(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体をスキャンして得られた投影データに基づき各スライス面対応のコンピュータ断層像を再構成するコンピュータ断層像の再構成方法において、
あるスライス面の画像再構成に必要な第１の投影データと、それ以前のスライス面の画像再構成に必要な、所定の前処理済みの第２の投影データとの間で投影データが一部重複する場合に、重複しない部分の第１の投影データについては所定の前処理を行い、重複する部分の第１の投影データについては第２の投影データとして用いられる前記所定の前処理済みの投影データを利用して前記あるスライス面のコンピュータ断層像を再構成することを特徴とするコンピュータ断層像の再構成方法。
【請求項２】
前記重複しない部分の第１の投影データを各スライス面対応に順次抽出し、該抽出された全投影データに対して所定の前処理を行った後、各スライス面のコンピュータ断層像を再構成することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層像の再構成方法。
【請求項３】
所定の前処理は、被検体をスキャンする撮影系における所定の基準値を参照して該撮影環境の変動分を補正するためのレファレンス補正処理、複数の検出素子間の感度のバラツキを補正するための感度補正処理、又はその他の再構成画像の画質を改善するために行う前処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンピュータ断層像の再構成方法。
【請求項４】
前記両スライス面の位置関係に基づき各対応する第１，第２の投影データ間の重複有／無を判定する工程を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のコンピュータ断層像の再構成方法。
【請求項５】
被検体をスキャンして得られた投影データに基づき各スライス面対応のコンピュータ断層像を再構成するコンピュータ断層像撮影装置において、
スキャン計画に従って被検体のスキャン撮影を行う撮影手段と、
あるスライス面の画像再構成に必要な第１の投影データと、それ以前のスライス面の画像再構成に必要な、所定の前処理済みの第２の投影データとの間で投影データが一部重複する場合に、前記重複しない部分の第１の投影データについて所定の前処理を行う前処理手段と、
前記重複しない部分の第１の投影データについては前記所定の前処理後の投影データを、重複する部分の第１の投影データについては第２の投影データとして用いられる前記所
定の前処理済みの投影データを利用して前記あるスライス面のコンピュータ断層像を再構成する画像再構成手段とを備えることを特徴とするコンピュータ断層像撮影装置。
【請求項６】
撮影手段は被検体を挟んで相対向するＸ線管及びＸ線検出器アレイを備え、再構成手段は前記Ｘ線検出器アレイの検出信号に基づき被検体のＸ線コンピュータ断層像を再構成することを特徴とする請求項５に記載のコンピュータ断層像撮影装置。
【請求項７】
前記画像再構成手段は、前記前処理手段において、前記重複しない部分の第１の投影データを各スライス面対応に順次抽出し、該抽出された全投影データに対して所定の前処理を行った後、各スライス面のコンピュータ断層像を再構成することを特徴とする請求項５または６に記載のコンピュータ断層像撮影装置。
【請求項８】
前記所定の前処理は、被検体をスキャンする撮影系における所定の基準値を参照して該撮影環境の変動分を補正するためのレファレンス補正処理、複数の検出素子間の感度のバラツキを補正するための感度補正処理、又はその他の再構成画像の画質を改善するために行う前処理であることを特徴とする請求項５から７の何れか一項に記載のコンピュータ断層像撮影装置。
【請求項９】
前記両スライス面の位置関係に基づき各対応する第１，第２の投影データ間の重複有／無を判定する手段を含むことを特徴とする請求項５から８の何れか一項に記載のコンピュータ断層像撮影装置。
【請求項１０】
コンピュータに請求項１から４の何れか一項に記載のコンピュータ断層像の再構成方法を実行させるためのソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータ断層像の再構成方法及び装置並びにソフトウェアに関し、更に詳しくは被検体をスキャンして得られた投影データに基づき各スライス面対応のコンピュータ断層像を再構成するコンピュータ断層像の再構成方法及び装置並びにソフトウェアに関する。
【０００２】
この種の装置の代表的なものにＸ線ＣＴ(Computed Tomography)装置、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）等がある。本発明はこのような装置のコンピュータ断層像再構成処理（特にその前処理）に適用して好適なるものである。
【０００３】
【従来の技術】
図７は従来技術を説明する図で、Ｘ線ＣＴ装置のシングルディテクタを使用したヘリカルスキャン−画像再構成処理のイメージを示している。図において、４０はＸ線管、７０はチャネル方向に並ぶ多数（ｎ＝１０００程度）のＸ線検出器が図示しない被検体の体軸ＣＬｂの方向の例えば１列に配列されているＸ線検出器アレイ（シングルディテクタ）である。
【０００４】
Ｘ線管４０から曝射されたＸ線ファンビームは被検体を透過してＸ線検出器アレイ７０に一斉に入射し、対応する投影データｇ（Ｘ，θ）が得られる。ここで、ＸはＸ線検出器アレイ７０の検出チャネル、θはビュー角に相当する。ヘリカルスキャンでは走査ガントリ（Ｘ線撮影系４０，７０等）を体軸ＣＬｂの周りに回転させると共に、図示しない撮影テーブルをｚ軸と反対方向に連続して移動させることで、得られるスキャン軌跡はらせん状となる。図中、スキャンＡｎ−１〜Ａｎ＋２は走査ガントリ（ディテクタ７０）の周回数（０°〜３６０°の倍数）を表し、このうちの実線は０°〜１８０°（紙面手前側）、破線は１８０°〜３６０°（紙面裏側）の各スキャン軌跡を表す。またＳ１，Ｓ２は被検体のスライス面（スライス位置）を表し、予め行われるスキャン計画で設定される。このスキャン計画に基づくヘリカルスキャンを終了すると、又はこのヘリカルスキャンの進行と共に、得られた投影データｇ（Ｘ，θ）を使用して各スライス面Ｓ１，Ｓ２対応のＣＴ断層像が再構成される。以下、具体的に述べる。
【０００５】
挿入図（ａ）にスライス面Ｓ１，Ｓ２を矢印ａ方向に見た場合の平面図を示す。スライス面Ｓ１のＣＴ断層像は該スライス面Ｓ１の同心円上にあるビュー角３６０°分の再構成用データｈ（Ｘ，θ）を使用して求められるが、ヘリカルャンではその一部の投影データｇ（Ｘ，θ）しかスライス面Ｓ１の同心円上には無いため、その他の再構成用データｈ（Ｘ，θ）については該スライス面Ｓ１を挟む前後の最寄の各投影データｇ（Ｘ，θ）からデータ補間演算により求められる。このデータ補間演算は、例えば相前後するスキャンにおける同一ビュー角θの各投影データの値の平均値により求められるが、その際にはスライス位置Ｓ１からの距離の比に基づき、距離の近い方の投影データにより大きな重み付けがなされる。
【０００６】
次にこれを具体的に説明する。今、各スライス面Ｓ１，Ｓ２の再構成用データｈ（Ｘ，θ）を求める処理がビュー角０°で始まってビュー角３６０°で終了するとすると、スライス面Ｓ１の処理は領域（範囲）▲１▼で始まると共に、裏側の領域▲２▼を回り、最後に領域▲３▼の処理を実行して終了する。この場合に、最初の領域▲１▼の再構成用データｈ（Ｘ，θ）はスライス面Ｓ１を挟む最寄のスキャンＡｎ，Ａｎ＋１における各対応ビュー角の投影データｇ（Ｘ，θ）からデータ補間により生成され、次の領域▲２▼の再構成用データはスライス面Ｓ１の同心円上にあるスキャンＡｎの投影データのみから直接に得られる。また、ここではスキャンＡｎがスライス面Ｓ１を飛び越すため、以後は利用する投影データが入れ替わる。即ち、次の最後の領域▲３▼の再構成用データはスライス面Ｓ１を挟む最寄のスキャンＡｎ−１，Ａｎにおける各対応ビュー角の投影データからデータ補間により生成される。
【０００７】
上記同様にして、スライス面Ｓ２の処理は領域（範囲）▲１▼’で始まると共に、表側の領域▲２▼’を回り、最後に領域▲３▼’の処理を実行して終了する。この場合に、最初の領域▲１▼’の再構成用データｈ（Ｘ，θ）はスライス面Ｓ２を挟む最寄のスキャンＡｎ＋１，Ａｎ＋２における各対応ビュー角の投影データｇ（Ｘ，θ）から補間生成され、次の領域▲２▼’の再構成用データはスライス面Ｓ２の同心円上にあるスキャンＡｎ＋１の投影データのみから直接に得られる。また、ここではスキャンＡｎ＋１がスライス面Ｓ２を飛び越すため、以後は利用する投影データが入れ替わる。即ち、最後の領域▲３▼’の再構成用データはスライス面Ｓ２を挟む最寄のスキャンＡｎ，Ａｎ＋１における各対応ビュー角の投影データからデータ補間により生成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような画像再構成処理に先立って、各投影データｇ（Ｘ，θ）に対する所定の前処理が行われる。この所定の前処理には、Ｘ線管４０におけるＸ線ビーム強度の変動による影響を補正するためのレファレンス補正、Ｘ線検出器アレイ７０のチャネル間の感度バラツキを補正するためのチャネル間感度補正等が含まれる。これらの処理はＣＴ断層像の画質や信頼性を高めるために必要不可欠の処理である。
【０００９】
従来は、ヘリカルスキャンで得られた投影データｇ（Ｘ，θ）の全てを前処理していた。しかし、この方式であると、画像再構成には使われないような投影データまで前処理を行うことになり、この前処理に無駄な時間を費やしていた。また、このために上記前処理を含む画像再構成処理の全体には多くの時間を要していた。
【００１０】
この点、従来は、各スライス面の画像再構成に必要な投影データのみをその都度一律に（即ち、共通の処理アルゴリズムで）抽出して前処理するものが知られている。しかし、この方式であると、図７に示す如くスライス面Ｓ１，Ｓ２が接近したような場合には、夫々の画像再構成に必要な投影データｇ（Ｘ，θ）の間で一部に重複が発生する。
【００１１】
これを図７の例で具体的に言うと、まずスライス面Ｓ１の画像再構成では既にＯ点からＱ点までの各投影データの前処理を行っている。次にスライス面Ｓ２の画像再構成を行う際には、これを共通のアルゴリズムで処理すると、上記同様にして一律にＰ点からＲ点までの各投影データの前処理を行うことになり、このため、Ｐ点からＱ点までの前処理が重複していた。
【００１２】
このように、従来は前処理の一部が重複しており、このために画像再構成に多くの時間を要していた。しかも、近年では、複数のＸ線検出列が体軸ＣＬｂの方向に並ぶ所謂マルチディテクタの採用により、薄いスライス幅で、かつ小ピッチ間隔のＣＴ断層像が多数得られるようになっており、これに伴い画像再構成に要する時間は益々増大し、深刻な問題となりつつある。
【００１３】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、コンピュータ断層像の再構成に必要な投影データの前処理を効率よく行えるコンピュータ断層像の再構成方法及び装置並びにソフトウェアを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のコンピュータ断層像の再構成方法は、被検体をスキャンして得られた投影データに基づき各スライス面対応のコンピュータ断層像を再構成するコンピュータ断層像の再構成方法において、
あるスライス面Ｓ２の画像再構成に必要な第１の投影データｇ（Ｘ，θ）と、それ以前のスライス面Ｓ１の画像再構成に必要な、所定の前処理済みの第２の投影データｇ（Ｘ，θ）との間で投影データが一部重複する場合に、重複しない部分の第１の投影データについては所定の前処理を行い、重複する部分の第１の投影データについては第２の投影データとして用いられる前記所定の前処理済みの投影データを利用して前記あるスライス面Ｓ２のコンピュータ断層像を再構成するものである。
【００１５】
図１のシングルディテクタの簡単な例で作用を説明する。但し，本発明は図１のものに制限されない。今、画像再構成すべき最初のスライス面をＳ１とすると、それ以前のスライス面は存在しないのであるから、最初のスライス面Ｓ１の画像再構成に必要なＯ点からＱ点までの第１の投影データにつきそれ以前の第２の投影データとの間で重複する部分は存在し得ない。従って、最初のスライス面Ｓ１に対応するＯ点からＱ点までの各投影データについては、全て所定の前処理を行うと共に、この最初のスライス面Ｓ１のコンピュータ断層像を再構成する。
【００１６】
次のスライス面Ｓ２について、該スライス面Ｓ２の画像再構成に必要なＰ点からＲ点までの第１の投影データと、それ以前のスライス面Ｓ１の画像再構成に必要であった前記Ｏ点からＱ点までの第２の投影データとの間では、Ｐ点からＱ点までの第１の投影データが重複し、かつ残りのＱ点からＲ点までの第１の投影データは重複しない。そこで、この重複しないＱ点からＲ点までの第１の投影データについてのみ新たに所定の前処理を行う。
【００１７】
そして、前記重複するＰ点からＱ点までの第１の投影データについては前に既に前処理されている投影データをそのまま利用し、かつ残りのＱ点からＲ点までの第１の投影データについては前記新たに前処理した投影データを使用して、スライス面Ｓ２のコンピュータ断層像を再構成する。以降の各スライス面についても同様である。
【００１８】
かくして本発明（１）によれば、コンピュータ断層像の再構成に必要最小限の投影データにつきその所定の前処理を重複無く効率よく行うため、所定の前処理を含む画像再構成の全体に要する処理及び時間を大幅に削減できる。
【００１９】
好ましくは本発明（２）においては、上記本発明（１）において、重複しない部分の第１の投影データを各スライス面Ｓ１，Ｓ２等の対応に順次抽出し、該抽出された全投影データに対して所定の前処理を行った後、各スライス面Ｓ１，Ｓ２等のコンピュータ断層像を再構成するものである。
【００２０】
本発明（２）においては、まず各スライス面Ｓ１，Ｓ２等の対応に重複しない部分（最初はＯ点からＱ点まで、次にＱ点からＲ点まで等）の第１の投影データを順次抽出し、次に該抽出された全投影データ（Ｏ点からＲ点まで等）に対して所定の前処理を行い、その後、各スライス面Ｓ１，Ｓ２等のコンピュータ断層像を再構成する。従って、所定の前処理を含む画像再構成処理の全体を能率よく実行できる。
【００２１】
また好ましくは本発明（３）においては、上記本発明（１）又は（２）において、所定の前処理は、被検体をスキャンする撮影系における所定の基準値を参照して該撮影環境の変動分を補正するためのレファレンス補正処理、複数の検出素子間の感度のバラツキを補正するための感度補正処理、又はその他の再構成画像の画質を改善するために行う前処理（各種の歪み補正処理，線形化処理等）である。
【００２２】
また本発明（５）のコンピュータ断層像撮影装置は、被検体をスキャンして得られた投影データに基づき各スライス面対応のコンピュータ断層像を再構成するコンピュータ断層像撮影装置において、スキャン計画に従って被検体のスキャン撮影を行う撮影手段と、あるスライス面の画像再構成に必要な第１の投影データと、それ以前のスライス面の画像再構成に必要な、所定の前処理済みの第２の投影データとの間で、投影データが一部重複する場合に、前記重複しない部分の第１の投影データについて所定の前処理を行う前処理手段と、前記重複しない部分の第１の投影データについては前記所定の前処理後の投影データを、重複する部分の第１の投影データについては第２の投影データとして用いられる前記所定の前処理済みの投影データを利用して前記あるスライス面のコンピュータ断層像を再構成する画像再構成手段とを備えるものである。
【００２３】
好ましくは本発明（６）においては、上記本発明（５）において、撮影手段は被検体を挟んで相対向するＸ線管４０及びＸ線検出器アレイ７０を備え、再構成手段は前記Ｘ線検出器アレイ７０の検出信号に基づき被検体のＸ線コンピュータ断層像を再構成するものである。
【００２４】
また本発明（１０）のソフトウェアは、コンピュータに本発明（１）乃至（４）のいずれか一つに記載のコンピュータ断層像の再構成方法を実行させるためのソフトウェアである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００２６】
図２は実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図で、該装置は大きく分けて、Ｘ線ファンビームＸＬＦＢにより被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャン・読取等を行う走査ガントリ部３０と、被検体１００を載せて体軸ＣＬｂの方向に移動させる撮影テーブル２０と、オペレータが操作する遠隔の操作コンソール部１０とから構成される。
【００２７】
走査ガントリ部３０において、４０は回転陽極型のＸ線管、４１はＸ線制御部、５０はＸ線の曝射範囲（主に体軸ＣＬｂ方向）の制限を行うコリメータ、５１はコリメータ制御部、７０はチャネルＣＨ方向に並ぶ多数（ｎ＝１０００程度）のＸ線検出器が体軸ＣＬｂの方向の例えば２列Ａ，Ｂに配列されているＸ線検出器アレイ（マルチディテクタ）、８０はＸ線検出器アレイ７０の検出信号に基づき被検体１００の投影データｇ（Ｘ，θ）を生成し、収集するデータ収集部（ＤＡＳ）、６０は走査ガントリ（Ｘ線撮影系）を被検体１００の体軸ＣＬｂの周り回転させる回転制御部である。
【００２８】
操作コンソール部１０において、１１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理（スキャン制御，ＣＴ断層像の再構成処理等）を行う中央処理装置、１１ａはそのＣＰＵ、１１ｂはＣＰＵ１１ａが使用するＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、１２はキーボードやマウス等を含む指令やデータの入力装置、１３はスキャン計画や画像再構成されたＣＴ断層像等を表示するための表示装置（ＣＲＴ）、１４はＣＰＵ１１ａと走査ガントリ部３０及び撮影テーブル２０との間で各種制御信号ＣＳやモニタ信号ＭＳのやり取りを行う制御インタフェース、１５はデータ収集部８０からの投影データを一時的に蓄積するデータ収集バッファ、１６はデータ収集バッファ１５からの投影データを蓄積すると共に、Ｘ線ＣＴ装置の運用に必要な各種アプリケーションプログラムや各種演算／補正用データファイル等を格納している二次記憶装置（ハードディスク装置等）である。
【００２９】
係る構成により、Ｘ線管４０からのファンビームＸＬＦＢは被検体１００を透過してＸ線検出器アレイ７０の検出列Ａ，Ｂに一斉に入射する。データ収集部８０はＸ線検出器アレイ７０の各検出出力に対応する投影データｇ（Ｘ，θ）を生成し、これらをデータ収集バッファ１５に格納する。更に、走査ガントリが僅かに回転した各ビュー角で上記同様の投影を行い、こうして走査ガントリ１回転分の投影データを収集・蓄積する。
【００３０】
また同時に、アキシャル／ヘリカルスキャン方式に従って撮影テーブル２０を被検体１００の体軸方向に間欠的／連続的に移動させ、こうして被検体１００の所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄積し、これらを二次記憶装置１６に格納する。そして、ＣＰＵ１１ａは、上記全スキャンの終了後、又はスキャン実行に追従（並行）して、得られた投影データに基づき被検体１００のＣＴ断層像を再構成し、これを表示装置１３に表示する。
【００３１】
図３は実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を示す図で、このデータ収集部８０は、Ｘ線検出器アレイ７０の検出列Ａ，Ｂに対応して２系統分のデータ収集ユニットＤＡＳＡ，ＤＡＳＢを備える。以下。その信号処理動作を概説する。
【００３２】
Ｘ線管４０からのファンビームは被検体１００を透過して検出列Ａ，Ｂに一斉に入射する。今、Ｘ線ビームＸＢＡ１（検出列Ａ，検出チャネルＣＨ１に対応）の信号処理に着目すると、Ｘ線検出器ＸＤ１はＸ線ビームＸＢＡ１の透過強度に応じた電流信号を出力し、積分器ＩＧ１はＸ線検出器ＸＤ１の検出出力電流を所定の時定数により積分して対応するＸ線ビーム量検出電圧を出力する。更に、アンプＡ１は積分器ＩＧ１の出力電圧を増幅し、サンプルホールド回路ＳＨ１はアンプＡ１の出力電圧を所定のタイミングでサンプルホールドする。以上の動作は他のＸ線ビームＸＢＡ２〜ＸＢＡｎに対する各信号処理についても同様である。
【００３３】
更に、信号マルチプレクサＳＭＰＸはサンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎの出力信号を高速でマルチプレクスし、Ａ／Ｄ変換器Ａ／Ｄは信号マルチプレクサＳＭＰＸの出力信号を高速でＡ／Ｄ変換する。以上の動作は他のＤＡＳＢの信号処理についても同様である。
【００３４】
更に、ＤＡＳＡ，ＤＡＳＢの各出力データはデータマルチプレクサＤＭＰＸでマルチプレクスされ、得られた一連の投影データはデータ収集バッファ１５に一時的に蓄積され、後にＣＰＵ１１ａにより処理される。
【００３５】
なお、検出列Ａ，Ｂの例えば各チャネルｎの投影データはレファレンス補正用に使用される。またこのデータ収集・演算系は、検出列Ａ又はＢのみを使用したシングルディテクタとしても、又は検出列Ａ及びＢを使用したマルチディテクタとしても機能できる。
【００３６】
図４は実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートである。好ましくは、事前に被検体１００のスカウトスキャン（２次元レントゲン撮影に相当）を行った後、この処理に入る。ステップＳ１１では続く被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャンのためのスキャンパラメータを設定する。
【００３７】
図５にスキャンパラメータの入力画面を示す。事前のスカウトスキャンの終了後、表示画面１３Ａには続くアキシャル／ヘリカルスキャンのためのスキャン設定画面１３ａが表示され、オペレータは、必要なスキャンパラメータをマウスでクリック入力又はキー入力等する。イメージ番号Ｑの画像取得のための一例のスキャン計画は以下の通りである。
【００３８】
スキャンタイプ[Scan Type]＝ヘリカルスキャン
体軸上のスキャン開始位置[Start Loc]＝ｚ１
体軸上のスキャン終了位置[End Loc]＝ｚ１０
撮像枚数[NO.of Images]＝１０枚
被検体のスライス厚[Thick]＝１ｍｍ
スキャンタイム[Sec]＝１秒／ガントリ１回転
Ｘ線管の管電圧[kV]＝１２０ｋＶ
Ｘ線管の管電流[mA]＝２８０ｍＡ
このような画面上でオペレータが[Show Localizer]アイコンをクリックすると、イメージ表示エリア１３ｂには被検体１００のスカウト像１００Ａが表示され、その上に各スライス位置を示す線が重ねて表示される。図５の太線はスライスの開始及び終了位置、また点線は中間の各スライス位置を夫々表す。オペレータはイメージ表示エリア１３ｂ上の画像を見ることで、スキャン計画を確認し、又は変更可能である。
【００３９】
なお、表示エリア１３ｃには、本装置がシングルディテクタモードＡ／Ｂで動作中か、又はマルチディテクタモードＡ，Ｂで動作中かを表すためのアイコンＡ，Ｂが、検出列Ａ，Ｂ対応に設けられている。
【００４０】
図４に戻り、ステップＳ１２では確認「ＣＯＮＦＩＲＭ」ボタンの入力を待ち、やがて、「ＣＯＮＦＩＲＭ」ボタンが入力されると、処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では上記図５のスキャン計画をカバーするような範囲についてヘリカルスキャンを行い、ステップＳ１４ではその投影データを収集して、これらを最終的にハードディスク装置１６に蓄積・格納する。ステップＳ１５ではスキャン完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ１３に戻る。
【００４１】
こうして、やがて最後のスライス位置ｚ１０をカバーするようなヘリカルスキャンを終了すると、ステップＳ１６に進み、ハードディスク装置１６から各スライス面ｚ１〜ｚ１０の画像再構成に必要な各投影データｇ（Ｘ，θ）を順に抽出する。
【００４２】
これを上記図１の簡単な例で言うと、最初のスライス面Ｓ１（ｚ１に相当）の画像再構成に必要な投影データは、スキャンＡｎ−１上のＯ点からスキャンＡｎ＋１上のＱ点までの各投影データである。最初のこららの各投影データは全て抽出する。また、単純（一律）に考えると、次のスライス面Ｓ２（ｚ２に相当）の再構成に必要な投影データは、スキャンＡｎ上のＰ点からスキャンＡｎ＋２上のＲ点までの各投影データと言うことになる。但し、本発明によれば、これらの内の従前に抽出された投影データと重複する部分の投影データは抽出されず、この場合は、非重複部分、即ち、スキャンＡｎ＋１上のＱ点からスキャンＡｎ＋２上のＲ点までの各投影データのみが新たに抽出される。以下、同様にして進み、こうして  全スライス面ｚ１〜ｚ１０の画像再構成に必要な最小限の投影データのみが過不足（重複）なく効率よく抽出される。
【００４３】
ステップＳ１７では前記抽出した投影データの所定の前処理（レファレンス補正処理、チャネル間感度補正処理等）を行う。従って、前処理の重複も生じない。ステップＳ１８ではスライス面ｚ１〜ｚ１０に各対応する画像再構成用データｈ（Ｘ，θ）を公知のデータ補間演算等により生成する。ステップＳ１０では各スライス面ｚ１〜ｚ１０のＣＴ断層像を再構成する。そして、ステップＳ２０では得られた各ＣＴ断層像を画面に表示し、この処理を抜ける。
【００４４】
なお、上記実施の形態ではヘリカルスキャンの完了後にステップＳ１６以降の一連の画像再構成処理を開始したが、これに限らない。ヘリカルスキャンの進行と並行して、必要な投影データの抽出及び再構成可能となったＣＴ断層像の画像再構成を順次実行し、得られたＣＴ断層像をその都度直ちに画面にリアルタイムに表示（Auto View）しても良い。
【００４５】
この場合における画像再構成処理は、スキャン計画に基づくヘリカルスキャンのスキャン軌跡と該スキャンエリア中で相前後する両スライス面の体（ｚ）軸方向における位置関係とに基づき、あるスライス面の画像再構成に必要な第１の投影データと、それ以前のスライス面の画像再構成に必要であった第２の投影データとの間で、前記両スライス面の位置関係に基づき各対応する第１，第２の投影データ間の重複有／無を判定すると共に、重複しない部分の第１の投影データについては所定の前処理を行い、かつ重複する部分の第１の投影データについてはこれをそのまま利用して、前記あるスライス面のコンピュータ断層像を再構成する処理を繰り返すことで実現できる。
【００４６】
図６は実施の形態によるヘリカルスキャン−画像再構成処理のイメージ図で、Ｘ線検出器アレイ７０の検出列Ａ，Ｂを使用したマルチスキャンへの適用例を示している。図において、スキャンＡｎ−１〜Ａｎ＋１は検出列Ａの周回数（０°〜３６０°の倍数）を表し、このうちの実線は０°〜１８０°（紙面手前側）、破線は１８０°〜３６０°（紙面裏側）の各スキャン軌跡を表す。またスキャンＢｎ−１〜Ｂｎ＋１は検出列Ｂの周回数を表し、このうちの１点鎖線は０°〜１８０°（紙面手前側）、点線は１８０°〜３６０°（紙面裏側）の各スキャン軌跡を表す。
【００４７】
マルチ（２列）スキャンではガントリ１回転当たりに互いに接近した２列分の投影データｇA（Ｘ，θ），ｇB（Ｘ，θ）が同時に得られるため、これらの投影データの抽出の組み合わせを替えることで、スライス面Ｓ１，Ｓ２等の画像再構成により適した（即ち、スライス面Ｓ１，Ｓ２等により接近した）投影データを有効に抽出できる。以下、具体的に説明する。
【００４８】
挿入図（ａ）にスライス面Ｓ１，Ｓ２を矢印ａ方向に見た場合の平面図を示す。今、各スライス面の再構成用データｈ（Ｘ，θ）を求める処理がビュー角０°で始まってビュー角３６０°で終了するとすると、スライス面Ｓ１の処理は領域▲１▼で始まると共に、領域▲２▼〜▲４▼を介して裏側に回り、最後に領域▲５▼を実行して終了する。
【００４９】
この場合に、最初の領域▲１▼の再構成用データｈ（Ｘ，θ）はスライス面Ｓ１を挟む最寄のスキャンＢｎ，Ａｎ＋１における各対応ビュー角の投影データｇA（Ｘ，θ），ｇB（Ｘ，θ）からデータ補間により生成され、次の領域▲２▼の再構成用データはスライス面Ｓ１の同心円上にあるスキャンＢｎの投影データｇB（Ｘ，θ）のみから直接に得られる。また、ここではスキャンＢｎがスライス面Ｓ１を飛び越すため、以後は利用する投影データが入れ替わる。即ち、次の領域▲３▼の再構成用データはスライス面Ｓ１を挟む最寄のスキャンＡｎ，Ｂｎにおける各対応ビュー角の投影データｇA（Ｘ，θ），ｇB（Ｘ，θ）からデータ補間により生成され、次の領域▲４▼の再構成用データはスライス面Ｓ１の同心円上にあるスキャンＡｎの投影データｇA（Ｘ，θ）のみから直接に得られる。更にまた、ここではスキャンＡｎがスライス面Ｓ１を飛び越すため、以後は利用する投影データが再度入れ替わる。そして、最後の領域▲５▼の再構成用データはスライス面Ｓ１を挟む最寄のスキャンＢｎ−１，Ａｎにおける各対応ビュー角の投影データｇB（Ｘ，θ），ｇA（Ｘ，θ）からデータ補間により生成される。
【００５０】
また上記同様にして、スライス面Ｓ２の再構成用データｈ（Ｘ，θ）を求める処理は領域▲１▼’で始まると共に、領域▲２▼’〜▲４▼’を介して裏側に回り、最後に領域▲５▼’を実行して終了する。この場合に、最初の領域▲１▼’の再構成用データｈ（Ｘ，θ）はスライス面Ｓ２の同心円上にあるスキャンＢｎ＋１の投影データｇB（Ｘ，θ）のみから直接に得られる。また、ここではスキャンＢｎ＋１がスライス面Ｓ２を飛び越すため、以後は利用する投影データが入れ替わる。即ち、次の領域▲２▼’の再構成用データはスライス面Ｓ２を挟む最寄のスキャンＡｎ＋１，Ｂｎ＋１における各対応ビュー角の投影データｇA（Ｘ，θ），ｇB（Ｘ，θ）からデータ補間により生成され、更に次の領域▲３▼’の再構成用データはスライス面Ｓ２の同心円上にあるスキャンＡｎ＋１の投影データｇA（Ｘ，θ）のみから直接に得られる。更にまた、ここではスキャンＡｎ＋１がスライス面Ｓ２を飛び越すため、以後は利用する投影データが入れ替わる。即ち、次の領域▲４▼’の再構成用データはスライス面Ｓ２を挟む最寄のスキャンＢｎ，Ａｎ＋１における各対応ビュー角の投影データｇB（Ｘ，θ），ｇA（Ｘ，θ）からデータ補間により生成され、そして、最後の領域▲５▼’の再構成用データはスライス面Ｓ２の同心円上にあるスキャンＢｎの投影データｇB（Ｘ，θ）のみから直接に得られる。
【００５１】
以上の処理を上記図４の再構成処理で見ると、そのステップＳ１６では各スライス面Ｓ１，Ｓ２等の画像再構成に必要な投影データｇA（Ｘ，θ），ｇB（Ｘ，θ）が重複（過不足）無く抽出され、ステップＳ１７ではこれら抽出された投影データに対する前処理が効率よく行われる。従って、この前処理を含む画像再構成の全体に要する時間及び処理を大幅に削減できる。特に、マルチディテクタを使用したヘリカルスキャンでは互いに接近した多くのスライス面のＣＴ断層像を効率よく再構成でき、その時間短縮効果は極めて大きい。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、スキャン計画に基づくヘリカルスキャンのスキャン軌跡と該スキャンエリア中で相前後する両スライス面Ｓ１，Ｓ２等の体（ｚ）軸方向における位置関係とに基づき各投影データｇ（Ｘ，θ）間の重複有／無を判定したが、これに限らない。
【００５３】
他にも、例えば既に前処理を終了した投影データに対しては前処理終了フラグ＝１（例えば１ビットフラグ）なるものを当該投影データに、又は他のメモリエリアで対応付けておくと共に、あるスライス面の画像再構成で必要とされる投影データを抽出するときには、ぞの前処理終了フラグ＝１／０を判別して、前処理終了フラグ＝１の場合はその投影データをそのまま当該スライス面の画像再構成に再利用し、またその前処理終了フラグ＝０の場合はその投影データの前処理を行いかつその前処理終了フラグ＝１として後、画像再構成に利用するようにしても良い。
【００５４】
また、上記実施の形態では再構成用データを生成するための一例のデータ補間方法を述べたが、これに限らない。他のどのようなデータ補間方法を採用しても、これに対応してあるスライス面の画像再構成に必要な投影データの範囲は決まるから、この範囲に基づいて本発明を実現できる。
【００５５】
また、上記実施の形態ではヘリカルスキャンへの適用例を述べたが、これに限らない。アキシャルスキャンを行った場合でも、後にアキシャルスキャンデータをデータ補間して実際のアキシャルスキャンとは異なる所望のスライス位置の画像再構成を行う場合（所謂レトロリコン）がある。本発明はこのような場合にも適用できる。
【００５６】
また、上記実施の形態では２列検出器を使用した画像再構成処理への適用例を具体的に述べたが、これに限らない。本発明は１列検出器（シングルディテクタ）または任意３列以上のマルチディテクタを使用した画像再構成処理にも適用できることは明らかである。
【００５７】
また、上記実施の形態ではＸ線ＣＴ装置への適用例を述べたが、これに限らない。他にも、例えば磁界を被検体の周りに回転させて該被検体の核磁気共鳴に係る投影データを検出・収集し、そのコンピュータ断層像を再構成するところの所謂磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）等にも適用できる。
【００５８】
また、上記実施の形態ではＸ線ＣＴ装置への適用例を述べたが、これに限らない。本発明は上記コンピュータ断層像の再構成方法をコンピュータに実行させるためのソフトウェアとして、これをＣＤ等の情報記録媒体に記録し、又は有線／無線の通信回線を介するオン・ライン通信により提供できる。
【００５９】
また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、コンピュータ断層像の再構成に必要最小限の投影データにつきその所定の前処理を重複無く効率よく行うため、所定の前処理を含む画像再構成の全体に要する処理及び時間を大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図である。
【図３】実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を示す図である。
【図４】実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートである。
【図５】実施の形態によるスキャンパラメータ入力処理のイメージ図である。
【図６】実施の形態によるヘリカルスキャン−画像再構成処理のイメージ図である。
【図７】従来のヘリカルスキャン−画像再構成処理のイメージ図である。
【符号の説明】
１０  操作コンソール部
１１  中央処理装置
１１ａ  ＣＰＵ
１１ｂ  主メモリ
１２  入力装置
１３  表示装置（ＣＲＴ）
１４  制御インタフェース
１５  データ収集バッファ
１６  二次記憶装置
２０  撮影テーブル
３０  走査ガントリ部
４０  Ｘ線管
４１  Ｘ線制御部
５０  コリメータ
５１  コリメータ制御部
６０  回転制御部
７０  Ｘ線検出器アレイ
８０  データ収集部（ＤＡＳ）
１００  被検体
【図１】
0004851002.tif 000002
【図２】
0004851002.tif 000003
【図３】
0004851002.tif 000004
【図４】
0004851002.tif 000005
【図５】
0004851002.tif 000006
【図６】
0004851002.tif 000007
【図７】
0004851002.tif 000008