JPH09327453A - X線撮影装置 - Google Patents

X線撮影装置

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JPH09327453A
JPH09327453A JP15096596A JP15096596A JPH09327453A JP H09327453 A JPH09327453 A JP H09327453A JP 15096596 A JP15096596 A JP 15096596A JP 15096596 A JP15096596 A JP 15096596A JP H09327453 A JPH09327453 A JP H09327453A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 X線照射手段と、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線撮像制御手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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(Computed Tomography)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(Digital Angiography)あるいは回転DSA
(Digital Subtraction Angiography)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
「Practical Cone-Beam Algorithm; L.A.Feldkamp, et
al.; J.Optical Society of America, A/Vol. 1(6), (1
984), 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(Practical Cone-Beam Algorithm; L.
A.Feldkamp, et al. ; J.Optical Society of America,
A/Vol. 1(6), (1984), pp.612-619)や、グランギート
の方法(Mathematical framework of cone-beam 3D rec
onstruction via the first derivative of the radon
transform; P.Grangeat; Mathematical Methods in Tom
ography, A.K.Lous, F.Natterer, Eds., Lecture Notes
in mathematics, 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(1
1)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、1.2
5度毎に毎秒60枚の画像を計測し、4.8秒間に28
8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G
s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、t
2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1
1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72
0mm、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380
mm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2
α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/d
t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+4θ
a)/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1
1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2
0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1
1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−Δ
Φ(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9
5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1
07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1
0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10
1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1
01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260
mm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、1.2
5度毎に毎秒60枚の画像を計測し、4.8秒間に28
8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1
9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1
1(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10
2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
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10
2の質量が等しくMdであることから、X線検出器10
1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、t
2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2
0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10
1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1
01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5m
m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5
mm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+7
20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10
1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5m
m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1
01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1
01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、91,9
5…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、10
8…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 (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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ことを
    特徴とするX線撮影装置。
  2. 【請求項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ことを特徴とするX線撮影装置。
  3. 【請求項3】 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
    段であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の
    X線撮影装置。
  4. 【請求項4】 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ことを特徴とする請求項
    1あるいは2に記載のX線撮影装置。
  5. 【請求項5】 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線撮像を行うことを特徴と
    する請求項1ないし4のいずれか1項に記載のX線撮影
    装置。
  6. 【請求項6】 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こと
    を特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の
    X線撮影装置。
  7. 【請求項7】 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
    りに回転させることを特徴とする請求項1ないし6のい
    ずれか1項に記載のX線撮影装置。
  8. 【請求項8】 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線撮像手段であることを特徴とする請
    求項1ないし7のいずれか1項に記載のX線撮影装置。
  9. 【請求項9】 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
    ることを特徴とする請求項8に記載のX線撮影装置。
  10. 【請求項10】 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
    ることを特徴とする請求項5ないし9のいずれか1項に
    記載のX線撮影装置。
  11. 【請求項11】 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
    ることを特徴とする請求項10に記載のX線撮影装置。
  12. 【請求項12】 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ことを
    特徴とする請求項10あるいは11に記載のX線撮影装
    置。
  13. 【請求項13】 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
    手段を具備することを特徴とする請求項12に記載のX
    線撮影装置。
  14. 【請求項14】 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
    をシフトさせることを特徴とする請求項13に記載のX
    線撮影装置。
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