(57)【要約】【課題】ハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる断層撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】Ｘ線管２とフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させるモータ１６と、照射軸の軸心周りにモータ１６でＦＰＤ３を回転させた状態で回転走査を行うように制御する機能とを備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができ、ハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。【選択図】図１
2011019801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断層撮影を行う断層撮影装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する矩形の放射線検出手段と、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段と、前記被検体とを相対的に回転させながら走査する回転走査を行う回転走査手段と、その回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて再構成を行って断層像を取得する再構成手段とを備えるとともに、前記放射線照射手段と前記放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに前記放射線検出手段を回転させる検出回転手段と、前記照射軸の軸心周りに前記検出回転手段で前記放射線検出手段を回転させた状態で前記回転走査を行うように制御する制御手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記放射線照射手段から前記放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、前記回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて補正する視野外はみ出し補正手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記回転走査手段での回転走査の回転軸に沿って平行に、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段と、前記被検体とを相対的に直線移動させながら走査する直線走査を行う直線走査手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の断層撮影装置において、前記放射線照射手段から前記放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、前記直線走査手段での直線走査で得られたデータに基づいて補正する視野外はみ出し補正手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療分野や工業分野などに用いられる断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
断層撮影装置としてＸ線断層撮影装置を例に採って説明する。Ｘ線断層撮影装置では、照射源であるＸ線管から照射されるＸ線が被検体を透過して減衰したのを矩形のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記する）が検出する。ＦＰＤで検出されて得られた投影データ（投影像）を、被検体に対して様々な角度について収集すべく、被検体の体軸の軸心周りにＸ線管およびＦＰＤを回転、あるいは被検体を体軸の軸心周りに回転させながら走査する回転走査を行う。このような回転走査で得られた投影データ（投影像）に基づいて再構成を行って断層像を取得する。この際、いずれの角度においても、Ｘ線管から照射された照射Ｘ線が被検体全体を覆っていることが、断層像を再構成することができる必要条件となっている。
【０００３】
しかし、ＦＰＤのサイズは有限であるので、サイズの大きな被検体を撮影する場合には、被検体がＦＰＤに投影された影が、ＦＰＤの視野外に「はみ出す」場合があり、特に、回転走査の回転軸（この場合には被検体の体軸）に平行な検出器の辺に対するはみ出しは、断層像のフラットネス（画像の濃淡の平坦性）低下に深刻な影響を及ぼす。
【０００４】
この視野外はみ出し(truncation)に対して、再構成アルゴリズムの工夫により数学的に解決しようとする問題は「ROI（Region Of Interest）再構成」と呼ばれている。また、はみ出した部分を投影データ（投影像）上で推定して復元することで、その影響を軽減するという補正方法も各種提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
一方、ハードウェア（Ｈ／Ｗ）的な対策としては、オフセット方式スキャン（例えば、特許文献３参照）、検出器サイズを拡張する（例えば、特許文献４参照）、複数のＸ線管を備えて照射範囲を拡大する（例えば、特許文献５参照）、検出器を回転方向に走査させ視野を拡大する（例えば、特許文献６参照）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６８１０１０２号明細書
【特許文献２】特開２００４−０６５７０６号公報
【特許文献３】特許第３５４０９１６号公報
【特許文献４】特開２００２−２３３５２２号公報
【特許文献５】特開平０９−２３４１９２号公報
【特許文献６】特開平１１−２５３４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のＲＯＩ再構成手法は、まだ研究途上であり、ノイズに対する安定性や再構成処理時間など実用化に対する課題も残っている。また、投影像に対する補正処理は、はみ出し量が大きい場合には、推定精度が下がるという問題がある。
【０００８】
ハードウェア的な対策については、上述のオフセット方式スキャン（走査）では３６０°回転での収集が必須であり、１８０°回転のスキャン（走査）（「ハーフスキャン」、「ショートスキャン」とも呼ばれている）には適用できないという制約がある。また、上述の検出器サイズの拡張、複数のＸ線管による照射範囲の拡大、検出器の回転面内走査による視野拡大は、大掛かりなハードウェア変更が必要となる。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる断層撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る断層撮影装置は、断層撮影を行う断層撮影装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する矩形の放射線検出手段と、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段と、前記被検体とを相対的に回転させながら走査する回転走査を行う回転走査手段と、その回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて再構成を行って断層像を取得する再構成手段とを備えるとともに、前記放射線照射手段と前記放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに前記放射線検出手段を回転させる検出回転手段と、前記照射軸の軸心周りに前記検出回転手段で前記放射線検出手段を回転させた状態で前記回転走査を行うように制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］この発明に係る断層撮影装置によれば、放射線照射手段から照射されて被検体を透過した放射線を矩形の放射線検出手段が検出する走査を、放射線照射手段および放射線検出手段と、被検体とを相対的に回転走査手段は回転させながら行う（回転走査）。その回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて再構成手段は再構成を行って断層像を取得することで断層撮影を行う。断層撮影装置は、放射線照射手段と放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段を備えている。さらに、断層撮影装置は、照射軸の軸心周りに検出回転手段で放射線検出手段を回転させた状態で回転走査を行うように制御する制御手段を備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができる。なお、断層撮影装置によっては、撮影方向を被検体の体軸に合わせるべく、従来から照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段を備えている場合があり、その場合には従来の検出回転手段に加えて制御手段のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。また、照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段を備えていない場合であっても、かかる検出回転手段および制御手段のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。以上よりハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。
【００１２】
上述した発明において、放射線照射手段から放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、上述の回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて補正する視野外はみ出し補正手段を備えるのが好ましい。上述したように照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができるが、その領域（例えば中央スライス面）から離れるにしたがい視野が狭くなる。そこで、上述の回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて、視野外はみ出し補正手段が照視野からはみ出した視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。
【００１３】
また、上述のこれらの発明の好ましい一例は、回転走査手段での回転走査の回転軸に沿って平行に、放射線照射手段および放射線検出手段と、被検体とを相対的に直線移動させながら走査する直線走査を行う直線走査手段を備えることである。回転走査の他に直線走査も行うことで、回転軸に沿って平行な方向に関する断層像も得ることができる。
【００１４】
さらに、直線走査手段を備えた発明においても、放射線照射手段から放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、直線走査手段での直線走査で得られたデータに基づいて補正する視野外はみ出し補正手段を備えるのが好ましい。照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させた状態で、特定の角度あるいは複数の角度から（照射された放射線）の被検体のデータ（投影像、いわゆるスカウト像）を直線走査で得ることで、被検体の存在範囲（すなわち被検体の輪郭位置）などのように被検体の大きさに関する情報を得ることができ、この情報を従来の推定情報としてはみ出し補正に利用することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る断層撮影装置によれば、放射線照射手段と放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段と、照射軸の軸心周りに検出回転手段で放射線検出手段を回転させた状態で回転走査を行うように制御する制御手段とを備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができ、ハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例に係る断層撮影装置のブロック図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図である。
【図３】（ａ）は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を照射軸の軸心周りに回転させる前の平面図、（ｂ）は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を照射軸の軸心周りに回転させたときの平面図である。
【図４】（ａ）は、視野幅と視野高さとの関係を模式的に説明するための平面図、（ｂ）は、はみ出し補正を併用して視野高さの制限を緩和したときの平面図である。
【図５】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の辺長のときの最大視野幅、および視野幅が元の視野幅である辺長よりも上回るという条件の視野高さを試算した対応表である。
【図６】視野高さ、視野幅および視野拡大率の関係を示した対応表である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の中央スライス面で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の端縁部分で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図である。
【図９】被検体の体軸と直交する軸から見たときの吸収率を示した模式図である。
【図１０】直線走査によるスカウト像の取得を説明するための平面図である。
【図１１】（ａ）は、変形例に係る長方形のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を照射軸の軸心周りに回転させる前の平面図、（ｂ）は、変形例に係る長方形のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を照射軸の軸心周りに回転させたときの平面図である。
【実施例】
【００１７】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る断層撮影装置のブロック図である。本実施例では放射線としてＸ線を例に採って説明する。
【００１８】
断層撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ３と、Ｘ線管２およびＦＰＤ３を支持するＣ型アーム４とを備えている。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、ＦＰＤ３は、この発明における矩形の放射線検出手段に相当する。
【００１９】
断層撮影装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部５や、ＦＰＤ３を制御するＦＰＤ制御部６や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部７を有するＸ線管制御部８や、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器９や、Ａ／Ｄ変換器９から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部１０や、これらの各構成部を統括するコントローラ１１や、処理された画像などを記憶するメモリ部１２や、オペレータが入力設定を行う入力部１３や、処理された画像などを表示するモニタ１４やＣ型アームの回転移動や直線移動を制御するＣ型アーム制御部１５などを備えている。
【００２０】
天板制御部５は、天板１を、図１の紙面に垂直な体軸ｚ方向に水平移動させる制御や、鉛直（図１中のｘ軸）方向に昇降移動させる制御などを行う。これらの制御は、モータやエンコーダ（図示省略）などからなる天板駆動機構（図示省略）を制御することで行う。
【００２１】
ＦＰＤ制御部６は、後述するＦＰＤ３の検出素子ｄ（図２を参照）を駆動させるゲートライン（図示省略）に信号を与えたり、検出素子ｄから電荷信号を読み出すデータライン（図示省略）を選択する信号を与えることで、ＦＰＤ３を制御する。
【００２２】
高電圧発生部７は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与える。Ｘ線管制御部８は、Ｘ線管２のコリメータ（図示省略）を制御してＸ線の照視野を設定する。
【００２３】
コントローラ１１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１２は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１３は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。
【００２４】
画像処理部１０は、Ｘ線検出信号をＦＰＤ３の検出面に投影された投影データ（投影像）として各種の処理を行い、Ｘ線管２からＦＰＤ３へのＸ線の照視野からはみ出した視野外を補正するはみ出し補正部１０ａと、はみ出し補正部１０ａで補正された投影データに対して再構成を行って断層像を取得する再構成部１０ｂとを備えている。はみ出し補正については、図３〜図１０で後述する。はみ出し補正部１０ａは、この発明における視野外はみ出し補正手段に相当し、再構成部１０ｂは、この発明における再構成手段に相当する。
【００２５】
メモリ部１２は、画像処理部１０で処理された各々の画像を書き込んで記憶するように構成されている。天板制御部５やＦＰＤ制御部６やＸ線管制御部８やＣ型アーム制御部１５も、コントローラ１１と同様にＣＰＵなどで構成されている。
【００２６】
Ｃ型アーム制御部１５は、Ｃ型アーム４を、被検体Ｍの体軸ｚの軸心周りに回転させる制御や、体軸ｚに沿って平行に移動させる制御などを行う。Ｃ型アーム４がこのように回転することで、それに支持されたＸ線管２およびＦＰＤ３を被検体Ｍの体軸ｚの軸心周りに回転させるとともに、体軸ｚに沿って平行に直線移動させる。これらの制御は、モータやエンコーダ（図示省略）などからなるＣ型アーム駆動機構（図示省略）を制御することで行う。
【００２７】
さらに、Ｃ型アーム４がＦＰＤ３を支持する箇所にはモータ１６が内蔵されており、Ｃ型アーム制御部１５はモータ１６を制御することで、Ｘ線管２とＦＰＤ３の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させるように制御する。また、照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させた状態でＸ線管２およびＦＰＤ３の回転を行うようにＣ型アーム制御部１５はＣ型アーム４を制御する。Ｃ型アーム制御部１５は、この発明における回転走査手段、直線走査手段および制御手段に相当し、モータ１６は、この発明における検出回転手段に相当する。
【００２８】
次に、ＦＰＤ３について、図２を参照して説明する。図２は、ＦＰＤ３の検出面の模式図である。ＦＰＤ３は、矩形で平らな検出面を有する。本実施例では、検出面は正方形である。ＦＰＤ３は、図２に示すように、その検出面にはＸ線に有感な複数の検出素子ｄが行列状に配列されている。たとえば、縦２０ｃｍ×横２０ｃｍ程の広さの検出面に、縦１５３６個×横１５３６個の検出素子ｄが配列されている。
【００２９】
次に、はみ出し補正部１０ａやＦＰＤ３の照射軸の軸心周りの回転について、図３〜図１０を参照して説明する。図３（ａ）は、ＦＰＤを照射軸の軸心周りに回転させる前の平面図であり、図３（ｂ）は、ＦＰＤを照射軸の軸心周りに回転させたときの平面図であり、図４（ａ）は、視野幅と視野高さとの関係を模式的に説明するための平面図であり、図４（ｂ）は、はみ出し補正を併用して視野高さの制限を緩和したときの平面図であり、図５は、ＦＰＤの辺長のときの最大視野幅、および視野幅が元の視野幅である辺長よりも上回るという条件の視野高さを試算した対応表であり、図６は、視野高さ、視野幅および視野拡大率の関係を示した対応表であり、図７（ａ）および図７（ｂ）は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の中央スライス面で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図であり、図８（ａ）および図８（ｂ）は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の端縁部分で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図であり、図９は、被検体の体軸と直交する軸から見たときの吸収率を示した模式図であり、図１０は、直線走査によるスカウト像の取得を説明するための平面図である。図３〜図１０では、辺長がＡの正方形のＦＰＤ３で、ＦＰＤ３を図３（ｂ）に示すように照射軸の軸心周りに４５°に回転させる場合を例に採って説明する。
【００３０】
通常の断層撮影時には、回転走査においても直線走査においても、図３（ａ）に示すような姿勢でＦＰＤ３は設置される。すなわち、被検体Ｍの体軸ｚ（図１を参照）にＦＰＤ３の一辺が平行になるように設置される。なお、体軸ｚにＦＰＤ３の一辺が平行でないときには、通常の断層撮影では、平行になるようにモータ１６（図１を参照）の回転駆動によってＦＰＤ３が照射軸の軸心周りに回転して図３（ａ）に示す姿勢に微調整される。図３（ａ）に示す姿勢から、ＦＰＤ３を照射軸の軸心周りに４５°回転させると、図３（ｂ）に示す姿勢となる。
【００３１】
このように４５°回転させることで、従来では視野幅が辺長Ａであったのに対して、視野幅Ｗを、ＦＰＤ３の対角線の長さである最大視野幅Ｗｍａｘまで拡大することができる。ここで、ＦＰＤ３が辺長Ａの正方形で、照射軸の軸心周りに４５°回転することで、最大視野幅ＷｍａｘはＷｍａｘ＝（√２）×Ａで表され、最大で（√２）倍にまで視野幅Ｗを拡大することができる。ここで、視野幅Ｗに沿った方向と直交する方向で、図４（ａ）に示すように、回転したＦＰＤ３内で視野幅Ｗで矩形の視野領域（点描で図示）を確保したときの高さを、本明細書では「視野高さ」と定義付け、その高さをＨとする。
【００３２】
ただし、図３に示すように、回転面に平行で、かつ照射軸を含む面である中央スライス面の近傍では視野幅Ｗは拡大するが、中央スライス面から離れるにしたがい視野が狭くなる。図３（ｂ）で図示された点描の領域までは視野幅Ｗは辺長Ａ（元の視野幅）よりも広いが、当該領域よりも離れると視野幅Ｗは辺長Ａよりも狭くなっていく。しかしながら、視野幅Ｗが辺長Ａ（元の視野幅）よりも上回るという条件の視野高さをＨＷ≧Ａとすると、その条件の視野高さＨＷ≧ＡはＨＷ≧Ａ＝｛（√２）−１｝×Ａで表される。したがって、一辺が２０ｃｍ〜４０ｃｍの正方形のＦＰＤ３を照射軸の軸心周りに４５°回転した場合でも、図５に示すように、１０ｃｍ程度は確保できるので、視野高さＨＷ≧Ａを制限しても、実用上は問題ない場合が多い。
【００３３】
上述したように、視野高さＨを制限し、矩形の視野領域を確保した例を、図４（ａ）に示す。そして、視野高さＨ、視野幅Ｗおよび視野拡大率の関係を図６に示す。図６は、辺長ＡがＡ＝２０ｃｍのときの正方形のＦＰＤ３の場合での視野拡大率を試算している。ここで、視野拡大率は、辺長Ａ（元の視野幅）に対する視野幅Ｗと辺長Ａとの差分で表され、図６に示すように（Ｗ−Ａ）／Ａで表される。なお、視野拡大率は視野のみが拡大される意味であって、視野内の領域や画素全体が拡大される意味でないことに留意されたい。
【００３４】
図６からも明らかなように、視野高さＨが高くなる程、逆に視野幅Ｗは狭くなって、視野拡大率は小さくなる。図６では図示していないが、図５に示すように、辺長Ａが２０ｃｍのときには、視野幅Ｗが辺長Ａ（元の視野幅）よりも上回るという条件の視野高さＨＷ≧Ａは８．３ｃｍであるので、視野高さＨがＨＷ≧Ａのときには視野幅Ｗは辺長Ａと同じ２０ｃｍとなり、視野拡大率が０％になるのは明らかである。
【００３５】
図６を例に採って説明すると、例えばスライス幅が２ｃｍの断層像のときに、その２ｃｍの幅に視野高さＨを制限した場合には、視野を３１％に拡大することができる。したがって、例えば従来の構成でＦＰＤ３を、図３（ａ）に示すように照射軸の軸心周りに回転させずに、視野高さＨが広い状態で一旦断層撮影を行って断層像に再構成し、検査が必要なスライス位置を特定した上で、図３（ｂ）に示すようにＦＰＤ３を照射軸の軸心周りに回転させて、視野高さＨを制限した上で断層撮影を行うという運用も考えられる。
【００３６】
なお、ＦＰＤ３を照射軸の軸心周りに４５°回転させると、図４（ｂ）に示すような高さで視野高さＨの制限を緩和した場合には、ＦＰＤ３の端縁部分に沿って点描で図示された領域までは視野領域が確保できる。一方で、右上斜線で図示された領域は、照視野からはみ出した視野外となる。そこで、はみ出し補正部１０ａ（図１を参照）によって視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。
【００３７】
具体的には、被検体Ｍが人体の場合には、被検体Ｍの構造は体軸ｚ方向には変化が少ないので、最も単純な方法としては、各スライス面でのはみ出し領域を、最大視野幅Ｗｍａｘとなる視野領域の中央スライス面でそのまま置き換えて使用することが考えられる。より具体的に説明すると、図７（ａ）に示すように、太枠で図示された視野領域の中央スライス面の画素値を、視野高さＨ方向の右上斜線で図示されたはみ出し領域に図中の矢印のようにそれぞれ貼り付けることで、図７（ｂ）に示すようにはみ出し領域を点描に図示するように補間することが可能である。
【００３８】
あるいは、図８（ａ）に示すように、太枠で図示された視野領域の端縁部分の画素値を、視野高さＨ方向の右上斜線で図示されたはみ出し領域に図中の矢印のようにそれぞれ貼り付けることで、図８（ｂ）に示すようにはみ出し領域を点描に図示するように補間することが可能である。図８の場合には、図７と比較して、はみ出し領域から見て、視野領域の中央スライス面よりも近い視野領域の端縁部分の画素値を使用してはみ出し補正が行われるので、より精度の高いはみ出し部分を推定することができる。
【００３９】
その他に、被検体Ｍが人体の場合には、図９に示すように、被検体Ｍの構造は体軸ｚと直交するｙ軸（図１を参照）に沿って端縁部に近いほどＸ線の吸収率が小さくなり、中央部に近いほどＸ線の吸収率が大きくなるので、各スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の画素値を吸収率で除算することで補間することが考えられる。より具体的に説明すると、はみ出し領域の箇所に応じて、当該箇所に応じた吸収率で視野領域の画素値を除算することで、当該箇所を補間することが可能である。したがって、はみ出し領域の端縁部を補間する場合には、端縁部に応じた小さい吸収率で視野領域の画素値を除算し、はみ出し領域の中央部を補間する場合には、中央部に応じた大きい吸収率で視野領域の画素値を除算する。
【００４０】
以上で述べた手法は、同一のデータを使用することではみ出し補正部１０ａによる視野外補正を行う、すなわち回転走査で得られたデータに基づいて、はみ出し補正部１０ａによる視野外補正を行うものであったが、これらの手法に限定されない。下記で述べる手法のように、断層撮影よりも前に予め求められたデータを使用することではみ出し補正部１０ａによる視野外補正を行ってもよい。ここでは、直線走査で得られたデータに基づいて、はみ出し補正部１０ａによる視野外補正を行う手法について、下記で述べる。
【００４１】
具体的には、回転走査による断層撮影とは別に、ＦＰＤ３を照射軸の軸心周りに４５°回転させた状態で、Ｘ線ＣＴのスカウト像（Ｘ線透視撮影装置では「スロットスキャン」とも呼ばれている）を撮影する。すなわち、ＦＰＤ３を照射軸の軸心周りに４５°回転させた状態で、ｘ軸（図１を参照）に沿った真上（ｘ軸を基準にすると０°の角度）からＸ線を照射しつつ、Ｘ線管２およびＦＰＤ３を体軸ｚに沿って平行に直線移動させながら走査する直線走査を行う。そして直線走査によって複数の投影像を取得する。図１０に示すように、これら各々の投影像Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ+１，…，Ｐｎ−１，Ｐｎを、体軸ｚ方向に連結することでスカウト像Ｓを得る。このとき、各投影像Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ+１，…，Ｐｎ−１，Ｐｎとして視野幅Ｗが最大視野幅Ｗｍａｘまで拡大された中央スライス面近傍のみを使用することで、視野幅Ｗを拡大したスカウト像を得ることができる。
【００４２】
このスカウト像は、回転軸である体軸ｚに沿った方向の被検体Ｍの外形の変化を表す先見情報として、はみ出し補正部１０ａによる視野外補正に利用することができる。また、上述した０°の角度以外に、体軸ｚの軸心周りに９０°回転させた方向（ｙ軸の方向）からもＸ線を照射しつつ、同様のスカウト像を取得し、各スライス位置での被検体Ｍの外形を楕円等で近似することにより、はみ出し補正の精度向上に利用することができる。
【００４３】
このようにはみ出し補正部１０ａで補正された投影像（投影データ）に対して再構成部１０ｂ（図１を参照）は再構成を行って断層像を取得する。再構成処理については、周知のフィルタード・バックプロジェクション（FBP: Filtered Back Projection）（「フィルタ補正逆投影法」とも呼ばれる）を用いたフェルドカンプ(Feldkamp)法を行えばよい。なお、本実施例の再構成処理については、はみ出し補正部１０ａによる視野外補正後のデータに対して行われるので、従来の再構成処理と相違はない。したがって、本明細書では、具体的な再構成処理については、その説明を省略する。
【００４４】
本実施例に係る断層撮影装置によれば、Ｘ線管２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を矩形のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３が検出する走査を、Ｘ線管２およびＦＰＤ３と、被検体Ｍとを相対的にＣ型アーム制御部１５はＣ型アーム４を回転させながら行う（回転走査）。なお、本実施例では、被検体Ｍを固定して、Ｘ線管２およびＦＰＤ３を被検体Ｍの体軸ｚの軸心周りに回転させることで、Ｘ線管２およびＦＰＤ３と、被検体Ｍとを相対的に回転させる。そのＣ型アーム制御部１５での回転走査で得られたデータに基づいて再構成部１０ｂは再構成を行って断層像を取得することで断層撮影を行う。
【００４５】
本実施例に係る断層撮影装置は、Ｘ線管２とＦＰＤ３の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させるモータ１６を備えている。さらに、本実施例に係る断層撮影装置は、照射軸の軸心周りにモータ１６でＦＰＤ３を回転させた状態で回転走査を行うように制御する機能をＣ型アーム制御部１５が備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができる。
【００４６】
なお、断層撮影装置によっては、図３（ａ）でも述べたように撮影方向を被検体Ｍの体軸ｚに合わせるべく（すなわち被検体Ｍの体軸ｚにＦＰＤ３の一辺を平行にすべく）、従来から照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させるモータ１６を備えている場合があり、その場合には従来のモータ１６に加えて上述の機能のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。また、照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させるモータ１６を備えていない場合であっても、かかるモータ１６および機能のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。以上よりハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。
【００４７】
本実施例では、好ましくは、Ｘ線管２からＦＰＤ３へのＸ線の照視野からはみ出した視野外を、上述のＣ型アーム制御部１５での回転走査で得られたデータに基づいて補正するはみ出し補正部１０ａを備えている。上述したように照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができるが、その領域（例えば中央スライス面）から離れるにしたがい視野が狭くなる。そこで、上述のＣ型アーム制御部１５での回転走査で得られたデータに基づいて、はみ出し補正部１０ａが照視野からはみ出した視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。
【００４８】
本実施例では、好ましくは、Ｃ型アーム制御部１５での回転走査の回転軸（本実施例では体軸ｚ）に沿って平行に、Ｘ線管２およびＦＰＤ３と、被検体Ｍとを相対的に直線移動させながら走査する直線走査を行う機能もＣ型アーム制御部１５に備えている。なお、本実施例では、被検体Ｍを固定して、Ｘ線管２およびＦＰＤ３を体軸ｚに沿って平行に直線移動させることで、Ｘ線管２およびＦＰＤ３と、被検体Ｍとを直線移動させる。回転走査の他に直線走査も行うことで、回転軸に沿って平行な方向に関する断層像も得ることができる。
【００４９】
さらに、本実施例のように直線走査の機能を備えた場合においても、好ましくは、Ｘ線管２からＦＰＤ３へのＸ線の照視野からはみ出した視野外を、直線走査で得られたデータに基づいて補正するはみ出し補正部１０ａを備えている。照射軸の軸心周りにＦＰＤ３を回転させた状態で、特定の角度あるいは複数の角度（本実施例では０°および９０°の角度）から（照射されたＸ線）の被検体Ｍのデータ（投影像、いわゆるスカウト像）を直線走査で得ることで、被検体Ｍの存在範囲（すなわち被検体Ｍの輪郭位置）などのように被検体Ｍの大きさに関する情報を得ることができ、この情報を従来の推定情報としてはみ出し補正に利用することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。
【００５０】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５１】
（１）上述した実施例では、放射線としてＸ線を例に採って説明したが、この発明は、Ｘ線以外の放射線（例えばγ線）による断層撮影にも適用することができる。
【００５２】
（２）上述した実施例では、図１に示すようなＣ型アーム４によってＸ線管２およびＦＰＤ３を被検体Ｍの体軸ｚ周りに回転させて断層撮影を行ったが、Ｘ線管２およびＦＰＤ３を収容するガントリを備え、そのガントリの開口部に被検体を進入させて、ガントリ内でＸ線管２およびＦＰＤ３を被検体Ｍの体軸ｚ周りに回転させて断層撮影を行ってもよい。
【００５３】
（３）上述した実施例では、被検体を固定させた状態で、Ｘ線管およびＦＰＤを回転させることで、Ｘ線管およびＦＰＤと、被検体とを相対的に回転させる回転走査を行い、同じく被検体を固定させた状態で、Ｘ線管およびＦＰＤを直線移動させることで、Ｘ線管およびＦＰＤと、被検体とを相対的に直線移動させる直線走査を行ったが、このような形態に限定されない。例えば、被検体を載置する天板１（図１を参照）ごと被検体を回転させることで、Ｘ線管およびＦＰＤと、被検体とを相対的に回転させる回転走査を行ってもよいし、天板とともに被検体を直線移動させることで、Ｘ線管およびＦＰＤと、被検体とを相対的に直線移動させる直線走査を行ってもよい。また、被検体を回転または直線移動させる各走査のときには、Ｘ線管およびＦＰＤを固定してもよいし、Ｘ線管およびＦＰＤもそれぞれに回転または直線移動（例えば被検体を移動させる方向とは逆方向）させてもよい。
【００５４】
（４）上述した実施例では、はみ出し補正部１０ａを備えたが、視野高さを制限しても断層撮影を行うときに実用上で問題なければ、必ずしもはみ出し補正部１０ａを備える必要はない。
【００５５】
（５）上述した実施例では、直線走査を行ったが、必ずしも直線走査は必要でなく、回転走査のみの断層撮影であってもよい。
【００５６】
（６）上述した実施例では、矩形の放射線検出手段（実施例ではＦＰＤ３）は正方形であったが、矩形であれば、正方形以外の長方形でも適用することができる。この場合においても、図１１（ａ）に示す姿勢から、図１１（ｂ）に示す姿勢のように、ＦＰＤ３の対角線の長さである最大視野幅Ｗｍａｘまで拡大するように回転させればよい。
【００５７】
（７）上述した実施例では、矩形の放射線検出手段（実施例ではＦＰＤ３）を対角線の長さである最大視野幅Ｗｍａｘまで拡大（図３を参照）すべく、照射軸の軸心周りに４５°回転したが、必ずしも４５°回転に限定されない。視野幅が従来よりも広くなるのであれば、例えば４５°未満の角度（例えば１５°、３０°など）で回転させてもよい。長方形のＦＰＤ３の場合においても、必ずしも対角線の長さである最大視野幅Ｗｍａｘまで拡大するように回転させる必要はない。
【符号の説明】
【００５８】
２  …  Ｘ線管
３  …  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１０ａ  …  はみ出し補正部
１０ｂ  …  再構成部
１５  …  Ｃ型アーム制御部
１６  …  モータ
Ａ  …  辺長
Ｗ  …  視野幅
Ｗｍａｘ  …  最大視野幅
Ｓ  …  スカウト像
Ｍ  …  被検体
【図１】
2011019801.tif 000003
【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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