(57)【要約】【課題】Ｘ線被曝量の増大を抑制しつつ、高解像度のＸ線断層画像を取得する技術を提供する。【解決手段】線量設定部３０８は、Ｘ線断層撮影中に被写体Ｍ１に照射されるＸ線ビームＢＸ１の単位時間線量を変更するための線量制御データを生成する。撮影制御部８０は、その線量制御データに基づき、Ｘ線発生器４２から出射されたＸ線ビームＢＸ１の中心軸Ｘ線ＣＢＸ１（照射軸）が、関心断層ＬＯＩに直交していないときのＸ線強度Ｉ１を、直交するときのＸ線強度Ｉ０よりも相対的に小さくする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線断層撮影装置であって、
Ｘ線ビームを出射するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器から出射された前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を支持する支持部と、
関心断層の位置を設定する関心断層設定部と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して少なくとも旋回中心軸周りに相対的に旋回させる旋回駆動部と、
前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成された投影画像を画像処理することによって、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する画像処理部と、
前記旋回駆動部を制御するとともに、単位時間当たりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記Ｘ線ビームの中心軸が前記関心断層に直交していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量を、直交するときの前記単位時間線量よりも相対的に小さくするように、前記旋回駆動部の制御および前記単位時間線量の変更制御を行う、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１のＸ線断層撮影装置であって、
前記支持部は、一端側に前記Ｘ線発生器を支持するとともに、他端側に前記Ｘ線検出器を支持する旋回アーム、を含み、
前記旋回駆動部は、前記旋回アームにおける前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器の間の位置に接続されたシャフトを介して前記旋回アームを旋回させる、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のＸ線断層撮影装置であって、
前記Ｘ線ビームが複数の方向から照射されることによって複数の投影画像が取得される撮影領域の指定を受け付ける撮影領域指定受付部、
をさらに備える、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線断層撮影装置であって、
前記関心断層設定部は、前記撮影領域指定受付部が受け付けた前記撮影領域に応じて前記関心断層の位置を設定する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４のＸ線断層撮影装置であって、
前記撮影領域指定受付部は、歯列弓の一部を含むように前記撮影領域の指定を受付け、
前記関心断層設定部は、前記撮影領域内に含まれる前記歯列弓の一部に沿う断層を前記関心断層に設定する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項のＸ線断層撮影装置であって、
前記制御部は、前記Ｘ線発生器から出射される前記Ｘ線ビームの強度を増減することによって、前記単位時間線量を増減させ、
前記画像処理部は、所定のしきい値よりも低い強度の前記Ｘ線ビームの照射によって得られた前記投影画像に対して平滑化処理を行ってから、前記Ｘ線断層画像を生成する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項のＸ線断層撮影装置であって、
前記関心断層の断層厚の指定を受け付ける断層厚指定受付部、
をさらに備え、
前記制御部は、指定された前記断層厚に応じて、前記単位時間線量を増大および減少させるときの前記Ｘ線ビームの入射角度を決定する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項８】
請求項３のＸ線断層撮影装置であって、
前記制御部は、
Ｘ線吸収率が他の部位よりも高い高Ｘ線吸収部位の位置を示す位置情報に基づき、前記Ｘ線ビームの経路上にて、前記高Ｘ線吸収部位が存在する場合の前記単位時間線量を、前記高Ｘ線吸収部位が存在しない場合の前記単位時間線量よりも大きくする、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項のＸ線断層撮影装置であって、
前記Ｘ線検出器を、前記旋回中心軸に垂直な方向に、前記関心断層に対して相対的に移動させる移動駆動部、
をさらに備え、
前記制御部は、前記Ｘ線ビームの前記中心軸が前記関心断層に直交するときに、直交していない期間のうち少なくとも一部のときよりも、前記Ｘ線検出器を前記関心断層に接近、又は、前記Ｘ線発生器を前記関心断層から離隔するように、前記移動駆動部を制御する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項１０】
Ｘ線断層撮影方法であって、
(a) 関心断層の位置を設定する工程と、
(b) Ｘ線発生器およびＸ線検出器の間に前記関心断層を配した状態で、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して旋回中心軸周りに相対的に旋回させる工程と、
(c) 前記(b)工程にて、前記Ｘ線発生器から出射されるＸ線ビームを前記Ｘ線検出器で検出する工程と、
(d) 前記(b)工程にて、単位時間あたりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を変更する工程と、
(e) 前記(c)工程にて前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成される複数の投影画像を画像処理して、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する工程と、
を含み、
前記(d)工程は、前記Ｘ線ビームの中心軸が前記関心断層に直交していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量を、直交するときの前記単位時間線量よりも相対的に小さくするように、前記単位時間線量を変更する工程である、Ｘ線断層撮影方法。
【請求項１１】
Ｘ線断層撮影装置であって、
Ｘ線ビームを出射するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器から出射された前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を支持する支持部と、
関心断層の位置を設定する関心断層設定部と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して少なくとも旋回中心軸周りに相対的に旋回させる旋回駆動部と、
前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成された投影画像を画像処理することによって、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する画像処理部と、
前記旋回駆動部を制御するとともに、単位時間当たりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を増減させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記Ｘ線ビームが前記関心断層に正対入射するときの前記単位時間線量を、前記Ｘ線ビームが前記関心断層に正対入射していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量よりも相対的に大きくするように、前記旋回駆動部の制御および前記単位時間線量の変更制御を行う、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項１２】
Ｘ線断層撮影装置であって、
Ｘ線ビームを出射するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器から出射された前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を支持する支持部と、
関心断層の位置を設定する関心断層設定部と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して少なくとも旋回中心軸周りに相対的に旋回させる旋回駆動部と、
前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成された投影画像を画像処理することによって、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する画像処理部と、
前記旋回駆動部を制御するとともに、単位時間当たりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記Ｘ線ビームの中心軸が前記関心断層に８５°から９５°の範囲の入射角度となるときを、前記Ｘ線発生器が前記関心断層に正対する状態とすると、
前記制御部は、前記Ｘ線発生器が前記関心断層に正対していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量を、正対するときの前記単位時間線量よりも相対的に小さくするように、前記旋回駆動部の制御および前記単位時間線量の変更制御を行う、Ｘ線断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線断層撮影を行って、Ｘ線断層画像を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医科用Ｘ線診断の分野では、人体の任意の部位を断層撮影するＸ線ＣＴ（コンピュータ断層撮影法）撮影装置が広く知られている。このＸ線ＣＴ撮影装置では、対向するように配されたＸ線発生器およびＸ線検出器を被写体の周囲において回転させることで、画像情報（Ｘ線投影画像又は透過画像）が取得される。そして、得られた画像情報を画像処理することによって、頭部、胴部等の任意の部位を切断した断層面を示すＸ線断層画像を生成する。
【０００３】
特許文献１には、被写体の内部に存在する高Ｘ線吸収部位情報に基づく制御モデルにより、被写体内部に存在する高Ｘ線吸収部位の影響を緩和して、ＣＴ撮影する技術を開示している。具体的には、Ｘ線コーンビームが高Ｘ線吸収部位（例えば、頸椎）にさしかかるタイミングにおいて、Ｘ線出力の上昇および旋回速度の低下のうち少なくとも一方を実行する。特許文献１では、このように高Ｘ線吸収部位の影響を緩和することによって、鮮明なＸ線断層画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０７５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術の場合、増大させた分の線量は高Ｘ線吸収部位において吸収される。このため、目的とする撮影領域のＸ線吸収に関する情報量については、高Ｘ線吸収部位の影響を緩和した場合と、高Ｘ線吸収部位が無い場合とでは、大略的に変わらない。すると、高Ｘ線吸収部位の影響を緩和して得たＸ線断層画像の解像度は、高Ｘ線吸収部位が無い場合とほとんど変わらない上に、線量増加の分だけＸ線被曝量が増大することとなる。
【０００６】
一方で、高解像度のＸ線断層画像を生成するためには、撮影領域に照射される線量を通常よりも増大させるとよい。しかしながら、被写体のＸ線被曝量が増大するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、Ｘ線被曝量の増大を抑制しつつ、高解像度のＸ線断層画像を取得する技術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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、第１態様は、Ｘ線断層撮影装置であって、Ｘ線ビームを出射するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器から出射された前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を支持する支持部と、関心断層の位置を設定する関心断層設定部と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して少なくとも旋回中心軸周りに相対的に旋回させる旋回駆動部と、前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成された投影画像を画像処理することによって、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する画像処理部と、前記旋回駆動部を制御するとともに、単位時間当たりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を変更する制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記Ｘ線ビームの中心軸が前記関心断層に直交していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量を、直交するときの前記単位時間線量よりも相対的に小さくするように、前記旋回駆動部の制御および前記単位時間線量の変更制御を行う。
【０００９】
第２態様は、第１態様のＸ線断層撮影装置であって、前記支持部は、一端側に前記Ｘ線発生器を支持するとともに、他端側に前記Ｘ線検出器を支持する旋回アーム、を含み、前記旋回駆動部は、前記旋回アームにおける前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器の間の位置に接続されたシャフトを介して前記旋回アームを旋回させる。
【００１０】
第３態様は、第１態様又は第２態様のＸ線断層撮影装置であって、前記Ｘ線ビームが複数の方向から照射されることによって複数の投影画像が取得される撮影領域の指定を受け付ける撮影領域指定受付部、をさらに備える。
【００１１】
第４態様は、第３態様に係るＸ線断層撮影装置であって、前記関心断層設定部は、前記撮影領域指定受付部が受け付けた前記撮影領域に応じて前記関心断層の位置を設定する。
【００１２】
第５態様は、第４態様のＸ線断層撮影装置であって、前記撮影領域指定受付部は、歯列弓の一部を含むように前記撮影領域の指定を受付け、前記関心断層設定部は、前記撮影領域内に含まれる前記歯列弓の一部に沿う断層を前記関心断層に設定する。
【００１３】
第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つのＸ線断層撮影装置であって、前記制御部は、前記Ｘ線発生器から出射される前記Ｘ線ビームの強度を増減することによって、前記単位時間線量を増減させ、前記画像処理部は、所定のしきい値よりも低い強度の前記Ｘ線ビームの照射によって得られた前記投影画像に対して平滑化処理を行ってから、前記Ｘ線断層画像を生成する。
【００１４】
第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つのＸ線断層撮影装置であって、前記関心断層の断層厚の指定を受け付ける断層厚指定受付部、をさらに備え、前記制御部は、指定された前記断層厚に応じて、前記単位時間線量を増大および減少させるときの前記Ｘ線ビームの入射角度を決定する。
【００１５】
第８態様は、第３態様のＸ線断層撮影装置であって、前記制御部は、Ｘ線吸収率が他の部位よりも高い高Ｘ線吸収部位の位置を示す位置情報に基づき、前記Ｘ線ビームの経路上にて、前記高Ｘ線吸収部位が存在する場合の前記単位時間線量を、前記高Ｘ線吸収部位が存在しない場合の前記単位時間線量よりも大きくする。
【００１６】
第９態様は、第１態様から第８態様のいずれか１つのＸ線断層撮影装置であって、前記Ｘ線検出器を、前記旋回中心軸に垂直な方向に、前記関心断層に対して相対的に移動させる移動駆動部、をさらに備え、前記制御部は、前記Ｘ線ビームの前記中心軸が前記関心断層に直交するときに、直交していない期間のうち少なくとも一部のときよりも、前記Ｘ線検出器を前記関心断層に接近、又は、前記Ｘ線発生器を前記関心断層から離隔するように、前記移動駆動部を制御する。
【００１７】
第１０態様は、Ｘ線断層撮影方法であって、(a)関心断層の位置を設定する工程と、(b)Ｘ線発生器およびＸ線検出器の間に前記関心断層を配した状態で、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して旋回中心軸周りに相対的に旋回させる工程と、(c)前記(b)工程にて、前記Ｘ線発生器から出射されるＸ線ビームを前記Ｘ線検出器で検出する工程と、(d)前記(b)工程にて、単位時間あたりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を変更する工程と、(e)前記(c)工程にて前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成される複数の投影画像を画像処理して、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する工程とを含み、前記(d)工程は、前記Ｘ線ビームの中心軸が前記関心断層に直交していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量を、直交するときの前記単位時間線量よりも相対的に小さくするように、前記単位時間線量を変更する工程である。
【００１８】
第１１態様は、Ｘ線断層撮影装置であって、Ｘ線ビームを出射するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器から出射された前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を支持する支持部と、関心断層の位置を設定する関心断層設定部と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して少なくとも旋回中心軸周りに相対的に旋回させる旋回駆動部と、前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成された投影画像を画像処理することによって、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する画像処理部と、前記旋回駆動部を制御するとともに、単位時間当たりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を増減させる制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記Ｘ線ビームが前記関心断層に正対入射するときの前記単位時間線量を、前記Ｘ線ビームが前記関心断層に正対入射していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量よりも相対的に大きくするように、前記旋回駆動部の制御および前記単位時間線量の変更制御を行う。
【００１９】
第１２態様は、Ｘ線断層撮影装置であって、Ｘ線ビームを出射するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器から出射された前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を支持する支持部と、関心断層の位置を設定する関心断層設定部と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器を、前記関心断層に対して少なくとも旋回中心軸周りに相対的に旋回させる旋回駆動部と、前記Ｘ線検出器が出力する出力信号に基づいて生成された投影画像を画像処理することによって、前記関心断層を示すＸ線断層画像を生成する画像処理部と、前記旋回駆動部を制御するとともに、単位時間当たりに前記関心断層に照射されるＸ線の線量である単位時間線量を変更する制御を行う制御部と、を備え、前記Ｘ線ビームの中心軸が前記関心断層に８５°から９５°の範囲の入射角度となるときを、前記Ｘ線発生器が前記関心断層に正対する状態とすると、前記制御部は、前記Ｘ線発生器が前記関心断層に正対していない期間のうち少なくとも一部のときの前記単位時間線量を、正対するときの前記単位時間線量よりも相対的に小さくするように、前記旋回駆動部の制御および前記単位時間線量の変更制御を行う。
【発明の効果】
【００２０】
第１態様のＸ線断層撮影装置によると、関心断層に対するＸ線ビームの中心軸が直交するときに、相対的に高い単位時間線量のＸ線を照射することによって、高解像度のＸ線投影画像を取得できる。また、Ｘ線ビームの中心軸が関心断層に直交していない期間において、単位時間線量を低下させることによって、被写体のＸ線被曝量を低減できる。したがって、被写体のＸ線被曝量を抑えつつ、高解像度である関心断層のＸ線断層画像を生成できる。
【００２１】
第２態様のＸ線断層撮影装置によると、シャフトを介して旋回アームを旋回させることによって、Ｘ線発生器およびＸ線検出器を一体的に旋回させることができる。
【００２２】
第３態様のＸ線断層撮影装置によると、被写体において、Ｘ線を照射する撮影領域をオペレータが指定できる。
【００２３】
第４態様のＸ線断層撮影装置によると、設定された撮影領域に応じて関心断層が自動で設定されるため、オペレータが関心断層を設定する作業を省略できる。
【００２４】
第５態様のＸ線断層撮影装置によると、歯列弓を含むように撮影領域が設定されると、該歯列弓に沿って関心断層が設定される。これによって、歯科診断に適した関心断層のＸ線断層画像を取得できる。
【００２５】
第６態様のＸ線断層撮影装置によると、低線量で得られた投影画像を平滑化処理することによって、低線量によって生じやすくなるノイズを低減できる。これによって、好適なＸ線断層画像を生成できる。
【００２６】
第７態様のＸ線断層撮影装置によると、指定された断層厚に応じて、単位時間線量を変更するときの好適な入射角度が決定される。これによって、指定された断層厚の関心断層を示すＸ線断層画像を好適に取得できる。
【００２７】
第８態様のＸ線断層撮影装置によると、Ｘ線ビームの経路上に高Ｘ線吸収部位が存在するときに単位時間線量を増大させることによって、高Ｘ線吸収部位によって吸収されるＸ線量を補完できる。したがって、高Ｘ線吸収部位によってＸ線投影画像の解像度が低下することを抑制できる。
【００２８】
第９態様のＸ線断層撮影装置によると、関心断層に対してＸ線ビームの中心軸が直交するときに、Ｘ線検出器を関心断層に接近又はＸ線発生器を関心断層から離隔することによって、Ｘ線検出器に投影されるＸ線投影画像の拡大率を低下させることができる。これによって、Ｘ線ビームの中心軸が関心断層に直交するときに得られるＸ線投影画像上において、Ｘ線の焦点サイズの影響によって生じるぼけを低減できる。これによって、投影画像の解像度を向上することができる。また、Ｘ線発生器およびＸ線検出器が相対的に旋回させる際の一部の投影角度に限定してＸ線検出器を関心断層に接近させるため、Ｘ線検出器が被写体に接触したり、あるいは、Ｘ線発生器が他の部材に衝突したりすることを抑制できる。
【００２９】
第１０態様のＸ線断層撮影方法によると、関心断層に対するＸ線ビームの中心軸が直交するときに、相対的に高い単位時間線量のＸ線を照射することによって、高解像度のＸ線投影画像を取得できる。また、Ｘ線ビームの中心軸が関心断層に直交していない期間において、単位時間線量を低下させることによって、被写体のＸ線被曝量を低減できる。したがって、被写体のＸ線被曝量を抑えつつ、高解像度である関心断層のＸ線断層画像を生成できる。
【００３０】
第１１態様のＸ線断層撮影装置によると、関心断層に対してＸ線ビームが正対入射するときに、正対入射していないときよりも相対的に高い単位時間線量のＸ線を照射することによって、高解像度のＸ線投影画像を取得できる。また、Ｘ線ビームの中心軸が関心断層に直交していない期間において、単位時間線量を低下させることによって、被写体のＸ線被曝量を低減できる。したがって、被写体のＸ線被曝量を抑えつつ、高解像度である関心断層のＸ線断層画像を生成できる。
【００３１】
第１２態様のＸ線断層撮影装置によると、関心断層に対してＸ線ビームが略直角に入射するときに、略直角に入射していないときよりも相対的に高い単位時間線量のＸ線を照射することによって、良好な撮影条件でより高画質で高解像度のＸ線投影画像を取得できる。また、Ｘ線ビームの中心軸が関心断層に略直角に入射していない期間において、単位時間線量を低下させることによって、被写体のＸ線被曝量を低減できる。したがって、被写体のＸ線被曝量を抑えつつ、より高画質で高解像度である関心断層のＸ線断層画像を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態のＸ線断層撮影装置１０の構成を示す図である。
【図２】実施形態の撮影部２０を概略的に示す側面図である。
【図３】関心断層ＬＯＩを概念的に示す図である。
【図４】関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。
【図５】関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。
【図６】関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。
【図７】撮影領域ＲＯＩおよび関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。
【図８】関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。
【図９】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図１０】関心断層ＬＯＩに入射する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を示す図である。
【図１１】図９に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。
【図１２】図９に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線発生器４２の旋回速度のグラフＧ１２を示す図である。
【図１３】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図１４】図１３に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。
【図１５】図１３に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じた旋回速度のグラフＧ１２を示す図である。
【図１６】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図１７】図１６に示すＣＴ撮影における、Ｘ線強度のグラフＧ１４を示す図である。
【図１８】Ｘ線投影画像における拡大率と解像度の関係について説明するための図である。
【図１９】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図２０】投影角度に応じた投影拡大率の変動を説明するための図である。
【図２１】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図２２】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図２３】図２２に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。
【図２４】図２２に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じた旋回速度のグラフＧ１２を示す図である。
【図２５】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図２６】Ｘ線断層撮影装置１０の動作を示す流れ図である。
【図２７】関心断層ＬＯＩに対してＸ線を照射する様子を示す図である。
【図２８】関心断層ＬＯＩについてＸ線断層撮影するときのＸ線強度の変化を示す図である。
【図２９】投影角度θで投影されたＸ線投影画像の周波数空間分布を示す図である。
【図３０】１８０°分のＸ線投影データの周波数空間分布を概念的に示す図である。
【図３１】図３０に示す投影データの周波数空間分布にガウシアンフィルターＨを掛けたものを示す図である。
【図３２】低線量のＸ線投影画像について平滑化処理を行った場合の、全Ｘ線投影データの周波数空間分布を概念的に示す図である。
【図３３】変形例のＸ線断層撮影装置１０の構成を示す図である。
【図３４】Ｘ線検出器５２のみを移動させることによって、投影拡大率を低下させる様子を示す図である。
【図３５】Ｘ線発生器４２のみを移動させることによって、投影拡大率を低下させる様子を示す図である。
【図３６】変形例の旋回アーム６２ａを示す概略側面図である。
【図３７】変形例に係る旋回アーム６２ｂを示す概略側面図である。
【図３８】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【図３９】図３８に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。
【図４０】Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。
【００３４】
＜１．  実施形態＞
図１は、実施形態のＸ線断層撮影装置１０の構成を示す図である。図２は、実施形態の撮影部２０を概略的に示す側面図である。図３は、関心断層ＬＯＩを概念的に示す図である。
【００３５】
図１においては、右手系のＸＹＺ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）直交座標系および右手系のｘｙｚ（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）直交座標系を定義している。支柱部７０や支持部６０などの支持関係については後出にて詳述されるのでここでは詳述しないが、座標の各軸方向の説明のため、必要最小限の範囲で言及する。
【００３６】
支柱部７０は、撮影部２０を設置する地面上に置かれるベース７Ｂ上に立設され、上部フレーム６４は支柱部７０に接する部分に基端部があり、基端部から支柱部７０の長手方向に交差する一方向に延びている。上部フレーム６４がシャフト６６を介して旋回部６７を枢支している。シャフト６６中に、機械的に旋回アーム６２が旋回する軸となる旋回軸６６Ａが通っている。旋回軸６６Ａの軸方向がＺ軸方向である。
【００３７】
図１に示すＸ線断層撮影装置１０は、立位型の撮影装置である。Ｚ軸方向は、鉛直方向であって、撮影部２０に位置付される被写体Ｍ１の体軸方向と一致している。被写体保持部７２のアーム部７２６は、支柱部７０に接する部分に基端部があり、基端部から上部フレーム６４と同じ方向に延びている。被写体Ｍ１の頭部ＭＨは、アーム部７２６の先端部側に設けたチンレスト７２２などからなる頭部支持部７２Ｈによって支持される。支柱部７０はベース７Ｂに対してＺ軸方向に延びる。ベース７Ｂは地面上において広がりを有しており、少なくとも被写体Ｍ１の足元まで広がっている。
【００３８】
本願では、頭部支持部７２Ｈに頭部ＭＨが、頭部支持部７２Ｈによって、定められた正規の場所に正規の方向を向いて位置付支持されているとして、各方向を定義する。頭部ＭＨの前後の方向がＹ軸方向であり、頭部ＭＨの左右の方向がＸ軸方向である。Ｚ軸方向をＺ方向、Ｙ軸方向をＹ方向、Ｘ軸方向をＸ方向と呼ぶこともある。頭部ＭＨの正面すなわち顔を正面視する方向から見た撮影部２０の面を撮影部２０の正面とする。
【００３９】
図２は撮影部２０を正面視した図である。この正面視において、上部フレーム６４およびアーム部７２６は支柱部７０からＸ方向（次に述べる−Ｘ方向）に延びている。上部フレーム６４、アーム部７２６は必ずしもＸ方向のみに延びる必要はなく、例えば一旦Ｙ方向（次に述べる−Ｙ方向）に延びて、途中でＸ方向に延びていてもよい。
【００４０】
ここで、各軸方向の＋側と−側について説明をする。頭部ＭＨからベース７Ｂに向かう方向すなわち下側を−Ｚ側とし、逆にベース７Ｂから遠ざかっていく方向すなわち上側を＋Ｚ側とする。シャフト６６において、上部フレーム６４で支持される側が＋Ｚ側であり、旋回アーム６２を支持する側が−Ｚ側である。頭部ＭＨの前の方向を＋Ｙ側とし、後の方向が−Ｙ側とする。頭部ＭＨの右の方向を＋Ｘ側とし、左の方向が−Ｘ側とする。図１に示す頭部ＭＨの斜視図である頭部斜視図ＭＨＰＩに、各軸方向と、各＋、−を図示する。
【００４１】
本願では、視線方向を以下のように定義する。各軸方向で、数値の小さい方から大きい方に向かって見る方向を＋方向視とし、数値の大きい方から小さい方に向かって見る方向を−方向視とする。具体的に、頭部斜視図ＭＨＰＩに示す＋ＺＶが＋Ｚ方向視であり、−ＺＶが−Ｚ方向視であり、＋ＹＶが＋Ｙ方向視であり、−ＹＶが−Ｙ方向視であり、＋ＸＶが＋Ｘ方向視であり、−ＸＶが−Ｘ方向視である。
【００４２】
ｘｙｚ直交座標系は、撮影部２０において固定された部分（例えば、支柱部７０）に対して回転する旋回アーム６２において定義される直交座標系である。ここでは、シャフト６６の軸方向をｚ軸方向としており、ｚ軸方向はＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に一致する。また、Ｘ線発生器４２とＸ線検出器５２とが対向する方向をｙ軸方向とし、ｙ軸方向およびｚ軸方向に直交する方向をｘ軸方向とする。旋回アーム６２がシャフト６６を回転軸にして回転することによって、ｘｙｚ直交座標系がＸＹＺ直交座標系に対してＺ軸（＝ｚ軸）周りに回転する。本願では、ｚ軸方向をｚ方向、ｙ軸方向をｙ方向、ｘ軸方向をｘ方向と呼ぶこともある。
【００４３】
ｙ軸方向において、Ｘ線発生器４２から見てＸ線検出器５２側を＋ｙ側とする。また、ｘ軸方向において、＋ｙ側に向かって右側を＋ｘ側とする。さらに、ｚ軸方向において鉛直方向上側を＋ｚ側とする。ＸＹＺ直交座標系と同様、各軸方向で、数値の小さい方から大きい方に向かって見る方向を＋方向視とし、数値の大きい方から小さい方に向かって見る方向を−方向視とする。
【００４４】
Ｘ線断層撮影装置１０は、撮影部２０および情報処理部３０を備える。
【００４５】
＜撮影部２０＞
撮影部２０は、被写体Ｍ１についてＸ線断層撮影を行うことによって、Ｘ線投影データを収集する装置である。撮影部２０は、Ｘ線発生部４０、Ｘ線検出部５０、支持部６０、支柱部７０および撮影制御部８０を備える。
【００４６】
＜Ｘ線発生部４０＞
Ｘ線発生部４０は、Ｘ線発生器４２およびＸ線規制部４４を備える。
【００４７】
Ｘ線発生器４２は、Ｘ線を発生させるＸ線源であるＸ線管を備える。Ｘ線発生器４２から出射されるＸ線ビームの強度（出力強度）は、Ｘ線管に供給される電圧及び／又は電流を変更することによって制御可能とされる。Ｘ線発生器４２の動作は、撮影制御部８０のＸ線発生制御部８１０によって制御される。
【００４８】
Ｘ線規制部４４は、Ｘ線発生器４２から出射されるＸ線ビームの広がりを規制し、撮影目的に応じた形状のＸ線ビームを形成する。つまり、Ｘ線規制部４４は、被写体Ｍ１（被験者）に対するＸ線の照射範囲を制御する。Ｘ線規制部４４の動作は、Ｘ線発生制御部８１０によって制御される。
【００４９】
Ｘ線規制部４４は、例えば、Ｘ線発生器４２に近接する位置に配されたＸ線遮蔽部材、および、そのＸ線遮蔽部材を移動させる移動機構を備える（不図示）。Ｘ線遮蔽部材は、例えば、開口形状が異なる複数の開口を設けた１つの板状部材、あるいは、互いに接近又は離隔する方向に移動することで所要の大きさ又は形状の開口を形成する２つ以上の板状部材などで構成される。移動機構は、例えば、ボールネジ機構あるいはリニアモータ機構で構成される。
【００５０】
Ｘ線発生器４２およびＸ線規制部４４は、筐体４６の内部に収容されている。筐体４６は、支持部６０（ここでは、旋回アーム６２）に支持されている。
【００５１】
＜Ｘ線検出部５０＞
Ｘ線検出部５０は、Ｘ線検出器５２を備える。
【００５２】
Ｘ線検出器５２は、Ｘ線発生器４２から出射されたＸ線ビームＢＸ１を検出する。Ｘ線検出器５２は、平面状に広がる検出面を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）あるいはＸ線蛍光増倍管（Ｉ．Ｉ．：Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）などを備える。ここでは、Ｘ線検出器５２の検出面を平面状に形成されているものとするが、曲面状に形成されていてもよい。
【００５３】
Ｘ線検出器５２の検出面に配された複数の検出素子は、入射したＸ線の強度を電気信号に変換する。そして、その電気信号は、出力信号として撮影制御部８０又は情報処理部３０に入力され、その信号に基づいてＸ線投影画像が生成される。
【００５４】
Ｘ線検出器５２は、筐体５４のＸ線発生器４２を向く側部に取り付けられており、その検出面に対してＸ線発生器４２からのＸ線ビームが照射される。Ｘ線検出器５２を支持する筐体５４は、支持部６０（ここでは、旋回アーム６２）に支持されている。
【００５５】
＜支持部６０＞
支持部６０は、旋回アーム６２および上部フレーム６４を備える。旋回アーム６２は、シャフト６６を介して上部フレーム６４につり下げ支持されている。旋回アーム６２の一端部には筐体４６が取り付けられており、旋回アーム６２の他端部には筐体５４が取り付けられている。すなわち、旋回アーム６２は、一端側にて筐体４６を介してＸ線発生器４２を支持し、かつ、他端側にて筐体５４を介してＸ線検出器５２を支持する。
【００５６】
筐体４６，５４および旋回アーム６２の内部は、一連の空洞を形成している。この空洞内には、Ｘ線発生部４０およびＸ線検出部５０の各要素を動作させるための配線（信号配線、電源配線、制御配線など）が配設される。筐体４６，５４および旋回アーム６２の適宜の位置に、配線や制御基盤を取り付けるための作業用の開口、あるいは、放熱するための開口を設けてもよい。
【００５７】
図２に示すように、上部フレーム６４は、支柱部７０に取り付けられている。上部フレーム６４には、Ｚ軸方向に延びるシャフト６６が取り付けられており、そのシャフト６６の端部は、旋回アーム６２における、Ｘ線発生部４０およびＸ線検出部５０を支持する部分間の中間位置に接続されている。このため、旋回アーム６２は、シャフト６６を介して、上部フレーム６４につり下げ状態で支持されている。
【００５８】
上部フレーム６４の内部には、旋回駆動部６４２が設けられている。旋回駆動部６４２は、シャフト６６を回転させることによって、シャフト６６を回転中心にして旋回アーム６２を旋回させる。旋回駆動部６４２は、図示を省略するが、例えば、シャフト６６に掛け渡された無端ベルトと、その無端ベルトを回転させるモータなどを備える。なお、旋回駆動部６４２を旋回アーム６２の内部に設けてもよい。この場合、回転しないシャフト６６に対して、旋回アーム６２が相対的に回転する。旋回駆動部６４２の動作は、旋回制御部によって制御される。
【００５９】
シャフト６６の内部には、機械的に旋回アーム６２が旋回する軸となる旋回軸６６Ａが設計上設定されている。旋回アーム６２と筐体４６、筐体５４は旋回部６７を形成する。上部フレーム６４はシャフト６６を介して旋回部６７を支持する旋回支持部６４Ａである。旋回アーム６２がシャフト６６の軸周りに旋回することにより、旋回部６７は旋回軸６６Ａの周りに旋回する。
【００６０】
旋回アーム６２が一端側にて筐体４６を支持し、他端側にて筐体５４を支持する。これによって、旋回アーム６２が、旋回軸６６Ａを間に挟んだ一部でＸ線発生器４２を支持し、他の一部でＸ線検出器５２を支持する。すなわち、支持部６０がＸ線発生器４２とＸ線検出器５２とを支持する。
【００６１】
上部フレーム６４の内部には、シャフト６６をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹ方向移動駆動部６４４が備えられている。ＸＹ方向移動駆動部６４４は、例えば、ＸＹステージによって構成されている。
【００６２】
ＸＹ方向移動駆動部６４４は、シャフト６６とともに、旋回駆動部６４２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。このため、シャフト６６は、ＸＹ平面内にて移動可能であるとともに、ＸＹ平面内の移動後の特定位置にて、Ｚ軸方向の軸周りに回転可能である。
【００６３】
ＸＹ方向移動駆動部６４４を旋回アーム６２の内部に設けてもよい。この場合、ＸＹ平面内の一定位置に固定されたシャフト６６に対して、旋回アーム６２が相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。
【００６４】
旋回駆動部６４２およびＸＹ方向移動駆動部６４４の双方を旋回アーム６２の内部に設けてもよい。この場合、ＸＹ平面内の一定位置に固定され、かつ、回転しないシャフト６６に対して、旋回アーム６２が相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動するとともに、相対的に回転する。
【００６５】
上部フレーム６４と支柱部７０とには、上部フレーム６４をＺ軸方向に昇降させるＺ方向駆動部６４６が設けられている。図２に示すように、Ｚ方向駆動部６４６は、モータ６４６２、ボールネジ６４６４、ナット部６４６６および複数（ここでは４つ）のローラ部６４６８を備える。
【００６６】
モータ６４６２はボールネジ６４６４を回転させる。ボールネジ６４６４は、Ｚ軸方向に延びている。ナット部６４６６は、ボールネジ６４６４に螺合している。
【００６７】
ローラ部６４６８各々は、支柱部７０に設けられた一対のレール部７０２に係合しており、一対のレール部７０２の延びる方向（Ｚ軸方向）にのみ移動するように移動方向が規制されている。
【００６８】
図２に示す例では、モータ６４６２は、支柱部７０に取り付けられており、ナット部６４６６は上部フレーム６４に固定されている。ローラ部６４６８各々は上部フレーム６４に取り付けられている。
【００６９】
モータ６４６２がボールネジ６４６４を時計回り又は反時計回りに回転させることによって、ナット部６４６６がボールネジ６４６４に沿って上方向又は下方向に移動する。このとき、ローラ部６４６８各々が、一対のレール部７０２上を移動する。これによって、上部フレーム６４がＺ軸方向に昇降する。この上部フレーム６４の昇降移動に伴って、旋回アーム６２に支持されたＸ線発生部４０およびＸ線検出部５０がＺ軸方向に移動する。
【００７０】
＜支柱部７０＞
支柱部７０は、Ｚ軸方向に延びる部材であって、上部フレーム６４および被写体保持部７２を支持する。
【００７１】
＜被写体保持部７２＞
被写体保持部７２は、被写体Ｍ１を保持する部材である。本例では、被写体保持部７２は、チンレスト７２２、下部フレーム７２４、アーム部７２６および昇降駆動部７２８を備える。
【００７２】
チンレスト７２２は、被写体Ｍ１の顎を支持することによって、被写体Ｍ１の頭部を支持する。被写体保持部７２は、アーム部７２６を介して下部フレーム７２４に接続されている。なお、被写体保持部７２が、イヤーロッドなどの被写体Ｍ１の頭部を両側から固定する部材（イヤーロッドや被写体Ｍ１頭部の左右を挟み込むアームなど）を備えていてもよい。チンレスト７２２やイヤーロッドなどから成り、被写体Ｍ１の頭部ＭＨを固定する機械的要素は、頭部支持部７２Ｈとして、被写体保持部７２またはその一部を構成する。
【００７３】
下部フレーム７２４は、支柱部７０に取り付けられており、Ｚ軸方向に移動する。下部フレーム７２４がＺ軸方向に移動することによって、アーム部７２６に固定されたチンレスト７２２がＺ軸方向に移動する。
【００７４】
アーム部７２６は、下部フレーム７２４とチンレスト７２２を接続する部材である。図２に示す例では、アーム部７２６は、下部フレーム７２４からＸＹ平面に平行に延びる部分と、Ｚ軸に延びてチンレスト７２２に接続する部分とで構成されている。
【００７５】
昇降駆動部７２８は、モータ７２８２、ボールネジ７２８４、ナット部７２８６および複数（ここでは４つ）のローラ部７２８８を備える。
【００７６】
モータ７２８２は、ボールネジ７２８４を回転させる。ボールネジ７２８４は、Ｚ軸方向に延びている。ナット部７２８６は、ボールネジ７２８４に螺合している。
【００７７】
ローラ部７２８８各々は、一対のレール部７０２に係合しており、一対のレール部７０２の延びる方向（Ｚ軸方向）にのみ移動するように移動方向が規制されている。図２に示す例では、モータ７２８２およびボールネジ７２８４は、下部フレーム７２４に固定されている。ナット部７２８６は、上部フレーム６４に固定されている。図示の例では、ボールネジ７２８４は下部フレーム７２４の頂部から＋Ｚ方向に延出し、上部フレーム６４の底部近傍に固定されたナット部７２８６と螺合するようになっている。ローラ部７２８８各々は、下部フレーム７２４に取り付けられている。
【００７８】
モータ７２８２がボールネジ７２８４を時計回り又は反時計回りに回転させることによって、上部フレーム６４に固定されたナット部７２８６に対して、下部フレーム７２４が上方向または下方向に移動する。このとき、ローラ部７２８８各々が一対のレール部７０２に沿って移動することによって、下部フレーム７２４がＺ軸方向に移動する。
【００７９】
下部フレーム７２４がＺ軸方向に移動することによって、チンレスト７２２がＺ軸に沿って移動する。頭部ＭＨの高さを一定のところに維持したまま、相対的移動により、頭部ＭＨに対して支持部６０を昇降させて、Ｘ線照射する箇所をＺ軸方向に変更し得る。具体的には、Ｚ方向駆動部６４６によって被写体Ｍ１の頭部ＭＨの位置に合わせて支持部６０を被写体保持部７２と共に昇降させて頭部ＭＨを頭部支持部７２Ｈに固定し、その後、Ｚ方向駆動部６４６によって支持部６０を上昇させると同時に支持部６０に対して同じ駆動量で被写体保持部７２を昇降駆動部７２８によって下降させるとよい。あるいは、Ｚ方向駆動部６４６によって支持部６０を下降させると同時に支持部６０に対して同じ駆動量で被写体保持部７２を昇降駆動部７２８によって上昇させるとよい。
【００８０】
チンレスト７２２のＺ軸方向の位置を変更することによって、被写体Ｍ１の頭部が支持される位置を変更してもよい。例えば、直立姿勢の被写体Ｍ１の頭部の位置に合わせて、チンレスト７２２の位置が設定される。
【００８１】
＜撮影制御部８０＞
撮影制御部８０は、撮影部２０の各要素の動作を制御することによって、撮影部２０にＸ線断層撮影を実行させる。撮影制御部８０のハードウェアとしての構成は、一般的なコンピュータ又はワークステーションと同様である。すなわち、撮影制御部８０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ、及び、制御用アプリケーションまたはデータなどを記憶する記憶部を備える。
【００８２】
撮影制御部８０は、旋回制御部８０２、ＸＹ方向移動制御部８０４、Ｚ方向移動制御部８０６、Ｘ線検出制御部８０８およびＸ線発生制御部８１０を備える。これらの各制御部は、ＣＰＵ（汎用回路）が制御用アプリケーションに従って動作することによって実現される機能である。なお、これらの機能のうち一部又は全部を、専用の回路などで構成することによって、ハードウェア的に実現してもよい。ＣＰＵの回路のうち、各種制御用アプリケーションによって各種制御に用いられる部分をそれぞれ制御部８０２、８０４、８０６、８０８と考え、これらを総合したものを撮影制御部８０と考えてもよい。
【００８３】
旋回制御部８０２は、旋回駆動部６４２の動作を制御することによって、旋回アーム６２の旋回を制御する。具体的には、旋回制御部８０２は、旋回アーム６２に支持されたＸ線発生器４２をシャフト６６周りに回転させることによって、被写体Ｍ１に対するＸ線ビームＢＸ１の照射角度を変更する。
【００８４】
ＸＹ方向移動制御部８０４は、ＸＹ方向移動駆動部６４４の動作を制御することによって、シャフト６６のＸ軸方向、Ｙ軸方向への移動の結果として旋回アーム６２のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動を制御する。具体的には、ＸＹ方向移動制御部８０４は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。
【００８５】
旋回駆動部６４２とＸＹ方向移動駆動部６４４とは旋回移動駆動部６４Ｄを構成し、旋回制御部８０２とＸＹ方向移動制御部８０４とは旋回移動駆動制御部８０Ｄを構成する。
【００８６】
Ｚ方向移動制御部８０６は、Ｚ方向駆動部６４６の動作を制御することによって、旋回アーム６２のＺ方向の移動を制御する。具体的には、Ｚ方向移動制御部８０６は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２をＺ方向に移動させる。
【００８７】
Ｘ線検出制御部８０８は、Ｘ線検出部５０の動作を制御する。例えば、Ｘ線検出制御部８０８は、Ｘ線検出器５２の動作を制御する。
【００８８】
Ｘ線発生制御部８１０は、Ｘ線発生部４０の動作を制御する。例えば、Ｘ線発生制御部８１０は、Ｘ線発生器４２の動作を制御する。具体的には、Ｘ線管に供給される電圧又は電流を制御することによって、Ｘ線発生器４２から出射されるＸ線ビームのオン・オフおよびＸ線ビームの強度を制御する。また、Ｘ線発生制御部８１０は、Ｘ線規制部４４の動作を制御することによって、Ｘ線ビームの遮蔽を制御する。このＸ線ビームの遮蔽制御によって、撮影目的に応じた形状のＸ線ビーム（例えば、細隙ビームおよびコーンビームなど）が形成される。また、Ｘ線発生制御部８１０がＸ線規制部４４の動作を制御することによって、被写体Ｍ１における撮影領域ＲＯＩ以外の領域にＸ線ビームが照射されることを抑制する。
【００８９】
撮影制御部８０には、表示部８２および操作パネル８４が接続されている。表示部８２は、液晶ディスプレイなどで構成されており、各種情報を表示するために設けられている。操作パネル８４は、タッチパネルディスプレイで構成されており、オペレータが各種情報（撮影条件などを含む）を撮影制御部８０に入力するために設けられている。
【００９０】
＜情報処理部３０＞
情報処理部３０は、撮影制御部８０と情報通信可能に接続されている。情報処理部３０のハードウェアとしての構成は、一般的なコンピュータ又はワークステーションと同様である。すなわち、情報処理部３０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ、及び、アプリケーションまたはデータなどを記憶する記憶部３１を備える。
【００９１】
情報処理部３０は、撮影領域設定部３０２、関心断層設定部３０４、撮影軌道設定部３０６、線量設定部３０８、画像処理部３１０を備える。これらの処理部は、ＣＰＵがアプリケーションに従って動作することによって実現される機能である。ただし、これらの機能の一部又は全部を専用の回路によってハードウェア的に実現してもよい。ＣＰＵの回路のうち、各種制御用アプリケーションによって各種制御に用いられる部分をそれぞれ設定部３０２、３０４、３０６、３０８、３１０と考え、これらを総合したものを情報処理部３０と考えてもよい。
【００９２】
＜撮影領域設定部３０２＞
撮影領域設定部３０２は、撮影領域ＲＯＩを設定する機能を備える。撮影領域ＲＯＩは、撮影部２０においてＸ線断層撮影を行う際に、Ｘ線ビームが複数の方向から照射されることによって、複数のＸ線投影画像が取得される領域である。撮影領域設定部３０２は、操作部３４を介してオペレータが入力する入力操作に基づき、撮影領域ＲＯＩを設定する。情報処理部３０は、撮影部２０の実空間に対応する演算上の仮想空間が定義されている。撮影領域ＲＯＩを設定するとは、情報処理部３０において定義された仮想空間において、撮影領域ＲＯＩの位置、大きさおよび形状などを設定することをいう。撮影領域ＲＯＩの具体的な設定方法については、後述する。
【００９３】
＜関心断層設定部３０４＞
関心断層設定部３０４は、関心断層ＬＯＩを設定する機能を備える。関心断層ＬＯＩは、通常、術者が画像化を望む断層である。関心断層設定部３０４は、オペレータが操作部３４を介して情報処理部３０に入力する情報に基づいて、関心断層ＬＯＩを設定する。「関心断層ＬＯＩを設定する」とは、情報処理部３０にて定義された仮想空間において関心断層ＬＯＩを設定することをいう。
【００９４】
関心断層ＬＯＩは、例えば、以下の手順で設定される。すなわち、図３に示すように、関心断層設定部３０４は、オペレータの操作入力に基づいて、関心断層面ＳＬ１の位置、大きさ、および、向き（法線方向ＤＮ１）を決定する。また、関心断層設定部３０４は、関心断層面ＳＬ１を基準にして、法線方向ＤＮ１において所要の厚さを有する関心断層ＬＯＩを設定する。図３に示す例では、関心断層面ＳＬ１を中心にして、法線方向ＤＮ１の厚さがＴＮ１の関心断層ＬＯＩが設定されている。関心断層ＬＯＩの厚さＴＮ１は、オペレータからの指定入力に基づいて設定してもよいし、あるいは、予め定められた既定値としてもよい。既定値とする場合には、例えば、関心断層ＬＯＩの位置または被験者の特徴（身長、体重、年齢または性別など）、あるいは、撮影部位に応じた既定値を、予めデータベース化して記憶部３１に保存しておき、撮影に応じて呼び出せるようにし得る。関心断層ＬＯＩのより具体的な設定方法については後述する。
【００９５】
＜撮影軌道設定部３０６＞
撮影軌道設定部３０６は、撮影部２０においてＸ線断層撮影を行う際における、Ｘ線断層撮影中のＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２の軌道（撮影軌道）を設定する機能を備える。具体的には、撮影軌道設定部３０６は、撮影領域ＲＯＩの中心を通るＺ軸に平行な旋回中心軸ＲＡ１を回転中心とし、その旋回中心軸ＲＡ１周りにＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２を所定の回転半径で回転したときの円形軌道を、通常撮影軌道とする。また、後述するように、本実施形態では、撮影軌道設定部３０６は、関心断層設定部３０４によって設定された関心断層ＬＯＩの位置に合わせて、通常撮影軌道を変更する場合がある。具体的には、撮影軌道設定部３０６は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときにＸ線発生器４２が関心断層ＬＯＩから離隔し、Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩに接近するように、通常撮影軌道を変更し、最終的な撮影軌道を決定する。この撮影軌道の設定については後述する。
【００９６】
＜線量設定部３０８＞
線量設定部３０８は、撮影部２０において行われるＸ線断層撮影中に、関心断層ＬＯＩを含む被写体Ｍ１の撮影領域ＲＯＩに対して照射される単位時間あたりの線量（単位時間線量）を設定する。具体的には、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間のうち少なくとも一部の単位時間線量を、正対するときの単位時間線量よりも小さくするように、撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。すなわち、相対的に考えれば、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量を、正対していない期間のうち少なくとも一部の単位時間線量よりも大きくするように、撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。単位時間線量の設定については後述する。
【００９７】
前歯領域に関心断層ＬＯＩを設定する場合は、図３に示すように、厚さＴＮ１の厚みの方向をＹ方向と一致させ、横幅Ｗ１の幅方向をＸ方向と一致させて設定し得る。他の領域に関心断層ＬＯＩを設定する場合は、その領域ごとのＸ、Ｙ方向のベクトルを適合させるとよい。
【００９８】
＜画像処理部３１０＞
画像処理部３１０は、撮影部２０がＸ線断層撮影を実行した際に、Ｘ線検出器５２が出力した信号に基づいて生成されるＸ線投影画像を処理して、関心断層ＬＯＩのＸ線断層画像を生成する。なお、画像処理部３１０が生成するＸ線断層画像は、関心断層ＬＯＩのＸ線断層画像に限定されるものではない。例えば、Ｘ線断層撮影後において、オペレータが撮影領域ＲＯＩ内における関心断層ＬＯＩとは異なる位置の断層の指定を受付け、その断層に対応するＸ線断層画像を画像処理部３１０が生成してもよい。
【００９９】
上記の通り、線量設定部３０８が生成した線量制御データに基づき、撮影制御部８０が、Ｘ線断層撮影中に、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間の単位時間線量を、正対するときの単位時間線量よりも相対的に小さくする。単位時間線量が低下すると、ポアソンノイズ（ショットノイズ）の影響で、Ｘ線投影画像にノイズが生じやすい。このため、予め定められたしきい値よりも小さい単位時間線量の照射によって得られたＸ線投影画像については、画像処理部３１０が平滑化処理（ぼかし処理）を行ってもよい。平滑化処理を行う場合、所要半径の平滑化フィルター（移動平均フィルター、ガウシアンフィルターなど）を利用するとよい。
【０１００】
また、正対するとき、および、正対しないときの双方について平滑化処理を行うようにしてもよい。この場合に、投影角度、断層厚さ、または、単位時間線量の大きさ応じて、平滑化処理における平滑化のフィルター半径のサイズを変えるようにしてもよい。この平滑化のサイズの変更については後述する。
【０１０１】
情報処理部３０には、表示部３２および操作部３４が接続されている。
【０１０２】
表示部３２は、液晶ディスプレイなどで構成されており、各種情報を表示するために設けられている。具体的には、表示部３２は、Ｘ線断層撮影の条件をオペレータが指定するための表示画像、撮影領域ＲＯＩまたは関心断層ＬＯＩをオペレータが指定するため表示画像、および、画像処理部３１０が生成したＸ線断層画像などを表示する。
【０１０３】
操作部３４は、キーボードやマウスなどの各種入力用デバイスで構成されている。一例として、操作部３４は、オペレータが撮影領域ＲＯＩを指定する際に操作される。すなわち、操作部３４は、撮影領域指定部の一例である。なお、表示部３２をタッチパネルで構成することによって、表示部３２が操作部３４の機能の一部または全部を兼ね備えてもよい。また、撮影領域ＲＯＩの指定および関心断層ＬＯＩの指定は、撮影制御部８０に接続された操作パネル８４を介して行われてもよい。
【０１０４】
＜関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩの設定方法＞
次に、図４〜図８を参照しつつ、関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩを設定する方法について説明する。なお、以下の説明においては、被写体Ｍ１の頭部の顎部に対して、関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩを設定するものとして説明する。ただし、関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩは、顎部に設定される場合に限定されるものではなく、他の部位に設定される場合もある。
【０１０５】
図４は、関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。図４に示す設定方法は、表示部３２に、関心断層ＬＯＩを指定するための指定用画像として、下顎を模した模式図ＩＬ１とするものである。この模式図ＩＬ１には、複数の歯牙も描画されている。オペレータは、表示部３２に表示された模式図ＩＬ１に対して、カーソルＣＵ１を介して、２つの端点ＥＰ１，ＥＰ２を指定する。具体的には、操作部３４がマウスを含む場合、ドラッグ操作によりカーソルＣＵ１を移動させて、端点ＥＰ１，ＥＰ２が指定されてもよい。端点ＥＰ１，ＥＰ２の位置は、実空間におけるＸＹ平面内の２つの点の位置に対応する。
【０１０６】
２つの端点ＥＰ１，ＥＰ２が指定されると、端点ＥＰ１，ＥＰ２を両端とする直線状の関心断層面ＳＬ１が設定される（図３参照）。この場合、端点ＥＰ１，ＥＰ２まで関心断層面ＳＬ１の横幅Ｗ１となる。ただし、端点ＥＰ１，ＥＰ２を両端とすることは必須ではない。例えば、端点ＥＰ１，ＥＰ２を通る直線上において、任意の横幅の関心断層面ＳＬ１を設定してもよい。
【０１０７】
関心断層面ＳＬ１が設定されると、その関心断層面ＳＬ１を基準にして、その法線方向ＤＮ１に所要の厚さＴＮ１を有する直線状の関心断層ＬＯＩが設定される。図４においては、関心断層ＬＯＩが平面的に図示されているが、関心断層ＬＯＩの紙面奥行き方向（実空間のＺ軸方向に対応する。）の長さ（縦幅Ｗ２）も適宜設定される。関心断層ＬＯＩの縦幅Ｗ２は、オペレータによって指定されてもよいし、関心断層設定部３０４によって被写体Ｍ１の身体的特徴（性別、年齢、身長又は体重など）や撮影部位などに応じて自動的に決定されてもよい。
【０１０８】
図５は、関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。図４に示す設定方法では、関心断層ＬＯＩがＸＹ平面内で直線状に延びる形状に設定されているが、図５に示すように、関心断層ＬＯＩを曲線状に設定してもよい。この場合、例えばオペレータがカーソルＣＵ１を曲線状に移動させるドラッグ操作を行うことによって、関心断層設定部３０４がそのカーソルＣＵ１の移動軌跡に応じた曲線状に関心断層面ＳＬ１を設定するとよい。そして、関心断層設定部３０４が、その関心断層面ＳＬ１を基準にして、曲線状に延びる関心断層ＬＯＩを設定するとよい。
【０１０９】
図６は、関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。図４および図５に示す設定方法は、オペレータが関心断層ＬＯＩを任意の位置に設定するものである。これに対して、図６に示す設定方法は、関心断層ＬＯＩの候補となる複数の候補領域が予め規定されており、これらの候補領域のうちからオペレータが選択するものである。図６に示す例では、表示部３２に表示されている顎部の模式図ＩＬ１に対して、７つの候補領域ＣＲ１が予め定められており、候補領域ＣＲ１各々が破線で表示されている。オペレータが、カーソルＣＵ１を移動させて、この複数の候補領域ＣＲ１のうちから特定の候補領域ＣＲ１を選択する操作を行うと、関心断層設定部３０４が選択された候補領域ＣＲ１を関心断層ＬＯＩに設定する。この場合、関心断層ＬＯＩの設定の自由度は低下するものの、関心断層ＬＯＩの指定操作を簡易に行うことができる。
【０１１０】
図７は、撮影領域ＲＯＩおよび関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。図４〜図６に示す設定方法は、指定用画像上において、オペレータが関心断層ＬＯＩを直接指定するものである。これに対して、図７に示す設定方法は、先に撮影領域設定部３０２が撮影領域ＲＯＩを設定してから、関心断層設定部３０４がその撮影領域ＲＯＩに応じて関心断層ＬＯＩを自動で設定するものである。
【０１１１】
撮影領域ＲＯＩは、例えば以下のように設定してもよい。すなわち、オペレータが、カーソルＣＵ１などを介して撮影領域ＲＯＩの位置（例えば撮影領域ＲＯＩの中心位置）および撮影領域ＲＯＩの半径を指定する。これに応じて、関心断層設定部３０４が、その指定された位置に、指定された半径の撮影領域ＲＯＩを設定する。撮影領域ＲＯＩの半径は、キーボードなどを介した数値入力によって指定されてもよいし、マウスを用いたドラッグ操作などによって指定されてもよい。また、撮影領域ＲＯＩの大きさを示す、様々な半径の円形の枠を予め用意しておき、その中からオペレータが特定半径の枠を選択するようにしてもよい。この場合、選択された枠が模式図ＩＬ１上の所要の位置に配置されることに応じて、撮影領域設定部３０２がその枠の配置された位置に撮影領域ＲＯＩを設定してもよい。
【０１１２】
続いて、設定された撮影領域ＲＯＩに対して、撮影領域設定部３０２が所定のルールに従って、関心断層ＬＯＩを自動的に設定する。例えば、撮影対象が顎部である場合、顎部に沿って既定された歯列弓ＤＡ１に基づいて、関心断層設定部３０４が関心断層ＬＯＩを設定してもよい。例えば、図７に示すように、顎部の模式図ＩＬ１において、Ｕ字状に湾曲する歯列弓ＤＡ１が既定されており、その歯列弓ＤＡ１を含むように撮影領域ＲＯＩが設定された場合を想定する。この場合、関心断層設定部３０４が、その撮影領域ＲＯＩに含まれる歯列弓ＤＡ１の一部に沿って、関心断層ＬＯＩを自動で設定してもよい。
【０１１３】
曲線状の歯列弓ＤＡ１から直線状の関心断層ＬＯＩを設定する場合、例えば、撮影領域ＲＯＩの歯列弓ＤＡ１の部分上の一点を代表点とし、歯列弓ＤＡ１の代表点上の接線上に関心断層ＬＯＩを設定してもよい。また、撮影領域ＲＯＩ内の歯列弓ＤＡ１の部分上の二点を選択し、それら二点を結ぶ直線上に関心断層ＬＯＩを設定してもよい。
【０１１４】
また、曲線状の歯列弓ＤＡ１に基づいて、曲線状の関心断層設定部３０４の関心断層ＬＯＩを設定してもよい。例えば、撮影領域ＲＯＩ内の歯列弓ＤＡ１の曲線部分を関心断層面ＳＬ１として、それを基準にして所要の厚みを持たせた領域を関心断層ＬＯＩに設定してもよい。
【０１１５】
図８は、関心断層ＬＯＩの設定方法を示す図である。図８に示す設定方法では、指定用画像として、事前に被写体Ｍ１の顎部をパノラマ撮影することによって得られたパノラマＸ線画像ＩＬ２が利用されている。パノラマＸ線画像ＩＬ２を表示部３２に表示し、その画像上で関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩを設定するものである。パノラマＸ線画像ＩＬ２を構成する各画素は、実空間上の座標位置の情報を有してる。このため、パノラマＸ線画像ＩＬ２上の特定部分がカーソルＣＵ２を介して選択されると、実空間においてその特定部分に対応する座標位置が特定される。カーソルＣＵ２は、ここでは、直交する２本の直線を含む。オペレータは、それら２本の直線の交点を、観察したい部位、すなわち、関心断層ＬＯＩに位置合わせして、その位置を指定する操作（マウスのクリック操作など）を行う。関心断層ＬＯＩの位置が指定されると、図４〜図７に示されるように、撮影領域設定部３０２が、直線状または曲線状の関心断層ＬＯＩを適宜設定する。
【０１１６】
図４〜図８に示す関心断層ＬＯＩの設定方法は、あくまでも例示であり、これらに限定されるものではなく、他の方法によって関心断層ＬＯＩを設定してもよい。
【０１１７】
例えば、被写体Ｍ１を異なる複数の方向からＸ線ビームＢＸ１を照射することによって得られる複数のＸ線投影画像（透視画像）を、撮影領域ＲＯＩまたは関心断層ＬＯＩを指定するための指定用画像として利用してもよい。例えば、被写体Ｍ１を２方向から撮影して得られる２つの透視画像上で、撮影領域ＲＯＩまたは関心断層ＬＯＩの位置の指定を受け付けることによって、その指定された位置に対応する実空間上の座標位置を特定することができる。この２方向の透視画像から実空間における座標位置を特定する場合、特開２００４−３２９２９３号公報に記載の技術を利用してもよい。
【０１１８】
また、関心断層設定部３０４が関心断層ＬＯＩを設定してから、撮影領域設定部３０２がその関心断層ＬＯＩに合わせて撮影領域ＲＯＩを設定してもよい。このとき、撮影領域設定部３０２が先に設定された関心断層ＬＯＩを含むように撮影領域ＲＯＩを設定するとよい。
【０１１９】
＜単位時間線量の設定＞
次に、Ｘ線断層撮影中における単位時間線量の設定について図９〜図１７を参照しつつ説明する。
【０１２０】
図９は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図９は、＋Ｚ側から見た（−Ｚ方向視）Ｘ線断層撮影中におけるＸ線発生器４２、Ｘ線検出器５２および被写体Ｍ１の位置関係を示す図である。図１３および図１６についても同様である。
【０１２１】
図９に示すＸ線断層撮影は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を被写体Ｍ１の周囲において１８０°旋回させるＣＴ撮影である。前歯を含む部分を撮影領域ＲＯＩとしており、その撮影領域ＲＯＩに含まれる歯列弓ＤＡ１の一部分の接線に沿って直線状に延びる領域を関心断層ＬＯＩとしている。
【０１２２】
本ＣＴ撮影においては、Ｘ線発生器４２は、頭部右側の位置４２ｐ０から頭部後側の位置４２ｐ１〜位置４２ｐ３を通過して頭部左側の位置４２ｐ４まで旋回する。また、Ｘ線検出器５２は、頭部左側の位置５２ｐ０から頭部前側の位置５２ｐ１〜位置５２ｐ３を通過して頭部右側の位置５２ｐ４まで旋回する。Ｘ線発生器４２の撮影軌道ＬＴ４２（ＮＴ４２）、および、Ｘ線検出器５２の撮影軌道ＬＴ５２（ＮＴ５２）は、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１を中心とする所定半径の半円の円弧に一致する。
【０１２３】
ここで、Ｘ線発生器４２の撮影軌道ＬＴ４２とＸ線検出器５２の撮影軌道ＬＴ５２について説明する。Ｘ線発生器４２の撮影軌道ＬＴ４２は、後述するＸ線発生器４２の通常撮影軌道ＮＴ４２と拡大率調整撮影軌道ＰＴ４２の双方を含む上位概念である。すなわち、撮影軌道ＬＴ４２は、通常撮影軌道ＮＴ４２となる場合もあり得るし、拡大率調整撮影軌道ＰＴ４２となる場合もあり得る。同様に、Ｘ線検出器５２の撮影軌道ＬＴ５２は後述のＸ線検出器５２の通常撮影軌道ＮＴ５２と拡大率調整撮影軌道ＰＴ５２の双方を含む上位概念である。すなわち、撮影軌道ＬＴ５２は、通常撮影軌道ＮＴ５２となる場合もあり得るし、拡大率調整撮影軌道ＰＴ５２となる場合もあり得る。
【０１２４】
Ｘ線発生器４２が旋回することによって、Ｘ線発生器４２からＸ線検出器５２に向かうＸ線ビームＢＸ１が回転する。これによって、撮影領域ＲＯＩについて、Ｘ線検出器５２の検出面に投影される角度が変化する。ここでは、Ｘ線ビームＢＸ１の照射軸として、Ｘ線ビームＢＸ１の中心軸である中心軸Ｘ線ＣＢＸ１に着目し、Ｘ線断層撮影開始時からのその中心軸Ｘ線ＣＢＸ１の回転角度を「投影角度」と称する。Ｘ線断層撮影開始時とは、Ｘ線検出器５２が被写体Ｍ１を透過したＸ線ビームＢＸ１を検出することによって、Ｘ線投影画像が取得され始めるときをいう。
【０１２５】
例えば、図９に示すＣＴ撮影の場合、Ｘ線断層撮影開始時は、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ０に配されているときである。このため、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ０にあるときの投影角度は、０°である。そして、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるときの投影角度は９０°であり、位置４２ｐ４にあるときの投影角度は１８０°である。
【０１２６】
また、Ｘ線ビームＢＸ１が回転することによって、中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が関心断層ＬＯＩに入射する角度（入射角度）も変化する。図１０は、関心断層ＬＯＩに入射する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を示す図である。中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が関心断層ＬＯＩに対して略直角に入射する状態を、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する状態（換言すると、Ｘ線ビームＢＸ１の照射軸が関心断層ＬＯＩに正対入射する状態）という。なお、「略直角に入射する」とは、中心軸Ｘ線ＣＢＸ１の関心断層ＬＯＩに対する入射角度ＡＮＧ１が、かつ、８５°〜９５°の範囲すなわち９０°−５°〜９０°＋５°の範囲となる状態をいい、特に、直角に入射する状態は、入射角度ＡＮＧ１が９０°となる状態である。いうまでもないが、９０°など、直角に入射することは直交である。略直角に入射することを「略直交」と言い換えてもよい。
【０１２７】
略直角の範囲をどの程度に設定するかは、画像処理の経験上適宜調整可能であり、８５°〜９５°よりも若干広めても、若干狭めてもよい。例えば、８２°〜９８°の範囲、８８°〜９２°の範囲とすることも考え得る。
【０１２８】
図１０に示すように、入射角度ＡＮＧ１とは、Ｚ軸方向上側から見て、すなわち−Ｚ方向視で、関心断層ＬＯＩの中心を通る中心線ＬＬ１を規定したとき、その中心線ＬＬ１から中心軸Ｘ線ＣＢＸ１までの、Ｘ線発生器４２の旋回方向ＲＤ１周りの角度をいう。図１０が示すＣＴ撮影では、＋Ｚ側から見て、すなわち−Ｚ方向視で、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１に対して右回りに回転する。このため、入射角度ＡＮＧ１は中心線ＬＬ１から中心軸Ｘ線ＣＢＸ１までの右回りの角度となる。なお、関心断層ＬＯＩを曲線状に延びる形状とした場合、その関心断層ＬＯＩ上にあり、かつ、その関心断層ＬＯＩに沿った曲線上の任意の点（例えば、曲線の重心点など）における接線を、上記中心線ＬＬ１とし、その中心線ＬＬ１に対する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１のなす角度を上記入射角度ＡＮＧ１とする。
【０１２９】
図９に示すＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が撮影開始時の位置４２ｐ０にあるとき（投影角度が０°のとき）、入射角度ＡＮＧ１が０°となっている。Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるとき（投影角度が９０°のとき）、入射角度ＡＮＧ１が９０°となる。Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ４にあるとき（投影角度が１８０°のとき）、入射角度ＡＮＧ１が１８０°となる。すなわち、本例では、Ｘ線発生器４２は、位置４２ｐ２を通過するときに、関心断層ＬＯＩに正対する。
【０１３０】
図９に示すＣＴ撮影を行うにあたって、撮影軌道設定部３０６は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の通常撮影軌道ＮＴ４２，ＮＴ５２を設定する。具体的には、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２各々が、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１を中心にして、所定半径の半円の円周上を移動するように、撮影軌道設定部３０６が通常撮影軌道ＮＴ４２，ＮＴ５２を設定する。
【０１３１】
また、線量設定部３０８は、図９に示すＣＴ撮影中において、被写体Ｍ１に照射されるＸ線の投影角度に応じた単位時間線量を設定する。具体的には、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間の単位時間線量を、正対するときの単位時間線量よりも小さくするように撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。換言すると、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量を、正対していない期間の単位時間線量よりも大きくするように撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。
【０１３２】
ここで、単位時間線量を変更する方法として、Ｘ線発生制御部８１０がＸ線発生器４２から出力されるＸ線ビームＢＸ１のＸ線強度を変更する方法と、旋回移動駆動制御部８０Ｄ（旋回アーム６２の旋回については特に旋回制御部８０２）がＸ線発生器４２の旋回速度（旋回アーム６２の角速度）を変更する方法とがあり得る。前者の場合、線量設定部３０８がＸ線発生制御部８１０を動作させるための線量制御データを生成するとよい。後者の場合、線量設定部３０８が旋回移動駆動制御部８０Ｄを動作させるための線量制御データを生成するとよい。また、Ｘ線強度と旋回速度の双方を変更することによって、単位時間線量を変更してもよい。
【０１３３】
図１１は、図９に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。図１１中、横軸は投影角度を示しており、縦軸はＸ線の強度を示している。単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合、図１１に示すように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するとき（投影角度が９０°のとき）のＸ線強度よりも、正対しない期間（Ｘ線ビームＢＸ１の照射軸が関心断層ＬＯＩに正対入射していない状態。例えば、投影角度が０°，４５°，１３５°，１８０°のとき）のＸ線強度を小さくするとよい。図１１に示す例では、投影角度が０°〜４５°の間はＸ線強度をＩ０とし、投影角度が４５°を過ぎた辺りから９０°になるまでに、Ｘ線強度をＩ０からＩ１まで上昇させる。すなわち、入射角度ＡＮＧ１が９０°になるまでの間に、Ｘ線強度をＩ０からＩ１まで上昇させる。そして、投影角度が９０°を越えてから１３５°に到達するまでにＸ線強度をＩ１からＩ０まで低下させ、投影角度が１８０°となるまでＸ線強度をＩ０に維持する。すなわち、入射角度ＡＮＧ１が９０°を越えてからＸ線強度をＩ１からＩ０へ低下させる。線量設定部３０８は、図１１に示すような投影角度に応じたＸ線強度の変更をＸ線発生制御部８１０に実行させる線量制御データを生成する。
【０１３４】
ここでは、Ｘ線強度をＩ０からＩ１に上昇させてから、再びＩ１からＩ０に低下させるまでのＸ線強度の変化曲線（グラフＧ１０）を、正対するときの投影角度９０°を通る軸を対称軸として、線対称となる形状としている。
【０１３５】
図１２は、図９に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線発生器４２の旋回速度のグラフＧ１２を示す図である。図１２中、横軸は投影角度を示しており、縦軸は旋回速度（角速度）を示している。単位時間線量の変更を旋回速度の変更によって行う場合、図１２に示すように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するとき（投影角度が９０°のとき）の旋回速度よりも、正対しないとき（例えば、投影角度が０°，４５°，１３５°，１８０°のとき）の旋回速度を大きくするとよい。図１２に示す例では、投影角度が０°〜４５°の間は旋回速度をＶ０とし、投影角度が４５°をすぎた辺りから９０°になるまでに、旋回速度をＶ０からＶ１まで低下させる。すなわち、入射角度ＡＮＧ１が９０°に至るまでの間に旋回速度をＶ０からＶ１まで低下させる。そして、投影角度が９０°を越えてから１３５°に到るまでの間に旋回速度をＶ１からＶ０まで上昇させ、投影角度が１８０°となるまでＸ線強度をＶ０に維持する。すなわち、入射角度ＡＮＧ１が９０°を越えてから旋回速度をＶ１からＶ０へ上昇させる。線量設定部３０８は、図１２に示す投影角度に応じた旋回速度の変更を旋回移動駆動制御部８０Ｄ、この場合は旋回制御部８０２に実行させる線量制御データを生成する。
【０１３６】
図１２に示すように、投影角度が０°のときの旋回速度をＶ０とする場合、Ｘ線発生器４２を、位置４２ｐ０よりも手前から旋回を開始させて、位置４２ｐ０を通過するまでに旋回速度をＶ０まで上昇させるとよい。なお、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ０から旋回し始めてもよい。この場合、投影角度が０°から所定の角度となるまでの間に、旋回速度を０からＶ０まで上昇させるとよい。
【０１３７】
図１１又は図１２に示すように、投影角度に応じてＸ線強度又は旋回速度を変更することによって、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量よりも、正対しない期間の単位時間線量を小さくすることができる。これによって、関心断層ＬＯＩを正投影したときのＸ線投影画像を高解像度で取得できる。したがって、画像診断に適した関心断層ＬＯＩのＸ線断層画像を生成できる。また、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対しない期間の単位時間線量を低く抑えることによって、被写体Ｍ１のＸ線被曝量を小さくすることができる。
【０１３８】
本実施形態では、被写体Ｍ１のＸ線被曝量を抑えるため、Ｘ線撮影中、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときを除いて、単位時間線量を従来のＣＴ撮影におけるよりも低くする。そして、その短時間占領の低下により生じるノイズを回避するために、Ｘ線検出器５２で回路的なビニング、または、画像処理的なビニングを実行する。ビニングを行った場合、解像度が低下し得る。このため、関心断層ＬＯＩに対して正対する際は単位時間線量を高くしてビニングは行わない。このようなＸ線撮影によって、被写体Ｍ１のＸ線被曝量を抑えながら、関心断層ＬＯＩの高解像度のＸ線画像を取得し得る。
【０１３９】
Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量は従来のＣＴ撮影における量と同じとしてよい。これによって、ＣＴ撮影における被写体Ｍ１の総被曝量を、従来よりも低く抑えることができる。
【０１４０】
また、関心断層ＬＯＩの断層画像の画質（解像度）を向上するために、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量を従来よりも大きくしてもよい。この場合、被写体Ｍ１の総被曝量が従来よりも小さくなるように、関心断層ＬＯＩに正対しないときの単位時間線量を低下させることが好ましい。
【０１４１】
以下、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量を、正対しない期間の単位時間線量よりも大きくことは、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量よりも、正対しない期間の単位時間線量を小さくすることと同じである。
【０１４２】
なお、図９に示すＣＴ撮影では、入射角度ＡＮＧ１が０°となる位置から旋回を開始させているが、これは必須ではない。例えば、入射角度ＡＮＧ１が０°よりも大きい角度となる位置、あるいは、０°よりも小さい角度となる位置（関心断層ＬＯＩに対して、正対する側とは反対側に中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を出射する位置）から、Ｘ線発生器４２の旋回を開始させてもよい。例えば、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ１の位置にあり、Ｘ線検出器５２が位置５２ｐ１にある位置から旋回を開始して１８０°旋回した位置を旋回の終了位置とすることもできる。この場合でも、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときすなわち位置４２ｐ２にあるときの単位時間線量を、正対しない期間の単位時間線量よりも大きくすることに変わりはない。また、Ｘ線発生器４２を位置４２ｐ０よりも回転方向の手前側から回転を開始するようにして、位置４２ｐ０に到達してからＸ線ビームＢＸ１の出射を開始してもよい。
【０１４３】
ここで、略直角ほど直角に近くないが、直角に近い範囲を「近直角」と呼ぶこととする。入射角度が近直角である入射を「近直交」と呼んでもよい。
【０１４４】
略直角において、直交に対して小さい側または大きい側の差分の範囲を角度Ｉａｏとする。例えば、略直角を９０°−５°〜９０°＋５°の範囲とした場合、角度Ｉａｏは５°である。
【０１４５】
近直角の範囲は、例えば、９０°−３０°〜９０°−角度Ｉａｏ、９０°＋角度Ｉａｏ〜９０°＋３０°の範囲、９０°−１５°〜９０°−角度Ｉａｏ、９０°＋角度Ｉａｏ〜９０°＋１５°の範囲など、様々に定めることができる。
【０１４６】
図１１においてＸ線強度を強度Ｉ１に保つ期間、図１２において旋回速度を速度Ｖ１に保つ期間については、幅を持たせてよい。または、パターンを変えてよい。例えば、次のような制御が考えられる。共通するのは、少なくとも、直交のタイミングでＸ線強度を強度Ｉ１にすること、および／または、旋回速度を速度Ｖ１にすること、そして、直交のタイミングを外れた期間の少なくとも一部でＸ線強度を強度Ｉ１よりも低くすること、および／または、旋回速度を速度Ｖ１よりも高くすることである。これらのバリュエーションは後述のトモシンセシス撮影についても応用可能である。
【０１４７】
なお、以下において、Ｘ線強度Ｉ０とＩ１の間のＸ線強度を強度ＩＭとし、旋回速度Ｖ０とＶ１の間の旋回速度を速度ＶＭとする。Ｘ線強度または旋回速度について、以下のように変更する制御が想定され得る。
（ａ）近直角の期間のＸ線強度を強度ＩＭとし、略直角の期間で強度Ｉ１に保つ制御、および／または、近直角の期間の旋回速度を速度ＶＭとし、略直角の期間で速度Ｖ１に保つ制御。
（ｂ）上記（ａ）の制御において、さらに、近直角のうち、略直角に近い範囲についてはＸ線強度を強度Ｉ１に保つ制御、および／または、旋回速度を速度Ｖ１に保つ制御。
（ｃ）上記（ａ）の制御において、略直角の期間のうち、直角のタイミングのみでＸ線強度をピークの強度Ｉ１とし、略直角の期間のうち、直角の前後の期間でＸ線強度を強度ＩＭよりも高く強度Ｉ１よりも低い強度にする制御、および／または、略直角の期間のうち、直角のタイミングのみで旋回速度をピークの速度Ｖ１とし、略直角の期間のうち、直角の前後の期間で旋回速度を速度ＶＭよりも低く速度Ｖ１よりも高い速度にする制御。
（ｄ）上記（ｃ）の制御において、さらに、近直角の期間のうち、略直角に近い範囲についてはＸ線強度を強度ＩＭよりも高く強度Ｉ１よりも低い強度にする制御、および／または、旋回速度を速度ＶＭよりも低く速度Ｖ１よりも高い速度にする制御。
（ｅ）略直角の期間のみでＸ線強度を強度Ｉ１に保ち、他の期間で一律に強度Ｉ０に保つ制御、および／または、略直角の期間のみで旋回速度を速度Ｖ１に保ち、他の期間は一律に速度Ｖ０に保つ制御。
（ｆ）上記（ｅ）の制御において、略直角の期間と他の期間との間に旋回速度の変化の傾きを急峻にまたは緩やかにする制御。
（ｇ）Ｘ線強度を直角のタイミングのみでピークの強度Ｉ１とすし、他の期間で一律に強度Ｉ０に保つ制御、および／または、旋回速度を直角のタイミングのみでピークの速度Ｖ１とし、他の期間で一律に速度Ｖ０に保つ制御。
（ｈ）上記（ｇ）の制御において、直角のタイミングと他の期間との間にＸ線強度および／または旋回速度の変化の傾きを急峻に、または緩やかにする制御。
【０１４８】
図１３は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図１３に示すＸ線断層撮影は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を被写体Ｍ１の周囲において３６０°旋回させるＣＴ撮影である。本ＣＴ撮影における撮影領域ＲＯＩおよび関心断層ＬＯＩは、図９に示すＣＴ撮影と同一としている。
【０１４９】
本ＣＴ撮影においては、Ｘ線発生器４２は、頭部右側の位置４２ｐ０から頭部後側の位置４２ｐ１〜位置４２ｐ３を通過して頭部左側の位置４２ｐ４まで旋回する。さらに、Ｘ線発生器４２は、位置４２ｐ４から頭部前側の位置４２ｐ５〜位置４２ｐ７を旋回しながら通過して、再び位置４２ｐ０に戻る。また、Ｘ線検出器５２は、頭部左側の位置５２ｐ０から頭部前側の位置５２ｐ１〜５２ｐ３を通過して頭部右側の位置５２ｐ４まで旋回する。さらに、Ｘ線検出器５２は、位置５２ｐ４から頭部後側の位置５２ｐ５〜位置５２ｐ７を旋回しながら通過して、再び位置５２ｐ０に戻る。Ｘ線発生器４２の通常撮影軌道ＮＴ４２およびＸ線検出器５２の通常撮影軌道ＮＴ５２はそれぞれ、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１を中心とする所定半径の円周に一致する。
【０１５０】
本ＣＴ撮影の場合、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに対して、２回正対する。１回目は、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるとき（投影角度が９０°のとき）であり、２回目は、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ６にあるとき（投影角度が２７０°のとき）である。線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２がこれらの位置４２ｐ２，４２ｐ６を通過するときに、単位時間線量が増大するように、Ｘ線発生制御部８１０又は旋回制御部８０２を動作させる線量制御データを生成する。
【０１５１】
図１４は、図１３に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。図１４中、横軸は投影角度を示しており、縦軸はＸ線強度を示している。単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合、図１４に示すように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間のＸ線強度をＩ０とし、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときのＸ線強度をＩ０よりも大きいＩ１とするとよい。図１３に示すＣＴ撮影では、投影角度が９０°および２７０°のときに、Ｘ線強度をＩ１とする。
【０１５２】
具体的に、図１４に示すグラフＧ１０では、投影角度が４５°を過ぎた辺りから９０°になるまでにＸ線強度をＩ０からＩ１に上昇させ、投影角度が９０°を過ぎてから１８０°になるまでにＸ線強度をＩ１からＩ０に低下させる。さらに、投影角度が１８０°から２７０°になるまでにＸ線強度をＩ０からＩ１に上昇させ、投影角度が２７０°を過ぎてから３６０°になるまでにＸ線強度をＩ１からＩ０に低下させる。
【０１５３】
図１５は、図１３に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じた旋回速度のグラフＧ１２を示す図である。図１５中、横軸は投影角度を示しており、縦軸は旋回速度（角速度）を示している。単位時間線量の変更を旋回速度の変更によって行う場合、図１５に示すように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間の旋回速度をＶ０とし、正対するときの旋回速度をＶ０よりも小さいＶ１とするとよい。
【０１５４】
具体的に、図１５に示すグラフＧ１２では、投影角度が４５°を過ぎた辺りから９０°になるまでに旋回速度をＶ０からＶ１に低下させ、投影角度が９０°を過ぎてから１８０°になるまでに旋回速度をＶ１からＶ０に上昇させる。さらに、投影角度が１８０°から２７０°になるまでに旋回速度をＶ０からＶ１に低下させ、投影角度が２７０°を過ぎてから３６０°になるまでに旋回速度をＶ１からＶ０に上昇させる。
【０１５５】
図１４又は図１５に示すように、投影角度に応じてＸ線強度又は旋回速度を変化させることによって、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対したときの単位時間線量を、正対していない期間の単位時間線量に比べて大きくすることができる。これによって、正対したときに得られるＸ線投影画像の解像度を向上できる。したがって、画像診断に適した関心断層ＬＯＩを取得できる。また、一部の投影角度に限定して単位時間線量を上昇させるため、被写体Ｍ１のＸ線被曝量を抑制できる。
【０１５６】
図１６は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図１６に示すＸ線断層撮影は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を被写体Ｍ１の周囲において１８０°旋回させるＣＴ撮影である。ここでは、被写体Ｍ１の顎部のうち右臼歯を含む部分を撮影領域ＲＯＩとしており、その撮影領域ＲＯＩに含まれる歯列弓ＤＡ１の一部分の接線と平行な方向に沿って直線状に延びる領域を関心断層ＬＯＩとしている。
【０１５７】
本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２は、被写体Ｍ１の頭部右側後方の位置４２ｐ０から、頭部左側の位置４２ｐ１〜位置４２ｐ３を通過して、頭部左側前方の位置４２ｐ４まで旋回する。Ｘ線検出器５２は、被写体Ｍ１の頭部左側前方の位置５２ｐ０から、頭部右側の位置５２ｐ１〜５２ｐ３を通過して、頭部右側後方の位置５２ｐ４まで旋回する。
【０１５８】
図１６に示すように、本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が旋回している最中に、Ｘ線ビームＢＸ１のうち一部又は全部が高Ｘ線吸収部位ＨＡ１である頸椎を通過する状態が発生する。具体的には、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ１を通過するとき、Ｘ線ビームＢＸ１が高Ｘ線吸収部位ＨＡ１を通過する。このようにＸ線ビームＢＸ１が高Ｘ線吸収部位ＨＡ１を通過した場合、Ｘ線が大幅に減弱されることによって、撮影領域ＲＯＩの正確な情報を得ることが困難となる場合がある。
【０１５９】
そこで、線量設定部３０８は、Ｘ線ビームＢＸ１の経路上に、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１が存在するときの単位時間線量を、存在しないときの単位時間線量よりも大きくする線量制御データを生成してもよい。
【０１６０】
図１７は、図１６に示すＣＴ撮影における、Ｘ線強度のグラフＧ１４を示す図である。Ｘ線強度の変更によって、単位時間線量の変更を行う場合、線量設定部３０８は、グラフＧ１４に示すように、投影角度に応じてＸ線強度を変化させる線量制御データを作成するとよい。
【０１６１】
ここで、グラフＧ１４は、グラフＧ１０にグラフＧ１０ａを足し合わせたものである。グラフＧ１０は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量を増大させる場合のＸ線強度を示す曲線である。グラフＧ１０においては、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対しないときの投影角度ではＸ線強度をＩ０とし、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する投影角度（９０°）ではＸ線強度をＩ１（＞Ｉ０）としている。
【０１６２】
また、グラフＧ１０ａは、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の影響を緩和するために単位時間線量を増大させるＸ線強度の量を示す曲線である。グラフＧ１０ａに示すように、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の影響を緩和するため、Ｘ線ビームＢＸ１が高Ｘ線吸収部位ＨＡ１に重なり始める投影角度θ１（ここでは、０°＜θ１＜４５°）からＸ線強度を増大し始める。そして、Ｘ線ビームＢＸ１と高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の重なりが最大となる投影角度θ２（ここでは、４５°＜θ２＜９０°）において、Ｘ線強度をＩ３の分だけ増大させる。その後、Ｘ線ビームＢＸ１と高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の重なりがなくなる投影角度θ３（θ２＜θ３＜９０°）まで徐々にＸ線強度を減らす。
【０１６３】
投影角度が４５度を過ぎてθ２となるまで、グラフＧ１０およびグラフ１０ａの双方においてＸ線強度が上昇する。このため、グラフＧ１４においては、投影角度がθ１のときから、Ｘ線強度がＩ０から上昇し始め、投影角度θ２でＸ線強度がＩ４となる。このＸ線強度Ｉ４は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときのＸ線強度Ｉ１よりも大きくなっている。
【０１６４】
線量設定部３０８が、グラフＧ１４に示すようにＸ線強度を変化させる線量制御データを生成することによって、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときのＸ線投影画像の解像度を向上できるとともに、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の影響を緩和できる。
【０１６５】
高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の位置情報は、例えば記憶部３１に予め保存しておくとよい。この場合、線量設定部３０８が、被写体Ｍ１の身体的特徴に応じた高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の位置情報を読み出せるようにすることが好ましい。すなわち、被写体Ｍ１の身体的特徴毎の高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の位置情報を予め用意しておくことによって、被写体Ｍ１に合わせて、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の影響を緩和するように、Ｘ線断層撮影を実行できる。また、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の位置をオペレータが指定してもよい。例えば、被写体Ｍ１を予めＸ線断層撮影することで得たＸ線投影画像（透過画像）を表示部３２などに表示しておき、そのＸ線投影画像上において、オペレータが高Ｘ線吸収部位ＨＡ１を指定してもよい。この場合、個々の被写体Ｍ１に合わせて正確に高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の高精度な位置情報を取得できる。したがって、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の影響の緩和を精度よく実行できる。
【０１６６】
なお、図１１、図１２、図１４および図１５に示すＸ線断層撮影では、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するとき、単位時間線量が最も大きくなるようにしている。しかしながら、例えば図１７に示すように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対しない期間の一部において、正対するときよりも単位時間線量が大きくなってもよい。すなわち、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量は、正対していない期間の少なくとも一部のときの単位時間線量よりも大きければよい。
【０１６７】
また、図９、図１３に示す例では、理解を容易にするために高Ｘ線吸収部位ＨＡ１についてはあえて触れていない。しかしながら、図９、図１３に示す例においても、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の影響の緩和を行ってもよい。
【０１６８】
具体的に、図９に示す例においては、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるタイミングで高Ｘ線吸収部位ＨＡ１（頸椎）がＸ線ビームＢＸ１の経路と重なり得る。このため、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるタイミングでの単位時間Ｘ線量の増強を行うとよい。単位時間Ｘ線量の増強がＸ線強度の変更による場合には、図１１に示すグラフＧ１０において、投影角度９０°におけるＸ線強度をＩ１よりもさらに大きくするとよい。また、単位時間Ｘ線量の増強が旋回角度の変更による場合、図１２に示すグラフＧ１２において、投影角度９０°における旋回速度をＶ１よりもさらに低下させるとよい。
【０１６９】
また、図１３に示す例においては、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるタイミングと、位置４２ｐ６にあるタイミングで、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１（頸椎）がＸ線ビームＢＸ１の経路と重なり得る。このため、これらのタイミングでの単位時間Ｘ線量の増強を行うとよい。
【０１７０】
＜投影拡大率を低下させる撮影軌道について＞
図１８は、Ｘ線投影画像における拡大率と解像度の関係について説明するための図である。図１８においては、＋Ｚ側から見たとき（−Ｚ方向視）のＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２を概略的に示している。図１８に示すように、Ｘ線発生器４２のＸ線管からは、扇状に広がるＸ線ビームＢＸ１が出射される。このため、Ｘ線検出器５２には、撮影領域ＲＯＩが拡大されて投影される。Ｘ線ビームＢＸ１が撮影領域ＲＯＩを透過することで、Ｘ線検出器５２に投影されるＸ線投影画像の拡大率（以下、「投影拡大率」と称する。）は、Ｘ線発生器４２から撮影領域ＲＯＩまでの距離、および、撮影領域ＲＯＩからＸ線検出器５２までの距離によって定まる。図１８中、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２が破線で示す位置から実線で示す位置に移動すると、Ｘ線発生器４２が撮影領域ＲＯＩから離隔し、Ｘ線検出器５２が撮影領域ＲＯＩに接近する。これによって、投影拡大率が小さくなる。図示の実線のＸ線検出器５２は被写体Ｍ１の鼻と重なっているように描いてあるが、これは近接離隔の原理説明のために強調して示したためである。
【０１７１】
Ｘ線検出器５２は、検出面内において多数の検出素子が配列されている。したがって、Ｘ線検出器５２の分解能は固定されているため、投影拡大率を上げることによってＸ線投影画像の解像度を向上することができる。しかしながら、Ｘ線発生器４２から出射されるＸ線ビームＢＸ１の焦点は、厳密には点ではなく、一定の大きさを有する焦点面４２０となっている。実際のＸ線管の陽極（焦点面４２０）はＸ線の照射軸に対して傾斜しているが、ここでは、図示の便宜上、焦点面４２０が点でないことを原理的に示すため、Ｘ線の照射軸に対して垂直となるように図示している。ここで、撮影領域ＲＯＩの特定の点に着目すると、焦点面４２０から出射されたＸ線ビームＢＸ１のうち、この特定の点を通過するＸ線束は、Ｘ線検出器５２の検出面において一定の広がりで投影される。すなわち、焦点面４２０から出射されたＸ線ビームＢＸ１によって、Ｘ線投影画像上にぼけが発生する。すると、投影拡大率が大きくなった場合、このぼけの度合いも大きくなってしまい、その結果、Ｘ線投影画像の解像度（鮮鋭度）が低下する。
【０１７２】
したがって、Ｘ線投影画像の解像度を向上するためには、投影拡大率をできるだけ小さくすることが望ましい。このため、Ｘ線断層撮影の際には、Ｘ線検出器５２をできるだけ撮影領域ＲＯＩに接近させるか、あるいは、Ｘ線発生器４２をできるだけ撮影領域ＲＯＩから離隔することが望ましい。
【０１７３】
しかしながら、Ｘ線検出器５２を撮影領域ＲＯＩに接近させた場合、Ｘ線検出器５２が被写体Ｍ１に接触するおそれがある。また、Ｘ線発生器４２を撮影領域ＲＯＩから離隔させた場合、Ｘ線発生器４２を収容するＸ線発生部４０が、撮影部２０の他の部材（例えば支柱部７０）、又は、撮影部２０以外の周辺に配された他の部材に衝突する可能性がある。
【０１７４】
そこで、撮影軌道設定部３０６は、Ｘ線断層撮影中に、Ｘ線検出器５２が被写体Ｍ１に接触することを抑制し、かつ、Ｘ線発生器４２のＸ線発生部４０が他部材に衝突することを抑制しつつ、可能な限り投影拡大率を低下させるように撮影軌道を設定する。以下では、具体的な撮影軌道の設定方法を説明する。
【０１７５】
図１９は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図１９に示すＸ線断層撮影は、被写体Ｍ１の顎部の周囲において、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を１８０°旋回させるＣＴ撮影である。ここでは、被写体Ｍ１の前歯付近を撮影領域ＲＯＩとしており、関心断層ＬＯＩが歯列弓ＤＡ１に沿う直線状の領域としている。
【０１７６】
本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２は、被写体Ｍ１の頭部右側の位置４２ｐ０から、頭部後ろ側を通過し、頭部左側の位置４２ｐ４まで１８０°旋回させる。また、Ｘ線検出器５２を、被写体Ｍ１の頭部左側の位置５２ｐ０から、頭部前側を通過して、頭部右側の位置５２ｐ４まで１８０°旋回させる。本ＣＴ撮影は、図９に示すＣＴ撮影と、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道が異なる点を除いて、撮影条件などは一致する。
【０１７７】
投影拡大率を変更しない通常のＣＴ撮影では、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１を中心にして、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２各々を一定の回転半径で回転させる。すなわち、通常のＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を通常撮影軌道ＮＴ４２，ＮＴ５２上を移動させる。Ｘ線発生器４２は通常撮影軌道ＮＴ４２をたどり、Ｘ線検出器５２は通常撮影軌道ＮＴ５２をたどる。
【０１７８】
これに対して、本ＣＴ撮影では、撮影軌道設定部３０６は、撮影領域ＲＯＩにおける関心断層ＬＯＩに正対するときに、正対していないときよりも投影拡大率を小さくする撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を設定する。より具体的には、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、正対していないときよりもＸ線発生器４２を関心断層ＬＯＩから離隔させ、かつ、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩに接近させる。撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を拡大率調整撮影軌道と呼ぶこととし、Ｘ線発生器４２は拡大率調整撮影軌道ＰＴ４２をたどり、Ｘ線検出器５２は拡大率調整撮影軌道ＰＴ５２をたどる。このような拡大率調整撮影軌道ＰＴ４２,ＰＴ５２によるＣＴ撮影を拡大率調整ＣＴ撮影と呼ぶこととする。
【０１７９】
図１９に示すＣＴ撮影では、拡大率調整撮影軌道ＰＴ４２上、Ｘ線発生器４２の位置４２ｐ０〜位置４２ｐ４各々は、入射角度ＡＮＧ１が０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°となるＸ線発生器４２の位置である。つまり、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するとき（Ｘ線ビームＢＸ１の照射軸が関心断層ＬＯＩに正対入射するとき）の位置は、位置４２ｐ２である。また、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していないとき（Ｘ線ビームＢＸ１の照射軸が関心断層ＬＯＩに正対入射していないとき）の位置は、位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３，４２ｐ４である。ここで、正対する状態の位置４２ｐ２と、正対していない状態の位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３，４２ｐ４とを比較すると、位置４２ｐ２は、それ以外の位置よりも、関心断層ＬＯＩから遠ざかった位置となっている。すなわち、位置４２ｐ２は、Ｘ線発生器４２の通常撮影軌道ＮＴ４２よりも外側に設定されている。また、正対する状態におけるＸ線検出器５２の位置５２ｐ２は、正対していないときの位置５２ｐ０，５２ｐ１，５２ｐ３，５２ｐ４に比べて、関心断層ＬＯＩに接近した位置となっている。この位置５２ｐ２は、Ｘ線検出器５２の通常撮影軌道ＮＴ５２よりも外側に設定されている。
【０１８０】
本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が、入射角度ＡＮＧ１が４５°となる位置４２ｐ１を通過してから、正対状態となる位置４２ｐ２に至るまでの間に、Ｘ線発生器４２を関心断層ＬＯＩから徐々に離隔させ、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩに徐々に接近させる。そして、Ｘ線発生器４２が、正対状態となる位置４２ｐ２から入射角度ＡＮＧ１が１３５°となる位置４２ｐ３に至るまでの間に、Ｘ線発生器４２を関心断層ＬＯＩに徐々に接近させ、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩから徐々に離隔させる。すなわち、Ｘ線発生器４２の撮影軌道ＰＴ４２のうち、位置４２ｐ１から位置４２ｐ３までは通常撮影軌道ＮＴ４２とは異なっており、それ以外は一致する。同様に、Ｘ線検出器５２の撮影軌道ＰＴ５２のうち、位置５２ｐ１から位置５２ｐ３までは通常撮影軌道ＮＴ５２とは異なっており、それ以外は一致する。
【０１８１】
図２０は、投影角度に応じた投影拡大率の変動を説明するための図である。撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を上記のように設定することによって、図２０に示すように、入射角度ＡＮＧ１が４５°になるまでは投影拡大率が一定であり、入射角度ＡＮＧ１が４５°を越えてから９０°になるまでの間に投影拡大率が次第に小さくなる。そして、入射角度ＡＮＧ１が９０°のときに投影拡大率が最も小さくなっている。さらに、入射角度ＡＮＧ１が９０°を越えてから１３５°になるまでの間に、投影拡大率が次第に大きくなっており、入射角度ＡＮＧ１が１３５°を越えてからは投影拡大率が一定となる。すなわち、Ｘ線発生器４２が正対する状態（Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２にあるとき）と、正対しない状態（例えば、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３，４２ｐ４にあるとき）とを比較して、正対する状態にて拡大率が小さくなる。
【０１８２】
拡大率は、入射角度ＡＮＧ１が９０°のときにのみ最小としてもよいが、幅を持たせてもよい。すなわち、入射角度ＡＮＧ１が９０°に若干満たないタイミングから入射角度ＡＮＧ１が９０°ちょうどのタイミングを経て入射角度ＡＮＧ１が９０°を若干超えるタイミングまでの一定期間、拡大率が同率の最小の大きさに保たれるようにしてもよい。
【０１８３】
以上のように撮影軌道設定部３０６は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を設定する。そして、撮影制御部８０が、旋回駆動部６４２およびＸＹ方向移動駆動部６４４の動作を制御することによって、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２に沿って移動させる。すなわち、撮影制御部８０は、旋回駆動部６４２の動作を制御することによって、入射角度ＡＮＧ１を変更しつつ、入射角度ＡＮＧ１に応じてＸＹ方向移動駆動部６４４を制御する。これによって、撮影制御部８０は、正対する状態と正対していない状態と比較して、正対する状態にて投影拡大率を相対的に小さくする。
【０１８４】
ここで、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の旋回中心である旋回中心軸ＲＡ１に着目する。Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ０から位置４２ｐ１まで移動する間と、位置４２ｐ３から位置４２ｐ４まで移動する間、旋回中心軸ＲＡ１は、中心点ＣＰ１に設定される。一方、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ１から位置４２ｐ３まで移動する間は、図１０中の矢符Ｄ１で示すように、中心点ＣＰ１から離れて、再び、中心点ＣＰ１に戻る環状の軌跡上を移動する。
【０１８５】
旋回アーム６２を回転させるシャフト６６を旋回中心軸ＲＡ１に一致させる場合、シャフト６６を図１０に示す旋回中心軸ＲＡ１の軌跡上を移動させることによって、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２上を移動させることができる。なお、シャフト６６を旋回中心軸ＲＡ１に一致させることは必須ではない。例えば、特開２００７−２９１６８号公報に記載された技術を本願にも適用できる。すなわち、シャフト６６を回転させつつ、そのシャフト６６を、ＸＹ平面内において、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１を中心とする所定半径の円周に沿って移動させる。これによって、中心点ＣＰ１に一致する旋回中心軸ＲＡ１周りに、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を旋回させてもよい。この場合、機械的な旋回軸であるシャフト６６とは異なる位置に、旋回中心軸ＲＡ１が設定される。
【０１８６】
本実施形態では、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の回転移動およびＸＹ平面内移動は、旋回アーム６２のシャフト６６のＺ軸周りの回転およびＸＹ平面内移動によって行われる。したがって、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を設定することは、シャフト６６の回転量に応じたシャフト６６のＸＹ平面内の位置を設定することと等価である。
【０１８７】
旋回中心軸ＲＡ１の移動について、さらに説明を補充する。Ｘ線発生器４２、Ｘ線検出器５２が拡大率調整撮影軌道ＰＴ４２,ＰＴ５２に沿って移動をする間、旋回中心軸ＲＡ１は随時回転中心として移動する。ここで、通常のＣＴ撮影において、入射角度ＡＮＧ１が４５°と９０°の中間のときの入射角度を入射角度ＡＮＧ１ａとし、入射角度ＡＮＧ１が９０°のときの入射角度を入射角度ＡＮＧ１ｂとする。また、入射角度ＡＮＧ１ａのときの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を図示しない中心軸Ｘ線ＣＢＸ１Ａとし、入射角度ＡＮＧ１ｂのときの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を図示しない中心軸Ｘ線ＣＢＸ１Ｂとする。
【０１８８】
拡大率調整ＣＴ撮影においては、前述のとおり旋回中心軸ＲＡ１は随時回転中心として移動するので、入射角度ＡＮＧ１ａのときの旋回中心軸ＲＡ１の位置は、例えば図示のＲＡ１ａの位置をとり、入射角度ＡＮＧ１ｂのときの旋回中心軸ＲＡ１の位置は、例えば図示のＲＡ１ｂの位置をとる。
【０１８９】
入射角度ＡＮＧ１ａのときの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１は入射角度的には中心軸Ｘ線ＣＢＸ１Ａと一致する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１ａであり、入射角度ＡＮＧ１ｂのときの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１は入射角度的には中心軸Ｘ線ＣＢＸ１Ｂと一致する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１ｂである。
【０１９０】
このように、入射角度を、旋回中心を１点に固定した通常のＣＴ撮影における入射角度と対応させ、撮影中に撮影領域に対するＸ線発生器４２、Ｘ線検出器５２の近接離隔の変化を起こすことによって、拡大率調整ＣＴ撮影を実行できる。
【０１９１】
図示の例では、入射角度９０°のときの旋回中心軸ＲＡ１の位置ＲＡ１ｂが中心点ＣＰ１から離隔するピークにある。中心点ＣＰ１上にあるときの旋回中心軸ＲＡ１の位置を位置ＲＡ１０とすると、位置ＲＡ１ａの中心点ＣＰ１からの離隔の度合いは位置ＲＡ１０と位置ＲＡ１ｂの間の度合いと等しくなる。すなわち、位置ＲＡ１ａは位置ＲＡ１０よりも大きく中心点ＣＰ１から離隔はするが、その度合いが位置ＲＡ１ｂほど大きくない関係にある。
【０１９２】
図示の拡大率調整ＣＴ撮影においては、旋回中心軸ＲＡ１の位置が、入射角度が変化していく各タイミングでの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１の軸線上を移動していると見ることができる。その際、旋回中心軸ＲＡ１の位置は、中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が関心断層ＬＯＩに正対入射する状態において中心点ＣＰ１からの離隔度がピークとなるように漸次的に変化していく。
【０１９３】
中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が関心断層ＬＯＩに正対入射する状態のみならず、その前後の、正対に近い良好な入射角度の期間を含めて離隔度が最大となるように保たれるようにしてもよい。
【０１９４】
このように、本実施形態の撮影部２０においては、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに投影拡大率を小さくするため、関心断層ＬＯＩを正面から正投影したときのＸ線投影画像上において、焦点面４２０の大きさに起因したぼけを低減できる。すなわち、関心断層ＬＯＩを正投影したときのＸ線投影画像を高解像度で取得できる。したがって、画像処理部３１０が関心断層ＬＯＩについて生成するＸ線断層画像の画質を、向上できる。
【０１９５】
また、Ｘ線断層撮影において、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を旋回させる全旋回範囲のうち、一部の旋回範囲に限定して、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩに接近させるため、Ｘ線検出器５２が被写体Ｍ１に接触することを抑制できる。また、一部の旋回範囲に限定してＸ線発生器４２を関心断層ＬＯＩから離隔させるため、Ｘ線発生器４２あるいはＸ線発生器４２を収容するＸ線発生部４０、および、Ｘ線発生部４０を支持する旋回アーム６２の一端部が他の部材（支柱部７０など）に衝突することを抑制できる。
【０１９６】
なお、Ｘ線発生器４２が旋回中に関心断層ＬＯＩから離隔するのに応じて、Ｘ線発生制御部８１０が、Ｘ線規制部４４の動作を制御することによって、Ｘ線ビームＢＸ１の出射範囲（Ｘ線ビームＢＸ１のＺ軸周りの広がりの角度（ファン角））を小さくしてもよい。これによって、撮影領域ＲＯＩよりも広い範囲にＸ線ビームＢＸ１が照射されることを抑制できるため、被写体Ｍ１のＸ線被曝量を低減できる。
【０１９７】
図１９に示すＣＴ撮影においては、図７にて説明したように、歯列弓ＤＡ１の少なくとも一部を含むように撮影領域ＲＯＩの設定を受付け、その撮影領域ＲＯＩに設定された歯列弓ＤＡ１の一部に沿って関心断層ＬＯＩを設定してもよい。これによって、歯列弓ＤＡ１に沿ったＸ線断層画像を取得できるため、歯科診断に適したＸ線断層画像を取得できる。また、歯列弓ＤＡ１は、被写体Ｍ１の頭部の前方に偏在し、かつ、頭部の前方の縁部に沿うように延在する。このため、歯列弓に沿って関心断層ＬＯＩを設定することによって、Ｘ線発生器が関心断層ＬＯＩに正対するときに、Ｘ線検出器５２を頭部に近々に接近させることができる。したがって、高解像度のＸ線断層画像を容易に取得できる。
【０１９８】
また、撮影軌道設定部３０６が撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を決定するとともに、線量設定部３０８が、Ｘ線断層撮影中に被写体Ｍ１に照射するＸ線の単位時間線量を設定する。すなわち、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量が、正対していない期間の単位時間線量よりも大きくなるように、撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合、線量設定部３０８は、図１１に示すＸ線強度の変更をＸ線発生制御部８１０に実行させる線量制御データを生成するとよい。また、単位時間線量の変更を旋回速度の変更によって行う場合、線量設定部３０８は、図１２に示す旋回速度の変更を旋回制御部８０２に実行させる線量制御データを生成するとよい。
【０１９９】
図２１は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図２１に示すＸ線断層撮影は、顎部における右臼歯付近を撮影領域ＲＯＩとするＣＴ撮影であって、撮影領域ＲＯＩ内に歯列弓ＤＡ１の一部が含まれている。そして、関心断層ＬＯＩを、撮影領域ＲＯＩに含まれる歯列弓ＤＡ１の一部分の接線に沿って直線状に延びる領域としている。
【０２００】
本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が、被写体Ｍ１の頭部右側後方の位置４２ｐ０から、位置４２ｐ１〜位置４２ｐ７各々を通過して、位置４２ｐ０まで３６０°旋回する。また、Ｘ線検出器５２は、被写体Ｍ１の頭部左側前方の位置５２ｐ０から、位置５２ｐ１〜位置５２ｐ７各々を通過して、位置５２ｐ０まで３６０°旋回する。すなわち、本ＣＴ撮影は、図１３に示すＣＴ撮影と、撮影軌道が異なる点を除いて、撮影条件などは一致する。
【０２０１】
ここで、頭部の中央からの方向を、時計の時針を想定して、頭部の鼻の方を１２時、後頭部の方を６時、右耳の方を３時、左耳の方を９時と表現する。本ＣＴ撮影中においては、被写体Ｍ１の右側（詳細には１２時と３時の間であるが、頭部全体を大きく左右に分けると右側である。）からＸ線ビームＢＸ１を照射するとき（Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２を、Ｘ線検出器５２が位置５２ｐ２を通過するとき）と、被写体Ｍ１の左側（詳細には６時と９時の間であるが、頭部全体を大きく左右に分けると左側である。）からＸ線ビームＢＸ１を照射するとき（Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ６を、Ｘ線検出器５２が位置５２ｐ６をそれぞれ通過するとき）とにおいて、中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が関心断層ＬＯＩに直交し、正対状態となる。
【０２０２】
そこで、本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、Ｘ線発生器４２を位置４２ｐ２，４２ｐ６を通過させる。位置４２ｐ２，４２ｐ６は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間のＸ線発生器４２の位置（例えば、位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３〜４２ｐ５，４２ｐ７）よりも、関心断層ＬＯＩから離れた位置である。また、本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、Ｘ線検出器５２を位置５２ｐ２，５２ｐ６を通過させる。位置５２ｐ２，５２ｐ６は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間のＸ線検出器５２の位置（位置５２ｐ０，５２ｐ１，５２ｐ３〜５２ｐ５，５２ｐ７）よりも、関心断層ＬＯＩに接近した位置である。このように、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を設定することによって、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの投影拡大率を、正対していないときの投影拡大率よりも小さくする。
【０２０３】
ここで、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２を通過するときの正対状態を第１正対状態とし、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ６を通過するときの正対状態を第２正対状態とする。第１正対状態時のＸ線検出器５２の位置５２ｐ２は、第２正対状態時のＸ線検出器５２の位置５２ｐ６よりも関心断層ＬＯＩに近い。これは、目標となった撮影領域ＲＯＩが被写体Ｍ１の頭部の右側（１２時と３時の間）に偏在しているため、Ｘ線ビームＢＸ１を被写体Ｍ１の左側（６時と９時の間）から照射するときに、右側（１２時と３時の間）から照射するときよりもＸ線検出器５２を撮影領域ＲＯＩに接近させることが可能なためである。
【０２０４】
なお、他の機械的要素がＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２の旋回の妨げになる場合には、撮影軌道ＰＴ４２、ＰＴ５２は修正され得る。例えば、Ｘ線発生器４２の軌道の位置４２ｐ５から４２ｐ７までの間（Ｘ線検出器５２のその間の軌道は位置５２ｐ５から位置５２ｐ７までである）に支柱部７０がある場合には、その支柱部７０を避けるように撮影軌道ＰＴ４２、ＰＴ５２が適宜修正され得る。
【０２０５】
また、撮影軌道設定部３０６が撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を決定するとともに、線量設定部３０８がＸ線断層撮影中に被写体Ｍ１に照射する線量を設定する。すなわち、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、正対していないときよりも単位時間線量を大きくなるように、撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合、線量設定部３０８は、図１４に示すＸ線強度の変更をＸ線発生制御部８１０に実行させる線量制御データを生成するとよい。また、単位時間線量の変更を旋回速度の変更によって行う場合、線量設定部３０８は、図１５に示す旋回速度の変更を旋回移動駆動制御部８０Ｄに実行させる線量制御データを生成するとよい。
【０２０６】
図１９および図２１に示すＸ線断層撮影では、撮影領域ＲＯＩ内に１つの関心断層ＬＯＩのみが設定されている。しかしながら、撮影領域ＲＯＩ内に設定される関心断層ＬＯＩは、１つに限定されるものではない。
【０２０７】
図２２は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図２２に示すＸ線断層撮影は、被写体Ｍ１の顎部全体を撮影領域ＲＯＩとするＣＴ撮影であり、この撮影領域ＲＯＩの内側には２つの関心断層ＬＯＩ１，ＬＯＩ２が設定されている。ここでは、関心断層ＬＯＩ１，ＬＯＩ２は、それぞれ、左顎関節および右顎関節に設定されている。
【０２０８】
本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２は、被写体Ｍ１の頭部前方の位置４２ｐ０から、位置４２ｐ１〜位置４２ｐ７を通過した後、位置４２ｐ０まで３６０°旋回する。また、Ｘ線検出器５２は、被写体Ｍ１の頭部後方の位置５２ｐ０から、位置５２ｐ１〜位置５２ｐ７を通過した後、位置５２ｐ０まで３６０°旋回する。
【０２０９】
本ＣＴ撮影においても、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対するときに、Ｘ線発生器４２が通過する位置４２ｐ２は、正対していない期間の位置（例えば、位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３〜４２ｐ５，４２ｐ７）よりも、関心断層ＬＯＩ１から遠くなっている。また、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対するときにＸ線検出器５２が通過する位置５２ｐ２は、正対していない期間の位置（例えば、位置５２ｐ０，５２ｐ１，５２ｐ３〜５２ｐ５，５２ｐ７）よりも、関心断層ＬＯＩ１に近くなっている。このため、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対したときの投影拡大率を、正対していない期間の投影拡大率と比べて、相対的に小さくすることができる。
【０２１０】
また、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ２に正対するときに通過する位置４２ｐ６は、正対しないときの位置（例えば、位置４２ｐ０、４２ｐ１，４２ｐ３〜４２ｐ５、４２ｐ７）よりも、関心断層ＬＯＩ２から遠くなっている。また、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ２に正対するときにＸ線検出器５２が通過する位置５２ｐ６は、正対しないときの位置（例えば、位置５２ｐ０，５２ｐ１，ｐ３〜５２ｐ５，５２ｐ７）よりも関心断層ＬＯＩ２に近くなっている。これによって、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ２に正対したときの投影拡大率を相対的に小さくできる。
【０２１１】
なお、位置４２ｐ６は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対していないときの位置である。位置４２ｐ２は、その位置４２ｐ６よりも関心断層ＬＯＩ１に近い位置になる場合も想定される。つまり、正対するときにＸ線発生器４２が通過する位置４２ｐ２が、正対しないときに通過する全ての位置よりも、関心断層ＬＯＩ１から遠いことは必須ではない。すなわち、位置４２ｐ２は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対しないときにＸ線発生器４２が通過する全ての位置のうち少なくとも一部の位置よりも、関心断層ＬＯＩ１から遠ければよい。
【０２１２】
同様に、位置５２ｐ６は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対してないときのＸ線検出器５２の位置であるが、その位置５２ｐ６が位置５２ｐ２よりも関心断層ＬＯＩに近い位置となる場合も想定される。つまり、位置５２ｐ２は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対しないときにＸ線検出器５２が通過する全ての位置のうち少なくとも一部の位置よりも、関心断層ＬＯＩ１に近ければよい。
【０２１３】
また、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対するときの単位時間線量を、正対していない期間の単位時間線量よりも大きくする線量制御データを生成するとよい。また、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ２に正対するときの単位時間線量を、正対していない期間の単位時間線量よりも大きくする線量制御データを生成するとよい。
【０２１４】
図２３は、図２２に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。図２３中、横軸は投影角度を示しており、縦軸はＸ線強度を示している。単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合、図２３に示すように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対するとき（投影角度がθ１のとき）、および、関心断層ＬＯＩ２に正対するとき（投影角度θ２のとき）にＸ線強度をＩ１とし、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１および関心断層ＬＯＩ２のいずれにも正対していないときのＸ線強度をＩ１よりも小さいＩ０とするとよい。
【０２１５】
図２４は、図２２に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じた旋回速度のグラフＧ１２を示す図である。図２４中、横軸は投影角度を示しており、縦軸は旋回速度を示している。単位時間線量の変更を旋回速度の変更によって行う場合、図２４に示すように、Ｘ線発生器４２が、関心断層ＬＯＩ１に正対するとき（投影角度がθ１のとき）、および、関心断層ＬＯＩ２に正対するとき（投影角度がθ２のとき）に旋回速度をＶ１とし、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１および関心断層ＬＯＩ２のいずれにも正対していないときの旋回速度をＶ１よりも大きいＶ０とするとよい。
【０２１６】
図２２に示すＣＴ撮影においては、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の頭部右側を旋回する最中に関心断層ＬＯＩ１に正対するとき、投影拡大率を低下させるとともに、単位時間線量を大きくしている。しかしながら、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の頭部左側を旋回する最中に関心断層ＬＯＩ１に正対するとき（Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ２の正反対側を通過するとき）、投影拡大率を低下させ、かつ、単位時間線量を大きくしてもよい。
【０２１７】
同様に、図２２に示すＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の頭部左側を旋回する最中に関心断層ＬＯＩ２に正対するとき、投影拡大率を低下させるとともに、単位時間線量を大きくしている。しかしながら、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の頭部右側を旋回する最中に関心断層ＬＯＩ２に正対するとき（すなわち、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ６とは正反対側を通過するとき）、投影拡大率を低下させ、かつ、単位時間線量を大きくしてもよい。
【０２１８】
前述のとおり、Ｚ方向駆動部６４６、昇降駆動部７２８によって頭部ＭＨの高さは一定のところに維持したまま、相対的移動により、頭部ＭＨに対して支持部６０を昇降させて、Ｘ線照射する箇所をＺ軸方向に変更し得る。このため、例えば、上顎の歯列と下顎の歯列の一方を撮影した後に他方の撮影を連続で行うなど、異なる高さ位置にある複数の撮影領域の連続撮影を行うことができる。この場合、上顎では前歯領域、下顎では臼歯領域というように、高さ位置ごとに歯列弓の異なる領域を撮影対象としてもよい。
【０２１９】
図２５は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図２５に示すＸ線断層撮影は、被写体Ｍ１の頭部の周囲において、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を１８０°未満の角度分だけ旋回させるトモシンセシス撮影である。旋回の角度は、例えば９０°や６０°に設定してよい。また、１８０°未満の任意の角度を操作で設定できるようにしてもよく、９０°から６０°の間で任意の角度を操作で設定できるようにしてもよい。トモシンセシス撮影は、図２５に示すように、観察者が観察したい関心断層ＬＯＩに対してＸ線発生器４２が正対するときの入射角度ＡＮＧ１を中心にして、左右に所要の角度分だけＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２を回転させることによって、Ｘ線投影画像を取得する。トモシンセシス撮影によると、関心断層ＬＯＩについては再構成によって比較的高画質のＸ線断層画像を取得できる。また、トモシンセシス撮影は、１８０°未満のＸ線照射しか行わないため、ＣＴ撮影に比べて、被写体Ｍ１のＸ線被曝量を低減できるとともに、撮影時間を短縮できるというメリットを有する。
【０２２０】
図２５に示すトモシンセシス撮影では、被写体Ｍ１の顎部の前歯付近に撮影領域ＲＯＩが設定されており、その撮影領域ＲＯＩ内に含まれる歯列弓ＤＡ１の部分に沿って関心断層ＬＯＩが設定されている。そして、Ｘ線発生器４２を、被写体Ｍ１の右側後方の位置４２ｐ０から左側後方の位置４２ｐ２まで旋回させるとともに、Ｘ線検出器５２を、被写体Ｍ１の右側前方の位置５２ｐ０から左側前方の位置５２ｐ２まで旋回させている。そして、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに対して正対状態となるときに、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ１を通過するとともに、Ｘ線検出器５２が位置５２ｐ１を通過するように、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道が設定される。Ｘ線発生器４２の位置４２ｐ１は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していないときのＸ線発生器４２の位置（例えば、位置４２ｐ０，４２ｐ２）よりも、関心断層ＬＯＩから遠くなっている。また、位置５２ｐ１は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していないときのＸ線検出器５２の位置（例えば、位置５２ｐ０，５２ｐ２）よりも、関心断層ＬＯＩに近くなっている。このように撮影軌道が設定されることによって、正対時に投影拡大率を低下させることができるため、関心断層ＬＯＩについて高画質のＸ線断層画像を生成できる。
【０２２１】
また、図２５に示すトモシンセシス撮影を行うにあたって、線量設定部３０８は、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するとき、正対していないときと比べて、単位時間線量を相対的に大きくするように、撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。例えば、単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する位置４２ｐ１を通過するときのＸ線強度を、正対していないときの位置（例えば、位置４２ｐ０，４２ｐ２）のときのＸ線強度よりも大きくするとよい。また、単位時間線量の変更を旋回速度の変更によって行う場合、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する位置４２ｐ１にあるときの旋回速度を、正対していないときの位置（例えば、位置４２ｐ０，４２ｐ２）にあるときの旋回速度よりも小さくするとよい。
【０２２２】
＜Ｘ線断層撮影の流れ＞
図２６は、Ｘ線断層撮影装置１０の動作を示す流れ図である。以下の説明では、被写体Ｍ１が撮影部２０における位置づけが完了しているものとする。
【０２２３】
まず、情報処理部３０が、関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩを指定するための指定用画像を表示部３２に表示する（ステップＳ１０１）。この指定用画像は、例えば図４〜図８に示すように、関心部位が描かれた模式図ＩＬ１、又は、被写体Ｍ１をＸ線断層撮影して得られる透過画像（パノラマＸ線画像ＩＬ２又は２方向からＸ線断層撮影した透過画像など）である。
【０２２４】
続いて、情報処理部３０は、骨格サイズの指定操作を受け付ける（ステップＳ１０２）。例えば、オペレータが被写体Ｍ１の身体的特徴（性別、年齢、身長又は体重など）を入力すると、情報処理部３０が入力された身体的特徴に対応する骨格サイズを所定のデータベースから取得する。各サイズは統計的なデータから標準的なものが設定されてよい。取得された骨格サイズは、撮影部２０に配された被写体Ｍ１の撮影対象部位の位置と、指定用画像における撮影対象部位の位置とを近似的に合致させるために利用される。
【０２２５】
なお、指定用画像として、被写体Ｍ１をＸ線断層撮影することによって得られた透過画像（パノラマＸ線画像ＩＬ２など）を使用する場合には、ステップＳ１０２をスキップしてもよい。また、ステップＳ１０２において骨格サイズが指定されると、情報処理部３０がその指定の骨格サイズに合った指定用画像を表示部３２に再表示してもよい。例えば、身体的特徴ごとの模式図ＩＬ１を予め用意しておき、指定の身体的特徴に応じた模式図ＩＬ１を表示してもよい。
【０２２６】
続いて、情報処理部３０が、関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩの指定操作を受け付ける（ステップＳ１０３）。関心断層ＬＯＩ又は撮影領域ＲＯＩの指定操作は、例えば、図４〜図８において説明した通りである。なお、ステップＳ１０３において、関心断層ＬＯＩおよび撮影領域ＲＯＩの各々が、個別に指定されてもよい。また、図７において説明したように、撮影領域ＲＯＩを指定することに応じて、関心断層ＬＯＩが自動的に設定されてもよい。また、関心断層ＬＯＩを指定することに応じて、撮影領域ＲＯＩが自動的に設定されてもよい。
【０２２７】
続いて、関心断層設定部３０４が、ステップＳ１０３にて受付けられた指定操作に基づき、関心断層ＬＯＩの位置、大きさ、および、向きを設定する（ステップＳ１０４）。
【０２２８】
続いて、撮影軌道設定部３０６が、Ｘ線断層撮影を行う際のＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道を決定する（ステップＳ１０５）。ここで、Ｘ線断層撮影中に投影拡大率の変更を行う場合、撮影軌道設定部３０６は、ステップＳ１０４にて設定された関心断層ＬＯＩに基づき、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を決定する。具体的には、図１９〜図２２および図２５において説明したように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに対して正対するときの投影拡大率が、正対していないときの投影拡大率よりも小さくなるように、撮影軌道設定部３０６が撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を決定する。一方、投影拡大率の変更を行わない場合、撮影軌道設定部３０６は、図９、図１３および図１６において説明したように、通常撮影軌道ＮＴ４２，ＮＴ５２を決定する。
【０２２９】
Ｘ線断層撮影を行う際に投影拡大率を変更するか否かは、オペレータが選択できるようにするとよい。すなわち、投影拡大率の変更の要否を選択するための選択画面を表示部３２し、それに応じてオペレータが操作部３４を介して操作入力を行うようにしてもよい。
【０２３０】
続いて、線量設定部３０８が、Ｘ線断層撮影を行う際の、被写体Ｍ１に照射される線量の設定を行う（ステップＳ１０６）。具体的には、図９〜図１７などで説明したように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、正対していないときと比べて、単位時間線量が大きくなるように撮影制御部８０を動作させる線量制御データを生成する。Ｘ線強度を変更することによって、単位時間線量の変更を行う場合、線量設定部３０８は、Ｘ線発生制御部８１０を動作させるための線量制御データを生成するとよい。また、旋回速度を変更することによって、単位時間線量の変更を行う場合、線量設定部３０８は、旋回移動駆動制御部８０Ｄを動作させるための線量制御データを生成するとよい。
【０２３１】
また、図１６において説明したように、線量設定部３０８は、高Ｘ線吸収部位ＨＡ１を考慮して、投影角度に応じた単位時間線量の変更を行ってもよい。Ｘ線ビームＢＸ１が高Ｘ線吸収部位ＨＡ１を通過するときの投影角度において、単位時間線量を増大するように、撮影制御部８０を動作させる線量制御データを、線量設定部３０８が生成するとよい。また、このときに使用される高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の位置情報は、ステップＳ１０２において指定された骨格サイズに対応するものするとよい。この場合、予め、被写体の身体的特徴に合わせた複数の高Ｘ線吸収部位ＨＡ１の位置情報を記憶部３１に保存しておき、指定さえた骨格サイズに対応するものを記憶部３１から読み出すようにしてもよい。
【０２３２】
ステップＳ１０５の撮影軌道の設定、および、ステップＳ１０６の単位時間線量の設定が行われた後に、撮影部２０においてＸ線断層撮影が実行される（ステップＳ１０７）。具体的には、撮影軌道のデータおよび線量制御データが撮影制御部８０に送られる。そして、それらのデータに基づいて、設定された単位時間線量によるＸ線照射が行われ、旋回制御部８０２が旋回駆動部６４２の動作を制御するとともに、ＸＹ方向移動制御部８０４がＸＹ方向移動駆動部６４４の動作を制御するなど、旋回移動駆動制御部８０Ｄによる制御が行われる。また、撮影部２０は、Ｘ線検出器５２の検出面に投影される撮影領域ＲＯＩのＸ線投影画像を所定のフレームレートで取り込む。取り込まれたＸ線投影画像は、情報処理部３０の記憶部３１などに適宜保存される。
【０２３３】
続いて、画像処理部３１０が、ステップＳ１０７にて取得された複数のＸ線投影画像に対して再構成演算処理を行う（ステップＳ１０８）。具体的には、画像処理部３１０は、フィルター補正逆投影法（ＦＢＰ法）又は重畳積分法などによって、撮影領域ＲＯＩの３次元ボリュームデータを生成する。そして、画像処理部３１０は、その３次元ボリュームデータに基づいて、関心断層ＬＯＩを表すＸ線断層画像を生成する。トモシンセシス撮影によっても、関心断層ＬＯＩおよびその周囲に集中するが、一定の厚みのある３次元画像データが生成でき、関心断層ＬＯＩを表すＸ線断層画像が生成できる。
【０２３４】
なお、上述したように、撮影部２０においては、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していないときの単位時間線量を小さくするように、線量設定部３０８が線量制御データを生成する。なることによって、Ｘ線投影画像にノイズが生じやすくなる。これは、低線量のために生じるポアソンノイズ（ショットノイズ）による影響で画質が低下するためである。そこで、正対していないときの投影角度において得られるＸ線投影画像については、画像処理部３１０が平滑化処理を行う。
【０２３５】
関心断層ＬＯＩについてのＸ線断層画像が生成されると、そのＸ線断層画像が表示部３２に表示される（ステップＳ１０９）。
【０２３６】
＜平滑化処理のフィルターについて＞
ここで、画像処理部３１０が、Ｘ線投影画像を平滑化処理する際に使用する平滑化フィルターについて説明する。
【０２３７】
図２７は、関心断層ＬＯＩに対してＸ線を照射する様子を示す図である。図２８は、関心断層ＬＯＩについてＸ線断層撮影するときのＸ線強度の変化を示す図である。
【０２３８】
図２７に示すように、ここでは、Ｘ軸に平行に延びており、Ｙ軸方向に所定の厚さを有する関心断層ＬＯＩを想定する。また、関心断層ＬＯＩの中心をＸＹ座標系の原点（０，０）とする。Ｘ線ビームＢＸ１の中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が常にこの原点を通るように、Ｘ線発生器４２が旋回するものとする。また、図２８に示すように、Ｘ線断層撮影開始時の中心軸Ｘ線ＣＢＸ１の向きを＋Ｘ方向とし、Ｘ軸からの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１の回転角度を投影角度θとする。具体的には、投影角度０°からＸ線照射が相対的に低いＸ線強度Ｉ０で開始され、投影角度が９０°−Θになる手前からＸ線強度が上げられる。そして、投影角度が９０°−Θを過ぎてからは、相対的に高いＸ線強度Ｉ１でＸ線照射が行われる。投影角度が９０°およびその前後では、Ｘ線強度がＩ１に維持される。さらに、投影角度が９０°＋Θになる手前からＸ線強度が下げられ、投影角度が９０°＋Θを過ぎた辺りからはＸ線強度が下げられていき、相対的に低いＸ線強度Ｉ０とされる。そして、投影角度が１８０°となるまで、Ｘ線強度がＩ０に維持される。Ｘ線強度を変更するポイントとなるΘの設定例については後述する。
【０２３９】
図２９は、投影角度θで投影されたＸ線投影画像の周波数空間分布を示す図である。投影角度θで得られたＸ線投影画像をフーリエ変換すると、図２９に示すように直線ＬＬ２の位置のフーリエ係数が得られる。この直線ＬＬ２と横軸（ξ軸）との間の角度は、θ−９０°である。図２９に示すように、高周波成分のフーリエ係数は、低周波成分のフーリエ係数よりも減衰されて取得される。
【０２４０】
図３０は、１８０°分のＸ線投影データの周波数空間分布を概念的に示す図である。１８０°分のＸ線投影データを取得することによって、図３０に示すように、元の画像（実空間における、線減弱係数の分布）について、高周波成分のフーリエ係数が減衰されたものが得られる。この周波数空間分布について、フーリエ逆変換などを行うことによって、元の画像を再構成できる。
【０２４１】
ここで、ガウシアンフィルターＨでぼかすことを考える。ガウシアンフィルターＨは、以下の式で表される。
【０２４２】
【数１】
2018143335.tif 000003
【０２４３】
投影データの周波数空間分布にガウシアンフィルターＨを掛けることは、フーリエ逆変換して得られる分布ｆと、Ｈのフーリエ逆変換であるｈとの合成積（ｈ＊ｆ）を求めることである。なお、Ｈのフーリエ逆変換ｈおよび合成積（ｈ＊ｆ）は、以下の式で表される。
【０２４４】
【数２】
2018143335.tif 000004
【０２４５】
【数３】
2018143335.tif 000005
【０２４６】
式（３）が示すように、分布ｆとフーリエ逆変換ｈとの合成積を求めることは、分布ｆをＹ方向についてぼかすことと等価である。また、Ｙ方向についてぼかすとは、Ｙ方向について足しあわせを行うことである。すなわち、断層厚み２ｒ又は４ｒのＸ線断層画像を計算することに等しい。したがって、断層方向一定の関心断層ＬＯＩを計算する場合、式（２）で表されるｈを適用した後の情報が得ればよいこととなる。
【０２４７】
図３１は、図３０に示す投影データの周波数空間分布にガウシアンフィルターＨを掛けたものを示す図である。図３１に示すように、図３０に示す投影データの周波数空間分布に、ガウシアンフィルターＨを掛けることによって、η方向に減衰した形状になる。
【０２４８】
ここで、図３１に示す周波数空間分布を得るＸ線断層撮影を行い、フーリエ逆変換したものは、ＣＴ再構成で得られる分布ｆを式（２）のフーリエ逆変換ｈでぼかした画像、すなわち、Ｘ軸に平行な断層についての画像である。
【０２４９】
本実施形態では、図２８に示すようにＸ線強度（単位時間線量）を変更して撮影した後に、得られたＸ線投影画像について、画像処理を行う。このとき、Ｘ線強度が相対的に小さいとき（Ｉ０）の投影角度にて得られるＸ線投影画像については、回転方向の平滑化処理（ぼかし処理）を行う。これは、低線量のために生じるポアソンノイズ（ショットノイズ）による影響で画質が低下するため、足し合わせによってノイズを低減させることである。
【０２５０】
図３２は、低線量のＸ線投影画像について平滑化処理を行った場合の、全Ｘ線投影データの周波数空間分布を概念的に示す図である。図３２に示す周波数空間分布において、相対的に低い単位時間線量の投影角度（０°〜９０°−Θ、９０°＋Θ〜１８０°）に対応する周波数空間分布については、平滑化処理によって高周波成分が減衰するため、分布半径が相対的に小さくなる。これに対して、相対的に高い単位時間線量の投影角度（９０°−Θ〜９０°＋Θ）に対応する周波数空間分布については、分布半径が相対的に大きくなる。ここで、図３２に示す周波数空間分布の中央部には、破線で示すように、図３１に示す周波数空間分布と同等の矩形領域ＲＲが含まれる。すなわち、図３２に示す周波数空間分布は、Ｙ軸方向に一定の厚みを持つ関心断層ＬＯＩのＸ線断層画像を計算するために必要な情報を含んでいるといえる。
【０２５１】
ここで、平滑化フィルターの半径をｄとおく。相対的に低い単位時間線量の投影角度で得られたＸ線投影データを、半径ｄのぼかしフィルターで処理した場合、その周波数空間分布の半径は１／ｄとなる。また、必要な関心断層ＬＯＩの厚みをσとおくと、周波数空間分布における矩形領域ＲＲの＋η側の長さは、１／σとなる。このため、平滑化フィルターの半径ｄ、関心断層ＬＯＩの厚みσおよび角度Θには、下記の式が成り立つ。
【０２５２】
【数４】
2018143335.tif 000006
【０２５３】
例えば、関心断層ＬＯＩの厚みσを大きくした場合、相対的に高い単位時間線量を照射する角度の範囲は小さくなり、関心断層ＬＯＩの厚みσを小さくした場合、相対的に高い単位時間線量を照射する角度の範囲は大きくなるという関係が成り立つ。
【０２５４】
前述のとおり、図３に示す関心断層ＬＯＩの厚みＴＮ１はオペレータからの指定入力に基づいて設定してもよいので、関心断層設定部３０４に図示しない断層厚み（断層厚）の指定を受け付ける断層厚指定受付部３０４ｔを設けてもよい。そして、断層厚指定受付部３０４ｔが受け付けた指定に係る断層厚の大小に応じて、撮影制御部８０の制御に基づく単位時間線量の増減パターンが設定されるとよい。すなわち、指定に係る断層厚が比較的大きい場合、撮影制御部８０が、相対的に高い単位時間線量を照射するＸ線ビームＢＸ１の入射角度の範囲を比較的小さくするとよい。また、指定に係る断層厚が比較的小さい場合、撮影制御部８０が相対的に高い単位時間線量を照射するＸ線ビームＢＸ１の入射角度の範囲を大きくするとよい。
【０２５５】
また、線量変化に合わせて、平滑化の半径を変えてよい（平滑化のサイズの変更）。具体的には、線量が１／αになった場合は、平滑化フィルターの半径ｄを２αよりも大きくするとよい。なお、半径ｄを大きくしすぎると、矩形領域ＲＲの強度が弱くなってしまう。許容し得る半径ｄの最大のサイズは、式（４）の「Θ」を「θ」に置き換えて与えられるｄ（＝σ・ｓｉｎθ）である。すなわち、半径ｄは、２αからσ・ｓｉｎθの範囲内で変更するとよい。
【０２５６】
ここで、図２８に示す例では、高いＸ線強度をＩ１とし、低いＸ線強度をＩ０としている。仮に、Ｘ線強度をＩ１に固定してＸ線断層撮影を行った場合の総線量Ｔγ０とし、本実施形態に係るＸ線断層撮影の総線量Ｔγ１とする。すると、それらの比は、以下の式（５）で表される。
【０２５７】
【数５】
2018143335.tif 000007
【０２５８】
例えば、Θを１０°とし、Ｉ０／Ｉ１を１／５とする。これを、式（５）に代入すると、Ｔγ０：Ｔγ１は、およそ４：１となる。すなわち、低線量と高線量とに切り替えてＸ線断層撮影を行った場合、常に高線量でＸ線断層撮影を行った場合に比べて、総被曝量を１／４に抑制できる。
【０２５９】
また、単位時間線量を低下させることで、ＳＮ比が低下する。そこで、線量の比の分だけ画素値を足し合わせることによって、ＳＮ比を改善することが考えられる。例えば、線量の比（ここでは、Ｘ線強度Ｉ０およびＩ１の比）が１／５である場合、平滑化フィルターの半径をｄとすると、画素を連続で考える場合には、１／５＝１／２ｄ、すなわち、半径ｄを２．５とすればよい。また、画素を離散で考える場合には、１／５＝１／（２ｄ＋１）、すなわち、半径ｄを２とすればよい。
【０２６０】
Θの値は任意でよく、前述の図１０に関する説明における略直角に対応して、例えば５°として演算してもよい。
【０２６１】
＜２．  変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。以下、上記実施形態の変形例について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。
【０２６２】
＜第１変形例＞
図３３は、変形例のＸ線断層撮影装置１０の構成を示す図である。本変形例に係る被写体保持部７２ａは、被写体Ｍ１が着座する被写体用椅子７４を備える。図１、図２に示される上記実施形態では、ＸＹ方向移動駆動部６４４は、シャフト６６をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることによって、旋回アーム６２をＸＹ平面内で平行移動させる。これによって、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２が、被写体Ｍ１に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。これに対して、本変形例では、ＸＹ方向移動駆動部６４４は、被写体用椅子７４に接続されており、被写体用椅子７４をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。これによって、被写体Ｍ１が、旋回アーム６２のＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２に対して相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。
【０２６３】
本変形例のＸ線断層撮影装置１０の場合において、Ｘ線断層撮影中に投影拡大率を小さくする場合、Ｘ線断層撮影中に、被写体用椅子７４を移動させて被写体Ｍ１を適宜の位置へ移動させる。すなわち、関心断層ＬＯＩに対応する部分を、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、Ｘ線発生器４２に対しては離隔させ、Ｘ線検出器５２に対しては接近させる。これによって、正対状態における投影拡大率を低下させることができる。
【０２６４】
上記実施形態の撮影部２０は、旋回駆動部６４２が旋回アーム６２を回転させることによって、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を被写体Ｍ１の周囲で旋回させている。しかしながら、旋回駆動部６４２が被写体保持部を回転させることによって、被写体を回転させてもよい。
【０２６５】
なお、撮影部２０が旋回アーム６２を備えることは必須ではない。例えば、円環状に形成された環状部材にＸ線発生部４０およびＸ線検出部５０を取付けるとともに、その環状部材の周方向に沿ってＸ線発生部４０およびＸ線検出部５０が移動するようにしてもよい。この場合、環状部材の中心を通る仮想的な軸が、旋回中心軸ＲＡ１となる。
【０２６６】
また、上記撮影部２０においては、Ｚ軸方向に延びる旋回中心軸ＲＡ１を鉛直方向に設定している。しかしながら、旋回中心軸ＲＡ１を水平方向に設定してもよい。
【０２６７】
＜Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２のうち一方のみを移動させる構成について＞
上記実施形態では、関心断層ＬＯＩに対してＸ線発生器４２およびＸ線検出器５２の双方を移動させることによって、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対したときの投影拡大率を小さくしている。しかしながら、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２のうち、どちらか一方のみを関心断層ＬＯＩに対して移動させることによって、投影拡大率を小さくしてもよい。
【０２６８】
図３４は、Ｘ線検出器５２のみを移動させることによって、投影拡大率を低下させる様子を示す図である。図３４に示すように、Ｘ線検出器５２のみを撮影領域ＲＯＩに接近させることによって、投影拡大率が小さくなる。これによって、焦点面４２０の大きさに因るＸ線投影画像上におけるぼけを低減できる。
【０２６９】
図３４に示すように、Ｘ線検出器５２のみを移動させる場合、Ｘ線検出部５０にＸ線検出器５２をｙ方向に移動させる移動駆動部（不図示）を設ければよい。このような移動駆動部は、リニアモータ式又はボールネジ式の駆動部で構成してもよい。
【０２７０】
図３５は、Ｘ線発生器４２のみを移動させることによって、投影拡大率を低下させる様子を示す図である。図３５に示すように、Ｘ線発生器４２（焦点面４２０）のみを撮影領域ＲＯＩから離隔させることによって、投影拡大率が小さくなる。これによって、焦点面４２０の大きさに因るＸ線投影画像上におけるぼけを低減できる。なお、図３４および図３５に示す焦点面４２０は、図１８に示す焦点面４２０と同等のものである。
【０２７１】
Ｘ線発生器４２のみを移動させる場合、旋回アーム６２において、Ｘ線発生器４２を含むＸ線発生部４０全体をｙ方向に移動させる移動駆動部を設ければよい。この場合、旋回アーム６２を伸縮可能に構成することが考えられる。
【０２７２】
図３６は、変形例の旋回アーム６２ａを示す概略側面図である。図３６に示すように、旋回アーム６２ａのうちＸ線発生部４０を支持する一端部６２０は、旋回アーム６２の本体部６２２の内側に収容可能に構成されている。また、旋回アーム６２ａは、一端部６２０をｙ方向に移動させる移動駆動部（不図示）を備える。移動駆動部が一端部６２０を本体部６２２に収容することによって、旋回アーム６２が短縮され、Ｘ線発生器４２がＸ線検出器５２に接近する。移動駆動部が一端部６２０を本体部６２２から出すことによって、旋回アーム６２が延長され、Ｘ線発生器４２がＸ線検出器５２から離隔する。
【０２７３】
この変形例に係る旋回アーム６２ａによれば、Ｘ線発生部４０を移動させる際に、旋回アーム６２ａ自体も伸縮する。旋回アーム６２ａが旋回中に他の部材に衝突する空間を通過する場合には、旋回アーム６２ａを縮めることによって衝突を回避できる。
【０２７４】
図３７は、変形例に係る旋回アーム６２ｂを示す概略側面図である。旋回アーム６２ｂは、旋回アーム６２に対して、Ｘ線発生部４０をｙ方向に移動させる移動駆動部６２４を備える。Ｘ線断層撮影中に、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときに、Ｘ線発生器４２を被写体Ｍ１から離隔する方向に移動させることによって、投影拡大率を低下させることができる。
【０２７５】
なお、旋回アーム６２ｂの場合、Ｘ線発生部４０をｙ方向に移動させることによって旋回中にＸ線発生部４０が他部材に接触することを抑制できる。なお、旋回アーム６２ｂ自体は伸縮しないため、旋回アーム６２が他の部材に接触しないように旋回させる必要がある。この点において、図３７に示す旋回アーム６２ａの方が、旋回アーム６２ｂよりも有利である。
【０２７６】
＜正対した状態からＸ線断層撮影を開始するＸ線断層撮影＞
図３８は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図３９は、図３８に示すＣＴ撮影における、投影角度に応じたＸ線強度のグラフＧ１０を示す図である。本ＣＴ撮影の撮影領域ＲＯＩおよび関心断層ＬＯＩは、図９に示すＣＴ撮影における撮影領域ＲＯＩおよび関心断層ＬＯＩと一致している。ただし、本ＣＴ撮影は、Ｘ線開始時のＸ線発生器４２の位置４２ｐ０が、関心断層ＬＯＩに正対する位置である点で、図９に示すＣＴ撮影とは異なる。
【０２７７】
本ＣＴ撮影のように、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対した状態から撮影を開始する場合、図３９に示すように、投影角度が０°の時点でＸ線強度を相対的に大きいＩ１とする。そして、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない期間（例えば、位置４２ｐ１〜位置４２ｐ３を通過する期間）は、Ｘ線強度をＩ１よりも小さいＩ０とする。投影角度が１８０°となる位置４２ｐ４では、再びＸ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する。そこで、Ｘ線発生器４２が位置４２ｐ４に到達するまでに、Ｘ線強度をＩ１に上昇させるとよい。ここでは、単位時間線量の変更をＸ線強度の変更によって行う場合について説明したが、旋回速度の変更によって行ってもよい。
【０２７８】
＜Ｘ線ビームＢＸ１をシフトさせるＸ線断層撮影の例＞
図４０は、Ｘ線断層撮影の一例を示す図である。図４０に示すＸ線断層撮影は、オフセットスキャンと呼ばれるＣＴ撮影の例である。オフセットスキャンにおいては、Ｘ線検出器５２が撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１に対して横にずらして配置され、Ｘ線ビームＢＸ１の照射範囲が撮影領域ＲＯＩの半分以上全域未満の領域となるように設定される。また、Ｘ線ビームＢＸ１の中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１から外れた位置に設定される。ただし、ＣＴ撮影中におけるＸ線ビームＢＸ１の旋回中心は、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１に設定される。
【０２７９】
図示の例では、Ｘ線ビームＢＸ１を、撮影領域ＲＯＩのうち半分の領域を常に通過するようにシフトさせて撮影領域ＲＯＩのＸ線投影データを取得するＣＴ撮影を行う。本ＣＴ撮影においては、Ｘ線発生器４２を位置４２ｐ０から、撮影領域ＲＯＩの中心点ＣＰ１を中心に３６０°旋回させることによって、撮影領域ＲＯＩについて、１８０°分のＸ線投影データを取得している。本ＣＴ撮影中、撮影制御部８０が旋回駆動部６４２およびＸＹ方向移動駆動部６４４を制御することによって、シャフト６６が破線で示す円形状の軌道上を移動する。
【０２８０】
本ＣＴ撮影においても、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対するときの単位時間線量を、正対していない期間の単位時間線量よりも大きくするとよい。本例の場合、Ｘ線発生器４２が、投影角度が０°となる位置４２ｐ０、および、投影角度が１８０°となる位置４２ｐ２において、Ｘ線発生器４２から出射されたＸ線ビームＢＸ１の中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が、関心断層ＬＯＩに対して直交に入射する状態、すなわち、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する状態となる。そこで、これらの位置４２ｐ０，４２ｐ２にあるときの単位時間線量を相対的に大きくするとよい。
【０２８１】
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
【０２８２】
１０  Ｘ線断層撮影装置
２０  撮影部
３０  情報処理部
３０２  撮影領域設定部
３０４  関心断層設定部
３０６  撮影軌道設定部
３０８  線量設定部
３１０  画像処理部
３１  記憶部
３４  操作部
４０  Ｘ線発生部
４２  Ｘ線発生器
４２０  焦点面
４４  Ｘ線規制部
５２  Ｘ線検出器
６０  支持部
６２，６２ａ，６２ｂ  旋回アーム
６４２  旋回駆動部
６４４  ＸＹ方向移動駆動部
６６  シャフト
７０  支柱部
７２  被写体保持部
８０  撮影制御部
８０２  旋回制御部
８０４  ＸＹ方向移動制御部
８０８  Ｘ線検出制御部
８１０  Ｘ線発生制御部
ＡＮＧ１  入射角度
ＢＸ１  Ｘ線ビーム
ＣＢＸ１  中心軸Ｘ線
ＣＰ１  中心点
ＤＡ１  歯列弓
ＨＡ１  高Ｘ線吸収部位
ＬＯＩ  関心断層
Ｍ１  被写体
ＮＴ４２  通常撮影軌道
ＮＴ５２  通常撮影軌道
ＰＴ４２  撮影軌道
ＰＴ５２  撮影軌道
ＲＡ１  旋回中心軸
ＲＯＩ  撮影領域
【図１】
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【図２】
2018143335.tif 000009
【図３】
2018143335.tif 000010
【図４】
2018143335.tif 000011
【図５】
2018143335.tif 000012
【図６】
2018143335.tif 000013
【図７】
2018143335.tif 000014
【図８】
2018143335.tif 000015
【図９】
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【図１０】
2018143335.tif 000017
【図１１】
2018143335.tif 000018
【図１２】
2018143335.tif 000019
【図１３】
2018143335.tif 000020
【図１４】
2018143335.tif 000021
【図１５】
2018143335.tif 000022
【図１６】
2018143335.tif 000023
【図１７】
2018143335.tif 000024
【図１８】
2018143335.tif 000025
【図１９】
2018143335.tif 000026
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2018143335.tif 000029
【図２３】
2018143335.tif 000030
【図２４】
2018143335.tif 000031
【図２５】
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【図２６】
2018143335.tif 000033
【図２７】
2018143335.tif 000034
【図２８】
2018143335.tif 000035
【図２９】
2018143335.tif 000036
【図３０】
2018143335.tif 000037
【図３１】
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【図３２】
2018143335.tif 000039
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2018143335.tif 000042
【図３６】
2018143335.tif 000043
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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