JP4758747B2 - Ｘ線計測装置、ｘ線計測方法およびｘ線計測プログラム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線源と検出器とが単純な円軌道上を移動しながら計測したデータを用いて、パノラマ像を得ることが可能な技術に関する。

従来から、支柱の両端にＸ線源と２次元Ｘ線検出器を対向するように設置したＸ線計測装置がある。このようなＸ線計測装置の支柱の形状として、Ｃ字形、Ｕ字形、コ字形などがある。また、Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器とを、天井から吊るす形状や、床から支える形状や、床に立てた別の支柱に取り付ける形状などの支柱を有するＸ線計測装置もある。
また、ガントリ上にＸ線源と２次元Ｘ線検出器を対向するように設置したＸ線計測装置もある。
これらのＸ線計測装置では、支柱またはガントリを移動させることにより、Ｘ線源とＸ線検出器（以下、検出器と記載）の対を被写体の周囲で回転させながらＸ線計測を行うことが可能である。あるいは、逆にＸ線源と検出器を固定し、被写体を回転させながらＸ線計測を行うことも可能である。
このような回転計測により得られた一連の計測データに対して再構成演算処理を行い、再構成像を得るＸ線計測装置として、ＣＴ（Computed Tomography）計測装置あるいはコーンビームＣＴ計測装置などがある。

Ｘ線源とフィルムを所定の比率で相対運動させて特定の断層面のパノラマ像を得るパノラマ撮影原理が一般に知られている。このようなパノラマ撮影を行うことが可能なＸ線計測装置では、Ｕ字形の支柱にＸ線源と検出器とを設置し、被写体の周囲で回転させながらＸ線計測を行うことが可能な構造となっている。そして、このようなＸ線計測装置において、ＣＴ計測モードとパノラマ計測モードを持ち、ＣＴ計測モードでは回転中心を移動させずに計測を行うことによりＣＴ像を得、パノラマ計測モードでは回転中心を包絡線に沿って、Ｘ線源および検出器を移動させながら、つまり歯列に沿って検出器を移動させながら、計測を行うことによりパノラマ像を得る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、回転中心を移動させずに計測を行い、得られた一連のデータから所定のデータを取り出して張り合わせることによりパノラマ像を得る技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２における撮影原理は、フィルムを用いたパノラマ撮影原理と同一であり、撮影後にデータの取り出し間隔とシフト量を選定することにより任意の断面のパノラマ像を生成できることが特徴である。さらに、特許文献２には、被写体のパノラマ像から、不要な障害陰影を除去するために、被写体のパノラマ像とは別に障害陰影のパノラマ像を作成し、障害陰影のパノラマ像を被写体位置に投影した場合のボケ像を推定し、ボケ像を被写体のパノラマ像から減算する手法が記載されている。
なお、ここで「張り合わせる」とは、複数の画像を連続してつなげることにより、１枚の画像を生成することをいう。

また、被写体上に幾つかの断層面を設定し、各断層面のパノラマ像を求め、それらを合成することにより、傾斜した歯軸を含む断層面のパノラマ像を得る技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
さらに、Ｘ線源と被写体の間にＸ線を遮蔽できるスリットを設置し、スリットのＸ線を通過させる領域の中心位置をパノラマ像の作成に必要な所定のデータの中心位置に移動させながら計測を行い、Ｘ線照射をパノラマ像の作成に必要な位置にのみに限定することにより被曝を低減する技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
また、スリットのＸ線を透過させる領域の幅をパノラマ像の作成に必要な所定のデータの領域に合わせて変化させながら計測を行い、Ｘ線照射をパノラマ像の作成に必要な領域に限定することにより被曝を低減する技術が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
特開平１０−２２５４５５号公報（段落００８６〜０１０４、図１６、図１７） 特許第２８２４６０２号明細書（第３頁左下欄第４１行目〜第４頁右上欄８行目、図２） 特許第２７８７１６９号明細書（請求項１、第４頁左欄） 特開２０００−１３９９０２号公報（請求項１０、段落００９２〜００９７） 特開２００３−１７５０３１号公報（請求項１、段落００３６〜００４０）

特許文献１の装置では、パノラマ像を得るために、Ｘ線源と検出器の中心が複雑な軌道上を移動する必要があり、装置の構造が複雑になるという問題がある。
また、特許文献２では、障害陰影はボケ像であることが前提であり、障害陰影が鮮明な像である場合については記載されていない。特許文献２の手法を鮮明な障害陰影に対して適用すると、障害陰影のパノラマ像も明瞭な像となり、被写体位置に投影された障害陰影の像も明瞭な像となる。すなわち、障害陰影と被写体との区別が極めて困難となる。その結果、障害陰影を正確に推定することが困難となり、被写体のパノラマ像から障害陰影を減算しようとする際に、却って障害陰影が強調されてしまうといった問題がある。

例えば、Ｘ線源と被写体との間の距離が約３００ｍｍ、被写体と検出器の間の距離が約３００ｍｍの装置では被写体がＸ線源に近いので、頭部前方に位置する歯列（被写体）と頭部後方に位置する脊椎（障害陰影）では拡大率が大きく異なる。その結果、被写体である歯列に対して障害陰影となる脊椎像は、特許文献２に想定されているようにボケ像となる。
しかしながら、Ｘ線源と被写体との間の距離が約８００ｍｍ、被写体と検出器との間の距離が約４００ｍｍの装置では被写体がＸ線から離れているので、被写体である歯列と、障害陰影である脊椎の拡大率は大差がない。その結果、障害陰影である脊椎にも焦点があってしまい、両者とも鮮明な像として計測されてしまう。このような状況では、特許文献２の手法によって障害陰影を除去することは困難である。

特許文献３の装置では、障害陰影の除去については記載されていない。特許文献３は、各断面のパノラマ像を部分的に切り出し、張り合わせることによって曲面の断層像を作成するものである。従って、特許文献３の技術に対して、特許文献２に記載の障害陰影除去手法を適用すると、断面毎に対応した障害陰影像を作成し、被写体位置に投影した場合の障害陰影のボケ像を推定し、被写体のパノラマ像から減算する必要があり、処理が複雑になるという問題がある。

特許文献４および特許文献５の装置では、被曝を低減するために、パノラマ像の作成に必要なデータ領域に合わせてＸ線遮蔽用のスリットを移動させており、この場合、スリットの位置および幅の複雑な制御が必要であるという問題がある。また、スリット幅を必要な領域と一致させることは難しく、スリット幅を必要な領域よりも広く設定してデータを切り出して使用しているため、画像に寄与しない被曝が生じる問題がある。

前記課題に鑑みて、本発明の目的は、Ｘ線源と検出器が単純な円軌道上を移動することで、良好なパノラマ像を得ることが可能なＸ線計測装置、Ｘ線計測方法およびＸ線計測プログラムを提供することにある。

前記課題に鑑みて、本発明は、検査対象に照射するＸ線を放射するＸ線源と、照射されたＸ線を検出し、検査対象に関するデータを出力する検出器と、前記検査対象に対して前記Ｘ線源および前記検出器を同心円上で回転させる回転装置と、前記データの演算処理を行う演算手段とを備えてなるＸ線計測装置におけるＸ線計測方法であって、前記Ｘ線源と前記検出器とは対向して保持され、前記演算手段が、前記検査対象上に設定した空間における対象の軌道上に位置する複数の着目点について、それぞれ前記軌道に対する法線を算出し、前記算出した法線に基づいて前記着目点に対応するＸ線源の位置を算出し、前記算出したＸ線源の位置に対向する位置にあるときの前記検出器から取得されるデータについて、当該データから前記法線が通る所定の部分を抽出して断層像を取得し、前記取得した断層像を前記着目点の位置に基づいて張り合わせることによって第１のパノラマ像を生成することを特徴とする。
また、本発明において、前記断層像を取得する手順は、前記それぞれの着目点に対応するＸ線源の位置を含めた、前記着目点に対応するＸ線源の位置の近隣の軌道上に複数のＸ線源の各位置を設定し、前記設定した各Ｘ線源の位置に対向する位置にあるときの前記検出器から取得されるそれぞれのデータについて、当該データから前記Ｘ線源の位置と前記着目点とを通過する直線が通る所定の部分を抽出して投影像を取得し、前記各位置における投影像を加算して断層像とすることを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線源と検出器が単純な円軌道上を移動することで、良好なパノラマ像を得ることが可能なＸ線計測装置、Ｘ線計測方法およびＸ線計測プログラムを提供することが可能になる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るＸ線計測装置の側面を示す図である。
Ｘ線計測装置１は、被写体（請求項における検査対象）１０に対して、Ｘ線を放射するＸ線源３としてのＸ線管２、照射されたＸ線を検出し、被写体１０に関するデータを出力する検出器４、Ｘ線源３と検出器４とが設置され、これらを保持する支柱５、被写体１０に対してＸ線源３および検出器４を同心円上で回転させる回転装置６、被験者（被写体１０）を設置し、保持する被験者保持装置７、回転装置６の制御、検出器４から取得したデータの演算などを行う制御処理装置（請求項における演算手段）８およびＸ線フィルタ１１からなる。

Ｘ線源３と検出器４とは、互いに対向するように支柱５に設置されて、保持されている。支柱５には、Ｃ字型のアームや、Ｕ字型のアームや、コ字型のアームや、ガントリなどが用いられる。支柱５の形態は、支柱５を天井から吊るす形態や、支柱５を床から支える形態などとしてもよい。
支柱５は、回転装置６により回転する。これにより、支柱５の一端側に設置されたＸ線源３および他端側に設置された検出器４が、回転軸９を中心として被験者保持装置７上の被写体（本実施形態では、歯：請求項における検査対象）１０の周囲を、一体となって回転する。被験者保持装置７には、椅子や寝台が用いられる。

なお、本実施形態では、Ｘ線源３および検出器４をＵ字型の支柱５から吊るし、Ｘ線源３および検出器４を椅子に座った被験者の歯、つまり被写体１０の周囲を水平面内で回転させる例を示す。Ｘ線計測装置１の他の例は、図７および図８を参照して、後記する。

Ｘ線源３から放射されたＸ線は被写体１０を透過し、検出器４によりＸ線強度に応じた電気信号に変換され、制御処理装置８に被写体１０に関するデータ（以下、単に「データ」という）として入力される。制御処理装置８は、Ｘ線源３におけるＸ線発生、検出器４におけるデータの取得および回転装置６における支柱５の回転などを制御する。
これにより、Ｘ線計測装置１は、Ｘ線源３と検出器４とを単純な同心円上で回転させながらＸ線の発生と、計測像の取得とを行う回転計測が可能となる。このように回転計測を行うことによって、Ｘ線源３と検出器４との動きを単純化することができる。

ここで、制御処理装置８は、計測像に対して後記する所定の処理を実行して投影像を得ることや、パノラマ像作成処理を実行してパノラマ像を取得することや、図３および図６を参照して後記する再構成処理を実行して再構成像を取得することが可能である。
なお、本実施形態において、「投影像」とは、検出器４においてＸ線が検出された像である計測像に対して対数変換処理等の所定の処理を実行した像である。一般的には、縦方向が体軸に平行な２次元像である。
そして、「再構成像」とは、投影像に再構成処理を施すことによって得られる像である。一般的には、体軸に対して垂直な断面のスライス像であり、スライス像を体軸方向に重ねたものが３次元再構成像である。
さらに、後記する「断層像」とは、投影像（後記する抽出投影像）を重み付き加算した像であり、一般的には、縦方向が投影像の縦方向と同じ方向を有する２次元像である。
また、制御処理装置８は、内部に図示しない記憶手段を有し、処理に必要な関数、パラメータおよび条件などを記憶している。さらに、制御処理装置８は、図示しない入力手段を備える。入力手段としては、キーボード、ファイルからの読み込み、記憶素子の交換などが考えられる。

なお、本実施形態におけるＸ線計測装置１の制御処理装置８は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、記憶手段に格納されているＸ線計測プログラムを、ＣＰＵが駆動することにより、図３および図６に示す各機能を具現化する。

本実施形態では、検出器４に、２次元検出器を用いることとする。
２次元検出器としては、平面型Ｘ線検出器、Ｘ線イメージインテンシファイアとＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラの組み合わせ、イメージングプレート、ＣＣＤ検出器、固体検出器などがある。平面型Ｘ線検出器としては、アモルファスシリコンフォトダイオードとＴＦＴ（Thin Film Transistor）とを一対としてこれを正方マトリックス上に配置し、これと蛍光体を直接組み合わせたものなどがある。検出器４に２次元検出器を用いることにより、Ｘ線源３に対する検出器４の相対的な位置を固定した状態で計測を行ったデータを基にパノラマ像を生成することが可能となる。
この検出器４は、所定の大きさの画素（検出素子）が複数並んで構成されている。一般的には、検出器４の大きさ１２ｃｍ×１２ｃｍ、画素（検出素子）の大きさ０．２ｍｍ×０．２ｍｍ、画素数６００×６００、検出器４の大きさ２５ｃｍ×２０ｃｍ、画素（検出素子）の大きさ０．２５ｍｍ×０．２５ｍｍ、画素数１０００×８００、検出器４の大きさ４０ｃｍ×３０ｃｍ、画素（検出素子）の大きさ０．４ｍｍ×０．４ｍｍ、画素数１０００×７５０の３種類の検出器４がよく使用される。

検出器４として、回転軸９に平行な方向に伸びた１次元検出器を用いることも可能である。この場合、Ｘ線計測装置１に、検出器４を回転軸９に対し垂直な方向に移動させる検出器移動機構を追加することにより、所定の手順に従って求めた位置で検出器４が計測したデータからパノラマ像を取得することが可能である。
Ｘ線源３と検出器４との間に、本実施形態のようにＸ線フィルタ１１を設置してもよい。これにより、Ｘ線の照射範囲を制限し、被曝量を低減することができる。Ｘ線フィルタ１１はアルミニウム、銅、真鍮などの金属、セラミックス、樹脂などからなる。

（Ｘ線フィルタ）
次に、図１を参照しつつ、図２に沿ってＸ線フィルタの説明をする。
図２は、Ｘ線フィルタをＸ線源の回転面に対し、平行な方向に切った側面を示す図であり、（ａ）は、破線Ａから破線Ｂまでの範囲ではＸ線フィルタが存在せず、その外側では厚さが一定であり、（ｂ）は、破線Ａから破線Ｂまでの範囲では周辺に行くほど厚さが厚くなり、その外側では厚さが一定だが、破線Ａおよび破線Ｂの位置でエッジをもち、（ｃ）は、破線Ａから破線Ｂまでの範囲では周辺に行くほど厚さが厚くなり、その外側では厚さが一定だが、破線Ａおよび破線Ｂの位置でエッジをもたない構造であり、（ｄ）は、エッジを持たない構造となっており、破線Ａから破線Ｂまでの範囲では周辺に行くほど厚さが増しており、その外側でも周辺に行くほど厚さが増す構造となっている。
ここで、エッジとは、図２の破線で描かれた円で示される部位を指す。

図２（ａ）〜（ｄ）において、Ｘ線は、矢印の方向にＸ線フィルタ１１ａ〜１１ｄを透過するか、または矢印と逆方向にＸ線フィルタを透過する。
Ｘ線フィルタ１１ａ〜１１ｃでは、破線Ａから破線Ｂまでの範囲ではＸ線が透過し、その外側ではＸ線は遮蔽される、あるいは、微弱なＸ線が透過する。Ｘ線フィルタ１１ｄでは、破線Ａの外側および破線Ｂの外側では周辺に行くほどＸ線の透過量が減少する。透過するＸ線量のプロファイルについて述べると、Ｘ線フィルタ１１ａ，１１ｂでは、破線Ａおよび破線Ｂの位置でエッジを持つ、すなわち破線Ａおよび破線Ｂを境にＸ線量が急激に変化する。これは、検出器４で検出したデータに、Ｘ線フィルタ１１ａ，１１ｂのエッジの像が入ってしまうことを意味する。
Ｘ線フィルタ１１ｃ，１１ｄにおいて、透過するＸ線量のプロファイルはエッジを持たない、すなわちＸ線量は、緩やかに変化していく。これは、検出器４で検出したデータには、エッジの像が入らないことを意味する。
本実施形態のパノラマ像の作成においては、必要なデータの領域にエッジの像が入らないことが必要であるため、エッジを有するＸ線フィルタ１１ａ，１１ｂの形状では正確なＸ線フィルタの位置決めが必要である。これに対して、エッジを有さないＸ線フィルタ１１ｃ，１１ｄでは正確な位置決めが不要となり、Ｘ線計測装置１の機構を簡素化できる。Ｘ線フィルタ１１ａ，１１ｂを用いて計測を行う場合、必要なデータ領域にエッジの像が入ることを防ぐため、破線Ａから破線Ｂまでの範囲が、真に必要な領域よりも広く設定される。

また、Ｘ線フィルタ１１ｂは、Ｘ線フィルタ１１ａと異なり、破線Ａおよび破線Ｂの内側でフィルタを厚くしてＸ線の透過量を減少させることにより、パノラマ像の作成に寄与しない被曝を減少させることができる。

破線Ａから破線Ｂまでの範囲の外側においてＸ線が遮蔽される場合、計測されたデータの視野は破線Ａおよび破線Ｂの内側の狭い領域となる。その結果、この狭い領域のデータを用いて、歯列の再構成像が生成されるため、生成された再構成像上で歯列の全体像を確認することが困難となる。
従って、この場合は、仮想の再構成像を予め作成し、この仮想の再構成像上で歯列の軌道を設定する。このようにすることで、図３を参照して後記する再構成処理を省き、処理に要する演算時間を短縮することが可能となる。一方、破線Ａから破線Ｂの外側においても、Ｘ線が透過する場合、再構成像の視野はＸ線が照射される範囲に拡大することができる。その結果、実際の再構成像の上で歯列像を確認した上で、後記するように歯列の軌道を設定することができ、正確な軌道の設定が可能となる。勿論、破線Ａから破線Ｂの外側においてＸ線が透過する場合でも、仮想の再構成像を用いて再構成処理を省くことにより、演算時間を短縮することが可能である。

Ｘ線フィルタ１１とＸ線源３の距離を変更することにより、Ｘ線フィルタ１１を透過して被写体１０に照射されるＸ線の範囲を変更することができる。これにより、エッジの位置を変更した別のフィルタを使用しなくとも、Ｘ線の計測が可能な領域を変更することができる。特にエッジを有するＸ線フィルタ１１ａ，１１ｂの形状では、パノラマ像の作成において必要なデータの領域にエッジの像が入らないように調節することができる。具体的には、Ｘ線フィルタ１１をＸ線源３に近付けるほど、破線Ａから破線Ｂまでの範囲を透過して検出器４に到達するＸ線の幅は広がり、計測可能な領域は拡大する。

後記する通り、パノラマ像の作成に必要なデータの領域は、Ｘ線源３の移動に伴って変化する。すなわち、被写体１０の形状が複雑なため、計測を行う場所によって、パノラマ像の作成に必要なデータの領域は変化する。これに対し、Ｘ線フィルタ１１をＸ線源３の回転軌道の接線方向、およびＸ線源３と回転中心を結ぶ方向に移動させる、つまりＸ線フィルタ１１を前後左右に移動させることにより検出器４におけるＸ線透過範囲の中心位置と幅を調整することができる。

また、Ｘ線源３と回転軸９とを結ぶ線を、Ｘ線フィルタ１１の中心として、Ｘ線フィルタ１１を固定し、Ｘ線源３および検出器４に対し、相対的に固定してもよい。
この場合、Ｘ線フィルタ１１ａ，１１ｂは、パノラマ像の作成において必要なデータにエッジの像が入らないようにするため、破線Ａから破線Ｂまでの範囲を個々のデータに必要な領域よりも広くとる必要がある。
ここで、Ｘ線フィルタ１１ｂは、Ｘ線フィルタ１１ａと異なり、破線Ａから破線Ｂまでの範囲で、周辺に行くほどフィルタを厚くすることによって、Ｘ線の透過量を減少させることができる。従って、パノラマ像の作成に寄与しない領域の被曝を、Ｘ線フィルタ１１ａより減少させることができる。

Ｘ線フィルタ１１ｃ，１１ｄは、Ｘ線フィルタ１１ａ，１１ｂと異なりエッジを有しないため、正確な位置決めを必要としない。さらに、Ｘ線フィルタ１１ｂと同様に、破線Ａから破線Ｂまでの範囲で周辺に行くほどＸ線フィルタ１１ｃ，１１ｄを厚くしてＸ線の透過量を減少させることにより、パノラマ像の作成に寄与しない被曝を減少させることができる。
さらに、Ｘ線フィルタ１１ｃ，１１ｄは、エッジを有さないことにより、フィルタの厚さを中心から急激に厚くする急峻な形状とするができる。従って、パノラマ像の作成に寄与しない領域の被曝を、Ｘ線フィルタ１１ｂよりも、さらに減少させることができる。
ここで、Ｘ線フィルタ１１ｄは、破線Ａおよび破線Ｂの外側でもＸ線を透過するため、Ｘ線フィルタ１１ｃよりも、中心から急激に厚くする急峻な形状とすることができる。従って、パノラマ像の作成に寄与しない領域の被曝を、Ｘ線フィルタ１１ｃよりも、さらに減少させることができる。
このように、Ｘ線フィルタ１１ｂ〜１１ｄを用いると、Ｘ線フィルタ１１をＸ線源３や、検出器４に対して、相対的に固定した状態でも、パノラマ像の作成に寄与しない領域の被曝を、Ｘ線フィルタ１１ａを使用した場合よりも軽減することができる。

（全体処理）
図１を参照しつつ、図３に沿ってＸ線の計測からパノラマ像を得るまでの全体の処理の流れを説明する。
図３は、Ｘ線の計測からパノラマ像を得るまでの全体の処理の流れを示す図である。
まず、処理に先立ち、Ｘ線を被写体１０に向けて照射する複数のＸ線源３の位置である照射位置が、図示しない入力装置を介するなどして設定される。
そして、検出器４は、被写体１０を設置しない状態でＸ線を照射されることによって計測を行い、計測の結果、取得したデータを強度分布像として取得する（Ｓ３０１）。
そして、検出器４は、Ｘ線を照射しない状態で計測を行い、計測の結果、取得したデータをオフセット像として取得する（Ｓ３０２）。

次に、制御処理装置８は、被写体（被験者）１０を設置した状態で、Ｘ線源３と検出器４を同心円上で、被写体１０の周りを回転させつつ、各照射位置においてＸ線源３からＸ線を放射させ、この放射されたＸ線をデータとして検出器４が検出する回転計測によって、検出器４は、前記した各データを計測像として取得する（Ｓ３０３）。このとき、Ｘ線源３や、検出器４の位置によって、検出器４の感度やＸ線フィルタ１１の厚さが異なるため、計測像は強度分布を有することになる。ここで、Ｘ線フィルタ１１の厚さが異なる原因として、Ｘ線フィルタ１１が、図２に示すような構造をしていることが原因として挙げられる。

Ｘ線源３と検出器４との回転の範囲は、パノラマ像の作成に必要なデータが取得できる角度であり、対象が歯列の場合、およそ１８０°〜３６０°である。ただし、歯列の一部を対象とする場合は、さらに狭い範囲でも良く、このように狭い範囲でＸ線源３と検出器４とを回転させることにより、計測時間および演算時間を短縮することができる。
さらに、検出器４は、ステップＳ３０１で取得した強度分布像、ステップＳ３０２で取得したオフセット像およびステップＳ３０３で取得した各計測像を制御処理装置８に送る（Ｓ３０４）。
制御処理装置８は、送られた強度分布像と各計測像から各々オフセット像を減算した後に、オフセット像を減算した各計測像を、オフセット像を減算した強度分布像で除算する強度補正処理を行い（Ｓ３０５）、強度補正像を生成する。
ステップＳ３０５の強度補正処理を、式として表すと以下の通りになる。
ステップＳ３０５では、以下の式による計算を、各計測像について行う。

強度補正像＝（計測像−オフセット像）／（強度分布像−オフセット像）

さらに、制御処理装置８は、強度補正処理の結果得られた各強度補正像を、対数変換して−１を乗算する対数変換処理を行う（Ｓ３０６）ことによって、投影像を生成する（Ｓ３０７）。

そして、制御処理装置８は、生成された各投影像を再構成処理することによって（Ｓ３０８）、再構成像を生成する（Ｓ３０９）。具体的には、投影像にフィルタ関数をコンボリューション（畳み込み）演算し、さらにバックプロジェクション（逆投影）演算を行うことによって、再構成像を生成する。この再構成処理において、再構成像を複数生成することにより、パノラマ像とする対象が含まれた像を得ることができ、対象の軌道を正確に設定することが容易になる。ここで、複数の再構成像を加算した像や、ＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）像を作成し、これを後記するＡｘｉａｌ像として使用することも可能である。あるいは、再構成像を１枚だけ生成し、この再構成像を後記する対象軌道の近似関数算出に用いることにより、再構成演算処理に費やす時間を短縮し、後記する任意のＡｘｉａｌ像の選択処理を不要として処理を簡素化することが可能である。

さらに、制御処理装置８は、生成した各再構成像の中から、任意のＡｘｉａｌ像（回転軸に垂直な面上のスライス像）を選択し（Ｓ３１０）、その上でパノラマ像生成の基となる対象の軌道を設定し、パノラマ処理を行い（Ｓ３１１）、第１パノラマ像を生成する（Ｓ３１２）。パノラマ処理の説明は、図４〜図６を参照して後記する。
次に、制御処理装置８は、生成した第１パノラマ像を平滑化処理する（Ｓ３１３）ことによって、第１パノラマ像の平滑化像を生成する（Ｓ３１４）。平滑化には、例えば移動平均などが用いられる。
続いて、生成した第１パノラマ像の平滑化像に所定の係数を乗算した上で、第１パノラマ像から、所定の係数を乗算した第１パノラマ像の平滑化像を差分する重み付き差分処理を行い（Ｓ３１５）、第２パノラマ像を生成する（Ｓ３１６）。

ここで、強度補正処理（ステップＳ３０５）は、必ずしも必要ではなく、検出器４の感度やＸ線フィルタ１１の厚さが一定である場合には省略することができる。また、Ｘ線フィルタ１１の厚さが異なる場合には、厚さによってＸ線フィルタ１１を透過してくるＸ線のエネルギーが異なり、同じ被写体１０を透過する場合でも、被写体１０において吸収されるＸ線の量が異なることが想定される。その場合には、事前にＸ線フィルタ１１の厚さに対するＸ線吸収の補正係数のテーブルあるいは近似式を作成しておき、これらを用いて強度補正処理にＸ線吸収の補正を行う処理を追加することも可能である。また、強度補正処理や対数変換処理は、検出器４の内部に演算器を備えておき、この演算器で実行してもよい。

また、再構成処理（ステップＳ３０８）は、必ずしも必要ではない。例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示す形状のＸ線フィルタ１１ａ〜１１ｃを用いて、破線Ａから破線Ｂまでの範囲の外側でＸ線を遮蔽する場合、遮蔽領域では再構成像が被写体１０の構造、すなわち、目的とする対象の構造を検出することはない。このような場合には、再構成処理（ステップＳ３０８）を省略し、制御処理装置８が、仮想の再構成像を予め設定しておき、この仮想の再構成像を基に作成した仮想のＡｘｉａｌ像上で軌道を仮定することも可能である。このように、再構成処理を省略することにより、処理時間が削減でき、処理の高速化が可能となる。

なお、本実施形態では、回転計測中にＸ線をパルス状に発生して計測像を取得する場合を示したが、勿論、回転計測中にＸ線を連続的に発生して計測像を取得することも可能である。その場合、処理に先立ち、Ｘ線源３の照射位置の代わりに、被写体１０の計測像を取得する複数の検出器４の位置を設定し、ステップＳ３０３では、この位置における計測像が取得される。あるいは、パルス状のＸ線照射、連続的なＸ線照射に関わらず、処理に先立ち、Ｘ線源３の照射位置あるいは検出器４の計測像の取得位置を設定せずに、所定の手段で設定したタイミングで検出器４に計測像を取得させ、その位置を保存しておき、この保存された位置をＸ線源３の照射位置あるいは検出器４の計測像の取得位置とすることも可能である。ここで所定の手段とは、例えば検出器４の内部で発生する同期信号であり、この信号に基づいて計測を行う場合などが考えられる。

（対象軌道の近似関数算出）
ここで、図１などを参照しつつ、図４に沿って再構成像上で目的とする対象に対して軌道を設定し、関数で近似する方法を説明する。
図４は、再構成像上で目的とする対象（被写体）に対して軌道（対象軌道）を設定し、関数で近似する方法を示す模式図である。
一般に、Ａｘｉａｌ像４０１上では、視野４０２は円形となる。例えば、頭部４０３内に歯４０４が並んでおり、目的とする対象が歯列であるとする。ここで、制御処理装置８は、Ａｘｉａｌ像４０１上に黒丸で示す複数の点４０５を設定する。次に、制御処理装置８は、画像上の横方向にＸ軸、縦方向にＹ軸をとり、例えば最小二乗法を用いて、これらの点を通る近似関数４０６を算出する。近似関数４０６としては任意の次数の多項式、楕円、双曲線、複数の関数の合成など、あらゆる関数が考えられる。
なお、対象軌道の近似関数４０６を求める処理は、必須ではなく、任意の点をつなげることによって、対象軌道の曲線を求めてもよい。

（Ｘ線源の位置および検出器の位置の決定）
図１などを参照しつつ、図５に沿ってＸ線源３の位置および検出器４の位置を求める方法を説明する。
図５は、図４で算出した近似関数を基に、Ｘ線源の位置および検出器の位置を求める方法を示す模式図である。
回転軸９に垂直な面上の再構成像であるＡｘｉａｌ像４０１（図４参照：図３のステップＳ３１０で選択）を含む面を示しており、座標の原点は、Ｘ線源３と検出器４の回転面の中心、すなわち回転軸９とする。

ここで、図３の処理の説明において用いられた照射位置をＴ_ｊ（ｘ_Ｔｊ，ｙ_Ｔｊ）（以下、Ｔ_ｊと記載：ｊ＝１〜Ｌ）とする。なお、後記するＳ_ｉとの混乱を避けるため、Ｔ_ｊは、図５には示さないものとする。ここで、Ｌは、全計測数であり、照射位置Ｔ_ｊの数と一致する。
ここで、回転中に、所定時間、連続してＸ線が照射される場合のように、照射位置を規定できない場合には、検出器４が計測像を取得する位置を照射位置Ｔ_ｊ（ｘ_Ｔｊ，ｙ_Ｔｊ）（ｊ＝１〜Ｌ）と仮定する。この場合、Ｌは、全計測数である。
ここで、全パノラマ処理数をＮとする。全パノラマ処理数Ｎは、図６を参照して後記するステップＳ６０３〜ステップＳ６１４を行う全処理回数である。また、ｉは、パノラマ処理回数、つまり後記するステップＳ６０３〜ステップＳ６１４の処理を何度繰り返したかを数えるループカウンタであり、Ｎ以下の正の整数である。

さらに、図５に示すｙ＝ｆ（ｘ）は、図４において算出した対象軌道の近似関数４０６である。
まず、制御処理装置８は、ｙ＝ｆ（ｘ）上の任意の着目点Ｐ_ｉ（ｘ_ｐｉ，ｙ_ｐｉ）（以下、単にＰ_ｉと記載）を設定する。
そして、制御処理装置８は、Ｐ_ｉにおけるｙ＝ｆ（ｘ）の接線ｙ＝ｇ_ｉ（ｘ）を算出する。
さらに、制御処理装置８は、算出した接線ｙ＝ｇ_ｉ（ｘ）の傾きの逆数に−１を乗算することによって、ｙ＝ｇ_ｉ（ｘ）に直交する直線の傾きを算出し、この直線がＰ_ｉを通ることからＰ_ｉにおける法線ｙ＝ｈ_ｉ（ｘ）を算出する。
続いて、制御処理装置８は、算出した法線ｙ＝ｈ_ｉ（ｘ）と、Ｘ線源３が動く円軌道との交点を、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉ（ｘ_Ｓｉ，ｙ_Ｓｉ）（以下、Ｓ_ｉと記載）として算出する。
なお、本実施形態では、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉおよび照射位置Ｔ_ｊは、Ｘ線源３の中心点の位置であるとする。
また、ここで、算出したＸ線源３の位置Ｓ_ｉと一致する照射位置Ｔ_ｊが存在するか否かを、制御処理装置８が判定し、判定の結果、一致する照射位置Ｔ_ｊが存在しないときは、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉの最近傍、すなわちＸ線源３の位置Ｓ_ｉとの距離が最も近い照射位置Ｔ_ｊをＸ線源３の位置Ｓ_ｉとして用いてもよい。
さらに、制御処理装置８は、算出した法線ｙ＝ｈ_ｉ（ｘ）と、Ｘ線源３に対向して保持されている検出器４との交点を、検出器４上の抽出位置ｕ_ｉ，０（ｘ_ｕｉ，０，ｙ_ｕｉ，０）（以下、ｕ_ｉ，０と記載）として算出する。ここで、検出器４上の抽出位置ｕ_ｉ，０とは、図３のステップＳ３０７で取得された投影像のうち、この抽出位置ｕ_ｉ，０を中心として、検出器４上の所定の範囲から抽出された投影像（以下、抽出投影像と記載）を取得するための位置である。

さらに、制御処理装置８は、Ｘ線源３を、前後にＭ回ずつ移動させた位置Ｓ_ｉ＋ｋ（ｋ＝−Ｍ〜Ｍ）を取得し、各位置Ｓ_ｉ＋ｋと着目点Ｐ_ｉとを結ぶ直線が、各位置Ｓ_ｉ＋ｋにおけるＸ線源３に対向する検出器４と交わる点を、検出器４上の抽出位置ｕ_ｉ，ｋとして算出する。ここで、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉ＋ｋと一致する照射位置Ｔ_ｊが存在しないときは、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉ＋ｋの最近傍の照射位置Ｔ_ｊをＳ_ｉ＋ｋとして用いてもよい。
そして、ｉに１を加算し、着目点Ｐ_ｉについて、同様の処理を行う。

（パノラマ処理）
図１および図５などを参照しつつ、図６に沿って、図３のステップＳ３１１のパノラマ処理に関する処理を説明する。
図６は、本実施形態に係るパノラマ処理の流れを示すフローである。
ここでは、一例としてパノラマ像の対象を歯列と仮定する。

まず、処理に先立って、パノラマ処理数Ｎを、図示しない入力手段を介して設定しておく。さらに、処理に先立って、後記するＸ線源３を移動させる回数Ｍを入力しておく。
なお、図６でも図３において用いられた照射位置をＴ_ｊ（ｘ_Ｔｊ，ｙ_Ｔｊ）（以下、Ｔ_ｊと記載：ｊ＝１〜Ｎ）として、説明を行う。
最初に、制御処理装置８は、被写体１０の再構成像上で目的とする対象の軌道（ここでは、歯列の軌道）を設定し、この設定に基づいて対象軌道の近似関数ｙ＝ｆ（ｘ）を設定する（Ｓ６０１）。

次に、制御処理装置８は、ｉの初期値として、ｉ＝１を設定する（Ｓ６０２）。ここで、ｉは、パノラマ処理回数、つまり後記するステップＳ６０３〜ステップＳ６１４の処理を何度繰り返したかを数えるループカウンタであり、Ｎ以下の正の整数である。
なお、以下の説明では、パノラマ処理回数ｉ＝１（最初の処理）として説明するが、図面上ではより一般的にｉとして記載する。
次に、制御処理装置８は、計測を行いたい対象軌道上で任意の着目点Ｐ_１を設定する（Ｓ６０３）。
そして、制御処理装置８は、着目点Ｐ_１における近似関数ｙ＝ｆ（ｘ）の接線ｙ＝ｇ_１（ｘ）を算出する（Ｓ６０４）。
さらに、制御処理装置８は、接線ｙ＝ｇ_１（ｘ）に直交する着目点Ｐ_１における法線ｙ＝ｈ_１（ｘ）を算出する（Ｓ６０５）。
そして、制御処理装置８は、法線ｙ＝ｈ_１（ｘ）が通るＸ線源３の位置Ｓ_１を算出する（Ｓ６０６）。つまり、算出した法線ｙ＝ｈ_１（ｘ）に基づいて、着目点Ｐ_１に対応するＸ線源３の位置Ｓ_１を算出する。具体的には、算出した法線ｙ＝ｈ_１（ｘ）とＸ線源３が動く軌道との交点を、Ｘ線源３の位置Ｓ_１とする。

次に、制御処理装置８は、ステップＳ６０６で求めたＳ_１を中心とした前後に所定の範囲内に所定の間隔で、Ｍ個のＸ線源３の位置Ｓ_１＋ｋ（ｋ＝−Ｍ〜Ｍ）を決定する、すなわちＸ線源３の位置Ｓ_１を中心として、前後にＭ回ずつ移動した各Ｘ線源３の位置Ｓ_１＋ｋを決定する（Ｓ６０９）。
ここで、Ｍは、パノラマ処理に先立って制御処理装置８に入力されていたＸ線源３を移動させる回数であり、任意の整数である。つまり、着目点Ｐ_１に対応するＸ線源３の位置を含めた、着目点Ｐ_１に対応するＸ線源３の位置の近隣の軌道上に複数のＸ線源３の各位置を設定する。
ここで、「前」とは、Ｓ_ｋの添え字ｋの番号が、小さい番号であるＸ線源３の位置を示し、「後」とは、Ｓ_ｋの添え字ｋの番号が、大きい番号であるＸ線源３の位置を示す。
そして、制御処理装置８は、ステップＳ６０９で求めた各Ｘ線源３の位置Ｓ_１＋ｋと、着目点Ｐ_１とを結ぶ直線が通る検出器４上の抽出位置ｕ_１，ｋを算出する（Ｓ６１０）。

さらに、制御処理装置８は、各Ｘ線源３の位置Ｓ_１＋ｋに対応する検出器４上の抽出位置ｕ_１，ｋを中心とした所定の範囲における抽出投影像Ｄ_１，ｋを取得する（Ｓ６１１）。つまり、ステップＳ６０９で算出したＸ線源３の位置Ｓ_１＋ｋに対向する位置にあるときの検出器４から取得される計測像に所定の処理を実施して得られた投影像について、当該投影像からＸ線源３の位置Ｓ_１＋ｋと着目点Ｐ_１とを通過する直線が通る所定の部分（抽出位置ｕ_１，ｋを中心とする、所定の範囲）を抽出する。なお、Ｘ線源３の位置Ｓ_１＋ｋがステップＳ６０６で算出した位置Ｓ_１の場合は、前記直線は、法線ｈ_１（ｘ）となる。

なお、図３において、仮想の再構成像を用いることにより、再構成処理（ステップＳ３０８）を実施しない場合には、投影像の生成（ステップＳ３０７）も不要として、実施しない場合もある。その場合には、図６のステップＳ６１１の代わりに、各Ｘ線源３の位置Ｓ_１＋ｋに対応する検出器４上の抽出位置ｕ_１，ｋを中心とした所定の範囲における計測像を取得し、図３のステップＳ３０２で取得した強度分布像とステップＳ３０３で取得したオフセット像を用いて、抽出投影像Ｄ_１，ｋを算出してもよい。抽出投影像Ｄ_１，ｋの求め方は、ステップＳ３０７で説明した通りである。

次に、制御処理装置８は、抽出投影像Ｄ_１，ｋ（ｋ＝−Ｍ〜Ｍ）を重み付き加算し、着目点Ｐ_１における断層像Ｑ_１を算出する（Ｓ６１３）。

ステップＳ６１１においてＸ線源３の位置Ｓ_ｌを前にＭ回、後ろにＭ回移動して抽出投影像Ｄ_１，ｋを取得した際、それぞれのＸ線源３の位置Ｓ_ｌ＋ｋから放射されたＸ線は、常に対象軌道上の着目点Ｐ_１を通過する。しかしながら、それ以外の点は、すべて異なる点を通過する。
従って、ステップＳ６１３において、抽出投影像Ｄ_１，ｋを重み付き加算をすることにより、着目点である被写体１０はより鮮明となり、それ以外の点である障害陰影はより不鮮明となる。従って、この処理を行うことによって、障害陰影を除去することが可能となる。
対象（被写体１０）と障害陰影の拡大率の差が小さくなるほど、Ｍを大きくし、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉを前後に移動させる角度を大きくする。このようにすると、対象と障害陰影との拡大率の差が小さく、障害陰影が鮮明な像である場合にも、これを除去することができる。被写体１０が検出器４に近く、対象と障害陰影の拡大率が大きく異なる場合には、最初から障害陰影は、ボケ像として撮影されるので、Ｍ＝０として、抽出投影像Ｄ_ｉ，０を断層像Ｑ_ｉとして用いることにより、重み付き加算処理を不要とし、高速化を図ることができる。

次に、制御処理装置８は、現在のｉに１を加算して（Ｓ６１４）、対象軌道上で着目点Ｐ_１から任意の移動距離ｄだけ離れた着目点Ｐ_２を設定する。
そして、制御処理装置８は、現在のｉの値が予め設定しておいたＮ以下であるか否かを判定する（Ｓ６１５）。
ステップＳ６１５における判定の結果、現在のｉの値がＮ以下である場合（Ｓ６１５→Ｙｅｓ）、ステップＳ６０３へ処理を戻す。
以下、ｉがＮより大きい値となるまで、ステップＳ６０３〜ステップＳ６１５の処理を繰り返す。

ステップＳ６１５における判定の結果、現在のｉの値がＮより大きい場合（Ｓ６１５→Ｎｏ）、ステップＳ６１６へ処理を進める。
ステップＳ６１６では、制御処理装置８が、補間処理が必要か否かを判定する。具体的には、Ｘ線源３の動く距離が、所定の値より大きい、すなわち各抽出位置ｕ_ｉ，ｋから得られた断層像Ｑ_ｉを張り合わせると、張り合わせた画像に不連続が生じてしまうか否か、または、Ｘ線源３の動く距離が、所定の値より小さい、すなわち抽出位置ｕ_ｉ，ｋから得られた断層像Ｑ_ｉを張り合わせると、張り合わせた画像に重複が生じてしまうか否かによって、判定される。
ステップＳ６１６の判定の結果、補間処理が必要であると判定された場合（Ｓ６１６→Ｙｅｓ）、必要な断層像Ｑ_ｉに関して補間処理を行って（Ｓ６１７）、ステップＳ６１８へ進む。
ステップＳ６１６の判定の結果、補間処理が必要でないと判定された場合（Ｓ６１６→Ｎｏ）、ステップＳ６１８へ進む。
ステップＳ６１８では、一連の処理によって得られた断層像Ｑ_ｉを、着目点Ｐ_ｉの位置に基づいて張り合わせることによって、第１パノラマ像を生成する（図３のステップＳ３１２）。なお、補間処理（ステップＳ６１７）が行われない場合には、断層像はＱ_ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）となる。補間処理が実施される場合には、Ｑ_ｉとＱ_ｉ＋１の間の断層像が生成される、あるいは、Ｑ_ｉとＱ_ｉ＋１が統合されるため、断層像の個数は変化する。

例えば、検出器４が９．６秒で一回転する等速回転をしながら、一秒間に３０枚の画像を取り込む場合、抽出投影像Ｄ_ｉが存在するＸ線源３の照射位置の角度は１．２５°刻みとなる。
このように、Ｘ線源３の照射位置が離散値である場合、ステップＳ６０３で設定された着目点Ｐ_ｉに対するＸ線源３の位置Ｓ_ｉに対応する照射位置Ｔ_ｊが、必ずしも存在するとは限らない。
このような場合、ステップＳ６０６の処理の後、制御処理装置８が、算出したＸ線源３の位置Ｓ_ｉと一致する照射位置Ｔ_ｊ（ｊ＝１〜Ｌ）が存在するか否かを判定してもよい。
この判定の結果、制御処理装置８が、算出したＸ線源３の位置Ｓ_ｉと一致する照射位置Ｔ_ｊが存在すると判定した場合は、ステップＳ６０９に進み、算出したＸ線源３の位置Ｓ_ｉと一致する照射位置Ｔ_ｊが存在しないと判定した場合は、Ｘ線源３の位置Ｓ_ｉの最近傍、すなわちＸ線源３の位置Ｓ_ｉとの距離が最も近い１つの照射位置Ｔ_ｊをＸ線源３の位置Ｓ_ｉとして用いる処理（最近傍処理）を行ってもよい。
あるいは、着目点Ｐ_ｉに対するＸ線源３の位置Ｓ_ｉの近傍に存在する複数の照射位置Ｔ_ｊを抽出し、照射位置Ｔ_ｊに対向する検出器４上で各Ｘ線源３と着目点Ｐ_ｉとを結ぶ直線が通る複数の抽出位置ｕ_ｉを求め、求めた各抽出位置ｕ_ｉにある抽出投影像Ｄ_ｉを求め、これらの抽出投影像Ｄ_ｉの重み付き加算値を、抽出投影像Ｄ_ｉとしてパノラマ処理に用いることも可能である。
あるいは、これらの各抽出位置ｕ_ｉにおける抽出投影像Ｄ_ｉの値を関数で近似し、法線上の抽出投影像Ｄ_ｉの推定値を算出し、これをパノラマ処理に用いることも可能である。

着目点Ｐ_ｉが対象軌道上のどこに位置するかによって、Ｘ線源３から着目点Ｐ_ｉまでの距離が変化し、断層像Ｑ_ｉの拡大率が変化する。すなわち、被写体１０である歯列は、複雑な形状をしているため、Ｘ線源３と、被写体１０と、検出器４とは、常に同じ位置関係を保つことができるわけではない。この状態で取得した投影像を基に、パノラマ像を生成すると、場所によって被写体１０が大きく写ってしまうか、または小さく写ってしまうことになる。この問題を解決するために、制御処理装置８は、Ｘ線源３の回転面が検出器４と交わる位置を基準として、この基準位置から離れた位置にある着目点Ｐ_ｉの断層像Ｑ_ｉを用いる場合には、ステップＳ６１８の処理の前に、断層像Ｑ_ｉの拡大率を補正してから、断層像Ｑ_ｉの張り合わせを行うことによって、第１パノラマ像をしてもよい。拡大率の補正は、例えば、着目点Ｐ_１における法線が通るＸ線源３の位置Ｓ_１に応じた断層像Ｄ_１，０の拡大率を基に設定した係数を乗算する。

本実施形態では、ステップＳ６０９において、前後にＭ回ずつ移動したＸ線源３の位置Ｓ_ｉ＋ｋを、照射位置Ｔ_ｊを基に決定したが、これに限らず、例えば任意の範囲において、任意のＸ線源３の位置をＭ個決定し、これをＳ_ｉ＋ｋとしてもよい。そして、このＸ線源３の位置Ｓ_ｉ＋ｋと着目点Ｐ_ｉを結ぶ線が通る検出器４上の抽出位置ｕ_ｉ，ｋを算出してもよい。
本実施形態では、パノラマ処理に先立ってパノラマ処理数Ｎを設定し、処理回数を数えるループカウンタｉによって処理の開始と終了を判定する場合について記載したが、処理回数の代わりに、着目点Ｐ_ｉ（ｘ_ｐｉ，ｙ_ｐｉ）の座標を判定基準とすることも可能である。例えば、ステップＳ６０２において、着目点Ｐ_１を初期値とし、ステップＳ６１５において、移動距離ｄで移動してきた着目点Ｐ_ｉの座標が、対象軌道ｙ＝ｆ（ｘ）（図５参照：被写体１０上）から外れたとき、繰り返しのループを終了するようにしてもよい。

（移動距離の決定）
ここで、対象軌道上の点（着目点）Ｐ_ｉとＰ_i＋１の間隔（すなわち、移動距離ｄ）の決定を、図１、図５および図６などを参照しつつ、以下の記述により説明する。
着目点Ｐ_ｉとＰ_ｉ＋１間の移動距離ｄの標準値は、抽出投影像Ｄ_ｉにおける回転面に平行な方向の検出器４の画素の大きさを被写体１０の位置に投影した値とする。具体的には、例えば、画素の中心から隣の画素の中心までの距離をＸ線源３と検出器４との間の距離で除算し、Ｘ線源３と被写体１０との間の距離を乗算した値とする。
移動距離ｄを標準値に設定し、そのまま断層像Ｑ_ｉを連続させて、パノラマ像を生成すると、パノラマ像の分解能は抽出投影像Ｄ_ｉの分解能と同等となるため、抽出投影像Ｄ_ｉの分解能を低下させずにパノラマ像を得ることができる。
移動距離ｄが標準値より大きい場合、そのまま断層像Ｑ_ｉを張り合わせると、パノラマ像は横方向に縮小した像になる。この場合、横方向に補間処理を行って、縦方向と同じ拡大率にすることにより、縦方向の分解能は低下させずにパノラマ像の変形を防ぐことができる。あるいは、縦方向に補間処理を行って横方向と同じ縮小率にすることにより、パノラマ像の変形を防ぐことができる。

移動距離ｄが標準値より小さい場合、横方向に重複した抽出投影像Ｄ_ｉが取得される。このような場合、そのまま断層像Ｑ_ｉを張り合わせると、パノラマ像は横方向に拡大した像になってしまう。この場合、横方向に補間処理を行って縦方向と同じ縮小率（あるいは拡大率）にすることにより、抽出投影像Ｄ_ｉの分解能を保った状態で変形のないパノラマ像を得ることができる。あるいは、縦方向に補間処理を行って横方向と同じ拡大率にすることにより、縦横両方向に詳細で変形のないパノラマ像を得ることができる。
補間処理には、例えば内挿法、外挿法、最近傍法、加算平均法、重み付き加算法、間引き法といった方法が用いられる。

なお、移動距離ｄを必ずしも等間隔にする必要はない。着目点Ｐ_ｉを不等間隔で移動させた場合、その間隔の長さに応じて、断層像Ｑ_ｉを張り合わせる際に断層像Ｑ_ｉの補間処理を行い、縦方向と横方向で同一の拡大率にする。これにより、パノラマ像の変形を防ぐことができる。
また、図２を参照して説明したＸ線フィルタ１１において、破線Ａから破線Ｂまでの範囲を被写体１０の位置に投影した幅と、移動距離ｄを一致させることによって、不要な被曝を避けることができる。

図７および図８は、本実施形態の他の例を示す図である。
図１におけるＸ線計測装置１では、Ｕ字型の支柱５を床で支えた別の支柱（図示せず）から吊るし、Ｘ線源３および検出器４を椅子（被験者保持装置７）に座った被験者（被写体１０）の周囲を床面に平行な面内で回転させる形としたが、これに限らず、例えば図７および図８に示すＸ線計測装置１ａ，１ｂのように、図１における被験者保持装置７が寝台１２であり、回転軸９が床に対して平行であり、Ｘ線源３および検出器４が寝台１２に横になった被写体１０の周囲を回転する形態としてもよい。このとき、図７のＣ字型のアーム１３および図８のガントリ１４が、図１における支柱５に相当する。これらの形態において、アーム１３またはガントリ１４または支柱５と、被験者保持装置７との両方あるいは片方を移動させることにより、回転軸９を被写体１０の軸に対して斜めに設定することも可能である。

また図７および図８におけるＸ線計測装置１ａ，１ｂとは別に、Ｕ字型のアームを床で支え、椅子に座った被写体１０の周囲を床面に平行な面内で回転させる形態としてもよい。

図１、図７および図８の装置では、Ｘ線源３と検出器４とは支柱５によって対向するように固定されており、回転装置６によって同心円上を移動する。しかし、図５で示した検出器４上の抽出位置ｕ_ｉ、ｋにおいて抽出投影像Ｄ_ｉ、ｋが存在すれば、必ずしも、Ｘ線源３と検出器４は対向する必要はなく、同心円上を移動する必要はない。

また、本実施形態では、（１）被写体（被験者）１０が固定されており、回転装置６によってＸ線源３と検出器４とが回転軸９を中心として回転する形態を示した。また、（２）Ｘ線源３と検出器４が固定されており、回転装置（図示せず）によって被写体１０が回転軸９を中心として回転する形態も可能である。あるいは、（３）Ｘ線源３と検出器４と被写体１０とが回転軸９を中心として回転する形態も可能である。形態（２）および形態（３）の場合にも、相対的な回転として、被写体１０を固定した形態（１）の回転の形態に変換することにより、本実施形態と同様にパノラマ像を得ることができる。

（効果）
次に、図１および図５を参照しつつ、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、検査対象に照射するＸ線を放射するＸ線源３と、照射されたＸ線を検出し、検査対象に関するデータを出力する検出器４と、前記検査対象に対して前記Ｘ線源３および前記検出器４を同心円上で回転させる回転装置６と、前記データの演算処理を行う制御処理装置８とを備えてなり、前記Ｘ線源３と前記検出器４とは、対向して保持され、前記制御処理装置８は、前記検査対象上に設定した空間における対象の軌道上に位置する複数の着目点について、それぞれ前記軌道に対する法線を算出する手段と、前記算出した法線に基づいて前記着目点に対応するＸ線源３の位置を算出する手段と、前記算出したＸ線源３の位置に対向する位置にあるときの前記検出器４から取得されるデータについて、当該データから前記法線が通る所定の部分を抽出して断層像を取得する手段と、前記取得した断層像を前記着目点の位置に基づいて張り合わせることによって第１のパノラマ像を生成する手段とを備えてなることを特徴とする。

このような構成により、Ｘ線源３と、検出器４とを単純な円軌道で運動させつつ、パノラマ像を得ることが可能となる。これにより、Ｘ線計測装置１の構造を単純化でき、座位型や立位型だけでなく、仰臥位型のＣＴ装置でもパノラマ撮影が可能となる。

また、本実施形態において、前記断層像を取得する手段は、前記着目点に対応するＸ線源３の位置を含めた、前記着目点に対応するＸ線源３の位置の近隣の軌道上に複数のＸ線源３の各位置を設定する手段と、前記設定した各Ｘ線源３の位置に対向する位置にあるときの前記検出器４から取得されるそれぞれのデータについて、当該データから前記Ｘ線源３の位置と前記着目点とを通過する直線が通る所定の部分を抽出して投影像を取得する手段と、前記各位置における投影像を加算して断層像とする手段とをさらに備えてもよい。

このような構成により、複数の検出器４上の抽出位置から得られた投影像は、着目点をすべて含むのに対し、それ以外の障害陰影は、投影像中で位置がずれているか、あるいは含まれていないこととなる。このような投影像を各々加算することによって、着目点をより鮮明にし、障害陰影をより不鮮明にすることができ、障害陰影の除去が容易となる。

そして、本実施形態は、前記制御処理装置８は、前記設定した対象の軌道を近似関数として設定する手段とをさらに備えることを特徴としてもよい。

このような構成により、前記Ｘ線源３の位置と、前記検出器４の位置とを、より効率的に求めることが可能となる。

さらに、本実施形態は、前記検出器４を、２次元検出器としてもよい。

このような構成により、Ｘ線源３に対する検出器４の相対的な位置を固定した状態で計測を行うことによってパノラマ像を生成することが可能となる。

また、本実施形態は、前記制御処理装置８は、前記第１のパノラマ像を平滑化した平滑化像を求め、前記第１のパノラマ像と、前記平滑化像との差分をとることにより、第２のパノラマ像を生成する手段とをさらに備えることを特徴としてもよい。

このような構成により、パノラマ像における濃度ムラを除去することが可能となる。

そして、本実施形態は、前記断層像の拡大率の補正を行ってから、前記断層像を張り合わせて前記第１のパノラマ像を生成することを特徴としてもよい。

このような構成により、被写体の複雑な形状のため、部位によって異なる拡大率の断層像が得られても、この断層像に補正をかけることで自然な形のパノラマ像を得ることができる。

また、本実施形態は、前記Ｘ線源３と、前記検査対象との間に、前記Ｘ線源３と回転中心を結ぶ線を中心として、前記中心から周辺に行くほど厚さが厚くなるＸ線フィルタ１１を設置することを特徴としてもよい。

このような構成により、被写体１０に照射されるＸ線の量を軽減し、かつ生成したパノラマ像にエッジが生じることを防ぐことができる。

本実施形態に係るＸ線計測装置の側面を示す図である。 Ｘ線フィルタをＸ線源の回転面に対し、平行な方向に切った側面を示す図であり、（ａ）は、破線Ａから破線Ｂまでの範囲ではＸ線フィルタが存在せず、その外側では厚さが一定であり、（ｂ）は、破線Ａから破線Ｂまでの範囲では周辺に行くほど厚さが厚くなり、その外側では厚さが一定だが、破線Ａおよび破線Ｂの位置でエッジをもち、（ｃ）は、破線Ａから破線Ｂまでの範囲では周辺に行くほど厚さが厚くなり、その外側では厚さが一定だが、破線Ａおよび破線Ｂの位置でエッジをもたない構造であり、（ｄ）は、エッジを持たない構造となっており、破線Ａから破線Ｂまでの範囲では周辺に行くほど厚さが増しており、その外側でも周辺に行くほど厚さが増す構造となっている。 Ｘ線の計測からパノラマ像を得るまでの全体の処理の流れを示す図である。 再構成像上で目的とする対象（被写体）に対して軌道（対象軌道）を設定し、関数で近似する方法を示す模式図である。 図４で算出した近似関数を基に、Ｘ線源の位置および検出器の位置を求める方法を示す模式図である。 本実施形態に係るパノラマ処理の流れを示すフローである。 本実施形態の他の例を示す図である（その１）。 本実施形態の他の例を示す図である（その２）。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ Ｘ線計測装置
２ Ｘ線管
３ Ｘ線源
４ 検出器
５ 支柱
６ 回転装置
７ 被験者保持装置
９ 回転軸
１０ 被写体
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ Ｘ線フィルタ
４０１ Ａｘｉａｌ像
４０２ 視野
４０３ 頭部
４０４ 歯
４０６ 近似関数

Claims (9)

1. 検査対象に照射するＸ線を放射するＸ線源と、照射されたＸ線を検出し、検査対象に関するデータを出力する検出器と、前記検査対象に対して前記Ｘ線源および前記検出器を同心円上で回転させる回転装置と、前記データの演算処理を行う演算手段とを備えてなるＸ線計測装置であって、
   前記Ｘ線源と前記検出器とは、対向して保持され、
   前記演算手段は、
   前記検査対象上に設定した空間における対象の軌道上に位置する複数の着目点について、それぞれ前記軌道に対する法線を算出する手段と、
   前記算出した法線に基づいて前記着目点に対応するＸ線源の位置を算出する手段と、
   前記算出したＸ線源の位置に対向する位置にあるときの前記検出器から取得されるデータについて、当該データから前記法線が通る所定の部分を抽出して断層像を取得する手段と、
   前記取得した断層像を前記着目点の位置に基づいて張り合わせることによって第１のパノラマ像を生成する手段と
   を備えてなり、
   前記断層像を取得する手段は、
   それぞれの前記着目点について、
   前記着目点に対応するＸ線源の位置を含めた、前記着目点に対応するＸ線源の位置の近隣の軌道上に複数のＸ線源の各位置を設定する手段と、
   前記設定した複数の各Ｘ線源の位置に対向する位置にあるときの前記検出器から取得されるそれぞれのデータについて、当該データから前記Ｘ線源の位置と前記着目点とを通過する直線が通る所定の部分を抽出して投影像を取得する手段と、
   前記複数のＸ線源の各位置における投影像を加算して前記着目点の断層像とする手段と
   を備えることを特徴とするＸ線計測装置。
2. 前記演算手段は、
   前記設定した対象の軌道を近似関数として設定する手段を
   さらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線計測装置。
3. 前記検出器は２次元検出器である
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線計測装置。
4. 前記演算手段は、
   前記第１のパノラマ像を平滑化した平滑化像を求め、前記第１のパノラマ像と、前記平滑化像との差分をとることにより、第２のパノラマ像を生成する手段
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線計測装置。
5. 前記演算手段は、
   前記断層像の拡大率の補正を行ってから、前記断層像を張り合わせて前記第１のパノラマ像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線計測装置。
6. 前記Ｘ線源と、前記検査対象との間に、前記Ｘ線源と回転中心を結ぶ線を中心として、前記中心から周辺に行くほど厚さが厚くなるＸ線フィルタが設置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線計測装置。
7. 検査対象に照射するＸ線を放射するＸ線源と、照射されたＸ線を検出し、検査対象に関するデータを出力する検出器と、前記検査対象に対して前記Ｘ線源および前記検出器を同心円上で回転させる回転装置と、前記データの演算処理を行う演算手段とを備えてなるＸ線計測装置におけるＸ線計測方法であって、
   前記Ｘ線源と前記検出器とは対向して保持され、
   前記演算手段が、
   前記検査対象上に設定した空間における対象の軌道上に位置する複数の着目点のそれぞれについて、それぞれ前記軌道に対する法線を算出し、
   前記算出した法線に基づいて前記着目点に対応するＸ線源の位置を算出し、
   前記着目点に対応するＸ線源の位置を含めた、前記着目点に対応するＸ線源の位置の近隣の軌道上に複数のＸ線源の各位置を設定し、
   前記設定した複数の各Ｘ線源の位置に対向する位置にあるときの前記検出器から取得されるそれぞれのデータについて、当該データから前記Ｘ線源の位置と前記着目点とを通過する直線が通る所定の部分を抽出して投影像を取得し、
   前記複数のＸ線源の各位置における投影像を加算して前記着目点の断層像とし、
   前記取得した断層像を前記着目点の位置に基づいて張り合わせることによって第１のパノラマ像を生成する
   ことを特徴とするＸ線計測方法。
8. 前記演算手段は、
   前記設定した対象の軌道を近似関数として設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線計測方法。
9. 請求項７または請求項８に記載のＸ線計測方法を、コンピュータに実行させるＸ線計測プログラム。

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