(57)【要約】【課題】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線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置の各種スキャンの被曝を低減、画質改善を実現する。【解決手段】１チャネルのＸ線検出器チャネルの大きさがチャネル方向にｄｃ，列方向にｄｒであるＸ線検出器において、Ｘ線検出器の分解能を落とさないために、Ｘ線データ収集した際の各データの収集間隔はチャネル方向にｄｃ，列方向にｄｒの間隔で行う。また、Ｘ線検出器の各チャネルデータのクロストークの割合を改善する。データのＳ／Ｎ改善のためにチャネル方向，列方向に２つずつデータを束ねる。これにより、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線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置の被曝低減および画質の最適化が実現できる。【選択図】図１７
2007175154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、
前記発生の方向と相対する２次元Ｘ線エリア検出器のＸ線検出器チャネルで前記Ｘ線を検出する２次元Ｘ線エリア検出器と、
前記２次元Ｘ線エリア検出器を、被検体が配置される回転中心の周りに対向配置し、前記Ｘ線を発生させつつ前記回転中心の周りを回転させ、前記被検体を透過するＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、
前記Ｘ線投影データを画像再構成し、断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記断層像を表示する画像表示手段と、
前記収集で用いられる撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線データ収集手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向であるチャネル方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｃとする際に、整数ｎを２以上の数として、前記チャネル方向にｎ個ずつ前記Ｘ線検出器のＸ線検出信号の加算を行い、前記加算された加算Ｘ線検出器データを、１つの前記Ｘ線投影データとして前記チャネル方向に前記ｄｃの間隔を持って収集することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、
前記発生の方向と相対する２次元Ｘ線エリア検出器のＸ線検出器チャネルで前記Ｘ線を検出する２次元Ｘ線エリア検出器と、
前記２次元Ｘ線エリア検出器を、被検体が配置される回転中心の周りに対向配置し、前記Ｘ線を発生させつつ前記回転中心の周りを回転させ、前記被検体を透過するＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、
前記Ｘ線投影データを画像再構成し、断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記断層像を表示する画像表示手段と、
前記収集で用いられる撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線データ収集手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向とほぼ直交する列方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｒとする際に、整数ｍを２以上の数として、前記列方向にｍ個ずつ前記Ｘ線検出器のＸ線検出信号の加算を行い、前記加算された加算Ｘ線検出器データを、１つ前記Ｘ線投影データとして前記列方向に前記ｄｒの間隔を持って収集することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、
前記発生の方向と相対する２次元Ｘ線エリア検出器のＸ線検出器チャネルで前記Ｘ線を検出する２次元Ｘ線エリア検出器と、
前記２次元Ｘ線エリア検出器を、被検体が配置される回転中心の周りに対向配置し、前記Ｘ線を発生させつつ前記回転中心の周りを回転させ、前記被検体を透過するＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、
前記Ｘ線投影データを画像再構成し、断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記断層像を表示する画像表示手段と、
前記収集で用いられる撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線データ収集手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向であるチャネル方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｃとし、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向とほぼ直交する列方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｒとする際に、整数ｎおよびｍを２以上の数として、前記チャネル方向にｎ個ずつ、また前記列方向にｍ個ずつ前記Ｘ線検出器のＸ線検出信号の加算を行い、前記加算された加算Ｘ線検出器データを、１つの前記Ｘ線投影データとして前記チャネル方向および前記列方向に前記ｄｃおよび前記ｄｒの間隔を持って収集することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記２次元Ｘ線エリア検出器は、多列Ｘ線検出器あるいはマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段は、前記加算を行う前記ｎおよび前記ｍの数の少なくとも一つの数が２であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段は、前記チャネル方向の収集を行う際の間隔を、前記ｄｃの整数倍の値にすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項２ないし５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段は、前記列方向の収集を行う際の間隔を、前記ｄｒの整数倍の値にすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいてクロストーク補正をオンオフすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいてクロストーク補正の係数を変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいて、前記撮影条件設定手段で設定された画像再構成関数を変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいて、前記ｚ方向フィルタ係数を変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段は、前記撮影条件に基づいて、前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数を算定し、前記画像再構成手段は、前記撮影条件に基づいて、クロストーク補正、前記ｚ方向フィルタ、画像再構成関数を決定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段は、前記撮影条件のノイズ指標値を含み、前記ノイズ指標値に基づいて、前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数を算定し、前記画像再構成手段は、前記撮影条件に基づいて、クロストーク補正、前記ｚ方向フィルタ、画像再構成関数を決定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用または産業用に用いられる、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、コンベンショナルスキャン（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ｓｃａｎ；アキシャルスキャンとも称する）またはシネスキャン（ｃｉｎｅ  ｓｃａｎ）またはヘリカルスキャン（ｈｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）または可変ピッチヘリカルスキャン（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｐｉｔｃｈ  ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）、ヘリカルシャトルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｈｕｔｔｌｅ  ｓｃａｎ）の被曝低減、画質改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、Ｘ線ＣＴ装置またはフラットパネル（ｆｌａｔ  ｐａｎｅｌ）に代表されるマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）構造の２次元Ｘ線エリア（ａｒｅａ）検出器によるＸ線ＣＴ装置においては、図１５のように、２次元Ｘ線エリア検出器の各々のＸ線検出器チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）をデータ（ｄａｔａ）収集時には１つずつ読み出していた。この場合に、各Ｘ線検出器チャネルのクロストーク（ｃｒｏｓｓ  ｔａｌｋ）の割合を示すクロストーク率は，図１６のようになる。特に，クロストークの問題はＸ線検出器チャネル間に存在するリフレクタ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）の幅が薄いもの、リフレクタが無いものにおいてクロストーク量は大きくなり、この場合は断層像上のＸＹ平面の分解能が劣化するという画質の観点からは問題であった。
【０００３】
しかし、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、Ｘ線無駄被曝の問題がより大きくなる方向である。
Ｘ線検出器の幅がｚ方向に広がるにつれ、Ｘ線検出器の面積も大きくなり、Ａ／Ｄ変換を行うデータ収集装置のチャネル数も多くなり、各Ｘ線検出器チャネルも微細化してくる。この場合に、各Ｘ線検出器チャネルの間に存在するリフレクタがあると、Ｘ線捕捉効率が下がってくるため、被検体の被曝は多くなる方向である。これを避けるためにリフレクタの幅を薄くしたり、リフレクタを無くす方向にＸ線検出器は進んで行っている。この場合に問題となるのが、各Ｘ線検出器チャネル間のデータのクロストークの問題である。
【０００４】
なお、各Ｘ線検出器チャネル間で発生するクロストークの１つの原因には、図１９に示すように、各Ｘ線検出器チャネルのシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）から隣のフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ−ｄｉｏｄｅ）に光が漏れて入ってしまう場合がある。
【特許文献１】米国特許第６１１５４４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、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または可変ピッチヘリカルスキャンのデータ収集の際に、各Ｘ線検出器間のクロストークが少なくなり、Ｓ／Ｎが改善するデータ収集方法または前処理方法、または画像再構成方法を実現する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】
【０００６】
本発明は、Ｘ線検出器の分解能を落とさないために、概ね、１つのＸ線検出器のチャネル方向の大きさｄｃ、あるいは列方向の大きさｄｒの間隔でデータ収集を行う。また、クロストーク率改善のために、図１７（ａ）のようにチャネル方向、列方向に束ねて、検出信号の加算を行う。
【０００７】
クロストークが分解能に与える影響は、各々の画像再構成関数により、特性が異なる。また、クロストーク補正した場合、その補正係数を変化させたときにも画像再構成関数により、特性が異なる。また、複数のＸ線検出器チャネルを直交方向であるｚ方向に束ねて画像再構成する場合もクロストーク特性が変わってくる。
【０００８】
上記のことを考えて、クロストーク補正係数を１つだけでなく、撮影条件の異なる様々な場合についていくつか用意することにより、データ収集および画像再構成の条件により、最適な係数を用いて、クロストーク補正を行うことにより、用途に応じた最適な分解能とノイズ特性（Ｓ／Ｎ）を有する断層像を得られることを特徴とするＸ線検出器またはＸ線ＣＴ装置を提供することで上記課題を解決する。
【０００９】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記発生の方向と相対する２次元Ｘ線エリア検出器のＸ線検出器チャネルで前記Ｘ線を検出する２次元Ｘ線エリア検出器と、前記２次元Ｘ線エリア検出器を、被検体が配置される回転中心の周りに対向配置し、前記Ｘ線を発生させつつ前記回転中心の周りを回転させ、前記被検体を透過するＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、前記Ｘ線投影データを画像再構成し、断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記断層像を表示する画像表示手段と、前記収集で用いられる撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、を備えるＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線データ収集手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向であるチャネル方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｃとする際に、整数ｎを２以上の数として、前記チャネル方向にｎ個ずつ前記Ｘ線検出器のＸ線検出信号の加算を行い、前記加算された加算Ｘ線検出器データを、１つの前記Ｘ線投影データとして前記チャネル方向に前記ｄｃの間隔を持って収集することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
上記第１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、チャネル方向にｎ個ずつＸ線検出信号を束ねるため、ｎ1/2倍だけＳ／Ｎが良くなり、データ収集間隔がチャネル方向にｄｃの場合には、ｎ・ｄｃ／２のチャネル方向の空間分解能となる。
【００１１】
第２の観点では、本発明は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記発生の方向と相対する２次元Ｘ線エリア検出器のＸ線検出器チャネルで前記Ｘ線を検出する２次元Ｘ線エリア検出器と、前記２次元Ｘ線エリア検出器を、被検体が配置される回転中心の周りに対向配置し、前記Ｘ線を発生させつつ前記回転中心の周りを回転させ、前記被検体を透過するＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、前記Ｘ線投影データを画像再構成し、断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記断層像を表示する画像表示手段と、前記収集で用いられる撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、を備えるＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線データ収集手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向とほぼ直交する列方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｒとする際に、整数ｍを２以上の数として、前記列方向にｍ個ずつ前記Ｘ線検出器のＸ線検出信号の加算を行い、前記加算された加算Ｘ線検出器データを、１つ前記Ｘ線投影データとして前記列方向に前記ｄｒの間隔を持って収集することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
上記第２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、列方向にｍ列ずつＸ線検出情報を束ねるため、ｍ1/2倍だけＳ／Ｎが良くなり、データ収集間隔が列方向にｄｒの場合には、ｍ・ｄｒ／２の列方向の空間分解能となる。
【００１３】
第３の観点では、本発明は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記発生の方向と相対する２次元Ｘ線エリア検出器のＸ線検出器チャネルで前記Ｘ線を検出する２次元Ｘ線エリア検出器と、前記２次元Ｘ線エリア検出器を、被検体が配置される回転中心の周りに対向配置し、前記Ｘ線を発生させつつ前記回転中心の周りを回転させ、前記被検体を透過するＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、前記Ｘ線投影データを画像再構成し、断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記断層像を表示する画像表示手段と、前記収集で用いられる撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、を備えるＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線データ収集手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向であるチャネル方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｃとし、前記２次元Ｘ線エリア検出器の長手方向とほぼ直交する列方向に前記Ｘ線検出器チャネルが有する大きさをｄｒとする際に、整数ｎおよびｍを２以上の数として、前記チャネル方向にｎ個ずつ、また前記列方向にｍ個ずつ前記Ｘ線検出器のＸ線検出信号の加算を行い、前記加算された加算Ｘ線検出器データを、１つの前記Ｘ線投影データとして前記チャネル方向および前記列方向に前記ｄｃおよび前記ｄｒの間隔を持って収集することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
上記第３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、チャネル方向にｎチャネルずつＸ線検出情報を束ねればｎ1/2倍だけＳ／Ｎが良くなり、列方向ｍ列ずつＸ線検出情報を束ねればｍ1/2倍だけＳ／Ｎが良くなり、データ収集間隔がチャネル方向にｄｃの場合には、ｎ・ｄｃ／２のチャネル方向の空間分解能があり、データ収集間隔が列方向にｄｒの場合には、ｍ・ｄｒ／２の列方向の空間分解能となる。
【００１５】
第４の観点では、本発明は、第１ないし３のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記２次元Ｘ線エリア検出器は、多列Ｘ線検出器あるいはマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
上記第４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、２次元方向に広がる２次元Ｘ線エリア検出器であれば良いので、多列Ｘ線検出器あるいはマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器であっても良い。
【００１７】
第５の観点では、本発明は、第１ないし４のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段が、前記加算を行う前記ｎおよび前記ｍの数の少なくとも一つの数が２であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
上記第５の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、第１〜４の観点において示したｎまたはｍのうち、少なくとも１つが２であることにより、チャネル方向に２チャネルずつ束ねれば、２1/2倍だけＳ／Ｎが良くなり、列方向に２列ずつ束ねれば、２1/2倍だけＳ／Ｎが良くなり、データ収集間隔はチャネル方向にｄｃなので、チャネル方向の空間分解能、データ収集間隔は列方向にｄｒなので、列方向の空間分解能ともにデータを束ねない場合と同様の分解能にする。
【００１９】
第６の観点では、本発明は、第１ないし５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段は、前記チャネル方向の収集を行う際の間隔を、前記ｄｃの整数倍の値にすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２０】
上記第６の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、チャネル方向のデータ収集間隔がｄｃの整数倍なので、その分だけデータ収集量が減りデータ処理速度が速くなる。
第７の観点では、本発明は、第２ないし５のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段が、前記列方向の収集を行う際の間隔を、前記ｄｒの値にすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２１】
上記第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、列方向のデータ収集間隔がｄｒの整数倍なので、その分だけデータ収集量が減りデータ処理速度が速くなる。
第８の観点では、本発明は、第１ないし７のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいてクロストーク補正をオンオフすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２２】
上記第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、２次元Ｘ線エリア検出器におけるチャネル方向、列方向のデータ収集の間隔、加算の数に基づいて、クロストーク補正のオンオフを制御することで、画質を最適にする。
【００２３】
第９の観点では、本発明は、第１ないし８のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段が、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいてクロストーク補正の係数を変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２４】
上記第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、多列Ｘ線検出器または２次元Ｘ線エリア検出器におけるチャネル方向、列方向のデータ収集の間隔、加算の数に基づいて、クロストーク補正の係数を変えてクロストーク補正の効き具合を制御することで、画質を最適にする。
【００２５】
第１０の観点では、本発明は、第１ないし９のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいて、前記撮影条件設定手段で設定された画像再構成関数を変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２６】
上記第１０の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、または２次元Ｘ線エリア検出器におけるチャネル方向、列方向のデータ収集の間隔、加算の数に基づいて、撮影条件設定手段で指定された画像再構成関数を微調整することで、画質を最適にする。
【００２７】
第１１の観点では、本発明は、第１ないし１０のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像再構成手段は、前記２次元Ｘ線エリア検出器の前記チャネル方向あるいは前記列方向における前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数に基づいて、前記ｚ方向フィルタ係数を変化させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２８】
上記第１１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、多列Ｘ線検出器または２次元Ｘ線エリア検出器におけるチャネル方向、列方向のデータ収集の間隔、加算の数に基づいて、列方向フィルタ処理におけるｚ方向フィルタ係数を制御することで、ノイズ・アーチファクトを制御でき、画質を最適にする。
【００２９】
第１２の観点では、本発明は、第１ないし１１のいずれか１つの観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段が、前記撮影条件に基づいて、前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数を算定し、前記画像再構成手段は、前記撮影条件に基づいて、クロストーク補正、前記ｚ方向フィルタ、画像再構成関数を決定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３０】
上記第１２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、撮影条件設定手段で定められる撮影条件に基づいて、または２次元Ｘ線エリア検出器におけるチャネル方向、列方向のデータ収集の間隔、加算の数を定め、そのデータ収集方法に基いてクロストーク補正、ｚ方向フィルタ、画像再構成関数の微調整を最適化して最適な画質の画像を得る。
【００３１】
第１３の観点では、本発明は、第１２の観点に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段が、前記撮影条件のノイズ指標値を含み、前記ノイズ指標値に基づいて、前記収集の間隔あるいは前記加算を行う数を算定し、前記画像再構成手段は、前記撮影条件に基づいて、クロストーク補正、前記ｚ方向フィルタ、画像再構成関数を決定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３２】
上記第１３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、撮影条件設定手段で定められたノイズ指標値に基いて、画質を最適化する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、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または可変ピッチヘリカルスキャンのデータ収集の際に、各Ｘ線検出器間のクロストークが少なくなり、Ｓ／Ｎが改善するデータ収集方法または前処理方法、または画像再構成方法を実現するＸ線ＣＴ装置を実現できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成ブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）１と、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）１０と、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２０とを具備している。なお、図１に示すｘｙｚ座標は、以後に示す図中のｘｙｚ座標と共通の座標を現し、図面相互の位置関係を示す。
【００３５】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける撮影条件設定手段である入力装置２と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する画像再構成手段である中央処理装置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（ｂｕｆｆｅｒ）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画像表示手段であるモニタ（ｍｏｎｉｔｏｒ）６と、プログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）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。
【００３６】
撮影条件の入力はこの撮影条件設定手段である入力装置２から入力され、記憶装置７に記憶される。図１４に撮影条件入力画面の例を示す。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（ｃｒａｄｌｅ）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の直線移動が行われる。
【００３７】
走査ガントリ２０は、Ｘ線発生装置であるＸ線管２１と、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２２と、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２３と、Ｘ線ビーム形成フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）２８と、２次元Ｘ線エリア検出器である多列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、スリップリング（ｓｌｉｐ  ｒｉｎｇ）３０とを具備している。
【００３８】
ここで、Ｘ線管２１、コリメータ２３、Ｘ線ビーム形成フィルタ２８、Ｘ線コントローラ２２、ＤＡＳ２５、回転部コントローラ２６および制御コントローラ２９は、Ｘ線データ収集手段をなす。
【００３９】
Ｘ線ビーム形成フィルタ２８は、撮影中心である回転中心に向かうＸ線の方向でフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、Ｘ線をより吸収できるようになっているＸ線フィルタである。このため、円形または楕円形に近い断面形状の被検体の体表面の被曝を少なくできるようになっている。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。
【００４０】
Ｘ線管２１と２次元Ｘ線エリア検出器である多列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およびクレードル進行方向を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。
【００４１】
図２および図３は、Ｘ線管２１と２次元Ｘ線エリア検出器である多列Ｘ線検出器２４の幾何学的配置をｘｙ平面またはｙｚ平面から見た説明図である。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（ｖｉｅｗ）角度０度とする。多列Ｘ線検出器２４は、ｚ方向に例えば２５６列のＸ線検出器列を有する。また、各Ｘ線検出器列はチャネル方向に例えば１０２４チャネルのＸ線検出器チャネルを有する。
【００４２】
図２では、Ｘ線管２１のＸ線焦点を出たＸ線ビームがＸ線ビーム形成フィルタ２８により、再構成領域Ｐの中心ではより多くのＸ線が、再構成領域Ｐの周辺部ではより少ないＸ線が照射されるようにＸ線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Ｐの内部に存在する被検体にＸ線が吸収され、透過したＸ線が多列Ｘ線検出器２４でＸ線検出器データとして収集される。
【００４３】
図３では、Ｘ線管２１のＸ線焦点を出たＸ線ビームはＸ線コリメータ２３により断層像のスライス（ｓｌｉｃｅ）厚方向に制御されて、つまり、回転中心軸ＩＣにおいてＸ線ビーム幅がＤとなるように制御されて、回転中心軸ＩＣ近辺に存在する被検体にＸ線が吸収され、透過したＸ線は多列Ｘ線検出器２４でＸ線検出器データとして収集される。
【００４４】
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画像再構成手段である中央処理装置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。
【００４５】
以下に、３つの実施の形態について、クロストーク低減処理およびＳ／Ｎ改善処理の例を示す。
実施の形態１：多列Ｘ線検出器２４の場合の例
実施の形態２：２次元Ｘ線エリア検出器３４の場合の例
実施の形態３：撮影条件に依存してクロストーク低減処理を制御する場合の例
（実施の形態１）
図４は実施の形態１のＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフロー図である。
【００４６】
ステップＰ１では、被検体をクレードル１２に乗せ、位置合わせを行う。クレードル１２の上に乗せられた被検体は各部位の基準点に走査ガントリ２０のスライスライト（ｓｌｉｃｅ  ｌｉｇｈｔ）中心位置を合わせる。
【００４７】
ステップＰ２では、スカウト（ｓｃｏｕｔ）像収集を行う。スカウト像は通常０度，９０度で撮影するが部位によっては例えば頭部のように、９０度スカウト像のみの場合もある。スカウト像撮影の詳細については後述する。
【００４８】
ステップＰ３では、撮影条件設定を行う。通常撮影条件は、スカウト像上に撮影する断層像の位置、大きさを表示しながら設定を行う。この場合に、ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャン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１回分の全体としてのＸ線線量情報の表示とともに、スカウト像上で関心領域を設定し、その関心領域のＸ線線量情報を表示する。また、シネスキャンにおいては、回転数または時間を入れるとその関心領域における入力された回転数分、または入力された時間分のＸ線線量情報が表示される。
【００４９】
ステップＰ４では、断層像撮影を行う。断層像撮影の詳細については後述する。図５は、本発明のＸ線ＣＴ装置１００の断層像撮影およびスカウト像撮影の動作の概略を示すフロー図である。
【００５０】
ステップＳ１では、ヘリカルスキャンの場合には、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、直線移動させながらＸ線検出器データのデータ収集動作を行ない、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、可変ピッチヘリカルスキャンの場合には、ヘリカルスキャンにおいて一定速度の範囲のデータ収集のみならず、加速時、減速時においてもデータ収集を行うものとする。
【００５１】
また、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場合には、撮影テーブル１０上のクレードル１２をあるｚ方向位置に固定させたまま、データ収集系を１回転または複数回転させてＸ線検出器データのデータ収集を行う。必要に応じて、次のｚ方向位置に移動した後に、再度データ収集系を１回転または複数回転させてＸ線検出器データのデータ収集を行う。
【００５２】
また、スカウト像撮影では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを固定させ、撮影テーブル１０上のクレードル１２を直線移動させながらＸ線検出器データのデータ収集動作を行うものとする。
【００５３】
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、投影データに変換する。前処理は図６のようにステップＳ２１オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）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。スカウト像撮影の場合は、前処理されたＸ線検出器データをチャネル方向の画素サイズおよびクレードル直線移動方向であるｚ方向の画素サイズ（ｓｉｚｅ）をモニタ６の表示画素サイズに合わせて表示すればスカウト像として完成である。
【００５４】
ステップＳ２の前処理が終了した投影データをＤ０１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とすると、このデータに対して以下の数式を用いてステップＳ０のクロストーク低減処理を行い、クロストーク低減およびＳ／Ｎ改善を行う。
【００５５】
【数１】
2007175154.tif 000003
【００５６】
または、
【００５７】
【数２】
2007175154.tif 000004
【００５８】
または、
【００５９】
【数３】
2007175154.tif 000005
【００６０】
数式（１）においては、チャネル方向および列方向にデータを２チャネルずつ、２列ずつ束ねる。データ間隔は、チャネル方向にｄｃ，列方向にｄｒとなる。ただし、Ｘ線検出器の１チャネルの幅はチャネル方向にｄｃ，列方向にｄｒとする。図１７（ａ），図１７（ｂ）に、この処理を行った場合の図を示す。
【００６１】
数式（２）においては、チャネル方向にデータを２チャネルずつ束ねる。データ間隔はチャネル方向にｄｃ，列方向にｄｒとなる。
数式（３）においては、列方向にデータを２列ずつ束ねる。データ間隔はチャネル方向にｄｃ，列方向にｄｒとなる。
【００６２】
ここで、数式（１）の場合においてクロストーク率が減ることを図１６，図１８を用いて示す。まず、図１６においては、従来のクロストーク率を示す。ｉチャネル，ｊ列のＸ線検出器データをｄ（ｉ，ｊ）とし、チャネル方向，列方向の隣のＸ線検出器チャネルに漏れ出るクロストーク量をΔｄとする。
【００６３】
この場合のクロストーク率を以下の数式（４）の通りとする。
【００６４】
【数４】
2007175154.tif 000006
【００６５】
また、数式（１）に示したクロストーク低減処理を行った場合は、チャネル方向，列方向に２チャネル，２列ずつ束ねるため、合計４チャネル分の信号４・ｄ（ｉ，ｊ）となる。ただし、ｄ（ｉ＋１，ｊ），ｄ（ｉ，ｊ＋１），ｄ（ｉ＋１，ｊ＋１）のＸ線検出器チャネルもｄ（ｉ，ｊ）と同等の信号量があるとして、数式（１）に示したクロストーク低減処理を行った場合は、束ねた後の信号量としては以下の数式（５）の近似を仮定している。
【００６６】
【数５】
2007175154.tif 000007
【００６７】
また、この合計４チャネル分から漏れ出るクロストーク量は、各辺が２倍になっているので、４・２・Δｄ＝８・Δｄとなる。この場合のクロストーク率は、下記の数式（６）の通りとなり、
【００６８】
【数６】
2007175154.tif 000008
【００６９】
つまり、数式（４）の場合のクロストーク率よりも、数式（６）の場合のクロストーク率は半分となる。このように、クロストーク率は改善される。
また、同様にＳ／Ｎについては、クロストーク低減処理前の１チャネルの信号がｄ（ｉ，ｊ）となり、クロストーク低減処理後の束ねられた１チャネルの信号が４・ｄ（ｉ，ｊ）となり、信号のノイズ（ｎｏｉｓｅ）は１／４1/2＝１／２倍に改善される。また、空間分解能については、データ収集間隔はクロストーク低減処理前もクロストーク低減処理後も同様に、チャネル方向にｄｃの間隔で列方向にｄｒの間隔で変化はない。つまり、クロストーク低減処理後もチャネル方向のデータ収集開口２・ｄｃ、列方向のデータ収集開口２・ｄｒでデータ収集間隔がチャネル方向にｄｃ、列方向にｄｒとなり、サンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）定理上理想的なデータ収集となる。このため、空間分解能は劣化しない。
【００７０】
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（ｂｅａｍ  ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）補正を行なう。ビームハードニング補正Ｓ３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は以下の数式（７）のように、例えば多項式形式で表わされる。
【００７１】
【数７】
2007175154.tif 000009
【００７２】
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。
【００７３】
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。すなわち、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２４の投影データＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）（ここで、ｉ＝１〜ＣＨ，ｊ＝１〜ＲＯＷ）に対し、列方向に例えば下記の数式（８），数式（９）に示すような、列方向フィルタサイズが５列のフィルタをかける。
【００７４】
【数８】
2007175154.tif 000010
【００７５】
ただし、
【００７６】
【数９】
2007175154.tif 000011
【００７７】
とする。
補正された検出器データＤ１２（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）は以下の数式（１０）のようになる。
【００７８】
【数１０】
2007175154.tif 000012
【００７９】
となる。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（１１），数式（１２）のようになる。
【００８０】
【数１１】
2007175154.tif 000013
【００８１】
【数１２】
2007175154.tif 000014
【００８２】
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。
【００８３】
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（ａｒｔｉｆａｃｔ）、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。
【００８４】
また、その他の実施の形態として列方向（ｚ方向）フィルタ係数を逆重畳（デコンボリューション；ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）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。また、必要に応じてファンビーム（ｆａｎｂｅａｍ）のＸ線投影データを平行ビームのＸ線投影データに変換する。
【００８５】
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（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換し、画像再構成関数を掛け、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とし、再構成関数重畳処理後のデータをＤ１３、重畳する画像再構成関数をＫｅｒｎｅｌ（ｊ）、重畳演算を＊とすると、再構成関数重畳処理は以下の数式（１３）のように表わされる。
【００８６】
【数１３】
2007175154.tif 000015
【００８７】
つまり、画像再構成関数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。
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，ｚ）を求める。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。
【００８８】
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。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（１４）のようになる。
【００８９】
【数１４】
2007175154.tif 000016
【００９０】
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。得られた断層像は、モニタ６に表示される。
【００９１】
図７は、図５のステップＳ６に示す３次元逆投影処理の詳細を示すフロー図である。
本実施の形態１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。
【００９２】
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、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。図８（ａ），図８（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、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９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。
【００９３】
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できる。
【００９４】
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（ｌｉｎｅ）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。このように、図１０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。
【００９５】
図７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１１に示す如き投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を作成する。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、その対向ビューをｖｉｅｗ＝βｂとするとき、以下の数式（１５）のようになる。
【００９６】
【数１５】
2007175154.tif 000017
【００９７】
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、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。この場合、数式（１６）のようになる。
【００９８】
【数１６】
2007175154.tif 000018
【００９９】
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、数式（１７）のようになる。
【０１００】
【数１７】
2007175154.tif 000019
【０１０１】
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できる。例えば、コーンビーム再構成加重係数ωａ，ωｂは、次式により求めたものを用いることができる。なお、ｇａはビューβａの加重係数、ｇｂはビューβｂの加重係数である。ファンビーム角の１／２をγｍａｘとするとき、以下の数式（１８）から数式（２３）のようになる。
【０１０２】
【数１８】
2007175154.tif 000020
【０１０３】
【数１９】
2007175154.tif 000021
【０１０４】
【数２０】
2007175154.tif 000022
【０１０５】
【数２１】
2007175154.tif 000023
【０１０６】
【数２２】
2007175154.tif 000024
【０１０７】
【数２３】
2007175154.tif 000025
【０１０８】
（ここで、例えば、ｑ＝１とされる）
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（２４），数式（２５）のようになる。
【０１０９】
【数２４】
2007175154.tif 000026
【０１１０】
【数２５】
2007175154.tif 000027
【０１１１】
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。
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。
【０１１２】
ステップＳ６３では、図１２に示すように、予めクリア（ｃｌｅａｒ）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。
【０１１３】
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１２に示すように、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を得る。なお、図１３（ａ），図１３（ｂ）に示すように、再構成領域Ｐを５１２×５１２画素の正方形の領域とせずに、直径５１２画素の円形の領域としてもよい。
【０１１４】
上記の通り、実施の形態１のステップＳ０のクロストーク低減処理Ｓ０は、ステップＳ２の前処理の後に入れたが、ステップＳ３のビームハードニング処理の後、ステップＳ４のｚフィルタ重畳処理で行われるファンビームからパラレルビームへの変換であるファンパラ変換の前、ステップＳ４のｚフィルタ重畳処理のファンパラ変換の後、ステップＳ５の再構成関数重畳処理の後に入れても同様の効果が得られる。
（実施の形態２）
次に実施の形態２においては、多列Ｘ線検出器２４の代わりに同様の２次元Ｘ線エリア検出器３４を用いた場合のクロストーク低減処理について説明する。図２０に平面型Ｘ線検出器を１枚用いた２次元Ｘ線エリア検出器３４を持つＸ線ＣＴ装置、図２１に複数枚の平面型Ｘ線検出器を用いた２次元Ｘ線エリア検出器３４を持つＸ線ＣＴ装置を示す。
【０１１５】
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３４では、１つ１つのＸ線検出器チャネルが細かすぎて照射するＸ線の位置を決めるＸ線コリメータ２３は位置調整（アライメント；ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）をしきれない場合が多い。このため、位置調整を行わずにコリメータで絞られて照射されたＸ線照射位置からチャネル方向、列方向を決めて、必要な大きさに各Ｘ線検出器チャネルを束ねて、各Ｘ線検出器チャネルを再配置することにより、データ収集系を定めることができる。
【０１１６】
図２２に元の細かなＸ線検出器チャネルからなる２次元Ｘ線エリア検出器３４を示す。横方向がチャネル方向、縦方向が列方向となっている。図２３に適切なＸ線検出器チャネルに再配置されたＸ線検出器チャネルからなる２次元Ｘ線エリア検出器３４を示す。図２４に元の２次元Ｘ線エリア検出器３４の各チャネル，各列のＸ線検出器の上に、新しく再配置された２次元のＸ線検出器チャネルの拡大した様子を示す。
【０１１７】
図２５は、本発明のＸ線ＣＴ装置１００の断層像撮影およびスカウト像撮影の動作の概略を示すフロー図である。
ステップＳ１では、ヘリカルスキャンでは、Ｘ線管２１と２次元Ｘ線エリア検出器３４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Ｘ線検出器データのデータ収集動作を行ない、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、可変ピッチヘリカルスキャンにおいては、ヘリカルスキャンにおいて一定速度の範囲のデータ収集のみならず、加速時、減速時においてもデータ収集を行うものとする。
【０１１８】
また、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をあるｚ方向位置に固定させたまま、データ収集系を１回転または複数回転させてＸ線検出器データのデータ収集を行う。必要に応じて、次のｚ方向位置に移動した後に、再度データ収集系を１回転または複数回転させてＸ線検出器データのデータ収集を行う。また、スカウト像撮影では、Ｘ線管２１と２次元Ｘ線エリア検出器３４とを固定させ、撮影テーブル１０上のクレードル１２を直線移動させながらＸ線検出器データのデータ収集動作を行うものとする。
【０１１９】
なお、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または可変ピッチヘリカルスキャンのように、３次元逆投影または２次元逆投影を行って画像再構成を行う場合は、図２３に示すような適切なＸ線検出器チャネルに束ねる処理をこのデータ収集時に行うことが以下の前処理、再構成関数重畳処理のデータ処理量を減らす観点からは有効である。この適切なＸ線検出器チャネルに束ねる処理つまりデータ加算する処理は、データ収集装置（ＤＡＳ）２５上で行ってもよいし、データ収集バッファ５の上で行ってもよいし、データ収集後に中央処理装置３の上のソフトウェア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）の処理で行ってもよい。
【０１２０】
この束ねる処理としては、束ねた後の２次元Ｘ線エリア検出器３４上の座標（Ｘ，Ｙ）は、束ねる前の２次元Ｘ線エリア検出器３４上の座標（ｘ，ｙ）より以下のようにアフィン（ａｆｆｉｎｅ）変換で求められる。ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは実数の定数とする。
【０１２１】
【数２６】
2007175154.tif 000028
【０１２２】
通常、平面型の２次元Ｘ線エリア検出器３４では、（Ｘ，Ｙ）座標系も（ｘ，ｙ）座標系も歪んでいないとすると、以下のように角度θ回転のアフィン変換で求められる。
【０１２３】
【数２７】
2007175154.tif 000029
【０１２４】
ｋ＞１の場合は、束ねた後の２次元Ｘ線エリア検出器３４のチャネル数、列数が小さくなることを意味する。この場合は、あらかじめ以下のようにＸ線検出器データを束ね処理した後に回転のアフィン変換を行うとよい。
【０１２５】
元のＸ線投影データをｄ（ｘ，ｙ）、束ねた後のＸ線投影データをｄ（Ｘ，Ｙ）、途中結果のＸ線投影データをｄ’（ｘ’，ｙ’）とすると、
【０１２６】
【数２８】
2007175154.tif 000030
【０１２７】
となり、ｄ（ｘ，ｙ）をｄ’（ｘ’，ｙ’）にｘ方向、ｙ方向に１／ｋに圧縮する。もし、ｋ＝２であれば、
【０１２８】
【数２９】
2007175154.tif 000031
【０１２９】
となる。これによりデータは束ねられ、データのノイズ，Ｓ／Ｎは改善される。
この後に、以下の回転のアフィン変換を行えばよい。
【０１３０】
【数３０】
2007175154.tif 000032
【０１３１】
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、投影データに変換する。前処理は図６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。スカウト像撮影の場合は、前処理されたＸ線検出器データをチャネル方向の画素サイズおよびクレードル直線移動方向であるｚ方向の画素サイズをモニタ６の表示画素サイズに合わせて表示すればスカウト像として完成である。
【０１３２】
この後に実施の形態１で示したステップＳ０のクロストーク低減補正を行う。ステップＳ３以後のビームハードニング補正以下は実施の形態１と同様である。
（実施の形態３）
実施の形態３においては、撮影条件に依存させてクロストーク低減処理を用いるか用いないかの制御を行う例を示す。実施の形態１または実施の形態２に示したクロストーク低減処理では、チャネル方向または列方向にデータを束ねるため、低周波の画像再構成と共に用いると効果が大きい。この場合にはクロストーク補正をなくしたり、クロストーク補正の係数を弱くしたりできる。
【０１３３】
つまり、図１４に示すような、撮影条件設定手段において、画像再構成関数に低周波なものが選ばれていた場合に、クロストーク補正をなくして画像再構成したり、弱いクロストーク補正をかけて画像再構成するだけで充分である。
また、ｚ方向フィルタをｚ方向に幅広くかけて厚いスライスの断層像を画像再構成するように撮影条件設定手段で設定されていた場合には、クロストーク低減処理を用いておいて、クロストーク補正をなくして画像再構成したり、弱いクロストーク補正をかけて画像再構成するだけで充分である。
【０１３４】
このように、撮影条件設定手段で定められた撮影条件の画像再構成関数やスライス厚から定まるｚフィルタ処理に依存させて、クロストーク低減処理を行っておくだけで、クロストーク補正の有無や強弱を制御して最適な画像再構成を行うことができる。
【０１３５】
以上のＸ線ＣＴ装置１００において、本発明のＸ線ＣＴ装置、またはＸ線ＣＴ撮影方法によれば、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または可変ピッチヘリカルスキャンにおいて、被曝低減、画質改善を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
なお、本実施例における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ（Ｆｅｌｄｋａｍｐ）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。または２次元画像再構成でも良い。
【０１３７】
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、画質のばらつきを調整し、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ｚ方向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。
【０１３８】
本実施例では、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。
【０１３９】
本実施例では、断層像の画像再構成について書かれているが、スカウト像の画像再構成においても同様の効果を出せる。
本実施例では、数式１，数式２，数式３のように、加重加算係数は“１”で各々チャネル方向、列方向に加算していったが、加重係数をかけて加重加算処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線発生装置（Ｘ線管）およびをｘｙ平面で見た説明図である。
【図３】Ｘ線発生装置（Ｘ線管）およびをｙｚ平面で見た説明図である。
【図４】被検体撮影の流れを示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略動作を示すフロー図である。
【図６】前処理の詳細を示すフロー図である。
【図７】３次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。
【図８】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９】検出器面に投影したラインを示す概念図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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示す概念図である。
【図１４】Ｘ線ＣＴ装置の撮影条件入力画面を示す図である。
【図１５】従来のＸ線検出器を示す図である。
【図１６】従来のＸ線検出器の各チャネルのクロストーク率を示す図である。
【図１７】本実施の形態１によるデータ収集を示す図（ａ）および実施の形態１におけるクロストーク低減処理を示す図（ｂ）である。
【図１８】本実施の形態１によるＸ線検出器の１チャネルのクロストーク率を示す図である。
【図１９】チャンネル間に生じるクロストークを説明する説明図である。
【図２０】平面型Ｘ線検出器を１枚用いた２次元Ｘ線エリア検出器を持つＸ線ＣＴ装置を示す図である。
【図２１】複数の平面型Ｘ線検出器を組合わせた２次元Ｘ線エリア検出器を持つＸ線ＣＴ装置を示す図（ａ）および複数の平面型Ｘ線検出器を組合わせた２次元Ｘ線エリア検出器上のコリメータによるＸ線の照射領域を示す図（ｂ）である。
【図２２】細かなＸ線検出器チャネルからなる２次元Ｘ線エリア検出器を示す図である。
【図２３】適切なＸ線検出器チャネルに再配置されたＸ線検出器チャネルからなる２次元Ｘ線エリア検出器を示す図である。
【図２４】２次元Ｘ線エリア検出器におけるＸ線検出器チャネルの再配置を示す図である。
【図２５】実施の形態２における画像再構成処理のフロー図である。
【符号の説明】
【０１４１】
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
２８  Ｘ線ビーム形成フィルタ
２９  制御コントローラ
３０  スリップリング
３４  ２次元Ｘ線エリア検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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