JPH10295680A

JPH10295680A - Ｘ線断層撮影装置

Info

Publication number: JPH10295680A
Application number: JP10964297A
Authority: JP
Inventors: Kyojiro Nanbu; 恭二郎南部; Katsuyuki Taguchi; 克行田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JP4054402B2; US6196715B1

Abstract

(57)【要約】【課題】焦点の位置ずれに因るアーチファクトの発生を
防止または抑制して断層像の画質を向上させる。【解決手段】被検体を載置する天板１０ａと、天板１０
ａを支持する寝台１０と、焦点からＸ線を曝射するＸ線
管１２と、Ｘ線管１２を支持する支持手段１６と、少な
くとも焦点１０または天板１０ａの一方の位置を移動さ
せて焦点と被検体の相対的な位置関係を変える駆動手段
１８と、被検体を透過したＸ線像を撮影し且つ焦点と被
検体の相対的位置が異なるＸ線像を順次撮影する検出器
１４と、検出器１４を支持する支持手段１６と、Ｘ線像
撮影時の焦点と検出器１４の相対的な位置関係を求める
位置関係検出手段１８と、検出器１４と位置関係検出手
段１８の出力に基づいて被検体の断層像を求める画像処
理手段１８と、画像処理手段１８により処理された画像
を表示する表示装置２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用のＸ線断層
撮影装置およびＸ線断層撮影方法に関し、とくに、被検
体にＸ線を多重露光して得た複数フレームの投影データ
を加算処理するだけで、任意スライス面の断層像を得る
ことができるＸ線断層撮影装置およびＸ線断層撮影方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、断層像を得ることのできる医療用
のモダリティとして、Ｘ線ＣＴスキャナ、Ｘ線断層撮影
装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置、超音波診
断装置など各種のものが使用されている。

【０００３】この内、Ｘ線断層撮影装置は、比較的簡単
に断層像を得ることができる装置として過去の一時期に
利用されていたが、Ｘ線ＣＴスキャナや磁気共鳴イメー
ジング装置の発達により、医療現場からは過去殆ど遠い
存在になったいた。しかし、近年になって、画像処理の
簡便さなどに拠り、再び脚光を浴び初めている。

【０００４】このＸ線断層撮影装置はアナログ式のもの
と、デジタル式のものとが知られている。アナログ式の
Ｘ線断層撮影装置では、Ｘ線検出器として主にＸ線フィ
ルムが使用される。Ｘ線管（Ｘ線焦点）とＸ線フィルム
とを被検体を挟んだ状態で対向配置し、Ｘ線管から曝射
されたＸ線ビームは必ず被検体の任意の一断面を常に含
むように両者を相対的に順次移動させる。Ｘ線管の移動
軌跡としては、直線、８の字曲線など種々の軌跡が選択
される。この結果、Ｘ線の多重露光を通してスライス面
以外の画像情報をぼかし、スライス面だけの情報にピン
トとを合わせて画像化することができる。

【０００５】このアナログ式Ｘ線断層撮影装置では、ス
ライス面を設定する毎に、Ｘ線フィルムを入れ替え、Ｘ
線管の軌道を変えてスキャンする必要があった。このた
め、フィルム入替えの手間が必要になる一方で、患者の
被曝が大きくなる。また、患者にはスキャン毎に呼吸止
めが要求されるので、スライス面を多く設定するほど呼
吸止めの乱れが多くなり、位相ずれが発生し易くなり、
その分、画像にアーチファクトを現れ易くなる。

【０００６】そこで、この問題を解決すべく、例えば特
開昭５７−２０３４３０号で知られているデジタル式Ｘ
線断層撮影装置が提案されている。このＸ線断層撮影装
置はアナログ式と同様に、Ｘ線管とデジタル形Ｘ線検出
器とを相対的に反対方向に移動させるとともに、その両
者の移動位置を検出し、Ｘ線検出器からの画像情報を移
動位置毎に関連付けて記憶し、この画像情報から任意ス
ライス面の画像を得るものでる。これにより、１回のＸ
線スキャンのデータで任意のスライス面の画像を得るこ
とができる。

【０００７】このデジタル式のＸ線断層撮影装置に使用
されるデジタル形Ｘ線検出器には、イメージングプレー
ト（ＩＰ）、Ｉ．Ｉ．−ＴＶ方式、Ｘ線／光変換層（例
えば増感紙、セラミック・シンチレータなど）と光／電
荷変換層（例えばＴＦＴなどの液晶、フォトダイオード
など）とを有する間接変換方式の平面検出器、Ｘ線／電
荷変換を行う直接変換方式の平面検出器などが知られて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たアナログ形およびデジタル形のいずれのタイプのＸ線
断層撮影装置にあっても、未だ以下のような未解決の問
題がある。

【０００９】第１に、Ｘ線管とＸ線検出器とを同期して
移動させる制御が技術的に非常に難しいという状況にあ
る。この同期制御の精度は断層像の画質に非常に敏感に
効いてくる。高精度に同期制御しようとするほど、制御
機構や制御回路が非常に複雑になり、装置の製造コスト
も非常に上昇してしまう。

【００１０】第２に、Ｘ線管（焦点）の位置ずれに関す
る問題がある。従来の断層撮影装置はこの点に何等対策
を講じていないので、かかる位置ずれに因ってアーチフ
ァクトが生じるなど、画質が低下するという問題があ
る。

【００１１】第３に、Ｘ線管の移動軌道に関する問題が
ある。従来の断層撮影装置はこの点にも何等格別な対策
を講じていないので、移動の軌道に伴うアーチファクト
が画像上で目立ってしまうという問題がある。例えば、
直線軌道の場合、画像には直線状の目立つアーチファク
トが表れていた。

【００１２】第４に、コントラスト分解能に関する問題
がある。この種のＸ線断層撮影装置は基本的に、目的と
するスライス面以外の構造物をぼかすことによってその
スライス面の画像を得る手法であるので、コントラスト
分解能が低い。上記デジタル形の装置にあっても勿論、
この点を何等考慮した構成になっていないので、同様の
問題がある。

【００１３】第５に、画像の拡大率に関する問題があ
る。従来の断層撮影装置ではスライス面毎の画像拡大率
を考慮に入れた撮影を行っていない。このため、例え
ば、複数のスライス位置の異なるコロナル像などの断層
像を動画表示すると、画像毎の拡大率の差が目立ってし
まう。この結果、患部の視認性を低下させるなど、読影
作業に影響を与えてしまうという問題がある。

【００１４】第６に、収集したスライス面の画像データ
を十分に活用しきれていない。例えば上述したデジタル
式Ｘ線断層撮影装置の場合、１回のスキャンによって、
例えば複数のコロナル面の画像データを得ることが可能
であるが、従来の装置の場合、そのコロナル像を表示す
る程度にしか画像データを活用していない。

【００１５】さらに、第７に、上述した公報記載のデジ
タル形のＸ線断層撮影装置にあっては、Ｘ線管と検出器
とを相対的に反対方向に移動させるというスキャン軌道
上の制限があるとともに、検出器からの画像情報を移動
位置毎に関連付けてメモリに記憶するというデータ処理
上の制限があった。スキャン軌道上の制限やデータ処理
上の制限は、システムを設計する上での機器配置に関わ
る自由度や画像処理手順の自由度を低下させるという問
題があった。

【００１６】さらに、第８に、このデジタル形のＸ線断
層撮影装置にあっては、Ｘ線管や検出器を２次元または
３次元的に移動させたときの断層像を得るプロセスにつ
いては、何等具体的な提案はなされていない。

【００１７】本発明は、上述した従来の装置に係る問題
を解決するもので、以下の目的を有する。

【００１８】本発明の第１の目的は、従来行っていたＸ
線管とＸ線検出器との同期移動制御に伴う困難を軽減ま
たは排除し、スキャンに必要なＸ線ビームを移動制御す
る機構および電気系の構成を簡素化できるようにするこ
とである。

【００１９】本発明の第２の目的は、Ｘ線管（焦点）の
位置ずれに因るアーチファクトの発生を防止または抑制
して、断層像の画質を向上させることである。

【００２０】本発明の第３の目的は、Ｘ線管の移動軌道
に因るアーチファクトが画像上で目立ってしまう状態を
防止し、断層像の画質を向上させることである。

【００２１】本発明の第４の目的は、コントラスト分解
能を向上させることである。

【００２２】本発明の第５の目的は、複数のスライス位
置の異なる断層像に対する拡大率の差の発生を防止し、
表示能や読影能力を向上させることである。

【００２３】本発明の第６の目的は、収集したスライス
面の画像データから例えば他のスライス面の画像データ
を生成するなど、その画像データを十分に活用すること
である。

【００２４】本発明の第７の目的は、従来のスキャン軌
道上の制約や画像処理プロセス上の制約を緩和または排
除し、システムデザインや画像処理プロセスの自由度を
高めることである。

【００２５】本発明の第８の目的は、Ｘ線管や検出器の
スキャン軌道を１次元に限定することなく、２次元また
は３次元に移動させた場合でも、任意スライス面の断層
像の得るための画像データ処理が可能な高機能のシステ
ムを提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明のＸ線断層撮影装置によれば、被検体を載
置する天板と、前記天板を支持する寝台と、前記被検体
に向けて焦点からＸ線を曝射するＸ線管と、前記Ｘ線管
を支持する第１支持手段と、少なくとも前記焦点または
前記天板の一方の位置を移動させて前記焦点と前記被検
体の相対的な位置関係を変える駆動手段と、前記被検体
を透過したＸ線像を撮影する手段であり、且つ前記焦点
と前記被検体の相対的位置が異なるＸ線像を順次撮影す
るＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段を支持する第２支
持手段と、前記Ｘ線像撮影時の前記焦点と前記Ｘ線検出
手段の相対的な位置関係を求める位置関係検出手段と、
前記Ｘ線検出手段と前記位置関係検出手段の出力に基づ
いて前記被検体の断層像を求める画像処理手段と、前記
画像処理手段により処理された画像を表示する表示手段
とを備えることを特徴とする。

【００２７】例えば、前記画像処理手段は、前記被検体
を含む平面を表示面として設定する手段であり、且つ前
記平面の被検体に対する傾きを変更可能な設定手段と、
前記設定手段に設定された平面内に含まれる座標を決定
する座標決定手段と、前記Ｘ線検出手段と前記位置関係
検出手段の出力に基づいて前記座標決定手段で決定され
た座標の断層像情報を求める断層データ作成手段とを備
えたことを特徴とする。

【００２８】また例えば、前記画像処理手段は、前記被
検体を含む曲面を表示領域として設定する設定手段と、
前記設定手段に設定された曲面内に含まれる座標を決定
する座標決定手段と、前記Ｘ線検出手段と前記位置関係
検出手段の出力に基づいて前記座標決定手段で決定され
た座標の断層像情報を求める断層データ作成手段とを備
えたことを特徴とする。

【００２９】さらに例えば、前記画像処理手段は、前記
被検体を含む３次元形状のＲＯＩを設定する設定手段
と、前記設定手段により設定されたＲＯＩ内に含まれる
座標を決定する座標決定手段と、前記Ｘ線検出手段と前
記位置関係検出手段の出力に基づいて前記座標決定手段
で決定された座標の断層像情報を求める断層データ作成
手段とを備えたことを特徴とする。

【００３０】また好適には、前記Ｘ線検出手段は、前記
天板との相対的位置関係を一定とした状態のままで前記
Ｘ線像を順次撮影するように構成され、且つ、各Ｘ線像
を撮影する際のそれぞれのＸ線曝射範囲の像を撮影でき
る大きさの検出面サイズを有する手段であることを特徴
とする。

【００３１】好適な一態様によれば、前記第１支持手段
と前記第２支持手段は別体に構成された手段であり、且
つ、前記第２支持手段は可搬可能に構成された手段であ
ることを特徴とする。

【００３２】また好適には、前記第２支持手段は、異な
る検出面サイズを有するＸ線検出手段を交換可能に支持
する手段であることを特徴とする。

【００３３】さらに好適には、前記第１支持手段および
第２支持手段は、前記Ｘ線管およびＸ線検出手段をそれ
ぞれ着脱可能に支持する手段であり、且つ、前記第１支
持手段は前記第２支持手段から取り外したＸ線管を取り
付けることが可能に構成され、前記第２支持手段は前記
第１支持手段から取り外したＸ線検出手段を取り付ける
ことが可能に構成されたことを特徴とする。

【００３４】好適な一態様によれば、前記第１支持手段
は、Ｃ型又はＵ型の形状を有するアームと、前記アーム
の端部近傍に前記Ｘ線管を回転可能に支持する第１回転
支持手段とを備え、前記第２支持手段は、前記アーム
と、前記アームの端部近傍に前記Ｘ線検出手段を回転可
能に支持する第２回転支持手段とを備えることを特徴と
する。

【００３５】また好適には、前記画像処理手段は、前記
Ｘ線検出手段で撮影した複数のＸ線像を記憶する収集画
像用メモリと、前記収集画像用メモリに記憶されたデー
タに基づいて前記被検体の３次元ボリュームデータを作
成するボリュームデータ作成手段と、前記３次元ボリュ
ームデータを記憶する３次元データ用メモリと、前記３
次元ボリュームデータから２次元画像を求めて前記表示
手段に出力する表示画像作成手段とを備えることを特徴
とする。

【００３６】また例えば、前記ボリュームデータ作成手
段は、スライス面毎に画像の拡大又は縮小を行い、前記
スライス面それぞれの拡大率をほぼ等しく設定する手段
であることを特徴とする。

【００３７】例えばさらに、前記表示画像作成手段は、
前記３次元ボリュームデータ中の針の画像を検出する手
段と、前記針の先端を通り且つ前記針と垂直なスライス
面のデータを前記３次元ボリュームデータ中から表示画
像データとして抽出する抽出手段とを備えることを特徴
とする。

【００３８】好適には、前記画像処理手段は、３次元の
関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記関心領域
中の３次元ボリュームデータを経時的に作成するボリュ
ームデータ作成手段と、前記関心領域中の３次元ボリュ
ームデータに基づいて定量値を求める手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００３９】また好適には、前記画像処理手段は、前記
３次元ボリュームデータに対し、前記Ｘ線の曝射方向に
沿った放射状のパスに沿ってフィルタ処理を施すフィル
タ処理手段を有することを特徴とする。

【００４０】好適な一態様によれば、前記駆動手段は、
前記Ｘ線管から曝射されるＸ線の中心が所定の回転点を
通る状態でＸ線の曝射方向を変えて走査を行い、その
後、前記回転点の位置を被検体の体軸に沿って移動さ
せ、この移動した回転点をＸ線の中心が通るようにＸ線
の曝射方向を変える状態で走査を行うことを特徴とす
る。

【００４１】また例えば、Ｘ線像に写るマーカを備え、
前記画像処理手段は、回転点毎に求められた断層像中の
マーカの位置が一致するように前記断層像を合成するも
のであることを特徴とする。

【００４２】例えばさらに、前記被検体に造影剤を断続
的に注入する造影剤注入手段を備えると共に、前記駆動
手段は、前記造影剤の注入周期とは異なる周期で所定の
移動動作を繰り返し行うように構成し、前記画像処理手
段は、前記移動周期毎に断層像を作成する手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。

【００４３】好適には、前記被検体の心電データを測定
する心電測定手段を備えると共に、前記画像処理手段
は、前記心電データが心拍周期の所定のポイントに一致
した時に撮影された前記Ｘ線像を加算して前記断層像を
求める手段であることを特徴とする。

【００４４】また好適には、Ｘ線像に写るマーカを備え
ると共に、前記画像処理手段は、他のモダリティーによ
り収集された画像データを記憶する記憶手段と、前記断
層像と前記モダリティーにより収集された画像データの
位置合わせを行う位置合わせ手段を備えたことを特徴と
する。

【００４５】好適な一態様によれば、前記画像処理手段
は、前記Ｘ線像間の減算結果に基づいて前記Ｘ線像中の
動き成分を検出する動き検出手段と、前記Ｘ線像に対し
て前記動き検出手段が動き成分と判断した画素のデータ
を他のデータに変更して前記Ｘ線像中の動き成分を除去
する除去手段と、前記除去手段により動き成分を除去し
たＸ線像に基づいて前記被検体の断層像を求めることを
特徴とする。

【００４６】また好適には、前記位置関係検出手段は、
前記焦点に対する位置が一定となるように取り付けられ
たマーカと、前記Ｘ線像からマーカの位置を抽出し、こ
のマーカの位置に基づいて前記焦点の位置を求める手段
とを備えることを特徴とする。

【００４７】

【発明の実施の形態】まず、本発明及びその実施形態で
使用される重要な用語の定義を説明する。

【００４８】座標系座標系として、説明の便宜のために、図１に示すよう
に、寝台の天板の長手方向をＺ軸（通常、患者の体軸方
向）、これに直交する天板の横方向をＹ軸、およびＺ、
Ｙ軸に直交する上下方向をＸ軸とする直交座標系を導入
する。

【００４９】スキャン断層像の生成に必要な複数フレームの投影データを得る
ために行われるＸ線曝射と撮影系（Ｘ線管、Ｘ線検出
器、被検体）の移動との一連の動作を言う。

【００５０】投影データ１つのビューにおいてＸ線ビームが被検体を透過して形
成された２次元の投影データで、スライス面の断層像を
得るには同一スライス面について複数フレームの投影デ
ータが必要である。

【００５１】スライス面被検体の診たい断面を言う。

【００５２】ボリューム・データ複数のスライス面の断層像データから成る３次元データ
を言う。

【００５３】ボクセル３次元データの１つの画素を言う。

【００５４】画像再結合スライス面の断層像を得るための処理で、具体的には、
複数フレームの投影データの位置を合わせて加算する処
理を言う。

【００５５】（本発明に適用可能な特徴を網羅した実施
形態）最初に、本発明のＸ線断層撮影装置に適用可能な
特徴（機能）をカテゴリ別にリストアップし、それらを
網羅した実施形態を説明する。本発明に関わるＸ線断層
撮影装置は、そのような特徴（機能）の中の任意の１
つ、または、複数を組み合わせて実施（搭載）可能にな
っている。

【００５６】まず、本実施形態のＸ線断層撮影装置の概
略的な全体構成を図１に示す。

【００５７】このＸ線断層撮影装置は、寝台１０、Ｘ線
管１２、Ｘ線検出器１４、支持機構１６、および制御・
処理装置１８を備える。制御・処理装置１８には入力装
置１９および表示装置２０が接続されている。

【００５８】寝台１０はその長手方向にスライド自在な
天板１０ａを備える。天板１０ａには被検体Ｐが通常、
仰向けに寝かされ、この状態で撮影を受ける。Ｘ線管１
２およびＸ線検出器１４は被検体を挟んで互いに対向す
るように支持機構１６によって支持される。この支持機
構１６において、少なくともＸ線管１２は３次元的に移
動可能に支持される。

【００５９】Ｘ線管１２は被検体Ｐに向けてＸ線を曝射
する。Ｘ線検出器１４はＸ線検出手段として機能するも
ので、被検体Ｐを透過してきたＸ線を検出する。制御・
処理装置１８はメモリ（収集画像用メモリ１８ａ、３次
元データ用メモリ１８ｂを含む）、ＣＰＵなどの必要な
要素を有し、撮影装置全体の制御およびデータ処理を担
うもので、被検体Ｐの任意スライス面の断層像をも得
る。さらに、このＸ線断層撮影装置には、被検体にＸ線
用造影剤を注入するための造影剤注入装置１４１および
被検体の心電データを得る心電データ測定装置１４２が
併設されている。

【００６０】なお、本発明との対応では、制御・処理装
置１８が本発明の駆動手段、Ｘ線検出手段の一部、位置
関係検出手段、画像処理手段、記憶手段、位置合せ手段
を機能的に構成している。また、これらの手段はそれぞ
れ、後述する種々の制御および演算のための手段を機能
的に達成するものである。

【００６１】本発明のＸ線断層撮影装置の撮影原理を図
２とともに説明しておく。同図に示すように、被検体Ｐ
内にスライス面ＳＰを想定し、そのスライス面ＳＰが多
数のボクセルＶで形成されているとする。１つのボクセ
ルＶに着目し、このボクセルＶをＸ線管１２の焦点Ｓか
ら１本のＸ線パスＸｐが透過するものとする。実際に
は、焦点Ｓから曝射されるＸ線はコーンビームであり、
コーンビーム内で無数のＸ線パスが存在する。１つのボ
クセルＶを透過するＸ線パスの角度θがビュー毎に変わ
るようにＸ線管１２、Ｘ線検出器１４および被検体Ｐ
（具体的には、寝台１０の天板１０ａ）の間の位置関係
（ジオメトリ）を制御し、Ｘ線検出器１４でビュー毎の
投影データを得る。この複数フレームの投影データをそ
の位置関係の変化量に応じた分だけ移動させて加算す
る。これにより、想定したスライス面のみにピントが合
って各フレームの投影データが足し込まれ画像データが
でき、ほかのスライス面の画像データがぼける。この画
像のボケの相対的な差によってスライス面ＳＰの断層像
が得られる。

【００６２】このＸ線断層撮影装置に関する機械的およ
び電気的な特徴、実施例のそれぞれをカテゴリ別に分類
し、それぞれの特徴、実施例の構成および／または動作
を以下に詳述する。なお、個々の特徴を説明するに際
し、そのバリエーションも併せて説明する。これらの特
徴、実施例およびそのバリエーションは、互いに適宜組
み合わせて実施できるし、また適宜に単独で実施するこ
ともできる。

【００６３】ここでは、機械的および電気的な特徴、実
施例のカテゴリとして、１）システムデザイン、２）機
構、３）検出器と管球、４）スキャン軌道、５）データ
収集、６）データ選択、７）画像再結合前のデータ処
理、８）画像再結合、９）画像処理・画像切出し・補
正、１０）マルチモダリティ、１１）システム全体動
作、および、１２）その他の特徴、をピックアップし、
この順に説明する。

【００６４】１．システムデザインＸ線断層撮影装置全体のシステムデザインに関する特徴
としては、以下のように１．１．〜１．４．まで各アイ
テムを挙げることができ、適宜に取捨選択して実施でき
る。なお、以下において必要に応じて、Ｘ線管は管球
と、Ｘ線検出器は検出器と短縮形で呼ぶこともある。

【００６５】１．１．管球と検出器の取付け角度・位置Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４は、被検体Ｐ（すなわ
ち天板１０ａ）に対して種々の取付け角度・位置で配置
することができる。本発明に係るＸ線断層撮影装置で
は、原則として、Ｘ線検出器１４はＸ線管１２を移動さ
せながらＸ線照射したときの透過Ｘ線を受けることがで
きれば足り、Ｘ線検出器自体は移動させても、させなく
てもよい。この配置の各種の例を以下に示す。

【００６６】１．１．１．検出器横置きシステムこの例は「検出器横置きシステム」と呼ぶことにするシ
ステムである。この検出器横置きシステムは、図３に示
すように、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４を被検体Ｐ
を挟んで互いに対向するように、Ｙ軸方向の左右の横位
置に（被検体Ｐが仰向けのときは被検体の左右に）それ
ぞれ配置したものである。このため、Ｘ線管１２および
Ｘ線検出器１４は床に対しては横向きとなる。

【００６７】この検出器横置きシステムを採用すると、
手術中において、術者が患者の患部へ上方から容易にア
クセスできるという利点がある。

【００６８】なお、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４を
被検体の左右の斜め横に置いてもよい。

【００６９】１．１．２．検出器下置システム別の例は「検出器下置システム」と呼ぶことにするシス
テムに関する。この検出器下置システムは、図４に示す
ように、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４を被検体Ｐを
挟んで互いに対向させるとともに、Ｘ線管１２が被検体
のＸ軸方向下側で且つＸ線検出器１４が被検体のＸ軸方
向上側にそれぞれ配置するシステムである。

【００７０】１．１．３．検出器上置システムさらに別の例は「検出器上置システム」と呼ぶことにす
るシステムに関する。この検出器上置システムは、図
５、６に示すように、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４
を被検体Ｐを挟んで互いに対向させるとともに、Ｘ線管
１２が被検体のＸ軸方向上側で且つＸ線検出器１４が被
検体のＸ軸方向下側にそれぞれ配置するシステムであ
る。この検出器上置システムには、以下のように２通り
の実施例を提案できる。

【００７１】１．１．３．１．Ｘ線管を移動させる機構
を有するシステムこの検出器上置システムは図５に示すように、被検体Ｐ
の下側に位置させたＸ線管１２を被検体下側の所定スペ
ース内で移動可能な移動機構２２を備える。これによ
り、Ｘ線管１２をその所定スペース内で１次元的、２次
元的、または３次元的に移動させることができる。

【００７２】１．１．３．２．可搬型Ｘ線検出器を有す
るシステムこの検出器上置システムを採用する場合、Ｘ線検出器１
４は被検体Ｐの上方に位置することになる。そこで、別
の実施例の検出器上置システムでは、Ｘ線検出器１４を
例えば図６に示すようにキャスタ付きの可搬装置２４の
先端に吊持するように取り付ける一方で、Ｘ線管１２は
被検体Ｐの下方に可搬装置２４とは別体の支持機構によ
り支持されている。つまり、Ｘ線管１２とＸ線検出器１
４が互いに独立した支持機構により支持されている。Ｘ
線検出器１４を支持する機構は必ずしも可搬装置１４に
限定されず、他の別体の支持機構であってもよい。

【００７３】これにより、Ｘ線検出器をセッティングす
るときの利便性が向上する。例えば、被検体Ｐが天板１
０ａに仰向けになった後で、可搬装置２４を天板の横位
置まで移動させ、Ｘ線検出器１４を被検体Ｐの上方所定
高さにセッティングできる。この結果、被検体が寝台に
乗り降りするときの邪魔にならない。

【００７４】１．２．検出器固定システムシステムデザインの別の特徴として、「検出器固定シス
テム」と呼ぶことにするシステムが提供される。このシ
ステムはＸ線検出器１４を固定状態で保持するシステム
である。

【００７５】１．２．１．検出器を寝台に差し込むシス
テム検出器固定システムの好適な１つの例として、図７に示
す如く、Ｘ線検出器１４をカセッテとして形成し、この
カセッテを寝台１０の本体に着脱自在に差し込むように
構成する。カセッテを差し込むと、Ｘ線検出器１４は例
えば被検体Ｐの下方の所定位置に固定状態で装着され
る。

【００７６】この場合、通常のＸ線撮影のフィルム装填
用のカセッテとＸ線検出器装着用の上記カセッテとを共
用できるようにすれば、利便性に優れたものになる。

【００７７】１．３．カバー付きシステムシステムデザインの別の特徴は、「カバー付きシステ
ム」と呼ぶことにするシステムにある。このシステム
は、図８に示すように、例えばＸ線管１２およびＸ線検
出器１４が移動する所定の空間領域を保護用のカバー２
６ａ，２６ｂで各々囲ったものである。これにより、Ｘ
線管やＸ線検出器が移動して他の物を巻き込むといった
事態を防止できるし、また被検体に安心感を与えること
もできる。

【００７８】このカバー付きシステムは、Ｘ線管１２お
よびＸ線検出器１４の内の撮影時に移動させる方のみに
ついて採用すればよい。また、このカバー付きシステム
は、前述した検出器横置きシステムのみならず、検出器
下側システム、検出器上側システムのいずれに用いても
よい。また、寝台本体そのものが上記カバーの機能を果
たすように、寝台本体内にＸ線管またはＸ線検出器を移
動可能に収納してもよい。

【００７９】１．４．寝台の天板（被検体）を移動させ
るシステム別の特徴は、寝台１０の天板１０ａを例えばＺ軸方向に
スライドさせることである。このとき、Ｘ線管１２を天
板１０ａのスライドに非同期で移動させてもよいし、Ｘ
線管１２およびＸ線検出器１４を天板１０ａのスライド
に非同期で一緒に移動させてもよい。また、Ｘ線管１２
およびＸ線検出器１４を固定状態にしておいて、天板１
０ａのみ、つまり被検体Ｐのみを例えばＺ軸方向にスラ
イドさせながらスキャンしてもよい。これにより、被検
体ＰがＸ線ビームに対して相対的に移動することにな
る。

【００８０】１．５．管球・検出器の取外し可能または
退避可能なシステムシステムデザインのさらに別の特徴を図９に基づき説明
する。この特徴はＸ線管および／またはＸ線検出器の取
外しまたは退避に関する。寝台１０の天板１０ａの下方
には、レールおよびモータ機構などのＸ線管１２を移動
可能な移動機構２８が設置される。このため、Ｘ線管１
２は移動機構２８により例えばＺ軸方向に沿って直線的
に移動される。Ｘ線管１２は高圧発生装置３０に接続さ
れる。Ｘ線管２８は撮影目的に応じて取外し・装着可能
になっている。天板１０ａに載せられた被検体Ｐの上方
位置には、例えば前述した可搬装置２４を採用してＸ線
検出器１４を退避可能に位置させることができる。この
システムは複数の撮影モード間の切換えに対処可能であ
る。

【００８１】１．５．１．撮影モード切換（その１）典型的な撮影モード切換の一つは、単純撮影モードと断
層撮影モードとの間の切換である。まず、単純撮影を行
うとする。この場合、Ｘ線管１２を移動機構２８に装着
する（図９（ａ），（ａ′）参照）。次いで、可搬装置
２４′に取り付けられたＸ線検出器１４′を寝台サイド
に運んできて、Ｘ線検出器１４を被検体Ｐの上方の所定
位置に設置する（図９（ｂ），（ｂ′）参照）。この単
純撮影におけるＸ線検出器１４は、通常、空間分解能が
高いものが選択される。この設置状態で単純撮影（収集
パラメータは例えば、空間分解能０．０５ｍｍ，収集サ
イズ１７”，静止画像である）が実施される。このと
き、コンソール側のパラメータ（ダイナミックレンジな
ど）も単純撮影用に合わせられる。

【００８２】この単純撮影が終わると、断層撮影モード
の断層撮影に移行する。そのための準備として、それま
でのＸ線検出器１４′を可搬装置２４′と共に退避させ
て（または、邪魔にならない場所（横）によけて）、断
層撮影用のＸ線検出器１４”を可搬装置２４”と共に搬
送してきて、設置する（図９（ｃ），（ｃ′）参照）。
この断層撮影モードのＸ線検出器１４”としては、収集
レートが大きい（速い）ものが適している。この状態
で、断層撮影（収集パラメータは例えば、空間分解能
０．２ｍｍ，収集サイズ１０”，収集レート３０フレー
ム／ｓｅｃである）が実施される。

【００８３】また、断層撮影から単純撮影に戻る場合、
上述したとは反対の手順によって作業を行う。

【００８４】１．５．２．撮影モード切換（その２）典型的な撮影モード切換の別の一つは、アンギオ撮影モ
ードと断層撮影モードとの間の切換である。この場合、
図９（ｂ），（ｂ′）の撮影ステップのところでアンギ
オ透視撮影が実施される。

【００８５】このようにＸ線管および／またはＸ線検出
器を容易に取外しまたは退避可能に構成しているので、
断層撮影の前後に別の検査を簡単に同一の場所で行うこ
とができ、非常に汎用性に優れたシステムを提供でき
る。

【００８６】２．機構Ｘ線断層撮影装置の「機構」のカテゴリに分類できる種
々の特徴を図面を参照して説明する。

【００８７】２．１．管球と検出器の同期移動本発明では、例えば、Ｘ線管１２とＸ線検出器１４とを
移動させながらスキャンを実行し、またはＸ線検出器１
４を固定しかつＸ線管１２のみを移動させながらスキャ
ンを実行する。Ｘ線管１２とＸ線検出器１４とを移動さ
せる場合、両者を同期して移動させることが望ましい。
つまり、Ｘ線透過データの後処理を簡単にするには、
「どの位置」でＸ線照射した透過データを「どの位置」
で検出したかを認識することが必要になる。この管球と
検出器の同期移動には、以下のように２つの例が挙げら
れる。

【００８８】２．１．１．電気的同期この実施例は、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４の同期
移動を電気的に行うものである。図１０に示すように、
Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４は、例えばＵ字状に形
成されたＵアームと呼ばれる支持アーム３０の両端の移
動サブアーム３０ａ，３０ｂに各々取り付けられてい
る。移動サブアーム３０ａ，３０ｂは移動機構３２ａ，
３２ｂにより支持アーム３０に対して移動可能になって
いる。移動機構３２ａ，３２ｂは例えばサーボ機構を備
える。移動機構３２ａ，３２ｂには同期駆動回路３４か
ら同一の駆動信号Ｐ１が与えられる。このため、移動機
構３２ａ，３２ｂが共に駆動信号Ｐ１に応答して移動
し、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４が同期して移動す
る。移動機構３２ａ，３２ｂにはエンコーダなどの位置
センサ３４ａ，３４ｂが各々取り付けられている。位置
センサ３６ａ，３６ｂによりＸ線管１２およびＸ線検出
器１４が移動した実際位置が各々検出され、同期駆動回
路３４に取り込まれる。このため、同期駆動回路３４で
はＸ線管１２およびＸ線検出器１４の位置をリアルタイ
ムに認識することができる。

【００８９】２．１．２．機械的同期別の例を図１１により説明する。この実施例は管球と検
出器を機械的に同期させるものである。図１１に示すＸ
線管１２およびＸ線検出器１４は、図１０における支持
機構と同様に構成された支持アーム（Ｕアーム）３０に
より移動可能に支持されている。支持アーム３０の両端
部の移動機構３２ａ，３２ｂには、同期駆動機構３８か
らの軸、アームなどの駆動伝達手段３８ａが機械的に結
合している。同期駆動機構３８はモータ、歯車などの要
素を備え、制御回路４０からの指令信号に応答して駆動
する。このため、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４は同
期駆動機構３８により機械的に駆動され、同期して移動
する。

【００９０】２．２．スリップリング機構のカテゴリにおける別の特徴はスリップリングの使
用にある。上述のように本発明では、少なくともＸ線管
１２を移動させながらスキャンするため、電力供給線や
信号線が絡まらないようにスリップリングを使用するこ
とが望まれる。とくに、Ｘ線管１２を２次元的にまたは
３次元的に複雑な軌跡で移動させるときに好適である。

【００９１】２．２．１．低圧スリップリングこのスリップリングの１つの実施例として低圧スリップ
リングが使用される。図１１に示すように、Ｘ線管１２
に至る電力供給線の途中には低圧スリップリング４２が
介挿されている。この低圧スリップリング４２を介して
交流１００Ｖの電力が管球側に供給される。管球側に
は、支持アーム３０ａに取り付けらたジェネレータ４４
を備える。このジェネレータ４４が低圧から高圧を発生
させ、Ｘ線管１２に供給する。

【００９２】２．２．２．高圧スリップリングスリップリングの別の実施例は高圧スリップリングであ
る。図１０に示すように、Ｘ線管１２に至る電力供給線
の途中には高圧スリップリング４６が介挿されている。
この高圧スリップリング４６を介して例えばＤＣ１２０
ｋＶの高圧電源がＸ線管１２に供給される。

【００９３】なお、スリップリングはＵアームに使用す
る場合に限らず、後述するＣアームにも好適に実施でき
る。

【００９４】２．３．ノン・スリップリング方式また別の特徴として、上述したスリップリングを使用し
ない管球の移動機構も提供できる。かかる一例を図６
０、６１に示す。

【００９５】同図に示す移動機構は、Ｘ線管１２、すな
わちそのリード線１２ａ，１２ｂに回転運動をさせず、
往復の円弧状運動と往復の直線運動をさせるだけで済む
ように構成されている。具体的には、Ｘ線管１２が肩部
を有するスライド部材１００に固定支持され、スライド
部材１００が支持棒１０２に固定支持されている。支持
棒１０２はアーム１０４の一端のリング１０４ａを回動
自在に貫通している。アーム１０４の他端はモータ１０
６の出力軸に連結されている。このため、モータ１０６
が矢印ＡＲ１のように回転すると、アーム１０４が矢印
ＡＲ２のように回転し、この回転に付勢されて支持棒１
０２も矢印ＡＲ２方向に回転する。

【００９６】スライド部材１００はまた、図示のよう
に、短冊状の支持板１０８の長手方向に沿って形成した
溝１０８ａにその肩部を介してスライド可能に係止して
いる。支持板１０８の一端は図示のように固定軸１１０
に回動自在に取り付けられている。このため、モータ１
０６が矢印ＡＲ１の方向に回転すると、その回転と同一
の方向にスライド部材１００も回転しようとする（矢印
ＡＲ３参照）。このとき、アーム１０４は支持棒１０
２、すなわちスライド部材１００に固定されていない
し、支持板１０８は固定軸１１０を中心に自由に回転で
きる。したがって、スライド部材１００は、矢印ＡＲ３
方向に移動（回転）するとともに、支持板１０８を矢印
ＡＲ４方向に回転させて、溝１０８に沿った直線移動に
変換される（直線矢印ＡＲ５参照）。つまり、スライド
部材１００は溝１０８内では直線運動するだけである。

【００９７】このため、モータ１０６を連続的に回転さ
せたとき、スライド部材１００の位置および向き（すな
わち、Ｘ線管１２の位置および向きに相当）は図６１に
示すように変化することになる。Ｘ線管１２自体はモー
タ１０６の回転に伴って３６０度連続的に回転するが、
Ｘ線管１２の向きは支持板１０８の円弧状の開き角分変
わるだけである。したがって、この円弧状の移動分はリ
ード線１２ａ，１２ｂ自体の撓み性などによって吸収で
きるので、リード線１２ａ，１２ｂの途中にスリップリ
ングを設置する必要がない。

【００９８】一方、Ｘ線管１２の下方には、Ｘ線コリメ
ータ１１２が設置されており、このＸ線コリメータ１１
２の支持棒１１４は、例えばＣ字状の図示しないアーム
などを介して前記モータ１０６の出力軸に機械的に結合
している。このため、Ｘ線管１２とＸ線コリメータ１１
２とが同期した動きとなり、Ｘ線管１２から曝射された
Ｘ線ビームは常にＸ線コリメータ１１２で絞ることがで
きる。

【００９９】２．４．Ｕアーム機構のカテゴリにおける別の特徴はＵアームの使用にあ
る。前記図１０、１１に示すように、Ｕアーム３０はそ
のアーム支柱部の長さを制御できるようになっている
（図中矢印Ａ参照）。この長さ制御により、画像の拡大
率を所定範囲で自在に制御できる。

【０１００】２．５．Ｃアーム機構のカテゴリに分類される、さらに別の特徴はＣアー
ムの使用にある。

【０１０１】２．５．１．Ｃアームに直接取り付ける方
式Ｃアームの１つの実施例として図１２に示す構成が提供
される。つまり、従来周知のＣアーム５０の両端部にＸ
線管１２およびＸ線検出器１４をそれぞれ取り付けてい
る。Ｃアーム５０は、そのアーム円周方向に沿ってスラ
イド回転することができるとともに（矢印Ｂ１参照）、
アーム支軸５０ａを中心に回転させることができる（矢
印Ｂ２参照）。これにより、Ｘ線管１２およびＸ線検出
器１４を移動させることができる。

【０１０２】２．５．２．Ｃアームから子アームを伸ば
す方式Ｃアームの別の例として図１３に示す構成が提供されて
いる。この実施例の構成によると、Ｃアーム５０の両端
部に移動・回転機構５２ａ，５２ｂをそれぞれ取り付
け、この移動・回転機構５２ａ，５２ｂから例えば子ア
ーム５４ａ，５４ｂをそれぞれ取り付ける。この子アー
ム５４ａ，５４ｂにはＸ線管１２およびＸ線検出器１４
がそれぞれ取り付けられる。移動・回転機構５２ａ，５
２ｂは図示しない制御回路から移動・回転の指令信号を
受け、それぞれ独立してまたは同期して駆動する。

【０１０３】このため、例えばＣアーム５０そのものを
固定した場合でも、移動・回転機構５２ａ，５２ｂに指
令を与えて、子アーム５４ａ，５４ｂを移動・回転させ
ることで、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４を移動させ
ることができる（矢印Ｃ１，Ｃ２参照）。さらに、この
子アーム５４ａ，５４ｂの移動に、前述したようにＣア
ーム５０自体のアーム円周方向の動きとアーム支軸回り
の回転（矢印Ｂ１，Ｂ２参照）とを加え、断層撮影のた
めのＸ線管１２およびＸ線検出器１４を移動の自由度を
上げるようにしてもよい。例えば、図１４に示すよう
に、同一長さの子アーム５４ａを実線Ｄｉから仮想線Ｄ
ｊの角度に変えた場合、Ｃアーム５０自体は同一の動き
であっても、Ｘ線管１２の移動範囲が変わるので、撮影
範囲を制御できる。

【０１０４】これに対し、動きの制御を簡単にするに
は、Ｘ線検出器１４の方は固定状態に保持し、Ｘ線管１
２のみを移動させることで断層撮影を行うこともでき
る。

【０１０５】なお、図１３の支持構成において、Ｘ線検
出器１４は移動・回転機構を設けないで、直接Ｃアーム
５０に固設してもよい。

【０１０６】２．５．２．１．子アームの長さを調節す
る方式この子アームを用いる実施例の変形として、子アームの
長さを調節する機構を提供できる。例えば図１３で説明
した移動・回転機構５２ａ，５２ｂの少なくとも管球側
は、少なくとも子アーム５４ａの長さを調節できるよう
に構成する（図１３、矢印Ｄ１，Ｄ２参照）。これによ
り、例えば子アーム５４ａを回転移動させる場合の回転
半径を変えることができ、子アームの長さを調節するだ
けで撮影範囲を容易に制御することができる（図１３、
矢印Ｅ１，Ｅ２参照）。

【０１０７】このように、ＵアームおよびＣアームにあ
っては装置単独で管球および検出器の支持機構を有して
いる。このため、従来のアナログ式Ｘ線断層撮影装置に
みられたように、Ｘ線管を天井から吊持し、天井面に設
けたレールなどに沿ってＸ線管を移動させるなどの複雑
で、大掛かりな仕掛けが不要になる。

【０１０８】２．６．駆動機構各種の支持機構の駆動機構の駆動源には、サーボモータ
が搭載されており、これにより電気的制御量が機械的移
動量に好適に変換される。しかしながら、必ずしもサー
ボモータに限定されることなく、任意のものを使用でき
る。

【０１０９】３．検出器と管球「検出器と管球」のカテゴリでは、本発明のＸ線断層撮
影装置に適用可能なＸ線検出器およびＸ線管を例示す
る。

【０１１０】３．１．蛍光板と読出し手段Ｘ線検出器の一例として、Ｘ線を光に変換する蛍光板
と、その光を読み出す高感度カメラなどの読出し手段と
で構成された検出器を使用できる。

【０１１１】３．２．Ｉ．Ｉ．Ｘ線検出器の別の例とし
て、Ｉ．Ｉ．（イメージ・インテシファイヤ）を使用で
きる。

【０１１２】３．４．平面検出器Ｘ線検出器のさらに別の例として、平面検出器を使用で
きる。この平面検出器は、間接変換型および直接変換型
のいずれであってもよい。

【０１１３】上述した各種の検出器は好適には、２次元
の大きいＸ線入射面サイズを有する２次元検出器である
ことである。２次元検出器のサイズが大きければ、検出
器固定の場合でも、管球を動かしたときの全ての焦点位
置からのＸ線を入射させるこができる。

【０１１４】また上述した各種の検出器には、Ａ／Ｄ変
換器を内蔵または付加して、読み出したＸ線透過データ
を最終的にデジタル量で出力することが望ましい。

【０１１５】３．５．固定陽極Ｘ線管Ｘ線管の一例として、固定陽極Ｘ線管を使用できる。固
定陽極Ｘ線管は、スリップリングを用いる場合、低圧ス
リップリングでよく、また焦点サイズを小さくできるの
で、分解能が向上する。

【０１１６】３．６．回転陽極Ｘ線管Ｘ線管の別の例として、回転陽極Ｘ線管を使用できる。
回転陽極Ｘ線管は、スリップリングを用いる場合、高圧
スリップリングとなる。

【０１１７】４．スキャン軌道断層撮影を行うには、一般には、管球と検出器、または
管球を移動させながらスキャンを実施する必要がある。
このスキャンにおいて、管球と検出器、または管球を移
動させる軌跡がスキャン軌道と呼ばれる。原則的には、
管球のみを移動させることで撮影は可能であるが、撮影
視野を稼ぐために検出器も合わせて移動させることが多
い。

【０１１８】このスキャン軌道は通常、予め設定されて
いる。撮影時には、設定してあるスキャン軌道に基づき
管球と検出器、または管球の移動が制御される。スキャ
ン軌道は撮影時間や撮影の質を決める重要なファクタの
１つである。

【０１１９】４．１．スキャン軌道管球と検出器、または管球のスキャン軌道は、図１５
（ａ）〜（ｃ）に示す如く直線であってもし、図１６
（ａ）〜（ｃ）に示す如く同一面状で２次元曲線であっ
てもよいし、さらに、図１７に示す如く３次元曲線であ
ってもよい。すなわち任意の軌道が可能である。

【０１２０】４．２．検出器のスキャン軌道検出器を移動させる場合、座標系において平行（２次元
または１次元）に移動させてもよいし、また、円弧など
３次元状に移動させてもよい。回転による移動も可能で
ある。すなわち、任意の軌道が可能である。

【０１２１】４．３．検出器の管球への正対スキャン軌道に関わる例の一つに、検出器を常に管球に
正対させる（Ｘ線の曝射中心方向に対して検出面が垂直
になること）移動制御がある。図１８に示す如く、例え
ば、Ｘ線管１２が実線図示の状態Ｆ１から仮想線図示の
状態Ｆ２に円弧状に移動したとする。これに呼応して、
Ｘ線検出器１４を実線図示の状態Ｆ１（この状態でＸ線
検出器のＸ線入射面はＸ線管に正対している）から仮想
線図示の状態Ｆ２に円弧状に移動させ、Ｘ線検出器１４
をＸ線管１２に再び正対させる。

【０１２２】これにより、Ｘ線管１２が例えば３次元曲
線を軌道として移動する場合でも、Ｘ線検出器１４のＸ
線入射面とＸ線管１２との正対関係を常に保持すること
ができる。この結果、従来のアナログ式Ｘ線断層撮影装
置とは異なり、Ｘ線検出器の視野を常に最大限に利用で
きる。

【０１２３】４．４．閉曲線のスキャン軌道スキャン軌道の別の例として、閉曲線のスキャン軌道が
挙げられる。例えば図１６（ｂ），（ｃ）に示すスキャ
ン軌道は、始点と終点とが一致する閉曲線になってい
る。このスキャン軌道を採用すると、スキャン終了位置
はスキャン開始位置になるので、連続的に間断無くスキ
ャンを複数回実行できる。

【０１２４】また、この閉曲線のスキャン軌道を使っ
て、間欠スキャンを実施してもよい。例えば１回スキャ
ンを実行した後は、スキャンを所定時間休止し、休止後
に再びスキャンを実行するものである。これは造影剤を
血管に注入して、その広がりを撮影するダイナミック収
集に好適となる。

【０１２５】４．５．非閉曲線のスキャン軌道スキャン軌道のさらに別の例として、非閉曲線のスキャ
ン軌道が挙げられる。例えば図１６（ａ）に示すスキャ
ン軌道は、始点と終点とが一致しておらず、開く曲線に
なっている。しかしながら、１回スキャンが終了する度
に、軌道終点から軌道始点までスキャン位置を戻すこと
で間欠スキャンが可能になる。この間欠スキャンはダイ
ナミック収集に好適である。

【０１２６】４．６．周天円運動のスキャン軌道スキャン軌道のさらに別の例として、周天円運動が挙げ
られる。このスキャン軌道は例えて説明すると、太陽の
周りを回る衛星の軌道である。このスキャン軌道を達成
するには、例えば図１９（ａ）に示す如く、Ｘ線管１２
を回転可能な２軸で支持させる。支持アーム６０から回
転支持機構６２を介して子アーム６４がＹＺ面で回転可
能に支持され、この子アーム６４から別の回転支持機構
６６を介して孫アーム６８が同じくＹＺ面で回転可能に
支持されている。

【０１２７】これにより、子アーム６４を回転させなが
ら、孫アーム６８を回転させることにより、同図（ｂ）
に示す如く、周天円運動のスキャン軌道となる。このス
キャン軌道を実現するには、逆に、子アーム６４および
孫アーム６８の回転速度などの情報を予め設定しておけ
ばよい。この周天円運動のスキャン軌道により、管球自
体の移動量は少なくても、また検出器のＸ線入射面が比
較的小さくても、大きな撮影範囲を得ることができる。

【０１２８】４．７．撮影視野を移動させるスキャン軌
道スキャン軌道のさらに別の例として、撮影視野を移動さ
せながら複数回スキャンするためのスキャン軌道があ
る。このスキャン軌道は、例えば図２０に示すように、
管球および検出器がＹＺ面において同期して円状を描
き、この円状軌道が完了すると、管球および検出器をＺ
軸方向に移動させて再びＹＺ面において同期して円状を
描かせ、以下、これを複数回繰り返すものである。この
スキャン軌道を得るには、例えば前述した図１９におい
て、孫アーム６８のみを回転させながら、支持アーム６
０全体を間欠的に直線的に移動させればよい。

【０１２９】これにより、円状のスキャン軌道を例えば
Ｚ軸方向に並べた軌道ができ、撮影視野を除去にＺ軸方
向にずらすことができる。撮影視野をずらす方向はＺ軸
方向以外であってもよいし、また各回のスキャンの軌道
は円状以外の形状、例えば楕円状であってもよい。この
スキャン軌道は焦点軌道および検出器サイズが比較的小
さいときに有利で、複数回のスキャン全体で広い撮影範
囲になる。

【０１３０】なお、図２０において、管球および検出器
を回転させながら、かつ両者を連続的に直線移動させて
もよい。これにより、円状軌跡が直線的に連なったスキ
ャン軌跡が得られる。

【０１３１】４．８．管球と検出器の周期をずらすスキ
ャン軌道スキャン軌道のさらに別の例として、管球と検出器の周
期をずらしながらスキャンするための軌道がある。この
スキャン軌道を図２１に例示する。この例の場合、管球
をｎ回（ｎ＞１、例えば１０回、各回の周期は例えば１
ｓｅｃ）連続的に回転させてその焦点に円状のスキャン
軌道を描かせている間に、検出器を図中の位置ａから位
置ｂまで直線的に所定時間毎（例えば１秒毎）または連
続的に移動させる。

【０１３２】これにより、同一の所望スライス面Ｓにお
いて、管球と検出器の周期（時間）が位置により互いに
ずれる。このため、スライス面Ｓに沿って流れる血流Ｂ
Ｄの観察に的しており、また、所望スライス面以外の画
像を良好にぼかすことができる。

【０１３３】管球のスキャン軌道は円状ではなく、周天
円運動を行うスキャン軌道であってもよい。検出器のス
キャン軌道も直線状でなくてもよい。

【０１３４】４．９．管球の２軸運動と検出器の１軸運
動によるスキャン軌道また別の例として、管球を前述した１９（ａ）のように
２軸６４、６８で動かし、かつ、検出器を１軸で動かす
ときのスキャン軌道がある。管球側および検出器側の双
方の軸の動かし方により、例えば、管球の周天円運動に
よるスキャン軌道と、検出器の直線運動によるスキャン
軌道とを組み合わせたスキャン軌道ができる。

【０１３５】４．１０．スキャン軌道、軌道半径の選択スキャン軌道に関わるさらに別の例は、スキャン軌道お
よび／または軌道半径の選択に関わる。従来のＸ線断層
撮影装置ではスキャン軌道の形状や軌道半径は予め固定
されており、決められたスキャン軌道、軌道半径しか使
用できない。しかし、この実施形態では、前述したよう
に装置自体で（天井から支持せずに）管球および検出器
を多自由度で支持するＵアームやＣアームを用いること
ができる。そこで、このアームを駆動する制御装置に、
予め複数のスキャン軌道や軌道半径を指令するデータを
記憶させておき、オペレータがそのスキャン軌道や軌道
半径を選択できるようにする。これにより、撮影視野や
撮影部位に応じたスキャンを的確にかつ迅速に指令でき
るようになる。

【０１３６】４．１１．複数のスキャン軌道の機構の組
み合わせさらに別の例は、複数のスキャン軌道を実現できる機構
を任意に組み合わせることである。例えば、管球側に周
天円運動、円運動、および直線運動のいずれかスキャン
軌道を描く支持機構を採用し、検出器側に直線運動のス
キャン軌道を描く支持機構を採用する組み合わせがあ
る。

【０１３７】４．１２．数値的に任意のスキャン軌道さらに別の例は、任意の数値を与え、その数値に沿った
スキャン軌道を描かせる手法に関する。スキャン軌道を
得る上で、前述したように装置自体に固有の管球・検出
器支持機構を備え、その支持機構が複数の支持軸を有し
ているので、その支持軸の運動を数値で制御し、例えば
任意のサイン波状のスキャン軌道を得ることができる。

【０１３８】５．データ収集次いで、本発明に係るＸ線断層撮影装置の「データ収
集」に関するカテゴリに分類される特徴を説明する。

【０１３９】このＸ線断層撮影装置では、少なくとも管
球を連続的に又は間欠的に移動させながら、管球焦点か
ら曝射されかつ被検体を透過してきたＸ線を検出器で検
出することで、各曝射時のＸ線投影データ（フレームデ
ータ）が収集される。この曝射／検出を複数回繰り返し
て１回のスキャンが達成される。後述するように、少な
くとも１回のスキャンを行って得た複数フレームの投影
データに基づき、任意スライス面の画像再結合を行って
そのスライス面の断層像が得られる。スキャンは必要で
あれば複数回、実施される。

【０１４０】「データ収集」のカテゴリに関する特徴
は、このスキャン時の種々の特徴を表すものである。こ
の例を以下に項目別に詳述する。

【０１４１】５．１．イメージインテンシファイヤ
（Ｉ．Ｉ．）の分解能可変特徴の一つの例は、検出器にＩ．Ｉ．を使用した場合に
関する。Ｉ．Ｉ．において電子拡大によって分解能を可
変にする。これにより、簡単に分解能を制御できる。

【０１４２】５．２．スキャン軌道に合わせたデータ収
集別の例は、データ収集の例えばタイミングをスキャン軌
道の、とくに形状に合わせることである。例えば図２２
（ａ）に示すように、管球、検出器共に楕円状のスキャ
ン軌道を採用していたとする。このような形状のスキャ
ン軌道の場合、楕円の小さい曲率の円弧部分でその他の
部分よりも軌道運動速度が下がることがある。このよう
な場合、検出器の投影データ収集のタイミングが同図
（ａ）のように時間的に均等であるとすると、小さい曲
率の円弧部分での空間的な収集密度が等価的に他の部分
よりも高くなる。この結果、同図（ｂ）に示すように再
結合画像に、かかる小さい曲率の円弧部分の形状に似た
アーチファクトＡＦが表れることがある。

【０１４３】これを防止するため、同図（ｃ）に示すよ
うに、小さい曲率の円弧部分の投影データ収集のタイミ
ングをそのほかの部分よりも時間的に粗にする。つま
り、スキャン軌道の形状に合わせてデータ収集タイミン
グに粗密を設ける。このタイミング制御は、制御装置が
現在の管球、検出器の位置がスキャン軌道上のどの位置
にあるかを認識し、その認識結果に応じて収集タイミン
グを制御すればよい。この結果、スキャン全体としては
空間的に均等な周期のデータ、つまり、時間的に不均等
に設定することにより、空間的に均等にする。

【０１４４】このデータ収集タイミングは、検出器によ
るデータ検出タイミングであるのみならず、管球がパル
スＸ線を曝射するようになっている場合、管球の曝射タ
イミングでもある。

【０１４５】なお、データ収集タイミングを変える手法
に代えて、スキャン軌道上の移動速度を例えば曲率が大
きくなるほど遅く（曲率が小さくなるほど早く）するな
ど、相対的に、移動速度の方を制御してもよい。

【０１４６】５．３．パルスＸ線の利用また別の例として、管球から曝射するＸ線をパルスＸ線
に設定してもよい。この場合、検出器のデータ検出のタ
イミングもこれに準じる。

【０１４７】５．４．投影データに基づくダイナミック
レンジの制御さらに別の例は、検出器が検出した透過Ｘ線の投影デー
タ（フレームデータ）を使って検出器のダイナミックレ
ンジを制御する、ことである。この実施例には、以下の
２通りの態様がある。

【０１４８】５．４．１．管球の出力調整によるダイナ
ミックレンジの制御例えば、投影データの画素値を判断して、この判断結果
を管球にフィードバックさせる。例えば、画素値がダイ
ナミックレンジのオーバフローを示している場合、管球
出力を下げる調整を自動的に行わせ、オーバフローを防
止する。

【０１４９】５．４．２．検出器のゲイン調整によるダ
イナミックレンジの制御また別の例として、検出器のゲイン調整がある。Ｘ線検
出器には前述したようにＡ／Ｄ変換器が搭載されている
から、そのＡ／Ｄ変換器の積分器のゲイン（感度）を投
影データの画素値の判断結果に応じて調整する。例え
ば、画素値がダイナミックレンジのオーバフローを示し
ている場合、ゲインを下げる調整を自動的に行わせ、オ
ーバフローを防止する。

【０１５０】５．５．連続Ｘ線の利用別の特徴として、管球を連続Ｘ線のモードで稼働させる
ことが挙げられる。

【０１５１】５．５．１．データ収集タイミング（位
置）を点で定義連続Ｘ線モードの場合、管球の焦点からは時間的に連続
してＸ線が照射されている。このため、検出器は図２３
に示すように、フレームデータの収集期間毎に、透過Ｘ
線のエネルギ（電荷）を時間と共に蓄積（積分）させ、
そのフレーム期間の適宜な点位置のタイミングで蓄積エ
ネルギを検出するようにする。この点位置に設定には、
以下の２つの態様がある。

【０１５２】５．５．１．１．収集時間の重心この例の場合、あるフレームデータの収集期間が図２３
に示す如く、ｔ１〜ｔ２（スキャン軌跡Ｌ上の位置はＬ
１〜Ｌ２）であるとすると、この態様の場合、収集時間
の重心、すなわち中心時刻の位置で決める。例えば、か
かる１フレームに対する収集タイミング＝（ｔ１＋ｔ
２）／２で決まる。

【０１５３】この態様での収集タイミングは、フレーム
データの収集時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，…から予め計算し
ておいて、スキャン実行時には計算してある収集タイミ
ングに沿って検出器に収集指令を与えるようにすればよ
い。

【０１５４】５．５．１．２．スキャン軌跡の重心この例によれば、フレーム毎のスキャン軌跡の重心（距
離）を予め計算しておいて、この点位置としての重心位
置に到達した収集タイミングを検出器に指令する。図２
３の場合、例えば、かかる１フレームに対する収集タイ
ミング＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２で決まる。

【０１５５】なお、直線のスキャン軌跡上を等速度で移
動している場合のみ、収集時間の重心による収集タイミ
ングとスキャン軌跡の重心による収集タイミングとが一
致する。

【０１５６】５．６．複数回のスキャンによるＤＳＡさらに別の特徴として、被検体の同一部位を複数回スキ
ャンしてＤＳＡ（デジタル・サブトラクション・アンギ
オグラフィ：Digital Subtraction Angiogra-phy ）を
行うことができる。これにより、血管に注入した造影剤
の動き（変化）を検出したり、ある部位の手術の前後に
おける変化を診る場合に好適となる。

【０１５７】５．６．１．投影データでの差分この例としては、投影データ同士の差分がある。最初の
スキャンにおいて各ビューで得た投影データをマスクデ
ータとして保存する。次回以降のスキャンにおいて各ビ
ュー毎に、マスクデータ（投影データ）と収集した投影
データとの差分を演算する。そして、後述する画像の再
結合においては、複数フレームの差分データを加算して
断層像を得る。

【０１５８】５．６．２．断層像データまたはボクセル
データでの差分別の例としては、再結合して得たあるスライス面の２次
元の断層像データまたは複数のスライス面それぞれにつ
いて再結合して得た３次元のボリュームデータの状態で
差分をとってもよい。この場合も、例えば最初のスキャ
ンで得た断層像データまたはボリュームデータをマスク
像として、それ以降のスキャンで得た断層像データまた
はボリュームデータとの差分をピクセル毎に演算する。
これにより、経時的な変化を診ることができる。

【０１５９】５．６．３．マスク像データの収集タイミ
ング上記マスク像を収集するタイミングは、必ずしも第１回
目のスキャンに限定されず、観察したい変化量の性質、
状態に応じて、複数回のスキャンの内の中間のスキャ
ン、最終スキャンなど任意に時期に設定できる。

【０１６０】５．６．４．差分後に非線形処理さらに、この差分演算後の処理例として、非線形処理を
行うことができる。

【０１６１】５．６．４．１．非線形処理はしきい処理具体的な非線形処理として、しきい値処理がある。差分
演算によって得たデータを所定のしきい値でさらに弁別
し、しきい値以下の差分データを強制的に零に設定す
る。これにより、背景のコントラストを圧縮し、全体の
データ量を減らすことができる。

【０１６２】５．７．補償機構の設置さらに別の特徴として、ウオーターベットやＸ線ＣＴス
キャナで実施されているウェッジフィルタのような補償
機構を設けてもよい。これにより、ダイナミックレンジ
を拡大させることができる。

【０１６３】５．８．ストロボ撮影さらに別の特徴として、パルス造影によるストロボ撮影
が挙げられる。

【０１６４】５．９．心電同期スキャンさらに別の特徴として、心電同期スキャンを実施しても
よい。パルス造影の周期に代わるものとして、心拍周期
を用いる。

【０１６５】６．データ選択次いで、本発明に係るＸ線断層撮影装置の「データ選
択」に関するカテゴリに分類される特徴、例を説明す
る。

【０１６６】このＸ線断層撮影装置における画像再結合
は、各フレームの投影データから「データを選択」し、
そのデータをスライス面のボクセルそれぞれに足し込む
処理が行われる。このときの「データ選択」の処理は、
管球および検出器を互いに平行に移動させたときに最も
簡単な処理になる。

【０１６７】つまり、焦点（管球）および検出器の位置
を検出して、画像再結合に必要な各フレームの投影デー
タのシフト量を算出するとともに、そのシフト量を適宜
に補正するようになっている。つまり、最初からシフト
量を決めておくのではなく、焦点および検出器、また
は、焦点を適宜に移動させてスキャンを実施してからシ
フト量を算出することを可能にしている。このようにシ
フト量を後から自在に算出できるので、スキャン時の焦
点、検出器の移動パターンの選択の幅が広がるなど、ス
キャン条件の設定の容易化が計られる。

【０１６８】６．１．位置検出手段の利用１つの特徴は、位置検出手段によって、焦点および検出
器、または焦点の位置を検出する手法である。この場
合、各ビューの透過データ検出時の位置情報を記憶し、
この位置情報に合致する画素の投影データを各フレーム
毎に選択する。

【０１６９】６．１．１．内部に設けた位置検出手段位置検出手段の例として、まず、移動機構１６内に設け
たエンコーダ、ポテンショメータなどの位置検出手段が
挙げられる。この位置検出手段は、例えば図１０、図１
１で示した位置センサ３６ａ，３６ｂで構成される。

【０１７０】６．１．２．外部に設けた位置検出手段位置検出手段の別の例は、装置の移動機構１６の外部に
設けた手段である。この例として、例えば、焦点の熱か
ら焦点位置を検出する赤外線検出器がある。この赤外線
検出器を焦点の移動空間範囲に向けて固定設置しておけ
ばよい。

【０１７１】６．２．マーカの利用位置検出の別の特徴として、Ｘ線透過率が被検体とは異
なるマーカを付する手法がある。これにより、各投影デ
ータにマーカも写り込む。複数フレームの投影データに
ついて、このマーカの位置を算出することで、画像再結
合のためのデータ選択に必要な投影データ内の位置情報
を得ることができる。

【０１７２】具体的一例として、図２４に示すように、
マーカＭ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、Ｍ２（ｘ２，ｙ２，
ｚ３）、Ｍ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を焦点Ｓ（ｘ，ｙ，
ｚ）と検出器１４との間に与える。投影データからマー
カＭ１，Ｍ２，Ｍ３の座標について９個の連立法定式を
解けば、焦点Ｓの位置が分かり、焦点の相対的な移動量
が分かる。つまり、図２４の場合、マーカは３個在るの
で、検出器１４の６変数も解けて、検出器１４と焦点Ｓ
の位置が分かる。なお、検出器１４の位置がわかってい
る場合、３変数になるので、マーカは１つでもよい。

【０１７３】６．２．１．マーカを被検体に付与マーカはその一例として、被検体に付してもよい。

【０１７４】６．２．２．マーカを寝台に付与また、マーカは寝台（天板）に付してもよい。

【０１７５】６．３．マーカを利用した定常的位置ずれ
の補正データ選択に係る別の特徴として、マーカを利用して定
常的な位置ずれを補正することもできる。例えば図２５
に示すように、カバー体７０内で移動するＸ線管１２の
前面に板体６２を設け、この板体６２にマーカとしての
ピンホールＭ１〜Ｍ３を形成しておく。スキャン前に、
このピンホールＭ１〜Ｍ３を使って位置補正用データを
収集しておき、スキャン時の投影データをその位置補正
データで補正するようにすればよい。これにより、機械
的がたつきなどの定常的な位置ずれを補正することがで
きる。

【０１７６】このマーカＭ１〜Ｍ３は寝台側に付しても
よい。

【０１７７】７．画像再結合前のデータ処理次いで、本発明に係るＸ線断層撮影装置の「画像再結合
前のデータ処理」に関するカテゴリに分類される実施例
（特徴）を説明する。このカテゴリのデータ処理は原理
的には必ずしも実施しなくてもよい。しかしながら、後
に再結合する断層像の品質を向上させるためにも、以下
に例示する特徴（処理）の１つまたは複数を適宜に組み
合わせて実施することが望ましい。

【０１７８】７．１．散乱線補正１つの特徴として、散乱線補正の実施が挙げられる。こ
の散乱線補正は原理的には任意の手法や機構でよい。被
検体や寝台で散乱したＸ線の除去、または補正により取
り除くことが望ましい。

【０１７９】７．１．１．グリッドなどによる物理的除
去散乱線補正の具体例として、図２６に示す如く、グリッ
ドなどの遮断体７６（以下、グリッド）をＸ線検出器１
４のＸ線入射側前面に配置する手法がある。これによ
り、散乱線が検出器に入射しないように物理的に遮断す
る。

【０１８０】７．１．１．１．グリッドは常に固定好適なグリッド配置の例として、グリッドを固定配置す
る。検出器により検出される投影データにはグリッドの
跡は写るが、投影データからのデータ選択の位置は各ビ
ュー毎に変わる。したがって、グリッドの跡は再結合さ
れた断層像からは自動的に消える。

【０１８１】７．１．１．２．グリッドの移動グリッド配置の別の例として、スキャン中にグリッド７
６全体を移動させてもよい（図２６参照）。このとき、
好適には、グリッド自体が自分の跡を消すように移動さ
せると、なお良い。

【０１８２】７．１．１．２．１．具体的軌道配置したグリッド７６を移動させるときの具体的な軌道
としては、例えば、円軌道、８の字軌道、往復軌道など
である。

【０１８３】７．１．１．３．グリッドの形状の例グリッドの別の例として、図２７に示すように、グリッ
ド７６を形成している各羽根が焦点Ｓ（Ｘ線管）を向く
ようにコーン状を成していてもよい。これにより、透過
Ｘ線を効率良く入射させ、散乱Ｘ線を効率良く遮断でき
る。

【０１８４】７．１．１．４．可動式グリッドグリッドのさらに別の例として、図２８（ａ），（ｂ）
に示すように、グリッド７６を形成している複数の羽根
のそれぞを可動式にした構造を挙げることができる。こ
の複数の羽根がスキャン中に常に焦点Ｓの方向を向くよ
うに制御すればよい。

【０１８５】７．１．２．散乱線の数学的除去散乱線補正に係る別の例は、散乱線を演算により数学的
に除去するものである。この数学的除去は、上述したグ
リッドに拠る物理的除去と併用してもよいし、単独で実
施してもよい。

【０１８６】この数学的除去の具体的手法としては、例
えば、・"A technique of scatter-glare correction u
sing a digitalfiltration" Michitaka Honda et al.,
Med. Phys. 20(1), Jan/Feb 1993 pp.59-70が知られて
いる。このため、投影データを収集した段階で、画像再
結合前に、これらの適宜な数学的除去の演算（ＰＳＦな
ど）を例えば、制御・処理装置１８内のコンピュータを
使って実施すればよい。

【０１８７】７．１．３．散乱線量の算出さらに別の例は、散乱線量を算出し、この算出値で収集
データを補正する構成に関する。この散乱線量はスキャ
ンパラメータなどの情報を基づいて算出する。スキャン
パラメータとしては、ビームエネルギ、被検体厚、視野
サイズ、被検体と検出器との間の距離などが加味され
る。この算出例としては、例えば下記の文献のものが知
られている。

【０１８８】・"Method for estimating the intensity
of scattered radiation usinga scatter generation
model" Michitaka Honda et al., Med. Phys. 18(2),M
ar/Apr 1991 pp. 219-226 ７．２．非線形処理また別の特徴として、収集した投影データの各画素デー
タに非線形処理を施し、コントラスト改善を図ることが
挙げられる。

【０１８９】７．２．１．ガンマ変換具体的な非線形処理の一例は非線形なガンマ変換であ
り、例えばルックアップテーブルで処理できる。

【０１９０】７．２．２．フィルタ処理また別の非線形処理の例として、しきい値処理やメジア
ンフィルタなどの適宜なフィルタ処理であってもよい。

【０１９１】７．３．対数処理さらに別の特徴として、収集した投影データの各画素デ
ータに対数演算を施すことが挙げられる。これにより画
素データのレンジを圧縮できるとともに、線吸収係数を
直接反映させた再結合用の画像データが得られる。

【０１９２】７．４．ビーム広がり／検出器傾斜角を補
正さらに別の特徴として、「cos 項」でＸ線ビームの広が
りや検出器の傾斜角の補正がある。

【０１９３】７．４．１．具体的な一例として、図２９に示すように、被検体のス
ライス面の厚さ方向のパスを補正する。あるボクセルに
対するペンシルビームＸ線の角度（焦点Ｓを通る鉛直線
からの振り角）をθとするとき、投影データの各画素デ
ータに「ｃｏｓ³θ」を掛ける。

【０１９４】７．５．再結合前のフィルタ処理さらに別の特徴として、再結合する前に、各種のフィル
タ処理を施すようにしてもよい。このフィルタ処理は、
例えば制御・処理装置１８によりソフト的に実施され
る。

【０１９５】７．５．１．等方的フィルタ処理このフィルタ処理の一例としては、フィルタの処理方向
が等方的なフィルタ処理がある。

【０１９６】７．５．２．非等方的フィルタ処理また別の例として、フィルタの処理方向が非等方的なフ
ィルタ処理がある。

【０１９７】７．５．２．１．この非等方的なフィルタ
処理の処理方向として、焦点の移動方向に合わせる手法
が好適である。これにより、焦点の移動方向に沿って生
じる恐れがあるアーチファクトを除去できる。

【０１９８】７．６．動き成分（ほかのスライス成分）
の除去この特徴は、同一スライス面の複数フレームの投影デー
タについて動き成分を除去することに関する。この除去
演算は、例えば制御・処理装置１８のコンピュータによ
って実施する。

【０１９９】ここでの「動き」は、フォトンノイズに加
え、目的とするスライス面以外のスライス面（ほかのス
ライス面）の構造物の投影位置が、焦点の移動方向およ
び移動距離に対応した方向と距離に変わる状態を言う。
例えば図３０に示すように、Ｘ＝Ｘ１のスライス面にお
けるＸ＝Ｘ２の構造物の動きＭは、

【数１】で表される。Ａ（ｎ）は焦点の動きを表す。Ａ（ｎ）が
２次元の量のときは、当然に構造物の動きＭも２次元の
量であるが、パルスＸ線で１フレーム毎に動き検出する
ときは直線になる。

【０２００】例えば１００フレームの投影データを加算
（再結合）する場合、目的とするスライス面のデータは
同一画素位置に１００回加算されるが、ほかのスライス
面の構造物のデータは同一画素位置には１回しか加算さ
れない。これにより、ほかのスライス面の構造物の信号
が目的スライス面の信号から相対的に低くなって、目的
スライス面の画像が生成される（再結合）。これはまた
本発明の撮像原理でもある。しかしながら、逆の見方を
すれば、目的スライス面にはほかのスライス面の構造物
の信号が必ず１００か所に加算されている。これは、本
発明の画像原理上の宿命でもあるが、コントラスト分解
能を低下させる。

【０２０１】そこで、この目的スライス面に加算された
ほかのスライス面成分（ここでは、動き成分という）を
除去する。

【０２０２】７．６．１．データ差分による動き検出この動き成分の除去処理に関する一例として、フレーム
間の差分を演算することで、動き成分を検出する。例え
ば図３１に示すように、２つのフレームの投影データ
Ａ，Ｂがあるとき、双方の対応する画素毎に「Ａ−Ｂ」
の差分を演算する。この差分データ（フレームデータ）
が動き成分となる。

【０２０３】この動き成分「Ａ−Ｂ」が求まると、その
絶対値｜Ａ−Ｂ｜を使って、例えば、最初のフレームの
投影データＡについて「Ａ＋Ｂ−｜Ａ−Ｂ｜」の演算を
行って動き成分を除去する。この動き成分除去の演算を
例えば隣接フレーム間で繰り返していくことにより、動
き成分が各フレームから良好に除去される。このため、
ほかのスライス面の成分が殆ど無い高画質の投影データ
のみを使って、後述する再結合処理を行うことができ
る。

【０２０４】７．６．２．しきい値付き動き成分検出別の動き検出の例としては、上記差分演算にしきい値弁
別を加えた方式が在る。つまり、図３１に模式的に示す
ように「Ａ−Ｂ」の差分を演算した後、所定のしきい値
処理を行う（図３２の差分データの変動の様子の例を参
照）。このしきい値は例えばノイズ成分を除去できる値
に設定しておけば、動き検出とノイズ成分の除去とを併
せて実行できる。

【０２０５】７．６．３．隣接しないデータ間の動き成
分検出さらに別の例として、上述した動き成分の検出を隣接し
ないフレーム間、例えば第１フレームと第１１フレーム
との間のように、１または数フレームを飛ばしたフレー
ム間で動き成分を検出してもよい。これにより、隣接フ
レーム間では検出できないような微細な動き成分も検出
できる。

【０２０６】７．６．４．検出方向制限付き動き成分検
出ところで、この動き成分（他のスライス面の成分）は焦
点の移動方向とは相対的に反対の方向に動き、それ以外
の方向には動かない。そこで、動き成分検出の別の例と
して、動き成分の検出方向を特定の方向に制限して、検
出の容易化を図ってもよい。

【０２０７】７．６．４．１．焦点移動方向に依存する
方向具体的には、検出方向は焦点の移動方向に沿った±の２
方向のみに限定した動き成分検出が好適である。例え
ば、フレーム毎に焦点の移動方向を追跡する処理を行
い、動き成分検出はその方向に沿った±の２方向につい
てのみ行う。

【０２０８】７．６．５．動き成分検出の処理の停止この例は、動き成分検出の処理を強制的に停止する態様
に関する。例えばＤＳＡを行うときのように、造影剤を
被検体に注入して、造影剤をフレーム毎に追跡するよう
な場合、造影剤の動きそのものが観察対象である。その
ようなときには上述した動き成分の検出処理を強制的に
停止させる。例えば制御・処理装置１８がオペレータか
らの情報に応答して、かかる停止を行えばよい。

【０２０９】７．６．６．複数フレーム加算後の動き成
分検出動き成分検出のさらに別の例は、検出時のフレーム数の
バリエーションに関する。上述した検出例はフレーム１
枚ずつ検出する場合を想定していたが、本例では複数フ
レームを合体して同様に行うことができる。例えば、第
１〜第３の３フレームの投影データを相互に加算し、第
４〜第６のフレームの投影データを相互に加算し、この
加算した両グループの投影データ間で上述したと同様の
差分演算、しきい値付き差分演算、検出方向制限付き差
分演算などを実行する。

【０２１０】このように、複数フレームの加算をベース
にすることで、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

【０２１１】７．６．６．１．しきい値の可変しきい値付き差分演算を行うときには、しきい値を加算
数に合わせて変えることができる。

【０２１２】７．６．７．動き成分検出の別の方法動き成分を検出する別の方法は、２のフレームの投影デ
ータＡ，Ｂがあるとき、画素毎に、Ａ＋Ｂ−ω｜Ａ−Ｂ
｜（ω：重み付け係数）の式に基づく重み付け（しきい
値も）を加味した差分によって求めることができる。

【０２１３】７．７．検出器内部の歪みを補正本カテゴリに分類される特徴のさらに別の１つは、検出
器内部の歪みの補正に関する。検出器内部とは、Ｉ．
Ｉ．などの検出器のＸ線入射面から内部のＤ／Ａ変換器
に至る経路全体を言う。この歪みが在ると、例えば直線
を表すＸ線が入射しても、曲線を表す信号として出力さ
れる、などの現象が生じる。この結果、再結合される断
層像に歪みが生じる。

【０２１４】そこで、検出器のＸ線入射面にＸ線透過率
が異なるマーカを付し、補正データを収集して、この補
正データに基づいて検出器内部の歪みを補正するもので
ある。この補正演算は制御・処理装置１８で実施でき
る。図３３および図３４にマーカＭの例を示す。

【０２１５】７．７．１．スキャンと同時に補正この歪み補正の一例として、例えば図３３に示すよう
に、点状の複数のマーカＭが２次元的に分布するように
Ｘ線検出器１４の入射面に付すことができる。この点状
のマーカの場合、実際の投影データに写り込んでも、そ
のデータ内容に殆ど影響を与えない。したがって、スキ
ャンと同時に補正データを収集してダイナミックに補正
演算を行うことができる。

【０２１６】７．７．２．スキャン前の補正データ収集また別の例として、例えば図３４に示すように、格子状
のマーカＭをＸ線検出器１４の入射面に付すことができ
る。この場合には、スキャンと同時の補正データ収集は
難しいので、スキャン前に補正データを収集・演算して
おいて記憶しておく。そして、スキャンのときには、記
憶しておいた補正データを読み出し、この補正データに
したがって収集した投影データを補正演算する。

【０２１７】７．７．２．１．スキャン軌道との一致スキャン前に補正データを収集しておく場合、その収集
のためのスキャン軌道を投影データ収集のためのスキャ
ン軌道に一致させることが望ましい。

【０２１８】７．８．他スライス面の構造物の除去さらに別の特徴として、リプロダクションデータから他
のスライス面の構造物のデータを計算し、除去すること
が挙げられる。

【０２１９】８．画像再結合さらに、本発明に係るＸ線断層撮影装置の「画像再結
合」のカテゴリに分類される特徴、実施例、バリエーシ
ョンを説明する。この画像再結合は、複数のビューで収
集した複数フレームの投影データを加算して任意スライ
ス面の断層像を得る処理である。具体的には、ビュー毎
の管球焦点、スライス面、検出器の幾何学的関係（ジオ
メトリ）にしたがって、複数フレームそれぞれの投影デ
ータからスライス面のボクセルそれぞれに該当するデー
タを選択し、加算する処理である。すなわち、画像再結
合を行うには、所望のスライス面に対して、各フレーム
の投影データのどのデータを選択しすべきかを示すデー
タ選択の情報が必要である。

【０２２０】このデータ選択の情報は、管球および検出
器が例えば相対的に平行して直線で移動するときには、
その直線方向のシフト量として表現できる。本発明で
は、管球／検出器がそのように１次元で移動する場合は
勿論のこと、３次元の任意の移動までをカバーして画像
再結合できるようにしたことが、基本的な特徴の一つで
ある。

【０２２１】８．１．画像再結合処理の一般化表現本発明では前述したように、スキャンとしては、少なく
とも管球の焦点を被検体および／または検出器に対して
相対的に移動させながら複数ビューの投影を行えば足り
る。つまり、スキャンに伴うコンポーネントの移動の態
様としては、管球（焦点）のみの移動、管球と検出器の
移動、それらの移動と天板（被検体）の移動との組み合
わせ、天板（被検体）のみの移動がある。管球および検
出器の移動の軌道は任意の３次元まで可能である。

【０２２２】そこで、最初に本発明で実施される画像再
結合処理を３次元まで拡張して、管球焦点や検出器の移
動軌道に依存しないように一般化した画像再結合の表現
を説明する。本発明はいずれの断層撮像の場合も、この
画像再結合を実施することを必須とする。この画像再結
合の処理は制御・処理装置１８で実施される。

【０２２３】いま、図３５に示すように、

【外１】とすると、焦点とボクセルを結ぶ直線の方程式は、

【数２】が求まる。

【０２２４】上記直線の方程式（２）と検出器の交点
に、ボクセルＶ（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）の画像再結合に使
うデータが存在することになる。したがって、一般的に
は、検出器面または投影データの位置を表す面（平面ま
たは曲面）と上記直線の交点を求めればよい。検出器面
または投影データを表す面を平面とすると（かかる面が
曲面であっても、一度リサンプリングを行えば平面に作
り替えることができるので、かかる面を平面とする）、

【数３】が得られる。式（３）を満たす座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、
ベクトル（ｅ１，ｅ２，ｅ３）を法線とし、座標（ｐｌ
１，ｐｌ２，ｐｌ３）を含む平面内に存在することにな
る。交点は式（２）と式（３）の連立方程式を解けばよ
い。すなわち、式（２）を式（３）に代入して、

【数４】が得られるので、この式（４）を式（２）に代入して交
点の座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）が得られる。すなわち、この
座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）が、画像再結合のために選択する
投影データの絶対座標系での位置座標である。

【０２２５】画像再結合の処理では、フレーム毎に移動
している複数フレームの投影データから、この絶対座標
系の座標Ｐに相当する画素位置の投影データを選択して
ボクセルＶに加算すればよい。この投影データの選択に
は、管球焦点、被検体（寝台）、検出器のジオメトリの
相対的移動の情報を使用する。この加算はスライス面の
全ボクセルについて実行される。

【０２２６】ところで、上述した点Ｐの座標（ｘ，ｙ，
ｚ）は絶対座標系であるから、図３６のように、検出器
のある位置ｐｃ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を基準にした相対
座標系ｐ（ｉ，ｊ）に変換した方が、検出器の素子の特
定（データ選択）はより容易になる。このためには、

【数５】に基づく算出を行う。

【０２２７】このように求めた交点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の
投影データｐ（ｉ，ｊ）を順次加算していけばよいの
で、一般化表現の最終式は、

【数６】で表される。この複数ビューを加算するときに、特定の
ビューには重み付け係数を大きく（または小さく）する
などの重み付け処理を併用してもよい。

【０２２８】なお、算出位置ｐ（ｉ，ｊ）に検出器の検
出素子が無い場合、投影データは算出位置ｐに最も近い
検出素子が検出した投影データを採用してもよいし、算
出位置ｐの近傍の複数の検出素子が検出している投影デ
ータを補間して、その補間データを採用してもよい。

【０２２９】また、前述したように検出器の面は必ずし
も平面でなくてもよい。例えば検出器の面は、図３７
（ａ）のように円筒状の一部の形状であってもよいし、
同図（ｂ）のように凸面状に膨脹した面など、任意形状
であってよい。また、検出器面の面内の回転も自在に可
能である。一方、スライス面についても、スライス面の
ボクセル単位で再結合の計算を行うので、平面に限定さ
れず、任意の曲面であってよい。勿論、このスライス面
は任意角度に傾斜した平面であってもよい（後述する
９．１．項において、ＭＰＲ像を直接に作ることに相当
する）。

【０２３０】８．１．１．画像再結合のための軌道例
（その１）画像再結合のための管球（焦点）の移動軌道としては、
床面（水平と考える）に平行なスライス面内の直線軌道
である１次元軌道に限らず、回転を含む２次元軌道、ま
たは３次元軌道であってもよい。または予め定めた軌道
が無い軌道であってもよい。

【０２３１】８．１．２．画像再結合のための軌道例
（その２）画像再結合のための検出器の移動軌道としては、床面に
平行な１次元または２次元の軌道であっても、また３次
元軌道（円弧など）あるいは回転軌道であってもよい。

【０２３２】８．１．３．画像再結合の処理例この実施例は、収集された複数フレームの投影データか
ら断層画像を得る画像再結合の処理例に関する。図１に
示すＸ線断層撮影装置においては、制御・処理装置１８
が本発明の画像再結合用の画像処理手段を構成してい
る。この制御・処理装置１８により上述した一般化表現
に沿って実施される、図６７のソフトウエア処理に基づ
く画像再結合の処理例を以下に説明する。

【０２３３】８．１．３．１処理例（その１）制御・処理装置１８は、例えば入力装置１９からの入力
情報に基づいて、被検体の一部を少なくとも含むスライ
ス面としての平面を表示面として設定する（ステップＳ
３１）。この平面の被検体に対する傾きは変更可能であ
り、所望の傾きに設定できる。つまり、被検体の一部を
少なくとも含む任意角度のスライス平面を設定できる。
次いで、設定した平面に含まれる各座標を決定する（ス
テップＳ３２）。次いで、焦点と検出器の相対的位置関
係に基づき各ビューの投影データから足し込む投影デー
タを選択する（ステップＳ３３）。この投影データの選
択は前述した原理（８．１．項）に沿って行われる。次
いで、選択した投影データを、決定している座標に足し
込む（ステップＳ３４）。この投影データの選択および
足し込みは各ビュー及び平面の各座標について繰り返さ
れる（ステップＳ３５）。

【０２３４】図６７において、ステップＳ３１の処理が
本発明の設定手段に相当し、ステップＳ３２の処理が本
発明の座標決定手段に相当し、ステップＳ３３〜Ｓ３５
の処理が本発明の断層データ作成手段に相当する。

【０２３５】８．１．３．２処理例（その２）制御・処理装置１８は、例えば入力装置１９からの入力
情報に基づき、被検体の一部を少なくとも含むスライス
面としての曲面を表示領域として設定する（ステップＳ
３１）。つまり、被検体の一部を少なくとも含む任意曲
面のスライス面を設定できる。次いで、設定した曲面に
含まれる各座標を決定する（ステップＳ３２）。次い
で、焦点と検出器の相対的位置関係に基づき各ビューの
投影データから足し込む投影データを選択する（ステッ
プＳ３３）。この投影データの選択は前述した原理
（８．１．項）に沿って行う。次いで、選択した投影デ
ータを、決定している座標に足し込む（ステップＳ３
４）。この投影データの選択および足し込みは各ビュー
および平面の各座標について繰り返される（ステップＳ
３５）。

【０２３６】８．１．３．３処理例（その３）制御・処理装置１８は、例えば入力装置１９からの入力
情報に基づき、被検体の一部を少なくとも含む任意の３
次元形状のＲＯＩを設定する（ステップＳ３１）。次い
で、設定したＲＯＩ内に含まれる各座標を決定する（ス
テップＳ３２）。次いで、焦点と検出器の相対的位置関
係に基づき各ビューの投影データから足し込む投影デー
タを選択する（ステップＳ３３）。この投影データの選
択は前述した原理（８．１．項）に沿って行う。次い
で、選択した投影データを、決定している座標に足し込
む（ステップＳ３４）。この投影データの選択および足
し込みは各ビューおよび平面の各座標について繰り返さ
れる（ステップＳ３５）。

【０２３７】このように上記８．１．３．１〜８．１．
３．３．項のいずれかの処理を実施すれば、オペレータ
が指定した必要な断面、すなわちスライス面の内部の各
座標、または、必要なボリュームの３次元ＲＯＩ内の各
座標についてのみ画像再結合の演算を行えば済むので、
画像再結合の演算が早くなるとともに、制御・処理装置
１８に設けるメモリの容量も少なくて済むという利点が
ある。

【０２３８】８．１．４．複数スライス面の画像再結合この実施例は、１回のスキャンで収集された複数フレー
ムの投影データから複数枚の断層画像を得る画像再結合
に関する。つまり、この再結合方法を使うと、スキャン
を複数回繰り返す必要が無く、最初に１回だけスキャン
を行っておいて、投影データを再結合処理する過程で複
数枚のスライス面位置を指定して、それらの断層像を得
ることができる。

【０２３９】具体的には、前述した式（２）〜（４）ま
たは（２）〜（６）の中で、（ｉ）：ｖｘ＝指定値、ｖｙ，ｖｚ＝可変にしてあるスライス面の画像再結合を行う。次いで、（ii）：ｖｘ＝ｖｘ＋Δｘ（スライス面間の距離：図３
８参照）、ｖｙ，ｖｚ＝可変にして別のスライス面の画像再結合を行う。以下、任意
枚数のスライス面について、（ii）の処理を繰り返す。

【０２４０】これにより、１回のスキャンの投影データ
から任意位置の複数枚の断層像を得ることができる。

【０２４１】８．１．５．ビューの投影データからのデ
ータ選択法画像再結合の別の実施例は、ある（各）ビューの投影デ
ータからデータを選択する方法に関する。

【０２４２】この実施例は、図３９（ａ）に示すよう
に、４つのボクセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４で指定され
る、ある平面状のスライス面内の領域を画像再結合する
ものである。具体的にはまず、上述した８．１．項で説
明した再結合処理をボクセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の
それぞれについて合計４回繰り返して、検出器面または
投影データの位置を表す面上の対応する位置Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４を算出する。次に、スライス面内の任意
のボクセルを４つのボクセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を
用いて一義的に表わす。例えば、任意ボクセルの位置
は、同図（ｂ）に示すようにボクセルＶ１〜Ｖ４内の領
域を内分する格子に対する点として表される。次に、そ
の任意ボクセルのための投影データの位置を位置Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を用いて表す。例えば同図（ｃ）に示
す如く、Ｐ１〜Ｐ４の領域を内分する格子に対する位置
として容易に算出される。

【０２４３】このようにして前もって与えられる４つの
ボクセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の位置を利用して投影
データを指定することで、全ボクセルについて前記連立
方程式を解くという膨大な量の計算を避け、高速な処理
が可能になるといった利点がある。

【０２４４】なお、ここでは４点を直線で結んだ領域の
例を示したが、中心位置、長径、短径を与えて楕円領域
にするなど、領域の形状と与える座標位置の組み合わせ
は任意である。

【０２４５】８．１．６．リサンプリングを併用する画
像再結合画像再結合のさらに別の実施例はリサンプリングを併用
する手法に関する。

【０２４６】平面状のスライス面を画像再構成する場
合、検出器面または投影データを表す面が非平面である
と、直線を投影しても直線にならない。直線の投影が非
直線になるので、前述した交点Ｐの計算や加算する投影
データの特定が非常に難しく、複雑な計算を大量に行う
必要が生じ、実用化が困難になることも想定される。と
くに、複数枚のスライス面を画像再結合する場合、かか
る傾向が顕著になると考えられる。反対に、検出器面が
平面でかつスライス面が非平面の場合も状況は反対であ
るが、同様の不具合がある。

【０２４７】そこで、直線はあたかも直線で投影された
かの如く画像再結合するとともに、複雑な計算を行わな
くても済むように、複雑な計算を１回で計算して高速化
することを目的とする。

【０２４８】この実施例では、例えば図４０のように検
出器面が非平面で、かつスライス面が平面の場合、平面
のリサンプリング用の面（リサンプリング面）を用意す
る。このリサンプリング面はメモリ上に仮想的に設定さ
れた面で、スキャン中の全てのビューにおいて管球焦点
とリサンプリング面との間の距離は一定値に保持され、
かつ、画像再結合するスライス面と平行に設定される。
なお、スライス面のボクセル列とリサンプリング面のリ
サンプリング列を平行に設定することが、より望まし
い。しかも、このリサンプリング面はスライス面の形状
に合致させるもので、例えば図４０に示すようにスライ
ス面が平面の場合、リサンプリング面も平面に設定され
る。図４１に示すように、スライス面が曲面パノラマ状
のであれば、リサンプリング面もその形状に合わせる。

【０２４９】そして、図４０の場合、非平面の検出器で
収集した投影データを、一度、平面状のリサンプリング
面にリサンプリングする。次いで、このリサンプリング
面にリサンプリングされた投影データを用いて画像再結
合のためのデータ選択（サンプリング）し、投影データ
の加算計算を行う。このリサンプリング面での投影デー
タのサンプリングにおいて、そのサンプリングピッチ
は、オリジナル（検出器面）のデータサンプリングピッ
チより小さく設定される。これにより、補間の誤差が抑
制される。

【０２５０】このリサンプリング処理によって、検出器
の形状および／または移動方向に依存せずに、複数枚の
スライス面の断層像を常に高速で再結合できる。

【０２５１】なお、図４２にはスライス面および検出器
面共に平面状であるが、その傾きが一致しない場合のリ
サンプリングの様子を示す。この場合のリサンプリング
面も上述した原理に基づいて設定される。

【０２５２】８．１．７．検出器が平行移動、焦点が３
次元的に移動するときのデータ選択および画像再結合この画像再結合に関する実施例では、各コンポーネント
の移動の態様の典型的な１つとして、検出器を床面（装
置の座標系における水平面）に平行に移動させるととも
に、管球焦点を３次元的に移動させるときの画像再結合
を説明する。

【０２５３】図４３（ａ）に示すように、焦点ＳがＳ１
からＳ３に向けて３次元的に移動したことを想定する。
焦点Ｓの移動量を、平行方向移動成分と、垂直方向移動
成分とに分解する。つまり、焦点ＳはＳ１から平行にＳ
２に移動し、次いでＳ２からＳ３に垂直に移動したとも
のと考える。

【０２５４】ｉ）まず、平行方向移動成分について、ス
ライス面の任意のボクセルＶに対し、下式（７）から移
動した焦点位置Ｓ２からのシフト位置Ｐ２（ｐｘ２，ｐ
ｙ２，ｐｚ０）を求める。

【０２５５】

【数７】

【０２５６】この式（７）の右辺第２項がシフト量（こ
の場合、ベクトル量）である。

【０２５７】なお、この例では任意のボクセルＶについ
て説明したが、前述した図３９で説明したように、スラ
イス面内のある領域を限定するためのいくつかの基準ボ
クセルＶ１〜Ｖｎ（図３９の例ではＶ１〜Ｖ４）それぞ
れに式（７）を適用してシフトした位置を求めてもよ
い。

【０２５８】ｉｉ）次いで、焦点のＳ２からＳ３への垂
直方向移動成分に関するシフト位置を求める。焦点位置
Ｓ２およびＳ３からスライス面と検出器面に下ろした垂
線の交点ＲＶ（ｓｘ２，ｓｙ２，ｖｚ）とＲＤ（ｓｘ
２，ｓｙ２，ｐｚ０）とから、下記式（８）にしたがっ
てシフト位置（ｐｘ３，ｐｙ３，ｐｚ０）を求め、その
位置のデータ選択を行う。

【０２５９】

【数８】

【０２６０】なお、この２回目のシフト位置計算のとき
にも、第１回目のそれと同様に、スライス面内のある領
域を限定するためのいくつかの基準ボクセルＶ１〜Ｖｎ
（図３９の例ではＶ１〜Ｖ４）それぞれに式（８）を適
用して拡大縮小したシフトした位置を求め、残りのボク
セルについては、基準ボクセルの位置を利用して計算す
るようにしてもよい。

【０２６１】８．１．８．管球および検出器を共に平行
移動するときのデータ選択（拡大縮小が必要な場合）画像再結合を行うには、なんらかの形で各フレームの投
影データの中からスライス面の対象ボリュームに加算す
るデータを選択（データ選択）する必要がある。このデ
ータ選択の位置を最も簡単に算出できる移動の態様は、
管球および検出器を共に床面（装置の座標系における水
平面）に平行に移動させる場合である。

【０２６２】そこで、本実施例では、これについて説明
する。管球および検出器を平行移動させてスキャンする
場合、各ビューの投影データを所望のスライス面毎にそ
の平行移動方向のシフト量を変えて加算し、画像再結合
することになる。

【０２６３】しかし、投影データにおけるサンプリング
ピッチ数（例えば４００ピクセル×４００ピクセルのピ
ッチ）が全部のスライス面を通して等しい。このため、
このまま加算したのでは、図４４に示すように、複数の
スライス面と管球焦点Ｓ、検出器面Ｄの幾何学的関係
（ジオメトリ）に因ってスライス面それぞれの空間的な
サンプリングピッチは異なる。したがって、加算によっ
て画像再結合したスライス画像は、メモリ上でのサンプ
リングピッチは等しいものの、空間的なサンプリングピ
ッチ（拡大率）は図４４に示す如く異なる。このサンプ
リングピッチの異なる複数枚のスライス画像を３次元処
理したり、シネ表示したりすると、位置、形状などに歪
みが生じるという問題があった。

【０２６４】そこで、本実施例では、画像再結合した複
数枚のスライス画像をスライス面上で（空間的に）等間
隔なピッチでリサンプリングし、例えば図４４（ａ）か
ら同図（ｂ）に示す如く、サンプリングピッチを合わせ
る（すなわち、拡大縮小処理）。このとき、等間隔ピッ
チとして、複数枚のスライス画像の内の任意の１枚のピ
ッチを採用する。このようにサンプリングピッチの調整
によって、上述した不都合を回避できる。

【０２６５】なお、画像再構成の処理前に、各ビューの
投影データをリサンプリング処理して、空間的なサンプ
リングピッチが等しくなるようにメモリ上でサンプリン
グピッチを調整し、その後で再結合を行うようにしても
よい。

【０２６６】８．１．９．管球および検出器を共に平行
移動するときのデータ選択（拡大縮小が不要な場合）この実施例は、管球および検出器を共に平行移動してス
キャンするときの別のデータ選択の手法に関する。

【０２６７】（ｉ）最初のビューの投影データを使い、
複数のスライス面それぞれについて、前述した８．１．
４．項の処理（図３８参照）を行う。これにより、画像
再結合に使用される投影データがそれぞれのスライス面
の各ボクセル毎に特定される。（なお、８．１．項の処
理を行って、全ボクセルについて特定するようにしても
よいｌ）。

【０２６８】（ｉｉ）次のビューおよびそれ以降のビュ
ーの投影データについては、各スライス面に対するシフ
ト量を前記式（６）から求める。直前のビューで画像再
結合に使ったデータから求めたシフト量だけずらした位
置のデータを、今回のビューの各ボクセルの画像再結合
に使用する。（または、あるスライス面に対するシフト
量から、幾何学的関係を元に、目的のスライス面のシフ
ト量を求めてもよい。）このように、複数のスライス面
全部でボクセルのピッチ（間隔）を等しく設定しておけ
ば、拡大率の問題に関係なく、データ選択して再結合で
きる。

【０２６９】８．２．拡大縮小（拡大率）の処理画像再結合の処理に関する別の特徴として、スライス画
像の拡大・縮小して拡大率を合わせる処理を提供でき
る。スライス画像（ボクセルの画像）の拡大率は焦点側
のスライス画像の方が検出器側のそれよりも大きい。つ
まり、スライス面の高さＸに依存してスライス画像の拡
大率が異なるので、これを合わせる必要がある。この処
理は例えば下記式に基づき実施される。

【０２７０】

【数９】

【０２７１】なお、画像再結合を上述した８．１．項の
一般化表現の式に基づき処理する場合、この拡大率を合
わせる処理は不要である。

【０２７２】８．２．１．画像再結合と拡大率調整を１
回の処理で実施投影データを加算（再結合）するときに、加算するデー
タを指定（選択）するが、そのときに指定位置に一致し
た位置の画素が無い場合、例えば近傍４点補間を実施す
ることになる。これにより、実質的に画素サイズが大き
くなる。この補間データに上述したようにさらに拡大率
の調整を行うとなると、データの空間分解能が低下（ぼ
け）してしまうので、これを回避するため、下記式によ
り、拡大率の揃った複数のスライス画像を一度に得る処
理が望ましい。

【０２７３】

【数１０】

【０２７４】これにより、補間演算は１回で済み、空間
分解能は劣化しない。

【０２７５】８．３．ボリュームデータからの任意角度
のスライス画像の切出しさらに別の特徴として、ボリュームデータから任意角度
でスライス画像を切り出す処理を提供できる。この処理
は、例えば制御・処理装置１８により、オペレータとの
対話処理の中で実施される。スライス面の指定位置を変
えて複数のスライス画像を作成することで、３次元のボ
リュームデータが得られる。このボリュームデータに対
して任意角度を指定し、ＭＰＲ（断面変換）の処理を施
すことで、その任意角度でのスライス画像が得られる。
これにより、例えば、コロナル像のボリュームデータか
らオブリーク像、アキシャル像、サジタル像を任意に作
成することができる。

【０２７６】なお、本発明において任意角度のスライス
像を得るには、上述したように必ずしも断面変換の手法
を用いた切出しを行う必要は無い。本発明では、３次元
まで一般化した画像再結合の処理を行ってスライス面の
ボクセル単位で加算している。このため、画像再結合の
ときに任意角度のオブリーク面を指定すれば、そのオブ
リーク面を形成する、空間的に傾いたボクセルそれぞれ
に投影データが足し込まれる。この結果、投影データか
ら直接、任意角度のスライス面のオブリーク画像を生成
することもできる。

【０２７７】８．４．収集と同時の画像再結合上述した種々の態様にあっては、投影データを収集した
後で画像再結合を行うという前提であったが、本発明の
画像再結合のタイミングは必ずしもこれに限定されな
い。つまり、画像再結合のタイミングに係る別の特徴と
して、投影データの収集と画像再結合（投影データの加
算）とを同時に（並行して）実施できるようにしてもよ
い。この具体例を下記に示す。これは制御・処理装置１
８の制御および処理によって実現できる。

【０２７８】８．４．１．同時再結合の具体例この同時の再結合を行うには、スキャン軌道と投影デー
タの収集タイミングとを予め決めておく。つまり、スラ
イス画像を生成するには、各フレームの投影データのど
の位置の画素値をスライス面のどの位置のボクセルに足
し込めばよいかのデータ選択の情報が予め分かってい
る。これにより、図４５に模式的に示すように、あるビ
ューの投影データを収集したら、その投影データを直ち
にスライス面の各ボクセルデータに加算する。その加算
の間に別のビューの投影データを収集する。以下、所定
のビューにわたってこれを繰り返すことで、投影データ
の収集と同時に（並行して）画像再結合の処理を行うこ
とができ、迅速にスライス面の断層像を得ることができ
る。

【０２７９】８．５．重み付け加算処理さらに別の特徴として、投影データの収集位置（すなわ
ち、スキャン軌道）に依存して重み付け加算をする手法
を提供できる。この加算処理も制御・処理装置１８によ
る画像再結合処理の中で選択的に実施される。

【０２８０】例えば前述した図２２（ａ）に示す如く、
管球が２次元のＹＺ面上で楕円形のスキャン軌道を描く
とする。この場合、曲率半径が小さい部位のビューで収
集した投影データには、曲率半径が大きな部位のビュー
で収集したそれよりも、小さな重み付け係数を乗じて加
算する。曲率半径の大小に応じて滑らかに重み付け係数
を変えることで、軌道の局所的な偏りに因るアーチファ
クト発生を抑制または防止できる。さらに、前述した
５．２．項で説明した軌道の形状に応じて収集タイミン
グや軌道上の移動速度を調整するといった複雑な制御を
実施しなくても済む利点がある。

【０２８１】８．６．大視野撮影（１）断層像を得る場合、その断層像の中には医学的に真に関
心のある領域が含まれていることは勿論必要であるが、
その一方で、関心領域の周辺の部位も極力広く画像化さ
れていた方が都合がよい場合が多い。つまり、視野は広
い方が便利である。

【０２８２】この理由から画像再結合の別の特徴とし
て、検出器サイズ以上の大視野撮影が提供されている。
この大視野撮影は画像再結合の段階で制御・処理装置１
８によりデータ処理として実現できる。例えば図４６
（ａ）に示すように、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１４
が共に円形のスキャン軌道を移動しながらデータ収集を
行ったときに、Ｘ線パスが１回でも通過した端部の空間
領域までをもスライス面領域として指定し、このスライ
ス面全体に画像再結合を実施する。ただし、再結合処理
としては加算平均を採用し、単なる加算による画像の濃
淡の偏りを排除または抑制することが望ましい。

【０２８３】この結果、再結合した大視野スライス面の
断層像は検出器サイズよりも広い視野を有する。この断
層像において、中心部ほど加算回数が多く、画像として
の精細度、分解能は高くなり、その周辺に加算回数の少
ない精細度、分解能が劣る画像領域が並ぶことになる。
真に関心の在る領域はスライス面の中心部に合わせてお
けばよい。これにより、関心領域を取り囲んだ極力、視
野の広い断層像を提供できる。

【０２８４】８．７．大視野撮影（２）大視野撮影に係る別の態様を説明する。この大視野撮影
は、撮影視野を移動させながら複数回スキャンし、それ
ぞれのスキャンの再結合画像を位置を合わせてオーバー
ラップさせるものである。この撮影法は、複数回スキャ
ンさせてデータ収集し、再結合画像を生成した後は、制
御・処理装置１８による後処理で達成できる。

【０２８５】例えば図４７（ａ）に示すように、管球お
よび検出器を共に円形のスキャン軌道を描かせながら被
検体Ｐの体軸方向に沿って複数回スキャンする。寝台の
天板にはマーカＭ，…，Ｍを付しておく。各回のスキャ
ンは隣のスキャンで写し込んだマーカを必ず含むように
スキャン軌道を決めておく。この結果、同図（ｂ）のよ
うに各回のスキャンに対応して再結合画像ＩＧ１，ＩＧ
２，…が得られるのでマーカの位置を合わせるように再
結合画像ＩＧ１，ＩＧ２，…をオーバラップ合成させ
る。この結果、同図（ｃ）に示すように、体軸方向に長
い大視野の断層像が合成される。これにより、例えば血
流の走行状態を容易に把握できる。

【０２８６】なお、再結合画像をオーバラップ合成する
場合のマーカとしては、必ずしも天板に付したものに限
らず、血管など、観察対象そのものをトレースし、これ
を使って位置決めしてもよい。

【０２８７】また、この大視野撮影において、各画像の
オーバーラップした部分を重み付け加算し、その重み付
け係数を図４７（ｄ）に示す如く滑かに変化させて、各
つなぎ目の画像に与える影響を抑制するようにしてもよ
い。

【０２８８】８．８．加算平均の採用さらに、画像再結合時の特徴として挙げられるのは、再
結合処理として加算平均でもよい、ことである。単純な
加算に代えて、この加算平均を使えば、加算回数の違い
に伴う画素濃度のばらつきを抑えることができる。

【０２８９】８．９．範囲選択（限定）の画像再結合法さらに別の特徴として、１つの撮影の中で、画像再結合
の対象となる投影データの範囲を選択または限定する手
法を提供できる。この特徴は、本発明の画像再結合を行
うには、スライス面の各ボクセルを通るＸ線パスの角度
が異なる複数フレーム分の投影データがあれば足りるこ
とに由来している。この特徴はダイナミック撮影にも有
効である。この特徴は、制御・処理装置１８によってデ
ータ収集後に、画像再結合の処理の過程で実施できる。

【０２９０】８．９．１．収集データの一部を使用この範囲選択（限定）の画像再結合の例を図４８に示
す。例えば、仮にＸ線管および検出器のスキャン軌道が
同図（ａ）に示す如く楕円状で、この同一スキャン軌道
を複数回周回しながらスキャンを行って１回の撮影を行
うものとする。１回の周回には例えば１秒掛かるものと
する。

【０２９１】この場合、例えば同図（ｂ）に示すよう
に、各１周のスキャンの間に得られた複数フレームの投
影データから１枚の画像を再結合する。つまり、１回目
の周回スキャン（時間ｔ＝０〜１秒）、２回目の周回ス
キャン（時間ｔ＝１〜２秒）、３回目の周回スキャン
（時間ｔ＝２〜３秒）、…で夫々断層像が得られる。

【０２９２】また同図（ｃ）に示す如く、画像間の時間
ピッチを変えて同様に画像再結合してもよい。つまり、
１回目の周回スキャン（時間ｔ＝０〜１秒）で１枚の画
像を再結合した後、ピッチを変えて時間ｔ＝０．１〜
１、１秒の間の投影データから次の画像を再結合する。
さらに、ピッチを変えて時間ｔ＝０．２〜１、２秒の間
の投影データから次の画像を再結合する。このように、
画像間の時間ピッチを変えることで、画像間で時間分解
能を変えることができる。

【０２９３】さらに同図（ｄ）に示す如く、画像内の時
間ピッチを変えて同様に画像再結合してもよい。つま
り、最初に例えば時間ｔ＝０〜０．３秒の間に収集され
た複数フレームの投影データから１枚の画像を再結合
し、その後、ピッチを変えて時間ｔ＝０．４〜０、６秒
の間の投影データから次の画像を再結合する。さらに、
ピッチを変えて時間ｔ＝０．８〜０、９秒の間の投影デ
ータから次の画像を再結合する。このように、再結合に
使用する時間ピッチを変えることで、画像の時間分解能
を画像毎に変えることができる。この時間ピッチは任意
に変えてもよい。

【０２９４】８．９．１．１．一部のビューの使用前述した図４８（ｄ）の例は、スキャン中の一部のビュ
ーで収集される複数フレームの投影データを使用してい
ることになる。この様子は、図４９にように模式的に表
すことができる。

【０２９５】８．９．１．２．一部の投影データの使用また別の態様として、例えば図５０に示すように、管球
および検出器が所定のスキャン軌道を移動して撮影する
ときに、その視野内に障害物（例えば、管球や検出器の
支持機構のアーム端部、骨などの構造物）が入る場合が
ある。この場合、検出器軌道の所定範囲内で検出される
投影データの一部には、障害物の投影が部分的に写り込
むが、障害物が写らない部分も存在する（図中、非斜線
部ＮＨの部分）。そこで、この投影データの一部の部分
ＮＨのみを使って再結合すれば、障害物に影響されない
で断層像を得ることができる。

【０２９６】８．９．２．スライス位置に応じた変更別の例として、上述した再結合に用いる範囲選択（限
定）の幅は、スライス位置に応じて変更できるようにし
てもよい。

【０２９７】８．９．３．ずらし再結合さらに別の例として、再結合に用いる投影データを収集
するときの時間帯の時間軸上の位置を少しずつ、ずらし
ながら同一のスライス面を再結合し、またはボリューム
領域（複数のスライス面）を再結合してもよい（図４８
（ｃ）参照）。８．９．３．１．時間分解可変このずらし再結合のときに、画像間または画像の時間分
解能を可変にしてもよい（図４８（ｃ），（ｄ）参
照）。

【０２９８】８．１０．反復収束法画像再結合の処理のさらに別の特徴として、反復収束法
を提供できる。この反復収束法は、差分値によるリプロ
ジェクション（再投影）、再結合処理、各ボクセルの差
分（つまりアーチファクト）に至る一連の処理を繰り返
すか、または、差分値によるリプロジェクション（再投
影）、各ボクセルの差分、再結合処理に至る一連の処理
を繰り返し、各差分値が所定値以下に収束したときの再
結合画像が真の画像とする手法である。

【０２９９】８．１１．移動補正付きサブトラクションこの特徴は、例えば手術の前後のスライス面の断層像を
比較する場合に好適なサブトラクション法である。上述
してきたスライス面は絶対座標系において指定されるも
のであったが、この特徴に係る移動補正付きサブトラク
ション法ではスライス面を被検体を中心に考えるもので
ある。そのためには、被検体の体軸方向の移動量および
／またはねじれ量を、位置検知するから、または被検体
に付したマーカ、あるいは、骨などの特徴位置を目印に
して、動きの分だけ指定スライス面を移動させて、その
スライス面に投影データを再結合する。このように再結
合した２枚の画像の画素毎の差分を演算すれば、例えば
手術の前後などの２枚の画像間の変化を容易に画像化で
きる。

【０３００】９．画像処理、画像切出し、および後補正さらに、Ｘ線断層撮影装置の「画像処理、画像切出し、
および後補正」のカテゴリに分類される特徴及び例を説
明する。この項目の特徴および例は、制御・処理装置１
８により実行される。

【０３０１】９．１．ボクセルデータの任意角度の切出
しこの特徴は断層像を２次的に任意角度の断面で切り出す
ものである。前述したように、例えばコロナル面として
のスライス面を複数枚指定して、それらのスライス面そ
れぞれに画像再結合すれば、３次元のボリュームデータ
が作成される。このボリュームデータに任意角の断面を
指定して断面変換（ＭＰＲ）処理を行うことで、オブリ
ーク像などの任意断面の画像が得られる。断面角度の設
定に仕方により、アキシャル像、サジタル像も得られ
る。

【０３０２】９．２．パノラマ展開この特徴は、断面が平面ではなく、パノラマ状になった
断面に関する。上記９．１．項で得たボリュームデータ
内に任意断面を指定するとき、曲率、曲率中心、曲率中
心での円弧角度などの情報を指定してパノラマ状の曲面
を指定する。この曲面に断面変換処理を施すことで、パ
ノラマ状の曲面の断層像が得られる（パノラマ展開）。
これは、例えば歯科の歯茎などの診療において有益であ
る。

【０３０３】なお、上述した９．１．項および９．２．
項の特徴に係る画像処理は、後処理としてではなく、複
数フレームの投影データを再結合するときに、かかる任
意角度の断面やパノラマ状の曲面をスライス面として選
択することで、投影データから直接作成することもでき
る。

【０３０４】９．３．対象物の追跡切出しこの特徴は、例えば肺の血管など、対象物を追跡した自
由な面に沿って画像を切り出すものである。この場合
も、複数のスライス面に再結合して形成されたボリュー
ムデータに、そのような自由な面を設定して断面変換す
ることで、その面に沿った断層像を２次的に作成するこ
とができる。

【０３０５】９．４．対話処理／プラン処理による画像
切出しこの特徴は、ＭＰＲに基づく画像切出し処理を、オペレ
ータとの対話で処理（on demand ）、または、プランに
より処理することに関する。例えば、ボリュームデータ
からＭＰＲにより切り出した画像を観察しながら、オペ
レータが「隣の面」という指令を出すと、予め決めた方
向に微小平行移動した隣接スライス面の画像をＭＰＲに
より生成したり、「何度回転」という指令を出すと、予
め決めた方向に微小回転移動させたスライス面の画像を
ＭＰＲにより生成する、というものである。これを、プ
ラン処理により、予め手順で一連の画像生成処理を行う
ようにしてもよい。

【０３０６】９．５．ＤＣボケ成分の除去さらに別の特徴は、再結合画像に薄く、ぼんやりと平均
的に重畳している、いわゆるＤＣボケ成分を除去する手
法に関する。

【０３０７】本発明の断層像の生成処理は前述したよう
に投影データの加算を基礎としていることから、目的と
するスライス面に必ず他のスライス面の成分がＤＣボケ
成分として入り込んでしまうことは避けられない。この
ＤＣボケ成分は目的画像のコントラストを低下させてし
まうことから、本発明では、これを極力除去することを
目的の一つとしている。

【０３０８】そこで、被検体前後（上下）の空気中のス
ライス面、寝台のスライス面など、成分が既知の参照用
スライス面を指定して、その参照用スライス面の画像を
再結合する。空気中のスライス面は、例えば図５１
（ａ）に示すＮ１〜Ｎ５，Ｍ１〜Ｍ５のように、１枚ま
たは複数枚設定される。

【０３０９】この参照用スライス面の再結合画像の例え
ば所定位置（１つ、または複数の位置）におけるＸ線強
度分布データから目的とするスライス面のＤＣボケ成分
を推定し、補正値を作成する。例えば、空気中の複数枚
の参照用スライス面から推定した、ある２次元位置
（Ｙ，Ｚ）における１次元のＸ軸方向のＸ線強度分布が
例えば図５１（ｂ）のようになったとすると、目的スラ
イス面の位置Ｘ＝ｘ１に対応する強度Ｉ＝Ｉ１が目的ス
ライス面のＤＣボケ成分に相当する。このようなＸ線強
度分布は予め求めて記憶しておいてもよいし、ＤＣボケ
成分の除去演算の度に求めてもよい。さらに、このよう
なＸ線強度分布を求めずに、参照用スライス面の再結合
画像データから直接に補正演算してＤＣボケ成分を求め
るようにしてもよい。

【０３１０】そして、この補正値を、目的スライス面の
各画素から減算することで、ＤＣボケ成分の除去が行わ
れる。この一連の処理の流れの概要を図５２に示す。こ
の処理は、制御・処理装置１８において、投影データ収
集および画像再結合の後の処理として実施できる。

【０３１１】なお、補正値は、目的スライス面の画素毎
に形成して画素毎に除去演算を行う構成でもよいし、ま
た、画像単位で１つの補正値を求めるようにしてもよ
い。

【０３１２】９．５．１．複数枚の参照用スライス面の
利用具体例としては上述したように、複数枚の参照用スライ
ス面の再結合画像を利用してＤＣボケ成分の補正値を求
めることが望ましい。これにより、ＤＣボケ成分補正の
信頼性が向上する。

【０３１３】９．５．１．１．非線形補間の利用複数枚の参照用スライス面の再結合画像を利用する場
合、これらの画像データを非線形補間して補正値を求め
てもよい。

【０３１４】９．５．２．前後２枚の参照用スライス面
の利用また好適な一例として、被検体の前後、すなわち図５１
（ａ）の例では図中の上下２枚の参照用スライス面Ｎ
１，Ｍ１（またはＮ２，Ｍ２、Ｎ１，Ｍ２など）を利用
することである。

【０３１５】９．５．２．１．線形補間このように被検体前後の２枚のスライス面を利用した場
合、それらの再結合データを線形補間して、Ｘ軸方向の
前記Ｘ線強度分布（目的スライス面のＤＣボケ成分の補
正値を含む）、または、目的スライス面のＤＣボケ成分
の補正値を容易に推定することができる。

【０３１６】９．５．２．２．係数の乗算上述のように線形補間で生成されたＸ軸方向の前記Ｘ線
強度分布、または、目的スライス面のＤＣボケ成分の補
正値に、目的スライス面の位置や撮影条件を考慮した係
数を乗算して最終的な補正値を求めるようにしてもよ
い。

【０３１７】９．５．３．１枚の参照用スライス面の利
用さらに、補正演算を簡略化できる一例として、参照用ス
ライス面を１枚だけ利用する手法がある。この場合、参
照用スライス面は被検体の前後の１枚、例えば図５１
（ａ）の場合には前側の１枚Ｎ１（Ｎ２，…）または後
側の１枚Ｍ１（Ｍ２，…）である。

【０３１８】９．５．３．１．参照用スライス面のデー
タそのものを利用この場合の具体的な態様の１つは、求めた参照用スライ
ス面１枚の再結合画像データそのものを補正値として採
用することである。このとき、補正値を画素毎に形成し
てもよいし、画像全体で１つの値に統合してもよい。

【０３１９】９．５．３．２．係数の乗算この場合の具体的な態様の別のものは、求めた参照用ス
ライス面１枚の再結合画像データに、目的スライス面の
位置や撮影条件を考慮した係数を乗算して最終的な補正
値を求めるようにしてもよい。このとき、補正値を画素
毎に形成してもよいし、画像全体で１つの値に統合して
もよい。

【０３２０】９．６．３次元画像フィルタ処理上述した特徴はＤＣボケ成分の除去であったが、ボケ成
分全般を３次元画像フィルタで除去することが本項の特
徴である。

【０３２１】９．６．１．エンハンスフィルタ（ボケ回
復フィルタ）本撮影の原理から、スライス面の各ボクセルの成分はＸ
線パスの方向に沿ってはみだすとも考えられ、これによ
りＸ線パスの方向にぼけてしまう。例えば、図５３に示
すように、焦点および検出器が共に円形のスキャン軌道
を描いている場合、スライス面のあるボクセルＶの成分
は、ロート状の斜めの方向（図５３の斜め方向ＮＮ）に
沿ってぼける。そこで、このボケを補正するフィルタを
掛ける。そこで、エンハンスの３次元フィルタ（ボケ回
復フィルタ）を掛ける。

【０３２２】９．６．２．フィルタは等方的このエンハンスの３次元フィルタとしては、例えば等方
的なフィルタが使用できる。

【０３２３】９．６．３．フィルタは非等方的また、このエンハンスの３次元フィルタは、特定の方向
にのみフィルタリングを掛ける非等方的なフィルタ特性
を有していてもよい。

【０３２４】９．６．３．１．フィルタリングは一方向その場合の特定方向として例えば図５３の上下方向ＶＴ
を全部のＸ線パスを代表する方向として選択し、この方
向にフィルタリングを掛けてボケを除去することができ
る。

【０３２５】９．６．３．２．フィルタリングはＸ線パ
スの方向また、かかる特定方向の例として、例えば図５３に示す
斜めのＸ線パスＮＮの方向それぞれにフィルタリングを
掛け、より確実にボケを除去するようにしてもよい。

【０３２６】９．７．３次元画像処理さらに、本発明の画像処理にあっては、ボリューム・レ
ンダリング、ＭＩＰ（最大強度投影）、サーフェース・
レンダリング、再投影（リプロジェクション）の処理な
ど、多種多様な３次元画像処理・表示を行うことができ
る。

【０３２７】１０．マルチモダリティさらに、「マルチモダリティ」のカテゴリに分類される
特徴、例を説明する。ここで言及する「マルチモダリテ
ィ」は、本発明に係るＸ線断層撮影装置をＸ線ＣＴスキ
ャナ、ＭＲＩ装置など、ほかのモダリティとのシステム
的な結合を意味している。このマルチモダリティは、個
々のモダリティの特徴を生かしかつ補完し合いながら、
診療現場の様々なニーズに応えることを目的としてい
る。

【０３２８】１０．１．他のモダリティとの座標系の位
置合わせ本発明に係るＸ線断層撮影装置は、位置合わせを非常に
簡単に行えることを特徴の１つとする。そこで、被検体
にＸ線透過率の異なるマーカを付けておいてスキャンを
行う。これにより、再結合された画像にはマーカが写り
込むから、この画像中のマーカ位置を使って、ほかのモ
ダリティの座標系との位置合わせをすればよい。具体的
には、画像中のマーカ位置によって被検体の座標が一義
的に決まり、ほかのモダリティで撮影した画像中のマー
カと合わせるように、再結合画像を回転、移動させるこ
とで、例えば、複数種類のモダリティで収集した画像同
士を位置合わせできる。

【０３２９】１０．１．１．マーカ数具体的な一例として、マーカの数を不明な変数の数に合
わせる例が挙げられる。通常、３個のマーカが使用され
る。

【０３３０】１０．１．２．マーカ位置また別の例として、被検体にマーカを付けるとき、再結
合する画像の端にマーカが写り込み、中心部の重要な部
分には写らないようにマーカの貼り付け位置を決め、よ
り少ないビューで再結合する。

【０３３１】１０．１．３．位置合わせの利用さらに、このような位置合わせを、手術計画、放射線治
療計画、術中ナビゲータに利用する。

【０３３２】１０．１．４．座標入力装置の位置合わせとくに、術中ナビゲータの座標入力装置のポインタ（ペ
ンなど）との位置合わせも可能である。被検体の手術部
分を含む領域を本発明のＸ線断層撮影装置で事前に撮影
し、再結合画像データまたはそのボリュームデータを得
ておく。手術に際し、一度、かかるポインタで被検体の
マーカ部分を指示し、マーカ位置（絶対位置）を記憶さ
せておく。この状態で、術中に、被検体内の知りたい空
間位置をポインタで指示する。これにより、指示位置と
絶対位置との距離、方向が演算され、この演算値に基づ
き、事前に撮影してある再結合画像またはボリュームデ
ータの画像に指示位置が重ね合わせられて表示される。
これにより、例えばメスを使って頭部を掘る手術をして
いるときに、術者が表示像を観察すれば現在の手術位置
（座標入力装置のポインタで指した位置）を目視で知る
ことができる。これにより、さらに掘り進んでよいか否
かなどの、手術をアシストする情報を簡単に得ることが
できる。

【０３３３】１１．システム全体動作さらに、本発明に係るＸ線断層撮影装置の「システム全
体動作」のカテゴリに分類される特徴や例を説明する。

【０３３４】１１．１．パルス造影によるストロボ撮影最初に説明する特徴は、造影剤をパルス状に注入（パル
ス造影（またはパルス注入））してストロボ撮影し、血
流などがゆっくり走行しているように見せる手法であ
る。

【０３３５】このストロボ撮影は例えば頭部などの血流
速度が比較的早い部位の血流をイメージングする場合に
好適なものである。図５４に示すように、造影剤と生理
的食塩水とを交互に血管にパルス状に注入する。このパ
ルス注入周期（位相）をＴｐとすると、この周期から微
妙にずれた回転周期Ｔｓで連続的にスキャンする。この
状況の一例を図５５に示す。この結果得られた投影デー
タの中から、パルス注入周期が同じ位置のデータ、例え
ば図５５中のパルス注入周期φ＝φ１に対応するスキャ
ン位相のデータを選択する。この選択したデータだけを
再結合すると、パルス注入周期の各位相におけるボリュ
ームデータが得られる。

【０３３６】１１．１．１．血流速度の計算この特徴を利用した一例として、各時刻（各位相）の造
影剤位置から血流速度を計算できる。

【０３３７】１１．１．２．パルス造影パルス造影に好適な例としては、細いチューブに造影剤
と生理的食塩水とを交互に詰めておいて（図５４参
照）、これを前述したパルス注入周期で送出する構成が
ある。

【０３３８】１１．２．心電同期スキャンまた別の特徴は心電同期スキャンに関する。スキャン軌
道が円状であるとすると、このスキャン軌道に、ＥＣＧ
によって得られる心電波形信号を模式的に図５６に示す
ように重畳して表すことができる。この心電波形信号の
中から心拍周期の同じデータ（例えば拡張期のデータ）
だけを選択して画像再結合する。つまり、上述したスト
ロボ撮影におけるパルス注入周期を心拍周期に置き換
え、心拍周期の同じデータだけで画像再結合する手法で
ある。

【０３３９】１１．３．術中ナビゲータ／術中モニタさらに別の特徴は、定位脳手術などに好適な術中ナビゲ
ータまたは術中モニタとしての使用である。術中ナビゲ
ータや術中モニタにおいては、どのスライス面の画像を
再結合して術者に見せるかが重要である。

【０３４０】そこで、本特徴を実施したＸ線断層撮影装
置では、針を含む平面（図５７の平面Ｈ１）、および／
または、針の先端を通りかつ針と垂直な平面（同図の平
面Ｈ２）の断面画像を生成して表示する。この画像生成
は、術中にスキャンを実施して得た投影データから直
接、上記平面の画像を再結合する手法であってもよい
し、術中にスキャンを実施して得た投影データを一度、
複数のスライス面について再結合し、このボリュームデ
ータから断面変換によって上記平面の画像を切り出して
もよい。これにより、針の先端の少し先に何が在るかを
容易に且つ迅速に判断することができる。つまり、この
術中ナビゲータや術中モニタの手法によって、針を進め
る上で、針をさらに進めてよいか否かなどの正確な位置
情報を術者にタイムリに且つ目視的に提供することがで
きる。

【０３４１】１１．４．ボリュームＲＯＩによる定量化システム全体動作に関わる別の特徴として、ボリューム
ＲＯＩを使用した病変状態の定量化の手法を提供でき
る。

【０３４２】この手法を実施する場合、１）被検体の病
変部を含む領域を予めスキャンして得た投影データから
複数のスライス面について画像再結合を実施し、ボリュ
ームデータを得ておく。２）このボリュームデータ中
に、図５８に示すように、ボリュームＲＯＩとして３次
元の関心領域（ＲＯＩ）を設定する。次いで、３）被検
体の病変部に造影合を注入しながら、ボリュームＲＯＩ
を含む３次元領域を複数回スキャンする。４）この複数
回のスキャンそれぞれについて、収集した投影データを
複数のスライス面に再結合してボリュームＲＯＩのデー
タを得る。この結果、ボリュームＲＯＩを形成する複数
組の血流濃度（ボクセル値）データが経時的に得られ
る。５）このデータからボリュームＲＯＩのタイム・デ
ンシティ・カーブ（time density curve）あるいは造影
剤の平均通過時間などの情報を演算する。

【０３４３】このように、平面ではなく、立体としての
ＲＯＩを設定することで、病変部全体の時間−濃度情報
だけを容易に得ることができ、病変部の動態観察がより
定量的な状態で可能になる。

【０３４４】１１．５．フィルタ処理さらに別の特徴として、フィルタ処理がある。前述した
投影データを２次元フィルタで処理する手法と、前述し
た画像再結合で得たボクセルデータを１次元フィルタで
処理する手法とを組み合わせたものである。

【０３４５】１１．５．１．１次元フィルタのフィルタ
リング方向上記１次元フィルタのフィルタリング方向は、例えば、
管球−検出器の方向に設定することが好適である。

【０３４６】１１．６．しきい値処理さらに別の特徴として、投影データをしきい値で弁別し
てから画像再結合する手法が挙げられる。この特徴は、
前述した５．６．４．項の非線形処理を発展させたもの
として捕らえることもできる。投影データに所定のしき
い値を設定して濃度の薄い画素を切り捨てる処理を行
い、画像圧縮を図るものである。

【０３４７】１２．その他最後に、この実施形態に係るＸ線断層撮影装置の「その
他」の特徴、例を説明する。

【０３４８】１２．１．Ｘ線診断装置の様々な技術の採
用このＸ線断層撮影装置には、Ｘ線診断装置で採用されて
いる様々な技術（ガンマ補正、画像圧縮、自動輝度制御
（ＡＢＣ）の技術など）は基本的に採用し、機能向上を
図ることができる。

【０３４９】１２．２．Ｘ線照射範囲の確認また別の特徴は、スキャンに伴うＸ線の照射範囲を事前
に確認する技術に関する。

【０３５０】図５９に示すように、Ｘ線管１２から照射
されたＸ線ビームがＸ線コリメータ８０を通って伝播す
る経路内に、Ｘ線は透過させるが、光を反射させるミラ
ー８２を設置しておく。Ｘ線管１２の焦点Ｓと幾何学的
に対象な位置に光源８４を設置し、この光源８４から出
射された光が光コリメータ８６を通ってミラー８２に至
る。光コリメータ８６の開口面積およびその位置はＸ線
コリメータ８０のそれに常に一致させる。このため、光
源８４から出た光はミラー８２で反射し、被検体上に投
影される。この投影位置および面積はＸ線を照射させた
ときのそれと同一である。

【０３５１】これにより、スキャン前に、各ビューの位
置で光源８４から光を出射させることで、光だけでスキ
ャン時のＸ線照射範囲を確認でき、この確認結果に応じ
てビューの位置を修正できる。この結果、スキャン軌道
に伴って管球や検出器を移動させたときのＸ線照射範囲
の移動範囲の確認が可能になるとともに、Ｘ線を重要臓
器に当てないなどの被爆を考慮したスキャン位置決めが
できる。

【０３５２】このＸ線照射範囲の確認のための光システ
ムは、Ｘ線管およびＸ線コリメータからなるＸ線照射機
構と一体に設定されていても、また別体に設定されてい
てもよい。

【０３５３】本発明のＸ線断層撮影装置に実施可能な特
徴および実施例は以上のように構成され、機能する。

【０３５４】撮影および画像処理の手順の一例いま上述のＸ線断層撮影装置について、撮影から画像処
理に至る手順の一例を図６２に示す。ここで、本装置の
「システムデザイン」、「機構」、「検出器と管球」、
「スキャン軌道」、「データ収集」、「データ選択」、
「マルチモダリティ」、「システム全体動作」、および
「その他」に関する特徴および例は予め選択されている
とする。

【０３５５】図６２のステップＳ１で、最初に、オペレ
ータは入力装置１９を介して、スライス部位、スライス
厚さ、スライス枚数、管電圧、管電流、スキャン軌道、
データ収集法などのスキャン条件を制御・処理装置１８
に与える。次いで、ステップＳ２に移行し、オペレータ
は入力装置１９を介して、制御・処理装置１８にＸ線の
照射野を設定させる。この照射野の確認は、例えば前述
した１２．２．項の手法に基づきなされる。

【０３５６】次いでステップＳ３にて、制御・処理装置
１８は入力装置１９からのスキャン指令信号に応答して
スキャンを開始させる。このスキャンは、少なくともＸ
線管１２、または、少なくとも被検体Ｐ（すなわち天板
１０ａ）をスキャン軌道に沿って移動させることで実施
される。これにより、設定したスキャン軌道上の複数の
ビューで投影データがＸ線検出器１４から収集され、制
御・処理装置１８のメモリに一次格納される。

【０３５７】このデータ収集が終わると、制御・処理装
置１８はその処理をステップＳ４に移行させ、「画像再
結合前のデータ処理」を実行する。この処理にあって
は、前述した７．１．項〜７．８．項に記載の特徴（実
施例）の１つ、または、幾つかを組み合わせたものを併
せて実行してもよい。

【０３５８】次いで、制御・処理装置１８はステップＳ
５で、入力装置１９を介してオペレータから与えられた
情報から、１枚または複数枚のスライス面を設定する。

【０３５９】次いで、制御・処理装置１８はステップＳ
６で、記憶している複数フレームの投影データの各フレ
ームから、各設定スライス面の各ボクセルの画像再結合
に供するべき投影データを選択し、加算（再結合）す
る。この加算処理は前述した８．１．項の好適な実施例
に基づいて実施される。さらに、この「画像再結合」の
処理にあっては、前述した８．２．項〜８．１１．項に
記載の特徴（実施例）の１つ、または、幾つかを組み合
わせて実行してもよい。

【０３６０】この後、制御・処理装置１８はステップＳ
７に移行し、「画像処理、画像切出し、および後補正」
を実行する。この処理にあっては、前述した９．１．項
〜９．７．項に記載の特徴（実施例）の１つ、または、
幾つかが組み合わせて実行される。

【０３６１】なお、上述したステップＳ４の「画像再結
合前のデータ処理」、およびステップＳ７の「画像処
理、画像切出し、および後補正」の処理は必要に応じて
省略すすることもできる。

【０３６２】次いでステップＳ８に移行し、制御・処理
装置１８は、ステップＳ６で再結合した断層像、または
ステップＳ７で処理、切出しもしくは補正した断層像を
表示装置２０に表示する。

【０３６３】このため、このＸ線断層撮影装置はアナロ
グ形およびデジタル形の従来装置に対して以下の利点を
有する。

【０３６４】第１に、検出器は必ずしも移動させずに固
定状態に設置し、管球のみを移動させれば足りる。ある
いは、検出器および管球を移動させずに、被検体のみを
移動させれば足りる。このため、従来のように無理し
て、同期をとる制御が難しい検出器と管球との同期移動
を行う必要がない。したがって、同期制御に因る断層像
の画質劣化を回避できる一方で、同期制御のための複雑
な制御機構や制御回路が不要になり、装置の製造コスト
を低減させることができる。

【０３６５】第２に、管球（焦点）の位置ずれを補正す
る機能を搭載しているので、この位置ずれに起因したア
ーチファクトの発生を防止または抑えることができ、画
質を著しく向上させることができる。

【０３６６】第３に、管球のスキャン軌道のパターンに
関連して生じるアーチファクト（例えば、直線軌道の場
合、画像には直線状のアーチファクト）の発生を除去ま
たは補正する機能を搭載したので、画像の質を一段と向
上させることができる。

【０３６７】第４に、撮影の原理上、犠牲になりがちな
コントラスト分解能を向上させる機能（散乱性補正、動
き成分除去、非線形処理、ＤＣボケ成分の除去など）を
搭載したので、コントラスト分解能を従来よりも飛躍的
に改善させ、視認性の高い、診断能に優れた断層像を提
供できる。

【０３６８】第５に、画像の拡大率を考慮した、しかも
３次元に一般化した画像再結合の処理を行うようになっ
ている。このため、例えば、複数の異なるスライス面位
置のコロナル像を動画表示した場合でも、違和感が生じ
ないなど、患部の視認性の向上および読影作業の能率向
上に寄与する画像を提供することができる。

【０３６９】第６に、従来のデジタル形Ｘ線断層撮影装
置に比べても、収集したスライス面の画像データを存分
に活用する機能を搭載している。例えば、任意角度の画
像切出し、曲面スライス面での画像切出し、ストロボ撮
影、心電同期スキャン、座標入力装置から入力された位
置情報との重ね合わせ表示、術中ナビゲータ、術中モニ
タなどである。これにより、収集データを有効に活用
し、治療現場で欲している様々なニーズに応える高機能
のＸ線断層撮影装置を提供することができる。

【０３７０】第７に、前述した公報記載のデジタル形の
Ｘ線断層撮影装置とは異なり、管球と検出器とを相対的
に反対方向に移動させるというスキャン軌道上の制限を
排除した。また、検出器からの画像情報を移動位置毎に
関連付けてメモリに記憶するというデータ処理上の制限
も排除した。そして、管球（または、管球および検出
器）を２次元または３次元的に任意に移動させても画像
再結合できるようにした。このように、スキャン軌道上
の制限やデータ処理上の制限を著しく撤廃したので、シ
ステムを設計する上での機器配置に関わる自由度や画像
処理手順の自由度を大幅に上げるアップさせることがで
き、汎用性の高い、使い勝手の良い、また低コストのＸ
線断層撮影装置を提供することができる。

【０３７１】（別の実施形態）続いて、本発明の別の実
施形態を図６３〜図６６に基づき説明する。この実施形
態は、管球および検出器の移動を簡素化し、画像再結合
の処理を簡単に行えるようにしたＸ線断層撮影装置に関
する。

【０３７２】図６３に示すＸ線断層撮影装置は、検出器
および被検体を固定式にし、管球のみを移動させるよう
に構成している。具体的には、Ｘ線検出器１４は直接変
換型の大形デジタル検出器から成り、この検出器１４が
天板１０ａの下側に設置されて、検出器下置システムを
構成している。ここでの「大形」の用語は、Ｘ線管１２
を移動させて複数のビューで透過Ｘ線を検出するとき、
全部のビューの透過Ｘ線を検出器固定で検出できる２次
元的な大きさを意味している。

【０３７３】Ｘ線検出器１４は、所定の間隔（例えば１
００回／秒）で投影データを収集し、出力する。Ｘ線検
出器１４の出力側はメモリ１２０を介して、制御・処理
装置としてのＣＰＵ１２２に接続されている。このた
め、Ｘ線検出器１４で収集されたデジタルの投影データ
はメモリ１２０に記憶される。

【０３７４】Ｘ線管１２は被検体ＰのＸ軸方向上側に位
置し、設定するスライス面に平行な面上を例えば直線的
に移動するように移動機構１６により支持されている。
Ｘ線管１２はパルスＸ線照射および連続Ｘ線照射のモー
ド間で切換可能になっている。Ｘ線管１２は高圧発生器
１２４、Ｘ線制御器１２６を介してＣＰＵ１２２に接続
されている。ＣＰＵ１２２は装置全体の制御および処理
の中枢を担うもので、内蔵メモリにその制御および処理
の手順を記憶している。これにより、Ｘ線制御器１２２
へのＸ線制御情報の伝達、寝台制御、画像再結合などを
予め定めた手順で実行できる。ＣＰＵ１２２は、オペレ
ータとの間の情報伝達のために、入力装置１２８および
表示装置１３０に接続されている。

【０３７５】このＸ線断層撮影装置の動作を説明する。

【０３７６】Ｘ線管１２（焦点Ｓ）を所定のスキャン軌
道（例えば図６４に示す如く直線のスキャン軌道）に沿
って移動させながら連続的にＸ線を照射させる。この間
に複数Ｎフレームの投影データＰ（Ｎ，Ｘ，Ｙ）をＸ線
検出器１４で収集させる。この複数Ｎフレームの投影デ
ータはフレーム毎にメモリ１２０に格納される。

【０３７７】ＣＰＵ１２２は、メモリ１２０に記憶して
いる複数Ｎフレームの投影データを読み出し、画像再結
合のための投影データのシフト量をフレーム毎に演算す
る。第ｎフレームに対するシフト量Ｂは、図６５に示す
ように、焦点移動量Ａ（ｎ）、焦点移動面とスライス面
の距離Ｘ（スライス位置）、焦点移動面と検出器の距離
Ｌとすると、

【数１１】の式にしたがって計算できる。焦点移動量Ａ（ｎ）はフ
レーム毎に異なる値で、例えば、座標系のある点（例え
ば第１投影データ収集時の焦点位置（例えば初期位
置）、あるいは座標の任意の位置）や、被検体Ｐの体表
に付したマーカの画像位置を基準位置とし、この基準位
置からのずれとして演算で求める。また、この焦点移動
量を求めるには、赤外線焦点検出器やエンコーダなどの
検出器を装置に付加することもきる。

【０３７８】このシフト量演算の後、ＣＰＵ１２２は、
複数フレームの投影データをシフト量Ｂに応じてシフト
させ、投影データを相互に加算する（図６６参照）か、
または加算平均する。フレーム毎に変わるシフト量Ｂが
画素サイズの整数倍でないときには、投影データを補間
処理して新たな投影データを作成してもよい。この加算
または加算平均の結果、スライス位置Ｘで再結合される
断層像のデータＳ１は、

【数１２】として求められる。これにより、スライス位置Ｘの断層
像が得られる。

【０３７９】このように、Ｘ線検出器１４を固定式と
し、Ｘ線管１２をスライス面に平行な面上で移動させる
場合、簡単な再結合処理によりスライス画像を提供する
ことができる。また、Ｘ線管１２を例えば直線状のスキ
ャン軌道に沿って移動させるだけであるから、その移動
制御の簡単で、管球と検出器とを同期して制御させると
きの同期精度の困難さを回避できる。

【０３８０】なお、上述した別の実施形態は１回のスキ
ャンで１枚のスライス画像を得るものであったが、１回
のスキャンデータから複数枚のスライス画像を得る場
合、上述したシフト量の演算を、前記（１１）式でＸ＝
Ｘ＋ΔＸとして、複数のスライス位置毎かつフレーム毎
に演算する。そして、上述と同様に、各スライス位置に
対して、シフト量にしたがって投影データをフレーム毎
にシフトさせ、加算する。このとき、焦点側のスライス
画像の拡大率が大きく、検出器側のスライス画像のそれ
は小さい。すなわち、スライス位置に依存してスライス
画像の拡大率が異なるので、前述した拡大率を合わせる
処理を行うことが望ましい。このように生成された複数
枚のある方向のスライス画像（例えばコロナル像）のデ
ータ（ボリュームデータ）から、他の方向の画像、例え
ばアキシャル画像、サジタル画像、オブリークを断面変
換（ＭＰＲ）の手法で切り出す。これにより、１回のス
キャンによる投影データから複数枚のスライス画像を同
時に得て、さらに断面変換したほかのスライス画像をも
合わせて得ることができる。

【０３８１】またなお、上述した別の実施形態の構成に
おいて、さらなる処理の簡素化および画像再結合の迅速
化が可能である。この手法は集団検診などにとくに有効
である。具体的には、焦点のスキャン軌道、検出器のデ
ータ収集タイミング、スライス位置などを予め決め、か
つ、それらの値に基づき投影データのシフト量を予め決
定しておく手法である。この状態でスキャンを実行しな
がら、各ビューで投影データを収集した後、直ぐにその
投影データをシフト、必要ならば補間して加算するもの
である。これにより、収集と同時（並行）の画像再結合
が可能になる。再結合の処理が簡単で、またスキャンか
ら再結合完了までを高速に行える。

【０３８２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線断
層撮影装置およびＸ線断層撮影方法によれば、従来のア
ナログ形およびデジタル形の装置と比較して以下の利点
を有する。

【０３８３】第１に、検出器は必ずしも移動させずに固
定状態に設置し、管球のみを移動させれば足りる。ある
いは、検出器および管球を移動させずに、被検体のみを
移動させれば足りる。このため、従来のように無理し
て、同期をとる制御が難しい検出器と管球との同期移動
を行う必要がない。したがって、同期制御に因る断層像
の画質劣化を回避できる一方で、同期制御のための複雑
な制御機構や制御回路が不要になり、装置の製造コスト
を低減させることができる。

【０３８４】第２に、管球（焦点）の位置ずれを補正す
る機能を搭載しているので、この位置ずれに起因したア
ーチファクトの発生を防止または抑えることができ、画
質を著しく向上させることができる。

【０３８５】第３に、管球のスキャン軌道のパターンに
関連して生じるアーチファクト（例えば、直線軌道の場
合、画像には直線状のアーチファクト）の発生を除去ま
たは補正する機能を搭載したので、画像の質を一段と向
上させることができる。

【０３８６】第４に、撮影の原理上、犠牲になりがちな
コントラスト分解能を向上させる機能を搭載したので、
コントラスト分解能を従来よりも飛躍的に改善させ、視
認性の高い、診断能に優れた断層像を提供できる。

【０３８７】第５に、画像の拡大率を考慮した、しかも
３次元に一般化した画像再結合の処理を行うようになっ
ている。このため、例えば、複数の異なるスライス面位
置のコロナル像を動画表示した場合でも、違和感が生じ
ないなど、患部の視認性の向上および読影作業の能率向
上に寄与する画像を提供することができる。

【０３８８】第６に、従来のデジタル形Ｘ線断層撮影装
置に比べても、収集したスライス面の画像データを存分
に活用する機能を搭載している。これにより、収集デー
タを有効に活用し、治療現場で欲している様々なニーズ
に応える高機能のＸ線断層撮影装置を提供することがで
きる。

【０３８９】第７に、前述した公報記載のデジタル形の
Ｘ線断層撮影装置とは異なり、管球と検出器とを相対的
に反対方向に移動させるというスキャン軌道上の制限を
排除した。また、検出器からの画像情報を移動位置毎に
関連付けてメモリに記憶するというデータ処理上の制限
も排除した。そして、管球（または、管球および検出
器）を２次元または３次元的に任意に移動させても画像
再結合できるようにした。このように、スキャン軌道上
の制限やデータ処理上の制限を著しく撤廃したので、シ
ステムを設計する上での機器配置に関わる自由度や画像
処理手順の自由度を大幅に上げるアップさせることがで
き、汎用性の高い、使い勝手の良い、また低コストのＸ
線断層撮影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施形態に係るＸ線断層撮影装
置の概略的な構成を示す図。

【図２】本発明の撮影原理を説明するための図。

【図３】検出器横置システムを説明する図。

【図４】検出器下置システムを説明する図。

【図５】検出器上置システムを説明する図。

【図６】検出器上置システムを説明する図。

【図７】検出器を寝台に差し込むシステムを説明する
図。

【図８】カバー付きシステムを説明する図。

【図９】管球／検出器の取り外し可能または退避可能な
システムを説明する図。

【図１０】管球と検出器との電気的同期をとるための機
構を説明する図。

【図１１】管球と検出器との機械的同期をとるための機
構を説明する図。

【図１２】管球と検出器のＣアームへの取り付けを示す
図。

【図１３】Ｃアームから伸びる子アームを使った管球と
検出器の取り付けを示す図。

【図１４】子アームの動きを説明する図。

【図１５】各種の１次元のスキャン軌道を説明する図。

【図１６】各種の２次元のスキャン軌道を説明する図。

【図１７】３次元のスキャン軌道を説明する図。

【図１８】検出器の管球への正対の様子を示す図。

【図１９】周天円運動のスキャン軌道を説明するための
図。

【図２０】撮影視野を移動させるスキャン軌道の説明
図。

【図２１】管球と検出器の周期をずらすスキャン軌道を
例示する図。

【図２２】スキャン軌道に合わせたデータ収集タイミン
グの制御を説明する図。

【図２３】連続Ｘ線を用いたときのデータ収集タイミン
グの設定法を説明する図。

【図２４】マーカの利用を説明する図。

【図２５】マーカを利用した定常的位置ずれの補正を説
明するための図。

【図２６】グリッドの配置状況を示す図。

【図２７】グリッドの羽根の向きを示す図。

【図２８】可動式グリッドの羽根の向き制御を示す図。

【図２９】ＣＯＳ項による投影データの補正を説明する
ための図。

【図３０】動き成分を説明する図。

【図３１】動き成分の検出の一例を説明する図。

【図３２】しきい値付き動き成分の検出を説明する図。

【図３３】検出器内部の歪み補正のために検出器前面に
付すマーカの一例を示す図。

【図３４】検出器内部の歪み補正のために検出器前面に
付すマーカの別の例を示す図。

【図３５】画像再結合の処理を一般化した表現で説明す
るための図。

【図３６】画像再結合の一般化表現を絶対座標から相対
座標に変換するための説明図。

【図３７】検出器面のバリエーションを示す図。

【図３８】複数のスライス面の画像再結合の処理を説明
するための模式図。

【図３９】各ビューの投影データからのデータ選択の一
例を説明する図。

【図４０】リサンプリングを伴う画像再結合の一例を説
明する図。

【図４１】リサンプリングを伴う画像再結合の別の例を
説明する図。

【図４２】リサンプリングを伴う画像再結合の別の例を
説明する図。

【図４３】データ選択および画像再結合のさらに別の例
を説明する図。

【図４４】データ選択および画像再結合のさらに別の例
を説明する図。

【図４５】投影データの収集と同時の画像再結合の処理
の流れを説明する図。

【図４６】大視野撮影の一例を説明する図。

【図４７】大視野撮影の別の例を説明する図。

【図４８】範囲選択（限定）の画像再結合法の一例を説
明する図。

【図４９】範囲選択（限定）の画像再結合法の別の例を
説明する図。

【図５０】範囲選択（限定）の画像再結合法のさらに別
の例を説明する図。

【図５１】ＤＣボケ成分の除去を説明する図。

【図５２】ＤＣボケ成分の除去処理の流れの概要を示す
フローチャート。

【図５３】ボケ回復処理を行ためのフィルタリングの方
向を説明する図。

【図５４】ストロボ撮影における造影剤のパルス注入を
模式的に説明する図。

【図５５】ストロボ撮影における造影剤のパルス注入周
期とスキャン周期との関係を説明するタイミングチャー
ト。

【図５６】心電同期スキャンにおけるデータ収集タイミ
ングを説明する図。

【図５７】術中ナビゲータまたは術中モニタを行うとき
の画像生成の面を説明する図。

【図５８】ボリュームＲＯＩの設定の様子を例示する
図。

【図５９】光によるＸ線照射範囲の確認のための機構の
概要を説明する図。

【図６０】スリップリングを使用しないＸ線管の移動機
構を説明する斜視図。

【図６１】図６０に記載の移動機構の動きを説明する平
面図。

【図６２】実施形態のＸ線断層撮影装置の撮影およびデ
ータ処理の手順を示す概略フローチャート。

【図６３】本発明の別の実施形態に係るＸ線断層撮影装
置の概略構成を示す図。

【図６４】検出器を固定し、管球を移動させるスキャン
方式を説明する図。

【図６５】この別の実施形態におけるシフト量を説明す
る図。

【図６６】この別の実施形態における投影データの加算
を説明する図。

【図６７】画像再結合の処理例を示す概略フローチャー
ト。

【符号の説明】

１０寝台１０ａ天板１２Ｘ線管（焦点、管球）１４Ｘ線検出器（検出器）１６，２４，３０，３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂ，
３８，３８ａ，３８ｂ，４０，５０，５２ａ，５２ｂ，
５４ａ，５４ｂ，６０，６２，６４，６６，６８支持機
構１８制御・処理装置１９入力装置２０表示装置１２０メモリ１２２ＣＰＵ１２４高圧発生器１２６Ｘ線制御器１２８入力装置１３０表示装置１４１造影剤注入装置１４２心電データ測定装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体を載置する天板と、前記天板を支持する寝台と、前記被検体に向けて焦点からＸ線を曝射するＸ線管と、前記Ｘ線管を支持する第１支持手段と、少なくとも前記焦点または前記天板の一方の位置を移動
させて前記焦点と前記被検体の相対的な位置関係を変え
る駆動手段と、前記被検体を透過したＸ線像を撮影する手段であり、且
つ前記焦点と前記被検体の相対的位置が異なるＸ線像を
順次撮影するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段を支持する第２支持手段と、前記Ｘ線像撮影時の前記焦点と前記Ｘ線検出手段の相対
的な位置関係を求める位置関係検出手段と、前記Ｘ線検出手段と前記位置関係検出手段の出力に基づ
いて前記被検体の断層像を求める画像処理手段と、前記画像処理手段により処理された画像を表示する表示
手段とを備えることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項２】前記画像処理手段は、前記被検体を含む平面を表示面として設定する手段であ
り、且つ前記平面の被検体に対する傾きを変更可能な設
定手段と、前記設定手段に設定された平面内に含まれる座標を決定
する座標決定手段と、前記Ｘ線検出手段と前記位置関係検出手段の出力に基づ
いて前記座標決定手段で決定された座標の断層像情報を
求める断層データ作成手段とを備えたことを特徴とする
請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項３】前記画像処理手段は、前記被検体を含む曲面を表示領域として設定する設定手
段と、前記設定手段に設定された曲面内に含まれる座標を決定
する座標決定手段と、前記Ｘ線検出手段と前記位置関係検出手段の出力に基づ
いて前記座標決定手段で決定された座標の断層像情報を
求める断層データ作成手段とを備えたことを特徴とする
請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項４】前記画像処理手段は、前記被検体を含む３次元形状のＲＯＩを設定する設定手
段と、前記設定手段により設定されたＲＯＩ内に含まれる座標
を決定する座標決定手段と、前記Ｘ線検出手段と前記位置関係検出手段の出力に基づ
いて前記座標決定手段で決定された座標の断層像情報を
求める断層データ作成手段とを備えたことを特徴とする
請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項５】前記Ｘ線検出手段は、前記天板との相対
的位置関係を一定とした状態のままで前記Ｘ線像を順次
撮影するように構成され、且つ、各Ｘ線像を撮影する際
のそれぞれのＸ線曝射範囲の像を撮影できる大きさの検
出面サイズを有する手段であることを特徴とする請求項
１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項６】前記第１支持手段と前記第２支持手段は
別体に構成された手段であり、且つ、前記第２支持手段
は可搬可能に構成された手段であることを特徴とする請
求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項７】前記第２支持手段は、異なる検出面サイ
ズを有するＸ線検出手段を交換可能に支持する手段であ
ることを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項８】前記第１支持手段および第２支持手段
は、前記Ｘ線管およびＸ線検出手段をそれぞれ着脱可能
に支持する手段であり、且つ、前記第１支持手段は前記
第２支持手段から取り外したＸ線管を取り付けることが
可能に構成され、前記第２支持手段は前記第１支持手段
から取り外したＸ線検出手段を取り付けることが可能に
構成されたことを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮
影装置。
【請求項９】前記第１支持手段は、Ｃ型又はＵ型の形
状を有するアームと、前記アームの端部近傍に前記Ｘ線
管を回転可能に支持する第１回転支持手段とを備え、前記第２支持手段は、前記アームと、前記アームの端部
近傍に前記Ｘ線検出手段を回転可能に支持する第２回転
支持手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のＸ
線断層撮影装置。
【請求項１０】前記画像処理手段は、前記Ｘ線検出手段で撮影した複数のＸ線像を記憶する収
集画像用メモリと、前記収集画像用メモリに記憶されたデータに基づいて前
記被検体の３次元ボリュームデータを作成するボリュー
ムデータ作成手段と、前記３次元ボリュームデータを記憶する３次元データ用
メモリと、前記３次元ボリュームデータから２次元画像を求めて前
記表示手段に出力する表示画像作成手段とを備えること
を特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１１】前記ボリュームデータ作成手段は、ス
ライス面毎に画像の拡大又は縮小を行い、前記スライス
面それぞれの拡大率をほぼ等しく設定する手段であるこ
とを特徴とする請求項１０記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１２】前記表示画像作成手段は、前記３次元ボリュームデータ中の針の画像を検出する手
段と、前記針の先端を通り且つ前記針と垂直なスライス面のデ
ータを前記３次元ボリュームデータ中から表示画像デー
タとして抽出する抽出手段とを備えることを特徴とする
請求項１０または請求項１１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１３】前記画像処理手段は、３次元の関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記関心領域中の３次元ボリュームデータを経時的に作
成するボリュームデータ作成手段と、前記関心領域中の３次元ボリュームデータに基づいて定
量値を求める手段とを備えることを特徴とする請求項１
記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１４】前記画像処理手段は、前記３次元ボリュームデータに対し、前記Ｘ線の曝射方
向に沿った放射状のパスに沿ってフィルタ処理を施すフ
ィルタ処理手段を有することを特徴とする請求項１０記
載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１５】前記駆動手段は、前記Ｘ線管から曝射
されるＸ線の中心が所定の回転点を通る状態でＸ線の曝
射方向を変えて走査を行い、その後、前記回転点の位置
を被検体の体軸に沿って移動させ、この移動した回転点
をＸ線の中心が通るようにＸ線の曝射方向を変える状態
で走査を行うことを特徴とする請求項１記載のＸ線断層
撮影装置。
【請求項１６】Ｘ線像に写るマーカを備え、前記画像処理手段は、回転点毎に求められた断層像中の
マーカの位置が一致するように前記断層像を合成するも
のであることを特徴とする請求項１１記載のＸ線断層撮
影装置。
【請求項１７】前記被検体に造影剤を断続的に注入す
る造影剤注入手段を備えると共に、前記駆動手段は、前記造影剤の注入周期とは異なる周期
で所定の移動動作を繰り返し行うように構成し、前記画像処理手段は、前記移動周期毎に断層像を作成す
る手段であることを特徴とする請求項１記載のＸ線断層
撮影装置。
【請求項１８】前記被検体の心電データを測定する心
電測定手段を備えると共に、前記画像処理手段は、前記
心電データが心拍周期の所定のポイントに一致した時に
撮影された前記Ｘ線像を加算して前記断層像を求める手
段であることを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影
装置。
【請求項１９】Ｘ線像に写るマーカを備えると共に、前記画像処理手段は、他のモダリティーにより収集された画像データを記憶す
る記憶手段と、前記断層像と前記モダリティーにより収集された画像デ
ータの位置合わせを行う位置合わせ手段を備えたことを
特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項２０】前記画像処理手段は、前記Ｘ線像間の減算結果に基づいて前記Ｘ線像中の動き
成分を検出する動き検出手段と、前記Ｘ線像に対して前記動き検出手段が動き成分と判断
した画素のデータを他のデータに変更して前記Ｘ線像中
の動き成分を除去する除去手段と、前記除去手段により動き成分を除去したＸ線像に基づい
て前記被検体の断層像を求めることを特徴とする請求項
１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項２１】前記位置関係検出手段は、前記焦点に対する位置が一定となるように取り付けられ
たマーカと、前記Ｘ線像からマーカの位置を抽出し、このマーカの位
置に基づいて前記焦点の位置を求める手段とを備えるこ
とを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。