(57)【要約】【課題】  より実測値に近いアップサンプリング投影データを得ることが可能なＸ線ＣＴ装置及び投影データのアップサンプリング方法を提供する。【解決手段】  Ｘ線ＣＴ装置１は、１回転（２π回転）分の投影データを取得し、取得した投影データにおけるＸ線透過経路が略一致する対向データを用いて、例えばビュー方向にアップサンプリングする。すなわち、実ビューにおける各チャンネル間に仮想チャンネルを挿入し、仮想チャンネルの値を補間演算等により求め、求めた仮想チャンネルの値をＸ線透過経路が略一致する対向データの仮想ビュー位置にある対応点に付与する。これを繰り返し、実ビューの間に仮想ビューを生成する。仮想ビューの各対応点の値を用いて仮想ビューにおける各チャンネルデータを補間演算等により求める。【選択図】図２
2015033442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源に対向配置され、前記被検体を透過したＸ線である透過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盤と、
前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線のデータを収集し、所定のデータ処理を施して画像再構成に必要な投影データを生成する投影データ生成部と、
前記回転盤を回転させて少なくとも２π回転分の前記投影データを取得する投影データ取得部と、
前記投影データにおけるＸ線透過経路が略一致する対向データを用いて前記投影データをアップサンプリングするアップサンプリング部と、
前記アップサンプリング部によりアップサンプリングされた投影データを用いて画像を再構成する再構成演算部と、
前記再構成演算部により再構成された画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記アップサンプリング部は、
前記投影データ取得部により取得した投影データの実ビュー内に仮想チャンネルを挿入し、
前記仮想チャンネルの値を前記対向データ上の仮想ビュー位置にある対応点の値として付与し、
前記対応点の値を用いて前記仮想ビューにおける各チャンネルの値を算出してビュー方向アップサンプリング投影データを生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３】
前記アップサンプリング部は、
前記投影データ取得部により取得した投影データの実チャンネル内に仮想ビューを挿入し、
前記仮想ビューの値を前記対向データ上の仮想チャンネル位置にある対応点の値として付与し、
前記対応点の値を用いて前記仮想チャンネルにおける各ビューの値を算出してチャンネル方向アップサンプリング投影データを生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４】
ビュー間距離がチャンネル間距離より大きい場合に、前記アップサンプリング部による投影データのアップサンプリングを行うことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記アップサンプリング部は、ビュー間距離とチャンネル間距離を用いて求められる重み係数を用いた補間演算を行うことにより、前記投影データをアップサンプリング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】
Ｘ線ＣＴ装置により取得された投影データをアップサンプリングする方法であって、
画像演算装置が、
２π回転分の前記投影データを取得するステップと、
取得した投影データの実ビュー内に仮想チャンネルを挿入するステップと、
前記仮想チャンネルの値をＸ線透過経路が略一致する対向データ上の仮想ビュー位置にある対応点の値として付与するステップと、
前記対応点の値を用いて前記仮想ビューにおける各チャンネルの値を算出してビュー方向アップサンプリング投影データを生成するステップと、
を含むことを特徴とする投影データのアップサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置及び投影データのアップサンプリング方法に関し、詳細には、Ｘ線ＣＴ装置により計測した被検体投影データのビュー数またはチャンネル数を演算により増加させたアップサンプリング投影データの生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管装置とＸ線検出器とを対向配置させた状態で被検体の周囲を周回させ、複数の回転角度方向（ビュー）からＸ線を照射してビュー毎に被検体を透過したＸ線を検出し、検出した投影データに基づいて被検体の断層像を生成する装置である。このようなＸ線ＣＴ装置では、画像の空間分解能を向上させるために、例えば１回転あたりのビュー数を増加させて撮影する方法が提案されている。しかし、データ収集装置のサンプリングレート等はハードウェアの限界等により制限されてしまう。
【０００３】
一方、特許文献１には、取得した投影データのビュー数を演算により増加させる方法が記載されている。特許文献１の手法では、選択したビュー範囲内で投影データを補間し、補間ビューを作成する。一般に、補間とは、対象とする点の周囲の複数の点の値を用いて対象とする点の値を求めることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８６４６２号公報
【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、Ｘ線ＣＴ装置ではビューが異なれば異なるＸ線透過経路を通過するデータとなる。したがって、隣接するビューの値を用いて補間ビューの値を求めると、実際の被検体の情報とは異なる情報が含まれることとなる。したがって、特許文献１の手法でアップサンプリングされた投影データを利用して画像を再構成すると、その画像には作りこまれた情報が含まれることとなり、臨床上問題である。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より実測値に近いアップサンプリング投影データを得ることが可能なＸ線ＣＴ装置及び投影データのアップサンプリング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され、前記被検体を透過したＸ線である透過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盤と、前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線のデータを収集し、所定のデータ処理を施して画像再構成に必要な投影データを生成する投影データ生成部と、前記回転盤を回転させて少なくとも２π回転分の前記投影データを取得する投影データ取得部と、前記投影データにおけるＸ線透過経路が略一致する対向データを用いて前記投影データをアップサンプリングするアップサンプリング部と、前記アップサンプリング部によりアップサンプリングされた投影データを用いて画像を再構成する再構成演算部と、前記再構成演算部により再構成された画像を表示する表示部と、を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
第２の発明は、Ｘ線ＣＴ装置により取得された投影データをアップサンプリングする方法であって、画像演算装置が、２π回転分の前記投影データを取得するステップと、取得した投影データの実ビュー内に仮想チャンネルを挿入するステップと、前記仮想チャンネルの値をＸ線透過経路が略一致する対向データ上の仮想ビュー位置にある対応点の値として付与するステップと、前記対応点の値を用いて前記仮想ビューにおける各チャンネルの値を算出してビュー方向アップサンプリング投影データを生成するステップと、を含むことを特徴とする投影データのアップサンプリング方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、より実測値に近いアップサンプリング投影データを得ることが可能なＸ線ＣＴ装置及び投影データのアップサンプリング方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１の全体構成図
【図２】（ａ）及び（ｂ）対向データを用いたアップサンプリング方法について説明する図、（ｃ）２点による補間、（ｄ）４点による補間、（ｅ）ＴＶ法による補間を示す図
【図３】Ｘ線ＣＴ装置１が実行する処理全体の流れを説明するフローチャート
【図４】画像演算装置１２２のアップサンプリング部１２６が実行するアップサンプリング処理の手順を示すフローチャート
【図５】隣接するビューＶａ，Ｖｂと仮想ビューＶｃの計測時の位置関係を示す図
【図６】（ａ）単純ビュー補間におけるアップサンプリングと、（ｂ）本発明によるアップサンプリングとの違いを説明する図
【図７】チャンネル方向へのアップサンプリングについて説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、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。
【００１３】
スキャンガントリ部１００は、被検体に対してＸ線を照射するとともに被検体を透過したＸ線を検出する装置であり、Ｘ線管装置１０１、回転盤１０２、コリメータ１０３、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、及びＸ線制御装置１１０を備える。
【００１４】
回転盤１０２には開口部１０４が設けられ、開口部１０４を介してＸ線管装置１０１とＸ線検出器１０５とが対向配置される。開口部１０４に寝台１０５に載置された被検体が挿入される。回転盤１０２は、ガントリ制御装置１０８によって制御される回転盤駆動装置から駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって被検体の周囲を回転する。
【００１５】
操作卓１２０は、スキャンガントリ部１００の各部を制御するとともにスキャンガントリ部１００で計測した投影データを取得して画像の生成及び表示を行う装置である。操作卓１２０は、入力装置１２１、画像演算装置１２２、記憶装置１２３、システム制御装置１２４、及び表示装置１２５を備える。
【００１６】
Ｘ線管装置１０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置１１０に制御されて所定の強度のＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置１１０は、操作卓１２０のシステム制御装置１２４により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管装置１０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。
【００１７】
Ｘ線管装置１０１のＸ線照射口にはコリメータ１０３が設けられる。コリメータ１０３は、Ｘ線管装置１０１から放射されたＸ線の照射範囲を制限する。例えばコーンビーム（円錐形または角錐形ビーム）等に成形する。コリメータ１０３の開口幅はシステム制御装置１２４により制御される。
【００１８】
Ｘ線管装置１０１から照射され、コリメータ１０３を通過し、被検体を透過した透過Ｘ線はＸ線検出器１０６に入射する。
【００１９】
Ｘ線検出器１０６は、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線検出素子群をチャンネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものである。Ｘ線検出器１０６は、被検体を介してＸ線管装置１０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器１０６はＸ線管装置１０１から照射されて被検体を透過したＸ線量を検出し、データ収集装置１０７に出力する。
【００２０】
データ収集装置１０７は、Ｘ線検出器１０６の個々のＸ線検出素子により検出されるＸ線量をビュー毎に収集し、ディジタルデータに変換し、透過Ｘ線データとして操作卓１２０の画像演算装置１２２に順次出力する。
【００２１】
画像演算装置１２２は、データ収集装置１０７から入力された透過Ｘ線データを取得し、対数変換、感度補正等の前処理を行って再構成に必要な投影データを作成する。
【００２２】
また画像演算装置１２２は、アップサンプリング部１２６と再構成演算部１２７を備える。
【００２３】
アップサンプリング部１２６は、回転盤１回転（２π回転）分の投影データを取得し、取得した投影データにおけるＸ線透過経路が略一致する対向データを用いて仮想ビューを挿入する（アップサンプリングする）。Ｘ線透過経路が略一致する対向データとは、計測されたＲａｙ（Ｘ線）の中で透過経路が最も近く、かつ逆方向から入射するＲａｙにより得られた投影データである。仮想ビューとは、実際に計測値を有する実ビューの間に挿入されるビューである。ビュー数を２倍にアップサンプリングする場合は、実ビューの間に１つの仮想ビューが挿入される。
【００２４】
図２を参照して、アップサンプリング部１２６が投影データのビュー数を２倍にする例（ビュー方向アップサンプリング）について説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示す１回転分の投影データにおいて、Ｒａｙ３１とＲａｙ３２とはＸ線透過経路が略一致する対向データである。つまり、Ｒａｙ３１における点Ａ１及び点Ａ２の対向データは、それぞれＲａｙ３２の点Ｂ１及び点Ｂ２である。点Ｂ１及び点Ｂ２は図２（ａ）に示すように同一の実ビューＶｉｅｗ（２γｍ＋π）上の隣接するチャンネルのデータである。
【００２６】
投影データ上の点Ａ１と点Ｂ１の関係は、チャンネル方向をγ、ビュー方向をθとしたパラメータを用いた関数Ｒ（γ，θ）を用いて、以下の式（１）で表すことができる。
【００２７】
【数１】
2015033442.tif 000003
【００２８】
また、点Ａ１及び点Ｂ１におけるチャンネルとビューの関係は以下の式（２）、式（３）で表すことができる。
【００２９】
【数２】
2015033442.tif 000004
【００３０】
これにより、点Ａ１及び点Ａ２の間の仮想ビュー４１における点Ａ１Ａ２は、実ビューＶｉｅｗ（２γｍ＋π）上の点Ｂ１及び点Ｂ２の間に挿入された仮想チャンネルである点Ｂ１Ｂ２と対応することがわかる。Ｒａｙ３２（実ビューＶｉｅｗ（２γｍ＋π））における仮想チャンネル（点Ｂ１Ｂ２）に対する対向データ（Ｒａｙ３１）上の対応点Ａ１Ａ２の値は、以下の式（４）、式（５）により算出できる。
【００３１】
【数３】
2015033442.tif 000005
【００３２】
同様の手順で、図２（ｂ）に示すように、仮想ビュー４１における１画素分隣の点Ｃ１Ｃ２を、仮想ビュー４１の対向データから算出する。そして、点Ａ１Ａ２と点Ｃ１Ｃ２との補間により、仮想ビュー４１のチャンネル位置にある点Ｖ４１ｂの値を求める。この操作を繰り返し実行して、仮想ビュー４１の各チャンネルの値を算出する（図２（ｂ）の２重丸で示す点）。他の仮想ビュー４２，４３，…についても同様にＸ線透過経路が略一致する対向データを用いて各チャンネルデータを算出できる。
【００３３】
この操作を繰り返すと実ビューの間に仮想ビュー４１，４２，４３，…が挿入される。アップサンプリング部１２６によってアップサンプリングされた投影データをアップサンプリング投影データと呼ぶ。特に、ビュー方向にアップサンプリングされた投影データをビュー方向アップサンプリング投影データと呼ぶ。
アップサンプリング部１２６は、アップサンプリング投影データを再構成演算部１２７に出力する。
【００３４】
再構成演算部１２７は、アップサンプリング投影データを用いて被検体の断層像等の画像を再構成する。画像の再構成処理は、例えばフィルタ補正逆投影法等の解析的方法や逐次近似法等のいずれの方法を用いてもよい。
【００３５】
画像演算装置１２２（再構成演算部１２７）により再構成された画像データは、システム制御装置１２４に入力され、記憶装置１２３に保存されるとともに表示装置１２５に表示される。
【００３６】
システム制御装置１２４は、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。記憶装置１２３はハードディスク等のデータ記録装置であり、Ｘ線ＣＴ装置１の機能を実現するためのプログラムやデータ等が予め記憶される。
【００３７】
システム制御装置１２４は、図３に示す処理手順に従って撮影処理を行う。撮影処理においてシステム制御装置１２４は、操作者により設定された撮影条件に応じた制御信号をスキャンガントリ部１００のＸ線制御装置１１０、寝台制御装置１０９、及びガントリ制御装置１０８に送出し、上述の各部を制御する。各処理の詳細については後述する。
【００３８】
表示装置１２５は、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。表示装置１２５は画像演算装置１２２から出力される再構成画像、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。
【００３９】
入力装置１２１は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置１２４に出力する。操作者は、表示装置１２５及び入力装置１２１を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。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。
【００４０】
次に、図３〜図６を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。
図３は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置１が実行する撮影処理全体の流れを説明するフローチャートである。
【００４１】
撮影処理において、まずシステム制御装置１２４は、撮影条件及び再構成条件の入力を受け付ける。撮影条件は、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流等のＸ線条件、撮影範囲、ガントリ回転速度、寝台速度等を含む。再構成条件は、再構成ＦＯＶ、再構成スライス厚等を含む。
【００４２】
入力装置１２１等を介して撮影条件及び再構成条件が入力されると（ステップＳ１０１）、システム制御装置１２４は撮影条件に基づいて投影データを収集する（ステップＳ１０２）。すなわち、システム制御装置１２４は撮影条件に基づいてＸ線制御装置１１０、ガントリ制御装置１０８、及び寝台制御装置１０９に制御信号を送る。Ｘ線制御装置１１０は、システム制御装置１２４から入力される制御信号に基づいてＸ線管装置１０１に入力する電力を制御する。ガントリ制御装置１０８は回転速度等の撮影条件に従って回転盤１０２の駆動系を制御し、回転盤１０２を回転させる。寝台制御装置１０９は、撮影範囲に基づいて寝台を所定の撮影開始位置へ位置合わせする。
【００４３】
Ｘ線管装置１０１からのＸ線照射とＸ線検出器１０６による透過Ｘ線データの計測が、回転盤１０２の回転とともに繰り返される。データ収集装置１０７は、被検体の周囲の様々な角度（ビュー）においてＸ線検出器１０６により計測された透過Ｘ線データを取得し、画像演算装置１２２に送る。画像演算装置１２２は、データ収集装置１０７から入力された透過Ｘ線データを取得し、対数変換、感度補正等の前処理を行って投影データを作成する。
【００４４】
画像演算装置１２２（アップサンプリング部１２６）は、ステップＳ１０２の処理で作成された投影データを取得し、アップサンプリング処理を行う（ステップＳ１０３；図４参照）。
【００４５】
アップサンプリング処理において、アップサンプリング部１２６は、予め設定されたビュー数となるように、実データに仮想ビューを挿入（アップサンプリング）し、ビュー方向アップサンプリング投影データを作成する。ビュー数は、装置の仕様に従って予め設定された値としてもよいし、操作者により設定された値としてもよい。また、操作者が設定した画質指標（特に空間分解能）やその他のパラメータによって決定される値としてもよい。アップサンプリング処理については後述する（図４〜図６参照）。
【００４６】
ステップＳ１０３の処理によりアップサンプリングされたビュー方向アップサンプリング投影データが作成されると、次に画像演算装置１２２の再構成演算部１２７は、ステップＳ１０１で入力された再構成条件に基づいて画像の再構成処理を行う（ステップＳ１０４）。画像の再構成処理において使用する画像再構成アルゴリズムはどのような種類のものを用いてもよい。例えば、Feldkamp法等の逆投影処理を行ってもよいし、逐次近似法等を用いてもよい。
【００４７】
ステップＳ１０４において画像が再構成されると、システム制御装置１２４は、再構成された画像を表示装置１２５に表示し（ステップＳ１０５）、一連の撮影処理を終了する。
【００４８】
次に、ステップＳ１０３のアップサンプリング処理について、図４を参照して説明する。
図４はアップサンプリング処理の流れを説明するフローチャートである。
【００４９】
アップサンプリング部１２６は、まず少なくとも１回転（２π回転）の撮影により計測された投影データを取得する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１で取得する投影データは、撮影中にデータ収集装置１０７により収集されたものでもよいし、予め計測され記憶装置１２３等に記憶されているものでもよい。
【００５０】
次に、アップサンプリング部１２６は、取得した２π回転分の投影データの実ビューをチャンネル方向にアップサンプリングする（ステップＳ２０２）。つまり、アップサンプリング部１２６は実際に計測されたビューである実ビューにおける各チャンネルの間に、補間演算等により仮想チャンネルを挿入する。
【００５１】
次に、アップサンプリング部１２６は、ステップＳ２０２で生成した仮想チャンネルの値をＸ線透過経路が略一致する対向データの仮想ビュー位置にある対応点に付与する (ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の処理において、アップサンプリング部１２６は実ビューと対向するレイ（例えば、図２（ａ）のＲａｙ３１とＲａｙ３２の関係にあるデータ）を２π回転分の投影データから求める。図２（ａ）に示す実Ｖｉｅｗ（２γｍ+π）の対向データは、Ｒａｙ３１に示すように複数の実ビュー及び実チャンネルをまたぐデータとなる。アップサンプリング部１２６は、対向データＲａｙ３２上にある上述の仮想チャンネルデータ（点Ｂ１Ｂ２）に対応する点（対応点Ａ１Ａ２）を求める。対応点は、実ビューと実チャンネルの間に位置する点である。アップサンプリング部１２６は、点Ｂ１Ｂ２の値を上述の仮想チャンネルデータ（点Ａ１Ａ２の値）に付与する。
【００５２】
この操作を繰り返すと実ビューの間に仮想ビューが挿入される。例えば、図２（ｂ）に示すように、実ビュー３１ａ，３２ａの間に仮想ビュー４１が挿入される。仮想ビュー４１は上述の対応点の集合となる。アップサンプリング部１２６は、仮想ビュー４１の各対応点の値を用いて仮想ビューにおける各チャンネルデータを補間演算等により求める（ステップＳ２０４）。例えば、図２（ｂ）に示す対応点Ａ１Ａ２と対応点Ｃ１Ｃ２の値を用いて仮想ビュー４１のチャンネル位置にある点Ｖ４１ｂの値を補間により求める。
【００５３】
ステップＳ２０２やステップＳ２０４における補間演算は、例えば図２（ｃ）に示すように、単純に隣接するビュー同士で補間する２点補間としてもよいし、図２（ｄ）に示すように、隣接するビュー及びチャンネルのデータを用いて補間する４点補間としてもよいし、図２（ｅ）に示すようにＴＶ法（Total Variation）等を用いてもよい。また、２点補間或いは４点補間では、線形補間としてもよいし、非線形補間としてもよい。
【００５４】
アップサンプリング部１２６によってアップサンプリングされた投影データをアップサンプリング投影データと呼ぶ。アップサンプリング部１２６は、アップサンプリング投影データを再構成演算部１２７に出力する（ステップＳ２０５）。再構成演算部１２７では、アップサンプリング投影データを用いて被検体画像を再構成する。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態のＸ線ＣＴ装置１は、投影データをアップサンプリングするアップサンプリング部１２６を有する。アップサンプリング部１２６は、回転盤１回転（２π回転）分の投影データを取得し、取得した投影データにおけるＸ線透過経路が略一致する対向データを用いて仮想ビューを挿入する（ビュー方向にアップサンプリングする）。Ｘ線透過経路が略一致する対向データを用いて仮想ビューの各チャンネルデータを求めるため、最も近い被検体情報を有する実投影データから仮想ビューの各チャンネルデータを求めることができる。これにより、アップサンプリング投影データは実測値により近いものとなり、信頼できる画像を作成できる。また、投影データ上で隣接する点の値を用いてアップサンプリング（単純ビュー補間）する場合と比較して、境界部が不明瞭になりにくいという効果も得る。
【００５６】
上述の実施形態で説明したアップサンプリング方法を用いた場合の効果について、図５及び図６を参照しながら説明する。
図５の黒丸で示す点Ｖａ，Ｖｂは、隣り合うビューを示す。ビューＶａのビュー位置をθｎ、ビューＶｂのビュー位置をθｎ＋１とする。これらのビューＶａ,Ｖｂの間に点線丸で示す仮想ビューＶｃを作成し、ビュー数を２倍にする場合を例として、単純ビュー補間によるアップサンプリングと本発明によるアップサンプリングとを比較する。仮想ビューＶｃのビュー位置はθｎ＋１／２である。
【００５７】
図６（ａ）は単純ビュー補間について示している。単純ビュー補間では、隣り合うビューＶａ，Ｖｂのデータを用いて仮想ビューＶｃのデータを補間する。図６（ａ）の右図に示すように、投影データ上では、上下に隣接する点のデータを用いて補間することに相当する。例えば、ビュー数が１５００の場合は、０．２４（＝３６０／１５００）度離れたデータから補間データを算出することとなる。
【００５８】
図６（ｂ）は本発明の手法でアップサンプリングした場合について示している。本発明では、隣り合う実チャンネル（点Ｂ１，点Ｂ２）の間に補間等により挿入された仮想チャンネル（点Ｂ１Ｂ２）の値を、Ｘ線透過経路が略一致する対向データ上の仮想ビュー位置にある対応点に付与することで、仮想ビューＶｃに近い対応点Ａ１Ａ２の値を求める。同様に、別の実データから仮想ビューＶｃに近い別の対応点Ｃ１Ｃ２の値を求め、点Ａ１Ａ２及び点Ｃ１Ｃ２の値を用いて仮想ビューのチャンネルデータを求める。
【００５９】
したがって、図６（ａ）に示す単純ビュー補間の場合と比較して、より狭い角度にある補間データ（図６（ｂ）の「×」で示すデータ）を用いて仮想ビューの各チャンネルの値を算出できる。つまり、単純ビュー補間の場合に比べ、ビーム幅が狭い（チャンネル間距離が近い）データで補間することが可能となり、高い空間分解能を有する画像を得ることができる。例えば、Ｘ線管装置１０１とＸ線検出素子間との距離が１０００ｍｍ、Ｘ線検出器１０６のチャンネル方向のＸ線検出素子間距離が１ｍｍの場合、チャンネル間距離が０．０５７（＝２・ｔａｎ−１（（１／２）／１０００））度離れたデータから仮想ビューにおける各チャンネルデータを求めることができる。
【００６０】
また、本発明によるビュー方向アップサンプリングは、ビュー間距離Δθがチャンネル間距離Δｃｈと比較して大きい場合（Δθ＞Δｃｈの場合）に、空間分解能向上の効果がある。したがって、アップサンプリング部１２６は、ビュー間距離Δθとチャンネル間距離Δｃｈの関係に基づいて、単純ビュー補間を利用するか、本発明による手法（対向データに基づくアップサンプリング方法）を行うかを決定することが望ましい。なお、現状、一般に普及しているほとんどのＸ線ＣＴ装置では、ビューレートに制限があるため、Δθ＞Δｃｈの関係が成立する。
【００６１】
或いは、ΔθとΔｃｈとの関係に応じて、単純ビュー補間によるアップサンプリング投影データと、本発明の対向データを用いたアップサンプリング投影データとに適切な重みをかけて双方を用いた投影データを作成してもよい。
【００６２】
更に、上述の実施形態ではビュー数を２倍にアップサンプリングする例について述べたが、Ｎ倍のアップサンプリングに拡張することも可能である。
【００６３】
また、上述の実施形態では、対向データを用いてビュー方向へのアップサンプリングを行う例について説明したが、同様の手法で、チャンネル方向へのアップサンプリングを行うことも可能である。
【００６４】
チャンネル方向へのアップサンプリングを行う場合、アップサンプリング部１２６は、取得した投影データを用いて実チャンネル間に仮想ビューデータを挿入し、仮想ビューデータの値をＸ線透過経路が略一致する対向データ上の点であって、仮想チャンネル位置にある対応点の値に付与する。対応点の値を用いて仮想チャンネルにおける各ビューデータを算出してチャンネル方向アップサンプリング投影データを生成する。
【００６５】
図７を用いて、チャンネル方向へのアップサンプリングの一例について説明する。図７は、図２（ｃ）〜（ｅ）と同様に投影データを部分的に切り出したものであり、点Ｃ１、点Ｃ２は実投影データであり、点Ｖ１、点Ｖ２は補間処理等によって求められた仮想投影データである。これらの点Ｃ１、点Ｃ２、点Ｖ１、点Ｖ２の値を用いて、点Ｃ１Ｃ２の値を求める。
【００６６】
点Ｃ１Ｃ２の値を求めるには、ビュー間距離Δθとチャンネル間距離Δｃｈによって求められる重み係数を用いて、例えば式（６）の補間演算を行ってもよい。
【数４】
2015033442.tif 000006
【００６７】
ここで、ＷＣ１、ＷＣ２、ＷＶ１、ＷＶ２は、式（７）を満たす重み係数である。
【数５】
2015033442.tif 000007
【００６８】
なお、重み係数ＷＣ１，ＷＣ２，ＷＶ１，ＷＶ２は、ビュー間距離Δθとチャンネル間距離Δｃｈの関係に応じて、式（８）、式（９）により求められる。
【数６】
2015033442.tif 000008
【００６９】
また、ここではチャンネル方向へのアップサンプリングについて説明したが、ビュー方向へのアップサンプリングについても式（６）〜（９）を用いた補間演算を行ってもよい。
【００７０】
上述した本発明に係るアップサンプリング方法はどのような撮影方法で得られた投影データに対しても適用可能である。例えば、ＦＦＳ（Flying Focus Spot）投影データやクォータオフセット投影データに対して適用してもよい。ＦＦＳ（Flying Focus Spot）投影データとは、Ｘ線管における焦点位置を複数箇所に移動しながら撮影することにより得られる投影データである。クォータオフセット投影データとは、Ｘ線検出器１０６をＸ線の照射中心から回転盤１０２の回転方向（チャンネル方向）に１／４素子分ずらして配置することにより、対向するビューにおいて取得したデータと組み合わせてチャンネル間隔を１／２（チャンネル数を２倍）とした投影データである。
【００７１】
以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。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。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・・・・・・・Ｘ線ＣＴ装置
１００・・・・・・・スキャンガントリ部
１０１・・・・・・・Ｘ線管装置
１０２・・・・・・・回転盤
１０３・・・・・・・コリメータ
１０６・・・・・・・Ｘ線検出器
１１０・・・・・・・Ｘ線制御装置
１２０・・・・・・・操作卓
１２１・・・・・・・入力装置
１２２・・・・・・・画像演算装置
１２３・・・・・・・記憶装置
１２４・・・・・・・システム制御装置
１２５・・・・・・・表示装置
１２６・・・・・・・アップサンプリング部
１２７・・・・・・・再構成演算部
【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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