(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンにより収集したデータを基に画像を生成する画像生成方法であって、
チャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列したデータを、スキャン面のチルトに起因して、検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置が、ビュー毎に変動するの打ち消すように、各チャネルのデータの位置を移動させるデータ位置移動処理と、前記移動後のデータ配列でビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲のデータを切り出すデータ切出し処理と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加処理と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換処理と含むチルト補正処理を施すことを特徴とする画像生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像生成方法において、前記データ変換処理は、前記データ位置移動処理において移動後の位置のデータを、線形補間処理により、前記移動前の位置のデータに変換することを特徴とする画像生成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像生成方法において、前記データ移動処理において、pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとするとき、前記データ位置移動処理で、第ｊ検出器列のパラレル化した各チャネルのデータ位置を、j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}だけチャネル方向に移動することを特徴とする画像生成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画像生成方法において、前記データ切出し処理において、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とするとき、前記データ切出し処理で、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すことを特徴とする画像生成方法。
【請求項５】
２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンにより収集したデータを基に画像を生成する画像生成方法であって、
pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとし、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とし、j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}とするとき、前記チルト補正処理は、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すデータ切出し処理と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加処理と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換処理とを含むチルト補正処理を施すことを特徴とする画像生成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像生成方法において、前記ダミーデータが、空気データであることを特徴とする画像生成方法。
【請求項７】
請求項２のいずれか一項に記載の画像生成方法において、
画像再構成面上の補間データを、前記移動前の位置のデータから算出するマルチスライス−ヘリカル補間処理と、
補間データに対する逆投影処理とをさらに施すことを特徴とする画像生成方法。
【請求項８】
Ｘ線管と、そのＸ線管に対向し且つ２以上の検出器列を有するマルチ検出器と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器を直線移動軸に沿って被検体に対して直線的に相対移動させる直線移動制御手段と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器の少なくとも一方を回転軸の周りに回転させる回転制御手段と、前記回転により形成されるスキャン面の直線移動軸に対する角度を９０゜以外の角度にチルトさせるチルト制御手段と、前記マルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンによりデータを収集するスキャン制御手段と、収集したデータを基に画像を生成する画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
チャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列したデータを、スキャン面のチルトに起因して、検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置が、ビュー毎に変動するのを打ち消すように、各チャネルのデータの位置を移動させるデータ位置移動処理手段と、前記移動後のデータ配列でビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲のデータを切り出すデータ切出し処理と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加処理と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換処理手段と含むチルト補正処理手段と、
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記データ変換手段は、前記データ位置移動処理において移動後の位置のデータを、線形補間処理により、前記移動前の位置のデータに変換するものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記データ移動手段は、pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとするとき、前記データ位置移動手段で、第ｊ検出器列のパラレル化した各チャネルのデータ位置を、j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}だけチャネル方向に移動するものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記データ切出し処理は、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とするとき、前記データ切出し手段で、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
Ｘ線管と、そのＸ線管に対向し且つ２以上の検出器列を有するマルチ検出器と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器を直線移動軸に沿って被検体に対して直線的に相対移動させる直線移動制御手段と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器の少なくとも一方を回転軸の周りに回転させる回転制御手段と、前記回転により形成されるスキャン面の直線移動軸に対する角度を９０゜以外の角度にチルトさせるチルト制御手段と、前記マルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンによりデータを収集するスキャン制御手段と、収集したデータを基に画像を生成する画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとし、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とし、j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}とするとき、前記チルト補正手段は、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すデータ切出し手段と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加手段と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換手段とを含むチルト補正手段を備えてなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記ダミーデータが、空気データであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置において、
画像再構成面上の補間データを、前記移動前の位置のデータから算出するマルチスライス−ヘリカル補間処理手段と、
補間データに対して逆投影処理を施す逆投影処理手段とをさらに含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像生成方法およびＸ線ＣＴ（Ｃomputed Ｔomography）装置に関し、さらに詳しくは、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルト（tilt）させてヘリカルスキャン（helical scan）した場合でも、アーチファクト（artifact）を抑制した画像を得ることが出来る画像生成方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用いてヘリカルスキャンして得たデータを基に画像を生成する従来の画像生成方法を示すフロー図である。
ステップＳ１では、データに感度補正等の前処理を施す。
ステップＳ３では、画像再構成面上の補間データを近傍のデータから算出するマルチスライス−ヘリカル補間処理を施す。
ステップＳ４では、補間データに対して逆投影処理を施して画像を生成する。
【０００３】
図１７は、ツイン検出器の場合のマルチスライス−ヘリカル補間処理の一例を示す模式図である。
図は、ビュー角度π／２の時のツイン検出器をＸ線管から見た状態を表している。
ビュー角度π／２、チャネルｉの補間データＤ(π/2,i)は、ビュー角度π／２、チャネルｉの第１検出器列（ｊ＝１）のデータｄ１(π/2,i)とビュー角度π／２、チャネルｉの第２検出器列（ｊ＝２）のデータｄ２(π/2,i)とによる線形補間演算で算出される。
ここで、線形補間が使われるのは、被検体の体軸方向にＣＴ値が線形に変化することを前提にした上で、データｄ１(π/2,i)とデータｄ２(π/2,i)とが被検体の体軸に沿った直線上に位置するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１７において、スキャン面がチルトしていないため、第１検出器列（ｊ＝１）のデータｄ１(π/2,i)の直線移動軸に対する位置ｈ１と第２検出器列（ｊ＝２）のデータｄ２(π/2,i)の直線移動軸に対する位置ｈ２とは等しい。すなわち、データｄ１(π/2,i)とデータｄ２(π/2,i)とは被検体の体軸に沿った直線上に位置し、線形補間の条件に合っている。
【０００５】
ところが、図１８に示すように、スキャン面をチルトさせると、データｄ１(π/2,i)の直線移動軸に対する位置ｈ１とデータｄ２(π/2,i)の直線移動軸に対する位置ｈ２とが等しくなくなる。すなわち、データｄ１(π/2,i)とデータｄ２(π/2,i)とが被検体の体軸に沿った直線上に位置しなくなる。このため、線形補間の条件に合わなくなり、これがアーチファクトの原因となる問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせてヘリカルスキャンした場合でも、アーチファクトを抑制した画像を得ることが出来る画像生成方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンにより収集したデータを基に画像を生成する画像生成方法であって、スキャン面のチルトに起因して、検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置が、ビュー毎に変動するのを補正するチルト補正処理を、データに対して施すことを特徴とする画像生成方法を提供する。上記第１の観点による画像生成方法では、チルト補正処理を新たに導入し、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを補正することとした。これにより、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせてヘリカルスキャンした場合でも、アーチファクトを抑制した画像を得ることが出来る。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンにより収集したデータに感度補正等の前処理を施し、次にスキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを補正するチルト補正処理を施し、画像再構成面上の補間データを近傍のデータから算出するマルチスライス−ヘリカル補間処理を施し、補間データに対して逆投影処理を施して画像を生成することを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第２の観点による画像生成方法では、マルチスライス−ヘリカル補間処理の前に、チルト補正処理を施し、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを補正する。これにより、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせてヘリカルスキャンした場合でも、従来と同じマルチスライス−ヘリカル補間処理で、アーチファクトを抑制した画像を得ることが出来る。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、上記構成の画像生成方法において、前記チルト補正処理は、チャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列したデータを、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを打ち消すように、データ位置を移動させるデータ位置移動処理と、移動後のデータ配列でビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲のデータを切り出すデータ切出し処理と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加処理と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換処理とからなることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第３の観点による画像生成方法では、まず、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを打ち消すようにデータ位置を移動させる。なお、データ位置の移動量は、チャネル間距離の整数倍とは限らない。これにより、移動後のデータ配列では、チャネル番号軸の両端に凹凸が生じ、ビュー方向に見て全ビューでデータが存在している部分と一部が欠けている部分とが生じる。そこで、ビュー方向に見て全ビューでデータが存在している部分は、そのまま使えるので、その範囲を切り出す。また、一部が欠けている部分は、これを使うとアーチファクトの原因になるので、捨てる。すると、捨てた部分のデータが不足するため、ダミーデータで埋めて、データ範囲を整える。上述のように、データ位置の移動量はチャネル間距離の整数倍とは限らないので、得られたデータ配列のデータ位置とチャネル位置とが全ビューで合致していない。そこで、例えば補間演算により、全ビューのチャネル位置を合致させたデータに変換する。これにより、２以上の検出器列を有するマルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせてヘリカルスキャンした場合でも、従来と同じマルチスライス−ヘリカル補間処理で、アーチファクトを抑制した画像を得ることが出来る。
【００１０】
第４の観点では、本発明は、上記構成の画像生成方法において、pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとするとき、
前記データ位置移動処理で、第ｊ検出器列のパラレル化した各チャネルのデータ位置を、
j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}
だけチャネル方向に移動することを特徴とする画像生成方法を提供する。
データ位置移動処理でのデータ位置の移動量は、ヘリカルスキャンの条件（ヘリカルピッチなど）によって異なるが、上記第４の観点による画像生成方法に示される移動量が一つの例である。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、上記構成の画像生成方法において、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とするとき、
前記データ切出し処理で、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すことを特徴とする画像生成方法を提供する。
データ切出し処理でデータを切り出す範囲は、ヘリカルスキャンの条件（ヘリカルピッチなど）によって異なるが、上記第５の観点による画像生成方法に示される範囲が一つの例である。
【００１２】
第６の観点では、本発明は、上記構成の画像生成方法において、pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとし、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とし、
j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}
とするとき、
前記チルト補正処理は、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すデータ切出し処理と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加処理と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換処理とからなることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第６の観点による画像生成方法では、データ切出し処理、ダミーデータ追加処理およびデータ変換処理の順に実行し、データ位置移動処理を行わないが、上記第５の観点による画像生成方法と同じ結果が得られる。
【００１３】
第７の観点では、本発明は、上記構成の画像生成方法において、前記ダミーデータが、空気データであることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第７の観点による画像生成方法では、ダミーデータとして空気データ（空気のＣＴ値）を用いる。これが最も良い画像を与える。
【００１４】
第８の観点では、本発明は、請求項３から請求項７のいずれか上記構成の画像生成方法において、前記データ変換処理が、補間演算処理であることを特徴とする画像生成方法を提供する。
最近傍のデータをコピーして全ビューのチャネル位置を合致させたデータへと変換することも可能であるが、上記第８の観点による画像生成方法では、補間演算処理を用いて、全ビューのチャネル位置を合致させたデータへと変換する。これが最も良い画像を与える。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、Ｘ線管と、そのＸ線管に対向し且つ２以上の検出器列を有するマルチ検出器と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器を直線移動軸に沿って被検体に対して直線的に相対移動させる直線移動制御手段と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器の少なくとも一方を回転軸の周りに回転させる回転制御手段と、前記回転により形成されるスキャン面の直線移動軸に対する角度を９０゜以外の角度にチルトさせるチルト制御手段と、前記マルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンによりデータを収集するスキャン制御手段と、収集したデータを基に画像を生成する画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを補正するチルト補正処理をデータに対して施すチルト補正処理手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第９の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第１の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、Ｘ線管と、そのＸ線管に対向し且つ２以上の検出器列を有するマルチ検出器と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器を直線移動軸に沿って被検体に対して直線的に相対移動させる直線移動制御手段と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器の少なくとも一方を回転軸の周りに回転させる回転制御手段と、前記回転により形成されるスキャン面の直線移動軸に対する角度を９０゜以外の角度にチルトさせるチルト制御手段と、前記マルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンによりデータを収集するスキャン制御手段と、収集したデータを基に画像を生成する画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記データに感度補正等の前処理を施す前処理手段と、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを補正するチルト補正処理を施すチルト補正処理手段と、画像再構成面上の補間データを近傍のデータから算出するマルチスライス−ヘリカル補間処理を施すマルチスライス−ヘリカル補間処理手段と、補間データに対して逆投影処理を施して画像を生成する逆投影処理手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第２の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記チルト補正処理手段は、チャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列したデータを、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを打ち消すように、データ位置を移動させるデータ位置移動手段と、移動後のデータ配列でビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲のデータを切り出すデータ切出し手段と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加手段と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換手段とを備えてなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第３の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとするとき、
前記データ位置移動手段で、第ｊ検出器列のパラレル化した各チャネルのデータ位置を、
j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}
だけチャネル方向に移動することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第４の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１３の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とするとき、
前記データ切出し手段で、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第５の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１４の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとし、全ビューで実質的に２πだけ回転するものとし、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点から第ｊ（ｊは検出器列番号で、１≦ｊ≦Ｊ）検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬjとし、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とし、
j_delt_iso＝Ｌj・tanθ・sin{２π（pvn−１）／VWN}
とするとき、
前記チルト補正手段は、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出すデータ切出し手段と、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整えるダミーデータ追加手段と、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換するデータ変換手段とを備えてなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第６の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１５の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記ダミーデータが、空気データであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１５の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第７の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１６の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記データ変換手段が、補間演算手段であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第１６の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第８の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２４】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００のブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、テーブル装置８と、走査ガントリ９とを具備している。
【００２５】
操作コンソール１は、操作者の指示入力や情報入力などの受け付ける入力装置２と、スキャン処理や画像生成処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを撮影テーブル８や走査ガントリ９とやり取りする制御インタフェース４と、走査ガントリ９で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、データから再構成した画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータや画像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２６】
テーブル装置８は、被検体を乗せるクレードル８ｃと、そのクレードル８ｃをｚ軸方向およびｙ軸方向に移動させるための移動コントローラ８ａとを具備している。
なお、ｙ軸を上下方向とし、ｚ軸をクレードル８ｃの長手方向とする。また、ｙ軸とｚ軸に直交する軸をｘ軸とする。被検体の体軸は、ｚ軸方向を向くことになる。
【００２７】
走査ガントリ９は、Ｘ線コントローラ１０と、Ｘ線管１１と、コリメータ１２と、２以上の検出器列を有するマルチ検出器１３と、データ収集部１４と、アイソセンタＩＳＯの回りにＸ線管１１やマルチ検出器１３などを回転させるための回転コントローラ１５と、スキャン面の角度を傾斜させるためのチルトコントローラ１６とを具備している。
【００２８】
図２は、Ｘ線ＣＴ装置１００による画像生成処理のフロー図である。
ステップＳ１では、走査ガントリ９に対してクレードル８ｃを直線移動させながらＸ線管１１やマルチ検出器１３などをアイソセンタＩＳＯの周りに回転させ且つスキャン面をチルトさせたヘリカルスキャンにより収集したデータに対して、感度補正等の前処理を施す。
ステップＳ２では、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを補正するチルト補正処理を施す。このチルト補正処理については後で詳述する。
ステップＳ３では、画像再構成面上の補間データを近傍のデータから算出するマルチスライス−ヘリカル補間処理を施す。
ステップＳ４では、補間データに対して逆投影処理を施して画像を生成する。
なお、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４は、従来と同じ処理である。
【００２９】
図３は、チルト補正処理を示すフロー図である。
ステップＴ１では、データをチャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列し、次に、スキャン面のチルトに起因して検出器列の各チャネルの直線移動軸に対する位置がビュー毎に変動するのを打ち消すようにデータ位置を移動させる。このデータ位置移動処理の具体例については後述する。
ステップＴ２では、移動後のデータ配列でビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲のデータを切り出す。このデータ切出し処理の具体例については後述する。
ステップＴ３では、切り出したデータにダミーデータを追加してデータ範囲を整える。このダミーデータ追加処理の具体例については後述する。
ステップＴ４では、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換する。このデータ変換処理の具体例については後述する。
【００３０】
次に、具体例について説明する。
ここで、ヘリカルスキャンは、全ビュー（１サイクル分のビュー）で実質的に２πだけ回転し、２πの回転でスライス幅だけ直線移動し（ヘリカルピッチ＝１）、チルト角をθとし、直線移動軸と回転軸の交点（アイソセンタＩＳＯ）から第ｊ検出器列に対応するスキャン面までの距離をＬｊとする。
また、マルチ検出器１３が真下に位置する時のビュー角度φ＝０とし、ビュー番号pvn＝１とする。
【００３１】
図４は、ビュー角度φ＝０の時のツイン検出器を表している。
第１検出器列（ｊ＝１）の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置ｈ(0,i)と第２検出器列（ｊ＝２）の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置ｈ(0,i)とは、チルト角θに拘わらず、等しい。
【００３２】
図５は、ビュー角度φ＝π／２の時のツイン検出器を表している。
第１検出器列（ｊ＝１）の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置ｈ1(π/2,i)と第２検出器列（ｊ＝２）の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置ｈ2(π/2,i)とは、チルト角θのため、等しくない。
【００３３】
図６は、第１検出器列（ｊ＝１）の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置ｈ1(pvn,i)および第２検出器列（ｊ＝２）の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置ｈ2(pvn,i)が、スキャン面のチルトに起因して、ビュー毎に変動する様子を示している。pvnをビュー番号とし、１≦pvn≦VWNとするとき、一般に、位置ｈj(pvn,i)は、次式で示される。
hj(pvn,i)＝h(0,i)＋j_delt_iso_max・sin{２π（pvn−１）／VWN}
なお、ビュー角度φ＝２π（pvn−１）／VWN
である。
【００３４】
図７は、ビュー角度φ＝π／２の時の第ｊ検出器列を表している。
図から判るように、
j_delt_iso_max＝Ｌj・tanθ
である。
【００３５】
図８は、ツイン検出器の第１検出器列（ｊ＝１）についてのデータ位置移動処理の説明図である。
データをチャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列し、次に、ビュー番号pvnのデータ位置をチャネル番号方向に、
1_delt_iso_max・sin{２π（pvn−１）／VWN}
だけ移動させる。図８に示す移動後のデータ配列では、ビュー番号方向の直線上のデータの直線移動軸に対する位置は同一になる。
【００３６】
図９は、ツイン検出器の第２検出器列（ｊ＝２）についてのデータ位置移動処理の説明図である。
データをチャネル番号軸とビュー番号軸の２次元に配列し、次に、ビュー番号pvnのデータ位置をチャネル番号方向に、
2_delt_iso_max・sin{２π（pvn−１）／VWN}
だけ移動させる。図９に示す移動後のデータ配列では、ビュー番号方向の直線上のデータの直線移動軸に対する位置は同一になる。
【００３７】
図１０は、ツイン検出器の第１検出器列（ｊ＝１）についてのデータ切出し処理の説明図である。
データ位置移動後のデータ配列で、ビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲（太線内）のデータを切り出す。
切り出す範囲を一般的に表現すると、チャネル間距離をDMMとし、Roundup{}を切り上げ関数とするとき、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでである。
【００３８】
図１１は、ツイン検出器の第１検出器列（ｊ＝１）についてのダミーデータ追加処理の説明図である。
切り出したデータ配列に空気データを追加して、最初のデータ配列と同じようにデータ範囲を整える。
【００３９】
図１２は、ツイン検出器の第２検出器列（ｊ＝２）についてのデータ切出し処理の説明図である。
データ位置移動後のデータ配列で、ビュー方向に見て全ビューでデータが存在している範囲（太線内）のデータを切り出す。
【００４０】
図１３は、ツイン検出器の第２検出器列（ｊ＝２）についてのダミーデータ追加処理の説明図である。
切り出したデータ配列に空気データを追加して、最初のデータ配列と同じようにデータ範囲を整える。
【００４１】
図１４は、線形補間演算によるデータ変換処理の説明図である。
src[i]は、あるビューの最初のデータ配列における各チャネルのデータを表している。
データ位置移動処理により、データ位置がずれる。
そこで、線形補間処理で、最初の位置のデータdest[i]を求める。
線形補間処理は、int{}を整数部取出し関数とし、abs{}を絶対値関数とするとき、図１４のようにチャネル番号の小さい方に移動した場合は、
delt_iso＝delt_iso_max・sin{２π（pvn−１）／VWN}
int_delt_iso＝abs{int{delt_iso/DMM}}
ratio＝abs{delt_iso/DMM}-int_delt_iso
dest[i-int_delt_iso]＝src[i]・(1-ratio)+src[i+1]・ratio
となる。一方、チャネル番号の大きい方に移動した場合は、
dest[i+int_delt_iso]＝src[i]・(1-ratio)+src[i+1]・ratio
となる。
【００４２】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、マルチ検出器１３を用い且つスキャン面をチルトさせてヘリカルスキャンした場合でも、アーチファクトを抑制した画像を得ることが出来る。
【００４３】
−第２の実施形態−
図１５は、第２の実施形態におけるチルト補正処理のフロー図である。
ステップＴ１１では、第ｊ検出器列の第pvnビューの第（Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}＋１＋j_delt_iso）チャネルから第（Ｉ−Roundup{Ｌj・tanθ／DMM}−１＋j_delt_iso）チャネルまでのデータを切り出す。
ステップＴ１２では、切り出したデータにダミーデータを追加して各ビューのデータ範囲を整える。
ステップＴ１３では、データ位置を移動して図１１または図１３に示すように、最初と同様の２次元データ配列にする。そして、全ビューのチャネル位置を合わせたデータに変換する。
【００４４】
第２の実施形態は、データ位置移動処理をダミーデータ追加処理の後にしただけであり、第１の実施形態と実質的に等価である。
なお、データ位置移動処理をデータ切出し処理の後にし、その後でダミーデータ追加処理を行ってもよい。
【００４５】
また、上記説明では、ファンビーム方式のＸ線ＣＴ装置１００で収集しパラレル化したデータを想定したが、パラレル化前のデータに対してチルト補正処理を施すことも容易に可能である。
【００４６】
また、上記説明では、ツイン検出器を具体例で想定したが、３以上の検出器列を有するマルチ検出器にも本発明を容易に適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の画像生成方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、マルチ検出器を用い且つスキャン面をチルトさせてヘリカルスキャンした場合でも、アーチファクトを抑制した画像を得ることが出来る。このため、被爆を避けたい部分（例えば胎児）やＸ線が透過するとアーチファクトを生じる部分（例えば金属が埋め込まれた部分）を避けるようにチルトさせたスキャンを実施可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像生成処理のフロー図である。
【図３】第１の実施形態に係るチルト補正処理のフロー図である。
【図４】ビュー角度φ＝０の時の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置を示す説明図である。
【図５】ビュー角度φ＝π/２の時の第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置を示す説明図である。
【図６】第ｉチャネルの直線移動軸に対する位置が、スキャン面のチルトに起因して、ビュー毎に変動する様子を示す説明図である。
【図７】ビュー角度φ＝π／２の時の第ｊ検出器列を示す説明図である。
【図８】ツイン検出器の第１検出器列についてのデータ位置移動処理の説明図である。
【図９】ツイン検出器の第２検出器列についてのデータ位置移動処理の説明図である。
【図１０】ツイン検出器の第１検出器列についてのデータ切出し処理の説明図である。
【図１１】ツイン検出器の第１検出器列についてのダミーデータ追加処理の説明図である。
【図１２】ツイン検出器の第２検出器列についてのデータ切出し処理の説明図である。
【図１３】ツイン検出器の第２検出器列についてのダミーデータ追加処理の説明図である。
【図１４】線形補間演算によるデータ変換処理の説明図である。
【図１５】第２の実施形態に係るチルト補正処理のフロー図である。
【図１６】従来の画像生成処理のフロー図である。
【図１７】チルトしない場合でビュー角度φ＝π/２の時の直線移動軸に対する第ｉチャネルの位置を示す説明図である。
【図１８】チルトした場合でビュー角度φ＝π/２の時の直線移動軸に対する第ｉチャネルの位置を示す説明図である。
【符号の説明】
１                操作コンソール
３                中央処理装置
４                制御インターフェース
９                走査ガントリ
１１              Ｘ線管
１３              マルチ検出器
１６              チルトコントローラ
【図１】
0004175791.tif 000002
【図２】
0004175791.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】
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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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