JP2000262510A

JP2000262510A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2000262510A
Application number: JP11072626A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Taguchi; 克行田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: JP4768899B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線被曝量を低減し、Ｘ線曝射により収集し
たデータを有効に活用して収集されたデータの特性に応
じて最適化されたデータ補間および画像再構成を行うＸ
線ＣＴ装置を提供することにある。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置でヘリカルスキャンにより
収集されたデータを、収集されたデータの特性に応じ
て、目的とするスライス位置のデータを生成するための
補間パラメータ１５０を変更制御する補間制御手段１３
０と、収集データを補間制御手段１３０が決定した補間
パラメータに応じてヘリカル補間したデータに基づき、
画像再構成を行うデータ処理手段（１０、１１）とを具
備し、補間制御手段１３０はビュー角・レイ角などの収
集データの特性に応じて最適な補間パラメータを選択す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体を体軸方向
に螺旋状のスキャンを行って形成されたＸ線像を検出す
るＸ線ＣＴ装置に関する。特に、Ｘ線被曝量を低減し、
またＸ線曝射により収集したデータを有効利用し、収集
されたデータの特性に応じて最適化された再構成画像を
生成するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ヘリカルスキャン方式を用い
るＸ線ＣＴ装置が提案されている。ヘリカルスキャン方
式は、図２１（ｂ）に示すように、Ｘ線焦点と検出器を
連続的に回転させながらこの回転と同期させて寝台を被
検体の体軸方向（以下、Ｚ軸方向と称する）に移動させ
て被検体の断層像データを収集する。このヘリカルスキ
ャンは、Ｘ線焦点と検出器の中心点を回転中心として回
転させながら、寝台を被検体の体軸方向に移動させる。
従って、図２１（ｂ）より被検体を基準とすると、Ｘ線
焦点と検出器は螺旋軌道をとることが理解される。図２
１（ａ）は、１回転毎に寝台を移動させてデータ収集す
るコンベンショナルスキャン（スタティックスキャン）
方式を説明する図である。このヘリカルスキャン方式
は、コンベンショナルスキャン方式と比較して、広範囲
かつ高速なスキャンを実現する。

【０００３】このヘリカルスキャンを用いたＸ線ＣＴ装
置は、さらに検出器の構成によりシングルスライスＣＴ
装置とマルチスライスＣＴ装置の２種類に大別される。

【０００４】第１のシングルスライスＣＴ装置は、ファ
ン状のＸ線ビーム（以下、ファンビームと称する）を曝
射するＸ線ビーム発生源と、ファン状あるいは直線状に
Ｍチャンネル（例えば１０００チャンネル）の検出素子
を１列に並べた検出器を有する。このシングルスライス
ＣＴ装置は、Ｘ線ビーム発生源と検出器を被検体の周囲
に回転させ、１回転でＭデータ（例えば１０００デー
タ）を収集する。尚、１回のデータ収集を１ビューと称
する。

【０００５】第２のマルチスライスＣＴ装置は、円錐状
のＸ線ビーム（以下、コーンビームと称する）を曝射す
るＸ線ビーム発生源と、Ｍチャンネルの検出器を円弧状
に配列した検出器列をＺ軸（体軸）方向に複数列並べた
（Ｍチャンネル×Ｎ列）２次元検出器を有する。図２２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ検出器列が２列、４
列、８列である検出器を示す。このマルチスライスＣＴ
装置は、Ｘ線ビーム発生源と検出器を被検体の周囲に回
転させ、１回転でＭ×Ｎデータを収集する。従って、第
１のシングルスライスＣＴ装置と比較して、広範囲を高
精細かつ高速にスキャンすることができる。

【０００６】図２２（ｄ）に示すスキャンにおける座標
系において、Ｚ軸方向（体軸方向）は、スライスが進行
するスライス方向と一致する。

【０００７】図２３（ａ）は、マルチスライスＣＴ装置
のスキャンをＺ軸方向からみた図である。図中の円は有
効視野直径ＦＯＶ（Field of View）を示す。ＦＣＤ
は、Ｘ線焦点と回転中心の距離（Focus Rotation Cent
er Distance）を示す。図２３（ｂ）は、４列マルチス
ライスＣＴをＺ軸に垂直な方向からＺ軸を含めて見た図
である。Ｘ線焦点から検出器素子へ入射するＸ線が回転
中心を通過するときの（即ち、ＦＣＤの）Ｚ軸方向のビ
ームの厚みを基本スライス厚Ｔとする。図２３（ｂ）の
例では、２列目と３列目の検出器の間に中心スライスが
存在する。１回転当たりの寝台送り量をヘリカルピッチ
と称する。

【０００８】次に、ヘリカルスキャン方式における画像
再構成処理の概要を説明する。尚、以下では図２４
（ａ）に示すように、回転中心に矢印の信号だけが存在
する被検体を想定する。

【０００９】（１）投影データ収集処理第１に、図２４（ｂ）に示すように、まず、ヘリカルス
キャンの各ビューで検出器により収集された投影データ
を収集する。この投影データは、検出器の感度、Ｘ線強
度など、種々の物理的要因を考慮して補正される。この
補正後のデータを生データと称する。

【００１０】（２）ヘリカル補間処理第２に、ヘリカルスキャンの場合には、生データをＺ軸
方向に補間処理して所望するスライス面上の補間データ
を生成する。これは、例えば図２６（ａ）に示すよう
に、ヘリカルスキャンでは目的とするスライス面では１
ビューのデータしか収集されないために行われる処理で
ある。補間処理の詳細は後述する。

【００１１】（３）コンボリューション処理第３に、図２４（ｄ）に示すように、それぞれの角度の
補間データと再構成関数（フィルタ関数）をコンボリュ
ーション演算する。図２５に再構成用フィルタの形状の
例を示す。これらの再構成用のフィルタ形状は得られる
べき画像データの特徴に応じて選択される。演算後のコ
ンボリューションデータは実際に存在した信号の周囲が
窪んだ形状を示す。

【００１２】（４）逆投影・ファンビーム再構成処理第４に、コンボリューションデータを、センタリング軸
に一旦逆投影する。さらにこのデータを、データ収集時
のＸ線の通過パス上の全画素（ピクセル）に加算する逆
投影演算を行う。図２４（ｃ）は、ある角度における逆
投影演算を示す。この逆投影演算をビーム形状に応じて
必要な角度分繰り返し行うと、元の信号だけが残り、所
望する画像データがファンビーム再構成される。

【００１３】ここで、マルチスライスＣＴ装置でヘリカ
ルスキャンを行った場合の補間手法を説明する。これら
の補間手法には、例えば、目的とするスライス位置を挟
む２つの実データを補間して補間データを得る隣接補間
法がある。この隣接補間法は、特開平４−２２４７３６
号公報に開示されている。図２７に４列のマルチスライ
スＣＴでヘリカルピッチが４の場合の隣接補間法の概念
図を示す。この隣接補間法は、シングルスライスＣＴ装
置の場合の３６０度補間法を拡張した手法である。図２
６（ａ）に示すように、３６０度補間法は、目的とする
スライス面を挟んでおり、かつ最も近い同位相の２ビュ
ーの実データを、スライス面とサンプリング位置の距離
の逆比で線形補間する２点補間法である。この処理を必
要な全ての位相分繰り返し行う。

【００１４】またこの他、特開平９−２３４１９５号公
報では、多点重み付け加算を行うフィルタ補間法が開示
されている。このフィルタ補間法（重み付け加算法）
は、目的とするスライス位置で前述の隣接補間法等を用
いてＸ線ビームを補間するとともに、このスライス位置
を中心として前後にずらした少なくとも２つのスライス
位置で隣接補間法を用いてＸ線ビームを補間し、これら
のＸ線ビームを重み付け加算して目的とするスライスの
補間データを得る。

【００１５】さらに、これらの補間手法には、シングル
スライスＣＴ装置でも用いられる対向ビーム補間法を用
いることもできる。この対向ビーム補間法は、図２６
（ｃ）の破線で示す対向ビームを各焦点位置から抜き出
した仮想的データである対向データを形成する。この対
向データと実データを、図２６（ｂ）に示すように線形
補間する２点補間法である。特開平９−２３４１９５号
公報では、この対向ビーム補間法を拡張した新対向ビー
ム補間法が開示されている。図２８に新対向ビーム補間
法の概念図を示す。この新対向ビーム補間法は、対向デ
ータと実データを問わず、全ビームの中からスライス面
を挟んで最も近い２つのビームを内挿補間して目的とす
るスライスの補間データを得る。図２７の斜線領域は、
マルチスライスＣＴにおける実データを用いた隣接補間
法のデータサンプリング範囲の一例を示す。図２８の斜
線領域は、実データと対向データを用いた補間（新対向
ビーム補間法）のデータサンプリング範囲の一例を示
す。

【００１６】Ｘ線ＣＴ装置でヘリカルスキャンを行う場
合には、上述の各種ヘリカル補間手法を用いて、同一の
ビュー角・レイ角（チャンネル角）のデータ同士から補
間データが生成され、画像再構成が行われる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マルチスライスＣＴ装置には、以下の問題点があった。

【００１８】第１の問題点は、ヘリカルスキャンの開始
直後および終了直前の収集データの特性に基づく被検体
への余計な被曝が生じていた点である。

【００１９】以下に、マルチスライスＣＴ装置のヘリカ
ルスキャンの開始直後および終了直前の特性を示して、
この問題点の理由を説明する。

【００２０】図２９に、ヘリカルスキャンの開始前後に
おけるスキャン図を示す。Ｘ線ＣＴ装置は、寝台の移動
速度が一定速度に安定してからＸ線を曝射してスキャン
を開始する。この寝台の移動開始から移動速度が安定す
るまでの期間を助走範囲と称する。

【００２１】図２９（ａ）に示すシングルスライスＣＴ
装置の場合は、スキャンにより収集されたすべてのデー
タは、画像データの再構成処理に用いられることが理解
される。一方、図２９（ｂ）に示すマルチスライスＣＴ
装置の場合は、スキャンにより収集されたデータである
にも拘わらず、画像データの再構成処理に用いられない
データが存在する。図２９（ｂ）において画像再構成に
用いられるデータの領域は、補間データを生成するため
にオーバーサンプリングされる領域以降の領域である。
つまりそれ以前の、スキャン開始から１回転目のデータ
のうち一定の検出器列による収集データは、画像再構成
に用いられない不要なデータである。尚、この本来不要
なデータ領域はスキャン終了直前のｍ回転目の一定の検
出器列による収集データでも生ずる。

【００２２】即ち、マルチスライスＣＴ装置のヘリカル
スキャンの開始直後および終了直前には、被検体に対す
る不要な被爆部分が生じていた。

【００２３】この不要な被曝を物理的に除去するため、
焦点と被検体との間に、相互に反対方向に移動制御され
る１対のＸ線遮蔽片（プリコリメータ）を設ける手法が
あった。しかし、このプリコリメータのそれぞれは相互
に独立して反対方向に移動制御される。このためこのプ
リコリメータを精密に駆動制御するためには、大規模か
つ高価な機構を必要とするという問題点があった。

【００２４】また、被写体の断面形状や内部構造に応じ
て、予め手動によって管電流（ｍＡ）を下げる手法があ
った。しかしこの手動による手法は、上記のスキャン開
始直後および終了直前の期間のＸ線曝射を制御すること
はできなかった。

【００２５】このように、ヘリカルスキャンの開始直後
および終了直前で収集されたデータは画像再構成に利用
されず、被検体への余計な被曝が生じていた。

【００２６】第２の問題点は、一旦曝射により収集され
たデータも、例えばスキャン領域などの収集データの特
性によって得られる再構成画像の画質が劣化するという
点である。

【００２７】すなわち、従来のＸ線ＣＴ装置は、スキャ
ンにより収集した全ビュー角・レイ角のデータに対し
て、一律の補間パラメータを適用していた。即ち、従来
のＸ線ＣＴ装置は、上述した各種の補間手法や、補間デ
ータのサンプリング手法の中から一律の補間ルールを選
択して全ケースのデータ（即ち、全ビュー角、レイ角の
データ）に適用して、体軸方向にヘリカル補間処理を行
っていた。

【００２８】しかしながら、例えば、図２７に示すよう
に、架台の２回転目の２列目の検出器によるスキャンを
目的のスライス位置（Ｚ０）とした場合と、１回転目の
１列目や２列目の検出器によるスキャンを目的のスライ
ス位置とした場合とでは、データのサンプリング密度が
相違する。つまり、スキャンの開始直後および終了直前
の領域では体軸（Ｚ軸）方向のデータサンプリング密度
がスキャン中央部領域と比較して少なくなる。このた
め、例えばスキャン開始直後および終了直前には画質が
劣化する。つまり、スキャン領域の相違などの収集デー
タの特性によって、得られる再構成画像の画質が異なっ
ていた。

【００２９】以上説明したように、従来のＸ線ＣＴ装置
においては、第１に、被検体に対する余計な被爆が生
じ、有効に利用されるべき収集データが利用されない場
合があるという問題点があった。

【００３０】第２に、一旦収集されたデータの特性によ
って得られる再構成画像の画質が劣化するという問題点
があった。

【００３１】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたものである。

【００３２】そして、その目的とするところは、Ｘ線曝
射により収集したデータを有効に活用した画像再構成を
実現することを可能とするＸ線ＣＴ装置を提供すること
にある。

【００３３】また、他の目的は、収集されたデータの各
種特性に応じて最適な補間パラメータを選択して、所望
する画質特性の再構成画像を生成することにある。

【００３４】また、他の目的は、ヘリカルスキャン開始
直後および終了直前の被検体への被曝量を低減すること
にある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めの、本発明の第１の特徴は、マルチスライスＣＴ装置
で画像再構成に用いられることのない、スキャン開始直
後および／または終了直前のＸ線被曝量を低減する点に
ある。

【００３６】また、上記の課題を達成するための、本発
明の第２の特徴は、スキャン開始直後及び終了直前に限
らず、ヘリカルスキャンの全時系列において、収集デー
タの特性に応じてヘリカル補間の補間パラメータを可変
とする点にある。

【００３７】ここで、収集データの特性とは、例えば、
ビュー角、レイ角（チャンネル角）、スライス位置、ス
キャン開始からの相対距離などである。

【００３８】補間パラメータとは、例えば、データサン
プリング範囲、サンプリングの重み、補間データを生成
するためのデータ選択法、補間種別などである。

【００３９】ここで、データサンプリング範囲は、補間
データを得るためのフィルタ幅等により与えられてよ
い。サンプリングの重みは、フィルタ形状等により与え
られてよい。補間種別としては、線形補間或いは非線形
補間、内挿補間或いは外挿補間などの種別がある。

【００４０】かかる機能を実現するために、請求項１の
発明は、寝台に載置された被検体に対してＸ線を曝射す
るＸ線発生手段と、このＸ線の曝射により形成されたＸ
線像を検出するＸ線検出手段とを架台に対向配置し、前
記寝台或いは架台を被検体の体軸方向に相対的に移動制
御すると共に、架台を回転させながらＸ線の曝射を行う
ことにより被検体の所望の部位の撮影を行うＸ線ＣＴ装
置において、前記検出手段により収集されたデータの特
性に応じて、目的とするスライス位置のデータを生成す
るための補間パラメータを変更制御する補間制御手段
と、前記収集データを、前記補間制御手段が決定した補
間パラメータに応じてヘリカル補間したデータに基づ
き、画像再構成を行うデータ処理手段とを具備すること
を特徴とする。

【００４１】上記構成によれば、補間制御手段が、収集
されたデータのデータ特性に応じて最適な補間パラメー
タを選択する。データ処理手段は、この選択された補間
パラメータにより収集データをヘリカル補間する。この
ため、Ｘ線曝射により収集されたデータを画像再構成に
有効活用するとともに、所望する画像特性の再構成画像
を得ることが可能となる。

【００４２】また、請求項２の発明は、前記収集データ
の特性は、ビュー角度であることにより、従来画像再構
成に用いられないスキャン領域のデータも有効活用する
ことが可能となる。とともに、スキャン中途の領域にお
いても所望する画像特性に即した補間データを得ること
が可能となる。

【００４３】また、請求項３の発明は、前記収集データ
の特性は、レイ角度であることにより、検出器のチャン
ネルごとのビーム厚やエネルギー特性などのＸ線特性の
差異を均質化した補間データを得ることが可能となる。

【００４４】また、請求項４の発明は、前記収集データ
の特性は、スライス位置であることにより、被検体のス
ライス位置ごとの断面特性やＸ線減弱特性の差異を均質
化した補間データを得ることが可能となる。

【００４５】また、請求項５の発明は、前記補間パラメ
ータは、ヘリカル補間に用いる基データのサンプリング
範囲であることにより、また、請求項６の発明は、スラ
イス面方向のフィルタ幅および／またはフィルタ形状で
あることにより、さらに、請求項７の発明はヘリカル補
間の重み係数であることにより、それぞれ、スキャン開
始からのオフセット、ビュー角度、レイ角などの収集デ
ータの特性に応じて最適な補間のルールを適用すること
が可能となる。

【００４６】また、請求項８の発明は、前記補間パラメ
ータは、線形補間または非線形補間のいずれかを示す第
１の補間種別であることにより、また、請求項９の発明
は、前記補間パラメータは、内挿補間または外挿補間の
いずれかを示す第２の補間種別であることにより、それ
ぞれ、スキャン開始からのオフセット、ビュー角度、レ
イ角などの収集データの特性に応じて最適な補間のルー
ルを適用することが可能となる。

【００４７】また、請求項１０の発明は、上記Ｘ線ＣＴ
装置は、さらに、前記補間パラメータを入力させる補間
パラメータ入力手段を具備し、前記データ処理手段は、
前記入力された補間パラメータに基づいて前記収集デー
タをヘリカル補間することにより、スライス位置などに
応じて補間パラメータを任意に選択することが可能とな
る。

【００４８】また、請求項１１の発明は、前記補間制御
手段は、データのサンプリング密度に対応して補間すべ
きデータをサンプリングするためのスライス面方向のフ
ィルタ幅および／またはフィルタ形状を変更することを
特徴とする。

【００４９】上記構成によれば、サンプリング幅、サン
プリング点数を可変とすることによって得られる補間デ
ータを均一とすることが可能となる。

【００５０】また、請求項１２の発明は、前記補間制御
手段は、前記サンプリング密度が低い箇所に対応するフ
ィルタ幅が薄い前記フィルタを選択することにより、分
解能の高い再構成画像を得ることが可能となる。

【００５１】また、請求項１３の発明は、前記補間制御
手段は、前記サンプリング密度が低い箇所に対応するフ
ィルタ幅が厚い前記フィルタを選択することにより、ノ
イズＳＤが均一な再構成画像を得ることが可能となる。

【００５２】また、請求項１４の発明は、前記補間制御
手段は、少なくともヘリカルピッチ、スライス位置、ス
キャン開始点とスライス位置との距離のいずれか１つ以
上に基づいて前記サンプリング密度を求めることによ
り、容易に再構成画像の所望する画質に対応したデータ
サンプリングを行うことが可能となる。

【００５３】また、請求項１５の発明は、前記補間制御
手段は、被検体のＸ線吸収係数および／またはＸ線パス
長の変位量が大きい領域で、前記フィルタを変更するこ
とにより、被検体のスキャンされる部位の特性に応じて
最適な補間パラメータを選択することが可能となる。

【００５４】また、請求項１６の発明は、前記補間制御
手段は、スキャン開始時および／またはスキャン終了時
に、前記補間パラメータを変更することにより、収集さ
れたデータを最大限再構成に利用して余計な被曝量を最
小化することが可能となる。

【００５５】また、請求項１７の発明は、前記Ｘ線検出
手段は、Ｘ線の曝射により形成されたＸ線像を複数の検
出器列で検出することを特徴とする。

【００５６】上記構成によれば、マルチスライスＣＴで
ヘリカルスキャンを行うことにより生じる収集データの
粗密に対応して、最適な補間パラメータを選択する。こ
れにより、マルチスライスＣＴ装置でヘリカルスキャン
した場合も収集データを有効利用し、かつ所望する画質
の再構成画像を得ることが可能となる。

【００５７】また、請求項１８の発明は、寝台に載置さ
れた被検体に対してＸ線を曝射するＸ線発生手段と、こ
のＸ線の曝射により形成されたＸ線像を複数の検出器列
で検出するＸ線検出手段とを架台に対向配置し、前記寝
台或いは架台を被検体の体軸方向に相対的に移動制御す
ると共に、架台を回転させながらＸ線の曝射を行うこと
により被検体の所望の部位の撮影を行うＸ線ＣＴ装置に
おいて、スキャン開始時および／またはスキャン終了時
に、Ｘ線照射条件を変更するＸ線制御手段を具備するこ
とを特徴とする。

【００５８】上記構成によれば、スキャン開始直後およ
び終了直前の画像再構成に用いられない余計な被曝量を
低減することが可能となる。

【００５９】また、請求項１９の発明は、前記Ｘ線検出
手段は、Ｘ線の曝射により形成されたＸ線像を複数の検
出器列で検出し、上記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、スキャ
ン開始時および／またはスキャン終了時に、Ｘ線照射条
件を変更するＸ線制御手段を具備することを特徴とす
る。

【００６０】上記構成によれば、収集データの有効利用
に加えて、さらに、余計な被曝量を低減することが可能
となる。

【００６１】このＸ線照射条件は、請求項２０の発明に
記載されるように、Ｘ線管電流であってもよい。或い
は、請求項２１の発明に記載されるように、Ｘ線フィル
タの形状であってもよい。

【００６２】いずれの構成によっても、被検体に与える
被曝量を容易に低減することが可能となる。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００６４】第１の実施形態第１の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置がヘリカルスキャンに
よりＸ線ビームを収集した場合に、収集されたデータの
特性に応じて補間パラメータを変更制御する機能を提供
するものである。具体的には、第１の実施形態に係るＸ
線ＣＴ装置は、ヘリカル補間処理を行う際に、各ビュー
角度に対応してデータサンプリング範囲等のヘリカル補
間のルールを変更して補間データを生成する。尚、ここ
でビュー角度とは、Ｘ線焦点の移動する角度、即ち投影
角度である。

【００６５】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、寝
台に載置された被検体の体軸方向に沿って、またはこの
体軸方向に対して所定の角度分傾斜しながら螺旋状にス
キャンを行い、これにより形成されたＸ線像を１または
複数の検出器列で検出するＸ線ＣＴ装置（即ち、シング
ルスライスＣＴ装置またはマルチスライスＣＴ装置）で
ある。

【００６６】図１に示すように、本発明の実施形態に係
るＸ線ＣＴ装置は、被検体が載置される寝台１と、架台
２の内周に回転自在かつ相対向するように設けられたＸ
線管３およびＸ線検出器４と、Ｘ線管３から曝射される
Ｘ線の線量等を制御するＸ線制御部５および高電圧発生
部６と、寝台１をＸ線管３及びＸ線検出器４の回転軸方
向に移動制御する架台・寝台制御部７と、寝台移動部８
とを具備する。

【００６７】また本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置
は、さらに、Ｘ線検出器で検出された収集データの取り
込み・保管を行うデータ収集部９と、データ収集部９で
収集された収集データに対して所定の補間処理を施す補
間処理部１０と、補間処理が施された収集データに基づ
いてＸ線像を再構成する画像再構成部１１と、画像再構
成部１１により再構成されたＸ線像を表示する表示部１
２と、当該マルチスライスＣＴ装置全体のシステム制御
を行うシステム制御部１３と、所望するスキャン条件・
補間パラメータ等を入力する操作部１４とを具備する。

【００６８】架台２は、Ｘ線管３と検出器４とを保持す
る。架台２は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線管
３と検出器４との中間点を通る回転軸を中心にして回転
される。

【００６９】Ｘ線管３は、高電圧発生部６から供給され
た高電圧によってＸ線ビームを曝射する。

【００７０】Ｘ線検出器４は、複数（例えば１０００チ
ャンネル）のＸ線検出素子を前記回転軸方向に対して直
交する方向（以下、スライス方向と称する）に沿って併
設してなる検出器列を、前記回転軸方向に沿って１列ま
たはＮ列（例えば４列）分併設して構成される。

【００７１】Ｘ線制御部５は、システム制御部１３によ
り出力されたＸ線ビーム制御信号に基づいて、高電圧発
生部６による高電圧発生のタイミングを制御する。

【００７２】高電圧発生部６は、Ｘ線管３からＸ線ビー
ムを曝射させるための高電圧をＸ線制御部５からの制御
信号に基づいてＸ線管３に供給する。

【００７３】架台・寝台制御部７は、システム制御部１
３により出力された架台・寝台制御信号に基づいて架台
２を回転させるとともに、寝台移動信号を寝台移動部８
に対して出力する。

【００７４】寝台移動部８は、架台・寝台制御部７によ
り出力された寝台移動信号に基づいて、架台２の１回転
当たりの寝台１の移動量を求め、この移動量で寝台１を
移動させる。

【００７５】データ収集部９は、検出器４により検出さ
れたＸ線ビームを、システム制御部１３により出力され
たデータ収集制御信号に対応させて収集する。

【００７６】補間処理部１０は、データ収集部９によっ
て収集されたＸ線ビームの投影データに基づいて、目的
のスライス位置のＸ線ビームを補間する。補間処理部１
０の詳細な構成は後述する。

【００７７】画像再構成部１１は、補間処理部１０によ
り補間されたＸ線ビームに基づいて、スライス位置の画
像を再構成する。

【００７８】表示部１２は、画像再構成部１１により再
構成された画像を図示しないモニター上に表示する。

【００７９】システム制御部１３は、操作部１４から入
力されたヘリカルスキャン条件のうち、回転速度・スラ
イス厚・ファン角等を架台・寝台制御信号として架台・
寝台制御部７に対して出力する。また、Ｘ線ビーム発生
制御信号をＸ線制御部５に対して出力する。また、Ｘ線
ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号およびデ
ータ収集の各種パラメータを含むデータ収集制御信号を
データ収集部９に対して出力する。さらに、システム制
御部１３は、補間に関する各種パラメータを含む補間制
御信号を補間処理部１０に対して出力する。

【００８０】操作部１４は、ヘリカルスキャン条件・デ
ータ収集条件・補間パラメータなどを必要に応じてシス
テム制御部１３に対して入力指示する。

【００８１】次に、図２に基づいて、補間処理部１０の
構成の詳細を説明する。

【００８２】図２に示すように、補間処理部１０は、デ
ータ収集部９により収集されたデータを記憶する収集デ
ータ記憶手段１１０と、収集データを目的とするスライ
ス位置で体軸（Ｚ軸）方向に補間する補間データ生成手
段１２０と、補間処理部１０で行われる各種処理を制御
する補間処理制御手段１３０とを具備する。

【００８３】補間処理制御手段１３０は、ヘリカルスキ
ャン実行時の収集されたデータの特性（データ収集条件
データ１４０）に基づき、或いは操作部１４からの入力
データに基づき、各種の補間ルールデータ（補間パラメ
ータデータ）データ１５０中から当該位相のビュー角の
データをヘリカル補間するために用いる補間パラメータ
を選択し、補間データ生成手段１２０に対して供給す
る。尚、ここでデータ収集特性とは、具体的には、ビュ
ー角・レイ角（チャンネル角）・スライス位置（スライ
ス部位）・スキャン開始からの相対距離などである。

【００８４】次に、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の動
作を図３乃至図１６に基づき説明する。

【００８５】まず、第１の実施形態におけるヘリカル補
間処理の特徴的概念を、図４を用いて説明する。

【００８６】図４は、スキャンの開始直後および終了直
前とスキャン進行中（スキャン中途）とでヘリカルデー
タをサンプリングする範囲を可変とする例を示す。この
サンプリング範囲は、例えばヘリカル補間用のスライス
面方向のフィルタ幅を可変とすることで実現される。

【００８７】図４（ａ）および図４（ｂ）中、黒色領域
はヘリカルデータのサンプリング範囲を示す。図４から
ビュー角の位相（０度から３６０度）に応じてサンプリ
ング範囲が変化していることが理解される。図４（ａ）
と図４（ｂ）のサンプリング範囲は、目的とするスライ
ス位置が相違するため、サンプリング範囲はそれぞれ異
なる形状を示す。しかしながら、前述した不要な被曝部
分に対応する１回転目の所定の列のデータもサンプリン
グ対象とされて補間データ生成に用いられている。この
ためスキャン開始直後および終了直前に収集されたデー
タも画像再構成に有効利用されていることが理解され
る。

【００８８】第１の実施形態では、この例の他、スキャ
ン開始直後および終了直前に限定せずに任意のスキャン
時系列におけるビュー角ごとの補間パラメータの変更を
行う。

【００８９】次に、第１の実施形態が用いる幾何平面お
よび各概念の説明を行う。

【００９０】図５にＺ軸方向から観察されるＸ−Ｙ平面
上のジオメトリにおける、チャンネル角（レイ角）γと
ビュー角βの関係を示す。

【００９１】また、図６は、シングルスライスＣＴ装置
の場合のヘリカルスキャンでの収集データを説明する図
である。図６（ａ）は、任意のビュー角βから観察した
全チャンネル角でのＸ線ビームのデータ（実データと対
向データ）を示す。チャンネル角γ＝０の位置が中心チ
ャンネルを示す。図６（ａ）をビュー図と称する。図６
（ｂ）は、各ビュー角（回転位相）で観察されるＸ線ビ
ームのデータ（実データと対向データ）のＺ軸上でのサ
ンプリング位置を結んで示す。図６（ｂ）をスキャン図
と称する。尚、図６（ｂ）中、実データは実線で、対向
データは破線で示される。

【００９２】図７は、マルチスライスＣＴ装置の場合の
ヘリカルスキャンでの収集データを説明する図である。
図７（ａ）はヘリカルピッチＰ＝２．５の場合のスキャ
ン図図７（ｂ）はヘリカルピッチＰ＝３．５の場合のス
キャン図、図７（ｃ）はヘリカルピッチＰ＝４．５の場
合のスキャン図をそれぞれ示す。また、図８は、ヘリカ
ルピッチＰ＝２．５の場合の図７（ａ）のスキャン図に
対応するビュー図を示す。

【００９３】以下、第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装
置の画像再構成の動作を順に説明する。

【００９４】（１）ヘリカルスキャンによるデータ収集
処理第１に、入力ヘリカルスキャン条件に基づく被検体のヘ
リカルスキャンを行う。ヘリカルスキャン条件として、
検出器列数、検出器チャンネル数、検出器各列のＺ軸方
向の回転中心における厚み、ＦＣＤ（焦点−回転中心間
距離）、ＦＤＤ（焦点−検出器間距離）、ＦＯＶ（有効
視野直径）、有効視野角（ファン角）、チルト角等が入
力される。

【００９５】ヘリカルスキャン条件が入力されるとシス
テム制御部１３は、このヘリカルスキャン条件のうち、
回転速度・スライス厚・ファン角等を架台・寝台制御信
号として架台・寝台制御部７に対して出力する。架台・
寝台制御部７は、この架台・寝台制御信号に基づいて寝
台移動信号を寝台移動部８に対して出力する。

【００９６】この状態で操作者により診断開始命令が前
記入力装置から入力されると、システム制御部３は、架
台・寝台制御部７に対して診断開始を指示するととも
に、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号
をＸ線制御部５に対して出力する。このＸ線ビーム発生
制御信号に対応して、Ｘ線制御部５は、高電圧発生部６
から高電圧を発生させる。この高電圧発生により、Ｘ線
管３からＸ線ビームが曝射されるとともに、寝台１が寝
台移動部８により移動され、ヘリカルスキャンによる診
断が開始される。

【００９７】このヘリカルスキャンの際にシステム制御
部１３は、データ収集制御信号をデータ収集部９に対し
て出力する。データ収集部９は、このデータ収集制御信
号に対応して検出器４からＸ線ビームを収集し、この収
集したＸ線ビーム（実際には検出された投影データ）を
補間処理部１０に供給する。

【００９８】（２）ヘリカル補間処理補間処理部１０は、データ収集部９から供給されたＸ線
ビームのデータを必要に応じて収集データ記憶手段１１
０に記憶保持する。

【００９９】補間データ生成手段１２０は、補間処理制
御手段１３０から入力される補間パラメータ（補間ルー
ルデータ）１５０に基づいて、収集データ記憶手段１１
０中に保持された収集データから補間データを生成す
る。以下の例において、補間パラメータは各ビュー角に
応じたフィルタ幅として説明される。

【０１００】以下において、例として説明される第１の
実施形態が基礎とするヘリカル補間手法は、リサンプリ
ングデータに基づくフィルタ補間法である。このフィル
タ補間法は、上述した如く、多点データを重み付け加算
することにより補間データを生成する手法である。

【０１０１】尚、ここで説明するリサンプリングデータ
に基づくフィルタ補間法は、第１の実施形態が用いるヘ
リカル補間手法の一例であり、第１の実施形態に他の任
意のヘリカル補間手法を適用可能であることは言うまで
もない。

【０１０２】まず、一般に知られるリサンプリングデー
タによるフィルタ補間処理の一般的手順を説明する。
尚、このリサンプリングデータによるフィルタ補間処理
は、前述した特開平９−２３４２９５に開示されてい
る。

【０１０３】図３に第１の実施形態の補間データ生成手
段１２０が行うリサンプリングデータによるフィルタ補
間処理の手順を示す。図３に示すように、リサンプリン
グデータによるフィルタ補間処理は、２段階の補間処理
で構成される。まず第１にヘリカルデータ（生データ）
１２１をリサンプリング処理１２２して仮想的なデータ
であるリサンプリングデータ１２３を生成する。第２に
このリサンプリングデータ１２３を重み付け加算処理
（フィルタ処理）１２４して目的とする補間データ１２
５を得る。尚、リサンプリング処理は、リサンプリング
データを得るための補間処理である。このリサンプリン
グ処理は任意の補間手法、例えば上述した隣接補間法
（２点補間法）・新対向ビーム補間法（多点補間法）な
どを用いることができる。また、内挿補間・外挿補間の
いずれが用いられてもよい。非線形補間法が用いられて
もよい。

【０１０４】このリサンプリング処理では、目的とする
スライス位置近傍に細かい等間隔で複数のスライス位置
を想定し、それぞれのスライス位置近傍のデータ同士を
任意の補間方法でヘリカル補間して複数の補間データ
（即ちリサンプリングデータ）を生成する。このフィル
タ処理では、この複数のリサンプリングデータを重み付
け加算あるいはフィルタ処理して目的とするスライス位
置の補間データを生成する。

【０１０５】以下、これら２段階の補間処理の内容を具
体的に説明する。

【０１０６】図９は、４列のマルチスライスＣＴ装置で
のヘリカルピッチＰ＝２．５のスキャン図である。図９
では、ある位相における目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ
０近傍に想定したある範囲のデータｄ（１）、ｄ
（２）、・・・が抜き出され、サンプリング位置に応じ
て示されている。リサンプリング点数ｎｐｎｔ＝１０と
する。

【０１０７】まず、第１段階のリサンプリング処理とし
て、リサンプリング位置を決めて、そのリサンプリング
位置を挟むデータでリサンプリングデータを生成する。
即ち、まず目的のスライス位置Ｚ０近傍の一定の範囲に
ｎｐｎｔ個のリサンプリング点を考える。そして下記の
式１に従い、各リサンプリング点におけるリサンプリン
グデータを、例えば上述の新対向ビーム補間法を用いて
各リサンプリング点を挟む２つのデータｄ（ｊ）とｄ
（ｊ＋１）の線形内挿補間で得る。

【０１０８】

【数１】Ｖ−ｄａｔａ（ｉ）＝ｗ・ｄ（ｊ）＋（１−ｗ）・ｄ（ｊ＋１）（式１）次に、第２段階のフィルタ（重み付け加算）処理とし
て、下記の式２に従い、式１で得られたリサンプリング
データＶ−ｄａｔａ（ｉ）を正規化された重みＷＵ
（ｉ）で重み付け加算する。この重み付け加算により目
的のスライス位置Ｚ０における位相のデータを求める。

【０１０９】

【数２】ここで、一般のリサンプリングデータに基づくフィルタ
補間法においては、各ビューの位相の変化に伴わず一定
のフィルタ幅（即ちリサンプリング点数）が用いられ
る。このため、上記の２段階の補間処理により得られる
補間データは、下記の一連の式で求めることができる。

【０１１０】尚、以下において、ｖはビュー番号であ
り、ｎｖｉｅｗは１回転のビュー数である。ｃｈはチャ
ンネル番号を示し、ｎｃｈはチャンネル数を示す。ｐｎ
ｔは各リサンプリング点の番号であり、ｎｐｎｔはリサ
ンプリング点数を示す。Ｒｅｓｐ（）はリサンプリン
グデータを示す。LinearInterpolation（）は線形補
間を行う関数である。Ｐｌｏｗはリサンプリング点の−
ｚ側のヘリカルデータ（生データ）であり、Ｐｈｉｇｈ
はリサンプリング点の＋ｚ側のヘリカルデータ（生デー
タ）である。Ｚ０は目的とするスライス位置のｚ座標で
あり、ｄｚはリサンプリングピッチ、即ちリサンプリン
グ点のｚ方向のピッチを示す。ｎｃは中心スライスを示
す。Ｗｔ（ｐｎｔ）は重み付加算における重み係数であ
る。

【０１１１】

【数３】ここで、各ビューの位相の変化によらず、一律のフィル
タ幅が用いられるため、式３に示すように、中心スライ
スｎｃ、リサンプリング点数ｎｐｎｔ、重みＷｔ（ｐｎ
ｔ）はそれぞれ一定である。

【０１１２】あるリサンプリング点のｚ座標は、次の式
４で求められる。

【０１１３】

【数４】従って、リサンプリングデータは、次の式５、式６で求
められる。

【０１１４】

【数５】以上により、目的とするスライス位置のデータＰ（ｖ、
ｃｈ）は、次の式７で求められる。尚、式７の右辺の分
母は重み付け加算の正規化を意味する。

【０１１５】

【数６】ここで第１の実施形態が用いることのできる、フィルタ
補間（重み付け補間）処理の他の一例を説明する。この
フィルタ補間法は前述の特開平９−２３４１９５に開示
されている。フィルタ補間、即ち多点データに基づく重
み付け補間の手法には他にも種々の手法がある。例え
ば、図１０乃至図１２に示すように、各位相により、デ
ータ補間における各データ（ビーム）の重みの変化・切
り替えに伴うデータ特性が異なる。これらの重みの変化
によるデータ特性の差異を緩和すべく、図１４に示すよ
うに、目的とするスライス位置からずれた複数のスライ
ス位置でそれぞれ中間的な補間データを得る。このそれ
ぞれのスライス位置で得られた補間データを、図１３に
示すように、重み付け加算あるいはスライス方向にフィ
ルタ処理して最終的な補間データを得ることができる。
第１の実施形態は、この他任意のヘリカル補間手法を用
いることができる。

【０１１６】ここで、第１の実施形態は、ビュー角に依
存してフィルタ幅（リサンプリング範囲・点数）を変更
する。従って、上記で説明されたリサンプリングデータ
に基づく補間データを、第１の実施形態では、以下の式
によって得る。つまり、上記で説明された式３乃至式７
は、以下のように変形される。尚、以下においてフィル
タとは、特に説明しない限り、多点データからヘリカル
補間データを得るためのスライス面方向のフィルタをい
う。ここで、スライス面方向とは回転軸方向に直交する
方向をいう。

【０１１７】まず、式３−２に示すように、中心スライ
ス（リサンプリング点数の中心）ｎｃとリサンプリング
点数ｎｐｎｔをビューに応じて変化させる。

【０１１８】

【数７】ここで、式４−２に示すように、あるリサンプリング点
のｚ座標はビューによって変化することが理解される。

【０１１９】

【数８】従って、リサンプリングデータは、以下の式６−２で得
られる。

【０１２０】

【数９】このリサンプリングデータから、目的とする補間データ
は、以下の式７−２で求められる。

【０１２１】

【数１０】尚、上記の式ではリサンプリングピッチｄｚ、重みＷｔ
は固定としたが、第１の実施形態はこれに限定されな
い。リサンプリングピッチｄｚをビューの変数として、
中心チャンネルｎｃを固定としても同様の補間データが
得られる。

【０１２２】或いは、下記の式３−３乃至式７−３に示
すように、リサンプリング点数ｐｎｔに対する重みＷｔ
をビューｖの変数としてもよい。

【０１２３】

【数１１】ここで、式４−３に示すように、あるリサンプリング点
のｚ座標はビューによって変化することが理解される。

【０１２４】

【数１２】従って、リサンプリングデータは、以下の式６−３で得
られる。

【０１２５】

【数１３】このリサンプリングデータから、目的とする補間データ
は、以下の式７−３で求められる。

【０１２６】

【数１４】次に、第１の実施形態が、ビュー角に応じてフィルタ幅
（リサンプリング点数）をいかに変化させるかのフィル
タ幅変更の態様を以下に説明する。

【０１２７】第１の実施形態は、図７（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）をあるビューの位相方向から観察すると明らかな
ように、ビューの位相に応じてデータのサンプリング密
度が変化する点に着目する。第１の実施形態は、このサ
ンプリング密度の粗密に対応させてフィルタ幅を変化さ
せる。

【０１２８】第１の態様は、図１５に示すように、デー
タのサンプリング密度が粗いビューの近傍では（位相θ
１）フィルタ幅を厚くし、データのサンプリング密度が
細かいビューの近傍では（位相θ２）フィルタ幅を薄く
する態様である。

【０１２９】図１５に示すこのフィルタを用いると、各
ビューにおけるデータのサンプリング数が一律になる。
このため、各ビューごとのノイズＳＤ（Standard Devia
tion）が均一となって、ノイズの影響の少ない高画質の
再構成画像が得られる。

【０１３０】尚、あるサンプリング領域におけるデータ
の粗密は、スキャン開始からの距離・ヘリカルピッチＰ
・スライス位置に基づき判断することができる。

【０１３１】第２の態様は、図１６に示すように、デー
タのサンプリング密度が粗いビューの近傍では（位相θ
１）フィルタ幅を薄くし、データのサンプリング密度が
細かいビューの近傍では（位相θ２）フィルタ幅を厚く
する態様である。

【０１３２】図１６に示すこのフィルタを用いると、目
的とするスライス位置から遠いデータは用いることなく
補間データを生成する。このため、各ビューごとにスラ
イス厚が均一となって、分解能の高い再構成画像が得ら
れる。

【０１３３】この第１と第２の態様は、撮影目的・用途
に応じて適宜選択されてよい。即ち、操作者は所望する
画質の再構成画像を選択することが可能となる。例え
ば、被検体の構造が複雑な部位をスキャンする場合に
は、第２の分解能重視のフィルタを用いることが望まし
い。

【０１３４】尚、上述したように、第１の実施形態が行
うヘリカル補間には、一般に知られる任意のヘリカル補
間手法が用いられてよい。例えば、前述した特開平９−
２３４１９５に開示された隣接補間法などの２点補間
法、スライス方向にフィルタ処理を行うフィルタ補間法
・新対向ビーム補間法などの多点補間法などが任意に用
いられてよい。

【０１３５】上記のように、補間データ生成手段１２０
は、補間処理制御手段１３０から供給される補間ルール
データ１５０（例えば、フィルタ幅・フィルタ形状）に
基づいて各ビューごとに最適化されたヘリカル補間処理
を行い、得られた補間データを画像再構成部１１に対し
て出力する。

【０１３６】（３）画像再構成処理画像再構成部１１は、補間処理部１０の補間データ生成
手段１２０から出力された補間データを用いて、通常の
Ｘ線ＣＴ装置のヘリカルスキャンの場合と同様、例えば
前述したフィルタ補正逆投影法などをパラレルビームに
対応して行って画像の再構成を行う。具体的には、必要
な各ビューごとに得られた補間データと再構成関数（例
えば図２５に示す）をコンボリューション処理して、一
旦センタリング軸に逆投影する。このセンタリングされ
たデータを画像の各ピクセル（画素）に対して逆投影処
理して、目的とする再構成画像データを得る。

【０１３７】尚、ここでの逆投影・画像再構成の手法
は、このフィルタ補正逆投影法に限定されることなく、
例えば、一般に知られる逐次近似法、フーリエ変換法な
ど任意の演算アルゴリズムに基づき行われてよい。

【０１３８】第１の実施形態によれば、以下のような効
果が得られる。

【０１３９】即ち、補間データ生成手段１２０は、デー
タ収集部９が収集したデータを、各ビュー角に対応した
可変的な補間ルールデータ１５０に基づき、ヘリカル補
間処理を行う。この補間ルールデータ１５０は、例えば
ヘリカル補間用フィルタ幅・フィルタ形状（重み）であ
る。また他にも、各補間データを生成する基データのサ
ンプリング方法（データ選択方法）を切り替えてもよ
く、線形補間／非線形補間、内挿補間／外挿補間などの
補間種別を切り替えてもよい。

【０１４０】画像再構成部１１は、この各ビュー毎に最
適化された補間データに基づいて画像再構成を行う。ビ
ューによってフィルタなどの補間ルールを可変とするこ
とで、スライス方向の分解能を示すＳＳＰ（Section Se
nsitivity Profile）の偏りを排除して、空間分解能の
高い再構成画像を生成することができる。このため、用
途・目的に応じた、所望する画像特性の再構成画像を得
ることが可能となる。

【０１４１】尚、補間処理制御手段１３０が行う補間ル
ールデータ（補間パラメータ）１５０の切り替えは、操
作部１４からユーザの手動入力に基づき行ってもよい。
或いは、補間処理制御手段１３０が自動的に補間ルール
データ１５０を切り替え制御してもよい。例えば、デー
タ収集部９が同一のビュー角度、同一のレイ角度で収集
したｎ回転目とｎ＋１回転目のデータを比較して、所定
のしきい値を越えることで差が大きいと判断された場合
に、自動的にフィルタ幅を狭くすることなどが可能であ
る。

【０１４２】また、上記ではマルチスライスＣＴの場合
を説明したが、第１の実施形態は、シングルスライスＣ
Ｔ装置に適用することも可能である。図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すマルチスライスＣＴ装置
のスキャン図では、ビューの位相が異なると、サンプリ
ングデータの粗密の分布が変化する。一方、シングルス
ライスＣＴ装置のスキャンでは、上記のデータの粗密は
生じないが、図６（ｂ）に示すように、各位相に応じて
スライス位置から観察したデータの偏りが変化する。こ
のため、第１の実施形態をシングルスライスＣＴ装置に
適用した場合にも、上述の効果を得ることができる。

【０１４３】また、特に、ヘリカルスキャンの開始直後
および終了直前でほぼ全てのデータをサンプリング範囲
に包含するようなフィルタ幅・フィルタ形状を用いれ
ば、収集されたデータの有効利用を図ることが可能とな
る。

【０１４４】次に、第１の実施形態の第１の変形例を説
明する。

【０１４５】上記では、ビュー角ごとにフィルタ幅を変
更する例を説明した。しかし、第１の実施形態の補間ル
ールの変更手法はこれに限定されない。

【０１４６】図６（ａ）、図８に示すように、あるチャ
ンネル角からＺ軸方向にデータを観察すると、レイ角
（チャンネル角）の変化に応じてデータの分布に偏りが
あることが理解される。

【０１４７】第１の実施形態の第１の変形例は、レイ角
（チャンネル角度）によって補間ルールデータ（補間パ
ラメータ）１５０を可変とするものである。但し、図６
（ａ）や図８に示すチャンネル方向のデータの偏りは、
実データ以外に対向データを用いる対向データビーム法
に基づくヘリカル補間の場合にのみ生じる。

【０１４８】第１の変形例では、レイ角（チャンネル
角）に依存してフィルタ幅（リサンプリング点数）を変
更する。従って、上記で説明されたリサンプリングデー
タに基づく補間データを、第１の変形例では、以下の式
によって得る。つまり、上記で説明された式３乃至式７
は、以下のように変形される。

【０１４９】まず、式３−４に示すように、中心スライ
ス（リサンプリング点数の中心）ｎｃとリサンプリング
点数ｎｐｎｔをチャンネルおよびビューに応じて変化さ
せる。

【０１５０】

【数１５】式４−４に示すように、あるリサンプリング点のｚ座標
はチャンネルおよびビューによって変化することが理解
される。

【０１５１】

【数１６】従って、リサンプリングデータは、以下の式６−４で得
られる。

【０１５２】

【数１７】このリサンプリングデータから、目的とする補間データ
は、以下の式７−４で求められる。

【０１５３】

【数１８】次に、第１の変形例の補間処理制御手段１３０は、レイ
角に応じて、上述の第１の実施形態と同様、フィルタ幅
（リサンプリング点数）・フィルタ形状・データ選択方
法・線形補間／非線形補間・内挿・外挿補間などの補間
ルールを変形してヘリカル補間を行う。その他の処理は
上述と同様であるため、説明は省略する。

【０１５４】この第１の変形例は単独で実施されてもよ
く、また上述の第１の実施形態と組み合わせて実施され
てもよい。

【０１５５】第１の変形例は、特に、チャンネルによっ
てビームの厚みやエネルギー特性などのデータの特性
（質）が相違する場合にこのデータの相違を補正するこ
とができる。このため、第１の変形例によれば、上記の
第１の実施形態と同様の効果に加えて、チャンネルごと
のデータの質の偏りを考慮した、高画質の再構成画像を
得ることができる。

【０１５６】次に、第１の実施形態の第２の変形例を説
明する。

【０１５７】第１の実施形態および第１の変形例では、
ビュー角・レイ角に応じて補間ルールデータ１５０を変
更した。

【０１５８】これに対し、第２の変形例では、スライス
する位置により補間ルールデータ１５０を変更してヘリ
カル補間データを生成する。

【０１５９】次に、第２の変形例のスライス位置に応じ
た補間ルールの変更の態様を説明する。

【０１６０】第１に、撮影される被検体の部位によって
補間ルールデータ１５０を変更する。この撮影される部
位のうちで、例えば肝臓の端部など、データの収集位置
によって被写体の変化が大きい部位では補間のためのデ
ータサンプリング範囲を広げるとアーチファクトが強ま
って画質が低下する。

【０１６１】このため、第２の実施形態は、Ｘ線吸収係
数やＸ線パス長が大きく変化する部位を判断して、これ
らのアーチファクトが出やすい部位ではフィルタ幅・フ
ィルタ形状を変更させてヘリカル補間処理を行う。この
フィルタの変更は手動で行ってもよく、また各部位の差
分データに基づき自動的に変更制御してもよい。

【０１６２】このように、部位によってフィルタを変更
することで、ノイズが低減され、ローコントラスト描出
能の高い再構成画像を得ることができる。

【０１６３】第２に、上述したように、第２の変形例
は、ヘリカルスキャンの開始直後と終了直前でほぼ全デ
ータをサンプリング範囲に包含するように（図４
（ａ），（ｂ））フィルタ形状を変更させてヘリカル補
間処理を行う。

【０１６４】その他の処理は上述と同様であるため、説
明は省略する。

【０１６５】この第２の変形例は単独で実施されてもよ
く、また上述の第１の実施形態や第１の変形例と組み合
わせて実施されてもよい。

【０１６６】第２の変形例によれば、上記の第１の実施
形態、第１の変形例と同様の効果に加えて、被検体の撮
影部位・スキャン箇所に応じて所望する画像特性の再構
成画像を得ることができる。

【０１６７】第２の実施形態以下、本発明の第２の実施形態について、第１の実施形
態と異なる点についてのみ、図面を参照しながら詳細に
説明する。

【０１６８】第２の実施形態は、スキャン開始直後およ
び／または終了直前の被検体のＸ線被曝量をハードウエ
ア的に低減させる機能を提供するものである。

【０１６９】図１７に第２の実施形態の構成を示す。

【０１７０】第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、寝
台に載置された被検体の体軸方向に沿って螺旋状にスキ
ャンを行い、これにより形成されたＸ線像を複数の検出
器列で検出するＸ線ＣＴ装置（即ち、マルチスライスＣ
Ｔ装置）である。一方、シングルスライスＣＴ装置は、
スキャンの時系列中の全てのデータを画像再構成に用い
るため、第２の実施形態の課題とする被検体の余計な被
曝は問題とならない。

【０１７１】図１７に示すように、第２の実施形態の装
置構成は第１の実施形態と同様である。同一箇所には同
一の符号を用いる。但し、第１の相違点は、検出器４が
複数の検出器列を設けたマルチスライス用の検出器４で
ある点である。第２の相違点は、スキャン開始直後及び
終了直前でのＸ線照射条件を制御する手段（図示せず）
をＸ線制御部５内或いはＸ線焦点と被検体との間に備え
る点である。

【０１７２】次に、第２の実施形態の動作を図面を参照
しながら説明する。第２の実施形態が備えるＸ線照射条
件制御手段は、ヘリカルスキャン開始直後および終了直
前に、Ｘ線照射条件のうちで被曝に影響する要因である
Ｘ線量を低減する。

【０１７３】このＸ線量の低減は、管電流（ｍＡ）自体
をスキャン開始直後および終了直前で低減することで実
現される。尚、スキャンが開始直後あるいは終了直前で
あるか否かは、ヘリカルピッチＰおよびスライス開始か
らの距離（オフセット）により判別することができる。
これらのデータはシステム制御部１３からＸ線制御部５
に供給される。

【０１７４】第２の実施形態はスライス像によらずスキ
ャン開始からのオフセット距離で管電流を変化させる。
従って、スキャン開始直後およびスキャン終了直前での
単位面積当たりのＸ線曝射量を変えることになる。

【０１７５】また、この管電流の低減は、全ての列の検
出器に対するＸ線照射条件を同時に変化させる。即ちＸ
線の被曝を減らしたい領域の内側の領域まで、Ｘ線フォ
トンが多少減少する。しかし、第２の実施形態では、第
１の実施形態と同様に、他のビュー角でのデータや架台
が１回転後に収集した近傍をデータをサンプリングして
ヘリカル補間を行うことができる。このため、第２の実
施形態で得られる補間データの精度には殆ど影響がな
い。尚、第２の実施形態は、第１の実施形態と組み合わ
されて構成されてもよく、あるいは単独で実施されても
よいことは言うまでもない。

【０１７６】図１８（ａ），（ｂ）に示すように、第２
の実施形態は、スキャン開始時あるいはスキャン終了時
からデータのサンプリング範囲までの期間のｍＡを制御
する。データのサンプリング範囲までのｍＡの立ち上が
り方は、図１８（ａ）あるいは（ｂ）のように任意でよ
く、この間のｍＡが低減されていれば第２の実施形態の
範囲内である。一方、スキャンによる収集データが画像
再構成に用いられる範囲では再構成画像のノイズを均一
にするため、管電流は一定量に維持される。Ｘ線ビーム
の収集後の他の処理は第１の実施形態と同様であるため
説明は省略する。

【０１７７】第２の実施形態によれば、以下の効果を奏
する。

【０１７８】Ｘ線管電流（ｍＡ）を制御する手段が、ス
キャン開始直後及び終了直前のＸ線管電流（ｍＡ）を制
御する。このため、マルチスライスＣＴ装置において、
画像再構成に用いられないヘリカルスキャンの開始直後
および終了直前の被検体に対する余計な被曝を低減する
ことが可能となる。

【０１７９】次に、第２の実施形態の変形例を説明す
る。

【０１８０】この第２の実施形態の変形例では、このＸ
線量制御手段は、ｍＡではなく、Ｘ線焦点と被検体との
間に配置されるＸ線フィルタ等により実現される。例え
ば、図１９に示すようなフィルタを、ヘリカルスキャン
の開始から終了までの間、片方向に移動制御する。１つ
のＸ線フィルタを片方向に制御するのみなので、例えば
２片の遮蔽片（プリコリメータ）を独立に移動制御する
のと比較して、この変形例に係る遮蔽手段の移動制御の
方が容易である。このプリコリメータとは図２０に示す
ようにＸ線管から曝射されたＸ線を所定分遮蔽する遮蔽
片である。この変形例に係るＸ線フィルタは、例えば、
図２０のプリコリメータと被検体との間に配置され、移
動制御される。

【０１８１】この変形例によれば、第２の実施形態と同
様の効果が得られる。

【０１８２】尚、上述の実施形態は、本発明のうちの一
例を示したに過ぎない。本発明は、上述の実施形態に限
定されることはない。

【０１８３】要するに、収集データの特性に応じてヘリ
カル補間の各種パラメータを可変として最適な補間デー
タを得る、さらにはＸ線照射条件を制御して余計な被曝
を低減するという本発明に係る技術的思想を逸脱しない
範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である
ことはいうまでもない。

【０１８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に記載されるような効果を奏する。

【０１８５】即ち、本発明においては、ヘリカルスキャ
ンにより収集されたデータの特性に応じて最適な補間パ
ラメータを選択して、画像再構成を行う機能を提供す
る。従って、スキャン領域・ビュー角・レイ角・スライ
ス位置などの各種の収集データの特性に応じて、最適な
ヘリカル補間を行うことが可能となる。さらに、ノイズ
低減あるいは分解能向上などの再構成画像の目的・用途
に応じて最適な再構成画像を生成することが可能とな
る。

【０１８６】また、ヘリカルスキャン開始直後および終
了直前のＸ線照射条件を可変的に制御する機能を提供す
るので、被検体への被曝量を低減することが可能とな
る。

【０１８７】このように、本発明を用いれば、ヘリカル
スキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線曝射により
収集したデータの有効活用が実現され、臨床で所望され
る高画質の再構成画像の生成が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置を適用した第１の実
施形態のＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の補間
処理部の機能構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施形態の補間データ生成手段
の行うリサンプリングデータに基づくフィルタ補間処理
（重み付け補間処理）を説明する図である。

【図４】本発明の第１の実施形態のスキャン開始直後の
ヘリカル補間用のフィルタ形状の一例を示す図である。

【図５】ヘリカルスキャンのＺ軸方向から観察したＸ−
Ｙ軸上の幾何平面を説明する図である。

【図６】シングルスライスＣＴでヘリカルスキャンを行
った場合の任意のビュー角βから観察したビュー図、お
よびスキャン図である。

【図７】マルチスライスＣＴでヘリカルスキャンを行っ
た場合のスキャン図である。

【図８】マルチスライスＣＴでヘリカルピッチＰでヘリ
カルスキャンを行った場合のビュー図である。

【図９】リサンプリングデータの重み付け加算処理を説
明する図である。

【図１０】第１の実施形態が行うフィルタ補間法を説明
する図である。

【図１１】シングルスライスＣＴにおけるフィルタ補間
法を説明する図である。

【図１２】目的とするスライス位置でのヘリカル補間の
重みと、この位置からΔＺずつずらしたスライス位置で
のヘリカル補間の重みと、これらを加算したヘリカル補
間の重みを示す図である。

【図１３】目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０におけるデ
ータの前後でシフトさせたｎ枚のスライス位置における
データの加算を説明する図である。

【図１４】位相を固定してこの位相θで収集されたデー
タと重み付け用のフィルタ関数との関係を説明する図で
ある。

【図１５】第１の実施形態が各ビューに対応して変化さ
せるフィルタ幅（データのサンプリング範囲）の一例を
説明する図である。

【図１６】第１の実施形態が各ビューに対応して変化さ
せるフィルタ幅（データのサンプリング範囲）の他の一
例を説明する図である。

【図１７】本発明に係るＸ線ＣＴ装置を適用した第２の
実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。

【図１８】第２の実施形態が行うヘリカルスキャンの開
始直後および終了直前における管電流（ｍＡ）の制御の
一例を説明する図である。

【図１９】第２の実施形態の変形例が移動制御するフィ
ルタの一例を示す図である。

【図２０】第２の実施形態の変形例が備えるフィルタの
位置関係を説明する図である。

【図２１】Ｘ線ＣＴ装置におけるスキャン方式を説明す
る図である。

【図２２】２列、４列、８列の検出器を具備するマルチ
スライスＣＴ装置を説明する図である。

【図２３】マルチスライスＣＴのＸ線ビームをＺ軸（体
軸）方向およびＺ軸の垂直方向から観察した図である。

【図２４】Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成手順を説明する図
である。

【図２５】画像再構成用のフィルタ関数の例を説明する
図である。

【図２６】シングルスライスＣＴ装置における３６０度
補間法および対向ビーム補間法を説明する図である。

【図２７】マルチスライスＣＴ装置でヘリカルピッチＰ
＝４でヘリカルスキャンして得たデータを隣接補間法に
より補間する場合を説明するスキャン図である。

【図２８】マルチスライスＣＴ装置における新対向ビー
ム補間法を説明するスキャン図である。

【図２９】ヘリカルスキャンの時系列におけるスキャン
範囲とデータ再構成範囲との関係を説明する図である。

【符号の説明】

１寝台２架台３Ｘ線管４検出器５Ｘ線制御部６高電圧発生部７架台・寝台制御部８寝台移動部９データ収集部１０補間処理部１１画像再構成部１２表示部１３システム制御部１４操作部１１０収集データ記憶手段１２０補間データ生成手段１３０補間処理制御手段１４０データ収集条件データ１５０補間ルールデータ１２１ヘリカルデータ１２２リサンプリング処理１２３リサンプリングデータ１２４重み付け加算処理（フィルタ処理）１２５補間データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】寝台に載置された被検体に対してＸ線を
曝射するＸ線発生手段と、このＸ線の曝射により形成さ
れたＸ線像を検出するＸ線検出手段とを架台に対向配置
し、前記寝台或いは架台を被検体の体軸方向に相対的に
移動制御すると共に、架台を回転させながらＸ線の曝射
を行うことにより被検体の所望の部位の撮影を行うＸ線
ＣＴ装置において、前記検出手段により収集されたデータの特性に応じて、
目的とするスライス位置のデータを生成するための補間
パラメータを変更制御する補間制御手段と、前記収集データを、前記補間制御手段が決定した補間パ
ラメータに応じてヘリカル補間したデータに基づき、画
像再構成を行うデータ処理手段とを具備することを特徴
とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】前記収集データの特性は、ビュー角度で
あ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】前記収集データの特性は、レイ角度であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ
装置。
【請求項４】前記収集データの特性は、スライス位置
であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】前記補間パラメータは、ヘリカル補間に
用いる基データのサンプリング範囲であることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】前記補間パラメータは、スライス面方向
のフィルタ幅および／またはフィルタ形状であることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のＸ線ＣＴ装
置。
【請求項７】前記補間パラメータは、ヘリカル補間の
重み係数であることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れか記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】前記補間パラメータは、線形補間または
非線形補間のいずれかを示す第１の補間種別であること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のＸ線ＣＴ
装置。
【請求項９】前記補間パラメータは、内挿補間または
外挿補間のいずれかを示す第２の補間種別であることを
特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載のＸ線ＣＴ装
置。
【請求項１０】上記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、前記補間パラメータを入力させる補間パラメータ入力手
段を具備し、前記データ処理手段は、前記入力された補間パラメータ
に基づいて前記収集データをヘリカル補間することを特
徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】前記補間制御手段は、データのサンプ
リング密度に対応して補間すべきデータをサンプリング
するためのスライス面方向のフィルタ幅および／または
フィルタ形状を変更することを特徴とする請求項１乃至
５のいずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】前記補間制御手段は、前記サンプリン
グ密度が低い箇所に対応するフィルタ幅が薄い前記フィ
ルタを選択することを特徴とする請求項１１に記載のＸ
線ＣＴ装置。
【請求項１３】前記補間制御手段は、前記サンプリン
グ密度が低い箇所に対応するフィルタ幅が厚い前記フィ
ルタを選択することを特徴とする請求項１１に記載のＸ
線ＣＴ装置。
【請求項１４】前記補間制御手段は、少なくともヘリ
カルピッチ、スライス位置、スキャン開始点とスライス
位置との距離のいずれか１つ以上に基づいて前記サンプ
リング密度を求めることを特徴とする請求項１１に記載
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】前記補間制御手段は、被検体のＸ線吸
収係数および／またはＸ線パス長の変位量が大きい領域
で、前記フィルタを変更す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１６】前記補間制御手段は、スキャン開始時
および／またはスキャン終了時に、前記補間パラメータ
を変更す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１７】前記Ｘ線検出手段は、Ｘ線の曝射によ
り形成されたＸ線像を複数の検出器列で検出することを
特徴とする請求項１乃至１６のいずれか記載のＸ線ＣＴ
装置。
【請求項１８】寝台に載置された被検体に対してＸ線
を曝射するＸ線発生手段と、このＸ線の曝射により形成
されたＸ線像を複数の検出器列で検出するＸ線検出手段
とを架台に対向配置し、前記寝台或いは架台を被検体の
体軸方向に相対的に移動制御すると共に、架台を回転さ
せながらＸ線の曝射を行うことにより被検体の所望の部
位の撮影を行うＸ線ＣＴ装置において、スキャン開始時および／またはスキャン終了時に、Ｘ線
照射条件を変更するＸ線制御手段を具備することを特徴
とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１９】前記Ｘ線検出手段は、Ｘ線の曝射によ
り形成されたＸ線像を複数の検出器列で検出し、上記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、スキャン開始時および／
またはスキャン終了時に、Ｘ線照射条件を変更するＸ線
制御手段を具備す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２０】前記Ｘ線照射条件は、Ｘ線管電流であ
ることを特徴とする請求項１８または１９に記載のＸ線
ＣＴ装置。
【請求項２１】前記Ｘ線照射条件は、Ｘ線フィルタの
形状であることを特徴とする請求項１８および１９に記
載のＸ線ＣＴ装置。