｂ_０＋Ｌ_ｉ）／（ａ_０＋Ｌ_ｉ） （２）
（式中、ａ_０、ｂ_０、及びＤ_０は、最初の位置において、それぞれ放射線源の位置から被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データ、及び前記受像器で前記被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データである。ｉは１～ｍの整数であり、Ｄ_ｉ及びＬ_ｉは、前記放射線源を放射線照射軸に平行な軸に沿ってｍ回移動するときに、それぞれ前記放射線源（焦点）がｉ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさとして入力される測定データ、及び前記放射線源の最初の位置からｉ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。Ｌ_ｉは、前記放射線源が前記受像器の側に移動するときは負の値をとり、前記放射線源が前記受像器の側と反対側に移動するときは正の値をとる。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項12】

前記演算処理手段において、前記被照射体を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行方向に移動する場合は下記式（１）及び下記式（３）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と被検査体との距離（ａ）を求めることを特徴とする請求項８～１０のいずれか一項に記載の放射線透視非破壊検査装置。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
Ｄ_ｉ＝ｄｂ_０／（ａ_０＋Ｍ_ｉ） （３）
（式中、ａ_０、ｂ_０、及びＤ_０は、最初の位置において、それぞれ放射線源の位置から被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データ、及び前記受像器で前記被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データである。ｉは１～ｎの整数であり、Ｄ_ｉ及びＭ_ｉは、前記被検査体が含まれる被照射体を放射線照射軸に平行な軸に沿ってｎ回移動するときに、それぞれ前記被照射体がｉ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、及び前記被照射体の最初の位置からｉ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。Ｍ_ｉは、前記被照射体が前記受像器側に移動するときは正の値をとり、前記被照射体が前記受像器側と反対側に移動するときは負の値をとる。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項13】

前記演算処理手段において、前記被照射体を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向に移動する場合は下記式（１）及び下記式（４）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と被検査体との距離（ａ）を求めることを特徴とする請求項８～１０のいずれか一項に記載の放射線透視非破壊検査装置。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
ｄ＝Ｄ_ｊ（Ｈ_ｊ／Ｈ_ｊ’） （４）
（式中、Ｄ_０，ａ_０、及びｂ_０は、最初の位置において、それぞれ受像器での被検査体が作る像の大きさとして入力される測定データ、放射線源の位置から前記被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、及び前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データである。ｊは１～ｓの整数であり、Ｄ_ｊ，Ｈ_ｊ、及びＨ_ｊ’は、前記被検査体が含まれる被照射体を放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿ってｓ回移動するときに、それぞれ前記被照射体のｊ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、前記被照射体の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データ、及び前記受像器に作られる像の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項14】

前記演算処理手段において、前記放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内方向の任意の一軸方向に移動する場合は下記式（１）及び下記式（５）の１以上の連立式を用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と被検査体との距離（ａ）を求めることを特徴とする請求項８～１０のいずれか一項に記載の放射線透視非破壊検査装置。
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （１）
ｄ＝Ｄ_ｊＧ_ｊ／（Ｇ_ｊ’＋Ｇ_ｊ） （５）
（式中、Ｄ_０，ａ_０、及びｂ_０は、最初の位置において、それぞれ受像器での被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、放射線源の位置から前記被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、及び前記放射線源からの前記受像器までの２位置間の距離として入力される既知データである。ｊは１～ｔの整数であり、Ｄ_ｊ，Ｇ_ｊ、及びＧ_ｊ’は、前記放射線源を放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿ってｔ回移動するときに、それぞれ前記放射線源のｊ番目の位置に配置されるときの前記被検査体が前記受像器に作る像の大きさ又は径として入力される測定データ、前記放射線源の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データ、及び前記受像器に作られる像の最初の位置からｊ番目の位置までの移動距離として入力される測定データである。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期及びｉ番目の位置における像の拡大率は、それぞれＤ_０／ｄ及びＤ_ｉ／ｄによって算出される物理量である。）

【請求項15】

前記演算処理手段において、前記放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面の面内斜め方向に移動させる場合は下記式（１）及び下記式（６）の１以上からなる連立式を用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と被検査体との距離（ａ）を幾何的に算出して推定することを特徴とする請求項８～１０のいずれか一項に記載の放射線透視非破壊検査装置。
Ｄ_０＝ｄ＋（ｂ_０／ａ_０） （１）
ｄ＝Ｄ_０（ｂ_０Ｉ_ｋ＋ａ_ｋＩ_ｋ）／ｂ_０（Ｉ_ｋ＋Ｉ_ｋ’） （６）
（式中、ａ_０、ｂ_０、及びＤ_０は、最初の位置において、それぞれ放射線源の位置から被検査体までの距離として幾何的に算出される物理量、前記放射線源からの受像器までの２位置間の距離として入力される既知データ、及び前記受像器で前記被検査体が作る像の大きさ又は径として入力される測定データである。ｋは１～ｐの整数であり、ａ_ｋ、Ｉ_ｋ及びＩ_ｋ’は、前記放射線源を放射線照射軸に水平な軸及び垂直な軸で形成される面の面内斜め方向にｐ回移動するときに、それぞれ前記放射線源の最初の位置からｋ番目の位置までの移動距離を放射線照射軸に平行な軸に投影したときの値として入力される測定データ、前記被検査体の最初の位置からｋ番目の位置までの移動距離を放射線照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の前記任意の一軸に投影したときの値として入力される測定データ、及び前記受像器に作られる像の中心の最初の位置からｋ番目の位置までの前記任意の一軸方向の移動距離として入力される測定データである。ｄは前記被検査体の大きさ又は径として幾何的に算出される物理量である。初期の位置における像の拡大率は、Ｄ_０／ｄによって算出される物理量である。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、(準)点線源の電離放射線源を用いた放射線透視非破壊検査方法及び放射線透視非破壊検査に関する。

【背景技術】

【0002】

医療分野や産業分野では、電離放射線を用いた人体の透視や構造物の非破壊検査が行われている。電離放射線のうち、特にＸ線やガンマ線が、非破壊検査に多用される。

【0003】

電離放射線を用いた非破壊検査は単純透視や二方向からの透視によって行われることが多いが、コンピューター断層撮影(CT) も多く行われている。この透視は、電離放射線を被照射体に照射し、被照射体を透過した放射線の強度(透過率) 等から被照射体内部の情報を得るというものである。

【0004】

単純透視や二方向からの透視の場合、Ｘ線検出器は二次元検出器であることが多い。二次元検出器としてはＸ 線フィルムやイメージングプレートが用いられるが、画像を電磁的にコンピューターへ転送してオンラインで可視化及び保存することが可能なフラットパネル検出器(FPD) も用いられる。これらＸ線検出器は、一般的に受像器と呼ばれる。受像器においてＸ線を感知する面を受像面と呼ぶ。

【0005】

一般的に、電離放射線を照射する対象を被照射体と呼ぶ。また、一般的な表現では無いが、ここでは、被照射体の内部の検査すべき領域等を、被検査体と呼ぶことにする。

【0006】

一般的に、Ｘ線等の電離放射線は、コリメーター等を使用して照射野を制限し、受像器の受像面の中心と照射野の中心を合わせる。便宜上、放射線源と照射野の中心とを結ぶ線若しくは利用線錐の頂点から底面に下ろした垂線を照射軸と呼ぶことにする。利用線錐とは、Ｘ線等が照射されている空間であって、錐体状となる。錐体の底面の形状は、コリメーター等の形状に依存し、任意の形状を取りうる。利用線錐の頂点は放射線源の位置(焦点) と一致する。また、利用線錐の底面は、受像面を含むか若しくは含まれると考えられる面を意味する。

【0007】

CT を適用すれば、人体や構造物の内部構造を定量的に評価可能である。しかし、CT は再構成画像を得るための透視画像情報を大量に必要とするため、撮影時間や被曝の点で問題がある。また、被照射体の回りをＸ線発生装置とＸ線検出器を円状に移動させるか、被照射体を回転させる必要がある。医療用のCT 装置では、患者を回転させることは望ましくないので、ドーナツ状の回転ステージにＸ線管とＸ線検出器が配置され、患者の回りをスキャンするようになっている。

【0008】

このように、CTは非常にコストの掛かる手法であり、CTを適用する必要がないのであれば、単純透視を行うのが通例である。ここで言うコストとは、装置の価格のみならず、撮影に必要な労力や時間的なものや、患者の被曝等も含まれる。非破壊検査では、作業者の被曝も無視出来ない。単純透視により必要な情報が得られるのであれば、高コストのCT を適用する必要は無い。

【0009】

しかし、単純透視の場合は、Ｘ線源は通常は(準) 点光源であるために、拡大率の問題が存在する。

【0010】

Ｘ線源(焦点) の位置から検査対象物までの距離をａ、Ｘ線源からＸ線検出器までの距離をｂとすると、拡大率はｂ／ａ で表される。例えば検査対象物の大きさをｄとすると、受像器の受像面で得られる画像上の像の大きさＤはｄ×ｂ／ａで求められる。

【0011】

ａ及びｂが判明している状況であれば、Ｄからｄを推定することが出来る。しかし、低密度物質である被照射体に内在する高密度物質である被検査体、例えば、人体内の骨や鉄筋コンクリート内の鉄筋など、厳密な位置が不明な場合、ｂは判明していてもａは不明であり、ｄを求めることは出来ない。例えば、図１０に示すように、同じ大きさの高密度物質が低密度物質に内在していても、Ｘ線源からの距離によって、Ｘ線検出器で得られる像の大きさは異なる。このため、前記高密度物質の正確な大きさｄを求めることは出来ない。その場合は、ａがある範囲に収まると仮定して、ｄが取りうる値の範囲を求めることになる。

【0012】

また、図１１に示すように、大きさの異なる高密度物質部分がＸ線の照射軸方向同一線上の異なる位置に存在する場合は、Ｘ線検出器にて同じ大きさの像を作ることがある。この場合も正確な大きさｄを推定することは出来ない。

【0013】

前述の通り、CTを適用すれば、被検査体の断面積を求めることは可能であるが、CTは高コストである。例えば、鉄筋コンクリート構造物において鉄筋の断面積を正確に知ることは理想であるが、単に径(直径、半径) が推定出来るだけでも重要な情報となり得る。

【0014】

また、２方向以上から同一被照射体を撮影するステレオ撮像を適用すれば、図１０の被検査体の位置を推定可能であるが、Ｘ線源及びＸ線検出器と被照射体の位置関係を把握していないと、被検査体の部分の位置を推定することは出来ない。実際の非破壊検査においては、これは容易ではなくコストが掛かる。

【0015】

別の解決策として、電離放射線(Ｘ線等) による透視以外の、被検査体の位置を測定可能な手法(例えば超音波や赤外線若しくは電磁波) により被照射体の表面からの深さを求めるという方法も考えられる。しかし、この場合、他の手法による測定を待つ必要があり、Ｘ線だけで被検査体の位置を推定できる方が簡便であると思われる。

【0016】

Ｘ線での撮像範囲内に複数の鉄筋が隣接しているような場合、例えば、超音波を用いる測定では鉄筋の深さ方向の位置が、どの鉄筋のものであるかを判別するのが不可能な場合が考えられる。

【0017】

さらに、コンクリート内の空洞や、金属鋳物の空洞や亀裂など、高密度物質である被照射体の内部の低密度部分である被検査体の位置について、上記の場合と同一の手法で位置を推定出来るとは限らない。

【0018】

図１０では、低密度物質物体である被照射体に内在する高密度物質である被検査体を想定していたが、高密度物質物体である被照射体内に内在する低密度部分である被検査体でも同様である。

【0019】

所謂ペンシルビームＸ線を用いて被照射体を一次元或いは二次元的にスキャンする方法を適用すれば、像の拡大率を考慮する必要はないが、検査に膨大な時間が必要となる。

【0020】

Ｘ線をファンビーム(扇型) とし、受像機としてラインセンサーを用いる方法もある。その場合、ラインセンサーのスキャン方向については拡大率を考慮する必要がない。しかし、スキャン軸に対して垂直な方向すなわちセンサーが並んでいる方向に関しては、拡大率の問題が発生する。また、一軸とはいえスキャンする必要があるので、二次元画像を得るためには時間が掛かる。

【0021】

原理的には、Ｘ線は、Ｘ線源(焦点) から十分距離が離れると平行線とみなせるため、拡大率の問題は無視出来る。しかし、一般的なＸ線源は(準) 点光源であり、距離の二乗に反比例して単位面積当たりのＸ線照射量が低下する。従って、Ｘ線源を被照射体から離して撮像することは撮像時間の面で不利である。これは、作業者の被曝にも繋がる問題となる。また、Ｘ線源と被照射体を内包する相応の空間を要する。

【0022】

特許文献１は、人体の厚さから内臓等の像の拡大率を推定しようとするものであるが、測定対象部位と受像面との間の距離を測定する距離推定手段を併用する必要があり、線撮像で得られた像のみから直接的に位置や拡大率を推定するものではないため、誤差が含まれる可能性を否定できない。また、内臓の位置という前提条件があるので、この前提条件が満たされない場合は正確な値を得ることが出来ず、改善の余地がある。

【0023】

また、非特許文献１では、幾何学的手法により拡大率を求める方法が示されている(式２．６)。しかし、Ｘ線源からＸ線検出器までの距離ｂ_０が既知である必要があり、計算式もやや複雑であるため、改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0024】

【文献】特許公開２０１３－２５５７００号公報

【非特許文献】

【0025】

【文献】武文晶, 東京大学大学院工学系研究科博士課程学位論文(2014)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0026】

本発明は、Ｘ線等の放射線源の位置及び受像機と被検査体との位置の関係が不明な場合において、撮像された拡大像から、被検査体の大きさや、放射線源等と被検査体の位置関係(距離) を推定することができる放射線透視非破壊検査方法及び放射線透視非破壊検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0027】

本発明は、前記放射線源及び前記被照射体の何れかを直線移動させ、両者の位置関係を変えることにより、それぞれの位置の放射線透視画像の２個以上を取得し、前記放射線透視画像上の像の大きさ又は径、及び位置の変化に伴う前記放射線源及び前記被照射体の何れかの移動距離の測定データと、前記放射線源及び前記放射線透視画像が作られる受像器の２位置間において最初の位置における前記２位置間の距離の既知データとを用いて、前記放射線源及び前記被照射体の何れかを一方向に直線移動させる操作を１回又は間欠的に２回以上繰り返すだけで、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を、数量間の関係として表した連立式から幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法を提供する。

【0028】

本発明は、また、前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を下記の（ａ）～（ｆ）に示す６つの手段のいずれかの手段で変え、各手段に応じて成立する連立式に基づいて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を幾何的に算出して推定することを特徴とする放射線透視非破壊検査方法を提供する。
（ａ）前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸に沿って前記放射線源を移動させる手段、
（ｂ）前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸に沿って前記被照射体を移動させる手段
（ｃ）前記放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿って前記被照射体を移動させる手段
（ｄ）前記放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿って前記放射線源を移動させる手段
（ｅ）前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸の２つの軸方向に沿って前記放射線源及び前記照射体の少なくともいずれかをそれぞれ独立に移動させる手段、及び
（ｆ）前記放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面の面内斜め方向に移動させる手段。

【0029】

本発明は、放射線源及び被照射体の何れかを一方向に直線移動させる操作を１回又は間欠的に２回以上繰り返すだけで、電離放射線を用いた透過画像から、前記被照射体の内部に含まれる被検査体の大きさ（ｄ）、像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と前記被検査体との距離（ａ）を推定するための放射線透視非破壊検査装置であって、
前記電離放射線を照射するための放射線源と、
前記被検査体の画像面を写しだす受像器と、
前記画像面に対して前記被照射体の位置関係を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れか一方向、又は前記平行な軸と垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とによって形成される面の面内斜め方向にそれぞれ独立に一方向だけに沿って変えるため、前記放射線源及び前記受像器の少なくとも一つを手動又は自動で移動するための移動機構と、
前記画像面と前記放射線源との間に配置し、前記画像面に対して一定の距離で配置させるための移動機構を有する、前記被照射体を支持するための試料ホルダーと、
次の（Ａ）及び（Ｂ）、すなわち、
（Ａ）前記放射線源及び前記被照射体の何れかを前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の何れか一方向、又は前記平行な軸と前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とによって形成される面の面内斜め方向にそれぞれ独立に直線移動させるときの前記平行な軸方向及び前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れかの方向の移動距離と、前記放射線源と前記画像面との間の距離（ｂ）に応じて前記受像器に写しだされる前記被検査体画像の大きさ又は径（Ｄ）と、をそれぞれ計測及び算出する手段、
（Ｂ）前記放射源と前記画像面との距離（ｂ）を一定にして前記受像器に写しだされる前記被検査体画像が前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向へ移動する場合は、前記被検査体画像の移動距離を測定及び算出する手段、
によって得られる測定データ、及び前記放射線源と前記画像面との２位置間の距離（ｂ）において最初の位置における前記２位置間の距離として入力される既知データを用いて、前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と前記被検査体との距離（ａ）を、数量間の関係として表した連立式から計算して求める演算処理手段を備える撮像制御装置と、を有する放射線透視非破壊検査装置を提供する。

【0030】

本発明は、また、前記放射線透視非破壊検査装置において、前記放射線源の移動機構が、さらに放射線源移動の距離、方向及び角度の少なくとも何れかを自動制御するための放射線源移動制御装置を有することを特徴とする放射線透視非破壊検査装置を提供する。

【0031】

本発明は、前記放射線透視非破壊検査装置において、さらに、前記放射線源が２以上の放射線源から構成され、且つ、前記２以上の放射線源は、前記画像面に対して平行方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れか一方向にそれぞれ独立に移動するときの前記各移動距離に相当する距離だけ離して配置することを特徴とする放射線透視非破壊検査装置を提供する。

【0032】

本発明は、前記放射線透視非破壊検査装置の前記演算処理手段において、前記（ａ）～（ｆ）に示す６つの手段のいずれかの手段で測定を行うときに成立する連立式に基づいて、前記被検査体の大きさ、前記像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離を求めることを特徴とする放射線透視非破壊検査装置を提供する。

【発明の効果】

【0033】

Ｘ線(電離放射線) 源若しくは被照射体を、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れか一方向、又は前記平行な軸と垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とによって形成される面の面内斜め方向に、それぞれ独立させて単純な直線移動を行うときに撮影して取得される撮像のみで、直接測定出来ない状況にある被検査体(例えばコンクリート内の鉄筋や、人体の骨) の大きさを推定することが出来る。その際、他の非破壊検査手法の補助を必要としないため、従来の方法に比べて測定が簡便であるだけでなく、測定精度の大幅な向上を係ることができる。

【0034】

また、最低２回の撮像で目的を達成できるため、Ｘ線CT 等に比べて低コストで測定を行うことができる。

【0035】

さらに、３回以上の撮像を行うことにより、Ｘ線源(焦点)、被検査体、撮像面の位置関係を把握することが出来る。そのため、他の方法による位置関係の測定を行う必要が無くなる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の第一の方法の例を示す模式図である。

【図2】本発明の第一の方法の変形例を示す模式図である。

【図3】本発明の第二の方法において、放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸を示す模式図である。

【図4】本発明の第二の方法の例を示す模式図である。

【図5】本発明の第二の方法の変形例を示す模式図である。

【図6】本発明の第三の方法の例を示す模式図である。

【図7】本発明を実施するための代表的な装置の機能及び動作の例を示すブロック図である。

【図8】本発明を実施するための代表的な装置の機能及び動作の変形例を示すブロック図である。

【図9】ラインセンサーを用いた本発明の実施例を示す模式図である。

【図10】従来のＸ線透視撮像における拡大率の問題を示した模式図である。

【図11】従来のＸ線透視撮像における、異なる大きさの被検査体が同じ大きさの像を作るという、拡大率の別の問題を示した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

発明の実施形態について説明する。

【0038】

本発明は、放射線源(焦点) と被照射体の位置関係を変化させて複数回の撮像を行い、放射線源(焦点) と被照射体の位置関係に対する像の位置や大きさの相関関係から、像の拡大率若しくは被検査体の大きさや放射線照射軸方向の位置を推定する。

【0039】

この時、放射線源(焦点) と被照射体の位置関係の変化の方法は、基本的に次の三通りが考えられる。

【0040】

第一の方法は、放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸に沿って、放射線源と被照射体の位置関係を変化させる方法である。第二の方法は、放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿って、前記放射線源と被照射体の位置関係を変化させる方法である。そして、第三の方法は、前記放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面の面内斜め方向に、放射線源と被照射体の位置関係を変化させる方法である。ここで、放射線の照射軸とは、前記でも述べたように、放射源と照射野の中心とを結ぶ線、若しくは錐体状の利用線錐において頂点（照射線源の焦点）と受像面に形成される底面の中心とを結ぶ線を意味する。以下、第一、第二及び第三の各方法について説明する。

【0041】

＜第一の方法＞
図１及び図２は、第一の方法を説明する模式図である。放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸に沿って、放射線源と被照射体の位置関係を変化させる方法において、図１は放射線源を移動させる方法であり、図２は被検査体が内在する被照射体を移動させる方法である。図１及び図２に示す方法は、基本的には電離放射線全般に適応可能であるが、Ｘ線を例にとって説明する。簡単のため、Ｘ線照射の中心を含むＸ線照射軸上に被検査体があるものとする。ここで言う被検査体とは、低密度物質に内在される高密度部分或いは高密度物質に内在する低密度部分等、Ｘ線透視で像として認識できるものを指す。

【0042】

図１に示すように、Ｘ線源の焦点１はＸ線の照射軸上を移動するものとする。Ｆ_０、Ｆ_１は、Ｘ線源の焦点１の位置である。ａ_０、ａ_１は、Ｘ線源の焦点１の位置（Ｆ_０、Ｆ_１） から被検査体２までの距離であり、未知である。ｂ_０、ｂ_１は、Ｘ線源から受像器の受像面３までの距離である。ｄは、被検査体の大きさであり、Ｄ_０、Ｄ_１は、受像器での被検査体が作る像の大きさである。各々の変数の下つき数字は、Ｘ線源の位置がその数字に対応する場所にある場合を示す。

【0043】

Ｆ_０の位置にＸ線源の焦点１があった場合、Ｘ線源の焦点１と被検査体２との距離はａ_０であり、Ｘ線源の焦点１の位置から受像面３までの距離はｂ_０である。そして、受像面上の像の大きさはＤ_０である。

【0044】

Ｆ_１の位置にＸ線源の焦点１があった場合、Ｘ線源の焦点１と被検査体２との距離はａ_１であり、Ｘ線源の焦点１の位置から受像面３までの距離はｂ_１である。そして、受像面上の像の大きさはＤ_１である。

【0045】

ここで、Ｘ線源をＦ_０からＦ_１まで移動させるときの距離をＬ_１とする。便宜上、放射線照射軸に平行なＸ軸を定義する。この時のＬ_１はａ_０＜ａ_１なら正の値である。すなわち、Ｘ軸は、被照射体から離れる方向を正となる。これは定義の問題であって、Ｌ軸を被照射体から離れる方向を負として定義し、ａ_０＞ａ_１の時Ｌ_１を負の値としても良い。

【0046】

図１に示す方法は、以下のように（１）式及び（２）式で表される。

【数1】

【0047】

ここで、ａ_０とａ_１には、以下の関係がある。

【数2】

この関係を用いると、（１）式及び（２）式は、以下のような連立方程式となる。

【数3】

この連立方程式は、ａ_０を消去してｄについて解くことが出来、

【数4】

或いは、ｄを消去してａ_０について解き、

【数5】

となる。

【0048】

従って、Ｆ_０の位置にＸ線源を設置して撮像し、さらにＦ_１の位置にＸ線源を移動させて撮像し、その時得られる像の大きさＤ_０及びＤ_１、Ｘ線源(焦点) の移動距離Ｌ_１及び、Ｘ線源と受像面との距離ｂ_０、ｂ_１を上式に代入すれば、被検査体の大きさｄを求めることが出来る。予めａ_０及びａ_１を知る必要は無い。

【0049】

Ｘ線源の焦点１のみを移動させ、被検査体と受像面の距離が変わらないのであれば、ｂ_１＝ｂ_０＋Ｌ_１とすることも出来る。すなわち、（４）式に代えて、下記（７）式によってＸ線源の移動距離Ｌ_１だけでｄ及びａ_０を求めることができる。

【数6】

【0050】

或いは、Ｘ線源の焦点１と受像面３を有する受像器とを一体として具備した装置を用い、被写体に対して該装置をＸ線照射軸に沿って移動させることによっても実現出来る。

【0051】

ｄが推定できれば、Ｘ線源の位置Ｆ_０から被検査体までの距離ａ_０ は、（１）式を変形することにより、下記（８）式で表される。

【数7】

この（８）式に、ｂ_０、Ｄ_０、ｄの値を代入してａ_０の値を求めることが出来る。ａ_０からｄを求めることも然りである。

【0052】

上記は撮像回数が２回であったが、撮像を３回以上(Ｘ線源の位置が３箇所以上) 行うことができる。

【0053】

Ｘ線源(焦点) の位置が３箇所以上である場合、連立方程式を構成する方程式も３個以上となる。この場合の効果の一つとしては、Ｘ線源のみの移動を伴う場合、ｂ_ｉはＬ_ｉとｂ_０で表されるので、上記（７）式と同じようにｂ_ｉを消去することが出来る。そのため、Ｘ線源と受像面との距離ｂ_ｉを別途測定若しくは規定する必要が無くなる。これは、後述の被検査体のみを移動する場合にも当てはまる。

【0054】

Ｘ線源の焦点のみの位置を変化させる場合、Ｘ線源の焦点１の位置の変化量Ｌ_１、Ｌ_２を用いて、ａ_１＝ａ_０＋Ｌ_１、ａ_２＝ａ_０＋Ｌ_２及びｂ_１＝ｂ_０＋Ｌ_１、ｂ_２＝ｂ_０＋Ｌ_２と置ける。従って、

【数8】

の様な連立方程式を得ることが出来、ｄ、ａ_０、ｂ_０の其々について、

【数9】

と解ける。

【0055】

次に、Ｘ線源の焦点のみの位置を変化させるときの一般化した場合について説明する。

【0056】

その場合、Ｘ線源(焦点) の位置Ｆ_ｉ（ｉ＝０，１・・・、ｍ） に対し

【数10】

と表すことが出来る。但し、ａ_ｉ＝ａ_０＋Ｌ_ｉ 又はａ_ｉ＝ａ_ｉ－１＋Ｌ_ｉとなる。通常Ｌ_０＝０であるが、任意の値でも良い。

【0057】

Ｌ_ｉの符号については、Ｘ線源の移動の向きを受像器側の向きに取るのか、或いはその逆に取るのかで変わる。図１に示すように、後者の場合は、ａ_ｉ＝ａ_０＋Ｌ_ｉ 又はａ_ｉ＝ａ_ｉ－１＋Ｌ_ｉとなり、前者の場合は、ａ_ｉ＝ａ_０－Ｌ_ｉ 又はａ_ｉ＝ａ_ｉ－１－Ｌ_ｉとすることができる。

【0058】

また、ｂ_ｉに対しても、Ｌ_ｉを用いて、後者の場合はｂ_ｉ＝ｂ_０＋Ｌ_ｉ、又はｂ_ｉ＝ｂ_ｉ－１＋Ｌ_ｉとなり、前者の場合はｂ_ｉ＝ｂ_０－Ｌ_ｉ、又はｂ_ｉ＝ｂ_ｉ－１－Ｌ_ｉとすることが出来る。

【0059】

さらに、ｂ_ｉを、Ｘ線源の焦点と受像器とを一体として具備した装置を使用する場合のように、Ｌ_ｉに依存しない値とすることも考えられる。

【0060】

Ｘ線源の位置が３箇所以上である場合の別の効果としては、誤差の評価が挙げられる。自由度に対して式の数が多い場合は、連立方程式は解を持たないが、連立方程式を構成する式について、最小二乗法等の未知数推定法(フィッティング) を用いることにより、未知数ｄの推定及び誤差の評価を行うことが可能となる。

【0061】

Ｘ線源のみの移動若しくは被検査体のみの移動を伴う場合、Ｘ線源の位置が４箇所以上であれば、ｂ_０を消去した上で、ｄの推定及び誤差の評価が可能である。

【0062】

上記（１５）式は、実際の測定を考慮して離散化した式となっているが、連続した関数式として扱っても良い。その場合、上述の式の下つき文字ｉを取り除き、ａ及びｂをＬの関数で表す。これにより、ＬとＤの関係をグラフにプロットするなどし、該式にフィッティングして未知数ｄ及びその誤差を求めることが出来る。前述の通り、Ｘ線源の焦点Ｆ_０は、位置が原点である必要は無い。ある所定の位置を原点に設定するときに、Ｆ_０の位置を、原点からの座標（Ｘ_０）で表してもよい。通常は、Ｌ_０＝０を原点とするのがよい。

【0063】

Ｘ線源のみの位置を座標軸上で変化させる場合、図１の下段に示すＸ軸座標系において、照射源及び受像面の最初の位置（ａ_０’、ｂ_０’）が、それぞれａ_０’＝Ｘ_１＋ａ_０及びｂ０’＝Ｘ_１＋ｂ_０となる。一方、Ｄ_ｉは、照射源の最初の位置と、該最初の位置から移動した後の照射源の位置の差分とから計算されるため、上記（１５）式をＬの関数による連続式で表す場合と同じようにして、下記（１６）式を使って求めることができる。下記（１６）式に示すｂ（Ｌ）及びａ（Ｌ）は、それぞれＬを変数とする関数である。

【数11】

【0064】

一方で、２回の撮像のうち1 回を被照射体の反対側から行うことも考えられる。直観的には、被写体が照射軸上のどちらかに偏って位置していれば、偏った位置に対応して拡大率は変化する。一見すると、本発明とは異なる手法のように見えるが、Ｌ_１及びｂ_１の定義の仕方により、本発明と同等に扱えることが判る。

【0065】

つまり、Ｆ_０に対しＦ_１が被照射体の反対側に位置しても構わない。その場合は位置関係が図１に示すものと逆になり、ａ_１とＬ_１との関係がａ_１＝－ａ_０＋Ｌ_１となる、そのため、Ｄ_１を求めるときの式が上記（４）式とは異なり、Ｄ_１＝ｄｂ_１／（Ｌ_１－ａ_０）となる。

【0066】

Ｘ線源の位置と被照射体の位置と受像器の位置を、どのような関係で変化させるかについては、いくつかの方式がある。

【0067】

例えば、図２に示すように、被検査体２を内在する被照射体を移動させる方法を採用することができる。図２に示す方法においては、Ｄ及びａ_０を求めるときの式が、以下のように図１の場合と異なる。

【0068】

図２に示すように、例えば、被検査体２を内在する被照射体の移動を最初の位置から受像器側にＭ_１だけ１回移動するものとすると、下記の（１７）式及び（１８）式からなる連立方程式が与えられる。

【数12】

この連立方程式を解くと、ｄ及びａ_０をそれぞれ下記の（１９）式及び（２０）式から求めることができる。

【数13】

【0069】

従って、Ｘ線源の焦点１の位置Ｆ_ｏにＸ線源を設置して撮像し、被照射体をＦｏ位置から受像器側にＭ１だけ移動させて撮像し、その時得られる像の大きさＤ_０及びＤ_１、非照射体に含まれる被検査体２の移動距離Ｍ_１、及びＸ線源の焦点１と受像面３との間の一定の距離ｂ_０を上式に代入すれば、被検査体の大きさｄを求めることが出来るため、予めａ_０及びａ_１を知る必要は無い。このように、被照射体に含まれる被検査体１の移動距離Ｍ_１だけでｄ及びａ_０を求めることができる。

【0070】

上記は撮像回数が２回であったが、撮像を３回以上(被照射体の位置の移動が３箇所以上)でも測定を行うことができる。被照射体のみの位置を変化させるときの一般化した場合は、被照射体に内在する被放射体２の位置Ｍｉ（ｉ＝０，１・・・、ｎ） に対し

【数14】

と表すことが出来る。但し、ａ_ｉ＝ａ_０＋Ｍ_ｉ 又はａ_ｉ＝ａ_ｉ－１＋Ｍ_ｉとなる。通常Ｌ_０＝０であるが、任意の値でも良い。

【0071】

このように、被照射体 の位置が３箇所以上である場合、上記（１７）式を含めて、連立方程式を構成する方程式が３個以上となる。Ｍ_ｉの符号については、被照射体の移動の向きを受像器側の向きに取るのか、或いはその逆に取るのかで変わる。図２に示すように、前者の場合は、ａ_ｉ＝ａ_０＋Ｍ_ｉ 又はａ_ｉ＝ａ_ｉ－１＋Ｍ_ｉとなり、後者の場合は、ａ_ｉ＝ａ_０－Ｍ_ｉ 又はａ_ｉ＝ａ_ｉ－１－Ｍ_ｉと表すことができる。

【0072】

図２に示す方法においても、図１に示す方法と同様に、Ｘ線源の焦点Ｆ_０、被照射体及び受像面の各位置を、ある所定の場所を原点に設定する座標系で表し、被照射体に含まれる被検査体の位置２の移動量Ｍの関数とする下記（２２）式を使って、Ｄ及びａ_０を求めてもよい。

【数15】

【0073】

上記の方式を含め、Ｘ線源の位置と被照射体の位置と受像器の位置を、どのような関係で変化させるかについては、いくつかの方式があり、それらをまとめて次に示す。

【0074】

一つは、図１に示すように、Ｘ線源を移動させ、被照射体と受像器は移動させないという方式である。

【0075】

一つは、Ｘ線源は移動させず、被照射体と受像器の位置関係を保ったまま移動させるという方式である。

【0076】

一つは、図２に示すように、Ｘ線源と受像器の位置関係及び位置は相対的に変えず、被照射体を移動させるという方式である。

【0077】

一つは、Ｘ線源と受像器の位置関係を保ったまま位置を移動させるが、被照射体は移動させないという方式である。

【0078】

一つは、Ｘ線源と受像器と被照射体の位置をそれぞれ変えるという方式である。

【0079】

いずれにせよ、Ｘ線源と被照射体の位置関係を変化させることが必須である。但し、上記のようにＸ線源と受像機と被照射体の全ての位置を変化させる場合、２変数以上の多変数での未知数推定を行うことになる。したがって、Ｘ線源と受像機の位置関係若しくは被照射体と受像機の位置関係は変化させないことが望ましい。

【0080】

＜第二の方法＞
放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸に沿って、Ｘ線源と被照射体の位置関係を変化させる第二の方法について説明する。本発明において、放射線源からの放射線の照射軸に対して垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とは、図３に示すように、放射線源からの放射線の照射軸４に対して垂直に位置する面５において、径方向に伸ばした矢印（→）で表される軸のいずれか一つを意味する。矢印（→）で表される軸としては、基本的に面５において３６０度の角度で任意の方向を選ぶことができる。ここでは、説明を簡略するため、面５の垂直方向（図において上下方向）の軸６に沿ってＸ線源と被照射体の位置関係を変化させる場合について、図４及び図５を用いて説明する。

【0081】

図４及び図５は第二の方法を説明する模式図であり、図４は被検査体２を含む被照射体を移動させる方法を示し、図５は放射線源（焦点）１を移動させる方法である。図４及び図５に示す方法は、基本的には電離放射線全般に適応可能であるが、Ｘ線を例にとって説明する。

【0082】

図４において、Ａ_０の位置に被照射体に内在する被検査体２があるとすると、その像の受像面３での位置はＡ_０’である。次に、被検査体２をＸ線の照射軸とは垂直な方向へＡ_０からＨ_１だけ移動させてＡ_１の位置にあるとすると、その像の位置をＡ_１’とする。このＡ_１’の位置において撮像される被検査体２の画像は、Ｘ線の照射軸からＨ_１’だけ移動する。また、Ｘ線焦点Ｆ_０から被検査体２までの距離をａ_０、Ｘ線の焦点１の位置Ｆ_０から受像面３までの距離をｂ_０とする。Ａ_０’とＡ_１’の距離Ｈ_１’は、下記の（２３）式で表される。

【数16】

Ｈ_１は被照査体２を放射線の照射軸４に対して垂直方向に移動させる距離そのものである。この関係を逆手に取り、ａ_０を求めることが出来る。すなわち、ｂ_０が既知であるとすれば、

【数17】

として、ａ_０を求めることが出来る。

【0083】

ａ_０が求められるのであれば、Ａ_０’の位置にある受像面３上での被検査体２の像の大きさをＤ_０として、被検査体の大きさｄ は、（２５）式で表すことができる。

【数18】

のように求めることが出来る。

【0084】

図４には、Ｈ_１’をＡ_０’とＡ_１’の位置でそれぞれ撮像される画像の中心部分間の距離として示しているが、本発明においては画像の中心間距離に限定されず、画像の端部を選んでＨ_１’の測定点としてもよい。また、中心と、中心以外の所定の地点との２箇所以上を選んでＨ_１’の測定とすることもできる。要は、撮像される画像において、移動距離Ｈ_１’が正確に測定できるように鮮明な１又は２以上の地点を選択して測定することが必要である。

【0085】

図４において、Ａ_０’は照射軸上にあるように作図されているが、実施の際にＡ_０’が照射軸上にあることを要求するものではない。しかし、受像面が平面である場合、像は照射の中心から離れる程歪むことが知られているので、この歪みを補正するか、なるべく照射野中心に近い位置で撮像を行い像の大きさを測定するのが望ましい。

【0086】

また、Ａ_０’とＡ_１’の位置が判別可能であればＸ線源の焦点１ と受像器の受像面位置３との関係が、二回の撮像の間で同じである必要は無い。例えば、被照射体がＨ_１移動する際に、受像器も同じ方向にＨ_１移動しても良い。被照射体及び受像器がＨ_１移動した際の受像器上の像の移動距離Ｈ_１”はＨ_１’－Ｈ_１になるため、Ｈ_１’＝Ｈ_１”＋Ｈ_１のように容易に求めることが出来る。受像器を任意の距離を移動させても、その移動距離からＨ_１を求めることができる。また、オンラインで画像を取得表示できるような受像機であれば、位置Ａ_０と位置Ａ_１において、像が受像器の中心になるように受像器を移動させれば、その移動距離はＨ_１’に相当する。

【0087】

但し、被照射体である鉄筋コンクリート内部に水平に配置されている被検査体である鉄
筋等の場合、Ｘ線源若しくは被照射体を水平に移動させても像の位置が変わったことを識
別出来ない。そのため、水平に配置された鉄筋の拡大率を知るには、Ｘ線源若しくは被照
射体を鉛直方向に移動させなければならない。すなわち、鉄筋等の配筋方向に対し水平でない方向(可能な限り垂直)に移動させる必要があるということになる。披検査体の測定すべき輪郭の２点を結ぶ直線に垂直でない(可能な限り並行な)軸にそってＸ線源若しくは被照射体を移動させる。一方、縦に配置されている鉄筋の場合は、水平に移動させることになる。そのため、縦横（一般的には直交）に鉄筋が配置されている場合は、水平方向と鉛直方向に其々移動させて撮像する方法が考えられるが、最低でも３回の撮像が必要となる。２回の撮像で済ませるには、水平でもない鉛直でもない斜め方向に移動させ、水平方向と鉛直方向の位置関係が同時に変化するようにすることが好ましい。

【0088】

第二の方法についても、第一の方法と同様に、一方向について２回以上の移動と３回以上の撮像を行っても良い。

【0089】

具体的には、上記（２３）式を一般化し、被照射体に含まれる被検査体の位置２がその移動によって変化した後の各位置Ａ_ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｓ）に対し

【数19】

のように、複数のＨ_ｊとＨ_ｊ’についての連立方程式をたて、第一の方法と同様に、最小二乗法等の未知数推定法(フィッティング) を用いてａ_０を推定する。ａ_０が推定できれば、ｄも評価可能となる。

【0090】

もし、ａ_０及びｂ_０が未知であっても、（２６）式を基に３点以上のＨ_ｊで評価すれば、ａ_０及びｂ_０を推定することが可能であり、（１）式若しくは（２６）式によりｄの評価が可能になる。

【0091】

（２６）式を用いてｄを求める場合に、下記（２７）式のように一般化が可能であり、同様に、３点以上のＨ_ｊにてａ_０、ｂ_０及びｄを推定することができる。

【数20】

【0092】

Ｘ線源の位置と被照射体の位置と受像器の位置を、どのような関係で変化させるかについては、第１の方法と同じように、被照射体だけを移動させる方法以外にもいくつかの方式がある。

【0093】

例えば、図５に示すように、放射線源を移動させることにより、その焦点Ｆ_ｏを垂直方向に移動させる方法を採用することができる。図５に示す方法は、Ｄ及びａ_０を求めるときの式が、図４の場合と異なり、以下のようになる。

【0094】

図５は放射線源を最初の位置から移動させる例であるが、図５に示す軸６に沿って下方にＧ_１だけ１回移動するものとすると、移動後に測定される被検査体２の像中心の位置は、受像面３においてＧ_１’だけ上方に移動する。ここで、Ｘ線焦点Ｆ_０から被検査体２までの距離をａ_０、Ｘ線焦点Ｆ_０から受像面３までの距離をｂ_０とすると、Ｇ_１’は下記（２８）式で表される。

【数21】

【0095】

（２８）式の関係を逆手に取り、ａ_０を求めることが出来る。すなわち、ｂ_０が既知であるとすれば、下記（２９）式からａ_０を求めることが出来る。

【数22】

【0096】

図５に示す方法においても、図４に示す方法と同じように、照射線源を２回以上移動させ、その都度、被検査体の撮像を行うことができる。もし、ａ_０及びｂ_０が未知であっても、（２９）式を基に３点以上のＧ_ｊで評価すれば、ａ_０及びｂ_０を推定することが可能であり、（１）式及び（２９）式によりｄの評価が可能になる。

【0097】

また、（２９）式は、（１）式から下記（３０）式に示すように一般化が可能であり、同様にして、３点以上のＧ_ｉにてａ_０、ｂ_０及びｄを推定することができる。具体的には、被照射体に含まれる放射線源の焦点１の位置がその移動によって変化した後の各位置Ｇ_ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｔ）に対し

【数23】

となる。

【0098】

本発明の検査方法は、前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変えた２個以上の放射線透視画像を取得する際の前記放射線源及び前記被照射体の位置関係を変える場合、上記第一の方法及び第二の方法のどちらかの方法に限定されるものではない。１回の測定時に両者の方法を併用し、前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸の２つの軸に沿って前記放射線源及び前記照射体の少なくともいずれかを移動する方法を採用してもよい。例えば、上記で述べたようにコンクリート内部に縦横に鉄筋が配置されている場合等のように、被放射体に被検査体が画像面に対して３次元的に複数個所で散在した状態で内在するときは、２つの軸に沿って前記放射線源及び前記照射体の少なくともいずれかを移動させながら、その都度、被検査体の画像を取得する方法により、複数の被検査体について像の拡大率及び前記放射線源と被検査体との距離の少なくとも何れか一つを幾何的に算出して推定することができる。

【0099】

第一の方法及び第二の方法を併用する場合、２つの軸の移動方向と移動距離、及び画像面における像の大きさと移動距離を、測定ごとにそれぞれデータとして蓄積し、そのデータを用いて上記に例示した各方程式によって詳細な解析を行うことができる。この方法は被照射体に複数個所で存在する被検査体の存在位置を明確にできるため、被照射体中の被検査体マッピング処理を行うために有効な方法となる。

【0100】

＜第三の方法＞
放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面の面内斜め方向に、放射線源と被照射体の位置関係を変化させる第三の方法について図６を用いて説明する。ここで、放射線源を前記放射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面とは、図３において、放射線の照射軸４と、該照射軸４に対して垂直に位置する面５の径方向に伸ばした軸、例えば、軸６とで形成される面を意味する。

【0101】

図６は、照射線源１を面内斜めに移動させる第三の方法を説明する模式図であり、基本的には電離放射線全般に適応可能であるが、Ｘ線を例にとって説明する。

【0102】

図６において、Ａ_０の位置に被照射体に内在する被検査体２があるとすると、その像の受像面３での位置はＡ_０’である。次に、照射源１をＸ線の照射軸に対して平行な軸及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸で形成される面の面内斜め方向にＦ_０からＦ_０’まで移動させる。このとき、Ｘ線の照射軸と平行な移動距離はａ_１であり、垂直な移動距離はＩ_１とする。また、Ｘ線照射源１の焦点Ｆ_０から被検査体２までの距離をａ_０、Ｘ線照射源１の焦点Ｆ_０から受像面３までの距離をｂ_０とする。そして、照射源１を斜めに移動した後に得られる被検査体２の像が、Ａ_０の位置から上方に距離Ｉ_１’で移動した後のＡｏ’の地点にあるとすると、次の（３１）式及び（３２）式が成立する。
［数２４］
Ｄ_０＝ｄ（ｂ_０／ａ_０） （３１）
Ｄ_１＝ｄ（ｂ_０－ａ_１）／（ａ _０－ａ_１） （３２）
図６においては、画像の歪みが最も小さいと考えられる画像の中心を、便宜上、Ａ_０及びＡ_０’の位置に設定している。

【0103】

また、Ｉ_１とＩ_１’との間には、下記（３３）式が成立する。

【数25】

【0104】

したがって、ａ_０及びｄは、次の（３４）式及び（３５）式からそれぞれ求めることができる。

【数26】

【0105】

第三の方法についても、第一及び第二の方法と同様に、一方向について２回以上の移動と３回以上の撮像を行っても良い。

【0106】

具体的には、上記（３３）式を一般化し、放射線源の焦点１の位置がその移動によって変化した後の各位置Ｉ_ｋ（ｋ＝０，１，・・・，ｐ）に対し

【数27】

のように、複数のＩ_ｋとＩ_ｋ’についての連立方程式をたて、第一及び第二の方法と同様に、最小二乗法等の未知数推定法(フィッティング) を用いてａ_０を推定する。ａ_０が推定できれば、ｄも評価可能となる。

【0107】

もし、ａ_０及びｂ_０が未知であっても、下記（３７）式を基に３点以上のＩ_ｋで評価すれば、ａ_０及びｂ_０及びｄを推定することが可能である。

【数28】

【0108】

本発明は、放射線源１及び被検査体２を含む被照射体の位置関係を変えることにより、それぞれの位置の放射線透視画像の２個以上を画像面３で取得するとともに、前記画像上の像の大きさ又は径及び位置の変化の少なくともいずれか一つの測定データと、前記放射線源及び前記受像器の２位置間の距離データとを用いて解析を行うことを基本思想とする。そのため、上記の第一、第二及び第三の方法で説明した方法には限定されず、それら以外にも、放射線源１、被検査体２を含む被照射体及び画像面３の位置関係から幾何的に算出して解析できる方法を採用してもよい。また、本発明における像の大きさの測定は、従来の単純撮像の際の像の大きさの測定方法を適用することが出来る。照射軸と受像面が垂直に交わらない場合についても、様々な補正方法が提案されており、既存の補正方法を本発明に適用することが出来る。

【0109】

＜放射線透視非破壊検査装置＞
次に、本発明による放射線透視非破壊検査装置の構成を説明する。図７に、本発明の第一の方法を実施するための代表的な装置の機能及び動作を示すブロック図を示す。第二の方法及び第三の方法についても放射線源又は被検査体を含む被照射体の移動方向又は移動角度が異なるだけで、基本的な構成はほぼ同様である。

【0110】

図７に示す検査装置は、電離放射線を照射するための放射線源と、放射線源を移動させるための移動機構と、被検査体の画像面を写しだす受像器と、該受像器を移動させるための移動機構と、被照射体を支持するための試料ホルダーと、該試料ホルダーを移動させるための移動機構と、それらを統括制御するため演算処理手段を有する撮像制御装置と、を有する。ここで、放射線源の移動機構、試料ホルダー及び受像器のそれぞれの移動は手動又は自動で行うが、それら各機構と電気的に繋がる移動機構駆動装置によってそれぞれ独立に方向と距離を自動的に制御することが実用的である。また、受像器を移動させるための移動機構は、受像器と放射線源（又は被検査体）との位置関係を相対的に変えるために駆動されるものであるため、両者の一方は設置位置を変えないで固定した状態で使用してもよい。

【0111】

図７に示す撮像制御装置は、次の（Ａ）及び（Ｂ）、すなわち、（Ａ）前記放射源及び前記被照射体の少なくとも何れかを、前記照射線源からの放射線の照射軸に対して平行な軸方向及び垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の少なくとも何れか一方向、又は前記平行な軸と前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸とによって形成される面の面内斜め方向にそれぞれ独立に移動するときの前記平行な軸方向及び／又は前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向の移動距離、及び前記放射源と前記画像面との間の距離（ｂ）に応じて前記受像器に写しだされる前記被検査体画像の大きさ又は径（Ｄ）をそれぞれ計測及び算出する手段、及び（Ｂ）前記放射源と前記画像面との距離（ｂ）を一定にして前記受像器に写しだされる前記被検査体画像が前記垂直に位置する面内径方向の任意の一軸方向へ移動する場合は、前記被検査体画像の移動距離を測定及び算出する手段を備えており、前記演算処理手段によって前記被検査体の大きさ（ｄ）、前記画像の拡大率（Ｄ／ｄ）及び前記放射線源と被検査体との位置関係（ａ）の少なくとも何れか一つが計算して求められる。

【0112】

上記撮像制御装置は、基本的にはコンピューターであり、画像取得後の算出等の画像処理等も行う。該コンピューターは、ディスプレイ(画像表示装置) 及びヒューマンインターフェース(キーボード、マウス等のポインティングデバイス、タッチパネル等) を具備する一般的なものが考えられる。図７は、放射線源の焦点の移動のみを行う方法を実施するための装置を例として示す図であるが、放射線源の焦点、被照射体及び受像器の移動方法の他の組み合わせでも、基本的な考え方は同様である。

【0113】

撮像制御装置は、放射線源の移動機構駆動装置に指示を出し、放射線源の移動機構を駆動してＸ線などの放射線源の焦点をＦ_０の位置に移動させ、撮像を行う。受像器がFPD 等であれば、取得された画像は直接撮像制御装置に送られ保存される。Ｘ線フィルムやイメージングプレートの場合は、人の手でカセッテを取り出し、スキャナーにより画像を読み取り撮像制御装置に保存する。Ｘ線フィルムの種類によっては、現像が必要である。

【0114】

放射線の照射のタイミングは、検査員(装置の操作者) が都度照射の指示を与えることが通常であるが、撮像制御装置により自動的に照射指示を放射線源に出して放射線の照射を行うこともある。

【0115】

次に、放射線の焦点をＦ_１の位置に移動させ、撮像を行う。

【0116】

上記の撮像の順番は任意であるが、どの画像がどの焦点位置で撮像されたかどうかを記録しておく必要がある。方法はいくつか考えられるが、予め決められたファイルまたはメモリー領域に画像を保存するという方法がある。また、画像データそのものに焦点の情報あるいは移動距離（Ｌ）の値を埋め込むことも考えられる。さらに、取得された画像データのファイル若しくはメモリー領域と、焦点位置若しくはＬを、テーブルに記録しておく方法もある。これらは、コンピューターのデータの取扱いの問題であって、本発明では本質的な問題ではない。

【0117】

次に、取得した画像から像の大きさ又は径（Ｄ_ｏ及びＤ_１）を測定する。具体的には、放射線源の焦点位置（Ｆ_０及びＦ_１）での取得画像の其々を交互または同時にディスプレイに表示し、検査員に、測定すべき部分若しくは範囲をカーソル等により与えさせる。多くの場合、像のエッジからエッジまでをカーソルで線分を引き、その線分の画像上の長さを以って測定値とすることがある。与えられた測定範囲から自動的に輪郭を抽出することも技術的には可能である。

【0118】

Ｄ_ｏ及びＤ_１が測定できたなら、焦点の移動距離Ｌと既定値である、放射線源の焦点から受像面までの距離（ｂ_０）より、（５）式及び（６）式を用いて、被検査体の大きさ又は径（ｄ）若しくは放射線源の焦点と被検査体との距離（a_０）を算出し、メモリー若しくはファイルに保存するか、ディスプレイに画像(文字情報等) として表示する。

【0119】

図８に、本発明の第一の方法を実施するための代表的な装置の機能及び動作を示すブロック図の変形例を示す。図７と異なる部分としては、Ｌの情報を各取得画像と関連付け、演算処理を行う際に、Ｌ_ｉとＤｉの関連を示すテーブルを作成することである。これにより、測定点が３点(取得画像が３枚) 以上の場合についても、最小二乗法等の未知数推定方法(フィッティング) を用いてｄ若しくはａ_０を推定することが出来る。勿論この例は測定点が２点の場合でも機能する。また、測定点が３点の場合でｂ_０が未知である場合にも適用出来る。

【実施例】

【0120】

以下において、本発明に基づく実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

【0121】

(実施例１)
本発明を実施する方法としては、図１に示すように、単純に放射線発生装置等(Ｘ線源) を人力で移動させるという方法が考えられる。逆に、図２に示すように、被照射体(被検査体) 側を移動させても良い。発明者は、本発明の実証試験の際、被照射体とＸ線検検出器を荷台に載せて人力で移動させることによりＸ線源と被検査体の距離Ｌ_１又はＭ_１を与え、Ｌ_１又はＭ_１を巻尺にて測定した。ｄの評価は手計算や電卓で可能であり、表計算ソフトに計算式を予め入力しておいて、検査現場で測定値を表計算ソフトに入力してｄを評価することも出来る。

【0122】

(実施例２)
被照射体が大型の場合、被照射体の移動は困難である。従って、Ｘ線源を移動させることが現実的となる。実施例１のように人力でＸ線源を移動させることも考えられるが、Ｘ
線源をＸ線源移動機構に設置する。Ｘ線源移動機構は、手動直線移動ステージ若しくは自
動直線移動ステージ上に設置する。Ｘ線源移動機構を撮像制御装置(コンピューター) により制御し、Ｘ線源を自動で位置決めして、その都度、画像を取得することが出来る。画像の取得がFPD のように電子的に行われるものであれば、コンピューターにより各画像とＸ線源の位置を関連付けることにより、ｄの算出を自動化することが出来る。

【0123】

(実施例３)
医療用のレントゲン装置においては、受像器としてＸ線フイルムやイメージングプレートが多く用いられている。ＦＰＤの利用も始まっている。Ｘ線フィルムやイメージングプレートはカセッテに入れられた状態で使用されるが、カセッテの設置位置は、ベッドの上面など、おおよそ決まっている場合が多い。レントゲン装置では、Ｘ線管をＸ線源とし、自在アーム先端にＸ線管を内蔵したＸ線ヘッドが具備されているので、Ｘ線の照射位置及び方向を手動で自由に設定できるようになっている。アームの関節に角度センサー等を具備若しくは伸縮部分にリニアスケールを具備すれば、手動で移動されたＸ線ヘッドの位置と照射方向を算出することが出来る。Ｘ線ヘッドの位置と照射方向がわかれば、カセッテの位置はほぼ変わらないと仮定して、本発明を適用することが出来る。例えば、ベッド上の患者の場合は、カセッテの高さはどの撮像でも一定であり、水平方向に設置される。Ｘ線ヘッドの高さがわかれば、ｂ_０を規定出来る。水平照射の場合も、カセッテをセットする台があり、そこに患者が位置して撮像を行うので、同様にｂ_０を規定出来る。

【0124】

診断に用いる画像(診断用画像) と拡大率等の算出に用いる画像(拡大率算出用画像)が同じ線明度である必要は無い場合も考えられるので、診断用画像は通常の線量で撮像し、さらに拡大率算出用画像を低線量で撮像するという方法も考えられ、これにより、患者の被曝を抑えることが出来る。

【0125】

勿論、Ｘ線源の位置とＸ線照射方向を知る他の方法を適用することも考えられる。レーザーによる三次元位置測定器や超音波による距離測定器、壁に複数個のカメラを設置してＸ線源(焦点) を内蔵するＸ線ヘッドの位置をカメラの画像より割出す等の方法が考えられる。

【0126】

Ｘ線ヘッドを手動で移動させる場合については、図７若しくは図８のＸ線源移動機構の部分がアームに相当し、位置情報を上述の方法で割り出して撮像制御装置に送ることになる。

【0127】

２回の撮像を行う時に、２回目の撮像の際にＸ線ヘッドを移動させずに、該Ｘ線ヘッドに内蔵されたＸ線管の位置を移動させるようにしてＸ線源(焦点) の位置を変化させることも考えられる。つまり、Ｘ線ヘッドにＸ線源移動機構及びＸ線管を具備するということである。

【0128】

受像器としてＦＰＤ等の電子的に画像を取得するものを使用するのであれば、Ｘ線源の位置と撮像した画像の関連付けを行い、被検査体の大きさｄの推定時に該関連付け情報を利用することが出来る。

【0129】

(実施例４)
所謂マイクロフォーカスＸ線源を用いたイメージングでは、高拡大率を謳う製品も見受けられる。しかし、拡大率が高いということは、Ｘ線源と被写体の距離が非常に小さいということでもある。このような場合、拡大率は被写体の位置が僅かに変化するだけで大きく変化する可能性がある。拡大率を規定するための被写体の位置決めは容易ではなく、拡大率に大きな誤差を含む可能性がある。

【0130】

上記マイクロフォーカスＸ線イメージングについては、既知の大きさの校正用被検査体を用いて拡大率の校正を行うことも考えられるが、校正用被検査体と全く同じ場所に検査対象物を設置するのは容易ではないと想像できる。

【0131】

本発明を適用すれば、この問題を解決出来る。例えば、被照射体を精密に位置決め出来る被照射体移動機構を具備するＸ線検査装置が存在する。このような装置を用い、本発明による方法で複数回撮像する。移動機構はＸ線の照射軸の方向に被照射体を移動させるものとする。Ｘ線源と被照射体と撮像面の絶対位置関係の誤差は工作精度に依るが、被照射体の相対的移動の誤差は被照射体移動機構の相対位置決め誤差に依る。

【0132】

所謂マイクロフォーカスＣＴ装置においても、ＣＴ再構成中心とＸ線源と撮像面の位置関係で得られる再構成画像の拡大率が決まる。一般的にＣＴ再構成中心とＸ線源と撮像面の位置関係の誤差は工作精度で決まるが、上記マイクロフォーカスＸ線イメージングの場合と同様に、ＣＴ再構成中心をＸ線照射軸方向に移動させて複数のＣＴ再構成画像を得ることにより、各々の再構成中心位置での被検査体の再構成画像上の大きさについて第一の方法若しくは第二の方法にて、拡大率及び再構成画像上の被検査体の大きさを推定出来る。

【0133】

(実施例５)
前述の通り、ラインセンサーのスキャン方向については拡大率の問題は発生しないが、センサー軸方向については、拡大率の問題が発生する。

【0134】

一般に、ラインセンサーは空港での手荷物検査や港湾での検疫で用いられることが多いが、Ｘ線源とラインセンサーは固定され、Ｘ線源とラインセンサーの間を被検査体がベルトコンベアー等の被検査体を移動させる手段により通過するようになっている。

【0135】

通常は、Ｘ線源とラインセンサーの組は１個であるが、これを複数個とすることも考えられる。具体的には、図９に示すように、Ｘ線管とラインセンサーの複数の組を、ベルトコンベアーに沿って設置する。その場合、Ｘ線源とベルトコンベアーの距離を変えて設置することでＬ_０を規定でき、Ｘ線源と被検査体の距離をＬ_０だけ変えて撮像を行うことが出来る。

【0136】

当然ながら、被検査体がＸ線源とラインセンサーの組を通過するタイミングはベルトコンベアーの送り速度で決まるため、一番目のラインセンサーの組で得られた画像と、二番目のラインセンサーの組で得られた画像は、ベルトコンベアーの送り速度及び一番目の組と二番面の組の距離を勘案して、取得画像の時間軸をずらして位置関係を補正するのが望ましい。

【0137】

本実施例においては、Ｘ線源とラインセンサーの組を３組以上で用いても良い。

【0138】

(実施例６)
第二の方法の実施方法として簡単なのは、Ｘ線フィルム若しくはイメージングプレートを一度設置して一度目の撮像を行い、Ｘ線フィルム若しくはイメージングプレートはそのまま設置したままＸ線源若しくは被照射体の位置を変更し、前記のＸ線フィルム若しくはイメージングプレート上の別の場所で二度目の撮像を行うと言う方法である。つまり、重ね録りを行う。Ｘ線フィルムは撮像の度に現像が必要でありその都度新しいＸ線フィルムが必要であるが、重ね録りを行うことによって、この手間と使フィルムの枚数を節約することができる。また、イメージングプレートであっても、カセッテの設置と取り外し及び読み取り等の作業が必要となるが、重ね録りによりこの手間を省くことが可能となる。

【0139】

(実施例７)
非破壊検査では、Ｘ線発生装置の他に、放射性物質から放射されるガンマ線を用いることもある。ガンマ線照射装置のうち、線源送り出し方式のものを用いれば、線源の位置を容易に変更可能である。この場合、第一の方法に従って伝送管を照射軸に一致するように設置し、第二の方法に従って伝送管を照射軸に垂直になるように設置する。このようにして、第一の方法と第二の方法を併用して測定を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0140】

医療分野において、内臓等の患部の大きさや骨の太さを、ＣＴに依らず推定可能とする。

【0141】

また、コンクリート等の構造物の健全性の検査において、コストを抑えながら鉄筋等の主要部分の健全性をCT 等に依らず容易に定量化出来る。

【0142】

また、マイクロフォーカスＸ線イメージング等において、拡大率を正確に求めることが出来る。本発明の放射線透視非破壊検査方法及び放射線透視非破壊検査装置は、これら医療及び建築・土木の分野だけでなく、産業及び民生の用途として各分野で利用される製品や部品にも適用することが可能であり、従来に比べて簡便であるだけでなく、測定精度の向上を図ることができるため、その有用性は極めて高い。

【符号の説明】

【0143】

１・・・放射線源の焦点、
２・・・検査体
３・・・画像面
４・・・放射線の照射軸
５・・・照射軸に対して垂直に位置する面
６・・・面内垂直方向の軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】