(57)【要約】【課題】放射線断層撮影において、放射線源の能力や回転速度を変えることなく、投影データのＳＮ比の改善と再構成画像における空間分解能の劣化抑制とを両立させる。【解決手段】放射線吸収量が相対的に大きい方向のビュー角度θ１〜θ２，θ３〜θ４における１ビュー当たりのデータ収集時間ａ・Δｔが、放射線吸収量が相対的に小さい方向のビュー角度θ４〜θ１，θ２〜θ３における１ビュー当たりのデータ収集時間ｂ・Δｔよりも大きくなる（ａ＞１＞ｂ＞０，Δｔ＝標準的なデータ収集時間）ように制御する放射線断層撮影装置を提供する。【選択図】図１０
2013226174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象の周りを回転するよう支持される放射線源および検出器と、
前記撮影対象の複数ビューの放射線投影データを収集するよう、前記放射線源および検出器を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、放射線吸収量が相対的に大きい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間が、放射線吸収量が相対的に小さい方向のビューのときよりも大きくなるように制御する放射線断層撮影装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮影対象の形態または構造に起因する該撮影対象の放射線吸収量を表す情報に基づいて制御する請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項３】
前記情報は、前記撮影対象のスカウト像、前記撮影対象の過去に撮影された画像、または、前記撮影対象の形態と相関のある情報である請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、放射線吸収量が相対的に大きい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間が、放射線吸収量が相対的に小さい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間の非整数倍の大きさを含むように制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段は、１ビュー当たりのデータ収集時間を規定する、前記放射線源および検出器の所定の回転角度幅ごとに出力されるエンコーダ信号の分周比を、各ビューまたは各ビュー角度に応じて変更することにより、１ビュー当たりのデータ収集時間を変える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項６】
前記収集された複数ビューの放射線投影データを、該放射線投影データに対応するビューの方向にそれぞれ逆投影する画像再構成手段を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
前記収集された複数ビューの放射線投影データを、補間処理あるいは加重加算処理により、ビュー方向に等間隔である放射線投影データに変換した後、逆投影する画像再構成手段を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項８】
前記収集された複数ビューの放射線投影データを、ファン−パラ変換により、パラレル投影データまたは等間隔パラレル投影データに変換した後、逆投影する画像再構成手段を備えた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項９】
前記制御手段は、各ビューに応じた前記放射線源の出力に基づいて、各ビューの１ビュー当たりのデータ収集時間を変える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記放射線源の出力が所望レベルを下回るビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間を、他のビューのときよりも大きくする請求項９に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の放射線撮影装置における制御手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線断層撮影により収集される投影データ（projection data）のＳＮ比（signal-noise ratio）の改善と再構成画像における空間分解能の劣化抑制とを両立させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置では、投影データの収集において、１ビュー（view）当たりのデータ収集時間がどのビューにおいても等しくなるように設定されている。すなわち、走査ガントリ（gantry）の回転速度が一定であれば、投影データが収集されるビューは、ビュー方向（走査ガントリの回転方向）において等間隔になるようになっている（特許文献１，段落［０１８８］，図４３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０４４３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、撮影対象が、断層面方向において楕円形状である場合や、腕を下ろしている被検者の胸腹部である場合など、撮影対象の形態等によっては、所定のビュー角度において撮影対象の放射線吸収量（放射線透過経路長）が大きくなり、投影データのＳＮ比が不足することがある。
【０００５】
このような場合には、一般的に、その所定のビュー角度において照射する放射線の線量を増大させることが考えられるが、放射線源の能力すなわち放射線の出力仕様等の制約によって、線量を所望レベル（level）まで増大できないケース（case）がある。また、このケースでは、放射線源の回転速度を低下させて、１ビュー当たりの放射線線量の上限を引き上げる方法もあるが、撮影中の被写体の体動により、再構成画像に体動アーチファクトが生じ易くなってしまう。
【０００６】
別の方法として、収集された投影データに対して、ビュー方向、チャネル（channel）方向またはスライス（slice）方向（列方向）に加重加算処理などによるノイズ低減フィルタ（noise reduction filter）を掛けて、ＳＮ比を改善する方法が考えられるが、この方法では再構成画像における空間分解能の劣化を伴う。特に、ビュー方向に加重加算処理を行う場合には、処理前後でビュー方向（回転方向）のビュー角度位置にずれが生じないよう、３ビュー分、５ビュー分など奇数ビュー分のデータに加重加算処理を行う必要がある。この場合、ビュー方向に比較的広い範囲のデータを用いることとなり、再構成画像における空間分解能の劣化は顕著である。
【０００７】
このような事情により、放射線源の能力や回転速度を変えることなく、投影データのＳＮ比の改善と再構成画像における空間分解能の劣化抑制とを両立させることが可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点の発明は、
撮影対象の周りを回転するよう支持される放射線源および検出器と、
前記撮影対象の複数ビューの放射線投影データを収集するよう、前記放射線源および検出器を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段が、放射線吸収量が相対的に大きい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間が、放射線吸収量が相対的に小さい方向のビューのときよりも大きくなるように制御する放射線断層撮影装置を提供する。
【０００９】
第２の観点の発明は、
前記制御手段が、前記撮影対象の形態または構造に起因する該撮影対象の放射線吸収量を表す情報に基づいて制御する上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１０】
第３の観点の発明は、
前記情報が、前記撮影対象のスカウト（scout）像、前記撮影対象の過去に撮影された画像、または、前記撮影対象の形態と相関のある情報である上記第１の観点または第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１１】
第４の観点の発明は、
前記制御手段が、放射線吸収量が相対的に大きい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間が、放射線吸収量が相対的に小さい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間の非整数倍の大きさを含むように制御する上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１２】
第５の観点の発明は、
前記制御手段が、１ビュー当たりのデータ収集時間を規定する、前記放射線源および検出器の所定の回転角度幅ごとに出力されるエンコーダ（encoder）信号の分周比を、各ビューまたは各ビュー角度に応じて変更することにより、１ビュー当たりのデータ収集時間を変える上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１３】
第６の観点の発明は、
前記収集された複数ビューの放射線投影データを、該放射線投影データに対応するビューの方向にそれぞれ逆投影する画像再構成手段を備えた上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１４】
第７の観点の発明は、
前記収集された複数ビューの放射線投影データを、補間処理あるいは加重加算処理により、ビュー方向に等間隔である放射線投影データに変換した後、逆投影する画像再構成手段を備えた上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１５】
第８の観点の発明は、
前記収集された複数ビューの放射線投影データを、ファン−パラ（fan-parallel）変換により、パラレル投影データまたは等間隔パラレル投影データに変換した後、逆投影する画像再構成手段を備えた上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１６】
第９の観点の発明は、
前記制御手段が、各ビューに応じた前記放射線源の出力に基づいて、各ビューの１ビュー当たりのデータ収集時間を変える上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１７】
第１０の観点の発明は、
前記制御手段が、前記放射線源の出力が所望レベルを下回るビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間を、他のビューのときよりも大きくする上記第９の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１８】
第１１の観点の発明は、
コンピュータ（computer）を、上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点の放射線撮影装置における制御手段として機能させるためのプログラム（program）を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
上記観点の発明によれば、制御手段が、放射線吸収量が相対的に大きい方向のビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間が、放射線吸収量が相対的に小さい方向のビューのときよりも大きくなるように制御する。そのため、放射線源の能力を変えることなく、また、投影データのビュー方向の加重加算処理等によるノイズ低減フィルタを用いることなく、投影データの信号量のＳＮ比が不足しがちなビューについては、データ収集時間を長くし、投影データの信号量のＳＮ比が不足になりにくいビューについては、データ収集時間を短くして、各ビューの投影データの信号量のＳＮ比を一定になるよう近づけてバランス（balance）を取ることができる。その結果、放射線断層撮影において、放射線源の能力や回転速度を変えることなく、投影データの信号量のＳＮ比の改善と再構成画像における空間分解能の劣化抑制とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】Ｘ線ＣＴ装置における画像生成処理に係る部分の構成を示す機能ブロック（block）図である。
【図３】走査ガントリ１回転分の全ビューのグループ（group）分けを示す図である。
【図４】エンコーダ出力信号の分周比によって１ビュー当たりのデータ収集時間を規定する方式を説明するための図である。
【図５】エンコーダ出力信号の分周比を変えることにより１ビュー当たりのデータ収集時間を調整する様子を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における画像生成処理の流れを示すフローチャート（flowchart）である。
【図７】第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０１の機能ブロック図である。
【図８】自動露出機構により決定される管電流の一例を示す図である。
【図９】設定したい管電流値がＸ線管の出力上限値を超えるビュー角度が含まれる場合の管電流値の設定例を示す図である。
【図１０】設定したい管電流値がＸ線管の出力上限値を超えるビュー角度が含まれる場合のデータ収集時間の調整例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２３】
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２０とを具備している。
【００２４】
操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体の撮影を行うための各部の制御や画像を生成するためのデータ処理などを行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２５】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の空洞部Ｂに搬送するクレードル（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（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の水平直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００２６】
走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線８１をファンビーム（fan-beam）或いはコーンビーム（cone-beam）に整形するアパーチャ（aperture）２３と、被検体４０を透過したＸ線８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線コントローラ２２，アパーチャ２３の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載されている。本体部２０ａは、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を具備する。また、本体部２０ａは、回転部１５が所定の回転角度幅だけ回転するごとに信号を発するロータリーエンコーダ２７と、ロータリエンコーダ２７からの信号を収集するエンコーダ信号収集部２８とを具備する。収集されたエンコーダ信号は、制御コントローラ２９に送られ、回転部１５の回転位置の把握に用いられる。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip-ring）３０を介して電気的に接続されている。
【００２７】
Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４は、被検体４０が載置される撮影空間、すなわち走査ガントリ２０の空洞部Ｂを挟んで互いに対向して配置されている。回転部１５が回転すると、Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４は、その位置関係を維持したまま、被検体４０の周りを回転する。Ｘ線管２１から放射されアパーチャ２３で整形されたファンビーム或いはコーンビームのＸ線８１は、被検体４０を透過し、Ｘ線検出器２４の検出面に照射される。
【００２８】
なおここでは、このファンビーム或いはコーンビームのＸ線８１のｘｙ平面における広がり方向をチャネル方向（ＣＨ方向）、ｚ方向における広がり方向もしくはｚ方向そのものをスライス方向（ＳＬ方向）、ｘｙ平面において回転部１５の回転中心に向かう方向をアイソセンタ（iso-center）方向（Ｉ方向）で表すことにする。
【００２９】
Ｘ線検出器２４は、チャネル方向およびスライス方向に配設された複数の検出素子２４ｉにより構成されている。なお、検出素子のチャネル方向の数は、例えば６０°の角度範囲において９００個程度、その配列間隔は、例えば１ｍｍ程度である。
【００３０】
図２は、Ｘ線ＣＴ装置における画像生成処理に係る部分の構成を示す機能ブロック図である。なお、図２に示す各機能ブロックは、コンピュータに所定のプログラムを実行させることにより、実現される。
【００３１】
図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、スカウトデータ取得部３１と、データ収集時間調整部３２と、投影データ収集部３３と、画像再構成部３４とを備えている。
【００３２】
スカウトデータ取得部３１は、各部を制御することにより、被検体４０のスカウトスキャンを行って、被検体４０の０°方向または０°方向と９０°方向の両方向について投影画像であるスカウト像を取得する。スカウトスキャンは、例えば、Ｘ線管２１を０°（１８０°）または９０°（２７０°）に固定した状態で、被検体４０が載置されたクレードル１２を移動させながら、Ｘ線８１を照射することにより行われる。
【００３３】
スキャン条件設定部３２は、操作者の操作に応じて、スキャン条件の主要な項目を設定する。ここで設定されるスキャン条件には、例えば、Ｘ線管２１の管電圧、管電流、走査ガントリ２０の回転速度、スキャン範囲、スライス厚等が含まれる。
【００３４】
データ収集時間調整部３３は、ビュー角度に応じて、１ビュー当たりのデータ収集時間を調整する。本例では、データ収集時間調整部３４は、スカウト像に基づいて、被検体４０のビュー角度に応じたＸ線透過経路長（Ｘ線吸収量）を予測する。そして、この予測値を基に、Ｘ線透過経路長が長いビューにおいてはデータ収集時間が大きくなり、Ｘ線透過経路長が短いビューにおいてはデータ収集時間が小さくなるよう、各ビューのデータ収集時間を決定する。
【００３５】
以下により詳しい例を示す。
【００３６】
まず、１ビュー当たりの標準的なデータ収集時間Δｔを定義する。例えば、走査ガントリ１回転分のビュー数を１０００ビュー、走査ガントリ１回転当たりのスキャン時間をＴとすると、Δｔは、次式のようになる。
【００３７】
Δｔ＝Ｔ／１０００
【００３８】
図３は、走査ガントリ１回転分の全ビューのグループ分けを示す図である。図３には、アイソセンタＩＳＯを中心としたｘｙ座標空間とビュー角度θとの関係が表されている。また、このｘｙ座標空間には、被検体４０の断面が描かれている。ここで、図３に示すように、走査ガントリ１回転分の全ビューを、０°方向側と９０°方向側との２つのグループに分け、グループごとに１ビュー当たりのデータ収集時間を設定することにする。この場合、次の関係式を考えることができる。
【００３９】
２・（ａ・Δｔ・Ｎａ＋ｂ・Δｔ・Ｎｂ）＝Ｔ
【００４０】
ここで、ａ・Δｔは９０°方向側のグループにおける１ビュー当たりのデータ収集時間であり、ｂ・Δｔは０°方向側のグループにおける１ビュー当たりのデータ収集時間である。また、２・Ｎａは９０°方向側のグループのビュー数（９０°側のビュー数と２７０°側のビュー数とをそれぞれＮａずつとする）、２・Ｎｂは０°方向側のビュー数（０°側のビュー数と１８０°側のビュー数とをそれぞれＮｂずつとする）である。なお、係数ａ，ｂは、被検体４０の９０°方向側のＸ線透過経路長の方が、０°方向側のＸ線透過経路長より大きいと想定される場合には、ａ＞１＞ｂ＞０の関係を満たすものとし、Ｘ線透過経路長が大きいビューにおいて、１ビュー当たりのデータ収集時間が相対的に大きくなるようにする。逆に、被検体４０の０°方向側のＸ線透過経路長の方が、９０°方向側のＸ線透過経路長より大きいと想定される場合、係数ａ，ｂは、ｂ＞１＞ａ＞０の関係を満たすものとする。
【００４１】
次に、スカウト像から、０°方向の最大Ｘ線透過経路長Ｌｙと、９０°方向の最大Ｘ線
透過経路長Ｌｘとを予測する。そして、これらの予測値を基に、係数ａ，ｂと、ビュー数Ｎａ，Ｎｂを決定する。例えば、上記関係式において、Ｌｘ：Ｌｙ＝ａ：ｂとなり、かつ、１２００＞２・（Ｎａ＋Ｎｂ）＞８００となるように、ａ，ｂ，Ｎａ，Ｎｂの組合せを求める。
【００４２】
これにより、投影データの信号量のＳＮ比が不足しがちなビューにおいては、データ収集時間を標準的な時間より長くし、投影データの信号量のＳＮ比が不足になりにくいビューにおいては、データ収集時間を標準的な時間より短くして全体的により均一にし、ＳＮ比が不足しないようバランスを取ることができる。
【００４３】
なお、１ビュー当たりのデータ収集時間は、任意の長さに設定することができるようになっている。したがって、本実施形態で得られる投影データは、３ビューや５ビューといった複数のビューの投影データを単純に加算、あるいは加重加算して得られるものとは異なるものである。つまり、Ｘ線透過経路長が大きいビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間は、Ｘ線透過経路長が小さいビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間の整数倍の時間だけでなく、当該データ収集時間の非整数倍の時間を含んでいる。これにより、投影データのＳＮ比やビュー角度のビュー方向における間隔等を細かく、最適に微調整することが可能である。
【００４４】
ところで、現行のＸ線ＣＴ装置の多くは、Ｘ線検出器２４の各検出素子のアナログ（analog）出力信号をサンプルホールド（sample-hold）回路でホールドし、これをＡＤ（analog-digital）変換して投影データを取得する。この場合、１ビュー当たりのデータ収集時間は、このサンプルホールド回路におけるホールド時の信号積分時間、例えば信号ホールド用のコンデンサ（capacitor）への充電時間に相当する。データ収集時間は、走査ガントリ２０の回転速度が一定である場合、例えば、走査ガントリ２０が所定の回転角度幅だけ回転するごとに信号を発するエンコーダの出力信号の分周比により規定される。
【００４５】
図４は、エンコーダ出力信号の分周比によって１ビュー当たりのデータ収集時間を規定する方式を説明するための図である。例えば、図４に示すように、エンコーダ出力信号を分周してデータ収集信号を発生させ、このデータ収集信号を基準に１ビューのデータ収集を行うようにする。図４の例では、０°方向側および９０°方向側のいずれのグループのビューにおいても、エンコーダ出力信号の分周比を６としてデータ収集信号を発生させている。
【００４６】
なお、この方式の場合、１ビュー当たりのデータ収集時間を変更するには、エンコーダ出力信号の分周比を単純に変えるだけでよい。
【００４７】
図５は、エンコーダ出力信号の分周比を変えることにより１ビュー当たりのデータ収集時間を調整する様子を説明するための図である。図５の例では、０°方向側のグループのビューについては、エンコーダ出力信号の分周比を５とし、９０°方向側のグループのビューについては、エンコーダ出力信号の分周比を８としている。これにより、０°方向側のグループのビューについては、１ビュー当たりのデータ収集時間を標準的なデータ収集時間より小さく調整し、９０°方向側のグループのビューについては、１ビュー当たりのデータ収集時間を標準的なデータ収集時間より大きく調整している。
【００４８】
なお、この方式の場合、エンコーダ出力信号の分周比の変更により、１ビュー当たりのデータ収集時間を、標準的なデータ収集時間の整数倍ではなく、約１．３倍、１．５倍、１．７倍など、非整数倍で細かく調整することができる。また、エンコーダ出力信号の分周比の変更は、データ収集に係る制御回路のソフトウェアを修正するだけですむので、ハードに対する改変は不要であり、１ビュー当たりのデータ収集時間を非常に簡単に変えることができる。
【００４９】
投影データ収集部３４は、各部を制御することにより、設定されたスキャン条件、特に、設定された各ビューにおける１ビュー当たりのデータ収集時間に従って、スキャンを実行し、複数ビューの投影データを収集する。
【００５０】
画像再構成部３５は、収集された複数ビューの投影データに基づいて画像再構成処理を行い、断層像を再構成する。
【００５１】
以下、画像再構成処理の方法として考えられる方法を幾つか説明する。なお、ここでは、画像再構成において通常行われる、前処理、ビームハードニング（beam hardening）補正、ｚフィルタ重畳処理、後処理などについては、説明を省略する。
【００５２】
第１の画像再構成方法について説明する。この方法は、収集された複数ビューの投影データを、その投影データに対応するビュー角度の方向にそれぞれ逆投影して画像を再構成する方法である。この方法では、投影データに対応するビュー角度が均一に分散していないため、再構成画像における空間分解能が若干不均一になるが、収集した投影データを補間処理あるいは加重加算処理なしに直接的に逆投影するので、投影データの補間処理あるいは加重加算処理によるエラー（error）がなく、精度のよい画像が得られるという特徴がある。
【００５３】
第２の画像再構成方法について説明する。この方法は、収集された複数ビューの投影データを、補間処理により、ビュー角度がビュー方向に等間隔である投影データに変換した後、それら変換済みの投影データを、その投影データに対応するビュー角度の方向にそれぞれ逆投影して画像を再構成する方法である。この方法では、投影データの補間処理によるエラーが含まれるが、収集された投影データが、各ビュー角度がビュー方向に等間隔となるよう変換されているので、再構成画像における空間分解能はよいという特徴がある。
【００５４】
第３の画像再構成方法について説明する。この方法は、収集された複数ビューの放射線投影データを、ファン−パラ変換により、パラレル投影データ、またはチャネル方向の間隔が等間隔なパラレル投影データに変換した後、それらのパラレル投影データを、その投影データに対応するビュー角度の方向にそれぞれ逆投影して画像を再構成する方法である。この方法では、ファン−パラ変換時における等間隔化のための補間処理あるいは加重加算処理を行うと、投影データにエラーが含まれることになるが、パラレル投影データであると、再構成計算が簡単になり、高速処理が可能になるという特徴がある。
【００５５】
なお、上記の逆投影の処理としては、例えば、フィルタ逆投影処理（filtered
back-projection process）、コンボリューション逆投影処理（convolution
back-projection process）などを用いることができる。
【００５６】
以下、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における画像生成処理の流れを説明する。
【００５７】
図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における画像生成処理の流れを示すフローチャートである。
【００５８】
ステップ（step）Ｓ１では、スカウトスキャンを行って、被検体のスカウト像を取得する。
【００５９】
ステップＳ２では、操作者の操作に応じて、スキャン条件の主要な項目を設定する。
【００６０】
ステップＳ３では、ステップＳ１で得られたスカウト像を基に、ビュー角度とＸ線透過経路長との関係を求め、その求めた関係を基に、ビュー角度ごとに１ビュー当たりのデータ収集時間を調整する。
【００６１】
ステップＳ４では、ステップＳ２で設定されたスキャン条件と、ステップＳ３で調整された各ビューのデータ収集時間とに従ってスキャンを行い、複数ビューの投影データを収集する。
【００６２】
ステップＳ５では、ステップＳ４で収集された複数ビューの投影データに基づいて画像再構成を行う。
【００６３】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０１の機能ブロック図である。図７に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０１は、第１の実施形態における構成要素、すなわち、スカウトデータ取得部３１と、スキャン条件設定部３２と、データ収集時間調整部３３と、投影データ収集部３４と、画像再構成部３５とに加え、自動露出機構部３６を備えている。
【００６４】
スキャン条件設定部３２は、操作者の操作に応じて、スキャン条件の主要な項目を設定する。スキャン条件には、Ｘ線管２１の管電圧、再構成画像に対して目標となる所望のノイズ指標値等が含まれる。
【００６５】
自動露出機構部３６は、スカウト像に基づいて、設定されたスキャン条件にてスキャンを実行した場合に、それぞれの再構成画像が、設定された所望のノイズ指標値で表されるノイズレベルの画像となるよう、Ｘ線管２１の管電流値を決定する。本例では、自動露出機構部３６は、被検体４０の体軸方向および断面方向について管電流値を決定する（ＧＥ製ＣＴ装置におけるＳｍａｒｔ−ｍＡと呼ばれるＸ線自動露出機能に相当）。すなわち、各ｚ方向位置および各ビューの投影データのＳＮ比が所定レベルで均一になるよう、撮影部位の各ｚ方向位置および各ビュー角度におけるＸ線管２１の管電流値を決定する。つまり、自動露出機構部３６は、スカウト像に基づいて、各ｚ方向位置および各ビュー角度におけるＸ線透過経路長を予測し、その予測値に応じて、各ｚ方向位置および各ビュー角度におけるＸ線管２１の管電流値を決定する。具体的には、Ｘ線透過経路長の予測値が大きいｚ方向位置あるいはビュー角度に対しては、Ｘ線管２１の管電流値を大きな値にし、Ｘ線透過経路長の予測値が小さいｚ方向位置あるいはビュー角度に対しては、管電流値を小さな値にする。なお、自動露出機構部３６は、被検体４０の体軸方向のみの管電流値を決定するようにしてもよい（ＧＥ製ＣＴ装置におけるＡｕｔｏ−ｍＡと呼ばれるＸ線自動露出機能に相当）。
【００６６】
図８は、自動露出機構により決定される管電流の一例を示す図である。図８の上方の図は、両腕４０ａが胴体４０ｂの横に下りている被検体４０のｘｙ平面における断面を表している。図８の下方の図は、このような被検体４０をスキャンする場合における所定のｚ方向位置での管電流曲線Ｃ１を示しており、横軸にビュー角度θ、縦軸に管電流値Ｃｔを取ったグラフである。図８の例では、９０°方向においてＸ線透過経路長が大きくなり、０°方向においてＸ線透過経路長が小さくなる。したがって、管電流曲線Ｃ１では、＋９０°および＋２７０°付近のビュー角度については管電流値Ｃｔを大きくし、０°および＋１８０°付近のビュー角度については管電流値Ｃｔを小さくしている。
【００６７】
図９は、設定したい管電流値がＸ線管２１の出力上限値を超えるビュー角度が含まれる場合の管電流値の設定例を示す図である。図９の下方の図は、設定したい管電流曲線Ｃ１と、実際に設定される管電流曲線Ｃ２とを重ねて示している。図９の例では、＋９０°付近および＋２７０°付近のビュー角度θ１〜θ２，θ３〜θ４において、設定したい管電流値曲線Ｃ１における管電流値Ｃｔが、スキャン条件や設計仕様によって定まるＸ線管２１の実際の出力上限値Ｃｍａｘに達し超えている。このような場合には、設定したい管電流値Ｃ１が出力上限値Ｃｍａｘを超えているビュー角度θ１〜θ２，θ３〜θ４について、管電流値Ｃｔをその出力上限値Ｃｍに設定した管電流曲線Ｃ２とする。本例では、このような管電流曲線が、各ｚ方向位置について決定される。なお、自動露出機構部３６が、被検体４０の体軸方向のみの管電流値を決定する場合には、その体軸方向すなわちｚ方向に対する管電流曲線が決定される。
【００６８】
なお、ここでは、スキャン中、走査ガントリ２０すなわちＸ線管２１およびＸ線検出器２４の回転速度は一定とし、Ｘ線管２１の管電圧も一定とする。また、初期の設定では、各ビュー角度θにおける１ビュー当たりのデータ収集時間（走査ガントリ２０の回転速度が一定であればデータ収集回転角度幅）は、均等であるものとする。
【００６９】
データ収集時間調整部３３は、設定したい管電流値がＸ線管２１の出力上限値を超えるビュー角度が含まれる場合に、逆に言うと、Ｘ線管２１の出力が設定したい所望レベルを下回る場合に、これを考慮して、各ビュー角度における１ビュー当たりのデータ収集時間を調整する。
【００７０】
図１０は、設定したい管電流値がＸ線管２１の出力上限値を超えるビュー角度が含まれる場合のデータ収集時間の調整例を示す図である。ここで、データ収集時間調整部３３は、図１０に示すように、自動露出機構を利用した際に、設定したい管電流値Ｃ１が実際の出力上限値Ｃｍａｘを超えてしまうビュー角度θ１〜θ２，θ３〜θ４について、そのビュー角度の投影データの信号量のＳＮ比が他のビュー角度と同じになるよう、あるいは近づくよう、１ビュー当たりのデータ収集時間を大きくなるよう調整する。つまり、１ビュー当たりのデータ収集時間を、ビュー角度θ１〜θ２，θ３〜θ４においてはａ・Δｔとし、他のビュー角度においてはｂ・Δｔとする。ここで、係数ａ，ｂは、ａ＞１＞ｂ＞０の関係にあり、Δｔは前述の標準的なデータ収集時間である。これにより、Ｘ線管２１の管電流値Ｃｔが頭打ちになり検出信号量が少なくなることで生じる投影データの信号量のＳＮ比の不足分を、データ収集時間を大きくすることで補うことができる。なお、自動露出機構部３６が、被検体４０の体軸方向のみの管電流値を決定する場合には、設定したい管電流値が実際の出力上限値Ｃｍａｘを超えてしまうｚ方向位置について、１ビュー当たりのデータ収集時間を大きくなるよう調整することになる。
【００７１】
以上、上記の実施形態によれば、データ収集時間調整部３３が、Ｘ線透過経路長が大きいビュー角度における１ビュー当たりのデータ収集時間が、Ｘ線透過経路長が小さいビュー角度のときよりも大きくなるように、各ビュー角度における１ビュー当たりのデータ取集時間を調整する。そのため、Ｘ線管２１の能力を変えることなく、また、投影データのビュー方向の加重加算処理等によるノイズ低減フィルタを用いることなく、投影データのＳＮ比が不足しがちなビュー角度については、データ収集時間を長くし、投影データのＳＮ比が不足になりにくいビュー角度については、データ収集時間を短くして、各ビューの投影データの信号量のＳＮ比を均一に近づけてバランスを取ることができる。その結果、Ｘ線ＣＴ撮影において、Ｘ線管２１の能力や走査ガントリ２０の回転部の回転速度を変えることなく、投影データのＳＮ比の改善と再構成画像における空間分解能の劣化抑制とを両立させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更・追加等が可能である。
【００７３】
例えば、本実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置であるが、上記の画像生成処理を行う画像生成装置も発明の実施形態の一例である。また、コンピュータを、このような画像生成装置として機能させるためのプログラム、このプログラムが記憶された記憶媒体などもまた、発明の実施形態の一例である。
【００７４】
また例えば、本実施形態では、被検体４０のスカウト像を用いて、ビュー角度とＸ線透過経路長との関係を求めているが、被検体４０の過去の撮影により得られた過去画像を用いて、当該関係を求めるようにしてもよい。あるいは、被検体４０の形態（大きさ、形状を含む）と相関のある情報、例えば、身長、体重、体脂肪率、ＢＭＩ値、胴囲長、胸囲長、年齢、性別などから、統計学的に、当該関係を求めるようにしてもよい。
【００７５】
また例えば、本実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置であるが、発明は、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴまたはＳＰＥＣＴとを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  操作コンソール
２  入力装置
３  中央処理装置（制御手段）
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（放射線源）
２２  Ｘ線コントローラ
２３  アパーチャ
２４  Ｘ線検出器（検出器）
２５  検出器コントローラ
２６  回転部コントローラ
２７  ロータリエンコーダ
２８  エンコーダ信号収集部
２９  制御コントローラ
３０  スリップリング
３１  スカウトデータ取得部
３２  スキャン条件設定部
３３  データ収集時間調整部
３４  投影データ収集部
３５  画像再構成部（画像再構成手段）
３６  自動露出機構部
４０  被検体
８１  Ｘ線
１００  Ｘ線ＣＴ装置
【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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