JPH09234192A

JPH09234192A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JPH09234192A
Application number: JP8042892A
Authority: JP
Inventors: Hironori Ueki; 広則植木; Takeshi Ueda; 健植田; Rika Baba; 理香馬場
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】被検体を静止させたままで撮像したＸ線像の
視野を拡大することが可能な技術を提供すること。【解決手段】Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段と回転手段
とを有するＸ線撮影装置において、前記複数個のＸ線照
射手段を所定の間隔で設定するＸ線照射手段設定手段
と、前記複数個のＸ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段とを
被検体の周りに回転させ、前記複数個のＸ線照射手段が
回転の所定の位置に到達したときには、該回転の所定の
位置に到達したＸ線照射手段を動作させ、被検体のＸ線
撮像を行うＸ線撮像制御手段と、前記複数個のＸ線照射
手段が前記所定の位置のときに撮像した複数のＸ線像を
合成し、前記Ｘ線撮像手段の視野角より大きい視野角の
Ｘ線像を合成して、該Ｘ線像を前記所定の位置で撮像さ
れたＸ線像とするＸ線像合成手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線撮影装置に関
し、特に、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置にお
ける被検体の胸部等の大視野のＸ線像を精度よく撮像
（撮影）するために好適な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体のＸ線像を複数方向から計
測し立体的な動画像を観察または記録する方法として、
回転ＤＡ（Digital Angiography）あるいは回転ＤＳＡ
（Digital Subtraction Angiography）の方法が東芝メ
ディカルレビュー誌４５号（１９９２年）７頁に記載さ
れている。

【０００３】この文献によれば、Ｃ字型アーム上の一端
にＸ線管とこのＸ線管に対向する他端にＸ線イメージイ
ンテンシファイア（Ｘ線Ｉ．Ｉ．）とテレビカメラとが
取付けられており、このＣ字型アームを回転させながら
テレビカメラで撮影した連続画像等をモニタに写し出す
ことにより、立体感のある動画像を観察したり、種々の
方向からのＤＳＡ画像を得るものである。

【０００４】また、より完全な立体感のあるＸ線画像を
得る方法としては、Ｘ線ＣＴ装置によって得られた複数
枚の断層画像を画像処理によってつなぎ合わせることに
よって、立体感を表現する方法が一般的であるが、撮影
時間が長くなるという問題があった。

【０００５】撮影時間短縮のためには、Ｘ線検出器（Ｘ
線検出手段）として２次元Ｘ線検出器、Ｘ線源としてＸ
線を円錐（コーン）状に照射するＸ線源を用いて、２次
元Ｘ線検出器が検出した被検体の２次元透過像を得て、
被検体の３次元ＣＴ像の再構成を行うコーンビームＣＴ
装置が有利であることが知られている。

【０００６】コーンビームＣＴ装置における３次元画像
再構成の代表的なアルゴリズムとしては、文献（１）の
「Practical Cone-Beam Algorithm; L.A.Feldkamp, et
al.; J.Optical Society of America, A/Vol. 1(6), (1
984), pp.612-619」に記載のフェルドカンプの方法が公
知である。

【０００７】しかしながら、従来の２次元Ｘ線検出器は
被検体を透過したＸ線を可視光線に変換するために、Ｘ
線イメージインテンシファイア（Ｘ線Ｉ．Ｉ．）を用い
ているが、現在、実用化されている、すなわち、十分な
感度を有するＸ線イメージインテンシファイアのサイズ
は大きなものでも１６インチ程度であり、このサイズで
は被検体の全ての部位の透過Ｘ線を得ることができない
という問題があった。

【０００８】また、メディカルイメージングテクノロジ
ー誌、第１３巻、第４号（１９９５年）５５９〜５６２
頁には、２次元Ｘ線検出器としてＸ線イメージインテン
シファイアとテレビカメラを用いたコーンビームＣＴ装
置が示されている。

【０００９】このコーンビームＣＴ装置は、円錐状のＸ
線を照射するＸ線源と、このＸ線源に対向する位置に設
置される高解像度のＸ線イメージインテンシファイアと
を被検体の周りに回転させてＸ線像を撮像する際に、被
検体を固定した寝台天板をＸ線源の回転軌道面と平行な
方向に移動させながら撮像することによって、寝台天板
の移動方向にＸ線像の視野を拡大する手法が記載されて
いる。

【００１０】なお、コーンビームＣＴ装置における３次
元画像再構成の代表的なアルゴリズムとしては、フェル
ドカンプの方法（Practical Cone-Beam Algorithm; L.
A.Feldkamp, et al. ; J.Optical Society of America,
A/Vol. 1(6), (1984), pp.612-619）や、グランギート
の方法（Mathematical framework of cone-beam 3D rec
onstruction via the first derivative of the radon
transform; P.Grangeat; Mathematical Methods in Tom
ography, A.K.Lous, F.Natterer, Eds., Lecture Notes
in mathematics, SpringerVerlag, (1990)に記載され
る）がある。

【００１１】また、他の方法として、医用電子と生体工
学、第３３巻特別号（１９９５年）１０９頁には、２次
元Ｘ線検出器として、大型蛍光板とテレビカメラを用い
た大視野コーンビームＣＴ装置が示されている。

【００１２】また、同一円周上に設けた２個のＸ線源
と、このＸ線源から照射されるＸ線を検出する１個のＸ
線検出器とを被検体の周りに回転させることによって、
被検体のＸ線像を撮像するＸ線管多重式Ｘ線ＣＴ装置が
特開昭６２−２４９６３９号公報に記載されている（特
開昭６２−２４９６３９号公報の第１図を参照）。

【００１３】このＸ線管多重式ＣＴ装置は、受光範囲が
２個のＸ線管の照射範囲をカバーし得るＸ線検出器を有
しており、各Ｘ線源から照射されるＸ線をＸ線検出器の
一部で受光し、Ｘ線像に変換する構成となっている。

【００１４】このＸ線管多重式ＣＴ装置では、断像画像
の撮影時に、２個のＸ線管を所定の時間間隔で択一的に
動作させることにより、個々のＸ線管の発熱量を抑えら
れるので、Ｘ線ＣＴ装置の連続稼働が可能になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【００１６】従来のＸ線撮影装置として、特に、２次元
Ｘ線検出器としてＸ線イメージインテンシファイア、Ｘ
線源としてＸ線を円錐（コーン）状に照射するＸ線源を
用いた回転ＤＡあるいは回転ＤＳＡ装置では、計測視野
はＸ線イメージインテンシファイアの視野サイズにより
制限される。

【００１７】前記医用電子と生体工学誌に記載された装
置では、高感度かつ高解像度の蛍光板を得ることが技術
的に困難であることから、大視野高画質の立体画像を得
ることは困難であるという問題があった。

【００１８】また、前記メディカルイメージングテクノ
ロジー誌記載の装置では、被検体を移動しながら撮影を
行う必要があるため、特に診断を目的とした撮影におい
ては被検体への負担が大きく、術中など被検体が安静を
要するような場合においては撮影が困難であるという問
題があった。

【００１９】また、慣性力により被検体に不本意な動き
が生じるため、被検体を正確な位置で撮影することが困
難である。

【００２０】このように、これまで検出器のサイズによ
る視野の制限に対し、被検体の横断断層面方向の視野を
拡大するには、被検体を移動しながら撮影を行わねばな
らないという問題があった。

【００２１】また、特開昭６２−２４９６３９号公報に
記載されたＸ線管多重式ＣＴ装置では、Ｘ線管の熱容量
不足に伴う装置の稼働率の低下を防止することが目的で
あるため、２個のＸ線管から照射されるＸ線を検出する
際に使用する検出器の使用領域が異なっているのみであ
り、それぞれのＸ線管から照射されるＸ線で撮像される
Ｘ線像は同一のものである。

【００２２】したがって、特開昭６２−２４９６３９号
公報に記載されたＸ線管多重式ＣＴ装置では、本発明の
Ｘ線撮影装置が目的とするＸ線検出器の視野角よりも大
きい視野角のＸ線像を得ることは不可能である。

【００２３】前述することからも明らかなように、特開
昭６２−２４９６３９号公報に記載のＸ線管多重式ＣＴ
装置は、目的、構成および効果からも明らかに異なるも
のである。

【００２４】本発明の目的は、被検体を静止させたまま
で、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角のＸ線像を
撮像することが可能な技術を提供することにある。

【００２５】本発明の他の目的は、被検体を静止させた
ままで、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角の断層
像を再構成することが可能な技術を提供することにあ
る。

【００２６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００２８】（１）被検体にＸ線を照射するＸ線照射手
段と、前記被検体をＸ線で撮像するＸ線撮像手段と、前
記Ｘ線照射手段および前記Ｘ線撮像手段を前記被検体の
周りに回転させる回転手段とを有するＸ線撮影装置にお
いて、前記複数個のＸ線照射手段を所定の間隔で設定す
るＸ線照射手段設定手段と、前記回転手段を制御し、前
記複数個のＸ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的
な位置を保持したまま、前記複数個のＸ線照射手段と前
記Ｘ線撮像手段とを被検体の周りに回転させ、前記複数
個のＸ線照射手段が回転の所定の位置に到達したときに
は、該回転の所定の位置に到達したＸ線照射手段を動作
させてＸ線を照射し、被検体のＸ線撮像を行うＸ線撮像
制御手段と、前記複数個のＸ線照射手段が前記所定の位
置のときに撮像した複数のＸ線像を合成し、前記Ｘ線撮
像手段の視野角より大きい視野角のＸ線像を合成して、
該Ｘ線像を前記所定の位置で撮像されたＸ線像とするＸ
線像合成手段とを具備する。

【００２９】（２）前述する（１）のＸ線撮影装置にお
いて、前記Ｘ線撮像手段は、前記被検体を透過したＸ線
像を電気信号に変換するＸ線検出器である。

【００３０】（３）前述する（２）のＸ線撮影装置にお
いて、前記Ｘ線検出器は２次元Ｘ線検出器であり、前記
Ｘ線照射手段は円錐状のＸ線を照射するＸ線照射装置で
ある。

【００３１】（４）前述する（１）のＸ線撮影装置にお
いて、前記Ｘ線撮像手段は、Ｘ線イメージインテンシフ
ァイアとテレビカメラとからなる。

【００３２】（５）前述する（１）ないし（４）のいず
れか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記複数個の
Ｘ線照射手段は、Ｘ線の照射範囲を所定の範囲に制限す
る照射範囲制限手段を具備する。

【００３３】（６）前述する（１）ないし（５）のいず
れか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線照射
手段設定手段は、被検体の撮影対象部分の大きさに基づ
いて、前記各Ｘ線照射手段間の間隔を設定する。

【００３４】（７）前述する（１）ないし（６）のいず
れか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線照射
手段設定手段は、前記各Ｘ線照射手段間の間隔を各々の
Ｘ線照射手段の照射範囲を合わせた照射範囲が前記被検
体を覆う間隔に設定する。

【００３５】（８）前述する（１）ないし（７）のいず
れか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線像合
成手段は、前記Ｘ線照射手段設定手段は、前記複数のＸ
線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との回転中心を中心とす
る円周上に、前記各Ｘ線照射手段間の間隔を所定の値で
設定する。

【００３６】（９）前述する（１）ないし（８）のいず
れか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線像合
成手段は、前記Ｘ線照射手段設定手段は、前記複数個の
Ｘ線照射手段の内２個以上が同時に前記回転の所定の位
置に到達しない間隔で前記複数個のＸ線照射手段を設定
し、前記回転の所定の位置に到達したＸ線照射手段を動
作させてＸ線を照射し、被検体のＸ線撮像を行う。

【００３７】（１０）前述する（１）ないし（８）のい
ずれか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線像
合成手段は、前記Ｘ線撮像制御手段は、前記回転の所定
の位置に到達した前記Ｘ線照射手段を所定の順番で１個
づつ動作させる。

【００３８】（１１）前述する（１）ないし（９）のい
ずれか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線像
合成手段は、前記Ｘ線撮像制御手段は、前記回転手段の
１回転ごとに、前記複数個のＸ線照射手段の内から１個
のＸ線照射手段を動作させる。

【００３９】（１２）前述する（１）ないし（１１）の
いずれか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線
像合成手段は、前記Ｘ線像を被検体の断層像に再構成す
る再構成手段を具備する。

【００４０】（１３）前述する（１）ないし（１２）の
いずれか１つに記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線
像合成手段は、前記Ｘ線を照射する前記回転の所定の位
置は、前記被検体の周囲３６０°を任意の整数個に等分
割する角度ΔΦ、前記複数個のＸ線照射手段の数をＮ、
前記照射手段の内で隣接する照射手段が回転中心となす
角度を２θとしたときに、任意の整数値Ｍに対して、隣
接する前記Ｘ線照射手段がなす角度を２θ＝ΔΦ（Ｍ＋
１／Ｎ）とする。

【００４１】前述する（１）〜（１３）の手段によれ
ば、Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段とが描く回転面に、各
Ｘ線照射手段が等間隔となるように、複数個のＸ線照射
手段を配置する。

【００４２】なお、このときの各Ｘ線照射手段の間隔お
よびＸ線の照射方向は、各Ｘ線照射手段から照射される
Ｘ線で撮像した各Ｘ線像を合わせた撮像範囲が、撮像対
象である被検体の患部を覆うように設定する。

【００４３】次に、回転手段によって、各Ｘ線照射手段
とＸ線撮像手段との相対的な位置を保持したままで、各
Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段とを被検体の周りに回転さ
せる。

【００４４】このとき、各Ｘ線照射手段が所定の位置に
達した場合には、該当するＸ線照射手段からＸ線を照射
して、被検体の患部の周囲３６０度のＸ線像を撮像す
る。

【００４５】なお、撮像時においては、たとえば、動作
させるＸ線照射手段を回転ごとに予め決めておき、撮像
を行う等のように、１個のＸ線照射手段のみを動作させ
てＸ線像の撮像を行う。

【００４６】次に、Ｘ線像の撮像が終了したならば、複
数枚のＸ線像の内から、各Ｘ線照射手段が同一の位置に
存在するときに撮像したＸ線像のみを抽出する。

【００４７】このときに抽出されたＸ線像は、Ｘ線照射
手段が所定の位置に達したときに撮像されたものであ
る。

【００４８】したがって、各Ｘ線像を撮像したときの各
Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段との相対的な位置関係は固
定されているが、各Ｘ線像に注目した場合、これらのＸ
線像は複数個のＸ線撮像手段を隙間なく設けて撮像した
場合と同じものとなる。

【００４９】次に、これらのＸ線像をＸ線像合成手段に
よって１枚のＸ線像に合成し、合成によって得られたＸ
線像を、この位置で撮像したＸ線像とみなすことによ
り、Ｘ線撮像手段の撮像範囲である視野角よりも広い視
野角のＸ線像が得られるので、被検体を静止したままで
Ｘ線像の視野角を拡大することができる。

【００５０】また、Ｘ線照射手段よりも多くの設置面積
を有する、たとえば、イメージインテンシファイア等を
用いた場合でも、Ｘ線撮影装置の大型化することなく、
視野角の大きいＸ線像を得られる。

【００５１】一方、再構成手段によって断層像を再構成
する場合、１枚に合成することによって視野角を拡大し
たＸ線像から被検体の断層像を再構成できるので、断層
像の視野角を拡大できる。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明
する。

【００５３】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００５４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図であ
り、１（ａ），１（ｂ）はＸ線管（Ｘ線照射手段）、２
はＸ線グリッド、３はＸ線イメージ・インテンシファイ
ア（Ｉ．Ｉ．）、４は光学レンズ系、５はテレビカメ
ラ、６は回転板、７は寝台天板、１０はＸ線管移動用レ
ール、１１は被検体、１２は撮影制御手段（Ｘ線撮像制
御手段）、１３は回転板駆動手段（回転手段）、１４は
Ｘ線管位置制御手段（Ｘ線照射手段設定手段）、１８は
画像収集処理手段（Ｘ線像合成手段）、１９は画像表示
手段、２４（ａ），２４（ｂ）はコリメータ、２５はＸ
線照射範囲制御手段（照射範囲制限手段）、２６は被検
体大きさ測定手段である。

【００５５】図１中に示す点線は、Ｘ線管１（ａ）から
円錐状に照射されるＸ線（Ｘ線ビーム）を示す。

【００５６】なお、前記各装置および手段は公知のもの
を用いる。

【００５７】また、本実施の形態１のＸ線撮影装置とし
ては、Ｘ線で撮像した被検体１１のＸ線像（Ｘ線透過
像）を再構成し、断層像（断層画像）を表示させる、い
わゆる、Ｘ線ＣＴ装置である。

【００５８】本実施の形態１（以降に示す実施の形態
２，３も含む）においては、説明の都合上、Ｘ線管１の
回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ線検
出器のＸ線入力面との距離ｄは３８０ｍｍ、Ｘ線検出器
のＸ線入力面の直径ｗは４０６ｍｍである。前記のテレ
ビカメラ６は、撮影素子として高解像度撮像管を使用し
た場合について示す。

【００５９】図１において、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）
は周知のＸ線管であり、図示しない高電圧発生装置の出
力する高電圧を印加することによりＸ線を発生し、その
Ｘ線を照射する。

【００６０】Ｘ線グリッド２は散乱Ｘ線を防ぎ、直接Ｘ
線のみを透過させることにより、コントラストの低下を
防止するための周知のＸ線グリッドである。

【００６１】また、このＸ線グリッド２は、吸収材が回
転板６の回転面と平行になるように、Ｘ線イメージイン
テンシファイア３のＸ線入力面の前面に配置される。

【００６２】Ｘ線イメージインテンシファイア３は、Ｘ
線検出をＸ線入射面で行い、出力面に輝度増幅された光
学像（Ｘ線像）を出力する周知のＸ線イメージインテン
シファイヤであり、２次元の光学像を出力する。

【００６３】光学レンズ系４は、Ｘ線イメージインテン
シファイヤ３の出力面の光学像をテレビカメラ５の撮像
素子上に結像させるためのレンズである。

【００６４】テレビカメラ５は、図示しない撮像素子上
に結像した光学像を電気信号に変換する周知のテレビカ
メラであり、２次元の光学像を電気信号に変換する。

【００６５】回転板６は、Ｘ線管移動用レール１０に固
定されるＸ線管１（ａ），１（ｂ）と、Ｘ線検出器とを
被検体１１の周りに回転させるための固定回転手段であ
り、回転板駆動手段により駆動される。

【００６６】寝台天板７は、被検体１１を固定すると共
に、被検体１１の撮影部位を設定するための周知の寝台
天板である。

【００６７】また、寝台天板７は図示しない床面に対し
て水平に位置し、撮影部位の設定時には回転板６の回転
面に垂直および平行な方向に移動する。

【００６８】Ｘ線管移動用レール１０は、回転板６の回
転中心を中心とする半径Ｄ＝７２０ｍｍの円周上に沿う
円弧形状をしており、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）がこの
Ｘ線管移動用レール１０上を移動できるように設置され
ている。

【００６９】なお、このときの構造は、たとえば、ま
ず、回転板６にＸ線管移動用レール１０となる突起部
と、この突起部に組み合わされる溝部をＸ線管１
（ａ），１（ｂ）とに設ける。

【００７０】次に、図示しないモータ（図示しないＸ線
管位置駆動手段）の駆動力を図示しない歯車を介し、Ｘ
線管１（ａ），１（ｂ）の各々に伝達して照射位置を移
動させることによって、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）を前
述する半径Ｄの円周上に移動させる。

【００７１】被検体１１は寝台天板７上に位置し、撮影
体位は仰臥位を標準とすると共に、被検体１１の撮りた
い部位の中心を、回転板６の回転中心（後述する撮影系
の回転中心）付近に設定する。

【００７２】撮影制御手段１２は、Ｘ線管１（ａ），１
（ｂ）の動作（Ｘ線の照射）、回転板駆動手段１３、お
よび、テレビカメラ５の動作を制御する手段であり、Ｘ
線管１（ａ），１（ｂ）のＸ線発生とＸ線検出器の撮影
動作とを制御する撮影シーケンス、および、回転板６を
回転させる回転シーケンスを規定する。

【００７３】したがって、撮影制御手段１２は、たとえ
ば、図示しない情報処理装置で実行されるプログラムに
より、実現可能である。

【００７４】回転板駆動手段１３は、たとえば、図示し
ない直流サーボモータ、図示しないサーボアンプ、図示
しない減速器、および、図示しない動力伝達用ベルトか
らなり、サーボアンプに入力される信号に基づいて直流
サーボモータを駆動し、その駆動力を減速器および駆動
伝達用ベルトを介して回転板６に伝達することにより、
回転板６を回転させる。

【００７５】Ｘ線管位置制御手段１４は、撮像動作に先
立ち、Ｘ線管１（ａ），（ｂ）をＸ線管移動用レール１
０上の規定の位置に移動すると共に、撮像中は回転板６
に対する位置を保持させるための制御手段であり、たと
えば、回転板６に設置されるＸ線管１（ａ），１（ｂ）
用の位置センサの信号に基づいて、前述するモータの駆
動を制御する。

【００７６】また、Ｘ線管位置制御手段１４は、たとえ
ば、図示しない情報処理装置で実行されるプログラムに
よって実現される。

【００７７】画像収集処理手段１８は、テレビカメラ５
で撮像され、電気信号であるビデオ信号に変換されたＸ
線像を図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し
た後、内部のフレームメモリに格納する手段であり、図
示しない情報処理装置で動作するプログラムによって実
現される。

【００７８】画像表示手段１９は、周知のＤ／Ａ変換器
とモニタ装置とからなり、画像収集処理手段１８から出
力される画像データを、図示しないＤ／Ａ変換器でビデ
オ信号に変換した後、モニタ装置に表示する。

【００７９】コリメータ２４（ａ），２４（ｂ）は、そ
れぞれＸ線管１（ａ），１（ｂ）の前面に固定される周
知のＸ線コリメータであり、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）
と共にそれぞれＸ線管移動用レール１０の上を移動す
る。

【００８０】Ｘ線照射範囲制御手段２５は、入力される
制御信号に基づいて、コリメータ２４（ａ），２４
（ｂ）のコリメート幅を制御し、Ｘ線管１（ａ），
（ｂ）から照射されるＸ線の照射範囲を制御する手段で
あり、図示しない情報処理装置によって実行されるプロ
グラムで実現可能である。

【００８１】被検体大きさ測定手段２６は、撮影系の回
転面と平行な方向の被検体１１の大きさを測定するため
の手段であり、たとえば、撮影系に設置される図示しな
いビデオカメラで撮影した被検体１１の画像を、周知の
画像解析技術によって解析し、被検体１１の輪郭の大き
さを測定することにより、実現可能である。

【００８２】また、図示しない作業者が予め測定しても
良いことは言うまでもなく、このときには、被検体大き
さ測定手段２６は、作業者によって測定された被検体１
１の大きさを格納する手段として動作し、格納した大き
さを測定値とする。

【００８３】また、Ｘ線検出器（Ｘ線撮像手段）は、Ｘ
線グリッド２、Ｘ線イメージインテンシファイア３、光
学レンズ系４およびテレビカメラ５からなり、２次元の
Ｘ線検出が可能である。

【００８４】撮影系は、Ｘ線検出器、Ｘ線管１（ａ）、
Ｘ線管１（ｂ）、コリメータ２４（ａ）、コリメータ２
４（ｂ）、Ｘ線管移動用レール１０および回転板６から
なる。

【００８５】次に、図１の本実施の形態１のＸ線撮影装
置の動作を説明すると、まず、Ｘ線管１（ａ）およびＸ
線管１（ｂ）から発生されたＸ線は被検体１１を透過
し、Ｘ線グリッド２に入射する。

【００８６】Ｘ線グリッド２に入射したＸ線は、散乱線
が遮断され、次に、Ｘ線イメージインテンシファイア３
により可視光像（光学画像）に変換された後、光学レン
ズ系４によってテレビカメラ５の図示しない撮像素子上
に結像される。

【００８７】テレビカメラ５はその像をビデオ信号に変
換し、画像収集処理手段１８に出力する。

【００８８】Ｘ線イメージインテンシファイア３は作業
者による撮影モードの設定が可能であり、被検体１１の
大きさに応じてＸ線の検出範囲を７、９、１２、１６イ
ンチのうちのいずれかの大きさに設定することができ
る。

【００８９】テレビカメラ５のＣＴスキャンにおける標
準走査モードは毎秒６０フレーム、走査数５２５本であ
るが、毎秒３０フレーム、走査線数１０５０本による撮
影も可能である。

【００９０】また、高精細撮影モードとして毎秒７．５
フレーム、走査線数２１００本による撮影も可能であ
る。画像収集処理手段１８はビデオ信号をＡ／Ｄ変換し
た後に内部のフレームメモリに記憶する。

【００９１】次に、各投影像に対して画像の幾何学的歪
の補正と画像の濃度レベルのシェーディング補正と、後
述する画像合成処理とを行った後に３次元再構成を行
い、画像表示手段１９がこの３次元再構成したＸ線ＣＴ
像を表示する。

【００９２】さらには、テレビカメラ５により透視また
は撮影モードで得られた画像は、そのまままたは前記補
正を行った後に、リアルタイムで画像表示手段１９によ
り表示することが可能である。

【００９３】図２は実施の形態１におけるＸ線像の撮影
時の回転板の回転角と各Ｘ線管との位置関係を説明する
ための図であり、２７は回転板６の回転中心Ｏを中心と
する半径Ｄの円を示す。

【００９４】図２において、ＸおよびＹは被検体１１に
固定されたＸＹ座標系の座標軸であり、このＸＹ座標系
は被検体に対して、任意に設定して良いことは言うまで
もない。

【００９５】ｐはＸ線検出器と回転中心Ｏとを結ぶ直線
上に存在する座標軸、φはｐ軸とＸ軸とがなす角度を示
す。

【００９６】θはＸ線管１（ａ）と回転中心Ｏとを結ぶ
直線がｐ軸となす角度、および、Ｘ線管１（ｂ）と回転
中心Ｏとを結ぶ直線がｐ軸となす角度を示しており、図
２から明らかなように、本実施の形態１においては、ｐ
軸に対して、Ｘ線管１（ａ）とＸ線管１（ｂ）とが左右
対象となる位置に設置される。

【００９７】Φ（０）〜Φ（ｋ）〜Φ（Ｌ−１）は、円
周２７上のＸ線発生点の位置を示しており、このときの
Ｌは全Ｘ線発生点の個数であり、本実施の形態１では２
８８となる。

【００９８】したがって、本実施の形態１におけるＸ線
発生点は、Φ（０）〜Φ（２８７）となる。

【００９９】ただし、各Ｘ線発生点はＸＹ平面上に固定
されており、被検体１１に対して、常に等しい位置に存
在するものとする。

【０１００】なお、ｋは任意の０≦ｋ≦Ｌ−１の整数値
であり、Φ（ｋ）は任意のＸ線発生点の位置を示すもの
である。

【０１０１】ΔΦは隣接するＸ線発生点の回転中心Ｏに
対する角度であり、いわゆる、撮影ステップ角を示す。

【０１０２】なお、このときのΔΦは等間隔である。

【０１０３】したがって、本実施の形態１では、Ｌが２
８８となるので、次式（１）より、ΔΦは１．２５度と
なる。

【０１０４】 ΔΦ＝３６０／Ｌ・・・・・・（１）図３は、実施の形態１のＸ線管１（ａ）とＸ線管１
（ｂ）とが同一のＸ線発生点位置Φに存在する場合のそ
れぞれのＸ線検出器の検出面位置を示した図であり、２
０（ａ）はＸ線管１（ａ）がＸ軸と角度Φをなすときの
Ｘ線検出器２０の検出面の位置、２０（ｂ）はＸ線管１
（ｂ）がＸ軸と角度ΦをなすときのＸ線検出器２０の検
出面の位置を示す。

【０１０５】なお、このときの検出面２０（ａ），２０
（ｂ）は、Ｘ線画像の合成動作を説明するために、Ｘ線
検出器のＸ線入力面、すなわち、Ｘ線イメージインテン
シファイア３のＸ線入力面を仮想的な平面で示したもの
である。

【０１０６】図３において、αは検出面２０（ａ）およ
び検出面２０（ｂ）の交点から回転中心Ｏを通り、Ｘ線
管１（ａ），１（ｂ）に至る直線と、検出面２０
（ａ），２０（ｂ）の交叉しない側の端部からＸ線管１
（ａ），１（ｂ）に至る直線とがなす角度を示す。

【０１０７】したがって、２αはＸ軸と角度ΦをなすＸ
線発生点における、重ね合わせたＸ線検出器の全視野角
（以下、撮影視野角と記す）を示す。

【０１０８】βは、検出面２０（ａ）の交叉しない側の
端部から回転中心Ｏに至る直線と、回転中心Ｏから検出
面２０（ａ）に引いた垂線とがなす角度である。

【０１０９】ｌ（エル）は検出面２０（ａ）の交叉しな
い側の端部から回転中心Ｏに至る直線の長さであり、検
出面２０（ｂ）の交叉しない側の端部から回転中心Ｏに
至る直線の長さと同じである。

【０１１０】Ｗは検出面２０（ａ）が回転板６の回転面
と平行となる方向の幅であり、検出面２０（ｂ）が回転
板６の回転面と平行となる方向の幅と同じであることは
言うまでもない。

【０１１１】ｄは回転中心Ｏから検出面２０（ａ）に引
いた垂線の長さであり、回転中心Ｏから検出面２０
（ｂ）に引いた垂線の長さと同じである。

【０１１２】２γは、検出面２０（ａ）の交叉しない側
の端部から回転中心Ｏに至る直線と、検出面２０（ｂ）
の交叉しない側の端部から回転中心Ｏに至る直線とのな
す角度である。

【０１１３】したがって、２γは、Ｘ線管１（ａ）から
のＸ線照射とＸ線管１（ｂ）からのＸ線照射との合成に
よって得られる回転中心０に対する視野角を示してい
る。

【０１１４】よって、γは図３から明らかなように、次
式（２）で表される。

【０１１５】γ＝β＋θ ・・・・・・（２）ただし、 β＝ｔａｎ~¹（ｗ／（２ｄ））・・・・・・（３）一方、αは次式（４）で示される。

【０１１６】 α＝ｔａｎ~¹｛（ｌｓｉｎγ）／（Ｄ＋ｌｃｏｓγ）｝・・・・（４）ただし、

【０１１７】

【数１】

【０１１８】図４は実施の形態１のＸ線撮影装置におい
て、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）の傾きθと、
このときの撮影視野角２αとの関係を前述する数式
（２）〜（５）を用いて計算し、その結果をグラフで示
したものである。

【０１１９】なお、前述したように、Ｘ線管１（ａ）お
よびＸ線管１（ｂ）の回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板
６の回転中心とＸ線検出器との距離ｄは３８０ｍｍ、Ｘ
線検出器のＸ線入力面の直径ｗは４０６ｍｍであるもの
として計算を行っている。

【０１２０】θが０度の場合はＸ線管を１台用いて撮影
を行う従来の撮影方式と等価であり、このときの撮影視
野角２αは２０．９度である。

【０１２１】一方、θが１０度の時は撮影視野角２αは
２８．２度となり、従来の撮影方式の場合に対して撮影
視野角が７．３度拡大されることがわかる。

【０１２２】このように、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管
１（ｂ）をＸ線管移動用レール１０上で移動し、Ｘ線管
の傾きθを変化させることにより、撮影視野を様々な値
に調節することが可能となる。

【０１２３】したがって、作業者は、被検体の大きさに
応じてθを様々に変化させることにより、最適の撮影視
野に調整することができる。

【０１２４】図５は本発明の実施の形態１のＸ線撮影装
置のＸ線照射位置を説明するための図であり、本実施の
形態１のＸ線撮影装置ではＸ線の照射をＸ線管１（ａ）
とＸ線管１（ｂ）とで交互に行うことによって、Ｘ線像
を撮像する。

【０１２５】この撮像動作を図５に基づいて、簡単に説
明すると、たとえば、まず、図５（Ａ）に示される時点
においては、Ｘ線をＸ線管１（ａ）から照射し、被検体
１１のＸ線像を撮像する。

【０１２６】次に、回転板６を所定の角度で微小に回転
した図５（Ｂ）の時点においては、Ｘ線をＸ線管１
（ｂ）から照射することにより、被検体１１のＸ線像を
撮像する。

【０１２７】回転板６が所定の微小な角度だけ回転した
図５（Ｃ）の時点においては、再び、Ｘ線をＸ線管１
（ａ）から照射して、被検体１１のＸ線像を撮像する。

【０１２８】このように、前述する所定の角度の回転と
Ｘ線の照射とを交互に繰り返し、被検体１１の周りに撮
影系を１回転させた分のＸ線像を撮像する。

【０１２９】したがって、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管
１（ｂ）によるＸ線照射を一度に行うことができるた
め、撮影系の回転を１回転するだけで、全てのＸ線像の
撮像である、透視または撮影を行うことができるという
効果がある。

【０１３０】図６は、実施の形態１のＸ線撮影装置にお
ける回転板６の回転角とＸ線管１（ａ），１（ｂ）との
関係の一例を説明するための図であり、以下、図６に基
づいて、実施の形態１のＸ線撮影装置の動作を説明す
る。

【０１３１】実施の形態１のＸ線撮影装置は、前述する
ように、回転板６の回転とＸ線の照射とを交互に繰り返
すので、たとえば、図６の起点（Ａ）では、Ｘ線管１
（ｂ）はＸ線発生点Φ＝０の位置に存在する。

【０１３２】これは前述する図２において、Ｘ線管１
（ｂ）がＸ線発生点Φ（０）の位置に存在していること
に相当する。

【０１３３】ここで、回転板６が反時計回り方向に回転
を始めると同時に、Ｘ線管１（ｂ）およびＸ線管１
（ａ）が各Ｘ線発生点Φ（０）、Φ（１）、・・・、Φ
（Ｌ−１）のうち、いずれかの位置においてＸ線を交互
に照射することによって、透視または撮影を行う。

【０１３４】後述するように、Ｘ線管１（ａ）およびＸ
線管１（ｂ）の傾きθを適当な値に設定した場合、等時
間間隔で交互にＸ線を照射することにより、全てのＸ線
発生点に対して容易に、Ｘ線像の撮像である透視または
撮影を行うことができる。

【０１３５】時点（Ｂ）は、時点（Ａ）に対して回転板
６が１８０度回転した時点を示しており、時点（Ｃ）は
時点（Ａ）に対して回転板６が３６０度回転した時点を
示している。

【０１３６】時点（Ｃ）においてＸ線管１（ｂ）は再び
Ｘ線発生点Φ（０）の位置に存在し、撮影を終了する。

【０１３７】次に、図７に実施の形態１のＸ線撮影装置
のＸ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）の傾きθの決定
方法を説明するための図を示し、以下、図７に基づい
て、本実施の形態１のＸ線撮影装置の傾きθの決定方法
を説明する。

【０１３８】まず、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管１
（ｂ）の傾きθは任意の整数Ｍに対して、次式（６）に
示すように定める。

【０１３９】２θ＝ΔΦ（Ｍ＋１／２）・・・・・・（６）ただし、ΔΦは前述する式（１）により与えられる、撮
影ステップ角であり、図７は、Ｍ＝３の場合である。

【０１４０】このように２θを定めた場合、回転板６を
等速度で回転し、かつ回転板６が角度ΔΦ／２だけ回転
する毎に、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）による
Ｘ線の照射を交互に行い、被検体１１を透過したＸ線像
を撮像することによって、全てのＸ線発生点Φ（０）、
Φ（１）、・・・、Φ（Ｌ−１）で、容易に、透視また
は撮影を行うことができる。

【０１４１】次に、この場合の動作について、図７に基
づいて詳細に説明する。

【０１４２】まず、図７（Ａ）に示す時点においては、
Ｘ線管１（ａ）はＸ線発生点Φ（ｋ）の位置に存在して
おり、この時点においてＸ線管１（ａ）からＸ線を照射
して透視または撮影を行う。

【０１４３】なお、前述するように、ｋは任意の０≦ｋ
≦Ｌ−１の整数値であり、Φ（ｋ）は任意のＸ線発生点
の位置を示すものである。

【０１４４】次に、図７（Ａ）に示す時点に対して回転
板６が角度ΔΦ／２だけ回転した図７（Ｂ）に示す時点
においては、Ｘ線管１（ｂ）はＸ線発生点Φ（ｋ＋４）
の位置に存在しており、この時点においてＸ線管１
（ｂ）からＸ線を照射して透視または撮影を行う。

【０１４５】図７（Ｂ）の時点に対して、回転板６が角
度ΔΦ／２だけ回転した図７（Ｃ）に示す時点において
は、Ｘ線管１（ａ）はＸ線発生点Φ（ｋ＋１）の位置に
存在しており、この時点においてＸ線管１（ａ）からＸ
線を照射して透視または撮影を行う。

【０１４６】前述する一連の動作を、回転板６が１回
転、すなわち、Ｘ線管１（ａ）がＸ線発生点Φ（ｋ）の
位置に戻ってくるまで繰り返し行い、戻ってきた時点で
撮影を終了する。

【０１４７】前述する撮影動作を行うことによって、全
てのＸ線発生点Φ（０）、Φ（１）、・・・、Φ（Ｌ−
１）において、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）の
それぞれに対して、透視または撮影を行うことができ
る。

【０１４８】このとき、Ｌ個のＸ線発生点に対し、Ｘ線
管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）のそれぞれについてＸ
線の照射を行うため、全撮影枚数は２Ｌとなる。

【０１４９】また、回転板６を等速度で回転することに
より、Ｘ線の照射の時間間隔を等しくすることができる
ので、テレビカメラ５の取り込み間隔、すなわち、Ｘ線
像の撮像間隔を等しくすることができる。

【０１５０】たとえば、テレビカメラ５のＣＴスキャン
における走査モードを毎秒６０フレーム、走査数５２５
本で行い、全Ｘ線発生点の個数Ｌを２８８個とした場
合、全撮影に要する時間は９．６秒となる。

【０１５１】なお、Ｍの値の決定には、被検体１１の大
きさによって大体の２θの値をまず計算して求め、次ぎ
に、前記２θに対して、次式（７）を満たすような最小
のＭを求めた後に、前述する式（６）により正確な２θ
を求めればよい。

【０１５２】２θ≦ΔΦ（Ｍ＋１／２）・・・・・・（７）図８は実施の形態１のＸ線撮影装置において、同一のＸ
線発生点において照射されたＸ線によって透視または撮
影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方
法を説明するための図であり、図９は図８に示す画像合
成によって得られた合成画像を説明するための図であ
る。

【０１５３】本実施の形態１のＸ線撮影装置では、図８
に示すように、同一のＸ線発生点に対して、右方向もし
くは左方向にθだけ傾いた２つのＸ線検出器の位置にお
いて被検体１１のＸ線透視像または撮影像を得ることが
できる。

【０１５４】したがって、前述する図３で説明したよう
に、それぞれの位置で収集される画像を合成して、大視
野の１枚の画像を作成し、表示することが可能であり、
たとえば、まず、図示しないメモリに格納された画像情
報に対して、図８に示す仮想検出面９０を考える。

【０１５５】このとき、仮想検出面９０は回転板６の回
転中心Ｏを含み、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）と回転中心
Ｏとを結ぶ直線に垂直に配置されているものとする。

【０１５６】次に、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）がそれぞ
れ同じＸ線発生点に達したときにＸ線検出器から収集さ
れた画像情報を、前述する仮想検出面９０上に投影し
て、１枚の合成画像を作成する。

【０１５７】ここで、前記の画像情報の投影は仮想検出
面９０上を構成する検出点９２に対し、Ｘ線発生点から
照射され、前記の検出点９２を通過するＸ線ビーム９３
による被検体の投影像９４を仮想検出面９０上に投影す
ることで実現することができる。

【０１５８】図９は、前述する仮想検出面９０上で合成
された、被検体１１のＸ線像の表示例を示す図であり、
前記の仮想検出面９０上の中央位置９１が、被検体のＸ
線透視または撮影画像を表示する表示画面９７上の中央
位置９５と一致するように表示を行う。

【０１５９】このとき、表示画面９７として横長のもの
を用いることにより、表示画面９７内における被検体１
１のＸ線透視像または撮影像の表示部分９６をその欠損
が生じることなく全て表示することができる。

【０１６０】次に、本実施の形態１のＸ線撮影装置の撮
影方式におけるＸ線ＣＴ像の再構成の方法について説明
する。

【０１６１】図９に示される仮想検出面９０上に投影さ
れた被検体１１の合成画像は、前述するように、実際の
Ｘ線検出器の視野よりも広い視野もつ仮想検出器によっ
て検出された被検体のＸ線透過像と考えることができ
る。

【０１６２】したがって、全てのＸ線発生点Φ（０）、
Φ（１）、・・・、Φ（Ｌ−１）について前記の合成画
像を作成し、信号処理することで従来よりも広い視野を
持つ被検体１１の３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成できる。

【０１６３】図１０は実施の形態１のＸ線撮影装置にお
いて、同一のＸ線発生点でのＸ線像を合成する際の重複
部分の合成方法を説明するための図であり、Ｘ線により
透視または撮影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚
に合成する際に、重複して存在する投影データを斜線で
示す。

【０１６４】特に、図１０（Ａ）は、Ｘ線を限定する前
のＸ線管を使用した場合の図、図１０（Ｂ）は投影像が
２重に存在する領域を合成画像について示した図、図１
０（Ｃ）はＸ線管１（ａ）の照射範囲を限定した場合を
説明するための図、図１４（Ｄ）はＸ線管１（ｂ）の照
射範囲を限定したときの重複部分を説明するための図、
図１４（Ｅ）は照射範囲を限定したときの重複部分を説
明するための図、図１４（Ｆ）は図１４（Ｅ）によって
合成される合成画像を示す図である。

【０１６５】図１０（Ａ）において、Ｘ線検出器の検出
面２０（ａ）、（ｂ）のそれぞれの位置に対する視野範
囲が重なった部分である重複領域１００が斜線で示され
ている。

【０１６６】図１０（Ａ）に示されるように、仮想検出
器面上の検出点９２が重複領域１００内に存在する場
合、Ｘ線発生点から照射されて検出点９２を通過するＸ
線ビーム９３による被検体１１の投影像は、検出面２０
（ａ）、（ｂ）上においてそれぞれ投影像９４（ａ）、
（ｂ）として得られる。

【０１６７】このため、重複領域１００内を通過するＸ
線ビームに対しては、投影データが２重に存在すること
になる。

【０１６８】このように、２重に存在する投影データに
対しては、合成画像を作成する場合に、これらの平均値
を仮想検出面９０上に投影することで、投影画像のＳ／
Ｎを向上をすることができる。

【０１６９】図１０（Ｂ）は、前述するように、投影像
が２重に存在する領域を合成画像について示した図であ
り、検出面２０（ａ）、（ｂ）により得られる被検体１
１のＸ線透過像は、表示画面９７上の楕円形の表示部分
９６（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応している。

【０１７０】したがって、表示部分９６（ａ）、（ｂ）
の共通部分１０１において、投影像が２重に存在するこ
とになり、これらの平均値が表示される。

【０１７１】このように、重複領域１００内を通過する
Ｘ線ビームに対しては、被検体１１は２重にＸ線を被曝
することになる。

【０１７２】しかしながら、重複領域１００内を通過す
るＸ線ビームは、被検体１１の中央付近の被検体厚の大
きい部分を通過するため、一般にＸ線の吸収が大きく、
収集される投影データのＳ／Ｎが低い。

【０１７３】したがって、被検体１１の被曝量は増加す
るものの、前述するように、投影データの平均をとるこ
とにより、Ｘ線像のＳ／Ｎを向上できる。

【０１７４】また、被検体１１のＸ線被曝量を減少する
ためには、コリメータを用いてＸ線の照射範囲を限定す
ればよいことは言うまでもない。

【０１７５】図１０（Ｂ）、（Ｃ）は、Ｘ線源１
（ａ）、（ｂ）とこれらに対応する検出面２０（ａ）、
（ｂ）に対して、コリメータ２４（ａ）、（ｂ）により
それぞれＸ線の照射範囲を限定する方法について説明し
た図である。

【０１７６】図１０（Ｂ）、（Ｃ）において、コリメー
タ２４（ａ）、（ｂ）により、Ｘ線の照射範囲１０２
（ａ）、（ｂ）を実際の検出領域よりも狭い領域に限定
することで、重複領域１００を減少している。

【０１７７】このときの重複領域１００を示したのが図
１０（Ｅ）であり、図１０（Ａ）と比較すると重複領域
１００が減少し、被検体１１のＸ線被曝量が減少される
ことが明らかである。

【０１７８】したがって、前述するように、被検体１１
のＸ線被爆量を減少できるという効果がある。

【０１７９】また、図１０（Ｆ）は図１０（Ｅ）に対し
て得られる合成画像において、投影像が２重に存在する
領域を示した図であり、図１０（Ｂ）と比較すると、共
通部分１０１が減少するので、被検体１１のＸ線被曝量
が減少することがわかり、前述する効果がある。

【０１８０】次に、図１１に前述する図７に示す合成画
像の視野サイズを説明するための図を示し、以下、この
図に基づいて、合成画像の視野サイズについて説明す
る。

【０１８１】図１１において、９６は表示部分、９７は
表示画面、Ｈは合成画像の水平方向の視野サイズ、Ｖは
合成画像の垂直方向の視野サイズを表している。

【０１８２】ただし、この場合の視野サイズは表示画面
９７上の表示部分９６の大きさを表しているのではな
く、これらに対応する仮想検出器面９０上の大きさを表
すものとする。

【０１８３】前述するように、仮想検出器面９０は回転
板６の回転中心Ｏの位置に存在するものと定義されてい
るため、仮想検出器面上の視野サイズは被検体１１の中
心位置における視野サイズを表現する。

【０１８４】したがって、ここで定義される視野サイズ
ＨおよびＶの値は、被検体１１の大きさに対して視野サ
イズを決定する際に直接利用することができ、特に、Ｖ
の値はＸ線検出器の視野が円形であるために、垂直方向
に制限される極小の視野サイズとして定義される。

【０１８５】したがって、水直方向の視野サイズＶの値
は、図１１に示されるように、楕円の長軸および短軸を
それぞれｂ、ａと定めると、次式（８）によって与えら
れる。

【０１８６】

【数２】

【０１８７】ただし、ａ、ｂ、ｃの値はそれぞれ次式
（９）で表される。

【０１８８】

【数３】

【０１８９】一方、水平方向の視野サイズＨの値は、次
式（１０）によって与えられる。

【０１９０】

【数４】

【０１９１】以上より、前述する式（２）、および、式
（８）〜（１０）を用いて、本実施の形態１のＸ線撮影
装置を用いた場合の合成画像の水平方向および垂直方向
の視野サイズＨ、Ｖを、θをパラメータとして、それぞ
れ求めることができる。

【０１９２】図１２は実施の形態１のＸ線撮影装置にお
けるＸ線透過像の空間分解能、および、Ｘ線管とその傾
きθとに対する合成画像の視野サイズの代表値を示す図
である。

【０１９３】図１２においては、前述するように、Ｘ線
管の回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ
線検出器との距離ｄは３８０ｍｍとする。

【０１９４】また、テレビカメラ５は走査数５２５本、
毎秒６０フレームで画像を取り込むものとし、Ｘ線発生
点の個数Ｌを２８８個とする。

【０１９５】図１２において、図１２（Ａ）はＸ線イメ
ージインテンシファイア３の７、９、１２、１６インチ
の各撮影モードに対する、空間分解能を示している。

【０１９６】ここで、空間分解能はＸ線管の傾きθを０
（ゼロ）とした場合の、回転板６の回転中心Ｏの位置に
おける空間分解能で定義してある。

【０１９７】Ｘ線管の傾きθを大きくした場合、空間分
解能が変化するが、これはＸ線検出器の検出面上の位置
や、Ｘ線検出器のＸ線管に対する位置等によって異なる
ことは言うまでもない。

【０１９８】図１２（Ａ）に示される値は、代表的な空
間分解能の値である。

【０１９９】図１２（Ｂ）は、合成画像の垂直方向の視
野サイズＶを、各Ｘ線イメージインテンシファイア３の
撮影モードに対して、Ｘ線源の傾きθが５度、１０度、
１５度の場合について計算したものである。

【０２００】図１２（Ｃ）は、合成画像の水平方向の視
野サイズＨを、各Ｘ線イメージインテンシファイア３の
撮影モードに対して、Ｘ線源の傾きθが５度、１０度、
１５度の場合について計算したものである。

【０２０１】本実施の形態１のＸ線撮影装置において
は、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示される値が、それぞれ読
み出し専用メモリに参照テーブルとして格納され、撮影
時において、Ｘ線イメージインテンシファイア３の撮影
モード、Ｘ線管の傾きθの決定に利用される。

【０２０２】なお、図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）に
おいては、簡単のためＸ線管の傾きθとして、５、１
０、１５度の３種類のみを示してあるが、実際には更に
細かいθの刻みに対して参照テーブルを用意することに
より、撮影時におけるθの設定をより適切に行うことが
できることは言うまでもない。

【０２０３】次に、図１３に撮影を開始するまでの手順
を説明するための図、図１４に実施の形態１のＸ線撮影
装置の動作を説明するためのブロック図を示し、以下、
図１３および図１４に基づいて、その動作を説明する。

【０２０４】図１３に基づいて、撮影を開始するまでの
手順から説明すると、まず、被検体大きさ測定手段２６
により測定した被検体１１の大きさ、あるいは作業者に
より設定された被検体１１の大きさに基づいて被検体１
１の測定領域を決定し、メモリに記録する（ステップ１
６０）。

【０２０５】次に、ステップ１６０でメモリに記録され
た被検体１１の測定領域の大きさに対し、これらの全て
あるいは大部分を包含するような水平方向および垂直方
向の視野サイズＨ、Ｖの組を全て選択し、候補とする
（ステップ１６１）。

【０２０６】なお、Ｈ、Ｖの組を求める際には、あらか
じめ読み出し専用メモリ上に格納されている、前述する
図１２に示すテーブルを参照することで行う。

【０２０７】次に、ステップ１６１において選択した
Ｈ、Ｖの組に対して、これらを実現するＸ線イメージイ
ンテンシファイア３の撮影モード、Ｘ線管の傾きθの組
合せを全て候補値としてメモリに記録する（ステップ１
６２）。

【０２０８】ステップ１６２で記録された全ての候補値
の中から、水平方向および垂直方向の視野サイズＨ，
Ｖ、空間分解能に応じて最適な候補値を決定する（ステ
ップ１６３）。

【０２０９】なお、最適な候補値の決定は、本実施例の
Ｘ線撮影装置において自動的に行ってもよいし、または
作業者が手動で行ってもよいし、あるいは両方を組み合
わせることで、半自動的に行ってもよい。

【０２１０】最適な候補を求める際には、あらかじめ読
み出し専用メモリ上に格納された前述する図１２（Ａ）
〜（Ｄ）に相当するテーブルを参照することで行う。

【０２１１】最適な候補値の自動的な決定の方法として
は、たとえば、以下に示すような方法がある。

【０２１２】まず、１番目に、全ての候補値の中から、
被検体１１の測定領域の大きさに対して極端に大きい
Ｈ、Ｖの組を候補値の中から除外する。

【０２１３】次に、２番目として、残された候補値の中
から空間分解能の高いものを上位から順に幾つか選択し
て、残りの候補値を除外する。

【０２１４】次に、３番目として、残された候補値の中
から、最も撮影時間が短いものを最適な候補値として選
択する。

【０２１５】なお、この１〜３番目の手順は、作業者の
意志により自由に順番を変えてもよいことは言うまでも
ない。

【０２１６】また、前述する１番目〜３番目の手順のい
ずれかの手順、または、全ての手順を、作業者の意志に
基づいて手動で行い、残った手順を、たとえば、情報処
理装置で自動的に行わせるという、半自動的あるいは手
動的な方法によって、最適な候補値を決定することもで
きることは言うまでもない。

【０２１７】次に、ステップ１６３で求めた最適な候補
値をメモリに記録する（ステップ１６４）。

【０２１８】次に、ステップ１６４で求めた最適の候補
値に対し、まず、式（７）を満たすような最小のＭを求
め、次に、この最小のＭに対する正確なＸ線管１
（ａ），１（ｂ）の傾きθを求める（ステップ１６
５）。

【０２１９】次に、前述するステップ１６４でメモリに
格納された候補値のうち、Ｘ線管の傾きθをステップ１
６５で求めた正確なＸ線管の傾きθで置き換えて、最終
的な設定値とする（ステップ１６６）。

【０２２０】ステップ１６６で記録された最終的な設定
値に対して、Ｘ線イメージインテンシファイア３の撮影
モードを設定し、またＸ線管の傾きθが設定値となるよ
うにＸ線管移動用レール１０上において、Ｘ線管を移動
する（ステップ１６７）。

【０２２１】さらには、作業者は必要に応じて、それぞ
れのＸ線管１（ａ），１（ｂ）に対して、図１０に示し
た方法でＸ線照射範囲を変化させてもよい。

【０２２２】最後に、ステップ１６８において、撮影を
開始する。

【０２２３】次に、図１４に基づいて、合成画像の作成
手順およびＸ線断層像（Ｘ線ＣＴ像）の再構成手順を説
明すると、図１４（Ａ）に示すように、まず、テレビカ
メラ５により収集された被検体のビデオ信号は、Ａ／Ｄ
変換器１１０によってデジタル信号に変換された後、イ
メージメモリ１１１に格納される。

【０２２４】イメージメモリ１１１においては、Φ
（０）、Φ（１）、・・・、Φ（Ｌ−１）は、それぞれ
のＸ線発生点において収集されたＸ線像である画像情報
（イメージデータ）を格納するメモリバンクを示す。

【０２２５】また、各Ｘ線発生点におけるイメージメモ
リの（ａ）、（ｂ）は、それぞれ撮影管１（ａ）、
（ｂ）に対して収集されるイメージデータを格納するメ
モリバンクを示す。

【０２２６】前述する図７に示す手順に従って撮影を行
った場合、Ａ／Ｄ変換されたイメージデータは、まず、
Φ（０）（ｂ）に格納され、続いてΦ（Ｌ−Ｍ）
（ａ）、Φ（１）（ｂ）、Φ（Ｌ−Ｍ＋１）（ａ）、
…、Φ（Ｌ−１）（ｂ）、Φ（Ｌ−Ｍ−１）（ａ）の順
番で格納され、イメージデータの格納を終了する。

【０２２７】前述する手順でイメージデータのイメージ
メモリ１１１への格納が全て終了した後に、幾何学歪補
正手段１１２はそれぞれのＸ線発生点における（１）お
よび（２）のイメージデータを読み出して、Ｘ線検出器
によって生じる画像の幾何学歪の補正をそれぞれの画像
について行う。

【０２２８】なお、幾何学歪補正の方法としては、医用
電子と生体光学誌、第３３回日本ＭＥ学会大会論文集
（１９９４年）２２２頁に記載の方法が挙げられる。

【０２２９】また、幾何学歪補正を行われたイメージデ
ータは画像合成手段１１３により画像合成を行う。

【０２３０】ただし、画像合成は図８〜図１０で示され
る前記の実施例に従って行う。

【０２３１】このとき、画像合成された合成画像は、そ
れぞれ合成前の画像が格納されていたメモリバンクに上
書きされ、再びイメージメモリ１１１に格納される。

【０２３２】図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）において全
てのメモリバンクΦに対して画像合成を行い、合成画像
の格納を全て終了した状態を示す図であり、それぞれの
メモリバンクには、対応するＸ線発生点において得られ
た被検体１１の合成画像が格納されている。

【０２３３】したがって、Ｘ線像を観察する場合は、そ
れぞれのメモリバンクに格納されるイメージデータを、
直接、画像表示手段１９により表示すれば良い。

【０２３４】また、前述する合成画像から、再構成処理
手段１１４を用いて画像再構成することで、被検体１１
のＸ線３次元ＣＴ像を得ることができることは言うまで
もない。

【０２３５】なお、再構成処理としては、前述するのフ
ェルドカンプの方法やグランギートの方法等をそのまま
用いることができる。

【０２３６】画像再構成の途中においては、再構成像の
途中結果は順次再構成像を格納するイメージメモリ１１
５に格納される。

【０２３７】イメージメモリ１１５に格納された被検体
１１の再構成像は再構成処理の途中、あるいは、再構成
処理が全て終了した後に、画像表示手段１９に表示す
る。

【０２３８】以上説明したように、本実施の形態１のＸ
線撮影装置によれば、２方向から被検体１１のＸ線透視
像もしくはＸ線撮影像またはＸ線ＣＴ計測値を得るＸ線
装置において、複数個のＸ線源とこれらに対向する１台
のＸ線検出器から構成される撮影系を固定した回転板６
を被検体を中心として回転することにより、回転板６の
回転面と平行な方向にＸ線検出器の視野よりも広い領域
のＸ線透過像を得ることができる。

【０２３９】したがって、Ｘ線透視像もしくはＸ線撮影
像またはＸ線ＣＴ画像の横断断層面の視野を拡大するこ
とができる。

【０２４０】また、撮影視野を拡大することができるの
で、従来では複数回に分けて撮影を行なわなければなら
なかった肺癌等の診断能を向上させることができる。

【０２４１】以上説明したように、本実施の形態１のＸ
線撮影装置によれば、回転制御手段１２が回転板６の回
転面上に設けたＸ線管移動用レール１０に取り付けられ
る、Ｘ線管１（ａ）とＸ線管１（ｂ）とのなす角度が２
θとなるように配置する。

【０２４２】なお、このときの角度２θおよびＸ線の照
射方向は、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）から照射されるＸ
線で撮像した各Ｘ線像を合わせた撮像範囲が、撮像対象
である被検体１１の患部を覆うように設定する。

【０２４３】次に、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）とＸ線検
出器との相対的な位置を保持したまま、すなわち、Ｘ線
管１（ａ），１（ｂ）をＸ線管移動用レール１０に固定
したままで、回転手段６によって、Ｘ線管１（ａ），１
（ｂ）とＸ線検出器とを被検体１１の周りに回転させ
る。

【０２４４】ここで、撮像はＸ線管１（ａ），１（ｂ）
を交互に動作させて行う。このとき、Ｘ線管１（ａ），
１（ｂ）の間隔、すなわち、Ｘ線管１（ａ）および回転
中心を結ぶ直線と、Ｘ線管１（ｂ）および回転中心を結
ぶ直線とのなす角度を前述する式（６）を満たす角度に
設定し、回転板６を等速度で回転することにより、Ｘ線
管１（ａ）とＸ線管１（ｂ）とが交互にＸ線像の撮影位
置であるＸ線発生点Φ（ｋ）に到達することになるの
で、Ｘ線の照射の時間間隔を等しくできる。

【０２４５】また、テレビカメラ５によるＸ線像の取り
込み（撮像）間隔を等しくすることができる。

【０２４６】次に、Ｘ線像の撮像が終了したならば、イ
メージデータのイメージメモリ１１１の（ａ）、（ｂ）
の各バンクに格納されるＸ線像を前述する図８に示すよ
うに１枚に合成し、再び、元の位置に格納し、この合成
したＸ線像を使用することにより、前述する図３に示す
ように、イメージインテンシファイア３の視野角より広
い視野角のＸ線像が得られるので、被検体１１を静止し
たままでＸ線像の視野角を拡大することができる。

【０２４７】一方、図示しない再構成手段によって断層
像を再構成する場合、１枚に合成することによって視野
角を拡大したＸ線像から被検体の断層像を再構成できる
ので、断層像の視野角を拡大できる。

【０２４８】さらには、Ｘ線像のＳ／Ｎ比を向上させる
ことができるので、肺癌等の診断能を向上させることが
できる。

【０２４９】（実施の形態２）図１５は、実施の形態２
のＸ線撮影装置において、回転板６の回転とＸ線管１
（ａ）、Ｘ線管１（ｂ）とによるＸ線照射の関係の一例
を説明するための正面模式図である。

【０２５０】図１５において、回転板６の回転は２回転
行い、１回転目と２回転目で回転方向を逆転する。

【０２５１】以下、図１５に基づいて、回転板６の回転
およびＸ線管１（ａ）、Ｘ線管１（ｂ）によるＸ線画像
の撮影の関係について説明する。

【０２５２】まず、起点（Ａ）ではＸ線管１（ｂ）はＸ
線発生点Φ＝０の位置に存在する。これは図２におい
て、Ｘ線管１（ｂ）がＸ線発生点Φ（０）の位置に存在
していることに相当する。

【０２５３】回転板６が反時計回り方向に回転を始める
と同時に、Ｘ線管１（ｂ）は各Ｘ線発生点Φ（０）、Φ
（１）、・・・、Φ（Ｌ−１）においてＸ線を照射し、
透視または撮影を行う。

【０２５４】時点（Ｂ）は、時点（Ａ）に対して回転板
６が１８０度回転した時点を示しており、時点（Ｃ）は
時点（Ａ）に対して回転板６が３６０度回転した時点を
示している。

【０２５５】時点（Ａ）から時点（Ｃ）の間は、Ｘ線の
照射はＸ線管１（ｂ）のみで行い、Ｘ線管１（ａ）はＸ
線の照射を行わない。

【０２５６】時点（Ｃ）において、Ｘ線管１（ｂ）が再
びＸ線発生点Φ（０）の位置に戻ってきた時点でＸ線管
１（ｂ）はＸ線の照射を停止する。

【０２５７】時点（Ｄ）は、時点（Ｃ）に引き続き回転
板６を反時計回りに回転し続け、Ｘ線管１（ａ）がＸ線
発生点Φ（０）の位置に存在する時点である。

【０２５８】時点（Ｃ）から時点（Ｄ）の間において
は、回転板６の回転速度を次第に落とし、時点（Ｄ）に
おいて速度が回転速度が０となるようにする。

【０２５９】また、時点（Ｃ）から時点（Ｄ）の間は、
Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）は共にＸ線の照射
を停止する。

【０２６０】時点（Ｄ）において、回転板６の回転方向
を逆転し、時計回りとする。

【０２６１】回転板６が時計回り方向に回転を始めると
同時に、Ｘ線管１（ａ）は各Ｘ線発生点Φ（０）、Φ
（Ｌ−１）、Φ（Ｌ−２）、・・・、Φ（１）において
Ｘ線を照射し、撮影を行う。

【０２６２】時点（Ｅ）は、時点（Ｄ）に対して回転板
６が１８０度回転した時点を示しており、時点（Ｆ）は
時点（Ｄ）に対して回転板６が３６０度回転した時点を
示している。

【０２６３】時点（Ｄ）から時点（Ｆ）の間は、Ｘ線の
照射はＸ線管１（ａ）のみで行い、Ｘ線管１（ｂ）はＸ
線の照射を行わない。

【０２６４】時点（Ｆ）において、Ｘ線管１（ａ）が再
びＸ線発生点Φ（０）の位置に戻ってきた時点でＸ線管
１（ａ）はＸ線の照射を停止し、透視または撮影を終了
する。

【０２６５】なお、図１５には補足のため、撮影系の回
転角Φの時間変化を示してある。

【０２６６】また、Ｔは回転板６が被検体の周囲を１回
転するのにかかる回転周期であり、τは時点（Ｃ）から
時点（Ｄ）に移行するのに要する移行時間である。

【０２６７】たとえば、走査モードを毎秒６０フレー
ム、走査数５２５本のテレビカメラ５を用い、全Ｘ線発
生点の個数Ｌを２８８個とした場合の回転周期Ｔは４．
８秒であり、また、移行時間τの代表的な時間は０．４
秒である。

【０２６８】したがって、全撮影に要する時間は、２Ｔ
＋τと計算されるので、１０秒となる。

【０２６９】なお、本実施の形態２のＸ線撮影装置に従
って撮影を行った場合、Ａ／Ｄ変換された後の画像情報
（イメージデータ）は、まず、前述する図１４のΦ
（０）（ｂ）に格納され、続いて、Φ（１）（ｂ）、
…、Φ（Ｌ−１）（ｂ）、Φ（Ｌ−１）（ａ）、…、Φ
（０）（ａ）の順番で格納されて、メモリへの格納を終
了する。

【０２７０】また、実施の形態２のＸ線撮影装置の概略
構成は、図１に示す実施の形態１のＸ線撮影装置の概略
構成と同じであり、撮影制御手段１２の制御プログラム
を前述する手順を実現するプログラムに変更することに
より、実現可能である。

【０２７１】以上説明したように、本実施の形態２のＸ
線撮影装置によれば、はじめの１回転目にはＸ線管１
（ａ）のみを動作させてＸ線像を撮像し、次の２回転目
の回転の時にはＸ線管１（ｂ）のみを動作させてＸ線像
を撮像することにより、前述する実施の形態１のＸ線撮
影装置と同様に、Ｘ線管１（ａ），１（ｂ）が同じ位置
のときに撮像したＸ線像から合成画像を生成することに
より、Ｘ線イメージインテンシファイア３の視野角より
大きい視野角のＸ線像を得ることができる。

【０２７２】したがって、Ｘ線透視像、Ｘ線撮影像、ま
たは、Ｘ線ＣＴ画像の横断断層面の視野を拡大すること
ができる。

【０２７３】さらには、Ｘ線像のＳ／Ｎ比を向上させる
ことができるので、肺癌等の診断能を向上させることが
できる。

【０２７４】（実施の形態３）図１６は本発明の実施の
形態３のＸ線撮影装置のＸ線管の配置を説明するための
図であり、前述する実施の形態１および２のＸ線撮影装
置のＸ線管の個数を２個ではなく、１個あるいは３個に
した場合である。

【０２７５】図１６において、１（ｃ）はＸ線管１
（ａ），１（ｂ）と同じように、Ｘ線管である。

【０２７６】図１６（Ａ）は、前述する実施の形態１お
よび２に示すようにＸ線管を２個搭載した、もしくは、
複数個のＸ線管を搭載したＸ線撮影装置において、１個
のＸ線管のみを用いて撮像を行う場合の図であり、Ｘ線
管１（ａ）をＸ線管移動用レール１０上で移動させ、Ｘ
線検出器の正面に位置し、撮影を行う。

【０２７７】なお、この場合の正面とは、Ｘ線検出器と
回転板６の回転中心とを結ぶ直線の延長線上である。

【０２７８】この場合の撮影にはＸ線管１（ａ）のみを
使用し、Ｘ線管１（ｂ）は使用しない。

【０２７９】このとき撮影は、従来の回転ＤＳＡ装置あ
るいはコーンビームＣＴ装置と等価である。

【０２８０】なお、ここではＸ線管１（ａ）を用いて撮
影を行う場合について示したが、使用するＸ線管の選択
はＸ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｂ）の内から、どち
らか一方を、その使用頻度等に応じて選択できることは
言うまでもない。

【０２８１】図１６（Ｂ）は、Ｘ線管の個数を３個とし
た場合を示す図であり、Ｘ線管１（ｂ）をＸ線検出器の
正面に配置し、Ｘ線管１（ａ）およびＸ線管１（ｃ）を
Ｘ線管１（ｂ）に対してそれぞれ左右に２θだけ傾けた
位置に対称に配置する。

【０２８２】なお、Ｘ線管が４個以上の場合も、同様に
して、Ｘ線検出器に対して対称な位置にＸ線管をそれぞ
れ配置することにより、撮影視野を更に拡大することが
できることは言うまでもない。

【０２８３】次に、Ｘ線管の傾きθと、Ｘ線管の個数と
の関係を説明するための図を図１７に示し、以下、図１
７に基づいて、Ｘ線管の傾きθと、Ｘ線管の個数との関
係を説明する。

【０２８４】図１７は、前述するように、３個のＸ線管
を図１６（Ｂ）に示されるように配置した場合に、それ
ぞれのＸ線管が同一のＸ線発生点位置Φに存在する場合
の、それぞれのＸ線検出器の検出面の位置を重ね合わせ
て示したものである。

【０２８５】回転中心Ｏに対する、重ね合わされたＸ線
検出器の全視野角を２γとするとγは、このとき図１７
から明らかなように、次式（１１）で表せる。

【０２８６】 γ＝β＋２θ ・・・・・・（１１）ただし、βは前述する式（３）で与えられる角度であ
る。

【０２８７】一方、一般にＸ線管をＮ個（ただし、Ｎ≧
１の自然数）用いた場合のγは、次式（１２）で与えら
れる。

【０２８８】 γ＝β＋（Ｎ−１）θ ・・・・・・（１２）また、このようにして求めたγに対して、撮影視野角２
αは前述する式４を用いて求めることができる。

【０２８９】また、Ｘ線管がＮ個存在する場合にも、前
述する実施の形態１および２に記載する撮影手順を適用
することができる。

【０２９０】前述する実施の形態１に記載する撮影手順
を適用する場合、全ての隣接する２つのＸ線管につい
て、その間の角度２θが次式（１３）となるように、全
てのＸ線管を配置する。

【０２９１】２θ＝ΔΦ（Ｍ＋１／Ｎ）・・・・・・（１３）このとき回転板６の角度ΔΦ／Ｎの回転毎に、Ｎ個のＸ
線管の内のいずれか１つが順番に各Ｘ線検出点上に位置
するので、回転板６を等速度で１回転することにより、
全てのＸ線発生点Φ（０）、Φ（１）、…、Φ（Ｌ−
１）において、容易に透視または撮影を行うことができ
る。

【０２９２】図１８は実施の形態３のＸ線撮影装置にお
いて、Ｘ線管を一般的にＮ個用いて撮影を行った場合
の、合成画像の視野サイズを水平方向および垂直方向に
ついて示した図である。

【０２９３】図１８において、Ｈは合成画像の水平方向
の視野サイズを示しており、一方、Ｖは合成画像の垂直
方向の視野サイズを示している。

【０２９４】ただし、この場合の視野サイズは表示画面
９７上の表示部分９６の大きさを表しているのではな
く、これらに対応する仮想検出器面９０上の大きさを表
すものとする。

【０２９５】仮想検出器面９０は回転板６の回転中心Ｏ
の位置に存在するものと定義されているため、仮想検出
器面上の視野サイズは被検体１１の中心位置における視
野サイズを表現する。

【０２９６】したがって、前述するように、本実施の形
態で定義される視野サイズＨおよびＶの値は、被検体１
１の大きさに対して、視野サイズを決定する際に直接利
用することができる。

【０２９７】図１８において、Ｖの値はＸ線検出器の視
野が円形であるために、垂直方向に制限される極小の視
野サイズとして定義される。

【０２９８】一般的に、Ｘ線管の個数Ｎに依存してこれ
らの値は変化するが、このような値の変化量は僅かであ
る。

【０２９９】したがって、これらを前述する図１４に示
されるようなＸ線管の個数Ｎが２の場合のＶの値で代表
しても実用上差し支えないので、前述するように、式
（８）、（９）によって与えられる。

【０３００】一方、水平方向の視野サイズＨの値は、前
述する式（１０）および式（１１）によって与えられ
る。

【０３０１】以上より、式（８）〜（１０）および式
（１１）を用いて、Ｘ線管の個数ＮとＸ線管の傾きθと
をパラメータとする、合成画像の水平方向および垂直方
向の視野サイズＨ、Ｖをそれぞれ求めることができる。

【０３０２】図１９は実施の形態３のＸ線撮影装置にお
ける透視、および、撮影される被検体１１のＸ線透過像
の、空間分解能、撮影時間、および、Ｘ線管の傾きθに
対する、合成画像の視野サイズの代表値を、Ｘ線管の個
数Ｎが１〜４の場合について示す図である。

【０３０３】図１９においては、前述するように、Ｘ線
管の回転半径Ｄは７２０ｍｍ、回転板６の回転中心とＸ
線検出器との距離ｄは３８０ｍｍとする。

【０３０４】また、テレビカメラ５は走査数５２５本、
毎秒６０フレームで画像を取り込むものとし、Ｘ線発生
点の個数Ｌを２８８個とする。

【０３０５】図１９（Ａ）は、Ｘ線イメージインテンシ
ファイア３の７、９、１２、１６インチの各撮影モード
に対する、空間分解能を示している。

【０３０６】ここで、空間分解能はＸ線管の傾きθを０
とした場合の、回転板６の回転中心Ｏの位置における空
間分解能で定義してある。

【０３０７】Ｘ線管の傾きθを大きくした場合、空間分
解能が変化するが、これはＸ線検出器の検出面上の位置
や、Ｘ線検出器のＸ線管に対する位置等によって異なる
ことは言うまでもない。

【０３０８】図１９（Ａ）に示される値は、代表的な空
間分解能の値である。

【０３０９】図１９（Ｂ）は、Ｘ線管の個数Ｎと撮影時
間の関係を示している。

【０３１０】ただし、ここでの撮影時間は、前述する実
施の形態１に示す撮像手順に従って透視または撮影を行
う際に要する時間を示している。

【０３１１】この手順に従って、透視または撮影を行っ
た場合、Ｘ線管の個数Ｎが１である場合に要する撮影時
間をＴとすると、Ｘ線管の個数がＮ個である場合に要す
る撮影時間はＮＴとなる。

【０３１２】図１９（Ｃ）は、合成画像の垂直方向の視
野サイズＶを、各Ｘ線イメージインテンシファイア３の
撮影モードに対して、Ｘ線源の傾きθが５度、１０度、
１５度の場合について計算したものである。

【０３１３】なお、合成画像の垂直方向の視野サイズＶ
については、図１２（Ｂ）を参照されたい。

【０３１４】本実施例のＸ線撮影装置においては、図１
９（Ａ）〜（Ｃ）および図１２（Ｂ）に示される値が、
それぞれ読み出し専用メモリに参照テーブルとして格納
され、撮影時において、Ｘ線イメージインテンシファイ
ア３の撮影モード、Ｘ線管の傾きθの決定に利用され
る。

【０３１５】なお、図１９（Ｃ）および図１２（Ｂ）に
おいては、簡単のためＸ線管の傾きθとして、５、１
０、１５度の３種類のみを示してあるが、実際には更に
細かいθの刻みに対して参照テーブルを用意することに
より、撮影時におけるθの設定をより適切に行うことが
できることは言うまでもない。

【０３１６】図２０は本実施の形態３のＸ線撮影装置に
おいて、被検体１１の測定領域の大きさに基づいて、Ｘ
線管の個数Ｎ、Ｘ線イメージインテンシファイア３の撮
影モード、Ｘ線管の傾きθを決定し、撮影を開始するま
での手順を示したブロック図である。

【０３１７】ただし、Ｘ線管の個数Ｎは実際に搭載され
ているＸ線管の個数Ｎに対して、１〜Ｎの範囲で決定を
行うものとする。

【０３１８】まず、被検体大きさ測定手段２６により測
定した被検体１１の大きさ、あるいは作業者により設定
された被検体１１の大きさに基づいて被検体１１の測定
領域を決定し、メモリに記録する（ステップ６００）。

【０３１９】次に、ステップ６００でメモリに記録され
た被検体１１の測定領域の大きさに対し、これらの全て
あるいは大部分を包含するような水平方向および垂直方
向の視野サイズＨ、Ｖの組を全て選択し、候補とする
（ステップ６０１）。

【０３２０】なお、Ｈ、Ｖの組を求める際には、あらか
じめ読み出し専用メモリ上に格納された前述する図１９
および図１２（Ｂ）に相当するテーブルを参照すること
で行う。

【０３２１】次に、ステップ６０１において選択した
Ｈ、Ｖの組に対して、これらを実現するＸ線管の個数
Ｎ、Ｘ線イメージインテンシファイア３の撮影モード、
Ｘ線管の傾きθの組合せを全て候補値としてメモリに記
録する（ステップ６０２）。

【０３２２】ステップ６０２で記録された全ての候補値
の中から、水平方向および垂直方向の視野サイズＨ、Ｖ
や、空間分解能や、撮影時間に応じて最適な候補値を決
定する（ステップ６０３）。

【０３２３】なお、最適な候補値の決定は、自動的に行
ってもよいし、または作業者が手動で行ってもよいし、
あるいは両方を組み合わせることで、半自動的に行って
もよいことは言うまでもない。

【０３２４】最適な候補を求める際には、あらかじめ読
み出し専用メモリ上に格納された前述する図１９および
図１２（Ｂ）に相当するテーブルを参照することで行
う。

【０３２５】最適な候補値の自動的な決定の方法として
は、たとえば、以下に示すような方法がある。

【０３２６】まず、１番目に、全ての候補値の中から、
被検体１１の測定領域の大きさに対して極端に大きい
Ｈ、Ｖの組を候補値の中から除外する。

【０３２７】次に、２番目として、残された候補値の中
から空間分解能の高いものを上位から順に幾つか選択し
て、残りの候補値を除外する。

【０３２８】３番目として、残された候補値の中から、
最も撮影時間が短いものを最適な候補値として選択す
る。

【０３２９】なお、前述する１〜３番目の手順は、作業
者の意志により自由に順番を変えてもよいことは言うま
でもない。

【０３３０】また、前述する１〜３の手順の内のいずれ
かの手順、または、全ての手順を作業者の意志に基づい
て手動で行い、残りの手順を、たとえば、情報処理装置
で自動的に行わせるという、半自動的あるいは手動的な
方法によって、最適な候補値を決定できることは言うま
でもない。

【０３３１】次に、ステップ６０３で求めた最適な候補
値を、図示しないメモリに記録する（ステップ６０
４）。

【０３３２】ステップ６０４で求めた最適な候補値に対
して、まず、次式（１４）を満たすような最小のＭを求
める。

【０３３３】次に、この最小のＭに対する正確なＸ線管
１の傾きθを、前述する式（１３）によって求める（ス
テップ６０５）。

【０３３４】２θ≦ΔΦ（Ｍ＋１／Ｎ）・・・・・・（１４）ステップ６０４で図示しないメモリに格納された候補値
のうち、Ｘ線管の傾きθをステップ６０５で求めた正確
なＸ線管の傾きθに置き換えて、最終的な設定値とする
（ステップ６０６）。

【０３３５】次に、ステップ６０６で記録された最終的
な設定値に対して、Ｘ線管の個数Ｎ、Ｘ線イメージイン
テンシファイア３の撮影モードを設定する。

【０３３６】さらには、Ｘ線管の傾きθが設定値となる
ように、Ｘ線管移動用レール１０上でＸ線管を移動す
る。また、作業者は必要に応じて、それぞれのＸ線管に
対して、前述する方法でＸ線照射範囲を変化させる（ス
テップ６０７）。

【０３３７】最後に、ステップ６０８において、撮影を
開始する。

【０３３８】なお、この場合には、イメージメモリ１１
１のサイズは、たとえば、Ｘ線管が３個の場合には、Φ
（０）（ａ）、Φ（０）（ｂ）、Φ（０）（ｃ）という
ように、バンクを増やすことは言うまでもない。

【０３３９】以上説明したように、本実施の形態３のＸ
線撮影装置によれば、複数方向から被検体１１のＸ線透
視像、Ｘ線撮影像、または、Ｘ線ＣＴ計測値を得るため
に、複数個のＸ線管１（ａ），１（ｂ）とこれらに対向
するＸ線イメージシンテンシファイア３とから構成され
る撮影系を固定した回転板６を被検体１１を中心として
回転することにより、回転板６の回転面と平行な方向に
Ｘ線検出器であるＸ線イメージインテンシファイア３の
視野よりも広い領域のＸ線透過像を得ることができる。

【０３４０】したがって、Ｘ線透視像、Ｘ線撮影像、ま
たは、Ｘ線ＣＴ画像の横断断層面の視野を拡大すること
ができる。

【０３４１】さらには、Ｘ線像のＳ／Ｎ比を向上させる
ことができるので、肺癌等の診断能を向上させることが
できる。

【０３４２】以上、本発明を実施の形態１〜３に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施に形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々変更可能であることは勿論である。

【０３４３】例えば、Ｘ線検出器としてＸ線イメージイ
ンテンシファイア３、光学レンズ系４および高解像度撮
像管を撮影素子とするテレビカメラ５から構成されるも
のを用いたが、その他のＸ線検出器に対しても、本発明
が適用できることは勿論である。

【０３４４】なお、前述する他のＸ線検出器としては、
たとえば、Ｘ線イメージインテンシファイア、光学レン
ズ系およびＣＣＤカメラから構成されるＸ線検出器や、
蛍光板、光学レンズ系および高解像度撮像管またはＣＣ
Ｄを撮影素子とするテレビカメラから構成されるＸ線検
出器や、２次元半導体センサ等が挙げられる。

【０３４５】また、本願発明は、一般的なＸ線透視装
置、Ｘ線撮影装置、立体Ｘ線撮影装置等にも適用できる
ことは言うまでもない。

【０３４６】また、前述する図１２および図１９に示す
ように、Ｘ線管１の数を増やすと合成によって得られる
Ｘ線像の視野角は拡大するが、Ｘ線管１の増加に伴い撮
像に要する時間、および、Ｘ線像を格納するために必要
となるイメージメモリ１１１のメモリ容量が増大すると
共に、Ｘ線撮影装置の構成も複雑なものとなる。

【０３４７】一方、隣接するＸ線管の間隔θを大きくす
ることにより、合成によって得られるＸ線像のＨ方向の
大きさは大きくできるが、Ｖ方向の大きさが小さくなっ
てしまう。

【０３４８】したがって、本願発明のＸ線撮影装置で
は、Ｘ線管１の個数は２〜３個程度であり、その間隔θ
は０〜１５度程度が適している。

【０３４９】なお、間隔θが０度の時は、たとえば、図
１６に示すように、複数個のＸ線管の内の１個を使用す
ることによって、実現することができる。

【０３５０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下の通りである。

【０３５１】（１）被検体を静止させたままで、Ｘ線検
出器の視野角よりも大きい視野角のＸ線像を撮像するこ
とができる。

【０３５２】（２）Ｘ線イメージインテンシファイアで
増幅したＸ線像を、直接、テレビカメラで電気信号に変
換するので、明室での撮像が可能となる。

【０３５３】（３）Ｘ線像の合成に不必要となるＸ線の
照射範囲することにより、被検体に照射されるＸ線の量
を制限できるので、被検体のＸ線の被爆量を最小限に抑
えることができる。

【０３５４】（４）Ｘ線照射手段の間隔を調整すること
により、被検体の大きさおよび撮像に要求されるＸ線検
出手段の分解能を変更できるので、被検体に適した条件
でＸ線像の撮像が行える。

【０３５５】（５）各Ｘ線照射手段を回転中心を中心と
する円周上に所定の間隔で設定することにより、各Ｘ線
照射手段から照射されるＸ線で撮像したＸ線像の補正を
同一の手順で行えるので、各Ｘ線像の補正を容易に行え
る。

【０３５６】（６）Ｘ線を照射しＸ線像を撮像する位置
である、回転の所定の位置に２個以上のＸ線照射手段が
同時に位置しないようにＸ線照射手段を配置することに
より、回転手段が１回転する間に各Ｘ線照射手段が順番
にＸ線像を撮像する位置に到達するので、回転手段を１
回転させるのみでＸ線撮像が行える。

【０３５７】また、動作するＸ線照射手段が必ず１個で
あるので、回転手段を等速度で回転させることができ
る。

【０３５８】（７）Ｘ線を照射しＸ線像を撮像する位置
である、回転の所定の位置に到達したＸ線照射手段を所
定の順番で動作させることにより、Ｘ線像の撮像順番を
確定することができるので、Ｘ線像の格納が容易とな
る。

【０３５９】（８）回転手段の１回転ごとに動作させる
Ｘ線照射手段を１個づつ特定することにより、Ｘ線照射
手段の切替動作が簡単化できるので、Ｘ線照射手段、回
転手段およびＸ線撮像手段の制御が容易にできる。

【０３６０】（９）再構成手段を具備することにより、
Ｘ線撮像手段の視野角よりも大きい視野角のＸ線像に基
づいて断層像の再構成ができるので、被検体を静止させ
たままで、Ｘ線検出器の視野角よりも大きい視野角の大
きい断層像を再構成できる。

【０３６１】（１０）２θ＝ΔΦ（Ｍ＋１／Ｎ）を満足
するように、隣接するＸ線照射手段が回転中心となす角
度と、回転の所定の位置ΔΦとをを設定することによ
り、回転手段が１回転する間に各Ｘ線照射手段が順番に
Ｘ線像を撮像する位置に到達するので、回転手段を１回
転させるのみでＸ線撮像が行える。

【０３６２】また、回転の所定の位置が等間隔となるの
で、Ｘ線照射手段の動作間隔を一定にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のＸ線撮影装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１におけるＸ線像の撮像時の回転板
の回転角と各Ｘ線管との位置関係を説明するための図で
ある。

【図３】実施の形態１のＸ線管１（ａ）とＸ線管１
（ｂ）とが同一のＸ線発生点位置Φに存在する場合のそ
れぞれのＸ線検出器の検出面位置を示した図である。

【図４】実施の形態１のＸ線撮影装置におけるＸ線管１
（ａ）およびＸ線管１（ｂ）の回転板に対する傾きθ
と、撮影視野角２αとの関係を示すグラフである。

【図５】実施の形態１のＸ線撮影装置のＸ線照射位置を
説明するための図である。

【図６】実施の形態１のＸ線撮影装置における回転板の
回転角とＸ線管１（ａ），１（ｂ）との関係の一例を説
明するための図である。

【図７】実施の形態１のＸ線撮影装置のＸ線管１（ａ）
およびＸ線管１（ｂ）の傾きθの決定方法を説明するた
めの図である。

【図８】実施の形態１のＸ線撮影装置における同一のＸ
線発生点において照射されたＸ線によって透視または撮
影された２枚の被検体のＸ線透過像を１枚に合成する方
法を説明するための図である。

【図９】図８に示す画像合成によって得られた合成画像
を説明するための図である。

【図１０】実施の形態１のＸ線撮影装置における同一の
Ｘ線発生点でのＸ線像を合成する際の重複部分の合成方
法を説明するための図である。

【図１１】図７に示す合成画像の視野サイズを説明する
ための図である。

【図１２】実施の形態１のＸ線撮影装置におけるＸ線透
過像の空間分解能、および、Ｘ線管とその傾きθとに対
する合成画像の視野サイズの代表値を示す図である。

【図１３】実施の形態１のＸ線撮影装置が撮影を開始す
るまでの手順を説明するための図である。

【図１４】実施の形態１のＸ線撮影装置の動作を説明す
るためのブロック図である。

【図１５】実施の形態２のＸ線撮影装置における回転板
の回転と、Ｘ線管１（ａ）、Ｘ線管１（ｂ）によるＸ線
照射の関係の一例を説明するための正面模式図である。

【図１６】本発明の実施の形態３のＸ線撮影装置のＸ線
管の配置を説明するための図である。

【図１７】Ｘ線管の傾きθと、Ｘ線管の個数との関係を
説明するための図である。

【図１８】実施の形態３のＸ線撮影装置において、Ｘ線
管をＮ個用いて撮影を行った場合の、合成画像の視野サ
イズを水平方向および垂直方向について示した図であ
る。

【図１９】実施の形態３のＸ線撮影装置における透視、
および、撮影される被検体のＸ線透過像の、空間分解
能、撮影時間、および、Ｘ線管の傾きθに対する、合成
画像の視野サイズの代表値を示す図である。

【図２０】本実施の形態３のＸ線撮影装置において、被
検体の測定領域の大きさに基づいて、Ｘ線管の個数、Ｘ
線イメージインテンシファイアの撮影モード、Ｘ線管の
傾きを決定し、撮影を開始するまでの手順を示したブロ
ック図である。

【符号の説明】

１（ａ），１（ｂ），１（Ｃ）…Ｘ線管、２…Ｘ線グリ
ッド、３…Ｘ線イメージインテンシファイア、４…光学
レンズ系、５…テレビカメラ、６…回転板、７…寝台天
板、８…錘、９…錘移動用レール、１０…Ｘ線管移動用
レール、１１…被検体、１２…撮影制御手段、１３…回
転板駆動手段、１４…Ｘ線管位置制御手段、１５…錘位
置制御手段、１６…Ｘ線管位置計測手段、１７…回転板
角度計測手段、１８…画像収集処理手段、１９…画像表
示手段、２０…Ｘ線検出器の検出面、２１…線検出器移
動用レール、２２…Ｘ線検出器位置制御手段、２３…Ｘ
線検出器位置計測手段、２４（ａ），２４（ｂ）…コリ
メータ、２５…Ｘ線照射範囲制御手段、２６…被検体大
きさ測定手段、１１０…Ａ／Ｄ変換器、１１１…イメー
ジメモリ、１１２…幾何学歪補正手段、１１３…画像合
成手段、、１１４…再構成手段、１１５…再構成用のイ
メージメモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体にＸ線を照射するＸ線照射手段
と、前記被検体をＸ線で撮像するＸ線撮像手段と、前記
Ｘ線照射手段および前記Ｘ線撮像手段を前記被検体の周
りに回転させる回転手段とを有するＸ線撮影装置におい
て、前記複数個のＸ線照射手段を所定の間隔で設定するＸ線
照射手段設定手段と、前記回転手段を制御し、前記複数
個のＸ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との相対的な位置
を保持したまま、前記複数個のＸ線照射手段と前記Ｘ線
撮像手段とを被検体の周りに回転させ、前記複数個のＸ
線照射手段が回転の所定の位置に到達したときには、該
回転の所定の位置に到達したＸ線照射手段を動作させて
Ｘ線を照射し、被検体のＸ線撮像を行うＸ線撮像制御手
段と、前記複数個のＸ線照射手段が前記所定の位置のと
きに撮像した複数のＸ線像を合成し、前記Ｘ線撮像手段
の視野角より大きい視野角のＸ線像を合成して、該Ｘ線
像を前記所定の位置で撮像されたＸ線像とするＸ線像合
成手段とを具備することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】前記Ｘ線撮像手段は、前記被検体を透過
したＸ線像を電気信号に変換するＸ線検出器であること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】前記Ｘ線検出器は２次元Ｘ線検出器であ
り、前記Ｘ線照射手段は円錐状のＸ線を照射するＸ線照
射装置であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮
影装置。
【請求項４】前記Ｘ線撮像手段はＸ線イメージインテ
ンシファイアとテレビカメラとからなるＸ線検出装置で
あり、前記Ｘ線照射手段は円錐状のＸ線を照射するＸ線
照射装置であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線
撮影装置。
【請求項５】前記複数個のＸ線照射手段は、Ｘ線の照
射範囲を所定の範囲に制限する照射範囲制限手段を具備
することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項
に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】前記Ｘ線照射手段設定手段は、被検体の
撮影対象部分の大きさに基づいて、前記各Ｘ線照射手段
間の間隔を設定することを特徴とする請求項１ないし５
のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】前記Ｘ線照射手段設定手段は、前記各Ｘ
線照射手段間の間隔を各々のＸ線照射手段の照射範囲を
合わせた照射範囲が前記被検体を覆う間隔に設定するこ
とを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載
のＸ線撮影装置。
【請求項８】前記Ｘ線照射手段設定手段は、前記複数
のＸ線照射手段と前記Ｘ線撮像手段との回転中心を中心
とする円周上に、前記各Ｘ線照射手段間の間隔を所定の
値に設定することを特徴とする請求項１ないし７のいず
れか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】前記Ｘ線照射手段設定手段は、前記複数
個のＸ線照射手段の内２個以上が同時に前記回転の所定
の位置に到達しない間隔で前記複数個のＸ線照射手段を
設定し、前記回転の所定の位置に到達したＸ線照射手段
を動作させてＸ線を照射し、被検体のＸ線撮像を行うこ
とを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載
のＸ線撮影装置。
【請求項１０】前記Ｘ線撮像制御手段は、前記回転の
所定の位置に到達した前記Ｘ線照射手段を所定の順番で
１個づつ動作させることを特徴とする請求項１ないし８
のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１１】前記Ｘ線撮像制御手段は、前記回転手
段の１回転ごとに、前記複数個のＸ線照射手段の内から
１個のＸ線照射手段を動作させることを特徴とする請求
項１ないし９のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１２】前記Ｘ線像を被検体の断層像に再構成
する再構成手段を具備することを特徴とする請求項１な
いし１１のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１３】前記Ｘ線を照射する前記回転の所定の
位置は、前記被検体の周囲３６０°を任意の整数個に等
分割する角度ΔΦ、前記複数個のＸ線照射手段の数を
Ｎ、前記Ｘ線照射手段の内で隣接するＸ線照射手段が回
転中心となす角度を２θとしたときに、任意の整数値Ｍ
に対して、隣接する前記Ｘ線照射手段がなす角度を２θ
＝ΔΦ（Ｍ＋１／Ｎ）とすることを特徴とする請求項１
ないし１２のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。