JP2000271113A

JP2000271113A - コンピュータ断層像撮影装置

Info

Publication number: JP2000271113A
Application number: JP2000012322A
Authority: JP
Inventors: Katashi Adachi; 確足立
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成でアーチファクトがない断層像を
リアルタイムで実現するコンピュータ断層像撮影装置を
得ることを目的とする。【解決手段】再構成装置１７がデータ収集装置１６か
らの投影データに基づいて部分画像データ（コンボリュ
ーション、バックプロジェクション）を生成し、この部
分画像データの生成時に、所定の重み付け係数を変更し
て乗算する。そして、これらの部分画像データを順次加
算して１枚の断層像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線源の回転に伴
って断層像を得るときに、投影データの差分を求めない
で、瞬時に断層像を得ると共にコンピュータの負荷を低
減させることができるコンピュータ断層像撮影装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＴ装置による医用画像は、被写体とし
ての人体に直交する方向から爆射されたＸ線ビームの透
過量を画像化物理量として対向する多数のＸ線検出素子
により検出し、Ａ／Ｄ変換後、データ処理装置において
画像再構成して得ている。

【０００３】具体的には、Ｘ線ビームは多数個の検出素
子で一度に検出され、該検出毎に、Ｘ線管及びそれと対
向する検出器からな収集システムが所定度ずつ回転す
る。

【０００４】このとき、図１２に示すように各方向から
計測されたデータ（投影データ）はＸ線ビームが人体各
面を透過した際の組織毎の放射線吸収計数値の分布図
（図１１の（ａ））として求められ、これを各方向から
逆投影して（図１１の（ｂ））二次元画像としてのＸ線
ＣＴの断層像を得る。

【０００５】このような再構成を行うＸ線ＣＴ装置は多
数出願されている。例えば、特開平９−４７４４９号公
報のＸ線ＣＴ装置においては、スキャン動作により順次
得られた投影データ群の内、最初と最後に同一角度位置
（以下総称して隣接部ともいう）で重なり合う１画像分
の投影データを用い、この重なり合う部分に所定の重み
付けを行い、この投影データと前回の断層画像データに
対応する重み付けされた投影データの内、同一の投影デ
ータを除く投影データの差分を求め、この差分のみをコ
ンボリューション及びバックプロジェクションを行って
再構成し、前回の断層画像データに加算して１つの断層
画像データを作成する。

【０００６】この作成の方法を図１３を用いて説明す
る。図１３においては、一回転を６等分した場合の例を
示したものであり、投影データＡｉの投影データＡ１，
Ａ２，Ａ３，Ａ４は動画の断層画像データを作成するた
めに最初と最後の部分に重み付けされた投影データを示
している。これらの図を用いてＣＴ透視の場合の動作を
説明する。

【０００７】まず、投影データＡｉを順次読み込み、最
初と最後に同一角度位置で重なり合う１画像分の投影デ
ータＡ１（図１３に示す例では番号１１〜１７の投影デ
ータ）を用い、この重なり合う部分に所定の重み付けを
行う。

【０００８】例えば、図１３に示すように投影データの
最初の部分については重み付け係数を増やしていくよう
に重み付けを行い、投影データの最後の部分について重
み付け係数を減らしていくように重み付けを行う。

【０００９】その後、最初の１画像（１回転目）めにつ
いては、この重み付けされた投影データ全てについてコ
ンボリューション及びバックプロジェクションを行って
再構成して断層画像データを作成する。

【００１０】次いで、２画像（２回転目）めに対応する
投影データを順次読み込み、最初と最後に同一角度位置
で重なり合う１画像分の投影データＡ２（図１３に示す
例では番号１２〜１８の投影データ）を用い、この重な
り合う部分に所定の重み付けを行う。

【００１１】その後、２画像めに対応する投影データが
読み込まれると、この重み付けされた投影データＡ２
と、前回に重み付けされた投影データＡ１の内、同一の
投影データを除く投影データの差分を求める。

【００１２】即ち、図１３においては、（前回の投影デ
ータに無くて今回の投影データに有る部分Ａ）−（前回
の投影データに有って今回の投影データに無い部分Ｂ）
を求める。

【００１３】そして、差分が求められると、この差分の
みについてコンボリューション及びバックプロジェクシ
ョンを行って再構成し、前回の断層画像データに加算し
て１つの断層画像データを作成する。この断層画像デー
タは、前記差分のみの再構成処理時間であるにも拘ら
ず、投影データＡ２全体を再構成したものとほぼ同一の
ものとなる。

【００１４】このように、従来のＸ線ＣＴ装置では、最
初と最後に同一角度位置で重なり合う１画像分の投影デ
ータを用い、この重なり合う部分に所定の重み付けを行
い、この投影データと、前回重み付けされた投影データ
の内、同一の投影データを除く投影データの差分を求
め、この差分のみをコンボリューション及びバックプロ
ジェクションを行って再構成し、前記前回の断層画像デ
ータに加算して１つの断層画像データを作成することに
よって回転に伴うアーチファクトを押さえた断層画像を
画面に表示するようにしている。

【００１５】すなわち、再構成されたデータに対して必
要な部分のみ（前の回転による断層画像と重なる部分の
データ）を切り出し、もう一度、所定時間ずれた今回の
画像データに対して重み付けを行って再度再構成を行
い、相違する部分のデータについては差分を求め、この
差分に対してコンボリューション及びバックプロジェク
ションを行って再構成している。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
所定角度範囲毎に、所定時間ずれた今回の投影データと
前回の投影データとの差分を求める処理を行い、次に求
めた差分に対してコンボリューション、バックプロジェ
クションを行って再構成する処理を行い、この再構成デ
ータを前回の断層画像データに加算する処理を行ってい
る。すなわち、所定角度範囲毎に差分化した後に重み係
数を乗じて逆投影して再構成データを得るアルゴリズム
にされている。

【００１７】このため、隣接部の再構成データを得るに
は、所定角度範囲毎に前回の投影データと今回の投影デ
ータと比較して共通な部分を見つけ、この共通な投影デ
ータに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投影デ
ータに対して重み付けを行って再度再構成を行った後
に、相違する部分のデータを見つけて、その差分を求
め、この差分に対してコンボリューション及びバックプ
ロジェクションを行って再構成して得られた隣接部の断
層画像と共通部分の断層画像を加算した１回転当たりの
断層画像を得ることによって連続的に表示している。

【００１８】すなわち、隣接部においては、所定角度範
囲毎に、今回のと前回の共通な部分を見つけるための処
理と、この共通な投影データに対して、もう一度、所定
時間ずれた今回の投影データに対して重み付けを行って
再度再構成を行う処理と、相違する部分のデータについ
ては差分を求める処理が必要である。

【００１９】従って、角度毎に、前述の各処理を行うた
めの複数の処理系を備えなければならないので、リアル
タイムの断層画像を得るための画像処理系が複雑にな
り、結果として過負荷状態となるという課題があった。

【００２０】また、高速処理してリアルタイムの断層画
像を得るためには、角度毎に前述の差分を求める処理系
を複数備えてなければならないので大型になるという課
題があった。

【００２１】本発明は以上の課題を解決するためになさ
れたもので、簡単な構成でアーチファクトがない断層像
をリアルタイムで実現するコンピュータ断層像撮影装置
を得ることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のコンピュータ断
層像撮影装置は、Ｘ線源に対して被検体を挟んで前記被
検体への投影方向を周期的に変化させながら前記被検体
の投影データを順次収集する投影データ収集手段と、こ
の投影データ収集手段により収集された投影データに基
づいて、予め設定された所定範囲毎の部分画像データを
生成する部分画像生成手段と、前記部分画像生成手段で
生成された複数の部分画像データに基づいて前記被検体
の断層像を生成する断層像生成手段と、前記部分画像生
成手段で前記部分画像データに対して所定の重み付けを
行う重み付け手段と、前記重み付け手段による前記部分
画像データに対する重み付けの係数を変更する重み付け
変更手段とを備えたことを要旨とする。

【００２３】また、本発明のコンピュータ断層像撮影装
置は、Ｘ線源に対して被検体を挟んで前記被検体への投
影方向を周期的に変化させながら前記被検体の投影デー
タを順次収集する投影データ収集手段と、この投影デー
タ収集手段により収集された投影データに基づいて、前
記Ｘ線源の所定範囲毎の部分画像データを生成する部分
画像生成手段と、１枚の断層像を生成するのに必要な前
記部分画像生成手段で生成された前記複数の部分画像デ
ータを合成する合成手段と、前記部分画像生成手段で前
記部分画像データを生成するとき、前記合成手段で合成
された複数の部分画像データに対して所定の重み付け関
数を乗算する重み付け手段と、前記重み付け手段による
前記重み付け関数を変更する変更手段とを備えたことを
要旨とする。

【００２４】さらに、本発明のコンピュータ段像像撮影
装置は、Ｘ線源に対して被検体を挟んで前記被検体への
投影方向を周期的に変化させながら前記被検体の複数の
スライス分の投影データを順次収集する投影データ収集
手段と、この投影データ収集手段により収集された投影
データに基づいて、前記スライス毎に前記Ｘ線源の所定
範囲毎の部分画像データを生成する部分画像生成手段
と、この部分画像生成手段により前記被検体の表示画像
を生成するのに必要な前記複数の部分画像データを合成
する合成手段と、前記合成された複数の部分画像データ
又は合成前の複数の部分画像データに対して所定の重み
付け関数を乗算する重み付け手段と、前記重み付け手段
による前記重み付け関数を変更する変更手段とを備えた
ことを要旨とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞図１は本実施の
形態のＸ線ＣＴの画像再構成装置の概略構成図である。
図１のＸ線ＣＴ装置１０は、被検出体１１を介してＸ線
源１２と検出器１３とを対向させながら回転するガント
リ１４とからなるＣＴ本体部１５と、Ｘ線源１２の回転
ピッチの角度Δαｉ毎のＸ線強度データに基づく投影デ
ータ（ｍ：回転数、ψ、θ回転角度）を順次収集して回
転単位当たりの投影データ群Ａｉを得るデータ収集装置
１６（ＤＡＳ）と、データ収集装置１６からの投影デー
タ群Ａｉと前回の投影データ群Ａｉとのそれぞれの変化
分に対して逆投影を行って得た逆投影データ群に前回の
再構成データ群を加算したデータ群（以下仮想再構成デ
ータ群という）から初めの回転範囲の所定数の第１の仮
想再構成データ、次回の共通部分となる複数の第２の仮
想再構成データと、終わりの回転範囲の所定数の第３の
仮想再構成データとを抽出し、これらの仮想再構成デー
タに投影データに対応する重み係数を乗じて回転単位の
断層画像である再構成データ群Ｂｉを得る再構成装置１
７とを備える。

【００２６】この再構成装置１７は、データ収集装置１
６からの投影データ（ｍ、ψ、θ）が２回転目以後の投
影データ（ｍ、ψ、θ）で、かつ回転角度範囲が初期の
回転範囲の回転ピッチ角度（例えば０度〜３０度）又は
終わりの回転範囲の回転ピッチ角度（例えば３３０度〜
３６０度）（以下総称して隣接角度という）のときは、
その隣接角度の投影データ（ｍ、ψ、θ）に対しては投
影データの差分を求めないで、予め記憶されている前回
の隣接角度の第１、２の仮想再構成データに、隣接角度
に対応する重み係数（第１、第３の重み係数）を乗じ
る。

【００２７】すなわち、コンボリューション、バックプ
ロジェクションを行って、重み係数を乗じた今回の隣接
部の再構成データ（第１、第３の再構成データ）を生成
すると共に、予め生成されている前回の共通部分の仮想
再構成データ（第２の仮想再構成データ）に最大の重み
係数（第３の重み係数）を乗算した今回の共通部の再構
成データ（第２の再構成データ）を生成し、これらを合
成して１回転当たりの今回の再構成データを得て、これ
を断層画像として表示させている。

【００２８】すなわち、本実施の再構成装置１７は、被
検体の移動（Ｚ軸方向）及びガントリ１４を回転させな
がら、隣接角度に対しては、予め生成されているその隣
接角度の仮想再構成データ（第１、第３の仮想再構成デ
ータ）を得るようにしてコンピュータが過負荷状態にな
らないようにされている。

【００２９】この再構成装置１７は、図１に示すよう
に、重み関数テーブル１８と、回転数判定部１９と、回
転角度判定部２０と、画像仮再構成部２１（部分画像生
成部ともいう）と、隣接部再構成部２４と、共通部再構
成部２５と、合成部２６とを備えている。

【００３０】重み関数テーブル１８は、図１に示すよう
にガントリ１４（Ｘ線源１２）の回転角度θｉ毎に重み
係数ωｉが対応づけられて記憶されている。

【００３１】すなわち、１回転単位の回転ピッチ角度群
を、１回転単位における初めの回転範囲である０度から
３０度の所定数の第１の回転ピッチ角度、終わりの回転
範囲と初めの回転範囲の間の範囲である３０度から３３
０度の複数の第２の回転ピッチ角度、終わりの回転範囲
である３３０度から３６０度の所定数の第３の回転ピッ
チの角度に分類し、０度から３０度の第１の回転ピッチ
角度には、０．３、０．７、０．８の第１の重み係数ω
ｉｐを、共通部分である３０度から３３０度には、１．
０、１．０、……の第２の重み係数ωｉｋを、終わりの
回転範囲である３３０度から３６０度には０．８、０．
７、０．３の第３の重み係数ωｉｑを割り付けたテーブ
ル構造にされている。

【００３２】回転数判定部１９は、ガントリ１４の回転
数ｍｉを読み、回転数ｍｉが一回目又は２回転目以上か
どうかを判定し、この判定結果を画像仮再構成部２１、
隣接部再構成部２４、共通部再構成生部２５に知らせ
る。

【００３３】回転角度判定部２０は、ガントリ１４の回
転角度θｉを検出し、回転数ｍｉが１回目のときは、検
出した回転角度θｉを画像仮再構成部部２１に送出す
る。また、回転数ｍｉが２回転以上のときは検出した回
転角度θｉが隣接角度（例えば０度〜３０度、３３０度
〜３６０度）又は共通画像生成角度（例えば３０度〜３
３０度）かどうかを判定する。

【００３４】そして、判定結果が隣接角度又は共通画像
生成角度の場合は、検出した回転ピッチ角度を隣接部再
構成部２４又は共通部再構成部２４に送出する。

【００３５】画像仮再構成部２１は、データ収集装置１
６に収集された今回の投影データＡｉを、回転数に基づ
いて回転ピッチ角度分だけシフトさせながら前回の投影
データとの変化分を求め、これらの変化分を、コンボリ
ューション、バックプロジェクションして得た逆投影デ
ータ群を前回の再構成データ群に加算してファイル２２
に記憶する。

【００３６】隣接部再構成部２４は、回転数ｍｉが２回
転目以上のときで、かつ検出した回転角度θｉが隣接角
度を示しているときは、その隣接角度に対応する仮想再
構成データと重み関数テーブル１８の隣接角度に対応す
る重み係数とを用いて再構成する。

【００３７】すなわち、隣接角度の投影データ（ｍ、
ψ、θ）に対しては投影データの差分を求めないで、予
め画像仮再構成部によって生成された前回の隣接角度の
仮想再構成データに、隣接角度に対応する重み係数を乗
じて今回の隣接角度の再構成データ（第１、第３の再構
成データ）を得る。

【００３８】共通部再構成部２５は、回転数ｍｉが２回
転目以上のときで、かつ検出した回転角度θが共通画像
角度を示しているときは、その共通画像角度に対応する
重み係数と画像仮再構成部２１に生成された前回の共通
部分の仮想再構成データ（第２の再構成データ）とを乗
算して共通部再構成データを得る。

【００３９】合成部２６は、隣接部再構成部２４で再構
成された隣接角度の再構成データと共通部再構成部２５
で再構成された共通部再構成データとを合成し、これを
１回転分の断層画像として表示部２７に表示すると共
に、ファイル２２の前回の再構成データ群を今回の加算
された１回転分の再構成データ群に更新する。

【００４０】すなわち、本実施の形態は、２回転目以後
は、図２（ａ）に示すように、前回の投影データＡ１と
今回の投影データＡ２との変化分に前回の再構成データ
Ｂｉを加算して逆投影して得た逆投影データ群に前回の
再構成データ群Ｂｉを加算して得た仮想再構成データ群
Ｊｉより、隣接角度（例えば０度〜３０度、３３０度〜
３６０度）の第１の仮想再構成データｊ１、ｊ２、ｊ３
（総称して初めの仮想再構成データｊａ）及第３の仮想
再構成データｊ１０、ｊ１１、ｊ１２（総称して終わり
の仮想再構成データｊｂという）を読み、そして図２
（ｂ）に示すその角度に対応する重み係数ω（ω１、ω
２、ω３とω１０、ω１１、ω１２）とを用いて図２
（ｃ）に示すように、隣接部の初めの再構成データｈ
ａ、終わりの再構成データｈｂを得る。

【００４１】そして、図２（ｄ）に示すように、複数の
第２の仮想再構成データである前回の共通部分の仮想再
構成データｊｋに最大の重み係数を乗じて、図２（ｅ）
に示すように、この共通部分の再構成データＢｋと、求
めた初めの再構成データｈａと終わりの再構成データｈ
ｂとを合成して今回の再構成データＢｉを得る。

【００４２】上記のように構成されたＸ線ＣＴの画像再
構成装置の動作を以下に説明する。図３は本実施の形態
のＸ線ＣＴの画像再構成装置の動作を説明するフローチ
ャートである。図４は本実施の形態のＸ線ＣＴの画像再
構成装置の動作を図示化した説明図であり、１回転目の
データに対する重み付け係数と２回転目のデータに対す
る重み付け係数を変化させる（重み付け係数を時間的に
変化させる）ことを表している。

【００４３】つまり、図４の（ｄ）〜（ｊ）は、図４の
（ａ）〜（ｃ）から所定角度回転した時の状態を示して
おり、図４の（ｂ）、（ｆ）に示す角度は正確に言えば
異なることになる。本説明では、収集された投影データ
群を１／１２等分して説明する。

【００４４】初めに、ガントリ１４を所定速度で回転さ
せながらＸ線源１２からＸ線を爆射させる。検出器１３
（シングルタイプ、デュアルタイプ、マルチタイプのい
ずれか）とＸ線源１２は対向関係を保って回転する。

【００４５】そして、被検体１１を透過したＸ線量が各
検出素子に検出され、データ収集装置１６によって、各
検出素子のＸ線強度データに基づく投影データが順次収
集される。

【００４６】この投影データＡｉの収集に伴って、再構
成装置１７の画像仮再構成部２１、共通部再構成部２５
及び隣接部再構成部２３は、その投影データＡｉを読み
込む（Ｓ１）。また、同時に回転数判定部１９は、ガン
トリ１４の回転数ｍｉを読み、１回転目又は２回転目以
上かどうかを判定する（Ｓ３）。

【００４７】ステップＳ３において、回転が１回目と判
定したときは、画像仮再構成部２１がデータ収集装置１
６の今回の投影データＡｉが収集される毎に、この投影
データと前回の投影データとの変化分を求めて前回の仮
想再構成データとを加算して、バックプロジェクション
を行い、この結果に対して隣接部再構成部２４及び共通
部再構成部２５が対応する重み係数を乗じて再構成デー
タＢ１を得る（Ｓ５）。

【００４８】すなわち、図４（ａ）に示す１回転目の投
影データＡ１の各角度毎の投影データに対して、図４
（ｂ）に示す重み付け関数テーブル１８の各角度に対応
する重み係数ωｉ（例えばωｉｐ＝０．３、０．７、
０．８、ωｉｋ＝１．０、１．０…、ωｉｑ＝０．８、
０．７、０．３）を乗算して、図４（ｃ）に示す再構成
データＢ１を得ている。

【００４９】次に、この再構成データＢ１（断層画像デ
ータ）をファイル２２に記憶すると共に（Ｓ７）、表示
部２７に表示させる（Ｓ９）。次に、終了かどうかを判
断し（Ｓ１１）、終了でないときは処理をステップＳ１
に戻す。

【００５０】そして、ステップＳ３において、ガントリ
１４の回転数ｍｉが２回目以上と判定されたときは、画
像仮再構成部２１が今回の投影データを回転数ｍｉに基
づいて回転ピッチ角度分だけシフトさせて、前回の投影
データＡ１と今回の投影データＡ２との変化分を求め、
この変化分に対して逆投影を行って前回の再構成データ
Ｂ１とを加算した仮想再構成データＪｉを得る（Ｓ１
３）。

【００５１】例えば、図４（ｄ）に示すように２回転目
の投影データＡ２をシフトさせた後に、図４（ｅ）に示
すように、この投影データＡ２（ａ１、ａ２、ａ３、…
ａ１２）と前回の投影データＡ１（ａ１、ａ２、ａ３、
…、）とのそれぞれの変化分を求め、この変化分に対し
て逆投影した逆投影データ群に前回の再構成データＢ１
とを加算して仮想再構成データＪｉを得る。

【００５２】次に、共通部再構成部２５及び隣接部再構
成部２４は回転角度判定部２０からの現在の回転角度θ
ｉを読み（Ｓ１５）、回転角度θが初めの隣接角度θｐ
（０度〜３０度）かどうかを判定する（Ｓ１７）。

【００５３】ステップＳ１７において、初めの隣接角度
θｐ（０度〜３０度）と判定されたときは、隣接部再構
成部２４が図４（ｆ）に示すように、初めの隣接角度θ
ｐ（０度〜３０度）に対応する重み係数ωｉｐを重み関
数テーブル１８から読み込む（Ｓ１９）。例えば、初め
の隣接角度θｐが１０度のときは重み係数「０．３」
を、２０度のとき重み係数「０．７」を、３０度のとき
重み係数「０．８」を読み込む。

【００５４】次に、隣接部再構成部２４は、ステップＳ
１３で求めた仮想再構成データ群Ｊｉの内で初めの隣接
角度θｐ（０度〜３０度）に対応する初めの仮想再構成
データｊａを読み込む（Ｓ２１）。そして、読み込んだ
重み係数ωｉｐと、ステップＳ１３で求めた初めの隣接
角度θｐ（０度〜３０度）の仮想再構成データとを用い
て、次の回の初めの隣接部の再構成データｈａを得る
（Ｓ２３）。

【００５５】すなわち、例えば図４（ｅ）〜図４（ｈ）
に示すように、前回の投影データＡ１と今回の投影デー
タＡ１との変化分と、前回の再構成データＢ１とに基づ
いて得た仮想再構成データ群Ｊｉの初めの仮想再構成デ
ータｊａと、この初めの仮想再構成データｊａに対応す
る隣接角度θｐ（０度〜３０度）の重み係数ωｉｐ（除
々に増加する重み係数）を乗算して、次の回の初めの隣
接部の再構成データｈａを得ている。

【００５６】また、ステップＳ１７において、回転角度
θが初めの隣接角度θｐではないと判定したときは、終
わりの隣接角度θｐ（例えば、３３０度〜３６０度）か
どうかを判定する（Ｓ２５）。

【００５７】ステップＳ２５において、終わりの隣接角
度θｋ（例えば、３３０度〜３６０度）と判定したとき
は、処理をステップＳ１９に戻す。

【００５８】つまり、ステップＳ１９で終わりの隣接角
度θｋ（３３０度〜３６０度）と判定されたときは、隣
接部再構成部２４が終わりの隣接角度θｋ（３３０度〜
３６０度）に対応する重み係数ωｉｑを重み関数テーブ
ル１８から読み込む。例えば、終わりの隣接角度θｋが
３３０度のときは重み係数「０．８」を、３５０度のと
き重み係数「０．７」を、３６０度のとき重み係数
「０．３」を読み込む。

【００５９】そして、ステップＳ２１、Ｓ２３におい
て、隣接部再構成部２４は、ステップＳ１３で生成され
ている２回転目の仮想再構成データ群Ｊｉから終わりの
隣接角度θｋの仮想再構成データｊｂを読み、読み込ん
だ重み係数ωｉｑと、終わりの仮想再構成データｊｂと
を用いてコンボリューション、バックプロジェクション
を行って、次の回のための終わりの隣接部の再構成デー
タｈを得る。

【００６０】すなわち、例えば図４（ｅ）〜図４（ｈ）
に示すように、今回の終わりの仮想再構成データｊｂに
対応する重み係数ωｉｑを乗算して、バックプロジェク
ションを行って次の回の終わりの隣接部の再構成データ
ｈｂを得ている。

【００６１】また、ステップＳ２５において、回転角度
判定部２０が終わりの隣接角度θｋ（３３０度〜３６０
度）ではないと判定したとき、すなわち共通画像角度θ
ｓ（３０度〜３３０度）と判定したときは、図４（ｉ）
に示すように、共通部分再構成部２５は、その共通画像
角度に対応する重み係数ωｉｋとステップＳ１３で生成
した今回の共通部分の仮想再構成データｊｋとを用いて
再構成した今回の共通部画像データｄｋを得る（Ｓ２
６）。

【００６２】そして、図４（ｊ）に示すように、合成部
２６がこの共通部画像データｄｋと、ステップＳ２３で
求めた初めの隣接部の再構成データｈａと、終わりの隣
接部の再構成データｈｂとを合成して今回の再構成画像
データＢ２（今回の断層画像）を得る（Ｓ２７）。

【００６３】次に、この再構成画像データＢ２に前回の
再構成データＢ１を更新すると共にファイル２２に記憶
する（Ｓ２９）。そして、ステップＳ９に処理を戻して
今回生成した再構成データＢ２を２回目の回転による断
層画像として表示部に表示させる。

【００６４】従って、隣接部については、分割角度毎
に、共通な部分を見つけるための処理と、この共通な投
影データに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投
影データに対して重み付けを行って再度再構成を行う処
理と、相違する部分のデータについては差分を求める処
理等が不要になる。

【００６５】特に、検出器の検出素子を複数並列してマ
ルチスライススキャンを行う場合は、前述の分割角度毎
に、共通な部分を見つけるための処理と、この共通な投
影データに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投
影データに対して重み付けを行って再度再構成を行う処
理と、相違する部分のデータについては差分を求める処
理等が不要になるので、再構成のためのユニット数が極
めて少なくなると共に、コンピュータの負荷が極めて低
減するので断層画像表示のリアルタイム性が向上する。

【００６６】＜実施の形態２＞実施の形態２は、時間的
に重み係数を変更させる点で共通している。図５は実施
の形態２のＸ線ＣＴ装置の概略構成図である。図５のＸ
線ＣＴ装置３０は、上記実施の形態１と同様なＣＴ本体
部１５と、データ収集装置１６（ＤＡＳ）とを備えてい
る。

【００６７】また、本実施の形態の再構成装置３２は、
上記実施の形態１と同様な、重み関数テーブル１８と、
回転判定部１９と、回転角度判定部２０と、部分画像生
成部２９と、合成部２６とを備えると共に、本実施の形
態２では再構成データ（以下部分画像データ）に対する
重み係数をテーブルとした重み関数テーブル１８の重み
係数を時間的に変更する変更処理部３３を備えている。

【００６８】この変更処理部３３は、合成部２６によ
って新たな断層像が生成される毎に、又はデータ収集
装置１６により所定範囲分の投影データを収集される毎
に、若しくは部分画像生成部２９によって部分画像デ
ータが生成される毎に、のいずれかのタイミングで重み
関数テーブル１８の重み係数を変更する。この重み係数
の変更は、再構成された全ての部分画像又は所定個の部
分画像毎或いは１個の部分画像毎に行ってもよい。ここ
で、再構成された全ての部分画像（例えば１枚の断層像
を構成するのに必要な複数の部分画像）に対する重みを
変更する場合について説明する。

【００６９】例えば、図６の（ａ）に示すように部分画
像生成部２９は、データ収集装置１６により収集された
所定回転角度毎（図６では、０〜３６０度の投影データ
群を１０度毎に再構成した場所を示す）の投影データに
対して、例えばコンボリューション・バックプロジェク
ション法を用いて再構成して、仮の部分画像データ群を
生成し、これらを合成して仮の画像データＪｎを得る。

【００７０】そして、合成された画像データＪｎに対し
て、重み関数テーブル１８に記憶された図６の（ｂ）に
示す重み関数を乗算し、図６の（ｃ）に示す画像データ
Ｈｎを得る。この画像データＨｎを断層像Ｂｎとして表
示部２７に表示させる。

【００７１】ここで、図６の（ｂ）に示す重み関数ωｎ
は、合成された画像データＪｎの内０〜３０度に相当す
る部分に対してそれぞれ０．３、０．７、０．８、３０
〜３３０度に相当する部分に対して１．０、３３０〜３
６０度に相当する部分に対して０．８、０．７、０．３
の重みをかけるための関数である。

【００７２】つづいて、図６の（ｄ）に示すように、部
分画像生成部２９により３６０〜３７０度の投影データ
に基づく部分画像データが新たに得られた場合、新たに
得られた部分画像データと０〜３６０度の部分画像デー
タ群Ｊｎと合成して新たな画像データＪ_ｎ＋１を生成す
る。

【００７３】ここで、変更処理部３３は、上述した、
、のいずれかのタイミングで重み関数テーブル１８
の重み関数を変更する。

【００７４】すなわち、図６の（ｅ）に示すように、合
成された画像データの内０〜４０度に相当するデータに
対してそれぞれ０、０．３、０．７、０．８、４０〜３
４０度に相当するデータに対して１．０、３４０〜３７
０度に相当するデータに対して０．８、０．７、０．３
の重みがかかるよう重み関数ω_ｎ＋１を変更する。

【００７５】そして、重み関数ω_ｎ＋１を、合成された
画像データに乗算し図６の（ｆ）に示す画像データＨ
_ｎ＋１を得て、これを断層像Ｂｎとして表示部２７に表
示させる。以後、新たな投影データ、部分画像データ等
が生成される毎に重み関数が変更され、表示部２７に表
示される断層像が更新されることになる。

【００７６】一方、再構成した部分画像毎に重みを変更
する場合は、重み関数テーブル１８を、図５に示すよう
な合成部２６の後段に設けるのではなく、合成部２６の
前段に設けると良い。

【００７７】この場合、所定回転角度毎に投影データに
対して再構成して複数の部分画像データを得るのは、上
述の再構成された全ての部分画像に対して重み関数を変
更する場合と同様であるが、部分画像それぞれに対して
重み係数をかけ、その重み係数を時間的に変更する点で
相違する。

【００７８】まず、図７の（ａ）に示すように、所定回
転角度毎の投影データを再構成した仮の部分画像データ
群Ｊｎを生成する。

【００７９】次に、０〜３０度の部分画像Ｊ１〜Ｊ３に
対してそれぞれ０．３、０．７、０．８、３０〜３３０
度の部分画像Ｊ４〜Ｊ３３に対して１．０、３３０〜３
６０度の部分画像Ｊ３４〜Ｊ３６に対してそれぞれ０．
８、０．７、０．３の重み係数を乗算する。そして、重
み係数が乗算された部分画像データを合成部１８により
合成して複数の部分画像データＨｎを得る。この部分画
像データＨｎを断層像Ｂｎとして表示部２７に表示させ
る。

【００８０】つづいて、図７の（ｃ）に示すように、部
分画像生成部２９により３６０〜３７０度の投影データ
に基づく部分画像データＪ３７が新たに得られると、変
更処理部３３は、重み関数テーブル１８の重み係数を変
更する。すなわち、重み係数を、０〜４０度の部分画像
Ｊ１〜Ｊ４に対してそれぞれ０、０．３、０．７、０．
８、４０〜３４０度の部分画像Ｊ５〜Ｊ３４に対して
１．０、３４０〜３７０度の部分画像Ｊ３５〜Ｊ３７に
対して０．８、０．７、０．３と変更する。

【００８１】そして、それぞれの部分画像に対して変更
された重み係数を乗算し、重み付けられた部分画像群Ｈ
_ｎ＋１を得て、これを断層像Ｂ_ｎ＋１として表示部２７
に表示させる。以後、新たな投影データ、部分画像デー
タ等が生成される毎に、それぞれの部分画像に対する重
み係数が変更され、表示部２７に表示される断層像が更
新されることになる。

【００８２】＜実施の形態３＞実施の形態１、２では部
分画像データというのを１個として説明したが１個に限
らず複数個（任意）を１つの部分画像データとしてもよ
い。

【００８３】これは、あるＣＴ値を越えるとスキャン
（例えば、血管、心臓等を撮影する場合）が始まるリア
ルタイムＸ線ＣＴ装置においては非常に有効である。

【００８４】例えば、実施の形態１は、１個の部分画像
データに対して重み付け係数を行い、これらの部分画像
データを順次加算しているので画像の濃度値を変換する
関数は図８に示すようにゆっくりとした非線形関数とな
る。つまり、しきい値に到達するまでに時間がかかるこ
とになる。

【００８５】そこで、本実施の形態３では、複数個の部
分画像データ毎に、しきい値を設定する（変更可能）こ
とで、図９に示すようにこの複数個の部分画像データ
（以下設定範囲画像データという）分で一度に上昇する
ような関数を得ることで簡易的に所望の部位をリアルタ
イムで得るようにする。

【００８６】図１０は実施の形態３のＸ線ＣＴ装置の概
略構成図である。本実施の形態２におけるＸ線ＣＴ装置
４０は、ガントリ（架台回転機構）１４の回転動作を制
御する架台回転機構、寝台を制御する寝台制御装置、シ
ステムを制御するシステム制御装置等を備えているがこ
れらについては図示しないで本実施の形態２に係わるス
キャン制御装置４２、再構成装置４３を図示して主に説
明する。

【００８７】スキャン制御装置４２は、ボタンスイッチ
４４を接続し、このボタンスイッチ４４がオンに操作さ
れたとき、ガントリ１４をスキャンに伴う投影データを
データ収集装置１６に収集させる。

【００８８】一方、再構成装置４３は、回転数判定部１
９、回転角度判定部２０、部分画像生成部２９、合成部
２６等の部分画像範囲設定部４５、重み付けテーブル変
更部４６等を備えている。

【００８９】部分画像範囲設定部４５は、操作部（図示
せず）によって入力された部分画像データの個数をメモ
リ４７に設定する。

【００９０】例えば、実施の形態１の部分画像の範囲が
５°とされているときは、複数個（例えば４個；角度２
０°）を今回の設定範囲分としてメモリ４７に設定す
る。

【００９１】重み付けテーブル変更部４６は、角度と重
み係数が一組で操作部によって入力されると、その角度
と重み係数とを重み係数テーブル１８に記憶する。

【００９２】例えば、角度２０°、角度４０°…で重み
係数０．２、０．３２、…と入力されると、これらを対
応させて記憶する。

【００９３】すなわち、本実施の形態２のＸ線ＣＴ装置
４０は、部分画像範囲設定部４５を用いて、図１１の
（ａ）に示すように、例えば４個分の仮の部分画像デー
タｊｉを１組の仮の部分画像データＰｉとし、部分画像
生成部２９がこの角度分の投影データに基づく仮の部分
画像データＰｉを生成する。

【００９４】そして、図１１の（ｂ）に示すように、こ
れらの部分画像データＰｉに対して、重み付けテーブル
変更部３によって変更されたテーブル１８を読み、この
テーブルの角度に対応する重み係数ｗｉを乗算した部分
画像データＰＨ１、ＰＨ２、…を得る。

【００９５】つまり、一度に得られる部分画像データが
細かく再生されないで、部分画像範囲設定部４５によっ
て設定された範囲分で一度に順次再生されるため目的の
部位を見つけるが早くできるからリアルタイムのＣＴ装
置にあっては非常に有効である。

【００９６】また、当然ながら上記実施の形態のように
部分画像群毎に重み係数を変更するようにしても良い。

【００９７】このように、本スキャンを行うタイミング
をはかるためのプリスキャンの際に複数の部分画像毎に
断層像を更新すれば、簡単に造影検査を行うことができ
る。

【００９８】そして、本スキャンに入った際には、プリ
スキャン時よりも少ない部分画像毎（例えば１枚の部分
画像毎に）に断層像を更新すれば、よりリアルタイムに
観察を行うことができる。

【００９９】なお、上記実施の形態２においては、ボタ
ンスイッチ４４をスキャン制御装置４２に接続して説明
したが、データ収集のタイミングを呼吸同期又は心電同
期により制御させてもよい。つまり、呼吸波形又は心電
波形から特定の呼吸位相又は心位相を監視し、特定の呼
吸位相又は心位相が現れたときに同期信号をスキャン制
御装置４２に出力する。

【０１００】さらに、部分画像範囲設定部４５によって
設定された範囲分で一度に順次再生して行って目的の部
位を見つけてスキャン制御装置を動作させた後に、実施
の形態１に示すように、１個毎の部分画像データに対し
て重み付け係数を乗算してもよい。

【０１０１】さらに、上記実施の形態では１個又は複数
個を部分画像データとして説明したが複数の断層像から
なるスライス画像においては、１枚の断層像分を単に部
分画像データとし、この部分画像データに対して重み付
けを行ってもよい。

【０１０２】また、上記各実施の形態では、重み付け係
数テーブルを用いて説明したが重み付け係数と角度を関
数にして記憶し、この関数を用いて部分画像データに重
み付けを行ってもよい。

【０１０３】また、上記実施の形態では、所定範囲角度
を部分画像データとして説明したが更に細かな角度範囲
を部分画像データとしてもよい。

【０１０４】尚、上述の第２実施形態では、部分画像に
対する重みを時間的に変更することを説明したが、投影
データに対する重みを時間的に変更してもよい。

【０１０５】

【発明の効果】以上のように本発明のコンピュータ断層
撮影装置によれば、被検体の投影データから予め設定さ
れた所定範囲毎の部分画像データを生成する。このと
き、その部分画像データに対しての重み付けの係数を変
更して行う。

【０１０６】従って、差分化を行うこと必要がなくな
り、結果として各回転角度毎に差分化処理のためのユニ
ットを設けなくともよいので、装置の構成が簡単になる
という効果が得られている。

【０１０７】また、本発明のコンピュータ断層撮影装置
によれば、被検体の投影データから予め設定された所定
範囲毎の部分画像データを生成する。このとき、その部
分画像データに対しての重み付けの係数を変更して行
う。そして、得られたこれらの部分画像データを加算し
て１枚の断層像を得る。

【０１０８】従って、装置の構成が簡単でかつリアルタ
イムで精度の高い断層像を得ることができるという効果
が得られている。

【０１０９】また、本発明のコンピュータ断層撮影装置
によれば、被検体の複数スライス分の投影データから予
め設定された所定範囲毎の部分画像データを生成する。
このとき、その部分画像データ又は合成前の部分画像デ
ータに対しての重み付けの係数を変更して行う。

【０１１０】従って、装置の構成が簡単でかつリアルタ
イムで精度の高い複数スライス分の断層像を得ることが
できるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１のコンピュータ断層像撮影装置
の概略構成図である。

【図２】本実施の形態１のコンピュータ断層像撮影装置
の再構成の概念を説明する説明図である。

【図３】本実施の形態１の動作を説明するフローチャー
トである。

【図４】本実施の形態１の再構成を図示化した説明図で
ある。

【図５】本実施の形態２のコンピュータ断層像撮影装置
の概略構成図である。

【図６】本実施の形態２の再構成を図示化した説明図で
ある。

【図７】実施の形態２の概念を説明する説明図である。

【図８】本実施の形態１、２の問題を説明する説明図で
ある。

【図９】実施の形態３の方式を説明する説明図である。

【図１０】実施の形態３のコンピュータ断層像撮影装置
の概略構成図である。

【図１１】実施の形態３の動作を説明する説明図であ
る。

【図１２】従来のＸ線ＣＴ装置の再構成を説明する説明
図である。

【図１３】従来の特開平９ー４７４４９号公報のＸ線Ｃ
Ｔ装置を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０Ｘ線ＣＴ装置１１被検出体１２Ｘ線源１３検出器１４ガントリ１５ＣＴ本体部１６データ収集装置１７再構成装置１８重み関数テーブル１９回転数判定部２０回転角度判定部２１画像仮構成部２４隣接部画像生成部２５共通部画像生成部２６合成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線源に対して被検体を挟んで前記被検
体への投影方向を周期的に変化させながら前記被検体の
投影データを順次収集する投影データ収集手段と、この投影データ収集手段により収集された投影データに
基づいて、予め設定された所定範囲毎の部分画像データ
を生成する部分画像生成手段と、前記部分画像生成手段で生成された複数の部分画像デー
タに基づいて前記被検体の断層像を生成する断層像生成
手段と、前記部分画像データに対して所定の重み付けを行う重み
付け手段と、前記重み付け手段による前記部分画像データに対する重
み付けの係数を変更する重み付け変更手段とを有するこ
とを特徴とするコンピュータ断層像撮影装置。
【請求項２】前記重み付け変更手段は、前記部分画像データに対する重み付けの係数を時間的に
変更することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ
断層像撮影装置。
【請求項３】前記重み付け変更手段は、前記断層像生成手段により新たな断層像が生成される毎
に、又は前記投影データ収集手段が前記所定範囲を変化
する毎に、或いは前記投影データ収集手段により前記所
定範囲分の投影データが収集される毎に、若しくは前記
部分画像データが生成される毎に、のいずれかのタイミ
ングで前記重み付け手段における前記重み付けを変更す
ることを特徴とする請求項１又は２記載のコンピュータ
断層像撮影装置。
【請求項４】前記断層像生成手段によって、前記複数
の部分画像データに基づく断層像が生成される毎に、該
生成された断層像を表示させる表示手段を、更に具備す
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
コンピュータ断層像撮影装置。
【請求項５】前記重み付け変更手段は、前記断層像生成手段によって生成されたｎ番目の断層像
を構成する部分画像データと、該部分画像データと角度
位相が等しいｎ＋１番目の断層像を構成する部分画像デ
ータとに対して同じ重み付け係数を乗算することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンピュータ
断層像撮影装置。
【請求項６】前記重み付け変更手段は、前記ｎ番目の断層像と前記ｎ＋１番目の断層像とに共通
に使用される共通部分画像に対しては、前記同じ重み付
けを行わずに重み付け係数「１」を乗算し、前記ｎ番目の断層像と前記ｎ＋１番目の断層像との非共
通の部分画像に対しては、所定の前記同じ重み付けを行
い又は前記重み付け係数「１」より小さい係数を乗算す
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
コンピュータ断層像撮影装置。
【請求項７】前記重み付け変更手段は、前記断層像生成手段により前記ｎ＋１番目の断層像を構
成する前記部分画像生成手段により生成された複数の新
しい部分画像データに対して、新しい部分画像データ程
小さい重み係数を乗算すると共に、ｎ番目の断層像を構成した、前記新しい部分画像データ
と角度位相が等しい部分画像データに対して、古い部分
画像データ程小さい重み付け係数を乗算することを特徴
とする請求項５又は６記載のコンピュータ断層像撮影装
置。
【請求項８】前記重み付け変更手段は、前記断層像生成手段によりｎ＋１番目の断層像を構成す
る、前記部分画像生成手段により生成された最新の部分
画像データ、及びｎ番目の断層像を構成した前記最新の
部分画像データと角度位相が等しい最古の部分画像デー
タに対して、ｎ番目及びｎ＋１番目の断層像の両方に使
用される部分画像データより小さい重み付け係数を乗算
することを特徴とする請求項５又は６記載のコンピュー
タ断層像撮影装置。
【請求項９】Ｘ線源に対して被検体を挟んで前記被検
体への投影方向を周期的に変化させながら前記被検体の
投影データを順次収集する投影データ収集手段と、この投影データ収集手段により収集された投影データに
基づいて、前記Ｘ線源の所定範囲毎の部分画像データを
生成する部分画像生成手段と、１枚の断層像を生成するのに必要な前記部分画像生成手
段で生成された前記複数の部分画像データを合成する合
成手段と、前記部分画像生成手段で前記部分画像データを生成する
とき、前記合成手段で合成された複数の部分画像データ
に対して所定の重み付け関数を乗算する重み付け手段
と、前記重み付け手段による前記重み付け関数を変更する変
更手段とを有することを特徴とするコンピュータ断層像
撮影装置。
【請求項１０】前記変更手段は、前記部分画像データに対しても重み付け関数を時間的に
変更することを特徴とする請求項９記載のコンピュータ
断層像撮影装置。
【請求項１１】前記変更手段は、前記断層像生成手段により新たな断層像が生成される毎
に、又は前記投影データ収集手段が前記所定回転角度範
囲を変化する毎に、或いは前記投影データ収集手段によ
り前記所定回転角度範囲分の投影データが収集される毎
に、若しくは前記部分画像データが生成される毎に、の
いずれかのタイミングで、前記重み付け関数を変更する
ことを特徴とする請求項９又は１０記載のコンピュータ
断層像撮影装置。
【請求項１２】Ｘ線源に対して被検体を挟んで前記被
検体への投影方向を周期的に変化させながら前記被検体
の複数のスライス分の投影データを順次収集する投影デ
ータ収集手段と、この投影データ収集手段により収集された投影データに
基づいて、前記スライス毎に前記Ｘ線源の所定範囲毎の
部分画像データを生成する部分画像生成手段と、この部分画像生成手段により前記被検体の表示画像を生
成するのに必要な前記複数の部分画像データを合成する
合成手段と、前記合成された複数の部分画像データ又は合成前の複数
の部分画像データに対して所定の重み付け関数を乗算す
る重み付け手段と、前記重み付け手段による前記重み付け関数を変更する変
更手段とを有することを特徴とするコンピュータ断層像
撮影装置。
【請求項１３】前記表示画像は、時間的変位のある少
なくとも１枚の断層像、時間的変位のない３次元画像又
は時間的に変位のある３次元画像であることを特徴とす
る請求項１２記載のコンピュータ断層像撮影装置。