(57)【要約】【課題】所定のビュー角度範囲において放射線の強度を下げる放射線断層撮影において、画像ノイズが抑制された画像を得る。【解決手段】３６０度のビュー角度範囲のうち、第１ビュー角度範囲では第１強度にて放射線を照射し、第１ビュー角度範囲以外の第２ビュー角度範囲では第１強度より低い第２強度にて放射線を照射して投影データを収集するようデータ収集系を制御する制御手段と、収集された複数ビューの投影データの少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段であって、第１強度にて放射線が照射されたビュー角度の投影データに対しては、第１再構成関数を重畳し、前記第２強度にて放射線が照射されたビュー角度のデータに対しては、第１再構成関数より高周波成分を抑制する第２再構成関数を重畳することにより画像を再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に複数のビュー角度方向から放射線を照射して複数ビューの投影データを収集するよう、放射線源及び検出器を含むデータ収集系を制御する制御手段であって、３６０度のビュー角度範囲のうち、第１のビュー角度範囲においては第１の放射線強度にて放射線を照射し、前記第１のビュー角度範囲以外の第２のビュー角度範囲においては前記第１の放射線強度より小さい第２の放射線強度にて放射線を照射するよう制御する制御手段と、
前記収集された複数ビューの投影データのうち少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段であって、前記第１の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度の投影データに対しては第１の再構成関数を重畳し、前記第２の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度の投影データに対しては前記第１の再構成関数より高周波成分を抑制する第２の再構成関数を重畳することにより画像を再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置。
【請求項２】
被検体に複数のビュー角度方向から放射線を照射して複数ビューの投影データを収集するよう、放射線源及び検出器を含むデータ収集系を制御する制御手段であって、３６０度のビュー角度範囲のうち、第１のビュー角度範囲においては第１の放射線強度にて放射線を照射し、前記第１のビュー角度範囲以外の第２のビュー角度範囲においては前記第１の放射線強度より小さい第２の放射線強度にて放射線を照射するよう制御する制御手段と、
前記収集された複数ビューの投影データのうち少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段であって、前記第１の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度の投影データのみに基づいて画像を再構成する場合には、該投影データに対して第１の再構成関数を重畳し、前記第２の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度を含む投影データに基づいて画像を再構成する場合には、該投影データに対して前記第１の再構成関数より高周波成分を抑制する第２の再構成関数を重畳することにより画像を再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置。
【請求項３】
被検体に複数のビュー角度方向から放射線を照射して複数ビューの投影データを収集するよう、放射線源及び検出器を含むデータ収集系を制御する制御手段であって、３６０度のビュー角度範囲のうち、第１のビュー角度範囲においては第１の放射線強度にて放射線を照射し、前記第１のビュー角度範囲以外の第２のビュー角度範囲においては前記第１の放射線強度より小さい第２の放射線強度にて放射線を照射するよう制御する制御手段と、
前記収集された複数ビューの投影データのうち少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段と、
前記第１の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度のみの投影データに基づいて画像が再構成される場合には、該画像に対して第１の画像フィルタを適用する、若しくは画像フィルタを適用せず、前記第２の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度を含む投影データに基づいて画像が再構成される場合には、該画像に対して前記第１の画像フィルタより高周波成分を抑制する第２の画像フィルタを適用する画像処理手段と、を備えた放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記第２のビュー角度範囲は、前記放射線源が鉛直方向の最高点に位置するビュー角度を０度として、＋１８０度から−１８０度の間に含まれる、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、所望のスライスの投影データを一定期間継続的に収集するよう制御し、
前記再構成手段は、前記投影データの収集と並行して、所定のフレームレートにて前記所望のスライスの画像を再構成する、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】
前記再構成手段は、互いに隣接する２つのフレームの画像を、再構成に用いる投影データ同士が一部重複するように再構成する、請求項５に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
前記再構成手段は、ハーフスキャン分のビュー角度範囲の投影データに基づいて画像を再構成する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項８】
前記再構成手段は、ハーフスキャン分超、フルスキャン分以下のビュー角度範囲の投影データに基づいて画像を再構成する、請求項１から請求項６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、穿刺モードが設定されている場合に、前記第１の放射線強度と前記第２の放射線強度とによる放射線の照射を行うよう制御する、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】
前記第１の放射線強度は、自動露出機構により定められた強度である、請求項１から請求項９のいずれか一項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断層撮影装置を構成する各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、放射線の強度をビュー角度（view angle）に応じて変化させる放射線断層撮影により得られる画像の画質改善技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療検査の一つとして、穿刺による検査が行われている。この検査では、穿刺針の先を被検者体内の対象部分へ正確に挿入する必要が、肉眼では被検者体内を見ることができない。そこで、穿刺を行う際には、一般的に、Ｘ線ＣＴ装置による連続的なスキャン（scan）によって対象部分周辺の透視像を略リアルタイム（real time）でモニタ（monitor）画面に表示させる。術者は、その透視像を見て穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行う。
【０００３】
穿刺を行う際に、Ｘ線ＣＴ装置にて通常通りにスキャンを行うと、穿刺針を持つ術者の手や腕は、照射されるＸ線により被曝してしまう。そのため、従来は、Ｘ線が術者の手に直接照射されないように、ガントリ（gantry）を被検者の体軸方向に傾斜させ、術者への被曝線量を低減していた（特許文献１，要約等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２０４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年は、ガントリの回転速度の高速化や検出器の多列化によるデータ収集部重量の増大が進んでいるため、ガントリを大きな角度で傾斜させることが機械構造的に難しくなってきている。
【０００６】
そこで、ガントリを傾斜させるのではなく、Ｘ線が術者の手に直接照射されるような所定のビュー角度範囲においては、Ｘ線の強度を通常より下げる方法が提案されている。
【０００７】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置により対象部分の略リアルタイムな透視像を表示させるには、通常、対象部分を含む撮影部位に対して一定期間連続的にスキャンを行って投影データ（projection data）を収集する。また、これに並行して、画像再構成に用いる投影データの使用範囲を時間的にもビュー角度的にもずらしながら、各フレーム（frame）に対応する断層画像の再構成及び表示を行う。このときの画像再構成には、一般的に、画像表示の遅れをより短くするため、より少ない投影データ収集後に画像を再構成することができる、ハーフ（half）再構成法を用いる。ハーフ再構成法は、１８０度＋Ｘ線ビーム（x-ray beam）のファン角（fan angle）α分の投影データに基づいて再構成する方法である。また、フレームレート（frame rate）は、例えば、ビュー角度６０度分のデータ収集ごとに画像再構成を行うことで６フレーム／ガントリ１回転、ビュー角度３６度分のデータ収集ごとに画像再構成を行うことで１０フレーム／ガントリ１回転を実現できる。
【０００８】
ここで、先に述べたように、Ｘ線の強度を所定のビュー角度範囲においてのみ下げることを考える。この場合、１フレームの画像の再構成に用いる投影データは、タイミング（timing）によって、Ｘ線の強度が通常通りであるときの投影データのみで構成される場合と、Ｘ線の強度が通常より低いときの投影データが含まれる場合とがある。Ｘ線の強度が低いときの投影データは、Ｘ線の強度が通常通りであるときの投影データと比較して、Ｓ／Ｎ（signal noise ratio）が小さくなり、ノイズが大きくなる。一般的に、Ｘ線の強度が通常より低いときの投影データが用いられた再構成画像は、Ｘ線の強度が通常通りであるときの投影データのみが用いられた再構成画像と比較して、画像ノイズが増大する。そのため、Ｘ線の強度を変化させて得られた断層画像は、フレームによっては画像ノイズが増大することになり、参照し辛くなる場合がある。
【０００９】
このような事情により、所定のビュー角度範囲において放射線の強度を下げる放射線断層撮影において、画像ノイズが抑制された画像を得ることができる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点の発明は、
被検体に複数のビュー角度方向から放射線を照射して複数ビューの投影データを収集するよう、放射線源及び検出器を含むデータ収集系を制御する制御手段であって、３６０度のビュー角度範囲のうち、第１のビュー角度範囲においては第１の放射線強度にて放射線を照射し、前記第１のビュー角度範囲以外の第２のビュー角度範囲においては前記第１の放射線強度より小さい第２の放射線強度にて放射線を照射するよう制御する制御手段と、
前記収集された複数ビューの投影データのうち少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段であって、前記第１の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度の投影データに対しては第１の再構成関数を重畳し、前記第２の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度の投影データに対しては前記第１の再構成関数より高周波成分を抑制する第２の再構成関数を重畳することにより画像を再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
【００１１】
第２の観点の発明は、
被検体に複数のビュー角度方向から放射線を照射して複数ビューの投影データを収集するよう、放射線源及び検出器を含むデータ収集系を制御する制御手段であって、３６０度のビュー角度範囲のうち、第１のビュー角度範囲においては第１の放射線強度にて放射線を照射し、前記第１のビュー角度範囲以外の第２のビュー角度範囲においては前記第１の放射線強度より小さい第２の放射線強度にて放射線を照射するよう制御する制御手段と、
前記収集された複数ビューの投影データのうち少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段であって、前記第１の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度のみの投影データに基づいて画像を再構成する場合には、該投影データに対して第１の再構成関数を重畳し、前記第２の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度を含む投影データに基づいて画像を再構成する場合には、該投影データに対して前記第１の再構成関数より高周波成分を抑制する第２の再構成関数を重畳することにより画像を再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
【００１２】
第３の観点の発明は、
被検体に複数のビュー角度方向から放射線を照射して複数ビューの投影データを収集するよう、放射線源及び検出器を含むデータ収集系を制御する制御手段であって、３６０度のビュー角度範囲のうち、第１のビュー角度範囲においては第１の放射線強度にて放射線を照射し、前記第１のビュー角度範囲以外の第２のビュー角度範囲においては前記第１の放射線強度より小さい第２の放射線強度にて放射線を照射するよう制御する制御手段と、
前記収集された複数ビューの投影データのうち少なくとも一部に基づいて画像を再構成する再構成手段と、
前記第１の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度のみの投影データに基づいて画像が再構成される場合には、該画像に対して第１の画像フィルタを適用し、若しくは画像フィルタを適用せず、前記第２の放射線強度にて放射線が照射されたビュー角度を含む投影データに基づいて画像が再構成される場合には、該画像に対して前記第１の画像フィルタより高周波成分を抑制する第２の画像フィルタを適用する画像処理手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
【００１３】
第４の観点の発明は、
前記第２のビュー角度範囲が、前記放射線源が鉛直方向の最高点に位置するビュー角度を０度として、＋１８０度から−１８０度の間に含まれる、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。
【００１４】
第５の観点の発明は、
前記制御手段が、所望のスライス（slice）の投影データを一定期間継続的に収集するよう制御し、
前記再構成手段が、前記投影データの収集と並行して、所定のフレームレートにて前記所望のスライスの画像を再構成する、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。
【００１５】
第６の観点の発明は、
前記再構成手段が、互いに隣接する２つのフレームの画像を、再構成に用いる投影データ同士が一部重複するように再構成する、上記第５の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１６】
第７の観点の発明は、
前記再構成手段が、ハーフスキャン分のビュー角度範囲の投影データに基づいて画像を再構成する、上記第１の観点から第６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８の観点の発明は、
前記再構成手段が、ハーフスキャン分超、フルスキャン（full scan）分以下のビュー角度範囲の投影データに基づいて画像を再構成する、上記第１の観点から第６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。
【００１８】
第９の観点の発明は、
前記制御手段が、穿刺モードが設定されている場合に、前記第１の放射線強度と前記第２の放射線強度とによる放射線の照射を行うよう制御する、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。
【００１９】
第１０の観点の発明は、
前記第１の放射線強度が、自動露出機構により定められた強度である、上記第１の観点から第９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。
【００２０】
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断層撮影装置を構成する各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】
【００２１】
上記観点の発明によれば、所定のビュー角度範囲において放射線の強度を小さくする放射線断層撮影において、画像ノイズが抑制された画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能ブロック図（block diagram）である。
【図３】第１実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図４】第１実施例における各フレームの画像の再構成に用いる投影データのビュー角度範囲と各ビューの投影データに対して適用する再構成関数とを示す図である。
【図５】第２実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施例における各フレームの画像の再構成に用いる投影データのビュー角度範囲と各フレームの投影データに対して適用する再構成関数とを示す図である。
【図７】第３実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第３実施例における各フレームの画像の再構成に用いる投影データのビュー角度範囲と各フレームの画像に対して適用する画像フィルタとを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、発明の実施形態について説明する。なお、これにより発明は限定されない。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
操作コンソール１は、操作者４１からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体４０をスキャンするための各部の制御や各種演算などを行う演算処理装置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。
【００２７】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部に搬入・搬出するクレードル（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。
【００２８】
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支持部１６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をコリメート（collimate）して整形するコリメータ（collimator）２３と、Ｘ線管２１から照射され、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線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するデータ収集装置（ＤＡＳ；Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６と、が搭載される。支持部１６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。回転部１５と支持部１６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。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能ブロック図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、機能的には、データ収集系１０１と、操作部１０２と、表示部１０３と、記憶部１０４、画像再構成部１０５と、制御部１０６と、により構成されている。
【００３１】
データ収集系１０１は、制御部１０６からの制御を受けて被検体４０のスキャンを行い、その投影データを収集する系である。データ収集系１０１は、主に、走査ガントリ２０、撮影テーブル１０を含む。
【００３２】
操作部１０２は、操作者４１からの操作を受け付ける部分であり、操作者４１が望む種々の情報が入力される。
【００３３】
表示部１０３は、文字や画像等を表示する部分であり、操作者４１に種々の情報が出力される。
【００３４】
記憶部１０４は、種々のデータや情報、プログラム等を記憶しておく部分である。
【００３５】
画像再構成部１０５は、制御部１０６からの制御を受けて画像再構成を行い、被検体４０の断層像や、被検体４０の動画状の透視像を構成する各フレームの画像を得る。
【００３６】
制御部１０６は、各部を統括的に制御するものであり、データ収集系１０１を制御してスキャンを実行させたり、画像再構成部５を制御して画像を再構成させたりする。
【００３７】
なお、画像再構成部１０５及び制御部１０６は、例えば、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。
【００３８】
（第１実施例）
これより、第１実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れについて説明する。
【００３９】
図３は、第１実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
ステップ（step）Ａ１では、スカウトスキャン（scout scan）を実施する。具体的には、制御部１０６が、スカウトスキャン用のプロトコル（protocol）に基づいて、データ収集系１０１を制御する。これにより、スカウトスキャンが実行され、被検体４０のスカウトデータ（scout data）が取得される。
【００４１】
ステップＡ２では、Ｘ線管２１の管電圧、被検体４０のスキャン領域（１または複数のスライス）、画像再構成に用いる再構成関数等を設定する。具体的には、操作者４１が操作部１０２を通して所望の管電圧、スキャン領域、再構成関数等の情報を入力する。制御部１０６は、この入力された情報に基づいて、撮影時の管電圧、スキャン領域、画像再構成時に適用する再構成関数の種類等を設定する。再構成関数は、周波数空間において、投影データに重畳される。画像フィルタは、再構成画像の画質、特に先鋭度、解像度、画像ノイズ等に影響を与える。再構成関数は、一般的に、画像の高周波成分が抑制されるものから高周波成分が強調されるものまで多段階的に用意される。
【００４２】
ステップＡ３では、ノイズ指標値を設定する。具体的には、操作者４１が操作部１０２を通して、撮影される画像の画像ノイズとして所望のノイズレベルを表す指標値の情報を入力する。制御部１０６は、この入力された情報に基づいて、ノイズ指標値を設定する。
【００４３】
ステップＡ４では、管電流を設定する。具体的には、制御部１０６が、スカウトデータ、設定された管電圧、スキャン領域及びノイズ指標値に基づいて、自動露出機構により、所望のノイズレベルの画像を得るための管電流を算出し、設定する。管電流は、スキャン領域に対して、被検体４０の体軸方向（スライス方向）にのみ変調させてもよいし、さらにビュー角度方向（断層面方向）に変調させてもよい。なお、ここで設定された管電流は、Ｘ線強度が通常レベルであるときの管電流である。Ｘ線強度が変更される場合には、ここで設定された管電流を基準に上げ下げが行われる。
【００４４】
ステップＡ５では、穿刺モードを選択する。具体的には、操作者４１が操作部１０２を通して穿刺モードを選択する趣旨の情報を入力する。制御部１０６は、この入力された情報に基づいて、撮影モードとして穿刺モードを選択する。
【００４５】
ステップＡ６では、穿刺モードの選択を受けて、穿刺モード用の撮影（ＣＴフルオロ）が開始される。具体的には、制御部１０６が、穿刺モード用の撮影処理を実行する。穿刺モード用の撮影では、スキャン領域に対してスキャンを連続的に行い、所定のフレームレートで各フレームの画像を再構成し表示する。これにより、スキャン領域の略リアルタイムな動画状の透視像を見ることができる。なお、ここでは、互いに隣接する２つのフレームの画像を、再構成に用いる投影データ同士が一部重複するように再構成する。例えば、フレームレートは、１０フレーム／ガントリ１回転とし、ガントリ回転速度は、１秒／ガントリ１回転とする。スキャンは、アキシャルスキャン（axial scan）であってもよいし、ヘリカルスキャン（helical scan）であってもよい。
【００４６】
ステップＡ７では、投影データの収集を開始する。具体的には、制御部１０６が、穿刺モード撮影用のプロトコルに基づいて、データ収集系１０１を制御する。これにより、設定されたスキャン領域に対するスキャンが連続的に繰り返し行われ、複数ビューの投影データが継続的に収集される。この際、穿刺を行う医師の手や腕などの被曝を抑えるため、当該手や腕が含まれるような所定のビュー角度範囲において、Ｘ線強度を通常レベルＮＸより低い低レベルＬＸに下げる制御を行う。ここでは、このビュー角度範囲を、低被曝ビュー角度範囲と呼ぶことにする。低被曝ビュー角度範囲は、基本的に、Ｘ線管２１が鉛直上方方向に対応する位置すなわち鉛直方向の最高点に位置するビュー角度θを０°として、ビュー角度θが０±９０°の範囲内において設定される。本例では、低被曝ビュー角度範囲は、＋４５°〜−４５°の範囲とする。また、Ｘ線強度の低レベル化は、Ｘ線管２１の管電流値を下げることにより実現される。本例では、低被曝ビュー角度範囲において、管電流値は、設定された管電流値の６０％以下に低減される。
【００４７】
ステップＡ８では、画像再構成に用いる投影データを特定する。具体的には、画像再構成部１０５が、収集された複数ビューの投影データの中で、１枚のフレームの画像を再構成するのに用いる投影データのビュー角度範囲を特定する。本例では、画像再構成に、ハーフ再構成法及びフィルタ補正逆投影法を用いる。すなわち、１８０°＋Ｘ線ビームのファン角α分のビュー角度範囲の投影データに、再構成関数を重畳し、逆投影することにより、フレームに対応した画像を再構成する。本例では、対象となるフレームに対応した時刻の直近に収集された１８０°＋Ｘ線ビームのファン角α分のビュー角度範囲の投影データが特定される。
【００４８】
ステップＡ９では、投影データに再構成関数を適用する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＡ８にて特定された所定のビュー角度範囲の投影データにおける各ビューの投影データについて、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときに得られた投影データであるか否かを判定する。Ｘ線強度が低レベルＬＸのときに得られた投影データは、Ｓ／Ｎが低下しており、再構成画像の画像ノイズを増大させる原因となる。そこで、当該投影データに対しては、設定された再構成関数ＮＲと比較して高周波成分をより抑制した再構成関数ＬＲを適用する。一方、Ｘ線強度が通常レベルＮＸであるときに得られた投影データは、Ｓ／Ｎが一定以上確保されている。そこで、当該投影データに対しては、設定された再構成関数ＮＲを適用する。
【００４９】
図４は、第１実施例における各フレームの画像の再構成に用いる投影データのビュー角度範囲と各ビューの投影データに対して適用する再構成関数とを示す図である。
【００５０】
図４の例では、フレームｆ１〜ｆ２，ｆ４〜ｆ１２の画像の再構成に用いる投影データは、Ｘ線強度を下げる被曝低減ビュー角度０°±４５°の範囲のデータの少なくとも一部を含んでいる。したがって、Ｘ線強度を下げるビュー角度範囲の投影データに対しては、通常の設定された再構成関数ＮＲより高周波成分が抑制された再構成関数ＬＲが適用され、それ以外の投影データに対しては、通常の設定された再構成関数ＮＲが適用される。一方、フレームｆ３，ｆ１３の画像の再構成に用いる投影データは、Ｘ線強度を下げるビュー角度の範囲の投影データを含んでいない。したがって、これらの投影データに対しては、すべて、通常の再構成関数ＮＲが適用される。
【００５１】
ステップＡ１０では、投影データの逆投影を行う。具体的には、画像再構成部１０５が、再構成関数が適用された各ビューの投影データを逆投影することにより、１フレームに対応した画像を再構成する。このように、スキャン領域に含まれる所望の１または複数のスライスに対応した画像すなわち断層画像が、投影データの収集と並行して、所定のフレームレートにて再構成される。
【００５２】
ステップＡ１１では、再構成画像を表示する。具体的には、制御部１０６が、表示部１０３を制御して、１フレームに対応した再構成画像をモニタ画面に表示させる。
【００５３】
ステップＡ１２では、撮影を終了するか否かを判定する。具体的には、制御部１０６が、撮影終了のコマンド（command）が入力されているか否かを判定する。入力されている場合には、撮影を終了する。入力されていなければ、ステップＡ８に戻り、撮影を継続する。
【００５４】
このような第１実施例によれば、Ｘ線強度が通常レベルＮＸであるときに得られた投影データに対しては、通常の設定された再構成関数ＮＲを適用し、一方、Ｘ線強度が低レベルＬＸに下げられたときに得られた投影データに対しては、通常の設定された再構成関数ＮＲより高周波成分を抑制する再構成関数ＬＲを適用して画像を再構成するので、Ｘ線強度が相対的に低いときに得られた投影データのＳ／Ｎの劣化分を、再構成関数により補うことができる。その結果、所定のビュー角度範囲においてＸ線強度を下げるＸ線ＣＴ撮影において、画像ノイズが抑制された画像を得ることができる。
【００５５】
特に、第１実施例では、Ｓ／Ｎが劣化した投影データにのみ、直接的に補正を行っているので、過剰な補正を防ぐことができ、再構成画像の空間分解能を極力保ちながら、画像ノイズを低減することができる。
【００５６】
また、第１実施例によれば、被検体４０の透視像として生成される複数のフレームの画像について、Ｘ線強度が低レベルＬに下げられたときの投影データを用いて再構成されるフレームの画像における画像ノイズの増大を抑えることができ、各フレームの画像間での画像ノイズのばらつきが抑えられた、観察しやすい透視像を提供することができる。
【００５７】
なお、第１実施例では、画像再構成にハーフ再構成法を用いたが、ハーフスキャン分超、フルスキャン分以下のビュー角度範囲の投影データを用いて再構成する再構成法を用いてもよい。例えば、フルスキャン分の投影データを用いて再構成するフル再構成法の場合、ハーフ再構成法の場合と違って、すべてのフレームの画像の再構成において、画像再構成に用いる投影データの中に、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データを同量含むことになる。この場合、各フレームの画像間での画像ノイズのばらつきは大きくない。しかし、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データにのみ、高周波成分を抑制する再構成関数ＬＲを重畳することにより、Ｓ／Ｎが比較的小さい（Ｓ／Ｎが悪い）投影データだけをピンポイント（pin point）で補正することができ、不要な解像度の劣化を防ぐことができる。
【００５８】
（第２実施例）
第１実施例では、投影データに適用する再構成関数を、ビュー単位で決定しているが、第２実施例では、フレーム単位で決定する。すなわち、フレームに対応した画像の再構成に用いる投影データの中にＸ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データが含まれているときは、その画像再構成に用いるすべての投影データに対して、設定された再構成関数ＮＲより高周波成分を抑制する再構成関数ＬＲを適用する。一方、フレームに対応した画像の再構成に用いる投影データの中にＸ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データ含まれていないとき、すなわちＸ線強度が通常レベルＮＸであるときの投影データのみに基づいて画像を再構成するときは、その画像再構成に用いるすべての投影データに対して、通常の設定された再構成関数ＮＲを適用する。
【００５９】
図５は、第２実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
ステップＢ１〜Ｂ８は、第１実施例におけるステップＡ１〜Ａ８と同様の処理であるため、ここでは説明を省略する。ただし、被曝低減ビュー角度範囲は、０±３０°に設定する。
【００６１】
ステップＢ９では、特定された投影データにＸ線強度が低レベルＬＸであるときのデータが含まれるかを判定する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＢ８にて特定された所定のビュー角度範囲の投影データについて、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときに得られた投影データを含むか否かを判定する。つまり、当該所定のビュー角度範囲が、被曝低減ビュー角度範囲の少なくとも一部を含むか否かを判定する。含む場合には、ステップＢ１０に進み、含まない場合には、ステップＢ１１に進む。
【００６２】
ステップＢ１０では、投影データに、高周波成分を抑制する再構成関数ＬＲを適用する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＢ８にて特定された所定のビュー角度範囲のすべての投影データに対して、設定された再構成関数ＮＲより高周波成分が抑制される再構成関数ＬＲを適用する。その後、ステップＢ１２に進む。
【００６３】
ステップＢ１１では、投影データに、通常の設定された再構成関数ＮＲを適用する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＢ８にて特定された所定のビュー角度範囲のすべての投影データに対して、設定された再構成関数ＮＲを適用する。その後、ステップＢ１２に進む。
【００６４】
図６は、第２実施例における各フレームに対応した画像の再構成に用いる投影データのビュー角度範囲と各フレームの投影データに対して適用する再構成関数とを示す図である。
【００６５】
図６の例では、フレームｆ１，ｆ４〜ｆ１１の画像の再構成に用いる投影データは、Ｘ線強度を下げる被曝低減ビュー角度０°±３０°の範囲のデータの少なくとも一部を含んでいる。したがって、これらのフレームに対応した画像の再構成に用いる投影データに対しては、すべて、通常より高周波成分を抑制する再構成関数ＬＲが適用される。一方、フレームｆ２〜ｆ３，ｆ１２〜ｆ１３の画像の再構成に用いる投影データは、Ｘ線強度を下げるビュー角度の範囲の投影データを含んでいない。したがって、これらの投影データに対しては、すべて、通常の再構成関数ＮＲが適用される。
【００６６】
ステップＢ１２では、投影データの逆投影を行う。具体的には、画像再構成部１０５が、再構成関数が適用された各ビューの投影データを逆投影することにより、フレームに対応した画像を再構成する。
【００６７】
ステップＢ１３では、再構成された画像を表示する。具体的には、制御部１０６が、表示部１０３を制御して、フレームに対応した画像をモニタ画面に表示させる。
【００６８】
ステップＢ１４では、撮影を終了するか否かを判定する。具体的には、制御部１０６が、撮影終了のコマンドが入力されているか否かを判定する。入力されている場合には、撮影を終了する。入力されていなければ、ステップＢ８に戻り、撮影を継続する。
【００６９】
このような第２実施例によれば、被検体４０の透視像として生成される複数のフレーム画像について、Ｘ線強度が低レベルＬＸに下げられたときの投影データを用いて再構成される画像における画像ノイズの増大を抑えることができ、各フレームの画像間での画像ノイズのばらつきが抑えられた、観察しやすい透視像を提供することができる。
【００７０】
また、第２実施例では、適用する再構成関数をフレーム単位で変えるので、アルゴリズムが単純であり、開発コストや演算処理装置３等への負荷も抑えることができる。
【００７１】
（第３実施例）
第１及び第２実施例では、投影データに適用する再構成関数を必要に応じて変えることにより、フレームに対応した画像の画像ノイズを調整しているが、第３実施例では、再構成画像に対して画像フィルタを適用することにより画像ノイズを調整する。すなわち、フレームに対応した画像の再構成に用いる投影データの中にＸ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データが含まれているときは、その再構成画像に対して、高周波成分を抑制する画像フィルタＬＦを適用する。一方、フレームに対応した画像の再構成に用いる投影データの中にＸ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データ含まれていないときは、その再構成画像に対して、通常レベルもしくは画像フィルタＬＦと比較して高周波成分をより強調する画像フィルタＮＦを適用するか、若しくは画像フィルタを適用しない。なお、画像フィルタＬＦは、画像フィルタＮＦと比較して高周波成分をより抑制する画像フィルタであるということもできる。
【００７２】
図７は、第３実施例におけるＸ線ＣＴ装置での処理の流れを示すフローチャートである。
【００７３】
ステップＣ１〜Ｃ８は、第１実施例におけるステップＡ１〜Ａ８と同様の処理であるため、ここでは説明を省略する。ただし、被曝低減ビュー角度範囲は、０±３０°に設定する。
【００７４】
ステップＣ９では、投影データに再構成関数を適用する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＣ８にて特定された所定のビュー角度範囲の投影データに対して、通常の設定された再構成関数ＮＲを適用する。
【００７５】
ステップＣ１０では、投影データの逆投影を行う。具体的には、画像再構成部１０５が、再構成関数が適用された各ビューの投影データを逆投影することにより、画像を再構成する。
【００７６】
ステップＣ１１では、特定された投影データに、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときのデータが含まれるかを判定する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＣ８にて特定された所定のビュー角度範囲の投影データが、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときに得られた投影データを含むか否かを判定する。つまり、当該所定のビュー角度範囲が、被曝低減ビュー角度範囲の少なくとも一部を含むか否かを判定する。含む場合には、ステップＣ１２に進み、含まない場合には、ステップＣ１３に進む。
【００７７】
ステップＣ１２では、再構成画像に、高周波成分を抑制する画像フィルタＬＦを適用する。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＣ１０にて再構成された画像に対して、高周波成分が抑制される画像フィルタＬＦ、例えば平滑化フィルタまたはアダプティブな平滑化フィルタを適用する。その後、ステップＣ１４に進む。
【００７８】
ステップＣ１３では、再構成画像に、通常レベルまたはより高周波成分を強調する画像フィルタＮＦを適用するか、もしくは画像フィルタを適用しない。具体的には、画像再構成部１０５が、ステップＣ１０にて再構成された画像に対して、通常レベルまたはより高周波成分が強調される画像フィルタＮＦを適用するか、若しくは画像フィルタを適用しない。その後、ステップＣ１４に進む。
【００７９】
図８は、第３実施例における各フレーム画像の再構成に用いる投影データのビュー角度範囲と各フレームの画像に対して適用する画像フィルタとを示す図である。
【００８０】
図８の例では、フレームｆ１，ｆ４〜ｆ１１の画像の再構成に用いる投影データは、Ｘ線強度を下げるビュー角度０°±３０°の範囲のデータの少なくとも一部を含んでいる。したがって、これらのフレームに対応した画像の再構成に用いる投影データに対しては、すべて、通常の再構成関数ＮＲが適用され、再構成された画像に対しては、通常より高周波成分が抑制される画像フィルタＬＦが適用される。一方、フレームｆ２〜ｆ３，ｆ１２〜ｆ１３の画像の再構成に用いる投影データは、Ｘ線強度を下げるビュー角度の範囲の投影データを含んでいない。したがって、これらのフレームに対応した画像の再構成に用いる投影データに対しては、すべて、通常の再構成関数ＮＲが適用され、再構成された画像に対しては、通常の画像フィルタＮＦが適用されるか、若しくは画像フィルタは適用されない。
【００８１】
ステップＣ１４では、再構成された画像を表示する。具体的には、制御部１０６が、表示部１０３を制御して、フレームに対応した画像をモニタ画面に表示させる。
【００８２】
ステップＣ１５では、撮影を終了するか否かを判定する。具体的には、制御部１０６が、撮影終了のコマンドが入力されているか否かを判定する。入力されている場合には、撮影を終了する。入力されていなければ、ステップＣ８に戻り、撮影を継続する。
【００８３】
このような第３実施例によれば、被検体４０の透視像として生成される複数のフレームの画像について、Ｘ線強度が低レベルＬＸに下げられたときの投影データを用いて再構成される画像における画像ノイズの増大を抑えることができ、各フレームの画像間での画像ノイズのばらつきが抑えられた、観察しやすい透視像を提供することができる。
【００８４】
また、第３実施例では、適用する画像フィルタはフレーム単位で変えることになるので、アルゴリズムが単純であり、開発コストや演算処理装置３等への負荷も抑えることができる。
【００８５】
また、第３実施例では、補正を行う手段として、再構成関数の調整ではなく、画像フィルタの調整を用いているので、再構成関数と比較して、補正の多種多様なアレンジが可能であるため、調整により所望の画質が得られやすい。
【００８６】
なお、第２及び第３実施例では、画像再構成にハーフ再構成法を用いたが、ハーフスキャン分超、フルスキャン分以下のビュー角度範囲の投影データを用いて画像を再構成する再構成法、例えばフル再構成法を用いてもよい。
【００８７】
（第４実施例）
第１〜３実施例では、Ｘ線強度が相対的に低いときに得られた投影データのＳ／Ｎの劣化分を、再構成関数または画像フィルタを用いて補っているが、第４実施例では、画像再構成に用いる投影データの量を多くすることにより補う。すなわち、フレームに対応した画像の再構成に用いる投影データの中にＸ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データが含まれているときは、その画像再構成に用いる投影データのビュー角度範囲を広げて、画像再構成に用いる投影データの量（ビューの数）を増加させる。増加させるデータ量は、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データの量が多いほど多く、少ないほど少なくする。例えば、通常は、ハーフスキャン分の投影データを用いて画像再構成を行うが、その中に含まれる、Ｘ線強度が低レベルＬＸであるときの投影データの量に応じて、最大フルスキャン分の投影データになるまで、データ量を増加させる。
【００８８】
このような第４実施例でも、第２及び第３実施例と同様に、被検体４０の透視像として生成される複数のフレームに対応した画像について、Ｘ線強度が低レベルＬに下げられたときの投影データを用いて再構成される画像における画像ノイズの増大を抑えることができ、各フレームの画像間での画像ノイズのばらつきが抑えられた、観察しやすい透視像を提供することができる。
【００８９】
なお、発明は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
【００９０】
例えば、上記の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置であるが、コンピュータに、このようなＸ線ＣＴ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や当該プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体もまた、発明の一実施形態である。
【符号の説明】
【００９１】
１  操作コンソール
２  入力装置
３  演算処理装置
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
１６  支持部
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  Ｘ線検出器
２５  ＤＡＳ
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
４０  被検体
４１  操作者
８１  Ｘ線
【図１】
2016101332.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016101332.tif 000007
【図６】
2016101332.tif 000008
【図７】
2016101332.tif 000009
【図８】
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