(57)【要約】【課題】充分な密度分解能を持った高い空間分解能の断層像を画像再構成して表示するＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置（１００）は、Ｘ線発生器（２１）と、Ｘ線発生器（２１）と対向して設けられ所定方向に第１空間分解能を有する第１多列Ｘ線検出器（ＫＤ）と、Ｘ線発生器と対向して設けられ所定方向に第１空間分解能とは異なる第２空間分解能を有する第２多列Ｘ線検出器（ＭＤ）と、第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器との出力データに基づいて、充分な密度分解能と充分な空間分解能を兼ね備えた断層像を画像再構成する画像再構成部（３３）と、を備える。【選択図】図４
2009082250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生器と、
前記Ｘ線発生器と対向して設けられ、所定方向に第１空間分解能を有する第１多列Ｘ線検出器と、
前記Ｘ線発生器と対向して設けられ、前記所定方向に第１空間分解能とは異なる第２空間分解能を有する第２多列Ｘ線検出器と、
前記第１多列Ｘ線検出器と前記第２多列Ｘ線検出器との出力データに基づいて、断層像を画像再構成する画像再構成部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記第２多列Ｘ線検出器は前記第１多列Ｘ線検出器より密度分解能を有する検出器であり、前記第１多列Ｘ線検出器と前記第２多列Ｘ線検出器とは、重ねて設けられてい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】
前記第２多列Ｘ線検出器は密度分解能を有する検出器であり、前記第１多列Ｘ線検出器と前記第２多列Ｘ線検出器とは、接して設けられてい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４】
前記第１多列Ｘ線検出器は、Ｘ線線吸収係数の低い物質で構成され、
前記第２多列Ｘ線検出器は、Ｘ線線吸収係数の高い物質で構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記第１多列Ｘ線検出器は、半導体から構成される検出器であり、
前記第２多列Ｘ線検出器は、シンチレータ及びフォトダイオードから構成される検出器であることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、前記第１多列Ｘ線検出器の出力データと前記第２多列Ｘ線検出器の出力データとを加重処理する画像構成部
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、前記第１多列Ｘ線検出器の出力データのみに基づく第１断層像と前記第２多列Ｘ線検出器の出力データのみに基づく第２断層像とをオーバーラップ表示する表示部
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記第１多列Ｘ線検出器の撮影視野領域と前記第２多列Ｘ線検出器の撮影視野領域とが、互いに異なることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記Ｘ線発生器と前記第２多列Ｘ線検出器とは、ガントリ回転軸を中心に回転し、
前記第１多列Ｘ線検出器は、前記ガントリ回転軸に対して円環状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記第２多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データで画像再構成された断層像に基づいて、前記第１多列Ｘ線検出器の位置情報を検出し、前記画像再構成部は、前記位置情報に基づいて、前記第１多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データを画像再構成する請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、前記第１多列Ｘ線検出器と前記第２多列Ｘ線検出器とが受けるＸ線エネルギー差を利用して所望の物質の定量的な分布断層像を画像再構成するデュアルエネルギー像再構成部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用Ｘ線ＣＴ（Computed
Tomography）装置などのＸ線ＣＴ装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多列Ｘ線検出器Ｘ線ＣＴ装置は、図３に示すように、シンチレータＳＤとフォトダイオードＰＤとの構造の多列Ｘ線検出器を用いていた。シンチレータは、Ｘ線をほぼ１００％捕捉して発光する。しかし、フォトダイオードの光に変換する効率は、シンチレータの光がフォトダイオードに到達する効率もあるため、約６０％と言われている。また、断層像の高分解能化は、多列Ｘ線検出器を微細化する必要がある。例えばチャネル方向、列方向に０．３ｍｍピッチの多列Ｘ線検出器を作るとする。各多列Ｘ線検出器チャネル間はリフレクタと呼ぶ光の反射体により、各多列Ｘ線検出器チャネル間のクロストークを押えている。その多列Ｘ線検出器のＸ線検出器効率は、リフレクタの幅が約０．１ｍｍ程度あるため、０．１ｍｍ／０．３ｍｍ＝１／３、つまり１／３はリフレクタとなってしまいさらに効率が悪くなる。このような点でシンチレータ・フォトダイオードを使った多列Ｘ線検出器は高分解能に向かないという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３０９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、多列Ｘ線検出器Ｘ線ＣＴ装置又はフラットパネルに代表される２次元Ｘ線エリア検出器によるＸ線ＣＴ装置において、高空間分解能化への要求は大きい。特に心臓の検査において冠状動脈(Coronary Artery)の狭窄評価(Stenosis
Evaluation)では、０．２ｍｍオーダーの高空間分解能化が求められている。また、肺野の検査では、肺胞が見えるレベルの高空間分解能化が求められている。さらに、頭部の耳小骨における検査でも高空間分解能化が求められている。
しかし、従来技術の高分解能化は、仮に高空間分解能な断層像を表示できたとしても、現状レベルの充分な密度分解能が維持できないため、診断用途において問題がある。このため、新技術のＣＴ装置は、少なくとも現状レベルの密度分解能を維持して、更なる高空間分解能な断層像が画像再構成、表示できることが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、二次元Ｘ線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置の各種スキャンにおいて、充分な密度分解能を持った高い空間分解能の断層像を画像再構成して表示するＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、空間分解能が充分出せる多列Ｘ線検出器と密度分解能が充分出せる多列Ｘ線検出器とを使い、各々の多列Ｘ線検出器でＸ線投影データを取得する。空間分解能が充分出せる多列Ｘ線検出器に基づく投影データから画像再構成を行うと、断層像の細部までも解像度が高い高空間分解能の断層像を得ることができる。一方、密度分解能が充分出せる多列Ｘ線検出器に基づく投影データから画像再構成を行うと、病巣などの微妙なＣＴ値の変化も検出できる断層像を得ることができる。このため、これら両方の投影データを加重算処理などにより合成したり、投影データを画像再構成した両方の断層像を加重算処理などにより合成したり又は重ねてオーバーラップ表示させたりすることにより、細部まで空間分解能の高い断層像に、病巣など表現できる密度分解能の良い断層像を得ることができる。
【０００７】
第１の観点のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生器と、Ｘ線発生器と対向して設けられ所定方向に第１空間分解能を有する第１多列Ｘ線検出器と、Ｘ線発生器と対向して設けられ所定方向に第１空間分解能とは異なる第２空間分解能を有する第２多列Ｘ線検出器と、第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器との出力データに基づいて、断層像を画像再構成する画像再構成部と、を備える。
上記第１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、空間分解能の高い第１多列Ｘ線検出器からのＸ線投影データと、異なる空間分解能を有する第２多列Ｘ線検出器からのＸ線投影データとに基づいて断層像を得ることができる。
【０００８】
第２の観点のＸ線ＣＴ装置では、第２多列Ｘ線検出器は第１多列Ｘ線検出器より密度分解能を有する検出器であり、第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器とが、重ねて設けられている。
上記第２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、例えば図４（ａ）又は図１０（ａ）のように、空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器をＸ線照射方向に重ねることにより、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データとを、被検体の同じ部位及び同じ範囲について同時に得ることができる。このため、被検体の同じ部位、同じ範囲について同時に空間分解能の高い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データと、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データとに基づいて、空間分解能の良い断層像と密度分解能の良い断層像を得ることができる。
【０００９】
第３の観点のＸ線ＣＴ装置では、第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器とは、密接して設けられている第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器とは、接して設けられている。
上記第３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、図４（ａ）又は図１０（ａ）のように、空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器を密接して設けると、第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器とのチャネル方向又は列方向の位置関係が容易に把握できるため、それぞれのＸ線投影データ又は断層像を合成したり、オーバーラップさせたりする処理が容易になる。
【００１０】
第４の観点のＸ線ＣＴ装置では、第１多列Ｘ線検出器はＸ線線吸収係数の低い物質で構成され、第２多列Ｘ線検出器はＸ線線吸収係数の高い物質で構成され、第１多列Ｘ線検出器で吸収されなかったＸ線を検出する。
上記第４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器を重ねた場合には、Ｘ線照射方向のＸ線焦点側にある多列Ｘ線検出器はＸ線線吸収係数が小さい物質でないとＸ線検出器側にある多列Ｘ線検出器にＸ線が充分当たらなくなる。このため、第１多列Ｘ線検出器はＸ線線吸収係数が小さい物質である必要がある。これにより、第１多列Ｘ線検出器と第２多列Ｘ線検出器との両方にＸ線を充分に照射させることができる。
【００１１】
第５の観点のＸ線ＣＴ装置では、第４の観点において、第１多列Ｘ線検出器は半導体検出器から構成され、第２多列Ｘ線検出器はシンチレータ及びフォトダイオードから構成される。
上記第５の観点では、第１多列Ｘ線検出器が半導体検出器で構成されるため、空間分解能の高い検出器であり、且つＸ線線吸収係数が小さい物質とする。これにより、Ｘ線照射方向後面に第２多列Ｘ線検出器が存在しても、第１多列Ｘ線検出器を透過したＸ線が第２多列Ｘ線検出器に入射することになる。また、第２多列Ｘ線検出器がシンチレータ及びフォトダイオードから構成されると、Ｘ線線吸収係数の大きいシンチレータがＸ線を受けて発光し、その発光した光をフォトダイオードが検出する。これにより、Ｘ線照射方向の前面と後面でＸ線線吸収係数のバランスの取れた、またＸ線空間分解能とＸ線密度分解能のバランスの取れた空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器が実現できる。
【００１２】
第６の観点のＸ線ＣＴ装置は、さらに、第１多列Ｘ線検出器の出力データと第２多列Ｘ線検出器の出力データとを加重処理する画像構成部を備える。
上記第６の観点におけるＸ線ＣＴ装置は、被検体の同じ部位及び同じ範囲について空間分解能の高い第１多列Ｘ線検出器のＸ線投影データと、密度分解能の良い第２多列Ｘ線検出器のＸ線投影データとを合成することにより、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データは更にＳ／Ｎが良くなる。また、第２多列Ｘ線検出器のＸ線投影データを第１多列Ｘ線検出器のＸ線投影データに加算することで、空間分解能の良い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データはＳ／Ｎが改善する。
【００１３】
第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、第１多列Ｘ線検出器の出力データのみに基づく第１断層像と第２多列Ｘ線検出器の出力データのみに基づく第２断層像とをオーバーラップ表示する表示部を備える。
第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被検体の同じ部位及び同じ範囲について空間分解能の高い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データとを別々に画像再構成する。そして、空間分解能の良い断層像と密度分解能の良い断層像を画像再構成し、オーバーラップ表示し、空間分解能と密度分解能の良い断層像の表示ができる。
【００１４】
第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、第１多列Ｘ線検出器の撮影視野領域と、前記第２多列Ｘ線検出器の撮影視野領域とが、互いに異なる。
第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、例えば撮影視野の中心部が空間分解能の高い視野領域になるように、第１多列Ｘ線検出器を中心部に配置し、全体の大きな撮影視野が密度分解能の良い撮影視野領域になるように密度分解能の良い多列Ｘ線検出器を撮影視野の全体に配置することができる。
【００１５】
第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、第１から第８の観点において、Ｘ線発生器と第２多列Ｘ線検出器とが、ガントリ回転軸を中心に回転し、第１多列Ｘ線検出器は、ガントリ回転軸に対して円環状に形成されている。
第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、例えば図１２（ａ）に示すように、第２多列Ｘ線検出器はＸ線発生器と第２多列Ｘ線検出器とが、ガントリ回転軸を中心に回転する第３世代方式として構成されている。また、第１多列Ｘ線検出器は円環状の第４世代方式として配置されている。この時、第３世代方式のＸ線焦点は、第３世代方式の撮影領域の外側を回転しているため、第１多列Ｘ線検出器である第４世代方式用の多列Ｘ線検出器の外側をＸ線焦点は回転している。この第３世代方式Ｘ線データ収集系のＸ線発生装置のＸ線焦点を第４世代方式用多列Ｘ線検出器のＸ線発生装置のＸ線焦点としても用いることができる。このようにして、Ｘ線管と第１及び第２多列Ｘ線検出器とを共用しながら構成することができる。
【００１６】
第１０の観点では、第９の観点のＸ線ＣＴ装置において、第２多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データで画像再構成された断層像に基づいて、第１多列Ｘ線検出器の位置情報を検出し、画像再構成部は、その位置情報に基づいて、第１多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データを画像再構成する。
上記第１０の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、第１多列Ｘ線検出器が第２多列Ｘ線検出器の撮影領域内に存在するため、第２多列Ｘ線検出器の断層像より、第１多列Ｘ線検出器の位置が認識でき、またＸ線焦点位置がわかっているので第１多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データの幾何学系、撮影領域及びその画像再構成の変数までが予測できる。これにより、被検体の同じ部位及び同じ範囲について第１多列Ｘ線検出器のＸ線投影データと、第２多列Ｘ線検出器のＸ線投影データとを同じ位置に合わせこむことができる。
【００１７】
第１１の観点では、第１から第１０までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、前記第１多列Ｘ線検出器と前記第２多列Ｘ線検出器とが受けるＸ線エネルギー差を利用して所望の物質の定量的な分布断層像を画像再構成するデュアルエネルギー像再構成部を備える。
記第１１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、図４（ａ），図１０（ａ），図１２（ａ）又は図１６のように、Ｘ線照射方向に空間分解能の異なる多列Ｘ線検出器が複数存在するため、第１及び第２多列Ｘ線検出器が受けるＸ線エネルギーは変わってくる。例えば、Ｘ線照射方向の前面にある半導体Ｘ線検出器と、後面にあるシンチレータとフォトダイオードからなる多列Ｘ線検出器では、半導体Ｘ線検出器が吸収したＸ線エネルギーの分だけ、受けるＸ線エネルギーが異なる。このＸ線エネルギーの差を用いてデュアルエネルギー撮影を行うことができる。これにより、被検体の同じ部位、同じ範囲について空間分解能の良い断層像と密度分解能の良い断層像と物質の組成の分布を示した断層像を画像再構成して表示できる。またこの時に、低いＸ線エネルギーのＸ線投影データと、高いＸ線エネルギーのＸ線投影データとが同時に収集できるため、位置ずれのアーチファクトの少ないＳ／Ｎの良いデュアルエネルギー撮影の断層像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＸ線断層撮影装置によれば、Ｘ線ＣＴ装置の各種スキャンにおいて、十分な空間分解能を有するとともに充分な密度分解能を持った断層像を表示するＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜Ｘ線ＣＴ装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００の構成ブロック図である。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、走査ガントリ２０とを具備している。
【００２０】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付けるキーボード又はマウスなどの入力装置２と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で収集したＸ線投影データを収集するデータ収集バッファ５とを具備している。さらに、操作コンソール１は、投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ６と、プログラムやＸ線投影データ又はＸ線断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。撮影条件の入力は、入力装置２から入力され、記憶装置７に記憶される。撮影テーブル１０は、被検体ＨＢを乗せて走査ガントリ２０の開口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は撮影テーブル１０に内蔵するモータで昇降及びテーブル直線移動される。
【００２１】
走査ガントリ２０のガントリ回転部１５は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８と、多列Ｘ線検出器２４と、データ収集装置（ＤＡＳ：Data Acquisition System）２５とを具備している。多列Ｘ線検出器２４は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとを有している。また、データ収集装置２５も、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ用のＤＡＳ２５Ｋと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤ用のＤＡＳ２５Ｍとを備えている。
【００２２】
ガントリ回転部１５はベアリングを介して回転可能になっている。不図示の回転モータが回転すると、不図示のベルトを介して回転がガントリ回転部１５に伝えられ、ガントリ回転部１５が回転する。さらに、走査ガントリ２０は、被検体ＨＢの体軸の回りに回転しているガントリ回転部１５を制御する回転部コントローラ２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。ビーム形成Ｘ線フィルタ２８は撮影中心である回転中心に向かうＸ線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、Ｘ線をより吸収できるようになっているＸ線フィルタである。
【００２３】
中央処理装置３は、前処理部３１、画像再構成部３３、投影データ合成部３５、断層像合成部３７、Ｘ線検出器ファン変換部３８、及びデュアルエネルギー像再構成部３９を有している。
【００２４】
前処理部３１は、データ収集装置２５で収集されたＸ線投影データに対して、オフセット補正対数変換、Ｘ線量補正チャネル間感度補正を行う。
【００２５】
画像再構成部３３は、前処理部３１で前処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(ＦＦＴ：Fast Fourier
Transform)がなされて、それに再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、画像再構成部３３は、再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体ＨＢの体軸方向（Ｚ方向）ごとに断層像（ｘｙ平面）を求める。画像再構成部３３は、この断層像を記憶装置７に記憶させる。
【００２６】
投影データ合成部３５は、多列Ｘ線検出器２４の空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤからのＸ線投影データＤ１と密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤからのＸ線投影データＤ２とを合成する。
断層像合成部３７は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１のみから画像再構成された断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）と、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データのみから画像再構成された断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）とを合成する。
すなわち、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとから投影データを処理するために、合成部は、投影データ合成部３５と断層像合成部３７とを有している。
【００２７】
Ｘ線検出器ファン変換部３８は、後述する図１２（ａ）に示す３６０度方向の第４世代（Ｎ−Ｒ方式）Ｘ線検出器に関するＸ線投影データの収集に関する計算を行う。つまり、Ｘ線焦点の各ビュー位置を仮想Ｘ線検出器とした仮想のＸ線ファンビームを考えて、投影データを変換する処理を行う。
デュアルエネルギー像再構成部３９は、Ｘ線エネルギースペクトルの低い所から高い所までの幅広いスペクトル範囲を持っている投影データ及び高いＸ線エネルギースペクトルの投影データから、原子の分布に関連したＸ線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成する。
【００２８】
＜Ｘ線ＣＴ装置の動作フローチャート＞
図２は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置についての動作の概要を示すフローチャートである。
ステップＰ１では、被検体ＨＢをクレードル１２に乗せ、位置合わせを行う。ここでは、クレードル１２の上に乗せられた被検体ＨＢは各部位の基準点に走査ガントリ２０のスライスライト中心位置を合わせる。そして、スカウト像収集を行う。スカウト像撮影では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを固定させ、クレードル１２を直線移動させながらＸ線投影データの収集を行う。ここでは、スカウト像は通常０度，９０度のビュー角度位置で撮影される。図２中の右側は、０度で胸部付近を撮影したスカウト像４１の例である。このスカウト像４１上から断層像の撮影位置を計画できる。
【００２９】
ステップＰ２では、スカウト像４１上に撮影する断層像の位置、大きさを表示させながら撮影条件設定を行う。スカウト像４１中に示した点線は、断層像画像の位置である。本実施形態では、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。コンベンショナルスキャンとは、クレードル１２をｚ軸方向に所定の間隔で移動するごとにＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４を回転させてＸ線投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とが回転しながらクレードル１２を一定速度で移動させ、Ｘ線投影データを収集する撮影方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４を回転させながらクレードル１２の速度を可変させてＸ線投影データを収集する撮影方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４を回転させながらクレードル１２を加速・減速させて、ｚ軸の正方向又はｚ軸の負方向に往復移動させてｚ方向座標の位置情報を収集しながら、Ｘ線投影データを収集するスキャン方法である。これらの複数の撮影を設定すると、１回分の全体としてのＸ線線量情報の表示を行う。
【００３０】
断層像の撮影条件設定においては、Ｘ線ＣＴ装置１００のＸ線自動露出機構を用いることにより、被検体ＨＢの被曝を最適化することもできる。また、この断層像撮影条件設定において、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像撮影のために、Ｘ線管２１の低いＸ線管電圧、例えば８０ｋＶ、の撮影条件と、高いＸ線管電圧、例えば１４０ｋＶ、の撮影条件とを設定できる。
【００３１】
ステップＰ３ないしステップＰ９では、断層像撮影を行う。ステップＰ３において、Ｘ線データ収集を行う。ここでヘリカルスキャンによってデータ収集を行う場合には、ガントリ回転部１５を被検体ＨＢの回りに回転させ、かつ、撮影テーブル１０上のクレードル１２を直線移動させながら、Ｘ線投影データのデータ収集動作を行う。そして、ビュー角度ｖｉｅｗと、検出器列番号ｊと、チャネル番号ｉとで表わされるＸ線投影データＤＡ（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）（ｊ＝１〜ＲＯＷ，ｉ＝１〜ＣＨ）にｚ方向座標位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）を付加させる。このようにヘリカルスキャンにおいては、一定速度の範囲のＸ線投影データ収集を行う。
【００３２】
ステップＰ４では、前処理部３１がＸ線投影データＤＡ（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して前処理を行い、投影データに変換する。具体的には、オフセット補正を行い、対数変換を行い、Ｘ線線量補正を行い、そして感度補正を行う。
ステップＰ５では、ビームハードニング補正を行う。ここでは、前処理された投影データＤＢ（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ビームハードニング補正を行う。このとき、検出器の各ｊ列に独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件でＸ線管２１の管電圧が異なっていれば、列ごとの検出器のＸ線エネルギー特性の違いを補正できる。
【００３３】
ステップＰ６では、画像再構成部３３がｚフィルタ重畳処理を行う。ここでは、ビームハードニング補正された投影データＤＣ（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ｚ方向（列方向）のフィルタをかけるｚフィルタ重畳処理を行う。
【００３４】
ステップＰ７では、画像再構成部３３が再構成関数重畳処理を行う。すなわち、Ｘ線投影データを周波数領域に変換するフーリエ変換（Fourier Transform）を行い、周波数空間で再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。
ステップＰ８では、画像再構成部３３が三次元逆投影処理を行う。ここでは、再構成関数重畳処理した投影データＤＤ（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データＤＥ（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。画像再構成される画像はｚ軸に垂直な面である。ｘｙ平面に三次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。
【００３５】
ステップＰ９では、画像再構成部３３が後処理を行う。逆投影データＤＥ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して画像フィルタ重畳、処理画像空間ｚフィルタ重畳処理、ＣＴ値変換などの後処理を行い、断層像４２を得る。
ステップＰ１０では、画像再構成された断層像を表示する。断層像４２の例として、図２の右側に断層像４２を示す。
【００３６】
次に、本実施形態に係るＸ線検出器について説明する。
【００３７】
尚、ここでは半導体検出器にはシリコン半導体検出器、ＧＺＴ（カドミウムジンクテムライド）検出器、ＣｄＴｅ検出器などの化合物半導体検出器がある。いずれも空間分解能の高い検出器が実現できるが、以下においてはシリコン半導体の例を用いて説明する。
図４（ａ）は、Ｘ線入射方向より前段にＸ線線吸収係数の小さく空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤを配置し、後段にＸ線線吸収係数の大きく密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤを配置した例である。空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤの撮影領域ＫＡと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤの撮影領域ＭＡとの収集領域は同じ大きさである。
図４（ｂ）は、分解能の異なる検出器を組み合わせた検出器モジュールを示す図である。
図４（ｃ）は、Ｘ線照射方向にシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤ、シンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤの順で構成した検出器を示す図である。
図４（ｄ）は、Ｘ線照射方向にシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤ、フォトダイオードＰＤ、シンシレータＳＤの順で構成した検出器を示す図である。
図４（ｅ）は、Ｘ線照射方向にシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤを多層にして、シンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤの順で構成した検出器を示す図である。
図４（ｆ）は、Ｘ線照射方向にシンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤ、シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤの順で構成した検出器を示す図である。
【００３８】
シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤは、素材がシリコンであるためＸ線入射方向のＸ線線吸収係数（X-ray linear
absorption coefficient）は小さい。しかも、Ｘ線を電気信号に変換する変換効率は大きくて良い。図４（ｂ）は、図４（ｃ）で示すシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤを組み合わせたＸ線検出器である。シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤは、空間分解能の高い検出器を比較的容易に製造することができる。
【００３９】
図４（ｃ）に示す構成は、Ｘ線入射方向より順番に、空間分解能の高いシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤ、密度分解能の良いシンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤを重ねている。
シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤは、あまりＸ線を吸収しないが、充分なＸ線利用効率を持ってＸ線信号検出を行うことができる。次の層にあるシンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器では、大きなＸ線線吸収係数でＸ線を吸収し、まずシンチレータＳＤが発光し、その発光した光がフォトダイオードＰＤまでシンチレータＳＤ内を通り、その発光した光をフォトダイオードＰＤは電気信号に変換する。
【００４０】
図４（ｂ）において、シリコン半導体検出器ＳｉＤの１チャネルの面積は、シンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器の１／４チャネル分に相当するように、チャネル方向、列方向とも１／２の開口幅で構成し、高い空間分解能Ｘ線検出器になっている。
これに対し、シンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器において、シリコン半導体検出器ＳｉＤの４倍のＸ線受光面積なので、空間分解能は少し落ちるが、密度分解能良くＸ線を吸収して電気信号に変換している。
このシンチレータＳＤのＸ線線吸収係数が大きいため、Ｘ線は、シリコン半導体検出器ＳｉＤ通過後のシンチレータＳＤにおいてほぼ１００％吸収する。そのため、フォトダイオードＰＤはＸ線のダメージを受けることなく、フォトダイオードＰＤの寿命は充分確保できる。
【００４１】
図４（ｄ）では、Ｘ線入射方向より順番に、シリコン半導体検出器ＳｉＤ、フォトダイオードＰＤ、シンチレータＳＤを重ねている。
Ｘ線が入射した際、シンチレータＳＤ内部では、Ｘ線入射方向の前面側でより多く発光する。このため、図４（ｄ）の構成は、シンチレータＳＤの前面側にフォトダイオードＰＤを配置することで、より多くの発光を効率良く電気信号に変えることができる。つまり、図４（ｄ）の構成は、図４（ｃ）の構造に比べ、シンチレータＳＤ内の発光による光透過ロスをより少なくすることができ、より多くの光をフォトダイオードＰＤで受光できる。
しかし、図４（ｄ）の構成は、Ｘ線のダメージによるフォトダイオードＰＤの性能劣化、つまり、寿命の点で図４（ｃ）の構成に比べて不利となる。
図４（ｃ），図４（ｄ）の場合も、Ｘ線データ収集順序は、Ｘ線入射方向よりシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤでＸ線を吸収し、次にシンチレータＳＤによりＸ線を吸収してフォトダイオードＰＤで電気信号に変換している。
【００４２】
次の多列Ｘ線検出器は、次の図４（ｆ）に示すように、シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤとシンチレータＳＤの構成順序が逆の場合を示す。
図４（ｆ）は、Ｘ線入射方向より順番に、シンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤにＸ線が入射し、その後シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤにＸ線が到達する。
【００４３】
この場合、シンチレータＳＤ部は、Ｘ線線吸収係数が大きいために、Ｘ線の大部分を吸収してしまため、Ｘ線がシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤに充分届かずＳ／Ｎの良いＸ線データ収集を行うことができない。また、入射Ｘ線はシンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器を通過する際にＸ線散乱を起こし、その後シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤに届く。このシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤは、散乱Ｘ線により空間分解能良くデータ収集することができない。
【００４４】
つまり、複数の異なる空間分解能のＸ線検出器の配置は、Ｘ線入射方向より前段にＸ線線吸収係数の小さく空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤを配置し、後段にＸ線線吸収係数の大きく密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤを配置するのが良い。また、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤは、Ｘ線線吸収係数が小さいため、図４（ｅ）のようにＸ線入射方向に複数階層分を配置しても良い
【００４５】
以下、実施例を用いて、本実施形態に係る画像再構成について説明する。
＜実施例１＞
実施例１では、それぞれのＸ線検出器から収集されたＸ線投影データをそれぞれ画像再構成する例である。即ち、Ｘ線ＣＴ装置１００は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データとを同時にＸ線データ収集する。画像再構成部３３は、それぞれのＸ線投影データを別々に画像再構成を行い、画像再構成した空間分解能の高い断層像と密度分解能の良い断層像とを表示する。また同時に、これらの断層像のオーバーラップ表示もすることができる。
【００４６】
図５は、オーバーラップ表示のフローチャートである。
ステップＨ１において、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンなどのスキャンを開始する。
ステップＨ２において、データ収集バッファ５は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ及び密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤにより２種類のＸ線データ収集を行う。空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとに対して、それぞれ専用のデータ収集装置（ＤＡＳ）２５を用いる。この理由として、多列Ｘ線検出器は目的、仕様によりチャネル数や、列数、場合によってはビュー数が異なる場合もありうるからである。データ収集バッファ５は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤ用に共用できる。
ステップＨ３において、画像再構成部３３が空間分解能の高いＸ線投影データＤ１を画像再構成する。空間分解能の高いＸ線投影データＤ１は、高空間分解能用補正データを用いて前処理を行い、周波数領域に合った画像再構成を行う。
ステップＨ４において、画像再構成部３３が密度分解能の良いＸ線投影データＤ２を画像再構成する。密度分解能の良いＸ線投影データは、空間分解能が低いため、低空間分解能用補正データを用いて前処理を行い、周波数領域に合った画像再構成を行う。
ステップＨ５において、モニタ６に空間分解能の高い断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）を表示する。
ステップＨ６において、モニタ６に密度分解能の良い断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）を表示する。
ステップＨ７において、モニタ６に空間分解能の高い断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）と、密度分解能の良い断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）とをオーバーラップ表示する。尚、各断層像を加重加算して表示するようにしても良い。
【００４７】
また、図４（ｂ）の拡大図で示すように、空間分解能の高いＸ線検出器ＫＤのチャネル方向の開口ｐｃは、通常の多列Ｘ線検出器２４の開口よりも１／２小さく、また、列方向の開口ｐｒも、通常の多列Ｘ線検出器２４の開口よりも１／２小さい。
不図示の空間フィルタ処理部は、通常の多列Ｘ線検出器２４において、チャネル方向の開口ｐｃに対し、図６（ａ）のようにチャネル方向に（１，１）の空間フィルタをかけ、ノイズ改善処理を行う。また、列方向にも同様に（１，１）の空間フィルタをかけてノイズ改善処理を行う。
また空間フィルタ処理部は、開口２ｐに対して最適なデータサンプリングピッチはｐであるというサンプリング定理に基いて、Ｘ線投影データのＳ／Ｎの最適化を行っている。
【００４８】
なお、この時の空間フィルタ処理前のデータをＤ（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とし、空間フィルタ処理後のデータをＤｆ（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とし、空間フィルタをＦｉｌｔｅｒ（ｃｈ）とすると以下の（数式１）のようになる。
【数１】
2009082250.tif 000003
・・・（数式１）
ステップＨ７におけるオーバーラップ表示した断層像Ｇｃ（ｘ，ｙ）は、空間分解能の高い断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）と密度分解能の良い断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）とを足した（数式２）のようになる。ただし、ｋは０≦ｋ≦１の定数とする。
【数２】
2009082250.tif 000004
・・・（数式２）
この時に定数ｋは、撮影条件設定手段により操作者が自由に設定できると良い。
【００４９】
このようにして、本Ｘ線ＣＴ装置１００は、チャネル方向及び列方向に空間分解能の異なる２つの多列Ｘ線検出器をＸ線入射方向に重ねて、被検体の同じ部位の同じ範囲においてＸ線データ収集を行う。そして、２つの多列Ｘ線検出器のＸ線投影データＤ１及びＤ２を得て画像再構成を行い、空間分解能の高い断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）と、空間分解能は落ちるが密度分解能の良い断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）とを表示し、この２つをオーバーラップした断層像Ｇｃ（ｘ，ｙ）を表示することができる。これを２つのメモリ画面に空間分解能の高い断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）と密度分解能の良い断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）とを入力して、２つのメモリ画面を（数式２）のようにオーバーラップ表示させても良い。又は（数式２）のように、加重加算処理した断層像を表示しても良い。
＜実施例２＞
【００５０】
実施例２において、図４（ｂ）の構成図である多列Ｘ線検出器において、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１と、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を収集する。そして、実施例２は、画像再構成処理の前又は画像再構成の途中において２つのＸ線投影データＤ１及びＤ２を合成し、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を表示する例を示す。
【００５１】
＜画像再構成前のＸ線投影データ合成＞
図７のフローチャートは、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１と、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を収集した後、画像再構成処理の前に合成して、１つのＸ線投影データＤ３にする。その後、合成したＸ線投影データＤ３を画像再構成し、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を求めている。
ステップＨ１１において、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンなどのスキャンを開始する。
ステップＨ１２において、データ収集バッファ５は、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）の収集を行う
ステップＨ１３において、データ収集バッファ５は、密度分解能の良いＸ線投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）の収集を行う
ステップＨ１４において、投影データ合成部３５は、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１と密度分解能の良いＸ線投影データＤ２とを合成する。
ステップＨ１５において、画像再構成部３３は、合成したＸ線投影データＤ３（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）の画像再構成を行う。
ステップＨ１６において、断層像をモニタ６に表示する。
【００５２】
＜前合成１：チャネル面積比＞
ステップＨ１５での画像合成方法は、いくつかあるがその例を以下に示す。
まずその１つの画像合成方法は、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）と、密度分解能の良いＸ線投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とをチャネル面積の比を使い、Ｘ線投影データＤ３（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）を合成する。
【００５３】
ただし、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）と、密度分解能の良いＸ線投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とは、予め多列Ｘ線検出器の単位面積当たりのカウントが同じスケールに調整済みであるとする。
また、Ｓ１は空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤの１チャネル分の面積、Ｓ２は密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤの１チャネル分の面積とする。
【数３】
2009082250.tif 000005
・・・（数式３）
ただし、この（数式３）において、ｖｉｅｗ∈［１，Ｋ］，ｃｈ∈［１，２Ｎ］，ｒｏｗ∈［１，２Ｍ］とする。
【００５４】
＜前合成２：投影データ比＞
もう１つの画像合成方法は、次の（数式４）に示すように密度分解能の良いＸ線検出器チャネルのＸ線投影データＤ１を、同じ位置に対応する空間分解能の高い４つのＸ線検出器チャネルでのＸ線投影データ比で分割して加算する方法である。
【数４】
2009082250.tif 000006
・・・（数式４）
ただし、この（数式４）において、ｖｉｅｗ∈［１，Ｋ］，ｃｈ∈［１，２Ｎ］，ｒｏｗ∈［１，２Ｍ］とする。
なお、投影データ合成部３５は、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１を用いて密度分解能の良いＸ線投影データＤ２を分割する際に、適応型処理（アダプライブな処理）をすることで、よりＳ／Ｎを改善することもできる。
上記に合成方法を２例示したが、画像合成方法は、これら以外の方法でも可能である。
【００５５】
＜前処理後の合成＞
ここでデータ収集バッファ５は、Ｘ線投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とＸ線投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とを収集し、投影データ合成部３５は、前処理後又は画像再構成処理の途中で合成することで１つのＸ線投影データＤ３にする。そして、画像再構成部３３が、合成したＸ線投影データＤ３を画像再構成し、空間分解能及び密度分解能の良い断層像をモニタ６に表示する。
【００５６】
図８は、空間分解能の異なる２つの多列Ｘ線検出器のＸ線投影データを画像再構成中に合成し、画像再構成する処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＨ２１において、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンなどのスキャンを開始する。
ステップＨ２２において、データ収集バッファ５は空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ及び密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤにより２種類のＸ線データＤ１及びＤ２を収集する。
ステップＨ２３において、前処理部３１が空間分解能の高いＸ線投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）の前処理を行う。
ステップＨ２４において、前処理部３１が密度分解能の良いＸ線投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）の前処理を行う。
ステップＨ２５において、投影データ合成部３５は、空間分解能の高いＸ線投影データと密度分解能の良いＸ線投影データＤａ（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）を合成する。投影データ合成部３５は、ステップＨ２３で処理した空間分解能の高いＸ線投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）と、ステップＨ２４で処理した密度分解能の良いＸ線投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）とを合成して、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を求める。
ステップＨ２６において、画像再構成部３３は、合成したＸ線投影データＤａ（ｖｉｅｗ，ｃｈ，ｒｏｗ）の画像再構成を行う。
ステップＨ２７において、画像再構成された断層像をモニタ６に表示する。
【００５７】
ステップＨ２３とステップＨ２４とにおいて前処理部３１は、前処理、又はビームハードニング補正、ｚフィルタ重畳処理までを行っておく。ｚフィルタ重畳処理は、空間分解能の良いＸ線検出器と密度分解能の良いＸ線検出器の１つのチャネルのｚ方向の幅が異なる場合に行うと効果的である。また前処理において、Ｘ線線量補正をしているため、各Ｘ線投影データ値はＸ線線量比較検出器(Reference Channel)で正規化済みであるとする。
【００５８】
＜前処理後合成：方法１＞
投影データ合成部３５は、（数式３）と同様に合成方法の１例として以下の（数式５）の方法をもつ。
【数５】
2009082250.tif 000007
・・・（数式５）
ただし、この（数式５）において、ｖｉｅｗ∈［１，Ｋ］，ｃｈ∈［１，２Ｎ］，ｒｏｗ∈［１，２Ｍ］とする。
【００５９】
＜前処理後合成：方法２＞
また、投影データ合成部３５は、前述の＜前合成２：投影データ比＞と同様な方法を使い、空間分解能の高いＸ線投影データのＳ／Ｎを改善しても良い。
この場合の処理方法を以下の（数式６）に示す。
【数６】
2009082250.tif 000008
・・・（数式６）
ただし、この（数式６）において、ｖｉｅｗ∈［１，Ｋ］，ｃｈ∈［１，２Ｎ］，ｒｏｗ∈［１，２Ｍ］とする。
また、＜前合成２：投影データ比＞と同様に、投影データ合成部３５は、適応型処理でＳ／Ｎを改善することもでき、さらに他の合成方法を利用することができる。
【００６０】
ステップＨ２６において、ステップＨ２３，ステップＨ２４の補正処理が前処理まで行われていたら、画像再構成部３３は、ビームハードニング補正から画像再構成処理を行い、ビームハードニング補正まで行われていたら、画像再構成部３３は、ｚフィルタ重畳処理から画像再構成処理を行う。また、補正処理がｚフィルタ重畳処理まで行われていたら、再構成関数重畳処理から画像再構成処理を行えば良い。
このようにして、投影データ合成部３５は、画像再構成処理の前、又は画像再構成処理の途中においも、２種類のＸ線投影データを１つのＸ線投影データに合成して、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を求めることができる。
＜実施例３＞
【００６１】
＜画像再構成後に合成＞
実施例３では画像再構成後に合成する方法を示す。
図９は、空間分解能の高い断層像と密度分解能の良い断層像を画像空間において合成し、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を求めるフローチャートである。
ステップＨ３１において、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンなどのスキャンを開始する。
ステップＨ３２において、データ収集バッファ５は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ及び密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤにより２種類のＸ線データＤ１及びＤ２を収集する。
ステップＨ３３において、画像再構成部３３は、空間分解能の高いＸ線投影データＧｈ（ｘ，ｙ）の画像再構成を行う。
ステップＨ３４において、画像再構成部３３は、密度分解能の良いＸ線投影データＧｌ（ｘ，ｙ）の画像再構成を行う。
ステップＨ３５において、断層像合成部３７が、空間分解能の高い断層像Ｇｈ（ｘ，ｙ）と密度分解能の良い断層像Ｇｌ（ｘ，ｙ）とを合成する。
ステップＨ３６において、合成した断層像Ｇａ（ｘ，ｙ）をモニタ６に表示する。
【００６２】
ステップＨ３３、ステップＨ３４において、画像再構成部３３は、空間分解能の高い断層像を１０２４×１０２４画素のマトリクスで画像再構成を行い、密度分解能の良い断層像を５１２×５１２画素のマトリクスで画像再構成する。
【００６３】
＜再構成後合成：方法１＞
ステップＨ３５の断層像合成部３７は、（数式３）、（数式５）と同様に合成の仕方の１例として以下の（数式７）の方法がある。
【数７】
2009082250.tif 000009
・・・（数式７）
ただし、この（数式７）において、ｘ∈［１，１０２４］，ｙ∈［１，１０２４］とし、ｗ１は加重加算係数である
【００６４】
＜再構成後合成：方法２＞
また、断層像合成部３７は、＜前合成２：投影データ比＞と同様な手法を使い、空間分解能の高い断層像の各画素値を用いて密度分解能の良い断層像の各画素値を分割して、空間分解能の高い断層像の各画素値に加えても良い。
この場合の処理を以下の（数式８）に示す。
【数８】
2009082250.tif 000010
・・・（数式８）
ただし、この（数式８）においても、ｘ∈［１，１０２４］，ｙ∈［１，１０２４］とする。
また、適応型（アダプティブ）ノイズフィルタをＦａ（ｘ，ｙ）とし、以下の（数式９），（数式１０）のように、空間分解能の高い断層像適応型ノイズフィルタを重畳して、密度分解能の良い断層像の各画素を分割してやるとＳ／Ｎの向上が期待できる。
【数９】
2009082250.tif 000011
・・・（数式９）
【数１０】
2009082250.tif 000012
・・・（数式１０）
このようにして、断層像合成部３７は、画像再構成後においても２つ断層像を画像空間において合成し、空間分解能と密度分解能の良い１つの断層像を得ることができる。
＜実施例４＞
【００６５】
実施例４では、撮影領域が異なる多列Ｘ線検出器の合成する例について説明する。
図１０（ａ）は、大きさの異なる空間分解能の良い多列Ｘ線検出器ＫＤと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとが
２種類の分解能のＸ線検出器が存在するＸ線データ収集系を示す図である。
【００６６】
図１０（ｂ）は、空間分解能の良い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１を示す図である。図１０（ｃ）は、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を示す図である。図１０（ｄ）は、空間分解能の良いＸ線投影データＤ１と密度分解能の良いＸ線投影データＤ２を合成したＸ線投影データを示す図である。図１０（ｅ）は、空間分解能の良いＸ線投影データＤ１と密度分解能の良いＸ線投影データＤ２とを加重加算処理したＸ線投影データを示す図である。
【００６７】
本実施例において、図１０（ｂ）に示すような空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤの撮影領域ＫＡと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤの撮影領域ＭＡとの撮影領域が異なる場合の合成方法を示す。合成方法は、図５又は図７に示したフローチャートと同様に処理することができる。
【００６８】
ここでの相違点は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤが撮影領域ＫＡしかカバーできないので、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１は撮影領域ＫＡでしか逆投影処理できない。また、被検体が撮影領域ＫＡをはみ出している場合は、撮影領域ＫＡの周辺部においてアーチファクトを発生させてしまう。このため、投影データ合成部３５は、撮影領域ＫＡと撮影領域ＭＡとの撮影領域内が重なる検出器部分では２つのＸ線投影データを合成し、撮影領域ＫＡの外側の撮影領域については、密度分解能の良いＸ線投影データＤ２のみを用いる。
【００６９】
例えば、投影データ合成部３５は、図１０（ｂ）で示す撮影領域ＫＡのＸ線投影データＤ１と図１０（ｃ）で示す撮影領域ＭＡのＸ線投影データＤ２とを、図１０（ｄ）のように合成する。
空間分解能の高いＸ線投影データの収集は、密度分解能の良いＸ線投影データのＮ／４＋１チャネルの所から始まり、３Ｎ／４チャネルの所で終わるとする。
この場合に、（数式５）に相当する処理は以下の（数式１１），（数式１２）になる。
ｃｈ∈［１，Ｎ／２］又はｃｈ∈［３Ｎ／２，２Ｎ］の範囲において、
【数１１】
2009082250.tif 000013
・・・（数式１１）
ｃｈ∈（Ｎ／２，３Ｎ／２）の範囲において、
【数１２】
2009082250.tif 000014
・・・（数式１２）
ただし、ビュー数はｖｉｅｗ∈［１，Ｋ］，チャネル数はｃｈ∈［１，２Ｎ］，列数はｒｏｗ∈［１，２Ｍ］とする。
又は、（数式６）に相当する処理は以下の（数式１３），（数式１４）になる。
ｃｈ∈［１，Ｎ／２］又はｃｈ∈［３Ｎ／２，２Ｎ］の範囲において、
【数１３】
2009082250.tif 000015
・・・（数式１３）
ｃｈ∈（Ｎ／２，３Ｎ／２）の範囲において、
【数１４】
2009082250.tif 000016
・・・（数式１４）
ただし、ビュー数はｖｉｅｗ∈［１，Ｋ］，チャネル数はｃｈ∈［１，２Ｎ］，列数はｒｏｗ∈［１，２Ｍ］とする。
【００７０】
＜撮影領域ＫＡ外での再構成＞
図１０（ｅ）のように撮影領域ＫＡ内は、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１のみを用いて、撮影領域ＫＡの外側で撮影領域ＭＡ内は密度分解能の良いＸ線投影データＤ２を用いるようにしても良い。この場合の画像処理は、撮影領域ＫＡと撮影領域ＭＡとの境界部分で不連続になる場合があるので、２つのＸ線投影データＤ１及びＤ２に加重加算処理を行うことで、連続して滑らかにつなげることができる。
このように、投影データ合成部３５は、撮影領域ＫＡに空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤを用い、撮影領域ＭＡに密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤを用いた場合、撮影領域ＫＡの内側は空間分解能と密度分解能が良くなる。
【００７１】
また、撮影領域ＭＡにおいても図１１に示すように、Ｘ線管２１と空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ及び密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとがｙ方向（０度方向）にある場合、斜線部Ａ１の領域は空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤがカバーしている。また、Ｘ線管２１と空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ及び密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤと系がｘ方向（９０度方向）にある場合、斜線部Ａ２の領域は空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤがカバーしている。つまり、空間分解能は、撮影領域ＫＡの外側の領域であっても多少の改善が期待できる。
【００７２】
このようにして、投影データ合成部３５は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのカバーする撮影領域で空間分解能及び密度分解能の改善をするのみならず、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤがカバーしていない撮影領域でも空間分解能の改善を多少することができる。
＜実施例５＞
【００７３】
実施例５では、３６０°検出器を用いる例について説明する。
Ｘ線ＣＴ装置１００は、図１２（ａ）に示すように空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤを、第４世代（Ｘ線検出器として３６０度方向に固定して配置する。密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤは、第３世代Ｘ線検出器としてＸ線管２１とともに回転する。
この第４世代の多列Ｘ線検出器ＫＤと密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとは、Ｘ線入射方向に対して重なっているが、離れて存在する。また、そのデータ収集バッファ５は、被検体の同じ部位、同じ範囲において空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１と、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を収集し、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を求めることができる。
【００７４】
図１２（ｂ）は、第４世代の多列Ｘ線検出器ＫＤを使ったフローチャートである。
ステップＨ５１において、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンなどのスキャンを開始する。
ステップＨ５２において、データ収集バッファ５は、空間分解能の高い第４世代の多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線データ収集Ｄ１を行う。
ステップＨ５３において、データ収集バッファ５は、密度分解能の良い第３世代の多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線データ収集Ｄ２を行う。
【００７５】
ステップＨ５４において、断層像合成部３７が、空間分解能の高い第４世代の多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１を画像再構成する。通常の第３世代Ｘ線検出器におけるＸ線ファン(Source Fan)によるＸ線投影データでの画像再構成を行うのではなく、一度Ｘ線検出器ファン(Detector Fan)によるＸ線投影データに変換した後に画像再構成を行う。Ｘ線検出器ファン変換原理については後述する。またＸ線検出器ファン変換部３８によるＸ線検出器ファン変換前には、前処理部３１は、前処理、ビームハードニング補正を行う。ファン変換後は、画像再構成部３３が、ｚフィルタ重畳処理、再構成関数重畳処理、三次元逆投影処理、後処理を続けて行う。
【００７６】
ステップＨ５５において、断層像合成部３７が、密度分解能の良い第３世代の多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を画像再構成する。密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を、収集済みの補正データを用いて、前処理部３１が、前処理、ビームハードニング補正を行い、画像再構成部３３が、撮影条件に従ってｚフィルタ重畳処理、再構成関数重畳処理、三次元逆投影処理を行う。密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤの撮影領域内に多列Ｘ線検出器ＫＤが配置されているので、多列Ｘ線検出器ＭＤの断層像より、多列Ｘ線検出器ＫＤの位置が認識できる。このため、多列Ｘ線検出器ＫＤの位置に合わせて、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＫＤの画像再構成を行うことができる。
ステップＨ５６において、断層像合成部３７は、空間分解能の高い断層像と密度分解能の良い断層像を合成する。
ステップＨ５７において、断層像をモニタ６に表示する。
【００７７】
＜Ｘ線検出器ファン変換原理＞
Ｘ線検出器ファン変換は、「Ｘ線の向きがＸ線焦点からＸ線検出器に入射するものが、Ｘ線の向きが変わりＸ線検出器からＸ線焦点にＸ線の向きが変わったとしても、そのＸ線投影データ値は変わらない」という原理に基づく。
図１３（ａ）は、第４世代Ｘ線データ収集系のＸ線データ収集方法を示し、図１３（ｂ）は、２種類の分解能のＸ線検出器が離れて存在するＸ線データ収集系を示す。
Ｘ線検出器ファン変換は、図１３（ａ）に示すように、各Ｘ線検出器チャネルからＸ線焦点の各ビュー位置にＸ線が透過したように見たて、各Ｘ線検出器を仮想Ｘ線焦点、Ｘ線焦点の各ビュー位置を仮想Ｘ線検出器とした仮想のＸ線ファンビームを考える。つまり、Ｘ線検出器ファン変換は、通常のＸ線焦点から出てＸ線検出器に入射するＸ線ファンビームを仮想のＸ線検出器ファンビームに変換する処理を言う。
【００７８】
図１３（ｂ）は、第４世代多列Ｘ線検出器においてＸ線焦点が回転し、ｉビューのＸ線焦点位置から２Ｎ＋ｉ＋２ビューのＸ線焦点位置までのＸ線投影データの収集を示している。この時のＸ線検出器ファン変換部３８は、Ｘ線検出器ファン変換を行うことで、以下のようなＸ線検出器ファンのＸ線投影データを得ることができる。
【００７９】
図１３（ｂ）のＸ線検出器ファン変換は、Ｘ線検出器ｎチャネルにおいてＸ線焦点位置ｉビューからＸ線焦点位置２Ｎ＋ｉビューのＸ線投影データを得て、Ｘ線検出器ｎチャネルを仮想Ｘ線焦点とし、Ｘ線焦点の各ビュー位置を仮想Ｘ線検出器チャネル位置とした仮想Ｘ線ファンビーム、つまりＸ線検出器ファンビームを得る。
【００８０】
同様に、Ｘ線検出器ｎ＋１チャネルにおいて、Ｘ線検出器ｎ＋１チャネルを仮想Ｘ線焦点とし、Ｘ線焦点位置ｉ＋１ビューからＸ線焦点位置２Ｎ＋ｉ＋１ビューの仮想Ｘ線ファンビームを得る。また同様に、Ｘ線検出器ｎ＋２チャネルにおいて、Ｘ線検出器ｎ＋２チャネルを仮想Ｘ線焦点とし、Ｘ線焦点位置ｉ＋２ビューからＸ線焦点位置２Ｎ＋ｉ＋２ビューの仮想Ｘ線ファンビームを得る。
このようにして、Ｘ線検出器ファン変換部３８は、各Ｘ線検出器チャネルにおけるＸ線検出器ファン変換を行う。
【００８１】
＜Ｘ線検出器ファン変換模式図＞
この時のＸ線データ収集は、予め決めたＸ線ファン角に該当するＸ線検出器ファン角内に、仮想Ｘ線検出器数に該当する２Ｎビュー分のＸ線データ収集を行い、仮想Ｘ線焦点である３６０度方向のＸ線検出器チャネル数が、仮想Ｘ線ビュー数であるＫチャネル分を配置しているものとする。また、図１４は、この変換処理をＸ線投影データ空間で表した模式図である。
空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データにおいて、Ｘ線検出器ファンデータは、図１４の変換前が表すように各Ｘ線検出器チャネルＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３がビュー方向に伸びて配置する。Ｘ線検出器ファン変換部３８は、これをＸ線検出器ファン変換することにより、図１４の変換後が表すように横軸方向に仮想チャネル、縦軸方向に仮想ビューを配置することができるため、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３を整列させることができる。
【００８２】
このようにＸ線検出器ファン変換部３８は、Ｘ線検出器ファン変換を行うことにより、通常のＸ線投影データと同様に扱うことができ、その後のｚフィルタ重畳処理、再構成関数重畳処理、三次元逆投影処理、後処理を行うことができる。
【００８３】
なお、Ｘ線検出器ファン変換部３８は、Ｘ線検出器ファン変換において、ファンパラ変換も含めて行うこともできる。これにより、一度にＸ線検出器ファン変換、ファンパラ変換ができて効率的である。また、Ｘ線検出器ファン変換は、ビームハードニング補正の前、前処理の前、ｚフィルタ重畳処理の後、再構成関数重畳処理の後でも同様に行える。
断層像合成部３７は、Ｘ線検出器ファン変換した空間分解能の高い断層像ＫＤと密度分解能の良い断層像ＭＤとの合成を、実施例３の図９のステップＨ３５と同様に合成することができ、空間分解能と密度分解能の良い１つの断層像を得ることができる。
＜実施例６＞
【００８４】
実施例６では、デュアルエネルギー撮影への応用について説明をする。
従来デュアルエネルギー撮影は、Ｘ線管電圧を切り換えて撮影していたため、被検体の体動による位置ずれアーチファクト(miss registration artifact)が発生することがあった。
【００８５】
これまで説明してきた実施例において、分解能の異なる２つの多列Ｘ線検出器でＸ線データ収集した場合に、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１と、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２とでは、Ｘ線を受光した際のＸ線エネルギーが異なる。つまり、入射Ｘ線エネルギーは、まず空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤで吸収、減弱され、スペクトルの異なったＸ線エネルギーとなって密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤに届く。この場合に空間分解能の良い多列Ｘ線検出器ＫＤにはシリコン半導体検出器でも良いが、エネルギー弁別機能を持ったＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）半導体検出器を用いた多列Ｘ線検出器の方がより良い。
【００８６】
図１５（ａ）は、空間分解能の良い多列Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギー分布密度分解能の良い多列Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギー分布の違いを示す図である。図１５に示されるように、入射Ｘ線エネルギーは空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤの方が、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤより広いＸ線エネルギースペクトルの範囲を受けることができ、被検体の組成情報を収集することができる。デュアルエネルギー像再構成部３９は、この２つの多列Ｘ線検出器が受けるＸ線エネルギー差を利用して所望の物質の定量的な分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー断層像を画像再構成できる。
【００８７】
図１５（ｂ）は、空間分解能の高いＸ線投影データＤ１と密度分解能の良いＸ線投影データＤ２とを使って、所望の物質の定量的な分布断層像を得るデュアルエネルギー撮影のフローチャートである。
ステップＤ７１において、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンなどのスキャンを開始する。
ステップＤ７２において、データ収集バッファ５は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤ及び密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤにより２種類のＸ線データＤ１及びＤ２を収集する。
【００８８】
ステップＤ７３において、デュアルエネルギー像再構成部３９は、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器のＸ線投影データＤ１が、Ｘ線エネルギースペクトルの低い所から高い所までの幅広いスペクトル範囲を持っているため、低いＸ線管電圧のＸ線投影データとして取り扱う。
ステップＤ７４において、デュアルエネルギー像再構成部３９は、既に空間分解能の高い多列Ｘ線検出器ＫＤが低いＸ線エネルギースペクトルの部分を吸収しているので、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤがより高いＸ線エネルギースペクトルのＸ線を検出することになる。このためデュアルエネルギー像再構成部３９は、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を高いＸ線管電圧のＸ線投影データとして取り扱う。
【００８９】
ステップＤ７５において、デュアルエネルギー像再構成部３９が、低いＸ線管電圧として取り扱ったＸ線投影データと高いＸ線管電圧として取り扱ったＸ線投影データとを加重加算処理し加重加算処理したＸ線投影データを画像再構成することで、デュアルエネルギー断層像を画像再構成する。又は、画像再構成済みの低いＸ線管電圧として取り扱った断層像と、画像再構成済みの高いＸ線管電圧として取り扱った断層像とを加重加算処理（又は加重減算処理）することにより、デュアルエネルギー断層像を作成する。
ステップＤ７６において、デュアルエネルギー断層像をモニタ６に表示する。
【００９０】
＜デュアルエネルギー断層像のノイズ低減＞
なお、デュアルエネルギー像再構成部３９は、デュアルエネルギー断層像の画質をよくするために、２つの多列Ｘ線検出器ＫＤ及びＭＤの各Ｘ線投影データノイズ、もしくは画像再構成した各断層像の画像ノイズを等しくするか、またある一定の比にすることで、より最適化することができる。
また、デュアルエネルギー像再構成部３９は、Ｘ線投影データのノイズ、又は画像再構成した断層像の画像ノイズを制御するために、２つの多列Ｘ線検出器のチャンネル厚を変えて設計したり、シンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器の場合はフォトダイオードＰＤの特性を変えて設計したりすることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、各列に係数の異なった列方向（ｚ方向）フィルタの係数を各チャネルの前処理された、又はビームハードニング補正されたＸ線投影データの列方向に重畳することにより、画質のばらつきを調整することによって、各列において均一なスライス厚としてアーチファクトを抑制することで、ノイズ低減することができる。これには、様々なｚ方向フィルタ係数が考えられるが、いずれにおいても同様の効果を出すことができる。
【００９２】
別の観点のＸ線ＣＴ装置は、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器ではＸ線照射方向に最初に半導体検出器にＸ線が入射した後に、シンチレータとフォトダイオードからなる多列Ｘ線検出器にシンチレータ，フォトダイオードの順でＸ線が入射する構造の多列Ｘ線検出器を含む。
【００９３】
さらに別の観点のＸ線ＣＴ装置は、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器ではＸ線照射方向に最初に半導体検出器にＸ線が入射した後に、シンチレータとフォトダイオードからなる多列Ｘ線検出器にフォトダイオード，シンチレータの順でＸ線が入射する構造の多列Ｘ線検出器を含む。
【００９４】
別の観点のＸ線ＣＴ装置は、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器より構成される多列Ｘ線検出器を含み、チャネル方向又は列方向に空間分解能が高い多列Ｘ線検出器は、チャネル方向又は列方向に空間分解能が低い多列Ｘ線検出器と離れた構造になっている。そして、チャネル方向又は列方向に空間分解能が高い多列Ｘ線検出器は、固定されていない多列Ｘ線検出器を含む。
【００９５】
また、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器は、少なくとも１つの種類の多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データが画像再構成された断層像から、もう１つの種類の空間分解能の多列Ｘ線検出器の位置を検出し、その位置情報に基いてもう１種類の空間分解能の多列Ｘ線検出器によるＸ線投影データを画像再構成する。
【００９６】
また、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器は、少なくとも１つの種類の空間分解能の多列Ｘ線検出器のＸ線データ収集方法が異なったり、画像再構成方法が異なったりする。
【００９７】
また、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器は、少なくとも１つの種類の空間分解能の多列Ｘ線検出器は、第３世代方式又は第４世代方式のＸ線データ収集を行い、又は第３世代方式又は第４世代方式の画像再構成を行う。
【００９８】
また、チャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器のうち、チャネル方向又は列方向に空間分解能の高い多列Ｘ線検出器は、Ｘ線照射方向に複数の階層構造を持った３次元構造の多列Ｘ線検出器である。
【００９９】
別の観点のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線照射方向に並んだチャネル方向又は列方向に空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器のＸ線投影データ又は断層像の間で、デュアルエネルギー撮影された断層像を画像再構成し、デュアルエネルギー撮影において画像ノイズを含む画質の観点で最適化できるように、２種類の空間分解能の多列Ｘ線検出器のＸ線透過方向の厚さを最適化したＸ線データ収集手段を含む。
【０１００】
なお、本実施形態においては、撮影テーブル１０のクレードル１２をｚ方向に動かすことにより、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンを実現している。また、コンベンショナルスキャン又はシネスキャンの各ｚ方向スキャン位置の間の移動を実現している。しかし、走査ガントリ２０又は走査ガントリ２０内の回転部１５を撮影テーブル１０のクレードル１２に対して動かすことによっても、相対的に同様な効果を得ることができる。
【０１０１】
本実施形態における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による三次元画像再構成法でもよい。さらに、他の三次元画像再構成方法でもよい。又は２次元画像再構成でも良い。
本実施形態は、走査ガントリ２０が傾斜していない場合について記載しているが、走査ガントリ２０が傾斜した、いわゆるチルト・スキャンの場合でも同様な効果を出すことができる。本実施形態は、生体信号にＸ線データ収集が同期しない場合について記載しているが、生体信号、特に、心拍信号に同期させても同様な効果を出すことができる。
【０１０２】
本実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置を元について記載されているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置、又は、他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにおいても利用できる。
本実施形態では、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器としてシリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤを用いて、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤとしてシンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器を用いているが、この他の素材を用いたＸ線検出器でもかまわない。
【０１０３】
本実施例５では、図１２（ａ）のように空間分解能の高い多列Ｘ線検出器に第４世代の多列Ｘ線検出器を用い、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤに第３世代の多列Ｘ線検出器を用いた。しかし、図１６に示すように、空間分解能の高い多列Ｘ線検出器も第３世代の多列Ｘ線検出器で、また、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤも第３世代の多列Ｘ線検出器であっても良い。空間分解能の異なる複数の多列Ｘ線検出器をＸ線照射方向に離れていても、Ｘ線照射方向の後面にあるシンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器ＭＤが固定されていれば、このシンチレータ・フォトダイオードＸ線検出器ＭＤがＸ線照射方向の前面にある半導体のＸ線検出器ＫＤの位置に基づいて画像再構成ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線ＣＴ装置１００の一般的な動作フローチャートである。
【図３】（ａ）は、従来のＸ線検出器モジュールを示す図で、（ｂ）は、従来のＸ線検出器モジュールの構成図を示す図である。（ｃ）は、Ｘ線検出器のリフレクタの割合を示す図である。
【図４】（ａ）分解能の異なる検出器を組み合わせた検出器モジュールを示す図である。（ｂ）は、シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤ、シンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤの順で構成した検出器を示し、（ｃ）は、シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤ、シンチレータＰＤ、フォトダイオードＳＤの順で構成した検出器を示す図である。（ｄ）は、シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤを多層にした検出器を示す図である。（ｅ）は、シンチレータＳＤ、フォトダイオードＰＤ、シリコン半導体Ｘ線検出器ＳｉＤの順で構成した検出器を示す図である。
【図５】空間分解能の異なる２つの多列Ｘ線検出器の断層像をオーバーラップ表示する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】空間フィルタの例である。
【図７】空間分解能の異なる２つの多列Ｘ線検出器のＸ線投影データを画像再構成前に合成し、画像再構成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】空間分解能の異なる２つの多列Ｘ線検出器のＸ線投影データを画像再構成中に合成し、画像再構成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】空間分解能の高い断層像と密度分解能の良い断層像を画像空間において合成し、空間分解能及び密度分解能の良い断層像を求めるフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、大きさの異なる２種類の分解能のＸ線検出器が存在する状態を示す図である。（ｂ）は、空間分解能の良い多列Ｘ線検出器ＫＤのＸ線投影データＤ１を示す図である。（ｃ）は、密度分解能の良い多列Ｘ線検出器ＭＤのＸ線投影データＤ２を示す図である。（ｄ）は、空間分解能の良いＸ線投影データＤ１と密度分解能の良いＸ線投影データＤ２とを合成したＸ線投影データＤ３を示す図である。（ｅ）空間分解能の良いＸ線投影データＤ１と密度分解能の良いＸ線投影データＤ２とを加重加算処理したＸ線投影データを示す図である。
【図１１】撮影領域における空間分解能の良い領域の変化を示す図である。
【図１２】（ａ）は、第３世代、第４世代のＸ線検出器が存在するＸ線データ収集系を示す図である。（ｂ）は、空間分解能の良い第４世代多列Ｘ線検出器と密度分解能の良い第３世代多列Ｘ線検出器のＸ線投影データを画像再構成するフローチャートである。
【図１３】（ａ）は、第４世代Ｘ線データ収集系のＸ線データ収集方法を示す図である。（ｂ）は、第４世代Ｘ線データ収集系の各チャネルからのＸ線検出器ファンの位置関係を示す図である。
【図１４】多列Ｘ線検出器におけるＸ線検出器ファン変換を示す図である。
【図１５】空間分解能の良い多列Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギー分布密度分解能の良い多列Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギー分布の違いを示す図である。
【図１６】２種類の分解能のＸ線検出器が互いに離れて存在する状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
ＰＤ  …  フォトダイオード
ＳＤ  …  シンチレーター
ＳｉＤ  …  シリコン半導体検出器
ＭＡ  …  密度分解能用Ｘ線ＣＴ装置の撮影領域
ＫＡ  …  空間分解能用Ｘ線CT装置の撮影領域
ＭＤ  …  密度分解能用多列Ｘ線検出器
ＫＤ  …  空間分解能用多列Ｘ線検出器
１  …  操作コンソール
２  …  入力装置
３  …  中央処理装置
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  …  ガントリ回転部
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  …  多列Ｘ線検出器又は2次元Ｘ線エリア検出器
２５  …  データ収集装置（DAS
２６  …  回転部コントローラ
２７  …  走査ガントリ傾斜コントローラ
２８  …  ビーム形成Ｘ線フィルタ
２９  …  制御コントローラ
３１  …  処理部
３３  …  画像再構成部
３５  …  投影データ合成部
３７  …  断層像合成部
３８  …  Ｘ線検出器ファン変換部
３９  …  デュアルエネルギー像再構成部
【図６】
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【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７】
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【図８】
2009082250.tif 000024
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009082250.tif 000027
【図１２】
2009082250.tif 000028
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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