(57)【要約】【課題】Ｘ線ＣＴ装置の幾何学パラメータを画像の目視することなく自動推定する。【解決手段】ワイヤーファトムを撮影した投影データを読込（Ｓ１１）、幾何学パラメータとして回転中心チャンネルの初期値及び繰り返し範囲を設定し（Ｓ１２、１３）、ワイヤーファントムの再構成像を生成する（Ｓ１４）。その再構成像からワイヤーファントムの領域を抽出し（Ｓ１５）、特徴量として領域長を求めて保存する（Ｓ１６、１７）。次に回転中心チャンネルの値を更新してＳ１４〜Ｓ１８を繰り返し、最適な特徴量を示す幾何学パラメータを検索して（Ｓ１１０）調整パラメータとして決定する。  【選択図】図４
2007215698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源に対向配置され、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出して前記被検体の投影データを出力するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を所定角度毎に回転移動させる回転手段と、
前記回転手段によって前記Ｘ線源が回転された状態で前記Ｘ線検出器により出力された投影データを用いて前記被検体の断層像を再構成処理する画像再構成手段と、
を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記画像再構成手段は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に少なくとも一つのファントムを設置してＸ線撮影することにより得られた前記ファントムの投影データに基づいて、前記再構成処理に使用する幾何学パラメータを変化させた複数のファントム再構成像を生成し、
前記複数のファントム再構成像の各々について、前記ファントム再構成像の特徴量を算出し、前記複数の特徴量に基づいて所望のファントム再構成像を選択し、その選択されたファントム再構成像に対応する幾何学パラメータを調整パラメータとして決定する調整パラメータ決定手段と、
前記幾何学パラメータを変えて再構成したファントム再構成像の特徴量とその特徴量に対応する幾何学パラメータとを関連づけた関連情報、又は前記幾何学パラメータとその幾何学パラメータを用いて再構成したファントム再構成像とを関連づけた確認用再構成像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記幾何学パラメータは、前記回転手段による回転移動の回転中心軸を投影した前記X線検出器上におけるチャンネル位置を示す回転中心チャンネルパラメータであって、
前記画像再構成手段は、前記回転中心チャンネルパラメータを変えて複数のワイヤーファントムの再構成像を生成し、
前記調整パラメータ決定手段は、前記複数のワイヤーの再構成像の各々から一つのワイヤー領域を抽出するワイヤー領域抽出手段と、前記ワイヤー領域抽出手段によって抽出したワイヤー領域の長さを算出するワイヤー領域長算出手段と、前記再構成像毎に求めた複数のワイヤー領域長の最小値を検索するワイヤー領域長最小値検索手段と、を備え、前記ワイヤー領域長が最小値となる回転中心チャンネルパラメータを前記調整パラメータとして決定する、
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】
前記幾何学パラメータは、前記回転手段の回転における所定回転角度間隔を示す投影角度ピッチであって、
前記画像再構成手段は、前記投影角度ピッチを変えて複数のワイヤーファントムの再構成像を生成し、
前記調整パラメータ決定手段は、前記ワイヤーを含むファントムの再構成像に写る複数のワイヤー領域を抽出する複数ワイヤー領域抽出手段と、前記複数ワイヤー領域抽出手段によって抽出した複数のワイヤー領域について個々に円形度を求め、求めた個々のワイヤー領域の円形度の平均値を算出する円形度平均値算出手段と、前記再構成像毎に求めた複数の円形度平均値の最小値を検索する円形度平均最小値検索手段と、を備え、前記円形度平均値が最小値となる投影角度ピッチを前記調整パラメータとして決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記幾何学パラメータは、前記回転手段の回転移動における回転中心軸の前記Ｘ線検出器への投影ラインの方向と、前記Ｘ線検出器の設計上の投影ラインの方向との角度差を示す検出器取付角度であり、
前記調整パラメータ決定手段は、前記回転中心軸上で位置の異なる少なくとも２枚以上の前記ワイヤーファントムの再構成像組について、それぞれ再構成像から少なくとも１つのワイヤー領域を抽出するワイヤー領域抽出手段と、前記ワイヤー領域抽出手段によって抽出した各再構成像のワイヤー領域の円形度に基づいて、前記再構成像組のワイヤー領域の円形度の平均値を求める円形度平均値算出手段と、前記円形度の平均値の最小値を検索する円形度平均最小値検索手段と、を備え、前記円形度の平均値が最小値となる検出器取付角度を前記調整パラメータとして決定する、
ことを特徴とする請求項１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装置に関し、特に画像再構成に必要な装置の幾何学パラメータをより容易に求めることを可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーンビームＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源とこのＸ線源に対向して配置される2次元Ｘ線検出器とを同一回転中心の円軌道面上で回転移動させながら、回転中心軸上に位置する被検体のＸ線投影画像を2次元Ｘ線検出器で撮影し、さらにＸ線投影画像を基に画像再構成演算を行うことによって3次元的なＸ線ＣＴ画像を得るものである。
【０００３】
このような2次元Ｘ線検出器を用いたコーンビームＸ線ＣＴ装置の画像再構成アルゴリズムについてはFeldkamp画像3次元画像再構成法が代表的なものとして知られている（非特許文献１）。
【０００４】
またコーンビームＸ線ＣＴ装置では機械的設計誤差に起因するアーチファクトのない3次元的なＸ線ＣＴ画像を得るために、前記回転中心チャンネルや前記投影角度ピッチ、検出器取付角度などのパラメータ（以下、幾何学パラメータと称す）を求め、画像再構成演算に適用する必要がある。このような幾何学パラメータを求める方法として、特許文献１及び特許文献２記載の従来技術がある。
【０００５】
特許文献１の従来技術は、金属球を直線状に配列して構成された回転軌道面算出用ファントムを回転中心軸から所定距離だけ離し、且つ回転中心軸とファントムの金属球配列方向が平行になるように配置した状態で200度以上の範囲で回転撮影し、撮影で得られた複数のＸ線投影画像の加算画像に写る金属球の軌跡から回転軌道面と回転中心チャンネルの幾何学パラメータを求める方法である。
【０００６】
特許文献２の従来技術は、複数本のワイヤーを含むファントムをワイヤーが回転中心軸に平行に位置するように配置して200度以上の範囲で回転撮影し、撮影で得られた複数のＸ線投影画像から再構成演算によって生成したＸ線ＣＴ画像に写るワイヤーの断面形状から好適な投影角度ピッチ及び検出器取付角度の幾何学パラメータを求める方法である。
【特許文献１】特開2005-237752号公報
【特許文献２】特開2005-058309号公報
【非特許文献１】「PraＣＴical Cone-Beam Algorithm」; L.A.Feldkamp, et al.; J.Optical Society of America. A/Vol.1(6), (1984), pp.612-19」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記技術はＸ線ＣＴ画像に写るワイヤーの断面形状が好適になるまで、幾何学パラメータを変えて再構成演算するという手順を繰り返す。また断面形状が好適か否かの判断は調整者の目視判断に依る。この場合、目視判断では定量的な指標がないため、画像を見る人によって結果が異なる可能性がある。また判断は調整原理の知識や経験が必要になる。
【０００８】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、コーンビームＸ線ＣＴ装置の幾何学パラメータ調整において、画像からの目視判断をせずとも自動的に好適な幾何学パラメータを求めるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出して前記被検体の投影データを出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を所定角度毎に回転移動させる回転手段と、前記回転手段によって前記Ｘ線源が回転された状態で前記Ｘ線検出器により出力された投影データを用いて前記被検体の断層像を再構成処理する画像再構成手段と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記画像再構成手段は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に少なくとも一つのファントムを設置してＸ線撮影することにより得られた前記ファントムの投影データに基づいて、前記再構成処理に使用する幾何学パラメータを変化させた複数のファントム再構成像を生成し、前記複数のファントム再構成像の各々について、前記ファントム再構成像の特徴量を算出し、前記複数の特徴量に基づいて所望のファントム再構成像を選択し、その選択されたファントム再構成像に対応する幾何学パラメータを調整パラメータとして決定する調整パラメータ決定手段と、前記幾何学パラメータを変えて再構成したファントム再構成像の特徴量とその特徴量に対応する幾何学パラメータとを関連づけた関連情報、又は前記幾何学パラメータとその幾何学パラメータを用いて再構成したファントム再構成像とを関連づけた確認用再構成像を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コーンビームＸ線ＣＴ装置の幾何学パラメータ調整において、画像からの目視判断をせずとも自動的に好適な幾何学パラメータを求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に従って本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置１の構成を示す概念図である。図２は、図１のＸ線ＣＴ装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１のＸ線ＣＴ装置１は、投影データを出力するスキャナ回転部１０と、投影データに基づいて画像再構成処理を行い、再構成画像を生成する画像処理装置２０と、再構成画像を表示する画像表示装置３０とを備える。
【００１４】
スキャナ回転部１０は、図２に示すように、円錐又は角錐状に広がるＸ線ビームを照射するＸ線管球１１を備えたＸ線源と、透過Ｘ線を検出する検出器１２とを備える。またスキャナ回転部１０は、Ｘ線源１１と検出器１２とを対向させた状態で寝台４０に載置した被検体５０の周囲を回転させる回転盤１３を備える。
【００１５】
検出器１２は、被検体５０を透過した透過Ｘ線を検出し、データ収集装置（以下「ＤＡＳ」という。）１４を介して投影データを出力する。ＤＡＳ１４はプリアンプ１５に接続される。プリアンプ１５は、ＤＡＳ１４から受信した投影データを増幅し、画像処理装置２０に増幅後の投影データを転送する。現在、Ｘ線管球１１や検出器１２を搭載した回転盤１３の１周当たりの回転は０．５秒以下まで高速化されている。また検出器１２は一度のスキャンで複数断層像を得られるよう、体軸方向に複数列配置された構造をもつマルチスライス検出器が多く普及している。
【００１６】
画像処理装置２０は、ＣＰＵ２１と、画像処理装置２０等の制御プログラムや画像処理プログラムを格納する主メモリ２２と、投影データや画像処理プログラム等を格納する磁気ディスク２３と、有効視野範囲等のパラメータの設定を行うためのキーボード２４と、マウス２５やトラックボール、ジョイスティック等からなるポインティングデバイス及びそのコントローラ２６と、画像表示装置３０に表示させる画像データを一時的に格納する表示メモリ２７と、スキャナ回転部１０から投影データを取得する入出力インターフェース２８と、を備える。上記各構成要素は、共通バス２９により互いに接続される。画像処理装置２０は、記憶装置として主メモリ２２及び磁気ディスク２３を備えるが、その他の記憶装置、例えばＦＤＤ、ＣＤ−ＲＷドライブ、ＭＯ（光ディスク）ドライブ、ＺＩＰドライブを備えてもよい。
【００１７】
Ｘ線ＣＴ装置１の画像処理装置２０には投影データを再構成して再構成画像を生成する画像処理プログラムがインストールされている。また、画像処理装置２０には、そのＸ線ＣＴ装置に固有の幾何学パラメータの検出し、調整パラメータを決定する幾何学パラメータの自動決定プログラムがインストールされている。ＣＰＵ２１が適宜これらのプログラムを主メモリ２２上のロードして実行することにより、自動決定プログラムが後述する処理を行い、調整パラメータを自動決定する。そして、自動決定された調整パラメータを用いて被検体の投影データが再構成される。
【００１８】
画像表示装置３０は、ＣＲＴ装置や液晶ディスプレイ装置等により構成される。
【００１９】
＜第一実施形態＞
第一実施形態は、回転中心軸を投影したＸ線検出器上におけるチャンネル位置を示す回転中心チャンネルを検出し、調整する実施形態である。
【００２０】
図３は、回転中心チャンネル及びミッドプレーンスライスを説明するための模式図である。回転中心チャンネル７１とは、回転盤１３の回転移動における回転中心軸６１が検出器１２に投影される検出器１２上のチャンネルである。また、Ｘ線源１１と２次元Ｘ線検出器１２とが描く円軌道を含む面である回転軌道面（ミッドプレーン）６０の検出器１２における投影位置をミッドプレーンスライス７２という。
【００２１】
図４は回転中心チャンネル自動決定の処理の概要を示すフローチャートである。以下図４のフローチャートに従って回転中心チャンネル自動決定処理を説明する。
【００２２】
ステップＳ１１では、投影画像読み込みを行う（Ｓ１１）。
【００２３】
Ｘ線ＣＴ装置１によって撮影された被検体の医用画像データセットをスキャナ計測部１０、又は図示しない画像記録装置又は画像データベースから読み出し、主メモリに展開する。ここで画像データセットは被検体を撮影した数枚から数百枚の投影画像のことを指す。
【００２４】
ステップＳ１２では、回転中心チャンネル初期を値設定する（Ｓ１２）。
【００２５】
回転中心チャンネルパラメータの初期値を設定する。回転中心チャンネルパラメータは理想的には投影画像の列方向の中心チャンネルであることが望ましいので、初期値は投影画像の列方向の画素数の１/２とする。例えば投影画像の列方向の画素数が５１２画素なら２５６チャンネル、１０２４画素なら５１２チャンネルとする。
【００２６】
あるいは設計値でなくとも特許文献１に記載されているようにワイヤーを撮影した投影画像の加算画像から決定した回転中心チャンネルパラメータの値を用いてもよい。
【００２７】
ステップＳ１３では、繰り返し範囲設定を行う（Ｓ１３）。
【００２８】
再構成演算を繰り返す際の回転中心チャンネルパラメータの範囲とステップ値を設定する。回転中心チャンネルの範囲は、１．２で設定した初期値を中心とした一定幅を持たせる。設定した幅内で繰り返しで変化させる回転中心パラメータの値をステップ値とする。
【００２９】
例えば回転中心チャンネルパラメータの初期値を２５６、繰り返し範囲を±３、ステップ値を０．５とすると、回転中心チャンネルを２５１、２５１．５、２５２、２５２．５、…、２５６、…、２５９．５、２６０、２６０．５、２６１というように変化させながら１．４以降の処理を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ１４では、再構成演算を行う（Ｓ１４）。
【００３１】
設定されている回転中心チャンネルパラメータを用いて、ワイヤーを撮影した投影画像を再構成し、ワイヤーの再構成画像を作成する。再構成の際にはワイヤーが画像中になるべく大きく逆投影されるように、再構成視野を小さくして再構成する。
【００３２】
例えば撮影範囲全体が逆投影されるように再構成視野を大きくして再構成した画像ではワイヤーは図５のように画像中に小さな点としてワイヤー領域１００が結像される。この場合、ステップＳ１５以降に示すワイヤー領域抽出やワイヤー長算出で誤差が生じてしまう。再構成視野を小さくして再構成した画像では、図６に示すようにワイヤー領域１０１が拡大された画像になるため、ステップＳ１５以降に示すワイヤー領域抽出やワイヤー長算出が容易になり、且つ誤差も小さくなる。
【００３３】
ステップＳ１５では、ワイヤー領域抽出を行う（Ｓ１５）。
【００３４】
再構成画像中に写るワイヤー領域を以下の手順によって抽出する。
【００３５】
（１）画像をラスタ走査し、ワイヤーの画素値を持つ画素を検索する。
【００３６】
（２）（１）で検索した画素を開始点とし、領域拡張法によりワイヤー領域を抽出する。領域拡張法での抽出では、ワイヤー以外の背景を抽出しないようなパラメータを設定する。
【００３７】
（３）複数のワイヤーを並べたファントムを撮影した場合、再構成画像には図７に示すように複数のワイヤー領域１０２、１０３が写っている場合がある。この場合は再構成画像の中心（例えば５１２×５１２画素の再構成画像なら（ｘ、ｙ）＝（２５６、２５６））に近い方のワイヤー領域のみを抽出する。再構成画像の中心Oに近い方の領域かどうかを判別するには、図８に示すように再構成画像の中心を中心点とした円O１を設定し、円O１の半径を大きくしながらその円周上にワイヤー画素があるかを調べる。図９に示すように円周上に最初に現れたワイヤー画素を含むワイヤー領域を中心に近いワイヤー領域とする。図９では、ワイヤー領域１０２が抽出される。
【００３８】
ステップＳ１６では、ワイヤー領域長算出を行う（Ｓ１６）。
【００３９】
ステップＳ１５で抽出されたワイヤー領域１０２のアーチファクト長さを算出する。回転中心チャンネルが好適な場合、再構成画像に写るワイヤーが点として結像され、アーチファクトはほとんど無い。しかし回転中心チャンネルのパラメータが好適でない場合は、再構成画像に写るワイヤー領域は回転中心チャンネルずれによるアーチファクトを含んだ領域となる。ワイヤー領域のアーチファクトは回転中心チャンネルが好適値から離れるにしたがって長くなる。したがってこのアーチファクトの長さを以て回転中心チャンネルパラメータの決定指標とする。
【００４０】
ワイヤー領域のアーチファクトの長さは図１０に示すように抽出したワイヤー領域１０２の中で画素値が最大となる画素１０２ｍからワイヤー領域の端点画素１０２ｅまでの距離とする。ワイヤー領域１０２の最大値を持つ画素１０２ｍを基準としたのは、再構成画像で値が高い画素は、逆投影演算において、最も投影画像のワイヤーを投影している画素であると仮定したためである。以下にワイヤー領域長算出処理の手順を示す。
【００４１】
（１）ステップＳ１５で抽出したワイヤー領域１０２の中で画素値が最大となる画素１０２ｍを検索する。
【００４２】
（２）（１）で検索した画素値が最大となる画素１０２ｍを中心とした円を設定し、円の円周上にワイヤー領域１０２の画素がなくなるまで円の半径を少しずつ大きくしていく。
【００４３】
（３）円の円周上にワイヤー領域の画素がなくなった時の円の半径をワイヤーのアーチファクト長さ（ワイヤー領域長ｌ）とする。
【００４４】
ステップＳ１７では、ワイヤー領域長ｌを保存する（Ｓ１７）。
【００４５】
ステップＳ１６で算出したワイヤー領域長ｌ（アーチファクト長さ）をその時の回転中心チャンネルパラメータと対応させて保存する。
【００４６】
ステップＳ１８では、繰り返し範囲判別をする（Ｓ１８）。
【００４７】
回転中心チャンネルパラメータがステップＳ１３で設定した繰り返し範囲内であるか否かを判別する。回転中心チャンネルパラメータが範囲内であればステップＳ１９へ移行する。範囲外であればステップＳ１１０へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１９では、回転中心チャンネルを変更する（Ｓ１９）。
【００４９】
回転中心チャンネルパラメータをステップＳ１３で設定した範囲とステップ値を元に変更し、ステップＳ１４からの処理を繰り返す。
【００５０】
例えば、変更前の回転中心チャンネルパラメータが２５３チャンネルであり、ステップＳ１３で設定したステップ値が０．５チャンネルであった場合は、２５３＋０．５＝２５３．５チャンネルを変更値とする。
【００５１】
ステップＳ１１０では、ワイヤー領域長ｌの最小値を検索する（Ｓ１１０）。
【００５２】
ステップＳ１３の範囲及びステップ値で設定された回転中心チャンネルパラメータ毎にステップＳ１４からＳ１９の処理を行って算出したワイヤー領域長ｌの中から最小値を検索する。
【００５３】
検索した最小値に対応する回転中心チャンネルパラメータを好適値とする。
【００５４】
図１１は実際に装置を用いて撮影を行った時の回転中心チャンネルパラメータに対するワイヤー領域長ｌを示すグラフである（投影画像サイズ：1024×1024画素）。また図１２はその時の画像（ワイヤーおよびそのアーチファクトを含む確認用再構成像）を示す。図１１では回転中心チャンネルパラメータが４９３．５チャンネルの時、ワイヤー領域長ｌが最小をとっている。さらに図１２より回転中心チャンネルパラメータが４９３．５チャンネルの時のワイヤーが最も左右対称な形となり、さらにアーチファクトも少なくよく結像されている。これらより、ワイヤー領域長ｌによる回転中心チャンネルパラメータの決定が妥当であることが言える。
【００５５】
上記図１１のグラフ及び／又は図１２の再構成像を画像表示装置３０に表示し、ユーザが自動決定の効果を確認できるようにしてもよい。
【００５６】
＜第二実施形態＞
第二実施形態は、投影角度ピッチを自動決定する実施形態である。投影角度ピッチとは、回転盤１３が所定の角度毎に回転する角度間隔をいう。本実施形態は、個々のＸ線ＣＴ装置は固有の角度ピッチを有する場合があり、必ずしも設計値とは同一にならないため、実際の角度ピッチを自動決定するための処理である。
【００５７】
図１３は投影角度ピッチ自動決定の処理の概要を示すフローチャートである。
【００５８】
以下図１３のフローチャートに従って投影角度ピッチ自動決定の処理を説明する。
【００５９】
ステップＳ２１では、投影画像読み込みを行う（Ｓ２１）。
【００６０】
ワイヤーファントムを撮影した数百枚の投影画像をスキャナ計測部１０、又は図示しない画像記録装置又は画像データベースから読み出し、主メモリに展開する。
【００６１】
ステップＳ２２では、投影角度ピッチの初期値設定を行う（Ｓ２２）。
【００６２】
投影角度ピッチパラメータの初期値を設定する。投影角度ピッチパラメータは理想的には設計値であることが望ましい。投影角度ピッチの設計値は、Ｘ線源１１又は検出器１２がＸ線を照射しながら回転する回転角度をその間に収集する投影画像枚数で割ったものとなる。例えば回転角度が２００°、回転角度の間に収集した投影画像枚数が１５０枚であった場合は、２００°/１５０枚≒１．３３０°となる。
【００６３】
ステップＳ２３では、繰り返し範囲を設定する（Ｓ２３）。
【００６４】
再構成演算を繰り返す際の投影角度ピッチパラメータの範囲とステップ値を設定する。投影角度ピッチの範囲は、ステップＳ２２で設定した初期値を中心とした一定幅を持たせる。設定した幅内で繰り返しで変化させる投影角度ピッチの値をステップ値とする。
【００６５】
例えば投影角度ピッチパラメータの初期値を１．３３０、繰り返し範囲を±０．０２、ステップ値を０．００１とすると、回転中心チャンネルを１．３１０、１．３１１、１．３１２、…、１．３４８、１．３４９、１．３５０というように変化させながらステップＳ２４以降の処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ２４では、再構成演算を行う（Ｓ２４）。
【００６７】
設定されている投影角度ピッチパラメータを用いて、ワイヤーを撮影した投影画像を再構成し、ワイヤーの再構成画像を作成する。このとき、再構成する画像は、ミッドプレーン６０を検出器１２に投影したときの投影位置に対応するミッドプレーンスライス７２の再構成像である。再構成の際には格子上に配置されたワイヤーが画像中になるべく全て逆投影されるように、再構成視野を大きくして再構成する。この時の再構成画像の例図を図１４に示す。図１４は複数のワイヤー領域１０４が結像していることを示す。
【００６８】
ステップＳ２５では、ワイヤー領域抽出を行う（Ｓ２５）。
【００６９】
再構成画像中に写るワイヤー領域を以下の手順によって抽出する。
【００７０】
（１） 画像をラスタ走査し、ワイヤーの画素値を持つ画素を検索する。
【００７１】
（２）（１）で検索した画素を開始点とし、領域拡張法によりワイヤー領域を抽出する。領域拡張法での抽出では、ワイヤー以外の背景を抽出しないようなパラメータを設定する。
【００７２】
（３）（１）〜（２）を繰り返して再構成画像に写る全てのワイヤーを抽出する。
【００７３】
ステップＳ２６では、ワイヤー領域の円形度を算出する（Ｓ２６）。
【００７４】
ステップＳ２５で抽出したワイヤー領域の円形度をそれぞれ算出する。投影角度ピッチが好適に設定されている場合、再構成画像に写るそれぞれのワイヤーは点として結像され、その形状は円に近くなる。しかし投影角度ピッチのパラメータが好適でない場合は、再構成画像に写るワイヤーはアーチファクトを生じ、形状は円形から離れる。このような性質を利用し、それぞれのワイヤーの円形度を求め、各ワイヤーの円形度の平均値を以って投影角度ピッチの決定指標とする。以下にワイヤー領域円形度算出処理の手順を示す。
【００７５】
（１）ステップＳ２５で抽出したワイヤー領域の画素数を求める。
【００７６】
（２）ステップＳ２５で抽出したワイヤー領域の周囲長を求める。
【００７７】
（３）（１）及び（２）で求めたワイヤー領域の画素数をＮ、周囲長をＳとし、数１式によりワイヤー領域の円形度Ｃを算出する。
［数１］  Ｃ＝Ｓ２／４πＮ
（４）抽出した各ワイヤーに対し、（１）から（３）の処理を行い、それぞれ円形度を求める。
【００７８】
ステップＳ２７では、ワイヤー領域の円形度の平均値を算出する（Ｓ２７）。
【００７９】
まず、ステップＳ２６で求めた各ワイヤー領域の円形度の平均値を求める。投影角度ピッチのパラメータが好適でない場合、再構成画像の中心から離れるにしたがってワイヤーはアーチファクトを強く生じ、円形度が大きくなる。よって円形度の平均値が大きくなる。一方投影角度ピッチのパラメータが好適である場合、再構成画像の中心部と周辺とでワイヤーの形状は一様に円になり、円形度の平均値は小さくなる。
【００８０】
ステップＳ２８では、ワイヤー領域の円形度の平均値を保存する（Ｓ２８）。
【００８１】
ステップＳ２７で算出したワイヤー領域の円形度平均値をその時の投影角度ピッチパラメータと対応させて保存する。
【００８２】
ステップＳ２９では、繰り返し範囲判別を行う（Ｓ２９）。
【００８３】
投影角度ピッチパラメータがステップＳ２３で設定した繰り返し範囲内であるか否かを判別する。投影角度ピッチパラメータが範囲内であればステップＳ２１０へ移行する。範囲外であればステップＳ２１１へ移行する。
【００８４】
ステップＳ２１０では、投影角度ピッチを変更する（Ｓ２１０）。
【００８５】
投影角度ピッチパラメータを２．３で設定した範囲とステップ値を元に変更し、ステップＳ２４からの処理を繰り返す。
【００８６】
例えば、変更前の投影角度ピッチパラメータが１．３１１°であり、２．３で設定したステップ値が０．００１°であった場合は、１．３１１＋０．００１＝１．３１２°を変更値とする。
【００８７】
ステップＳ２１１では、ワイヤー領域円形度の平均値の最小値を検索
する（Ｓ２１１）、ステップＳ２３の範囲及びステップ値で設定された投影角度ピッチパラメータ毎にＳ２４からＳ２１１の処理を行って算出したワイヤー領域円形度平均値の中から最小値を検索する。
【００８８】
検索した最小値に対応する投影角度ピッチパラメータを好適値とする。
【００８９】
図１５は実際に装置を用いて撮影を行った時の投影角度ピッチパラメータに対するワイヤー領域円形度平均値を示すグラフである。また図１６はその時の画像を示す。図１５では投影角度ピッチパラメータが１．３３２°の時、ワイヤー領域円形度平均値が最小をとっている。さらに図１６より投影角度ピッチパラメータが１．３３２°の時の画像の中央部と周辺部でワイヤーが点として結像されており、その形状も円に近い。これらより、ワイヤー領域円形度平均値による投影角度ピッチパラメータの決定が妥当であることが言える。
【００９０】
第一実施形態と同様、図１５のグラフ及び／又は図１６の確認用再構成像を画像表示装置３０に表示してユーザが自動決定の効果を確認できるように構成してもよい。
【００９１】
＜第三実施形態＞
第三実施形態は、検出器取付角度を自動決定する実施形態である。図１７は検出器取付角度自動決定の処理の概要を示すフローチャートである。検出器取付角度とは、以下図１７のフローチャートに従って検出器取付角度自動決定の処理を説明する。
【００９２】
ステップＳ３１では、投影画像の読み込みを行う（Ｓ３１）。
【００９３】
ワイヤーファントムを撮影した数百枚の投影画像を、スキャナ計測部１０、又は図示しない画像記録装置又は画像データベースから読み出し、主メモリに展開する。
【００９４】
ステップＳ３２では、検出器取付角度の初期値設定を行う（Ｓ３２）。
【００９５】
検出器取付角度パラメータの初期値を設定する。検出器取付角度αは図１８に示すように回転機構の回転中心と検出器１２とがなす角度である。検出器１２は回転中心軸６１に対して垂直・平行に取り付けられ、取付角度は０．０°となっていることが望ましい。したがって検出器取付角度パラメータの初期値は０．０°とする。図１８の回転中心軸６１は、回転中心軸６１の検出器１２への投影ラインの方向を示す。また、図１８において回転中心軸６１と角度αをなす検出器１２上のライン１２ＣＬは、検出器１２の設計上の投影ラインを示す。
【００９６】
ステップＳ３３では、繰り返し範囲設定を行う（Ｓ３３）。
【００９７】
再構成演算を繰り返す際の検出器取付角度パラメータの範囲とステップ値を設定する。検出器取付角度の範囲は、ステップＳ３２で設定した初期値を中心とした一定幅を持たせる。設定した幅内で繰り返しで変化させる検出器取付角度の値をステップ値とする。
【００９８】
例えば検出器取付角度パラメータの初期値を０．０、繰り返し範囲を±１．０、ステップ値を０．１とすると、検出器取付角度を−１．０、−０．９、−０．８、…、０．８、０．９、１．０というように変化させながらステップＳ３４以降の処理を繰り返す。
【００９９】
ステップＳ３４では、再構成演算を行う（Ｓ３４）。
【０１００】
設定されている検出器取付角度パラメータを用いて、ワイヤーを撮影した投影画像を再構成し、ワイヤーの再構成画像を作成する。再構成の際にはステップＳ１４の処理と同様にワイヤーが画像中になるべく大きく逆投影されるように、再構成視野を小さくして再構成する。ここで再構成する画像は図１９に示すように、ミッドプレーン６０断面と、ミッドプレーン６０断面からある程度離れた断面（図中Ａ、Ｂ）の３枚の再構成画像とする。
【０１０１】
ステップＳ３５では、ワイヤー領域の抽出を行う（Ｓ３５）。
【０１０２】
再構成画像中に写るワイヤー領域を以下の手順によって抽出する。
【０１０３】
（１）画像をラスタ走査し、ワイヤーの画素値を持つ画素を検索する。
【０１０４】
（２）（１）で検索した画素を開始点とし、領域拡張法によりワイヤー領域を抽出する。領域拡張法での抽出では、ワイヤー以外の背景を抽出しないようなパラメータを設定する。
【０１０５】
（３）複数のワイヤーを並べたファントムを撮影した場合、再構成画像には図７に示すように複数のワイヤーが写っている場合がある。この場合は再構成画像の中心（例えば５１２×５１２画素の再構成画像なら（ｘ、ｙ）＝（２５６、２５６））に近い方のワイヤー領域のみを抽出する。再構成画像の中心に近い方の領域かどうかを判別するには、図８に示すように再構成画像の中心を中心点とした円を設定し、円の半径を大きくしながらその円周上にワイヤー画素があるかを調べる。図９に示すように円周上に最初に現れたワイヤー画素を含むワイヤー領域を中心に近いワイヤー領域とする。
【０１０６】
ステップＳ３６では、ワイヤー領域の円形度を算出する（Ｓ３６）。
【０１０７】
ステップＳ３５で抽出したワイヤー領域の円形度を３枚の再構成画像に対してそれぞれ算出する。検出器取付角度が好適に設定されている場合、３枚の再構成画像に写るそれぞれのワイヤーは点として結像され、その形状は円に近くなる。しかし検出器取付角度のパラメータが好適でない場合は、ミッドプレーン断面から離れた位置にある再構成画像に写るワイヤーはアーチファクトを生じ、形状は円形から離れる。このような性質を利用し、それぞれの再構成画像に写るワイヤーの円形度を求め、３枚の再構成画像の円形度の平均値を以って検出器取付角度の決定指標とする。以下にワイヤー領域円形度算出処理の手順を示す。
【０１０８】
（１）ステップＳ３５で抽出したワイヤー領域の画素数を求める。
【０１０９】
（２）ステップＳ３５で抽出したワイヤー領域の周囲長を求める。
【０１１０】
（３）（１）及び（２）で求めたワイヤー領域の画素数をＮ、周囲長をＳとし、数２式によりワイヤー領域の円形度Ｃを算出する。
【０１１１】
[数２]  Ｃ＝Ｓ２／４πＮ
（４）３枚の再構成画像に対し、（１）から（３）の処理を行い、それぞれワイヤー領域の円形度を求める。
【０１１２】
ステップＳ３７では、ワイヤー領域の円形度の平均値を算出する（Ｓ３７）。
【０１１３】
ステップＳ３６で求めた各ワイヤー領域の円形度の平均値を求める。検出器取付角度のパラメータが好適でない場合、ミッドプレーン断面から離れるにしたがってワイヤーはアーチファクトを強く生じ、円形度が大きくなる。よって円形度の平均値が大きくなる。一方検出器取付角度のパラメータが好適である場合、ミッドプレーン断面から離れた位置の再構成画像においてもワイヤーの形状は一様に円になり、円形度の平均値は小さくなる。
【０１１４】
ステップＳ３８では、ワイヤー領域の円形度の平均値を保存する（Ｓ３８）。
【０１１５】
ステップＳ３７で算出したワイヤー領域の円形度平均値をその時の検出器取付角度パラメータと対応させて保存する。
【０１１６】
ステップＳ３９では、繰り返し範囲判別を行う（Ｓ３９）。
【０１１７】
検出器取付角度パラメータがステップＳ３３で設定した繰り返し範囲内であるか否かを判別する。検出器取付角度パラメータが範囲内であればステップＳ３１０へ移行する。範囲外であればステップＳ３１１へ移行する。
【０１１８】
ステップＳ３１０では、検出器取付角度を変更する（Ｓ３１０）。
【０１１９】
検出器取付角度パラメータをステップＳ３３で設定した範囲とステップ値を元に変更し、ステップＳ３４からの処理を繰り返す。
【０１２０】
例えば、変更前の検出器取付角度パラメータが０．１°であり、３．３で設定したステップ値が０．１°であった場合は、０．１＋０．１＝０．２°を変更値とする。
【０１２１】
ステップＳ３１１では、ワイヤー領域の円形度の平均値の最小値を検索する（Ｓ３１１）。
【０１２２】
ステップＳ３３の範囲及びステップで設定された検出器取付角度パラメータ毎にステップＳ３４からＳ３１１の処理を行って算出したワイヤー領域円形度平均値の中から最小値を検索する。
【０１２３】
検索した最小値に対応する検出器取付角度パラメータを好適値とする。
【０１２４】
図２０は実際に装置を用いて撮影を行った時の検出器取付角度パラメータに対するワイヤー領域円形度平均値を示すグラフである。また図２１は円形度平均値が最小となった時のワイヤー画像を示す。図２０では検出器取付角度パラメータが０．６°の時、ワイヤー領域円形度平均値が最小をとっている。さらに図２１よりその時のワイヤー画像は、３枚の再構成画像でほぼ円形となっており、取付角度ずれによるアーチファクトも見られない。これらより、ワイヤー領域円形度平均値による検出器取付角度パラメータの決定が妥当であることが言える。
【０１２５】
第一、第二実施形態と同様、図２０のグラフ及び／又は図２１の確認用再構成像を画像表示装置３０に表示して、ユーザに自動決定処理の効果を確認させてもよい。
【０１２６】
上記確認表示では図１１、１５、２０をグラフとして表示したが、表形式を用いて幾何学パラメータとファントム再構成像の特徴量との関係を表示してもよい。
【０１２７】
また、上記実施形態ではワイヤーファントムを用いて調整パラメータを自動決定したが、特徴量として円形度を求める態様では、断面形状が円形のファントムであればよく、ワイヤーファントムに限らない。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成を示す概念図
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置１のハードウェア構成を示すブロック図
【図３】回転中心チャンネル及びミッドプレーンスライスを説明するための模式図
【図４】回転中心チャンネル自動決定処理を示すフローチャート
【図５】再構成視野を大きくしてワイヤーを再構成した際の再構成画像
【図６】再構成視野を小さくしてワイヤーを再構成した際の再構成画像
【図７】再構成画像に複数のワイヤーが写っている場合の例図
【図８】画像中心に近いワイヤー領域を検索する処理を示す概略図
【図９】画像中心に近いワイヤー領域を検索した際の概略図
【図１０】ワイヤー領域長ｌを説明する概略図
【図１１】実際に装置を用いて撮影を行った時の回転中心チャンネルパラメータに対するワイヤー領域長ｌを示すグラフ
【図１２】回転中心チャンネルパラメータを変化させた時の再構成画像
【図１３】本発明の投影角度ピッチ自動決定の処理を示すフローチャート
【図１４】格子状に配列したワイヤーを撮影した際の再構成画像を示す概略図
【図１５】実際に装置を用いて撮影を行った時の投影角度ピッチパラメータに対するワイヤー領域円形度平均値を示すグラフ
【図１６】投影角度ピッチパラメータを変化させた時の再構成画像
【図１７】本発明の検出器取付角度自動決定の処理を示すフローチャート
【図１８】検出器取付角度を説明する概略図
【図１９】検出器取付角度自動決定で用いる再構成画像の断面位置を示す概略図
【図２０】実際に装置を用いて撮影を行った時の検出器取付角度パラメータに対するワイヤー領域円形度平均値を示すグラフ
【図２１】ワイヤー領域円形度平均値が最小をとった時の再構成画像
【符号の説明】
【０１２９】
１：Ｘ線ＣＴ装置、１０：スキャナ計測部、２０：画像処理装置、３０：画像表示装置、５０：被検体
【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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