(57)【要約】【課題】同一断面におけるＣＴ値の時間変化を収集する撮影方法、すなわち、ダイナミック撮影において、体動に起因する画像の位置ずれを迅速に補正し、時間分解能、投影データ収集時のＳ／Ｎ比等を犠牲にすることなく被曝線量を低減することを可能とするＸ線ＣＴ装置等を提供する。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置１の演算処理部７は、位置ずれ検出手段３５により、投影データ、再構成像の位置ずれを検出し、位置ずれ補正手段３７により、位置ずれが検出された投影データ、再構成像に対して位置ずれ補正処理を行い、加算平均手段３９により投影データ、再構成像に対して時間方向への加算平均を行い、各時相における投影データ、再構成像を作成する。投影データの位置ずれ検出は、投影データのプロファイル等に基づいて行い、再構成像の位置ずれ検出は、画像モーメントの差異等に基づいて行う。【選択図】図１
2006239049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を走査しながら撮影して複数の時相について投影データを収集し、前記投影データに対して画像再構成処理を行い、前記複数の時相について再構成像を作成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記投影データまたは前記再構成像の少なくともいずれかの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれが検出された前記投影データまたは前記再構成像の少なくともいずれかに対して位置ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記投影データまたは前記再構成像の少なくともいずれかに対して時間方向への加算平均を行う時間方向加算平均手段を具備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】
前記位置ずれ検出手段は、前記投影データのプロファイルに基づいて前記位置ずれの有無を判定し、
前記位置ずれ補正手段は、前記位置ずれがある投影データまたはこの投影データから作成した再構成像の少なくともいずれかに対して、前記位置ずれ補正処理を行う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】
前記位置ずれ検出手段は、前記再構成像の画像モーメントの差異に基づいて前記位置ずれの有無を判定し、
前記位置ずれ補正手段は、前記位置ずれがある再構成像に対して、前記位置ずれ補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
複数の時相についての投影データまたは再構成像の少なくともいずれかを重み付け加算することにより、対象の時相の投影データまたは再構成像の少なくともいずれかを作成する重み付け加算手段を具備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６】
前記位置ずれを生じた時相が連続する回数を計数し、前記回数が所定数に達するか否かを判定する判定手段をさらに具備し、
前記位置ずれ補正手段は、
前記判定手段が、前記回数は前記所定数に達していないと判定した場合、前後の時相の投影データまたは再構成像の少なくともいずれかを用いて補間処理を行い、対象の時相の投影データまたは再構成像の少なくともいずれかを作成し、
前記判定手段が、前記回数は前記所定数に達していると判定した場合、複数の時相についての投影データまたは再構成像の少なくともいずれかを重み付け加算し、対象の時相の投影データまたは再構成像の少なくともいずれかを作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７】
前記位置ずれの大きさ及び時相差に応じて、前記重み付け加算の重みを決定する重み決定手段を具備することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）等に関する。詳細には、ダイナミック撮影を行い、画像の位置ずれを補正するＸ線ＣＴ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、潅流解析等において、Ｘ線ＣＴ装置によるダイナミック撮影が行われている。ダイナミック撮影は、被検者に造影剤を急速注入し、ＣＴ値の経時変化を求め動態観察を行う撮影方法である。Ｘ線ＣＴ装置におけるダイナミック撮影では、寝台位置を固定して同一断面におけるＣＴ値の経時変化が収集される。
【０００３】
潅流解析には、ラジオアイソトープ（ＲＩ）を用いるＳＰＥＣＴ（シングルフォトン断層撮影）やＰＥＴ（陽電子放出型断層撮影）、キセノンガスを用いるＸｅ−ＣＴによる解析が行われてきたが、近年では、これらの手法と比較して検査の簡便性や装置の普及率等の点で利点のあるヨード系造影剤を用いたＣＴ−Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ（ＣＴ潅流撮影）が新たな潅流解析の手法として急速に普及している。例えば、脳潅流撮影は、急性期脳梗塞等に臨床適用される。
【０００４】
一般に、潅流撮影では、体動（撮影中の被検者の動き）により画像の位置ずれが生じることがある。
そこで、画像の位置ずれによる解析精度の低下を防止するために、位置ずれが生じた画像を取り除いて解析を行い、取り除いた時相における画像を前後の時相の画像に基づいて補間処理を行う手法がある（以下、「従来技術１」という。）。
また、相関係数を算出し、相関係数が最大となるように位置合わせを行う手法がある（以下、「従来技術２」という。）。
【０００５】
また、脳潅流撮影では、通常、４０〜５０秒程度の間、同一断面に対して連続スキャンが行われる。従って、局所被曝線量が大きくなり、例えば、一般的な撮影条件、管電圧８０ｋＶ、管電流１５０〜２００ｍＡ、ガントリ回転速度１秒／１回転、総撮影時間４０〜５０秒の場合、局所被曝線量は、５００〜７００ｍＧｙとなる。この局所被曝線量は、単純頭部ＣＴ撮影１０枚分以上に相当する。
被曝線量を低減する手法の１つとして、間欠スキャンがある。間欠スキャンは、曝射と休止を繰り返しながら撮影を行うことにより、総曝射時間の低減を図る手法である。一部の施設では、１秒程度の間隔を設けて間欠撮影を行うＣＴ−Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎが既に導入されている（以下、「従来技術３」という。）。
【０００６】
また、被曝線量を低減するために、低管電流かつ低ガントリ回転速度でスキャンを行う手法がある。ＣＴ−Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎにおける局所総被曝線量は、総スキャン数に比例する。総撮影時間を一定にしたままガントリ回転速度を小さくすると総スキャン数が減るので、被曝線量を低減することができる。例えば、総撮影時間４５秒、管電流１００ｍＡ、ガントリ回転速度１．５秒／１回転、として撮影を行う場合、被曝線量を２／３に低減することができる（以下、「従来技術４」という。）。
【０００７】
また、被曝線量を低減するために、低管電流で撮影し、解像度を維持しながらノイズ除去を行う画像フィルタにより、Ｓ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を改善する手法がある。この手法によれば、管電流を通常の１／４程度に小さくして、被曝線量を１／４程度に低減することができる（例えば、［非特許文献１］参照。）。
【０００８】
また、フラクショナルスキャンと呼ばれる手法がある。フラクショナルスキャンでは、第１周目のスキャンでは、３６０度全方向において投影データ（Ｘ線透過データ）を収集し、第２周目、第６周目、第１０周目、…では、投影角度０度〜９０度の範囲で投影データを収集し、第３周目、第７周目、第１１周目、…では、投影角度９０度〜１８０度の範囲で投影データを収集し、第４周目、第８周目、第１２周目、…では、投影角度１８０度〜２７０度の範囲で投影データを収集し、第５周目、第９周目、第１３周目、…では、投影角度２７０度〜３６０度の範囲で投影データを収集し、第２周目以降において収集していない投影角度における投影データについては、第１周目の投影データと第２周目以降の各周回での投影データとに基づいて補間処理を行うことにより取得する。フラクショナルスキャンによれば、第２周目以降の時相において被曝線量を１／４に低減することができる（例えば、［非特許文献２］参照。）。
【０００９】
また、差分処理を利用した画像の位置合わせ装置が提案されている。この差分処理を利用した位置合わせ装置では、透視投影法、３次元アフィン変換を利用して、３次元透過画像から２次元透過画像と相関が高い２次元投影画像を作成して２次元透過画像と位置合わせを行う（例えば、［特許文献１］参照。）。
【００１０】
【非特許文献１】佐々木他，ＩＮＮＥＲＶＩＳＩＯＮ（１８・５）２００３別冊付録，１１−１３）
【非特許文献２】Ｊｉａｎｇ  Ｈｓｉｅｈ，ｅｔｃ．，Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．３１（５）２００４，１２５４−１２５７
【特許文献１】特開２００３−１５３０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、「従来技術１」では、体動が生じている画像を取り除いて解析を行うため、取り除いた部分の時間分解能が低下するという問題点がある。また。複数の連続する時相において体動が生じる場合、補間精度が悪化し、解析結果の信頼性が低下するという問題点がある。
【００１２】
また、「従来技術２」では、相関係数が最も大きくなるように画像の位置ずれ補正を行うので、「従来技術１」のように時間分解能を犠牲にすることもなく、解析結果の信頼性も損なわれない。しかし、一般に相関係数を利用した手法は、繰り返し演算を必要とするため、演算時間が増大するという問題点がある。脳潅流解析のように、急性期脳梗塞に対して頻繁に適用される検査の場合、検査の迅速性が求められるので、演算時間の増大は、大きな弊害となる。
【００１３】
また、「従来技術３」、あるいは、「従来技術４」では、Ｘ線照射時間を減らすことにより、あるいは、ガントリ周回数を減らすことにより、被曝線量の低減を図るが、時間分解能の低下を招くという問題点がある。
【００１４】
また、「従来技術５」では、データ収集後の画像処理により被曝線量の低減を図るものであり、管電流を小さくして撮影を行い、ｍＡｓ値（管電流時間積）を小さくしたことに伴い増加するＸ線量子ノイズを、特殊な画像フィルタにより抑制する。しかし、ｍＡｓ値を小さくすることにより投影データを収集する際にＳ／Ｎ比が低下するために、解析結果の信頼性が低下したり、アーチファクトが発生しやすくなるという問題点がある。
【００１５】
また、「従来技術６」では、第２周目以降のスキャンでは、一部の方向についてのみスキャンが行われ、投影データ数が少ないため、解析結果の信頼性が低下したり、アーチファクトが発生しやすくなるという問題点がある。
【００１６】
このように、「従来技術１」及び「従来技術２」は、体動補正技術に関するものである。また、「従来技術３」〜「従来技術６」は、被曝低減技術に関するものである。
しなしながら、「従来技術１」及び「従来技術５」及び「従来技術６」ではデータ信頼性が低下する。また、「従来技術２」では演算時間が増大する。また、「従来技術３」及び「従来技術４」では時間分解能が低下する。
【００１７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、体動に起因する画像の位置ずれを迅速に補正し、時間分解能と投影データ収集時のＳ／Ｎ比等を犠牲にすることなく被曝線量を低減することを可能とするＸ線ＣＴ装置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】
【００１８】
前述した目的を達成するために本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体を走査しながら撮影して複数の時相について投影データを収集し、前記投影データに対して画像再構成処理を行い、前記複数の時相について再構成像を作成するＸ線ＣＴ装置であって、前記投影データまたは前記再構成像の少なくともいずれかの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれが検出された前記投影データまたは前記再構成像の少なくともいずれかに対して位置ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１９】
また、本発明の望ましい一実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、投影データ又は再構成像の少なくともいずれかに対して時間方向への加算平均を行うこともできる。
【００２０】
投影データの位置ずれの検出は、投影データのプロファイルに基づいて行うことができる。例えば、プロファイルカーブの立ち上がり位置及び立ち下がり位置（被検体とルームエアとの境界）のずれを検出することにより、投影データの位置ずれを検出することができる。
再構成像の位置ずれの検出は、再構成像の画像モーメントの差異に基づいて行うことができる。例えば、再構成像の対象領域２値化画像（マスク画像）を作成し、重心及び慣性主軸（慣性等価楕円の傾き角）を求め、基準重心及び基準慣性主軸とのずれを検出することにより、再構成像の位置ずれを検出することができる。
【００２１】
また、位置ずれ補正は、位置ずれを検出した投影データ又はこの投影データから作成した再構成像又は位置ずれを検出した再構成像について行うことが望ましい。
また、位置ずれ検出処理と位置ずれ補正処理は、投影データと再構成像のいずれに対して行うようにしてもよいが、投影データに対して位置ずれ検出処理を行った場合には投影データに対して位置ずれ補正処理を行うことが望ましく、再構成像に対して位置ずれ検出処理を行った場合には再構成像に対して位置ずれ補正処理を行うことが望ましい。
【００２２】
また、時間方向への加算平均処理は、投影データあるいは再構成像の位置ずれ補正処理後に行うことが望ましい。
また、画像再構成処理は、位置ずれ補正処理の前に行うようにしてもよいし、位置ずれ補正処理の後に行うようにしてもよい。例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、投影データに対して画像再構成処理を行い、再構成像に対して位置ずれ検出処理及び位置ずれ補正処理を行ってもよいし、あるいは、収集した投影データに対して位置ずれ検出より及び位置ずれ補正処理を行い、その後、画像再構成処理を行って再構成像を作成してもよい。
【００２３】
望ましい一実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、位置ずれを生じた時相が連続する回数を計数し、連続回数が所定数（例えば、２回等）に達しているか否かを判定する。Ｘ線ＣＴ装置は、連続回数が所定数に達しておらず位置ずれを生じた時相が連続的でない場合には、前後の時相の投影データ又は再構成像を用いて補間処理を行い、対象の時相の投影データ又は再構成像を作成する。Ｘ線ＣＴ装置は、連続回数が所定数に達しており位置ずれを生じた時相が連続的である場合には、複数の時相についての投影データ又は再構成像を用いて重み付け加算を行い、対象の時相の投影データ又は再構成像を作成する。
Ｘ線ＣＴ装置は、所定量より少ない線量で撮影を行う場合（例えば、通常の１／ｎの管電流で撮影する場合）には、複数の時相についての投影データまたは再構成像（例えば、ｎ周回分の投影データ又はｎ枚分の再構成像）を用いて重み付け加算することにより、対象の時相の投影データ又は再構成像を作成するようにしてもよい。
尚、重み付け加算の重みは、位置ずれの大きさ又は時相差等に基づいて決定することが望ましい。
【００２４】
本発明の望ましい一実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、位置ずれを検出した時相の投影データ又は再構成像について位置ずれ補正を行うので、全ての投影データ又は再構成像について繰り返し演算を行う必要がない。、また、望ましい一実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、各時相では通常より少ない線量で撮影を行い、複数の時相の投影データ又は再構成像について時間方向への加算平均を行うことにより、各時相における投影データ又は再構成像を作成する。従って、体動補正に要する処理時間を短縮すると共に、撮像画像の品質を向上させ、Ｓ／Ｎ比と時間分解能等を犠牲にすることなく、被曝線量を低減することができる。
また、望ましい一実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、位置ずれの発生状況に応じて、処理負担の大きい投影データのプロファイル、画像モーメントの差異等に基づく位置ずれ補正処理と、処理負担が小さい補間処理と、を適宜選択して実行するので、位置ずれ補正精度を維持しつつ、処理負担を軽減して処理の迅速性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、体動に起因する画像の位置ずれを迅速に補正し、時間分解能、投影データ収集時のＳ／Ｎ比等を犠牲にすることなく被曝線量を低減することを可能とするＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下添付図面を参照しながら、本発明に係るＸ線ＣＴ装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００２７】
最初に、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。
図１は、Ｘ線ＣＴ装置１の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３、スキャナ制御部５、演算処理部７、画像表示部９等から構成される。
【００２８】
Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体としての被検者２５を撮像し、撮像画像を出力する装置であり、例えば、医療機関で用いられるＸ線ＣＴ装置等である。Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ制御部５によりスキャナ部３を制御し、スキャナ部３により被検者２５を撮像し、演算処理部７において画像処理を行い、画像表示部９において撮像画像を出力（表示、印刷等）する。
【００２９】
スキャナ部３は、被検者２５の撮像を行い、Ｘ線透過データを収集する装置である。
スキャナ部３は、ガントリ１１を有する。ガントリ１１には、Ｘ線源１３及びコリメータ１５と検出器アレイ１７とが被検者２５を挟んで対向する位置に設けられる。
【００３０】
Ｘ線源１３は、Ｘ線２１を被検者２５に対して照射する装置である。
検出器アレイ１７は、複数の検出器素子１９から構成される。検出器アレイ１７は、図示しない寝台上の被検者２５を透過したＸ線２１を検出する装置である。検出器素子１９は、１つの横列、あるいは、複数の並列な横列に配置される。各検出器素子１９は、入射したＸ線ビームの強度、すなわち、Ｘ線ビームが被検者２５を透過する際の減衰の度合を示す電気信号を発生させる。
Ｘ線源１３からＸ線２１が照射された状態で、ガントリ１１が回転中心２３を中心にして回転することにより、投影データが収集される。
【００３１】
スキャナ制御部５は、スキャナ部３のガントリ１１、Ｘ線源１３等を制御し、スキャナ部３により取得した投影データを演算処理部７に送る装置である。スキャナ制御部５は、Ｘ線制御手段２７、ガントリ制御手段２９、ＤＡＳ３１（Ｄａｔａ  Ａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：データ収集システム）等を備える。
【００３２】
Ｘ線制御手段２７は、Ｘ線源１３のＸ線照射を制御する装置である。
ガントリ制御手段２９は、ガントリ１１の動作を制御する装置である。
ＤＡＳ３１は、検出器アレイ１７から送られるアナログ信号に対して、デジタル信号への変換等を行う装置である。
【００３３】
演算処理部７は、コンピュータ等の演算処理装置である。演算処理部７は、再構成手段３３、位置ずれ検出手段３５、位置ずれ補正手段３７、加算平均手段３９、保存手段４１、一時格納手段４３、入力手段４５等を備える。
演算処理部７は、再構成手段３３によりデジタル化された投影データの再構成を行い、保存手段４１に格納する。また、演算処理部７は、位置ずれ検出手段３５により被検者２５の体動に起因する再構成像あるいは投影データの位置ずれを検出し、位置ずれ補正手段３７により再構成像あるいは投影データの位置ずれを補正し、加算平均手段３９により複数の周回における投影データや再構成像を時間軸方向に加算平均する。
尚、再構成手段３３等に関しては、演算処理部７と独立して構成するようにしてもよい。
【００３４】
保存手段４１は、ハードディスク等の記憶装置である。
一時格納手段４３は、一時的にプログラム、データ等を記憶する装置であり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリである。
入力手段４５は、操作指示、データ等を入力する装置であり、例えば、キーボード、マウス等である。
また、演算処理部７は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のうち（いずれも図示しない。）、少なくとも１つを備える。
【００３５】
画像表示部９は、ディスプレイ等の表示装置である。
尚、画像表示部９は、演算処理部７と一体として構成してもよいし、独立して構成するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図２〜図７を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
図２は、第１の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャートである。
図３は、第１の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図である。
【００３７】
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３において、被検者２５に対するＸ線照射を行い、投影データ５１を収集する（ステップ１０１）。
尚、Ｘ線照射に関しては、被曝線量の低減のために通常の線量の１／Ｎ倍の線量で照射することが望ましい。この場合、Ｎを大きくするに従い被曝線量の低減効果が向上するが、Ｎは、概ね２〜３程度とすることが望ましい。
【００３８】
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３において収集した投影データに基づいて、演算処理部７の再構成手段３３により画像再構成を行い、再構成像５３（断層画像データ）を作成する（ステップ１０２）。
Ｘ線ＣＴ装置１は、再構成手段３３により作成した再構成像に対して、演算処理部７の位置ずれ検出手段３５により再構成像の位置ずれが存在するか否かを判定し（ステップ１０３）、再構成像の位置ずれが生じている場合（ステップ１０３のＹｅｓ）、演算処理部７の位置ずれ補正手段３７により再構成像の位置ずれ補正を行う（ステップ１０４）。
尚、再構成像の位置ずれの検出処理（ステップ１０３）、再構成像の位置ずれ補正処理（ステップ１０４）に関しては、後述する。
Ｘ線ＣＴ装置１は、これまでの処理により得られた再構成像に対して、時間軸方向に加算平均を行う（ステップ１０５）。
尚、再構成像の時間軸方向の加算平均処理（ステップ１０５）に関しては、後述する。
【００３９】
ここで、図４を用いて、再構成像の位置ずれ検出処理（図２：ステップ１０３）、再構成像の位置ずれ補正処理（図２：ステップ１０４）について説明する。
図４は、再構成像の位置ずれの検出処理（ステップ１０３）、再構成像の位置ずれ補正処理（ステップ１０４）における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャートである。
【００４０】
Ｘ線ＣＴ装置１は、再構成像５３を２値化する（ステップ１５１）。２値化処理は、例えば、再構成像において、所定の閾値以上の画素値を有する画素の画素値を「１」とし、所定の閾値未満の画素値を有する画素の画素値を「０」に置き換える処理である。尚、閾値は、解析対象となる生体組織とルームエアとを分離可能な任意の値でよく、例えば、閾値を「−２００」に設定するようにしてもよい。
【００４１】
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ１５１において２値化された画像に対して、ラベリング処理を行う（ステップ１５２）。
ラベリング処理は、連結成分（繋がっている全ての画素）毎に同じ番号（ラベル）を付与し、異なる連結成分には、別のラベルを付与する処理である。例えば、隣接する画素が互いに「１」の場合、これらの画素は、繋がっていることになる。尚、ラベルとして付与する値は、例えば、「５０」からの続き番号とする。
【００４２】
Ｘ線ＣＴ装置１は、最大連結成分を探索し（ステップ１５３）、最大連結成分を抽出する（ステップ１５４）。
最大連結成分の探索処理は、ラベリングした画像全体を走査して、ラベル値毎に画素数を数え、最も画素数が多いラベル値を有する連結成分を選択する処理である。
最大連結成分の抽出処理は、ステップ１５３で選び出された最も画素数が多いラベル値を有する画素を残し、当該画素以外の画素の画素値を「０」に置き換える処理である。この処理により、２値化処理の段階では画素値が「１」に置き換えられる可能性のある寝台等の不要領域の画素値が「０」に置き換えられる。
【００４３】
Ｘ線ＣＴ装置１は、最大連結成分の輪郭を追跡し、最大連結成分の最外周の輪郭線を抽出する（ステップ１５５）。
最大連結成分の輪郭の追跡処理は、ステップ１５４において最大連結成分のみが残された画像の左上隅画素から右向横方向に走査し、最初に出会った非ゼロのラベル値を有する画素を開始点として反時計回り方向に輪郭を追跡し、開始点に戻ったら追跡を終了する処理である。
上記輪郭線上の画素の画素値には、ラベル値とは異なる値、例えば、「１」を代入することが望ましい。
【００４４】
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ１５５の処理において算出した輪郭線の内部を塗り潰し、対象領域２値化画像を作成する（ステップ１５６）。
輪郭線の内部を塗り潰す処理としては、従来のシードフィルアルゴリズム（閉領域内部の１点を開始点として閉領域内部を塗り潰す処理）等を適用することができる。
本実施の形態では、閉領域は、ステップ１５５において求めた輪郭線であり、閉領域内部の点は、ステップ１５４において求めた最大連結成分のラベル値の付いた画素である。このラベル値の付いた画素を１つ検出し、この画素を開始点としてシードフィル処理を行えば、輪郭線内部を塗り潰すことができる。
【００４５】
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ１５６において作成した対象領域２値化画像における重心（Ｘｃ，Ｙｃ）、慣性主軸θ（慣性等価楕円の傾き角）を算出する（ステップ１５７）。
尚、重心（Ｘｃ，Ｙｃ）、慣性主軸θは、［数式１］に従って求めることができる。
但し、Ｉ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）における画素値である。対象２値化画像では、Ｉ（ｘ，ｙ）＝１、である。また、［数式１］における、ａ、ｂ、ｃ、は、［数式２］で表される。
【００４６】
【数１】
2006239049.tif 000003
【００４７】
【数２】
2006239049.tif 000004
【００４８】
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ１５７において算出した対象領域２値化画像における重心（Ｘｃ，Ｙｃ）、慣性主軸θと、基準重心（Ｘ０，Ｙ０）、基準慣性主軸θ０との差、ΔＸｃ＝｜Ｘｃ−Ｘｃ０｜、ΔＹｃ＝｜Ｙｃ−Ｙｃ０｜、Δθ＝｜θ−θ０｜、を算出する（ステップ１５８）。
【００４９】
尚、基準重心（Ｘ０，Ｙ０）は、適宜設定することができる。
基準重心（Ｘ０，Ｙ０）を再構成像の大きさ（画素数）の半分程度に設定し、例えば、再構成像のサイズが５１２×５１２画素である場合、基準重心（Ｘ０，Ｙ０）＝（２５５，２５５）、と設定することができる。
また、基準重心（Ｘ０，Ｙ０）をダイナミック撮影で得られる任意の特定の時相における対象領域２値化画像の重心としてもよく、例えば、ダイナミック撮影で得られる一連の再構成像の最初の時相における対象領域２値化画像の重心を基準重心（Ｘ０，Ｙ０）としてもよい。
【００５０】
また、基準慣性主軸θ０は、適宜設定することができ、例えば、θ／２ｒａｄ、とすることができる。
また、基準慣性主軸θ０は、ダイナミック撮影で得られる任意の特定の時相における対象領域２値化画像の基準慣性主軸としてもよく、例えば、ダイナミック撮影で得られる一連の再構成像の最初の時相における対象画像２値化画像の慣性主軸を基準慣性主軸θ０としてもよい。
【００５１】
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ１５８において算出した基準値との差、ΔＸｃ、ΔＹｃ、Δθ、が所定の許容値よりも大きいか否かを判定し（ステップ１５９）、所定の値よりも大きい場合、処理対象の時相の再構成像は、位置ずれ有りと判定し（ステップ１５９のＹｅｓ、図２：ステップ１０３のＹｅｓ）、当該再構成像に対して平行移動、回転移動等により位置ずれ補正を行う（ステップ１６０、図２：ステップ１０４）。
【００５２】
尚、ステップ１５９では、ΔＸｃ＞εｘ（許容値）、ΔＹｃ＞εｙ（許容値）、Δθ＞εθ（許容値）、の少なくともいずれかである場合、再構成像の位置ずれ有り（ステップ１５９のＹｅｓ、図２：ステップ１０３のＹｅｓ）と判定するようにしてもよい。
また、ステップ１６０における平行移動、回転移動による位置ずれ補正は、［数式３］に従って行うことができる。
但し、（ｘ，ｙ）は、位置ずれ補正前の再構成像における任意の座標を示し、（ｘ１，ｙ１）は、位置ずれ補正後の再構成像における任意の座標を示す。
【００５３】
【数３】
2006239049.tif 000005
【００５４】
Ｘ線ＣＴ装置１は、上記の処理ステップ（ステップ１５１〜ステップ１６０）を全ての再構成像５３に対して行うことにより、ダイナミック撮影で得られた一連の再構成像に対して位置ずれ補正を行う。
【００５５】
ここで、再構成像の時間軸方向についての加算平均処理（図２：ステップ１０５）について説明する。
通常線量の１／Ｎの線量で撮影した場合、通常線量で撮影した場合と同等以上の再構成像上でのＳ／Ｎ比を得るためには、Ｎ枚以上の再構成像の加算平均をとることが望ましい。
以下、任意の時相ｔｎとその前後の時相ｔｎ−１及び時相ｔｎ＋１の計３枚の再構成像を用いて加算平均処理を行う場合について説明する。
時相ｔｎにおける再構成像をＰ（ｔｎ）とすると、時間方向への加算平均処理後の再構成像Ｐ’（ｔｎ）は、［数式４］のように表される。
【００５６】
【数４】
2006239049.tif 000006
【００５７】
Ｗは、重み関数であり、［数式５］のように表される。
【００５８】
【数５】
2006239049.tif 000007
【００５９】
図５は、Ｗ（Δｔ）（重み）とΔｔ（時相差）との関係を示すグラフである。
Ｗ（Δｔ）は、時相差に依存して決定される重みである。Ｗ（Δｔ）は、例えば、図５に示すグラフにより決定することができる。
図６は、Ｗ（Δｒ）（重み）とΔｒ（重心の位置ずれ）との関係を示すグラフである。
Ｗ（Δｒ）は、重心の位置ずれに依存して決定される重みである。Ｗ（Δｒ）は、例えば、図６に示すグラフにより決定することができる。尚、Δｒは、［数式６］のように表される。
【００６０】
【数６】
2006239049.tif 000008
【００６１】
図７は、Ｗ（Δθ）（重み）とΔθ（慣性主軸のずれ）との関係を示すグラフである。
Ｗ（Δθ）は、慣性主軸のずれに依存して決定される重みである。Ｗ（Δθ）は、例えば、図７に示すグラフにより決定することができる。
【００６２】
図６のｋ１（＝Ｗ（Δｒ＝０））及び図７のｋ２（＝Ｗ（Δθ＝０））は、０から１の間の実数であり、操作者が任意に指定することができる。
被検者が撮影断面に水平な方向へ動いた場合の位置ずれに関しては、高い精度で補正可能であるので、ｋ１及びｋ２は、１に近い値を設定することが望ましい。
被検者が撮影断面に垂直な方向へ動いた場合の位置ずれに関しては、補正精度が若干落ちる傾向があるので、ｋ１及びｋ２は、位置ずれの大きさに応じて１より小さな値を設定することが望ましい。
【００６３】
本実施の形態では、３枚の再構成像から加算平均をとる方法について説明したが、加算平均をとる枚数は３枚に限定されるものではなく、任意の毎数から加算平均をとる場合も同様にして実現される。
【００６４】
以上の過程を経て、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の時相について投影データを収集し、画像再構成を行って再構成像を作成し、画像モーメントの差異に基づいて再構成像の位置ずれを検出し、位置ずれを検出した時相の再構成像について位置ずれ補正を行い、複数の時相の再構成像を加算平均して対象の時相の再構成像を作成する。
【００６５】
このように、第１の実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置は、位置ずれを検出した時相の再構成像について位置ずれ補正を行うので、全ての再構成像について繰り返し演算を行う必要がなく、また、Ｘ線ＣＴ装置は、各時相では通常より少ない線量で撮影を行い、複数の時相の再構成像について時間方向への加算平均を行うことにより、各時相における再構成像を作成する。
従って、体動補正に要する処理時間を短縮すると共に、撮像画像の品質を向上させ、Ｓ／Ｎ比、時間分解能等を犠牲にすることなく、被曝線量を低減することができる。
【００６６】
また、一般にＸ線ＣＴ装置は、投影データを取得して順次画像再構成を行う。すなわち、投影データの取得及び画像再構成の処理は、一連の処理としてＸ線ＣＴ装置に組み込まれる。第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、投影データの取得及び画像再構成の一連の処理を行った後に、再構成像において位置ずれ検出処理及び位置ずれ補正処理を行う。従って、上記の位置ずれ検出処理機能及び位置ずれ補正処理機能を既存のＸ線ＣＴ装置に容易に実装可能である。
【００６７】
次に、図８〜図１３を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
図８は、第２の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャートである。
図９は、第２の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図である。
【００６８】
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３において、被検者２５に対するＸ線照射を行い、投影データ５１を収集する（ステップ２０１）。
尚、Ｘ線照射に関しては、被曝線量の低減のために通常の線量の１／Ｎ倍の線量で照射することが望ましい。この場合、Ｎを大きくするに従い被曝線量の低減効果が向上するが、Ｎは、概ね２〜３程度とすることが望ましい。
【００６９】
Ｘ線ＣＴ装置１は、収集した投影データに対して、演算処理部７の位置ずれ検出手段３５により投影データの位置ずれが存在するか否かを判定し（ステップ２０２）、投影データの位置ずれが生じている場合（ステップ２０２のＹｅｓ）、演算処理部７の位置ずれ補正手段３７により投影データの位置ずれ補正を行う（ステップ２０３）。
尚、投影データの位置ずれの検出処理（ステップ２０２）、投影データの位置ずれ補正処理（ステップ２０３）に関しては、後述する。
Ｘ線ＣＴ装置１は、これまでの処理により得られた一連の投影データ群に対して、時間軸方向に加算平均を行う（ステップ２０４）。
尚、投影データの時間軸方向の加算平均処理（ステップ２０４）に関しては、後述する。
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ２０４で得られた投影データに基づいて、演算処理部７の再構成手段３３により画像再構成を行い、再構成像５３（断層画像データ）を作成する（ステップ２０５）。
【００７０】
ここで、図１０〜図１４を用いて、投影データの位置ずれ検出処理（図８：ステップ２０２）、投影データの位置ずれ補正処理（図８：ステップ２０３）について説明する。
【００７１】
図１０及び図１１は、それぞれ、時相ｔ、時相ｔ’における、投影データを示す図である。
図１０及び図１１において、横軸は、チャネル６１（Ｃｈａｎｎｅｌ：Ｃ）を示し、縦軸は、投影角度６２（Ｖｉｅｗ：Ｖ）を示す。
【００７２】
図１２及び図１３は、投影角度６２＝φにおける投影データのプロファイルを示す図である。
図１２及び図１３において、横軸は、チャネル６１（Ｃｈａｎｎｅｌ：Ｃ）を示し、縦軸は、信号強度６７（Ｓｉｇｎａｌ：Ｓ）を示す。
図１４は、被検者２５の体動の方向を示す図である。
【００７３】
点６３、点６４は、それぞれ、時相ｔ、投影角度６２＝φにおけるプロファイルカーブの立ち上がり位置、立ち下がり位置を示す。すなわち、点６３、点６４は、時相ｔにおける被検者２５とルームエアの境界の位置を示す。
点６５、点６６は、それぞれ、時相ｔ’、投影角度６２＝φにおけるプロファイルカーブの立ち上がり位置、立ち下がり位置を示す。すなわち、点６５、点６６は、時相ｔ’における被検者２５とルームエアの境界の位置を示す。
【００７４】
被検者２５の体動がない場合、同一の投影角度６２＝φにおいて、チャネル６１方向の投影データのプロファイルを比較すると、時相ｔと時相ｔ’における被検者２５とルームエアの境界のチャネル６１の位置は、一致する。すなわち、点６３（ａ）と点６５（ａ’）とは、一致し、点６４（ｂ）と点６６（ｂ’）とは、一致する。
【００７５】
一方、被検者２５の体動がある場合、例えば、時相ｔ’において、時相ｔにおける位置から被検者２５が矢印７１方向に動いた場合、すなわち、Ｘ線源１３から検出器アレイ１７に向かう軸に垂直な方向に被検者が動いた場合、時相ｔにおける投影データのプロファイルは、図１２のプロファイルカーブ６８で示されるのに対し、時相ｔ’の投影データのプロファイルは、図１２のプロファイルカーブ６９で示される。従って、時相ｔにおけるプロファイルカーブ６８の立ち上がり位置及び立ち下がり位置は、点６３（ａ）、点６４（ｂ）であるのに対し、時相ｔ’におけるプロファイルカーブ６９の立ち上がり位置及び立ち下がり位置は、点６５−１（ａ’）、点６６−１（ｂ’）である。
【００７６】
また、被検者２５の体動がある場合、例えば、時相ｔ’において、時相ｔにおける位置から被検者２５が矢印７２方向に動いた場合、すなわち、Ｘ線源１３から検出器アレイ１７に向かう軸に平行な方向に被検者が動いた場合、時相ｔにおける投影データのプロファイルは、図１３のプロファイルカーブ６８で示されるのに対し、時相ｔ’の投影データのプロファイルは、図１３のプロファイルカーブ７０で示される。従って、時相ｔにおけるプロファイルカーブ６８の立ち上がり位置及び立ち下がり位置は、点６３（ａ）、点６４（ｂ）であるのに対し、時相ｔ’におけるプロファイルカーブ７０の立ち上がり位置及び立ち下がり位置は、点６５−２（ａ’）、点６６−２（ｂ’）である。
【００７７】
Ｘ線ＣＴ装置１は、時相ｔ及び時相ｔ’におけるプロファイルカーブの立ち上がり位置及び立ち下がり位置との差（Δａ＝｜ａ−ａ’｜、Δｂ＝｜ｂ−ｂ’｜）が所定の許容値を超えている場合、投影データの位置ずれ有りと判定し（図８：ステップ２０２のＹｅｓ）、そうでない場合、投影データの位置ずれ無しと判定する（図８：ステップ２０２のＮｏ）。尚、Δａ＞εａ（許容値）、Δｂ＞εｂ（許容値）、の少なくともいずれかである場合、投影データの位置ずれ有りと判定するようにしてもよい。
【００７８】
Ｘ線ＣＴ装置１は、投影データの位置ずれ有りと判定した場合（図８：ステップ２０２のＹｅｓ）、［数式７］により、投影データの位置ずれを補正する（図８：ステップ２０３）。
尚、Ｓ（Ｃ）は、投影データの位置ずれ補正前のチャネル６１位置Ｃにおける信号値を示し、Ｓ１（Ｃ）は、投影データの位置ずれ補正後のチャネル６１位置Ｃにおける信号値を示す。
【００７９】
【数７】
2006239049.tif 000009
【００８０】
Ｘ線ＣＴ装置１は、上記の処理を全ての投影データに対して行うことにより、ダイナミック撮影で得られた一連の投影データに対して位置ずれ補正を行う。
【００８１】
ここで、投影データの時間軸方向についての加算平均処理（図８：ステップ２０４）について説明する。
通常線量の１／Ｎの線量で撮影した場合、通常線量で撮影した場合と同等以上の再構成像上でのＳ／Ｎ比を得るためには、Ｎ周回分以上の投影データの加算平均をとることが望ましい。
以下、任意の時相ｔｎとその前後の時相ｔｎ−１及び時相ｔｎ＋１の計３つの時相の投影データを用いて加算平均処理を行う場合について説明する。
時相ｔｎにおける投影データをＲ（ｔｎ）とすると、時間方向への加算平均処理後の投影データＲ’（ｔｎ）は、［数式８］のように表される。
【００８２】
【数８】
2006239049.tif 000010
【００８３】
ｗは、重み関数であり、［数式９］のように表される。
【００８４】
【数９】
2006239049.tif 000011
【００８５】
図１５は、ｗ（Δｔ）（重み）とΔｔ（時相差）との関係を示すグラフである。
ｗ（Δｔ）は、時相差に依存して決定される重みである。ｗ（Δｔ）は、例えば、図１５に示すグラフにより決定することができる。
図１６は、ｗ（ｌ）（重み）とｌ（Ｘ線管球から検出器に向かう軸に水平な方向への体動に基づくずれ量）との関係を示すグラフである。
ｗ（ｌ）は、矢印７２方向（図１４）の位置ずれに依存して決定される重みである。Ｗ（ｌ）は、例えば、図１６に示すグラフにより決定することができる。尚、ｌは、［数式１０］のように表される。
【００８６】
【数１０】
2006239049.tif 000012
【００８７】
図１７は、Ｗ（ｍ）（重み）とｍ（Ｘ線管球から検出器に向かう軸に垂直な方向への体動に基づくずれ量）との関係を示すグラフである。
Ｗ（ｍ）は、矢印７１方向（図１４）のずれに依存して決定される重みである。Ｗ（ｍ）は、例えば、図１７に示すグラフにより決定することができる。尚、ｍは、［数式１１］のように表される。
【００８８】
【数１１】
2006239049.tif 000013
【００８９】
図１６のｋ３（＝ｗ（ｌ＝０））及び図１７のｋ４（＝ｗ（ｍ＝０））は、０から１の間の実数であり、操作者が任意に指定することができる。
位置ずれが比較的小さい場合、ｋ３及びｋ４は、１に近い値を設定することが望ましい。
位置ずれが比較的大きい場合、ｋ３及びｋ４は、位置ずれの大きさに応じて１より小さな値を設定することが望ましい。
【００９０】
尚、［数式８］において、時相ｔｎの前後の投影データＲ（ｔｎ−１）、投影データＲ（ｔｎ＋１）に関しては、１周回分のデータを用いてもよいし、ハーフイメージ分のデータを用いてもよく、例えば、Ｒ（ｔｎ−１）に関しては、投影角度１８０°〜３６０°における投影データを使用し、Ｒ（ｔｎ＋１）に関しては、投影角度０°〜１８０°における投影データを使用してもよい。
【００９１】
本実施の形態では、任意の時相ｔｎとその前後の時相ｔｎ−１及び時相ｔｎ＋１の計３つの時相の投影データから加算平均をとる方法について説明したが、加算平均をとる時相は３つに限定されるものではなく、任意の数の時相から加算平均をとる場合も同様にして実現される。
【００９２】
以上の過程を経て、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の時相について投影データを収集し、投影データのプロファイルに基づいて投影データの位置ずれを検出し、位置ずれを検出した時相の投影データについて位置ずれ補正を行い、複数の時相の投影データを加算平均して対象の時相の投影データを作成し、一連の投影データ群に対して画像再構成処理を行って再構成像を作成する。
【００９３】
このように、第２の実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置は、位置ずれを検出した時相の投影データについて位置ずれ補正を行うので、全ての投影データについて繰り返し演算を行う必要がなく、また、Ｘ線ＣＴ装置は、各時相では通常より少ない線量で撮影を行い、複数の時相の投影データについて時間方向への加算平均を行うことにより、各時相における投影データを作成する。
従って、体動補正に要する処理時間を短縮すると共に、撮像画像の品質を向上させ、Ｓ／Ｎ比、時間分解能等を犠牲にすることなく、被曝線量を低減することができる。
【００９４】
また、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、投影データのプロファイルの立ち上がり位置及び立ち下がり位置に基づいて位置ずれ検出処理を行う。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置は、画像再構成前に投影データにおいて位置ずれ検出処理及び位置ずれ補正処理を行う。従って、Ｘ線ＣＴ装置は、先述の第１の実施の形態のように画像モーメントに係る演算処理（［数式１］及び［数式２］参照。）を行う必要がなく、再構成像についての処理負担を軽減することができる。
【００９５】
次に、図１８及び図１９を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
図１８は、第３の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャートである。
図１９は、第３の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図である。
【００９６】
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３において、被検者２５に対するＸ線照射を行い、投影データ５１を収集する（ステップ３０１）。
尚、Ｘ線照射に関しては、被曝線量の低減のために通常の線量の１／Ｎ倍の線量で照射することが望ましい。この場合、Ｎを大きくするに従い被曝線量の低減効果が向上するが、Ｎは、概ね２〜３程度とすることが望ましい。
【００９７】
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３において収集した投影データに基づいて、演算処理部７の再構成手段３３により画像再構成を行い、再構成像５３（断層画像データ）を作成する（ステップ３０２）。
Ｘ線ＣＴ装置１は、再構成手段３３により作成した再構成像に対して、演算処理部７の位置ずれ検出手段３５により再構成像の位置ずれが存在するか否かを判定し（ステップ３０３）、再構成像の位置ずれが生じている場合（ステップ３０３のＹｅｓ）、再構成像の位置ずれが前後の時相においても生じているか、あるいは、当該時相のみにおいて生じているかを判定する（ステップ３０４）。
【００９８】
再構成像の位置ずれが前後の時相においても生じている場合、すなわち、再構成像の位置ずれが連続的に生じている場合（再構成像の位置ずれを生じている時間が所定の時間以上である場合等）（ステップ３０４のＹｅｓ）、Ｘ線ＣＴ装置１は、演算処理部７の位置ずれ補正手段３７により再構成像の位置ずれ補正を行う（ステップ３０５）。
再構成画像の位置ずれが当該時相のみにおいて生じている場合、すなわち、再構成像の位置ずれが連続的ではない場合（再構成像の位置ずれを生じている時間が所定の時間未満である場合等）（ステップ３０４のＮｏ）、Ｘ線ＣＴ装置１は、当該時相の前後の時相の再構成像を用いて補間処理を行い、当該時相における再構成像を作成する（ステップ３０６）。
Ｘ線ＣＴ装置１は、これまでの処理により得られた再構成像に対して、時間軸方向に加算平均を行う（ステップ３０７）。
【００９９】
尚、再構成像の位置ずれの検出処理（ステップ３０３）、再構成像の位置ずれ補正処理（ステップ３０５）、再構成像の時間軸方向の加算平均処理（ステップ３０７）に関しては、第１の実施の形態の説明で述べた手法と同一の手法を用いることができる。
【０１００】
以上の過程を経て、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の時相について投影データを収集し、画像再構成を行って再構成像を作成し、画像モーメントの差異に基づいて再構成像の位置ずれを検出し、再構成像の位置ずれが連続的に生じている場合、当該位置ずれを検出した時相の再構成像について位置ずれ補正を行い、再構成像の位置ずれが散発的に生じている場合、当該時相の前後の時相の再構成像を用いて補間処理を行い、当該時相における再構成像を作成する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の時相の再構成像を加算平均して対象の時相の再構成像を作成する。
【０１０１】
このように、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、第１の実施の形態と同様に、Ｘ線ＣＴ装置は、各時相では通常より少ない線量で撮影を行い、複数の時相の再構成像について時間方向への加算平均を行うことにより、各時相における再構成像を作成する。従って、体動補正に要する処理時間を短縮すると共に、撮像画像の品質を向上させ、Ｓ／Ｎ比、時間分解能等を犠牲にすることなく、被曝線量を低減することができる。また、位置ずれ検出処理機能及び位置ずれ補正処理機能を既存のＸ線ＣＴ装置に容易に実装可能である。
【０１０２】
また、第３の実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置は、位置ずれの発生度合に応じて、比較的処理負担の大きい画像モーメントの差異等に基づく位置ずれ補正処理と処理負担が小さい補間処理とを適宜選択して実行するので、位置ずれ補正精度を維持しつつ、処理負担を軽減して処理の迅速性を向上させることができる。
【０１０３】
次に、図２０及び図２１を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
図２０は、第４の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャートである。
図２１は、第４の実施の形態における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図である。
【０１０４】
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ部３において、被検者２５に対するＸ線照射を行い、投影データ５１を収集する（ステップ４０１）。
尚、Ｘ線照射に関しては、被曝線量の低減のために通常の線量の１／Ｎ倍の線量で照射することが望ましい。この場合、Ｎを大きくするに従い被曝線量の低減効果が向上するが、Ｎは、概ね２〜３程度とすることが望ましい。
【０１０５】
Ｘ線ＣＴ装置１は、収集した投影データに対して、演算処理部７の位置ずれ検出手段３５により投影データの位置ずれが存在するか否かを判定し（ステップ４０２）、投影データの位置ずれが生じている場合（ステップ４０２のＹｅｓ）、投影データの位置ずれが前後の時相においても生じているか、あるいは、当該時相のみにおいて生じているかを判定する（ステップ４０３）。
【０１０６】
投影データの位置ずれが前後の時相においても生じている場合、すなわち、投影データの位置ずれが連続的に生じている場合（投影データの位置ずれを生じている時間が所定の時間以上である場合等）（ステップ４０３のＹｅｓ）、Ｘ線ＣＴ装置１は、演算処理部７の位置ずれ補正手段３７により投影データの位置ずれ補正を行う（ステップ４０４）。
投影データの位置ずれが当該時相のみにおいて生じている場合、すなわち、投影データの位置ずれが連続的ではない場合（投影データの位置ずれを生じている時間が所定の時間未満である場合等）（ステップ４０３のＮｏ）、Ｘ線ＣＴ装置１は、当該時相の前後の時相の投影データを用いて補間処理を行い、当該時相における投影データを作成する（ステップ４０５）。
Ｘ線ＣＴ装置１は、これまでの処理により得られた一連の投影データ群に対して、時間軸方向に加算平均を行う（ステップ４０６）。
Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップ４０６で得られた投影データに基づいて、演算処理部７の再構成手段３３により画像再構成を行い、再構成像５３（断層画像データ）を作成する（ステップ４０７）。
【０１０７】
尚、投影データの位置ずれの検出処理（ステップ４０２）、投影データの位置ずれ補正処理（ステップ４０４）、投影データの時間軸方向の加算平均処理（ステップ４０６）に関しては、第２の実施の形態の説明で述べた手法と同一の手法を用いることができる。
【０１０８】
以上の過程を経て、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の時相について投影データを収集し、投影データのプロファイルに基づいて投影データの位置ずれを検出し、投影データの位置ずれが連続的に生じている場合、当該位置ずれを検出した時相の投影データについて位置ずれ補正を行い、投影データの位置ずれが散発的に生じている場合、当該時相の前後の時相の投影データを用いて補間処理を行い、当該時相における投影データを作成する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の時相の投影データを加算平均して対象の時相の投影データを作成し、一連の投影データ群に対して画像再構成処理を行って再構成像を作成する。
【０１０９】
このように、第４の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、第２の実施の形態と同様に、Ｘ線ＣＴ装置は、各時相では通常より少ない線量で撮影を行い、複数の時相の投影データについて時間方向への加算平均を行うことにより、各時相における投影データを作成する。従って、体動補正に要する処理時間を短縮すると共に、撮像画像の品質を向上させ、Ｓ／Ｎ比、時間分解能等を犠牲にすることなく、被曝線量を低減することができる。また、画像モーメントに係る演算処理（［数式１］及び［数式２］参照。）を行う必要がなく、再構成像についての処理負担を軽減することができる。
【０１１０】
また、第４の実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置は、位置ずれの発生度合に応じて、比較的処理負担の大きい投影データのプロファイル等に基づく位置ずれ補正処理と処理負担が小さい補間処理とを適宜選択して実行するので、位置ずれ補正精度を維持しつつ、処理負担を軽減して処理の迅速性を向上させることができる。
【０１１１】
尚、上述の第１の実施の形態〜第４の実施の形態における処理の動作制御、各種処理等については、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶装置（ハードディスク等）、入出力装置（メディアリーダ等）等を備えるコンピュータ等の電子計算機等を用いることができる。
【０１１２】
各種処理・制御等に必要なプログラム、プログラム実行に必要なデータ、入力データ等を記憶装置に保持し、ＣＰＵが処理実行時にこれらをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、演算処理（四則演算や比較演算等）、ハードウェアやソフトウェアの動作制御等を行い、上述の各種機能を実現することができる。
また、各種処理・制御等に必要なプログラム等をＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させてもよいし、このプログラムを通信回線を介して送受することもできる。
【０１１３】
また、Ｘ線ＣＴ装置１の演算処理部７に関しては、デジタルデータ等の演算処理及び記憶処理等を行うことができるものであれば、装置構成は限定されない。Ｘ線ＣＴ装置１と一体として構成するようにしてもよいし、一般のパーソナルコンピュータ等を用いて、Ｘ線ＣＴ装置１本体とは別に、演算処理部７を構成するようにしてもよい。
【０１１４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るＸ線ＣＴ装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１の構成を示すブロック図
【図２】Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャート（第１の実施の形態）
【図３】Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図（第１の実施の形態）
【図４】再構成像の位置ずれの検出処理、再構成像の位置ずれ補正処理における、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャート
【図５】Ｗ（Δｔ）（重み）とΔｔ（時相差）との関係を示すグラフ
【図６】Ｗ（Δｒ）（重み）とΔｒ（重心の位置ずれ）との関係を示すグラフ
【図７】Ｗ（Δθ）（重み）とΔθ（慣性主軸のずれ）との関係を示すグラフ
【図８】Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャート（第２の実施の形態）
【図９】Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図（第２の実施の形態）
【図１０】時相ｔにおける、投影データを示す図
【図１１】時相ｔ’における、投影データを示す図
【図１２】投影角度６２＝φにおける投影データのプロファイルを示す図
【図１３】投影角度６２＝φにおける投影データのプロファイルを示す図
【図１４】被検者２５の体動の方向を示す図
【図１５】ｗ（Δｔ）（重み）とΔｔ（時相差）との関係を示すグラフ
【図１６】ｗ（ｌ）（重み）とｌ（Ｘ線管球から検出器に向かう軸に水平な方向への体動に基づくずれ量）との関係を示すグラフ
【図１７】Ｗ（ｍ）（重み）とｍ（Ｘ線管球から検出器に向かう軸に垂直な方向への体動に基づくずれ量）との関係を示すグラフ
【図１８】Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャート（第３の実施の形態）
【図１９】Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図（第３の実施の形態）
【図２０】Ｘ線ＣＴ装置１の動作を示すフローチャート（第４の実施の形態）
【図２１】Ｘ線ＣＴ装置１の動作の流れを示す図（第４の実施の形態）
【符号の説明】
【０１１６】
１………Ｘ線ＣＴ装置
３………スキャナ部
５………スキャナ制御部
７………演算処理部
９………画像表示部
１１………ガントリ
１３………Ｘ線源
１５………コリメータ
１７………検出器アレイ
１９………検出器素子
２１………Ｘ線
２３………回転中心
２７………Ｘ線制御手段
２９………ガントリ制御手段
３１………ＤＡＳ
３３………再構成手段
３５………位置ずれ検出手段
３７………位置ずれ補正手段
３９………加算平均手段
４１………保存手段
４３………一時格納手段
４５………入力手段
５１………投影データ
５３………再構成像
６１………チャネル
６２………投影角度
６７………信号強度
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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