(57)【要約】Ｘ線源および検出器の配置、移動軌道、移動範囲によらず、１８０度以上の回転角度で計測像を取得可能なＸ線ＣＴ装置と同様に、高精度な画像を取得する。検出器で検出した計測像を、Ｘ線源と検出器とが同心円軌道上を回転移動することにより取得する回転計測像に変換する。そして、回転計測像の計測角度毎に、回転角度範囲が１８０度の計測で得る回転計測像から得られた再構成像と同等の強度変化を付与する重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る。
2013145831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器とを相対的に移動させて計測像を得る計測部と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部と、を備える放射線撮像装置であって、
前記画像処理部は、
前記計測像を、前記Ｘ線源と前記検出器とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部と、
前記回転計測像に計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部と、を備え、
前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、
前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、
前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、前記単位回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、前記単位回転角度範囲毎の最大値が、当該単位回転角度範囲が全計測の回転計測像を得る回転角度範囲の中心から離れるほど、小さくなるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項２記載の放射線撮像装置であって、
前記１つの再構成像を得る計測であって、異なる前記回転角度範囲に対応する計測が、複数回行われること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項３または４記載の放射線撮像装置であって、
前記再構成部は、複数の前記単位回転角度範囲で得られた回転計測像から１の前記再構成像を得ること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記画像処理部は、前記重みを決定する重み決定部をさらに備え、
前記重み決定部は、予め定めた評価値を用い、前記重みを最適化すること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、前記計測角度毎の前記回転計測像に乗算する重み値、前記計測角度毎の前記回転計測像を平滑化する領域のサイズ、および、前記計測角度毎の前記回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数の、少なくとも１つであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記Ｘ線源と前記検出器とは、前記被写体を載置する寝台に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に移動し、
前記変換部は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、前記計測像を前記回転計測像に変換すること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記Ｘ線源と前記検出器とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、
前記変換部は、前記計測像を前記回転計測像とすること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記再構成演算は、逆投影法またはフィルタ補正逆投影法のいずれかであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記画像処理部は、前記再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部をさらに備えること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の放射線撮像装置であって、
前記任意の面は、前記被写体を載置する寝台に沿った面に平行な面であること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１４】
被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器とを相対的に移動させながら撮像を行ない得られた計測像から再構成像を得る画像処理方法であって、
前記計測像を、前記Ｘ線源と前記検出器とが同心円軌道上を回転移動する際に取得される回転計測像に変換し、
前記回転計測像に、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得、
前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測象を取得する1以上の単位回転角度範囲を含み、
前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であること
を特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線撮像技術に関し、特に、被写体を相異なる複数の方向から撮像して得た計測像から所望の断層像を再構成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線源と２次元Ｘ線検出器とを対向するように設置し、Ｘ線源と検出器との対を被写体の周囲で回転させながらＸ線撮像を行うＸ線ＣＴ装置がある。Ｘ線ＣＴ装置では、検出器で取得した一連の計測像に対して再構成演算処理を行い、再構成像を得、所望の断面像を得る。Ｘ線ＣＴ装置では、精度の高い再構成像を得るためには、Ｘ線源を１８０度以上回転させて取得した計測像が必要となる。このため、装置は大掛かりなものとなる。【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置に比べ、小規模な装置として、例えば、回転角度が１８０度より大幅に狭い範囲でしかＸ線源と検出器とを回転移動することができないＸ線撮像装置、さらには、Ｘ線源と検出器との移動が回転移動でないＸ線撮像装置がある。代表的なものに、Ｘ線源と検出器とをそれぞれ反対方向に直線移動させ、トモシンセシス撮像を行う断層撮像装置がある（例えば、非特許文献１参照）。トモシンセシス撮像では、検出器で得た計測像に対し、加算処理を行い画像を得る、いわゆる加算法が用いられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｔｅｔｓｕｏ  Ｉｍａｎｉｓｈｉ  ”Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｕｓｉｎｇ  ＳＯＮＩＡＬＶＩＳＩＯＮ  ｓａｆｉｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔａｂｌｅ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、Ｓｈｉｍａｚｕ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｌｉｂｒａｒｙ、［２０１２年３月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.shimadzu.com.tr/p.aspx?deger=medical/oh80jt0000001xar.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置の再構成法では、１８０度未満の回転角度で得た計測像から再構成しても、高品質の画像は得られない。また、トモシンセシス撮像において加算法により得られる画像の画質も同様である。さらに、加算法で得る画像は、Ｘ線ＣＴ装置の再構成法により得られる画像とはディメンジョンの異なる像となるため、Ｘ線ＣＴ装置の再構成法で得られる画像との比較が難しい。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、Ｘ線源および検出器の配置、移動軌道、移動範囲によらず、１８０度以上の回転角度で計測像を取得可能なＸ線ＣＴ装置と同様に、高精度な画像を取得する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、検出器で検出した計測像を、Ｘ線源と検出器とが、被写体を中心とする同心円軌道上を回転移動することにより取得する回転計測像に変換し、回転計測像の計測角度毎に、この回転計測像から得られる再構成像が回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を示すように、重みを適用して再構成像を得る。【０００８】
具体的には、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器とを相対的に移動させて計測像を得る計測部と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部と、を備える放射線撮像装置であって、前記画像処理部は、前記計測像を、前記Ｘ線源と前記検出器とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部と、前記回転計測像に計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部と、を備え、前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものであることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｘ線源および検出器の配置、移動軌道、移動範囲によらず、１８０度以上の回転角度で計測像を取得可能なＸ線ＣＴ装置と同様に、高精度な画像を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、第一の実施形態のＸ線撮像装置の概観図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、トモシンセシス撮像の原理を説明するための説明図である。
【図３】第一の実施形態の処理の概略を説明するための説明図である。
【図４】（ａ）は、１８０度の回転計測像の強度を説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の回転計測像の強度および重み付けを説明するための説明図である。
【図５】第一の実施形態の重み形状を説明するための説明図である。
【図６】第一の実施形態の制御装置の機能ブロック図である。
【図７】（ａ）は、第一の実施形態の変換処理を説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の回転角度範囲および計測角度を説明するための説明図である。
【図８】第一の実施形態の再構成フィルタを説明するための説明図である。
【図９】第一の実施形態の撮像処理のフローチャートである。
【図１０】第二の実施形態の重み決定処理のフローチャートである。
【図１１】第三の実施形態の計測範囲および重み形状を説明するための説明図である。
【図１２】第三の実施形態の撮像処理のフローチャートである。
【図１３】第四の実施形態の計測範囲および重み形状を説明するための説明図である。
【図１４】第四の実施形態の撮像処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第一の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一名称および同一符号を付したものの中で同一の機能を有するものは、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本実施形態係るＸ線撮像装置１１０、１２０、１３０の概観図を示す。本実施形態のＸ線撮像装置１１０、１２０、１３０は、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１を備えるＸ線管１００と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、制御装置１０３と、アーム１０８と、移動装置１０９と、を備える。図中１０５は、被写体１０４を搭載する寝台である。Ｘ線管１００内のＸ線源１０１と、検出器１０２とは、アーム１０８によって移動装置１０９に接続される。制御装置１０３は、移動装置１０９に指示を送り、Ｘ線源１０１と検出器１０２を移動させる。
【００１３】
図１（ａ）および図１（ｃ）に示すＸ線撮像装置１１０、１３０では、アーム１０８はＣ字型の形状をしており、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは紙面上の回転軸１０６を中心として円軌道上を回転移動する。なお、図１（ａ）および（ｃ）のＸ線撮像装置１１０および１３０において、アームの形状は、Ｃ字型に限られない。Ｕ字型、コ字型であってもよい。
【００１４】
図１（ｂ）に示すＸ線撮像装置１２０では、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは各々、別のアーム１０８に設置される。Ｘ線撮像装置１２０では、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは、平行移動、回転移動、回転及び平行移動を行う。例えば、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは寝台１０５あるいは床面に平行に、紙面に垂直な方向に移動する。あるいは、紙面上の回転軸１０６を中心として円軌道上を移動する。あるいは、Ｘ線源１０１は寝台１０５あるいは床面に平行に紙面に垂直な方向に移動し、検出器１０２は紙面上の回転軸１０６を中心として円軌道上を移動する。あるいは、Ｘ線源１０１は紙面上の回転軸１０６を中心として円軌道上を移動し、検出器１０２は寝台１０５あるいは床面に平行に紙面に垂直な方向に移動する。
【００１５】
図１（ａ）、（ｂ）に示すＸ線撮像装置１１０および１２０では、被写体１０４は、その体軸が回転軸１０６に直交するよう配置される。このため、回転可能な角度範囲は１８０度より狭くなる。一方、図１（ｃ）に示すＸ線撮像装置１３０では、被写体１０４は、その体軸が回転軸１０６に平行に配置される。従って、回転可能な角度範囲が広がり、断面像の画質が向上する。また、被写体１０４の側面をＸ線源１０１および検出器１０２が回転することが可能となり、被写体１０４の側面から見た計測像が得られるため、側面方向から見た良好な断面像を得ることができる。
【００１６】
なお、被写体１０４の体軸と回転軸１０６との位置関係は様々に考えられる。また、寝台１０５とＸ線源１０１および検出器１０２との距離も、図１（ａ）〜（ｃ）に示す距離より近接させてもよい。また、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは異なる円軌道を移動するよう構成してもよい。さらに、Ｘ線撮像装置の外形は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すものに限られない。また、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは、回転、平行移動に限らず、どのような軌道上を移動してもよい。
【００１７】
Ｘ線源１０１から発生されたＸ線は、被写体１０４を透過し、検出器１０２によりＸ線強度に応じた電気信号に変換され、制御装置１０３に計測データ（計測像）として入力される。入力された計測像は、制御装置１０３で、３次元再構成像に変換される。制御装置１０３は、画像の再構成の他に、Ｘ線源１０１におけるＸ線発生や、検出器１０２における計測像の取得、Ｘ線源１０１および検出器１０２の移動を制御する。なお、以下、本明細書では、検出器１０２で取得した計測像に対し感度補正等を行うことにより得られる、一般に投影像と呼ばれるデータも含めて、画像処理前のデータを計測像と呼ぶ。
【００１８】
検出器１０２には２次元検出器を用いる。本実施形態では、１次元検出器を並べて多列化したものも２次元検出器に含める。２次元検出器としては、平面型Ｘ線検出器、Ｘ線イメージインテンシファイアとＣＣＤカメラの組み合わせ、イメージングプレート、ＣＣＤ検出器、固体検出器等がある。平面型Ｘ線検出器としては、アモルファスシリコンフォトダイオードとＴＦＴを一対としてこれを正方マトリックス上に配置し、これと蛍光板を直接組み合わせたもの等がある。検出器にフィルムを用い、これをフィルムデジタイザーで読み出して計測像を得てもよい。
【００１９】
以下、本実施形態では、図１（ｂ）に示すＸ線撮像装置１２０を用い、トモシンセシス撮像を行う場合を例にあげて説明する。一般に、トモシンセシス撮像では、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを、寝台１０５に平行に、互いに反対方向に同期的に移動させる。そして、各検出器１０２の位置で検出した計測像を加算し、画像を得る。この手法を加算法と呼ぶ。
【００２０】
図２（ａ）および（ｂ）に、トモシンセシス撮影の加算法の原理を示す。図２（ａ）に示すように、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを反対方向に移動させると、移動方向に平行な一面９１０だけで焦点が合い、他の面では焦点が合わない。得られた計測像を加算すると、焦点の合わない面の構造はぼけて見えなくなり、焦点の合う面にある構造だけが強調され、焦点の合う位置の断面像が得られる。
【００２１】
なお、トモシンセシス撮像では、Ｘ線源１０１と検出器１０２の移動速度を変えると、焦点の合う面９１０の位置を変えることができる。検出器１０２にフラットパネル検出器を用いると、移動速度の代わりに、加算する際に検出器１０２の素子位置をシフトすることによって、焦点に合う面９１０の位置を任意に変えることができる。
【００２２】
例えば、図２（ａ）に示すように、移動方向に３つの検出素子を持つフラットパネル検出器を想定する。中央の検出素子へのＸ線ビームを実線で、左端の検出素子へのＸ線ビームを点線で示す。各Ｘ線ビームは実線で示した面９１０上で焦点を結ぶ。検出した計測像を加算すると、面９１０の断面像が得られる。
【００２３】
なお、図２（ｂ）に示すように、加算時の素子位置をシフトさせるシフト加算法と呼ばれる手法もある。シフト加算法では、検出器１０２が左側に位置する際に検出した計測像では左端の素子の値を、検出器１０２が中央に位置する際に検出した計測像では中央の素子の値を、検出器１０２が右側に位置する際に検出した計測像では右端の素子の値を加算する。加算する各素子へのＸ線ビームは、実線で示した面９２０上で焦点を結ぶ。このように、加算時の素子位置をシフトさせることにより、図２（ａ）に示す加算法で焦点を結ぶ面９１０とは異なる位置の断面像を得ることができる。
【００２４】
次に、Ｘ線源１０１および検出器１０２が、同心円軌道を回転移動するＣＴ撮影の再構成処理の原理を説明する。ここでは、フィルタ補正逆投影法を例にあげて説明する。ＣＴ撮影では、Ｘ線源１０１および検出器１０２を回転させ、所定の角度（計測角度）毎に計測像を得る。この各計測角度で得た計測像から、フィルタ補正逆投影法により再構成像を得る。フィルタ補正逆投影法は、各計測角度で得た計測像に再構成フィルタをかけた上で、加算処理を行い、再構成像を得る手法である。フィルタ補正逆投影法によれば、再構成像上の任意の画素を通るＸ線ビームが入射する素子の値を加算すると、全ての角度の計測像に映っている構造は焦点が合うため強調され、一部の角度の計測像にのみ映っている構造は焦点が合わないためぼけて見えなくなる。なお、ＣＴ撮影では、正確な再構成処理を行なうためには、Ｘ線源１０１および検出器１０２を、１８０度以上回転させ、得られた計測像を用いて再構成演算を行う必要がある。
【００２５】
本実施形態ではトモシンセシス撮像で得た計測像を、図３に示すように、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する装置で得る回転計測像に変換し、再構成処理を行なう。なお、図３は、本実施形態の計測像を変換する処理の概略を説明するための図であり、Ｘ線撮像装置１２０の、Ｘ線源１０１および検出器１０２を含む回転軸１０６に直交する断面の断面図である。本図に示すように、トモシンセシス撮像で得られる計測像から変換して得る回転計測像は、対応する回転角度範囲αが１８０度に満たないため、アーチファクトが再構成像で残る。そこで、各計測角度毎の回転計測像に、計測角度に応じた重み付けを行い、回転角度範囲の端部周辺の構造を強制的に減衰させる。
【００２６】
ここで、本実施形態の重み付けのイメージを、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて説明する。回転角度範囲αが１８０度の場合の、各計測角度β１、β２、β３、β４における回転計測像の強度５０１、５０２、５０３、５０４、５０５を、図４（ａ）に示す。また、回転角度範囲α’が１８０度未満の場合の、各計測角度β’１、β’２、β’３、β’４における重み付け無しの回転計測像の強度５１１、５１２、５１３、５１４、５１５を、図４（ｂ）に示す。本実施形態では、この回転計測像の強度５１１、５１２、５１３、５１４、５１５に対し重み付けを行い、回転計測像の強度変化と同等の強度変化を有する回転計測像５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、とする。なお、ここでは、各回転計測像の計測角度は、回転角度範囲αの中心からの角度で表す。
【００２７】
このような変換を実現するために、各回転計測像に適用する重みの変化形状（重み変化形状）５００を図５に示す。重み変化形状は、例えば、図５に示すように、回転角度範囲α内で、中心で最大とし、周辺に行くほど小さくする。
【００２８】
これを実現するため、図６に示すように、本実施形態の制御装置１０３は、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させながら撮像を行って計測像を得る計測部３１０と、計測像に対して画像処理演算を行って表示画像である断層像を得る画像処理部３２０とを備える。
【００２９】
本実施形態の制御装置１０３は、ＣＰＵとメモリと記憶装置とを備え、これらの機能を、予め記憶装置に保持するプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードして実行することにより、実現する。
【００３０】
本実施形態の計測部３１０は、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを、寝台１０５に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に直線移動させ、トモシンセシス撮像を行い、計測像を得る。計測部３１０によるトモシンセシス撮像時の本実施形態のＸ線源１０１および検出器１０２の動作を図３を用いて説明する。本図に示すように、Ｘ線源１０１は、位置Ａから位置Ｂへ移動する。この間、検出器１０２は、位置Ｃから位置Ｄへ移動し、所定の極めて短い時間間隔で、予め定めた計測角度毎に計測像を得る。
【００３１】
本実施形態の画像処理部３２０は、計測部３１０が得た計測像を、回転計測像に変換し、計測角度毎の重みを適用し、再構成像を得る。そして、得られた再構成像から断層像（断面像）を生成する。これを実現するため、本実施形態の画像処理部３２０は、図６に示すように、計測像をＸ線源１０１と検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部３２１と、回転計測像に計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部３２３と、を備える。このとき、回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、この単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、この回転計測像から得られる再構成像に与えるものとする。この重みを決定する重み決定部３２２をさらに備えてもよい。また、再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部３２４をさらに備えてもよい。任意の面は、被写体１０４を載置する寝台に沿った面に平行な面であってもよい。
【００３２】
変換部３２１は、計測部３１０が取得した計測像を、Ｘ線源１０１’と検出器１０２’とが、回転軸１０６を中心とする同心円軌道上を回転移動する場合に取得される回転計測像に変換する。図３において、計測部３１０が、Ｘ線源１０１を位置Ａから位置Ｂへ、検出器１０２を、位置Ｃから位置Ｄへ移動させて取得した計測像を、Ｘ線源１０１’を位置Ａ’から位置Ｂ’へ、検出器１０２’を位置Ｃ’から位置Ｄ’へと回転移動させて取得する回転計測像に変換する。本実施形態の変換部３２１は、計測像から回転計測像に変換するにあたり、変換後の各回転計測像の、計測角度も併せて算出する。
【００３３】
変換は、幾何学的変換により行う。すなわち、変換部３２１は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、計測像を回転計測像に変換する。図７（ａ）は、本実施形態の変換部３２１による変換処理を説明するための説明図である。位置ＡのＸ線源１０１と位置Ｃの検出器１０２とで得られた計測像を、回転軸１０６を回転中心とする円軌道２０１上のＸ線源１０１’と、円軌道２０２上の検出器１０２’とで得られる回転計測像に変換する。Ｘ線源１０１から生じるＸ線ビームは、検出器１０２上の検出素子２０３に入射する。Ｘ線源１０１と検出素子２０３とを結ぶ直線が、円軌道２０１と交差する位置Ｅを求める。また、Ｘ線源１０１と回転軸１０６とを結ぶ直線が、円軌道２０２と交差する位置Ｆを求める。そして、Ｘ線源１０１と検出素子２０３とを結ぶ直線が、位置Ｆにおける円軌道２０２の接線と交差する位置Ｐを求める。
【００３４】
Ｘ線源１０１と検出素子２０３とで得たデータは、位置ＥのＸ線源２０４と位置Ｆの検出器１０２’上の位置Ｐの検出素子２０５とで得られるデータに変換される。なお、変換するＸ線源１０１’および検出器１０２’の同心円軌道の半径は、予め定めておく。
【００３５】
なお、本明細書では、図７（ｂ）に示すように、計測像から変換された回転計測像において、両端の回転計測像検出位置のなす中心角を回転角度範囲α、各回転計測像と規準位置Ｍとがなす中心角を、それぞれの回転計測像の計測角度βと呼ぶものとする。
【００３６】
重み決定部３２２は、回転計測像に対して適用する、計測角度に応じた重みを決定する。本実施形態の重み決定部３２２による、重み決定処理について説明する。本実施形態の重み決定部３２２は、重み付与後の各回転計測像から再構成される再構成像が、回転角度範囲が１８０度の場合の回転計測像から得られる再構成像と同様の強弱を持つものになるよう重みを決定する。これは、上述のように、回転角度範囲の周辺の構造を強制的に減衰させることを目的とする。このため、重み決定部３２２は、計測角度に応じた重みを、計測角度が回転角度範囲の端部である回転計測像ほど、当該回転計測像の強度を減衰させるよう決定する。すなわち、重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものとする。
【００３７】
計測角度に応じた重みは、例えば、各回転計測像に乗算する重み値とする。重み値は、図５に示す重み変化形状５００のように、計測を行う回転角度範囲の中心に最も近い回転計測像に適用する値を最大とし、回転角度範囲の周辺に行くほど小さくする。重み決定部３２２は、操作者により設定された撮像条件から、回転角度範囲αを抽出し、計測角度に応じた重みの変化形状（重み変化形状）を決定する。そして、変換部３２１が、各回転計測像についてその計測角度を算出すると、各回転計測像に適用する重み値を決定する。なお、重み変化形状の最大値および最小値は、予め、制御装置１０３が備える記憶装置に保持される。
【００３８】
なお、重み値は、関数として決定してもよい。関数は、計測角度を変数とし、回転角度範囲の中心で最大値をとり、両端で最小値をとり、中心から両端に向かって単調減少する関数とする。例えば、３次関数、Ｓｉｎ関数等を用いる。
【００３９】
また、計測角度に応じた重みは、各回転計測像を平滑化する領域のサイズであってもよい。平滑化する領域のサイズは、回転角度範囲の中心に最も近い回転計測像に適用するサイズを最小とし、回転角度範囲の周辺に行くほど大きくする。これにより、周辺の角度ではぼかした像を用いることになり、像が重複するアーチファクトの発生を防ぐことができる。
【００４０】
重み決定部３２２は、操作者により設定された撮像条件から、回転角度範囲αを抽出し、計測角度に応じた平滑化領域サイズの変化形状（重み変化形状）を決定する。そして、変換部３２１が、各回転計測像についてその計測角度を算出すると、各回転計測像に適用する平滑化領域サイズを決定する。なお、平滑化領域サイズの最大値および最小値は、予め、制御装置１０３が備える記憶装置に保持される。
【００４１】
また、平滑化領域のサイズは、関数として決定しても良い。関数は、計測角度を変数とし、回転角度範囲の中心で最小値を取り、両端で最大値を取り、中心から両端に向かって単調増加する関数とする。例えば、３次関数、Ｓｉｎ関数等を用いる。
【００４２】
また、計測角度に応じた重みは、各回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数であってもよい。回転角度範囲の中心に最も近い回転計測像に適用する再構成フィルタを、最も高周波領域まで通過させる形状とし、回転角度範囲の周辺に行くほど、高周波領域をカットした形状とする。これにより、周辺の角度では詳細な構造が除かれた像を用いることになり、像が重複するアーチファクトの発生を防ぐことができる。
【００４３】
重み決定部３２２は、操作者により設定された撮像条件から、回転角度範囲αを抽出し、計測角度に応じた再構成フィルタが通過させる最大周波数の変化形状（重み変化形状）を決定する。そして、変換部３２１が、各回転計測像についてその計測角度を算出すると、各回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数を決定する。なお、再構成フィルタが通過させる最大周波数の最大値および最小値は、予め、制御装置１０３が備える記憶装置に保持される。
【００４４】
計測角度毎の重みとして適用する再構成フィルタの具体例を図８に示す。本図に示すように、計測角度が回転角度範囲の中心に最も近い回転計測像に適用する再構成フィルタ４０１は、高周波領域まで用いる形状とする。そして、計測角度が回転角度範囲の中心から遠ざかるにつれ、高周波領域をカットした形状の再構成フィルタ４０２、４０３を順に使用し、両端では、低周波領域のみ用いる形状の再構成フィルタ４０４を使用する。
【００４５】
再構成部３２３は、重み決定部３２２が決定した重みを、各計測角度の回転計測像に適用し、再構成演算を施し、３次元像を再構成する。本実施形態では、再構成演算に、例えば、公知の逆投影（ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法およびフィルタ補正逆投影（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法のいずれかを用いる。具体的には、例えば、各回転計測像に重みを適用後、計測角度を加味して加算し、加算回数で除算することにより３次元再構成像を得る。適用する重みは、重み値、平滑化領域サイズ、再構成フィルタの少なくとも１つとする。
【００４６】
表示画像生成部３２４は、再構成部３２３が生成した３次元再構成像から、Ｘ線撮像装置１２０に接続される表示装置に表示する画像（断面像、断層像）を生成する。一般に３次元再構成像は、回転軸１０６に垂直な断面像の積み重ねとして得られる。本実施形態の表示画像生成部３２４は、３次元再構成像に公知の切り出し処理を行い、回転軸に平行な断面像として、トモシンセシス像を得る。
【００４７】
以下、本実施形態の制御装置１０３による撮像処理の流れを説明する。撮像処理では、計測像をＸ線源１０１と検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に取得される計測像に変換し、回転計測像に回転角度範囲が１８０度計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得る。図９は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。なお、ここでは、重み決定部３２２は、ユーザが撮像条件を設定後、撮像条件を用い、予め、計測角度毎の重み変化形状を決定するものとする。本実施形態では、重みとして、重み値、平滑化領域のサイズ、再構成フィルタが通過させる最大周波数の少なくとも１つを決定する。
【００４８】
計測部３１０は、予め定めたプログラムに従って、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを移動させるとともに、Ｘ線源１０１からＸ線を照射させ、計測を行い（ステップＳ１１０１）、検出器１０２において、計測像を取得する。
【００４９】
次に、変換部３２１は、得られた計測像を、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する撮像装置で得られる回転計測像に変換する（ステップＳ１１０２）。このとき、変換部３２１は、変換後の各回転計測像の計測角度も算出する。
【００５０】
重み決定部３２２は、算出した計測角度から、各回転計測像に適用する重みを決定する（ステップＳ１１０３）。
【００５１】
そして、再構成部３２３は、各回転計測像に重みを適用して、再構成演算を行い（重み付け再構成；ステップＳ１１０４）、３次元再構成像を得る。表示画像生成部３２４は、得られた３次元再構成像から、所望の断面の画像を切出し（ステップＳ１１０５）、例えば、表示装置に表示し、処理を終了する。
【００５２】
なお、再構成時に回転計測像に付与する重みは、重み値によるもの、平滑化領域サイズによるもの、および、再構成フィルタによるものを、それぞれ、単独で用いてもよいし、組み合わせてもよい。
【００５３】
また、上記処理フローでは、回転角度範囲の全計測像を得てから、同じく全計測像の回転計測像を得、再構成処理を行うよう構成しているが、処理順はこれに限られない。例えば、計測像を得る毎に、回転計測像を得ることを、全計測像について繰り返し、回転角度範囲の全回転計測像を得た後、再構成処理を行ってもよい。
【００５４】
また、計測像を得る毎に、回転計測像を得、重みを決定し、再構成処理の、計測角度を加味した重み付け加算処理まで行うよう構成してもよい。このように構成することにより、回転角度範囲の全計測像、全回転計測像を保持するメモリが不要となり、構成が簡略化できる。
【００５５】
また、本実施形態では、トモシンセシス撮像を例にあげて説明したが、これに限られない。例えば、ＣＴ撮影で、角度範囲αが１８０度以下の場合であってもよい。この場合、変換部３２１は、取得した計測像をそのまま回転計測像として用いる。すなわち、Ｘ線源１０１と検出器１０２とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、変換部３２１は、計測像を回転計測像とする。
【００５６】
また、図３では、被写体１０４は寝台１０５上に載置され、その体軸は紙面上、床面に平行とされる。この場合、一般的な透視・撮影装置と同様の設置状態であるため、得られる画像の上下左右を透視・撮影装置と同様に観察できる。被写体１０４を体軸が紙面に垂直になるように設置すると、一般的なＣＴ撮影装置と同じ設置状態となり、ＣＴ像と同様に観察できる。また、図３を９０度回転し、被写体１０４の体軸を床面に垂直に配置してもよい。この場合、被写体１０４は、寝台１０５に寝た状態ではなく、座った状態や立位の状態となる。その場合、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを床面に垂直に移動すると、透視・撮影装置と同様に観察できる。また、Ｘ線源１０１と検出器１０２を水平に移動すると、ＣＴ像と同様に観察できる。
【００５７】
また、これらの形態において、被写体１０４の体軸、あるいはＸ線源１０１や検出器１０２の回転軸あるいは移動方向を床面に斜めに設置してもよい。これにより、被写体１０４の内部で診断に必要とする部位が、診断に必要としない部位に重ならないように設置し、良好な撮影画像を得ることができる。
【００５８】
また、Ｘ線源１０１および検出器１０２の相対移動は、回転移動、直線移動に限らない。変換部３２１により、幾何学的変換により、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが、回転軸１０６を中心とした同心円軌道を回転移動する際に得られる回転計測像に変換可能であればよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のＸ撮像装置は、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させて計測像を得る計測部３１０と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部３２０と、を備え、前記画像処理部３２０は、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部３２１と、前記回転計測像に、前記回転計測像の計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部３２３と、を備え、前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものとする。
【００６０】
このとき、前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるよう決定されてもよい。
また、前記重みは、前記計測角度毎の前記回転計測像に乗算する重み値、前記計測角度毎の前記回転計測像を平滑化する領域のサイズ、および、前記計測角度毎の前記回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数の、少なくとも１つであってもよい。
【００６１】
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、前記被写体１０４を載置する寝台１０５に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に移動し、前記変換部３２１は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、前記計測像を前記回転計測像に変換してもよい。
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、前記変換部３２１は、前記計測像を前記回転計測像としてもよい。
【００６２】
また、前記再構成演算は、逆投影法またはフィルタ補正逆投影法のいずれかであってもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部３２４をさらに備えてもよい。
また、前記任意の面は、前記被写体を載置する寝台に沿った面に平行な面であってもよい。
【００６３】
さらに、本実施形態の画像処理方法では、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させながら撮像を行ない得られた計測像から再構成像を得る画像処理方法であって、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換し、前記回転計測像に、回転角度範囲が１８０度計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得、前記回転計測像を連続的に得る回転角度範囲である単位回転角度範囲は、１８０度未満とする。
【００６４】
このため、本実施形態によれば、回転軌道上での計測に変換すると、回転角度範囲が１８０度未満の計測で得た計測像を、回転角度範囲が１８０度の計測で得た計測像から得られた再構成像と同等の強度変化を当該計測像から得る再構成像が得るように変換して再構成処理を行う。これにより、再構成像において、回転角度範囲が不足することにより生じるアーチファクトの発生を抑えることができる。従って、回転角度範囲が１８０度に満たない計測像しか取得できない場合であっても、１８０度分の計測で取得した計測像から得られた再構成像と同様の品質の再構成像および断面像を得ることができる。
【００６５】
例えば、Ｘ線源１０１および検出器１０２が互いに平行に反対方向に直線移動するトモシンセシス撮像用のＸ線撮像装置で取得した画像であっても、ＣＴ装置と同様の再構成法により、同様の品質の画像を得ることができる。従って、Ｘ線源１０１および検出器１０２の配置、動作、移動範囲によらず、通常のＣＴ装置と同様の再構成法により、同様の品質の断面像を得ることができる。すなわち、本実施形態によれば、Ｘ線源１０１および検出器１０２の移動が回転でなくとも、また移動の軌道に関わらず、１８０度より狭い角度範囲の撮影像を用いて、角度不足によるアーチファクトを低減した再構成像を得ることができる。また、ぼけが少なく、ＣＴ像と類似のトモシンセシス像を得ることができる。
【００６６】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態について説明する。本実施形態では、各回転計測像に適用する重みを最適化する。
【００６７】
本実施形態のＸ線撮像装置は、第一の実施形態と同様である。すなわち、上記図１（ａ）〜（ｃ）のいずれを用いてもよい。また、各部の機能も基本的に同様である。ただし、本実施形態では、重みを最適化するため、重み決定部３２２の処理が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００６８】
本実施形態の重み決定部３２２は、第一の実施形態同様、各回転計測像に適用する計測角度毎の重みとして、重み値、平滑化領域のサイズ、再構成フィルタの形状の少なくとも１つを決定する。このとき、重みを変化可能に構成するとともに、最終的に得られる断層像上で評価値を設定する。そして、重み決定部３２２は、重みを変化させながら、再構成処理および切出し処理を繰返し、評価値が最良となるものを、重みの最適値として決定する。以後の撮影では、決定した最適値を、採用する重みとする。なお、このとき、重み決定部３２２は、再構成処理および切出し処理は、それぞれ、再構成部３２３および表示画像生成部３２４に行わせる。すなわち、重み決定部３２２は、予め定めた評価値を用い、重みを最適化する。
【００６９】
例えば、重みとして、各回転計測像に乗算する重み値を用いる場合、重み値を、計測角度を変数に持つ関数（重み値決定関数）で特定する。このとき、重み値決定関数は、回転角度範囲の中心で１．０．回転角度範囲の両端で０．０の値を取るものとする。重み値決定関数には、例えば、３次関数、Ｓｉｎ関数などを用いる。そして、評価値は、断層像上の、予め定めた領域の画素値の統計値を用いる。用いる統計値は、例えば、分散値、平均値、最大値、最小値、メジアン値、先鋭度、等とする。領域は、例えば、肺野や肝臓など、急峻な構造のない場所を設定する。そして、重み値決定関数の係数を変化させて、それぞれ、再構成像、断層像を得、評価値を算出する。このとき、評価値が最小または極小となる係数を用いた重み値決定関数により得られる重み値を、最適な重み値とする。
【００７０】
このとき、重み値決定関数の係数を横軸、評価値を縦軸として評価関数を決定し、評価関数が最小値または極小値をとる係数を、最適な重み値を得る係数としてもよい。
【００７１】
また、肋骨や脊椎などの骨、血管など急峻な構造のある場所で領域を設定し、その領域の統計値を評価値として用いてもよい。この場合は、評価値が最大または極大となる係数を、最適な重み値を得る係数とする。あるいは、係数を横軸、評価値を縦軸として評価関数を決定し、評価関数が最大値あるいは極大値をとる係数を、最適な重みを得る係数としてもよい。
【００７２】
例えば、重みとして、平滑化領域の大小を用いる場合、計測角度を変数とし、画素数を返す関数を領域サイズ決定関数とする。この領域サイズ決定関数は、計測角度が回転角度範囲の中心の場合、例えば、１×１画素の領域サイズを示す値を、計測角度が回転角度範囲の両端部の場合、２０×２０画素の領域サイズを示す値を返すものとする。領域サイズ決定関数には、例えば、３次関数、Ｓｉｎ関数等を用いる。最適なサイズを得る手法は、重み値を用いる場合と同様とする。
【００７３】
なお、平滑化領域は、サイズだけでなく、形状を変えて最適化してもよい。例えば、平滑化の領域を縦長にして最適化を行なうことにより、横方向に伸びる血管などの構造を抽出することができる。領域サイズ決定関数として、抽出したい構造に応じて形状も含めて最適化可能な関数を用いてもよい。
【００７４】
また、例えば、重みとして再構成フィルタを変化させる場合、計測角度を変数とし、通過させる最大周波数の相対値を返す関数を、周波数決定関数とする。この周波数決定関数は、計測角度が回転角度範囲の中心の場合、例えば、全ての周波数を通過させるものとし、計測角度が回転角度範囲の両端部の場合、通過させる最大周波数が、計測角度が中心となる場合の１／３２を示す値を返すものとする。周波数決定関数は、例えば、横軸に計測角度、縦軸に、計測角度が回転角度範囲の中心である場合に通過させる周波数に対する最大周波数の相対値をとり、３次関数、Ｓｉｎ関数などで近似する。
【００７５】
再構成フィルタを用いる場合も、横方向より縦方向に高周波をカットする形状にすることにより、横方向に伸びる血管などの構造を抽出することができる。従って、周波数決定関数として、抽出したい構造に応じて方向も含めて最適化可能な関数を設定してもよい。
【００７６】
本実施形態の重み決定部３２２による重み決定処理を説明する。図１０は、本実施形態の重み決定処理の処理フローである。ここでは、予め定めた回転角度範囲の全計測像から、全回転計測像を、予め得ているものとする。また、重み値決定関数の形状、係数の変更量、変更回数Ｋは、予め定められ、記憶装置に保持されているものとする。
【００７７】
撮像条件が設定されると、重み決定部３２２は、カウンタｋを１とし（ステップＳ２１０１）、第一の実施形態の手法で、各回転計測像に適用する、計測角度毎の重みの変化形状を決定し、重み値決定関数の係数の初期値を決定する（ステップＳ２１０２）。なお、係数の初期値を、ｋ＝１の時の係数（１番目の係数）とする。
【００７８】
重み決定部３２２は、再構成部３２３に、ｋ番目の係数で特定される重みを用い、３次元再構成像を算出させる（ステップＳ２１０３）。そして、表示画像生成部３２４に、予め定めた断面の断面像を算出させる（ステップＳ２１０４）。そして、重み決定部３２２は、ｋ番目の評価値を算出する（ステップＳ２１０５）。算出したｋ番目の評価値は、ｋ番目の係数に対応づけて記憶装置等に保持する。
【００７９】
そして、Ｋ回繰り返したか否かを判別し（ステップＳ２１０６）、Ｋ回未満であれば、予め定めた変化量だけ変化させた係数に更新するとともに、カウンタｋを１インクリメントし（ステップＳ２１０７）、ステップＳ２１０３へ戻る。
【００８０】
ステップＳ２１０６において、Ｋ回繰り返していれば、重み決定部３２２は、Ｋ個の評価値から、最適な係数を決定し（ステップＳ２１０８）、重みの最適値を決定する（ステップＳ２１０９）。なお、最適な係数は、Ｋ個の評価値の中で、最小（または最大）となる評価値を特定し、その評価値に対応付けられている係数とする。
【００８１】
なお、最適な重みを決定する重み決定処理は、上記手法に限られない。各種の公知の最適化手法を適用できる。
【００８２】
なお、本実施形態の計測部３１０の計測処理、重み決定部３２２により重み決定後の再構成部３２３および表示画像生成部３２４の処理は、第一の実施形態と同様である。本実施形態においても、重みとして、重み値、平滑化領域のサイズ、再構成フィルタの形状の少なくとも１つを用いればよい。
【００８３】
また、本実施形態においても、Ｘ線撮像装置は、変換部３２１において、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが回転軸１０６を中心として同心円軌道上を回転移動する装置で取得される回転計測像に変換可能な計測像を取得できる装置であれば、そのＸ線源１０１と検出器１０２との配置、動作、移動範囲は問わない。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態のＸ撮像装置は、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させて計測像を得る計測部３１０と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部３２０と、を備え、前記画像処理部３２０は、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部３２１と、前記回転計測像に、前記回転計測像の計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部３２３と、を備え、前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものとする。
【００８５】
このとき、前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるよう決定されてもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記重みを決定する重み決定部３２２をさらに備え、前記重み決定部３２２は、予め定めた評価値を用い、前記重みを最適化してもよい。
また、前記重みは、前記計測角度毎の前記回転計測像に乗算する重み値、前記計測角度毎の前記回転計測像を平滑化する領域のサイズ、および、前記計測角度毎の前記回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数の、少なくとも１つであってもよい。
【００８６】
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、前記被写体１０４を載置する寝台１０５に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に移動し、前記変換部３２１は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、前記計測像を前記回転計測像に変換してもよい。
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、前記変換部３２１は、前記計測像を前記回転計測像としてもよい。
【００８７】
また、前記再構成演算は、逆投影法またはフィルタ補正逆投影法のいずれかであってもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部３２４をさらに備えてもよい。
また、前記任意の面は、前記被写体を載置する寝台に沿った面に平行な面であってもよい。
【００８８】
さらに、本実施形態の画像処理方法では、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させながら撮像を行ない得られた計測像から再構成像を得る画像処理方法であって、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換し、前記回転計測像に、回転角度範囲が１８０度計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得、前記回転計測像を連続的に得る回転角度範囲である単位回転角度範囲は、１８０度未満とする。
【００８９】
従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、Ｘ線源および検出器の配置、動作、移動範囲によらず、通常のＣＴ装置と同様の再構成法により、同様の品質の断面像を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、その重みを最適化する。従って、最適化により、撮影対象や撮影条件に応じて、最良な断面像を得ることができる。また、評価関数を用いることにより、最適化を自動で行なうことができる。このため、操作者の負担も少ない。
【００９０】
＜＜第三の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第三の実施形態について説明する。本実施形態では、１８０度未満の所定の回転角度範囲（単位回転角度範囲）の計測を繰り返し行う。各単位回転角度範囲内では、予め定めた計測角度毎に連続して計測像を得る。すなわち、本実施形態では、１つの再構成像を得る計測であって、異なる回転角度範囲に対応する計測が、複数回行われる。本実施形態では、各単位回転角度範囲毎に画像を再構成する。また、重みは、単位回転角度範囲毎に、第一の実施形態同様の手法で決定する。なお、計測像を取得する各単位回転角度範囲は、連続していなくてもよい。
【００９１】
本実施形態のＸ線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、計測部３１０による計測処理が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。なお、本実施形態では、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが、回転軸１０６を中心とする同心円軌道を回転移動する放射線撮像装置を用いる場合を例にあげて説明する。
【００９２】
以下、本実施形態の計測部３１０による計測処理を説明する。本実施形態の計測部３１０は、予め定めた１以上の単位回転角度範囲の計測を行う。１の単位回転角度範囲内の計測では、第一の実施形態同様、予め定めた計測角度毎に計測像を取得する。
【００９３】
具体例を図１１に示す。本図に示す例では、計測部３１０は、Ｘ線源１０１が、位置Ａから位置Ｂまで回転移動する第一の単位回転角度範囲６０１と、位置Ｇから位置Ｈまで回転移動する第二の単位回転角度範囲６０２と、の２つの単位回転角度範囲の計測を行い、それぞれ、計測角度毎に計測像を得る。なお、このとき、検出器１０２は、それぞれ、位置Ｃから位置Ｄ、および、位置Ｉから位置Ｊの間を回転移動する。
【００９４】
なお、本実施形態の重み決定部３２２は、各単位回転角度範囲に関し、第一の実施形態と同様の手法で、重みを決定する。
【００９５】
例えば、このとき、第一の単位回転角度範囲６０１（検出器は、位置Ｃから位置Ｄまで移動）で得た計測像（回転計測像）に適用する、計測角度毎の重みの変化形状（重み変化形状）、および、第二の単位回転角度範囲６０２（検出器は、位置Ｉから位置Ｊまで移動）で得た回転計測像に適用する、計測角度毎の重み変化形状は、それぞれ、図１１のグラフ７１１、７１２に示すものとする。いずれも、第一の実施形態同様、単位回転角度範囲の中心で最大値を取り、単位回転角度範囲の両端に向かって単調減少するものとする。
【００９６】
なお、計測部３１０が、各単位回転角度範囲の計測像（回転計測像）を取得後の各部の処理は、第一の実施形態と同様である。すなわち、変換部３２１は、第一の実施形態同様、計測部３１０が予め定めた単位回転角度範囲の計測像を取得する毎に、回転計測像に変換する。再構成部３２３は、重み決定部３２２が決定した重みを各回転計測像に適用し、３次元再構成像を得る。そして、表示画像生成部３２４は、所望の断面像を得る。
【００９７】
以下、本実施形態の制御装置１０３による撮像処理の流れを説明する。図１２は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。ここでは、計測部３１０は、それぞれ、回転角度範囲が１８０度未満のＭ箇所の領域（単位回転角度範囲）を計測するものとする。ｍは、カウンタとする。また、各領域の、計測角度毎の重みは、予め、重み決定部３２２により決定されているものとする。また、ここでは、計測部３１０が、１の単位回転角度範囲の計測像を得る毎に、３次元再構成像および断面像を得、一連の断面像を時間の流れに沿って連続表示する場合を例示する。
【００９８】
計測部３１０は、カウンタｍを初期化する（ステップＳ３１０１）。また、計測部３１０は、Ｘ線源１０１および検出器１０２の回転移動およびＸ線の放射を開始する（ステップＳ３１０２）。そして、計測部３１０は、予め定めた第ｍ番目の単位回転角度範囲の計測像を取得する（ステップＳ３１０３）。それを受け、変換部３２１は、回転計測像と、その計測角度とを算出する（ステップＳ３１０４）。重み決定部３２２は、当該回転計測像に適用する重みを決定する（ステップＳ３１０５）。
【００９９】
再構成部３２３は、第一の実施形態の手法を用い、ｍ番目の単位回転角度範囲の３次元再構成像を得る（ステップＳ３１０６）。表示画像生成部３２４は、ｍ番目の単位回転角度範囲の、予め定めた面の断面像を得（ステップＳ３１０７）、表示装置に表示する（ステップ３１０８）。
【０１００】
計測部３１０は、ステップＳ３１０３からステップＳ３１０８の処理を、Ｍ番目の単位回転角度範囲まで繰り返す（ステップＳ３１０９、Ｓ３１１０）。
【０１０１】
なお、本実施形態においても、再構成時に回転計測像に付与する重みは、重み値によるもの、平滑化領域サイズによるもの、および、再構成フィルタによるものを、少なくとも１つ用いればよい。
【０１０２】
また、本実施形態においても、第一の実施形態同様、１の単位回転角度範囲の全計測像を得てから、当該単位回転角度範囲の全計測像の回転計測像を得、再構成処理を行うよう構成しているが、処理順はこれに限られない。例えば、計測像を得る毎に、回転計測像を得ることを、１の単位回転角度範囲の全計測像について繰り返し、単位回転角度範囲の全回転計測像を得た後、再構成処理を行ってもよい。
【０１０３】
また、各計測角度の計測像を得る毎に、回転計測像を得、重みを決定し、再構成処理の、計測角度を加味した重み付け加算処理まで行うよう構成してもよい。このように構成することにより、１の単位回転角度範囲の全計測像、全回転計測像を保持するメモリが不要となり、構成が簡略化できる。
【０１０４】
また、本実施形態においても、Ｘ線撮像装置１２０は、変換部３２１において、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが回転軸１０６を中心として同心円軌道上を回転移動する装置で取得される回転計測像に変換可能な計測像を取得できる装置であれば、そのＸ線源１０１と検出器１０２との配置、動作、移動範囲は問わない。
【０１０５】
以上説明したように、本実施形態のＸ撮像装置は、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させて計測像を得る計測部３１０と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部３２０と、を備え、前記画像処理部３２０は、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部３２１と、前記回転計測像に、前記回転計測像の計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部３２３と、を備え、前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものとする。
【０１０６】
このとき、前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるよう決定されてもよい。
また、前記重みは、単位回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測象ほど、強度を減衰させるよう決定されていてもよい。
また、前記１つの再構成像を得る計測であって、異なる前記回転角度範囲に対応する計測が、複数回行われてもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記重みを決定する重み決定部３２２をさらに備え、前記重み決定部３２２は、予め定めた評価値を用い、前記重みを最適化してもよい。
また、前記重みは、前記計測角度毎の前記回転計測像に乗算する重み値、前記計測角度毎の前記回転計測像を平滑化する領域のサイズ、および、前記計測角度毎の前記回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数の、少なくとも１つであってもよい。
【０１０７】
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、前記被写体１０４を載置する寝台１０５に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に移動し、前記変換部３２１は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、前記計測像を前記回転計測像に変換してもよい。
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、前記変換部３２１は、前記計測像を前記回転計測像としてもよい。
また、前記再構成演算は、逆投影法またはフィルタ補正逆投影法のいずれかであってもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部３２４をさらに備えてもよい。
また、前記任意の面は、前記被写体１０４を載置する寝台１０５に沿った面に平行な面であってもよい。
【０１０８】
さらに、本実施形態の画像処理方法では、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させながら撮像を行ない得られた計測像から再構成像を得る画像処理方法であって、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換し、前記回転計測像に、回転角度範囲が１８０度計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得、前記回転計測像を連続的に得る回転角度範囲である単位回転角度範囲は、１８０度未満とする。
【０１０９】
従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、Ｘ線源および検出器の配置、動作、移動範囲によらず、通常のＣＴ装置と同様の再構成法により、同様の品質の断面像を得ることができる。
【０１１０】
また、本実施形態によれば、所定の時間毎に単位回転角度範囲を設定し、処理を繰り返すことで、時間毎の画像（例えば、トモシンセシス像）を得ることができる。この一連の画像を時間の流れに沿って連続表示することで、時間的変化を観察することができる。例えば、血管造影時に行なうことにより、造影の時間変化を観察することができる。
【０１１１】
また、単位回転角度範囲を、体動に同期させて設定することにより、撮像対象部位が体動の大きな部位であっても、アーチファクトの少ない画像を得ることができる。あるいは、体動に伴う変化を提示することもできる。
【０１１２】
例えば、心臓の拡張期の状態にある角度範囲を複数個選び、それぞれ、単位回転角度範囲とし、本実施形態の計測および画像処理を行なうと、拡張期の画像が得られる。同様に、収縮期の状態にある角度範囲を複数個選び、それぞれ、単位回転角度範囲とし、本実施形態の撮像および画像処理を行なうと、収縮期の画像が得られる。これにより、心拍の影響によるアーチファクトを低減できる。
【０１１３】
例えば、呼気の状態にある角度範囲を複数個選び、それぞれ、単位回転角度範囲とし、本実施形態の撮像および画像処理を行なうと、呼気時の画像が得られる。同様に、吸気の状態にある角度範囲を複数個選び、単位回転角度範囲とし、本実施形態の撮像および画像処理を行なうと、吸気時の画像が得られる。これにより、呼吸の影響によるアーチファクトを低減できる。
【０１１４】
あるいは、骨やマーカーなどの指標を用いて被写体の動きを検知し、動きがない角度範囲を複数個選び、単位回転角度範囲とし、本実施形態の撮像および画像処理を行なうと、動きのない状態の画像が得られる。同様に、動きが同じ状態にある角度範囲を複数個選び、単位回転角度範囲とし、本実施形態の撮像および画像処理を行なうと、動きが同じ状態の画像が得られる。これにより、被写体の動きの影響によるアーチファクトを低減できる。
【０１１５】
また、例えば、トモシンセシス撮像を行う場合、各単位回転角度範囲で得られるトモシンセシス像を、それぞれの単位回転角度範囲の中心角度から見た像とする。これにより、左右のバランスのとれた良好な画質のトモシンセシス像が得られる。また、各単位回転角度範囲で得られたトモシンセシス像を、同じ回転角度から見た像とする。これにより、常に同じ方向から見たトモシンセシス像を表示することができる。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、各単位回転角度範囲で、それぞれの回転計測像に、第一の実施形態同様の重み変化形状に応じた重みを付すため、設定した複数の単位回転角度範囲間（第一の単位回転角度範囲と第二の単位回転角度範囲の間）が大きく離れている場合でも、再構成像においてアーチファクトの発生を防ぐことができ、高品質な画像を得ることができる。
【０１１７】
なお、本実施形態においては、予め計測像を取得する単位回転角度範囲が定まっている場合を例にあげて説明したが、これに限られない。Ｘ線撮像装置１１０，１２０、１３０が、例えば、生体モニタ装置等を備え、計測部３１０が、取得タイミングを決定するよう構成してもよい。
【０１１８】
また、本実施形態では、具体例として単位回転角度範囲が２つの場合を例にあげて説明したが、単位回転角度範囲は二個に限らず、幾つ設定してもよい。また、繰り返し撮影が行なわれる場合など、円軌道上に変換した回転角度の同じ位置で、複数の回転計測像が得られてもよい。その場合、同じ位置で得られる複数の回転計測像各々に対し適用する重みは、算出した重みを重なる回転計測像の個数で割った値とする。
【０１１９】
＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第四の実施形態を説明する。本実施形態では、第三の実施形態同様、１８０度未満の所定の単位回転角度範囲の計測を繰り返し行う。各単位回転角度範囲内では、予め定めた計測角度毎に連続して計測像を得る。ただし、本実施形態では、複数の単位回転角度範囲で得た計測像から１の画像を再構成する。なお、各計測像を取得する各単位回転角度範囲は、連続していなくてもよい。
【０１２０】
本実施形態のＸ線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、複数の単位回転角度範囲の回転計測像から、１の再構成像を得るため、重み決定部３２２が決定する重み変化形状が異なる。また、複数の単位回転角度範囲に対応する回転計測像を得るため、計測部３１０の処理も異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。なお。本実施形態では、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが、回転軸１０６を中心とする同心円軌道を回転移動する放射線撮像装置を用いる場合を例にあげて説明する。
【０１２１】
本実施形態の計測部３１０による計測処理は、基本的に第三の実施形態の計測処理と同様である。すなわち、予め定めた１以上の単位回転角度範囲で計測像を取得する。
【０１２２】
本実施形態では、各単位回転角度範囲で取得した計測像から得た回転計測像に適用する重み変化形状が異なる。本実施形態の重み変化形状の具体例を図１３に示す。ここでは、第三の実施形態同様、単位回転角度範囲を、Ｘ線源１０１が、位置Ａから位置Ｂまで回転移動する第一の単位回転角度範囲６０１と、位置Ｇから位置Ｈまで回転移動する第二の単位回転角度範囲６０２との、２つの範囲とする。このとき、検出器１０２は、それぞれ、位置Ｃから位置Ｄ、および、位置Ｉから位置Ｊの間を回転移動する。本実施形態の各計測角度毎の重み変化形状は、それぞれ、図１３の、グラフ７２１および７２２、または、７３１および７３２に示すものとする。ここで、比較のため、第三の実施形態で各計測角度毎の重み変化形状７１１、７１２を、併せて示す。
【０１２３】
本図示すように、本実施形態の重み変化形状７２１、７２２は、計測像を取得する、単位回転角度範囲全体の角度方向の中心で最大値を取り、端部に向かって単調減少する形状とする。具体的には、位置Ｃから位置Ｊの間の回転角度範囲の中心ＭＩＤで最大値を取り、端部（位置Ｃおよび位置Ｊ）に向かって単調減少する形状である。すなわち、前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものとする。
【０１２４】
また、本図最下端に示す、重み変化形状７３１、７３２としてもよい。重み変化形状７３１、７３２は、各単位回転角度範囲の回転計測像に適用する重みの最大値のみが、単位回転角度範囲全体の範囲の角度方向の中心で最大値を取り、端部に向かって単調減少する形状７３０に沿って変化し、各単位回転角度範囲内では、中心で最大値を取り、両端部に向かって単調減少する形状である。このとき、両端の単位回転角度範囲では、端部から当該単位回転角度範囲の中心までの形状は、上記形状７３０に沿う形状とする。
【０１２５】
具体的には、端部位置Ｃから位置Ｊの間の角度範囲の中心ＭＩＤで、最大値を取り、位置Ｃ，位置Ｄで最小値を取る形状７３１と、位置Ｉと位置Ｊとの中心で最大値を取り、位置Ｉおよび位置Ｊで最小値を取る形状７３２と、である。なお、形状７３２の最大値は、形状７３０上の値とする。すなわち、重みは、前記単位回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものであり、前記単位回転角度範囲毎の最大値が、当該単位回転角度範囲が全計測の回転計測像を得る回転角度範囲の中心から離れるほど、小さくなるものとする。
【０１２６】
本実施形態では、重み決定部３２２が、上記いずれかの手法で各回転計測像に適用する重みを決定する。
【０１２７】
次に、本実施形態の制御装置１０３による撮像処理の流れを説明する。図１４は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。ここでは、計測部３１０は、それぞれ、回転角度範囲が１８０度未満のＭ箇所の領域（単位回転角度範囲）を撮像するものとする。ｍは、カウンタとする。また、各領域の、計測角度毎の重みは、予め、重み決定部３２２により決定されているものとする。
【０１２８】
計測部３１０は、カウンタｍを初期化する（ステップＳ４１０１）。また、計測部３１０は、Ｘ線源１０１および検出器１０２の回転移動およびＸ線の放射を開始する（ステップＳ４１０２）。そして、計測部３１０は、予め定めた第ｍ番目の単位回転角度範囲の計測像を取得する（ステップＳ４１０３）。それを受け、変換部３２１は、回転計測像とその計測角度とを算出する（ステップＳ４１０４）。また、重み決定部３２２は、各回転計測像に適用する重みを決定する（ステップＳ４１０５）。
【０１２９】
計測部３１０は、ステップＳ４１０３およびステップＳ４１０５の処理を、Ｍ番目の単位回転角度範囲まで繰り返す（ステップＳ４１０６、Ｓ４１０７）。
【０１３０】
全単位回転角度範囲の計測を終えると、再構成部３２３は、全単位回転角度範囲の回転計測像に、それぞれ、重み決定部３２２が決定した重みを適用し、３次元再構成像を得る（ステップＳ４１０８）。表示画像生成部３２４は、得られた３次元再構成像から、予め定めた面の断面像を得（ステップＳ４１０９）、表示装置に表示する（ステップ４１１０）。
【０１３１】
なお、本実施形態においても、再構成時に回転計測像に付与する重みは、重み値によるもの、平滑化領域サイズによるもの、および、再構成フィルタによるものを、少なくとも１つ用いればよい。
【０１３２】
また、本実施形態では、全単位回転角度範囲の全計測像を得てから、全計測像の回転計測像を得、再構成処理を行うよう構成しているが、処理順はこれに限られない。例えば、各計測角度の計測像を得る毎に、回転計測像を得ることを、全計測像について繰り返し、全単位回転角度範囲の全回転計測像を得た後、再構成処理を行ってもよい。
【０１３３】
また、各計測角度の計測像を得る毎に、回転計測像を得、重みを決定し、再構成処理の、計測角度を加味した重み付け加算処理まで行うよう構成してもよい。このように構成することにより、全計測像、全回転計測像を保持するメモリが不要となり、構成が簡略化できる。
【０１３４】
また、本実施形態においても、Ｘ線撮像装置１２０は、変換部３２１において、Ｘ線源１０１と検出器１０２とが回転軸１０６を中心として同心円軌道上を回転移動する装置で取得される回転計測像に変換可能な計測像を取得できる装置であれば、そのＸ線源１０１と検出器１０２との配置、動作、移動範囲は問わない。
【０１３５】
また、本実施形態においても、第三の実施形態同様、生体モニタ装置等を備え、計測部３１０が計測像を取得する各単位回転角度範囲、計測像取得タイミングを決定するよう構成してもよい。
【０１３６】
また、本実施形態においても、計測像を取得する単位回転角度範囲は、２つに限られない。また、繰り返し計測が行われ、円軌道上で同じ計測角度の複数の計測像が得られる場合、各計測像から得る回転計測像に適用する重みは、重み決定部３２２が決定した重みを、重なった計測像の数で割った値とする。
【０１３７】
以上説明したように、本実施形態のＸ撮像装置は、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させて計測像を得る計測部３１０と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部３２０と、を備え、前記画像処理部３２０は、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部３２１と、前記回転計測像に、前記回転計測像の計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部３２３と、を備え、前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものとする。
【０１３８】
このとき、前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるよう決定されてもよい。
また、前記重みは、回転計測像を連続的に得る回転角度範囲である単位回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるよう決定されてもよい。
また、回転計測像を連続的に得る回転角度範囲である単位回転角度範囲毎の最大値が、当該単位回転角度範囲が全計測の回転計測像を得る回転角度範囲の中心から離れるほど、小さくなるよう決定されてもよい。
【０１３９】
また、前記再構成部３２３は、複数の前記単位回転角度範囲で得られた回転計測像から１の前記再構成像を得てもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記重みを決定する重み決定部３２２をさらに備え、前記重み決定部３２２は、予め定めた評価値を用い、前記重みを最適化してもよい。
また、前記重みは、前記計測角度毎の前記回転計測像に乗算する重み値、前記計測角度毎の前記回転計測像を平滑化する領域のサイズ、および、前記計測角度毎の前記回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数の、少なくとも１つであってもよい。
【０１４０】
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、前記被写体１０４を載置する寝台１０５に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に移動し、前記変換部３２１は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、前記計測像を前記回転計測像に変換してもよい。
また、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、前記変換部３２１は、前記計測像を前記回転計測像としてもよい。
また、前記再構成演算は、逆投影法またはフィルタ補正逆投影法のいずれかであってもよい。
また、前記画像処理部３２０は、前記再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部３２４をさらに備えてもよい。
また、前記任意の面は、前記被写体を載置する寝台に沿った面に平行な面であってもよい。
【０１４１】
さらに、本実施形態の画像処理方法では、被写体１０４にＸ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を検出する検出器１０２と、Ｘ線源１０１と検出器１０２とを相対的に移動させながら撮像を行ない得られた計測像から再構成像を得る画像処理方法であって、前記計測像を、前記Ｘ線源１０１と前記検出器１０２とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換し、前記回転計測像に、回転角度範囲が１８０度計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得、前記回転計測像を連続的に得る回転角度範囲である単位回転角度範囲は、１８０度未満とする。
【０１４２】
従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、Ｘ線源および検出器の配置、動作、移動範囲によらず、通常のＣＴ装置と同様の再構成法により、同様の品質の断面像を得ることができる。
【０１４３】
また、第三の実施形態同様、単位回転角度範囲を、体動に同期させて設定することにより、撮像対象部位が体動の大きな部位であっても、アーチファクトの少ない画像を得ることができる。あるいは、体動に伴う変化を提示することもできる。
【０１４４】
また、本実施形態によれば、複数に分かれた計測像から、１の画像を再構成する。従って、撮像対象部位が体動の大きな部位であっても、体動による変位レベルが同程度のタイミングの投影データのみを用いて再構成した画像を得ることができる。これにより、再構成像の値の精度を向上し、再構成像から得る断層像の画質も高めることができる。また、再構成処理に用いる計測像の枚数が増えるためノイズが低減できる。さらに、１の画像を再構成する回転角度範囲が広がるためアーチファクトが低減できる。これらによっても、さらに再構成像の画質が向上し、得られる断層像の画質が向上する。
【０１４５】
一般に、回転角度範囲として１８０度以上を実現可能なＣＴ装置は、装置が大掛かりなものとなる。また、被写体１０４がＸ線源１０１と検出器１０２とに囲まれるため、撮像時に術者が被写体１０４に近づくことが難しく、例えば、手術中に使いにくい。一方、回転角度範囲として１８０度未満のＸ線撮像装置、Ｘ線源および検出器の軌道が直線軌道であるトモシンセシス撮像用のＸ線撮像装置は、小規模であり、また、術者が撮像中に被写体１０４に近づきやすい。従って、上記各実施形態によれば、手術中など、計測場所を問わず、従来のＣＴ像と同等の画質の断面像を得ることができる。
【０１４６】
なお、上記各実施形態において、画像処理部３２０の機能を、Ｘ線撮像装置が備える制御装置１０３で実現するよう構成しているが、これに限られない。例えば、Ｘ線撮像装置とデータの送受信が可能な、Ｘ線撮像装置から独立した情報処理装置上に構築されていてもよい。
【０１４７】
なお、上記各実施形態は、血管系、非血管系、造影、非造影、整形、外科、歯科、各部位、穿刺時、放射線治療時などで計測される、各種の計測像に対して適用できる。
【０１４８】
また、上記各実施形態は、Ｘ線による計測に限定されるものではなく、光、Ｘ線、放射線、等の計測に有効である。
【符号の説明】
【０１４９】
１００：Ｘ線管、１０１：Ｘ線源、１０１’：Ｘ線源、１０２：検出器、１０２’：検出器、１０３：制御装置、１０４：被写体、１０５：寝台、１０６：回転軸、１０８：アーム、１０９：移動装置、１１０：Ｘ線撮像装置、１２０：Ｘ線撮像装置、１３０：Ｘ線撮像装置、２０１：円軌道、２０２：円軌道、２０３：検出素子、２０４：Ｘ線源、２０５：検出素子、３１０：計測部、３２０：画像処理部、３２１：変換部、３２２：重み決定部、３２３：再構成部、３２４：表示画像生成部、４０１：再構成フィルタ、４０２：再構成フィルタ、４０３：再構成フィルタ、４０４：再構成フィルタ、５００：変化形状、５０１：強度、５０２：強度、５０３：強度、５０４：強度、５０５：強度、５１１：強度、５１２：強度、５１３：強度、５１４：強度、５１５：強度、５２１：強度、５２２：強度、５２３：強度、５２４：強度、５２５：強度、６０１：単位回転角度範囲、６０２：単位回転角度範囲、７１１：重み変化形状、７１２：重み変化形状、７２１：変化形状、７２２：重み変化形状、７３０：形状、７３１：重み変化形状、７３２：重み変化形状、９１０：断面、９２０：断面
【図１】
2013145831.tif 000003
【図２】
2013145831.tif 000004
【図３】
2013145831.tif 000005
【図４】
2013145831.tif 000006
【図５】
2013145831.tif 000007
【図６】
2013145831.tif 000008
【図７】
2013145831.tif 000009
【図８】
2013145831.tif 000010
【図９】
2013145831.tif 000011
【図１０】
2013145831.tif 000012
【図１１】
2013145831.tif 000013
【図１２】
2013145831.tif 000014
【図１３】
2013145831.tif 000015
【図１４】
2013145831.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月2日(2014.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器とを相対的に移動させて計測像を得る計測部と、前記計測像に対し演算処理を施して画像を得る画像処理部と、を備える放射線撮像装置であって、
前記画像処理部は、
前記計測像を、前記Ｘ線源と前記検出器とが同心円軌道上を回転移動する際に所定の回転角度範囲で取得される回転計測像に変換する変換部と、
前記回転計測像に計測角度に応じた重みを適用し、再構成演算を行い、再構成像を得る再構成部と、を備え、
前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する１以上の単位回転角度範囲を含み、
前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であり、
前記重みは、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を、前記回転計測像から得られる再構成像に与えるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、１つの再構成像を得る計測の回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、前記単位回転角度範囲の中で、前記計測角度が端部の回転計測像ほど、強度を減衰させるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、前記単位回転角度範囲毎の最大値が、当該単位回転角度範囲が全計測の回転計測像を得る回転角度範囲の中心から離れるほど、小さくなるものであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項２記載の放射線撮像装置であって、
前記１つの再構成像を得る計測であって、異なる前記回転角度範囲に対応する計測が、複数回行われること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項３または４記載の放射線撮像装置であって、
前記再構成部は、複数の前記単位回転角度範囲で得られた回転計測像から１の前記再構成像を得ること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記画像処理部は、前記重みを決定する重み決定部をさらに備え、
前記重み決定部は、予め定めた評価値を用い、前記重みを最適化すること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記重みは、前記計測角度毎の前記回転計測像に乗算する重み値、前記計測角度毎の前記回転計測像を平滑化する領域のサイズ、および、前記計測角度毎の前記回転計測像に適用する再構成フィルタが通過させる最大周波数の、少なくとも１つであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記Ｘ線源と前記検出器とは、前記被写体を載置する寝台に沿った方向に、同期的かつ互いに反対方向に移動し、
前記変換部は、幾何学的変換処理を含む演算処理により、前記計測像を前記回転計測像に変換すること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記Ｘ線源と前記検出器とは、同心円軌道上を相対的に回転移動し、
前記変換部は、前記計測像を前記回転計測像とすること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記再構成演算は、逆投影法またはフィルタ補正逆投影法のいずれかであること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
請求項１記載の放射線撮像装置であって、
前記画像処理部は、前記再構成像から任意の面の断層像を切り出し、表示画像を生成する表示画像生成部をさらに備えること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の放射線撮像装置であって、
前記任意の面は、前記被写体を載置する寝台に沿った面に平行な面であること
を特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１４】
被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器とを相対的に移動させながら撮像を行ない得られた計測像から再構成像を得る画像処理方法であって、
前記計測像を、前記Ｘ線源と前記検出器とが同心円軌道上を回転移動する際に取得される回転計測像に変換し、
前記回転計測像に、回転角度範囲が１８０度の計測で得られる再構成像と同等の強度変化を各回転計測像から得られる再構成像に与える重みを付与し、再構成演算を行い、再構成像を得、
前記回転計測像を取得する所定の回転角度範囲は、連続的に前記回転計測像を取得する1以上の単位回転角度範囲を含み、
前記単位回転角度範囲は、１８０度未満であること
を特徴とする画像処理方法。
【国際調査報告】
2013145831.tif 000017
2013145831.tif 000018
2013145831.tif 000019
2013145831.tif 000020