(57)【要約】【課題】  再構成処理を高速に行うことができる断層撮影装置を提供する。【解決手段】  ＦＰＤ６の検出面には、交差する２軸方向である行（ｕ軸）と列（ｖ軸）に沿って検出素子ｄが配列されている。主走査の際、常にｕ軸が体軸Ａと平行にとなるように、ＦＰＤ６を断層軸Ｂ周りに移動させる。これにより、再構成処理において、仮想した３次元格子群Ｋのうち、体軸Ａ方向に並ぶ１列分の各格子点（点ｅを含む）を通過したＸ線が検出面と交わる投影点ｆの集合は、ｕ軸と平行になる。よって、１列分の格子点に逆投影すべき投影データの全ては、投影点ｆの集合が挟まれる２つのラインの検出素子ｄから得られる検出信号のみから求めることができる。このように、投影データを求めるために必要な検出信号の量を少なくすることができ、再構成処理を高速に行うことができる。【選択図】        図８
2006340787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を被検体に照射する照射源と、被検体を挟んで前記照射源に対向して配置され、被検体を透過した電磁波から被検体の投影データを得る検出手段と、前記照射源および前記検出手段を結ぶ照射軸を、被検体の関心部位を通る断層軸に対して所定の角度で傾斜させつつ断層軸周りに回転させるように、少なくとも前記照射源を移動させる主走査を行う主走査手段と、を備え、主走査の各時点において前記検出手段から得られる投影データの一群に基づいて再構成処理を行い、３次元の断層画像を取得する断層撮影装置において、前記検出手段は、電磁波を検出する複数個の検出素子が交差する２軸方向である行と列に沿って配置された平面または曲面からなる検出面を有し、主走査の際、前記検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向は、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸と、常に平行であることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記照射源を断層軸周りに移動させ、かつ、前記検出手段を断層軸周りに移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、さらに、前記検出手段の位置に応じて前記検出手段を傾斜させて、照射軸から前記１軸方向の成分を除いた方向に対して前記検出面を直交させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記検出手段を、断層軸を中心として仮想した円柱と、前記１軸を中心として仮想した円柱との交点を結ぶ曲線に沿って移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記照射源を、断層軸を中心として仮想した円柱と、前記１軸を中心として仮想した円柱との交点を結ぶ曲線に沿って移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記主走査手段による前記検出手段の移動は、前記１軸方向の直線運動成分と、前記１軸を中心とする円弧上の回転運動成分との合成で実現することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段による前記照射源の移動は、前記１軸方向の直線運動成分と、前記１軸を中心とする円弧上の回転運動成分との合成で実現することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項８】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記検出手段を、前記１軸と断層軸との交点を頂点とし、断層軸周りに前記所定の角度をなして形成される円錐と、前記１軸を中心として仮想した円柱との交点を結ぶ曲線に沿って移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の断層撮影装置において、さらに、前記検出面に設けられて、電磁波の散乱を除去するブレードを備え、前記主走査手段は、前記ブレードを前記検出手段と一体に移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記照射源のみを断層軸周りに回転させ、前記検出手段は、前記主走査手段により回転する照射源の各位置に対向可能な大きさを有し、前記主走査手段が前記照射源を回転させているとき、前記検出手段は静止していることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の断層撮影装置において、さらに、前記検出面に設けられて、電磁波の散乱を除去するブレードと、前記ブレードを、前記１軸方向の直線運動成分と、前記１軸を中心とする円弧上の回転運動成分とを合成によって移動させるブレード移動手段と、を備え、前記ブレード移動手段は、前記ブレードを前記照射源に対向させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の断層撮影装置において、断層軸を前記１軸周りに回転させるように、前記照射源と前記検出手段とを移動させる従走査を行う従走査手段を備え、前記再構成処理は、さらに、従走査の各時点において前記検出手段から得られる投影データの一群に基づいて行われることを特徴とする断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療分野や、非破壊検査、ＲＩ（Radio isotope）検査、および光学検査などの工業分野などに用いられる断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、対向して配置されるＸ線管とフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）とを、被検体の関心部位を通る断層軸（主走査軸ともいう）周りに一体に回転させる主走査と、Ｘ線管とＦＰＤとを、断層軸にほぼ直交する１軸（従走査軸ともいい、以下では「体軸」と記載する）周りに一体に回転させる従走査とを行う。そして、主走査および従走査の各時点でＦＰＤから得られた投影データの一群に基づいて３次元の断層画像を取得する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４１６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
再構成処理を行うとき、被検体の関心部位に３次元格子群を仮想的に設定する。この３次元格子群の１辺は被検体の体軸と平行に設定される。そして、３次元格子群の各格子点には、その格子点を通過するＸ線がＦＰＤの検出面と交わる点（以下、単に「格子点の投影点」という）における投影データに基づいて情報が与えられる（この処理を逆投影という）。ＦＰＤの検出面には行列状に検出素子が配置され、各検出素子から検出信号が得られる。格子点の投影点における投影データは、その投影点の周囲に近接する複数個（例えば、４個）の検出素子から得られる検出信号を演算することにより求める。
【０００５】
ここで、体軸に平行に並ぶ１列分の格子点に注目すると、これら格子点の投影点は、１本の直線上に分布する。ＦＰＤは断層軸を中心に回転するので、この直線は、１回の主走査の間にＦＰＤの検出面に対して３６０度回転する。よって、投影点は、検出素子が並ぶ行または列の方向と平行となることはほとんどなく、３行以上または３列以上の検出素子間に分布する。
【０００６】
また、体軸以外の方向に並ぶ格子点についても、それらの投影点は、３行以上または３列以上に検出素子間に分布する。
【０００７】
他方、演算の際は、検出信号が蓄積される比較的低速なメインメモリにアクセスし、検出信号の先頭アドレスと範囲によって指定して、予め必要な検出信号を比較的高速なキャッシュメモリに取り込む。しかし、取り込む行数が多いと、キャッシュメモリの容量を超えてしまう。この場合、メインメモリに再度アクセスする必要がある。なお、検出信号をブロック単位に分割して必要な検出信号のみを取り込むことは、キャッシュメモリの容量を有効に使う点では有利となり得るが、分割した分だけメインメモリにアクセスしなければならない。メインメモリへのアクセスは比較的長い時間を要するので、アクセス回数が増えるほど、再構成処理に時間がかかる。
【０００８】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、再構成処理を高速に行うことができる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】
【０００９】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、電磁波を被検体に照射する照射源と、被検体を挟んで前記照射源に対向して配置され、被検体を透過した電磁波から被検体の投影データを得る検出手段と、前記照射源および前記検出手段を結ぶ照射軸を、被検体の関心部位を通る断層軸に対して所定の角度で傾斜させつつ断層軸周りに回転させるように、少なくとも前記照射源を移動させる主走査を行う主走査手段と、を備え、主走査の各時点において前記検出手段から得られる投影データの一群に基づいて再構成処理を行い、３次元の断層画像を取得する断層撮影装置において、前記検出手段は、電磁波を検出する複数個の検出素子が交差する２軸方向である行と列に沿って配置された平面または曲面からなる検出面を有し、主走査の際、前記検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向は、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸と、常に平行であることを特徴とするものである。
【００１０】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、面検出手段の検出面に配置される検出素子の行または列のいずれかの並びが、主走査の際、常に断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸と平行であるので、この１軸に平行に並ぶ１列分の各格子点を通過した電磁波が検出面と交わる点（投影点）は、検出素子の行または列のいずれかの並びと平行に並ぶ。各格子点に逆投影すべき投影データは、各格子点が投影される点を挟む２つのラインの検出素子から得られる検出信号から求められる。このため、上記１軸に平行に並ぶ１列分の各格子点に応じた投影データを求めるために必要な検出信号の量を、少なくすることができる。よって、再構成処理を高速に行うことができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記照射源を断層軸周りに移動させ、かつ、前記検出手段を断層軸周りに移動させることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、好適に主走査を行うことができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、さらに、前記検出手段の位置に応じて前記検出手段を傾斜させて、照射軸から前記１軸方向の成分を除いた方向に対して前記検出面を直交させることを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸方向から見た場合に、照射軸に対して検出面が直交するように見える。よって、主走査の際、検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向はこの１軸と常に平行に保ちつつ、許容される範囲内で電磁波の入射方向に対して傾斜するように構成している。よって、検出面上にブレード等を一体に配置することが可能である。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記検出手段を、断層軸を中心として仮想した円柱と、前記１軸を中心として仮想した円柱との交点を結ぶ曲線に沿って移動させることを特徴とするものである。
【００１６】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、断層軸を中心として仮想した円柱により、検出手段を断層軸周りに移動する照射源と対向させる。また、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸を中心として仮想した円柱により、検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向がこの１軸と常に平行としつつ、許容される範囲内で好適に傾斜させることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記照射源を、断層軸を中心として仮想した円柱と、前記１軸を中心として仮想した円柱との交点を結ぶ曲線に沿って移動させることを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、さらに、照射源と検出手段との相対的な位置関係を保ちつつ、照射源および検出手段を移動させることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記主走査手段による前記検出手段の移動は、前記１軸方向の直線運動成分と、前記１軸を中心とする円弧上の回転運動成分との合成で実現することを特徴とするものである。
【００２０】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸方向には、直線運動成分であるので、主走査の際、検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向がこの１軸と常に平行とすることができる。また、この１軸を中心とする円弧上の回転運動成分によって、検出手段を許容される範囲内で好適に傾斜させることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段による前記照射源の移動は、前記１軸方向の直線運動成分と、前記１軸を中心とする円弧上の回転運動成分との合成で実現することを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、さらに、照射源を、検出手段との相対的な位置関係を保ちつつ、照射源および検出手段を移動させることができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記検出手段を、前記１軸と断層軸との交点を頂点とし、断層軸周りに前記所定の角度をなして形成される円錐と、前記１軸を中心として仮想した円柱との交点を結ぶ曲線に沿って移動させることを特徴とするものである。
【００２４】
［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、仮想した円錐により、検出手段を照射源と対向させることができる。また、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸を中心として仮想した円柱により、検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向がこの１軸と常に平行としつつ、許容される範囲内で好適に傾斜させることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の断層撮影装置において、さらに、前記検出面に設けられて、電磁波の散乱を除去するブレードを備え、前記主走査手段は、前記ブレードを前記検出手段と一体に移動させることを特徴とするものである。
【００２６】
［作用・効果］請求項９に記載の発明によれば、電磁波の散乱線を好適に除去できる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の断層撮影装置において、前記主走査手段は、前記照射源のみを断層軸周りに回転させ、前記検出手段は、前記主走査手段により回転する照射源の各位置に対向可能な大きさを有し、前記主走査手段が前記照射源を回転させているとき、前記検出手段は静止していることを特徴とするものである。
【００２８】
［作用・効果］請求項１０に記載の発明によれば、十分に大きな検出面を有する検出手段を、主走査の際に静止させることで、容易に検出素子が並ぶ行または列のいずれかの方向を、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸と常に平行とすることができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の断層撮影装置において、さらに、前記検出面に設けられて、電磁波の散乱を除去するブレードと、前記ブレードを、前記１軸方向の直線運動成分と、前記１軸を中心とする円弧上の回転運動成分とを合成によって移動させるブレード移動手段と、を備え、前記ブレード移動手段は、前記ブレードを前記照射源に対向させることを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］請求項１１に記載の発明によれば、ブレードを、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸と平行に保ちつつ、許容される範囲内で好適に傾斜させることができる。
【００３１】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の断層撮影装置において、断層軸を前記１軸周りに回転させるように、前記照射源と前記検出手段とを移動させる従走査を行う従走査手段を備え、前記再構成処理は、さらに、従走査の各時点において前記検出手段から得られる投影データの一群に基づいて行われることを特徴とするものである。
【００３２】
［作用・効果］請求項１２に記載の発明によれば、照射源および検出手段を従走査することで、被検体の等方空間分解能の断層画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明に係る断層撮影装置によれば、面検出手段の検出面に配置される検出素子の行または列のいずれかの並びが常に、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸と平行であるので、この１軸に平行に並ぶ１列分の各格子点を通過した電磁波が検出面と交わる点は、検出素子の行または列のいずれかの並びと平行に並ぶ。各格子点に逆投影すべき投影データは、各格子点が投影される点を挟む２つのラインの検出素子から得られる検出信号から求められる。このため、この１軸に平行に並ぶ１列分の各格子点に応じた投影データを求めるために、時間がかからない。よって、再構成処理を高速に行うことができる。
【実施例１】
【００３４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る断層撮影装置の概略構成を示したブロック図であり、図２は、断層撮影装置の断層軸を通る断面図であり、図３は、走査フレームの断層軸を通る断面図であり、図４は、走査フレーム内の斜視図である。
【００３５】
この断層撮影装置は、被検体Ｍの投影像データを得る撮像系１と、得られた投影データを処理して３次元の断層画像を作成する画像処理部２と、作成された断層画像を表示する表示装置３とに大きく分けられる。
【００３６】
撮像系１は、被検体Ｍを載置する天板４と、回転陽極Ｘ線管５とフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）６とを収容する走査フレーム７と、走査フレーム７を保持する基台８とを有する。基台８は床面に固定して設置されている。
【００３７】
断層軸Ｂは、被検体Ｍの関心部位Ｐを通る軸であり、後述する主走査の中心軸である。また、体軸Ａは、断層軸Ｂに直交して被検体Ｍの関心部位Ｐを通る軸の一つであり、後述する従走査の中心軸である。なお、体軸Ａは、この発明における１軸（「断層軸に直交して被検体の関心部位を通る１軸」）に相当する。
【００３８】
画像処理部２は、検出信号収集部１１と、主記憶部１３と、再構成処理部１５と、保存部１７とを備えている。また、再構成処理部１５は、キャッシュメモリ２１と演算部２３とを備えている。
【００３９】
以下、各部について説明する。
【００４０】
図２に示すように、走査フレーム７の背面側には、この走査フレーム７を保持する略半円形状のフレーム保持部材９が設けられ、このフレーム保持部材９の外周部には従走査用ベルト９ａが取り付けられている。基台８の中央部には、溝が湾曲して形成されており、この溝には図示省略の駆動機構により回転駆動されるローラー１０が設けられている。フレーム保持部材９は、その従走査用ベルト９ａがローラー１０に掛けられた状態で、基台８の溝の内周面にスライド移動可能に保持されている。なお、フレーム保持部材９と基台８とローラー１０は、この発明における従走査手段に相当する。
【００４１】
図３、図４に示すように、走査フレーム７内には、回転陽極Ｘ線管５とＦＰＤ６のほかに、回転駆動モータ３１と、回転駆動軸３２と、Ｘ線管用ギア３３と、Ｘ線管用筐体３４と、ＦＰＤ用ギア３６と、回転テーブル３７と、保持枠３８と、ＦＰＤ支持部材３９とを有する。なお、Ｘ線管用ギア３３とＦＰＤ用ギア３６の径は互いに等しいことが望ましい。
【００４２】
回転駆動モータ３１は、ギアを介して回転駆動軸３２と連結されている。この回転駆動軸３２は、Ｘ線管用ギア３３を介して、断層軸Ｂを中心として回転可能に設けられるＸ線管用筐体３４と連結されている。また、回転駆動軸３２は、ＦＰＤ用ギア３６を介して、断層軸Ｂを中心として回転可能に設けられる回転テーブル３７と連結されている。
【００４３】
Ｘ線管用筐体３４内には、その中心である断層軸Ｂから偏心した位置に回転陽極Ｘ線管５が設けられている。
【００４４】
回転陽極Ｘ線管５は、その名称の通り、回転陽極Ｘ線管のタイプを採用している。すなわち、熱電子を放出する陰極（フィラメント）４１と、その陰極４１から放出された熱電子の加速衝突でＸ線を発生させる陽極（ターゲット）４２と、その陽極４２をその中心周りに高速に回転させる高速回転軸４３と、高速回転軸４３を回動自在に支持するベアリング部４４を有する。高速回転軸４３は、断層軸Ｂと平行に設けられている。回転陽極Ｘ線管５は、この発明における照射源に相当する。
【００４５】
この回転陽極Ｘ線管５から、所定角度分開いた、いわゆる「コーンビーム」形状であるＸ線が照射される。このＸ線の中心軌道、言い換えれば、回転陽極Ｘ線管５の照射源位置（Ｘ線管球の焦点の位置ともいう）ＱとＦＰＤ６とを結ぶ軌道を、照射軸Ｃと呼ぶ。そして、照射軸Ｃが被検体Ｍの関心部位Ｐを通過するように、回転陽極Ｘ線管５は位置決めされている。
【００４６】
回転テーブル３７は、その中心から偏心した位置に保持棒３７ａを有している。保持枠３８は４側面を有する枠体であり、保持枠３８内の開口に保持棒３７ａが挿通されている。この保持枠３８は、対向する２側面を貫き、体軸Ａに平行な２本の保持枠保持棒３８ａを備えている。これら保持枠保持棒３８ａは走査フレーム７に固定的に設置されている。また、保持枠３８は、保持枠保持棒３８ａが貫通する部位にそれぞれ軸受けを備えており、体軸Ａ方向にのみスライド移動可能に構成される。
【００４７】
ＦＰＤ支持部材３９は、その内周面が回転自在な孔を有する軸受け３９ａを有し、この軸受け３９ａが保持棒３７ａと接合することで、回転テーブル３７に保持されている。また、ＦＰＤ支持部材３９の背面側には、保持枠３８の枠内に当接する背板３９ｂを備えて、ＦＰＤ支持部材３９の方向が常に一定方向に向くように構成されている。さらに、ＦＰＤ支持部材３９は、その前面側においてＦＰＤ６を支持する。このとき、ＦＰＤ６が被検体Ｍを挟んで、回転陽極Ｘ線管５と対向するように、ＦＰＤ６を支持している。
【００４８】
さらに、回転テーブル３７には、カウンターバランス３７ｂが設けられている。カウンターバランス３７ｂの位置としては、回転テーブル３７の回転中心（断層軸Ｂ）を挟んで保持棒３７ａが配置される位置と対向する位置であって、回転テーブル３７の周縁側が好ましい。カウンターバランス３７ｂは、回転テーブル３７が回転するときに保持棒３７ａにかかるモーメントと釣り合うように設定されている。
【００４９】
なお、回転駆動モータ３１、回転駆動軸３２、Ｘ線管用ギア３３、Ｘ線管用筐体３４、ＦＰＤ用ギア３６、回転テーブル３７、保持枠３８、およびＦＰＤ支持部材３９は、この発明における主走査手段に相当する。
【００５０】
ＦＰＤ６は、平らな検出面を有する。本実施例では、検出面は平面視、正方形である。
【００５１】
また、ＦＰＤ６の１辺の長さＦＳとしては、回転陽極Ｘ線管５の照射源位置Ｑの回転半径ＸＲと、回転陽極Ｘ線管５の回転中心から被検体Ｍの関心部位Ｐまでの距離ＳＯと、回転陽極Ｘ線管５の回転中心からＦＰＤ６の検出面までの距離ＳＤとを用いて、式（１）で与えられる長さであることが望ましい。
ＦＳ  ＝  ２ＸＲ＊ＳＤ／ＳＯ    ……  （１）
【００５２】
なお、ＦＰＤ６の１辺の長さＦＳとしては、これに限らない。例えば、式（１）で与えられる以上の長さとしてもよい。
【００５３】
図５は、ＦＰＤの検出面の模式図である。図５に示すように、ＦＰＤ６は、その検出面にはＸ線に有感な複数の検出素子ｄが行列状に配列されている。たとえば、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ程の広さの検出面に、縦１５３６個×横１５３６個の検出素子ｄが配列されている。
【００５４】
ここで、便宜上、検出素子ｄの各行が並ぶ方向をｕ軸、各列が並ぶ方向をｖ軸とする。そして、ＦＰＤ６は、その検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）と体軸Ａとが平行となるように、上述したＦＰＤ支持部材３９によって支持されている。
【００５５】
ＦＰＤ６のより詳しい構成を図６、図７を参照して説明する。図６は、ＦＰＤの要部の垂直断面図であり、図７は、ＦＰＤの平面図である。
【００５６】
ＦＰＤ６は、印加電極５１とＸ線感応型の半導体膜５３とキャリア収集電極５５とアクティブマトリクス基板５７とを有し、Ｘ線の入射側からこれらが順に積層されている。すなわち、ＦＰＤ６は、直接、Ｘ線を電荷に変換する直接変換タイプである。
【００５７】
なお、半導体膜５３としては、アモルファスセレン等が例示される。また、アクティブマトリクス基板５７としては、電気絶縁性を有するガラス基板等が例示される。
【００５８】
キャリア収集電極５５は、平面視二次元マトリクス状に分離形成されている。アクティブマトリクス基板５７上には、さらに、キャリア収集電極５５ごとに、電荷情報を蓄積するコンデンサＣａと、キャリア収集電極５５とコンデンサＣａとをそのソースＳに接続して電荷情報を取り出すスイッチ素子である薄膜トランジスタ（Thin Film Transistors）Ｔｒとが分離形成されている。
【００５９】
１個の検出素子ｄは、これら１組のキャリア収集電極５５とコンデンサＣａと薄膜トランジスタＴｒとによって構成する。
【００６０】
さらに、アクティブマトリクス基板５７には、検出素子ｄの行ごとにゲートバスライン６１が敷設されているとともに、検出素子ｄの列ごとにデータバスライン６３とが敷設されている。各ゲートバスライン６１は、各行の薄膜トランジスタＴｒのゲートに共通接続されている。また、各データバスライン６３は、各列の薄膜トランジスタＴｒのドレインに共通接続されている。
【００６１】
さらに、ＦＰＤ６は、アクティブマトリクス基板５７の一端側に、複数個の増幅器６５を有している。また、アクティブマトリクス基板５７の他の一端側には、ゲートドライバ６９を有している。
【００６２】
各増幅器６５には、データバスライン６３がそれぞれ接続されている。また、ゲートライバ６９には、各ゲートバスライン６１が接続されている。このほか、増幅器６５の出力側には、図示省略のＡ／Ｄ変換器が設けられている。なお、ＦＰＤ６は、この発明における検出手段に相当する。
【００６３】
このようなＦＰＤ６内の動作について説明する。印加電極５１にバイアス電圧を印加した状態でＦＰＤ６にＸ線が入射すると、半導体膜５３において電荷が発生し、この電荷は各キャリア収集電極５５を介してコンデンサＣａに蓄積される。ゲートバスライン６１は、ゲートドライバ６９からの走査信号を送信し、薄膜トランジスタＴｒのゲートに与える。これによって、オン状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、コンデンサＣａに蓄積された電荷情報がデータバスライン６３に読み出される。各データバスライン６３を通じて読み出される電荷情報はそれぞれ増幅器６５で増幅される。その後、Ａ／Ｄ変換器にてデジタル化され、検出信号を得る。
【００６４】
このようにして得られた検出信号は、画像処理部２に与えられる。以下、画像処理部２について、説明する。
【００６５】
検出信号収集部１１は、ＦＰＤ６から検出信号を収集する。主記憶部１３は、検出信号を記憶する。
【００６６】
再構成処理部１５は、主記憶部１３に記憶された検出信号に基づいて再構成処理を行い、断層画像を作成する。ここで、キャッシュメモリ２１は、主記憶部１３から検出信号を取り込んで記憶する。キャッシュメモリ２１は、主記憶部１３に比べて記憶できる容量が少ないが、演算部２３によって高速に読み出すことができる。演算部２３は、再構成処理に伴う演算を行う。
【００６７】
保存部１７は、再構成処理部１５から得られた断層画像を保存する。そして、適宜操作者の指示等に従い、表示装置３に断層画像を表示する。
【００６８】
なお、画像処理部２は、所定のプログラムを読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、各種情報を記憶するＲＡＭ（Random-Access Memory）や固定ディスク等の記憶媒体等で実現される。
【００６９】
次に、実施例１の断層撮影装置の動作を撮像系１と、画像処理部２および表示装置３と分けて説明する。
【００７０】
＜撮像系１＞
撮像系１において、基台８に設けられたローラー１０が、図示省略の駆動機構により回転駆動されて、従走査用ベルト９ａを送る。これにより、フレーム保持部材９および走査フレーム７が、一体に体軸Ａ周りに往復回転移動する。これにより、断層軸Ｂを体軸Ａ周りに回転させるように、走査フレーム７内の回転陽極Ｘ線管５とＦＰＤ６とを移動させることができる。このような回転陽極Ｘ線管５およびＦＰＤ６の移動を従走査という。
【００７１】
なお、本実施例では、断層軸Ｂを体軸Ａ周りに約１８０°回転可能に構成されている。
【００７２】
また、走査フレーム７内においては、回転駆動モータ３１が回転駆動軸３２を回転駆動する。回転駆動軸３２は、Ｘ線管用ギア３３を介してＸ線管用筐体３４を回転させるとともに、ＦＰＤ用ギア３６を介しては回転テーブル３７を回転させる。
【００７３】
Ｘ線管用筐体３４の回転により、その内部に収容される回転陽極Ｘ線管５は、断層軸Ｂを中心として回転する。さらに、高速回転軸４３自体の回転により、回転陽極Ｘ線管５の陽極４２は、その高速回転軸４３を中心として回転する。
【００７４】
一方、回転テーブル３７の回転により、ＦＰＤ支持部材３９は、保持棒３７ａが断層軸Ｂに対して偏心している距離を半径とする円軌道上を移動する。このとき、ＦＰＤ支持部材３９の背板３９ｂが保持枠３８に当接することにより、ＦＰＤ支持部材３９の向きが常に一定方向に向くように規制される。よって、ＦＰＤ支持部材３９は、円軌道に沿って平行に移動する。
【００７５】
ＦＰＤ６は、このＦＰＤ支持部材３９と一体となって断層軸Ｂ周りを移動する。したがって、ＦＰＤ６は、その検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）が体軸Ａと平行な状態を保ちつつ、円軌道上を平行に移動する。
【００７６】
言い換えれば、ＦＰＤ６の移動は、体軸Ａ方向の直線運動成分ｍ１と、体軸Ａと断層軸Ｂとに直交する軸Ｄ方向の直線運動成分ｍ２とを合成したものである。
【００７７】
図８は、主走査における回転陽極Ｘ線管とＦＰＤの位置関係を示す模式図である。図８に示すように、回転陽極Ｘ線管５が断層軸Ｂ周りの円軌道ＴＸ上を回転し、ＦＰＤ６は断層軸Ｂ周りの円軌道ＴＦ上を移動する。
【００７８】
回転陽極Ｘ線管５の照射源位置ＱとＦＰＤ６とを結ぶ照射軸Ｃは、回転陽極Ｘ線管５とＦＰＤ６との移動に伴い、被検体Ｍの関心部位Ｐにおいて断層軸Ｂと所定の角度θをなして交わりつつ、断層軸Ｂ周りに回転する。本明細書では、このような回転陽極Ｘ線管５およびＦＰＤ６の移動を、主走査と呼ぶ。
【００７９】
角度θとしては、通常４５度以下である。さらに、望ましい角度θとしては、１５度から２０度である。
【００８０】
なお、図５では、ＦＰＤ６には、円軌道ＴＦ上を平行に移動することを明示するために、その検出面の一側部を模式的に２重線で図示している。
【００８１】
また、従走査の際は、ＦＰＤ６は体軸Ａ周りを回転することになるので、従走査においても、常に検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）は、体軸Ａと平行である。
【００８２】
このような撮像系１の主走査および従走査の各時点において、ＦＰＤ６から得られた検出信号は、画像処理部２に与えられる。
【００８３】
＜画像処理部２および表示装置３＞
検出信号収集部１１は、上記主走査および従走査の各時点において、ＦＰＤ６から得られる検出信号を収集する。主記憶部１３は、検出信号収集部１１によって収集された検出信号を記憶する。再構成処理部１５の演算部２３は、再構成処理を行い、断層画像を生成する。このとき、キャッシュメモリ２１は、演算部２３による再構成処理に必要な検出信号を、予め主記憶部１３から取り込む。保存部１７は、再構成処理部１５によって生成された断層画像を保存する。表示装置３は、保存部１７に保存された断層画像を表示する。
【００８４】
ここで、再構成処理部１５の動作について、図９、図１０を参照しながら詳しく説明する。図９は、主走査に基づく再構成処理の手順を説明するための模式図であり、図１０は、主走査及び従走査に基づく再構成処理の手順を説明するための模式図である。
【００８５】
まず、この一群の撮影データを単純逆投影（単純バックプロジェクション：単純ＢＰ）して単純ＢＰ中間像を生成する。次に、この単純ＢＰ中間像を三次元フーリエ変換して、実空間データからフーリエ空間データに変換した三次元フーリエ分布像（図９、図１０には、三次元フーリエ空間座標で表示しているものに対応する）を生成する。次に、この三次元フーリエ分布像に対してフィルタリング処理を施す（｜ω｜フィルタリング（絶対値オメガフィルタリング）やローパスフィルタリング）。次に、フィルタリング処理を施した三次元フーリエ分布像を三次元逆フーリエ変換して、フーリエ空間データから実空間データに戻し、三次元ボリュームデータ（図９、図１０には、右端側に表示され、周方向に幾本かの破線が図示されている円柱状のものに対応する）が生成される。このようにして、関心部位Ｐの三次元ボリュームデータを生成する画像再構成が行なわれる。なお、この三次元ボリュームデータから任意の断層面の画像を選択することで、選択した断層画像が見られる（図９、図１０には、最右端に表示された厚みの薄い円柱状のものを見ているものに対応する）。上述したように、一旦、単純ＢＰ中間像を生成し、この単純ＢＰ中間像をフーリエ空間で所定のフィルタリング処理を施すという手法を、Ｆ（フーリエ）空間フィルタ法と呼ぶ。
【００８６】
なお、主走査及び従走査に基づいて再構成処理を行うと（図１０に示す手順に相当する）、断層軸Ｂ方向についての解像度も高くすることができ、被検体の等方空間分解能の断層画像を得ることができる。
【００８７】
ここで、単純ＢＰ中間像を生成するときについて、より詳細に説明する。
【００８８】
図１１に示すように、撮影された被検体Ｍの関心部位Ｐに三次元格子群Ｋを仮想的に設定する。例えば、３次元格子群Ｋは、図１１において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ１０００個づつの格子点を仮想する。なお、３軸のうちの一つは、体軸Ａと平行となるように、３次元格子群Ｋが仮想される。図１１においては、Ｘ軸が体軸Ａと平行である。
【００８９】
次に、この三次元格子群Ｋの各格子点がＦＰＤ６の検出面に投影される各点（以下、単に「投影点」という）における投影データをそれぞれ求める。なお、投影データは、この投影点に最近接する複数個の検出素子ｄの検出信号を加重平均して求める。
【００９０】
具体的には、格子点ｅの投影点ｆの投影データは、投影点ｆに最近接する４個の検出素子ｄａから得られる各検出信号を、投影点ｆおよび各検出素子ｄａの相対的な位置関係に基づいて加重平均して求める。相対的な位置関係は、ｕ―ｖ座標系において、ｕ軸方向の位置関係（ｈ１、ｈ２）および、ｖ軸方向の位置関係（ｉ１、ｉ２）で規定できる。
【００９１】
なお、投影データを求める際には、キャッシュメモリ２１は、少なくとも投影点に最近接する検出素子ｄａの検出信号を主記憶部１３から取り込む。また、演算部２３は、投影データを求める演算を行うことになる。
【００９２】
得られた投影データは、もとの格子点ｅに逆投影する。このような投影データをいろいろな角度から格子点に累算することで、その格子点について単純ＢＰ中間像が生成される。３次元格子群Ｋの残りの格子点についても、前記と同様にして逆投影を行う。さらに、主走査および従走査の各時点について、この逆投影を行うことで、等方解像度を実現する単純ＢＰ中間像が生成される。なお、予め、被検体Ｍの撮影像にボケ防止のフィルタ処理等を施してもよい。
【００９３】
ここで、格子点ｅとともに体軸Ａ方向に並ぶ（図１１では、直線Ｌｅ上の）他の格子点の投影点について注目する。直線Ｌｅは体軸Ａ方向であるため、ｕ軸とも平行である。よって、その他の投影点は、ｕ軸と平行な直線Ｌｆ上に分布する。
【００９４】
したがって、体軸Ａ方向に並ぶ１列分の格子点に逆投影する投影データは、直線Ｌｆを挟む２ライン分の検出素子ｄから得られる検出信号のみによって求められる。
【００９５】
そこで、キャッシュメモリ２１は、体軸Ａ方向に並ぶ１列分の格子点に逆投影する際に、これら２ライン分の検出信号を主記憶部１３から取り込むだけでよい。
【００９６】
また、各投影点と、これに最近接する複数の検出素子ｄとのｕ軸方向の位置関係（ｈ１、ｈ２）は一律に同じである。なお、ｖ軸方向の位置関係（ｉ１、ｉ２）は、格子点ごとに異なる。
【００９７】
そこで、演算部２３は、投影点のｕ軸方向の位置関係について１回のみ、また、投影点のｖ軸方向の位置関係について投影点の個数に相当する回数の演算を行うことで、各投影点の相対的な位置関係を求めることができる。
【００９８】
このように、実施例１による断層撮像装置によれば、主走査および従走査の際、検出素子ｄが並ぶ方向（ｕ軸）は体軸Ａと常に平行であるので、体軸Ａ方向に並ぶ１列分の格子点に逆投影する処理において、キャッシュメモリ２１に取り込む検出信号の量を極力低減することができる。このため、主記憶部１３にアクセスする回数自体を抑えることができ、アクセスに要する時間を短縮することができる。
【００９９】
また、演算部２３は、体軸Ａ方向に並ぶ１列分の格子点に逆投影する処理において、各格子点の投影点のｕ軸方向の位置関係を求める演算を大幅に省略することができる。このため、演算部２３の処理に要する時間を短縮することができる。
【０１００】
したがって、再構成処理部１５は、より高速に（短時間に）３次元の断層画像を生成することができる。
【０１０１】
このため、リアルタイムに断層画像を提供する４次元断層撮影装置（４ＤＣＴ）に適用することができる。また、動画断層画像において時間的変化等を把握することができる。
【０１０２】
また、従走査を行う際、基台８は、フレーム保持部材９の一部を保持しつつ、回転させることで、基台８自体をコンパクトにすることができ、断層撮影装置全体の床占有面積を縮小化できる。また、被検体Ｍの上部を開放することで、被検体Ｍに開放感を与える。
【０１０３】
また、回転陽極Ｘ線管５の高速回転軸４３は、主走査の際、常に断層軸Ｂと平行であるので、断層軸Ｂ周りの回転において、ベアリング部４４に加わる力を低減し、ベアリング部４４が破損することを防止することができる。
【０１０４】
また、ＦＰＤ６の１辺の長さＦＳを式（１）で与えられる値とすることで、検出信号を無駄なく再構成処理に用いることができる。すなわち、回転陽極Ｘ線管５の照射源位置Ｑの回転直径（２ＸＲ）は、被検体Ｍの関心部位Ｐに仮想的に設定される三次元格子群Ｋの中心面（以下、「再構成関心領域中心面」という）の１辺に等しい。図１１においては、再構成関心領域中心面は、三次元格子群ＫのＸ軸とＺ軸に平行であって、被検体Ｍの関心部位Ｐを含む面に相当する。よって、検出面が正方形である場合は、検出面の１辺がちょうど２ＸＲ×ＳＤ／ＳＯであれば、その検出面の大きさは、再構成関心領域中心面のＸ線による投影像全体の大きさと等しい。よって、再構成関心領域中心面について再構成画像を得るために必要ではない検出信号を得ることはない。また、得られた検出信号は全て無駄なく再構成画像に用いられる。
【０１０５】
また、回転テーブル３７にカウンターバランス３７ｂを設置することで、回転中に回転テーブル３７が振動する等の不都合を防止することができる。
【０１０６】
また、Ｘ線管用ギア３３とＦＰＤ用ギア３６との径を等しくするとともに、回転駆動軸３２にＸ線管用ギア３３とＦＰＤ用ギア３６とを連結することで、回転陽極Ｘ線管５とＦＰＤ６との回転を容易に同期回転させることができる。
【実施例２】
【０１０７】
以下、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。なお、実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。図１２は、実施例２に係る断層撮影装置の概略構成を示したブロック図であり、図１３は、走査フレームの断層軸を通る断面図であり、図１４は、走査フレーム内の斜視図であり、図１５は、ＦＰＤ支持部材が有する回転型リニア軸受けの斜視図である。
【０１０８】
画像処理部２は、検出信号収集部１１と、主記憶部１３と、ブレード縞除去部１４と再構成処理部１５と、保存部１７とを備えている。また、再構成処理部１５は、キャッシュメモリ２１と演算部２３とを備えている。
【０１０９】
以下、各部について説明する。
【０１１０】
図１３、図１４に示すように、走査フレーム７内には、回転陽極Ｘ線管７１とＦＰＤ７３のほかに、Ｘ線管用回転駆動モータ８０Ｘと、Ｘ線管用ギア３３と、Ｘ線管用回転テーブル８１と、Ｘ線管保持枠８２と、Ｘ線管支持部材８３と、ＦＰＤ用回転駆動モータ８０Ｆと、ＦＰＤ用ギア３６と、回転テーブル３７と、保持枠８４とＦＰＤ支持部材８５とを有する。さらに、ＦＰＤ７３の検出面にブレード８７を設けている。
【０１１１】
実施例２では、Ｘ線管用とＦＰＤ用とで別個に回転駆動モータ８０Ｘ、８０Ｆを備えている。これらＸ線管用、およびＦＰＤ用回転駆動モータ８０Ｘ、８０Ｆは、図示省略の制御部により同期回転するようにデジタル制御されている。
【０１１２】
Ｘ線管用回転駆動モータ８０Ｘは、Ｘ線管用ギア３３を介して、断層軸Ｂを中心として回転可能に設けられるＸ線管用回転テーブル８１と連結されている。また、ＦＰＤ用回転駆動モータ８０Ｆは、ＦＰＤ用ギア３６を介して、断層軸Ｂを中心として回転可能に設けられる回転テーブル３７と連結されている。
【０１１３】
Ｘ線管用回転テーブル８１には、その中心から偏心した位置に保持棒８１ａを有している。Ｘ線管保持枠８２は４側面を有する枠体であり、Ｘ線管保持枠８２内の開口に保持棒８１ａが挿通されている。このＸ線管保持枠８２は、対向する２側面を貫き、体軸Ａに平行な２本の保持枠保持棒８２ａを備えている。これら保持枠保持棒８２ａは走査フレーム７に固定的に設置されている。また、Ｘ線管保持枠８２は、保持枠保持棒８２ａが貫通する部位にそれぞれ軸受けを備えており、体軸Ａ方向にのみスライド移動可能に構成される。
【０１１４】
Ｘ線管支持部材８３は、その内周面が回転自在な孔を有する軸受け８３ａを有し、この軸受け８３ａが保持棒８１ａと接合することで、Ｘ線管用回転テーブル８１に保持されている。また、Ｘ線管支持部材８３の背面側には、Ｘ線管保持枠８２の枠内に当接する背板８３ｂを備えて、Ｘ線管支持部材８３の方向が常に一定方向に向くように構成されている。さらに、Ｘ線管支持部材８３は、Ｘ線管用回転テーブル８１が回転する際に、回転陽極Ｘ線管７１から発生するＸ線が被検体Ｍの関心部位Ｐに照射するように、回転陽極Ｘ線管７１を所定の位置に支持している。
【０１１５】
回転陽極Ｘ線管７１は、熱電子を放出する陰極（フィラメント）７５と、その陰極７５から放出された熱電子の加速衝突でＸ線を発生させる陽極（ターゲット）７６と、その陽極７６をその中心周りに回転させる高速回転軸７７と、高速回転軸７７を回動自在に支持するベアリング部（図示省略）を有する。回転陽極Ｘ線管７１は、この発明における照射源に相当する。
【０１１６】
なお、回転陽極Ｘ線管７１は、実施例１の回転陽極Ｘ線管５と比べて、陰極７５と陽極７６の相対的な位置が異なっている。また、回転陽極Ｘ線管７１の高速回転軸７７は、断層軸Ｂと直交するように設けられている。
【０１１７】
回転テーブル３７は、その中心から偏心した位置に保持棒３７ａを有している。保持枠８４は４側面を有する枠体であり、保持枠８４内の開口に保持棒３７ａが挿通されている。ＦＰＤ支持部材８５は、保持枠８４を介して、保持棒３７ａに保持されている。
【０１１８】
保持枠８４は、対向する２側面を貫く平行な２本の保持枠保持棒８４ａを備えている。２本の保持棒８４ａは体軸Ａに平行であり、それぞれ走査フレーム７に固定されている。また、この２側面には、各保持枠保持棒８４ａが貫く部位にその内周面が回転自在な軸受けが設けられている。これにより、保持枠８４は、保持枠保持棒８４ａ方向（体軸Ａ方向）に移動可能に構成される。さらに、これら２側面の内壁には、断面視、体軸Ａを中心とした同心円に沿うガイド溝８４ｂを有している。
【０１１９】
図１５に示すように、ＦＰＤ支持部材８５の略中央部には、２方向に回転自在な回転型リニア軸受け８６を備えている。この回転型リニア軸受け８６は、その内周面８６ａが回転自在な貫通孔を有するとともに、貫通孔自体が軸ｇ回りに回転可能に構成される。この回転型リニア軸受け８６が保持棒３７ａと接合することで、回転テーブル３７に保持されている。
【０１２０】
ＦＰＤ支持部材８５の背面側には、２枚の背板８５ａが突出するように設けられている。各背板８５ａは、体軸Ａを中心とした同心円に沿った湾曲形状を有している。そして、回転型リニア軸受け８６が保持棒３７ａと接合した状態で、保持枠８４の内壁に形成されたガイド溝８４ｂとスライド可能に当接する。
【０１２１】
そして、ＦＰＤ支持部材８５は、被検体Ｍを挟んで、回転陽極Ｘ線管７１と対向するようにＦＰＤ７３を支持している。
【０１２２】
なお、Ｘ線管用回転駆動モータ８０Ｘ、ＦＰＤ用回転駆動モータ８０Ｆ、Ｘ線管用ギア３３、Ｘ線管用回転テーブル８１、Ｘ線管支持部材８３、ＦＰＤ用ギア３６、回転テーブル３７、保持枠８４およびＦＰＤ支持部材８５は、この発明における主走査手段に相当する。
【０１２３】
図１４に示すように、ＦＰＤ７３の検出面は、一様な湾曲がｕ軸に沿って畝状に形成されている。この湾曲する検出面に、検出素子ｄが行列状に配置されている。ここで、検出面を、実施例１のように２次元座標と考えることはできないが、検出素子ｄの各行は、ｕ軸方向に平行に並べられている。そして、ＦＰＤ７３は、検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）が体軸Ａと平行となるように、ＦＰＤ支持部材８５によって支持されている。ＦＰＤ７３は、この発明における検出手段に相当する。
【０１２４】
ＦＰＤ７３の検出面には、Ｘ線の散乱線を除去するためのブレード８７が設けられている。ブレード８７は、検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）に平行な複数枚の遮蔽板が、回転陽極Ｘ線管７１の照射源位置Ｑに向くように傾斜が付けて設けられている。遮蔽板の物質としては、モリブテンやタングステン等が例示される。
【０１２５】
その他のＦＰＤ７３の構成は、実施例１と同じである。なお、ＦＰＤ７３は、この発明における検出手段に相当する。
【０１２６】
画像処理部２については、ブレード縞除去部１４のみ説明する。
【０１２７】
ブレード縞除去部１４は、主記憶部１３に記憶される検出信号から、ブレード８７の各遮蔽板の影（以下、「ブレードの縞成分」という）を除去する。
【０１２８】
なお、ブレード縞除去部１４も、所定のプログラムを読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、各種情報を記憶するＲＡＭ（Random-Access Memory）や固定ディスク等の記憶媒体等で実現される。
【０１２９】
次に、実施例２の断層撮影装置の動作を撮像系１と、画像処理部２および表示装置３と分けて説明する。
【０１３０】
＜撮像系１＞
撮像系１において、従走査は実施例１と同様であるので、主走査について説明する。
【０１３１】
走査フレーム７内においては、Ｘ線管用、およびＦＰＤ用回転駆動モータ８０Ｘ、８０Ｆが、図示省略の制御部により同期制御されて駆動される。Ｘ線管用回転駆動モータ８０Ｘは、Ｘ線管用ギア３３を介してＸ線管用テーブル８１を回転させる。ＦＰＤ用回転駆動モータ８０Ｆは、ＦＰＤ用ギア３６を介しては回転テーブル３７を回転させる。
【０１３２】
Ｘ線管用テーブル８１の回転により、Ｘ線管支持部材８３は、保持棒８１ａが断層軸Ｂから偏心する距離を半径とする円軌道上を移動する。このとき、Ｘ線管支持部材８３の背板８３ｂがＸ線管保持枠８２に当接することにより、Ｘ線管支持部材８３の向きが常に一定方向に向くように規制される。よって、Ｘ線管支持部材８３は、円軌道に沿って平行に移動する。
【０１３３】
回転陽極Ｘ線管７１は、このＸ線管支持部材８３と一体となって断層軸Ｂ周りを移動する。したがって、回転陽極Ｘ線管７１も、その姿勢を変えることなく、円軌道上を平行に移動する。さらに、高速回転軸７７自体の回転により、回転陽極Ｘ線管７１の陽極７６は、その中心まわりに回転する。
【０１３４】
一方、回転テーブル３７の回転により、ＦＰＤ支持部材８５は、保持棒３７ａが断層軸Ｂに対して偏心している距離を半径とする円軌道上を移動する。このとき、ＦＰＤ支持部材８５の背板８５ａが保持枠８４の内壁に当接することにより、ＦＰＤ支持部材８５自体は、回転型リニア軸受け８６（保持棒３７ａの軸芯）を中心とする回転運動が規制される。さらに、保持棒３７ａの回転運動に応じて、背板８５ａが保持枠８４のガイド溝８４ｂに沿ってスライドする。これにより、ＦＰＤ支持部材８５は、体軸Ａを中心とした同心円の円弧を往復運動する。ＦＰＤ７３は、このＦＰＤ支持部材８５と一体となって移動する。
【０１３５】
より詳しくは、体軸Ａと断層軸Ｂとに直交する軸（以下、「第３軸」と呼ぶ）Ｄ方向にＦＰＤ７３が変位する際は、体軸Ａを中心とする円弧（円周）上を回転移動する。すなわち、ＦＰＤ７３の移動は、体軸Ａ方向の直線運動成分ｍ１と、体軸Ａを中心とする円弧上の回転運動成分ｍ３とを合成したものである。
【０１３６】
このＦＰＤ７３を別の観点から見ると次のようになる。図１６は、実施例２に係る主走査における回転陽極Ｘ線管とＦＰＤの位置関係を示す模式図である。図１６に示すように、ＦＰＤ７３は、体軸Ａを中心として仮想した円柱Ａｃと、断層軸Ｂを中心として仮想した円柱Ｂｃとの交点を結ぶ曲線ＴＦ２（鞍型ともいう）に沿って移動するとともに、ＦＰＤ７３の検出面は、常に円柱Ａｃに接するように傾斜する。
【０１３７】
回転陽極Ｘ線管７１の照射源位置ＱとＦＰＤ７３とを結ぶ照射軸Ｃは、回転陽極Ｘ線管７１とＦＰＤ７３との上記移動に伴い、被検体Ｍの関心部位Ｐにおいて断層軸Ｂと所定の角度θをなして交わりつつ、断層軸Ｂ周りに回転する。すわなち、このような回転陽極Ｘ線管７１およびＦＰＤ７３の移動は、主走査である。
【０１３８】
また、この主走査の際、ＦＰＤ７３の検出面の傾斜は変化するが、これは体軸Ａを中心とする円弧上の回転運動成分ｍ３によるものである。よって、検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）と体軸Ａとは、常に平行が保たれる。
【０１３９】
ブレード８７は、ＦＰＤ７３と一体となって移動する。このため、ブレード８７の移動も、体軸Ａ方向の直線運動成分ｍ１と、体軸Ａを中心とする円弧上の回転運動成分ｍ３との合成となる。ここで、体軸Ａ方向の直線運動成分ｍ１は、遮蔽板の配列方向への移動であるので、そのままで回転陽極Ｘ線管７１に向いている。また、体軸Ａを中心とする円弧上の回転運動成分ｍ３においては、ブレード８７は、円柱Ａｃに接するように傾斜するので、ブレード８７の各遮蔽板は回転陽極Ｘ線管７１の照射源位置Ｑに向く。したがって、ブレード８７は、主走査の際、常に、各遮蔽板が回転陽極Ｘ線管７１の照射源位置Ｑに向く。
【０１４０】
なお、従走査の際は、ＦＰＤ７３は体軸Ａ周りを回転することになるので、従走査においても、常に検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）は、体軸Ａと平行である。また、ブレード８７についても、従走査の際にも常にその遮蔽板が回転陽極Ｘ線管７１に向く。
【０１４１】
このような撮像系１の主走査および従走査の各時点において、ＦＰＤ７３から得られた検出信号は、画像処理部２に与えられる。
【０１４２】
＜画像処理部２および表示装置３＞
再構成処理部１５等の動作は、実施例１と同様であるので、ブレード縞除去部１４の動作について説明する。
【０１４３】
１フレーム分の検出信号から、ブレード８７の縞成分を、ＦＩＲ（Finite Inpulse Response）フィルタリング等によって抽出する。抽出されたブレード８７の縞成分の部分を、その周囲の検出信号によって補修する。なお、ブレード８７の縞成分の具体的な抽出としては、２次元フーリエ変換等が例示される。
【０１４４】
このように、実施例２による断層撮像装置によっても、主走査および従走査の際、検出素子ｄが並ぶ方向（ｕ軸）は体軸Ａと常に平行であるので、再構成処理部１５は、より高速に（短時間に）断層画像を生成することができる。
【０１４５】
また、回転陽極Ｘ線管７１の高速回転軸７７は、主走査の際、同一方向を向いているので、ベアリング部（図示省略）に加わる力を低減し、ベアリング部が破損することを防止することができる。ちなみに、Ｘ線管がＸ線管用テーブル８７に固定的に設けられ、その高速回転軸７７が回転テーブル８１と一体に回転する場合に比べて、ベアリング部に加わる力を低減する効果が得られる。
【０１４６】
また、ＦＰＤ７３の移動は、体軸Ａ方向の直線運動成分ｍ１と、体軸Ａを中心とする円弧上の回転運動成分ｍ３とを合成したものであるので、検出素子ｄが並ぶ方向（ｕ軸）は体軸Ａと常に平行を維持しつつ、検出面を回転陽極Ｘ線管７１に向くように傾斜させることができる。
【０１４７】
また、これにより、検出面にブレード８７を備えることで、Ｘ線の散乱線を好適に除去することができる。なお、主走査中、各遮蔽板が回転陽極Ｘ線管７１方向に常に向いているので、各遮蔽板によって必要以上にＸ線が遮蔽されることがない。
【０１４８】
さらに、ブレード８７の遮蔽板を、体軸Ａと平行に検出素子ｄが並ぶ行方向（ｕ軸）に配列することで、行方向（ｕ軸）のＸ線の入射が遮蔽されにくくなる。また、主走査においてＦＰＤ７３の各位置において、ブレード８７により遮蔽される量が変化しない。このため、ブレード８７の縞成分の除去を容易に行うことができるとともに、その後の再構成処理も好適に行うことができる。
【０１４９】
また、Ｘ線管用とＦＰＤ用とで別個に回転駆動モータ８０Ｘ、８０Ｆを備えることで、回転駆動軸３２を省略することができる。これにより、走査フレーム７の形状の自由度が広がる。
【０１５０】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１５１】
（１）上述した実施例１では、検出素子ｄの行（ｕ軸）方向が、主走査および従走査の際、体軸Ａと常に平行となるように構成した。ここで、「平行」とは、体軸Ａ方向に並ぶ格子点の各投影点が、検出素子ｄの２ラインに間に分布している程度に平行が保たれていれば十分であり、この場合も「平行」に含まれる。
【０１５２】
（２）上述した実施例１では、検出素子ｄの行（ｕ軸）方向が、主走査および従走査の際、体軸Ａと常に平行となるように構成したが、これに限られない。たとえば、検出素子ｄの列（ｖ軸）方向が、常に体軸Ａと平行となるようにしてもよい。
【０１５３】
（３）上述した実施例２では、ＦＰＤ７３を、体軸Ａを中心として仮想した円柱Ａｃと、断層軸Ｂを中心として仮想した円柱Ｂｃとの交点を結ぶ曲線ＴＦ２に沿って移動するように構成したが、このような構成に限られない。たとえば、図１７に示すように、体軸Ａと断層軸Ｂとの交点（被検体Ｍの関心部位Ｐ）を頂点とし、断層軸Ｂ周りに所定の角度θをなして形成される円錐Ｃｃを仮想し、この仮想した円錐Ｃｃと体軸Ａを中心として仮想した円柱Ａｃとの交点を結ぶ曲線ＴＦ３に沿って移動させるように構成してもよい。
【０１５４】
このほか、検出素子ｄの行（ｕ軸）方向が、主走査および従走査の際、体軸Ａと常に平行となる限り、ＦＰＤ７３を任意の曲線上に沿って移動させることができる。
【０１５５】
たとえば、実施例１におけるＦＰＤ支持部材３９の前面に、体軸Ａと平行な回転軸を有するステッピングモータを備え、このステッピングモータによりＦＰＤ６（７３）を回転可能に支持するように構成してもよい。これによれば、ＦＰＤ６（７３）を、断層軸Ｂに直交する一平面内の円軌道上を移動させつつ、その検出面を傾斜させることができる。
【０１５６】
この場合、ＦＰＤ７３の傾斜は、照射軸Ｃから体軸Ａ方向の成分を除いた方向に対してＦＰＤ７３の検出面を直交させるように構成すれば、望ましい。図１８を参照して具体的に説明する。まず、照射軸Ｃから体軸Ａ方向の成分を除いた方向は、図１８において符号「Ｃ´」を付す軸方向である。そして、この軸Ｃ´に、検出面が直交するＦＰＤ７３ｂを仮想する。そして、仮想されたＦＰＤ７３ｂの傾斜角度αと等しい角度αでＦＰＤ７３ａを傾斜させる。これにより、検出素子ｄが並ぶ行（ｕ軸）方向と体軸Ａとを平行に保ちつつ、ＦＰＤ７３を傾斜させることができる。これにより、ブレード等をその検出面に好適に備えることができる。
【０１５７】
（４）上述した各実施例では、ＦＰＤ６（７３）の形状は、平板、または湾曲した形状を示したが、これに限られない。
【０１５８】
たとえば、図１９に示すように、検出面が平面であるＦＰＤ９１に、体軸Ａに平行に遮蔽板が配列されるブレード９２を適用するように構成してもよい。
【０１５９】
あるいは、図２０に示すように、ＦＰＤは、３個の分割ＦＰＤ９３ａ、９３ｂ、９３ｃから構成してもよい。なお、この場合、ブレードも、各分割ＦＰＤ９３ａ、９３ｂ、９３ｃに対応して分割ブレード９５ａ、９５ｂ、９５ｃを備えるようにしてもよい。
【０１６０】
（５）上述した各実施例では、主走査の際、ＦＰＤ６（７３）を断層軸Ｂまわりに移動させていたが、これに限られない。図２１にしめすように、主走査により断層軸Ｂまわりを移動する回転陽極Ｘ線管５（７１）の各位置に対向可能な大きさの検出面を有することで、ＦＰＤ９７を静止させるようにしてもよい。なお、ＦＰＤ９７の検出素子ｄが並ぶ行または列のいずれかの方向を体軸Ａと平行になるようにＦＰＤ９７を設置することで、主走査および従走査の際、検出素子ｄが並ぶ行または列のいずれかの方向が体軸Ａと平行を保つことができる。
【０１６１】
また、ＦＰＤ９７の検出面にブレード９９を設けることも可能である。さらに、このブレード９９を移動は、体軸Ａ方向の直線運動成分と、体軸Ａを中心とする円弧状の回転運動成分とを合成したものとしてもよい。この場合、ブレード９９を移動させるブレード移動手段は、実施例２において開示したＦＰＤ７３を移動させる構成を適宜に適用してもよい。また、上述した回転駆動モータ３１および回転駆動軸３２等の主走査手段の一部が、ブレード移動手段を兼ねるように構成してもよい。
【０１６２】
（６）上述した実施例では、主走査において、回転陽極Ｘ線管５（７１）は断層軸Ｂ周りを移動するように構成したが、実施例２において開示したＦＰＤ７３と同様な移動をさせてもよい。
【０１６３】
具体的には、回転陽極Ｘ線管の移動を、体軸Ａ方向の直線運動成分と、体軸Ａを中心とする円弧上の回転運動成分とを合成したものとしてもよい。たとえば、体軸Ａを中心として仮想した円柱Ａｃと、断層軸Ｂを中心として仮想した円柱Ｂｃとの交点を結ぶ曲線に沿って移動させてもよい。
【０１６４】
（７）上述した各実施例では、ＦＰＤ６（７３）を例に採って説明したが、検出面に複数個の検出素子ｄを有するＸ線検出器であれば、この発明を適用することができる。
【０１６５】
また、上述した各実施例では、ＦＰＤ６（７３）として、直接変換タイプの検出器を例に採って説明したが、これに限られない。例えば、入射したＸ線をシンチレータによって光に変換し、光感応型の物質で形成された半導体層によってその光を電荷情報に変換する間接型の検出素子であってもよい。
【０１６６】
（７）また、上述した各実施例においては、ＦＰＤ６（７３）はＸ線の入射を検出する検出器であったが、入射するものはＸ線に限定されない。Ｘ線以外の放射線、電磁波、光を入射させる場合にも適用できる。
【０１６７】
（８）上述した各実施例では、医用のＸ線撮像装置であったが、これに限られない。たとえば、非破壊検査、ＲＩ（Radio  Isotope）検査、および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられる放射線撮像装置にも適用できる。なお、各実施例において、被検体Ｍと記載したが、被検体Ｍは人体に限られるものではない。
【０１６８】
（９）また、各実施例では、被検体Ｍの体軸Ａを用いて説明したが、特に「体軸」との用語によって限定されるものではなく、断層軸に直交して被検体の関心部位を通る一つの軸であれば、適宜に変更される。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】実施例１に係る断層撮影装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】断層撮影装置の概略垂直断面図である。
【図３】走査フレームの側部断面図である。
【図４】走査フレーム内の斜視図である。
【図５】ＦＰＤの検出面の模式図である。
【図６】ＦＰＤの要部の垂直断面図である。
【図７】ＦＰＤの平面図である。
【図８】主走査における回転陽極Ｘ線管とＦＰＤの位置関係を示す模式図である。
【図９】主走査に基づく再構成処理の手順を説明するための模式図である。
【図１０】主走査及び従走査に基づく再構成処理の手順を説明するための模式図である。
【図１１】逆投影法を説明するための模式図である。
【図１２】実施例２に係る断層撮影装置の概略構成を示したブロック図である。
【図１３】走査フレームの側部断面図である。
【図１４】走査フレーム内の斜視図である。
【図１５】ＦＰＤ支持部材が有する回転型リニア軸受けの斜視図である。
【図１６】実施例２に係る主走査における回転陽極Ｘ線管とＦＰＤの位置関係を示す模式図である。
【図１７】変形実施例に係る主走査における回転陽極Ｘ線管とＦＰＤの位置関係を示す模式図である。
【図１８】変形実施例に係る主走査における回転陽極Ｘ線管とＦＰＤの位置関係を要部を示す模式図である。
【図１９】変形実施例に係るＦＰＤの側面図である。
【図２０】変形実施例に係るＦＰＤの側面図である。
【図２１】変形実施例に係るＦＰＤの側面図である。
【符号の説明】
【０１７０】
５、７１  …回転陽極Ｘ線管
６、７３、９１、９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９７  …フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
７  …走査フレーム
８  …基台
９  …フレーム保持部材
１５  …再構成処理部
２１  …キャッシュメモリ
２３  …演算部
３１  …回転駆動モータ
３４  …Ｘ線管用筐体
３７  …回転テーブル
３９、８５  …ＦＰＤ支持部材
８１  …Ｘ線管用回転テーブル
８３  …Ｘ線管支持部材
８４  …保持枠
８７、９２、９５ａ、９５ｂ、９５ｃ、９９  …ブレード
ｄ  …検出素子
Ａ  …体軸
Ｂ  …断層軸
Ｃ  …照射軸
Ｃ´  …照射軸から体軸方向の成分を除いた方向
ｍ１  …体軸方向の直線運動成分
ｍ３  …体軸を中心とする円弧上の回転運動成分
Ａｃ  …体軸を中心として仮想した円柱
Ｂｃ  …断層軸を中心として仮想した円柱
Ｃｃ  …被検体の関心部位を頂点とし、この関心部位を通過するＸ線を母線として仮想した円錐
Ｐ  …関心部位
【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】
2006340787.tif 000018
【図１７】
2006340787.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2006340787.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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