(57)【要約】【課題】画像上のファントム像の中心の位置を正確に求める。【解決手段】円柱形のファントムＦの投影像の輝度分布のプロファイルをシミュレーションで求めたプロファイルにフィッティングすることでファントムの中心を求める。投影像の輪郭から中心を算出する従来方法と比較して、ファントム投影像の全体から中心を求めるので、統計ノイズなどの影響を受けにくく正確にファントムの中心を知ることができる。このファントム中心の値は投影像の正確な倍率計算などに利用する。【選択図】図１２
2018119786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する検出器とを備えた放射線撮影装置における前記放射線源と前記検出器との位置関係の測定方法において、
ファントムを実際に撮影してファントム内部の輝度分布が写り込んだ放射線画像を生成するファントム撮影ステップと、
ファントム内部の輝度分布をシミュレートする輝度分布シミュレーションステップと、
シミュレーションに係る輝度分布における前記ファントムの中心の投影位置が実際の撮影に係るファントム内部の輝度分布上のどこに対応するのかを算出することにより、前記放射線画像上における前記ファントムの中心の投影位置を算出する実測ファントム中心算出ステップと、
算出された放射線画像上の前記ファントムの中心の投影位置に基づいて前記放射線源と前記検出器との位置関係を算出する位置関係算出ステップを備えることを特徴とする測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の測定方法において、
前記輝度分布シミュレーションステップは、前記放射線源と、前記検出器との間に載置された前記ファントムに放射線を通過させた際、放射線が前記ファントムにどの程度吸収されるかを前記ファントムの各部で算出することにより輝度分布をシミュレートすることを特徴とする測定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定方法において、
前記ファントム撮影ステップが複数の前記ファントムが同時に写り込んでいる放射線画像を生成することを特徴とする測定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の測定方法において、
前記ファントムは回転体となっていることを特徴とする測定方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定方法において、
前記実測ファントム中心算出ステップが実際の撮影に係る輝度分布に対してシミュレーションに係る輝度分布の位置を変えながら互いの輝度分布の差分を繰り返し算出し、シミュレーションに係る輝度分布におけるファントムの中心の投影位置と当該投影位置に対応する差分を関連づけたプロファイルを生成し、前記プロファイルに基づいて差分が最低となる放射線画像上の位置を求めることにより放射線画像上の前記ファントムの中心の投影位置を算出することを特徴とする測定方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の測定方法により前記放射線源と前記検出器との位置関係が算出されていることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象に放射線を照射して、断層画像を生成することができる放射線撮影装置を構成する各部材の位置関係を測定する測定方法および、当該方法を適用した放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場などには、検査対象に放射線を照射して、断層画像を生成する放射線撮影装置が配備されている。このような装置は、図２４に示すように支持台５２と、放射線を照射する放射線源５３と、検査対象である試料を載置する回転テーブル５５と、放射線を検出する検出器５４とを備えている。ここで、放射線源５３は、水平方向に放射線を照射するように設置されている。放射線源５３から照射された放射線は、回転テーブル５５に置かれている試料を透過して検出器５４に入射する。検出器５４は、放射線を検出することで画像を生成する。
【０００３】
本発明に係る装置では、回転テーブル５５が放射線源５３および検出器５４に対して回転する構成となっている。放射線を照射し、回転テーブル５５を回転させながら画像を連写すれば、さまざまな投影方向についての画像が得られる。本発明に係る装置は、これら連写された画像に基づいて断層画像を生成する。この断層画像は、連写画像を再構成したＣＴ(Computed Tomography)画像となっている。断層画像は、試料の断面構造を明らかにするものとなっている。
【０００４】
この様な放射線撮影装置は、単に試料内部の形状を知るだけではなく、試料内部の構造物の寸法を測定するのにも用いられる。試料内部の構造物の寸法を正確に測定しようとすると、放射線源５３と検出器５４との間の距離が正確に分かっていなければならない。図２５はこの理由を説明している。放射線源５３は、放射状に広がる放射線を検出器５４に向けて照射する。この放射線は、次第に広がりながら回転テーブル５５上の試料を透過し、検出器５４に投影される。図２５上側に示すように、放射線源５３と検出器５４との間の距離が近いと、試料の投影は検出器５４において小さく写り込む。連写画像の各々に写り込んでいる試料が小さいと、連写画像の各々によって再構成された断層画像には、試料の断層像が小さく写り込む。
【０００５】
逆に、図２５下側に示すように、放射線源５３と検出器５４との間の距離が遠いと、試料の投影は検出器５４において大きく写り込む。連写画像の各々に写り込んでいる試料が大きいと、連写画像の各々によって再構成された断層画像には、試料の断層像が大きく写り込む。つまり、放射線源５３と検出器５４との間の距離によって断層画像上における試料の断層像の寸法が変動してしまうのである。
【０００６】
断層画像に写り込む断層像の寸法を正確に知る工夫としては、放射線源５３と検出器５４との間の距離を所定の距離に定めるという方法がある。この様にすると、放射線源５３と検出器５４との間の距離は一定の既知な値になるので、断層画像上の断層像が拡大したり縮小したりしなくなる。
【０００７】
ところが、放射線源５３と検出器５４との距離を厳密に設定値とするのは相当難しい。実際の放射線源５３と検出器５４との距離は、設定値（理想の距離）よりもわずかに異なっている。このときの差異はほんのわずかなものではある。しかし、この差異が影響して、断層画像上の断層像が理想の大きさから拡大または縮小してしまう。
【０００８】
そこで、放射線源５３と検出器５４との距離を厳密に設定値にするのではなく、放射線源５３と検出器５４との距離を測定して、断層画像上の断層像が理想の大きさからどの程度拡大または縮小してしまっているかを知るという構成が考え出されている。これが分かれば、断層像が理想の大きさになるように断層画像に対して縮小または拡大する画像処理を施すことができる。この様な画像処理により、断層像の寸法が正確な断層画像を得ることができる。
【０００９】
放射線源５３と検出器５４との距離を測定するには、回転テーブル５５上に置かれたファントムを撮影する方法が用いられる。検出器５４においてファントムが写り込む位置を実測することにより、幾何学的な計算により放射線源５３と検出器５４との距離を知ることができる。
【００１０】
図２６左側は、球体のファントムを撮影したときに得られる透視画像を示している。球体のファントムは、黒い円形の像として透視画像のどこかに写り込む。透視画像上における黒い円形のファントム像の中心点の位置を正確に求めないと、放射線源５３と検出器５４との距離を正確に知ることができない。このとき必要とされる位置の精度は、中心点が透視画像を構成する画素のうちのどれに位置するかが分かる程度では足りない。放射線源５３と検出器５４との距離を正確に知るには、例えば、画素幅の１／１００の精度で中心点の位置を言い当てるぐらいの精度が必要となる。
【００１１】
画像上のファントム像の位置を正確に知ることは、断層画像上の断層像の寸法の正確性を担保するのに重要である。ファントム像の位置を正確に求めようとする様々な工夫は従来からなされている。図２６右側は、ファントム像の輪郭を用いて中心を求めている。球体ファントム像の輪郭は円形となり、この円の中心がファントム像の中心点を意味している（例えば引用文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１１−５１６８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のファントム位置の検出方法には次のような問題点がある。
すなわち、従来の方法では、ファントム像の位置を算出する精度に限界がある。
【００１４】
画像上のファントム像の輪郭は、放射線の散乱線成分、統計ノイズ等の影響により画像上で滲んでしまっている。また、放射線源５３が特定の一点から放射線を発生させていないことによっても輪郭の滲みが発生する。輪郭だけでファントム像の中心点を求めるような従来構成では、この様な画像上の輪郭の滲みがファントム像の位置を正確に算出するときの妨げとなっている。
【００１５】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線撮影装置を構成する各部材の位置関係を検出する方法であって、画像上のファントム像の位置を正確に知ることができる方法を提供して、画像上の断層像の寸法をより正確にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る測定方法は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する検出器とを備えた放射線撮影装置における放射線源と検出器との位置関係の測定方法において、ファントムを実際に撮影してファントム内部の輝度分布が写り込んだ放射線画像を生成するファントム撮影ステップと、ファントム内部の輝度分布をシミュレートする輝度分布シミュレーションステップと、シミュレーションに係る輝度分布におけるファントムの中心の投影位置が実際の撮影に係るファントム内部の輝度分布上のどこに対応するのかを算出することにより、放射線画像上におけるファントムの中心の投影位置を算出する実測ファントム中心算出ステップと、算出された放射線画像上のファントムの中心の投影位置に基づいて放射線源と検出器との位置関係を算出する位置関係算出ステップを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］本発明によれば、放射線源と検出器との位置関係をより正確に算出することができる。従来構成は、例えば球形のファントムを撮影し、放射線画像に現れる円形の投影像の輪郭からファントムの中心を算出するというものである。従来構成では、ファントムの中心は、ファントムの投影像のごく一部の輪郭部で算出されてしまう。本発明によれば、ファントム内部の輝度分布からファントムの中心を算出するようにするようにしているので、ファントム全体を用いて算出をすることにより、従来よりも正確にファントムの中心を知ることができる。
球形のファントムを撮影する従来例では、円形の投影像が現れることが分かっているから画像の解析により円形の輪郭からファントムの中心を算出することができる。それに対して本発明では、ファントムの投影像の中の輝度分布全体を利用してファントムの中心位置を求めるために、シミュレーションによりファントムの輝度分布を求めるようにしている。シミュレーション上の輝度分布において、ファントムの中心の投影位置を知っておけば、実測に係る輝度分布におけるファントムの中心の投影位置を容易かつ正確に知ることができる。
【００１８】
また、上述の測定方法において、輝度分布シミュレーションステップは、放射線源と、検出器との間に載置されたファントムに放射線を通過させた際、放射線がファントムにどの程度吸収されるかをファントムの各部で算出することにより輝度分布をシミュレートすればより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明をより具体的に示したものとなっている。放射線がファントムにどの程度吸収されるかをファントムの各部で算出すれば、輝度分布を確実にシミュレートすることができる。
【００２０】
また、上述の測定方法において、ファントム撮影ステップが複数のファントムが同時に写り込んでいる放射線画像を生成すればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明をより具体的に示したものとなっている。複数のファントムに基づいて放射線源と検出器との位置関係を算出するようにすれば、位置関係をより確実に算出することができる。
【００２２】
また、上述の測定方法において、ファントムは回転体となっていればより望ましい。
【００２３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明をより具体的に示したものとなっている。ファントムが回転体であれば、ファントムの中心は、回転体の中心軸となり、ファントムの輝度分布が左右対称になる。この様にすると、正確な中心軸の算出が可能となる。
【００２４】
また、上述の測定方法において、実測ファントム中心算出ステップが実際の撮影に係る輝度分布に対してシミュレーションに係る輝度分布の位置を変えながら互いの輝度分布の差分を繰り返し算出し、シミュレーションに係る輝度分布におけるファントムの中心の投影位置と当該位置に対応する差分を関連づけたプロファイルを生成し、プロファイルに基づいて差分が最低となる放射線画像上の位置を求めることにより放射線画像上のファントムの中心の投影位置を算出すればより望ましい。
【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明をより具体的に示したものとなっている。上述の構成によれば、放射線画像上のファントムの中心の投影位置をより正確に算出することができる。シミュレーションに係る輝度分布の位置を放射線画像上の画素１ピクセルの幅ずつ変えて差分を生成したとする。このとき得られた差分を比較して、差分が最も小さかった輝度分布に対応するファントムの中心が放射線画像上のファントムの中心の投影位置を示していることになる。上述の構成は更に踏み込んで、シミュレーションに係る輝度分布におけるファントムの中心の投影位置と当該位置に対応する差分を関連づけたプロファイルを生成する。このプロファイルを用いれば画素１ピクセル未満の精度で放射線画像上のファントムの中心の投影位置を算出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、放射線源と検出器との位置関係をより正確に算出することができる。本発明によれば、円柱形のファントムＦの投影像の輝度分布のプロファイルをシミュレーションで求めたプロファイルにフィッティングすることでファントムの中心を求める。投影像の輪郭から中心を算出する従来方法と比較して、ファントム投影像の全体から中心を求めるので、統計ノイズなどの影響を受けにくく正確にファントムの中心を知ることができる。このファントム中心の値は投影像の正確な倍率計算などに利用する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１に係る放射線撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係るファントムユニットを説明する斜視図である。
【図３】実施例１に係るファントムユニットを説明する平面図である。
【図４】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図５】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図６】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図８】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図９】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１０】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１１】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１２】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１３】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１４】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１５】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１６】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１７】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１８】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図１９】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図２０】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図２１】実施例１に係る距離の測定方法について説明する模式図である。
【図２２】実施例１に係る放射線撮影装置を用いた断層撮影について説明する斜視図である。
【図２３】本発明の１変形例を説明する機能ブロック図である。
【図２４】従来構成の放射線撮影装置を説明する斜視図である。
【図２５】従来構成の放射線撮影装置を説明する模式図である。
【図２６】従来構成の放射線撮影装置を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
これより図面を参照しながら、本発明に係る放射線撮影装置について説明する。本発明に係る放射線撮影装置は、断層画像を撮影することができる。Ｘ線は、本発明の放射線に相当する。ＦＰＤは、フラットパネルディテクタの略である。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明に係るＸ線撮影装置の全体像を表している。図１に示すように本発明に係るＸ線撮影装置１は、装置を構成する各部品を載置する支持台２を備え、支持台２には、検査対象に向けてＸ線を照射するＸ線源３と、検査対象を透過したＸ線を検出するＦＰＤ４と、Ｘ線源３とＦＰＤ４とに挟まれる位置に置かれた円盤形状の回転テーブル５を有している。回転テーブル５には、検査対象を載置することができる。Ｘ線源３から照射されたＸ線は回転テーブル５の上空を通過してＦＰＤ４に到達する。Ｘ線源３はＸ線管を主体としてＸ線を発生するものであり、本発明の放射線源に相当する。また、ＦＰＤは２次元的な面状に並んだ画素ごとにＸ線を検出するものであり、本発明の検出器に相当する。
【００３０】
回転テーブル５は、Ｘ線源３およびＦＰＤ４に対して回転することができる。回転機構７は、回転テーブル５を回転させる機構であり、例えばモータを有している。回転制御部８は、回転機構７の回転速度や回転ステップ量を制御する構成である。回転機構７は、Ｘ線源３からＦＰＤ４に向かうｘ方向と直交するｚ方向（鉛直方向）に伸びた軸を回転軸として回転テーブル５を回転させることにより回転テーブル５上の検査対象を回転させる。
【００３１】
この回転テーブル５は、検査物を載置する台となっている。回転テーブル５を回転させると、回転テーブル５は、自転するように回転し、これに追従して回転テーブル５上の検査物も回転する。Ｘ線源３から照射されたＸ線は、回転テーブル５上の検査物を透過してＦＰＤ４に到達する。したがって、本発明の装置は、回転テーブル５上の検査物のＸ線撮影を行うことができる。また、回転テーブル５を回転させながら画像の撮影を行えば、検査物について撮影角度の異なる画像を連続的に得ることができる。
【００３２】
Ｘ線源制御部６は、Ｘ線源３の管電圧や管電流を制御する構成である。
【００３３】
画像生成部１１は、ＦＰＤ４が出力するＸ線の検出信号に基づいて画像を生成する構成である。画像生成部１１は、Ｘ線源３よりＸ線が照射され、ＦＰＤ４が出力したＸ線の検出信号を受信し画像を生成する。回転テーブル５が一回転する間に１８０回の撮影が行われるとすれば、画像生成部１１は検査物に対してＸ線照射方向の異なる１８０枚の画像を生成することになる。
【００３４】
断層画像生成部１５は、画像生成部１１が生成した一連の画像を再構成することにより断層画像Ｄを生成する。断層画像生成部１５が断層画像Ｄを生成するには、回転テーブル５が１回転する間に撮影された一連の画像に対して再構成処理を行う必要がある。
【００３５】
距離算出部１２は、Ｘ線源３とＦＰＤ４（ＦＰＤ４におけるＸ線が入射する検出面）との距離を算出する目的で設けられている。この距離算出部１２は、本発明の特徴的な構成に関しているので、より詳しく説明する。
【００３６】
Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離を算出するには、図２に示すようなファントムユニットＵが用いられる。ファントムユニットＵは、直方体の基部から円柱形のファントムＦが基部の面から垂直方向に伸びた形状をしている。ファントムユニットＵは、複数のファントムＦを有しており、各ファントムＦの外径と各ファントムＦの中心軸Ｃの相互位置関係は既知である。支持台２または回転テーブル５に載置したときには各ファントムＦの中心軸Ｃはいずれも鉛直方向に伸びている。
【００３７】
図３は、ファントムユニットＵを上から見下ろしたときのファントムユニットＵを表している。ファントムユニットＵには１行目に４つのファントムＦが配列しており、２行目に３つのファントムＦが配列している。
【００３８】
本実施例は円柱形状のファントムＦを採用している。ファントムＦが円柱形状であると、ＦＰＤ４におけるファントムＦの投影像が左右対称となる。この様にすると、ファントムＦの中心（円柱形状の場合は中心軸）を発見しやすいという利点がある。また、ファントムＦを長くすれば、ファントムＦの輝度分布をより正確に取得することができる。ファントムＦを撮影すると、得られる画像に写り込んでいるファントム像にはノイズが重畳する。このノイズは、ファントムＦの輝度分布を知るときの妨げになる。ファントム像を積算して図６に説明するプロファイルを生成すれば、ノイズ同士が相殺される。ファントムＦが長いと画像に写り込むファントム像も長くなりそれだけ積算されるデータが増える。したがって、ファントムＦを長くすればノイズの影響を確実に除去してファントムＦの輝度分布を知ることができる。円柱形状のファントムＦは、ファントムＦを長くするのに適した形状となっている。
【００３９】
＜ファントム撮影ステップＳ１＞
続いて、ファントムＦを実際に撮影してファントム内部の輝度分布が写り込んだＸ線画像を生成するファントム撮影ステップＳ１について説明する。Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離を算出するには、図４に示すようにファントムユニットＵを撮影して得られるＸ線画像Ｐの解析がなされる。図４は、ファントムユニットＵがＸ線源３とＦＰＤ４と間に載置されている様子を示している。
【００４０】
図５は、ファントムユニットＵの撮影結果を示すＸ線画像Ｐである。Ｘ線画像Ｐには、ファントムＦの投影が互いに重なることなく写り込んでいる。Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離を算出するには、各ファントムＦの中心軸ＣがＸ線画像Ｐ上のどこに写り込んでいるかを正確に知る必要がある。
【００４１】
図６は、Ｘ線画像Ｐの一部を拡大したものである。Ｘ線画像Ｐに写り込むファントム像は、中心部が濃く、そこから周辺部に向かうに従って次第に薄く写り込んでいる。ファントム像がこの様に写り込む理由は、ファントムＦの幅がＸ線のパスによって異なるからである。ファントムＦの中心部に入射したＸ線は、ファントムＦの厚い部分を通過してＦＰＤ４に向かうのでファントムＦで多く吸収される。また、ファントムＦの左右両端部に入射したＸ線は、ファントムＦの薄い部分を通過してＦＰＤ４に向かうのでファントムＦであまり吸収されない。このようなファントムＦの部分的なＸ線吸収量の違いがファントム像の濃淡となって現れる。Ｘ線画像Ｐに写り込むファントム像には、ファントムの中心部に向かって輝度が低くなるようなグラデーションが発生している。ファントムＦを構成する素材としては、このグラデーションが現れるように適度にＸ線を吸収するものが選択される。
【００４２】
図６の下側は、ファントム像における画像上の位置と画素濃度との関係をプロファイルとして示したものである。輝度分布（プロファイル）は、全体としては山のような形状となっており、中心軸Ｃはこの山の頂上に位置しそうである。しかし、この輝度分布には、多くのノイズ成分が含まれている。図の上では、ノイズ成分はプロファイル上に短い縦線を描くことで表現している。
【００４３】
この様な輝度分布からファントムＦの中心軸Ｃの位置を算出するには、輝度分布に左右対称となっている既知の関数を当てはめればよい。図６の下側に示す輝度分布は円柱形状のファントムの投影像を基にしているので左右対称になっているはずである。例えば輝度分布に近似した二次関数を最小二乗法により求めれば、中心軸Ｃは、二次関数の極大点に位置するはずである。
【００４４】
図６の下側の輝度分布は、二次関数の形状になるとは限らない。より正確に中心軸Ｃの位置を求めるには、二次関数よりももっと輝度分布の形状を忠実に表した関数を用いて中心軸Ｃの位置を探すようにすればよい。
【００４５】
そこで、本発明は、シミュレーションにより図６のプロファイルを予想しておく構成となっている。シミュレーションによりプロファイルを予測してその結果で近似式を得るようにすれば、プロファイルと中心軸Ｃとの位置関係を正確に求めることができる。
【００４６】
＜輝度分布シミュレーションステップＳ２＞
ファントム内部の輝度分布をシミュレートする輝度分布シミュレーションステップＳ２について説明する。図７は、シミュレーションによりファントムＦを通過したＸ線がどの程度減衰するか知ることができることを表している。Ｘ線源３のＸ線の発生点である焦点ｐから生じたＸ線は放射状に広がりながらファントムＦを透過し、ＦＰＤ４におけるＸ線の検出面に入射する。シミュレーションを実行する際に予めＸ線源３，ファントムＦ，ＦＰＤ４の位置関係を定めておけば、Ｘ線がＦＰＤ４のある位置に投影されたＸ線は、ＦＰＤ４上の位置と焦点ｐとを結ぶパスを通ってきたことになる。このパスがファントムＦのどこを通過し、そのときのファントムＦの幅がどの程度だったかは、幾何学的計算で知ることができる。ファントムＦの外径は、ある寸法に定められているからである。ファントムＦの幅が分かれば、ファントムＦの材質によって定まっている吸収係数を利用して、その幅に対応するＸ線の減衰率を計算することができる。したがって、ＦＰＤ４の位置とＸ線の減衰率とを関連づけて対応させることができる。
【００４７】
図８左側は、図７で説明したＦＰＤ４の位置とＸ線の減衰率との関連性を表示している。Ｘ線の減衰率は、ファントムＦを撮影して得られるＸ線画像上の濃淡を表している。すなわち、ＦＰＤ４の位置とＸ線の減衰率との関連性に基づいて、図８右側に示すように、Ｘ線画像上の位置と画素の濃度とが関連したファントムＦ内部の輝度分布（プロファイル）を得ることができる。すなわち、図８左側では、ＦＰＤ４上の７点についてしか減衰率を求めていないが、ＦＰＤ４における減衰率を求める位置をより多く定めることができる。これだけではＦＰＤ４における位置と減衰率とがプロットされた点の集合が得られるに過ぎないが、各点の間を補う補完処理を施すことにより、図８右側に示すような連続関数となっているファントムＦ内部の輝度分布（プロファイル）を得ることができる。この輝度分布は実測ではなく、シミュレーションにより求められるものとなっている。この輝度分布こそが図６の下側の輝度分布を忠実に再現した近似式の正体である。このように、輝度分布シミュレーションステップＳ２は、Ｘ線源３と、ＦＰＤ４との間に載置されたファントムＦにＸ線を通過させた際、Ｘ線がファントムＦにどの程度吸収されるかをファントムＦの各部で算出することにより輝度分布をシミュレートする。
【００４８】
輝度分布シミュレーションステップＳ２では、上述のような原理でファントム像の輝度分布を算出するわけである。この輝度分布のシミュレーションは繰り返し実行されるのでこの事情について説明する。Ｘ線源３，ファントムＦ，ＦＰＤ４との位置関係を定めれば、図９に示すようファントムＦの中心軸ＣがＦＰＤ４上のどこに来るかを幾何学的な計算により正確に知ることができる。図９においては、ファントムＦの中心軸がＦＰＤ４のＸ０の位置に投影される場合において算出される輝度分布を表している。
【００４９】
輝度分布シミュレーションステップＳ２では、Ｘ線源３，ＦＰＤ４に対するファントムＦの位置を変えながら上述のシミュレーションを何度も繰り返す。図１０は、ファントムＦの中心軸がＦＰＤ４のＸ１の位置に投影される場合において算出される輝度分布を表している。この場合もＸ線源３，ファントムＦ，ＦＰＤ４との位置関係が定まっているから、ファントムＦの中心軸ＣがＦＰＤ４上のどこに来るかを幾何学的な計算により正確に知ることができる。
【００５０】
この様にして輝度分布シミュレーションステップＳ２では、図１１に示すように、異なるファントムＦの中心軸Ｃの投影位置Ｘ−２，Ｘ−１，Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４についての輝度分布がシミュレートされる。このとき算出される輝度分布は互いによく似ているが、完全に同じかというとそうでもない。ファントムＦの中心軸Ｃの投影位置が変われば、Ｘ線源３，ＦＰＤ４に対するファントムＦの位置が変わる。これに伴い、ファントムＦを通過するＸ線のパスが変わってくるからである。位置Ｘ０についての輝度分布は、シミュレーションの輝度分布であり、輝度分布（Ｘ０）と呼ぶことにする。この様な輝度分布の表現方法は、他の位置についても同様である。説明上、ＦＰＤ４の位置Ｘ−２，Ｘ−１，Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれは、Ｘ線画像上では１０ピクセルずつ離れているものとする。シミュレーションの繰り返しは、ＦＰＤ４上におけるファントム像の中心軸Ｃの位置がｙ方向に移動するように、ファントムＦをｙ方向に移動させながら行われる。
【００５１】
＜実測ファントム中心算出ステップＳ３＞
続いて、ファントムＦの中心の投影位置が実際の撮影で得られたファントム内部の輝度分布上のどこに対応するのかを算出することにより、Ｘ線画像上におけるファントムＦの中心の投影位置を算出する実測ファントム中心算出ステップＳ３について説明する。図４に示したようにファントムＦをＸ線源３とＦＰＤ４との間に載置して、ファントムＦを撮影すると、図５で説明したようなＸ線画像Ｐが得られる。このＸ線画像Ｐに基づいて図６の下側で説明した実測に係るファントムＦ内部の輝度分布を得ることができる。この輝度分布は、本来はシミュレーションに係るファントムＦ内部の輝度分布と同じものを表しているはずである。
【００５２】
実測に係るファントムＦ内部の輝度分布は、ノイズ成分を含んでおり、どこが中心なのか正確に判断することが難しい。しかし、これにシミュレーションに係る輝度分布を正確に重ね合わせることはできるはずである。２つの輝度分布は、ノイズ成分を含んでいるかで違うものの本来的には同じ形状をしているはずだからである。
【００５３】
なお、ファントムＦを実測したときのＸ線源３およびＦＰＤ４の厳密な距離は未知である。また、ファントムＦを厳密に理想の位置に置くことは難しい。したがって、シミュレーションを行う際には、実測時のＸ線源３，ファントムＦ，ＦＰＤ４の位置関係を完全に再現することができない。このような事情があるので、シミュレーションに係る輝度分布は、実測に係る輝度分布をわずかに拡大または縮小したものとなってしまう。とはいえ、実測時のＸ線源３，ファントムＦ，およびＦＰＤ４はほぼ理想通りの位置にあり、２つの輝度分布は、酷似したものとなっていることには変わりはない。
【００５４】
Ｘ線画像上におけるファントムＦの中心の投影位置を算出する方法の実際について説明する。ファントムＦを実測したとき、ファントムＦの中心軸ＣがＦＰＤ４のどこに投影されているか分からない。そこで本発明によれば、輝度分布シミュレーションステップＳ２において中心軸Ｃの投影位置が異なる輝度分布を複数用意するようにしている。仮に、実測の輝度分布が図１２に示すようにシミュレーションで求めた輝度分布（Ｘ−１）に正確に重ね合わせることができたとする。この場合、実測のファントム像Ｆの中心軸ＣはＦＰＤ４上の位置Ｘ−１に投影されることになる。この様な事情は他のシミュレーション上の輝度分布についても同じである。
【００５５】
つまり、シミュレーションで求めた図１１に描かれている複数の輝度分布のうちのどれかが実測の輝度分布に類似していれば、実測のファントム像Ｆの中心軸ＣがＦＰＤ４上のどこに投影されたかを言い当てることができる。
【００５６】
とはいうものの、実際は、実測のファントム像Ｆの中心軸ＣがＦＰＤ４に投影される位置は、図１３に示すようにＦＰＤ４の上の位置Ｘ−２，Ｘ−１，Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のどれかに完全に一致するとは限らない。そこで、本発明によれば、実測のファントム像Ｆの中心軸ＣがＦＰＤ４に投影される位置が図１３に示すように位置Ｘ−１と位置Ｘ０との間にあったとしても正確にＦＰＤ４上の位置を言い当てることができる構成を有している。
【００５７】
この構成について説明する。実測ファントム中心算出ステップＳ３では、まず図１４に示すように、実測の輝度分布から輝度分布（Ｘ０）が減算され差分に係る輝度分布を生成する。この差分に係る輝度分布を絶対値変換して積分したものを残差量α０と呼ぶことにする。残差量α０は、両輝度分布の一致度を示す指標である。残差量α０が小さいほど両輝度分布は一致していたことになる。
【００５８】
このような残差量の算出は、他の輝度分布Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，…および輝度分布Ｘ−１，Ｘ−２，…についても行われる。こうして、残差量α０，α１，α２，α３，α４，…および残差量α−１，α−２，…が算出される。
【００５９】
図１５は、位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，…および位置Ｘ−１，Ｘ−２，…これらに対応する残差量との関係をグラフにしたものである。輝度分布（Ｘ０）の残差量は比較的小さい。輝度分布（Ｘ１），輝度分布（Ｘ２），輝度分布（Ｘ３），輝度分布（Ｘ４），…の残差量は、輝度分布Ｘ０から遠ざかるほど大きくなる。同様に、輝度分布（Ｘ−１），輝度分布（Ｘ−２），…の残差量は輝度分布（Ｘ０）から遠ざかるほど大きくなる。
【００６０】
輝度分布を横軸、残差量を縦軸にして互いの関連性を示す関数を考える。この関数は、輝度分布Ｘ０を中心に左右対称の形状をしているはずである。しかし実際に、この様な関数を最小二乗法により求めてみると、関数の対称線は、輝度分布Ｘ０からわずかにずれる。このズレは、実測の輝度分布の中心がＸ０の位置になかったことに起因している。図１５では、対称線は、Ｘ−０．３の位置に現れている。位置Ｘ−２，Ｘ−１，Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれは、Ｘ線画像上では１０ピクセルずつ離れていたからことからすると、実測に係るファントム像の中心軸は、Ｘ線画像上において、位置Ｘ０よりも左に３ピクセルだけ移動したところにあることになる。
【００６１】
このようなマッチング処理により、実測の輝度分布におけるファントムＦの中心軸は、シミュレーションの輝度分布Ｘ０の中心軸Ｃを左に３ピクセルだけ移動させた位置にあることが分かる。このように、実測ファントム中心算出ステップＳ３は、実際の撮影に係る輝度分布に対してシミュレーションに係る輝度分布を変えながら互いの輝度分布の差分（残差）を繰り返し算出し、シミュレーションに係る輝度分布におけるファントムＦの中心の投影位置と当該位置に対応する差分を関連づけたプロファイルを生成し、プロファイルに基づいて差分が最低となるＸ線画像上の位置を求めることによりＸ線画像上のファントムＦの中心の投影位置を算出する構成となっている。
【００６２】
同様のマッチング処理を繰り返すことにより実測の輝度分布におけるファントムＦの中心軸のより正確な位置を知ることもできる。
【００６３】
図１６上側は、輝度分布シミュレーションステップＳ２と同様な操作によって、輝度分布Ｘ（−０．３）を生成しているところを示している。また、図１６下側は、同様な操作によって輝度分布Ｘ（−２．３），輝度分布Ｘ（−１．３），輝度分布Ｘ（−０．３），輝度分布Ｘ（０．７），輝度分布Ｘ（１．７），輝度分布Ｘ（２．７）が生成されたところを示している。この様な輝度分布の算出は、シミュレーション上でＸ線管３およびＦＰＤ４に対するファントムＦの位置を変更することで実現できる。
【００６４】
図１７は、図１６で説明した新たな輝度分布のシミュレーションによって生成された位置−２．３，−１．３，−０．３，０．７，１．７，２．７に対応する残差量との関係をグラフにしたものである。位置Ｘ０．７，Ｘ１．７，Ｘ２．７，…についての残差量は、位置Ｘ−０．３から遠ざかるほど大きくなる。また、位置Ｘ−１．３，Ｘ−２．３，…についての残差量は位置Ｘ−０．３から遠ざかるほど大きくなる。
【００６５】
輝度分布を横軸、残差量を縦軸にして互いの関連性を示す関数を考える。この関数は輝度分布Ｘ−０．３を中心に左右対称の形状をしているはずである。しかし実際に、この様な関数を最小二乗法により求めてみると、関数の対称線は、輝度分布Ｘ−０．３からわずかにずれる。図１６では、対称線は、Ｘ−０．２８の位置に現れている。これは、輝度分布Ｘ−０．３を右に０．２ピクセルだけ移動させると、より実測の輝度分布に一致することを表している。
【００６６】
このようなマッチング処理により、実測の輝度分布におけるファントムＦの中心軸は、シミュレーションの輝度分布Ｘ−０．３の中心軸Ｃを右に０．２ピクセルだけ移動させた位置にあることが分かる。
【００６７】
なお、図１１では、シミュレーションにおいて位置Ｘ０を１０ピクセルずつシフトした位置について輝度分布を生成していたが、実際は輝度分布Ｘ０を１ピクセルまたはそれより小さい間隔でシフトして輝度分布（Ｘ１），輝度分布（Ｘ２），…および輝度分布（Ｘ−１），輝度分布（Ｘ−２），…が生成される。この様な構成とすることにより、１ピクセルに満たない精度でシミュレーションに係る輝度分布を実際の輝度分布にマッチングさせることができる。
【００６８】
この様にして、本発明によれば、Ｘ線画像ＰにおけるファントムＦの中心軸の投影位置を正確に知ることができる。
【００６９】
なお、上述のように、シミュレーション時に実測時のＸ線源３，ファントムＦ，ＦＰＤ４の位置関係を完全に再現することができないことに起因して、シミュレーションに係る輝度分布が実測に係る輝度分布にわずかに食い違ってしまっている。この輝度分布の食い違いは、Ｘ線画像ＰにおけるファントムＦの中心軸の投影位置を正確に知る上で妨げとなる。本発明ではこの問題を解決する目的で、シミュレーションに係る輝度分布の再定義を行うような構成を採用している。
【００７０】
この方法について説明する。輝度分布の食い違いは、分布の広がり幅の違いとして現れる。すなわち、Ｘ線源３からＦＰＤ４までの距離がシミュレーションと実測とで互いに異なることにより、ＦＰＤ４におけるファントムＦの投影像の拡大率がずれてしまったのである。図１８の例では、この様な事情を説明している。シミュレーションに係る輝度分布は、実測に係る輝度分布よりも一回り小さくなっている。
【００７１】
このように輝度分布に多少の食い違いがあっても、図１１ないし図１７で説明した方法により、実測の輝度分布における中心（すなわちＸ線画像Ｐ上におけるファントムＦの中心軸Ｃの投影位置）は求めることはできる。本発明によれば、この算出された実測の輝度分布における中心位置を利用して、シミュレーションに係る輝度分布の再定義を行う。まず、図１１ないし図１７で説明した方法で暫定の実測の輝度分布における中心を求めておく。
【００７２】
そして、図１８に示すように、シミュレーションに係る輝度分布を異なる倍率で拡大または縮小したものを複数用意する。こうして生成された輝度分布の中には、図１９の左側で説明した最初の輝度分布よりも実測の輝度分布に近いものが含まれているはずである。現時点では、どれが実測に近いものなのか判断できないので、最初の輝度分布から派生した拡大倍率の異なる各輝度分布のそれぞれを「候補」と呼ぶことにする。
【００７３】
図１１ないし図１７で説明した方法で求めた実測の輝度分布における中心と候補１の中心（すなわちファントムの中心軸Ｃの位置）とを一致させた状態で両者を重ね合わせてみる。すると、候補１の幅は、実測の輝度分布の幅に合っていないことが分かる。この様な合致の評価は、輝度分布同士の間で平均二乗誤差を算出することで分かる。この様な合致の評価を他の候補に対しても行えば、最も幅が実測の輝度分布の幅に合っているものを探し出すことができる。図１８においては、候補２が最も実測の輝度分布の幅に合っている。シミュレーションに係る輝度分布をこの候補２に置き換えて、輝度分布の再定義をした後、図１１ないし図１７で説明した方法により、実測の輝度分布における中心を再び求めれば、より正確なＸ線画像Ｐ上のファントムＦの中心軸Ｃの投影位置を算出することができる。
【００７４】
＜位置関係算出ステップＳ４＞
続いて、算出されたＸ線画像Ｐ上のファントムＦの中心の投影位置に基づいてＸ線源３とＦＰＤ４との位置関係を算出する位置関係算出ステップＳ４について説明する。Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離を求めるには、少なくとも２つのファントムが同時に写り込んでいるＸ線画像Ｐの撮影を２回行う必要がある。図２０の実線で示すファントムユニットＵは、１回目の撮影を説明しており、破線で示すファントムユニットＵは、２回目の撮影を説明している。Ｘ線源３とＦＰＤ４との間にファントムユニットＵを載置して１回目の撮影を終えた後、ファントムユニットＵをＦＰＤ４側に移動させてもう一度撮影が実行される。このときの移動距離は既知である。
【００７５】
ファントムＦは、図７，図９で説明した各シミュレーションにおけるＸ線源３，ＦＰＤ４，およびファントムＦの位置関係を再現するようにＸ線源３とＦＰＤ４との間に置かれる。
【００７６】
図２１は、Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離を求める原理を説明している。Ｘ線源３からＦＰＤ４までの距離をＤｉとし、Ｘ線源３から一回目の撮影に係るファントムＦ１の中心軸Ｃ１までの距離をＤ１とする。一回目の撮影に係る２つのファントムＦ１の距離をｗとする。ファントムＦ同士の距離は、二回目の撮影でも同じｗとなる。一回目の撮影に係るファントムＦ１と二回目の撮影に係るファントムＦ２との距離をΔｄとする。距離Ｄ１，Ｄｉは未知であり、距離ｗ，Δｄは既知である。
【００７７】
なお、ＦＰＤ４に投影された一回目の撮影に係る２つのファントムＦ１の中心軸Ｃ間の距離をＲ１とし、ＦＰＤ４に投影された二回目の撮影に係る２つのファントムＦ２の中心軸Ｃ間の距離をＲ２とする。この距離Ｒ１，Ｒ２は図６から図１９で説明した方法により極めて正確に求めることができる既知の値である。
【００７８】
これらパラメータには、次のような関係がある。
Ｄ１  ：  Ｄｉ  ＝  ｗ  ：  Ｒ１
Ｄ１＋Δｄ  ：  Ｄｉ  ＝  ｗ  ：  Ｒ２
これらの関連性により次のような連立方程式が得られる。
Ｄ１・Ｒ１＝ｗＤｉ
Ｒ２（Ｄ１＋Δｄ）＝ｗＤｉ
この連立方程式を解けば、距離Ｄ１，Ｄｉを求めることができる。
【００７９】
距離算出部１２は、このような図６から図２１で説明した原理に基づいてＸ線源３とＦＰＤ４との距離を算出する。
【００８０】
Ｘ線撮影装置１には、Ｘ線源３とＦＰＤ４の理想の距離Ｄ０が設けられている。Ｘ線撮影装置１をメンテナンスする際に、Ｘ線源３およびＦＰＤ４の距離がこの距離Ｄ０となるように両者の位置関係が調整される。したがって、Ｘ線源３とＦＰＤ４との間の距離はほぼＤ０となる。しかし、両者間の距離を完全にＤ０とするのは難しい。両者間の距離は、実測されたＤｉとなっており、理想の距離Ｄ０とはわずかに異なる。
【００８１】
Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離が変動すると、被写体を撮影するときにＦＰＤ４に投影される被写体像の大きさが変化する。すなわち、Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離が理想の距離Ｄ０より大きいと、ＦＰＤ４の被写体像は、想定上の大きさよりも大きく写り込む。Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離が理想の距離Ｄ０より小さいと、ＦＰＤ４の被写体像は、想定上の大きさよりも小さく写り込む。
【００８２】
距離算出部１２は、距離Ｄｉの実測値を断層画像生成部１５に送出する。断層画像生成部１５は、距離Ｄｉの実測値に基づいて、断層画像を生成するときに必要なパラメータを変更する。これにより、Ｘ線源３とＦＰＤ４との間の距離が理想から外れたままであっても、距離が理想通りとなっているときに生成される断層画像と同じものが生成できるようになる。断層画像生成部１５はこの様な動作により、断層画像上の被検体断層像の寸法を実際の通りにすることができる。この動作により、ファントムＦを用いた校正動作は終了となる。
【００８３】
＜断層画像の撮影＞
続いて、校正動作完了後のＸ線撮影装置１を用いた断層画像Ｄの撮影について説明する。被写体Ｍの断層画像Ｄを撮影するには、図２２に示すように回転テーブル５に被写体Ｍがセットされる。操作者が入力部２２を通じて断層画像Ｄの撮影の指示を行うと、回転テーブル５が回転されながらＸ線画像ＰＭの連写が実行される。
【００８４】
各Ｘ線画像ＰＭは、断層画像生成部１５に送出される。各Ｘ線画像ＰＭは、Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離が理想の距離Ｄ０とは異なる距離Ｄｉとなっている状態で撮影されたものであり、Ｘ線画像ＰＭ上の被写体像は、距離のズレの分だけ理想より拡大または縮小されて写り込んでいる。断層画像生成部１５は、ファントムＦを用いた校正の結果、距離のズレに起因するＸ線画像ＰＭ上の像の拡大または縮小がなかったときの断層画像を生成する。このときの断層画像生成部１５は、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ法）を用いて断層画像Ｄを生成することができる。
【００８５】
この様に生成された断層画像Ｄに写り込む被写体の断層像は、寸法が正確なものとなっている。このときの断層画像Ｄは、Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離を理想の距離Ｄ０にして撮影したものと等価となっているからである。補正なしのＸ線画像ＰＭに基づいて断層画像Ｄを生成すると、Ｘ線画像ＰＭ上における被写体像の寸法の狂いがそのまま断層画像Ｄ上における断層像の寸法の狂いとして現れてしまう。本発明によれば、断層画像Ｄを生成する前に予めＸ線画像ＰＭ上における被写体像の寸法の狂いが正されているので、断層画像Ｄ上においても断層像に寸法の狂いが生じない。
【００８６】
＜その他の構成＞
本発明に係る装置は、装置の制御に関する情報の一切を記憶する記憶部２０と、断層画像Ｄを表示する表示部２１とを備えている。主制御部２５は、ＣＰＵなどから構成され、各種のプログラムを実行することにより上述の各制御部６，８および各画像処理部１１，１２，１３，１４，１５を実現する。各部は、これらを担当する制御装置に分割されて実現されていてもよい。
【００８７】
以上のように、本発明によれば、Ｘ線源３とＦＰＤ４との位置関係をより正確に算出することができる。従来構成は、例えば球形のファントムＦを撮影し、Ｘ線画像に現れる円形の投影像の輪郭からファントムＦの中心を算出するというものである。従来構成では、ファントムＦの中心は、ファントムＦの投影像のごく一部の輪郭部で算出されてしまう。本発明によれば、ファントム内部の輝度分布からファントムＦの中心を算出するようにするようにしているので、ファントム全体を用いて算出をすることにより従来よりも正確にファントムＦの中心を知ることができる。
【００８８】
球形のファントムＦを撮影する従来例では、円形の投影像が現れることが分かっているから画像の解析により円形の輪郭からファントムＦの中心を算出することができる。それに対して本発明では、ファントムＦの投影像の中の輝度分布全体を利用してファントムの中心位置を求めるために、シミュレーションによりファントムＦの輝度分布を求めるようにしている。シミュレーション上の輝度分布において、ファントムＦの中心の投影位置を知っておけば、実測に係る輝度分布におけるファントムＦの中心の投影位置を容易かつ正確に知ることができる。
【００８９】
シミュレーションに係る輝度分布の位置をＸ線画像上の画素１ピクセルの幅ずつ変えて差分を生成したとする。このとき得られた差分を比較して、差分が最も小さかった輝度分布に対応するファントムＦの中心がＸ線画像上のファントムＦの中心の投影位置を示していることになる。上述の構成は更に踏み込んで、シミュレーションに係る輝度分布におけるファントムＦの中心の投影位置と当該位置に対応する差分を関連づけたプロファイルを生成する。このプロファイルを用いれば画素１ピクセル未満の精度でＸ線画像上のファントムＦの中心の投影位置を算出することができる。
【００９０】
本発明は、上述の構成に限られず下記のように変形実施することもできる。
【００９１】
（１）図２によれば、ファントムＦは、円柱形状であったが、本発明はこの構成に限られない。ファントムＦを円柱形状以外の回転体としても本発明を実現できる。ファントムＦが回転体であれば、ファントムＦの中心は、回転体の中心軸となり、ファントムＦの輝度分布が左右対称になる。この様にすると、Ｘ線画像Ｐ上の中心軸の投影位置を正確に算出しやすくなる。本発明は、図６下側で説明した実測の輝度分布の中心を探すことでＸ線画像Ｐにおける中心軸の投影位置を算出する構成である。実測の輝度分布に中心軸の右側と左側とで形状に偏りがあると、輝度分布の中心を探し出すことが難しくなってしまう。輝度分布の真ん中が判然としなくなるからである。ファントムＦが回転体となっていれば、この様な事態が生じない。
【００９２】
（２）図１によれば、Ｘ線撮影装置１は断層画像Ｄを撮影できる構成となっていたが、本発明はこの様な構成に限られない。本発明は、透視画像のみを撮影する装置についても適用できる。図２３はこの変形例の構成を示している。
【００９３】
本変形例の実際について説明する。距離算出部１２が算出したＸ線源３とＦＰＤ４間の距離の実測値は、倍率算出部１３に送信される。倍率算出部１３は、Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離が理想通りとなっていないことに起因する被写体像の大きさの変動をキャンセルするのに必要な画像の拡大倍率を算出する構成である。倍率算出部１３は、距離Ｄｉの実測値に基づいてＸ線源３とＦＰＤ４間の距離が距離の理想値からどの程度ずれているかを示すズレ量を算出する。倍率算出部１３は、このズレ量に基づいてＸ線画像の拡大率を算出する。
【００９４】
すなわち、倍率算出部１３は、距離の実測値が理想値よりも大きい場合、ＦＰＤ４に想定よりも大きく投影されることによりＸ線画像上で大きく写り込んだ被写体像をどの程度縮小すればＸ線源３とＦＰＤ４との距離が理想値であったときに得られるＸ線画像上の被写体像の大きさになるかを算出する。また、倍率算出部１３は、距離の実測値が理想値よりも小さい場合、ＦＰＤ４に想定よりも小さく投影されることによりＸ線画像上で小さく写り込んだ被写体像をどの程度拡大すればＸ線源３とＦＰＤ４との距離が理想通りであったときに得られるＸ線画像上の被写体像の大きさになるかを算出する。このような算出の結果が倍率である。倍率算出部１３は、画像補正部１４に送出される。この動作により、ファントムＦを用いた校正動作は終了となる。
【００９５】
Ｘ線画像ＰＭは、画像補正部１４に送出される。画像補正部１４は、校正動作で求められた倍率に基づいてＸ線画像ＰＭに拡大または縮小の画像処理を施す。補正前の各Ｘ線画像ＰＭは、Ｘ線源３とＦＰＤ４との距離が理想とは異なる状態で撮影されたものであり、Ｘ線画像ＰＭ上の被写体像は、距離のズレの分だけ理想より拡大または縮小されて写り込んでいる。画像補正部１４は、このＸ線源３とＦＰＤ４との間の距離が理想通りとなっていないことによるＸ線画像ＰＭ上の被写体像の大きさの変動を補正して、Ｘ線画像ＰＭ上の被写体像を寸法通りにする。
【符号の説明】
【００９６】
３     Ｘ線源（放射線源）
４     ＦＰＤ（検出器）
Ｓ１   ファントム撮影ステップ
Ｓ２   輝度分布シミュレーションステップ
Ｓ３   ファントム中心シミュレーションステップ
Ｓ４   実測ファントム中心算出ステップ
Ｓ５   位置関係算出ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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