(57)【要約】【課題】撮影倍率を保ったまま、回転半径方向にスキャン領域を広げることにある。【解決手段】被検体２に向けて放射線を照射する放射線源１と、この被検体を透過してくる放射線ビームを検出する放射線検出器４と、放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差し、かつ、放射線ビームの端部付近に交差する回転軸に対し、被検体と放射線ビームとを相対回転させるオフセット円錐スキャンを実施する手段５，６，１２と、このオフセット円錐スキャンの間に放射線検出器で検出された透過画像から、回転軸を中心として片側が放射線ビームに包含される半径の円柱領域をスキャン領域１４とし、当該スキャン領域内の前記被検体の３次元画像を再構成する再構成手段１３とを備えた断層撮影装置である。【選択図】      図１
2009058385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に載置される被検体に向けて放射線を放射する放射線源と、
前記被検体を透過してくる放射線ビームを透過画像として検出する２次元の放射線検出器と、
この放射線検出器で検出される放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差し、かつ、前記放射線検出器で検出される前記放射線ビームの端部付近に交差する回転軸に対し、前記被検体と前記放射線ビームとを相対回転させるオフセット円錐スキャンを実施する円錐スキャン手段と、
このオフセット円錐スキャンの間に前記放射線検出器で検出された透過画像から、前記回転軸を中心として片側が前記放射線ビームに包含される半径の円柱領域をスキャン領域とし、当該スキャン領域内の前記被検体の３次元画像を再構成する再構成手段とを備えた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、
前記再構成手段は、
前記オフセット円錐スキャンの実施によって得られた透過画像に対して、前記放射線検出器の検出面に沿った、かつ、前記回転軸の方向と直交する方向ｎに依存する重み係数であって、前記透過画像の検出範囲内で、前記検出面における回転軸投影位置ｎｃを境とし、その片側の重み係数「０」、他の側の重み係数「１」との間で傾きが前記回転軸投影位置ｎｃに対して対称、かつ、重み係数が「０」から「１」に滑らかに変化する傾斜部を成すようなオフセット重み係数を用いて乗算するオフセット重み係数乗算手段と、
前記透過画像に対して前記オフセット重み係数を乗算して得られる透過画像を、前記被検体に固定して設定した仮想マトリックスに逆投影して当該被検体の３次元画像を再構成する逆投影手段とを備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の断層撮影装置において、
前記再構成手段は、
前記オフセット円錐スキャンの実施によって得られた透過画像に対して、前記オフセット円錐スキャンの回転角度に依存する重み係数であって、平坦部の重み係数を「１」、当該平坦部両端から滑らかに落ちて重み係数「０」となるような傾斜部を成し、当該各傾斜部における前記回転角度の幅がそれぞれ２α（αは任意の角度）とし、前記平坦部の前記回転角度の幅が２π−２αとなる回転重み係数を用いて乗算する回転重み係数乗算手段を有し、
前記オフセット重み係数と前記回転重み係数とを乗算して得られる透過画像を、前記逆投影手段により逆投影することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の断層撮影装置おいて、
前記放射線検出器を、当該放射線検出器の検出面に沿う方向または当該検出面の中央の法線が前記放射線源の放射線焦点に正対するように円弧状に移動させて複数の検出器位置に位置決め設定する検出器移動手段を設け、
前記被検体を透過してくる連続した放射線ビームを、各検出器位置に位置決め設定された前記放射線検出器で分割して検出することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の断層撮影装置において、
前記放射線検出器の移動は、前記回転軸と直交する面に沿った移動であることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の断層撮影装置において、
前記回転軸を前記被検体とともに、前記回転軸に直交する面に沿って前記放射線源の放射線焦点の周りを回転移動させ、または前記回転軸に直交する面に沿って直線的に移動させて、複数の回転軸位置に位置決め設定する回転軸移動手段を設け、
各回転軸位置にて前記被検体を透過してくる連続した放射線ビームを前記放射線検出器で分割して検出することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対する放射線照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道の断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐軌道の断層撮影装置は、円形トモシンセシス（Tomosynthesis）装置、あるいは円形ラミノグラフ（Laminograph）、あるいは傾斜型ＣＴ（Computer  Tomograpy）装置とも呼ばれている。
【０００３】
円錐軌道の断層撮影装置は、放射線源から発生する放射線を被検体に照射し、当該被検体から透過してくる放射線を２次元分解能の放射線検出器で検出し、相対的に、被検体に対する放射線照射方向を円錐に沿って変化させ、この変化の各位置で得られた放射線検出器の出力から被検体の３次元画像を得る構成である（特許文献１）。
【０００４】
図１７は上記特許文献に記載される円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式図（正面図）である。
【０００５】
この断層撮影装置は、Ｘ線管１０１のＸ線焦点Ｆから放射され、被検体１０２を透過したＸ線ビーム１０３を２次元のＸ線検出器１０４で検出し、透過画像（透過データ）として取得する。
【０００６】
被検体１０２は、テーブル１０５に載置され、回転機構１０６により、Ｘ線軸Ｌ（Ｘ線ビーム１０３の中央線）に対して９０度よりも小さくなるラミノ角αLを成す回転軸ＲＡをもって前記Ｘ線ビーム１０３内で回転される。
【０００７】
この断層撮影装置は、被検体１０２を１回転させながら、所定の回転位置ごとにＸ線検出器１０４で順次透過画像を取得していく、いわゆるスキャンを実施することにより、多数の透過画像を取得する。そして、取得された多数の透過画像を用いて再構成処理により、被検体１０２の３次元画像（多数の断面像）を再構成する。再構成方法はフェルドカンプ等（非特許文献１）による方法などが用いられる。
【０００８】
この円錐軌道の断層撮影装置は、板状の被検体を撮影する場合に効果を上げることができる。その理由は、ラミノ角αL＝９０度とした通常のＣＴ装置では、Ｘ線軸Ｌが被検体の長手方向となって被検体によるＸ線吸収が大きくなりすぎ、断面像が劣化してしまうのに対し、ラミノ角αLを９０度よりも小さくなる角度に傾けることにより、回転中に常にＸ線軸Ｌが被検体の長手方向にならないように保つことから、良好な断面像が得られる為である。このため、円錐軌道断層撮影装置は、電子回路基板などの板状の被検体の内部検査、例えばＢＧＡ（Ball  Grid  Array）接合の検査などに好適である。
【０００９】
また、従来の円錐軌道断層撮影装置は、Ｘ線管１０１（Ｘ線焦点）に対する幾何的配置が自由に設定でき、様々な対象物に対応できる特徴を持っている。すなわち、Ｘ線管１０１に対し、テーブル１０５（回転軸ＲＡ）あるいはＸ線検出器１０４をＸ線軸方向に近づけたり、遠ざけたりすることにより、撮影距離ＦＣＤ（Ｆｏｃｕｓ  ｔｏ  ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）及び検出距離ＦＤＤ（Ｆｏｃｕｓ  ｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）等の幾何的な配置を連続的に変更できる。これにより、被検体の大きさに応じて、撮影倍率（拡大率）（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更でき、またラミノ角αLも可変できる。
【００１０】
図１８は従来の円錐軌道断層撮影装置のスキャン領域を示す２面図である。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である  
この撮影装置におけるスキャン領域（斜線部）Ａｎは回転軸ＲＡを中心として、１回転中に測定されるＸ線ビーム１０３に包含される円柱領域である。このスキャン領域Ａｎは無理なく再構成ができる十分なデータが収集される領域である。
【特許文献１】特開２００３−３２９６１６号公報
【非特許文献１】L．A．Feldkamp，L．C．Davis  and  J．W．Kress，Practical  cone-beam  algorithm，        J．Opt．Soc．Am．A/Vol．１，No．６/June  １９８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、近年、実装電子回路基板は、一層細密化する傾向にあり、これに伴って分解能を上げるために拡大率を上げて、狭いスキャン領域を選択するために、被検体の検査に時間がかかる問題がある。
【００１２】
円錐軌道断層撮影装置では、高品位の断面像を得るために極力高拡大率で撮影したいが、拡大率を大きくすればするほど、スキャン領域が小さくなっていく。そこで、拡大率を保った状態でなるべくスキャン領域を広げ、一度に広い範囲の３次元画像を得ることが望ましい。
【００１３】
また、円錐軌道断層撮影装置としては、板状のものが主要な被検体であるので、スキャン領域Ａｎは高さよりも図１８（ａ）の（イ）に示すように直径方向を大きくすることが重要である。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、撮影倍率を保ったまま、回転半径方向にスキャン領域を広げることが可能な円錐軌道の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】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明は、テーブル上に載置される被検体に向けて放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過してくる放射線ビームを透過画像として検出する２次元の放射線検出器と、この放射線検出器で検出される放射線ビームの中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差し、かつ、前記放射線検出器で検出される前記放射線ビームの端部付近に交差する回転軸に対し、前記被検体と前記放射線ビームとを相対回転させるオフセット円錐スキャンを実施する円錐スキャン手段と、このオフセット円錐スキャンの間に前記放射線検出器で検出された透過画像から、前記回転軸を中心として片側が前記放射線ビームに包含される半径の円柱領域をスキャン領域とし、当該スキャン領域内の前記被検体の３次元画像を再構成する再構成手段とを備えた断層撮影装置である。
【００１６】
前記再構成手段としては、具体的には、前記オフセット円錐スキャンの実施によって得られた透過画像に対して、前記放射線検出器の検出面に沿った、かつ、前記回転軸の方向と直交する方向ｎに依存する重み係数であって、前記透過画像の検出範囲内で、前記検出面における回転軸投影位置ｎｃを境とし、その片側の重み係数「０」、他の側の重み係数「１」との間で傾きが前記回転軸投影位置ｎｃに対して対称、かつ、重み係数が「０」から「１」に滑らかに変化する傾斜部を成すようなオフセット重み係数を用いて乗算するオフセット重み係数乗算手段と、前記透過画像に対して前記オフセット重み係数を乗算して得られる透過画像を、前記被検体に固定して設定した仮想マトリックスに逆投影して当該被検体の３次元画像を再構成する逆投影手段とで構成される。
【００１７】
さらに、再構成手段としては、前記オフセット円錐スキャンの実施によって得られた透過画像に対して、前記オフセット円錐スキャンの回転角度に依存する重み係数であって、平坦部の重み係数を「１」、当該平坦部両端から滑らかに落ちて重み係数「０」となるような傾斜部を成し、当該各傾斜部における前記回転角度の幅がそれぞれ２α（αは任意の角度）とし、前記平坦部の前記回転角度の幅が２π−２αとなる回転重み係数を用いて乗算する回転重み係数乗算手段と、前記オフセット重み係数と前記回転重み係数とを乗算して得られる透過画像を逆投影する前記逆投影手段とで構成される。
【００１８】
なお、本発明は、前記放射線検出器を、当該放射線検出器の検出面に沿う方向または当該検出面の中央の法線が前記放射線源の放射線焦点に正対するように円弧状に移動させて複数の検出器位置に位置決め設定する検出器移動手段を設け、前記被検体を透過してくる連続した放射線ビームを、各検出器位置に位置決め設定された前記放射線検出器で分割して検出する構成である。
【００１９】
また、本発明は、前記回転軸を前記被検体とともに、前記回転軸に直交する面に沿って前記放射線源の放射線焦点の周りを回転移動させ、または前記回転軸に直交する面に沿って直線的に移動させて、複数の回転軸位置に位置決め設定する回転軸移動手段を設け、各回転軸位置にて前記被検体を透過してくる連続した放射線ビームを前記放射線検出器で分割して検出する構成である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撮影倍率を保ったまま、回転半径方向にスキャン領域を広げることができ、一度に広い範囲の３次元画像を再構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
（実施の形態１）  
図１は本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の実施の形態１を示す構成図である。なお、同図（ａ）は装置の平面図、同図（ｂ）は装置の正面図である。
【００２２】
この円錐軌道断層撮影装置は、Ｘ線源１と、このＸ線源１から被検体２を透過してくるＸ線ビーム３を透過画像（透過データ）として検出する２次元のＸ線検出器４と、被検体２を載置して回転軸ＲＡ（ｚ方向）に対して回転・昇降させる回転手段としてのテーブル５及び回転・昇降機構６と、装置基台となるベース７と前記回転手段との間に介在されて回転手段をｘ軸方向またはｘ−ｙ軸方向に移動する機能を備えた回転軸移動機構８と、ベース７上に立設され、Ｘ線検出器４を支持する検出器移動機構９と、制御処理部１０とからなり、所定の回転位置毎にＸ線検出器４で検出される透過画像を制御処理部１０で収集し、被検体２の３次元画像を再構成する構成である。
【００２３】
回転軸ＲＡは、Ｘ線ビーム３の中心線Ｌ（Ｘ線焦点Ｆと検出面４ａの中心Ｄを結ぶ線であって、以下、Ｘ線軸Ｌと称する）の方向に対し、９０度より小さなラミノ角αLで交差し（同図（ｂ）参照）、かつ、Ｘ線ビーム３の端部付近に交差するようにオフセット配置される（同図（ａ）参照）。なお、ラミノ角αLは、概略，４０度ないし８０度に設定される。
【００２４】
なお、図１に示す断層撮影装置においては、回転軸ＲＡの方向をｚ軸、Ｘ線焦点Ｆから回転軸ＲＡに下ろした垂線の方向をｘ軸、これらｚ軸及びｘ軸と直交する軸をｙ軸とする。検出面４ａは、ｘｚ面に直交すると共に、ｘｚ面内でＸ線焦点Ｆの方向を向いて位置設定される。また、回転軸ＲＡ上でＸ線軸Ｌに最も近い点を回転中心Ｃと定義する。
【００２５】
Ｘ線源１は、Ｘ線ビーム３を発生する焦点Ｆが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管と、制御処理部１０からの設定制御指令に基づいて管電圧、管電流等を制御する制御回路と、この制御回路の出力制御に基づいて所望の管電圧、管電流をＸ線管に印加する電気回路とで構成され、Ｘ線放射がＸ線軸Ｌの方向に向くようにベース７に支持される。ここで、Ｘ線ビーム３とは、実際に測定されるＸ線であり、Ｘ線ビーム３の外側の領域に放射される測定されないＸ線を含まない。
【００２６】
被検体２は、テーブル５上に載置され、回転・昇降機構６によりテーブル５と共に回転軸ＲＡの方向（ｚ方向）に昇降し位置決めされると共に、Ｘ線ビーム３内で回転軸ＲＡに対して回転される。また、被検体２及び回転軸ＲＡは、制御処理部１０からの移動指令を受けた回転軸移動機構８によって、回転・昇降機構６及びテーブル５と共に一体で、かつ、ｘ軸に沿って移動させられ、適宜な箇所に位置決めされる。従って、回転軸移動機構８は、制御処理部１０からの移動指令のもとに、回転軸ＲＡの位置を変更でき、これに伴って撮影距離ＦＣＤを変更でき、被検体２の大きさに応じて撮影倍率（拡大率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ））を適宜変更できる。
【００２７】
Ｘ線検出器４は、複数のＸ線検出素子を２次元マトリックス的に配列した例えばＸ線フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）が用いられる。Ｘ線検出器４は、ラミノ角αLが変更可能に検出器移動機構９に支持され、また、制御処理部１０からの移動指令を受けた検出器移動機構９によって、ｘｚ面内で移動させられ、所定の検出距離ＦＤＤとなるように位置決めされる。
【００２８】
テーブル５は、Ｘ線吸収を少なくするために、例えばプラスチックやカーボンにより中空に作られている。
【００２９】
前記制御処理部１０は、通常のコンピュータが用いられ、ＣＰＵ、主メモリ、ディスク、入力部（キーボード，マウス等）、表示部、機構制御ボード、データの受け渡しを行うインターフェース等で構成され、主メモリまたはディスクには、機構制御用プログラム、スキャン用プログラム及び３次元画像を再構成する再構成用プログラムが記憶されている。
【００３０】
前記制御処理部１０としては、機能的には、ＣＰＵによる前記各プログラムの実行により実現される機構制御部１１、円錐スキャン制御部１２及び再構成部１３により構成される。
【００３１】
機構制御部１１は、予め回転・昇降機構６、回転軸移動機構８及び検出器移動機構９等に設置されるエンコーダ（図示せず）からＸ線検出器４の位置、テーブル６の高さと回転角度、回転軸ＲＡの位置等を取り込んで表示部に表示し、かつ、所定のＦＣＤ値、ＦＤＤ値、テーブル５の高さ等となるように機構制御ボード及びインターフェースを通して回転・昇降機構６、回転軸移動機構８及び検出器移動機構９に対して移動指令を送出し、必要な構成体が望ましい撮影条件となるように位置決めされる。なお、位置決めに前後して、Ｘ線源１に管電圧・管電流等が設定される。管電圧・管電流は、被検体２に合わせて変えることができる。
【００３２】
円錐スキャン制御部１２は、スキャン用プログラムに従って、本発明によるオフセット円錐スキャンを実施し、多数の透過画像データを取得する。
【００３３】
このオフセット円錐スキャンによるスキャン領域１４は、１回転の間に、回転軸ＲＡを中心とし、片側が放射線ビーム３に包含される半径の円柱領域（正確には円柱の上下に円錐を付けた領域）となる。
【００３４】
再構成部１３は、オフセット円錐スキャンによって取得された多数の透過画像データを用い、再構成用プログラムに従って再構成処理により、被検体２の３次元画像（多数の断面像）を再構成する。
【００３５】
なお、実施の形態１で説明したテーブル５、回転・昇降機構６及び円錐スキャン制御部１２は請求項に記載される円錐スキャン手段に相当する。
【００３６】
次に、以上のように構成された断層撮影装置の動作について図面を参照して説明する。
【００３７】
先ず、操作者は、テーブル５に被検体２を載置した後、入力部から回転軸位置、検出器設定位置その他必要な設定データを入力し、ディスク又は主メモリに格納する。この状態において、機構制御部１１は、設定データに基づき、機構制御ボード及びインターフェースを通して回転軸移動機構８及び検出器移動機構９に移動指令を送出し、この設定データとエンコーダからの検出データとの偏差が零となるように制御し、所定の回転軸ＲＡの位置、ラミノ角αL、検出距離ＦＤＤ、撮影距離ＦＣＤとなるように設定する。また、回転中心Ｃの近傍に被検体２が来るようにテーブル５の高さを合わせる。また、初期設定時、回転軸ＲＡは常にＸ線ビーム３内の端部に近い，いわゆるオフセット位置に位置決めされる。
【００３８】
しかる後、スキャン開始条件が整ったとき、入力部からスキャン開始指示を入力すると、円錐スキャン制御部１２では、スキャン用プログラムに基づき、回転・昇降機構６に回転制御指令を送出し、テーブル５を回転させながら、所定の回転位置ごとに被検体２から透過してくる透過画像（Ｘ線ビーム３）を検出する円錐スキャン制御を実施し、多数の透過画像データを取得する。この取得された多数の透過画像データは順次制御処理部１０に送られ、ディスク（図示せず）に記憶される。
【００３９】
以上にようにして多数の透過画像データを取得した後、再構成部１３は、多数の透過画像データを用い、スキャン領域１４における被検体２の３次元画像（多数の断面像）を再構成するものであり、以下、詳細に説明する。
【００４０】
＜オフセット円錐スキャンデータの再構成について＞
図２は再構成処理における定式化のための幾何学的な配置例図である（３面図）。  
同図において、ｎ，ｍは検出面４ａ（透過画像）上のデータ点となるマトリックス番号であって、ｎは回転軸ＲＡ方向と直交する方向（ｙ方向）のチャンネル番号、ｍはｎと直交する方向（投影した回転軸ＲＡの方向）の列番号である。ｎｃは回転軸ＲＡの投影ＲＡｐ（あるいは回転中心Ｃの投影Ｃｐ）のｎ方向位置であって、以下、回転軸投影位置ｎｃと称する。φはテーブル５の回転角度、Ｄは検出面４ａの中心を表す。
【００４１】
オフセット円錐スキャンは重複角度を２αとすれば、テーブル５の回転角度φは２π＋２αにわたって回転される。この回転の間、Ｘ線検出器４は所定のピッチ（回転角度）Δφごとに被検体２から透過してくる透過画像を撮影する。この透過画像をＰ（ｎ，ｍ，φ）と記載する。
【００４２】
図３は再構成処理時に透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）に乗算するためのオフセット重み係数を説明する図である。
【００４３】
同図において、Ｎｄはチャンネル総数であり、ｎ方向へのデータ検出範囲は０〜Ｎｄ-1である。オフセット重み係数Ｗｏｆ（ｎ）はチャンネル番号に依存する重み係数となっている。すなわち、図示するように、オフセット重み係数Ｗｏｆ（ｎ）は、ｎ方向のデータ検出範囲内において、検出面４ａ上における回転軸投影位置ｎｃ付近の所定の区間（傾斜部）の外では、図示片側（左側）で「０」、反対側（右側）で「１」となる。
【００４４】
そして、回転軸投影位置ｎｃ付近の前記所定区間（Ｘ線ビーム３の端部付近）では、「０」から「１」に滑らかに変化する傾斜部を成し、その傾斜部では回転軸投影位置ｎｃに対し対称な傾きとなっている。ここで、傾斜部のｎ方向幅を２βとすると、βは０＜β≦ｎｃの関係にある。
【００４５】
傾斜部の傾きが回転軸投影位置ｎｃに対して対称となっていることは、すなわち、傾斜部におけるｎｃを境とする両側の等しい任意の位置Δｎに対し、図３に示すＷｏｆ（ｎ）の分布式としては、  
Ｗｏｆ（ｎｃ−Δｎ）＋Ｗｏｆ（ｎｃ＋Δｎ）＝１  ……          （２）  
が成立する。この重み係数分布式は、傾斜部内において、ｎｃを境とし、その両側の等しい変位位置のオフセット重み係数Ｗｏｆどうしを加算すれば、全て「１」となることを意味する。
【００４６】
図４は再構成処理時に透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）に乗算するための回転重み係数を説明する図である。
【００４７】
回転重み係数Ｗｈ（φ）は、回転角度φに依存する重み係数であって、図示するように平坦部の重み係数を「１」とし、その平坦部両側から滑らかに「０」へ落ちて行く重み係数となる傾斜部を有し、両側傾斜部の外側は「０」となる。
【００４８】
平坦部のφ方向幅は２π−２αであり、両側傾斜部のφ方向幅はそれぞれ２αとなる。ここで、αは任意の角度で、１°ないし３０°程度の範囲で定めた値である。
【００４９】
傾斜部の形は直線的な傾きでも曲線的な傾きでもよいが、図示左側の傾斜部の任意のφにおける重み係数と図示右側の傾斜部のφ＋２πにおける重み係数との間には、  
Ｗｈ（φ）＋Ｗｈ（φ＋２π）＝１  ……                      （３）  
が成立するように回転重み係数の分布式を設定する。
【００５０】
ここでは、図４に示すように、Ｗｈ（φ）におけるφ方向範囲の始点は−αとするが、これは任意に設定できる。回転の範囲としてはＷｈ（φ）が０でない範囲を含むようにスキャンする。
【００５１】
引き続き、再構成部１３としては、オフセット円錐スキャンで取得された透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）を用いて、被検体２の３次元画像を再構成するものであり、以下、図５及び図６を参照して説明する。なお、再構成する方法は、FeldkampのコーンビームＣＴ再構成アルゴリズム（非特許文献１）を基本とし、これに前述したオフセット重み係数と回転重み係数とを乗算する方法である。
【００５２】
図５は再構成処理における前半の処理フロー図であり、図６は再構成処理における後半の処理フロー図である。なお、フローは、分かり易くするためにバッチ処理とし、処理の高速化対策その他の詳細な処理は省いている。
【００５３】
再構成処理における前半の処理は、収集されたすべての透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）に対してフィルタ処理を行うまでの処理となる。
【００５４】
先ず、再構成処理の開始に伴い、テーブル５の駆動量を表す１つの要素であるテーブル５の回転角度φのループに入ると（Ｓ１）、前処理を実行する（Ｓ２）。ここで、前処理とは、Ｘ線放射時のＸ線検出器４の検出出力からＸ線源１からのＸ線放射無しのときのＸ線検出器４の出力を引算するオフセット補正、Ｘ線検出器４を構成する各検出素子のゲイン調整するエアー補正、及び対数変換などの処理である。
【００５５】
ある回転角度φの前処理を行った後、透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）に対してオフセット重み係数掛けを実行する（Ｓ３）。ここでは、透過画像の全ての画素ｎ，ｍについて、オフセット重み係数Ｗｏｆ（ｎ）を掛けてＰ１（ｎ，ｍ，φ）を得る。
【００５６】
Ｐ１（ｎ，ｍ，φ）＝Ｐ（ｎ，ｍ，φ）・Ｗｏｆ（ｎ）  ……            （４）
しかる後、ステップＳ４に移行し、透過画像Ｐ１（ｎ，ｍ，φ）に対してフィルタ処理を行う。このフィルタ処理は、ｎ方向に高域強調処理（ＣＴでいうRamachandran   &   Lakshminarayanan   フィルタ処理等）を行う。高域強調処理は、透過画像Ｐ１（ｎ，ｍ，φ）に対してｎ方向にフーリェ変換して周波数空間値を求めた後、周波数が高くなるほど大きな係数を掛けて、逆フーリェ変換により元に戻す処理である。
【００５７】
このフィルタ処理後、次の回転角度φ有りかを判断し(Ｓ５)、有りの場合にはステップＳ１に戻り、同様の処理を繰り返し実行することにより、全ての回転角度φについてフィルタ処理まで行い、透過画像Ｐ２（ｎ，ｍ，φ）を取得する。
【００５８】
次に、図６及び図７を用いて、再構成処理における後半処理を説明する。この後半処理は、フィルタ処理まで行った透過画像Ｐ２（ｎ，ｍ，φ）を用いて、３次元画像を作成する。図７は逆投影の説明図（鳥瞰図）である。図７は被検体２に固定した座標から見た図であって、Ｘ線焦点Ｆと検出面４ａは回転軸ＲＡの周りを回転し、Ｘ線焦点Ｆの軌道２１は円形となる。
【００５９】
後半の処理については、後半処理の開始に伴い、操作者に再構成領域２３の入力設定を促すことにより、表示部に表示される被検体２に対して入力部から再構成領域２３を定めるデータが設定され、再構成部１３はその設定データをディスクまたは主メモリに格納する（Ｓ６）。再構成領域２３とは、被検体２に固定した仮想の３次元マトリックス（格子）２４であって、例えば直方体の３辺の寸法、位置及びマトリックス個数（またはボクセルサイズ）などの設定データが設定される（図７参照）。
【００６０】
再構成領域２３に関する設定データを格納した後、ステップＳ７に移行し、ここでテーブル５の回転角度φを設定する。この回転角度φとしては、−α〜（２π＋α）の範囲を少し越える範囲とし、この回転角度範囲内にてΔφのステップでφを設定し、ステップＳ８に移る。
【００６１】
ステップＳ８においては、回転角度φにおける透過画像Ｐ２（ｎ，ｍ，φ）のすべての画素ｎ，ｍについて回転重み係数Ｗｈ（φ）を掛けることにより、透過画像Ｐ３（ｎ，ｍ，φ）を求める。
【００６２】
Ｐ３（ｎ，ｍ，φ）＝Ｐ２（ｎ，ｍ，φ）・Ｗｈ（φ）……        （５）
さらに、求めた透過画像Ｐ３（ｎ，ｍ，φ）について、被検体２に固定した仮想の３次元マトリックス２４のすべての点に逆投影する（Ｓ９）。
【００６３】
この逆投影は、検出面４ａ上の点Ａ１からＸ線焦点Ｆに向けて３次元的に、３次元マトリックス２４上の点Ａ２に透過画像Ｐ３の値を積算することにより行われる。より詳しくは、３次元マトリックス２４上のすべての点に対し、一点Ａ２ごとに検出面４ａ上の射影点Ａ１を求め、この求めた射影点Ａ１の最近傍の４点のデータ点で補間した透過画像Ｐ３の値を一点Ａ２にて積算する。また、逆投影する際、透過画像Ｐ３（ｎ，ｍ，φ）に対し、逆投影密度の補正が行われる。逆投影密度の補正は、例えばＦ−Ａ２間距離をＲとすると、１／Ｒ2の重み係数が掛けられる。
【００６４】
引き続き、次のφ有りかを判断し（Ｓ１０）、有りと判断されたとき、ステップＳ７に戻り、φをΔφずらして同様の処理を繰り返し実行する（Ｓ７〜Ｓ９）。
【００６５】
すなわち、ステップＳ１０にてφを更新してステップＳ７に戻ることにより、２π＋２αの範囲の透過画像Ｐ３（ｎ，ｍ，φ）を逆投影することにより、再構成領域２３（３次元マトリックス２４）内の３次元画像が再構成される。
【００６６】
なお、再構成領域２３は、スキャン領域１４を超えて設定できるが、スキャン領域１４から離れるほど得られるデータが不完全となるために画像が劣化する。
【００６７】
オフセット円錐スキャンのスキャン領域１４は、１回転の間に、回転軸ＲＡを中心として片側が放射線ビーム３に包含される半径の円柱領域（正確には円柱の上下に円錐を付けた領域）である（図１参照）。
【００６８】
次に、図８ないし図１０を参照して再構成の効果について説明する。  
図８は逆投影範囲（α＝０、β＝０）における回転軸ＲＡ方向からＸ線焦点Ｆの軌道２１を見たときの平面図である。
【００６９】
まず、α＝０、β＝０における点Ａ２への逆投影を考えてみる。ここで、α＝０であるので、図４から明らかなようにφループは０〜２πである。焦点位置Ｆ１はφ＝０、Ｆ４はφ＝２πの点である。また、Ｆ２とＦ３は回転軸ＲＡと逆投影点Ａ２が連なる面と軌道２１との交点である。
【００７０】
焦点位置Ｆ１からＦ２の間は、点Ａ２に逆投影が行われる（図８（ａ）参照）。次に、焦点位置Ｆ２を少し越えたＦ２′からＦ３の少し手前のＦ３′までの間は、点Ａ２が外れているので、逆投影が行われない（図８（ｂ）参照）。さらに、焦点位置Ｆ３からＦ４の間は、逆投影が行われる（図８（ｃ）参照）。
【００７１】
これにより、点Ａ２にはＦ１〜Ｆ２とＦ３〜Ｆ４とを合わせたφ方向１８０度分だけの逆投影は行われていることがわかる。これは、点Ａ２の選び方によらず、スキャン領域１４内の全ての点について成り立つ。このことにより、スキャン領域１４内において、φ方向に対してすべての方向から逆投影が行われるので、正常な再構成処理を行うことができる。
【００７２】
次に、α＝０、β＝０とすることによる難点について、図９を参照して説明する。図９は逆投影範囲（α＝０、β＝０）を示す図である。
【００７３】
図９（ａ）は逆投影範囲（α＝０、β＝０）における回転軸ＲＡ方向から軌道２１をみたときの逆投影の状態を示す平面図である。３次元マトリックス２４上の点Ａ２に対する逆投影は、前述した焦点位置Ｆ１からＦ２への逆投影範囲２５ａと、焦点位置Ｆ３からＦ４への逆投影範囲２５ｂとを合わせた範囲であって、１８０度の範囲となる。２６は逆投影ラインを示す。
【００７４】
ここで、境界面Ｌ１と境界面Ｌ２は逆投影範囲２５ａと逆投影範囲２５ｂの回転軸ＲＡ方向に沿った境界面である。これら境界面Ｌ１、Ｌ２は逆投影のφ方向の継ぎ目である。
【００７５】
図９（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ境界面Ｌ１、Ｌ２に沿った逆投影ライン２６の方向を表す断面図である。この図９（ｂ）から明らかなように、境界面Ｌ１面上における逆投影方向を断面してみると、Ｆ１方向への逆投影ライン２６ａとＦ４方向への逆投影ライン２６ｂは一致している。これに対し、図９（ｃ）にて境界面Ｌ２面上の逆投影を見ると、Ｆ２方向への逆投影ライン２６ｃとＦ３方向への逆投影ライン２６ｄとが大きく食い違っていることがわかる。
【００７６】
すなわち、Ｆ３からＦ４、Ｆ４からＦ１、Ｆ１からＦ２にかけて、逆投影ライン２６はなだらかに変化するが、Ｆ２とＦ３間（Ｌ２面）で逆投影ライン２６に段差が生じ、これが逆投影データＰ３の段差となる。また、逆投影ライン２６の段差以外に異なる時間で検出していることによるデータ自体の食い違いがＦ４とＦ１間（Ｌ１面）及びＦ２とＦ３間（Ｌ２面）に生じ、逆投影データＰ３の小さな段差となる。これは、環境変化やＸ線源１とＸ線検出器４の経時変化などによる。このようにＬ１面で小さな段差、Ｌ２面で大きな段差が生じ、このために断面像に劣化が起こる。
【００７７】
次に、α≠０、β≠０とすることによる難点解消について、図１０を参照して説明する。図１０は逆投影範囲（α≠０、β≠０）における回転軸ＲＡ方向から軌道２１をみたときの逆投影の状態を示す平面図である。同図において、２５ａ′と２５ｂ′は逆投影範囲である。
【００７８】
今、α≠０とすることにより、境界面Ｌ１を境とし、逆投影重複部分α，αができるので、この重複部分を滑らかな傾斜部を有するように回転重み係数を掛けて逆投影することで、データがなだらかにつながり、逆投影データＰ３の段差が解消される。
【００７９】
同様に、β≠０とすることにより、境界面Ｌ２を境とし、同様に逆投影重複部分（β），（β）｛βは角度でないので、（  ）をつけておく｝ができるが、この重複部分にて滑らかな傾斜部を有するようなオフセット重み係数を掛けて逆投影することで、データがなだらかにつながり、逆投影データＰ３の段差が解消される。
【００８０】
従って、以上のような実施の形態によれば、回転軸ＲＡをＸ線ビーム３内の端部付近にずらしたオフセット配置に設定した後、オフセット円錐スキャンを行うことにより、撮影倍率を保ったまま、回転半径方向にスキャン領域を広げて撮影できる。
【００８１】
また、オフセット円錐スキャンによる再構成処理においては、スキャン領域内のすべての点で回転方向に１８０度方向の逆投影を行い、かつ、透過画像に滑らかな傾斜部となるようなオフセット重み係数を掛けて逆投影することで、データがなだらかにつながり、逆投影データの段差が解消され、良好な３次元画像を作成できる。
【００８２】
同様に、透過画像に滑らかな傾斜部となるような回転重み係数を掛けて逆投影することで、データがなだらかにつながり、逆投影データの段差が解消され、良好な３次元画像を作成できる。
【００８３】
（実施の形態１の変形例）
上記実施の形態で用いるオフセット重み係数の傾斜部の形は、回転中心投影位置ｎｃに対して傾きが対称であればよく、図３に示す形には限られない。例えば、図１１（ａ）に示すように、回転軸投影位置ｎｃ付近で傾斜を緩やかにし、両端側で少し傾きを大きくした傾斜部としてもよく、あるいは図１１（ｂ）に示すように、回転軸投影位置ｎｃ付近では平坦部とし、その平坦部の両側から急に変化させた傾斜部であってもよい。特に、傾斜部となるｎ方向幅２βが大きい場合には図１１（ａ）或いは図１１（ｂ）に示す分布の形が有効である。
【００８４】
（実施の形態２）  
実施の形態２は、実施の形態１とその基本的な構成が全く同じであり、特に異なるところは、検出器移動機構９を変更したことにある。実施の形態１における検出器移動機構９は、Ｘ線検出器４をｘｚ面内で移動させる機構としたが、実施の形態２における検出器移動機構９（以下、実施の形態２における検出器移動機構９は、説明の便宜上，９′とする）実施の形態１に加えて、さらにＸ線検出器４を検出面４ａに沿ってｎ方向（ｙ方向）に移動させて位置決めする構成である。
【００８５】
以下、図１及び図１２を参照して、実施の形態２における作用について説明する。なお、図１２はスキャン時の幾何的な配置例を示す平面図である。  
この実施の形態２では、操作者が図１２に示す３種のスキャンのうち、いずれかのスキャンを選択して実行可能とするものである。
【００８６】
図１２（ａ）は、通常円錐スキャンの例であって、機構制御部１１の移動指令のもとに検出器移動機構９′がＸ線検出器４をｙ方向（ｎ方向）に移動させることにより、Ｘ線軸Ｌが回転軸ＲＡと交差するように設定する。このような設定を行うことにより、従来と同じ通常円錐スキャンを実行できる。しかし、この場合には、従来と同じ大きさのスキャン領域１４′となる。
【００８７】
図１２（ｂ）は、前述した実施の形態１と同様なオフセット円錐スキャンを実行できる。
【００８８】
図１２（ｃ）は、ダブルオフセット円錐スキャンの例であって、機構制御部１１の移動指令のもとに検出器移動機構９′がＸ線検出器４をｙ方向（ｎ方向）に移動させることによって２つの検出器位置１、２に位置決めし、広いＸ線ビーム３″を分割して検出するスキャンである。すなわち、機構制御部１１は、検出器移動機構９′を介してＸ線検出器４を検出器位置１に位置決めしてスキャンを実行した後、引き続き、検出器移動機構９′に移動指令を送出し、Ｘ線検出器４を検出面４ａに沿って回転軸ＲＡと直交する方向（ｙ方向またはｎ方向）に移動させ、かつ、隣接する端部が一部重複するような検出器位置２に位置決めし、連続した広いＸ線ビーム３″を分割して検出する。
【００８９】
この実施の形態２は、実施の形態１と同様に、操作者はテーブル５に被検体２を載置し、検出器位置と回転軸位置を変えることで、αL、ＦＣＤ、ＦＤＤを設定する。また、回転・昇降機構６を介してテーブル５の高さを所定位置に合わせる。そして、スキャン開始指示を受けると、円錐スキャン制御部１２は、ダブルオフセット円錐スキャンを制御し、被検体２からの透過画像を取得する。
【００９０】
このダブルオフセット円錐スキャンは、詳細には、Ｘ線検出器４を検出器位置１に位置決めし、テーブル５を回転させて円錐スキャンを実行する。このスキャンの間、所定の回転角度ごとに被検体２からの透過画像ＰａをＸ線検出器４で検出し、ディジタルデータとして制御処理部１０に送り、ディスクに記憶する。
【００９１】
次に、Ｘ線検出器４を検出器位置２に位置決めし、テーブル５を回転させて円錐スキャンを実行する。このスキャンの間、所定の回転角度ごとに被検体２からの透過画像ＰｂをＸ線検出器４で検出し、ディジタルデータとして制御処理部１０に送り、ディスクに記憶する。
【００９２】
そして、上記ダブルオフセット円錐スキャンによって取得された透過画像Ｐａ，Ｐｂを用いて、再構成部１３がスキャン領域１４″の３次元画像を再構成する。
【００９３】
再構成は前述した「オフセット円錐スキャン再構成」と同様に行われる。すなわち、各検出器位置１，２で得られた透過画像Ｐａ（ｎ，ｍ，φ）とＰｂ（ｎ，ｍ，φ）をφごとに合成し、一つに繋がった透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）を作り、この透過画像Ｐ（ｎ，ｍ，φ）から同じ再構成を行えばよい。
【００９４】
合成するときの繋ぎ位置は、検出器移動機構９′で移動させた検出器位置が分るので、容易に合成できる。また、このつなぎ位置の決定については、当該重複部分の透過画像の濃淡を位置合わせして繋ぐようにすると、移動の位置決め誤差が補正されることになり、好ましい結果となる。
【００９５】
図１３は検出器位置１の状態で収集記憶した透過画像Ｐａ（ｎ，ｍ，φ）と検出器位置２の状態で収集記憶した透過画像Ｐｂ（ｎ，ｍ，φ）とをつないで合成するための説明図である  
合成処理としては、例えば検出器位置１の透過画像Ｐａ（ｎ，ｍ，φ）の重み係数をＷ１（ｙ）、検出器位置２の透過画像Ｐｂ（ｎ，ｍ，φ）の重み係数をＷ２（ｙ）とする。重み係数Ｗ１（ｙ）とＷ２（ｙ）は重複部分以外では１で、重複部分ではＷ１（ｙ）は「１」から「０」に滑らかに変化し、Ｗ２（ｙ）は「０」から「１」に滑らかに変化し、かつ、「Ｗ１（ｙ）＋Ｗ２（ｙ）＝「１」なる関係があればよく、予め定めた計算式を記憶しておく。重み係数Ｗ１（ｙ）、Ｗ２（ｙ）を求めた後、これら重み係数Ｗ１（ｙ）、Ｗ２（ｙ）をそれぞれ検出器位置１の透過画像Ｐａ（ｎ，ｍ，φ）と検出器位置２の透過画像Ｐｂ（ｎ，ｍ，φ）とに掛けた後、互いに加算すれば合成できる。ここで、ｙは透過画像上の検出器移動方向（＝ｎ方向）である。
【００９６】
ダブルオフセット円錐スキャンのスキャン領域１４″は、１回転の間に、回転軸ＲＡを中心として、その片側がＸ線ビーム３″に包含される半径の円柱領域（正確には円柱の上下に円錐を付けた領域）である。スキャン領域１４″は、無理なく再構成ができる十分なデータを収集できる領域である。
【００９７】
従って、以上のようなダブルオフセット円錐スキャンによれば、Ｘ線検出器４を移動させて、被検体２から透過してくるＸ線ビーム３″を分割して検出するので、Ｘ線検出器４の検出面４ａの寸法で決まるＸ線ビーム３を超えた広い連続したＸ線ビーム３″を検出でき、Ｘ線検出器４を移動させない場合に比べて、スキャン領域を広げることができる。このダブルオフセット円錐スキャンでは、オフセット円錐スキャンの２倍近い直径のスキャン領域１４″となるので、オフセット円錐スキャンよりも大きな被検体２を当該オフセット円錐スキャンと同じ拡大率で撮影できる。
【００９８】
また、Ｘ線検出器４を、検出面に沿った回転軸ＲＡの方向と直交する方向ｎに直線的に移動するので、検出された透過画像を容易に合成でき、合成透過画像を使って被検体２の３次元画像が得られる。
【００９９】
（実施の形態２の変形例）  
この実施の形態２の変形例においては、実施の形態１とその基本的な構成が全く同じである。
【０１００】
（変形例１）  
実施の形態２におけるダブルオフセット円錐スキャンを適用した例では、検出器位置１の透過画像と検出器位置２の透過画像とにそれぞれ重み係数を掛けた後、互いに加算して合成するようにしたが、画像の合成は再構成処理のどの段階で行ってもよい。例えば、Ｘ線検出器４で検出し記憶した透過画像を合成してもよく、対数変換などの前処理を行った後に合成してもよい。
【０１０１】
また、再構成処理の逆投影の段階で合成してもよい。例えば、それぞれ画像合成の重み係数を掛けた検出器位置１の透過画像と検出器位置２の透過画像とを加算せずにそれぞれ別々に逆投影し、検出器位置１の部分３次元画像と検出器位置２の部分３次元画像とを作成し、これら部分３次元画像を加算して最終的な３次元画像を得るようにしてもよい。また、検出器位置１の部分３次元画像の上に、検出器位置２の部分３次元画像を続けて逆投影して合成してもよい。
【０１０２】
（変形例２）  
実施の形態２は、Ｘ線検出器４を２つの検出器位置１，２に位置決めし、広いＸ線ビーム３″を分割して検出するようにしたが、例えばＸ線検出器４を３つ以上の検出器位置１，２，３，…に位置決め設定することにより、被検体２から透過してくる広いＸ線ビームを分割して検出する多重オフセット円錐スキャンに適用してもよい。
【０１０３】
また、実施の形態２では、検出器位置をｎ方向にのみずらしているが、投影した回転軸ＲＡの方向（ｎ方向と直交するｍ方向）のずらしも組み合わせて、２次元的にｎ方向，ｍ方向に透過画像をつないで合成することで、多重オフセット円錐スキャンを行うことができる。
【０１０４】
（変形例３）  
上記実施の形態２では、Ｘ線検出器４の検出面４ａ及び移動方向ｎをｘｚ面に直交するように設定したが、例えば図１４に示すように、検出面４ａ及び移動方向ｎを一体でｘｙ面に沿って傾斜させて設定し、検出器位置１，２における検出面４ａへのＸ線ビーム３″の斜め入射を少なくし、Ｘ線検出器４の分解能の低下を防ぐようにすることができる。
【０１０５】
これにより、再構成処理による３次元画像の画質を上げることができる。
【０１０６】
（変形例４）  
実施の形態２では、Ｘ線検出器４を検出面４ａに沿って回転軸ＲＡと直交する方向（ｙ方向）に移動させて複数の検出器位置１，２に位置決めしたが、例えば検出器移動機構９としては、Ｘ線検出器４の検出面４ａがＸ線ビーム３１を真正面から検出できるように当該Ｘ線検出器４を自転させながら移動させる構成であってもよい。このとき、Ｘ線検出器４の隣接する検出面の端部が一部重なり合うに複数の検出器位置に位置決め設定し、連続したＸ線ビーム全体を検出する。具体的には、Ｘ線検出器４を回転軸ＲＡと直交する面であるｘｙ面に沿った円弧状レールに沿ってＸ線焦点Ｆの周りを移動させながら、Ｘ線焦点Ｆに向くように各検出器位置に位置決め設定する。
【０１０７】
図１５は多重オフセット円錐スキャンにおける各構成体の幾何的な配置例図である。この多重オフセット円錐スキャンは、Ｘ線検出器４を、例えば検出器移動機構９上に回転軸ＲＡに直交する面に沿って敷設した円弧状レール上を、Ｘ線検出器４の検出面がＸ線ビーム３１を真正面から検出できるように自転させながらｘｙ面に沿って円弧状に移動させ、かつ、隣接する検出面が一部重なり合うように複数の検出器位置１，２または複数の検出器位置１，２，３に位置決めし、連続した広いＸ線ビーム３１を複数の検出器位置１，２（図１５（ａ）参照）または複数の検出位置１，２，３（図１５（ｂ）参照）に位置決めされたＸ線検出器４で分割して検出するスキャンである。このとき、回転軸ＲＡは連続したＸ線ビーム３１全体の端部付近で当該Ｘ線ビーム３１と交差するように設定する。
【０１０８】
スキャン制御は、Ｘ線検出器４を複数の検出器位置１，２または複数の検出器位置１，２，３に位置決めし、それぞれの検出器位置１，２，３毎に１回転の円錐スキャンを行い、それぞれで得られた透過画像を同様にφごとに合成し、この合成画像Ｐについて３次元画像を再構成する。なお、透過画像の合成は、前述したように再構成途中で行うことができ、逆投影時に行ってもよい。
【０１０９】
また、画像の合成や逆投影としては、透過画像を回転軸ＲＡに平行な面上のデータ、あるいは回転軸かＸ線焦点Ｆを通って回転軸に平行な軸に対する円筒面上のデータに置き換えて処理できるが、置き換えることなく各検出面上のデータのまま処理することもできる。
【０１１０】
この変形例４によれば、Ｘ線ビーム３１が検出面４ａ，４ａ′，４ａ″にほぼ垂直に入射されるので、良好な透過画像が検出でき、ひいては良好な３次元画像を再構成できる。
【０１１１】
（変形例５）  
実施の形態２の変形例４では、Ｘ線検出器４を回転軸ＲＡと直交する面に沿った円弧状レールに沿ってＸ線焦点Ｆの周りを移動させ、これにより検出面４ａ，４ａ′，４ａ″の中央の法線が各検出器位置１，２，３においてＸ線焦点Ｆに向くように設定したが、例えばＸ線検出器４を移動させず、その代わりに被検体２（テーブル５と回転軸ＲＡが一体）を等価的に移動させる構成であってもよい。この場合には、回転軸移動機構８にｙ方向の移動を追加する。
【０１１２】
図１６は多重オフセット円錐スキャンにおける各構成体の幾何的な配置例である。  
この多重オフセット円錐スキャンの幾何的な配置例は、Ｘ線検出器４を移動させる代わりに、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、回転軸ＲＡ（テーブル５と被検体２）をＸ線焦点Ｆの周りを当該回転軸ＲＡと直交する面（ｘｙ面）に沿って回転させ、Ｘ線検出器４を移動させたのと等価なデータを得るようにしてもよい。なお、テーブル５及び被検体２は回転軸ＲＡの移動と共に一体に移動する。つまり、図１６（ａ），（ｂ）は、被検体２を基準とした座標でみれば、図１５（ａ），（ｂ）と同じになる。すなわち、変形例５の多重オフセット円錐スキャンは、被検体２を基準としたＸ線検出器４により検出されるＸ線ビーム３１を、複数の回転軸位置それぞれで分割して検出するスキャンである。
【０１１３】
この変形例５では、回転軸ＲＡの位置ＲＡをＸ線焦点Ｆの周りを回転軸位置ＲＡからＲＡ′，ＲＡ″に回転移動させることにより、当該回転軸位置ＲＡ，ＲＡ′，ＲＡ″に追従して被検体２がＸ線ビーム３を横切る結果、Ｘ線検出器４が広い連続したＸ線ビーム３を分割して検出するスキャンである。
【０１１４】
このスキャン制御は、回転軸位置ＲＡ，ＲＡ′，ＲＡ″ごとに同一の軌道２１の円錐スキャンを行い、透過画像を同様にφごとに合成し、得られた合成画像Ｐから同様に３次元画像を再構成する。なお、透過画像の合成は、前述したように再構成途中で行うことができ、逆投影時に行ってもよい。
【０１１５】
なお、この変形例５においては、回転軸ＲＡを回転軸ＲＡと直交する面に沿ってＸ線焦点Ｆの周りを複数の回転軸位置ＲＡ，ＲＡ′，ＲＡ″と回転位置決めしたが、例えば図１５（ｃ）に示すように、回転軸ＲＡを回転軸ＲＡと直交する面に沿って直線的（ｙ方向）に回転軸位置ＲＡ，ＲＡ′，ＲＡ″と移動させて、回転軸位置ＲＡ，ＲＡ′，ＲＡ″ごとに同一の軌道２１の円錐スキャンを行うようにしてもよい。
【０１１６】
このように回転軸を直線的に移動させて円錐スキャンを行った場合は、透過画像の合成は精度を上げるために逆投影時に行うのが好ましい。その理由は、直線的に移動させた場合、回転軸位置ごとにＸ線焦点Ｆと回転軸ＲＡとの間の距離が変化し、被検体２を基準とした逆投影のＦ点（図７）が若干異なってしまう為である。つまり、厳密には同一の軌道２１でなくなるので、回転軸位置ごとにそれぞれのＦ点に逆投影して精度を上げる必要があるからである。
【０１１７】
この変形例５によれば、被検体２を回転軸ＲＡと共に移動させ、Ｘ線検出器４がＸ線ビーム３を分割して検出することから、Ｘ線検出器４の検出面４ａの寸法を越える大きさのＸ線ビーム３を検出でき、回転軸ＲＡを移動させない場合に比べてスキャン領域を広げることができる。また、Ｘ線ビーム３が検出面４ａにほぼ垂直に入射するので、良好な透過画像を検出でき、良好な３次元画像を作成できる。
【０１１８】
なお、実施の形態２及び前述した各変形例では、回転軸ＲＡを連続したＸ線ビーム３１内の端部付近に設定し、多重オフセット円錐スキャンを行っているが、例えば回転軸ＲＡをＸ線ビーム３１の中央に設定し、通常の多重円錐スキャンを行うようにしてもよい。ただし、この通常の多重ヘリカルスキャンによって得られた透過画像については、オフセット重み係数掛けを省いた状態で再構成処理を行うことになる。
【０１１９】
（その他、実施の形態１，２に関する変形）
（１）  上記各実施の形態においては、マイクロフォーカスＸ線管を用いたが、これに限られないことは勿論である。また、放射線として、Ｘ線を用いたが、これら限られることなく、他の透過性放射線でもよいものである。
【０１２０】
また、上記各実施の形態では、回転軸ＲＡを介して被検体２を回転させているが、代わりに、Ｘ線源１とＸ線検出器４とを回転させてもよい。つまり、被検体２とＸ線ビーム３とを相対回転をさせればよい。また、被検体２の昇降についても、被検体２ではなく、Ｘ線源１とＸ線検出器４とを昇降させる構成であってもよい。
【０１２１】
さらに、上記実施の形態では、ＦＣＤ、ＦＤＤ、ラミノ角の変更はＸ線検出器４とテーブル５とを移動させて行っているが、これに限らない。例えばＸ線源１、Ｘ線検出器４とテーブル５のどれか一つあるいは二つあるいは三つを移動させて行ってもよい。また、テーブル５を傾斜させてラミノ角を変更してもよい。
【０１２２】
さらに、２次元のＸ線検出器４としては、前述するようにＦＰＤを用いたが、当該ＦＰＤに限られず、同様の機能を持つ各種の検出器を用いてもよいことは言うまでもない。
【０１２３】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、前述した変形例を適時、組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明に係る断層撮影装置の実施の形態１を示す構成図。
【図２】本発明に係る断層撮影装置の再構成処理における定式化のための幾何的な配置例図。
【図３】再構成処理時に透過画像に乗算するためのオフセット重み係数を説明する図。
【図４】再構成処理時に透過画像に乗算するための回転重み係数を説明する図。
【図５】再構成処理時の前半処理のフローチャート。
【図６】再構成処理時の後半処理のフローチャート。
【図７】再構成処理時の逆投影の説明図（鳥瞰図）。
【図８】再構成処理時の逆投影範囲（α＝０，β＝０）を示す平面図。
【図９】再構成処理時の逆投影範囲（α＝０，β＝０）を示す平面図。
【図１０】再構成処理時の逆投影範囲（α≠０，β≠０）を示す平面図。
【図１１】再構成処理時に透過画像に乗算するためのオフセット重み係数の他の例を説明する図。
【図１２】本発明に係る断層撮影装置の実施の形態２を説明する円錐スキャンの幾何的な配置例を示す平面図。
【図１３】実施の形態２における透過画像の合成を説明する図。
【図１４】実施の形態２における変形例であるスキャンの幾何的な配置例を示す平面図。
【図１５】実施の形態２における変形例である多重オフセット円錐スキャンの幾何的な配置例を示す平面図。
【図１６】実施の形態２における変形例である多重オフセット円錐スキャンの幾何的な配置例を示す平面図。
【図１７】従来の円錐軌道断層撮影装置の模式的な構成を示す正面図。
【図１８】従来の円錐軌道断層撮影装置のスキャン領域を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【符号の説明】
【０１２５】
１…Ｘ線源、２…被検体、３，３′３″…Ｘ線ビーム、４…Ｘ線検出器、４ａ，４ａ′，４ａ″…検出面、５…テーブル、６…回転・昇降機構、８…回転軸移動機構、９…検出器移動機構、１０…制御処理部、１１…機構制御部、１２…円錐スキャン制御部、１３…再構成部、１４，１４′１４″…スキャン領域、２１…軌道、２３…再構成領域、２４…３次元マトリックス、２５ａ，２５ａ′，２５ｂ，２５ｂ′…逆投影範囲、２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…逆投影ライン、３１…Ｘ線ビーム、Ｆ…Ｘ線焦点、ＲＡ…回転軸、Ｌ…Ｘ線軸、αL…ラミノ角、Ｃ…回転中心。
【図１】
2009058385.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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【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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