(57)【要約】【課題】被写体による錯乱線を投影データから除去し、良好な再構成画像を取得できるようにする。【解決手段】Ｘ線源１００と被写体との相対運動によって被写体をスキャンして収集したデータを処理し、前記処理したデータを逆投影することにより画像を再構成する手段とを有するＸ線コンピューター断層撮影装置において、Ｘ線源１００の焦点から被写体を通ってＸ線検出器１１５に入射するＸ線の進行方向上で、Ｘ線源１００の焦点からＸ線検出器１１５の間にＸ線遮蔽体を置き、前記Ｘ線遮蔽体により１次Ｘ線が遮られたＸ線検出器部分より散乱線量を検出することで、前記収集データにより散乱線を除去できるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体と体軸方向に広がりをもつＸ線源と、前記被写体から透過してきたＸ線を検出するＸ線検出器を備え、前記Ｘ線源と前記被写体との相対運動によって前記被写体をスキャンして収集したデータを処理し、前記処理したデータを逆投影することにより画像を再構成する手段とを有するＸ線コンピューター断層撮影装置において、
前記Ｘ線源の焦点から前記被写体を通って前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の進行方向上で、前記Ｘ線源の焦点から前記Ｘ線検出器の間にＸ線遮蔽体を置き、前記Ｘ線遮蔽体により１次Ｘ線が遮られたＸ線検出器部分より散乱線の量を検出し、前記収集データにより前記散乱線を除去することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項２】
前記Ｘ線遮蔽体は前記Ｘ線源焦点から前記被写体を通って前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の進行方向上で、前記Ｘ線源焦点から前記Ｘ線検出器の間の特に前記Ｘ線源焦点から前記被写体の間に前記Ｘ線遮蔽体を置くことを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項３】
前記Ｘ線遮蔽体は、前記Ｘ線源焦点と前記体軸を結ぶ平面に対して、左右非対称に配置してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線遮蔽体により前記１次Ｘ線が遮られた前記Ｘ線検出器部分を、１８０度反対方向から透過してきたＸ線データ部分で補間することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項５】
前記Ｘ線検出器は２次元のマトリクス状に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項６】
前記Ｘ線源と前記被写体の前記相対運動は螺旋運動であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項７】
被写体と体軸方向に広がりをもつＸ線源と、前記被写体から透過してきたＸ線を検出するＸ線検出器を備え、前記Ｘ線源と前記被写体との螺旋運動によって前記被写体をスキャンし収集したデータを処理し、前記処理したデータを逆投影することにより画像を再構成する手段とを有するＸ線コンピューター断層撮影装置において、
前記Ｘ線源の焦点から前記被写体を通って前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の進行方向上で、１８０度反対方向のＸ線パスが存在しない場合に、周辺の実在するＸ線パスにより補間することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項８】
前記Ｘ線源焦点から前記被写体を通って前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の進行方向上で、前記Ｘ線源焦点から前記Ｘ線検出器の間にＸ線遮蔽体を置き、前記Ｘ線遮蔽体により１次Ｘ線が遮られたＸ線検出器部分より散乱線の量を検出し、前記収集データにより前記散乱線を除去し、前記Ｘ線遮蔽体により前記１次Ｘ線が遮られた前記Ｘ線検出器部分を、前記補間した１８０度反対方向から透過してきたＸ線データ部分で補間することを特徴とする請求項７に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項９】
前記補間の以外に前記１次Ｘ線遮蔽された部分を周辺の未遮蔽部分の画素による補間を使用することを特徴とする請求項４または請求項８に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【請求項１０】
回転面上にないボクセルにおいて、前記１８０度反対方向から透過してきたＸ線データ部分の組は、前記ボクセルを通り前記回転面への射影が１８０度反対方向となる組を選択することを特徴とする請求項４または請求項８に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線コンピューター断層撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｘ線像をリアルタイムで直接にデジタル出力に変換できるＸ線センサが提案されている。例えば、石英ガラスから成る基板上にアモルファス半導体を挟んで、透明導電膜と導電膜から成る固体光検出素子を２次元のマトリクス状に配列した固体光検出器の製作が可能になり、この固体光検出器とＸ線を可視光に変換するシンチレーターを積層したＸ線検出器である。
【０００３】
このＸ線検出器を用いた場合のＸ線デジタル画像の取得過程は、Ｘ線検出器に対象物を透過したＸ線を照射することにより、Ｘ線がシンチレーターで可視光に変換され、この可視光が固体光検出素子の光電変換部により電気信号として検出される。
【０００４】
この電気信号は各固体光検出素子から所定の読み出し方法により読み出され、この信号をＡ／Ｄ変換し、Ｘ線画像信号を得るという過程である。この検出器の詳細は、特開平８−１１６０４４号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００５】
また、シンチレーターを用いずに、直接Ｘ線を固体光検出器で取得する検出器も多数提案されている。これらはシンチレーターを用いる場合に比べ、シンチレーターにおける光の散乱がないため一般に解像度が良いとされる。
【０００６】
さらに、ＣＣＤやＣＭＯＳ検出器とシンチレーターを組み合わせて、単位時間に撮影できる枚数を多いことを特徴とした検出器も多数提案されている。以下、このようなＸ線像をリアルタイムで直接にデジタル出力に変換できるＸ線センサをＸ線検出器と呼ぶことにする。
【０００７】
このＸ線検出器を用いたＸ線コンピューター断層撮影装置が提案されている。
従来のＸ線コンピューター断層撮影装置は、１次元のライン状に配列した１次元Ｘ線検出器により被写体の断面のみを再構成して被写体の断面像を得ていたが、２次元のマトリクス状に配列した２次元Ｘ線検出器を用いることにより、被写体の断面像のみではなく３次元画像が得られるからである。
【０００８】
１次元Ｘ線検出器を使用する場合には、Ｘ線源から出るＸ線は１次元Ｘ線検出器の幅に合わせてファンビーム状にコリメートされている。一方、２次元Ｘ線検出器を使用する場合には、Ｘ線源から出るＸ線は２次元Ｘ線検出器の大きさに合わせてコリメートすれば良く、一般にコーンビーム状であると言われている。
【０００９】
以後、ファンビーム状Ｘ線と１次元Ｘ線検出器を用いたＸ線コンピューター断層撮影装置をファンビームＣＴと呼び、コーンビーム状Ｘ線と２次元Ｘ線検出器を用いたＸ線コンピューター断層撮影装置をコーンビームＣＴと呼ぶことにする。
【００１０】
ファンビームＣＴでは、被写体の３次元画像を取得するためには、被写体の周囲を何回もスキャンして断面象を何枚も取得し、つなぎ合わせなくてはならない。Ｘ線源で発生する熱も大きく、Ｘ線源に多大な付加がかかるばかりでなく、３次元画像を得るまでに撮影時間も長くかかり、被写体である患者にも負担がかかった。
【００１１】
コーンビームＣＴでは２次元Ｘ線検出器の大きさにもよるが、被写体の周囲を１回スキャンするだけで被写体の３次元画像を取得することができ、撮影時間の短縮ならびにＸ線源の付加を低減できることができる（特許文献１〜特許文献４）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−１１６０４４号公報
【特許文献２】
特開平９‐２５５０４６号公報
【特許文献３】
特開平７‐１２４１５０号公報
【特許文献４】
特開平７‐６３４６４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被写体に入射したＸ線の一部は散乱されて、Ｘ線源から被写体を通り直接Ｘ線検出器に入射する１次Ｘ線と共に散乱Ｘ線もＸ線検出器に入射し検出される。
【００１４】
ファンビームＣＴでは、散乱Ｘ線量は全検出量の２０％程度に対し、コーンビームＣＴでは半分以上が散乱Ｘ線量に対応する。このため画像再構成が正しくできないという課題がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
被写体と体軸方向に広がりをもつＸ線源と、前記被写体から透過してきたＸ線を検出するＸ線検出器を備え、前記Ｘ線源と前記被写体との相対運動によって前記被写体をスキャンして収集したデータを処理し、前記処理したデータを逆投影することにより画像を再構成する手段とを有するＸ線コンピューター断層撮影装置において、前記Ｘ線源の焦点から前記被写体を通って前記Ｘ線検出器に入射するＸ線の進行方向上で、前記Ｘ線源の焦点から前記Ｘ線検出器の間にＸ線遮蔽体を置き、前記Ｘ線遮蔽体により１次Ｘ線が遮られたＸ線検出器部分より散乱線の量を検出し、前記収集データにより前記散乱線を除去することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態は、被写体による散乱線を除去し、適切な画像再構成を行うＸ線コンピューター断層撮影装置の実施形態例である。
【００１７】
図１の１００から１５５は、本実施の形態であるＸ線コンピューター断層撮影装置の好適な一例を示す概略的構成図である。１００はＸ線源、１０２はＸ線絞り、１０５はＸ線制御部、１１０は撮影領域、１１２は寝台（座台）、１１５はＸ線検出器、１１７は架台、１２０はＸ線検出器制御部、１２５は架台制御部、１３０は寝台（座台）制御部、１３５はデータ収集部、１４０は再構成処理部、１４５はシステム制御部、１５０はデータ保存部、１５５は画像表示部である。
【００１８】
まず架台１１７に保持されたＸ線源１００より照射されたＸ線は、Ｘ線絞り１０２によりＸ線検出器１１５の大きさに絞られ、寝台（座台）１１２に支えられた撮影領域１１０内にある被写体を透過して、架台１１７に保持されＸ線検出器１１５に入射する。
【００１９】
入射したＸ線はＸ線検出器１１５に投影データとして取得される。以上のプロセスを架台を回転させながら行い、被写体の周囲をスキャンし、全方向の投影データを取得する。これに加え、被写体を支える寝台（座台）を移動させることにより被写体の周囲を螺旋状にスキャンし、投影データを取得することもできる。
【００２０】
システム制御部１４５により、各投影角度において照射されたＸ線をＸ線検出器１１５で検出できるようにＸ線制御部１０５とＸ線検出器制御部１２０と架台制御部１２５の同期を取る。
【００２１】
Ｘ線制御部１０５はＸ線源のＸ線照射を制御し、Ｘ線検出器制御部１２０はＸ線検出器１１５の画素における信号の蓄積、信号の転送、信号の吐き出し等の制御を行い、架台制御部１２５は架台１１７の回転を制御する。螺旋状スキャンの場合はこれに加え、寝台（座台）１１２を寝台（座台）制御部１３０により制御する。
【００２２】
収集した投影データは投影データ収集部１３５に保存される。各角度の投影データは、撮影角度等の撮影情報をシステム制御部１４５から受け取り、撮影情報と関連付けられ保存される。
【００２３】
保存された各角度の投影データは、再構成処理部１４０において、Ｘ線検出器１１５での検出成分中から被写体による散乱線成分の除去処理がおこなわれ、１次Ｘ線成分のみの投影データに補正され保存される。さらに補正された各角度の投影データを用いて画像再構成が行われる。再構成された画像データは、データ保存部１５０において保存され、また画像表示部１５５において画像表示され、診断のため観察される。
【００２４】
図２（Ａ）、（Ｂ）の２００〜２１５は、散乱線成分抽出のための１次Ｘ線遮蔽体を説明した図である。２００は架台回転方向を示している。架台の回転方向は一般にスライス方向と呼ばれている。２０５はＸ線絞りであり、Ｘ線源１００のＸ線をＸ線検出器１１５の検出面程度の大きさに絞り、被写体に余計なＸ線照射がなされないようになっている。
【００２５】
また、被写体へのＸ線照射領域を絞ることは、散乱線の量を減らすことにつながり、画質の改善にも効果がある。２１０はＸ線遮蔽体であり、Ｘ線絞り２０５に固定されている。
【００２６】
Ｘ線遮蔽体２１０により、Ｘ線源１００から被写体を透過してＸ線検出器１１５へ直接入射する１次Ｘ線が遮蔽される。Ｘ線検出器１１５において１次Ｘ線が遮蔽された部分へは、被写体による散乱線のみが入射してくるので、１次Ｘ線が遮蔽された部分の検出量は、散乱線の量とみなせる。
【００２７】
２１５は中心線であり、Ｘ線源１００のＸ線焦点と架台の回転軸によって作られる平面で、Ｘ線絞り２０５を切ったときにできる線である。ここで特徴的なのは、Ｘ線遮蔽体２１０が中心線２１５に対して非対称に配置してあることである。このＸ線遮蔽体２１０の非対称配置では、Ｘ線遮蔽体２１０の配置に精度が必要なく安価に製作できるという利点がある。
【００２８】
Ｘ線源１００から被写体を通りＸ線検出器１１５までの経路上で、Ｘ線遮蔽体２１０を被写体とＸ線検出器１１５の間に置くことも可能であるが、Ｘ線遮蔽体をＸ線源１００と被写体の間におくことにより、Ｘ線遮蔽部分におけるＸ線が被写体に照射されないので、被写体の被曝を減少させる効果がある。
【００２９】
Ｘ線遮蔽体２１０の非対称配置によるさらなる効果は、図４、５で説明する。（Ａ）、（Ｂ）の図の違いはＸ線遮蔽体２１０の配置のやり方は、中心線に対し非対称であること以外は任意であることを示している。
【００３０】
図３の３００から３４０は、Ｘ線検出器１１５の検出値から散乱線を除去するプロセスについて説明した図である。３００はＸ線源、３０２はＸ線、３０５はＸ線絞り、３１０は撮影領域、３１５は被写体、３２０は寝台、３２５はＸ線検出器、３３０はＸ線検出成分、３３５は散乱線成分、３４０は１次Ｘ線成分、３４５は中心線である。
【００３１】
Ｘ線源３００からＸ線３０２が照射され、撮影領域３１０内にある寝台３２０に支えられた被写体３１５を透過し、Ｘ線検出器３２５に入射検知される。Ｘ線絞り３０５によりＸ線の照射領域はＸ線検出器３２５の検出可能な領域に絞られる。Ｘ線源３００とＸ線検出器３２５を回転して、各方向のスキャンが行われると、撮影領域３１０内を再構成するための各方向の投影データが得られる。
【００３２】
投影データの１つを見てみると、Ｘ線源３００の焦点と図２で説明したＸ線遮蔽体２１０とを結ぶ線が、Ｘ線検出器３２５と交わる部分は、１次Ｘ線が遮蔽されているため、被写体からの散乱線のみが検出されており、その他の部分には１次Ｘ線と散乱線の両方が検出されている。
【００３３】
これを示しているのがＸ線検出成分３３０である。Ｘ線検出成分３３０の黒い部分は１次Ｘ線遮蔽部分（散乱線のみ）に対応して、白い部分は１次Ｘ線未遮蔽部分（１次Ｘ線と散乱線の和）に対応する。Ｘ線検出成分３３０より散乱線成分３３５を抽出するには、黒い１次Ｘ線遮蔽部分（散乱線のみ）の位置をそのままにして抜き出し、他の部分は黒い１次Ｘ線遮蔽部分（散乱線のみ）を用いて補間する例がある。
【００３４】
散乱成分３３５では両側２つ、もしくは隣２つの黒い１次Ｘ線遮蔽部分（散乱線のみ）を用いた線形補間を行った例であり、重み付けは補間位置に依存している。このような散乱線成分３３５の補間が行える理由は、任意の被写体３１５の散乱線成分３３５は非常にゆるい周波数成分のみを持っているからである。
【００３５】
Ｘ線検出成分３３０から散乱線成分３３５を差し引くことにより、１次Ｘ線成分３４０が得られる。１次Ｘ線成分３４０には１次Ｘ線遮蔽部分（散乱線のみ）の位置に対応する成分は存在しない。そこで、１次Ｘ線成分３４０の両側２つ、もしくは隣２つの白い１次Ｘ線部分で線形補間する例が考えられる。重み付けは補間位置に依存する。
【００３６】
１次Ｘ線成分３４０の周波数成分は、散乱線成分よりも高い周波数成分が多いので１次Ｘ線遮蔽部分の大きさを１次Ｘ線未遮蔽部分の大きさより小さくすることが重要である。
中心線３４５は図２に示す中心線２１５と同様である。図２、３に示すようにＸ線遮蔽体２１０をＸ線源３００からＸ線検出器３２５までの間に配置することにより、再構成画像の画質を劣化させる被写体による散乱線成分３３５を、Ｘ線検出成分３３０から取り除くことができ、良好な再構成画像を得ることができるという効果がある。
【００３７】
図４の４００から４２０は１次Ｘ線成分３４０の１次Ｘ線遮蔽部分の補間について説明している。４００と４０５はＸ線源、４１０と４１５は中心線、４２０は１８０度対向するＸ線パスである。
【００３８】
架台回転によりＸ線源４００はＸ線源４０５に移動する。この時の回転中心は、中心線４１０と中心線４１５の交点である。Ｘ線源４００から出るＸ線の１方向は、Ｘ線源４０５から出るＸ線の１方向と一致する。これを表したものが１８０度対向するＸ線パス４２０である。
【００３９】
図４から分かるように、互いに１８０度対向するＸ線パス４２０は、それぞれＸ線源４００、４０５から自身から見るとそれぞれ中心線４１０、４１５に対して対象になっている。従って架台回転によりＸ線源４００を１回転スキャンすると、撮影領域３１０内の任意の点を通るある方向のＸ線パスは必ず２つ存在し、１８０度対向するＸ線パス４２０となり、互いにＸ線源４００と回転中心を通る中心線４１０において対称関係となっている。
【００４０】
したがって、Ｘ線遮蔽体２１０が図２に示すように中心線２１５に対し非対称に配置されていれば、Ｘ線検出成分３３０の１次Ｘ線遮蔽部分の投影データを１８０度対向するＸ線パス４２０で補間することができる。
【００４１】
一般に被写体３１５の散乱線成分３３５は低周波数成分のみであるのに対し、１次Ｘ線成分はかなりの高周波数成分を含んでいる。したがって、１次Ｘ線遮蔽部分を周辺の１次Ｘ線で補間する場合には画像情報に欠落を生じる恐れがある。
【００４２】
また、１次Ｘ線遮蔽部分により散乱線を正しく測定するためにはある程度の大きさを必要とするので、画像情報欠落を減少させることと散乱線成分３３５の正確な抽出は、相反する効果を生じる。
【００４３】
したがって、１次Ｘ線遮蔽部分の投影データを１８０度対向するＸ線パス４２０で補間することは、画像情報欠落を減少させることと散乱線成分３３５の正確な抽出を両立させ、良好な再構成画像を取得できるという効果がある。
【００４４】
図５の５００〜５３０は螺旋状にスキャンした場合の１次Ｘ線成分３４０の１次Ｘ線遮蔽部分の補間について説明している。５００は撮影領域、５０５はＸ線源（Ｎ＿０）、５１０はＸ線源（Ｎ＿１８０）、５１５はＸ線源（Ｎ＋１＿０）、５２０は１８０度対向するＸ線パス、５２５は１８０度対向するＸ線パス、５３０は補間Ｘ線パスである。
【００４５】
図１に示す架台１１７においてＸ線源１００とＸ線検出器１１５を回転させながら、寝台１１２を移動させることは、撮影領域５００の周りを螺旋状にスキャンすることに対応する。Ｘ線源（Ｎ＿０）５０５はＸ線源（Ｎ＿１８０）５１０へ至り、さらにＸ線源（Ｎ＋１＿０）５１５に至る。ここで、（  ）の中のＮはＮ回目の回転を示しており、（  ）の中の０と１８０の意味は、図５を撮影領域５００方向から見て、Ｘ線源（Ｎ＿０）５０５、Ｘ線源（Ｎ＋１＿０）５１５とＸ線源（Ｎ＿１８０）５１０が、図４のＸ線源４００とＸ線源４０５の関係になっていることを示している。
【００４６】
Ｘ線源１００とＸ線検出器１１５が回転軸方向に広がりを持つことで、Ｘ線源（Ｎ＿０）５０５とＸ線源（Ｎ＿１８０）の焦点を結ぶ１８０度対向するＸ線パス５２０、またＸ線源（Ｎ＋１＿０）５１５とＸ線源（Ｎ＿１８０）５１０の焦点を結ぶ１８０度対向するＸ線パス５２５が存在する。
【００４７】
しかし、Ｘ線源（Ｎ＿０）５０５とＸ線源（Ｎ＋１＿０）５１５の間の点と、Ｘ線源（Ｎ＿１８０）５１０の焦点とを結ぶ１８０度対向するＸ線パスは存在しない。そこで、１８０度対向するＸ線パス５２０と１８０度対向するＸ線パス５２５の投影データを用いて、補間Ｘ線パス５３０の投影データを作る。
【００４８】
作成方法の例としては、ヘリカルピッチａ＋ｂに対して、補間Ｘ線パス以下の数式１のように線形補間して作成する例がある。
【数１】
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【００４９】
ここで、ＰＮは１８０度対向するＸ線パス５２０の投影データ、ＰＮ＋１は１８０度対向するＸ線パス５２０の投影データ、ＣＰは補間Ｘ線パス５３０、ａ、ｂはそれぞれＣＰからＰＮとＰＮ＋１への距離である。
【００５０】
このように補間Ｘ線パス５３０を内挿、外挿線形補間して作成することで、擬似的にすべてのＸ線照射方向で１８０度対向するＸ線パスが存在するようにでき、Ｘ線検出成分３３０の１次Ｘ線遮蔽部分の投影データを１８０度対向するＸ線パスで補間することができる。
【００５１】
ヘリカルピッチａ＋ｂが長い場合、補間Ｘ線パス５３０を用いて補間するより、１次Ｘ線遮蔽部分を周辺の１次Ｘ線で補間する方が画像情報の欠落が少ない場合もあるので、両者を組み合わせて使用する方が良い。以上の図５で説明したように螺旋状スキャンの場合も、散乱線成分３３５の抽出除去ができ、良好な再構成画像を取得できるという効果がある。
【００５２】
また、補間Ｘ線パス５３０は最大コーン角の半分までの角度なら、上記数式１に示したやり方で作成できることから、回転軸に対し最大コーン角の半分までの角度をなす平面上にある３６０度方向の投影データを作成でき、回転軸に対し最大コーン角の半分までの角度をなすスライス画像を容易く再構成できるという効果がある。
【００５３】
尚、数式１に示した方法は線形補間であるが、求めるべき補間Ｘ線パス５３０の近くにある実際のＸ線パスの関数として、補間Ｘ線パス５３０を非線形補間で求めることももちろんできる。
【００５４】
図６の６００から６５５は、図１の再構成処理部での処理を説明したものである。処理は大きく前処理６００と本処理６０１に分けられる。まず、前処理６００を説明する。
【００５５】
６０３は個々の画素の感度の違いを補正するための補正画像を取得する１次Ｘ線遮蔽体なし補正画像保存モジュールである。６０５はＸ線遮蔽体２１０を付けて、被写体がない撮影で散乱線のない画像を取得する被写体なし画像取得モジュールである。６１０は、６０５で取得した被写体なし画像から、１次Ｘ線遮蔽部分の画素範囲および位置を抽出する１次Ｘ線遮蔽部分の画素位置抽出モジュールである。
【００５６】
６１５はシンチレーター等による解像度劣化により１次Ｘ線遮蔽部分にどの程度信号がもれているかを計算する１次Ｘ線遮蔽部分への出力もれ計算モジュールである。６２０は個々の画素の感度の違い等を補正する補正データと、１次Ｘ線遮蔽部分に対応する画素範囲と位置情報と、解像度劣化による１次Ｘ線遮蔽部分への信号もれ情報を保存する補正データ保存モジュールである。
【００５７】
前処理６００での実際の処理の流れを説明する。１次Ｘ線遮蔽体なし補正画像保存モジュール６０３において、個々の画素の感度の違いや、Ｘ線検出器１１５にグリッドを付けている場合には、グリッドによる感度のムラを取り除くため、ゲイン補正用の画像を取得する。
【００５８】
次に、被写体なし画像取得モジュール６０５で１次Ｘ線遮蔽体をつけ、被写体がない（散乱線がない）場合の画像を取得する。取得した画像を基に１次Ｘ線遮蔽部分の画素位置抽出モジュール６１０で、１次Ｘ線遮蔽部分の画素範囲と画素位置を抽出する。
【００５９】
抽出した画素範囲と画素位置から被写体なし画像を使って、１次Ｘ線遮蔽部分への出力もれ計算モジュール６１５では解像度劣化による１次Ｘ線遮蔽部分への信号もれを計算する。これはあらかじめＸ線検出器１１５の解像度を測定しておき、解像度復元フィルター（例えばウィーナーフィルターなど）を用いて信号もれを計算しても良い。
【００６０】
補正データ保存モジュール６２０では、以上取得したゲイン補正画像、１次Ｘ線遮蔽部分の画素範囲と画素位置の情報、１次Ｘ線遮蔽部分への信号もれ量の情報を保存しておく。以上が前処理６００での処理である。これは、製品の出荷前にやっておいても良く、また日々のメンテ時に行っても良い。
【００６１】
次は本処理６０１を説明する。６２５は実際に被写体により再構成画像を取得である被写体の投影データ収集モジュールである。６３０は各投影データにおける散乱線成分の抽出をする散乱線成分の抽出モジュールである。６３５は投影データより１次Ｘ線成分を抽出する１次Ｘ線成分抽出モジュールである。
【００６２】
６４０は１次Ｘ線遮蔽部分における１８０度対向データを抽出する１８０度対向データの抽出モジュールである。６４５は抽出された１８０度対向データを用いて１次Ｘ線遮蔽部分を補間する１次Ｘ線遮蔽部分の補間処理モジュールである。６５０は１次Ｘ線遮蔽部分が補間された投影データを保存する補正済み投影データ保存モジュールである。
【００６３】
本処理６０１での実際の処理の流れを説明する。被写体の投影データ収集モジュール６２５では被写体の周りをシングルスキャンか、もしくは螺旋状スキャンをして、被写体の各角度における投影データを収集する。収集の際にはゲイン補正画像により各投影データの各画素のゲインを補正しておく。
【００６４】
次に、散乱線成分の抽出モジュール６３０では、収集した各投影データにおける散乱線成分を図３に示した方法により抽出する。この時、散乱線成分のみ検出されている１次Ｘ線遮蔽部分の範囲と位置を、前処理６００で保存された補正データより決め、散乱成分を抽出するときに、前処理６００で保存された補正データより信号もれを計算して、実際の散乱線量を算出する。
【００６５】
１次Ｘ線成分抽出モジュール６３５では抽出された散乱線成分を投影データより差し引いて算出する。この場合も解像度劣化による信号もれをなくす処理をする。１８０度対向データの抽出モジュール６４０では、抽出された１次Ｘ線成分中の１次Ｘ線遮蔽部分に対応する１８０度対向データを、他の１次Ｘ線成分のみの投影データから抽出してくる。
【００６６】
１次Ｘ線遮蔽部分の補間処理モジュール６４５では、抽出してきた１８０度対向データを用いて１次Ｘ線遮蔽部分を補間する。場合によっては、１次Ｘ線未遮蔽部分である隣接画素で線形補間を行う。補間前に所定のフィルタリング処理を行っても、行わなくてもよい。
【００６７】
以上により、すべての投影データが１次Ｘ線成分に補正され、１次Ｘ線がない部分も補間されて、補正された投影データが補正済み投影データ保存モジュール６５０に保存される。このとき、再構成処理の使用にそなえて１次Ｘ線遮蔽部分を補間した画素範囲と位置情報を、補正された投影データとともに保存する。
【００６８】
ここまでが、前処理６００と本処理６０１の処理である。この後、補正された投影データを用いて被写体断層象や３次元像が再構成処理モジュール６５５で画像再構成される。
【００６９】
図７は、Ｘ線がコーンビームであり、２次元のＸ線検出器１１５を用いてシングルスキャンを行う場合において、図４で示した１８０度対向するＸ線パスの選択方法を説明した図である。
【００７０】
７００は注目ボクセル、７０５はＸ線パスＡ、７１０はＸ線パスＢ、７１５はＸ線源Ａ、７２０はＸ線源Ｂ、７２５は回転面である。ここで、Ｘ線パスＡ７０５は、Ｘ線源Ａ７１５の焦点から出て、注目ボクセル７００を通るＸ線パスで、Ｘ線パスＢ７１０は、Ｘ線源Ｂ７２０の焦点から出て、注目ボクセル７００を通るＸ線パスである。
【００７１】
図４においてＸ線がコーンビームであり、２次元のＸ線検出器１１５を用いてシングルスキャンを行う場合には、回転軸方向にも再構成画像ができる。回転軸に垂直から見ると、図４に示す回転面は、回転面７２５に対応する。Ｘ線源４００はＸ線源Ａ７１５、Ｘ線源４０５はＸ線源Ｂ７２０に対応する。
【００７２】
注目ボクセル７００を回転面に回転軸方向に射影すると、射影店は１８０度対向するＸ線パス４２０上にあるとする。このときＸ線パスＡ７０５とＸ線パスＢ７１０を図４に示す１８０度対向するＸ線パス４２０に対応させることで、Ｘ線遮蔽部分を補う方法もある。
【００７３】
これにより、１次元Ｘ線検出器１１５に対し２次元Ｘ線検出器１１５は、シングルスキャンにより被写体の多くの断面を取得できるので撮影時間が短いという効果がある。
【００７４】
【発明の効果】
被写体の断層画像や３次元画像において、被写体による散乱線は再構成画像の画質を劣化する。本発明のＸ線コンピューター断層装置によれば、被写体による散乱線を投影データから除去し、良好な再構成画像を取得できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線コンピューター断層撮影装置の好適な一例を示す概略的構成図である。
【図２】散乱線成分抽出のための１次Ｘ線遮蔽体を説明した図である。
【図３】Ｘ線検出器の検出値から散乱線を除去するプロセスについて説明した図である。
【図４】１次Ｘ線成分の１次Ｘ線遮蔽部分の補間について説明した図である。
【図５】螺旋状にスキャンした場合の１次Ｘ線成分における１次Ｘ線遮蔽部分の補間について説明した図である。
【図６】図１の再構成処理部での処理を説明した図である。
【図７】Ｘ線がコーンビームであり、２次元のＸ線検出器を用いてシングルスキャンを行う場合において、図４で示した１８０度対向するＸ線パスの選択方法を説明した図である。
【符号の説明】
１００  Ｘ線源
１０２  Ｘ線絞り
１０５  Ｘ線制御部
１１０  撮影領域
１１２  寝台（座台）
１１５  Ｘ線検出器
１１７架台
１２０Ｘ線検出器制御部
１２５  架台制御部
１３０  寝台（座台）制御部
１３５  データ収集部
１４０  再構成処理部
１４５  システム制御部
１５０  データ保存部
１５５  画像表示部
２００  架台回転方向
２０５  Ｘ線絞り
２１０  Ｘ線遮蔽体
２１５  中心線
３００  Ｘ線源
３０２  Ｘ線
３０５  Ｘ線絞り
３１０  撮影領域
３１５  被写体
３２０  寝台
３２５  Ｘ線検出器
３３０  Ｘ線検出成分
３３５  散乱線成分
３４０  １次Ｘ線成分
３４５  中心線
４００  Ｘ線源
４０５  Ｘ線源
４１０  中心線
４１５  中心線
４２０  １８０度対向するＸ線パス
５００  撮影領域
５０５  Ｘ線源（Ｎ＿０）
５１０  Ｘ線源（Ｎ＿１８０）
５１５  Ｘ線源（Ｎ＋１＿０）
５２０  １８０度対向する線パス
５２５  １８０度対向するＸ線パス
５３０  補間Ｘ線パス
６００  前処理
６０１  本処理
６０３  １次Ｘ線遮蔽体なし補正画像保存モジュール
６０５  被写体なし画像取得モジュール
６１０  １次Ｘ線遮蔽部分の画素位置抽出モジュール
６１５  １次Ｘ線遮蔽部分への出力もれ計算モジュール
６２０  補正データ保存モジュール
６２５  被写体の投影データ収集モジュール
６３０  散乱線成分の抽出モジュール
６３５  １次Ｘ線成分抽出モジュール
６４０  １８０度対向データの抽出モジュール
６４５  １次Ｘ線遮蔽部分の補間処理モジュール
６５０補正済み投影データ保存モジュール
６５５  再構成処理モジュール
７００  注目ボクセル
７０５  Ｘ線パスＡ
７１０  Ｘ線パスＢ
７１５  Ｘ線源Ａ
７２０  Ｘ線源Ｂ
７２５  回転面
【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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