(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
前記Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を有し、透過Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出部と、
前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を対向して配置し、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を回転移動させる回転部と、
前記投影データを補間する投影データ補間部と、
前記補間後の投影データを用いて再構成演算を行い、再構成画像を生成する再構成部と、
前記Ｘ線の焦点を前記回転移動の回転軌道面内における複数の位置に、交互に移動させる焦点移動部と、を備え、
前記Ｘ線検出部は、前記複数のＸ線検出素子を前記回転方向に沿ったチャネル方向に配列して構成され、
前記投影データは、前記焦点の移動に伴って生じるデータ欠損を含み、
前記投影データ補間部は、前記投影データのデータ欠損位置におけるデータを、前記投影データの、前記回転移動の角度方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するビュー方向補間処理、及び前記投影データの、前記チャネル方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するチャネル方向補間処理、により補間し、
前記再構成部は、前記再構成画像内の画素の位置に応じて、前記ビュー方向補間処理がされた投影データ及び前記チャネル方向補間処理がされた投影データの寄与率が異なる再構成画像を生成する、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記投影データ補間部は、前記データ欠損位置に応じて、前記ビュー方向補間処理及び前記チャネル方向補間処理を施す割合を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記投影データ補間部は、前記投影データを、前記回転移動の回転中心からの距離に応じて複数の領域に分割し、前記回転中心に相対的に近い第一領域内にある欠損位置のデータは、前記ビュー方向補間処理により補間し、前記回転中心に相対的に遠い第二領域内にある欠損位置のデータは、前記チャネル方向補間処理により補間する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記投影データ補間部は、前記投影データの前記角度方向の空間分解能と前記チャネル方向の空間分解能とが一致する位置を境界として、前記投影データを前記第一領域及び前記第二領域に分割する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記投影データ補間部は、前記境界の近傍であって前記第一領域の一部及び前記第二領域の一部を含む接続領域を設け、当該接続領域において、前記ビュー方向補間処理及び前記チャネル方向補間処理を施す割合を連続的に変化させる、
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記投影データ補間部は、前記境界を、前記Ｘ線の焦点の移動距離を基に算出された値を用いて決定する、又は、前記回転中心からの距離に応じた分解能を計測するための分解能計測画像を基に算出した値を用いて決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記投影データ補間部は、同一の前記投影データを二つ生成し、一方の前記投影データの欠損位置のデータは前記ビュー方向補間処理により補間して、ビュー方向補間投影データを生成し、他方の前記投影データの欠損位置のデータは、前記チャネル方向補間処理により補間して、チャネル方向補間投影データを生成し、
前記再構成部は、前記ビュー方向補間投影データ及び前記チャネル方向補間投影データを用いて前記再構成画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記再構成部は、前記ビュー方向補間投影データを再構成演算してビュー方向補間再構成画像を生成するとともに、前記チャネル方向補間投影データを再構成演算してチャネル方向補間再構成画像を生成し、前記ビュー方向補間再構成画像及び前記チャネル方向補間再構成画像を結合した結合画像であって、当該結合画像内の画素の位置に応じて前記ビュー方向補間再構成画像及び前記チャネル方向補間再構成画像の寄与率が異なる結合画像を生成する、
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記再構成部は、前記結合画像における前記回転中心の再構成点からの距離に応じて複数の領域に分割し、前記回転中心の再構成点に相対的に近い第一領域は前記ビュー方向補間再構成画像を使用し、前記回転中心の再構成点に相対的に遠い第二領域は前記チャネル方向補間再構成画像を使用し、前記第一領域の前記ビュー方向補間再構成画像及び前記第二領域の前記チャネル方向補間再構成画像を結合して前記結合画像を生成する、
ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記チャネル方向補間再構成画像上の任意の点を指定する操作部を更に備え、
前記再構成部は、前記チャネル方向補間再構成画像上に、前記第一領域及び前記第二領域の境界を示す境界マーカを重畳表示し、前記チャネル方向補間再構成画像に含まれる前記第一領域のうち、操作者が前記操作部により指定した点を含む指定領域内の前記チャネル方向補間再構成画像を、前記ビュー方向補間再構成画像に置き換える、
ことを特徴とする請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記再構成部は、前記チャネル方向補間再構成画像における前記角度方向の空間分解能と前記チャネル方向の空間分解能とが一致する点、又は前記ビュー方向補間再構成画像における前記角度方向の空間分解能と前記チャネル方向の空間分解能とが一致する点を境界として、前記結合画像を前記第一領域及び前記第二領域に分割する、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記再構成部は、前記境界の近傍であって前記第一領域の一部及び前記第二領域の一部を含む接続領域を設け、当該接続領域において、前記ビュー方向補間再構成画像及び前記チャネル方向補間再構成画像の寄与率を連続的に変化させる、
ことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記再構成部は、補間後の投影データに対しコンボリューション演算を行い前記再構成画像を生成するに際し、前記再構成画像における前記回転中心の再構成点から相対的に近い位置では、前記ビュー方向補間投影データに乗算する第一の重み係数を、前記チャネル方向補間投影データに乗算する第二の重み係数よりも相対的に大きくして前記コンボリューション演算を行い、前記再構成画像における前記回転中心の再構成点から相対的に遠い位置では、前記第二の重み係数を前記第一の重み係数よりも相対的に大きくして前記コンボリューション演算を行う、
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
前記再構成部は、前記再構成画像における前記回転中心の再構成点からの距離に応じて複数の区間に分割し、前記回転中心の再構成点に相対的に近い第一領域は、前記第一の重み係数を１、前記第二の重み係数を０にして前記コンボリューション演算を行い、前記回転中心の再構成点に相対的に遠い第二領域は、前記第一の重み係数を０、前記第二の重み係数を１にして前記コンボリューション演算を行う、
ことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】
前記再構成部は、前記Ｘ線の焦点を移動させて計測した前記投影データの前記角度方向の分解能と前記チャネル方向の分解能とが一致する点を境界として、前記再構成画像を前記第一領域及び前記第二領域に分割する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１６】
前記再構成部は、前記境界の近傍であって前記第一領域の一部及び前記第二領域の一部を含む接続領域を設け、当該接続領域において、前記第一の重み係数及び前記第二の重み係数を連続的に変化させる、
ことを特徴とする請求項１５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１７】
前記再構成部は、前記境界を、前記Ｘ線の焦点の移動距離を基に算出された値を用いて決定する、又は前記回転中心からの距離に応じた分解能を計測するための分解能計測画像を基に算出した値を用いて決定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１８】
前記再構成部は、前記回転移動の回転中心からの位置に応じて、前記ビュー方向補間処理がされた投影データ及び前記チャネル方向補間処理がされた投影データの寄与率を連続的に変化させるフィルタ関数を用いて前記再構成画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１９】
前記フィルタ関数は、前記回転移動の回転中心からの距離に応じて変化する三角関数である、
ことを特徴とする請求項１８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項２０】
Ｘ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を有し、透過Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を対向して配置し、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を回転移動させる回転部と、前記Ｘ線の焦点を前記回転移動の回転軌道面内における複数の位置に、交互に移動させる焦点移動部と、を備え、前記Ｘ線検出部が、前記複数のＸ線検出素子を前記回転方向に沿ったチャネル方向に配列して構成されたＸ線ＣＴ装置により、前記Ｘ線の焦点の位置を交互に移動させながら前記回転移動を行い、撮像して得られた投影データを用いた画像再構成方法において、
前記投影データは、前記焦点の移動に伴って生じるデータ欠損を含み、前記データ欠損の位置のデータを、前記投影データの、前記回転移動の角度方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するビュー方向補間処理、及び前記投影データの、前記チャネル方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するチャネル方向補間処理、により補間するステップと、
前記再構成画像内の画素の位置に応じて、前記ビュー方向補間処理がされた投影データ及び前記チャネル方向補間処理がされた投影データの寄与率が異なる前記再構成画像を生成するステップと、
を含むことを特徴とする画像再構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線ＣＴ装置及び画像再構成方法に係り、特に、空間分解能を改善して、被写体の計測精度を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置では、Ｘ線ＣＴ計測の高度化に伴い、空間分解能の改善に対するニーズが高まりつつある。空間分解能を向上させるためには、通常、Ｘ線検出器の検出素子の微細化、すなわちサイズの小型化が考えられるが、その場合、検出信号のＳ／Ｎが低下する。【０００３】
このＸ線検出器の検出素子のサイズを小さくすることなく空間分解能を向上する方法として、特許文献１には、Flying  Focal  Spot（FFS）方式と呼ばれる技術が開示されている。ＦＦＳ方式とは、スキャナが回転移動する間にＸ線焦点位置を２つの位置の間で交互に電磁的に移動させることでＸ線ビームの位置ずれを生じさせ、この位置ずれによりＸ線透過データの倍密度化を図る方式である。【０００４】
ＦＦＳ方式では、スキャナの回転移動の角度方向（ビュー方向又はθ方向ともいう）とＸ線検出器のチャネル方向とで規定される投影データは、Ｘ線焦点位置の交互移動に伴い、ビュー方向毎にデータの欠損を生じる。従来は、このデータの欠損をその両側、例えばチャネル方向両側或いはビュー方向の両側に位置する実測データ(実データともいう)で補間している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０１８７２９  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＦＳ方式では、スキャナの回転中心軸付近では一般方式の倍密度のサンプリング間隔が得られるが、Ｘ線検出部付近では、倍密度は得られず、サンプリング間隔も等間隔になっていない。【０００７】
また、Ｘ線ビームは、Ｘ線の焦点からの距離に応じて拡大率が異なり、拡大率が大きい方が空間分解能は劣化する。従って、対向するビュー角度での投影データの組合せを考慮すると、撮像中心付近が最も空間分解能が高く、それから遠ざかるにつれて空間分解能が低下することになる。【０００８】
このようにＦＦＳ方式では、撮像位置によってデータサンプル点の間隔が異なり、空間分解能も異なることから、従来の補間処理後の投影データを用いて再構成演算を行った場合、一つの再構成画像中において、撮像中心付近と周辺部とで空間分解能の差が発生するという問題があった。【０００９】
本発明の目的は、ＦＦＳ方式で発生する一つの再構成画像中における撮像位置に依存した空間分解能の差を低減し、計測精度を向上す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】
【００１０】
本発明は、ＦＦＳ方式の投影データに内在するデータサンプリング間隔の撮像位置依存性及び空間分解能の撮像位置依存性を補正して、欠損データを補間するデータ補間部を備えることにより上記課題を解決する。
すなわち、本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を有し、透過Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を対向して配置し、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を回転移動させる回転部と、前記投影データを補間する投影データ補間部と、前記補間後の前記投影データを用いて再構成演算を行い、再構成画像を生成する再構成部と、前記Ｘ線の焦点を前記回転移動の回転軌道面内における複数の位置に、交互に移動させる焦点移動部とを備える。前記投影データ補間部は、前記焦点の移動に伴って生じるデータ欠損位置のデータ（欠損データと呼ぶ）を、前記投影データの、前記回転移動の角度方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するビュー方向補間処理と、前記欠損データを、前記投影データの、前記チャネル方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するチャネル方向補間処理と、により補間し、前記再構成部は、前記再構成画像内の画素の位置に応じて、前記ビュー方向補間処理がされた投影データ及び前記チャネル方向補間処理がされた投影データの寄与率が異なる再構成画像を生成する。
なおＸ線の焦点の移動は、回転軌道の周方向の移動と回転軌道の径方向の移動を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＦＦＳ方式で発生する一つの再構成画像中における撮像位置に依存した分解能の差を低減し、計測精度を向上するＸ線ＣＴ装置及び画像再構成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す説明図
【図２】第一実施形態乃至第三実施形態の概要を示す説明図であって、（ａ）は第一実施形態の概要を示し、（ｂ）は第二実施形態の概要を示し、（ｃ）は第三実施形態の概要を示す。
【図３】第一実施形態の処理の流れを示すフローチャート
【図４】再構成画像中におけるビュー方向分解能及びチャネル方向分解能を示す説明図
【図５】方向重み変化型補間処理におけるサイノグラム上でのデータ補間方向を示す説明図
【図６】ビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理の内容を示す説明図
【図７】ビュー方向補間及びチャネル方向補間の境界位置の算出方法を示す説明図であって、（ａ）は、それぞれの焦点からＸ線検出素子にｘ線が入射したときの幾何学的な関係を示し、（ｂ）は、１ビュー分の回転角度での移動距離を示し、（ｃ）は、焦点移動距離と撮像中心におけるデータのサンプリング間隔との幾何学的な関係を示す。
【図８】第二実施形態の処理の流れを示すフローチャート
【図９】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、再構成画像の結合処理の一例を示す説明図
【図１０】第二実施形態における表示態様の一例を示す説明図
【図１１】第二実施形態における表示態様の一例を示す説明図であって、（ａ）は指定点を含む領域が距離閾値Ｌｔｈを満たす円内に含まれる状態を示し、（ｂ）は指定点を含む領域の一部が距離閾値Ｌｔｈを満たす円内に含まれない状態を示す。
【図１２】第三実施形態の処理の流れを示すフローチャート
【図１３】一般方式におけるＸ線焦点３１３とＸ線検出部３２０との相対位置を示す説明図
【図１４】ＦＦＳ方式におけるＸ線焦点３１３とＸ線検出部３２０との相対位置を示す説明図
【図１５】ＦＦＳ方式でデータ収集をしたサイノグラムを示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。全図において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００１４】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を有し、透過Ｘ線を検出して投影データを出力するＸ線検出部と、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を対向して配置し、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を回転移動させる回転部と、投影データを補間する投影データ補間部と、補間後の投影データを用いて再構成演算を行い、再構成画像を生成する再構成部と、Ｘ線の焦点を前記回転移動の回転軌道面内における複数の位置に、交互に移動させる焦点移動部と、を備える。
【００１５】
Ｘ線検出部は、複数のＸ線検出素子を回転方向に沿ったチャネル方向に配列して構成され、投影データは、焦点の移動に伴って生じるデータ欠損を含む。投影データ補間部は、投影データのデータ欠損位置におけるデータを、投影データの、回転移動の角度方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するビュー方向補間処理、及び投影データの、チャネル方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するチャネル方向補間処理、により補間し、再構成部は、再構成画像内の画素の位置に応じて、ビュー方向補間処理がされた投影データ及びチャネル方向補間処理がされた投影データの寄与率が異なる再構成画像を生成する。
【００１６】
＜Ｘ線ＣＴ装置の概略構成＞
まず、図１に基づいて、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す説明図である。図１のＸ線ＣＴ装置１００は、入出力部２００と、撮像部３００と、画像生成部４００とを備えている。
【００１７】
入出力部２００は、キーボード２１１、マウス２１２等の入力装置と、モニタ２１３を含む出力装置と、を備える。モニタ２１３はタッチパネル機能を有し、入力装置として使用してもよい。キーボード２１１、マウス２１２、及びモニタ２１３は、撮像条件の入力設定も用いられるので、これらを総称して撮像条件入力部２１０と称することもある。
【００１８】
撮像部３００は、Ｘ線発生部３１０と、Ｘ線を検出し、検出したＸ線強度を示す電気信号を出力するＸ線検出部３２０と、Ｘ線発生部３１０及びＸ線検出部３２０を対向させた状態で搭載し、これらを回転移動させるガントリ３３０と、Ｘ線の発生及び検出、ガントリ３３０の回転移動の動作を制御する撮像制御部３４０、および被写体搭載用テーブル３５０を備えている。
【００１９】
画像生成部４００は、信号収集部４１０、データ処理部４２０、および画像表示部４３０を備えている。
【００２０】
なお、入出力部２００及び画像生成部４００は、必ずしもＸ線ＣＴ装置１００と一体である必要はない。例えばネットワークを介して接続された別の装置によって、その動作を実現させてもよい。
【００２１】
また、画像生成部４００と入出力部２００の両方の機能を併せ持つ装置を使用して実現してもよい。
【００２２】
撮像部３００におけるＸ線発生部３１０は、Ｘ線管３１１を備えている。Ｘ線管３１１は、Ｘ線管３１１におけるＸ線焦点の位置を、ガントリ３３０の回転方向に沿った複数の位置に交互に電磁的に変更する焦点移動部（図示を省略）を備える。この焦点移動部によるＸ線焦点の位置を変更する機能を、ＦＦＳ機能という。焦点移動部は、ガントリ３３０の回転中にＸ線焦点の位置を変更することが可能である。
【００２３】
また、Ｘ線検出部３２０は、Ｘ線検出素子及び光電変換素子を積層して構成したＸ線検出器３２１を複数個備えており、ガントリ３３０の回転方向に沿って円弧状に、かつ、ガントリ３３０の回転軸方向に配列して構成される。以下、Ｘ線検出部３２０におけるＸ線検出器３２１の配列方向は、ガントリ３３０の回転方向に沿った方向をチャネル方向、ガントリ３３０の回転中心軸方向に沿った方向をスライス方向と称する。更に、図１以下の各図において、ｙ軸は、ｘ線束の中心軸に平行な軸を示し、ｘ軸は、ガントリ３３０の回転軌道面（ミッドプレーン）内において、ｙ軸に直交する軸を示す。よって、ｘ軸及びｙ軸は、回転軌道面内における相対座標といえる。ｚ軸は、ガントリ３３０の回転中心軸に平行な軸であり、ｘ軸及びｙ軸に直交する軸である。ｚ軸は、スライス方向と平行な関係にある。
【００２４】
また、ガントリ３３０の中央には、被写体１１０および被写体搭載用テーブル３５０を配置するための円形の開口部３３１が設けられている。ガントリ３３０内には、Ｘ線管３１１およびＸ線検出器３２１を搭載する回転板３３２と、回転板３３２を回転させるための駆動機構（不図示）と、を備えている。また、被写体搭載用テーブル３５０には、ガントリ３３０に対する被写体１１０の位置を調整するための駆動機構（不図示）が備えられている。
【００２５】
また、撮像制御部３４０は、Ｘ線管３１１、及びＸ線焦点の位置を制御するＸ線制御器３４１、回転板３３２の回転駆動を制御するガントリ制御器３４２、被写体搭載用テーブル３５０の駆動を制御するテーブル制御器３４３、Ｘ線検出器３２１の撮像を制御する検出器制御器３４４、およびＸ線制御器３４１、ガントリ制御器３４２、テーブル制御器３４３、検出器制御器３４４の動作の流れを制御する統括制御器３４５を含んでいる。
【００２６】
＜Ｘ線管、Ｘ線検出器、撮像部＞
Ｘ線管３１１のＸ線焦点とＸ線検出器３２１のＸ線入力面との距離は、本実施形態では１０００ｍｍと設定する。ガントリ３３０の開口部３３１の直径は、本実施形態では７００ｍｍに設定する。
【００２７】
Ｘ線検出器３２１はシンチレータや半導体検出器で構成され、Ｘ線を検出する。Ｘ線検出部３２０は、複数のＸ線検出器３２１を、基準位置、例えばＸ線管３１１の複数のＸ線焦点位置の平均位置や重心位置、から等距離となるよう、ガントリ３３０の回転方向に沿って円弧状に配列して構成される。Ｘ線検出部３２０に含まれるＸ線検出器３２１の数（チャネル数）は、例えば１０００個である。各Ｘ線検出器３２１のチャネル方向のサイズは、例えば１ｍｍである。なお、製作を容易にするために平面状の検出器（検出器モジュール）を複数作成し、平面の中心部分が円弧になるように配置して疑似的に円弧状に配列した構成を用いることもある。回転板３３２の回転の所要時間は、ユーザーが撮像条件入力部２１０を用いて入力したパラメータに依存する。本実施形態では回転の所要時間を１．０ｓ／回とする。撮像部３００の１回転における撮像回数は、９００回であり、回転板３３２が０．４度回転する毎に１回の撮像が行われる。なお前記各仕様はこれらの値に限定されるものはなく、Ｘ線ＣＴ装置の構成に応じて種々変更可能である。
【００２８】
＜画像生成部＞
画像生成部４００は信号収集部４１０、データ処理部４２０、及び画像表示部４３０を備えている。信号収集部４１０は、データ収集システム（ＤＡＳ：Data  Acquisition  System、以下「ＤＡＳ」と表記する。）４１１を含んでいる。ＤＡＳ４１１は、前記したＸ線検出器３２１の電気信号（アナログ信号）を、ディジタル信号に変換する。
【００２９】
データ処理部４２０は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central  Processing  Unit）４２１、メモリ４２２、及びＨＤＤ（Hard  disk  drive）装置４２３を含む。中央処理装置４２１及びメモリ４２２において、所定のプログラムを展開・起動することで投影データの補正演算（後述するビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理を含む）、画像の再構成処理などの各種処理を行う。従って、中央処理装置４２１及びメモリ４２２と、所定のプログラムとが協働することにより、投影データの補間処理を行う投影データ補間部と、投影データを基に再構成演算を行い、再構成画像を生成する再構成部と、が構成される。ＨＤＤ装置４２３は、データの保存や入出力を行う。画像表示部４３０は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）等の画像表示モニタ４３１を備えて構成される。
【００３０】
次に、上記Ｘ線ＣＴ装置１００を用いた撮像方法について説明する。撮像方法は、主に、[撮像条件設定ステップ]、[撮像ステップ]、及び[画像化ステップ]の３ステップを含む。以下、各ステップについて説明する。
【００３１】
［撮像条件設定ステップ］
撮像条件設定ステップでは、図１における撮像条件入力部２１０が、入力画面をモニタ２１３もしくは別のモニタに表示する。操作者が、この画面を見ながら、撮像条件入力部２１０を構成するマウス２１２やキーボード２１１、もしくはモニタ２１３に備えられたタッチパネルセンサ等を操作することにより、Ｘ線管３１１の管電流、管電圧、被写体１１０の撮像範囲、分解能等を設定する。なお、Ｘ線管３１１の焦点位置移動方法については、被写体１１０の分解能に応じて、操作者が決定し、その決定条件を入力する。また事前に撮像条件を保存した場合、それを読み出して用いることもできる。この場合、撮像の都度、操作者が入力しなくてもよい。
【００３２】
［撮像ステップ］
撮像ステップでは、操作者が撮像開始を指示すると、既述の撮像条件設定ステップで設定された撮像範囲、管電圧、管電流量の条件に従って撮像を行う。具体的な方法について例を示す。まず、被写体１１０を被写体搭載用テーブル３５０上に配置する。図１における統括制御器３４５は、テーブル制御器３４３に対し、被写体搭載用テーブル３５０を回転板３３２に対して垂直な方向（ｚ軸方向）に移動させ、回転板３３２の撮像位置が、指定された撮像位置と一致した時点で移動を停止するように指示する。これにより、被写体１１０の配置が完了する。統括制御器３４５は、同じタイミングでガントリ制御器３４２に対して駆動モーターを動作させ、回転板３３２の回転を開始する指示も併せて実施する。回転板３３２の回転が定速状態になり、かつ被写体１１０の配置が終了すると、統括制御器３４５は、Ｘ線制御器３４１に対しＸ線管３１１のＸ線照射タイミングとＦＦＳ撮像（ＦＦＳ方式を用いて撮像することを意味する）におけるＸ線焦点の位置と、を指示し、また検出器制御器３４４に対しＸ線検出器３２１の撮像タイミングを指示する。
【００３３】
ＦＦＳ撮像におけるＸ線焦点の位置は、ガントリ３３０の回転軌道面内における複数の位置、より詳しくは、回転軌道面の接線方向に沿った２箇所の焦点位置を設け、各焦点位置に交互に焦点を移動する。なお、Ｘ線の焦点の移動は、回転軌道の周方向の移動と回転軌道の径方向の移動を含むが、ここでは周方向の移動する場合について説明する。そして撮像を開始、すなわちＸ線照射及びＸ線検出器３２１によるＸ線の検出を開始する。これらの指示を繰り返すことで撮像範囲全体を撮像する。Ｘ線検出器３２１でＸ線が電気信号に変換されてＤＡＳ４１１に入る。ＤＡＳ４１１では、この電気信号が一定時間分積分されて単位時間当たりのＸ線入射量情報（これを「投影データ」という）に変換された後、ＨＤＤ装置４２３に保存される。
【００３４】
上述のように、被写体搭載用テーブル３５０が移動、停止を繰り返すことにより、テーブル３５０の位置毎に一つの投影データが得られる。なおテーブル３５０が移動、停止を繰り返すのではなく、公知のヘリカルスキャン（Helical  Scan）のように被写体搭載用テーブル３５０をｚ軸方向に移動させながら撮像してもよい。
【００３５】
［画像化ステップ］
画像化ステップでは、図１に示したデータ処理部４２０に備えられた中央処理装置４２１、メモリ４２２、及びＨＤＤ装置４２３を用いて、ＨＤＤ装置４２３に保存されたデータを画像化する処理が行われる。
【００３６】
図１３に示す一般方式の撮像では、Ｘ線の焦点３１３の位置をＸ線検出器３２１に対して固定しているのに対し、ＦＦＳ方式の撮像は、図１４に示すように、Ｘ線の焦点３１３ａ（３１３ｂ）を２つの位置間で移動させて撮像するものである。なお図１３、図１４において、ｙ軸はＸ線束の中心軸に平行な軸、ｘ軸は、スキャナの回転軌道面（ミッドプレーン）内において、ｙ軸に直交する軸を示す。ｚ軸は、スキャナの回転中心軸に平行な軸であり、ｘ軸及びｙ軸に直交する軸である。また直線Ｌは、回転中心付近を通り、ｘ軸に平行な直線を示す。直線Ｌと、Ｘ線焦点と個々のＸ線検出器３２１とを結ぶ直線（Ｘ線ビーム）との交点Ｒは、データサンプリング点に相当する。このＦＦＳ方式の撮像では、スキャナの回転移動に伴いＸ線の焦点が交互に移動することに起因して、図１５に示すように、投影データには、チャネル方向及びビュー方向に沿ってデータの欠損がある。
【００３７】
本発明の特徴は、この[画像化ステップ]において、ＦＦＳ方式で撮像した被写体１１０の投影データについて、チャネル方向及びビュー方向に沿って欠損しているデータ（欠損データという）の補間を行い、これらを用いて被写体１１０の再構成画像を再構成する点にある。
【００３８】
チャネル方向及びビュー方向に沿って欠損データの補間をした投影データから再構成画像を生成する態様は、大きく３つの態様がある。そこで、図２を用いて、この３つの態様の概要について説明し、その後、各態様を第一実施形態から第三実施形態に分けて詳述する。図２は、第一実施形態乃至第三実施形態の概要を示す説明図であって、（ａ）は第一実施形態の概要を示し、（ｂ）は第二実施形態の概要を示し、（ｃ）は第三実施形態の概要を示す。
【００３９】
なお、図２では、説明の便宜のため、投影データのサイノグラムを用いて、ビュー方向及びチャネル方向の少なくとも一つの方向に沿って欠損データの補間処理を施す例を説明する。サイノグラムとは、投影データを縦軸がビュー方向（θ方向ともいう）、横軸がチャネル方向（ｘ方向ともいう）を示す座標系に展開したグラフである。なおサイノグラムに展開することなく、投影データに対してビュー方向及びチャネル方向に沿った欠損データの補間処理を行ってもよい。
【００４０】
第一実施形態は、サイノグラムを複数の領域に分けて、領域によって施す補間処理の種類を異ならせる実施形態である。補間処理では、欠損データをビュー方向に沿って並ぶ実データを用いて補間するビュー方向補間処理と、欠損データをチャネル方向に沿って並ぶ実データを用いてチャネル方向補間処理とを用いる。
【００４１】
具体的には、図２の（ａ）に示すように、サイノグラム５００をチャネル方向の中心付近の領域５００ａと、その両側の領域（領域５００ａよりもチャネル方向の端部に相対的に近い領域）５００ｂに分け、領域５００ａには、ビュー方向補間処理を施し、領域５００ｂには、チャネル補間処理を施す。そして、補間処理後のサイノグラム５００Ａを用いて再構成演算を行い、再構成画像５１０を生成する。このような補間処理を施した再構成画像５１０では、ガントリ３３０の回転中心に対応する位置付近ではビュー方向補間処理がされた投影データの寄与率が相対的に高く、その周辺部では、チャネル方向補間処理がされた投影データの寄与率が相対的に高くなる。図２の（ａ）の円５２０は、ビュー方向補間処理とチャネル方向補間処理との境界を示す。図２の（ｂ）及び（ｃ）についても同様である。なお、再構成視野範囲（ＦＯＶ：field  of  viewともいう）の中心とガントリ３３０の回転中心とが一致するようにＦＯＶを設定した場合、ＦＯＶ中心すなわち再構成画像における画像中心は、再構成画像における回転中心軸の再構成点と一致する。
【００４２】
第二実施形態では、図２の（ｂ）に示すように、各スライス方向位置に対して同一の投影データを二つ用意する。図２の（ｂ）では、同一のサイノグラム５０１及びサイノグラム５０２を例示する。そして、一方のサイノグラム５０１の全体に対してビュー方向補間処理を施して欠損データの補間を行う。こうして補間処理がされた投影データを「ビュー方向補間投影データ」という。また、他方のサイノグラム５０２の全体に対してチャネル方向補間処理を施して欠損データの補間を行う。こうして補間処理がされた投影データを「チャネル方向補間投影データ」という。次いで、ビュー方向補間投影データ（サイノグラム５０１Ａ）を再構成してビュー方向補間再構成画像５１１を生成する。また、チャネル方向補間投影データ（サイノグラム５０２Ａ）を再構成してチャネル方向補間再構成画像５１２を生成する。その後、ビュー方向補間再構成画像５１１及びチャネル方向補間再構成画像５１２を結合して結合画像５１３を生成する。結合画像５１３は、撮像中心付近ではビュー方向補間再構成画像５１１の寄与率が相対的に高く、撮像中心の周辺部では、チャネル方向補間再構成画像５１２の寄与率が相対的に高くなるように、結合処理を行う。
【００４３】
第三実施形態では、第二実施形態と同様、ビュー方向補間投影データ（サイノグラム５０１Ａ）及びチャネル方向補間投影データ（サイノグラム５０２Ａ）を生成する。次いで、再構成画像５１５上の画素位置に応じて、ビュー方向補間投影データに乗算する第一の重み及びチャネル方向補間投影データに乗算する第二の重みを変化させて、ビュー方向補間投影データ及びチャネル方向補間投影データに対しコンボリューション演算を行い、一つの再構成画像５１５を生成する。コンボリューション演算中に、再構成画像５１５の実座標がわかるので、再構成画像５１５における撮像中心付近では、第一の重みを第二の重みに比べて相対的に高くし、撮像中心の周辺部では第二の重みを第一の重みに比べて相対的に高くして、コンボリューション演算を行う。以下、各実施形態の詳細について説明する。
【００４４】
＜第一実施形態＞
第一実施形態について、既述の図２の（ａ）、及び図３乃至図７を参照して説明する。図３は、第一実施形態の画像化ステップの処理の流れを示すフローチャートである。図４は、再構成画像中におけるビュー方向分解能及びチャネル方向分解能を示す説明図である。図５は、方向重み変化型補間処理におけるサイノグラム上でのデータ補間方向を示す説明図である。図６は、ビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理の内容を示す説明図である。図７は、ビュー方向補間及びチャネル方向補間の境界位置の算出方法を示す説明図であって、（ａ）は、それぞれの焦点からＸ線検出素子にｘ線が入射したときの幾何学的な関係を示し、（ｂ）は、１ビュー分の回転角度での移動距離を示し、（ｃ）は、焦点移動距離と撮像中心におけるデータのサンプリング間隔との幾何学的な関係を示す。以下、図３の各ステップに沿って説明する。
【００４５】
（ステップＳ１０１）
まず、投影データに対し、ビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理に必要な前処理を実施する（ステップＳ１０１）。前処理の内容としては、例えば回路のリニアリティの補正や、ディフェクト補正（欠陥画素補正）などを実施する。リニアリティ補正およびディフェクト補正は、公知の技術を用いて実施する。ディフェクト補正については、例えば特開２００５−１２４６１３号に記載された技術などを用いることができる。
【００４６】
（ステップＳ１０２）
次に、ＦＦＳ撮像により得られた投影データに対し、欠損データの補間処理（図２の（ａ）参照）を行う（ステップＳ１０２）。既述の通り、ＦＦＳ撮像では、回転中心軸付近ではチャネル方向のデータサンプル点数が多く、サンプル密度が高いのに対し、Ｘ線検出器３２１付近では、チャネル方向のデータサンプル密度が実効的に低くなる。そのため、チャネル方向に沿って補間処理して得られた投影データから再構成した再構成画像は画素の位置（撮像位置）によって空間分解能（チャネル方向分解能と呼ぶ）が異なる。また、撮像位置によって拡大率が異なるので、ビュー方向に沿って補間処理して得られた投影データから再構成した再構成画像も画素の位置（撮像位置）によって空間分解能（ビュー方向分解能と呼ぶ）が異なる。図４は、横軸に再構成画像における撮像中心からの距離、縦軸にチャネル方向分解能及びビュー方向分解能を示す座標系を用いたグラフである。図４に示すように、撮像中心付近では、チャネル方向分解能の方がビュー方向分解能よりも高く、撮像中心から遠ざかるに従ってチャネル方向分解能及びビュー方向分解能はともに劣化する。この劣化の程度は、チャネル方向分解能の劣化の程度の方が、ビュー方向分解能の劣化の程度よりも大きい。従って、撮像中心からある距離において、ビュー方向分解能とチャネル方向分解能とが一致する。このときの距離を、距離閾値Lｔｈと示す。距離閾値Lｔｈを越えると、ビュー方向分解能がチャネル方向分解能を上回る。
【００４７】
撮像中心からの距離が距離閾値Lｔｈ以下の区間を「第一領域」、距離閾値Lｔｈよりも大きい区間を「第二領域」とすると、第一領域では、ビュー方向分解能は相対的に低く、チャネル方向には実データのサンプル密度が相対的に高いので、ビュー方向補間処理を行い、欠損データを補間する。これにより、ビュー方向の分解能の向上を図る。一方、第二領域では、ビュー方向分解能は相対的に高いが、チャネル方向に実データのサンプル密度が相対的に低いので、チャネル方向補間処理を行い、欠損データを補間する。その結果、再構成画像の撮像位置に依存したビュー方向分解能及びチャネル方向分解能の差を低減できる。
【００４８】
具体的には、図５に示すように、サイノグラム５０３（これは、図２の（ａ）のサイノグラム５００を拡大表示したものに相当する）において、回転中心軸の投影データが入射するチャネル方向位置ｘＯを中心に、距離閾値Lｔｈまでの位置にあるチャネル方向位置を第一領域とし、この第一領域ではビュー方向補間処理を行う。また、チャネル方向位置ｘＯからの距離が距離閾値Lｔｈ以上の第二領域では、チャネル方向補間処理を行う。図５のサイノグラム中、白い四角は実データのある位置、グレーの四角はデータ欠損位置を示している。
【００４９】
図６を用いてビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理について説明する。ビュー方向補間処理とは、データ欠損位置にビュー方向に沿って隣接する実データを用いて当該データ欠損位置の欠損データを補間することをいう。また、チャネル方向補間処理とは、データ欠損位置にチャネル方向に沿って隣接する実データを用いて当該データ欠損位置の欠損データを補間することをいう。例えば、図６において、データ欠損位置Ｒ２（座標（θｍ，ｘｎ））のデータを、データ欠損位置Ｒ２を中心とする１×３のマトリクスからなるフィルタｆ１を用いて算出する場合、データ欠損位置Ｒ２に対し、ビュー方向に沿って隣接するデータサンプル点Ｒ１１(座標（θｍ−１，ｘｎ）)及びデータサンプル点Ｒ１２(座標（θｍ＋１，ｘｎ）)の実データを用いて算出する。算出方法は、例えば下式（１）により、得られた算出結果を、データ欠損位置Ｒ２のデータとして補間する。
（数１）
Ｒ２の値＝｛Ｒ１１の実データ+Ｒ１２の実データ｝／２・・・（１）
【００５０】
またチャネル方向補間処理では、データ欠損位置Ｒ２（座標（θｍ，ｘｎ））のデータを、データ欠損位置Ｒ２を中心とする３×１のマトリクスからなるフィルタｆ２を用いて算出する場合、データ欠損位置Ｒ２に対し、チャネル方向に沿って隣接するデータサンプル点Ｒ１３(座標（θｍ，ｘｎ−１）)、データサンプル点Ｒ１４（座標（θｍ，ｘｎ＋１））とすると、これらサンプル点Ｒ１３及びＲ１４の実データを用いて、例えば下式（２）により算出した値をデータ欠損位置Ｒ２のデータとして補間する。
（数２）
Ｒ２の値＝｛Ｒ１３の実データ+Ｒ１４の実データ｝／２・・・（２）
【００５１】
なお、データサンプル点Ｒ１（Ｒ１１〜Ｒ１４のいずれか）にデータ欠損位置が有る場合には、同様にビュー方向両側又はチャネル方向両側の実データを用いてビュー方向補間の及びチャネル方向補間をすることができる。上記１×３、及び３×１のフィルタサイズは一例でありこれに限定されるものではない。また、適宜フィルタに、データ欠損位置に近いデータサンプル点の実データほど大きな重みを乗算して補間する値を求めてもよい。
【００５２】
次に、ビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理を適用する領域の境界、上記における距離閾値Lｔｈに相当する位置を検出する処理について、図７を用いて説明する。境界決定の前提として、撮像中心（再構成中心点）と回転中心とが同一位置にあるとする。撮像中心をＯ、Ｘ線焦点３１３ａとＸ線焦点３１３ｂとの中心位置をＳ、中心位置ＳからＸ線検出部３２０に下ろした垂線と、Ｘ線検出部３２０との交点（より詳しくは、Ｘ線検出器３２１の受像面との交点）の位置をＩとし、ＳＩ間の距離ＳＩＤ、ＯＩ間の距離ＯＩＤを定義する。また、焦点位置の振れ幅をδ、回転方向の分割数、つまりview数をＶとする。更に、撮像中心Ｏを通り、ｘ軸に平行な直線をＬｃとし、図１３に示す、一般的な撮像（ＦＦＳ方式の撮像を行わない場合）における直線Ｌｃ上のサンプリング間隔をｘＬｃとし、ＦＦＳ方式における直線Ｌｃ上におけるサンプリング間隔をgxで表す。直線ＬｃからＸ線検出部３２０に向けてｙ軸方向に沿ってΔｙ分変位した直線をＬｄ、直線ＬｃからＸ線焦点３１３ａ、Ｘ線焦点３１３ｂに向けてｙ軸方向に沿ってΔｙ分変位した直線をＬｅと示す。
【００５３】
ＦＦＳ方式の撮影において、撮像中心Ｏの位置で分解能が最良になるとき、図７の（ａ）の直線Ｌｃ上にある撮像中心Ｏ位置でのサンプリングがｘＬｃ/２になる。このとき、図７の（ｃ）に示す三角形の相似条件から
【数３】
0005978516.tif 000002
となる。この位置からΔｙだけずれた直線Ｌｅ、直線Ｌｅ上の位置でのサンプリング間隔gxは、同様に相似条件から
【数４】
0005978516.tif 000003
となる。
【００５４】
式（４）に式（３）を代入してδ/ＳＩＤを消去すると、
【数５】
0005978516.tif 000004
となる。この式（５）では、Δｙが正（ｘ線焦点側を正とする）のときはサンプリング間隔gxの値がｘＬｃ/２より大きくなり空間分解能が劣化し、Δｙが負のときはサンプリング間隔がｘＬｃ/２より小さくなり空間分解能が向上する。しかし、実際には、Δｙが負の場合も、以下説明するように空間分解能は劣化する。すなわち、図７の（ａ）の直線Ｌｅ上において隣接する二つのサンプリング間隔gx（ｅ１）及びgx（ｅ２）では、サンプリング間隔gx（ｅ２）が小さくなるが、サンプリング間隔gx（ｅ１）は大きくなる。Δｙが正の場合は、式（５）で求められるのは、大きいほうのサンプリング間隔であるが、Δｙが負の場合は、小さいほうのサンプリング間隔である。Δｙが負の場合の大きいほうのサンプリング間隔は、式（５）で求められる小さいほうのサンプリング間隔gx（ｅ２）との和がわかればその和から求めることができる。説明の簡単化のためΔｙの位置を拡大率がさほど変化しない範囲と仮定すると、大きいほうのサンプリング間隔と小さいほうのサンプリング間隔との和は、直線Ｌｃにおけるサンプリング間隔の２倍（＝xＬｃ）で近似することができ、Δｙが負の場合の大きいほうのサンプリング間隔gx（ｅ１）は、
【数６】
0005978516.tif 000005
となる。これをΔｙが負の場合のサンプリング間隔gxとすると、式（５）及び式（６）に絶対値を用いて、
【数７】
0005978516.tif 000006
と記述できる。つまり、正負両方においてチャネル方向（ｘ方向）の分解能が中心より劣化することがわかる。
【００５５】
一方、ビュー方向のサンプリング間隔gvは、１ビュー分の角度でサンプリング点が移動する距離に相当する。図７の（ｂ）に示すように、撮像中心ＯからΔy離れた位置での１ビューあたりの移動距離は、ビュー数が十分大きい場合、円周（移動距離に相当する円弧）を直線で近似すると、式（８）で記述できる。
【数８】
0005978516.tif 000007
（式７）と（式８）とがつりあう点がビュー方向の分解能劣化とチャネル方向の分解能劣化とが一致する点であるため、中心からの距離Δyが式（９）を満たす円周が境界となる。
【数９】
0005978516.tif 000008
この境界から中心部側ではビュー方向に補間し、外側ではチャネル方向に補間すれば良い。撮像中心ＯからΔyまでの距離が、既述の距離閾値Ｌｔｈに相当する。
【００５６】
投影データでは、撮像中心Ｏは、回転中心軸の投影データとして得られるので、第一実施形態では、投影データ上において、Ｘ線焦点の中心位置Ｓから撮影中心Ｏを通り、Ｘ線検出部３２０に下ろした垂線と交わるＸ線検出器３２１のチャネル位置を中心とし、チャネル方向に沿って距離閾値Ｌｔｈ未満にある第一領域はビュー方向補間処理を適用して欠損データの補間をし、距離閾値Ｌｔｈ以上の第二領域はチャネル方向補間処理を適用して欠損データの補間をする。上記の例では、Ｘ線の焦点の移動距離δ、Ｘ線焦点−Ｘ線検出器間距離ＳＩＤ及び回転中心−Ｘ線検出器間距離ＯＩＤを基に算出された値を用いて距離閾値Ｌｔｈを決定したが、回転中心からの距離に応じた分解能を計測するために、寸法が既知の被写体を撮影した画像からなる、分解能計測画像を基に算出した値を用いて決定してもよい。
【００５７】
（ステップＳ１０３）
ステップＳ１０３では、Ｌｏｇ変換や再構成処理に必要な前処理を行う（ステップＳ１０３）。これも公知の技術を用いて実施する。また、Ｌｏｇ変換をステップＳ１０２の前にあるステップＳ１０１で実施することも可能である。
【００５８】
（ステップＳ１０４）
ステップＳ１０３の前処理を施した投影データを用いて、再構成演算処理を行い、再構成画像（Ｘ線ＣＴ画像）を生成する（ステップＳ１０４）。再構成アルゴリズムは、例えば公知の技術であるＦｅｌｄＫａｍｐ法や、逐次近似法を用いて再構成しても良く、再構成アルゴリズムの種類は問わない。
【００５９】
（ステップＳ１０５）
Ｘ線ＣＴ画像を表示する（ステップＳ１０５）。
【００６０】
本実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ装置において、ＦＦＳ方式で撮像した場合に生じる一つの再構成画像中における撮像位置に依存した分解能の差を低減し、再構成画像の分解能を、再構成画像上での画素の位置に合わせて最適化することができる。
【００６１】
なお、第一実施形態に、公知の技術であるベッドの横移動を追加することで、さらなるＸ線ＣＴ装置の改善が見込まれる。通常の画像においてもＸ線ＣＴ装置の回転中心と回転中心から離れた位置とでは、Ｘ線ＣＴ画像の分解能が異なるが、ＦＦＳ方式の場合、回転中心から離れた位置における分解能の劣化は先に示したとおり顕著である。そこでベッドの横移動とベッドの上下方向移動により、回転中心と、撮像中心（再構成中心点）と、を極力合わせることで、ユーザーが所望する再構成視野での分解能の改善が見込まれる。これにより、上記の効果に加えて、計測されるＸ線ＣＴ画像の関心領域における分解能の向上が期待できる。
【００６２】
また、上記説明では、一つのサイノグラムを第一領域及び第二領域の２つの区間に分割し、各区間に対してビュー方向補間処理又はチャネル方向補間処理の何れかを施したが、第一領域及び第二領域の間に距離閾値Ｌｔｈを含む接続領域を設け、この接続領域において、ビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理を施す割合を連続的に変化させても良い。さらに、投影データ上で、ｘ、θを変数とし、ビュー方向補間処理に乗算する重み及びチャネル方向補間処理に乗算する重みを、フィルタ関数f（x,θ）を用いて連続的に変化させてもよい。これは、サイノグラム上での区間数を無限大にすることと等価である。連続的に変化するフィルタ関数を用いることで、Ｘ線ＣＴ像上の不連続な点や境界の発生を抑制することが可能となる。フィルタ関数の一例として、回転移動の回転中心からの距離に応じて変化する三角関数を用いてもよい。
【００６３】
＜第二実施形態＞
第二実施形態では、図２の（ｂ）を用いて既に説明したように、同一の投影データを二つ生成し、一方の投影データの全ての欠損データは、ビュー方向補間処理により補間して、ビュー方向補間投影データを生成し、他方の投影データの全ての欠損データは、チャネル方向補間処理により補間して、チャネル方向補間投影データを生成する。そして、ビュー方向補間投影データを再構成演算してビュー方向補間再構成画像を生成するとともに、チャネル方向補間投影データを再構成演算してチャネル方向補間再構成画像を生成する。その後、ビュー方向補間再構成画像及びチャネル方向補間再構成画像を結合した結合画像であって、当該結合画像内の画素の位置に応じてビュー方向補間再構成画像及びチャネル方向補間再構成画像の寄与率が異なる結合画像を生成する。以下、本実施形態について、図８乃至図１１を用いて説明する。図８は、第二実施形態の処理の流れを示すフローチャートである。図９は、再構成画像の結合処理を示す説明図である。図１０は、第二実施形態における表示態様の一例を示す説明図である。図１１は、第二実施形態における表示態様の一例を示す説明図であって、（ａ）は指定点を含む領域が距離閾値Ｌｔｈを示す境界マーカ内に含まれる状態を示し、（ｂ）は指定点を含む領域の一部が距離閾値Ｌｔｈを満たす境界マーカ内に含まれない状態を示す。なお、図８に、第二実施形態に係る［画像化ステップ］の流れを示すが、それより前に行う［撮像条件設定ステップ］及び［撮像ステップ］は、既述のとおりであるので説明を省略する。以下、図８の各ステップに沿って説明する。
【００６４】
（ステップＳ１０１）
まず、投影データに対し、ビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理に必要な前処理を実施する（ステップＳ１０１）。前処理の内容としては、例えば回路のリニアリティの補正や、ディフェクト補正（欠陥画素補正）などを実施する。リニアリティ補正およびディフェクト補正は、公知の技術を用いて実施する。
【００６５】
（ステップＳ１１１、ステップＳ１１２）
次に、ＦＦＳ機能に伴う欠損データの補間を実施する。同一スライス位置で計測した投影データを一組（二つ）用意する。一方の投影データには、投影データ上の全てのデータ欠損位置においてビュー方向補間処理をして、ビュー方向補間投影データを生成する（Ｓ１１１）。他方の投影データは、投影データ上の全てのデータ欠損位置の欠損データをチャネル方向補間処理により補間して、チャネル方向補間投影データを生成する（Ｓ１１２）。ここでいうチャネル方向補間処理及びビュー方向補間処理は、第一実施形態において図６を基に説明した処理内容と同じである。
【００６６】
（ステップＳ１０３−１、Ｓ１０３−２）
ステップＳ１１１で生成したビュー方向補間投影データに対して、Ｌｏｇ変換や再構成処理に必要な前処理を行う（ステップＳ１０３−１）。同様に、ステップＳ１１２で生成したチャネル方向補間投影データに対して、Ｌｏｇ変換や再構成処理に必要な前処理を行う（ステップＳ１０３−２）これも公知の技術を用いて実施する。また、Ｌｏｇ変換をステップＳ１１１及びＳ１１２の前にあるステップＳ１０１で実施することも可能である。
【００６７】
（ステップＳ１０４−１、Ｓ１０４−２）
ビュー方向補間投影データを基に再構成演算を行ない、再構成画像を生成する（Ｓ１０４−１）。以下、この再構成画像を「ビュー方向補間再構成画像」（図２の（ｂ）における再構成画像５１１に相当する）という。更に、チャネル方向補間投影データを基に再構成演算を行い、再構成画像を生成する（Ｓ１０４−２）。以下、この再構成画像を「チャネル方向補間再構成画像」（図２の（ｂ）における再構成画像５１２に相当する）という。従って、本ステップでは、二つの再構成画像が生成される。再構成アルゴリズムは、例えば公知の技術であるＦｅｌｄＫａｍｐ法や、逐次近似法を用いて再構成しても良く、再構成アルゴリズムの種類は問わない。
【００６８】
（ステップＳ１１３）
次にステップＳ１０４−１、Ｓ１０４−２で生成された二つの再構成画像を結合する（ステップＳ１１３）。結合の例を図９に示す。図９において、楕円で囲んだ領域内が被写体領域であり、円５２０は第一領域５１３ａと第二領域５１３ｂを分ける境界を示す。図９（ａ）に示す例では、結合画像５１３のうち、回転中心軸の再構成点０から距離閾値Ｌｔｈ（実線の円５２０）よりも内側の第一領域５１３ａは、ビュー方向補間再構成画像５１１を使用し、距離閾値Ｌｔｈを含み、それよりも外側の第二領域５１３ｂは、チャネル方向補間再構成画像５１２を使用し、これらを結合して結合画像５１３を生成する。
【００６９】
また、図９（ｂ）に示す例では、距離閾値Ｌｔｈ周辺領域での連続性を持たせるため、距離閾値Ｌｔｈを含み、第一領域５１３ａ及び第二領域５１３ｂを接続する接続領域５１３ｃを設けて、この領域５１３ｃではビュー方向補間再構成画像５１１及びチャネル方向補間再構成画像５１２を足し合わせる。図９（ｂ）において、接続領域５１３ｃは、実線の円５２０と同心円であってかつ距離閾値Ｌｔｈよりも半径が短い点線の円５３１及び実線の円５２０と同心円であってかつ距離閾値Ｌｔｈよりも半径が長い点線の円５３２で挟まれた領域として図示する。ビュー方向補間再構成画像５１１及びチャネル方向補間再構成画像５１２の足しあわせ方は、例えば第一領域５１３ａでは、ビュー方向補間再構成画像５１１のみを使用し、第二領域５１３ｂでは、チャネル方向補間再構成画像５１２のみを使用する。そして接続領域５１３ｃでは、距離閾値Ｌｔｈからの距離に応じて重み付けした重み係数（ｗｅｉｇｈｔ）を、ビュー方向補間再構成画像５１１及びチャネル方向補間再構成画像５１２の双方に掛け合わせて足し合わせる。これにより、接続領域において、ビュー方向補間再構成画像及びチャネル方向補間再構成画像の寄与率を連続的に変化させることができる。
【００７０】
例えば図９では、結合画像５１３における撮像中心（回転中心の再構成点）からの距離に応じて線形に変化する重み係数を用い、距離閾値Ｌｔｈ上は、ビュー方向補間再構成画像５１１及びチャネル方向補間再構成画像５１２の双方に重み係数０．５を乗算し、それよりも撮像中心Oに近づくにつれて（第一領域５１３ａに近付くにつれて）、ビュー方向補間再構成画像５１１に乗算する重みを、チャネル方向補間再構成画像５１２に乗算する重みよりも相対的に大きくする。また、撮像中心Oから遠ざかるにつれて（第二領域５１３ｂに近付くにつれて）、ビュー方向補間再構成画像５１１に乗算する重みを、チャネル方向補間再構成画像５１２に乗算する重みよりも相対的に小さくする。これにより、結合画像５１３において、結合箇所が不連続にならないため、距離閾値Ｌｔｈにおけるアーチファクトの発生が低減可能である。
【００７１】
なお、再構成部が距離閾値Ｌｔｈを求める際に、第一実施形態では、投影データにおけるビュー方向の分解能とチャネル方向の分解能とが一致する点として境界を求めたが、チャネル方向補間再構成画像におけるビュー方向（角度方向）の分解能とチャネル方向の分解能とが一致する点、又はビュー方向補間再構成画像におけるビュー方向（角度方向）の分解能とチャネル方向の分解能とが一致する点を境界として求めてもよい。この場合、再構成部が、第一実施形態と同様、Ｘ線の焦点の移動距離を基に算出された値を用いて決定する、又は回転中心からの距離に応じた分解能を計測するための分解能計測画像を基に算出した値を用いて決定してもよい。
【００７２】
(ステップＳ１１４)
最後に画像を表示する（ステップＳ１１４）。表示対象となる画像は、結合画像５１３、チャネル方向補間再構成画像５１２、及びビュー方向補間再構成画像５１１があり、これらのうちの一つ、又は任意の組み合わせで表示してもよい。これにより、多角的な診断が可能となる。表示態様の一例として、図１０に示すように、結合画像５１３のみを表示してもよい。この場合、結合画像５１３に、距離閾値Ｌｔｈを満たす円５２０を示す境界マーカ５４０を重畳表示してもよい。これにより境界マーカ５４０の周囲でフィルタが変化していることを操作者に伝えることができる。また、境界マーカ５４０を表示せず全体を見やすく表示しても良い。
【００７３】
表示態様の別例として、初期表示状態ではチャネル方向補間再構成画像５１２のみを表示しておき、その内側に、必要に応じてビュー方向補間再構成画像５１１を表示してもよい。チャネル方向補間再構成画像５１２は、ビュー方向補間再構成画像５１１と比べて、再構成画像内における分解能の均一性が高い。そこで、まず、チャネル方向補間再構成画像５１２を表示して、画像全体をある程度均一な分解能で目視し、その画像中で操作者が気になった位置を指定すると、その指定された位置を含む領域をビュー方向補間再構成画像５１１に置き換えて表示する。例えば、図１１の（ａ）に示すように、チャネル方向補間再構成画像５１２上に距離閾値Ｌｔｈを満たす境界マーカ５４０（図１１では点線で描出）を重畳表示しておく。この境界マーカ５４０の中の任意の点を指定する操作（例えばマウスカーソル５５０を指定位置に合わせてクリック）をすると、その指定点を中心とする指定領域５５１（図１１では実線で描出）が設定される。この指定領域５５１の内部だけ、チャネル方向補間再構成画像５１２よりも分解能が高いビュー方向補間再構成画像５１１に置き換えて表示する。図１１の（ｂ）に示すように、指定点を中心とする指定領域５５１が、距離閾値Ｌｔｈを満たす境界マーカ５４０よりも外側にはみ出した場合、指定領域５５１のうち、境界マーカ５４０よりも内側の領域のみをビュー方向補間再構成画像５１１に置き換えてもよい。本表示例において、境界マーカ５４０よりも外側を指定すると、ビュー方向補間再構成画像５１１への置き換えが行われない。なお、図１１の表示例では、ステップＳ１１３において距離閾値を求める処理を行い、結合処理は不要である。
【００７４】
本実施形態によれば、再構成画像内での撮像位置に依存したビュー方向分解能及びチャネル方向分解能の差を低減することができる。また、複数の補間画像（ビュー方向補間再構成画像、チャネル方向補間再構成画像及び結合画像）が生成されるので、ユーザーが所望の分解能の補間画像を表示することができ、多角的な診断がよりしやすくなるという効果が期待できる。
【００７５】
第二実施形態の変形例として、結合画像５１３において、撮像中心からの距離に応じて、ビュー方向補間再構成画像に乗算する重み係数及びチャネル方向補間再構成画像に乗算する重み係数を連続的に変化させるフィルタ関数を用いてもよい。これにより、接続領域全体について連続的にビュー方向分解能及びチャネル方向分解能の差を低減することができる。このフィルタ関数の一例として、回転移動の回転中心（結合画像における撮像中心）からの距離に応じて変化する三角関数を用いてもよい。
【００７６】
＜第三実施形態＞
第二実施形態では、ビュー方向補間再構成画像及びチャネル方向補間再構成画像を生成するために２回の再構成演算処理を行う必要がある。そのため、再構成演算時間が２倍となる。そこで、第三実施形態では、再構成演算中に画素位置に応じて使用する投影データを変更することにより、再構成演算を１回で済ませ、再構成演算時間の短縮を図る。第三実施形態においても[撮像条件設定ステップ]及び[撮像ステップ]は第一実施形態と同様であるので説明を省略し、［画像化ステップ]のみについて以下に示す。以下、図２の（ｃ）及び図１２を基に第三実施形態について説明する。図１２は、第三実施形態における画像化ステップの処理の流れを示すフローチャートである。以下、図１２の各ステップに沿って説明するが、第一実施形態及び第二実施形態と共通する処理内容については、概略のみを記載し、詳細な説明は割愛する。
【００７７】
（ステップＳ１０１、Ｓ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１０３−１、Ｓ１０３−２）
第二実施形態と同様、同一の投影データを１組（二つ）用意し、それぞれに対してビュー方向補間処理及びチャネル方向補間処理に必要な前処理（Ｓ１０１）を行う。次いで、それぞれに対し、ビュー方向補間処理（Ｓ１１１）及びチャネル方向補間処理（Ｓ１１２）を行う。そして、ステップＳ１１１及びＳ１１２の補間処理後の投影データに対し、Ｌｏｇ変換及び再構成処理の前処理を実施する（Ｓ１０３−１、Ｓ１０３−２）。
【００７８】
（ステップＳ１２４）
次に複合再構成を実施する。（ステップＳ１２４）。ここでいう「複合再構成」とは、一つの再構成画像を、複数種類の投影データを用いて再構成演算を行うことにより生成することをいう。これにより、再構成画像の画素の位置に応じて、再構成処理に使用する投影データの使用割合を変更し、ビュー方向及びチャネル方向の補間レベルの最適化を図り、再構成画像の空間分解能の向上を図る。
【００７９】
具体的な再構成手順を示す。まず、使用するのは公知技術であるコンボリューション法（重畳積分法）を用いる。これは、再構成画像の各画素の画素値を、当該画素値の算出に用いる投影データに対し、再構成画像上における画素の位置（実空間での画素の位置）に応じて重み付をして足し合わせる方法である。つまり、足し合わせる時点で、再構成画像上におけるどの画素かがわかるため、その画素に最適な投影データを、ビュー方向補間投影データ（図２の（ｃ）の５０１Ａ）及びチャネル方向補間投影データ（図２の（ｃ）の５０２Ａ）の使用割合を決定し、コンボリューション演算を行なう。
【００８０】
例えば、図２の（ｃ）に示す再構成画像５１５において、撮像中心（本実施形態では回転中心の再構成点と同一であるとする）から距離閾値Ｌｔｈを示す円５２０より内側の第一領域内の欠損データは、チャネル方向補間投影データ５０２Ａの重みを０、ビュー方向補間投影データ５０１Ａの重みを１としてコンボリューション法による再構成演算を行う。その結果、円５２０よりも内側の第一領域ではビュー方向補間投影データ５０１Ａだけを用いて再構成演算を行う。円５２０上およびそれよりも外側にある第二領域の欠損データは、ビュー方向補間投影データ５０１Ａの重みを０、チャネル補間投影データ５０２Ａの重みを１として、コンボリューション法による再構成演算を行う。すなわち、この領域では、チャネル方向補間投影データ５０２Ａだけを用いて再構成演算を行う。なお、再構成部が距離閾値Ｌｔｈを求める際に、チャネル方向補間再構成画像におけるビュー方向（角度方向）の分解能とチャネル方向の分解能とが一致する点、又はビュー方向補間再構成画像におけるビュー方向（角度方向）の分解能とチャネル方向の分解能とが一致する点を境界として求めてもよい。この場合、再構成部は、第一実施形態と同様、Ｘ線の焦点の移動距離を基に算出された値を用いて決定してもよいし、又は回転中心からの距離に応じた分解能を計測するための分解能計測画像を基に算出した値を用いて決定してもよい。なお、本実施形態では、再構成演算処理のアルゴリズムとして、コンボリューション法を例に挙げて説明するが、撮像位置の実空間における座標、又は再構成画像における実座標がわかるアルゴリズムであれば、コンボリューション法に限定されない。
【００８１】
（ステップＳ１０５）
第一実施形態と同様、生成された再構成画像を表示する（Ｓ１０５）。または、第二実施形態の図１１で示したように、初期表示ではチャネル方向補間再構成画像を表示しておき、それに距離閾値Ｌｔｈを満たす境界マーカ５４０を重畳表示し、境界マーカ５４０内に指定領域が設定された場合に、その指定領域の撮像位置（再構成画像５１５における位置）に応じた第一の重み及び第二の重みを用いて投影データに対するコンボリューションによる再構成演算を行った再構成像を表示するようにしてもよい。
【００８２】
本実施形態によれば、一度の再構成演算を行うだけで再構成画像のビュー方向分解能及びチャネル方向分解能の差を低減した再構成画像を生成できるので、第二実施形態と比較して、最終的に必要なメモリ量が少なくなるという効果がある。
【００８３】
上記の変形例として、再構成画像５１５の円５２０において不連続領域が生じるのを防ぐため、第二実施形態と同様、円５２０を含み、第一領域及び第二領域を接続する接続領域を設け、接続領域内の欠損データは、ビュー方向補間投影データ５０１Ａに乗算する第一の重み係数を撮像中心に近づくにつれて相対的に大きくする一方、チャネル方向補間投影データ５０２Ａに乗算する第二の重み係数は撮像中心から遠ざかるにつれて相対的に大きくすることで、接続領域内で、第一の重み及び第二の重みを連続的に変化させてコンボリューション演算を行なってもよい。
【００８４】
また、再構成画像５１５において、撮像中心からの距離に応じて、ビュー方向補間投影データ５０１Ａに乗算する第一の重み係数及びチャネル方向補間投影データ５０２Ａに乗算する第二の重み係数を連続的に変化させるフィルタ関数を用いてもよい。これにより、再構成画像全体について連続的にビュー方向分解能及びチャネル方向分解能の差を低減することができる。このフィルタ関数の一例として、回転移動の回転中心（再構成画像５１５における撮像中心）からの距離に応じて変化する三角関数を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１００  Ｘ線ＣＴ装置
１１０  被写体
２００  入力部
２１０  撮像条件入力部
２１１  キーボード
２１２  マウス
２１３  モニタ
３００  撮像部
３１０  Ｘ線発生部
３１１  Ｘ線管
３１３、３１３ａ、３１３ｂ  Ｘ線焦点
３２０  Ｘ線検出部
３２１  Ｘ線検出器
３３０  ガントリ
３３１  開口部
３３２  回転板
３４０  撮像制御部
３４１  Ｘ線制御器
３４２  ガントリ制御器
３４３  テーブル制御器
３４４  検出器制御器
３４５  統括制御器
３５０  被写体搭載用テーブル
４００  画像生成部
４１０  信号収集部
４１１  データ収集システム、ＤＡＳ
４２０  データ処理部
４２１  中央処理装置
４２２  メモリ
４２３  ＨＤＤ装置
４３０  画像表示部
４３１  画像表示モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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