(57)【要約】【課題】多列Ｘ線検出器、あるいはフラットパネルのような平面Ｘ線検出器を用いた、平面Ｘ線検出器のアーチファクトの少ない断層像の画質の改善を行なう。【解決手段】多列Ｘ線検出器、平面Ｘ線検出器のＸ線ＣＴ装置において、走査ガントリの傾斜機構の傾斜角が−４５度から＋４５度、またはのべ９０度傾けられるようにしておく、９０度ずれた２つの角度の回転軌道を回転するＸ線管、多列Ｘ線検出器あるいは平面Ｘ線検出器からなるＸ線データ収集系から得られる投影データを順次回転軌道に沿って収集し、これらの投影データを３次元画像再構成（コーンビーム再構成）することによりアーチファクトの少ない３次元断層像が得られる。【選択図】図４
2006055309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を走査ガントリごと、ｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、
複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、
収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項２】
ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度と＋４５度で複数回の投影データ収集を行ない、複数の投影データを合わせて３次元画像再構成することを特徴とする
請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項３】
ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度傾いた位置から＋４５度まで傾いた位置まで連続的に傾けながら、Ｘ線データ収集系を回転させて投影データ収集を１回転または数回転行ない、投影データを重みをつけながら３次元画像再構成することを特徴とする
請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項４】
Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を傾斜させる走査ガントリが、ｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜した位置に複数のＸ線データ収集系を配置でき、
複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、
収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項５】
Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系において、Ｘ線発生装置のみが−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動でき、
複数の傾斜位置でデータ収集を行い、
収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項６】
Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系において、Ｘ線検出器が−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動でき、
複数の傾斜位置でデータ収集を行い、
収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項７】
Ｘ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転し得るＸ線データ収集系と、
前記Ｘ線データ収集系を備え、前記Ｘ線データ収集系をｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜させる走査ガントリとを有し、
複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにした
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度と＋４５度で複数回の投影データ収集を行ない、複数の投影データを合わせて３次元画像再構成することを特徴とする
請求項７記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度傾いた位置から＋４５度まで傾いた位置まで連続的に傾けながら、Ｘ線データ収集系を回転させて投影データ収集を１回転または数回転行ない、投影データを重みをつけながら３次元画像再構成することを特徴とする
請求項７記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
Ｘ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転し得るＸ線データ収集系と、
前記Ｘ線データ収集系を複数備え、ｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜した位置に複数のＸ線データ収集系を配置し得る走査ガントリとを有し、
複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにした
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できるＸ線発生装置と、
多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器と
を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を備え、
複数の傾斜位置でデータ収集を行い、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにした
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
Ｘ線発生装置と、
−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できる多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器と
を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を備え、
複数の傾斜位置でデータ収集を行い、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにした
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多列Ｘ線検出器、または平面Ｘ線検出器を用いたＸ線ＣＴ（Computed Tomography）撮影方法およびＸ線ＣＴ装置に関し、コンベンショナルスキャン（Conventional Scan）あるいはヘリカルスキャン(Helical Scan)などのすべてのスキャンモードにおいて、Ｘ線断層像のアーチファクトを改善できるようにしたＸ線ＣＴ撮影方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置において、図２３のように１軌道の３６０°回転のみのＸ線データ収集系の回転でＸ線断層撮影を行っていた。特許文献１に１軌道のみの投影データ収集を行ない３次元画像再構成をするＸ線断層撮影の例がある。
【０００３】
しかし、この場合、図２４のようにミッシングコーンという投影データの不完全なエリアが存在しているため、ｚ方向の両端の検出器列においてＸ線断層像のアーチファクトは出やすい投影データ収集方法であった。
【０００４】
また、従来のＸ線ＣＴ装置の走査ガントリの傾斜角は約±３０度で、のべ６０度までしか傾斜角度差はつけられず、９０度で直交する２つの円軌道のデータ収集は実現できなかった。このため、従来の多列Ｘ線検出器のＸ線ＣＴ装置、平面Ｘ線検出器のＸ線ＣＴ装置では１方向の回転だけではミッシングコーンなどの影響を無視して、画像が不完全であるが気にせず再構成を行ない、画質的には良くなかった。
【特許文献１】特開２００３−４１１２８３号公報
【非特許文献１】アルゴリズムシリーズ２  「画像処理アルゴリズム」，斉藤  恒雄著，近代科学社，１９９３年３月１０日初版発行，ｐ１６７〜１７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、本発明では図２５のように１つのＸ線データ収集系がｚ方向に−４５度と＋４５度に傾斜して、のべ９０度ずれた軌道で投影データ収集を行ない、もしくは、ｚ方向に−４５度と＋４５度に傾斜した９０度に直交する２つのＸ線データ収集系で各々３６０度円軌道で投影データ収集を行ない、２つの軌道の投影データを用いて３次元画像再構成を行ないＸ線断層像のアーチファクトを軽減する。一般的にこのようなデータ収集でアーチファクトが軽減されることは知られている（非特許文献１参照）。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明では、実施例１のように多列Ｘ線検出器、平面Ｘ線検出器のＸ線ＣＴ装置において、走査ガントリの傾斜機構の傾斜角が−４５度から＋４５度まで、またはのべ９０度傾けられ−４５度と＋４５度の位置で、または２つの９０度ずれた位置で投影データ収集ができるようにしておく、９０度ずれた２つの回転軌道を回転するＸ線管、多列Ｘ線検出器あるいは平面Ｘ線検出器からなるＸ線データ収集系から得られる投影データを各々の回転軌道に沿って収集し、これらの投影データを３次元画像再構成（コーンビーム再構成）することによりアーチファクトの少ない断層像が得られる。
または、実施例２のように−４５度から＋４５度までの間を連続的に傾けながら、Ｘ線データ収集系を複数回転させつつデータ収集を行ない、これらの投影データを３次元画像再構成（コーンビーム再構成）することによりアーチファクトの少ない断層像が得られるようにしてもよい。
【０００７】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を走査ガントリごと、ｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１の観点によるＸ線ＣＴ撮像方法では、Ｘ線データ収集系を−４５度と＋４５度に傾けて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、第１の観点において、ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度と＋４５度で２回の投影データ収集を行ない、２つの投影データを合わせて３次元画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第２の観点によるＸ線ＣＴ撮像方法では、Ｘ線データ収集系を−４５度と＋４５度に傾けて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、第１の観点において、ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度傾いた位置から＋４５度まで傾いた位置まで連続的に傾けながら、Ｘ線データ収集系を回転させて投影データ収集を１回転または数回転行ない、投影データを重みをつけながら３次元画像再構成（コーンビーム再構成）することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第３の観点によるＸ線ＣＴ撮像方法では、少なくとも２つの回転できるＸ線データ収集系を−４５度と＋４５度に持ち、投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１０】
第４の観点では、本発明は、Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を傾斜させる走査ガントリが、ｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜した位置に複数のＸ線データ収集系を配置でき、複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第４の観点によるＸ線ＣＴ撮像方法では、少なくとも２つの回転できるＸ線データ収集系を−４５度と＋４５度に持ち、投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系において、Ｘ線発生装置のみが−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動でき、複数の傾斜位置でデータ収集を行い、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第５の観点によるＸ線ＣＴ撮像方法では、Ｘ線発生装置を−４５度と＋４５度に傾け、もしくはそれ相当にのべ９０度傾け、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１２】
第６の観点では、本発明は、Ｘ線データ収集系がＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系において、Ｘ線検出器が−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動でき、複数の傾斜位置でデータ収集を行い、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第６の観点によるＸ線ＣＴ撮像方法では、Ｘ線検出器を−４５度と＋４５度に傾け、もしくはそれ相当にのべ９０度傾け、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１３】
第７の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転し得るＸ線データ収集系と、前記Ｘ線データ収集系を備え、前記Ｘ線データ収集系をｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜させる走査ガントリとを有し、複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第７の観点によるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線データ収集系を−４５度と＋４５度に傾けて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１４】
第８の観点では、本発明は、第７の観点において、ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度と＋４５度で２回の投影データ収集を行ない、２つの投影データを合わせて３次元画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第８の観点によるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線データ収集系を−４５度と＋４５度に傾けて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、第７の観点において、ｙ方向を０度とした場合にｚ方向に−４５度傾いた位置から＋４５度まで傾いた位置まで連続的に傾けながら、Ｘ線データ収集系を回転させて投影データ収集を１回転または数回転行ない、投影データを重みをつけながら３次元画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第９の観点によるＸ線ＣＴ装置では、少なくとも２つの回転できるＸ線データ収集系を−４５度と＋４５度に持ち、投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器を含み、ｘｙ平面内に３６０度回転し得るＸ線データ収集系と、前記Ｘ線データ収集系を複数備え、ｚ方向に−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜した位置に複数のＸ線データ収集系を配置し得る走査ガントリとを有し、複数の傾斜位置でデータ収集を行ない、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＸ線ＣＴ装置では、少なくとも２つの回転できるＸ線データ収集系を−４５度と＋４５に持ち、投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できるＸ線発生装置と、多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器とを含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を備え、複数の傾斜位置でデータ収集を行い、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線発生装置を−４５度と＋４５度に傾け、もしくはそれ相当にのべ９０度傾け、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【００１８】
第１２の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、−４５度から＋４５度もしくはそれ相当に９０度の範囲で傾斜でき、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できる多列Ｘ線検出器または平面Ｘ線検出器とを含み、ｘｙ平面内に３６０度回転できるＸ線データ収集系を備え、複数の傾斜位置でデータ収集を行い、収集された投影データを３次元画像再構成で画像再構成できるようにしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出器を−４５度と＋４５度に傾け、もしくはそれ相当にのべ９０度傾け、もしくはｚ方向にそれ相当に移動できて投影データ収集を行ない、３次元画像再構成で画像再構成するためミッシングコーンの影響を削減でき、Ｘ線ＣＴ断層像のアーチファクトを改善できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、９０度ずれた２方向の各々の１回転の投影データを合わせて再構成することで、ミッシングコーンの影響の少ないアーチファクトが改善された画質の良い断層像が３次元画像再構成（コーンビーム再構成）できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００２２】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示するモニタ６と、プログラムやデータやＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置７とを具備している。走査ガントリ２０はｚ方向に傾斜することができ、ｙ方向を傾斜角０度とすると、少なくとも−４５度から＋４５度まで傾斜できるような構成になっている。
【００２３】
撮影テーブル１０は、被検体を乗せて走査ガントリ２０のボア（空洞部）に入れ出しするクレードル１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内臓するモータで昇降およびテーブル直線移動される。
【００２４】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、多列Ｘ線検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System)２５と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１などを回転させる回転部コントローラ２６と、制御信号などを前記操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。
【００２５】
図２は多列Ｘ線検出器２４の説明図である。図３は、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４の幾何学的配置の説明図である。
【００２６】
Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４は、回転中心ＩＣの回りを３６０度回転できる。鉛直方向をｙ方向とし、水平方向をｘ方向とし、これらに垂直な方向をｚ方向とするとき、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４の回転平面は、ｘｙ面である。また、クレードル１２の移動方向は、ｚ方向である。
【００２７】
Ｘ線管２１は、Ｘ線焦点からＸ線ビームを発生する。多列Ｘ線検出器２４は、例えば２５６列の検出器列を有する。また、各検出器列は、例えば１０２４チャネルのチャネルを有する。
【００２８】
このＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４は回転しながらＸ線管２１が照射するＸ線が被検体を透過し、投影データを多列Ｘ線検出器２４で収集することができ、ＤＡＳ２５でＡ／Ｄ変換され、スリップリング３０を経由してデータ収集バッファ５に入力される。データ収集バッファ５に入力されたデータは記憶装置７のプログラムにより、中央処理装置３で前処理画像再構成され断層像となりモニタ６に表示される。走査ガントリ２０がｚ方向に−４５度から＋４５度の間を傾斜していてもデータ収集が行なえる。
【００２９】
（実施例１）
図４は、本発明の実施例１を説明するための図である。
本実施例では、図４のように１つのＸ線データ収集系がｚ方向に−４５度と＋４５度に傾斜して、のべ９０度ずれた軌道で投影データ収集を行ない、もしくは、ｚ方向に−４５度と＋４５度に傾斜した９０度に直交する２つのＸ線データ収集系で各々３６０度円軌道で投影データ収集を行ない、２つの軌道の投影データを用いて３次元画像再構成を行ないＸ線断層像のアーチファクトを軽減する。
【００３０】
図５は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の実施例１の概略を示すフロー図である。
ステップＰ１では、クレードル１２上の被検体をテーブル直線移動させてｚ方向の位置合わせを行ない、まず−４５度方向の投影データを収集する。Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４からなるＸ線データ収集系を走査ガントリ２０ごと、ｘｙ平面からｚ方向に−４５度傾斜させて、被検査対象物の周りに３６０度回転させ、ビュー角度viewと検出器列番号ｊとチャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）を、θ＝−４５度で収集する。
【００３１】
ステップＰ２では、−４５度方向の投影データを前処理する。投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）に対して、前処理（オフセット補正，対数補正，Ｘ線線量補正，感度補正）を行う。前処理された投影データに再構成関数を重畳する。前処理した投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）に対して、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）をフーリエ変換し、周波数領域においてフィルタ関数（再構成関数）を掛け、逆フーリエ変換し、３次元画像再構成を行う。
【００３２】
ステップＰ３では、＋４５度方向の投影データを収集する。走査ガントリ２０をｚ方向に＋４５度傾斜させて、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４からなるＸ線データ収集系を＋４５度傾斜させて、投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）をθ＝＋４５度で収集する。
【００３３】
ステップＰ４では、＋４５度方向の投影データを前処理し、前処理された投影データに再構成関数を重畳し、再構成関数重畳処理を行なう。再構成関数を重畳されたデータを３次元逆投影処理する。
【００３４】
ステップＰ５では、θ＝−４５度、θ＝＋４５度で得られた各々の逆投影データＤ３（ｘ, ｙ, ｚ，θ）を画素ごとに重みをかけて加算し、最終の逆投影データＤ３（ｘ, ｙ,
ｚ，θ）を求める。逆投影データＤ３（ｘ, ｙ, ｚ，θ）に対して後処理を行い、ＣＴ値に変換されたＣＴ画像を得る。
ステップＰ６では、断層像を表示する。
【００３５】
図６は、Ｘ線ＣＴ装置１００のデータ処理動作の概略を示すフロー図である。
ステップＳ１では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とからなるＸ線データ収集系を被検体の回りに回転させ、かつクレードル１２をコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）、またはシネスキャンの場合は、テーブルを動かさずにテーブル直線移動位置ｚと、ビュー角度viewと、検出器列番号ｊと、チャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０（ｚ，view，ｊ，ｉ）を収集する。実施例２の回転方向ヘリカルスキャンでは、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とからなるＸ線データ収集系を被検体の回りに３６０度回転させながら、Ｘ線データ収集系を例えば−４５度から＋４５度に傾けつつデータ収集を行なう。
【００３６】
ステップＳ２では、投影データＤ０（ｚ，view，ｊ，ｉ）に対して、前処理を行なう。図７は、前処理の詳細を示すフロー図である。前処理は図７のようにステップＳ２１のオフセット補正、ステップＳ２２の対数変換，ステップＳ２３のＸ線線量補正，ステップＳ２４の感度補正からなる。
【００３７】
ステップＳ３ではビームハードニング補正が行なわれる。ビームハードニング補正Ｓ３ではステップＳ２の前処理の感度補正（ステップＳ２４）が行なわれた投影データをＤｉｎとし、ビームハードニング補正Ｓ３の後のデータをＤｏｕｔとすると、ビームハードニング補正は下記式（１）のように例えば、多項式形式で表わされる。
【００３８】
【数１】
2006055309.tif 000003
【００３９】
この時、検出器の各ｊ列ごとに独立したビームハードニング補正を行うようにもできるため、各列ごとの検出器の特性の違いを補正できる。
【００４０】
ステップＳ４では、前処理した投影データＤ０（ｚ，view，ｊ，ｉ）に対して、ｚ方向（列方向）のフィルタｚフィルタ重畳処理を行なう。図８は、列方向（ｚ方向）フィルタ重畳を説明する図である。
【００４１】
ステップＳ４では、図８（ａ）および図８（ｃ）に示すように前処理・ビームハードニング補正された多列Ｘ線検出器Ｄｅｔ（ｃｈ，ｒｏｗ）（ｃｈ＝１〜ＣＨ，ｒｏｗ＝１〜ＲＯＷ）のデータに対し、列方向に例えば下記（２）のような列方向のフィルタ（図８（ｂ）参照）をかける。
【００４２】
【数２】
2006055309.tif 000004
【００４３】
ただし、下記式（３）を満たすとする。
【００４４】
【数３】
2006055309.tif 000005
【００４５】
補正された検出器データＤｃｏｒ（ｃｈ，ｒｏｗ）は下記式（４）のようになる。
【００４６】
【数４】
2006055309.tif 000006
【００４７】
なお、チャネルの最大値はＣＨ列の最大値はＲＯＷとすると、下記式（５）の関係を満たすとする。
【００４８】
【数５】
2006055309.tif 000007
【００４９】
また、図９（ａ）のように、列方向フィルタ係数を変化させるとスライス厚を制御できる。図１０に示すように一般的にＣＴ断層像では再構成中心に比べ周辺部の方がスライス厚が厚くなるので、図９（ｂ）のように列方向フィルタ係数を中心部チャネルと周辺部チャネルで変化させると、スライス厚は周辺部でも再構成中心部でも一様に近くすることもできる。また、図９（ｂ）に示すように多列Ｘ線検出器２４の中心部チャネルと周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御してやることにより、スライス厚も中心部と周辺部で制御できる。またこれによりアーチファクト改善具合、ノイズ改善具合も制御できる。つまり、３次元画像再構成された断層像つまり、ｘｙ平面内の画質が制御できる。
【００５０】
また、その他の実施形態として図１１のように、列方向（ｚ方向）フィルタ係数を逆重畳（デコンボリューション）フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することもできる。
【００５１】
ステップＳ５では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理Ｓ５では、ｚフィルタ重畳処理後のデータをＤｉｎとし、再構成関数重畳処理後のデータをＤｏｕｔ、重畳する再構成関数をＫｅｒｎｅｌ（ｊ）とすると、再構成関数重畳処理は下記式（６）のように表わされる。
【００５２】
【数６】
2006055309.tif 000008
【００５３】
つまり、再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）は検出器の各ｊ列ごとに独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
【００５４】
ステップＳ６では、再構成関数重畳処理した投影データＤ０（ｚ，view，ｊ，ｉ）に対して、３次元逆投影処理を行い、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を求める。この３次元逆投影処理については、図１２の処理フローを参照して後述する。
【００５５】
ステップＳ７では、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に対して画像フィルタ重畳、ＣＴ値変換などの後処理を行い、ＣＴ画像を得る。
後処理の画像フィルタ重畳処理では、３次元逆投影後のデータをＤｉｎ（ｘ，ｙ，ｚ）とし、画像フィルタ重畳後のデータをＤｏｕｔ（ｘ，ｙ，ｚ）、画像フィルタをＦｉｌｔｅｒ（ｘ，ｙ）とすると、下記式（７）に示す処理が行われる。
【００５６】
【数７】
2006055309.tif 000009
【００５７】
図１２は、３次元逆投影処理（図６のステップＳ６）の詳細を示すフロー図である。
【００５８】
ステップＳ６１では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０度分のビュー又は「１８０度分＋ファン角度分」のビュー）中の１つのビューに着目し、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する。
【００５９】
図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、ｘｙ平面に必要な５１２×５１２画素の正方形の領域を再構成領域Ｐとし、ｙ＝０のｘ軸に平行な画素列Ｌ０、ｙ＝６３の画素列Ｌ６３、ｙ＝１２７の画素列Ｌ１２７、ｙ＝１９１の画素列Ｌ１９１、ｙ＝２５５の画素列Ｌ２５５、ｙ＝３１９の画素列Ｌ３１９、ｙ＝３８３の画素列Ｌ３８３、ｙ＝４４７の画素列Ｌ４４７、ｙ＝５１１の画素列Ｌ５１１を列にとると、これらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１をＸ線透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影した図１４に示す如きラインＴ０〜Ｔ５１１上の投影データを抽出すれば、それらが画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤｒとなる。
【００６０】
Ｘ線透過方向は、Ｘ線管２１のＸ線焦点と各画素と多列Ｘ線検出器２４との幾何学的位置によって決まるが、投影データＤ０（view，ｊ，ｉ）のｚ座標ｚ（view）がテーブル直線移動ｚ方向位置Ｚtable(view）として投影データに添付されていて判っているため、加速・減速中の投影データＤ０（view，ｊ，ｉ）でもＸ線透過方向を正確に求めることができる。
【００６１】
なお、例えば画素列Ｌ０をＸ線透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影したラインＴ０のように、ラインの一部が多列Ｘ線検出器２４の面外に出た場合は、対応する投影データＤｒを「０」にする。
【００６２】
このようにして、図１５（ａ）に示すように、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒ（view，ｘ，ｙ）を抽出できる。
【００６３】
図１２に戻り、ステップＳ６２では、投影データＤｒ（view，ｘ，ｙ）にコーンビーム再構成荷重係数を乗算し、図１５（ｂ）に示すような投影データＤ２（view，ｘ，ｙ）を作成する。
【００６４】
ここでコーンビーム再構成荷重係数は、Ｘ線管２１の焦点から投影データＤｒに対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列ｊ、チャネルｉまでの距離をｒ０とし、Ｘ線管２１の焦点から投影データＤｒに対応する再構成領域Ｐ上の画素までの距離をｒ１、Ｘ線管２１の焦点から多列Ｘ線検出器の各チャネルまでの距離をｒ０とするとき、（ｒ１／ｒ０）2 である。
【００６５】
ステップＳ６３では、図１６に示すように、予めクリアしておいた逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に、投影データＤ２（view，ｘ，ｙ）を画素対応に加算する。
【００６６】
ステップＳ６４では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０度分のビュー又は「１８０度分＋ファン角度分」ビュー）について、ステップＳ６１〜Ｓ６３を繰り返し、図１６に示すように逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を得る。
【００６７】
なお、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、再構成領域Ｐを円形の領域としてもよい。
【００６８】
上記の実施形態のＸ線ＣＴ装置１００によれば、画素点ｇを透過したＸ線が実際に入る第ｊ検出器列・チャネルｉを求め、その第ｊ検出器列・チャネルｉのデータを画素点ｇの画素値を求めるのに使用する。よって、多列Ｘ線検出器１３を用いた場合にスキャン面が回転面に対して傾くことに起因するアーチファクトを抑制できる。
【００６９】
なお、チャネル方向についても、チャネルｉのデータとチャネル（ｉ−１）またはチャネル（ｉ＋１）のデータとで線形補間を行うのが好ましい。
【００７０】
また、線形補間演算の代わりに、検出器の列の方向およびチャネル方向の２次元でハニング（hanning）補間を行ってもよい。また、キュービック（cubic）補間やラグランジェ補間などを行ってもよい。これらの補間は、線形補間演算に比べて、演算処理は複雑になるが、良い画質の画像が得られる。
【００７１】
（実施例２）
図１８は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の実施例２の概略を示すフロー図である。図１９は、実施例２の回転方向ヘリカルスキャンを示す図である。
【００７２】
ステップＰ１１では、まずｚ方向に−４５度走査ガントリ２０を傾け、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とをｘｙ平面からｚ方向に−４５度傾斜させる。クレードル１２上の被検体をテーブル直線移動させてｚ方向の位置合わせを行なう。この回転方向ヘリカルスキャンにより、図１９に示すように、スキャン開始とともに走査ガントリ２０、Ｘ線データ収集系は−４５度から＋４５度に連続動作で傾斜させながら、Ｘ線管２１、多列Ｘ線検出器２４とからなるＸ線データ収集系は複数回傾斜面上で回転を行ないながらデータ収集をする。被検査対象物の周りに回転した、ビュー角度viewと検出器列番号ｊとチャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）を、θ＝−４５度から＋４５度までにおける間で収集する。
【００７３】
ステップＰ１２では、−４５度から＋４５  度までの間に収集した投影データを前処理する。投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）に対して、前処理（オフセット補正，対数補正，Ｘ線線量補正，感度補正）を行う。前処理した投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）に対して、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、投影データＤ０（θ，view，ｊ，ｉ）をフーリエ変換し、周波数領域において再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。
【００７４】
再構成関数を重畳されたデータに再構成荷重、およびコーンビーム重み関数の重みをつけながら３次元逆投影処理して、３次元画像再構成された逆投影データＤ３（ｘ, ｙ, ｚ，θ）を求める。図２０は、複数回転しながら、−４５度から＋４５度までの間でデータ収集した場合の重みＷθの一例を示す図である。逆投影データＤ３（ｘ, ｙ, ｚ，θ）に対して後処理を行い、ＣＴ値に変換されたＣＴ画像を得る。
【００７５】
ステップＰ１３では、断層像を表示する。なお、３次元画像再構成の詳細は実施例１と同様である。
【００７６】
なお、チャネル方向についても、チャネルｉのデータとチャネル（ｉ−１）またはチャネル（ｉ＋１）のデータとで線形補間を行うのが好ましい。
【００７７】
また、線形補間演算の代わりに、検出器の列の方向およびチャネル方向の２次元で多点非線形補間のハニング（hanning）補間を行ってもよい。また、キュービック（cubic）補間やラグランジェ補間などを行ってもよい。これらの多点非線形補間は、線形補間演算に比べて、演算処理は複雑になるが、良い画質の画像が得られる。
【００７８】
（実施例３）
図２１は、実施例３におけるＸ線データ収集系の構成を説明するための図である。
【００７９】
実施例１および実施例２では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４を備える走査ガントリ２毎、ｚ方向に傾斜させる例について説明した。しかしながら、これでは被検体を乗せたクレードル１２に対する走査ガントリの開口部が確保できない場合がある。
【００８０】
実施例３では、走査ガントリ２の中でＸ線管２１がＩＳＯを中心として−４５度から４５度まで傾斜可能に構成し、さらに、多列Ｘ線検出器２４はｚ方向に移動できるようにしたものである。
【００８１】
このように構成することにより、被検体を乗せたクレードル１２に対する走査ガントリ２の開口部を確保することができる。なお、データ処理フローは図５と同様に行なえる。
【００８２】
（実施例４）
図２２は、実施例３におけるＸ線データ収集系の構成を説明するための図である。
【００８３】
実施例４では、走査ガントリ２の中でＸ線管２１、多列Ｘ線検出器２４ともにｚ方向に移動でき、−４５度傾斜の場合と＋４５度傾斜の場合を作ることができるように構成したものである。
【００８４】
このように構成することにより、被検体を乗せたクレードル１２に対する走査ガントリ２の開口部を確保することができる。なお、データ処理フローは図５と同様に行なえる。
【００８５】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】多列Ｘ線検出器のＸ線線量比較検出器を示す説明図である。
【図３】Ｘ線管および多列Ｘ線検出器の回転を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例１を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略動作を示すフロー図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略動作を示すフロー図である。
【図７】前処理の詳細を示すフロー図である。
【図８】列方向（ｚ方向）フィルタ重畳を説明する図である。
【図９】列方向（ｚ方向）フィルタ係数とスライス厚の関係を示す図である。
【図１０】列方向（ｚ方向）フィルタがかかった周辺部のスライス厚が厚い断層像と列方向（ｚ方向）フィルタで一様なスライス厚になった断層像を示す図である。
【図１１】周辺部チャネル用逆重畳列方向（ｚ方向）フィルタ、再構成中心部チャネル用逆重畳列方向（ｚ方向）フィルタを示す図である。
【図１２】３次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。
【図１３】再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１４】検出器面に投影したラインを示す概念図である。
【図１５】（ａ）は投影データＤｒ（view, ｘ，ｙ）を再構成領域上に投影した状態を示す概念図であり、（ｂ）は再構成領域上の各画素の逆投影画素データＤ２を示す概念図である。
【図１６】逆投影画素データＤ２を画素対応に全ビュー加算して逆投影データＤ３を得る状態を示す説明図である。
【図１７】円形の再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１８】実施例２に係るＸ線ＣＴ装置の概略動作を示すフロー図である。
【図１９】実施例２の回転方向ヘリカルスキャンを示す図である。
【図２０】複数回転しながら、−４５度から＋４５度までの間でデータ収集した場合の重みＷθの説明図である。
【図２１】実施例３の検出器を可動にし走査ガントリの開口部を確保した場合を示す図である。
【図２２】実施例４の多列Ｘ線検出器とＸ線管がシフトする場合を示す図である。
【図２３】従来のＸ線データ収集系を示す図である。
【図２４】ミッシングコーンを示す図である。
【図２５】本提案の原理を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…操作コンソール、２…入力装置、３…中央処理装置、５…データ収集バッファ、６…モニタ、７…記憶装置、１０…撮影テーブル、１２…クレードル、１５…回転部、２０…走査ガントリ、２１…Ｘ線管、２２…Ｘ線コントローラ、２３…コリメータ、２４…多列Ｘ線検出器、２５…ＤＡＳ（データ収集装置）、２６…回転部コントローラ、２９…制御コントローラ、３０…スリップリング、ｄｐ…検出器面、Ｐ…再構成領域、ｐｐ…投影面、ＩＣ…再構成中心（ＩＳＯ）
【図１】
2006055309.tif 000010
【図２】
2006055309.tif 000011
【図３】
2006055309.tif 000012
【図４】
2006055309.tif 000013
【図５】
2006055309.tif 000014
【図６】
2006055309.tif 000015
【図７】
2006055309.tif 000016
【図８】
2006055309.tif 000017
【図９】
2006055309.tif 000018
【図１０】
2006055309.tif 000019
【図１１】
2006055309.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
2006055309.tif 000022
【図１４】
2006055309.tif 000023
【図１５】
2006055309.tif 000024
【図１６】
2006055309.tif 000025
【図１７】
2006055309.tif 000026
【図１８】
2006055309.tif 000027
【図１９】
2006055309.tif 000028
【図２０】
2006055309.tif 000029
【図２１】
2006055309.tif 000030
【図２２】
2006055309.tif 000031
【図２３】
2006055309.tif 000032
【図２４】
2006055309.tif 000033
【図２５】
2006055309.tif 000034