(57)【要約】【課題】拡大率を満足させつつ、高分解能高品位で広い範囲の３次元画像を得る。【解決手段】Ｘ線ビーム２を照射するＸ線源３と、被検体１からの透過Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器４と、Ｘ線ビームが９０度より小なるラミノ角で交差する回転軸ＲＡに対して、被検体を支持する支持台５とＸ線ビームとを相対回転させる回転手段７と、Ｘ線検出器から収集した透過像から３次元画像を得る制御処理部１２と、回転軸に直交する面内で、支持台またはＸ線源，Ｘ線検出器及び回転軸を一体に移動する移動機構６とを有し、前記制御処理部１２は、所定の送り量で移動機構６を移動制御させてスキャン位置を設定する設定手段と、各スキャン位置のもとにスキャンを実施し、透過像を収集するスキャン制御部１２ａと、各スキャン位置の透過像から３次元画像を再構成する再構成部１２ｃと、各３次元画像を合成する画像合成部１２ｄとを備えた円錐軌道断層撮影装置である。【選択図】図１
2010060324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、この放射線検出器により検出される放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対して、被検体を支持する支持台と前記放射線ビームとを相対的に回転させる回転手段と、この回転手段によって回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出した前記被検体の透過像を収集し、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを有する円錐軌道断層撮影装置において、
前記回転軸に直交する面内で、前記支持台または所定の位置関係を保ったまま前記放射線源，前記放射線検出器及び前記回転軸を一体的に移動する移動機構と、
前記制御処理部は、前記移動機構を移動制御させて複数のスキャン位置を設定するスキャン位置設定手段と、このスキャン位置設定手段で設定された各スキャン位置で定まるスキャン領域のもとにスキャン制御を実施し、前記放射線検出器から前記被検体の透過像を収集するスキャン制御手段と、このスキャン制御手段で収集された各スキャン位置毎の前記被検体の透過像からそれぞれ３次元画像を再構成する再構成手段と、この再構成手段で再構成された各３次元画像を前記スキャン位置に基づいて合成して１つの合成３次元画像を作成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項２】
被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、この放射線検出器により検出される放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対して、被検体を支持する支持台と前記放射線ビームとを相対的に回転させる回転手段と、この回転手段によって回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出した前記被検体の透過像を収集し、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを有する円錐軌道断層撮影装置において、
前記制御処理部は、前記放射線検出器から収集した前記被検体の多数の透過像それぞれを前記回転の面に沿った左・右端部になだらかにデータ値を拡張し、この拡張された透過像それぞれに対し前記回転の面に沿った高周波強調フィルタリングを行い、当該高周波強調フィルタリング後の前記拡張透過像それぞれを逆投影して前記被検体の３次元画像を作成する再構成手段を設けたことを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記再構成手段は、前記スキャン制御手段で収集された各スキャン位置毎の前記被検体の透過像それぞれを前記回転の面に沿った左・右端部になだらかにデータ値を拡張し、この拡張された透過像それぞれに対し前記回転の面に沿った高周波強調フィルタリングを行い、当該高周波強調フィルタリング後の前記拡張透過像それぞれを逆投影して前記被検体の３次元画像を作成することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記画像合成手段は、前記再構成手段で作成された複数の３次元画像の接続部で重なり部分を有する場合、その重なり部分の３次元画像間の平均値を用いてなだらかに接続した合成３次元画像を作成することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項５】
請求項１、請求項３、請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記画像合成手段は、前記再構成手段で作成された複数の３次元画像の接続部で重なり部分を有する場合、その３次元画像の重なり部分の差異が最小となるように互いにずらして合成３次元画像を作成することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
透過像中の回転軸の位置を前記放射線ビームの中心から一方の縁部近くに設定してオフセットスキャンを実施することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対する放射線の照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐軌道の断層撮影装置は、円形トモシンセシス（Tomosynthesis）装置、あるいは円形ラミノグラフ（Laminograph）、あるいは傾斜型ＣＴ（Computer  Tomograpy）装置とも呼ばれている。
【０００３】
円錐軌道の断層撮影装置は、放射線源から発生する放射線を被検体に照射し、当該被検体から透過してくる放射線を２次元分解能の放射線検出器で検出し、相対的に、被検体に対する放射線照射方向を円錐に沿って変化させ、この変化の各位置で得られる放射線検出器の出力から被検体の３次元画像を作成するものである。
【０００４】
図１７は従来の円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式図（正面図）である（特許文献１）。  
この断層撮影装置は、Ｘ線焦点ＦからＸ線ビーム１０１を照射するＸ線管１０２と、被検体１０３から透過してくるＸ線ビーム１０１を検出しデジタル透過像として出力する２次元のＸ線検出器１０４と、テーブル１０５と、回転機構１０６とで構成される。
【０００５】
被検体１０３は、テーブル１０５に載置され、Ｘ線管１０２から照射されるＸ線ビーム１０１内で、回転機構１０６により、Ｘ線光軸Ｌ（Ｘ線ビーム１０１の中央線）に対し９０度より小さなラミノ角αLを成す回転軸ＲＡに対して回転される。
【０００６】
すなわち、断層撮影装置は、回転機構１０６によって被検体１０３を１回転させる間に所定の回転角度ごとにＸ線検出器１０４で多数の透過像を撮影し（スキャンと言う）、これら多数の透過像を再構成処理して被検体１０３の３次元画像（多数の断面像）を作成する。
【０００７】
再構成方法はフェルドカンプ等（非特許文献１）による方法などが用いられる。この再構成方法は、透過像のフィルタリングと逆投影による方法である。
【０００８】
この再構成方法で得られるボクセルデータ（各格子点に画素値を配分した形式）としての３次元画像は、点群データ、ポリゴンデータ（立体物の表面を多数の多角形平面の集まりとして表わしたデータ）、ＳＴＬ（Standard  Triangulation  Language）データなどの形式に変換でき、またデジタルエンジニアリング技術で行う各種の解析にも応用することができる。
【０００９】
ところで、以上のような円錐軌道断層撮影装置は、板状をなす被検体の検査に効果を発揮する。その理由は、例えばラミノ角αLが９０度である通常のＣＴ装置では、Ｘ線光軸Ｌが被検体１０３の長手方向と平行になるため、被検体１０３によるＸ線吸収が大きくなって断面像が劣化するが、ラミノ角αLが９０度より小さくなるように傾ければ、回転中に常に被検体１０３の板面に対して斜めに交差し、良好な断面像が得られるためである。
【００１０】
従って、円錐軌道断層撮影装置では、以上のような理由から電子部品が実装された電子回路基板などの板状の被検体の内部検査，例えば半田ボールを接合端子として用いるＢＧＡ（Ball  Grid  Array）接合の検査などに好適である。
【００１１】
また、従来の円錐軌道断層撮影装置は、Ｘ線幾何条件が自由に設定でき、色々な対象物に対応できる特徴を持っている。つまり、Ｘ線管１０１（Ｘ線焦点Ｆ）に対して、テーブル１０５（回転軸ＲＡ）あるいはＸ線検出器１０４を近づけたり遠ざけたりすることで、撮影距離ＦＣＤ（Focus  to  rotation  Center  Distance）と検出距離ＦＤＤ（Focus  to  Detector  Distance）が連続的に変更でき、被検体１０３に応じて撮影倍率（拡大率）＝ＦＤＤ／ＦＣＤを容易に変えられ、また、ミラノ角αLも可変できる。
【００１２】
図１８は従来の円錐軌道断層撮影装置のスキャン領域を示す２面図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
【００１３】
この図１８から明らかなように、スキャン領域Ａｎ（斜線部）は、回転軸ＲＡを中心とし、１回転中に測定されるＸ線ビーム１０１に包含される円筒領域である。スキャン領域Ａｎは無理なく再構成するのに十分なデータを収集できる領域である。
【００１４】
従って、このような円錐軌道断層撮影装置では、被検体１０３の検査領域をスキャン領域Ａｎに収め、かつ、できる限り拡大率を大きくして撮影すれば、高分解能断面像を得ることができる。
【００１５】
さらに、従来の円錐軌道断層撮影装置では、拡大率を上げるためにＸ線管１０２のＸ線焦点Ｆと被検体１０３との撮影距離ＦＣＤを小さくするが、その結果、被検体１０３がＸ線ビーム１０１（測定視野）からはみ出した状態で断層撮影を行うことになる。
【００１６】
しかし、被検体１０３がＸ線ビーム１０１からはみ出した場合、３次元画像のスキャン領域外縁から外に向けて急速に画像が劣化する。その理由は、図１９（ａ）に示す空気補正と対数変換後の透過像プロファイルを参照して、撮影した透過像の縁が空気でなく、被検体１０３の構造物の影響を受けるために０にならず、段差１１１となって現れ、この段差１１１がフィルタリング処理で強調されるためにひげ状のノイズ１１２が生じ、図１９（ｂ）に示す３次元画像を参照して、このノイズ１１２が逆投影によりスキャン領域Ａｎの外側１１３の直線状アーチファクトとなり、３次元画像を壊してしまうためである。
【特許文献１】特開２００３−３２９６１６号公報。
【非特許文献１】Ｌ．Ａ．Ｆeldkamp，Ｌ．Ｃ．Ｄavis  and  Ｊ．Ｗ．Ｋress，Ｐractical  cone-beam  algorithm，Ｊ．Ｏpt．Ｓoc．Ａm．Ａ/Ｖol．１，Ｎo．６/June１９８４。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
近年、電子機器の小型化とともに、機器筐体内に実装される電子回路基板が益々細密化しており、それに伴って断層撮影装置においても高分解能高品位の３次元画像が望まれている。
【００１８】
このため、円錐軌道断層撮影装置としては、分解能を上げるためにＸ線管１０２のＸ線焦点Ｆを被検体１０３に近づけて拡大率を上げ、狭いスキャン領域Ａｎを選択して検査する場合が多い。その結果、被検体１０３がＸ線ビーム１０１からはみ出すことは避けられない。
【００１９】
従って、円錐軌道断層撮影装置では、Ｘ線検出器１０４の分解能を上げない限り、分解能の低下を伴わずにスキャン領域Ａｎを広げることができない問題がある。
【００２０】
他方、Ｘ線検出器１０４の分解能を上げない限り、前述したように「はみ出し」の影響により、スキャン領域Ａｎの外側１１３の３次元画像を壊してしまうので、分解能の低下を伴わずにスキャン領域Ａｎより広い範囲の３次元画像を得ることができない。
【００２１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所望とする拡大率を満足させつつ、高分解能高品位で広い範囲の３次元画像を得る円錐軌道断層撮影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】
【００２２】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、この放射線検出器により検出される放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対して、被検体を支持する支持台と前記放射線ビームとを相対的に回転させる回転手段と、この回転手段によって回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出した前記被検体の透過像を収集し、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを有する円錐軌道断層撮影装置において、
前記回転軸に直交する面内で、前記支持台または所定の位置関係を保ったまま前記放射線源，前記放射線検出器及び前記回転軸を一体的に移動する移動機構と、
前記制御処理部は、前記移動機構を移動制御させて複数のスキャン位置を設定するスキャン位置設定手段と、このスキャン位置設定手段で設定された各スキャン位置で定まるスキャン領域のもとにスキャン制御を実施し、前記放射線検出器から前記被検体の透過像を収集するスキャン制御手段と、このスキャン制御手段で収集された各スキャン位置毎の前記被検体の透過像からそれぞれ３次元画像を再構成する再構成手段と、この再構成手段で再構成された各３次元画像を前記スキャン位置に基づいて合成して１つの合成３次元画像を作成する画像合成手段とを備えた円錐軌道断層撮影装置である。
【００２３】
従って、本発明は、以上のような手段を講じたことにより、測定視野からはみ出る被検体に対し、所望の送り量に従ってスキャン位置を移動させつつスキャン制御によって得られる被検体の透過像からそれぞれ３次元画像を取得し、当該スキャン位置の移動量だけずらして合成処理を行うので、測定視野に収まらない大きな範囲の断面像を得ることができる。
【００２４】
請求項２に対応する発明は、被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、この放射線検出器により検出される放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対して、被検体を支持する支持台と前記放射線ビームとを相対的に回転させる回転手段と、この回転手段によって回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出した前記被検体の透過像を収集し、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを有する円錐軌道断層撮影装置において、前記制御処理部は、前記放射線検出器から収集した前記被検体の多数の透過像それぞれを前記回転の面に沿った左・右端部になだらかにデータ値を拡張し、この拡張された透過像それぞれに対し前記回転の面に沿った高周波強調フィルタリングを行い、当該高周波強調フィルタリング後の前記拡張透過像それぞれを逆投影して前記被検体の３次元画像を作成する再構成手段を設けた円錐軌道断層撮影装置である。
【００２５】
この発明は、以上のような手段を講じたことにより、被検体が透過放射線ビームである透過像からはみ出すスキャン制御を実施しても、透過像の縁で段差ができないように、透過像の左・右端部になだらかにデータ値を付加して拡張し、外に向けて段差を追いやることで、フィルタリング及び逆投影したときにスキャン領域外縁から外の画像が壊れることがなくなる。よって、簡易なデータ外挿処理により、３次元画像のスキャン領域外縁から外に向けての画質を高めることができ、３次元画像を広げることができる。
【００２６】
請求項３に対応する発明は、前記請求項１に対応する発明の構成要素である前記再構成手段として、前記スキャン制御手段で収集された各スキャン位置毎の前記被検体の透過像それぞれを前記回転の面に沿った左・右端部になだらかにデータ値を拡張し、この拡張された透過像それぞれに対し前記回転の面に沿った高周波強調フィルタリングを行い、当該高周波強調フィルタリング後の前記拡張透過像それぞれを逆投影して前記被検体の３次元画像を作成する構成である。
【００２７】
このような手段を講じたことにより、測定視野からはみ出る被検体に対して、移動機構を移動制御させながらスキャン位置を変えてスキャン制御を実施し、各スキャン位置毎の透過像の左・右両端部になだらかにデータ値を付加して拡張し、得られた各拡張した透過像から３次元画像を作成した後、これら複数の３次元画像を、移動量だけずらしつつ合成処理を行うに際して、各３次元画像のスキャン領域外縁から外にかけての画質を高めることができ、また３次元画像をスキャン領域より広げられので、同じ合成枚数でより広い範囲の断面像を得ることができる。
【００２８】
請求項４に対応する発明は、請求項１または請求項３に対応する発明において、前記画像合成手段としては、前記再構成手段で作成された複数の３次元画像の接続部で重なり部分を有する場合、その重なり部分の３次元画像間の平均値を用いてなだらかに接続した合成３次元画像を作成する構成である。
【００２９】
以上のような手段を講じることにより、複数の３次元画像の重なり部分に若干の差異がある場合でも、滑らかに繋がった合成画像を得ることができる。
【００３０】
また、請求項５に対応する発明は、請求項１、請求項３、請求項４の何れかに対応する発明において、前記画像合成手段としては、前記再構成手段で作成された複数の３次元画像の接続部で重なり部分を有する場合、その３次元画像の重なり部分の差異が最小となるように互いにずらして合成３次元画像を作成する構成である。
【００３１】
本発明は、以上のような手段を講じたことにより、画像の繋がりに狂いがある場合でも、その狂いを調整して正確に繋がった合成画像を得ることができる。
【００３２】
さらに、請求項６に対応する発明は、請求項１ないし請求項５の何れかに対応する発明において、透過像中の回転軸の位置を前記放射線ビームの中心から一方の縁部近くに設定してオフセットスキャンを実施するものである。
【００３３】
本発明は、以上のような手段とすることにより、オフセットスキャンにより得られた透過像を再構成するので、３次元画像を大きくできる効果がある。これにより、少ない合成枚数の３次元画像を合成し、広い範囲の断層像を得ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、所望とする拡大率を確保しつつ、スキャン位置の移動ないし透過像の外挿データの拡張により、高分解能高品位で広い範囲の３次元画像を得ることができる円錐軌道断層撮影装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
（第１の実施の形態）  
図１は本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の第１の実施形態を示す構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である。なお、ここでは放射線としてＸ線を用いて説明する。
【００３６】
円錐軌道断層撮影装置は、被検体１に向けてＸ線ビーム２を照射するＸ線源３と、被検体１から透過してくるＸ線ビーム２を透過像（透過データ）として検出する２次元Ｘ線検出器４と、被検体１を支持する支持台５と、この支持台５をＸＹ方向に水平移動させるＸＹ機構（移動機構）６と、このＸＹ機構６を回転軸ＲＡに対して回転させると共に回転軸ＲＡに沿って昇降させる回転・昇降機構（回転手段）７と、ＸＹ機構６及び回転・昇降機構７を制御すると共に回転スキャン時に所定の回転角度ごとに２次元Ｘ線検出器４で検出された透過像を収集し、この収集した透過像から被検体１の３次元画像を再構成する制御処理本体部８とで構成される。制御処理本体部８以外はＸ線の遮蔽箱（図示せず）に収納されている。４ａは検出面である。
【００３７】
回転軸ＲＡは、Ｘ線ビーム２の中心線Ｌ（ほぼＸ線源３のＸ線焦点ＦとＸ線検出器４の中心Ｄとを結ぶ線であって、以下、Ｘ線光軸Ｌと称する）の方向に対し９０度より小さなラミノ角αLで交差している。回転軸ＲＡは、Ｘ線光軸Ｌとラミノ角αLで交差しているのでなく、Ｘ線光軸Ｌの方向とラミノ角αLで交差している。すなわち、回転軸ＲＡとＸ線光軸Ｌが交わっている必要はない。なお、ラミノ角αLは概略４０度から８０度の範囲に設定される。
【００３８】
Ｘ線源３は、照射するＸ線ビーム２の発散点であるＸ線焦点Ｆが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管、制御処理本体部８からの設定制御指令に従って管電圧、管電流等を制御する制御回路及び制御回路の制御指令に応じた所望の管電圧、管電流をＸ線管に印加する電気回路からなり、例えば基台上のアーム（図示せず）などに支持されている。ここで、Ｘ線ビーム２は、放射されるＸ線のうち実際にＸ線検出器４で検出されるＸ線を指す。
【００３９】
Ｘ線検出器４は、検出面４ａに沿って多数のＸ線検出素子が２次元のマトリックス（ｎ，ｍ）状に配列されたＸ線フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）等が用いられ、Ｘ線源３からのＸ線ビーム２の照射のもとに被検体１内部を透過してくるＸ線透過像を２次元分解能で検出し、制御処理本体部８へ送信して、制御処理本体部８がそのデジタル透過像を取り込む。
【００４０】
被検体１は、前述したように支持台５に支持され、制御処理本体部８からのＸＹ移動制御指令に従い、ＸＹ機構６が回転軸ＲＡと直交する面内で回転軸ＲＡに対して支持台５を移動することで所望位置に位置決めされる。
【００４１】
また、被検体１は、制御処理本体部８からの回転・昇降制御指令に従い、回転・昇降機構７により支持台５及びＸＹ機構６と共に回転軸ＲＡの方向（ｚ方向）に昇降されて位置決めされ、かつ、Ｘ線ビーム２内で回転軸ＲＡに対して回転される。この回転の際、ＸＹ機構６の移動方向Ｘ，Ｙも被検体１と一緒に回転する。
【００４２】
なお、Ｘ線源３，Ｘ線検出器４及び回転・昇降機構７は図示していない機構で互いに位置決めされる。
【００４３】
支持台５は、プラスチックやカーボンなどで作られ、Ｘ線の吸収を少なくするために支持台内部が中空に形成されている。支持台５は、被検体１にあわせて交換でき、例えば大きな被検体１の場合には大きなものが用いられる。
【００４４】
スキャン領域１０は、回転軸ＲＡを中心とし、１回転中に測定されるＸ線ビーム２に包含される半径の円筒領域（正確には、円筒の上下に円錐を付けた領域）である。回転軸ＲＡは、図１（ｂ）に示すように、通常、機構誤差のためにＸ線光軸Ｌから少しずれているので、スキャン領域１０の半径は回転軸ＲＡに近いＸ線ビーム２の縁で決まる。スキャン領域１０は無理なく再構成できる十分なデータが収集される領域である。
【００４５】
なお、ＸＹ機構６及び回転・昇降機構７には図示されていないがエンコーダが取り付けられ、支持台５のＸ，Ｙ位置、高さ及び回転角度などを読み取って制御処理本体部８に送出する。
【００４６】
制御処理本体部８は、通常のコンピュータが用いられ、ハードウェア的な構成としては、キーボード１１ａ、マウス１１ｂなどの入力部１１と、ＣＰＵ等で構成される制御処理部１２と、磁気ディスクまたは光ディスクなどの記憶装置１３と、表示部１４が設けられ、その他にＸ線検出器４との間でデータのやり取りを行うインタフェース（図示せず）やＸＹ機構６，回転・昇降機構７との間でＸＹ移動制御や回転制御に関するデータのやり取りを行う中継機能の役割を果す機構制御ボード（図示せず）などが設けられている。
【００４７】
制御処理部１２は、機能的には、個別のプログラムデータに基づいて、スキャン制御を実施するとともに、Ｘ線検出器４からデジタル透過像を収集し、記憶装置１３に記憶するスキャン制御部１２ａと、このスキャン制御部１２ａにより収集された透過像の前処理を行う前処理部１２ｂと、再構成処理を行って被検体１の３次元画像（多数の断面像）を作成し、表示部１４に表示する再構成部１２ｃと、再構成部１２ｃで得られた複数の３次元画像を合成し、広い範囲の３次元画像を得る画像合成部１２ｄとが設けられている。
【００４８】
制御処理部１２としては、入力部１１からの指示のもとにＸ線源３に対し管電圧、管電流等の設定制御指令を送出し、所望の管電圧、管電流等に設定するとともに、Ｘ線の放射、停止指令も送出する。なお、管電圧、管電流は被検体１の大きさに合わせて変えることができる。
【００４９】
すなわち、制御処理部１２は、入力部１１及び表示部１４を用いて、操作者による操作のもとにメニュー選択、管電圧、管電流等を含む撮影条件の設定、必要な機構部分の手動操作、スキャンの開始、ステータスの読取り、３次元画像の表示などを行う。
【００５０】
なお、制御処理本体部８は、前述したように汎用のコンピュータが用いられるが、例えば構成部分１〜７と一体化したＣＰＵ内蔵の専用断層撮影装置を用いて、実現しても構わない。
【００５１】
次に、以上のような円錐軌道断層撮影装置の第１の実施形態における作用を説明する。
【００５２】
この実施の形態は、制御処理本体部８から送出されるＸＹ移動制御指令に基づき、回転・昇降機構７上のＸＹ機構６により、被検体１に対して相対的にスキャン領域１０を移動させて複数のスキャン位置を設定し、各スキャン位置ごとにスキャン制御により得られる透過像からそれぞれ断面像を取得し、これら断面像を合成し、広範囲の断面像を得るものである。
【００５３】
図２は被検体１に対して２つのスキャン領域を設けた例を説明する図である。  
スキャン位置を変えて第１のスキャン領域１０ａと第２のスキャン領域１０ｂを設定し、これら論理和した広い範囲の領域をスキャン領域とする。従って、論理和したスキャン領域１０ａ，１０ｂは無理なく再構成できる領域となる。
【００５４】
すなわち、この断層撮影装置は、第１のスキャン位置で定まる第１のスキャン領域１０ａに略内接する正方形の３次元画像Ｒ１を再構成し、同じく第２のスキャン位置で定まる第２のスキャン領域１０ｂに略内接する正方形の３次元画像Ｒ２を再構成した後、３次元画像Ｒ１と３次元画像Ｒ２とを合成する。
【００５５】
図３はスキャン位置決め制御とデータ処理全体の流れを示す図である。  
ステップＳ１では、被検体１の透過像を撮影するスキャン制御を実施するための第１のスキャン位置を設定する。操作者は、被検体１を支持台５に載置した後、制御処理本体部８から昇降制御指令を送出し、回転・昇降機構７により支持台５を所定の高さになるように昇降制御する。
【００５６】
次に、制御処理本体部８からＸＹ移動制御指令を送出し、ＸＹ機構６により支持台５をＸＹ方向に移動させ、第１のスキャン位置を設定する。
【００５７】
引き続き、操作者は、入力部１１からスキャン開始指示を入力すると、Ｘ線源３から被検体１に向けてＸ線ビーム２を照射させた状態で、スキャン制御部１２ａがスキャン制御用プログラムに基づいてスキャン制御を実施する（ステップＳ２）。
【００５８】
ステップＳ２では、スキャン制御部１２ａが機構制御ボードを介して回転制御指令を回転・昇降機構７に与えると共に撮影指令をＸ線検出器４に与えてスキャン制御を実施する。回転・昇降機構７は、回転制御指令に従ってＸＹ機構６とともに支持台５を回転させ、この回転の間、所定の回転角度ごとに、Ｘ線検出器４が被検体１から透過されてくる透過像を撮影し、デジタル透過像として制御処理本体部８に送出し、制御処理本体部８はそのデジタル透過像を収集し、記憶装置１３に記憶する。
【００５９】
従って、支持台５が一回転するスキャンの間に記憶装置１３には、Ｘ線検出器４から収集された多数のデジタル透過像が回転の順ｋに並べられて、３次元のサイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）が記憶される。
【００６０】
ステップＳ３では、制御処理部１２が前処理部１２ｂを実行する。  
前処理部１２ｂは、記憶装置１３に記憶された全部の透過像に対して、予め定める前処理用プログラムに基づいて前処理を行う。ここで、前処理とは例えばオフセット補正、感度補正（空気補正）、対数変換などである。これらオフセット補正、感度補正（空気補正）、対数変換などの前処理は画像処理で一般的に行われている手法を用いて処理する。前処理の一例としては、概略，  
前処理後の値Ｐ＝ＬＯＧ（空気画像ＰA／前処理前の値Ｐ０）      ……（１）  
なる演算式に基づき、前処理後の値Ｐを求める。ここで、空気画像ＰAは被検体１が無いときの画素値であって、予めＸ線検出器４で検出して記憶装置１３等に記憶されている値を用いる。
【００６１】
次に、制御処理部１２の再構成部１２ｃが再構成用プログラムに従って再構成処理を実行する（ステップＳ４）。  
すなわち、ステップＳ４では、第１のスキャン位置で定まる第１のスキャン領域１０ａ内でスキャンして得られた前処理後の各回転角度の透過像Ｐに対し、それぞれ回転の面に沿った方向（ｎ方向）（正確には透過像上の回転軸の投影と直交する方向）に|ω|に略比例する高周波強調フィルタリング（ＣＴで言うＲamachandran  ＆  Ｌakshminarayanan  フィルタリング等）を行う。フィルタリングは、例えばコンボリューションで行うか、あるいはフーリエ変換＋フィルタ関数掛け＋逆フーリエ変換等によって行う。
【００６２】
次に、フィルタリング後の透過像をそれぞれ被検体１の位置に仮想設定した３次元再構成グリッド上へＸ線経路に沿って逆投影（加算）する。すべての透過像についてフィルタリングと逆投影とを終えると、例えば第１のスキャン領域１０ａに略内接する正方形の３次元画像Ｒ１が生成される。ここで、３次元画像の実空間でのサイズは、自ら再構成グリッドを設定していることから既知である。
【００６３】
ステップＳ５では、全スキャン位置における一連の処理が完了したか否かを判断し、終了していない場合にはステップＳ６に移行する。
【００６４】
ステップＳ６では、次のスキャン位置，図２の例では第２のスキャン位置を設定する。具体的には、自動あるいは手動操作に基づき、ＸＹ機構６により被検体１を−Ｘ方向に移動させつつ、例えば前述した第１のスキャン位置と繋がる位置まで移動させて、次のスキャン位置を設定する。つまり、被検体１を−Ｘ方向に｛（３次元画像Ｒ１の実空間での横サイズ＋３次元画像Ｒ２の実空間での横サイズ）／２｝なる距離だけ移動させ、次（例えば第２）のスキャン位置を設定する。
【００６５】
以上のようにして次のスキャン位置を設定した後、ステップＳ２に戻り、前述と同様の処理（Ｓ２〜Ｓ５）を繰り返し実行し、全スキャン位置における一連の処理が完了したとき、ステップＳ７に移行し、画像合成処理を行う。
【００６６】
ステップＳ７では、画像合成部１２ｄにより、各スキャン位置で得られた３次元画像を合成する。すなわち、図２に示す第１のスキャン位置で得られるスキャン領域１０ａに略内接する３次元画像Ｒ１と第２のスキャン位置で得られるスキャン領域１０ｂに略内接する３次元画像Ｒ２とを繋ぎ合わせて広い範囲の３次元画像を作成する。
【００６７】
従って、以上のような実施の形態によれば、円錐軌道断層撮影装置において、スキャン領域からはみ出る被検体１に対し、複数のスキャン位置を設定し、それぞれのスキャン領域内の３次元画像を再構成した後、これら複数の３次元画像を合成するので、従来のスキャン領域を越える広い範囲のスキャン領域により高品位な３次元画像を作成することができる。
【００６８】
（第１の実施の形態の変形例）  
（変形例１）  
第１の実施の形態では、図２に示すように２つのスキャン位置の設定例を説明したが、スキャン位置の設定数は限定しない。
【００６９】
図４は被検体１に対してスキャン領域の３つの設定例を示す図である。  
同図（ａ）は、４つのスキャン領域Ａ１〜Ａ４の設定例である。具体的には、スキャン制御部１２ａは、自動的にＸＹ機構６を制御し、３次元画像が繋がるように４つのスキャン位置を設定し、各スキャン位置のもとにそれぞれスキャン制御を実施し、被検体１からの透過像をＸ線検出器４で撮影する。再構成部１２ｃは、Ｘ線検出器４で得られた透過像のうち、各スキャン領域Ａ１〜Ａ４にそれぞれ略内接する正方形の透過像を再構成し、３次元画像Ｒ１〜Ｒ４を作成する。画像合成部１２ｄは、４つの３次元画像Ｒ１〜Ｒ４を繋ぎ合わせて合成し、広いスキャン領域の断面像を作成する。
【００７０】
同図（ｂ）、（ｃ）は、同様に６つ、９つのスキャン位置を設定し、各スキャン位置のもとにスキャン制御を実施し、被検体１からの透過像をＸ線検出器４で撮影する。そして、Ｘ線検出器４で得られた透過像のうち、各スキャン領域Ａ１〜Ａ６、Ａ１〜Ａ９にそれぞれ略内接する正方形の透過像を再構成し、３次元画像Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１〜Ｒ９を作成する。画像合成部１２ｄは、各３次元画像Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１〜Ｒ９を合成し、さらに広いスキャン領域の断面像を作成する。
【００７１】
なお、３次元画像の一辺の実空間の長さをＧとすると、スキャン制御部１２ａはスキャン位置の位置決め時、ＸＹ機構６による送り量を容易に決定できる。４つの３次元画像Ｒ１〜Ｒ４を合成する場合、例えば、合成する各３次元画像の中央がＣ点の基準位置に設定するように、ＸＹ機構６による（Ｘ，Ｙ）方向の送り量を順番に、（−Ｇ／２，−Ｇ／２）、（Ｇ／２，−Ｇ／２）、（Ｇ／２，Ｇ／２）、（−Ｇ／２，Ｇ／２）と移動させつつ、４つのスキャン位置を設定し、各スキャン位置でスキャン制御を実施する。そして、Ｘ線検出器４で得られた透過像のうち、各スキャン領域Ａ１〜Ａ４にそれぞれ略内接する正方形の透過像を再構成し、３次元画像Ｒ１〜Ｒ４を作成し、図４（ａ）に示すように合成する。この画像合成は、ＸＹ送り量ピッチであるＧだけ中心をずらして重ね合わせることで合成できる。
【００７２】
（変形例２）  
第１の実施の形態の変形例１では、１つのスキャン位置で得る３次元画像のサイズ（幅
）Ｇに合せるように、複数のスキャン位置の間隔（Ｘ，Ｙ送り量ピッチ）を設定しているが、逆に、複数スキャン位置の間隔（Ｘ，Ｙ送り量ピッチ）Ｇを設定し、これに合せて再構成する３次元画像のサイズを設定するようにしてもよい。
【００７３】
例えば、被検体１として電子回路基板のＢＧＡを撮影する場合、ＢＧＡの半田ボールは基板面に沿ってます目状に例えば等間隔Ｈでならんでいる。この場合、スキャン領域がｉを自然数としてｉ×ｉ個の半田ボールを包含するとして、ｉ×ｉ個ずつスキャンする。すなわち、各スキャン位置をスキャン領域中心がｉ×ｉ個の半田ボールの中央になるように、また、スキャン位置の間隔ＧがＨのｉ倍になるように設定し、各３次元画像のサイズはスキャン位置の間隔Ｇと同じサイズにする。これにより、各スキャン位置で得た３次元画像を中心間をＧだけ離して繋ぎ合せるように合成すると、繋ぎ目に半田ボールがかからないように合成画像を得ることができる。
【００７４】
ここで、あるいは、各３次元画像のサイズはｉ×ｉ個の半田ボールを含むサイズであればよく、スキャン位置の間隔Ｇとは異なるサイズＧ´に設定することもできる。このとき、合成画像は各スキャン位置に基づいて、各画像の中心間の間隔をスキャン位置の間隔Ｇだけ離して配置するように合成する。あるいは、合成画像は、各画像の中心間の間隔を画像サイズ（幅）Ｇ´だけ離して配置するように、つまり各画像を繋ぎ合せて敷き詰めるように合成する。このようにすると、合成画像上で半田ボール間に画像として欠落部分あるいは重複部分が生じるが、この欠落部分あるいは重複部分に検査対象の半田ボールがかからないように合成画像ができるので問題はない。
【００７５】
以上により、半田ボール間の位置関係を把握しつつ個々の半田ボールの状態をよく観察できる３次元合成画像が得られる。
【００７６】
（変形例３）  
３次元画像の形状は回転軸ＲＡ方向から見たときに正方形に限らない。例えば、長方形でも円形であってもよい。３次元画像の大きさも任意であり、また、必要に応じてスキャン領域から多少はみ出した形状であってもよい。さらに、３次元画像のボクセルの縦横高さは同じ寸法でも、あるいは同じ寸法でなくてもよい。
【００７７】
（変形例４）  
第１の実施の形態における処理の流れとしては図３に示す通りであるが、簡単のために、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４の各処理がそれぞれサイノグラム全体（全ｎ，ｍ，ｋ）について行うように説明しているが、図３に示す処理の流れに限定されない。
【００７８】
例えば、ステップＳ２のスキャン制御が完結する前に収集した画像から順にステップＳ３の前処理を開始させてもよいし、ステップＳ３で前処理が完結する前に前処理が済んだ画像から順にステップＳ４の再構成処理を行ってもよい。
【００７９】
（変形例５）  
第１の実施の形態では、幾何条件の変更については説明を省略しているが、実際には幾何条件を変更する幾何条件変更機構を備えていてもよい。例えば、図１に示すラミノ角αLの可変機構、回転軸ＲＡがＸ線光軸Ｌと再接近する点をＣとした上でＸ線焦点ＦとＣの間の距離（ＦＣＤ）、Ｘ線焦点Ｆと検出面４ａ中心Ｄの間の距離（ＦＤＤ）、またＣとＤの間の距離（ＣＤＤ）を相対的に変更させつつ透過像の拡大率を変更する機構、また回転軸ＲＡとＸ線光軸Ｌを相対的に隔てる方向（紙面と直交方向）に相対的に平行移動させるオフセット機構（オフセットスキャン用）などを追加してもよい。
【００８０】
なお、幾何条件変更機構を用いて、拡大率（ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更する場合、被検体１をＸ線焦点Ｆに近づけて拡大率を上げ、かつ、複数のスキャン位置でスキャンすることにより、高分解能な３次元画像を得ることが可能になる。
【００８１】
（変形例６）  
第１の実施の形態では、回転・昇降機構７による回転等の動きについては相対的であればよい。例えば、回転軸ＲＡに対する支持台５とＸ線ビーム２との回転や支持台５の回転の面に沿った回転軸ＲＡに対する移動（ＸＹ移動）は相対的でよい。すなわち、被検体１を回転軸ＲＡに対して回転させる代わりに、Ｘ線源３とＸ線検出器４とを互いの位置を保ったまま一体的に回転軸ＲＡに対して回転させるとか、支持台５を回転軸ＲＡに対して移動させる代わりに、Ｘ線源３とＸ線検出器４と回転軸ＲＡとを一体で支持台５に対して移動させてもよい。
【００８２】
（変形例７）（請求項４対応）  
第１の実施の形態では、各３次元画像が互いに重ならずに繋がるように複数のスキャン位置を設定したが、３次元画像同士が接続部分で互いに重なり合うように設定してもよい。例えば、３次元画像の重なり部分は重なった３次元画像間の平均により得るようにしてもよい。平均としては、例えば、重み付け平均を用いる。
【００８３】
図５は重み付け平均による画像合成を説明する図である。３次元画像Ｒ１のＸ方向一方である図示右側の重なり部分は１から０に変化するウエイトＷ１（Ｘ）を掛け、他方の３次元画像Ｒ２のＸ方向一方である図示左側の重なり部分は０から１に変化するウエイトＷ２（Ｘ）を掛けることで平均化する。
【００８４】
図５ではウエイトを直線状に変化させているが、これに限定されることなく、要はＷ１（Ｘ）＋Ｗ２（Ｘ）＝１となるように滑らかに変化させればよい。これにより、重なり部分に若干の差異がある場合でも滑らかに繋がった１つの合成３次元画像を得ることができる。
【００８５】
なお、図５は横方向の合成であるが、縦横方向の合成の場合も同様に重み付け平均の画像合成ができることは容易に分かる。すなわち、図４（ｃ）に示すように、９枚の３次元画像の合成の場合、まず横方向を帯状にウエイト掛けして合成し、出来上がった３つの帯を、縦方向にウエイト掛けして合成すればよい。また、これと等価な計算をＲ１，Ｒ２，…，Ｒ９の順で、または任意の順で、合成しても構わない。
【００８６】
さらに、重み付け平均の３次元画像を合成する前に、各画像における重なり部分からその外にかけての各画素に対して、重なり部分において各画像の平均画素値を互いに一致させるような係数であり、重なり部分からその外にかけてなだらかに数値１まで収束するような係数を各画像ごとに掛けた後、ウエイト掛けの３次元画像を合成すれば、さらに滑らかに繋がる合成画像を得ることができる。
【００８７】
（変形例８）  
第１の実施の形態においては、ＸＹ移動制御の位置決め停止精度が悪い場合、制御目標値ではなく、実測の停止位置（動き始めて次の停止位置までの移動量）を用いて、画像合成を行うようにしてもよい。すなわち、各画像の中心間の位置関係を、実測したＸＹ移動位置に合わせるようにして合成してもよい。
【００８８】
（変形例９）（請求項５対応）  
第１の実施の形態では、各３次元画像が互いに重ならずに繋がるように複数のスキャン位置を設定したが、３次元画像同士が接続部で重なり合うように、ＸＹ移動位置（各スキャン位置）を設定し、合成時に重なり部分の画素値の差異が最小になるように互いの画像をずらして合成してもよい。これは、例えば、各３次元画像の重ね合せをＸ，Ｙ（，Ｚ）方向に少しずらして探索し、各ずらし位置でそれぞれ重なり部分の平均の画素値差（絶対値）を計算し、相互の画素値差が最も小さくなるときのずらし位置を決定し、この決定された位置に従って合成してもよい。
【００８９】
これにより、Ｇの数値等に狂いがあっても、その狂いを調整し、正確に繋がる合成画像を得ることができる。Ｇの数値の狂いのみが予想される場合は、画素値差の計算は画像中心間を結ぶ方向にのみずらし移動させて行ってもよい。
【００９０】
（変形例１０）  
第１の実施の形態では、被検体１を回転軸ＲＡ方向（上下方向）に複数位置に移動させてスキャン制御を実施し、各位置における被検体１からの透過像から得られる３次元画像については、回転軸ＲＡ方向にも画像合成することが可能である。また、このとき、回転軸ＲＡ方向の３次元画像が重なるようにして、前述した平均を行う合成（変形例７）や移動調整する合成（変形例９）を行うようにしてもよい。
【００９１】
（変形例１１）  
前記変形例５においては、拡大率を変更する機構の追加例について説明したが、このような拡大率を変更したときの画像間の合成も可能である。
【００９２】
図６は拡大率を変えた場合の画像合成の説明図である。  
ＸＹ機構６を用いて、被検体１をＸＹ方向に移動させて各スキャン位置を設定した後にスキャン制御を実施し、被検体１の透過像から３次元画像Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を得るようにした後、さらに追加的に被検体１の注目部位が回転軸ＲＡ上に位置するようにＸ，Ｙ（Ｘ５，Ｙ５）に移動させ、拡大率を上げた状態でスキャン制御を実施する。そして、このスキャン制御で収集された透過像に基づいて得られる３次元画像Ｒ５を作成する。
【００９３】
しかる後、３次元画像Ｒ５の一辺をＧ５とすると、図６に示すように３次元画像Ｒ５における被検体１の注目部位に相当する位置と、例えば３次元画像Ｒ１の対応する位置とを位置合わせし、画像合成を行う。
【００９４】
ここで、３次元画像Ｒ５の領域は分解能の高い３次元画像となっている。そこで、各３次元画像Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の全体の画素サイズについては、最小の３次元画像Ｒ５の画素サイズに統一するように再編成する。つまり、各３次元画像Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を被検体１の注目部位をもつ３次元画像Ｒ５に合わせる。
【００９５】
以上のようにすることにより、注目部位の分解能を高める一方、非常に広い範囲の合成画像を短時間に作ることができる。
【００９６】
また、拡大率を変えた画像合成は、Ｒ５の位置及びＧ５を変えながら、Ｒ５と他の画像Ｒ１，Ｒ４の重なり部分の平均の画素値差を計算し、画素値差が最も小さなＲ５の位置及びＧ５を見つけて合成することで、移動位置及び拡大率の誤差を補正した合成画像を得ることができる。ここで、注目部位は何箇所であってもよく、拡大率もそれぞれ任意に設定できる。また、低拡大率の画像は複数枚でなく１枚とすることもできる。
【００９７】
（変形例１２）  
第１の実施の形態では、１つの３次元画像として考えているが、１枚の断面像であってもよい。すなわち、３次元画像としてはその特殊形として２次元画像も含めて考えることができる。
【００９８】
（変形例１３）  
第１の実施の形態では、画像合成はボクセルデータ（ピクセルデータを含む）として得られる３次元画像（２次元画像を含む）で行っているが、当該ボクセルデータを点群データ、ポリゴンデータ、ＳＴＬデータ等の形式に変換した後に合成することもできる。
【００９９】
（変形例１４）  
第１の実施の形態では、１回転する通常のスキャンについて説明したが、円錐軌道断層撮影装置における他のスキャン方式の場合でも同様に画像合成を行うことができる。例えば、１８０°＋ファン角回転させてスキャンするハーフスキャン、モーションアーチファクトを除去するために１回転以上回転させてスキャンするオーバスキャン、回転軸ＲＡ投影位置を検出面中心Ｄからずらして１回転させてスキャンするオフセットスキャン、回転軸ＲＡ方向に被検体１を相対的に移動させながら何回も回転させてスキャンするヘリカルスキャンなどでも、前述した第１の実施の形態で説明した画像合成処理を適用することができる。
【０１００】
すなわち、ＸＹ機構６により、回転軸ＲＡに対して被検体１をＸＹ方向に移動させて複数のスキャン位置を設定し、各スキャン位置でそれぞれ各スキャン方式を実施し、得られた透過像から３次元画像を作成する。そして、各スキャン位置でのスキャンで得られた各３次元画像の位置関係が分かるので、第１の実施の形態と同様の要領で画像合成できる。
【０１０１】
（変形例１５）  
第１の実施の形態では、Ｘ線検出器４としてＦＰＤを用いたが、２次元分解能を有するものであれば、他の検出器を用いてもよい。
【０１０２】
（変形例１６）  
第１の実施の形態では、放射線源としては、マイクロフォーカスＸ線管を有するＸ線源３を用いたが、他のＸ線源でもよく、またγ線、マイクロ波等の放射線源を用いてもよい。
【０１０３】
（変形例１７）  
さらに、前述したように多数の変形例を説明したが、これら２つ以上の変形例を多重的に組み合わせた変形例も同様に含むものである。
【０１０４】
（第２の実施の形態）  
本発明に係る円錐軌道断層撮影装置における第２の実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と同じであるので、以下、図１の構成を参照して説明する。  
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して特に異なるところは再構成部１２ｃによる再構成処理を改良したものである。
【０１０５】
以下、第２の実施の形態の作用について、図７を参照して説明する。  
図７は再構成部１２ｃによる再構成処理の流れを示す図であって、新たにデータ外挿処理が追加された。
【０１０６】
まず、ステップＳ４１では、再構成部１２ｃによりデータ外挿を行う。図８は前処理後透過像のｎ方向プロファイルを示すデータ外挿の説明図である。
【０１０７】
データ外挿は拡張前の透過像２０の左右端部に対して、回転の面に沿った（ｎ方向）右側に右端のデータ値を持つ領域に拡張し、左側に左端のデータ値を持つ領域に拡張し、拡張した全透過像２１を作成する処理である。すなわち、データ外挿は、前処理後の全透過像Ｐをデータ外挿により拡張したサイノグラムを作る。
【０１０８】
ステップＳ４２では、拡張した各回転角の透過像Ｐに対し、それぞれ回転の面に沿った方向（ｎ方向）に|ω|に略比例する高周波強調フィルタリング（ＣＴで言うＲamachandran  ＆  Ｌakshminarayanan  フィルタリング等）を行う。フィルタリングは、例えばコンボリューションで行うか、あるいはフーリエ変換＋フィルタ関数掛け＋逆フーリエ変換等によって行う。フィルタリングの際に、拡張した透過像２１のｎ方向長さが処理を行う長さとなる。
【０１０９】
次に、ステップＳ４３では、フィルタリング後の透過像をそれぞれ被検体１の位置に仮想設定した３次元再構成グリッド上へＸ線経路に沿って逆投影（加算）する。すべてのフィルタリング後の透過像について逆投影を終えると、３次元画像が生成する。
【０１１０】
従って、以上のような実施の形態によれば、次のような効果を有する。  
通常、図１７に示す従来装置では、被検体１０３がＸ線ビーム１０１からはみ出した状態でスキャンした場合、その被検体１０３から透過してくる透過像の縁が空気画像ＰAでないために、図１９で示すように前処理後の透過像プロファイルには段差１１１が生じる。そのため、段差１１１をフィルタリングしたとき、段差１１１が強調され、逆投影したときにスキャン領域の外側１１３の３次元画像を壊してしまう。
【０１１１】
その点、第２の実施の形態によれば、拡張前の透過像ｎ方向の縁にできる段差を解消するために、当該透過像の左・右端部にそれぞれ対応する端部のデータ値で付加して拡張すれば、簡易なデータ外挿により段差部分を外側に追いやることができ、スキャン領域の外縁から外にかけての画質を高めることができる。
【０１１２】
スキャン領域の外側が段差で壊されることが無く、データ方位の欠落による劣化のみとなるため、スキャン領域の外縁から外に向けてなだらかに画質が低下するが、ある程度使用可能な３次元画像となる。よって、３次元画像の再構成領域をスキャン領域より広くすることができる。
【０１１３】
また、スキャン領域よりも３次元画像が広げられるので、同じ合成枚数でより広い範囲の断面像が得られる。
【０１１４】
図９は第２の実施の形態における被検体１に対するスキャン領域の他の設定例を示す効果の説明図である。この例は、ＸＹ機構６によるＸＹ移動によって設定した第１のスキャン位置のもとにスキャン領域１０ａ´からはみ出した正方形の透過像を再構成して３次元画像Ｒ１´を作成し、同様に第２のスキャン位置のもとにスキャン領域１０ｂ´からはみ出した正方形の透過像を再構成して３次元画像Ｒ２´を作成する。そして、それぞれ再構成によって得られた３次元画像Ｒ１´とＲ２´とを繋ぎ合わせて合成する。
【０１１５】
従って、以上のように３次元画像の角をスキャン領域１０ａ´，１０ｂ´からはみ出して設定することで、隣接する互いのスキャン領域を離すことができ、画像合成により高分解能高品位を保って画像の範囲を効率よく広げることができる。
【０１１６】
（第２の実施の形態の変形例）  
（変形例１）（請求項３対応）  
第２の実施の形態では、データ外挿（Ｓ４１）によって、拡張前の透過像２０を回転の面に沿った（ｎ方向）右側に右端のデータ値を持った領域を拡張し、左側に左端のデータ値を持った領域を拡張したが、データ領域の拡張は図８で説明した拡張方法に限らない。
【０１１７】
図１０は前処理後透過像のｎ方向プロファイルを示すデータ外挿の説明図である。つまり、データの外挿は透過像の端部をなだらかにするために、端部データ値を用いて拡張するほか、例えば傾斜線でも曲線でもなだらかに繋がっていればよい。すなわち、拡張前の透過像２０の両端部に対して、回転の面に沿った右側及び右側になだらかなにデータ値を拡張し、拡張した透過像２１を作成すればよい。
【０１１８】
図１０（ａ）のデータ外挿の例では、拡張前の透過像２０の左端部の左端値をＰL、右端部の右端値をＰRとしたとき、左端部側にはＰLから（ＰL＋ＰR）／２までなだらかに直線で外挿させ、右端部側にはＰRから（ＰL＋ＰR）／２までなだらかに直線で外挿させたものである。
【０１１９】
図１０（ｂ）のデータ外挿例は、左端部の左端値ＰLから零値までなだらかに外挿させ、右端部の右端値ＰRから零値までなだらかに外挿させたものである。
【０１２０】
ここでいう、なだらかとはプロファイルが段差なく連続的であることを言う。さらに、プロファイルの拡張部分の傾斜についても急激な変化が無いほうが好ましい。
【０１２１】
この変形例１によれば、拡張前の透過像ｎ方向の縁にできる段差を、透過像の左右端部になだらかな値を外挿して拡張することにより、段差を外側に追いやり、或いは無くすことができ、第２の実施の形態と同様の効果を上げることができる。
【０１２２】
（変形例２）（請求項２対応）  
第２の実施の形態では、画像合成する３次元画像枚数が２枚以上でなく、例えば１枚、すなわち、画像合成無しとしても、高分解能高品位で広い範囲の３次元画像を得る効果がある。
【０１２３】
すなわち、被検体１が透過放射線ビーム２である透過像からはみ出すスキャン制御を実施しても、透過像の左・右端部になだらかにデータ値を拡張し、外に向けて段差を追いやるようにすれば、フィルタリング及び逆投影したときにスキャン領域外縁から外の画像が壊れることがなくなる。よって、簡易なデータ外挿処理により、３次元画像のスキャン領域外縁から外に向けての画質を高めることができ、３次元画像を広げることができる。
【０１２４】
（変形例３）  
第２の実施の形態における再構成処理の流れは、簡単のために、図７に示すステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３の各処理がそれぞれサイノグラム全体（全ｎ，ｍ，ｋ）について行う例について説明しているが、図７に示す処理の流れに限定されない。例えば、透過像単位でステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３を続けて行ってもよい。
【０１２５】
（変形例４）  
第２の実施の形態では、フィルタリングに、フーリエ変換＋フィルタ関数掛け＋逆フーリエ変換を採用する場合、種々のデータ外挿方法が考えられる。
【０１２６】
図１１は変形例４における前処理後透過像のｎ方向プロファイルを示すデータ外挿の説明図である。
【０１２７】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ別のデータ外挿で拡張した透過像２１を示しているが、データとして等価であり、同じ結果が得られる。拡張した透過像２１全体をフーリエ変換する時、透過像２１は左端と右端が繋がった輪環のデータと見なせるためである。すなわち、透過像の左・右端部への拡張は透過像の右と左が繋がっているとしてとらえることができる。その結果、段差が一箇所できるが、拡張前の透過像２０のｎ方向縁から隔てて外側に追いやる結果、画質の影響は無視できる。
【０１２８】
（変形例５）  
第２の実施の形態では、領域を拡張するデータ外挿（Ｓ４１）はフィルタリング直前に行ったが、前処理（Ｓ３）時あるいは前処理前に行ってもよい。フィルタリング前には同じデータとなることは容易に理解できる。
【０１２９】
（変形例６）（請求項６）  
第２の実施の形態では、スキャンは１回転する通常のスキャンを想定して説明したが、円錐軌道断層撮影装置における他のスキャン方式の場合も同様にデータ外挿を適用することができる。例えば、１８０°＋ファン角で回転するハーフスキャン、モーションアーチファクト除去のために１回転以上回転するオーバースキャン、回転軸ＲＡ投影位置を検出器中心Ｄからずらして１回転させるオフセットスキャン、回転軸ＲＡ方向に被検体１を相対的に移動させながら何回転も回転させるヘリカルスキャンなどにも、第２の実施の形態のデータ外挿を適用し、拡張できる。
【０１３０】
何れのスキャンにおいても、フィルタリングの直前、またはそれと等価になるステップの段階で、透過像に対してデータ外挿を行った後、フィルタリングと逆投影を行うことで、拡張前の透過像ｎ方向の縁にできる段差を、当該透過像の左右端部の端部値で左右に拡張させていく簡易なデータ外挿で繋げることで、当該段差を外側に追いやることができ、スキャン領域外縁から外にかけての画質を高めることができる。
【０１３１】
次に、オフセットスキャンの再構成について図１２を参照して詳しく説明する。図１２はオフセットスキャンの幾何図である。ここで、スキャン領域Ａ0は、回転軸ＲＡを中心としてその片側がＸ線ビーム２に包含される円筒領域と定義できる。また、スキャン領域Ａ0は、回転軸ＲＡを中心として、Ｘ線ビーム２の遠いほうの縁に接し、回転軸ＲＡ方向がＸ線ビーム２に包含される円筒領域と言うこともできる。スキャン領域Ａ0は無理なく再構成できる十分なデータが収集できる領域である。ここでいうはみ出しは、Ｘ線ビーム２の回転軸ＲＡより遠い縁からのはみ出しであり、スキャン領域Ａ0からのはみ出しと一致する。
【０１３２】
図１３はオフセットスキャンの再構成処理の流れ図である。この再構成処理は、データ外挿（Ｓ４１）の前段に新たに重み関数掛け（Ｓ４０）を追加したことにある。
【０１３３】
ステップＳ４０では、前処理後のサイノグラムＰに対し、重み関数掛けを行う。図１４は重み関数掛けの説明図である。
【０１３４】
図１４（ａ）は前処理後の透過像Ｐのｎ方向プロファイル、図１４（ｂ）は重み関数２３、図１４（ｃ）は重み関数掛け後の透過像Ｐのｎ方向プロファイルである。ここで、ｎａは回転軸ＲＡの投影位置である。ここでは、全透過像Ｐ（サイノグラム）に対し重み関数掛けを行う。
【０１３５】
オフセットスキャン用の重み関数２３は、回転の面に沿ったｎ方向に依存する関数であって、透過像範囲内において回転軸ＲＡの投影位置ｎａの片側で０、他の側で１とし、ｎａ附近で０から１に滑らかに変化し、その傾きがｎａを中心として対称な傾きの傾斜部となる関数である（図１４（ｂ）参照）。
【０１３６】
このステップＳ４１では、重み関数掛け後のサイノグラムＰに対して、第２の実施の形態と同様にデータ外挿を行う。図１５はデータ外挿の説明図である。拡張前の透過像２０の左端部が０となっているので、左端部には０が外挿される。
【０１３７】
ステップＳ４２では、データ外挿後のサイノグラムＰに対して、第２の実施の形態と同様に逆投影を行って３次元画像を作成する。
【０１３８】
このオフセットスキャンにおいては、スキャン領域の半径が２倍近く大きくなり（図１と図１２の比較）、さらに、第１の実施の形態と同様にスキャン領域外縁から外にかけて画質を高めることができることから、高分解能高品位を保って画像の範囲を効率よく広げることができる。
【０１３９】
なお、再構成処理においては、オフセットスキャン用重み関数の代わりに、ハーフスキャン用重み関数、オーバースキャン用重み関数、あるいはヘリカルスキャン用重み関数を用いることで、各スキャンに対応した再構成が可能である。
【０１４０】
図１６はオーバースキャン用重み関数を説明する図である。重み関数Ｗ0Vは回転方向ｋの関数で数値１の平坦部の両端で滑らかに０に落ちる傾斜を有する関数であって、傾斜部はφを回転角として、  
Ｗ0V（φ）＋Ｗ0V（φ＋２π）＝１                              ……（２）  
の関係がある関数が用いられる。
【０１４１】
（変形例７）  
上記第２の実施の形態では、第１の実施の形態における各変形例がすべて適用できるものである。また、１つ以上の変形例を多重的に組み合わせた変形例も可能であることは、第１の実施の形態の変形例で述べた通りである。
【０１４２】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明に係る断層撮影装置の第１の実施形態を示す構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図。
【図２】第１の実施形態における被検体に対して設定したスキャン領域の一例図。
【図３】第１の実施形態における制御処理部のスキャン位置決め制御とデータ処理全体の流れを示す図。
【図４】第１の実施の形態の変形例１における被検体に対して設定したスキャン領域の一例図。
【図５】第１の実施の形態の変形例７における重み付け平均による画像合成の説明図。
【図６】第１の実施の形態の変形例１１における拡大率を変えた画像合成の説明図。
【図７】本発明に係る断層撮影装置の第２の実施の形態における再構成処理の流れ図。
【図８】第２の実施の形態における透過像のｎ方向プロファイルを示すデータ外挿の説明図。
【図９】第２の実施形態における被検体に対して設定したスキャン領域の一例図。
【図１０】第２の実施の形態の変形例１における透過像のｎ方向プロファイルを示すデータ外挿の説明図。
【図１１】第２の実施の形態の変形例４における透過像のｎ方向プロファイルを示すデータ外挿の説明図。
【図１２】第２の実施の形態の変形例６におけるオフセットスキャンの幾何図。
【図１３】第２の実施の形態の変形例６におけるオフセットスキャンの再構成処理の流れ図。
【図１４】第２の実施の形態の変形例６におけるオフセットスキャンの再構成処理の重み関数掛けの説明図。
【図１５】第２の実施の形態の変形例６におけるオフセットスキャンのデータ外挿の説明図。
【図１６】第２の実施の形態の変形例６におけるオーバースキャン用重み関数を示す図。
【図１７】従来の円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式的な構成図。
【図１８】従来の円錐軌道断層撮影装置のスキャン領域を示す平面図及び正面図。
【図１９】従来の円錐軌道断層撮影装置におけるスキャン領域外縁から外側の画像劣化状態を説明する図。
【符号の説明】
【０１４４】
１…被検体、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線源、４…Ｘ線検出器、４ａ…検出面、５…支持台、６…ＸＹ機構（移動機構）、７…回転・昇降機構（回転手段）、８…制御処理本体部、１０（１０ａ，１０ｂ，１０ａ´，１０ｂ´）…スキャン領域、１１…入力部、１２…制御処理部、１２ａ…スキャン制御部、１２ｂ…前処理部、１２ｃ…再構成部、１２ｄ…画像合成部、１３…記憶装置、２０…拡張前透過像、２１…拡張した透過像、ＲＡ…回転軸、Ｌ…Ｘ線光軸、αL…ラミノ角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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