JP2010169647A - Ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体の着目部を簡便に回転軸上に合わせる。
【解決手段】テーブル４をｘｙ方向に移動させるＸＹ機構６と、ｚ方向に移動させる昇降機構７と、ある回転位置でＸ線検出器３が検出した第一の透過像を表示する表示部９ａと、表示部９ａに表示された第一の透過像上で着目部の設定を受け付けるＲＯＩ設定部９ｃにより第一の透過像上で着目部が設定されると、移動制御部９ｄによりＸＹ機構６を制御してテーブル４を所定距離ｘｙ移動させてからあるいは昇降機構７を制御してテーブル４を所定距離ｚ移動させてから第二の透過像をＸ線検出器３で検出させ、第一の透過像と第二の透過像とから着目部の透過像上の移動量を求め、求めた透過像上の移動量から着目部のｘｙ面に沿った位置を求め、ＸＹ機構６を制御して着目部を回転軸ＲＡ上に合わせるようにテーブル４をｘｙ移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体の断面像を撮影するコンピュータ断層撮影装置（以下ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と記載する。）に関する。

従来のＣＴ装置で、所謂ＲＲ（Ｒｏｔａｔｅ Ｒｏｔａｔｅ）方式（第三世代方式）と呼ばれるＣＴ装置は、放射線源から発生する放射線（Ｘ線）を被検体に向けて照射し、被検体を放射線の光軸の方向に対し交差する回転軸で放射線に対して相対的に回転させ、一回転中の所定回転位置ごとに被検体から透過してくる放射線を１次元あるいは２次元の複数検出チャンネルを有する放射線検出器で検出し、この検出器出力から被検体の断面像ないし３次元データを得る（断層撮影する）ものである。

従来例として図８に、特許文献１に記載されているＣＴ装置の構成を示す（図８（ａ）平面図、図８（ｂ）正面図）。Ｘ線管１０１と、ここから発生するコーン状のＸ線ビーム１０２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器１０３が対向して配置され、このＸ線ビーム１０２に入るようにテーブル１０４上に載置された被検体１０５の透過像（透過データ）を得るようになっている。

テーブル１０４はＸＹ機構１０６上に配置され、ＸＹ機構１０６は回転・昇降機構１０７上に配置されている。被検体１０５の断面像を撮影する場合は、テーブル１０４を回転軸ＲＡに対し回転・昇降機構１０７により１回転させながら多数の方向について透過像を得る（スキャンと言う）。このスキャンにより得られた多数の透過像を制御処理部１０８で処理して被検体１０５の断面像（１枚ないし多数枚）を得る。

ここで、ＸＹ機構１０６は、回転軸ＲＡに対しテーブル１０４を回転軸ＲＡと直交する面内で移動させ、被検体１０５の着目部が回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられる。

さらに、回転軸ＲＡおよびＸ線検出器１０３はシフト機構１０９によりＸ線管１０１に近づけあるいは遠ざけることができ、目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更できるようになっている。

図８に示す断面像視野（あるいはスキャン領域と称する）１１０は、テーブル１０４が回転軸ＲＡに対して１回転する間に、常にＸ線検出器１０３で検出されるＸ線ビーム１０２に包含される領域と定義される。断面像視野１１０は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。

ところで、撮影に先立ち、被検体１０５の着目部を断面像視野１１０に収める必要があるが、断面像視野１１０を直接目視できないため着目部の位置設定が難しい。そこで、特許文献１のＣＴ装置では、撮影倍率を低く設定した状態で仮断層撮影を行って得た断面像を表示し、この断面像上で操作者が着目部をＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）指定すると、このＲＯＩ指定した部分の中央が回転軸上に来るように自動的にＸＹ機構１０６を制御している。

特開２００２−３１０９４３号公報

従来技術では、被検体の着目部が回転軸上に来るように配置するとき、仮の断層撮影をおこない、仮の断面像を再構成していた。このため、操作者としては着目部をＲＯＩ指定する前に、仮の断層撮影と仮の断面像の再構成の時間を待たされることになり、使用勝手として簡便ではなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、被検体の着目部を簡便に回転軸上に合わせることができるＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明に係るＣＴ装置は、テーブル上に載置された被検体に向けて放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記放射線と交差する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転の多数の方向で検出された透過像から前記被検体の断面像を再構成する再構成手段を有するＣＴ装置において、前記テーブルを前記回転軸及び前記放射線に対し前記回転軸と直交するｘｙ面に沿って相対的にｘｙ移動させるｘｙ移動手段と、前記テーブルを前記放射線に対し前記回転軸と平行なｚ方向に相対的にｚ移動させるｚ移動手段と、１つの前記回転の位置で前記放射線検出手段が検出した第一の透過像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された前記第一の透過像上で着目部の設定を受け付ける受付手段と、前記受付手段により前記第一の透過像上で前記着目部が設定されると、前記ｘｙ移動手段を制御して前記テーブルを前記放射線を横切る方向へ所定距離相対的にｘｙ移動させてからあるいは前記ｚ移動手段を制御して前記テーブルを前記ｚ方向へ所定距離相対的にｚ移動させてから第二の透過像を前記放射線検出手段で検出させ、前記第一の透過像と前記第二の透過像とから前記着目部の透過像上の移動量を求め、前記求めた透過像上の移動量から前記着目部の前記ｘｙ面に沿った位置を求め、前記ｘｙ移動手段を制御して前記着目部を前記回転軸上に合わせるように前記テーブルを相対的にｘｙ移動させる移動制御手段とを有することを要旨とする。

この構成により、第一透過像上で被検体の着目部を設定するのみで、テーブルを所定距離（Ｓ）移動させて撮影した第二透過像上の着目部の移動量（Δｎ）から着目部のｘｙ面に沿った位置（ｘ２，ｙ２）を求めるので、着目部を簡便に回転軸上に合わせることができる。

請求項２記載の本発明に係るＣＴ装置は、請求項１に記載のＣＴ装置において、前記移動制御手段は、さらに、求めた前記着目部の前記ｘｙ面に沿った位置を用いて、前記着目部が前記放射線の広がりの前記ｚ方向の中央になるように、前記ｚ移動手段を制御して前記テーブルを相対的にｚ移動させることを要旨とする。

この構成により、第一透過像上で被検体の着目部を設定するのみで、着目部のｘｙ面に沿った位置（ｙ２）を用いて着目部のｚ方向の位置（ｚ２）を求めるので、着目部を簡便にｚ方向中央に合わせることができる。

請求項３記載の本発明に係るＣＴ装置は、請求項１または請求項２に記載のＣＴ装置において、前記放射線源と前記回転軸との距離である撮影距離を変更する撮影距離変更手段を有し、前記移動制御手段は、さらに、求めた前記着目部の前記ｘｙ面に沿った位置および設定された前記着目部の大きさとから、前記着目部の大きさが前記放射線の前記ｘｙ面に沿った広がりにあるいは前記放射線の前記ｚ方向に沿った広がりにちょうど収まる前記撮影距離となるように、前記撮影距離変更手段を制御して前記撮影距離を変更することを要旨とする。

この構成により、第一透過像上で被検体の着目部を設定するのみで、着目部のｘｙ面に沿った位置（ｙ２）と着目部の大きさ（ＮｒまたはＭｒ）とから、着目部の大きさがＸ線ビーム２のｘｙ面に沿った広がりまたはｚ方向に沿った広がりにちょうど収まる撮影距離（ＦＣＤ’またはＦＣＤ’’）に変更するので、着目部を簡便に断面像視野１０の直径内または高さ内にちょうど収めるようにできる。

請求項４記載の本発明に係るＣＴ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＣＴ装置において、前記移動制御手段は、前記第一の透過像上で設定された着目部をずらして前記第二の透過像と比較し、一致度が高いずらし量を前記着目部の透過像上の移動量として求めることを要旨とする。

この構成により、第一透過像上の着目部をずらして第二透過像と相関を取って一致度が高いずらし量を着目部の透過像上の移動量として求めるので、透過像上の模様１６の移動量として着目部の移動量を正確に求めることができ、着目部を正確に回転軸上に合わせることができる。

本発明によれば、被検体の着目部を簡便に回転軸上に合わせることができる。

本発明の第一実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。 本発明の第一の実施形態に係る断層撮影に先立つ被検体の配置調整のフロー図。 第一の実施形態に係る第一の透過像を示す模式図。 第一の実施形態に係る第二の透過像を示す模式図。 第一の実施形態に係る着目部のｘｙｚ位置を求める幾何図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。 第一の実施形態に係るｘｙ方向とＸＹ方向の関係を示す幾何図（平面図）。 本発明の第二実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（正面図）。 従来のＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。

以下、図面を参照して、本発明実施形態を説明する。

（本発明の第一の実施の形態の構成）
以下、本発明の第一の実施形態の構成について図１を参照して説明する。

図１は本発明の第一実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（図１（ａ）平面図、図１（ｂ）正面図）である。

Ｘ線管（放射線源）１と、Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆより放射されたＸ線の一部であるコーン状のＸ線ビーム（放射線）２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器（放射線検出手段）３とが対向して配置され、このＸ線ビーム２に入るようにテーブル４上に載置された被検体５を透過したＸ線ビーム２がＸ線検出器３により検出され、透過像（透過データ）として出力される。

テーブル４はＸＹ機構（ｘｙ移動手段）６上に配置され、ＸＹ機構６は回転・昇降機構（回転手段、ｚ移動手段）７上に配置されている。テーブル４は回転・昇降機構７によりＸ線ビーム２と交差する（Ｘ線ビーム２の光軸Ｌに対して垂直に交差し、実質的に垂直な方向であれば良い。）回転軸ＲＡに対して回転されるとともに、回転軸ＲＡと平行なｚ方向にｚ移動（昇降）される。ＸＹ機構６は、回転軸ＲＡに対しテーブル４を回転軸ＲＡと直交するｘｙ面内で移動させる。

さらに、シフト機構（撮影距離変更手段）８により回転軸ＲＡおよびＸ線検出器３をＸ線管１に近づけあるいは遠ざけることができ、Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆと回転軸ＲＡとの間の撮影距離ＦＣＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）と、Ｘ線焦点ＦとＸ線検出器３の検出面３ａとの間の検出距離ＦＤＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を変えることができる。

ここで、ＸＹ機構６は、被検体５の着目部が回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられ、シフト機構８は目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更するために用いられ、回転・昇降機構７のｚ移動は被検体５の着目部をＸ線ビーム２の高さに合わせるのに用いられる。また、回転・昇降機構７の回転は断面像を撮影する場合に被検体５をＸ線ビーム２に対し回転させて、多数の方向について透過像を得るために用いられる。

図１に示す断面像視野（あるいはスキャン領域と称する）１０は、テーブル４が回転軸ＲＡに対して１回転する間に、常にＸ線検出器３で検出されるＸ線ビーム２に包含される領域と定義される。断面像視野１０は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。

構成要素として、他に、各機構部（ＸＹ機構６、回転・昇降機構７、シフト機構８）を制御し、また、Ｘ線検出器３からの透過データを処理する制御処理部９、処理結果等を表示する表示部９ａ（表示手段）、Ｘ線管１を制御するＸ線制御部（図示せず）等がある。

制御処理部９は通常のコンピュータで、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、表示部９ａ、入力部（キーボードやマウス等）９ｂ、機構制御ボード、インターフェース、等より成っている。

制御処理部９は、機構制御ボードにより、各機構部６，７，８の動作位置の信号（エンコーダパルス等）を受けて各機構部６，７，８を制御して被検体の位置合わせやスキャン（断層撮影走査）等を行わせる他、透過データの収集指令パルス等をＸ線検出器３に送る。なお、各機構部６，７，８には図示していないエンコーダが取付けられており、テーブル４のＸＹ機構６による移動位置Ｘ，Ｙ、回転・昇降機構７によるｚ移動位置ｚと回転角度φ、及びシフト機構８によるＦＣＤ，ＦＤＤが読み取られ、それぞれ制御処理部９に送られる。

また、制御処理部９は、断層撮影時にＸ線検出器３からの透過データを収集し、記憶し、再構成処理して被検体の断面像を作成し、表示部９ａに表示する。

また、制御処理部９は、Ｘ線制御部（図示せず）に指令を出し、管電圧、管電流を指定すると共に、Ｘ線の放射、停止の指示を行なう。管電圧、管電流は被検体に合わせて変えることができる。

図１に示すように、制御処理部９はソフトウェアを読み込んでＣＰＵが機能する機能ブロックとして、透過像上で着目部の設定を受け付けるＲＯＩ設定部（受付手段）９ｃ、設定された着目部を回転軸ＲＡ上に移動する移動制御部（移動制御手段）９ｄ、断層撮影をするためのスキャン制御部９ｅ、透過データを用いて断面像を作成する再構成部（再構成手段）９ｆ、等を備えている。

（第一の実施の形態の作用）
本発明の第一の実施形態の作用について図２ないし図６を参照して説明する。

図２は第一の実施形態に係る断層撮影に先立つ被検体の配置調整のフロー図である。

まず、断層撮影に先立ち、図２のフローに従って、以下に記載するように被検体５の着目部を断面像視野１０の中央に収める。

ステップＳ１で、操作者は被検体５をテーブル４に載置し、入力部９ｂからＸ線照射指令を入力すると、制御処理部９はＸ線検出器３の出力を取込み、被検体５の第一の透過像を制御処理部９の適宜な記憶部（図示せず）に記憶し、表示部９ａに表示する。

ステップＳ２で、第一の透過像上で着目部の設定を以下のように行う。図３は第一の実施形態に係る第一の透過像を示す模式図である。操作者は入力部９ｂから入力することで、第一の透過像１４に重ねて矩形ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）１５を表示させ、ＲＯＩ１５の大きさと位置を調整して着目部を設定する。このとき操作者は、第一の透過像１４で特徴的な模様１６を頼りに着目部を設定する。ＲＯＩ設定部９ｃはこの入力を受け付けてＲＯＩ１５を設定して記憶する。ここで記憶するデータは、例えば、ＲＯＩ１５の位置、大きさに関するデータであり、制御処理部９の適宜な記憶部（図示せず）に記憶される。この設定したＲＯＩ１５が設定した着目部を表す。１５ａは着目部中心である。

次に、移動制御部９ｄは以下に記載するようにステップＳ３ないしステップＳ１０を実行して被検体５の着目部を断面像視野１０の中央に収める。

ステップＳ３で、移動制御部９ｄはＸＹ機構６を制御してテーブル４をｘ方向に所定距離移動させる。ここでｘ方向は、ｘｙ面内でＸ線ビーム２を直角に横切る方向（Ｘ線ビーム２の光軸Ｌに対して直角となる方向で、実質的に直角であれば良い。）で、ｙ方向はＸ線ビーム２に沿った方向（Ｘ線ビーム２の光軸Ｌに対して平行となる方向で、実質的に平行であれば良い。）で、ｘ方向とｙ方向は互いに直交している。回転角度φが０°のとき、ＸＹ機構６の移動方向ＸとＹはそれぞれｘ方向とｙ方向に一致しているので、ｘ方向の移動はＸ移動のみで行われる。回転角度φが０°でないとき、ＸＹ機構６の移動方向ＸとＹは方向ｘとｙから回転しているのでｘ方向の移動はＸ移動とＹ移動を組み合わせて行うようにする。

移動させるｘ方向の所定距離としては、撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）が大きいほど小さな量を選ぶ。例えば、所定距離Ｓは式、
Ｓ＝ΔＮ・ｄｐｎ・ＦＣＤ／ＦＤＤ ………（１）
で計算する。ΔＮは期待されるずれ画素数で、定数（例えば５０）である。ｄｐｎは検出面３ａ上のｘ方向の１画素サイズで、定数である。

ステップＳ３でテーブル４をｘ方向に所定距離Ｓだけ移動させた後、ステップＳ４で、移動制御部９ｄは、Ｘ線を照射させＸ線検出器３の出力を取込み、被検体５の第二の透過像を制御処理部９の適宜な記憶部（図示せず）に記憶する。図４は第一の実施形態に係る第二の透過像を示す模式図である。第二の透過像１７上では、第一の透過像１４と比べて、被検体５はｘ方向に移動しており、透過像上の模様１６を有する着目部もｘ方向に移動している。

ステップＳ５で、着目部の透過像上の移動量を以下のように求める。第二透過像上でＲＯＩ１５を、形を保ったままｘ方向にΔｎ画素ずらし、ＲＯＩ１５’としたときのＲＯＩ１５’内の画像と、ステップＳ１で記憶した第一透過像のＲＯＩ１５内の画像との相関を取る。相関は、例えば、対応する画素間の画像値の差の絶対値をＲＯＩ内の全画素数分加算して相関値を求め、ずらし量Δｎを変えて行き、最も小さな相関値となるΔｎ（最も一致度が高いずらし量）を着目部の透過像上の移動量とする。これにより、模様１６の移動量としてΔｎが求まる。ここで、もし模様１６がＸ線焦点ＦからＦＣＤの距離にあった場合、Δｎは期待されるずれ画素数ΔＮと一致するが、一般的には異なる距離にあるので、ΔＮとΔｎは異なる値になる。

ステップＳ６で、移動制御部９ｄは、着目部のｘｙ位置を以下のように求める。

図５は、第一の実施形態に係る着目部のｘｙｚ位置を求める幾何図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）である。ここで、ｘ，ｙ，ｚ座標の原点Ｃは回転軸ＲＡ上のＸ線ビーム２の中央位置に定める。

第二透過像のＲＯＩ１５’の中心である着目部中心１５ａ’のｘ，ｙ位置ｘ２，ｙ２を、例えば、式、
ｙ２＝ＦＣＤ・（Δｎ−ΔＮ）／Δｎ ………（２）
ｘ２＝（ｎ２−ｎｃ）・ｄｐｎ・（ＦＣＤ−ｙ２）／ＦＤＤ ………（３）
を順次計算して求める。ここで、ｎ２は第二透過像上の着目部中心１５ａ’のｘ方向の画素位置、ｎｃは回転軸ＲＡの投影位置でほぼ画面の中央である。

ステップＳ７で、移動制御部９ｄは、ＸＹ機構６を制御して、テーブル４をｘ，ｙ方向それぞれに、−ｘ２、−ｙ２だけ移動させて、被検体５の着目部中心１５ａ’を回転軸ＲＡ上に来るように合わせる。

ここで、図６を参照して、回転角度φが０°でないとき、ＸＹ機構６の移動方向ＸとＹは方向ｘとｙから回転しているので、移動ベクトル１９（Δｘ，Δｙ）の移動は、式、
ΔＸ＝Δｘ・ｃｏｓφ−Δｙ・ｓｉｎφ ………（４）
ΔＹ＝Δｘ・ｓｉｎφ＋Δｙ・ｃｏｓφ ………（５）
で計算されるＸ移動とＹ移動を組み合わせて行うようにする。

ステップＳ８で，図５を参照して、移動制御部９ｄは、第二透過像のＲＯＩ１５’の中心である着目部中心１５ａ’のｚ位置ｚ２を、例えば、式、
ｚ２＝（ｍｃ−ｍ２）・ｄｐｍ・（ＦＣＤ−ｙ２）／ＦＤＤ ………（６）
で計算する。ここで、ｍ２は第二透過像上の着目部中心１５ａ’のｚ方向の画素位置、ｍｃは断面像の中央、ｄｐｍは検出面３ａ上のｚ方向の１画素サイズである。

ステップＳ９で、移動制御部９ｄは、回転・昇降機構７を制御して、テーブル４をｚ方向に、−ｚ２だけ移動させて、被検体５の着目部中心１５ａ’を、検出面３ａに対してＸ線ビーム２の広がりのｚ方向の中央に合わせる。

ステップＳ１０で、移動制御部９ｄは、シフト機構８を制御して、ＲＯＩ１５で示される着目部の大きさが、検出面３ａに対してＸ線ビーム２のｘｙ面に沿った広がりにちょうど収まるようにＦＣＤを変える。このときのＦＣＤの移動先ＦＣＤ’は、例えば、式、
ＦＣＤ’＝（ＦＣＤ−ｙ２）・Ｎｒ／Ｎ０ ………（７）
で計算する。ここで右辺のＦＣＤは移動前の値、ｙ２は式（２）で求めた値、ＮｒはＲＯＩ１５のｎ方向の画素数、Ｎ０は透過像のｎ方向画素数である。

以上のステップＳ１ないしステップＳ１０により、被検体５の着目部を断面像視野１０の直径内にちょうど収めるようにできる。

次に、スキャン制御部９ｅが断層撮影を制御し、被検体５をＸ線ビーム２に対し回転させて、多数の方向について透過像を得る。再構成部９ｆは、得られた多数の方向の透過像を処理して被検体５の着目部内の断面像を得る。

（第一の実施の形態の効果）
第一の実施形態によれば、第一透過像上で被検体の着目部を設定するのみで、テーブルを所定距離（Ｓ）移動させて撮影した第二透過像上の着目部の移動量（Δｎ）から着目部のｘｙ面に沿った位置（ｘ２，ｙ２）を求めるので、着目部を簡便に回転軸上に合わせることができる。また、着目部のｘｙ面に沿った位置（ｙ２）を用いて着目部のｚ方向の位置（ｚ２）を求めるので、着目部を簡便にｚ方向中央に合わせることができる。また、着目部のｘｙ面に沿った位置（ｙ２）と着目部の大きさ（Ｎｒ）とから、着目部の大きさがＸ線ビーム２のｘｙ面に沿った広がりにちょうど収まる撮影距離（ＦＣＤ’）に変更するので、着目部を簡便に断面像視野１０の直径内にちょうど収めるようにできる。

また、第一透過像上の着目部をずらして第二透過像と相関を取って一致度が高いずらし量を着目部の透過像上の移動量として求めるので、透過像上の模様１６の移動量として着目部の移動量を正確に求めることができ、着目部を正確に回転軸上に合わせることができる。

（第一の実施の形態の変形）
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

（変形例１）
第一実施形態のステップＳ１０では、着目部の大きさがＸ線ビーム２のｘｙ面に沿った広がりにちょうど収まるようにＦＣＤを変えているが、着目部の大きさがＸ線ビーム２のｚ方向に沿った広がりにちょうど収まるようにＦＣＤを変えてもよい。この場合は、ＦＣＤの移動先ＦＣＤ’’は、例えば、式、
ＦＣＤ’’＝（ＦＣＤ−ｙ２）・Ｍｒ／Ｍ０ ………（８）
で計算する。ここで右辺のＦＣＤは移動前の値、ｙ２は式（２）で求めた値、ＭｒはＲＯＩ１５のｍ方向の画素数、Ｍ０は透過像のｍ方向画素数である。これにより、着目部を簡便に断面像視野１０の高さ内にちょうど収めるようにできる。

また、式（７）で計算したＦＣＤ’と、式（８）で計算したＦＣＤ’’を比較して、大きい方を採用してＦＣＤを変えるようにしてもよい。この場合は、着目部を簡便に断面像視野１０の直径内かつ高さ内にちょうど収めるようにできる。

（変形例２）
第一実施形態で、移動制御部９ｄはステップＳ３ないしステップＳ１０を行なってテーブルのｘｙｚ位置およびＦＣＤを自動移動しているが、ｘｙ位置のみ自動移動としてもよい。これは、図２でステップＳ８，Ｓ９、Ｓ１０を省略したフローである。この場合は、着目部を回転軸上に合わせる移動のみが自動で行なわれ、ｚ移動とＦＣＤ調整は操作者が表示部９ａに表示されたリアルタイム透過像（動画）を目視しながら手動で行う。この場合でも着目部を簡便に回転軸上に合わせることができ、着目部が回転軸に合っていることでｚ移動とＦＣＤ調整は手動でも比較的容易である。

さらに、同様に、ｘｙｚ位置のみ自動移動（ステップＳ１０を省略）とすることも、ｘｙ移動とＦＣＤ調整のみを自動移動（ステップＳ８，Ｓ９を省略）とすることもできる。

（変形例３）
第一の実施形態では、ステップＳ３でテーブル４をｘ方向に所定距離移動させているが、ｚ方向に所定距離移動するようにしてもよい。この場合の変更点は以下のとおりである。

ステップＳ３で、テーブル４をｘ方向に移動させる代わりに、式、
Ｓ＝ΔＭ・ｄｐｍ・ＦＣＤ／ＦＤＤ ………（１’）
で計算される所定距離Ｓだけｚ方向に移動させる。ここでΔＭは期待されるずれ画素数で、定数（例えば５０）である。ｄｐｍは検出面３ａ上のｚ方向の１画素サイズで、定数である。

ステップＳ５で、第二透過像上でＲＯＩ１５を、形を保ったままｚ方向にΔｍ画素ずらしＲＯＩ１５’としたときのＲＯＩ１５’内の画像と、ステップＳ１で記憶した第一透過像のＲＯＩ１５内の画像との相関を取る。相関は、例えば、対応する画素間の画像値の差の絶対値をＲＯＩ内の全画素数分加算して相関値を求め、ずらし量Δｍを変えて行き、最も小さな相関値となるΔｍ（最も一致度が高いずらし量）を着目部の透過像上の移動量とする。ここで、もし模様１６がＸ線焦点ＦからＦＣＤの距離にあった場合、Δｍは期待されるずれ画素数ΔＭと一致するが、一般的には異なる距離にあるのでΔＭとΔｍは異なる値になる。

ステップＳ６で式（２）の代わりに、式、
ｙ２＝ＦＣＤ・（Δｍ−ΔＭ）／Δｍ ………（２’）
を用いる。

（変形例４）
第一の実施形態で、所定距離Ｓだけｘ方向に移動させるが、ｘのプラス方向でもマイナス方向でもよい。マイナス方向へ移動させる場合はΔＮに負の数値を用いるだけで、計算式はそのまま使用できる。また、変形例３でも、マイナス方向へ移動させる場合はΔＭに負の数値を用いるだけでよい。

また、第一透過像上のＲＯＩ１５の位置が透過像の中央に近づく向きに所定距離Ｓだけ移動させるようにすると、第二透過像上でＲＯＩ１５’が透過像からはみ出すことが生じないので都合がよい。

（本発明の第二の実施の形態の構成）
以下、本発明の第二の実施形態の構成について図７を参照して説明する。

図７は本発明の第二実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（正面図）である。

Ｘ線管（放射線源）３１と、Ｘ線管３１のＸ線焦点Ｆより放射されたＸ線の一部であるコーン状のＸ線ビーム（放射線）３２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器（放射線検出手段）３３とが対向してシフト機構３４上に配置され、このＸ線ビーム３２に入るようにテーブル３５上に載置された被検体３６を透過したＸ線ビーム３２がＸ線検出器３３により検出され、透過像（透過データ）として出力される。

Ｘ線管３１とＸ線検出器３３はシフト機構（撮影距離変更手段）３４とともに回転機構３７（回転手段）によりＸ線ビーム３２と交差する（Ｘ線ビーム３２の光軸Ｌに対して垂直に交差し、実質的に垂直な方向であれば良い。）回転軸ＲＡに対して回転され、回転機構３７はベース３８から支柱３９により支持されている。さらに、Ｘ線管３１およびＸ線検出器３３はシフト機構３４により回転軸ＲＡに近づけあるいは遠ざけることができ、撮影距離ＦＣＤと検出距離ＦＤＤを変えることができる。

テーブル３５はＸＹ機構（ｘｙ移動手段）４０上に配置され、ＸＹ機構４０はベース３８に支持された昇降機構（ｚ移動手段）４１上に配置されている。ＸＹ機構４０は、回転軸ＲＡに対しテーブル３５を回転軸ＲＡと直交するｘｙ面内で移動させ、昇降機構４１は、テーブル３５を回転軸ＲＡと平行なｚ方向にｚ移動（昇降）させる。

ここで、ＸＹ機構４０は、被検体３６の着目部が回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられ、シフト機構３４は目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更するために用いられ、昇降機構４１は被検体３６の着目部をＸ線ビーム３２の高さに合わせるのに用いられる。また、回転機構３７は断面像を撮影する場合にＸ線ビーム３２を被検体３６に対し回転させて、多数の方向について透過像を得るために用いられる。

図７に示す断面像視野（あるいはスキャン領域と称する）４２は、Ｘ線ビーム３２が回転軸ＲＡに対して１回転する間に、常にＸ線検出器３３で検出されるＸ線ビーム３２に包含される領域と定義される。断面像視野４２は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。

構成要素として、他に、各機構部（シフト機構３４、回転機構３７、ＸＹ機構４０、昇降機構４１）を制御し、また、Ｘ線検出器３３からの透過データを処理する制御処理部９、処理結果等を表示する表示部９ａ（表示手段）、Ｘ線管３１を制御するＸ線制御部（図示せず）等がある。

制御処理部９は第一実施形態と同一の構成で、通常のコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、表示部９ａ、入力部（キーボードやマウス等）９ｂ、機構制御ボード、インターフェース、等より成っている。

制御処理部９は、機構制御ボードにより、各機構部３４，３７，４０、４１の動作位置の信号（エンコーダパルス等）を受けて各機構部３４，３７，４０、４１を制御して被検体の位置合わせやスキャン（断層撮影走査）等を行わせる他、透過データの収集指令パルス等をＸ線検出器３３に送る。なお、各機構部３４，３７，４０、４１には図示してないエンコーダが取付けられており、テーブル３５のＸＹ機構４０による移動位置Ｘ，Ｙ、昇降機構４１によるｚ移動位置ｚ、回転機構３７による回転角度φ、及びシフト機構３４によるＦＣＤ，ＦＤＤが読み取られ、それぞれ制御処理部９に送られる。

また、制御処理部９は、断層撮影時にＸ線検出器３３からの透過データを収集し、記憶し、再構成処理して被検体の断面像を作成し、表示部９ａに表示する。

また、制御処理部９は、Ｘ線制御部（図示せず）に指令を出し、管電圧、管電流を指定すると共に、Ｘ線の放射、停止の指示を行なう。管電圧、管電流は被検体に合わせて変えることができる。

制御処理部９は、図１と同様に、ソフトウエアを読み込んでＣＰＵが機能する機能ブロックとして、透過像上で着目部の設定を受け付けるＲＯＩ設定部（受付手段）９ｃ、設定された着目部を回転軸ＲＡ上に移動する移動制御部（移動制御手段）９ｄ、断層撮影をするためのスキャン制御部９ｅ、透過像データを用いて断面像を作成する再構成部（再構成手段）９ｆ、等を備えている。

（第二の実施の形態の作用）
第二実施形態の作用においては、第一実施形態に係る、ＸＹ機構６によるＸＹ移動、回転・昇降機構７によるｚ移動、回転・昇降機構７による回転角度φの変更及びシフト機構８によるＦＣＤ，ＦＤＤの変更が、第二実施形態では、それぞれ、ＸＹ機構４０によるＸＹ移動、昇降機構４１によるｚ移動、回転機構３７による回転角度φの変更及びシフト機構３４によるＦＣＤ，ＦＤＤの変更に置き換わるのみである。これらの動きによる被検体３６とＸ線ビーム３２間の相対的な動きは第一実施形態と第二実施形態で全く同じである。

したがって、第二実施形態の作用は、第一実施形態の作用と同様になるので記載を省略する。

（第二の実施の形態の効果）
第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果をあげることができるが、それに加えて、被検体を回転させずに断層撮影できるので、軟弱な被検体でも断層撮影できる効果がある。

（第二の実施の形態の変形）
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能で、例えば、第一の実施形態と同様の変形が可能である。また、以下の変形も可能である。

（変形例１）
第二実施形態ではテーブル３５を昇降機構４１でｚ移動させているが、Ｘ線管３１とＸ線検出器３３とを一体的にｚ移動させてもよい。要は、テーブル３５とＸ線ビーム３２とが相対的にｚ移動すればよい。

また、テーブル３５をＸＹ機構４０でｘｙ面に沿って移動させているが、回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム３２をｘｙ面に沿って移動させてもよい。（この場合、回転機構３７、シフト機構３４、Ｘ線管３１、Ｘ線検出器３３の全体を支柱３９に対して移動させる。）要は、テーブル３５が回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム３２に対してｘｙ面に沿って相対的にｘｙ移動すればよい。

１…Ｘ線管、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線検出器、３ａ…検出面、４…テーブル、５…被検体、６…ＸＹ機構、７…回転・昇降機構、８…シフト機構、９…制御処理部、９ａ…表示部、９ｂ…入力部、９ｃ…ＲＯＩ設定部、９ｄ…移動制御部、９ｅ…スキャン制御部、９ｆ…再構成部、１０…断面像視野、１４…第一の透過像、１５，１５’…ＲＯＩ、１５ａ，１５ａ’…着目部中心、１６…模様、１７…第二の透過像、１９…移動ベクトル、３１…Ｘ線管、３２…Ｘ線ビーム、３３…Ｘ線検出器、３４…シフト機構、３５…テーブル、３６…被検体、３７…回転機構、３８…ベース、３９…支柱、４０…ＸＹ機構、４１…昇降機構、４２…断面像視野、１０１…Ｘ線管、１０２…Ｘ線ビーム、１０３…Ｘ線検出器、１０４…テーブル、１０５…被検体、１０６…ＸＹ機構、１０７…回転・昇降機構、１０８…制御処理部、１０９…シフト機構、１１０…断面像視野

Claims (4)

1. テーブル上に載置された被検体に向けて放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記放射線と交差する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転の多数の方向で検出された透過像から前記被検体の断面像を再構成する再構成手段を有するＣＴ装置において、
   前記テーブルを前記回転軸及び前記放射線に対し前記回転軸と直交するｘｙ面に沿って相対的にｘｙ移動させるｘｙ移動手段と、
   前記テーブルを前記放射線に対し前記回転軸と平行なｚ方向に相対的にｚ移動させるｚ移動手段と、
   １つの前記回転の位置で前記放射線検出手段が検出した第一の透過像を表示する表示手段と、
   前記表示手段に表示された前記第一の透過像上で着目部の設定を受け付ける受付手段と、
   前記受付手段により前記第一の透過像上で前記着目部が設定されると、前記ｘｙ移動手段を制御して前記テーブルを前記放射線を横切る方向へ所定距離相対的にｘｙ移動させてからあるいは前記ｚ移動手段を制御して前記テーブルを前記ｚ方向へ所定距離相対的にｚ移動させてから第二の透過像を前記放射線検出手段で検出させ、前記第一の透過像と前記第二の透過像とから前記着目部の透過像上の移動量を求め、前記求めた透過像上の移動量から前記着目部の前記ｘｙ面に沿った位置を求め、前記ｘｙ移動手段を制御して前記着目部を前記回転軸上に合わせるように前記テーブルを相対的にｘｙ移動させる移動制御手段と
   を有することを特徴とするＣＴ装置。
2. 請求項１に記載のＣＴ装置において、
   前記移動制御手段は、さらに、求めた前記着目部の前記ｘｙ面に沿った位置を用いて、前記着目部が前記放射線の広がりの前記ｚ方向の中央になるように、前記ｚ移動手段を制御して前記テーブルを相対的にｚ移動させることを特徴とするＣＴ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＣＴ装置において、
   前記放射線源と前記回転軸との距離である撮影距離を変更する撮影距離変更手段を有し、
   前記移動制御手段は、さらに、求めた前記着目部の前記ｘｙ面に沿った位置および設定された前記着目部の大きさとから、前記着目部の大きさが前記放射線の前記ｘｙ面に沿った広がりにあるいは前記放射線の前記ｚ方向に沿った広がりにちょうど収まる前記撮影距離となるように、前記撮影距離変更手段を制御して前記撮影距離を変更することを特徴とするＣＴ装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＣＴ装置において、
   前記移動制御手段は、前記第一の透過像上で設定された着目部をずらして前記第二の透過像と比較し、一致度が高いずらし量を前記着目部の透過像上の移動量として求めることを特徴とするＣＴ装置。

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