JP5387018B2 - Ｘ線断層像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は産業用のＸ線断層像撮影装置に関する。

Ｘ線断層像撮影装置においては、一般に、Ｘ線発生装置とＸ線検出器との間に、対象物を配置するための試料ステージを設け、Ｘ線発生装置とＸ線検出器との対と試料ステージとを相対的に微小角度ずつ回転させることにより、多数の方向からの対象物のＸ線投影データを収集し、そのデータにフィルタ処理等を施した後、逆投影を行うことで、対象物の断層像を得る（例えば特許文献１、２参照）。

例えば図９（Ａ）に示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の間に、これらと結ぶ線に直交する鉛直の回転軸Ｒの回りに回転する回転テーブル３を配置して試料ステージとし、その回転テーブル３上に図示のような対象物Ｗを搭載してＸ線を照射すると、Ｘ線検出器２の出力，つまり対象物ＷのＸ線投影データは同図（Ｂ）に例示する通りとなる。鉛直の回転軸Ｒに直交する水平方向へのラインプロファイルは、鉛直方向中央部分を例にとれば同図（Ｃ）に示す通りとなる。

また、図１０に示す例は、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の対を回転軸Ｒの回りに回転させる構造の装置を示すものであり、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の間に設けられて対象物Ｗを搭載する試料ステージ（図示略）は回転させずに固定し、その回りをＸ線発生装置１とＸ線検出器２の対を回転させる。このような装置構造でも、上記と同様のＸ線投影データが得られる。

以上の図９（Ａ）または図１０に示す装置において、対象物Ｗに向けてＸ線を照射しながら、回転テーブル３を回転させるか、あるいはＸ線発生装置１とＸ線検出器２の対を微小角度ずつ回転させてＸ線投影データを取り込むことにより、さまざまな方向（投影角度）でのＸ線投影データを収集することができる。その各投影角度の投影データにおける回転軸Ｒ方向への一定の位置で、かつ、回転軸Ｒに直交する方向へのライン上のＸ線投影データを集めてグラフ化したものはサイノグラムと呼ばれ，その例を図１１に示す。このサイノグラムは、再構成演算を行う前のデータとなる。断層像の再構成演算は、サイノグラム（投影データ）を逆投影処理することで実現されている。すなわち、図１２に示すように、例えば図９（Ｃ）に示した中央部分のラインのサイノグラムで説明すると、該当する角度のラインプロファイルデータを用いて、言わばＸ線発生装置１の焦点に向けて塗りつぶしていく処理を、収集した角度分繰り返す処理を実行する。これにより、図１３に例示するような対象物の鉛直方向中央部分における断層像が再構成される。なお、実際には、投影データはフィルタリング処理などを行う必要があるが、ここでは省略する。

以上の例では、ライン上の投影データの処理について説明したが、同様な手法によりさまざまな投影角度で得た２次元投影データから、３次元の断層データ（３次元情報）を再構成することができる。

特開２００５−３００４３８号公報 特開２００５−２８３１８０号公報

ところで、Ｘ線投影データの再構成演算により対象物の断層像を得るには、上記したようにＸ線投影データを逆投影する。この逆投影においては、基本的に、Ｘ線発生装置の焦点とＸ線検出器の対が、対象物に対してあらかじめ設定されている軌道のもとに相対回転するという前提のもとにＸ線投影データを収集し、その前提の軌道をもとにして、収集したＸ線投影データを逆投影処理する。

従って、実際の装置が、設定されている軌道と異なる軌道で相対回転したとすると、再構成演算により得られる断層像の画質に悪影響を及ぼす。すなわち、像が２重になったり、虚像（アーチファクト）の発生の原因となる。特に、回転中心の位置ずれ、つまり撮影時における実際の相対回転軸が想定されている回転軸Ｒに対してずれている場合には、断層像の画質に重大な影響を及ぼす。その他のずれに関しても、同様に虚像（アーチファクト）の原因となる。

相対回転の軌道が設定された軌道と異なる軌道となる原因、つまり回転テーブルの実際の回転中心、あるいはＸ線発生装置とＸ線検出器の対の実際の回転中心が、設定されている回転軸Ｒからずれて一致しなくなる原因としては、機器の強度不足、温度変化などによる部材の変形、Ｘ線発生装置から発生するＸ線の位置（焦点位置）の移動などが考えられる。また、同様に、機器の強度不足、温度変化などによる部材の変形などにより、回転テーブルより上の部分（対象物の保持機構や対象物自体、対象物駆動機構など）が移動し、想定された軌道と異なる場合もある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、上記のような機器の強度不足や温度変化による部材の変形、あるいはＸ線焦点位置の移動等があっても、良好な画質の断層像を得ることのできるＸ線断層像撮影装置の提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明のＸ線断層像撮影装置は、互いに対向配置されたＸ線発生装置およびＸ線検出器と、これらのＸ線発生装置とＸ線検出器の間に設けられ、対象物を配置するための試料ステージと、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対と上記試料ステージとを相対的に回転させる回転機構と、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射しながら、上記回転機構を一定角度回転駆動するごとに上記Ｘ線検出器の出力を取り込むことにより、対象物の複数角度におけるＸ線投影データを順次記憶していくデータ記憶手段と、そのデータ記憶手段に記憶されたデータを用いた再構成演算により、対象物の断層像を構築する再構成演算手段を備えたＸ線断層像撮影装置において、上記回転機構を３６０°以上にわたって回転させてＸ線投影データを取り込むとともに、その回転機構の所定の回転角度におけるＸ線投影データと、その回転角度から３６０°以上回転した位置で、かつ最も小さい回転角度におけるＸ線投影データを用いて推定した上記所定の回転角度から３６０°回転した位置におけるＸ線投影データと、を比較し、これらの両Ｘ線投影データ間の投影位置のずれ量を求め、そのずれ量に基づいて上記データ記憶手段に記憶されているデータを補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正する補正手段を備えていることによって特徴づけられる。

また、同じ課題を解決するため、以上の請求項１に係る発明においては、請求項２に係る発明のＸ線断層像撮影装置は、上記回転機構を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを取り込んで上記データ記憶手段に記憶し、かつ、上記再構成演算手段はその複数回転分のＸ線投影データを用いて再構成演算を行うとともに、各回の回転において所定の回転角度でのＸ線投影データと、その回転角度から３６０°回転した位置で推定されたＸ線投影データを比較してその投影位置のずれ量を求め、かつ、２回目以降の回転で収集したＸ線投影データについては、上記ずれ量に、それまでの各回転ごとのずれ量を加算した加算ずれ量とし、その加算ずれ量に基づいて上記データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを３６０°の位置毎に補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を３６０°の位置毎に補正することによって特徴づけられる。

更にまた、同じ課題を解決するため、以上の請求項１に係る発明においては、請求項３に係る発明のＸ線断層像撮影装置は、上記回転機構を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを取り込んで上記データ記憶手段に記憶し、かつ、上記再構成演算手段はその複数回転分のＸ線投影データを用いて再構成演算を行うとともに、所定の回転時における各回転角度でのＸ線投影データを基準とし、その基準の投影データのセットについては、所定の回転角度でのＸ線投影データと、その回転角度から３６０°回転した位置で推定されたＸ線投影データを比較してその投影データのずれ量を求め、そのずれ量に基づいて当該基準の投影データのセットを補正するとともに、他の回転時における各回転角度でのＸ線投影データについては、上記基準の投影データのセットにおける同じ回転角度でのＸ線投影データとのずれ量を求め、そのずれ量に基づいて補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正することによって特徴づけられる。

また更に同じ課題を解決するため、以上の請求項１に係る発明においては、請求項４に係る発明のＸ線断層像撮影装置は、上記回転機構を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを取り込んで上記データ記憶手段に記憶し、かつ、上記再構成演算手段はその複数回転分のＸ線投影データを用いて再構成演算を行うとともに、各回の回転ごとに、所定の回転角度のＸ線投影データと、その回転角度から３６０°以上回転した位置で、かつ最も小さい回転角度におけるＸ線投影データを用いて推定した上記所定の回転角度から３６０°回転した位置におけるＸ線投影データと、を比較してその投影位置のずれ量を求めるとともに、２回目以降の回転で収集したＸ線投影データについては、上記ずれ量に、それまでの各回転ごとのずれ量を加算した加算ずれ量とし、求め、その加算ずれ量に基づいて上記データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正することによって特徴づけられる。

ここで、以上の請求項１、２、３および４に係る発明においては、上記補正手段は、上記データ記憶手段に記憶されている各回転角度でのＸ線投影データが、回転角度に比例した量だけ投影位置がずれていると見なして補正を行う構成（請求項５）を好適に採用することができる。

また、以上の各発明においては、上記Ｘ線検出器が２次元Ｘ線検出器であり、上記補正手段は、上記比較に供される両データ間のずれ量を、当該Ｘ線検出器上で互いに直交する２軸方向の各軸方向へのずれ量として個別に求め、これら各軸ごとに上記データ記憶手段に記憶されているデータを補正し、もしくは上記再構成演算手段に用いる座標を補正する構成（請求項６）を採用することができる。

本発明は、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対と、試料ステージとを相対的に回転させる回転機構の回転が正常であれば、ある投影角度でのＸ線投影データと、その投影角度から３６０°回転した同じ投影角度でのＸ線投影データとが、全く同じ投影データとなるはずであることを利用し、これらの両投影データ間にずれがあれば、そのずれ量を用いて、撮影により収集した全てのＸ線投影データを補正して再構成演算に供することで、課題を解決しようとするものである。

すなわち、請求項１に係る発明は、回転機構による一定角度刻みの相対回転では、ある回転角度からちょうど３６０°の位置に停止せず、上記のように３６０°相違する投影データが収集できない場合に有効となるものであり、所定の回転角度におけるＸ線投影データと、次のように推定したＸ線投影データとを比較する。すなわち、上記所定の回転角度から３６０°以上回転した位置で、かつ最も小さい回転角度におけるＸ線投影データを用いて、当該所定の回転角度から３６０°回転した位置におけるＸ線投影データを推定する。この推定は例えば補間計算等によって行うことができる。そして、これらの両投影データ間のずれ量を求め、そのずれ量に基づいてデータ記憶手段内の各Ｘ線投影データを補正して再構成演算に供し、あるいは再構成演算時に用いる座標を補正する。

以上の補正手段による補正の具体的手法としては、請求項５に係る発明のように、データ記憶手段に記憶されている各回転角度でのＸ線投影データが、回転角度に比例した量だけ投影位置がずれていると見なして補正する手法を採用することができる。より具体的には、各回転角度で採取したＸ線投影データについて、上記のようにして求めた３６０°でのずれ量を、回転角度に比例した量に換算して補正に供する。

そして、Ｘ線検出器として２次元検出器を用いる場合には、補正の更に具体的手法として、請求項６に係る発明のように、３６０°相違するＸ線投影データ間のずれ量を、Ｘ線検出器上で互いに直交する２軸方向の各軸方向、具体的かつ好ましくは、Ｘ線検出器の画素の配列方向、へのずれ量として個別に求め、これら各軸ごとに上記記憶手段に記憶されているデータを補正し、もしくは上記再構成演算手段に用いる座標を補正する方法を採用することができる。

請求項２および３に係る発明は、回転機構を複数回転させて、各回の回転ごとに一定の回転角度でのＸ線投影データを収集し、各回で同じ回転角度のＸ線投影データどうしを積算して再構成演算に供する装置（例えば前記した特許文献２に記載の技術）に有効となるものであり、請求項２に係る発明では、各回の回転における所定の回転角度でのＸ線投影データと、その角度から３６０°回転した位置で請求項１に係る発明のように推定された回転角度でのＸ線投影データを比較し、両投影データ間のずれ量求め、２回目以降の回転で収集したＸ線投影データについては、それまでの回転ごとのずれ量を加算した加算ずれ量を求める。そして、その加算ずれ量に基づいて、上記データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを３６０°の位置毎に補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を３６０°の位置毎に補正する。

一方、請求項３に係る発明は、請求項２と同様な撮影・再構成を行う装置におけるＸ線投影データの他の補正の方法を採用するものであり、各回転により収集したＸ線投影データのうち、所定の回転、例えば１回転目、で収集したＸ線投影データのセットを基準とし、その基準となるＸ線投影データについては請求項１に係る発明と同様の手法によって各角度のＸ線投影データを補正するとともに、他の回転により収集した各角度のＸ線投影データについては、基準となるＸ線投影データのセット内で同じ角度のＸ線投影データと比較してそのずれ量を求め、そのずれ量に基づいて請求項１に係る発明と同様に、データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正する。

また、請求項４に係る発明は、複数回転させてＸ線投影データを収集するものにおいて、前記した請求項１に係る発明と同様に、ある回転角度からちょうど３６０°回転した位置で停止しない場合に有効となるものであり、各回の回転ごとに、所定の回転角度のＸ線投影データと、その回転角度から３６０°以上回転した位置で、かつ最も小さいＸ線投影データから推定した上記所定の回転角度から３６０°回転した位置でのＸ線投影データとを比較してそのずれ量を求める。そして、２回目以降の回転によって得たＸ線投影データのセットについては、請求項２に係る発明と同様に、それまでの回転によるずれ量を加算した加算ずれ量とし、その加算ずれ量に基づいて上記各発明と同等の処理によって補正して再構成演算を行う。なお、請求項２に係る発明では、図７に示すように３６０°毎に｛補正量｝対｛角度｝における線が折れ線となっており、各Ｘ線投影データもしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を３６０°の位置毎に補正する内容である。これに対して、請求項４に係る発明では、図７の折れ線に関係なく各Ｘ線投影データもしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正する内容である。

本発明によれば、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対と対象物とを相対的に回転させて各角度でＸ線投影データを収集する際に、機器の強度不足や温度変化などによる部材の変形、あるいはＸ線発生装置から発生するＸ線の位置（焦点位置）の移動などに起因して、回転の軌道がずれても、収集されたＸ線投影データからそのずれを推定し、その分を補正して再構成演算を行うので、回転軌道のずれが断層像の画質に及ぼす影響をなくするか、あるいは大幅に低減させることができ、常に高画質の断層像を得ることができる。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と制御装置の主要な機能的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 本発明の実施の形態の動作の例を示すフローチャートである。 Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の対と対象物Ｗとの相対回転の軌道のずれを対象物Ｗを中心として概念的に示す図である。 Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の対と対象物Ｗとの相対回転の軌道のずれにより生じる投影位置のずれの説明図で、（Ａ）は０°のときのＸ線投影データを、（Ｂ）は３６０°のときのＸ線投影データをそれぞれ模式的に示す図である。投影位置のずれが生じる。 本発明の実施の形態におけるＸ線投影データのずれの求め方の例を示す図である。 本発明の実施の形態における各投影角度のＸ線投影データの補正の仕方の例を示すグラフである。 本発明の実施の形態において、回転テーブル３を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを収集する場合の、各回転の各投影角度のＸ線投影データの補正の仕方の例を示すグラフである。 本発明が適用可能な傾斜型ＣＴの構成例を示す模式図である。 Ｘ線断層像撮影装置の撮影系の説明図で、（Ａ）は回転テーブルを用いた撮影系の模式的構成図で、（Ｂ）は（Ａ）の状態で得られるＸ線投影データの例を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の鉛直方向中央部におけるラインプロファイルを示す図である。 Ｘ線断層像撮影装置の撮影系の他の例を示す図で、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対を対象物の回りに回転させる系の模式図である。 図９（Ｃ）に示したラインプロファイルの位置におけるサイノグラムの例を示す図である。 Ｘ線断層像撮影装置によりＸ線投影データから断層像を構築する再構成演算処理の説明図である。 再構成演算演算処理によって得られる断層像の例を示す図である。

１ Ｘ線発生装置
２ Ｘ線検出器
３ 回転ステージ
１１ Ｘ線コントローラ
１２ 軸制御部
１３ 画像データ取り込み回路
１４ データ記憶部
１５ 再構成演算部
１６ ずれ量演算部
１７ 補正演算部
１８ 表示器
１９ システム制御部
２０ 操作部
Ｗ 対象物

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と制御装置の主要な機能的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

Ｘ線発生装置１はそのＸ線光軸を水平方向に向くように配置され、このＸ線発生装置１に水平方向に対向してＸ線検出器２が配置されている。Ｘ線発生装置１には、Ｘ線コントローラ１１からの信号に応じた管電圧および管電流が供給されてコーンビーム状のＸ線を発生する。また、Ｘ線検出器２は画素が２次元状に配列されてなる２次元Ｘ線検出器である。

Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の間に、対象物Ｗを搭載するための回転ステージ３が配置されている。この回転ステージ３は、Ｘ線光軸に直交する鉛直方向に沿った回転軸Ｒを中心として回転する。また、この回転ステージ３は、Ｘ線光軸を含む互いに直交する３軸方向に移動可能となっており、これらの各軸方向への移動並びに回転軸Ｒの回りの回転動作は、軸制御部１２から供給される駆動制御信号によって制御される。

対象物ＷのＸ線投影データの収集、つまりＣＴ撮影に際しては、回転ステージ３上に対象物Ｗを搭載して、Ｘ線を照射しつつ、回転ステージ３を所定の微小角度αずつ回転させるごとに、Ｘ線検出器２の出力を取り込むことによって行われる。具体的には、各回転角度でのＸ線検出器２の各画素出力は、その角度でのＸ線投影データとして、画像データ取り込み回路１３を介してデータ記憶部１４に記憶されていく。

データ記憶部１４に記憶された各角度におけるＸ線投影データは、後述するように、再構成演算部１５による再構成演算に供されるのであるが、その再構成演算部１５に供される前に、ずれ量演算部１６において３６０°の回転により生じた投影位置のずれ量が求められ、その求められたずれ量に基づいて、補正演算部１７において各角度におけるＸ線投影データが補正される。

再構成演算部１５はその補正後のＸ線投影データを用いた再構成演算によって対象物Ｗの断層像を構築し、その断層像は表示器１８に表示される。

以上の画像データ取り込み回路１３、データ記憶部１４、再構成演算部１５、ずれ量演算部１６、補正演算部１７および表示器１８は、前記したＸ線コントローラ１１、軸制御部１２とともにシステム制御部１９の制御下に置かれている。システム制御部１９には、マウスやキーボード、ジョイスティック等からなる操作部２０が接続されており、この操作部２０の操作によって、回転ステージ３の位置決めを行ったり、あるいは各種指令を与えることができる。そしてこれらは、実際にはコンピュータとその周辺機器を主体として構成され、インストールされているプログラムに従った機能を実現するのであるが、図１では説明の便宜上、その機能ごとのブロックによって表している。

次に、以上の構成からなる本発明の実施の形態の動作の例について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

この例は、初期位置（０°）から１°刻みで３５９°までの３６０点（面）のＸ線投影データを収集し、そのＸ線投影データを用いて再構成演算を行う例である。このような場合、通常は０°から３５９°の合計３６０点のＸ線透過データを収集するのであるが、この実施の形態においては、０°〜３５９°までのデータに加えて３６０°のデータを収集する。そして、０°でのＸ線投影データと、その位置からちょうど１回転した３６０°でのＸ線投影データを比較し、投影位置のずれ量を算出する。ここで、回転ステージ３の回転軌道が理想的であれば、０°と３６０°のＸ線投影データは一致するのであるが、前記した理由によってこれらの両投影データ間にはずれが生じる。すなわち、図３は対象物Ｗを中心としてＸ線発生装置１とＸ線検出器２の対との相対回転の軌道を概念的に示すものであり、投影角度が０°のときと３６０°のときでＸ線発生装置１とＸ線発生装置２の対と対象物Ｗとの相互の位置関係にずれが生じる。その結果、図４（Ａ）に０°のときのＸ線投影データを、同図（Ｂ）には３６０°のときのＸ線投影データを模式的に示すように、両投影データには、投影位置のずれが生じる。

ずれ量演算部１６では、０°と３６０°のＸ線投影データを比較し、例えば画像ずらしながら画像の一致度を計測するなどの一般的な画像処理により、これらの２つの投影データがどの方向にどれだけずれたかを求める。具体的には、図５に示すように、ｘ方向およびｙ方向へのずれ量δｘおよびδｙを求める。

補正演算部１７では、このようにして求められた３６０°分のずれ量に基づき、１°から３５９°までのＸ線投影データを補正する。具体的には、最も単純な例として、０°と３６０°の投影位置のずれ量と方向δｘ，δｙが、１回転の間に系が一定速度で移動したと仮定し、つまり、図６（Ａ）および（Ｂ）にｘ方向およびｙ方向への補正量と投影角度との関係のグラフを示すように、回転角度に正比例したずれ量が生じているものとして、１°から３５９°までのＸ線投影データをずらすように補正する。

そして、再構成演算部１５では、その補正後の０°〜３５９°のＸ線投影データを再構成することにより、対象物Ｗの断層像を構築し、表示器１８に表示する。

ここで、補正の仕方としては、上記のように投影データ自体をずらせる方法のほか、再構成演算部１５による逆投影時にずれを考慮した逆投影の座標計算を行ってもよい。

以上の例においては、一定角度刻みに投影データを収集し、１回転によりちょうど０°の位置に戻る場合について述べたが、一定角度刻みのデータ収集では、ちょうど３６０°の位置のデータが得られない角度間隔で撮影する場合については、以下の手法を採用することができる。

すなわち、回転テーブル３を３６０°以上にわたって回転させ、３６０°を越え、かつ、最も小さい角度のＸ線投影データを収集する。そして、その収集したＸ線投影データを基に、３６０°に相当するＸ線投影データを補間計算によって求め、あとは上記の例と同等の手法によって再構成演算に供すべきＸ線投影データを補正する。

また、Ｘ線投影データを収集する撮影動作が、回転ステージ３を複数回にわたって回転させ、その各回の回転時には、互いに同じ角度でＸ線投影データを収集する動作であり、このようにして収集した複数回転分のＸ線投影データについて、同じ角度でのＸ線投影データどうしを積算したうえで再構成演算に供する装置について、本願発明を適用する例について述べる。なお、このような装置は、前記した特許文献２に開示されている。
このような撮影動作を行う場合、０°の位置から１回転分のＸ線投影データを収集した後、もう一度０°（３６０°）の位置でのＸ線投影データも収集しておく。そして、上記の例と同様に、各回の回転時には、ずれ量は角度に比例すると仮定し、１回転分のＸ線投影データのセットについては、０°と３６０°のＸ線投影データのずれを基に、先の例と同様の補正を行う。

２回転目以降のＸ線投影データのセットについては、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、それ以前のＸ線投影データの１回転ごとのずれ量δｘ１，δｙ１，δｘ２，δｙ２・・を加算して補正量とする。そして、その補正後のＸ線投影データについて、同じ投影角度のデータどうしを積算して再構成演算を行う。

なお、２回目以降のＸ線投影データのセットの補正に際しては、上記のように１回転分のＸ線投影データのセットを当該セット内でのずれ量を基に補正する手順を先に行い、２それ以前のＸ線投影データの１回転ごとのずれ量を加算する手順を後で行うことに代えて、これらの手順を逆にしてもよいことは勿論である。

また、同じく回転ステージ３を複数回にわたって回転させてＸ線投影データを収集し、その複数回転分のＸ線投影データについて、同じ角度でのＸ線投影データどうしを積算したうえで再構成演算に供する装置における他の補正方法として、以下の方法を採用することもできる。

例えば１回転目の各投影角度でのＸ線投影データのセットを基準として、０°と３６０°のＸ線投影データのずれ量からそのセット内の各Ｘ線投影データを補正し、２回目以降の各回転ごとのＸ線投影データのセットについては、基準となるデータセットと互いに同じ角度でのＸ線投影データどうしを比較し、その移動量を求めて、補正値とする。つまり、これら両者が一致するように２回目以降の回転で収集したＸ線投影データを補正する。そして、その補正後のＸ線投影データについて、同じ投影角度のデータどうしを積算して再構成演算を行う。

また、回転ステージ３を複数回にわたって回転させてＸ線投影データを収集するが、各回の回転において他の回転での角度と同じ角度ではＸ線投影データを収集せず、回転ごとに投影角度を増やしていく撮影を採用する場合、１回転してもちょうど３６０°の位置に到来することがなく、このような場合には、以下に示すような補正を行うとよい。

各回の回転時に、その回転の初期位置のＸ線投影データと、その初期位置から３６０°以上回転し、かつ、最も小さい角度でのＸ線投影データとを比較し、そのずれ量を求め、当該回転で得た全ての投影データのセットを補正する。また、２回目以降の回転で得た投影データについては、それまでの回転における１回転分のずれ量を加算し、補正値とする。なお、この例においても、１回転ごとのＸ線投影データの当該回転内でのずれ量を補正する手順と、それまでの回転の１回転分のずれ量を加算する手順は逆であってもよい。

ここで、回転ステージ３を複数回にわたって回転させる撮影動作を行う装置に本発明を適用する場合における上記した各実施の形態では、各回の回転における各回転角度のデータについて、回転ステージ３の回転当初からの投影位置のずれに関する補正を行ったが、各回の回転のうち基準の回転（例えば１回目の回転）における各回転角度での投影データと、それ以外の回転（例えば２回転目以降）におけるそれぞれに同じ回転角度での投影データとの投影位置のずれ量を求め、両データが一致するように基準の回転以外の回転（例えば２回転目以降）の各角度の投影データを補正して再構成演算に供してもよい。この場合、各回転における投影データのセット内でのずれの補正は行われないが、例えば２回転目以降の投影データに、回転を重ねることによる投影位置のずれの累積が生じることがなくなり、従来のこの種の装置に比して断層像の鮮明度が大幅に向上する。

また、このような手法は、回転ステージ３を複数回にわたって回転させてＸ線投影データを収集するが、各回の回転において他の回転での角度と同じ角度ではＸ線投影データを収集せず、回転ごとに投影角度を増やしていく撮影を採用する場合、１回転してもちょうど３６０°の位置に到来することのない装置にも適用することができる。すなわち、このような装置においては、例えば１回転目を基準の回転としたとき、それ以外の２回転目以降の回転において同じ回転角度での投影データが存在しないため、各回転のデータどうしをそのまま比較することはできない。そこで、基準の回転以外の回転（２回目以降の回転）については、基準の回転における各回転角度を基準として、これらの基準の回転角度の近傍の回転角度の投影データから、基準の回転角度における投影データを推定する。そして、その推定された各投影データと、基準の回転における各回転角度での投影データとを比較し、上記と同様にそのずれ量を求めて、互いに一致するように２回目以降の回転の投影データについて補正する。この手法によっても、上記と同様に、回転を重ねることによるずれが累積することを抑制することができる。

ここで、以上の実施の形態においては、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２の対を固定し、その間に回転ステージ３を配置した装置構成について説明したが、対象物を搭載するステージを回転させず、その回りをＸ線発生装置とＸ線検出器の対を回転させる装置構成についても、本発明を適用し得ることは勿論である。

また、以上の各実施の形態では、回転軸Ｒに直交する方向にＸ線発生装置とＸ線検出器を配置した例を示したが、図８に示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２を結ぶ線と、対象物Ｗを搭載する回転ステージ３の回転軸Ｒとが直交しない、いわゆる傾斜型ＣＴと称される装置であっても、本発明を等しく適用することができる。なお、傾斜型ＣＴにおいても、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対を対象物の回りに回転させる構造であってもよい。

Claims (6)

1. 互いに対向配置されたＸ線発生装置およびＸ線検出器と、これらのＸ線発生装置とＸ線検出器の間に設けられ、対象物を配置するための試料ステージと、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対と上記試料ステージとを相対的に回転させる回転機構と、上記Ｘ線発生装置からのＸ線を照射しながら、上記回転機構を一定角度回転駆動するごとに上記Ｘ線検出器の出力を取り込むことにより、対象物の複数角度におけるＸ線投影データを順次記憶していくデータ記憶手段と、そのデータ記憶手段に記憶されたデータを用いた再構成演算により、対象物の断層像を構築する再構成演算手段を備えたＸ線断層像撮影装置において、
   上記回転機構を３６０°以上にわたって回転させてＸ線投影データを取り込むとともに、その回転機構の所定の回転角度におけるＸ線投影データと、
   その回転角度から３６０°以上回転した位置で、かつ最も小さい回転角度におけるＸ線投影データを用いて推定した上記所定の回転角度から３６０°回転した位置におけるＸ線投影データと、を比較し、これらの両Ｘ線投影データ間の投影位置のずれ量を求め、そのずれ量に基づいて上記データ記憶手段に記憶されているデータを補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正する補正手段を備えていることを特徴とするＸ線断層像撮影装置。
2. 上記回転機構を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを取り込んで上記データ記憶手段に記憶し、かつ、上記再構成演算手段はその複数回転分のＸ線投影データを用いて再構成演算を行うとともに、各回の回転において所定の回転角度でのＸ線投影データと、その回転角度から３６０°回転した位置で推定されたＸ線投影データを比較してその投影位置のずれ量を求め、かつ、２回目以降の回転で収集したＸ線投影データについては、上記ずれ量に、それまでの各回転ごとのずれ量を加算した加算ずれ量とし、その加算ずれ量に基づいて上記データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを３６０°の位置毎に補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を３６０°の位置毎に補正することを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層像撮影装置。
3. 上記回転機構を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを取り込んで上記データ記憶手段に記憶し、かつ、上記再構成演算手段はその複数回転分のＸ線投影データを用いて再構成演算を行うとともに、所定の回転時における各回転角度でのＸ線投影データを基準とし、その基準の投影データのセットについては、所定の回転角度でのＸ線投影データと、その回転角度から３６０°回転した位置で推定されたＸ線投影データを比較してその投影データのずれ量を求め、そのずれ量に基づいて当該基準の投影データのセットを補正するとともに、他の回転時における各回転角度でのＸ線投影データについては、上記基準の投影データのセットにおける同じ回転角度でのＸ線投影データとのずれ量を求め、そのずれ量に基づいて補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正することを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層像撮影装置。
4. 上記回転機構を複数回転にわたって回転させてＸ線投影データを取り込んで上記データ記憶手段に記憶し、かつ、上記再構成演算手段はその複数回転分のＸ線投影データを用いて再構成演算を行うとともに、各回の回転ごとに、
   所定の回転角度のＸ線投影データと、
   その回転角度から３６０°以上回転した位置で、かつ最も小さい回転角度におけるＸ線投影データを用いて推定した上記所定の回転角度から３６０°回転した位置におけるＸ線投影データと、を比較してその投影位置のずれ量を求めるとともに、２回目以降の回転で収集したＸ線投影データについては、上記ずれ量に、それまでの各回転ごとのずれ量を加算した加算ずれ量とし、求め、その加算ずれ量に基づいて上記データ記憶手段に記憶されている各Ｘ線投影データを補正し、もしくは上記再構成演算手段による演算に用いる座標を補正することを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層像撮影装置。
5. 上記補正手段は、上記データ記憶手段に記憶されている各回転角度でのＸ線投影データが、回転角度に比例した量だけ投影位置がずれていると見なして補正を行うことを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載のＸ線断層像撮影装置。
6. 上記Ｘ線検出器が２次元Ｘ線検出器であり、上記補正手段は、上記比較に供される両Ｘ線投影データ間のずれ量を、当該Ｘ線検出器上で互いに直交する２軸方向の各軸方向へのずれ量として個別に求め、これら各軸ごとに上記データ記憶手段に記憶されているデータを補正し、もしくは上記再構成演算手段に用いる座標を補正することを特徴とする請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載のＸ線断層像撮影装置。