(57)【要約】【課題】多列Ｘ線検出器によるＸ線ＣＴ装置における断層像の画質改善を実現する。【解決手段】ｚ軸方向の異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを連続して行う際に、両端のスキャン位置では回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームの幅をＤ／２又はほぼＤ／２にする、又は、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にする。【効果】再構成平面のｚ軸上の位置による画質の不均一を改善できる。【選択図】図５
2008006032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集する投影データ収集手段、
前記Ｘ線エリア検出器に照射されるＸ線ビームの開口幅をｘｙ平面に垂直なｚ軸方向に制御するコリメータ手段、
被検体をｚ軸方向に移動させる撮影テーブル手段、
前記収集された投影データを基に断層像を画像再構成する画像再構成手段、
前記画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、
前記投影データを収集するための各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、及び、
ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームの幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするようにもしくは検出器角度θに対してＸ線ビームの広がり角をθ／２又はほぼθ／２にするように前記コリメータ手段を制御すると共に、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするように前記撮影テーブル手段を制御する制御手段
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集する投影データ収集手段、
前記Ｘ線エリア検出器に照射されるＸ線ビームの開口幅をｘｙ平面に垂直なｚ軸方向に制御するコリメータ手段、
被検体をｚ軸方向に移動させる撮影テーブル手段、
前記収集された投影データを基に断層像を画像再構成する画像再構成手段、
前記画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、
前記投影データを収集するための各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、及び、
ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では、前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームの幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするように、もしくは、検出器角度θに対してＸ線ビームの広がり角をθ／２又はほぼθ／２にするように、前記コリメータ手段を制御する制御手段
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集する投影データ収集手段、
前記Ｘ線エリア検出器に照射されるＸ線ビームの開口幅をｘｙ平面に垂直なｚ軸方向に制御するコリメータ手段、
被検体をｚ軸方向に移動させる撮影テーブル手段、
前記収集された投影データを基に断層像を画像再構成する画像再構成手段、
前記画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、
前記投影データを収集するための各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、及び、
ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してスキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするように、前記撮影テーブル手段を制御する制御手段
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して画像再構成用の投影データを合成する投影データ合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素または該画素の近傍を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して画像再構成用の投影データを合成する投影データ合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項５のＸ線ＣＴ装置において、前記近傍とは、前記画素を中心とするｚ方向の所定範囲であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、補間または加重加算する前記各投影データに対応する画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから断層像を画像再構成すると共に、同一再構成平面の断層像であって異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成する断層像合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから１以上の再構成平面の断層像を画像再構成すると共に、ｚ方向の所定範囲に含まれる再構成平面の断層像であって同一スキャン位置および異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成する断層像合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、前記画素対応に補間または加重加算する各断層像の画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集するＸ線ＣＴ撮影方法であって、ｘｙ平面に垂直なｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームのｚ軸方向の幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするかもしくは検出器角度θに対してＸ線ビームのｚ軸方向の広がり角をθ／２又はほぼθ／２にすると共に、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にすることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１２】
Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集するＸ線ＣＴ撮影方法であって、ｘｙ平面に垂直なｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームのｚ軸方向の幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするかもしくは検出器角度θに対してＸ線ビームのｚ軸方向の広がり角をθ／２又はほぼθ／２にすることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１３】
Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集するＸ線ＣＴ撮影方法であって、ｘｙ平面に垂直なｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にすることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して得られた投影データを基に断層像を画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１５】
請求項１１から請求項１３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素または該画素の近傍を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して画像再構成用の投影データを合成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、前記近傍とは、前記画素を中心とするｚ方向の所定範囲であることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、補間または加重加算する前記各投影データに対応する画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１８】
請求項１１から請求項１３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから断層像を画像再構成すると共に、同一再構成平面の断層像であって異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから１以上の再構成平面の断層像を画像再構成すると共に、ｚ方向の所定範囲に含まれる再構成平面の断層像であって同一スキャン位置および異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９に記載のＸ線ＣＴ撮影方法において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、前記画素対応に補間または加重加算する各断層像の画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置およびＸ線ＣＴ撮影方法に関し、さらに詳しくは、多列Ｘ線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のＸ線エリア検出器を持つＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを被検体の体軸方向（ｚ軸方向）の異なるスキャン位置で連続して行う場合に再構成平面の位置による画質の不均一を改善できると共に無駄被曝領域を低減することが出来るＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多列Ｘ線検出器を持つＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャンをｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置で行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
他方、ヘリカルスキャンを行う場合に、投影データを収集したい直線移動範囲よりも直線移動方向前側が被曝するのを防止するためにＸ線照射開始時に直線移動方向前側のコリメータにより直線移動方向前側のＸ線ビームの端面位置を制限すると共に、投影データを収集したい直線移動範囲よりも直線移動方向後側が被曝するのを防止するためにＸ線照射終了時に直線移動方向後側のコリメータにより直線移動方向後側のＸ線ビームの端面位置を制限するＸ線ＣＴ装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５０７９４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図２８に、多列Ｘ線検出器２４を持つＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンをｚ軸方向の異なるスキャン位置で連続して行う第１従来例を示す。
この第１従来例では、ｚ軸方向の異なるスキャン位置ｚ１，ｚ３（＝ｚ１＋Ｄ），ｚ５（＝ｚ３＋Ｄ），ｚ７（＝ｚ５＋Ｄ）でコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンをそれぞれ行い、収集した投影データを基に再構成平面Ｐ０〜Ｐ８の断層像またはＰ０〜Ｐ８間の任意の位置の断層像を画像再構成する。なお、Ｄは、Ｘ線管２１の焦点から多列Ｘ線検出器２４を見たときの、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４の回転中心軸ＩＣ上での多列Ｘ線検出器２４のｚ軸方向の幅であり、実際の多列Ｘ線検出器２４のｚ軸方向の幅の約１／２になる。
【０００５】
図２９は、スキャン位置ｚ１でのコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを表す。また、図３０は、スキャン位置ｚ３でのコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを表す。
再構成平面Ｐ０の断層像の回転中心の画素を画像再構成するための投影データは、再構成平面Ｐ０が端に位置するため、図２９に示すスキャン位置ｚ１でのコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンでしか得られない。しかも、例えば図２９に示す再構成平面Ｐ０の画素ｇについての投影データは、図２９の（ｂ）に示すビュー角度では得られるが、図２９の（ａ）に示すビュー角度では得られない。さらに、再構成平面Ｐ０に対してはＸ線ビームＣＢが大きく傾斜している。このため、再構成平面Ｐ０の断層像の画質が、アーチファクトが発生してしまうというの点で、低くなってしまう問題点がある。同様に、もう一方の端に位置する再構成平面Ｐ８の断層像の画質も低くなってしまう問題点がある。さらに、両端の再構成平面Ｐ０，Ｐ８より外側に無駄被曝領域が生じる問題点がある。
次に、再構成平面Ｐ１の断層像を画像再構成するための投影データは、図２９に示すスキャン位置ｚ１でのコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンでしか得られないが、どの画素についても全てのビュー角度で得られる。さらに、再構成平面Ｐ１に対してはＸ線ビームＣＢが傾斜していない。このため、再構成平面Ｐ１の断層像の画質は十分高くなる。
次に、再構成平面Ｐ２の断層像を画像再構成するための投影データは、図２９に示すスキャン位置ｚ１でのコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンおよび図３０に示すスキャン位置ｚ３でのコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンで得られる。しかし、例えば図２９，図３０に示す再構成平面Ｐ２の画素ｇについての投影データは、図２９の（ｂ）および図３０の（ｂ）に示すビュー角度では得られるが、図２９の（ａ）および図３０の（ａ）に示すビュー角度では得られない。さらに、再構成平面Ｐ２に対してはＸ線ビームＣＢが大きく傾斜している。このため、再構成平面Ｐ２の断層像の画質は、再構成平面Ｐ０の断層像の画質よりは良いが、再構成平面Ｐ１の断層像の画質よりは悪くなってしまう問題点がある。
【０００６】
図３１に、多列Ｘ線検出器を持つＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンをｚ軸方向の異なるスキャン位置で連続して行う第２従来例を示す。
この第２従来例では、ｚ軸方向の異なるスキャン位置ｚ０，ｚ２，ｚ４，ｚ６，ｚ８でコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンをそれぞれ行い、収集した投影データを基に再構成平面Ｐ０〜Ｐ８の断層像を画像再構成する。
この場合、再構成平面Ｐ０，Ｐ２，Ｐ８の断層像の画質は十分高くなる。しかし、再構成平面Ｐ１の断層像の画質は、再構成平面Ｐ０，Ｐ２，Ｐ８の断層像の画質よりも悪くなってしまう問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、多列Ｘ線検出器を持つＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンをｚ軸方向の異なるスキャン位置で連続して行う場合に、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集する投影データ収集手段、前記Ｘ線エリア検出器に照射されるＸ線ビームの開口幅をｘｙ平面に垂直なｚ軸方向に制御するコリメータ手段、被検体をｚ軸方向に移動させる撮影テーブル手段、前記収集された投影データを基に断層像を画像再構成する画像再構成手段、前記画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、前記投影データを収集するための各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、及び、ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームの幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするようにもしくは検出器角度θに対してＸ線ビームの広がり角をθ／２又はほぼθ／２にするように前記コリメータ手段を制御すると共に、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするように前記撮影テーブル手段を制御する制御手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、最初のスキャン位置から最後のスキャン位置までの範囲内で再構成平面を設定すれば、両端の再構成平面でのどの画素についても全てのビュー角度で投影データ得られ、さらに再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さくなる。このため、両端の再構成平面の断層像でも画質が十分高くなる。また、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするから、スキャン位置とスキャン位置の中間に位置する再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さく且つばらつきも小さく均一にすることができ、断層像の画質を改善できる。よって、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することが出来る。さらに、両端のスキャン位置ではＸ線ビームの幅を狭くするから、無駄被曝領域を低減することが出来る。
【０００９】
第２の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集する投影データ収集手段、前記Ｘ線エリア検出器に照射されるＸ線ビームの開口幅をｘｙ平面に垂直なｚ軸方向に制御するコリメータ手段、被検体をｚ軸方向に移動させる撮影テーブル手段、前記収集された投影データを基に断層像を画像再構成する画像再構成手段、前記画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、前記投影データを収集するための各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、及び、ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では、前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームの幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするように、もしくは、検出器角度θに対してＸ線ビームの広がり角をθ／２又はほぼθ／２にするように、前記コリメータ手段を制御する制御手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、最初のスキャン位置から最後のスキャン位置までの範囲内で再構成平面を設定すれば、両端の再構成平面でのどの画素についても全てのビュー角度で投影データ得られ、さらに再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さくなる。このため、両端の再構成平面の断層像でも画質が十分高くなる。さらに、両端のスキャン位置ではＸ線ビームの幅を狭くするから、無駄被曝領域を低減することが出来る。
【００１０】
第３の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集する投影データ収集手段、前記Ｘ線エリア検出器に照射されるＸ線ビームの開口幅をｘｙ平面に垂直なｚ軸方向に制御するコリメータ手段、被検体をｚ軸方向に移動させる撮影テーブル手段、前記収集された投影データを基に断層像を画像再構成する画像再構成手段、前記画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、前記投影データを収集するための各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、及び、ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してスキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするように、前記撮影テーブル手段を制御する制御手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするから、スキャン位置とスキャン位置の中間に位置する再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さく且つばらつきも小さく均一にすることができ、断層像の画質を改善できる。よって、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することが出来る。
【００１１】
第４の観点では、本発明は、上記第１から上記第３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ装置において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して画像再構成用の投影データを合成する投影データ合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で合成するため、画像再構成演算が１回で済む利点がある。
【００１２】
第５の観点では、本発明は、上記第１から上記第３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ装置において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素または該画素の近傍を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して画像再構成用の投影データを合成する投影データ合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第５の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で合成するため、画像再構成演算が１回で済む利点がある。また、再構成平面の同一画素を通る投影データだけでなく、該画素の近傍を通る投影データをも含めて合成するため、画質を改善できる。
【００１３】
第６の観点では、本発明は、上記第５のＸ線ＣＴ装置において、前記近傍とは、前記画素を中心とするｚ方向の所定範囲であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第６の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向に所望の幅の断層像を画像再構成することが出来る。
【００１４】
第７の観点では、本発明は、上記第４から上記第６のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、補間または加重加算する前記各投影データに対応する画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向に応じて補間係数または加重加算係数を制御するため、アーチファクトを低減して画質を向上させることが出来る。
【００１５】
第８の観点では、本発明は、上記第１から上記第３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから断層像を画像再構成すると共に、同一再構成平面の断層像であって異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成する断層像合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置で収集した投影データを基にそれぞれ断層像を合成し、それらを断層像の段階で合成するため、複数種類の断層像が得られる利点がある。
【００１６】
第９の観点では、本発明は、上記第８の観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから１以上の再構成平面の断層像を画像再構成すると共に、ｚ方向の所定範囲に含まれる再構成平面の断層像であって同一スキャン位置および異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成する断層像合成手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置で収集した投影データを基にそれぞれ断層像を合成し、それらを断層像の段階で合成するため、複数種類の断層像が得られる利点がある。また、同一再構成平面の断層像だけでなく、ｚ方向の所定範囲に含まれる再構成平面の断層像をも含めて合成するため、ｚ方向に所定の幅の断層像を画像再構成することが出来る。
【００１７】
第１０の観点では、本発明は、上記第８または上記第９の観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、前記画素対応に補間または加重加算する各断層像の画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１０の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向に応じて補間係数または加重加算係数を制御するため、アーチファクトを低減して画質を向上させることが出来る。
【００１８】
第１１の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集するＸ線ＣＴ撮影方法であって、ｘｙ平面に垂直なｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームのｚ軸方向の幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするかもしくは検出器角度θに対してＸ線ビームのｚ軸方向の広がり角をθ／２又はほぼθ／２にすると共に、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にすることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１１の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、最初のスキャン位置から最後のスキャン位置までの範囲内で再構成平面を設定すれば、両端の再構成平面でのどの画素についても全てのビュー角度で投影データ得られ、さらに再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さくなる。このため、両端の再構成平面の断層像でも画質が十分高くなる。また、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするから、スキャン位置とスキャン位置の中間に位置する再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さく且つばらつきも小さく均一にすることができ、断層像の画質を改善できる。よって、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することが出来る。さらに、両端のスキャン位置ではＸ線ビームの幅を狭くするから、無駄被曝領域を低減することが出来る。
【００１９】
第１２の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集するＸ線ＣＴ撮影方法であって、ｘｙ平面に垂直なｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、両端のスキャン位置では前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してＸ線ビームのｚ軸方向の幅をＤ／２又はほぼＤ／２にするかもしくは検出器角度θに対してＸ線ビームのｚ軸方向の広がり角をθ／２又はほぼθ／２にすることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１２の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、最初のスキャン位置から最後のスキャン位置までの範囲内で再構成平面を設定すれば、両端の再構成平面でのどの画素についても全てのビュー角度で投影データ得られ、さらに再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さくなる。このため、両端の再構成平面の断層像でも画質が十分高くなる。さらに、両端のスキャン位置ではＸ線ビームの幅を狭くするから、無駄被曝領域を低減することが出来る。
【００２０】
第１３の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置に相対した多列Ｘ線検出器とを、それらの間にある回転中心軸のまわりにｘｙ平面内で回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の投影データを収集するＸ線ＣＴ撮影方法であって、ｘｙ平面に垂直なｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行う際に、前記回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅Ｄに対してスキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にすることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１３の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にするから、スキャン位置とスキャン位置の中間に位置する再構成平面に対するＸ線ビームの傾斜が小さく且つばらつきも小さく均一にすることができ、断層像の画質を改善できる。よって、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することが出来る。
【００２１】
第１４の観点では、本発明は、上記第１１から上記第１３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して得られた投影データを基に断層像を画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１４の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、異なるスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で合成するため、画像再構成演算が１回で済む利点がある。
【００２２】
第１５の観点では、本発明は、上記第１１から上記第１３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面の同一画素または該画素の近傍を通るＸ線ビームに対応する投影データを補間または加重加算して画像再構成用の投影データを合成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１５の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、異なるスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で合成するため、画像再構成演算が１回で済む利点がある。また、再構成平面の同一画素を通る投影データだけでなく、該画素の近傍を通る投影データをも含めて合成するため、画質を改善できる。
【００２３】
第１６の観点では、本発明は、上記第１５の観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、前記近傍とは、前記画素を中心とするｚ方向の所定範囲であることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１６の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、ｚ方向に所望の幅の断層像を画像再構成することが出来る。
【００２４】
第１７の観点では、本発明は、上記第１４から上記第１６のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、補間または加重加算する前記各投影データに対応する画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１７の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向に応じて補間係数または加重加算係数を制御するため、アーチファクトを低減して画質を向上させることが出来る。
【００２５】
第１８の観点では、本発明は、上記第１１から上記第１３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから断層像を画像再構成すると共に、同一再構成平面の断層像であって異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１８の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、異なるスキャン位置で収集した投影データを基にそれぞれ断層像を合成し、それらを断層像の段階で合成するため、複数種類の断層像が得られる利点がある。
【００２６】
第１９の観点では、本発明は、上記第１８の観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、前記画像再構成手段は同一スキャン位置で収集した投影データから１以上の再構成平面の断層像を画像再構成すると共に、ｚ方向の所定範囲に含まれる再構成平面の断層像であって同一スキャン位置および異なるスキャン位置の投影データからそれぞれ画像再構成された断層像を画素対応に補間または加重加算して新たな断層像を合成することを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第１９の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、異なるスキャン位置で収集した投影データを基にそれぞれ断層像を合成し、それらを断層像の段階で合成するため、複数種類の断層像が得られる利点がある。また、同一再構成平面の断層像だけでなく、ｚ方向の所定範囲に含まれる再構成平面の断層像をも含めて合成するため、ｚ方向に所定の幅の断層像を画像再構成することが出来る。
【００２７】
第２０の観点では、本発明は、上記第１８または上記第１９の観点によるＸ線ＣＴ撮影方法において、前記補間のための補間係数または前記加重加算のための加重加算係数は、前記画素対応に補間または加重加算する各断層像の画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
上記第２０の観点におけるＸ線ＣＴ撮影方法では、Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向に応じて補間係数または加重加算係数を制御するため、アーチファクトを低減して画質を向上させることが出来る。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ撮影方法によれば、多列Ｘ線検出器を持つＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを被検体の体軸方向（ｚ軸方向）の連続した異なるスキャン位置で行う場合に再構成平面の位置による画質の不均一を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
図１は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置を示す構成ブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００３１】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、前処理，画像再構成処理，後処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ５と、収集した投影データを前処理して求めた投影データから再構成した断層像を表示する表示装置６と、プログラムやデータや投影データやＸ線断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００３２】
撮影テーブル１０は、被検体を乗せて走査ガントリ２０の開口部に入れ出しするクレードル１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータで昇降および直線移動される。
【００３３】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、多列Ｘ線検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、回転中心軸の周りを回転するＸ線管２１などを制御する回転部コントローラ２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９と、電源，制御信号，収集したデータを転送するスリップリング３０とを具備している。また、走査ガントリ傾斜コントローラ２７により、走査ガントリ２０は前方または後方に±３０゜ほど傾斜させることが出来る。
【００３４】
図２及び図３は、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４の幾何学的配置の説明図である。
Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４は、回転中心軸ＩＣの周りを回転する。鉛直方向をｙ方向とし、クレードル１２の直線移動方向をｚ軸方向とし、ｚ軸方向およびｙ軸方向に直交する方向をｘ軸方向とし、走査ガントリ２０の傾斜角度を０゜とするとき、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４の回転平面は、ｘｙ面である。
Ｘ線管２１は、コーンビームと呼ばれるＸ線ビームＣＢを発生する。Ｘ線ビームＣＢの中心軸であるビーム中心軸ＢＣの方向がｙ方向に平行なときを、ビュー角度０゜とする。
多列Ｘ線検出器２４は、第１列〜第Ｊ列の検出器列を有し、例えばＪ＝２５６である。また、各検出器列は、第１チャネル〜第Ｉチャネルのチャネルを有し、例えばＩ＝１０２４である。
【００３５】
図３に示すように、多列Ｘ線検出器幅Ｄは、Ｘ線管２１の焦点から多列Ｘ線検出器２４を見たときの、回転中心軸ＩＣ上での多列Ｘ線検出器２４のｚ軸方向の幅である。また、検出器角度θは、Ｘ線管２１の焦点から多列Ｘ線検出器２４を見たときの多列Ｘ線検出器２４のｚ軸方向の角度である。
コリメータ２３ａはＸ線ビームＣＢのｚ軸方向前側の開口縁を規定し、コリメータ２３ｂはＸ線ビームＣＢのｚ軸方向後側の開口縁を規定する。
【００３６】
Ｘ線が照射されて収集された投影データは、多列Ｘ線検出器２４からＤＡＳ２５でＡ／Ｄ変換され、スリップリング３０を経由してデータ収集バッファ５に入力される。
データ収集バッファ５に入力された投影データは、記憶装置７に記憶されたプログラムにより中央処理装置３で画像再構成処理され、断層像に変換される。断層像は、表示装置６に表示される。
【００３７】
図４は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の概略を示すフロー図である。
ステップＳ１では、ｚ軸方向の連続した異なるスキャン位置でコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行ない、投影データを収集する。
【００３８】
例えば、図５に示すスキャン位置ｚ０でＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを回転中心軸ＩＣの周りに回転させ、ビュー角度viewと，検出器列番号ｊと，チャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０(view,j,i)にスキャン位置ｚ０を付加した投影データを収集する。このとき、コリメータ２３ａを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向前側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ０−δ」（δは０又は適当に小さな正数）とし且つコリメータ２３ｂを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向後側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ０＋Ｄ／２＋δ」とする。この結果、Ｘ線ビームＣＢの広がり角は、検出器角度θに対してθ／２又はほぼθ／２になる。
【００３９】
次に、クレードル１２を制御してＤ／２だけ直線移動させ、スキャン位置ｚ１（＝ｚ０＋Ｄ／２）でＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを回転中心軸ＩＣの周りに回転させ、ビュー角度viewと，検出器列番号ｊと，チャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０(view,j,i)にスキャン位置ｚ１を付加した投影データを収集する。このとき、コリメータ２３ａを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向前側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ１−Ｄ／４−δ」とし且つコリメータ２３ｂを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向後側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ１＋Ｄ／２＋δ」とする。
【００４０】
次に、クレードル１２を制御してＤ／２だけ直線移動させ、スキャン位置ｚ２（＝ｚ１＋Ｄ／２）でＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを回転中心軸ＩＣの周りに回転させ、ビュー角度viewと，検出器列番号ｊと，チャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０(view,j,i)にスキャン位置ｚ２を付加した投影データを収集する。このとき、コリメータ２３ａを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向前側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ２−Ｄ／２−δ」とし且つコリメータ２３ｂを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向後側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ２＋Ｄ／２＋δ」とする。
【００４１】
次に、スキャン位置ｚ２と同様に、クレードル１２をＤ／２ずつ直線移動させて、スキャン位置ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６でコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行ない、投影データＤ０を収集する。
【００４２】
次に、クレードル１２を制御してＤ／２だけ直線移動させ、スキャン位置ｚ７（＝ｚ６＋Ｄ／２）でＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを回転中心軸ＩＣの周りに回転させ、ビュー角度viewと，検出器列番号ｊと，チャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０(view,j,i)にスキャン位置ｚ７を付加した投影データを収集する。このとき、コリメータ２３ａを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向前側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ７−Ｄ／２−δ」とし且つコリメータ２３ｂを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向後側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ８＋Ｄ／４＋δ」とする。
【００４３】
次に、クレードル１２を制御してＤ／２だけ直線移動させ、スキャン位置ｚ８（＝ｚ７＋Ｄ／２）でＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを回転中心軸ＩＣの周りに回転させ、ビュー角度viewと，検出器列番号ｊと，チャネル番号ｉとで表わされる投影データＤ０(view,j,i)にスキャン位置ｚ８を付加した投影データを収集する。このとき、コリメータ２３ａを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向前側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ８−Ｄ／２−δ」とし且つコリメータ２３ｂを制御してＸ線ビームＣＢのｚ軸方向後側の開口縁を回転中心軸ＩＣ上で「ｚ８＋δ」とする。
【００４４】
図４に戻り、ステップＳ２では、各スキャン位置ｚ０〜ｚ８で収集した投影データＤ０(view,j,i)に対して、オフセット補正，対数変換，Ｘ線線量補正，感度補正を含む前処理を行い、投影データＤin(view,j,i)とする。
【００４５】
ステップＳ３では、各スキャン位置ｚ０〜ｚ８で収集し前処理した投影データＤin(view,j,i)に対して、ビームハードニング処理を行う。ビームハードニング処理は、例えば次の多項式で表される。ここで、Ｂ0，Ｂ1，Ｂ2はビームハードニング係数である。
Ｄout(view,j,i)＝Ｄin(view,j,i)×（Ｂ0(j,i)＋Ｂ1(j,i)×Ｄin(view,j,i)＋Ｂ2(j,i)×Ｄin(view,j,i)2）
この時、多列Ｘ線検出器２４の各検出器列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件で各データ収集系の管電圧が異なっていれば、各検出器列ごとの特性の違いを補正できる。
【００４６】
ステップＳ４では、各スキャン位置ｚ０〜ｚ８で収集し前処理しビームハードニング補正した投影データＤout(view,j,i)に対して、ｚ方向（列方向）のフィルタをかけるＺフィルタ重畳処理を行なう。すなわち、投影データＤout(view,j,i)に、例えば図６に示すような列方向フィルタ係数Ｗk(i)を列方向に掛け、投影データＤcor(view,j,i)を求める。
【００４７】
2008006032.tif 000003
【００４８】
また、列方向フィルタ係数を各チャネル毎に変化させると再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御することも出来る。
図７に示すスライスＳＬのように、一般的に再構成中心に比べて周辺のスライス厚が厚くなる。そこで、図８に示すように、中心部チャネルには幅を広く変化させた列方向フィルタ係数Ｗk(中心部チャネルのｉ)を用い、周辺部チャネルでは幅をせまく変化させた列方向フィルタ係数Ｗk(周辺部チャネルのｉ)を用いると、図９に示すように再構成中心でも周辺でも一様に近いスライス厚のスライスＳＬとすることが出来る。
【００４９】
列方向フィルタ係数Ｗk(i)でスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト，ノイズともに改善される。これにより、アーチファクト改善具合，ノイズ改善具合も制御できる。つまり、３次元画像再構成された断層像の画質を制御できる。
【００５０】
図１０に示すように、列方向フィルタ係数Ｗk(i)を逆重畳（デコンボリューション）フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することも出来る。
【００５１】
図４に戻り、ステップＳ５では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理後の投影データをＤｒ(view,j,i)とし、再構成関数をＫernel(j)とし、重畳演算を＊で表すと、再構成関数重畳処理は次のように表わされる。
Ｄｒ(view,j,i)＝Ｄcor(view,j,i)＊Ｋernel(j)
各検出器列ごとに独立した再構成関数Ｋernel(j)を用いて独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各検出器列ごとのノイズ特性，分解能特性の違いを補正できる。
【００５２】
ステップＳ６では、投影データＤｒ(view,j,i)に対して、３次元逆投影処理を行い、逆投影データＤ３(ｘ,ｙ)を求める。この３次元逆投影処理については、図１１を参照して後述する。
【００５３】
ステップＳ８では、逆投影データＤ３(ｘ,ｙ)に対して、画像フィルタ重畳処理，ＣＴ値変換処理などの後処理を行い、断層像を得る。
画像フィルタ重畳処理では、画像フィルタ重畳処理後のデータをＤ４(x,y)、画像フィルタをＦilter(x,y)とすると、
Ｄ４(x,y)＝Ｄ３(x,y)＊Ｆilter(x,y)
となる。そこで、断層像のスライス位置ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、スライス位置ごとのノイズ特性，分解能特性の違いを補正できる。
【００５４】
図１１は、３次元逆投影処理（図４のステップＳ６）の詳細を示すフロー図である。
ステップＳ６１では、断層像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０°分のビュー又は「１８０°分＋ファン角度分」のビュー）中の一つのビューに着目し、スキャン位置が異なる投影データも含めた投影データの中から再構成平面Ｐの各画素に対応する着目ビューの投影データを複数抽出し、補間または加重加算して投影データＤｒを得る。
【００５５】
図１２に示すように、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の再構成平面Ｐとし、ｙ＝０のｘ軸に平行な画素列Ｌ０，ｙ＝６３の画素列Ｌ６３，ｙ＝１２７の画素列Ｌ１２７，ｙ＝１９１の画素列Ｌ１９１，ｙ＝２５５の画素列Ｌ２５５，ｙ＝３１９の画素列Ｌ３１９，ｙ＝３８３の画素列Ｌ３８３，ｙ＝４４７の画素列Ｌ４４７，ｙ＝５１１の画素列Ｌ５１１を例にとると、これらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１を、あるスキャン位置でのＸ線ビームの透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影した図１３に示す如きラインＴ０〜Ｔ５１１上の投影データＤ０を抽出する。なお、図１３のラインＴ０のように、ラインの一部が多列Ｘ線検出器２４のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データＤ０を「０」にする。また、ラインの一部が検出器列方向の外に出た場合は、補外して投影データＤ０を求める。これを異なるスキャン位置についても行って画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤ０を抽出する。そして、抽出した複数の投影データＤ０を補間または加重加算すれば、それが画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤｒとなる。例えば、図１４に示すように、画素ｇを通るＸ線ビームに対応する複数の投影データＤ０_1，Ｄ０_2 を抽出したとすれば、
Ｄｒ＝ｋ１・Ｄ０_1＋ｋ２・Ｄ０_2
とする。ｋ１，ｋ２は、補間係数または加重加算係数であり、補間または加重加算する各投影データＤ０に対応する画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められる。なお、ｋ１＋ｋ２＝１とする。
【００５６】
Ｘ線ビームの透過方向は、Ｘ線管２１のＸ線焦点と各画素と多列Ｘ線検出器２４との幾何学的位置によって決まるが、投影データＤ０(view,j,i)のｚ座標が判っているため、加速・減速中の投影データＤ０(view,j,i)でもＸ線ビームの透過方向を正確に求めることが出来る。
【００５７】
なお、図１５に示すように、同一スキャン位置および異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面Ｐの同一画素ｇまたは該画素ｇを中心とするｚ方向の近傍範囲ｔｈを通るＸ線ビームに対応する複数の投影データＤ０を補間または加重加算して画像再構成用の投影データＤｒを合成してもよい。
【００５８】
かくして、図１６に示すように、再構成平面Ｐの各画素に対応する投影データＤｒ(view,x,y)を得ることが出来る。
【００５９】
図１１に戻り、ステップＳ６２では、投影データＤｒ(view,x,y)にコーンビーム再構成加重係数を乗算し、図１７に示す如き投影データＤ２(view,x,y)を作成する。
【００６０】
ここで、コーンビーム再構成加重係数は、次の通りである。
ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、view＝βａでＸ線管２１の焦点と再構成平面Ｐ上（ｘｙ平面上）の画素ｇ(x,y)とを結ぶ直線がＸ線ビームの中心軸Ｂｃに対してなす角度をγとし、その対向ビューをview＝βｂとするとき、
βｂ＝βａ＋１８０゜−２γ
である。
再構成平面Ｐ上の画素ｇ(x,y)を通るＸ線ビームとその対向Ｘ線ビームが再構成平面Ｐとなす角度をαａ、αｂとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωａ、ωｂを掛けて加算し、逆投影データＤ２(0,x,y)を求める。
Ｄ２(0,x,y)＝ωａ・Ｄ２(0,x,y)_a＋ωｂ・Ｄ２(0,x,y)_ｂ
ここで、Ｄ２(0,x,y)_aはビューβaでの投影データ、Ｄ２(0,x,y)_bはビューβbでの投影データとする。
なお、Ｘ線ビームとその対向Ｘ線ビームのコーンビーム再構成加重係数ωａ、ωｂの和は、ωａ＋ωｂ＝１である。
上記のようにコーンビーム再構成加重係数ωa，ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することが出来る。
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωa，ωbは、次式により求めたものを用いることが出来る。
ｆ()を関数とし、ファンビーム角をγmaxとするとき、
ga＝f(γmax,αa,βa)
gb＝f(γmax,αb,βb)
xa＝2・gaq／(gaq＋gbq)
xb＝2・gbq／(gaq＋gbq)
ωa＝xa2・(3−2xa)
ωb＝xb2・(3−2xb)
（例えば、ｑ＝１とする）
例えば、ｆ()を値の大きい方を採る関数max[]とすると、
ga＝max[0,{(π/2＋γmax)−｜βa｜}]・｜tan(αa)｜
gb＝max[0,{(π/2＋γmax)−｜βb｜}]・｜tan(αb)｜
である。
【００６１】
また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に距離係数を再構成平面Ｐ上の各画素の投影データＤｒに乗算する。距離係数は、Ｘ線管２１の焦点から投影データＤｒに対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列ｊ，チャネルｉまでの距離をｒ０とし、Ｘ線管２１の焦点から投影データＤｒに対応する再構成平面Ｐ上の画素までの距離をｒ１とするとき、（ｒ１／ｒ０）2である。
【００６２】
また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成平面Ｐ上の各画素の投影データＤｒにコーンビーム再構成加重係数のみを乗算すればよい。
【００６３】
ステップＳ６３では、図１８に示すように、予めクリアしておいた逆投影データＤ３(x,y)に、投影データＤ２(view,x,y)を画素対応に加算する。
ステップＳ６４では、断層像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０゜分のビュー又は「１８０゜分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップＳ６１〜Ｓ６３を繰り返し、図１８に示すように、逆投影データＤ３(x,y)を得る。
【００６４】
なお、図１９に示すように、再構成平面Ｐを円形の領域としてもよい。
【００６５】
実施例１のＸ線ＣＴ装置１００によれば、次の効果が得られる。
（１）図２０の（ａ）（ｂ）に示すように、端の再構成平面Ｐ０のどの画素についても全てのビュー角度で投影データ得られ、さらに再構成平面Ｐ０に対するＸ線ビームＣＢの傾斜が小さくなる。このため、端の再構成平面Ｐ０の断層像でも画質が十分高くなる。
図２０の（ａ）〜（ｄ）に示すように、スキャン位置ｚ０とスキャン位置ｚ１の間隔をＤ／２にするから、スキャン位置ｚ０とスキャン位置ｚ１の中間に位置する再構成平面Ｐ０.５に対するＸ線ビームＣＢの傾斜が小さく且つばらつきも小さく均一にすることが出来る。このため、スキャン位置ｚ０とスキャン位置ｚ１の中間に位置する再構成平面Ｐ０.５の断層像の画質を改善できる。
同様に、他方の端の再構成平面Ｐ８の断層像や他のスキャン位置とスキャン位置の中間に位置する再構成平面の断層像の画質も改善できる。
すなわち、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することが出来る。
（２）図２０の（ａ）（ｂ）に示すように、端のスキャン位置ｚ０ではＸ線ビームＣＢの幅を狭くするから、無駄被曝領域を低減することが出来る。同様に、他方の端のスキャン位置ｚ８でもＸ線ビームＣＢの幅を狭くするから、無駄被曝領域を低減することが出来る。スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にすることによる被曝の増加は、Ｘ線線量，Ｘ線管電流を抑えることにより避けることが出来る。
（３）異なるスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で合成するため、画像再構成演算が１回で済む。
【００６６】
なお、画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による３次元画像再構成法でもよい。さらに、特開２００３−３３４１８８号公報、特開２００４−４１６７５号公報、特開２００４−４１６７４号号公報、特開２００４−７３３６０号公報、特開２００３−１５９２４４号公報、特開２００４−４１６７５号公報で提案されている３次元画像再構成法を用いてもよい。
【００６７】
また、実施例１では各検出器列ごとに係数の異なった列方向（ｚ方向）フィルタを重畳することによりＸ線コーン角の違いなどによる画質の違いを調整し各列において均一なスライス厚，アーチファクト，ノイズの画質を実現しているが、これはなくても同様の効果を出すことが出来る。
【００６８】
また、実施例１ではスキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ／２にしているが、Ｄ以下であれば従来よりも画質を改善することが出来る。
【００６９】
また、実施例１では投影データＤ０を収集したい範囲よりも直線移動方向前側および後側の両方にＸ線ビームが広がらないようにしたが、前側および後側のいずれか一方にＸ線ビームが広がらないようにしても被曝範囲を低減させることが出来る。
【００７０】
また、実施例１で用いた多列Ｘ線検出器２４の代わりに多列Ｘ線検出器として、フラットパネルに代表されるＸ線エリア検出器を用いたＸ線ＣＴ装置にも、上記と同様に本発明を適用できる。
【実施例２】
【００７１】
図２１に示すように、Ｘ線ビームの広がりを従来と同じくＤとし、他の条件は実施例１と同様にしてもよい。
実施例２でも、再構成平面の位置による画質の不均一を改善することが出来る。なお、Ｘ線線量，Ｘ線管電流を抑えることにより、被曝の増加を避けることが出来る。
【実施例３】
【００７２】
図２２に示すように、スキャン位置とスキャン位置の間隔を従来と同じくＤとし、投影データＤ０を収集したい範囲よりも直線移動方向前側および後側の両方にＸ線ビームが広がらないようにしてもよい。
実施例３でも、両端の断層像の画質を改善することが出来る。また、被曝範囲を低減させることが出来る。
【実施例４】
【００７３】
図２３に示すように、Ｘ線ビームの広がりは従来と同じくＤとし、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下（図２２ではＤ／２またはほぼＤ／２）としてもよい。
実施例４でも、スキャン位置とスキャン位置の中間に位置する断層像の画質を改善することが出来る。なお、Ｘ線線量，Ｘ線管電流を抑えることにより、スキャン位置とスキャン位置の間隔をＤ以下にすることによる被曝の増加を避けることが出来る。
【実施例５】
【００７４】
図２４に、実施例５に係るＸ線ＣＴ撮影方法のフロー図を示す。
図４に示す実施例１のＸ線ＣＴ撮影方法のフロー図に比べると、図４のステップＳ６がステップＳ６’に代わると共にステップＳ７が加わっている。その他のステップは同じである。そこで、ステップＳ６’，Ｓ７についてのみ説明する。
【００７５】
図２５に、ステップＳ６’（３次元逆投影処理）の詳細なフロー図を示す。
図１１に示す実施例１の３次元逆投影処理のフロー図に比べると、図１１のステップＳ６１がステップＳ６１’に代わっている。その他のステップは同じである。そこで、ステップＳ６１’についてのみ説明する。
ステップＳ６１’では、断層像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０°分のビュー又は「１８０°分＋ファン角度分」のビュー）中の一つのビューに着目し、スキャン位置が同一の投影データの中から再構成平面Ｐの各画素に対応する着目ビューの投影データを複数抽出し、補間または加重加算して投影データＤｒを得る。
【００７６】
つまり、図１１のステップＳ６１ではスキャン位置が異なる投影データも含めた中から抽出した投影データを補間または加重加算して投影データＤｒを得たが、図２５のステップＳ６１’ではスキャン位置が同一の投影データの中から投影データを抽出し、単数ならそれを投影データＤｒとし、複数あればそれらを補間または加重加算して投影データＤｒを得ている。
この結果、図４のステップＳ６では再構成平面Ｐ０.５の断層像が１回の画像再構成で得られたが、図２５のステップＳ６’では、図２６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、スキャン位置ｚ０で得た投影データから再構成平面Ｐ０.５の断層像Ｇ１が画像再構成され、スキャン位置ｚ１で得た投影データから再構成平面Ｐ０.５の断層像Ｇ２が画像再構成されることになる。
【００７７】
図２４に戻り、ステップＳ７では、同一再構成平面の複数の断層像を補間または加重加算し、１つの断層像を得る。例えば、図２６の（ａ）〜（ｄ）に示す再構成平面Ｐ０.５の断層像Ｇ１とＧ２とを画素対応に補間または加重加算し、再構成平面Ｐ０.５の断層像Ｇを得る。すなわち、
Ｇ＝ｋ１・Ｇ１＋ｋ２・Ｇ２
ｋ１，ｋ２は、補間係数または加重加算係数であり、補間または加重加算する各断層像の画素を通る各Ｘ線ビームの幾何学的位置・方向を基に決められる。なお、ｋ１＋ｋ２＝１とする。
【００７８】
実施例５のＸ線ＣＴ装置によれば、実施例１と同様の画質改善効果および無駄被曝低減効果が得られる。また、同一再構成平面でもスキャン位置ごとに別々の断層像が余分に得られる。
【実施例６】
【００７９】
図２７に、実施例６に係るＸ線ＣＴ撮影方法のフロー図を示す。
図２４に示す実施例５のＸ線ＣＴ撮影方法のフロー図に比べると、図２４のステップＳ７がステップＳ７’に代わっている。その他のステップは同じである。そこで、ステップＳ７についてのみ説明する。
ステップＳ７’では、所定ｚ軸方向範囲内にある再構成平面の複数の断層像を補間または加重加算し、１つの断層像を得る。
【００８０】
実施例６のＸ線ＣＴ装置によれば、実施例５と同様の画質改善効果および無駄被曝低減効果が得られる。また、ｚ軸方向範囲，補間係数，加重加算係数の設定によってスライス厚を制御できる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ撮影方法は、被検体の断層像を撮影するのに利用できる。また、医用Ｘ線ＣＴ装置や産業用Ｘ線ＣＴ装置または他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置やＸ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などで利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例１に係るＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線管および多列Ｘ線検出器のｚ軸方向に見た幾何学的配置を示す説明図である。
【図３】Ｘ線管および多列Ｘ線検出器のｘ軸方向に見た幾何学的配置を示す説明図である。
【図４】実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の概略動作を示すフロー図である。
【図５】実施例１に係るスキャン位置およびＸ線ビームを示す説明図である。
【図６】列方向フィルタ係数を示す説明図である。
【図７】スライス厚が再構成領域中心より周辺で厚いスライスを示す説明図である。
【図８】チャネルによって異なる列方向フィルタ係数を示す説明図である。
【図９】スライス厚が再構成領域中心でも周辺でも均等なスライスを示す説明図である。
【図１０】スライス厚を薄くするための列方向フィルタ係数を示す説明図である。
【図１１】実施例１に係る３次元逆投影処理の詳細を示すフロー図である。
【図１２】再構成平面Ｐ上の画素列をＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１３】再構成平面Ｐ上の画素列を検出器面に投影したラインを示す概念図である。
【図１４】スキャン位置が異なるが同一再構成平面Ｐの同一画素ｇを通るＸ線ビームを示す概念図である。
【図１５】スキャン位置が異なるが同一再構成平面Ｐの同一画素ｇおよび該画素ｇの近傍を通るＸ線ビームを示す概念図である。
【図１６】ビュー角度view=０゜における再構成平面Ｐ上の画素データＤｒを示す概念図である。
【図１７】ビュー角度view=０゜における再構成平面Ｐ上の逆投影画素データＤ２を示す概念図である。
【図１８】逆投影画素データＤ２を画素対応に全ビュー加算して逆投影データＤ３を得る状態を示す説明図である。
【図１９】円形状の再構成平面Ｐを示す概念図である。
【図２０】実施例１に係る効果を説明する概念図である。
【図２１】実施例２に係るスキャン位置およびＸ線ビームの広がりを示す説明図である。
【図２２】実施例３に係るスキャン位置およびＸ線ビームの広がりを示す説明図である。
【図２３】実施例４に係るスキャン位置およびＸ線ビームの広がりを示す説明図である。
【図２４】実施例５に係るＸ線ＣＴ撮影方法を示すフロー図である。
【図２５】実施例５に係る３次元逆投影処理の詳細を示すフロー図である。
【図２６】実施例５に係る効果を説明する概念図である。
【図２７】実施例６に係るＸ線ＣＴ撮影方法を示すフロー図である。
【図２８】第１従来例に係るスキャン位置およびＸ線ビームの広がりを示す説明図である。
【図２９】第１従来例に係る課題を説明する概念図である。
【図３０】第１従来例に係る課題を説明する別の概念図である。
【図３１】第２従来例に係るスキャン位置およびＸ線ビームの広がりを示す説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１          操作コンソール
２          入力装置
３          中央処理装置
５          データ収集バッファ
６          表示装置
７          記憶装置
１０        撮影テーブル
１２        クレードル
２０        走査ガントリ
２１        Ｘ線管
２２        Ｘ線コントローラ
２３        コリメータ
２４        多列Ｘ線検出器
２５        ＤＡＳ（データ収集装置）
２６        回転部コントローラ
２７        走査ガントリ傾斜コントローラ
２９        制御コントローラ
３０        スリップリング
Ｐ          再構成平面
ＩＣ        回転中心(ISO)
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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