【事件の表示】
　特許第３３７６３６９号「Ｘ線コンピュータ断層撮影装置」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３７６３６９号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　原出願　　　　　　平成３年５月月２２日（特願平３−１１７６３３号）
　原出願の分割出願　（特願平１１−１１８１７８号）
　原出願の分割出願のまた分割出願である本件出願
　　　　　　　　　　平成１３年１０月２６日（特願平２００１−３２９３　　　　　　　　　　９２号）
　特許権設定登録　　平成１４年１１月２９日（特許第３３７６３６９号）
　特許異議申立て（申立人株式会社日立メディコ、請求項１−３に係る特許　　　　　　　　　に対して）
　　　　　　　　　　平成１５年８月７日
　取消理由通知　　　平成１５年１１月７日発送
　訂正請求　　　　　平成１６年１月６日
　
２．訂正の適否
（１）訂正の内容
　訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１
「【請求項１】ヘリカルスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成を行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有するＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出する検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数配置されたＸ線検出器とを用いて、前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段と、　このヘリカルスキャン手段により収集された投影データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された前記画像再構成に必要な投影データを読み出し、読み出された投影データの編集処理を前記ヘリカルスキャンと並行して行うデータ編集手段と、このデータ編集手段により編集された所望スライス位置の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の投影データに基づく前記所望スライス位置の画像再構成処理を前記ヘリカルスキャンと並行して行う再構成手段と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。」
　を、
「【請求項１】ヘリカルスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成を行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有するＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出する検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数配置されたＸ線検出器とを用いて、前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段と、このヘリカルスキャン手段により収集された投影データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された前記画像再構成に必要な投影データを読み出し、読み出された投影データの中から所望スライス位置あるいは当該所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データを投影角度毎に選択する編集処理を前記ヘリカルスキャンと並行して行うデータ編集手段と、このデータ編集手段により編集された所望スライス位置の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の投影データに基づく前記所望スライス位置の画像再構成処理を前記ヘリカルスキャンと並行して行う再構成手段と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。」
　と訂正する。
　
　訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項３を削除する。
　
　訂正事項ｃ
　明細書段落００１５、段落００１６で、前記訂正事項ａ，ｂと整合を図るための訂正をする。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項ａについて
　訂正事項ａは、請求項１に記載された「読み出された投影データの編集処理」について、「読み出された投影データの中から所望スライス位置あるいは当該所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データを投影角度毎に選択する編集処理」にと、編集処理の内容について追加記載を行うものと認められ、明細書段落００２０の記載「【００２０】あるスライス、例えば図４におけるｚｔにおけるスライスを再構成する場合を考える。……実際は縦一列の３６０°のデータは存在しないのでｚｔに隣接する位置の投影データを集める。」、段落００３５の記載「【００３５】図４において、縦１列がスライス位置であるので、縦一列の投影データが必要であるが、存在しない場合もあるので、黒丸で示すように隣接する位置の投影データも選択する。」および図４の記載からみて、縦軸を投影角度方向とし横軸をスライス方向として投影データを○印で示した図４は、ヘリカルスキャン時に各投影角度毎に投影データが得られていくものであり、●印で示された所望スライス位置あるいは所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データが、投影角度毎に選択されるものであることは当業者が当然に理解するものと認められるから、前記追加記載は、特許請求の範囲の減縮ないし不明りょうな記載の釈明を目的とするものであり、新規事項の追加に該当せず、特許請求の範囲を拡張または変更するものでもない。
　
訂正事項ｂについて
　請求項３の削除は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
訂正事項ｃについて
　上記訂正事項ａ，ｂにより付随的に生ずる記載の不備を解消するものであって、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、特許請求の範囲を拡張し変更するものでもない。
　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第３項において準用する改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
（１）申立ての理由の概要
　申立人株式会社日立メディコは、請求項１−３に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、また明細書及び図面の記載が不備であり、特許法第３６条第４−６項に規定の要件を満足しないものであるから本件特許を取り消すべき旨、主張している。
　
（２）本件の請求項１、２に係る発明
　本件の請求項１、２に係る発明（以下、「本件発明１」、「本件発明２」という）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１、２に記載された事項により特定されるとおりのものである。（上記、２．（１）訂正の内容参照）
　
（３）刊行物に記載された発明
　当審が平成１５年１０月２８日付（発送日は平成１５年１１月７日）で通知した取消の理由で引用した刊行物、及び異議申立人が証拠として提示した刊行物（甲第１−８号証）は、次のものである。
　
刊行物１：特開平２−２４９５３５号公報
刊行物２：特開昭６３−１５７２７５号公報
刊行物３：特公平２−６０３３２号公報
刊行物４：特開平２−１７０４２号公報
刊行物５：新医療１９９３年１０月号（９２）（９８）（９９）頁
刊行物６：医療機器システム白書２８４頁
刊行物７：TOSHIBAのXforceカタログ１９頁
刊行物８：TOSHIBAのSuperHELIXカタログ内のSpecifications
刊行物９：TOSHIBAのXvisionRealカタログ内の仕様
　
　刊行物１には、
　「第１図では、ＣＴスキャナ１０は、スキャン円すなわち患者のための開口１４内の据付け患者用寝椅子１２上に支持された患者の領域の新面スライスを選択的に撮像する。……ある利用例では、患者が螺旋形通路に沿ってスキャンされるように、寝椅子は連続的に移動する。放射線の扇形ビームをスキャン円１４に向かって、かつそれに広がって放射するＸ線管１６は、回転できるガントリ１８に取り付けられている。あるいはまた多重スポットＸ線管を利用して、ファンビームの厚さを増加し、すなわち複数の平行ビームを発生することもできる。」（第４頁右上欄第９行−同頁左下欄第２行）、
　「複数の区分化検出器アレーモジュール３０はスキャン円を横断した放射線を受容し、そして受容した放射線の強さを表す出力信号を発生する。この良好な実施態様では、１２８の検出器モジュールはそれぞれ３列の２４ホトダイオードを有して、スキャン円の周囲において１つの環につき２，８８０ホトダイオードから成る３つの環を形成する。」（第４頁右下欄第６−１３行）、
　「特に第１図について見ると、各環のホトダイオードによって受容された放射線の量を表す、増幅器３６ａ、３６ｂおよび３６ｃからの電気出力信号はサンプリング手段４０によってサンプルされる。当業者に周知のように、前置プロセッサ手段４４が信号をディジタル化し、そしてディジタル信号処理動作を実行するまで、バッファメモリ４２はサンプルデータを格納する。」（第５頁左下欄第１３−２０行）、
　「結合手段４６ａ、４６ｂにはなお、環からのデータを結合する軸方向結合手段４６ｂが含まれる。オペレータが撮像モードを選択したことに応答して、結合手段は対応する組み合わせのアルゴリズムを選択する。選択されたすなわち結合されたデータは、……画像再構成手段５０によって再構成される。」（第５頁右下欄第１０−１７行）、
　「例えば、１つの単スライスモードにおいて、各組の対応するＡ、ＢおよびＣのセルの出力は結合される。より特定すれば、外側コリメータ部分３３は外側スライス幅を調整し、そして内側コリメータ部分２４は中央スライスの幅を設定する。セルの３つの環は放射線を受容し、そして３つのスライスを生成するのに利用することができる出力信号を発生する。セルの中央列と外側列が同量の放射線を照射されなければ、３つのスライスは別々の解像度を有する。別々の解像度を順応させるために３つの環の対応するセルは重み付けされ、合計され、平均されあるいは同種のことをされる。中央セルは３ミリメータ幅で外側セルは４ミリメータ幅になっている構成では、この単スライス技術を３−１０ミリメータ幅を有する単スライスに応用することができる。」（第６頁左上欄第８−同頁右上欄第４行）
　「多くの利用例にとって、３つのスライス全部が同じ幅すなわち解像度を有していることは有利である。別の多スライスモードでは、２つのオーバラップスライスが生成される。中央列及び１列に対応するセルからのデータが結合されて、１組のデータを発生する。中央列及び他方の列の対応するセルからのデータもまた結合されて、もう１組のデータを発生する。オーバラップスライスを表わすこの２組のデータは、別々に処理される。」（第６頁右上欄第１６−同頁左下欄第５行）
　が記載されている。
　
　刊行物２には、
　「ＣＴ装置（放射線又は核磁気共鳴断層撮像装置等）においては、従来画像生データ収集と画像再構成とを並列パイプライン動作を行わせることにより生データ収集を連続的に行う方法を取っていた。」（第１頁右下欄第１５−１９行）、
　が記載されている。
　
　刊行物３には、
　ファンビームが被検体Ｍの回りを螺旋状に運動してデータを収集する（螺旋状スキャン）形式のＸ線ＣＴ装置が記載されており、
　「この補正演算装置の原理は、１断層面（スライス毎）の画像再構成に供するデータのうちの初期に得られた１部分若しくは終期に得られた１部分を、その前または後に得られた１断層面のデータにおける同一の回転角にて得られたデータによって補正するものである。」（第４頁第２−８行）、
　が記載されている。
　
　刊行物４には、
　多重検出器が多重列検出器を備えたＸ線ＣＴ装置が記載され、「検出器は、並進運動することにより各角度位置で物体の円錐射影に対応するデータを出力する。Ｘ線管の円形運動に対応する円錐射影の全体によっても厳密には物体を再構成できないことが示すことが可能である。……しかし、円形運動により近似的な再構成を行うことができる。円錐射影をもとにして再構成を行うアルゴリズムを利用することができる。」（第９頁右下欄第１０−１８行）が記載されている。
　
　刊行物５−９には、そのいずれにも、
　ヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置においての、スキャン時間と画像再構成時間に関する性能が記載されている。
　
（４）対比・判断
　本件発明１について
　本件発明１と、上記刊行物１に記載の発明とを対比すると、両者は「ヘリカルスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成を行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有するＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出する検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数配置されたＸ線検出器とを用いて、前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段と、このヘリカルスキャン手段により収集された投影データを記憶する記憶手段と、所望スライス位置の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の投影データに基づく前記所望スライス位置の画像再構成処理を行う再構成手段と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。」である点で一致するが、本件発明１を特定する事項である、ヘリカルスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成を行うＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有するＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出する検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数配置されたＸ線検出器とを用いて、前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段を備えたものにおいて、「記憶手段に記憶された前記画像再構成に必要な投影データを読み出し、読み出された投影データの中から所望スライス位置あるいは当該所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データを投影角度毎に選択する編集処理を……行うデータ編集手段」を具備せしめるという事項を備えていない。
　
　そして、上記刊行物２−９のいずれにも前記「記憶手段に記憶された前記画像再構成に必要な投影データを読み出し、読み出された投影データの中から所望スライス位置あるいは当該所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データを投影角度毎に選択する編集処理を………行うデータ編集手段」は記載されていないから、本件発明１は当業者が容易に発明できたものではない。
　
　本件発明２について
　本件発明２は本件発明１を引用するものであり、本件発明１について前記したのと同様の理由で、当業者が容易に発明できたものではない。
　
（５）明細書及び図面の記載不備についての判断
　異議申立理由には、
　請求項２の発明について「発明の詳細な説明の中に、編集、画像再構成がスキャン速度より早い場合とはどのような場合であるのか具体的に記載されない以上、特許を受けようとする発明が不明瞭であり」（異議申立書第１５頁第１−３行）という不備があるとの指摘（以下、「指摘１」という）と、
　「１９９５年９月以降から…初めてXvisionRealという製品が発売されたことを示しています。したがって、１９９５年９月以降は本件特許の請求項２に係わる発明は実施可能であることが理解できるが、……。以上から本件特許発明に記載の投影データを収集する時間より前記再構成手段による前記所望スライス位置の画像再構成時間が短いという構成は本件特許出願１９９１年５月２２日当時の技術水準では達成できなかったということになります。」（異議申立書第１７頁第５−１５行）との指摘（以下、「指摘２」という）がある。
　前記指摘について検討すると、
　指摘１について
　スキャン速度は高速から低速まで変更でき、編集・画像再構成に要する速度と別個に設定できるのであるから「編集、画像再構成がスキャン速度より早い」という記載でも、特許を受けようとする発明が不明りょうであるとは、いえない。
　指摘２について
　計算や処理速度の優れたコンピュータを用いれば、投影データを収集する時間より前記再構成手段による前記所望スライス位置の画像再構成時間が短いという構成が達成でき、１９９１年５月２２日当時に、本願請求項２の発明が必要とする計算や処理速度の優れたコンピュータは、設計・製造しようとすればできたものと認められるから、当業者であれば、当時の技術水準で本願請求項２の発明を容易に実施することができたものと認められる。　　　
　
（６）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠によっては、本件請求項１、２に係る発明についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１、２に係る発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年２月１９日（２００４．２．１９）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　ヘリカルスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成を行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
　チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有するＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出する検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数配置されたＸ線検出器とを用いて、前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段と、
　このヘリカルスキャン手段により収集された投影データを記憶する記憶手段と、
　この記憶手段に記憶された前記画像再構成に必要な投影データを読み出し、読み出された投影データの
中から所望スライス位置あるいは当該所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データを投影角度毎に選択する
　このデータ編集手段により編集された所望スライス位置の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の投影データに基づく前記所望スライス位置の画像再構成処理を前記ヘリカルスキャンと並行して行う再構成手段と、
　を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
　【請求項２】　前記ヘリカルスキャン手段が前記所望スライス位置の画像再構成に使われる投影データを収集する時間より前記再構成手段による前記所望スライス位置の画像再構成時間が短いことを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、ヘリカルスキャンを行なうＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と称する）に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　Ｘ線ＣＴ装置は被検体の断層像を撮影する装置として医用のみならず産業用にも広く普及している。特に、医用においては画像診断機器として重要な位置を占めている。被検体は３次元であるが、Ｘ線ＣＴ装置は断層像（スライス）を撮影（スキャン）するものであるので、被検体全部を撮影するためには多数枚のスライスをスキャンする必要がある。最近のＸ線ＣＴ装置は初期のものに比較すれば、スキャン速度が非常に早く、全体の撮影時間も短くなっているが、さらに早く撮影を行ないたいという要求がある。これは、（１）ＣＴ装置が重要になるに従ってスキャンするスライス数が増加していること、（２）ダイナミックスキャンと呼ばれる方式の場合には、体内に注入した造影剤の動きを撮影するために、短時間の撮影が必要とされること等のためである。撮影時間を短くするために、従来、２種類の方式が提案、実用化されている。１つはヘリカルスキャン方式であり、他はコ−ンビ−ムを用いる方式である。
　【０００３】
　コーンビームを用いる方式とは、図１３に示すように、１個のＸ線管１０からコ−ンビ−ム（実際は円錐でなく角錐であるが、一般的にコ−ンビ−ムと称されている）１２を被検体（図示せず）に投影して得られた投影デ−タをイメ−ジ・インテンシファイア等の２次元Ｘ線検出器１４で収集する方式である。以下の説明の便宜上、図１４に示すように座標を決める。ここでは、スライス面をＸ−Ｙ座標平面により定義し、スライス厚方向をＺ軸と定義する。
　【０００４】
　図１５に示すように、通常のスキャン方式におけるあるスライス位置（Ｚ方向のある位置ｚ）のある投影角度（Ｘ−Ｙ平面内のＹ軸を基準とした場合の回転角度θ）において収集した投影デ−タをＰ（ｚ，θ）とする。通常のスキャン方式とは、スキャン位置を固定して３６０度の投影デ−タを収集し、順次Ｚ方向にスキャン位置を移動して、次の３６０度の投影デ−タを収集する方式である。従って、投影データＰ（ｚ，θ）は図１６に（１）、（２）、…で示すように各投影位置毎に０度から３６０度の順番で収集される。この場合、スキャン位置とスライス位置は同じであり、同一投影位置である縦１列の３６０度の投影デ−タを用いて、その位置の画像を再構成する。
　【０００５】
　次に、ヘリカルスキャン方式を説明する。この方式において収集した投影デ−タをＰＨ（ｚ，θ）とする。ヘリカルスキャンとは投影角度θの変化に同期して、スキャン位置ｚを変化させるので、投影データＰＨ（ｚ，θ）は図１７に示すような順番で収集される。あるスライス位置の画像を再構成するためには縦１列の３６０度の投影デ−タが必要であるが、ヘリカルスキャン方式では縦１列の３６０度の投影デ−タは存在しない。したがって、縦１列の投影デ−タＰＨ（ｚ，θ）を仮想的に合成する必要がある。これは、同一の投影角度θでスキャン位置ｚの異なる２つ以上のデ−タを補間する方法が一般的である。例えば、破線の丸で示す投影データＩはその左右の投影データＬ，ＲをＺ方向の位置に応じて補間することにより求められる。
　【０００６】
　図１６と図１７とから明らかなように、ヘリカルスキャン方式は通常のスキャン方式に比較して全体のスキャン時間が短い。しかしながら、投影デ−タをスライス方向に補間するため、スライス厚方向のボケが大きく、スライス方向の分解能が悪いという欠点がある。
　【０００７】
　次に、コ−ンビ−ムを用いる通常のスキャン方式を説明する。通常のスキャン方式、およびヘリカルスキャン方式においては、全ての投影デ−タはＺ軸に垂直であるが、コ−ンビ−ムの場合は図１８に示すようにＺ軸方向に広がっている。そのため、投影データのスキャン位置ｚはＸ，Ｙ方向の位置により異なる。そこで、投影データのスキャン位置をＺ軸上（ｘ＝ｙ＝０）の位置で定義し、これをＰＣ（ｚ，θ）とする。図１８に示すように、コ−ンビ−ムを用いると多数の投影デ−タを同時に収集できる。また、通常のスキャン方式と同様に、３６０度の投影デ−タを収集する間はスキャン位置を固定してある。したがって、投影データＰＣ（ｚ，θ）は図１９に示す順番で収集される。
　【０００８】
　図１６、図１７、および図１９とも１投影デ−タを１個の丸で示しているが、Ｚ軸方向に関する投影角度は同じではない。図１６、図１７の場合は、全ての投影デ−タがＺ軸に垂直であるので、１８０度離れた投影角度の投影デ−タは図２０（ａ）に示すように、お互いに対向する投影デ−タになる。一方、コ−ンビ−ムの場合は、スライス位置の中心では図２０（ａ）と同じであるが、中心から離れるにしたがって図２０（ｂ）に示すように、投影デ−タが交差するようになる。この角度は中心からのずれに比例して大きくなる。
　【０００９】
　したがって、コ−ンビ−ムを用いたＸ線ＣＴ装置における再構成は数学的には非常に難しい問題になる。そのため、何等かの近似を行って再構成するが、中心から離れたスライスでは精度が悪くなる。
　【００１０】
　コ−ンビ−ムを用いたＸ線ＣＴ装置の再構成の最も簡単な方法は、Ｘ線管が非常に離れた位置にあると見なして、コ−ンビ−ムの全ての投影デ−タがＺ軸に垂直であると近似することである。これにより、通常のスキャンと同じく、コンボリューション・バックプロジェクション方式により画像を再構成することができる。しかしながら、この近似では中心から離れたスライスにおける精度が十分でない。
　【００１１】
　別の近似再構成法としては文献１（Ｌ．Ａ．Ｆｅｌｄｋａｍｐ，ｅｔ．ａｌ：Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｃｏｎｅｂｅａｍ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，Ｊ．Ｏｐｒ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ，６，ｐｐ．６１２−６１９，１９８０）に記載された方法がよく知られている。この方法は前述の方法に比較すれば、精度がよいが、再構成が複雑であること、精度がスライスにより異なること、これでも精度が十分でないこと等の問題がある。
　【００１２】
　【発明が解決しようとする課題】
　このように、撮影時間を短くするために、従来提案されている２種類の方式はいずれも一長一短があり、簡単な構成でしかも精度良く、短時間に多数枚のスライスをスキャンすることができるものは実現されていない。なお、これらの２方式を組み合わせたシステムは、研究はされているが、実用化はされていない。例えば、文献２（工藤博幸、斎藤恒雄「ヘリカルスキャンによる円錐ビ−ム投影からの３次元ＣＴ画像再構成」、ＭＢＥ８８−６３，９−１６）に記載されている再構成方式は、被検体が小さいものを仮定しているとともに、再構成も複雑で実用的でない。
　【００１３】
　本発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、その目的は多数枚のスライスを短時間に撮影することができる簡単な構成のＸ線ＣＴ装置を提供することである。
　【００１４】
　【課題を解決するための手段】
　本発明によるＸ線ＣＴ装置は、ヘリカルスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成を行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
　チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有するＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出する検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数配置されたＸ線検出器とを用いて、前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手段と、
　このヘリカルスキャン手段により収集された投影データを記憶する記憶手段と、
　この記憶手段に記憶された前記画像再構成に必要な投影データを読み出し、読み出された投影データの
中から所望スライス位置あるいは当該所望スライス位置の最近傍のスライス位置の投影データを投影角度毎に選択する
　このデータ編集手段により編集された所望スライス位置の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の投影データに基づく前記所望スライス位置の画像再構成処理を前記ヘリカルスキャンと並行して行う再構成手段と、
　を具備するものである。
　【００１５】
　ここで、前記ヘリカルスキャン手段が前記所望スライス位置の画像再構成に使われる投影データを収集する時間より前記再構成手段による前記所望スライス位置の画像再構成時間が短くてもよい。
　【００１６】
　本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、ヘリカルスキャンと並行してデータを収集し、かつヘリカルスキャンと並行して画像再構成を行うことにより、簡単な構成で多スライスのスキャンを短時間に行なうことができる。
　【００１７】
　【発明の実施の形態】
　以下、図面を参照して本発明によるＸ線ＣＴ装置の実施形態を説明する。先ず、図１を参照して、本発明によるコーンビームを用いたヘリカルスキャン方式を説明する。Ｘ線管１０より被検体１８に角錐状のＸ線（コーンビーム）を照射し、被検体１８を透過したＸ線に基づく投影デ−タをイメージ・インテンシファイア等の２次元Ｘ線検出器１４で収集する。Ｘ線管１０と２次元検出器１４は被検体１８の体軸に沿ったＺ軸を中心に被検体１８の回りを回転し、０度〜３６０度の間の所定角度毎の各投影角度で投影デ−タを収集する。その際に、Ｘ線管１０と２次元検出器１４の回転に同期して、被検体１８を乗せた寝台１６をＺ軸方向に移動させる。このスキャンにおいて、被検体１８が固定していると考えると、Ｘ線管１０は図２に示すようにヘリカル（螺旋）状の軌跡を移動する。したがって、投影デ−タもヘリカル状に収集される。このヘリカルスキャン方式の場合、３６０度分の投影角度に対する寝台の送り量を、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり幅（ここでは、２次元検出器のＺ軸方向の長さ）に合わせている。
　【００１８】
　図３は２次元検出器１４を真上から見た図である。２次元検出器１４としてイメージ・インテンシファイアを使用した場合は、図３に示した格子で囲まれた矩形領域毎にデ−タをサンプリングし収集する。図３において縦方向は図１５に示すファンビームの拡がり方向であり、これは一般にチャンネル方向と呼ばれる。横方向は一般にスライス方向と呼ばれる。したがって、図３における縦方向のデータの集まりが１投影データを構成する。チャンネル方向のサンプリングピッチは等角度であり、ここでは１投影データが５１２チャンネル有する。中心付近の投影データはＸ線がほぼ真上から照射されるので、通常のスキャン方式の投影データとほぼ同じになる。Ｚ軸方向、すなわちスライス方向は等間隔にサンプリングされるように、各矩形のＺ方向の長さｄは等しく設定されている。
　【００１９】
　本発明のスキャンにより収集された投影データについて説明する。通常のコ−ンビ−ムを用いる場合と同様に、この場合も投影データは図１７に示すようにＺ軸方向に広がりを持つ。そのため、投影データのスキャン位置ｚはＸ，Ｙ方向の位置により異なる。そこで、ここでは投影データのスキャン位置をＺ軸上（ｘ＝ｙ＝０）の位置で定義し、これをＰＣＨ（ｚ，θ）とする。１つのＰＣＨ（ｚ，θ）を図１８の場合と同様に１個の丸で示すと、投影データＰＣＨ（ｚ，θ）は図４に示す順番で収集される。
　【００２０】
　あるスライス、例えば図４におけるｚｔにおけるスライスを再構成する場合を考える。このスライスを再構成するためには、この位置における３６０度（あるいは、ハーフスキャンの場合は１８０度＋ファン角度）の投影デ−タが必要であるから、全投影デ−タの中からｚｔの位置の投影デ−タ、すなわち図４の縦一列の投影デ−タを集める。しかし、実際は縦一列の３６０度の投影データは存在しないので、ｚｔに隣接する位置の投影データを集める。これらの投影データを図中黒丸で示す。
　【００２１】
　このように集められた投影デ−タも、Ｚ軸方向の投影角度は同じではないので、１８０度離れた投影角度の投影データは図５に示すようになる。従って、この投影デ−タにおける再構成も数学的には非常に難しい問題になるが、図５を従来のコーンビームを用いた方式の場合の図２０（ｂ）と比較すると、以下のような特徴がある。
　【００２２】
　１）図５に示す本発明の場合は図２０（ｂ）に示した従来例と比較して交差する角度が小さい。
　【００２３】
　２）図２０（ｂ）の交差角度はスライス位置により異なるが、図５の場合は交差角度の分布がスライス位置に依存しない。
　【００２４】
　したがって、Ｘ線管１０がＺ軸からかなり離れていることを考慮すれば、全ての投影デ−タがＺ軸に垂直である、すなわちコーンビ−ムをスライス厚方向に平行なビ−ムと仮定しても誤差は少ない。こうすれば通常のスキャンと同じく、コンボリューション・バックプロジェクション方式により画像を再構成することができる。
　【００２５】
　そのため、以下のようにすれば、コーンビームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよく、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、再構成を行なうことができる。
　【００２６】
　すなわち、
　１）コ−ンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行い、投影デ−タを収集する。
　【００２７】
　２）投影デ−タのＺ方向の位置を、投影デ−タがＺ軸を横切る位置と定義し、全投影デ−タの中からスライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影デ−タを、投影角度０〜３６０度について集める。
　【００２８】
　３）投影デ−タがＺ軸に垂直であると仮定して、集めた各投影デ−タをコンボリューション・バックプロジェクションする。
　【００２９】
　このような原理に基づいた本発明の第１実施形態を説明する。図６は本発明の実施形態におけるシステム・ブロック図である。ここでは、いわゆる第３世代のＸ線ＣＴ装置に適用した場合であり、３６０度の投影デ−タを使用して画像を再構成する場合の実施形態について説明する。２次元検出器１４の出力が記憶装置２０に供給される。記憶装置２０は、生データ記憶部２０ａ、編集後の生データ記憶部２０ｂ、再構成画像記憶部２０ｃを有する。記憶装置２０のデータがバスライン２２を介して再構成装置２４に供給される。再構成装置２４の出力は再構成画像記憶部２０ｃに記憶され、画像表示装置２６で表示される。バスライン２２には全体の制御を行なう中央処理ユニット（ＣＰＵ）２８が接続される。ＣＰＵ２８には、操作者により適宜スキャン条件を設定するための操作卓３０が接続される。ここでは、操作卓３０は、コ−ンビ−ム・ヘリカルスキャンを指令するために、スキャン条件としては通常のＸ線ＣＴ装置で設定するものに加えて、Ｚ軸方向のビ−ム幅、およびスキャンの総回数も指定する。ただし、通常のヘリカルスキャンとは異なり、寝台の送り速度はＺ軸方向のビ−ム幅に連動するので指定する必要はない。
　【００３０】
　ＣＰＵ２８はＸ線管１０を含むＸ線発生部３２と、寝台１６と、２次元Ｘ線検出器１４を制御してコ−ンビ−ム・ヘリカルスキャンを行う。Ｘ線発生部３２は被検体にコーンビームＸ線を照射しながら、２次元Ｘ線検出器１４と対になって被検体の体軸方向（Ｚ軸）を回転中心として回転する。２次元Ｘ線検出器１４は被検体を透過したＸ線の投影デ−タをディジタル値に変換して記憶装置２０の第１の生デ−タ記憶部２０ａに記憶する。投影デ−タは、図３で前述したようにサンプリングされる。
　【００３１】
　寝台１６はＸ線発生部３２と２次元Ｘ線検出器１４の回転に同期して、Ｚ軸方向に移動する。移動速度はＸ線発生部３２と２次元Ｘ線検出器１４の１回転に対して、寝台１６がＺ軸方向のビ−ム幅分だけ移動されるように設定される。
　【００３２】
　生デ−タ記憶部２０ａに３６０度以上の投影デ−タが収集されたら、次のような手順で、生デ−タの編集（あるスライスの再構成に使う投影データの選択）、および画像再構成を行う。
　【００３３】
　図３に示すように、Ｚ軸上における投影ビ−ムのＺ方向の幅（実施形態では２次元検出器のＺ方向の長さ）をＬ、投影デ−タのＺ方向のサンプリング間隔をｄ、Ｎ＝Ｌ／ｄとする。また、図４に示すように、投影デ−タの投影角度の間隔をｈ、１回転の投影回数をＭとすると、Ｍ＝３６０／ｈである。スキャンの総回数をＳＮ（これは操作者が指定する）、投影の総回数をＭＭとすると、ＭＭ＝Ｍ×ＳＮである。
　【００３４】
　Ｍ／ＮをパラメータＲＭＮとする。ＲＭＮは一般的にかなり大きな数であるので、ここでは３≦ＲＭＮとする。また、ここでは、ＲＭＮは整数とする。しかし、ＲＭＮが整数でない場合も、実施形態とほぼ同様に実施することができる。
　【００３５】
　図４において、縦１列がスライス位置であるので、縦一列の投影データが必要であるが、存在しない場合もあるので、黒丸で示すように隣接する位置の投影データも選択する。
　【００３６】
　ここで、再構成できる画像（スライス数）をＧＮとすると、図４から分かるように、ＧＮ＝Ｎ×（ＳＮ−１）である。また、最初のスライスの位置をＺ＝０とする。
　【００３７】
　現在までに投影（かつ収集）された投影回数をパラメータＭＣとする。ＭＣは２次元Ｘ線検出器１４が１投影のＮ個の投影デ−タを記憶部１に記憶するごとに更新される。この更新は下記のフロチャ−トとは別の部分で独立に行われる。
　【００３８】
　図４において、１投影で収集されるＮ個の投影デ−タの番号を、左から１，２，…Ｎとする。投影番号をｍ、投影デ−タ番号をｎとすると、図４の各投影データはＰＣＨ（ｍ，ｎ）と表すことができる。
　【００３９】
　画像再構成用に編集された生デ−タは記憶装置２０の編集デ−タ記憶部２２ｂに記憶される。この編集された生デ−タをＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）で表す。ここでＧｉはスライス（画像）番号であり、Ｇｉ＝１〜ＧＮである。また、Ｇｍは投影デ−タ番号であり、Ｇｍ＝１〜Ｍである。
　【００４０】
　図７はこの実施形態の主な動作の手順を示すフローチャートである。先ず、ステップ＃１０００で、必要なデータの初期化を行う。初期化するデータは後述する。ステップ＃２０００で、生デ−タ記憶部２０ａ内の生デ−タＰＣＨ（ｍ，ｎ）から第Ｇｉ番目のスライスを再構成するのに必要なＭ個の投影デ−タを選択的に読出し、これらを編集後の生データＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）として編集デ−タ記憶部２２ｂに書き込む。この詳細については、後述する。
　【００４１】
　ステップ＃３０００で、再構成装置２４により、第Ｇｉ番目のスライスを再構成する。再構成はコンボリューション・バックプロジェクション方式により行う。再構成に使用する投影デ−タはＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）（ここで、Ｇｍ＝１〜Ｍ）のＭ個である。
　【００４２】
　ステップ＃４０００で、第Ｇｉ番目のスライスを記憶装置２０の再構成画像記憶部２０ｃに記憶する。この際、スライス位置ｚも記憶する。ステップ＃５０００で、第Ｇｉ番目のスライスを画像表示装置２６で表示する。ステップ＃６０００で、スライス位置を更新するために、ｚ←ｚ＋ｄとする。ステップ＃７０００で、スライス番号を更新するために、Ｇｉ←Ｇｉ＋１とする。
　【００４３】
　ステップ＃８０００で、全スライスの処理を修了したか否かを判定するために、Ｇｉ≦ＧＮか否かを判定する。イエスの場合は、ステップ＃２０００に戻り、次のスライスの処理を行なう。ノーの場合、すなわちＧｉ＞ＧＮならば、全スライスの処理を終了したので、動作修了する。
　【００４４】
　図８は図７のステップ＃１０００における初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃１１００で、スライスの位置を初期化するために、ｚ＝０とする。ステップ＃１２００で、スライス番号を初期化するために、Ｇｉ＝１とする。ステップ＃１３００で、生データＰＣＨ（Ｍ＋１，１）を編集データＧＣＨ（１，１）として設定するために、ｍｚ＝Ｍ＋１とする。ステップ＃１４００で、ｎｚ＝１とし、初期化が終了する。
　【００４５】
　図９は図７のステップ＃２０００における生デ−タの編集の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃２１００で、このスライスの編集に必要な初期化を行う。初期化するデータは後述する。ステップ＃２２００で、必要な投影デ−タの収集が終わっているか否かを判定するために、ｍ≦ＭＣか否かを判定する。イエスの場合は、すぐに次のステップ＃２４００を実行する。ノーの場合、すなわちｍ＞ＭＣならば、ステップ＃２３００で一定時間待ってから次のステップ＃２４００を実行する。これは、本実施形態は画像を早く見ることができるようにスキャンと平行して投影デ−タの編集、画像再構成を行う方式を採用しているので、編集、画像再構成がスキャン速度よりも早い場合は、投影デ−タの収集が間に合わない場合があるので、ここで投影デ−タの収集を待つためである。なお、本実施形態はスキャン終了後に投影デ−タの編集、画像再構成を行うように変更してもよいが、その場合は、これらのステップ＃２２００，＃２３００は不要である。
　【００４６】
　ステップ＃２４００で、生デ−タ記憶部２０ａの投影デ−タＰＣＨ（ｍ，ｎ）を再構成用に編集した投影データＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）として編集デ−タ記憶部２０ｂに書き込む。これにより、図４に示す黒丸の投影データが選択される。ステップ＃２５００で、ｍ，ｎを更新する。この詳細については後述する。ステップ＃２６００で、Ｇｍ←Ｇｍ＋１とする。ステップ＃２７００で、編集を続ける必要があるか否かを判定するために、Ｇｍ≦Ｍか否かを判定する。イエスの場合は、ステップ＃２２００に戻る。ノーの場合は、ステップ＃２８００で、ｍｚ，ｎｚを更新し、生データの編集を修了する。この詳細についても後述する。
　【００４７】
　図１０は図９のステップ＃２１００における初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃２１１０で、ＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）の投影デ−タ番号Ｇｍを初期化するために、Ｇｍ＝１とする。ステップ＃２１２０で、ｍ←ｍｚとする。
　【００４８】
　ステップ＃２１３０で、ｎ←ｎｚとする。ステップ＃２１４０で、｛（ＲＭＮ＋１）／２｝の整数部をｒとし、初期化を終了する。
　【００４９】
　図１１は図９のステップ＃２５００におけるｍ，ｎの更新の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃２５１０で、ｍ←ｍ＋１とし、ステップ＃２５２０で、ｒ←ｒ＋１とする。ステップ＃２５３０で、ｒ≦ＲＭＮか否かを判定する。イエスの場合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃２５４０で、ｒ＝１とし、ステップ＃２５５０で、ｎ←ｎ−１とし、ステップ＃２５６０で、ｎ＞０か否かを判定する。イエスの場合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃２５７０で、ｎ＝Ｎとし、ステップ＃２５８０で、ｍ←ｍ−Ｍとし、更新を終了する。これにより、図４に示す黒丸の投影データが選択される。
　【００５０】
　図１２は図９のステップ＃２８００におけるｍｚ，ｎｚの更新の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃２８１０で、ｎｚ←ｎｚ＋１とし、ステップ＃２８２０で、ｎｚ≦Ｎか否かを判定する。イエスの場合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃２８３０で、ｎｚ＝１とし、ステップ＃２８４０で、ｍｚ←ｍｚ＋Ｍとし、更新を終了する。
　【００５１】
　以上説明したように、本実施形態によれば、コ−ンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行い、投影デ−タを収集し、投影デ−タのＺ方向の位置を、投影デ−タがＺ軸を横切る位置と定義し、全投影デ−タの中からスライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影デ−タを、投影角度０〜３６０度について集め、投影デ−タがＺ軸に垂直であると仮定して、集めた各投影デ−タをコンボリューション・バックプロジェクションすることにより、スライスを再構成する。このため、コーンビームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよく、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、再構成を行なうことができる。従って、多数枚のスライスを短時間に撮影することができる簡単な構成のＸ線ＣＴ装置が提供される。
　【００５２】
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々変形して実施可能である。以下に、変形例を説明する。
　【００５３】
　上述の実施形態はコンボリューションを実空間で行なうことを想定したが、コンボルーションは周波数空間で行ってもよい。
　【００５４】
　Ｚ軸に垂直でない投影デ−タに関しては、コンボリューションの前に、投影デ−タのＺ軸に対する角度に応じてあらかじめ補正を行ってもよい。補正はどのような方法でもよいが、文献１に示された方法を採用してもよい。
　【００５５】
　Ｘ線を検出する２次元検出器はイメージ・インテンシファイアでも良いし、多チャンネルのキセノン検出器を複数並べたものでも良いし、固体検出器、半導体検出器などを２次元に配置したものでもよい。
　【００５６】
　投影デ−タのチャンネル及びスライス方向の間隔は、本実施形態のようにチャンネル方向が等角度、スライス方向が等間隔であってもよいし、両方とも等角度、あるいは両方とも等間隔であってもよい。
　【００５７】
　実施形態では、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり幅を２次元検出器のＺ軸方向の長さに一致させたが、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり幅を狭くすれば、より精度の良い画像を得ることができる。その場合には、３６０度の投影角度に対する寝台の送り量を、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり幅に合わせて少なくする必要がある。また、Ｚ軸方向のビ−ムの幅を段階的に設定できるようにし、スキャン時間と画質の要求に合わせて選択できるようにしてもよい。すなわち、スキャン時間の短さを重視する場合にはビ−ムの幅を広く、画質を重視する場合にはビ−ムの幅を狭く設定する。
　【００５８】
　実施形態はいわゆる第３世代ＣＴについて説明したが、いわゆる第４世代ＣＴにおいても、同様に実施できる。
　【００５９】
　実施形態では、１画像を再構成するための投影デ−タは３６０度であったが、１８０度＋ファン角度の投影デ−タを使用して、１画像を再構成してもよい。
　【００６０】
　実施形態では、全画像を再構成したが、任意の所望する画像だけを再構成するようにしてもよい。
　【００６１】
　実施形態では、編集、再構成をスキャンと平行して行っているが、スキャン終了後に編集、再構成を行うようにしても良いし、編集だけをスキャンと平行して行い再構成はスキャン終了後に行うようにしても良い。
　【００６２】
　実施形態では、収集投影デ−タを１度記憶し、それを編集するようにしているが、収集投影デ−タを最初から編集して、再構成投影デ−タとして直接記憶するようにしてもよい。
　【００６３】
　【発明の効果】
　以上説明したように本発明によれば、ヘリカルスキャンと並行してデータを収集し、かつヘリカルスキャンと並行して画像再構成を行うことにより、簡単な構成で多スライスのスキャンを短時間に行なうことができるＸ線ＣＴ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明によるＸ線ＣＴ装置の一実施形態におけるコーンビームを用いたヘリカルスキャンの概要を示すブロック図。
　【図２】
　ヘリカルスキャンを説明する図。
　【図３】
　一実施形態に用いられる２次元Ｘ線検出器を示す図。
　【図４】
　一実施形態における投影データの収集順番を示す図。
　【図５】
　一実施形態における対向する投影データの傾きを示す図。
　【図６】
　一実施形態の構成を示すシステム・ブロック図。
　【図７】
　一実施形態の主な動作手順を示すフローチャート。
　【図８】
　図７中の初期化処理の詳細を示すフローチャート。
　【図９】
　図７中の生データ編集処理の詳細を示すフローチャート。
　【図１０】
　図９中の初期化処理の詳細を示すフローチャート。
　【図１１】
　図９中のｍ，ｎの更新処理の詳細を示すフローチャート。
　【図１２】
　図９中のｍｚ，ｎｚの更新処理の詳細を示すフローチャート。
　【図１３】
　コーンビームを説明するため図。
　【図１４】
　Ｘ線ＣＴ装置における座標系を示す図。
　【図１５】
　投影角度を説明するための図。
　【図１６】
　通常スキャン方式の従来のＸ線ＣＴ装置における投影データの収集順番を示す図。
　【図１７】
　ヘリカルスキャン方式の従来のＸ線ＣＴ装置における投影データの収集順番を示す図。
　【図１８】
　コーンビームを用いた従来のＸ線ＣＴ装置における投影角度と投影位置の関係を示す図。
　【図１９】
　コーンビームを用いた従来のＸ線ＣＴ装置における投影データの収集順番を示す図。
　【図２０】
　従来例における対向する投影データの傾きを示す図。
　【符号の説明】
　１０…Ｘ線管、１４…２次元Ｘ線検出器、１６…寝台、１８…被検体、２０…記憶装置、２４…再構成装置、２６…表示装置、２８…ＣＰＵ、３２…Ｘ線発生部。