(57)【要約】【課題】投影データを高速に生成することが出来るＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】  画像データ生成部２ｂで複数の断面位置のうちの一つの画像データを生成する毎に、ボリュームデータ逐次生成部２ｃで部分的なボリュームデータを逐次生成し、その部分的なボリュームデータを基にして投影データ逐次生成部２ｄで投影データを逐次生成する。【選択図】図１
2004358267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対移動し当該軸上の複数の断面位置ごとに止めて前記軸の周りに少なくともＸ線管を回転させて画像データの生成に必要な全ビューのデータを取得するデータ取得手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
各断面位置で取得したデータから画像データを生成することを前記軸上に並んでいる断面位置の順に実行する画像データ生成手段と、
ある断面位置の画像データが生成される毎に当該断面位置と先に画像データを生成した断面位置との間を補間して新たなボリュームデータを算出して生成するボリュームデータ逐次生成手段と、
新たなボリュームデータが生成される毎に当該ボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る各投影線上に在る前記ボリュームデータの値からその最大値、最小値又は平均値を当該画素の投影値として求めることを投影面上の全画素について実行して新たな投影データを生成する投影データ逐次生成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対移動しながら当該軸の周りに少なくともＸ線管を回転させて画像データの生成に必要な各ビューのデータを次々に取得するデータ取得手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
ある断面位置の前後で取得したデータから当該断面位置での画像データを生成するのに必要な全ビューのデータを算出しそれらデータから画像データを生成することを前記軸上の複数の断面位置について前記軸上に並んでいる順に実行する画像データ生成手段と、
ある断面位置の画像データが生成される毎に当該断面位置と先に画像データを生成した断面位置との間を補間して新たなボリュームデータを算出して生成するボリュームデータ逐次生成手段と、
新たなボリュームデータが生成される毎に当該ボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る各投影線上に在る前記ボリュームデータの値からその最大値、最小値又は平均値を当該画素の投影値として求めることを投影面上の全画素について実行して新たな投影データを生成する投影データ逐次生成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、操作者の指示により前記画像データ生成手段で生成された画像を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記投影データ逐次生成手段で前記新たなボリュームデータが生成される毎に生成された投影データによる投影画像を表示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４までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像データ生成手段で生成された断面画像、前記投影データ逐次生成手段で生成された投影データによるＭＩＰ画像（Ｍａｘｉｍｕｍ  ＩＰ画像）、３Ｄ画像及びＭＰＲ画像（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎｅ  Ｒｅｃｏｎ画像）を同時に表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、投影データの生成するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、さらに詳しくは、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）データやＺＰ（Ｚｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）データのような投影データを高速に生成することが出来るＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  図２２は、従来のＸ線ＣＴ装置の一例の構成図である。
このＸ線ＣＴ装置５００は、スキャナ装置１と，処理装置５２と，大容量記憶装置３（例えばハードディスク装置）と，表示モニタ４と，入力装置５とを具備して構成されている。【０００３】  前記スキャナ装置１は、被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸（通常は被検体の体軸に合致する）に沿って相対移動し、当該軸上の断面位置で止め、前記軸の周りにＸ線管および検出器を回転させて画像データの生成に必要な全ビューのデータを収集する。なお、Ｘ線管のみ回転させ、検出器を回転させない場合もある。【０００４】  前記処理装置５２は、データ取得部２ａと，画像データ生成部２ｂと，ボリュームデータ生成部２ｇと，投影データ生成部２ｈと，画像表示部２ｅとを具備している。【０００５】  図２３は、前記データ取得部２ａの処理のフローチャートである。なお、フローチャートはＰＡＤ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｄｉａｇｒａｍ）で示している。
ステップＶ１では、図２４に示すように、Ｚ軸（この軸に沿って、被検体に対してＸ線管および検出器を相対移動する）上の複数の断面位置Ｓ１〜Ｓ６を操作者が設定する。
ステップＶ２では、被検体に対してＸ線管および検出器をＺ軸に沿って相対移動し、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６ごとにステップＶ３を繰り返す。なお、相対移動するとは、被検体を静止しＸ線管および検出器をＺ軸に沿って移動させる場合とＸ線管および検出器を静止し被検体をＺ軸に沿って移動させる場合の両方を含む意味である。
ステップＶ３では、Ｘ線管と検出器とをＺ軸の周り（被検体の周り）に回転させてビュー（ｖｉｅｗ）を変え、各ビューごとにステップＶ４を繰り返す。
ステップＶ４では、検出器からデータを取得する。
以上により、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６での画像データの生成に必要な全ビューのデータ（以下、データセットという）が得られる。【０００６】  図２５は、前記画像データ生成部２ｂの処理のフローチャートである。
ステップＪ１では、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６でのデータセットごとにステップＪ２’〜Ｊ４を繰り返す。
ステップＪ２’では、データセットに対して画像再構成演算（逆投影演算）を行い、画像データを求める。そして、画像データを大容量記憶装置３に記憶する。
ステップＪ３では、断面画像を表示するように操作者が指示したかを判定する。操作者が指示したなら、ステップＪ４に進む。操作者が指示してないなら、前記ステップＪ１に戻る。
ステップＪ４では、画像データを画像表示部２ｅに渡し、断面画像を表示させる。そして、前記ステップＪ１に戻る。
以上により、図２６に示すように、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６での画像データＧ１，…，Ｇ６が得られる。【０００７】  図２７は、前記ボリュームデータ生成部２ｇの処理を示すフローチャートである。
ステップＬ１では、全ての断面位置Ｓ１〜Ｓ６での画像データＧ１〜Ｇ６を大容量記憶装置３から読み出す。
ステップＬ２では、図２８に示すように、画像データＧ１〜Ｇ６により各断面位置Ｓ１〜Ｓ６の間を補間して、ボリュームデータＶＤを算出する。【０００８】  図２９は、前記投影データ生成部２ｈの処理のフローチャートである。
ステップＦ１では、操作者が投影方向を設定する。
ステップＦ２では、図３０に示すように、ボリュームデータＶＤを貫き且つ投影面Ｗ上の画素に至る投影線Ｐ上に在るボリュームデータの値から当該画素の投影値を求めることを投影面Ｗ上の全画素について実行して、投影データＰＤを生成する。そして、投影データを大容量記憶装置３に記憶する。ここで、投影値とは、３Ｄ値およびＺＰ値を含む。３Ｄ値は、前記投影線Ｐ上に在るボリュームデータの値のうちの所定の閾値を越え且つ一番手間（または一番奥）の値を基に各種３Ｄ表示方法によって得られた値である。また、ＺＰ値は、前記投影線Ｐ上に在るボリュームデータの値のうちの最大値，最小値，平均値，（最大値＋最小値）の少なくとも一つである。
ステップＦ３では、投影データＰＤを画像表示部２ｅに渡し、投影画像を表示させる。【０００９】  図３１は、前記データ取得部２ａと前記画像データ生成部２ｂと前記ボリュームデータ生成部２ｇと前記投影データ生成部２ｈの各処理のタイムチャートである。
時刻ｔ０は、スキャン開始時刻である。時刻ｔｊは、投影データＰＤが得られる時刻である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  上記従来のＸ線ＣＴ装置５００では、スキャン開始時刻ｔ０から投影データＰＤが得られる時刻ｔｊまでの時間が長くかかる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、投影データを高速に生成することが出来る投影データの生成方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  第１の観点では、本発明は、被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対移動し当該軸上の複数の断面位置ごとに止めて前記軸の周りに少なくともＸ線管を回転させて画像データの生成に必要な全ビューのデータを取得するデータ取得手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、各断面位置で取得したデータから画像データを生成することを前記軸上に並んでいる断面位置の順に実行する画像データ生成手段と、ある断面位置の画像データが生成される毎に当該断面位置と先に画像データを生成した断面位置との間を補間して新たなボリュームデータを算出して生成するボリュームデータ逐次生成手段と、新たなボリュームデータが生成される毎に当該ボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る各投影線上に在る前記ボリュームデータの値からその最大値、最小値又は平均値を当該画素の投影値として求めることを投影面上の全画素について実行して新たな投影データを生成する投影データ逐次生成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
従来は、全ての画像データを生成してからボリュームデータを生成し、次いでそのボリュームデータを基にして投影データを生成していた。これに対し、上記第１の観点による投影データの生成方法では、複数の断面位置のうちの一つの画像データを生成する毎に部分的なボリュームデータを逐次生成し、その部分的なボリュームデータを基にして投影データを逐次生成するようにした。これにより、複数の画像データのうちの第３の画像データ以降の生成を行うのと並列に投影データの生成を進められるようになる。従って、スキャン開始時刻から投影データが得られる時刻までの時間を短縮でき、投影データを高速に生成することが出来るようになる。また、中間的な投影データが得られるため、中間的な投影画像を表示することも可能となる。【００１２】  第２の観点では、本発明は、被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対移動しながら当該軸の周りに少なくともＸ線管を回転させて画像データの生成に必要な各ビューのデータを次々に取得するデータ取得手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、ある断面位置の前後で取得したデータから当該断面位置での画像データを生成するのに必要な全ビューのデータを算出しそれらデータから画像データを生成することを前記軸上の複数の断面位置について前記軸上に並んでいる順に実行する画像データ生成手段と、ある断面位置の画像データが生成される毎に当該断面位置と先に画像データを生成した断面位置との間を補間して新たなボリュームデータを算出して生成するボリュームデータ逐次生成手段と、新たなボリュームデータが生成される毎に当該ボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る各投影線上に在る前記ボリュームデータの値からその最大値、最小値又は平均値を当該画素の投影値として求めることを投影面上の全画素について実行して新たな投影データを生成する投影データ逐次生成手段と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の観点による投影データの生成方法では、ヘリカルスキャンを行うため、スキャン時間を短縮することが出来る。そして、上記第１の観点による投影データの生成方法と同様に画像データの生成と並列に投影データの生成を進められる。従って、スキャン開始時刻から投影データが得られる時刻までの時間をさらに短縮でき、投影データをさらに高速に生成することが出来るようになる。また、中間的な投影データが得られるため、中間的な投影画像を表示することも可能となる。
【発明の効果】
【００１３】  本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、複数の断面位置のうちの一つの画像データを生成する毎に部分的なボリュームデータを逐次生成し、その部分的なボリュームデータを基にして投影データを逐次生成するようにしたため、複数の画像データのうちの第３の画像データ以降の生成を行うのと並列に投影データの生成を進められるようになる。従って、スキャン開始時刻から投影データが得られる時刻までの時間を短縮でき、投影データを高速に生成することが出来るようになる。また、中間的な投影データが得られるため、中間的な投影画像を表示することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、図に示す本発明の実施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。【００１５】−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、スキャナ装置１と，処理装置２と，大容量記憶装置３（例えばハードディスク装置）と，表示モニタ４と，入力装置５とを具備して構成されている。【００１６】  前記スキャナ装置１は、被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸（通常は被検体の体軸に合致する）に沿って相対移動し、当該軸上の断面位置で止め、前記軸の周りにＸ線管および検出器を回転させて画像データの生成に必要な全ビューのデータを収集する。なお、Ｘ線管のみ回転させ、検出器を回転させない場合もある。【００１７】  前記処理装置２は、データ取得部２ａと，画像データ生成部２ｂと，ボリュームデータ逐次生成部２ｃと，投影データ逐次生成部２ｄと，画像表示部２ｅとを具備している。【００１８】  図２は、前記データ取得部２ａの処理のフローチャートである。
ステップＶ１では、図２４に示すように、Ｚ軸（この軸に沿って、被険体に対してＸ線管および検出器を相対移動する）上の複数の断面位置Ｓ１〜Ｓ６を操作者が設定する。
ステップＶ２では、被検体に対してＸ線管および検出器をＺ軸に沿って相対移動し、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６ごとにステップＶ３を繰り返す。なお、相対移動するとは、被検体を静止しＸ線管および検出器をＺ軸に沿って移動させる場合とＸ線管および検出器を静止し被検体をＺ軸に沿って移動させる場合の両方を含む意味である。
ステップＶ３では、Ｘ線管と検出器とをＺ軸の周り（被検体の周り）に回転させてビューを変え、各ビューごとにステップＶ４を繰り返す。
ステップＶ４では、検出器からデータを取得する。
以上により、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６でのデータセットが得られる。【００１９】  図３は、前記画像データ生成部２ｂの処理のフローチャートである。
ステップＪ１では、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６でのデータセットごとにステップＪ２〜Ｊ４を繰り返す。
ステップＪ２では、データセットに対して画像再構成演算（逆投影演算）を行い、画像データを求める。そして、画像データを、大容量記憶装置３に記憶すると共にボリュームデータ逐次生成部２ｃに渡す。
ステップＪ３では、断面画像を表示するように操作者が指示したかを判定する。操作者が指示したなら、ステップＪ４に進む。操作者が指示してないなら、前記ステップＪ１に戻る。
ステップＪ４では、画像データを画像表示部２ｅに渡し、断面画像を表示させる。そして、前記ステップＪ１に戻る。
以上により、図２６に示すように、各断面位置Ｓ１，…，Ｓ６での画像データＧ１，…，Ｇ６が得られる。【００２０】  図４は、前記ボリュームデータ逐次生成部２ｃの処理を示すフローチャートである。
ステップＡ１では、画像データ生成部２ｂから画像データが渡される毎にステップＡ２を実行する。
ステップＡ２では、画像データ生成部２ｂから渡された画像データが第１の画像データなら前記ステップＡ１に戻り、第２の画像データ以降ならステップＡ３に進む。
ステップＡ３では、図５の（ａ）に示すように、第２の画像データＧ２が渡された時は、第１の画像データＧ１および第２の画像データＧ２により断面位置Ｓ１〜Ｓ２の間を補間して部分的なボリュームデータＶＤ１を算出し、投影データ逐次生成部２ｄに渡す。また、図５の（ｂ）に示すように、第３の画像データＧ３が渡された時は、部分的なボリュームデータＶＤ１および第３の画像データＧ３により断面位置Ｓ２〜Ｓ３の間を補間し前記部分的なボリュームデータＶＤ１と結合して部分的なボリュームデータＶＤ２を算出し、投影データ逐次生成部２ｄに渡す。第４の画像データＧ４以降についても同様である。【００２１】  図６は、前記投影データ逐次生成部２ｄの処理のフローチャートである。
ステップＢ１では、操作者が投影方向を設定する。
ステップＢ２では、ボリュームデータ逐次生成部２ｃからボリュームデータが渡される毎にステップＢ３を実行する。
ステップＢ３では、ボリュームデータ逐次生成部２ｃから渡されたボリュームデータが最初の部分的なボリュームデータならステップＢ４へ進み、そうでないならステップＢ５に進む。
ステップＢ４では、図７の（ａ）に示すように、最初の部分的なボリュームデータＶＤ１を貫き且つ投影面Ｗ上の画素に至る投影線Ｐ上に在るボリュームデータＶＤ１の値から当該画素の投影値を求めることを投影面Ｗ上の全画素について実行して、投影データＰＤ１を生成する。そして、投影データＰＤ１を大容量記憶装置３に記憶する。
ステップＢ５では、図７の（ｂ）に示すように、２回目の部分的なボリュームデータＶＤ２が渡された時は、その２回目の部分的なボリュームデータＶＤ２を貫き且つ投影面Ｗ上の画素に至る投影線Ｐ上に在るボリュームデータＶＤ２の値から当該画素の投影値を求めることを投影面Ｗ上の全画素について実行して、投影データＰＤ２を生成する。そして、投影データＰＤ２を大容量記憶装置３に記憶する。なお、ボリュームデータＶＤ２のうちのボリュームデータＶＤ１に含まれる範囲は、投影データＰＤ１で代表させればよいため、値を調べる必要はない。３回目の部分的なボリュームデータ以降も同様である。図７の（ｃ）に示すように、最終的なボリュームデータＶＤが渡された時のステップＢ５で、最終的な投影データＰＤが生成される。
ステップＢ６では、投影データＰＤ１，…，ＰＤを画像表示部２ｅに渡し、中間的な投影画像および最終的な投影画像を表示モニタ４に表示させる。【００２２】  図８は、前記データ取得部２ａと前記画像データ生成部２ｂと前記ボリュームデータ逐次生成部２ｃと前記投影データ逐次生成部２ｄの各処理のタイムチャートである。
第３の画像データＧ３以降の生成を行うのと並列に投影データＰＤ１〜ＰＤの生成を進めるため、スキャン開始時刻ｔ０から投影データＰＤが得られる時刻ｔｎまでの時間を短縮でき、投影データＰＤを高速に生成することが出来るようになる。また、中間的な投影データＰＤ１〜ＰＤ４が得られるため、中間的な投影画像を表示することも可能となる。【００２３】  図９は、表示モニタ４の画面レイアウト例を示す。
図９の（ａ）は、断面画像と，３Ｄ画像と，ＭＺＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  ＩＰ）画像と，ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎｅ  Ｒｅｃｏｎ）画像を同時に表示する場合の画面レイアウトである。なお、ＭＰＲ画像は、ボリュームデータＶＤを任意の平面で切ったときの断面画像である。
図９の（ｂ）は、投影方向の異なる複数の３Ｄ画像を同時に表示する場合の画面レイアウトである。【００２４】−第２の実施形態−
図１０は、本発明の第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成図である。
このＸ線ＣＴ装置２００は、スキャナ装置１と，処理装置２０と，大容量記憶装置３（例えばハードディスク装置）と，表示モニタ４と，入力装置５とを具備して構成されている。【００２５】  前記スキャナ装置１は、被検体に対してＸ線管および検出器を一つの軸に沿って相対移動しながら当該軸の周りにＸ線管および検出器を回転させて画像データの生成に必要な各ビューのデータを次々に収集するヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）を行うことが出来る。なお、Ｘ線管のみ回転させ、検出器を回転させない場合もある。【００２６】  前記処理装置２０は、データ取得部２ａと，オーバラップ画像データ生成部２ｆと，ボリュームデータ逐次生成部２ｃと，投影データ逐次生成部２ｄと，画像表示部２ｅとを具備している。【００２７】  図１１は、前記データ取得部２ａの処理のフローチャートである。
ステップＨ１では、Ｚ軸（この軸に沿って、被検体に対してＸ線管および検出器を相対移動する）上の撮影範囲とピッチ（Ｘ線管の１回転に対応するＺ軸上の移動距離）を操作者が設定する。
ステップＨ２では、ヘリカルスキャンにより画像データの生成に必要な各ビューのデータを次々に取得する。【００２８】  図１２は、前記オーバラップ画像データ生成部２ｆの処理のフローチャートである。
ステップＲ１では、必要なデータがデータ取得部２ａから渡される毎にステップＲ２〜Ｒ７を実行する。ここで、必要なデータとは、第１の画像データを画像再構成演算により生成するためのデータセットを補間演算により算出するのに必要なデータ（例えば第１の画像データに対応するＺ軸上の位置の前後１８０°回転分のデータや前後３６０°回転分のデータ）または先に生成した画像データに重み付け加減算して第２の画像データ以降を順に生成するのに必要なデータを意味する。
ステップＲ２では、生成する画像データが第１の画像データであるか否かを判定する。第１の画像データなら、ステップＲ３，Ｒ４を実行する。第２の画像データ以降なら、ステップＲ５を実行する。
ステップＲ３では、例えば第１の画像データに対応する第１の断面位置の前後１８０°回転分のデータから補間演算により前記第１の断面位置におけるデータセットを算出する。
ステップＲ４では、前記データセットに対して画像再構成演算を行い、第１の画像データを求める。そして、第１の画像データを、大容量記憶装置３に記憶すると共にボリュームデータ逐次生成部２ｃに渡す。【００２９】  ステップＲ５では、逐次生成演算を行い、第２の画像データ以降を生成し、大容量記憶装置３に記憶すると共にボリュームデータ逐次生成部２ｃに渡す。
ここで、逐次生成演算について説明する。
図１３，図１４は、画像データの生成の説明図である。
各撮影位置ｉは“０１”〜“１２”で示されている。
各撮影位置ｉ“０１”〜“１２”における被検体Ｈの断面構造は、マトリクスＨ（０１）〜Ｈ（１２）で示されている。
各マトリクスＨ（０１）〜Ｈ（１２）の周りの矢印は、ビュー方向（スキャン方向）を示している。
各撮影位置ｉにおけるデータは、対応するビュー方向の要素がプロジェクション値に対応し，それ以外の要素が“０”であるマトリクスＣ（０１）〜Ｃ（１２）で示されている。例えば、マトリクスＣ（０１）に対応するビューは、左上から右下への方向であるから、プロジェクション値は２＋４＝６である。そこで、このプロジェクション値“６”がマトリクスＣ（０１）の左上要素と右下要素になっている。また、左下要素と右上要素は“０”になっている。【００３０】  補間演算は、距離の逆比例を利用して、すなわち、断面位置と撮影位置ｉの距離が大きいほど小さくなる補間重みＷを撮影位置ｉのデータＣに乗算して、断面位置のビューデータＡにすることと考えることが出来る。そこで、撮影位置ｉ“０６”を断面位置とし，補間重みＷを単位距離ごとに１／６とすると、断面位置“０６”おけるビューデータＡは、マトリクスＡ０１〜Ａ１１のようになる。例えば、マトリクスＡ０１は、マトリクスＣ（０１）に補間重み１／６を乗算したものである。【００３１】  ここで、図１４に示すように、Ａ０１〜Ａ１１の１１個のビューから対向ビューを用いて６個のビューＡ’０１〜Ａ’０６を作成する。例えば、
Ａ’０１＝Ａ０１＋Ａ０７
＝Ｃ（０１）×（１／６）＋Ｃ（０７）×（５／６）
である。【００３２】  画像再構成演算は、各ビューデータのマトリクスＡ０１〜Ａ１１の和あるいはＡ’０１〜Ａ’０６の和と考えることが出来るから、断面位置“０６”における画像データのマトリクスＤ（０６）は、
Ｄ（０６）＝Ａ０１＋…＋Ａ１１
＝Ａ’０１＋…＋Ａ’０６
となる。
画像データのマトリクスＤ（０６）に対して、
Ｉ（０６）＝Ｄ（０６）／２−２７
なる画像処理演算を施して断面画像Ｉ（０６）を得ると、その断面画像Ｉ（０６）の左上要素の値は“１２”，左下要素の値は“１５”，右上要素の値は“１３”，右下要素の値は“１４”となる。この断面画像Ｉ（０６）と陂検体Ｈの断面構造のマトリクスＨ（０６）とを比較すれば、この断面画像Ｉ（０６）が被検体Ｈの位置“０６”における断面を示していることが判る。【００３３】  一般的には、画像再構成演算に要するビュー数ｎ＝２ｍ−１（ｍは自然数）としたとき、断面位置のビューのデータと断面位置の前側の（ｍ−１）ビュー分のデータと後側の（ｍ−１）ビューのデータを用いればよい。【００３４】  図１５，図１６は、画像データの生成の別の説明図である。
これは、図１３，図１４での断面位置＝“０６”を、断面位置＝“０７”に変更したものである。
図１３，図１４と図１５，図１６とを比較すると、図１３，図１４では画像データＤ（０６）を生成するためにデータＣ（０１）〜Ｃ（１１）を使用し、図１５，図１６では画像データＤ（０７）を生成するためにデータＣ（０２）〜Ｃ（１２）を使用している。つまり、データＣ（０２）〜Ｃ（１１）を重複して使用している。このように、ヘリカルスキャンにより得たデータを重複使用して異なる画像データを生成することを「オーバラップ画像データ生成」という。【００３５】  図１３〜図１６では、断面位置“０６”“０７”を挟む前後１８０°回転分に相当するデータからの補間方法を説明したが、断面位置を挟む前後３６０°回転分に相当するデータのセットからの補間方法も同様である。
図１７〜図２０に、断面位置“１２”を挟む前後３６０°回転分に相当するデータのセットからの補間方法を示す。
図１７〜図２０では、ビュー数ｎ＝２３になる（なお、図１３〜図１６では、ｎ＝１１）。また、単位距離だけ離れた位置間の補間重みの差Ｑは１／１２となる（なお、図１３〜図１６では、Ｑ＝１／６）。【００３６】  さて、図１３，図１４を参照して説明したように、断面位置“０６”における画像データのマトリクスＤ（０６）は、
Ｄ（０６）＝Ａ０１＋…＋Ａ１１
＝Ａ’０１＋…＋Ａ’０６
である。また、Ａ０１〜Ａ１１は、Ｃ（０１）〜Ｃ（１１）に補間重みＷ＝１／６，２／６，３／６，４／６，５／６，６／６，５／６，４／６，３／６，２／６，１／６を乗算したものである。そこで、次式のように書くことが出来る。【００３７】
【数１】
2004358267.tif 000003
【００３８】  また、図１５，図１６を参照して説明したように、断面位置“０７”における断面画像のマトリクスＤ（０７）は、
Ｄ（０７）＝Ａ０１＋…＋Ａ１１
である。また、Ａ０１〜Ａ１１は、Ｃ（０２）〜Ｃ（１２）に補間重みＷを乗算したものである。そこで、次式のように書くことが出来る。【００３９】
【数２】
2004358267.tif 000004
【００４０】  （数１）式から（数２）式を減算すれば、次式のようになる。【００４１】
【数３】
2004358267.tif 000005
（数３）式を変形すれば、次式のようになる。【００４２】
【数４】
2004358267.tif 000006
（数４）式と同様に、次式が成立する。【００４３】
【数５】
2004358267.tif 000007
【００４４】  （数４）（数５）式から次の一般式を導くことが出来る。【００４５】
【数６】
2004358267.tif 000008
【００４６】  （数６）式は、画像再構成演算に要するビュー数ｎ＝２ｍ−１（ｍは自然数）としたとき、断面位置のビューのデータと断面位置の前側の（ｍ−１）ビュー分のデータと後側の（ｍ−１）ビュー分のデータを用いて断面画像を生成する場合の一般式である。
図１３，図１４におけるマトリクスＤ（０６）を第１の断面位置（Ｘ＝１）での断面画像とし、図１５，図１６におけるマトリクスＤ（０７）を第２の断面位置（Ｘ＝２）での断面画像とするとき、図１３〜図１６は、（数６）式でｎ＝１１（ｍ＝６），Ｋ＝６とした場合に相当する。
（数１）〜（数６）式は、図１３〜図１６のような断面位置を挟む前後１８０°回転分に相当するデータを使う場合を想定して導いたが、（数６）の一般式は、図１７〜図２０のような断面位置を挟む前後３６０°回転分に相当するデータを使う場合にも適用できる。すなわち、図１７〜図２０は、（数６）式でｎ＝２３（ｍ＝１２），Ｋ＝１２とした場合に相当する。【００４７】  （数６）式での△Ｃｘの操作が、計算速度に対して非常に重要である。
すなわち、△Ｃｘの場合、Ｃ（Ｘ＋Ｋ−２＋ｍ）とＣ（Ｘ＋Ｋ−２）はそれぞれプラス逆投影およびマイナス逆投影の計算を行わないで、まず、データ（プロジェクション値）Ｃ（Ｘ＋Ｋ−２＋ｍ）とＣ（Ｘ＋Ｋ−２）の差をとり、得られた△Ｃｘについて、逆投影の計算を行う。例えば、図１３において、第３の断面位置（Ｘ＝３）が“０８”の場合、△Ｃ３−６は、Ｃ（０７）とＣ（０１）の差＝２４を計算した後、逆投影の計算を行う。また、△Ｃ３は、Ｃ（１３）とＣ（０７）の差を計算した後、逆投影の計算を行う。
△Ｃｘの第１項と第２項の位置の差はｍになっている。従って、断面位置を挟む前後１８０°回転分に相当するデータを使う場合、第１項と第２項は対向ビューの関係にあるから、ΔＣｘは、対向ビューのデータ（プロジェクション値）の差をとる意味になる。他方、断面位置を挟む前後３６０°回転分に相当するデータのセットを使う場合、第１項と第２項は同相ビューの関係にあるから、ΔＣｘは、３６０°離れたデータ（プロジェクション値）の差をとる意味になる。【００４８】  以上より、第１の断面位置での画像データは、（数１）式に相当する補間演算および画像再構成演算により生成する必要があるが、第Ｘ（≧２）の断面位置の断面画像は、（数６）式により生成できることが判る。つまり、第Ｘ（≧２）の断面位置の断面画像は、全てのビューに対して改めて補間演算および画像再構成演算を行なう必要がなく、第（Ｘ−１）の断面画像を用いて、（数６）式のように簡単な加減算と、Ｅｘ−ｍ，Ｅｘに対してそれぞれ１ビュー（ΔＣｘ）のみの画像再構成演算で生成することが出来る（但し、Ｅｘ−ｍが既に計算してあれば、改めて計算する必要はない）。【００４９】  さて、図１２に戻り、ステップＲ６では、断面画像を表示するように操作者が指示したかを判定する。操作者が指示したなら、ステップＲ７に進む。操作者が指示してないなら、前記ステップＲ１に戻る。
ステップＲ７では、画像データを画像表示部２ｅに渡し、断面画像を表示させる。そして、前記ステップＲ１に戻る。【００５０】  図１０に戻り、ボリュームデータ逐次生成部２ｃの処理は、図４を参照して先に説明した通りである。また、投影データ逐次生成部２ｄの処理は、図６を参照して先に説明した通りである。【００５１】  図２１は、前記データ取得部２ａと前記オーバラップ画像データ生成部２ｆと前記ボリュームデータ逐次生成部２ｃと前記投影データ逐次生成部２ｄの各処理のタイムチャートである。
ヘリカルスキャンを行うため、スキャン時間を短縮できる。また、オーバラップ画像データ生成処理により短時間に画像データを生成することが出来る。また、第３の画像データＧ３以降の生成を行うのと並列に投影データＰＤ１〜ＰＤの生成を進めるため、スキャン開始時刻ｔ０から投影データＰＤが得られる時刻ｔｈまでの時間を短縮でき、投影データＰＤを高速に生成できる（実質的にリアルタイムに生成できる）。さらに、中間的な投影データＰＤ１〜ＰＤ４が得られるため、中間的な投影画像を表示することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置におけるデータ取得処理のフローチャートである。
【図３】図１のＸ線ＣＴ装置における画像データ生成処理のフローチャートである。
【図４】図１のＸ線ＣＴ装置におけるボリュームデータ逐次生成処理のフローチャートである。
【図５】部分的なボリュームデータの説明図である。
【図６】図１のＸ線ＣＴ装置における投影データ逐次生成処理のフローチャートである。
【図７】投影データの逐次生成処理の説明図である。
【図８】図１のＸ線ＣＴ装置の動作のタイムチャートである。
【図９】図１のＸ線ＣＴ装置の表示モニタの画面レイアウトの例示図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図１１】図１０のＸ線ＣＴ装置におけるデータ取得処理のフローチャートである。
【図１２】図１０のＸ線ＣＴ装置におけるオーバラップ画像データ生成処理のフローチャートである。
【図１３】前後１８０°分のデータによる画像データの生成の説明図である。
【図１４】前後１８０°分のデータによる画像データの生成の別の説明図である。
【図１５】前後１８０°分のデータによる画像データの生成のまた別の説明図である。
【図１６】前後１８０°分のデータによる画像データの生成の更に別の説明図である。
【図１７】前後３６０°分のデータによる画像データの生成の説明図である。
【図１８】前後３６０°分のデータによる画像データの生成の別の説明図である。
【図１９】前後３６０°分のデータによる画像データの生成のまた別の説明図である。
【図２０】前後３６０°分のデータによる画像データの生成の更に別の説明図である。
【図２１】図１０のＸ線ＣＴ装置の動作のタイムチャートである。
【図２２】従来のＸ線ＣＴ装置の一例の構成図である。
【図２３】図２２のＸ線ＣＴ装置におけるデータ取得処理のフローチャートである。
【図２４】複数の撮影位置の説明図である。
【図２５】図１のＸ線ＣＴ装置における画像データ生成処理のフローチャートである。
【図２６】複数の画像データの説明図である。
【図２７】図２２のＸ線ＣＴ装置におけるボリュームデータ生成処理のフローチャートである。
【図２８】ボリュームデータの説明図である。
【図２９】図２２のＸ線ＣＴ装置における投影データ生成処理を示すフローチャートである。
【図３０】投影データの生成処理の説明図である。
【図３１】図２２のＸ線ＣＴ装置の動作のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５３】１００，２００    Ｘ線ＣＴ装置
１                スキャナ装置
２，２０          処理装置
２ａ              データ取得部
２ｂ              画像データ生成部
２ｃ              ボリュームデータ逐次生成部
２ｄ              投影データ逐次生成部
２ｅ              画像表示部
２ｆ              オーバラップ画像データ生成部
３                大容量記憶装置
４                表示モニタ
５                入力装置
【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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【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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