(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を曝射するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、前記被検体を載置する寝台とを有し、被検体に向けてＸ線を曝射して得られた透過データから被検体の画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、
生体信号に同期して再構成する範囲と生体信号に非同期で再構成する範囲とを指定するための入力手段と、
前記Ｘ線管及び前記検出器と前記寝台とを相対的に移動させてヘリカルススキャンを行うとともに、連続的な一度のヘリカルスキャン中に前記寝台の移動速度を変更するスキャン制御手段と、
被検体の生体信号を検出する検出手段と、
前記ヘリカルスキャン中に取得した透過データと前記生体信号データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記透過データを、前記生体信号に同期して再構成する範囲に対応する第１の透過データと、前記生体信号に非同期で再構成する範囲に対応する第２の透過データとに、双方の範囲の境界近傍を一部重複させて区分けする区分け手段と、
前記生体信号データと前記第１の透過データに基づいて前記被検体の画像を再構成する生体信号同期再構成手段と、
前記生体信号データに同期しない再構成を行うものであり、前記第２の透過データから前記被検体の画像を再構成する生体信号非同期再構成手段と、
前記生体信号同期再構成手段により再構成された画像と前記生体信号非同期再構成手段により再構成された画像とを前記一部重複の部分で重み付け加算した合成画像を生成する合成手段と、
を備えること、
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記スキャン制御手段は、前記生体信号に同期して再構成する範囲を生体信号の複数サイクルにわたってヘリカルスキャンできるように、前記寝台の移動速度を減速させること、を特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記合成手段は、前記重みを前記画像の端になるにつれ除々に変化させること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記検出手段は、被検体の心拍動を検出して心電データを作成する心電計であり、
前記記憶手段は、前記生体信号データとして心電データを記憶すること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記検出手段は、被検体の呼吸を検出して呼吸データを作成する呼吸センサであり、
前記記憶手段は、前記生体信号データとして呼吸データを記憶すること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
生体信号に同期して再構成する範囲と生体信号に非同期で再構成する範囲とを指定するための入力手段と、
連続的な一度のヘリカルスキャンで得られた透過データと当該ヘリカルスキャン中に取得した被検体の生体信号データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記透過データを、前記生体信号に同期して再構成する範囲に対応する第１の透過データと、前記生体信号に非同期で再構成する範囲に対応する第２の透過データとに、双方の範囲の境界近傍を一部重複させて区分けする区分け手段と、
前記生体信号データと前記第１の透過データに基づいて前記被検体の画像を再構成する生体信号同期再構成手段と、
前記生体信号データに同期しない再構成を行うものであり、前記第２の透過データから前記被検体の画像を再構成する生体信号非同期再構成手段と、
前記生体信号同期再構成手段により再構成された画像と前記生体信号非同期再構成手段により再構成された画像とを前記一部重複の部分で重み付け加算した合成画像を生成する合成手段と、
を備えること、
を特徴とする画像再構成処理装置。
【請求項７】
前記合成手段は、前記重みを前記画像の端になるにつれ除々に変化させること、
を特徴とする請求項６記載の画像再構成処理装置。
【請求項８】
前記記憶手段は、前記生体信号データとして心電データを記憶すること、
を特徴とする請求項６記載の画像再構成処理装置。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記生体信号データとして呼吸データを記憶すること、
を特徴とする請求項６記載の画像再構成処理装置。
【請求項１０】
連続的な一度のヘリカルスキャンで得られた被検体の透過データと当該ヘリカルスキャン中に取得した被検体の生体信号データとを対応付けて記憶し、
前記透過データを、前記生体信号に同期して再構成する範囲に対応する第１の透過データと、前記生体信号に非同期で再構成する範囲に対応する第２の透過データとに、双方の範囲の境界近傍を一部重複させて区分けし、
前記生体信号データと前記第１の透過データに基づいて前記被検体の画像を再構成し、
前記生体信号データに同期しない再構成を行うものであり、前記第２の透過データから前記被検体の画像を再構成し、
前記生体信号同期再構成手段により再構成された画像と前記生体信号非同期再構成手段により再構成された画像とを前記一部重複の部分で重み付け加算した合成画像を生成すること、
を特徴とする画像再構成処理方法。
【請求項１１】
前記合成画像の生成では、前記重みを前記画像の端になるにつれ除々に変化させること、
を特徴とする請求項１０記載の画像再構成処理方法。
【請求項１２】
前記生体信号データとして心電データを記憶すること、
を特徴とする請求項１１記載の画像再構成処理方法。
【請求項１３】
前記生体信号データとして呼吸データを記憶すること、
を特徴とする請求項１２記載の画像再構成処理方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
生体信号に同期して再構成する範囲と生体信号に非同期で再構成する範囲とを指定するための入力手段と、
連続的な一度のヘリカルスキャンで得られた透過データと当該ヘリカルスキャン中に取得した被検体の生体信号データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記透過データを、前記生体信号に同期して再構成する範囲に対応する第１の透過データと、前記生体信号に非同期で再構成する範囲に対応する第２の透過データとに、双方の範囲の境界近傍を一部重複させて区分けする区分け手段と、
前記生体信号データと前記第１の透過データに基づいて前記被検体の画像を再構成する生体信号同期再構成手段と、
前記生体信号データに同期しない再構成を行うものであり、前記第２の透過データから前記被検体の画像を再構成する生体信号非同期再構成手段と、
前記生体信号同期再構成手段により再構成された画像と前記生体信号非同期再構成手段により再構成された画像とを前記一部重複の部分で重み付け加算した合成画像を生成する合成手段と、
して機能させること、
を特徴とする画像再構成処理プログラム。
【請求項１５】
前記合成手段は、前記重みを前記画像の端になるにつれ除々に変化させること、
を特徴とする請求項１４記載の画像再構成処理プログラム。
【請求項１６】
前記記憶手段は、前記生体信号データとして心電データを記憶すること、
を特徴とする請求項１４記載の画像再構成処理プログラム。
【請求項１７】
前記記憶手段は、前記生体信号データとして呼吸データを記憶すること、
を特徴とする請求項１４記載の画像再構成処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリカルピッチを変更しながらＸ線を曝射することで被検体の透過データを取得し、取得した透過データから被検体の画像を再構成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線の強度を示す投影データから被検体内の画像を再構成する。疾病の診断、治療や手術計画等の様々な医療行為において重要な役割を果たしている。このＸ線ＣＴ装置では、例えば、被検体に造影剤を投与してから画像を撮影する方法や生体信号に同期して画像を再構成する方法等の画像診断の種類に応じた各種の撮影方法がある。いずれにおいても重要なのは、画像診断に耐えうる精度の高い画像を撮影し、再構成することである。
【０００３】
被検体に造影剤を投与してから画像を撮影する方法では、プリスキャンが行われ、このプリスキャンによって造影剤が画像を再構成する範囲に流入したことを検知してから本スキャンを開始する。Ｘ線ＣＴ装置の造影剤撮影では、被検体に投与した造影剤が画像再構成範囲に流入しているタイミングでスキャンすることが重要である。このため、本スキャンの前にプリスキャンを繰り返す。このプリスキャンでは、本スキャンよりも低線量で画像再構成範囲の一部分をスキャンし、得られる画像のＣＴ値に基づいて、画像再構成範囲に流入する造影剤濃度を判断する。造影剤濃度がある程度高くなった時点で本スキャンを開始する。造影剤濃度を所定閾値を用いて自動判定し、自動的に本スキャンを開始するスキャン方法は、リアルプレップスキャンと呼ばれる（例えば、「特許文献１」参照。）。
【０００４】
従来のＸ線ＣＴ装置によるこのリアルプレップスキャンを図１に示す。図１に示すように、まずプリスキャンのために画像再構成範囲の一部地点上にＸ線管を位置させ、プリスキャン位置Ｚ０にＸ線を曝射してプリスキャン画像を得る。このプリスキャン画像は、断層像である。プリスキャン画像を得ると、この画像のＣＴ値を算出して、閾値以上であれば、本スキャンを開始する。
【０００５】
本スキャンでは、まず、画像再構成範囲の外側にＸ線管が位置するように寝台を移動させ、画像再構成範囲始端よりも外側にのりしろ（ｍａｒｇｉｎ）を取る。のりしろを取ると、こののりしろ部分から画像再構成範囲終端に向けてヘリカルスキャンによる本スキャンを開始する。のりしろを設定するのは、ヘリカルスキャンによっても画像再構成始端位置に画像再構成に必要なビュー数（ＢＰｖｉｅｗ）分のＸ線曝射を行うためである。通常、プリスキャン位置Ｚ０から直接画像再構成範囲の終端に向けて本スキャンを開始すると、プリスキャン位置Ｚ０よりも外側にある場合が多い画像再構成始端位置に、ＢＰｖｉｅｗ分のＸ線曝射を確保できない場合があるためである。
【０００６】
リアルプレップスキャンでは、被検体に投与した造影剤が画像再構成範囲に流入しているタイミングでスキャンすることが重要であり、プリスキャンにより造影剤流入を検知すると、間髪置かずに本スキャンを行うことが大切である。造影剤が画像再構成範囲から流れ出てしまったり、消失してしまったりする等により造影剤濃度が必要量得られなければ、精度の高い画像を再構成することができないからである。しかし、上述のように、従来のリアルプレップスキャンでは、プリスキャンにより造影剤流入を検知すると、一度Ｘ線管を画像再構成範囲外へ移動させ、のりしろを作り、こののりしろから本スキャンを開始しなくてはならない。即ち、のりしろの設定及びのりしろの本スキャンの時間だけ、造影剤流入検知から画像再構成範囲の本スキャンが遅れる。従って、従来のリアルプレップスキャンでは、精度の高い画像を再構成できているとはいえない。また、のりしろに相当する箇所にもＸ線は曝射されているため、画像再構成範囲外でも被爆してしまうため、被検体にとって好ましくない。
【０００７】
また、画像診断には、関心領域のみの診断や、全身等の広範囲から患部を探索する等の広範囲の診断がある。広範囲の診断では、画像再構成範囲に心臓や肺等の体動を伴う範囲と体動を伴わない範囲とが含まれる。体動は、身体組織の活動に伴う動きである。体動を伴う範囲と体動を伴わない範囲とでは、その範囲の画像を再構成するために必要なデータの取得方法が異なる。
【０００８】
心臓や肺等の体動を伴う範囲では、主に再構成に必要なデータの取得方法に特徴を有する生体信号同期再構成法が用いられる（例えば、「特許文献２」参照。）。
【０００９】
生体信号同期再構成法は、被検体の撮影と同期して体動の変化を示す生体信号データを取得し、特定位相の体動を示す生体信号データの取得時と同時期に得られた部分データを投影データから抽出して集め、集められた部分データを用いて画像を再構成する。ヘリカルピッチは、特定位相の体動を示すデータを複数収集するために、生体信号の変化のサイクルが複数繰り返される時間中に体動を伴う範囲を通過するピッチに制限される。
【００１０】
従って、体動を伴う範囲と体動を伴わない範囲とを含む範囲を撮影するためには、再構成に必要な投影データの取得方法が異なるために、その画像再構成範囲を、体動を伴う範囲と体動を伴わない範囲とに区切って別々にスキャンする必要があった。
【００１１】
図２は、従来の体動を伴う範囲と体動を伴わない範囲とを含む範囲を撮影する手法を示す図である。体動を伴い生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥが、総画像再構成範囲に含まれ、体動を伴わず生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥに挟まれている。この場合、一回目のスキャンで生体信号に非同期で再構成する片方の再構成範囲ＮＳＥを撮影する。次に、２回目のスキャンで生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥを撮影する。さらに３回目のスキャンで生体信号に非同期で再構成する他方の再構成範囲ＮＳＥを撮影する。
【００１２】
そして、１回目と３回目のスキャンで得られた投影データをそれぞれ体動に非同期でボリューム画像を再構成し、２回目のスキャンで得られた投影データを生体信号同期再構成法によりボリューム画像に再構成する。
【００１３】
ここで、撮影した広範囲の画像を総体的に表示して、全体的に被検体内を観察したい場合がある。例えば被検体に造影剤を投与して、広範囲における血流状態を総体的に観察したい場合である。
【００１４】
しかし、撮影する範囲に体動を伴う再構成範囲ＳＥと体動を伴わない再構成範囲ＮＳＥとが混在すると、それら範囲を別々に撮影するために、体動を伴う再構成範囲ＳＥの画像と体動を伴わない再構成範囲ＮＳＥの画像との間に時間的な隔たりが生じ、観察箇所によって造影剤の濃度の高低が現れてしまう。そのため、撮影した範囲を総体的に表示しても、その範囲を総体的に診断することは困難である。また、別々に撮影することは、被検体を複数回被爆させることにもなり、好ましくない。一方で、体動を伴う再構成範囲ＳＥと体動を伴わない再構成範囲ＮＳＥとを区別せずに一度のスキャンで撮影してしまい、その結果得られた投影データを生体信号同期再構成法によらず再構成すると、体動箇所にブレが生じてしまい、精度が著しく落ちてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−２４５２７５号公報
【特許文献２】特開２００５−６６０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｘ線を曝射して得られた被検体の透過データから被検体の画像を作成する技術に関し、診断利用に効果的な精度の高い画像を再構成でき、しかも被爆量を低減することのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の態様では、Ｘ線を曝射するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、前記被検体を載置する寝台とを有し、被検体に向けてＸ線を曝射して得られた透過データから被検体の画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、生体信号に同期して再構成する範囲と生体信号に非同期で再構成する範囲とを指定するための入力手段と、前記Ｘ線管及び前記検出器と前記寝台とを相対的に移動させてヘリカルススキャンを行うとともに、連続的な一度のヘリカルスキャン中に前記寝台の移動速度を変更するスキャン制御手段と、被検体の生体信号を検出する検出手段と、前記ヘリカルスキャン中に取得した透過データと前記生体信号データとを対応付けて記憶する記憶手段と、前記透過データを、前記生体信号に同期して再構成する範囲に対応する第１の透過データと、前記生体信号に非同期で再構成する範囲に対応する第２の透過データとに、双方の範囲の境界近傍を一部重複させて区分けする区分け手段と、前記生体信号データと前記第１の透過データに基づいて前記被検体の画像を再構成する生体信号同期再構成手段と、前記生体信号データに同期しない再構成を行うものであり、前記第２の透過データから前記被検体の画像を再構成する生体信号非同期再構成手段と、前記生体信号同期再構成手段により再構成された画像と前記生体信号非同期再構成手段により再構成された画像とを前記一部重複の部分で重み付け加算した合成画像を生成する合成手段と、を備えること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のＸ線ＣＴ装置によるリアルプレップスキャンを示す。
【図２】従来の体動を伴う範囲と体動を伴わない範囲とを含む範囲を撮影する手法を示す図である。
【図３】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が備える可変ヘリカルスキャンをコントロールする構成を示す。
【図４】撮影条件の設定画面を示す模式図である。
【図５】第１のヘリカルピッチＨＰｎｅｗの算出方法を示す。
【図６】ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータの生成動作を示す。
【図７】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図８】Ｘ線ＣＴ装置のＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに則った投影データの取得動作を示すフローチャートである。
【図９】総画像再構成範囲におけるヘリカルピッチを示すグラフである。
【図１０】ヘリカルピッチ０で可変ヘリカルスキャンするビュー数の算出方法を示している。
【図１１】ピッチ０のヘリカルスキャンでスキャン部分の生成動作を示している。
【図１２】ピッチ０の第１のヘリカルピッチを含むＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに則った投影データの取得動作のうち、初動部分を示すフローチャートである。
【図１３】初動部分のヘリカルピッチを示すグラフである。縦軸がヘリカルピッチであり、横軸が時間を示す。
【図１４】本実施形態に係る画像再構成処理技術の態様である画像再構成処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】この画像再構成処理装置の機能を示すブロック図である。
【図１６】投影データ記憶部に記憶された投影データと生体信号データを示す図である。
【図１７】生体信号同期再構成法の模式図である。
【図１８】生体信号に非同期で再構成する模式図である。
【図１９】フェザリング処理を示す図である。
【図２０】画像再構成処理動作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】
【００１９】
以下、本発明に係る透過データの取得技術及び画像再構成処理技術の好適な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２０】
〔投影データの取得形態１〕
図３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が備える可変ヘリカルスキャンをコントロールする構成を示す。Ｘ線ＣＴ装置は、スキャン手段１１０とＣＰＵユニット１２１とスキャン制御部１２２とを備える。ＣＰＵユニット１２１には、入力部１２３とモニタ１２４と画像生成部１２５とがデータ入出力可能に接続されている。また、ＣＰＵユニット１２１は、プリスキャン判断部１２１ａとシーケンス生成部１２１ｂとを備える。
【００２１】
このＸ線ＣＴ装置は、リアルプレップスキャンにより、画像再構成範囲の画像を撮影する。まずプリスキャンし、画像再構成範囲への造影剤流入を検知する。画像再構成範囲は、被検体内の画像として再構成する範囲である。プリスキャンでは、造影剤が画像再構成範囲に到達したことを検知するため、被検体の一部分をプリスキャン用のＸ線条件（低線量）でスキャンする。低線量のスキャンで得られたプリスキャン画像のＣＴ値を監視し、予め定められた閾値にＣＴ値が到達したところで画像再構成範囲の本スキャンを開始する。造影剤を映し出した画像はＣＴ値が高くなるため、ＣＴ値が閾値を超えれば、造影剤が画像再構成範囲に到達したことが認識できる。本スキャンは、画像再構成範囲の本スキャン画像を得るため、本スキャン用のＸ線条件（高線量）でＸ線を曝射して可変ヘリカルスキャンを行なう。
【００２２】
プリスキャンにより造影剤の流入を検知すると、Ｘ線ＣＴ装置は、可変ヘリカルスキャンによる画像再構成範囲の撮影を開始する。このＸ線ＣＴ装置は、プリスキャン終了後、のりしろを作らずに直接画像再構成範囲の終端に向けて可変ヘリカルスキャンを開始する。
【００２３】
可変ヘリカルスキャンは、撮影範囲の始端から終端までの一連のスキャン中にヘリカルピッチを変更しながらＸ線を曝射するスキャンである。ヘリカルピッチは、Ｘ線を被検体の全周囲から１回曝射する間に被検体の軸方向へ進む距離として定義される。曝射角度の変位が一定速度の場合は、ヘリカルピッチはスライス方向への変位速度であり、スライス方向への変位速度が０であれば、ヘリカルピッチは０である。
【００２４】
のりしろとは、画像再構成始端位置から画像再構成範囲外へ延びるＸ線曝射範囲をいう。画像再構成範囲の始端位置に対して、画像として再構成するために必要なビュー数（以下、ＢＰｖｉｅｗと呼ぶ）分のＸ線曝射を確保するための画像再構成始端位置から画像再構成範囲外への所定の範囲を言う。のりしろは、従来のＸ線ＣＴ装置において、ヘリカルスキャンによって被検体体軸方向のスキャン位置を連続的に移動させながらも、画像再構成範囲始端位置に対して、ＢＰｖｉｅｗ分のＸ線曝射を確保するために設定される。ＢＰｖｉｅｗは、画像として再構成するのに必要なビュー数、即ち所定角度範囲に拡がるようなＸ線曝射回数である。このＢＰｖｉｅｗは、３６０度補間法、１８０度内挿補間法、対向ビーム補間法、１８０度外挿補間法等の各再構成法に依存する。例えば、ＢＰｖｉｅｗは、１８０°＋α分の角度範囲からＸ線を曝射するビュー数である。
【００２５】
このＸ線ＣＴ装置は、のりしろを作らずとも、画像再構成始端位置に対するＢＰｖｉｅｗ分のＸ線曝射を確保できる初期のヘリカルピッチＨＰｎｅｗ（第１のヘリカルピッチ）を算出し、この初期のヘリカルピッチと予め指定されたヘリカルピッチＨＰｏｒｇ（第２のヘリカルピッチ）への移行タイミングをコントロールする。
【００２６】
まず、スキャン手段１１０は、被検体を体軸方向に移動させながら体軸回りにＸ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出して透過データを得る。透過データは、被検体を透過したＸ線を検出して得られる検出結果のデータである。スキャン制御部１２２は、このスキャン手段１１０の駆動を制御する。具体的には、Ｘ線の線量やヘリカルピッチ等をコントロールする。画像生成部１２５は、被検体を透過したＸ線を検出して得られた生データを前処理して投影データを生成し、この投影データに再構成処理を施して被検体内の画像を再構成する。透過データは、この生データ又は投影データのいずれをも指す。
【００２７】
ＣＰＵユニット１２１は、演算制御部（ＣＰＵ）、主記憶部（ＲＡＭ）、及び外部記憶部（ＨＤＤ）をバス（ＢＵＳ）で接続して相互にデータの入出力を可能にしたコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。外部記憶部に記憶されている制御プログラムを実行することにより、プリスキャン判断部１２１ａとシーケンス生成部１２１ｂとが実現される。
【００２８】
ＣＰＵユニット１２１は、スキャン制御部１２２に制御情報を入力する。スキャン制御部１２２は、この制御情報に従い、スキャン手段１１０のＸ線の線量やヘリカルピッチを可変させる。制御情報には、被検体に曝射するＸ線の線量や、ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスが含まれる。ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスは、可変ヘリカルスキャンにおけるヘリカルピッチとそのヘリカルピッチで寝台を移動させる距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ）とを対応付けたデータである。ＣＰＵユニット１２１は、プリスキャン時には、プリスキャンのための制御情報をスキャン制御部１２２に入力し、可変ヘリカルスキャン時には、可変ヘリカルスキャンのための制御情報をスキャン制御部１２２に入力する。
【００２９】
プリスキャン判断部１２１ａは、スキャン制御部１２２にプリスキャンの制御情報を入力し、可変ヘリカルスキャンの開始タイミングを監視している。そして、可変ヘリカルスキャンの開始タイミングが到達すると、トリガ信号をスキャン制御部１２２に入力してプリスキャンと本スキャンとを切り替える。プリスキャン判断部１２１ａは、造影剤の画像再構成範囲への流入を監視している。スキャンデバイス１１０によるプリスキャンによって画像生成部１２５で生成された画像のＣＴ値を算出し、算出したＣＴ値が閾値を上回ると、スキャン制御部１２２に可変ヘリカルスキャンによる本スキャンを開始させるトリガ信号を入力する。閾値は、外部記憶部に予め記憶されている。
【００３０】
尚、プリスキャンと本スキャンとの切り替えは、このプリスキャン判断部１２１ａによりＣＴ値と閾値との比較をさせて自動的に行われるようにしてもよいし、画像のＣＴ値を時系列で並べてモニタ１２４にグラフ表示させ、オペレータがそのグラフ表示を基に切替ボタンを押下するようにしてもよい。切替ボタンは、入力部１２３に配列されたボタンに割り当てられている。この切替ボタンが押下されると、スキャン制御部１２２にトリガ信号が入力される。
【００３１】
シーケンス生成部１２１ｂは、ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成し、スキャン制御部１２２に入力する。このＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを含む本スキャンのための制御情報は、プリスキャン前に予めスキャン制御部１２２に入力される。ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータは、入力部１２３を用いて入力された撮影条件に従って生成される。シーケンス生成部１２１ｂは、入力部１２３を用いた撮影条件の入力の際に、モニタ１２４に撮影条件の設定画面を表示させる。
【００３２】
図４は、撮影条件の設定画面を示す模式図である。図４に示すように、設定画面には、被検体の模式図（ｍｏｄｅｌ）ＳＧが表示される。この模式図ＳＧは、スライス位置決め用として予め撮影されたスキャノグラムである。オペレータは、模式図ＳＧを参照しながら入力部１２３を用いて、画像再構成始端位置Ｚ１から始まる総画像再構成範囲と、その総画像再構成範囲のうち生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥと、プリスキャンを行うプリスキャン位置Ｚ０を指定する。
【００３３】
例えば、入力部１２３を用いて、画像再構成始端位置Ｚ１を含む第１の画像再構成範囲を指定し、その第１の画像再構成範囲を再構成範囲ＮＳＥに指定する。次に、入力部１２３を用いて、第１の画像再構成範囲に続く第２の画像再構成範囲を指定し、その第２の画像再構成範囲を再構成範囲ＳＥに指定する。さらに、第２の画像再構成範囲に続く第３の画像再構成範囲を指定し、その第３の画像再構成範囲を再構成範囲ＮＳＥに指定する。そして、入力部１２３を用いてプリスキャン位置Ｚ０を指定する。シーケンス生成部１２１ｂは、この入力部１２３を用いた操作を反映して、モニタ１２４に、第１乃至３の画像再構成範囲とその各画像再構成範囲の再構成範囲ＳＥ又は再構成範囲ＮＳＥを識別表示し、プリスキャン位置Ｚ０を表示する。
【００３４】
図５は、シーケンス生成部１２１ｂによる初期（第１）のヘリカルピッチＨＰｎｅｗの算出方法を示している。この図は、縦軸は体軸方向の位置Ｚであり、横軸はビューである。即ち、ビューに応じてＸ線が曝射される体軸方向の範囲を示している。シーケンス生成部１２１ｂは、画像再構成始端位置Ｚ１に対してＢＰｖｉｅｗ以上のＸ線曝射が可能なＨＰｎｅｗとそのＨＰｎｅｗでの寝台移動距離Ｄとを、本スキャンでのＸ線曝射幅ＤＷ、画像再構成始端位置Ｚ１とプリスキャン位置Ｚ０との位置関係、ＢＰＶｉｅｗ、及び予め定められたＨＰｏｒｇとに基づき算出する。
【００３５】
図５に示すように、画像再構成始端位置Ｚ１の画像を再構成するためには、画像再構成始端位置Ｚ１の再構成に用いるビュー数Ｖｉｅｗｓ（Ｚ１）が以下の（式１）を満たす必要がある。画像再構成始端位置Ｚ１にＢＰｖｉｅｗ以上のビュー数でＸ線を曝射できなければ、画像再構成始端位置Ｚ１の画像を再構成できないためである。
【００３６】
（式１）  Ｖｉｅｗｓ（Ｚ１）≧ＢＰｖｉｅｗ
【００３７】
また、このＶｉｅｗｓ（Ｚ１）は、本スキャンでのＸ線曝射幅ＤＷ、画像再構成始端位置Ｚ１プリスキャン位置Ｚ０との位置関係、及びＸ線曝射範囲の移動角度θを用いて以下の（式２）で表現することができる。尚、Ｘ線曝射範囲の移動角度θは、体軸方向Ｚで示すＸ線曝射範囲をビューｖｉｅｗの関数として表した場合のＸ線曝射範囲の傾きである。
【００３８】
（式２）  Ｖｉｅｗｓ（Ｚ１）＝｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ｔａｎθ
【００３９】
プリスキャン位置Ｚ０は、一般的に低線量でスキャンするために本スキャン開始時のＸ線曝射範囲の中心に位置する。また、Ｚ０−ＤＷ／２は、画像再構成始端位置Ｚ１側のＸ線曝射範囲のエッジ位置ＤＥであり、Ｚ１−（Ｚ０−ＤＷ）は、エッジ位置ＤＥと画像再構成始端位置Ｚ１との間隔である。即ち、ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）は、エッジ位置ＤＥと画像再構成始端位置Ｚ１との間隔の全体量を示している。従って、（式２）は、Ｘ線曝射範囲が本スキャン開始時のエッジ位置ＤＥと画像再構成始端位置Ｚ１との間隔を移動角度θで移動することにより、エッジ位置ＤＥが画像再構成始端位置Ｚ１に到達するまでに、確保できるＶｉｅｗｓ（Ｚ１）を示している。
【００４０】
また、θは、ヘリカルピッチＨＰの関数であることから、以下の（式３）で表すことができる。
【００４１】
（式３）  θ＝ｆ（ＨＰ）
【００４２】
よって、上記（式１）、（式２）、及び（式３）より以下の（式４）が導かれる。
【００４３】
（式４）  ｆ（ＨＰ）≦｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ＢＰｖｉｅｗ
【００４４】
シーケンス生成部１２１ｂは、ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）を算出し、予め定められているＢＰｖｉｅｗから｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ＢＰｖｉｅｗを求め、この｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ＢＰｖｉｅｗと一致する最大のｆ（ＨＰ）に対応するヘリカルピッチＨＰを算出する。そして、算出したＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）を寝台移動距離Ｄ、及び算出したヘリカルピッチＨＰをＨＰｎｅｗとして対応付けたＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成する。
【００４５】
ここで、算出したＨＰｎｅｗが予め定められたＨＰｏｒｇ以上であれば、本スキャン開始当初よりＨＰｏｒｇでヘリカルスキャンを行う。この予め定められたＨＰｏｒｇは、入力部１２３を用いて入力される。ＨＰｏｒｇは、画像再構成始端位置Ｚ１を含む画像再構成範囲が生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥであれば、再構成範囲ＳＥに対応して入力又は予め定められたＨＰＳＥであり、画像再構成始端位置Ｚ１を含む画像再構成範囲が生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＮＳＥであれば、再構成範囲ＮＳＥに対応して入力されたＨＰＮＳＥ又は予め定められたＨＰＮＳＥである。ヘリカルピッチの変更中は、寝台が加速中であるため、ＨＰｎｅｗ及びＨＰｏｒｇは一定とはならないが、このＨＰｎｅｗと寝台移動距離Ｄの算出の際には、加速終了後のヘリカルピッチＨＰｏｒｇを用いてもよいし、寝台加速中のヘリカルピッチＨＰｏｒｇを厳密に考慮してもよい。
【００４６】
図６は、このシーケンス生成部１２１ｂによるＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータの生成動作を示している。シーケンス生成部１２１ｂは、まずモニタ１２４に撮影条件の設定画面を表示させる（Ｓ０１）。オペレータが入力部１２３を用いて撮影条件を入力すると、指示された画像再構成始端位置Ｚ１と、総画像再構成範囲のうち生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥと、プリスキャンを行うプリスキャン位置Ｚ０を記憶する（Ｓ０２）。
【００４７】
これら撮影条件を記憶すると、シーケンス生成部１２１ｂは、寝台移動距離ＤとしてＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）を算出する（Ｓ０３）。ＤＷ／２の値は、予め外部記憶部に記憶されている。次に、ｆ（ＨＰ）＝｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ＢＰｖｉｅｗを算出し（Ｓ０４）、ＨＰｎｅｗとして、この算出したｆ（ＨＰ）に対応するヘリカルピッチＨＰを算出する（Ｓ０５）。
【００４８】
寝台移動距離ＤとＨＰｎｅｗとを算出すると、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥのヘリカルピッチ及びそのヘリカルピッチで寝台を移動させる距離と、生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥのヘリカルピッチとそのヘリカルピッチで寝台を移動させる距離と、寝台移動距離ＤとＨＰｎｅｗとを対応付けたＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成する（Ｓ０６）。
【００４９】
尚、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥのヘリカルピッチ及びそのヘリカルピッチは、その再構成範囲ＳＥに存在する器官の複数の体動サイクルに亘ってスキャンし続ける必要があるため、体動に同期せずに画像を再構成する再構成範囲ＮＳＥよりも値が低くなるように設定される。即ち、再構成範囲ＳＥを複数の体動サイクルの時間で通過するヘリカルピッチに設定される。
【００５０】
ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成すると、シーケンス生成部１２１ｂは、このＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータをスキャン制御部１２２に入力して（Ｓ０７）、処理を終了する。
【００５１】
図７は、このような本実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置は、架台装置１１１、寝台装置１１２、生体信号検出装置１３０、及びコンソール部１２０を備えて構成されている。この架台装置１１１及び寝台装置１１２がスキャン手段１１０に相当する。
【００５２】
架台装置１１１は、Ｘ線を主とするＸ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出する装置である。この架台装置１１１は、被検体を挿入可能な開口を有する。架台装置１１１の内部には、回転架台（ガントリ）１１１ａが収容されている。回転架台１１１ａには、Ｘ線管１１１ｂと検出器１１１ｃが開口を挟んで向かい合って設置される。Ｘ線管１１１ｂと検出器１１１ｃとの間には、コリメータ１１１ｄが介在している。また、架台装置１１１の内部には、Ｘ線管１１１ｂと対になって高電圧発生部１１１ｅが配置され、コリメータ１１１ｄと対になって絞り駆動部１１１ｆが配置され、回転架台１１１ａと対になって架台駆動部１１１ｇが配置され、検出部１１３と対になってデータ収集部１１１ｈが配置される。
【００５３】
回転架台１１１ａは、架台駆動部１１１ｇにより回転する。回転架台１１１ａは、開口を中心に回転する。
【００５４】
Ｘ線管１１１ｂは、高電圧発生部１１１ｅからフィラメントを加熱するための電流の供給及び高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。高電圧発生部１１１ｅは、高周波数インバータ方式、すなわち５０／６０Ｈｚの交流電源を整流して直流とし、それを数ｋＨｚ以上の高周波数の交流に変換して昇圧するとともにそれを再度整流して印加する方式のものが適用される。
【００５５】
コリメータ１１ｄは、絞り駆動部１１１ｆによって絞りが調整され、発生したＸ線をファンビーム形状やコーンビーム形状に絞る。絞り駆動部１１１ｆは、造影剤の流入を検出するためのプリスキャン時には、コリメータ１１１ｄの絞りを狭める。被検体の画像を撮影する可変ヘリカルスキャン時には、コリメータ１１１ｄの絞りを拡げる。このコリメータ１１１ｄの開度によって、Ｘ線曝射幅ＤＷが一意に規定される。コリメータ１１１ｄは、タングステン等のＸ線を吸収する材質で組成されている。Ｘ線管１１１ｂから曝射されたＸ線のうち、コリメータ１１１ｄに遮られるＸ線は、このコリメータ１１１ｄにより吸収され、コリメータ１１１ｄの絞りを通過するＸ線のみが被検体へ向けて曝射される。
【００５６】
検出器１１１ｃは、多列多チャンネルのＸ線検出素子を配する。この検出器１１１ｃは、被検体を透過したＸ線を検出して、その検出データ（純生データ）を電流信号として出力する。Ｘ線検出素子は、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光を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や、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が主流である。
【００５７】
データ収集部１１１ｈは、Ｘ線検出素子毎にＩ−Ｖ変換器と積分器とプリアンプとＡ／Ｄ変換器を備え、各Ｘ線検出素子からの電流信号を電圧信号に変換し、電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分して増幅し、ディジタル信号に変換している。データ収集部１１１ｈは、ディジタル信号に変換した検出データをコンソール部１２０に出力する。
【００５８】
寝台装置１１２は、寝台基台１１２ａの上面に寝台天板１１２ｂを載置する。寝台天板１１２ｂは、寝台駆動部１１２ｃにより所定の速度で開口軸方向に移動可能となっている。寝台駆動部１１２ｃは、モータを含み構成され、モータへの駆動電流の電流値を制御することで、寝台天板１１２ｂの移動速度を可変する。
【００５９】
回転架台１１１ａの回転と寝台天板１１２ｂの移動が同時に行われることで、Ｘ線管１１１ｂ及び検出器１１１ｃと寝台天板１１２ｂとの相対移動がヘリカル形状となり、ヘリカルスキャンが実施される。回転架台１１１ａの回転速度が一定の場合、この寝台天板１１２ｂの移動速度を可変することでヘリカルピッチを可変する。尚、寝台天板１１２ｂを移動させず、回転架台１１１ａを開口部軸に沿って速度を可変しながら移動させるようにしてもよい。また寝台天板１１２ｂの停止中に回転架台１１１ａの回転が行われることで、プリスキャン、コンベンショナルスキャン、又はダイナミックスキャンが実施される。
【００６０】
生体信号検出装置１３０は、所定器官の生体信号を検出して生体信号データをコンソール部１２０に出力する。例えば心電計や呼吸センサ等で構成される。この生体信号検出装置１３０は、寝台天板１１２ｂに載置される被検体に取り付けられる。心電計は、心拍動の時間変化を記録し、心電データを出力する。呼吸センサは、呼吸の時間変化を記録し、肺の時間変化を示す呼吸データを出力する。
【００６１】
コンソール部１２０は、スキャン制御部１２２と、前処理部１２６と、投影データ記憶部１２７と、生体信号同期再構成部１２８と、生体信号非同期再構成部１２９と、ＣＰＵユニット１２１と、モニタ１２４と、入力部１２３を備える。
【００６２】
ＣＰＵユニット１２１の外部記憶部１ｃには、Ｘ線ＣＴ装置の制御プログラムが記憶されている。主記憶部１ｂには、この制御プログラムが適宜展開される。演算制御部１ａは、記憶部１ｂをワークエリア（ｗｏｒｋａｒｅａ）として、このプログラムを解釈及び実行し、Ｘ線ＣＴ装置の統合制御を行う。
【００６３】
このＣＰＵユニット１２１で、プリスキャン判断部１２１ａとシーケンス生成部１２１ｂとが実現される。また、ＣＰＵユニット１２１は、ボリューム画像の再構成において、得られた投影データを生体に同期して再構成する範囲と生体に非同期で再構成する範囲とに区分けし、生体信号同期再構成部１２８と生体信号非同期再構成部１２９を制御してそれぞれの投影データに異なる再構成法を施して画像を再構成させる。そして、再構成された画像を合成する。この画像の合成では、合成する画像同士を一部重複させて再構成し、画像の境界にフェザリング処理を施す。
【００６４】
スキャン制御部１２２は、ＣＰＵユニット１２１から入力されたトリガ信号を契機にプリスキャンから可変ヘリカルスキャンを用いた本スキャンの制御に移行し、ＣＰＵユニット１２１で生成されたＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを含む制御情報に従い、高電圧発生部１１１ｅ、架台駆動部１１１ｇ、データ収集部１１１ｈ、絞り駆動部１１１ｆ、及び寝台駆動部１１２ｃに駆動信号を出力する。架台駆動部１１１ｇと寝台駆動部１１２ｃに駆動信号が出力されることによって、Ｘ線管１１１ｂ及び検出器１１１ｃは寝台天板１１２ｂに対してヘリカル状に相対移動してヘリカルスキャンが達成される。また、寝台天板１１２ｂの移動速度を可変させてＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに沿ったヘリカルピッチでヘリカルスキャンを行わせる。
【００６５】
スキャン制御部１２２は、プリスキャン中は寝台駆動部１１２ｃに駆動信号を出力しない。ＣＰＵユニット１２１からトリガ信号が入力されると寝台駆動部１１２ｃに駆動信号を出力して寝台天板１１２ｂの移動を開始させる。本スキャン開始の初期には、ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに含まれるヘリカルピッチＨＰｎｅｗを達成する電流値の駆動信号を、同じくＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに含まれる寝台移動距離Ｄ分だけ寝台天板１１２ｂが移動するまで寝台駆動部１１２ｃに送信し、画像再構成始端位置Ｚ１にＢＰｖｉｅｗに相当する分だけＸ線を曝射させる。本スキャン開始から寝台移動距離Ｄ分だけ寝台天板１１２ｂが移動すると、ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに含まれるヘリカルピッチＨＰｏｒｇを達成する電流値の駆動信号を、寝台駆動部１１２ｃに送信する。
【００６６】
スキャン位置が生体信号に同期しないで再構成する再構成範囲ＮＳＥのときは、ＨＰｏｒｇとしてその再構成範囲ＮＳＥでのヘリカルピッチＨＰＮＳＥを達成する電流値の駆動信号を寝台駆動部１１２ｃに送信する。スキャン位置が生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥのときは、ＨＰｏｒｇとしてその再構成範囲ＳＥでのヘリカルピッチＨＰＳＥを達成する電流値の駆動信号を寝台駆動部１１２ｃに送信する。
【００６７】
画像生成部１２５は、前処理部１２６と投影データ記憶部１２７と生体信号同期再構成部１２８と生体信号非同期再構成部１２９とを含む。
【００６８】
前処理部１２６は、純生データに対してＸ線の強度を補正する感度補正を施し、投影データを投影データ記憶部１２７に出力する。投影データ記憶部１２７には、前処理部１２６から出力された投影データが記憶される。また、生体信号検出装置１３０から出力された生体信号データも投影データ記憶部１２７に記憶される。投影データと生体信号データとは、各データ要素が発生した順に時系列的に対応付けられて記憶される。
【００６９】
生体信号同期再構成部１２８は、本スキャン時に生体信号に同期して画像を再構成する再構成範囲ＳＥに対応する投影データと生体信号データとから生体信号同期再構成法によりボリューム画像を再構成する。
【００７０】
生体信号非同期再構成部１２９は、生体信号に非同期で画像を再構成する再構成範囲ＮＳＥに対応する投影データからボリューム画像を再構成する。また、生体信号非同期再構成部１２９は、プリスキャンにより取得された投影データから被検体内の画像を再構成して、プリスキャン判断部１２１ａに入力する。
【００７１】
可変ヘリカルスキャンに対応して再構成されたボリューム画像は、ＣＰＵユニット１２１で合成及びフェザリング処理されてモニタ１２４に表示される。
【００７２】
図８は、このＸ線ＣＴ装置のＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに則った投影データの取得動作を示すフローチャートである。また、図９は、総画像再構成範囲におけるヘリカルピッチを示すグラフである。縦軸がヘリカルピッチであり、横軸が時間を示す。ここで、撮影総範囲のうち、画像再構成始端位置Ｚ１を含む第１の画像再構成範囲は、生体に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥが設定され、第２の画像再構成範囲に続く心臓位置を含む第２の画像再構成範囲は、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥが設定され、第２の画像再構成範囲に続く撮影終端位置を含む第３の画像再構成範囲は、生体に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥが設定されているものとする。
【００７３】
まず、シーケンス生成部１２１ｂは、プリスキャン位置Ｚ０と画像再構成始端位置Ｚ１とが入力されると、初期のヘリカルピッチＨＰｎｅｗと寝台移動距離Ｄを算出し、ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスを生成して（Ｓ２１）、スキャン制御部１２２に入力する（Ｓ２２）。
【００７４】
スキャン制御部１２２により、寝台天板１１２ｂがプリスキャン位置Ｚ０上にＸ線管１１１ｂが位置するように移動して静止し、またコリメータ１１１ｄの開度がプリスキャンのために狭められ、プリスキャンが行われる（Ｓ２３）。このプリスキャン中に生体信号非同期再構成部１２９は、投影データを再構成してプリスキャン位置Ｚ０の画像を再構成する（Ｓ２４）。
【００７５】
プリスキャン判断部１２１ａは、生体信号非同期再構成部１２９で再構成された画像のＣＴ値と予め定められた閾値とを比較し（Ｓ２５）、ＣＴ値が閾値を超えていれば（Ｓ２５，Ｙｅｓ）、スキャン制御部１２２に本スキャンを開始させるトリガ信号を入力して本スキャンを開始させる（Ｓ２６）。ＣＴ値が閾値を超えるまでは、プリスキャン（Ｓ２３）からＣＴ値と閾値の比較（Ｓ２５）までを繰り返す。
【００７６】
図９に示すように、制御態様によっては、このＳ２３〜Ｓ２６までの時間、即ちプリスキャンを開始して造影剤が画像再構成範囲に流入するまで（Ｔ１区間）は、ヘリカルピッチは、０となる。
【００７７】
本スキャンの開始とともに、生体信号検出装置１３０が刻々と出力する生体信号データＴＤを、同時期に作成される投影データＰＤと対にして記憶領域に記憶する（Ｓ２７）。
【００７８】
一方、本スキャンが開始されると、プリスキャン位置Ｚ０がＸ線曝射中心に位置するように位置していた寝台天板１１２ｂを、その位置から直接総画像再構成範囲の終端に向けて移動させる。
【００７９】
スキャン開始位置では、プリスキャン位置Ｚ０がＸ線曝射中心に位置するように位置していた寝台天板１１２ｂを、画像再構成始端位置Ｚ１にＢＰｖｉｅｗ分のＸ線曝射がなされるようにヘリカルピッチＨＰｎｅｗで、その位置から直接総画像再構成範囲の終端に向けて移動させる（Ｓ２８）。寝台天板１１２ｂの移動距離が寝台移動距離Ｄに達すると（Ｓ２９，Ｙｅｓ）、ヘリカルピッチを第１の画像再構成範囲を撮影するための本来のＨＰＮＳＥに加速し（Ｓ３０）、残りの第１の画像再構成範囲をヘリカルピッチＨＰＮＳＥで撮影する（Ｓ３１）。尚、スキャン位置は、寝台天板１１２ｂのセンサによる位置検出又はシーケンス制御によって判断される。
【００８０】
図９に示すように、この制御態様によっては、寝台天板１１２ｂの移動距離が寝台移動距離Ｄに達するまでの時間（Ｔ２区間）では、ヘリカルピッチＨＰｎｅｗでヘリカルスキャンが行われる。また、この制御態様によっては、寝台天板１１２ｂの移動距離が寝台移動距離Ｄに達してから第２の画像再構成範囲に突入する間近までは（Ｔ３区間）、本来のＨＰＮＳＥでヘリカルスキャンが行われる。
【００８１】
尚、ヘリカルピッチ０からヘリカルピッチＨＰｎｅｗへ加速している間、及びヘリカルピッチＨＰｎｅｗからヘリカルピッチＨＰＮＳＥに加速している間も投影データの取得は継続され、その間に取得された投影データも再構成のためのデータとして用いられる。
【００８２】
第２の画像再構成範囲である再構成範囲ＳＥが間近になると（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、ヘリカルピッチＨＰＮＳＥから、複数サイクルの生体信号変化の複数サイクルにわたって再構成範囲ＳＥをスキャン可能なヘリカルピッチＨＰＳＥまで減速する（Ｓ３３）。再構成範囲ＳＥ全域は、このヘリカルピッチＨＰＳＥで撮影される（Ｓ３４）。再構成範囲ＳＥを通過し、第３の画像再構成範囲である再構成範囲ＮＳＥに突入すると（Ｓ３５，Ｙｅｓ）、再構成範囲ＮＳＥに対応するＨＰＮＳＥに加速し（Ｓ３６）、残りの第３の画像再構成範囲をヘリカルピッチＨＰＮＳＥで撮影する（Ｓ３７）。
【００８３】
図９に示すように、この制御態様によっては、第２の画像再構成範囲である再構成範囲ＳＥ間近になると（Ｔ３区間終端）、ヘリカルピッチがＨＰＳＥに減速される。第２の画像再構成範囲を撮影するまでは（Ｔ４区間）は、ヘリカルピッチＨＰＳＥでヘリカルスキャンが行われる。さらに、この制御態様によっては、第３の画像再構成範囲である再構成範囲ＮＳＥに到達すると、ヘリカルピッチＨＰＮＳＥに加速され、第３の画像再構成範囲を撮影するまでは（Ｔ５区間）、このヘリカルピッチＨＰＮＳＥでヘリカルスキャンが行われる。
【００８４】
このように、このＸ線ＣＴ装置では、プリスキャン後に直接画像再構成範囲終端に向けて寝台天板１１２ｂを移動させても画像再構成始端位置Ｚ１にＢＰｖｉｅｗ分のＸ線曝射が可能なヘリカルピッチＨＰＮｅｗを算出し、本スキャン開始初期は、寝台天板１１２ｂが寝台移動距離Ｄ分だけ移動するまでは、このヘリカルピッチＨＰｎｅｗによりヘリカルスキャンを行うようにした。このため、画像再構成始端位置Ｚ１の画像を得るために、画像再構成範囲外にのりしろを設定する必要がなく、無駄な被爆を防止できる。また、画像再構成範囲外にのりしろを作るために、一度寝台天板１１２ｂを後退移動させる必要が無く、プリスキャン後間髪置かずに本スキャンを開始できるため、造影剤流入の検知後、速やかに本スキャンを開始でき、造影剤による造影効果を確実に受けた精度の高い画像を再構成できる。
【００８５】
なお、画像再構成始端位置Ｚ１に対するＢＰｖｉｅｗ分全てのＸ線曝射をヘリカルピッチＨＰＮｅｗで行うのではなく、本来のヘリカルピッチＨＰｏｒｇによりＸ線曝射を行うと、画像を再構成するのに不足する不足分を、その不足分を補う最大ピッチのヘリカルピッチＨＰＮｅｗで行うようにしてもよく、ヘリカルピッチＨＰＮｅｗの算出に、本来のヘリカルピッチＨＰｏｒｇによりＸ線曝射を行うと画像を再構成するのに不足する不足分と最大ピッチのヘリカルピッチＨＰＮｅｗとう条件を加味すればよい。
【００８６】
〔投影データの取得形態２〕
次に、投影データ取得の第２の形態を説明する。この第２の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、のりしろを作らずとも、画像再構成始端位置の画像を再構成するのに必要なビュー数分のＸ線曝射回数を画像再構成始端位置Ｚ１に対して確保できるように、画像再構成始端位置Ｚ１に対するヘリカルピッチ０でのスキャンのビュー数を算出し、このビュー数をコンベンショナルスキャンによって撮影後、予め指定されたヘリカルピッチＨＰｏｒｇへの移行するものである。即ち、第１の形態ではＨＰｎｅｗからＨＰｏｒｇへ可変したのに対し、第２の形態ではヘリカルピッチ０からＨＰｏｒｇへ可変するものである。コンベンショナルスキャンによるスキャン時間は、ＨＰｏｒｇでＸ線曝射を開始すると、画像再構成始端位置Ｚ１に曝射するＢＰｖｉｅｗに不足するビュー数を補う時間である。
【００８７】
図１０は、シーケンス生成部１２１ｂによるヘリカルピッチ０で可変ヘリカルスキャンするビュー数の算出方法を示している。この図は、縦軸は体軸方向の位置Ｚであり、横軸はビューであり、ビューに応じてＸ線が曝射される体軸方向の範囲を示している。画像再構成始端位置Ｚ１の画像を再構成するためには、画像再構成始端位置Ｚ１の再構成に用いるビュー数Ｖｉｅｗｓ（Ｚ１）が上記式１を満たす必要があるのは第１の態様と同様である。ここで、このビュー数Ｖｉｅｗｓ（Ｚ１）のうち、コンベンショナルスキャンにより撮影するビュー数をＣｖｉｅｗｓ（Ｚ１）とすると、上記式２は、以下の（式２’）に書き替えることができる。
【００８８】
（式２’）  Ｖｉｅｗｓ（Ｚ１）＝｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ｔａｎθ＋Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）
【００８９】
また、このθは、予め定められたヘリカルピッチＨＰｏｒｇで一意に特定され、上記式３は、以下の（式３’）で書き替えることができる。
【００９０】
（式３’）  θ＝ｆ（ＨＰｏｒｇ）
【００９１】
よって、上記（式１）、（式２’）、及び（式３’）より以下の（式４’）が導かれる。
【００９２】
（式４’）  Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）≧ＢＰｖｉｅｗ−｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ｔａｎｆ（ＨＰｏｒｇ）
【００９３】
シーケンス生成部１２１ｂは、Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）として、ＢＰｖｉｅｗ−｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ｔａｎｆ（ＨＰｏｒｇ）を算出し、算出したＣｖｉｅｗｓ（Ｚ１）をヘリカルピッチ０に対応付けたＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成する。ここで、ＢＰｖｉｅｗ≦｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ｔａｎｆ（ＨＰｏｒｇ）であれば、実質的にコンベンショナルスキャンは行われない。
【００９４】
図１１は、このシーケンス生成部１２１ｂによるＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータの生成動作のうち、ピッチ０のヘリカルスキャンでスキャン部分の生成動作を示している。シーケンス生成部１２１ｂは、まずモニタ１２４に設定画面を表示させる（Ｓ４１）。オペレータが入力部１２３を用いて撮影条件を入力すると、指示された画像再構成始端位置Ｚ１と、総画像再構成範囲のうち生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥと、プリスキャンを行うプリスキャン位置Ｚ０を記憶する（Ｓ４２）。
【００９５】
これら撮影条件を記憶すると、シーケンス生成部１２１ｂは、Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）として、ＢＰｖｉｅｗ−｛ＤＷ／２−（｜Ｚ０−Ｚ１｜）｝／ｔａｎｆ（ＨＰｏｒｇ）を算出する（Ｓ４３）。ＤＷ／２の値は、予め外部記憶部に記憶されている。Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）を算出すると、この算出したＣｖｉｅｗｓ（Ｚ１）にヘリカルピッチＨＰｎｅｗとして「０」を対応付けたＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成する（Ｓ４４）。
【００９６】
ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータを生成すると、シーケンス生成部１２１ｂは、このＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスのデータをスキャン制御部１２２に入力して（Ｓ４５）、処理を終了する。
【００９７】
図１２は、このＸ線ＣＴ装置のＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに則った投影データの取得動作のうち、初動部分を示すフローチャートである。また、図１３は、初動部分のヘリカルピッチを示すグラフである。縦軸がヘリカルピッチであり、横軸が時間を示す。ここで、撮影総範囲のうち、画像再構成始端位置Ｚ１を含む第１の画像再構成範囲は、生体に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥが設定され、第２の画像再構成範囲に続く心臓位置を含む第２の画像再構成範囲は、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥが設定され、第２の画像再構成範囲に続く撮影終端位置を含む第３の画像再構成範囲は、生体に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥが設定されているものとする。
【００９８】
まず、シーケンス生成部１２１ｂは、プリスキャン位置Ｚ０と画像再構成始端位置Ｚ１とが入力されると、初期のヘリカルピッチを「０」として本スキャンを行うビュー数Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）を算出し、「０」の値であるヘリカルピッチＨＰｎｅｗと対応付けたＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスを生成して（Ｓ５１）、スキャン制御部１２２に入力する（Ｓ５２）。
【００９９】
スキャン制御部１２２により、寝台天板１１２ｂがプリスキャン位置Ｚ０上にＸ線管１１１ｂが位置するように移動して静止し、またコリメータ１１１ｄの開度がプリスキャンのために狭められ、プリスキャンが行われる（Ｓ５３）。このプリスキャン中に生体信号非同期再構成部１２９は、投影データを再構成して被検体内の画像を再構成する（Ｓ５４）。
【０１００】
プリスキャン判断部１２１ａは、生体信号非同期再構成部１２９で再構成された画像のＣＴ値と予め定められた閾値とを比較し（Ｓ５５）、ＣＴ値が閾値を超えていれば（Ｓ５５，Ｙｅｓ）、スキャン制御部１２２にトリガ信号を入力して本スキャンを開始させる（Ｓ５６）。ＣＴ値が閾値を超えるまでは、プリスキャン（Ｓ５３）からＣＴ値と閾値の比較（Ｓ５５）までを繰り返す。
【０１０１】
図１３に示すように、制御態様によっては、このＳ５３〜Ｓ５６までの時間、即ちプリスキャンを開始して造影剤が画像再構成範囲に流入するまで（Ｔ１区間）は、ヘリカルピッチは、０となる。
【０１０２】
本スキャンの開始とともに、生体信号検出装置１３０が刻々と出力する生体信号データＴＤを、同時期に作成される投影データＰＤと対にして記憶領域に記憶する（Ｓ５７）。
【０１０３】
スキャン開始位置では、Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）分だけ、寝台天板１１２ｂの移動を停止させる（Ｓ５８）。即ち、Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）分だけＸ線を曝射する間、「０」の値を有するヘリカルＨＰｎｅｗとする。Ｘ線曝射のビュー数がＣｖｉｅｗｓ（Ｚ１）に達すると（Ｓ５９，Ｙｅｓ）、ヘリカルピッチを第１の画像再構成範囲を撮影するための本来のＨＰＮＳＥに加速し（Ｓ６０）、以後、ＨＰ−ｄｉｓｔａｎｃｅシーケンスに則ってヘリカルピッチを可変しながら総画像再構成範囲を撮影する（Ｓ６１）。
【０１０４】
図１３に示すように、この制御態様によっては、プリスキャンから本スキャンに移行後、Ｃｖｉｅｗｓ（Ｚ１）分だけＸ線を曝射する間（Ｔ２区間）では、「０」のヘリカルピッチＨＰｎｅｗ、即ち実質的にはコンベンショナルスキャンで本スキャンが行われる。Ｘ線曝射がＣｖｉｅｗｓ（Ｚ１）に達すると、ヘリカルピッチをＨＰＮＳＥに加速し、第１の画像再構成範囲を撮影するまでは（Ｔ３区間）、本来のＨＰＮＳＥでヘリカルスキャンが行われる。
【０１０５】
尚、ヘリカルピッチ０からヘリカルピッチＨＰＮＳＥへ加速している間も投影データの取得は継続され、その間に取得された投影データも再構成のためのデータとして用いられる。
【０１０６】
このように、この第２の態様によるＸ線ＣＴ装置であっても、画像再構成始端位置Ｚ１の画像を得るために、画像再構成範囲外にのりしろを設定する必要がなく、無駄な被爆を防止できる。また、画像再構成範囲外にのりしろを作るために、一度寝台天板１１２ｂを後退移動させる必要が無く、プリスキャン後間髪置かずに本スキャンを開始できるため、造影剤流入の検知後、速やかに本スキャンを開始でき、造影剤による造影効果を確実に受けた精度の高い画像を再構成できる。
【０１０７】
〔再構成処理〕
図１４は、本実施形態に係る画像再構成処理技術の態様である画像再構成処理装置の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、画像再構成処理装置は、演算制御部（ＣＰＵ）１ａ、主記憶部（ＲＡＭ）１ｂ、及び外部記憶部（ＨＤＤ）１ｃをバス（ＢＵＳ）１ｄで接続して相互にデータの入出力を可能にしたコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。バス１ｄには、モニタ（ｍｏｎｉｔｏｒ）１２４と入力部１２３が図示しないコントローラ（ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ）を介して接続されている。モニタ１２４は、ＣＲＴや液晶ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置であり、入力部１２３は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）、マウス（ｍｏｕｓｅ）、トラックボール（ｔｒａｃｋｂａｌｌ）等の入力インターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である。
【０１０８】
外部記憶部１ｃには、画像再構成処理装置のオペレーティングシステム（ＯＳ）と画像再構成処理のプログラムが記憶されており、主記憶部１ｂに適宜プログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）が展開される。演算制御部１ａは、主記憶部１ｂに展開されたプログラムを解釈及び実行し、主記憶部１ｂをワークエリア（ｗｏｒｋａｒｅａ）として情報処理をし、またモニタ１２４の表示を制御する。
【０１０９】
この演算制御部１ａによるプログラムの実行により、画像再構成処理装置は、投影データ（ｄａｔａ）からボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）画像を再構成してモニタ１２４に表示する。ボリューム画像の再構成では、投影データを区分けして、それぞれに異なる再構成法を施して合成表示する。
【０１１０】
この画像再構成処理装置は、Ｘ線ＣＴ装置のＣＰＵユニット１２１であっても、ワークステーションやＰＣ等のコンピュータであってもよい。
【０１１１】
図１５は、この画像再構成処理装置の機能を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。図１５に示すように、画像再構成処理装置は、投影データ記憶部１２７と、範囲区分け部１１と、生体信号同期再構成部１２８と、生体信号非同期再構成部１２９と、合成部１４とを有する。
【０１１２】
投影データ記憶部１２７は、外部記憶部１ｃを含み構成される。投影データ記憶部１２７には、Ｘ線ＣＴ装置により取得された投影データＰＤと生体信号データＴＤが記憶される。投影データＰＤと生体信号データＴＤとは、その構成する各データ要素が時系列的に対応付けられて記憶されている。
【０１１３】
投影データＰＤは、生データとも呼ばれ、連続的な１度のスキャンで得られる検出結果のデータ集合である。検出直後のデータを純生データと呼び、この純生データに補正処理を施した結果を投影データという。連続的な１度のスキャンとは、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの連続したＸ線曝射及び透過したＸ線の検出の工程をいう。
【０１１４】
生体信号データＴＤは、生体信号の時間変化を示す波形等のデータであり、心拍動を表す心電データや肺の動きを表す呼吸データ等である。
【０１１５】
図１６は、投影データ記憶部１２７に記憶された投影データＰＤと生体信号データＴＤを示す図である。投影データＰＤには、投影データＰＤの構成要素である部分データＰＤａ毎にビュー番号Ｖｘ（ｘ：１，２，３・・・）が付される。ビュー番号Ｖｘは、時系列順に付される。投影データ記憶部１２７には、投影データＰＤのビュー毎の部分データＰＤａと、部分データＰＤａと同時期に得られた生体信号データＴＤの部分データＴＤａとが対になって記憶されている。
【０１１６】
範囲区分け部１１は、演算制御部１ａ及び主記憶部１ｂを含み構成される。この範囲区分け部１１は、投影データＰＤを、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥの部分データＰＤａ（第１の投影データ）と、生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥの部分データＰＤａ（第２の投影データ）とに区分けする。この区分けでは、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥに対する部分データＰＤａの範囲を識別する情報と、生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥに対する部分データＰＤａの範囲とを識別する情報とを記憶しておく。この情報は、ビュー番号Ｖｘで構成される。範囲区分け部１１は、指定された再構成範囲ＳＥのビュー番号Ｖｘを生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥを示す情報として記憶し、指定された再構成範囲ＮＳＥのビュー番号Ｖｘを生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥを示す情報として記憶する。
【０１１７】
範囲区分け部１１は、再構成範囲ＳＥのビュー番号Ｖｘと再構成範囲ＮＳＥのビュー番号Ｖｘは、一部重複して記憶する。例えばビュー番号Ｖ１〜３０までを再構成範囲ＳＥの情報として記憶し、ビュー番号Ｖ３０〜５３までを再構成範囲ＮＳＥとして記憶する。即ち、ビュー番号Ｖ３０については、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥを示す情報としても生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥを示す情報としても記憶される。
【０１１８】
生体信号同期再構成部１２８は、演算制御部１ａを含み構成される。この生体信号同期再構成部１２８は、投影データＰＤから生体信号同期再構成法によりボリューム画像を再構成する。生体信号同期再構成法は、体動の特定位相を反映する部分データＰＤａのみを抽出し、抽出した部分データＰＤａからボリューム画像を再構成する手法である。例えば、心電同期再構成法等である。体動の特定位相のみを精度よく画像化できるため、体動を伴う器官の画像化に好適である。
【０１１９】
尚、投影データＰＤには、可変ヘリカルスキャンによりヘリカルピッチが変更中となっている区間のデータが含まれるが、この区間のデータからこの区間のボリューム画像も生成する。
【０１２０】
図１７は、生体信号同期再構成法の模式図である。図１７に示すように、生体信号同期再構成部１２８は、範囲区分け部１１から、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥの情報を読み取り（図中ａ）、再構成範囲ＳＥを示す各ビュー番号Ｖｘが付された部分データＰＤａを投影データ記憶部１２７に記憶されている投影データＰＤから抽出する（図中ｂ→ｃ）。同時に生体信号データＴＤから、読み取った部分データＰＤａと対になって記憶されている部分データＴＤａを抽出する（同図中ｂ→ｃ）。
【０１２１】
読み取った生体信号データＴＤの部分データＴＤａから特定の位相時に得られた部分データＴＤａを検索し（図中ｃ→ｄ）、検索された部分データＴＤａと対の投影データＰＤの部分データＰＤａをさらに抽出して集める（図中ｄ→ｅ）。例えば、生体信号データＴＤが心電データである場合、心拍動サイクル間の非収縮時を示す部分データＴＤａを検索し、その部分データＴＤａと対になった投影データＰＤの部分データＰＤａを抽出する。
【０１２２】
尚、心拍動サイクル間の非収縮時を示す部分データＴＤａを直接検索しなくとも、Ｒ波に対応する部分データＰＤａを検索して、その部分データＰＤａから所定時間後の取得される投影データＰＤの部分データＰＤａを非収縮時として抽出してもよい。
【０１２３】
生体信号同期再構成部１２８は、最終的に抽出された複数の部分データＰＤａからＦｅｌｄｋａｍｐ法に代表される３次元画像再構成アルゴリズム等を用いた再構成処理を行い、複数のボクセルデータが３次元的に集合して形成されるボリューム画像を再構成する（図中ｅ→ｆ）。
【０１２４】
生体信号非同期再構成部１２９は、演算制御部１ａを含み構成される。生体信号非同期再構成部１２９は、生体信号同期再構成法によらず、生体信号データと同期せずにＦｅｌｄｋａｍｐ法に代表される３次元画像再構成アルゴリズムによる再構成処理する。
【０１２５】
図１８は、生体信号に非同期で再構成する模式図である。図１８に示すように、生体信号非同期再構成部１２９は、範囲区分け部１１から、生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥの情報を読み取り（図中ａ）、再構成範囲ＮＳＥを示すビュー番号Ｖｘが付された投影データＰＤの部分データＰＤａを投影データ記憶部１２７から読み取る（図中ｂ→ｃ）。読み取った全部分データＰＤａに対して、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法に代表される３次元画像再構成アルゴリズムによる再構成処理し、複数のボクセルデータが３次元的に集合して形成されるボリューム画像を再構成する（図中ｃ→ｄ）。
【０１２６】
合成部１４は、演算制御部１ａを含み構成される。合成部１４は、生体信号同期再構成部１２８で再構成されたボリューム画像と生体信号非同期再構成部１２９で再構成されたボリューム画像をビュー番号Ｖｘの順で並ぶように合成する。重複するボリューム画像の部分は、フェザリング処理して合成する。合成部１４により合成されたボリューム画像は、モニタ１２４に一体表示する。
【０１２７】
図１９は、フェザリング処理を示す図である。フェザリングは、双方のボリューム画像の重複する部分に寄与率のグラデーションをつける処理である。寄与率は、その領域の表示比率であり、寄与度が下がるとは透明度が上がることである。双方の重複するボリューム画像の部分について画像のエッジに近づくにつれ寄与率を下げていく。フェザリング処理により、別個に再構成されたボリューム画像がなじみ、視覚的に一体として捉えることが可能となる。
【０１２８】
即ち、合成部１４は、図１９に示す寄与率を再現する重み付け関数を外部記憶部１ｃから読み出し、この重み付け関数を用いて、各ボリューム画像を構成する各ボリュームデータに重み付けを行いつつ、両ボリューム画像をビュー番号毎に加算する。重み付け関数は、この重み付け関数は、ボリューム画像の境界近傍までは一定であるが、ボリューム画像の境界近傍から境界に近づくにつれ寄与度が低くなる関数である。
【０１２９】
この画像再構成処理装置の画像再構成処理動作について図２０に基づき説明する。図２０は、画像再構成処理動作を示すフローチャートである。
【０１３０】
まず画像再構成処理装置は、投影データＰＤ及び生体信号データＴＤを取得して記憶領域に記憶する（Ｓ７１）。画像再構成処理装置が後述するＸ線ＣＴ装置に内蔵されている場合には、被検体をスキャンして得られた投影データＰＤ及びスキャン中に得られた生体信号データＴＤを記憶する。画像再構成処理装置がＸ線ＣＴ装置とは別のコンピュータで構成されている場合には、ネットワークや可搬記憶媒体を介して取得する。
【０１３１】
次に、画像再構成処理装置は、入力部１２３を用いた画像再構成処理のコマンド入力を受けて、設定画面をモニタ１２４に表示する（Ｓ７２）。設定画面には、被検体の模式図ＳＧが表示される。この設定画面では、操作者により入力部１２３を用いて、被検体の模式図ＳＧを参照して生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥが指示される。
【０１３２】
生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥが指示されると、画像再構成処理装置は、指示された生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥを示すビュー番号Ｖｘと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥを示すビュー番号Ｖｘとを一部重複させて記憶領域に記憶する（Ｓ７３）。
【０１３３】
尚、画像再構成処理装置がＸ線ＣＴ装置に内蔵されている場合には、予めＳ７２〜７３のステップにおける、指示された生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥを示す情報の記憶を予め行い、その後にＳ０１における投影データＰＤ及び生体信号データＴＤの記憶をスキャン中に順次行う。
【０１３４】
投影データＰＤ及び生体信号データＴＤと、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥの情報及び生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥの情報とを記憶すると、画像再構成処理装置は、ボリューム画像の再構成処理をする。
【０１３５】
まず、画像再構成処理装置は、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥのビュー番号Ｖｘを読み出す（Ｓ７４）。再構成範囲ＳＥのビュー番号Ｖｘを読み出すと、このビュー番号Ｖｘが付された投影データＰＤの部分データＰＤａを読み出す（Ｓ７５）。同時にこの部分データＰＤａと対になって記憶されている生体信号データＴＤの部分データＴＤａを読み出す（Ｓ７６）。
【０１３６】
生体信号データＴＤの部分データＴＤａを読み出すと、画像再構成処理装置は、この部分データＴＤａから特定の位相を示す部分データＴＤａを検索する（Ｓ７７）。この検索では、例えば体動の非収縮時の位相を検索すべく、生体信号データＴＤが心電データである場合にはＱ波から所定秒数後の部分データＴＤａを検索する。特定位相を示す部分データＴＤａが検索されると、この部分データＴＤａと対になっている投影データＰＤの部分データＰＤａを、読み出した部分データＰＤａからさらに抽出して集める（Ｓ７８）。
【０１３７】
投影データＰＤから生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥの特定位相を示す部分データＰＤａを抽出すると、画像再構成処理装置は、この抽出した部分データＰＤａからボリューム画像を再構成する（Ｓ７９）。再構成したボリューム画像は一時的に保持しておく。
【０１３８】
さらに、画像再構成処理装置は、生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥのビュー番号Ｖｘを読み出す（Ｓ８０）。再構成範囲ＮＳＥのビュー番号Ｖｘを読み出すと、このビュー番号Ｖｘが付された投影データＰＤの部分データＰＤａを読み出す（Ｓ８１）。再構成範囲ＮＳＥに対応する部分データＰＤａを読み出すと、画像再構成処理装置は、この部分データＰＤａからボリューム画像を再構成する（Ｓ８２）。再構成したボリューム画像は一時的に保持しておく。
【０１３９】
尚、Ｓ７５〜Ｓ７９の生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥのボリューム画像の再構成と、Ｓ８０〜Ｓ８２の生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥのボリューム画像の再構成とは、その処理の順序を問わない。
【０１４０】
再構成範囲ＳＥが生体信号同期再構成法によりボリューム画像に再構成され、再構成範囲ＮＳＥが生体信号の同期によらずボリューム画像に再構成されると、画像再構成処理装置は、それぞれのボリューム画像の重複する部分にフェザリング処理をし（Ｓ８３）、重複する部分を重ねてボリューム画像を合成する（Ｓ８４）。ボリューム画像を合成すると、画像再構成処理装置は、合成したボリューム画像をモニタ１２４に一体表示する（Ｓ８５）。
【０１４１】
尚、このフェザリング処理は、投影データＰＤの取得前、即ち純生データに対して予め施してもよい。
【０１４２】
このように、本実施形態の画像再構成処理技術によると、１度のスキャンで得られた投影データＰＤを、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥに区分けして、それぞれ異なる再構成法でボリューム画像を作成するようにした。これにより、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥを寝台天板１１２ｂの移動速度を減速させつつスキャンし、また生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥとを一度にスキャンしても、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥに時間的なズレが生じず、かつ体動箇所にブレが生じない総体的なボリューム画像を再構成することが可能となる。
【０１４３】
また、フェザリング処理により別個に再構成されたボリューム画像がなじみ、視覚的に一体として捉えることが可能となる。
【０１４４】
尚、寝台天板１１２ｂの移動速度変更は、検出器１１１ｃが備えるＸ線検出素子の列数変更に伴ってもよい。また、寝台天板１１２ｂを加速させている最中にもＸ線曝射は行い、その曝射範囲の投影データＰＤから画像を再構成する。スキャン制御部１２２は、再構成範囲ＮＳＥに設定された移動速度に対応した電流値の駆動信号を寝台駆動部１１２ｃに駆動信号を出力する。また、生体信号に同期して再構成する再構成範囲ＳＥと生体信号に非同期で再構成する再構成範囲ＮＳＥに区分けは、透過データに対して行えば良く、投影データの段階で区分けしても、純生データの段階で区分けしてもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１ａ  演算制御部
１ｂ  主記憶部
１ｃ  外部記憶部
１ｄ  バス
１１  範囲区分け部
１４  合成部
１１０  スキャン手段
１１１  架台装置
１１１ａ  回転架台
１１１ｂ  Ｘ線管
１１１ｃ  検出器
１１１ｄ  コリメータ
１１１ｅ  高電圧発生部
１１１ｆ  絞り駆動部
１１１ｇ  架台駆動部
１１１ｈ  データ収集部
１１２  寝台装置
１１２ａ  寝台基台
１１２ｂ  寝台天板
１１２ｃ  寝台駆動部
１２０  コンソール部
１２１  ＣＰＵユニット
１２１ａ  プリスキャン判断部
１２１ｂ  シーケンス生成部
１２２  スキャン制御部
１２３  入力部
１２４  モニタ
１２５  画像生成部
１２６  前処理部
１２７  投影データ記憶部
１２８  生体信号同期再構成部
１２９  生体信号非同期再構成部
１３０  生体信号検出装置
ＰＤ  投影データ
ＰＤａ  投影データの部分データ
ＴＤ  生体信号データ
ＴＤａ  生体信号データの部分データ
ＳＧ  模式図
ＳＥ  生体信号に同期して再構成する再構成範囲
ＮＳＥ  生体信号に非同期で再構成する再構成範囲
Ｖ  ビュー番号
Ｚ０  プリスキャン位置
Ｚ１  画像再構成範囲始端位置
Ｄ  寝台移動距離
ＤＷ  Ｘ線曝射幅
ＤＥ  エッジ位置
ＨＰｎｅｗ  第１のヘリカルピッチ
ＨＰｏｒｇ  第２のヘリカルピッチ
【図１】
0005439537.tif 000002
【図２】
0005439537.tif 000003
【図３】
0005439537.tif 000004
【図４】
0005439537.tif 000005
【図５】
0005439537.tif 000006
【図６】
0005439537.tif 000007
【図７】
0005439537.tif 000008
【図８】
0005439537.tif 000009
【図９】
0005439537.tif 000010
【図１０】
0005439537.tif 000011
【図１１】
0005439537.tif 000012
【図１２】
0005439537.tif 000013
【図１３】
0005439537.tif 000014
【図１４】
0005439537.tif 000015
【図１５】
0005439537.tif 000016
【図１６】
0005439537.tif 000017
【図１７】
0005439537.tif 000018
【図１８】
0005439537.tif 000019
【図１９】
0005439537.tif 000020
【図２０】
0005439537.tif 000021