JP7038576B2 - Ｃｔ撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＴ撮影装置に関する。

今日、小型電子部品等を高分解能で検査するための産業用のＣＴ撮影装置が広く使用されている。このＣＴ撮影装置は、照射源と、照射源のＸ線ビームを２次元の分解能で検出する検出器が対向して配置される。この検出器は、このＸ線ビーム中の被検体の透過像を検出する。断面像を撮影する場合は、回転テーブル上の被検体を１回転させながら多数の透過像を検出する。この多数の透過像をデータ処理して被検体の断面像を得て、表示部に表示する。回転テーブルおよび検出器はシフト機構によりＸ線管に近づけたり遠ざけたりされ、撮影距離ＦＣＤと検出距離ＦＤＤが変更でき、目的に応じて撮影倍率(＝ＦＤＤ/ＦＣＤ)を変え得る。

従来の高分解能型ＣＴ装置では、Ｘ線ビームの検出可能な範囲である有効視野内に被検体が収まるよう回転テーブル上に目測で被検体を固定していた。しかし、高分解能を追求すると撮像領域が小さくなるため、被検体を有効視野内に収めることが難しかった。特に、ユーザが撮影したい被検体の関心領域（ＲＯＩ）のみを有効視野いっぱいに拡大して良質の画像を得るためには、何度も被検体の位置を修正し、固定し直す必要があった。

そこで、ＣＴ撮影で得られた断面像又は投影像上でＲＯＩを設定し、そのＲＯＩ内の領域が有効視野と合うように、被検体を自動移動させる技術が知られている。この自動移動技術は、移動量と画素数との関係を予め記憶しておき、ＲＯＩが有効視野に収まるための移動量と撮影倍率を計算するものである。

特開２００２－６２２６８号公報

しかし、ＲＯＩ設定のために断面像を表示した場合、ユーザは着目したい箇所にＲＯＩを設定することは可能であるが、一方で、被検体の全体像を把握しながらＲＯＩを設定することはできなくなる。そうすると、着目したい箇所が有効視野からはみ出る恐れがある。一方、ＲＯＩ設定のために投影像を位置指定用画像として表示した場合、投影像には投影方向の情報がすべて含まれるため、被検体の全体像を把握しながらＲＯＩを設定することができるが、着目したい箇所を投影像から判断することは難しい。

本実施形態は、上記課題を解決すべく、被検体の全体像と着目したい箇所を同時に把握することができるＣＴ撮影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に、本実施形態に係るＣＴ撮影装置は、被検体を載置する載置台と、前記被検体を透過するビームを前記被検体に照射して、前記被検体の透過像を出力する撮像部と、前記ビームの照射中、前記撮像部と前記載置台とを相対的に回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルの回転により得られた各方向の前記透過像からボリュームデータを再構成する再構成部と、前記ボリュームデータに基づいて位置指定用画像を作成する位置指定用画像作成部と、前記位置指定用画像を表示する表示部と、ユーザによる入力を受け付ける入力部と、を備え、前記入力部は、被検体の断面の入力を受け付け、前記位置指定用画像作成部は、前記ボリュームデータと前記入力部で入力された前記断面に基づき、前記被検体の投影像に対して前記断面を強調した位置指定用画像を作成すること、を特徴とする。

第１の実施形態に係るＣＴ撮影装置の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る処理装置の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の処理工程を示すフローチャートである。 着目したい断面を選択する画面の模式図である。 ボリュームデータから輪郭を抽出する模式図である。 位置指定用画像の模式図である。 表示部に表示した位置指定用画像の模式図である。 断面像を生成する模式図である。 第２の実施形態の処理工程を示すフローチャートである。 表示部に表示した位置指定用画像の模式図である。 第３の実施形態の位置指定用画像の作成工程を示す模式図である。 第３の実施形態の処理工程を示すフローチャートである。 表示部に表示した位置指定用画像の模式図である。 第４の実施形態に係る処理装置の内部構成を示すブロック図である。 ＲＯＩを重畳させた位置指定用画像の模式図である。 第４の実施形態におけるＣＴ撮影装置の動作手順を示すフローチャートである。 第５の実施形態に係る処理装置の内部構成を示すブロック図である。 第５の実施形態の移動量計算部の処理手順を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るＣＴ撮影装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、第１の実施形態に係るＣＴ撮影装置１の全体構成を示す図である。ＣＴ撮影装置１は、被検体１０周りに当該被検体１０を透過するビームを照射し、複数ビュー数の透過像からボリュームデータを作成し、更にボリュームデータから被検体１０の断面像を作成することで、断面像により被検体１０の非破壊検査に供する装置である。透過像は、被検体１０の透過過程で減弱したビーム強度の二次元分布データである。ボリュームデータは、基準に対して被検体１０の組織密度を相対的に表現したＣＴ値の３次元分布である。断面像は、被検体１０の断面の画像である。

このＣＴ撮影装置１は、断面像を作成するための本撮影の前に、被検体１０の試し撮影を行う。そして、ＣＴ撮影装置１は、試し撮影によって、被検体１０の位置決めの際に参照される位置指定用画像１７を作成する。位置指定用画像１７は、被検体１０の全体像においてユーザが着目したい断面を強調した画像である。ユーザは、位置指定用画像１７を参照して被検体１０を移動させ、被検体１０又は被検体１０の関心領域（ＲＯＩ）を有効視野（ＦＯＶ）に収める。有効視野は、ビームの検出可能な範囲である。

このＣＴ撮影装置１は、撮像部２、載置台３、回転テーブル６、移動機構７及び処理装置２０を備えている。撮像部２は照射源４及び検出器５を有する。処理装置２０には、入力部１５と表示部１６が備え付けられている。

照射源４は、例えば、被検体１０を透過するビームとしてＸ線ビーム２１を照射する。Ｘ線ビーム２１は、照射源４の焦点Ｆを頂点とし、ファン角及びコーン角を有して角錐状に拡がる。この照射源４は、例えば、反射型又は透過型のマイクロフォーカスＸ線管又はナノフォーカスＸ線管である。Ｘ線管は、フィラメント側の陰極とターゲット側の陽極とを対向に配置し、電圧を印加する。そうすると、フィラメントから電子が放出され、電子はターゲットに向かって加速し、ターゲットに衝突する。この衝突時に、Ｘ線が放射される。尚、被検体１０を透過するビームとしては、Ｘ線に限らない。照射源４は、被検体１０を透過するビームとして、例えば、γ線、超音波、マイクロ波などを照射するようにしてもよい。

検出器５は、照射源４の焦点Ｆと対向して配置される。検出器５は、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）とカメラにより構成される。この検出器５は、被検体１０を透過したＸ線ビーム２１を検出して被検体１０の透過像を出力する。この検出器５は、例えば、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）であってもよい。

載置台３は、照射源４と検出器５の間に配置され、被検体１０が載置される。載置台３は、被検体１０を載置する載置面を有する。載置面は、照射源４が照射するビームの光軸８と平行な平坦面である。

回転テーブル６は、載置台３の下方に設けられ、載置台３を回転軸９周りで回転させる。回転軸９は、載置面と直交する方向に延び、回転の中心となる軸である。この回転テーブル６は、例えば、モータとシャフトを有する。シャフトは、回転軸９と一致して延び、載置台３を軸支し、モータの回転により回転軸９を回転させる。この回転テーブル６は、被検体１０にＸ線ビーム２１を照射している間、回転軸９を中心に、載置台３を３６０度回転させる。

尚、回転テーブル６は載置台３を３６０度、即ち、１回転させたが、これに限定されない。１回転より小さいハーフスキャンでもよいし、１回転より大きいオーバースキャンでもよい。また、回転テーブル６を用いて被検体１０を回転させているが、これに限定するものではない。照射源４及び検出器５を回転軸９周りで回転させることで被検体１０を撮影してもよい。

移動機構７は、ＸＹ機構７ａ、昇降機構７ｂ及びシフト機構７ｃを備え、被検体１０、照射源４及び検出器５を移動させる。この移動機構７は、例えばボールネジ機構で構成される。ボールネジ機構は、位置固定のモータと、モータにより回転するシャフトと、シャフトと螺合して載置台３、照射源４及び検出器５と連結されたスライダとで構成される。

ＸＹ機構７ａは、回転テーブル６の上面に配置される。このＸＹ機構７ａは、被検体１０を載置する。即ち、ＸＹ機構７ａは、被検体１０を載置する平坦面を有し、載置台３ともなっている。また、ＸＹ機構７ａは、載置された被検体１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。Ｘ軸方向は、照射源４が照射するＸ線ビーム２１の光軸８と平行な方向であり、Ｙ軸方向は被検体１０の載置面と平行でＸ軸方向と直交する方向である。昇降機構７ｂは、載置台３をＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸方向は、回転テーブル６の回転軸９方向と平行方向、即ち、Ｘ軸方向とＹ軸方向と直交する方向である。ＸＹ機構７ａ及び昇降機構７ｂが被検体１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させることで、被検体１０又は被検体１０内の関心領域を有効視野内に合わせることができる。

シフト機構７ｃは、照射源４と検出器５を、Ｘ線ビーム２１の光軸８、即ち、Ｘ軸方向に沿って移動させる。シフト機構７ｃは、照射源４を移動させ、照射源４の焦点Ｆから回転テーブル６の回転軸９までの距離である撮影距離ＦＣＤを変更する。また、シフト機構７ｃは、検出器５を移動させ、照射源４の焦点Ｆから検出器５までの距離である検出距離ＦＤＤを変更する。シフト機構７ｃが照射源４及び検出器５を移動させることで、ＦＣＤ値及びＦＤＤ値を変更することができ、撮影倍率（＝ＦＤＤ/ＦＣＤ）を変更することができる。

処理装置２０は、ＸＹ機構７ａ、昇降機構７ｂ及びシフト機構７ｃと信号を送受信可能に接続され、ＸＹ機構７ａ、昇降機構７ｂ及びシフト機構７ｃに指令を与える制御装置である。即ち、処理装置２０は、移動信号をＸＹ機構７ａ、昇降機構７ｂ及びシフト機構７ｃに出力し、ＸＹ機構７ａ、昇降機構７ｂ及びシフト機構７ｃは、移動信号に従って載置台３、照射源４及び検出器５を移動させる。尚、ＸＹ機構７ａは、スリップリング７ｄと接続され、スリップリング７ｄを介して処理装置２０から移動信号が送られる。

また、処理装置２０は、本撮影時、検出器５が出力した透過像から投影像及び断面像を作成するデータ処理装置である。ユーザは、被検体１０又は関心領域を有効視野に合わせるために移動機構７によって載置台３、照射源４及び検出器５を移動させる。そのため、処理装置２０は、本撮影前の試し撮影時、位置決めの際に参照される位置指定用画像１７を作成する。

この処理装置２０は、所謂コンピュータであり、プログラムに従って命令を実行するＣＰＵ、プログラムが展開され、また、命令の実行結果や処理データを記憶するメモリ、プログラムを記憶するストレージ、照射源４、検出器５及び移動機構７と信号及びデータを入出力する入出力インターフェースから構成される。入力部１５は、ユーザが着目したい被検体の断面の入力を受け付ける。この入力部１５は、例えば、キーボード、マウス又はこれら両方である。この入力部１５は、本撮影又は試し撮影のメニュー選択、撮影条件の設定、移動機構の手動操作、透過像の動画表示、撮影の開始、断面像、投影像及び位置指定用画像１７の表示などの操作も受け付ける。表示部１６は、位置指定用画像１７を表示する。この表示部１６は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである。

図２は、プログラム処理による処理装置２０の内部構成を示す図である。図２に示すように、処理装置２０は、再構成部１１及び位置指定用画像作成部１２を有する。再構成部１１は、被検体１０が３６０度から撮影され、検出器５が検出した各角度の透過像からボリュームデータを再構成する。この再構成部１１は、例えばＦｅｌｄＫａｍｐのフィルタ補正逆投影法又はＡＲＴ（Algebraic Reconstruction Technique）の逐次近似法などを使用する。

位置指定用画像作成部１２は、試し撮影時に再構成部１１が作成したボリュームデータ、及び入力部１５を用いて入力されたユーザが注目したい断面から、ユーザが着目したい断面を投影像上で強調した位置指定用画像１７を作成する。図３は、この位置指定用画像作成部１２の動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、まず、ユーザは、試し撮影（１回目のスキャン）をするため、被検体１０を載置台３の上に載置し、管電圧、管電流、積分時間、ビュー数などの撮影条件を設定し、試し撮影開始を入力する(ステップＳ０１)。積分時間は、１透過像を検出する時間であり、ビュー数は、回転中の透過像の収集数である。この１回目のスキャンは、試し撮影であるため、積分時間及びビュー数は、撮影時間が短くなるように設定するとよい。また、被検体１０が確実に有効領域内に入るように撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）は小さく設定するとよい。

回転テーブル６は、ユーザが試し撮影を開始させると回転し、被検体１０はＸ線ビーム２１内で回転し、検出器５は、１回転した被検体１０の各方向の透過像をビュー数分検出する（ステップＳ０２）。検出器５は、各方向の透過像を再構成部１１に出力する（ステップＳ０３）。再構成部１１は、検出器５から送られてきた透過像から、ボリュームデータを再構成する（ステップＳ０４）。

位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータから３面の投影像１９（図４参照）を作成し、表示部１６に表示させる（ステップＳ０５）。ユーザは、表示された投影像１９から、入力部１５を用いて、着目したい断面を選択する（ステップＳ０６）。尚、ユーザが選択する他、光軸８が通る平面を着目したい断面としてもよい。

図４は、ユーザが着目したい断面を選択する画面の模式図である。位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータをＸＹ平面、ＸＺ平面及びＹＺ平面に投影し、３面の投影像１９を作成する。表示部１６は、この３面の投影像１９を並べて表示する。表示部１６は、投影像１９の表示画面に、入力部１５によって操作されるカーソルも表示しておく。ユーザは、入力部１５を用いて、表示されている投影像１９の着目したい断面にカーソルを合わせクリックする。位置指定用画像作成部１２は、クリックされた箇所に選択断面２２を表示させる。ユーザが選択断面２２を再度クリックすると、位置指定用画像作成部１２は、選択断面２２を着目したい断面として確定する。

ユーザが着目したい断面を選択すると、位置指定用画像作成部１２は、選択断面２２に含まれる内部構造の輪郭１８（図５参照）を生成する（ステップＳ０７）。図５は、位置指定用画像作成部１２による輪郭１８の生成過程を示す模式図である。図５の（ａ）に示すように選択断面２２が確定すると、図５の（ｂ）に示すように、位置指定用画像作成部１２は、選択断面２２に並ぶＣＴ値をボリュームデータの中から抽出する。そして、位置指定用画像１２は、図５の（ｃ）に示すように、抽出したＣＴ値を二次元状に並べることで、断面像２３を作成する。図５の（ｄ）に示すように、位置指定用画像作成部１２は、作成した断面像２３を例えば２値化して内部構造の輪郭線を検出し、輪郭１８とする。

位置指定用画像作成部１２は、輪郭１８と投影像１９とから位置指定用画像１７を作成する（ステップＳ０８）。図６は、位置指定用画像１７の模式図である。位置指定用画像作成部１２は、ステップＳ０５で作成した投影像１９にステップＳ０７で抽出した輪郭１８を重畳させる。即ち、投影像１９上に断面像２３を合成する。例えば、抽出した輪郭１８の位置座標に対応する投影像１９の位置座標に、当該輪郭１８を貼り付ける。即ち、ユーザが着目したい断面を強調した全体像は、ユーザが着目した断面の輪郭１８を投影像１９に重畳させることで得られる。

最後に、位置指定用画像作成部１２は、この位置指定用画像１７を表示部１６に表示させる（ステップＳ０９）。図７は、表示部１６に表示した位置指定用画像１７の模式図である。位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータをＸＹ平面、ＸＺ平面及びＹＺ平面に投影した３面の投影像１９を並べて表示させる。この３面の投影像１９の少なくとも１面に、ユーザが着目したい断面の輪郭１８を重畳させて表示する。例えば、ＸＹ平面に沿った断面をユーザが選択断面２２として設定した場合、ＸＹ平面に投影した投影像１９に輪郭１８を重畳する。ＸＺ平面及びＹＺ平面の投影像１９に対しては、ユーザが着目したい断面の位置をライン等によって表してもよい。

ユーザは、被検体１０を有効視野に収めたい場合、この位置指定用画像１７の投影像１９を基準にして、関心領域を設定し、又は被検体１０を載置台３に固定する。また、ユーザは、着目したい断面を有効視野に収めたい場合、この位置指定用画像１７の輪郭１８を基準にして、関心領域を設定し、又は被検体１０を載置台３に固定する。このように、ＣＴ撮影装置１は、撮像部２と、載置台３と、回転テーブル６と、再構成部１１と、位置指定用画像作成部１２を備え、位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータから被検体１０の投影像１９を生成するとともに、ボリュームデータからユーザの着目したい断面の内部構造の輪郭１８を抽出し、投影像１９と輪郭１８とを重畳した位置指定用画像１７を作成するようにした。

これにより、ユーザは、被検体１０の全体像と着目したい断面を同時に把握しながら、被検体１０の位置決めを行うことができ、被検体１０の有効視野からのはみ出しを抑制しつつ、着目したい断面と有効視野とを合わせることができる。

なお、ユーザが着目する断面は、厚みを持って指定されてもよい。例えば、ＸＺ平面若しくはＹＺ平面に投影された投影像１９内に、入力部１５を用いて、Ｚ軸方向に高さを有する矩形が描かれると、この矩形の高さ分の厚みを持った選択断面２２が設定される。位置指定用画像作成部１２は、この選択断面２２内に収まるＣＴ値の３次元分布を取得し、Ｚ軸方向から各ＣＴ値を加算して、ＸＹ平面に投影された投影像１９を作成する。そして、この投影像１９から輪郭抽出を行って輪郭１８を取得すればよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＣＴ撮影装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第２の実施形態のＣＴ撮影装置１は、着目したい断面の強調方法として、図８に示すように、ユーザの着目したい断面の断面像２３を生成し、この断面像２３を投影像１９に重畳した位置指定用画像１７を作成する。

図８に示すように、位置指定用画像作成部１２は、選択断面２２に並ぶ各ボクセルのＣＴ値を二次元状に並べる。そして、位置指定用画像作成部１２は、このＣＴ値の二次元分布により成る画像データから断面像２３を抽出する。例えば、位置指定用画像作成部１２は、被検体１０の断面周りの背景を表すＣＴ値を有する画素以外を抽出する。そして、位置指定用画像作成部１２は、投影像１９のうち、抽出した断面像２３が存在した座標範囲を断面像２３で書き換える。または、各画素に透明度（α値）が含まれる場合、位置指定用画像作成部１２は、被検体１０の断面周りの背景を表すＣＴ値を有する画素のα値をゼロに設定し、作成された画像データと投影像１９とを重ね合わせる。

図９は、このような位置指定用画像作成部１２の動作処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳ１１からステップＳ１６までは、第１の実施形態の動作処理で説明した図３のステップＳ０１からステップＳ０６までと同様であり、その説明は省略する。

ステップＳ１６で、ユーザが着目したい断面を選択すると、位置指定用画像作成部１２は、着目したい断面の断面像２３をボリュームデータから生成する（ステップＳ１７）。即ち、着目したい断面を含むＭＰＲ画像をボリュームデータから生成し、断面像２３を切り出したり、断面像２３以外の背景部分はα値をゼロにしたりする。位置指定用画像作成部１２は、この断面像２３と投影像１９とを重畳し、位置指定用画像１７を作成する（ステップＳ１８）。このように、ユーザが着目した断面を強調した全体像は、ユーザが着目した断面の断面像２３を投影像１９に重畳させることで得られる。

位置指定用画像作成部１２は、投影像１９に断面像２３を重畳した位置指定用画像１７を表示部１６に表示させる（ステップＳ１９）。図１０は、表示部１６が表示した位置指定用画像１７の模式図である。位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータをＸＹ平面、ＸＺ平面及びＹＺ平面に投影した３面の投影像１９を並べて表示させ、この３面の投影像１９のうち少なくとも１面の投影像１９に断面像２３を重畳させて表示させる。

第２の実施形態のＣＴ撮影装置１の位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータからユーザが着目したい断面の断面像２３を作成し、投影像１９に断面像２３を重畳した位置指定用画像１７を作成するようにした。これにより、第１の実施形態では、断面像２３を生成した上で更に断面像２３の輪郭１８を抽出する工程を経ていたが、係る工程を経る必要ないので処理工程数を削減するとともに、ユーザは、被検体１０の全体像と着目したい断面を同時に把握しながら、被検体１０の位置決めを行うことができ、被検体１０の有効視野からのはみ出しを抑制しつつ、着目したい断面と有効視野とを合わせることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るＣＴ撮影装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、第１及び第２の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。この第３の実施形態のＣＴ撮影装置１は、着目したい断面の強調方法として、図１１に示すように、ユーザの着目したい断面の重み付け値を大きくしてボリュームレンダリングを行い、位置指定用画像１７を作成する。

図１１に示すように、位置指定用画像作成部１２は、視点からＸＹ平面の方向に延びるレイと交差する各ボクセルのＣＴ値を加算し、レイと投影面とが交差する画素の値を加算値とする。このとき、ユーザの着目したい断面とレイとの交点については、重み付け値ＷによってＣＴ値を大きくして加算する。または、各ボクセルに透明度（α値）を設定する場合、ユーザの着目したい断面とレイとの交点については、透明度を他のボクセルよりも大きくし、即ち他のボクセルよりも不透明に近づけ、当該透明度を加算する。

図１２は、このような位置指定用画像作成部１２の動作処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２１からステップＳ２６までは、第１の実施形態の動作処理で説明した図３のステップＳ０１からステップＳ０６までと同様であり、その説明は省略する。

ステップＳ２６で、ユーザが着目したい断面を選択すると、位置指定用画像作成部１２は、ボリュームデータから、ユーザが着目したい断面の重み付け値Ｗを高くしてボリュームレンダリングを行い、投影像１９を生成する（ステップＳ２７）。これにより、ユーザが着目したい断面が色濃く反映された投影像１９である位置指定用画像１２が作成される（ステップＳ２８）。そして、位置指定用画像作成部１２は、図１３に示すように、位置指定用画像１７を表示部１６に表示させる（ステップＳ２９）。

本実施形態のＣＴ撮影装置の位置指定用画像作成部１２は、ユーザが着目したい断面の重みづけを変えた投影像１９である位置指定用画像１７を作成させるようにした。これにより、第１及び第２の実施形態では、ボリュームデータから断面像２３を生成していたが、本実施形態では、断面像２３を生成する工程が必要ないので、処理工程数を削減するとともに、ユーザは、被検体１０の全体像と着目したい断面を同時に把握しながら、被検体１０の位置決めを行うことができ、被検体１０の有効視野からのはみ出しを抑制しつつ、着目したい断面と有効視野とを合わせることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係るＣＴ撮影装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、第１から第３の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１４は、第４の実施形態の係る処理装置２０の内部構成を示すブロック図である。この処理装置２０は、第１の実施形態の構成に加えて、ＲＯＩ設定部１３を更に備える。

図１５は、ＲＯＩ２４を重畳させた位置指定用画像１７の模式図である。図１５に示すように、ＲＯＩ設定部１３は、ユーザが設定したＲＯＩ２４を位置指定用画像１７に重畳させて、表示部１６に表示させる。ＲＯＩ２４は、ユーザが撮影したい被検体１０の関心領域である。ＲＯＩ２４を設定した後、移動機構７によって被検体１０が移動し、再度の試し撮影が行われると、この再度の試し撮影に応じて新たに作成された位置指定用画像１７にもＲＯＩ２４を表示する。このＲＯＩ設定部１３は、ＲＯＩ２４を設定した時の位置指定用画像１７との位置及びサイズの関係を維持するように、ＲＯＩ２４の位置及びサイズも変更して、新たな位置指定用画像１７に重畳する。

このＲＯＩ設定部１３の動作手順について、図面を参照しつつ説明する。図１６は、ＲＯＩ設定部１３の動作手順を示すフローチャートである。ユーザは、被検体１０の関心領域であるＲＯＩ２４を設定すると（ステップＳ３１）、ＲＯＩ設定部１３は、ＲＯＩ２４が位置指定用画像１７に重畳するよう表示部１６に表示させる（ステップＳ３２）。尚、ユーザが設定するＲＯＩ２４は、長方形形状としたが、円形状、正方形状であってもよい。

ユーザは、このＲＯＩ２４と有効視野とを所望の関係に合わせるべく、入力部１５の操作により移動機構７に移動量を入力し、被検体１０、照射源４、検出器５を移動させる（ステップＳ３３）。ＲＯＩ設定部１３は、ユーザが設定したＲＯＩ２４の縦及び横の画素数、ＲＯＩ２４の座標のうち少なくとも１点を記憶しておく（ステップＳ３４）。ユーザが入力部１５によって再撮影を入力すると、移動した位置において被検体１０の再撮影が行われる（ステップＳ３５）。再撮影が行われると、再構成部１１は、再撮影により検出器５が出力した透過像から新たにボリュームデータを再構成し、位置指定用画像作成部１２は、新たに再構成されたボリュームデータから新たに位置指定用画像１７を作成する（ステップＳ３６）。

ＲＯＩ設定部１３は、被検体１０、照射源４及び検出器５の移動量に基づき、ＲＯＩ２４の位置及びサイズを計算する（ステップＳ３７）。典型的には、処理装置２０のメモリには、実空間における距離と画素数の関係について予め記憶されている。例えば、処理装置２０のメモリには、実空間の１センチメートルは１０画素に相当することを示す情報が記憶されている。この情報を用いて、ＲＯＩ設定部１３は、被検体１０がＸ軸方向に１センチメートル移動すると、ＲＯＩ２４は記憶した１点の座標位置からＸ軸方向に１０画素分移動させる。また、例えば、撮影倍率を２倍にした場合、ＲＯＩ２４の位置を変えずに、ＲＯＩ２４の縦及び横の画素数が２倍とする。ＲＯＩ設定部１３は、計算後の位置及びサイズのＲＯＩ２４を新たに作成された位置指定用画像１７に重畳させる（ステップＳ３８）。

ユーザが新たに移動機構７の移動量を入力し、被検体１０の撮影を行った場合には（ステップＳ３９のＹＥＳ）、ステップ３４に戻り、ステップＳ３４以下の工程を繰り返す。一方、ユーザが新たに移動機構７の移動量を入力せず、被検体１０の撮影を行わなかった場合には（ステップＳ３９のＮＯ）、処理装置２０の動作は終了する。

このように、本実施形態の処理装置２０は、ＲＯＩ設定部１３を更に備え、ＲＯＩ設定部１３は、入力部１５によって設定されたＲＯＩ２４と位置指定用画像１７との位置及びサイズの関係を維持するように、移動機構７の操作に応じてＲＯＩ２４の位置及びサイズを変更して新たな位置指定用画像１７に重畳させ、表示部１６に表示させるようにした。これにより、ユーザが手動でＲＯＩ２４を有効視野に合わせる場合でも、撮影する度に移動先におけるＲＯＩ２４の位置及びサイズを把握することができるので、効率よく、かつ、簡便にＲＯＩ２４を所望の位置に合わせることができる。

（変形例）
次に、第４の実施形態の変形例について説明する。ＣＴ撮影装置１は、２度目の試し撮影は、ＣＴスキャンは行わず、一方向からＸ線ビーム２１を照射し続け、透過像を連続撮影するようにしてもよい。即ち、回転テーブル６は被検体１０を回転させずに停止させておく。位置指定用画像作成部１２は、再度の試し撮影に対しては、検出器５が出力した透過像の動画を表示部１６に表示させる。ＲＯＩ設定部１３は、この透過像の動画に第１回目の試し撮影の際に設定されたＲＯＩ２４を透過像上での位置・サイズに変換し、重畳する。試し撮影中、被検体１０、照射源４及び検出器５が移動すると、位置指定用画像作成部１２は、この移動量に従ってＲＯＩ２４の位置及びサイズを計算し、計算した位置及びサイズでＲＯＩ２４を透過像に重畳させる。

このように、２度目の試し撮影ＲＯＩ設定部１３は、被検体１０、照射源４及び検出器５の移動量に応じて、ＲＯＩ２４の位置及びサイズを変えながら、透過像の動画に重畳して表示されるようにした。これにより、ユーザは、被検体を移動させた都度、被検体１０の撮影を行うことなく、有効視野を把握しながら移動機構７を操作することができるので、効率よく、かつ、簡便にＲＯＩ２４を所望の位置に合わせることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態に係るＣＴ撮影装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、第１から第４の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。図１７は、第５の実施形態に係る処理装置２０の内部構成を示すブロック図である。この処理装置２０は、第４の実施形態の構成に加えて、移動量計算部１４を更に備える。

移動量計算部１４は、ユーザが設定したＲＯＩ２４が、有効視野に合うよう移動機構７の移動量を計算し、計算した移動量を移動機構７に出力する。即ち、移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４の中心を有効視野の中心に一致させるための被検体１０の移動量を計算する。そして、移動機構７は、移動量計算部１４が計算した移動量に従って、照射源４、検出器５及び載置台３を移動させる。さらに、ＲＯＩ２４と有効視野との大きさを合致させる撮影倍率を算出し、照射源４及び検出器５の移動量を計算する。

図１８は、移動量計算部１４の処理手順の一例を示すフローチャートである。この例では、位置指定用画像１７と有効視野の大きさが同一である。まず、ユーザがＲＯＩ２４を設定すると（ステップＳ４１）、移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４及び位置指定用画像１７の縦横の画素数及び中心座標を算出する(ステップＳ４２)。

次に、移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４の中心座標が位置指定用画像１７の中心座標と一致するよう、被検体１０の移動量を計算する（ステップＳ４３）。即ち、ＲＯＩ２４の中心と位置指定用画像１７の中心とが合致一致するために、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へそれぞれ何画素分移動させるか算出する。算出した各方向の画素分を、予め処理装置２０のメモリが記憶している実空間の距離と画素数の関係に基づいて、被検体１０の移動量を計算する。

また、移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４のサイズと位置指定用画像１７のサイズとを合わせるための照射源４及び検出器５の移動量を計算する（ステップＳ４４）。即ち、移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４の中心と位置指定用画像１７の中心とが一致した状態から、ＲＯＩ２４の縦横の画素数が位置指定用画像１７の縦横の画素数とを一致させるための比率、換言すれば、撮影倍率を（＝ＦＤＤ/ＦＣＤ）算出する。撮影倍率が算出できれば、ＦＤＤ値及びＦＣＤ値を算出できる。そして、算出したＦＤＤ値及びＦＣＤ値に基づいて、照射源４及び検出器５の移動量を算出する。

最後に、移動量計算部１４は、算出した被検体１０、照射源４及び検出器５の移動量を移動機構７に送信し（ステップＳ４５）、移動機構７は、受信した移動量に基づき、被検体１０、照射源４及び検出器５を移動させる（ステップＳ４６）。

以上のように、第５の実施形態では、移動量計算部１４を更に備え、移動機構７は、移動量計算部１４により計算された移動量に基づいて、被検体１０、照射源４及び検出器５を移動させるようにした。これにより、ユーザは、ＲＯＩ２４を設定することのみで、ＲＯＩ２４を簡便かつ正確に有効視野の範囲に一致させることができる。

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、位置指定用画像作成部１２は、画像を画像処理して異物及びボイドを抽出し、また抽出した異物及びボイドを計測し、抽出及び計測結果を位置指定用画像１７と共に表示させてもよい。抽出された異物及びボイドは位置指定用画像１７上で強調表示し、計測結果はアノテーション情報として位置指定用画像１７上に表示させてもよい。強調表示としては、抽出された異物及びボイドの画像の重畳、異物及びボイドの画像の輪郭強調等が挙げられる。アノテーション情報は、異物及びボイドの長さ、面積、体積又はこれらの複数の文字情報である。

典型的には、位置指定用画像作成部１２は、異物及びボイドの無い被検体１０の投影像１９を参照画像として予め記憶しておく。そして、位置指定用画像作成部１２は、撮像部２で撮像されて再構成された投影像１９と参照画像とを差分することで異物及びボイドを抽出する。また、位置指定用画像作成部１２は、抽出された異物及びボイドが及ぶ画素数をカウントし、予め記憶している実空間上の長さと画素数の関係とから、異物及びボイドの実空間上の長さを測定する。

また、このＣＴ撮影装置１では、位置指定用画像１７として、Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向からの直交する３方向からの投影像１９を並べて表示した。これに限らず、任意の１方向、２方向、又は４方向から投影して得た投影像１９を位置指定用画像１７として並べて表示してもよい。尚、複数の投影像１９は互いに直交する関係である必要はない。

また、このＣＴ撮影装置１では、位置指定用画像１７として、Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向からの直交する３方向からの投影像１９を並べて表示した。これに限らず、任意の１方向は投影像１９、それ以外の方向については断面像２３を用いてもよい。尚、投影像１９、及び、断面像２３は、互いに直交する関係である必要はない。

また、位置指定用画像１７は、ユーザが着目したい断面が強調された投影像１９であればよく、例えば、着目したい断面の色を変えた投影像１９のように、着目したい断面と他の部分を区別できるのであれば、種々の方法を用いることができる。

移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４をＺ軸方向に分割し、分割した各ＲＯＩ２４の中心が回転軸９と光軸８の交点と一致させるための移動量を計算してもよい。この場合には、分割したＲＯＩ２４毎に、移動量を算出し、被検体１０を移動させ撮影し、次の分割されたＲＯＩの移動量を算出すると、これを順次分割したＲＯＩ２４の分だけ繰り返す。これにより、被検体１０の高さが高い場合でも、高倍率で撮影することができる。

また、移動量計算部１４は、ＲＯＩ２４を位置指定用画像１７、即ち、有効視野内いっぱいに拡大するようにしたが、これに限るものでではなく、ユーザが設定した位置及び大きさにＲＯＩ２４を移動させるため、被検体１０、照射源４及び検出器５の移動量を計算してもよい。

１ ＣＴ撮影装置
２ 撮像部
３ 載置台
４ 照射源
５ 検出器
６ 回転テーブル
７ 移動機構
７ａ ＸＹ機構
７ｂ 昇降機構
７ｃ シフト機構
７ｄ スリップリング
８ 光軸
９ 回転軸
１０ 被検体
１１ 再構成部
１２ 位置指定用画像作成部
１３ ＲＯＩ設定部
１４ 移動量計算部
１５ 入力部
１６ 表示部
１７ 位置指定用画像
１８ 輪郭
１９ 投影像
２０ 処理装置
２１ Ｘ線ビーム
２２ 選択断面
２３ 断面像
２４ ＲＯＩ

Claims (8)

1. 被検体を載置する載置台と、
   前記被検体を透過するビームを前記被検体に照射して、前記被検体の透過像を出力する撮像部と、
   前記ビームの照射中、前記撮像部と前記載置台とを相対的に回転させる回転テーブルと、
   前記回転テーブルの回転により得られた各方向の前記透過像からボリュームデータを再構成する再構成部と、
   前記ボリュームデータに基づいて位置指定用画像を作成する位置指定用画像作成部と、
   前記位置指定用画像を表示する表示部と、
   前記位置指定用画像にユーザが設定したＲＯＩを重畳させて前記表示部に表示させるＲＯＩ設定部と、
   ユーザによる入力を受け付ける入力部と、
   を備え、
   前記入力部は、被検体の断面の入力を受け付け、
   前記位置指定用画像作成部は、前記ボリュームデータと前記入力部で入力された前記断面に基づき、前記被検体の投影像に対して前記断面を強調した前記位置指定用画像を作成し、
   前記入力部は、更に、前記位置指定用画像にＲＯＩの設定を受け付けること、
   を特徴とするＣＴ撮影装置。
2. 前記位置指定用画像作成部は、
   前記ボリュームデータから前記被検体の投影像を生成するとともに、前記ボリュームデータから前記断面の内部構造の輪郭を抽出し、当該投影像と前記輪郭とを重畳した前記位置指定用画像を作成すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＣＴ撮影装置。
3. 前記位置指定用画像作成部は、
   前記ボリュームデータから前記被検体の投影像を生成するとともに、前記ボリュームデータから前記断面の断面像を生成し、当該投影像と当該断面像を重畳した前記位置指定用画像を作成すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＣＴ撮影装置。
4. 前記位置指定用画像作成部は、前記ユーザが着目したい断面の重みづけを変えて、前記位置指定用画像である投影像を作成すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＣＴ撮影装置。
5. 前記撮像部と前記被検体との位置関係を相対的に変更させる移動機構を備え、
   前記入力部は、前記ＲＯＩの設定を受け付けるとともに、前記移動機構の操作と再撮影の操作を受け付け、
   前記撮像部は、前記再撮影の操作に応じて、前記移動機構により相対的に移動した前記被検体に前記ビームを照射して前記透過像を出力し、
   前記再構成部は、前記再撮影の度に新たなボリュームデータを再構成し、
   前記位置指定用画像作成部は、前記再撮影の操作の度に新たな前記位置指定用画像を作成し、
   前記ＲＯＩ設定部は、前記ＲＯＩと前記位置指定用画像との位置及びサイズの関係を維持するように、前記移動機構の操作に応じて前記ＲＯＩの位置及びサイズを変更して前記新たな位置指定用画像に重畳させ、前記表示部に表示させること、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＣＴ撮影装置。
6. 前記撮像部と前記被検体との位置関係を相対的に変更させる移動機構と、
   前記ＲＯＩと前記撮像部の有効視野に基づき、前記撮像部と前記被検体との間の移動量を計算する移動量計算部と、
   を備え、
   前記移動機構は、前記移動量計算部により計算された前記移動量に基づいて前記撮像部と前記被検体との位置関係を相対的に変更させること、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＣＴ撮影装置。
7. 前記撮像部と前記被検体との位置関係を相対的に変更させる移動機構を備え、
   前記入力部は、前記ＲＯＩの設定を受け付けるとともに、前記移動機構の操作と再撮影の操作を受け付け、
   前記撮像部は、前記再撮影の操作の度に、又は前記再撮影の操作の後に連続的に、前記移動機構により移動した前記被検体に前記ビームを照射して前記透過像を出力し、
   前記ＲＯＩ設定部は、前記入力部によって設定された前記ＲＯＩの位置及びサイズを維持するように、前記移動機構の操作に応じて前記ＲＯＩの位置及びサイズを変更して前記透過像に重畳させ、前記表示部に表示させること、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＣＴ撮影装置。
8. 前記撮像部は、
   前記ビームを前記被検体に照射する照射源と、
   前記被検体を透過した前記ビームを検出し、前記透過像を出力する検出器と、
   を有し、
   前記移動機構は、前記被検体と前記照射源、及び前記被検体と前記検出器との相対的な位置関係を変更させること、
   を特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のＣＴ撮影装置。

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