(57)【要約】【課題】マーカを撮影しなくてもブレのない鮮明な断層画像を生成することができる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】本発明のＸ線撮影装置によれば、マーカを撮影しなくてもブレのない鮮明な断層画像を生成することができる。本発明の構成では、被検体像のブレを打ち消す補正値の算出に被検体像そのものを使う。被検体像は、マーカとは異なり、Ｘ線画像上にはっきりとは写り込まない。被検体には厚みがあり、Ｘ線画像には、被検体の内部構造が折り重なって写り込んでいるからである。そこで、本発明においては、被検体像のブレの様式を知る目的で暫定的に断層画像を生成し、補正値算出部１３は、この断層画像に基づいて被検体像のブレの方向と強度を算出する構成となっている。【選択図】図１
2016036671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射する放射線源と、
前記被写体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、
前記放射線源を前記被写体に対して移動させる放射線源移動手段と、
前記検出手段を前記被写体に対して移動させる検出器移動手段と、
前記検出手段の出力に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、
前記放射線源と前記検出手段とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連の放射線画像に基づいて断層画像を生成する断層画像生成手段と、
実際の前記検出手段の移動方向が前記断層画像生成手段の想定と異なること、および前記検出手段の移動方向に対する実際の前記検出手段の傾斜が前記断層画像生成手段の想定と異なることで発生する断層画像における前記被写体像のブレの方向と強度を前記断層画像に写り込んだ前記被写体の断層像に基づいて算出する算出手段と、
前記算出手段の算出結果に基づいて、断層画像上で見られる前記被写体像のブレを打ち消すように一連の放射線画像に写り込む前記被写体像の位置を補正する位置補正手段とを備え、
前記断層画像生成手段は、補正がなされた一連の放射線画像に基づいてブレのない前記被写体像が写り込んだ診断用の断層画像を生成することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記算出手段は、一連の放射線画像のうち先に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られた先断層画像と、一連の放射線画像のうち後に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られるとともに、裁断面が前記先断層画像と同じとなっている後断層画像とのそれぞれに写り込む前記被写体像の位置の変位に基づいて前記被写体像のブレを算出することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより生成された先断層画像と後断層画像とに基づいて、前記検出手段の移動方向のズレに起因する前記被写体像のブレを算出することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより生成された先断層画像と後断層画像とに基づいて、前記検出手段の傾斜に起因する前記被写体像のブレを算出することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線撮影装置において、
前記算出手段が前記検出手段の移動方向に起因する前記被写体像のブレを打ち消す補正がされた一連の放射線画像を基にした断層画像に基づいて前記検出手段の傾斜に起因する前記被写体像のブレを算出することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源は、検査室に懸垂して支持されていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
被写体に放射線を照射する放射線源と、前記被写体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、前記放射線源を前記被写体に対して移動させる放射線源移動手段と、前記検出手段を前記被写体に対して移動させる検出器移動手段と、前記放射線源と前記検出手段とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連の放射線画像に基づいて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えた放射線撮影装置が生成する断層画像における前記被写体像のブレの方向と強度を算出するブレ算出方法であって、
前記一連の放射線画像をもとに、実際の前記検出手段の移動方向が前記断層画像生成手段の想定と異なること、および前記検出手段の移動方向に対する実際の前記検出手段の傾斜が前記断層画像生成手段の想定と異なることで発生する断層画像における前記被写体像のブレの方向と強度を前記断層画像に写り込んだ前記被写体の断層像に基づいて算出することを特徴とするブレ算出方法。
【請求項８】
請求項７に記載のブレ算出方法において、
前記ブレ算出方法は、一連の放射線画像のうち先に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られた先断層画像と、一連の放射線画像のうち後に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られるとともに、裁断面が前記先断層画像と同じとなっている後断層画像とのそれぞれに写り込む前記被写体像の位置の変位に基づいて前記被写体像のブレを算出することを特徴とするブレ算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影方向を変えながら連写された放射線画像に基づいて断層画像を生成する放射線撮影装置およびブレ算出方法に係り、特に、断層撮影以外の撮影も可能な構成となっている放射線撮影装置およびブレ算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には放射線で被検体の画像を取得する放射線撮影装置が備えらえている。このような従来構成の放射線撮影装置は、図２７に示すように被検体を載置する天板５２を支持する寝台と、検査室の天井から懸垂支持される放射線源５３と、寝台内部に備えられた放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている。このような装置は、スポット撮影や長尺撮影など多様な撮影が可能な構成となっている。
【０００３】
図２７のような装置の中にはトモシンセシスによる断層画像を取得できるように放射線源５３および放射線検出器５４とが同期して移動できる構成となっているものがある。トモシンセシスによる撮影とは、放射線源５３および放射線検出器５４を天板５２上の被検体Ｍに対して互いに反対方向に移動させ、その間に連写された放射線画像を重ね合わせるなどすることで特定の平面で被検体Ｍを切断したときの断層画像を得る方法である。
【０００４】
ところで、トモシンセシスに関する撮影を行う専用の放射線断層撮影装置は、放射線源５３と放射線検出器５４とが一体となって構成されている。このような装置によれば、放射線源５３と放射線検出器５４の位置関係は一定となる。従って、この様な専用の装置によれば比較的鮮明な断層画像を生成することができる。
【０００５】
しかし、図２７で説明したような汎用の装置では、放射線源５３に対して寝台を移動させることができる構成となっているので、放射線源５３と放射線検出器５４とで構成される撮像系５３，５４を理想通りに移動させるのが難しい。撮像系５３，５４の移動様式が理想から外れるとそれだけ断層画像がブレてしまう。このブレを放射線源５３に対する寝台の位置合わせで解消するのは限界がある。
【０００６】
そこで、従来構成によれば、撮影視野にマーカを被検体とともに写し込んだ状態で一連の放射線画像の撮影を行い、各放射線画像に写り込んだマーカ像に基づいて、撮像系５３，５４の移動様式が理想からどのくらいずれているかを認識し、この認識に基づいて画像の補正を行うようにしている（例えば特許文献１参照）。これにより、汎用の放射線撮影装置であっても鮮明な断層画像が取得できるようになる。
【０００７】
上述の構成でマーカと被検体とを同時に撮影している。確かにマーカのみ連写を行い撮像系５３，５４の移動様式がどのくらい理想からずれているかを認識し、その後、マーカに代えて被検体について連写を行い、得られた被検体像を写し込んだ一連の画像に補正を施すようにするのは一つの考え方ではある。しかし、この様にすると、マーカについての撮影と被検体についての撮影の間で撮像系５３，５４の移動の様式に変化があるとこれに対応することができない。したがって、特許文献１の構成によれば、被検体とマーカとを同時に撮影し、この撮影についての撮像系５３，５４の移動様式を知るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の放射線撮影装置では、被検体像と一緒にマーカが写り込んだ断層画像しか得られない。断層画像上のマーカは被検体の観察の妨げとなる。
【００１０】
トモシンセシスに係る撮影において、被検体の被ばくを抑制する目的で撮影視野を狭くするのが通常である。このような撮影で得られる断層画像は、被検体の断面像がいっぱいに写り込んだ画像となる。この断層画像のどこにマーカ像を配置するようにしても、マーカ像は被検体の断面像に重なってしまう。つまり、断層画像上の被検体像は一部がマーカ像に隠れてしまうのである。
【００１１】
かといって、断層画像上で被検体像にマーカ像が重ならないように撮影をするには、一連の放射線画像を撮影する際に撮影視野を相当大きくする必要がある。このような撮影を行うと、被検体の無用な被ばくが増すばかりでなく、散乱線の増加に伴い断層画像の画質も低下する。
【００１２】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的はマーカを撮影しなくてもブレのない鮮明な断層画像を生成することができる放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、本発明に係る放射線撮影装置は、被写体に放射線を照射する放射線源と、被写体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、放射線源を被写体に対して移動させる放射線源移動手段と、検出手段を被写体に対して移動させる検出器移動手段と、検出手段の出力に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、放射線源と検出手段とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連の放射線画像に基づいて断層画像を生成する断層画像生成手段と、実際の検出手段の移動方向が断層画像生成手段の想定と異なること、および検出手段の移動方向に対する実際の検出手段の傾斜が断層画像生成手段の想定と異なることで発生する断層画像における被写体像のブレの方向と強度を断層画像に写り込んだ被写体の断層像に基づいて算出する算出手段と、算出手段の算出結果に基づいて、断層画像上で見られる被写体像のブレを打ち消すように一連の放射線画像に写り込む被写体像の位置を補正する位置補正手段とを備え、断層画像生成手段は、補正がなされた一連の放射線画像に基づいてブレのない被写体像が写り込んだ診断用の断層画像を生成することを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］上述の放射線撮影装置によれば、マーカを撮影しなくてもブレのない鮮明な断層画像を生成することができる。従来構成では、放射線画像に写り込むマーカを把握することで、一連の放射線画像における被写体像の写り込みがどの程度理想からズレているかを知り、このズレの補正を実行することで断層画像のブレを防いでいる。これに対し、本発明の構成によれば、被写体像のブレの方向と強度を実際の被写体像に基づいて把握する構成となっている。すなわち、本発明の構成では、被写体像のブレを打ち消す補正値の算出に被写体像そのものを使うというわけである。
被写体像は、マーカとは異なり、放射線画像上にはっきりとは写り込まない。被写体には厚みがあり、放射線画像には、被写体の内部構造が折り重なって写り込んでいるからである。そこで、本発明の構成では、被写体像のブレの様式を知る目的で暫定的に断層画像を生成し、算出手段は、この断層画像に基づいて被写体像のブレの方向と強度を算出する。断層画像には、被写体像のブレに関する情報が含まれている。
したがって、本発明によれば、マーカを設けることなくブレのない断層画像を生成できる放射線撮影装置を提供することができる。被写体像のブレの要因としては、実際の検出手段の移動方向が断層画像生成手段の想定と異なること、および検出手段の移動方向に対する実際の検出手段の傾斜が断層画像生成手段の想定と異なることがある。
【００１５】
また、上述の放射線撮影装置において、算出手段は、一連の放射線画像のうち先に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られた先断層画像と、一連の放射線画像のうち後に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られるとともに、裁断面が先断層画像と同じとなっている後断層画像とのそれぞれに写り込む被写体像の位置の変位に基づいて被写体像のブレを算出すればより望ましい。
【００１６】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置をより具体的に示している。一連の放射線画像のうち先に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られた先断層画像は、被写体像が断層画像上でブレていく過程のうち、最初の方の途中経過を表している。一方、一連の放射線画像のうち後に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られた後断層画像は、被写体像が断層画像上でブレていく過程のうち、最後の方の途中経過を表している。したがって、先断層画像と後断層画像とのそれぞれに写り込む被写体像の位置の変位を調べれば、被写体像のブレが算出できる。
【００１７】
また、上述の放射線撮影装置において、算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより生成された先断層画像と後断層画像とに基づいて、検出手段の移動方向のズレに起因する被写体像のブレを算出すればより望ましい。
【００１８】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置をより具体的に示している。算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより先断層画像と後断層画像を生成すると、両画像上の被写体像は、検出手段の傾斜によって変位することがない。したがって、算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより生成した先断層画像と後断層画像とに基づいて検出手段の移動方向のズレに起因する被写体像のブレを正確に算出することができる。
【００１９】
また、本発明に係る放射線撮影装置は、算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより生成された先断層画像と後断層画像とに基づいて、検出手段の傾斜に起因する被写体像のブレを算出することを特徴とするものである。
【００２０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置をより具体的に示している。算出手段が一連の放射線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより先断層画像と後断層画像を生成すると、両画像上の被写体像は、検出手段の傾斜によって変位することがない。したがって、検出手段の傾斜に起因する被写体像のブレを算出するには、一連の放射線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像と後断層画像とを生成する必要がある。
【００２１】
また、上述の放射線撮影装置において、算出手段が検出手段の移動方向に起因する被写体像のブレを打ち消す補正がされた一連の放射線画像を基にした断層画像に基づいて検出手段の傾斜に起因する被写体像のブレを算出すればより望ましい。
【００２２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置をより具体的に示している。一連の放射線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像と後断層画像とを生成し、これらを基に補正値を算出すると、この補正値には、移動方向のズレに係る補正と検出手段の傾斜に係る補正とが重なり合ったものとなってしまい、互いを分離することができない。すると、補正値を求めた裁断面にしか動作できなくなってしまう。そこで、一連の放射線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像と後断層画像とを生成する前に一連の放射線画像から移動方向のズレの影響を取り除いておく。このように構成することで、確実に検出手段に係る補正のみを示した補正値を取得することができる。
【００２３】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源は、検査室に懸垂して支持されていればより望ましい。
【００２４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置をより具体的に示している。放射線源は、検査室に懸垂して支持されているような汎用の放射線撮影装置は、検出手段の移動方向のズレおよび検出手段の移動方向に対する検出手段の傾斜が起こりやすい。したがって、本発明は特にこのような装置に適用すれば効果的である。
【００２５】
本明細書は上述の放射線撮影装置に対応する方法の発明も開示している。
すなわち、本発明に係るブレ算出方法は、被写体に放射線を照射する放射線源と、被写体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、放射線源を被写体に対して移動させる放射線源移動手段と、検出手段を被写体に対して移動させる検出器移動手段と、放射線源と検出手段とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連の放射線画像に基づいて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えた放射線撮影装置が生成する断層画像における被写体像のブレの方向と強度を算出するブレ算出方法であって、一連の放射線画像をもとに、実際の検出手段の移動方向が断層画像生成手段の想定と異なること、および検出手段の移動方向に対する実際の検出手段の傾斜が断層画像生成手段の想定と異なることで発生する断層画像における被写体像のブレの方向と強度を断層画像に写り込んだ被写体の断層像に基づいて算出することを特徴とするものである。
【００２６】
また、上述のブレ算出方法において、一連の放射線画像のうち先に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られた先断層画像と、一連の放射線画像のうち後に撮影されたグループに属する放射線画像を再構成して得られるとともに、裁断面が先断層画像と同じとなっている後断層画像とのそれぞれに写り込む被写体像の位置の変位に基づいて被写体像のブレを算出すればより望ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の放射線撮影装置によれば、マーカを撮影しなくてもブレのない鮮明な断層画像を生成することができる。本発明の構成では、被写体像のブレを打ち消す補正値の算出に被写体像そのものを使う。被写体像は、マーカとは異なり、放射線画像上にはっきりとは写り込まない。被写体には厚みがあり、放射線画像には、被写体の内部構造が折り重なって写り込んでいるからである。そこで、本発明においては、被写体像のブレの様式を知る目的で暫定的に断層画像を生成し、算出手段は、この断層画像に基づいて被写体像のブレの方向と強度を算出する構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１に係るＸ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に係る断層画像の撮影原理を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係るＦＰＤの取り出しを説明する斜視図である。
【図４】実施例１に係るＦＰＤを説明する斜視図である。
【図５】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレを説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレを説明する模式図である。
【図７】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレに起因する断層画像のブレを説明する模式図である。
【図８】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレに起因する断層画像のブレを説明する模式図である。
【図９】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレに起因する断層画像のブレの算出を説明する模式図である。
【図１０】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレに起因する断層画像のブレの算出を説明する模式図である。
【図１１】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレに係る補正値を説明する模式図である。
【図１２】実施例１に係るＦＰＤの移動方向のズレに係る補正を説明する模式図である。
【図１３】実施例１に係る基準裁断面の性質を説明する模式図である。
【図１４】実施例１に係る基準裁断面の性質を説明する模式図である。
【図１５】実施例１に係る基準裁断面の性質を説明する模式図である。
【図１６】実施例１に係るＦＰＤの傾斜を説明する模式図である。
【図１７】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレを説明する模式図である。
【図１８】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレを説明する模式図である。
【図１９】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレを説明する模式図である。
【図２０】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレを説明する模式図である。
【図２１】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレの抑制を概念的に説明する模式図である。
【図２２】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレの算出を説明する模式図である。
【図２３】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレの算出を説明する模式図である。
【図２４】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレの補正値を説明する模式図である。
【図２５】実施例１に係るＦＰＤの傾斜に起因する断層画像のブレの補正を説明する模式図である。
【図２６】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図２７】従来構成に係るＸ線撮影装置を説明する模式図である。
【実施例１】
【００２９】
本発明に係るＸ線撮影装置の構成について説明する。なお、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。また、本発明に係るＸ線撮影装置は、スポット撮影のみならずディジタルトモシンセシス装置と同じ原理に基づいた断層画像の撮影ができる汎用の装置である。本発明は、断層画像の撮影に特徴があるので、以降の説明では、断層画像の撮影に係る構成および動作について説明するものとする。被検体Ｍは、本発明の被写体に相当する。本発明における被写体にはマーカは含まれない。
【００３０】
＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
実施例１に係るＸ線撮影装置１は、図１に示すように仰臥位の被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上側（一面側）に設けられたＸ線を被検体Ｍに照射するＸ線管３と、天板２に載置されるとともに被検体Ｍの下部に配置される装置であって、被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出して検出信号を出力するＦＰＤ４とを備えている。ＦＰＤ４は、被検体Ｍの体軸方向Ａまたは体側方向Ｓのいずれかに沿った４つの辺を有する矩形となっている。このＦＰＤ４は撮影の際にいずれか１つが使用され、仰臥位に係る撮影の場合には被検体Ｍと天板２との間に配置される。ＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面は、Ｘ線管３および被検体Ｍ側に向いている。また、Ｘ線管３は、四角錐形状のＸ線をＦＰＤ４に向けて照射する。したがって、ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出面の全面で受光することになる。
【００３１】
支柱５は、検査室の天井から床面に向けて伸びており、Ｘ線管３を支持している。この様な支柱５を有するＸ線撮影装置１は、放射線源懸垂型と呼ばれる。Ｘ線管３は、検査室に懸垂して支持されている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。
【００３２】
図１に示すＸ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。
【００３３】
Ｘ線管移動機構７ａは、支柱５を検査室の天井に対して移動させる構成となっている。このＸ線管移動機構７ａは、支柱５を被検体Ｍの体軸に沿って移動させることもできれば、被検体Ｍの体側に沿って移動させることもできる。支柱５に懸垂支持されるＸ線管３は、支柱５を移動させるとそれに追従して移動する。こうして、Ｘ線管３は、Ｘ線管移動機構７ａにより天板２の被検体Ｍに対して移動することができる。Ｘ線管移動制御部８ａは、Ｘ線管移動機構７ａを制御する目的で設けられている。Ｘ線管移動機構７ａは、本発明の放射線源移動手段に相当する。実施例１の構成においては、Ｘ線管移動機構７ａは、被検体Ｍの体軸についてしか動作しないものとする。
【００３４】
ＦＰＤ移動機構７ｂは、天板２の下側にＦＰＤ４を天板２に対して移動させる構成となっている。このＦＰＤ移動機構７ｂは、ＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸に沿って移動させることができる。こうして、ＦＰＤ４は、ＦＰＤ移動機構７ｂにより天板２の被検体Ｍに対して移動することができる。ＦＰＤ移動制御部８ｂは、ＦＰＤ移動機構７ｂを制御する目的で設けられている。ＦＰＤ移動機構７ｂは、本発明の検出器移動手段に相当する。
【００３５】
Ｘ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂは、被検体Ｍに対してＸ線管３とＦＰＤ４とを同期させて移動させる構成となっている。このＸ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂは、Ｘ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂの制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道（天板２の長手方向）に沿ってＸ線管３を直進移動させる。このＸ線管３とＦＰＤ４との移動方向は、天板２の長手方向に一致している。Ｘ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂが実現するＸ線管３とＦＰＤ４との同期的移動の方向は、互いに反対方向である。従って、Ｘ線管３が被検体Ｍの頭部から足先に向けて移動する場合は、ＦＰＤ４は、被検体Ｍの足先から頭部に向けて移動する。
【００３６】
Ｘ線管３とＦＰＤ４との同期的移動中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっている。すなわち、Ｘ線ビームの照射角度は、Ｘ線管３の角度を変更することによって、たとえば初期角度−２０°から最終角度２０°まで変更される。つまり、本発明に係る装置は、Ｘ線管３が傾斜することで、Ｘ線管３が照射するＸ線ビームが常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光されるように工夫がされている。この様なＸ線照射角度の変更は、Ｘ線管傾斜機構９が行う。Ｘ線管傾斜制御部１０は、Ｘ線管傾斜機構９を制御する目的で設けられている。
【００３７】
本発明に係るＸ線撮影装置が、断層画像を生成するときには、Ｘ線管３，ＦＰＤ４は、図１に示す実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、一点鎖線で示す位置まで対向移動する。このとき、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４とともに同期移動しながら７４回に亘ってパルス状のＸ線ビームを照射する。
【００３８】
画像生成部１１は、Ｘ線の照射がなされる度にＦＰＤ４が出力するＸ線の検出信号を取得して、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を生成する。生成された画像生成部１１は、断層画像生成部１２に送出される。画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当し、断層画像生成部１２は、本発明の断層画像生成手段に相当する。
【００３９】
断層画像生成部１２は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４をフィルタバックプロジェクション法に基づいて互いに重ね合わせて、ある裁断面で被検体Ｍを裁断した時に得られる断層画像Ｄを生成する。
【００４０】
＜フィルタバックプロジェクション法の原理＞
図２は、断層画像生成部１２が用いるフィルタバックプロジェクション法の原理を説明している。例えば、天板２に平行な（鉛直方向に対して水平な）仮想平面（基準裁断面ＭＡ）について説明すると、図２に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビームＢの照射方向に合わせてＦＰＤ４をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら一連のＸ線画像Ｐが画像生成部１１にて生成される。
【００４１】
一連のＸ線画像Ｐには、被検体Ｍの投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連のＸ線画像Ｐを断層画像生成部１２にて再構成すれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。
【００４２】
一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ４における投影位置を変化させながら一連の被検体Ｍ画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、断層画像生成部１２でＸ線投影画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の投影画像の重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、投影画像を単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおける断層画像が得られる。
【００４３】
さらに、断層画像生成部１２は、基準裁断面ＭＡに水平な任意の裁断面においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ４において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体Ｍ画像を所定のピッチで体軸方向Ａにずらしながら再構成を行うようにすれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断面における断層画像が得られるわけである。
【００４４】
補正値算出部１３は、先断層画像Ｄ２，Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３，Ｄ７３ａとのそれぞれに写り込む被検体像の位置の変位に基づいて被検体像のブレを算出する。被検体像のブレは、実際のＦＰＤ４の移動方向が断層画像生成部１２の想定と異なること、およびＦＰＤ４の移動方向に対する実際のＦＰＤ４の傾斜が断層画像生成部１２の想定と異なることの２つの要因で発生する。補正値算出部１３は、この２つの要因について個別の補正値を算出する。補正値算出部１３は、本発明の算出手段に相当する。
【００４５】
先断層画像Ｄ２，Ｄ２ａとは、断層画像生成部１２が一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４のうち先に撮影されたグループに属するものを再構成して得られるものであり、後断層画像Ｄ７３，Ｄ７３ａとは、断層画像生成部１２が一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４のうち後に撮影されたグループに属するものを再構成して得られるものである。先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３とは同じ基準裁断面ＭＡについてのものであり、先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとは基準裁断面ＭＡよりも下側にある共通の裁断面についてのものである。
【００４６】
補正部１４は、補正値算出部１３の算出結果に基づいて、断層画像上で見られる被検体像のブレを打ち消すように一連のＸ線画像に写り込む被検体像の位置を補正する。本発明に係る断層画像生成部１２は、補正部１４により補正がなされた一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に基づいてブレのない被検体像が写り込んだ診断用の断層画像Ｄを生成する構成となっている。補正部１４は、本発明の位置補正手段に相当する。
【００４７】
＜ＦＰＤの取り外しについて＞
本発明におけるＦＰＤ４は、天板２から取り外すことができる。図３は、本発明のＸ線撮影装置１の天板２を説明している。天板２には、図３に示すように引出２ａが設けられている。この引出２ａは、天板２本体に対して体側方向Ｓに出し入れ可能となっている。ＦＰＤ４を天板２の下にセットするときは、ＦＰＤ４が引出２ａの内部にＦＰＤ４が収納されることになる。ＦＰＤ移動機構７ｂは、この引出２ａごとＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸に沿って移動することによりＦＰＤ４の移動を実現する。
【００４８】
引出２ａに収納されるＦＰＤ４は、図４に示すように、Ｘ線撮影装置１に接続する接続端子を有している。ＦＰＤ４を天板２の下側にセットするときには、引出２ａの内部に設けられたコネクタにこの接続端子が接続される。この接続作業により、ＦＰＤ４は、装置本体から電力を得ることができるとともに、装置本体と信号の送受信を行えるようになる。なお、本発明は、無線によりＸ線撮影装置１と情報のやりとりを行う構成のＦＰＤも採用できる。
【００４９】
主制御部２５は、ＣＰＵにより構成され、各種のプログラムを実行することで、各部７ｂ、８ｂ、１０，１１，１２，１３，１４を実現している。また、これら各部を担当する個別の制御装置に分割して実現するようにしてもよい。記憶部２３は、補正値など実施例１のＸ線撮影装置１の動作に必要なパラメータの一切を記憶する。操作卓２６は、術者の指示を入力させるものである。表示部２７は、診断用の断層画像Ｄを表示する目的で設けられている。
【００５０】
＜汎用装置で断層画像を撮影する際に問題となる画像のブレ＞
本発明に係るＸ線撮影装置は汎用の撮影装置であり、断層画像のみ撮影する専用装置ではない。専用装置は、断層画像を撮影するのに好適な構成であり、得られる断層画像はブレのない鮮明なものである。すなわち、専用装置では、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を一体的に移動させることにより、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが理想通りに同期移動するように工夫がされている。
【００５１】
ところが、本発明に係る汎用の装置では、Ｘ線管３とＦＰＤ４との移動機構がそれぞれ独立したような構成となっている。このような装置であっても、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同期的に移動するように制御を行うようにすれば、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同時に動き出させ、同時に停止させることはできる。
【００５２】
しかし、汎用の装置では、Ｘ線管３およびそれを懸垂する支柱５に対して天板２の位置を調節できるようになっている。Ｘ線管３に対して天板２の位置が変化してしまうと、Ｘ線管３とＦＰＤ４との位置関係も変わってきてしまう。また、汎用装置のＦＰＤ４は、図３で説明したように天板２の引出２ａに収納される構成となっている。ＦＰＤ４を引出２ａにセットする度にＦＰＤ４と天板２との位置関係がわずかながら変化してしまう。天板２に対してＦＰＤ４の位置が変化してしまうと、Ｘ線管３とＦＰＤ４との位置関係も変わってきてしまう。
【００５３】
Ｘ線管３とＦＰＤ４との位置関係が理想通りとなっていないままＸ線画像Ｐの連写をしてしまうと、Ｘ線画像Ｐに写り込む被検体像は、位置関係のズレの影響を受ける。すなわち、Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置関係が理想通りとなっている状態で撮影されたＸ線画像Ｐと、理想通りとなっていない状態で撮影されたＸ線画像Ｐとを比較すると、写り込む被検体像の位置が互いにずれている。しかも、７４枚のＸ線画像Ｐの間で像のズレの強さや方向は一定ではない。あるＸ線画像Ｐ上の像は理想の位置からわずかしかズレない一方で、別のＸ線画像Ｐでは像のズレが大きく起こっている。このように、７４枚のＸ線画像Ｐの間で像のズレの様式がまちまちなのである。
【００５４】
断層画像生成部１２は、Ｘ線画像ＰがＸ線管３とＦＰＤ４との位置関係が理想通りとなっている状態で撮影されたことを前提にして動作する。したがって、断層画像生成部１２は、７４枚のＸ線画像Ｐ上の像が理想の位置からずれていることを無視して断層画像の生成を実行してしまう。７４枚のＸ線画像Ｐの像がすべて理想の位置に写り込んでいれば断層画像生成部１２は鮮明な断層画像を取得できる。しかし、上述のように、７４枚のＸ線画像Ｐの像が理想の位置から少しずつ違う様式でズレながら写り込んでいれば、断層画像生成部１２は断層画像上で像がうまく重ねられず、像がブレてしまう。
【００５５】
このような断層画像上の像のブレは、Ｘ線管３とＦＰＤ４との位置関係が理想通りとなっていないことが理由で起こる。本発明においては、Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置関係のズレを２つの要因に分けて考え、これらの影響を個別に取り除くことにより鮮明な断層画像を生成できるように工夫されている。
【００５６】
＜断層画像のブレの原因：移動方向のズレ＞
断層画像上の像のズレを引き起こす第一の原因は、Ｘ線管３の移動方向に対するＦＰＤ４のズレである。上述のように、断層画像Ｄを生成するには、図５に示すように、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを互いに反対方向に移動させる必要がある。断層画像生成部１２がそのような動きを想定して動作するからである。図５におけるｘ方向は、Ｘ線管３にとっての被検体Ｍの体軸に沿った方向を意味している。Ｘ線管３は、ｘ方向に移動しながら７４回のＸ線照射を完結し、ｘ方向および垂直方向に直交するｙ方向には動かない。理想的には、図５に示すようにＦＰＤ４もｘ方向に移動しながらＸ線の検出を完結する。
【００５７】
しかし、本発明に係る汎用装置では、ＦＰＤ４を正確にｘ方向に移動させるのは難しい。ｘ方向に長手方向が水平となるように天板２を配置するのが難しいからである。したがって、実際の連写においては、図６に示すように、ＦＰＤ４はｘ方向にもｙ方向にも移動してしまう。このＦＰＤ４動きは、ｘ方向にしか移動しないＸ線管３の動きとは対照的である。この動き方の違いが断層画像上の像のズレを引き起こしている。
【００５８】
それでは、Ｘ線管３の移動方向に対するＦＰＤ４のズレがＸ線画像Ｐにどのような影響を与えているのでろうか。その問いに対する答えは、図２に示す基準裁断面ＭＡ上で被検体Ｍの断層画像を生成してみればわかる。図７は、ＦＰＤ４がＸ線管３の移動方向（ｘ方向）に移動している理想通りの状態で得られるＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４と断層画像Ｄとを表している。このとき被検体Ｍのうち基準裁断面上にある像が断層画像Ｄにどのように写り込むか考える。このような像は、実際には、被検体Ｍの骨の断面であったり、その他軟組織の断面であったりするが、図７では、説明の便宜上、基準裁断面上で矩形の断面を有する物体として表している。
【００５９】
基準裁断面上にある矩形は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に同じように写り込んでいる。すなわち、矩形は、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の同じ位置に同じ大きさで回転することなく写り込んでいる。ただし、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４には、基準裁断面以外の裁断面にある被検体像も重なっているので、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を眺めても基準裁断面上の矩形を視認するのは難しい。
【００６０】
断層画像生成部１２が図７のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に基づいて生成した断層画像Ｄには、基準裁断面上の矩形がはっきりと写り込んでいる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４がずれることなく重ねられたからである。
【００６１】
図８は、ＦＰＤ４がＸ線管３の移動方向（ｘ方向）に移動しない理想から外れた状態で得られるＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４と断層画像Ｄとを表している。このとき被検体Ｍのうち基準裁断面上にある矩形の像が断層画像Ｄにどのように写り込むか考える。基準裁断面上にある矩形は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４にほぼ同じように写り込んでいる。すなわち、矩形は、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の同じ大きさで回転することなく写り込んでいる。しかし、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の間で矩形がｙ方向に変位しているのが認められる。Ｘ線管３に対してＦＰＤ４がｙ方向に移動しながら連写が実行されたからである。
【００６２】
断層画像生成部１２が図８のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に基づいて生成した断層画像Ｄには、基準裁断面上の矩形がブレて写り込んでいる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４がずれることなく重ねられたにも関わらず、矩形の像がＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の間でｙ方向にズレながら写り込んでいるからである。したがって、断層画像Ｄには、矩形がｙ方向に引き延ばされたかのようにブレて写り込んでいる。
【００６３】
図８の断層画像Ｄで見られる像のブレの方向と大きさは、連写の最初で撮影されたＸ線画像Ｐ１に写り込む矩形の位置と、連写の最後で撮影されたＸ線画像Ｐ７４に写り込む矩形の位置とを比較すれば実測することができそうである。しかし実際には、この様な比較はほとんど不可能である。各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ７４には、基準裁断面以外の裁断面にある被検体像も重なっているので、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ７４を眺めても基準裁断面上の矩形を視認するのは難しいからである。
【００６４】
そこで、本発明によれば、撮影開始時に連写されたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…と、撮影終了時に連写されたＸ線画像Ｐ７４，Ｐ７３，Ｐ７２，…を個別に重ね合わせて２枚の断層画像を生成することで、矩形の位置を比較する構成となっている。図９は、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を撮影した後、最初に撮影されたＸ線画像Ｐ１を含んで継時的に連続した３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をずらさずに重ね合わせて先断層画像Ｄ２を生成している様子を示している。こうして先断層画像Ｄ２は、３枚の画像しか重ね合わせていないので、基準裁断面上の矩形はさほどはっきりとは写り込んではいないものの、矩形の位置を知る目的を達成するには十分の画質を有しているものとする。
【００６５】
とはいえ、実際上は、継時的に連続した３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を重ね合わせただけでは、矩形の抽出には不足である。したがって、先断層画像Ｄ２の取得に係る実際の操作としては、３０枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ３０を重ね合わせて断層画像Ｄを生成したほうがよい。この様な事情は、後述の後断層画像Ｄ７３も同様である。重ね合わせる画像の枚数を３枚としたのは、簡潔な説明のためである。
【００６６】
同様に、図１０は、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を撮影した後、最後に撮影されたＸ線画像Ｐ７４を含んで継時的に連続した３枚のＸ線画像Ｐ７２，Ｐ７３，Ｐ７４をずらさずに重ね合わせて断層画像Ｄ７３を生成している様子を示している。こうして後断層画像Ｄ７３は、３枚の画像しか重ね合わせていないので、基準裁断面上の矩形はさほどはっきりとは写り込んではいないものの、矩形の位置を知る目的を達成するには十分の画質を有しているものとする。
【００６７】
図８における７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、互いに異なる位置に矩形を写し込んでいる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を順番に見ていくと、Ｘ線画像Ｐ１の中央付近に写り込んでいた矩形は、少しずつ上側に移動していく。つまり、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４のうち継時的に隣接するＸ線画像同士では、矩形の現れる位置はよく似ているのである。これは、ＦＰＤ４がＸ線管３に対するｙ方向の動き方は線形であることが関係している。
【００６８】
図８における断層画像Ｄは、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４のすべてを重ね合わせて断層画像Ｄを生成したので、断層画像Ｄ上の矩形は大きくブレる。これに比べて、矩形の写り込む位置が互いによく似たＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を重ね合わせて生成した先断層画像Ｄ２は、比較的ブレずに矩形が写り込んでいる。このような事情は、後断層画像Ｄ７３についても同じである。このような断層画像Ｄ２，Ｄ７３は、断層画像生成部１２が生成する。
【００６９】
それでは、先断層画像Ｄ２に写り込む矩形は、３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうちのどの画像についての矩形の位置を表しているのであろうか。Ｘ線画像Ｐ２の撮影時よりも前に撮影されたＸ線画像の枚数と、後に撮影されたＸ線画像の枚数とが同じとなっていることからすると、先断層画像Ｄ２は、Ｘ線画像Ｐ２に写り込む矩形の位置を表していると見たほうがよい。Ｘ線画像Ｐ２に写り込む矩形の位置は、３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に写り込む矩形の位置の平均を示しており、先断層画像Ｄ２に写り込む矩形の位置に相当すると考えられるからである。このような事情は、後断層画像Ｄ７３についても同じである。後断層画像Ｄ７３は、Ｘ線画像Ｐ７３に写り込む矩形の位置を表していると見たほうがよい。
【００７０】
先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３さえ取得できれば、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に亘って被検体像がどのようにズレながら写り込んでいるかを知ることができる。すなわち、先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３との間で矩形の写り込む位置を比較すれば、Ｘ線画像Ｐ２が撮影されてからＸ線画像Ｐ７３が撮影されるまでの間に矩形がどのぐらいどの方向に移動したかを知ることができる。
【００７１】
このような動作を実際に行うのは補正値算出部１３である。補正値算出部１３は、先断層画像Ｄ２に写り込む被検体像をパターンマッチング処理により後断層画像Ｄ７３の中から探し出し、被検体像が、先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３との間でどのくらいどの方向に移動したかを求める。すなわち、補正値算出部１３は、一連のＸ線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより生成された先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３とに基づいて、ＦＰＤ４の移動方向のズレに起因する被検体像のブレを算出する。
【００７２】
また、この移動方向と移動量さえわかれば、他のＸ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７２，Ｐ７４に写り込む矩形についてもＸ線画像Ｐ２に写り込んでいる位置からどのぐらいどの方向に移動したかを知ることができる。例えば、Ｘ線画像Ｐ３に写り込む矩形は、Ｘ線画像Ｐ２上の位置を起点としてＸ線画像Ｐ７３上の位置に向かう方向に移動する。そして、その移動距離は、Ｘ線画像Ｐ２上の位置とＸ線画像Ｐ７３上の位置との間の距離の１／７２となる。矩形の移動距離が１／７２となるのは、Ｘ線画像Ｐ２とＸ線画像Ｐ７３との間においてＸ線画像の撮影が７２回行われたからである。
【００７３】
Ｘ線画像Ｐ２上の位置とＸ線画像Ｐ７３上の位置との間の距離の１／７２を一単位の移動と呼ぶことにする。例えば、Ｘ線画像Ｐ２に写り込む被検体像の位置を基準にすると、Ｘ線画像Ｐ１に写り込む被検体像は、Ｘ線画像Ｐ２上の位置から一単位だけ下側に現れる。
【００７４】
ということは、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４について、写り込む基準裁断面上の被検体像をどの方向にどの位置だけ移動させれば、Ｘ線画像Ｐ２上の被検体像に重なるのかを算出することができる。例えば、Ｘ線画像Ｐ１に写り込む被検体像を一単位だけ上側に移動させれば、Ｘ線画像Ｐ２上の被検体像と重なることになる。こうして、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４について写り込む被検体像を基準のＸ線画像Ｐ２上の位置まで移動させる補正値を算出することができる。このような動作を実際に行うのは補正値算出部１３である。したがって、補正値は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４ごとに算出されることになる。図１１は、ここまでの動作を示している。
【００７５】
上述の説明では、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４に写り込む被検体像をＸ線画像Ｐ２を基準に移動させるような補正値の求め方となっていたが、本発明は項の構成に限られない。断層画像Ｄ上でＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に写り込む被検体像を集合させる位置は任意に変更できる。従って、一般的には、Ｘ線画像Ｐ２も補正の対象となり、補正値算出部１３により、Ｘ線画像Ｐ２に対応する補正値が用意されることになる。
【００７６】
図１２は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４に上述の補正値を適用した結果である。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４に写り込む被検体像は、補正により、ｙ方向に移動される。補正後のＸ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４に写り込む被検体像のうち基準裁断面上にあるものは、図１２に示すように、すべてＸ線画像Ｐ２上における位置まで移動されている。したがって、補正処理後のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に基づいて生成された基準裁断面上の断層画像Ｄには、図８で説明したような像のブレが発生しない。このような動作を実際に行うのは補正部１４である。
【００７７】
このような補正値を求める際には、ＦＰＤ４がＦＰＤ４の移動方向に対してどの程度傾斜しているかを考える必要はない。図１３は、この事情について説明している。Ｘ線管３およびＦＰＤ４が平行に移動するという条件においては、基準裁断面上の扁平な物体Ｏｂｊは、Ｘ線管３およびＦＰＤ４の同期移動に関わらず常にＦＰＤ４上の同じ位置に投影される。図１３では、物体ＯｂｊはＦＰＤ４の中央に投影されているように図示されている。したがって、この条件で撮影されたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４には、図１４に示すようにいずれも画像の中央に物体Ｏｂｊの影が写り込んでいる。
【００７８】
このような事情は、図１５に示すように、ＦＰＤ４がＦＰＤ４の移動方向に対して傾斜していても変わらない。確かにこの場合は、ＦＰＤ４の傾斜の影響により物体Ｏｂｊの影はＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に亘って傾いて写り込みはする。しかし、ＦＰＤ４の傾斜による効果は、物体Ｏｂｊが傾いて写り込むだけにとどまる。このように基準裁断面上では、ＦＰＤ４の傾斜により断層画像Ｄがブレることはない。
【００７９】
しかし、ＦＰＤ４の傾斜が断層画像Ｄのブレの原因とならないのは、基準裁断面ＭＡについてのみである。基準裁断面ＭＡと平行な他の裁断面について断層画像Ｄを生成するときは、このＦＰＤ４の傾斜が断層画像Ｄのブレを招来する。
【００８０】
＜断層画像のブレの原因：ＦＰＤの傾斜＞
断層画像上の像のズレを引き起こす第二の原因は、ＦＰＤ４の移動方向に対するＦＰＤ４の傾斜である。上述のように、断層画像Ｄを生成するには、図５に示すように、ＦＰＤ４がＦＰＤ４の移動方向に対して傾斜していない（すなわち、ＦＰＤ４の横方向がＦＰＤ４の移動方向に一致している）ことが必要である。断層画像生成部１２がそのような動きを想定して動作するからである。理想的には、図５に示すようにＦＰＤ４がＦＰＤ４の移動方向に対して傾斜しない状態を保ったままもｘ方向に移動しながらＸ線の検出を完結する。
【００８１】
しかし、本発明に係る汎用装置では、矩形となっているＦＰＤ４の縦横を正確にｘ方向，ｙ方向に一致させるのは難しい。ＦＰＤ４が天板２に着脱可能となっており固定されていないからである。したがって、実際の連写においては、図１６に示すように、ＦＰＤ４はＦＰＤ４の移動方向（ｘ方向）に対して傾斜してしまう。この傾斜が基準裁断面以外の裁断面における断層画像上の像のズレを引き起こしている。
【００８２】
それでは、ＦＰＤ４の移動方向に対するＦＰＤ４の傾斜がＸ線画像Ｐにどのような影響を与えているのでろうか。その問いに対する答えは、図２に示す基準裁断面ＭＡ以外の裁断面、特に基準裁断面ＭＡよりもよりもＦＰＤ４側に位置する裁断面（基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面と呼ぶことにする）上で被検体Ｍの断層画像を生成してみればわかる。図１７は、ＦＰＤ４が傾斜していない想定から外れた状態で得られるＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４と断層画像Ｄとを表している。このとき被検体Ｍのうち基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面にある像が断層画像Ｄにどのように写り込むか考える。このような像は、実際には、被検体Ｍの骨の断面であったり、その他軟組織の断面であったりするが、図１７では、説明の便宜上、基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面で矩形の断面を有する物体として表している。
【００８３】
なお、図１７も含め、以下の説明では、ＦＰＤ４はＸ線管３に対して平行に移動しているものとする。従って、図８で問題としたような移動方向のズレは、当面考えなくてよい。
【００８４】
基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面にある矩形は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に同じように写り込んでいる。すなわち、矩形は、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の同じ大きさで回転することなく写り込んでいる。ただし、矩形が各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に亘って写り込む位置はｘ方向について変位している。なお、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４には、基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面以外にある被検体像も重なっているので、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を眺めても基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面の矩形を視認するのは難しい。
【００８５】
断層画像生成部１２が図１７のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に基づいて生成した断層画像Ｄには、基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面の矩形がはっきりと写り込んでいる。断層画像生成部１２は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に対しｘ方向に像を移動させるシフト処理を施して各画像における矩形の位置を一致させて重ね合わせたからである。
【００８６】
図１８は、断層画像生成部１２が想定するＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４上の像の動きを表している。基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面の物体は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の間でｘ方向に移動しながら写り込んでいる。断層画像生成部１２は、この像の動き方をあらかじめ知っており、この像の動きがキャンセルされるようにシフト処理を施すわけである。
【００８７】
図１９は、ＦＰＤ４がｘ方向に対して傾斜している状態で得られるＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４と断層画像Ｄとを表している。このとき被検体Ｍのうち基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面にある矩形の像が断層画像Ｄにどのように写り込むか考える。基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面にある矩形は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４にほぼ同じように写り込んでいる。すなわち、矩形は、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の同じ大きさで回転することなく写り込んでいる。しかし、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の間で矩形がｘ方向にもｙ方向にも変位しているのが認められる。しかも、この変位は、図１７で説明した既存のシフト処理を施しても除去することができない。
【００８８】
各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４上の矩形が既存のシフト処理を施してもなおｘ方向、ｙ方向にも変位してしまう理由について説明する。基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面における矩形の像は、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の間で同じ位置になく、直線的に移動する。その移動の方向は、ＦＰＤ４の移動の方向に一致する。なお、図１９においては、Ｘ線管３の移動方向は、ＦＰＤ４の移動方向に一致していると仮定している。
【００８９】
ＦＰＤ４自身がＦＰＤ４の移動方向に対して傾斜していると、ＦＰＤ４に対する矩形の像の移動方向も傾斜してしまう。すなわち、矩形は、図１９のＦＰＤ４に付された点線で示すように、ＦＰＤ４に対して斜めに移動しながら一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に写り込む。
【００９０】
このように撮影された一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、断層画像生成部１２によりシフト処理を受ける。説明の簡略化のため、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、Ｘ線画像Ｐ３７を基準にシフト処理がなされるものとする。このシフト処理により、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４において異なる位置に写り込んでいた矩形像は、Ｘ線画像Ｐ３７における矩形像の位置までシフトされる。
【００９１】
図２０の左側は、Ｘ線画像Ｐ１に写り込む矩形ｐ１と、Ｘ線画像Ｐ３７に写り込む矩形ｐ３７の画像上における変位を表している。各矩形が変位する方向は、ＦＰＤ４が傾斜している影響により斜め方向となる。断層画像生成部１２が矩形を結像させるには、図２０の中央に示すように、矩形ｐ１を矩形ｐ３７に重ね合わせるようにＸ線画像Ｐ１をｘ方向、ｙ方向に移動させるシフト処理を加える必要があるものと考えられる。
【００９２】
しかし、断層画像生成部１２は、矩形の移動方向が画像の水平方向に一致していると考えてシフト処理をしてしまう。断層画像生成部１２の想定では、矩形は、水平方向にしか動かないからである。したがって、Ｘ線画像Ｐ１は、ｙ方向にはシフト処理を受けない。断層画像生成部１２は、かろうじてＸ線画像Ｐ１をｘ方向にシフトさせるものの、その移動量は、図２０の右側に示すように、あるべき移動量よりも大きすぎる。断層画像生成部１２は、本来は、斜め方向に一定の移動量だけＸ線画像Ｐ１をシフトさせる必要があるのに、実際は、同じ移動量だけ横方向にＸ線画像Ｐ１をシフトさせてしまうからである。同様にＸ線画像Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４も適切なシフト処理を受けていない。
【００９３】
したがって、断層画像生成部１２が図１９のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に基づいて生成した断層画像Ｄには、基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面の矩形がブレて写り込んでしまう。断層画像Ｄには、矩形が斜め方向に引き延ばされたかのようにブレて写り込んでいる。
【００９４】
断層画像生成部１２がＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に対し適切なシフト処理を実行するには、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に対して行うシフト処理の様式を変更する必要がある。シフト処理さえ適切に変更すれば、図２１に示すように断層画像Ｄに見られたブレは解消されるはずである。シフト処理の適切な変更には、断層画像Ｄにおける像のブレの方向と大きさを知る必要がある。
【００９５】
図１９の断層画像Ｄで見られる像のブレの方向と大きさは、連写の最初で撮影されたＸ線画像Ｐ１に写り込む矩形の位置と、連写の最後で撮影されたＸ線画像Ｐ７４に写り込む矩形の位置とを比較すれば実測することができそうである。しかし実際には、この様な比較はほとんど不可能である。各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ７４には、基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面以外の裁断面にある被検体像も重なっているので、各Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ７４を眺めても基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面の矩形を視認するのは難しいからである。
【００９６】
そこで、本発明によれば、既存のシフト処理を施したＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…と、既存のシフト処理（断層画像生成部１２の想定通りのシフト処理、図２０の右側参照）を施したＸ線画像Ｐ７４ｓ，Ｐ７３ｓ，Ｐ７２ｓ，…を個別に重ね合わせて２枚の断層画像を生成することで、矩形の位置を比較する構成となっている。図２２は、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を撮影した後、最初に撮影されたＸ線画像Ｐ１を含んで継時的に連続した３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に既存のシフト処理を施したＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓを重ね合わせて先断層画像Ｄ２ａを生成している様子を示している。こうして先断層画像Ｄ２ａは、３枚の画像しか重ね合わせていないので、基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面の矩形はさほどはっきりとは写り込んではいないものの、矩形の位置を知る目的を達成するには十分の画質を有しているものとする。
【００９７】
とはいえ、実際上は、継時的に連続した３枚のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓを重ね合わせただけでは、矩形の抽出には不足である。したがって、先断層画像Ｄ２ａの取得に係る実際の操作としては、３０枚のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ３０ｓを重ね合わせて断層画像Ｄを生成したほうがよい。この様な事情は、後述の後断層画像Ｄ７３ａも同様である。重ね合わせる画像の枚数を３枚としたのは、簡潔な説明のためである。
【００９８】
同様に、図２３は、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を撮影した後、最後に撮影されたＸ線画像Ｐ７４を含んで継時的に連続した３枚のＸ線画像Ｐ７２，Ｐ７３，Ｐ７４に既存のシフト処理を施したＸ線画像Ｐ７２ｓ，Ｐ７３ｓ，Ｐ７４ｓを、重ね合わせて後断層画像Ｄ７３ａを生成している様子を示している。こうして後断層画像Ｄ７３ａは、３枚の画像しか重ね合わせていないので、基準裁断面上の矩形はさほどはっきりとは写り込んではいないものの、矩形の位置を知る目的を達成するには十分の画質を有しているものとする。
【００９９】
図１９における断層画像Ｄは、７４枚のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ７４ｓのすべてを重ね合わせて断層画像Ｄを生成したので、断層画像Ｄ上の矩形は大きくブレる。これに比べて、矩形の写り込む位置が互いによく似たシフト処理後のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓを重ね合わせて生成した先断層画像Ｄ２ａは、比較的ブレずに矩形が写り込んでいる。このような事情は、後断層画像Ｄ７３ａについても同じである。このような断層画像Ｄ２，Ｄ７３は、断層画像生成部１２が生成する。
【０１００】
ＦＰＤ４の移動方向に対してＦＰＤ４が傾斜していることによって生じる被検体像のブレを抑制するには、３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に図２０の右側に示す既存のシフト処理を施すことが重要である。既存のシフト処理を施さずに断層画像を生成してしまうと、この断層画像は基準裁断面ＭＡにおける画像となってしまう。基準裁断面ＭＡにおける断層画像はＦＰＤ４の移動方向に対してＦＰＤ４が傾斜していることによってはブレないのは上述の通りである（図１３，図１４，図１５参照）。したがって、３枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３同士、３枚のＸ線画像Ｐ７２，Ｐ７３，Ｐ７４同士を単に重ね合わせて比較しても、像のズレは、ＦＰＤ４の移動方向がＸ線管３の移動方向に対してずれていることに起因したものであり、ＦＰＤ４の移動方向に対してＦＰＤ４が傾斜していることによって生じる像のズレは算出できない。
【０１０１】
ところで、先断層画像Ｄ２ａに写り込む矩形は、３枚のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓのうちのどの画像についての矩形の位置を表しているのであろうか。Ｘ線画像Ｐ２ｓの撮影時よりも前に撮影されたＸ線画像の枚数と、後に撮影されたＸ線画像の枚数とが同じとなっていることからすると、先断層画像Ｄ２ａは、シフト処理後のＸ線画像Ｐ２ｓに写り込む矩形の位置を表していると見たほうがよい。シフト処理後のＸ線画像Ｐ２ｓに写り込む矩形の位置は、シフト処理後の３枚のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓに写り込む矩形の位置の平均を示しており、先断層画像Ｄ２ａに写り込む矩形の位置に相当すると考えられるからである。このような事情は、後断層画像Ｄ７３ａについても同じである。後断層画像Ｄ７３ａは、シフト処理後のＸ線画像Ｐ７３ｓに写り込む矩形の位置を表していると見たほうがよい。
【０１０２】
先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａさえ取得できれば、シフト処理後の一連のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ７４ｓに亘って被検体像がどのようにズレながら写り込んでいるかを知ることができる。すなわち、先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとの間で矩形の写り込む位置を比較すれば、Ｘ線画像Ｐ２ｓからＸ線画像Ｐ７３ｓまでに矩形がどのぐらいどの方向に移動したかを知ることができる。
【０１０３】
このような動作を実際に行うのは補正値算出部１３である。補正値算出部１３は、先断層画像Ｄ２ａに写り込む被検体像をパターンマッチング処理により後断層画像Ｄ７３ａの中から探し出し、被検体像が、先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとの間でどのくらいどの方向に移動したかを求める。すなわち、補正値算出部１３は、一連のＸ線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより生成された先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとに基づいて、ＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像のブレを算出する。
【０１０４】
また、この移動方向と移動量さえわかれば、他のシフト処理後のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ３ｓ，Ｐ４ｓ，…Ｐ７２ｓ，Ｐ７４ｓに写り込む矩形についてもＸ線画像Ｐ３７ｓに写り込んでいる位置からどのぐらいどの方向に移動したかを知ることができる。例えば、Ｘ線画像Ｐ３ｓに写り込む矩形は、Ｘ線画像Ｐ２ｓ上の位置を起点としてシフト処理後のＸ線画像Ｐ７３ｓ上の位置に向かう方向に移動する。そして、その移動距離は、Ｘ線画像Ｐ２ｓ上の位置とＸ線画像Ｐ７３ｓ上の位置との間の距離の３４／７２となる。矩形の移動距離が３４／７２となるのは、Ｘ線画像Ｐ２とＸ線画像Ｐ７３との間においてＸ線画像の撮影が７２回行われたからである。
【０１０５】
Ｘ線画像Ｐ２ｓ上の位置とＸ線画像Ｐ７３ｓ上の位置との間の距離の１／７２を一単位の移動と呼ぶことにする。例えば、シフト処理後のＸ線画像Ｐ２ｓに写り込む被検体像の位置を基準にすると、シフト処理後のＸ線画像Ｐ１ｓに写り込む被検体像は、Ｘ線画像Ｐ２ｓ上の位置から一単位だけ左斜め下側に現れる。
【０１０６】
このような原理を利用して、シフト処理後のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ３ｓ，Ｐ４ｓ，…Ｐ７４ｓについて、写り込む基準裁断面上の被検体像をどの方向にどの位置だけ移動させれば、Ｘ線画像Ｐ３７ｓ上の被検体像に重なるのかを算出することができる。例えば、シフト処理がなされたＸ線画像Ｐ１ｓに写り込む被検体像を３６単位だけ右斜め上側に移動させれば、シフト処理がなされたＸ線画像Ｐ３７ｓ上の被検体像と重なることになる。こうして、シフト処理がなされたＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ７４ｓについて写り込む被検体像を基準のＸ線画像Ｐ３７上の位置まで移動させる補正値を算出することができる。したがって、補正値は、Ｘ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ７４ｓごとに算出されることになる。このような動作を実際に行うのは補正値算出部１３である。図２４は、ここまでの動作を示している。
【０１０７】
上述の説明では、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐ７４に写り込む被検体像をＸ線画像Ｐ３７を基準に移動させるような補正値の求め方となっていたが、本発明は項の構成に限られない。断層画像Ｄ上でＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に写り込む被検体像を集合させる位置は任意に変更できる。従って、一般的には、Ｘ線画像Ｐ３７も補正の対象となり、補正値算出部１３により、Ｘ線画像Ｐ７３に対応する補正値が用意されることになる。
【０１０８】
以上の説明からわかるように、ＦＰＤ４の傾斜に起因する断層画像のブレを算出するには、先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａを生成するときの裁断面をできるだけＦＰＤ４に近づけて設定したほうがよい。断層画像上の像のブレが大きくなりブレの測定が容易になるからである。
【０１０９】
図２５は、シフト処理後のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ７４ｓに上述の補正値を適用した結果である。シフト処理後のＸ線画像Ｐ１ｓ，Ｐ２ｓ，Ｐ３ｓ，…Ｐ７４ｓに写り込む被検体像は、補正により、ｘ方向、ｙ方向に移動される。補正後のＸ線画像Ｐに写り込む被検体像のうち基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面にあるものは、図２５に示すように、すべてシフト処理後のＸ線画像Ｐ３７ｓ上における位置まで移動されている。したがって、補正処理後のＸ線画像Ｐに基づいて生成された基準裁断面上の断層画像Ｄには、図１９で説明したような像のブレが発生しない。このような動作を実際に行うのは補正部１４である。
【０１１０】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
続いて、図２６を参照しながらＸ線撮影装置の動作について説明する。本発明に係るＸ線撮影装置で被検体Ｍの断層画像を生成するには、まず、被検体Ｍが天板２に載置される（被検体載置ステップＳ１）。術者が操作卓２６を通じ、Ｘ線画像Ｐの連写の指示を行うと、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が互いに反対方向に移動されながら、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４が撮影される（Ｘ線画像連写ステップＳ２）。
【０１１１】
以降の動作は、画像処理の連続となる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、断層画像生成部１２に送出される。断層画像生成部１２は、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をずらさずに重ね合わせて基準裁断面ＭＡにおける先断層画像Ｄ２を生成するとともに、Ｘ線画像Ｐ７２，Ｐ７３，Ｐ７４をずらさずに重ね合わせて基準裁断面ＭＡにおける後断層画像Ｄ７３を生成して、これらを補正値算出部１３に送出する。補正値算出部１３は、これら先断層画像Ｄ２，後断層画像Ｄ７３から、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４のそれぞれについてＸ線管３とＦＰＤ４の移動方向のズレに起因する被検体像の変位を補正する補正値を算出して、補正部１４に送出する。補正部１４は、補正値に基づいてＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の各々に像を変位させる補正を施す（移動方向ズレ補正ステップＳ３）。
【０１１２】
移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、断層画像生成部１２に送出される。断層画像生成部１２は、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に既存のシフト処理を施して基準裁断面ＭＡよりも下の裁断面における先断層画像Ｄ２ａを生成するとともに、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ７２，Ｐ７３，Ｐ７４に基づいて同じ裁断面における後断層画像Ｄ７３ａを生成して、これらを補正値算出部１３に送出する。
【０１１３】
補正値算出部１３は、これら先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａから、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４のそれぞれについてＦＰＤ４の移動方向に対するＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像の変位を補正する補正値を算出して、補正部１４に送出する（ＦＰＤ傾斜補正値算出ステップＳ４）。このとき、補正値算出部１３は、図６に示すＦＰＤ４の移動方向に起因する被検体像のブレを打ち消す補正がされた一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４を基にした先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａに基づいてＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像のブレを算出する。
【０１１４】
このようにして、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４には、２種類の補正値が算出される。具体的には、Ｘ線管３とＦＰＤ４の移動方向のズレに起因する被検体像の変位を補正する補正値と、ＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像の変位を補正する補正値とである。前者の補正値は、画像中の被検体像をｙ方向に移動させるものであり、後者の補正値は、画像中の被検体像を斜め方向（ｘ方向およびｙ方向）に移動させるものである。なお、後者の補正値を算出する際には、前者の補正値に基づいて補正がなされたＸ線画像が用いられる。
【０１１５】
＜診断用断層画像生成ステップＳ５＞
術者が、操作卓２６を通じ、任意の裁断面における断層画像の生成の指示を行うと、断層画像生成部１２は、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に既存のシフト処理を施す。このシフト処理は、ＦＰＤ４の移動方向に対してＦＰＤ４が傾斜していないことを前提としたものである。従って、このままの状態でＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４の重ね合わせて断層画像Ｄを生成すると、断層画像Ｄの像がブレてしまう。そこで、本発明のＸ線撮影装置は、シフト処理の後、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に対し裁断面の位置に応じた補正を行うようにしている。
【０１１６】
仮に、術者が基準裁断面ＭＡにおける断層画像の生成の指示を行ったとすると、補正部１４は、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４をそのまま断層画像生成部１２に送出する。なお、この場合、断層画像生成部１２はシフト処理も行わないので、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、そのまま重ねられて断層画像Ｄになる。
【０１１７】
また、仮に術者が先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａに係る裁断面における断層画像の生成の指示を行ったとすると、補正部１４は、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に断層画像生成部１２が既存のシフト処理を施したものにＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像の変位を補正する補正値を用いて補正を実行する。つまり、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、断層画像生成部１２によるシフト処理がされ、さらに補正部１４によるＦＰＤ４の傾斜に関する補正がなされる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、このような３重の位置調整がなされた後、重ねられて断層画像Ｄになる。
【０１１８】
そして、仮に術者が基準裁断面ＭＡでも先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａに係る裁断面でもない裁断面の生成の指示を行ったとする。この場合でも補正部１４は、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４に断層画像生成部１２が既存のシフト処理を施したものにＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像の変位を補正する補正値を作用させる。しかし、このとき補正部１４は、裁断面の位置に応じて補正値の作用を変化させる。
【０１１９】
例えば、術者が指定した裁断面が基準裁断面ＭＡと先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａに係る裁断面との中間にある裁断面であれば、補正部１４は、補正値に０．５の係数を乗じて、画像の補正を実行する。このように、補正部１４は、術者が指定した裁断面が基準裁断面ＭＡに近いほど小さな係数を補正値に乗じて、得られた値を基に画像の補正を実行し、術者が指定した裁断面が基準裁断面ＭＡから離れるほど大きな係数を補正値に乗じて、得られた値を基に画像の補正を実行する。つまり、移動方向ズレに関する補正がなされたＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、断層画像生成部１２によるシフト処理がされ、さらに補正部１４によるＦＰＤ４の傾斜に関する補正がなされる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐ７４は、このような３重の位置調整がなされた後、重ねられて断層画像Ｄになる。
【０１２０】
生成された断層画像Ｄは、写り込む像にブレが生じておらず、診断に好適な画像となっている。断層画像Ｄが表示部２７に表示されて本発明に係るＸ線撮影装置の動作は終了となる。
【０１２１】
以上のように、本発明のＸ線撮影装置によれば、マーカを撮影しなくてもブレのない鮮明な断層画像を生成することができる。従来構成では、Ｘ線画像Ｐに写り込むマーカを把握することで、一連のＸ線画像Ｐにおける被検体像の写り込みがどの程度理想からズレているかを知り、このズレの補正を実行することで断層画像のブレを防いでいる。これに対し、本発明の構成によれば、被検体像のブレの方向と強度を実際の被検体像に基づいて把握する構成となっている。すなわち、本発明の構成では、被検体像のブレを打ち消す補正値の算出に被検体像そのものを使うというわけである。
【０１２２】
被検体像は、マーカとは異なり、Ｘ線画像上にはっきりとは写り込まない。被検体Ｍには厚みがあり、Ｘ線画像には、被検体Ｍの内部構造が折り重なって写り込んでいるからである。そこで、本発明の構成では、被検体像のブレの様式を知る目的で暫定的に断層画像Ｄ２，Ｄ２ａ，Ｄ７３，Ｄ７３ａを生成し、補正値算出部１３は、この断層画像Ｄ２，Ｄ２ａ，Ｄ７３，Ｄ７３ａに基づいて被検体像のブレの方向と強度を算出する。断層画像Ｄ２，Ｄ２ａ，Ｄ７３，Ｄ７３ａには、被検体像のブレに関する情報が含まれている。
【０１２３】
したがって、本発明によれば、マーカを設けることなくブレのない断層画像Ｄを生成できるＸ線撮影装置を提供することができる。被検体像のブレの要因としては、実際のＦＰＤ４の移動方向が断層画像生成部１２の想定と異なること、およびＦＰＤ４の移動方向に対する実際のＦＰＤ４の傾斜が断層画像生成部１２の想定と異なることがある。
【０１２４】
一連のＸ線画像のうち先に撮影されたグループに属するＸ線画像を再構成して得られた先断層画像Ｄ２，Ｄ２ａは、被検体像が断層画像上でブレていく過程のうち、最初の方の途中経過を表している。一方、一連のＸ線画像のうち後に撮影されたグループに属するＸ線画像を再構成して得られた後断層画像Ｄ７３，Ｄ７３ａは、被検体像が断層画像上でブレていく過程のうち、最後の方の途中経過を表している。したがって、先断層画像Ｄ２，Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３，Ｄ７３ａとのそれぞれに写り込む被検体像の位置の変位を調べれば、被検体像のブレが算出できる。
【０１２５】
また、上述のように補正値算出部１３が一連のＸ線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３を生成すると、両画像Ｄ２，Ｄ７３上の被検体像は、ＦＰＤ４の傾斜によって変位することがない。したがって、補正値算出部１３が一連のＸ線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより生成した先断層画像Ｄ２と後断層画像Ｄ７３とに基づいてＦＰＤ４の移動方向のズレに起因する被検体像のブレを正確に算出することができる。
【０１２６】
そして、上述のように補正値算出部１３が一連のＸ線画像を互いにシフトさせずにそのまま重ね合わせることにより先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａを生成すると、両画像上の被検体像は、ＦＰＤ４の傾斜によって変位することがない。したがって、ＦＰＤ４の傾斜に起因する被検体像のブレを算出するには、一連のＸ線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとを生成する必要がある。
【０１２７】
一連のＸ線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとを生成し、これらを基に補正値を算出すると、この補正値には、移動方向のズレに係る補正とＦＰＤ４の傾斜に係る補正とが重なり合ったものとなってしまい、互いを分離することができない。すると、補正値を求めた裁断面にしか動作できなくなってしまう。そこで、本発明においては、一連のＸ線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとを生成する前に一連のＸ線画像から移動方向のズレの影響を取り除いておく。このように構成することで、確実にＦＰＤ４に係る補正のみを示した補正値を取得することができる。
【０１２８】
Ｘ線管３が検査室に懸垂して支持されているような汎用のＸ線撮影装置は、ＦＰＤ４の移動方向のズレおよびＦＰＤ４の移動方向に対するＦＰＤ４の傾斜が起こりやすい。したがって、本発明は特にこのような装置に適用すれば効果的である。
【０１２９】
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ができる。
【０１３０】
（１）上述の実施例では、移動方向ズレの補正値の算出とＦＰＤ傾斜の補正値の算出とを１回ずつ行うことで動作していたが、本発明はこの構成に限られない。移動方向ズレの補正値の算出とＦＰＤ傾斜の補正値の算出と何度も繰り返す構成としてもよい。移動方向ズレの算出における先断層画像Ｄ２，後断層画像Ｄ７３に係る裁断面が基準裁断面ＭＡに対してわずかにずれてしまう場合がある。このような場合、断層画像Ｄで発生する像のブレを移動方向のズレの要因とＦＰＤ傾斜の要因とに正確に分離できない。移動方向ズレの補正値の算出とＦＰＤ傾斜の補正値の算出と繰り返すことにより、そのたびに各補正値が更新され、ある一定の値に落ち着かせることができる。このように構成することでより正確な補正値を算出することができるようになる。
【０１３１】
（２）上述の構成では、図２４で説明したように、元となるＸ線画像の取り合わせが異なる二枚の先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａを生成することで、像のブレの方向を取得していたが本発明はこの構成に限られない。図１９で説明した７４枚のＸ線画像Ｐが重ねられて像がブレた断層画像Ｄに画像解析を施すことでブレの方向を取得するように構成することもできる。ブレの方向を知ることができる画像処理としては、例えば２次元フーリエ変換がある。像がブレた断層画像Ｄに２次元フーリエ変換を施すと、像のブレ方向と直交する方向に伸びた筋が現れる。この筋の伸びる方向を把握すれば、像のブレの方向を知ることができる。このような画像解析は補正値算出部１３が実行する。
【０１３２】
（３）上述の構成では、一連のＸ線画像を互いにシフトさせながら重ね合わせることにより先断層画像Ｄ２ａと後断層画像Ｄ７３ａとを生成する場合の裁断面については被写体が存在する面を想定していたが、図２４で説明したように、元となるＸ線画像の取り合わせが異なる二枚の先断層画像Ｄ２ａ，後断層画像Ｄ７３ａを生成することで、像のブレの方向を取得していたが本発明はこの構成に限られない。何通りかのブレの方向を予想して、この予想のもとＸ線画像に補正を加えてみて、得られた断層画像Ｄを比較して最もブレの少ないものを選ぶことで、像のブレの方向を知るようにしてもよい。この場合、断層画像を生成する裁断面は、ＦＰＤ４のカバー立位撮影台でのＦＰＤ４の移動から患者を保護するために利用する衝立や天板２が写り込む位置であることが望ましい。このようなカバー衝立や天板２は、ち密であり、断面は粒状の構造物が密集している。断層画像にはこのような構造物が写り込むはずである。したがって、断層画像のブレを高い感度で判断することができる。実際に比較は、各断層画像Ｄに周波数解析を行って、最も高周波成分を有しているものをブレが少ない断層画像Ｄであると断定することで実行される。断層画像がブレるとそれだけ、画像上の粒状の構造物がある方向に引き延ばされることで潰れていく。したがって、断層画像のブレが大きくなるほど画像に含まれる高周波成分が少なくなっていくのである。このような画像解析は補正値算出部１３が実行する。
【０１３３】
（４）上述の構成では、実際の被検体Ｍを用いて補正値を算出するようにしていたが、これに代えてファントムを撮影してあらかじめ補正値を求めるようにしてもよい。
【０１３４】
（５）上述の構成では、断層像の再構成法として一連のＸ線画像を重ね合わせるフィルタードバックプロジェクション法であるとしたが、よく知られるシフト加算法、逐次近似法を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
３     Ｘ線管（放射線源）
４     ＦＰＤ（検出手段）
７ａ   Ｘ線管移動機構（放射線源移動手段）
７ｂ   ＦＰＤ移動機構（検出器移動手段）
１１   画像生成部（画像生成手段）
１２   断層画像生成部（断層画像生成手段）
１３   補正値算出部（算出手段）
１４   補正部（位置補正手段）
【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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【図２７】
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