特開 2025-1323 Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025001323

(43)【公開日】2025-01-08

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/046 20180101AFI20241225BHJP

【ＦＩ】

G01N23/046

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023100838

(22)【出願日】2023-06-20

(71)【出願人】

【識別番号】506382792

【氏名又は名称】コムスキャンテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(72)【発明者】

【氏名】田中 靖和

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA11

2G001CA01

2G001DA09

2G001HA07

2G001HA14

2G001JA08

2G001JA09

(57)【要約】

【課題】ヘリカルスキャンにおいて、被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置の制御方法を提供する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ軸方向に位置決めされたステージ１３を、回転軸Ｐ１を中心として回転させるとともに、ステージ１３とＸ線源１１及び検出器１２とをＺ軸方向に相対移動させ、ステージ面１３ａ上に載置された被検体ＷにＸ線を照射することによって検出器１２により投影データＤＰ２０を取得する撮影制御部３０を有する。撮影制御部３０は、回転駆動機構１４を制御してステージ１３を相対的に回転させるとともに、Ｙ軸方向とＺ軸方向との比率を維持しつつ検出領域１２ａの一部の対象領域をＹ軸方向に拡大させる拡大倍率に基づいて、Ｚ軸方向移動機構１６を制御してステージ１３をＺ軸方向に相対移動させて、投影データＤＰ２０を取得する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ軸方向にＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源によって照射される前記Ｘ線の検出領域を有する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間に位置し、被検体を支持可能なステージ面を有するステージと、
前記Ｘ線の照射方向及び前記ステージの前記ステージ面に対してそれぞれ直交する回転軸を中心として、前記ステージを、前記Ｘ線源及び前記検出器に対して相対的に回転させる回転駆動機構と、
前記Ｘ軸方向において、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを相対移動させるＸ軸方向移動機構と、
前記回転軸が延びる方向であるＺ軸方向において、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを相対移動させるＺ軸方向移動機構と、
前記Ｘ軸方向に位置決めされた前記ステージを、前記回転軸を中心として相対的に回転させるとともに、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを前記Ｚ軸方向に相対移動させ、前記ステージ面に支持された前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により投影データを取得する撮影制御部と、
を有し、
前記投影データに基づいて、前記被検体の断層画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、前記回転駆動機構を制御して前記ステージを相対的に回転させるとともに、前記Ｘ軸方向及び前記Ｚ軸方向にそれぞれ直交するＹ軸方向と前記Ｚ軸方向との比率を維持しつつ前記検出領域の一部の対象領域を前記Ｙ軸方向に拡大させる拡大倍率に基づいて、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、前記投影データを取得する、
Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記撮影制御部は、前記拡大倍率に基づいて、前記Ｘ軸方向移動機構を制御して前記ステージを前記Ｘ軸方向に相対移動させることにより、前記検出領域の一部の対象領域を拡大させた後、前記回転駆動機構を制御して前記ステージを、前記Ｘ線源及び前記検出器に対して相対的に回転させるとともに、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源とを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、投影データを取得する、
Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項3】

請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記撮影制御部は、前記検出領域の一部の対象領域が前記検出領域のＹ軸方向の範囲内に収まる倍率を前記拡大倍率として決定する、
Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項4】

請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記撮影制御部は、前記被検体のうち、前記Ｙ軸方向の幅が最も広い位置を基準として、前記拡大倍率を決定する、
Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項5】

請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記撮影制御部は、前記Ｚ軸方向において、拡大後の前記対象領域の他方端が前記検出領域の他方端に一致するまで、前記ステージを前記Ｚ軸方向の一方に相対的に移動させる制御を行ってから、前記ステージを前記Ｚ軸方向の他方に相対的に移動させる制御を行い、投影画像を取得する、
Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記撮影制御部は、
前記拡大倍率を設定する倍率決定部と、
前記拡大倍率によって拡大する場合に、前記Ｚ軸方向において前記検出領域の範囲外に位置する前記対象領域の部分を撮影するための前記Ｚ軸方向への移動量を決定するＺ軸方向移動量決定部と、
前記拡大倍率に応じて、前記Ｘ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源とを前記Ｘ軸方向に相対移動させるＸ軸方向移動制御部と、
前記Ｚ軸方向への前記移動量に応じて、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを前記Ｚ軸方向に相対移動させるＺ軸方向移動制御部と、
を含む、
Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項7】

Ｘ軸方向にＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源によって照射されるＸ線の検出領域を有する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間に位置し、被検体を支持可能なステージ面を有するステージと、
を有し、
前記Ｘ線の照射方向及び前記ステージの前記ステージ面に対してそれぞれ直交する回転軸を中心として、前記ステージを、前記Ｘ線源及び前記検出器に対して相対的に回転させながら、前記ステージ面に支持された前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により取得された投影データに基づいて、前記被検体の断層画像を再構成するＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
前記Ｘ軸方向及び前記回転軸が延びる方向であるＺ軸方向にそれぞれ直交するＹ軸方向と前記Ｚ軸方向との比率を維持しつつ前記検出領域の一部の対象領域を前記Ｙ軸方向に拡大させる拡大ステップと、
前記ステージを回転させるとともに、前記拡大ステップにおける拡大倍率に基づいて、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、前記ステージ上に載置または取付られた前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により投影データを取得する投影データ取得ステップと、
を含む、
Ｘ線ＣＴ装置の制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法において、
前記拡大ステップでは、前記拡大倍率に基づいて、前記ステージを前記Ｘ軸方向に移動させる、
Ｘ線ＣＴ装置の制御方法。

【請求項9】

請求項７または８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法において、
前記回転軸に直交する方向の少なくとも一方向に見て、前記被検体の全体が、前記検出領域に収まるように前記被検体を前記Ｘ軸方向に位置決めする位置決めステップをさらに含み、
前記拡大ステップでは、前記被検体を前記Ｘ軸方向に位置決めした状態で、前記対象領域を拡大させる、
Ｘ線ＣＴ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線照射によって被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線源によってＸ線を被検体としての試料等に照射しながら前記被検体を回転テーブルによって回転させて、多数の方向から得られたＸ線投影データに基づいて、試料の断層画像を得るＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置が知られている。

【0003】

高い分解能の断層画像を得る方法の一つとして、Ｘ線投影データの撮影倍率を上げる方法がある。前記Ｘ線ＣＴ装置の前記回転テーブルを、前記被検体とともに、前記Ｘ線源に近づけることで、撮影倍率を上げることができる。また、例えば、Ｘ線を検出する検出器の検出領域の範囲内に、前記被検体の全体または一部の注目箇所が収まるように撮影倍率を設定することによって、より高い分解能の断層画像を得ることができる。しかしながら、前記検出器の検出領域の範囲内に、前記被検体が収まるように撮影倍率を設定するには、前記Ｘ線投影データを取得しながら、所望の撮影倍率が得られるまで何度も前記回転テーブルを移動させて、Ｘ線源に対する前記被検体の位置を修正する必要がある。

【0004】

そこで、特許文献１では、所望の撮影倍率が得られる移動量の計算を容易に行うためのＸ線ＣＴ装置が開示されている。前記特許文献１のＸ線ＣＴ装置では、具体的には、予備的に取得したＸ線投影データに基づいて再構成した再構成画像を一方向に見た投影像において、ＲＯＩ（関心領域）を設定し、前記ＲＯＩが検出器の検出領域に収まった状態で前記ＲＯＩをＸ線ＣＴ撮影できる移動量を計算する。

【0005】

また、特許文献２には、逆投影画像において高倍率の被検物が得られるようなＸ線源と被検物との距離を算出するための予備検査を行うＸ線検査装置が開示されている。前記特許文献２のＸ線検査装置は、本検査の前に前記予備検査を行う。前記予備検査では、被検物の投影像の拡大のために、複数の回転角度において取得したＸ線投影データにおける前記被検物の外縁部によって定まる被検物領域に基づいて、前記被検物をＸ線源へ近づける移動量を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－１３４５２８号公報

【特許文献2】国際公開第２０１６／１７０６８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、回転テーブルを回転軸方向に移動させて被検体のＸ線投影データを取得するヘリカルスキャンという技術が知られている。前記ヘリカルスキャンによれば、例えば、回転テーブルの回転軸方向に長い被検体の全体を撮影できる。前記ヘリカルスキャンにおいて、前記被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、拡大倍率の設定を容易にすることが望まれている。

【0008】

特許文献１及び２には、前記ヘリカルスキャンにおいて、前記被検体が前記検出領域に収まるように撮影倍率を設定する方法が、具体的に開示されてない。したがって、所望の撮影倍率を得るためには、Ｘ線源に対する前記被検体の位置を試行錯誤して決める必要がある。このため、オペレータの知識及び経験によっては適切な拡大倍率を設定することが難しかったり、時間がかかったりしていた。

【0009】

本発明の目的は、ヘリカルスキャンにおいて、被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

態様１に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ軸方向にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源によって照射される前記Ｘ線の検出領域を有する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器との間に位置し、被検体を支持可能なステージ面を有するステージと、前記Ｘ線の照射方向及び前記ステージの前記ステージ面に対してそれぞれ直交する回転軸を中心として、前記ステージを、前記Ｘ線源及び前記検出器に対して相対的に回転させる回転駆動機構と、前記Ｘ軸方向において、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを相対移動させるＸ軸方向移動機構と、前記回転軸が延びる方向であるＺ軸方向において、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを相対移動させるＺ軸方向移動機構と、前記Ｘ軸方向に位置決めされた前記ステージを、前記回転軸を中心として相対的に回転させるとともに、前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを前記Ｚ軸方向に相対移動させ、前記ステージ面に支持された前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により投影データを取得する撮影制御部と、を有し、前記投影データに基づいて、前記被検体の断層画像を再構成するＸ線ＣＴ装置である。前記Ｘ線ＣＴ装置の前記撮影制御部は、前記回転駆動機構を制御して前記ステージを相対的に回転させるとともに、前記Ｘ軸方向及び前記Ｚ軸方向にそれぞれ直交するＹ軸方向と前記Ｚ軸方向との比率を維持しつつ前記検出領域の一部の対象領域を前記Ｙ軸方向に拡大させる拡大倍率に基づいて、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、前記投影データを取得する。

【0011】

上述の構成では、Ｘ軸方向への移動により投影像の一部を拡大できる。ここで、前記検出領域の一部の対象領域を拡大した場合、拡大後の前記対象領域が前記Ｚ軸方向において前記検出領域の範囲外に位置する可能性がある。上述の構成では、前記検出領域の範囲外に位置する前記対象領域のはみ出し部分を撮影するために、前記被検体が前記Ｚ軸方向に相対的に移動するように撮影する。

【0012】

これにより、幅方向（Ｙ軸方向）に投影像を拡大できるとともに、Ｚ軸方向に被検体の全体を撮影することができる。

【0013】

よって、被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できる。

【0014】

態様２に係るＸ線ＣＴ装置は、態様１において、前記撮影制御部は、前記拡大倍率に基づいて、前記Ｘ軸方向移動機構を制御して前記ステージを前記Ｘ軸方向に相対移動させることにより、前記検出領域の一部の対象領域を拡大させた後、前記回転駆動機構を制御して前記ステージを、前記Ｘ線源及び前記検出器に対して相対的に回転させるとともに、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源とを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、投影データを取得する。

【0015】

上述の構成では、拡大倍率に基づいて、ステージを前記Ｘ軸方向に移動させることにより、前記検出領域の一部の対象領域を拡大させる。また、前記Ｘ軸方向への移動の後、前記ステージを回転及びＺ軸方向へ移動させて、投影データを取得する。これにより、前記検出領域の一部の対象領域を効率よく拡大できる。

【0016】

態様３に係るＸ線ＣＴ装置は、態様１において、前記撮影制御部は、前記検出領域の一部の対象領域が前記検出領域のＹ軸方向の範囲内に収まる倍率を前記拡大倍率として決定する。

【0017】

上述の構成によれば、Ｙ軸方向において、検出器の検出領域の範囲を超えて、対象領域の拡大倍率が設定されることを防止できる。これにより、被検体が検出領域からはみ出るような投影データが取得されることを防止できる。よって、撮影時のエラーを抑制することができる。

【0018】

態様４に係るＸ線ＣＴ装置は、態様１において、前記撮影制御部は、前記被検体のうち、前記Ｙ軸方向の幅が最も広い位置を基準として、前記拡大倍率を決定する。

【0019】

上述の構成では、Ｙ軸方向の幅がＺ軸方向において変化する場合でも、被検体が検出領域に収まるようにできる。これにより、被検体が検出領域からはみ出るような投影データが取得されることを防止できる。よって、撮影時のエラーを抑制することができる。

【0020】

態様５に係るＸ線ＣＴ装置は、態様１において、前記撮影制御部は、前記Ｚ軸方向において、拡大後の前記対象領域の他方端が前記検出領域の他方端に一致するまで、前記ステージを前記Ｚ軸方向の一方に相対的に移動させる制御を行ってから、前記ステージを前記Ｚ軸方向の他方に相対的に移動させる制御を行い、投影画像を取得する。

【0021】

上述の構成では、ステージを効率よく移動させて撮影できる。これにより、撮影時間を短縮できる。

【0022】

態様６に係るＸ線ＣＴ装置は、態様１から５のいずれか一つにおいて、前記撮影制御部は、前記拡大倍率を設定する倍率決定部と、前記拡大倍率によって拡大する場合に、前記Ｚ軸方向において前記検出領域の範囲外に位置する前記対象領域の部分を撮影するための前記Ｚ軸方向への移動量を決定するＺ軸方向移動量決定部と、前記拡大倍率に応じて、前記Ｘ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源とを前記Ｘ軸方向に相対移動させるＸ軸方向移動制御部と、前記Ｚ軸方向への前記移動量に応じて、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源及び前記検出器とを前記Ｚ軸方向に相対移動させるＺ軸方向移動制御部と、を含む。

【0023】

上述の構成によれば、設定した拡大倍率に応じて、Ｚ軸方向への移動量及びＸ軸方向への移動量を決定できる撮影制御部を容易に実現することができる。

【0024】

態様７に係るＸ線ＣＴ装置の制御方法は、Ｘ軸方向にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源によって照射されるＸ線の検出領域を有する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器との間に位置し、被検体を支持可能なステージ面を有するステージと、を有し、前記Ｘ線の照射方向及び前記ステージの前記ステージ面に対してそれぞれ直交する回転軸を中心として、前記ステージを、前記Ｘ線源及び前記検出器に対して相対的に回転させながら、前記ステージ面上に支持された前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により取得された投影データに基づいて、前記被検体の断層画像を再構成するＸ線ＣＴ装置の制御方法である。前記Ｘ線ＣＴ装置の制御方法は、前記Ｘ軸方向及び前記回転軸が延びる方向であるＺ軸方向にそれぞれ直交するＹ軸方向と前記Ｚ軸方向との比率を維持しつつ前記検出領域の一部の対象領域を前記Ｙ軸方向に拡大させる拡大ステップと、前記ステージを回転させるとともに、前記拡大ステップにおける拡大倍率に基づいて、前記ステージと前記Ｘ線源とを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、前記ステージ上に載置または取付られた前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により投影データを取得する投影データ取得ステップと、を含む。

【0025】

上述の構成では、Ｘ軸方向への移動により投影像の一部を拡大できる。ここで、前記検出領域の一部の対象領域を拡大した場合、拡大後の前記対象領域の一部が前記Ｚ軸方向において前記検出領域の範囲外に位置する可能性がある。上述の構成では、前記検出領域の範囲外に位置する前記対象領域のはみ出し部分を撮影するために、前記被検体を前記Ｚ軸方向に相対的に移動させるように撮影する。

【0026】

これにより、幅方向（Ｙ軸方向）に投影像を拡大できるとともに、Ｚ軸方向に被検体の全体を撮影することができる。

【0027】

よって、被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できる。

【0028】

態様８に係るＸ線ＣＴ装置の制御方法は、態様７において、前記拡大ステップでは、前記拡大倍率に基づいて、前記ステージを前記Ｘ軸方向に移動させる。

【0029】

上述の構成では、拡大倍率に基づいて、ステージを前記Ｘ軸方向に移動させることにより、前記検出領域の一部の対象領域を拡大させる。これにより、前記検出領域の一部の対象領域を効率よく拡大させることができる。

【0030】

態様９に係るＸ線ＣＴ装置の制御方法は、態様７または８において、前記回転軸に直交する方向の少なくとも一方向に見て、前記被検体の全体が、前記検出領域に収まるように前記被検体を前記Ｘ軸方向に位置決めする位置決めステップをさらに含み、前記拡大ステップでは、前記被検体を前記Ｘ軸方向に位置決めした状態で、前記対象領域を拡大させる。

【0031】

上述の構成によれば、一方向から見て、Ｙ軸方向の幅がＺ軸方向において変化する場合でも、被検体を検出領域内に収めることができる。これにより、対象領域の拡大前に、前記被検体が前記検出領域からはみ出るような投影データが取得されることを抑制できる。よって、撮影時のエラーまたは断層画像の画質低下を抑制できる。

【発明の効果】

【0032】

本発明の一態様に係るＸ線ＣＴ装置では、撮影制御部が、前記回転駆動機構を制御して前記ステージを回転させるとともに、前記Ｘ軸方向及び前記Ｚ軸方向にそれぞれ直交するＹ軸方向と前記Ｚ軸方向との比率を維持しつつ前記検出領域の一部の対象領域を前記Ｙ軸方向に拡大させる拡大倍率に基づいて、前記Ｚ軸方向移動機構を制御して前記ステージと前記Ｘ線源とを前記Ｚ軸方向に相対移動させて、前記投影データを取得する。

【0033】

上述の態様によれば、被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略的構成を示す機能ブロック図である。

【図2】図２は、投影像の拡大倍率について説明する平面図である。

【図3】図３は、投影像の拡大倍率について説明する側面図であり、図２の白抜き矢印ＩＩＩ矢視図である。

【図4】図４は、対象領域を拡大する前における検出領域と対象領域との関係を示す図である。

【図5】図５は、対象領域を拡大した後における検出領域と対象領域との関係を示す図である。

【図6】図６は、Ｚ軸方向において検出領域の一方端と拡大後の対象領域の一方端とが一致するように相対移動させた状態を示す図である。

【図7】図７は、Ｚ軸方向において検出領域の他方端と拡大後の対象領域の他方端とが一致するように相対移動させた状態を示す図である。

【図8】図８は、Ｘ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

【0036】

（全体構成）
図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の概略的構成を示す機能ブロック図である。

【0037】

なお、図１において、矢印Ｘは、Ｘ線ＣＴ装置１の座標系におけるＸ軸を示し、矢印Ｙは、Ｘ線ＣＴ装置１の座標系におけるＹ軸を示し、矢印Ｚは、Ｘ線ＣＴ装置１の座標系におけるＺ軸を示す。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれにおいて矢印の向きが正方向であり、矢印と逆の向きが負方向である。また、Ｘ軸及びＹ軸は、Ｘ線ＣＴ装置１の水平方向に延びる軸である。また、Ｚ軸は、Ｘ線ＣＴ装置１の上下方向に延びる軸である。以下では、Ｘ線ＣＴ装置１の上下方向を単に上下方向と称する。Ｚ軸方向において、Ｚ軸の矢印の向きを一方と称し、矢印と逆の向きを他方と称する。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸を含む水平面に対して直交する。また、別の観点からいえば、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに直交する。

【0038】

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線源１１と、検出器１２と、ステージ１３と、回転駆動機構１４と、Ｘ軸方向移動機構１５と、Ｚ軸方向移動機構１６と、記憶部２０と、撮影制御部３０と、再構成部４０と、操作部５１と、表示部５２と、を有する。

【0039】

Ｘ線源１１は、コーンビーム状のＸ線を発生する。Ｘ線源１１は、焦点が数マイクロメートルから数十マイクロメートルであるマイクロフォーカスＸ線管を含む。マイクロフォーカスＸ線管では、フィラメントから発生した電子を収束させ、収束させた電子をターゲットである陽極に当ててＸ線を発生させる。Ｘ線源１１は、水平方向の一方向であるＸ軸方向に延びるＸ線光軸ＡＸを有する。Ｘ線源１１は、Ｘ線光軸ＡＸの一方向に位置する検出器１２に対してＸ軸方向にＸ線を照射する。

【0040】

検出器１２は、Ｘ線源１１によって照射されるＸ線の検出領域１２ａを有する。検出器１２は、２次元状に配列された画素を有する２次元Ｘ線検出器である。検出器１２は、検出したＸ線に基づき投影データＤＰ２０を生成する。

【0041】

ステージ１３は、被検体Ｗを支持する台である。ステージ１３は、Ｘ線源１１と検出器１２との間に位置する。ステージ１３は、Ｘ－Ｙ平面に対して平行なステージ面１３ａを有する。ステージ１３では、ステージ面１３ａ上に被検体Ｗを載置可能である。ステージ１３は、後述の回転駆動機構１４の駆動力によって、上下方向に延びる回転軸Ｐ１を中心として回転する。

【0042】

回転駆動機構１４は、ステージ１３を、上下方向に延びる回転軸Ｐ１を中心として、Ｘ線源１１及び検出器１２に対して相対的に回転させる。回転軸Ｐ１は、Ｘ線の照射方向であるＸ線光軸ＡＸ及びステージ１３のステージ面１３ａに対してそれぞれ直交する。また、回転軸Ｐ１は、Ｚ軸方向に延びる。これにより、回転駆動機構１４は、ステージ１３に載置される被検体Ｗを、回転軸Ｐ１を中心としてＸ線源１１に対して相対的に回転させる。具体的には、回転駆動機構１４は、ステージ１３を、上下方向に延びる回転軸Ｐ１を中心として図１に示す矢印Ｒ１１方向に一定速度で回転させる。回転駆動機構１４は、被検体Ｗの撮影時、撮影制御部３０の制御によって被検体Ｗを載置したステージ１３を所定の角度または回数だけ回転させる。回転駆動機構１４は、モータ等の駆動装置により実現される。

【0043】

Ｘ軸方向移動機構１５は、Ｘ軸方向において、ステージ１３をＸ線源１１及び検出器１２に対して相対移動させる。Ｘ軸方向移動機構１５は、被検体Ｗの撮影時、撮影制御部３０の制御によって被検体Ｗを載置したステージ１３をＸ軸方向の所定の位置に移動させる。

【0044】

Ｚ軸方向移動機構１６は、Ｚ軸方向において、ステージ１３をＸ線源１１及び検出器１２に対して相対移動させる。Ｚ軸方向移動機構１６は、被検体Ｗの撮影時、撮影制御部３０の制御によって被検体Ｗを載置したステージ１３をＺ軸方向の所定の位置に移動させる。

【0045】

Ｘ軸方向移動機構１５及びＺ軸方向移動機構１６は、モータ等の電動機の回転駆動力を直線運動に変換する駆動機構及び前記機構を動作させるためのモーションコントローラボードにより実現される。

【0046】

記憶部２０は、撮影制御部３０において実行されるプログラム及びプログラムで使用されるデータ等の各種のデータを格納している。記憶部２０は、例えば、揮発性又は不揮発性の記憶装置により実現できる。記憶部２０は、例えば、内蔵、外付けの記憶装置又はリムーバブルメディアにより実現できる。記憶部２０は、具体的に例示すると、キャッシュメモリ及び主記憶装置により実現できる。また、記憶部２０は、具体的に例示すると、ＳＳＤ（Solid State Drive）又はＨＤＤ（ハードディスク）等の補助記憶装置により実現できる。また、記憶部２０は、各角度において被検体Ｗを撮影することによって得られた投影データＤＰ２０を記憶する。

【0047】

撮影制御部３０は、Ｘ線による被検体Ｗの撮影を制御する。Ｘ線ＣＴ装置１の撮影制御部３０は、記憶部２０に記憶されているプログラムを読みだして、読みだした前記プログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算装置によって実行することにより各種機能を実現する。撮影制御部３０は、前記Ｘ軸方向に位置決めされたステージ１３を、回転軸Ｐ１を中心として回転させるとともに、ステージ１３とＸ線源１１及び検出器１２とを前記Ｚ軸方向に相対移動させ、ステージ面１３ａ上に載置された被検体Ｗに前記Ｘ線を照射することによって検出器１２により投影データを取得する。なお、撮影制御部３０の詳細構成については後述する。

【0048】

再構成部４０は、投影データＤＰ２０に基づいて、被検体Ｗの断層画像を再構成する。

【0049】

操作部５１は、Ｘ線ＣＴ装置１における各種の操作を行うためのユーザインターフェースである。操作部５１は、例えば、キーボード、ボタン等の入力装置、又は、マウス、ペンタブレット及びタッチパネル等のポインティングデバイスにより実現できる。例えば、操作部５１におけるオペレータの操作によって、Ｘ線ＣＴ装置１における撮影操作を行うことができる。

【0050】

表示部５２は、ユーザに対してＸ線ＣＴ装置１における各種データを提示する。表示部５２は、液晶又は有機ＥＬ等の表示装置により実現できる。

【0051】

（拡大倍率について）
図１に加えて図２及び図３も参照して、投影像の拡大倍率について説明する。図２は、投影像の拡大倍率について説明する平面図である。図３は、投影像の拡大倍率について説明する側面図であり、図２の白抜き矢印ＩＩＩ矢視図である。

【0052】

Ｘ線ＣＴ装置１では、被検体ＷをＸ線源１１に近づけるほど、幾何学的な拡大倍率が大きくなるため、より高い分解能の断層画像が得られる。

【0053】

以下の説明では、Ｘ線源１１が位置する点ＰＸは、Ｘ線源１１の焦点の位置を意味する。なお、説明の便宜上、Ｘ線源１１の焦点の大きさは考慮しない。

【0054】

図２及び図３に示すように、Ｘ線源１１のＸ線光軸ＡＸは、Ｘ線源１１が位置する点ＰＸから検出器１２の検出領域１２ａに向かってＸ軸方向に延びる。Ｘ線光軸ＡＸは、検出領域１２ａに直交する。Ｘ線源１１が位置する点ＰＸと検出領域１２ａとは、距離Ｌ１だけ離れて位置する。すなわち、距離Ｌ１は、ＦＤＤ（Focus Detector Distance）である。

【0055】

被検体Ｗが、Ｘ線源１１が位置する点ＰＸから距離Ｄ１だけ離れた位置ＰＳ１にある場合の拡大倍率Ｍ１と、Ｘ線源１１が位置する点ＰＸから距離Ｄ２だけ離れた位置ＰＳ２にある場合の拡大倍率Ｍ２とについて比較する。なお、位置ＰＳ１及び位置ＰＳ２は、被検体Ｗを載置するステージ１３の回転軸Ｐ１を基準とする。また、距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、ＦＯＤ（Focus Object Distance）である。

【0056】

位置ＰＳ１における幾何学的な拡大倍率Ｍ１及び位置ＰＳ２における幾何学的な拡大倍率Ｍ２は、それぞれ、以下の式（１）及び（２）によって与えられる。
Ｍ１＝Ｌ１／Ｄ１ ・・・ （１）
Ｍ２＝Ｌ１／Ｄ２ ・・・ （２）

【0057】

距離Ｄ２のほうが、距離Ｄ１よりも小さいので、位置ＰＳ２の拡大倍率Ｍ２のほうが、位置ＰＳ１の拡大倍率Ｍ１よりも大きい。

【0058】

さらに言えば、Ｘ線源１１が位置する点ＰＸから距離Ｄ１だけ離れた位置ＰＳ１では、検出器１２の検出領域１２ａに投影される被検体Ｗの投影像の大きさは、高さＨ１及び幅Ｗ１である。位置ＰＳ１では、被検体Ｗの全体の投影像が検出領域１２ａに収まる。

【0059】

これに対して、位置ＰＳ１よりもΔｘだけ、Ｘ線源１１が位置する点ＰＸに近い位置ＰＳ２では、検出器１２の検出領域１２ａに投影される被検体Ｗの投影像の大きさは、高さＨ２及び幅Ｗ２である。位置ＰＳ２における投影像の高さＨ２及び幅Ｗ２は、それぞれ、位置ＰＳ１における投影像の高さＨ１及び幅Ｗ１よりも大きい。位置ＰＳ１では、被検体Ｗの投影像の一部が検出領域１２ａの範囲外である。

【0060】

（撮影制御部の詳細）
図１～図３に加えて図４～図７を参照して撮影制御部３０の詳細を説明する。図４は、検出領域１２ａと対象領域ＴＧ１との関係を示す図である。図５は、対象領域ＴＧ１を拡大した後における検出領域１２ａと対象領域ＴＧ２との関係を示す図である。図６は、Ｚ軸方向において検出領域１２ａの一方端と拡大後の対象領域ＴＧ２の一方端とが一致するように相対移動させた状態を示す図である。図７は、Ｚ軸方向において検出領域１２ａの他方端と拡大後の対象領域ＴＧ２の他方端とが一致するように相対移動させた状態を示す図である。

【0061】

撮影制御部３０は、Ｘ線源１１、検出器１２、回転駆動機構１４、Ｘ軸方向移動機構１５及びＺ軸方向移動機構１６を制御して被検体Ｗを撮影する。撮影制御部３０は、回転駆動機構１４を制御してステージ１３を回転させるとともに、Ｙ軸方向とＺ軸方向との比率を維持しつつ検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１をＹ軸方向に拡大させる拡大倍率に基づいて、Ｚ軸方向移動機構１６を制御してステージ１３とＸ線源１１及び検出器１２とをＺ軸方向に相対移動させて、投影データＤＰ２０を取得する。

【0062】

撮影制御部３０は、具体的には、領域設定部３１と、倍率決定部（撮影制御部）３２と、Ｚ軸方向移動量決定部３３と、Ｘ軸方向移動制御部３４と、Ｚ軸方向移動制御部（撮影制御部）３５とを有する。

【0063】

領域設定部３１は、操作部５１におけるオペレータの操作に応じて、拡大の対象となる対象領域ＴＧ１を設定する。例えば、図４に示すように、領域設定部３１は、拡大前の位置ＰＳ１に位置する被検体Ｗに照射したＸ線を検出器１２によって検出することによって投影像ＰＲ１を表示部５２に出力する。操作部５１において、投影像ＰＲ１の一部分の領域が指定された場合、投影像ＰＲ１の前記一部分を対象領域ＴＧ１として設定する。すなわち、領域設定部３１は、投影像ＰＲ１を検出した検出領域１２ａの一部を対象領域ＴＧ１として設定する。

【0064】

倍率決定部３２は、対象領域ＴＧ１に応じた拡大倍率を設定する。倍率決定部３２は、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１が検出領域１２ａのＹ軸方向の幅ＤＷ１内に収まる倍率を前記拡大倍率として決定する。上述の構成によれば、Ｙ軸方向において、検出器１２の検出領域１２ａの範囲を超えて、対象領域ＴＧ１の拡大倍率が設定されることを防止できる。これにより、Ｙ軸方向において、被検体Ｗが検出領域１２ａからはみ出るような投影データＤＰ２０が取得されることを防止できる。よって、撮影時のエラーを抑制することができる。

【0065】

ここで、被検体Ｗは、Ｚ軸方向の各位置において幅広であったり幅狭であったりする。例えば、被検体ＷのＹ軸方向における幅は、最も広い位置では、Ｗ１であり、最も狭い位置では、Ｗ１０である。倍率決定部３２は、被検体Ｗのうち、Ｙ軸方向の幅が最も広い位置を基準として、前記拡大倍率を決定する。上述の構成によれば、Ｙ軸方向の幅がＺ軸方向において変化する場合でも、被検体Ｗが検出領域１２ａに収まるようにできる。これにより、被検体Ｗが検出領域１２ａからはみ出るような投影データＤＰ２０が取得されることを防止できる。よって、撮影時のエラーを抑制することができる。

【0066】

また、倍率決定部３２は、図４及び図５に示すように、投影像のＺ軸方向における中央Ｃ１を基準に対象領域ＴＧ１を拡大する。このため、前記拡大倍率によって対象領域ＴＧ１を拡大する場合、図５に示すようにＺ軸方向において拡大後の対象領域ＴＧ２の一方端部ＴＧ２１及び他方端部ＴＧ２２が検出領域１２ａの範囲外に位置する。すなわち、拡大後の対象領域ＴＧ２の高さＨ２は、検出領域１２ａのＺ軸方向における高さＤＨ１よりも大きくなる。

【0067】

また、倍率決定部３２は、前記拡大倍率に応じたＸ軸方向への移動量を計算する。

【0068】

Ｚ軸方向移動量決定部３３は、前記拡大倍率に応じてＺ軸方向への移動量を決定する。具体的には、Ｚ軸方向移動量決定部３３は、図４に示した対象領域ＴＧ１を前記拡大倍率によって拡大する場合に、図５に示すようにＺ軸方向において検出領域１２ａの範囲外に位置する対象領域ＴＧ２の一方端部ＴＧ２１及び他方端部ＴＧ２２を撮影するためのＺ軸方向への移動量を決定する。上述の通り、投影像のＺ軸方向における中央Ｃ１を基準に行われるため、図５に示すように、Ｚ軸方向において対象領域ＴＧ２の一方端は、検出領域１２ａの一方端に対してΔｚだけ一方向にズレて位置する。また、Ｚ軸方向において対象領域ＴＧ２の他方端は、検出領域１２ａの他方端に対してΔｚだけ他方向にズレて位置する。そこで、対象領域ＴＧ２をＺ軸方向の一方にΔｚだけ移動させると、拡大後の対象領域ＴＧ２の他方端が検出領域１２ａの他方端に一致する。このようにして、Ｚ軸方向移動量決定部３３は、Ｚ軸方向において、拡大後の対象領域ＴＧ２の他方端が検出領域１２ａの他方端に一致する移動量Δｚを計算する。

【0069】

Ｘ軸方向移動制御部３４は、倍率決定部３２が決定した前記拡大倍率及びＸ軸方向への移動量に応じて、Ｘ軸方向移動機構１５を制御してステージ１３とＸ線源１１及び検出器１２とをＸ軸方向に相対移動させる。Ｘ軸方向移動制御部３４は、Ｘ軸方向の他方に、ステージ１３をΔＸだけ移動させる。これにより、Ｘ軸方向移動制御部３４は、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を拡大させる。対象領域ＴＧ１の拡大によって、図５に示すように、対象領域ＴＧ２の一方端部ＴＧ２１及び他方端部ＴＧ２２は、検出領域１２ａの範囲外となる。図５に示す状態において、検出器１２では、対象領域ＴＧ２の一方端部ＴＧ２１及び他方端部ＴＧ２２が範囲外となった状態の投影像ＰＲ２が得られる。すなわち、投影像ＰＲ２には、被検体Ｗの対象領域ＴＧ２のうち、一部だけが映っている。

【0070】

Ｚ軸方向移動制御部３５は、Ｚ軸方向移動量決定部３３が決定したＺ軸方向への移動量Δｚに基づいて、Ｚ軸方向移動機構１６を制御してステージ１３とＸ線源１１及び検出器１２とをＺ軸方向に相対移動させる。Ｚ軸方向移動制御部３５は、ステージ１３をＺ軸方向の一方に移動量Δｚだけ移動させる。これにより、図６に示すように、Ｚ軸方向において、拡大後の対象領域ＴＧ２の他方端が検出領域１２ａの他方端に一致する。さらに、Ｚ軸方向移動制御部３５は、投影データＤＰ２０の取得のためのステージ１３の回転に伴って、ステージ１３にＺ軸方向の他方に移動させる。

【0071】

上述の構成では、ステージ１３を効率よく移動させて撮影できる。これにより、撮影時間を短縮できる。

【0072】

以上に説明した撮影制御部３０の構成によれば、設定した拡大倍率に応じて、Ｚ軸方向への移動量及びＸ軸方向への移動量を決定できる撮影制御部３０を容易に実現することができる。

【0073】

（拡大倍率の計算の具体例について）
Ｘ線ＣＴ装置１の倍率決定部３２による拡大倍率の計算について具体例を挙げて説明する。以下では、次のパラメータを用いる（図２～図５も参照）。

【0074】

位置ＰＳ１における拡大倍率：Ｍ１
検出器１２の検出領域１２ａの範囲である分解能：幅ＤＷ１×高さＤＨ１ピクセル
検出領域１２ａのピクセルサイズ：ＰｘＳｚ（ｍｍ）
対象領域ＴＧ１のサイズ：幅Ｗ１×高さＨ１（＝ＤＨ１）ピクセル
拡大後の対象領域ＴＧ２の幅：Ｗ２＝ＤＷ１ピクセル
すなわち、以下の説明において、拡大前の対象領域ＴＧ１の高さＨ１は検出領域１２ａの高さＤＨ１と同じである。また、拡大後の対象領域ＴＧ２の幅Ｗ２は、検出領域１２ａの幅ＤＷ１と同じである。以下では、対象領域ＴＧ１の幅Ｗ１を、検出領域１２ａの幅ＤＷ１に引き延ばす拡大倍率を計算する場合について説明する。

【0075】

まず、倍率決定部３２は、指定された対象領域ＴＧ１の検出領域１２ａにおけるピクセルサイズを計算する。

【0076】

上述のとおり、拡大倍率Ｍ１の投影像において対象領域ＴＧ１は幅Ｗ１である。このため、検出領域１２ａのピクセル上のサイズｐｘ（ｙ）は以下の式（３）により計算できる。

【0077】

ｐｘ（ｙ） ＝ Ｗ１／Ｍ１ ・・・ （３）
このピクセル上のサイズｐｘ（ｙ）を、検出領域１２ａの幅ＤＷ１まで引き延ばすため、求める対象領域ＴＧ１の拡大倍率Ｍ２は、以下の式（４）により計算できる。

【0078】

Ｍ２＝ＤＷ１／ｐｘ（ｙ） ・・・ （４）
また、上述の式（２）にＭ２を適用することによって、距離Ｄ２を求めることができる。

【0079】

倍率決定部３２は、以上のようにして、拡大倍率Ｍ２及びステージ１３を移動させるべき位置、すなわち距離Ｄ２を計算する。なお、Ｘ軸方向移動制御部３４は、倍率決定部３２が計算した距離Ｄ１と距離Ｄ２との差Δｘに基づいてパルス変換を行い、Ｘ軸方向移動機構１５を動作させるための信号を生成する。

【0080】

（移動量の計算の具体例について）
Ｘ線ＣＴ装置１のＺ軸方向移動量決定部３３による拡大倍率の計算について具体例を挙げて説明する。以下では、拡大倍率の計算の具体例で説明したパラメータを用いる。

【0081】

Ｚ軸方向移動量決定部３３は、図５に示した、Ｙ軸方向とＺ軸方向との比率を維持して拡大した後の対象領域ＴＧ２のうち、検出領域１２ａの範囲外に位置する対象領域ＴＧ２の一方端部ＴＧ２１及び他方端部ＴＧ２２のサイズを計算する。

【0082】

まず、拡大後の対象領域ＴＧ２のうち、検出領域１２ａの範囲内において投影像として映っている範囲を計算する。

【0083】

まず、以下の式（６）によって、拡大前の対象領域ＴＧ２の幅Ｗ１と、拡大後の対象領域ＴＧ２の幅Ｗ２（すなわち、検出領域１２ａの幅ＤＷ１）との比ＲＴ１を求める。
ＲＴ１＝Ｗ１／Ｗ２（＝Ｗ１／ＤＷ１） ・・・ （６）
Ｙ軸方向及びＺ軸方向の比率が同じであるので、以下の式（７）によって、Ｚ軸方向において、対象領域ＴＧ１の拡大後に検出領域１２ａに収まる対象領域ＴＧ１の部分のサイズＰＨ１（図４参照）を求めることができる。

【0084】

ＰＨ１＝Ｈ１×ＲＴ１ ・・・（７）
すなわち、対象領域ＴＧ１の幅Ｗ１×高さＨ１の範囲のうち、拡大後に検出領域１２ａに収まる部分のサイズは、幅Ｗ１×高さＰＨ１である。一方、Ｚ軸方向において、拡大後に検出領域１２ａの範囲外となる対象領域ＴＧ１の部分の大きさは、以下の式（８）によって計算することができる。

【0085】

ＸＰＨ１＝Ｈ１－ＰＨ１ ・・・（８）
上述のとおり、倍率決定部３２は、投影像のＺ軸方向における中央Ｃ１を基準に対象領域ＴＧ１を拡大する。このため、Ｚ軸方向において、検出領域１２ａの範囲外となる拡大後の対象領域ＴＧ２の一方端部ＴＧ２１及び他方端部ＴＧ２２のサイズは同じである。したがって、Ｚ軸方向において、図４に示す対象領域ＴＧ１において拡大後に検出領域１２ａの範囲外となる一方端部ＴＧ１１及び他方端部ＴＧ１２のサイズも同じである。

【0086】

Ｚ軸方向において、対象領域ＴＧ１の一方端部ＴＧ１１および他方端部ＴＧ１２のサイズΔｐｚは、いずれも、以下の式（９）によって計算することができる。

【0087】

Δｐｚ＝ＸＰＨ１／２ ・・・（９）
被検体Ｗを載置したステージ１３を、Ｘ軸方向に移動させた後、Ｚ軸方向に移動させるので、上述のとおりＸ軸方向への移動による拡大の前後において拡大倍率がＭ１からＭ２に変化する。

【0088】

式（９）によって計算したΔｐｚを対象領域ＴＧ１の拡大後の拡大倍率Ｍ２におけるスケールに変換する。この変換は以下の式（１０）によって求めることができる。

【0089】

Δｚ＝Δｐｚ×（Ｍ２／Ｍ１） ・・・（１０）
また、以下の式（１１）によって、Δｚのピクセル単位のサイズをｍｍ単位のサイズΔｚ（ｍｍ）に変換することができる。

【0090】

Δｚ（ｍｍ）＝Δｚ×（ＰｘＳｚ／Ｍ２） ・・・ （１１）
Ｚ軸方向移動量決定部３３は、以上のようにして、Ｚ軸方向への移動量Δｚ（ｍｍ）を計算する。なお、Ｚ軸方向移動制御部３５は、Ｚ軸方向移動量決定部３３が計算した移動量Δｚ（ｍｍ）に基づいてパルス変換を行い、Ｚ軸方向移動機構１６を動作させるための信号を生成する。

【0091】

以上に説明したように、Ｘ線ＣＴ装置１は、投影データＤＰ２０に基づいて、被検体Ｗの断層画像を再構成する装置である。また、Ｘ線ＣＴ装置１の撮影制御部３０は、回転駆動機構１４を制御してステージ１３をＸ線源１１及び検出器１２に対して相対的に回転させるとともに、Ｙ軸方向とＺ軸方向との比率を維持しつつ検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１をＹ軸方向に拡大させる拡大倍率に基づいて、Ｚ軸方向移動機構１６を制御してステージ１３をＺ軸方向に相対移動させて、投影データＤＰ２０を取得する。

【0092】

上述の構成では、Ｘ軸方向への移動により投影像の一部を拡大できる。ここで、前記検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を拡大した場合、拡大後の対象領域ＴＧ２がＺ軸方向において検出領域１２ａの範囲外に位置する可能性がある。上述の構成では、検出領域１２ａの範囲外に位置する対象領域ＴＧ１のはみ出し部分を撮影するために、被検体ＷがＺ軸方向に相対的に移動するように撮影する。

【0093】

これにより、幅方向（Ｙ軸方向）に投影像を拡大できるとともに、Ｚ軸方向に被検体の全体を撮影することができる。

【0094】

よって、被検体の全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できる。

【0095】

また、Ｘ線ＣＴ装置１の撮影制御部３０は、前記拡大倍率に基づいて、Ｘ軸方向移動機構１５を制御してステージ１３をＸ軸方向に相対移動させることにより、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を拡大させた後、回転駆動機構１４を制御してステージ１３を、Ｘ線源１１及び検出器１２に対して相対的に回転させるとともに、Ｚ軸方向移動機構１６を制御してステージ１３とＸ線源１１とをＺ軸方向に相対移動させて、投影データＤＰ２０を取得する。

【0096】

上述の構成では、拡大倍率に基づいて、ステージ１３をＸ軸方向に移動させることにより、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を拡大させる。また、Ｘ軸方向への移動の後、ステージ１３を回転及びＺ軸方向へ移動させて、投影データＤＰ２０を取得する。これにより、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を効率よく拡大できる。

【0097】

（Ｘ線ＣＴ装置の動作の流れ）
図８を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを説明する。図８は、Ｘ線ＣＴ装置１の制御方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。

【0098】

まず、Ｘ線ＣＴ装置１の制御方法Ｓ１では、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ軸方向に見て、被検体Ｗの全体の投影像が、検出領域１２ａに収まるように被検体ＷをＸ軸方向に位置決めする位置決めステップＳ１１を実行する。例えば、図２及び図３に示すように、撮影制御部３０は、Ｘ軸方向移動機構１５を制御して、ステージ１３を位置ＰＳ１に移動させる。上述の構成によれば、一方向に見て、Ｙ軸方向の幅がＺ軸方向において変化する場合でも、被検体Ｗを検出領域１２ａ内に収めることができる。これにより、対象領域ＴＧ１の拡大前に被検体Ｗが検出領域１２ａからはみ出るような投影データＤＰ２０が取得されることを抑制できる。よって、撮影時のエラーまたは断層画像の画質低下を抑制できる。

【0099】

次に、領域設定部３１が、対象領域ＴＧ１を設定する領域設定ステップＳ１２を実行する。上述したように、Ｘ線ＣＴ装置１は、表示部５２に、投影像ＰＲ１を出力する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、操作部５１を介して、オペレータによる投影像ＰＲ１の一部分の領域の指定を取得する。

【0100】

次に、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｙ軸方向とＺ軸方向との比率を維持しつつ検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１をＹ軸方向に拡大させる拡大ステップＳ１３を実行する。拡大ステップＳ１３では、Ｘ線ＣＴ装置１は、前記拡大倍率に基づいて、ステージ１３をＸ軸方向に移動させる。上述の構成では、前記拡大倍率に基づいて、ステージ１３をＸ軸方向に移動させることにより、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を拡大させる。これにより、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を効率よく拡大させることができる。

【0101】

次に、Ｘ線ＣＴ装置１は、ステージ１３を回転させるとともに、拡大ステップＳ１３における拡大倍率に基づいて、ステージ１３をＺ軸方向に移動させて、ステージ１３上に載置された被検体Ｗに前記Ｘ線を照射することによって検出器１２により投影データＤＰ２０を取得する投影データ取得ステップＳ１４を実行する。

【0102】

次に、Ｘ線ＣＴ装置１は、取得した投影データＤＰ２０に基づいて、被検体Ｗの断層画像を再構成する再構成ステップＳ１５を実行する。

【0103】

上述の構成では、Ｘ軸方向への移動により投影像の一部を拡大できる。ここで、検出領域１２ａの一部の対象領域ＴＧ１を拡大した場合、拡大後の対象領域ＴＧ２の一部がＺ軸方向において検出領域１２ａの範囲外に位置する可能性がある。上述の構成では、検出領域１２ａの範囲外に位置する対象領域ＴＧ２のはみ出し部分を撮影するために、被検体ＷをＺ軸方向に相対的に移動させるように撮影する。

【0104】

これにより、幅方向（Ｙ軸方向）に投影像を拡大できるとともに、Ｚ軸方向に被検体Ｗの全体を撮影することができる。

【0105】

よって、被検体Ｗの全体の断層画像の画質を向上させつつ、容易に拡大倍率を設定できる。

【0106】

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0107】

前記実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１の撮影制御部３０がプログラムを実行することにより各種機能を実現する。すなわち、撮影制御部３０はソフトウェアによって実現されている。これに限られず、制御部は、専用の集積回路等のハードウェアによって実現されていてもよい。また、前記プログラムは、一時的ではなく実体的な記憶が可能な、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に記憶されていてもよい。前記記憶媒体は、Ｘ線ＣＴ装置の記憶部の一部であってもよい。また、前記プログラムは、有線又は無線の任意の伝送媒体を介してＸ線ＣＴ装置に供給されてもよい。

【0108】

前記実施形態では、Ｘ線源１１は、焦点が数マイクロメートルから数十マイクロメートルであるマイクロフォーカスＸ線管を含む。しかしながら、Ｘ線源は、マイクロメートルオーダーよりも大きい焦点を有していてもよい。

【0109】

前記実施形態では、Ｘ線源１１は、水平方向の一方向に延びるＸ線光軸ＡＸを有する。しかしながら、Ｘ線源のＸ線光軸は上下方向であってもよいし、別の他の方向であってもよい。例えば、Ｘ線源のＸ線光軸が上下方向である場合、ステージは、治具などを介して被検体を取り付け可能になっていてもよい。ステージが有するステージ面に対する被検体の支持方法に制限はない。

【0110】

前記実施形態では、特に説明しなかったが、Ｘ線源、検出器及び回転台は、それぞれ、Ｙ軸方向に移動する移動機構を有していてもよい。

【0111】

前記実施形態では、ステージ１３が回転駆動機構１４によって回転する。しかしながら、回転駆動機構は、Ｘ線源及び検出器の対を、被検体に対して回転させてもよい。回転駆動機構は、被検体及び前記被検体にＸ線を照射するＸ線源の少なくとも一方を相対的に回転させてもよい。

【0112】

前記実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が記憶部２０に投影データＤＰ２０を記憶する。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置は、通信ネットワークを介して接続された外部のサーバに投影画像をアップロードしてもよい。

【0113】

前記実施形態では、再構成部４０は、投影データＤＰ２０に基づいて、被検体Ｗの断層画像を再構成する。しかしながら、再構成部は、各種の補正処理が行われた投影データに基づいて、再構成を行ってもよい。また、撮像制御部が、撮影時に投影データに対して各種の補正を行ってもよい。

【0114】

前記実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１は、らせん状にステージ１３を回転させて撮影するヘリカルスキャンを行う。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｚ軸方向にステージを移動させずに、前記ステージを、前記回転軸を中心として回転させながら、前記ステージ上に載置された前記被検体に前記Ｘ線を照射することによって前記検出器により投影データを取得するノンヘリカルスキャンを行ってもよい。また、前記ステージに対して、Ｘ線源のＸ線光軸及び前記検出器の検出領域を、Ｙ軸方向にずらして撮影するオフセットスキャンを行ってもよい。

【0115】

前記実施形態では、領域設定部３１は、操作部５１におけるオペレータの操作に応じて、投影像ＰＲ１において拡大の対象となる対象領域ＴＧ１を設定する。しかしながら、領域設定部は、投影像に対して画像処理を行うことによって、被検体の輪郭を認識して、認識した前記輪郭に基づいて対象領域を設定してもよい。また、領域設定部は、投影像ではなく、投影データを再構成して得られた被検体の三次元モデルに基づいて対象領域を設定してもよい。すなわち、領域設定部は、三次元モデルを、回転軸に直交する方向のいずれかの方向に見た場合の外観に対して対象領域を設定してもよい。

【0116】

前記実施形態では、特に説明しなかったが、Ｘ線ＣＴ装置の制御方法の投影データ取得ステップの後、ステージを、対象領域の拡大前の位置に戻してもよい。

【0117】

前記実施形態では、特に説明しなかったが、撮影制御部３０は、対象領域ＴＧ１に基づく拡大倍率が決定した後、Ｘ軸方向への相対的な移動またはＺ軸方向への相対的な移動の少なくとも一方が制限されていない場合に、その後の撮影を開始してもよい。例えば、対象領域の拡大に伴うＸ軸方向またはＺ軸方向の移動が、ハードウェア的またはソフトウェア的に移動が制限されている空間への移動である場合、撮影制御部は、撮影を中止してもよい。ハードウェア的な移動の制限とは、いわゆるハードウェアリミットのことである。被検体またはステージ等が移動を制限する空間内へ進入したことをセンサー等によって検知した場合、撮影制御部は撮影を中止する。

【0118】

また、ソフトウェア的な移動の制限とは、いわゆるソフトウェアリミットのことである。Ｘ線ＣＴ装置の３次元空間の座標系において、移動を制限する空間が設定される。撮影制御部は、対象領域の拡大に伴うＸ軸方向またはＺ軸方向の移動によって、ステージ等の座標が、移動を制限する空間に移動するか否かを判定する。撮影制御部は、ステージ等の座標が移動を制限する空間に移動すると判定した場合、撮影を中止する。

【0119】

上述の構成では、対象領域の拡大に伴って、ステージが、移動を制限されている空間に移動することを防ぐことができる。よって、撮影ができないような無駄な移動が発生することを抑制することができる。

【0120】

前記実施形態では、対象領域ＴＧ１を拡大した後の対象領域ＴＧ２の幅Ｗ２と、検出領域１２ａの幅ＤＷ１とは、一致する。しかしながら、対象領域ＴＧ２の幅Ｗ２は、対象領域ＴＧ１の幅Ｗ１よりも大きく、検出領域１２ａの幅ＤＷ１よりも小さくてもよい。

【0121】

前記実施形態では、撮影制御部３０は、ステージ１３をＺ軸方向の一方に移動させた後、ステージ１３をＺ軸方向の他方に移動させながら投影データＤＰ２０を取得する。しかしながら、撮影制御部は、ステージをＺ軸方向の他方に移動させた後、ステージをＺ軸方向の一方に移動させながら投影データの取得を行ってもよい。また、撮影制御部は、ステージをＺ軸方向において往復移動させながら投影データの取得を行ってもよい。

【0122】

前記実施形態では、倍率決定部３２は、投影像のＺ軸方向における中央Ｃ１を基準に対象領域ＴＧ１を拡大する。しかしながら、倍率決定部は、投影像のＺ軸方向におけるいずれの位置を基準に対象領域を拡大してもよい。

【0123】

前記実施形態では、倍率決定部３２は、位置ＰＳ１における距離Ｄ１及び位置ＰＳ２における距離Ｄ２を、ＦＯＤとして、Δｘを計算する。しかしながら、倍率決定部は、距離Ｄ１及び距離Ｄ２に補正値を適用してもよい。例えば、倍率決定部は、被検体とＸ線源が位置する点とが最も近接する位置までをＦＯＤとしてもよい。そのために、倍率決定部は、被検体のＸ軸方向におけるサイズを補正値として、距離Ｄ１及び距離Ｄ２に適用してもよい。また、例えば、前記被検体が、Ｚ軸方向に見て円柱形状を有する場合、倍率決定部は、円柱の半径Ｒを補正値として距離Ｄ１及び距離Ｄ２から差し引くことでそれぞれの位置におけるＦＯＤを計算してもよい。また倍率決定部は、Ｘ線ＣＴ装置ごとのキャリブレーション値によってＸ線源が位置する点の位置を補正してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0124】

本発明は、Ｘ線照射によって被検体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0125】

１ Ｘ線ＣＴ装置
１１ Ｘ線源
１２ 検出器
１３ ステージ
１４ 回転駆動機構
１５ Ｘ軸方向移動機構
１６ Ｚ軸方向移動機構
２０ 記憶部
３０ 撮影制御部
３１ 領域設定部
３２ 倍率決定部
３３ Ｚ軸方向移動量決定部
３４ Ｘ軸方向移動制御部
３５ Ｚ軸方向移動制御部
４０ 再構成部
５１ 操作部
５２ 表示部
ＤＰ２０ 投影データ
Ｗ 被検体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】