(57)【要約】【課題】本発明は、Ｘ線検出部に問題があったとしても、検出したデータや３次元的に再構成したＣＴ画像においては問題が生じないまたは問題が低減できているＸ線ＣＴ撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るＸ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ線発生部１０と、Ｘ線検出部２０と、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０との対向状態を保ってそれぞれ支持する支持手段３０と、旋回軸３２を被写体４０に対して相対的に移動させる旋回軸移動機構と、旋回軸移動機構を制御する旋回軸制御部とを有する。そして、旋回軸制御部は、Ｘ線ＣＴ撮影をする間に、旋回軸移動機構を制御して、旋回軸３２の位置を、コーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動させる。【選択図】図１
2009066305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生させたコーンビームＸ線を被写体に向かって照射するＸ線発生部と、
前記被写体を挟んで前記Ｘ線発生部に対向配置され、前記Ｘ線発生部と共に旋回軸を中心にして前記被写体の周りを相対的に旋回し、前記Ｘ線発生部から照射された前記コーンビームＸ線を検出してＸ線透過データを得るＸ線検出部と、
前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部との対向状態を保ってそれぞれ支持する支持手段と、
前記旋回軸を前記被写体に対して相対的に移動させる旋回軸移動機構と、
前記旋回軸移動機構を制御する旋回軸制御部とを有するＸ線ＣＴ撮影装置において、
前記旋回軸制御部は、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部が前記被写体の周りを旋回してＸ線ＣＴ撮影をする間に、前記旋回軸移動機構を制御して、前記旋回軸の位置を前記コーンビームＸ線の照射方向と交差し、且つ前記旋回軸の方向と異なる方向に移動させることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、
前記旋回軸制御部は、前記支持手段の旋回角の変化に伴い、異なる撮影領域に照射されたＸ線が前記Ｘ線検出部の撮像面に検出されるように前記旋回軸移動機構を制御して前記旋回軸を移動させることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、
前記支持手段に回転力を伝達して、前記旋回軸を中心に前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を旋回させる旋回機構をさらに備えることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、
前記旋回軸制御部は、Ｘ線ＣＴ撮影をする間に、前記旋回軸移動機構を制御して前記旋回軸を、前記コーンビームＸ線の照射方向と直交し、且つ前記旋回軸の方向と直交する方向に移動させることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、
前記支持手段は、旋回アームであって、支柱に昇降調節可能に設置されたブラケットに垂下支持されていることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、
前記旋回軸の移動は、前記コーンビームＸ線が旋回する周期と異なる周期を有していることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、
前記旋回軸の移動の周期αは、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部の旋回の１周期に対して、０≦α＜１又は１＜α≦１０の関係を満たすことを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ撮影装置に係る発明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ技術の発展に伴い、医療用・歯科用等にコーンビームＸ線を用いたＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、単にＸ線ＣＴ撮影装置という）が用いられるようになってきている。このような、コーンビームＸ線を用いたＸ線ＣＴ撮影装置を従来例としてブロック図を図１５に示す。図１５に示すＸ線ＣＴ撮影装置では、被写体１００を挟んでＸ線発生部１０１がＸ線検出部１０２に対向して配置されている。そして、Ｘ線発生部１０１及びＸ線検出部１０２は旋回軸１０３に対して被写体１００の周りを相対的に旋回して、被写体１００を通過したＸ線発生部１０１からのコーンビームＸ線をＸ線検出部１０２で検出している。
【０００３】
さらに、図１５に示すＸ線ＣＴ撮影装置では、Ｘ線検出部１０２で検出されたＸ線投影データから、被写体１００について３次元的なＸ線吸収係数分布情報を得て、逆投影を行ってこの３次元的なＸ線吸収係数分布情報を２次元的に再構成した特定の断層面の断層画像や、３次元的に再構成したＣＴ画像を得る。なお、上記のようなＸ線投影データの処理は、制御部１０４のＣＰＵ１０５で行われる。また、制御部１０４には、Ｘ線発生部１０１を制御するＸ線発生部制御部１０６と、Ｘ線検出部１０２を制御するＸ線検出部制御部１０７とを備えている。
【０００４】
さらに、制御部１０４には、操作者が指示を入力する操作部１０８と、ＣＰＵ１０５での演算結果等を表示する表示部１０９とが接続されている。また、図１５ではＸ線発生部１０１及びＸ線検出部１０２が支持手段１１０に固定され、当該支持手段１１０が旋回軸１０３に対して旋回できるように旋回用モータ１１１に取り付けられている。この旋回用モータ１１１は、ＣＰＵ１０５からの指示により制御されている。
【０００５】
なお、Ｘ線発生部１０１及びＸ線検出部１０２と被写体１００とはどちらが回転しても良く、Ｘ線発生部１０１及びＸ線検出部１０２を被写体１００の周りで回転しても、被写体１００が、回転テーブルに載せられ回転しても良い。
【０００６】
また、Ｘ線ＣＴ撮影装置において、Ｘ線発生部１０１とＸ線検出部１０２を、旋回軸１０３を中心として少なくとも１８０°回転することから、揺らぎが発生し、再構築した三次元画像の一部が、不鮮明になるという問題に対して、特許文献１のような構成で画像処理を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１３６０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のＸ線ＣＴ撮影装置では、被写体１００のうち、被撮影領域（ＣＴ撮影領域）の中心に該当する部分を通過したＸ線が常にＸ線検出部１０２の同じ位置の受光箇所で検出される構成となっている。そのため、Ｘ線検出部１０２にＣＣＤセンサやＭＯＳセンサなどのＸ線イメージセンサを用いる場合に、当該Ｘ線イメージセンサの上記同じ位置の受光箇所の画素（ピクセル）が他の受光箇所の画素に対して感度にばらつきがある、上記同じ位置の受光箇所の画素に不具合があるなどの問題を有していると、常に同じ被写体１００の位置を通過したコーンビームＸ線のＸ線投影データが得られない問題があった。
【０００９】
つまり、従来のＸ線ＣＴ撮影装置では、Ｘ線イメージセンサの上記同じ位置の受光箇所（ピクセル、画素）に問題があると、３次元的に再構成したＣＴ画像上においてアーチファクトと呼ばれるスジが生ずるなどの問題が生じていた。
【００１０】
そこで、本発明は、Ｘ線検出部に上記のような問題があったとしても、検出したデータや３次元的に再構成したＣＴ画像においては問題が生じないまたは問題が低減できているＸ線ＣＴ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】
【００１１】
本発明の請求項１に係る解決手段は、発生させたコーンビームＸ線を被写体に向かって照射するＸ線発生部と、前記被写体を挟んで前記Ｘ線発生部に対向配置され、前記Ｘ線発生部と共に旋回軸を中心にして前記被写体の周りを相対的に旋回し、前記Ｘ線発生部から照射された前記コーンビームＸ線を検出してＸ線透過データを得るＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部との対向状態を保ってそれぞれ支持する支持手段と、前記旋回軸を前記被写体に対して相対的に移動させる旋回軸移動機構と、前記旋回軸移動機構を制御する旋回軸制御部とを有するＸ線ＣＴ撮影装置において、前記旋回軸制御部は、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部が前記被写体の周りを旋回してＸ線ＣＴ撮影をする間に、前記旋回軸移動機構を制御して、前記旋回軸の位置を前記コーンビームＸ線の照射方向と交差し、且つ前記旋回軸の方向と異なる方向に移動させる。
【００１２】
本発明の請求項２に係る解決手段は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、前記旋回軸制御部は、前記支持手段の旋回角の変化に伴い、異なる撮影領域に照射されたＸ線が前記Ｘ線検出部の撮像面に検出されるように前記旋回軸移動機構を制御して前記旋回軸を移動させる。
【００１３】
本発明の請求項３に係る解決手段は、請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、前記支持手段に回転力を伝達して、前記旋回軸を中心に前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を旋回させる旋回機構をさらに備える。
【００１４】
本発明の請求項４に係る解決手段は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、前記旋回軸制御部は、Ｘ線ＣＴ撮影をする間に、前記旋回軸移動機構を制御して前記旋回軸を、前記コーンビームＸ線の照射方向と直交し、且つ前記旋回軸の方向と直交する方向に移動させる。
【００１５】
本発明の請求項５に係る解決手段は、請求項３に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、支持手段は、旋回アームであって、支柱に昇降調節可能に設置されたブラケットに垂下支持されている。
【００１６】
本発明の請求項６に係る解決手段は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、前記旋回軸の移動は、前記コーンビームＸ線が旋回する周期と異なる周期を有している。
【００１７】
本発明の請求項７に係る解決手段は、請求項６に記載のＸ線ＣＴ撮影装置であって、前記旋回軸の移動の周期αは、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部の旋回の１周期に対して、０≦α＜１又は１＜α≦１０の関係を満たす。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ線検出部がＣＣＤセンサやＭＯＳセンサなどのＸ線イメージセンサで、仮に当該センサに感度が異なるなどの欠陥を有するピクセルが存在しても、被写体の同じ部位を透過したコーンビームＸ線が常に同じ位置のピクセルに照射されないので、欠陥を有するピクセルの影響を受けずにＸ線透過データを得ることができ、ＣＴ再構成した画像の関心領域中心部分にスジが生ずる等の問題を回避あるいは低減できる。
【００１９】
本発明の請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ線ＣＴ撮影をする間、被写体の撮影領域のうち、同じ箇所を通過したＸ線を検出することがない状態が保たれ、より撮影に用いるピクセル（画素）に偏りのないＸ線ＣＴ撮影が可能となる。
【００２０】
本発明の請求項３に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、支持手段に回転力を伝達する旋回機構が設けられるので被写体を旋回させる必要がなく、特に被写体が人間を含む動物である場合に身動きを誘発することがない。
【００２１】
本発明の請求項４に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、旋回軸の移動方向がコーンビームＸ線の照射方向と直交し、且つ旋回軸の方向と直交する方向に限定されるために拡大率が一定に保たれるので、ＣＴ再構成した画像に歪が生じない。
【００２２】
本発明の請求項５に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、支持手段を旋回アームによって構成するので歯科や耳鼻科に向く小型のＸ線ＣＴ撮影装置を実現できる。
【００２３】
本発明の請求項６，７に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ線被照射部位の移動パターンが、コーンビームＸ線が旋回する周期と異なる周期を採用するので、同じ被写体の部位を透過したコーンビームＸ線が効率よく同じ位置のピクセルに照射されないように制御でき、より撮影に用いるピクセル（画素）に偏りのないＸ線ＣＴ撮影が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１のブロック図を示し、図２に本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の概略図を示す。図１に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを対向させて支持した支持手段３０と、被写体４０を保持する被写体保持部材５０と、支持手段３０を駆動する駆動部６０とを備えている。さらに、図１に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、Ｘ線発生部１０、Ｘ線検出部２０及び駆動部６０を制御する制御部７０と、制御部７０に対して所定の指示を行う操作部８０と、制御部７０の処理結果等を表示する表示部９０とを備えている。支持手段３０は、旋回軸３２を有している。画像処理等の演算は、ＣＰＵ７１に接続される図示しない演算手段で行う。演算手段は、例えば図２について後述するコンピュータ等の端末９４に演算プログラムをインストールし、演算プロセッサで演算するようにしたもので構成できる。演算プログラムに従いＣＰＵ７１が演算を行ってもよい。表示部９０、制御部７０、操作部８０、上述の演算手段は、図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置本体１´側と端末９４側の一方のみにあっても、双方にあってもよい。
【００２５】
まず、Ｘ線発生部１０は、Ｘ線を照射するＸ線管等からなるＸ線発生器１１と、Ｘ線の広がりを規制する開口を持つＸ線遮蔽部材１３とを備えている。Ｘ線を規制してコーンビームＸ線１２とする場合、開口の形状を円形にして円錐状のコーンビーム１２を形成してもよいし、開口の形状を正方形を含む方形にして角錐状のコーンビーム１２を形成してもよい。開口形状は適宜自由に設定しうる。Ｘ線検出部２０は、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ、Ｘ線検出用の半導体素子などを用いてＸ線を電気的信号などのＸ線透過データに変換するセンサからなるＸ線イメージセンサ２１を備えている。ＸＩＩ（Ｘ線イメージインテンシファイア）をＸ線イメージセンサ２１として用いてもよい。Ｘ線撮影の際、Ｘ線発生器１１とＸ線イメージセンサ２１とは、被写体４０を挟んで対向する。なお、スリット、コリメータ等のＸ線遮蔽部材１３に規制されたコーンビームＸ線１２は、被写体４０の関心領域４２を含む撮影領域４１を照射してＸ線イメージセンサ２１に至る。
【００２６】
駆動部６０は、支持手段３０を駆動するために、Ｘ軸モータ６０ｘ、Ｙ軸モータ６０ｙ、Ｚ軸モータ６０ｚ及び旋回用モータ６０ｒを備えている。駆動部６０、Ｘ軸モータ６０ｘ、Ｙ軸モータ６０ｙ、Ｚ軸モータ６０ｚ及び旋回用モータ６０ｒの構成や作用は後述の図２に関する箇所で説明する。これらのモータは、制御部７０のＣＰＵ７１により制御されている。また、制御部７０は、ＣＰＵ７１と、Ｘ線検出部２０を制御するＸ線検出部制御部７２と、Ｘ線発生部１０を制御するＸ線発生部制御部７３とを備えている。なお、制御部７０は、Ｘ線ＣＴ撮影装置の外部に設けたコンピュータ等の端末と有線又は無線の回線（例えばＬＡＮ等）で接続する構成でも良い。また、当該端末に、操作部や表示部を備えても良い。
【００２７】
図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１の概略図では、Ｘ線ＣＴ撮影装置本体１´に接続されたコンピュータ等の端末９４も図示されている。図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１では、端末９４が物理的に分離した構成について図示したが、本発明はこれに限られず、端末９４の構成がＸ線ＣＴ撮影装置本体１´に一体として組み込まれた構成でも良い。なお、図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、図１に示すブロック図と同じ構成要素については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置本体１´の主要部分は、望ましくは図示のようにＸ線発生部１０からのＸ線を遮蔽するための防Ｘ線室９５内に設けられている。そして、防Ｘ線室９５外から操作可能なように操作部８０及び表示部９０が防Ｘ線室９５の側壁にも取り付けられている。なお、操作部８０及び表示部９０は、支持手段３０である旋回アーム３１又は防Ｘ線室９５の側壁のいずれか一方のみに取り付ける構成でも良い。また、図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、Ｘ線ＣＴ撮影のほかに歯科用等のパノラマ撮影も可能である。
【００２９】
図２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１では、支持手段３０である旋回アーム３１が支柱６１に昇降調節可能に設置された駆動部６０（図示せず）を含むブラケット６２に垂下支持されている。旋回アーム３１には図１に示した旋回軸３２が設けられ、ブラケット６２に設けられた旋回機構である旋回用モータ６０ｒ（図示せず）からの回転力を旋回アーム３１に伝達するのに用いられる。旋回アーム３１は旋回軸３２を介して旋回用モータ６０ｒにより旋回し、Ｘ軸モータ６０ｘ（図示せず）及びＹ軸モータ６０ｙ（図示せず）により水平方向に移動が可能である。旋回アーム３１は図１で示した旋回軸３２、厳密には旋回軸３２の軸心３２´を旋回中心として旋回する。旋回軸３２の移動は厳密には軸心３２´の移動である。後述する図４〜７、図１６、図１７では、旋回軸３２、ＣＴ撮影における撮影領域４１の中心であるＣＴ撮影領域中心Ｏ、位置Ｐを示すのに円の中で２本の線を交差させて示している。全ての図に軸心３２´を図示してはいないが、上記２本の線の交差した箇所に軸心３２´の位置を想定している。また、図４〜７、図１６、図１７に図示されるＣＴ撮影領域中心Ｏ、位置Ｐの厳密な位置は、上記の円の中で交差した２本の線の交差箇所である。Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とは旋回アーム３１が旋回することにより旋回軸３２を旋回中心として旋回する。
【００３０】
図２の例では、図示の被写体４０である患者と対面する側をＸ線ＣＴ撮影装置本体１´の正面とすると、正面に向かって左右の方向をＸ方向とし、旋回アーム３１の旋回軸３２と直交する面において、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。図２では図示しない図１で示したＸ軸モータ６０ｘはブラケット６２内部に設けられ、旋回軸３２をＸ方向に移動させる。同様に、図２では図示しない図１に示すＹ軸モータ６０ｙもブラケット６２内部に設けられ、旋回軸３２をＹ方向に移動させる。上記Ｘ軸モータ６０ｘとＹ軸モータ６０ｙとの協働で、旋回軸３２は、ＸとＹ方向からなる２次元の移動が可能である。さらに具体的に述べれば、Ｘ軸モータ６０ｘ、Ｙ軸モータ６０ｙを用いる旋回軸３２´の移動のための移動機構としては、例えば図１に示すＸ−ＹテーブルＸＹのような移動機構が考えられる。Ｘ−ＹテーブルＸＹは、図２に示すブラケット６２内部に設けられ、支持手段３０を構成する旋回アーム３１の旋回軸３２を２次元に移動制御するものであり、次のように構成される。すなわち、ブラケット６２に固定したＹ軸モータ６０ｙの駆動によってＹ方向に変移可能なＹテーブルをＹ方向に移動させ、さらにＹテーブルに固定されたＸ軸モータ６０ｘの駆動によってＹテーブル上でＸ方向に変移可能なＸテーブルをＸ方向に移動させ、Ｘテーブルに旋回軸３２が固定されるＸ−ＹテーブルＸＹの機構である。このようなＸ−Ｙテーブルの例としては、本出願人の出願にかかる特開平１１−１０４１２３に開示されるＸＹ移動機構を適宜用いることができる。旋回軸３２をＸテーブルに対して回転可能に固定し、旋回用モータ６０ｒをＸテーブルに固定して旋回軸３２を旋回駆動するようにしてもよいし、旋回軸３２をＸテーブルに対して回転しないように固定し、旋回用モータ６０ｒを旋回アーム３１側に固定して旋回軸３２に対して旋回アーム３１を旋回駆動するようにしてもよい。Ｘ方向、Ｙ方向は上述のように限定したが、旋回軸３２と交差する面における２方向の移動であれば、適宜の方向に設定できる。
【００３１】
さらに、図示における上下方向をＺ方向とするとして、ブラケット６２が、Ｚ軸モータ６０ｚ（図示せず）を用いて支柱６１に対して昇降移動することで、旋回アーム３１を垂直方向すなわちＺ方向に移動させることが可能である。さらに具体的に述べれば、ブラケット６２の昇降のための移動機構としては、図示しないが、例えば支柱６１にワイヤの一端を固定し、ブラケット６２に固定したＺ軸モータ６０ｚの駆動でこのワイヤの他端側を巻き上げることでブラケット６２自体を昇降させる昇降機構が考えられる。Ｚ方向は上記のように垂直方向に限定したが、ブラケット６２を昇降させる移動方向であれば、垂直でなくとも適宜の方向に設定できる。図２の例ではＸ線ＣＴ撮影装置本体１´を立設型つまり患者が立ったままＸ線ＣＴ撮影されるタイプに構成しているので、図の上下方向をＺ方向に設定したが、Ｘ線ＣＴ撮影装置本体１´を寝台型つまり患者が横たわってＸ線ＣＴ撮影されるタイプに構成してもよく、その場合Ｚ方向は図の水平方向に設定される。このように、Ｘ線ＣＴ撮影装置本体１´におけるＺ方向の軸が床に対してとる角度は装置の構成によって変わる。
【００３２】
上述のようなＸ−ＹテーブルＸＹは旋回軸３２を被写体４０に対して相対的に移動させる旋回軸移動機構の例である。本実施の形態では、Ｘ−ＹテーブルＸＹが旋回軸３２を移動させる構成であるが、後述する実施の形態２においては、Ｘ−ＹテーブルＸＹが被写体保持手段５０を移動させる構成である。また、後述するように旋回軸３２を移動させるＸ−ＹテーブルＸＹと被写体保持手段５０（被写体４０）を移動させるＸ−ＹテーブルＸＹの双方を備えて旋回軸３２と被写体保持手段５０（被写体４０）の双方を移動させる構成も考えられる。被写体４０に対して旋回軸３２を移動させるには、このようなＸ−ＹテーブルＸＹにより旋回軸３２の移動をさせても被写体保持手段５０の移動（つまり被写体４０の移動）をさせてもよく、その意味で被写体４０に対する旋回軸３２の移動は相対的である。制御部７０はＣＰＵ７１によりＸ−ＹテーブルＸＹを制御するので、旋回軸制御部の例である。旋回軸移動機構がＸ−ＹテーブルＸＹと共に上述のような昇降移動に関するＺ軸モータ６０ｚを含み、旋回軸制御部としての制御部７０の制御がＺ軸モータ６０ｚの制御を含んでも構わない。
【００３３】
次に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の動作について説明する。本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１は、従来のＸ線ＣＴ撮影装置と異なり、Ｘ線ＣＴ撮影中に旋回軸３２を、コーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動させる。旋回軸３２の移動により、コーンビームＸ線１２の移動が行われる。そして、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、Ｘ線検出部２０のＸ線ＣＴ撮影の間に、Ｘ線検出部２０の撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出するように旋回軸３２の移動が制御される。後に詳述する。
【００３４】
Ｘ線検出部２０のＸ線撮像面Ｓや旋回軸３２等の関係を説明するための概略図を図３に示す。図３では、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０を支持する旋回アーム３１と駆動部６０とが図示されている。この旋回アーム３１は、駆動部６０により旋回軸３２を中心に旋回することができると共に、図１、２の説明で述べたＸ−ＹテーブルＸＹの作用により旋回軸３２を水平方向（コーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸の方向と異なる方向）に移動可能である。
【００３５】
Ｘ線発生器１１と、Ｘ線発生器１１から照射されたコーンビームＸ線１２などのＸ線ビームを受けるＸ線イメージセンサ２１からなる撮像のための機構を撮像系ＦＳと呼ぶことにする。後述の図４〜７では、図を解りやすく簡素にするため、Ｘ線発生器１１、Ｘ線イメージセンサ２１を略してあるので、Ｘ線発生器１１がＸ線ビームを発生する点である焦点ＦとＸ線イメージセンサ２１のＸ線を検出する面である撮像面Ｓとが撮像系ＦＳを構成するものとする。なお、図５〜７では図を複雑にしないよう、図番ＦＳの図示を略す。図３においては、コーンビームＸ線１２がＸ線発生器１１から照射されて被写体４０を照射、透過してＸ線検出器２１の撮像面Ｓにより検出される。撮像面Ｓには被写体４０のＸ線投影像４０´が投影されている。被写体４０に対する撮像系ＦＳの位置は、前述のＸ−ＹテーブルＸＹを用いて旋回軸３２を水平方向に移動させることでずらすことができる。被写体４０に対して撮像系ＦＳをずらすことで、被写体４０に対してコーンビームＸ線１２、Ｘ線イメージセンサ２１の撮像面Ｓの位置をずらすことができる。
【００３６】
被写体４０に対してＸ線イメージセンサ２１の撮像面Ｓの位置をずらすことは、被写体４０のＸ線投影像４０´に対してＸ線イメージセンサ２１の撮像面Ｓの位置をずらすことをも意味する。本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１では、撮像面Ｓのある位置と被写体４０のある位置とが常には対応しないように旋回アーム３１を動かして（つまり被写体４０に対して撮像系ＦＳを動かして）旋回軸３２を移動させており、Ｘ線ＣＴ撮影の間に、Ｘ線検出部２０の撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出するように旋回軸３２の移動が制御される。
【００３７】
ここで、Ｘ線検出部２０の撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出するように旋回軸３２の移動が制御される構成について説明する。以下、図４から図７はいずれも本実施形態によるＸ線ＣＴ撮影において、旋回アーム３１が旋回するにつれてコーンビームＸ線１２ｂがコーンビームＸ線１２ａに対してどのような位置関係をとって移動していくかを、旋回軸３２の軸方向より平面視するように見下ろしたときの様子を示す図であるが、図４、図５は被写体４０を固定して示し、被写体４０に対しコーンビームＸ線１２ａ、１２ｂで示されるコーンビームＸ線１２（図番１２は図示を略する）が旋回していく様子を示しているのに対し、図６、図７は、コーンビームＸ線１２の方を固定して示し、被写体４０の方が旋回しているように示している点が異なっている。これは、図４、図５においてはコーンビームＸ線１２が被写体４０の周囲をどのように旋回移動していくかを示したいこと、図６、図７においては旋回アーム３１の旋回角度ごとにコーンビームＸ線１２ａに対するコーンビームＸ線１２ｂのずれ量がどのように変化するかを示したいことによる。
【００３８】
被写体４０、旋回アーム３１を旋回軸３２の軸方向より平面視するように見下ろしたとき、被写体４０に対する旋回アーム３１の移動は相対的なものであるので、２とおりの旋回系を考えることができる。１つは被写体４０を中心として、被写体４０から見て旋回アーム３１またはコーンビームＸ線１２がどのような旋回の動きをするかという見方をした旋回系であり、もう１つは旋回アーム３１またはコーンビームＸ線１２から見て被写体４０がどのような旋回の動きをするかという見方をした旋回系である。前者を第１の旋回系とし、後者を第２の旋回系とする。第１の旋回系では被写体４０を固定して旋回系の上に置き、第１の旋回系の上で旋回アーム３１またはコーンビームＸ線１２が旋回するととらえる。図４、図５は第１の旋回系による。第２の旋回系では旋回アーム３１またはコーンビームＸ線１２を固定して旋回系の上に置き、第２の旋回系の上で被写体４０が旋回するととらえる。図６、図７は第２の旋回系による。もっとも、コーンビームＸ線１２ｂはコーンビームＸ線１２ａに対してずれるので、第２の旋回系においてコーンビームＸ線１２を固定して旋回系の上に置くといっても、コーンビームＸ線１２ｂのずれの表示はしてある。
【００３９】
図４、図５は、コーンビームＸ線１２、旋回軸３２及び被写体４０の関係を説明するための概略図であり、前述の第１の旋回系による。図４、図５に図示されるＸ軸、Ｙ軸は、前述の第１の旋回系におけるＸ軸、Ｙ軸である。旋回アームの旋回角θは、次のとおりである。図４において０°、図５（ａ）において−３０°、図５（ｂ）において−６０°、図５（ｃ）において−９０°である。図４に示すコーンビームＸ線１２は、Ｘ線発生部１０のＸ線発生器１１から発生する点を焦点Ｆ、Ｘ線イメージセンサ２１のＸ線を検出する面を撮像面Ｓとしている。さらに、図４では、被写体４０のＣＴ撮影領域中心Ｏと旋回軸３２の軸心３２´の位置とが一致している通常のＣＴ撮影のコーンビームＸ線１２ａと、通常のＣＴ撮影における被写体４０のＣＴ撮影領域中心Ｏより旋回軸３２、厳密には軸心３２´を図示のＹ軸方向、位置ＰにずらしたコーンビームＸ線１２ｂとが図示されている。
【００４０】
実際のＣＴ撮影では、コーンビームＸ線１２ａとコーンビームＸ線１２ｂとが同時に照射されるわけではないが、図は位置的比較のためのものであるので、重ねて表示する。以下、通常のＣＴ撮影における被写体４０のＣＴ撮影領域中心Ｏを、単に「ＣＴ撮影領域中心Ｏ」と呼ぶ。旋回軸３２は、好ましくはコーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向に移動される。この、コーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向とは、図４に示す旋回角度０度の状態では、図示のＹ軸方向である。コーンビームＸ線１２ａは円錐、角錐等の錐の形状であり、図４のように旋回軸３２の軸方向から見た状態で、撮像面ＳとコーンビームＸ線１２ａの広がりの端とが二等辺三角形を形成している。旋回軸３２は、好ましくは二等辺三角形の頂点に位置する焦点Ｆから二等辺三角形の底辺に位置する撮像面Ｓに降ろした垂線に直交する方向にずらされる。図４の状態ではコーンビームＸ線１２ａのなす二等辺三角形が図示のＹ軸方向にコーンビームＸ線１２ｂのなす二等辺三角形の位置まで平行移動されている。撮像面Ｓを中心に考えると、コーンビームＸ線１２ａにおける撮像面ＳとコーンビームＸ線１２ｂにおける撮像面Ｓとは同一の平面上で図のＹ軸方向に平行移動した位置関係である。
【００４１】
なお、コーンビームＸ線１２ａにおいて、二等辺三角形の頂点に位置する焦点Ｆから二等辺三角形の底辺に位置する撮像面Ｓに降ろした垂線上を通過するＸ線をＸ線Ｃａで示し、コーンビームＸ線１２ｂにおいて、二等辺三角形の頂点に位置する焦点Ｆから二等辺三角形の底辺に位置する撮像面Ｓに降ろした垂線上を通過するＸ線をＸ線Ｃｂで示す。Ｘ線Ｃａは、Ｘ線Ｃｂの位置まで平行移動した位置関係にある。図４の例ではコーンビームＸ線１２ａと撮像面Ｓが二等辺三角形を形成するが、必ずしも二等辺でなくとも、不等辺の三角形を形成する関係であってもよく、旋回軸３２は、好ましくは撮像面Ｓのなす面に平行な方向に平行移動し、この場合もコーンビームＸ線１２ａにおける撮像面ＳとコーンビームＸ線１２ｂにおける撮像面Ｓとが同一の平面上で平行移動する位置関係にある。
【００４２】
以下、旋回軸３２が、上述のようにずらされた後の旋回軸３２、厳密には軸心３２´の位置を「位置Ｐ」と呼ぶ。また、以下、被写体４０のＣＴ撮影領域中心Ｏと旋回軸３２、厳密には軸心３２´の位置とが一致している通常のＣＴ撮影を「通常のＣＴ撮影」と呼び、旋回軸３２が（好ましくはコーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向でかつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向に）ずらされたＣＴ撮影を「旋回軸をずらしたＣＴ撮影」と呼ぶ。なお、図４、５においては、コーンビームＸ線１２ａの移動の様子を前述の第１の旋回系で説明することを目的として旋回開始角度つまり旋回角度０度における上記焦点Ｆから二等辺三角形の底辺に位置する撮像面Ｓに向けて降ろした垂線の方向をＸ軸とし、旋回軸３２に直交する平面上でＸ軸に直交する方向をＹ軸とした場合に、コーンビームＸ線１２ａの移動はどのようなものであるかを説明しており、Ｘ線ＣＴ撮影装置本体１´が存在する空間において、特定の方向がＸ軸方向、Ｙ軸方向と決まっているわけではない。
【００４３】
同様に、後に詳述する図６、図７においては、位置Ｐの移動の様子を前述の第２の旋回系で説明することを目的として旋回開始角度つまり旋回角度０度における上記焦点Ｆから二等辺三角形の底辺に位置する撮像面Ｓに向けて降ろした垂線の方向をＹ軸とし、旋回軸３２に直交する平面上でＹ軸に直交する方向をＸ軸とした場合に、第２の旋回系における位置Ｐの移動はどのようなものであるかを説明している。したがって、前述の図２におけるＸ方向、Ｙ方向と、図４から図７におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向とは直接は関係ないが、図４から図７におけるＸ軸方向の一例として図２におけるＸ方向を、図４から図７におけるＹ軸方向の一例として図２におけるＹ方向を設定することは差し支えないので、図４、図５における第１の旋回系のＸ軸方向は図２におけるＸ方向と一致し、図４、図５における第１の旋回系のＹ軸方向は図２におけるＹ方向と一致することとする。同様に、図６、図７における第１の旋回系のＸ軸方向は図２におけるＸ方向と一致し、図６、図７における第１の旋回系のＹ軸方向は図２におけるＹ方向と一致することとする。また、図６（ａ）における第２の旋回系のＸ軸方向は図２におけるＸ方向と一致し、図６（ａ）における第２の旋回系のＹ軸方向は図２におけるＹ方向と一致することとする。
【００４４】
コーンビームＸ線１２ａとコーンビームＸ線１２ｂとの旋回軸３２のずれ量つまりＣＴ撮影領域中心Ｏから位置Ｐへのずれ量は、コーンビームＸ線１２（旋回アーム３１）の旋回角θの関数としてｆ（θ）と表すことができる。このｆ（θ）は、旋回角θの任意の関数で良い。具体的なｆ（θ）として、数１や数２が考えられる。
【００４５】
【数１】
2009066305.tif 000003
【００４６】
【数２】
2009066305.tif 000004
【００４７】
なお、数１は、Ａ及びＢが定数であり、撮像面Ｓが旋回角θの変化に伴い一定の速度で一方向に動く関数である。また、数２は、Ａが定数で、撮像面Ｓが旋回角θの３６０度の変化に伴い、左右に２回動く正弦波の関数である。
【００４８】
また、旋回角θの変化に伴い、旋回軸３２の位置Ｐは数３のように複素平面上を移動する。
【００４９】
【数３】
2009066305.tif 000005
【００５０】
なお、数３は、ｊが虚数単位であり、実数部がＸ座標で、虚数部がＹ座標で表している。
【００５１】
図５に、旋回角θがＸ軸から−３０度，−６０度，−９０度の場合のコーンビームＸ線１２の概略図を示す。なお、図５においては、数学で一般的に用いられる三角関数のグラフに合わせて旋回角θは反時計回りを正、時計回りを負として表している。また、図５でも、通常のＣＴ撮影におけるコーンビームＸ線１２ａと旋回軸をずらしたＣＴ撮影におけるコーンビームＸ線１２ｂとを図示している。コーンビームＸ線１２ｂの旋回軸３２の位置Ｐは、Ｐ＝（−ｆ（θ）ｓｉｎ（θ），ｆ（θ）ｃｏｓ（θ））と表すことができる。ずれ量ｆ（θ）は図４、図５に示されるとおり、ＣＴ撮影中一定ではない。図４、図５の例では、図４の状態が最もずれ量ｆ（θ）が大きく、図４，図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）の順に旋回角度が変化するにつれてずれ量ｆ（θ）が小さくなっている。
【００５２】
次に、Ｘ線被照射部位２２の移動パターンについて図６及び図７を用いて説明する。図６、図７は、後述するように、本実施形態によるＸ線ＣＴ撮影において、旋回アーム３１が旋回するにつれてコーンビームＸ線１２ｂがコーンビームＸ線１２ａに対してどのような位置関係をとっていくか、コーンビームＸ線１２の方を固定して示し、被写体４０の方が旋回しているように示した図であり、前述の第２の旋回系による。図６、図７においては、被写体の動きを示すために前述の第１の旋回系のＸ軸、Ｙ軸が表示してあるが、図６、図７自体は第２の旋回系によるので被写体４０の方を移動させて表示している。図６、図７においては、第２の旋回系のＸ軸、Ｙ軸の表示は略すが、図６、図７の上下方向が第２の旋回系のＹ軸であり、図６、図７の左右方向が第２の旋回系のＸ軸である。図６から図７においては、図６（ａ）の旋回角０度の状態で、第１の旋回系のＸ軸方向と第２の旋回系のＸ軸方向が一致し、第１の旋回系のＹ軸方向と第２の旋回系のＹ軸方向が一致しているが、図６（ｂ）以降、旋回角が異なるにつれて第１の旋回系のＸ軸方向、Ｙ軸方向が旋回するように異なる角度で示される。図６及び図７でも、通常のＣＴ撮影におけるコーンビームＸ線１２ａと旋回軸をずらしたＣＴ撮影におけるコーンビームＸ線１２ｂとが図示されている。図示しない旋回軸３２は、好ましくはＣＴ撮影領域中心Ｏの位置から位置Ｐまで、コーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向に移動される。この方向は、図６（ａ）に示す旋回角度０度の状態では、図示のＸ軸方向である。図６（ａ）では、ＣＴ撮影領域中心Ｏを原点（０，０）とし、ずらせた旋回軸３２の位置Ｐを（−４，０）としている。前述のように、図６から図７においては第２の旋回系のＸ軸、Ｙ軸の表示は略しているが、第２の旋回系におけるＸ軸の方向が、コーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向である。
【００５３】
また、図６及び図７では、ＣＴ撮影を行う場合に、コーンビームＸ線１２ａのうち、ＣＴ撮影領域中心Ｏの位置にある原点を通過したＸ線が撮像面Ｓの上のＡ点で結像し、旋回軸をずらしたＣＴ撮影をする場合に、コーンビームＸ線１２ｂのうち、位置Ｐを通過したＸ線が撮像面Ｓの上のＢ点で結像する。撮像面Ｓの面上ではＡ点とＢ点とは位置的に一致する。すなわち、撮像面Ｓは、通常のＣＴ撮影の場合にＡ点の画素（ピクセル）で画像を受け、旋回軸をずらしたＣＴ撮影の場合にはＡ点の画素（ピクセル）と同じ画素（ピクセル）であるＢ点の画素（ピクセル）で画像を受けるが、それぞれの点に対応する被写体４０の位置が異なる。このＢ点の移動パターンは、図３に示した撮像面Ｓの移動パターンである。そして、このＢ点の移動は、図６及び図７から分かるように、位置Ｐの移動と対応している。図示の例では、撮像系ＦＳがずらされてＸ線発生器１１とＸ線イメージセンサ２１が平行移動しているので、コーンビームＸ線１２ａにおける焦点ＦからコーンビームＸ線１２ｂにおける焦点Ｆまでの移動方向及び移動量とＡ点からＢ点までの移動方向及び移動量すなわち撮像面Ｓの移動方向及び移動量が同じ量となる。そのため、以下の説明では、撮像面Ｓの移動パターンに対応する位置Ｐの移動パターンを説明する。
【００５４】
図６及び図７では、図６（ａ）を旋回角０度とし、図６（ｂ）〜（ｅ），図７（ａ）〜（ｄ）の順に４５度ずつ旋回角を大きくした場合を示している。但し、前述のとおり、図６及び図７では、被写体４０を固定して、コーンビームＸ線１２ａ，１２ｂが旋回するのではなく、前述の第２の旋回系により、コーンビームＸ線１２ａ，１２ｂを固定して被写体４０を旋回させて示した図となっている。また、図６及び図７では、旋回角０度からの位置Ｐの軌跡が図示されている。旋回アームの旋回角θは、次のとおりである。図６（ａ）において０°、図６（ｂ）において−４５°、図６（ｃ）において−９０°、図６（ｄ）において−１３５°、図６（ｅ）において−１８０°、図７（ａ）において−２２５°、図７（ｂ）において−２７０°、図７（ｃ）において−３１５°、図７（ｄ）において−３６０°である。ＣＴ撮影領域中心Ｏと位置Ｐの間の距離（図示の例では点Ａと点Ｂ間の距離と一致）で示されるずれ量ｆ（θ）の変化は、次のとおりとなる。図６（ａ）においてＤ１の量、図６（ｂ）においてＤ２の量、図６（ｃ）においてＤ３の量、図６（ｄ）においてＤ４の量、図６（ｅ）においてＤ５の量、図７（ａ）においてＤ６の量、図７（ｂ）においてＤ７の量、図７（ｃ）においてＤ８の量、図７（ｄ）においてＤ９の量である。
【００５５】
図６、図７に示す状態で、旋回角０°から−３６０°までの間に、コーンビームＸ線１２ｂはコーンビームＸ線１２ａの左側から出発し、右に移動している。この移動は前述の撮像系の移動で行う。コーンビームＸ線１２ｂはコーンビームＸ線１２ａに対し、図６（ａ）の状態で最も左の地点にあり、図６（ｅ）の状態で位置的にコーンビームＸ線１２ａと一致し、図７（ｄ）の状態で最も右の地点に移動する。つまり、コーンビームＸ線１２ｂは左から右への移動１回分の、半往復の移動をする。したがって、ずれ量ｆ（θ）は図６（ａ）で左側において最大であり（Ｄ１）、図６（ｅ）でゼロとなり（Ｄ５）、図７（ｄ）で右側において最大である（Ｄ９）。上記の移動に従い、位置Ｐは、旋回角が大きくなるにつれ移動する。位置Ｐの変移と位置Ｐの描く軌跡をたどると、次のようになる。図６（ａ）においてＰ１の位置、図６（ｂ）においてＰ２の位置、Ｐ1からＰ２までの軌跡Ｌ１、図６（ｃ）においてＰ３の位置、Ｐ1からＰ３までの軌跡Ｌ２、図６（ｄ）においてＰ４の位置、Ｐ1からＰ４までの軌跡Ｌ３、図６（ｅ）においてＰ５の位置、Ｐ1からＰ５までの軌跡Ｌ４、図７（ａ）においてＰ６の位置、Ｐ1からＰ６までの軌跡Ｌ５、図７（ｂ）においてＰ７の位置、Ｐ1からＰ７までの軌跡Ｌ６、図７（ｃ）においてＰ８の位置、Ｐ1からＰ８までの軌跡Ｌ７、図７（ｄ）においてＰ９の位置、Ｐ1からＰ９までの軌跡Ｌ８である。
【００５６】
つまり、位置Ｐの移動パターンは、第１の旋回系上で図７（ｄ）に示すような軌跡を描き、第２の旋回系上で（−４，０）から（４，０）に移動する。そのため、位置Ｐの移動パターンは、単純に３６０度旋回するコーンビームＸ線１２の移動パターンとは異なり、従来のＣＴ撮影のように被写体４０のＣＴ撮影領域中心Ｏに旋回軸３２の位置Ｐが固定されない。通常のＣＴ撮影におけるＣＴ撮影領域中心Ｏの箇所を通過したＸ線は、通常のＣＴ撮影においては旋回アーム３１の旋回角度いかんに関わらず撮像面Ｓの同じ箇所Ａ点で検出されるが、旋回軸３２をずらしたＣＴ撮影においては、旋回アーム３１の旋回角度によって撮像面Ｓの異なる箇所で検出される。このことを、撮像面Ｓを中心に考える。通常のＣＴ撮影においては旋回アーム３１の旋回角度いかんに関わらず撮像面Ｓの同じ箇所Ａ点でＣＴ撮影領域中心Ｏを通過したＸ線を検出するが、旋回軸をずらしたＣＴ撮影においては、旋回アーム３１の旋回角度が異なるにしたがい、撮像面ＳのＢ点の位置（撮像面Ｓの面上の位置としてはＡ点と同じ位置）で被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を通過したＸ線が検出される。図４から図７に示す例では、撮像面ＳのＢ点の位置で刻々と変化する位置Ｐを通過したＸ線が検出される。つまり、この位置Ｐを通過して撮像面Ｓの上に結像したＢ点は、常に同じ位置の被写体４０の情報を得ることがないため、仮にＢ点のＸ線イメージセンサのピクセルに問題があっても、３次元的に再構成したＣＴ画像には問題が生じない。
【００５７】
従来のＣＴ撮影のように、旋回軸３２を原点に固定した場合、当該原点を通過したＸ線が常にＡ点に照射されるが、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１では、旋回アーム３１の旋回軸３２が図７（ｄ）に示す軌跡Ｌ８を移動するのでＢ点に照射される被写体４０の位置が常に変化する。なお、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１では、上記の撮像面Ｓの移動パターンにより得られたＸ線透過データから３次元的にＣＴ画像再構成する場合、当該移動パターンをキャンセルするように位置補正の演算処理を行う。この位置補正の演算処理を行った上で従来のＣＴ画像再構成の処理を行うことにより正常なＣＴ画像再構成ができる。具体的な例で述べると、図６（ａ）に示すように、旋回軸をずらしたＣＴ撮影において、撮像面Ｓは被写体４０のＰの地点をＸ線が透過したＸ線透過像の情報を点Ｂの画素で受ける。上記位置補正の演算処理を行わずに画像処理すると、Ｐの地点をＸ線が透過したＸ線透過像の情報であるにもかかわらず、前述の演算手段は点Ｂの画素で受けた情報を、被写体４０のＣＴ撮影領域中心Ｏの地点をＸ線が透過したＸ線透過像の情報として演算してしまうので、シフトしてやはりＰの地点をＸ線が透過したＸ線透過像の情報として画像処理する。このようなシフトの処理が上記位置補正の演算処理である。
【００５８】
図６及び図７で示したＢ点の移動パターンは、旋回角０度でＡ点の左側、旋回角１８０度でＡ点と交差し、旋回角３６０度でＡ点の右側にあるよう、Ｂ点が一方方向に移動する。さらに、図６及び図７では、距離Ｔ１（焦点Ｆから撮像面Ｓまでの距離）と距離Ｔ２（原点Ｏ又は位置Ｐから撮像面Ｓまでの距離）が常に一定である。つまり、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、拡大率が一定である。
【００５９】
図６及び図７で示した位置Ｐの移動パターンにおける移動の例を示したグラフを図８に示す。図８は、コーンビームＸ線１２が３６０度（図４〜７の例では−３６０°）回転する間の第１の旋回系上の位置Ｐの軌跡を示す図である。Ｘ線ＣＴ撮影装置の実機における旋回軸３２の移動量は様々に具体的数値をとるとしても、図８においては、原点からの移動距離をＸ軸及びＹ軸を−１から１の間に収まる値にして２次元座標に表示している。この移動量−１から１までが、−１ｍｍから１ｍｍまでの場合も、−1ｃｍから1ｃｍまでの場合もありうる。図８に示す移動パターンは、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に位置Ｐが原点を通り左から右へと０．５周期分移動している。つまり、前述したように、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に、図６及び図７に示す撮像面ＳのＢ点がＡ点の左側からＡ点の右側へと半往復移動するパターンである。
【００６０】
しかし、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、位置Ｐの移動パターンが図８に限られず、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に０．２５周期や１．５周期や２．０周期等しても良い。具体的に、図９に、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に位置Ｐが原点から右へと０．２５周期分移動するパターンを示している。つまり、図９に示す移動パターンでは、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に、図６及び図７に示す撮像面ＳのＢ点がＡ点の左側からＡ点へと１／４往復移動するパターンである。
【００６１】
図１０に、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に位置Ｐが３度原点を通る１．５周期分移動するパターンを示している。つまり、図１０に示す移動パターンでは、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に、図６及び図７に示す撮像面ＳのＢ点がＡ点の左側−Ａ点−Ａ点の右側−Ａ点−Ａ点の左側−Ａ点へと１．５往復移動するパターンである。
【００６２】
図１１に、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に位置Ｐが４度原点を通る２．０周期分移動するパターンを示している。つまり、図１１に示す移動パターンでは、コーンビームＸ線１２が１回旋回する間（１周期）に、図６及び図７に示す撮像面ＳのＢ点がＡ点の左側−Ａ点−Ａ点の右側−Ａ点−Ａ点の左側−Ａ点−Ａ点の右側−Ａ点へと２．０往復移動するパターンである。
【００６３】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、旋回軸制御部であるＣＰＵ７１が、Ｘ線ＣＴ撮影中に旋回軸移動機構であるＸ軸モータ６０ｘ，Ｙ軸モータｙ，Ｚ軸モータｚを制御して旋回中の旋回軸３２を、コーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動させて、Ｘ線検出部２０のＸ線被照射部位の移動パターンをコーンビームＸ線１２の移動パターンと異なるパターンに制御する。そのため、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、Ｘ線検出部２０がＣＣＤセンサやＭＯＳセンサなどのＸ線イメージセンサ２１で、仮に当該センサに感度が異なるなどの問題を有するピクセルが存在しても、同じ被写体４０の部位を透過したコーンビームＸ線１２が常に同じ位置のピクセルに照射されないので、問題を有するピクセルの影響を受けずに、または極めて希釈してＸ線透過データを得ることができ、ＣＴ再構成した画像の関心領域中心部分にスジが生じる等の問題を回避できる。
【００６４】
特に図８、図９、図１０、図１１に示される旋回軸３２の移動制御は、Ｘ線ＣＴ撮影の間に、Ｘ線発生器１１より照射され撮像面Ｓで検出される全てのＸ線が、旋回アーム３１の旋回角θが異なると、撮影領域４１の異なる箇所を照射する制御である。このため、ＣＴ撮影中に常に被写体４０の撮影領域４１のうち、同じ箇所を通過したＸ線を検出することがない状態が保たれ、より撮影に用いるピクセル（画素）に偏りのないＣＴ撮影が可能である。以上の例においては、距離Ｔ１（焦点Ｆから撮像面Ｓまでの距離）と距離Ｔ２（原点Ｏ又は位置Ｐから撮像面Ｓまでの距離）が常に一定である。つまり、拡大率が一定である構成を述べたが、必ずしも拡大率は一定でなくともよい。図１６（ａ）〜（ｅ）は、図６（ａ）〜（ｅ）におけると同様のコーンビームＸ線１２ｂの移動を示す図であり、前述の第２の旋回系による。図６（ａ）〜（ｅ）と異なる点は、図６（ａ）に示す位置Ｐは、ＣＴ撮影領域中心Ｏに対し、図示のＸ軸方向にのみ変移しているのに対し、図１６（ａ）に示す位置Ｐは、ＣＴ撮影領域中心Ｏに対し、図示のＸ軸方向のみならず、Ｙ軸方向にも変移している点である。
【００６５】
なお、図６、図７と同じ主旨より、図１６においては前述の第１の旋回系のＸ軸、Ｙ軸が表示してあり、第２の旋回系のＸ軸、Ｙ軸は表示しないが、図１６自体は第２の旋回系によるので被写体４０の方を移動させて表示している。図１６における第２の旋回系のＸ軸方向の変化量をＤｘ１〜Ｄｘ５で、Ｙ軸方向の変化量をＤｙ１〜Ｄｙ５で示す。図１６（ａ）〜（ｅ）において、旋回アームの旋回角θは、次のとおりである。図１６（ａ）において０°、図１６（ｂ）において−４５°、図１６（ｃ）において−９０°、図１６（ｄ）において−１３５°、図１６（ｅ）において−１８０°である。なお、旋回の角度が−１８０°超から−３６０°までの範囲は移動パターンが同じなので省略する。また、ＣＴ撮影に必要な旋回角度は量にして１８０°分あれば足りるので、上記図１６（ｅ）における−１８０°まで旋回した時点でＣＴ撮影終了としても構わない。
【００６６】
図示しない旋回軸３２は、好ましくはＣＴ撮影領域中心Ｏの位置から位置Ｐまで移動される。ＣＴ撮影領域中心Ｏと位置Ｐの間の距離で示されるずれ量ｆ（θ）の変化は、次のとおりとなる。図１６（ａ）においてＤｘ１、Ｄｙ１の量、図１６（ｂ）においてＤｘ２、Ｄｙ２の量、図１６（ｃ）においてＤｘ３、Ｄｙ３の量、図１６（ｄ）においてＤｘ４、Ｄｙ４の量、図１６（ｅ）においてＤｘ５、Ｄｙ５の量である。図１６（ａ）の状態から図１６（ｅ）の状態まで、コーンビームＸ線１２ｂにおける撮像面Ｓは図示の左上の位置から斜めに等間隔で右下に向かって移動し、図１６（ｅ）の状態でコーンビームＸ線１２ａにおける撮像面Ｓの位置と一致する。このように被写体４０に対し、撮像面Ｓが遠近する移動を行うと拡大率が変わるが、画像処理で補正を行うことで不都合は解消できる。すなわち、被写体４０に撮像面Ｓが近づいて被写体４０のＸ線投影像が拡大した場合は拡大した分を適正に縮小するよう補正して画像処理する。逆に被写体４０から撮像面Ｓが遠ざかって被写体４０のＸ線投影像が縮小した場合は縮小した分を適正に拡大するよう補正して画像処理する。
【００６７】
上述の変化量Ｄｘ１〜Ｄｘ５は、コーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向の移動変化量である。この移動変化が加わることにより、撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出することができる。この移動変化に上述の変化量Ｄｙ１〜Ｄｙ５の移動変化が加わっているのであるが、変化量Ｄｘ１〜Ｄｘ５の移動変化による上記効果の妨げにはならない。すなわち、コーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向の旋回軸３２の移動成分をＸ移動成分と呼ぶこととし、上記の変化量Ｄｙ１〜Ｄｙ５の移動変化の移動成分をＹ移動成分と呼ぶこととし、Ｘ移動成分、Ｙ移動成分からなる２次元座標に直交する方向の移動成分をＺ移動成分と呼ぶこととすると、このうちＸ移動成分が含まれていれば、他の移動成分や、これらの移動成分を合成した移動成分が含まれていても構わない。
【００６８】
図１７は、コーンビームＸ線１２ｂの移動制御の別の例を示す図である。図１７は、図６、図７に示した例と同様、旋回アーム３１が旋回するにつれてコーンビームＸ線１２ｂがコーンビームＸ線１２ａに対してどのような位置関係をとっていくか、コーンビームＸ線１２の方を固定して示し、被写体４０の方が旋回しているように示した図であり、前述の第２の旋回系による。なお、図６、図７と同じ主旨より、図１７においては前述の第１の旋回系のＸ軸、Ｙ軸が表示してあり、第２の旋回系のＸ軸、Ｙ軸は表示しないが、図１７自体は第２の旋回系によるので被写体４０の方を移動させて表示している。図１７における第２の旋回系のＸ軸方向の変化量をＤ１〜Ｄ３で示す。旋回アームの旋回角θは、次のとおりである。図１７（ａ）において０°、図１７（ｂ）において−４５°、図１７（ｃ）において−９０°である。図示しない旋回軸３２は、好ましくはＣＴ撮影領域中心Ｏの位置から位置Ｐまで、コーンビームＸ線１２ａの照射方向に直交する方向で、かつ旋回軸３２の軸方向に直交する方向に移動される。この方向は、図１７（ａ）に示す旋回角度０度の状態では、図示のＸ軸方向である。
【００６９】
ＣＴ撮影領域中心Ｏと位置Ｐの間の距離（図示の例では点Ａと点Ｂ間の距離と一致）で示されるずれ量ｆ（θ）すなわち図１７における第２の旋回系のＸ軸方向の変化量は、次のとおりとなる。図１７（ａ）においてＤ１の量、図１７（ｂ）においてＤ２の量、図１７（ｃ）においてＤ３の量である。今、被写体４０中のある位置ＰＰに注目する。ずれ量ｆ（θ）は、位置ＰＰに関し、旋回角度θに関する余弦関数の値をとっている。つまり、仮に位置ＰＰの座標を（ｘｐ,０）とすると、ずれ量ｆ（θ）の値は、ｆ（θ）=ｘｐ・ｃｏｓ（θ）となる。このように旋回軸３２を移動制御すると、通常のＣＴ撮影のようにコーンビームＸ線１２ａにおける前述のＸ線Ｃａが撮像面Ｓの前述のＡ点で検出されることは避けられるが、前述のＸ線Ｃｂが、常に被写体４０のうち位置ＰＰを透過して撮像面ＳのＢ点で検出されるという現象が生じる。
【００７０】
仮に撮像面ＳのＢ点の受光箇所（ピクセル）に前述のような感度のばらつきなどの問題がある場合は、３次元的に再構成したＣＴ画像上において位置ＰＰの箇所に関するスジが生ずるなどの問題が生じる可能性はある。この点、図４から図１１に示す制御や、図１６に示す制御は特定の箇所を透過したＸ線が撮像面Ｓの特定の箇所で検出されることが常に避けられるという点で図１７に示す制御に比べて優れている。しかし、図１７に示すような、被写体４０のうち特定の位置を透過したＸ線が撮像面Ｓの特定の位置で検出されるような、ずれ量ｆ（θ）が余弦関数の値をとる制御でも、常に撮像面Ｓの同じ箇所で検出される位置ＰＰが関心領域から外れるような旋回軸３２の移動制御をすれば、位置ＰＰの箇所を除く部分については撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出できる。
【００７１】
例えば、ＣＴ撮影領域中心Ｏの周辺が関心領域である場合、その関心領域から外れる箇所に位置ＰＰを設定して、位置ＰＰについては上述のようなｆ（θ）の値がｘｐ・ｃｏｓ（θ）をとるように旋回軸３２の移動を制御する制御である。この場合、仮に位置ＰＰの箇所に関するスジが生じたとしても、それは関心領域の範囲外であるので無視すればよい。また、そのように、被写体４０のうち位置ＰＰの箇所を関心領域から外す旋回軸３２の移動制御をしなくとも、例えば旋回アームの一周の旋回のうち、部分的には通常のＣＴ撮影を行い、他の部分では図１７に示すようなＸ線Ｃｂが常にＣＴ撮影領域中心Ｏの位置とは別の位置ＰＰを透過するＣＴ撮影を行う制御も考えられる。例えば、３６０°旋回のうち前半１８０°を通常のＣＴ撮影で、後半の１８０°では図１７に示すようなＣＴ撮影を行う制御である。このように、位置ＰＰのように常に撮像面Ｓの同じ位置で検出される箇所ができるとしても、その箇所の位置をＣＴ撮影中に変更すれば、ＣＴ撮影中に終始一貫して撮影面Ｓの同じ位置で被写体４０中の同じ箇所を透過したＸ線の検出をすることが避けられ、その分アーチファクトの低減の効果がある。なお、図１７においては、旋回の出発におけるコーンビームＸ線１２ｂが図１７  （ａ）に示すＹ軸の方向を照射する角度から出発したので  ｆ（θ）=ｘｐ・ｃｏｓ（θ）の値となったが、コーンビームＸ線１２ｂを逆方向に旋回する場合を考え、図１７  （ｃ）の状態から旋回をはじめて図１７（ａ）の状態まで旋回する場合を考えると、この場合はずれ量ｆ（θ）の値は、ｆ（θ）=ｘｐ・ｓｉｎ（θ）となる。このように図１７のような制御は余弦関数からも正弦関数からも考えられる。
【００７２】
以上に述べた実施の形態１の旋回軸３２の移動はいずれでもよいのであるが、図８〜図１１のように旋回アーム３１の旋回１周期に対して１周期と異なる周期で旋回軸３２の位置をコーンビームＸ線１２ａの照射方向と交差し且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動する移動パターンによると、ＣＴ撮影中に撮影面Ｓの同じ位置で被写体４０中の同じ箇所を透過したＸ線の検出をすることが避けられることは明白である。周期が異なることにより、ＣＴ撮影中に撮影面Ｓの同じ位置で被写体４０中の同じ箇所を透過したＸ線の検出をする制御を終始続けることがかえって困難であり、少なくとも撮影面Ｓの同じ位置で被写体４０中の同じ箇所を透過したＸ線の検出をすることを回避するのは容易である。また、仮に旋回アーム３１の旋回１周期に対して１周期で旋回軸３２の位置をコーンビームＸ線１２ａの照射方向と交差し且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動する移動パターンをとるとしても、上述のようなｆ（θ）の値がｘｐ・ｃｏｓ（θ）をとるような制御を避ければよいのであって、例えば時間あたりの旋回軸３２の位置変化量が等しい、つまり等速の変移による制御などをすれば、１周期であったとしても問題はない。要は、ＣＴ撮影中に終始一貫して関心領域中に撮影面Ｓの同じ位置で透過Ｘ線の検出をするような箇所を作らない制御が望まれるということである。できれば、ＣＴ撮影中に撮影面Ｓの同じ位置で関心領域中の同じ箇所を透過したＸ線の検出を続けることが全くない制御がさらに望ましい。また、旋回アーム３１の旋回１周期に対する旋回軸３２の移動周期は何周期でもよいのであるが、あまり周期の数が大きすぎると演算に時間がかかりすぎる、旋回アーム３１に横揺れによるブレが生じるなどの不都合が生じるので、１０周期程度までが適切と考えられる。以上より、旋回アーム３１の旋回１周期に対する、より好適な旋回軸３２の移動周期αは、０≦α＜１または１＜α≦１０の関係にあると考えられる。
【００７３】
コーンビームＸ線１２ａの照射方向と交差し且つ旋回軸３２の方向と異なる方向への具体的な旋回軸３２の変移量は、あまり小さすぎると、撮影面Ｓの同じ位置で被写体４０中の異なる箇所を透過したＸ線の検出ができる度合いが減り、あまり大きすぎると撮像面Ｓの端部においてＣＴ撮影中常にＸ線検出ができない範囲が大きくなり、撮像面Ｓの有効検出範囲が狭くなりすぎる。その観点からは、図６、図７の例で述べれば、図６（ａ）におけるＤ１と図７（ｄ）におけるＤ９の合計つまり変移の最大幅が２〜１００ピクセル分程度である旋回軸３２の変移が適切と考えられる。上述の変移の最大幅は、距離で考えた場合、０.２〜１０ｍｍ程度と考えられる。できるだけ効率よく撮影面Ｓの同じ位置で被写体４０中の異なる箇所を透過したＸ線の検出を行い（被写体４０中の同じ箇所をできるだけいろいろな箇所のピクセルで検出する）、かつできるだけ撮像面Ｓの有効検出範囲を大きく保つには、上述の変移の最大幅が１０〜５０ピクセル分程度、距離で考えた場合１〜５ｍｍ程度がさらに適切と考えられ、さらに好ましくは変移の最大幅が２０〜３０ピクセル分程度、距離で考えた場合２〜３ｍｍ程度と考えられる。
【００７４】
（実施の形態２）
図１２に、実施の形態１とは別の実施の形態２に係るＸ線ＣＴ撮影装置１のブロック図を示し、図１３に本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の概略図を示す。実施の形態１では、支持手段３０に旋回アーム３１を用いて、被写体４０に対してＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０を旋回させるＸ線ＣＴ撮影装置の構成について説明した。つまり、実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、支持手段３０が旋回し、且つ支持手段３０が移動することで旋回軸３２を所定の方向に移動させる構成を示した。しかし、本発明に係るＸ線ＣＴ撮影装置はこれに限られず、被写体４０を旋回させ、且つ被写体４０を移動させることで旋回軸３２を所定の方向に移動させる構成や、支持手段３０を旋回させ、被写体４０を移動させることで旋回軸３２を所定の方向に移動させる構成や、被写体４０を旋回させ、支持手段３０が移動することで旋回軸３２を所定の方向に移動させる構成等でも良い。つまり、本発明に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、支持手段３０及び被写体４０のうち少なくとも一方を旋回させ、支持手段３０及び被写体４０のうち少なくとも一方が移動することで旋回軸３２を所定の方向に移動させる構成であれば良い。
【００７５】
本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、特に支持手段３０が旋回し、被写体４０を移動させることで旋回軸３２を所定の方向に移動させる構成について説明する。他の構成については、実施の形態１及び実施の形態２を適宜組み合わせることで実現可能であるため詳細な説明は省略する。
【００７６】
図１２に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１のブロック図を示す。図１２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを対向させて支持した支持手段３０と、被写体４０を保持する被写体保持部材５０と、支持手段３０を駆動する駆動部６０と、被写体４０を移動させるための被写体保持部材５０を駆動する被写体駆動部６５とを備えている。さらに、図１２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、Ｘ線発生部１０、Ｘ線検出部２０、駆動部６０及び被写体駆動部６５を制御する制御部７０と、制御部７０に対して所定の指示を行う操作部８０と、制御部７０の処理結果等を表示する表示部９０とを備えている。図１に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、支持手段３０を駆動するＸ軸モータ６０ｘ、Ｙ軸モータ６０ｙ、Ｚ軸モータ６０ｚを備え、図１２に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は被写体保持部材５０を駆動する被写体駆動部６５を備える点が相違する点である。
【００７７】
まず、Ｘ線発生部１０は、実施の形態１と同じく、Ｘ線を照射するＸ線管等からなるＸ線発生器１１と、Ｘ線の広がりを規制する開口を持つＸ線遮蔽部材１３とを備えている。Ｘ線検出部２０は、ＣＣＤセンサやＭＯＳセンサなどのＸ線イメージセンサ２１を備えている。Ｘ線撮影の際、Ｘ線発生器１１とＸ線イメージセンサ２１とは、被写体４０を挟んで対向する。なお、Ｘ線遮蔽部材１３に規制されたコーンビームＸ線１２は、被写体４０の関心領域４２を含む撮影領域４１を照射してＸ線イメージセンサ２１に至る。
【００７８】
駆動部６０は、支持手段３０を駆動するために、旋回用モータ６０ｒを備えている。また、被写体駆動部６５は、被写体保持部材５０を駆動するＸ軸モータ６５ｘ、Ｙ軸モータ６５ｙ、Ｚ軸モータ６５ｚを備えている。これらのモータは、制御部７０のＣＰＵ７１により制御されている。また、制御部７０は、ＣＰＵ７１と、Ｘ線検出部２０を制御するＸ線検出部制御部７２と、Ｘ線発生部１０を制御するＸ線発生部制御部７３とを備えている。なお、制御部７０は、Ｘ線ＣＴ撮影装置の外部に設けたコンピュータ等の端末と有線又は無線の回線（例えばＬＡＮ等）で接続する構成でも良い。また、当該端末に、操作手段や表示手段を備えても良い。
【００７９】
次に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の概略図を図１３に示す。図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置１の概略図では、Ｘ線ＣＴ撮影装置に接続された端末９４も図示されている。図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置では、端末９４が物理的に分離した構成について図示したが、本発明はこれに限られず、端末９４の構成がＸ線ＣＴ撮影装置に一体として組み込まれた構成でも良い。なお、図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置は、図１２に示すブロック図と同じ構成要素については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置１では、操作部８０及び表示部９０が、支柱６１に取り付けられている。また、図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置１は、Ｘ線ＣＴ撮影のほかに歯科用等のパノラマ撮影も可能である。
【００８１】
図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置１では、支持手段３０である旋回アーム３１が支柱６１に支持された駆動部６０を含むブラケット６２に垂下支持されている。つまり、旋回アーム３１は、ブラケット６２に設けられた旋回用モータ６０ｒにより旋回する。さらに、図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置１では、被写体駆動部６５のＸ軸モータ６５ｘ及びＹ軸モータ６５ｙにより被写体保持部材５０を水平方向に移動させることが可能である。図１３の例では、図示の被写体４０である患者が被写体保持部材５０に着座した場合に患者と対面する側をＸ線ＣＴ撮影装置の正面とすると、正面に向かって左右の方向をＸ方向とし、旋回アーム３１の旋回軸３２と直交する面において、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。図１２に示したＸ軸モータ６５ｘは被写体駆動部６５内部に設けられ、被写体保持部材５０をＸ方向に移動させる。同様に、図１２に示したＹ軸モータ６５ｙも被写体駆動部６５内部に設けられ、被写体保持部材５０をＹ方向に移動させる。上記Ｘ軸モータ６５ｘとＹ軸モータ６５ｙとの協働で、旋回軸３２は、ＸとＹ方向からなる２次元の移動が可能である。
【００８２】
さらに具体的に述べれば、Ｘ軸モータ６５ｘ、Ｙ軸モータ６５ｙを用いる被写体保持部材５０の移動のための移動機構としては、例えば図１２に示すＸ−ＹテーブルＸＹような移動機構が考えられる。Ｘ−ＹテーブルＸＹは、図１３に示す被写体保持手段５０を底部から支え、被写体４０を保持する被写体保持手段５０を２次元に移動制御するものであり、図１において説明したＸ−Ｙテーブルと同様の機構で構成される。すなわち、支柱６１の底部に固定したＹ軸モータ６５ｙの駆動によってＹ方向に変移可能なＹテーブルをＹ方向に移動させ、さらにＹテーブルに固定されたＸ軸モータ６５ｘの駆動によってＹテーブル上でＸ方向に変移可能なＸテーブルをＸ方向に移動させ、Ｘテーブルに被写体保持部材５０が固定支持されるＸ−ＹテーブルＸＹの機構である。旋回アーム３１に対し、被写体保持手段５０が移動することにより被写体４０も移動される。また、Ｘテーブルに設けられたＺ軸モータ６５ｚは、被写体保持部材５０を昇降調節可能にし、旋回アーム３１に対する被写体４０の垂直方向の位置を移動させることが可能である。被写体保持部材５０の昇降のための機構としては、例えばＺ軸モータ６５ｚの回転軸をねじ軸とし、内部に雌ねじのねじ切りをした移動部材に被写体保持部材５０を固定させた昇降機構が考えられるＺ軸モータ６５ｚからなる昇降機構の代わりに、シリンダ６５ｚ´を用いて油圧制御するようにしてもよい。上述のようなＸ−ＹテーブルＸＹは旋回軸３２を被写体４０に対して相対的に移動させる旋回軸移動機構の例である。制御部７０はＣＰＵ７１によりＸ−ＹテーブルＸＹを制御するので、旋回軸制御部の例である。旋回軸移動機構がＸ−ＹテーブルＸＹと共に上述のような昇降移動に関するＺ軸モータ６５ｚやシリンダ６５ｚ´を含み、旋回軸制御部としての制御部７０の制御がＺ軸モータ６５ｚやシリンダ６５ｚ´の制御を含んでも構わない。
【００８３】
次に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１の動作について説明する。本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置１でも、従来のＸ線ＣＴ撮影装置と異なり、Ｘ線ＣＴ撮影中に旋回軸をコーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸の方向と異なる方向に移動させることができる。そして、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置でも、Ｘ線検出部２０のＸ線被照射部位の移動パターンがコーンビームＸ線１２の移動パターンと異なるパターンを有する。
【００８４】
本実施の形態に係るＸ線検出部２０のＸ線被照射部位や旋回軸等の関係を説明するための概略図を図１４に示す。図１４では、Ｘ発生部１０及びＸ線検出部２０を支持する旋回アーム３１と被写体駆動部６５とが図示されている。この旋回アーム３１は、図示されていない駆動部６０により旋回軸３２を中心に旋回することができる。そして、被写体駆動部６５は、被写体４０を載せた被写体保持部材５０を、コーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動させることができる。
【００８５】
この被写体駆動部６５により、旋回軸３２に対する被写体４０の位置を水平方向（コーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸の方向と異なる方向）に移動可能である。
【００８６】
図１４においても、被写体４０に対して撮像系ＦＳをずらし、被写体４０に対してコーンビームＸ線１２、Ｘ線イメージセンサ２１の撮像面Ｓの位置をずらすことができる点は、図３に関して述べたのと同様であるが、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、撮像系ＦＳに対して被写体保持部材５０の方を移動させる。この移動により、撮像面Ｓのある位置と被写体４０のある位置とが常には対応しないように被写体保持部材５０を移動させ（つまり撮像系ＦＳに対して被写体４０を動かして）、Ｘ線ＣＴ撮影の間に、Ｘ線検出部２０の撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出するように旋回軸３２の移動が制御される。
【００８７】
本実施の形態に係る撮像系ＦＳの移動パターンも、旋回軸３２に対する被写体４０の位置により制御することになるが、本実施の形態では、実施の形態１のように旋回軸３２を移動させるのではなく、被写体保持部材５０を移動させる。しかし、旋回軸３２を移動させるか、被写体保持部材５０を移動させるかは相対的であり、被写体保持部材５０を移動させることで、結果的に図８に示した旋回軸３２の位置Ｐの軌跡が得られるように撮像面Ｓの相対的な移動パターンを制御すれば良い。すなわち、原理的に説明すると、図４、５に示す被写体４０に対する撮像系ＦＳの相対的移動を、被写体保持部材５０の移動によって実現するためには、図４、５における旋回軸３２を位置ＰにずらすことなくＣＴ撮影領域中心Ｏに固定し、被写体保持部材５０に、図４、５に示す位置Ｐの移動に対しＣＴ撮影領域中心Ｏを対称中心とする点対象の移動をさせる。機構的には、被写体保持部材５０の任意の位置が、この点対象の移動の軌跡を描くように移動する。この移動を行わない場合のコーンビームＸ線１２をコーンビームＸ線１２ａとし、移動を行った場合のコーンビームＸ線１２をコーンビームＸ線１２ｂとすると、被写体４０、コーンビームＸ線１２ａ、コーンビームＸ線１２ｂの位置関係は、結果的には図４、５と同じである。
【００８８】
このことは、図６、図７でも同様である。考え方としては、実施の形態１において、図６、図７に示す例では、旋回角０°から３６０°までの間に、コーンビームＸ線１２ｂがコーンビームＸ線１２ａの左側から出発し、右に移動していると考え、実施の形態２では、被写体保持部材５０に保持された被写体４０がコーンビームＸ線１２ｂの右側から出発し、左側に移動すると考える。実施の形態１で考えられる旋回軸３２の移動は、上記のように、実施の形態２において被写体保持部材５０に実施の形態１における位置Ｐの移動に対しＣＴ撮影領域中心Ｏを対称中心とする点対象の移動をさせることで実現できるので、これ以上の説明を省略する。
【００８９】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、被写体制御部であるＣＰＵ７１が、Ｘ線ＣＴ撮影中に被写体移動機構であるＸ軸モータ６５ｘ，Ｙ軸モータ６５ｙ，Ｚ軸モータ６５ｚを制御して被写体４０をコーンビームＸ線１２の照射方向と交差し、且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動させることで相対的に旋回軸３２の位置をコーンビームＸ線１２ａの照射方向と交差し且つ旋回軸３２の方向と異なる方向に移動させ、Ｘ線検出部２０の撮像面Ｓのいずれの位置においても、被写体４０の撮影領域４１のうち、異なる箇所を透過したＸ線を検出するように被写体保持部材５０の移動が制御される。そのため、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置では、Ｘ線検出部２０がＣＣＤセンサやＭＯＳセンサなどのＸ線イメージセンサで、仮に当該センサに感度のばらつきがあるなどの問題を有するピクセルが存在しても、同じ被写体４０の部位を透過したコーンビームＸ線１２が常に同じ位置のピクセルに照射されないので、欠陥を有するピクセルの影響を受けずにまたは低減してＸ線透過データを得ることができ、ＣＴ再構成した画像の関心領域中心部分にスジが生じる等の問題を回避あるいは低減できる。また、本請求項の構成であれば、Ｘ線発生部，Ｘ線検出部，旋回アーム３１の制御部６０に移動機構を設ける必要がない。
【００９０】
なお、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ撮影装置でも、被写体保持部材５０を移動させることで得られる旋回軸３２の位置Ｐの軌跡は図８に限られず、図９，１０，１１に示す軌跡であっても良い。実施の形態１と実施の形態２においては、旋回アーム３１が旋回することによりＸ線発生部１０とＸ線検出部２０が旋回するが、被写体保持部材５０に回転力を伝達する図示しない旋回軸を設け、この旋回軸を図示しない旋回用モータ等で旋回駆動して、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０からなる撮像系の側は旋回させずに、被写体保持部材５０の方を撮像系ＦＳに対して旋回させる構成とすることも可能である。この場合は、上記の図示しない旋回軸がＸ線発生部１０とＸ線検出部２０が被写体４０の周りを相対的に旋回する中心となる旋回軸である。図１３に示すＸ線ＣＴ撮影装置１においては、図示のＸ−ＹテーブルＸＹの上にさらに上記の図示しない旋回用モータ等を設けてＸ−ＹテーブルＸＹで２次元移動される被写体保持部材５０をさらに旋回駆動する構成が考えられる。
【００９１】
実施の形態１と実施の形態２を組み合わせたものとしては、例えば次のようなものが考えられる。第１に、上述のＸ−ＹテーブルＸＹが支持手段３０側の駆動部６０側にも被写体駆動部６５側にも備えられたもの。第２に、支持手段３０側の駆動部６０側にはＸテーブルのみ備えられ、被写体駆動部６５側にはＹテーブルのみ備えられ、ＸテーブルとＹテーブルとの総合運動で被写体４０に対する旋回軸３２または撮像系ＦＳの２次元移動が可能であるもの。第３に、支持手段３０側の駆動部６０側にはＹテーブルのみ備えられ、被写体駆動部６５側にはＸテーブルのみ備えられ、ＹテーブルとＸテーブルとの総合運動で被写体４０に対する旋回軸３２または撮像系ＦＳの２次元移動が可能であるものがある。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の移動について説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸のずれ量について説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸のずれ量について説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡について説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡について説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るＸ線ＣＴ撮影装置のブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るＸ線ＣＴ撮影装置の概略図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の移動について説明するための図である。
【図１５】本発明の前提となるＸ線ＣＴ撮影装置のブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡について説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係るＸ線ＣＴ撮影装置の旋回軸の軌跡について説明するための図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  Ｘ線ＣＴ撮影装置、１´  Ｘ線ＣＴ撮影装置本体、１０，１０１  Ｘ線発生部、１１  Ｘ線発生器、１２  コーンビームＸ線、１３  Ｘ線遮蔽部材、２０，１０２  Ｘ線検出部、２１  Ｘ線イメージセンサ、２２  Ｘ線被照射部位、３０，１１０  支持手段、３１  旋回アーム、３２，１０３  旋回軸、３２´  軸心、４０，１００  被写体、４０´  Ｘ線投射像、４１  撮影領域、４２  関心領域、５０  被写体保持部材、６０  駆動部、６０ｘ，６５ｘ  Ｘ軸モータ、６０ｙ，６５ｙ  Ｙ軸モータ、６０ｚ，６５ｚ  Ｚ軸モータ、６０ｒ，１１１  旋回用モータ、６１  支柱、６２  ブラケット、６５  被写体駆動部、７０  制御部、７１，１０５  ＣＰＵ、７２，１０６  Ｘ線検出部制御部、７３，１０７  Ｘ線発生部制御部、８０，１０８  操作部、９０，１０９  表示部、９４  端末、９５  防Ｘ線室、ＸＹ  Ｘ−Ｙテーブル
【図１】
2009066305.tif 000006
【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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