(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生装置と、相対してＸ線を検出する多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したＸ線による投影データを収集するデータ収集手段と、
そのデータ収集手段で収集した投影データに基づいて画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記データ収集手段は、体軸方向であり、撮影テーブルの移動方向であるｚ方向に対し垂直なｘｙ平面の断層像を得る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において、前記Ｘ線発生装置のＸ線焦点と前記２次元Ｘ線エリア検出器のうちの少なくとも１つを、前記被検体に対してｚ方向に振動させながら投影データを収集し、
前記画像再構成手段は、ｚ方向に振動している前記Ｘ線発生装置のＸ線焦点または前記２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向移動量をあらかじめ記憶しておき、その記憶されたｚ方向移動量に基づき、画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
あらかじめ記憶された前記Ｘ線発生装置のＸ線焦点または前記２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向移動量は、ある一定の予測に基づいて求められた値であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
Ｘ線発生装置と、相対してＸ線を検出する多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したＸ線による投影データを収集するデータ収集手段と、
撮影テーブルの移動方向であるｚ方向に振動する前記Ｘ線発生装置のＸ線焦点または前記２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向移動量を測定する手段と、
前記データ収集手段で収集した投影データに基づいて画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記画像再構成手段は、ｚ方向に振動する前記Ｘ線発生装置のＸ線焦点または前記２次元Ｘ線エリア検出器の測定されたｚ方向移動量の値に基づき、画像再構成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Ｘ線発生装置のＸ線焦点と前記２次元Ｘ線エリア検出器は、ｚ方向に相対的に振動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までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線発生装置のＸ線焦点と前記２次元Ｘ線エリア検出器は、一体となって、ｚ方向に振動することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動は、周期的な振動であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動の周期は、前記データ収集手段の１回転の周期以下であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動の周期は、前記データ収集手段の１回転の周期以上であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項１または請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像再構成は、３次元画像再構成であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向移動量の振幅は、前記データ収集手段の回転中心を通るｚ軸上における前記２次元Ｘ線エリア検出器の検出器チャネルの列方向の幅の１／２のほぼ奇数倍であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動は、前記Ｘ線焦点の移動によるものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の移動によるものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動は、前記撮影テーブルの移動に伴う前記被検体の移動によるものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記ｚ方向の振動は、前記Ｘ線発生装置および２次元Ｘ線エリア検出器から構成されるデータ収集系の移動によるものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記データ収集手段は、ｚ方向の複数の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い、
その複数回のスキャンのｚ方向の位置間隔が、前記データ収集手段の回転中心を通るｚ軸上における前記２次元Ｘ線エリア検出器の検出器チャネルの列方向の幅の１／２のほぼ奇数倍であり、
前記画像再構成は、その複数回のスキャンの投影データを用いた３次元画像再構成であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線発生装置および２次元Ｘ線エリア検出器から構成されるデータ収集系は、ｘｙ平面からｚ方向に傾斜しており、
前記画像再構成手段は、ｘｙ平面に平行な断層像を３次元画像再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記２次元Ｘ線エリア検出器は、円弧型多列Ｘ線検出器であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１６までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記２次元Ｘ線エリア検出器は、平面型２次元Ｘ線エリア検出器であ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、医療用Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、または産業用Ｘ線ＣＴ装置などのＸ線ＣＴ装置に関し、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の画質改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多列Ｘ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置、または、フラットパネルに代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を有するＸ線ＣＴ装置によって、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実施し被検体の断層像を画像再構成する際においては、図１７（ａ）のように、Ｘ線焦点と多列Ｘ線検出器２４のチャネル方向の中心線の作る平面は、回転平面であってｚ方向を法線とするｘｙ平面に平行であった。また、図１７（ｂ）のように、Ｘ線データ収集系がｘｙ平面からｚ方向へ傾斜した場合も、Ｘ線焦点と多列Ｘ線検出器２４のチャネル方向の中心線の作る平面は回転平面に平行であった。（例えば、以下の特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５９２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の場合に３次元画像再構成により画像再構成した際には、多列Ｘ線検出器２４においてＸ線検出器列の各列の中心に位置するように画像再構成された断層像と、その各列の間に位置するように画像再構成された断層像を比べると、画質の差があり、ｚ方向に連続して並んだ断層像の画質のｚ方向の一貫性という観点からは問題であった。
【０００５】
また、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）表示、ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）表示などを行った場合に、ｚ方向に画質が多少ばらついてしまうという観点からも問題であった。
【０００６】
この不具合の発生原因について、以下に示す。
【０００７】
上記のように、従来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では、Ｘ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器のチャネル方向（長手方向）の中心線の作る平面は回転平面に平行であった。このため、図１８（ａ）に示すように、１枚目として、多列Ｘ線検出器２４の１ａ列目の位置に対応するように画像再構成される断層像の回転中心位置については、その１ａ列目の検出器から得られるデータのみを用いて画像再構成されていた。
【０００８】
同様に、２枚目として、多列Ｘ線検出器２４の２ａ列目の位置に対応するように画像再構成される断層像の回転中心位置については、その２ａ列目の検出器から得られるデータのみを用いて画像再構成されていた。
【０００９】
また、図１８（ｂ）に示すように、１ａ列目と２ａ列目との中心である１．５ａ列目の位置に対応するように画像再構成される断層像は、１ａ列目と２ａ列目の検出器のデータの加重加算で画像再構成されていた。同様に、２．５ａ列目の位置の断層像は２ａ列目と３ａ列目の検出器のデータの加重加算で画像再構成されていた。そして、３．５ａ列目の位置の断層像は３ａ列目と４ａ列目の検出器のデータの加重加算で画像再構成されていた。また、４．５ａ列目の位置の断層像は４ａ列目と５ａ列目の検出器のデータの加重加算で画像再構成されていた。
【００１０】
このため、１ａ，２ａ，３ａ，４ａ列目の位置の断層像の回転中心位置では断層像のスライス厚は薄く、ノイズは大きい。一方、加重加算処理の特性上、１．５ａ，２．５ａ，３．５ａ，４．５ａ列目の位置の断層像の回転中心位置では断層像のスライス厚は厚く、ノイズは小さい。
【００１１】
このため、１ａ，１．５ａ，２ａ，２．５ａ，３ａ，３．５ａ，４ａ，４．５ａ列目と連続した断層像を画像再構成した場合、スライス厚は薄く、厚く、薄く、厚くと変化し、ノイズは大、小、大、小と変化するため、ｚ方向の画質の一貫性は、図１９（ａ）に示すように良くなかった。またＭＰＲ表示、ＭＩＰ表示を行った場合は、ｚ方向に画質のばらつき、ムラが見られた。
【００１２】
特に、多列Ｘ線検出器Ｘ線ＣＴ装置またはフラットパネルに代表される２次元Ｘ線エリア検出器によるＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線コーンビームのコーン角が大きくなってきているため、ｚ方向に連続して画像再構成した時に、このｚ方向の画質の一貫性の問題が顕在化してきている。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元エリアＸ線検出器を持ったＸ線ＣＴ装置において、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の実施の際に、ｚ方向に画質の一貫性がある断層像の画像再構成を実現する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】
【００１４】
本発明は、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では、Ｘ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器のチャネル方向（長手方向）の中心線の作る平面を回転平面の平行方向から少しずらし、０度方向のビューと１８０度方向のビューを少しずらすことにより、断層像の回転中心でもＸ線検出器列の複数のＸ線検出器チャネルのデータを常に加重加算が必要になるようにＸ線データ収集幾何学系を構成することにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、またはＸ線ＣＴ撮影方法を提供する。
【００１５】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、相対してＸ線を検出する多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段、そのＸ線データ収集手段で収集した投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、とからなるＸ線ＣＴ装置において、体軸方向であり、撮影テーブルの移動方向であるｚ方向に対し垂直なｘｙ平面の断層像を得る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において、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器のうちの少なくとも１つをｚ方向に振動させながらデータ収集を行うデータ収集手段と、ｚ方向に振動しているＸ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向移動量をあらかじめ記憶しておき、その記憶されたｚ方向移動量に基づき、投影データを画像再構成する画像再構成手段とを持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
上記第１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器のうち少なくとも１つをｚ方向に振動させながらデータ収集することにより、例えば０度方向のビューと１８０度方向のビューを少しずらすことにより、画像再構成時に断層像の回転中心においてもＸ線検出器列のデータが常に加重加算が必要になるようにＸ線データ収集幾何学系を構成することにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにすることができる。
【００１７】
第２の観点では、本発明は、第１の観点のＸ線ＣＴ装置において、あらかじめ記憶されたＸ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向移動量は、ある一定の予測に基づいて求められた値により、投影データの画像再構成する画像再構成手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
上記第２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向の移動量を精度良く予測し、その値を３次元画像再構成に反映することで、例えば０度方向のビューと１８０度方向のビューを少しずらすことにより、画像再構成時に断層像の回転中心においてもＸ線検出器列のデータを常に加重加算が必要になるようにＸ線データ収集幾何学系を構成することにより、断層像の画質がｚ方向により一貫性を保てるようにできる。
【００１９】
第３の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、相対してＸ線を検出する多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段、ｚ方向に振動するＸ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向移動量を測定する手段、そのＸ線データ収集手段で収集した投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、とからなるＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向に振動するＸ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器の測定されたｚ方向移動量の値に基づき、投影データを画像再構成する画像再構成手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２０】
上記第３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向の移動量を精度良く測定し、その値を３次元画像再構成に反映することで、例えば０度方向のビューと１８０度方向のビューを少しずらすことにより、画像再構成時に断層像の回転中心においてもＸ線検出器列のデータを常に加重加算が必要になるようにＸ線データ収集幾何学系を構成することにより、断層像の画質がｚ方向により一貫性を保てるようにできる。
【００２１】
第４の観点では、本発明は、第１から第３までの観点のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器は、ｚ方向に相対的に振動しながらデータ収集を行うデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２２】
上記第４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器をｚ方向に相対的に振動させながらデータ収集することにより、例えば０度方向のビューと１８０度方向のビューを少しずらすことにより、画像再構成時に最も画質の良い所である断層像の回転中心でもＸ線検出器列の複数のＸ線検出器チャネルのデータに対して、常に加重加算が必要になるようにデータ収集系のＸ線幾何学系を構成することで、ｚ方向の断層像の画質が一貫性を保てるようにすることができる。
【００２３】
第５の観点では、本発明は、第１から第３までの観点のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器とは、ｚ方向に相対的に移動せず、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器は一体となって、ｚ方向に振動しながらデータ収集を行うデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２４】
上記第５の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器をｚ方向に相対的に振動させながらデータ収集をすることにより、例えば０度方向のビューと１８０度方向のビューを少しずらすことにより、画像再構成時に最も画質の良い所である断層像の回転中心でもＸ線検出器列の複数のＸ線検出器チャネルのデータに対して、常に加重加算が必要になるようにデータ収集系のＸ線幾何学系を構成することで、ｚ方向の断層像の画質が一貫性を保てるようにすることができる。
【００２５】
第６の観点では、本発明は、第１から第５までの観点のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向の振動は周期的な振動で、ｚ方向に移動しながらデータ収集を行うデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２６】
上記第６の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向の振動を周期的に行うことにより、ビュー方向が変わるたびにｚ方向の位置がずれ、画像再構成時に断層像の回転中心位置でもＸ線検出器列の複数のＸ線検出器チャネルのデータに対して、常に加重加算が必要になるように幾何学系を構成することにより、断層像の画質がｚ方向により一貫性を保てるようにできる。
【００２７】
第７の観点では、本発明は、第６のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の周期的振動はデータ収集手段の１回転以下で、ｚ方向に振動しながらデータ収集を行うデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２８】
上記第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、データ収集系のｚ方向の振動を、走査ガントリの１回転の周期よりも短い周期で繰り返すことによって、３６０度分の投影データ内において様々なｚ座標位置の投影データが収集でき、断層像の画質改善を実現できる。
【００２９】
第８の観点では、本発明は、第６のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の周期的振動はデータ収集手段の１回転以上で、ｚ方向に移動しながらデータ収集を行うデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３０】
上記第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、データ収集系、走査ガントリの１回転の周期が０．５秒以下というように速い場合に、Ｘ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向の移動を充分な速さで振動させられない場合がある。しかし、データ収集系、走査ガントリの１回転の周期よりも長い周期でＸ線発生装置のＸ線焦点または２次元Ｘ線エリア検出器を移動させても、様々なｚ座標位置の投影データ収集ができ、断層像の画質改善を実現できる。
【００３１】
第９の観点では、本発明は、第１または第８までの観点のＸ線ＣＴ装置において、画像再構成は３次元画像再構成処理を用いる画像再構成手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３２】
上記第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、３次元画像再構成によりｚ方向の移動量を画像再構成に反映できることにより、画像再構成時に断層像の各画素が複数のＸ線検出器チャネルのデータを用いて加重加算を行うため、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００３３】
第１０の観点では、本発明は、第１から第９までの観点のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の移動量の振幅は、Ｘ線データ収集手段の回転中心を通るｚ軸上における２次元Ｘ線エリア検出器の検出器チャネルの列方向の幅の１／２のほぼ奇数倍であるデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３４】
上記第１０の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向の移動量をＸ線データ収集手段の回転中心を通るｚ軸上における２次元Ｘ線エリア検出器の検出器チャネルの列方向の幅の１／２のほぼ奇数倍とすることにより、例えば０度方向のビューと１８０度方向のビューがＸ線検出器チャネルの列方向の幅の１／２だけ少しずれ、画像再構成時に断層像の回転中心の領域でもＸ線検出器列のＸ線検出器チャネルのデータを常に加重加算して画像再構成することが必要になるように幾何学系を構成することができ、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００３５】
第１１の観点では、本発明は、第１から第１０までの観点のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の移動はＸ線焦点の位置の移動によるものであるデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３６】
上記第１１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、対向するビューにおいて、Ｘ線焦点をｚ方向に移動することにより、対向ビューとの加重加算が常に発生する。これにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００３７】
第１２の観点では、本発明は、第１から第１０までの観点のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の移動は２次元Ｘ線エリア検出器の位置の移動によるものであるデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３８】
上記第１２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、対向するビューにおいて、２次元Ｘ線エリア検出器をｚ方向に移動することにより、対向ビューとの加重加算が常に発生する。これにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００３９】
第１３の観点では、本発明は、第１から第１０までの観点のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の移動は撮影テーブルの振動に伴う被検体の振動であるデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４０】
上記第１３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、対向するビューにおいて、撮影テーブルのクレードルをｚ方向に移動させてクレードルの上の被検体をｚ方向に移動することにより、対向ビューとの加重加算が常に発生する。これにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００４１】
第１４の観点では、本発明は、第１から第１０までの観点のＸ線ＣＴ装置において、ｚ方向の移動はＸ線発生装置および２次元Ｘ線エリア検出器から構成されるデータ収集系の移動によるものであるデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４２】
上記第１４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、対向するビューにおいて、データ収集系をｚ方向に移動することにより、対向ビューとの加重加算が常に発生する。これにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００４３】
第１５の観点では、本発明は、第１から第１４までの観点のＸ線ＣＴ装置において、複数回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行い、その複数回のスキャンのｚ方向の位置間隔が、Ｘ線データ収集手段の回転中心を通るｚ軸上における２次元Ｘ線エリア検出器の検出器チャネルの列方向の幅の１／２のほぼ奇数倍であるデータ収集手段と、画像再構成にはその複数回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の投影データを用いて、３次元画像再構成を行う画像再構成手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４４】
上記第１５の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向の位置間隔がＸ線データ収集手段の回転中心を通るｚ軸上における２次元Ｘ線エリア検出器の検出器チャネルの列方向の幅の１／２のほぼ奇数倍である複数回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行うため、ｚ方向に移動することにより、画像再構成時に対向ビューとの加重加算が常に発生する。これにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００４５】
第１６の観点では、本発明は、第１から第１５までの観点のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生装置および２次元Ｘ線エリア検出器から構成されるデータ収集系は、ｘｙ平面からｚ方向に傾斜したデータ収集手段と、ｘｙ平面に平行な断層像を３次元画像再構成する画像再構成手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４６】
上記第１６の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ｚ方向に傾斜したデータ収集系によりｘｙ平面に平行な断層像を３次元画像再構成する場合に、ｚ方向に移動することにより、対向ビューとの加重加算が発生する。これにより、断層像の画質がｚ方向に一貫性を保てるようにできる。
【００４７】
第１７の観点では、本発明は、第１から第１６までの観点のＸ線ＣＴ装置において、２次元Ｘ線エリア検出器に円弧型多列Ｘ線検出器を用いたデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４８】
上記第１７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、円弧型多列Ｘ線検出器を用いても同様の効果を出すことはできる。
【００４９】
第１８の観点では、本発明は、第１から第１６までの観点のＸ線ＣＴ装置において、２次元Ｘ線エリア検出器に平面型２次元Ｘ線エリア検出器を用いたデータ収集手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００５０】
上記第１８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、平面型２次元Ｘ線エリア検出器を用いても同様の効果を出すことはできる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元エリアＸ線検出器を持った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の実施の際に、ｚ方向に画質の一貫性がある断層像の画像再構成を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下より、本発明に係る実施の形態を、実施例として説明する。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】
【００５３】
図１は、本発明の実施例１にかかるＸ線ＣＴ装置の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。
【００５４】
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で収集したＸ線検出器データを収集するデータ収集バッファ５と、Ｘ線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ６と、プログラムやＸ線検出器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。
【００５５】
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テーブル直線移動される。
【００５６】
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、被検体の体軸の回りに回転しているＸ線管２１などを制御する回転部コントローラ２６と、制御信号などを前記操作コンソール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ｚ方向の前方および後方に±約３０度ほど傾斜できる。
【００５７】
図２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。
【００５８】
Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４は、回転中心ＩＣの回りを回転する。鉛直方向をｙ方向とし、水平方向をｘ方向とし、これらに垂直なテーブル進行方向をｚ方向とするとき、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４の回転平面は、ｘｙ平面である。また、クレードル１２の移動方向は、ｚ方向である。
【００５９】
Ｘ線管２１は、コーンビームＣＢと呼ばれるＸ線ビームを発生する。コーンビームＣＢの中心軸方向がｙ方向に平行なときを、ビュー角度０度とする。
【００６０】
本実施例で用いるＸ線焦点を移動させることのできるＸ線管２１を、図３１，図３２，図３３に基いて説明する。
【００６１】
図３１は、陽極２１２が回転陽極になっているタイプのＸ線管２１を示す。このＸ線管２１において、陰極２１１のフィラメントは、フィラメント電流により温度が上昇して、熱電子を放出する。Ｘ線管２１内においては、陰極２１１と陽極２１２の間は通常１００ｋｅＶほどの電位差があり、陰極２１１のフィラメントから放出された熱電子による電子ビーム２１５は陽極２１２に向かって飛び、陽極２１２のターゲットに当たることでＸ線が発生する。そして、この回転陽極タイプのＸ線管２１は熱電子による電子ビーム２１５が回転陽極２１２のターゲットに当たることによって発生する熱を、放射によりＸ線管２１の外に発散させる。また、回転陽極２１２の１か所に熱電子による電子ビーム２１５が当たると回転陽極２１２のターゲットの表面が融解し粗くなるため、この回転陽極２１２を回転させることで、電子ビーム２１５の当たる陽極２１２のターゲット位置を１か所に集中させないようにしている。また、陰極２１１側のフィラメントのそばには、陰極２１１のフィラメントから放出された電子ビーム２１５の向きを変えることのできる電子ビーム位置制御用グリット２１３が設けられている。ここでは、電子ビーム２１５の飛ぶ方向に対して、回転型陽極２１２のターゲットが傾いているため、位置制御用グリット２１３を用いて電子ビーム２１５の進行方向をｙ方向に移動することにより、Ｘ線の焦点をｚ方向の複数の位置に移動することができる。これにより、ｚ方向に位置のずれたＸ線焦点位置を変えられる。たとえば、図３１に示すように、Ｘ線管２１は、第１のＸ線焦点位置Ａと、第２のＸ線焦点位置Ｂと、第３のＸ線焦点位置Ｃとのそれぞれにおいて、陽極２１２が陰極２１１から電子ビーム２１５を受けて、各Ｘ線焦点位置Ａ，Ｂ，ＣにおいてＸ線を発生し、そのＸ線をＸ線照射窓２１４から外部へ照射することができる。
【００６２】
図３２は、陽極２１２が固定型陽極になっているタイプのＸ線管２１を示す。図３１に示すＸ線管２１と同様に、陰極２１１のフィラメントから放出された熱電子による電子ビーム２１５は陽極２１２に向かって飛び、その陽極２１２のターゲットに当たることでＸ線が発生する。そして、この固定型陽極タイプのＸ線管２１は、熱電子による電子ビーム２１５が固定陽極２１２のターゲットに当たることによって発生する熱を、固定陽極２１２内に流れる冷却水または冷却油に伝導させてＸ線管２１の外に発散させる。そして、図３１に示すＸ線管２１と同様に、電子ビーム位置制御用グリット２１３が設置されており、その位置制御用グリット２１３を用いて電子ビーム２１５の進行方向をｙ方向に移動することにより、Ｘ線の焦点をｚ方向の複数の位置に移動することができる。たとえば、図３２に示すように、Ｘ線管２１は、第１のＸ線焦点位置Ａと、第２のＸ線焦点位置Ｂと、第３のＸ線焦点位置Ｃとのそれぞれにおいて、陽極２１２が陰極２１１から電子ビーム２１５を受けて、各Ｘ線焦点位置Ａ，Ｂ，ＣにおいてＸ線を発生し、そのＸ線をＸ線照射窓２１４から外部へ照射することができる。
【００６３】
図３３は、陽極２１２で発生したＸ線が陽極２１２を通過して出て行くＸ線通過型陽極タイプのＸ線管２１を示す。図３１と図３２に示すＸ線管２１と同様に、陰極２１１のフィラメントから放出された熱電子による電子ビーム２１５は陽極２１２を向かって飛び、陽極２１２のターゲットに当たることでＸ線が発生する。このＸ線通過型陽極タイプのＸ線管２１は、熱電子による電子ビーム２１５が陽極２１２のターゲットに当たり発生する熱を、Ｘ線管２１の外部に接している固定型陽極２１２からの放射によりＸ線管２１の外に発散させる。そして、図３１と図３２とに示すＸ線管２１と同様に、電子ビーム位置制御用グリット２１３が設置されており、その位置制御用グリット２１３を用いて電子ビーム２１５の進行方向をｙ方向に移動することにより、Ｘ線の焦点をｚ方向の複数の位置に移動することができる。たとえば、図３３に示すように、Ｘ線管２１は、第１のＸ線焦点位置Ａと、第２のＸ線焦点位置Ｂと、第３のＸ線焦点位置Ｃとのそれぞれにおいて、陽極２１２が陰極２１１から電子ビーム２１５を受けて、各Ｘ線焦点位置Ａ，Ｂ，ＣにおいてＸ線を発生し、そのＸ線をＸ線照射窓２１４から外部へ照射することができる。
【００６４】
このようにして、図３１，図３２，図３３に示したいずれのタイプのＸ線管２１も、電子ビーム位置制御用グリッド２１３に負荷する電圧の変化でＸ線焦点位置を変えることができ、また負荷する電圧の量でＸ線焦点位置がわかる。
【００６５】
図３５は、スキャンの実施の際において、Ｘ線管２１がｚ方向においてＸ線を照射するＸ線焦点位置ｚと、ビュー方向θとの関係を示す図であり、図３５（ａ）が従来の場合を示し、図３５（ｂ）が本実施例の場合を示している。
【００６６】
図３５（ａ）に示すように、従来のＸ線管２１ではＸ線焦点の位置がｚ方向において一定だったのに対し、本実施例においては、電子ビーム位置制御用グリッド２１３に印加する電圧量を連続的に、例えばｓｉｎ波のように変化させることで、図３５（ｂ）に実線で示すように、Ｘ線焦点位置ｚを以下の数式（１）のように変化させることができる。なお、数式（１）においては、Ｘ線焦点位置ｚを、時刻ｔに依存した振幅ｚｗ，中心位置ｚ０，角速度ωによって示している。
【００６７】
【数１】
0004701038.tif 000002
【００６８】
また、角速度を倍の２ωにすることによって、図３５（ｂ）に一点鎖線で示すように、１回転中にＸ線焦点位置ｚの変化の周期を数式（２）に示すように変えられる。
【００６９】
【数２】
0004701038.tif 000003
【００７０】
多列Ｘ線検出器２４は、例えば２５６列のＸ線検出器列を有する。また、各Ｘ線検出器列は例えば１０２４チャネルのＸ線検出器チャネルを有する。つまり、多列Ｘ線検出器２４は、回転部１５がＸ線管２１を被検体の周囲に回転するチャネル方向と、その回転部１５がＸ線管２１を被検体の周囲に回転する際の回転軸に沿った列方向とのそれぞれに、Ｘ線を検出するＸ線検出器チャネルが、複数並んで、マトリクス状に配列されている。
【００７１】
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に入力されたデータは、記憶装置７のプログラムにより中央処理装置３で処理され、断層像に画像再構成されてモニタ６に表示される。
【００７２】
図３は、本発明の実施例にかかるＸ線ＣＴ装置１００の動作の概略を示すフロー図である。
【００７３】
ステップＳ１では、まず、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを被検体の回りに回転させ、かつ撮影テーブル１０上のクレードル１２をテーブルを直線移動させながらヘリカルスキャン動作を行ない、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Ｘ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）にテーブル直線移動ｚ方向位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）を付加させて、Ｘ線検出器データを収集する。または、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では撮影テーブル１０上のクレードル１２を固定させたまま、Ｘ線検出器データを収集する。ここで、ビュー角度ｖｉｅｗとは、スキャンの実施の際に、回転部１５によって、Ｘ線管２１が鉛直方向において被検体の上方に対応する位置から被検体の周囲を回転移動される角度を示す。また、検出器列番号ｊとは、多列Ｘ線検出器２４において、列方向に並ぶ各々のＸ線検出器の位置を示す番号である。また、チャネル番号ｉとは、多列Ｘ線検出器２４において、チャネル方向に並ぶ各々のＸ線検出器の位置を示す番号である。また、Ｘ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とは、所定のビュー角度ｖｉｅｗに移動されたＸ線管２１がＸ線を被検体へ照射した際に、多列Ｘ線検出器２４において検出器列番号ｊ，チャネル番号ｉに位置するＸ線検出器が、その被検体を透過したＸ線を検出することで収集するＸ線検出器データを示している。また、テーブル直線移動ｚ方向位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）とは、スキャンの実施の際に、撮影テーブル１０のクレードル１２が被検体の体軸方向ｚに添って移動された位置を示している。なお、このデータ収集の詳細については、後述する。
【００７４】
ステップＳ２では、Ｘ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して前処理を行い、投影データＤ１  （ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に変換する。前処理は図４のようにステップＳ２１オフセット補正，ステップＳ２２対数変換，ステップＳ２３Ｘ線線量補正，ステップＳ２４感度補正からなる。
【００７５】
ステップＳ３では、前処理された投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ビームハードニング補正を行なう。ここでは、前処理Ｓ２の感度補正Ｓ２４が行なわれた投影データをＤ１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とし、ビームハードニング補正Ｓ３の後のデータをＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とすると、ビームハードニング補正Ｓ３は以下のように、例えば、以下の数式（３）に示す多項式形式で表わされる。
【００７６】
【数３】
0004701038.tif 000004
【００７７】
この時、検出器の各ｊ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、各列ごとの検出器のＸ線エネルギー特性の違いを補正できる。
【００７８】
ステップＳ４では、ビームハードニング補正された投影データＤ１１（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。
【００７９】
ステップＳ４では、各ビュー角度、各データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列Ｘ線検出器Ｄ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）（ｉ＝１〜ＣＨ，ｊ＝１〜ＲＯＷ）の投影データに対し、列方向に、例えば、（ｗ１（ｊ），ｗ２（ｊ），ｗ３（ｊ），ｗ４（ｊ），ｗ５（ｊ））のような列方向フィルタサイズが５列のフィルタをかける。
【００８０】
ただし、以下の数式（４）を満足するように、重み係数ｗｋ（ｊ）を規定する。
【００８１】
【数４】
0004701038.tif 000005
【００８２】
補正された検出器データＤ１２（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）は以下の数式（５）のようになる。
【００８３】
【数５】
0004701038.tif 000006
【００８４】
なお、チャネルの最大値はＣＨ，列の最大値はＲＯＷとすると、以下の数式（６）、数式（７）とする。
【００８５】
【数６】
0004701038.tif 000007
【００８６】
また、列方向フィルタ係数を各チャネルごとに変化させると画像再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御できる。一般的に断層像では再構成中心に比べ周辺部の方がスライス厚が厚くなるので、列方向フィルタ係数を中心部と周辺部で変化させて、列方向フィルタ係数を中心部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅を広く変化させると、周辺部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅をせまく変化させると、スライス厚は周辺部でも画像再構成中心部でも一様に近くすることもできる。
【００８７】
このように、多列Ｘ線検出器２４の中心部チャネルと周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御してやることにより、スライス厚も中心部と周辺部で制御できる。列方向フィルタでスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト、ノイズともに大幅に改善される。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つまり、ｘｙ平面内の画質が制御できる。また、その他の実施例として列方向（ｚ方向）フィルタ係数を逆重畳（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できる。
【００８８】
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Ｓ５では、ｚフィルタ重畳処理後のデータをＤ１２（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とし、再構成関数重畳処理後のデータをＤ１３（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）、重畳する再構成関数をＫｅｒｎｅｌ（ｊ）とすると、再構成関数重畳処理は以下の数式（８）のように表わされる。
【００８９】
【数７】
0004701038.tif 000008
【００９０】
つまり、再構成関数ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）は検出器の各ｊ列ごとに独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
【００９１】
ステップＳ６では、再構成関数重畳処理した投影データＤ１３（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。本実施例では、ヘリカルスキャンが行なわれているが、画像再構成される画像はｚ軸に垂直な面、ｘｙ平面に３次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。この３次元逆投影処理については、図５を参照して後述する。
【００９２】
ステップＳ７では、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）に対して画像フィルタ重畳、ＣＴ値変換などの後処理を行い、断層像Ｄ３１（ｘ，ｙ）を得る。
【００９３】
後処理の画像フィルタ重畳処理では、３次元逆投影後の断層像をＤ３１（ｘ，ｙ，ｚ）とし、画像フィルタ重畳後のデータをＤ３２（ｘ，ｙ，ｚ）、画像フィルタをＦｉｌｔｅｒ（ｚ）とすると、以下の数式（９）のようになる。
【００９４】
【数８】
0004701038.tif 000009
【００９５】
つまり、検出器の各ｊ列ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
【００９６】
得られた断層像はモニタ６に表示される。
【００９７】
図５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。
【００９８】
本実施例では、画像再構成される画像はｚ軸に垂直な面、ｘｙ平面に３次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。
【００９９】
ステップＳ６１では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０度分のビュー又は「１８０度分＋ファン角度分」のビュー）中の一つのビューに着目し、Ｘ線管２１のＸ線焦点のｚ座標をｚｘとすると、再構成領域Ｐの各列の各画素に対応する投影データＤｒを抽出できる。
【０１００】
図６（ａ），図６（ｂ）に示すように、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域を再構成領域Ｐとし、この領域のｚ座標をｚｐとする。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を列にとると、これらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１をＸ線透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影した図７に示す如きラインＴ０〜Ｔ５１１上の投影データを抽出すれば、それらが画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）となる。ただし、ｘ，ｙは断層像の各画素（ｘ，ｙ）に対応する。
【０１０１】
Ｘ線管２１のＸ線焦点のｚ座標ｚｘとすると、各列の各画素に対応した検出器データを抽出できる。
【０１０２】
Ｘ線透過方向は、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、Ｘ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）のｚ座標ｚ（ｖｉｅｗ）がテーブル直線移動ｚ方向位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）としてＸ線検出器データに添付されて判っているため、加速・減速中のＸ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）でもＸ線焦点、多列Ｘ線検出器２４のデータ収集幾何学系の中において、Ｘ線透過方向を正確に求めることが出来る。
【０１０３】
なお、例えば画素列Ｌ０をＸ線透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影したライン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Ｄｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を「０」にする。また、ｚ方向の外に出た場合は投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を補外して求める。
【０１０４】
かくして、図８に示すように、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を抽出できる。
【０１０５】
図５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９に示す如き投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を作成する。
【０１０６】
ここで、コーンビーム再構成加重係数ｗ（ｉ，ｊ）は以下の通りである。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の焦点と再構成領域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、その対向するビューをｖｉｅｗ＝βｂとするとき、以下の数式（１０）のようになる。
【０１０７】
βｂ＝βａ＋１８０°−２γ        ・・・（１０）
【０１０８】
再構成領域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、以下の数式（１１）に示すように、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、逆投影画素データＤ２（０，ｘ，ｙ）を求める。
【０１０９】
Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＝ωａ・Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿  ａ＋ωｂ・Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿  ｂ      ・・・（１１）
【０１１０】
ただし、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ａはビューβａの投影データ、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ｂはビューβｂの投影データとする。
【０１１１】
なお、コーンビーム再構成加重係数の対向ビーム同士の和は、以下の数式（１２）である。
【０１１２】
ωａ＋ωｂ＝１      ・・・（１２）
【０１１３】
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。
【０１１４】
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωａ，ωｂは、以下の数式（１３），数式（１４），数式（１５），数式（１６），数式（１７），数式（１８）により求めたものを用いることが出来る。なお、ｇａは、あるＸ線ビームの加重係数であり、ｇｂは、対向するＸ線ビームの加重係数である。また、ここでは、ファンビーム角の１／２をγｍａｘとしている。
【０１１５】
【数９】
0004701038.tif 000010
【０１１６】
なお、例えば、ｑ＝１とする。
【０１１７】
また、例えば、ｇａ，ｇｂの１例として、ｍａｘ［  ］を値の大きい方を採る関数とすると、以下の数式（１９），数式（２０）のように示される。
【０１１８】
【数１０】
0004701038.tif 000011
【０１１９】
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領域Ｐ上の各画素に乗算する。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に対応する再構成領域Ｐ上の画素までの距離をｒ１とするとき、（ｒ１／ｒ０）２である。
【０１２０】
また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成領域Ｐ上の各画素にコーンビーム再構成加重係数ｗ（ｉ，ｊ）のみを乗算すればよい。
【０１２１】
ステップＳ６３では、図１０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。
【０１２２】
ステップＳ６４では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０度分のビュー又は「１８０度分＋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１０に示すように、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を得る。
【０１２３】
なお、図１１，図１２に示すように、再構成領域Ｐを円形の領域としてもよい。
【０１２４】
以下より、Ｘ線焦点位置を実際に測定する方法について説明する。図４５は、ｘ軸方向からデータ収集系を見た図である。図４５に実線で示すように、第１のＸ線焦点位置Ａから出たＸ線ビームＸＡはコリメータ２３によってｚ方向に絞られて、一方側の第１のＸ線ビーム端点２４１から、他方側の第３のＸ線ビーム端点２４３の間の多列Ｘ線検出器２４に照射される。そして、図４５に破線で示すように、もし、コリメータ２３がコリメータ制御を行わずに、Ｘ線焦点位置が第１のＸ線焦点位置Ａから第２のＸ線焦点位置Ｂに移動したとすると、その第２のＸ線焦点位置Ｂから出たＸ線ビームＸＢはコリメータ２３によりｚ方向に絞られて、第２のＸ線ビーム端点２４２より左側の多列Ｘ線検出器２４に照射される。
【０１２５】
このため、コリメータ制御でわかる現在のコリメータ位置とデータ収集装置２５（ＤＡＳ）で収集されたデータでわかるＸ線ビーム端点位置がわかればＸ線焦点位置はわかる。よって、Ｘ線焦点位置を多列Ｘ線検出器２４のあるチャネル（Ｘ線焦点位置測定チャネル）を用いて、Ｘ線焦点位置を測定する。しかし、通常、被検体が存在するとＸ線ビームは被検体に吸収され、精度よくＸ線ビーム端点を求めることが困難な場合がある。このため、Ｘ線焦点位置測定チャネルは、被検体が存在しない多列Ｘ線検出器２４のチャネル方向の両端近辺もしくは片端の近辺に配置させる。
【０１２６】
図４７は、データ収集系をｚ軸方向から見た図である。また、図４８は、そのデータ収集系のＸ線管２１とコリメータ２３と多列Ｘ線検出器４１とを、ｘ軸方向を視線として示す側面図である。
【０１２７】
図４７に示すように、多列Ｘ線検出器２４においてチャネル方向の両端に存在しているＸ線焦点位置測定チャネル２４１１を用いて、Ｘ線焦点のｚ方向座標位置の測定を行う。この測定では、図４８に示すように、Ｘ線焦点からコリメータ２３までのｙ方向の距離をＬ１，Ｘ線焦点から多列Ｘ線検出器２４までのｙ方向の距離をＬ２，Ｘ線焦点のｚ座標をＦ，コリメータ２３のそれぞれとＸ線ビームの接点のｚ座標をＣ１，Ｃ２，それぞれのＸ線ビーム端点のｚ座標をＤ１，Ｄ２とすると以下の数式（２１）または数式（２２）に示す関係が成立する。このため、この式から、Ｘ線焦点のｚ方向の位置Ｆが求められる。
【０１２８】
【数１１】
0004701038.tif 000012
【０１２９】
【数１２】
0004701038.tif 000013
【０１３０】
なお、Ｘ線焦点の位置は、図４５のように、スキャン中にＸ線ビームをコリメータ２３で多列Ｘ線検出器２４の最適なｚ方向の位置にＸ線照射が行えるように制御しながらでも、Ｘ線ビーム端点Ｄ１，Ｄ２，コリメータ位置Ｃ１，Ｃ２からＸ線焦点Ｆを求められる。この時に各ビューの投影データのヘッダー情報にＸ線焦点位置をデータ収集装置２５（ＤＡＳ）で求めて記録しておけば、画像再構成時にＸ線焦点のｚ方向座標位置を考慮しながら画像再構成が行える。
【０１３１】
また、Ｘ線焦点位置測定チャネルのスライス厚方向（ｚ方向）のＸ線コリメータは、図４５のように主検出器と同じ構造でなく、図４６のように主検出器と異なった構造でもかまわない。この場合は、コリメータ２３は被検体の被曝低減を考えた主検出器用にＸ線ビームを最適な位置に制御することは必ずしも必要でなく、固定のコリメータで、その幅と位置は絞ったＸ線ビームがｚ方向に検出器からはずれない幅と位置であれば良い。
【０１３２】
また、多列Ｘ線検出器２４に代表される２次元Ｘ線エリア検出器は、Ａ列側，Ｂ列側に１列ずつある、最低でも２列のＸ線検出器であれば良い。この場合は、Ａ列側とＢ列側のＸ線検出器の出力比でＸ線焦点の位置が測定できる。
【０１３３】
以下より、本実施例において、被検体をスキャンしデータを収集する動作の詳細について説明すると共に、この動作に対応して、被検体の断層像を画像再構成する動作について説明する。
【０１３４】
本実施例においては、図２０または図２１に示すように、Ｘ線焦点を１回転以下の周期的でｚ方向に移動させて、または切り換えて２次元Ｘ線エリア検出器である多列Ｘ線検出器２４を用いてデータ収集を行う。具体的には、図２０または図２１に示すように、第１のＸ線焦点位置Ａと第２のＸ線焦点位置Ｂとの間において、Ｘ線焦点を移動させてスキャンを実施する。たとえば、多列Ｘ線検出器２４において列方向に並ぶＸ線検出器チャネルの幅ｄと、第１のＸ線焦点位置Ａと第２のＸ線焦点位置Ｂとの間の距離とが同じになるように、Ｘ線焦点を移動する。この場合においては、図２０または図２１に示すように、第１のＸ線焦点位置Ａから照射されるＸ線の放射中心軸と、第２のＸ線焦点位置Ｂから照射されるＸ線の放射中心軸とは、回転中心に対応する列方向での距離が、多列Ｘ線検出器２４において列方向に並ぶＸ線検出器チャネルの幅ｄの半分（ｄ／２）になる。以下、Ｘ線焦点を移動させることで説明を行うが、図２０または図２１のように、Ｘ線焦点が第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置Ｂに切り換えられる装置でも同様なことが行える。つまり、Ｘ線管２１のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器２４とをｚ方向に相対的に移動させながらデータ収集を行う。なお、この場合、図３１，図３２，図３３に示すように、各種のＸ線管２１の方式において、Ｘ線管２１のＸ線焦点を、第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置Ｂへの移動または切り換えは、前述したように、電子ビーム位置制御用グリッド２１３を用いて制御される。
【０１３５】
この時のデータ収集の流れを図２６に示す。
【０１３６】
ステップＦ１では、ビュー番号ｉ＝１とする。
【０１３７】
ステップＦ２では、Ｘ線焦点を、第１のＸ線焦点位置Ａに移動させる。
【０１３８】
ステップＦ３では、ｉビューのデータ収集を行う。
【０１３９】
ステップＦ４では、全ビューのデータ収集終了かを判断し、ＹＥＳであればデータ収集を終了し、ＮＯであればステップＦ５に進む。
【０１４０】
ステップＦ５では、ｉ＝ｉ＋１とする。
【０１４１】
ステップＦ６では、Ｘ線焦点を、第２のＸ線焦点位置Ｂに移動させる。
【０１４２】
これにより、Ｘ線をｚ方向に周期的に移動させた場合のデータ収集を行える。
【０１４３】
このように、図２０または図２１における、第１のＸ線焦点Ａまたは第２のＸ線焦点Ｂのデータ収集を、交互に各ビューごとに繰り返して周期的にデータ収集を行う。この場合は、データ収集周期は２ビューとなり、２ビューごとに第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置Ｂの間で移動が繰り返される。なお、データ収集系の１回転よりも短い周期で、２ビューよりも長い周期で、つまり複数ビュー周期であれば第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置Ｂでのデータ収集を繰り返しても、同様の効果を出すことができる。
【０１４４】
なお、図３１，図３２，図３３に示すように、第３のＸ線焦点位置Ｃも用いて、Ｘ線焦点を以下のように３点、もしくは３点以上で切り換えても良い。
【０１４５】
Ａ→Ｃ→Ｂ→Ｃ→Ａ→Ｃ→Ｂ→……
【０１４６】
この場合も同様の効果を出すことができる。
【０１４７】
そして、この収集されたＸ線検出器データは、前記の前処理および３次元画像再構成処理が行われ、画像再構成される。つまり、上記のデータ収集で収集されたＸ線検出器データを前記の画像再構成に基づき、ステップＳ１のデータ収集、ステップＳ２の前処理、ステップＳ３のビームハードニング補正、ステップＳ４のｚフィルタ重畳処理、ステップＳ５の再構成関数重畳処理、ステップＳ６の３次元逆投影処理、ステップＳ７の後処理を行い、断層像として画像再構成を行う。ただし、この場合、Ｘ線焦点ＡまたはＸ線焦点Ｂでデータ収集を行っているので、３次元逆投影においては、このＸ線焦点の移動を考慮して３次元画像再構成を行う必要がある。つまり、ステップＳ６の３次元逆投影処理の中のステップＳ６１において、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する処理において、図１３に示すように、Ｘ線焦点のｚ方向座標をｚｘ、画像再構成平面の座標をｚｐとすると、Ｘ線焦点のｚ方向座標ｚｘを、第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置Ｂ用に切り換えて３次元画像再構成を行うことが必要である。
【０１４８】
３次元画像再構成では、図１３に示すように、Ｘ線焦点位置のｚ位置座標を考慮しながら断層像の各画素の位置、例えば、異なるｙ座標のＬ０，Ｌ６３，Ｌ１２７，Ｌ１９１，Ｌ２５５，Ｌ３１９，Ｌ３８３，Ｌ４４７，Ｌ５１１に対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列のデータを抽出し、必要に応じて加重加算して３次元逆投影を行う。
【０１４９】
図１３に示すように、Ｘ線焦点が第１のＸ線焦点位置Ａのｚ座標ｚｘａ，第２のＸ線焦点位置Ｂのｚ座標ｚｘｂの２点を振動することにより、断層像の各画素に対応する多列Ｘ線検出器２４のＸ線検出器データは、異なる列から抽出されることで得られ、３次元逆投影される。図３８にその画像再構成の流れを示す。
【０１５０】
ステップＢ１では、ビュー番号ｋ＝１とする。ただし、３６０度のビュー数をＮビューとすし、ビュー角度θを、図４３に示すように、θ＝２π・（ｋ／Ｎ）とする。
【０１５１】
ステップＢ２では、断層像上の画素ｇ（ｉ，ｊ）の座標ｉ＝１，ｊ＝１とする。ただし、得られる断層像の画素数を５１２×５１２画素とする。
【０１５２】
ステップＢ３では、Ｘ線焦点が、第１のＸ線焦点位置Ａかを判断し、Ｘ線焦点の位置情報を求める。
【０１５３】
ステップＢ４では、Ｘ線焦点が、第１のＸ線焦点位置Ａの位置にあるので、Ｘ線焦点座標ｚｘ＝ｚｘａとする。
【０１５４】
ステップＢ５では、Ｘ線焦点が、第２のＸ線焦点位置Ｂの位置にあるので、Ｘ線焦点座標ｚｘ＝ｚｘｂとする。
【０１５５】
ステップＢ６では、第１のＸ線焦点位置ＡにおけるＸ線焦点座標ｚｘと断層像の各画素ｇ（ｉ，ｊ）を結ぶＸ線ビームの軌跡が、多列Ｘ線検出器２４においてｂ列，ａのチャネルに投影されたとする（ただし、ａ，ｂは整数）。Ｘ線焦点と断層像の各画素のＸ線ビームの軌跡の多列Ｘ線検出器２４上への投影は、Ｘ線検出器チャネルの中心に当たらない場合もあるので、ｂ列，ａチャネルのａ，ｂは整数となる。
【０１５６】
ステップＢ７では、ｉｎｔ（ａ）チャネル，（ｉｎｔ（ａ）＋１）チャネルのｉｎｔ（ｂ）列，（ｉｎｔ（ｂ）＋１）列のデータを読み出す。つまり、多列Ｘ線検出器２４の投影データＤ（ｃｈ，ｒｏｗ）において、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１），ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１），の４点の投影データを読み出す。ここで、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））であり，ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１）であり、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））であり、ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１）である。
【０１５７】
ステップＢ８では、加重加算によりｂ列，ａチャネルのデータを求める。つまり、例えば線型加重加算の重み付けを行うとすると、以下の数式（２３），（２４），（２５），（２６）に示すＷａ０，Ｗａ１，Ｗｂ０，Ｗｂ１の４つの係数を、数式（２７）に示すように、ステップＢ７で求めた４つのデータに重み付けをして加重加算によるｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求める。なお、数式（２３），（２４），（２５），（２６）において、ｄａは、ａの小数部であり、ｄｂは、ｂの小数部である。
【０１５８】
Ｗａ０＝ｄａ＝ａ−ｉｎｔ（ａ）                ・・・（２３）
Ｗａ１＝１−ｄａ＝ａ＋１−ｉｎｔ（ａ）        ・・・（２４）
Ｗｂ０＝ｄｂ＝ｂ−ｉｎｔ（ｂ）                ・・・（２５）
Ｗｂ１＝１−ｄｂ＝ｂ＋１−ｉｎｔ（ｂ）        ・・・（２６）
【０１５９】
Ｄ（ａ，ｂ）＝Ｗｂ１・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１））＋Ｗｂ０・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１））      ・・・（２７）
【０１６０】
ステップＢ９では、ステップＢ８で求められた投影データＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。
【０１６１】
ステップＢ１０では、ｊ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ１２へ、ＮＯならばステップＢ１１へ行く。
【０１６２】
ステップＢ１１では、ｊ＝ｊ＋１として、ステップＢ２へ戻る。
【０１６３】
ステップＢ１２では、ｉ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ１４へ、ＮＯならばステップＢ１３へ行く。
【０１６４】
ステップＢ１３では、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＢ２へ戻る。
【０１６５】
ステップＢ１４では、ビュー番号ｋ＝Ｎかを判断し、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＢ１５へ行く。
【０１６６】
ステップＢ１５では、ビュー番号ｋ＝ｋ＋１として、ステップＢ１へ戻る。
【０１６７】
このようにして、多列Ｘ線検出器２４上のｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求め、このＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。これを５１２×５１２画素の断層像の全画素について、この３次元逆投影処理を行い、更に１回転３６０度分の投影データＮビュー分について繰り返す。
【０１６８】
この時に図３６に示すように、断層像Ｐにおける画素Ｐ（ｘ，ｙ）においては、０度方向のビューの第１のＸ線焦点位置ＡのＸ線ビームＰＡ０は５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。そして、０度方向のビューの第２のＸ線焦点位置ＢのＸ線ビームＰＢ０は３．５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。そして、１８０度方向のビューの第１のＸ線焦点位置ＡのＸ線ビームＰＡ１８０は２．５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。そして、１８０度方向のビューの第２のＸ線焦点位置ＢのＸ線ビームＰＢ１８０は３列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。この場合、３．５列目，２．５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データは２つの各々、３列目と４列目，２列目と３列目の投影データの加重加算となり、５列目，３列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データは１つの投影データを３次元逆投影するため、加重加算されたデータと加重加算されないデータとが混ざり合うため、図１９（ａ）のように断層像のｚ方向によりノイズが変動することなく、図１９（ｂ）のように断層像の各ｚ位置によりノイズが均一になる。
【０１６９】
従来は、図１７（ａ），図１７（ｂ）のように、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ではデータ収集系が回転してもＸ線管２１のＸ線焦点がｚ方向に振動することはなかった。このため、Ｘ線検出器列が中心近傍にある１ａ列の断層像において、データ収集系の回転中心である断層像の中心、もしくは中心近傍の画素では、０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影し、１８０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影していたため、他の断層像の画素よりもスライス厚は薄く、画像ノイズは劣化していた。しかし、３次元画像再構成により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でもヘリカルスキャンのようにｚ方向位置において、連続した位置で画像再構成ができるようになった。これにより、整数列以外のｚ方向位置の断層像が画像再構成できるようになった。この時に、１ａ列の隣りにある１．５ａ列の断層像は１ａ列と２ａ列の投影データを加重加算して３次元逆投影するために、１ａ列のみの投影データを用いた１ａ列の断層像に比べ、スライス厚は多少厚く、画像ノイズは多少良くなる。このため、１ａ列と１．５ａ列の断層像を比べると、ｚ方向に断層像の画質の一貫性が取れず、画像ノイズについては１ａ列と１．５ａ列目で不連続になっていた。しかし、本実施例のように、Ｘ線管２１のＸ線焦点の動きにより、１ａ列の断層像でも０度方向では１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影するが、１８０度方向では１ａ列と１ｂ列の投影データを加重加算した後、３次元逆投影するために、より多くの投影データの加重加算の組み合わせを３次元逆投影することによりｚ方向のスライス厚、画像ノイズなどの断層像の画質特性の一貫性は良くなる。このため、図４４に示すような３次元ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｉｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ）表示、３次元表示を行った際にｚ方向に連続な画質が得られる。
【０１７０】
以上のように、本実施例のＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線焦点から被検体にＸ線を照射するＸ線管２１と、そのＸ線管２１のＸ線焦点から照射され、被検体を透過したＸ線を検出する多列Ｘ線検出器２４と、その被検体の周囲を回転するようにＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを移動させる回転部１５とを有する。多列Ｘ線検出器２４は、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを収集複数のＸ線検出器チャネルが、回転部１５によって回転される方向に沿ったチャネル方向と、回転部１５によって回転される際の回転軸に沿った列方向とのそれぞれに配列されている。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００の中央処理装置３は、その回転部１５により被検体の周囲を回転されるＸ線管２１が被検体にＸ線を照射し、その被検体を透過したＸ線を多列Ｘ線検出器２４が検出するスキャンを実施することによって得られた投影データに基づいて、その被検体の断層面についての３次元画像を画像再構成する。中央処理装置３は、多列Ｘ線検出器２４にて列方向に並ぶＸ線検出器列と、そのＸ線検出器列の間とのそれぞれの位置に対応するように、その３次元画像を複数画像再構成する。ここで、上記のスキャンを実施する際には、Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管２１のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器２４との少なくとも一方の被検体に対する位置を、第１位置と、その第１位置と異なる第２位置との間において移動しながら、被検体の周囲における各ビュー角度に対応する投影データをそれぞれ得る。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００の中央処理装置３は、各ビュー角度の投影データを得た際のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器２４の少なくとも一方の被検体に対する位置に基づいて、各ビュー角度の投影データを加重加算処理する。そして、中央処理装置３は、その加重加算処理が実施された投影データについて、画像再構成処理を実施し、被検体の各断層面についての３次元画像を複数画像再構成する。
【０１７１】
本実施例においては、スキャンの実施の際に、Ｘ線管２１は、被検体に対するＸ線焦点の位置を、第１のＸ線焦点位置Ａと、第１のＸ線焦点位置Ａと異なる第２のＸ線焦点位置Ｂとの間において移動し、周囲からＸ線を被検体へ照射する。たとえば、多列Ｘ線検出器２４において列方向に並ぶＸ線検出器列の幅ｄと、第１のＸ線焦点位置Ａと第２のＸ線焦点位置Ｂとの間の距離とが同じになるように、Ｘ線焦点を移動する。そして、第１のＸ線焦点位置Ａと第２のＸ線焦点位置Ｂとの間を移動するＸ線焦点から照射され、被検体を透過したＸ線を、多列Ｘ線検出器２４が検出する。これにより、被検体の周囲における各ビュー角度に対応する投影データがそれぞれ得られる。そして、中央処理装置３は、各ビュー角度の投影データを得た際のＸ線焦点の列方向における位置に基づいて、各ビュー角度の投影データを列方向において加重加算処理する。そして、被検体の各断層面についての３次元画像を画像再構成する。
【０１７２】
このように、本実施例では、スキャンの実施の際にＸ線焦点を移動して投影データを得た後に、その投影データを得た際のＸ線焦点の位置に基づいて、その投影データを列方向において加重加算処理している。このため、本実施例においては、列方向に並ぶように画像再構成された複数の３次元画像のそれぞれは、加重加算処理が施された後に３次元逆投影されるため、画像品質が互いに同等である。したがって、本実施例は、列方向に画質の一貫性がある複数の断層像を得ることができる。
【実施例２】
【０１７３】
実施例２は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作が実施例１と異なることを除き、実施例１と同様である。このため、重複個所については、説明を省略する。
【０１７４】
実施例２においては、図２０または図２１のように、Ｘ線焦点を、第１のＸ線焦点位置Ａと第２のＸ線焦点位置Ｂの間で、図３５（ｂ）に示すように、周期的に単振動させて行き来をさせながら、２次元Ｘ線エリア検出器である多列Ｘ線検出器２４を用いてデータ収集を行う。つまり、Ｘ線焦点のｚ方向の周期的な振動により、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器とをｚ方向に相対的に移動させながらデータ収集を行う。
【０１７５】
なお、この場合、図３１，図３２，図３３に示すように、各種のＸ線管２１の方式において、第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置ＢへのＸ線焦点の移動は、電子ビーム位置制御用グリッド２１３において制御される。または、機構的にｚ方向に動かしても同様の効果を出せる。
【０１７６】
この時のデータ収集の流れを図２７に示す。
【０１７７】
ステップＦ１１では、ビュー番号ｉ＝１とする。
【０１７８】
ステップＦ１２では、Ｘ線焦点の位置ｚｘを以下の数式（２８）に従うようにする。なお、図１４に示すように、この数式において、ｚｘは、ｚ方向のＸ線焦点位置であり、ｚ０は、Ｘ線データ収集系のｚ方向中心位置であり、ｚｗは、Ｘ線焦点位置のＸ線データ収集系の中心位置からのｚ方向の最大変位であり、Ｎは、Ｘ線データ収集系１回転中のＸ線焦点のｚ方向変動周期数である。
【０１７９】
【数１３】
0004701038.tif 000014
【０１８０】
ステップＦ１３では、ｉビューのデータ収集を行う
【０１８１】
ステップＦ１４では、全ビューのデータ収集終了かを判断し、ＹＥＳであればデータ収集系を終了し、ＮＯであればステップＦ１５へ進む。
【０１８２】
ステップＦ１５では、ｉ＝ｉ＋１とする。
【０１８３】
これにより、Ｘ線をｚ方向に周期的に単振動させた場合のデータ収集を行える。
【０１８４】
このように、図２０または図２１における第１のＸ線焦点位置Ａ、または第２のＸ線焦点位置Ｂの間において、Ｘ線焦点を周期的に振動しながらデータ収集を行う。この時のＸ線焦点の単振動の周期は、データ収集系の１回転よりも短い周期であればよりよい。しかし、１回転よりも長い周期でも程度の差はあれども同様の効果は得られる。なお、図２０と図２１の違いとしては、Ｘ線管２１のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器２４のデータ収集系の回転平面に対し、第１のＸ線焦点位置Ａおよび第２のＸ線焦点位置Ｂが対称にずれているか、片方が回転平面上に乗っているかの違いである。ｚ方向のＸ線検出器チャネル幅をｄとすると、例えば、図２０では、第１のＸ線焦点位置Ａ，第２のＸ線焦点位置Ｂが、それぞれ−ｄ／２，＋ｄ／２ずつｚ方向にずれている。例えば、図２０では、第１のＸ線焦点位置Ａ，第２のＸ線焦点位置Ｂが０およびｄずつｚ方向にずれている。どちらも同様の効果を実現できる。収集されたＸ線検出器データは前記の前処理および３次元画像再構成処理を行い、画像再構成される。つまり、上記のデータ収集で収集されたＸ線検出器データを前記の画像再構成に基づき、ステップＳ１のデータ収集、ステップＳ２の前処理、ステップＳ３のビームハードニング補正、ステップＳ４のｚフィルタ重畳処理、ステップＳ５の再構成関数重畳処理、ステップＳ６の３次元逆投影処理、ステップＳ７の後処理を行い、断層像として画像再構成を行う。ただし、この場合、Ｘ線焦点は、ｚ方向に周期的振動動作を行っているので３次元逆投影においては、このＸ線焦点の移動量を考慮して３次元画像再構成を行う必要がある。ステップＳ６の３次元逆投影処理の中のステップＳ６１において、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する処理において、図１４に示すように、Ｘ線焦点のｚ方向座標ｚｘを可変として、ｚ方向座標ｚｐの画像再構成平面に３次元画像再構成を行う。
【０１８５】
この場合の画像再構成は図１４に示すように、焦点位置のｚ位置座標ｚｘの周期的移動を考慮しながら断層像の各画素の位置、例えば、Ｌ０，Ｌ６３，Ｌ１２７，Ｌ１９１，Ｌ２５５，Ｌ３１９，Ｌ３８３，Ｌ４４７，Ｌ５１１に対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列のデータを抽出、必要に応じて加重加算して３次元逆投影を行う。
【０１８６】
図１４に示すように、Ｘ線焦点位置が周期的にｚ方向に振動することにより、断層像の各画素に対応する多列Ｘ線検出器２４のＸ線検出器データは異なる列からデータを抽出し、３次元逆投影する。
【０１８７】
図３９に、その画像再構成の流れを示す。
【０１８８】
ステップＢ１０１では、ビュー番号ｋ＝１とする。ただし、３６０度のビュー数をＮビューとする。ただし、ビュー角度θを図４３に示すように、θ＝２π・（ｋ／Ｎ）とする。
【０１８９】
ステップＢ１０２では、断層像上の画素ｇ（ｉ，ｊ）の座標ｉ＝１，ｊ＝１とする。ただし、得られる断層像の画素数を５１２×５１２画素とする。
【０１９０】
ステップＢ１０３では、Ｘ線焦点位置ｚｘを予測、または測定する。
【０１９１】
ステップＢ１０４では、Ｘ線焦点座標ｚｘと断層像の各画素ｇ（ｉ，ｊ）を結ぶＸ線ビームの軌跡が、多列Ｘ線検出器２４のｂ列，ａチャネルに投影されたとする（ただし、ａ，ｂは整数）。Ｘ線焦点と断層像の各画素のＸ線ビームの軌跡の多列Ｘ線検出器２４上への投影は、Ｘ線検出器チャネルの中心に当たらない場合もあるので、ｂ列，ａチャネルのａ，ｂは整数となる。
【０１９２】
ステップＢ１０５では、ｉｎｔ（ａ）チャネル，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ｂ）＋１列のデータを読み出す。つまり、多列Ｘ線検出器２４の投影データＤ（ｃｈ，ｒｏｗ）において、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１），ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１），の４点の投影データを読み出す。なお、ここで、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））であり，ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１）であり，ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列であり，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１）である。
【０１９３】
ステップＢ１０６では、加重加算によりｂ列，ａチャネルのデータを求める。つまり、例えば線型加重加算の重み付けを行うとすると、以下の数式（２９），（３０），（３１），（３２）において示されるＷａ０，Ｗａ１，Ｗｂ０，Ｗｂ１の４つの係数を、数式（３３）に示すように、ステップＢ１０５で求めた４つのデータに重み付けをして加重加算によるｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求める。なお、数式（２９），（３０），（３１），（３２）において、ｄａは、ａの小数部であり、ｄｂは、ｂの小数部である。
【０１９４】
Ｗａ０＝ｄａ＝ａ−ｉｎｔ（ａ）              ・・・（２９）
Ｗａ１＝１−ｄａ＝ａ＋１−ｉｎｔ（ａ）      ・・・（３０）
Ｗｂ０＝ｄｂ＝ｂ−ｉｎｔ（ｂ）              ・・・（３１）
Ｗｂ１＝１−ｄｂ＝ｂ＋１−ｉｎｔ（ｂ）      ・・・（３２）
【０１９５】
Ｄ（ａ，ｂ）＝Ｗｂ１・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１））＋Ｗｂ０・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１））      ・・・（３３）
【０１９６】
ステップＢ１０７では、ステップＢ１０６で求められた投影データＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。
【０１９７】
ステップＢ１０８では、ｊ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ１１０へ、ＮＯならばステップＢ１０９へ行く。
【０１９８】
ステップＢ１０９では、ｊ＝ｊ＋１として、ステップＢ１０２へ戻る。
【０１９９】
ステップＢ１１０では、ｉ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ１１２へ、ＮＯならばステップＢ１１１へ行く。
【０２００】
ステップＢ１１１では、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＢ１０２へ戻る。
【０２０１】
ステップＢ１１２では、ビュー番号ｋ＝Ｎかを判断し、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＢ１１３へ行く。
【０２０２】
ステップＢ１１３では、ビュー番号ｋ＝ｋ＋１として、ステップＢ１０１へ戻る。
【０２０３】
このようにして、多列Ｘ線検出器２４上のｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求め、このＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。これを５１２×５１２画素の断層像の全画素について、この３次元逆投影処理を行い、更に１回転３６０度分の投影データＮビュー分について繰り返す。
【０２０４】
この時に図３６に示すように、断層像Ｐにおける画素Ｐ（ｘ，ｙ）については、０度方向のビューの第１のＸ線焦点位置ＡのＸ線ビームＰＡ０は５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。そして、０度方向のビューの第２のＸ線焦点位置ＢのＸ線ビームＰＢ０は３．５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。そして、１８０度方向のビューの第１のＸ線焦点位置ＡのＸ線ビームＰＡ１８０は２．５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。そして、１８０度方向のビューの第２のＸ線焦点位置ＢのＸ線ビームＰＢ１８０は３列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データを３次元逆投影する。この場合、３．５列目，２．５列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データは２つの各々３列目と４列目、２列目と３列目の投影データの加重加算となり、５列目，３列目の多列Ｘ線検出器２４の投影データは１つの投影データを３次元逆投影するため、加重加算されたデータと加重加算されないデータとが適当に混ざり合うため、図１９（ａ）のように断層像のｚ方向によりノイズが変動することなく、図１９（ｂ）のように断層像の各ｚ位置によりノイズが均一になる。
【０２０５】
従来は、図１７（ａ），図１７（ｂ）のように、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ではデータ収集系が回転してもＸ線発生装置のＸ線焦点がｚ方向に振動することはなかった。このため、Ｘ線検出器列が中心近傍にある１ａ列の断層像において、データ収集系の回転中心である断層像の中心、もしくは中心近傍の画素では、０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影し、１８０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影していたため、他の断層像の画素よりもスライス厚は薄く、画像ノイズは劣化していた。しかし、３次元画像再構成により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でもヘリカルスキャンのようにｚ方向位置において、連続した位置で画像再構成ができるようになった。これにより、整数列以外のｚ方向位置の断層像が画像再構成できるようになった。この時に、１ａ列の隣りにある１．５ａ列の断層像は１ａ列と２ａ列の投影データを加重加算して３次元逆投影するために、１ａ列のみの投影データを用いた１ａ列の断層像に比べ、スライス厚は多少厚く、画像ノイズは多少良くなる。このため、１ａ列と１．５ａ列の断層像を比べると、ｚ方向に断層像の画質の一貫性が取れず、画像ノイズについては１ａ列と１．５ａ列目で不連続になっていた。しかし、本実施例のように、Ｘ線管２１のＸ線焦点の周期的な動きにより、１ａ列の断層像でも０度方向では１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影するが、１８０度方向では１ａ列と１ｂ列の投影データを加重加算した後、３次元逆投影するために、より多くの投影データの加重加算の組み合わせを３次元逆投影することによりｚ方向のスライス厚、画像ノイズなどの断層像の画質特性の一貫性は良くなる。このため、図４４に示すような３次元ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｉｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ）表示、３次元表示を行った際にｚ方向に連続な画質が得られる。
【実施例３】
【０２０６】
実施例３は、実施例１の多列Ｘ線検出器２４が、図３４（ａ）または図３４（ｂ）に示すように、Ｘ線イメージインテンシファイアの平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａに置換されていることと、その動作が異なることを除き、実施例１と同様である。このため、重複個所については、説明を省略する。
【０２０７】
図３４（ａ）は、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ線Ｉ．Ｉ．）の平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａの検出器の各チャネルを移動させることのできる例を示している。なお、Ｘ線イメージインテンシファイアは、正確には、平面型２次元Ｘ線エリア検出器ではなく、球面型２次元Ｘ線エリア検出器である。しかし、ここでは、この球面は、ほぼ平面に近いとして考え、平面型２次元Ｘ線エリア検出器と取り扱っている。ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などの柱状結晶から構成されるＸ線検出器を電子ビームが走査し、光学的な画像に変換した後、ＣＣＤカメラなどにより画像信号としてＸ線検出器データが取り出される。この際に走査する電子ビームの位置を、例えば図３４（ａ）のように、Ｘ線検出器の列方向の幅をｄｚとすると、列方向にｄｚ／２、またはｄｚ／２の整数倍、または奇数倍だけずらすことにより、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａを移動させることができる。
【０２０８】
また、図３４（ｂ）に示すように、フラットパネルに代表される平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａを機構的にｄｚ／２、またはｄｚ／２の整数倍、または奇数倍ずらしてもよい。
【０２０９】
実施例３においては、図３４（ａ）または図３４（ｂ）において実線で示す２次元Ｘ線エリア検出器位置Ａ、または、図３４（ａ）または図３４（ｂ）において点線で示す２次元Ｘ線エリア検出器位置Ｂの間において、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａを周期的に単振動させて、行き来をさせながらデータ収集を行う。つまり、Ｘ線焦点のｚ方向の周期的な移動により、Ｘ線発生装置のＸ線焦点と２次元Ｘ線エリア検出器とをｚ方向に相対的に移動させながらデータ収集を行う。
【０２１０】
この時のデータ収集の流れを図２８に示す。
【０２１１】
ステップＤ１では、ビュー番号ｊとする。
【０２１２】
ステップＤ２では、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのｚ方向における位置Ｄｚを以下の数式（３４）に従い移動する。なお、この数式において、Ｄ０は、図１５に示すように、Ｘ線テータ収集系のｚ方向の中心位置であり、Ｄｚは、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのｚ方向中心位置であり、Ｄｗは、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのｚ方向中心位置のＸ線データ収集系中心位置からのｚ方向最大変位であり、Ｎは、Ｘ線データ収集系１回転中の平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのｚ方向変動周期数である。
【０２１３】
【数１４】
0004701038.tif 000015
【０２１４】
ステップＤ３では、ｊビューのデータ収集を行う。
【０２１５】
ステップＤ４では、全ビューのデータ収集終了かを判断し、ＹＥＳであればデータ収集系を終了し、ＮＯであればステップＤ５へ進む。
【０２１６】
ステップＤ５では、ｊ＝ｊ＋１とする。
【０２１７】
これにより、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａを周期的に単振動させた場合のデータ収集が行われる。
【０２１８】
このように、図２２または図２３において実線と点線とで示すように、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａを列方向において周期的に振動させながらデータ収集を行う。この時の振動の周期は、データ収集系の１回転よりも短い周期である方が好ましいが、１回転よりも長い周期でも同様の効果は実現できる。なお、図２２と図２３の違いとしては、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのＸ線焦点を含むｚ方向の中心位置がデータ収集系の回転平面に対し、ｚ方向のＸ線検出器チャネル幅ｄの１／２だけオフセットしているか、していないかの違いである。図２２では、回転平面に対しｄ／２だけオフセットしている。どちらの実施例でも同様の効果を実現できる。この図２２または図２３の実施例のデータ収集系により、収集されたＸ線検出器データは前記の実施例と同様の前処理および３次元画像再構成処理を行い、画像再構成される。つまり、上記のデータ収集で収集されたＸ線検出器データを前記の画像再構成に基づき、ステップＳ１のデータ収集、ステップＳ２の前処理、ステップＳ３のビームハードニング補正、ステップＳ４のｚフィルタ重畳処理、ステップＳ５の再構成関数重畳処理、ステップＳ６の３次元逆投影処理、ステップＳ７の後処理を行い、断層像として画像再構成を行う。ただし、この場合、第１の２次元Ｘ線エリア検出器位置Ａと第２の２次元Ｘ線エリア検出器位置Ｂの間を移動しながらデータ収集を行っているので３次元逆投影においては、この２次元Ｘ線エリア検出器位置の移動量Ｄｚを考慮して３次元画像再構成を行う必要がある。ステップＳ６の３次元逆投影処理の中のステップＳ６１において、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する処理において、図１５に示すように、Ｘ線焦点のｚ方向座標ｚｘ、画像再構成平面の座標ｚｐを２次元Ｘ線エリア検出器位置Ａまたは２次元Ｘ線エリア検出器位置Ｂの間を移動しながら３次元画像再構成を行うことが必要である。
【０２１９】
この場合の画像再構成は図１５に示すように、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのｚ位置の周期的移動を考慮しながら断層像の各画素の位置、例えば、Ｌ０，Ｌ６３，Ｌ１２７，Ｌ１９１，Ｌ２５５，Ｌ３１９，Ｌ３８３，Ｌ４４７，Ｌ５１１に対応する平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａの検出器列のデータを抽出、必要に応じて加重加算して３次元逆投影を行う。
【０２２０】
図２２または図２３に示すように、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａを周期的に振動させることにより、断層像の各画素に対応する平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのＸ線検出器の異なるデータ列からデータを抽出し、３次元逆投影を行う。
【０２２１】
図４０に、その画像再構成の流れを示す。
【０２２２】
ステップＢ２０１では、ビュー番号ｋ＝１とする。ただし、３６０度のビュー数をＮビューとする。ただし、ビュー角度は図４３の通りとする。
【０２２３】
ステップＢ２０２では、断層像上の画素ｇ（ｉ，ｊ）の座標ｉ＝１，ｊ＝１とする。ただし、得られる断層像の画素数を５１２×５１２画素とする。
【０２２４】
ステップＢ２０３では、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａの位置Ｄｚを予測、または測定する。
【０２２５】
ステップＢ２０４では、Ｘ線焦点座標ｚｘと断層像の各画素ｇ（ｉ，ｊ）を結ぶＸ線ビームの軌跡が、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａのｂ列，ａチャネルに投影されたとする。（ただし、ａ，ｂは整数）Ｘ線焦点と断層像の各画素のＸ線ビームの軌跡の平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａ上への投影は、Ｘ線検出器チャネルの中心に当たらない場合もあるので、ｂ列，ａチャネルのａ，ｂは整数となる。
【０２２６】
ステップＢ２０５では、ｉｎｔ（ａ）チャネル，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ｂ）＋１列のデータを読み出す。つまり、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａの投影データＤ（ｃｈ，ｒｏｗ）において、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１），ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１），の４点の投影データを読み出す。ここで、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））であり、ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１）であり、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））であり、ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１）である。
【０２２７】
ステップＢ２０６では、加重加算によりｂ列，ａチャネルのデータを求める。つまり、例えば線型加重加算の重み付けを行うとすると以下の数式（３５），（３６），（３７），（３８）により示されるＷａ０，Ｗａ１，Ｗｂ０，Ｗｂ１の４つの係数を、数式（３９）に示すように、ステップＢ２０５で求めた４つのデータに重み付けをして加重加算によるｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求める。なお、数式（３５），（３６），（３７），（３８）において、ｄａは、ａの小数部であり、ｄｂは、ｂの小数部である。
【０２２８】
Ｗａ０＝ｄａ＝ａ−ｉｎｔ（ａ）              ・・・（３５）
Ｗａ１＝１−ｄａ＝ａ＋１−ｉｎｔ（ａ）      ・・・（３６）
Ｗｂ０＝ｄｂ＝ｂ−ｉｎｔ（ｂ）              ・・・（３７）
Ｗｂ１＝１−ｄｂ＝ｂ＋１−ｉｎｔ（ｂ）      ・・・（３８）
【０２２９】
Ｄ（ａ，ｂ）＝Ｗｂ１・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１））＋Ｗｂ０・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１））      ・・・（３９）
【０２３０】
ステップＢ２０７では、ステップＢ２０６で求められた投影データＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。
【０２３１】
ステップＢ２０８では、ｊ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ２１０へ、ＮＯならばステップＢ２０９へ行く。
【０２３２】
ステップＢ２０９では、ｊ＝ｊ＋１として、ステップＢ２０２へ戻る。
【０２３３】
ステップＢ２１０では、ｉ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ２１２へ、ＮＯならばステップＢ２１１へ行く。
【０２３４】
ステップＢ２１１では、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＢ２０２へ戻る。
【０２３５】
ステップＢ２１２では、ビュー番号ｋ＝Ｎかを判断し、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＢ２１３へ行く。
【０２３６】
ステップＢ２１３では、ビュー番号ｋ＝ｋ＋１として、ステップＢ２０１へ戻る。
【０２３７】
このようにして、平面型２次元Ｘ線エリア検出器２４ａ上のｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求め、このＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。これを５１２×５１２画素の断層像の全画素について、この３次元逆投影処理を行い、更に１回転３６０度分の投影データＮビュー分について繰り返す。
【０２３８】
この時に、図３７に実線で示すように、断層像Ｐにおける画素Ｐ（ｘ，ｙ）については、０度方向のビューの第１の２次元Ｘ線エリア検出器位置ＡのＸ線ビームＸＡは４．５列目を３次元逆投影する。そして、図３７に破線で示すように、０度方向のビューの第２の２次元Ｘ線エリア検出器位置ＢのＸ線ビームＸＢは４列目を３次元逆投影する。この場合、４．５列目の２次元Ｘ線エリア検出器のデータは、４列目と５列目の２つの投影データの加重加算となり、４列目の２次元Ｘ線エリア検出器のデータは１つの列の投影データを３次元逆投影するため、加重加算されたデータと加重加算されないデータとが混ざり合うため、図１９（ａ）のように断層像の各ｚ位置によりノイズが変動することなく、図１９（ｂ）のように断層像の各ｚ位置によりノイズが均一になる。
【０２３９】
また、１８０度方向のビューの第１の２次元Ｘ線エリア検出器位置ＡのＸ線ビームと、１８０度方向のビューの第２の２次元Ｘ線エリア検出器位置ＢのＸ線ビームとについても同様に、２列の投影データを加重加算した投影データと、１列または２列の投影データを加重加算した投影データとの加重加算となり、加重加算されたデータと加重加算されないデータが混ざり合うため、図１９（ａ）のように断層像の各ｚ位置によりノイズが変動することなく、図１９（ｂ）のように断層像のｚ方向によりノイズが均一になる。
【０２４０】
従来は、図１７（ａ），図１７（ｂ）のように、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ではデータ収集系が回転しても２次元Ｘ線エリア検出器の位置がｚ方向に振動することはなかった。このため、Ｘ線検出器列が中心近傍にある１ａ列の断層像において、データ収集系の回転中心である断層像の中心、もしくは中心近傍の画素では、０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影し、１８０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影していたため、他の断層像の画素よりもスライス厚は薄く、画像ノイズは劣化していた。しかし、３次元画像再構成により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でもヘリカルスキャンのようにｚ方向位置において、連続した位置で画像再構成ができるようになった。これにより、整数列以外のｚ方向位置の断層像が画像再構成できるようになった。この時に、１ａ列の隣りにある１．５ａ列の断層像は１ａ列と２ａ列の投影データを加重加算して３次元逆投影するために、１ａ列のみの投影データを用いた１ａ列の断層像に比べ、スライス厚は多少厚く、画像ノイズは多少良くなる。このため、１ａ列と１．５ａ列の断層像を比べると、ｚ方向に断層像の画質の一貫性が取れず、画像ノイズについては１ａ列と１．５ａ列目で不連続になっていた。しかし、本実施例のように、２次元Ｘ線エリア検出器のｚ方向の動きにより、１ａ列の断層像でも０度方向では１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影するが、１８０度方向では１ａ列と１ｂ列の投影データを加重加算した後、３次元逆投影するために、より多くの投影データの加重加算の組み合わせを３次元逆投影することによりｚ方向のスライス厚、画像ノイズなどの断層像の画質特性の一貫性は良くなる。このため、図４４に示すような３次元ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｉｎ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ）表示、３次元表示を行った際にｚ方向に連続な画質が得られる。
【実施例４】
【０２４１】
実施例４は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作が実施例１と異なることを除き、実施例１と同様である。このため、重複個所については、説明を省略する。
【０２４２】
実施例４においては、図２４に示すように、Ｘ線管２１のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器２４が一体となったデータ収集系をｚ方向に連続的な周期的振動させることにより、断層像の各画素に対応する多列Ｘ線検出器２４のＸ線検出器の様々な異なる列からデータを抽出し、３次元逆投影を行う。
【０２４３】
この時のデータ収集の流れを図２９に示す。
【０２４４】
ステップＤ１では、ビュー番号ｊとする。
【０２４５】
ステップＤ２では、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４からなるデータ収集系のｚ方向における位置Ｄｚを以下の数式（４０）に従うように移動する。なお、図１６に示すように、この数式において、Ｄ０は、Ｘ線データ収集系のｚ方向基準位置であり、Ｄｗは、Ｘ線データ収集系のｚ方向最大変位であり、Ｄｚは、ｚ方向に変動したＸ線データ収集系のｚ方向座標位置であり、Ｎは、Ｘ線データ収集系１回転中のＸ線データ収集系のｚ方向変動周波数である。
【０２４６】
【数１５】
0004701038.tif 000016
【０２４７】
ステップＤ３では、ｊビューのデータ収集を行う。
【０２４８】
ステップＤ４では、全ビューのデータ収集終了かを判断し、ＹＥＳであればデータ収集系を終了し、ＮＯであればステップＤ５へ進む。
【０２４９】
ステップＤ５では、ｊ＝ｊ＋１とする。
これにより、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４からなるデータ収集系を周期的に単振動させた場合のデータ収集が行われる。
【０２５０】
この場合の画像再構成は図１６に示すように、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４からなるデータ収集系のｚ位置の周期的移動を考慮しながら断層像の各画素の位置、例えば、Ｌ０，Ｌ６３，Ｌ１２７，Ｌ１９１，Ｌ２５５，Ｌ３１９，Ｌ３８３，Ｌ４４７，Ｌ５１１に対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列のデータを抽出、必要に応じて加重加算して３次元逆投影を行う。
【０２５１】
図４１に、その画像再構成の流れを示す。
【０２５２】
ステップＢ３０１では、ビュー番号ｋ＝１とする。ただし、３６０度のビュー数をＮビューとする。ただし、ビュー角度は図４３の通りとする。
【０２５３】
ステップＢ３０２では、断層像上の画素ｇ（ｉ，ｊ）の座標ｉ＝１，ｊ＝１とする。ただし、得られる断層像の画素数を５１２×５１２画素とする。
【０２５４】
ステップＢ３０３では、Ｘ線管２１のＸ線焦点および多列Ｘ線検出器２４が一体となったデータ収集系の位置Ｄｚを予測、または測定する。
【０２５５】
ステップＢ３０４では、Ｘ線焦点座標ｚｘと断層像の各画素ｇ（ｉ，ｊ）を結ぶＸ線ビームの軌跡が、多列Ｘ線検出器２４のｂ列，ａチャネルに投影されたとする。（ただし、ａ，ｂは整数）Ｘ線焦点と断層像の各画素のＸ線ビームの軌跡の多列Ｘ線検出器２４上への投影は、Ｘ線検出器チャネルの中心に当たらない場合もあるので、ｂ列，ａチャネルのａ，ｂは整数となる。
【０２５６】
ステップＢ３０５では、ｉｎｔ（ａ）チャネル，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ｂ）＋１列のデータを読み出す。つまり、多列Ｘ線検出器２４の投影データＤ（ｃｈ，ｒｏｗ）において、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１），ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１），の４点の投影データを読み出す。ここで、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））であり，ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１）であり、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））であり、ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１）である。
【０２５７】
ステップＢ３０６では、加重加算によりｂ列，ａチャネルのデータを求める。つまり、例えば線型加重加算の重み付けを行うとすると以下の数式（４１），（４２），（４３），（４４）によって示されるＷａ０，Ｗａ１，Ｗｂ０，Ｗｂ１の４つの係数を、数式（４５）に示すように、ステップＢ３０５で求めた４つのデータに重み付けをして加重加算によるｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求める。なお、数式（４１），（４２），（４３），（４４）において、ｄａは、ａの小数部であり、ｄｂは、ｂの小数部である。
【０２５８】
Ｗａ０＝ｄａ＝ａ−ｉｎｔ（ａ）        ・・・（４１）
Ｗａ１＝１−ｄａ＝ａ＋１−ｉｎｔ（ａ）  ・・・（４２）
Ｗｂ０＝ｄｂ＝ｂ−ｉｎｔ（ｂ）        ・・・（４３）
Ｗｂ１＝１−ｄｂ＝ｂ＋１−ｉｎｔ（ｂ）  ・・・（４４）
【０２５９】
Ｄ（ａ，ｂ）＝Ｗｂ１・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１））＋Ｗｂ０・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１））        ・・・（４５）
【０２６０】
ステップＢ３０７では、ステップＢ３０６で求められた投影データＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。
【０２６１】
ステップＢ３０８では、ｊ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ３１０へ、ＮＯならばステップＢ３０９へ行く。
【０２６２】
ステップＢ３０９では、ｊ＝ｊ＋１として、ステップＢ３０２へ戻る。
【０２６３】
ステップＢ３１０では、ｉ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ３１２へ、ＮＯならばステップＢ３１１へ行く。
【０２６４】
ステップＢ３１１では、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＢ３０２へ戻る。
【０２６５】
ステップＢ３１２では、ビュー番号ｋ＝Ｎかを判断し、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＢ３１３へ行く。
【０２６６】
ステップＢ３１３では、ビュー番号ｋ＝ｋ＋１として、ステップＢ３０１へ戻る。
【０２６７】
このようにして、多列Ｘ線検出器２４上のｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求め、このＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。これを５１２×５１２画素の断層像の全画素について３次元逆投影処理を行い、更に１回転３６０度分の投影データについて繰り返す。
【０２６８】
従来は、図１７（ａ），図１７（ｂ）のように、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ではＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４からなるデータ収集系がｚ方向に振動することはなかった。このため、Ｘ線検出器列が中心近傍にある１ａ列の断層像において、データ収集系の回転中心である断層像の中心、もしくは中心近傍の画素では、０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影し、１８０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影していたため、他の断層像の画素よりもスライス厚は薄く、画像ノイズは劣化していた。しかし、３次元画像再構成により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でもヘリカルスキャンのようにｚ方向位置において、連続した位置で画像再構成ができるようになった。これにより、整数列以外のｚ方向位置の断層像が画像再構成できるようになった。この時に、１ａ列の隣りにある１．５ａ列の断層像は１ａ列と２ａ列の投影データを加重加算して３次元逆投影するために、１ａ列のみの投影データを用いた１ａ列の断層像に比べ、スライス厚は多少厚く、画像ノイズは多少良くなる。このため、１ａ列と１．５ａ列の断層像を比べると、方向に断層像の画質の一貫性が取れず、画像ノイズについては１ａ列と１．５ａ列で不連続になっていた。しかし、本実施例のように、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４からなるデータ収集系のｚ方向の動きにより、１ａ列の断層像でも０度方向では１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影するが、１８０度方向では１ａ列と１ｂ列の投影データを加重加算した後、３次元逆投影するために、より多くの投影データの加重加算の組合わせを３次元逆投影することにより、ｚ方向のスライス厚、画像ノイズなどの断層像の画質特性の一貫性は良くなる。このため、図４４に示すような３次元ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｉｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ）表示、３次元表示を行った際にｚ方向に連続な画質が得られる。
【実施例５】
【０２６９】
実施例５は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作が実施例１と異なることを除き、実施例１と同様である。このため、重複個所については、説明を省略する。
【０２７０】
実施例５においては、図２５に示すように、撮影テーブル１０と被検体を周期的に振動させることにより、断層像の各画素に対応する多列Ｘ線検出器２４のＸ線検出器の異なる列からデータ収集し、３次元逆投影する。
【０２７１】
この時のデータ収集の流れを図３０に示す。
【０２７２】
ステップＤ１では、ビュー番号ｊとする。
【０２７３】
ステップＤ２では、撮影テーブル１０および被検体のｚ方向における位置Ｄｚを以下の数式（４６）に従うように移動する。なお、この数式において、Ｄ０は、被検体のｚ方向の基準位置であり、Ｄｗは、被検体のｚ方向の最大変位であり、Ｄｚは、ｚ方向に変動した被検体のｚ方向座標位置であり、Ｎは、Ｘ線データ収集系１回転中のＸ線データ収集系のｚ方向変動周波数である。
【０２７４】
【数１６】
0004701038.tif 000017
【０２７５】
ステップＤ３では、ｊビューのデータ収集を行う。
【０２７６】
ステップＤ４では、全ビューのデータ収集終了かを判断し、ＹＥＳであればデータ収集系を終了し、ＮＯであればステップＤ５へ進む。
【０２７７】
ステップＤ５では、ｊ＝ｊ＋１とする。
【０２７８】
これにより、撮影テーブル１０および被検体を周期的に単振動させた場合のデータ収集が行われる。
【０２７９】
この場合の画像再構成は図１６に示すように、撮影テーブル１０および被検体とデータ収集系との相対的なｚ位置の周期的移動を考慮しながら断層像の各画素の位置、例えば、Ｌ０，Ｌ６３，Ｌ１２７，Ｌ１９１，Ｌ２５５，Ｌ３１９，Ｌ３８３，Ｌ４４７，Ｌ５１１に対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列のデータを抽出、必要に応じて加重加算して３次元逆投影を行う。
【０２８０】
図４２に、その画像再構成の流れを示す。
【０２８１】
ステップＢ４０１では、ビュー番号ｋ＝１とする。ただし、３６０度のビュー数をＮビューとする。ただし、ビュー角度は図４３の通りとする。
【０２８２】
ステップＢ４０２では、断層像上の画素ｇ（ｉ，ｊ）の座標ｉ＝１，ｊ＝１とする。ただし、得られる断層像の画素数を５１２×５１２画素とする。
【０２８３】
ステップＢ４０３では、撮影テーブル１０および被検体の位置Ｄｚを予測、または測定する。
【０２８４】
ステップＢ４０４では、Ｘ線焦点座標ｚｘと断層像の各画素ｇ（ｉ，ｊ）を結ぶＸ線ビームの軌跡が、多列Ｘ線検出器２４のｂ列，ａチャネルに投影されたとする（ただし、ａ，ｂは整数）。Ｘ線焦点と断層像の各画素のＸ線ビームの軌跡の多列Ｘ線検出器２４上への投影は、Ｘ線検出器チャネルの中心に当たらない場合もあるので、ｂ列，ａチャネルのａ，ｂは整数となる。
【０２８５】
ステップＢ４０５では、ｉｎｔ（ａ）チャネル，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ｂ）＋１列のデータを読み出す。つまり、多列Ｘ線検出器２４の投影データＤ（ｃｈ，ｒｏｗ）において、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１），ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）），ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルのＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１），の４点の投影データを読み出す。ここで、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））である。また、ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１）である。また、ｉｎｔ（ｂ）列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））である。また、ｉｎｔ（ｂ）＋１列，ｉｎｔ（ａ）＋１チャネルの前処理された投影データがＤ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１）である。
【０２８６】
ステップＢ４０６では、加重加算によりｂ列，ａチャネルのデータを求める。つまり、例えば線型加重加算の重み付けを行うとすると以下の数式（４７），（４８），（４９），（５０）により示されるＷａ０，Ｗａ１，Ｗｂ０，Ｗｂ１の４つの係数を、数式（５１）に示すように、ステップＢ４０５で求めた４つのデータに重み付けをして加重加算によるｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求める。なお、数式（４７），（４８），（４９），（５０）において、ｄａは、ａの小数部であり、ｄｂは、ｂの小数部である。
【０２８７】
Ｗａ０＝ｄａ＝ａ−ｉｎｔ（ａ）            ・・・（４７）
Ｗａ１＝１−ｄａ＝ａ＋１−ｉｎｔ（ａ）    ・・・（４８）
Ｗｂ０＝ｄｂ＝ｂ−ｉｎｔ（ｂ）            ・・・（４９）
Ｗｂ１＝１−ｄｂ＝ｂ＋１−ｉｎｔ（ｂ）    ・・・（５０）
【０２８８】
Ｄ（ａ，ｂ）＝Ｗｂ１・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ），ｉｎｔ（ｂ）＋１））＋Ｗｂ０・（Ｗａ１・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ））＋Ｗａ０・Ｄ（ｉｎｔ（ａ）＋１，ｉｎｔ（ｂ）＋１））      ・・・（５１）
【０２８９】
ステップＢ４０７では、ステップＢ４０６で求められた投影データＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。
【０２９０】
ステップＢ４０８では、ｊ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ４１０へ、ＮＯならばステップＢ４０９へ行く。
【０２９１】
ステップＢ４０９では、ｊ＝ｊ＋１として、ステップＢ４０２へ戻る。
【０２９２】
ステップＢ４１０では、ｉ＝５１２かを判断し、ＹＥＳならばステップＢ４１２へ、ＮＯならばステップＢ４１１へ行く。
【０２９３】
ステップＢ４１１では、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＢ４０２へ戻る。
【０２９４】
ステップＢ４１２では、ビュー番号ｋ＝Ｎかを判断し、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＢ４１３へ行く。
【０２９５】
ステップＢ４１３では、ビュー番号ｋ＝ｋ＋１として、ステップＢ４０１へ戻る。
【０２９６】
このようにして、多列Ｘ線検出器２４上のｂ列，ａチャネルの投影データＤ（ａ，ｂ）を求め、このＤ（ａ，ｂ）を３次元逆投影する。これを５１２×５１２画素の断層像の全画素について３次元逆投影処理を行い、更に１回転３６０度分の投影データについて繰り返す。
【０２９７】
従来は、図１７（ａ），図１７（ｂ）のように、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では撮影テーブル１０および被検体がｚ方向に振動することはなかった。このため、Ｘ線検出器列が中心近傍にある１ａ列の断層像において、データ収集系の回転中心である断層像の中心、もしくは中心近傍の画素では、０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影し、１８０度方向でも１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影していたため、他の断層像の画素よりもスライス厚は薄く、画像ノイズは劣化していた。しかし、３次元画像再構成により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でもヘリカルスキャンのようにｚ方向位置において、連続した位置で画像再構成ができるようになった。これにより、整数列以外のｚ方向位置の断層像が画像再構成できるようになった。この時に、１ａ列の隣りにある１．５ａ列の断層像は１ａ列と２ａ列の投影データを加重加算して３次元逆投影するために、１ａ列のみの投影データを用いた１ａ列の断層像に比べ、スライス厚は多少厚く、画像ノイズは多少良くなる。このため、１ａ列と１．５ａ列の断層像を比べると、方向に断層像の画質の一貫性が取れず、画像ノイズについては１ａ列と１．５ａ列で不連続になっていた。しかし、本実施例のように、撮影テーブル１０および被検体のｚ方向の動きにより、１ａ列の断層像でも０度方向では１ａ列の投影データのみを用いて３次元逆投影するが、１８０度方向では１ａ列と１ｂ列の投影データを加重加算した後、３次元逆投影するために、より多くの投影データの加重加算の組合わせを３次元逆投影することにより、ｚ方向のスライス厚、画像ノイズなどの断層像の画質特性の一貫性は良くなる。このため、図４４に示すような３次元ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｉｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ）表示、３次元表示を行った際にｚ方向に連続な画質が得られる。
【０２９８】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、従来の多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元エリアＸ線検出器を持った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またはヘリカルスキャンの開始時と終了時に存在していたｚ方向に広がるＸ線コーンビームにおいて、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またはヘリカルスキャンの被曝低減を実現する効果がある。
【０２９９】
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、他の３次元画像再構成方法でもよい。
【０３００】
また、本実施例では、各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、特にコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）では、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、これには様々なフィルタ係数が考えられるが、いずれも同様の効果を出すことができる。
【０３０１】
本実施例は、医用Ｘ線ＣＴ装置を元に書かれているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置または他の装置と組合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などで利用できる。
【０３０２】
本実施例では、予測可能な周期的なｚ方向移動の例を説明したが、周期的でないｚ方向の移動による振動で、（１）Ｘ線発生装置のＸ線焦点、（２）多列Ｘ線検出器２４、（３）被検体および撮影テーブル１０、３つのうち少なくとも１つをｚ方向に移動させても良い。この時のこれらのｚ方向の移動量が測定でき、３次元画像再構成において、このｚ方向移動量を考慮して本実施例と同様に画像再構成が行えれば本発明の効果を実現できる。本実施例では電子ビーム位置制御に電界（電場）を用いたが磁界（磁場）を用いても良く、同様に本発明の効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０３０３】
【図１】図１は、本発明にかかる実施例において、Ｘ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、Ｘ線管および多列Ｘ線検出器の回転を示す説明図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施例において、Ｘ線ＣＴ装置の概略動作を示すフロー図である。
【図４】図４は、前処理の詳細を示すフロー図である。
【図５】図５は、３次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。
【図６】図６は、再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図７】図７は、検出器面に投影したラインを示す概念図である。
【図８】図８は、投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。
【図９】図９は、再構成領域上の各画素の逆投影画素データＤ２を示す概念図である。
【図１０】図１０は、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１１】図１１は、円形の再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態をｘｙ平面上で示した概念図である。
【図１２】図１２は、円形の再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態をｙｚ平面上で示した概念図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施例において、Ｘ線管が複数のＸ線焦点位置からＸ線を被検体へ照射した場合の３次元逆投影する状態をｙｚ平面上で示した概念図である。
【図１４】図１４は、Ｘ線焦点が周期的に振動する場合の３次元逆投影する状態をｙｚ平面上で示した概念図である。
【図１５】図１５は、多列Ｘ線検出器が周期的に振動する場合の３次元逆投影する状態をｙｚ平面上で示した概念図である。
【図１６】図１６は、Ｘ線焦点および多列Ｘ線検出器が周期的に振動する場合の３次元逆投影する状態をｙｚ平面上で示した概念図である。
【図１７】図１７において、図１７（ａ）は、通常のＸ線データ収集系のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器の幾何学系を示す図であり、図１７（ｂ）は、通常の傾斜したＸ線データ収集系のＸ線焦点と多列Ｘ線検出器の幾何学系を示す図である。
【図１８】図１８は、各断層像位置と検出器列との関係を示す図である。図１８において、図１８（ａ）は、多列Ｘ線検出器２４の各列に並ぶＸ線検出器列に対応するように画像再構成する断層像の位置を示す図であり、図１８（ｂ）は、多列Ｘ線検出器２４の各列に並ぶＸ線検出器列の間に対応するように画像再構成する断層像の位置を示す図である。
【図１９】図１９は、各断層像のｚ方向位置のノイズを示す図である。図１９において、図１９（ａ）は、従来の場合について示し、図１９（ｂ）は、本発明にかかる実施例の場合について示している。
【図２０】図２０は、１回転中にＸ線焦点がｘｙ平面に対称に移動するＸ線データ収集系の例を示す図である
【図２１】図２１は、１回転中にＸ線焦点が移動するＸ線データ収集系の例を示す図である
【図２２】図２２は、１回転中に多列Ｘ線検出器がｘｙ平面に対称に移動するＸ線データ収集系の例を示す図である
【図２３】図２３は、１回転中に多列Ｘ線検出器が移動するＸ線データ収集系の例を示す図である
【図２４】図２４は、１回転中にＸ線発生装置と多列Ｘ線検出器とからなるデータ収集系をｚ方向に移動させながらデータ収集を行う例を示す図である
【図２５】図２５は、１回転中に撮影テーブルと被検体をｚ方向に移動させながらデータ収集を行う例を示す図である。
【図２６】図２６は、Ｘ線焦点をｚ方向に周期的に移動させた場合のデータ収集例のフロー図である。
【図２７】図２７は、Ｘ線焦点をｚ方向に連続的に周期的な移動をさせた場合のデータ収集例のフロー図である。
【図２８】図２８は、２次元Ｘ線エリア検出器を連続的に周期的な移動をさせた場合のデータ収集のフロー図である。
【図２９】図２９は、Ｘ線焦点および多列Ｘ線検出器を連続的に周期的な移動をさせた場合のデータ収集のフロー図である。
【図３０】図３０は、撮影テーブルおよび被検体を周期的に移動させた場合のデータ収集例のフロー図である。
【図３１】図３１は、本発明にかかる実施例のＸ線管（回転陽極の場合）を示す図である。
【図３２】図３２は、本発明にかかる実施例のＸ線管（固定陽極の場合）を示す図である。
【図３３】図３３は、本発明にかかる実施例のＸ線管（透過型Ｘ線管の場合）を示す図である。
【図３４】図３４において、図３４（ａ）は、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ線Ｉ．Ｉ．）のＸ線検出器の位置を移動させることのできるＸ線検出器の例１を示す図であり、図３４（ｂ）は、平面型２次元Ｘ線エリア検出器を機構的に移動させることのできるＸ線検出器の例２を示す図である。
【図３５】図３５は、Ｘ線焦点のｚ方向の動きを示す図であり、図３５（ａ）は、従来の場合を示し、図３５（ｂ）は、本発明にかかる実施例の場合を示す。
【図３６】図３６は、本発明にかかる実施例において、第１のＸ線焦点位置Ａまたは第２のＸ線焦点位置ＢのＸ線検出器データの逆投影を示す図である。
【図３７】図３７は、本発明にかかる実施例において、第１の２次元Ｘ線エリア検出器位置Ａまたは第２の２次元Ｘ線エリア検出器位置ＢのＸ線検出器の逆投影を示す図である。
【図３８】図３８は、Ｘ線焦点をｚ方向に周期的に移動させた場合のデータ収集例の画像再構成のフロー図である。
【図３９】図３９は、Ｘ線焦点をｚ方向に周期的に移動させた場合のデータ収集例の画像再構成のフロー図である。
【図４０】図４０は、２次元Ｘ線エリア検出器を周期的に移動させた場合の画像再構成のフロー図である。
【図４１】図４１は、Ｘ線焦点および多列Ｘ線検出器を周期的に移動させた場合の画像再構成のフロー図である。
【図４２】図４２は、撮影テーブルおよび被検体を周期的に移動させた場合の画像再構成のフロー図である。
【図４３】図４３は、データ収集のビュー角度を示す図である。
【図４４】図４４は、３次元ＭＰＲ表示・３次元表示の例を示す図である。
【図４５】図４５は、Ｘ線焦点位置測定例を示す図（ｚ方向位置可変コリメータの場合）である。
【図４６】図４６は、Ｘ線焦点位置測定例を示す図（ｚ方向位置固定コリメータの場合）である。
【図４７】図４７は、Ｘ線焦点位置測定チャネルの位置の１例を示す図である。
【図４８】図４８は、Ｘ線焦点位置測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【０３０４】
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…モニタ、
７…記憶装置、
１０…撮影テーブル、
１２…クレードル、
１５…回転部、
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、
ｄｐ…検出器面、
Ｐ…再構成領域、
ｐｐ…投影面、
ＩＣ…回転中心（ＩＳＯ）
【図１】
0004701038.tif 000018
【図２】
0004701038.tif 000019
【図３】
0004701038.tif 000020
【図４】
0004701038.tif 000021
【図５】
0004701038.tif 000022
【図６】
0004701038.tif 000023
【図７】
0004701038.tif 000024
【図８】
0004701038.tif 000025
【図９】
0004701038.tif 000026
【図１０】
0004701038.tif 000027
【図１１】
0004701038.tif 000028
【図１２】
0004701038.tif 000029
【図１３】
0004701038.tif 000030
【図１４】
0004701038.tif 000031
【図１５】
0004701038.tif 000032
【図１６】
0004701038.tif 000033
【図１７】
0004701038.tif 000034
【図１８】
0004701038.tif 000035
【図１９】
0004701038.tif 000036
【図２０】
0004701038.tif 000037
【図２１】
0004701038.tif 000038
【図２２】
0004701038.tif 000039
【図２３】
0004701038.tif 000040
【図２４】
0004701038.tif 000041
【図２５】
0004701038.tif 000042
【図２６】
0004701038.tif 000043
【図２７】
0004701038.tif 000044
【図２８】
0004701038.tif 000045
【図２９】
0004701038.tif 000046
【図３０】
0004701038.tif 000047
【図３１】
0004701038.tif 000048
【図３２】
0004701038.tif 000049
【図３３】
0004701038.tif 000050
【図３４】
0004701038.tif 000051
【図３５】
0004701038.tif 000052
【図３６】
0004701038.tif 000053
【図３７】
0004701038.tif 000054
【図３８】
0004701038.tif 000055
【図３９】
0004701038.tif 000056
【図４０】
0004701038.tif 000057
【図４１】
0004701038.tif 000058
【図４２】
0004701038.tif 000059
【図４３】
0004701038.tif 000060
【図４４】
0004701038.tif 000061
【図４５】
0004701038.tif 000062
【図４６】
0004701038.tif 000063
【図４７】
0004701038.tif 000064
【図４８】
0004701038.tif 000065