ＣＴ装置およびＣＴ装置の撮影方法
【課題】層状構造を有する被検体の断面像を短い断層撮影時間で得るＣＴ装置を提供する。
【解決手段】層状構造を有する被検体５の断面像を撮影するＣＴ装置であって、回転・昇降機構７とＸ線検出器３を制御して、第一の角度範囲で回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャン、および、第二の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施するスキャン制御部９ｃと、第一のスキャンデータに基づいて、層面が放射線光軸Ｌと平行となる回転位置から±６０°内にあって平行となる回転位置を包含する第二の角度範囲を設定する角度範囲設定部９ｄと、少なくとも第二のスキャンデータを用いて被検体５の断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成部９ｅとを有するＣＴ装置。
【解決手段】層状構造を有する被検体５の断面像を撮影するＣＴ装置であって、回転・昇降機構７とＸ線検出器３を制御して、第一の角度範囲で回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャン、および、第二の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施するスキャン制御部９ｃと、第一のスキャンデータに基づいて、層面が放射線光軸Ｌと平行となる回転位置から±６０°内にあって平行となる回転位置を包含する第二の角度範囲を設定する角度範囲設定部９ｄと、少なくとも第二のスキャンデータを用いて被検体５の断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成部９ｅとを有するＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の断面像を撮影するコンピュータ断層撮影装置（以下ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と記載する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などのモバイル機器の発達や電気自動車の実用化でリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池の需要が拡大している。それに伴いショートや発火が生じない安全で信頼性の高い電池を供給するための電池検査の重要度がますます高まってきている。この電池検査としては、層状構造を有する被検体の断面像を撮影して、検査する方法が知られている。
【０００３】
まず、図７に被検体である電池９０の概念図（断面図）を示す。この図は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池等の構造の概略を示す断面図である。ケース９１内には、正極板９２と負極板９３がセパレータ（不図示）を介して何重にも巻かれて収められ、空隙には電解液９４が満たされている。例えば、層のピッチ（正極板−正極板）は０．３ｍｍ程度で巻数は数十回で、断面全体の寸法としては３０ｍｍ×１２０ｍｍ程度である。
【０００４】
このような構造の電池を検査するために、ＣＴ装置を用いた電池の検査においては、図７に示すような断面像を撮影し、電極板（正極板９２と負極板９３の総称）の層の皺や層間隔の乱れ等を確認でき、電池を使用したときの経時的変化を追跡して検査することができる。
【０００５】
この電池の検査に用いられている従来のＣＴ装置について記載する。従来のＣＴ装置で、回転のみを行う所謂ＲＲ（Ｒｏｔａｔｅ Ｒｏｔａｔｅ）方式（第三世代方式）と呼ばれるＣＴ装置は、放射線源から発生する放射線（Ｘ線）を被検体に向けて照射し、被検体を放射線の光軸の方向に対し交差する回転軸で放射線に対して相対的に回転させ、照射された一回転中の所定の回転角度間隔毎に被検体から透過してくる放射線を１次元あるいは２次元の複数検出チャンネルを有する放射線検出器で検出し、この検出器出力から被検体の断面像ないし３次元データを得る（断層撮影する）ものである。
【０００６】
従来技術として図８に、特許文献１に記載されているＣＴ装置の構成を示す（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。図中では、Ｘ線管１０１と、ここから発生する角錐状のＸ線ビーム１０２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器１０３が対向して配置され、このＸ線ビーム１０２に入るようにテーブル１０４上に載置された被検体１０５の透過像（透過データ）を得るようになっている。
【０００７】
テーブル１０４はＸＹ機構１０６上に配置され、ＸＹ機構１０６は回転・昇降機構１０７上に配置されている。被検体１０５の断面像を撮影する場合は、テーブル１０４を回転軸ＲＡに対し回転・昇降機構１０７により１回転させながら多数の方向について透過像を得る（スキャンと言う）。このスキャンにより得られた多数の透過像を制御処理部１０８で処理して被検体１０５の断面像（１枚ないし多数枚）を得る。
【０００８】
ここで、ＸＹ機構１０６は、回転軸ＲＡに対しテーブル１０４を回転軸ＲＡと直交する面内で移動させ、被検体１０５の着目部１０５ａが回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられる。
【０００９】
さらに、回転軸ＲＡおよびＸ線検出器１０３はシフト機構１０９によりＸ線管１０１に近づけあるいは遠ざけることができ、目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更できるようになっている。
【００１０】
一方、再構成処理の方法は、通常、角錐状のＸ線ビームの場合、非特許文献１記載の方法が用いられる。この方法は、フィルター補正逆投影法（ＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法）の一種で、３次元的に逆投影するものである。
【００１１】
図８に示す断面像視野（あるいはスキャン領域という）１１０は、テーブル１０４が回転軸ＲＡに対して１回転する間に常に検出器１０３で検出されるＸ線ビーム１０２に包含される領域と定義される。断面像視野１１０は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。なお、断面像視野１１０は、撮影倍率を上げると、これに反比例して直径と高さが小さくなる。
【００１２】
ところで、特許文献１に記載されているように、被検体１０５の一部を拡大して断層撮影する手法が知られている（以下ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：着目領域）スキャンという）。この断層撮影では、図８（ａ）に示すように、断面像視野１１０を小さくし、被検体１０５の着目部１０５ａがこの断面像視野１１０にちょうど収まるようにシフト機構１０９及びＸＹ機構１０４を位置決めする。これにより、着目部１０５ａの空間分解能の高い拡大断面像を得ることができる。
【００１３】
さらに、従来のＣＴ装置により、例えばＲＯＩスキャンで電池９０の層構造の着目部分を高い分解能で断面像撮影をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３１０９４３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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、電池等の層状構造を有する被検体を断層撮影するとき、回転中に透過像を検出する回転角度間隔（回転方向のサンプリングピッチ）を小さくする必要がある。
【００１６】
図７の電池の場合を例にして説明する。断面上で、電極層の直線的な部分では、各電極板およびセパレータは厚さ約０．１ｍｍで、長さ１００ｍｍ程度と非常に細長いものである。このような細長い電極板は回転角度間隔が大きいと電極板に沿った方向に直線状の偽像が生じて厚さ方向の分解能（層構造に対する分解能）を損なうため、分解能を確保して断面像を作成するためには、この場合で、一回転中に透過像を検出する回転角度間隔を０．０６°程度に細かくする必要があり、３６０°のビュー数（１回転中の透過像撮影数）が６０００と大きくなる。
【００１７】
このように、従来のＣＴ装置では、層状構造の被検体の層に直交する方向の分解能を確保するためにビュー数を多くする必要があり、断層撮影時間が長いという問題があった。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、層状構造を有する被検体の断面像を短い断層撮影時間で得るＣＴ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャン、および、第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施するスキャン制御手段と、前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する前記第二の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、を有することを要旨とする。
【００２０】
この構成により、透過像を検出する角度間隔の粗い第一のスキャンを実施して検出した第一のスキャンデータに基づいて、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を優先した第二の角度範囲を設定し、この第二の角度範囲で角度間隔の小さな第二のスキャンを実施し、少なくともこの第二のスキャンで検出されたスキャンデータから被検体の断面像を再構成しているので、角度間隔の小さなスキャンを１回転するのと比べ、断面像上の層構造の分解能に寄与する光軸が層面に小さな角度で交差する回転範囲を優先してスキャンすることができ、層面に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。
【００２１】
前記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＣＴ装置において、前記角度範囲設定手段は、前記第一のスキャンデータのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて前記第二の角度範囲を設定することを要旨とする。
【００２２】
この構成により、第一のスキャンデータの透過が小さな部分の配分に基づくことで、自動的に、第二の角度範囲を、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を優先した範囲に設定できる。
【００２３】
前記目的を達成するため、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＣＴ装置において、前記再構成手段は前記第一のスキャンデータから前記被検体の前記断層撮影面に平行な概略断面像を再構成し、前記角度範囲設定手段は、前記概略断面像に基づき前記第二の角度範囲を設定することを要旨とする。
【００２４】
この構成により、概略断面像に基づくことで、自動的に、第二の角度範囲を、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を優先した範囲に設定できる。
【００２５】
前記目的を達成するため、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＣＴ装置において、前記再構成手段は、前記第二のスキャンデータに加え前記第一のスキャンデータも用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成することを要旨とする。
【００２６】
この構成により、被検体に平面状の層状構造以外の構造が含まれる場合、層状構造を撮影した断面像上で他の構造もある程度良好に表されるようにできる。
【００２７】
前記目的を達成するため、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のＣＴ装置において、前記再構成手段は、前記第一のスキャンデータと前記第二のスキャンデータを合わせたときの複数の透過像に対して、回転角度方向のデータ点密度に反比例する重みを用いて再構成することを要旨とする。
【００２８】
この構成により、断面像の画素値（ＣＴ値）が均質にできる。
【００２９】
前記目的を達成するため、請求項６に記載の発明は、層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、前記回転をさせつつ複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔毎に順次検出される複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャン制御手段であり、前記順次検出される透過像の値に基づいて前記複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔に切換えつつスキャンを実施する前記スキャン制御手段と、前記スキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、を有することを要旨とする。
【００３０】
この構成により、順次検出される透過像の値に基づいて、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を中心とした回転角度範囲で小さな角度間隔の詳細スキャンを実施し、断面像上の層構造の分解能に寄与しない光軸が層面に大きな角度で交差する回転範囲で大きな角度間隔の高速スキャンを実施することで、１回転の詳細スキャンと比べ、層面に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。
【００３１】
前記目的を達成するため、請求項７に記載の発明は、層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置の撮影方法であって、撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して所定の回転角度範囲で前記回転をさせつつ検出された複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャンを実施するスキャン制御手段と、前記記憶されたスキャンデータから前記被検体の断面像を再構成する再構成手段とを有するＣＴ装置において、第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャンを実施する過程と、前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する第二の角度範囲を設定する過程と、前記第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施する過程と、少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する過程と、を有することを要旨とする。
【００３２】
この方法で、請求項１記載の発明と同様の効果をあげることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、層状構造を有する被検体の断面像を短い断層撮影時間で得るＣＴ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る断層撮影のフロー図。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るプレスキャンのサイノグラムＰ（ｎ，φ）。
【図４】本発明の第一の実施形態に係るサイノグラムのｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る断層撮影のフロー図。
【図６】本発明の第二実施形態に係る透過像最小値Ｉｍｉｎ（φ）の回転角度φに対する変化の一例を示した図。
【図７】被検体である電池９０の概念図（断面図）。
【図８】従来のＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００３６】
（本発明の第一の実施の形態の構成）
以下、本発明の第一の実施形態の構成について図１を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）である。図１に示すとおり、Ｘ線管（放射線源）１と、Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆより放射されたＸ線の一部である光軸（放射線光軸）Ｌを中心とする角錐状のＸ線ビーム（放射線）２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器（放射線検出手段）３とが対向して配置され、このＸ線ビーム２に入るようにテーブル４上に載置された被検体５を透過したＸ線ビーム２がＸ線検出器３により検出され、透過像（透過データ）として出力される。
【００３７】
テーブル４はＸＹ機構６上に配置され、ＸＹ機構６は回転・昇降機構（回転手段）７上に配置されている。テーブル４は回転・昇降機構７によりＸ線ビーム２と垂直に交差する（Ｘ線ビーム２と交差し、かつ、光軸Ｌの方向に対し実質垂直であればよい）回転軸ＲＡに対して回転されるとともに、回転軸ＲＡと平行なｚ方向にｚ移動（昇降）される。ＸＹ機構６は、回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム２に対しテーブル４を回転軸ＲＡと直交するＸＹ面内でＸＹ移動させる。
【００３８】
断層撮影面ＴＰはＸ線焦点Ｆを通って回転軸ＲＡに垂直な面と定義され、光軸Ｌは断層撮影面ＴＰ上にある。さらに、シフト機構８により回転軸ＲＡ（とテーブル４）およびＸ線検出器３をＸ線管１に近づけあるいは遠ざけることができ、Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆと回転軸ＲＡとの間の撮影距離ＦＣＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）と、Ｘ線焦点ＦとＸ線検出器３の検出面３ａとの間の検出距離ＦＤＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を変えて設定することができる。
【００３９】
ここで、ＸＹ機構６は、被検体５の着目部が回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられ、シフト機構８は目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更するために用いられ、回転・昇降機構７のｚ移動は被検体５の着目部をＸ線ビーム２の高さに合わせるのに用いられる。また、回転・昇降機構７の回転は断面像を撮影する場合に被検体５をＸ線ビーム２に対し回転させて、多数の方向について透過像を得るために用いられる。
【００４０】
図１に示す断面像視野（あるいはスキャン領域と称する）１０は１回転の間に、常に測定されるＸ線ビーム２に包含される領域と定義される。断面像視野１０は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。
【００４１】
構成要素として、他に、各機構（ＸＹ機構６、回転・昇降機構７、シフト機構８）を制御し、また、Ｘ線検出器３からの透過データを処理する制御処理部９、処理結果等を表示する表示部９ａ、Ｘ線管１を制御するＸ線制御部（図示せず）等がある。
【００４２】
制御処理部９は通常のコンピュータで、ＣＰＵ、メモリ、ディスク（不揮発性メモリ）、表示部９ａ、入力部（キーボードやマウス等）９ｂ、機構制御ボード、インターフェース、等より成っている。
【００４３】
制御処理部９は、機構制御ボードにより、各機構部６，７，８の動作位置の信号（エンコーダパルス等）を受けて各機構部６，７，８を制御して被検体の位置合わせやスキャン（断層撮影走査）等を行わせる他、透過データの収集指令パルス等をＸ線検出器３に送る。なお、各機構部６，７，８には図示してないエンコーダが取付けられており、テーブル４のＸＹ機構６によるＸＹ移動位置Ｘ，Ｙ、回転・昇降機構７によるｚ移動位置ｚと回転角度φ、及びシフト機構８によるＦＣＤ，ＦＤＤが読み取られ、それぞれ制御処理部９に送られる。
【００４４】
また、制御処理部９は、断層撮影時にＸ線検出器３からの透過データを収集し、記憶し、再構成処理して断層撮影面ＴＰに平行な１枚ないし複数枚の被検体５の断面像を作成し、表示部９ａに表示する。また、制御処理部９は、Ｘ線制御部（図示せず）に指令を出し、管電圧、管電流を指定すると共に、Ｘ線の放射、停止の指示を行なう。管電圧、管電流は被検体に合わせて変えることができる。
【００４５】
図１に示すように、制御処理部９はソフトウエアを読み込んでＣＰＵが機能する機能ブロックとして、所定の範囲でテーブル４を回転させつつ検出された複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャンを実施するためのスキャン制御部（スキャン制御手段）９ｃ、第一のスキャンのスキャンデータを用いて第二のスキャンの回転の角度範囲を設定する角度範囲設定部（角度範囲設定手段）９ｄと、スキャンデータを用いて断面像を作成する再構成部（再構成手段）９ｅ、等を備えている。
【００４６】
（第一の実施の形態の作用）
上記のような構成を有する第一の実施形態の作用を図７、図２ないし図４を参照して、被検体５として電池９０を撮影する場合を例に説明する。
【００４７】
図７に被検体である電池９０の概念図（断面図）を示す。この図は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池等の構造の概略を示す断面図である。ケース９１内には、正極板９２と負極板９３がセパレータ（不図示）を介して何重にも巻かれて収められ、空隙には電解液９４が満たされている。例えば、層のピッチ（正極板−正極板）は０．３ｍｍ程度で巻数は数十回で、断面全体の寸法としては３０ｍｍ×１２０ｍｍ程度である。
【００４８】
電池９０は、平行平面の層面１２を持った層構造を有し、層面１２に平行に各電極板９２，９３およびセパレータは厚さ約０．１ｍｍで、長さ１００ｍｍ程度と非常に細長い構造となっている。
【００４９】
図２は第一の実施形態に係る断層撮影のフロー図である。
【００５０】
ステップＳ１では、操作者は電池９０をテーブル４に層状構造の層面１２が断層撮影面ＴＰと交差（実質的に直交）するように載置し、断層撮影の撮影条件を設定する。撮影条件には幾何条件、Ｘ線条件、スキャン条件、再構成条件等が含まれる。
【００５１】
撮影条件設定として、スキャン制御部９ｃは、操作者の入力により本スキャン（第二のスキャン）の撮影条件を以下のように設定する。
【００５２】
まず、本スキャンの幾何条件設定として、入力部９ｂから指令を入力して、電池９０が概略として、回転軸ＲＡ上になるようＸＹ機構６を制御し、さらに、電池９０が断面像視野１０に入るようにシフト機構８を制御して撮影倍率を設定する。また、入力部９ｂから回転昇降機構７を制御して電池９０の高さを断層撮影面ＴＰに合わせる。なお、幾何条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【００５３】
本スキャンのＸ線条件設定として、被検体に適合する管電圧、管電流を設定する。なお、Ｘ線条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【００５４】
本スキャンのスキャン条件設定として、透過像を検出する回転の角度間隔（第二の角度間隔）（例えば０．０６°）あるいは１回転あたりの検出数（たとえば６０００サンプル／回転）、１透過像の積分フレーム数（例えば５）、等を設定する。なお、本スキャンの角度範囲はここでは設定しない。また、本スキャンの再構成条件として、断面像枚数とその回転軸方向の間隔（断層撮影面ＴＰに対する断面位置）等を設定する。
【００５５】
スキャン制御部９ｃは入力設定された本スキャンの撮影条件からスキャン条件のみを予め定めたプレスキャンのスキャン条件に変更して、プレスキャンの撮影条件を設定する。プレスキャンのスキャン条件としては、回転の角度範囲（第一の角度範囲）を０°から３６０°までとし、透過像を検出する回転の角度間隔（第一の角度間隔）を本スキャンより大きな（例えば０．６°）粗い角度間隔に設定する。また、積分フレーム数を少ない値（例えば１）、に設定する。角度間隔および積分フレーム数としては、本スキャンの値を一定倍して求めてもよいし、予め定めた一定値としてもよい。
【００５６】
ステップＳ２では、プレスキャン（第一のスキャン）を行う。操作者がスキャン開始を入力すると、スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７とＸ線検出器３を制御して、設定した（第一の）角度範囲でテーブル４を（連続あるいはステップで）回転をさせつつ設定した（第一の）角度間隔毎に検出された複数の透過像を（第一の）スキャンデータとして取り込んで記憶する。
【００５７】
ステップＳ３では、角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのスキャンデータに基づいて以下のように本スキャンの（第二の）角度範囲を設定する。
【００５８】
まず、角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのスキャンデータＩに対し、オフセット補正を加えた後、式、
Ｐ＝ＬＯＧ（ＩＡ／Ｉ） ………（１）
によりエアー補正及び対数変換を加え、断層撮影面ＴＰ上でのサイノグラムＰ（ｎ，φ）を作成する。ここで、ＩＡは被検体が無いときのデータで予め較正して記憶してあるものを用いる。なお、Ｐ（ｎ，φ）の値は透過が小さなとき大きな値となる。
【００５９】
図３はプレスキャンの断層撮影面ＴＰ上でのサイノグラムＰ（ｎ，φ）である。ここで、φは回転角度、ｎは断層撮影面ＴＰに沿った検出チャンネル番号である。サイノグラムＰ（ｎ，φ）上では、光軸Ｌが層面１２と平行となる回転位置φ１、φ２付近でＸ線ビーム２が各電極板９２，９３を長手方向に透過するため透過が小さな部分ができる。
【００６０】
角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて本スキャンの角度範囲を設定する。具体的には、角度範囲設定部９ｄは、サイノグラムＰ（ｎ，φ）に対しｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）を求める。ここで、さらにこのＰｍａｘ（φ）にφ方向にスムージング処理を行っておく。
【００６１】
図４はサイノグラムのｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）（スムージング後）である。角度範囲設定部９ｄは、Ｐｍａｘ（φ）から所定の閾値Ｐ０以上のφの部分を抽出し、この抽出した部分の中央をφ１，φ２として求める。所定の閾値Ｐ０としては、例えば、Ｐｍａｘ（φ）の最大値の７０％とする。
【００６２】
次に、角度範囲設定部９ｄは、求めたφ１，φ２の一方、例えば小さい方のφ１を選択し、φ１を中心とする４５°（±２２．５°）の範囲φｓからφｅまでを本スキャンの角度範囲（第二の角度範囲）として設定する。
【００６３】
ステップＳ４では、ステップＳ１とステップＳ３で設定された本スキャンの撮影条件にて、引き続き本スキャンを実施する。スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７とＸ線検出器３を制御して、設定した（第二の）回転角度範囲でテーブル４を（連続あるいはステップで）回転をさせつつ設定した（第二の）角度間隔毎に検出された複数の透過像を（第二の）スキャンデータとして取り込んで記憶する。
【００６４】
ステップＳ５で、再構成部９ｅは本スキャンのスキャンデータから電池９０の断面像視野１０内の断面像を断層撮影面ＴＰに平行な（設定した断面位置の）少なくとも１枚の断面像を再構成して、表示および記憶を行う。再構成は、通常のフィルター補正逆投影法で行うが、異なるのは、通常は３６０°分のフィルター補正逆投影を行うのに対し、ここではスキャンした角度範囲のデータのみをフィルター補正逆投影するだけの違い（すなわちスキャンしなかった角度範囲に対し０を逆投影するのと等価）である。
【００６５】
なお、プレスキャンのスキャンデータは再構成には用いない。
【００６６】
以上で図２のフローが終了する。
【００６７】
（第一の実施の形態の効果）
第一の実施形態によれば、電池９０の平面状の層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置を中心とした（４５°の）スキャンの回転角度範囲で本スキャンを実施し、この回転角度範囲で検出されたスキャンデータから電池９０の断面像を再構成しているので、１回転の本スキャンと比べ、断面像上の層構造の分解能に寄与しない光軸Ｌが層面１２に大きな角度で交差する回転範囲の透過像検出を省くことで層面に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。具体的には、通常では３６０°で行う本スキャンが、４５°の本スキャンで済むためスキャン時間と再構成時間が約１／８となる。
【００６８】
実際に、｛画像１：第一の実施形態の条件（４５°のスキャン）で断層撮影した断面像｝と、｛画像２：同じ条件で３６０°のスキャンで断層撮影した断面像｝を比較すると、若干、画像１の方が画像ノイズが大き目ではあるが、層面１２に直交する方向の分解能は同等であった。画像１がノイズが大き目なのは、光軸Ｌが層面に沿う方向のデータ量が画像２の半分になるからである。そこで、画像１の撮影条件の積分フレーム数を２倍にして画像１’を撮影し、比較すると、画像１’と画像２は見分けが付かないほどの画像となった。
【００６９】
さらに、第一の実施形態によれば、副次的効果として、リング状アーチファクトが生じにくいという効果がある。実際に、上述した画像１、画像２を比較すると、画像２では回転軸ＲＡを中心としたかすかなリング状アーチファクトを認めることができたが、画像１では全く認められなかった。
【００７０】
さらに、第一の実施形態によれば、透過像を検出する角度間隔の粗いプレスキャンにより、時間をかけずに本スキャンのスキャン範囲を設定することができる。
【００７１】
また、第一の実施形態によれば、本スキャンの撮影条件を設定してスキャン開始を入力するだけで、全自動でプレスキャンと高速化された本スキャンが実施され断面像を得ることができる。
【００７２】
（第一の実施の形態の変形）
その他、本発明は、上記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で種々変形して実施することが可能である。以下に示す変形例は組合わせて実施することもできる。
【００７３】
（変形例１）
第一の実施形態では、層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１を中心に４５°のスキャンの回転角度範囲を設定したが、回転角度範囲は必ずしも４５°でなくてもよい。電池９０の層状構造は巻むらや皺によって局所的に層面１２から傾斜している。この傾斜範囲内の方向からの透過像が得られれば良いので、見込まれる傾斜角度範囲αを含むように回転角度範囲を設定すればよい。
【００７４】
正確には、電池の層構造は視野内において、厚みがあるので、厚みの上端層に平行にＸ線が透過する回転位置から厚みの下端層に平行にＸ線が透過する回転位置までの角度βだけ回転角度範囲を増やす必要がある。したがって、回転角度範囲としては、βだけ増やしてα＋βを超えて設定すればよい。この角度βは概略Ｘ線焦点Ｆから見たこの厚みの張る角度に相当し、βの値としては、最大厚み（＝断面像視野１０の直径）のとき最大で、このときβはファン角θ０に一致する（図１参照）。通常の電池では、このα＋βは１２０°を超えないので、回転角度範囲はφ１から±６０°（全幅１２０°以下）内でφ１を含むように設定すればよいが、被検体に合せて、できるだけ狭く設定することでより高速化が可能である。回転角度範囲の幅は、被検体の平面性が良い場合は例えば２０°とか１０°とか小さな範囲で済むこともある。
【００７５】
（変形例２）
第一の実施形態では、層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１を中心に対称に４５°のスキャンの回転角度範囲を設定した（通常は対称が好ましい）が、正確に対称でなくてよく、概略として対称であればよい。
【００７６】
（変形例３）
第一の実施形態で、層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１，φ２のそれぞれを中心とした４５°の範囲を合わせた２つの角度範囲を設定してもよい。スキャンはまずφ１を中心とした角度範囲をスキャンし、次にφ２を中心とした角度範囲をスキャンし、両方のスキャンで得られたスキャンデータを合せて本スキャンのスキャンデータとする。
【００７７】
ここで、変形例１と同様に、φ２を中心とした角度範囲は４５°には限られず、φ２から±６０°（全幅１２０°以下）内でφ２を含むように設定すればよく、また、変形例２と同様に、φ２に対し正確に対称でなくてよい。
【００７８】
この場合の再構成は、φ１を中心としたスキャンデータをフィルター補正逆投影した断面像に続けてφ２を中心としたスキャンデータをフィルター補正逆投影すればよい。または、φ１を中心とした角度範囲のスキャンデータを再構成し、同様にφ２を中心とした角度範囲のスキャンデータを再構成し、両方の断面像を加算するようにしてもよい。
【００７９】
変形例３によれば、第一の実施形態と同様の効果をあげることができる。具体的には、通常では３６０°で行う本スキャンが、４５°と４５°の本スキャンで済むためスキャン時間と再構成時間が約１／４となる。実際に、｛画像３：変形例３の条件（４５°と４５°のスキャン）で断層撮影した断面像｝と、｛画像２：同じ条件で３６０°のスキャンで断層撮影した断面像｝を比較すると、画像３と画像２は見分けが付かないほどの画像となった。また、画像２では回転軸ＲＡを中心としたかすかなリング状アーチファクトを認めることができたが、画像３では全く認められなかった。
【００８０】
（変形例４）
第一の実施形態では、本スキャンは電池９０の全体を断面像視野１０に収めた全体スキャンであったが、撮影しようとする着目部のみを収めるＲＯＩスキャンであってもよい。
【００８１】
（変形例５）
第一の実施形態では、プレスキャンは角度範囲の幅が３６０°の通常スキャンであったが、１８０°＋ファン角θ０以上で３６０°未満のハーフスキャンでも、３６０°を超えるオーバースキャンでもよい。すなわち断面像視野１０対して１８０°方向のデータを得ることで、光軸Ｌが層面１２と平行となる回転位置φ１，φ２（＝φ１＋１８０°）のどちらかを見つけことができればよいのである。
【００８２】
（変形例６）
第一の実施形態で、サイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて本スキャンの角度範囲を設定する方法はこれには限られない。
【００８３】
例えば、断層撮影面ＴＰ上でのサイノグラムＰ（ｎ，φ）を用いる代わりに、サイノグラム全体Ｐ（ｎ，ｍ，φ）を用いてもよい。ここで、ｍは回転軸ＲＡ方向の検出チャンネル番号である。この場合は、サイノグラムＰ（ｎ，φ）に対しｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）を求める代わりにサイノグラムＰ（ｎ，ｍ，φ）に対しｎ，ｍ面内の最大値Ｐｍａｘ（φ）を求めればよいのである。
【００８４】
また、例えば、φ１を中心とする４５°の範囲を角度範囲とする代わりに、サイノグラムのｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）（スムージング後）から所定の閾値Ｐ０以上の部分を抽出し、この抽出した部分を直接、角度範囲として設定するようにしてもよい。これにより、自動的に、層状構造の局所的な層面１２からの傾斜や層構造の厚みを考慮したα＋β（変形例１参照）を超えた幅を持った角度範囲を設定することができる。
【００８５】
また、対数変換後のサイノグラムＰを用いる代わりに、対数変換前のサイノグラムＩを用いてもよい。この場合は、ｎ方向の最小値Ｉｍｉｎ（φ）の閾値Ｉ０以下の部分を抽出して角度範囲を設定するようにする。
【００８６】
（変形例７）
第一の実施形態で、角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて本スキャンの角度範囲を設定しているが、代わりに、プレスキャンのスキャンデータを再構成して概略断面像を再構成し、この概略断面像に基づき本スキャンの角度範囲を設定することもできる。
【００８７】
この場合は、ステップＳ３で、まず、再構成部９ｅが概略断面像を再構成し、角度範囲設定部９ｄは、この概略断面像上で直線パターンの方向を求め、この方向から層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１，φ２を求め、その後、第一実施形態と同様に本スキャンの角度範囲を設定することができる。
【００８８】
なお、直線パターンの方向を求める方法は公知の画像処理技術が用いられる。
【００８９】
また、画像処理で直線パターンの方向を求める代わりに、表示した概略断面像上で操作者が直線パターンの方向を入力してφ１を設定するようにしてもよい。
【００９０】
また、さらに、φ１を中心とした４５°を設定する代わりに、概略断面像上で層構造の厚みｄを求め、この厚みｄから、厚みの上端層に平行にＸ線が透過する回転位置から厚みの下端層に平行にＸ線が透過する回転位置までの角度βを、式、
β＝２・ａｓｉｎ（ｄ／（２・ＦＣＤ）） ………（２）
で求め、さらに、層状構造の局所的な層面１２から傾斜の見込まれる傾斜角度範囲αを用いて、α＋βを計算し、φ１を中心としたα＋βを本スキャンの角度範囲として設定することもできる。
【００９１】
（変形例８）
第一の実施形態では、プレスキャンの幾何条件とＸ線条件は本スキャンと同じに設定したが、本スキャンとは別に設定するようにもできる。この場合は、例えば、プレスキャンで、電池９０の全体が断面像視野１０に収まる全体スキャンを実施し、概略断面像を再構成すると共に本スキャンの角度範囲を設定し、その後、概略断面像上でＲＯＩを設定してこのＲＯＩが断面像視野１０にちょうど収まるＲＯＩスキャンを幾何条件とする本スキャンを実施してＲＯＩの拡大断面像を得ることも可能である。
【００９２】
（変形例９）
第一の実施形態では、本スキャンのスキャンデータのみを用いて断面像を再構成しているが、プレスキャンと本スキャン両方のスキャンデータを用いて再構成することもできる。
【００９３】
この場合の再構成は、本スキャンのスキャンデータをフィルター補正逆投影した断面像に続けてプレスキャンのスキャンデータを（あるいはプレスキャンのスキャンデータから本スキャンの角度範囲を除いたスキャンデータを）フィルター補正逆投影すればよい。なお、逆投影するときに、回転位置ごとに重み付けしながら逆投影し、重み付けとしては、２つのスキャンデータを合わせたときの回転角度方向のデータ点密度に反比例する重み（検出の角度間隔に比例する重み）を用いるのが好ましい。具体的には、重みとして、ある回転位置に対して、両隣のサンプル点（回転角度位置）間の角度の２分の１に比例する重みを用いればよい。この重みを用いることで、断面像の画素値（ＣＴ値）が均質にできる。
【００９４】
また、これと等価な再構成として、本スキャンのスキャンデータを再構成した断面像とプレスキャンのスキャンデータを（あるいはプレスキャンのスキャンデータから本スキャンの角度範囲を除いたスキャンデータを）再構成した断面像とを加算するようにしてもよい。なお、この場合は、それぞれの再構成で、回転位置ごとに上述した重み付けをしながら逆投影するのが好ましい。
【００９５】
この変形により、第一の実施形態で、電池９０に層状構造以外の構造が含まれる場合、層状構造を撮影した断面像上で他の構造もある程度良好に表されるようにできる。
【００９６】
（本発明の第二の実施の形態の構成）
以下、本発明の第二の実施形態の構成は、図１に示す第一の実施形態の構成から、角度範囲設定部９ｄを除き、スキャン制御部９ｃの機能を変えたものである。第一の実施形態と同一の構成は説明省略し、スキャン制御部９ｃの機能については作用の項に記載するのでここでは説明省略する。
【００９７】
（第二の実施の形態の作用）
図７、図５、図６を参照して、被検体５として電池９０を撮影する場合を例に、第二の実施の形態の作用を説明する。
【００９８】
図７は被検体である電池９０の概念図（断面図）である。電池９０については第一の実施形態で説明しているのでここでは説明省略する。
【００９９】
図５は本発明の第二の実施形態に係る断層撮影のフロー図である。
【０１００】
ステップＴ１では、操作者は電池９０をテーブル４に層状構造の層面１２が断層撮影面ＴＰと交差（実質的に直交）するように載置し、断層撮影の撮影条件を設定する。撮影条件には幾何条件、Ｘ線条件、スキャン条件、再構成条件等が含まれる。
【０１０１】
撮影条件設定として、スキャン制御部９ｃは、操作者の入力によりスキャンの撮影条件を以下のように設定する。
【０１０２】
まず、幾何条件設定として、入力部９ｂから指令を入力して、電池９０が概略として、回転軸ＲＡ上になるようＸＹ機構６を制御し、さらに、電池９０が断面像視野１０に入るようにシフト機構８を制御して撮影倍率を設定する。また、入力部９ｂから回転昇降機構７を制御して電池９０の高さを断層撮影面ＴＰに合わせる。なお、幾何条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【０１０３】
次に、Ｘ線条件設定として、被検体に適合する管電圧、管電流を設定する。なお、Ｘ線条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【０１０４】
また、スキャン条件設定として、詳細スキャンの条件を設定する。透過像を検出する回転の角度間隔（第二の角度間隔）（例えば０．０６°）あるいは１回転あたりの検出数（たとえば６０００サンプル／回転）、１透過像の積分フレーム数（例えば５）、等を設定する。
【０１０５】
さらに、再構成条件として、断面像枚数とその回転軸方向の間隔（断層撮影面ＴＰに対する断面位置）等を設定する。
【０１０６】
次に、スキャン制御部９ｃは、入力設定された詳細スキャンのスキャン条件とは別に高速スキャンの撮影条件を設定する。高速スキャンのスキャン条件としては、透過像を検出する回転の角度間隔（第一の角度間隔）を詳細スキャンより大きな値（例えば０．６°）とし、積分フレーム数を少ない値（例えば１）、に設定する。角度間隔および積分フレーム数としては、詳細スキャンの値を一定倍して求めてもよいし、予め定めた一定値としてもよい。
【０１０７】
ステップＴ２では、操作者がスキャン開始を入力すると、スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７を制御して回転をリセットすると共にＸ線を放射開始させる。
【０１０８】
引き続き、スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７とＸ線検出器３を制御してステップＴ３ないしステップＴ６の繰り返しに相当するスキャンを実施する。スキャンは、回転テーブル４を回転をさせつつ第一の角度間隔毎に、あるいは第二の角度間隔毎にＸ線検出器３で順次検出される複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶し、順次検出される透過像の値に基づいて第一の角度間隔と第二の角度間隔のどちらかに切換えつつスキャンを実施するものである。以下ステップＴ３ないしステップＴ６を詳細に説明する。
【０１０９】
ステップＴ３では、Ｘ線検出器３が検出してフレーム積分して出力した透過像を取込みスキャンデータとして記憶する。なお透過像１は透過が小さなとき小さな値となる。
【０１１０】
ステップＴ４では、取込んだ透過像Ｉ（ｎ，ｍ，φ）から角度間隔を以下のように設定する。ここでφは回転位置、ｎ，ｍは画像の横と縦のチャンネル番号で、ｎは断層撮影面ＴＰに沿った方向、ｍは回転軸ＲＡに沿った方向である。
【０１１１】
スキャン制御部９ｃは、先ず、取込んだ透過像Ｉ（ｎ，ｍ，φ）の最小値Ｉｍｉｎ（φ）（最小透過位置でのＩ）を求める。ここで最小値は断層撮影面ＴＰ上の最小値とするが、断層撮影面ＴＰに近い所定領域の最小値あるいは透過像全面（全ｎ，ｍ）中の最小値としてもよい。
【０１１２】
図６は透過像最小値Ｉｍｉｎ（φ）の回転角度φに対する変化の一例を示した図である。
【０１１３】
スキャン制御部９ｃは、透過像最小値Ｉｍｉｎ（φ）が閾値Ｉ０より大きい場合、高速スキャンの角度間隔（第一の角度間隔）に切換え、閾値Ｉ０より小さい場合、詳細スキャンの角度間隔（第二の角度間隔）に切換えて設定する。ここで閾値Ｉ０は予め定めておく。なお、チャッタリングを防ぐため、切換えが起こった後の所定角度を不感帯１３として切換えを行わないようにする。あるいは、チャッタリングを防ぐために、閾値としてＩ０とＩ０より大きなＩ１の２つの閾値を設け、Ｉ０以下になったとき詳細スキャンの角度間隔に切換え、Ｉ１以上になったとき高速スキャンの角度間隔に切換える（閾値に不感帯を設けることに相当する）ようにしてもよい。また、Ｉｍｉｎ（φ）に対しリカーシブフィルタを掛けてスムージングしつつ閾値判定することでチャッタリングを防止することもできる。
【０１１４】
ステップＴ４により例えば図６に示すようにφａ，φｂ，φｃ，φｄで、角度間隔設定の切換えが起き、透過像最小値が小さな回転位置で詳細スキャンの角度間隔が設定され、それ以外で高速スキャンの角度間隔が選択される。これにより、光軸Ｌが層面１２と平行となる回転位置φ１、φ２付近で詳細スキャンの角度間隔が設定されることになる。これは、φ１、φ２付近ではＸ線ビーム２が各電極板９２，９３を長手方向に透過するため透過が小さな部分ができるので、透過像最小値が小さくなるからである。
【０１１５】
ステップＴ５では、ステップＴ４で設定した角度間隔だけテーブル４をステップ回転させる。
【０１１６】
ステップＴ６では、回転位置がリセット位置から３６０°回転したか？を判定する。回転していない場合はステップＴ３に戻ってステップＴ３ないしステップＴ６を繰り返す。回転した場合はスキャン終了とみなし、ステップＴ７へ進む。
【０１１７】
ステップＴ７では、再構成部９ｅが、記憶したスキャンデータから電池９０の断面像視野１０内の断面像を断層撮影面ＴＰに平行な（設定した断面位置の）少なくとも１枚の断面像を再構成して、表示および記憶を行う。再構成は、通常のフィルター補正逆投影法で行う。なお、逆投影するときに、回転位置ごとに重み付けしながら逆投影し、重み付けとしては、回転角度方向のデータ点密度に反比例する重み（検出の角度間隔に比例する重み）を用いるのが好ましい。
【０１１８】
以上で図５のフローが終了する。
【０１１９】
（第二の実施の形態の効果）
第二の実施形態によれば、電池９０の平面状の層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置を中心とした回転角度範囲で小さな角度間隔の詳細スキャンを実施し、断面像上の層構造の分解能に寄与しない光軸Ｌが層面１２に大きな角度で交差する回転範囲で大きな角度間隔の高速スキャンを実施するので、１回転の詳細スキャンと比べ、層面１２に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。
【０１２０】
また、順次検出される透過像の値に基づいて詳細スキャンの小さな角度間隔と高速スキャンの大きな角度間隔のどちらかに切換つつスキャンを実施するので、自動的に層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置の周辺を選択して優先的に（小さな角度間隔で）スキャンができる。
【０１２１】
また、第二の実施形態によれば、電池９０に層状構造以外の構造が含まれる場合、層状構造を撮影した断面像上で他の構造もある程度良好に表されるようにできる。また、再構成するとき回転角度方向のデータ点密度に反比例する重みを用いることで、断面像の画素値（ＣＴ値）が均質にできる。
【０１２２】
（第二の実施の形態の変形）
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱ない範囲で種々変形して実施することが可能である。以下に示す変形例は組合わせて実施することもできる。
【０１２３】
（変形例１）
第二の実施形態のステップＴ４では、取込んだ透過像Ｉ（ｎ，ｍ，φ）に基づいて角度間隔を設定しているが、対数変換（式（１））した値Ｐ（ｎ，ｍ，φ）に基づいて角度範囲を設定するようにしてもよい。
【０１２４】
（変形例２）
第二の実施形態では、スキャンは角度範囲の幅が３６０°の通常スキャンであったが、１８０°＋ファン角θ０以上で３６０°未満のハーフスキャンでも、３６０°を超えるオーバースキャンでもよい。
【０１２５】
また、スキャンの角度範囲は決めずにスキャンを実施し、ステップＴ４で詳細スキャンから高速スキャンに切換る判定がでたときにスキャンを終了させるようにしてもよい。
【０１２６】
（変形例３）
第二の実施形態のスキャンは、断続的なステップ回転を行っているが、速度を変えつつ連続的に回転させて行ってもよい。
【０１２７】
（変形例４）
第二の実施形態のスキャンでは、角度間隔を２段階で切換えているが、３段階以上で切換えてもよい。この場合、閾値Ｉ０を２つ以上設け、角度間隔は透過像最小透過値Ｉｍｉｎ（φ）が小さいほど小さくなるように設定する。また、段階数を大きくすることで、透過像の値に基づき角度間隔を連続的に変化させるようにしてもよい。
【０１２８】
（変形例５）
第二の実施形態では、電池９０の全体を断面像視野１０に収めた全体スキャンであったが、撮影しようとする着目部のみを収めるＲＯＩスキャンであってもよい。
【０１２９】
（変形例６）
第二の実施形態では、詳細スキャンと高速スキャンの両方のスキャンデータを用いて再構成しているが、詳細スキャンのスキャンデータのみから再構成してもよい。電池９０の層状構造のみを良好に再構成したい場合はこれで十分であり、再構成に要する時間をさらに短縮できる。
【０１３０】
（第一及び第二の実施形態共通の変形例）
（変形例１）
第一及び第二の実施形態で、スキャンが終了してから再構成を行っているが、スキャンを実施しつつ、収集されたスキャンデータから再構成を同時進行させて実施してもよい。
【０１３１】
（変形例２）
第一及び第二の実施形態で、電池９０の周囲にＸ線吸収材を配し、Ｘ線検出器３により空気のみを透過したＸ線ビーム２が検出されないように構成してもよい。具体的には、電池９０の長手方向に沿った両側（図７の上側と下側）に隙間無く電池９０を挟むように、Ｘ線吸収材を設ける。この場合のＸ線吸収材は断層面ＴＰ及び層面１２に沿った方向に一定の厚みを有する均質な材料、あるいは断面像視野１０を丁度埋めるような均質な材料が望ましい。Ｘ線吸収材は形状が自由に変わる軟体や流体の材料でもよい。また、Ｘ線吸収材は、テーブル４に固定されていてもよいし、電池９０に固定してもよく、個別のブロックとして、テーブル４上に電池９０と一緒に載置するようにしてもよい。また、Ｘ線吸収材で挟むように電池９０を保持してもよい。
【０１３２】
電池９０の周囲にＸ線吸収材を配することで、空気のみを透過したＸ線ビーム２がＸ線検出器３の検出面３ａに入射しないようにでき、Ｘ線検出器３の出力が飽和することなくＸ線を強くすることができ、１透過像の積分フレーム数が少なくても、良好な透過像が得られるので、スキャンを速く実施でき、スキャンに要する時間を短縮できる。
【０１３３】
（変形例３）
第一及び第二の実施形態で、テーブル４（電池９０）をＸ線ビーム２に対し回転させているが、回転は相対的でよい。例えば、テーブル４を回転させず、Ｘ線管１とＸ線検出器３を回転軸ＲＡに対し回転させてもよい。
【０１３４】
また、第一及び第二の実施形態で、テーブル４を回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム２に対しＸＹ移動させているが、ＸＹ移動は相対的でよい。例えば、テーブル４をＸＹ移動させず、回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム２（Ｘ線管１とＸ線検出器３）をＸＹ移動させてもよい。
【０１３５】
また、第一及び第二の実施形態で、テーブル４をＸ線ビーム２に対しｚ移動させているが、ｚ移動は相対的でよい。例えば、テーブル４をｚ移動させず、Ｘ線ビーム２（Ｘ線管１とＸ線検出器３）をｚ移動させてもよい。
【０１３６】
（変形例４）
第一及び第二の実施形態では被検体として電池９０を例にして説明したが、本発明の被検体は電池に限られること無く、他の層状構造を持つ被検体、例えばコンデンサ、コイル、多層基板、等に対しても有効に適用することができる。
【０１３７】
（変形例５）
第一または第二の実施形態で、放射線としてＸ線を用いているが、Ｘ線には限られず透過性の放射線であればよい。例えば、放射線としては、γ線やマイクロ波などでもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線検出器、４…テーブル、５…被検体、６…ＸＹ機構、７…回転・昇降機構、８…シフト機構、９…制御処理部、９ａ…表示部、９ｂ…入力部、９ｃ…スキャン制御部、９ｄ…角度範囲設定部、９ｅ…再構成部、１０…断面像視野、１２…層面、１３…不感帯、９０…電池、９１…ケース、９２…正極板、９３…負極板、９４…電解液、１０１…Ｘ線管、１０２…Ｘ線ビーム、１０３…Ｘ線検出器、１０４…テーブル、１０５…被検体、１０５ａ…着目部、１０６…ＸＹ機構、１０７…回転・昇降機構、１０８…制御処理部、１０９…シフト機構、１１０…断面像視野
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の断面像を撮影するコンピュータ断層撮影装置（以下ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と記載する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などのモバイル機器の発達や電気自動車の実用化でリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池の需要が拡大している。それに伴いショートや発火が生じない安全で信頼性の高い電池を供給するための電池検査の重要度がますます高まってきている。この電池検査としては、層状構造を有する被検体の断面像を撮影して、検査する方法が知られている。
【０００３】
まず、図７に被検体である電池９０の概念図（断面図）を示す。この図は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池等の構造の概略を示す断面図である。ケース９１内には、正極板９２と負極板９３がセパレータ（不図示）を介して何重にも巻かれて収められ、空隙には電解液９４が満たされている。例えば、層のピッチ（正極板−正極板）は０．３ｍｍ程度で巻数は数十回で、断面全体の寸法としては３０ｍｍ×１２０ｍｍ程度である。
【０００４】
このような構造の電池を検査するために、ＣＴ装置を用いた電池の検査においては、図７に示すような断面像を撮影し、電極板（正極板９２と負極板９３の総称）の層の皺や層間隔の乱れ等を確認でき、電池を使用したときの経時的変化を追跡して検査することができる。
【０００５】
この電池の検査に用いられている従来のＣＴ装置について記載する。従来のＣＴ装置で、回転のみを行う所謂ＲＲ（Ｒｏｔａｔｅ Ｒｏｔａｔｅ）方式（第三世代方式）と呼ばれるＣＴ装置は、放射線源から発生する放射線（Ｘ線）を被検体に向けて照射し、被検体を放射線の光軸の方向に対し交差する回転軸で放射線に対して相対的に回転させ、照射された一回転中の所定の回転角度間隔毎に被検体から透過してくる放射線を１次元あるいは２次元の複数検出チャンネルを有する放射線検出器で検出し、この検出器出力から被検体の断面像ないし３次元データを得る（断層撮影する）ものである。
【０００６】
従来技術として図８に、特許文献１に記載されているＣＴ装置の構成を示す（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。図中では、Ｘ線管１０１と、ここから発生する角錐状のＸ線ビーム１０２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器１０３が対向して配置され、このＸ線ビーム１０２に入るようにテーブル１０４上に載置された被検体１０５の透過像（透過データ）を得るようになっている。
【０００７】
テーブル１０４はＸＹ機構１０６上に配置され、ＸＹ機構１０６は回転・昇降機構１０７上に配置されている。被検体１０５の断面像を撮影する場合は、テーブル１０４を回転軸ＲＡに対し回転・昇降機構１０７により１回転させながら多数の方向について透過像を得る（スキャンと言う）。このスキャンにより得られた多数の透過像を制御処理部１０８で処理して被検体１０５の断面像（１枚ないし多数枚）を得る。
【０００８】
ここで、ＸＹ機構１０６は、回転軸ＲＡに対しテーブル１０４を回転軸ＲＡと直交する面内で移動させ、被検体１０５の着目部１０５ａが回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられる。
【０００９】
さらに、回転軸ＲＡおよびＸ線検出器１０３はシフト機構１０９によりＸ線管１０１に近づけあるいは遠ざけることができ、目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更できるようになっている。
【００１０】
一方、再構成処理の方法は、通常、角錐状のＸ線ビームの場合、非特許文献１記載の方法が用いられる。この方法は、フィルター補正逆投影法（ＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法）の一種で、３次元的に逆投影するものである。
【００１１】
図８に示す断面像視野（あるいはスキャン領域という）１１０は、テーブル１０４が回転軸ＲＡに対して１回転する間に常に検出器１０３で検出されるＸ線ビーム１０２に包含される領域と定義される。断面像視野１１０は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。なお、断面像視野１１０は、撮影倍率を上げると、これに反比例して直径と高さが小さくなる。
【００１２】
ところで、特許文献１に記載されているように、被検体１０５の一部を拡大して断層撮影する手法が知られている（以下ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：着目領域）スキャンという）。この断層撮影では、図８（ａ）に示すように、断面像視野１１０を小さくし、被検体１０５の着目部１０５ａがこの断面像視野１１０にちょうど収まるようにシフト機構１０９及びＸＹ機構１０４を位置決めする。これにより、着目部１０５ａの空間分解能の高い拡大断面像を得ることができる。
【００１３】
さらに、従来のＣＴ装置により、例えばＲＯＩスキャンで電池９０の層構造の着目部分を高い分解能で断面像撮影をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３１０９４３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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、電池等の層状構造を有する被検体を断層撮影するとき、回転中に透過像を検出する回転角度間隔（回転方向のサンプリングピッチ）を小さくする必要がある。
【００１６】
図７の電池の場合を例にして説明する。断面上で、電極層の直線的な部分では、各電極板およびセパレータは厚さ約０．１ｍｍで、長さ１００ｍｍ程度と非常に細長いものである。このような細長い電極板は回転角度間隔が大きいと電極板に沿った方向に直線状の偽像が生じて厚さ方向の分解能（層構造に対する分解能）を損なうため、分解能を確保して断面像を作成するためには、この場合で、一回転中に透過像を検出する回転角度間隔を０．０６°程度に細かくする必要があり、３６０°のビュー数（１回転中の透過像撮影数）が６０００と大きくなる。
【００１７】
このように、従来のＣＴ装置では、層状構造の被検体の層に直交する方向の分解能を確保するためにビュー数を多くする必要があり、断層撮影時間が長いという問題があった。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、層状構造を有する被検体の断面像を短い断層撮影時間で得るＣＴ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャン、および、第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施するスキャン制御手段と、前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する前記第二の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、を有することを要旨とする。
【００２０】
この構成により、透過像を検出する角度間隔の粗い第一のスキャンを実施して検出した第一のスキャンデータに基づいて、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を優先した第二の角度範囲を設定し、この第二の角度範囲で角度間隔の小さな第二のスキャンを実施し、少なくともこの第二のスキャンで検出されたスキャンデータから被検体の断面像を再構成しているので、角度間隔の小さなスキャンを１回転するのと比べ、断面像上の層構造の分解能に寄与する光軸が層面に小さな角度で交差する回転範囲を優先してスキャンすることができ、層面に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。
【００２１】
前記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＣＴ装置において、前記角度範囲設定手段は、前記第一のスキャンデータのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて前記第二の角度範囲を設定することを要旨とする。
【００２２】
この構成により、第一のスキャンデータの透過が小さな部分の配分に基づくことで、自動的に、第二の角度範囲を、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を優先した範囲に設定できる。
【００２３】
前記目的を達成するため、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＣＴ装置において、前記再構成手段は前記第一のスキャンデータから前記被検体の前記断層撮影面に平行な概略断面像を再構成し、前記角度範囲設定手段は、前記概略断面像に基づき前記第二の角度範囲を設定することを要旨とする。
【００２４】
この構成により、概略断面像に基づくことで、自動的に、第二の角度範囲を、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を優先した範囲に設定できる。
【００２５】
前記目的を達成するため、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＣＴ装置において、前記再構成手段は、前記第二のスキャンデータに加え前記第一のスキャンデータも用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成することを要旨とする。
【００２６】
この構成により、被検体に平面状の層状構造以外の構造が含まれる場合、層状構造を撮影した断面像上で他の構造もある程度良好に表されるようにできる。
【００２７】
前記目的を達成するため、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のＣＴ装置において、前記再構成手段は、前記第一のスキャンデータと前記第二のスキャンデータを合わせたときの複数の透過像に対して、回転角度方向のデータ点密度に反比例する重みを用いて再構成することを要旨とする。
【００２８】
この構成により、断面像の画素値（ＣＴ値）が均質にできる。
【００２９】
前記目的を達成するため、請求項６に記載の発明は、層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、前記回転をさせつつ複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔毎に順次検出される複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャン制御手段であり、前記順次検出される透過像の値に基づいて前記複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔に切換えつつスキャンを実施する前記スキャン制御手段と、前記スキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、を有することを要旨とする。
【００３０】
この構成により、順次検出される透過像の値に基づいて、被検体の平面状の層状構造の層面が光軸と平行になる回転位置を中心とした回転角度範囲で小さな角度間隔の詳細スキャンを実施し、断面像上の層構造の分解能に寄与しない光軸が層面に大きな角度で交差する回転範囲で大きな角度間隔の高速スキャンを実施することで、１回転の詳細スキャンと比べ、層面に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。
【００３１】
前記目的を達成するため、請求項７に記載の発明は、層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置の撮影方法であって、撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して所定の回転角度範囲で前記回転をさせつつ検出された複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャンを実施するスキャン制御手段と、前記記憶されたスキャンデータから前記被検体の断面像を再構成する再構成手段とを有するＣＴ装置において、第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャンを実施する過程と、前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する第二の角度範囲を設定する過程と、前記第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施する過程と、少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する過程と、を有することを要旨とする。
【００３２】
この方法で、請求項１記載の発明と同様の効果をあげることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、層状構造を有する被検体の断面像を短い断層撮影時間で得るＣＴ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る断層撮影のフロー図。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るプレスキャンのサイノグラムＰ（ｎ，φ）。
【図４】本発明の第一の実施形態に係るサイノグラムのｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る断層撮影のフロー図。
【図６】本発明の第二実施形態に係る透過像最小値Ｉｍｉｎ（φ）の回転角度φに対する変化の一例を示した図。
【図７】被検体である電池９０の概念図（断面図）。
【図８】従来のＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００３６】
（本発明の第一の実施の形態の構成）
以下、本発明の第一の実施形態の構成について図１を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係るＣＴ装置の構成を示した模式図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）である。図１に示すとおり、Ｘ線管（放射線源）１と、Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆより放射されたＸ線の一部である光軸（放射線光軸）Ｌを中心とする角錐状のＸ線ビーム（放射線）２を２次元の分解能で検出するＸ線検出器（放射線検出手段）３とが対向して配置され、このＸ線ビーム２に入るようにテーブル４上に載置された被検体５を透過したＸ線ビーム２がＸ線検出器３により検出され、透過像（透過データ）として出力される。
【００３７】
テーブル４はＸＹ機構６上に配置され、ＸＹ機構６は回転・昇降機構（回転手段）７上に配置されている。テーブル４は回転・昇降機構７によりＸ線ビーム２と垂直に交差する（Ｘ線ビーム２と交差し、かつ、光軸Ｌの方向に対し実質垂直であればよい）回転軸ＲＡに対して回転されるとともに、回転軸ＲＡと平行なｚ方向にｚ移動（昇降）される。ＸＹ機構６は、回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム２に対しテーブル４を回転軸ＲＡと直交するＸＹ面内でＸＹ移動させる。
【００３８】
断層撮影面ＴＰはＸ線焦点Ｆを通って回転軸ＲＡに垂直な面と定義され、光軸Ｌは断層撮影面ＴＰ上にある。さらに、シフト機構８により回転軸ＲＡ（とテーブル４）およびＸ線検出器３をＸ線管１に近づけあるいは遠ざけることができ、Ｘ線管１のＸ線焦点Ｆと回転軸ＲＡとの間の撮影距離ＦＣＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）と、Ｘ線焦点ＦとＸ線検出器３の検出面３ａとの間の検出距離ＦＤＤ（Ｆｏｃｕｓ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を変えて設定することができる。
【００３９】
ここで、ＸＹ機構６は、被検体５の着目部が回転軸ＲＡ上になるように位置調整するために用いられ、シフト機構８は目的に応じて撮影倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更するために用いられ、回転・昇降機構７のｚ移動は被検体５の着目部をＸ線ビーム２の高さに合わせるのに用いられる。また、回転・昇降機構７の回転は断面像を撮影する場合に被検体５をＸ線ビーム２に対し回転させて、多数の方向について透過像を得るために用いられる。
【００４０】
図１に示す断面像視野（あるいはスキャン領域と称する）１０は１回転の間に、常に測定されるＸ線ビーム２に包含される領域と定義される。断面像視野１０は回転軸ＲＡを軸とする略円筒状の領域であり、無理なく断面像を再構成できる領域である。
【００４１】
構成要素として、他に、各機構（ＸＹ機構６、回転・昇降機構７、シフト機構８）を制御し、また、Ｘ線検出器３からの透過データを処理する制御処理部９、処理結果等を表示する表示部９ａ、Ｘ線管１を制御するＸ線制御部（図示せず）等がある。
【００４２】
制御処理部９は通常のコンピュータで、ＣＰＵ、メモリ、ディスク（不揮発性メモリ）、表示部９ａ、入力部（キーボードやマウス等）９ｂ、機構制御ボード、インターフェース、等より成っている。
【００４３】
制御処理部９は、機構制御ボードにより、各機構部６，７，８の動作位置の信号（エンコーダパルス等）を受けて各機構部６，７，８を制御して被検体の位置合わせやスキャン（断層撮影走査）等を行わせる他、透過データの収集指令パルス等をＸ線検出器３に送る。なお、各機構部６，７，８には図示してないエンコーダが取付けられており、テーブル４のＸＹ機構６によるＸＹ移動位置Ｘ，Ｙ、回転・昇降機構７によるｚ移動位置ｚと回転角度φ、及びシフト機構８によるＦＣＤ，ＦＤＤが読み取られ、それぞれ制御処理部９に送られる。
【００４４】
また、制御処理部９は、断層撮影時にＸ線検出器３からの透過データを収集し、記憶し、再構成処理して断層撮影面ＴＰに平行な１枚ないし複数枚の被検体５の断面像を作成し、表示部９ａに表示する。また、制御処理部９は、Ｘ線制御部（図示せず）に指令を出し、管電圧、管電流を指定すると共に、Ｘ線の放射、停止の指示を行なう。管電圧、管電流は被検体に合わせて変えることができる。
【００４５】
図１に示すように、制御処理部９はソフトウエアを読み込んでＣＰＵが機能する機能ブロックとして、所定の範囲でテーブル４を回転させつつ検出された複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャンを実施するためのスキャン制御部（スキャン制御手段）９ｃ、第一のスキャンのスキャンデータを用いて第二のスキャンの回転の角度範囲を設定する角度範囲設定部（角度範囲設定手段）９ｄと、スキャンデータを用いて断面像を作成する再構成部（再構成手段）９ｅ、等を備えている。
【００４６】
（第一の実施の形態の作用）
上記のような構成を有する第一の実施形態の作用を図７、図２ないし図４を参照して、被検体５として電池９０を撮影する場合を例に説明する。
【００４７】
図７に被検体である電池９０の概念図（断面図）を示す。この図は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池等の構造の概略を示す断面図である。ケース９１内には、正極板９２と負極板９３がセパレータ（不図示）を介して何重にも巻かれて収められ、空隙には電解液９４が満たされている。例えば、層のピッチ（正極板−正極板）は０．３ｍｍ程度で巻数は数十回で、断面全体の寸法としては３０ｍｍ×１２０ｍｍ程度である。
【００４８】
電池９０は、平行平面の層面１２を持った層構造を有し、層面１２に平行に各電極板９２，９３およびセパレータは厚さ約０．１ｍｍで、長さ１００ｍｍ程度と非常に細長い構造となっている。
【００４９】
図２は第一の実施形態に係る断層撮影のフロー図である。
【００５０】
ステップＳ１では、操作者は電池９０をテーブル４に層状構造の層面１２が断層撮影面ＴＰと交差（実質的に直交）するように載置し、断層撮影の撮影条件を設定する。撮影条件には幾何条件、Ｘ線条件、スキャン条件、再構成条件等が含まれる。
【００５１】
撮影条件設定として、スキャン制御部９ｃは、操作者の入力により本スキャン（第二のスキャン）の撮影条件を以下のように設定する。
【００５２】
まず、本スキャンの幾何条件設定として、入力部９ｂから指令を入力して、電池９０が概略として、回転軸ＲＡ上になるようＸＹ機構６を制御し、さらに、電池９０が断面像視野１０に入るようにシフト機構８を制御して撮影倍率を設定する。また、入力部９ｂから回転昇降機構７を制御して電池９０の高さを断層撮影面ＴＰに合わせる。なお、幾何条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【００５３】
本スキャンのＸ線条件設定として、被検体に適合する管電圧、管電流を設定する。なお、Ｘ線条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【００５４】
本スキャンのスキャン条件設定として、透過像を検出する回転の角度間隔（第二の角度間隔）（例えば０．０６°）あるいは１回転あたりの検出数（たとえば６０００サンプル／回転）、１透過像の積分フレーム数（例えば５）、等を設定する。なお、本スキャンの角度範囲はここでは設定しない。また、本スキャンの再構成条件として、断面像枚数とその回転軸方向の間隔（断層撮影面ＴＰに対する断面位置）等を設定する。
【００５５】
スキャン制御部９ｃは入力設定された本スキャンの撮影条件からスキャン条件のみを予め定めたプレスキャンのスキャン条件に変更して、プレスキャンの撮影条件を設定する。プレスキャンのスキャン条件としては、回転の角度範囲（第一の角度範囲）を０°から３６０°までとし、透過像を検出する回転の角度間隔（第一の角度間隔）を本スキャンより大きな（例えば０．６°）粗い角度間隔に設定する。また、積分フレーム数を少ない値（例えば１）、に設定する。角度間隔および積分フレーム数としては、本スキャンの値を一定倍して求めてもよいし、予め定めた一定値としてもよい。
【００５６】
ステップＳ２では、プレスキャン（第一のスキャン）を行う。操作者がスキャン開始を入力すると、スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７とＸ線検出器３を制御して、設定した（第一の）角度範囲でテーブル４を（連続あるいはステップで）回転をさせつつ設定した（第一の）角度間隔毎に検出された複数の透過像を（第一の）スキャンデータとして取り込んで記憶する。
【００５７】
ステップＳ３では、角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのスキャンデータに基づいて以下のように本スキャンの（第二の）角度範囲を設定する。
【００５８】
まず、角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのスキャンデータＩに対し、オフセット補正を加えた後、式、
Ｐ＝ＬＯＧ（ＩＡ／Ｉ） ………（１）
によりエアー補正及び対数変換を加え、断層撮影面ＴＰ上でのサイノグラムＰ（ｎ，φ）を作成する。ここで、ＩＡは被検体が無いときのデータで予め較正して記憶してあるものを用いる。なお、Ｐ（ｎ，φ）の値は透過が小さなとき大きな値となる。
【００５９】
図３はプレスキャンの断層撮影面ＴＰ上でのサイノグラムＰ（ｎ，φ）である。ここで、φは回転角度、ｎは断層撮影面ＴＰに沿った検出チャンネル番号である。サイノグラムＰ（ｎ，φ）上では、光軸Ｌが層面１２と平行となる回転位置φ１、φ２付近でＸ線ビーム２が各電極板９２，９３を長手方向に透過するため透過が小さな部分ができる。
【００６０】
角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて本スキャンの角度範囲を設定する。具体的には、角度範囲設定部９ｄは、サイノグラムＰ（ｎ，φ）に対しｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）を求める。ここで、さらにこのＰｍａｘ（φ）にφ方向にスムージング処理を行っておく。
【００６１】
図４はサイノグラムのｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）（スムージング後）である。角度範囲設定部９ｄは、Ｐｍａｘ（φ）から所定の閾値Ｐ０以上のφの部分を抽出し、この抽出した部分の中央をφ１，φ２として求める。所定の閾値Ｐ０としては、例えば、Ｐｍａｘ（φ）の最大値の７０％とする。
【００６２】
次に、角度範囲設定部９ｄは、求めたφ１，φ２の一方、例えば小さい方のφ１を選択し、φ１を中心とする４５°（±２２．５°）の範囲φｓからφｅまでを本スキャンの角度範囲（第二の角度範囲）として設定する。
【００６３】
ステップＳ４では、ステップＳ１とステップＳ３で設定された本スキャンの撮影条件にて、引き続き本スキャンを実施する。スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７とＸ線検出器３を制御して、設定した（第二の）回転角度範囲でテーブル４を（連続あるいはステップで）回転をさせつつ設定した（第二の）角度間隔毎に検出された複数の透過像を（第二の）スキャンデータとして取り込んで記憶する。
【００６４】
ステップＳ５で、再構成部９ｅは本スキャンのスキャンデータから電池９０の断面像視野１０内の断面像を断層撮影面ＴＰに平行な（設定した断面位置の）少なくとも１枚の断面像を再構成して、表示および記憶を行う。再構成は、通常のフィルター補正逆投影法で行うが、異なるのは、通常は３６０°分のフィルター補正逆投影を行うのに対し、ここではスキャンした角度範囲のデータのみをフィルター補正逆投影するだけの違い（すなわちスキャンしなかった角度範囲に対し０を逆投影するのと等価）である。
【００６５】
なお、プレスキャンのスキャンデータは再構成には用いない。
【００６６】
以上で図２のフローが終了する。
【００６７】
（第一の実施の形態の効果）
第一の実施形態によれば、電池９０の平面状の層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置を中心とした（４５°の）スキャンの回転角度範囲で本スキャンを実施し、この回転角度範囲で検出されたスキャンデータから電池９０の断面像を再構成しているので、１回転の本スキャンと比べ、断面像上の層構造の分解能に寄与しない光軸Ｌが層面１２に大きな角度で交差する回転範囲の透過像検出を省くことで層面に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。具体的には、通常では３６０°で行う本スキャンが、４５°の本スキャンで済むためスキャン時間と再構成時間が約１／８となる。
【００６８】
実際に、｛画像１：第一の実施形態の条件（４５°のスキャン）で断層撮影した断面像｝と、｛画像２：同じ条件で３６０°のスキャンで断層撮影した断面像｝を比較すると、若干、画像１の方が画像ノイズが大き目ではあるが、層面１２に直交する方向の分解能は同等であった。画像１がノイズが大き目なのは、光軸Ｌが層面に沿う方向のデータ量が画像２の半分になるからである。そこで、画像１の撮影条件の積分フレーム数を２倍にして画像１’を撮影し、比較すると、画像１’と画像２は見分けが付かないほどの画像となった。
【００６９】
さらに、第一の実施形態によれば、副次的効果として、リング状アーチファクトが生じにくいという効果がある。実際に、上述した画像１、画像２を比較すると、画像２では回転軸ＲＡを中心としたかすかなリング状アーチファクトを認めることができたが、画像１では全く認められなかった。
【００７０】
さらに、第一の実施形態によれば、透過像を検出する角度間隔の粗いプレスキャンにより、時間をかけずに本スキャンのスキャン範囲を設定することができる。
【００７１】
また、第一の実施形態によれば、本スキャンの撮影条件を設定してスキャン開始を入力するだけで、全自動でプレスキャンと高速化された本スキャンが実施され断面像を得ることができる。
【００７２】
（第一の実施の形態の変形）
その他、本発明は、上記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で種々変形して実施することが可能である。以下に示す変形例は組合わせて実施することもできる。
【００７３】
（変形例１）
第一の実施形態では、層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１を中心に４５°のスキャンの回転角度範囲を設定したが、回転角度範囲は必ずしも４５°でなくてもよい。電池９０の層状構造は巻むらや皺によって局所的に層面１２から傾斜している。この傾斜範囲内の方向からの透過像が得られれば良いので、見込まれる傾斜角度範囲αを含むように回転角度範囲を設定すればよい。
【００７４】
正確には、電池の層構造は視野内において、厚みがあるので、厚みの上端層に平行にＸ線が透過する回転位置から厚みの下端層に平行にＸ線が透過する回転位置までの角度βだけ回転角度範囲を増やす必要がある。したがって、回転角度範囲としては、βだけ増やしてα＋βを超えて設定すればよい。この角度βは概略Ｘ線焦点Ｆから見たこの厚みの張る角度に相当し、βの値としては、最大厚み（＝断面像視野１０の直径）のとき最大で、このときβはファン角θ０に一致する（図１参照）。通常の電池では、このα＋βは１２０°を超えないので、回転角度範囲はφ１から±６０°（全幅１２０°以下）内でφ１を含むように設定すればよいが、被検体に合せて、できるだけ狭く設定することでより高速化が可能である。回転角度範囲の幅は、被検体の平面性が良い場合は例えば２０°とか１０°とか小さな範囲で済むこともある。
【００７５】
（変形例２）
第一の実施形態では、層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１を中心に対称に４５°のスキャンの回転角度範囲を設定した（通常は対称が好ましい）が、正確に対称でなくてよく、概略として対称であればよい。
【００７６】
（変形例３）
第一の実施形態で、層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１，φ２のそれぞれを中心とした４５°の範囲を合わせた２つの角度範囲を設定してもよい。スキャンはまずφ１を中心とした角度範囲をスキャンし、次にφ２を中心とした角度範囲をスキャンし、両方のスキャンで得られたスキャンデータを合せて本スキャンのスキャンデータとする。
【００７７】
ここで、変形例１と同様に、φ２を中心とした角度範囲は４５°には限られず、φ２から±６０°（全幅１２０°以下）内でφ２を含むように設定すればよく、また、変形例２と同様に、φ２に対し正確に対称でなくてよい。
【００７８】
この場合の再構成は、φ１を中心としたスキャンデータをフィルター補正逆投影した断面像に続けてφ２を中心としたスキャンデータをフィルター補正逆投影すればよい。または、φ１を中心とした角度範囲のスキャンデータを再構成し、同様にφ２を中心とした角度範囲のスキャンデータを再構成し、両方の断面像を加算するようにしてもよい。
【００７９】
変形例３によれば、第一の実施形態と同様の効果をあげることができる。具体的には、通常では３６０°で行う本スキャンが、４５°と４５°の本スキャンで済むためスキャン時間と再構成時間が約１／４となる。実際に、｛画像３：変形例３の条件（４５°と４５°のスキャン）で断層撮影した断面像｝と、｛画像２：同じ条件で３６０°のスキャンで断層撮影した断面像｝を比較すると、画像３と画像２は見分けが付かないほどの画像となった。また、画像２では回転軸ＲＡを中心としたかすかなリング状アーチファクトを認めることができたが、画像３では全く認められなかった。
【００８０】
（変形例４）
第一の実施形態では、本スキャンは電池９０の全体を断面像視野１０に収めた全体スキャンであったが、撮影しようとする着目部のみを収めるＲＯＩスキャンであってもよい。
【００８１】
（変形例５）
第一の実施形態では、プレスキャンは角度範囲の幅が３６０°の通常スキャンであったが、１８０°＋ファン角θ０以上で３６０°未満のハーフスキャンでも、３６０°を超えるオーバースキャンでもよい。すなわち断面像視野１０対して１８０°方向のデータを得ることで、光軸Ｌが層面１２と平行となる回転位置φ１，φ２（＝φ１＋１８０°）のどちらかを見つけことができればよいのである。
【００８２】
（変形例６）
第一の実施形態で、サイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて本スキャンの角度範囲を設定する方法はこれには限られない。
【００８３】
例えば、断層撮影面ＴＰ上でのサイノグラムＰ（ｎ，φ）を用いる代わりに、サイノグラム全体Ｐ（ｎ，ｍ，φ）を用いてもよい。ここで、ｍは回転軸ＲＡ方向の検出チャンネル番号である。この場合は、サイノグラムＰ（ｎ，φ）に対しｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）を求める代わりにサイノグラムＰ（ｎ，ｍ，φ）に対しｎ，ｍ面内の最大値Ｐｍａｘ（φ）を求めればよいのである。
【００８４】
また、例えば、φ１を中心とする４５°の範囲を角度範囲とする代わりに、サイノグラムのｎ方向の最大値Ｐｍａｘ（φ）（スムージング後）から所定の閾値Ｐ０以上の部分を抽出し、この抽出した部分を直接、角度範囲として設定するようにしてもよい。これにより、自動的に、層状構造の局所的な層面１２からの傾斜や層構造の厚みを考慮したα＋β（変形例１参照）を超えた幅を持った角度範囲を設定することができる。
【００８５】
また、対数変換後のサイノグラムＰを用いる代わりに、対数変換前のサイノグラムＩを用いてもよい。この場合は、ｎ方向の最小値Ｉｍｉｎ（φ）の閾値Ｉ０以下の部分を抽出して角度範囲を設定するようにする。
【００８６】
（変形例７）
第一の実施形態で、角度範囲設定部９ｄは、プレスキャンのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて本スキャンの角度範囲を設定しているが、代わりに、プレスキャンのスキャンデータを再構成して概略断面像を再構成し、この概略断面像に基づき本スキャンの角度範囲を設定することもできる。
【００８７】
この場合は、ステップＳ３で、まず、再構成部９ｅが概略断面像を再構成し、角度範囲設定部９ｄは、この概略断面像上で直線パターンの方向を求め、この方向から層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置φ１，φ２を求め、その後、第一実施形態と同様に本スキャンの角度範囲を設定することができる。
【００８８】
なお、直線パターンの方向を求める方法は公知の画像処理技術が用いられる。
【００８９】
また、画像処理で直線パターンの方向を求める代わりに、表示した概略断面像上で操作者が直線パターンの方向を入力してφ１を設定するようにしてもよい。
【００９０】
また、さらに、φ１を中心とした４５°を設定する代わりに、概略断面像上で層構造の厚みｄを求め、この厚みｄから、厚みの上端層に平行にＸ線が透過する回転位置から厚みの下端層に平行にＸ線が透過する回転位置までの角度βを、式、
β＝２・ａｓｉｎ（ｄ／（２・ＦＣＤ）） ………（２）
で求め、さらに、層状構造の局所的な層面１２から傾斜の見込まれる傾斜角度範囲αを用いて、α＋βを計算し、φ１を中心としたα＋βを本スキャンの角度範囲として設定することもできる。
【００９１】
（変形例８）
第一の実施形態では、プレスキャンの幾何条件とＸ線条件は本スキャンと同じに設定したが、本スキャンとは別に設定するようにもできる。この場合は、例えば、プレスキャンで、電池９０の全体が断面像視野１０に収まる全体スキャンを実施し、概略断面像を再構成すると共に本スキャンの角度範囲を設定し、その後、概略断面像上でＲＯＩを設定してこのＲＯＩが断面像視野１０にちょうど収まるＲＯＩスキャンを幾何条件とする本スキャンを実施してＲＯＩの拡大断面像を得ることも可能である。
【００９２】
（変形例９）
第一の実施形態では、本スキャンのスキャンデータのみを用いて断面像を再構成しているが、プレスキャンと本スキャン両方のスキャンデータを用いて再構成することもできる。
【００９３】
この場合の再構成は、本スキャンのスキャンデータをフィルター補正逆投影した断面像に続けてプレスキャンのスキャンデータを（あるいはプレスキャンのスキャンデータから本スキャンの角度範囲を除いたスキャンデータを）フィルター補正逆投影すればよい。なお、逆投影するときに、回転位置ごとに重み付けしながら逆投影し、重み付けとしては、２つのスキャンデータを合わせたときの回転角度方向のデータ点密度に反比例する重み（検出の角度間隔に比例する重み）を用いるのが好ましい。具体的には、重みとして、ある回転位置に対して、両隣のサンプル点（回転角度位置）間の角度の２分の１に比例する重みを用いればよい。この重みを用いることで、断面像の画素値（ＣＴ値）が均質にできる。
【００９４】
また、これと等価な再構成として、本スキャンのスキャンデータを再構成した断面像とプレスキャンのスキャンデータを（あるいはプレスキャンのスキャンデータから本スキャンの角度範囲を除いたスキャンデータを）再構成した断面像とを加算するようにしてもよい。なお、この場合は、それぞれの再構成で、回転位置ごとに上述した重み付けをしながら逆投影するのが好ましい。
【００９５】
この変形により、第一の実施形態で、電池９０に層状構造以外の構造が含まれる場合、層状構造を撮影した断面像上で他の構造もある程度良好に表されるようにできる。
【００９６】
（本発明の第二の実施の形態の構成）
以下、本発明の第二の実施形態の構成は、図１に示す第一の実施形態の構成から、角度範囲設定部９ｄを除き、スキャン制御部９ｃの機能を変えたものである。第一の実施形態と同一の構成は説明省略し、スキャン制御部９ｃの機能については作用の項に記載するのでここでは説明省略する。
【００９７】
（第二の実施の形態の作用）
図７、図５、図６を参照して、被検体５として電池９０を撮影する場合を例に、第二の実施の形態の作用を説明する。
【００９８】
図７は被検体である電池９０の概念図（断面図）である。電池９０については第一の実施形態で説明しているのでここでは説明省略する。
【００９９】
図５は本発明の第二の実施形態に係る断層撮影のフロー図である。
【０１００】
ステップＴ１では、操作者は電池９０をテーブル４に層状構造の層面１２が断層撮影面ＴＰと交差（実質的に直交）するように載置し、断層撮影の撮影条件を設定する。撮影条件には幾何条件、Ｘ線条件、スキャン条件、再構成条件等が含まれる。
【０１０１】
撮影条件設定として、スキャン制御部９ｃは、操作者の入力によりスキャンの撮影条件を以下のように設定する。
【０１０２】
まず、幾何条件設定として、入力部９ｂから指令を入力して、電池９０が概略として、回転軸ＲＡ上になるようＸＹ機構６を制御し、さらに、電池９０が断面像視野１０に入るようにシフト機構８を制御して撮影倍率を設定する。また、入力部９ｂから回転昇降機構７を制御して電池９０の高さを断層撮影面ＴＰに合わせる。なお、幾何条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【０１０３】
次に、Ｘ線条件設定として、被検体に適合する管電圧、管電流を設定する。なお、Ｘ線条件設定は、Ｘ線検出器３が出力した透過像を表示部９ａにリアルタイムで表示させ、これを目視しながら行うことができる。
【０１０４】
また、スキャン条件設定として、詳細スキャンの条件を設定する。透過像を検出する回転の角度間隔（第二の角度間隔）（例えば０．０６°）あるいは１回転あたりの検出数（たとえば６０００サンプル／回転）、１透過像の積分フレーム数（例えば５）、等を設定する。
【０１０５】
さらに、再構成条件として、断面像枚数とその回転軸方向の間隔（断層撮影面ＴＰに対する断面位置）等を設定する。
【０１０６】
次に、スキャン制御部９ｃは、入力設定された詳細スキャンのスキャン条件とは別に高速スキャンの撮影条件を設定する。高速スキャンのスキャン条件としては、透過像を検出する回転の角度間隔（第一の角度間隔）を詳細スキャンより大きな値（例えば０．６°）とし、積分フレーム数を少ない値（例えば１）、に設定する。角度間隔および積分フレーム数としては、詳細スキャンの値を一定倍して求めてもよいし、予め定めた一定値としてもよい。
【０１０７】
ステップＴ２では、操作者がスキャン開始を入力すると、スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７を制御して回転をリセットすると共にＸ線を放射開始させる。
【０１０８】
引き続き、スキャン制御部９ｃは回転昇降機構７とＸ線検出器３を制御してステップＴ３ないしステップＴ６の繰り返しに相当するスキャンを実施する。スキャンは、回転テーブル４を回転をさせつつ第一の角度間隔毎に、あるいは第二の角度間隔毎にＸ線検出器３で順次検出される複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶し、順次検出される透過像の値に基づいて第一の角度間隔と第二の角度間隔のどちらかに切換えつつスキャンを実施するものである。以下ステップＴ３ないしステップＴ６を詳細に説明する。
【０１０９】
ステップＴ３では、Ｘ線検出器３が検出してフレーム積分して出力した透過像を取込みスキャンデータとして記憶する。なお透過像１は透過が小さなとき小さな値となる。
【０１１０】
ステップＴ４では、取込んだ透過像Ｉ（ｎ，ｍ，φ）から角度間隔を以下のように設定する。ここでφは回転位置、ｎ，ｍは画像の横と縦のチャンネル番号で、ｎは断層撮影面ＴＰに沿った方向、ｍは回転軸ＲＡに沿った方向である。
【０１１１】
スキャン制御部９ｃは、先ず、取込んだ透過像Ｉ（ｎ，ｍ，φ）の最小値Ｉｍｉｎ（φ）（最小透過位置でのＩ）を求める。ここで最小値は断層撮影面ＴＰ上の最小値とするが、断層撮影面ＴＰに近い所定領域の最小値あるいは透過像全面（全ｎ，ｍ）中の最小値としてもよい。
【０１１２】
図６は透過像最小値Ｉｍｉｎ（φ）の回転角度φに対する変化の一例を示した図である。
【０１１３】
スキャン制御部９ｃは、透過像最小値Ｉｍｉｎ（φ）が閾値Ｉ０より大きい場合、高速スキャンの角度間隔（第一の角度間隔）に切換え、閾値Ｉ０より小さい場合、詳細スキャンの角度間隔（第二の角度間隔）に切換えて設定する。ここで閾値Ｉ０は予め定めておく。なお、チャッタリングを防ぐため、切換えが起こった後の所定角度を不感帯１３として切換えを行わないようにする。あるいは、チャッタリングを防ぐために、閾値としてＩ０とＩ０より大きなＩ１の２つの閾値を設け、Ｉ０以下になったとき詳細スキャンの角度間隔に切換え、Ｉ１以上になったとき高速スキャンの角度間隔に切換える（閾値に不感帯を設けることに相当する）ようにしてもよい。また、Ｉｍｉｎ（φ）に対しリカーシブフィルタを掛けてスムージングしつつ閾値判定することでチャッタリングを防止することもできる。
【０１１４】
ステップＴ４により例えば図６に示すようにφａ，φｂ，φｃ，φｄで、角度間隔設定の切換えが起き、透過像最小値が小さな回転位置で詳細スキャンの角度間隔が設定され、それ以外で高速スキャンの角度間隔が選択される。これにより、光軸Ｌが層面１２と平行となる回転位置φ１、φ２付近で詳細スキャンの角度間隔が設定されることになる。これは、φ１、φ２付近ではＸ線ビーム２が各電極板９２，９３を長手方向に透過するため透過が小さな部分ができるので、透過像最小値が小さくなるからである。
【０１１５】
ステップＴ５では、ステップＴ４で設定した角度間隔だけテーブル４をステップ回転させる。
【０１１６】
ステップＴ６では、回転位置がリセット位置から３６０°回転したか？を判定する。回転していない場合はステップＴ３に戻ってステップＴ３ないしステップＴ６を繰り返す。回転した場合はスキャン終了とみなし、ステップＴ７へ進む。
【０１１７】
ステップＴ７では、再構成部９ｅが、記憶したスキャンデータから電池９０の断面像視野１０内の断面像を断層撮影面ＴＰに平行な（設定した断面位置の）少なくとも１枚の断面像を再構成して、表示および記憶を行う。再構成は、通常のフィルター補正逆投影法で行う。なお、逆投影するときに、回転位置ごとに重み付けしながら逆投影し、重み付けとしては、回転角度方向のデータ点密度に反比例する重み（検出の角度間隔に比例する重み）を用いるのが好ましい。
【０１１８】
以上で図５のフローが終了する。
【０１１９】
（第二の実施の形態の効果）
第二の実施形態によれば、電池９０の平面状の層状構造の層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置を中心とした回転角度範囲で小さな角度間隔の詳細スキャンを実施し、断面像上の層構造の分解能に寄与しない光軸Ｌが層面１２に大きな角度で交差する回転範囲で大きな角度間隔の高速スキャンを実施するので、１回転の詳細スキャンと比べ、層面１２に直交する方向の分解能を保ったままスキャンに要する時間を短縮できる。また、断面像再構成に要する時間も短縮できる。
【０１２０】
また、順次検出される透過像の値に基づいて詳細スキャンの小さな角度間隔と高速スキャンの大きな角度間隔のどちらかに切換つつスキャンを実施するので、自動的に層面１２が光軸Ｌと平行になる回転位置の周辺を選択して優先的に（小さな角度間隔で）スキャンができる。
【０１２１】
また、第二の実施形態によれば、電池９０に層状構造以外の構造が含まれる場合、層状構造を撮影した断面像上で他の構造もある程度良好に表されるようにできる。また、再構成するとき回転角度方向のデータ点密度に反比例する重みを用いることで、断面像の画素値（ＣＴ値）が均質にできる。
【０１２２】
（第二の実施の形態の変形）
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱ない範囲で種々変形して実施することが可能である。以下に示す変形例は組合わせて実施することもできる。
【０１２３】
（変形例１）
第二の実施形態のステップＴ４では、取込んだ透過像Ｉ（ｎ，ｍ，φ）に基づいて角度間隔を設定しているが、対数変換（式（１））した値Ｐ（ｎ，ｍ，φ）に基づいて角度範囲を設定するようにしてもよい。
【０１２４】
（変形例２）
第二の実施形態では、スキャンは角度範囲の幅が３６０°の通常スキャンであったが、１８０°＋ファン角θ０以上で３６０°未満のハーフスキャンでも、３６０°を超えるオーバースキャンでもよい。
【０１２５】
また、スキャンの角度範囲は決めずにスキャンを実施し、ステップＴ４で詳細スキャンから高速スキャンに切換る判定がでたときにスキャンを終了させるようにしてもよい。
【０１２６】
（変形例３）
第二の実施形態のスキャンは、断続的なステップ回転を行っているが、速度を変えつつ連続的に回転させて行ってもよい。
【０１２７】
（変形例４）
第二の実施形態のスキャンでは、角度間隔を２段階で切換えているが、３段階以上で切換えてもよい。この場合、閾値Ｉ０を２つ以上設け、角度間隔は透過像最小透過値Ｉｍｉｎ（φ）が小さいほど小さくなるように設定する。また、段階数を大きくすることで、透過像の値に基づき角度間隔を連続的に変化させるようにしてもよい。
【０１２８】
（変形例５）
第二の実施形態では、電池９０の全体を断面像視野１０に収めた全体スキャンであったが、撮影しようとする着目部のみを収めるＲＯＩスキャンであってもよい。
【０１２９】
（変形例６）
第二の実施形態では、詳細スキャンと高速スキャンの両方のスキャンデータを用いて再構成しているが、詳細スキャンのスキャンデータのみから再構成してもよい。電池９０の層状構造のみを良好に再構成したい場合はこれで十分であり、再構成に要する時間をさらに短縮できる。
【０１３０】
（第一及び第二の実施形態共通の変形例）
（変形例１）
第一及び第二の実施形態で、スキャンが終了してから再構成を行っているが、スキャンを実施しつつ、収集されたスキャンデータから再構成を同時進行させて実施してもよい。
【０１３１】
（変形例２）
第一及び第二の実施形態で、電池９０の周囲にＸ線吸収材を配し、Ｘ線検出器３により空気のみを透過したＸ線ビーム２が検出されないように構成してもよい。具体的には、電池９０の長手方向に沿った両側（図７の上側と下側）に隙間無く電池９０を挟むように、Ｘ線吸収材を設ける。この場合のＸ線吸収材は断層面ＴＰ及び層面１２に沿った方向に一定の厚みを有する均質な材料、あるいは断面像視野１０を丁度埋めるような均質な材料が望ましい。Ｘ線吸収材は形状が自由に変わる軟体や流体の材料でもよい。また、Ｘ線吸収材は、テーブル４に固定されていてもよいし、電池９０に固定してもよく、個別のブロックとして、テーブル４上に電池９０と一緒に載置するようにしてもよい。また、Ｘ線吸収材で挟むように電池９０を保持してもよい。
【０１３２】
電池９０の周囲にＸ線吸収材を配することで、空気のみを透過したＸ線ビーム２がＸ線検出器３の検出面３ａに入射しないようにでき、Ｘ線検出器３の出力が飽和することなくＸ線を強くすることができ、１透過像の積分フレーム数が少なくても、良好な透過像が得られるので、スキャンを速く実施でき、スキャンに要する時間を短縮できる。
【０１３３】
（変形例３）
第一及び第二の実施形態で、テーブル４（電池９０）をＸ線ビーム２に対し回転させているが、回転は相対的でよい。例えば、テーブル４を回転させず、Ｘ線管１とＸ線検出器３を回転軸ＲＡに対し回転させてもよい。
【０１３４】
また、第一及び第二の実施形態で、テーブル４を回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム２に対しＸＹ移動させているが、ＸＹ移動は相対的でよい。例えば、テーブル４をＸＹ移動させず、回転軸ＲＡ及びＸ線ビーム２（Ｘ線管１とＸ線検出器３）をＸＹ移動させてもよい。
【０１３５】
また、第一及び第二の実施形態で、テーブル４をＸ線ビーム２に対しｚ移動させているが、ｚ移動は相対的でよい。例えば、テーブル４をｚ移動させず、Ｘ線ビーム２（Ｘ線管１とＸ線検出器３）をｚ移動させてもよい。
【０１３６】
（変形例４）
第一及び第二の実施形態では被検体として電池９０を例にして説明したが、本発明の被検体は電池に限られること無く、他の層状構造を持つ被検体、例えばコンデンサ、コイル、多層基板、等に対しても有効に適用することができる。
【０１３７】
（変形例５）
第一または第二の実施形態で、放射線としてＸ線を用いているが、Ｘ線には限られず透過性の放射線であればよい。例えば、放射線としては、γ線やマイクロ波などでもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線ビーム、３…Ｘ線検出器、４…テーブル、５…被検体、６…ＸＹ機構、７…回転・昇降機構、８…シフト機構、９…制御処理部、９ａ…表示部、９ｂ…入力部、９ｃ…スキャン制御部、９ｄ…角度範囲設定部、９ｅ…再構成部、１０…断面像視野、１２…層面、１３…不感帯、９０…電池、９１…ケース、９２…正極板、９３…負極板、９４…電解液、１０１…Ｘ線管、１０２…Ｘ線ビーム、１０３…Ｘ線検出器、１０４…テーブル、１０５…被検体、１０５ａ…着目部、１０６…ＸＹ機構、１０７…回転・昇降機構、１０８…制御処理部、１０９…シフト機構、１１０…断面像視野
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、
撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、
前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャン、および、第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施するスキャン制御手段と、
前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する前記第二の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、
少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、
を有することを特徴とするＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＴ装置において、
前記角度範囲設定手段は、前記第一のスキャンデータのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて前記第二の角度範囲を設定する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＣＴ装置において、
前記再構成手段は前記第一のスキャンデータから前記被検体の前記断層撮影面に平行な概略断面像を再構成し、
前記角度範囲設定手段は、前記概略断面像に基づき前記第二の角度範囲を設定する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＣＴ装置において、
前記再構成手段は、前記第二のスキャンデータに加え前記第一のスキャンデータも用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＣＴ装置において、
前記再構成手段は、前記第一のスキャンデータと前記第二のスキャンデータを合わせたときの複数の透過像に対して、回転角度方向のデータ点密度に反比例する重みを用いて再構成する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項６】
層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、
撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルを前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、
前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、前記回転をさせつつ複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔毎に順次検出される複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャン制御手段であり、前記順次検出される透過像の値に基づいて前記複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔に切換えつつスキャンを実施する前記スキャン制御手段と、
前記スキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、
を有することを特徴とするＣＴ装置。
【請求項７】
層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置の撮影方法であって、
撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して所定の回転角度範囲で前記回転をさせつつ検出された複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャンを実施するスキャン制御手段と、前記記憶されたスキャンデータから前記被検体の断面像を再構成する再構成手段とを有するＣＴ装置において、
第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャンを実施する過程と、
前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する第二の角度範囲を設定する過程と、
前記第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施する過程と、
少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する過程と、
を有することを特徴とするＣＴ装置の撮影方法。
【請求項１】
層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、
撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、
前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャン、および、第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施するスキャン制御手段と、
前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する前記第二の角度範囲を設定する角度範囲設定手段と、
少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、
を有することを特徴とするＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＴ装置において、
前記角度範囲設定手段は、前記第一のスキャンデータのサイノグラム上での透過が小さな部分の配分に基づいて前記第二の角度範囲を設定する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＣＴ装置において、
前記再構成手段は前記第一のスキャンデータから前記被検体の前記断層撮影面に平行な概略断面像を再構成し、
前記角度範囲設定手段は、前記概略断面像に基づき前記第二の角度範囲を設定する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＣＴ装置において、
前記再構成手段は、前記第二のスキャンデータに加え前記第一のスキャンデータも用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＣＴ装置において、
前記再構成手段は、前記第一のスキャンデータと前記第二のスキャンデータを合わせたときの複数の透過像に対して、回転角度方向のデータ点密度に反比例する重みを用いて再構成する、
ことを特徴とするＣＴ装置。
【請求項６】
層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置であって、
撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルを前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、
前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して、前記回転をさせつつ複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔毎に順次検出される複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャン制御手段であり、前記順次検出される透過像の値に基づいて前記複数の角度間隔のうちいずれかの角度間隔に切換えつつスキャンを実施する前記スキャン制御手段と、
前記スキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する再構成手段と、
を有することを特徴とするＣＴ装置。
【請求項７】
層状構造を有する被検体の断面像を撮影するＣＴ装置の撮影方法であって、
撮影する層状構造の層面が断層撮影面に交差するようにテーブル上に載置された被検体に向けて前記断層撮影面に沿った放射線光軸を中心に放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記断層撮影面と直交する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、前記回転手段と前記放射線検出手段を制御して所定の回転角度範囲で前記回転をさせつつ検出された複数の透過像をスキャンデータとして取り込んで記憶するスキャンを実施するスキャン制御手段と、前記記憶されたスキャンデータから前記被検体の断面像を再構成する再構成手段とを有するＣＴ装置において、
第一の角度範囲で前記回転をさせつつ第一の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第一のスキャンデータとして取り込んで記憶する第一のスキャンを実施する過程と、
前記第一のスキャンデータに基づいて、前記層面が前記放射線光軸と平行となる回転位置から±６０°内にあって前記平行となる回転位置を包含する第二の角度範囲を設定する過程と、
前記第二の角度範囲で前記回転をさせつつ前記第一の角度間隔より小さな第二の角度間隔毎に検出された複数の透過像を第二のスキャンデータとして取り込んで記憶する第二のスキャンを実施する過程と、
少なくとも前記第二のスキャンデータを用いて前記被検体の前記断層撮影面に平行な断面像を再構成する過程と、
を有することを特徴とするＣＴ装置の撮影方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８１０９（Ｐ２０１２−８１０９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７２４６（Ｐ２０１０−１５７２４６）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【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２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【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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