CN101342081A - X射线计算机断层摄影装置、重构处理装置和图像处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X射线计算机断层摄影装置、重构处理装置和图像处理装置。X射线计算机断层摄影装置利用锥束X射线扫描被检体，基于投影数据产生基准体数据，根据基准体数据所包含的锥束伪影所特有的形状和方向，提取锥束伪影的分量，从基准体数据中减去锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的结果体数据。

Description

X射线计算机断层摄影装置、重构处理装置和图像处理装置

技术领域

本发明涉及一种可进行锥束重构的X射线计算机断层摄影装置、重构处理装置以及图像处理装置。

背景技术

有一种对通过用锥束X射线扫描被检体从而收集到的投影数据进行重构处理并产生体数据的X射线计算机断层摄影装置(锥束CT装置)。在锥束CT中，FDK重构(Feldkamp重构)等锥束重构是有用的。

近年来，X射线检测器的多列化推进，锥角也随之增大。受锥角的影响，基于锥束重构而产生的体数据中明显地显现出锥束伪影。

但是，CT扫描中有圆轨道扫描和螺旋扫描。各扫描分别存在以下的问题。

(圆轨道扫描)

圆轨道扫描不能收集得到完全解所需的足够的投影数据。作为圆轨道扫描的应用，有Line+Circle(线+圆)扫描。Line+Circle扫描能够收集得到完全解所需的足够的投影数据。但是Line+Circle扫描需要追加扫描。该追加扫描存在问题。即，为了使重构原理成立，追加扫描与追加扫描之前进行的本扫描中的被检体的状态必须一致。具体地说，在本扫描以及追加扫描中，不能发生造影剂浓度的变化和被检体的身体活动等。而要满足这个要求在现实中非常困难。此外，由于追加扫描而使工作流程复杂化。而且，由于追加扫描而使对被检体的被辐射量增加。

(螺旋扫描)

螺旋扫描能够收集得到完全解所需的足够的投影数据。但是在通过将收集到的投影数据原样地进行锥束重构从而产生的体数据中，受到锥角的影响将显著地产生锥束伪影。而如果使用2003年由Alexander Katsevich提出的重构方法，则可以根据由螺旋扫描收集到的投影数据来得到完全解。但在Katsevich提出的重构方法中，螺距受到制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够近似地减少锥束伪影的X射线计算机断层摄影装置、重构处理装置以及图像处理装置。

本发明的第1个方面的X射线计算机断层摄像装置具备：扫描部，为了利用锥束X射线扫描被检体而具有X射线管和X射线检测器；重构部，根据来自所述扫描部的输出数据产生第1图像数据；提取部，根据所述第1图像数据中包含的锥束伪影所特有的形状和方向，提取所述锥束伪影的分量；差分部，从所述第1图像数据中减去所述锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的第2图像数据。

本发明的第2个方面的重构处理装置具备：存储部，存储通过利用锥束X射线扫描被检体而收集的投影数据；重构部，根据所述投影数据而产生第1图像数据；提取部，根据所述产生的第1图像数据中包含的锥束伪影所特有的形状和方向，提取所述锥束伪影的分量；和差分部，通过从所述第1图像数据中减去所述提取的锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的分量的第2图像数据。

本发明的第3个方面的图像处理装置具备：存储部，存储基于投影数据而产生的第1图像数据，该投影数据是通过利用锥束X射线扫描被检体而收集到的投影数据；提取部，根据所述第1图像数据中包含的锥束伪影所特有的形状以及方向，提取所述锥束伪影的分量；和差分部，通过从所述第1图像数据中减去所述提取的锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的分量的第2图像数据。

本发明的其它目的和优点将在随后的说明中阐述，并且部分地从该说明是很明显的，或通过本发明的实践而被了解。本发明的目的及优点可以通过以下详细指出的手段和结合来实现和获得。

附图说明

包含于本说明书中并构成本说明书的一部分的附图，示出了本发明的实施方式，并与前述的一般性说明以及后述的实施方式的详细说明一起，用于解释本发明的原理。

图1是示出本发明的第1实施方式的X射线计算机断层摄影装置的结构的图。

图2是示出图1的X射线检测器的结构的图。

图3是示出第1实施方式的锥束伪影的图。

图4是示出在图1的控制部的控制下进行的锥束伪影减少处理A的流程的图。

图5是示出在图2的控制部的控制下进行的锥束伪影减少处理B的流程的图。

图6是示出本发明的第2实施方式的X射线计算机断层摄影装置的结构的图。

图7是示出在图6的控制部的控制下进行的锥束伪影减少处理C的流程的图。

图8是示出由图6的加权处理部进行的加权处理的权重分布的一个例子的图。

图9是示出在图6的控制部的控制下进行的锥束伪影减少处理D的流程的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的X射线CT装置(X射线计算机断层摄影装置)、重构处理装置以及图像处理装置。

(第1实施方式)

图1是表示第1实施方式的X射线CT装置1的结构的图。如图1所示，X射线CT装置1由机架10和计算机装置20构成。机架10可旋转地支持圆环或圆板状的旋转框11。旋转框11为了进行扫描而以夹着被检体P对置的方式具有X射线管13和X射线检测器14。旋转框11以一定的角速度连续旋转。这里，把被检体P的体轴规定为Z轴，把垂直轴定为Y轴，把与Z轴以及Y轴垂直的轴规定为X轴。另外，被检体P被载置于摄影区域内，并使其体轴(Z轴)与床板12的长轴基本一致。

X射线管13接受来自高电压发生装置15的高电压的施加以及灯丝电流的供给而产生锥束X射线。锥束X射线是具有较大锥角的X射线束，一般具有方锥形状。如图2所示，从X射线管13的X射线焦点F产生的锥束X射线由X射线检测器14进行检测。X射线检测器14具有关于通道方向和列方向这两个方向密集分布的多个X射线检测元件14a。换言之，X射线检测器14具有沿列方向(Z轴)排列的多个X射线检测元件列14R。各元件列14R沿通道方向排列有多个X射线检测元件14a。X射线检测器14的列数(X射线检测元件列14R的数量)例如为64以上。锥束X射线的通道方向的张角被称为扇形角γ，列方向的张角被称为锥角α。

计算机装置20由重构处理装置30、显示图像的图像显示装置22、以及把来自用户的各种指示输入计算机装置20的输入装置23构成。重构处理装置30以控制部31为中枢，具有数据收集部(DAS)32、前处理部33、重构处理部34、滤波处理部35、差分处理部36、阈值处理部37以及存储部38。

数据收集部32将与从X射线检测器14的各通道输出的透射X射线的强度对应的信号变换为数字信号。将该数字信号称为原始数据。前处理部33对从数据收集部32输出的原始数据进行前处理，变换为投影数据。

重构处理部34对投影数据进行考虑到锥角来进行逆投影处理的锥束重构，产生图像数据。作为图像数据，可以是多层图像数据也可以是体数据。但为了具体进行以下的说明而将本实施方式中的图像数据设为体数据。锥束重构是考虑到被检体P的体轴方向(Z轴方向)上的X射线路径的锥角来进行重构的技术。如上所述，X射线检测器14的列数在64以上，锥角较大。因此，在产生的体数据中将产生由大锥角引起的锥束伪影。锥束伪影的详细情况将后述。

滤波处理部35对投影数据或体数据进行除去高频分量的低通滤波处理或除去低频分量的高通滤波处理等滤波处理。滤波处理既可以是在实空间上的处理，也可以是在频率空间上的处理。滤波处理部35对于各种数据，对X、Y、Z轴或由这些轴规定的平面进行滤波处理。作为在实空间上的滤波处理的具体例子，滤波处理部35对投影数据进行移动平均处理，即在Z方向上进行低通滤波处理。此外，滤波处理部35在XY平面上进行高斯滤波处理，即在XY平面上进行低通滤波处理。

差分处理部36在体数据间进行差分处理。阈值处理部37对体数据进行阈值处理。存储部38存储投影数据、体数据。

控制部31通过控制X射线CT装置1的各构成要素来进行基于锥束X射线的扫描。此外，控制部31通过控制重构处理装置30的各构成要素来进行减少体数据中包含的锥束伪影分量的锥束伪影减少处理。此外，本实施方式不限定扫描轨道的种类。即，无论是在扫描过程中不移动床板12的圆轨道扫描，还是在扫描过程中在控制部31的控制下匀速移动床板12的匀速螺旋扫描，或是使床板12的速度变化的可变速螺旋扫描，均可应用本实施方式。

以下，说明锥束伪影减少处理，但要首先说明锥束伪影所特有的形状以及方向。

具体地说，锥束伪影显著地显现在描绘出被检体的背骨(脊柱)的矢形断面图像中。背骨沿体轴(Z轴)交替排列着脊椎和椎间盘。脊椎由椎弓和椎体组成。椎弓具有半环形状。椎体具有圆板形状且关于体轴具有较窄的厚度。椎体关于矢形断面而言具有线形状。椎体与其周边部分之间有陡峭的CT值梯度。因此，从椎体产生锥束伪影。

图3是表示描绘出从椎体CR两端伸出的锥束伪影CA的矢形断面图像的图。如图3所示，锥束伪影CA是在Z方向上宽度窄、在XY方向上展宽的伪影。换言之，锥束伪影CA在Z方向上具有陡峭的CT值梯度，在XY方向上具有平缓的CT值梯度。即，含有锥束伪影CA分量的投影数据以及体数据关于Z方向具有高频分量。

另外，锥束伪影不仅从背骨的椎体产生，在肺的线状部位(例如脉管结构)的边缘分量上也显著地产生。即，只要是含有锥束伪影分量的投影数据或体数据，就可以应用本发明，且不限定摄影部位。

接下来，说明由控制部31进行的、减少具有上述的形状以及方向特征的锥束伪影的分量的锥束伪影减少处理的动作。本实施方式的锥束伪影减少处理大体有两种。第一种锥束伪影减少处理A是对利用锥束X射线收集的投影数据和体数据进行处理的方法。第二种锥束伪影减少处理B是只对体数据进行处理而不对投影数据进行处理的方法。

首先，参照图4说明第一种锥束伪影减少处理A的动作。首先，在控制部31的控制下，利用具有较大锥角的锥束X射线进行扫描并收集投影数据。投影数据暂时存储于存储部38中。在收集到投影数据并由用户经由输入装置23或自动地接受到处理A的开始请求后，控制部31开始处理A。

处理A开始后，控制部31向重构处理部34发送投影数据并使其进行第1重构处理。在第1重构处理中，重构处理部34通过锥束重构而产生体数据(以下称为基准体数据)(步骤SA1)。具体地说，采用FDK重构作为锥束重构。在基准体数据中，除了被检体P的生物分量外，还含有锥束伪影分量。

此外，在步骤SA1之外，控制部31使滤波处理部35进行第1低通滤波处理。在第1低通滤波处理中，滤波处理部35对投影数据进行关于Z方向(列方向、体轴方向)的低通滤波处理(典型地为移动平均处理)，从投影数据中除去关于Z方向的高频分量(步骤SA2)。具体地说，首先，滤波处理部35提取沿Z轴的投影路径上的投影数据。然后，滤波处理部35对提取出的投影数据进行关于Z方向的低通滤波处理。

在第1低通滤波处理后，控制部31使重构处理部34进行第2重构处理。在第2重构处理中，重构处理部34对进行了关于Z方向的低通滤波处理后的投影数据进行锥束重构处理，产生体数据(以下称为第1中间体数据)(步骤SA3)。第1中间体数据是抑制了(淡化了)锥束伪影分量以及生物分量的关于Z方向的CT值梯度的体数据。第1中间体数据存储于存储部38中。

在产生了基准体数据和第1中间体数据后，控制部31使差分处理部36进行第1差分处理。在第1差分处理中，差分处理部36从基准体数据中减去第1中间体数据，产生差分体数据(步骤SA4)。差分体数据由关于Z方向的边缘分量(具有陡峭CT值梯度的分量)构成。Z方向上的边缘分量，具体地说是关于Z方向的锥束伪影的边缘分量、生物组织间的边缘分量或噪声等。另外，在差分处理时，可以对基准体数据和第1中间体数据乘以权重系数来调整差分的程度。差分体数据存储于存储部38中。

第1差分处理后，控制部31使阈值处理部37进行阈值处理。在阈值处理中，阈值处理部37对差分体数据进行将锥束伪影分量所具有的CT值作为阈值的阈值处理(步骤SA5)。通过阈值处理，在差分体数据中留下具有锥束伪影的CT值的分量。

具体地说，首先，阈值处理部37设定锥束伪影所具有的CT值的范围(例如在锥束伪影分量的最大CT值和最小CT值之间)。一般的生物分量的CT值处于所设定的CT值范围外。然后，阈值处理部37将所设定的CT值范围外的CT值置换为零值。阈值处理后的差分体数据包含在Z方向上具有陡峭CT值梯度且具有锥束伪影分量的CT值的分量。换言之，差分体数据具有关于Z方向的边缘分量，该关于Z方向的边缘分量具有锥束伪影分量的CT值。另外，CT值范围可以在阈值处理之前预先设定。

阈值处理后，控制部31使滤波处理部35进行第2低通滤波处理。在第2低通滤波处理中，滤波处理部35对阈值处理后的差分体数据进行关于XY平面的低通滤波处理(具体地说是二维高斯滤波处理)(步骤SA6)。将进行了关于XY平面的低通滤波处理后的差分体数据称为伪像分量体数据。通过关于XY平面的低通滤波处理，抑制了(淡化了)差分体数据中包含的、关于XY平面的具有陡峭CT值梯度的分量。锥束伪影分量关于XY平面有展宽。因此，即使对锥束伪影分量进行关于XY平面的低通滤波处理，也只抑制了关于XY平面的锥束伪影以及生物分量的边缘分量的CT值梯度。从而，即使在关于XY平面的低通滤波处理后，锥束伪影分量的大部分也没被抑制而是残留下来。即，伪像分量体数据是通过抑制生物分量而提取了锥束伪影分量的差分体数据。伪像分量体数据存储于存储部38中。

第2低通滤波处理后，控制部31使差分处理部36进行第2差分处理。在第2差分处理中，差分处理部36从基准体数据中减去伪像分量体数据，产生体数据(以下称为第1结果体数据)(步骤SA7)。如上所述，基准体数据包含锥束伪影分量和生物分量。此外，伪像分量体数据不包含生物分量，而是包含锥束伪影分量。因此，第1结果体数据是减少了锥束伪影分量的体数据。所产生的第1结果体数据被输出。

通过以上来结束锥束伪影减少处理A。在锥束伪影减少处理A中，X射线CT装置1从包含锥束伪影分量的基准体数据中减去由锥束伪影分量构成的伪像分量体数据，从而产生锥束伪影分量被减少的第1结果体数据。该处理A不象Line+Circle那样需要追加扫描。也不象Katsevich的重构法那样存在复杂的计算和螺距的限制。从而，处理A可以与扫描轨道无关地近似地减少锥束伪影分量。

接下来参照图5说明锥束伪影减少处理B的动作。利用具有较大锥角的锥束X射线进行扫描来收集投影数据。由用户通过输入装置23或自动地接受处理B的开始请求后，控制部31开始处理B。处理B开始后，控制部31向重构处理部34发送收集到的投影数据并使其进行锥束重构处理。在锥束重构处理中，重构处理部34产生基准体数据(步骤SB1)。所产生的基准体数据存储于存储部38中。

FDK重构处理后，控制部31使滤波处理部35进行高通滤波处理。在高通滤波处理中，滤波处理部35对基准体数据进行关于Z方向的高通滤波处理，产生强调了基准体数据中包含的锥束伪影分量以及生物分量所包含的关于Z方向的CT值梯度分量的体数据(以下称为第2中间体数据)(步骤SB2)。即，第2中间体数据具有关于Z方向的锥束伪影的边缘分量、生物组织间的边缘分量、噪声等。另外，在该处理中，形成在Z方向上进行高通滤波处理的结构，但也可以由其它方法代用。例如，通过对基准体数据在Z方向上进行低通滤波处理，并从原来的基准体数据中减去低通滤波处理后的基准体数据，能够得到同样的结果。第2中间体数据存储于存储部38中。

高通滤波处理后，控制部31使阈值处理部37进行阈值处理。在阈值处理中，阈值处理部37对第2中间体数据进行将锥束伪影分量所具有的CT值作为阈值的阈值处理(步骤SB3)。阈值处理后的第2中间体数据包含在Z方向上具有陡峭的CT值梯度且具有锥束伪影分量的CT值的分量。换言之，第2中间体数据具有关于Z方向的边缘分量，该关于Z方向的边缘分量具有锥束伪影分量的CT值。

阈值处理后，控制部31使滤波处理部35进行低通滤波处理。在低通滤波处理中，滤波处理部35对阈值处理后的第2中间体数据进行关于XY平面的低通滤波处理(具体地说是二维高斯滤波处理)(步骤SB4)。在进行了关于XY平面的低通滤波处理后，产生伪影分量体数据。通过在XY平面内进行低通滤波处理，来抑制第2中间体数据所包含的、关于XY平面内的具有陡峭CT值梯度的分量。伪像分量体数据是通过抑制生物分量而强调了锥束伪影分量的第2中间体数据。伪像分量体数据存储于存储部38中。

低通滤波处理后，控制部31使差分处理部36进行差分处理。在差分处理中，差分处理部36从基准体数据中减去伪像分量体数据，产生第2结果体数据(步骤SB5)。第2结果体数据是锥束伪影分量被减少的体数据。第2结果体数据被输出。

根据锥束伪影减少处理B，仅通过对由重构处理产生的体数据的处理，就能减少体数据所包含的锥束伪影分量。并且与锥束伪影减少处理A相比，由于重构处理的次数少所以能够削减用于减少锥束伪影的处理所需的时间。

这样，根据第1实施方式，能近似地减少锥束伪影。而且，由于这种方法的处理比较简单，所以能够用较短的处理时间减少锥束伪影。

另外，第1实施方式不限于上述结构，利用以控制部31为中枢包括滤波处理部35、差分处理部36、阈值处理部37以及存储部38的图像处理装置40也可以实施。这种情况下，存储部38存储由X射线CT装置1和重构处理装置30等产生的基准体数据、差分体数据、第2中间体数据。例如，通过由控制部31控制图像处理装置40的各构成要素，进行锥形伪影减少处理B的步骤SB2～步骤SB5。其结果，仅通过对包含锥束伪影的基准体数据进行滤波处理、阈值处理、差分处理这样的简单图像处理，就产生了锥束伪影被减少的体数据。

此外，锥束伪影减少处理A或处理B中的各步骤的顺序不限于上述。例如，可以调换步骤SA5和步骤SA6，或者调换步骤SB3和步骤SB4。此外，虽然在步骤SA2中对投影数据在Z方向上进行了低通滤波处理，但也可以对基准体数据在Z方向上进行低通滤波处理，对在该Z方向上进行低通滤波处理后的基准体数据与未处理的基准体数据取差分，从而产生差分体数据。这种情况下，不对投影数据进行锥束重构处理以外的一切处理，仅对体数据进行处理。

此外，虽然锥束伪影分量的提取精度下降，但为了削减处理时间等目的，也可以删掉步骤SA5或步骤SB3的阈值处理。此外，也可以将图4中的步骤SA4的输出作为伪影分量，删掉步骤SA5、步骤SA6的处理。

(第2实施方式)

在原理上，锥束伪影具有如下特征：越到X射线检测器14中的锥角小的中央列，产生的锥束伪影越弱；越到锥角大的端列，产生的锥束伪影越强。第2实施方式的X射线CT装置利用这一特征来提高锥束伪影的减少精度并提高结果体数据的画质。

以下说明第2实施方式的X射线CT装置。在以下的说明中，对具有与第1实施方式大致同一功能的构成要素附以同一标记，仅在必要的情况下进行重复说明。

图6是示出本发明的第2实施方式的X射线CT装置50的结构的图。如图6所示，X射线CT装置50由机架10和计算机装置60构成。计算机装置60由重构处理装置70、显示图像的图像显示装置22、以及将来自用户的各种指示输入计算机装置60的输入装置23构成。重构处理装置70以控制部31为中枢，包括数据收集部(DAS)32、前处理部33、重构处理部34、滤波处理部35、差分处理部36、阈值处理部37、存储部38以及加权处理部39。

加权处理部39对提取的锥束伪影分量进行具有对应于Z方向的位置而变化的权重分布的加权处理。

以下，说明由控制部31进行的第2实施方式的锥束伪影减少处理的动作。第2实施方式的锥束伪影减少处理大体有两种。第一种锥束伪影减少处理C对利用锥束X射线收集的投影数据和体数据进行处理。第二种锥束伪影减少处理D不对投影数据进行处理，而仅对体数据进行处理。

首先，进行锥束伪影减少处理C的说明。图7是示出锥束伪影减少处理C的流程的图。首先在控制部31的控制下，用具有较大锥角的锥束X射线进行扫描并收集投影数据。投影数据暂时存储于存储部38中。收集到投影数据并由用户经由输入装置23或自动地接受到处理C的开始请求后，控制部31开始处理C。

处理C开始后，控制部31向重构处理部34发送投影数据并使其进行第1重构处理。在第1重构处理中，重构处理部34通过锥束重构(例如FDK重构)产生基准体数据(步骤SC1)。

在步骤SC1之外，控制部31使滤波处理部35进行第1低通滤波处理。在第1低通滤波处理中，滤波处理器35对投影数据进行关于Z方向(列方向、体轴方向)的低通滤波处理(典型地为移动平均处理)，从投影数据中除去关于Z方向的高频分量(步骤SC2)。

第1低通滤波处理后，控制部31使重构处理部34进行第2重构处理。在第2重构处理中，重构处理部34对进行了关于Z方向的低通滤波处理后的投影数据进行锥束重构处理，产生第1中间体数据(步骤SC3)。第1中间体数据存储于存储部38中。

产生基准体数据和第1中间体数据后，控制部31使差分处理部36进行第1差分处理。在第1差分处理中，差分处理部36从基准体数据中减去第1中间体数据，产生差分体数据(步骤SC4)。差分体数据存储于存储部38中。

第1差分处理后，控制部31使阈值处理部37进行阈值处理。在阈值处理中，阈值处理部37对差分体数据进行将锥束伪影分量所具有的CT值作为阈值的阈值处理(步骤SC5)。

阈值处理后，控制部31使滤波处理部35进行第2低通滤波处理。在第2低通滤波处理中，滤波处理部35对阈值处理后的差分体数据进行关于XY平面的低通滤波处理(具体地说是二维高斯滤波处理)，产生伪像分量体数据(步骤SC6)。伪像分量体数据存储于存储部38中。

第2低通滤波处理后，控制部31使加权处理部39进行加权处理。在加权处理中，加权处理部39对伪像分量体数据进行加权处理(步骤SC7)，该加权处理具有根据体数据上的关于Z方向的位置(关于X射线检测器14的列方向的位置)而变化的权重。更详细地说，权重分布随着从关于Z方向的中央部(X射线检测器14的中央列、小锥角)到端部(X射线检测器14的端列、大锥角)而增高。通过加权处理，伪像分量体数据中的锥束伪影分量的分布接近实际的锥束伪影分量的分布。

图8是示出权重分布的一例的图。如图8所示，权重随着从关于Z轴的端部到中央部而线性地降低。例如，端部的权重为1.0。即端部的锥束伪影分量的CT值不变。而中央部的权重为0。即中央部的锥束伪影分量的CT值为零。另外，权重的降低方式是线性的，但也可以曲线地变化。例如，作为曲线变化的一例，可以考虑从端部到中央部呈S形变化的S形曲线。

进行加权处理后，控制部31使第2差分处理部36进行差分处理。在第2差分处理中，差分处理部36从基准体数据中减去加权处理后的伪像分量体数据，产生第3结果体数据(步骤SC8)。第3结果体数据加入了从Z方向的端部到中央部产生强度变弱的锥束伪影分量的特征。因此，在第1结果体数据和第2结果体数据的中央部容易产生的锥束伪影分量的过度修正，在第3结果体数据中不易产生。即，第3结果体数据与第1结果体数据、第2结果体数据相比，尤其是提高了中央部的画质。

另外，加权处理的顺序不限定于上述顺序。例如可以在步骤SC5、步骤SC6之前进行。

接下来进行锥束伪影减少处理D的说明。图9是示出锥束伪影减少处理D的流程的图。

用具有较大锥角的锥束X射线进行扫描并收集投影数据。由用户经由输入装置23或自动地接受到处理D的开始请求后，控制部31开始处理D。处理D开始后，控制部31向重构处理部34发送收集到的投影数据并使其进行锥束重构处理。在锥束重构处理中，重构处理部34产生基准体数据(步骤SD1)。产生的基准体数据存储在存储部38中。

锥束重构处理后，控制部31使滤波处理部35进行高通滤波处理。在高通滤波处理中，滤波处理部35对基准体数据进行关于Z方向的高通滤波处理，产生强调了基准体数据所包含的锥束伪影分量以及生物分量所包含的关于Z方向的CT值梯度分量的第2中间体数据(步骤SD2)。第2中间体数据存储于存储部38中。

高通滤波处理后，控制部31使阈值处理部37进行阈值处理。在阈值处理中，阈值处理部37对第2中间体数据进行将锥束伪影分量所具有的CT值作为阈值的阈值处理(步骤SD3)。通过阈值处理，在第2中间体数据中留下在Z方向上具有陡峭CT值梯度且具有锥束伪影分量的CT值的分量。

阈值处理后，控制部31使滤波处理部35进行低通滤波处理。在低通滤波处理中，滤波处理部35对阈值处理后的第2中间体数据进行关于XY平面的低通滤波处理(具体地说是二维高斯滤波处理)(步骤SD4)。通过关于XY平面的低通滤波处理，产生伪像分量体数据。伪像分量体数据存储于存储部38中。

低通滤波处理后，控制部31使加权处理部39进行加权处理。在加权处理中，加权处理部39对伪像分量体数据进行权重对应于体数据上的关于Z方向的位置而变化的加权处理(步骤SD5)。

加权处理后，控制部31使差分处理部36进行差分处理。在差分处理中，差分处理部36从基准体数据中减去加权处理后的伪像分量体数据，产生第4结果体数据(步骤SD6)。

根据锥束伪影减少处理D，仅通过对由重构处理产生的体数据的处理，就可以加入产生强度从Z方向的端部到中央部减弱这一锥束伪影的特征，从而可以减少体数据所包含的锥束伪影分量。

这样，根据第2实施方式，能近似地减少锥束伪影。

另外，第2实施方式不限于上述结构，利用以控制部31为中枢包括滤波处理部35、差分处理部36、阈值处理部37、存储部38以及加权处理部39的图像处理装置80也能实施。这种情况下，存储器38存储由X射线CT装置1和重构处理装置30等产生的基准体数据、差分体数据、第2中间体数据。例如，通过由控制部31控制图像处理装置80的各构成要素，来进行锥形伪影减少处理D的步骤SD2～步骤SD6。其结果，仅通过对包含锥束伪影的基准体数据进行滤波处理、阈值处理、差分处理、加权处理这样的简单图像处理，产生减少了锥束伪影的体数据。

本发明的其它优点和改进对本领域内技术人员而言是容易想到的。因此，本发明在其更宽范围内不限于这里所描述的具体细节和典型实施例。因此，在不脱离后述权利要求及其等同方案所限定的一般发明概念的精神或范围的情况下可以进行多种改进。

Claims (17)

1.一种X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，具备：

扫描部，为了利用锥束X射线扫描被检体而具有X射线管和X射线检测器；

重构部，根据来自所述扫描部的输出数据产生第1图像数据；

提取部，根据所述第1图像数据中包含的锥束伪影所特有的形状和方向，提取所述锥束伪影的分量；

差分部，从所述第1图像数据中减去所述锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的第2图像数据。

2.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述重构部对所述输出数据进行Feldkamp重构，产生所述第1图像数据。

3.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部通过对所述输出数据以及所述第1图像数据中的至少一个进行滤波处理来提取所述锥束伪影的分量。

4.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部根据所述输出数据以及所述第1图像数据中的至少一个，产生由关于所述被检体的体轴方向的边缘分量构成的第3图像数据，作为所述锥束伪影的分量。

5.根据权利要求4所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部，

对所述输出数据进行关于所述体轴方向的低通滤波处理；

根据进行了关于所述体轴方向的低通滤波处理后的输出数据来产生第4图像数据；

通过从所述第1图像数据中减去所述产生的第4图像数据来产生所述第3图像数据。

6.根据权利要求4所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部通过对所述第1图像数据进行关于所述体轴方向的高通滤波处理来产生所述第3图像数据。

7.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部通过抑制由关于所述被检体的体轴方向的边缘分量构成的第3图像数据所包含的、关于大致垂直于所述体轴方向的平面的边缘分量，来提取所述锥束伪影的分量。

8.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部通过对由关于所述被检体的体轴方向的边缘分量构成的第3图像数据在大致垂直于所述体轴方向的平面内进行低通滤波处理，来提取所述锥束伪影的分量。

9.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部通过除去由关于所述被检体的体轴方向的边缘分量构成的第3图像数据所包含的生物分量，来提取所述锥束伪影的分量。

10.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部通过对由关于所述被检体的体轴方向的边缘分量构成的第3图像数据进行基于所述锥束伪影的分量所具有的像素值的阈值处理，来提取所述锥束伪影的分量。

11.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部，

对所述输出数据进行关于所述被检体的体轴方向的低通滤波处理；

根据进行了关于所述体轴方向的低通滤波处理后的输出数据产生第4图像数据；

通过从所述第1图像数据中减去所述产生的第4图像数据来产生所述第3图像数据；

通过对所述产生的第3图像数据进行关于大致垂直于所述体轴方向的平面的低通滤波处理，来提取所述锥束伪影的分量。

12.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述提取部，

通过对所述第1图像数据进行关于所述被检体的体轴方向的高通滤波处理来产生第4图像数据；

通过从所述第1图像数据中减去所述产生的第4图像数据来产生所述第3图像数据；

通过对所述产生的第3图像数据进行关于大致垂直于所述体轴方向的平面的低通滤波处理，来提取所述锥束伪影的分量。

13.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

还具备加权部，该加权部对所述锥束伪影的分量进行具有对应于所述体轴方向的位置而变化的权重分布的加权处理。

14.根据权利要求13所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述加权部进行具有关于所述体轴方向从中央部到端部逐渐变高的所述权重分布的所述加权处理。

15.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，其特征在于，

所述X射线检测器具有沿所述被检体的体轴方向排列的至少64列的X射线检测元件列。

16.一种重构处理装置，其特征在于，具备：

存储部，存储通过利用锥束X射线扫描被检体而收集的投影数据；

重构部，根据所述投影数据而产生第1图像数据；

提取部，根据所述产生的第1图像数据中包含的锥束伪影所特有的形状和方向，提取所述锥束伪影的分量；和

差分部，通过从所述第1图像数据中减去所述提取的锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的分量的第2图像数据。

17.一种图像处理装置，其特征在于，具备：

存储部，存储基于投影数据而产生的第1图像数据，该投影数据是通过利用锥束X射线扫描被检体而收集到的投影数据；

提取部，根据所述第1图像数据中包含的锥束伪影所特有的形状以及方向，提取所述锥束伪影的分量；和

差分部，通过从所述第1图像数据中减去所述提取的锥束伪影的分量，产生减少了所述锥束伪影的分量的第2图像数据。

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