(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定方法であって、
ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定する、
ことを特徴とするスライス厚決定方法。
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
【請求項２】
ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定装置であって、
ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段、
を具備することを特徴とするスライス厚決定装置。
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
【請求項３】
ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定機能をコンピュータに実現させるプログラムであって、
ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定する機能、
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
【請求項４】
ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
【請求項５】
扇状のＸ線ビームを照射するＸ線照射装置、および、複数のＸ線検出素子を前記扇状のＸ線ビームの広がりの方向に配列してなり撮影の対象を挟んで前記Ｘ線照射装置と対向するＸ線検出装置、を有するＸ線照射・検出装置を撮影の対象の周りを螺旋状の軌道に沿って回転させて前記対象の予め定めたスライス厚について透過Ｘ線データを獲得する透過Ｘ線データ獲得手段と、
前記透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成する断層像生成手段と、
前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよび前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回時間当たりの前記断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
扇状のＸ線ビームを照射するＸ線照射装置、および、複数のＸ線検出素子を前記扇状のＸ線ビームの広がりの方向に配列してなる検出素子列を前記扇状のＸ線ビームの厚みの方向に複数個配設してなり撮影の対象を挟んで前記Ｘ線照射装置と対向するＸ線検出装置、を有するＸ線照射・検出装置を撮影の対象の周りを螺旋状の軌道に沿って回転させて前記対象について透過Ｘ線データを獲得する透過Ｘ線データ獲得手段と、
前記透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成する断層像生成手段と、
前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよび前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回時間当たりの前記断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
【請求項７】
前記断層像生成手段は並列動作可能な複数の断層像生成ユニットを含む、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記断層像生成ユニットの数は可変である、
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記断層像生成手段は実時間で断層像を表示する手段を含む、
ことを特徴とする請求項５ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ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、スライス（ｓｌｉｃｅ）厚決定方法、スライス厚決定装置、プログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）およびＸ線ＣＴ（Ｘ−ｒａｙ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、特に、ヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）を行うＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定方法、スライス厚決定装置、プログラム、および、ヘリカルスキャンを行うＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線照射・検出装置によって撮影の対象について複数ビュー（ｖｉｅｗ）の透過Ｘ線データ（ｄａｔａ）を獲得し、この透過Ｘ線データに基づき画像生成装置によって対象の断層像を生成（再構成）する。
【０００３】
Ｘ線照射装置は、Ｘ線管の焦点から放射されるコーン（ｃｏｎｅ）状のＸ線ビームを、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）で扇状のＸ線ビームに整形して撮影空間に照射する。
【０００４】
Ｘ線検出装置は、撮影空間を透過してきたＸ線を、Ｘ線ビームの扇状の広がりに沿って多数の検出素子をアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置してなる多チャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）のＸ線検出器で検出する。このようなＸ線照射・検出装置を対象の周りで回転（スキャン：ｓｃａｎ）させて複数ビューの透過Ｘ線データを獲得する。
【０００５】
Ｘ線照射・検出装置を螺旋状の軌道に沿って旋回させることにより、いわゆるヘリカルスキャンが行われる。ヘリカルスキャンでは、対象を体軸方向の所定の長さにわたって連続的にスキャンするので、獲得した透過Ｘ線データに基づいて、体軸上のスライス（ｓｌｉｃｅ）位置を異にする複数の断層像を再構成することができる。
【０００６】
Ｘ線検出器の一種として、検出素子アレイを扇状のＸ線ビームの厚みの方向に複数個並設し、複数列の検出素子アレイでＸ線ビームを同時受光するようにした多列Ｘ線検出器がある。
【０００７】
多列Ｘ線検出器では、１回のスキャンで複数スライス分のＸ線検出信号を一挙に得られるので、マルチスライススキャン（ｍｕｌｔｉ−ｓｌｉｃｅ  ｓｃａｎ）を能率良く行うためのＸ線検出器として用いられる。多列Ｘ線検出器を用いた場合はピッチの大きなヘリカルスキャンが行えるので、撮影の能率が向上する。
【０００８】
高速撮影を必要とするときは、Ｘ線照射・検出装置の１回転中の画像再構成のフレーム数としてのフレームレート（ｆｒａｍｅ  ｒａｔｅ）を例えば６程度とした高速ヘリカルスキャンが行われる。フレームレートが６の画像再構成は、リアルタイムリコン（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）とも呼ばれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
必要に応じていつでもリアルタイムリコンができるなように、Ｘ線ＣＴ装置は最大規模の画像再構成装置を実装しているが、ユーザー（ｕｓｅｒ）のＸ線ＣＴ装置の用途からみて必ずしも最大規模の画像再構成装置が必要でない場合も少なくない。
【００１０】
そのような場合は画像再構成装置の規模を縮小して実装することが考えられるが、規模の縮小に伴って画像再構成のフレームレートが低下するので、ヘリカルスキャンのピッチに対する再構成画像のスライス厚の整合性が悪くなることがあり得る。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、画像再構成のフレームレートの如何に関わらずヘリカルピッチに整合するスライス厚を決定する方法および装置、そのようなスライス厚決定機能をコンピュータに実現させるプログラム、並びに、そのようなスライス厚決定装置を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することである。また、その上で実時間断層像表示を行うことも課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための装置】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定方法であって、ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定する、ことを特徴とするスライス厚決定方法である。
【００１３】
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、  ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定装置であって、ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段、を具備することを特徴とするスライス厚決定装置である。
【００１４】
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置のためのスライス厚決定機能をコンピュータに実現させるプログラムであって、ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定する機能、をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラムである。
【００１５】
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ヘリカルスキャンによって獲得した撮影の対象の予め定めたスライス厚についての透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１６】
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、扇状のＸ線ビームを照射するＸ線照射装置、および、複数のＸ線検出素子を前記扇状のＸ線ビームの広がりの方向に配列してなり撮影の対象を挟んで前記Ｘ線照射装置と対向するＸ線検出装置、を有するＸ線照射・検出装置を撮影の対象の周りを螺旋状の軌道に沿って回転させて前記対象の予め定めたスライス厚について透過Ｘ線データを獲得する透過Ｘ線データ獲得手段と、前記透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成する断層像生成手段と、前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよび前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回時間当たりの前記断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１７】
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１８】
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、扇状のＸ線ビームを照射するＸ線照射装置、および、複数のＸ線検出素子を前記扇状のＸ線ビームの広がりの方向に配列してなる検出素子列を前記扇状のＸ線ビームの厚みの方向に複数個配設してなり撮影の対象を挟んで前記Ｘ線照射装置と対向するＸ線検出装置、を有するＸ線照射・検出装置を撮影の対象の周りを螺旋状の軌道に沿って回転させて前記対象について透過Ｘ線データを獲得する透過Ｘ線データ獲得手段と、前記透過Ｘ線データを用いて前記対象の断層像を生成する断層像生成手段と、前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよび前記Ｘ線照射・検出装置の１旋回時間当たりの前記断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを下記の式によって決定するスライス厚決定手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１９】
記
Ｔ≧Ｄ／Ｆ
（１）〜（６）に記載の各観点での発明では、ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄおよびヘリカルスキャンの１旋回時間当たりの断層像生成のフレーム数Ｆに基づいて、スライス厚Ｔを式Ｔ≧Ｄ／Ｆによって決定するので、画像再構成のフレームレートの如何に関わらずヘリカルピッチと整合するスライス厚を決定することができる。
【００２０】
前記断層像生成手段は並列動作可能な複数の断層像生成ユニットを含むことが、断層像生成を高速化する点で好ましい。
前記断層像生成ユニットの数は可変であることが、断層像生成装置の規模を可変にする点で好ましい。
【００２１】
前記断層像生成手段は実時間で断層像を表示する手段を含むことが、スキャン部位の診断を実時間で行う点で好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２３】
図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４および操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６を備えている。走査ガントリ２はＸ線管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ２２により例えば扇状のＸ線ビームすなわちファンビーム（ｆａｎ  ｂｅａｍ）となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。Ｘ線管２０およびコリメータ２２からなる部分は、本発明におけるＸ線照射装置の実施の形態の一例である。
【００２４】
Ｘ線検出器２４は、扇状のＸ線ビームの広がりの方向にアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数の検出素子を有する。Ｘ線検出器２４は、本発明におけるＸ線検出装置の実施の形態の一例である。Ｘ線検出器２４の構成については後にあらためて説明する。
【００２５】
Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。Ｘ線照射・検出装置は、本発明におけるＸ線照射・検出装置の実施の形態の一例である。Ｘ線照射・検出装置については後にあらためて説明する。
【００２６】
Ｘ線検出器２４にはデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００２７】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。なお、コリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。
【００２８】
以上のＸ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ２の回転部３４に搭載されている。回転部３４の回転は、回転コントローラ３６によって制御される。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。
【００２９】
撮影テーブル４は、図示しない撮影の対象を走査ガントリ２のＸ線照射空間に搬入および搬出するようになっている。対象とＸ線照射空間との関係については後にあらためて説明する。
【００３０】
操作コンソール６はデータ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。データ処理装置６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インタフェース６２には、走査ガントリ２と撮影テーブル４が接続されている。データ処理装置６０は制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２および撮影テーブル４を制御する。
【００３１】
走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６が制御インタフェース６２を通じて制御される。なお、それら各部と制御インタフェース６２との個別の接続については図示を省略する。
【００３２】
データ処理装置６０には、また、データ収集バッファ６４が接続されている。データ収集バッファ６４には、走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。
【００３３】
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した複数ビューの透過Ｘ線データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等が用いられる。
【００３４】
データ処理装置６０は、画像再構成用の演算を行う専用の演算ユニット（ｕｎｉｔ）を備えている。すなわち、例えば図２に示すように、コンピュータ６０２による制御の下で画像再構成演算を実行するリコンユニット（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ）６１２，６１４，６１６を有する。リコンユニット６１２は必ず実装されるものであり、リコンユニット６１４，６１６はユーザーのオプション（ｏｐｔｉｏｎ）によって実装されるものである。リコンユニット６１２，６１４，６１６は、本発明における断層像生成ユニットの実施の形態の一例である。
【００３５】
オプションによってリコンユニットの実装数を増やすほど、それらの並列動作により画像再構成の能力が向上し再構成画像のフレームレートがあがる。最大実装状態ではリアルタイムリコンが可能である。
【００３６】
データ処理装置６０には、また、記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６は各種のデータやプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶している。データ処理装置６０が記憶装置６６に記憶されたプログラムを実行することにより、後述のスライス厚決定および再構成画像等が行われる。
【００３７】
データ処理装置６０には、また、表示装置６８および操作装置７０が接続されている。表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置７０は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。使用者は表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３８】
図３に、Ｘ線検出器２４の模式的構成を示す。同図に示すように、Ｘ線検出器２４は、複数の検出素子２４（ｉｋ）をアレイ状に配列した、多チャンネルのＸ線検出器となっている。
【００３９】
複数の検出素子２４（ｉｋ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。ｉはチャンネル番号であり例えばｉ＝１〜１０００である。ｋは列番号であり例えばｋ＝１，２である。検出素子２４（ｉｋ）は、列番号ｋが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。なお、Ｘ線検出器２４の検出素子列は２列に限るものではなく、例えば図４に示すような４列あるいはそれ以上のものであってよく、また、図５に示すように１列のものであってよい。
【００４０】
検出素子２４（ｉｋ）は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体検出素子またはＸｅガス（ｇａｓ）を用いる電離箱型の検出素子であってよい。
【００４１】
図６に、Ｘ線照射・検出装置におけるＸ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出器２４の相互関係を示す。なお、図６の（ａ）は走査ガントリ２の正面から見た状態を示す図、（ｂ）は側面から見た状態を示す図である。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４００となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射されるようになっている。
【００４２】
図６の（ａ）では、扇状のＸ線ビーム４００の広がりを示す。Ｘ線ビーム４００の広がり方向は、Ｘ線検出器２４におけるチャンネルの配列方向に一致する。（ｂ）ではＸ線ビーム４００の厚みを示す。Ｘ線ビーム４００の厚み方向は、Ｘ線検出器２４における複数の検出素子列の並設方向に一致する。
【００４３】
このようなＸ線ビーム４００の扇面に体軸を交差させて、例えば図７に示すように、撮影テーブル４に載置された対象１００がＸ線照射空間に搬入される。走査ガントリ２は、内部にＸ線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。
【００４４】
Ｘ線照射空間は走査ガントリ２の筒状構造の内側空間に形成される。Ｘ線ビーム４００によってスライスされた対象１００の像がＸ線検出器２４に投影される。Ｘ線検出器２４によって、対象１００を透過したＸ線が検出される。対象１００に照射するＸ線ビーム４００の厚みｔｈは、コリメータ２２のアパーチャの開度により調節される。
【００４５】
Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４からなるＸ線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象１００の体軸の周りを連続的に回転（スキャン）する。Ｘ線照射・検出装置の回転と並行して、矢印４２で示すように撮影テーブル４を対象１００の体軸方向に連続的に移動させる。これによって、Ｘ線照射・検出装置は、対象１００に関して相対的に、対象１００を包囲する螺旋状の軌道に沿って旋回することになり、いわゆるヘリカルスキャンが行われる。
【００４６】
ヘリカルスキャンの１旋回当たり複数（例えば１０００程度）のビューの投影データが収集される。投影データの収集は、Ｘ線検出器２４−データ収集部２６−データ収集バッファ６４の系統によって行われる。以下、投影データをビューデータともいう。
【００４７】
Ｘ線検出器２４の検出素子列が２列となっている場合、図８に示すように、２スライス分のデータが一挙に収集される。同図に示すように、２つのスライスの中心間の距離をｄとし、ヘリカルスキャンの１旋回当たりの、Ｘ線照射・検出装置の体軸方向の移動距離をＬとしたとき、Ｌ／ｄをヘリカルスキャンのピッチ（ｐｉｔｃｈ）という。
【００４８】
ピッチが１のとき、１旋回当たりの移動距離Ｌはスライス中心間距離ｄと等しくなる。スライス中心間距離ｄはスライス厚に等しい。ピッチ１のヘリカルスキャンを行った場合、進行方向に向かって後側の検出素子列は、前側の検出素子列がたどった螺旋状の軌跡を１旋回遅れてたどるようになる。
【００４９】
その状況を図９にダイヤグラム（ｄｉａｇｒａｍ）によって示す。同図のダイヤグラムでは横軸が体軸方向の距離であり縦軸が旋回数である。縦軸にはビュー角度を併記する。各軸の座標の原点は後側の検出素子列の初期位置である。前側の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離ｄの位置にある。なお、各検出素子列の位置はそれぞれのスライス中心位置で代表する。
【００５０】
同図のダイヤグラムＡで示すように、前側の検出素子列は、１回目の旋回すなわちビュー角度０°から３６０°までの旋回でｄから２ｄまで移動し、２回目の旋回すなわちビュー角度３６０°から７２０°までの旋回で２ｄから３ｄまで移動し、以下、１旋回ごとに距離ｄずつ移動する。
【００５１】
これに対して、後側の検出素子列は、ダイヤグラムＢのように、１回目の旋回（０°〜３６０°）で原点からｄまで移動し、２回目の旋回（３６０°〜７２０°）でｄから２ｄまで移動し、以下、１旋回ごとに距離ｄずつ移動する。
【００５２】
このような旋回によって得られた投影データはビューごとに体軸上のスライス位置を異にする。すなわち、ダイヤグラムＡで示すように、前側の検出素子列では、ビュー角度０°から３６０°までの投影データすなわち１スキャン分の投影データは、距離ｄから２ｄまでの各スライス位置の投影データとなる。また、後側の検出素子列では、ダイヤグラムＢで示すように、１スキャン分の投影データは距離０からｄまでの各スライス位置の投影データとなる。投影データはいずれも厚さがｄのスライスについての投影データである。
【００５３】
図１０に、検出素子列が４列ある場合のダイヤグラムを示す。同図において、ダイヤグラムＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれ、前から１番目、２番目、３番目および４番目の検出素子列のダイヤグラムである。これらダイヤグラムはまたそれぞれのビューデータをも表すものとする。ビューデータは厚さがｄのスライスについてのビューデータである。
【００５４】
検出素子列が５列以上あるときは、同様なダイヤグラムが５本以上ある。検出素子列が２列の場合は、例えばダイヤグラムＣ，Ｄだけとなり、１列の場合は例えばダイヤグラムＤだけとなる。
【００５５】
ヘリカルスキャンのピッチは３となっている。これによって、１番目の検出素子列は、ダイヤグラムＡで示すように、１回目のスキャンで３ｄから６ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離３ｄずつ移動する。２番目の検出素子列は、ダイヤグラムＢで示すように、１回目のスキャンで２ｄから５ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離３ｄずつ移動する。３番目の検出素子列は、ダイヤグラムＣで示すように、１回目のスキャンでｄから４ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離３ｄずつ移動する。４番目の検出素子列は、ダイヤグラムＤで示すように、１回目のスキャンで原点から３ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離３ｄずつ移動する。
【００５６】
本実施形態例では、画像再構成にハーフリコン（ｈａｌｆ  ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）の技法を用いている。ハーフリコンの技法とは、平行Ｘ線ビームによる１８０°の角度範囲のビューデータを用いて画像再構成を行う技法であり、Ｘ線ＣＴ装置の技術分野においてよく知られている。
【００５７】
ビューデータ収集にファンビームＸ線を用いたときは１８０°にファン角度（ｆａｎ  ａｎｇｌｅ）を加えた角度範囲のビューデータを用いて画像再構成を行う。したがって、ファン角度が例えば６０°であるとすると、２４０°の角度範囲のビューデータが用いられる。
【００５８】
角度範囲が２４０°のビューデータとしては、例えば０°〜２４０°の角度範囲のビューデータを抽出することができる。ダイヤグラムＤで示すビューデータにおけるこの角度範囲のビューデータを用いて画像を再構成することにより、スライス位置ｄにおける断層像が得られる。この断層像のスライス厚はｄである。
【００５９】
角度範囲が２４０°のビューデータとしては、１２０°〜３６０°の角度範囲のビューデータを抽出することもできる。ダイヤグラムＤで示すビューデータにおけるこの角度範囲のビューデータを用いて画像を再構成することにより、スライス位置２ｄにおける断層像が得られる。この断層像のスライス厚もｄである。
この断層像はスライス位置ｄの断層像に隣接する断層像となる。
【００６０】
角度範囲が２４０°のビューデータとしては、２４０°〜４８０°の角度範囲のビューデータを抽出することもできる。ダイヤグラムＤで示すビューデータにおけるこの角度範囲のビューデータを用いて画像を再構成することにより、スライス位置３ｄにおける断層像が得られる。この断層像のスライス厚もｄである。
この断層像はスライス位置２ｄの断層像に隣接する断層像となる。
【００６１】
以下、同様にして、順次１２０°ずつすらした角度範囲２４０°のビューデータを用いて画像再構成を行うことにより、スライス位置４ｄ，５ｄ，６ｄ，・・・における断層像を逐次に得ることができる。いずれもスライス厚ｄの断層像であり、これによって、スライス間に隙間を生じることなく、すなわち、ギャップレス（ｇａｐ  ｌｅｓｓ）に連続する複数の断層像を得ることができる。ダイヤグラムＣ、ＢおよびＡのビューデータについても同様である。ただし、断層像のスライス位置は順次に距離ｄずつ異なる。
【００６２】
このようにして得られる断層像のフレーム数は、同図に示すように、ヘリカルスキャンの進行距離３ｄ当たり３フレームとなる。進行距離３ｄはヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離であるから、ヘリカルスキャンの１旋回時間当たり３フレームの断層像が得られる。すなわち、断層像のフレームレートは３フレーム／ローテーション（ｆｒａｍｅ／ｒｏｔａｔｉｏｎ）となる。
【００６３】
逆にいえば、データ処理装置６０の画像再構成の最大能力が３フレーム／ローテーションであるときは、ヘリカルスキャンの１旋回当たりの進行距離３ｄに対応して断層像のスライス厚をｄとすることにより、ギャップレスに連続する複数スライスの断層像を得ることができる。
【００６４】
データ処理装置６０による画像再構成のフレームレートは、最大能力３フレーム／ローテーションの範囲内で適宜に変更することができる。すなわち、例えば１．５、１．０および０．７５等とすることが可能である。このようなフレームレートに対応して、ギャップレスに連続する複数の断層像を得るためのスライス厚はそれぞれ２ｄ、３ｄおよび４ｄとなる。
【００６５】
スライス厚２ｄの断層像はダイヤグラムＤおよびＣのビューデータを加算して得られるデータ、または、ダイヤグラムＢおよびＡのビューデータを加算して得られるデータを用いて再構成される。スライス厚３ｄの断層像はダイヤグラムＤ、ＣおよびＢのビューデータを加算して得られるデータ、または、ダイヤグラムＣ、ＢおよびＡのビューデータを加算して得られるデータを用いて再構成される。スライス厚４ｄの断層像はダイヤグラムＤ〜Ａのビューデータを全加算して得られるデータを用いて再構成される。
【００６６】
ヘリカルスキャンのピッチは６とすることもできる。この場合は、図１１に示すように、１番目の検出素子列は、ダイヤグラムＡで示すように、１回目のスキャンで３ｄから９ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離６ｄずつ移動する。２番目の検出素子列は、ダイヤグラムＢで示すように、１回目のスキャンで２ｄから８ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離６ｄずつ移動する。３番目の検出素子列は、ダイヤグラムＣで示すように、１回目のスキャンでｄから７ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離６ｄずつ移動する。４番目の検出素子列は、ダイヤグラムＤで示すように、１回目のスキャンで原点から６ｄまで移動し、以後１スキャンごとに距離６ｄずつ移動する。
【００６７】
検出素子列が５列以上あるときは、同様なダイヤグラムが５本以上ある。検出素子列が２列の場合は、例えばダイヤグラムＣ，Ｄだけとなり、１列の場合は例えばダイヤグラムＤだけとなる。
【００６８】
ダイヤグラムＤで示すビューデータにおける０°〜２４０°の角度範囲のビューデータを用いてハーフリコンによって画像を再構成することにより、スライス位置２ｄにおける断層像が得られる。この断層像のスライス厚はｄである。
【００６９】
ダイヤグラムＤで示すビューデータにおける６０°〜３００°の角度範囲のビューデータを用いてハーフリコンによって画像を再構成することにより、スライス位置３ｄにおける断層像が得られる。この断層像のスライス厚もｄである。この断層像はスライス位置２ｄの断層像に隣接する断層像となる。
【００７０】
ダイヤグラムＤで示すビューデータにおける１２０°〜３６０°の角度範囲のビューデータを用いてハーフリコンによって画像を再構成することにより、スライス位置４ｄにおける断層像が得られる。この断層像のスライス厚もｄである。この断層像はスライス位置３ｄの断層像に隣接する断層像となる。
【００７１】
以下、同様にして、順次６０°ずつすらした角度範囲２４０°のビューデータを用いて画像再構成を行うことにより、スライス位置５ｄ，６ｄ，７ｄ，・・・における断層像を逐次に得ることができる。いずれもスライス厚ｄの断層像であり、これによって、ギャップレスに連続する複数の断層像を得ることができる。ダイヤグラムＣ、ＢおよびＡのビューデータについても同様である。ただし、断層像のスライス位置は順次に距離ｄずつ異なる。
【００７２】
このようにして得られる断層像のフレーム数は、同図に示すように、ヘリカルスキャンの進行距離６ｄ当たり６フレームとなる。進行距離６ｄはヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離であるから、ヘリカルスキャンの１旋回時間当たり６フレームの断層像が得られる。すなわち、断層像のフレームレートは６フレーム／ローテーションとなる。
【００７３】
逆にいえば、データ処理装置６０の画像再構成の最大能力が６フレーム／ローテーションであるときは、ヘリカルスキャンの１旋回当たりの進行距離６ｄに対応して断層像のスライス厚をｄとすることにより、ギャップレスに連続する複数スライスの断層像を得ることができる。
【００７４】
データ処理装置６０による画像再構成のフレームレートは、最大能力６フレーム／ローテーションの範囲内で適宜に変更することができる。すなわち、例えば３．０、２．０および１．５等とすることが可能である。このようなフレームレートに対応して、ギャップレスに連続する複数の断層像を得るためのスライス厚はそれぞれ２ｄ、３ｄおよび４ｄとなる。
【００７５】
スライス厚２ｄの断層像はダイヤグラムＤおよびＣのビューデータを加算して得られるデータ、または、ダイヤグラムＢおよびＡのビューデータを加算して得られるデータを用いて再構成される。スライス厚３ｄの断層像はダイヤグラムＤ、ＣおよびＢのビューデータを加算して得られるデータ、または、ダイヤグラムＣ、ＢおよびＡのビューデータを加算して得られるデータを用いて再構成される。スライス厚４ｄの断層像はダイヤグラムＤ〜Ａのビューデータを全加算して得られるデータを用いて再構成される。
【００７６】
以上を一般化すれば、画像再構成の最大能力がＦフレーム／ローテーションであるとき、ヘリカルスキャンの１旋回当たりのスライス位置の移動距離Ｄに対応して断層像のスライス厚Ｔを次式によって決定することにより、ギャップレスに連続する複数の断層像を得ることができる。
【００７７】
Ｔ＝Ｄ／Ｆ                                 （１）
なお、スライス厚は（１）与えられる値以上であればギャップレス状態を維持することができるので、スライス厚を決定する式は次式としてよい。
【００７８】
Ｔ≧Ｄ／Ｆ                                 （２）
このように、画像再構成のフレームレートおよびヘリカルスキャンの１旋回当たりの進行距離に合わせて適切なスライス厚を決定するので、データ処理装置６０においてリコンユニットの実装数を減じて画像再構成のフレームレートを低下させた場合でも、ギャップレスに連続する複数スライスの断層像を得ることができる。
【００７９】
逆にいえば、リアルタイムリコンを必要としないユーザー向けにはリコンユニットの実装数を減じて価格を低減したＸ線ＣＴ装置を提供することができる。そのようなＸ線ＣＴ装置は、画像再構成のフレームレートが低いとはいえ、ギャップレスのマルチスライス撮影が可能であるから、使用にあたって不都合を生じることはない。
【００８０】
本装置の動作を説明する。図１２に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）９０２で使用者がスキャン条件設定を行う。これによって、Ｘ線管の管電圧・管電流、スキャンタイム、スキャンピッチ、スキャン範囲等が設定される。
【００８１】
スキャンタイムはヘリカルスキャンの１旋回の所要時間である。スキャンタイムを設定することによりスキャンスピードが定まる。スキャンピッチはヘリカルスキャンのピッチである。これによって１旋回当たりのスライス位置移動距離が定まる。
【００８２】
画像再構成のフレームレートがデータ処理装置６０の最大能力の範囲内で調節可能な場合は、ここでフレームレートを設定するようにしてもよい。フレームレートを特に設定しないときは、デフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）値として画像再構成の最大能力でのフレームレートが自動的に設定される。
【００８３】
次に、ステップ９０４で、データ処理装置６０によるスライス厚決定が行われる。スライス厚決定は、上記のように設定されたスキャンピッチおよびフレームレートに基づき、前述の（１）または（２）式を用いて行われる。データ処理装置６０は、本発明におけるスライス厚決定手段の実施の形態の一例である。
【００８４】
次に、ステップ９０６でヘリカルスキャンを行う。これによって対象１００が体軸方向の所定の範囲にわたって連続的にスキャンされ、例えば４つの検出素子列に対応した４系統の投影データが獲得される。ヘリカルスキャンによるデータ獲得に関わる、走査ガントリ２および撮影テーブル４からなる部分は、本発明における透過Ｘ線データ獲得手段の実施の形態の一例である。
【００８５】
次に、ステップ９０８でデータ処理装置６０によって画像再構成が行われる。画像再構成はハーフリコンにより行われる。その場合の断層像のスライス厚はステップ９０４で決定したスライス厚とする。これによって、ギャップレスに連続する複数のスライスの断層像がそれぞれ実時間で得られる。
【００８６】
次に、ステップ９１０で、断層像が表示装置６８にスキャンとほぼ同時に実時間で表示されて診断等に供され、また、記憶装置６６に記憶される。データ処理装置６０および表示装置６８からなる部分は、本発明における断層像生成手段の実施の形態の一例である。
【００８７】
前述のようなスライス厚決定を行う機能をコンピュータに実現させるプログラムが、記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なように記録される。記録媒体としては、例えば、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体およびその他の方式の適宜の記録媒体が用いられる。記録媒体は半導体記憶媒体であってもよい。本書では記憶媒体は記録媒体と同義である。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像再構成のフレームレートの如何に関わらずヘリカルピッチに整合するスライス厚を決定する方法および装置、そのようなスライス厚決定機能をコンピュータに実現させるプログラム、並びに、そのようなスライス厚決定装置を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することができる。さらには、実時間での断層像表示も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】データ処理装置のブロック図である。
【図３】Ｘ線検出器の模式図である。
【図４】Ｘ線検出器の模式図である。
【図５】Ｘ線検出器の模式図である。
【図６】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図７】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図８】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図９】ヘリカルスキャンにおける複数の検出素子列の軌跡のダイヤグラムを示す図である。
【図１０】ヘリカルスキャンにおける複数の検出素子列の軌跡のダイヤグラムを示す図である。
【図１１】ヘリカルスキャンにおける複数の検出素子列の軌跡のダイヤグラムを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【符号の説明】
２  走査ガントリ
２０  Ｘ線管
２２  コリメータ
２４  Ｘ線検出器
２６  データ収集部
２８  Ｘ線コントローラ
３０  コリメータコントローラ
３４  回転部
３６  回転コントローラ
４  撮影テーブル
６  操作コンソール
６０  データ処理装置
６０２  コンピュータ
６１２〜６１６  リコンユニット
６２  制御インタフェース
６４  データ収集バッファ
６６  記憶装置
６８  表示装置
７０  操作装置
１００  対象
４００  Ｘ線ビーム
【図１】
0004610795.tif 000002
【図２】
0004610795.tif 000003
【図３】
0004610795.tif 000004
【図４】
0004610795.tif 000005
【図５】
0004610795.tif 000006
【図６】
0004610795.tif 000007
【図７】
0004610795.tif 000008
【図８】
0004610795.tif 000009
【図９】
0004610795.tif 000010
【図１０】
0004610795.tif 000011
【図１１】
0004610795.tif 000012
【図１２】
0004610795.tif 000013