CN106488744A - X射线拍摄装置以及图像重建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在X射线拍摄装置中在减轻计算负荷的同时实现近似于理想的点应答轨迹插补的数据插补的技术。提供高速实施沿着点应答轨迹的方向的插补的方法。根据测量数据仅针对代表性的插补角度(例如0度、±30度、±60度、90度)预先对正弦图进行插补。在重建时，若决定希望反投影的像素，则针对每个视图还决定点应答轨迹的倾斜度。对应于轨迹的倾斜度，对上述代表正弦图数据进行加权求和，由此能得到对应于任意角度的插补数据。

Description

X射线拍摄装置以及图像重建方法
技术领域
本发明涉及X射线拍摄装置的图像重建技术。
背景技术
X射线CT(计算机断层扫描；Computed Tomography)装置具有向被摄体照射X射线的X射线源和X射线检测器，X射线检测器位于与该X射线源相向的位置，检测透过了被摄体的X射线，用于根据对被摄体的周围进行旋转拍摄所得到的多个方向的投影数据，使用数据处理系统将被摄体内部的X射线衰减率的差异作为图像进行重建。X射线源通常采用X射线球管，其向电极照射以高电压加速后的电子，利用制动放射过程来产生X射线。为了一次高速地拍摄大范围，X射线检测器多采用将由闪烁器和光电二极管的组合所构成的X射线检测元件以二维阵列状排列的检测器。
由X射线CT装置得到的图像的空间分辨率依赖于焦点尺寸、每旋转一周得到的投影数据数即视图数、X射线检测器的X射线检测元件的排列密度，任何改善都耗费巨大的开发成本。
在专利文献1中，作为提高X射线CT装置的空间分辨率的技术，公开了FFS(飞焦点；Flying Focal Spot)技术。FFS技术是通过在旋转拍摄时使焦点位置高速振动从而使照射视野(Scan field of view，SFOV)中心的采样密度倍增的技术。
FFS在焦点位置的移动方向、即X射线检测元件的排列方向(例如通道方向)能实现采样密度的高密度化，但是由于CT装置进行连续旋转拍摄，因此不能以相同投影角度同时得到FFS的两个焦点位置的数据。因此，为了针对视图方向也得到每个投影角度的数据，需要对缺损数据进行插补。
作为X射线CT装置中的数据插补技术，已知将以扇形束测量的数据如同以平行束取得的那样重排时的插补法。而且，从扇形束向平行束的变换简称为扇形-平行变换。专利文献2中，作为该扇形-平行变换的技术，公开了沿着图像视野(Display field of view，DFOV)中心在正弦图上描绘的轨迹的方向进行插补的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2011/018729
专利文献2：日本特开2014-349号公报
发明内容
发明要解决的课题
在考虑断层图像上的某个像素时，将该像素位置投影而得到的正弦图上的位置沿着视图方向移动。在该正弦图上位置发生移动的轨迹、即在正弦图上描绘的轨迹(以下称作点应答轨迹)因像素位置而不同。
专利文献2中公开的插补法沿着图像视野中心的点应答轨迹进行插补，对于图像视野中心是理想的插补，但是只在图像视野中央部实施最佳插补。另一方面，在考虑多个像素位置的点应答轨迹的情况下，由于点应答轨迹在每个像素位置不同，因此无法对正弦图进行单一插补。理论上，通过生成对每个像素位置实施了不同插补的正弦图能够在所有像素位置实施最佳插补，但是由于像素数多达至少数百到数万，因此生成与其相当数量的正弦图的计算负荷巨大，并不实用。
本发明的课题在于提供一种X射线拍摄装置，能够在降低计算负荷的同时，实现近似于理想的点应答轨迹插补的数据插补，由此实现画质的提高。
用于解决课题的手段
本发明中使用以下方法，只在多个代表性的角度方向实施插补来生成代表性正弦图，在进行反投影计算时，以依赖于重建像素位置的不同权重对这些代表性正弦图进行加权平均。
即，本发明的X射线拍摄装置具备：X射线源，其从X射线焦点产生X射线；X射线检测器，其二维排列有多个X射线检测元件，检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线；旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器在相向配置的状态下旋转；以及运算部，其使用通过在使所述X射线的照射方向旋转的同时从所述X射线源照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像，所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得的第一正弦图，所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用通过所述数据插补部生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，所述数据插补部在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，由此生成多个第二正弦图，所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括如下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。
另外本发明的图像重建方法，使用由具备X射线源、X射线检测器和旋转机构的X射线拍摄装置得到的第一正弦图来重建被摄体的断层图像，该第一正弦图以在所述X射线检测器的旋转方向排列的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得，该图像重建方法包括以下处理：在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，生成多个第二正弦图，在该处理中包括以下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。
发明效果
根据本发明，能够在降低计算负荷的同时，实现近似于理想的点应答轨迹插补的数据插补，由此能实现画质的提高。
附图说明
图1是表示应用本发明的X射线CT装置的整体结构的图。
图2是表示检测器模块的X射线元件排列的一个例子的图。
图3是图1的X射线CT装置的运算装置的功能框图。
图4是说明图1的X射线CT装置中的FFS拍摄的图。
图5是说明由FFS拍摄得到的数据(第一正弦图)和缺损数据的图。
图6是表示预定像素在正弦图上的轨迹的图。
图7是表示第一实施方式的运算部的动作顺序的流程。
图8是说明缺损数据插补的图。
图9是表示采用多个代表正弦图(第二正弦图)的图像重建的概念的图。
图10是说明第一实施方式的变更例3的图。
图11是表示第二实施方式的GUI的一个例子的图。
具体实施方式
本实施方式的X射线拍摄装置具备：X射线源，其从X射线焦点产生X射线；X射线检测器，其检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线，且多个X射线检测元件二维排列；旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器以相向配置的状态旋转；以及运算部，其使用通过从所述X射线源旋转照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像。
所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴，以所述X射线源的旋转角度所对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得到的第一正弦图。所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用所述数据插补部所生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，所述数据插补部在补充所述第一正弦图所含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，生成多个第二正弦图，所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括以下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。
而且，数据插补部进行插补处理的方向(插补方向)是指在数据空间(正弦图)中设想经过缺损数据的预定角度的直线，并将位于缺损数据周围的多个数据(未缺损数据)中的、存在于该直线上的数据或者与该直线之间的距离近的数据用于插补时，该直线的角度(方向)。但是，并不排除将不在直线上的数据或者与直线之间的距离相对较远的数据用于插补处理。
以下，参照附图说明本发明的X射线拍摄装置的实施方式。
图1表示本实施方式的X射线CT装置100的概要。该图中，以从作为检查对象的被摄体3的体轴方向看到的图表示拍摄部的构造，以框图表示进行控制和运算等的部分(称作控制系统)。
拍摄部具备未图示的机架，在其中央部设有被摄体3能进入的开口部2，在内部收纳有具有旋转板及其驱动机构的扫描仪装置(旋转机构)。旋转板以开口部2的中心为旋转中心轴，可旋转地被机架支持，具备作为X射线源的X射线球管1和X射线检测器4。具备能在开口部2内移动的床5，被摄体3以载置于床5上的状态被移动至开口部2内。通过这样的结构，能对开口部2内的被摄体3进行旋转拍摄。
X射线源具备X射线球管1和驱动X射线球管1的磁场(或电场)发生装置，从位于X射线球管1内的具有有限大小的X射线焦点9产生X射线。在隔着被摄体3与X射线球管1相向的位置配置X射线检测器4。X射线检测器4被分割为多个模块8，各检测器模块8以X射线焦点9为中心配置为圆弧状或平板状。如图2所示，检测器模块8中多个X射线检测元件41排列为二维阵列状。此处，将沿着X射线检测元件的圆弧的排列方向称为通道方向，将沿着被摄体3的体轴方向的排列方向称为体层方向。
控制系统主要由存储器和硬盘驱动器等记录装置101、CPU(中央处理单元；Central Processing Unit)等运算装置(运算部)102、控制装置(控制部)103、鼠标和键盘等输入装置104以及监视器和打印机等输出装置105构成。另外，输出装置105还能与输入装置104作为一体来构成GUI(图形用户界面；Graphical User Interface)。
存储装置101中存储有通过拍摄而得到的数据或运算装置102正在计算的数据、运算装置102的运算所需的参数或数值，还存储有使运算装置102、控制装置103动作的程序等。
运算装置102除了投影、反投影等图像重建的运算之外，还进行数据校正、插补等运算。
控制装置103进行扫描仪装置控制、X射线球管1和X射线检测器4的动作控制、被检体3就寝的床5的控制等装置整体动作的控制。例如在X射线源具有使X射线球管1的焦点位置振动的功能的情况下，伴随旋转拍摄，进行使焦点位置振动的控制。
根据用户通过输入装置104设定的扫描条件，在控制装置103的控制下进行X射线CT装置100的拍摄控制。通过旋转拍摄而得到的多个投影数据(X射线检测器4检测到的数据)被记录在记录装置101中，由运算装置102执行图像处理运算，作为被摄体3的断层图像等信息显示在监视器等输出装置105中。
本实施方式的X射线CT装置的特征之处在于运算装置102的功能，具体在于检测到的数据存在缺损的情况下的数据插补处理。图3中表示具有数据插补处理功能的运算装置102的功能框图的一个例子。
如图3所示，运算装置102具备：校正部1021，其对测量到的数据进行偏移校正、灵敏度校正、散射线校正、射束硬化校正等校正；扇形-平行变换部1022，其在测量到的数据为扇形束数据的情况下将其变换为虚拟的平行束数据；数据插补部1023，其进行对测量到的数据的缺损部(称作缺损数据)插补的处理；以及图像重建部1024，其使用插补后的数据重建CT图像。这些各部分的功能的一部分或者全部，通过将预先存储在存储装置101中的程序加载到CPU并执行来实现。另外，还存在部分功能通过ASIC(专用集成电路；ApplicationSpecific Integrated Circuit)、FPGA(现场可编程门阵列；Field-Programmable GateArray)来实现的情况。
在说明运算装置102的具体处理内容以及顺序之前，首先针对存在缺损的数据以作为典型例子的FFS拍摄为例进行说明。
图4表示基于FFS的密度加倍采样的概念图。
FFS拍摄中，使用X射线球管1所具备的磁场(或电场)产生装置使电子束的轨道弯曲，从而使X射线焦点9的位置针对每个投影(视图)发生位移。焦点的位移方向可以为机架旋转方向(通道方向)、体轴方向(体层方向)。图4中为了使说明简化，示出了使焦点9在通道方向的两处F1、F2之间发生位移的情况，以下也说明在通道方向发生位移的情况，但是本发明不限定于该焦点位移方法。
如图4所示，通过焦点位移，能够在照射视野的中央附近(点划线所示的平面)使连接X射线与检测元件中心的线段的密度加倍。
用于密度加倍的焦点中心位置(一次投影间的平均位置)的移动量Δf遵照式(1)。此处，pdet是焦点位移方向的检测元件间距，SOD是X射线焦点9与机架旋转中心间的距离，SID是X射线焦点9到检测器模块8的距离(下同)。
以上述条件在使焦点在通道方向发生位移的同时进行连续旋转拍摄的情况下，由于焦点位置在相邻投影角度间切换，因此不能以相同投影角度同时得到两焦点位置的数据。因此，如图5所示，实施FFS时的正弦图(第一正弦图)在通道方向以及视图方向分别每隔一个存在缺损数据。图5中施加了斜线的体元表示缺损数据。
插补缺损数据的最简单方法是通道方向的线性插补(通道插补)、视图方向的线性插补(视图插补)。若比较对正弦图一律进行通道插补的情况和一律进行视图插补的情况，则照射视野(SFOV)中央部的空间分辨率为视图插补优异，照射视野周边部的空间分辨率为通道插补优异。其理由为照射视野中央部的位置的点应答轨迹大部分沿着视图方向，照射视野周边部的位置的点应答轨迹大部分沿着通道方向。
考虑上述特性时，认为最佳插补方法为向沿着各像素在正弦图上描绘的点应答轨迹的方向的插补(以下称为轨迹插补)。轨迹插补的概念在图6中示出。在图6中，关于上侧所示的照射视野SFOV的三个位置O、A、B示出了下侧的正弦图上的点应答轨迹LO、LA、LB。如图所示，照射视野的中心位置O的点应答轨迹为与经过通道方向中心的视图方向平行的直线LO，而在其以外的位置为具有对应于距离中心位置的偏差的振幅的、以直线LO为横轴的大致正弦曲线(在扇形束的情况下，正弦曲线为稍变形的形状)。轨迹插补以沿着该点应答轨迹的方向为插补方向进行数据插补，对于处于描绘该点应答轨迹的位置的像素是理想的插补。但是，由图6也可知，由于在正弦图上各像素的点应答轨迹重合，因此不能作为单一正弦图进行插补。
在本实施方式中，生成在不同插补方向进行了插补的多个正弦图(第二正弦图，以下称为代表正弦图)，将这些多个代表正弦图以针对每个像素位置而不同的权重进行加权来用于图像重建(反投影)，从而在降低计算负荷的同时，得到没有依赖于像素位置的空间分辨率的劣化、整体画质优异的图像。此处，关于代表正弦图的设定，从降低计算负荷、提高画质(尤其是提高空间分辨率)的观点出发，能够采取若干不同方法。以下，说明运算装置102的动作的实施方式。
<第一实施方式>
第一实施方式为针对预先决定的代表角度进行数据插补。图7表示本实施方式的运算装置102的处理流程。而且，此处重建法以滤波器校正反投影法进行说明。
首先，校正部1021对通过FFS测量而得到的数据(700)进行对数变换、以及检测元件的偏移校正以及灵敏度校正、X射线强度校正、散射线校正、射束硬化校正等既知校正(S710)。
接着，数据插补部1023在正弦图上以视图方向为轴，决定相对于轴的代表角度θi(多个)，针对每个代表角度进行向其方向的插补(S720)。代表角度θi例如以90度(绝对值)为最大值，以预定的角度间隔进行设定。例如设角度间隔为30度，设θi＝-90度、-60度、-30度、0度、30度、60度、90度这7个代表角度。θ的下标i是以角度从小到大的顺序赋予代表角度的序号。而且，代表角度没有必要为等间隔。
特定角度方向的插补是使用沿着该角度方向排列的数据(未缺损数据)的插补。参照图8说明其一个例子。在图8中，缺损位置以方块表示，其周围的数据d1～d4以圆圈显示。正弦图数据d以通道方向的检测元件编号ch、体层方向的检测元件编号sl和投影编号view的函数表示。对这些变量乘以适当系数α、β、γ并汇总，以矢量x＝(αch、βsl、γview)表示，将正弦图上的缺损位置表示为x’，则插补后的数据通常遵照式(2)。
在式(2)中，w(x-x’)是根据缺损位置x’与用于对其进行插补的数据d(x)的变量即矢量x的关系而决定的权重。由式(3)定义在正弦图上的数据间的距离r，设权重为w(r)＝r-2，则式(2)为加大最接近于缺损位置x’的位置的数据(图8中为d1)的权重来进行插补，未考虑角度方向。
与此相对，在进行图8中由虚线所示的角度方向的插补的情况下，考虑与经过缺损位置的代表角度(相对于视图方向的轴的角度)的直线L的距离来进行插补。具体地，针对缺损位置的邻近数据(图8，d1～d4)求出到直线L的最短距离rort，设w(rort)＝rort -2。或者，可以还求出与直线L(代表角度方向)平行的距离rpal(＝(r2-rort 2)1/2)，如式(4)那样，定义将rort和rpal使用适当权重ε结合而得到的新的距离r’，并设w(r’)＝r’-2。
另外，可以如式(5)那样，施加不使用比某一距离R更远的数据这一限制。由此，能防止分辨率的劣化。
数据插补部1023使以上的插补处理的角度方向一致，针对所有缺损位置得到该角度方向的代表正弦图。针对所设定的所有角度方向进行该处理，得到与所设定的角度方向(代表角度)相同数量的代表正弦图(插补后的正弦图)。
接着，返回图7，针对各代表正弦图，扇形-平行变换部1022以及图像重建部1024分别实施扇形-平行变换(S730)和重建滤波处理(S740)。扇形-平行变换为将作为扇形束而得到的数据变换为假定照射平行束而得到的数据的处理，是一种插补处理，能够进行公知的插补方法，例如进行对应于距离的加权的插补等。另外，重建滤波处理是数据与重建函数进行卷积的处理，能够考虑所希望的空间分辨率、对比度分辨率，适当选择并应用Ramachandran(拉玛钱德朗)滤波器、Shepp(薛普)滤波器、Chesler(切斯勒)滤波器等公知的重建滤波器。这些重建滤波器的选择，例如通过由用户经由输入装置104直接选择滤波器的种类或者选择所希望的分辨率来进行。
而且，在图7中示出了在生成代表正弦图(S720)后进行扇形-平行变换(S730)的例子，但是这些处理可以颠倒顺序。即，可以在对校正后的数据进行扇形-平行变换之后生成插补方向不同的多个代表正弦图。但是，为了不降低分辨率，优选图7所示的顺序。另外，生成代表正弦图(S720)和扇形-平行变换(S730)可同时进行。
使用这样实施扇形-平行变换以及重建滤波处理而得到的正弦图的数据(各角度方向的数据)进行反投影。因此，首先根据代表正弦图计算用于反投影处理的轨迹插补后的投影数据(S750)。
此处，将处理S740后的正弦图表示为D[θi](θi为代表角度)。D[θi]是扇形-平行变换后的通道方向的检测元件编号CH、扇形-平行变换后的体层方向的检测元件编号SL、扇形-平行变换后的投影编号VIEW的函数。
反投影对象的像素的坐标确定后，与其对应地在正弦图上描绘的点应答轨迹确定。若将该轨迹表示为f(VIEW)，则轨迹方向的角度Θ以arctan[f’(VIEW)]表示。使用多个角度接近于Θ的代表角度的代表正弦图通过式(6)求出用于反投影的正弦图数据D[Θ]。
式(6)中，g是Θ与θi的角度差的函数，即权重。即，θi与正弦图数据D[Θ]的角度Θ的角度差越小，权重越大。用于式(6)的计算的代表正弦图数据可以仅为θj≦Θ<θj+1的两个代表角度数据。此时的权重例如能使用克罗内克函数的符号δ以式(7)表示。
而且，轨迹方向的角度Θ在旋转中心位置以外的像素处沿着点应答轨迹f(VIEW)变化，因此针对每个投影编号(扇形-平行变换后的视图数)进行上述式(6)的计算。图9表示该情形。对应于图9的右侧所示的正弦图上的点应答轨迹的角度变化，所使用的代表正弦图的组合不同。例如，在点应答轨迹的角度的绝对值最大(但是为60度以下)的正弦图的区域1中，在以-30度的插补方法插补后的代表正弦图和以-60度的插补方法插补后的代表正弦图中，应用式(7)的权重得到数据。另外，在区域3中，由于点应答轨迹基本与视图方向平行，因此使用以0度的插补方法插补后的代表正弦图。
接着，将由式(6)求出的D[Θ]向某个像素进行反投影(S760)。反投影的计算方法通常已知，作为一个例子，可以按以下的方法进行。
关于反投影方向，将像素中心的坐标投影到平行化的虚拟检测器面的位置(位于希望重建的像素位置的虚拟点的位置)设为(CH’、SL’)。上述D[Θ]为依赖于(CH、SL)的数据，但是CH、SL是离散的，有必要通过插补来推定(CH’、SL’)的数据。使用应插补的数据位置与用于插补的数据位置的距离所对应的适当的权重h，如式(8)所示进行插补。
此处，ΔCH＝|CH’-CH|，ΔSL＝|SL’-SL|。在式(8)中没有必要进行沿着特定方向的插补，利用已知的样条插补等即可。而且，式(6)和式(8)的插补可同时进行。该情况下，可以通过式(9)求出D[Θ]。
通过对所有像素和所有视图进行采用上述式(6)以及式(8)或式(9)的处理，能得到被摄体的断层图像。断层图像显示在监视器等输出装置105中(S770)。
根据本实施方式，准备插补方向不同的多个代表正弦图，在反投影时，考虑像素的点应答轨迹，针对每个像素将这些代表正弦图的数据加权来使用，从而能进行近似的点应答轨迹插补，在FFS等需要缺损数据插补的技术中，能提高画质，实现有效的高密度化。
而且，本实施方式不仅能应用于FFS，还能应用于数据中发生缺损情况下的所有测量。例如在X射线检测器4的任一X射线检测元件存在缺陷，该检测元件部分的数据缺损的情况下，也能应用本实施方式。
另外，在上述说明中示出了代表正弦图的代表角度的最大值为+90度、最小值为-90度的情况，但是代表正弦图的决定方法不限定于上述的实施方式，而能够变更。以下，说明数据插补部1023生成代表正弦图时的变更例。
<变更例1>
在变更例1中，将代表角度的最大值以及最小值设定为对应于扫描条件的角度。参照图6可知，点应答轨迹的倾斜度的最大值Θmax不会超过90度，因此将代表角度的最大值对应于扫描条件而设定为小于90度的值。对应于扫描条件的代表角度的最大值Θmax由下述式(10)求出。而且，最小值由-Θmax给出。
此处，VIEWmax是每旋转一周的视图数，RDFOV是在以机架旋转中心为轴的圆柱坐标中测量时包含在图像视野中的像素位置的最大半径。而且，上述RDFOV也可以为用户所指定的任意关心区域(ROI，Region Of Interest)中所含的像素位置的最大半径RROI。
根据变更例1，不生成不必要的代表正弦图，由此能够进一步减少计算负荷。另外，如果代表正弦图数相同，则通过减小间隔角度，能够进一步提高与轨迹插补的近似度，能够提高插补精度。
<变更例2>
变更例1是对应于扫描条件变更了代表角度的最大值、最小值的例子，而在变更例2中，对应于重建滤波器的设定，变更代表角度的间隔角度。
重建滤波器由用户考虑图像的空间分辨率等来选择。此时在选择了低分辨率的重建滤波器的情况下，可以加大间隔角度，减少代表正弦图的数量。另外，在选择了高分辨率的重建滤波器的情况下，也可以减小间隔角度，提高轨迹插补精度。
而且，关于焦点尺寸、旋转速度、螺距、逐次近似应用重建法的平滑化强度的选择，也能具有根据推测为用户所要求的画质来自动调整代表正弦图数的功能。与上述同样地进行调整，使得要求空间分辨率越高，越增加代表正弦图数。
<变更例3>
在变更例3中，将插补方法简化为仅依赖于插补角度的绝对值。即，作为代表正弦图仅采用正、负之一(例如正)。该情况下，取代式(2)，使用式(11)。
式(11)在+Θ和-Θ下给出相同结果，因此代表正弦图仅生成正的角度(0≦θ≦Θmax)即可。
如图10所示，该变更例3在仅使用邻近4点数据这一限制下有效。即在仅考虑包围缺损数据的邻近4点(d1～d4)时，不论插补方向(角度)为+Θ还是-Θ，所使用的数据及其权重都相等。该情况下，只要仅准备正的代表角度的代表正弦图，在点应答轨迹的角度为正或负的情况下都能应对。
<第二实施方式>
第二实施方式的特征在于追加了通过用户的直接设定来设定代表正弦图的功能。
图11中表示输入装置104中显示的GUI的一个例子。该例子是将插补的程度以“弱”、“中”、“强”指定的GUI，例如显示为用户选择画质的菜单的一部分。由用户选择插补的程度后，根据所选择的插补的程度变更代表正弦图的数量。代表正弦图的数量多，即以微小的角度间隔生成代表正弦图的话，插补的精度提高，因此，变更插补的程度使得“中”比“弱”、“强”比“中”的代表正弦图数增多。
另外，可以在作为缺省而设定了标准插补方法例如通道插补，并选择了这些插补的程度时，进行轨迹插补。在标准插补方法中，由于正弦图能够单一地插补，因此用户能够在确认由标准插补方法得到的图像后，选择精度更高的插补。
而且，也可以使用户能直接输入代表正弦图数、插补角度间隔、最大插补角度。
以上，主要基于应用于FFS的实施方式说明了本发明的X射线拍摄装置，但是本发明不仅仅应用于FFS，也能应用于产生了缺损数据从而需要插补的投影数据。另外，在附图中示出了以横轴为通道方向、以纵轴为视图方向的二维正弦图，也可以为以横轴为体层方向、以纵轴为视图方向的二维正弦图，并且同样能够应用于包含通道方向和体层方向的轴的三维数据。
另外，上述实施方式中示出的数值仅仅为举例，不限定本发明。
工业上的可利用性
根据本发明，能够在降低运算装置负担的同时实现接近于理想的插补方法、即沿着点应答轨迹的插补的数据插补。其结果为，在FFS等需要对缺损数据进行插补的技术中，能进行高精度插补，能提高画质。
符号说明
1：X射线球管；2：开口部；3：被摄体；4：X射线检测器；5：床；8：检测器模块；9：X射线焦点；41：X射线检测元件；101：记录装置；102：运算装置；103：控制装置；104：输入装置；105：输出装置；1021：校正部；1022：扇形-平行变换部；1023：数据插补部；1024：图像重建部。

Claims (8)

1.一种X射线拍摄装置，具备：
X射线源，其从X射线焦点产生X射线；
X射线检测器，其二维排列有多个X射线检测元件，检测从所述X射线源照射并透过了被摄体的X射线；
旋转机构，其使所述X射线源与所述X射线检测器在相向配置的状态下旋转；以及
运算部，其使用通过在使所述X射线的照射方向旋转的同时从所述X射线源照射X射线而由所述X射线检测器检测到的多个投影数据来重建所述被摄体的断层图像，
所述X射线拍摄装置的特征在于，
所述多个投影数据包括以所述X射线检测器的旋转方向的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得的第一正弦图，
所述运算部具备插补所述第一正弦图的数据插补部和使用通过所述数据插补部生成的第二正弦图来进行图像重建的图像重建部，
所述数据插补部，在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，由此生成多个第二正弦图，
所述图像重建部进行图像重建处理，该图像重建处理包括如下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。
2.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述X射线拍摄装置进一步具备控制部，其随着所述X射线源的旋转，将所述X射线源的焦点位置切换为多个位置来控制拍摄。
3.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述数据插补部将所述第一正弦图从第二轴测得的角度设为θ，以经过插补对象位置的角度θ的直线与用于插补的数据的距离所对应的权重进行插补。
4.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
按照所述角度θ的插补不依赖于角度θ的符号。
5.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述数据插补部对应于每一圈旋转的数据采样数即投影视图数以及图像视野或关心区域的位置和大小，对所述角度θ的最大值以及最小值设限。
6.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述数据插补部对应于用户选择的重建滤波器、焦点尺寸、旋转速度、螺距、或者逐次近似应用重建法的平滑化强度的选择，决定所述第二正弦图的数量。
7.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述X射线拍摄装置进一步具备输入部，其输入所述运算部进行的处理的条件，
所述数据插补部对应于经由所述输入部输入的处理的条件，决定要生成的第二正弦图的数量和所述角度θ的范围。
8.一种图像重建方法，
使用由具备X射线源、X射线检测器和旋转机构的X射线拍摄装置得到的第一正弦图来重建被摄体的断层图像，该第一正弦图以在所述X射线检测器的旋转方向排列的检测元件编号为第一轴、以与所述X射线源的旋转角度对应的投影编号为第二轴来排列取得数据而得，
该图像重建方法的特征在于，
包括以下处理：在补充所述第一正弦图所包含的数据缺损或者将数据再配置为适合于重建处理的形式时，按照多个不同角度θ进行插补，生成多个第二正弦图，
在该处理中包括以下处理：以设于希望重建的像素位置上的虚拟点在所述第二正弦图上描绘的轨迹的倾斜度与所述角度θ的角度差所对应的权重，对多个所述第二正弦图进行加权平均。
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