日本首个测试用x射线ct系统发展的背后故事 | 岛津分析检测-凯发k8国际首页登录

如字面意思所示，无损检测装置是一种在对“物体”不造成破坏的情况下进行检查的装置。通过使用透视物体的x射线，可以分析和检查成像内部的状况。

在产品开发和质量控制领域，无损检测装置是一种不可或缺，且肩负重要作用的装置。岛津制作所率先推出了日本首台医疗用x射线装置，而应用该设备的无损检测装置长期以来一直在不断研发，并凭借高画质和可靠性取得好评。

2008年左右，通过一台无损检测装置获得立体图像的x射线ct系统，取得重大的创新。采用gpu的高速运算处理技术（gpgpu）登上历史舞台。gpu是一款专门用于处理图像的运算装置，使用gpgpu还可以进行图像处理以外的运算。通过构建以gpgpu为中心的处理系统，可以惊人地缩短从扫描到显示图像的时间。

项目负责人榉回顾称，“我刚入职时，制作三维数据需要1个或2个小时。而在接下来的短短三年内，仅用10～20秒就能完成这项工作。感觉就像在收集数据的同时，完成了数据制作。”

这项技术创新理所应当地受到顾客青睐，备受好评。此外，有一个新的声音传递到开发团队。

“它不能测量尺寸？”

客户所说的尺寸测量是指三维测量技术。典型方法是用探针这个高精度球体描绘对象样品的表面，收集无数点的数据，然后利用三维构建坐标信息。三维测量技术以微米为单位精确地测量尺寸，因此可以在开发现场确认试制品是否按照原始设计完成制作，或者将得到的坐标信息反馈给设计中使用的cad软件等，它是开发领域不可或缺的检查装置。

岛津的得意之作x射线ct，也是为了绘制立体图像而获取三维坐标信息，在这一点上两者是相同的。而且，如果通过x射线透视可以得知不可视的内部尺寸，则其用途将得到大幅度扩大。另外，目前的三维测量仪虽然可以描绘样品整体，但即使是小杯子那样的物体也需要花费几个小时，这些情况并不少见，而x射线ct创新性缩短了检查时间，只需1小时左右即可完成检查。客户满怀期待也是理所当然。

xdimensus 300的开发成员。照片左起依次为：分析测试事业部ndi业务部门 主任 原田大辅、基础技术研究所ai凯发k8国际首页登录的解决方案部门 副主任 佐藤真、分析测试事业部ndi业务部门 主任 榉泰行、同部门副主任 新坂拓真、分析测试事业部品质保证部 主任 大西修平。拥有不同背景的个性团队实现了用户的理想。

本来，对岛津的开发团队而言，三维测量是一个未知的领域。

因此，团队成员平时去使用三维测量仪的公司内部的制作中心听取意见等，迅速吸收知识和技术。从而掌握到三维测量仪所需的严格精度。

在测量时，为了获得精确的测量数值，还需要确保测量装置本身的精度。无论测量多少次，测量样品时放置的工作台和x射线源、接收x射线的检测器的位置关系和角度都必须一致。为了在后期正确修正不可避免地存在的位置安装误差，需要进行严格的校正(校准)，因此还需要使用专用夹具。

在开发开始阶段担任负责人的大西回顾称，“即使是x射线ct，为了正确地输出图像，也要求各部分保证精度，并与此相对应。不过，这次要求的精度比以往高一位数或两位数。我们从一开始就重新考虑了校正的步骤、手法，硬件也要求坚固耐用。”

原田也说，与精密仪器零件经销店负责人的对话至今难忘。

“诸如‘南非生产的产品很好啊’、‘还是indian deathlock 棒’等。关于石头的话，刚开始根本不知道在讲什么”。

x射线发生装置、x射线检测器、工作台等需要石定盘这一部件，而石定盘是与ct成像相关的主要组件的基石。温度升高石定盘膨胀后，则不能获得测量仪所需的精度。因此，必须慎重地选择石头。

学生时代，新坂在cad模型和建模研究中也使用了岛津的x射线ct。

“刚加入公司时，听说我被分配到ct开发部门有些兴奋，但当我听到石头很重要时，有点困惑。我对机械完全不了解，因此从热膨胀知识开始慢慢学习。“

新坂的真正实力在开发x射线源校正技术中得到充分的发挥。

“持续发出x射线时，x射线发生装置会产生热量，发射点会发生偏离。这导致放大倍率也出现偏差，尺寸也变得不准确。为了保持发射点稳定，我们创建了一个实时检测x射线焦点位置，重构数据时添加移动量的程序。”

佐藤在大学时期主修数学，成功创建了“误差体系”。

“这里好像会移动，这里移动，这里也会移动，我列出了所有可能发生误差的地方。无论如何敲打都会出现误差，大概有几十个部位具体我也不记得。我想到逐个消除这个误差的方法。要么把石头做的更加坚固，要么抑制温度变化。”
此处位移的温度变化的容许范围是20度±0.5度。根据该结果与其他部门合作，模拟送入装置中的空调风的方向和风量，确定了保持装置内温度均匀的位置。

其他的课题还有很多。特别是校正夹具，在实现产品化时逐渐明白模型中未发现的问题，每天都在设计后反复进行测试。但是，所有团队都深刻意识到自己肩负的职责，稳步解决一个个问题点。克服一系列困难，2017年12月，终于发布了日本首个测试用x射线ct系统“xdimensus 300”。

实现测量精度和观察能力的测试用x射线ct系统“xdimensus 300”

“与先行产品相比，成功实现更小尺寸。通常房间必须始终保持在恒定的温度，本产品不需要花费这个工夫。不必选择安装房间是一个很大的优势，设备的销售量也在不断增加”(大西)

要成为满足客户需求的理想装置，尚且存在一些课题。但是，我们将努力攻克难题，稳步推进开发工作。装置和开发人员的进步将永不止步。