(57)【要約】【課題】  投影ライン変換を行う際に、断層画像のスキャン中心位置からの距離と共に大きくなる分解能劣化を軽減するＸ線ＣＴ画像再構成方法およびＸ線ＣＴ装置を実現する。【解決手段】  投影ライン変換により、ステップＳ４０４においてファンビームデータからパラレルビームに変換すると共に、この投影ライン変換を行う前に、ステップＳ４０３においてデータの取得時間が近接して異なるビュー間で第１のエンハンスメント処理を行うこととしているので、パラレルビームデータに変換した際に生じる、データの取得時間のバラツキを緩和し、投影ライン変換によりＭＩＰ作成時に生じる縞状アーチファクトを低減すると共に、スキャン中心位置から離れた位置での分解能劣化を軽減することを実現する。【選択図】        図４
2006320631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、
前記回転角度ごとに検出される前記投影データからなるファンビームデータに、投影ラインごとのデータを鮮鋭化するエンハンスメント処理を行い、
前記エンハンスメント処理が行われたファンビームデータに基づいて、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、
前記パラレルビームデータに基づいて画像再構成を行うＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項２】
前記エンハンスメント処理は、前記回転角度が近接する複数のファンビームデータ間で鮮鋭化を行う第１のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項３】
前記第１のエンハンスメント処理は、前記回転角度を示すビュー番号をｊとし、前記投影ラインの位置を示すチャネル番号をｉとし、前記厚み方向の位置を示すロー番号をｒとし、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＰi,j,rとし、処理を行うビュー番号ｊの範囲を示す番号幅をｗとし、処理を行うビュー番号を指定するパラメータをｋとし、ビュー番号ごとの重み係数をＷkとし、前記第１のエンハンスメント処理が行われた後の、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＱi,j,rとし、
【数１】
2006320631.tif 000008
で現される式（１）を用いることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項４】
前記エンハンスメント処理は、前記厚み方向に近接する複数のファンビームデータ間で鮮鋭化を行う第２のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項５】
前記第２のエンハンスメント処理は、前記回転角度を示すビュー番号をｊとし、前記投影ラインの位置を示すチャネル番号をｉとし、前記厚み方向の位置を示すロー番号をｒとし、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＰi,j,rとし、処理を行うロー番号ｒの範囲を示す番号幅をｗとし、処理を行うロー番号を指定するパラメータをｋとし、ロー番号ごとの重み係数をＷkとし、前記第２のエンハンスメント処理が行われた後の、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＲi,j,rとし、
【数２】
2006320631.tif 000009
で現される式（２）を用いることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項６】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータに基づいて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、
前記パラレルビームデータの投影ラインごとのデータを鮮鋭化するエンハンスメント処理を行い、
前記エンハンスメント処理が行われたパラレルビームデータに基づいて画像再構成を行うＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項７】
前記エンハンスメント処理は、前記投影角度が近接する複数のパラレルビームデータ間で鮮鋭化を行う第１のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項８】
前記エンハンスメント処理は、前記厚み方向に近接する複数のパラレルビームデータ間で鮮鋭化を行う第２のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする請求項６または７に記載のＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項９】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、
前記パラレルビームデータに基づいて、前記被検体の断層画像データを画像再構成し、
前記断層画像データの画像中に前記回転の中心位置に相当するスキャン中心位置を定め、
前記断層画像データの画素に、前記スキャン中心位置からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくなる第３のエンハンスメント処理を行うＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項１０】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、前記被検体の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出し、
前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、
前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成し、
前記回転角度ごとの扇状の投影ラインを有する鮮鋭化局所透過領域データに基づいて、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、
前記パラレルビームデータを用いて画像再構成を行うＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項１１】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、
前記パラレルビームデータから、前記被検体の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出し、
前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、
前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成し、
前記鮮鋭化局所透過領域データを用いて画像再構成を行うＸ線ＣＴ画像再構成方法。
【請求項１２】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータに、投影ラインごとのデータを鮮鋭化するエンハンスメント処理を行うエンハンスメント処理手段と、
前記エンハンスメント処理が行われたファンビームデータに基づいて、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、
前記パラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記エンハンスメント処理手段は、前記回転角度が近接する複数のファンビームデータ間を鮮鋭化する第１のエンハンスメント処理を行う第１のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
前記エンハンスメント処理手段は、前記厚み方向に近接する複数のファンビームデータ間を鮮鋭化する第２のエンハンスメント処理を行う第２のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、
前記パラレルビームデータの投影ラインごとのデータを鮮鋭化するエンハンスメント処理を行うエンハンスメント処理手段と、
前記エンハンスメント処理を行ったパラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項１６】
前記エンハンスメント処理手段は、前記投影角度が近接する複数のパラレルビームデータ間を鮮鋭化する第１のエンハンスメント処理を行う第１のエンハンスメント処理手段を備え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】
前記エンハンスメント処理手段は、前記厚み方向に近接する複数のパラレルビームデータ間を鮮鋭化する第２のエンハンスメント処理を行う第２のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする請求項１５または１６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１８】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、
前記パラレルビームデータに基づいて、前記被検体の断層画像データを画像再構成する画像再構成手段と、
前記断層画像データの画像中に前記回転の中心位置に相当するスキャン中心位置を定め、
前記断層画像データの画素に、前記スキャン中心位置からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくなる第３のエンハンスメント処理を行う第３のエンハンスメント処理手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項１９】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、前記被検体を透過するＸ線ビーム領域の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出する局所領域抽出手段と、
前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、
前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成する第４のエンハンスメント処理手段と、
前記鮮鋭化局所透過領域データから、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、
前記パラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２０】
被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、
前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、
前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、
前記パラレルビームデータから、前記被検体を透過するＸ線ビーム領域の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出する局所領域抽出手段と、
前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、
前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成する第４のエンハンスメント処理手段と、
前記鮮鋭化局所透過領域データに基づいて、前記被検体の局所断層画像データを画像再構成する画像再構成手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、扇状に拡がるＸ線ビーム（ｂｅａｍ）のファンビームデータ（ｆａｎ  ｂｅａｍ  ｄａｔａ）を、Ｘ線ビームの投影角度が平行なパラレルビームデータ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｂｅａｍ  ｄａｔａ）に変換し、画像再構成を行うＸ線ＣＴ画像再構成方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の３次元的な断層画像データを用いて、この３次元的な断層画像データを１つの方向から投影する投影画像情報の形成が行われる。この投影画像情報を形成する方法の１つに、投影方向に存在する画素値の最大値を表示するＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）方式が存在する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、このＭＩＰ方式を行うと、投影画像上に縞状のアーチファクト（Ａｒｔｉｆａｃｔ）が出現する。そして、この縞状のアーチファクトを低減するために、扇状に拡がるＸ線ビームのファンビームデータを、平行なＸ線ビームからなるパラレルビームデータに投影ライン変換し、このパラレルビームデータを用いて画像再構成が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５９−１６８８４０号公報、（第３〜４頁、第２〜３図）
【非特許文献１】岡部哲夫、瓜谷富三編著、「放射線診断機器工学」医歯薬出版、２００３年４月２０日、ｐ１７４―１７５
【非特許文献２】斉藤恒雄著、「画像処理アルゴリズム」近代科学社出版、１９９３年３月１０日、ｐ１０７―１０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記背景技術によれば、スキャン（ｓｃａｎ）中心位置から離れるに従い断層画像の空間分解能が劣化する。すなわち、断層画像は、スキャン中心位置からの距離に比例して、スキャン中心位置を中心とする円周方向に流れる画像となる。
【０００５】
特に、高分解能ＣＴ検査による肺野の断層画像では、肺野に存在する血管の分枝がスキャン中心位置を中心とする円周方向に流れる画像が顕著に現れ、目立った画像の劣化が生じる要因となっている。
【０００６】
これらのことから、投影ライン変換を行う際に、断層画像のスキャン中心位置からの距離と共に大きくなる分解能劣化を軽減するＸ線ＣＴ画像再構成方法およびＸ線ＣＴ装置をいかに実現するかが重要となる。
【０００７】
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、投影ライン変換を行う際に、断層画像のスキャン中心位置からの距離と共に大きくなる分解能劣化を軽減することができるＸ線ＣＴ画像再構成方法および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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータに、前記投影ラインごとのデータを鮮鋭化するエンハンスメント処理を行い、前記エンハンスメント処理が行われたファンビームデータに基づいて、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、前記パラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う。
【０００９】
この第１の観点による発明では、ファンビームデータにエンハンスメント処理を行った後に、パラレルビームデータを形成し画像再構成を行う。
また、第２の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、第１の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理が、前記回転角度が近接する複数のファンビームデータ間で鮮鋭化を行う第１のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする。
【００１０】
この第２の観点の発明では、第１のエンハンスメント処理は、近接する回転角度のファンビームデータ間で鮮鋭化を行う。
また、第３の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、第２の観点に記載の発明において、前記第１のエンハンスメント処理が、前記回転角度を示すビュー番号をｊとし、前記投影ラインの位置を示すチャネル番号をｉとし、前記厚み方向の位置を示すロー番号をｒとし、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＰi,j,rとし、処理を行うビュー番号ｊの範囲を示す番号幅をｗとし、処理を行うビュー番号を指定するパラメータをｋとし、ビュー番号ごとの重み係数をＷkとし、前記第１のエンハンスメント処理が行われた後の、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＱi,j,rとし、
【００１１】
【数１】
2006320631.tif 000003
【００１２】
で現される式（１）を用いることを特徴とする。
また、第４の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、第１ないし３のいずれか１つの観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理が、前記厚み方向に近接する複数のファンビームデータ間で鮮鋭化を行う第２のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする。
【００１３】
この第４の観点の発明では、第２のエンハンスメント処理は、厚み方向に近接するファンビームデータ間で鮮鋭化を行う。
また、第５の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、第４の観点に記載の発明において、前記第２のエンハンスメント処理が、前記回転角度を示すビュー番号をｊとし、前記投影ラインの位置を示すチャネル番号をｉとし、前記厚み方向の位置を示すロー番号をｒとし、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＰi,j,rとし、処理を行うロー番号ｒの範囲を示す番号幅をｗとし、処理を行うロー番号を指定するパラメータをｋとし、ロー番号ごとの重み係数をＷkとし、前記第２のエンハンスメント処理が行われた後の、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒのファンビームデータ値をＲi,j,rとし、
【００１４】
【数２】
2006320631.tif 000004
【００１５】
で現される式（２）を用いることを特徴とする。
また、第６の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータに基づいて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、前記パラレルビームデータの投影ラインごとにエンハンスメント処理を行い、前記エンハンスメント処理を行ったパラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う。
【００１６】
この第６の観点の発明では、パラレルビームデータにエンハンスメント処理を行った後に画像再構成を行う。
また、第７の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、第６の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理が、前記投影角度が近接する複数のパラレルビームデータ間で鮮鋭化を行う第１のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする。
【００１７】
この第７の観点の発明では、第１のエンハンスメント処理は、投影角度が近接するパラレルビームデータ間で鮮鋭化を行う。
また、第８の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、第６または７の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理が、前記厚み方向に近接する複数のパラレルビームデータ間で鮮鋭化を行う第２のエンハンスメント処理を備えることを特徴とする。
【００１８】
この第８の観点の発明では、第２のエンハンスメント処理は、厚み方向に近接するパラレルビームデータ間で鮮鋭化を行う。
また、第９の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、前記パラレルビームデータに基づいて、前記被検体の断層画像データを画像再構成し、前記断層画像データの画像中に前記回転の中心位置に相当するスキャン中心位置を定め、前記断層画像データの画素に、前記スキャン中心位置からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくなる第３のエンハンスメント処理を行う。
【００１９】
この第９の観点の発明では、断層画像データの第３のエンハンスメント処理は、スキャン中心位置からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくする。
また、第１０の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、前記被検体の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出し、前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成し、前記回転角度ごとの扇状の投影ラインを有する鮮鋭化局所透過領域データに基づいて、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、前記パラレルビームデータを用いて画像再構成を行う。
【００２０】
この第１０の観点の発明では、ハイパスフィルタ処理は、ファンビームデータのフーリエ変換された局所周波数領域データの低周波成分を除去し、もとの局所透過領域データを鮮鋭化する。
【００２１】
また、第１１の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転し、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出し、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成し、前記パラレルビームデータから、前記被検体の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出し、前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成し、前記鮮鋭化局所透過領域データを用いて画像再構成を行う。
【００２２】
この第１１の観点の発明では、ハイパスフィルタ処理は、パラレルビームデータのフーリエ変換された局所周波数領域データの低周波成分を除去し、もとの局所透過領域データを鮮鋭化する。
【００２３】
また、第１２の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータに、投影ラインごとのデータを鮮鋭化する第１のエンハンスメント処理を行うエンハンスメント処理手段と、前記エンハンスメント処理が行われたファンビームデータに基づいて、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、前記パラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを備える。
【００２４】
また、第１３の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第１２の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理手段が、前記回転角度が近接する複数のファンビームデータ間を鮮鋭化する第１のエンハンスメント処理を行う第１のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、第１４の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第１２または１３の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理手段が、前記厚み方向に近接する複数のファンビームデータ間を鮮鋭化する第２のエンハンスメント処理を行う第２のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
また、第１５の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、前記パラレルビームデータの投影ラインごとのデータを鮮鋭化するエンハンスメント処理を行うエンハンスメント処理手段と、前記エンハンスメント処理を行ったパラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを備える。
【００２７】
また、第１６の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第１５の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理手段が、前記投影角度が近接する複数のパラレルビームデータ間を鮮鋭化する第１のエンハンスメント処理を行う第１のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、第１７の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第１５または１６の観点に記載の発明において、前記エンハンスメント処理手段が、前記厚み方向に近接する複数のパラレルビームデータ間を鮮鋭化する第２のエンハンスメント処理を行う第２のエンハンスメント処理手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
また、第１８の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、前記パラレルビームデータに基づいて、前記被検体の断層画像データを画像再構成する画像再構成手段と、前記断層画像データの画像中に前記回転の中心位置に相当するスキャン中心位置を定め、前記断層画像データの画素に、前記スキャン中心位置からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくなる第３のエンハンスメント処理を行う第３のエンハンスメント処理手段とを備える。
【００３０】
また、第１９の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、前記被検体を透過するＸ線ビーム領域の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出する局所領域抽出手段と、前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成する第４のエンハンスメント処理手段と、前記鮮鋭化局所透過領域データから、前記投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、前記パラレルビームデータに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段と、を備える。
【００３１】
また、第２０の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射される厚みを持った扇状のＸ線ビームを、前記被検体の周囲で回転させる回転部と、前記被検体を透過したＸ線ビームの投影データを、前記回転の連続する複数の回転角度で検出するＸ線検出器と、前記回転角度ごとの前記投影データからなるファンビームデータを用いて、投影ラインが平行をなす等しい投影角度ごとのパラレルビームデータを形成する投影ライン変換手段と、前記パラレルビームデータから、前記被検体を透過するＸ線ビーム領域の局所領域を透過した局所透過領域データを抽出する局所領域抽出手段と、前記局所透過領域データをフーリエ変換して局所周波数領域データを生成し、前記局所周波数領域データの低周波成分を除去するハイパスフィルタ処理を行った後に、前記ハイパスフィルタ処理を行った局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い鮮鋭化局所透過領域データを生成する第４のエンハンスメント処理手段と、前記鮮鋭化局所透過領域データに基づいて、前記被検体の局所断層画像データを画像再構成する画像再構成手段とを備える。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、ファンビームデータ、パラレルビームデータあるいは断層画像データを鮮鋭化する第１〜第４のエンハンスメント処理を行うこととしているので、ファンビームデータからパラレルビームデータへの変換により、ＭＩＰ作成時に生じる縞状アーチファクトを低減すると共に、スキャン中心位置から離れた断層画像の分解能劣化を軽減することができ、特に繊細な肺野断層画像のスキャン中心位置から離れた位置の画質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＸ線ＣＴ画像再構成方法およびＸ線ＣＴ装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかるＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）１０および操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６を有する。
【００３４】
走査ガントリ１０は、Ｘ線管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２２により、例えば、厚みを持って扇状に拡がるコーン状のＸ線ビームとなるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。
【００３５】
Ｘ線検出器２４は、ファンビームＸ線の広がり方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）を有する。Ｘ線検出器２４は、複数のシンチレータをマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）状に配列した、幅のある多チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）の検出器となっている。
【００３６】
Ｘ線検出器２４は、全体として、凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。Ｘ線検出器２４は、例えば無機結晶からなるシンチレータと光電変換器であるフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）等を組み合わせたものである。
【００３７】
Ｘ線検出器２４には、データ収集部２６が接続されている。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々のシンチレータの検出情報を収集する。Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係およびコリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０により制御される。
【００３８】
以上の、Ｘ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ１０の回転部３４に搭載されている。ここで、被検体あるいはファントム（ｐｈａｎｔｏｍ）は、回転部３４の中心に位置するボア（ｂｏｒｅ）２９内の撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４上に載置される。回転部３４は、回転コントローラ３６により制御されつつ回転し、Ｘ線管２０からＸ線を爆射し、Ｘ線検出器２４において被検体およびファントムの透過Ｘ線を、走査ガントリの回転角度に応じた各ビュー（ｖｉｅｗ）ごとの投影データとして検出する。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。
【００３９】
操作コンソール６は、データ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成され、前処理手段、第１〜第４エンハンスメント（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）処理手段、画像再構成手段、並びに、後処理手段等を含む。データ処理装置６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インタフェース６２には、走査ガントリ１０が接続されている。データ処理装置６０は、制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ１０を制御する。
【００４０】
走査ガントリ１０内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６は、制御インタフェース６２を通じて制御される。なお、これら各部と制御インタフェース６２との個別の接続については図示を省略する。
【００４１】
また、データ処理装置６０には、データ収集バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）６４が接続されている。データ収集バッファ６４は、走査ガントリ１０のデータ収集部２６に接続されており、データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。
【００４２】
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した透過Ｘ線信号すなわち投影データを用いて画像再構成を行う。また、データ処理装置６０には、記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６は、データ収集バッファ６４に収集された投影データや再構成された断層画像データおよび本装置の機能を実現するためのプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶する。
【００４３】
また、データ処理装置６０には、表示装置６８と操作装置７０がそれぞれ接続されている。表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される断層画像データやその他の情報を表示する。操作装置７０は、オペレータによって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。オペレータは表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。なお、走査ガントリ１０、撮影テーブル４および操作コンソール６は、被検体あるいはファントム（ｐｈａｎｔｏｍ）を撮影して断層画像データを取得する。
【００４４】
図２は、Ｘ線管２０、Ｘ線検出器２４およびボア２９内に配置されたファントム３１０を示している。ファントム３１０は、円形断面を有しており、その中心は、ボア２９の撮像中心に配置されている。Ｘ線管２０から発生されるＸ線ファンビームは、ファントム３１０を透過して、Ｘ線検出器２４で検出される。
【００４５】
Ｘ線検出器２４は、Ｘ線ファンビームが扇状に拡がる方向に、アレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数のシンチレータからなり、アレイの各チャネルを指定するチャネル番号ｉごとにファントム３１０の投影データを検出する。ここで、Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、ボア２９を中心にして対向配置されており、相対位置を変化すること無くボア２９の周りを回転し投影データの取得を行う。そして、この回転角度に対応したビュー番号ｊごとの投影データを収集し、一枚のファンビームデータを生成する。なお、Ｘ線ファンビームは、回転部３４の回転面と概ね直交するボア２９の奥行き方向に厚みを有している。そして、このＸ線ファンビームを検出するＸ線検出器２４は、厚み方向にも複数のシンチレータアレイを有し、ビュー番号ｊと同様に、この厚み方向のシンチレータを指定するロー（ｒｏｗ）番号ｒごとに投影データを検出する。
【００４６】
図３は、データ収集バッファ６４に収集される投影データおよびこの投影データから生成される複数のファンビームデータを模式的に示した図である。図３（Ａ）は、回転部３４のＸ線管２０およびＸ線検出器２４により、ファントム３１０の周囲を一回転して取得されるファンビームデータを示す図である。ファンビームデータは、回転部３４の回転角度の指標となるビュー番号ｊおよびチャネル位置の指標となるチャネル番号ｉを２つの座標軸とする２次元的なデータを構成する。そして、ファンビームデータは、厚み方向に存在するシンチレータの数だけ、ロー番号ｒで指定される厚み方向のファンビームデータを有する。
【００４７】
図３（Ｂ）は、ビュー番号ｊ、ロー番号ｒで取得される投影データの一例を図示したものである。図３（Ｂ）は、横軸がチャネル番号、縦軸がファンビームデータ値Ｐi,j,rであり、チャネル番号の中心付近にファントム３１０の投影データが存在する。なお、投影データが存在しない領域は、Ｘ線ビームがボア２９内の空気のみ存在する空間を透過した場合を示している。
【００４８】
つづいて、本実施の形態１にかかるデータ処理装置６０の動作を、図４を用いて説明する。図４は、データ処理装置６０の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、撮影テーブル４に載置された被検体をボア２９の中央部に配置し、回転部３４の回転角度を示すビュー番号ｊごとに被検体の投影データを取得する（ステップＳ４０１）。これにより、データ収集バッファ６４は、図３に示す様な、投影データをビュー番号に従って配列したファンビームデータを取得し、また同時にロー番号で指定される厚み方向の複数のファンビームデータも取得する。
【００４９】
その後、データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４のファンビームデータに前処理を行う（ステップＳ４０２）。この前処理は、ファンビームデータのオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）補正、対数変換、Ｘ線線量補正およびＸ線検出器感度補正等を含み、Ｘ線管２０の変動あるいはＸ線検出器２４の感度のバラツキ補正等を行う。
【００５０】
その後、データ処理装置６０の第１のエンハンスメント処理手段は、投影データに対してビュー番号ごとの第１のエンハンスメント処理を行う（ステップＳ４０３）。図５は、第１のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。第１のエンハンスメント処理手段は、ビュー番号ｊを設定する（ステップＳ５０１）。このビュー番号は、１から順に設定され、更新されるごとにビュー番号が＋１された次のビュー番号が設定される。
【００５１】
その後、第１のエンハンスメント処理手段は、ビュー番号ｊの投影データに対して、演算処理を行う（ステップＳ５０２）。この演算処理は、
【００５２】
【数３】
2006320631.tif 000005
【００５３】
で現される式（１）を用いて行われる。ここで、投影データの位置を示すチャネル番号をｉとし、厚み方向のロー番号をｒとし、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒの投影データ値をＰi,j,rとし、演算処理を行うビュー番号の範囲を示す番号幅をｗとし、処理を行うビュー番号を指定するパラメータをｋとし、投影データごとの重み係数をＷkとし、第１のエンハンスメント処理が行われた後の、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒの投影データ値をＱi,j,rとする。
【００５４】
図６は、番号幅ｗが１の場合に、演算が行われるビュー間の撮像位置の関係を図示したものである。第１のエンハンスメント処理を行うビュー番号をｊ、チャネル番号ｉとすると、ビュー番号がｊ−１およびｊ＋１のチャネル番号ｉの投影データ値間で演算が行われる。ここで、ビュー番号がｊ−１およびｊ＋１の投影データは、ビュー番号がｊの投影データと回転角度が隣接しており、従ってデータの取得時期も連続したものになる。また、ビュー番号ｊ、チャネル番号ｉの投影データ値の投影ラインは、図６中に点線で示した様なものであり、特に隣接するビュー番号がｊ−１およびｊ＋１の投影ラインとは、位置が隣接すると同時にデータの取得時期も近接する。
【００５５】
図７は、番号幅ｗが１の場合に、投影データごとの重み係数Ｗkの一例を示したものである。図７は、縦軸を重み係数Ｗk、横軸をビュー番号として図示したものである。ここで、エンハンスメント処理を行うビュー番号ｊの重み係数Ｗkは、１．０を越える正の値とされ、隣接するビュー番号ｊ−１およびｊ＋１の重み係数Ｗj+1およびＷj-1は、小数点以下の負の値とされる。なお、番号幅ｗが１なので、この他のビュー番号は零とされる。
【００５６】
また、この第１のエンハンスメント処理の重み係数Ｗkは、空間フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）処理ではハイパスフィルタ（ｈｉｇｈ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）あるいは微分フィルタと呼ばれるものに対応し、データの取得時期が連続するビュー間で鮮鋭化処理を行う。
【００５７】
その後、図５に戻り、第１のエンハンスメント処理手段は、ビュー番号ｊの投影データに対して、処理データＱi,j,rを求める（ステップＳ５０３）。そして、第１のエンハンスメント処理手段は、すべてのビュー番号の投影データに対して第１のエンハンスメント処理を行ったかどうかを判定し（ステップＳ５０４）、第１のエンハンスメント処理をすべてのビュー番号で行っていない場合には（ステップＳ５０４否定）、ステップＳ５０１に移行しビュー番号の更新を行った後に再度演算処理を行い、第１のエンハンスメント処理をすべてのビュー番号で行った場合には（ステップＳ５０４肯定）、この第１のエンハンスメント処理を終了する。
【００５８】
その後、図４に戻り、データ処理装置６０は、第１のエンハンスメント処理が行われたファンビームデータに対して、パラレルデータに変換する投影ライン変換を行う（ステップＳ４０４）。この投影ライン変換では、図２および３に示すＸ線ファンビームを検出してビュー番号順に並べたファンビームデータを、投影ラインが平行をなす投影角度の等しいパラレルビームデータに変換する（例えば、特許文献１参照）。なお、この投影ライン変換により、後述する画像再構成の後にＭＩＰ等の画像処理を行う際に、画像処理画像に生じる縞状アーチファクトの低減が計られる。
【００５９】
その後、データ処理装置６０の画像再構成手段は、パラレルビームデータに画像再構成処理を行う（ステップＳ４０５）。画像再構成手段は、パラレルビームデータに例えばＦＢＲ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等を用いて画像再構成処理を行い、断層画像データを生成する（例えば、非特許文献２参照）。
【００６０】
その後、データ処理装置６０は、断層画像データのＣＴ値変換等の後処理を行い（ステップＳ４０６）、この断層画像データを表示し（ステップＳ４０７）、本処理を終了する。
【００６１】
図８は、上述した第１のエンハンスメント処理を行った場合に生じる、断層画像の画質改善の度合いを、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の実測により確認したものである。図８は、ワイヤーファントム（Ｗｉｒｅ  Ｐｈａｎｔｏｍ）を、スキャン中心位置から７ｃｍ離れた位置に載置し、ＭＴＦを計測したものである。
【００６２】
なお、図８の縦軸はＭＴＦの振幅、横軸は単位長さ当たりの白黒線の本数（ｌｐ／ｍｍ）を現し空間分解能の指標となる。ここで、横軸に示す空間分解能が高くなる白黒線の本数が多い場合ほど、縦軸のＭＴＦの振幅、言い換えれば解像度は低下する。そして、この低下の度合いが少ないほど高い解像度を有すると判断される。
【００６３】
ここで、図８の実線は、図４に示すデータ処理装置６０の処理からステップＳ４０３の第１のエンハンスメント処理を省いた、パラレルビームデータを用いて画像再構成を行った場合のＭＴＦの実測値である。また、図８の破線は、図４に示すデータ処理装置６０の処理からステップＳ４０３の第１のエンハンスメント処理およびステップＳ４０４の投影ライン変換を省いた、ファンビームデータを用いて画像再構成を行った場合のＭＴＦの実測値である。また、図８の点線は、図４に示すデータ処理装置６０の処理をそのまま実行し、第１のエンハンスメント処理を含めてパラレルビームデータを用いた画像再構成を行った場合のＭＴＦの実測値である。
【００６４】
図８に示すＭＴＦの振幅は、実線、破線および点線のいずれの場合も、横軸の空間分解能が高くなるにつれて低下する。しかし、実線で示される第１のエンハンスメント処理を行わないパラレルビームデータを用いた場合には、ＭＴＦ振幅の低下の度合いが大きく空間分解能の低下が著しい。一方、点線で示される第１のエンハンスメント処理を含んだパラレルビームデータを用いた場合には、ＭＴＦ振幅の低下の度合いが小さく、空間分解能の低下はファンビームデータを用いた場合と概ね等価なものとなる。なお、パラレルビームデータを用いることにより、ＭＩＰ作成時に生じる縞状アーチファクトは低減される。
【００６５】
上述してきたように、本実施の形態１では、投影ライン変換により、ファンビームデータからパラレルビームに変換すると共に、この投影ライン変換を行う前に、データの取得時間が近接して異なるビュー間で第１のエンハンスメント処理を行うこととしているので、パラレルビームデータに変換した際に生じる、データの取得時間のバラツキを緩和し、投影ライン変換によりＭＩＰ作成時に生じる縞状アーチファクトを低減すると共に、スキャン中心位置から離れた位置での分解能劣化を軽減することができる。
【００６６】
また、本実施の形態１では、ステップＳ４０３の第１のエンハンスメント処理を、ステップＳ４０４の投影ライン変換の前に行ったが、この第１のエンハンスメント処理を、投影ライン変換の後にパラレルビームデータに対して行うこともできる。
【００６７】
また、本実施の形態１では、図３に示す様なファンビームデータを用いることとしたが、このファンビームデータは、コンベンショナルスキャン（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ｓｃａｎ）により取得されたものと同様に、ヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）により取得されたものを用いることもできる。特に、ヘリカルスキャンにより取得される断層画像では、肺野周辺の分解能劣化が顕著であるため、高い改善効果が生じる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、取得されたファンビームデータのビュー間で第１のエンハンスメント処理を行うこととしたが、厚み方向に存在する複数のファンビームデータ間で第２のエンハンスメント処理を行うこともできる。そこで本実施の形態２では、厚み方向の異なるロー番号のファンビームデータ間で第２のエンハンスメント処理を行う場合を示すことにする。
【００６８】
なお、本実施の形態２にかかる発明のハードウェア構成および取得データは、図１〜３に示すものと同様のハードウェア構成および取得データを有するので詳細な説明を省略する。また、データ処理装置６０の動作を示すフローチャートは、図４のステップＳ４０３の第１のエンハンスメント処理の代わりに第２のエンハンスメント処理を行うことを除いて図４と全く同様であるので説明を省略し、ステップＳ４０３に対応する第２のエンハンスメント処理の動作のみを説明する。
【００６９】
図９は、本実施の形態２にかかる第２のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。データ処理装置６０の第２のエンハンスメント処理手段は、厚み方向のファンビームデータの番号であるロー番号ｒを設定する（ステップＳ９０１）。このロー番号は、１から順に設定され、更新されるごとに＋１された次のロー番号が設定される。
【００７０】
その後、第２のエンハンスメント処理手段は、ロー番号ｒのファンビームデータに対して、演算処理を行う（ステップＳ９０２）。この演算処理は、
【００７１】
【数４】
2006320631.tif 000006
【００７２】
で現される式（２）を用いて行われる。ここで、投影データの位置を示すチャネル番号をｉとし、ロー番号をｒとし、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒの投影データ値をＰi,j,rとし、演算処理を行うロー番号の範囲を示す番号幅をｗとし、演算処理を行うロー番号を指定するパラメータをｋとし、投影データごとの重み係数をＷkとし、第２のエンハンスメント処理が行われた後の、ビュー番号がｊ、チャネル番号がｉおよびロー番号がｒの投影データ値をＲi,j,rとする。
【００７３】
図１０は、番号幅ｗが１の場合に、投影データごとの重み係数Ｗkの一例を示したものである。図１０は、縦軸を重み係数Ｗk、横軸をロー番号として図示したものである。ここで、第２のエンハンスメント処理を行うロー番号ｒの重み係数Ｗkは、１．０を越える正の値とされ、隣接するロー番号ｋ−１およびｋ＋１の重み係数Ｗk+1およびＷk-1は、小数点以下の負の値とされる。なお、番号幅ｗが１なので、この他のロー番号の重み係数は零とされる。
【００７４】
また、この第２のエンハンスメント処理は、空間フィルタ処理ではハイパスフィルタあるいは微分フィルタと呼ばれるものに対応し、ファンビームデータの取得時期が同一で厚み方向に近接するロー番号間で鮮鋭化処理を行う。
【００７５】
上述してきたように、本実施の形態２では、図４のステップＳ４０３に示す第１のエンハンスメント処理の代わりに、厚み方向に近接するロー番号間で第２のエンハンスメント処理を行い、ファンビームデータを強調しているので、パラレルビームデータに変換した際に生じる分解能劣化を軽減することができる。
【００７６】
また、本実施の形態２では、ロー番号間での第２のエンハンスメント処理を、ステップＳ４０４の投影ライン変換の前に行ったが、このエンハンスメント処理を、投影ライン変換の後にパラレルビームデータに対して行うこともできる。
（実施の形態３）
ところで、上記実施の形態１および２では、取得されたファンビームデータのビュー番号間あるいはロー番号間で第１あるいは第２のエンハンスメント処理を行い、画像再構成が行われた後に断層画像に生じる分解能劣化を軽減することとしたが、画像再構成の後にスキャン中心位置からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくする第３のエンハンスメント処理を行うことで、画像の周辺領域の分解能劣化を軽減することもできる。そこで、本実施の形態３では、画像再構成の後にスキャン中心からの距離が大きくなるに従い鮮鋭化の度合いも大きくする第３のエンハンスメント処理を示すことにする。
【００７７】
なお、本実施の形態３にかかる発明のハードウェア構成および取得データは、図１〜３に示すものと同様のハードウェア構成および取得データを有するので詳細な説明を省略する。
【００７８】
つづいて、本実施の形態３にかかるデータ処理装置６０の動作を図１１のフローチャートに示す。図１１のフローチャートは、図４に示す実施の形態１のフローチャートとはステップＳ４０３の第１のエンハンスメント処理が省かれたこと、後処理であるステップＳ４０６の後に新たな第３のエンハンスメント処理が付加されたことが異なる点である。ここで、図１１のテップＳ４０１〜４０６は、ステップＳ４０３を省いて図４と全く同様であるので説明を省略し、ステップＳ４０６の後処理により断層画像データが生成されて後について詳しく説明する。
【００７９】
データ処理装置６０は、ステップＳ４０６で生成された断層画像データに第３のエンハンスメント処理を行う（ステップＳ１１０１）。図１２は、この第３のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。まず、データ処理装置６０は、断層画像データの画像中に位置するスキャン中心位置情報を取得する（ステップＳ１２０１）。ここで、スキャン中心位置は、回転部３４の回転中心であり、ステップＳ４０５の画像再構成を行う際に再構成画像上の中心位置からスキャン中心位置情報が取得される。
【００８０】
その後、データ処理装置６０は、断層画像データの演算処理をする処理位置を設定する（ステップＳ１２０２）。なお、この処理位置は、表示される断層画像データの２次元画像領域内に存在し、再設定されるごとに未処理の画像領域内位置を順次移動する。
【００８１】
その後、データ処理装置６０は、処理位置のスキャン中心位置からの距離ｄを算定する（ステップＳ１２０３）。そして、データ処理装置６０は、この距離に応じた重み係数Ｗk（ｄ）を求め（ステップＳ１２０４）、演算処理を行う（ステップＳ１２０５）。ここで、この演算処理は、
【００８２】
【数５】
2006320631.tif 000007
【００８３】
で現される式（３）を用いて行われる。ここで、２次元的な断層画像データの画素位置を表す座標を（ｌ、ｍ）とし、この画素位置の画素値をＩl、mとし、ｋはこの画素位置を中心にして演算処理を行う２次元的な領域の範囲を示すパラメータとし、Ｗk（ｄ）は重み係数でスキャン中心位置からの距離ｄに応じて変化する。また、Ｅl、mは、演算処理された座標（ｌ、ｍ）の画素値である。
【００８４】
ここで、重み係数Ｗk（ｄ）は、いわゆるコンバリュージョンカーネル（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｋｅｒｎｅｌ）をなす、高域通過型の空間フィルタである。そして、重み係数Ｗk（ｄ）の高域通過特性は、距離ｄが大きくなるほど鮮鋭化の度合いが大きくされる。この鮮鋭化の度合いを大きくする方法は、重み係数Ｗk（ｄ）の値を大きくする、あるいは演算処理を行う２次元的な領域の範囲を示すパラメータｋの範囲を大きくする等により行われる。
【００８５】
その後、データ処理装置６０は、すべての画素位置で演算処理を行ったかどうかを判定し（ステップＳ１２０６）、演算処理をすべての画素位置で行っていない場合には（ステップＳ１２０６否定）、ステップＳ１２０２に移行し処理位置の更新を行った後に再度演算処理を行い、また、演算処理をすべての画素位置で行った場合には（ステップＳ１２０６肯定）、この演算処理を終了し、図１１のフローチャートに戻ってエンハンスメント処理を行った断層画像データを表示して全処理を終了する。
【００８６】
上述してきたように、本実施の形態３では、投影ライン変換により、ファンビームデータからパラレルビームに変換し、この投影ライン変換の後に画像再構成を行い生成された断層画像データに、スキャン中心位置からの距離に応じたエンハンスメント処理を行うこととしているので、投影ライン変換によりＭＩＰ作成時に生じる縞状アーチファクトを低減すると共に、スキャン中心位置から離れた画素位置の分解能劣化を軽減することができる。
（実施の形態４）
ところで、上記実施の形態１および２では、取得されたファンビームデータのビュー番号間あるいはロー番号間で第１あるいは第２のエンハンスメント処理を行い、画像再構成が行われた後に断層画像に生じる分解能劣化を軽減することとしたが、ファンビームデータから、被検体の局所領域の局所透過領域データを抽出し、この局所透過領域データの画像再構成により局所断層画像データを取得する場合には、局所透過領域データをフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換した局所周波数領域データで鮮鋭化のエンハンスメント処理を行うこともできる。そこで、本実施の形態４では、局所周波数領域データで鮮鋭化のエンハンスメント処理を行う第４のエンハンスメント処理を示すことにする。
【００８７】
なお、本実施の形態４にかかる発明のハードウェア構成および取得データは、図１〜３に示すものと同様のハードウェア構成および取得データを有するので詳細な説明を省略する。また、データ処理装置６０の動作を示すフローチャートは、図４に示すステップＳ４０３の第１のエンハンスメント処理の代わりに第４のエンハンスメント処理を行うことを除いて図４と全く同様であるので説明を省略し、ステップＳ４０３に対応する第４のエンハンスメント処理の動作のみを説明する。
【００８８】
図１３は、本実施の形態４にかかる第４のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。まず、データ処理装置６０の第４のエンハンスメント処理手段は、ファンビームデータから局所透過領域データを抽出する（ステップＳ１３０１）。この局所透過領域データは、オペレータにより操作装置７０から設定される局所断層画像の領域データから算定されるもので、図３のファンビームデータ中に示されている投影データと同様の領域がファンビームデータから抽出される。
【００８９】
その後、データ処理装置６０は、局所透過領域データにフーリエ変換を行い（ステップＳ１３０２）、局所透過領域データの周波数領域でのデータである局所周波数領域データを生成する。そして、データ処理装置６０は、局所周波数領域データにハイパスフィルタ処理を行う（ステップＳ１３０３）。これにより、局所透過領域データに含まれる低周波成分は、局所周波数領域データのデータ位置に基づいて容易にに除去される。
【００９０】
その後、データ処理装置６０は、ハイパスフィルタ処理が行われた局所周波数領域データに逆フーリエ変換を行い（ステップＳ１３０４）、低周波成分が除去された鮮鋭化局所透過領域データを生成する。
【００９１】
その後、図４のステップＳ４０４に移行し、この鮮鋭化局所透過領域データを用いて、投影ライン変換および画像再構成を行い、局所断層画像データを生成し、拡大表示する。
上述してきたように、本実施の形態４では、図４のステップＳ４０３に示す第１のエンハンスメント処理の代わりに、局所断層画像データのもととなる局所透過領域データを、フーリエ変換した周波数領域でハイパスフィルタ処理を行い、局所透過領域データを鮮鋭化することとしているので、容易に、しかもオペレータが望む限定された領域で効率的エンハンスメント処理を行うことができる。
【００９２】
また、本実施の形態４では、ファンビームデータに対して局所透過領域データの抽出を行ったが、パラレルビームデータに対して全く同様に局所透過領域データの抽出を行い、この局所透過領域データを用いて、局所周波数領域データの生成および鮮鋭化局所透過領域データの生成を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線管およびＸ線検出器による撮像を示す説明図である。
【図３】Ｘ線ＣＴ装置で取得されるファンビームデータを示す説明図である。
【図４】実施の形態１のデータ処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】第１のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１のエンハンスメント処理を説明する説明図である。
【図７】第１のエンハンスメント処理の重み係数を示す説明図である。
【図８】実施の形態１の実測された再構成画像のＭＴＦ値を示す図である
【図９】実施の形態２にかかる第２のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第２のエンハンスメント処理の重み係数を示す説明図である。
【図１１】実施の形態３のデータ処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３にかかる第３のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態４にかかる第４のエンハンスメント処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
４  撮影テーブル
６  操作コンソール
１０  走査ガントリ
２０  Ｘ線管
２２  コリメータ
２４  Ｘ線検出器
２６  データ収集部
２８  Ｘ線コントローラ
２９  ボア
３０  コリメータコントローラ
３４  回転部
３６  回転コントローラ
６０  データ処理装置
６２  制御インタフェース
６４  データ収集バッファ
６６  記憶装置
６８  表示装置
７０  操作装置
３１０  ファントム
【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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