(57)【要約】【課題】複数のＸ線検出器幅を有しているX線検出器、複数のデータ収集範囲を有している多列Ｘ線検出器、又はフラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器によるデータ収集に基づく高分解能且つ低被曝撮影を行うことにより、良好な画質を得ることができるX線CT装置を提供する。【解決手段】中心部のチャネルが細かく、周辺部のチャネルが粗い複数のチャネル幅を有しているX線検出器と、チャネル方向に広いデータ収集範囲とチャネル方向に狭いデータ収集範囲とを含んでいる複数のデータ収集範囲を有しており、データ収集ごとにこのデータ収集範囲を切り換え可能なデータ収集装置を用いて、チャネル方向に狭いデータ収集範囲で中心部の細かいチャネルでデータ収集を行うことにより、高分解能撮影を行え、より良好な画質のX線CT装置を実現する。【選択図】図１３
2007020906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線発生器と、該X線発生器に対向して設けられており、X線を検出する多列X線検出器又はマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、該X線発生器と該検出器との間に位置した回転中心の回りに回転運動させながら、該X線発生器と該検出器との間に配置された被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段と、
該X線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段と、
画像再構成された像を表示する表示手段とを備えたX線CT装置であって、
前記X線データ収集手段は、前記検出器のチャネル方向の中心部の検出器チャネル幅d1に対し、該検出器のチャネル方向の周辺部の検出器チャネル幅d2がd1＜d2となるように又は前記検出器のチャネル方向の中心部から周辺部に向かって設けられた複数の検出器幅（d1，d2，…di，…dn−１，dn）が、d1≦d2≦…≦di≦…≦dn−１≦dnであるように構成されているX線CT装置。
【請求項２】
X線発生器と、該X線発生器に対向して設けられており、X線を検出する多列X線検出器又はマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、該X線発生器と該検出器との間に位置した回転中心の回りに回転運動させながら、該X線発生器と該検出器との間に配置された被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段と、
該X線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段と、
画像再構成された像を表示する表示手段とを備えたX線CT装置であって、
前記X線データ収集手段は、前記検出器のチャネル方向に広いデータ収集範囲l１からチャネル方向に狭いデータ収集範囲lnまでの複数のデータ収集範囲l1≧l2≧…≧li≧…≧ln−１≧lnを有しており、データ収集ごとに該データ収集範囲を切り換え可能に構成されているX線CT装置。
【請求項３】
前記X線データ収集手段は、前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲でデータ収集を行う際に、該検出器のチャネル方向の中心部の検出器チャネル幅の狭い部分でデータ収集を行う請求項1又は請求項2に記載のX線CT装置。
【請求項４】
前記X線データ収集手段は、データ収集を行う複数のチャネルを有している請求項1から請求項3のいずれかに記載のX線CT装置。
【請求項５】
前記X線データ収集手段は、データ収集を行う複数のチャネルと、複数のビューとを有している請求項1から請求項3のいずれかに記載のX線CT装置。
【請求項６】
前記X線データ収集手段は、データ収集を行う複数の列を有しており、該列の数は、チャネル位置により異なっている請求項1から請求項５のいずれか一項に記載のX線CT装置。
【請求項７】
前記X線データ収集手段は、データ収集を行う複数のデータ収集サンプリング周期を有している請求項1から請求項６のいずれかに記載のX線CT装置。
【請求項８】
前記X線データ収集手段は、データ収集を行う複数のデータ収集サンプリング周期を有しており、該データ収集サンプリング周期は、チャネル位置により異なっている請求項1から請求項７のいずれかに記載のX線CT装置。
【請求項９】
前記検出器のチャネル方向の中心部の検出器チャネル幅が狭い範囲の一部若しくは内側の範囲、前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲若しくはその内側の範囲、又は前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲であって、該チャネル方向の中心部の検出器チャネル幅が狭い範囲の一部若しくは内側の範囲にのみ、X線が照射されるようにX線照射領域を制御する制御手段を有している請求項1から請求項８のいずれかに記載のX線CT装置。
【請求項１０】
前記検出器のチャネル方向の中心部のチャネルが細かい検出器のチャネル方向の一部の範囲若しくはその内側の範囲、前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲若しくはその内側の範囲、又は前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲であって、該チャネル方向の中心部の細かいチャネルの範囲もしくはその内側の範囲にX線が照射されるように、X線照射領域を制限する手段を有している請求項1から請求項８のいずれかに記載のX線CT装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用X線CT（Computed Tomography）装置又は産業用X線CT装置に関し、具体的には、コンベンショナルスキャン（Conventional Scan）、ヘリカルスキャン(Helical Scan)及びシネスキャン等のすべてのスキャンモードにおいて、低被曝で高分解能なX線断層像を撮影することができるX線CT装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多列X線検出器又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線エリア検出器によるX線CT装置で用いられていたX線検出器は、図１２のように、チャネル方向には一定の間隔（ピッチ）、一定のチャネル幅で作られていた（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
又、従来のX線検出器では、小さな撮影領域になってもチャネル方向の分解能、即ち1チャネルの検出器幅・間隔は変わらなかったため、実質的な分解能は上がることはなかった。このため、小さな撮影領域にして1画素の大きさを小さくしても、検出器間隔で定められるナイキスト周波数による分解能以上の断層像は得られなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９３７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、高い分解能で見ようとして撮影領域を小さくしても、断層像がボケるだけで、高い分解能の断層像は得られなかった。再構成関数の高周波領域を多少強めることで多少のコントラスト改善、分解能の改善を行ったりもしたが、副作用としてノイズの増加、アーチファクトの増加を引き起こしていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、高分解能なX線断層像を撮影することができるX線CT装置を提供することにある。
【０００７】
又、本発明の他の目的は、小さな撮影領域にした際に高い分解能の得られるX線CT装置を提供することにある。
【０００８】
更に又、本発明の他の目的は、用いられるX線の量を減らし、効果的にX線を利用し、被検体の被曝低減を行うことができる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】
第1の観点では、本発明は、X線発生器と、該X線発生器に対向して設けられており、X線を検出する多列X線検出器又はマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、該X線発生器と該検出器との間に位置した回転中心の回りに回転運動させながら、該X線発生器と該検出器との間に配置された被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段と、該X線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段と、画像再構成された像を表示する表示手段とを備えたX線CT装置であって、前記X線データ収集手段は、前記検出器のチャネル方向の中心部の検出器チャネル幅d1に対し、該検出器のチャネル方向の周辺部の検出器チャネル幅d2がd1＜d2となるように又は前記検出器のチャネル方向の中心部から周辺部に向かって設けられた複数の検出器幅（d1，d2，…di，…dn−１，dn）が、d1≦d2≦…≦di≦…≦dn−１≦dnであるように構成されているX線CT装置を提供する。
第1の観点におけるX線CT装置では、中心部に、よりチャネル幅の狭いX線検出器チャネルが集っているため、中心部のチャネル幅の狭いX線検出器チャネルを用いてデータ収集、画像再構成を行うことにより空間的に高分解能なX線CT撮影を行える。
第2の観点では、本発明は、X線発生器と、該X線発生器に対向して設けられており、X線を検出する多列X線検出器又はマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、該X線発生器と該検出器との間に位置した回転中心の回りに回転運動させながら、該X線発生器と該検出器との間に配置された被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段と、該X線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段と、画像再構成された像を表示する表示手段とを備えたX線CT装置であって、前記X線データ収集手段は、前記検出器のチャネル方向に広いデータ収集範囲l１からチャネル方向に狭いデータ収集範囲lnまでの複数のデータ収集範囲l1≧l2≧…≧li≧…≧ln−１≧lnを有しており、データ収集ごとに該データ収集範囲を切り換え可能に構成されているX線CT装置を提供する。
第2の観点におけるX線CT装置では、中心部に、より狭いデータ収集範囲が存在しているため、中心部のより狭いデータ収集範囲を細かいチャネル幅、チャネル間隔でデータ収集を行い、画像再構成を行うことにより空間的に高分解能なX線CT撮影を行える。
第3の観点では、本発明は、前記X線データ収集手段が、前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲でデータ収集を行う際に、該検出器のチャネル方向の中心部の検出器チャネル幅の狭い部分でデータ収集を行うX線CT装置を提供する。
第3の観点におけるX線CT装置では、中心部によりチャネル幅の狭い検出器チャネルが集まり、より狭いデータ収集範囲が存在しているために、中心部のより狭いデータ収集範囲を細かいチャネル幅、チャネル間隔でデータ収集を行い、画像再構成を行うことにより空間的に高分解能なX線CT撮影を行える。
第4の観点では、本発明は、前記X線データ収集手段が、データ収集を行う複数のチャネルを有しているX線CT装置を提供する。
第4の観点におけるX線CT装置では、データ収集を行う検出器チャネル数が複数のモードで切り換えられるため、少ないチャネル数のモードでX線データ収集手段のA／D変換器のサンプリングレートの最大値で中心部の少ない検出器チャネルのデータを高速に収集を行い、画像再構成を行うことにより、時間的に高分解能なX線CT撮影が行える。
第5の観点では、本発明は、前記X線データ収集手段が、データ収集を行う複数のチャネルと、複数のビューとを有しているX線CT装置を提供する。
第5の観点におけるX線CT装置では、データ収集を行う検出器チャネル数が複数のモードで切り換えられるため、又、データ収集を行うビュー数が複数のモードで切り換えられるため、少ないチャネル数のモードでX線データ収集手段のA／D変換器のサンプリングレートの最大値で、又、少ないビュー数のモードで、中心部の少ない検出器チャネルのデータを高速に収集を行い、画像再構成を行うことにより、時間的に高分解能なX線CT撮影が行える。
第6の観点では、本発明は、前記X線データ収集手段が、データ収集を行う複数の列を有しており、該列の数は、チャネル位置により異なっているX線CT装置を提供する。
第6の観点におけるX線CT装置では、中心部にz方向に列数の多い検出器チャネルをより多く集めることで、中心部の狭いデータ収集範囲を細かいチャネル幅、チャネル間隔でデータ収集を行い、画像再構成を行うことにより、空間的に高分解能なX線CT撮影を行える。
第7の観点では、本発明は、前記X線データ収集手段が、データ収集を行う複数のデータ収集サンプリング周期を有しているX線CT装置を提供する。
第8の観点では、本発明は、前記X線データ収集手段が、データ収集を行う複数のデータ収集サンプリング周期を有しており、該データ収集サンプリング周期は、チャネル位置により異なっているX線CT装置を提供する。
第７及び第8の観点におけるX線CT装置では、データ収集サンプリング周期の短いモードで中心部の少ない検出器チャネルのデータを高速に収集を行い、画像再構成を行うことにより、時間的に高分解能なX線CT撮影が行える。
第9の観点では、本発明は、前記検出器のチャネル方向の中心部の検出器チャネル幅が狭い範囲の一部若しくは内側の範囲、前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲若しくはその内側の範囲、又は前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲であって、該チャネル方向の中心部の検出器チャネル幅が狭い範囲の一部若しくは内側の範囲にのみ、X線が照射されるようにX線照射領域を制御する制御手段を有しているX線CT装置を提供する。
第9の観点におけるX線CT装置では、中心部のより狭いデータ収集範囲においてデータ収集を行う際に、制御手段によって、照射するX線をチャネル方向により狭く最適化して照射できるので、被検体における低被曝な断層像撮影が行える。
第1０の観点では、本発明は、前記検出器のチャネル方向の中心部のチャネルが細かい検出器のチャネル方向の一部の範囲若しくはその内側の範囲、前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲若しくはその内側の範囲、又は前記検出器のチャネル方向に狭いデータ収集範囲であって、該チャネル方向の中心部の細かいチャネルの範囲もしくはその内側の範囲にX線が照射されるように、X線照射領域を制限する手段を有しているX線CT装置を提供する。
第1０の観点におけるX線CT装置では、中心部のより狭いデータ収集範囲においてデータ収集を行う際に、制限する手段によって、照射するX線をチャネル方向により狭く最適化して照射できるので、被検体における低被曝な断層像撮影が行える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、高分解能なX線断層像を撮影することができるX線CT装置を提供することができる。又、本発明は、小さな撮影領域にした際に高い分解能の得られるX線CT装置を提供することができる。更に又、本発明は、用いられるX線の量を減らし、効果的にX線を利用し、被検体の被曝低減を行うことができるX線CT装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（実施例1）
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置の構成ブロック図である。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。
【００１３】
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、画像再構成処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ5と、投影データから再構成したCT画像を表示するモニタ6と、プログラムやデータやX線CT画像を記憶する記憶装置7とを具備している。
【００１４】
撮影テーブル10は、被検体を乗せて走査ガントリ20の空洞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。撮影テーブル10のクレードル12が動く方向をz方向とする。
【００１５】
走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、スライス厚方向コリメータ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、チルトコントローラ27（傾斜コントローラ）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。また、その他に、チャネル方向コリメータ３１とビーム形成X線フィルタ３２とを有する。
【００１６】
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。
【００１７】
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面である。また、クレードル12の移動方向は、z方向である。
【００１８】
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°とする。
【００１９】
多列X線検出器24は、例えば256列の検出器列を有する。従来、図１２のように、チャネル方向に一定のチャネル幅のX線検出器チャネルが並んでおり、データ収集では常に全チャネルのX線検出器データが読み出されていた。本実施例では、各検出器列は図１３のように、例えばデータ収集するX線検出器のX線検出器チャネル幅dの場合はデータ収集の範囲、角度θに対し、1024チャネルの検出器チャネルを有している。又、中心部の全チャネルの半分の512チャネルは、データ収集するX線検出器のX線検出器チャネル幅d／2でも読み出せるようになっており、X線検出器チャネル幅d／2の場合は、データ収集の範囲、角度θ／2に対して1024チャネルの検出器チャネルを有している。
【００２０】
つまり、多列X線検出器24は、被検体を透過したX線を検出してＸ線検出器データを収集する複数のチャネルが、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、この多列X線検出器24においては、図１３に示すように、第１のチャネル幅ｄ／２の複数のチャネルがチャネル方向に配置されている第１領域と、第１のチャネル幅ｄ／２より大きな第２チャネル幅ｄの複数のチャネルがチャネル方向に配置されている第２領域とを有する。そして、この多列X線検出器24においては、その第１領域がチャネル方向における中心部分に対応するように形成され、その第２領域がチャネル方向において第１領域を挟むように周辺部分に形成されている。
【００２１】
この場合の多列X線検出器24及びDAS25には、以下の2つのデータ収集モードがある。
【００２２】
（１）チャネル方向に広いデータ収集範囲(データ収集範囲、角度θ)で粗いチャネル幅dで1024チャネル収集するモード1。
（２）チャネル方向に狭いデータ収集範囲(データ収集角度θ/2)で細かいチャネル幅d／2で1024チャネル収集するモード2。
【００２３】
この場合、データ収集装置（DAS）25は、モード1のデータ収集では、図１３（ａ）の1チャネルから1024チャネルまでをチャネル幅dで全1024チャネル全列のデータ収集を行い、モード2のデータ収集では、257チャネルから768チャネルまでをチャネル幅d／2で全1024チャネル全列のデータ収集を行う。
【００２４】
又、このようなモード1及びモード2のデータ収集が行えるように、データ収集装置（DAS）25と多列X線検出器24とは、電気的に接続されており、モード1及びモード2でその接続が切り換えられる。
【００２５】
このときの257チャネルから768チャネルは、図２７のように、モード2では各々のチャネル幅d／2のX線検出器チャネルのデータが各々読み出され、モード1では各々のチャネル幅d／2のX線検出器チャネルのデータが各々加算されて、チャネル幅dのX線検出器チャネルデータとして読み出される。
【００２６】
このように、モード1のチャネル方向に広いデータ収集範囲とモード2のチャネル方向に高分解能なX線検出器チャネルによる狭いデータ収集範囲とを切り換えて使用することにより、臨床上では例えば図２８のように、モード1のチャネル方向に広いデータ収集範囲を肺野検査用に、モード2のチャネル方向に高分解能な狭いデータ収集範囲を心臓検査用に用いることにより、各々のモードを有効に使い分けることが可能である。
【００２７】
つまり、本実施例においては、DAS25は、多列X線検出器24からＸ線検出器データを収集し、データ収集バッファ5を介して、そのＸ線検出器データを中央処理装置３に出力する。そして、このDAS25は、図１３に示すように、多列X線検出器24の第１領域（データ収集範囲２）と、第１領域および第２領域（データ収集範囲１）とのいずれか一方に対応するチャネルからＸ線検出器データを収集するように、そのＸ線検出器データを収集する領域が切り替えられる。ここでは、オペレータにより入力装置2に入力された指令に基づいて、制御コントローラ29から制御信号が送信され、DAS25がＸ線検出器データを収集する領域が切り替えられる。そして、多列X線検出器24の第１領域でＸ線検出器データを収集するように切替えられた際においては、DAS25は、その第１領域において選択されたチャネル方向と列方向とに並ぶチャネルのそれぞれからＸ線検出器データを収集して出力する。一方で、多列X線検出器24の第１領域と第２領域の両者でＸ線検出器データを収集する際においては、DAS25は、第１領域と第２領域とのそれぞれにおいて選択されたチャネル方向と列方向とに並ぶチャネルのそれぞれからＸ線検出器データを収集し出力する。ここでは、DAS25は、第１領域のチャネルからのＸ線検出器データのそれぞれについては、第２領域のチャネルのチャネル幅ｄに対応するように、第１領域において隣接する複数のチャネルからのＸ線検出器データを加算して出力する。すなわち、第２領域のチャネルのチャネル幅ｄと同じになるように、第１領域において隣接する２つのチャネルからのＸ線検出器データのそれぞれを合わせて出力する。そして、第２領域のチャネルからのＸ線検出器データのそれぞれについては、合わせずに出力する。
【００２８】
又、本発明の他のX線検出器では以下のものもある。従来、図１４のように、全チャネル、全列を読み出していたが、本発明の一実施例では、図１５，図１６，図１７及び図１８のように、チャネルの位置に依存して読み出す列の数を変えることもできる。この場合は、チャネル方向外側の周辺部分では少ないX線検出器列で、チャネル方向内側の中心部分では多いX線検出器列で読み出すようにしている。これにより、中心部を空間的に高分解能でデータ収集を行える。又、周辺部は一部の列方向のデータ、又は列方向に飛び飛びのデータ、又は列方向に幅の広い、粗い列幅のデータを収集することで、データ収集数は従来と同じ若しくは同等で中心部をチャネル方向に高分解能にデータ収集が行える。
【００２９】
X線が照射されて、収集されたX線検出器データは、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。
【００３０】
図3は、本発明に係るX線CT装置100の動作の概略を示すフロー図である。
【００３１】
ステップS1では、先ず、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、且つ撮影テーブル10上のクレードル12を直線移動させながらヘリカルスキャン動作を行い、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。又、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）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、投影データを収集する。ここでは（2）の細かいチャネル間隔pでデータ収集を行う。なお、上記において、ビュー角度viewとは、スキャンの実施の際に、X線管21が回転部15によって所定位置から被検体の周囲を回転移動される角度である。また、検出器列番号jとは、多列X線検出器24において、列方向に並ぶ検出器の番号である。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検出器の番号である。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。
【００３２】
又、被検体の位置を定める際には、検出器中心部のデータ収集チャネル間隔pの部分を有効に使えるように、中心のデータ収集角度θ／2の内側に被検体が入るように被検体を配置する。
【００３３】
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線線量補正及びステップS24感度補正を含んでいる。
【００３４】
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（１）のような多項式形式で表される。
【００３５】
【数１】
2007020906.tif 000003
【００３６】
このとき、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線エネルギ特性の違いを補正できる。
【００３７】
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う。
【００３８】
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(ch，row)  (ch＝1〜CH， row＝1〜ROW)の投影データに対し、列方向に例えば、（w1(ch)，w2(ch)，w3(ch)，w4(ch)，w5(ch)）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。なお、ここで、ｃｈは、チャネルであり、ｒｏｗは列である。
【００３９】
但し、以下の数式（２）に示すように規定する。
【００４０】
【数２】
2007020906.tif 000004
【００４１】
補正された検出器データD12（ch，row）は、以下の数式（３）のようになる。
【００４２】
【数３】
2007020906.tif 000005
【００４３】
尚、チャネルの最大値をCH， 列の最大値をROWとすると、以下の数式（４），（５）のように示される。
【００４４】
【数４】
2007020906.tif 000006
【００４５】
又、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、周辺部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅を狭く変化させると、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。
【００４６】
このように、多列X線検出器24の中心部チャネル及び周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御することにより、スライス厚も中心部及び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、ノイズ共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。即ち、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。又、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。
【００４７】
ステップS5では、再構成関数重畳処理を行う。即ち、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とし、再構成関数重畳処理後のデータをD13、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（６）のように表される。
【００４８】
【数５】
2007020906.tif 000007
【００４９】
即ち、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。
【００５０】
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。本発明では、ヘリカルスキャンが行われているが、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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（７）のように示される。
【００５３】
【数６】
2007020906.tif 000008
【００５４】
即ち、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。
【００５５】
得られた断層像はモニタ6に表示される。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
ステップS61では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（即ち、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。
【００５９】
図6（a）及び図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、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。但し、x，yは断層像の各画素（x，y）に対応する。
【００６０】
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線検出器データに付随して判っているため、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。
【００６１】
尚、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側に出た場合は、対応する投影データDr(view，x，y)を「0」にする。又、z方向の外側に出た場合は投影データDr(view，x，y)を補外して求める。
【００６２】
このようにして、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、βb＝βa＋180°−2γである。
【００６５】
そして、以下の数式（８）に示すように、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。
【００６６】
D2（0，x，y）＝ωa・D2（0，x，y）_ a＋ωb・D2（0，x，y）_ b      ・・・（８）
【００６７】
但し、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。
【００６８】
尚、コーンビーム再構成加重係数の対向ビーム同士の和は、ωa＋ωb＝1である。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
ファンビーム角の1／2をγmaxとするとき、次の数式（９）から（１４）により求めたものを用いることが出来る。なお、gaは、ある方向のＸ線ビームの加乗係数であり、gbは、対向ビームのＸ線ビームの加乗係数である。
【００７２】
【数７】
2007020906.tif 000009
【００７３】
なお、ここでは、例えば、q＝1とする。
【００７４】
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、次の数式（１５），（１６）により求めたものを用いることが出来る。
【００７５】
【数８】
2007020906.tif 000010
【００７６】
又、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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
ステップS64では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（即ち、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。
【００８０】
尚、図11（a）及び図11（b）に示すように、再構成領域Pを円形の領域としてもよい。
【００８１】
通常は図１２のように、全撮影視野をチャネル幅dの多列X線検出器24のモードで撮影しているが、小さな撮影視野の被検体を撮影する場合は、図１３のように、中心部チャネルが高分解能になったモードでデータ収集を行い、前記のような画像再構成で断層像を作成する。
【００８２】
ここで得られた断層像は、多列X線検出器24のうち細かいチャネル間隔d／2データ収集角度θ／2の部分で収集された投影データで画像再構成するため、高分解能で小さな撮影領域の断層像が得られる。
【００８３】
即ち、被検体に応じて、通常モードのチャネル幅dのNチャネル×M列と、高分解能モードのチャネル幅d／2のNチャネル×M列とを切り換えることができる。この場合、データ収集装置（DAS）25はNチャネル×M列分あり、チャネル幅dのNチャネルと、チャネル幅d／2のNチャネルとを切り換えて使用すると効率的である。図１３のように、被検体、関心領域共に小さく、Nチャネル×チャネル幅d／2の撮影領域の範囲に入ってしまえば、Nチャネル×チャネル幅d／2の高分解能モードでデータ収集、断層像画像再構成、断層像画像表示が行える。このときの画像再構成では、図3の画像再構成の流れの中のステップS5の再構成関数重畳処理で、通常モード用及び高分解能モード用の画像再構成関数を用意する。Nチャネル×検出器チャネル幅d／2の高分解能モードのデータ収集を行った場合には、データ収集のサンプリングのナイキスト周波数が上がるので、図３９に示すように、高分解能モード用画像再構成関数を用いて画像再構成を行うと、適切な画質の高分解能画像が得られる。
【００８４】
尚、このときのX線検出器の構造としては、図１３に示すように、X線検出器のチャネル方向の中心部分はNチャネル×チャネル幅d／2でシンチレータ、フォトダイオードは構成されている。
【００８５】
又、左右の周辺の部分は各々N／4チャネル×チャネル幅dでシンチレータ、フォトダイオードは構成されている。高分解能モードとして中心のNチャネル×チャネル幅d／2の部分を読み出す時は、チャネル幅d／2の各チャネルは1つずつ独立に読み出される。
【００８６】
しかしながら、通常モードとしてNチャネル×チャネル幅dとして全チャネルを読み出すときは、図２７に示すように、中心部分のチャネル幅d／2の各チャネルのX線検出器は2チャネルを1チャネルに束ねて通常モードで読み出される。このように、X線検出器のシンチレータ＋フォトダイオードの出力を切り換えて読み出すスイッチとしては、FETスイッチが知られている。
【００８７】
しかしながら、図１９のように、関心領域は小さく、Nチャネル×チャネル幅d／2の高分解能モードの範囲に入っているが、被検体の大きさがNチャネル×チャネル幅d／2の範囲に入りきらない場合は、例えば図１８のように、多列X線検出器24のチャネル方向の内側をNチャネル×チャネル幅d／2の高分解能モードで列方向にはM列×列幅rでデータ収集し、チャネル方向の外側をN／4チャネル×2個所×チャネル幅dの通常モードで列方向にはM／2列×列幅2rと粗くデータ収集することができる。この場合の高分解能モードのデータ収集量は、データ収集数は通常モードのNチャネル×M列に対し、
Nチャネル×M列＋N／4チャネル×2×M／2列＝1.25×Nチャネル×M列
となり、チャネル数は1.25倍となる。通常モードと同じ1チャネル当たりのデータ収集時間であれば、全体のデータ収集時間は1.25倍となる。もし通常モードと同じデータ収集時間に収めたければ、1チャネル当たりのデータ収集時間を通常モードの0.8倍に減らせば通常モードと同じデータ収集時間になる。
【００８８】
このように、多列X線検出器24のチャネル方向外側の周辺部を粗くデータ収集し、更に投影データの分解能を列方向に粗くして画像再構成を行っても、中心の関心領域の高分解能モードの撮影に影響はない。
【００８９】
図１８のように、検出器チャネル方向周辺部の検出器チャネル幅dと、検出器チャネル方向中心部の検出器チャネル幅d／2とが1ビューの1列のデータの中に混在していると、高分解能モード用画像再構成関数をステップS5の再構成重畳処理で重畳してしまうと、周辺部の検出器チャネル幅dの部分に検出器チャネル幅d／2の高分解能モード用画像再構成関数を重畳することになってしまい、必要以上に画像ノイズが発生し、厳密に言うと好ましくない。これを避けるには、以下のようにするとよい。
【００９０】
現在よく用いられる方法は、投影データ、再構成関数重畳を周波数空間にフーリエ変換し、周波数空間で投影データと再構成関数を乗算した結果を逆フーリエ変換して実空間に戻していた。しかし、この方法では、検出器の周辺部分の投影データにだけ異なる通常モードの画像再構成関数を用いることはできない。
【００９１】
このため、実空間において、検出器周辺部分と検出器中心部分とで重畳する画像再構成関数を変えればよい。図４０に示すように、以下の流れの処理を行えばよい。
【００９２】
ステップS51では、i，j，view＝1とする。但し、iは1〜1024の整数、jは1〜256の整数、viewは1〜1000の整数とする。
【００９３】
ステップS52では、投影データD12（view，j，i）は検出器チャネル幅はd／2で高分解能モードかを判断する。YESならばステップS53へ、NOならばステップS54に行く。
【００９４】
ステップS53では、高分解能モード用再構成関数Kernel HR（j）を重畳し、再構成関数重畳後の投影データD13（view，j，i）を求める。
【００９５】
ステップS54では、通常モード用再構成関数Kernel LR（j）を重畳し、再構成関数重畳後の投影データD13（view，j，i）を求める。
【００９６】
ステップS55では、i＝1024かを判断し、YESならステップS56に行く。
【００９７】
ステップS56では、j＝256かを判断し、YESならステップS57に行く。
【００９８】
ステップS57では、view＝1000かを判断し、YESなら終了する。
【００９９】
ステップS58では、i＝i＋1を行い、ステップS51に戻る。
【０１００】
ステップS59では、j＝j＋1を行い、ステップS51に戻る。
【０１０１】
ステップS60では、view＝view＋1を行い、ステップS51に戻る。
【０１０２】
図１８のように、多列X線検出器24のチャネル方向外側の周辺部の部分を列方向にデータを束ねてデータ収集数を押えてデータ収集したが、図１７のように、多列X線検出器24のチャネル方向外側の周辺部の部分は、X線検出器チャネル自体は、チャネル幅d，M列で列幅rであるが、データ収集は列方向にN列飛ばし（例えば、図１７ではN＝2の2列飛ばし）で間引いておいて、M／2列分を列幅rでデータ収集してもよい。この場合、間引かれて飛ばされた列の外側周辺部の投影データは、隣の列にあるデータ収集された投影データを用いて画像再構成を行っても問題ない。厳密に言うと列方向に投影データはずれているが、投影データプロファイル面積和がz方向に急激に変化していなければ、断層像の中心部にある関心領域の高分解能モードの撮影には影響はない。
【０１０３】
図１７の代わりにまた、同様に図１６のように、列方向の間引きの部分をまとめてしまい、列方向の片側にデータ収集部分を持って来たり、図１５のように、列方向の中心にデータ収集部分を持って来てもよい。投影データプロファイル面積和がz方向に急激に変化していなければ、断層像の中心部にある関心領域の高分解能モードの撮影には影響はない。
【０１０４】
このように、中心の関心領域を細かく見たい臨床上の用途の1つには、心臓の検査がある。先ず、心臓の検査では空間分解能が要求される。図２８には、心臓を含む肺野部の撮影の例を示す。肺野部を含んで撮影したい場合は、X線データ収集範囲1を用い、被検体の肺野全体を含んだ範囲でデータ収集、画像再構成、画像表示を行う。このときのデータ収集は、X線データ収集範囲1をNチャネル×X線検出器チャネル幅dでM列分データ収集を行う。特に心臓に特化した撮影においては、X線データ収集範囲2を用い、被検体の心臓を中心とした範囲でデータ収集、画像再構成、画像表示を行う。このときのデータ収集は、X線データ収集範囲2をNチャネル×X線検出器チャネル幅d／2でM列分データ収集を行う。又、次に心臓の検査の特徴としては、時間分解能が要求される。そのためには中心の関心領域を空間的に高分解能モードで、更に高速に時間分解能良く読み出し、走査ガントリ20の回転部を高速に回転させて、データ収集のスキャン時間を速くし、同じデータ収集点数でデータ収集するとよい。
【０１０５】
図１５又は図１６のように、列方向のデータ収集範囲がチャネル位置により異なる場合には、X線照射領域を以下のようにX線制御する方法が考えられる。
【０１０６】
（1）チャネル方向X線フィルタによる方法
（2）ビーム形成X線フィルタによる方法
【０１０７】
図２４に示すように、列方向に2分割されたチャネル方向コリメータ31により、チャネル位置により列方向のX線照射領域が異なるように制御でき、データ収集範囲に合わせることができる。なお、図２４は、図2においてＸ線管21から多列X線検出器24へ向かう方向を視線として示した図である。
【０１０８】
また、図２５に示すように、ビーム形成X線フィルタ32と追加されたビーム形成X線フィルタ32aとが重なり、チャネル位置により列方向のX線照射領域が異なるように制御でき、データ収集範囲に合わせることができる。なお、図２５において、図２５（ａ）は、図2においてＸ線管21から多列X線検出器24へ向かう方向を視線として示した図である。また、図２５（ｂ）は、図２５（ａ）のＡ−Ｂ部分におけるビーム形成X線フィルタ32と、追加されたビーム形成X線フィルタ32aとの断面図であり、図２５（ｃ）は、この部分での各部の配置関係を示す側面図である。
【０１０９】
尚、この場合、診断上の関心領域にX線照射領域を合わせる必要がある。診断上の関心領域はスキャンに先がけて、予めスカウト像上で図２６（ａ）及び図２６（ｂ）のように設定しておくと良い。
【０１１０】
図２０には、通常モードの読み出しの場合を示す。チャネル数N，列数M，スキャン時間T，1スキャン1回転のビュー数をLとする。実際のスキャンの1例としては、N＝1024チャネル，M＝256列，スキャン時間T＝0.5秒，1スキャン1回転のビュー数L＝1000ビューが考えられる。
【０１１１】
通常モードの読み出しの場合のデータ転送速度は以下の数式（１７）のように示される。
【０１１２】
【数９】
2007020906.tif 000011
【０１１３】
通常モードでは、この速度でデータを読み出すことになる。
【０１１４】
これに対して、特に心臓に特化した高速読み出しモードを考えたのが図２１である。
【０１１５】
X線はチャネル方向コリメータ23で制御されて、多列X線検出器24の中心N／Kチャネル（例えばN＝1024，K＝2で512チャネル）の部分にX線を照射する。
【０１１６】
この中心512チャネルの部分をn倍、例えばn＝0.4とすると、nT＝0.5秒×0.4＝0.2秒でスキャンを行う。この場合、中心の512チャネルの部分を読み出すときは、以下の数式（１８）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示をすればよい。
【０１１７】
【数１０】
2007020906.tif 000012
【０１１８】
尚、この図２１の方法を心臓の撮影に用いる場合は、チャネル方向コリメータ23を用いているので後述する実施例2で示す、欠けた投影データを予測して補正する画像再構成アルゴリズムを用いて画像再構成を行うと、より良い画質の断層像が得られる。
【０１１９】
又、前述の例では、チャネル方向の中心部512チャネルの部分を高分解能モードにしていないが、このX線検出器チャネル幅dの512チャネルの部分を高分解能モードで2倍の1024チャネルでX線検出器チャネル幅d／2にすると、心臓用の検査としては更に有効である。
【０１２０】
このときの中心部分のチャネルを読み出す時は、以下の数式（１９）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示を行えばよい。
【０１２１】
【数１１】
2007020906.tif 000013
【０１２２】
このように、データ転送モードが複数あるX線CT装置は、様々な用途に対応でき、有効なことがわかる。
【０１２３】
又、図２２には、X線ビーム形成フィルタ32を用いて、チャネル方向の中心部分のチャネルの高速読み出しを行う場合の例を示す。
【０１２４】
X線はX線ビーム形成フィルタ32で周辺部は減衰されて、多列X線検出器24の中心N／Kチャネル（例えばN＝1024，K＝2で512チャネル）の部分に主にX線を照射する。
【０１２５】
この中心512チャネルの部分をn倍、例えばn＝0.4とすると、nT＝0.5秒×0.4＝0.2秒でスキャンを行う。この場合、中心の512チャネルの部分を読み出すときは、以下の数式（２０）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示をすればよい。
【０１２６】
【数１２】
2007020906.tif 000014
【０１２７】
尚、この図２２の方法を心臓の撮影に用いる場合は、ビーム形成X線フィルタ32を用いているので後述する実施例2で示す、欠けた投影データを予測して補正する画像再構成アルゴリズムを用いて画像再構成を行うと、より良い画質の断層像が得られる。
【０１２８】
又、前述の例ではチャネル方向の中心部512チャネルの部分を高分解能モードにしていないが、このX線検出器チャネル幅dの512チャネルの部分を高分解能モードで2倍の1024チャネルでX線検出器チャネル幅d／2にすると、心臓用の検査としては更に有効である。
【０１２９】
このときの中心部分のチャネルを読み出すときは、以下の数式（２１）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示をすればよい。
【０１３０】
【数１３】
2007020906.tif 000015
【０１３１】
このように、データ転送モードが複数あるX線CT装置は、様々な用途に対応でき、有効なことがわかる。
【０１３２】
又、図２３では、ビーム形成X線フィルタ32の場合は、チャネル方向コリメータ23と異なり周辺部分にもX線は多少照射されているので、このデータを収集し、より良い画質の断層像を画像再構成しようという方法である。
【０１３３】
多列X線検出器24の中心N／Kチャネル（例えばN＝1024，K＝2で512チャネル）の部分にX線を主に照射する。この中心512チャネルの部分をn倍、例えばn＝0.4とすると、nT＝0.5秒×0.4＝0.2秒でデータ読み出しを行う。尚、このときの走査ガントリ20の1回転の速度は0.2秒、スキャン速度0.2秒である。又、周辺部の512チャネルは例えばk＝2とし、k T＝0.5秒×2＝1.0秒でデータ読み出しを行う。
【０１３４】
中心の512チャネルの部分を読み出すときは、以下の数式（２２）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示をすればよい。
【０１３５】
【数１４】
2007020906.tif 000016
【０１３６】
又、周辺度512チャネルのデータ読み出しは、以下の数式（２３）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示をすればよい。
【０１３７】
【数１５】
2007020906.tif 000017
【０１３８】
尚、この図２３の方法を心臓の撮影に用いる場合は、チャネル方向コリメータ23を用いているので実施例2で示す欠けた投影データを予測して補正する画像再構成アルゴリズムを用いて画像再構成を行うと、より良い画質の断層像が得られる。
【０１３９】
又、前述の例ではチャネル方向の中心部512チャネルの部分を高分解能モードにしていないが、このX線検出器チャネル幅dの512チャネルの部分を高分解能モードで2倍の1024チャネルでX線検出器チャネル幅d／2にすると、心臓用の検査としては更に有効である。
【０１４０】
このときの中心部分のチャネルを読み出すときは、以下の数式（２４）で示されるデータ転送速度でデータ収集を行い、画像再構成、画像表示を行えばよい。
【０１４１】
【数１６】
2007020906.tif 000018
【０１４２】
尚、このときの画像再構成では、各ビューにおいて中心部分の512チャネルのデータは速く更新されるが、周辺部分の512チャネルのデータは低速で更新される。しかし、周辺部分のデータはCT値の変動やアーチファクトを起こさせないために用いているので、多少厳密に正しいデータでなくても関心領域の高分解能な断層像の画質に影響を与えることはない。
【０１４３】
このようにデータ収集範囲ごとに異なったデータ収集サンプリング周期のデータ読み出しモードがあると、様々な用途に対応でき有効である。
【０１４４】
以上のように、本実施例のＸ線ＣＴ装置１００は、被検体にＸ線を照射するＸ線管２１と、そのＸ線管２１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とを有し、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Ｘ線を被検体に照射し、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、その被検体の断層画像を画像再構成する。ここで、多列X線検出器24は、被検体を透過したX線を検出してＸ線検出器データを生成する複数のチャネルが、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、この多列X線検出器24においては、第１のチャネル幅ｄ／２の複数のチャネルがチャネル方向に配置されている第１領域と、第１のチャネル幅ｄ／２より大きな第２チャネル幅ｄの複数のチャネルがチャネル方向に配置されている第２領域とを有する。そして、この多列X線検出器24においては、その第１領域がチャネル方向における中心部分に対応するように形成され、その第２領域がチャネル方向において第１領域を挟むように周辺部分に形成されている。このため、本実施例は、撮影条件に応じて所望なデータ収集速度で所望な分解能の画像を効率的に容易に取得することができる。
【０１４５】
（実施例2）
実施例1では、小さな撮影領域を高分解能に撮影する実施例を紹介したが、実施例2では更に低被曝を実現する実施例を示す。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。
【０１４６】
図２９は、X線CT装置100の動作の概略を示すフロー図である。
【０１４７】
本実施例では、チャネル方向のコリメータを増設して再構成したいFOVの大きさに応じてチャネル方向コリメータを制御する場合の実施例について説明する。
【０１４８】
コリメータは遮蔽板方式（板状コリメータ方式）（図３０（ａ））、遮蔽円筒方式（回転軸偏心円柱状コリメータ方式）（図３０（ｂ）））が考えられるが、本実施例ではどちらでも可能である。Z方向のコリメータ（スライス厚方向）制御はZチャンネルのデータをDAS25が読んで制御していたが、チャネル方向のコリメータ31では、予め、X線データ収集系の角度β（ビュー角度β）と撮影したい関心領域の位置、大きさより決まってくる多列X線検出器25に入射させるX線の位置を求め、それに基づいてチャネル方向コリメータ31の開口位置、開口幅をフィードフォワード制御する。又、必要に応じて投影データ収集を行うDAS25の主検出器チャネルの値でチャネル方向のフィード・バック制御を行なう（図３１（ａ）及び図３１（ｂ）参照）。
【０１４９】
DAS制御CPU及び、コリメータ制御用CPUの性能の進歩により、多列X線検出器24データの主検出器チャネルを読んで、チャネル方向コリメータ開口のフィードバック制御計算は充分問題ないと考えられる。又は太った患者さんでX線データのSNが確保されない場合は、予め、撮影視野の位置・大きさで予測されるチャネル方向コリメータ位置に合わせてフィードフォワード制御のみを行ってもよい。
【０１５０】
又、この場合のコリメータ動作を制御するパルスモータ等の駆動系も充分な応答速度があると考えられる。
【０１５１】
図２９による全体の流れでは、以下の流れで小さな撮影領域を高分解能に良い画質で撮影できる。
【０１５２】
ステップP1では、先ずスカウト像のデータ収集を行う。
【０１５３】
ステップP2では、スカウト像上において撮影する領域を設定する。
【０１５４】
ステップP3では、撮影したい各z位置のプロファイルエリアを求める。
【０１５５】
ステップP4では、撮影する関心領域に合わせ、チャネル方向コリメータをチャネル方向に制御する。
【０１５６】
ステップP5では、スキャンし、データ収集を行う。
【０１５７】
ステップP6では、投影データの前処理を行い、スカウトスキャンの各z位置における全プロファイルエリア情報を得て、チャネル方向コリメータでチャネル方向周辺部に欠如している投影データ部分を予測し付加する。
【０１５８】
ステップP7では、欠如した部分を付加された投影データを用いて、画像再構成処理及び画像表示を行う。
【０１５９】
図３２のように、チャネル方向X線コリメータで撮影したい部位以外のX線を遮蔽された場合、遮蔽された部分の投影データを予測する必要がある。ここでは、図３２（ｂ）に示すように、３６０度回転させた場合の各方向のSil,Sir,Sjl,Sjrの面積を楕円近似したプロファイルと撮影領域の位置関係で予測する。なお、図３２（ｃ）に示すように、３角形近似または円形近似で両側に投影データを付加してもよい。
【０１６０】
チャネル方向X線コリメータのフィードフォワード制御を図３３のフローチャートで説明する。
【０１６１】
ステップC1では、X線管21，多列X線検出器24，DAS25から構成されるX線データ収集系の角度β(ビュー角度β)と、撮影関心領域（例えば中心（xo，yo）、半径Rの円形関心領域）の大きさと位置により、X線を照射すべき多列X線検出器24上の角度範囲（最小照射チャネルγminから最大照射チャネルγmaxまで）又はチャネル範囲を計算して求める。
【０１６２】
ステップC2では、チャネル方向コリメータ（偏心円柱コリメータでも遮蔽枚状コリメータでも良い）最小照射チャネルγminから最大照射チャネルγmaxまで開く。
【０１６３】
ステップC3では、全ビュー分のチャネル方向コリメータ制御ならびにデータ収集が終了したか確認する。
【０１６４】
尚、最小照射チャネルγmin及び最大照射チャネルγmaxと、X線管21，多列X線検出器24及びDAS25から構成されているデータ収集系と、チャネル方向コリメータとの関係を図３４に示す。これから判るように、X線管球の位置（ｘ，ｙ）は、ｘ＝ＦＣＤ・ｓｉｎθ，ｙ＝ＦＣＤ・ｃｏｓθ（ただし、θはビュー角度，FCD（Focus Center Distance：X線焦点回転中心距離）で示される。
【０１６５】
又、ビュー角度0度の時の撮影関心領域と、最小照射チャネル及び最大照射チャネルとの関係は、図３５の説明のように以下の通りである。
【０１６６】
例えば円形の撮影関心領域の位置を（xo，yo）、半径をRとし、ビュー角度0度、即ちX線焦点が（0，FCD）にある場合、以下の数式（２５），（２６），（２７）のようになる。（但し、FCD：Focus Center Distance X線焦点回転中心距離とする））。そして、数式（２５），（２６），（２７）より、数式（２８），（２９）が導かれる。そして、数式（３０），（３１）に示すように、この時のγの最大値がγmaxとなり、γの最小値がγminとなる。
【０１６７】
【数１７】
2007020906.tif 000019
【０１６８】
【数１８】
2007020906.tif 000020
【０１６９】
【数１９】
2007020906.tif 000021
【０１７０】
又、ビュー角度βの時の撮影関心領域と、最小照射チャネル及び最大照射チャネルとの関係は、図３６の説明のように以下の通りである。
【０１７１】
例えば円形の撮影関心領域の位置を（xo，yo）半径をRとし、ビュー角度0度、即ちX線焦点が（FCD・sinβ，FCD・cosβ）にある場合、以下の数式（３２），（３３），（３４）のようになる。（但し、FCD：Focus Center Distance X線焦点回転中心距離とする）。そして、数式（３２），（３３），（３４）より、数式（３５）が導かれる。そして、数式（３６），（３７）から、数式（３８），（３９）に示すように、この時のγの最大値がγmaxとなり、γの最小値がγminとなる。
【０１７２】
【数２０】
2007020906.tif 000022
【０１７３】
【数２１】
2007020906.tif 000023
【０１７４】
【数２２】
2007020906.tif 000024
【０１７５】
【数２３】
2007020906.tif 000025
【０１７６】
又、次にチャネル方向X線コリメータのフィードバック制御を図３７に示す。
【０１７７】
ステップC1では、図３３のステップC1と同様に、X線管21，多列X線検出器24及びDAS25から構成されているX線データ収集系の角度β(ビュー角度β)と、撮影関心領域（例えば中心（xo，yo）半径Rの円形関心領域）の大きさと位置により、X線を照射すべき多列X線検出器24上の角度範囲（最小照射チャネルγminから、最大照射チャネルγmaxまで）又はチャネル範囲を計算して求める。
【０１７８】
ステップC2では、図３４のステップC2と同様に、チャネル方向コリメータ（偏心円柱コリメータでも遮蔽枚状コリメータでもよい）最小照射チャネルγminから最大照射チャネルγmaxまで開く。
【０１７９】
ステップC3では、DAS25のデータを見てX線の照射されたデータの範囲を求める。ChminからChmaxまでがX線の照射されたデータ入力範囲だとすると、これがステップC1で求めた最小照射チャネルγmin，最大照射チャネルγmaxに相当するか確認する。
【０１８０】
もし、±εの微小な誤差の範囲であれば良しとするが、この誤差範囲を超えていた場合は、ステップC4に行く。
【０１８１】
ステップC4では、γmin−Chmin・Chang＝Δγmin，γmax−Chmax・Chang＝Δγmax
として補正量Δγmin，Δγmaxを制御量に加える。この後、ステップC5に行く。
【０１８２】
ステップC5では、全ビューのデータ収集終了か否かを確認し、終了していなければステップC1に戻り、チャネル方向コリメータ制御ならびにデータ収集を続ける。
【０１８３】
この場合は、プロファイル面積およびそのプロファイルのチャネル方向の幅から楕円近似を行う。図３２に示すように、楕円近似したプロファイルと撮影したい領域の位置関係から、ｉスライス目における各方向の遮蔽されたX線データで、撮影したい部位の左側、右側に付加される投影データSil，Sirがわかる。このSil，Sirを投影データの左右につけて画像再構成することで、よりよい画質の断層像が得られる。
【０１８４】
以上のように、本実施例においては、被検体に照射されるX線を遮蔽することによってチャネル方向においてのX線の照射範囲を調整するチャネル方向コリメータ31を備え、被検体をスキャンする際においては、オペレータにより入力装置２に入力された被検体の関心領域に対応してX線管21からのX線が照射されるように、そのチャネル方向コリメータ31の開口位置を制御コントローラ29が制御する。また、中央処理装置３は、多列X線検出器24により収集された関心領域についてのＸ線検出器データに基づいて、チャネル方向コリメータ32により欠如した、関心領域の周囲の領域についてのデータを近似して補正する。その後、その近似したＸ線検出器データに基づいて、被検体の断層像を画像再構成する。このため、低被曝化を実現できる。
【０１８５】
（実施例3）
実施例3ではビーム形成X線フィルタ32を用いた場合の例を示す。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。
【０１８６】
本実施例2では、チャネル方向X線コリメータ31を用いて説明をしたが、図３８に示すようにビーム形成X線フィルタ32を用いても同様な効果を出すことができる。
【０１８７】
図３８（ａ）にはビーム形成X線フィルタ32の通常位置、即ちチャネル方向の移動量が0のときを示している。
【０１８８】
図３８（ｂ），図３８（ｃ）はビーム形成X線フィルタ32の移動量がd１，d２の場合を示している。この場合、関心領域の中心とX線焦点を結ぶ直線が、ビーム形成X線フィルタ32のX線透過経路が最も短い直線に重なるように制御すればよい。
【０１８９】
これを重ねるには、（式３８）（式３９）より、以下の数式（４０）とする。
γmean＝（γmax＋γmin）／2      ・・・（４０）
【０１９０】
X線焦点とビーム形成Ｘ線フィルタ32までの距離を図３８（ａ）のようにDとすると、以下の数式（４１）のようになる。
【０１９１】
di＝D・tan（γmean）            ・・・（４１）
【０１９２】
但し、di＝ｄ１又はd２である。
【０１９３】
以上のX線CT装置100によれば、本発明のX線CT装置を用いることにより、ヘリカルスキャンでも、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）でも、高い分解能の得られるX線CT装置を実現できる。
【０１９４】
又、限られた関心領域のみを撮影し、画像再構成した際に高い分解能の得られるX線CT装置を実現できる。
【０１９５】
又、限られた関心領域のみにX線照射、撮影し、画像再構成した際に、低被曝で高い分解能の得られるX線CT装置を実現できる。
【０１９６】
具体的には、本実施例のX線CT装置100においては、チャネル方向においてのX線の照射分布を調整するビーム形成X線フィルタ32を備え、被検体を撮影する際においては、オペレータにより入力装置２に入力された被検体の関心領域に対応してX線管21からのX線が照射されるように、そのX線フィルタ32の位置を制御コントローラ29が制御する。このため、低被曝化を実現できる。
【０１９７】
尚、本実施例では、多列X線検出器を用いているが、1列のX線検出器を用いたX線CT装置でも同様の効果を出すことができる。
【０１９８】
又、本実施例では、画像再構成に3次元画像再構成方法を用いているが、従来公知のフェルドカンプ(Feldkamp)法による3次元画像再構成方法でも、その他の3次元画像再構成方法でも、又、2次元画像再構成方法でもよく、同様の効果を出せる。
【０１９９】
又、本実施例では、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）を用いているが、シネスキャンでも同様の効果を出せる。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】図1は、本発明の一実施形態に係るX線CT装置を示すブロック図である。
【図２】図2は、X線発生装置（X線管）及び多列X線検出器の回転を示す説明図である。
【図３】図3は、本発明の一実施形態に係る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、X線検出器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示す概念図である。
【図１２】図１２は、従来の多列X線検出器を示す図である。
【図１３】図１３は、中心部チャネルが高分解能になった多列X線検出器を示す図である。
【図１４】図１４は、従来のデータ読み出しモードを示す図である。
【図１５】図１５は、内側の中心部で多い列数で読み出すモード1を示す図である。
【図１６】図１６は、内側の中心部で多い列数で読み出すモード2を示す図である。
【図１７】図１７は、内側の中心部で多い列数で読み出すモード3を示す図である。
【図１８】図１８は、チャネル幅及びデータ収集範囲が複数種ある多列X線検出器で、内側の中心部で多く細かい列幅で外側の周辺部では少なく粗い列幅で読み出すモードの列を示す図である。
【図１９】図１９は、被検体が大きく関心領域が小さい場合を示す図である。
【図２０】図２０は、通常モードのデータ転送速度を示す図である。
【図２１】図２１は、チャネル方向の中心部のみデータ収集する場合のデータ転送速度を示す図である。
【図２２】図２２は、チャネル方向の中心部のみデータ収集する場合のデータ転送速度を示す図である。
【図２３】図２３は、データ収集範囲ごとにデータ収集サンプリング周期が複数種ある多列X線検出器を示す図である。
【図２４】図２４は、チャネル方向コリメータによるデータ収集範囲に合わせたX線照射範囲を示す図である。
【図２５】図２５は、ビーム形成X線フィルタによるデータ収集範囲を示す図である。
【図２６】図２６において、図２６（ａ）は、RL方向（x方向）のスカウト像における関心領域の設定を示す図であり、図２６（ｂ）は、AP方向（y方向）のスカウト像における関心領域の設定を示す図である。
【図２７】図２７は、X線検出器チャネル幅dとチャネル幅d/2との切り換えを示す図である。
【図２８】図２８は、広いデータ収集範囲と狭いデータ収集範囲との切り換えを示す図である。
【図２９】図２９は、実施例2の動作のフロー図である。
【図３０】図３０において、図３０（ａ）は、チャネル方向コリメータ（回転軸偏心円柱方式）を示す図であり、図３０（ｂ）は、チャネル方向コリメータ（遮蔽板方式）を示す図であり、図３０（ｃ）は、ビーム形成X線フィルタの例を示す図である。
【図３１】図３１において、図３１（ａ）と、図３１（ｂ）とは、チャネル方向コリメータ制御を示す図である。
【図３２】図３２は、チャネル方向X線コリメータで欠如した投影データを付加する場合を示す図である。
【図３３】図３３は、チャネル方向コリメータのフィードフォワード制御を示す図である。
【図３４】図３４は、ビュー角度＝0度の時の撮影関心領域と照射チャネル範囲の説明図である。
【図３５】図３５は、ビュー角度＝0度の時の撮影関心領域と照射最小チャネルと照射最大チャネルの説明図である。
【図３６】図３６は、ビュー角度βの時の撮影関心領域と照射最小チャネルと照射最大チャネルの説明図である。
【図３７】図３７は、チャネル方向コリメータのフィードバック制御を示す図である。
【図３８】図３８において、図３８（ａ）は、ビーム形成X線フィルタ32通常位置を示す図であり、図３８（ｂ）は、ビーム形成X線フィルタ32位置制御（その1）を示す図であり、図３８（ｃ）は、ビーム形成X線フィルタ32位置制御（その2）を示す図である。
【図３９】図３９は、X線検出器チャネル間隔ごとに異なる画像再構成関数を示す図である。
【図４０】図４０は、X線検出器チャネル幅が複数種ある場合の再構成関数重畳を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０２０１】
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（スライス厚方向コリメータ）、
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、
２９…制御コントローラ、
３０…スリップリング、
３１…チャネル方向コリメータ、
３２…ビーム形成X線フィルタ、
ｄｐ…X線検出器面、
Ｐ…再構成領域、
ｐｐ…投影面、
IC…回転中心(ISO)
【図１】
2007020906.tif 000026
【図２】
2007020906.tif 000027
【図３】
2007020906.tif 000028
【図４】
2007020906.tif 000029
【図５】
2007020906.tif 000030
【図６】
2007020906.tif 000031
【図７】
2007020906.tif 000032
【図８】
2007020906.tif 000033
【図９】
2007020906.tif 000034
【図１０】
2007020906.tif 000035
【図１１】
2007020906.tif 000036
【図１２】
2007020906.tif 000037
【図１３】
2007020906.tif 000038
【図１４】
2007020906.tif 000039
【図１５】
2007020906.tif 000040
【図１６】
2007020906.tif 000041
【図１７】
2007020906.tif 000042
【図１８】
2007020906.tif 000043
【図１９】
2007020906.tif 000044
【図２０】
2007020906.tif 000045
【図２１】
2007020906.tif 000046
【図２２】
2007020906.tif 000047
【図２３】
2007020906.tif 000048
【図２４】
2007020906.tif 000049
【図２５】
2007020906.tif 000050
【図２６】
2007020906.tif 000051
【図２７】
2007020906.tif 000052
【図２８】
2007020906.tif 000053
【図２９】
2007020906.tif 000054
【図３０】
2007020906.tif 000055
【図３１】
2007020906.tif 000056
【図３２】
2007020906.tif 000057
【図３３】
2007020906.tif 000058
【図３４】
2007020906.tif 000059
【図３５】
2007020906.tif 000060
【図３６】
2007020906.tif 000061
【図３７】
2007020906.tif 000062
【図３８】
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【図３９】
2007020906.tif 000064
【図４０】
2007020906.tif 000065