JP3548339B2

JP3548339B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP3548339B2
Application number: JP15096596A
Authority: JP
Inventors: 広則植木; 健植田; 理香馬場
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: JPH09327453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置における被検体の胸部等の大視野のＸ線像を精度よく撮像（撮影）するために好適な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検体のＸ線像を複数方向から計測し立体的な動画像を観察または記録する方法として、回転ＤＡ（ＤｉｇｉｔａｌＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）あるいは回転ＤＳＡ（ＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｔｒａｃｔｉｏｎＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）の方法が東芝メディカルレビュー誌４５号（１９９２年）７頁に記載されている。
【０００３】
この文献によれば、Ｃ字型アーム上の一端にＸ線管とこのＸ線管に対向する他端にＸ線イメージインテンシファイア（Ｘ線Ｉ．Ｉ．）とテレビカメラとが取付けられており、このＣ字型アームを回転させながらテレビカメラで撮影した連続画像等をモニタに写し出すことにより、立体感のある動画像を観察したり、種々の方向からのＤＳＡ画像を得るものである。
【０００４】
また、より完全な立体感のあるＸ線画像を得る方法としては、Ｘ線ＣＴ装置によって得られた複数枚の断層画像を画像処理によってつなぎ合わせることによって、立体感を表現する方法が一般的であるが、撮影時間が長くなるという問題があった。
【０００５】
撮影時間短縮のためには、Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）として２次元Ｘ線検出器、Ｘ線源としてＸ線を円錐（コーン）状に照射するＸ線源を用いて、２次元Ｘ線検出器が検出した被検体の２次元透過像を得て、被検体の３次元ＣＴ像の再構成を行うコーンビームＣＴ装置が有利であることが知られている。
【０００６】
コーンビームＣＴ装置における３次元画像再構成の代表的なアルゴリズムとしては、文献（１）の「ＰｒａｃｔｉｃａｌＣｏｎｅ−ＢｅａｍＡｌｇｏｒｉｔｈｍ；Ｌ．Ａ．Ｆｅｌｄｋａｍｐ，ｅｔａｌ．；Ｊ．ＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ，Ａ／Ｖｏｌ．１（６），（１９８４），ｐｐ．６１２−６１９」に記載のフェルドカンプの方法が公知である。
【０００７】
しかしながら、従来の２次元Ｘ線検出器は被検体を透過したＸ線を可視光線に変換するために、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ線Ｉ．Ｉ．）を用いているが、現在、実用化されている、すなわち、十分な感度を有するＸ線イメージインテンシファイアのサイズは大きなものでも１６インチ程度であり、このサイズでは被検体の全ての部位の透過Ｘ線を得ることができないという問題があった。
【０００８】
また、メディカルイメージングテクノロジー誌、第１３巻、第４号（１９９５年）５５９〜５６２頁には、２次元Ｘ線検出器としてＸ線イメージインテンシファイアとテレビカメラを用いたコーンビームＣＴ装置が示されている。
【０００９】
このコーンビームＣＴ装置は、円錐状のＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源に対向する位置に設置される高解像度のＸ線イメージインテンシファイアとを被検体の周りに回転させてＸ線像を撮像する際に、被検体を固定した寝台天板をＸ線源の回転軌道面と平行な方向に移動させながら撮像することによって、寝台天板の移動方向にＸ線像の視野を拡大する手法が記載されている。
【００１０】
なお、コーンビームＣＴ装置における３次元画像再構成の代表的なアルゴリズムとしては、フェルドカンプの方法（ＰｒａｃｔｉｃａｌＣｏｎｅ−ＢｅａｍＡｌｇｏｒｉｔｈｍ；Ｌ．Ａ．Ｆｅｌｄｋａｍｐ，ｅｔａｌ．；Ｊ．ＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ，Ａ／Ｖｏｌ．１（６），（１９８４），ｐｐ．６１２−６１９）や、グランギートの方法（Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｃｏｎｅ−ｂｅａｍ３Ｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｉａｔｈｅｆｉｒｓｔｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｏｆｔｈｅｒａｄｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍ；Ｐ．Ｇｒａｎｇｅａｔ；ＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｅｔｈｏｄｓｉｎＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，Ａ．Ｋ．Ｌｏｕｓ，Ｆ．Ｎａｔｔｅｒｅｒ，Ｅｄｓ．，ＬｅｃｔｕｒｅＮｏｔｅｓｉｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒｌａｇ，（１９９０）に記載される）がある。
【００１１】
また、他の方法として、医用電子と生体工学、第３３巻特別号（１９９５年）１０９頁には、２次元Ｘ線検出器として、大型蛍光板とテレビカメラを用いた大視野コーンビームＣＴ装置が示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【００１３】
従来のＸ線撮影装置として、特に、２次元Ｘ線検出器としてＸ線イメージインテンシファイア、Ｘ線源としてＸ線を円錐（コーン）状に照射するＸ線源を用いた回転ＤＡあるいは回転ＤＳＡ装置では、計測視野はＸ線イメージインテンシファイアの視野サイズにより制限される。
【００１４】
前記医用電子と生体工学誌に記載された装置では、高感度かつ高解像度の蛍光板を得ることが技術的に困難であることから、大視野高画質の立体画像を得ることは困難であるという問題があった。
【００１５】
また、前記メディカルイメージングテクノロジー誌記載の装置では、被検体を移動しながら撮影を行う必要があるため、特に診断を目的とした撮影においては被検体への負担が大きく、術中など被検体が安静を要するような場合においては撮影が困難であるという問題があった。
【００１６】
また、慣性力により被検体に不本意な動きが生じるため、被検体を正確な位置で撮影することが困難である。
【００１７】
このように、これまで検出器のサイズによる視野の制限に対し、被検体の横断断層面方向の視野を拡大するには、被検体を移動しながら撮影を行わねばならないという問題があった。
【００１８】
本発明の目的は、被検体を静止させたままで、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角のＸ線像を撮像することが可能な技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、被検体を静止させたままで、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角の断層像を再構成することが可能な技術を提供することにある。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２２】
（１）被検体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被検体をＸ線で撮像するＸ線撮像手段と、前記Ｘ線照射手段および前記Ｘ線撮像手段を前記被検体の周りに回転させる回転手段とを有するＸ線撮影装置において、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段とからなる撮像系が描く回転面と平行な方向に前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置を移動させる撮像系移動手段と、前記回転手段を制御し、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段とを前記被検体の周りに回転させると共に、前記撮像系移動手段を制御し、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置を変化させ、前記Ｘ線撮像手段が回転の所定の位置に到達したときには、前記Ｘ線照射手段を動作させてＸ線を照射し、前記被検体のＸ線撮像を行うＸ線撮像制御手段とを具備する。
【００２３】
（２）被検体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被検体をＸ線で撮像するＸ線撮像手段と、前記Ｘ線照射手段および前記Ｘ線撮像手段を前記被検体の周りに回転させる回転手段とを有するＸ線撮影装置において、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段とからなる撮像系が描く回転面と平行な方向に前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置を移動させる撮像系移動手段と、前記回転手段を制御し、前記前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段とを前記被検体の周りに回転させると共に、前記撮像系移動手段を制御し、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置を変化させ、前記Ｘ線撮像手段が回転の所定の位置に到達したときには、前記Ｘ線照射手段を動作させてＸ線を照射し、前記被検体のＸ線撮像を行うＸ線撮像制御手段と所定の重量の錘と、前記錘の位置を前記撮像系の回転面と平行な方向に制御する錘位置制御手段とを具備し、前記撮像系の相対的な位置の移動に伴い変動する撮像系の重心位置あるいは、前記撮像系の角運動量をほぼ一定とするように前記錘の位置を変化させる。
【００２４】
（３）前述する（１）あるいは（２）のＸ線撮影装置において、前記撮像系移動手段は、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との回転中心を中心とする円周上に、前記Ｘ線照射手段を移動させるＸ線照射位置制御手段である。
【００２５】
（４）前述する（１）あるいは（２）のＸ線撮影装置において、前記撮像系移動手段は、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との回転中心と前記Ｘ線照射手段とを結ぶ直線と垂直な方向に、前記Ｘ線撮像手段を移動させる撮像位置制御手段である。
【００２６】
（５）前述する（１）ないし（４）のいずれかのＸ線撮影装置において、前記Ｘ線撮像制御手段は、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との回転周期と、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置の移動周期とを同期させ、前記被検体のＸ線撮像を行う。
【００２７】
（６）前述する（１）ないし（５）のいずれかのＸ線撮影装置において、前記Ｘ線撮像制御手段は、前記回転手段を制御し、前記Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段とを被検体の周りに２回以上回転させると共に、前記Ｘ線照射手段と前記被検体とがなす回転角が同一となる位置において、前記Ｘ線撮像手段が前記Ｘ線照射手段と前記回転手段の回転中心とを結ぶ直線に対して、互いに線対象となるように、前記撮像系移動手段により、前記Ｘ線照射手段と、前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置を移動させる。
【００２８】
（７）前述する（１）ないし（６）のいずれかのＸ線撮影装置において、前記回転手段は、前記被検体に対する前記Ｘ線照射手段の回転速度が常に一定となるように、前記Ｘ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段とを前記被検体の周りに回転させる。
【００２９】
（８）前述する（１）ないし（７）のいずれかのＸ線撮影装置において、前記Ｘ線照射手段は円錐状にＸ線を照射する手段であり、前記Ｘ線撮像手段は２次元でＸ線像を撮像する２次元Ｘ線撮像手段である。
【００３０】
（９）前述する（８）のＸ線撮影装置において、前記２次元Ｘ線撮像手段を２個以上具備し、全ての２次元Ｘ線撮像手段が同時にＸ線像を撮像する。
【００３１】
（１０）前述する（５）ないし（９）のいずれかのＸ線撮影装置において、前記Ｘ線照射手段が同一の位置のときに撮像した複数のＸ線像を合成して、前記Ｘ線像を前記位置で撮像されたＸ線像とするＸ線像合成手段を具備する。
【００３２】
（１１）前述する（１０）のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線像合成手段が合成したＸ線像を前記被検体の断層像に再構成する再構成手段を具備する。
【００３３】
（１２）前述する（１０）あるいは（１１）のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線像合成手段が合成したＸ線像をＸ線透過像として表示する表示手段を具備する。
【００３４】
（１３）前述する（１２）のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線透過像に表れる撮像系の回転に伴う回転軸、あるいは、前記Ｘ線透過像上で予め設定した部位が、所定の位置に表示されるように、前記Ｘ線透過像を所定量シフトして表示手段に表示する表示制御手段を具備する。
【００３５】
（１４）前述する（１３）のＸ線撮影装置において、前記表示制御手段は、前記シフト量が前記表示手段の画素間隔と異なる場合、前記シフト量にもっとも近い整数値をシフト量として、前記Ｘ線透過像をシフトさせる。
【００３６】
前述した（１）〜（１４）の手段によれば、例えば、複数方向から被検体のＸ線透視像，Ｘ線撮影像もしくはＸ線ＣＴ計測値を計測する場合において、Ｘ線照射手段とこのＸ線照射手段に対向して配置されるＸ線撮像手段からなる撮影系を被検体の周囲に回転すると同時に、Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段の相対的な位置を撮影系の回転面と平行な方向に変動させながら、Ｘ線透視、Ｘ線撮影もしくはＸ線ＣＴ計測を行い、Ｘ線照射手段が被検体となす角度が等しいときのＸ線透過像から１枚のＸ線透過像を合成することにより、Ｘ線照射手段の回転面に平行な方向にＸ線検出器の視野よりも広い領域のＸ線透過像を得ることができるので、Ｘ線透視像，Ｘ線撮影像もしくはＸ線ＣＴ画像の横断断層面の視野を拡大することができる。
【００３７】
さらには、Ｘ線像のＳ／Ｎ比を向上させることができるので、肺癌等の診断能を向上させることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図であり、本実施の形態では、特に、コーンビームＸ線ＣＴ装置に適用した場合について説明する。
【００４１】
図中において、１はＸ線管（Ｘ線照射手段）、２はＸ線グリッド、３はＸ線イメージインテンシファイア、４は光学レンズ系、５はテレビカメラ、６は回転板、７は寝台天板、８は錘、９は錘移動用レール、１０はＸ線管移動用レール、１２は撮影制御手段（Ｘ線撮像制御手段）、１３は回転板駆動手段（回転手段）、１４はＸ線管位置制御手段（撮像系移動手段、Ｘ線照射位置制御手段）、１５は錘位置制御手段、１６はＸ線管位置計測手段、１７は回転板角度計測手段、１８は画像収集処理手段（Ｘ線像合成手段、表示制御手段、再構成手段）、１９は画像表示手段（表示手段）を示す。
【００４２】
図１中に示す点線は、Ｘ線管１から円錐状に照射されるＸ線（Ｘ線ビーム、コーンビーム）を示す。
【００４３】
本実施の形態１においては、錘８および錘移動用レール９は、回転板６の裏面上に配置されている。
【００４４】
なお、前記各装置および機構は公知のものを用いる。
【００４５】
図１において、Ｘ線検出器（Ｘ線撮像手段、２次元Ｘ線撮像手段））はＸ線イメージインテンシファイア３、光学レンズ系４およびテレビカメラ５からなる。
【００４６】
また、撮影系は前述するＸ線検出器およびＸ線管１、錘８、錘移動用レール９、Ｘ線管移動用レール１０、回転板６からなる。
【００４７】
被検体１１は寝台天板７上に位置し、撮影体位は仰臥位を標準とする。また、被検体１１の撮りたい部位すなわち撮影対象は、撮影系の回転中心付近に設定する。
【００４８】
Ｘ線管移動用レール１０は、回転板６の回転中心を中心とする半径Ｄの円周上に沿う円弧形状をしており、Ｘ線管１がこのＸ線管移動用レール１０上を移動できるように設置されている。
【００４９】
このときの構造は、たとえば、まず、回転板６の表面側にＸ線管移動用レール１０となる突起部を設け、また、Ｘ線管１に前述の突起部に組み合わされる溝部を設ける。
【００５０】
次に、Ｘ線管位置制御手段１４の制御により、図示しないモータを駆動し、その駆動力を図示しない歯車を介し、Ｘ線管１に伝達して照射位置を移動させることによって、Ｘ線管１を前述する半径Ｄの円周上に移動させる。
【００５１】
錘移動用レール９は、Ｘ線管移動用レール１０と同じ構造であり、また、等しい曲率半径Ｄを持ち、Ｘ線管移動用レールと同様に、回転板６の裏面に固定される。
【００５２】
また、錘移動用レール９は、Ｘ線管移動用レール１０に対して、回転板６の回転中心とＸ線検出器とを結ぶ直線と垂直な方向を向く任意の直線に対称な位置に配置される。ただし、これらは回転板６上で、回転板６の回転中心に対して同一な方向に配置される。
【００５３】
錘８は、Ｘ線管１と同様に、Ｘ線管移動用レール１０の突起部に組み合わされる溝部を有しており、図示しないモータの駆動力を図示しない歯車を介し、錘８に伝達してその位置を移動させることにより、錘位置制御手段１５の制御により、錘８を半径ＤのＸ線管移動用レール１０の円周上に移動させる。
【００５４】
なお、錘８はＸ線管１と等しい質量Ｍｓを有する。
【００５５】
実施の形態１においては、説明の都合上、Ｘ線管１の回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ線検出器のＸ線入力面との距離ｄは３８０ｍｍ、Ｘ線検出器のＸ線入力面の直径ｗは３８０ｍｍとする。
【００５６】
また、撮影系の回転周期は５秒である。
【００５７】
さらには、テレビカメラ６は、撮影素子に高解像度撮像管を使用する周知のテレビカメラを用いる。
【００５８】
撮影制御手段１２は、Ｘ線管１のＸ線発生とＸ線検出器の撮影動作を制御する撮影シーケンスを規定しており、たとえば、周知の情報処理装置で実行されるプログラムで実現される。
【００５９】
また、撮影制御手段１２は、回転板６を回転させる回転シーケンス、Ｘ線管１のＸ線管移動用レール１０上での移動を制御する移動シーケンス、錘８の錘移動用レール９上での移動を制御する移動シーケンスをも規定する。
【００６０】
回転板角度計測手段１７は回転板６の回転角度データを出力する手段であり、たとえば、回転板６と共に回転するポテンショメータにより実現可能である。
【００６１】
Ｘ線管位置計測手段１６は、Ｘ線管１のＸ線管移動用レール１０上の位置データを出力する手段であり、たとえば、Ｘ線管１を移動させる図示しないモータの回転に連動するポテンショメータによって計測する。
【００６２】
次に、図１に基づいて、本実施の形態１のコーンビームＸ線ＣＴ装置の動作を説明すると、Ｘ線管１から発生されたＸ線は被検体１１を透過し、Ｘ線グリッド２により散乱線が遮断され、Ｘ線イメージインテンシファイア３により可視光像に変換され、光学レンズ系４によってテレビカメラ５に結像される。
【００６３】
テレビカメラ５は画像をビデオ信号に変換し、画像収集・処理手段１８に入力する。このとき、テレビカメラ５のＣＴスキャンにおける標準走査モードは毎秒６０フレーム、走査数５２５本であるが、毎秒３０フレーム、走査線数１０５０本による撮影も可能である。また、高精細撮影モードとして毎秒７．５フレーム、走査線数２１００本による撮影も可能である。また、ＣＴスキャンにおける標準走査モードでは、１．２５度毎に毎秒６０枚の画像を計測し、４．８秒間に２８８枚の画像を得る。
【００６４】
次に、画像収集処理手段１８は、ビデオ信号をＡ／Ｄ変換した後、回転板６の回転角度データおよびＸ線管１のＸ線管移動用レール１０上の位置データと共に内部のフレームメモリにＡ／Ｄ変換後のＸ線画像を記憶し、各投影像に対して画像の幾何学的歪の補正と画像の濃度レベルのシェーディング補正とを行った後に３次元再構成を行う。
【００６５】
画像表示手段１９は３次元再構成したＸ線ＣＴ像を表示する。
【００６６】
テレビカメラ５により透視または撮影モードで得られた画像は、そのまま、または、前記補正を行った後に、リアルタイムで画像表示手段１９により表示することが可能であることは言うまでもない。
【００６７】
図２は、実施の形態１の回転板６の回転およびＸ線管１と錘８との移動を表現する各種のパラメータを説明するための図であり、図２（Ａ）はＸＹ座標系を被検体に固定したときの座標系の図であり、回転板６の回転中心を原点Ｏとする。
【００６８】
図２（Ａ）において、ｐ軸はＸ線検出器と回転板６の回転中心とを結ぶ直線上に存在しており、Ｘ軸に対するｐ軸の傾きをφとすると、φは回転板６の回転角に相当する。
【００６９】
また、回転板６の回転中心とＸ線管１とを結ぶ直線とｐ軸との間の角度をθで表すと、θはＸ線管１の回転板６に対する位置を表すことになる。さらには、回転板６の回転中心とＸ線管１とを結ぶ直線のＸ軸に対する傾きをΦとすると、ΦはＸ線管１の回転角を表す。ただし、φ，θおよびΦは反時計回りを正としている。また、θ，φおよびΦは、それぞれφ＋θ＝Φの関係がある。
【００７０】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＸ線管１およびＸ線管移動用レール１０の付近を拡大して表示したものである。
【００７１】
また、図２（Ｂ）は、回転板６の裏面に配置される錘移動用レール９および錘移動用レール９上を移動する錘８が示してある。実施の形態１においては、Ｘ線管１および錘８は、Ｘ線管１の重心Ｇｓおよび錘の重心ＧｗがそれぞれＸ線管移動用レール１０および錘移動用レール９上に常に位置するようにレール上に配置される。
【００７２】
すなわち、Ｘ線管移動用レール１０と錘移動用レール９との２つの交点を結ぶ直線とＰ軸との交点をＧとした場合、錘８の重心Ｇｗは、Ｘ線管１の重心Ｇｓと交点Ｇに対して常に点対称の位置に存在するように移動する。このとき、Ｘ線管１および錘８の質量が等しくＭｓであることから、Ｘ線管１および錘８の重心は常にＧに固定されるので、Ｘ線管１の移動に伴って撮影系の重心位置が移動することなく、安定した回転および撮影を行うことができる。
【００７３】
また、図２（Ｂ）において、Ｘ線管１と錘８との重心位置ＧをＸＹ平面上のベクトルＧ→で表し、一方、重心位置Ｇから見た錘８の重心位置ＧｗおよびＸ線管１の重心位置ＧｓをそれぞれベクトルＧｗ→、Ｇｓ→で表すと、Ｘ線管１と錘８の角運動量の変化率の合計、すなわち、トルクの合計Ｎ→は、次式（１）で表される。
【００７４】
【数１】

【００７５】
ただし、演算×はベクトルの外積、ｔは時間を示す。
【００７６】
式（１）の右辺第１項は、Ｘ線管１と錘８の重心の運動に関する項であるが、本実施の形態１では重心位置Ｇが回転板に固定されるので、Ｘ線管１および錘８の回転板６上の動きには影響されず、回転板６の回転速度のみに影響される。
【００７７】
また、式（１）の右辺第２項および第３項は、Ｘ線管１と錘８との重心のまわりの運動に関する項であるが、Ｇｗ→＝−Ｇｓ→であることから、これらの合計は０となる。
【００７８】
以上のことから、本実施の形態１のＸ線撮影装置においては、Ｘ線管１の移動に起因する角運動量の変化は０となり、安定した回転および撮影を行うことができる。
【００７９】
図３は、実施の形態１のＸ線撮影装置における回転板６の回転とＸ線管１の移動との関係の一例を説明するための図であり、図３においてはＸ線管１の移動は、−θａ〜θａの範囲を回転板６に対して一定の角速度で行う。また、回転板６の回転は２回転行い、１回転目と２回転目とで回転方向を逆転する。
【００８０】
次に、図３に基づいて、回転板６の回転とＸ線管１の移動との関係について説明すると、起点（Ａ）では、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θは０である。
【００８１】
回転板６が反時計回り方向に回転を始めると同時に、Ｘ線管１はθについて負の方向に移動を開始し、透視または撮影を開始する。
【００８２】
Ｘ線管１の回転角Φが＋９０度となった時点（Ｂ）で、Ｘ線管１の移動方向を反転し、正とする。
【００８３】
Ｘ線管１の回転角Φが＋１８０度となった時点（Ｃ）で、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θは０に戻る。
【００８４】
Ｘ線管１の回転角Φが＋２７０度となった時点（Ｄ）で、Ｘ線管１の移動方向を反転し、負とする。
【００８５】
Ｘ線管１の回転角Φが＋３６０度となった時点（Ｅ）で、回転板６の回転方向を反転し、時計回りとする。このとき、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θは、０に戻る。
【００８６】
回転板６が時計回りに回転を始めると同時に、Ｘ線管１はひきつづき負の方向に移動する。
【００８７】
Ｘ線管１の回転角Φが再び＋２７０度となった時点（Ｆ）で、Ｘ線管１の移動方向を反転し、正とする。
【００８８】
Ｘ線管１の回転角Φが再び＋１８０度となった時点（Ｇ）で、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θは０に戻る。
【００８９】
Ｘ線管１の回転角Φが再び＋９０度となった時点（Ｈ）で、Ｘ線管１の移動方向を反転し、負とする。
【００９０】
Ｘ線管１の回転角Φが再び０度となった時点（Ｉ）で、回転板６の回転およびＸ線管１の移動を停止し、透視または撮影を終了する。
【００９１】
また、図３には補足のため、Ｘ線管１の回転角ΦおよびＸ線管１の回転板６に対する位置θの時間変化を図示してある。ただし、図３中のＴはＸ線管１が被検体の周囲を１回転するのにかかる回転周期を示している。
【００９２】
図３によれば、Ｘ線管１の回転角は、時点（Ｅ）に対して偶関数である。したがって、Ｘ線管１が所定の回転角Φ１に存在する時点が必ず２回存在する。
【００９３】
ここで、これらの時点をそれぞれｔ１、ｔ２とすると、ｔ１、ｔ２におけるＸ線管１の回転板６に対する位置θ１、θ２は、θの時間変化が時点（Ｅ）に対して奇関数であることから、θ１＝−θ２という関係が常に成り立つ。
【００９４】
したがって、Ｘ線管１の所定の回転角Φに対して、回転板６および回転板６上に固定されるＸ線検出器は、常に＋θ方向および−θ方向の対称な位置に存在する。
【００９５】
また、図３から明らかなように、被検体１１に対するＸ線管１の回転角位置に相当するΦが時間に対して直線的に変化する。したがって、それぞれの回転における撮影シーケンスを等しく設定することにより、撮影時の被検体１１に対するＸ線管１の位置を２回の回転において一致させることができることは言うまでもない。
【００９６】
次に、図４に実施の形態１におけるＸ線管１の回転板６に対する位置θと、このときのＸ線管１に対するＸ線検出器の検出面２０の視野角αとの関係を表す図を示し、以下、図４に基づいて、実施の形態１におけるＸ線管１の回転板６に対する位置θと、このときのＸ線管１に対するＸ線検出器の検出面２０の視野角αとの関係を説明する。
【００９７】
なお、図４は簡単のため視野角αをＸ線管１の回転軌道面（以下、ミッドプレーンと記す）である２次元面上においてのみ示してある。
【００９８】
図４において、角度βは次式（２）で示される。
【００９９】
【数２】

【０１００】
このとき、Ｘ線管１に対するＸ線検出器の検出面２０の視野角αは、次式（３）で示される。
【０１０１】
【数３】

【０１０２】
ここで、図３で示したように、Ｘ線管１の同一の回転角Φに対して、回転板６および回転板６上に固定されるＸ線検出器は、常に＋θ方向および−θ方向の対称な位置に存在する。
【０１０３】
したがって、撮影系の２回転の撮影において、Ｘ線管１に対するＸ線検出器の検出面２０の全視野角は２αとなる。
【０１０４】
図５は実施の形態１におけるＸ線管１の回転板６に対する位置θと、このときのＸ線管１に対するＸ線検出器の全視野角２αとの関係を示す図であり、この図は式（３）を用いて、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θとＸ線管１に対するＸ線検出器の全視野角２αとの関係を計算し、グラフ化したものである。
【０１０５】
なお、図５はＸ線管１の回転半径Ｄを７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ線検出器との距離ｄを３８０ｍｍ、Ｘ線検出器のＸ線入力面の直径ｗを３８０ｍｍであるものとして、計算を行っている。
【０１０６】
図５から明らかなように、たとえば、Ｘ線管１の位置θが０度の時は、全視野角２αは１９．６度であり、Ｘ線管１の位置θが１０度の時は、全視野角２αは２６．８度である。
【０１０７】
したがって、図３において、Ｘ線管１の移動の振幅θａを１０度とした場合、Ｘ線管１の位置が（Ａ），（Ｃ），（Ｅ），（Ｇ）あるいは（Ｉ）に存在する場合は検出器の全視野角２αは最小値１９．６度をとり、また、Ｘ線管１の位置が（Ｂ），（Ｈ），（Ｄ）あるいは（Ｆ）に存在する場合は、検出器の全視野角は最大値２６．８度をとることがこの図から明らかとなる。
【０１０８】
図６は実施の形態１のＸ線撮影装置において、回転板６の回転角φの時間変化と、回転板６の角速度ωとの時間変化を示した図であり、図６中の（Ａ）〜（Ｉ）の各時点は、図３に示す（Ａ）〜（Ｉ）の各時点に相当する。
【０１０９】
前述するように、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θと回転板６の回転角φとＸ線管１の回転角Φとの間には、φ＋θ＝Φの関係があるので、図６における回転板６の回転角φは、図３中に示されるΦ、θの時間変化に対してφ＝Φ−θとして求めることができる。
【０１１０】
また、回転板６の角速度ωはω＝ｄφ／ｄｔとして求めることができる。
【０１１１】
したがって、たとえば、時点（Ａ）〜（Ｂ）の間においては、時間間隔Ｔ／４の間にφがπ／２＋θａだけ変化するので、角速度ωは（２π＋４θａ）／Ｔと表すことができる。
【０１１２】
一方、図６に示すように、本実施の形態１においては、回転板６の角速度は時間に対して不連続に変化する。
【０１１３】
このような角速度の変化は、たとえば、回転板６の回転を駆動する図示しないステッピングモータに入力するパルス信号数を、図６に示す角速度にしたがって変化させることにより、容易に実現することができる。
【０１１４】
図７は実施の形態１のＸ線撮影装置で透視または撮影された被検体のＸ線透過像の表示方式を説明するための図であり、図７（Ａ）は被検体１１とＸ線管１と検出面２０との関係を説明するための図であり、図７（Ｂ）は表示位置を補正する前の表示の一例を示す図であり、図７（Ｃ）は表示位置の補正後の表示の一例を示す図である。
【０１１５】
図７において、７０は被検体の中心位置、７１は被検体の中心位置７０を通過するＸ線ビームの投影位置、７２はＸ線検出器の検出面２０上の中央位置、７３は表示上の中央位置、７４は表示部分、７５は表示画面を示す。
【０１１６】
次に、図７に基づいて、実施の形態１のＸ線撮影装置で透視または撮影した被検体のＸ線透過像の表示方式を説明すると、Ｘ線管１は回転板６に対して移動するので、回転板６に固定されたＸ線検出器とＸ線管１との位置関係が変化する。
【０１１７】
たとえば、図７（Ａ）に示すように、被検体１１を乗せた寝台天板７の位置は、被検体の中心位置７０がＸＹ平面の原点Ｏ、すなわち、回転板６の回転中心位置にくるように設定される。
【０１１８】
このとき、Ｘ線管１から放射されて被検体の中心位置７０を通過するＸ線ビーム（点線で示す）は、Ｘ線検出器の検出面２０上の投影位置７１で検出される。また、このときの投影位置７１の検出面２０上の中央位置７２に対する位置は、ｄ・ｔａｎθである（ただし、ｄ・ｔａｎθはｄとｔａｎθの乗算を示す）。
【０１１９】
ただし、このときの位置は、Ｘ線管１から見た検出面左側を正としている。
【０１２０】
図７（Ａ）から明らかなように、被検体１１の中心位置７０の投影位置７１は、Ｘ線管１の回転板６に対する位置θに依存し、撮影の途中において、Ｘ線検出器の検出面２０上を移動する。
【０１２１】
このため、一般にはＸ線検出器の検出面２０上の中央位置７２は、図７（Ｂ）に示される、表示画面７５の中央位置７３に固定されるため、被検体の中心７０の投影位置７１が表示画面７５上を左右に移動し、検者が観測しにくいという問題があった。
【０１２２】
そこで本実施例では、図７（Ｃ）に示すように、被検体１１の中心位置７０の投影位置７１が前記の表示画面７５の中央位置７３に常に固定されるように、表示を行う。
【０１２３】
具体的には、たとえば、メモリに格納された画像情報を検出面２０に対して−ｄ・ｔａｎθだけずらした位置で表示することでこれを実現することができる。
【０１２４】
すなわち、画像収集処理手段１８が表示用の画像表示信号を生成するときに、前述するように表示する画像表示信号を生成するように構成することによって、図示しない作業者は、被検体１１の中心位置７０の投影位置７１を常に表示画面７５上の中央位置７３に固定したまま被検体１１のＸ線透視像または撮影像を観察することができる。
【０１２５】
この場合、図７（Ｃ）に示すように、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を示す表示部分７４が表示画面７５に対して左右に変動して表示されることから、表示画面７５として横長のものを用いることにより、表示画面７５内にて被検体１１のＸ線透視像または撮影像をその欠損が生じることなく全て表示することができることは言うまでもない。
【０１２６】
また、前述するＸ線透過像または撮影像がデジタル画像信号である場合は、前述するように、表示画面７５に対して表示部分７４を左右にシフトさせることは、画面を構成する画素を画面上で左右にシフトすることに相当する。
【０１２７】
しかしながら、このシフト量は画像の画素間隔を単位として常に整数値になるとは限らないことから、正確に画像をシフトさせることが困難となる。
【０１２８】
したがって、本実施の形態１では、表示部分７４のシフトを正確に行うため、画素間のデータを補間する周知の方法を用いて、前記のシフト量を画素間隔を単位として整数値となるようにしている。
【０１２９】
また、他の方法として、前述するシフト量を最も近い整数値で近似するようにしても、同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１３０】
前述する表示方式は、被検体１１のＸ線透視像または撮影像をＸ線検出器の視野範囲のみで表示するため、表示される画像は被検体１１の一部を表示するに留まるという欠点がある。
【０１３１】
しかしながら、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を、撮影と同時にリアルタイムで観察することができるという利点がある。
【０１３２】
図８は実施の形態１のＸ線撮影装置において、同一のＸ線発生点において照射されたＸ線によって透視または撮影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方法および合成によって得られた合成画像を説明するための図であり、図８（Ａ）は同一のＸ線発生点において照射されたＸ線によって透視または撮影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方法を説明するための図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に示す画像合成によって得られた合成画像を説明するための図である。
【０１３３】
前述する図７に示す表示方式においては、被検体１１のＸ線透視像または撮影像をＸ線検出器の視野範囲のみで表示するため、表示される画像は被検体１１の一部を表示するに留まっている。
【０１３４】
一方、図８（Ａ）に示す表示方式においては、同一のＸ線管１の位置に対して、θおよび−θという異なる２方向に存在するＸ線検出器の位置における被検体１１のＸ線透視像または撮影像を得ることができる。
【０１３５】
したがって、θおよび−θのそれぞれの位置で収集される画像を合成して、大視野の１枚の画像を作成し、表示することが可能であり、たとえば、図示しないメモリに格納された画像情報に対して、図８（Ａ）に示す仮想検出面８０を考える。
【０１３６】
このとき、仮想検出面８０は撮影系の回転中心Ｏを含み、Ｘ線管１と撮影系の回転中心Ｏとを結ぶ直線に垂直に配置されているものとする。
【０１３７】
次に、同一のＸ線管１の位置に対してθおよび−θという異なる２方向に存在するそれぞれのＸ線検出器から収集された画像情報を仮想検出面８０上に投影して、１枚の合成画像を作成する。
【０１３８】
このとき、前述する画像情報の投影は、仮想検出面８０上を構成する検出点８２に対し、Ｘ線管１から放射され、前記の検出点８２を通過するＸ線ビーム８３による被検体の投影像８４を仮想検出面８０上に投影することで実現することができる。
【０１３９】
また、仮想検出面８０の中央付近を通過するＸ線ビーム８５に対しては、図８（Ａ）中に示されるように、投影データが２つの検出器の位置に対して得られるので、これらの平均値を仮想検出面８０上に投影することで、投影画像のＳ／Ｎを向上をすることができる。
【０１４０】
図８（Ｂ）に示すように、仮想検出面８０上で合成した被検体１１のＸ線透過像の表示が可能となる。ただし、図８（Ｂ）に示すＸ線透過像は、仮想検出面８０上の中央位置８１が、表示画面７５上の中央位置７１と一致するように表示を行っている。
【０１４１】
したがって、被検体の中心位置７０は、前記の仮想検出面上の中央位置８１と常に一致するので、作業者は被検体の中心位置７０を表示画面７５上の中央位置７１に常に固定した状態で、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を観測することができる。
【０１４２】
次に、図８に示す画像合成により得られた合成画像からＸ線ＣＴ像の再構成の方法について説明する。
【０１４３】
図８に示す仮想検出面８０上に投影された被検体の合成画像は、実際のＸ線検出器の視野よりも広い視野もつ仮想検出器８０によって検出された被検体のＸ線透過像と考えることができる。
【０１４４】
したがって、Ｘ線管１の被検体に対するあらゆる回転角方向について前記の合成画像を作成し、信号処理することで従来よりも広い視野を持つ被検体の３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成することができる。
【０１４５】
次に、図９に実施の形態１のＸ線撮影装置の動作を説明するためのブロック図を示し、以下、図９に基づいて、その動作を説明すると、まず、テレビカメラ５により収集された被検体のビデオ信号はＡ／Ｄ変換器９０によってデジタル信号に変換された後、イメージメモリ９１に格納される。
【０１４６】
イメージメモリ９１においては、Φ＝０、Φ＝ΔΦ、・・・、Φ＝２π−ΔΦは、Ｘ線管１のそれぞれの回転角Φにおいて収集されたＸ線像である画像情報（イメージデータ）を格納するメモリバンクを示す。
【０１４７】
また、ΔΦはＸ線管１の回転ステップ角であり、撮影はＸ線管１のΔΦの回転ステップ毎に行われる。ΔΦの代表値は１．２５度である。
【０１４８】
各Φにおいて、（１），（２）は、それぞれ撮影系の１回転目および２回転目において収集されるイメージデータを格納するメモリバンクを示す。
【０１４９】
前述する図３に示す手順で撮影を行った場合、Ａ／Ｄ変換されたイメージデータは、撮影系の１回目の回転に対して、まず、Φ＝０（１）に格納され、続いて、Φ＝ΔΦ（１）、・・・、Φ＝２π−ΔΦ（１）の順番で格納される。
【０１５０】
次に、撮影系の２回転目の回転に対して、まず、Φ＝０（２）に格納され、続いて、Φ＝２π−ΔΦ（２）、・・・、Φ＝ΔΦ（２）の順番で格納され、イメージデータの格納を終了する。
【０１５１】
前述する順番でイメージデータのイメージメモリ９１への格納が全て終了した後、幾何学歪補正手段９２はそれぞれのΦにおける（１）および（２）のイメージデータを読み出して、Ｘ線検出器によって生じる画像の幾何学歪の補正をそれぞれの画像について行う。
【０１５２】
なお、幾何学歪補正の方法としては、医用電子と生体光学誌、第３３回日本ＭＥ学会大会論文集（１９９４年）２２２頁に記載の方法が挙げられる。
【０１５３】
また、幾何学歪補正を行われたイメージデータは、画像合成手段（Ｘ線像合成手段）９３により画像合成を行う。
【０１５４】
ただし、画像合成は、前述する図８で示す手順に従って行う。
【０１５５】
このとき、画像合成された合成画像は、それぞれ合成前の画像が格納されていたメモリバンクΦに上書きされ、再びイメージメモリ９１に格納される。
【０１５６】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）において全てのメモリバンクΦに対して画像合成を行い、合成画像の格納を全て終了した状態を示す。
【０１５７】
このとき、それぞれのメモリバンクΦには、対応するＸ線管１の回転角Φにおいて得られる被検体の合成画像が格納されている。
【０１５８】
したがって、透視画像または撮影画像を観察する場合、それぞれのメモリバンクに格納されるイメージデータを、直接、画像表示手段１９によって表示する。
【０１５９】
また、前述する合成画像から、再構成処理手段（再構成手段）９４を用いて画像再構成することによって、視野角の大きい被検体のＸ線３次元ＣＴ像を得ることができる。
【０１６０】
なお、再構成処理としては、前述するフェルドカンプの方法やグランギートの方法等をそのまま用いることができる。
【０１６１】
画像再構成の途中において、再構成像の途中結果は、順次、再構成像を格納するイメージメモリ９５に格納される。イメージメモリ９５に格納された被検体１１の再構成像は、再構成処理の途中あるいは再構成処理が全て終了した後に、画像表示手段１９に表示される。
【０１６２】
したがって、たとえば、再構成処理の途中結果を画像手段１９に順次表示する場合は、再構成像の評価に緊急を要するときに、再構成が完全に終了するのを待つことなく、再構成の途中結果像によって評価ができるという効果がある。
【０１６３】
以上説明したように、本実施の形態１のＸ線撮影装置によれば、複数方向から被検体１１のＸ線透視像，Ｘ線撮影像もしくはＸ線ＣＴ計測値を計測する場合において、Ｘ線管１とこのＸ線管１に対向するＸ線検出器からなる撮影系を被検体の周囲に回転すると同時に、Ｘ線管１とＸ線検出器の相対的な位置を撮影系の回転面と平行な方向に変動させながら、Ｘ線透視，Ｘ線撮影もしくはＸ線ＣＴ計測を行い、Ｘ線管１が被検体となす角度が等しいときのＸ線透過像から１枚のＸ線透過像を合成することにより、Ｘ線管１の回転面に平行な方向にＸ線検出器の視野よりも広い領域のＸ線透過像を得ることができるので、Ｘ線透視像，Ｘ線撮影像もしくはＸ線ＣＴ画像の横断断層面の視野を拡大することができる。
【０１６４】
さらには、Ｘ線像のＳ／Ｎ比を向上させることができるので、肺癌等の診断能を向上させることができる。
【０１６５】
なお、本実施の形態１においては、Ｘ線検出器としてＸ線イメージインテンシファイア３、光学レンズ系４およびテレビカメラ５からなる系を用いたが、周知のＴＦＴ素子を用いた２次元Ｘ線検出器等でこれを代用しても、同等の効果が得られることは言うまでもない。
【０１６６】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図であり、本実施の形態では、特に、コーンビームＸ線ＣＴ装置に適用した場合について説明する。
【０１６７】
図中において、１０１はＸ線検出器（Ｘ線撮像手段、２次元Ｘ線撮像手段）、１０２は錘、１０３は錘移動用レール、１０４は撮影制御手段（Ｘ線撮像制御手段）、１０５は錘位置制御手段、１０６は画像収集処理手段（表示制御手段、Ｘ線像合成手段、再構成手段）、１０７はＸ線検出器移動用レール、１０８はＸ線検出器位置制御手段（撮像位置制御手段）、１０９はＸ線検出器位置計測手段を示す。
【０１６８】
なお、前記各装置および機構は公知のものを用いる。
【０１６９】
図１０において、Ｘ線検出器１０１は、周知のＴＦＴ素子を用いた薄型軽量の２次元Ｘ線センサを用いる。
【０１７０】
撮影系はＸ線検出器１０１、Ｘ線管１、錘１０２、錘移動用レール１０３、Ｘ線検出器移動用レール１０７および回転板６からなる。
【０１７１】
Ｘ線管１およびＸ線検出器移動用レール１０７は、回転板６に固定され、特に、Ｘ線検出器移動用レール１０７は、Ｘ線管１と回転板６の回転中心とを結ぶ直線と垂直な方向に配置する。
【０１７２】
また、Ｘ線検出器移動用レール１０７の構造は、たとえば、実施の形態１のＸ線管移動用レール１０と同様であり、本実施の形態２では、レールが直線である点が異なる。
【０１７３】
グリッド２は、Ｘ線検出器１０１の前面に固定され、Ｘ線検出器１０１と共にＸ線検出器移動用レール１０７の上を移動することができ、このＸ線検出器１０１は、実施の形態１のＸ線管１と同様の構造によって、Ｘ線検出器移動用レール１０７上を移動できる。
【０１７４】
錘１０２および錘移動用レール１０３は、回転板６に固定され、特に、錘移動用レール１０３は、Ｘ線検出器移動用レール１０７と平行になるように、回転板６上に配置する。また、その構造は、たとえば、実施の形態１の錘移動用レール９と同様であり、本実施の形態２では、レールが直線である点が異なる。
【０１７５】
錘１０２は、錘移動用レール１０３の上を移動することができ、その構造は実施の形態１と同じであり、錘１０２の質量はＸ線検出器１０１と等しい質量Ｍｄを有する。
【０１７６】
撮影制御手段１０４は、Ｘ線管１のＸ線発生とＸ線検出器１０１の撮影動作とを制御する撮影シーケンスを規定する。また、回転板６を回転させる回転シーケンス、Ｘ線検出器１０１のＸ線検出器移動用レール１０７上での移動を制御する移動シーケンス、錘１０２の錘移動用レール１０３上での移動を制御する移動シーケンスを規定する。
【０１７７】
なお、撮影制御手段１０４は、前述する実施の形態１の撮影制御手段１２と同様に、周知の情報処理装置で実行されるプログラムによって、前述する各シーケンスを実現する。
【０１７８】
錘位置制御手段は１０５は、撮影制御手段１０４の出力に基づいて、たとえば、錘１０２を移動させるための図示しないモータを制御し、Ｘ線検出器１０１を所定の位置に移動させるための手段であり、周知の制御回路によって実現される。
【０１７９】
画像収集処理手段１０６は、回転板角度計測手段１７およびＸ線検出器位置計測手段１０９の出力に基づいて、Ｘ線検出器１０１で撮像されるＸ線像をＸ線画像として、後述する画像処理を行う手段であり、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能である。
【０１８０】
Ｘ線検出器位置制御手段１０８は、撮影制御手段１０４の出力に基づいて、たとえば、Ｘ線検出器１０１を移動させるための図示しないモータを制御し、Ｘ線検出器１０１を所定の位置に移動させるための手段であり、周知の制御回路によって実現される。
【０１８１】
Ｘ線検出器位置計測手段１０９は、Ｘ線検出器１０１のＸ線検出器移動用レール１０７上の位置データを出力する手段であり、たとえば、実施の形態１のＸ線管位置計測手段１６と同様に、Ｘ線検出器１０１を移動させる図示しないモータの回転に連動するポテンショメータの出力を計測することにより、位置データに変換する。
【０１８２】
なお、図１０において、Ｘ線管１の回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ線検出器１０１のＸ線入力面との距離ｄは３８０ｍｍ、Ｘ線検出器１０１のＸ線入力面は正方形であり、その幅ｗは２６０ｍｍである。また、撮影系の回転周期の代表例は５秒である。
【０１８３】
次に、本実施の形態２のコーンビームＸ線ＣＴ装置の動作を説明すると、Ｘ線管１から発生されたＸ線は被検体１１を透過し、Ｘ線グリッド２により散乱線が遮断された後、Ｘ線検出器１０１によって検出される。
【０１８４】
Ｘ線検出器１０１は、画像をデジタル信号に変換し、画像収集処理手段１０６に入力する。このとき、Ｘ線検出器１０１のＣＴスキャンにおける標準走査モードは毎秒６０フレーム、走査数５２５本である。また、ＣＴスキャンにおける標準走査モードでは、１．２５度毎に毎秒６０枚の画像を計測し、４．８秒間に２８８枚の画像を得る。
【０１８５】
次に、画像収集処理手段１０６は、デジタル画像信号を回転板６の回転角度データおよびＸ線検出器１０１のＸ線検出器移動用レール１０７上の位置データと共に内部のフレームメモリに記憶し、３次元再構成演算を行う。
【０１８６】
画像表示手段１９は３次元再構成したＸ線ＣＴ像を表示する。
【０１８７】
Ｘ線検出器１０１により透視または撮影モードで得られた画像は、リアルタイムで画像表示手段１９によって表示することが可能であることは言うまでもない。
【０１８８】
図１１は、実施の形態２の回転板６の回転およびＸ線検出器１０１と錘１０２の移動を表現する各種のパラメータを説明するための図であり、特に、図１１（Ａ）は被検体に固定したＸＹ座標系におけるパラメータを説明するための図であり、回転板６の回転中心ＯをＸＹ座標系の原点とする。
【０１８９】
図１１（Ａ）において、Ｘ軸に対するＸ線管１の傾きをΦとすると、Φは回転板６の回転角に相当する。
【０１９０】
ｑ軸はＸ線管１と回転板６の回転中心Ｏとを結ぶ直線に垂直な方向を向き、Ｘ線管１からＸ線検出器１０１を見た場合に、向かって左側をｑ軸の正の方向としている。またｑ軸はＸ線管１と回転板６の回転中心Ｏとを結ぶ前記直線とｑ軸が交わる点を原点としており、位置ｑはＸ線検出器１０１の中心軸１１０のｑ軸上の位置を表す。
【０１９１】
ここで、Ｘ線検出器１０１の中心軸１１０はｑ軸に垂直であり、Ｘ線検出器１０１の検出面上の中央位置７２を通過する。
【０１９２】
図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）におけるＸ線検出器１０１およびＸ線検出器移動用レール１０７の付近を拡大して表示したものである。
【０１９３】
また、図１１（Ｂ）には、錘移動用レール１０３および錘移動用レール１０３上を移動する錘１０２が示してある。実施の形態２においては、錘移動用レール１０３は、Ｘ線検出器移動用レール１０７と平行となるように回転板６上に配置される。
【０１９４】
また、錘１０２およびＸ線検出器１０１は、錘１０２の重心ＧｗおよびＸ線検出器１０１の重心Ｇｄが、それぞれ錘移動用レール１０３およびＸ線検出器移動用レール１０７上の位置と一致するようにレール上に配置される。
【０１９５】
回転板６の回転中心Ｏを通り、Ｘ線検出器移動用レール１０７および錘移動用レール１０３に垂直な直線上の、Ｘ線検出器移動用レール１０７と錘移動用レール１０３との中間の位置をＧとすると、錘１０２の重心Ｇｗは、Ｘ線検出器１０１の重心Ｇｗと中間の位置（点）Ｇに対して、常に、点対称の位置に存在するように移動する。
【０１９６】
このとき、Ｘ線検出器１０１および錘１０２の質量が等しくＭｄであることから、Ｘ線検出器１０１および錘１０２の重心は、常に、点Ｇに固定されるので、Ｘ線検出器１０１の移動に伴い、撮影系の重心位置が移動することなく、安定した回転および撮影を行うことができる。
【０１９７】
また、図１１（Ｂ）において、Ｘ線検出器１０１および錘１０２の重心位置ＧをＸＹ平面上のベクトルＧ→で表し、また、Ｇから見た錘１０２の重心位置ＧｗおよびＸ線検出器１０１の重心位置ＧｄをそれぞれベクトルＧｗ→、Ｇｄ→で表すと、Ｘ線検出器１０１と錘１０２の角運動量の変化率の合計、すなわち、トルクの合計Ｎ→は、次式（４）で表される。
【０１９８】
【数４】

【０１９９】
ただし、演算×はベクトルの外積、ｔは時間を示す。
【０２００】
前述する式（４）の右辺第１項は、Ｘ線検出器１０１と錘１０２の重心の運動に関する項であるが、本実施の形態２ではＧが回転板６に固定されることから、Ｘ線検出器１０１および錘１０２の回転板６上の動きには影響されず、回転板６の回転速度のみに影響される。
【０２０１】
また、前述する式（４）の右辺第２項および第３項は、Ｘ線検出器１０１と錘１０２の重心のまわりの運動に関する項であるが、Ｇｗ→＝−Ｇｄ→であることから、これらの合計は０となる。
【０２０２】
したがって、本実施の形態２においては、Ｘ線検出器１０１の移動に起因する角運動量の変化は０となり、安定した回転および撮影を行うことができる。
【０２０３】
図１２は、実施の形態２における回転板６の回転、および、Ｘ線検出器１０１の移動の関係の一例を説明するための図であり、Ｘ線検出器１０１の移動は、−ｑａ〜ｑａの範囲を回転板６に対して、等速度あるいは正弦的に行う。
【０２０４】
また、回転板６の回転は２回転行い、１回転目と２回転目とで回転方向を逆転する。
【０２０５】
次に、図１２に基づいて、回転板６の回転およびＸ線検出器１０１の移動の関係について説明すると、まず、起点（Ａ）ではＸ線管１の回転角Φは０度、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは０である。
【０２０６】
次に、回転板６が反時計回り方向に回転を始めると同時に、Ｘ線検出器１０１はｑについて正の方向に移動を開始し、透視または撮影を開始する。
【０２０７】
Ｘ線管１の回転角Φが＋９０度となった時点（Ｂ）で、Ｘ線検出器１０１の移動方向を反転し、負の方向とする。
【０２０８】
Ｘ線管１の回転角Φが＋１８０度となった時点（Ｃ）で、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは０に戻る。
【０２０９】
Ｘ線管１の回転角Φが＋２７０度となった時点（Ｄ）で、Ｘ線検出器１０１の移動方向を反転し、正の方向とする。
【０２１０】
Ｘ線管１の回転角Φが＋３６０度となった時点（Ｅ）で、回転板６の回転方向を反転し、時計回りとする。このとき、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは０に戻る。
【０２１１】
回転板６が時計回りに回転を始めると同時に、Ｘ線検出器１０１はひきつづき正の方向に移動し、Ｘ線管１の回転角Φが再び＋２７０度となった時点（Ｆ）で、Ｘ線検出器１０１の移動方向を反転し、負の方向とする。
【０２１２】
Ｘ線管１の回転角Φが再び＋１８０度となった時点（Ｇ）で、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは０に戻る。
【０２１３】
Ｘ線管１の回転角Φが再び＋９０度となった時点（Ｈ）で、Ｘ線検出器１０１の移動方向を反転し、正の方向とする。
【０２１４】
Ｘ線管１の回転角Φが再び０度となった時点（Ｉ）で、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは０に戻り、このとき回転板６の回転およびＸ線検出器１０１の移動を停止し、透視または撮影を終了する。
【０２１５】
図１２には補足のため、Ｘ線管１の回転角ΦおよびＸ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑの時間変化を図示してある。
【０２１６】
なお、ここでは、Ｘ線検出器１０１の移動の例として、回転板６に対してＸ線検出器１０１を等速度的に移動する場合と正弦的に移動する場合との２種類の場合が図示されている。
【０２１７】
図中に示す、ＴはＸ線管１が被検体の周囲を１回転するのにかかる回転周期を示している。また、同図によれば、Ｘ線管１の回転角は時点（Ｅ）に対して偶関数である。よって、Ｘ線管１がある回転角Φ１に存在する時点が必ず２回存在する。
【０２１８】
ここで、これらの時点をそれぞれｔ１、ｔ２とすると、ｔ１、ｔ２におけるＸ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑ１、ｑ２は、ｑの時間変化が時点（Ｅ）に対して奇関数であることから、ｑ１＝−ｑ２という関係が常に成り立つ。
【０２１９】
したがって、Ｘ線管１の所定の回転角Φに対して、Ｘ線検出器１０１は常に＋ｑ方向、および、−ｑ方向の対称な位置に存在する。
【０２２０】
また、図１２から明らかなように、被検体１１に対するＸ線管１の回転角位置に相当するΦが時間に対して直線的に変化する。このため、それぞれの回転における撮影シーケンスを等しく設定することにより、撮影時の被検体１１に対するＸ線管１の位置を２回の回転において一致させることができる。
【０２２１】
図１３は実施の形態２におけるＸ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑと、このときのＸ線管１に対するＸ線検出器１０１の検出面２０の視野角αとの関係を説明するための図である。
【０２２２】
図１３は簡単のために、視野角αをＸ線管１の回転軌道面（以下、ミッドプレーンと記す）である２次元面上においてのみ示してある。
【０２２３】
図１３において、Ｘ線管１に対するＸ線検出器１０１の検出面２０の視野角αは、次式（５）で示される。
【０２２４】
【数５】

【０２２５】
ここで、図１２に示したように、Ｘ線管１の同一の回転角Φに対して、Ｘ線検出器１０１は常に＋ｑ方向および−ｑ方向の対称な位置に存在する。
【０２２６】
したがって、撮影系の２回転の撮影において、Ｘ線管１に対するＸ線検出器１０１の検出面２０の全視野角は２αとなる。
【０２２７】
図１４は実施の形態２におけるＸ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑと、このときのＸ線管１に対するＸ線検出器１０１の全視野角２αとの関係を説明するための図である。なお、図１４においては、Ｘ線管１の回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ線検出器１０１との距離ｄは３８０ｍｍ、Ｘ線検出器１０１のＸ線入力面の直径ｗは２６０ｍｍであるものとして計算を行っている。
【０２２８】
したがって、たとえば、Ｘ線検出器１０１の位置ｑが０の時は全視野角２αは１３．５度であり、Ｘ線検出器１０１の位置ｑが１２０ｍｍの時は全視野角２αは２５．６度である。
【０２２９】
図１２において、Ｘ線検出器１０１の移動の振幅ｑａを１２０ｍｍとした場合、Ｘ線管１の位置が（Ａ），（Ｃ），（Ｅ），（Ｇ）および（Ｉ）に存在する場合は、検出器の全視野角２αは最小値１３．５度をとり、一方、Ｘ線管１の位置が（Ｂ），（Ｈ），（Ｄ）あるいは（Ｆ）に存在する場合は、検出器の全視野角は最大値２５．６度をとる。
【０２３０】
図１５は実施の形態２における透視または撮影された被検体のＸ線透過像の表示方式を説明するための図であり、図１５（Ａ）は被検体１１とＸ線管１および検出面２０との関係を説明するための図であり、図１５（Ｂ）はＸ線透過像の表示位置を補正する前の表示の一例を示す図であり、図１５（Ｃ）はＸ線透過像の表示位置を補正した後の表示の一例を示す図である。
【０２３１】
次に、図１５に基づいて、実施の形態２のＸ線撮影装置で透視または撮影した被検体のＸ線透過像の表示方法を説明すると、Ｘ線検出器１０１が回転板６に対して移動するため、回転板６に固定されたＸ線管１とＸ線検出器１０１との位置関係が変化する。
【０２３２】
たとえば、図１５（Ａ）に示すように、被検体１１を乗せた寝台天板７の位置は、被検体の中心位置７０がＸＹ平面の原点Ｏ、すなわち、回転板６の回転中心位置にくるように設定される。
【０２３３】
このとき、Ｘ線管１から放射されて被検体の中心位置７０を通過するＸ線ビーム（点線で示す）は、Ｘ線検出器１０１の検出面２０上の投影位置７１において検出される。
【０２３４】
また、このときの投影位置７１の検出面２０上の中央位置７２に対する位置は、−ｑである。
【０２３５】
ただし、このときの位置はＸ線管１から見た検出面左側を正としている。
【０２３６】
図１５（Ａ）から明らかなように、投影位置７１はＸ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑに依存し、撮影の途中において、Ｘ線検出器１０１の検出面２０上を移動する。
【０２３７】
このため、一般にはＸ線検出器１０１の検出面２０上の中央位置７２は、被検体１１のＸ線透視または撮影画像を表示する表示画面７５の中央位置７３に固定されることから、被検体の中心７０の投影位置７１が表示画面上を左右に移動し、作業者が観測しにくいという問題がある。
【０２３８】
そこで本実施の形態２では、図１５（Ｃ）に示すように、被検体の中心７０の投影位置７１が表示画面７５の中央位置７３に、常に、固定されるようになっている。
【０２３９】
具体的には、たとえば、メモリに格納された画像情報を検出面２０に対して、ｑだけずらした位置で表示することでこれを実現することができる。
【０２４０】
このような構成にすることによって、作業者は被検体１１の中心位置７０の投影位置７１を常に表示画面７５上の中央位置７３に固定したまま被検体１１のＸ線透視像、または、撮影像を観察することができる。
【０２４１】
この場合、図１５（Ｃ）に示すように、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を示す表示部分７４が表示画面７５に対して左右に変動して表示されることから、表示画面７５として横長のものを用いることにより、表示画面７５内にて被検体１１のＸ線透視像または撮影像をその欠損が生じることなく、全て表示することができる。
【０２４２】
また、Ｘ線透過像または撮影像がデジタル画像信号である場合は、前述するように、表示画面７５に対して表示部分７４を左右にシフトさせることは、画面を構成する画素を画面上で左右にシフトすることに相当する。
【０２４３】
しかしながら、このシフト量は画像の画素間隔を単位として常に整数値になるとは限らないことから、正確に画像をシフトさせることが困難となる。
【０２４４】
したがって、本実施の形態２では、表示部分７４のシフトを正確に行うため、画素間のデータを補間する周知の方法を用いて、前記のシフト量を画素間隔を単位として整数値となるようにしている。
【０２４５】
また、他の方法として、前述するシフト量を最も近い整数値で近似するようにしても、同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０２４６】
前述する表示方式は、被検体１１のＸ線透視像または撮影像をＸ線検出器１０１の視野範囲のみで表示するため、表示される画像は被検体１１の一部を表示するに留まるという欠点がある。
【０２４７】
しかしながら、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を、撮影と同時にリアルタイムで観察することができるという利点がある。
【０２４８】
図１６は実施の形態２のＸ線撮影装置において、同一のＸ線発生点において照射されたＸ線によって、透視または撮影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方法およびこの合成によって得られた合成画像を説明するための図であり、図１６（Ａ）は同一のＸ線発生点で照射されたＸ線によって透視または撮像された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方法を説明するための図であり、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）に示す画像合成によって得られた合成画像を説明するための図である。
【０２４９】
前述する表示方式においては、被検体１１のＸ線透視像または撮影像をＸ線検出器１０１の視野範囲のみで表示するため、表示される画像は被検体１１の一部を表示するに留まっている。
【０２５０】
一方、図１６（Ａ）に示す表示方式においては、同一のＸ線管１の位置に対して、ｑおよび−ｑという異なる２方向に存在するＸ線検出器１０１の位置において、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を得ることができる。
【０２５１】
したがって、ｑおよび−ｑのそれぞれの位置で収集される画像を合成して、大視野の１枚の画像を作成し、表示することが可能であり、たとえば、図示しないメモリに格納された画像情報に対して、図１６（Ａ）に示す仮想検出面８０を考える。
【０２５２】
このとき、仮想検出面８０は撮影系の回転中心Ｏを含み、Ｘ線管１と撮影系の回転中心Ｏとを結ぶ直線に垂直に配置されているものとして、それぞれのＸ線検出器１０１から収集された画像情報をこの仮想検出面８０上に投影して、１枚の合成画像を作成する。
【０２５３】
このとき、画像情報の投影は、仮想検出面８０上を構成する検出点８２に対し、Ｘ線管１から放射され、前記の検出点８２を通過するＸ線ビーム８３による被検体の投影像８４を仮想検出面８０上に投影することで実現することができる。
【０２５４】
また、仮想検出面８０の中央付近を通過するＸ線ビーム８５に対しては、図８（Ａ）に示すように、投影データが２つの検出器の位置に対して得られるので、これらの平均値を仮想検出面８０上に投影することにより、投影画像のＳ／Ｎを向上できる。
【０２５５】
したがって、図１６（Ｂ）に示すように、仮想検出面８０上で合成した被検体１１のＸ線透過像の表示例が可能となる。ただし、図１６（Ｂ）に示すＸ線透過像は、仮想検出面８０上の中央位置８１が、表示画面７５上の中央位置７１と一致するように表示を行っている。
【０２５６】
したがって、被検体の中心７０は、仮想検出面上の中央位置８１と常に一致するので、作業者は被検体の中心７０を表示画面７５上の中央位置７１に常に固定した状態で、被検体１１のＸ線透視像または撮影像を観測することができる。
【０２５７】
本実施の形態２における合成画像の作成手順については、実施の形態１に記載の方法と同一の方法で行うことができるので、その説明は省略する。
【０２５８】
一方、図１６に示す仮想検出面８０上に投影された被検体の合成画像は、実際のＸ線検出器１０１の視野よりも広い視野もつ仮想検出器８０によって検出された被検体のＸ線透過像と考えることができる。
【０２５９】
したがって、Ｘ線管１の被検体に対するあらゆる回転角方向について、合成画像を作成し、信号処理することによって、従来と同じ視野のＸ線検出器１０１を用いることにより、このＸ線検出器１０１の視野よりも広い視野を持つ被検体の３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成することができる。
【０２６０】
なお、本実施の形態２における合成画像の作成手順、Ｘ線ＣＴ像の再構成方法、再構成の手順および再構成像の表示手段については、実施の形態１に記載の方法と同一の方法で行うことができるため、ここでは省略する。
【０２６１】
以上説明したように、本実施の形態２のＸ線撮影装置によれば、複数方向から被検体１１のＸ線透視像、Ｘ線撮影像またはＸ線ＣＴ計測値を得るＸ線装置において、Ｘ線管１とこのＸ線管１に対向するＸ線検出器１０１とからなる撮影系を被検体の周囲に回転すると同時に、Ｘ線管１とＸ線検出器１０１との相対的な位置を撮影系の回転面と平行な方向に変動させながらＸ線透視、Ｘ線撮影またはＸ線ＣＴ計測を行い、Ｘ線管１が同一位置の時の２枚のＸ線透過像から１枚のＸ線透過像を合成し、この合成したＸ線透過像を前記Ｘ線管１の位置におけるＸ線透過像とすることにより、Ｘ線管１の回転面に平行な方向にＸ線検出器１０１の視野よりも広い領域のＸ線透過像を得ることができる。
【０２６２】
したがって、Ｘ線透視像、Ｘ線撮影像またはＸ線ＣＴ画像の横断断層面の視野を拡大することができる。
【０２６３】
さらには、Ｘ線像のＳ／Ｎ比を向上させることができるので、肺癌等の診断能を向上させることができる。
【０２６４】
なお、本実施の形態２においては、Ｘ線検出器としてＴＦＴ素子を用いた２次元Ｘ線検出器を用いたが、Ｘ線イメージインテンシファイアおよびテレビカメラからなる系を２次元Ｘ線検出器として用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【０２６５】
（実施の形態３）
図１７は、本発明の実施の形態３のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図であり、本実施の形態では、特に、コーンビームＸ線ＣＴ装置に適用した場合について説明する。
【０２６６】
図中において、１７１は撮影制御手段（Ｘ線撮像制御手段）、１７２は画像収集処理手段（表示制御手段、Ｘ線像合成手段、再構成手段）を示す。
【０２６７】
前記各装置および機構は公知のものを用いる。特に、Ｘ線検出器１０１は、実施の形態２のＸ線検出器と同じであり、周知のＴＦＴ素子を用いた薄型軽量の２次元Ｘ線センサを用いる。
【０２６８】
図１７（Ａ）において、各構成装置およびその動作は、図１０に示す実施の形態２で説明したものとほぼ同一であるため、図１０と異なる点のみ、以下、説明する。その他については、図１０に対する説明と同一であるため、ここでは省略する。
【０２６９】
本実施の形態３においては、Ｘ線検出器１０１を回転板６の回転方向に３台並列に配置する。このとき、各Ｘ線検出器１０１の前面には、Ｘ線グリッド２がそれぞれ固定される。
【０２７０】
各Ｘ線検出器１０１は、お互いの相対位置を固定したまま、Ｘ線検出器移動用レール１０７上を移動する。また、各Ｘ線検出器１０１のＸ線入力面は正方形であり、幅ｗは２６０ｍｍであり、その質量はそれぞれＭｄである。
【０２７１】
錘１０２の質量は、Ｘ線検出器１０１の質量の合計である３Ｍｄに等しい。
【０２７２】
撮影制御手段１７１は、Ｘ線管１のＸ線発生と全てのＸ線検出器１０１の撮影動作を制御する撮影シーケンスを規定する。また、撮影は全てのＸ線検出器１０１において同時に行う。
【０２７３】
各Ｘ線検出器１０１のＣＴスキャンにおける標準走査モードは、毎秒６０フレーム、走査数５２５本である。また、ＣＴスキャンにおける標準走査モードでは、各Ｘ線検出器において１．２５度毎に毎秒６０枚の画像を計測し、４．８秒間に２８８枚の画像を得る。
【０２７４】
各Ｘ線検出器１０１で撮影されたデジタル画像信号は、画像収集処理手段１７２によって同時によみだされ、その後、回転板６の回転角度データおよびＸ線検出器１０１のＸ線検出器移動用レール１０７上の位置データと共に内部のフレームメモリに記憶される。
【０２７５】
各Ｘ線検出器１０１により透視または撮影モードで得られた画像は、リアルタイムで画像表示手段１９に同時に表示することが可能である。
【０２７６】
図１７（Ｂ）は各Ｘ線検出器１０１のならびを説明するための図であり、この図からも明らかなように、各々のＸ線検出器１０１の間には隙間（ｇで示す）が存在する。なお、隙間の大きさｇの代表値は５ｍｍである。
【０２７７】
Ｘ線検出器１０１と錘１０２との位置関係は、実施の形態２の図１１において説明したものと同じであるため、ここでは省略する。
【０２７８】
図１８は、実施の形態３において、回転板６の回転およびＸ線検出器１０１の移動の関係の一例を説明するための図である。
【０２７９】
なお、図１８中に記載の各パラメータ、すなわちＸ線管１の回転角ΦおよびＸ線検出器１０１の位置ｑについては、実施の形態２の図１１において説明したものと同一のものを用いる。
【０２８０】
図１８では、Ｘ線検出器１０１の移動例として２つの例を示す。
【０２８１】
一つ目の例は、回転板６を２回転して撮影を行う方法であり、他の例は回転板６を１回転して撮影を行う方法である。
【０２８２】
まず、回転板６を２回転して撮影を行う方法について説明すると、回転板６を２回転して撮影を行う場合、Ｘ線検出器１０１を位置ｇａ〜−ｇａの間で等速度で移動しながら撮影を行う。
【０２８３】
また、回転板６の回転方向は、１回転目と２回転目とで同一方向とし、等速度で回転を行う。このとき、回転板６の１回転の周期をＴとすると、Ｘ線検出器１０１は２Ｔの間に−２ｇａだけ等速移動するので、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する速度は−ｇａ／Ｔである。
【０２８４】
ただし、回転板６の１回転に対するＸ線検出器１０１の移動距離ｇａは、各々のＸ線検出器１０１の隙間の大きさｇに対してｇａ≧ｇとなるように設定する。
【０２８５】
また、回転周期Ｔの代表値は、４．８秒である。Ｘ線検出器１０１の隙間の大きさｇの代表値は５ｍｍであり、Ｘ線検出器１０１の全移動距離２ｇａの代表値は１５ｍｍである。
【０２８６】
図１８において、起点（Ａ）では、Ｘ線管１の回転角Φは０度、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑはｇａである。
【０２８７】
ここで、回転板６が反時計回り方向に回転を始めると同時に、Ｘ線検出器１０１はｑの方向に速度−ｇａ／Ｔで移動を開始し、透視または撮影を開始する。
【０２８８】
Ｘ線管１の回転角Φが＋３６０度となった時点（Ｃ）で、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは０である。
【０２８９】
回転板６は引き続き反時計回り方向に回転を続け、Ｘ線検出器１０１も引き続きｑの方向に等速度−ｇａ／Ｔで移動を続ける。Ｘ線管１の回転角Φが＋７２０度となった時点（Ｅ）で、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑは−ｇａとなり、このとき回転板６の回転およびＸ線検出器１０１の移動を停止し、透視または撮影を終了する。
【０２９０】
図１８には補足のため、Ｘ線管１の回転角ΦおよびＸ線検出器１０１の回転板６に対する位置ｑの時間変化を図示してある。
【０２９１】
いま、Ｘ線管１の１回転目の任意の回転角Φ１に対するＸ線検出器１０１の位置をｇ１とすると、Ｘ線管１の２回転目の回転角Φ１＋２πにおけるＸ線検出器１０１の位置は、Ｘ線検出器１０１が等速度−ｇａ／Ｔで移動することから、ｇ１−ｇａとなる。
【０２９２】
すなわち、被検体１１に対するＸ線管１の位置が１回転目と２回転目で同一となる時点において、それぞれのＸ線検出器１０１の位置は、常にｇａ（≧ｇ）だけずれた位置に存在する。
【０２９３】
したがって、１回転目で各Ｘ線検出器１０１の隙間であったために検出できない被検体１１のＸ線透過像を２回転目で検出することができるので、これらのＸ線透過像を１枚に合成することにより、被検体１１全体を包含する大視野のＸ線透過像を作成することができる。
【０２９４】
なお、前述するＸ線透過像の表示方法および合成方法については、実施の形態２に記載の方法と同一であるためここでは省略する。
【０２９５】
また、合成画像の作成手順、Ｘ線ＣＴ像の再構成方法および再構成の手順、および再構成像の表示については、実施の形態１に記載の方法と同一の方法で行うことができるので、ここでは省略する。
【０２９６】
次に、回転板６を１回転して撮影を行う方法について説明すると、回転板６を１回転して撮影を行う場合、Ｘ線検出器１０１を位置ｇａ／２〜−ｇａ／２の間で等速度で移動しながら撮影を行う。
【０２９７】
このとき、回転板６の１回転の周期をＴとすると、Ｘ線検出器１０１はＴの間に−ｇａだけ等速移動するので、Ｘ線検出器１０１の回転板６に対する速度は−ｇａ／Ｔである。
【０２９８】
ただし、回転板６の１回転に対するＸ線検出器１０１の移動距離ｇａは、各々のＸ線検出器１０１の隙間の大きさｇに対してｇａ≧ｇとなるように設定する。
【０２９９】
また、回転周期Ｔの代表値は４．８秒である。Ｘ線検出器１０１の隙間の大きさｇの代表値は５ｍｍであり、Ｘ線検出器１０１の全移動距離ｇａの代表値は７．５ｍｍである。
【０３００】
回転板６を１回転して撮影を行う場合、各Ｘ線検出器１０１の隙間であったために検出できない被検体１１のＸ線透過像を、検出されたＸ線透過像のデータから補間処理より求めて、１枚のＸ線透過像にする必要がある。
【０３０１】
補間処理の代表的な例としては、周知の線形補間法が挙げられる。このような補完処理を行った場合、補完部分における被検体１１のＸ線透過像の推定が完全ではないことから、Ｘ線ＣＴ像の再構成画像上にアーチファクトが生じる。
【０３０２】
このようなアーチファクトは、Ｘ線検出器１０１の移動量ｇａがＸ線検出器１０１の隙間の大きさｇに対して非常に小さい場合、特に、移動量が０である場合には再構成画像上にリング状のアーチファクトとして鮮明に現れるが、Ｘ線検出器１０１を移動しながら撮影を行うことによりこれを軽減することができる。
【０３０３】
なお、Ｘ線ＣＴ像の再構成方法および再構成の手順、および再構成像の表示については実施の形態１に記載の方法と同一の方法で行うことができるので、ここでは省略する。
【０３０４】
以上説明したように、本実施の形態３のＸ線撮影装置によれば、複数方向から被検体１１のＸ線透視像、Ｘ線撮影像またはＸ線ＣＴ計測値を得る場合、被検体１１の体軸と垂直な方向に一列に配置された複数台のＸ線検出器１０１と、このＸ線検出器１０１に対向するＸ線管１からなる撮影系を被検体の周囲に回転しながら、Ｘ線透視、Ｘ線撮影またはＸ線ＣＴ計測を行うことにより、撮影系の回転面に平行な方向に全Ｘ線検出器１０１を見込む広い視野範囲で、被検体１１のＸ線透過像を得ることができる。
【０３０５】
また、撮影系の回転と同時に、Ｘ線検出器１０１の位置を撮影系の回転面と平行な方向に各検出器の隙間程度の距離だけ変動させることにより、僅かなＸ線検出器１０１の移動で被検体１１を通過する全てのＸ線を検出することができるので、小規模なＸ線検出器１０１の移動機構を用いて被検体１１の大視野かつ高画質のＸ線透視像、Ｘ線撮影像またはＸ線ＣＴ画像を得ることができる。
【０３０６】
なお、本実施の形態３においては、Ｘ線検出器としてＴＦＴ素子を用いた２次元Ｘ線検出器を用いたが、Ｘ線イメージインテンシファイアおよびテレビカメラからなる系を２次元Ｘ線検出器として用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【０３０７】
なお、本発明は一般的なＸ線透視装置、Ｘ線撮影装置、立体Ｘ線撮影装置等にも適用できることは言うまでもない。
【０３０８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の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において種々変更可能であることは勿論である。
【０３０９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【０３１０】
（１）被検体を静止させたままで、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角のＸ線像を撮像することができる。
【０３１１】
（２）被検体を静止させたままで、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角の断層像を再構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の回転板の回転およびＸ線管と錘との移動を表現する各種のパラメータを説明するための図である。
【図３】実施の形態１のＸ線撮影装置における回転板の回転とＸ線管の移動との関係の一例を説明するための図である。
【図４】実施の形態１におけるＸ線管の回転板に対する位置θと、このときのＸ線管に対するＸ線検出器の検出面の視野角αとの関係を表す図である。
【図５】実施の形態１におけるＸ線管の回転板に対する位置θと、このときのＸ線管に対するＸ線検出器の全視野角２αとの関係を示す図である。
【図６】実施の形態１のＸ線撮影装置の回転板の回転角φの時間変化と、回転板の角速度ωとの時間変化を示した図である。
【図７】実施の形態１のＸ線撮影装置で透視または撮影された被検体のＸ線透過像の表示方式を説明するための図である。
【図８】同一のＸ線発生点において照射されたＸ線によって透視または撮影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方法および合成によって得られた合成画像を説明するための図である。
【図９】実施の形態１のＸ線撮影装置の動作を説明するためのブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２の回転板の回転およびＸ線検出器と錘の移動を表現する各種のパラメータを説明するための図である。
【図１２】実施の形態２における回転板の回転、および、Ｘ線検出器の移動の関係の一例を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２におけるＸ線検出器の回転板に対する位置ｑと、このときのＸ線管に対するＸ線検出器の検出面の視野角αとの関係を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２におけるＸ線検出器の回転板に対する位置ｑと、このときのＸ線管に対するＸ線検出器の全視野角２αとの関係を説明するための図である。
【図１５】実施の形態２における透視または撮影された被検体のＸ線透過像の表示方式を説明するための図である。
【図１６】実施の形態２の同一のＸ線発生点において照射されたＸ線によって、透視または撮影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方法およびこの合成によって得られた合成画像を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態３のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態３のＸ線撮影装置における回転板の回転およびＸ線検出器の移動の関係の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線グリッド、３…Ｘ線イメージインテンシファイア、４…光学レンズ系、５…テレビカメラ、６…回転板、７…寝台天板、８…錘、９…錘移動用レール、１０…Ｘ線管移動用レール、１２…撮影制御手段、１３…回転板駆動手段、１４…Ｘ線管位置制御手段、１５…錘位置制御手段、１６…Ｘ線管位置計測手段、１７…回転板角度計測手段、１８…画像収集処理手段、１９…画像表示手段、７１…被検体の中心位置を通過するＸ線ビームの投影位置、７２…Ｘ線検出器の検出面上の中央位置、７３…表示上の中央位置、７４…表示部分、７５…表示画面、９０…Ａ／Ｄ変換器、９１，９５…イメージメモリ、９２…幾何学歪補正手段、９３…画像合成手段、９４…再構成処理手段、１０１…Ｘ線検出器、１０２…錘、１０３…錘移動用レール、１０４…撮影制御手段、１０５…錘位置制御手段、１０６…画像収集処理手段、１０７…Ｘ線検出器移動用レール、１０８…Ｘ線検出器位置制御手段、１０９…Ｘ線検出器位置計測手段、１７１…撮影制御手段、１７２…画像収集処理手段。

Claims

被検体に照射するＸ線を発生するＸ線管と、前記被検体のＸ線透過像を撮像する２次元Ｘ線検出器と、前記Ｘ線管と前記２次元Ｘ線検出器が配置される回転板を前記被検体の周りに回転させる回転手段と、前記回転板を回転しながら複数の回転角度において撮影した前記被検体のＸ線透過像に基づいて前記被検体の３次元ＣＴ像を再構成するＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線管と前記２次元Ｘ線検出器の相対的な位置関係を前記回転板の回転面と略平行な方向に移動させる移動手段と、前記回転手段による２回の回転及び前記移動手段による移動を同期させながら同時に行う制御手段と、前記２回の回転において前記回転板の回転角度位置が略同一の時点において撮像された２枚のＸ線透過像を１枚に合成する合成手段を有し、前記合成手段によって合成されたＸ線透過像に基づいて前記被検体の３次元ＣＴ像を再構成することを特徴とするＸ線撮影装置。