(57)【要約】【課題】Ｘ線発生器およびＸ線検出器の旋回に支障を来すことなく、高解像度のＸ線投影画像を取得する技術を提供する。【解決手段】Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を、被写体Ｍ１の頭部の周囲において旋回させることによって、撮影領域ＲＯＩに複数の方向からＸ線ビームＢＸ１を照射して、Ｘ線投影画像を得る。Ｘ線ビームＢＸ１のうち旋回中心軸ＲＡ１を通る中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が、関心断層ＬＯＩに直交するときに、直交していないときと比べて、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩに接近させるとともに、Ｘ線発生器４２を関心断層ＬＯＩから離隔させる。【選択図】図１０
2018134288.tif 000002
【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、これらの間に設定される旋回中心軸の周りに前記関心断層に対して相対的に旋回させる旋回駆動部と、
前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器の少なくとも一方を、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複数のＸ線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、
前記旋回駆動部および前記移動駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記Ｘ線ビームのうち前記旋回中心軸を通る中心軸Ｘ線が前記関心断層に直交するときに、直交していないときと比べて、相対的に前記Ｘ線検出器を前記関心断層に接近、および／又は、相対的に前記Ｘ線発生器を前記関心断層から離隔させる、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２のＸ線断層撮影装置であって、
前記移動駆動部は、前記旋回アームの前記シャフトを前記旋回中心軸に垂直な方向に移動させる、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項のＸ線断層撮影装置であって、
前記制御部は、
前記中心軸Ｘ線が前記関心断層に直交する状態となる前に、前記Ｘ線検出器の前記関心断層への接近および前記Ｘ線発生器の前記関心断層からの離隔のうち少なくともいずれか一方を開始し、
前記中心軸Ｘ線が前記直交する状態となった後に、前記Ｘ線検出器の前記関心断層からの離隔および前記Ｘ線発生器の前記関心断層への接近のうち少なくとも一方を開始する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項の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Ｘ線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６】
請求項５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を設定する、Ｘ線断層撮影装置。
【請求項７】
請求項６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８】
請求項１から請求項７のいずれか１項のＸ線断層撮影装置であって、
前記画像処理部は、
前記複数のＸ線投影画像の拡大率を一致させてから画像処理を行って、前記Ｘ線断層画像を生成する、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Ｘ線検出器を前記関心断層に接近させるときの前記入射角度を決定する、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、これらの間に設定される旋回中心軸の周りに前記関心断層に対して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、前記Ｘ線ビームのうち前記旋回中心軸を通る中心軸Ｘ線が、前記関心断層に直交するときに、直交していないときと比べて、相対的に前記Ｘ線検出器を前記関心断層に接近、および／又は、相対的に前記Ｘ線発生器を前記関心断層から離隔させる工程と、
(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Ｘ線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、
を含む、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、これらの間に設定される旋回中心軸の周りに前記関心断層に対して相対的に旋回させる旋回駆動部と、
前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器の少なくとも一方を、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複数のＸ線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して前記Ｘ線ビームの前記関心断層に対する入射角度を変更するとともに、前記入射角度に応じて前記移動駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とが旋回する間、前記Ｘ線ビームの照射軸が前記関心断層に正対入射する状態と正対入射しない状態とを比較して、前記正対入射する状態にて相対的に拡大率が小さくなるように、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器の少なくとも一方の移動を制御する、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、関心断層の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】
しかしながら、特許文献１の場合、Ｘ線出力を上昇又は旋回速度を低下させることによって、被写体の被曝線量が通常よりも増加する可能性がある。被曝線量を増加は望ましくないため、鮮明な断層画像を取得する代替技術が望まれている。
【０００６】
ところで、Ｘ線投影画像の解像度は、Ｘ線検出器の分解能、および、Ｘ線の焦点面の大きさに依存すると考えられる。Ｘ線検出器の分解能の観点からは、Ｘ線投影画像の拡大率をできるだけ大きくすることが望ましい。一方、Ｘ線の焦点面が一定の大きさを有することに起因して、Ｘ線投影画像にぼけが生じることが知られている。Ｘ線投影画像の拡大率が増大すると、それに応じて焦点面に起因するぼけも大きなってしまう。このため、一般的なＸ線検出器の場合、できるだけ拡大率を低下させる（１に近づける）ことによって、鮮明な（すなわち、高解像度の）Ｘ線投影画像を取得できる。
【０００７】
拡大率を低下させる具体的な手段として、Ｘ線検出器を被写体に接近させる、もしくは、Ｘ線発生器を被写体から離隔させることが考えられる。しかしながら、Ｘ線検出器を被写体に接近させて旋回させた場合、Ｘ線検出器の旋回半径が小さくなることによって、Ｘ線検出器が被写体に接触する可能性がある。一方で、Ｘ線発生器を被写体から遠ざけて旋回させた場合、Ｘ線発生器の旋回半径が大きくなることによって、Ｘ線発生器が周辺の部材に衝突する可能性がある。そこで、Ｘ線発生器およびＸ線検出器の旋回に支障を来すことなく、拡大率を低下させる撮影技術が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、Ｘ線発生器およびＸ線検出器の旋回に支障を来すことなく、高解像度のＸ線投影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】
【０００９】
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、これらの間に設定される旋回中心軸の周りに前記関心断層に対して相対的に旋回させる旋回駆動部と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器の少なくとも一方を、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複数のＸ線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、前記旋回駆動部および前記移動駆動部を制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記Ｘ線ビームのうち前記旋回中心軸を通る中心軸Ｘ線が前記関心断層に直交するときに、直交していないときと比べて、相対的に前記Ｘ線検出器を前記関心断層に接近、および／又は、相対的に前記Ｘ線発生器を前記関心断層から離隔させる。
【００１０】
また、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。
【００１１】
また、第３態様は、第２態様のＸ線断層撮影装置であって、前記移動駆動部は、前記旋回アームの前記シャフトを前記旋回中心軸に垂直な方向に移動させる。
【００１２】
また、第４態様は、第１態様から第３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、前記中心軸Ｘ線が前記関心断層に直交する状態となる前に、前記Ｘ線検出器の前記関心断層への接近および前記Ｘ線発生器の前記関心断層からの離隔のうち少なくともいずれか一方を開始し、前記中心軸Ｘ線が前記直交する状態となった後に、前記Ｘ線検出器の前記関心断層からの離隔および前記Ｘ線発生器の前記関心断層への接近のうち少なくとも一方を開始する。
【００１３】
また、第５態様は、第１態様から第４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。
【００１４】
また、第６態様は、第５態様の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を設定する。
【００１５】
また、第７態様は、第６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。
【００１６】
また、第８態様は、第１態様から第７態様のいずれか１つのＸ線断層撮影装置であって、前記画像処理部は、前記複数のＸ線投影画像の拡大率を一致させてから画像処理を行って、前記Ｘ線断層画像を生成する。
【００１７】
また、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Ｘ線検出器を前記関心断層に接近させるときの前記入射角度を決定する。
【００１８】
また、第１０態様は、Ｘ線断層撮影方法であって、(a)関心断層を設定する工程と、(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、これらの間に設定される旋回中心軸の周りに前記関心断層に対して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、前記Ｘ線ビームのうち前記旋回中心軸を通る中心軸Ｘ線が、前記関心断層に直交するときに、直交していないときと比べて、相対的に前記Ｘ線検出器を前記関心断層に接近、および／又は、相対的に前記Ｘ線発生器を前記関心断層から離隔させる工程と、(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Ｘ線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む。
【００１９】
また、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、これらの間に設定される旋回中心軸の周りに前記関心断層に対して相対的に旋回させる旋回駆動部と、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器の少なくとも一方を、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複数のＸ線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して前記Ｘ線ビームの前記関心断層に対する入射角度を変更するとともに、前記入射角度に応じて前記移動駆動部を制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とが旋回する間、前記Ｘ線ビームの照射軸が前記関心断層に正対入射する状態と正対入射しない状態とを比較して、前記正対入射する状態にて相対的に拡大率が小さくなるように、前記Ｘ線発生器および前記Ｘ線検出器の少なくとも一方の移動を制御する。
【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Ｘ線が直交するときに、直交していないときよりもＸ線検出器を関心断層に接近させる、あるいは、Ｘ線発生器を関心断層から離隔させることによって、Ｘ線検出器における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線発生器が関心断層に正対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ため、Ｘ線投影画像の解像度を向上できる。
【００２１】
また、Ｘ線発生器およびＸ線検出器を被写体に対して相対的に旋回させる際の一部の旋回角度に限定してＸ線検出器を関心断層に接近させることによって、Ｘ線検出器が被写体に接触することを抑制できる。あるいは、Ｘ線発生器を関心断層から離隔することによって、Ｘ線発生器が他の部材に衝突することを抑制できる。
【００２２】
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。
【００２３】
第３態様のＸ線断層撮影装置によると、シャフトを移動させることによって、Ｘ線発生器とともにＸ線検出器を関心断層に接近又は離間する方向に移動させることができる。これによって、Ｘ線検出器に投影される投影像の拡大率を変更できる。
【００２４】
第４態様のＸ線断層撮影装置によると、中心軸Ｘ線が関心断層に直交する状態となる前、すなわち、Ｘ線発生器が正対する状態となるまでに、拡大率を低下させることができる。そして、直交する状態となった後に、Ｘ線検出器を関心断層から離隔させる、又は、Ｘ線発生器を関心断層に接近させることによって、Ｘ線検出器が被写体に接触したり、あるいは、Ｘ線発生器が周辺部材に衝突することを抑制できる。
【００２５】
第５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。
【００２６】
第６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。
【００２７】
第７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断層画像を取得できる。また、歯列弓は、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、歯列弓に沿って設定された関心断層に対してＸ線発生器が正対するときに、Ｘ線検出器が頭部に接触することなく関心断層に近々に接近させることができる。したがって、歯列弓の一部の関心断層について、高解像度のＸ線断層画像を容易に取得できる。
【００２８】
第８態様のＸ線断層撮影装置によると、複数のＸ線投影画像各々の拡大率を予め一致させておくことによって、複数のＸ線投影画像において、撮影領域内の各地点が投影される位置を一致させることができる。これによって、演算処理の並列化をすすめることができるため、ＧＰＵなどの並列処理に優れた演算処理装置を利用する場合に、演算処理にかかる時間を短縮できる。
【００２９】
第９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、拡大率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。
【００３０】
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Ｘ線が直交するときに、直交していないときよりもＸ線検出器を関心断層に接近させる、あるいは、Ｘ線発生器を関心断層から離隔させる。これによって、Ｘ線検出器に投影された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線発生器が関心断層に正対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ため、Ｘ線投影画像の解像度を向上できる。
【００３１】
また、Ｘ線発生器およびＸ線検出器を被写体に対して相対的に旋回させる際の一部の旋回角度に限定してＸ線検出器を関心断層に接近させることによって、Ｘ線検出器が被写体に接触することを抑制できる。あるいは、Ｘ線発生器を関心断層から離隔することによって、Ｘ線発生器が他の部材に衝突することを抑制できる。
【００３２】
第１１態様のＸ線断層撮影装置によると、Ｘ線ビームの照射軸が関心断層に正対入射する状態と正対入射しない状態とを比較して、正対入射する状態にてＸ線発生器およびＸ線検出器の少なくとも一方の移動を制御することによって、Ｘ線検出器における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、正対入射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ため、Ｘ線投影画像の解像度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】実施形態の関心断層ＬＯＩを概念的に示す図である。
【図４】関心断層ＬＯＩの設定方法を説明するための図である。
【図５】関心断層ＬＯＩの設定方法を説明するための図である。
【図６】関心断層ＬＯＩの設定方法を説明するための図である。
【図７】撮影領域ＲＯＩおよび関心断層ＬＯＩの設定方法を説明するための図である。
【図８】関心断層ＬＯＩの設定方法を説明するための図である。
【図９】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１０】Ｘ線撮影の一例を示す図である。
【図１１】関心断層ＬＯＩに対して入射する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を示す図である。
【図１２】Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の旋回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１３】Ｘ線撮影の一例を示す図である。
【図１４】Ｘ線撮影の一例を示す図である。
【図１５】Ｘ線撮影の一例を示す図である。
【図１６】Ｘ線撮影の一例を示す図である。
【図１７】Ｘ線断層撮影装置１０の動作を示す流れ図である。
【図１８】変形例のＸ線断層撮影装置１０の構成を示す図である。
【図１９】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２０】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２１】変形例の旋回アーム６２ａを示す概略側面図である。
【図２２】変形例の旋回アーム６２ｂを示す概略側面図である。
【図２３】入射角度ＡＮＧ１に応じた投影拡大率の変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
＜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、実施形態の関心断層ＬＯＩを概念的に示す図である。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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方向に延びるようになっていてもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜撮影部２０＞
撮影部２０は、被写体Ｍ１についてＸ線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。
【００４７】
＜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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
＜Ｘ線検出部５０＞
Ｘ線検出部５０は、Ｘ線検出器５２を備える。Ｘ線検出器５２は、Ｘ線発生器４２から出射されたＸ線ビームを検出する。Ｘ線検出器５２は、２次元に広がった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。
【００５３】
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。
【００５４】
＜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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
＜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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。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こと、または、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ことによって、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軸方向に変更することができる。
【００７９】
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。
【００８０】
＜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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
＜情報処理部３０＞
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。
【００９０】
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、画像処理部３０８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。
【００９１】
＜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。
【００９２】
＜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。関心断層ＬＯＩは、例えば、以下の手順で設定される。
【００９３】
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、予め定められた規定値としてもよい。規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、撮影部位に応じた規定値を、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ておくとよい。関心断層ＬＯＩの設定については後述する。
【００９４】
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てよいが、他の領域の場合は、その領域に応じてＸ、Ｙ方向のベクトルを適合させるとよい。
【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線撮影を行う際における、Ｘ線撮影中の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。そして、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。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】
＜画像処理部３０８＞
画像処理部３０８は、撮影部２０がＸ線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３０８が生成する画像は、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線撮影後において、オペレータが撮影領域ＲＯＩ内における他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３０８が生成してもよい。
【００９７】
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。
【００９８】
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の表示画像、および、画像処理部３０８が生成したＸ線断層画像などを表示する。
【００９９】
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。
【０１００】
＜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の頭部における顎部に対して、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。
【０１０１】
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（またはマウスポインタ）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（またはマウスポインタ）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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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ＸＹ平面内で直線状の関心断層ＬＯＩが設定される。また、図４においては、関心断層ＬＯＩが長方形で平面的に図示されているが、関心断層ＬＯＩの奥行き方向（実空間のＺ軸方向に対応する。）の長さ（縦幅Ｗ２。図３の法線方向ＤＮ１からＬＯＩを見た場合の高さに相当する。）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。
【０１０４】
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。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面に沿った関心断層ＬＯＩを設定してもよい。また、カーソルＣＵ１で複数点を指定すると、その間が自動的に曲線補間されるようにしてもよい。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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５および図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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。例えば、撮影領域ＲＯＩの形状がｚ軸方向から見て（＋ｚ方向視または−ｚ方向視）円である場合、撮影領域ＲＯＩの円心の箇所に部分上の一点を設定してよい。また、接線を頬舌方向に平行移動させた線上に、関心断層ＬＯＩを設定してもよい。例えば、対象歯の概ね全ての中央を通るように舌側に若干平行移動させた線上に、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。さらに、撮影領域ＲＯＩの大きさを可変として、撮影領域ＲＯＩを示す枠の大きさを、マウスを用いたドラッグ操作などによって変更可能としてもよい。この場合、撮影領域ＲＯＩの大きさの変更に合わせてＸ線規制部４４のＸ線規制量の変更をするとよい。
【０１１０】
撮影領域ＲＯＩのｚ方向視した形状は、真円でなくともよい。長径を歯列の並びに合わせた楕円形状としてもよい。この場合、ＲＯＩは立体的には楕円筒形状となる。この断面が楕円形状のＲＯＩに合わせて、Ｘ線発生器４２とＸ線検出器５２の回転中心を楕円の中心の位置に置き、Ｘ線規制部４４がＸ線ビームの広がりを制御するとよい。具体的には、Ｘ線ビームの中心軸Ｘ線が短径に交差するときはＸ線ビームの広がりを狭くし、Ｘ線ビームの中心軸Ｘ線が長径に交差するときはＸ線ビームの広がりを広くするようにするとよい。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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いる。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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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できる。
【０１１５】
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。
【０１１６】
＜投影拡大率を低下させる撮影軌道について＞
図９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９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を概略的に示す平面図である。図９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９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。
【０１１７】
Ｘ線検出器５２は、検出面内において多数のＸ線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）が低下してしまう。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
そこで、撮影軌道設定部３０６は、Ｘ線撮影中に、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。
【０１２１】
図１０は、Ｘ線撮影の一例を示す図である。図１０に示すＸ線撮影は、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２を通常撮影軌道ＮＴ４２，ＮＴ５２上を移動させればよい。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。
【０１２４】
これに対して、本実施形態では、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。
【０１２５】
図１１は、関心断層ＬＯＩに対して入射する中心軸Ｘ線ＣＢＸ１を示す図である。Ｘ線ビームＢＸ１のうち、旋回中心軸ＲＡ１を通るＸ線を、中心軸Ｘ線ＣＢＸ１とする。中心軸Ｘ線ＣＢＸ１は、Ｘ線ビームＢＸ１の照射軸に一致するＸ線である。Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対する（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）とは、この中心軸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°となる状態をいう。
【０１２６】
入射角度ＡＮＧ１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、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。
【０１２７】
図１０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に正対する状態（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）となる位置は、位置４２ｐ２である。また、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対していない状態（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）となる位置は、位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３，４２ｐ４である。ここで、正対する状態の位置４２ｐ２と、状態の位置４２ｐ０，４２ｐ１，４２ｐ３，４２ｐ４とを比較すると、正対する状態の位置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、正対していない状態の位置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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
図１２は、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の旋回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１２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。
【０１３０】
拡大率は、入射角度ＡＮＧ１が９０°のときにのみ最小となるようにしてもよいが、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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
なお、本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。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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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、移動旋回中心軸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。
【０１３７】
拡大率調整ＣＴ撮影においては、前述のとおり移動旋回中心軸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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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３０８が関心断層ＬＯＩについて再構成処理したときに得られる断層画像の画質を向上できる。
【０１４４】
また、Ｘ線撮影において、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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
図１０に示すＣＴ撮影において、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が設定されてもよい。これによって、歯列弓ＤＡ１に沿った断層画像を取得できるため、歯科診断に適した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。
【０１４７】
図１３は、Ｘ線撮影の一例を示す図である。図１３に示すＸ線撮影は、被写体Ｍ１の顎部のうち、右臼歯付近を撮影領域ＲＯＩとするＣＴ撮影である。本ＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２を被写体Ｍ１の頭部右側後方の位置４２ｐ０から頭部左側前方の位置４２ｐ４まで１８０°旋回させ、Ｘ線検出器５２を被写体Ｍ１の頭部左側前方の位置５２ｐ０から頭部右側後方の位置５２ｐ４まで１８０°旋回させる。
【０１４８】
本ＣＴ撮影においても、正対状態、すなわち、Ｘ線発生器４２からの中心軸Ｘ線ＣＢＸ１が関心断層ＬＯＩに直角に入射するときに、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩから離隔した位置４２ｐ２を通過し、Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩに接近した位置５２ｐ２を通過する。これによって、正対状態にて投影拡大率を低下させる。
【０１４９】
図１０に示すＣＴ撮影では、顎部の前歯に沿って関心断層ＬＯＩが設定されている。この関心断層ＬＯＩの法線方向一方側には凸状の鼻がある。このため、撮影軌道設定部３０６は、Ｘ線検出器５２がその鼻に接触しないように、撮影軌道ＰＴ５２を設定する必要がある。一方、図１３が示すＣＴ撮影では、被写体Ｍ１の顎部のうち右臼歯に沿って関心断層ＬＯＩが設定されている。この関心断層ＬＯＩの法線方向の一方側には、鼻のような凸部が無く、頬のみがある。したがって、撮影軌道設定部３０６は、図１０に示すＣＴ撮影の場合よりも、Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩに近くなるように、撮影軌道ＰＴ５２を設定することができる。
【０１５０】
図１０および図１３に示すＣＴ撮影は、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。しかしながら、Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２の旋回角度は、１８０°に限定されるものではない。
【０１５１】
図１４は、Ｘ線撮影の一例を示す図である。図１４に示すＸ線撮影は、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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
ここでは、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。
【０１５４】
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に正対していないときの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に正対していないときの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。これによって、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投影拡大率を小さくする。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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、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を避けるように軌道ＰＴ４２、ＰＴ５２が適宜修正され得る。
【０１５７】
図１０〜図１４に示すＸ線撮影では、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。
【０１５８】
図１５は、Ｘ線撮影の一例を示す図である。図１５に示すＸ線撮影は、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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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、正対していないときの位置（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、正対していないときの位置（例えば、位置５２ｐ０，５２ｐ１，５２ｐ３〜５２ｐ５，５２ｐ７）よりも、関心断層ＬＯＩに近くなっている。このため、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩ１に正対したときに、正対していないときと比べて、投影拡大率を相対的に小さくできる。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
図１５に示すＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の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ている。しかしながら、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の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てもよい。同様に、図１５に示すＣＴ撮影では、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の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ている。しかしながら、Ｘ線発生器４２が被写体Ｍ１の左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てもよい。
【０１６５】
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。
【０１６６】
図１６は、Ｘ線撮影の一例を示す図である。図１６に示すＸ線撮影は、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では、図１６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線投影画像が取得される。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。
【０１６７】
図１６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ｃ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。
【０１６８】
＜Ｘ線撮影の流れ＞
図１７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。
【０１６９】
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線撮影して得られる透過画像（パノラマＸ線画像ＩＬ２など）である。
【０１７０】
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。
【０１７１】
なお、指定用画像として、被写体Ｍ１をＸ線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。
【０１７２】
続いて、情報処理部３０は、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。
【０１７３】
続いて、関心断層設定部３０４は、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の位置および厚さを設定する。
【０１７４】
続いて、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の位置および厚さに基づき、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（ステップＳ１０５）。具体的には、図１０〜図１６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様に、撮影軌道設定部３０６が撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を決定する。
【０１７５】
なお、Ｘ線検出器５２が被写体Ｍ１に接触することを抑制するため、例えば、被写体Ｍ１が配される実空間上において、Ｘ線検出器５２の進入を不可とする禁止空間を予め規定してもよい。この場合、Ｘ線検出器５２がこの禁止空間に進入しないように、撮影軌道設定部３０６が撮影軌道ＰＴ５２を設定するとよい。また、この禁止空間は、ステップＳ１０２にて設定された骨格データなど、被写体Ｍ１の身体的特徴に基づいて、適宜拡張又は縮小してもよい。
【０１７６】
同様に、Ｘ線発生器４２を収容するＸ線発生部４０などが他の部材に接触することを抑制するため、撮影部２０において、Ｘ線発生器４２が通過可能な可動空間を予め規定しておいてもよい。この場合、この可動空間内でＸ線発生器４２が移動するように、撮影軌道設定部３０６が撮影軌道ＰＴ４２を設定するとよい。
【０１７７】
また、異なる撮影領域ＲＯＩ又は関心断層ＬＯＩごとに予め設定された撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を記憶部３１に保存しておいてもよい。この場合、撮影軌道設定部３０６が、設定された撮影領域ＲＯＩ又は関心断層ＬＯＩに合致する撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を記憶部３１から読み出すようにしてもよい。
【０１７８】
ステップＳ１０５において、撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２が決定されると、撮影部２０がＸ線撮影を実行する（ステップＳ１０６）。具体的には、撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２のデータが撮影制御部８０に送られる。そして、そのデータに基づいて、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。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。
【０１７９】
続いて、画像処理部３０８が、ステップＳ１０６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Ｓ１０７）。具体的には、画像処理部３０８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３０８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。
【０１８０】
このとき、複数のＸ線投影画像間で、投影拡大率が異なる。そこで、再構成演算処理を行う際には、Ｘ線投影画像間で投影拡大率が一致するように画像サイズを変換してもよい。これによって、演算処理の並列化をすすめることができるため、並列処理に優れた演算処理装置（ＧＰＵなど）を利用する場合に、演算処理にかかる時間を短縮できる。
【０１８１】
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Ｓ１０８）。
【０１８２】
＜断層厚に基づき、Ｘ線発生器４２の接近開始の入射角度ＡＮＧ１の決定＞
Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに接近開始するときの入射角度ＡＮＧ１は、既定のものであってもよいが、関心断層ＬＯＩの断層厚ＴＮ１に応じて適宜に設定されてもよい。後者の場合、例えば、操作部３４または操作パネル８４が、オペレータからの断層厚ＴＮ１の入力を受け付けるとよい。そして、情報処理部３０の関心断層設定部３０４が入力された断層厚ＴＮ１を有する関心断層ＬＯＩを設定するとともに、撮影軌道部３０６がその断層厚ＴＮ１に応じた撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を設定するとよい。この場合、関心断層設定部３０４及び操作部３４または操作パネル８４は、断層厚指定受付部の一構成例となる。
【０１８３】
ここで、断層厚ＴＮ１とＸ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに離隔するとき（Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩに接近するとき）の入射角度ＡＮＧ１との関係について説明する。図２３は、入射角度ＡＮＧ１に応じた投影拡大率の変動を示す図である。本例では、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩにちょうど正対する（正視する）とき（入射角度ＡＮＧ１が９０°のとき）、投影拡大率をＰまで低下させている。また、本例では、入射角度ＡＧＮ１が９０°−Θから９０°＋Θの間に、ほぼ一定の低い投影拡大率Ｐとなるように、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩに接近させている。なお、Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩへ接近し始めるときの入射角度θｓ、接近を完了するときの入射角度θｘは、９０°−Θよりも小さい。また、Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩから離隔し始めるときの入射角度θｅ、離隔を完了するときの入射角度θｚは、９０°＋Θより大きい。
【０１８４】
上記のような撮影を行うとした場合、投影拡大率を低下させる角度Θと、低い投影拡大率の投影データで得られる断層厚σ（ｍｍ）との間には、以下の式（１）が成立する。
１／σ＝ζsinΘ・・・式（１）
ここで、「ζ」は投影拡大率を下げた場合の解像度（ＬＰ／ｍｍ）である。
【０１８５】
式（１）によれば、Θを０に近づけた場合、すなわち、投影拡大率を下げる範囲を狭くした場合、断層厚σは相対的に大きくなる。Θを０°とした場合、σは無限（すなわち、単純投影像と等価）となる。すなわち、Ｘ線発生器４２が関心断層ＬＯＩに正対したときにだけ低い投影倍率の投影データが得られることとなる。一方、Θを９０°に近づけた場合、断層厚σが相対的に小さくなる。例えば、Θを９０°とした場合には、低い投影倍率で１８０°分の投影データを得ることになり、断層厚σが限界の１／ζとなる。
【０１８６】
このように、オペレータが関心断層ＬＯＩの断層厚ＴＮ１（σ）を指定することによって、式（１）に基づきΘが決定され得るため、投影倍率を低下させる入射角度の範囲９０°−Θから９０°＋Θ）が決定され得る。撮影軌道設定部３０６は、この入射角度の範囲に基づいて、Ｘ線検出器５２が関心断層ＬＯＩに接近し始めるときの入射角度θｓ、接近を完了するときの入射角度θｘ（９０°−Θよりも小さい値）およびＸ線検出器５２が関心断層ＬＯＩに離隔し始めるときの入射角度θｅ、離隔を完了するときの入射角度θｚ（９０°＋Θよりも大きい値）を決定して、撮影軌道ＰＴ４２，ＰＴ５２を設定するとよい。この場合の撮影軌道設定部３０６は、指定された断層厚に応じて、Ｘ線検出器５２を関心断層ＬＯＩに接近させるときの入射角度を決定する制御部として機能する。指定された断層厚に応じて、拡大率を変更するときの好適な入射角度が決定されることによって、指定された断層厚の関心断層ＬＯＩを示すＸ線断層画像を好適に取得できる。
【０１８７】
＜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。
【０１８８】
＜第１変形例＞
図１８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７２は、被写体Ｍ１が着座する被写体用椅子７４を備える。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。
【０１８９】
本変形例のＸ線断層撮影装置１０の場合において、Ｘ線撮影中に投影拡大率を小さくする場合、Ｘ線撮影中に、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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
上記実施形態の撮影部２０が旋回アーム６２を備えることは必須ではない。例えば、円環状に形性された環状部材に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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
＜Ｘ線発生器４２およびＸ線検出器５２のうち一方を移動させる＞
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、正対時に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、正対時に投影拡大率を小さくしてもよい。
【０１９４】
図１９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１９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。
【０１９５】
図１９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。
【０１９６】
図２０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２０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１９および図２０に示す焦点面４２０は、図９に示す焦点面４２０と同等のものである。
【０１９７】
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。
【０１９８】
図２１は、変形例の旋回アーム６２ａを示す概略側面図である。図２１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。
【０１９９】
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。
【０２００】
図２２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。
【０２０１】
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２１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。
【０２０２】
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。
【符号の説明】
【０２０３】
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  画像処理部
３２  表示部
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
５０  Ｘ線検出部
５２  Ｘ線検出器
５４  筐体
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
７４  被写体用椅子
８０  撮影制御部
８０２  旋回制御部
８０４  ＸＹ方向移動制御部
８０６  Ｚ方向移動制御部
８０８  Ｘ線検出制御部
８１０  Ｘ線発生制御部
８２  表示部
８４  操作パネル
ＡＮＧ１  入射角度
ＢＸ１  Ｘ線ビーム
ＣＢＸ１  中心軸Ｘ線
ＤＡ１  歯列弓
ＤＮ１  法線方向
ＬＬ１  中心線
ＬＯＩ，ＬＯＩ１，ＬＯＩ２  関心断層
Ｍ１  被写体
ＰＴ４２  撮影軌道
ＰＴ５２  撮影軌道
ＲＡ１  旋回中心軸
ＲＯＩ  撮影領域
ＳＬ１  関心断層面
【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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