(57)【要約】      （修正有）【課題】順投影処理及び逆投影処理における処理時間の短縮及び使用資源の効率向上を可能とするＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供する。【解決手段】画像再構成装置は、複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への検出素子の端部の投影位置を決定し、画像空間に含まれる複数の画素各々について、当該基準軸上への画素の端部の投影位置を決定する。画像再構成装置は、複数の画素各々について、決定された画素の端部の投影位置と決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別する。画像再構成装置は、複数の演算装置の個数に基づいて、処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを当該複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する。画像再構成装置は、設定された並列演算に従って、複数の画素各々の画素値を寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する。【選択図】図４
2015104676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線源と、
前記Ｘ線源からのＸ線を検出する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器を介してＸ線減弱を示す検出データを収集する収集部と、
前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記画像再構成部は、
前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定する第１決定部と、
前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定する第２決定部と、
前記複数の画素各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別する識別部と、
前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する設定部と、
前記設定された並列演算に従って、前記複数の画素各々の画素値を前記寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する画素値算出部と、を有する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記画像再構成部は、前記複数の画素各々について、前記寄与検出素子の個数と所定の閾値とに基づいて、前記画素を第１のタイプと第２のタイプとに分類する分類部をさらに有し、
前記設定部は、前記処理サイクル毎に前記第１のタイプの画素に関する演算タスクと前記第２のタイプの画素に関する演算タスクとを前記複数の演算装置に割り当てる、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記分類部は、前記寄与検出素子の個数が前記閾値よりも小さい場合、前記画素を第１のタイプに分類し、前記寄与検出素子の個数が前記閾値よりも大きい場合、前記画素を第２のタイプに分類する、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記寄与検出素子の平均数に設定される、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記画像再構成部は、前記決定された検出素子の端部の投影位置と前記決定された画素の端部の投影位置とを順番に並び替えるソート部をさらに有する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記第１決定部は、前記検出素子の端部の投影位置として、前記Ｘ線源と前記検出素子の端部とを結ぶ光線が前記基準軸に交差する位置を決定する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記第２決定部は、前記画素の端部の投影位置として、前記Ｘ線源と前記画素の端部の中点とを結ぶ光線が前記基準軸に交差する位置を決定する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記画素値算出部は、前記複数の画素各々について、前記寄与検出素子の各画素の重みを、前記基準軸上の前記検出素子の両端部の投影位置により画定される第１領域と、前記基準軸上の前記画素の両端部の投影位置により画定される第２領域との交差部分の長さに基づいて算出する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
前記画素値算出部は、各画素ｉについて、画素値ｐｉ、ｉ+1を、
【数１】
2015104676.tif 000009
として算出し、ここでｐｉは前記基準軸上のｉ番目の画素の第１の端部の投影位置、ｐｉ＋１は前記基準軸上のｉ番目の画素の第２の端部の投影位置、ｄｊは前記基準軸上のｊ番目の寄与検出素子の第１の端部の投影位置、ならびにｄｉ＋１は前記基準軸上のｊ番目の寄与検出素子の第２の端部の投影位置である、請求項８記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】
前記設定部は、前記複数の演算タスクの各々を演算の複雑性に基づいて分類し、前記演算タスクを実行するために必要なデータに基づいて等しい複雑性の演算タスクを再分類する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１１】
前記設定部は、前記複数の演算タスクを計算対象の画素の画素値に対する寄与に応じて分類する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１２】
前記設定部は、前記複数の演算タスクのうちの前記計算対象の画素の画素値に対する寄与が閾値よりも小さい演算タスクを削除する、請求項１１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１３】
Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源からのＸ線を検出する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器を介してＸ線減弱を示す検出データを収集する収集部と、前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置の画像再構成方法であって、
前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定し、
前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定し、
前記複数の画素各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別し、
前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定し、
前記設定された並列演算に従って、前記複数の画素各々の画素値を前記寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する、
ことを具備する画像再構成方法。
【請求項１４】
Ｘ線を発生するＸ線源と、
前記Ｘ線源からのＸ線を検出する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器を介してＸ線減弱を示す検出データを収集する収集部と、
前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記画像再構成部は、
前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定する第１決定部と、
前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定する第２決定部と、
前記複数の検出素子各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記検出素子の検出器値に寄与する複数の寄与画素を識別する識別部と、
前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における検出器値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する設定部と、
前記設定された並列演算に従って、前記複数の検出素子各々の検出器値を前記寄与画素の画素値に基づいて算出する検出器値算出部と、を有する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び画像再構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影は、簡単に言えば、被検体を透過してＸ線検出器により検出されたＸ線の光線（ray）毎の総量に関するＸ線ビームに帰着される。この概念的な定義によれば、画像を適切に再構成するために複数の処理工程が必要である。幾つかの処理工程は、画像再構成に影響を及ぼす。
【０００３】
コンピュータ断層撮影では、Ｎ次元画像をＮ次元の線積分に変換する処理を、順投影（あるいは再投影）と呼ぶ。この処理は、例えば、被検体のＸ線画像を発生する物理的プロセスである。対数変換後、Ｘ線画像は、被検体の線減弱係数の分布の線積分投影として近似される。逆の処理は逆投影と呼ばれる。この技法は、従来の再構成アルゴリズムで使用されるフィルタ逆投影および反復再構成において使用される。
【０００４】
Ｘ線ＣＴにおける順投影法および逆投影法としては、光線駆動法（ray-driven method）または画素駆動法（pixel-driven method）が知られている。これらの方法は、再構成された画像にアーチファクトを含ませてしまう。
【０００５】
距離駆動法（distance-driven method）は、上記の方法に比してアーチファクトの発生が低減される。しかしながら、距離駆動法は、画像再構成時間を増加させる傾向のある多くの演算タスク（具体的には、重み付け処理や乗算処理）を含む。さらに、画像再構成にあまり寄与しない演算タスクも存在する。従って、並列演算環境において距離駆動法を用いた場合、演算装置（processor）による演算の不均衡が生じてしまう。この演算の不均衡によって、Ｘ線ＣＴの帯域幅最適化に影響する、潜在的に不均衡な数のメモリやキャッシュアクセスが生じてしまう。
【０００６】
従って、演算動作が１組のプロセッサにわたって平衡化される、順投影処理及び逆投影処理において全体の画像再構成時間を向上させるための方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実施形態の目的は、順投影処理及び逆投影処理における処理時間の短縮及び使用資源の効率向上を可能とするＸ線コンピュータ断層撮影装置及び画像再構成処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源からのＸ線を検出する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器を介してＸ線減弱を示す検出データを収集する収集部と、前記検出データに基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記画像再構成部は、前記複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への前記検出素子の端部の投影位置を決定する第１決定部と、前記画像空間に含まれる複数の画素各々について、前記基準軸上への前記画素の端部の投影位置を決定する第２決定部と、前記複数の画素各々について、前記決定された画素の端部の投影位置と前記決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、前記画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別する識別部と、前記画像再構成部に含まれる複数の演算装置の個数に基づいて、前記画像再構成部の処理サイクル毎における画素値演算に関する複数の演算タスクを前記複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する設定部と、前記設定された並列演算に従って、前記複数の画素各々の画素値を前記寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する画素値算出部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図
【図２】図１の画像再構成装置により行われる距離駆動法に関し、所定の基準軸１０５上への画素の端部と検出素子の端部との投影の概念を示す図
【図３】図２に係る基準軸に投影された検出素子の端部の投影位置ｄi、画素の端部の投影位置ｐi、検出器値ｄij、及び画素値ｐijのインタレースパターンを示す図
【図４】図１の画像再構成装置により実行される順投影処理または逆投影処理の典型的な流れを示す図
【図５】図１の画像再構成装置により実行される他の順投影処理または逆投影処理の典型的な流れを示す図
【図６】図１の画像再構成装置により実行される他の順投影処理または逆投影処理の典型的な流れを示す図
【図７】図１の架台を作動させるモータを制御するように構成された制御装置として機能するコンソールのハードウェア構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置及び画像再構成方法を説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台１０とコンソール３０とを備えている。架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には、回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線源装置１３とＸ線検出装置１５とが取り付けられている。回転フレーム１１の開口（bore）にはＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口内には天板１７が挿入される。天板１７には被検体Ｓが載置される。天板１７に載置された被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板１７が位置決めされる。回転フレーム１１は、回転駆動部１９からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動部１９は、架台制御部２１からの制御に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。
【００１２】
Ｘ線源装置１３は、Ｘ線源１３１と高電圧発生部１３３とを有する。Ｘ線源１３１は、高電圧発生部１３３に接続されている。高電圧発生部１３３は、架台制御部２１による制御に従いＸ線源１３１に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
【００１３】
Ｘ線検出装置１５は、Ｘ線源装置１３から発生されたＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出装置１５は、Ｘ線検出器１５１とデータ収集回路１５３とを有する。Ｘ線検出器１５１は、２次元状に配列された複数の検出素子を有する。検出素子は、検出器ビンとも呼ばれている。各検出素子は、Ｘ線検出器１５１は、Ｘ線源１３１から発生され被検体Ｓにより減弱されたＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号を発生する。データ収集回路１５３は、Ｘ線検出器１５１を介して被検体ＳによるＸ線減弱を示すデジタルのデータをビュー毎に収集する。より詳細には、データ収集回路１５３は、Ｘ線検出器１５１から電気信号をビュー毎に読み出し、読み出された電気信号をデジタルのデータに変換する。変換後のデータを生データと呼ぶことにする。
【００１４】
架台制御部２１は、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。具体的には、架台制御部２１は、高電圧発生部１３３、データ収集回路１５３、及び回転駆動部１９を同期的に制御する。具体的には、回転駆動部１９は、架台制御部２１による制御に従う一定の角速度で回転する。高電圧発生部１３３は、架台制御部２１による制御に従って、設定管電圧値に対応する高電圧をＸ線源１３１に印加し、フィラメント電流をＸ線源１３１に供給する。データ収集回路１５３は、架台制御部２１による制御に従って、Ｘ線曝射タイミングに同期して生データをビュー毎に収集する。収集された生データは、コンソール３０に伝送される。
【００１５】
コンソール３０は、画像再構成装置３１、画像処理部３３、Ｉ／Ｆ部３５、表示部３７、入力部３９、主記憶部４１、及びシステム制御部４３を備える。
【００１６】
画像再構成装置３１は、生データに基づいて被検体Ｓに関する画像を再構成する。具体的には、画像再構成装置３１は、再構成演算部３１１と演算均衡化部（computation balancing unit）３１３とを有する。
【００１７】
再構成演算部３１１は、逐次再構成法により生データに基づいて画像を再構成する。逐次再構成法において再構成演算部３１１は、距離駆動法を用いて順投影処理と逆投影処理とを繰り返し、画像空間に含まれる複数の画素の画素値を決定する。これにより被検体Ｓに関する画像が再構成される。再構成演算部３１１は、ハードウェア資源として、複数の演算装置（processor）を有している。複数の演算装置の並列演算により逐次再構成が行われる。具体的には、再構成演算部３１１は、複数の検出素子各々について、画像空間における所定の基準軸上への検出素子の端部の投影位置を決定し、画像空間に含まれる複数の画素各々について、当該基準軸上への画素の端部の投影位置を決定する。再構成演算部３１１は、複数の画素各々について、決定された画素の端部の投影位置と決定された検出素子の端部の投影位置とに基づいて、画素の画素値に寄与する複数の寄与検出素子を識別する。再構成演算部３１１は、演算均衡化部３１３により設定された並列演算に従って、複数の画素各々の画素値を寄与検出素子の検出器値に基づいて算出する。
【００１８】
演算均衡化部３１３は、当該複数の演算装置の処理サイクル毎の画素値演算又は検出器値演算に関する演算タスクが均衡するように並列演算を設定する。具体的には、演算均衡化部３１３は、複数の演算装置の個数に基づいて、処理サイクル毎における画素値演算又は検出器値演算に関する複数の演算タスクを当該複数の演算装置に割り当てるように並列演算を設定する。
【００１９】
画像処理部３３は、画像再構成装置３１により再構成された画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理部３３は、当該画像にボリュームレンダリングやＭＰＲ処理等の３次元画像処理を施して表示画像を発生する。
【００２０】
Ｉ／Ｆ部３５は、コンソール３０と架台１０との間の通信のためのインタフェースである。例えば、Ｉ／Ｆ部３５は、システム制御部４３からの撮像開始信号や撮像停止信号等を架台１０に供給する。
【００２１】
表示部３７は、表示画像等の種々の情報を表示機器に表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
【００２２】
入力部３９は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。
【００２３】
主記憶部４１は、種々の情報を記憶する、ＨＤＤ(hard disk drive)やＳＳＤ(solid state drive)記憶装置である。例えば、主記憶部４１は、本実施形態に係る画像再構成処理に関する画像再構成プログラム等を記憶する。
【００２４】
システム制御部４３は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。システム制御部４３は、本実施形態に係る画像再構成処理プログラムを主記憶部４１から読み出し、当該画像再構成処理プログラムに従って画像再構成装置３１を制御する。
【００２５】
以下、画像再構成装置３１による画像再構成処理について説明する。なお、以下の説明において、画素と検出素子とを特に区別する必要がない場合、画素と検出素子とをまとめて素子と呼ぶことにする。
【００２６】
図２は、画像再構成装置３１により行われる距離駆動法に関し、所定の基準軸１０５上への画素の端部と検出素子の端部との投影の概念を示す図である。３次元画像空間内に画像再構成グリッド１０１が規定される。仮想の線源１０２から仮想の検出器１０７に光線（ray）が計算により投影される。画像再構成グリッド１０１により複数の画素が画定される。画像再構成グリッド１０１により画定される各正方形が画素を示す。高速演算のために、全ての仮想の検出素子の端部１０８と画素の端部１０３が、基準軸１０５に投影される。基準軸１０５は、例えば、３次元画像空間のｘ軸またはｙ軸に規定される。
【００２７】
複数の画素と複数の検出素子との連続マッピングを画定するために、最初に、全ての検出素子の端部１０８を基準軸１０５に投影する。次に、全ての画像行（または列）をループさせて、画素の端部１０３を基準軸１０５に投影する。簡単にするために、図２では、単一の行に含まれる複数の画素の端部が基準軸１０５に投影されて示されている。これにより、１組の投影１０６が、基準軸１０５への画素の端部の投影位置と検出素子の端部の投影位置とが決定される。さらに、画素値または検出器値が画像から読み取られ、読み取られた画素値または検出器値が投影位置間の長さで重み付けされ、検出素子または画素に割り当てられる。図３を参照して、これを詳細に説明する。
【００２８】
図３は、基準軸１０５に投影された検出素子の端部の投影位置ｄi、画素の端部の投影位置ｐi、検出器値ｄij、及び画素値ｐijのインタレースパターン１０６のより詳細な図である。検出器値ｄijは、順投影処理において、両端部ｄi及びｄjにより定まる検出素子に割り当てられた値である。同様に、画素値ｐijは、逆投影処理において、両端部ｐi及びｐjにより定まる画素に割り当てられた画素値に対応する。図３の例において検出器値ｄijは、以下の（１）式により表される。
【００２９】
【数１】
2015104676.tif 000003
【００３０】
図３の例において逆投影処理における画素値ｐ12は、以下の（２）式により表される。
【００３１】
【数２】
2015104676.tif 000004
【００３２】
（１）式と（２）式との括弧内に表された入力は、基準軸１０５における交差領域の長さに対応し、各検出器値又は画素値に寄与する。交差領域は、順投影処理においては、算出対象の検出器値に係る検出素子の基準軸１０５への投影領域（以下、検出素子セグメントと呼ぶ）と当該検出器値に寄与する各画素の基準軸１０５への投影領域（以下、画素セグメントと呼ぶ）との重複領域に規定される。検出素子セグメントは、算出対象の検出器値に係る検出素子の一端部の基準軸１０５への投影と当該検出素子の他端部の基準軸１０５への投影との間の領域に規定される。画素セグメントは、算出対象の画素値に係る画素の一端部の基準軸１０５への投影と当該画素の他端部の基準軸１０５への投影との間の領域に規定される。処理対象の画素に関する交差領域は当該画素セグメントに重畳する検出素子セグメントに係る検出素子を特定することにより決定されるため、処理対象の画素について交差領域を決定することは、当該画素の画素値の決定に寄与する検出素子（以下、寄与検出素子と呼ぶ）を決定することと同義である。同様に、処理対象の検出素子に関する交差領域は当該検出素子セグメントに重畳する画素セグメントに係る画素を特定することにより決定されるため、処理対象の検出素子について交差領域を決定することは、当該検出素子の検出器値の決定に寄与する画素（以下、寄与画素と呼ぶ）を決定することと同義である。
【００３３】
さらに、（１）式に示す演算式と同様に、ｐ23の画素値は、以下の（３）に示すように、検出器値ｄ45、ｄ56、及びｄ67の正規化加重和で表すことができる。
【００３４】
【数３】
2015104676.tif 000005
【００３５】
すなわち、検出器値ｄj,j+1は、以下の（４）式により表される。なお画素は、Ｉ個あるものとする。
【００３６】
【数４】
2015104676.tif 000006
【００３７】
同様に、画素値ｐｉ，ｉ＋１は、以下の（５）式により表される。なお検出素子は、Ｊ個あるものとする。
【００３８】
【数５】
2015104676.tif 000007
【００３９】
ここでｐｉ，ｉ＋１は、投影位置ｐｉに投影された一端部と投影位置ｐｉ＋１に投影された他端部とを有する画素の画素値である。同様にｄｉ，ｉ＋１は、投影位置ｄｉに投影された一端部と投影位置ｄｉ＋１に投影された他端部とを有する検出素子の検出器値である。
【００４０】
重みパラメータｗは、以下の（６）式により表される。
【００４１】
【数６】
2015104676.tif 000008
【００４２】
重みパラメータｗは、画素セグメントと検出素子セグメントとの重なりの大きさを表す。より詳細には、重みパラメータｗは、画素セグメントと検出素子セグメントとの交差領域の基準軸に沿う長さに応じた値を有する。画素セグメントは、画素の一端部の投影位置ｐiから他端部の投影位置ｐi+1までの長さを有し、検出素子セグメントは、検出素子の一端部の投影位置ｄjから他端部の投影位置ｄj+1までの長さを有する。
【００４３】
図２、（１）式〜（４）式から、検出器値又は画素値を算出するために、基準軸上の画素の端部の投影と検出素子の端部の投影とにより画定される全ての交差領域の個数を演算する必要があることが明らかである。特定の検出器値又は画素値を演算するために、交差領域の個数は、画素、線源、およびＸ線検出器の配向に応じて決定される。従って、検出器値又は画素値を処理する際に必要な演算は、交差領域の個数に依存するため、各検出器値又は画素値を演算するための計算時間を変更可能である。
【００４４】
以下、本実施形態に係る画像再構成装置３１の詳細を説明し、距離駆動法を用いた順投影処理及び逆投影処理に関する並行演算の設定方法を詳細に説明する。
【００４５】
上記の通り、画像再構成装置３１は、演算均衡化部３１３と呼ばれる事前演算部を有する。演算均衡化部３１３は、一度に単一のビューを処理しても良いし、又は再構成演算部３１１による再構成演算の開始前に、収集された全てのビューを処理する。
【００４６】
本実施形態において演算均衡化部３１３は、単位時間に単一のビューのみを処理するものとする。演算均衡化部３１３が所与のビューの処理中において再構成演算部３１１は、演算均衡化部３１３によって既に処理されたビューを処理する。従って、再構成演算部３１１と演算均衡化部３１３とは並列に動作することができるため、再構成演算部３１１の待機時間を減少させる。これにより、画像再構成装置３１の性能が高まる。
【００４７】
演算均衡化部３１３は、各ビューを処理し、そのビューにおいて、順投影処理又は逆投影技術により演算される検出器値又は画素値を有する検出素子又は画素の各々について、全ての交差領域を決定する。演算均衡化部３１３は、実データを実際に処理することなく、図２に示すような簡単な幾何学的計算を使用することにより交差領域を事前演算することができる。この事前演算を実行し、かつ再構成演算部３１１の演算装置の総数に基づいて演算均衡化部３１３は、ある所定の基準に従い複数の演算タスクを複数の演算装置に割り当てる。これにより、演算装置間の演算負荷を均等にすることができる。
【００４８】
すなわち、演算均衡化部３１３は、検出素子について実行される演算タスクを、少なくとも待機中の演算装置に割り当てることができる。例えば、検出素子Ａについての検出器値に寄与する３個の交差領域があり、検出素子Ｂについての検出器値に寄与する７個の交差領域をあるとする。また、再構成演算部３１１が合計５個の演算装置を有するとする。この場合、３個の演算装置を第１のサイクル中に使用して、検出素子Ａの重み付けを行うことができる。この第１のサイクル中に依然として使用可能な２つの演算装置があるため、これらの演算装置を使用して、検出素子Ｂの２個の交差領域の重み付けを行うことができる。その後、この検出素子Ｂについての部分的な結果をバッファリングし、残りの５個の交差重み付けを第２のサイクル中に行う。その後、両方のサイクルの部分的な結果を合計して、検出素子Ｂの最終値を計算する。
【００４９】
前述したように演算均衡化部３１３は、順投影処理において、各検出素子について寄与画素あるいは交差領域をビュー毎に決定する。演算均衡化部３１３は、計算された全ての検出素子についての全ての交差領域の個数の統計値を算出する。統計値としては、例えば、平均値や中間値が挙げられる。同様に、演算均衡化部３１３は、逆投影処理において、各画素について寄与検出素子あるいは交差領域をビュー毎に決定する。演算均衡化部３１３は、計算された全ての画素についての全ての交差領域の個数の統計値を算出する。統計値としては、例えば、平均値や中間値が挙げられる。
【００５０】
さらに演算均衡化部３１３は、順投影処理において、各検出素子を寄与画素（交差領域）の個数に基づいて、２つのタイプ、すなわち標準素子（normal element）とコーナ素子（corner element）とに分類される。同様に、演算均衡化部３１３は、逆投影処理において、各画素を寄与検出素子（交差領域）の個数に基づいて、２つのタイプ、すなわち標準素子とコーナ素子とに分類される。すなわち、所与の素子について、交差領域の数が、全ての素子について演算された交差領域の個数の統計値よりも小さい場合、当該素子は標準素子として分類される。素子についての交差領域の数が、交差領域の個数の統計値よりも大きい場合、当該素子はコーナ素子として分類される。
【００５１】
コーナ素子の場合、複数のサイクルに亘り複数の演算装置間で処理を分割する必要があり、標準素子の処理は使用可能な演算装置の全てを必要とするわけではない。そのため、コーナ素子は、標準素子と並列に処理を行うことができる。
【００５２】
さらに、演算均衡化部３１３は、所与の演算装置により実行されるべき負荷均衡化された処理動作の表形式リストを作成し、作成された表形式リストを再構成演算部３１１に提供することができる。例えば、演算均衡化部３１３は、演算装置毎の処理対象の素子を列挙した表形式リストを作成することができる。
【００５３】
図４、図５、及び図６は、複数の演算装置に亘り演算タスクを負荷均衡化することにより画像処理時間を向上させるために画像再構成装置３１により実行される処理工程の流れを示す図である。
【００５４】
図４は、画像処理時間を向上させるために画像再構成装置３１により実行される順投影処理または逆投影処理の典型的な流れを示す図である。
【００５５】
ステップＳ３０１において再構成演算部３１１は、複数の検出素子の各々について端部を所定の基準軸上に投影し、当該端部の基準軸上の投影位置を決定する。検出素子の端部の投影位置は、線源と検出素子の端部とを結ぶ光線の、基準軸との交点に規定される。
【００５６】
ステップＳ３０２において再構成演算部３１１は、複数の画素の各々について端部を基準軸上に投影し、当該端部の基準軸上の投影位置を決定する。画素の端部の投影位置は、線源と画素の端部とを結ぶ光線の、基準軸との交点に規定される。
【００５７】
ステップＳ３０３において再構成演算部３１１は、基準軸上への検出素子の端部の投影位置と画素の端部の投影位置とを、ソートする（順番に並べる）。例えば、検出素子の端部の投影位置と画素の端部の投影位置とは、基準軸の端部からの距離に従い並べられる。
【００５８】
ステップＳ３０４において演算均衡化部３１３は、処理対象のビューを処理し、各素子について交差領域を識別する。順投影処理と逆投影処理とのどちらが行われているかに応じて交差領域の識別対象の素子が決定される。具体的には、演算均衡化部３１３は、順投影処理が行われている場合、処理対象の検出素子について交差領域を識別する。また、演算均衡化部３１３は、逆投影処理が行われている場合、処理対象の素子について交差領域を識別する。
【００５９】
ステップＳ３０５において演算均衡化部３１３は、全ての素子についての交差領域の個数の統計値（例えば、平均数）に基づいて、各素子をコーナ素子と標準素子とに分類する。具体的には、演算均衡化部３１３は、順投影処理において、各検出素子についての交差領域の個数と平均数との大小関係に応じて、当該検出素子をコーナ素子と標準素子とに分類する。同様に、演算均衡化部３１３は、逆投影処理において、各画素についての交差領域の個数と平均数との大小関係に応じて、当該画素をコーナ素子と標準素子とに分類する。例えば、交差領域の個数が平均数よりも大きい場合、当該素子をコーナ素子に分類し、交差領域の個数が平均数よりも小さい場合、当該素子を標準素子に分類する。
【００６０】
ステップＳ３０６において演算均衡化部３１３は、複数の演算装置に演算タスクを割り当てる。前述したように演算均衡化部３１３は、複数の演算装置により実行されるべき負荷均衡化された演算タスクの表形式リストを、再構成演算部３１１に供給することができる。
【００６１】
例えば、素子の分類を使用して、演算タスクを異なるアクセラレータ（accelerator）に割り当てるモジュールを支援することができる。例えば、分類が全く必要ない場合、処理対象の素子を複数の演算タスクに分解し、当該複数の演算タスクを複数のアクセラレータに順番に割り当てる。この直接的な手法は、一部の素子が複数の処理サイクルで処理される可能性があるときには効率的ではなく、帯域幅の要件を増加させる。
【００６２】
演算タスクの割当てには幾つかの方法がある。以下にこれらの例を示す。以下の説明を具体的に行うため、演算装置の個数は４であるとする。また、素子の個数も４であるとする。素子ｄ１は３個の交差領域（寄与画素又は寄与検出素子）を有し、素子ｄ２は３個の交差領域を有し、素子ｄ３は５個の交差領域を有し、素子ｄ４は２個の交差領域を有するものとする。すなわち、素子ｄ１については３個の演算タスクが要求され、素子ｄ２については３個の演算タスクが要求され、素子ｄ３については５個の演算タスクが要求され、素子ｄ４については２個の演算タスクが要求される。１個の演算タスクの処理には１個の演算装置が要求される。なお、上記の場合、交差領域の平均数は３である。
【００６３】
実施例＃１
１．平均数より上および下の素子に分類
上：ｄ３
下（または等しい）：ｄ１、ｄ２、ｄ４
２．全ての標準素子を順に処理
第１の処理サイクル：素子ｄ１（３個の演算装置を使用、１個は使用せず）
第２の処理サイクル：素子ｄ２（２個の演算装置を使用、２個は使用せず）
第３の処理サイクル：素子ｄ４（２個の演算装置を使用、２個は使用せず）
３．平均数より上のコーナ素子を分割して処理
第４の処理サイクル：素子ｄ３（４個の演算装置を全て使用）
第５の処理サイクル：素子ｄ３（１個の演算装置を使用）
実施例＃２
１．平均より上および下の素子に分類
上：ｄ３
下（または等しい）：ｄ１、ｄ２、ｄ４
２．全ての標準素子を順番に処理し、平均より上のコーナ素子の演算タスクを分割し、当該演算タスクを残りの演算装置に割り当てる
第１の処理サイクル：素子ｄ１＋素子ｄ３（ｄ１について３個、ｄ３について１個の演算装置を使用）
第２の処理サイクル：素子ｄ２＋素子ｄ３（ｄ２について２個、ｄ３について２個の演算装置を使用）
第３の処理サイクル：素子ｄ４＋素子ｄ３（ｄ４について２個、ｄ３について２個の演算装置を使用）
３．残りの平均より上のコーナ素子を分割して処理
［この場合には処理対象の演算タスクが存在しない。素子ｄ３が６個の交差領域を有する場合、「第４の処理サイクル：素子ｄ３（１個の演算装置を使用）」となる］
実施例＃３
１．交差領域の減少順に素子を分類
ｄ３：５
ｄ１：３
ｄ２、ｄ４：２
２．最初に交差領域の多い素子の演算タスクを処理し、交差領域の少ない素子の演算タスクを余りの演算装置に適応的に割り当てる。これにより、例えば、帯域幅要件を減少させることができる。
【００６４】
第１の処理サイクル：ｄ３（４個の演算装置を全て使用）
第２の処理サイクル：ｄ３（１）＋ｄ１（３）：（４個の演算装置を全て使用。ｄ３及びｄ１が完了）
第３の処理サイクル：ｄ２（２）＋ｄ４（２）：（４個の演算装置を全て使用。ｄ２及びｄ４が完了）
３．残りの素子を処理
［この場合には処理対象の演算タスクが存在しない。例えば、１個の交差領域を有する素子ｄ５が存在する場合に第４の処理サイクルが存在する］
実施例＃４（分類は全くない）
１．必要な場合に解消することにより、全ての素子を順に処理する。
【００６５】
第１の処理サイクル：ｄ１＋ｄ２（ｄ１について３個、ｄ２について１個の演算装置を使用。ｄ１が完了）
第２の処理サイクル：ｄ２＋ｄ３（ｄ２について１個、ｄ３について３個の演算装置を使用。ｄ２が完了）
第３の処理サイクル：ｄ３＋ｄ４：（ｄ３について２個、ｄ４について２個の演算装置を使用。ｄ３及びｄ４が完了）
上記のように、複数のアクセラレータに亘り演算タスクを割り当てる多くの方法がある。各方法について、演算速度（実行するサイクル数）と帯域幅最適化とに関して利点と欠点とを有する。割当ては、処理対象に応じて、例えば、再構成演算部３１１に関する演算システムの大きさ、画像データ又は検出器配列のサイズに応じた方法で実行することができる。
【００６６】
ステップＳ３０７において再構成演算部３１１は、重み付け処理を実行して、コーナ素子と標準素子とについて検出器値または画素値を算出する。具体的には、再構成演算部３１１は、順投影処理が行われている場合、寄与画素の画素値に、対応する重みを乗算する。重みは、上記の（６）式の重みパラメータに規定される。上記の通り、重みパラメータは、処理対象の検出素子に関する検出素子セグメントと寄与画素に関する画素セグメントとの交差領域の長さに応じた値を有する。重みが算出されると再構成演算部３１１は、重みを、対応する寄与画素の画素値に乗算する。そして再構成演算部３１１は、上記の（４）式に従い、複数の検出素子の各々について、重みが乗算された複数の寄与画素の画素値を合計し、当該検出素子の検出器値に割り当てる。同様に、逆投影処理が行われている場合、再構成演算部３１１は、寄与検出素子の検出器値に、対応する重みを乗算する。重みは、上記の（６）式の重みパラメータに規定される。上記の通り、重みパラメータは、処理対象の画素に関する画素セグメントと寄与検出素子に関する検出素子セグメントとの交差領域の長さに応じた値を有する。重みが算出されると再構成演算部３１１は、重みを、対応する寄与検出素子の検出器値に乗算する。そして再構成演算部３１１は、上記の（５）式に従い、複数の画素の各々について、重みが乗算された複数の寄与検出素子の検出器値を合計し、当該画素の画素値に割り当てる。
【００６７】
なお、ステップＳ３０７において再構成演算部３１１は、ステップＳ３０６において演算均衡化部３１３により設定された割当てに基づいて並列的に演算タスクを実行する。例えば、再構成演算部３１１は、ステップＳ３０６において演算均衡化部３１３により設定された割当てに基づいて並列的に演算タスクを実行する。なお、演算タスクとは、検出器値または画素値の算出に係る処理である。画素値の算出に係る処理としては、重みの算出である。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、演算タスクとしては、重みと検出器値または画素値との乗算処理、重みが乗算された検出器値または画素値の合計処理でも良い。
【００６８】
ステップＳ３０８において再構成演算部３１１は、標準素子とコーナ素子との全てについて検出器値または画素値が算出されたか否かを確認する。全ての標準素子とコーナ素子とについて検出器値または画素値が算出されていない場合（ステップＳ３０８：ＮＯ）、ステップＳ３０７に戻り、並列的に検出器値または画素値を算出する。そして、全ての標準素子とコーナ素子とについて検出器値または画素値が算出された場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、図４に示す画像再構成装置３１による順投影処理又は逆投影処理が終了する。
【００６９】
上記の順投影処理と逆投影処理とを繰り返すことにより被検体Ｓに関する画像が再構成される。
【００７０】
図５は、画像再構成装置３１により実行される他の順投影処理または逆投影処理の典型的な流れを示す図である。
【００７１】
図５においてステップＳ４０１〜Ｓ４０５は図４のステップＳ３０１〜Ｓ３０５と同様であるため、これらの処理工程の説明は省略する。
【００７２】
ステップＳ４０６において演算均衡化部３１３は、負荷を均等にするため、複雑性に応じて複数の演算タスクをグループ分けする。すなわち、演算均衡化部３１３は、１組の演算装置に亘り負荷を均等するため、同様の複雑性を有する演算タスクを同一のグループに分類する。さらに演算均衡化部３１３は、複数の検出素子又は画素の各々について、各交差領域についての演算タスクの複雑性が示された表を作成する。交差領域の個数は、乗算動作の回数を表し、当該素子に関する演算の複雑性を表す。
【００７３】
ステップＳ４０７において演算均衡化部３１３は、データアクセスを均等にするため、等しい複雑性を有する演算タスクをさらにグループ分けする。具体的には、演算均衡化部３１３は、同一のデータセットを必要とする演算タスクを同一のグループに分類する。これにより、各演算装置が同一のグループに属する複数の演算タスクを実行するにあたり、同一のデータセットを当該複数の演算タスクに共用することができる。よって、各演算装置のデータアクセス数が減少する。
【００７４】
ステップＳ４０８において再構成演算部３１１は、重み付け処理を実行して、コーナ素子と標準素子とについて検出器値または画素値を算出する。検出器値または画素値の算出方法は、図４のステップＳ３０７と略同一である。この際、再構成演算部３１１は、図４のステップＳ３０７のように、標準素子とコーナ素子とについて演算タスクを並列的に実行するのではなく、ステップＳ４０６及びＳ４０７で分類されたグループについて、演算タスクが並列的に実行される（ステップＳ４０８）。なお、演算タスクとは、ステップＳ３０７と同様、重みの算出処理、重みと検出器値または画素値との乗算処理、重みが乗算された検出器値または画素値の合計処理である。
【００７５】
図６は、画像再構成装置３１により実行される他の順投影処理または逆投影処理の典型的な流れを示す図である。
【００７６】
図６のステップＳ５０１〜Ｓ５０７は、それぞれ図５のステップＳ４０１〜Ｓ４０７と同様の処理工程を示す。ステップＳ５０８において演算均衡化部３１３は、処理対象の検出器値または画素値に対して小さい寄与を有する演算タスクを、当該検出器値または画素値の算出に関する複数の演算タスクから削除する。具体的には、演算均衡化部３１３は、処理対象の検出器値または画素値に対する寄与度と閾値とを比較し、寄与度が閾値より小さい演算タスクを、当該検出器値または画素値の算出に関する複数の演算タスクから削除する。寄与度は、例えば、当該演算タスクに係る交差領域の基準軸に沿う長さ、すなわち、重みに規定される。寄与が小さい演算タスクを削除することにより、実行する演算タスク数が減少するため、全体の処理性能が向上する。
【００７７】
本実施形態に係る架台１０は、コンピュータ処理装置またはプログラム可能論理回路を使用して制御可能である。図７は、例えば、架台１０を作動させるモータを制御するように構成された制御装置として機能するコンソール６０１のハードウェア構成の一例を示す。操作者は、例えば、ユーザインタフェースを介して種々のパラメータを設定（例えば、角度を設定、線形位置を設定、スルーレートを設定等）することができ、コンソール６０１の複数のプロセッサ６０３は、設定されたパラメータに基づいて、インタフェースを介して架台１０を制御することができる。
【００７８】
コンソール６０１は、例えば、順投影処理及び逆投影処理を実施しながら前処理動作を実行するように構成された事前演算部（演算均衡化部３１３）６２０を有する。また、コンソール６０１は、複数の演算タスクを並列に実施するために複数の演算装置（再構成演算部３１１）６０３を有する。さらに、コンソール６０１は、バス６０２に結合されたディスクコントローラ６０６を備えて、磁気ハードディスク６０７および着脱可能媒体ドライブ６０８（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読取専用コンパクトディスクドライブ、読取り／書込みコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、および着脱可能光磁気ドライブ）等の情報および命令を記憶するための１つまたは複数の記憶装置を制御する。適切なデバイスインタフェース（たとえば、小型コンピュータシステムインタフェース（ＳＣＳＩ）、集積デバイスエレクトロニクス（ＩＤＥ）、エンハンストＩＤＥ（Ｅ−ＩＤＥ）、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）、またはウルトラＤＭＡ）を使用して、記憶装置をコンピュータシステム６０１に加えることができる。
【００７９】
コンソール６０１は、特定の目的の論理デバイス（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））又は構成可能な論理デバイス（例えば、プログラム可能論理デバイス（ＳＰＬＤ）、複合プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ））を備えることもできる。
【００８０】
コンソール６０１は、コンピュータユーザに情報を表示するための、バス６０２に結合されてディスプレイ６１０を制御するディスプレイコントローラ６０９を備えることもできる。コンソール６０１は、コンピュータユーザと交信して演算装置６０３に情報を提供するための、キーボード６１１およびポインティングデバイス６１２等の入力デバイスを備える。ポインティングデバイス６１２は、例えば、マウス、トラックボール、タッチスクリーンセンサー用のフィンガー、または方向情報および命令選択を演算装置６０３に伝えるため、及びディスプレイ６１０上のカーソル移動を制御するためのポインティングスティックでも良い。
【００８１】
演算装置６０３は、メインメモリ６０４などのメモリに含まれる１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行する。このような命令は、ハードディスク６０７又は着脱可能媒体ドライブ６０８等の別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ６０４に読み込まれてもよい。多重処理配置における１つまたは複数の演算装置６０３を採用して、メインメモリ６０４に含まれる命令のシーケンスを実行してもよい。あるいは、ハードワイヤド回路をソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組み合わせて使用してもよい。このように、本実施形態に係る演算装置６０３は、ハードウェア回路とソフトウェアとの如何なる組み合わせにも適用可能である。
【００８２】
上述のように、コンソール６０１は、上記の画像再構成装置３１の動作を実行するためにプログラムされた命令を保持するため、およびデータ構造、表、記録、又は本実施形態に係る他のデータを含むための少なくとも１つのコンピュータ可読媒体またはメモリを備える。コンピュータ可読媒体の例は、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または任意の他の磁気媒体、コンパクトディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、又は任意の他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、または孔のパターンを有する他の物理的媒体である。本実施形態は、コンソール６０１を制御するため、本実施形態のための１つまたは複数の装置を駆動するため、及びコンソール６０１が人間のユーザと交信できるようにするために、コンピュータ可読媒体のうちのいずれか１つまたはそれらの組み合わせに記憶されるソフトウェアを含む。このようなソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、及びアプリケーションソフトウェアを含むことができるが、これに限定されるものではない。このようなコンピュータ可読媒体は、本実施形態に示された処理のうちの全部または一部（処理が分配された場合）を実行するために、本実施形態に係るコンピュータープログラム製品をさらに含む。本実施形態に係るコンピュータコードデバイスは、スクリプト、解釈可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、及び完全な実行可能プログラムを含むが、これに限定されるものではなく、任意の解釈可能または実行可能なコード機構であってもよい。さらに、本実施形態の処理の部分を、より良好な性能、信頼性、および／またはコストのために分配してもよい。
【００８３】
本実施形態で使用される場合、「コンピュータ可読媒体」という用語は、演算装置６０３に命令を与えて実行する際に関与するあらゆる非一過性の媒体を指す。コンピュータ可読媒体は、不揮発性媒体または揮発性媒体を含むが、これに限定されるものではなく、多くの形態を取ることができる。たとえば、不揮発性媒体は、ハードディスク６０７または着脱可能媒体ドライブ６０８等の光学ディスク、磁気ディスク、および光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ６０４等のダイナミックメモリを含む。逆に、伝送媒体は、バス６０２を構成する配線を含む同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバーを含む。伝送媒体はまた、電波通信および赤外線通信中に生成されるもの等の音波または光波の形態をとってもよい。
【００８４】
演算装置６０３への１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを遂行のため実行する際には、コンピュータ可読媒体の種々の形態を伴うことができる。たとえば、命令を、最初に、リモートコンピュータの磁気ディスクに保持することができる。リモートコンピュータは、本実施形態の全部または一部を実施するための命令をダイナミックメモリにリモートでロードし、モデムを使ってこの命令を電話線で送ることができる。コンソール６０１にローカル接続されたモデムは、電話線でデータを受信し、データをバス６０２に載せることができる。バス６０２は、データをメインメモリ６０４へ伝達し、そこから、演算装置６０３は、命令を取り込み実行する。メインメモリ６０４が受信した命令は、場合によって、演算装置６０３が実行する前か後かに記憶装置６０７又は６０８に記憶させることができる。
【００８５】
コンソール６０１はまた、バス６０２に結合された通信インタフェース６１３も含む。通信インタフェース６１３は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）６１５、またはインターネット等の別の通信ネットワーク６１６に接続されるネットワークリンク６１４に双方向データ通信結合を提供する。たとえば、通信インタフェース６１３は、任意のパケット交換ＬＡＮに取り付けるネットワークインターフェイスカードであってもよい。別の例として、通信インタフェース６１３は、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カードであってもよい。無線リンクも実施することができる。任意のそのような実施では、通信インタフェース６１３は、種々のタイプの情報を表すデジタルデータストリームを運ぶ電気信号、電磁気信号、または光学信号を送受信する。
【００８６】
ネットワークリンク６１４は、一般的に、１つまたは複数のネットワークを介して他のデータデバイスにデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク６１４は、ローカルネットワーク６１５（例えば、ＬＡＮ）を介して、または、通信ネットワーク６１６を介して通信サービスを提供するサービスプロバイダによって操作される機器を介して別のコンピュータへの接続を提供することができる。例えば、ローカルネットワーク６１５及び通信ネットワーク６１６は、デジタルデータストリームを運ぶ電気信号、電磁気信号、または光学信号、および関連する物理層（例えば、ＣＡＴ６ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバー等）を使用する。種々のネットワークを介した信号と、コンソール６０１に対してデジタルデータを運び入れたり運び出したりする通信インタフェース６１３を介したネットワークリンク６１４上の信号とは、ベースバンド信号または搬送波ベースの信号で実施されてもよい。ベースバンド信号は、デジタルデータを、デジタルデータビットストリームを記述する非変調電気パルスとして運ぶ。ここで、「ビット」という用語は、シンボルを意味するように広く解釈すべきである。各シンボルは、少なくとも１つまたは複数の情報ビットを伝送する。また、デジタルデータを使用して、導電性メディア上を伝播するか、伝播メディアを介して電磁波として伝送される振幅、位相、周波数シフトキー付き信号等を有する搬送波を変調することもできる。このように、デジタルデータは、「有線の」通信チャンネルを通して非変調のベースバンドデータとして送られ、搬送波を変調することによって、ベースバンドとは異なる所定の周波数バンド内で送られ得る。コンソール６０１は、ネットワーク６１５，６１６、ネットワークリンク６１４、および通信インタフェース６１３を介して、プログラムコードを含むデータを送受信することができる。さらに、ネットワークリンク６１４は、ＬＡＮ６１５を介して、パーソナル携帯情報機器（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、または携帯電話等のモバイル機器６１７に接続されても良い。
【００８７】
上記の実施形態の一部はＸ線コンピュータ断層撮影装置を対象としたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、心臓血管Ｘ線およびＣＴを含む他のモダリティにも適用可能である。
【００８８】
かくして、本実施形態によれば、画素と検出素子とに対する順投影処理及び逆投影処理について処理時間、拡張性、及び資源使用を向上させることができる。すなわち、画素と検出素子とが所定の基準面に投影される距離駆動法が改良される。方法は、並列演算に係る画像再構成装置の演算負荷を均等にすることにより、スキャンシステムにおける順投影処理と逆投影処理との演算複雑性を減少させつつ、均衡化されたメモリやキャッシュアクセス動作を生じさせる。
【００８９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９０】
１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線源装置、１５…Ｘ線検出装置、１７…天板、１９…回転駆動部、２１…架台制御部、３０…コンソール、３１…画像再構成装置、３３…画像処理部、３５…Ｉ／Ｆ部、３７…表示部、３９…入力部、４１…主記憶部、４３…システム制御部、１３１…Ｘ線源、１３３…高電圧発生部、３１１…再構成演算部、３１３…演算均衡化部
【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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