円錐軌道断層撮影装置
【課題】 エアーデータの収集作業に煩わされること無く被検体の断層撮影を行うことにある。
【解決手段】 予め、所定の管電圧と管電流とラミノ角において、被検体４をＸ線検出器２の視野から外して透過データが飽和しないようにエアーデータを収集した後、被検体４をＸ線検出器２の視野内で撮影位置設定するとともに断層撮影条件を設定し、回転機構８によりＸ線と被検体４とが相対的な回転を行いつつ、複数の回転位置で検出した透過データを取得し、先に収集したラミノ角ごとのエアーデータから、断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求め、得られた推定エアーデータを用いてエアー補正を施して再構成処理し、被検体４の３次元画像を得る円錐軌道断層撮影装置である。
【解決手段】 予め、所定の管電圧と管電流とラミノ角において、被検体４をＸ線検出器２の視野から外して透過データが飽和しないようにエアーデータを収集した後、被検体４をＸ線検出器２の視野内で撮影位置設定するとともに断層撮影条件を設定し、回転機構８によりＸ線と被検体４とが相対的な回転を行いつつ、複数の回転位置で検出した透過データを取得し、先に収集したラミノ角ごとのエアーデータから、断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求め、得られた推定エアーデータを用いてエアー補正を施して再構成処理し、被検体４の３次元画像を得る円錐軌道断層撮影装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対するＸ線の照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道タイプの断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐軌道タイプの断層撮影装置は、円形トモシンセシス（Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）装置、あるいは円形ラミノグラフ（Ｌａｍｉｎｏｇｒａｐｈ）、あるいは傾斜型ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置とも呼ばれている。
【０００３】
円錐軌道タイプの断層撮影装置は、Ｘ線源から発生するＸ線（放射線）を被検体に向けて照射するが、このとき被検体を、Ｘ線の光軸に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸でＸ線に対して相対的に回転させ、１回転中の所定回転位置ごとに被検体から透過してくるＸ線を２次元検出チャンネルを有するＸ線検出器で検出し、この検出器出力から被検体の断層像ないし３次元データを得るものである。
【０００４】
この断層像ないし３次元データを得るための再構成の方法は、フィルタ処理および逆投影処理で行う方法や逐次近似法（ＡＲＴ：Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ法）などが使用されている（特許文献１）。
【０００５】
この円錐軌道タイプの断層撮影装置は、Ｘ線検出器に各検出チャンネルごとの感度の違いがあるとアーチファクトなどが発生し断層像が劣化するため、Ｘ線検出器の出力である透過データに対して感度補正を行った後、断層像を再構成する必要がある。
【０００６】
特許文献１の技術では、予め被検体の無い状態で収集した各検出チャンネルごとのエアーデータを記憶しておき、後に断層撮影を実施して被検体の透過データを収集したとき、エアーデータを用いて各検出チャンネルごとに感度補正を行っている。
【０００７】
また、エアーデータは断層撮影のＸ線条件と同じＸ線条件（管電圧、管電流）、同じ幾何条件（ラミノ角）で収集したデータを用いている。
【特許文献１】特開２００４−１０８９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した円錐軌道の断層撮影装置では、予め記憶したエアーデータと同じＸ線条件・幾何条件を用いて、被検体の断層撮影を行う。そして、この断層撮影で得られた被検体の透過データに対し、エアーデータを用いて感度補正を行うことになる。
【０００９】
その結果、断層撮影するとき被検体の透過像を確認しつつ被検体に合わせてＸ線条件・幾何条件を変更するたびに、被検体をＸ線検出器の視野から外しエアーデータを収集しなおす必要がある。
【００１０】
このため、被検体の撮影位置を変えてその位置に最適のＸ線条件・幾何条件を設定する度に被検体をＸ線検出器の視野から外したり入れたりを繰り返すことになり、検査作業が煩わしいといった問題がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エアーデータを収集する作業に煩わされることなく被検体の断層撮影を行える円錐軌道断層撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の円錐軌道断層撮影装置は、テーブル上に載置された被検体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源の管電圧と管電流を制御して設定するＸ線制御手段と、被検体を透過したＸ線を２次元検出チャンネルで検出して透過データとして出力するＸ線検出手段と、Ｘ線検出手段により検出されるＸ線の中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対し、Ｘ線と被検体とを相対的に回転させる回転手段と、被検体とＸ線とを相対移動させて撮影位置設定する移動手段と、Ｘ線の中心線あるいは回転軸を傾斜させることでラミノ角を変更して設定するラミノ角変更手段と、予め所定の管電圧と管電流で設定した複数のラミノ角において、被検体をＸ線検出手段の視野から外してＸ線検出手段で検出した透過データを飽和しないことを条件に収集し、ラミノ角ごとにエアーデータとして記憶するエアーデータ収集手段と、操作者の入力指示に従って、被検体をＸ線検出手段の視野内で撮影位置設定するとともに、管電圧と管電流の設定およびラミノ角の設定を含む断層撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で、回転手段によりＸ線と被検体とが相対的な回転を行いつつ、複数の回転位置でＸ線検出手段で検出した透過データを得る撮影制御手段と、エアーデータ収集手段により記憶されたラミノ角ごとのエアーデータから、撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求めるエアーデータ推定手段と、撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で得られた透過データに対し、エアーデータ推定手段で得られた推定エアーデータを用いてエアー補正を施して再構成処理し、被検体の３次元画像を得る再構成手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円錐軌道断層撮影装置によれば、エアーデータの収集作業に煩わされることなく断層撮影を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１は本発明に係る円錐軌道断層撮影装置における第一の実施形態を説明する概念構成図（正面図）である。
【００１６】
（第一の実施形態の構成）
図１において、１はＸ線源であるＸ線管、２はＸ線検出手段であるＸ線検出器である。Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆから発生したＸ線であるＸ線ビーム３は図示斜め下方の被検体４に向けて照射され、その一部となるＸ線ビーム５が被検体４を透過し、Ｘ線検出器２で検出される。
【００１７】
Ｘ線管１は、例えば透過型マイクロフォーカスＸ線管が用いられ、１μｍ程度の小さなＸ線焦点Ｆを持つものである。
【００１８】
Ｘ線検出器２は、被検体４から透過してくるＸ線ビーム５を２次元検出チャンネル（２次元分解能）で構成される検出面２ａで検出するものであって、例えばＸ線Ｉ．Ｉ．（Ｘ線イメージ インテンシファイア）とテレビカメラとを組み合わせたもの、ＦＰＤ（フラットパネル型検出器）等が用いられる。
【００１９】
被検体４は、試料テーブル６に載置され、試料テーブル６の下部には移動設置台の役割を有するＸＹ機構７、回転機構８およびｘｚ機構９が設けられている。これら機構７〜９は、外部からの指令に基づき所定の方向に移動しつつ、Ｘ線ビーム５に対して所定の位置に位置設定する構成となっている。
【００２０】
なお、ＸＹ機構７、回転機構８およびｘｚ機構９は、図１の積み重ね順序に限定されるものでなく、任意の順序で積み重ね可能である。回転機構８は請求項に記載される回転手段に相当し、ＸＹ機構７とｘｚ機構９の少なくとも１つが移動手段に相当する。
【００２１】
被検体４は、試料テーブル６とともにＸＹ機構７によりテーブル面６ａに沿って２方向Ｘ，Ｙに平行移動され位置設定される。また、被検体４は、試料テーブル６とともに回転機構８によりテーブル面６ａに直交する回転軸ＲＡに対し回転される。さらに、被検体４は、ｘｚ機構９により、回転軸ＲＡとともにテーブル面６ａと直交する平面（検出器傾動面１０＝紙面）に沿って２方向ｘ，ｚに平行移動されつつ所要位置に設定される。
【００２２】
なお、Ｘ線ビーム５は、被検体４と試料テーブル６のみ交差し、他のＸ線吸収の強い機構構成要素とは交差しないように工夫されている。例えば、回転機構８は大口径の中空軸とＸ線ビーム５から外れた部分での軸受けとを有し、Ｘ線ビーム５はその中空軸の中を通過する。ＸＹ機構７およびｘｚ機構９についても、同様にＸ線吸収の強い機構構成要素とは交差しないように工夫されている。試料テーブル６はＸ線透過のよい材料で作られている。
【００２３】
Ｘ線検出器２は、ラミノ角変更手段である検出器移動機構１１により、検出器傾動面１０（＝紙面）に沿ったｘｄ方向およびｙｄ方向に移動され、かつ首振りされ、常に検出面２ａがＸ線焦点Ｆを向くように位置設定される。
【００２４】
検出器移動機構１１は、Ｘ線ビーム３内でＸ線検出器２をｘｄ方向およびｙｄ方向に移動させることにより、９０度より小さな範囲（０度ないし約７０度）でラミノ角αを変えることができ、また、焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤを変えることができる。ラミノ角αは回転軸ＲＡとＸ線光軸Ｌの方向とが成す角度である。
【００２５】
その結果、回転軸ＲＡは、Ｘ線焦点ＦとＸ線検出器２の検出面２ａの中心Ｄとを結ぶＸ線光軸Ｌの方向に対し、９０度より小さなラミノ角αで傾斜されている。そして、回転軸ＲＡは、Ｘ線光軸Ｌと一点（Ｃ点）で最接近する（概略として交わる）ように設定される。
【００２６】
ＸＹ機構７は、回転軸ＲＡ上のＣ点を中心とする撮影領域に被検体４の所望の検査領域が位置するように、回転軸ＲＡと直交する２方向であるＸ，Ｙ方向に試料テーブル６を移動させるために使用される。
【００２７】
回転機構８は、断層撮影時、被検体４をテーブル面６ａに沿って回転させるために使用される。
【００２８】
ｘｚ機構９は、検査倍率（拡大率）の設定と、ラミノ角（傾斜角）αが変化したときに検査領域がＣ点を中心とする撮影領域からずれないようにする、いわゆる視野ずれ補正に使用される。
【００２９】
各機構７，８，９，１１は機構制御部１３から電力の供給を受け、かつ、制御指令のもとに位置決め制御される。すなわち、機構制御部１３は、必要とする機構７（または８，９，１１）に制御指令を送出し、当該機構７に取り付けられているエンコーダ（図示せず）から制御結果の位置データを受け取り、所望とする位置に設定するように制御する。
【００３０】
また、Ｘ線管１にはＸ線制御部１４が接続されている。Ｘ線制御部１４は、所望のＸ線条件となる管電圧、管電流となるようにＸ線管１を制御する。
【００３１】
１５はコンピュータを備えたデータ処理部である。このデータ処理部１５は、外部的には表示部１６、キーボード，マウス等の入力部１７が設けられ、また、Ｘ線検出器２、機構制御部１３、Ｘ線制御部１４と接続され、Ｘ線検出器２の検出出力の取り込み、各種制御指令の発信その他後記する各種の処理を実行する。
【００３２】
また、データ処理部１５は、ソフトウエア的な機能構成としては、エアーデータ収集部１５ａ、撮影条件設定部１５ｂ、撮影制御部１５ｃ、エアーデータ推定部１５ｄおよび再構成部１５ｅが設けられている。
【００３３】
エアーデータ収集部１５ａは、断層撮影に先立ち感度補正に用いるエアーデータを収集するシーケンスプログラムを実行する機能を有する。撮影条件設定部１５ｂは、断層撮影条件（Ｘ線条件と幾何条件等）を設定する際に用いられる。撮影制御部１５ｃは、断層撮影を行うとき、一連のシーケンスプログラムを実行する機能を有する。エアーデータ推定部１５ｄは、予め記憶したエアーデータから設定した断層撮影条件に適合するエアーデータを推定する機能を有する。再構成部１５ｅは、断層撮影の際に得られた透過データ（透過像）に対し、エアーデータ推定部１５ｄで推定したエアーデータを用いて感度補正を行った後、被検体４の断層像を作成する機能を持っている。
【００３４】
ここで、断層撮影とは、設定されたラミノ角αで、１回転中に一定角度回転毎の回転位置ごとにＸ線検出器２で透過データ（透過像）を検出する撮影である。
【００３５】
その他、図１に図示されていないが、Ｘ線管１，ｘｚ機構９、検出器移動機構１１等を支持する構成要素、Ｘ線を遮蔽するための筐体などが設けられている。
【００３６】
（第一の実施形態の作用）
次に、以上のように構成された円錐軌道断層撮影装置の作用について、図２、図３を参照して説明する。
【００３７】
まず、断層撮影に先立ちエアーデータ収集を行うが、図２は第一の実施形態におけるエアーデータ収集時の一連の処理フロー図である。
【００３８】
操作者は、被検体４が試料テーブル６に載置されていない状態で、エアーデータ収集の指令を入力部１７に入力する。エアーデータ収集の指令が入力されると、エアーデータ収集部１５ａは、ステップＳ１乃至ステップＳ９を行いエアーデータの収集・記憶を行う。
【００３９】
まず、ステップＳ１で、Ｘ線検出器２のオフセットデータを各検出チャンネルごとに収集し記憶する。
【００４０】
ステップＳ２で、予め定めた基準の管電圧ＶＡ、管電流ｉＡ０でＸ線放射を開始する。
【００４１】
ステップＳ３で、検出器移動機構１１によりＸ線検出器２を移動させ、予め定めた複数の所定のラミノ角αの最初の１つとなるようにＸ線検出器２の位置を設定する。また、Ｘ線焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤはラミノ角αごとに予め定めた基準の距離ＦＤＤＡとする。
【００４２】
ステップＳ４で、被検体４がＸ線検出器２の視野に無い状態にて放射されたＸ線ビーム３に基づき、Ｘ線検出器２の各検出チャンネルからエアーデータを収集する。このエアーデータは、均質な板状の試料テーブル６を透過した透過像である。また、エアーデータは、通常、ノイズの影響を除くために透過像を複数のフレーム分取り込み、これら複数のフレームの透過像を平均し、各検出チャンネルのエアーデータとして収集する。
【００４３】
ステップＳ５で、「エアーデータは許容範囲外か？」を判定する。具体的には、
１）エアーデータは飽和状態、
２）エアーデータが小さすぎでかつ管電流が上限でない、
のいずれかが成立したとき許容範囲外（Ｙｅｓ）とし、他の場合許容範囲内（Ｎｏ）と判定する。さらに、具体的には、各検出チャンネル間におけるエアーデータの最大値が飽和レベルに達しているとき、飽和状態と判定する。また、各検出チャンネル間におけるエアーデータの平均値が所定値以下のとき小さすぎと判定する。
【００４４】
エアーデータが許容範囲外の場合、ステップＳ６に進み、管電流を変化させる。変化は、「１）エアーデータは飽和状態」の場合は、所定値だけ下げ、「２）エアーデータが小さすぎでかつ管電流が上限でない」の場合は、所定値だけ上げるようにする。管電流を変化させた後ステップＳ４に戻り、エアーデータを収集し直し、ステップＳ５で判定する。この場合、ステップＳ６、ステップＳ４、ステップＳ５を繰り返すことにより、いつかはエアーデータが許容範囲外でなくなる。
【００４５】
ステップＳ５でエアーデータが許容範囲外でない場合、ステップＳ７に進み、ステップＳ７では、当該エアーデータに対しステップＳ１で記憶したオフセットデータを各検出チャンネルごとに減算するオフセット補正を施した後、ラミノ角に対応付けてデータ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶してステップＳ８に進む。なお、当該エアーデータを収集した時の管電流ｉＡも当該エアーデータに対応付けて記憶される。
【００４６】
当該ラミノ角での飽和せずかつ小さすぎないエアーデータを収集した後、ステップＳ８で予め定めた複数の所定のラミノ角αの全てについて、エアーデータの収集が終了したかを判定する。終了していない場合、ステップＳ３に戻って次のラミノ角αに設定して、ステップＳ４乃至ステップＳ７を繰り返し、当該ラミノ角でエアーデータを収集する。
【００４７】
ステップＳ８で、予め定めた複数の所定のラミノ角αの全てについてエアーデータの収集が終了したと判断すると、ラミノ角ごとのエアーデータが記憶された状態となり、ステップＳ９に進んでＸ線の放射を停止し、エアーデータ収集を終了する。
【００４８】
なお、エアーデータ収集は頻繁に行う必要はなく、例えば、１週間に一度程度でよい。
【００４９】
次に、ラミノ角ごとのエアーデータが記憶された状態で断層撮影を行う。図３は第一の実施形態における断層撮影時の一連の処理フロー図である。
【００５０】
まず、ステップＳ１１において、断層撮影に先立ち、断層撮影条件の設定を行う。被検体４を試料テーブル６に載置し、Ｘ線を照射し、Ｘ線検出器２の視野内に被検体４を入れた状態で透過像が飽和せずまた暗すぎない断層撮影条件を見つけ出し、断層撮影条件の設定を行う。ここで、断層撮影条件は、Ｘ線管１の管電圧Ｖ、管電流ｉ等の断層撮影Ｘ線条件と、ラミノ角α、被検体４中の撮影位置（拡大率を含む）、Ｘ線焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤ等の断層撮影幾何条件および回転速度、透過像撮影枚数その他の条件等がある。
【００５１】
ステップＳ１１では、被検体４を試料テーブル６に載置した後、操作者が入力部１７から起動指示を入力し、撮影条件設定部１５ｂを起動する。
【００５２】
撮影条件設定部１５ｂは、操作者が入力部１７から入力するＸ線条件指定入力と幾何条件指定入力を受け付けると、Ｘ線条件指定入力に基づき、Ｘ線制御部１４に制御指令を送出し、Ｘ線条件を設定する。また、撮影条件設定部１５ｂは、幾何条件指定入力に基づき、機構制御部１３に制御指令を送出し、幾何条件を設定する。
【００５３】
以上のようにして両条件を設定した後、Ｘ線管１からＸ線ビーム３を発生し、被検体４に向けて照射開始する。このとき、Ｘ線検出器２で検出した被検体４の透過像を取り込んで表示部１６に表示する。操作者は、表示部１６の透過像を目視しながら撮影条件を変更し、最終的な断層撮影条件を設定する。この設定した撮影条件はデータ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶される。
【００５４】
具体的には、ステップＳ１１では、機構制御部１３の制御指令に基づいて検出器移動機構１１が移動してラミノ角αを所定の角度に設定するとともに、Ｘ線焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤを所定の距離に設定する。同様に、機構制御部１３からの制御指令に基づき、ＸＹ機構７が移動して被検体４中の撮影位置を回転軸ＲＡ上に移動設定する。さらに、機構制御部１３からの制御指令に基づき、ｘｚ機構９が移動して拡大率を設定するとともに、Ｃ点に撮影位置中央を合わせる視野合わせを行う。また、Ｘ線制御部１４の制御指令に基づいて透過像が暗すぎや飽和する部分が無いように管電圧と管電流とを設定する。
【００５５】
次に、設定された断層撮影条件の下に、操作者は入力部１７から断層撮影開始指令を入力すると、撮影制御部１５ｃは、以下のステップＳ１２とステップＳ１３を行い、断層撮影を行う。
【００５６】
ステップＳ１２では、Ｘ線管１からのＸ線の放射を停止し、Ｘ線検出器２の各検出チャンネルごとのオフセットデータを収集し、データ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶する。
【００５７】
さらに、ステップＳ１３で、断層撮影を実施する。この断層撮影は、撮影制御部１５ｃから機構制御部１３を介して回転機構８を回転駆動させることにより、被検体４を回転軸ＲＡに対し回転させる。通常、Ｘ線管１からＸ線ビーム３を放射させた状態において、１回転にわたって一定角度ごとに被検体４を通ってくるＸ線ビーム５をＸ線検出器２で検出した透過データ（透過像）を取り込み、データ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶する。
【００５８】
なお、ハーフスキャンやオーバースキャン、ヘリカルスキャンなどの場合は１回転ではない。
【００５９】
次に、ステップＳ１４で、エアーデータ推定部１５ｄは、エアーデータの推定を行う。すなわち、エアーデータ推定部１５ｄは、前述したエアーデータ収集によって、エアーデータ収集部１５ａにより記憶されたラミノ角ごとのエアーデータから、補間計算で撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求める。補間計算として、一次補間を用いる場合、補間は、式、
ＩＡ（α）＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１）＋（α−α１）・ＩＡ（α２）｝／（α２−α１） ……（１）
で表される。ここで、αは設定された断層撮影のラミノ角で、α１，α２はαに近い順に２つ選んだエアーデータのラミノ角である。ＩＡ（α１），ＩＡ（α２）はそれぞれα１，α２でのエアーデータで、ＩＡ（α）はラミノ角αでの推定エアーデータ（補正前）である。
【００６０】
この推定エアーデータＩＡ（α）に対し、さらに、断層撮影時とエアーデータ収集時の管電圧Ｖ、管電流ｉ、ＦＤＤの食い違いの補正を加える。補正の式は、例えば、
ＩＡ＝ＩＡ（α）・（Ｖ／ＶＡ）γ・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２ ……（２）
を用いる。ここで、ＶＡ，ｉＡ，ＦＤＤＡはエアーデータ収集時の管電圧Ｖ、管電流ｉ、ＦＤＤである。ｉＡとＦＤＤＡはそれぞれα１での値とα２での値を補間して用いる。また、γはＸ線強度の管電圧依存性（Ｉ∝Ｖγ）を表す２ないし２．３の定数である。最終的な推定エアーデータＩＡは全ての検出チャンネルについて式（１）、式（２）を順次計算することで得られる。
【００６１】
なお、細かいラミノ角の間隔で多数のエアーデータを収集する場合は、補間計算としては、式（１）で表される一次補間ではなく、最近傍のラミノ角のエアーデータを推定エアーデータとして採用する補間であってもよい。また、補間計算としては、一次補間ではなく高次の補間としてもよく、スプライン（Ｓｐｌｉｎｅ）曲線、ベツィエ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線、ナーブス（Ｎｕｒｂｕｓ）曲線等を用いた補間としてもよい。
【００６２】
得られた推定エアーデータＩＡは、データ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶される。
【００６３】
引き続き、再構成部１５ｅは以下のステップＳ１５とステップＳ１６を行い断層像の再構成を行う。
【００６４】
ステップＳ１５では、断層撮影で得た全ての透過像に対し、Ｘ線検出器２における各検出チャンネルごとの感度の補正であるエアー補正を行う。詳しくは、エアー補正と一緒に、オフセット補正と対数変換を行う。エアー補正はエアーデータによる除算であり、補正式は、各検出チャンネルごとに、
Ｐ＝−ＬＯＧ｛（Ｉ−Ｉｏｆｆ）／ＩＡ｝ ……（３）
である。ここで、Ｉは透過データ、ＩＡステップＳ１４で得た推定エアーデータ、ＩｏｆｆはステップＳ１２で得たオフセットデータ、Ｐは補正後の透過データである。すなわち、補正後の透過データＰは、オフセット補正、エアー補正および対数変換した値となる。
【００６５】
次にステップＳ１６では、１回転にわたって一定角度ごとにＸ線検出器２で得た透過データ（透過像）から断層像を再構成する。再構成方法は、従来周知の方法を採用する。例えば、特許文献１に記載するように、フィルタ掛けと逆投影とを用いて再構成する。ここで、フィルタ掛けは、透過像上に投影した回転軸の方向と直交する方向にいわゆる重みデータ｜ω｜のフィルタ掛けが行われる。そして、逆投影により被検体４の断層像が得られる。
【００６６】
さらに、連続的に複数枚の断層像を再構成することにより、３次元データを取得することができる。
【００６７】
（第一の実施形態の効果）
第一の実施形態によれば、Ｘ線条件や幾何条件などの断層撮影条件を変更して断層撮影を行ったとき、エアーデータ収集時のＸ線条件や幾何条件から計算することで変更した断層撮影条件での推定エアーデータを推定してエアー補正を行うので、断層撮影条件を変更するたびにエアーデータ収集をやり直す必要がない。
【００６８】
ラミノ角ごとのエアーデータから補間計算で推定エアーデータを求め、また、断層撮影時とエアーデータ収集時の管電圧Ｖ、管電流ｉ、ＦＤＤの食い違いの補正を加えるので、適正な推定エアーデータが得られる。特に、本実施形態のようにＸ線管１から放射されるＸ線ビーム３の中でＸ線検出器２を移動させてラミノ角αを変更する場合、Ｘ線ビーム３の端になるほどＸ線量が大きく減少してエアーデータが変化してしまうが、このような場合であっても、ラミノ角ごとのエアーデータから補間計算で推定エアーデータを求めることで、Ｘ線ビーム３のＸ線強度の不均一によって生じるラミノ角αが変化したときのエアーデータの変化を良好に補正できる。
【００６９】
また、エアーデータ収集においては、「エアーデータは許容範囲外か？」を繰り返し判定して管電流を調整しているので、飽和しないように適正にエアーデータを収集することができる。
【００７０】
また、第一の実施形態によれば、全自動でエアーデータが収集されるので、エアーデータの収集作業に煩わされることなく断層撮影ができる。
【００７１】
さらに、エアーデータの収集条件と無関係に断層撮影条件を設定できるので、断層撮影Ｘ線条件としては、エアーデータの飽和に制約されることなくＸ線強度が十分大きくなるように最適に設定できる効果がある。このため、断層撮影においては、被検体４がＸ線検出器２の視野全体を覆っている場合がほとんどである（透過像に空気部分が無い）ため、断層撮影時のＸ線強度が大きくでき、断層像のノイズを低減できる。特にＸ線吸収が大きい被検体の場合などでは、この効果が大きい。
【００７２】
（第一の実施形態の変形）
その他、本発明は、上記の実施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で種々変形して実施することが可能である。
【００７３】
（変形例１）
上記の実施形態では、ステップＳ５にて各検出チャンネルのエアーデータから「エアーデータは許容範囲外か？」を判定しているが、このような判定方法には限られない。すなわち各検出チャンネルのエアーデータから直接、飽和を判定する代わりに、間接的に飽和を示すパラメータを用いて判定してもよい。
【００７４】
例えば、各検出チャンネルのエアーデータの平均値を求めた後、当該平均値が所定値以下、例えば飽和値の８０％以下の場合、飽和状態ではないと判定してもよい。所定値は、過去の経験に照らして十分飽和状態ではないとする値が選択される。この判定を採用した場合、検出チャンネルに常に飽和値を出力する不良チャンネルが存在する場合でも、不良チャンネルを除いた正常チャンネルに対して飽和を正しく判定できる。
【００７５】
また、例えば、エアーデータの所定範囲の検出チャンネルについて検出チャンネル間の平均値ｍと標準偏差σを求めた後、この平均値ｍと標準偏差σに所定係数ｋを掛けた値とを加算し、この加算値（ｍ＋ｋ・σ）が飽和値を超えたとき、飽和状態であると判定してもよい。ここで、所定係数ｋは３〜５が望ましい。また、平均値ｍと標準偏差σを求める検出チャンネル範囲は、例えば全検出チャンネルとしても、周辺部を除いた中央部としてもよい。
【００７６】
ちなみに、以上の加算値および係数値を用いた理由は、エアーデータの検出チャンネル間のバラつきが正規分布に近いことを利用し、例えば３σを超える検出チャンネル数が急減することを利用している。
【００７７】
このような判定方法を採用した場合、検出チャンネルの中に常に飽和値を出力する不良チャンネルが有った場合でも、不良チャンネルの出力の影響を抑えて正常に判定できるほか、飽和しない最大のエアーデータとすることができ、断層像のノイズが減らせる。
【００７８】
（変形例２）
上記の実施形態では、推定エアーデータを計算する際に、まず、ラミノ角αについての補間計算（式（１））を行ってから、管電圧Ｖ，管電流ｉ，ＦＤＤの食い違いの補正（式（２））を行っているが、逆に、補正を先に行ってから補間を行うようにしてもよい。
【００７９】
この場合のＶ，ｉ，ＦＤＤに対する補正の式は、例えば、
ＩＡ（α１）’＝ＩＡ（α１）・（Ｖ／ＶＡ）γ・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２……（４）
ＩＡ（α２）’＝ＩＡ（α２）・（Ｖ／ＶＡ）γ・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２……（５）
となる。ここで、ＶＡ，ｉＡ，ＦＤＤＡは、α１，α２でのエアーデータ収集時のそれぞれにおける値を用いる。ラミノ角αについての補間の式は、例えば、
ＩＡ＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１）’＋（α−α１）・ＩＡ（α２）’｝／（α２−α１） ……（６）
となる。最終的な推定エアーデータＩＡは全ての検出チャンネルについて式（４）、式（５）、式（６）を順次計算することで得られる。
【００８０】
（変形例３）
上記の実施形態では、エアーデータは予め定めた複数の所定のラミノ角αで収集したが、予め定めた複数の所定のラミノ角αと管電圧Ｖの組み合わせに対し、各組み合せごとにエアーデータを収集して記憶するようにしてもよい。この場合、断層撮影時のα，Ｖに近いα，Ｖの組み合わせのエアーデータを用いてα，Ｖについての２次元の補間を行って推定エアーデータを求めるようにする。
【００８１】
例えば、最近傍４点からの補間としてα方向に一次補間、Ｖ方向に高次補間を用いる場合、補間は、式、
ＩＡ（α，Ｖ１）＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１，Ｖ１）＋（α−α１）・ＩＡ（α２，Ｖ１）｝／（α２−α１） ……（７）
ＩＡ（α，Ｖ２）＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１，Ｖ２）＋（α−α１）・ＩＡ（α２，Ｖ２）｝／（α２−α１） ……（８）
ＩＡ（α，Ｖ）＝｛（Ｖ２γ−Ｖγ）・ＩＡ（α，Ｖ１）＋（Ｖγ−Ｖ１γ）・ＩＡ（α，Ｖ２）｝／（Ｖ２γ−Ｖ１γ） ……（９）
で行う。ここで、α，Ｖは設定された断層撮影の条件、ＩＡ（α１，Ｖ１），ＩＡ（α２，Ｖ１），ＩＡ（α１，Ｖ２），ＩＡ（α２，Ｖ２）は最近傍４点でのエアーデータで、ＩＡ（α，Ｖ）はα，Ｖでの推定エアーデータ（補正前）である。また、γはＸ線強度の管電圧依存性（Ｉ∝Ｖγ）を表す２ないし２．３の定数である。ここで、γは定数を用いてもよいが、式、
γ＝ＬＯＧ｛ＩＡ（α，Ｖ２）／ＩＡ（α，Ｖ１）｝／ＬＯＧ（Ｖ２／Ｖ１）……（１０）
で、式（９）を計算する前に都度計算して用いるようにしてもよい。
【００８２】
この推定エアーデータに対し、さらに、断層撮影時とエアーデータ収集時の管電流ｉ，ＦＤＤの食い違いの補正を加える。補正の式は、例えば、
ＩＡ＝ＩＡ（α，Ｖ）・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２ ……（１１）
を用いる。ここで、ｉＡ，ＦＤＤＡはエアーデータ収集時の管電流ｉ，ＦＤＤ（の補間値）である。最終的な推定エアーデータＩＡは全ての検出チャンネルについて式（７）ないし式（１１）を順次計算することで得られる。
【００８３】
なお、細かいα，Ｖの間隔で多数のエアーデータを収集する場合は、補間計算としては、式（７）ないし式（９）で表される補間ではなく、最近傍のα，Ｖでのエアーデータを推定エアーデータとして採用する補間であってもよい。また、補間計算としては、一次補間でも高次補間としてもよく、スプライン（Ｓｐｌｉｎｅ）曲線、ベツィエ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線、ナーブス（Ｎｕｒｂｕｓ）曲線等を用いた補間としてもよい。
【００８４】
また、変形例２での記載と同様に、式（７）ないし式（１１）の計算において、管電流ｉ，ＦＤＤの食い違いの補正を行ってから、ラミノ角α，管電圧Ｖについての補間を行うようにしてもよい。
【００８５】
この変形例によれば、上記の実施形態の効果に加え、さらに、Ｘ線検出器２の検出チャンネル間の感度分布が管電圧Ｖで変化するようなＸ線検出器２を用いた場合、管電圧Ｖによる感度分布の違いを正確に補正して推定エアーデータを求めることができる。
【００８６】
（変形例４）
上記の実施形態では、ラミノ角αおよびＦＤＤを変更する際に水平から傾斜したｘｄ方向およびｘｄと直交するｙｄ方向にＸ線検出器２を移動させているが、検出器傾動面１０（＝紙面）に沿って移動できればどのような機構でもよい。検出器移動機構１１はＸ線検出器２を水平なｘ方向および垂直なｚ方向に移動させてもよい。また、検出器移動機構１１はＸ線検出器２を図示（イ）のようなＸ線焦点Ｆを中心とする円弧の方向およびＸ線焦点Ｆに近づく方向の２方向に移動させてもよい。また、検出器移動機構１１はＸ線検出器２をｘｄ方向の直線移動のみをさせてもよく、あるいは図示（イ）のようなＸ線焦点Ｆを中心とする円弧状の移動のみをさせてもよい。
【００８７】
また、ラミノ角α変更手段としてはＸ線焦点ＦとＸ線検出器２のどちらか一方あるいは両方を移動させてＸ線光軸Ｌを傾けるようにしてもよいし、回転軸ＲＡを傾けるようにしてもよい。また、回転軸ＲＡに対する回転も被検体を回転させる代わりにＸ線焦点ＦとＸ線検出器２とを一体で回転させてもよい。
【００８８】
（変形例５）
さらに、上記の実施形態では、透過型マイクロフォーカスＸ線管を用いたが、Ｘ線管はこれに限られることなく、反射型でも、非マイクロフォーカス型でもよい。
【００８９】
また、上記の実施形態では、連続放射のＸ線管を用いたが、パルス放射でもよい。パルス放射の場合は、管電流を変化させる代わりに、パルス幅やパルス周期を変えるようにしてもよい。その理由は、パルス幅やパルス周期を変えることで、時間平均の管電流が変わっており、管電流の変更と同じ機能を果たすためである。
【００９０】
（変形例６）
また、上記の実施形態では、エアーデータが飽和しないように管電流を下げたが、管電流を変更する代わりに次のような変更方法を用いてもよい。
（Ａ）Ｘ線検出器２の積分時間を変更する。
（Ｂ）Ｘ線検出器２のゲインを切り換える。
（Ｃ）Ｘ線ビーム５にＸ線フィルタを切り換えて挿入する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】 本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の第一の実施形態を説明する概念構成図（正面図）。
【図２】 第一の実施形態におけるエアーデータ収集時の一連の処理フロー図。
【図３】 第一の実施形態における断層撮影時の一連の処理フロー図。
【符号の説明】
【００９２】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線検出器、２ａ…検出面、３…Ｘ線ビーム、４…被検体、５…検出される一部のＸ線ビーム、６…試料テーブル、７…ＸＹ機構、８…回転機構、９…ｘｚ機構、１０…検出器傾動面、１１…検出器移動機構、１３…機構制御部、１４…Ｘ線制御部、１５…データ処理部、１５ａ…エアーデータ収集部、１５ｂ…撮影条件設定部、１５ｃ…撮影制御部、１５ｄ…エアーデータ推定部、１５ｅ…再構成部、１６…表示部、１７…入力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対するＸ線の照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道タイプの断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐軌道タイプの断層撮影装置は、円形トモシンセシス（Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）装置、あるいは円形ラミノグラフ（Ｌａｍｉｎｏｇｒａｐｈ）、あるいは傾斜型ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置とも呼ばれている。
【０００３】
円錐軌道タイプの断層撮影装置は、Ｘ線源から発生するＸ線（放射線）を被検体に向けて照射するが、このとき被検体を、Ｘ線の光軸に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸でＸ線に対して相対的に回転させ、１回転中の所定回転位置ごとに被検体から透過してくるＸ線を２次元検出チャンネルを有するＸ線検出器で検出し、この検出器出力から被検体の断層像ないし３次元データを得るものである。
【０００４】
この断層像ないし３次元データを得るための再構成の方法は、フィルタ処理および逆投影処理で行う方法や逐次近似法（ＡＲＴ：Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ法）などが使用されている（特許文献１）。
【０００５】
この円錐軌道タイプの断層撮影装置は、Ｘ線検出器に各検出チャンネルごとの感度の違いがあるとアーチファクトなどが発生し断層像が劣化するため、Ｘ線検出器の出力である透過データに対して感度補正を行った後、断層像を再構成する必要がある。
【０００６】
特許文献１の技術では、予め被検体の無い状態で収集した各検出チャンネルごとのエアーデータを記憶しておき、後に断層撮影を実施して被検体の透過データを収集したとき、エアーデータを用いて各検出チャンネルごとに感度補正を行っている。
【０００７】
また、エアーデータは断層撮影のＸ線条件と同じＸ線条件（管電圧、管電流）、同じ幾何条件（ラミノ角）で収集したデータを用いている。
【特許文献１】特開２００４−１０８９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した円錐軌道の断層撮影装置では、予め記憶したエアーデータと同じＸ線条件・幾何条件を用いて、被検体の断層撮影を行う。そして、この断層撮影で得られた被検体の透過データに対し、エアーデータを用いて感度補正を行うことになる。
【０００９】
その結果、断層撮影するとき被検体の透過像を確認しつつ被検体に合わせてＸ線条件・幾何条件を変更するたびに、被検体をＸ線検出器の視野から外しエアーデータを収集しなおす必要がある。
【００１０】
このため、被検体の撮影位置を変えてその位置に最適のＸ線条件・幾何条件を設定する度に被検体をＸ線検出器の視野から外したり入れたりを繰り返すことになり、検査作業が煩わしいといった問題がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エアーデータを収集する作業に煩わされることなく被検体の断層撮影を行える円錐軌道断層撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の円錐軌道断層撮影装置は、テーブル上に載置された被検体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源の管電圧と管電流を制御して設定するＸ線制御手段と、被検体を透過したＸ線を２次元検出チャンネルで検出して透過データとして出力するＸ線検出手段と、Ｘ線検出手段により検出されるＸ線の中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対し、Ｘ線と被検体とを相対的に回転させる回転手段と、被検体とＸ線とを相対移動させて撮影位置設定する移動手段と、Ｘ線の中心線あるいは回転軸を傾斜させることでラミノ角を変更して設定するラミノ角変更手段と、予め所定の管電圧と管電流で設定した複数のラミノ角において、被検体をＸ線検出手段の視野から外してＸ線検出手段で検出した透過データを飽和しないことを条件に収集し、ラミノ角ごとにエアーデータとして記憶するエアーデータ収集手段と、操作者の入力指示に従って、被検体をＸ線検出手段の視野内で撮影位置設定するとともに、管電圧と管電流の設定およびラミノ角の設定を含む断層撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で、回転手段によりＸ線と被検体とが相対的な回転を行いつつ、複数の回転位置でＸ線検出手段で検出した透過データを得る撮影制御手段と、エアーデータ収集手段により記憶されたラミノ角ごとのエアーデータから、撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求めるエアーデータ推定手段と、撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で得られた透過データに対し、エアーデータ推定手段で得られた推定エアーデータを用いてエアー補正を施して再構成処理し、被検体の３次元画像を得る再構成手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円錐軌道断層撮影装置によれば、エアーデータの収集作業に煩わされることなく断層撮影を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１は本発明に係る円錐軌道断層撮影装置における第一の実施形態を説明する概念構成図（正面図）である。
【００１６】
（第一の実施形態の構成）
図１において、１はＸ線源であるＸ線管、２はＸ線検出手段であるＸ線検出器である。Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆから発生したＸ線であるＸ線ビーム３は図示斜め下方の被検体４に向けて照射され、その一部となるＸ線ビーム５が被検体４を透過し、Ｘ線検出器２で検出される。
【００１７】
Ｘ線管１は、例えば透過型マイクロフォーカスＸ線管が用いられ、１μｍ程度の小さなＸ線焦点Ｆを持つものである。
【００１８】
Ｘ線検出器２は、被検体４から透過してくるＸ線ビーム５を２次元検出チャンネル（２次元分解能）で構成される検出面２ａで検出するものであって、例えばＸ線Ｉ．Ｉ．（Ｘ線イメージ インテンシファイア）とテレビカメラとを組み合わせたもの、ＦＰＤ（フラットパネル型検出器）等が用いられる。
【００１９】
被検体４は、試料テーブル６に載置され、試料テーブル６の下部には移動設置台の役割を有するＸＹ機構７、回転機構８およびｘｚ機構９が設けられている。これら機構７〜９は、外部からの指令に基づき所定の方向に移動しつつ、Ｘ線ビーム５に対して所定の位置に位置設定する構成となっている。
【００２０】
なお、ＸＹ機構７、回転機構８およびｘｚ機構９は、図１の積み重ね順序に限定されるものでなく、任意の順序で積み重ね可能である。回転機構８は請求項に記載される回転手段に相当し、ＸＹ機構７とｘｚ機構９の少なくとも１つが移動手段に相当する。
【００２１】
被検体４は、試料テーブル６とともにＸＹ機構７によりテーブル面６ａに沿って２方向Ｘ，Ｙに平行移動され位置設定される。また、被検体４は、試料テーブル６とともに回転機構８によりテーブル面６ａに直交する回転軸ＲＡに対し回転される。さらに、被検体４は、ｘｚ機構９により、回転軸ＲＡとともにテーブル面６ａと直交する平面（検出器傾動面１０＝紙面）に沿って２方向ｘ，ｚに平行移動されつつ所要位置に設定される。
【００２２】
なお、Ｘ線ビーム５は、被検体４と試料テーブル６のみ交差し、他のＸ線吸収の強い機構構成要素とは交差しないように工夫されている。例えば、回転機構８は大口径の中空軸とＸ線ビーム５から外れた部分での軸受けとを有し、Ｘ線ビーム５はその中空軸の中を通過する。ＸＹ機構７およびｘｚ機構９についても、同様にＸ線吸収の強い機構構成要素とは交差しないように工夫されている。試料テーブル６はＸ線透過のよい材料で作られている。
【００２３】
Ｘ線検出器２は、ラミノ角変更手段である検出器移動機構１１により、検出器傾動面１０（＝紙面）に沿ったｘｄ方向およびｙｄ方向に移動され、かつ首振りされ、常に検出面２ａがＸ線焦点Ｆを向くように位置設定される。
【００２４】
検出器移動機構１１は、Ｘ線ビーム３内でＸ線検出器２をｘｄ方向およびｙｄ方向に移動させることにより、９０度より小さな範囲（０度ないし約７０度）でラミノ角αを変えることができ、また、焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤを変えることができる。ラミノ角αは回転軸ＲＡとＸ線光軸Ｌの方向とが成す角度である。
【００２５】
その結果、回転軸ＲＡは、Ｘ線焦点ＦとＸ線検出器２の検出面２ａの中心Ｄとを結ぶＸ線光軸Ｌの方向に対し、９０度より小さなラミノ角αで傾斜されている。そして、回転軸ＲＡは、Ｘ線光軸Ｌと一点（Ｃ点）で最接近する（概略として交わる）ように設定される。
【００２６】
ＸＹ機構７は、回転軸ＲＡ上のＣ点を中心とする撮影領域に被検体４の所望の検査領域が位置するように、回転軸ＲＡと直交する２方向であるＸ，Ｙ方向に試料テーブル６を移動させるために使用される。
【００２７】
回転機構８は、断層撮影時、被検体４をテーブル面６ａに沿って回転させるために使用される。
【００２８】
ｘｚ機構９は、検査倍率（拡大率）の設定と、ラミノ角（傾斜角）αが変化したときに検査領域がＣ点を中心とする撮影領域からずれないようにする、いわゆる視野ずれ補正に使用される。
【００２９】
各機構７，８，９，１１は機構制御部１３から電力の供給を受け、かつ、制御指令のもとに位置決め制御される。すなわち、機構制御部１３は、必要とする機構７（または８，９，１１）に制御指令を送出し、当該機構７に取り付けられているエンコーダ（図示せず）から制御結果の位置データを受け取り、所望とする位置に設定するように制御する。
【００３０】
また、Ｘ線管１にはＸ線制御部１４が接続されている。Ｘ線制御部１４は、所望のＸ線条件となる管電圧、管電流となるようにＸ線管１を制御する。
【００３１】
１５はコンピュータを備えたデータ処理部である。このデータ処理部１５は、外部的には表示部１６、キーボード，マウス等の入力部１７が設けられ、また、Ｘ線検出器２、機構制御部１３、Ｘ線制御部１４と接続され、Ｘ線検出器２の検出出力の取り込み、各種制御指令の発信その他後記する各種の処理を実行する。
【００３２】
また、データ処理部１５は、ソフトウエア的な機能構成としては、エアーデータ収集部１５ａ、撮影条件設定部１５ｂ、撮影制御部１５ｃ、エアーデータ推定部１５ｄおよび再構成部１５ｅが設けられている。
【００３３】
エアーデータ収集部１５ａは、断層撮影に先立ち感度補正に用いるエアーデータを収集するシーケンスプログラムを実行する機能を有する。撮影条件設定部１５ｂは、断層撮影条件（Ｘ線条件と幾何条件等）を設定する際に用いられる。撮影制御部１５ｃは、断層撮影を行うとき、一連のシーケンスプログラムを実行する機能を有する。エアーデータ推定部１５ｄは、予め記憶したエアーデータから設定した断層撮影条件に適合するエアーデータを推定する機能を有する。再構成部１５ｅは、断層撮影の際に得られた透過データ（透過像）に対し、エアーデータ推定部１５ｄで推定したエアーデータを用いて感度補正を行った後、被検体４の断層像を作成する機能を持っている。
【００３４】
ここで、断層撮影とは、設定されたラミノ角αで、１回転中に一定角度回転毎の回転位置ごとにＸ線検出器２で透過データ（透過像）を検出する撮影である。
【００３５】
その他、図１に図示されていないが、Ｘ線管１，ｘｚ機構９、検出器移動機構１１等を支持する構成要素、Ｘ線を遮蔽するための筐体などが設けられている。
【００３６】
（第一の実施形態の作用）
次に、以上のように構成された円錐軌道断層撮影装置の作用について、図２、図３を参照して説明する。
【００３７】
まず、断層撮影に先立ちエアーデータ収集を行うが、図２は第一の実施形態におけるエアーデータ収集時の一連の処理フロー図である。
【００３８】
操作者は、被検体４が試料テーブル６に載置されていない状態で、エアーデータ収集の指令を入力部１７に入力する。エアーデータ収集の指令が入力されると、エアーデータ収集部１５ａは、ステップＳ１乃至ステップＳ９を行いエアーデータの収集・記憶を行う。
【００３９】
まず、ステップＳ１で、Ｘ線検出器２のオフセットデータを各検出チャンネルごとに収集し記憶する。
【００４０】
ステップＳ２で、予め定めた基準の管電圧ＶＡ、管電流ｉＡ０でＸ線放射を開始する。
【００４１】
ステップＳ３で、検出器移動機構１１によりＸ線検出器２を移動させ、予め定めた複数の所定のラミノ角αの最初の１つとなるようにＸ線検出器２の位置を設定する。また、Ｘ線焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤはラミノ角αごとに予め定めた基準の距離ＦＤＤＡとする。
【００４２】
ステップＳ４で、被検体４がＸ線検出器２の視野に無い状態にて放射されたＸ線ビーム３に基づき、Ｘ線検出器２の各検出チャンネルからエアーデータを収集する。このエアーデータは、均質な板状の試料テーブル６を透過した透過像である。また、エアーデータは、通常、ノイズの影響を除くために透過像を複数のフレーム分取り込み、これら複数のフレームの透過像を平均し、各検出チャンネルのエアーデータとして収集する。
【００４３】
ステップＳ５で、「エアーデータは許容範囲外か？」を判定する。具体的には、
１）エアーデータは飽和状態、
２）エアーデータが小さすぎでかつ管電流が上限でない、
のいずれかが成立したとき許容範囲外（Ｙｅｓ）とし、他の場合許容範囲内（Ｎｏ）と判定する。さらに、具体的には、各検出チャンネル間におけるエアーデータの最大値が飽和レベルに達しているとき、飽和状態と判定する。また、各検出チャンネル間におけるエアーデータの平均値が所定値以下のとき小さすぎと判定する。
【００４４】
エアーデータが許容範囲外の場合、ステップＳ６に進み、管電流を変化させる。変化は、「１）エアーデータは飽和状態」の場合は、所定値だけ下げ、「２）エアーデータが小さすぎでかつ管電流が上限でない」の場合は、所定値だけ上げるようにする。管電流を変化させた後ステップＳ４に戻り、エアーデータを収集し直し、ステップＳ５で判定する。この場合、ステップＳ６、ステップＳ４、ステップＳ５を繰り返すことにより、いつかはエアーデータが許容範囲外でなくなる。
【００４５】
ステップＳ５でエアーデータが許容範囲外でない場合、ステップＳ７に進み、ステップＳ７では、当該エアーデータに対しステップＳ１で記憶したオフセットデータを各検出チャンネルごとに減算するオフセット補正を施した後、ラミノ角に対応付けてデータ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶してステップＳ８に進む。なお、当該エアーデータを収集した時の管電流ｉＡも当該エアーデータに対応付けて記憶される。
【００４６】
当該ラミノ角での飽和せずかつ小さすぎないエアーデータを収集した後、ステップＳ８で予め定めた複数の所定のラミノ角αの全てについて、エアーデータの収集が終了したかを判定する。終了していない場合、ステップＳ３に戻って次のラミノ角αに設定して、ステップＳ４乃至ステップＳ７を繰り返し、当該ラミノ角でエアーデータを収集する。
【００４７】
ステップＳ８で、予め定めた複数の所定のラミノ角αの全てについてエアーデータの収集が終了したと判断すると、ラミノ角ごとのエアーデータが記憶された状態となり、ステップＳ９に進んでＸ線の放射を停止し、エアーデータ収集を終了する。
【００４８】
なお、エアーデータ収集は頻繁に行う必要はなく、例えば、１週間に一度程度でよい。
【００４９】
次に、ラミノ角ごとのエアーデータが記憶された状態で断層撮影を行う。図３は第一の実施形態における断層撮影時の一連の処理フロー図である。
【００５０】
まず、ステップＳ１１において、断層撮影に先立ち、断層撮影条件の設定を行う。被検体４を試料テーブル６に載置し、Ｘ線を照射し、Ｘ線検出器２の視野内に被検体４を入れた状態で透過像が飽和せずまた暗すぎない断層撮影条件を見つけ出し、断層撮影条件の設定を行う。ここで、断層撮影条件は、Ｘ線管１の管電圧Ｖ、管電流ｉ等の断層撮影Ｘ線条件と、ラミノ角α、被検体４中の撮影位置（拡大率を含む）、Ｘ線焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤ等の断層撮影幾何条件および回転速度、透過像撮影枚数その他の条件等がある。
【００５１】
ステップＳ１１では、被検体４を試料テーブル６に載置した後、操作者が入力部１７から起動指示を入力し、撮影条件設定部１５ｂを起動する。
【００５２】
撮影条件設定部１５ｂは、操作者が入力部１７から入力するＸ線条件指定入力と幾何条件指定入力を受け付けると、Ｘ線条件指定入力に基づき、Ｘ線制御部１４に制御指令を送出し、Ｘ線条件を設定する。また、撮影条件設定部１５ｂは、幾何条件指定入力に基づき、機構制御部１３に制御指令を送出し、幾何条件を設定する。
【００５３】
以上のようにして両条件を設定した後、Ｘ線管１からＸ線ビーム３を発生し、被検体４に向けて照射開始する。このとき、Ｘ線検出器２で検出した被検体４の透過像を取り込んで表示部１６に表示する。操作者は、表示部１６の透過像を目視しながら撮影条件を変更し、最終的な断層撮影条件を設定する。この設定した撮影条件はデータ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶される。
【００５４】
具体的には、ステップＳ１１では、機構制御部１３の制御指令に基づいて検出器移動機構１１が移動してラミノ角αを所定の角度に設定するとともに、Ｘ線焦点Ｆと検出面２ａとの距離ＦＤＤを所定の距離に設定する。同様に、機構制御部１３からの制御指令に基づき、ＸＹ機構７が移動して被検体４中の撮影位置を回転軸ＲＡ上に移動設定する。さらに、機構制御部１３からの制御指令に基づき、ｘｚ機構９が移動して拡大率を設定するとともに、Ｃ点に撮影位置中央を合わせる視野合わせを行う。また、Ｘ線制御部１４の制御指令に基づいて透過像が暗すぎや飽和する部分が無いように管電圧と管電流とを設定する。
【００５５】
次に、設定された断層撮影条件の下に、操作者は入力部１７から断層撮影開始指令を入力すると、撮影制御部１５ｃは、以下のステップＳ１２とステップＳ１３を行い、断層撮影を行う。
【００５６】
ステップＳ１２では、Ｘ線管１からのＸ線の放射を停止し、Ｘ線検出器２の各検出チャンネルごとのオフセットデータを収集し、データ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶する。
【００５７】
さらに、ステップＳ１３で、断層撮影を実施する。この断層撮影は、撮影制御部１５ｃから機構制御部１３を介して回転機構８を回転駆動させることにより、被検体４を回転軸ＲＡに対し回転させる。通常、Ｘ線管１からＸ線ビーム３を放射させた状態において、１回転にわたって一定角度ごとに被検体４を通ってくるＸ線ビーム５をＸ線検出器２で検出した透過データ（透過像）を取り込み、データ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶する。
【００５８】
なお、ハーフスキャンやオーバースキャン、ヘリカルスキャンなどの場合は１回転ではない。
【００５９】
次に、ステップＳ１４で、エアーデータ推定部１５ｄは、エアーデータの推定を行う。すなわち、エアーデータ推定部１５ｄは、前述したエアーデータ収集によって、エアーデータ収集部１５ａにより記憶されたラミノ角ごとのエアーデータから、補間計算で撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求める。補間計算として、一次補間を用いる場合、補間は、式、
ＩＡ（α）＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１）＋（α−α１）・ＩＡ（α２）｝／（α２−α１） ……（１）
で表される。ここで、αは設定された断層撮影のラミノ角で、α１，α２はαに近い順に２つ選んだエアーデータのラミノ角である。ＩＡ（α１），ＩＡ（α２）はそれぞれα１，α２でのエアーデータで、ＩＡ（α）はラミノ角αでの推定エアーデータ（補正前）である。
【００６０】
この推定エアーデータＩＡ（α）に対し、さらに、断層撮影時とエアーデータ収集時の管電圧Ｖ、管電流ｉ、ＦＤＤの食い違いの補正を加える。補正の式は、例えば、
ＩＡ＝ＩＡ（α）・（Ｖ／ＶＡ）γ・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２ ……（２）
を用いる。ここで、ＶＡ，ｉＡ，ＦＤＤＡはエアーデータ収集時の管電圧Ｖ、管電流ｉ、ＦＤＤである。ｉＡとＦＤＤＡはそれぞれα１での値とα２での値を補間して用いる。また、γはＸ線強度の管電圧依存性（Ｉ∝Ｖγ）を表す２ないし２．３の定数である。最終的な推定エアーデータＩＡは全ての検出チャンネルについて式（１）、式（２）を順次計算することで得られる。
【００６１】
なお、細かいラミノ角の間隔で多数のエアーデータを収集する場合は、補間計算としては、式（１）で表される一次補間ではなく、最近傍のラミノ角のエアーデータを推定エアーデータとして採用する補間であってもよい。また、補間計算としては、一次補間ではなく高次の補間としてもよく、スプライン（Ｓｐｌｉｎｅ）曲線、ベツィエ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線、ナーブス（Ｎｕｒｂｕｓ）曲線等を用いた補間としてもよい。
【００６２】
得られた推定エアーデータＩＡは、データ処理部１５内の適宜な記憶部（図示せず）に記憶される。
【００６３】
引き続き、再構成部１５ｅは以下のステップＳ１５とステップＳ１６を行い断層像の再構成を行う。
【００６４】
ステップＳ１５では、断層撮影で得た全ての透過像に対し、Ｘ線検出器２における各検出チャンネルごとの感度の補正であるエアー補正を行う。詳しくは、エアー補正と一緒に、オフセット補正と対数変換を行う。エアー補正はエアーデータによる除算であり、補正式は、各検出チャンネルごとに、
Ｐ＝−ＬＯＧ｛（Ｉ−Ｉｏｆｆ）／ＩＡ｝ ……（３）
である。ここで、Ｉは透過データ、ＩＡステップＳ１４で得た推定エアーデータ、ＩｏｆｆはステップＳ１２で得たオフセットデータ、Ｐは補正後の透過データである。すなわち、補正後の透過データＰは、オフセット補正、エアー補正および対数変換した値となる。
【００６５】
次にステップＳ１６では、１回転にわたって一定角度ごとにＸ線検出器２で得た透過データ（透過像）から断層像を再構成する。再構成方法は、従来周知の方法を採用する。例えば、特許文献１に記載するように、フィルタ掛けと逆投影とを用いて再構成する。ここで、フィルタ掛けは、透過像上に投影した回転軸の方向と直交する方向にいわゆる重みデータ｜ω｜のフィルタ掛けが行われる。そして、逆投影により被検体４の断層像が得られる。
【００６６】
さらに、連続的に複数枚の断層像を再構成することにより、３次元データを取得することができる。
【００６７】
（第一の実施形態の効果）
第一の実施形態によれば、Ｘ線条件や幾何条件などの断層撮影条件を変更して断層撮影を行ったとき、エアーデータ収集時のＸ線条件や幾何条件から計算することで変更した断層撮影条件での推定エアーデータを推定してエアー補正を行うので、断層撮影条件を変更するたびにエアーデータ収集をやり直す必要がない。
【００６８】
ラミノ角ごとのエアーデータから補間計算で推定エアーデータを求め、また、断層撮影時とエアーデータ収集時の管電圧Ｖ、管電流ｉ、ＦＤＤの食い違いの補正を加えるので、適正な推定エアーデータが得られる。特に、本実施形態のようにＸ線管１から放射されるＸ線ビーム３の中でＸ線検出器２を移動させてラミノ角αを変更する場合、Ｘ線ビーム３の端になるほどＸ線量が大きく減少してエアーデータが変化してしまうが、このような場合であっても、ラミノ角ごとのエアーデータから補間計算で推定エアーデータを求めることで、Ｘ線ビーム３のＸ線強度の不均一によって生じるラミノ角αが変化したときのエアーデータの変化を良好に補正できる。
【００６９】
また、エアーデータ収集においては、「エアーデータは許容範囲外か？」を繰り返し判定して管電流を調整しているので、飽和しないように適正にエアーデータを収集することができる。
【００７０】
また、第一の実施形態によれば、全自動でエアーデータが収集されるので、エアーデータの収集作業に煩わされることなく断層撮影ができる。
【００７１】
さらに、エアーデータの収集条件と無関係に断層撮影条件を設定できるので、断層撮影Ｘ線条件としては、エアーデータの飽和に制約されることなくＸ線強度が十分大きくなるように最適に設定できる効果がある。このため、断層撮影においては、被検体４がＸ線検出器２の視野全体を覆っている場合がほとんどである（透過像に空気部分が無い）ため、断層撮影時のＸ線強度が大きくでき、断層像のノイズを低減できる。特にＸ線吸収が大きい被検体の場合などでは、この効果が大きい。
【００７２】
（第一の実施形態の変形）
その他、本発明は、上記の実施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で種々変形して実施することが可能である。
【００７３】
（変形例１）
上記の実施形態では、ステップＳ５にて各検出チャンネルのエアーデータから「エアーデータは許容範囲外か？」を判定しているが、このような判定方法には限られない。すなわち各検出チャンネルのエアーデータから直接、飽和を判定する代わりに、間接的に飽和を示すパラメータを用いて判定してもよい。
【００７４】
例えば、各検出チャンネルのエアーデータの平均値を求めた後、当該平均値が所定値以下、例えば飽和値の８０％以下の場合、飽和状態ではないと判定してもよい。所定値は、過去の経験に照らして十分飽和状態ではないとする値が選択される。この判定を採用した場合、検出チャンネルに常に飽和値を出力する不良チャンネルが存在する場合でも、不良チャンネルを除いた正常チャンネルに対して飽和を正しく判定できる。
【００７５】
また、例えば、エアーデータの所定範囲の検出チャンネルについて検出チャンネル間の平均値ｍと標準偏差σを求めた後、この平均値ｍと標準偏差σに所定係数ｋを掛けた値とを加算し、この加算値（ｍ＋ｋ・σ）が飽和値を超えたとき、飽和状態であると判定してもよい。ここで、所定係数ｋは３〜５が望ましい。また、平均値ｍと標準偏差σを求める検出チャンネル範囲は、例えば全検出チャンネルとしても、周辺部を除いた中央部としてもよい。
【００７６】
ちなみに、以上の加算値および係数値を用いた理由は、エアーデータの検出チャンネル間のバラつきが正規分布に近いことを利用し、例えば３σを超える検出チャンネル数が急減することを利用している。
【００７７】
このような判定方法を採用した場合、検出チャンネルの中に常に飽和値を出力する不良チャンネルが有った場合でも、不良チャンネルの出力の影響を抑えて正常に判定できるほか、飽和しない最大のエアーデータとすることができ、断層像のノイズが減らせる。
【００７８】
（変形例２）
上記の実施形態では、推定エアーデータを計算する際に、まず、ラミノ角αについての補間計算（式（１））を行ってから、管電圧Ｖ，管電流ｉ，ＦＤＤの食い違いの補正（式（２））を行っているが、逆に、補正を先に行ってから補間を行うようにしてもよい。
【００７９】
この場合のＶ，ｉ，ＦＤＤに対する補正の式は、例えば、
ＩＡ（α１）’＝ＩＡ（α１）・（Ｖ／ＶＡ）γ・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２……（４）
ＩＡ（α２）’＝ＩＡ（α２）・（Ｖ／ＶＡ）γ・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２……（５）
となる。ここで、ＶＡ，ｉＡ，ＦＤＤＡは、α１，α２でのエアーデータ収集時のそれぞれにおける値を用いる。ラミノ角αについての補間の式は、例えば、
ＩＡ＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１）’＋（α−α１）・ＩＡ（α２）’｝／（α２−α１） ……（６）
となる。最終的な推定エアーデータＩＡは全ての検出チャンネルについて式（４）、式（５）、式（６）を順次計算することで得られる。
【００８０】
（変形例３）
上記の実施形態では、エアーデータは予め定めた複数の所定のラミノ角αで収集したが、予め定めた複数の所定のラミノ角αと管電圧Ｖの組み合わせに対し、各組み合せごとにエアーデータを収集して記憶するようにしてもよい。この場合、断層撮影時のα，Ｖに近いα，Ｖの組み合わせのエアーデータを用いてα，Ｖについての２次元の補間を行って推定エアーデータを求めるようにする。
【００８１】
例えば、最近傍４点からの補間としてα方向に一次補間、Ｖ方向に高次補間を用いる場合、補間は、式、
ＩＡ（α，Ｖ１）＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１，Ｖ１）＋（α−α１）・ＩＡ（α２，Ｖ１）｝／（α２−α１） ……（７）
ＩＡ（α，Ｖ２）＝｛（α２−α）・ＩＡ（α１，Ｖ２）＋（α−α１）・ＩＡ（α２，Ｖ２）｝／（α２−α１） ……（８）
ＩＡ（α，Ｖ）＝｛（Ｖ２γ−Ｖγ）・ＩＡ（α，Ｖ１）＋（Ｖγ−Ｖ１γ）・ＩＡ（α，Ｖ２）｝／（Ｖ２γ−Ｖ１γ） ……（９）
で行う。ここで、α，Ｖは設定された断層撮影の条件、ＩＡ（α１，Ｖ１），ＩＡ（α２，Ｖ１），ＩＡ（α１，Ｖ２），ＩＡ（α２，Ｖ２）は最近傍４点でのエアーデータで、ＩＡ（α，Ｖ）はα，Ｖでの推定エアーデータ（補正前）である。また、γはＸ線強度の管電圧依存性（Ｉ∝Ｖγ）を表す２ないし２．３の定数である。ここで、γは定数を用いてもよいが、式、
γ＝ＬＯＧ｛ＩＡ（α，Ｖ２）／ＩＡ（α，Ｖ１）｝／ＬＯＧ（Ｖ２／Ｖ１）……（１０）
で、式（９）を計算する前に都度計算して用いるようにしてもよい。
【００８２】
この推定エアーデータに対し、さらに、断層撮影時とエアーデータ収集時の管電流ｉ，ＦＤＤの食い違いの補正を加える。補正の式は、例えば、
ＩＡ＝ＩＡ（α，Ｖ）・（ｉ／ｉＡ）・（ＦＤＤＡ／ＦＤＤ）２ ……（１１）
を用いる。ここで、ｉＡ，ＦＤＤＡはエアーデータ収集時の管電流ｉ，ＦＤＤ（の補間値）である。最終的な推定エアーデータＩＡは全ての検出チャンネルについて式（７）ないし式（１１）を順次計算することで得られる。
【００８３】
なお、細かいα，Ｖの間隔で多数のエアーデータを収集する場合は、補間計算としては、式（７）ないし式（９）で表される補間ではなく、最近傍のα，Ｖでのエアーデータを推定エアーデータとして採用する補間であってもよい。また、補間計算としては、一次補間でも高次補間としてもよく、スプライン（Ｓｐｌｉｎｅ）曲線、ベツィエ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線、ナーブス（Ｎｕｒｂｕｓ）曲線等を用いた補間としてもよい。
【００８４】
また、変形例２での記載と同様に、式（７）ないし式（１１）の計算において、管電流ｉ，ＦＤＤの食い違いの補正を行ってから、ラミノ角α，管電圧Ｖについての補間を行うようにしてもよい。
【００８５】
この変形例によれば、上記の実施形態の効果に加え、さらに、Ｘ線検出器２の検出チャンネル間の感度分布が管電圧Ｖで変化するようなＸ線検出器２を用いた場合、管電圧Ｖによる感度分布の違いを正確に補正して推定エアーデータを求めることができる。
【００８６】
（変形例４）
上記の実施形態では、ラミノ角αおよびＦＤＤを変更する際に水平から傾斜したｘｄ方向およびｘｄと直交するｙｄ方向にＸ線検出器２を移動させているが、検出器傾動面１０（＝紙面）に沿って移動できればどのような機構でもよい。検出器移動機構１１はＸ線検出器２を水平なｘ方向および垂直なｚ方向に移動させてもよい。また、検出器移動機構１１はＸ線検出器２を図示（イ）のようなＸ線焦点Ｆを中心とする円弧の方向およびＸ線焦点Ｆに近づく方向の２方向に移動させてもよい。また、検出器移動機構１１はＸ線検出器２をｘｄ方向の直線移動のみをさせてもよく、あるいは図示（イ）のようなＸ線焦点Ｆを中心とする円弧状の移動のみをさせてもよい。
【００８７】
また、ラミノ角α変更手段としてはＸ線焦点ＦとＸ線検出器２のどちらか一方あるいは両方を移動させてＸ線光軸Ｌを傾けるようにしてもよいし、回転軸ＲＡを傾けるようにしてもよい。また、回転軸ＲＡに対する回転も被検体を回転させる代わりにＸ線焦点ＦとＸ線検出器２とを一体で回転させてもよい。
【００８８】
（変形例５）
さらに、上記の実施形態では、透過型マイクロフォーカスＸ線管を用いたが、Ｘ線管はこれに限られることなく、反射型でも、非マイクロフォーカス型でもよい。
【００８９】
また、上記の実施形態では、連続放射のＸ線管を用いたが、パルス放射でもよい。パルス放射の場合は、管電流を変化させる代わりに、パルス幅やパルス周期を変えるようにしてもよい。その理由は、パルス幅やパルス周期を変えることで、時間平均の管電流が変わっており、管電流の変更と同じ機能を果たすためである。
【００９０】
（変形例６）
また、上記の実施形態では、エアーデータが飽和しないように管電流を下げたが、管電流を変更する代わりに次のような変更方法を用いてもよい。
（Ａ）Ｘ線検出器２の積分時間を変更する。
（Ｂ）Ｘ線検出器２のゲインを切り換える。
（Ｃ）Ｘ線ビーム５にＸ線フィルタを切り換えて挿入する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】 本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の第一の実施形態を説明する概念構成図（正面図）。
【図２】 第一の実施形態におけるエアーデータ収集時の一連の処理フロー図。
【図３】 第一の実施形態における断層撮影時の一連の処理フロー図。
【符号の説明】
【００９２】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線検出器、２ａ…検出面、３…Ｘ線ビーム、４…被検体、５…検出される一部のＸ線ビーム、６…試料テーブル、７…ＸＹ機構、８…回転機構、９…ｘｚ機構、１０…検出器傾動面、１１…検出器移動機構、１３…機構制御部、１４…Ｘ線制御部、１５…データ処理部、１５ａ…エアーデータ収集部、１５ｂ…撮影条件設定部、１５ｃ…撮影制御部、１５ｄ…エアーデータ推定部、１５ｅ…再構成部、１６…表示部、１７…入力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に載置された被検体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源の管電圧と管電流を制御して設定するＸ線制御手段と、
前記被検体を透過したＸ線を２次元検出チャンネルで検出して透過データとして出力するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段により検出されるＸ線の中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対し、前記Ｘ線と前記被検体とを相対的に回転させる回転手段と、
前記被検体と前記Ｘ線とを相対移動させて撮影位置設定する移動手段と、
前記Ｘ線の中心線あるいは前記回転軸を傾斜させることで前記ラミノ角を変更して設定するラミノ角変更手段と、
予め所定の前記管電圧と管電流で設定した複数の前記ラミノ角において、前記被検体を前記Ｘ線検出手段の視野から外して前記Ｘ線検出手段で検出した透過データを飽和しないことを条件に収集し、前記ラミノ角ごとにエアーデータとして記憶するエアーデータ収集手段と、
操作者の入力指示に従って、前記被検体を前記Ｘ線検出手段の視野内で撮影位置設定するとともに、前記管電圧と管電流の設定および前記ラミノ角の設定を含む断層撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で、前記回転手段により前記Ｘ線と前記被検体とが相対的な回転を行いつつ、複数の回転位置で前記Ｘ線検出手段で検出した透過データを得る撮影制御手段と、
前記エアーデータ収集手段により記憶された前記ラミノ角ごとのエアーデータから、前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求めるエアーデータ推定手段と、
前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で得られた透過データに対し、前記エアーデータ推定手段で得られた推定エアーデータを用いてエアー補正を施して再構成処理し、前記被検体の３次元画像を得る再構成手段と、
を備えたことを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ推定手段は、前記撮影条件設定手段で設定されたラミノ角に応じて前記ラミノ角ごとのエアーデータから補間計算で前記推定エアーデータを求めることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、前記エアーデータの収集時に、前記エアーデータが飽和しているか、または所定値より小さすぎないかを判定し、この判定結果を用いて前記エアーデータが飽和せずまたは小さすぎないよう、前記Ｘ線制御手段により前記管電流を変化させることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、前記Ｘ線検出手段の複数検出チャンネル間のエアーデータの平均値と標準偏差とを求め、この求めた平均値と標準偏差に所定係数を掛けて得られた値とを加算し、この加算値が飽和値を超えているときに前記エアーデータが飽和していると判定することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項５】
請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、前記Ｘ線検出手段の複数検出チャンネル間のエアーデータの平均値を求め、この平均値が所定値を下回るときに前記エアーデータが小さすぎと判定することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、予め設定した複数の前記ラミノ角と前記管電圧との組み合わせに対して、その組み合わせごとにエアーデータを収集して記憶し、
前記エアーデータ推定手段は、前記エアーデータ収集手段により記憶された前記組み合わせごとのエアーデータから前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件での推定エアーデータを求めることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ推定手段は、推定エアーデータを求める際に、前記エアーデータ収集時の管電流と前記断層撮影条件の管電流が異なる場合、該管電流の相違を補正して推定エアーデータを求めることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項１】
テーブル上に載置された被検体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源の管電圧と管電流を制御して設定するＸ線制御手段と、
前記被検体を透過したＸ線を２次元検出チャンネルで検出して透過データとして出力するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段により検出されるＸ線の中心線の方向に対し９０度より小さなラミノ角で交差する回転軸に対し、前記Ｘ線と前記被検体とを相対的に回転させる回転手段と、
前記被検体と前記Ｘ線とを相対移動させて撮影位置設定する移動手段と、
前記Ｘ線の中心線あるいは前記回転軸を傾斜させることで前記ラミノ角を変更して設定するラミノ角変更手段と、
予め所定の前記管電圧と管電流で設定した複数の前記ラミノ角において、前記被検体を前記Ｘ線検出手段の視野から外して前記Ｘ線検出手段で検出した透過データを飽和しないことを条件に収集し、前記ラミノ角ごとにエアーデータとして記憶するエアーデータ収集手段と、
操作者の入力指示に従って、前記被検体を前記Ｘ線検出手段の視野内で撮影位置設定するとともに、前記管電圧と管電流の設定および前記ラミノ角の設定を含む断層撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で、前記回転手段により前記Ｘ線と前記被検体とが相対的な回転を行いつつ、複数の回転位置で前記Ｘ線検出手段で検出した透過データを得る撮影制御手段と、
前記エアーデータ収集手段により記憶された前記ラミノ角ごとのエアーデータから、前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件に適合する推定エアーデータを求めるエアーデータ推定手段と、
前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件で得られた透過データに対し、前記エアーデータ推定手段で得られた推定エアーデータを用いてエアー補正を施して再構成処理し、前記被検体の３次元画像を得る再構成手段と、
を備えたことを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ推定手段は、前記撮影条件設定手段で設定されたラミノ角に応じて前記ラミノ角ごとのエアーデータから補間計算で前記推定エアーデータを求めることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、前記エアーデータの収集時に、前記エアーデータが飽和しているか、または所定値より小さすぎないかを判定し、この判定結果を用いて前記エアーデータが飽和せずまたは小さすぎないよう、前記Ｘ線制御手段により前記管電流を変化させることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、前記Ｘ線検出手段の複数検出チャンネル間のエアーデータの平均値と標準偏差とを求め、この求めた平均値と標準偏差に所定係数を掛けて得られた値とを加算し、この加算値が飽和値を超えているときに前記エアーデータが飽和していると判定することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項５】
請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、前記Ｘ線検出手段の複数検出チャンネル間のエアーデータの平均値を求め、この平均値が所定値を下回るときに前記エアーデータが小さすぎと判定することを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ収集手段は、予め設定した複数の前記ラミノ角と前記管電圧との組み合わせに対して、その組み合わせごとにエアーデータを収集して記憶し、
前記エアーデータ推定手段は、前記エアーデータ収集手段により記憶された前記組み合わせごとのエアーデータから前記撮影条件設定手段で設定された断層撮影条件での推定エアーデータを求めることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記エアーデータ推定手段は、推定エアーデータを求める際に、前記エアーデータ収集時の管電流と前記断層撮影条件の管電流が異なる場合、該管電流の相違を補正して推定エアーデータを求めることを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１２７９２４（Ｐ２０１０−１２７９２４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２８６７７（Ｐ２００８−３２８６７７）
【出願日】平成２０年１２月１日（２００８．１２．１）
【出願人】（３９１０１７５４０）東芝ＩＴコントロールシステム株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１日（２００８．１２．１）
【出願人】（３９１０１７５４０）東芝ＩＴコントロールシステム株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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