(57)【要約】【課題】撮影中に一部のＸ線が遮蔽された場合でも、補正処理に起因する画質劣化を抑制するＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】画像再構成装置１２２は、計測データ及び／または投影データに対して補正処理を行うにあたり、補正処理に使用する第１の範囲及び元データが使用できる第２の範囲を決定し、第１の範囲と第２の範囲とが異なる場合には、第１の範囲と第２の範囲との差分範囲のデータに対する事前処理の方法を決定し、第２の範囲のデータと、差分範囲のデータに対して事前処理を行ったデータとに基づいて補正処理を行う。【選択図】図６
2019041838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載置する寝台と、
前記被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線の照射範囲を制限するコリメータと、
前記Ｘ線源に対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を搭載し、前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、
システム制御装置と、
前記Ｘ線検出器からの計測データを取得し、前記計測データを投影データに変換し、前記投影データを逆投影処理する画像再構成装置とを有し、
前記システム制御装置は、前記寝台を前記回転円盤の回転軸方向に連続的に移動させつつ、前記回転円盤を前記被検体の周囲で回転させて、前記Ｘ線源から前記被検体に前記Ｘ線を照射させるとともに、前記コリメータを前記寝台と前記Ｘ線源との相対的位置関係に応じて制御し、
前記画像再構成装置は、前記計測データ及び／または前記投影データに対して補正処理を行うにあたり、前記補正処理に使用する第１の範囲及び元データが使用できる第２の範囲を決定し、前記第１の範囲と前記第２の範囲とが異なる場合には、前記第１の範囲と前記第２の範囲との差分範囲のデータに対する事前処理の方法を決定し、前記第２の範囲のデータと、前記差分範囲のデータに対して前記事前処理を行ったデータとに基づいて前記補正処理を行うＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記画像再構成装置は、前記差分範囲のデータに対して、前記事前処理として、その近傍に存在する前記第２の範囲のデータを使って外挿や補間を行うＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記画像再構成装置は、前記差分範囲のデータに対して、前記事前処理として、その近傍に存在する前記第２の範囲のデータを使って列方向に外挿や補間を行うＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記画像再構成装置の行う補正処理として、第１の補正処理及び第２の補正処理を含み、
前記画像再構成装置は、前記第１の補正処理に使用する前記第１の範囲、前記第２の範囲及び前記第１の範囲と前記第２の範囲とが異なる場合における前記差分範囲のデータに対する事前処理の方法が、それぞれ前記第２の補正処理に使用する前記第１の範囲、前記第２の範囲及び前記第１の範囲と前記第２の範囲とが異なる場合における前記差分範囲のデータに対する事前処理の方法と等しい場合には、前記第２の範囲のデータと、前記差分範囲のデータに対して前記事前処理を行ったデータとに基づいて、前記第１及び前記第２の補正処理の双方を行うＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記第２の範囲は、本影が照射されている範囲であるＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記画像再構成装置は、半影を本影に変換する変換関数を用い、半影が照射されている範囲のデータを本影相当の値に変換するＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記第１の範囲は、前記逆投影処理に使用される範囲であるＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記第１の範囲は、前記Ｘ線検出器から取得した全範囲であるＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項８のいずれかにおいて、
前記第２の範囲は、前記逆投影処理に使用される範囲である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（Computed Tomography）装置に関し、一部のＸ線が遮蔽された場合の補正処理の最適化に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置とは、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線量を投影データとして検出するＸ線検出器と、を被検体の周囲で回転させることにより得られる複数角度からの投影データを用いて被検体の断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示するものである。Ｘ線ＣＴ装置で表示される画像は、被検体の中の臓器の形状を描写するものであり、画像診断に使用される。
【０００３】
特許文献１には、全ビューを対象にしてビュー方向の平均値を算出し、再構成画像上の同心円状のリングアーチファクトを抑制する補正処理が示されている。特許文献２には、全ビューを対象にしてビュー方向の累積平均値を算出し、リファレンス補正処理を適切に実行する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１０３７７７号公報
【特許文献２】特開平１１−２９９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
被検体への被ばく低減のため、スキャン中にコリメータの位置を動的に調整し、逆投影に使用されない範囲へのＸ線を遮蔽することが行われる。このような機能を動的コリメータといい、この場合取得された計測データの中には、Ｘ線が照射されない状態で取得されたデータが含まれる。特許文献１や特許文献２に開示されるような補正処理をＸ線が遮蔽されたビューや列やチャネルのデータを用いて実行した場合、補正処理による画質向上の効果が抑制されたり、誤補正により再構成画像上に新たなアーチファクトが発生したりすることが懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、一部のビューや列やチャネルのＸ線が遮蔽された場合でも、補正処理に起因する画質劣化を抑制するＸ線ＣＴ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を載置する寝台と、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線の照射範囲を制限するコリメータと、Ｘ線源に対向配置され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線源及びＸ線検出器を搭載し、被検体の周囲を回転する回転円盤と、システム制御装置と、Ｘ線検出器からの計測データを取得し、計測データを投影データに変換し、投影データを逆投影処理する画像再構成装置とを有し、システム制御装置は、寝台を回転円盤の回転軸方向に連続的に移動させつつ、回転円盤を被検体の周囲で回転させて、Ｘ線源から被検体にＸ線を照射させるとともに、コリメータを寝台とＸ線源との相対的位置関係に応じて制御し、画像再構成装置は、計測データ及び／または投影データに対して補正処理を行うにあたり、補正処理に使用する第１の範囲及び元データが使用できる第２の範囲を決定し、第１の範囲と第２の範囲とが異なる場合には、第１の範囲と第２の範囲との差分範囲のデータに対する事前処理の方法を決定し、第２の範囲のデータと、差分範囲のデータに対して事前処理を行ったデータとに基づいて補正処理を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、撮影中に一部のＸ線が遮蔽された場合でも、補正処理に起因する画質劣化を抑制するＸ線ＣＴ装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置の全体構成図である。
【図２】スキャン全体のフローを表した図である。
【図３】ヘリカルスキャンの様子を示す図である。
【図４】逆投影に使用されるデータ範囲２０１と逆投影に使用されないデータ範囲２０２を模式的に表した図である。
【図５】追加処理のフローを表した図である。
【図６】補正処理ごとに、補正処理範囲、元データを使える範囲、事前処理の方法を纏めた図である。
【図７】補正処理に使用するデータ範囲（ビュー方向処理の場合）を説明する図である。
【図８】補正処理に使用するデータ範囲（列方向処理の場合）を説明する図である。
【図９】ビュー方向の事前処理を示す図である。
【図１０】列方向の事前処理を示す図である。
【図１１】遮蔽から照射へと変化する時の、投影値のビュー方向変化を表す図である。
【図１２】関数g(view)を表す図である。
【図１３】関数f(view)を表す図である。
【図１４】半影の投影値を本影相当に変換後の投影値のビュー方向変化を表す図である。
【図１５】補正処理Ｅ、Ｆの処理フローを示す図である。
【図１６】共通する事前処理をまとめた補正処理Ｅ、Ｆの処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１はＸ線ＣＴ装置１の全体構成図である。Ｘ線ＣＴ装置１はスキャンガントリ部１００と操作卓１２０とを備える。
【００１１】
スキャンガントリ部１００は、Ｘ線源１０１、回転円盤１０２、コリメータユニット１０３、寝台１０５、Ｘ線検出器１０６、データ収集装置１０７、ガントリ制御装置１０８、寝台制御装置１０９、Ｘ線制御装置１１０及びコリメータ制御装置１１１を備えている。コリメータユニット１０３はＸ線源１０１から照射されるＸ線の照射範囲を制限するコリメータブレード１０やＸ線の線量分布を調整するＸ線補償フィルタ１１を備えている。回転円盤１０２は、寝台１０５上に載置された被検体が入る開口部１０４を備えるとともに、Ｘ線源１０１とＸ線検出器１０６とデータ収集装置１０７を搭載し、被検体の周囲を回転する。
【００１２】
Ｘ線検出器１０６はＸ線源１０１と対向配置され、被検体を透過したＸ線を回転角度（ビュー）ごとに検出することにより、透過Ｘ線の空間的な分布を計測する。例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子群を回転円盤１０２の回転方向（チャネル方向）に例えば１０００個程度、回転軸方向（列方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものである。
【００１３】
データ収集装置１０７は、Ｘ線検出器１０６で検出されたＸ線量を収集し、デジタルデータに変換し、操作卓１２０の画像再構成装置１２２に順次出力する。ガントリ制御装置１０８は回転円盤１０２の回転を制御する。寝台制御装置１０９は、寝台１０５の上下前後動を制御する。Ｘ線制御装置１１０はＸ線源１０１に入力される電力を制御する。コリメータ制御装置１１１は、コリメータブレード１０の位置を調整し、Ｘ線源１０１から照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００１４】
操作卓１２０は、入力装置１２１、画像再構成装置１２２、表示装置１２５、記憶装置１２３、及びシステム制御装置１２４を備えている。入力装置１２１は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやマウス等のポインティングデバイス、各種スイッチボタン等である。入力装置１２１は表示装置１２５の表示画面と一体的に構成されるタッチパネル式の入力装置としてもよい。
【００１５】
画像再構成装置１２２は、データ収集装置１０７から送出される計測データを取得し、演算処理してＣＴ画像再構成を行う。表示装置１２５は、画像再構成装置１２２で再構成されたＣＴ画像、並びにシステム制御装置１２４が取り扱う種々の情報を表示する装置であり、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置１２４に接続される。記憶装置１２３は、データ収集装置１０７で収集したデータ及び画像再構成装置１２２で作成されたＣＴ画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のデータ記録装置である。システム制御装置１２４は、これらの装置及びスキャンガントリ部１００のガントリ制御装置１０８、寝台制御装置１０９、Ｘ線制御装置１１０及びコリメータ制御装置１１１を制御する装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータである。
【００１６】
入力装置１２１から入力された撮影条件、特にＸ線管電圧やＸ線管電流などに基づき、Ｘ線制御装置１１０がＸ線源１０１に入力される電力を制御することにより、Ｘ線源１０１は撮影条件に応じたＸ線を被検体に照射する。Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線源１０１から照射され被検体を透過したＸ線を多数のＸ線検出素子で検出し、透過Ｘ線の分布を計測する。回転円盤１０２はガントリ制御装置１０８により制御され、入力装置１２１から入力された撮影条件に基づいて、例えば１回転あたり０．２秒〜２秒程度の回転速度で回転する。寝台１０５は寝台制御装置１０９によって制御され、入力装置１２１から入力された撮影条件、特にヘリカルピッチなどに基づいて動作する。コリメータブレード１０の位置はコリメータ制御装置１１１によって制御される。
【００１７】
Ｘ線源１０１からのＸ線照射とＸ線検出器１０６による透過Ｘ線分布の計測が回転円盤１０２の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度（ビュー）からの計測データが取得される。計測データは画像再構成装置１２２に送信される。画像再構成装置１２２は入力された計測データに対数変換を行って計測データを投影データに変換し、逆投影処理することによりＣＴ画像を再構成する。再構成して得られたＣＴ画像は表示装置１２５に表示される。
【００１８】
図２はスキャン全体のフローを表した図である。まず、操作者は入力装置１２１を通して撮影条件などを入力する（ステップＳ４００）。入力された撮影条件に基づいてスキャンが実行される（ステップＳ４２０）。すなわち、撮影条件に応じて回転円盤１０２が回転し、寝台１０５が回転円盤１０２の回転軸方向に連続的に移動し、コリメータブレード１０の位置がコリメータ制御装置１１１によって制御され、Ｘ線源１０１が被検体にＸ線を照射する。Ｘ線検出器１０６は被検体を透過したＸ線をＸ線検出素子で検出し、データ収集装置１０７は検出されたＸ線量をデジタルデータに変換し、計測データを画像再構成装置１２２に順次出力する（ステップＳ４４０）。ステップＳ４６０において、画像再構成装置１２２はＣＴ画像を再構成する。より詳細には、画像再構成装置１２２は、ステップＳ４６２においてデータ収集装置１０７からの計測データを取得し（ステップＳ４６２）、計測データの対数変換を行って計測データを投影データに変換し（ステップＳ４６６）、投影データを逆投影処理する（ステップＳ４７０）。ステップＳ４６４、Ｓ４６８の補正処理については後述する。ステップＳ４８０において、表示装置１２５は再構成画像を表示する。
【００１９】
画像再構成の過程（ステップＳ４６０）において、画質向上を図るため、一般的に計測データと投影データの少なくとも一方に対して補正処理がなされる。補正処理の目的や内容は様々であり、例えばＸ線検出器素子の感度ばらつき、温度変化などに起因するリングアーチファクトを低減するためのキャリブレーションやリング補正処理、再構成画像のＣＴ値を安定させるためのリファレンス補正処理、肩や骨盤などの大減弱体を撮影した場合に発生しやすいバンド状のアーチファクトを低減するための補正処理、大減弱体の画像ノイズを低減するための補正処理、体動によるアーチファクトを低減するための補正処理、などがある。
【００２０】
また、入力装置１２１に入力された条件に基づいて、適用の有無や強度が決定される補正処理もあれば、画像再構成装置１２２に適用の有無や強度を決定するアルゴリズムが組み込まれており、画像再構成装置１２２の取得した計測データまたは投影データ等に基づいて適用の有無や強度が決定される補正処理もある。
【００２１】
ヘリカルスキャンの様子を、図３を用いて説明する。ヘリカルスキャンでは操作者が設定した画像再構成範囲やらせんピッチなどの条件に基づいて、逆投影に使用される範囲が撮影前に予め算出される。寝台１０５が回転円盤１０２の回転軸方向に連続的に移動しつつ、Ｘ線源１０１やＸ線検出器１０６を搭載した回転円盤１０２が被検体の周囲を回転しながら、逆投影に使用される範囲にＸ線が照射されるように撮影が行われる。Ｘ線源１０１が図３の回転角度位置View_1、View_2、…、View_N-1、View_Nにある時、Ｘ線検出器１０６のデータ収集が行われる。なお、図３（ａ）は撮影開始側のView_1、図３（ｂ）は撮影終了側のView_NにおけるＸ線源１０１、Ｘ線検出器１０６等の位置関係を表した図である。
ヘリカルスキャンの画像再構成では、撮影開始側および撮影終了側の、一部のビュー、一部の列、一部のチャネルの投影データは逆投影処理に使用されない。より具体的には、撮影開始位置またはその近傍のＸ線源１０１ａから照射されるＸ線ビーム２１０ａの一部領域２１１ａ（斜線部）及び、撮影終了位置またはその近傍のＸ線源１０１ｂから照射されるＸ線ビーム２１０ｂの一部領域２１１ｂ（斜線部）は逆投影に使用されない。
図４に、逆投影に使用されるデータ範囲２０１と逆投影に使用されないデータ範囲２０２の例を示す。ここで、Ｘ線検出器１０６は回転円盤１０２の回転方向（チャネル方向）にＫ個、回転軸方向（列方向）にＪ個のＸ線検出素子がマトリックス状に２次元配置され、Ｎビューのデータ収集を行ったものとする。図４（ａ）は取得されるデータ２０３を、ビュー方向（１〜Ｎ）、列方向（１〜Ｊ）、チャネル方向（１〜Ｋ）の３次元で表したものである。また、図４（ｂ）のデータ２００は、任意のチャネルのデータをビュー方向と列方向の２次元で表示したものである。一般的には、逆投影に使用されるデータ範囲２０１と逆投影に使用されないデータ範囲２０２は、チャネル方向にわずかに変化し得るが、図４（ａ）では簡易的にチャネル方向にデータ範囲の変化がないものとして示した。
【００２２】
被検体への被ばく低減のため、コリメータ制御装置１１１はスキャン中にコリメータブレード１０の位置を、被検体を載置した寝台１０５とＸ線源１０１との相対的位置関係に応じて調整し、逆投影に使用されないデータ範囲２０２へのＸ線を遮蔽する。このような機能を動的コリメータと称する。動的コリメータは、逆投影に使用されるデータ範囲２０１へのＸ線照射を担保するように制御されている一方で、各補正処理に用いられているデータ範囲へのＸ線照射は担保されていない。そのため、もし一部のＸ線が遮蔽されているにもかかわらず、Ｘ線が遮蔽されたビューや列の投影データをも用いて補正処理を実行するとなると、全データ範囲にＸ線が照射されていた場合に比べて補正処理による画質向上の効果が抑制されたり、誤補正により再構成画像上に新たなアーチファクトが発生したりすることが懸念される。このため、動的コリメータによる被ばく低減効果を維持しつつ、一部のＸ線が遮蔽された場合でも補正処理による画質向上の効果を得られるよう、補正処理を適切に行う必要がある。
【００２３】
逆投影に使用されるデータ範囲２０１は予め理論的に算出することができる。列ごとに、逆投影に使用され始めるビューを「逆投影開始ビュー」、逆投影に使用され終わるビューを「逆投影終了ビュー」とする。また、ビューごとに、逆投影に使用され始める列を「逆投影開始列」、逆投影に使用され終わる列を「逆投影終了列」とする。ビューで定義しても、列で定義しても、逆投影に使用されるデータ範囲２０１と逆投影に使用されないデータ範囲２０２との境界を表していることに変わりはないが、以下の説明を分かりやすくするため、ビューと列を明示的に区別して示している。また、逆投影開始ビュー、逆投影終了ビュー、逆投影開始列、逆投影終了列の情報は、予め記憶装置１２３に格納されているものとし、システム制御装置１２４を介して、画像再構成装置１２２が取り扱うことができるものとする。
【００２４】
画像再構成の過程における補正処理（図２：ステップＳ４６４またはＳ４６８）では、図６の処理Ａから処理Ｆまでの補正処理のうち、１つまたは複数の補正処理が適用されるものとする。また、各補正処理に対して図５に示す追加処理Ｓ５００を行う。計測データまたは投影データの入力に対して、まず補正処理のために使用するデータ範囲を決定する（ステップＳ５０２）。次に、補正処理に対して元データが使えるデータ範囲を決定する（ステップＳ５０４）。次に、事前処理の方法を決定する（ステップＳ５０６）。次に、補正処理のために使用するデータ範囲と元データが使えるデータ範囲との差分範囲のデータ、すなわち元データが使えない範囲のデータに対して事前処理を実行する（ステップＳ５０８）。最後に、Ｓ５０２で決定され、必要な事前処理が施された補正処理範囲のデータを用いて補正処理を実行する（ステップＳ５１０）。
図６に補正処理ごとに、補正処理のために使用するデータ範囲、そのうち元データ（計測データまたは投影データ）が使えるデータ範囲、事前処理の方法を示す。また、図７及び図８はそれぞれ図４（ｂ）に示したデータ範囲に対して、各補正処理に使用するデータ範囲を示したものである。
【００２５】
補正処理Ａの例としては、列ごとに、値（計測データまたは投影データ）のビュー方向平均値（単純平均、移動平均、加重平均、累積平均等）に基づいて、当該ビューの補正量を決定する、といったものが挙げられる。一部のビューが遮蔽されると、ビュー方向平均値に遮蔽データが混ざり、逆投影に使用されるビューの補正量を正しく算出できなくなって画質劣化を生ずる。ビュー方向に広く平均を取る処理ほど、遮蔽データによる画質劣化への影響が大きくなる。
【００２６】
そこで処理Ａでは補正処理のために使用するデータ範囲を逆投影に使用されるデータ範囲２０１に制限する。例えば、列ごとに逆投影開始ビューから逆投影終了ビューまでの範囲を使用して補正処理を実行する。すなわち、図７に示すように、補正処理Ａのデータ範囲は、境界１３０１ａと境界１３０１ｂとに挟まれた領域となり、逆投影に使用されるデータ範囲２０１と一致する。
【００２７】
範囲２０１のデータを使って補正処理を行えば、遮蔽データを使うことなく補正処理を実行できる。補正処理Ａでは補正処理のために使用するデータ範囲２０１内には元データを使えない遮蔽データが混ざっていないため、元データ（計測データまたは投影データ）が使えるデータ範囲は範囲２０１と一致する。したがって、事前処理も不要である。
【００２８】
補正処理Ａはビュー方向の処理を示したが、列方向の補正処理Ｂも同様である。図８に示すように、補正処理Ｂのデータ範囲は、境界１３０１ａと境界１３０１ｂとに挟まれた領域となり、逆投影に使用されるデータ範囲２０１と一致する。ビューごとに逆投影開始列から逆投影終了列までの範囲が、補正処理のために使用するデータ範囲となる。
【００２９】
これに対して、補正処理の中には遮蔽データを含まない限りはデータ量をできるだけ多くとる、例えばビュー方向に広く平均を取って補正の精度を上げたい場合がある。このような特徴を持つ補正処理を補正処理Ｃ１とする。
【００３０】
補正処理Ｃ１の場合は、図７に示すように、補正処理を逆投影開始ビューの手前のビュー（境界１３０２ａ）から開始し、逆投影終了ビューの後方のビュー（境界１３０２ｂ）で終了する。すなわち補正処理Ｃ１の補正処理範囲３０１は、逆投影に使用されるデータ範囲２０１からあるビュー数だけ拡げた範囲として補正に使うデータ量を増やしている。範囲３０１を決定するためのビュー数は、予め記憶装置１２３に格納されているものとし、システム制御装置１２４を介して、画像再構成装置１２２が取り扱うことができるものとする。これは以降の補正処理についても同様である。
【００３１】
この場合、逆投影に使用されるデータ範囲２０１よりも広い範囲にＸ線が照射されている保証はない。そのため、補正処理範囲３０１に遮蔽データが含まれてしまうと、補正の精度を上げる効果が得られないどころか、むしろ遮蔽データによる画質劣化を招く。そこで、元データを使える範囲としてＸ線が照射されている範囲３１１を確定する。範囲３１１の決定には、例えば、スキャン中に取得されるデータ収集装置１０７の計測データまたは画像再構成装置１２２の計測データまたは投影データに基づいて、各ビュー、各列にＸ線が照射されているかどうかを判定すればよい。このようにして、列ごとにＸ線照射が始まったビュー（境界１３０３ａ）からＸ線照射がなくなったビュー（境界１３０３ｂ）までの範囲が、元データが使用できるデータ範囲３１１となる。
【００３２】
データ範囲３０１とデータ範囲３１１との差分の範囲（境界１３０２ａと境界１３０３ａとの間及び境界１３０２ｂと境界１３０３ｂとの間）については、Ｘ線が遮蔽されているため、そのままのデータを用いることはできない。そこで、Ｘ線が照射されていない差分範囲のデータについては、データ範囲３１１のデータを使って事前処理した上で補正処理に使用する。事前処理の方法としては、撮影開始側は図９に示すように、Ｘ線照射されている近傍のビューのデータ（元データ）を使って外挿や補間を行えばよい。撮影終了側の図示は省略するが同様である。
【００３３】
補正処理Ｃ１ではビュー方向の処理を示したが、列方向の処理Ｄ１でも同様である。この場合、逆投影に使用されるデータ範囲２０１からある列数だけ拡げた範囲３０２を補正処理に使用する。具体的には、図８に示すように、補正処理を逆投影開始列の手前の列（境界１４０２ａ）から開始し、逆投影終了列の後方の列（境界１４０２ｂ）で終了する。補正処理Ｃ１と同様に、Ｘ線が照射されている範囲３１１のデータはそのまま補正処理に使用する。補正処理に利用するにもかかわらずＸ線が照射されていない範囲、すなわちデータ範囲３０２とデータ範囲３１１との差分の範囲（境界１４０２ａと境界１３０３ａとの間及び境界１４０２ｂと境界１３０３ｂとの間）のデータは、撮影開始側は図１０に示すようにＸ線照射されている近傍の列のデータ（元データ）を使って外挿や補間する事前処理を行う。撮影終了側の図示は省略するが同様である。
【００３４】
以上より、補正に使用するデータ量を増やして補正の精度を上げつつ、遮蔽データによる画質劣化を抑制できる。
【００３５】
また、Ｘ線の遮蔽範囲と照射範囲との境界付近では、Ｘ線源１０１が完全な点源ではなく幅を持っていることに起因してＸ線量がなだらかに変化しており、図１１のように半影から本影へと投影値が変化することが知られている。ＣＴ装置において、半影データは本影データに比べてＸ線量が少ないため、計測値が低い、すなわち投影値が高い、という特徴がある。図１１の例では、本影の投影値１００００程度、半影の投影値１００００〜３００００程度、遮蔽の投影値３００００程度である。上述のＸ線が照射されている範囲３１１は、補正処理の特徴や目的によっては、本影の範囲のみならず半影を含めた範囲であっても構わない場合を想定しているが、本影の範囲と半影の範囲を区別して扱った方がよい場合もある。
【００３６】
例えば、補正処理の中には、ビュー方向平均値と所定の値とを比較する閾値処理の判定結果に基づいて補正量を決定する処理がある。例えば大柄な被検体ほど本影データの投影値が高くなる傾向を利用して、被検体のサイズを判定している。ここに半影データが紛れ込んでしまうと、小柄な被検体を撮影しているにもかかわらず半影データの影響で投影値が高くなり、大柄な被検体と誤判定してしまい、補正量の最適化が図れず、画質劣化を招く恐れがある。このように半影データをそのまま用いることが不適切な補正処理を補正処理Ｃ２，Ｄ２とする。
【００３７】
補正処理Ｃ２は、補正処理Ｃ１と同様に逆投影に使用されるデータ範囲２０１よりあるビュー数だけ拡げたデータ範囲３０１を補正処理のために使用するデータ範囲とする。データ範囲３０１のうち、本影が照射されている範囲３１２のデータは、元データのまま補正処理に使用する。図７に示すように、列ごとにＸ線照射（本影）が始まったビュー（境界１３０４ａ）からＸ線照射（本影）がなくなったビュー（境界１３０４ｂ）までの範囲が、元データが使用できるデータ範囲３１２となる。
【００３８】
ここで範囲３１２の決定方法の一つとして、データ収集装置１０７の計測データまたは画像再構成装置１２２が取得した計測データまたは投影データにおいて適切な閾値処理を行って判定する方法がある。
【００３９】
範囲３１２の別の決定方法として、コリメータブレード１０の制御仕様およびＸ線源１０１とコリメータブレード１０とＸ線検出器１０６の幾何学的な位置関係から、予め理論的に範囲３１２を算出し、記憶装置１２３に格納しておき、システム制御装置１２４を介して画像再構成装置１２２が範囲３１２を読み取るようにしてもよい。
【００４０】
範囲３１２のさらに別の決定方法として、コリメータブレード１０の位置をフォトセンサ等によって監視する機構をコリメータユニット１０３に設け、スキャン中に動的に動くコリメータブレード１０の位置をコリメータ制御装置１１１がリアルタイムに入手し、システム制御装置１２４に伝え、システム制御装置１２４がコリメータブレード１０の位置と幾何学系から範囲３１２を算出して、画像再構成装置１２２が範囲３１２を読み取るようにしてもよい。
【００４１】
補正処理に利用するにもかかわらず本影が照射されていない範囲、すなわちデータ範囲３０１とデータ範囲３１２との差分の範囲（境界１３０２ａと境界１３０４ａとの間及び境界１３０２ｂと境界１３０４ｂとの間）のデータについては、図９で説明したように、近傍のビューの本影データを使って外挿や補間により事前処理した上で補正処理に使用すればよい。あるいは、半影データ部分（境界１３０３ａと境界１３０４ａとの間及び境界１３０３ｂと境界１３０４ｂとの間）に関して、ビュー方向の変換関数f(view)を使って、半影データの投影値を本影データ相当の投影値に変換するという事前処理を行った上で、補正処理を行うようにしてもよい。
【００４２】
半影データの投影値を本影データ相当の投影値に変換する方法について説明する。コリメータブレード１０の制御仕様から、図１２に示すようなビュー方向の半影データから本影データへの投影値の変化を表す理論的な曲線g(view)を見積もることができる。その逆数として図１３に示すようなf(view)＝１／g(view)を予め記憶装置１２３に格納しておく。あるいは、スキャン中にリアルタイムに得られる投影データに曲線g(view)をフィッティングし、その逆数としてf(view)を取得してもよい。図１１の半影データの投影値に図１３のf(view)を乗算することで、半影の投影値の変化のトレンドを打ち消し、図１４のように本影データ相当の投影値を得ることができる。f(view)乗算時に投影値の絶対値を調整するための定数をかけてもよい。なお、投影データを例に説明しているが、計測データの場合も同様である。
【００４３】
補正処理Ｃ２ではビュー方向の処理を示したが、列方向の補正処理Ｄ２も同様である。範囲３０２のうち、本影が照射されている範囲３１２のデータは元データのまま補正処理に使用する。図８に示すように、補正処理に利用するにもかかわらず本影が照射されていない範囲、すなわちデータ範囲３０２とデータ範囲３１２との差分の範囲（境界１４０２ａと境界１３０４ａとの間及び境界１４０２ｂと境界１３０４ｂとの間）のデータについては、図１０で説明したように、近傍の列の本影データを使って外挿や補間により事前処理した上で補正処理に使用すればよい。あるいは、図１１〜図１４でf(view)を用いて半影データを本影データに変換する方法について説明したが、ビュー方向の変換関数f(view)に相当する列方向の変換関数h(row)を使って、半影データの投影値を本影データ相当の投影値に変換するという事前処理を行った上で、補正処理を行うようにしてもよい。
【００４４】
以上より、半影データをそのまま用いることが不適切な補正処理について、補正に使用するデータ量を増やして補正の精度を上げつつ、半影データによる誤判定や画質劣化を抑制することができる。
【００４５】
なお、ここまで補正処理範囲として、逆投影に使用されるデータ範囲２０１からあるビュー数あるいはある列数だけ拡げた範囲の場合について説明してきたが、逆投影に使用されるデータ範囲２０１からあるビュー数あるいはある列数だけ狭めた範囲を設定してもよい。この場合は、範囲２０１で元データが使えることが明らかであるから、特別な事前処理は不要である。
【００４６】
ところで、上述のような元データを使える範囲の決定や事前処理において、スキャン中に実行すべき処理が複雑化すると、高速な処理に適さない場合がある。高速な処理ができないと、画像再構成および画像の表示が遅れ、操作者がリアルタイムに画像を確認できなくなり、例えば造影検査の撮影タイミングが遅れ、診断に必要な画質が得られず再検査が必要になる、といった事態を招くおそれもある。そこで、高速性が求められる処理を補正処理Ｅとする。
【００４７】
補正処理Ｅの場合、補正処理のために使用するデータ範囲を全データ範囲２００とする。上述の範囲２０１や範囲３０１では列ごとに異なるビューから補正処理を開始または終了しなければならないため、列ごとに逆投影開始ビューから逆投影終了ビューの範囲に含まれているかどうかの判定を行い、列ごとに異なる補正処理を実行しなければならず煩雑となる。一方、範囲２００ならば列ごとに異なる判定処理や補正処理を行う必要はなく、１ビュー目からどの列に対しても同じ処理を開始できる。また、元データを使う範囲は、例えば逆投影に使用される範囲２０１とする。
元データを使う範囲として、必要ならば範囲３１１や範囲３１２を設定しても良いが、高速処理には範囲２０１が好ましい。なぜなら、範囲３１１や範囲３１２の場合は、上述したように範囲３１１や範囲３１２の領域を決定する過程で何らかの処理が必要になる可能性があり、そこで処理時間の増加を招く可能性があるためである。
元データを使えない範囲は、事前処理として、図１０で説明した列方向の外挿や補間を行う。図９で説明したビュー方向の事前処理よりも、図１０で説明した列方向の事前処理の方が高速処理には好ましい。その理由を説明する。データ収集装置１０７は計測したビューのデータを次々と画像再構成装置１２２へ出力し、画像再構成装置１２２は入力されたビューのデータから次々と演算処理することで高速にＣＴ画像再構成を行っている。
【００４８】
図９に示すビュー方向の事前処理を実行する場合、画像再構成装置１２２は照射されたビューのデータが入力されたことを待ってからでないと、１ビュー目以降の事前処理および補正処理を行うことができない。逆投影処理の特徴から、遅いヘリカルピッチのヘリカルスキャンほどこの待ち時間が長くなる傾向があり、例えばピッチ０．１の場合は６回転程度、すなわち回転円盤１０２の回転速度が０．５秒／回転の場合、３秒程度の待ち時間が事前処理のためだけに発生することになる。昨今のＣＴ装置の運用状況を鑑みると、このような待ち時間は好ましくない。
【００４９】
これに対して、図１０に示すような列方向の事前処理を行えば、画像再構成装置１２２に入力されたビューから次々と演算が可能となり、ＣＴ画像再構成の高速性を維持することができる。半影データを本影データ相当の投影値に変換する事前処理についても、ビュー方向で行うよりも、列方向で行う方が、高速処理には望ましい。
【００５０】
また、図６では一つの補正処理に対応して一組の補正処理範囲、元データを使える範囲、事前処理の方法を示しているが、実際に実行する場合は逐一実行する必要はない。まとめて実行可能な追加処理はまとめて行うことができる。例えば、補正処理Ｅに対して、補正処理範囲、元データを使える範囲、事前処理の方法が同一の補正処理Ｆがあるとする。補正処理ごとに追加処理を行う場合には、図１５のように、補正処理Ｅ（ステップＳ１００１）の前と補正処理Ｆ（ステップＳ１００２）の前で、それぞれ追加処理（ステップＳ５００−１，Ｓ５００−２）が必要であるということになるが、このように追加処理を反復すると処理時間が増す。図１６は共通の処理をまとめて行った場合のフローである。追加処理（ステップＳ５００）を行った後に、補正処理Ｅ（ステップＳ１００１）と補正処理Ｆ（ステップＳ１００２）とを行う。追加処理（Ｓ５００）では、まず補正処理を行うデータ範囲を決定する。この場合は補正処理Ｅか補正処理Ｆかによらず範囲２００である。次に、元データを使えるデータ範囲を決定する。この場合はいずれも範囲２０１である。次に、事前処理の方法を決定し、実行する。
【００５１】
以上より、高速性が求められる補正処理についても、従来と同等の高速性を維持したまま、遮蔽データによる画質劣化を抑制することができる。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態の記述に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能なものである。例えば、補正処理の内容としてビュー方向や列方向の平均値に基づいて補正量を決定する処理を例示したが、補正処理の内容はこれに限定されない。例えば、ビュー方向や列方向の標準偏差に基づいて補正量を決定する補正処理でも良いし、ビュー方向や列方向のトレンド（近似曲線）に基づいて補正量を決定する補正処理でも良いし、ビュー方向や列方向の平均値に基づいて補正処理の適用の有無や強度を決定する補正処理でも良い。いずれにしても、これらの補正処理に応じて、図５に示すような追加処理を実行すればよい。
【００５３】
また、一部のビュー、一部の列が遮蔽される場合の、ビュー方向、列方向の補正処理について示したが、一部のチャネルが遮蔽される場合の、チャネル方向の補正処理についても同様に考えればよい。
【００５４】
また、簡単のためビュー方向または列方向の１方向の処理を示したが、ビュー方向、列方向、チャネル方向のうち２方向のデータを使う補正処理、あるいは３方向のデータを使う補正処理の場合でも、図５に示した追加処理の考え方を適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１：Ｘ線ＣＴ装置、１０：コリメータブレード、１１：Ｘ線補償フィルタ、１００：スキャンガントリ部、１０１：Ｘ線源、１０２：回転円盤、１０３：コリメータユニット、１０４：開口部、１０５：寝台、１０６：Ｘ線検出器、１０７：データ収集装置、１０８：ガントリ制御装置、１０９：寝台制御装置、１１０：Ｘ線制御装置、１１１：コリメータ制御装置、１２０：操作卓、１２１：入力装置、１２２：画像再構成装置、１２３：記憶装置、１２４：システム制御装置、１２５：表示装置。
【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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