(57)【要約】【課題】円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が抑えて再構成すること。【解決手段】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、コーンビーム形のＸ線を発生するＸ線管１０１と、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを発生する２次元アレイ型のＸ線検出器１０３と、Ｘ線管をＸ線検出器とともに被検体の周囲を回転する回転機構１０２と、投影データに基づいて再構成領域を対象に画像データを再構成する再構成処理部１１９と、再構成領域の両端部分において画像データの再構成に用いる投影データのビュー数を回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、再構成に用いる投影データを選択する投影データ選択部１１７とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーンビーム形のＸ線を発生するＸ線管と、
被検体を透過したＸ線を検出して投影データを発生する２次元アレイ型のＸ線検出器と、
前記Ｘ線管を前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、
前記投影データに基づいて再構成領域を対象に画像データを再構成する再構成処理部と、
前記再構成領域の両端部分において前記画像データの再構成に用いる投影データのビュー数を回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、前記再構成に用いる投影データを選択する投影データ選択部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記投影データ選択部は、前記再構成領域の両端部分において前記ビュー数を、直線的に変化させることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記投影データ選択部は、前記再構成領域の両端部分において前記ビュー数を、曲線的に変化させることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記投影データ選択部は、前記再構成領域の中央部分においては１回転分のビュー数Ｎに設定し、前記再構成領域の両端部分においては、前記１回転分のビュー数Ｎから、Ｎ・（（１８０°＋α）／３６０°）まで低下させることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円軌道コーンビーム再構成機能を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ（Computer Tomography））に関する。
【背景技術】
【０００２】
円軌道コーンビーム再構成法は(Feldkamp)らが提案しているが、この再構成法では、３６０°分の投影データが揃わない領域（マスク領域という）が再構成領域の両端部に存在し、そのマスク領域では再構成しても十分な画質が得られない。現在では十分な画質が得られないと言うことでマスクされ、マスク領域は画像再構成から除外されている。マスク領域を無理に再構成しても、歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が抑えて再構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のある局面は、コーンビーム形のＸ線を発生するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを発生する２次元アレイ型のＸ線検出器と、前記Ｘ線管を前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、前記投影データに基づいて再構成領域を対象に画像データを再構成する再構成処理部と、前記再構成領域の両端部分において前記画像データの再構成に用いる投影データのビュー数を回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、前記再構成に用いる投影データを選択する投影データ選択部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が抑えて再構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転方式と、リング上に多数のＸ線検出器が配置され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転方式とがあり、いずれの方式でも本発明を適用可能である。回転／回転方式に関して、一対のＸ線管とＸ線検出器とが回転フレームに搭載された一管球型と、Ｘ線管とＸ線検出器との対が回転フレームに複数搭載されたいわゆる多管球型とがあるが、いずれの型でも本発明を適用可能である。Ｘ線検出器に関して、被検体を透過したＸ線をシンチレータ等の蛍光体で光に変換してからフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とがあるが、本発明はいずれの形を採用してもよい。
【０００７】
図１には本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示している。架台１００は、Ｘ線管１０１を有する。Ｘ線管１０１は、高電圧発生装置からスリップリング機構１０８を経由して管電圧の印加及びフィラメント電流の供給を受け、コーンビーム形のＸ線を発生する。Ｘ線管１０１は、回転軸（Ｚ軸）を中心に回転自在に支持される回転フレーム１０２に、Ｘ線検出器１０５とともに搭載される。回転角検出部１０７は、回転フレーム１０２の回転角を検出するために設けられる。通常、Ｘ線管１０１が頂上にあるとき、回転フレーム１０２の回転角はゼロ度にセットされる。Ｘ線検出器１０３は、回転軸ＲＡをはさんでＸ線管１０１に対向する。回転軸ＲＡを中心として円筒形状の再構成領域が入力装置１１５を介して設定される。
【０００８】
Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１から被検体を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１０３は、コーンビームに対応するマルチスライス型または２次元アレイ型である。すなわち、Ｘ線検出器１０３は、回転軸ＲＡにそって並列される複数のＸ線検出素子列を有する。各Ｘ線検出素子列は、回転軸ＲＡに直交する方向にそって一列に配列された複数のＸ線検出素子を有する。
【０００９】
Ｘ線検出器１０３の出力は、チャンネルごとにデータ収集回路（ＤＡＳ）１０４によって増幅され、ディジタル信号に変換され、そして例えば非接触型のデータ伝送装置１０５を介して前処理装置１０６に送られ、そこで感度補正等の補正処理を受け、再構成処理の直前段階にあるいわゆる投影データとして投影データ記憶部１１６に記憶される。スキャンコントローラ１１０は、データ収集（スキャン）のために、回転駆動部、高電圧発生装置１０９、データ収集回路１０４等を制御する。
【００１０】
再構成処理部１１９は、コーンビーム画像再構成法のもとで、投影データに基づいて画像データを再構成する。ここで、コーンビーム画像再構成法は、フェルドカンプ法(Feldkamp method)である。フェルドカンプ法は、周知の通り、ファンビームコンボリューション・バックプロジェクション法をもとにした近似的再構成法であり、コンボリューション処理は、コーン角が比較的小さいことを前提として、データをファン投影データと見なして行われる。しかし、バックプロジェクション処理は、実際のレイ(ray)に沿って行われる。つまり、投影データにＺ座標に依存した重みをかけ、その重みをかけた投影データに、ファンビーム再構成と同じ再構成関数をコンボリューションし、そのデータをコーン角を持つ斜めの実際のレイに沿って逆投影する、という手順で画像が再構成される。
【００１１】
投影データ選択部１１７は、投影データ記憶部１１６に記憶された投影データから、再構成処理部１１９で再構成処理に使用する投影データを、Ｚ軸上でのスライス位置（再構成位置）に応じて選択する。  
図２に示すように、円柱形の再構成領域の両端部分（Ｚ１〜Ｚ２、Ｚ３〜Ｚ４）において、画像再構成処理の特にバックプロジェクション処理に用いる投影データのビュー数を、回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、再構成に用いる投影データを選択する。両端部分は、
このビュー数は、図３に例示するように、両端部分各々の最内位置Ｚ２，Ｚ３から最端位置Ｚ１，Ｚ４までにかけて、連続的又は段階的に変化される。またビュー数が連続的に変化されるとき、直線的（任意の一次式で定義される）又は曲線的（任意の多次式で定義される）に変化される。なお、最内位置Ｚ２，Ｚ３は、再構成領域の外周と、コーンビームＸ線の辺縁とが交差する部分のＺ位置として定義される。
【００１２】
実際には、投影データ選択部１１７は、マスク領域の存在しない再構成領域の中央部分（Ｚ２〜Ｚ３）においては、再構成に用いるビューの数を、１回転で収集する投影データのビュー数Ｎに設定する。またマスク領域が部分的にも存在する再構成領域の両端部分（Ｚ１〜Ｚ２、Ｚ３〜Ｚ４）においては、再構成に用いるビューの数を、Ｚ位置に応じて１回転分のビュー数Ｎから、ハーフ再構成に要するビュー数と同等のＮ・（（１８０°＋α）／３６０°）まで低下させる。なお、αはファン角である。ビュー数の変化パターンは入力装置１１５を介して操作者により選択されることができる。
【００１３】
投影データ選択部１１７は、マスク領域の存在しない再構成領域の中央部分（Ｚ２〜Ｚ３）においては、その中の全スライス各々に対して、収集した全ビューＮの投影データを再構成処理部１１９に供給し、一方、マスク領域が部分的にも存在する再構成領域の両端部分（Ｚ１〜Ｚ２、Ｚ３〜Ｚ４）においては、Ｎより少ないＺ位置に応じたビュー数の投影データをできるだけ均等に間引いて再構成処理部１１９に供給する。再構成処理部１１９は、フェルドカンプ再構成法に従って、投影データ選択部１１７から供給された投影データに基づいて再構成領域内の画像データを再構成する。
【００１４】
このように本実施形態では、円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域が部分的にも存在する再構成領域の両端部分では、再構成に用いるビュー数をＺ位置に応じて徐々に減少させることにより、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性を抑えることができる。
【００１５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態において、Ｚ位置と再構成に用いるビュー数との関係を示す図。
【図３】図３のバリエーションを示す図。
【符号の説明】
【００１７】
１０１…Ｘ線管、１０２…回転フレーム、１０３…Ｘ線検出器、１１６…投影データ記憶部、１１７…投影データ選択部、１１９…再構成処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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