(57)【要約】【課題】患者を安定な姿勢に維持させつつ、診断が困難であった部位に対して、より正確なＸ線断層画像の撮影を可能とするＸ線断層撮影装置を提供する【解決手段】本発明に係るＸ線断層画像撮影装置１によれば、Ｘ線管移動駆動部１７、Ｘ線管回転駆動部２１、およびＸ線検出器移動駆動部２３は、Ｘ線管９から照射されるＸ線の方向を天板１１の短手方向に対して傾斜させる。これにより、従来では診断が困難な部位について好適なＸ線断層画像を取得できる。また本発明に係る装置では、被検体に安定な姿勢を維持させたまま、Ｘ線照射方向を天板１１の短手方向に対して傾斜させる。すなわちＸ線透過画像撮影の間、被検体Ｍは安定な姿勢を維持しているので、一連のＸ線透過画像に写る被検体Ｍの姿勢はずれることがない。従って、Ｘ線透過画像から形成されるＸ線断層画像はより明瞭かつ正確になるので、より診断に適したＸ線断層画像の撮影が可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出手段とに挟まれる位置に被検体を載置させる天板と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出手段とを、被検体を挟んで対向させた状態で前記天板の長手方向に互いに逆向きに移動させる対向移動手段と、
前記対向移動手段による対向移動の間に、前記Ｘ線源にＸ線照射を繰り返させる制御を行うＸ線照射制御手段と、
前記Ｘ線源によるＸ線照射毎に前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号に基づいて透過画像を取得する透過画像取得手段と、
前記透過画像取得手段で取得された複数の透過画像から断層画像を取得する断層画像取得手段と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向を前記天板の短手方向に対して傾斜させる照射方向傾斜手段とを備えたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線断層撮影装置において、
前記照射方向傾斜手段は前記Ｘ線源を前記天板の長手方向の軸周りに回転させて、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向を前記天板の短手方向に対して傾斜させることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線断層撮影装置において、
前記照射方向傾斜手段は前記Ｘ線源を前記天板の短手方向に移動させることを特徴とするＸ線断層撮影装置。  
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＸ線断層撮影装置において、
前記照射方向傾斜手段は前記Ｘ線検出手段を前記天板の短手方向に移動させることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線断層撮影装置において、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出手段は被検体を挟んで対向して前記天板の短手方向に互いに逆向きに移動することを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検体を挟んで互いに反対向きに移動させつつ、Ｘ線管から被検体に対してＸ線を順次照射し、その度に被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出して投影画像を撮影し、それらの投影画像を画像再構成処理することにより、断層撮影範囲内において、Ｘ線検出器の検出面に平行な撮影断面ごとにトモシンセシスによる断層画像を生成し、それらの画像を表示するＸ線断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を利用して被検体の断層画像を取得する装置として、トモシンセシスと呼ばれる画像撮影技術によるＸ線断層撮影装置がある（例えば特許文献１）。このＸ線断層撮影装置は、Ｘ線管とＸ線検出器の各々が互いに対向する配置を保ち、被検体を挟んで互いに反対向きに同期移動しながらＸ線透過画像の取得を繰り返す。そして取得された複数のＸ線透過画像に基づいて、任意の裁断位置における被検体のＸ線断層画像をデジタル処理によって再構築させ、モニタなどの表示部に表示する構成となっている。
【０００３】
図９を用いて、従来例に係るＸ線断層撮影装置の構成を説明する。従来のＸ線断層撮影装置１００は、Ｘ線管１０１と、コリメータ１０２と、Ｘ線検出器１０３と、支柱１０４と、天板１０５と、撮像系駆動機構１０７と、照射角度駆動機構１０９とを備えている。また、Ｘ線検出器１０３の後段には透過画像形成部１１１が設けられており、透過画像形成部１１１の後段には断層画像再構成部１１３が設けられている。
【０００４】
Ｘ線管１０１は載置された被検体Ｍに対してコーン状のＸ線ビーム１１５を照射する。Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１から照射されて被検体Ｍを通過したＸ線ビーム１１５を検出し、Ｘ線検出信号として出力する。天板１０５は、水平姿勢をとる被検体Ｍを載置させる。
【０００５】
撮像系駆動機構１０７はＸ線検出器１０３と、支柱１０４とを図に示すｚ方向、すなわち被検体Ｍの体軸方向に沿って、互いに逆方向に水平移動させる。従って、支柱１０４に接続されるＸ線管１０１と、Ｘ線検出器１０３は互いに対向する配置を保ったまま、被検体Ｍを挟んで互いに反対向きに同期移動することとなる。
【０００６】
照射角度駆動機構１０９は、Ｘ線管１０１から照射されるＸ線の照射角度を、ｚ方向に対して傾斜するように変更させる。ｚ方向への水平移動と連動してＸ線の照射角度を順次変更させるので、Ｘ線管１０１は常に被検体Ｍにおける関心部位に向けてＸ線を照射させることができる。
【０００７】
透過画像形成部１１１はＸ線検出器１０３から出力されるＸ線検出信号に基づいて、被検体ＭのＸ線透過画像を取得する。すなわち、Ｘ線管１０１がＸ線を順次照射させることによって、関心部位に対するＸ線の入射方向が相違する多数のＸ線透過画像が取得される。断層画像再構成部１１３は、取得された多数のＸ線透過画像を再構成することによって、所望の裁断位置における被検体ＭのＸ線断層画像を取得する。
【０００８】
Ｘ線断層撮影装置１００において、トモシンセシスによってＸ線断層画像を取得させる原理について、図１０を用いて説明する。例えば天板１０５に平行な基準断層面Ｍａについて、基準断層面Ｍａに位置する任意の点である点Ｐおよび点Ｑを用いて説明する。Ｘ線管１０１が実線で示した位置から基準断層面Ｍａに向けてＸ線を照射した場合、Ｘ線検出器１０３によって検出されるＸ線検出面１０３ａにおいて、点Ｐおよび点Ｑは、点ｐ１および点ｑ１として投影される。
【０００９】
そして、Ｘ線ビーム１１５が常に基準断層面Ｍａを照射するように、Ｘ線管１０１はＸ線ビーム１１５の照射角度を変更させつつ、ｚ方向に対して平行な軌道に沿って移動する。Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線ビーム１１５の照射方向に合わせてＸ線管１０１と反対方向に同期移動する。従って、Ｘ線管１０１が実線で示した位置から破線で示した位置へと移動した場合、Ｘ線検出器１０３は破線で示した位置に移動する。そしてＸ線管１０１が破線で示した位置から基準断層面Ｍａに向けてＸ線を照射した場合、基準断層面Ｍａに位置する点Ｐおよび点Ｑは、Ｘ線検出面１０３ｂにおいて、点ｐ２および点ｑ２として投影される。
【００１０】
Ｘ線管１０１およびＸ線検出器１０３は、Ｘ線ビーム１１５の照射方向に合わせて対向移動するので、Ｘ線検出面１０３ａにおける点ｐ１および点ｑ１の位置と、Ｘ線検出面１０３ｂにおける点ｐ２および点ｑ２の位置は同じである。すなわち、一連のＸ線透過画像において、点Ｐおよび点Ｑの投影位置は全て一致する。従って、断層画像取得部１１３によってＸ線透過画像が重ね合わせられた結果、取得されるＸ線断層画像において、点Ｐおよび点ＱのＸ線透過像は集積されて明瞭な点となって現れる。
【００１１】
一方、基準断層面Ｍａから上下に外れた平行裁断面に位置する点Ｒは、撮影位置に応じてＸ線検出面上の投影位置が変化する。すなわち、Ｘ線検出面１０３ａに投影された点ｒ１と、Ｘ線検出面１０３ｂに投影された点ｒ２とは各々のＸ線検出面における位置が異なっている。従って、断層画像取得部１１３によって各々のＸ線透過画像が重ね合わせられると、点ＲのＸ線透過像は断層画像全体にばらまかれて分散されるので、取得されるＸ線断層画像において明瞭な像を結ぶことができない。このように、Ｘ線透過画像を重ね合わせただけでは、被検体Ｍの基準断層面Ｍａに位置する像のみ明瞭化されたＸ線断層画像が取得される。
【００１２】
点Ｒが位置する平行裁断面におけるＸ線断層画像を取得したい場合は、Ｘ線透過画像を操作方向に適量シフトして重ね合わせるシフト加算法（例えば特許文献２）を用いることにより、基準断層面Ｍａに平行な裁断面においてＸ線断層画像を再構成させることができる。Ｘ線断層画像を再構成させる方法としては、シフト加算法の他に、フィルタ逆投影法（例えば特許文献３）が存在する。このように、トモシンセシスを用いたＸ線断層撮影により、１回の撮影で数十枚の連続断層画像を取得できるので、被検体に対する被曝量を抑えつつ、骨格や臓器について明瞭な観察を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−２７１５１３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５１１３号公報
【特許文献３】特開２００４−３１３３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置では、水平姿勢をとる被検体について、Ｘ線断層撮影が困難となる部位が存在する。その一例としては、脊椎の背部が挙げられる。図１１（ａ）に示すように、水平姿勢をとる被検体Ｍに対してＸ線１１７を照射した場合、Ｘ線１１７は脊椎Ａに吸収されてしまう（図の符号×を参照）。そのため、脊椎Ａの背部に相当する部位ＢにはＸ線１１７が照射されない。この場合、取得されるＸ線透過画像およびＸ線断層画像に部位Ｂの像が写りこまないので、部位Ｂに関して正確な診断を行うことができない。
【００１５】
そのため、部位Ｂの像が写り込んだＸ線透過画像を撮影するためには、図１１（ｂ）に示すように、被検体Ｍをｙ方向、すなわち天板１０５の短手方向に対して傾斜させて撮影を行わなければならない。この場合、Ｘ線１１７は脊椎Ａによって阻まれることなく、部位Ｂに照射される。しかしその一方、被検体Ｍに多大なストレスを与えるとともに、不安定な体勢を長時間維持させることとなる。その結果、一連のＸ線透過画像を撮影する間に被検体の姿勢が変わってしまうので、再構成によって取得されるＸ線断層画像は不明瞭かつ不正確な画像となりやすい。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、患者を安定な姿勢に維持させつつ、従来の装置では診断が困難であった部位に対して、より正確な診断に適したＸ線断層画像の撮影を可能とするＸ線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】
【００１７】
本発明は、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、本発明に係るＸ線断層撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出手段とに挟まれる位置に被検体を載置させる天板と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出手段とを、被検体を挟んで対向させた状態で前記天板の長手方向に互いに逆向きに移動させる対向移動手段と、前記対向移動手段による対向移動の間に、前記Ｘ線源にＸ線照射を繰り返させる制御を行うＸ線照射制御手段と、前記Ｘ線源によるＸ線照射毎に前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号に基づいて透過画像を取得する透過画像取得手段と、前記透過画像取得手段で取得された複数の透過画像から断層画像を取得する断層画像取得手段と、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向を前記天板の短手方向に対して傾斜させる照射方向傾斜手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］本発明に係るＸ線断層撮影装置によれば、照射方向傾斜手段がＸ線の照射方向を天板の短手方向に対して傾斜させる。すなわち、トモシンセシスによるＸ線断層画像を取得する際に、Ｘ線源から被検体の関心部位へとＸ線が照射される方向を、水平面に対して垂直な方向から、天板の短手方向に対して傾斜させる。
【００１９】
これにより、照射されたＸ線は脊椎などによって遮られることなく、脊椎の裏側の関心部位へ好適に照射される。そして、関心部位に照射されたＸ線はＸ線検出手段によって検出され、Ｘ線検出信号として出力される。従って、このような構成を備えることにより、従来の装置では診断が困難であった部位について、明瞭かつ正確なＸ線断層画像を取得することが可能となる。
【００２０】
また本発明に係る装置では、天板の短手方向に対するＸ線照射方向の変更を、被検体に仰向けなどの安定な姿勢を維持させたまま行うことができるという利点も有している。すなわち、被検体に仰向けなどの安定な姿勢をとらせたまま、Ｘ線照射方向を天板の短手方向に対して傾斜させてＸ線断層画像の撮影を行う。Ｘ線透過画像を順次撮影する間、被検体は安定な姿勢を維持しているので、取得される一連のＸ線透過画像において、被検体の姿勢がずれることがない。従って、Ｘ線透過画像同士を再構成して形成されるＸ線断層画像はより明瞭かつ正確なものとなる。
【００２１】
また上述した発明において、前記照射方向傾斜手段は前記Ｘ線源を前記天板の長手方向の軸周りに回転させて、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向を前記天板の短手方向に対して傾斜させることが好ましい。
【００２２】
［作用・効果］上述の構成によれば、Ｘ線源は天板の長手方向の軸周りに回転可能となっている。そしてＸ線源を天板の長手方向の軸周りに回転させることにより、Ｘ線の照射方向は天板の短手方向に対して傾斜されるように構成されている。これにより、Ｘ線源の空間的な位置を変更させることなく、Ｘ線の照射方向を、天板の短手方向に対して垂直な方向から、天板の短手方向に対して傾斜した方向へと変更できる。
【００２３】
また上述した発明において、前記照射方向傾斜手段は前記Ｘ線源を前記天板の短手方向に移動させることが好ましい。
【００２４】
［作用・効果］上述の構成によれば、照射方向傾斜手段はＸ線源を天板の短手方向に移動させる。この場合、Ｘ線源は被検体の鉛直線上の位置から、天板の短手方向へ被検体から遠ざかるように移動する。そのため、Ｘ線源と関心部位を結ぶ直線は天板の短手方向に対して十分に傾斜することとなる。従って、Ｘ線の照射方向を鉛直方向から、天板の短手方向に対して傾斜した方向へと変更させることが可能となる。
【００２５】
また上述した発明において、前記照射方向傾斜手段は前記Ｘ線検出手段を前記天板の短手方向に移動させることが好ましい。
【００２６】
［作用・効果］上述の構成によれば、照射方向傾斜手段はＸ線検出手段を天板の短手方向に移動させる。この場合、Ｘ線検出手段は被検体の鉛直線上の位置から、天板の短手方向へ被検体から遠ざかるように移動する。そのため、Ｘ線源とＸ線検出手段を結ぶ直線は被検体の関心部位を挟んで、天板の短手方向に対して傾斜することとなる。従って、Ｘ線検出手段は、被検体を斜め方向から透過したＸ線を的確に検出することができる。
【００２７】
また上述した発明において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出手段は被検体を挟んで対向して前記天板の短手方向に互いに逆向きに移動することが好ましい。
【００２８】
［作用・効果］上述の構成によれば、Ｘ線源とＸ線検出手段は、被検体の天板の短手方向に互いに逆向きに移動する。すなわち、Ｘ線検出手段は被検体の関心部位を挟んで、Ｘ線源の移動方向と反対方向に移動することとなる。Ｘ線源およびＸ線検出手段は被検体の鉛直線上の位置から、天板の短手方向へ互いに被検体から遠ざかるように移動する。そのため、Ｘ線源とＸ線検出手段を結ぶ直線は被検体の関心部位を挟んで天板の短手方向に対して十分に傾斜することとなる。従って、Ｘ線検出手段は、被検体を斜め方向から透過したＸ線をより的確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るＸ線断層撮影装置によれば、Ｘ線の照射方向を天板の短手方向に対して傾斜させる。このような構成を備えることにより、従来の装置では診断が困難であった部位について好適なＸ線断層画像の取得が可能となる。また本発明に係る装置では、被検体に安定な姿勢をとらせた状態で、Ｘ線照射方向を天板の短手方向に対して傾斜させてＸ線断層画像の撮影を行う。Ｘ線透過画像を順次撮影する間、被検体は安定な姿勢を維持しているので、取得される一連のＸ線透過画像において被検体の姿勢がずれることがない。従って、複数のＸ線透過画像から取得されるＸ線断層画像はより明瞭かつ正確なものとなる。さらに安定な姿勢を維持させたまま撮影を行うので、長時間にわたる撮影を行ったとしても、被検体に対してストレスを与えることなく、診断に適したＸ線断層画像を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例に係るＸ線断層撮影装置の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】実施例に係るＸ線断層撮影装置の機能ブロック図である。
【図３】実施例に係るＸ線断層撮影装置において、ｙ方向に対する撮像系の移動を制御させる機構の概略を説明する側面図である。
【図４】実施例に係るＸ線断層撮影装置において、（ａ）はＸ線管移動駆動部、（ｂ）はＸ線検出器移動駆動部の構成を説明する模式図である。
【図５】（ａ）は実施例に係る動作を説明するフローチャート、（ｂ）は実施例において、ステップＳ１におけるＸ線断層撮影装置の構成を示す側面図である。
【図６】実施例において、ステップＳ２におけるＸ線断層撮影装置の状態を示す側面図である。
【図７】実施例に係るＸ線断層撮影装置において、Ｘ線透過画像の撮影に係る動作を説明する正面図である。
【図８】実施例に係るＸ線断層撮影装置において得られる効果を、従来例と比較して説明するための側面図であり、（ａ）、（ｂ）は従来例、（ｃ）は実施例である。
【図９】従来例に係るＸ線断層撮影装置の概略構成を説明する正面図である。
【図１０】従来例に係るＸ線断層撮影装置において、Ｘ線透過画像の撮影に係る動作を説明する正面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は従来例に係るＸ線断層撮影装置について、発生する問題点を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。図１は実施例に係るＸ線断層撮影装置の概略構成を説明する斜視図であり、図２は実施例に係るＸ線断層撮影装置の機能ブロック図である。
【００３２】
＜全体構成の説明＞
実施例に係るＸ線断層撮影装置１は、図１に示すように、基台３と、支柱５と、Ｘ線管支持部７と、Ｘ線管９と、天板１１と、Ｘ線検出器１３と、コリメータ１５を備えている。支柱５にはＸ線管支持部７の一端が進退自在に接続されており、Ｘ線管支持部７の他端にはＸ線を照射するＸ線管９が設けられている。Ｘ線管９の下方には、照射されるＸ線を角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータ１５が設けられている。そして、Ｘ線管９とＸ線検出器１３とはＸ線透過画像を撮像する撮像系を形成している。
【００３３】
天板１１は基台３に支持されており、水平姿勢をとる被検体Ｍを載置させる。Ｘ線検出器１３は天板１１の下方に設けられており、Ｘ線管９から被検体Ｍに照射されて透過したＸ線を検出して電気信号に変換させ、Ｘ線検出信号として出力させる。Ｘ線検出器１３として、フラットパネル型検出器（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が用いられる。
【００３４】
なお、Ｘ線管９は本発明におけるＸ線源に相当し、Ｘ線検出器１３は本発明におけるＸ線検出手段に相当する。
【００３５】
また図２に示すように、支柱５、Ｘ線管９およびＸ線検出器１３にはｚ方向対向移動駆動部１６が接続されている。支柱５、Ｘ線管９およびＸ線検出器１３はｚ方向対向移動駆動部１６の制御に従って、ｚ方向すなわち天板１１の長手方向に対して平行な軌道に沿って対向移動する様に構成されている。Ｘ線管支持部７、Ｘ線管９およびＸ線検出器１３にはｙ方向対向移動駆動部として、Ｘ線管移動駆動部１７、Ｘ線管回転駆動部２１およびＸ線検出器移動駆動部２３がそれぞれ接続されている。
【００３６】
Ｘ線管支持部７にはＸ線管移動駆動部１７が接続されている。そして、Ｘ線管支持部７はＸ線管移動駆動部１７によってｙ方向、すなわち被検体Ｍが載置される天板１１の短手方向に水平移動するように構成されている。
【００３７】
Ｘ線管９にはＸ線照射制御部１９が接続されている。そして、Ｘ線照射制御部１９によって出力される信号に基づいて、Ｘ線管９から照射させるＸ線量、およびＸ線を照射させるタイミングが制御されるように構成されている。
【００３８】
さらに、Ｘ線管９にはＸ線管回転駆動部２１が接続されている。そして、Ｘ線管回転駆動部２１によって、Ｘ線管９はｚ軸周りに駆動回転可能となるように構成されている。従って、Ｘ線管回転駆動部２１の制御によって、Ｘ線管９は自身の空間的な位置を変えることなく、ｙ方向に対するＸ線照射角度を変更させることができる。
【００３９】
Ｘ線検出器１３にはＸ線検出器移動駆動部２３が接続されており、Ｘ線検出器１３はＸ線検出器移動駆動部２３によって、ｙ方向に水平移動する構成をとる。従って、Ｘ線検出器１３はＸ線管９の位置およびＸ線照射角度に応じて、照射されるＸ線を好適に受光できる位置へと移動される。好適な位置へと移動されたＸ線検出器１３はＸ線を全面で受光するので、Ｘ線を効率よく電気信号に変換させ、Ｘ線検出信号として出力させることができる。
【００４０】
また、Ｘ線検出器１３の後段には透過画像形成部２５が備えられており、透過画像形成部２５の後段には断層画像再構成部２７が備えられている。透過画像形成部２５は、Ｘ線検出器１３から出力されるＸ線検出信号に基づいて被検体ＭのＸ線透過画像を形成する。断層画像再構成部２７は、透過画像形成部２５で形成された複数のＸ線透過画像を再構成することによって、Ｘ線断層画像を形成する。
【００４１】
さらに、Ｘ線断層撮影装置１は表示部２９と主制御部３１とを備えている。断層画像再構成部２７は、Ｘ線透過画像の画像情報を再構成させ、所望の裁断位置における被検体ＭのＸ線断層画像を形成する。表示部２９は、断層画像再構成部２７で形成されたＸ線断層画像を表示する。ｚ方向対向移動駆動部１６、Ｘ線管移動駆動部１７、Ｘ線照射制御部１９、Ｘ線管回転駆動部２１、Ｘ線検出器移動駆動部２３、および透過画像形成部２５は主制御部３１によって統括制御される。
【００４２】
なお、ｚ方向対向移動駆動部１６は本発明における対向移動手段に相当し、Ｘ線照射制御部１９は本発明におけるＸ線照射制御手段に相当する。またＸ線管移動駆動部１７、Ｘ線管回転駆動部２１およびＸ線検出器移動駆動部２３は本発明における照射方向傾斜手段に相当する。そして、透過画像形成部２５は本発明における透過画像取得手段に相当し、断層画像再構成部２７は本発明における断層画像取得手段に相当する。
【００４３】
次に図を参照し、ｙ方向に対する撮像系の移動を制御させる機構について説明する。なお、図３はＸ線断層撮影装置１の右側面図である。
【００４４】
ｙ方向対向移動駆動部のうち、Ｘ線管移動駆動部１７は図３に示されるように、支柱５に設けられている。そしてＸ線管移動駆動部１７はその一例として、図４（ａ）に示されるようにモータ１７ａとネジ棒１７ｂからなる構成を有している。Ｘ線管支持部７は一端側にＸ線管９が設けられており、他端側はネジ棒１７ｂに螺合している。ネジ棒１７ｂはｙ方向に延びており、ネジ棒１７ｂはモータ１７ａによって正逆両方向に回転する。例えばモータ１７ａを正方向に回転させると、図４（ａ）の一点鎖線に示すようにＸ線管支持部７とともにＸ線管９がｙ方向に対して図の左側に水平移動する。そして、モータ１７ａを逆回転させると、図４（ａ）の二点鎖線に示すように、Ｘ線管９は図の右側に水平移動する。
【００４５】
ｙ方向対向移動駆動部のうち、Ｘ線検出器移動駆動部２３がｙ方向に対するＸ線検出器１３の移動を制御させる機構もこれと同様である。すなわち、Ｘ線検出器移動駆動部２３は図３に示されるように、天板１１の下方に設けられている。そしてＸ線検出器移動駆動部２３は一例として、図４（ｂ）に示されるようにモータ２３ａとネジ棒２３ｂからなる構成を有している。Ｘ線検出器１３は載置板３３に載置されており、載置板３３はネジ棒２３ｂに螺合されている。従って、モータ２３ａを正方向に回転させると、図４（ｂ）の一点鎖線に示すようにＸ線検出器１３は図の左側に水平移動する。そして、モータ２３ａを逆回転させると、図４（ｂ）の二点鎖線に示すように、Ｘ線検出器１３は図の右側に水平移動する。
【００４６】
ｙ方向対向移動駆動部のうち、Ｘ線管回転駆動部２１は図３に示すように、Ｘ線管９に付設されており、その一例としてモータが用いられる。Ｘ線管回転駆動部２１はｚ軸周りに正逆に回転可能な構成を有している。従って、Ｘ線管９はＸ線管回転駆動部２１の回転方向に従ってｚ軸周りに回転することができる。
【００４７】
＜Ｘ線断層撮影装置の動作＞
次に、図を参照してＸ線断層撮影装置１の動作について説明する。図５（ａ）は実施例に係る動作を説明するフローチャートである。なお、図３に示すように、Ｘ線断層撮影装置１において被検体Ｍは天板１１に仰臥姿勢で載置されており、Ｘ線管９およびＸ線検出器１３からなる撮像系は、被検体Ｍの関心部位Ｓの鉛直線上に位置しているものとする。
【００４８】
ステップＳ１（ｙ方向に対する傾斜角度の決定）
まず図５（ｂ）に示すように、天板１１の短手方向、すなわち符号ｙで示される方向に対してＸ線を照射する角度を決定させる。上述したように、撮像系は被検体Ｍの関心部位Ｓの鉛直線上、すなわちそれぞれ実線で示される場所に位置している。仮にこの状態で関心部位Ｓに向けてＸ線を照射させると、Ｘ線管９から関心部位Ｓへ向かうＸ線が脊椎Ｔによって阻まれ、関心部位ＳにＸ線が照射されない場合がある。
【００４９】
そこで、Ｘ線が脊椎Ｔに阻まれることなく、関心部位Ｓに係る好適な画像情報を得るために、鉛直方向からｙ方向に対して十分に傾斜した方向からＸ線を照射させる。例えば鉛直方向からｙ方向に対して角度θだけ傾斜した方向から関心部位Ｓに向けてＸ線を照射させた場合、Ｘ線は脊椎Ｔに阻まれることなく関心部位Ｓに照射される。この場合、Ｘ線管９は図５（ｂ）において、二点鎖線で示される位置から関心部位Ｓに対してＸ線を照射させることとなる。
【００５０】
Ｘ線検出器１３において好適にＸ線が受光されるためには、Ｘ線検出器１３は常に関心部位Ｓを挟んでＸ線管９と対向する位置に移動されるのが好ましい。従って、Ｘ線管９が二点鎖線の位置からＸ線を照射させる場合、Ｘ線検出器１３を実線で示される位置から二点鎖線で示される位置に移動させてＸ線を受光させることとなる。Ｘ線透過画像の撮影工程における、撮像系のｙ方向に対する位置、および角度θはこのように決定される。
【００５１】
ステップＳ２（撮像系をｙ方向へ対向移動、Ｘ線管をｚ軸回りに回転）
ｙ方向に対する撮像系の傾斜角度が決定されると、主制御部３１からＸ線管移動駆動部１７へ信号が出力される。Ｘ線管移動駆動部１７は出力された信号に基づき、図６に示すように、ｙ方向に平行な直線軌道に沿ってＸ線管支持部７を直進移動させる。Ｘ線管９はＸ線管支持部７の先端に設けられているので、Ｘ線管支持部７の移動に従って、破線の位置から実線の位置へと水平移動される。
【００５２】
このとき、同期的に主制御部３１からＸ線検出器移動駆動部２３へ信号が出力される。Ｘ線検出器移動駆動部２３は出力された信号に基づいてＸ線検出器１３をＸ線管９と対向するように直進移動させる。すなわち、Ｘ線検出器１３とＸ線管９は互いに逆方向に直進し、破線の位置から実線の位置へと水平移動される。
【００５３】
さらに、このとき同期的に主制御部３１からＸ線管回転駆動部２１へ信号が出力される。Ｘ線管回転駆動部２１は出力された信号に基づいて、図６に示すように、Ｘ線管９をｚ軸周りに回転させる。このとき、実線で示されるＸ線管９から照射されるＸ線ビーム３５の中心３５ａが、関心部位Ｓへ入射されるようにＸ線管９の回転制御が行われる。この場合、Ｘ線ビーム３５の中心３５ａの入射角度は鉛直線に対して角度θ傾くこととなる。そのため、水平面Ｍａからｙ方向に角度θだけ傾斜した、平面Ｍｂが基準裁断面となる。上述したステップＳ１からステップＳ２の工程の完了によって、ｙ方向に傾斜した撮影面についてＸ線透過画像を取得する準備が完了する。
【００５４】
ステップＳ３（Ｘ線透過画像の形成）
Ｘ線透過画像を取得する準備が完了すると、主制御部３１からｚ方向対向移動駆動部１６およびＸ線照射制御部１９へ信号が出力される。
【００５５】
ｚ方向対向移動駆動部１６は主制御部３１から出力された信号に基づいて、支柱５、Ｘ線管９およびＸ線検出器１３を図７に示すｚ方向、すなわち被検体Ｍの体軸方向に沿って対向移動させる。このとき、Ｘ線管９から照射されるＸ線ビーム３５の中心軸３５ａがＸ線検出器１３の中心を通るようにＸ線検出器１３の移動は制御される。すなわち、Ｘ線管９とＸ線検出器１３は互いに対向する配置を保ったまま、被検体Ｍを挟んで互いに逆方向に向けて同期的に、実線で示す位置から破線で示す位置へ水平移動する。
【００５６】
このとき、Ｘ線管９から照射されるＸ線ビーム３５の中心軸３５ａが、常に関心部位Ｓを通過するようにＸ線管９の回転制御が行われる。すなわち、支柱５がｚ方向に水平移動する間、Ｘ線管９のｚ方向に対するＸ線照射角度は順次変更されることとなる。なお、ステップＳ３の開始以降はＸ線管９をｙ方向に回転させないので、Ｘ線管９はｙ方向に対して角度θだけ傾斜した状態を維持している。
【００５７】
Ｘ線照射制御部１９は出力された信号に基づいて、水平移動するＸ線管９からコーン状のＸ線ビーム３５を照射させる。照射されたＸ線ビーム３５は被検体Ｍを透過し、Ｘ線検出器１３によって検出される。Ｘ線を検出したＸ線検出器１３はＸ線検出信号を出力し、透過画像形成部２５は、Ｘ線検出信号に基づいてＸ線透過画像を形成させる。
【００５８】
こうして、撮像系を実線で示す位置から破線で示す位置へ水平移動させる間、Ｘ線管９からＸ線ビーム３５が断続的に照射される。Ｘ線ビーム３５の照射回数は数十回以上に及び、一例として７４回照射される。Ｘ線が照射される毎にＸ線透過画像が撮影されるので、撮像系を一度水平移動させる間に、関心部位Ｓに対してそれぞれ異なる方向から撮影された一連のＸ線透過画像が取得される。一連のＸ線透過画像を取得し終えると、取得されたＸ線透過画像のデータは透過画像形成部２５から断層画像再構成部２７へと送られる。
【００５９】
ステップＳ４（Ｘ線断層画像の再構成）
一連のＸ線透過画像が取得されると、断層画像再構成部２７は一連のＸ線透過画像に係る画像情報を再構成する。再構成することにより、基準裁断面Ｍｂに平行な任意の裁断面におけるＸ線断層画像データを取得できる。表示部２９は断層画像再構成部２７において取得されたＸ線断層画像データを表示させる。
【００６０】
＜実施例の構成による効果＞
ここで図８を用いて、実施例に係る構成に基づいて得られる効果について説明する。  
【００６１】
図８（ａ）で示すように、従来の構成を有するＸ線断層撮影装置では、Ｘ線管９から被検体Ｍに対して照射されるＸ線ビームの中心軸３５ａの方向は、ｙ方向に対して常に垂直である。そのため、基準裁断面Ｍａは常に水平面に対して平行となる。Ｘ線断層撮影装置によって取得されるＸ線断層画像は、基準裁断面Ｍａに対して平行な任意の平面に係る画像である。そのため、従来例に係るＸ線断層撮影装置では、水平面に平行な平面、例えば平面Ｍａ１および平面Ｍａ２を裁断面としたＸ線断層画像しか取得できない。
【００６２】
この場合、Ｘ線断層撮影による診断が困難となる部位が存在し、その一例として、脊椎の背部が挙げられる。脊椎はｚ方向、すなわち被検体Ｍの身長方向に平行に位置する器官である。Ｘ線透過画像の撮影は、撮像系をｚ方向に水平移動させながら行う。そのため、図８（ａ）で示すように、全てのＸ線透過画像の撮影において、脊椎の背部に相当する部位Ｂは、脊椎Ａ、およびＸ線管９と鉛直線上に並ぶ。この場合、Ｘ線管９から部位Ｂへ向かうＸ線３７は脊椎Ａに吸収されてしまうので、部位ＢにＸ線が照射されない（図の符号×を参照）。その結果、Ｘ線検出器１３から部位Ｂに関するＸ線検出信号が出力されないので、部位Ｂを含む裁断面Ｍａ２についてＸ線断層画像を取得しても、断層画像に部位Ｂの像が写りこまない。
【００６３】
従来例に係るＸ線断層撮影装置において、部位Ｂについて診断を行うためには、図８（ｂ）に示すように、ｙ方向に対して被検体Ｍを傾斜させて撮影を行わなければならない。この場合、Ｘ線管９から部位Ｂへ照射されるＸ線３７は脊椎Ａに阻まれることがない。その結果、部位Ｂの像が写り込んだＸ線断層画像が取得されるので、部位ＢについてＸ線断層画像による診断が可能となる。しかしながら長時間、被検体Ｍに不安定な傾斜体勢を維持させることとなるので、一連のＸ線透過画像を撮影する間に被検体Ｍの姿勢が容易にずれてしまう。各々のＸ線透過画像に写る被検体Ｍの姿勢がずれると、再構成されるＸ線断層画像は不明瞭かつ不正確なものとなる。従って、従来の構成に係る装置では、部位Ｂについて明瞭かつ正確な情報を示すＸ線断層画像を取得することは困難である。
【００６４】
一方、本発明に係るＸ線断層撮影装置では、図８（ｃ）に示すように、Ｘ線透過画像の撮影に先立ち、被検体Ｍに対するＸ線の照射角度を鉛直方向からｙ方向に対して角度θだけ傾斜させる。Ｘ線の照射角度が角度θだけ傾斜されるに伴い、基準裁断面も水平面からｙ方向に角度θだけ傾斜される。すなわち、水平面Ｍａから角度θだけ傾斜した平面Ｍｂが基準裁断面となる。Ｘ線断層撮影装置によって取得されるＸ線断層画像は、基準裁断面Ｍｂに対して平行な任意の平面に係る画像である。そのため、本発明に係る撮影装置ではｙ方向に対して傾斜した平面、例えば平面Ｍｂ１および平面Ｍｂ２を裁断面としたＸ線断層画像の取得が可能となる。
【００６５】
本発明の実施例に係るＸ線断層撮影装置では、Ｘ線の照射角度を鉛直方向からｙ方向に対して傾斜させるために撮像系をｙ方向に対向移動させている。そのため、Ｘ線透過画像を撮影する際に、部位Ｂ、脊椎Ａ、およびＸ線管９の位置は一直線上に並ばない。すなわち、Ｘ線管９から部位Ｂへ照射されるＸ線３７は脊椎Ａに阻まれることがないので、部位Ｂの像が好適に写り込んだＸ線断層画像を取得できる。
【００６６】
しかも、本発明の実施例に係るＸ線断層撮影装置では、被検体Ｍを鉛直方向からｙ方向に対して傾斜させることなく、水平姿勢のまま部位Ｂを好適に撮影させることができる。すなわち、被検体Ｍに安定な姿勢を維持させて一連のＸ線透過画像を撮影するので、撮影の間に被検体Ｍの姿勢がずれることはない。従って、本発明に係るＸ線断層撮影装置では、部位Ｂの像がより明瞭かつ正確に写り込んだＸ線断層画像を取得し、診断に用いることができる。このようなＸ線断層画像は、例えば後縦靱帯骨化症（ＯＰＬＬ）の撮影および診断について特に有用である。
【００６７】
また、被検体Ｍを安定な姿勢にさせてＸ線断層画像の撮影を行うので、Ｘ線断層画像撮影の間に被検体にかかるストレスは抑えられ、長時間の撮影を好適に行うことができる。このように、本発明に係るＸ線断層撮影装置では、従来では診断が困難であった人体構造について、より好適なＸ線断層画像を取得し、診断に供することが可能となる。
【００６８】
本発明は、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。
【００６９】
（１）上述した実施例では、Ｘ線管移動駆動部１７、およびＸ線検出器移動駆動部２３としてモータとネジ棒を用いたが、これに限られることはない。例えばラックアンドピニオンなど、対象物を双方向に移動可能な機構を用いても良い。
【００７０】
（２）上述した実施例では、被検体Ｍを水平姿勢にさせてＸ線断層画像の撮影を行ったが、これに限られない。すなわち、被検体Ｍを立位姿勢にさせて撮像を行ってもよい。この場合、ｚ方向、すなわち被検体Ｍの体軸方向は鉛直方向と平行になる。
【００７１】
（３）上述した実施例では、Ｘ線管９をｙ方向に変位させることに同期させてＸ線検出器１３を逆のｙ方向に変位させた。しかし、Ｘ線検出器１３がｙ方向に対して十分な広さを有する場合、Ｘ線検出器１３をｙ方向に変位させなくともよい。
【００７２】
（４）上述した実施例では、Ｘ線透過画像からＸ線断層画像を取得する方法として、Ｘ線透視画像を再構成する手法、すなわちシフト加算法を用いたが、これに限られない。シフト加算法の代わりにフィルタ逆投影法、逐次近似法を用いてもよい。
【００７３】
（５）上述した実施例では、医用の装置であったが、この発明は、工業用や原子力用の装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【００７４】
１    …Ｘ線断層撮影装置
７    …Ｘ線管支持部
９    …Ｘ線管（Ｘ線源）
１３  …Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）
１６  …ｚ方向対向移動駆動部（対向移動手段）
１７  …Ｘ線管移動駆動部
２１  …Ｘ線管回転駆動部
２３  …Ｘ線検出器移動駆動部
２５  …透過画像形成部（透過画像取得手段）
２７  …断層画像再構成部（断層画像取得手段）
Ｍ    …被検体
Ｓ    …関心部位
ｙ    …天板の短手方向
ｚ    …天板の長手方向（被検体の体軸方向）
【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】
2015047392.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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