円錐軌道断層撮影装置
【課題】 高拡大率で、被検体の高分解能高品位の３次元画像を得ることにある。
【解決手段】 Ｘ線ビームを照射するＸ線源３と、被検体１から透過してくるＸ線ビーム２を検出するＸ線検出器４と、Ｘ線ビーム内で、Ｘ線ビーム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ＲＡに対し、被検体１とＸ線ビームとを相対回転させる回転手段６と、Ｘ線検出器４で検出したＸ線透過像から３次元画像を作成する制御処理部１２とを備え、制御処理部１２は、被検体１とＸ線源３との間で干渉しない回転可能範囲に基づき、半回転を超え１回転を満たない角度範囲で回転され所定の回転角度毎にＸ線ビームの透過像をＸ線検出器４で撮影するスキャン制御部１２ａと、Ｘ線検出器４で検出された多数の透過像から被検体の３次元画像を作成する再構成部１２ｃとを設けた構成である。
【解決手段】 Ｘ線ビームを照射するＸ線源３と、被検体１から透過してくるＸ線ビーム２を検出するＸ線検出器４と、Ｘ線ビーム内で、Ｘ線ビーム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ＲＡに対し、被検体１とＸ線ビームとを相対回転させる回転手段６と、Ｘ線検出器４で検出したＸ線透過像から３次元画像を作成する制御処理部１２とを備え、制御処理部１２は、被検体１とＸ線源３との間で干渉しない回転可能範囲に基づき、半回転を超え１回転を満たない角度範囲で回転され所定の回転角度毎にＸ線ビームの透過像をＸ線検出器４で撮影するスキャン制御部１２ａと、Ｘ線検出器４で検出された多数の透過像から被検体の３次元画像を作成する再構成部１２ｃとを設けた構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対する放射線の照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐軌道の断層撮影装置は、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 Tomograpy）装置とも呼ばれている。
【０００３】
円錐軌道の断層撮影装置は、放射線源から発生する放射線を被検体に照射し、この被検体から透過してくる放射線を２次元分解能の放射線検出器で検出し、相対的に、被検体に対する放射線照射方向を円錐に沿って１回転分回転させ、その回転中の所定角度ごとに得られる放射線検出器の出力から被検体の３次元画像を作成するものである。
【０００４】
図１５は従来の円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である（特許文献１）。
この断層撮影装置は、Ｘ線管１０１のＸ線焦点ＦからＸ線ビーム１０２を照射し、テーブル１０３に載置される被検体１０４から透過してくるＸ線ビーム１０２を２次元のＸ線検出器１０５で検出し、デジタル透過像（透過データ）として出力する構成である。
【０００５】
被検体１０４は、Ｘ線管１０１から照射されるＸ線ビーム１０２内で、回転機構１０６により、Ｘ線光軸Ｌ（Ｘ線ビーム１０２の中央線）に対し９０度より小さなラミノ角αLを成す回転軸ＲＡに対して回転される。
【０００６】
断層撮影装置は、回転機構１０６により被検体１０４を１回転させる間に所定の回転角度ごとにＸ線検出器１０５で多数の透過像を撮影し（スキャンと言う）、これら多数の透過像を再構成処理して被検体１０４の３次元画像（多数の断面像）を作成する。
【０００７】
なお、再構成方法はフェルドカンプ等（非特許文献１）による方法などが用いられる。この再構成方法は、透過像のフィルタリングと逆投影による方法である。
【０００８】
ところで、以上のような円錐軌道断層撮影装置は、板状をなす被検体１０４の検査に好適といえる。その理由は、ラミノ角αL＝９０度である通常のＣＴ装置では、Ｘ線光軸Ｌが被検体１０４の長手方向と平行になるため、被検体１０４によるＸ線吸収が大きくなって断面像が劣化するが、ラミノ角αLを９０度より小さくなるように傾ければ、回転中に常にＸ線光軸Ｌが斜め方向から被検体１０４に交差し、良好な断面像が得られるためである。
【０００９】
従って、円錐軌道断層撮影装置は、以上のような理由から電子部品が実装された電子回路基板などの板状の被検体１０４の検査などに好適である。
【００１０】
このような円錐軌道断層撮影装置は、Ｘ線幾何条件が自由に設定でき、色々な対象物に対応できる特徴を持っている。すなわち、Ｘ線管１０１（Ｘ線焦点Ｆ）に対して、テーブル１０３（回転軸ＲＡ）あるいはＸ線検出器１０５を近づけたり遠ざけたりすることで、撮影距離ＦＣＤ（Focus to rotation Center Distance）と検出距離ＦＤＤ（Focus to Detector Distance）が連続的に変更でき、被検体１０４の大きさなどにより撮影倍率（拡大率）＝ＦＤＤ／ＦＣＤが容易に変えられ、また、ミラノ角αLも可変できる。
【特許文献１】特開２００３−３２９６１６号公報。
【非特許文献１】Ｌ．Ａ．Ｆeldkamp，Ｌ．Ｃ．Ｄavis and Ｊ．Ｗ．Ｋress，Ｐractical cone-beam algorithm，Ｊ．Ｏpt．Ｓoc．Ａm．Ａ/Ｖol．１，Ｎo．６/June１９８４。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年、各種電子機器の小型化に伴い、電子機器筐体内に実装される電子回路基板が益々細密化しており、それに伴って円錐軌道断層撮影装置においても高分解能高品位の３次元画像が望まれている。このため、円錐軌道断層撮影装置としては、分解能を上げるためにＸ線管１０１のＸ線焦点Ｆを被検体１０４に近づけて拡大率を上げる傾向にある。
【００１２】
図１５は、被検体１０４として、電子回路部品を実装した基板（以下、実装基板という）を検査する一例を示す。この被検体（実装基板）１０４は、例えば基板１０４ａ上にＢＧＡ１０４ｂの接合によるＩＣパッケージ１０４ｃのほか、電源部の一部となる比較的背の高いインダクタンス（コイル）１０４ｄなどの部品が実装されていることが多い。
【００１３】
ところで、以上のような実装基板の検査に当り、ＢＧＡ１０４ｂ等を含む検査部位（検査領域）１０４ｅを高拡大率で検査する場合、Ｘ線管１０１のＸ線焦点Ｆと検査部位を近づけて撮影距離ＦＣＤを小さくするため、１回転のスキャン制御を実施する際に背の高い部品（例えばインダクタンス１０４ｄ）が図１５（ｂ）の（イ）に示すようにＸ線管１０１と干渉してしまう。
【００１４】
その結果、従来の円錐軌道断層撮影装置では、１回転のスキャン制御中にＸ線管１０１と被検体１０４との間で干渉がおこり、拡大率を上げることができないという問題がある。よって、円錐軌道断層撮影装置では、細密化された実装基板の検査要求である高分解能高品位の３次元画像を得るのが難しい問題がある。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、極力被検体の形状・大きさなどに制約されずに高拡大率で撮影し、高分解能高品位の３次元画像を作成す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】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、前記放射線源から照射される放射線ビーム内で、前記放射線検出器により検出される放射線ビーム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、前記被検体または所定の位置関係を保ったまま一体的または別体的に前記放射線源，前記放射線検出器を回転させる回転手段と、この回転手段で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出するスキャンによって検出した前記被検体の透過像を順次取込み、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを備えた円錐軌道断層撮影装置であって、
前記制御処理部は、前記被検体と放射線源との間で干渉しない回転可能範囲に基づき、前記回転手段により半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記被検体から透過してくる放射線ビームの透過像を前記放射線検出器で検出するハーフスキャンを実施するスキャン制御手段と、このスキャン制御手段によって前記所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出された多数の透過像から被検体の３次元画像を作成する再構成手段とを設けた構成である。
【００１７】
この発明は、以上のような構成とすることにより、前記被検体と放射線源との間で干渉しない設定された回転可能範囲に基づいて半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行いつつスキャン制御を実施できるので、回転角度が１回転より小さくて済むことにより、被検体をより放射線源に近づけることが可能になり、放射線源の放射線焦点を被検体に近づけて拡大率で撮影でき、高分解能高品位の３次元画像を得ることができる。
【００１８】
また、請求項２に対応する発明では、前記再構成手段としては、前記ハーフスキャンの間に前記放射線検出器で検出した多数の透過像を前記回転の順に並べた３次元のサイノグラムＰに対し前記回転角度φと放射線経路の前記回転の面に沿った経路方位角θとの関数であるハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´を求め、この求めたサイノグラムＰ´に対し前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めた後、このサイノグラムＰ"を逆投影して前記被検体の３次元画像を作成する構成である。
【００１９】
このような構成とすることにより、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数であるハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算することで、実質１８０度分の逆投影を均質に行うことが可能となり、均質な３次元画像を得ることができる。
【００２０】
さらに、請求項３に対応する発明では、前記サイノグラムＰとしては、前記透過像の横と縦の画素番号ｎ，ｍと前記回転の順を示す番号ｋとに従って並べたサイノグラムであり、
前記再構成手段は、前記ｎ，ｍからθ、前記ｋからφをそれぞれ求めるとともに、この求めたθ，φから重み関数Ｗｈの値を求めた後、前記サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に前記θ，φから求めた重み関数Ｗｈを掛けることにより、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´を得ることを特徴とする。
【００２１】
このような構成とすることにより、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の一画素（ｎ，ｍ，ｋ）に対する重み関数値Ｗｈ（θ，φ）を求めることができる。
【００２２】
さらに、請求項４に対応する発明では、前記再構成手段としては、前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向になだらかにデータを外挿してデータ長を大きくした後、前記高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めることを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすることにより、フィルタリングにおいて、回転軸の投影と直交する方向に滑らかにデータを外挿してデータ長を大きくした後にフィルタリングすることにより、スキャン領域の外縁部やその外側での良好な３次元画像を再構成できる。
【００２４】
また、請求項５に対応する発明では、前記制御処理部として、予め前記被検体と放射線源との間で干渉しない前記回転可能範囲を取得して設定するスキャン位置設定手段を有することを特徴とする。
【００２５】
このような構成にすれば、スキャン位置設定手段により、被検体と放射線源との間で干渉しない左右回転方向の制限角度となる２つの回転角度を取得して回転可能範囲を設定し、これに基づいてハーフスキャンを実施するので、確実に干渉を防止してスキャン制御を実施できる。
【００２６】
さらに、請求項６に対応する発明は、前記ハーフスキャンによる前記重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上で、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）と点（０，π）をそれぞれ通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２とで挟まれる平坦領域Ｒ０の前記重み関数Ｗｈは１であり、
φ＝０の縁線ａ１と前記肩線ｂ１とで挟まれる傾斜領域Ｒ１の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に縁線ａ１での０から前記肩線ｂ１での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１と前記肩線ｂ１との前記φ方向の中間線ｃ１に対し対称の関数形であり、
φ＝π＋βの縁線ａ２と前記肩線ｂ２とで挟まれる傾斜領域Ｒ２の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に前記縁線ａ２での０から前記肩線ｂ２での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２と前記肩線ｂ２との前記φ方向の中間線ｃ２に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１と同じ関数形であることを特徴とする。
【００２７】
さらに、請求項７に対応する発明は、前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上において、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）を通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である元肩線ｂ１とφ＝０の元縁線ａ１に対し、前記元縁線ａ１を前記元肩線ｂ１の側へ変位した縁線ａ１´と前記元肩線ｂ１を前記縁線ａ１´の側へ変位した肩線ｂ１´と、前記縁線ａ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である肩線ｂ２´と、前記肩線ｂ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である縁線ａ２´を設定し、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記元縁線ａ１と前記縁線ａ１´とで挟まれる領域で０、前記肩線ｂ１´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる平坦領域Ｒ０´で１、前記縁線ａ２´とφ＝π＋βの元縁線ａ２とで挟まれる領域で０であり、
前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´とで挟まれる傾斜領域Ｒ１´の重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に前記縁線ａ１´での０から前記肩線ｂ１´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´との前記φ方向の中間線ｃ１´に対し対称の関数形であり、
前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる傾斜領域Ｒ２´の前記重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に縁線ａ２´での０から前記肩線ｂ２´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´との前記φ方向の中間線ｃ２´に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１´と同じ関数形であることを特徴とする。
【００２８】
以上のような請求項６及び７に対応する発明によれば、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に対し、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数から求まるハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算したサイノグラムＰ´（ｎ，ｍ，ｋ）を用いて再構成するので、実質１８０度分の均質な逆投影がなされ、しかも逆投影の継ぎ目をなだらかに移行でき、均質で偽像を抑制した３次元画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、極力被検体の形状・大きさなどに制約されずに高拡大率で撮影でき、高分解能高品位の３次元画像を作成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の一実施の形態を示す構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である。なお、ここでは放射線としてＸ線を用いて説明する。
【００３１】
円錐軌道断層撮影装置は、被検体１に向けてＸ線ビーム２を照射するＸ線源３と、被検体１から透過してくるＸ線ビーム２を透過像（透過データ）として検出する２次元のＸ線検出器４と、被検体１を支持する支持台５と、回転軸ＲＡに対して被検体１を回転させる共に回転軸ＲＡに沿って昇降させる回転・昇降機構（回転手段）６と、支持台５と回転軸ＲＡとを一体でx方向に移動させる回転軸移動機構７と、これら機構６，７が設置されるベース８と、このベース８上にＸ線源３及び２次元Ｘ線検出器４をそれぞれ個別に支持するアーム９ａ，９ｂと、回転・昇降機構６及び回転軸移動機構７を駆動制御すると共にスキャン制御時に所定の回転角度ごとに２次元Ｘ線検出器４で検出される透過像を用いて、被検体１の３次元画像を再構成する制御処理本体部１０等とで構成される。制御処理本体部１０以外はＸ線の遮蔽箱（図示せず）に収納されている。４ａは検出面である。
【００３２】
回転軸ＲＡは、Ｘ線ビーム２の中心線Ｌ（ほぼＸ線源３のＸ線焦点ＦとＸ線検出器４の中心Ｄとを結ぶ線であって、以下、Ｘ線光軸Ｌと称する）の方向に対し９０度より小さなラミノ角αLで交差している。回転軸ＲＡは、Ｘ線光軸Ｌとラミノ角αLで交差しているのでなく、Ｘ線光軸Ｌの方向とラミノ角αLで交差している。回転軸ＲＡとＸ線光軸Ｌが交わっている必要はない。なお、ラミノ角αLは概略４０度から８０度の範囲で設定される。
【００３３】
Ｘ線源３は、照射するＸ線ビーム２の発散点であるＸ線焦点Ｆが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管、制御処理本体部１０からの設定制御指令に従って管電圧、管電流等を制御する制御回路及び制御回路の制御指令に応じた所望の管電圧、管電流をＸ線管に印加する電気回路からなる。ここで、Ｘ線ビーム２は、放射されるＸ線のうち実際にＸ線検出器４で検出されるＸ線を指す。
【００３４】
Ｘ線検出器４としては、検出面４ａに沿って多数のＸ線検出素子が２次元のマトリックス状（ｎ，ｍ）（画素番号ｎ，ｍ）に配列されたＸ線フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を用いている。検出面４ａ上におけるｍ方向は回転軸ＲＡの投影と平行な方向、ｎ方向は回転軸ＲＡの投影と直交する方向（回転面に沿った方向）である。
【００３５】
回転・昇降機構６は、制御処理本体部１０からの回転・昇降制御指令に基づき、被検体１がＸ線ビーム２内で支持台５と共に回転軸ＲＡの方向（ｚ方向）に昇降されて位置決めされ、かつ、回転軸ＲＡに対して回転される。
【００３６】
回転軸移動機構７は、制御処理本体部１０からの移動制御指令に従い、被検体１、支持台５、回転・昇降機構６及び回転軸ＲＡが一体の状態で、回転軸ＲＡと直交し、かつ、Ｘ線光軸Ｌに沿うｘ方向に平行移動される。これにより、回転軸ＲＡ上でＸ線光軸Ｌに一番近い点ＣとＸ線焦点Ｆとの撮影距離ＦＣＤが変更され設定される。
【００３７】
支持台５は、プラスチックやカーボンなどで作られ、Ｘ線の吸収を少なくするために中空に形成されている。支持台５は、被検体１にあわせて交換でき、例えば大きな被検体１の場合には大きなものが用いられる。
【００３８】
スキャン領域Ａｎは、回転軸ＲＡを中心とし、１回転中に測定されるＸ線ビーム２に包含される半径の円筒領域（正確には、円筒の上下に円錐を付けた領域）である。回転軸ＲＡは、通常、機構誤差のためにＸ線光軸Ｌから少しずれているので、スキャン領域Ａｎの半径は回転軸ＲＡに近いＸ線ビーム２の縁で決まる。スキャン領域Ａｎは無理なく再構成できる十分なデータが収集される領域である。
【００３９】
なお、回転・昇降機構６及び回転軸移動機構７には図示されていないがエンコーダが取り付けられ、支持台５のｘ位置、高さ及び回転角度などを読み取って制御処理本体部１０に送出する。
【００４０】
制御処理本体部１０は、通常のコンピュータが用いられ、ハードウェア的な構成としては、キーボード１１ａ、マウス１１ｂなどの入力部１１と、ＣＰＵ等で構成される制御処理部１２と、磁気ディスクまたは光ディスクなどの記憶装置１３と、表示部１４が設けられ、その他にＸ線検出器４との間でデータのやり取りを行うインタフェース（図示せず）や回転・昇降機構７及び回転軸移動機構７との間で回転・昇降制御やｘ方向移動制御に関するデータのやり取りを行う中継機能の役割を果す機構制御ボード（図示せず）などが設けられている。
【００４１】
制御処理部１２は、機能的には、スキャン制御を実施し、Ｘ線検出器４からデジタル透過像を収集し、記憶装置１３に記憶するスキャン制御部１２ａと、このスキャン制御部１２ａにより収集された透過像の前処理を行う前処理部１２ｂと、前処理後の透過像を再構成処理して被検体１の３次元画像（多数の断面像）を作成し、表示部１４に表示する再構成部１２ｃとが設けられている。
【００４２】
制御処理部１２としては、入力部１１からの指示のもとにＸ線源３に対し管電圧、管電流等の設定制御指令を送出し、所望の管電圧、管電流等に設定するとともに、Ｘ線の放射、停止指令も送出する。なお、管電圧、管電流は被検体１の大きさに合わせて変えることができる。
【００４３】
すなわち、制御処理部１２は、入力部１１及び表示部１４を用いて、操作者による操作のもとにメニュー選択、管電圧、管電流等を含む撮影条件の設定、ステータスの読取りと表示、必要な機構部分の手動操作、スキャンの実施、再構成処理、３次元画像の表示などを行う。
【００４４】
なお、制御処理本体部１０は、前述したように汎用のコンピュータが用いられるが、例えば構成部分１〜９と一体化したＣＰＵ内蔵の専用断層撮影装置であっても構わない。
【００４５】
次に、以上のような円錐軌道断層撮影装置の一実施の形態における作用を説明する。
【００４６】
この実施の形態は、制御処理本体部１０からの昇降・回転制御指令に基づき、被検体1を所定高さ位置に設定した後、半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行うハーフスキャンを実施し、被検体１の高さや大きさなどに制約されずに確実に高分解能高品位の３次元画像を取得することにある。
【００４７】
図２はスキャン位置設定制御とデータ処理全体の流れを示す図である。
ステップＳ１では、制御処理部１２がスキャン制御部１２ａを実行するに先立ち、スキャンの位置決め設定を行う。
【００４８】
操作者は、被検体１である実装基板の検査部位が高分解能高品位の３次元画像を得るための拡大率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を決める。具体的には、被検体１の検査部位（検査領域部）が回転軸ＲＡ上になるように支持台５に載置した後、入力部１１の操作指示のもとに制御処理部１２からｘ方向移動制御指令を回転軸移動機構７へ送出する。回転軸移動機構７は、ｘ方向移動制御指令に従い、回転軸ＲＡをｘ方向に平行移動させ、被検体１の撮影距離ＦＣＤを設定し，所望の拡大率が得られるようにする。
【００４９】
引き続き、支持台５上における被検体１の検査部位の高さ位置及び干渉限界角度を設定する。入力部１１からの操作指示に従い、制御処理部１２から昇降制御指令を送出し、回転・昇降機構６を介して支持台５を昇降させていく。このとき、操作者は、所望とする高さ位置と判断したとき、例えば上から目視しながら支持台５をＣＣＷ方向に手動回転させ、被検体１の突起部品１ａがＸ線源３と干渉する直前で止め、このときの回転角度φ２（ＣＣＷ制限角度）を記憶装置１３に記憶させる。次に、同様に支持台５をＣＷ方向に手動回転させ、被検体１の突起部品１ａがＸ線源３と干渉する直前で止め、このときの回転角度φ１（ＣＷ制限角度）を記憶装置１３に記憶させる。
【００５０】
これにより、スキャン制御時に被検体１の突起部品１ａがＸ線源３の干渉を受けない回転可能範囲となる２つの回転角度が決まり、スキャン位置の位置決めが設定される。
【００５１】
ステップＳ２では、制御処理部１２がスキャン制御部１２ａを実行する。
制御処理部１２のスキャン制御部１２ａは、所定の回転方向の回転制御指令を回転・昇降機構６に送出する。回転・昇降機構６は回転制御指令に従って支持台５を回転させるが、このとき、Ｘ線検出器４が所定の回転角度（Δφ）ごとに被検体１の透過像を撮影し、デジタル透過像（透過データ）に変換し、制御処理部１２に送出する。
【００５２】
すなわち、ステップＳ２によるスキャン制御は、予め記憶装置１３に記憶されたφ１（ＣＷ制限角度）からφ２（ＣＣＷ制限角度）にかけてＣＣＷ方向の回転を行い、φ１からφ２の間に包含される所定の回転角度（Δφ）ごとに検出した多数（Ｋ枚）の透過像を順次取り込み、回転の順に記憶装置１３の所定領域内に並べて３次元のサイノグラムとして記憶する。このサイノグラムとしては、透過像の横と縦の画素番号をそれぞれｎ，ｍ、回転方向の透過像番号をｋとし、Ｐ（ｎ，ｍ，ｋ）で表わされる。但し、ｋ＝１，２，…，Ｋである。
【００５３】
ステップＳ３では、制御処理部１２が前処理用プログラムに従って前処理部１２ｂを実行する。
前処理部１２ｂによる前処理は例えばオフセット補正、感度補正（空気補正）、対数変換などである。これらオフセット補正、感度補正（空気補正）、対数変換などの前処理は画像処理で一般的に行われている手法を用いて処理する。前処理例は画素ごとに、概略、
前処理後の値Ｐ＝ＬＯＧ（空気画像ＰA／前処理前の値Ｐ） ……（１）
なる演算を実行し、前処理後の値Ｐを求める。ここで、空気画像ＰAは被検体１が無い場合の画素値であって、予めＸ線検出器４で検出され記憶装置１３等に記憶してある値を用いる。
【００５４】
次に、制御処理部１２は、再構成用プログラムに従って再構成部１２ｃを実行し、再構成処理によって被検体１の３次元画像を作成する（ステップＳ４）。
【００５５】
図３は再構成処理の流れを詳細に説明する図である。
まず、ステップＳ４１では、サイノグラムＰに対しハーフスキャン用重み関数掛けの処理を行う。
【００５６】
＜ハーフスキャン用重み関数掛けの処理＞
サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に乗算するハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、変数ｎ，ｍ，ｋの代わりに、回転角度φとＸ線経路の回転面に沿った角度を表す経路方位角θ（図１参照）を変数として重み関数Ｗｈ（θ，φ）を定義する。ここで、φはｋの関数φ（ｋ）であり、θはｎ，ｍの関数θ（ｎ，ｍ）であるので、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算する際、ｎ，ｍ，ｋ値からφ，θ値を求めた後、前述したサイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に当該関数φ，θから求めた重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算し、ハーフスキャン用重み関数掛けしたサイノグラムＰ´を得る。
【００５７】
具体的には、φ（ｋ）は、最初の透過像の１つ前（ｋ＝０）を基準（φ＝０）とし、被検体１のＣＣＷ回転を正方向としたとき、式、
φ＝Δφ・ｋ （ｋ＝１，２，…，Ｋ） ……（２）
から求められる。
【００５８】
図４はθとｎ，ｍの関係を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。すなわち、θ（ｎ，ｍ）は、図４から明らかなように、回転軸ＲＡを通るＸ線経路を基準（θ＝０）とし、式、
Ｌｘ＝ＦＤＤ・ｓｉｎαL＋Ｐｇ・（ｍｃ−ｍ）・ｃｏｓαL ……（３）
Ｌｙ＝Ｐｇ・（ｎ−ｎｃ） ……（４）
θ＝ａｔａｎ（Ｌｙ／Ｌｘ） ……（５）
から求める。ここで、ｎｃは回転軸ＲＡの投影位置、ｍｃはｍの中央、Ｐｇは検出面４ａ上の１画素サイズ（ｍｍ）である。
【００５９】
図５はハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を説明する図である。図５（ａ）は（θ，φ）面上のハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を表した図であり、図５（ｂ）は同図（ａ）に示すＡＡプロファイル、図５（ｃ）は同図（ａ）に示すＢＢプロファイル、図５（ｄ）は同図（ａ）に示すＣＣプロファイルを示す図である。
【００６０】
すなわち、図５（ａ）では、回転角度φは０からπ＋β間（ｋ＝０ないしＫ＋１）とし、当該０からπ＋β間の重み関数Ｗｈが定義されている。βは、Ｗｈの定義域がサイノグラムを包含するよう、式、
π＋β＝Δφ・（Ｋ＋１） ……（６）
から計算される値を用いる。
【００６１】
一方、経路方位角θの範囲はθ１からθ２であって、|θ２−θ１|はファン角θ０（図１参照）である。なお、βの値としては、ファン角θ０より大きな値となることを前提としている。
【００６２】
（θ，φ）面上での重み関数Ｗｈとしては、直線である肩線ｂ１，ｂ２を境とし、３つの領域，つまり平坦領域Ｒ０，傾斜領域Ｒ１，Ｒ２に分けて求める。
【００６３】
先ず、平坦領域Ｒ０では、（θ，φ）面上で、回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、θは回転軸ＲＡを通るＸ線経路を基準（θ＝０）としたとき、点（０，β）と点（０，π）をそれぞれ通ってφのθに対する傾きｄφ／ｄθが２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２とで挟まれる平坦領域Ｒ０の重み関数Ｗｈは１である。
【００６４】
傾斜領域Ｒ１はφ＝０の縁線ａ１と肩線ｂ１とで挟まれる領域であって、当該傾斜領域Ｒ１の重み関数Ｗｈは、φ方向に縁線ａ１での０から肩線ｂ１での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ１と肩線ｂ１のφ方向の中間線ｃ１に対し対称の関数形となる。
【００６５】
傾斜領域Ｒ２はφ＝π＋βの縁線ａ２と肩線ｂ２とで挟まれる領域であって、当該傾斜領域Ｒ２の重み関数Ｗｈは、φ方向に縁線ａ２での０から肩線ｂ２での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ２と肩線ｂ２のφ方向の中間線ｃ２に対し対称で傾斜領域Ｒ１と同じ関数形となる。
【００６６】
以下、具体的に数式をもって説明する。（θ，φ）面において、重み関数Ｗｈを求めるために必要な要素は次の式、
縁線ａ１ ： φ＝０ ……（７）
中間線ｃ１ ： φ＝β／２＋θ ……（８）
肩線ｂ１ ： φ＝β＋２・θ ……（９）
肩線ｂ２ ： φ＝π＋２・θ ……（１０）
中間線ｃ２ ： φ＝π＋β／２＋θ ……（１１）
縁線ａ２ ： φ＝π＋β ……（１２）
で表される。
【００６７】
そこで、θ，φから重み関数Ｗｈ（θ，φ）を求める場合、一例として、まず、θを用いて、
φａ１＝０ ……（１３）
φｂ１＝β＋２・θ ……（１４）
φｂ２＝π＋２・θ ……（１５）
φａ２＝π＋β ……（１６）
を計算する。
【００６８】
次に、φを用いて、φ＜φｂ１（傾斜領域Ｒ１）の場合は、
Ｗ＝（φ−φａ１）／（φｂ１−φａ１） ……（１７）
Ｗｈ＝３・Ｗ2−２・Ｗ3 ……（１８）
を計算する。また、φｂ１≦φ≦φｂ２（平坦領域Ｒ０）の場合は、
Ｗｈ＝１ ……（１９）
となる。また、φｂ２＜φ（傾斜領域Ｒ２）の場合は、
Ｗ＝（φ−φａ２）／（φｂ２−φａ２） ……（２０）
Ｗｈ＝３・Ｗ2−２・Ｗ3 ……（２１）
を計算する。従って、θ、φごとに式（１３）ないし式（２１）を計算することにより、θ，φから重み関数Ｗｈ（θ，φ）を求めることができる。
【００６９】
さて、図３に戻り、ステップＳ４１によるハーフスキャン用重み関数掛けについて具体的に説明する。
【００７０】
先ず、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の一画素（ｎ，ｍ，ｋ）に対する重み関数値Ｗｈ（θ，φ）を求める。そのためには、式（２）を用いてｋ値からφを求め、また、式（３）ないし式（５）を用いてｎ，ｍ値からθを求める。次に、θ、φから式（１３）ないし式（２１）を計算し、Ｗｈ（θ，φ）を求める。なお、ｎ，ｍ，ｋ値から求めたＷｈ（θ，φ）はＷｈ（θ（ｎ，ｍ），φ（ｋ））と書くこともできる。
【００７１】
次に、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に以上のようにして求めた重み関数値Ｗｈ（θ，φ）を掛け、重み関数掛けしたサイノグラム（透過像）Ｐ´を得る。計算式としては、
Ｐ´（ｎ，ｍ，ｋ）＝Ｐ（ｎ，ｍ，ｋ）・Ｗｈ（θ（ｎ，ｍ），φ（ｋ））…（２２）
と表される。
【００７２】
そして、すべての画素（ｎ，ｍ，ｋ）について式（２２）の重み関数掛けを行い、サイノグラムＰに対するハーフスキャン用重み関数掛けの処理が終了する。＜＞終了
次に、ステップＳ４２では、フィルタリングを行う。重み関数掛け後の各回転角の透過像Ｐ´に対し、それぞれ回転軸ＲＡの投影と直交する方向（ｎ方向）に|ω|にほぼ比例する高周波強調フィルタリング（ＣＴで言うＲamachandran ＆ Ｌakshminarayanan フィルタリング等）を行い、透過像Ｐ"を得る。フィルタリングは、例えばコンボリューションで行うか、あるいはフーリエ変換＋フィルタ関数掛け＋逆フーリエ変換等により行う。
【００７３】
引き続き、ステップＳ４３では逆投影を行う。図６は逆投影を説明する鳥瞰図である。
逆投影は、フィルタリング後の透過像Ｐ"をＸ線経路に沿ってそれぞれ被検体１に固定した仮設定した３次元の再構成グリッド２０上に逆投影（加算）する処理である。
【００７４】
図６では、再構成グリッド２０をＣＣＷ回転させる代わりにＸ線焦点Ｆと検出面４ａを一体としてＣＷ回転させている。逆投影は、例えば再構成グリッド２０の全ての点Ａ２について、点Ａ２を投影した透過像上の点Ａ１の値を点Ａ２の値に加算する処理である。
【００７５】
なお、逆投影としては、詳しくは、加算を行う前に、逆投影の密度補正としてＸ線焦点Ｆと点Ａ２間の距離の２乗に反比例する係数を掛けた後、加算する処理を行う。サイノグラム上の全ての透過像Ｐ"（ｋ＝１ないしＫ）について逆投影を終えると、３次元画像が得られる。
【００７６】
次に、以上のような再構成処理を行うことにより、ハーフスキャンにおいても、均質で偽像を抑制した３次元画像を作成できる点についてさらに詳しく説明する。
【００７７】
図７は２つの傾斜領域Ｒ１，Ｒ２をまとめて表したハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）の傾斜領域での関数形を示す図である。重み関数Ｗｈは、φの回転方向に縁線（φ＝φａ）での０から肩線（φ＝φｂ）での１に滑らかに移行し、その傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線と肩線とのφ方向中間の中間線（φ＝φｃ）に対し対称の関数形であって、２つの傾斜領域Ｒ１，Ｒ２で同じ関数形となる。なお、「滑らか」とはプロファイル及びその傾斜が段差なく連続的であることをいう。また、「同じ関数形」とは、φ方向の縁線−肩線間距離（|φｂ−φａ|）が同じとき、互いに同じ形（但し、φの方向が反転した形）になることをいう。
【００７８】
ここで、傾きがφｃに対し対称であるということは、φｃを境として左右等距離（Δφ）の両位置で両重み関数Ｗｈを加算したとき、１になることと等価である。これを式で表すと、
Ｗｈ（θ，φｃ＋Δφ）＋Ｗｈ（θ，φｃ−Δφ）＝１ ……（２３）
となる。具体的には、Ｗｈ（θ，φ）としては、例えば、前述したように式（１７）、式（１８）、式（２０）及び式（２１）を用いる。
【００７９】
以下、順パス及び逆パスの関係から重み関数Ｗｈを説明する。
図８は回転軸方向から見た順パスＢ、逆パスＢｒを示す図である。同図は被検体１をＣＣＷ回転させる代わりにＸ線焦点Ｆと検出面４ａとをＣＷ回転させている。順方向のＸ線経路を順パスＢとし、この順パスＢに対し、回転軸方向からみて重なって逆方向のＸ線経路を逆パスＢｒとする（以下、Ｘ線経路をパスと略記する）。因みに、順パスＢと逆パスＢｒは、同じ逆投影点Ａ２を通るとすると、回転軸方向から見て重なっているが、直交方向から見たときには重ならず、点Ａ２で交わっている。
【００８０】
図８を参照して、回転軸方向から見て、順パスＢの位置をθ，φ、逆パスＢｒの位置θｒ，φｒとすると、順・逆パス相互の間には、
θｒ＝−θ ……（２４）
φｒ＝φ＋π−２・θ ……（２５）
の関係があることがわかる。
【００８１】
次に、以上のような実施の形態における効果について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００８２】
図９は重み関数Ｗｈ上の順パスＢ、逆パスＢｒを示す図である。式（２４）、式（２５）を用いて、順パスＢと逆パスＢｒの関係を求めると、パスライン２２上のパスＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６に対する逆パスはそれぞれパスライン２３上のＢ１ｒ，Ｂ２ｒ，Ｂ３ｒ，Ｂ４ｒ，Ｂ５ｒ，Ｂ６ｒとなる。
【００８３】
その結果、図９の順パスＢ及び逆パスＢｒの関係（式（２４）、式（２５））と式（２３）の関係とから、
Ｗｈ（θ，φ）＋Ｗｈ（θｒ，φｒ）＝１ ……（２６）
の関係、すなわち順パスの重み係数と逆パスの重み係数とを加算すると、「１」となることがわかる。
【００８４】
また、図９から明らかなように、式（２４）及び式（２５）より、縁線ａ１上のパスの逆パスの集合が肩線ｂ２になり、肩線ｂ１の逆パスが縁線ａ２になり、中間線ｃ１の逆パスが中間線ｃ２になることがわかる。
【００８５】
今、図９に示す重み関数Ｗｈ上に、再構成グリッド２０上の一点Ａ２（図６）を通るパスの全体を描くと、パスライン２４のような曲線となる。このパスライン２４は、回転φに伴ってθが０を中心に左右に振れる曲線となる。このとき、パスライン２４上のパスＣ１，Ｃ２，Ｃ３を、それぞれ縁線ａ１、中間線ｃ１、肩線ｂ１上の点とすると、それぞれの逆パスであるパスＣ１ｒ，Ｃ２ｒ，Ｃ３ｒはそれぞれパスライン２４と肩線ｂ２、中間線ｃ２、縁線ａ２との交点上にある。
【００８６】
次に、再構成グリッド２０上の一点Ａ２に対する逆投影について考察する。
図１０は回転軸方向及び横から見た逆投影パスを示す図である。図９に示すパスライン２４上のパスＣ１ないしＣ３ｒは、図１０上では点Ａ２を通る直線で表される。パスＣ１，Ｃ２，Ｃ３は点Ａ２に対する逆投影パスであり、パスＣ１ｒ，Ｃ２ｒ，Ｃ３ｒはパスＣ１，Ｃ２，Ｃ３とはそれぞれ逆パスとなる逆投影パスである。
【００８７】
今、図１０で逆投影パスの方位をΨとすると、Ψはパスライン２４上のθ，φを用いて、（φ−θ）で表される角度である。従って、図１０には、逆投影角度Ψについての重み関数Ｗｈを円グラフで重ねて表している。順パスの重み関数と逆パスの重み関数とを加算すると１になる（式（２６））ことから、パスＣ２とパスＣ３間の重み不足分２５はパスＣ２ｒとパスＣ３ｒ間の重み２６で補われ、パスＣ１ｒとパスＣ２ｒ間の重み不足分２７はパスＣ１とパスＣ２間の重み２８で補われ、実質的には点Ａ２に対して１８０度分の逆投影が成される。点Ａ２はスキャン領域Ａｎ内ならどの点でも成り立つので、スキャン領域内の再構成グリッド２０の全点について実質１８０度分の均質な逆投影行われていることになる。
【００８８】
さらに、図１０において、仮に重み係数掛けなしでパスＣ２からパスＣ２ｒまで１８０度分逆投影した場合、図１０（ｂ）に示すように境界で逆投影パスＣ２と逆投影パスＣ２ｒが食い違ってしまい、データの誤差が生じ、Ｃ２，Ｃ２ｒの方向に直線状の強い偽像（アーチファクト）ができてしまうが、本実施の形態では逆投影の継ぎ目をなだらかに移行させる重み関数Ｗｈを掛けるので、以上のような偽像を抑制することができる。
【００８９】
すなわち、上記実施の形態によれば、Ｘ線源３が被検体１の一部背の高い部品に邪魔されて半回転を超え１回転に満たないスキャンを行う円錐軌道断層撮影装置であっても、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に対し、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数である前述したようなハーフスキャン用重み係数Ｗｈ（θ，φ）を乗算したサイノグラムＰ´を用いて再構成するので、実質的に１８０度分の均質な逆投影がなされ、かつ、逆投影の継ぎ目をなだらかに移行できることから、均質で偽像を抑制した３次元画像を生成できる。
【００９０】
さらに、以上のような逆投影処理を行うことにより、半回転を超え１回転を満たないスキャンが可能になるので、１回転より少ない回転角度で済み、被検体１をよりＸ線源３に近づけることが可能になり、高拡大率で高分解能高品位の３次元画像を得ることができる。
【００９１】
（実施の形態の変形例）
（変形例１：Ｗｈの定義域）
上記実施の形態では、重み関数Ｗｈを０ないしπ＋βで定義したが、始点は任意である。任意のφ０を用いて、φ０ないしφ０＋π＋βで定義してもよい。
【００９２】
また、上記実施の形態では、Ｗｈの定義域（φ＝０ないしπ＋β）を第一データ（ｋ＝１）のΔφ手前（ｋ＝０相当）から、最終データ（ｋ＝Ｋ）のΔφ後（ｋ＝Ｋ＋１相当）となるように設定したが、必ずしもこのようにする必要がない。例えばＷｈの定義域をデータ範囲（ｋ＝１ないしＫ）の手前ε１から後ろのε２としたとき、ε１とε２はΔφ以下の数値、例えばΔφ／２とか、０とかを選ぶことができる。ε１とε２は互いに異なる値でもよく、負の数値でもよい。ただし、０以下を選んだ場合、使用しないデータが生じる。
【００９３】
（変形例２：回転可能範囲）
上記実施の形態では、スキャン位置設定において、干渉しない回転可能範囲（φ１ないしφ２）の設定を、目視しながらＣＣＷ方向に回転させ干渉直前で止め角度φ２を決め、目視しながらＣＷ方向に回転させ干渉直前で止め角度φ１を決めているが、回転可能範囲の決め方はこれに限らない。
【００９４】
例えば、目視しながら被検体１の突起部品１ａがＸ線源３から一番離れる回転位置φｃを設定し、このφｃに対称に回転可能範囲を設定してもよい。ここでは、全回転角ΔφＴは最小限（１８０°＋ファン角を少し越える角度）とし、φ１＝φｃ−ΔφＴ／２、φ２＝φｃ＋ΔφＴ／２で回転可能範囲を設定する。
【００９５】
また、例えば、目視しながらＣＷ方向に回転させ干渉直前で止めて角度φ１を決め、全回転角ΔφＴは最小限（１８０°＋ファン角を少し越える角度）として、φ２は、φ２＝φ１＋ΔφＴとすることで回転可能範囲を設定する。
【００９６】
また、例えば、目視しながらＣＣＷ方向に回転させ干渉直前で止めて角度φ２を決め、全回転角ΔφＴは最小限（１８０°＋ファン角を少し越える角度）として、φ１は、φ１＝φ２−ΔφＴとすることで回転可能範囲を設定してもよい。
【００９７】
さらに、例えば、Ｘ線源３と被検体１との間の静電容量変化により、Ｘ線源３と突起部品１ａとの接近を検知することで自動的にφ１とφ２を設定することもできる。このとき、予めφ１とφ２を設定してからスキャンを実施してもよいが、φ２については設定せずにスキャンを開始し、φ２を検出（Ｘ線源３と突起部品１ａとの接近を検知）したとき、スキャンを止めるようにしてもよい。なお、静電容量変化で接近を検知することは公知である。
【００９８】
（変形例３：サイノグラムの領域）
上記実施の形態では、スキャンは回転角度φ１（ＣＷ制限角度）からφ２（ＣＣＷ制限角度）まで行い、この間に透過像を可能な最大数Ｋ（φ１，φ２に応じて可変）だけ撮影しているが、Ｋは必ずしも可能な最大数としなくてもよい。例えばφ１，φ２に近い位置（回転加速減速区間）は撮影は行わないか、撮影データを使わないようにしてもよい。また、Ｋは可変でなく、予め少なめに設定した固定値としてもよい。
【００９９】
また、スキャン時の透過像の撮影は、回転の等間隔Δφ毎に行うが、Δφはスキャン開始前に任意に設定できる。また、透過像の撮影は、必ずしも等間隔でなくバラつきがあってもよい。回転方向の透過像番号ｋと回転角度φ（ｋ）との関係がわかれば、ハーフスキャン用重み関数掛けでき、回転角度φ（ｋ）で逆投影することより再構成できる。
【０１００】
（変形例４：スキャン範囲）
上記実施の形態では、βの値としてはファン角θ０より大きな値となることが前提としているが、ここではβはπ未満とする。その理由はβがπ以上になると、通常スキャンと同じとなり、高拡大率で撮影するときにＸ線源３と被検体１との干渉の問題が生じ、ハーフスキャンの意味がなくなるためである。βの範囲は、
ファン角θ０＜β＜π ……（２７）
となり、スキャン範囲（サイノグラムの回転方向範囲）としては、概略、
π＋ファン角θ０＜スキャン範囲＜１回転 ……（２８）
となる。Ｘ線ビーム２が平行に近いときθ０≒０となるので、本実施の形態におけるハーフスキャンの回転範囲は、半回転を超え１回転を満たない角度範囲ということができる。
【０１０１】
（変形例５：φ，θの極性）
上記実施の形態では、回転軸ＲＡ方向上からみて被検体１をＣＣＷ方向に回転させてスキャンしており、この方向を回転角度φの＋方向としている。また、回転軸ＲＡ方向上からみてＣＣＷ方向を経路方位角θの＋方向としている。
【０１０２】
しかしながら、スキャン方向や角度の極性は任意であることは容易に理解できる。
先ず、スキャンをφの−方向に行ったとき、サイノグラムのｋ＝Ｋから１に向けて透過像が撮影されるだけであり、記載した内容には何ら変化はない。
【０１０３】
次に、φとθの極性を変えた場合は重み関数Ｗｈ（θ，φ）を示す図５が若干変化する。それは、極性を示す矢印を逆にするだけの変化である。また、図５の肩線自体は変化しないが、傾きの数値は変化する。肩線の傾きは、
ａ）φＣＣＷ＋，θＣＣＷ＋のとき、ｄφ／ｄθ＝２（上記実施の形態）…（２９）
ｂ）φＣＣＷ＋，θＣＣＷ−のとき、ｄφ／ｄθ＝−２ ……（３０）
ｃ）φＣＣＷ−，θＣＣＷ＋のとき、ｄφ／ｄθ＝−２ ……（３１）
ｄ）φＣＣＷ−，θＣＣＷ−のとき、ｄφ／ｄθ＝２ ……（３２）
となる。
【０１０４】
すなわち、ｂ）、ｃ）の場合は、「点（０，β）と点（０，π）それぞれを通ってφのθに対する傾きｄφ／ｄθが−２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２」により肩線が定義される。
また、φとθの極性を変えた場合の数式上の変化は、それぞれ−φをφに代入し、−θをθに代入することで得られる。
【０１０５】
（変形例６：Ｗｈ関数形）
Ｗｈの関数形は、図７に示すように、φの方向に縁線（φ＝φａ）での０から肩線（φ＝φｂ）での１に滑らかに移行し、その傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線と肩線のφ方向中間の中間線（φ＝φｃ）に対し対称の関数形であり、２つの傾斜領域Ｒ１，Ｒ２では同じ関数形であればよく、必ずしも式（１７）、式（１８）、式（２０）及び式（２１）で表される関数でなくてもよい。例えば、図７において、φｂ−φａを半周期とする余弦関数、
Ｗｈ＝｛１−ｃｏｓ（（φ−φａ）・π／（φｂ−φａ））｝／２ ……（３３）
を用いてもよい。
【０１０６】
（変形例７：ループの任意性）
上記実施の形態の作用説明は、簡単のために、図２、図３に示すステップＳ３、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３の処理がそれぞれサイノグラム全体（全ｎ，ｍ，ｋ）の処理を行うように説明しているが、図２，図３に示す処理の流れに限定されない。
【０１０７】
例えば、ｋループを外側にして、ｋループ内でステップＳ３、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３の処理を行うようにしてもよい。
【０１０８】
（変形例８：機構追加）
上記実施の形態では、幾何条件を変更するための別の機構を追加してもよい。例えば、図１に示す構成に新たに、ラミノ角αL可変機構、Ｘ線焦点Ｆと検出面４ａ中心Ｄとの間の検出距離ＦＤＤを相対的に変更する機構などを追加してもよい。
【０１０９】
また、支持台５と回転・昇降機構６との間にあって、被検体1と支持台５とを回転軸ＲＡと直交する水平方向ＸＹに移動させるＸＹ機構を追加してもよい。このＸＹ機構においては、被検体１を回転軸ＲＡと直交する水平方向ＸＹに移動させることができるので、被検体１を手動で載置しなおすことなく、被検体１の所望とする検査部位をスキャン領域Ａｎに入るような位置に移動させることができる。
【０１１０】
（変形例９：動きの相対性）
前記実施の形態では、各構成体の動きは相対的であればよく、どちらか１つの構成体を動かしてもよい。例えば、回転軸ＲＡに対する支持台５とＸ線ビーム２との回転や回転軸移動機構７による回転軸ＲＡの移動は相対的でよい。すなわち、被検体１を回転軸ＲＡに対して回転させる代わりにＸ線源３とＸ線検出器５とを互いの位置関係を保ったまま回転軸ＲＡに対して一体的または別体的に回転させ、さらに回転軸ＲＡに対してＸ線源３とＸ線検出器５とを移動させてもよい。
【０１１１】
（変形例１０：フィルタリングの変形）（請求項６）
図３に示すフィルタリングの処理を行うに際し、回転軸ＲＡの投影と直交するｎ方向になだらかにデータを外挿してデータ長を大きくした後、フィルタリングの処理を行えば、スキャン領域の外縁部やその外側であっても、良好な３次元画像を再構成できる。
【０１１２】
正確に言えば、重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、透過像の上で回転軸ＲＡの投影と直交する方向の一方側になだらかにデータ値を拡張し、他方側にも同様になだらかにデータ値を拡張した後、回転軸ＲＡの投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めればよい。
【０１１３】
このデータ外挿による透過像の拡張は、なだらかに繋がっていれば傾斜する直線でも、曲線であってもよい。ここで、なだらかとはプロファイルが段差なく連続的であることをいう。さらに、プロファイルの拡張部分の傾斜についても、急激な変化が無い方が好ましい。
【０１１４】
最も簡易なデータ外挿の一例としては、端部の値をそのまま引き伸ばす方法である。正確には、重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、透過像の上で回転軸ＲＡの投影と直交する方向の一方側に一方端のデータ値を持つ領域を拡張し、他方側にも同様に他方端のデータ値を持つ領域を拡張した後、回転軸ＲＡの投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めればよい。
【０１１５】
この変形例１０によれば、拡張前の透過像ｎ方向の縁にできる段差を、透過像をｎ方向になだらかに外挿してデータ長を拡張することにより、外側に追いやるか、無くすことができ、スキャン領域外縁から外にかけての画質を高めることができる。
【０１１６】
（変形例１１：サイノグラムの変数変換１）
上記実施の形態では、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）は画像マトリックスｎ，ｍと回転番号ｋとで記述しているが、例えばθ（ｎ，ｍ）とφ（ｋ）とを用いて座標変換し、Ｐ（θ，ｍ，ｋ）あるいはＰ（θ，ｍ，φ）で記述してもよい。すなわち、θ，φで等間隔のサイノグラムとすることができる。この場合には、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を変換なしに直接掛けることができる。
【０１１７】
引き続き、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（θ，ｍ，ｋ）あるいはＰ´（θ，ｍ，φ）をｎ，ｍ，ｋでの記述に戻すことなく、θ方向に|ω|フィルタリングを行い、その後に逆投影し再構成することができる。
【０１１８】
（変形例１２：サイノグラムの変数変換２）
サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）としては、回転軸ＲＡに平行な方向をｍ´、当該ｍ´と直交する方向をｎ´とし、Ｐ（ｎ´，ｍ´，ｋ）に変換した後、再構成処理を行うこともできる。
【０１１９】
図１１は変形例１２におけるサイノグラムＰの変数変換を説明する幾何図である。この変換例は、透過像をＸ線経路に沿って検出面４ａから回転軸ＲＡに平行な面（ｎ´，ｍ´）３０に投影することで変換し、この変換後のサイノグラムＰ（ｎ´，ｍ´，ｋ）を得る。
【０１２０】
再構成処理は、まず、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を掛けるが、このときθはｎ´のみの関数θ（ｎ´）となるので、計算は容易になる。続いて、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（ｎ´，ｍ´，ｋ）をｎ，ｍ，ｋでの記述にもどすことなく、ｎ´方向に|ω|フィルタリングを行い、さらに逆投影することで再構成できる。
【０１２１】
また、この変形例１２では、検出面４ａを回転軸ＲＡに平行な面（ｎ´，ｍ´）３０に重ねるように配置することにより、直接サイノグラムＰ（ｎ´，ｍ´，ｋ）を得るようにしてもよい。
【０１２２】
（変形例１３：サイノグラムの変数変換３）
さらに、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の他の変換例としては、回転軸ＲＡに平行な方向をｍ´とし、Ｐ（θ，ｍ´，ｋ）に変換した後、再構成処理を行うこともできる。
【０１２３】
図１２は変形例１３におけるサイノグラムＰの変数変換を説明する幾何図である。この変換例は、透過像をＸ線経路に沿って検出面４ａから回転軸ＲＡに沿った円周面（θ，ｍ´）３１に投影することで変換し、この変換後のサイノグラムＰ（θ，ｍ´，ｋ）を得る。
【０１２４】
再構成処理は、まず、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を掛けるが、このとき重み関数Ｗｈ（θ，φ）を直接掛けることができるので、計算は容易になる。
【０１２５】
引き続き、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（θ，ｍ´，ｋ）をｎ，ｍ，ｋでの記述にもどすことなく、θ方向に|ω|フィルタリングを行い、さらに逆投影することで再構成できる。
【０１２６】
また、この変形例１３では、検出面４ａを回転軸ＲＡに沿った円周面３１に重ねるように円周面に変形して配置することで直接サイノグラムＰ（θ，ｍ´，ｋ）を得るようにしてもよい。
【０１２７】
（変形例１４：サイノグラムの変数変換４）
さらに、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の他の変換例としては、回転軸ＲＡに直交する面上で回転軸ＲＡの投影と平行な方向をｍ"、このｍ"と直交する方向をｎ"とし、Ｐ（ｎ"，ｍ"，ｋ）に変換した後、再構成処理を行うこともできる。
【０１２８】
図１３は変形例１４におけるサイノグラムＰの変数変換を説明する幾何図である。この変換例は、透過像をＸ線経路に沿って検出面４ａから回転軸ＲＡに直交する面（ｎ"，ｍ"）３２に投影することで変換し、この変換後のサイノグラムＰ（ｎ"，ｍ"，ｋ）を得る。
【０１２９】
再構成処理は、まず、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を掛けるが、このときθはｎ"，ｍ"の関数θ（ｎ"，ｍ"）となるので、計算が可能である。
【０１３０】
続いて、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（ｎ"，ｍ"，ｋ）をｎ，ｍ，ｋでの記述にもどすことなく、ｎ"方向に|ω|フィルタリングを行い、さらに逆投影することで再構成できる。
【０１３１】
また、この変形例１４では、検出面４ａを回転軸ＲＡに直交する面（ｎ"，ｍ"）３２に重ねるように配置することで直接サイノグラムＰ（ｎ"，ｍ"，ｋ）を得るようにしてもよい。
【０１３２】
（変形例１５：Ｗｈのテーブル化）
重み関数Ｗｈ（θ，φ）は、重み関数掛け時にその都度計算する代わりに、予めθ，φの細かいステップで計算してテーブルに記憶しておいてもよい。この場合は、重み係数が欲しいθ，φとテーブルのθ，φとの食い違いが生じるので、最近傍のテーブル値を用いるか、補間値を用いるようにする。
【０１３３】
この方法はβが一定、すなわち使用する回転範囲Ｋ・Δφが一定の場合に有効である。
【０１３４】
（変形例１６：縁線と肩線の変形）（請求項４，５に対応）
上記実施の形態では、重み関数Ｗｈを定義する縁線と肩線（図５参照）はサイノグラムＰの全データを再構成に用いるように決められているが、縁線と肩線はこれに限らない。
【０１３５】
図１４は縁線と肩線を変更した重み関数Ｗｈの例を示す図である。
上記実施の形態で用いた縁線ａ（ａ１，ａ２）、肩線ｂ（ｂ１，ｂ２）、中間線（ｃ１，ｃ２）をそれぞれ元縁線ａ（ａ１，ａ２）、元肩線ｂ（ｂ１，ｂ２）、元中間線ｃ（ｃ１，ｃ２）とすると、この変形例における縁線ａ´と肩線ｂ´は元縁線ａ、元肩線ｂとで囲まれた領域内で自由に設定できる。制限事項としては、縁線ａ´と肩線ｂ´はθに対する一価関数φ（θ）で表せ、段差がなく、互いに交差せず、縁線ａ´が肩線ｂ´より元縁線ａの近くにあることである。
【０１３６】
図１４（ｃ）を用いて、縁線ａ´と肩線ｂ´の設定について説明する。
元縁線ａ１上のパスの逆パスの集合が元肩線ｂ２になり、元肩線ｂ１の逆パスが元縁線ａ２になり、元中間線ｃ１の逆パスが元中間線ｃ２となる。
【０１３７】
ここで、元縁線ａ１を元肩線ｂ１側へ変位させて縁線ａ１´として設定すると、その逆パスの肩線ｂ２´はｂ２をａ２側へ（同じ変位量をθ方向に反転させ）変位させた線として設定される。同様に、ｂ１をａ１´側へ変位させて肩線ｂ１´として設定すると、その逆パスの縁線ａ２´はａ２をｂ２´側へ（同じ変位量をθ方向に反転させ）変位させた線として設定される。なお、変位は変位量０（変位せず）も含む。
【０１３８】
ここで、縁線ａ１´と肩線ｂ２´は互いに逆パスの関係にあるので、どちらか一方を設定すると、他方が設定される関係にあり、どちらかを先に設定しても両方が同時に設定される。同様に、肩線ｂ１´と縁線ａ２´が互いに逆パスの関係にあるので、どちらを先に設定しても両方が同時に設定される。また、縁線ａ１´と肩線ｂ１´のφ方向中間線ｃ１´に対し、縁線ａ２´と肩線ｂ２´のφ方向中間線ｃ２´が互いに逆パスである。
【０１３９】
図１４（ａ）は対称的な変更の一例を示す図である。元縁線ａ１、元肩線ｂ１とで囲まれた領域内に元中間線ｃ１に対し、φ方向対称に縁線ａ１´と肩線ｂ１´を設定する。そして、縁線ａ１´の逆パスを肩線ｂ２´とし、肩線ｂ１´の逆パスを縁線ａ２´とする。φ方向の中間線ｃ´は元中間線ｃと同じである。
【０１４０】
図１４（ｂ）は非対称的な変更の一例を示す図である。ここでは、縁線ａ１´と肩線ｂ１´を元中間線ｃ１に対し非対称に設定する例である。縁線ａ１´と中間線ｃ１´と肩線ｂ１´の逆パスがそれぞれ肩線ｂ２´と中間線ｃ２´と縁線ａ２´となる。
【０１４１】
図１４（ｃ）は非対称な曲線に変更する一例であって、縁線ａ１´と肩線ｂ１´を曲線により自由に設定した例である。
【０１４２】
この変形例においては、縁線と肩線による重み関数Ｗｈは次のように定義できる。これは最も一般的な定義であって、上記実施の形態の重み関数もこれに含まれる。
【０１４３】
重み関数Ｗｈとしては、（θ，φ）面上で、βを所定の角度として回転角度φの方向にπ＋βの幅を持った定義域で定義され、φは該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、かつ、θは回転軸ＲＡを通るＸ線経路を基準（θ＝０）としたとき、点（０，β）を通ってφのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である元肩線ｂ１とφ＝０の元縁線ａ１に対し、元縁線ａ１を元肩線ｂ１の側へ変位した縁線ａ１´と元肩線ｂ１を縁線ａ１´の側へ変位した肩線ｂ１´と、縁線ａ１´上の点が表すＸ線経路の逆向きＸ線経路を表す点の集合である肩線ｂ２´と、肩線ｂ１´上の点が表すＸ線経路の逆向きＸ線経路を表す点の集合である縁線ａ２´を設定する。
【０１４４】
その結果、Ｗｈは、元縁線ａ１と縁線ａ１´に挟まれる領域で「０」、肩線ｂ１´と肩線ｂ２´に挟まれた平坦領域Ｒ０´で「１」、縁線ａ２´とφ＝π＋βの元縁線ａ２に挟まれる領域で「０」である。
【０１４５】
一方、縁線ａ１´と肩線ｂ１´とで挟まれる傾斜領域Ｒ１´では、Ｗｈはφの方向に縁線ａ１´での０から肩線ｂ１´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ１´と肩線ｂ１´のφ方向の中間線ｃ１´に対し対称の関数形となる。
【０１４６】
縁線ａ２´と肩線ｂ２´とで挟まれる傾斜領域Ｒ２´では、Ｗｈはφの方向に縁線ａ２´での０から肩線ｂ２´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ２´と肩線ｂ２´のφ方向の中間線ｃ２´に対し対称であって、傾斜領域Ｒ１´と同じ関数形となる。
ここで、傾斜領域のＷｈの関数形は上記実施の形態と同様である。
【０１４７】
この変形例１６によれば、実施の形態で述べた場合と同様に、半回転を超え１回転に満たないスキャンを行う円錐軌道断層撮影装置において、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に対し、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数である前述したようなハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算したサイノグラムＰ´（ｎ，ｍ，ｋ）を用いて再構成するので、実質１８０度分の均質な逆投影がなされ、また逆投影の継ぎ目をなだらかに移行でき、均質で偽像を抑制した３次元画像が得られる。
【０１４８】
また、以上のように半回転を超え１回転を満たないスキャンが可能になるので、１回転より少ない回転角で済むことにより、被検体１をよりＸ線源３に近づけることが可能となり、高拡大率で高分解能高品位の３次元画像を得ることができる。
【０１４９】
（変形例１７：検出器）
上記実施の形態では、Ｘ線検出器４としてＦＰＤを用いたが、２次元分解能を有するものであれば、他の検出器でも構わない。
【０１５０】
（変形例１８：線源）
上記実施の形態では、放射線源としてマイクロフォーカスＸ線管を有するＸ線源３を用いたが、他のＸ線源でもよく、また、γ線、マイクロ波等の放射線を用いてもよい。
【０１５１】
（変形例１９）
さらに、前述したように多数の変形例を説明したが、これら２つ以上の変形例を多重的に組み合わせた変形例も同様に含むものである。
【０１５２】
その他、本発明は、上記実施の形態、変形例に限定されるものでなく、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。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の実施の形態を示す構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図。
【図２】図１に示す制御処理部のスキャン位置設定制御とデータ処理全体の流れを示す図。
【図３】図２に示す再構成処理におけるフロー図。
【図４】実施の形態におけるθとｎ，ｍとの関係を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【図５】実施の形態におけるハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を説明する図であって、同図（ａ）は（θ，φ）面上のハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）、同図（ｂ）〜同図（ｄ）は同図（ａ）の各経路方位角θ上のプロファイル図。
【図６】実施の形態の再構成処理における逆投影を説明する鳥瞰図。
【図７】実施の形態におけるハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）の傾斜領域における関数形を説明する図。
【図８】実施の形態における回転軸方向から見た順パスＢ、逆パスＢｒを示す図。
【図９】実施の形態における重み関数Ｗｈ上の順パスＢ、逆パスＢｒを示す図。
【図１０】実施の形態における回転軸方向及び横から見た逆投影パスを示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図。
【図１１】変形例１２におけるサイノグラムＰの変数変換例を説明する幾何図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【図１２】変形例１３におけるサイノグラムＰの他の変数変換例を説明する幾何図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【図１３】変形例１４におけるサイノグラムＰのさらに他の変数変換例を説明する幾何図。
【図１４】変形例１６における縁線と肩線を変更した重み関数Ｗｈの複数例を示す図。
【図１５】従来の円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式的な構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図。
【符号の説明】
【０１５４】
１…被検体、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線源、４…Ｘ線検出器、４ａ…検出面、５…支持台、６…回転・昇降機構（回転手段）、７…回転軸移動機構、１０…制御処理本体部、１１…入力部、１２…制御処理部、１２ａ…スキャン制御部、１２ｂ…前処理部、１２ｃ…再構成部、１３…記憶装置、１４…表示部、２０…再構成グリッド、２２〜２４…パスライン、２５，２７…重み不足分、２６，２８…補填用重み、Ｆ…Ｘ線焦点、ＲＡ…回転軸、Ｌ…Ｘ線光軸、αL…ラミノ角、Ａｎ…スキャン領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対する放射線の照射方向を円錐に沿って変化させる円錐軌道断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐軌道の断層撮影装置は、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 Tomograpy）装置とも呼ばれている。
【０００３】
円錐軌道の断層撮影装置は、放射線源から発生する放射線を被検体に照射し、この被検体から透過してくる放射線を２次元分解能の放射線検出器で検出し、相対的に、被検体に対する放射線照射方向を円錐に沿って１回転分回転させ、その回転中の所定角度ごとに得られる放射線検出器の出力から被検体の３次元画像を作成するものである。
【０００４】
図１５は従来の円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である（特許文献１）。
この断層撮影装置は、Ｘ線管１０１のＸ線焦点ＦからＸ線ビーム１０２を照射し、テーブル１０３に載置される被検体１０４から透過してくるＸ線ビーム１０２を２次元のＸ線検出器１０５で検出し、デジタル透過像（透過データ）として出力する構成である。
【０００５】
被検体１０４は、Ｘ線管１０１から照射されるＸ線ビーム１０２内で、回転機構１０６により、Ｘ線光軸Ｌ（Ｘ線ビーム１０２の中央線）に対し９０度より小さなラミノ角αLを成す回転軸ＲＡに対して回転される。
【０００６】
断層撮影装置は、回転機構１０６により被検体１０４を１回転させる間に所定の回転角度ごとにＸ線検出器１０５で多数の透過像を撮影し（スキャンと言う）、これら多数の透過像を再構成処理して被検体１０４の３次元画像（多数の断面像）を作成する。
【０００７】
なお、再構成方法はフェルドカンプ等（非特許文献１）による方法などが用いられる。この再構成方法は、透過像のフィルタリングと逆投影による方法である。
【０００８】
ところで、以上のような円錐軌道断層撮影装置は、板状をなす被検体１０４の検査に好適といえる。その理由は、ラミノ角αL＝９０度である通常のＣＴ装置では、Ｘ線光軸Ｌが被検体１０４の長手方向と平行になるため、被検体１０４によるＸ線吸収が大きくなって断面像が劣化するが、ラミノ角αLを９０度より小さくなるように傾ければ、回転中に常にＸ線光軸Ｌが斜め方向から被検体１０４に交差し、良好な断面像が得られるためである。
【０００９】
従って、円錐軌道断層撮影装置は、以上のような理由から電子部品が実装された電子回路基板などの板状の被検体１０４の検査などに好適である。
【００１０】
このような円錐軌道断層撮影装置は、Ｘ線幾何条件が自由に設定でき、色々な対象物に対応できる特徴を持っている。すなわち、Ｘ線管１０１（Ｘ線焦点Ｆ）に対して、テーブル１０３（回転軸ＲＡ）あるいはＸ線検出器１０５を近づけたり遠ざけたりすることで、撮影距離ＦＣＤ（Focus to rotation Center Distance）と検出距離ＦＤＤ（Focus to Detector Distance）が連続的に変更でき、被検体１０４の大きさなどにより撮影倍率（拡大率）＝ＦＤＤ／ＦＣＤが容易に変えられ、また、ミラノ角αLも可変できる。
【特許文献１】特開２００３−３２９６１６号公報。
【非特許文献１】Ｌ．Ａ．Ｆeldkamp，Ｌ．Ｃ．Ｄavis and Ｊ．Ｗ．Ｋress，Ｐractical cone-beam algorithm，Ｊ．Ｏpt．Ｓoc．Ａm．Ａ/Ｖol．１，Ｎo．６/June１９８４。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年、各種電子機器の小型化に伴い、電子機器筐体内に実装される電子回路基板が益々細密化しており、それに伴って円錐軌道断層撮影装置においても高分解能高品位の３次元画像が望まれている。このため、円錐軌道断層撮影装置としては、分解能を上げるためにＸ線管１０１のＸ線焦点Ｆを被検体１０４に近づけて拡大率を上げる傾向にある。
【００１２】
図１５は、被検体１０４として、電子回路部品を実装した基板（以下、実装基板という）を検査する一例を示す。この被検体（実装基板）１０４は、例えば基板１０４ａ上にＢＧＡ１０４ｂの接合によるＩＣパッケージ１０４ｃのほか、電源部の一部となる比較的背の高いインダクタンス（コイル）１０４ｄなどの部品が実装されていることが多い。
【００１３】
ところで、以上のような実装基板の検査に当り、ＢＧＡ１０４ｂ等を含む検査部位（検査領域）１０４ｅを高拡大率で検査する場合、Ｘ線管１０１のＸ線焦点Ｆと検査部位を近づけて撮影距離ＦＣＤを小さくするため、１回転のスキャン制御を実施する際に背の高い部品（例えばインダクタンス１０４ｄ）が図１５（ｂ）の（イ）に示すようにＸ線管１０１と干渉してしまう。
【００１４】
その結果、従来の円錐軌道断層撮影装置では、１回転のスキャン制御中にＸ線管１０１と被検体１０４との間で干渉がおこり、拡大率を上げることができないという問題がある。よって、円錐軌道断層撮影装置では、細密化された実装基板の検査要求である高分解能高品位の３次元画像を得るのが難しい問題がある。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、極力被検体の形状・大きさなどに制約されずに高拡大率で撮影し、高分解能高品位の３次元画像を作成す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】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、前記放射線源から照射される放射線ビーム内で、前記放射線検出器により検出される放射線ビーム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、前記被検体または所定の位置関係を保ったまま一体的または別体的に前記放射線源，前記放射線検出器を回転させる回転手段と、この回転手段で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出するスキャンによって検出した前記被検体の透過像を順次取込み、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを備えた円錐軌道断層撮影装置であって、
前記制御処理部は、前記被検体と放射線源との間で干渉しない回転可能範囲に基づき、前記回転手段により半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記被検体から透過してくる放射線ビームの透過像を前記放射線検出器で検出するハーフスキャンを実施するスキャン制御手段と、このスキャン制御手段によって前記所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出された多数の透過像から被検体の３次元画像を作成する再構成手段とを設けた構成である。
【００１７】
この発明は、以上のような構成とすることにより、前記被検体と放射線源との間で干渉しない設定された回転可能範囲に基づいて半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行いつつスキャン制御を実施できるので、回転角度が１回転より小さくて済むことにより、被検体をより放射線源に近づけることが可能になり、放射線源の放射線焦点を被検体に近づけて拡大率で撮影でき、高分解能高品位の３次元画像を得ることができる。
【００１８】
また、請求項２に対応する発明では、前記再構成手段としては、前記ハーフスキャンの間に前記放射線検出器で検出した多数の透過像を前記回転の順に並べた３次元のサイノグラムＰに対し前記回転角度φと放射線経路の前記回転の面に沿った経路方位角θとの関数であるハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´を求め、この求めたサイノグラムＰ´に対し前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めた後、このサイノグラムＰ"を逆投影して前記被検体の３次元画像を作成する構成である。
【００１９】
このような構成とすることにより、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数であるハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算することで、実質１８０度分の逆投影を均質に行うことが可能となり、均質な３次元画像を得ることができる。
【００２０】
さらに、請求項３に対応する発明では、前記サイノグラムＰとしては、前記透過像の横と縦の画素番号ｎ，ｍと前記回転の順を示す番号ｋとに従って並べたサイノグラムであり、
前記再構成手段は、前記ｎ，ｍからθ、前記ｋからφをそれぞれ求めるとともに、この求めたθ，φから重み関数Ｗｈの値を求めた後、前記サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に前記θ，φから求めた重み関数Ｗｈを掛けることにより、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´を得ることを特徴とする。
【００２１】
このような構成とすることにより、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の一画素（ｎ，ｍ，ｋ）に対する重み関数値Ｗｈ（θ，φ）を求めることができる。
【００２２】
さらに、請求項４に対応する発明では、前記再構成手段としては、前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向になだらかにデータを外挿してデータ長を大きくした後、前記高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めることを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすることにより、フィルタリングにおいて、回転軸の投影と直交する方向に滑らかにデータを外挿してデータ長を大きくした後にフィルタリングすることにより、スキャン領域の外縁部やその外側での良好な３次元画像を再構成できる。
【００２４】
また、請求項５に対応する発明では、前記制御処理部として、予め前記被検体と放射線源との間で干渉しない前記回転可能範囲を取得して設定するスキャン位置設定手段を有することを特徴とする。
【００２５】
このような構成にすれば、スキャン位置設定手段により、被検体と放射線源との間で干渉しない左右回転方向の制限角度となる２つの回転角度を取得して回転可能範囲を設定し、これに基づいてハーフスキャンを実施するので、確実に干渉を防止してスキャン制御を実施できる。
【００２６】
さらに、請求項６に対応する発明は、前記ハーフスキャンによる前記重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上で、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）と点（０，π）をそれぞれ通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２とで挟まれる平坦領域Ｒ０の前記重み関数Ｗｈは１であり、
φ＝０の縁線ａ１と前記肩線ｂ１とで挟まれる傾斜領域Ｒ１の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に縁線ａ１での０から前記肩線ｂ１での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１と前記肩線ｂ１との前記φ方向の中間線ｃ１に対し対称の関数形であり、
φ＝π＋βの縁線ａ２と前記肩線ｂ２とで挟まれる傾斜領域Ｒ２の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に前記縁線ａ２での０から前記肩線ｂ２での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２と前記肩線ｂ２との前記φ方向の中間線ｃ２に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１と同じ関数形であることを特徴とする。
【００２７】
さらに、請求項７に対応する発明は、前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上において、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）を通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である元肩線ｂ１とφ＝０の元縁線ａ１に対し、前記元縁線ａ１を前記元肩線ｂ１の側へ変位した縁線ａ１´と前記元肩線ｂ１を前記縁線ａ１´の側へ変位した肩線ｂ１´と、前記縁線ａ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である肩線ｂ２´と、前記肩線ｂ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である縁線ａ２´を設定し、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記元縁線ａ１と前記縁線ａ１´とで挟まれる領域で０、前記肩線ｂ１´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる平坦領域Ｒ０´で１、前記縁線ａ２´とφ＝π＋βの元縁線ａ２とで挟まれる領域で０であり、
前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´とで挟まれる傾斜領域Ｒ１´の重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に前記縁線ａ１´での０から前記肩線ｂ１´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´との前記φ方向の中間線ｃ１´に対し対称の関数形であり、
前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる傾斜領域Ｒ２´の前記重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に縁線ａ２´での０から前記肩線ｂ２´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´との前記φ方向の中間線ｃ２´に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１´と同じ関数形であることを特徴とする。
【００２８】
以上のような請求項６及び７に対応する発明によれば、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に対し、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数から求まるハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算したサイノグラムＰ´（ｎ，ｍ，ｋ）を用いて再構成するので、実質１８０度分の均質な逆投影がなされ、しかも逆投影の継ぎ目をなだらかに移行でき、均質で偽像を抑制した３次元画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、極力被検体の形状・大きさなどに制約されずに高拡大率で撮影でき、高分解能高品位の３次元画像を作成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の一実施の形態を示す構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である。なお、ここでは放射線としてＸ線を用いて説明する。
【００３１】
円錐軌道断層撮影装置は、被検体１に向けてＸ線ビーム２を照射するＸ線源３と、被検体１から透過してくるＸ線ビーム２を透過像（透過データ）として検出する２次元のＸ線検出器４と、被検体１を支持する支持台５と、回転軸ＲＡに対して被検体１を回転させる共に回転軸ＲＡに沿って昇降させる回転・昇降機構（回転手段）６と、支持台５と回転軸ＲＡとを一体でx方向に移動させる回転軸移動機構７と、これら機構６，７が設置されるベース８と、このベース８上にＸ線源３及び２次元Ｘ線検出器４をそれぞれ個別に支持するアーム９ａ，９ｂと、回転・昇降機構６及び回転軸移動機構７を駆動制御すると共にスキャン制御時に所定の回転角度ごとに２次元Ｘ線検出器４で検出される透過像を用いて、被検体１の３次元画像を再構成する制御処理本体部１０等とで構成される。制御処理本体部１０以外はＸ線の遮蔽箱（図示せず）に収納されている。４ａは検出面である。
【００３２】
回転軸ＲＡは、Ｘ線ビーム２の中心線Ｌ（ほぼＸ線源３のＸ線焦点ＦとＸ線検出器４の中心Ｄとを結ぶ線であって、以下、Ｘ線光軸Ｌと称する）の方向に対し９０度より小さなラミノ角αLで交差している。回転軸ＲＡは、Ｘ線光軸Ｌとラミノ角αLで交差しているのでなく、Ｘ線光軸Ｌの方向とラミノ角αLで交差している。回転軸ＲＡとＸ線光軸Ｌが交わっている必要はない。なお、ラミノ角αLは概略４０度から８０度の範囲で設定される。
【００３３】
Ｘ線源３は、照射するＸ線ビーム２の発散点であるＸ線焦点Ｆが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管、制御処理本体部１０からの設定制御指令に従って管電圧、管電流等を制御する制御回路及び制御回路の制御指令に応じた所望の管電圧、管電流をＸ線管に印加する電気回路からなる。ここで、Ｘ線ビーム２は、放射されるＸ線のうち実際にＸ線検出器４で検出されるＸ線を指す。
【００３４】
Ｘ線検出器４としては、検出面４ａに沿って多数のＸ線検出素子が２次元のマトリックス状（ｎ，ｍ）（画素番号ｎ，ｍ）に配列されたＸ線フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を用いている。検出面４ａ上におけるｍ方向は回転軸ＲＡの投影と平行な方向、ｎ方向は回転軸ＲＡの投影と直交する方向（回転面に沿った方向）である。
【００３５】
回転・昇降機構６は、制御処理本体部１０からの回転・昇降制御指令に基づき、被検体１がＸ線ビーム２内で支持台５と共に回転軸ＲＡの方向（ｚ方向）に昇降されて位置決めされ、かつ、回転軸ＲＡに対して回転される。
【００３６】
回転軸移動機構７は、制御処理本体部１０からの移動制御指令に従い、被検体１、支持台５、回転・昇降機構６及び回転軸ＲＡが一体の状態で、回転軸ＲＡと直交し、かつ、Ｘ線光軸Ｌに沿うｘ方向に平行移動される。これにより、回転軸ＲＡ上でＸ線光軸Ｌに一番近い点ＣとＸ線焦点Ｆとの撮影距離ＦＣＤが変更され設定される。
【００３７】
支持台５は、プラスチックやカーボンなどで作られ、Ｘ線の吸収を少なくするために中空に形成されている。支持台５は、被検体１にあわせて交換でき、例えば大きな被検体１の場合には大きなものが用いられる。
【００３８】
スキャン領域Ａｎは、回転軸ＲＡを中心とし、１回転中に測定されるＸ線ビーム２に包含される半径の円筒領域（正確には、円筒の上下に円錐を付けた領域）である。回転軸ＲＡは、通常、機構誤差のためにＸ線光軸Ｌから少しずれているので、スキャン領域Ａｎの半径は回転軸ＲＡに近いＸ線ビーム２の縁で決まる。スキャン領域Ａｎは無理なく再構成できる十分なデータが収集される領域である。
【００３９】
なお、回転・昇降機構６及び回転軸移動機構７には図示されていないがエンコーダが取り付けられ、支持台５のｘ位置、高さ及び回転角度などを読み取って制御処理本体部１０に送出する。
【００４０】
制御処理本体部１０は、通常のコンピュータが用いられ、ハードウェア的な構成としては、キーボード１１ａ、マウス１１ｂなどの入力部１１と、ＣＰＵ等で構成される制御処理部１２と、磁気ディスクまたは光ディスクなどの記憶装置１３と、表示部１４が設けられ、その他にＸ線検出器４との間でデータのやり取りを行うインタフェース（図示せず）や回転・昇降機構７及び回転軸移動機構７との間で回転・昇降制御やｘ方向移動制御に関するデータのやり取りを行う中継機能の役割を果す機構制御ボード（図示せず）などが設けられている。
【００４１】
制御処理部１２は、機能的には、スキャン制御を実施し、Ｘ線検出器４からデジタル透過像を収集し、記憶装置１３に記憶するスキャン制御部１２ａと、このスキャン制御部１２ａにより収集された透過像の前処理を行う前処理部１２ｂと、前処理後の透過像を再構成処理して被検体１の３次元画像（多数の断面像）を作成し、表示部１４に表示する再構成部１２ｃとが設けられている。
【００４２】
制御処理部１２としては、入力部１１からの指示のもとにＸ線源３に対し管電圧、管電流等の設定制御指令を送出し、所望の管電圧、管電流等に設定するとともに、Ｘ線の放射、停止指令も送出する。なお、管電圧、管電流は被検体１の大きさに合わせて変えることができる。
【００４３】
すなわち、制御処理部１２は、入力部１１及び表示部１４を用いて、操作者による操作のもとにメニュー選択、管電圧、管電流等を含む撮影条件の設定、ステータスの読取りと表示、必要な機構部分の手動操作、スキャンの実施、再構成処理、３次元画像の表示などを行う。
【００４４】
なお、制御処理本体部１０は、前述したように汎用のコンピュータが用いられるが、例えば構成部分１〜９と一体化したＣＰＵ内蔵の専用断層撮影装置であっても構わない。
【００４５】
次に、以上のような円錐軌道断層撮影装置の一実施の形態における作用を説明する。
【００４６】
この実施の形態は、制御処理本体部１０からの昇降・回転制御指令に基づき、被検体1を所定高さ位置に設定した後、半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行うハーフスキャンを実施し、被検体１の高さや大きさなどに制約されずに確実に高分解能高品位の３次元画像を取得することにある。
【００４７】
図２はスキャン位置設定制御とデータ処理全体の流れを示す図である。
ステップＳ１では、制御処理部１２がスキャン制御部１２ａを実行するに先立ち、スキャンの位置決め設定を行う。
【００４８】
操作者は、被検体１である実装基板の検査部位が高分解能高品位の３次元画像を得るための拡大率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を決める。具体的には、被検体１の検査部位（検査領域部）が回転軸ＲＡ上になるように支持台５に載置した後、入力部１１の操作指示のもとに制御処理部１２からｘ方向移動制御指令を回転軸移動機構７へ送出する。回転軸移動機構７は、ｘ方向移動制御指令に従い、回転軸ＲＡをｘ方向に平行移動させ、被検体１の撮影距離ＦＣＤを設定し，所望の拡大率が得られるようにする。
【００４９】
引き続き、支持台５上における被検体１の検査部位の高さ位置及び干渉限界角度を設定する。入力部１１からの操作指示に従い、制御処理部１２から昇降制御指令を送出し、回転・昇降機構６を介して支持台５を昇降させていく。このとき、操作者は、所望とする高さ位置と判断したとき、例えば上から目視しながら支持台５をＣＣＷ方向に手動回転させ、被検体１の突起部品１ａがＸ線源３と干渉する直前で止め、このときの回転角度φ２（ＣＣＷ制限角度）を記憶装置１３に記憶させる。次に、同様に支持台５をＣＷ方向に手動回転させ、被検体１の突起部品１ａがＸ線源３と干渉する直前で止め、このときの回転角度φ１（ＣＷ制限角度）を記憶装置１３に記憶させる。
【００５０】
これにより、スキャン制御時に被検体１の突起部品１ａがＸ線源３の干渉を受けない回転可能範囲となる２つの回転角度が決まり、スキャン位置の位置決めが設定される。
【００５１】
ステップＳ２では、制御処理部１２がスキャン制御部１２ａを実行する。
制御処理部１２のスキャン制御部１２ａは、所定の回転方向の回転制御指令を回転・昇降機構６に送出する。回転・昇降機構６は回転制御指令に従って支持台５を回転させるが、このとき、Ｘ線検出器４が所定の回転角度（Δφ）ごとに被検体１の透過像を撮影し、デジタル透過像（透過データ）に変換し、制御処理部１２に送出する。
【００５２】
すなわち、ステップＳ２によるスキャン制御は、予め記憶装置１３に記憶されたφ１（ＣＷ制限角度）からφ２（ＣＣＷ制限角度）にかけてＣＣＷ方向の回転を行い、φ１からφ２の間に包含される所定の回転角度（Δφ）ごとに検出した多数（Ｋ枚）の透過像を順次取り込み、回転の順に記憶装置１３の所定領域内に並べて３次元のサイノグラムとして記憶する。このサイノグラムとしては、透過像の横と縦の画素番号をそれぞれｎ，ｍ、回転方向の透過像番号をｋとし、Ｐ（ｎ，ｍ，ｋ）で表わされる。但し、ｋ＝１，２，…，Ｋである。
【００５３】
ステップＳ３では、制御処理部１２が前処理用プログラムに従って前処理部１２ｂを実行する。
前処理部１２ｂによる前処理は例えばオフセット補正、感度補正（空気補正）、対数変換などである。これらオフセット補正、感度補正（空気補正）、対数変換などの前処理は画像処理で一般的に行われている手法を用いて処理する。前処理例は画素ごとに、概略、
前処理後の値Ｐ＝ＬＯＧ（空気画像ＰA／前処理前の値Ｐ） ……（１）
なる演算を実行し、前処理後の値Ｐを求める。ここで、空気画像ＰAは被検体１が無い場合の画素値であって、予めＸ線検出器４で検出され記憶装置１３等に記憶してある値を用いる。
【００５４】
次に、制御処理部１２は、再構成用プログラムに従って再構成部１２ｃを実行し、再構成処理によって被検体１の３次元画像を作成する（ステップＳ４）。
【００５５】
図３は再構成処理の流れを詳細に説明する図である。
まず、ステップＳ４１では、サイノグラムＰに対しハーフスキャン用重み関数掛けの処理を行う。
【００５６】
＜ハーフスキャン用重み関数掛けの処理＞
サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に乗算するハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、変数ｎ，ｍ，ｋの代わりに、回転角度φとＸ線経路の回転面に沿った角度を表す経路方位角θ（図１参照）を変数として重み関数Ｗｈ（θ，φ）を定義する。ここで、φはｋの関数φ（ｋ）であり、θはｎ，ｍの関数θ（ｎ，ｍ）であるので、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算する際、ｎ，ｍ，ｋ値からφ，θ値を求めた後、前述したサイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に当該関数φ，θから求めた重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算し、ハーフスキャン用重み関数掛けしたサイノグラムＰ´を得る。
【００５７】
具体的には、φ（ｋ）は、最初の透過像の１つ前（ｋ＝０）を基準（φ＝０）とし、被検体１のＣＣＷ回転を正方向としたとき、式、
φ＝Δφ・ｋ （ｋ＝１，２，…，Ｋ） ……（２）
から求められる。
【００５８】
図４はθとｎ，ｍの関係を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。すなわち、θ（ｎ，ｍ）は、図４から明らかなように、回転軸ＲＡを通るＸ線経路を基準（θ＝０）とし、式、
Ｌｘ＝ＦＤＤ・ｓｉｎαL＋Ｐｇ・（ｍｃ−ｍ）・ｃｏｓαL ……（３）
Ｌｙ＝Ｐｇ・（ｎ−ｎｃ） ……（４）
θ＝ａｔａｎ（Ｌｙ／Ｌｘ） ……（５）
から求める。ここで、ｎｃは回転軸ＲＡの投影位置、ｍｃはｍの中央、Ｐｇは検出面４ａ上の１画素サイズ（ｍｍ）である。
【００５９】
図５はハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を説明する図である。図５（ａ）は（θ，φ）面上のハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を表した図であり、図５（ｂ）は同図（ａ）に示すＡＡプロファイル、図５（ｃ）は同図（ａ）に示すＢＢプロファイル、図５（ｄ）は同図（ａ）に示すＣＣプロファイルを示す図である。
【００６０】
すなわち、図５（ａ）では、回転角度φは０からπ＋β間（ｋ＝０ないしＫ＋１）とし、当該０からπ＋β間の重み関数Ｗｈが定義されている。βは、Ｗｈの定義域がサイノグラムを包含するよう、式、
π＋β＝Δφ・（Ｋ＋１） ……（６）
から計算される値を用いる。
【００６１】
一方、経路方位角θの範囲はθ１からθ２であって、|θ２−θ１|はファン角θ０（図１参照）である。なお、βの値としては、ファン角θ０より大きな値となることを前提としている。
【００６２】
（θ，φ）面上での重み関数Ｗｈとしては、直線である肩線ｂ１，ｂ２を境とし、３つの領域，つまり平坦領域Ｒ０，傾斜領域Ｒ１，Ｒ２に分けて求める。
【００６３】
先ず、平坦領域Ｒ０では、（θ，φ）面上で、回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、θは回転軸ＲＡを通るＸ線経路を基準（θ＝０）としたとき、点（０，β）と点（０，π）をそれぞれ通ってφのθに対する傾きｄφ／ｄθが２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２とで挟まれる平坦領域Ｒ０の重み関数Ｗｈは１である。
【００６４】
傾斜領域Ｒ１はφ＝０の縁線ａ１と肩線ｂ１とで挟まれる領域であって、当該傾斜領域Ｒ１の重み関数Ｗｈは、φ方向に縁線ａ１での０から肩線ｂ１での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ１と肩線ｂ１のφ方向の中間線ｃ１に対し対称の関数形となる。
【００６５】
傾斜領域Ｒ２はφ＝π＋βの縁線ａ２と肩線ｂ２とで挟まれる領域であって、当該傾斜領域Ｒ２の重み関数Ｗｈは、φ方向に縁線ａ２での０から肩線ｂ２での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ２と肩線ｂ２のφ方向の中間線ｃ２に対し対称で傾斜領域Ｒ１と同じ関数形となる。
【００６６】
以下、具体的に数式をもって説明する。（θ，φ）面において、重み関数Ｗｈを求めるために必要な要素は次の式、
縁線ａ１ ： φ＝０ ……（７）
中間線ｃ１ ： φ＝β／２＋θ ……（８）
肩線ｂ１ ： φ＝β＋２・θ ……（９）
肩線ｂ２ ： φ＝π＋２・θ ……（１０）
中間線ｃ２ ： φ＝π＋β／２＋θ ……（１１）
縁線ａ２ ： φ＝π＋β ……（１２）
で表される。
【００６７】
そこで、θ，φから重み関数Ｗｈ（θ，φ）を求める場合、一例として、まず、θを用いて、
φａ１＝０ ……（１３）
φｂ１＝β＋２・θ ……（１４）
φｂ２＝π＋２・θ ……（１５）
φａ２＝π＋β ……（１６）
を計算する。
【００６８】
次に、φを用いて、φ＜φｂ１（傾斜領域Ｒ１）の場合は、
Ｗ＝（φ−φａ１）／（φｂ１−φａ１） ……（１７）
Ｗｈ＝３・Ｗ2−２・Ｗ3 ……（１８）
を計算する。また、φｂ１≦φ≦φｂ２（平坦領域Ｒ０）の場合は、
Ｗｈ＝１ ……（１９）
となる。また、φｂ２＜φ（傾斜領域Ｒ２）の場合は、
Ｗ＝（φ−φａ２）／（φｂ２−φａ２） ……（２０）
Ｗｈ＝３・Ｗ2−２・Ｗ3 ……（２１）
を計算する。従って、θ、φごとに式（１３）ないし式（２１）を計算することにより、θ，φから重み関数Ｗｈ（θ，φ）を求めることができる。
【００６９】
さて、図３に戻り、ステップＳ４１によるハーフスキャン用重み関数掛けについて具体的に説明する。
【００７０】
先ず、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の一画素（ｎ，ｍ，ｋ）に対する重み関数値Ｗｈ（θ，φ）を求める。そのためには、式（２）を用いてｋ値からφを求め、また、式（３）ないし式（５）を用いてｎ，ｍ値からθを求める。次に、θ、φから式（１３）ないし式（２１）を計算し、Ｗｈ（θ，φ）を求める。なお、ｎ，ｍ，ｋ値から求めたＷｈ（θ，φ）はＷｈ（θ（ｎ，ｍ），φ（ｋ））と書くこともできる。
【００７１】
次に、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に以上のようにして求めた重み関数値Ｗｈ（θ，φ）を掛け、重み関数掛けしたサイノグラム（透過像）Ｐ´を得る。計算式としては、
Ｐ´（ｎ，ｍ，ｋ）＝Ｐ（ｎ，ｍ，ｋ）・Ｗｈ（θ（ｎ，ｍ），φ（ｋ））…（２２）
と表される。
【００７２】
そして、すべての画素（ｎ，ｍ，ｋ）について式（２２）の重み関数掛けを行い、サイノグラムＰに対するハーフスキャン用重み関数掛けの処理が終了する。＜＞終了
次に、ステップＳ４２では、フィルタリングを行う。重み関数掛け後の各回転角の透過像Ｐ´に対し、それぞれ回転軸ＲＡの投影と直交する方向（ｎ方向）に|ω|にほぼ比例する高周波強調フィルタリング（ＣＴで言うＲamachandran ＆ Ｌakshminarayanan フィルタリング等）を行い、透過像Ｐ"を得る。フィルタリングは、例えばコンボリューションで行うか、あるいはフーリエ変換＋フィルタ関数掛け＋逆フーリエ変換等により行う。
【００７３】
引き続き、ステップＳ４３では逆投影を行う。図６は逆投影を説明する鳥瞰図である。
逆投影は、フィルタリング後の透過像Ｐ"をＸ線経路に沿ってそれぞれ被検体１に固定した仮設定した３次元の再構成グリッド２０上に逆投影（加算）する処理である。
【００７４】
図６では、再構成グリッド２０をＣＣＷ回転させる代わりにＸ線焦点Ｆと検出面４ａを一体としてＣＷ回転させている。逆投影は、例えば再構成グリッド２０の全ての点Ａ２について、点Ａ２を投影した透過像上の点Ａ１の値を点Ａ２の値に加算する処理である。
【００７５】
なお、逆投影としては、詳しくは、加算を行う前に、逆投影の密度補正としてＸ線焦点Ｆと点Ａ２間の距離の２乗に反比例する係数を掛けた後、加算する処理を行う。サイノグラム上の全ての透過像Ｐ"（ｋ＝１ないしＫ）について逆投影を終えると、３次元画像が得られる。
【００７６】
次に、以上のような再構成処理を行うことにより、ハーフスキャンにおいても、均質で偽像を抑制した３次元画像を作成できる点についてさらに詳しく説明する。
【００７７】
図７は２つの傾斜領域Ｒ１，Ｒ２をまとめて表したハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）の傾斜領域での関数形を示す図である。重み関数Ｗｈは、φの回転方向に縁線（φ＝φａ）での０から肩線（φ＝φｂ）での１に滑らかに移行し、その傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線と肩線とのφ方向中間の中間線（φ＝φｃ）に対し対称の関数形であって、２つの傾斜領域Ｒ１，Ｒ２で同じ関数形となる。なお、「滑らか」とはプロファイル及びその傾斜が段差なく連続的であることをいう。また、「同じ関数形」とは、φ方向の縁線−肩線間距離（|φｂ−φａ|）が同じとき、互いに同じ形（但し、φの方向が反転した形）になることをいう。
【００７８】
ここで、傾きがφｃに対し対称であるということは、φｃを境として左右等距離（Δφ）の両位置で両重み関数Ｗｈを加算したとき、１になることと等価である。これを式で表すと、
Ｗｈ（θ，φｃ＋Δφ）＋Ｗｈ（θ，φｃ−Δφ）＝１ ……（２３）
となる。具体的には、Ｗｈ（θ，φ）としては、例えば、前述したように式（１７）、式（１８）、式（２０）及び式（２１）を用いる。
【００７９】
以下、順パス及び逆パスの関係から重み関数Ｗｈを説明する。
図８は回転軸方向から見た順パスＢ、逆パスＢｒを示す図である。同図は被検体１をＣＣＷ回転させる代わりにＸ線焦点Ｆと検出面４ａとをＣＷ回転させている。順方向のＸ線経路を順パスＢとし、この順パスＢに対し、回転軸方向からみて重なって逆方向のＸ線経路を逆パスＢｒとする（以下、Ｘ線経路をパスと略記する）。因みに、順パスＢと逆パスＢｒは、同じ逆投影点Ａ２を通るとすると、回転軸方向から見て重なっているが、直交方向から見たときには重ならず、点Ａ２で交わっている。
【００８０】
図８を参照して、回転軸方向から見て、順パスＢの位置をθ，φ、逆パスＢｒの位置θｒ，φｒとすると、順・逆パス相互の間には、
θｒ＝−θ ……（２４）
φｒ＝φ＋π−２・θ ……（２５）
の関係があることがわかる。
【００８１】
次に、以上のような実施の形態における効果について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００８２】
図９は重み関数Ｗｈ上の順パスＢ、逆パスＢｒを示す図である。式（２４）、式（２５）を用いて、順パスＢと逆パスＢｒの関係を求めると、パスライン２２上のパスＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６に対する逆パスはそれぞれパスライン２３上のＢ１ｒ，Ｂ２ｒ，Ｂ３ｒ，Ｂ４ｒ，Ｂ５ｒ，Ｂ６ｒとなる。
【００８３】
その結果、図９の順パスＢ及び逆パスＢｒの関係（式（２４）、式（２５））と式（２３）の関係とから、
Ｗｈ（θ，φ）＋Ｗｈ（θｒ，φｒ）＝１ ……（２６）
の関係、すなわち順パスの重み係数と逆パスの重み係数とを加算すると、「１」となることがわかる。
【００８４】
また、図９から明らかなように、式（２４）及び式（２５）より、縁線ａ１上のパスの逆パスの集合が肩線ｂ２になり、肩線ｂ１の逆パスが縁線ａ２になり、中間線ｃ１の逆パスが中間線ｃ２になることがわかる。
【００８５】
今、図９に示す重み関数Ｗｈ上に、再構成グリッド２０上の一点Ａ２（図６）を通るパスの全体を描くと、パスライン２４のような曲線となる。このパスライン２４は、回転φに伴ってθが０を中心に左右に振れる曲線となる。このとき、パスライン２４上のパスＣ１，Ｃ２，Ｃ３を、それぞれ縁線ａ１、中間線ｃ１、肩線ｂ１上の点とすると、それぞれの逆パスであるパスＣ１ｒ，Ｃ２ｒ，Ｃ３ｒはそれぞれパスライン２４と肩線ｂ２、中間線ｃ２、縁線ａ２との交点上にある。
【００８６】
次に、再構成グリッド２０上の一点Ａ２に対する逆投影について考察する。
図１０は回転軸方向及び横から見た逆投影パスを示す図である。図９に示すパスライン２４上のパスＣ１ないしＣ３ｒは、図１０上では点Ａ２を通る直線で表される。パスＣ１，Ｃ２，Ｃ３は点Ａ２に対する逆投影パスであり、パスＣ１ｒ，Ｃ２ｒ，Ｃ３ｒはパスＣ１，Ｃ２，Ｃ３とはそれぞれ逆パスとなる逆投影パスである。
【００８７】
今、図１０で逆投影パスの方位をΨとすると、Ψはパスライン２４上のθ，φを用いて、（φ−θ）で表される角度である。従って、図１０には、逆投影角度Ψについての重み関数Ｗｈを円グラフで重ねて表している。順パスの重み関数と逆パスの重み関数とを加算すると１になる（式（２６））ことから、パスＣ２とパスＣ３間の重み不足分２５はパスＣ２ｒとパスＣ３ｒ間の重み２６で補われ、パスＣ１ｒとパスＣ２ｒ間の重み不足分２７はパスＣ１とパスＣ２間の重み２８で補われ、実質的には点Ａ２に対して１８０度分の逆投影が成される。点Ａ２はスキャン領域Ａｎ内ならどの点でも成り立つので、スキャン領域内の再構成グリッド２０の全点について実質１８０度分の均質な逆投影行われていることになる。
【００８８】
さらに、図１０において、仮に重み係数掛けなしでパスＣ２からパスＣ２ｒまで１８０度分逆投影した場合、図１０（ｂ）に示すように境界で逆投影パスＣ２と逆投影パスＣ２ｒが食い違ってしまい、データの誤差が生じ、Ｃ２，Ｃ２ｒの方向に直線状の強い偽像（アーチファクト）ができてしまうが、本実施の形態では逆投影の継ぎ目をなだらかに移行させる重み関数Ｗｈを掛けるので、以上のような偽像を抑制することができる。
【００８９】
すなわち、上記実施の形態によれば、Ｘ線源３が被検体１の一部背の高い部品に邪魔されて半回転を超え１回転に満たないスキャンを行う円錐軌道断層撮影装置であっても、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に対し、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数である前述したようなハーフスキャン用重み係数Ｗｈ（θ，φ）を乗算したサイノグラムＰ´を用いて再構成するので、実質的に１８０度分の均質な逆投影がなされ、かつ、逆投影の継ぎ目をなだらかに移行できることから、均質で偽像を抑制した３次元画像を生成できる。
【００９０】
さらに、以上のような逆投影処理を行うことにより、半回転を超え１回転を満たないスキャンが可能になるので、１回転より少ない回転角度で済み、被検体１をよりＸ線源３に近づけることが可能になり、高拡大率で高分解能高品位の３次元画像を得ることができる。
【００９１】
（実施の形態の変形例）
（変形例１：Ｗｈの定義域）
上記実施の形態では、重み関数Ｗｈを０ないしπ＋βで定義したが、始点は任意である。任意のφ０を用いて、φ０ないしφ０＋π＋βで定義してもよい。
【００９２】
また、上記実施の形態では、Ｗｈの定義域（φ＝０ないしπ＋β）を第一データ（ｋ＝１）のΔφ手前（ｋ＝０相当）から、最終データ（ｋ＝Ｋ）のΔφ後（ｋ＝Ｋ＋１相当）となるように設定したが、必ずしもこのようにする必要がない。例えばＷｈの定義域をデータ範囲（ｋ＝１ないしＫ）の手前ε１から後ろのε２としたとき、ε１とε２はΔφ以下の数値、例えばΔφ／２とか、０とかを選ぶことができる。ε１とε２は互いに異なる値でもよく、負の数値でもよい。ただし、０以下を選んだ場合、使用しないデータが生じる。
【００９３】
（変形例２：回転可能範囲）
上記実施の形態では、スキャン位置設定において、干渉しない回転可能範囲（φ１ないしφ２）の設定を、目視しながらＣＣＷ方向に回転させ干渉直前で止め角度φ２を決め、目視しながらＣＷ方向に回転させ干渉直前で止め角度φ１を決めているが、回転可能範囲の決め方はこれに限らない。
【００９４】
例えば、目視しながら被検体１の突起部品１ａがＸ線源３から一番離れる回転位置φｃを設定し、このφｃに対称に回転可能範囲を設定してもよい。ここでは、全回転角ΔφＴは最小限（１８０°＋ファン角を少し越える角度）とし、φ１＝φｃ−ΔφＴ／２、φ２＝φｃ＋ΔφＴ／２で回転可能範囲を設定する。
【００９５】
また、例えば、目視しながらＣＷ方向に回転させ干渉直前で止めて角度φ１を決め、全回転角ΔφＴは最小限（１８０°＋ファン角を少し越える角度）として、φ２は、φ２＝φ１＋ΔφＴとすることで回転可能範囲を設定する。
【００９６】
また、例えば、目視しながらＣＣＷ方向に回転させ干渉直前で止めて角度φ２を決め、全回転角ΔφＴは最小限（１８０°＋ファン角を少し越える角度）として、φ１は、φ１＝φ２−ΔφＴとすることで回転可能範囲を設定してもよい。
【００９７】
さらに、例えば、Ｘ線源３と被検体１との間の静電容量変化により、Ｘ線源３と突起部品１ａとの接近を検知することで自動的にφ１とφ２を設定することもできる。このとき、予めφ１とφ２を設定してからスキャンを実施してもよいが、φ２については設定せずにスキャンを開始し、φ２を検出（Ｘ線源３と突起部品１ａとの接近を検知）したとき、スキャンを止めるようにしてもよい。なお、静電容量変化で接近を検知することは公知である。
【００９８】
（変形例３：サイノグラムの領域）
上記実施の形態では、スキャンは回転角度φ１（ＣＷ制限角度）からφ２（ＣＣＷ制限角度）まで行い、この間に透過像を可能な最大数Ｋ（φ１，φ２に応じて可変）だけ撮影しているが、Ｋは必ずしも可能な最大数としなくてもよい。例えばφ１，φ２に近い位置（回転加速減速区間）は撮影は行わないか、撮影データを使わないようにしてもよい。また、Ｋは可変でなく、予め少なめに設定した固定値としてもよい。
【００９９】
また、スキャン時の透過像の撮影は、回転の等間隔Δφ毎に行うが、Δφはスキャン開始前に任意に設定できる。また、透過像の撮影は、必ずしも等間隔でなくバラつきがあってもよい。回転方向の透過像番号ｋと回転角度φ（ｋ）との関係がわかれば、ハーフスキャン用重み関数掛けでき、回転角度φ（ｋ）で逆投影することより再構成できる。
【０１００】
（変形例４：スキャン範囲）
上記実施の形態では、βの値としてはファン角θ０より大きな値となることが前提としているが、ここではβはπ未満とする。その理由はβがπ以上になると、通常スキャンと同じとなり、高拡大率で撮影するときにＸ線源３と被検体１との干渉の問題が生じ、ハーフスキャンの意味がなくなるためである。βの範囲は、
ファン角θ０＜β＜π ……（２７）
となり、スキャン範囲（サイノグラムの回転方向範囲）としては、概略、
π＋ファン角θ０＜スキャン範囲＜１回転 ……（２８）
となる。Ｘ線ビーム２が平行に近いときθ０≒０となるので、本実施の形態におけるハーフスキャンの回転範囲は、半回転を超え１回転を満たない角度範囲ということができる。
【０１０１】
（変形例５：φ，θの極性）
上記実施の形態では、回転軸ＲＡ方向上からみて被検体１をＣＣＷ方向に回転させてスキャンしており、この方向を回転角度φの＋方向としている。また、回転軸ＲＡ方向上からみてＣＣＷ方向を経路方位角θの＋方向としている。
【０１０２】
しかしながら、スキャン方向や角度の極性は任意であることは容易に理解できる。
先ず、スキャンをφの−方向に行ったとき、サイノグラムのｋ＝Ｋから１に向けて透過像が撮影されるだけであり、記載した内容には何ら変化はない。
【０１０３】
次に、φとθの極性を変えた場合は重み関数Ｗｈ（θ，φ）を示す図５が若干変化する。それは、極性を示す矢印を逆にするだけの変化である。また、図５の肩線自体は変化しないが、傾きの数値は変化する。肩線の傾きは、
ａ）φＣＣＷ＋，θＣＣＷ＋のとき、ｄφ／ｄθ＝２（上記実施の形態）…（２９）
ｂ）φＣＣＷ＋，θＣＣＷ−のとき、ｄφ／ｄθ＝−２ ……（３０）
ｃ）φＣＣＷ−，θＣＣＷ＋のとき、ｄφ／ｄθ＝−２ ……（３１）
ｄ）φＣＣＷ−，θＣＣＷ−のとき、ｄφ／ｄθ＝２ ……（３２）
となる。
【０１０４】
すなわち、ｂ）、ｃ）の場合は、「点（０，β）と点（０，π）それぞれを通ってφのθに対する傾きｄφ／ｄθが−２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２」により肩線が定義される。
また、φとθの極性を変えた場合の数式上の変化は、それぞれ−φをφに代入し、−θをθに代入することで得られる。
【０１０５】
（変形例６：Ｗｈ関数形）
Ｗｈの関数形は、図７に示すように、φの方向に縁線（φ＝φａ）での０から肩線（φ＝φｂ）での１に滑らかに移行し、その傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線と肩線のφ方向中間の中間線（φ＝φｃ）に対し対称の関数形であり、２つの傾斜領域Ｒ１，Ｒ２では同じ関数形であればよく、必ずしも式（１７）、式（１８）、式（２０）及び式（２１）で表される関数でなくてもよい。例えば、図７において、φｂ−φａを半周期とする余弦関数、
Ｗｈ＝｛１−ｃｏｓ（（φ−φａ）・π／（φｂ−φａ））｝／２ ……（３３）
を用いてもよい。
【０１０６】
（変形例７：ループの任意性）
上記実施の形態の作用説明は、簡単のために、図２、図３に示すステップＳ３、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３の処理がそれぞれサイノグラム全体（全ｎ，ｍ，ｋ）の処理を行うように説明しているが、図２，図３に示す処理の流れに限定されない。
【０１０７】
例えば、ｋループを外側にして、ｋループ内でステップＳ３、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３の処理を行うようにしてもよい。
【０１０８】
（変形例８：機構追加）
上記実施の形態では、幾何条件を変更するための別の機構を追加してもよい。例えば、図１に示す構成に新たに、ラミノ角αL可変機構、Ｘ線焦点Ｆと検出面４ａ中心Ｄとの間の検出距離ＦＤＤを相対的に変更する機構などを追加してもよい。
【０１０９】
また、支持台５と回転・昇降機構６との間にあって、被検体1と支持台５とを回転軸ＲＡと直交する水平方向ＸＹに移動させるＸＹ機構を追加してもよい。このＸＹ機構においては、被検体１を回転軸ＲＡと直交する水平方向ＸＹに移動させることができるので、被検体１を手動で載置しなおすことなく、被検体１の所望とする検査部位をスキャン領域Ａｎに入るような位置に移動させることができる。
【０１１０】
（変形例９：動きの相対性）
前記実施の形態では、各構成体の動きは相対的であればよく、どちらか１つの構成体を動かしてもよい。例えば、回転軸ＲＡに対する支持台５とＸ線ビーム２との回転や回転軸移動機構７による回転軸ＲＡの移動は相対的でよい。すなわち、被検体１を回転軸ＲＡに対して回転させる代わりにＸ線源３とＸ線検出器５とを互いの位置関係を保ったまま回転軸ＲＡに対して一体的または別体的に回転させ、さらに回転軸ＲＡに対してＸ線源３とＸ線検出器５とを移動させてもよい。
【０１１１】
（変形例１０：フィルタリングの変形）（請求項６）
図３に示すフィルタリングの処理を行うに際し、回転軸ＲＡの投影と直交するｎ方向になだらかにデータを外挿してデータ長を大きくした後、フィルタリングの処理を行えば、スキャン領域の外縁部やその外側であっても、良好な３次元画像を再構成できる。
【０１１２】
正確に言えば、重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、透過像の上で回転軸ＲＡの投影と直交する方向の一方側になだらかにデータ値を拡張し、他方側にも同様になだらかにデータ値を拡張した後、回転軸ＲＡの投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めればよい。
【０１１３】
このデータ外挿による透過像の拡張は、なだらかに繋がっていれば傾斜する直線でも、曲線であってもよい。ここで、なだらかとはプロファイルが段差なく連続的であることをいう。さらに、プロファイルの拡張部分の傾斜についても、急激な変化が無い方が好ましい。
【０１１４】
最も簡易なデータ外挿の一例としては、端部の値をそのまま引き伸ばす方法である。正確には、重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、透過像の上で回転軸ＲＡの投影と直交する方向の一方側に一方端のデータ値を持つ領域を拡張し、他方側にも同様に他方端のデータ値を持つ領域を拡張した後、回転軸ＲＡの投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めればよい。
【０１１５】
この変形例１０によれば、拡張前の透過像ｎ方向の縁にできる段差を、透過像をｎ方向になだらかに外挿してデータ長を拡張することにより、外側に追いやるか、無くすことができ、スキャン領域外縁から外にかけての画質を高めることができる。
【０１１６】
（変形例１１：サイノグラムの変数変換１）
上記実施の形態では、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）は画像マトリックスｎ，ｍと回転番号ｋとで記述しているが、例えばθ（ｎ，ｍ）とφ（ｋ）とを用いて座標変換し、Ｐ（θ，ｍ，ｋ）あるいはＰ（θ，ｍ，φ）で記述してもよい。すなわち、θ，φで等間隔のサイノグラムとすることができる。この場合には、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を変換なしに直接掛けることができる。
【０１１７】
引き続き、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（θ，ｍ，ｋ）あるいはＰ´（θ，ｍ，φ）をｎ，ｍ，ｋでの記述に戻すことなく、θ方向に|ω|フィルタリングを行い、その後に逆投影し再構成することができる。
【０１１８】
（変形例１２：サイノグラムの変数変換２）
サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）としては、回転軸ＲＡに平行な方向をｍ´、当該ｍ´と直交する方向をｎ´とし、Ｐ（ｎ´，ｍ´，ｋ）に変換した後、再構成処理を行うこともできる。
【０１１９】
図１１は変形例１２におけるサイノグラムＰの変数変換を説明する幾何図である。この変換例は、透過像をＸ線経路に沿って検出面４ａから回転軸ＲＡに平行な面（ｎ´，ｍ´）３０に投影することで変換し、この変換後のサイノグラムＰ（ｎ´，ｍ´，ｋ）を得る。
【０１２０】
再構成処理は、まず、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を掛けるが、このときθはｎ´のみの関数θ（ｎ´）となるので、計算は容易になる。続いて、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（ｎ´，ｍ´，ｋ）をｎ，ｍ，ｋでの記述にもどすことなく、ｎ´方向に|ω|フィルタリングを行い、さらに逆投影することで再構成できる。
【０１２１】
また、この変形例１２では、検出面４ａを回転軸ＲＡに平行な面（ｎ´，ｍ´）３０に重ねるように配置することにより、直接サイノグラムＰ（ｎ´，ｍ´，ｋ）を得るようにしてもよい。
【０１２２】
（変形例１３：サイノグラムの変数変換３）
さらに、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の他の変換例としては、回転軸ＲＡに平行な方向をｍ´とし、Ｐ（θ，ｍ´，ｋ）に変換した後、再構成処理を行うこともできる。
【０１２３】
図１２は変形例１３におけるサイノグラムＰの変数変換を説明する幾何図である。この変換例は、透過像をＸ線経路に沿って検出面４ａから回転軸ＲＡに沿った円周面（θ，ｍ´）３１に投影することで変換し、この変換後のサイノグラムＰ（θ，ｍ´，ｋ）を得る。
【０１２４】
再構成処理は、まず、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を掛けるが、このとき重み関数Ｗｈ（θ，φ）を直接掛けることができるので、計算は容易になる。
【０１２５】
引き続き、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（θ，ｍ´，ｋ）をｎ，ｍ，ｋでの記述にもどすことなく、θ方向に|ω|フィルタリングを行い、さらに逆投影することで再構成できる。
【０１２６】
また、この変形例１３では、検出面４ａを回転軸ＲＡに沿った円周面３１に重ねるように円周面に変形して配置することで直接サイノグラムＰ（θ，ｍ´，ｋ）を得るようにしてもよい。
【０１２７】
（変形例１４：サイノグラムの変数変換４）
さらに、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）の他の変換例としては、回転軸ＲＡに直交する面上で回転軸ＲＡの投影と平行な方向をｍ"、このｍ"と直交する方向をｎ"とし、Ｐ（ｎ"，ｍ"，ｋ）に変換した後、再構成処理を行うこともできる。
【０１２８】
図１３は変形例１４におけるサイノグラムＰの変数変換を説明する幾何図である。この変換例は、透過像をＸ線経路に沿って検出面４ａから回転軸ＲＡに直交する面（ｎ"，ｍ"）３２に投影することで変換し、この変換後のサイノグラムＰ（ｎ"，ｍ"，ｋ）を得る。
【０１２９】
再構成処理は、まず、重み関数Ｗｈ（θ，φ）を掛けるが、このときθはｎ"，ｍ"の関数θ（ｎ"，ｍ"）となるので、計算が可能である。
【０１３０】
続いて、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´（ｎ"，ｍ"，ｋ）をｎ，ｍ，ｋでの記述にもどすことなく、ｎ"方向に|ω|フィルタリングを行い、さらに逆投影することで再構成できる。
【０１３１】
また、この変形例１４では、検出面４ａを回転軸ＲＡに直交する面（ｎ"，ｍ"）３２に重ねるように配置することで直接サイノグラムＰ（ｎ"，ｍ"，ｋ）を得るようにしてもよい。
【０１３２】
（変形例１５：Ｗｈのテーブル化）
重み関数Ｗｈ（θ，φ）は、重み関数掛け時にその都度計算する代わりに、予めθ，φの細かいステップで計算してテーブルに記憶しておいてもよい。この場合は、重み係数が欲しいθ，φとテーブルのθ，φとの食い違いが生じるので、最近傍のテーブル値を用いるか、補間値を用いるようにする。
【０１３３】
この方法はβが一定、すなわち使用する回転範囲Ｋ・Δφが一定の場合に有効である。
【０１３４】
（変形例１６：縁線と肩線の変形）（請求項４，５に対応）
上記実施の形態では、重み関数Ｗｈを定義する縁線と肩線（図５参照）はサイノグラムＰの全データを再構成に用いるように決められているが、縁線と肩線はこれに限らない。
【０１３５】
図１４は縁線と肩線を変更した重み関数Ｗｈの例を示す図である。
上記実施の形態で用いた縁線ａ（ａ１，ａ２）、肩線ｂ（ｂ１，ｂ２）、中間線（ｃ１，ｃ２）をそれぞれ元縁線ａ（ａ１，ａ２）、元肩線ｂ（ｂ１，ｂ２）、元中間線ｃ（ｃ１，ｃ２）とすると、この変形例における縁線ａ´と肩線ｂ´は元縁線ａ、元肩線ｂとで囲まれた領域内で自由に設定できる。制限事項としては、縁線ａ´と肩線ｂ´はθに対する一価関数φ（θ）で表せ、段差がなく、互いに交差せず、縁線ａ´が肩線ｂ´より元縁線ａの近くにあることである。
【０１３６】
図１４（ｃ）を用いて、縁線ａ´と肩線ｂ´の設定について説明する。
元縁線ａ１上のパスの逆パスの集合が元肩線ｂ２になり、元肩線ｂ１の逆パスが元縁線ａ２になり、元中間線ｃ１の逆パスが元中間線ｃ２となる。
【０１３７】
ここで、元縁線ａ１を元肩線ｂ１側へ変位させて縁線ａ１´として設定すると、その逆パスの肩線ｂ２´はｂ２をａ２側へ（同じ変位量をθ方向に反転させ）変位させた線として設定される。同様に、ｂ１をａ１´側へ変位させて肩線ｂ１´として設定すると、その逆パスの縁線ａ２´はａ２をｂ２´側へ（同じ変位量をθ方向に反転させ）変位させた線として設定される。なお、変位は変位量０（変位せず）も含む。
【０１３８】
ここで、縁線ａ１´と肩線ｂ２´は互いに逆パスの関係にあるので、どちらか一方を設定すると、他方が設定される関係にあり、どちらかを先に設定しても両方が同時に設定される。同様に、肩線ｂ１´と縁線ａ２´が互いに逆パスの関係にあるので、どちらを先に設定しても両方が同時に設定される。また、縁線ａ１´と肩線ｂ１´のφ方向中間線ｃ１´に対し、縁線ａ２´と肩線ｂ２´のφ方向中間線ｃ２´が互いに逆パスである。
【０１３９】
図１４（ａ）は対称的な変更の一例を示す図である。元縁線ａ１、元肩線ｂ１とで囲まれた領域内に元中間線ｃ１に対し、φ方向対称に縁線ａ１´と肩線ｂ１´を設定する。そして、縁線ａ１´の逆パスを肩線ｂ２´とし、肩線ｂ１´の逆パスを縁線ａ２´とする。φ方向の中間線ｃ´は元中間線ｃと同じである。
【０１４０】
図１４（ｂ）は非対称的な変更の一例を示す図である。ここでは、縁線ａ１´と肩線ｂ１´を元中間線ｃ１に対し非対称に設定する例である。縁線ａ１´と中間線ｃ１´と肩線ｂ１´の逆パスがそれぞれ肩線ｂ２´と中間線ｃ２´と縁線ａ２´となる。
【０１４１】
図１４（ｃ）は非対称な曲線に変更する一例であって、縁線ａ１´と肩線ｂ１´を曲線により自由に設定した例である。
【０１４２】
この変形例においては、縁線と肩線による重み関数Ｗｈは次のように定義できる。これは最も一般的な定義であって、上記実施の形態の重み関数もこれに含まれる。
【０１４３】
重み関数Ｗｈとしては、（θ，φ）面上で、βを所定の角度として回転角度φの方向にπ＋βの幅を持った定義域で定義され、φは該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、かつ、θは回転軸ＲＡを通るＸ線経路を基準（θ＝０）としたとき、点（０，β）を通ってφのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である元肩線ｂ１とφ＝０の元縁線ａ１に対し、元縁線ａ１を元肩線ｂ１の側へ変位した縁線ａ１´と元肩線ｂ１を縁線ａ１´の側へ変位した肩線ｂ１´と、縁線ａ１´上の点が表すＸ線経路の逆向きＸ線経路を表す点の集合である肩線ｂ２´と、肩線ｂ１´上の点が表すＸ線経路の逆向きＸ線経路を表す点の集合である縁線ａ２´を設定する。
【０１４４】
その結果、Ｗｈは、元縁線ａ１と縁線ａ１´に挟まれる領域で「０」、肩線ｂ１´と肩線ｂ２´に挟まれた平坦領域Ｒ０´で「１」、縁線ａ２´とφ＝π＋βの元縁線ａ２に挟まれる領域で「０」である。
【０１４５】
一方、縁線ａ１´と肩線ｂ１´とで挟まれる傾斜領域Ｒ１´では、Ｗｈはφの方向に縁線ａ１´での０から肩線ｂ１´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ１´と肩線ｂ１´のφ方向の中間線ｃ１´に対し対称の関数形となる。
【０１４６】
縁線ａ２´と肩線ｂ２´とで挟まれる傾斜領域Ｒ２´では、Ｗｈはφの方向に縁線ａ２´での０から肩線ｂ２´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが縁線ａ２´と肩線ｂ２´のφ方向の中間線ｃ２´に対し対称であって、傾斜領域Ｒ１´と同じ関数形となる。
ここで、傾斜領域のＷｈの関数形は上記実施の形態と同様である。
【０１４７】
この変形例１６によれば、実施の形態で述べた場合と同様に、半回転を超え１回転に満たないスキャンを行う円錐軌道断層撮影装置において、サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に対し、回転角度φと回転面に沿った角度θの関数である前述したようなハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を乗算したサイノグラムＰ´（ｎ，ｍ，ｋ）を用いて再構成するので、実質１８０度分の均質な逆投影がなされ、また逆投影の継ぎ目をなだらかに移行でき、均質で偽像を抑制した３次元画像が得られる。
【０１４８】
また、以上のように半回転を超え１回転を満たないスキャンが可能になるので、１回転より少ない回転角で済むことにより、被検体１をよりＸ線源３に近づけることが可能となり、高拡大率で高分解能高品位の３次元画像を得ることができる。
【０１４９】
（変形例１７：検出器）
上記実施の形態では、Ｘ線検出器４としてＦＰＤを用いたが、２次元分解能を有するものであれば、他の検出器でも構わない。
【０１５０】
（変形例１８：線源）
上記実施の形態では、放射線源としてマイクロフォーカスＸ線管を有するＸ線源３を用いたが、他のＸ線源でもよく、また、γ線、マイクロ波等の放射線を用いてもよい。
【０１５１】
（変形例１９）
さらに、前述したように多数の変形例を説明したが、これら２つ以上の変形例を多重的に組み合わせた変形例も同様に含むものである。
【０１５２】
その他、本発明は、上記実施の形態、変形例に限定されるものでなく、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。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明に係る円錐軌道断層撮影装置の実施の形態を示す構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図。
【図２】図１に示す制御処理部のスキャン位置設定制御とデータ処理全体の流れを示す図。
【図３】図２に示す再構成処理におけるフロー図。
【図４】実施の形態におけるθとｎ，ｍとの関係を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【図５】実施の形態におけるハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）を説明する図であって、同図（ａ）は（θ，φ）面上のハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）、同図（ｂ）〜同図（ｄ）は同図（ａ）の各経路方位角θ上のプロファイル図。
【図６】実施の形態の再構成処理における逆投影を説明する鳥瞰図。
【図７】実施の形態におけるハーフスキャン用重み関数Ｗｈ（θ，φ）の傾斜領域における関数形を説明する図。
【図８】実施の形態における回転軸方向から見た順パスＢ、逆パスＢｒを示す図。
【図９】実施の形態における重み関数Ｗｈ上の順パスＢ、逆パスＢｒを示す図。
【図１０】実施の形態における回転軸方向及び横から見た逆投影パスを示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図。
【図１１】変形例１２におけるサイノグラムＰの変数変換例を説明する幾何図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【図１２】変形例１３におけるサイノグラムＰの他の変数変換例を説明する幾何図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図。
【図１３】変形例１４におけるサイノグラムＰのさらに他の変数変換例を説明する幾何図。
【図１４】変形例１６における縁線と肩線を変更した重み関数Ｗｈの複数例を示す図。
【図１５】従来の円錐軌道断層撮影装置の一例を示す模式的な構成図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図。
【符号の説明】
【０１５４】
１…被検体、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線源、４…Ｘ線検出器、４ａ…検出面、５…支持台、６…回転・昇降機構（回転手段）、７…回転軸移動機構、１０…制御処理本体部、１１…入力部、１２…制御処理部、１２ａ…スキャン制御部、１２ｂ…前処理部、１２ｃ…再構成部、１３…記憶装置、１４…表示部、２０…再構成グリッド、２２〜２４…パスライン、２５，２７…重み不足分、２６，２８…補填用重み、Ｆ…Ｘ線焦点、ＲＡ…回転軸、Ｌ…Ｘ線光軸、αL…ラミノ角、Ａｎ…スキャン領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、前記放射線源から照射される放射線ビーム内で、前記放射線検出器により検出される放射線ビーム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、前記被検体または所定の位置関係を保ったまま一体的または別体的に前記放射線源，前記放射線検出器を回転させる回転手段と、この回転手段で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出するスキャンによって検出した前記被検体の透過像を順次取込み、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを備えた円錐軌道断層撮影装置において、
前記制御処理部は、前記被検体と放射線源との間で干渉しない回転可能範囲に基づき、前記回転手段により半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記被検体から透過してくる放射線ビームの透過像を前記放射線検出器で検出するハーフスキャンを実施するスキャン制御手段と、このスキャン制御手段によって前記所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出された多数の透過像から被検体の３次元画像を作成する再構成手段と
を有する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、
前記再構成手段は、前記ハーフスキャンの間に前記放射線検出器で検出した多数の透過像を前記回転の順に並べた３次元のサイノグラムＰに対し前記回転角度φと放射線経路の前記回転の面に沿った経路方位角θとの関数であるハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´を求め、この求めたサイノグラムＰ´に対し前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めた後、このサイノグラムＰ"を逆投影して前記被検体の３次元画像を作成す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２に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記サイノグラムＰとしては、前記透過像の横と縦の画素番号ｎ，ｍと前記回転の順を示す番号ｋとに従って並べたサイノグラムであり、
前記再構成手段は、前記ｎ，ｍからθ、前記ｋからφをそれぞれ求めるとともに、この求めたθ，φから重み関数Ｗｈの値を求めた後、前記サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に前記θ，φから求めた重み関数Ｗｈを掛けることにより、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´を得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２または請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記再構成手段は、前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向になだらかにデータを外挿してデータ長を大きくした後、前記高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"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５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記制御処理部は、予め前記被検体と放射線源との間で干渉しない前記回転可能範囲を取得して設定するスキャン位置設定手段を有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２ないし請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上で、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）と点（０，π）をそれぞれ通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２とで挟まれる平坦領域Ｒ０の前記重み関数Ｗｈは１であり、
φ＝０の縁線ａ１と前記肩線ｂ１とで挟まれる傾斜領域Ｒ１の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に縁線ａ１での０から前記肩線ｂ１での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１と前記肩線ｂ１との前記φ方向の中間線ｃ１に対し対称の関数形であり、
φ＝π＋βの縁線ａ２と前記肩線ｂ２とで挟まれる傾斜領域Ｒ２の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に前記縁線ａ２での０から前記肩線ｂ２での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２と前記肩線ｂ２との前記φ方向の中間線ｃ２に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１と同じ関数形である
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２ないし請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上において、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）を通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である元肩線ｂ１とφ＝０の元縁線ａ１に対し、前記元縁線ａ１を前記元肩線ｂ１の側へ変位した縁線ａ１´と前記元肩線ｂ１を前記縁線ａ１´の側へ変位した肩線ｂ１´と、前記縁線ａ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である肩線ｂ２´と、前記肩線ｂ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である縁線ａ２´を設定し、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記元縁線ａ１と前記縁線ａ１´とで挟まれる領域で０、前記肩線ｂ１´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる平坦領域Ｒ０´で１、前記縁線ａ２´とφ＝π＋βの元縁線ａ２とで挟まれる領域で０であり、
前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´とで挟まれる傾斜領域Ｒ１´の重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に前記縁線ａ１´での０から前記肩線ｂ１´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´との前記φ方向の中間線ｃ１´に対し対称の関数形であり、
前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる傾斜領域Ｒ２´の前記重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に縁線ａ２´での０から前記肩線ｂ２´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´との前記φ方向の中間線ｃ２´に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１´と同じ関数形である
ことを特徴とする円錐軌道断層撮影装置。
【請求項１】
被検体に向けて放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検体から透過してくる放射線ビームを検出する２次元の放射線検出器と、前記放射線源から照射される放射線ビーム内で、前記放射線検出器により検出される放射線ビーム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、前記被検体または所定の位置関係を保ったまま一体的または別体的に前記放射線源，前記放射線検出器を回転させる回転手段と、この回転手段で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出するスキャンによって検出した前記被検体の透過像を順次取込み、当該被検体の３次元画像を作成する制御処理部とを備えた円錐軌道断層撮影装置において、
前記制御処理部は、前記被検体と放射線源との間で干渉しない回転可能範囲に基づき、前記回転手段により半回転を超え１回転に満たない角度範囲で回転を行いつつ所定の回転角度ごとに前記被検体から透過してくる放射線ビームの透過像を前記放射線検出器で検出するハーフスキャンを実施するスキャン制御手段と、このスキャン制御手段によって前記所定の回転角度ごとに前記放射線検出器で検出された多数の透過像から被検体の３次元画像を作成する再構成手段と
を有する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、
前記再構成手段は、前記ハーフスキャンの間に前記放射線検出器で検出した多数の透過像を前記回転の順に並べた３次元のサイノグラムＰに対し前記回転角度φと放射線経路の前記回転の面に沿った経路方位角θとの関数であるハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´を求め、この求めたサイノグラムＰ´に対し前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向に高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"を求めた後、このサイノグラムＰ"を逆投影して前記被検体の３次元画像を作成す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２に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記サイノグラムＰとしては、前記透過像の横と縦の画素番号ｎ，ｍと前記回転の順を示す番号ｋとに従って並べたサイノグラムであり、
前記再構成手段は、前記ｎ，ｍからθ、前記ｋからφをそれぞれ求めるとともに、この求めたθ，φから重み関数Ｗｈの値を求めた後、前記サイノグラムＰ（ｎ，ｍ，ｋ）に前記θ，φから求めた重み関数Ｗｈを掛けることにより、重み関数掛けしたサイノグラムＰ´を得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２または請求項３に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記再構成手段は、前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈを乗算したサイノグラムＰ´に対し、前記透過像の上で前記回転軸の投影と直交する方向になだらかにデータを外挿してデータ長を大きくした後、前記高周波強調フィルタリングを行ってサイノグラムＰ"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５】
請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記制御処理部は、予め前記被検体と放射線源との間で干渉しない前記回転可能範囲を取得して設定するスキャン位置設定手段を有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２ないし請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上で、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）と点（０，π）をそれぞれ通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である肩線ｂ１と肩線ｂ２とで挟まれる平坦領域Ｒ０の前記重み関数Ｗｈは１であり、
φ＝０の縁線ａ１と前記肩線ｂ１とで挟まれる傾斜領域Ｒ１の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に縁線ａ１での０から前記肩線ｂ１での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１と前記肩線ｂ１との前記φ方向の中間線ｃ１に対し対称の関数形であり、
φ＝π＋βの縁線ａ２と前記肩線ｂ２とで挟まれる傾斜領域Ｒ２の前記重み関数Ｗｈは、前記φの方向に前記縁線ａ２での０から前記肩線ｂ２での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２と前記肩線ｂ２との前記φ方向の中間線ｃ２に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１と同じ関数形である
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２ないし請求項４の何れか一項に記載の円錐軌道断層撮影装置において、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記（θ，φ）面上において、前記回転角度φの方向にπ＋β（βは所定の角度）の幅を持った定義域で定義され、前記φは当該定義域の縁を基準（φ＝０）とし、前記θは前記回転軸を通る前記放射線経路を基準（θ＝０）としたとき、
点（０，β）を通って前記φのθに対する傾きｄφ／ｄθが２あるいは−２の直線である元肩線ｂ１とφ＝０の元縁線ａ１に対し、前記元縁線ａ１を前記元肩線ｂ１の側へ変位した縁線ａ１´と前記元肩線ｂ１を前記縁線ａ１´の側へ変位した肩線ｂ１´と、前記縁線ａ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である肩線ｂ２´と、前記肩線ｂ１´上の点が表す放射線経路の逆向き放射線経路を表す点の集合である縁線ａ２´を設定し、
前記ハーフスキャン用重み関数Ｗｈとしては、前記元縁線ａ１と前記縁線ａ１´とで挟まれる領域で０、前記肩線ｂ１´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる平坦領域Ｒ０´で１、前記縁線ａ２´とφ＝π＋βの元縁線ａ２とで挟まれる領域で０であり、
前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´とで挟まれる傾斜領域Ｒ１´の重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に前記縁線ａ１´での０から前記肩線ｂ１´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ１´と前記肩線ｂ１´との前記φ方向の中間線ｃ１´に対し対称の関数形であり、
前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´とで挟まれる傾斜領域Ｒ２´の前記重み関数Ｗｈとしては、前記φの方向に縁線ａ２´での０から前記肩線ｂ２´での１に滑らかに移行し、かつ、そのφに対する傾き∂Ｗｈ／∂φが前記縁線ａ２´と前記肩線ｂ２´との前記φ方向の中間線ｃ２´に対し対称で前記傾斜領域Ｒ１´と同じ関数形である
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４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−８５２５１（Ｐ２０１０−８５２５１Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５４７０５（Ｐ２００８−２５４７０５）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【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４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【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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