CN103300874B

CN103300874B - 图像生成方法和装置、放射线断层摄影装置及程序

Info

Publication number: CN103300874B
Application number: CN201310081392.4A
Authority: CN
Inventors: 萩原明
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2017-06-13
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: EP2639768A2; US20130243152A1; EP2639768A3; JP6125148B2; CN103300874A; EP2639768B1; JP2013188355A; US9378567B2; US20140146938A9

Abstract

本发明的图像生成方法对多个视野的扇形束投影数据（P1）进行排序处理及插值处理，在进行关于多个视野方向得到与各数据对应的放射线路径的通道方向的间隔相等的等间隔平行束投影数据（P3）的数据变换时，使上述放射线路径的通道方向的间隔，与将以往认为几何学上使重构图像的空间分辨率最大的间隔、即检测元件的通道方向的排列间隔除以以等中心（ISO）为基准时的检测器的检测面中的投影放大率而得的基准间隔（Δd）相比进一步减少。由此，将准确度高的插值处理前的数据或与之接近的数据用于反投影的机会增大，抑制空间分辨率的下降。从而即使进行扇形－平行变换也能抑制重构图像中的空间分辨率的下降。

Description

图像生成方法和装置、放射线断层摄影装置及程序

技术领域

本发明涉及通过对放射线投影数据进行扇形－平行（fan-para）变换并反投影而重构图像的图像生成方法、图像生成装置和放射线断层摄影装置以及用于此的程序（program）。

背景技术

在第3代X射线CT（Computed Tomography：计算机断层摄影）装置中，将扇形束（fanbeam）的X射线用于投影数据的收集。另外，存在将这样收集的扇形束投影数据（fan beamprojection data）变换成平行束投影数据（parallel beam projection data）后进行反投影处理而重构图像的情况。

一般地，称该变换为扇形－平行变换，称使用扇形－平行变换的图像重构法为扇形－平行变换法。进行扇形－平行变换法的主要目的在于，确保CT值的均匀性，抑制进行MPR（Multi-Plane Reconstruction：多平面重建）时的伪像（artifact），减轻计算处理量等。

然而，按通道（channel）方向的每个数据（data）拆分多个视野（view）的扇形束投影数据并简单地排序而得到平行束投影数据时，与各数据对应的放射线路径的位置在通道方向是不等间隔的。

但是，在扇形－平行变换法中，对扇形－平行变换后的平行束投影数据进行作为频率变换的傅立叶变换（Fourier transform），因而与各数据对应的放射线路径需要在通道方向上等间隔地排列。

因此，通常在进行扇形－平行变换时，不仅对扇形束投影数据进行排序处理，还进行通道方向的插值处理，得到放射线路径（path）的位置在通道方向等间隔地排列的、等间隔平行束投影数据（参照专利文献1，段落[0004]等）。

专利文献

专利文献1：日本特开2012-005757号公报。

发明内容

然而，进行通道方向的插值处理而得到的等间隔平行束投影数据，与插值处理前的数据比较时，更多地包含与真值的误差（error），造成重构图像的空间分辨率的下降。

由于这样的状况，希望有即使进行扇形－平行变换也能够抑制重构图像中的空间分辨率的下降的技术。

第1方面的发明提供一种图像生成方法，具有：

数据变换工序，通过对利用使放射线源和沿通道方向排列有多个检测元件的检测器沿对象的周围旋转的扫描（scan）而收集的多个视野的扇形束投影数据进行排序处理及插值处理，从而关于多个视野方向得到通道方向的间隔相等的等间隔平行束投影数据；以及

图像重构工序，通过对所述得到的等间隔平行束投影数据进行反投影处理来重构图像，

所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔，比将所述检测元件的通道方向的排列间隔除以以所述放射线源及检测器的旋转中心为基准时的所述检测器的检测面中的投影放大率而得的基准间隔更小。

第2方面的发明提供上述第1方面的图像生成方法，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔为所述基准间隔的N分之1（N为2以上的整数）。

第3方面的发明提供上述第2方面的图像生成方法，所述N为2至4的整数的任一个。

第4方面的发明提供上述第2方面或第3方面的图像生成方法，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的位置设定为，与对所述扇形束投影数据进行排序处理而得到的不等间隔平行束投影数据的通道方向的位置在所述旋转中心的附近实质上重叠。

第5方面的发明提供从上述第1方面至第4方面的任一个方面的图像生成方法，在所述数据变换工序中，根据利用该插值处理将得到的数据的离所述旋转中心的距离而改变所述插值处理的次数。

第6方面的发明提供从上述第1方面至第4方面的任一个方面的图像生成方法，在所述数据变换工序中，根据利用该插值处理将得到的数据的位置与该插值处理所使用的原数据的位置的距离而改变对所述插值处理所使用的原数据的加权。

第7方面的发明提供一种图像生成装置，具有：

数据变换单元，通过对利用使放射线源和沿通道方向排列有多个检测元件的检测器沿对象的周围旋转的扫描而收集的多个视野的扇形束投影数据进行排序处理及插值处理，从而关于多个视野方向得到通道方向的间隔相等的等间隔平行束投影数据；以及

图像重构单元，通过对所述得到的等间隔平行束投影数据进行反投影处理来重构图像，

第8方面的发明提供上述第7方面的图像生成装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔为所述基准间隔的N分之1（N为2以上的整数）。

第9方面的发明提供上述第8方面的图像生成装置，所述N为2至4的整数的任一个。

第10方面的发明提供上述第8方面或第9方面的图像生成装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的位置设定为，与对所述扇形束投影数据进行排序处理而得到的不等间隔平行束投影数据的通道方向的位置在所述旋转中心的附近实质上重叠。

第11方面的发明提供上述第7方面至第10方面任一个方面的图像生成装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的离所述旋转中心的距离而改变所述插值处理的次数。

第12方面的发明提供上述第7方面至第10方面任一个方面的图像生成装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的位置与该插值处理所使用的原数据的位置的距离而改变对所述插值处理所使用的原数据的加权。

第13方面的发明提供一种放射线断层摄影装置，具有：

放射线源；

沿通道方向排列有多个检测元件的检测器；

数据收集单元，利用使所述放射线源及检测器沿对象的周围旋转的扫描来收集多个视野的扇形束投影数据；

数据变换单元，通过对所述收集的多个视野的扇形束投影数据进行排序处理及插值处理，从而关于多个视野方向得到通道方向的间隔相等的等间隔平行束投影数据；以及

第14方面的发明提供上述第13方面的放射线断层摄影装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔为所述基准间隔的N分之1（N为2以上的整数）。

第15方面的发明提供上述第14方面的放射线断层摄影装置，所述N为2至4的整数的任一个。

第16方面的发明提供上述第14方面或第15方面的放射线断层摄影装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的位置设定为，与对所述扇形束投影数据进行排序处理而得到的不等间隔平行束投影数据的通道方向的位置在所述旋转中心的附近实质上重叠。

第17方面的发明提供上述第13方面至第16方面的任一个方面的放射线断层摄影装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的离所述旋转中心的距离而改变所述插值处理的次数。

第18方面的发明提供上述第13方面至第16方面的任一个方面的放射线断层摄影装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的位置与该插值处理所使用的原数据的位置的距离而改变对所述插值处理所使用的原数据的加权。

第19方面的发明提供上述第13方面至第18方面的任一个方面的放射线断层摄影装置，所述数据收集单元对于所述放射线源及检测器的每1旋转的旋转角度，将进行实际数据的收集的视野分配1200个以上，来收集所述多个视野的扇形束投影数据。

第20方面的发明提供一种程序，使计算机作为以下的单元而起作用：

依据上述方面的发明，在进行扇形－平行变换时，使数据的通道方向的间隔，为比将检测元件的通道方向的排列间隔除以以所谓的等中心为基准时的检测器的检测面中的投影放大率而得的基准间隔更小的间隔，得到等间隔平行束投影数据，因而能够将准确度高的插值前的数据或与之接近的插值后的数据更多地用于反投影处理，即使进行扇形－平行变换也能够抑制重构图像中的空间分辨率的下降。

附图说明

图1是概略地示出本实施方式的X射线CT装置的结构的图；

图2是示出X射线CT装置中的图像生成处理部分的结构的功能块（block）图；

图3是示出数据收集时的几何结构（geometry）的图；

图4是示出扇形－平行变换时的几何结构的图；

图5是用于说明采用平行束投影数据的现有方法的通道方向的插值处理的图；

图6是表示采用一般方法的重构图像中的与离等中心（iso-center）的距离对应的空间分辨率的变化的图表（graph），是通过模拟（simulation）而求出的；

图7是用于说明利用平行束投影数据的本实施方式的方法的通道方向的插值处理的图；

图8是示出本实施方式的X射线CT装置中的图像生成处理的流程的流程图（flowchart）；

图9是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第1比较例的图；

图10是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第2比较例的图；

图11是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第3比较例的图；

图12是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第4比较例的图。

附图标记说明

1 操作控制台；2 输入装置；3 中央处理装置；5 数据收集缓冲器；6 监视器；7 存储装置；10 扫描台；12 支架；15 旋转部；20 扫描架；21 X射线管；22 X射线控制器；23 孔径；24 X射线检测器；25 检测器控制器；26 旋转部控制器；29 控制器；30 滑环；31 数据收集部；32 扇形－平行变换部；33 反投影处理部；40 受检体；81 X射线；100 X射线CT装置。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不限定于此。

（第1实施方式）

图1是概略地示出本实施方式的X射线CT装置的结构的图。

X射线CT装置100具备操作控制台（console）1、扫描台（table）10以及扫描架（gantry）20。

操作控制台1具备：接收来自操作者的输入的输入装置2，进行用于进行受检体的摄影的各部分的控制、用于生成图像的数据处理等的中央处理装置3，收集用扫描架20取得的数据的数据收集缓冲器（buffer）5，显示图像的监视器（monitor）6，存储程序、数据等的存储装置7。

扫描台10具备承载受检体40并搬运到扫描架20的空腔部B的支架（cradle）12。支架12用内置于扫描台10的电机（motor）进行升降及水平直线移动。此外，这里设受检体40的体轴方向即支架12的水平直线移动方向为z方向，铅直方向为y方向，与z方向及y方向垂直的水平方向为x方向。

扫描架20具有旋转部15以及可旋转地支撑旋转部15的主体部20a。在旋转部15搭载有：X射线管21，控制X射线管21的X射线控制器（controller）22，将从X射线管21产生的X射线81整形为扇形束或锥形束（cone beam）的孔径（aperture）23，检测透射受检体40后的X射线81的X射线检测器24，以及进行X射线控制器22、孔径23的控制的旋转部控制器26。主体部20a具备将控制信号等与操作控制台1和扫描台10通信的控制器29。旋转部15与主体部20a经由滑环（slip ring）30电连接。

X射线管21及X射线检测器24夹着承载受检体40的摄影空间、即扫描架20的空腔部B互相对置地配置。旋转部15旋转时，X射线管21及X射线检测器24维持其位置关系不变地绕受检体40的周围旋转。从X射线管21放射并在孔径23整形的扇形束或锥形束的X射线81透射受检体40，照射到X射线检测器24的检测面。

此外，这里用通道（channel）方向（CH方向）表示该扇形束或锥形束的X射线81的xy平面中的展开方向，用切片（slice）方向（SL方向）表示z方向上的展开方向或z方向本身，用等中心方向（I方向）表示在xy平面中朝向旋转部15的旋转中心的方向。

X射线检测器24由沿通道方向及切片方向配设的多个检测元件24i构成。此外，检测元件的通道方向的数量，例如在60°的角度范围内为900个左右，其排列间隔例如为1mm左右。

图2是示出X射线CT装置中的图像生成处理的部分的结构的功能框图。如图2所示，X射线CT装置100具备数据收集部31、扇形－平行变换部32以及反投影处理部33。数据收集部31执行扫描，收集多个视野的扇形束投影数据。扇形－平行变换部32对所收集的扇形束投影数据进行扇形－平行变换处理，得到等间隔平行束投影数据。反投影处理部33对得到的等间隔平行束投影数据进行反投影处理来重构图像。

以下，更详细地说明这些各部分的功能。

图3是示出数据收集时的几何结构的图。

数据收集部31控制扫描架20而执行扫描，收集多个视野的扇形束投影数据。扇形束投影数据是与各数据对应的X射线路径扇形束状地、即在既定的角度范围放射状地展开的投影数据。

在本例中，如图3所示，以与1个视野对应的旋转角度同与检测元件的通道方向的排列间隔对应的旋转角度量Δα实质上相等的方式，对旋转1周的旋转角度均等地分配既定数量的视野而进行上述扫描。

此外，优选各视野的扇形束投影数据全部是直接地基于检测元件24i的检测信号而未进行插值处理等的实际数据，但也可利用实际数据的视野方向的插值得到其一部分。但是，较大地依赖于视野方向的插值而使进行实际数据的收集的视野的分配过度粗糙时，对重构图像中的空间分辨率造成坏的影响。因此，对旋转1周的旋转角度分配的、进行实际数据的收集的视野的数量，例如，至少为800个视野以上，优选为1200个视野以上，更优选为1600个视野以上。

图4示出扇形－平行变换时的几何结构，左侧是扇形束的几何结构，右侧是平行束的几何结构。

扇形－平行变换部32对利用数据收集部31收集的多个视野的扇形束投影数据进行排序处理及通道方向的插值处理，从而关于多个视野方向得到等间隔平行束投影数据。

首先，对排序处理进行说明。排序处理是这样的处理，其通过按每个数据拆分多个视野的扇形束投影数据并进行排序，从而关于多个视野方向，得到X射线路径平行的平行束投影数据。

从图4可知，在排序处理后得到的平行束投影数据中，与各数据对应的X射线路径的离等中心（扫描架的旋转中心）的距离Dα用Dα＝Fi×sin（α）表达。这里，Fi是X射线焦点与等中心ISO的距离，α是某一检测元件24i的旋转角度。就是说，该排序处理后得到的平行束投影数据是与各数据对应的X射线路径沿通道方向不等间隔地排列的不等间隔平行束投影数据。

如上所述，以与1个视野对应的旋转角度同与检测元件24i的通道方向的排列间隔对应的旋转角度分Δα实质上相等的方式，对旋转1周的旋转角度均等地分配既定数量的视野，而进行利用数据收集部31执行的扫描。因此，不等间隔平行束投影数据中的X射线路径的通道方向的间隔，在等中心ISO附近，为将X射线检测器24中的检测元件24i的通道方向的排列间隔除以以等中心ISO为基准时的检测面的投影放大率（也称为X射线放大率）而得的间隔Δd。即，如图3所示，在假设从X射线焦点21f开始通过等中心ISO附近而连结到达某1个检测元件24i的中心的直线、以及从X射线焦点21f开始连结到达与该检测元件24i邻接的检测元件24i的中心的直线时，该间隔Δd相当于在等中心ISO附近的该两条直线间的距离。从几何学上来看，重构图像中的空间分辨率不能够提高到高于该间隔Δd，可认为该间隔Δd为最大程度提高重构图像中的空间分辨率的极限条件。这里称该间隔Δd为“基准间隔”。此外，在检测元件的通道方向的排列间隔为1mm左右的情况下，基准间隔Δd例如为0.5mm左右。

接着，对通道方向的插值处理进行说明。通道方向的插值处理是这样的处理，其对利用排序处理得到的不等间隔平行束投影数据进行插值处理，与各数据对应的X射线路径平行且沿通道方向等间隔地排列，得到等间隔平行束投影数据。此外，在该插值处理中，等间隔平行束投影数据中的X射线路径的位置设定为，与不等间隔平行束投影数据中的X射线路径在等中心附近实质上重叠。

这里，对通道方向的插值处理，比较一般的方法和采用本实施方式的方法来进行说明。

图5是用于说明采用一般的方法的通道方向的插值处理的图。图5的上侧的箭头群（non-normalized Fan Data：非标准化扇形数据）简化不等间隔平行束投影数据P1中的X射线路径而进行表示。另外，图5的下侧的箭头群（normalized Fan Data：标准化扇形数据）简化采用一般的方法的插值处理后的等间隔平行束投影数据P2中的X射线路径而进行表示。

在一般的方法中，如图5所示，等间隔平行束投影数据P2中的X射线路径的通道方向的间隔设定为与基准间隔Δd实质上相同。就是说，关于将得到的等间隔平行束投影数据P2的X射线路径的间隔、即通道方向的采样间隔的设定，考虑如下的情况来进行设定：已达到能够使重构图像中的空间分辨率最高的上限后，即使进一步进行精细采样，也只会增加计算处理量，而无助于空间分辨率的提高。

不等间隔平行束投影数据P1中的X射线路径的间隔与等间隔平行束投影数据P2中的X射线路径的间隔之差，实际上是微小的。然而，不等间隔平行束投影数据P1中的X射线路径与等间隔平行束投影数据P2中的X射线路径的位置关系，在等中心ISO附近没有偏差，随着从等中心ISO离开而开始产生微小的偏差。而且，随着离等中心ISO的距离变大，该微小的偏差累积并渐渐变大，在某一位置取得极大点。在该极大点的周边，丢失维持空间分辨率所需要的信息。经过该极大点时，X射线路径的位置偏差渐渐变小，在某一位置偏差消失，X射线路径彼此一致。此后，偏差又渐渐变大，再次取得极大点。

这样，空间分辨率，例如作为其指标的MTF（Modulation Transfer Function：调制传递函数），根据离等中心ISO的距离而带有周期性地下降。

图6是表示采用一般的方法的重构图像中的、与离等中心ISO的距离对应的空间分辨率的变化的图表，通过模拟而得来。左侧的图表是在图像上的各位置求出MTF值为50％时的每1cm的线对（line pair）数并绘出（plot）它们的图。另外，右侧的图表是在图像上的各位置求出MTF值为10％时的每1cm的线对数并绘出它们的图。在任一图表中，为了参考，放入以扇形束投影数据为基础的重构图像中的空间分辨率的变化曲线。在这些图表中可观察到如下情况：在采用一般的方法的重构图像中，空间分辨率根据离等中心ISO的距离而带有周期性地下降。

在一般的方法的情况下，不等间隔平行束投影数据中的X射线路径与等间隔平行束投影数据中的X射线路径的位置偏差量局部变大，在其周边空间分辨率下降。

图7是用于说明采用本实施方式的方法的通道方向的插值处理的图。图7的上侧的箭头群简化不等间隔平行束投影数据P1中的X射线路径而进行表示。另外，图7的下侧的箭头群简化采用本实施方式的方法的插值处理后的等间隔平行束投影数据P3中的X射线路径而进行表示。

在本实施方式的方法中，如图7所示，等间隔平行束投影数据P3中的X射线路径的通道方向的间隔设定为比基准间隔Δd小，而且，以与基准间隔Δd的1/N（N为2以上的整数）实质上相同的方式设定。

乍一看，即使这样做也可能认为无助于提高空间分辨率。然而，实际上，象这样等间隔平行束投影数据P3中的X射线路径的通道方向的间隔比基准间隔Δd少时，能够使准确度高的插值前的数据即不等间隔平行束投影数据P1中的数据本身或与之接近的插值后的数据用于反投影处理的机会增大，能抑制重构图像中的空间分辨率的下降。

另外，进而通过将等间隔平行束投影数据P3中的X射线路径的通道方向的间隔设为基准间隔Δd的1/N（N为2以上的整数），能够使等间隔平行束投影数据P3之中包含更多的不等间隔平行束投影数据P1中的数据本身或与之接近的数据，能进一步抑制重构图像中的空间分辨率的下降。

此外，上述的整数N越大则空间分辨率下降的抑制效果越大，但该效果渐渐达到顶点的另一方面是，计算处理量持续增大。因此，考虑效果与计算量的平衡（balance）时，优选当前的设定为例如N＝2～4左右。

另外，作为上述的插值处理，例如除了线性插值（一次插值）外，能够使用样条（spline）插值、拉格朗日（Lagrange）插值、牛顿（Newton）插值、双线性（bi-linear）插值等的多次插值。

在使用多次插值作为上述的插值处理的情况下，也可使插值处理的次数根据与利用该插值处理将得到的数据对应的X射线路径的离等中心ISO的距离而变化。例如，也可以在该距离较小时减少插值处理的次数，该距离越大则增大插值处理的次数。这样的话，利用从与重构图像中的等中心ISO对应的中心开始的在半径方向的空间分辨率的高低趋势，能够适用合适的插值处理，能够期待进一步抑制空间分辨率的下降。

另外，也可以使对插值处理所使用的原数据的加权根据与利用该插值处理将得到的数据对应的X射线路径以及与该插值处理所使用的原数据对应的X射线路径的距离而变化。就是说，也可对加权赋予非线性。例如，也可以在该距离较小时使权重增大，该距离越大则使权重越小。这样的话，在能够判断与插值后的数据对应的X射线路径充分地接近与该插值处理所使用的原数据对应的X射线路径时，能够使对该原数据的加权比线性插值的情况更大，能够更接近实际数据的数据，能够期待进一步抑制空间分辨率的下降。

此外，排序处理及通道方向的插值处理在算法（algorithm）上可以各自分开阶段性地进行，也可整理成一个处理来进行。

反投影处理部33对关于利用扇形－平行变换部32得到的多个视野方向的等间隔平行束投影数据进行反投影处理来重构图像。作为反投影处理，例如，能够使用滤波反投影处理（filtered back-projection process）、卷积反投影处理（convolution back-projection process）等。滤波反投影处理是如下的处理：对投影数据的傅立叶变换在频率空间乘以重构函数（滤波函数），进行逆傅立叶变换而重构图像。另外，卷积反投影处理是如下的处理：求出重构函数的逆傅立叶变换，通过在实空间上使其与投影数据叠加即卷积而进行反投影，从而重构图像。

说明本实施方式的X射线CT装置中的图像生成处理的流程。

图8是示出本实施方式的X射线CT装置中的图像生成处理的流程的流程图。

在步骤（step）S1中，数据收集部31执行扫描并收集多个视野的扇形束投影数据。此时，例如，对扫描旋转1周的旋转角度，将进行实际数据的收集的视野按与检测元件24i的排列间隔量相当的旋转角度分配并进行扫描。此外，在包含采用实际数据的视野方向的插值而生成与此相当的视野数的扇形束投影数据的情况下，对扫描旋转1周的旋转角度将进行实际数据的收集的视野分配至少1200个以上。

在步骤S2中，扇形－平行变换部32对在步骤S1收集的多个视野的扇形束投影数据，通过进行排序处理及通道方向的插值处理而进行扇形－平行变换，得到等间隔平行束投影数据。此时，将X射线路径的通道方向的间隔设定为基准间隔Δd的1/N（N为例如2～4的整数）的间隔。

在步骤S3中，对在步骤S2得到的等间隔平行束投影数据进行反投影处理来重构图像。

由此，对采用一般的方法（以下，称为一般方法）的重构图像与采用本实施方式的方法（以下，称为本方法）的重构图像的比较结果进行说明。

图9是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第1比较例的图。本例是以其中心位于从等中心ISO开始半径50mm的位置的方式配置MTF测定用仿真模型（phantom）而进行扫描时的例子。左侧的图像G11（原始）是采用一般方法的原始图像，是将通道方向的插值处理中的X射线路径的间隔设定为基准间隔Δd时的图像。右侧的图像G12（chup2）是采用本方法的图像，是将通道方向的插值处理中的X射线路径的间隔设定为基准间隔Δd的1/2、即将通道方向的采样（sampling）设定为双倍密度时的图像。中央下侧的图像G13是它们的差分图像。如图9所示，在采用一般方法的原始图像G11中，MTF测定用仿真模型内的钉（pin）沿通道方向（以等中心为中心的半径方向）延展。另一方面，在采用本方法的图像G12中，可知该钉表现、改善为本来的圆形形状。

图10是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第2比较例。本例是以其中心位于从等中心ISO开始半径100mm的位置的方式配置与第1比较例时相同的MTF测定用仿真模型（phantom）而进行扫描时的例子。左侧的图像G21（原始）是采用一般方法的原始图像（X射线路径的间隔＝“基准间隔”），右侧的图像G22（chup2）是采用本方法的图像（X射线路径的间隔＝”基准间隔”的1/2）。另外，中央下侧的图像G23是它们的差分图像，其横向的图表G24是将MTF值为10％时的每1cm的线对（lp/cm）与MTF值为50％时的每1cm的线对（lp/cm）相对于离等中心ISO的距离而绘出的图表。如从图10的差分图像可知的那样，在采用一般方法的原始图像G21中，根据离等中心ISO的距离在沿圆周方向上产生Sharp（清晰）/Blur（模糊）的带（band）。另一方面，在采用本方法的图像G22中，那样的带的产生得到抑制，改善成空间分辨率平坦（flat）的图像。

图11是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第3比较例的图。本例是扫描头部仿真模型时的例子，图像示出位于从等中心开始半径85mm的位置的内耳骨部分的构造。左上侧的图像G31是采用一般方法的原始图像，是将通道方向的插值处理中的X射线路径的间隔设定为基准间隔Δd时的情况。右上侧的图像G32（chup4）是采用本方法的图像，是将通道方向的插值处理中的X射线路径的间隔设定为”基准间隔”的1/4，即将通道方向的采样设定为4倍密度时的情况。左下侧的图像G33是左上侧的图像G31中的用虚线包围的区域的放大图，右下侧的图像G34（ch2v2）是右上侧的图像中的用虚线包围的区域的放大图。在采用本方法的图像中可知，在从等中心ISO离开的部位中，其空间分辨率也得到改善。

图12是示出采用一般方法的图像与采用本方法的图像的第4比较例的图。本例是扫描头部仿真模型时的例子，图像示出其内耳骨的局部部分的构造。左上侧的图像G41（原始）是采用一般方法的原始图像，是将通道方向的插值处理中的X射线路径的间隔设定为基准间隔Δd时的情况。右上侧的图像G42（chup2）是采用本方法的图像，是将通道方向的插值处理中的X射线路径的间隔设定为基准间隔Δd的1/2，即将通道方向的采样设定为2倍密度时的情况。左下侧的图像G43（v2）是将进行实际数据的收集的视野数设为通常的2倍（每1旋转1600个以上）、即将视野方向的采样设定为2倍密度时的情况。另外，右下侧的图像G44（ch2v2）是将通道方向及视野方向的双方向的采样设定为通常的2倍密度时的情况。从图12可知，在将通道方向及视野方向的双方向的采样设定为通常的2倍密度时的图像，空间分辨率最高。

这样，依据本实施方式，在进行扇形－平行变换时，使放射线路径的通道方向的间隔成为比将检测元件的通道方向的排列间隔除以以所谓的等中心为基准时的检测器的检测面中的投影放大率而得的基准间隔更小的间隔，得到等间隔平行束投影数据，因而能够将准确度高的插值前的数据或与此接近的插值后的数据更多地用于反投影处理，即使进行扇形－平行变换也能够抑制重构图像中的空间分辨率的下降。

此外，本实施方式在不脱离发明的宗旨的范围内，能进行各种的变更、添加等。

例如，本实施方式是X射线CT装置，但进行上述的图像生成处理的图像生成装置也是发明的实施方式的一个例子。另外，用于使计算机作为这样的图像生成装置起作用的程序、存储有该程序的存储介质等，也是发明的实施方式的一个例子。

另外例如，本实施方式是X射线CT装置，但发明也可适用于组合了X射线CT装置与PET或SPECT的PET-CT装置、SPECT-CT装置，一般摄影装置等。

Claims

1.一种图像生成方法，具有：

数据变换工序，通过对利用使放射线源和沿通道方向排列有多个检测元件的检测器沿对象的周围旋转的扫描而收集的多个视野的扇形束投影数据进行排序处理及插值处理，从而关于多个视野方向得到通道方向的间隔相等的等间隔平行束投影数据；以及

2.如权利要求1所述的图像生成方法，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔为所述基准间隔的N分之1，其中，N为2以上的整数。

3.如权利要求2所述的图像生成方法，所述N为2至4的整数的任一个。

4.如权利要求2或权利要求3所述的图像生成方法，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的位置设定为，与对所述扇形束投影数据进行排序处理而得到的不等间隔平行束投影数据的通道方向的位置在所述旋转中心的附近实质上重叠。

5.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的图像生成方法，在所述数据变换工序中，根据利用该插值处理将得到的数据的离所述旋转中心的距离而改变所述插值处理的次数。

6.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的图像生成方法，在所述数据变换工序中，根据利用该插值处理将得到的数据的位置与该插值处理所使用的原数据的位置的距离而改变对所述插值处理所使用的原数据的加权。

7.一种图像生成装置，具有：

8.如权利要求7所述的图像生成装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔为所述基准间隔的N分之1，其中，N为2以上的整数。

9.如权利要求8所述的图像生成装置，所述N为2至4的整数的任一个。

10.如权利要求8或权利要求9所述的图像生成装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的位置设定为，与对所述扇形束投影数据进行排序处理而得到的不等间隔平行束投影数据的通道方向的位置在所述旋转中心的附近实质上重叠。

11.如从权利要求7至权利要求9的任一项所述的图像生成装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的离所述旋转中心的距离而改变所述插值处理的次数。

12.如从权利要求7至权利要求9的任一项所述的图像生成装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的位置与该插值处理所使用的原数据的位置的距离而改变对所述插值处理所使用的原数据的加权。

13.一种放射线断层摄影装置，具有：

放射线源；

沿通道方向排列有多个检测元件的检测器；

14.如权利要求13所述的放射线断层摄影装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔为所述基准间隔的N分之1，其中，N为2以上的整数。

15.如权利要求14所述的放射线断层摄影装置，所述N为从2至4的整数的任一个。

16.如权利要求14或权利要求15所述的放射线断层摄影装置，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的位置设定为，与对所述扇形束投影数据进行排序处理而得到的不等间隔平行束投影数据的通道方向的位置在所述旋转中心的附近实质上重叠。

17.如权利要求13至权利要求15的任一项所述的放射线断层摄影装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的离所述旋转中心的距离而改变所述插值处理的次数。

18.如权利要求13至权利要求15的任一项所述的放射线断层摄影装置，所述数据变换单元根据利用该插值处理将得到的数据的位置与该插值处理所使用的原数据的位置的距离而改变对所述插值处理所使用的原数据的加权。

19.如权利要求13至权利要求15的任一项所述的放射线断层摄影装置，所述数据收集单元对于所述放射线源及检测器的每旋转1周的旋转角度，将进行实际数据的收集的视野分配1200个以上，来收集所述多个视野的扇形束投影数据。

20.一种医学影像装置，包括：

用于通过对利用使放射线源和沿通道方向排列有多个检测元件的检测器沿对象的周围旋转的扫描而收集的多个视野的扇形束投影数据进行排序处理及插值处理，从而关于多个视野方向得到通道方向的间隔相等的等间隔平行束投影数据的装置；以及

用于通过对所述得到的等间隔平行束投影数据进行反投影处理来重构图像的装置，

其中，所述等间隔平行束投影数据的通道方向的间隔，比将所述检测元件的通道方向的排列间隔除以以所述放射线源及检测器的旋转中心为基准时的所述检测器的检测面中的投影放大率而得的基准间隔更小。