JP4600661B2

JP4600661B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP4600661B2
Application number: JP2005055510A
Authority: JP
Inventors: 正之亀川; 武人岸; 修平大西
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: JP2006242611A

Description

本発明は、例えばプリント配線基板等に搭載されている電子部品等、工業製品の内部欠陥や内部構造等を非破壊のもとに調査すべく、その断層像を得るための産業用のＸ線ＣＴ装置に関する。

産業用のＸ線ＣＴ装置においては、一般に、図９に模式的平面図を示すように、互いに対向配置されたＸ線源７１とＸ線検出器７２の間に、Ｘ線光軸Ｌに直交する軸Ｒの回りに回転する回転ステージ７３を配置し、その回転ステージ７３上に被写体Ｗを保持した状態でＸ線を照射しつつ、回転ステージ７３を所定の微小角度ずつ回転させるごとにＸ線検出器７２からのＸ線透過データを取り込む。そして、その取り込んだＸ線透過データを用いて、回転ステージ７３の回転軸Ｒに直交する平面に沿った被写体Ｗの断層像を再構成する。

この図９からも明らかなように、Ｘ線検出器７２により計測されるＸ線透過データを用いて再構成可能な断層像の領域は、図９においてＣで表される円の内部であり、図９の設定において撮影したＸ線透過データを用いて再構成される断層像は円形となる。また、被写体Ｗのうちの一部を関心領域として撮影する場合には、Ｘ線源７１、Ｘ線検出器７２および回転テーブル７３の位置関係を調整して、その関心領域が視野内に入るように設定した状態で撮影するのであるが、その場合における関心領域も円で設定される（例えば特許文献１参照）。

また、Ｘ線源７１からコーンビーム状のＸ線を出力して２次元のＸ線検出器７２でその透過Ｘ線を検出するコーンＣＴ装置においては、一度のＣＴ撮影により得られるＸ線透過データを用いて再構成可能な断層像の領域は概ね円筒となり、関心領域の設定とスライス範囲（再構成すべき回転軸Ｒ方向への範囲）を設定して３次元像を得る場合には、円形の断層像を多数枚積層してなる円筒体で囲まれた範囲内の３次元像が得られる。

更に、ＣＴ撮影して例えば被写体全体の断層像を再構成した後、その断層像上で特定の部位を拡大して再構成する、いわゆる拡大再構成演算においては、その拡大再構成すべき領域を関心領域として設定するのであるが、その関心領域は正方形もしくは円で設定され、その正方形の位置、大きさ、および姿勢を変化させることによって拡大再構成領域が設定される。３次元像の場合にはその正方形を断面形状としてスライス範囲を高さとする直方体となる。
特開２００２−３１０９４３号公報

ところで、以上のような従来のＸ線ＣＴ装置における円形の関心領域の設定では、その円形領域内が被写体の断面が満たしている場合を除いて、再構成領域内に被写体が存在しない領域が存在することになる。例えばプリント基板を被写体とする場合、通常、図９に例示したように、被写体Ｗである基板を立てた状態でその側方からＸ線を照射して撮影することが一般的に行われるのであるが、この場合、図１０に示すように、再構成演算領域Ｃ内に被写体Ｗの断層像Ｗ′以外の空気で占められた領域が多く存在し、その空間の領域の再構成演算時間が無駄になっている。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、効率的に再構成演算を行うことができ、もって再構成演算時間の短縮を図ることのできるＸ線ＣＴ装置の提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明のＸ線ＣＴ装置は、互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った被写体の断層像を再構成する再構成演算手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、上記Ｘ線透過データを用いて予備的に再構成演算された断層像上で、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを描画する描画手段を備え、上記再構成演算手段は、その描画された閉ループの内側領域を関心領域としてその内側のみの断層像を再構成演算するように構成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、上記描画手段は、上記閉ループの内側に任意形状の第２の閉ループを描画する機能を備え、上記再構成演算手段は、これらの２つの閉ループで囲まれた環状の領域を関心領域としてその領域内のみの断層像を再構成演算するように構成すること（請求項２）ができる。

また、本発明においては、上記描画手段に代えて、上記予備的に再構成演算された断層像上で、その輝度情報をもとに、被写体像を囲む形状の閉ループを自動的に形成する画像処理手段を備え、上記再構成演算手段は、その形成された閉ループの内側領域を関心領域としてその内側のみの断層像を再構成演算するように構成すること（請求項３）ができる。

また、上記画像処理手段についても、内部にＸ線の透過しやすい部位を備えた被写体の撮影に際して、被写体像を包含する閉ループに加え、その閉ループ内に位置してＸ線の透過しやすい部位を包含する第２の閉ループを自動形成する機能を備え、上記再構成演算手段は、これら２つの閉ループで囲まれた環状の領域を関心領域としてその領域内のみの断層像を再構成演算するように構成すること（請求項４）もできる。

また、本発明においては、上記回転ステージ上の被写体を上記回転軸に沿った方向から撮影する光学カメラと、その光学カメラによる被写体の外観像を表示する表示手段を備え、上記描画手段もしくは画像処理手段は、上記予備的に再構成演算された断層像に代えて、上記表示手段により表示されている被写体の外観像上で閉ループを描画もしくは自動形成する構成（請求項５）も採用することができる。

請求項６に係る発明は、本発明思想を３次元に拡張するものであって、互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った被写体の複数の断層像からなる３次元像を再構成する再構成演算手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、上記Ｘ線透過データを用いて予備的に再構成演算された３次元像上で、被写体像を囲む形状の３次元領域を指定する３次元領域指定手段を備え、上記再構成演算手段は、その指定された３次元領域を関心領域としてその内側のみの断層像を再構成演算することによって特徴づけられる。

この３次元拡張した発明においては、上記指定手段に代えて、上記予備的に再構成演算された３次元像のうちの任意の断層像上で被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを描画する描画手段と、その閉ループを断面輪郭とする柱体の上記回転軸方向への高さを設定するスライス範囲設定手段を有し、上記再構成演算手段は、その柱体の内側領域のみの断層像を再構成演算するように構成すること（請求項７）ができる。

また、請求項７に記載の描画手段に代えて、上記予備的に再構成演算された３次元像のうちの任意の断層像上で、その輝度情報をもとに、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを自動的に形成する画像処理手段を備え、上記スライス範囲設定手段はその自動的に形成された閉ループを断面輪郭とする柱体の高さを設定するように構成すること（請求項８）ができる。

ここで、上記した請求項８に係る発明における画像処理手段に代えて、予備的に再構成演算された３次元像を構成する全断層像のそれぞれの輝度情報をもとに、全断層像上の被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを自動的に形成する画像処理手段を設けた構成（請求項９）を好適に採用することができる。

更に、上記回転ステージ上の被写体を上記回転軸に沿った方向から撮影する光学カメラと、その光学カメラによる被写体の外観像を表示する表示手段を備え、請求項７に記載の描画手段もしくは請求項８に記載の画像処理手段は、上記予備的に再構成演算された３次元像のうちの任意の断層像に代えて、上記表示手段により表示されている被写体の外観像上で閉ループを描画もしくは自動形成するように構成すること（請求項１０）もできる。

また、請求項７および１０に係る発明における描画手段として、上記のような閉ループの内側に任意形状の第２の閉ループを描画する機能を備え、スライス設定手段は、これら２つの閉ループで囲まれた領域を断面輪郭とする筒体の回転軸方向への高さを設定し、上記再構成演算手段は、その筒体内の領域のみの断層像を再構成するように構成すること（請求項１１）もできる。

更に、請求項８または９に係る発明における画像処理手段として、内部にＸ線の透過しやすい部位を備えた被写体の撮影に際して、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループに加え、その閉ループ内に位置してＸ線の透過しやすい部位を包含する第２の閉ループを自動形成する機能を備え、スライス範囲設定手段は、これら２つの閉ループで囲まれた領域を断面輪郭とする筒体の回転軸方向への高さを設定し、再構成演算手段は、その筒体内の領域のみの断層像を再構成演算するように構成すること（請求項１２）もできる。

そして、本発明において予備的に再構成演算される断層像は、上記Ｘ線検出器により検出されるＸ線透過データのマトリクス数およびビュー数の双方を間引いて再構成演算されるものとすること（請求項１２）ができる。

ここで、描画手段もしくは画像処理手段により被写体像を包含するように描画もしくは自動形成される閉ループは、以上の各請求項に係る発明において、１つに限定されることなく、互いに離隔した複数の閉ループであってもよい。

本発明は、断層像を形成すべき領域を、被写体の輪郭を囲む形状の枠で囲み、その枠内のみの領域について再構成演算することによって、課題を解決するものである。

すなわち、あらかじめ予備的に再構成演算された断層像（請求項１）、あるいは被写体をその回転軸に沿った方向から撮影した外観像（請求項５）上で、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを描画して、その閉ループの内側領域を関心領域として、その領域内のみについて断層像を再構成すると、基板等をその板厚方向にスライスする断層像を構築する場合等において、従来の円形の領域内を再構成演算する場合に比して、その演算に要する時間を大幅に短縮化することができる。

ここで、予備的に再構成演算する断層像について、Ｘ線透過データのマトリクス数ないしはビュー数のいずれか一方、更には請求項１３に係る発明のようにマトリクス数とビュー数の双方を間引いて演算することにより、予備的な断層像を再構成演算するのに要する時間を、関心領域内の断層像を再構成演算を短縮できる時間に比して相当に短くすることができ、トータルの所要時間を大幅に短縮化することができる。例えば、関心領域内の断層像の再構成演算においては、マトリクスを５１２×５１２とし、ビュー数を６００として演算するとし、プリント基板等の断層像の再構成に際して任意形状の閉ループの面積が、従来の円形の領域の面積に比して１／４であったとすれは、その演算時間は従来に比して１／４となる。一方、予備的な断層像の再構成演算においては、マトリクスを２５６×２５６、ビュー数を３００として円形の領域を演算すると、上記したデータ数のもとに円形領域を演算する場合の１／８となり、従って予備的な断層像を再構成演算するためのオーバーヘッド分の１／８が増えても、トータル時間は１／４＋１／８、つまり３／８に短縮化することができる。

また、予備的な断層像または外観像上において、請求項３，５に係る発明のように、例えば２値化によりその輪郭を抽出し、その輪郭を規定の率で膨張させることにより、断層像もしくは外観像上で被写体像を包含する形状の閉ループを自動形成することができ、このように自動形成された閉ループを関心領域としてその内部のみについて再構成演算を行えば、上記の作用に加えてオペレータの負担を軽減させることができる。

請求項２および４に係る発明は、描画ないしは自動作成する閉ループの内側に、更に任意形状の閉ループを描画し、あるいは被写体像の内側の輪郭に沿った第２の閉ループを自動形成して、２つの閉ループで囲まれた領域内のみの断層像を再構成演算するものであり、例えば被写体の輪郭部分のみの断層像が必要な用途にあっては、その輪郭部分のみの断層像を再構成演算することによって、その所要時間を更に短縮化することを可能とするものである。

請求項６に係る発明は、３次元像を構築するＸ線ＣＴ装置、つまりコーンＣＴやヘリカルスキャン機能を有するＣＴ装置に関するものであり、予備的に再構成された３次元像上で被写体像を囲む形状の３次元領域を指定することにより、その領域内の再構成演算を行うように構成すれば、３次元像の再構成演算時間を短縮化することができる。

請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明を簡素化したものであり、３次元像のうちの任意の断層像上で被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを描画するとともに、スライス範囲を設定することにより、閉ループ形状を断面輪郭とし、スライス範囲を高さとするする柱体内の領域について断層像を再構成演算するものである。

また、請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明の予備的な断層像上での閉ループの描画に代えて、３次元像上の任意の断層像上での画像処理により、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを自動的に形成し、その自動形成された閉ループを断面輪郭とし、別途設定されたスライス範囲を高さとする柱体内の領域について断層像を再構成演算する。

請求項９に係る発明は、請求項７に係る発明における画像処理手段が、３次元像を構成する任意の断層像上で閉ループを自動形成するのに対し、３次元像を構成する全ての断層像における被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを自動的に形成し、その自動形成された閉ループを断面輪郭とし、別途設定されたスライス範囲を高さとする柱体内の領域について断層像を再構成演算する。この請求項９に係る発明によると、オペレータが断層像を選択することなく、自動的に被写体を３次元的に包含する領域が再構成演算領域となる。

請求項１０に係る発明は、請求項７または８に係る発明で用いる予備的な断層像に代えて光学カメラによる被写体の外観像を用いるもので、その外観像上で閉ループを描画もしくは自動形成する点においてこれらの発明と相違している。

請求項１１および１２に係る発明は、描画ないしは自動作成される閉ループの内側に、更に任意形状の閉ループを描画し、あるいは被写体像の内側の輪郭に沿った第２の閉ループを自動形成して、２つの閉ループで囲まれた領域を断面輪郭とする筒体内の領域のみの断層像を再構成演算するように構成することで、被写体の外郭部分のみの断層像が必要な用途においてその断層像の再構成演算に要する時間を更に短縮化するものである。

そして、請求項１３に係る発明は、予備的な断層像の再構成演算方法を規定するものであって、Ｘ線透過データが有しているマトリクス数およびビュー数の双方を間引いて予備的な断層像を再構成演算することで、この発明を適用したが故に増加する所要時間を少なくし、前記した作用効果を確実なものとすることができる。

ただし、本発明における予備的に再構成演算された断層像としては、マトリクス数およびビュー数のいずれか一方のみを間引いて再構成演算したものや、あるいは、一旦再構成演算した断層像上で注目する領域を正確に設定して拡大再構成する場合には、その領域設定に際して用いる「予備的に再構成演算された断層像」は、マトリクス数およびビュー数のいずれをも間引かない断層像とすることができ、本発明はこの構成をも含む。

本発明によれば、円形の関心領域を設定する従来のＸ線ＣＴ装置に比して、殆どの被写体において再構成演算を行うべき面積を少なくすることができ、その所要時間を短縮化することができる。特に、プリント基板等の平板状の部材を被写体としてその厚み方向にスライスした断層像を得る場合には、従来に比して再構成演算に要する時間を大幅に短縮化することができる。

また、コーンＣＴやヘリカルスキャンにより３次元像を構築するＣＴ装置においては、多数枚の断層像を再構成するが故に、その時間短縮効果は大きくなる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図であり、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

Ｘ線源１に対向してＸ線検出器２が配置されており、これらの間に被写体Ｗを搭載するための回転ステージ３が配置されている。この回転ステージ３は、Ｘ線源１からのＸ線光軸Ｌ方向（ｘ軸方向）に直交するｚ軸方向に沿った回転軸Ｒを中心として回転が与えられるとともに、ステージ移動機構４によって互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸方向に移動できるようになっている。

Ｘ線源１は高電圧発生装置１０から供給される管電圧、管電流に応じたコーンビーム状のＸ線を発生し、この高電圧発生装置１０はＸ線コントローラ１１によって制御される。また、回転ステージ３およびステージ駆動機構４は、ステージコントローラ１２から供給される駆動信号によって駆動制御される。これらのＸ線コントローラ１１およびステージコントローラ１２はコンピュータ５の制御下に置かれている。コンピュータ５には、装置に対して各種指令を与えるためのマウスやキーボード等からなる操作部５ｂと、後述する被写体Ｗの断層像等を表示するための表示器５ａが接続されている。

ＣＴ撮影に際しては、被写体Ｗを回転ステージ３上に載せてＸ線を照射しつつ、ステージコントローラ１２からの駆動信号によって回転ステージ３に回転軸Ｒを中心とした回転を与え、微小回転角度ごとにＸ線検出器２からのＸ線透過データをＣＴ画像再構成演算装置６に取り込む。ＣＴ画像再構成演算装置６では、このようにして取り込んだ３６０°分の被写体ＷのＸ線透過データをメモリに記憶し、以下に示す予備的な断層像の再構成演算と、関心領域内の断層像の再構成演算に用いる。

次に、以上の実施の形態において関心領域の設定の仕方について述べる。
まず、ＣＴ画像再構成演算装置６により、予備的な断層像を再構成演算する。この予備的な再構成演算においては、例えばオペレータが操作部５ｂの操作により指定したｚ軸方向の１箇所もしくは複数箇所をスライス面として、記憶しているＸ線透過データを、マトリクス数およびビュー数の双方を例えば１／２に間引いて用い、断層像を再構成演算し、表示器５ａに表示する。その表示例を図２に示す。この図においてＷ′は被写体Ｗの断層像を表している。この予備的な断層像の再構成演算領域は、Ｘ線検出器２の全視野に相当する領域であり、前記した図１０においてＣで表される領域である。

オペレータは、操作部５ｂを操作することにより、表示器５ａに表示されている予備的な断層像上で、図２に示すように、その断層像を囲むような任意形状の閉ループＣＬ描画する。この閉ループＣＬにより囲まれた領域のｘ軸方向およびｙ軸方向への座標情報ｘｉおよびｙｊは、コンピュータ５からＣＴ画像再構成演算装置６に送られる。

ＣＴ画像再構成演算装置６では、コンピュータ５から送られてきた閉ループＣＬで囲まれた領域内についてのみ、Ｘ線透過データのマトリクス数およびビュー数の全てを用いて断層像の再構成演算を行う。この再構成演算に要する時間は、Ｘ線検出器２の全視野に相当する領域Ｃ内についての断面像を同じデータを用いて再構成演算する場合の時間に比して、Ｃ内の面積と閉ループＣＬ内の面積にほぼ正比例するため、その所要時間を大幅に短縮化することができる。

また、スライス範囲を設定して３次元像を構築する場合には、例えば公知の手法と同様に、被写体ＷのＸ線透視像を表示器５ａ上に表示、その透視像上でｚ軸方向の上限位置と下限位置とを設定する。これにより、その設定されたｚ軸方向範囲内における各スライス面について、閉ループＣＬで囲まれた領域内の断層像を再構成演算し、閉ループＣＬを断面輪郭とし、スライス範囲を高さとする柱体内の３次元像を構築する。

ここで、以上の実施の形態においては、予備的に再構成演算した断層像上で閉ループＣＬを描画することによって関心領域を設定したが、被写体Ｗの外観像上で同様の閉ループＣＬを描画して関心領域を設定することもできる。

図３にその構成例を、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図を併記して示す。回転ステージ３の回転軸Ｒ上にＣＣＤ等を主体とする光学カメラ７を配置し、その光学カメラ７により回転ステージ３上に搭載されている被写体Ｗを撮影し、その映像信号を画像データ取込回路１３を介してコンピュータ５に取り込み、その外観像、従って平面視で表された被写体Ｗの外観像を表示器５ａに表示する。このような外観像を用いても、特にプリント基板等の一様断面を持つ被写体では、先の例と同等の作用効果を奏することができる。また、断面が一様でない被写体であっても、平面視で表された外観像には断面がｘ，ｙ方向それぞれに最大の部位が現れることになるので、ｘ，ｙ方向それぞれ最大の部位が包含されるような閉ループを描画することにより、必要な部分が欠けることのない断面像ないしは３次元像が、従来に比してより短い時間のもとに得られる。

また、以上の各実施の形態においては、閉ループＣＬをオペレータが予備的な断層像もしくは外観像上で描画する場合について述べたが、コンピュータ５による画像処理によって、予備的な断層像もしくは外観像上で自動的に被写体像を包含する閉ループを自動的に作成するように構成することもできる。

すなわち、例えば予備的な断層像を用いる場合の例について述べると、まず、図２に示した予備的な断層像Ｗ′の濃淡情報からその像を２値化して図４（Ａ）に示すような画像情報を得て、同図（Ｂ）に示すような被写体の輪郭Ｓを抽出する。次に、その輪郭Ｓを画面上で、従ってｘｙ平面上で等方的に膨張させ、同図（Ｃ）に示すような閉ループＣＬを自動形成する。この自動形成された閉ループＣＬのｘ，ｙ座標情報をＣＴ画像再構成演算装置６に供給して、先の例と同様にその内側領域のみについて断層像を再構成演算することにより、上記と同様の時間短縮効果が得られるとともに、オペレータの閉ループ描画作業を不要化することができる。

このような被写体像の輪郭を相似的に膨張させて関心領域に対応する閉ループＣＬを自動形成する手法は、外観像を用いても等しく適用することができる。また、被写体Ｗが中空体、あるいは内部の物質がＸ線を透過させやすい物体である場合には、断層像を２値化して輪郭を抽出すると図５に例示するような輪郭Ｓが得られることになるが、この場合、内部の空隙を埋めて同図に示すような閉ループＣＬを形成すればよい。

そして、このような自動形成した閉ループにより関心領域を設定する場合においても、３次元像を構築する場合には、予備的な３次元像を構成する任意の断層像上で被写体像を包含する閉ループを自動形成する一方、回転軸方向へのスライス範囲の設定により、閉ループを断面輪郭とし、スライス範囲を高さとする柱体内の領域の３次元像とすることができる。

また、以上のように３次元像を構成する任意の断層像上で閉ループを自動形成することに代えて、３次元像を構成する全ての断層像上の被写体像の全てを包含する閉ループを自動形成することもでき、その場合、オペレータが予備的な断層像から適当な１枚の断層像を選択することなく、被写体像を３次元的に包含する領域の設定が可能となる。このような閉ループを自動形成する手法としては、予備的な３次元像を構成する全断層像について、それぞれの画素の濃淡情報を２値化し、これらを重畳して論理和（ＯＲ）演算し、その論理和後の画像情報について、前記した通りの手法によって輪郭を抽出し、等方的に膨張させて閉ループを自動形成すればよい。

また、以上の各実施の形態においては、予備的な断層像上で、あるいは外観像上で、１つの閉ループＣＬを描画もしくは自動形成して、その内側領域を関心領域としてその内部のみの断層像を再構成演算したが、閉ループ内にもう一つ閉ループを形成して、これらで囲まれた領域を関心領域としてもよい。すなわち、図５に例示したような中空体、あるいは内部の物質がＸ線を透過させやすい物体である場合、断層像を２値化して抽出される輪郭は、外側と内側の輪郭が得られることになるが、前記したように内側を埋めることなく、図６に示すように、外側の輪郭を包含するよう当該外側の輪郭に対して所定の隙間をもってその外側に位置する第１の閉ループＣＬ１と、内側の輪郭に対して所定の隙間をもってその更に内側に位置する第２の閉ループＣＬ２を自動的に形成し、これらの閉ループＣＬ１，ＣＬ２で囲まれた領域を関心領域として再構成演算してもよい。

また、中空等の被写体でなく、中実の被写体である場合において、その輪郭部近傍のみの断層像を必要とするような用途に合っては、図７に示すように、被写体像Ｗ′の外側にこれを包含するような第１の閉ループＣＬ１を描画するとともに、被写体像Ｗ′の輪郭よりも内側に第２の閉ループＣＬ２を描画して、これらの各閉ループＣＬ１，ＣＬ２で囲まれた領域を関心領域として再構成演算することもできる。

そして、以上のような２つの閉ループＣＬ１，ＣＬ２を自動形成もしくは描画して関心領域を設定する手法は、３次元像の構築に際しても用いることができる。すなわち、図６，図７に例示するような２つの閉ループＣＬ１，ＣＬ２を描画ないしは自動形成する一方、回転軸方向へのスライス範囲を設定することによって、２つの閉ループＣＬ１，ＣＬ２で囲まれた領域を断面輪郭とする筒体内の領域のみを再構成演算するように構成することができる。

また、以上の各実施の形態においては、予備的な断層像ないしは外観像上で任意形状の１つの閉ループを描画もしくは自動形成した例を示したが、互いに離隔した複数の任意形状の閉ループを描画もしくは自動形成して、その各閉ループの内側領域を関心領域とすることもできる。

更にまた、以上の各実施の形態において３次元像の再構成演算領域を形成するに当たり、被写体の予備的な断層像もしくは外観像上で描画した閉ループ、もしくはこれらの像上で自動形成した閉ループとスライス範囲により特定される柱体を再構成演算領域としたが、予備的に３次元像を再構成演算し、その３次元像上で任意形状の３次元形状を描画することによって３次元像の再構成演算領域を指定することもできる。この場合、例えば図８に概念的に示すように、被写体Ｗの断面が途中で変化するような場合において、３次元像Ｗ′上でその変化部分を境界としてそれぞれに異なる柱体ＣＬ１，ＣＬ２を組み合わせたもの等を採用することができ、このような指定方法により、指定作業を簡素化することができると同時に、再構成演算に要する時間を大幅に短縮化することができる。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。本発明の実施の形態により予備的に再構成演算された被写体Ｗの断層像と、その像上で描画した関心領域を表す閉ループＣＬの表示例を示す図である。本発明の他の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。関心領域に対応する閉ループを自動形成する実施の形態による画像処理方法の例の説明図であり、（Ａ）は予備的な断層像を２値化した状態、（Ｂ）はその輪郭を抽出した状態、（Ｃ）はその輪郭をもとに閉ループを自動形成した状態をそれぞれ表す図である。関心領域に対応する閉ループを自動形成する実施の形態において、中空の被写体の場合に形成される閉ループの例を示す図である。２つの閉ループで囲まれた領域を関心領域として自動形成する場合の例の説明図である。２つの閉ループで囲まれた領域を関心領域として描画する場合の例の説明図である。予備的な３次元像上で任意の３次元形状を描画して３次元の関心領域を設定する場合の例の概念図である。従来のＸ線ＣＴ装置の構成例を示す模式的平面図である。図９のＸ線ＣＴ装置によりプリント基板を被写体としてＸ線検出器の視野内のＸ線透過データを用いて再構成演算して得られる断層像の例の説明図である。

１Ｘ線源
２Ｘ線検出器
３回転ステージ
４移動機構
５コンピュータ
５ａ表示器
５ｂ操作部
６ＣＴ画像再構成演算装置
７光学カメラ
ＬＸ線光軸
Ｒ回転軸
Ｗ被写体
ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２関心領域を設定するための閉ループ

Claims

互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った被写体の断層像を再構成する再構成演算手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
上記Ｘ線透過データを用いて予備的に再構成演算された断層像上で、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを描画する描画手段を備え、上記再構成演算手段は、その描画された閉ループの内側領域を関心領域としてその内側のみの断層像を再構成演算するように構成されていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
上記描画手段は、上記閉ループの内側に任意形状の第２の閉ループを描画する機能を備え、上記再構成演算手段は、これらの２つの閉ループで囲まれた環状の領域を関心領域としてその領域内のみの断層像を再構成演算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記描画手段に代えて、上記予備的に再構成演算された断層像上で、その輝度情報をもとに、被写体像を囲む形状の閉ループを自動的に形成する画像処理手段を備え、上記再構成演算手段は、その形成された閉ループの内側領域を関心領域としてその内側のみの断層像を再構成演算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記画像処理手段は、内部にＸ線の透過しやすい部位を備えた被写体の撮影に際して、被写体像を包含する閉ループに加え、その閉ループ内に位置してＸ線の透過しやすい部位を包含する第２の閉ループを自動形成する機能を備え、上記再構成演算手段は、これら２つの閉ループで囲まれた環状の領域を関心領域としてその領域内のみの断層像を再構成演算するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記回転ステージ上の被写体を上記回転軸に沿った方向から撮影する光学カメラと、その光学カメラによる被写体の外観像を表示する表示手段を備え、上記描画手段もしくは画像処理手段は、上記予備的に再構成演算された断層像に代えて、上記表示手段により表示されている被写体の外観像上で閉ループを描画もしくは自動形成することを特徴とする請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った被写体の複数の断層像からなる３次元像を再構成する再構成演算手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
上記Ｘ線透過データを用いて予備的に再構成演算された３次元像上で、被写体像を囲む形状の３次元領域を指定する３次元領域指定手段を備え、上記再構成演算手段は、その指定された３次元領域を関心領域としてその内側のみの断層像を再構成演算することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
上記指定手段に代えて、上記予備的に再構成演算された３次元像のうちの任意の断層像上で被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを描画する描画手段と、その閉ループを断面輪郭とする柱体の上記回転軸方向への高さを設定するスライス範囲設定手段を有し、上記再構成演算手段は、その柱体の内側領域のみの断層像を再構成演算することを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
請求項７に記載の描画手段に代えて、上記予備的に再構成演算された３次元像のうちの任意の断層像上で、その輝度情報をもとに、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを自動的に形成する画像処理手段を備え、上記スライス範囲設定手段はその自動的に形成された閉ループを断面輪郭とする柱体の高さを設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記画像処理手段に代えて、上記予備的に再構成演算された３次元像を構成する全断層像のそれぞれの輝度情報をもとに、全断層像上の被写体の輪郭を囲む形状の閉ループを自動的に形成する画像処理手段を備えていることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記回転ステージ上の被写体を上記回転軸に沿った方向から撮影する光学カメラと、その光学カメラによる被写体の外観像を表示する表示手段を備え、請求項７に記載の描画手段もしくは請求項８に記載の画像処理手段は、上記予備的に再構成演算された３次元像のうちの任意の断層像に代えて、上記表示手段により表示されている被写体の外観像上で閉ループを描画もしくは自動形成することを特徴とする請求項７または８に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記描画手段は、上記閉ループの内側に任意形状の第２の閉ループを描画する機能を備え、上記スライス範囲指定手段は、これら２つの閉ループで囲まれた領域を断面輪郭とする筒体の上記回転軸方向への高さを設定し、上記再構成演算手段は、その筒体内の領域のみの断層像を再構成演算することを特徴とする請求項７または１０に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記画像処理手段は、内部にＸ線の透過しやすい部位を備えた被写体の撮影に際して、被写体の輪郭を囲む形状の閉ループに加え、その閉ループ内に位置してＸ線の透過しやすい部位を包含する第２の閉ループを自動形成する機能を備え、上記スライス範囲設定手段は、これら２つの閉ループで囲まれた領域を断面輪郭とする筒体の上記回転軸方向への高さを設定し、上記再構成演算手段は、その筒体内の領域のみの断層像を再構成演算することを特徴とする請求項８または９に記載のＸ線ＣＴ装置。
上記予備的に再構成演算される断層像は、上記Ｘ線検出器により検出されるＸ線透過データのマトリクス数およびビュー数を間引いて再構成演算されることを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、または１２に記載のＸ線ＣＴ装置。