JP2003116832A

JP2003116832A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JP2003116832A
Application number: JP2001320924A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Suzuki; 達郎鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2003-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、１フレームの断層画像データ
を、Ｘ線管球の相違する投影データの混成により再構成
するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、スジ状の
アーチファクトを軽減又は解消することにある。【解決手段】本発明は、第１Ｘ線管球１１１と第１Ｘ線
検出器１１３とを有する第１ペア１１と、第２Ｘ線管球
１２１と第２Ｘ線検出器１２３とを有する第２ペア１２
と、第１ペア１１で収集した第１投影データと第２ペア
１２で収集した第２投影データとの両方を用いて１フレ
ームの断層画像データを再構成する再構成部２５と、第
１投影データと第２投影データとの少なくとも一方を、
第１ペア１１と第２ペア１２との間の相対的な特性の相
違に基づいて補正する補正部２４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多管球型のＸ線コ
ンピュータ断層撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装
置は、複数のＸ線管球を備え、さらに第３世代であれ
ば、複数の多チャンネル型Ｘ線検出器を装備している。
この多管球型の最大のメリットの１つとしては、１フレ
ームの断層画像を再構成するのに必要な投影データが揃
う架台回転角度が、１管球型の場合の１／ｎで済むとい
う点である。例えば、ハーフスキャンでは、１管球型の
場合、１フレームの断層画像を再構成するのに必要な投
影データを揃えるのに、実際的に、１８０°＋α（αは
ファン角）だけ回転架台を回転させる必要があるのに対
して、管球間が９０°ずれている２管球型の場合、それ
が、半分の（１８０°＋α）／２で完了する。

【０００３】画像再構成に際しては、一方のＸ線管球及
びＸ線検出器で収集した（１８０°＋α）／２分の投影
データと、他方のＸ線管球及びＸ線検出器で収集した
（１８０°＋α）／２分の投影データとから、１８０°
＋α分の投影データが揃えられる。例えば、回転軌道上
の０°の基準位置から、９０°＋α／２までの範囲を一
方のＸ線管球等で収集した投影データで、また、その９
０°＋α／２から１８０°＋αまでの範囲を他方のＸ線
管球等で収集した投影データで揃え、両方の（１８０°
＋α）／２分の投影データから断層画像を再構成する。

【０００４】しかし、このようにＸ線管球の相違する投
影データを混成して断層画像データを再構成した場合、
その断層画像上には、一方のＸ線管球等で収集した投影
データと他方のＸ線管球等で収集した投影データとの境
界で、スジ状のアーチファクトが発生する。このアーチ
ファクトの原因は、Ｘ線高電圧発生装置の出力特性、Ｘ
線管球のＸ線変換効率特性、Ｘ線強度の時間変動を補正
するためのリファレンス検出器のエネルギー特性、Ｘ線
検出器のエネルギー特性等が、両者間で完全に等価では
ないことにある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１フ
レームの断層画像データを、Ｘ線管球の相違する投影デ
ータの混成により再構成するＸ線コンピュータ断層撮影
装置において、スジ状のアーチファクトを軽減又は解消
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１Ｘ線管球
と第１Ｘ線検出器とを有する第１ペアと、第２Ｘ線管球
と第２Ｘ線検出器とを有する第２ペアと、第１ペアで収
集した第１投影データと第２ペアで収集した第２投影デ
ータとの両方を用いて１フレームの断層画像データを再
構成する再構成部と、第１投影データと第２投影データ
との少なくとも一方を、第１ペアと第２ペアとの間の相
対的な特性の相違に基づいて補正する補正部とを具備す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
るＸ線コンピュータ断層撮影装置を好ましい実施形態に
より説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の
スキャン方式としては、Ｘ線管球とＸ線検出器とが１体
として被検体の周囲を回転するローテート／ローテート
タイプ、リング状にアレイされた多数の検出素子が固定
され、Ｘ線管球のみが被検体の周囲を回転するステーシ
ョナリ／ローテートタイプ等様々なタイプがあり、いず
れのタイプでも本発明を適用可能であるが、ここではロ
ーテート／ローテートタイプを例に説明する。また、１
フレームの断層画像データを再構成するには、被検体の
周囲１周、約３６０°分の投影データの１セットが、ま
たハーフスキャン法でも１８０°＋α（αはファン角）
という角度範囲の投影データが必要とされ、本発明はそ
れらいずれの再構成法を採用しても良い。ここでは、後
者のハーフスキャン法を例に説明する。

【０００８】なお、以下で使用する用語として、投影デ
ータとは、Ｘ線管球の焦点とＸ線検出器のチャンネル中
心とを結ぶ線（Ｘ線パス、又はレイと呼ばれることが多
い）上の組織等の減弱係数（又は吸収係数）の距離積分
値を反映したデータとして定義し、また回転角（又はビ
ュー角ともいう）とは、回転軌道上のＸ線管球の絶対位
置を表し、例えば最上位置を０°、最下位置を１８０°
と規定する。

【０００９】（第１実施形態）図１に、第１実施形態に
係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の主要部の構成を示
している。本装置は、スキャンガントリ１とコンピュー
タ装置２とから構成される。スキャンガントリ１は、被
検体に関する投影データを収集するための構成要素であ
り、その投影データはコンピュータ装置２に取り込ま
れ、画像再構成等の処理に供される。コンピュータ装置
２は、中央制御ユニット２１を中心として、それに対し
てデータ／制御バス２７を介して接続された前処理／デ
ータ記憶部２２、補正係数発生部２３、データ補正部２
４、再構成部２５、画像表示部２６から構成される。

【００１０】スキャンガントリ１には、図示しない円環
状の回転架台が架台回転機構１５により駆動され回転軸
ＲＡを中心に回転するように設けられている。この回転
架台には、Ｘ線管装置と多チャンネル型のＸ線検出器と
のペアが複数搭載されている。ここでは、２ペアとして
説明する。

【００１１】その一方の第１ペア１１は、第１Ｘ線管装
置１１０と、それに対向する第１Ｘ線検出器１１３とが
回転架台に搭載されている。第２ペア１２は、第２Ｘ線
管装置１２０と、それに対向する第２Ｘ線検出器１２３
とが、そのＸ線焦点とＸ線検出器の中心位置とを結ぶフ
ァン状Ｘ線の中心軸が、第１ペア１１の中心軸と回転軸
ＲＡで所定角度（ここでは９０°と仮定する）で交差す
る位置関係で回転架台に搭載されている。このため第
１、第２ペア１１、１２が搭載される回転架台が順方向
に回転するとき、第２ペア１２が、回転架台が９０°の
回転に要する時間だけ遅延して、第１ペア１１を追従す
る。

【００１２】第１Ｘ線管装置１１０は、第１Ｘ線管球１
１１と、低エネルギー成分除去用の第１Ｘ線フィルタ１
１２とから構成される。第２Ｘ線管装置１２０も同様
に、第２Ｘ線管球１２１と、第２Ｘ線フィルタ１２２と
から構成される。第１ペア１１は、Ｚシフト機構１３に
より回転軸ＲＡに沿って移動可能に支持されている。こ
のＺシフト機構１３により、第１ペア１１と第２ペア１
２とは回転軸ＲＡ上での位置（Ｚ位置）が相違されるこ
とが可能である。

【００１３】Ｘ線制御部１３は、第１、第２の２系統の
高電圧発生装置を備えている。第１の高電圧発生装置
は、第１Ｘ線管球１１１に管電圧を印加し、またフィラ
メント電流を供給する。第２の高電圧発生装置は、第２
Ｘ線管球１２１に管電圧を印加し、またフィラメント電
流を供給する。

【００１４】第１、第２Ｘ線検出器１１３、１２３の出
力は、それぞれデータ収集部１１４、１２４、図示しな
いが連続回転を可能にするスリップリングを介してコン
ピュータ装置２の前処理／データ記憶部２２に供給され
る。この前処理／データ記憶部２２では、データ収集部
１１４、１２４から送られてきたデータに対して、対数
変換、Ｘ線強度の時間変動を補正するためのリファレン
ス補正、水補正等様々な前処理を行う。この前処理を受
けた後の再構成処理直前の段階にあるデータをここでは
投影データ（生データ）と称する。この投影データは、
ペアの識別コード、ビュー角（回転角）、チャンネル番
号に応じたアドレス又はそれらを属性として前処理／デ
ータ記憶部２２内のメモリ領域に保管される。

【００１５】再構成部２５は、第１ペア１１で収集した
投影データ（第１投影データと称する）と第２ペア１２
で収集した投影データ（第２投影データと称する）とを
混成して用いて、１フレームの断層画像データを再構成
する。具体的には、（１８０°＋α）／２の角度範囲分
の第１投影データと、（１８０°＋α）／２の角度範囲
分の第２投影データとに基づいて、ハーフスキャン法で
必要とされる（１８０°＋α）の角度範囲分の投影デー
タを揃え、その（１８０°＋α）／２の角度範囲分の投
影データから断層画像データを再構成する。再構成され
た断層画像データは、画像表示部２６で表示される。

【００１６】従来技術でも述べたように、第１，第２の
投影データを混成して断層画像データを再構成した場
合、その断層画像上には、その境界で、スジ状のアーチ
ファクトが発生する。このアーチファクトの原因は、Ｘ
線高電圧発生装置の出力特性、Ｘ線管球のＸ線変換効率
特性、Ｘ線強度の時間変動を補正するためのリファレン
ス検出器のエネルギー特性、Ｘ線検出器のエネルギー特
性等が、両者間で完全に等価ではないことにある。

【００１７】このアーチファクトを引き起こすＸ線高電
圧発生装置の出力特性、Ｘ線管球のＸ線変換効率特性、
Ｘ線強度の時間変動を補正するためのリファレンス検出
器のエネルギー特性、Ｘ線検出器のエネルギー特性等の
第１，第２ペア１１，１２間の差異を解消又は低減し
て、アーチファクトを解消又は軽減するために、データ
補正部２４では、１フレームの断層画像データを再構成
するために揃えられた１８０°＋α）／２の角度範囲分
の第１投影データと、同じく（１８０°＋α）／２の角
度範囲分の第２投影データとの少なくとも一方を、上記
第１ペアと第２ペアとの間の相対的な特性の相違に基づ
いて補正するために新規に設けられている。この補正
は、補正係数を第１投影データと第２投影データとの少
なくとも一方に乗算することにより行われる。この補正
係数の発生、およびデータ補正部２４への補正係数の提
供は、補正係数発生部２３により行われる。

【００１８】次に、本実施形態によるスキャン及び再構
成処理の動作について説明する。ここでは、スキャン面
が動かないシングルスライススキャンとして説明する。
図２には、第１、第２のＸ線管球１１１，１２１の回転
軌道を示し、図３には図２の太線で示す回転軌道部分を
示している。図２において、縦軸は時間経過、横軸は回
転角を表している。上述したように第１ペア１１に対し
て第２ペア１２が回転軸ＲＡまわりに９０°ずれた位置
に搭載されているので、第２ペア１２のＸ線管球１２１
は、回転架台が９０°の回転に要する時間だけ遅延し
て、第１ペア１１のＸ線管球１１１を追従するように軌
道を描いている。

【００１９】この回転中にデータ収集が繰り返され、第
１，第２投影データが前処理を受けた後に、回転角及び
チャンネル番号が関連付けられて記憶部２２に記憶され
る。

【００２０】１フレームの画像再構成には、ここでは
（１８０°＋α）の角度範囲の投影データが必要とされ
る。例えばあるフレームの断層画像データを再構成する
に際しては、図２に太線で示すように、第１Ｘ線管球１
１１が回転角が（２７０°−α／２）から３６０°まで
の（９０°＋α／２）の角度範囲にあるときに収集した
第１投影データと、第２Ｘ線管球１２１が回転角が（１
８０°−α）から（２７０°−α／２）までの同じく
（９０°＋α／２）の角度範囲にあるときに収集した第
２投影データとが、記憶部２２から読み出される。

【００２１】記憶部２２から読み出された投影データ
は、補正係数発生部２３から供給される補正係数に従っ
てデータ補正部２４で補正を受け、その後に、再構成部
２５に送られる。再構成部２５では、この補正後の第
１，第２投影データに基づいて断層画像データが再構成
される。このようなシングルスライススキャンはＣＴ透
視では連続的に繰り返され、それと並行して、データ収
集、データ補正、さらに画像再構成処理が、例えば（１
８０°＋α）分の回転周期で繰り返され、動画として表
示される。

【００２２】次にデータ補正、及び補正係数の算出方法
について説明する。補正係数データは、ファントムを使
って第１ペア１１により収集した投影データ（第１ファ
ントムデータと称する）と、同じファントムを使って第
２ペア１１により収集した投影データ（第２ファントム
データと称する）とに基づいて発生される。

【００２３】図４（ａ）には、第１ペア１１がある回転
角に位置するときに収集した投影データのチャンネル軸
（ＣＨ）に関する分布と、第２ペア１２が同じ回転角に
位置するときに収集した投影データのチャンネル軸（Ｃ
Ｈ）に関する分布を示している。まず、補正式について
説明すると、以下の（１）式は、第１投影データに対す
る補正式であり、（２）式は、第２投影データに対する
補正式である。ＣＨは、チャンネル番号、θは回転角を
表している。Raw1(CH,θ)は、第１ペア１１により収集
された前処理後の第１投影データを表し、Raw1´(CH,
θ)は、データ補正部２４で特性差補正を受けた後の第
１投影データを表している。ａ１は、第１投影データに
対する特性差の補正係数である。また、Raw2(CH,θ)
は、第２ペア１２により収集された前処理後の第２投影
データを表し、、Raw2´(CH,θ)は、データ補正部２４
で特性差補正を受けた後の第２投影データを表してい
る。ａ１は、第１投影データに対する特性差の補正係数
である。

【００２４】

【数１】

【００２５】補正係数ａ１，ａ２は、図４（ｂ）に示す
ように、第１ファントムデータと、第２ファントムデー
タとが、同一又は略同一のカウント値になるように、設
定される。または、補正係数ａ１，ａ２は、第１ファン
トムデータと、第２ファントムデータとがそれぞれ、予
め設定されている基準値に一致又はほぼ一致するよう
に、設定される。

【００２６】以下の（３）、（４）式は、補正係数ａ
１，ａ２の計算式の例を示している。

【００２７】

【数２】

【００２８】ただし、ＳＵＭ１は、（５）式に示すよう
に、０°等のある特定の回転角θで収集した第１ファン
トムデータFRaw1(CH,θ)の全チャンネルの総和を表して
いる。同様に、ＳＵＭ２は、（６）式に示すように、同
じ回転角θで収集した第２ファントムデータFRaw2(CH,
θ)の全チャンネルの総和を表している。

【００２９】

【数３】

【００３０】ＳＵＭ１は、第１ファントムデータFRaw1
(CH,θ)から与えられるので、第１ペア１１の特性を近
似的に表しており、ＳＵＭ２も、同様に、第２ファント
ムデータFRaw2(CH,θ)から与えられるので、第２ペア１
２の特性を近似的に表している。従って、上記（３）式
から分かる通り、第１ペア１１の第１投影データに対す
る補正係数ａ１は、第２ペア１２の特性に対して第１ペ
ア１１の特性を接近させる性質を備え、同様に、上記
（４）式から分かる通り、第２ペア１２の第２投影デー
タに対する補正係数ａ２は、第１ペア１１の特性に対し
て第２ペア１２の特性を接近させる性質を備えていて、
つまりこれら補正係数ａ１，ａ２は、第１、第２のペア
１１、１２それぞれの特性を、その両者の間の仮想的な
基準特性に近似させる機能を有している。

【００３１】このようにして得られた補正係数ａ１、ａ
２に従って、実際の撮影で第１、第２ペア１１、１２に
より収集された第１、第２投影データRaw1(CH,θ)、Raw
2(CH,θ)を補正することにより、両ペア１１，１２間の
特性の相違、例えばＸ線高電圧発生装置の出力特性、Ｘ
線管球のＸ線変換効率特性、Ｘ線強度の時間変動を補正
するためのリファレンス検出器のエネルギー特性、Ｘ線
検出器のエネルギー特性の相違に起因して起こるスジ状
のアーチファクトを解消又は軽減することができる。

【００３２】なお、補正係数ａ１、ａ２は、０°等のあ
る特定の回転角θで収集した第１，第２ファントムデー
タFRaw1(CH,θ)、FRaw2(CH,θ)に基づいて求め、この補
正係数ａ１，ａ２を、他の回転角θに対しても共通に用
いてデータ補正を行うようにしている。しかし、以下の
（７）、（８）の補正式、（９）、（１０）の補正係数
計算式、（１１）、（１２）の総和計算式に示すよう
に、複数の回転角θに対して、補正係数ａ１１（θ），
ａ１２（θ）をそれぞれ個別に求め、第１、第２投影デ
ータRaw1(CH,θ)、Raw2(CH,θ)に対してその時々の回転
角に対応する補正係数ａ１１（θ），ａ１２（θ）を用
いてデータ補正を行うようにしてもよい。

【００３３】

【数４】

【００３４】

【数５】

【００３５】

【数６】

【００３６】さらに、補正係数ａ１１（θ），ａ１２
（θ）は、実際の撮影で第１、第２ペア１１、１２によ
り第１、第２投影データRaw1(CH,θ)、Raw2(CH,θ)をサ
ンプリングするサンプリング周波数に従って、それら第
１、第２投影データRaw1(CH,θ)、Raw2(CH,θ)のサンプ
リング位置の全てにわたって求めることが理想的であ
る。しかし、離散的なサンプリング位置で補正係数ａ１
１（θ），ａ１２（θ）を求め、その間のサンプリング
位置の補正係数ａ１１（θ），ａ１２（θ）は線形距離
補間等により計算するようにしても良い。

【００３７】さらに回転角θに加えて、チャンネルごと
に補正係数ａ２１（CH,θ），ａ２２（CH,θ）を設定す
るようにしてもよい。つまり、以下の（１３）、（１
４）の補正式、（１５）、（１６）の補正係数計算式に
示すように、回転角θとともにチャンネル番号が一致す
る第１、第２投影データRaw1(CH,θ)、Raw2(CH,θ)から
補正係数ａ２１（CH,θ），ａ２２（CH,θ）を、複数の
回転角θについてそれぞれチャンネルごとに個別に求
め、第１、第２投影データRaw1(CH,θ)、Raw2(CH,θ)に
対してその時々の回転角とチャンネル番号に対応する補
正係数ａ２１（CH,θ），ａ２２（CH,θ）を用いてデー
タ補正を行うようにしてもよい。

【００３８】

【数７】

【００３９】

【数８】

【００４０】以上のように本実施形態によれば、ファン
トムを使って実際に測定したペア間の特性の相違に基づ
いて投影データを補正することができるので、スジ状の
アーチファクトを軽減又は解消することができる。

【００４１】なお、補正係数は、Ｘ線コンピュータ断層
撮影装置を出荷前又は据付後に実際にファントムを使っ
て初期的に設定し、その後、運転状況に応じて、定期的
に再設定することが、特性の経時的変動に対応するため
には好ましい。

【００４２】（第２実施形態）図５に、第２実施形態に
係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の主要部の構成を示
している。図５において、図１と同じ構成要素には同じ
符号を付して詳細な説明は省略するものとする。本第２
実施形態は、スキャン方式、データ収集、さらに第１、
第２の投影データを混成して用いて１フレームの断層画
像データを再構成することに関しては、第１実施形態と
同じである。相違するのは、第１実施形態では１フレー
ムの断層画像データを再構成するために揃えられる合計
で（１８０°＋α）分の第１，第２の投影データそれぞ
れの角度範囲が互いに隣接している、つまり重畳してい
ないのに対して、本第２実施形態では、第１，第２の投
影データそれぞれの角度範囲が部分的に重畳しているこ
と、また第１実施形態では、その（１８０°＋α）の全
範囲にわたって特性を揃えるためにデータ補正を行って
いたが、本第２実施形態では、特性を揃えるためのデー
タ補正は行わず、上記重畳部分の投影データを、第１，
第２の両方の投影データの合成によって求め、ここでは
重み係数発生部２８から供給された重み係数に従ってデ
ータ合成部２７で両方の投影データを重み付け加算する
ことにより、ペア間の特性の急激な相違を緩和して、ス
ジ状のアーチファクトの発生を軽減しようとすることと
にある。

【００４３】図６に示すように、１フレームの断層画像
再構成には、第１実施形態の場合と同様に、トータルで
（１８０°＋α）という角度範囲の投影データが必要と
される。この中の一部分（重畳角β）では、第１，第２
の両方の投影データが、１フレームの断層画像再構成の
ために、記憶部２２から読み出される。なお、βは、α
／２＜β＜９０°の範囲から任意に設定される。最も好
ましくは、β＝αであり、この場合、図６に示すよう
に、トータルで（１８０°＋α）という角度範囲の投影
データの収集時間幅を、時刻ｔ１からｔ２の最短時間に
設定することができる。

【００４４】ここで、例えばあるフレームの断層画像デ
ータを再構成するに際しては、図６に太線で、また、図
７（ａ）に示すように、第１Ｘ線管球１１１が回転角が
（２７０°−β）から３６０°までの（９０°＋β）の
角度範囲にあるときに収集した第１投影データと、、図
７（ｂ）に示すように、第２Ｘ線管球１２１が回転角が
（１８０°−α）から（２７０°）までの同じく（９０
°＋α）の角度範囲にあるときに収集した第２投影デー
タとが、記憶部２２から読み出される。このとき重畳範
囲は、図７（ｃ）に示すように、（２７０°−β）から
２７０°までの角度範囲である。

【００４５】記憶部２２から読み出された投影データ
は、重み係数発生部２８から供給される重み係数に従っ
てデータ合成部２７で合成され、その後に、再構成部２
５に送られる。再構成部２５では、この合成された（１
８０°＋α）分の第１，第２投影データに基づいて断層
画像データが再構成される。このようなシングルスライ
ススキャンはＣＴ透視では連続的に繰り返され、それと
並行して、データ収集、データ補正、さらに画像再構成
処理が、例えば（１８０°＋α）分の回転周期で繰り返
され、動画として表示される。

【００４６】次にデータ合成、及び重み係数について説
明する。以下の（１７）式は、第１，第２の投影データ
の重み付け加算式である。この式自体は重み付け加算の
一般式である。Ｗ１は、第１投影データに対する重み係
数であり、Ｗ２は、第２投影データに対する重み係数で
ある。典型的には、Ｗ１＋Ｗ２＝１である。

【００４７】

【数９】

【００４８】図８（ａ）に、最も単純な重み係数の例を
示している。なお、図８では、横軸に、１フレームの断
層画像再構成に必要な（１８０°＋α）という角度範囲
の最後尾の回転角を、便宜上、０°と表し、その角度範
囲の先頭の回転角を（１８０°＋α）と表記している。
第１投影データに対する重み係数Ｗ１は、０°から重畳
範囲の始点までは０に、重畳範囲では０．５に、さらに
重畳範囲の終点から（１８０°＋α）までは１に設定さ
れる。同様に、第２投影データに対する重み係数Ｗ２
は、０°から重畳範囲の始点までは１に、重畳範囲では
０．５に、さらに重畳範囲の終点から（１８０°＋α）
までは０に設定される。つまり、重畳範囲に関しては、
第１，第２の投影データを単純平均することになる。

【００４９】図８（ｂ）に示すように、重畳範囲の重み
係数ｗ１、ｗ２を、回転角に対して線形に、つまり一次
関数に従って変化させるようにしてもよい。第１投影デ
ータに対する重み係数Ｗ１は、０°から重畳範囲の始点
までは０に、重畳範囲の始点から重畳範囲の終点までは
０から１に直線的に変化し、重畳範囲の終点から（１８
０°＋α）までは１に設定される。同様に、第２投影デ
ータに対する重み係数Ｗ２は、０°から重畳範囲の始点
までは１に、重畳範囲の始点から重畳範囲の終点までは
逆向きに１から０に直線的に変化し、重畳範囲の終点か
ら（１８０°＋α）までは０に設定される。

【００５０】さらに、図８（ｃ）に示すように、重畳範
囲の重み係数ｗ１、ｗ２を、回転角に対してニ次関数に
従って変化させるようにしてもよい。第１投影データに
対する重み係数Ｗ１は、０°から重畳範囲の始点までは
０に、重畳範囲の始点から重畳範囲の終点までは０から
１に二次関数的に変化し、重畳範囲の終点から（１８０
°＋α）までは１に設定される。同様に、第２投影デー
タに対する重み係数Ｗ２は、０°から重畳範囲の始点ま
では１に、重畳範囲の始点から重畳範囲の終点までは１
から０に、逆向きに二次関数的に変化し、重畳範囲の終
点から（１８０°＋α）までは１に設定される。

【００５１】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）のい
ずれの重み係数方式を使うかは、操作者の任意である。
選択された重み係数方式に従って、重み係数発生部２８
は、回転角に応じて重み係数Ｗ１，Ｗ２を合成部２７に
対して供給する。

【００５２】さらに、図９、以下の（１８）式に示すよ
うに、重み係数Ｗ１、Ｗ２の回転角に対する変化を表す
関数を、チャンネルごとに相違させるようにしてもよ
い。

【００５３】

【数１０】

【００５４】以上のように本第２実施形態によれば、第
１，第２の投影データを部分的に重畳させ、その重畳範
囲では第１，第２の投影データを合成するようにしたの
で、スジ状のアーチファクトが鮮明に現れることはなく
なる。

【００５５】本発明は上述した実施形態に限定されず、
種々変形して実施可能である。例えば、上述の第１、第
２実施形態は、併用するようにしてもよい。また、シン
グルスライススキャンだけでなく、ヘリカルスキャンに
も適用することができる。ヘリカルスキャンの再構成手
法には、主に２種類存在する。その一方は、図１０
（ａ）に示すように、各回転角で再構成位置Ｚ１に最も
近い位置で収集した２つの投影データから、当該再構成
位置Ｚ１の投影データを距離補間により推定し、その推
定した１８０°＋αの角度範囲の投影データから当該再
構成位置Ｚ１の断層画像データを再構成するという手法
である。この手法では、推定する投影データは、第１，
第２の両方の投影データから計算することになり、スジ
状のアーチファクトは殆ど生じない。しかし、距離補正
をしない再構成手法もあり、それは図１０（ｂ）に示す
ように、各回転角で再構成位置Ｚ１に最も近い位置で収
集した１つの投影データをそのまま扱って再構成にかけ
る。この場合、第１の投影データと第２の投影データと
が混在することになる。この後者の簡易的な再構成手法
では、その境界でスジ状のアーチファクトが発生する。

【００５６】図１１には、この簡易的な再構成手法に第
２実施形態を適用した場合の範囲を示している。重畳範
囲を形成するために、再構成位置Ｚ１を中心として、Ｈ
Ｐ／２より広く、ＨＰより狭い範囲の中の任意の範囲か
ら投影データを集めることになる。このとき重畳範囲で
は、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）のいずれかの
重み係数で第１，第２の投影データを合成する。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、１フレームの断層画像
データを、Ｘ線管球の相違する投影データの混成により
再構成するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、ス
ジ状のアーチファクトを軽減又は解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線コンピュータ
断層撮影装置の主要部の構成図。

【図２】図１の第１、第２のＸ線管球の回転軌道を示す
図。

【図３】図２に太線で示す回転軌道部分を示す図。

【図４】図１の第１，第２のペアそれぞれによりファン
トムを使って収集した投影データのチャンネル分布を示
す図。

【図５】本発明の第２実施形態に係るＸ線コンピュータ
断層撮影装置の主要部の構成図。

【図６】図５の第１、第２のＸ線管球の回転軌道を示す
図。

【図７】図６に太線で示す回転軌道部分を示す図。

【図８】図５の重み係数発生部で発生される重み係数を
示す図。

【図９】図５の重み係数発生部で発生される重み係数を
示す図。

【図１０】従来において、ヘリカル再構成で１フレーム
のために揃えられる投影データの範囲を示す図。

【図１１】第２実施形態において、ヘリカル再構成で１
フレームのために揃えられる投影データの範囲を示す
図。

【符号の説明】

１…スキャンガントリ、１１…第１ペア、１１０…第１Ｘ線管装置、１１１…第１Ｘ線管球、１１２…第１Ｘ線絞り装置、１１３…第１Ｘ線検出器、１１４…第１データ収集部、１２…第２ペア、１２０…第２Ｘ線管装置、１２１…第２Ｘ線管球、１２２…第２Ｘ線絞り装置、１２３…第２Ｘ線検出器、１２４…第２データ収集部、１３…Ｘ線制御部、１４…スキャン制御部、１５…架台回転機構、１６…寝台、１７…Ｚシフト機構、２…コンピュータ装置、２１…中央制御ユニット、２２…前処理／データ記憶部、２３…補正係数発生部、２４…データ補正部、２５…画像再構成部、２６…画像表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 5/00 ３００Ｇ０６Ｔ 5/00 ３００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１Ｘ線管球と第１Ｘ線検出器とを有す
る第１ペアと、第２Ｘ線管球と第２Ｘ線検出器とを有する第２ペアと、前記第１ペアで収集した第１投影データと前記第２ペア
で収集した第２投影データとの両方を用いて１フレーム
の断層画像データを再構成する再構成部と、前記第１投影データと前記第２投影データとの少なくと
も一方を、前記第１ペアと前記第２ペアとの間の相対的
な特性の相違に基づいて補正する補正部とを具備するこ
とを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】前記補正部は、前記第１ペアのファント
ムデータと前記第２ペアのファントムデータとに基づい
て設定した補正係数を前記第１投影データと前記第２投
影データとの少なくとも一方に乗算することを特徴とす
る請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】前記第１、第２Ｘ線検出器のチャンネル
ごとに前記補正係数を発生する発生部をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮
影装置。
【請求項４】前記第１、第２ペアのビュー角ごとに前
記補正係数を発生する発生部をさらに備えることを特徴
とする請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】前記第１、第２Ｘ線検出器のチャンネル
および前記第１、第２ペアのビュー角ごとに前記補正係
数を発生する発生部をさらに備えることを特徴とする請
求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】前記第１ペアにより収集したファントム
データの全チャンネルの合計値をＳＵＭ１、前記第２ペ
アにより収集したファントムデータの全チャンネルの合
計値をＳＵＭ２として、前記第１投影データに対する補
正係数ａ１が、ａ１＝（ＳＵＭ１＋ＳＵＭ２）／２・ＳＵＭ１前記第２投影データに対する補正係数ａ２が、ａ２＝（ＳＵＭ１＋ＳＵＭ２）／２・ＳＵＭ２によりそれぞれ与えられることを特徴とする請求項２記
載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】第１Ｘ線管球と第１Ｘ線検出器とを有す
る第１ペアと、第２Ｘ線管球と第２Ｘ線検出器とを有する第２ペアと、前記第１ペアで収集した第１投影データと、前記第２ペ
アで収集した、前記第１投影データとビューが部分的に
重畳する第２投影データとの両方を用いて１フレームの
断層画像データを再構成する再構成部と、前記重畳する部分の投影データを前記第１投影データと
前記第２投影データとから生成する生成部とを具備する
ことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】前記生成部は、前記重畳する部分におい
て、前記第１投影データと前記第２投影データとにそれ
ぞれ重み係数を乗算し加算をすることを特徴とする請求
項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】前記第１、第２投影データに対する重み
係数は共に０．５であることを特徴とする請求項８記載
のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】前記第１投影データに対する重み係数
は、０から１に一次関数に従って変化し、前記第２投影
データに対する重み係数は、１から０に一次関数に従っ
て変化することを特徴とする請求項８記載のＸ線コンピ
ュータ断層撮影装置。
【請求項１１】前記第１投影データに対する重み係数
は、０から１に二次関数に従って変化し、前記第２投影
データに対する重み係数は、１から０に二次関数に従っ
て変化することを特徴とする請求項８記載のＸ線コンピ
ュータ断層撮影装置。
【請求項１２】前記第１、第２Ｘ線検出器のチャンネ
ルごとに前記重み係数を発生する発生部をさらに備える
ことを特徴とする請求項８記載のＸ線コンピュータ断層
撮影装置。
【請求項１３】前記第１、第２ペアのビュー角ごとに
前記重み係数を発生する発生部をさらに備えることを特
徴とする請求項８記載のＸ線コンピュータ断層撮影装
置。
【請求項１４】前記第１、第２Ｘ線検出器のチャンネ
ルおよび前記第１、第２ペアのビュー角ごとに前記重み
係数を発生する発生部をさらに備えることを特徴とする
請求項８記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。