(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に移動して被検体を撮影空間へ搬送するクレードルと、複数の検出素子列からなり、前記クレードルの加減速移動時と一定速度移動時にヘリカルスキャンにより投影データを得るためのＸ線検出器と、投影データについて逆投影処理を行う逆投影処理手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記逆投影処理手段は、前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合に、各ビューの画像再構成面について、前記クレードルが一定速度で移動したと仮定した場合の仮想画像再構成面を想定し、該仮想画像再構成面上に投影データを逆投影する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記画像再構成面上の特定画素に対応するローデータを、前記特定画素に対応する前記仮想画像再構成面上の画素についてのローデータとして再配置を行い、この再配置処理を特定ビューの投影データにおける各ローデータについて行うことによって再配置済投影データを生成し、この再配置済投影データを全ビューについて生成する再配置処理手段と、
前記仮想画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応するＸ線検出素子とを定めたテーブルを記憶する記憶部と、
を備え、
前記逆投影処理手段は、前記再配置済投影データについて、前記テーブルを参照して、前記仮想画像再構成面上における画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定して逆投影処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記再配置済投影データを補間処理する補間処理手段を備えており、前記逆投影処理手段は、補間処理後の再配置済投影データについて、前記テーブルを参照して、前記仮想画像再構成面上における画素点とこの画素点に対応する投影データを特定して逆投影処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記投影データに再構成荷重を乗算して重み付け済の投影データをビュー毎に生成する重み付け処理手段を備え、前記再配置処理手段は、重み付け済の投影データにおける各ローデータについて再配置処理を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記重み付け処理手段は、前記投影データにおける各ローデータが画像再構成面上のどの画素に対応するものかを特定した上で、コーンビーム再構成荷重の乗算処理を行って重み付け済の投影データを生成することを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記重み付け処理手段は、画像再構成面を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各投影データについて、前記再構成荷重として前記各投影データを検出したＸ線検出器と前記画像再構成面との距離に基づく重み係数を乗算してビュー毎の重み付け済の投影データを生成することを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
再配置処理後に前記再配置済投影データに再構成荷重を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成する重み付け処理手段を備え、前記逆投影処理手段は、重み付け済の再配置済投影データについて逆投影処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
再配置処理後に前記再配置済投影データに再構成荷重を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成する重み付け処理手段と、重み付け済の再配置済投影データについて補間処理を行う補間処理手段とを備え、前記逆投影処理手段は、重み付け処理と補間処理とがなされた再配置済投影データについて逆投影処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
再配置処理後に前記再配置済投影データについて補間処理を行う補間処理手段と、補間処理された前記再配置済投影データに再構成荷重を乗算して重み付け処理を行う重み付け処理手段とを備え、前記逆投影処理手段は、補間処理と重み付け処理とがなされた再配置済投影データについて逆投影処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記重み付け処理手段は、前記再配置済投影データにおける各ローデータが再配置処理前における画像再構成面上のどの画素に対応するものかを特定した上で、コーンビーム再構成荷重の乗算処理を行って重み付け済の再配置済投影データを生成することを特徴とする請求項７，８又は９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記重み付け処理手段は、前記仮想画像再構成面を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各再配置済投影データについて、前記再構成荷重として、前記各再配置済投影データに対応する再配置前の投影データを検出したＸ線検出器と前記画像再構成面との距離に基づく重み係数を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成することを特徴とする請求項７，８又は９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、特にヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）におけるクレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う際の演算量を減らすことができるＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置において、画像再構成に用いる投影データの収集をヘリカルスキャンによって行う場合、Ｘ線管と複数のＸ線検出素子からなるＸ線検出器とを被検体の周りに回転させるとともに、被検体を載せたクレードルを直線移動させている。
【０００３】
前記クレードルの直線移動距離のうち、前記クレードルの移動速度が一定に維持されている間にのみ、投影データの収集を行う場合もあるが、例えば特許文献１に記載されているように、前記クレードルの加減速中においても投影データを収集する場合もある。このように前記クレードルの直線移動距離のうち、加減速のための移動距離分も利用して投影データの収集を行うことにより、短い移動距離で投影データを収集することができ、投影データの収集をより短時間で行うことができる。
【特許文献１】特開２００５−４０５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記クレードルの直線移動距離のうち、加減速のための移動距離分も利用して投影データの収集を行う場合、前記クレードルが一定速度ではないために、画像再構成の際の演算量が増えることになる。
【０００５】
前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成する場合の演算量の増大の一例について説明すると、画像再構成にあっては、投影データを画素対応に加算して逆投影データを生成する逆投影処理が行われている。この逆投影処理において、画像再構成面上の画素点と、この画素点に対応する投影データとを特定して逆投影処理を行う場合がある。
【０００６】
ここで、前記クレードルの一定速度移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合、あるビューにおける画像再構成面と前記Ｘ線検出器におけるｚ軸方向の中心との距離は、画像再構成面毎に異なることはなく常に一定になる。従って、画像再構成面上の特定の画素を透過したＸ線を検出するＸ線検出素子は、特定のビューに着目した場合は常に同じものとなる。このため、前記クレードルの一定速度移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合の逆投影処理において、画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定するにあたっては、ビュー毎に、画像再構成面の画素点とこの画素点に対応するＸ線検出素子とを定めたテーブルを記憶しておき、このテーブルを参照して特定している。
【０００７】
一方、前記クレードルの速度が一定ではない加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合にあっては、あるビューにおける画像再構成面と前記Ｘ線検出器におけるｚ軸方向の中心との距離は、画像再構成面毎に異なるものとなり、常に一定になるわけではない。従って、特定のビューにおいて、画像再構成面上の特定の画素を透過したＸ線を検出するＸ線検出素子は、常に同じものとはならない。このため、前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合の逆投影処理において、画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定する際に、前記テーブルを用いることができず、画素点毎に演算による特定を行わざるを得ない。従って、演算量が多くなり、画像再構成時間が長くなっていた。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、画像再構成の際の演算量を減らして画像再構成時間を短縮化することができる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】
【０００９】
この発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、第１の観点の発明は、水平方向に移動して被検体を撮影空間へ搬送するクレードルと、複数の検出素子列からなり、前記クレードルの加減速移動時と一定速度移動時にヘリカルスキャンにより投影データを得るためのＸ線検出器と、投影データについて逆投影処理を行う逆投影処理手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記逆投影処理手段は、前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合に、各ビューの画像再構成面について、前記クレードルが一定速度で移動したと仮定した場合の仮想画像再構成面を想定し、該仮想画像再構成面上に投影データを逆投影することを特徴とする。
【００１０】
第２の観点の発明は、第１の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成面上の特定画素に対応するローデータを、前記特定画素に対応する前記仮想画像再構成面上の画素についてのローデータとして再配置を行い、この再配置処理を前記特定ビューの投影データにおける各ローデータについて行うことによって再配置済投影データを生成し、この再配置済投影データを全ビューについて生成する再配置処理手段と、前記仮想画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応するＸ線検出素子とを定めたテーブルを記憶する記憶部と、をさらに備え、前記逆投影処理手段は、前記再配置済投影データについて、前記テーブルを参照して、前記仮想画像再構成面上における画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定して逆投影処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
第３の観点の発明は、第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記再配置済投影データを補間処理する補間処理手段をさらに備えており、前記逆投影処理手段は、補間処理後の再配置済投影データについて、前記テーブルを参照して、前記仮想画像再構成面上における画素点とこの画素点に対応する投影データを特定して逆投影処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
第４の観点の発明は、第２又は第３の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記投影データに再構成荷重を乗算して重み付け済の投影データをビュー毎に生成する重み付け処理手段をさらに備え、前記再配置処理手段は、重み付け済の投影データにおける各ローデータについて再配置処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
第５の観点の発明は、第４の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記重み付け処理手段は、前記投影データにおける各ローデータが画像再構成面上のどの画素に対応するものかを特定した上で、コーンビーム再構成荷重の乗算処理を行って重み付け済の投影データを生成することを特徴とする。
【００１４】
第６の観点の発明は、第４の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記重み付け処理手段は、画像再構成面を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各投影データについて、前記再構成荷重として前記各投影データを検出したＸ線検出器と前記画像再構成面との距離に基づく重み係数を乗算してビュー毎の重み付け済の投影データを生成することを特徴とする。
【００１５】
第７の観点の発明は、第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、再配置処理後に前記再配置済投影データに再構成荷重を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成する重み付け処理手段をさらに備え、前記逆投影処理手段は、重み付け済の再配置済投影データについて逆投影処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
第８の観点の発明は、第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、再配置処理後に前記再配置済投影データに再構成荷重を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成する重み付け処理手段と、重み付け済の再配置済投影データについて補間処理を行う補間処理手段とをさらに備え、前記逆投影処理手段は、重み付け処理と補間処理とがなされた再配置済投影データについて逆投影処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
第９の観点の発明は、第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、再配置処理後に前記再配置済投影データについて補間処理を行う補間処理手段と、補間処理された前記再配置済投影データに再構成荷重を乗算して重み付け処理を行う重み付け処理手段とを備え、前記逆投影処理手段は、補間処理と重み付け処理とがなされた再配置済投影データについて逆投影処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
第１０の観点の発明は、第７，８又は９の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記重み付け処理手段は、前記再配置済投影データにおける各ローデータが再配置処理前における画像再構成面上のどの画素に対応するものかを特定した上で、コーンビーム再構成荷重の乗算処理を行って重み付け済の再配置済投影データを生成することを特徴とする。
【００１９】
第１１の観点の発明は、第７，８又は９の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記重み付け処理手段は、前記仮想画像再構成面を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各再配置済投影データについて、前記再構成荷重として、前記各再配置済投影データに対応する再配置前の投影データを検出したＸ線検出器と前記画像再構成面との距離に基づく重み係数を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合に、前記クレードルが一定速度で移動したと仮定した場合の仮想画像再構成面を想定して逆投影処理をするので、前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データを用いた画像再構成の際の演算量を従来よりも減らすことができる。
【００２１】
第２の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、前記クレードルの加減速移動時に収集された投影データにおけるローデータについて、再配置処理を行うことにより、前記逆投影処理ステップにおいて、前記テーブルを参照して、前記仮想画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定して逆投影処理をすることができる。これにより、前記逆投影処理ステップにおいて画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定するための演算が不要になる。一方、前記再配置処理ステップにおいては、前記画像再構成面上の特定画素に対応するローデータを、前記特定画素に対応する前記仮想画像再構成面上の画素についてのローデータとして再配置処理を行う際に、どの位置の検出素子列のローデータとして再配置するかについての位置特定の演算、すなわち前記仮想画像再構成面上の画素に対応する検出素子列の位置特定の演算を行う必要があるが、この演算はローデータ単位、すなわち画素列単位での演算であり、従来のように逆投影処理において画素点毎に演算を行う場合に比べれば演算量は少ない。従って、画像再構成処理全体の演算量としては、従来よりも減らすことができ、これにより画像再構成時間を短縮化することができる。
【００２２】
第３の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、前記再配置済投影データを補間処理することにより、画質の劣化を抑制することができる。
【００２３】
第４の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、重み付け済の投影データにおける各ローデータについて再配置処理を行うことにより、重み付けされた再配置済の投影データを得ることができる。そして、その後逆投影処理を実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
第５の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、前記投影データについて前記再構成荷重としてコーンビーム再構成荷重を乗算して重み付け済の投影データが生成され、この投影データにおける各ローデータについて再配置処理が行われることになる。そして、その後逆投影処理を実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
第６の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、画像再構成面を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各投影データについて前記再構成荷重として前記各投影データを検出したＸ線検出器と前記画像再構成面との距離に基づく重み係数を乗算して重み付け済の投影データが生成され、この投影データにおける各ローデータについて前記再配置処理が行われることになる。そして、その後逆投影処理を実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
第７の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、前記再配置処理ステップの後に重み付け処理を行うことにより、重み付けされた再配置済の投影データを得ることができる。そして、その後前記逆投影処理ステップを実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
第８，９の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、重み付け処理と補間処理とがされた再配置済投影データを得ることができる。そして、その後逆投影処理を実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
第１０の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、コーンビーム再構成荷重の乗算処理を行って重み付け済の再配置済投影データが生成される。そして、その後逆投影処理を実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
第１１の観点の発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、前記仮想画像再構成面を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各再配置済投影データについて、前記再構成荷重として、前記各再配置済投影データに対応する再配置前の投影データを検出したＸ線検出器と前記画像再構成面との距離に基づく重み係数を乗算して重み付け済の再配置済投影データが生成される。そして、その後逆投影処理を実行することにより、第１の観点の発明と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
先ず、本発明の第一実施形態について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すＸ線ＣＴ装置１は、操作コンソール１００と、テーブル装置２００と、走査ガントリ３００とを備えている。
【００３１】
前記操作コンソール１００は、操作者の入力を受け付ける入力装置１０１と、本発明に係る画像再構成処理等を実行する中央処理装置１０２と、前記走査ガントリ３００で取得されたＸ線検出素子（後述する）毎の検出データを収集して投影データとするデータ収集バッファ１０３と、前記投影データから再構成したＣＴ画像を表示するＣＲＴ１０４と、プログラムやデータやＸ線ＣＴ画像等を記憶する記憶装置１０５とを有している。本実施形態では、この記憶装置１０５に記憶されたデータとして、図２に示すテーブルがビュー毎に記憶されている。このテーブルにおいては、前記テーブル装置２００におけるクレードル２０１（後述）の一定速度移動時にスキャンを行って投影データを収集する場合における画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応するＸ線検出素子（前記画素点を透過したＸ線を検出する検出素子）とが定められている。
【００３２】
このテーブルは、前記クレードル２０１の一定速度移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う際の逆投影処理において、画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定する際に参照される。また、このテーブルは、後で詳しく説明するように、前記クレードル２０１の加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う際の逆投影処理においても参照される。この場合、前記テーブルは、後述の仮想画像再構成面Ｐ′上の画素点とこの画素点に対応するＸ線検出素子とを定めたものとしての意義を有する。
【００３３】
前記中央処理装置１０２は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成され、図３に示すように、後述の重み付け処理を行う重み付け処理手段１０２１、後述の再配置処理を行う再配置処理手段１０２２、後述の逆投影処理を行う逆投影処理手段１０２３を備えている。また、前記中央処理装置１０２は、図示しないが、後述の前処理を行う前処理手段及び後述のフィルタ処理を行うフィルタ処理手段を備えている。
【００３４】
前記テーブル装置２００は、被検体を載せて前記走査ガントリ３００の空洞部に入れ出しするクレードル２０１を有している。このクレードル２０１は、水平方向に移動することにより、前記走査ガントリ３００の空洞部へ被検体を入れ出しするようになっている。
【００３５】
前記走査ガントリ３００は、Ｘ線管３０１と、Ｘ線コントローラ３０２と、コリメータ３０３と、Ｘ線検出器３０４と、ＤＡＳ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）３０５と、被検体の体軸の周りに前記Ｘ線管３０１及び前記Ｘ線検出器３０４を回転させる回転コントローラ３０６と、制御信号などを前記操作コンソール１００や前記テーブル装置２００とやり取りする制御インタフェース３０７とを有している。
【００３６】
図４及び図５は、前記Ｘ線管３０１と前記Ｘ線検出器３０４の説明図である。前記Ｘ線管３０１及び前記Ｘ線検出器３０４は、回転中心ＩＣの周りを回転する。鉛直方向をｙ方向とし、水平方向をｘ方向とし、これらに垂直な方向をｚ方向とするとき、前記Ｘ線管３０１及び前記Ｘ線検出器３０４の回転平面は、ｘｙ平面である。また、前記クレードル２０１の移動方向はｚ方向である。
【００３７】
前記Ｘ線管３０１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、ｖｉｅｗ＝０°とする。
前記Ｘ線検出器３０４は、複数のＸ線検出素子３０４ａで構成されている。より詳細には、前記Ｘ線検出器３０４は、複数の検出素子列、すなわち第１検出素子列〜第Ｊ（ただし、Ｊ≦２）検出素子列を有し、この検出素子列は複数のチャネル、すなわちチャネル１からチャネルＩ（ただし、Ｉ≦２）を有している。例えば、前記Ｘ線検出器３０４は、２５６列の検出素子列（すなわち、Ｊ＝２５６）と１０２４チャネルのチャネル（すなわち、Ｉ＝１０２４）を有する。
【００３８】
このように構成された前記Ｘ線ＣＴ装置１の撮像方法について説明する。前記Ｘ線ＣＴ装置１では、ヘリカルスキャンにおける前記クレードル２０１の加減速移動時と一定速度移動時に投影データの収集を行い、得られた投影データを用いて画像再構成を行う。以下、前記クレードル２０１の加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合について説明する。前記クレードル２０１の一定速度移動時に収集された投影データを用いた画像再構成については、後述するステップＳ５の再配置処理が行われない点を除いては、加減速移動時に収集された投影データを用いた画像再構成と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００３９】
図６は、第一実施形態における前記Ｘ線ＣＴ装置１の撮像方法を示すフロー図である。この図６に示すステップＳ１では、前記Ｘ線管３０１と前記Ｘ線検出器３０４とを被検体の周りに回転させ、かつ前記クレードル２０１を直線移動させながら、直線移動位置ｚとビュー角度と検出器列番号ｊとチャネル番号ｉとで表されるビュー角度ｖｉｅｗ毎の投影データを収集する。図７に、あるビュー角度ｖｉｅｗの投影データのフォーマットを示す。この投影データは、前記Ｘ線検出素子３０４ａ毎の検出データの集合体であり、ビュー角度ｖｉｅｗ毎（例えば全部で１０００ビューであれば、０．３６°毎）に前記記憶装置１０５に記憶される。
【００４０】
前記クレードル２０１の移動制御は、前記中央処理装置１０２が行う。図８は、前記クレードル２０１の直線移動距離と直線移動速度との関係を示す図である。この図８に基づいて前記クレードル２０１の移動制御について詳しく説明すると、前記中央処理装置１０２は、前記クレードル２０１を所定関数に基づいて加速する。そして、前記クレードル２０１が所定の直線移動速度になると、一定速度で移動させる。つぎに、前記クレードル２０１が定速終了位置に達すると、所定関数に基づいて減速する。そして、前記クレードル２０１の直線移動速度が停止可能速度になると、前記クレードル２０１の直線移動をストップさせる。
【００４１】
図６に戻り、ステップＳ２以降においては、前記中央処理装置１０２が画像再構成を行う。ここでの画像再構成は、３次元画像再構成である。具体的に説明すると、先ずステップＳ２では、前記投影データに対して、前記前処理手段（図示省略）が前処理（オフセット補正，対数補正，Ｘ線線量補正，感度補正）を行う。
【００４２】
ステップＳ３では、前処理した前記投影データに対して、前記フィルタ処理手段（図示省略）がフィルタ処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、フィルタ（再構成関数）を掛け、逆フーリエ変換する。
【００４３】
ステップＳ４では、フィルタ処理した前記投影データに対して、前記重み付け処理手段１０２１が重み付け処理を行う。この重み付け処理については、図９を参照して後述する。
【００４４】
ステップＳ５では、前記再配置処理手段１０２２が、重み付け処理された前記投影データの再配置処理を行い、再配置済投影データを得る。この再配置処理については、図１２を参照して後述する。
【００４５】
ステップＳ６では、前記逆投影処理手段１０２３が、前記再配置済投影データに対して逆投影処理を行い、逆投影データを得る。この逆投影処理については、図１６を参照して後述する。
【００４６】
ステップＳ７では、前記逆投影データに対して後処理を行い、ＣＴ画像を得る。
【００４７】
ステップＳ４の重み付け処理について詳細に説明する。図９は、重み付け処理の詳細を示すフロー図である。
【００４８】
ステップＳ４１では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０°分のビュー又は「１８０°分＋ファン角度分」のビュー）の中の一つのビューに着目する。
【００４９】
ステップＳ４２では、検出素子列単位の投影データ、すなわちローデータが、画像再構成面上のどの画素に対応するものかを演算した上で、前記ローデータにコーンビーム再構成荷重を乗算して重み付け済のローデータを生成し、この重み付け済みのローデータを各ローデータについて生成して、重み付け済の投影データを得る（コーンビーム再構成荷重の乗算処理）。
【００５０】
前記ステップＳ４２について、図１０及び図１１を参照してもう少し詳しく説明する。図１０は、ｘ軸方向から見た前記Ｘ線管３０１及び前記Ｘ線検出器３０４と画像再構成面Ｐとを示す図であり、図１１は、図１０をｚ軸方向から見た図である。これらの図には、画像再構成面Ｐ上に投影された特定の検出素子列ｊのローデータの分布Ｌが示されており、前記ステップＳ４２ではこの分布Ｌに相当する画素群ｇｓを演算により特定した上で、前記ローデータにコーンビーム再構成荷重を乗算して重み付け済のローデータを生成する。そして、この重み付け済のローデータを、前記画像再構成面Ｐ上に投影される全てのローデータについて生成し、重み付け済の投影データを得る。
【００５１】
ここで、コーンビーム再構成荷重は、例えば前記Ｘ線管３０１の焦点から前記ローデータＬに対応する検出素子列ｊまでの距離に基づいて算出される。
【００５２】
ステップＳ４３では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０°分のビュー又は「１８０°分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップＳ４１とＳ４２を繰り返し、各ビューについての重み付け済の投影データを生成する。
【００５３】
次に、ステップＳ５の再配置処理について図１２を参照して詳細に説明する。図１２は、再配置処理の詳細を示すフロー図である。
【００５４】
ステップＳ５１では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０°分のビュー又は「１８０°分＋ファン角度分」のビュー）の中の一つのビューに着目する。
【００５５】
ステップＳ５２では、重み付け済の投影データにおける各ローデータの再配置を行い、再配置済投影データを生成する。図１３，１４を用いてより詳細に説明する。図１３は、ｘ軸方向から見た前記Ｘ線管３０１及び前記Ｘ線検出器３０４と画像再構成面とを示す図であり、図１３（Ａ）には、前記クレードル２０１の加減速移動時の前記着目ビューにおける現実の画像再構成面Ｐが示され、一方図１３（Ｂ）には、前記着目ビューにおいて、前記クレードル２０１が一定速度で移動したと仮定した場合における、前記画像再構成面Ｐに相当する仮想画像再構成面Ｐ′が示されている。また、図１４は、再配置処理の概念図である。
【００５６】
ここで、前記仮想画像再構成面Ｐ′について、図１５に基づいて説明する。図１５は、前記仮想画像再構成面Ｐ′についての説明図である。この図１５には、前記クレードル２０１の加減速移動時における前記Ｘ線管３０１、前記Ｘ線検出器３０４及び画像再構成面Ｐのジオメトリ（図中の上方）と、前記クレードル２０１が一定速度で移動した場合における前記Ｘ線管３０１、前記Ｘ線検出器３０４及び前記仮想画像再構成面Ｐ′のジオメトリ（図中の下方）とが示されている。図中のドットＤは、前記Ｘ線検出器３０４の軌跡を示しており、図示された各ジオメトリは、互いに同じビューのものである。前記仮想画像再構成面Ｐ′は、前記クレードル２０１が一定速度で移動した場合において、画像再構成面Ｐに相当するものである。
【００５７】
前記ステップＳ５２の説明に戻ると、このステップＳ５２では、前記画像再構成面Ｐ上の画素群ｇｓに対応するローデータを、前記画素群ｇｓに対応する前記仮想画像再構成面Ｐ′上における画素群ｇｓ′についてのローデータとして再配置する。言い換えれば、前記画素群ｇｓに対応する第ｊ列のローデータを、前記画素群ｇｓ′に対応する第ｊ′列のローデータとして再配置する。このとき、どの位置の検出素子列のローデータとして再配置するか（すなわちｇｓ′に対応する検出素子列（第ｊ′列）の特定）は、例えば前記仮想画像再構成面Ｐ′と、前記Ｘ線検出器３０４におけるｚ軸方向の中心との距離ｄｚに基づいて演算を行い特定する。そして、この再配置を重み付け済の投影データにおける各ローデータについて行って、前記再配置済投影データを生成する。
【００５８】
ステップＳ５３では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０°分のビュー又は「１８０°分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップＳ５１とステップＳ５２を繰り返し、ビュー毎の再配置済投影データを生成する。
【００５９】
ステップＳ６の３次元逆投影処理について詳細に説明する。図１６は、３次元逆投影処理の詳細を示すフロー図である。
【００６０】
ステップＳ６１では、所望の画像位置の画像再構成面でのＣＴ画像の再構成に必要な全ビューの中の一つのビューに着目する。
【００６１】
ステップＳ６２では、着目ビューにおける前記仮想画像再構成面Ｐ′を想定した上で、図２に示すテーブルを参照して、前記仮想画像再構成面Ｐ′（図１２（Ｂ）参照）上における画素点と、この画素点に対応する再配置済投影データとを特定する。
【００６２】
ステップＳ６３では、図１７に示すように、特定された再配置済投影データを画素対応に加算する。
【００６３】
ステップＳ６４では、ＣＴ画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、「３６０°分」のビュー又は「１８０°＋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、逆投影データを得る。
【００６４】
ステップＳ６５では、前記仮想画像再構成面Ｐ′上のすべての画素点について、ステップＳ６１〜Ｓ６４を繰り返し、前記仮想画像再構成面Ｐ′上のすべての画素点についての逆投影データを得る。
【００６５】
以上のようにしてステップＳ１からＳ７を経て得られたＣＴ画像は、前記仮想画像再構成面Ｐ′についてのものであるが、前記のように前記仮想画像再構成面Ｐ′は、前記クレードル２０１が一定速度で移動したと仮定した場合における画像再構成面Ｐに相当するものである。従って、得られたＣＴ画像は現実の画像再構成面のものとなる。
【００６６】
以上説明した第一実施形態によれば、前記クレードル２０１の加減速移動時に収集された投影データを用いて画像再構成を行う場合に、各ビューの画像再構成面Ｐについて、前記クレードル２０１が一定速度で移動したと仮定した場合の仮想画像再構成面Ｐ′を想定して逆投影処理をするので、前記クレードル２０１の加減速移動時に収集された投影データを用いた画像再構成の際の演算量を従来よりも減らすことができる。具体的に本実施形態における演算量の減少について述べれば、前記クレードル２０１の加減速移動時に収集された投影データにおけるローデータについて、ステップＳ５で再配置処理を行うことにより、ステップＳ６の前記逆投影処理ステップにおいて、前記テーブルを参照して、仮想画像再構成面Ｐ′上の画素点ｇ′とこの画素点ｇ′に対応する投影データとを特定し、逆投影処理をすることができる。これにより、前記逆投影処理ステップにおいて、画像再構成面Ｐ上の画素点ｇとこの画素点ｇに対応する投影データとを特定するための演算が不要になる。一方、前記再配置処理ステップにおいては、前記画像再構成面Ｐ上の画素群ｇｓに対応するローデータを、前記画素群ｇｓに対応する前記仮想画像再構成面Ｐ′上の画素群ｇｓ′についてのローデータとして再配置を行う際に、どの位置の検出素子列のローデータとして再配置するかについての位置特定の演算、すなわち前記仮想画像再構成面Ｐ′上の画素群ｇｓ′に対応する検出素子列（第ｊ′列）の位置特定の演算を行うが、この演算はローデータ単位、すなわち画素列単位での演算であり、従来のように逆投影処理において画素点毎に演算する場合に比べれば演算量は少ない。従って、画像再構成処理全体の演算量としては、従来よりも減らすことができ、これにより画像再構成時間を短縮することができる。
【００６７】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。図１８は、第二実施形態における前記Ｘ線ＣＴ装置１の撮像方法の概略を示すフロー図である。この第二実施形態は、前記再配置済投影データの補間処理（ステップＳ６′）を行う以外は第一実施形態と同様であり、以下の説明では第一実施形態と同様の事項については説明を省略する。
【００６８】
この第二実施形態における前記Ｘ線ＣＴ装置１の構成は、前記中央処理装置１０２が、前記重み付け処理手段１０２１、前記再配置処理手段１０２２、前記逆投影処理手段１０２３のほか、図示しない補間処理手段を備える以外は、第一実施形態と同様である。
【００６９】
前記補間処理について詳しく説明する。図１９，２０は、前記Ｘ線管３０１及び前記Ｘ線検出器３０４と画像再構成面とを示す図であり、図１９には、前記クレードル２０１の加減速移動時の前記着目ビューにおける現実の画像再構成面Ｐが示され、一方図２０には、前記クレードル２０１が一定速度で移動したと仮定した場合の前記着目ビューにおける仮想画像再構成面Ｐ′が示されている。これら図１９，２０に示すように、前記Ｘ線検出器３０４のｚ軸方向の中心と現実の画像再構成面Ｐとの距離ｄｚ１よりも、前記Ｘ線検出器３０４のｚ軸方向の中心と仮想画像再構成面Ｐ′との距離ｄｚ２の方が小さくなった場合、ステップＳ５の再配置処理ステップにおいて生成された再配置済投影データのローデータの分布Ｌの密度が小さくなる。そこで、このような場合、ステップＳ５の再配置処理の後に、ステップＳ６′において前記再配置済投影データを補間処理して、ローデータの密度を大きくする。
【００７０】
ステップＳ６′において補間処理を行うと、ステップＳ７′では逆投影処理を行う。この逆投影処理は、第一実施形態におけるステップＳ６と基本的には同様であるが、補間処理された再配置済投影データについて、逆投影処理を行う。
【００７１】
次に、ステップＳ８では、第一実施形態のステップＳ７と同様に後処理を行う。すなわち、ステップＳ７′において得られた逆投影データに対して後処理を行い、ＣＴ画像を得る。
【００７２】
以上説明した第二実施形態によれば、再配置済投影データを補間処理することにより、画質の劣化を抑制することができる。
【００７３】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態について説明する。図２１は、第三実施形態における前記Ｘ線ＣＴ装置１の撮像方法を示すフロー図である。このフロー図は、図５のフロー図とステップＳ４，Ｓ５が変わった以外は図５と同じであり、変わった部分についてのみ説明する。
【００７４】
この第三実施形態では、ステップＳ３の後のステップＳ４′において、投影データの再配置処理を行い、再配置済投影データを得る。再配置処理の具体的内容は、第一実施形態で説明したステップＳ５の内容と同様であり説明を省略する。
【００７５】
次に、ステップＳ５′では、再配置済投影データについて、重み付け処理を行う。この重み付け処理の内容も、第一実施形態で説明したステップＳ４の内容と基本的には同様であるが、再配置済投影データにおける各ローデータが、再配置処理前における画像再構成面（すなわち、図１３（Ａ）における現実の画像再構成面Ｐ）上のどの画素に対応するものかを演算した上で、前記各ローデータにコーンビーム再構成荷重を乗算して重み付け済のローデータを各ローデータについて生成して、重み付け済の再配置済投影データを生成する（コーンビーム再構成荷重の乗算処理）。
【００７６】
そして、ステップＳ６では、重み付け済の前記再配置済投影データについて、前記各実施形態と同様にして逆投影処理を行う。
【００７７】
以上説明した第三実施形態によっても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
次に、第三実施形態の変形例について説明する。先ず、第一変形例について、図２２に基づいて説明する。図２２は、第三実施形態の第一変形例における前記Ｘ線ＣＴ装置１の撮像方法を示すフロー図である。
【００７９】
この第一変形例では、前記第二実施形態と同様に、前記中央処理装置１０２が補間処理手段を備えており、ステップＳ５′の重み付け処理後にステップＳ６′の処理として補間処理を行う以外は、図２１のフロー図と同じ処理を行う。すなわち、ステップＳ５′の重み付け処理の後に、重み付け済の再配置済投影データについて、ステップＳ６′で補間処理を行い、次いでこのステップＳ６′の後にステップＳ７′の逆投影処理及びステップＳ８の後処理を行う。
【００８０】
このような第三実施形態の第一変形例によれば、前記第二実施形態と同様に、補間処理することで画質の劣化を抑制することができる。
【００８１】
次に第三実施形態の第二変形例について説明する。図２３は、第三実施形態の第二変形例における前記Ｘ線ＣＴ装置１の撮像方法を示すフロー図である。
【００８２】
この第二変形例においても、補間処理が行われるが、この補間処理は、ステップＳ４′の再配置処理後のステップＳ５′′の処理として行われる。そして、このステップＳ５′′において、再配置済投影データについて補間処理が行われた後、ステップＳ６′′において重み付け処理が行われる。この重み付け処理の内容も、第一実施形態で説明したステップＳ４の内容と基本的には同様であるが、補間処理後の再配置済投影データにおける各ローデータが、再配置処理前における画像再構成面上のどの画素に対応するものかを演算した上で、前記各ローデータにコーンビーム再構成荷重を乗算して重み付け済のローデータを各ローデータについて生成して、重み付け済の再配置済投影データを生成する（コーンビーム再構成荷重の乗算処理）。そして、このようなステップＳ６′′の後、ステップＳ７′の逆投影処理及びステップＳ８の後処理を行う。
【００８３】
このような第三実施形態の第二変形例によっても、前記第二実施形態と同様に、補間処理することで画質の劣化を抑制することができる。
【００８４】
以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、この発明はこれらに限られるものではない。たとえば、前記各実施形態では３次元画像再構成法の例について説明したが、画像再構成面上の画素点と、この画素点に対応する投影データとを特定して逆投影処理を行う２次元画像再構成法についても同様に適用可能である。この場合、再配置処理の前に重み付け処理を行う場合は、画像再構成面Ｐを挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各投影データについて、再構成荷重として前記各投影データを検出したＸ線検出器３０４と前記画像再構成面Ｐとの距離に基づく重み係数を乗算してビュー毎の重み付け済の投影データを生成し、２次元画像再構成を行う。また、再配置処理の後に重み付け処理を行う場合においては、前記仮想画像再構成面Ｐ′を挟む対向ビュー又は３６０度異なる２つのビューについての各再配置済投影データについて、前記再構成荷重として、前記各再配置済投影データに対応する再配置前の投影データを検出したＸ線検出器３０４と前記画像再構成面Ｐとの距離に基づく重み係数を乗算して重み付け済の再配置済投影データを生成し、２次元画像再構成を行う。
【００８５】
また、前記実施形態ではファン画像再構成について説明したが、本発明は平行ビーム画像再構成についても同様に適用可能である。
その他、本発明の主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像再構成面上の画素点とこの画素点に対応する投影データとを特定するためのテーブルを示す図である。
【図３】中央処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】Ｘ線管とＸ線検出器の説明図である。
【図５】Ｘ線管とＸ線検出器の説明図である。
【図６】第一実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の撮像方法を示すフロー図である。
【図７】あるビュー角度ｖｉｅｗの投影データのフォーマットを示す図である。
【図８】クレードルの直線移動距離と直線移動速度との関係を示す図である。
【図９】重み付け処理の詳細を示すフロー図である。
【図１０】ｘ軸方向から見たＸ線管及びＸ線検出器と画像再構成面とを示す図である。
【図１１】図１０をｚ軸方向から見た図である。
【図１２】再配置処理の詳細を示すフロー図である。
【図１３】ｘ軸方向から見たＸ線管及びＸ線検出器と画像再構成面とを示し、（Ａ）は、クレードルの加減速移動時の着目ビューにおける現実の画像再構成面を示す図、（Ｂ）は、クレードルが一定速度で移動したと仮定した場合の着目ビューにおける仮想画像再構成面を示す図である。
【図１４】再配置処理の概念図である。
【図１５】仮想画像再構成面についての説明図である。
【図１６】３次元逆投影処理の詳細を示すフロー図である。
【図１７】特定された再配置済投影データを画素対応に加算することを示すための説明図である。
【図１８】第二実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の撮像方法を示すフロー図である。
【図１９】Ｘ線管及びＸ線検出器と、クレードルの加減速移動時の着目ビューにおける現実の画像再構成面とを示す図であり、（Ａ）は、ｘ軸方向から見た図、（Ｂ）は、ｚ軸方向から見た図である。
【図２０】Ｘ線管及びＸ線検出器と、クレードルが一定速度で移動したと仮定した場合の着目ビューにおける現実の画像再構成面とを示す図であり、（Ａ）は、ｘ軸方向から見た図、（Ｂ）は、ｚ軸方向から見た図である。
【図２１】第三実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の撮像方法を示すフロー図である。
【図２２】第三実施形態の第一変形例におけるＸ線ＣＴ装置の撮像方法を示すフロー図である。
【図２３】第三実施形態の第二変形例におけるＸ線ＣＴ装置の撮像方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００８７】
１    Ｘ線ＣＴ装置
２０１  クレードル
３０４  Ｘ線検出器
３０４ａ  Ｘ線検出素子
１０２１  重み付け処理手段
１０２２  再配置処理手段
１０２３  逆投影処理手段
【図１】
0005179136.tif 000002
【図２】
0005179136.tif 000003
【図３】
0005179136.tif 000004
【図４】
0005179136.tif 000005
【図５】
0005179136.tif 000006
【図６】
0005179136.tif 000007
【図７】
0005179136.tif 000008
【図８】
0005179136.tif 000009
【図９】
0005179136.tif 000010
【図１０】
0005179136.tif 000011
【図１１】
0005179136.tif 000012
【図１２】
0005179136.tif 000013
【図１３】
0005179136.tif 000014
【図１４】
0005179136.tif 000015
【図１５】
0005179136.tif 000016
【図１６】
0005179136.tif 000017
【図１７】
0005179136.tif 000018
【図１８】
0005179136.tif 000019
【図１９】
0005179136.tif 000020
【図２０】
0005179136.tif 000021
【図２１】
0005179136.tif 000022
【図２２】
0005179136.tif 000023
【図２３】
0005179136.tif 000024