(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線管と、当該Ｘ線管により照射されたＸ線を検出する検出器とを備え、当該検出器により検出されたＸ線量に応じた、ビュー角度と当該検出器のチャネルとで表される投影データＤ０を出力するガントリと、
前記ガントリにより得られる前記投影データＤ０を再構成領域の基準軸上に投影して軸投影データＤ１を求め、更に前記再構成領域を構成する画素の座標上に前記軸投影データＤ１を投影して画素投影データＤ２を求める軸投影データ・画素投影データ計算手段を備え、画像再構成に用いる全てのビューに対して当該軸投影データ・画素投影データ計算手段により求めた夫々の画素投影データＤ２を加算することで逆投影データＤ３を求める操作コンソールと
を有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記軸投影データＤ１は、ビュー角度viewに応じて、再構成中心を通り互いに直交する２つの投影軸上のいずれか一方に投影することにより求められ、前記画素投影データＤ２は、前記それぞれの投影軸に軸投影されたデータＤ１をそれぞれ投影して求められたものであり、
前記Ｘ線ＣＴ装置は、所定の位置からの前記Ｘ線管の位置のずれ量を示す情報を求めるずれ量計測手段を含み、
前記軸投影データ・画素投影データ計算手段は、前記投影データＤ０及び前記ずれ量計測手段により求めたずれ量を示す情報を用いて、ずれ量が補正された軸投影データＤ１及び画素投影データＤ２を求める手段を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記ずれ量計測手段は、所定の被写体を備えるファントムを備え、前記Ｘ線管と前記検出器の回転軸上に設置された前記ファントムに対して前記Ｘ線管から照射され、前記検出器により検出されたＸ線のうち、前記ファントムを透過したＸ線を検出するチャネルの、前記検出器の中央のチャネルからの位置ずれを求め、求めた当該位置ずれを用いて前記ずれ量を示す情報を求め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】
前記補正手段が軸投影データＤ１を補正する場合、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する点における軸投影データＤ１を、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する点における軸投影データＤ１に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する第１の点と、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する第２の点との間の距離を求め、前記第１の点における軸投影データＤ１を前記第２の点における軸投影データＤ１に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記補正手段が画素投影データＤ２を補正する場合、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記再構成領域における注目軸と交差する点における画素投影データＤ２を、前記検出器の注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する点における画素投影データＤ２に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する第１の点と、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する第２の点との間の距離を求め、前記第１の点における画素投影データＤ２を前記第２の点における画素投影データＤ２に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
Ｘ線を照射するＸ線管と、当該Ｘ線管により照射されたＸ線を検出する検出器とを備え、当該検出器により検出されたＸ線量に応じた、ビュー角度と当該検出器のチャネルとで表される投影データＤ０を出力するガントリと、前記ガントリにより得られる前記投影データＤ０を再構成領域の基準軸上に投影して軸投影データＤ１を求め、更に前記再構成領域を構成する画素の座標上に前記軸投影データＤ１を投影して画素投影データＤ２を求める軸投影データ・画素投影データ計算手段を備え、画像再構成に用いる全てのビューに対して当該軸投影データ・画素投影データ計算手段により求めた夫々の画素投影データＤ２を加算することで逆投影データＤ３を求める操作コンソールと
を有するＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
前記軸投影データＤ１は、ビュー角度viewに応じて、再構成中心を通り互いに直交する２つの投影軸上のいずれか一方に投影することにより求められ、前記画素投影データＤ２は、前記それぞれの投影軸に軸投影されたデータＤ１をそれぞれ投影して求められたものであり
前記Ｘ線ＣＴ装置は、所定の位置からの前記Ｘ線管の位置のずれ量を示す情報を求めるずれ量計測工程を含み、
前記軸投影データ・画素投影データ計算手段は、前記投影データＤ０及び前記ずれ量計測手段により求めたずれ量を示す情報を用いて、ずれ量が補正された軸投影データＤ１及び画素投影データＤ２を求める工程を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項８】
前記ずれ量計測工程では、所定の被写体を備えるファントムを用いて、前記Ｘ線管と前記検出器の回転軸上に設置された前記ファントムに対して前記Ｘ線管から照射され、前記検出器により検出されたＸ線のうち、前記ファントムを透過したＸ線を検出するチャネルの、前記検出器の中央のチャネルからの位置ずれを求め、求めた当該位置ずれを用いて前記ずれ量を示す情報を求めることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項９】
前記補正工程において軸投影データＤ１を補正する場合、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する点における軸投影データＤ１を、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する点における軸投影データＤ１に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項７または８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記補正工程では、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する第１の点と、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する第２の点との間の距離を求め、前記第１の点における軸投影データＤ１を前記第２の点における軸投影データＤ１に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１１】
前記補正工程において画素投影データＤ２を補正する場合、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記再構成領域における注目軸と交差する点における画素投影データＤ２を、前記検出器の注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する点における画素投影データＤ２に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項７〜１０の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１２】
前記補正工程では、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する第１の点と、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する第２の点との間の距離を求め、前記第１の点における画素投影データＤ２を前記第２の点における画素投影データＤ２に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１３】
Ｘ線を照射するＸ線管と、当該Ｘ線管により照射されたＸ線を検出する検出器とを備え、当該検出器により検出されたＸ線量に応じた、ビュー角度と当該検出器のチャネルとで表される投影データＤ０を出力するガントリと、
前記ガントリにより得られる前記投影データＤ０を再構成領域の基準軸上に投影して軸投影データＤ１を求め、更に前記再構成領域を構成する画素の座標上に前記軸投影データＤ１を投影して画素投影データＤ２を求める軸投影データ・画素投影データ計算手段を備え、画像再構成に用いる全てのビューに対して当該軸投影データ・画素投影データ計算手段により求めた夫々の画素投影データＤ２を加算することで逆投影データＤ３を求める操作コンソールと
を有するＸ線ＣＴ装置の制御方法を実行するプログラムであって、
前記軸投影データＤ１は、ビュー角度viewに応じて、再構成中心を通り互いに直交する２つの投影軸上のいずれか一方に投影することにより求められ、前記画素投影データＤ２は、前記それぞれの投影軸に軸投影されたデータＤ１をそれぞれ投影して求められたものであり、
前記プログラムは、所定の位置からの前記Ｘ線管の位置のずれ量を示す情報を求めるずれ量計測プログラムを含み、
前記軸投影データ・画素投影データ計算手段は、前記投影データＤ０及び前記ずれ量計測手段により求めたずれ量を示す情報を用いて、ずれ量が補正された軸投影データＤ１及び画素投影データＤ２を求めるプログラムを含むことを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記ずれ量計測工程では、所定の被写体を備えるファントムを用いて、前記Ｘ線管と前記検出器の回転軸上に設置された前記ファントムに対して前記Ｘ線管から照射され、前記検出器により検出されたＸ線のうち、前記ファントムを透過したＸ線を検出するチャネルの、前記検出器の中央のチャネルからの位置ずれを求め、求めた当該位置ずれを用いて前記ずれ量を示す情報を求めることを特徴とする請求項１３に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法を実行するプログラム。
【請求項１５】
前記補正工程において軸投影データＤ１を補正する場合、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する点における軸投影データＤ１を、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する点における軸投影データＤ１に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１３または１４に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法を実行するプログラム。
【請求項１６】
前記補正工程では、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する第１の点と、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記基準軸と交差する第２の点との間の距離を求め、前記第１の点における軸投影データＤ１を前記第２の点における軸投影データＤ１に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１５に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法を実行するプログラム。
【請求項１７】
前記補正工程において画素投影データＤ２を補正する場合、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記再構成領域における注目軸と交差する点における画素投影データＤ２を、前記検出器の注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する点における画素投影データＤ２に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１３〜１６の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法を実行するプログラム。
【請求項１８】
前記補正工程では、前記検出器の注目チャネルに対して前記Ｘ線管の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する第１の点と、前記注目チャネルに対して前記所定の位置から照射するＸ線が前記注目軸と交差する第２の点との間の距離を求め、前記第１の点における画素投影データＤ２を前記第２の点における画素投影データＤ２に補正計算を行った後に置き換えることを特徴とする請求項１７に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法を実行するプログラム。
【請求項１９】
請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載のプログラムを格納し、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在Ｘ線ＣＴ装置は、データ収集、前処理、フィルタ処理、逆投影処理及び後処理の過程を経て画像を再構成するフィルタ補正逆投影（filtered back projection）法のものが主流になっている。
【０００３】
従来の逆投影処理については、例えば特開平８−１８７２４１号公報や米国特許第５，４１４，６２２号に開示がある。
【０００４】
これらの逆投影処理では、ビュー角度viewと検出器チャネルchとで表されるファンビームによる投影データＤ０（view,ch）を、再構成領域を構成する画素の座標（ｘ、ｙ）上に投影する演算を行って、画素投影データＤ２（x,y）を求め、画像再構成に用いる全ビューの画素投影データＤ２（x,y）を加算して、逆投影データＤ３（x,y）を求めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来例による逆投影データＤ３を得る方法では、Ｘ線焦点と再構成平面までの距離を求める計算を高速にするために、ａｒｃｔａｎのルックアップテーブルＬＵＴを用いる場合が多い。この場合はＸ線焦点とＸ線検出器との位置関係が正常にアラインメントされていること、つまり、円弧状のＸ線検出器の中心線（１／４ｃｈずらしを行っている場合は、１／４ｃｈずれた中心線上にＸ線焦点がくることが前提となる。図２０に正常に位置関係がアラインメントされたＸ線焦点とＸ線検出器とを示す。
【０００６】
同図において、２０００はＸ線焦点、２００１はＸ線検出器、２００１ａ，２００１ｂはＸ線検出器２００１におけるリファレンスチャネル、２００２ａ、２００２ｂは夫々リファレンスチャネル２００１ａ，２００１ｂに照射されるＸ線を示す。
【０００７】
リファレンスチャネル２００１ａ，２００１ｂは夫々Ｘ線検出器２００１におけるチャネルのうち両端のチャネルであって、Ｘ線焦点２０００から照射されたＸ線を、被検体を透過することなく検出する。そして、夫々のリファレンスチャネル２００１ａ，２００１ｂが同じＸ線量を検出した場合、Ｘ線焦点２０００の位置、Ｘ線検出器２００１の位置は夫々正常にアラインメントされていることになる。また、このときＸ線２００２ａの長さ（Ｘ線焦点２０００からリファレンスチャネル２００１ａまでの直線距離）とＸ線２００２ｂの長さ（Ｘ線焦点２０００からリファレンスチャネル２００１ｂまでの直線距離）は同じになる。しかし上述のアラインメントを厳密に行うことは手間であり、困難なものとなっている。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、所定の位置からのＸ線管の位置のずれを求め、求めたずれに基づいて軸投影データＤ１、画素投影データＤ２を補正するＸ線ＣＴ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、例えば本発明のＸ線ＣＴ装置は以下の構成を備える。
【００１０】
すなわち、Ｘ線を照射するＸ線管と、当該Ｘ線管により照射されたＸ線を検出する検出器とを備え、当該検出器により検出されたＸ線量に応じた、ビュー角度と当該検出器のチャネルとで表される投影データＤ０を出力するガントリと、
前記ガントリにより得られる前記投影データＤ０を再構成領域の基準軸上に投影して軸投影データＤ１を求め、更に前記再構成領域を構成する画素の座標上に前記軸投影データＤ１を投影して画素投影データＤ２を求める軸投影データ・画素投影データ計算手段を備え、画像再構成に用いる全てのビューに対して当該軸投影データ・画素投影データ計算手段により求めた夫々の画素投影データＤ２を加算することで逆投影データＤ３を求める操作コンソールとで構成されているＸ線ＣＴ装置であって、
所定の位置からの前記Ｘ線管の位置のずれ量を示す情報を求めるずれ量計測手段と、
前記ずれ量計測手段により求めたずれ量を示す情報を用いて、前記軸投影データ・画素投影データ計算手段により求めた軸投影データＤ１、画素投影データＤ２を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の目的を達成するために、例えば本発明のＸ線ＣＴ装置の制御方法は以下の構成を備える。
【００１２】
すなわち、Ｘ線を照射するＸ線管と、当該Ｘ線管により照射されたＸ線を検出する検出器とを備え、当該検出器により検出されたＸ線量に応じた、ビュー角度と当該検出器のチャネルとで表される投影データＤ０を出力するガントリと、
前記ガントリにより得られる前記投影データＤ０を再構成領域の基準軸上に投影して軸投影データＤ１を求め、更に前記再構成領域を構成する画素の座標上に前記軸投影データＤ１を投影して画素投影データＤ２を求める軸投影データ・画素投影データ計算手段を備え、画像再構成に用いる全てのビューに対して当該軸投影データ・画素投影データ計算手段により求めた夫々の画素投影データＤ２を加算することで逆投影データＤ３を求める操作コンソールとで構成されているＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
所定の位置からの前記Ｘ線管の位置のずれ量を示す情報を求めるずれ量計測工程と、
前記ずれ量計測工程で求めたずれ量を示す情報を用いて、前記軸投影データ・画素投影データ計算工程で求めた軸投影データＤ１、画素投影データＤ２を補正する補正工程と
を備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付した図面を参照して、本発明を好適な実施形態に従って、詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の基本構成を示すブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は操作コンソール１と撮影テーブル１０と、ガントリ２０とを具備している。
【００１５】
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、後述の逆投影処理等を実行する中央演算装置３と、制御信号などを撮影テーブル１０やガントリ２０とやりとりする制御インターフェース４と、ガントリ２０で取得した投影データＤ０を収集するデータ収集バッファ５と、投影データＤ０から再構成したＸ線ＣＴ画像（Ｘ線断層像）を表示するＣＲＴ６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。
【００１６】
テーブル装置１０は、被検体を乗せてガントリ２０のボア（中空洞部）に出し入れするクレードル１２を具備している。クレードル１２は、テーブル装置１０に内蔵されるモータで駆動される。
【００１７】
ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、被検体の体軸の周りにＸ線管２などを回転させる回転コントローラ２６とを具備している。
【００１８】
図２は、記憶装置７に記憶されているルックアップテーブル３１の概念図である。
【００１９】
このルックアップテーブル３１には、−４５°≦view＜４５°のビュー角度範囲内の各ビュー角度view毎に、軸投影データＤ１の投影軸上（基準軸上）の座標ptと、軸投影データＤ１（view,pt）を求めるための投影データＤ０のアドレス、すなわちチャネル番号ch(pt)と、補間計数k1(pt)、k2(pt)とが予め設定されている。
【００２０】
なお、Δviewは、ビュー角度のステップ角度（隣接するビュー間のビュー角度差）である。また、Peは、ptの最大値であり、図６を参照して後述する。
【００２１】
図３は記憶装置７に記憶されているルックアップテーブル３２の概念図である。
【００２２】
このルックアップテーブル３２には、−４５°≦view＜４５°のビュー角度範囲内の各ビュー角度view毎に、画素投影データＤ２のｙ座標と、１つの軸投影データＤ１から１つの画素投影データＤ２（y,x）を求めるためのパラメータ、距離係数Ｒ（ｙ）、サンプリングピッチΔpt、サンプリング点数str_pt、開始アドレスstr_x、終了アドレスend_xとが予め算出されてルックアップテーブルＬＵＴに設定されている。これらのパラメータについては、図１１を参照して後述する。なお、Yeは図１１に示すように、再構成領域Ｒｆのｙ座標の最大値である。
【００２３】
図４は、Ｘ線管１００の動作の概略の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、Ｘ線管２１と検出器２４とを撮影対象の周りに回転させながらビュー角度viewと検出器チャネルchとで表される投影データＤ１（view,ch）を収集する。
【００２４】
ステップＳ２では、投影データＤ０（view,ch）に対して、前処理（オフセット補正、ＤＡＳゲイン補正、感度補正など）を行う。
【００２５】
ステップＳ３では、前処理した投影データＤ０（view,ch）に対して、フィルタ処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、フィルタ（再構成関数）を掛け、逆フーリエ変換する。
【００２６】
ステップＳ４では、フィルタ処理した投影データＤ０（view,ch）に対して後述の逆投影処理を行い、逆投影データＤ３（x,y）を求める。このこの逆投影処理については図５を参照して後述する。
【００２７】
ステップＳ５では、逆投影データＤ３（x,y）に対して後処理（Ring Fix、IBO、ANR）を行い、ＣＴ画像を得る。
【００２８】
図５は逆投影処理（ステップＳ４）の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
ステップＳ５１では、画像再構成に必要な複数のビュー中の１つのビュー角度viewに着目する。
【００３０】
ステップＳ５２では、着目したビュー角度viewが、−４５°≦view＜４５°または１３５°≦view＜２２５°ならばステップＳ５３へ進み、そうでないならば（４５°≦view＜１３５°または２２５°≦view＜３１５°ならば）ステップＳ５６へ進む。
【００３１】
ステップＳ５３では、ビュー角度viewに対応するルックアップテーブル３１を参照し、まず、Pt=0のチャネル番号ch(pt)からch(0)を得て、フィルタ処理済みの投影データＤ０（view,ch(0)+1）およびＤ０（view,ch(0)）を取り出す。また、補正係数k1(pt)、k2(pt)からk1(0)、k2(0)を読み出す。そして、次式により軸投影データＤ１（view,0）を算出し、記憶装置７に記憶する。
【００３２】
Ｄ１（view,0）＝k1(0)×Ｄ０（view,ch(0)+1）＋k2(0)×Ｄ０（view,ch(0)）なお、あるptに対するch(pt)が設定されていない場合、このptをスキップして次のptに進む。
【００３３】
また、１３５°≦view＜２２５°では、ビュー角度view＝view-180に対応するルックアップテーブル３１を参照する。
【００３４】
図６は上述のステップＳ５３における処理の内容を説明する図である。ステップＳ５３における処理は、検出器２４の円弧状の形状に応じて円弧状の幾何学的位置に並ぶ投影データＤ０（view,ch）から、ｘ軸方向に平行でアイソセンタＩＣを通る直線ｙ＝Ye／2の投影軸上に並ぶ軸投影データＤ１（view,pt）を求める演算に相当する。
【００３５】
軸投影データＤ１（view,0）の位置は、図７に示すように、ビュー角度view＝４５−Δviewの時に規定される位置である。なお、ファンビームの方向がｙ軸方向に平行な場合をview＝０°とし、ビュー角度のステップをΔviewとする。
【００３６】
軸投影データＤ１（view,Pe）の位置は、図８に示すように、ビュー角度view＝−４５°の時に規定される位置である。なお、ここでは、検出器２４は１０００チャネルとしている。
【００３７】
図６から図８を参照すれば判るように、１つのビューでは、ファンビームに入る投影軸部分とファンビームに入らない軸投影部分とが存在する。ファンビームに入らない軸投影部分に相当するptについては、ルックアップテーブル３１のch(pt)を設定しない。
【００３８】
図５に戻り、ステップＳ５４では、ビュー角度viewに対応するルックアップテーブル３２を参照し、まず、ｙ＝０のΔpt、str_pt 及び str_x を得て、ｘ＝str_xとし、記憶装置７から軸投影データＤ１（view,str_pt）を取り出す。また、変換係数Ｒ（ｙ）を読み出す。そして、次式により画素投影データＤ２（view,str_x,0）を算出する。
【００３９】
Ｄ２（view,str_x,0）＝Ｒ（０）×Ｄ１（view,str_pt）
そして、記憶装置７に記憶しているＤ２（x,y）に加算する。
【００４０】
Ｄ２（str_x,0）＝ΣＤ２（view,str_x,0）
尚、この式においてΣはviewについて加算することを意味する。同様に、ｘ＝str_x＋１〜end_xについて、次式により画素投影データＤ２（view,x,0）を算出し、記憶装置７に記憶している画素投影データＤ２（x,0）に加算する。
【００４１】
Ｄ２（view,x,0）＝Ｒ（０）×Ｄ１（view,str_pt+(x-str_x)×Δpt）
Ｄ２（x,0）＝ΣＤ２（view,x,0）
尚、この式においてΣはviewについて加算することを意味する。次に同様に、ｙ＝１〜Yeについて、次式により画素投影データＤ２（view,x,y）を算出し、記憶装置７に記憶している画素投影データＤ２（x,y）に加算する。
【００４２】
Ｄ２（view,x,y）＝Ｒ（０）×Ｄ１（view,str_pt+(x-str_x)×Δpt）
Ｄ２（x,y）＝ΣＤ２（view,x,y）
尚、この式においてΣはviewについて加算することを意味する。また、１３５°≦view＜２２５°では、ビュー角度view＝view−１８０°に対応するルックアップテーブル３２を参照する。
【００４３】
図９は、上記ステップＳ５４における処理の内容を説明する図である。投影軸ｙ＝Ye／２上の軸投影データＤ１からｘ軸に平行な直線に沿って画素投影データＤ２を求めていくことを、Ｙ＝０〜Yeについて繰り返していく。
【００４４】
図１０は記憶装置７の画素投影データ記憶部７０の概念図である。ｘ軸に平行な直線に沿って画素投影データＤ２が加算されていくことが、Ｙ＝０〜Yeについて繰り返されていく。
【００４５】
図５に戻り、ステップＳ５５では、画像再構成に必要な全てのビューについて上記ステップＳ５１からステップＳ５９を繰り返して以内ならば、ステップＳ５１に戻り、画像再構成に必要な全てのビューについて上記ステップＳ５１からステップＳ５９を繰り返したならばステップＳ６２へ進む。
【００４６】
ステップＳ５６では、４５°≦view＜１３５°の範囲ならビュー角度view＝view−９０°に対応するルックアップテーブル３１を参照し、２２５°≦view＜３１５°の範囲ならビュー角度view＝view−２７０°に対応するルックアップテーブル３１を参照する。そしてステップＳ５３と同様に、pt＝０〜Peについて、次式により軸投影データＤ１（view,pt）を算出する。
【００４７】
Ｄ１（view,pt）＝k1(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)+1）＋k2(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)）
なお、あるptに対するch(pt)が設定されていない場合、このptをスキップして次のptに進む。
【００４８】
図１１は、上記ステップＳ５６における処理の内容を説明する図である。ステップＳ５６における処理は、検出器２４の円弧状の形状に応じて円弧状の幾何学的位置に並ぶ投影データＤ０（view,ch）から、ｙ軸方向に平行でアイソセンタＩＣを通る直線ｘ＝Xe／２の投影軸上に並ぶ軸投影データＤ１（view,pt）を求める演算に相当する。
【００４９】
図５に戻り、ステップＳ５９では、４５°≦view＜１３５°の範囲ならビュー角度view＝view−９０°に対応するルックアップテーブル32を参照し、２２５°≦view＜３１５°の範囲ならビュー角度view＝view−２７０°に対応するルックアップテーブル32を参照する。その際、ｙ→ｘ、Ｒ（ｙ）→Ｒ（ｘ）、str_x→str_y、end_x→end_yと読み替え、ｘ＝０からｘ＝Ｘｅまで、ｙ＝str_yからend_yについて、次式により画素投影データＤ２（view,x,y）を算出し、記憶装置7に記憶している画素投影データＤ2（x,y）に加算する。
【００５０】
Ｄ２（view,x,y）＝Ｒ（ｙ）×Ｄ１（view,str_pt+(y-str_y)×Δpt）
Ｄ２（x,y）＝ΣＤ２（view,x,y）
尚、この式においてΣはviewについて加算することを意味する。図１２は、上記ステップＳ５９における処理の内容を示す説明図である。投影軸ｘ＝Ｘｅ／２上の軸投影データＤ１からｙ軸に平行な直線に沿って画素投影データＤ２を求めていくことを、ｘ＝０からＸｅについて繰り返していく。
【００５１】
図１３は、記憶装置７の画素投影データ記憶部７０の概念図である。ｙ軸に平行な直線に沿って画素投影データＤ2が加算されていくことが、ｘ＝０からＸｅについて繰り返されていく。
【００５２】
図5に戻り、ステップＳ６２では、画素投影データ記憶部70に得られたデータを逆投影データＤ３（x,y）として出力する。そして、逆投影処理を終了する。
【００５３】
以上説明した逆投影処理により、逆投影処理の簡単化及び高速化が可能となる。また、前記ステップＳ５９でパラメータの読み替えが必要になるが、１つの画素投影データ記憶部７０だけですむ。
【００５４】
以上のようにすることで、逆投影処理の簡単化及び高速化が可能となる。また、前記ステップＳ５９でパラメータの読み替えが必要になるが、１つの画素投影データ記憶部70だけですむ。
【００５５】
ところで、一般にガントリに搭載するＸ線管は消耗品であって、必然、交換する作業が行われる。このとき、交換するＸ線管は同一仕様のものを用いることになるが製造段階のばらつきで、Ｘ線管によるＸ線が発生する位置（焦点位置）をあわせるアラインメント作業が必要となる。
【００５６】
しかし、このずれ量を何らかの手段で検出し、この検出結果を用いて上記で説明した画素投影処理、軸投影処理（軸投影データＤ１を求める処理）のパラメータを適合させることで、上記のずれ量を吸収して軸投影データＤ１、画素投影データＤ２を得、そしてＸ線断層像を再構成することができる。
【００５７】
従って、以下では、軸投影データＤ１、画素投影データＤ２の夫々を得る場合について、ずれ量の検出にかかる方法と、画素投影処理、もしくは軸投影処理に適合させるための方法（これらの方法をあわせて以下、ずれ補正処理と呼称する）について説明する。
【００５８】
＜ずれ補正処理＞
図２１は検出器との位置関係が正常にアラインメントされていないＸ線管（Ｘ線焦点）を用いた場合に、正常な画素投影データＤ２、軸投影データＤ１を得る方法の原理を説明する図である。ここで正常な画素投影データＤ２、軸投影データＤ１とは、検出器との位置関係が正常にアラインメントされたＸ線焦点とこの検出器により得られる投影データＤ０に基づいて得られる画素投影データＤ２、軸投影データＤ１を指す。
【００５９】
同図Ｒｆは上述の再構成領域である。なお同図において再構成領域Ｒｆの中心を原点Ｏとし、ｘ、ｙ軸を図のように定義する。同図において２１０１は検出器２１０３との位置関係が正常にアラインメントされたＸ線焦点Ａ、２１０２は検出器２１０３との位置関係が正常にアラインメントされていないＸ線焦点で、Ｘ線焦点２１０２の位置はＸ線焦点２１０１の位置から中心線ＡＯに垂直にΔｄだけずれたところにある。また、２１０１ａはＸ線焦点２１０１から検出器２１０３中の注目チャネル２１０３ａに対して照射されるＸ線、２１０２ａはＸ線焦点２１０２から検出器２１０３中の注目チャネル２１０３ａに対して照射されるＸ線である。
【００６０】
検出器２１０３との位置関係が正常にアラインメントされたＸ線焦点２１０１から注目チャネル２１０３ａに対して照射されたＸ線２１０１ａはｘ軸と点２１０４で交差するので、注目チャネル２１０３ａにより得られる投影データＤ０により求められる軸投影データＤ１は点２１０４におけるものとなる（軸投影データＤ１を求める方法は上述の通り）。
【００６１】
一方、検出器２１０３との位置関係が正常にアラインメントされていないＸ線焦点２１０２から注目チャネル２１０３ａに対して照射されたＸ線２１０２ａはｘ軸と点２１０５で交差するので、注目チャネル２１０３ａにより得られる投影データＤ０により求められる軸投影データＤ１は点２１０５におけるものとなる（軸投影データＤ１を求める方法は上述の通り）。
【００６２】
しかし、注目チャネル２１０３ａにより得られるべき正常な軸投影データＤ１は点２１０４におけるものである。よって、Ｘ線焦点２１０２と検出器２１０３により得られる投影データＤ０から正常な軸投影データＤ１を得るためにはこの場合、点２１０４における軸投影データＤ１を点２１０５における軸投影データＤ１とする（言い換えれば、点２１０４における軸投影データＤ１をｘ軸の＋の方向に、点２１０４，２１０５間の距離ＤＩＳ１（ずれ）だけシフトする）ずれ補正処理が必要となる。
【００６３】
よって、Ｘ線焦点２１０２と検出器２１０３により正常な軸投影データＤ１を得るためには、Ｘ線焦点２１０２から照射され、点２１０４を通過したＸ線を検出するチャネルにより得られる投影データＤ０を用いて点２１０４における軸投影データＤ１を求め、求めた軸投影データＤ１をｘ軸の＋の方向に距離ＤＩＳ１だけシフトする処理を行う必要がある。またその場合には予め、距離ＤＩＳ１を求める必要がある。
【００６４】
一方、ｙ＝Ｙｅ／２（ｙ＝ｒ１−ｒ２）を例に取ると、Ｘ線焦点２１０２と検出器２１０３によりｙ＝ｒ１−ｒ２における正常な画素投影データＤ２を得る際にも同様に、点２１０６における画素投影データＤ２をｘ軸の＋の方向に点２１０６，２１０７間の距離ＤＩＳ２（ずれ）だけシフトするずれ補正処理が必要となる。又、その場合には、距離ＤＩＳ２を求める必要がある。図２３にｒ１、ｒ２の定義を示す。
【００６５】
以下では、距離ＤＩＳ１、ＤＩＳ２を求める方法（すなわち、ずれを求める方法）を図２２を用いて説明する。図２２はＤＩＳ１、ＤＩＳ２を求める方法を説明する図である。尚、図２１と同じ部分については同じ番号を付けている。同図において２２０１は検出器２１０３の中心点とＸ線焦点２１０２とを結ぶ補助線である。また、βはｙ軸と補助線２２０１とがなす角度で、ガントリ回転部を制御する制御系がガントリ回転モータのエンコーダ信号回転ゼロ点位置より求めることができる。また、Ｘ線焦点２１０２の位置はＸ線焦点２１０１の位置から中心線ＡＯに垂直に微小な距離Δｄだけずれており、Ｘ線焦点２１０１とＸ線焦点２１０２とを結ぶ線分と補助線２２０１とがなす角度はほぼ９０°である。これは、Ｘ線焦点位置のずれがＸ線管取り付け台に平行にずれるため、Ｘ線焦点と検出器の回転方向に生じることに起因する。
【００６６】
また、Δｄを求める（計測する）方法については特には限定しないが、一例を図２４に示し以下説明する。図２１と同じ部分については同じ番号を付けている。２４０１は治具でおかれたガントリ回転センターピン（所定の被写体）であって、Ｘ線焦点２１０１と検出器２１０３の回転軸上におかれている。具体的には図２５に示すように、撮影テーブル１０の一端にセンターピン２４０１を備えるファントム２５０１を設け、センターピン２４０１の位置が、Ｘ線焦点２１０１と検出器２１０３が回転する回転軸に位置するようにファントム２５０１をテーブル１０の一端に設ける。
【００６７】
図２４に戻って、この状態でＸ線焦点２１０１からＸ線を照射すると、センターピン２４０１を透過したＸ線を検出するチャネル（ｘ０）は、検出器２１０３の中央の位置となる。しかし、Ｘ線焦点２１０２からＸ線を照射すると、センターピン２４０１を透過したＸ線を検出するチャネル（ｘ１）は検出器２１０３の中央よりもずれた位置にある。よってこのずれ（Δｘ）と、Ｒ１，Ｒ２の比を用いてΔｄを求めることができる。なお、Ｒ１，Ｒ２は予め計測されているもの、または予め設計されたものとする。
【００６８】
また図２１において、Ｘ線焦点２１０１と検出器２１０３までの距離をｆｄｄ、Ｘ線２１０１ａにおいてＸ線焦点２１０１からｘ軸までの距離をｄと定義する。また、角度δを、Ｘ線焦点２１０１とＸ線焦点２１０２とを結ぶ線分と、Ｘ線２１０１ａと９０°の角度を成す線分とがなす角度と定義する。
【００６９】
以上の定義に基づいてＤＩＳ１は以下のようにして求めることができる。
【００７０】
ＤＩＳ１＝((fdd-d)／fdd)×Δd×cosδ×1／cos(β+δ)        （式１）
よって、（式１）を用いてＤＩＳ１を求め、上述の方法により求めた軸投影データＤ１をＤＩＳ１だけシフト（補正）することで、検出器２１０３との位置関係が正常にアラインメントされていないＸ線焦点を用いても正常な軸投影データＤ１を得ることができる。
【００７１】
次に、ＤＩＳ２を求める方法について以下、説明する。図２２に示した状態において、新たに２つのパラメータｒ１，ｒ２を設定する。図２３にｒ１，ｒ２の定義を示す。図２２に示した状態において、Ｘ線焦点２１０１とｘ軸との距離がｒ１，Ｘ線焦点２１０１とｙ＝Ｙｅ／２（ｙ＝ｒ１−ｒ２）との距離がｒ２となる。尚、以下の説明ではｙ＝ｒ１−ｒ２のところで行うが、ｙは０〜Ｙｅの値のいずれでも良い。この場合、ＤＩＳ２は上述のＤＩＳ１を用いて以下のようにして求めることができる。
【００７２】
ＤＩＳ２＝｛fdd×cos(β＋δ)-r2｝／｛fdd×cos(β＋δ)-r1｝×ＤＩＳ１  （式２）
よって、（式２）を用いてＤＩＳ２を求め、上述の方法により求めた画素投影データＤ２をＤＩＳ２だけシフト（補正）することで、検出器２１０３との位置関係が正常にアラインメントされていないＸ線焦点を用いても正常な画素投影データＤ２を得ることができる。
【００７３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では，−４５°≦view＜４５°のビュー角度範囲及びview＝１３５°から２２５°の範囲ついての画素投影データＤ２の加算と、view＝４５°から１３５°の範囲およびview＝２２５°から３１５°の範囲についての画素投影データＤ２の加算とを別個に行い、最後に両方の和を加算して逆投影データＤ３（x,y）を求める。
【００７４】
図１４及び図１５は、第２の実施形態に係る逆投影処理を示すフローチャートである。図１４のステップＳ１４１では、画像再構成に必要な複数のビュー中の１つのビュー角度viewに着目する。
【００７５】
ステップＳ１４２では、着目したビュー角度viewが、−４５°≦view＜４５°または１３５°≦view＜２２５°ならばステップＳ１４３へすすみ、そうでないならば（４５°≦view＜１３５°または２２５°≦view＜３１５°ならば）ステップＳ１４６へすすむ。
【００７６】
ステップＳ１４３では、ビュー角度viewに対応するルックアップテーブル31を参照し、ｐｔ＝０〜Ｐｅについて、次式により軸投影データＤ１（view、ｐｔ）を算出する。
【００７７】
Ｄ１（view,pt）＝k1(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)+1）＋k2(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)）
なお、あるｐｔに対するｃｈ（ｐｔ）が設定されていない場合、このｐｔをスキップして次のｐｔに進む。また、１３５°≦view＜２２５°では、ビュー角度view＝view−１８０°に対応するルックアップテーブル31を参照する。
【００７８】
ステップＳ１４４では、ビュー角度viewに対応するルックアップテーブル３２を参照し、ｙ＝０からｙ＝Ｙｅの範囲で、ｘ＝str_xからｘ＝end_xについて、次式により画素投影データＤ２（view,x,y）を算出し、記憶装置７内の図１６に示す画素投影データ第1記憶部７１に記憶している画素投影データＤ２（x,y）に加算する。
【００７９】
Ｄ２（view,x,y）＝Ｒ（ｙ）×Ｄ１（view,str_pt+(x-str_x)×Δpt）
Ｄ２（x,y）＝ΣＤ２（view,x,y）
尚、この式においてΣはviewについて加算することを意味する。なお、１３５°≦view＜２２５°では、ビュー角度view＝view−１８０°に対応するルックアップテーブル３２を参照する。
【００８０】
図１６は画素投影データ第１記憶部７１の概念図である。ｘ軸に平行な直線に沿って画素投影データＤ２が加算されていくことが、ｙ＝０からＹｅについて繰り返されていく。
【００８１】
ステップＳ１４５では、画像再構成に必要な全てのビューについて上記ステップＳ１４１からステップＳ１４９を繰り返していないならば前記ステップＳ１４１に戻り、画像再構成に必要な全てのビューについて上記ステップＳ１４１からステップＳ１４９を繰り返したならば図１５のステップＳ１５１へ進む。
【００８２】
ステップＳ１４６では、45°≦view＜１３５°の範囲ならビュー角度view＝view−９０°に対応するルックアップテーブル３１を参照し、２２５°≦view＜３１５°の範囲ならビュー角度view＝view−２７０°に対応するルックアップテーブル31を参照する。そして、前記ステップＳ１４３と同様に、ｐｔ＝０からＰｅについて、次式により軸投影データＤ１（view,pt）を算出する。
【００８３】
Ｄ１（view,pt）＝k1(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)+1）＋k2(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)）
なお、あるｐｔに対するｃｈ（ｐｔ）が設定されていない場合、このｐｔをスキップして次のｐｔに進む。
【００８４】
ステップＳ147では、現在のviewをview’に保存する。ステップＳ148では、４５°≦view＜１３５°の範囲ならビュー角度view＝view−９０°とし、２２５°≦view＜３１５°の範囲ならビュー角度view＝view−２７０°とする。
【００８５】
ステップＳ149では、ビュー角度viewに対応するルックアップテーブル３２を参照し、ｙ＝０からｙ＝Ｙｅの範囲で、ｘ＝str_xからend_xについて、次式により画素投影データＤ２（view,x,y）を算出し、記憶装置７内の図１７に示す画素投影データ第２記憶部７２に記憶している画素投影データＤ２（x,y）に加算する。
【００８６】
Ｄ２（view’,x,y）＝Ｒ（ｙ）×Ｄ１（view’,str_pt+(x-str_x)×Δpt）
Ｄ２（x,y）＝ΣＤ２（view’,x,y）
尚、この式においてΣはview’について加算することを意味する。図１７は、画素投影データ第２記憶部７２の概念図である。ｘ軸に平行な直線に沿って画素投影データＤ２が加算されていくことが、ｙ＝０からＹｅについて繰り返されていく。
【００８７】
図１５のステップＳ１５１では、図１８に示すように、画素投影データ第２記憶部７２のデータを９０°回転処理する。ステップＳ１５２では、画素投影データ第１記憶部７１のデータに、画素投影データ第２記憶部７２のデータを加算する。ステップＳ１５３では、画素投影データ第１記憶部７１に得られたデータを逆投影データＤ３（x,y）として出力する。そして、逆投影処理を終了する。
【００８８】
以上の第2の実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば，逆投影処理の簡単化及び高速化が可能となる。また、別個の画素投影データ第1記憶部71、画素投影データ第2記憶部72を用いるが、前記ステップＳ１４９おいてパラメータの読み替えが不要になる。
【００８９】
なお、以上説明した方法を用いて求めた軸投影データＤ１、画素投影データＤ２に対して第１の実施形態で説明したずれ補正処理を行うことで、最終的に出力する正常な軸投影データＤ１、もしくは逆投影データＤ３が得られる。
【００９０】
［第3の実施形態］
上述の第１及び第２の実施形態では、２つの投影データＤ０から１つの軸投影データＤ１を補間演算して算出したが、第３の実施形態では、３つの投影データＤ０から1つの軸投影データＤ１を補間演算で算出する。この場合、図１９に示すようにルックアップテーブル３１’を用い、次式により軸投影データＤ１を算出する。
【００９１】
Ｄ１（view,pt）＝k1(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)+2）＋k2(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)+1）＋k３(pt)×Ｄ０（view,ch(pt)）
以上の第３の実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、逆投影処理の簡単化及び高速化が可能となる。また、精度を高められる。
【００９２】
なお、以上説明した方法を用いて求めた軸投影データＤ１に対して第１の実施形態で説明したずれ補正処理を行うことで、最終的に出力する正常な軸投影データＤ１が得られる。
【００９３】
【発明の効果】
以上の説明により、本発明によって、Ｘ線管の位置が所定の位置からずれていても、このＸ線管と検出器により得られる軸投影データＤ１、画素投影データＤ２を、前記ずれを用いて補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】記憶装置７に記憶されているルックアップテーブル３１の概念図である。
【図３】記憶装置７に記憶されているルックアップテーブル３２の概念図である。
【図４】Ｘ線管１００の動作の概略の流れを示すフローチャートである。
【図５】逆投影処理（ステップＳ４）の詳細な流れを示すフローチャートである。
【図６】ステップＳ５３における処理の内容を説明する図である。
【図７】軸投影データＤ１（view,0）の位置を説明する図である。
【図８】軸投影データＤ１（view,Pe）の位置を説明する図である。
【図９】ステップＳ５４における処理の内容を説明する図である。
【図１０】記憶装置７の画素投影データ記憶部７０の概念図である。
【図１１】ステップＳ５６における処理の内容を説明する図である。
【図１２】ステップＳ５９における処理の内容を説明する図である。
【図１３】記憶装置７の画素投影データ記憶部７０の概念図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における逆投影処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態における逆投影処理を示すフローチャートである。
【図１６】記憶装置７の画素投影データ第１記憶部７１の概念図である。
【図１７】記憶装置７の画素投影データ第２記憶部７２の概念図である。
【図１８】画素投影データ第２記憶部７２のデータを９０°回転する処理を説明する図である。
【図１９】ルックアップテーブル３１’の概念図である。
【図２０】正常に位置関係が粗引見とされたＸ線焦点とＸ線検出器とを示す図である。
【図２１】検出器との位置関係が正常にアラインメントされていないＸ線管（Ｘ線焦点）を用いた場合に、正常な逆投影データＤ３、軸投影データＤ１を得る方法の原理を説明する図である。
【図２２】ＤＩＳ１、ＤＩＳ２を求める方法を説明する図である。
【図２３】ｒ１，ｒ２の定義を示す図である。
【図２４】Δｄを求める方法の一例を説明する図である。
【図２５】センターピンを設定する方法を説明する図である。
【図１】
0003950716.tif 000002
【図２】
0003950716.tif 000003
【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】
0003950716.tif 000014
【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】
0003950716.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0003950716.tif 000021
【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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