JP2007151849A - Ｘ線ｃｔ撮影方法およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＰＲで繰り返し生じる、クレードル停止位置の奥行き方向端部で断層画像情報に生じる画質劣化を、充分な投影情報を持って確実に防止するＸ線ＣＴ撮影方法およびＸ線ＣＴ装置を実現する。
【解決手段】第１の投影情報取得手段８１により、アキシャルスキャンを用いてクレードルの停止位置で第１の投影情報を取得すると同時に、クレードルの停止位置間の移動の最中に、第２の投影情報取得手段８２により、ヘリカルスキャンを用いて第２の投影情報を取得し、この第２の投影情報を用いて画像再構成された第２の断層画像情報を用いて、第１の投影情報が画像再構成された第１の断層画像情報を重み付け加算により補正することとしているので、ミッシングコーンが位置する部分の第１の断層画像情報の画質劣化を、同じ位置の第２の断層画像情報により補正し、画質の改善を実現させる。
【選択図】図３

Description

この発明は、クレードル(ｃｒａｄｌｅ)に載置された被検体に対して前記クレードルの移動方向に厚みを有するコーン（ｃｏｎｅ）状のＸ線ビーム（ｂｅａｍ）を照射し、概ね前記厚みの大きさを有する前記移動方向への前記クレードルの移動および停止を繰り返し、前記停止する位置で、前記被検体の概ね前記厚みを有する撮影領域の第１の投影情報を取得するＸ線ＣＴ撮影方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。

近年、Ｘ線固体検出器の進歩に伴い、被検体にコーン状のＸ線ビームを照射し、このＸ線ビームを２次元配列されたＸ線固体検出器を用いて検出するＶｏｌｕｍｅＣＴ（Ｖｏｌｕｍｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ボリューム コンピューティッド トモグラフィ）装置が普及しつつある（例えば、非特許文献１参照）。

そして、このＶｏｌｕｍｅＣＴ装置では、得られた３次元情報を用いたＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；マルチ プレーナ リコンストラクション）により、被検体が載置されるクレードルの移動方向である奥行き方向に、被検体のアキシャル（ａｘｉａｌ）断面の画像情報を連続して取得することが頻繁に行われる。ここで、ＭＰＲの投影情報を取得する際には、被検体が載置されるクレードルの移動および停止を繰り返し行う。この移動では、概ねＸ線ビームの厚みに相当する大きさだけ奥行き方向へ移動される。また、停止する位置では、Ｘ線固体検出器の奥行き方向の列数に相当する厚みの複数の投影情報が繰り返し取得され、奥行き方向に連続する一連のＭＰＲ投影情報とされる。

そして、各停止位置で取得された厚みを有する投影情報から断層画像情報が形成され、撮影領域の位置に従って配列されるＭＰＲの断層画像情報とされる。この配列では、奥行き方向に撮影領域が連続するアキシャル断面の断層画像情報を含む。
岡部哲夫他著、「放射線診断機器工学」医歯薬出版、１９９７年１０月１日、ｐ１７１―１７５

しかしながら、上記背景技術によれば、各停止位置で形成される複数の断層画像情報の中で、奥行き方向端部に位置する断層画像情報に劣化が生じる。すなわち、停止位置で被検体に照射されるＸ線ビームは、コーン状に末広がりの形状を有しており、奥行き方向端部に位置する断層画像情報を形成する投影情報は、奥行き方向中心部に位置する断層画像情報を形成する投影情報と比較して、ミッシングコーン（ｍｉｓｓｉｎｇ ｃｏｎｅ）のために情報量が少なく、画質の劣化が生じる。

特に、この画質劣化は、奥行き方向に連続する複数の断層画像情報からなるＭＰＲでは、奥行き方向に繰り返し発生し、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）に認知されやすく好ましいものではない。また、画像処理的手法により、この画質劣化を軽減することも行われるが、少ない投影情報量から奥行き方向中心部に位置する画像と同等の画質を実現することは、原理的に困難であり充分なものとは言えない。

これらのことから、ＭＰＲで繰り返し生じる、クレードル停止位置の奥行き方向端部で断層画像情報に生じる画質劣化を、充分な投影情報を持って確実に防止するＸ線ＣＴ撮影方法およびＸ線ＣＴ装置をいかに実現するかが重要となる。

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、ＭＰＲで繰り返し生じる、クレードル停止位置の奥行き方向端部で断層画像情報に生じる画質劣化を、充分な投影情報を持って確実に防止するＸ線ＣＴ撮影方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法は、被検体が載置されるクレードルの移動方向に厚みを有するコーン状のＸ線ビームを照射し、前記移動方向に隣接する前記厚みを有する複数の撮影領域で、前記厚みの大きさを有する前記移動方向への前記クレードルの移動および停止を繰り返し、前記停止する位置で、前記撮影領域の第１の投影情報を取得し、前記移動を行っている最中に、前記移動方向に隣接する２つの前記撮影領域にまたがる複合領域の第２の投影情報を取得し、前記第２の投影情報を用いて、前記第１の投影情報を画像再構成して生成される複数の第１の断層画像情報の前記隣接する境界近傍に位置する境界断層画像情報の補正を行う。

この第１の観点による発明では、クレードルの移動を行っている最中に、隣接する２つの撮影領域にまたがる複合領域の第２の投影情報を取得し、この第２の投影情報を用いて、第１の断層画像情報の隣接する境界近傍に位置する境界断層画像情報の補正を行う。

また、第２の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法は、第１の観点に記載の発明において、前記第１の投影情報が、アキシャルスキャンを用いて取得されることを特徴とする。
また、第３の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法は、第１または２の観点に記載の発明において、前記第２の投影情報が、ヘリカルスキャンを用いて取得されることを特徴とする。

また、第４の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法は、第３の観点に記載の発明において、前記第２の投影情報が、前記移動の加減速を行う場合に、バリアブルピッチヘリカルスキャンを用いて取得されることを特徴とする。

また、第５の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法は、第１ないし４のいずれか１つの観点に記載の発明において、前記補正が、前記第２の投影情報を画像再構成して取得される第２の断層画像情報と、前記第１の断層画像情報との重み付け加算を行うことを特徴とする。

この、第５の観点の発明では、第１の断層画像情報と第２の断層画像情報との重み付け平均により、画質を向上させる。
また、第６の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法は、第１ないし４のいずれか１つの観点に記載の発明において、前記補正が、前記第１の投影情報および前記第２の投影情報を用いて、前記境界断層画像情報を画像再構成する際に用いられる境界投影情報を形成し、前記境界投影情報を画像再構成したものを境界断層画像情報とすることを特徴とする。

この、第６の観点の発明では、第２の投影情報を用いて、第１の投影情報の補充を行った境界投影情報を形成し、画質を向上させる。
また、第７の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体が載置されるクレードルの移動方向に厚みを有するコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管と、前記移動方向に隣接する前記厚みを有する複数の撮影領域で、前記厚みの大きさを有する前記移動方向への前記クレードルの移動および停止を繰り返し、前記停止する位置で、前記撮影領域の第１の投影情報を取得する第１の投影情報取得手段とを備えるＸ線ＣＴ装置であって、前記移動を行っている最中に、前記移動方向に隣接する２つの前記撮影領域にまたがる複合領域の第２の投影情報を取得する第２の投影情報取得手段を有し、前記第２の投影情報に基づいて、前記第１の投影情報を画像再構成して生成される複数の第１の断層画像情報の前記隣接する境界近傍に位置する境界断層画像情報の補正を行う境界断層画像補正手段を有することを特徴とする。

この第７の観点の発明では、第２の投影情報取得手段により、クレードルの移動を行っている最中に、移動方向に隣接する２つの撮影領域にまたがる複合領域の第２の投影情報を取得し、この第２の投影情報に基づいて、第１の投影情報を画像再構成して生成される複数の第１の断層画像情報の隣接する境界近傍に位置する境界断層画像情報の補正を行う。

また、第８の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第７の観点に記載の発明において、第１の投影情報取得手段が、アキシャルスキャンを用いることを特徴とする。
また、第９の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第７または８の観点に記載の発明において、第２の投影情報取得手段が、ヘリカルスキャンを用いることを特徴とする。

また、第１０の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第７ないし９のいずれか１つの観点に記載の発明において、前記境界断層画像補正手段が、前記第２の投影情報を画像再構成して取得される第２の断層画像情報と、前記第１の断層画像情報との重み付け加算を行う重み付け加算手段を備えることを特徴とする。

また、第１１の観点の発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、第７ないし９のいずれか１つの観点に記載の発明において、前記境界断層画像補正手段が、前記第１の投影情報および前記第２の投影情報を用いて、前記境界断層画像情報を画像再構成する際に用いられる境界投影情報を生成する境界投影情報生成手段および前記境界投影情報を画像再構成したものを境界断層画像情報とする画像再構成手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ミッシングコーンに起因する画質劣化を軽減し、ＭＰＲで奥行き方向に繰り返し生じる画質の劣化を無くし画質を一様なものとする。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＸ線ＣＴ撮影方法およびＸ線ＣＴ装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態1にかかるＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置の外観を示す外観図である。図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）１０、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４および操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６を含む。撮影テーブル４は、被検体を横臥状態で載置するクレードル１２を有し、クレードル１２は、この被検体を走査ガントリ１０のボア（ｂｏｒｅ）２９中心部が存在する奥行き方向に移動する。

走査ガントリ１０は、中心部に移動された被検体のスキャン（ｓｃａｎ）を行い、被検体の投影情報を取得する。操作コンソール６は、走査ガントリ１０および撮影テーブル４と図示しない配線により電気的に接続され、クレードル１２の移動の指示、走査ガントリ１０によるスキャンの設定および取得した投影情報を画像再構成した断層画像情報の表示等を行う。なお、図１中に表示されたｘｙｚ座標軸は、後続する図面に表示されるｘｙｚ座標軸と同一のものであり、図面相互の位置関係を示している。

図２は、Ｘ線ＣＴ装置の電気的な全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。走査ガントリ１０は、Ｘ線管２０を有する。Ｘ線管２０はＸ線ビームを発生し、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２２により、例えば、ｚ方向に厚みを持って扇状に拡がるコーン状のＸ線ビームとなるように整形され、Ｘ線検出器２４の方向に照射される。

Ｘ線検出器２４は、Ｘ線ビームの拡がり方向にマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）状に配列された複数のシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）を有する。従って、Ｘ線検出器２４は、奥行き方向である列方向および回転部３４の走査方向であるチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）方向に、複数のシンチレータが配列された多チャネルの検出器となっている。

Ｘ線検出器２４は、全体として、凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。Ｘ線検出器２４は、例えば無機結晶からなるシンチレータと光電変換器であるフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）等を組み合わせたものである。

Ｘ線検出器２４には、データ（ｄａｔａ）収集部２６が接続されている。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々のシンチレータの検出情報を収集する。Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係およびコリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。

以上の、Ｘ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ１０の回転部３４にある回転基盤に搭載されている。ここで、被検体は、回転部３４の中心に位置するボア２９内の撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４上に載置される。回転部３４は、回転コントローラ３６により制御されつつ回転し、Ｘ線管２０からＸ線を曝射し、Ｘ線検出器２４において被検体の透過Ｘ線を、回転角度に応じた各ビュー（ｖｉｅｗ）ごとの投影情報として検出する。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。

操作コンソール６は、データ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。データ処理装置６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インタフェース６２は、走査ガントリ１０に接続されている。データ処理装置６０は、制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ１０を制御する。

走査ガントリ１０内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６は、制御インタフェース６２を通じて制御される。なお、これら各部と制御インタフェース６２との個別の接続については図示を省略する。

また、データ処理装置６０は、データ収集バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）６４に接続される。そして、データ収集バッファ６４は、走査ガントリ１０のデータ収集部２６に接続される。データ収集部２６で収集されたデータは、データ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。

データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した透過Ｘ線信号すなわち投影情報を用いて画像再構成を行う。また、データ処理装置６０には、記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６は、データ収集バッファ６４に収集された投影情報や再構成された断層画像情報および本装置の機能を実現するためのプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶する。

また、データ処理装置６０には、表示装置６８と操作装置７０がそれぞれ接続されている。表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される断層画像情報やその他の情報を表示する。操作装置７０は、オペレータによって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。オペレータは、表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。なお、走査ガントリ１０、撮影テーブル４および操作コンソール６は、被検体を撮影して断層画像情報を取得する。

図３は、データ処理装置６０の機能的な構成を示す機能ブロック図である。データ処理装置６０は、第１の投影情報取得手段８１、第２の投影情報取得手段８１および境界断層画像補正手段８５をなす画像再構成手段８３と重み付け加算手段８４とを含む。

第１の投影情報取得手段８１は、アキシャルスキャン（ａｘｉａｌ ｓｃａｎ）を行い、クレードル１２の移動方向に撮影領域が連続する第１の投影情報を取得する。ここで、アキシャルスキャンを行う場合のクレードル１２の移動を、図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）は、横軸に時間軸、縦軸にクレードル１２のｚ軸方向位置が示されている。クレードル１２は、ｚ軸方向に一定の間隔Ｗで繰り返し移動する。図４（Ａ）では、当初ａの位置にあったクレードル１２が、ｔ１〜ｔ２の時間に間隔Ｗだけ移動して位置ｂになり、その後、ｔ２〜ｔ６の時間に位置ｃ、位置ｄと順次移動して行く。なお、間隔Ｗは、後述するように、停止位置における撮影領域のｚ方向の幅と一致しており、ｚ方向に連続する一連の第１の投影情報が取得される。ここで、位置ａ〜ｄの間におけるクレードル１２の移動は、概ね一定の速度で行われるが、動き始めおよび終わりでは加減速を行う。

図４（Ｂ）は、横軸を時間、縦軸をクレードル１２の速度としてこの様子を示したものである。時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６では、速度ｖでクレードル１２の移動を行う。また、時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６での速度ｖの立ち上がりおよび立ち下がりでは、速度ｖの加減速を行う加速度運動となる。

第２の投影情報取得手段８２は、ヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）を行い、クレードル１２がｚ方向に移動を行っている時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６の最中に、回転部３４を回転させつつ第２の投影情報を取得する。図４（Ｃ）は、クレードル１２の停止時にアキシャルスキャンを行い、クレードル１２の移動時にヘリカルスキャンを行う際に、Ｘ線管２０に供給される管電流の変化を示す図である。Ｘ線管２０の管電流は、アキシャルスキャンを行う場合の値Ａ０と比較して、ヘリカルスキャンを行う場合の値Ａ１は低くされる。これにより、後述する第２の投影情報から形成される断層画像情報の厚み方向のぼけを軽減する。

画像再構成手段８３は、第１の投影情報および第２の投影情報を用いて、例えば、ｚ軸方向と直交する断面の投影情報の形成を行い、その後、この投影情報を用いたＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法によりｚ軸方向と直交する断面の断層画像情報を形成する。また、第１の投影情報を用いて形成される第１の断層画像情報は、ＭＰＲ等の３次元画像再構成を用いて形成し、また、第２の投影情報を用いて形成される第２の断層画像情報は、補間等を用いたヘリカル方式の画像再構成を用いて形成することもできる。なお、第２の投影情報は、例えば位置ａおよびｂで取得され、隣接する幅Ｗの第１の投影情報の撮影領域の境界を含む幅２Ｗの複合領域の投影情報を含む。

重み付け加算手段８４は、第２の断層画像情報を用いて、ｚ方向に隣接する第１の断層画像情報の境界領域に位置する断層画像情報に補正を行う。この補正では、ミッシングコーンの効果により画質が劣化する境界領域の第１の断層画像情報に対して、対応するｚ方向位置の第２の断層画像情報の重み付け加算を行い、画質の改善が行われる。

つぎに、本実施の形態にかかるデータ処理装置６０の動作について図５〜７を用いて説明する。図５は、図４に示す様なクレードル１２の移動をよび停止を繰り返す際に第１の投影情報取得手段８１および第２の投影情報取得手段８２により取得される、第１の投影情報および第２の投影情報の撮影領域を模式的に示したものである。

図５（Ａ）は、図４（Ａ）で示したクレードル１２の停止位置ａ〜ｄで取得される、アキシャルスキャンを用いた第１の投影情報の撮影領域を、ｚ軸方向に沿って示す説明図である。まず、回転部３４は、停止位置ａ〜ｄの各々でｚ軸と直交するｘｙ面内を回転する。この回転の際、同時にｚ軸と概ね直交する面内に照射されるコーン状Ｘ線ビームおよびＸ線検出器２４も回転させられる。図５（Ａ）には、ｘｙ面内を回転するコーン状Ｘ線ビームおよびＸ線検出器２４から決定される、撮影領域のｚｙ断面が図示されている。

ここで、コーン状Ｘ線ビームは、ｚ軸と概ね直交する方向に末広がりの形状を有するので、これをｚ軸周りに回転させた断面形状は、ボア中心位置近傍で窪んだ円筒状の撮影領域を形成する。なお、ボア中心位置でのｚ軸方向Ｘ線ビームの厚さは、クレードル１２の移動幅Ｗと一致しており、これにより、ｚ軸方向の位置が連続する複数の断層画像情報を効率的に取得する。

また、図５（Ａ）に斜線で示す撮影領域であるｚ軸方向端部には、いわゆるミッシングコーン（ｍｉｓｓｉｎｇ ｃｏｎｅ）が存在する。この領域の投影情報は、他の領域の投影情報と比較して原理的に少なくなる。従って、このミッシングコーンの領域において、ｚ軸と直交する断層画像情報は劣化を生じる。そして、この劣化の度合いは、端部に近づくほど大きくなる。

図５（Ｂ）は、クレードル１２を停止位置ａからｂへ移動している最中に、ヘリカルスキャンを用いて取得される第２の投影情報のｚ軸方向の撮影領域を示す説明図である。まず、回転部３４は、停止位置ａからｂへ移動する最中に回転を行い、同時にｚ軸と概ね直交する面内にコーン状のＸ線ビームを発生し、らせん軌道を描きながら第２の投影情報を取得する。図５（Ｂ）には、ｚ軸方向にらせん軌道を描きつつ取得される撮影領域のｚｙ断面が図示されている。

ここで、第２の投影情報の撮影領域は、図５（Ａ）に示す第１の投影情報の撮影領域が複合した、概ね２倍の幅２Ｗの複合領域を形成する。そして、この撮影領域のｚ軸方向中心部分は、第１の投影情報の撮影領域でミッシングコーンが存在する領域に位置している。なお、停止位置ｂからｃへ移動する最中および停止位置ｃからｄへ移動する最中にも同様のｚ軸方向にＷ／２だけ移動した撮影領域を、第２の投影情報として取得する。

ところで、図５（Ｂ）に示した様に第２の投影情報は、ｚ方向の撮影領域が第１の投影情報の概ね２倍の厚さを有する複合領域を形成する。しかしながら、補正の対象となるのは、第１の断層画像情報の境界近傍に位置する断層画像であるので、この境界近傍に位置する第２の断層画像情報のみを用いて充分な補正を行うことができる。

図６は、アキシャルスキャンを用いて取得される第１の断層画像情報が、一つの撮影領域に、例えばｚ軸と直交する６４スライス（ｓｌｉｃｅ）の断層画像を有する場合に、第１の断層画像情報の境界近傍に位置する６４スライスの第２の断層画像情報のみを用いて第１の断層画像情報を補正する場合を示す説明図である。

図６（Ａ）は、アキシャルスキャンを用いた第１の断層画像情報の各スライスに当たる断層画像ＡＩ_i,jを、撮影順序を示す指標ｉ，ｊを用いて示した図である。指標ｉは、一つの撮影領域ごとに０から順に撮影領域の数だけ割り振られる番号である。ここで、撮影は、ｚ軸方向に並ぶ撮影位置で順に行われるので、指標ｉは、上述した位置の座標ｚと同様に撮影位置を現す指標でもある。従って、ｉ＝０，１，２，…は、上述したｚ＝ａ，ｂ，ｃ…に対応したものとなる。また、指標ｊは、一つの撮影領域内の断層画像の位置であるスライス位置を示す指標で、番号０を含むため、−３２〜３１のスライス番号を有する。なお、図６（Ａ）に示されるｚ方向の座標は、図６（Ｂ）および（Ｃ）と同一のもので共通の座標軸を示している。

図６（Ｂ）は、ヘリカルスキャンを用いた第２の断層画像情報から抽出される、第１の断層画像情報の境界近傍に位置する６４スライスの断層画像ＨＩ_k、_jを、撮影順序を示す指標ｋ，ｊを用いて示した図である。指標ｋは、一つの撮影領域ごとに０から順に撮影領域の数だけ割り振られる番号である。ここで、撮影は、ｚ軸方向に並ぶ撮影位置で順に行われるので、指標ｋは、上述した位置の座標ｚと同様に撮影位置を現す指標でもある。また、指標ｊは、一つの撮影領域内の断層画像の位置であるスライス位置を示す指標で、番号０を含むため、−３２〜３１のスライス番号を有する。

なお、指標ｋが示すｚ方向の撮影位置と、指標ｉが示すｚ方向の撮影位置とは異なり、ｚ方向に３２スライス分の位置ずれが存在する。従って、ｋ＝ｉの場合に、ｚ方向の同一位置に存在するスライス番号は、第１の断層画像情報の断層画像ＡＩ_i,jに対して、第２の断層画像情報の断層画像ＨＩ_i、_j-(n/2)となる．ただし、ｎはスライス数で、ここでの例では、ｎ＝６４となる。

図６（Ｃ）は、補正後の第１の断層画像情報ＣＩ_i,jを示す図である。ここで、補正後の第１の断層画像情報ＣＩ_i,jは、スライスごとの重み付け関数をｗ（ｊ）として、
ＣＩ_i,j＝ｗ（ｊ）×ＨＩ_i,j-(n/2)＋（１−ｗ（ｊ））×ＡＩ_i,j
で表される。例えば、第１の断層画像情報の撮影領域ｉ＝０番の，６４番目のスライスｊ＝３１の場合には、図６中に破線で示した様に、
ＣＩ0、₃₂＝ｗ（３１）×ＨＩ0、_-1＋（１−ｗ（３１））×ＡＩ_0,31
となる。ここで、第２の断層画像情報ＨＩ_i,jは、相対位置が３２スライス分ｚ軸方向に移動しているので、第１の断層画像情報３１の位置に対応するスライス番号は、−１となる。

ここで、指標ｊを用いた場合の重み付け関数を図７に示す。図７は、重み付け関数Ｗ（ｊ）の関数形を示す図である。重み付け関数ｗ（ｊ）は、ｊの値が大きくなる境界近傍では、ヘリカルスキャンを用いて取得された第２の断層画像情報ＨＩ_k,jの重み付けが大きくされる。なお、この重み付け関数Ｗ（ｊ）の最大値である重み係数Ｗｍａｘは、撮影時のＸ線照射量に依存し、例えば、第２の断層画像情報ＨＩ_k,jを取得する際にＸ線管２０に流される管電流値ｍＡ_k,jを撮影領域ｋおよびスライス位置ｊごとに最適化し、変化させる場合には、
Ｗｍａｘ＝ｆ（ｍＡ_k,j）
となり、管電流値ｍＡ_k,jの関数となる。

上述してきたように、本実施の形態１では、第１の投影情報取得手段８１により、アキシャルスキャンを用いてクレードル１２の停止位置で第１の投影情報を取得すると同時に、クレードル１２の停止位置間の移動の最中に、第２の投影情報取得手段８２により、ヘリカルスキャンを用いて第２の投影情報を取得し、この第２の投影情報を用いて画像再構成された第２の断層画像情報を用いて、第１の投影情報が画像再構成された第１の断層画像情報を重み付け加算により補正することとしているので、ミッシングコーンが位置する部分の第１の断層画像情報の画質劣化を、同じ位置の第２の断層画像情報により補正し、画質を改善することができる。

また、本実施の形態１では、図４（Ｂ）に示す様に、クレードル１２が移動を開始および終了する時に、加速度運動を行う。この加速度運動の最中には、クレードル１２の速さは一定しない。そこで、この最中に投影情報を取得する場合には、バリアブルピッチヘリカルスキャン（ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｉｔｃｈ ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）を用いることにより、ｚ方向に等間隔の投影情報を取得することができる。

なお、このバリアブルピッチヘリカルスキャンでは、クレードル１２の加速度運動中も含め、クレードル位置情報の時間変化とヘリカルスキャンのデータ収集を行い、各位置でのコーンビーム再構成において、各データの位置情報に基づいたヘリカルデータの補間処理を行い、画像再構成を行うもので、助走区間も含めて全ての位置でのイメージングが可能となる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、第１の投影情報を画像再構成した第１の断層画像情報および第２の投影情報を画像再構成した第２の断層画像情報を用いて、ミッシングコーンが位置する部分の第１の断層画像情報の補正を行うこととしたが、画像再構成を行う前の第１の投影情報および第２の投影情報を直接用いて、ミッシングコーンが存在する部分の第１の断層画像情報を補正することもできる。そこで、本実施の形態２では、第１の投影情報および第２の投影情報を直接用いて、ミッシングコーンが存在する部分の第１の断層画像情報を補正する場合を示すことにする。

図８は、本実施の形態２にかかるデータ処理装置９０の機能的な構成を示す機能ブロック図である。なお、データ処理装置９０は、図２に示したデータ処理装置６０に対応するものであり、その他の構成は図１および２に示したものと全く同様であるので説明を省略する。

データ処理装置９０は、第１の投影情報取得手段８１、第２の投影情報取得手段８２および境界断層画像補正手段９５をなす境界投影情報生成手段９１と画像再構成手段９２とを含む。ここで、第１の投影情報取得手段８１および第２の投影情報取得手段８２は、図３のデータ処理装置６０に示したものと全く同様であるので詳しい説明を省略する。

境界投影情報生成手段９１は、第２の投影情報取得手段８２のヘリカルスキャンにより取得される第２の投影情報を用いて、第１の投影情報取得手段８１のアキシャルスキャンにより取得される第１の投影情報の補充を行う。この補充では、例えば、第１の投影情報のミッシングコーンに当たる部分の投影情報を、第２の投影情報を用いて形成し、第１の投影情報の中央部分と同等の投影情報を有するものとする。

図９は、この補充を模式的に示した説明図である。図９（Ａ）および（Ｂ）は、図５（Ａ）および（Ｂ）に示したものと全く同様の第１の投影情報の撮影領域および第２の投影情報の撮影領域を示したものである。ここで、Ｘ線ビームが通過する軌跡である投影ライン（ｌｉｎｅ）が図９（Ａ）のミッシングコーンの領域と重なる場合に投影情報の欠落が生じる。

一方、ヘリカルスキャンを用いて取得される第２の投影情報は、このミッシングコーンを被うｚ方向の領域で投影情報の収集を行う。ここで、第１の投影情報のミッシングコーンが存在する領域の投影ラインの投影情報を、投影ラインが一致する第２の投影情報を用いて形成する。なお、投影ラインが完全に一致しない場合でも、近似する第２の投影情報を用いるか、あるいは補間等の手段により投影ラインが一致する投影情報を形成することもできる。

一例として、図９（Ａ）に点線で示した投影ラインは、ｚ軸上の（ａ＋ｂ）／２の位置に、ｚ軸と直交する方向に存在する。この投影ラインの投影情報は、第１の投影情報には存在せず、この境界上の断層画像情報を形成する際に画質劣化の原因となる。そこで、第２の投影情報に含まれる同一の投影ラインの投影情報を、新たな投影情報として第１の投影情報に付加する。なお、この際、管電流の違い等によるＸ線強度の違いは補正される。

画像再構成手段９２は、補充された第１の投影情報を用いて画像再構成を行い、断層画像情報を形成する。画像再構成の方法は、画像再構成手段８３と同様である。
上述してきたように、本実施の形態２では、第１の投影情報のミッシングコーンが存在する領域の投影情報を、投影ラインが一致する第２の投影情報で補充することとしているので、第１の投影情報を画像再構成して取得される第１の断層画像情報のミッシングコーンが存在する領域の画質劣化を軽減することができる。

Ｘ線ＣＴ装置の外観を示す外観図である。 Ｘ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態１のデータ処理装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 第１の投影情報取得手段であるアキシャルスキャンを行う際の、クレードルの動作を示す説明図である。 第１の投影情報取得手段および第２の投影情報取得手段の撮影領域を示す説明図である。 第１の断層画像情報の境界近傍に位置する第２の断層画像情報のみを用いて補正を行う説明図である。 指標ｊを用いた場合の重み付け関数を示す説明図である。 実施の形態２のデータ処理装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態２の境界投影情報補正手段で用いられる第１の投影情報の補充を示す説明図である。

符号の説明

４ 撮影テーブル
６ 操作コンソール
１０ 走査ガントリ
１２ クレードル
２０ Ｘ線管
２２ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
２９ ボア
３０ コリメータコントローラ
３４ 回転部
３６ 回転コントローラ
６０、９０ データ処理装置
６２ 制御インタフェース
６４ データ収集バッファ
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置
８１ 第１の投影情報取得手段
８２ 第２の投影情報取得手段
８３、９２ 画像再構成手段
８４ 重み付け加算手段
８５、９５ 境界断層画像補正手段
９１ 境界投影情報生成手段

Claims (11)

1. 被検体が載置されるクレードルの移動方向に厚みを有するコーン状のＸ線ビームを照射し、
   前記移動方向に隣接する前記厚みを有する複数の撮影領域で、前記厚みの大きさを有する前記移動方向への前記クレードルの移動および停止を繰り返し、
   前記停止する位置で、前記撮影領域の第１の投影情報を取得し、
   前記移動を行っている最中に、隣接する２つの前記撮影領域にまたがる複合領域の第２の投影情報を取得し、
   前記第２の投影情報を用いて、前記第１の投影情報を画像再構成して生成される複数の第１の断層画像情報の前記隣接する境界近傍に位置する境界断層画像情報の補正を行うＸ線ＣＴ撮影方法。
2. 前記第１の投影情報は、アキシャルスキャンを用いて取得されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
3. 前記第２の投影情報は、ヘリカルスキャンを用いて取得されることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
4. 前記第２の投影情報は、前記移動の加減速を行う場合に、バリアブルピッチヘリカルスキャンを用いて取得されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
5. 前記補正は、前記第２の投影情報を画像再構成して取得される第２の断層画像情報と、前記第１の断層画像情報との重み付け加算を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
6. 前記補正は、前記第１の投影情報および前記第２の投影情報を用いて、前記境界断層画像情報を画像再構成する際に用いられる境界投影情報を形成し、前記境界投影情報を画像再構成したものを境界断層画像情報とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ撮影方法。
7. 被検体が載置されるクレードルの移動方向に厚みを有するコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管と、前記移動方向に隣接する前記厚みを有する複数の撮影領域で、前記厚みの大きさを有する前記移動方向への前記クレードルの移動および停止を繰り返し、前記停止する位置で、前記撮影領域の第１の投影情報を取得する第１の投影情報取得手段とを備えるＸ線ＣＴ装置であって、
   前記移動を行っている最中に、前記移動方向に隣接する２つの前記撮影領域にまたがる複合領域の第２の投影情報を取得する第２の投影情報取得手段を有し、
   前記第２の投影情報に基づいて、前記第１の投影情報を画像再構成して生成される複数の第１の断層画像情報の前記隣接する境界近傍に位置する境界断層画像情報の補正を行う境界断層画像補正手段を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
8. 前記第１の投影情報取得手段は、アキシャルスキャンを用いることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記第２の投影情報取得手段は、ヘリカルスキャンを用い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。
10. 前記境界断層画像補正手段は、前記第２の投影情報を画像再構成して取得される第２の断層画像情報と、前記第１の断層画像情報との重み付け加算を行う重み付け加算手段を備えることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記境界断層画像補正手段は、前記第１の投影情報および前記第２の投影情報を用いて、前記境界断層画像情報を画像再構成する際に用いられる境界投影情報を生成する境界投影情報生成手段および前記境界投影情報を画像再構成したものを境界断層画像情報とする画像再構成手段を備えることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

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