JP2003153893A

JP2003153893A - 断層写真像の作成装置

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Publication number: JP2003153893A
Application number: JP2001355833A
Authority: JP
Inventors: Taiga Goto; 大雅後藤; Yasushi Miyazaki; 宮崎　　靖
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-05-27
Also published as: WO2003043499A1

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の再構成アルゴリズムを搭載したＣＴに
おいて、予め設定した撮影部位や計測スループット(寝
台移動速度)に応じて再構成アルゴリズムを変更するこ
とで高速に、所望の精度の画像を提供する。【解決手段】Ｘ線管１、Ｘ線検出器５、スキャナ駆動
装置６、計測パラメータを入力する入出力装置１１及
び、表示装置１２からなる。画像処理装置９は、各アル
ゴリズムの共通部分の演算を行なう前処理用演算装置９
１、高精度再構成演算装置９２及び、三次元画像処理や
その他の解析・演算を行なう後処理用演算装置９３から
なる。Ｘ線管１を被検体４に対して相対的に周回させな
がら、被検体４を周回軸に対して相対的に平行かつ直線
的に移動させ、Ｘ線管１から三次元的に広がりを有する
Ｘ線を照射し、被検体４を透過したＸ線を、二次元的に
配列したＸ線検出器５の投影データから断層写真像を作
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次元的に配列さ
れたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置の、得られた投影
データから断層写真像を作成する、断層写真像の作成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単一の列から成るＸ線検出器を有する螺
旋走査ＣＴ(以下、単列Ｘ線検出器型ＣＴ)において、螺
旋走査により得られた単一の投影データから断層写真像
を作成する際には、投影データに対し、３６０度補間法
や１８０度対向補間法やハーフスキャン法といった、公
知の螺旋補正アルゴリズムを単一で用いることにより、
加重投影データを得、加重投影データをフィルタ補正逆
投影法やフーリエ再構成法により、再構成することで断
層写真像を作成する。このように、これまで、１枚の画
像を作成する場合においては、１つの再構成アルゴリズ
ム(重み付け螺旋補正再構成アルゴリズム)から作成して
いた。

【０００３】また、複数列のＸ線検出器を有する螺旋走
査ＣＴ(以下、多列Ｘ線検出器型ＣＴ装置)において、螺
旋走査により得られた単一の投影データから断層写真像
を作成する際には、例えば、特開平９−９８９６８号公
報や特開２０００−７０２５７号公報では、螺旋走査に
より得られた投影データの配列から断層写真像を作成す
る際には、得られた投影データの配列全てに対し、固有
の加重関数を、実存する全ての列に適用することで螺旋
補正を行ない、得られた螺旋補正データを再構成するこ
とで断層写真像を作成する。この場合も、単列Ｘ線検出
器からなるＣＴ同様に、１枚の画像を作成する場合にお
いては、１つの再構成アルゴリズムから作成していた。

【０００４】さらに、走査方法として、被検体用の寝台
が固定している標準走査の場合も、１枚の画像を作成す
る場合において、１つの再構成アルゴリズムから作成し
ていた。また、被検体の心臓部の断層写真像を得るに
は、１つの心電同期アルゴリズムが、使用されていた
(特開平１０−３２８１７５号公報参照)。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、多列Ｘ線検出器
型ＣＴ装置における再構成アルゴリズムには、重み付け
螺旋補正再構成法や三次元逆投影法が公知の技術として
用いられている。しかし、重み付け螺旋補正再構成アル
ゴリズムでは、演算が高速であり計測スループットは高
いが、誤差が大きく、三次元逆投影アルゴリズムでは、
誤差は小さいが演算時間が膨大であり、計測スループッ
トが低いといった問題があった。従来、ＣＴの撮影で
は、検診患者や緊急患者に対しては高速撮影、高速演算
を要求され、精密検査患者に対しては高い画質が特に要
求される。このように、単一の再構成アルゴリズムのみ
しか搭載しないＣＴ装置においては、所望の条件の断層
写真像を得ることができない場合があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、所望の条件の断層写真像を得ることができ
る、断層写真像の作成装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を実現するた
めに、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよ
うに構成している。すなわち、本発明は、請求項１に記
載のように、Ｘ線源を被検体に対して相対的に周回させ
ながら、前記被検体に対して前記Ｘ線源からＸ線を照射
し、前記被検体を透過した前記Ｘ線を、二次元的に配列
されたＸ線検出器を用いて検出し、前記Ｘ線検出器から
検出された投影データから断層写真像を作成するＸ線Ｃ
Ｔ装置の断層写真像の作成装置において、画像再構成手
段は、同一の画像に対して、予め設定された条件を基
に、異なる再構成アルゴリズムを使用することを特徴と
する断層写真像の作成装置を構成する。

【０００８】また、本発明は、請求項２に記載のよう
に、請求項１に記載の断層写真像の作成装置において、
前記画像再構成手段は、前記再構成アルゴリズムを、変
更して使用することを特徴とする断層写真像の作成装置
を構成する。

【０００９】また、本発明は、請求項３に記載のよう
に、請求項１または２に記載の断層写真像の作成装置に
おいて、前記投影データを、螺旋走査または、標準走査
で収集することを特徴とする断層写真像の作成装置を構
成する。

【００１０】また、本発明は、請求項４に記載のよう
に、請求項１、２または３に記載の断層写真像の作成装
置において、予め設定された条件が撮影部位であること
を特徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００１１】また、本発明は、請求項５に記載のよう
に、請求項１、２または３に記載の断層写真像の作成装
置において、予め設定された条件が寝台移動速度及び、
実効スライス厚で決定される計測モードであることを特
徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００１２】また、本発明は、請求項６に記載のよう
に、請求項１、２または３に記載の断層写真像の作成装
置において、予め設定された条件が、関心領域か前記関
心領域でないかであることを特徴とする断層写真像の作
成装置を構成する。

【００１３】また、本発明は、請求項７に記載のよう
に、請求項１、２または３に記載の断層写真像の作成装
置において、予め設定された条件が、被曝量であること
を特徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００１４】また、本発明は、請求項８に記載のよう
に、請求項１〜７のいずれかに記載の断層写真像の作成
装置において、第１の再構成アルゴリズム及び、前記第
１の再構成アルゴリズムよりも、再構成演算精度が高い
第２の再構成アルゴリズムを使用することを特徴とする
断層写真像の作成装置を構成する。

【００１５】また、本発明は、請求項９に記載のよう
に、請求項８に記載の断層写真像の作成装置において、
前記画像再構成アルゴリズムを、前記第１の再構成アル
ゴリズムと前記第２の再構成アルゴリズムとに、変更し
て使用することを特徴とする断層写真像の作成装置を構
成する。

【００１６】また、本発明は、請求項１０に記載のよう
に、請求項８または９に記載の断層写真像の作成装置に
おいて、前記第１の再構成アルゴリズムにより作成した
画像に対し、任意に決定された画像中の関心領域を、前
記第２の再構成アルゴリズムにより作成した、局所画像
データで置き換えることを特徴とする断層写真像の作成
装置を構成する。

【００１７】また、本発明は、請求項１１に記載のよう
に、請求項８または９に記載の断層写真像の作成装置に
おいて、前記第１の再構成アルゴリズムにより作成した
画像において、任意に決定された画像中の関心領域を、
前記第２の再構成アルゴリズムにより、新規画像として
再構成することを特徴とする断層写真像の作成装置を構
成する。

【００１８】また、本発明は、請求項１２に記載のよう
に、請求項８または９に記載の断層写真像の作成装置に
おいて、前記第１の再構成アルゴリズムよりも、再構成
演算が高速である第３の再構成アルゴリズムで再構成し
た画像を、プレビュー画像として表示可能であることを
特徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００１９】また、本発明は、請求項１３に記載のよう
に、請求項１〜１２のいずれかに記載の断層写真像の作
成装置において、複数の再構成アルゴリズムによって作
成した、複数の異なる有効視野及び画像サイズの画像を
再構成精度に応じて優先順位をつけ、優先順位に応じて
置き換え、又は重み付け加算する手段を有することを特
徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００２０】また、本発明は、請求項１４に記載のよう
に、請求項１〜１３のいずれかに記載の断層写真像の作
成装置において、予め再構成された断層写真像におい
て、局所領域を選択する手段を有し、選択された局所領
域を有効視野として、再構成可能な手段を有することを
特徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００２１】また、本発明は、請求項１５に記載のよう
に、請求項１〜１４のいずれかに記載の断層写真像の作
成装置において、表示画像上で局所画像を選択すること
を特徴とする断層写真像の作成装置を構成する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って、本発明
に係る断層写真像の作成装置の実施の形態について説明
する。また、以下の実施の形態は、螺旋走査ＣＴ装置の
場合について説明するが、本発明の目的を実現する走査
方法として、被検体用の寝台が固定している標準走査の
場合も適用可能である。

【００２３】図１は本発明の実施の形態である、断層写
真像の作成装置を含む多列Ｘ線検出器型ＣＴ装置(Ｘ線
ＣＴ装置)の全体構成を示す図である。図１に示す、多
列Ｘ線検出器型ＣＴ装置は、Ｘ線を発生させるＸ線管
１、発生されたＸ線をコリメートするコリメータ２、寝
台３上の被検体４に照射されたＸ線を検出するＸ線検出
器５、Ｘ線管１及び、Ｘ線検出器５の連続回転を可能と
するスキャナ１３及び、スキャナ駆動装置６、スキャナ
１３をコントロールするスキャナコントローラ７、スキ
ャナ１３に設置されたコリメータ２をコントロールす
る、コリメータコントローラ８、計測パラメータ及び、
再構成パラメータを入力する入出力装置１１、Ｘ線管１
に高電圧を供給する高電圧発生装置１０、画像処理装置
(画像再構成手段)９及び、表示装置１２からなる。

【００２４】ここで、断層写真像の作成装置は、図１に
示す、画像処理装置９、入出力装置１１及び、表示装置
１２で構成する。また、画像処理装置９は、前処理用演
算装置９１、再構成演算装置９２及び、後処理用演算装
置９３で構成する。

【００２５】そして、画像処理装置９は複数の処理装置
を含み、予め設定された条件(計測パラメータ)を基に画
像再構成アルゴリズムの選択及び、関心領域を設定及
び、複数搭載されている各再構成アルゴリズム、すなわ
ち、高速再構成アルゴリズム(第１の再構成アルゴリズ
ム)及び、高速再構成アルゴリズムよりも再構成演算精
度が高い、高精度再構成アルゴリズム(第２の再構成ア
ルゴリズム)の、共通部分の演算を行なう前処理用演算
装置９１、高速再構成アルゴリズム及び、高精度再構成
アルゴリズムを使用して、再構成演算を行なう再構成演
算装置９２及び、より高精度の演算を行なう三次元画像
処理や、その他の解析・演算を行なう後処理用演算装置
９３からなる。

【００２６】次に、前処理用再構成演算装置９１は、高
速再構成アルゴリズムよりも再構成演算が、高速である
簡易再構成アルゴリズム(第３の再構成アルゴリズム)を
使用して、プレビュ−画像を再構成する。後処理用演算
装置９３は高精度な局所画像を作成する場合に使用する
演算装置である。再構成演算装置９２は、高速と高精度
の二つの機能を有しており、高速な重み付け螺旋補正再
構成を使用してもよく、高精度な三次元再構成アルゴリ
ズムを、射影データの間引きなどで高速化しても適用が
可能である。後処理用再構成演算装置９３で使用する再
構成アルゴリズムは、再構成演算装置９２と比較して、
さらに高精度な三次元再構成や傾斜断面再構成等の高精
度再構成アルゴリズムを使用する。

【００２７】そして、Ｘ線管１を被検体４に対して、相
対的に平行移動させて撮影して得たスキャノグラムを基
に、断層写真作成領域を決定し、決定した領域に当ては
まる領域に対して、Ｘ線管１を被検体４に対して相対的
に周回させながら、被検体４を周回軸に対して相対的に
平行かつ直線的に移動させ、又は静止させ、被検体４に
対してＸ線管１から三次元的に広がりを有するＸ線を照
射し、被検体４を透過したＸ線を、二次元的に配列され
たＸ線検出器５を用いて検出し、Ｘ線検出器５から検出
された投影データから断層写真像を作成する。

【００２８】また、二次元的に配列されたＸ線検出器５
は、列数が、例えば、４〜１６列の多列Ｘ線検出器で良
い。

【００２９】図２は、図１に示した、Ｘ線ＣＴ装置の一
部の構成を示すブロック図である。まず、撮影時及び撮
影後の後処理時に、入出力装置１１により入力された計
測パラメータ及び再構成パラメータはパラメータテーブ
ル２２に格納され、システム制御装置２３を介して、パ
ラメータテーブル２２から、寝台３の位置及び移動情報
は寝台３を制御するテーブルコントローラ２５に渡さ
れ、Ｘ線管１の管電流、管電圧及び、コリメータ２のコ
リメート幅などのスキャンパラメータは、スキャナコン
トローラ７に渡される。

【００３０】そして、ファンビームデータからパラレル
ビームデータヘの並べ替えを行なうために必要な、ジオ
メトリ情報は並べ替え(ｒｅｂｉｎｎｉｎｇ)処理手段２
７、再構成フィルタ処理手段４０及び、再構成処理に必
要な再構成パラメータは、高精度再構成手段６１と高速
再構成手段３７に渡される。

【００３１】ここで、高精度再構成手段６１と高速再構
成手段３７による処理内容は、再構成スイッチＡ４８及
び、再構成スイッチＢ４９によって制御される。

【００３２】すなわち、再構成スイッチＢ４９によっ
て、高精度再構成手段６１が選択された時には、コーン
角補正手段４１及び、三次元再構成手段４２により、演
算が行なわれる。また、再構成スイッチＡ４８、再構成
スイッチＢ４９によって、高速再構成手段３７が選択さ
れた時には、螺旋補正手段３９により、演算が行なわ
れ、さらに二次元再構成手段６２により、演算が行なわ
れる。

【００３３】次に、予め設定する計測パラメータは、次
のとおりである。

【００３４】 (１)撮影部位 (２)寝台移動速度及び、実効スライス厚 (３)関心領域か関心領域でないかの指定 (４)被曝量これら、撮影条件(スキャン条件)や再構成条件が、撮影
に際し入出力装置１１から入力されると、これらの入力
に応じてシステム制御装置２３において条件判別され、
再構成スイッチＡ４８に制御信号が送られ、この制御信
号を受け取った再構成スイッチＡ４８によって、使用す
る再構成アルゴリズムが切り替えられる。

【００３５】次に、条件判別の一例を示す。 (例１).再構成条件の１つとして、高画質モードが選択
されると、高精度再構成手段６１が選択される。しか
し、通常は高速再構成手段３７が選択される。 (例２).高速再構成手段３７と比較して、高精度再構成
手段６１の処理範囲は狭いので、寝台の移動速度が適用
可能である場合には、システム制御装置２３から高精度
再構成を行なう信号を、再構成スイッチＡ４８及び、再
構成スイッチＢ４９に対し送信する。それ以外の場合に
は高速再構成を行なう信号を、再構成スイッチＡ４８及
び、再構成スイッチＢ４９に送信する。 (例３).撮影を行なう領域に応じて、再構成アルゴリズ
ムを変更する。具体的には、撮影条件の一つである撮影
部位の選択として、頭部、腹部などの既存するモード
(再構成フィルタを決定するために現在は使用)を利用し
て、頭部では高精度再構成手段６１を、さらに、腹部で
は高速再構成手段３７をといった具合に、部位に応じて
システム制御装置２３において変更が行なわれ、再構成
スイッチＡ４８及び、再構成スイッチＢ４９に信号が送
られる。

【００３６】また、図２に示す高速再構成手段３７は、
マルチスライスＣＴにおいて４列や８列程度の、比較
的、Ｘ線ビームの傾斜の小さなシステムに対して、より
演算速度の高速な重み付け螺旋補正再構成アルゴリズム
を用いる。

【００３７】重み付け螺旋補正再構成アルゴリズムは、
図１に示したＸ線管１の焦点から照射されるｚ方向(被
検体の相対移動方向。別名：体軸方向、スライス方向、
寝台移動方向)に傾斜したビームを、再構成画像に平行
なビームと見なして、再構成画像データを補間により作
成し、単列Ｘ線検出器型ＣＴ(シングルスライスＣＴ)で
使用されている二次元再構成アルゴリズムによって再構
成を行なう。

【００３８】そして、重み付け螺旋補正再構成アルゴリ
ズムの特徴は、加重関数(重み関数)を用いて補間ができ
ることから、シングルスライスＣＴでの画像再構成時間
と、同等の時間で再構成が可能であり、マルチスライス
ＣＴにおける再構成アルゴリズムの中では、最も演算が
高速である。ただし、ｚ方向の精度が悪く被検体の相対
移動速度が高速になると誤差が大きくなる。

【００３９】さらに、重み付け螺旋補正再構成アルゴリ
ズムは、螺旋ピッチがＸ線検出器列数の２倍まで可能で
あり、マルチスライスＣＴにおける再構成アルゴリズム
の中ではスループットが最も高い。また、４列Ｘ線検出
器を用いた多列Ｘ線検出器型ＣＴ(マルチスライスＣＴ)
では、列数が少なくビーム傾斜の影響が小さい(画質へ
の影響が少ない)ことから、演算及び、スループットの
両者について、高速な重み付け螺旋補正再構成アルゴリ
ズムが実行される。

【００４０】さらに、１６列以上のＸ線ビーム傾斜の影
響が顕著となるシステムにおいては、図２に示す高精度
再構成手段６１においては、高精度再構成アルゴリズム
である、三次元再構成アルゴリズムが用いられる。

【００４１】また、三次元再構成は、再構成点を通過す
る角度、０〜１８０度、又は、１８０〜３６０度のデー
タを逆投影する。そして、その特徴は、各再構成点を通
過、もしくは再近接するデータのみを使用して、再構成
点毎に再構成することから、最も高精度、高画質である
反面、演算に時間を要する。マルチスライスＣＴにおけ
る再構成アルゴリズムとしては、最も演算時間を要し、
スループットは最も低いが、画質は最も良い。

【００４２】そして、図２に示した、入出力装置１１に
よって、撮影部位、寝台移動速度、実効スライス厚及
び、関心領域を設定することで、検査の目的に対応した
最適な断層写真像を得ることができる。

【００４３】また、撮影部位が心臓の場合は、脈拍に伴
う動きがあるために、他の撮影部位と比較して、再構成
画像の変化が大きく、心電波形に同期した再構成アルゴ
リズムを適用する。そこで、例えば、図２に示した、高
精度再構成手段６１を心電同期用のアルゴリズムに置き
換えて、心臓の検査が可能になる。

【００４４】そして、図２に示す、システム制御装置２
３からの信号及び情報を基に、テーブルコントローラ２
５によって寝台３は制御され、ＣＴスキャナ２０に含ま
れるスキャナコントローラ７により、スキャナ２９は制
御されＣＴ撮影が行なわれる。

【００４５】また、撮影により得られた投影データはデ
ータ収集装置３０において投影データ用バッファメモリ
３１に保管され、投影データは、必要に応じて加算手段
３２によって、加算される。続いてデータ収集装置３０
により収集された投影データは前処理用演算装置９１に
おいて対数変換手段３４によって、対数に変換され、
又、リングアーチファクト補正手段３５によって、補正
され、前処理投影データ用メモリ３６に保管される。

【００４６】再構成演算装置９２では、システム制御装
置２３からの信号を基に、使用する再構成アルゴリズム
を選択し、高速再構成手段３７が選択された場合には、
加重関数メモリ３８に保管されている加重関数を用い
て、螺旋補正手段３９、並べ替え処理手段２７、再構成
フィルタ処理手段４０及び、二次元再構成手段６２によ
り演算が行なわれる。

【００４７】一方、再構成演算装置９２で、高精度再構
成手段６１が選択された場合は、並べ替え処理手段２
７、再構成フィルタ処理手段４０、コーン角補正手段４
１及び、三次元再構成手段４２により演算が行なわれ
る。

【００４８】そして、再構成により得られた画像データ
は、画像データ用メモリ４３に保管され、後処理用演算
装置９３において、必要に応じて三次元画像処理手段４
５、画像解析手段４６及び、画像フィルタ処理手段４７
が実行され、処理結果が表示装置１２に表示される。高
速再構成手段３７によって得られた再構成画像におけ
る、高精度局所画像の置き換え処理等は、後処理用演算
装置９３によって行なわれる。

【００４９】次に、図３、図４及び、図５は本発明の実
施の形態である、断層写真像作成のフローチャートであ
る。まず、図３は、高速再構成演算による再構成画像の
中に関心領域を設定し、関心領域を高精度再構成演算を
実行する方法のフローチャートである。また、図４は、
計測パラメータにより関心領域を決定し、高速再構成演
算と高精度再構成演算を同時に並列処理する方法のフロ
ーチャートである。そして、図５は、複数の関心領域を
設定し、複数の高精度再構成演算によって、複数の局所
画像を得る方法のフローチャートである。

【００５０】まず、図３に示す、断層写真像作成のフロ
ーチャートでは、Ｘ線管１を被検体４に対して相対的に
平行移動させて、スキャノグラムを撮影する(ステップ
５１)。このスキャノグラムを基にして、断層写真像の
作成領域(撮影範囲)を設定する(ステップ５２)。そし
て、断層写真像を作成する場合の、計測パラメータを設
定する(ステップ５３)。この撮影範囲の設定及び、計測
パラメータの設定は、入出力装置１１で実行する。さら
に、スキャナ駆動装置６によって、被検体４を移動しな
がら、螺旋スキャンを行なう(ステップ５４)。

【００５１】次に、初期設定において、前処理用演算装
置９１で設定された条件で、断層写真像は高速再構成ア
ルゴリズムを使用して作成する(ステップ５５)。そし
て、関心領域をシステム制御装置２３で任意に設定し
(ステップ５６)、関心領域を、再構成演算装置９２に含
まれる高精度再構成アルゴリズムを使用して、再構成し
た高画質な局所画像を作成し(ステップ５７)、後処理用
演算装置９３によって、断層写真像内の関心領域を局所
画像で置き換える(ステップ５８)。

【００５２】ここで、関心領域を決定するには、全体の
断層写真像(プレビュー画像)を高速に演算する必要があ
り、簡易再構成アルゴリズムとして逐次近似法あるい
は、二次元フーリエ変換法で再構成した画像として、取
得し、表示する方法もある。

【００５３】また、高速再構成演算及び、高精度再構成
演算は、同一の再構成アルゴリズムを使用しても良い。
例えば、高精度再構成アルゴリズムが使用する、射影デ
ータを間引くことにより、高速再構成が可能となり、高
速に断層写真像が得られる(ステップ５５)。そして、高
精度再構成演算では、三次元再構成アルゴリズムの機能
を使用して、高精度な断層写真像が作成できる。この方
法によって、単一の再構成アルゴリズムを使用しても、
比較的、容易に、高速で、かつ、高精度の断層写真像が
得ることができる。

【００５４】また、図３に示した実施の形態によれば、
関心領域が高精度な断層写真像が得られ、関心領域でな
い部分は、高速に、すなわち、被爆線量の少ない条件
で、検査の目的に対応した断層写真像を得ることがで
き、所望の条件の断層写真像を得ることができる。

【００５５】次に、図４に示す、断層写真像作成のフロ
ーチャートでは、設定された計測パラメータを基に使用
する再構成アルゴリズムを決定する。ここで、スキャノ
グラムの撮影(ステップ７１)、撮影範囲の決定(ステッ
プ７２)及び、螺旋スキャン(ステップ７５)は、図３に
示した実施の形態と同じ内容である。

【００５６】そして、再構成アルゴリズムの決定は計測
パラメータによって行ない(ステップ７３)、計測パラメ
ータの１つである寝台３の移動速度が高速な場合には、
再構成演算装置９２によって、寝台３の移動速度の適用
範囲の広い、高速再構成が実行され(ステップ７６)、寝
台移動速度が低速な場合には、再構成演算装置９２によ
って、寝台移動速度の適用範囲は狭いが、より高画質で
ある高精度再構成手段が実行され(ステップ７７)、断層
写真像が作成される。

【００５７】そして、得られた複数の局所画像を、後処
理用演算装置９３によって合成することで断層写真像を
作成する(ステップ７８)。また、高速及び高精度の再構
成アルゴリズムを、同時に並列処理することにより、予
め設定された条件に適合した、高速で、高精度の断層写
真像を得ることができる。

【００５８】次に、図５に示す、断層写真像作成のフロ
ーチャートでは、予め設定された条件、すなわち、関心
領域によって分割された領域について、前処理用演算装
置９１で複数の再構成アルゴリズムが同時に選択され
(ステップ８４)、再構成演算装置９２に含まれる複数の
高速再構成アルゴリズム及び、高精度再構成アルゴリズ
ムを実行する(ステップ８６及び８７)。そして、同時
に、得られた複数の局所画像を、後処理用演算装置９３
によって合成することで断層写真像を作成する(ステッ
プ８８)。

【００５９】ここで、スキャノグラムの撮影(ステップ
８１)、撮影範囲の決定(ステップ８２)及び、螺旋スキ
ャン(ステップ８５)は、図３に示した実施の形態と同じ
内容である。すなわち、撮影範囲の決定(ステップ８
２)、計測パラメータの設定(ステップ８３)は、入出力
装置１１の条件により処理し、複数関心領域の決定は、
前処理用演算装置９１で実行する(ステップ８４)。

【００６０】そして、図５に示すように、複数の再構成
アルゴリズムによって、複数の局所画像を同時に作成す
ることができるので、所望の条件の断層写真像、すなわ
ち、検査の目的に対応した、最適な複数の断層写真像を
高速に得ることができる。

【００６１】図６に示す、実施の形態は、図３のフロー
に従って断層写真像を作成する場合の具体的な適用例を
示す図である。図６に示す適用例では、高速演算による
再構成画像の中に関心領域を設定し、設定した関心領域
について、高精度再構成アルゴリズムを実行する方法の
説明図である。すなわち、再構成演算装置９２にある高
速再構成アルゴリズム１０１により、断層写真像を作成
し、アーチファクト１０２の発生している関心領域１０
３について、より高精度な高精度再構成アルゴリズム１
０４を用いて、アーチファクト１０２が発生しない局所
画像１０６を作成する。得られた断層写真像において、
関心領域１０３を局所画像１０６で置き換えることで、
関心領域１０３において、アーチファクト１０２の少な
い高画質な断層写真像を、合成画像１０５として、高速
に作成することができる。

【００６２】ここで、局所画像は、初めに作成したプレ
ビュー画像の一部を再構成した画像であり、画像サイズ
と有効視野サイズを小さくし、従来同様に再構成を実行
する。

【００６３】この場合は、画像サイズと有効視野サイズ
(画像の縦横サイズ)の、どちらかを決定すれば他方も決
定される。決定の仕方は、画面上に表示されたプレビュ
ー画像において、マウス等の入力装置を用いて、選択さ
れた局所領域から求めてもよく、手入力で入力してもよ
い。使用するアルゴリズムは、局所画像をより高精度に
再構成する必要があることから、プレビュー画像に比
べ、より高精度な再構成アルゴリズムを使用する必要が
ある。現状では三次元再構成アルゴリズムがそれに相当
する。

【００６４】ここで、関心領域１０３は、図２に示した
入出力装置１１で設定し、合成画像１０５は、後処理用
演算装置９３で実行する。

【００６５】また、図６に示した実施の形態によれば、
図１に示した入出力装置１１及び、表示装置１２によっ
て、比較的容易な操作で、関心領域の設定が可能とな
り、所望の条件の断層写真像、すなわち、高精度な局所
画像を有する断層写真像を得ることができる。

【００６６】この場合、もし、高精度な再構成アルゴリ
ズムが、演算時間を膨大に要する手法であっても、局所
領域といった、限定された領域とすることで、画像全体
を再構成する場合に比べ高速化を図ることが可能とな
る。

【００６７】次に、図７は、本発明の実施の形態であ
る、図５のフローに従って断層写真像を作成する場合の
具体的な適用例を示す図である。図７に示す適用例で
は、複数の関心領域を設定し、複数の高精度再構成演算
によって、複数の局所画像を得る方法の説明図である。

【００６８】また、図７では、再構成前に予め関心領域
(局所領域)が分かっている場合における例である。予め
関心領域(高画質に再構成をしたい領域)が分かっている
場合には、その領域を予め入力しておき、関心領域とそ
れ以外の領域で分けている。そして、関心領域は高精度
再構成アルゴリズムによって、新規画像として作成す
る。また、それ以外の領域は高速再構成アルゴリズム
で、再構成を行ない再構成後に各々の再構成画像を組合
せ(関心領域を置き換える)、最終的な再構成画像を作成
する。

【００６９】そして、予め設定された関心領域Ａ１１３
とそれ以外の非関心領域に対し、関心領域Ａ１１３は高
精度再構成アルゴリズムＡ１１１を用いてアーチファク
トの少ない高精度画像Ａ１１６を作成し、同時に非関心
領域を高速再構成アルゴリズム１１７を用いて高速画像
１１９を作成する。得られた各局所画像を組み合わせる
ことにより、関心領域においてアーチファクトの少ない
高画質な合成画像１１５を高速に作成する。

【００７０】さらに、図７に示した、関心領域Ａ１１３
と、異なる関心領域Ｂ１１４を、高精度再構成アルゴリ
ズムＢ１１２によって、高精度画像Ｂ１１８を得る。こ
れにより、所望の条件の断層写真像である合成画像１１
５、すなわち、複数の高精度画像Ａ１１６と、高精度画
像Ｂ１１８及び、それ以外の非関心領域の高速画像１１
９を含む断層写真像を得ることができる。

【００７１】ここで、高速再構成アルゴリズム１１７、
高精度再構成アルゴリズムＡ１１１及び、高精度再構成
アルゴリズムＢ１１２は、図１及び、図２に示した、再
構成演算装置９２によって実行される。また、関心領域
Ａ１１３及び、関心領域Ｂ１１４の設定は、図１及び、
図２に示した、入出力装置１１によって実行される。そ
して、合成画像１１５は、図１及び、図２に示した、後
処理用演算装置９３によって得られる。

【００７２】この図７に示した、本発明の実施の形態の
場合も、複数のＣＰＵを使用し同時に再構成を行ない、
同時に再構成が終了することで、高速処理が可能とな
る。また、これらにより、複数の再構成アルゴリズムに
よって、作成した複数の異なる有効視野及び、画像サイ
ズの画像を再構成精度に応じて優先順位をつけ、優先順
位に応じて置き換え、又は重み付け加算する。これによ
り、検査の目的に対応した最適な画像で、診断が可能と
なる。

【００７３】なお、以上、本発明の実施の形態を、詳細
にわたって記述すると共に図示したが、これらは、説明
及び例示のみを意図したものであって、これらに限定さ
れるものではない。例えば、本実施の形態では、計測パ
ラメータにおける寝台移動速度に応じて、再構成アルゴ
リズムを決定したが、スライス厚によって再構成アルゴ
リズムを決定する方法もある。

【００７４】また、実施の形態では、高速再構成アルゴ
リズムと高精度再構成アルゴリズムの２種類を用いてい
た。しかし、この組合わせに限定されず、演算が高速な
高速再構成アルゴリズム、高精度な高精度再構成アルゴ
リズム及び、低被曝を実現できる再構成アルゴリズム等
の３種類以上の再構成アルゴリズムを、組合わせても良
い。従って、特許請求の範囲の中で、実施の形態は、幾
通りかの組合わせがある。

【００７５】そして、本発明の断層写真像の作成装置を
含むＸ線ＣＴ装置に使用するＸ線管は、Ｘ線源の一つの
実施形態であり、Ｘ線管に限定されず、放射線源(ラジ
オアイソトープ)等でも、同様な効果が得られることは
明らかである。

【００７６】

【発明の効果】本発明の実施によって得られる効果を各
請求項ごとに説明する。

【００７７】まず、請求項１の発明においては、予め設
定された条件を基に、異なる再構成アルゴリズムを使用
することによって、所望の条件の断層写真像を作成でき
る、断層写真像の作成装置が実現する。

【００７８】また、請求項２の発明においては、予め設
定された条件を基に、使用する再構成アルゴリズムを変
更することによって、単一の再構成アルゴリズムを使用
して、所望の条件の断層写真像を作成できる、断層写真
像の作成装置が実現する。

【００７９】また、請求項３の発明においては、投影デ
ータを、螺旋走査または、標準走査で収集することで、
用途の広い断層写真像の作成装置が実現する。

【００８０】また、請求項４の発明においては、予め撮
影部位を条件として設定することで、検査目的の被検体
の部位を、高精度に断層写真像が得られる断層写真像の
作成装置が実現する。

【００８１】また、請求項５の発明においては、予め寝
台移動速度及び、実効スライス厚を条件として設定する
ことで、スループットの高い、高速の断層写真像の作成
装置が実現する。

【００８２】また、請求項６の発明においては、予め関
心領域を条件として設定することで、関心領域を高精度
で、かつ、その他の領域を高速に処理する断層写真像の
作成装置が実現する。

【００８３】また、請求項７の発明においては、予め被
爆線量を条件として設定することで、高速で処理可能な
領域は、被爆線量の少ない条件で、断層写真像を作成で
きる、断層写真像の作成装置が実現する。

【００８４】また、請求項８または、１０の発明におい
ては、複数のアルゴリズムを組合わせることにより、一
部分が、他の部分よりも高精度な断層写真像を作成する
ことができる、断層写真像の作成装置が実現する。

【００８５】また、請求項９の発明においては、複数の
再構成アルゴリズムを使用することなく、単一のアルゴ
リズムで、一部分が、他の部分よりも高精度な断層写真
像を作成することができる、断層写真像の作成装置が実
現する。

【００８６】また、請求項１１の発明においては、関心
領域を、高精度再構成アルゴリズムにより作成した画像
データを新規画像として、複数、作成することによっ
て、検査が容易な断層写真像の作成装置が実現する。

【００８７】また、請求項１２の発明においては、簡易
再構成アルゴリズムによって、全体の断層写真像(プレ
ビュー画像)を高速に演算するので、高速に合成画像を
得ることが可能な断層写真像の作成装置が実現する。

【００８８】また、請求項１３の発明においては、複数
の再構成アルゴリズムによって作成した複数の画像を、
再構成精度に応じて優先順位をつけることによって、検
査精度の高い断層写真像の作成装置が実現する。

【００８９】また、請求項１４の発明においては、予め
再構成された断層写真像において、選択された局所領域
を有効視野として再構成可能とすることで、微細部位の
検査が可能な断層写真像の作成装置が実現する。

【００９０】また、請求項１５の発明においては、入出
力装置及び、表示装置によって、比較的容易な操作で、
関心領域の設定が可能な、断層写真像の作成装置が実現
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である、断層写真像の作成
装置を含む多列Ｘ線検出器型ＣＴ装置の全体構成を示す
図である。

【図２】図１に示したＸ線ＣＴ装置の一部の構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１に示した断層写真像の作成装置の処理方法
を示すフローチャートである。

【図４】図１に示した断層写真像の作成装置の処理方法
を示すフローチャートである。

【図５】図１に示した断層写真像の作成装置の処理方法
を示すフローチャートである。

【図６】図３に示した処理フローの具体例を示す説明図
である。

【図７】図５に示した処理フローの具体例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…Ｘ線管２…コリメータ３…寝台４…被検体５…Ｘ線検出器６…スキャナ駆動装置７…スキャナコントローラ８…コリメータコントローラ９…画像処理装置１０…高電圧発生装置１１…入出力装置１２…表示装置１３…スキャナ２０…ＣＴスキャナ２２…パラメ−タテ−ブル２３…システム制御装置２５…テ−ブルコントローラ２７…並べ替え処理手段２９…スキャナ３０…デ−タ収集装置３１…投影デ−タ用バッファメモリ３２…加算手段３４…対数変換手段３５…アーチファクト補正手段３６…前処理投影デ−タ用メモリ３７…高速再構成手段３８…加重加算メモリ３９…螺旋補正手段４０…再構成フィルタ処理手段４１…コーン角補正手段４２…三次元再構成手段４３…画像データ用メモリ４５…三次元画像処理手段４６…画像解析手段４７…画像フィルタ処理手段４８…再構成スイッチＡ４９…再構成スイッチＢ６１…高精度再構成手段６２…二次元再構成手段９１…前処理用演算装置９２…再構成演算装置９３…後処理用演算装置１０１…高速再構成アルゴリズム１０２…ア−チファクト１０３…関心領域１０４…高精度再構成アルゴリズム１０５…合成画像１０６…局所画像１１１…高精度再構成アルゴリズムＡ１１２…高精度再構成アルゴリズムＢ１１３…関心領域Ａ１１４…関心領域Ｂ１１５…合成画像１１６…高精度画像Ａ１１７…高速再構成アルゴリズム１１８…高精度画像Ｂ１１９…高速画像

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線源を被検体に対して相対的に周回させ
ながら、前記被検体に対して前記Ｘ線源からＸ線を照射
し、前記被検体を透過した前記Ｘ線を、二次元的に配列
されたＸ線検出器を用いて検出し、前記Ｘ線検出器から
検出された投影データから断層写真像を作成するＸ線Ｃ
Ｔ装置の断層写真像の作成装置において、画像再構成手
段は、同一の画像に対して、予め設定された条件を基
に、異なる再構成アルゴリズムを使用することを特徴と
する断層写真像の作成装置。
【請求項２】請求項１に記載の断層写真像の作成装置に
おいて、前記画像再構成手段は、前記再構成アルゴリズ
ムを、変更して使用することを特徴とする断層写真像の
作成装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の断層写真像の作
成装置において、前記投影データを、螺旋走査または、
標準走査で収集することを特徴とする断層写真像の作成
装置。
【請求項４】請求項１、２または３に記載の断層写真像
の作成装置において、予め設定された条件が撮影部位で
あることを特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項５】請求項１、２または３に記載の断層写真像
の作成装置において、予め設定された条件が寝台移動速
度及び、実効スライス厚で決定される計測モードである
ことを特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項６】請求項１、２または３に記載の断層写真像
の作成装置において、予め設定された条件が、関心領域
か前記関心領域でないかであることを特徴とする断層写
真像の作成装置。
【請求項７】請求項１、２または３に記載の断層写真像
の作成装置において、予め設定された条件が、被曝量で
あることを特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の断層写真
像の作成装置において、第１の再構成アルゴリズム及
び、前記第１の再構成アルゴリズムよりも、再構成演算
精度が高い第２の再構成アルゴリズムを使用することを
特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項９】請求項８に記載の断層写真像の作成装置に
おいて、前記画像再構成アルゴリズムを、前記第１の再
構成アルゴリズムと前記第２の再構成アルゴリズムと
に、変更して使用することを特徴とする断層写真像の作
成装置。
【請求項１０】請求項８または９に記載の断層写真像の
作成装置において、前記第１の再構成アルゴリズムによ
り作成した画像に対し、任意に決定された画像中の関心
領域を、前記第２の再構成アルゴリズムにより作成し
た、局所画像データで置き換えることを特徴とする断層
写真像の作成装置。
【請求項１１】請求項８または９に記載の断層写真像の
作成装置において、前記第１の再構成アルゴリズムによ
り作成した画像において、任意に決定された画像中の関
心領域を、前記第２の再構成アルゴリズムにより、新規
画像として再構成することを特徴とする断層写真像の作
成装置。
【請求項１２】請求項８または９に記載の断層写真像の
作成装置において、前記第１の再構成アルゴリズムより
も、再構成演算が高速である第３の再構成アルゴリズム
で再構成した画像を、プレビュー画像として表示可能で
あることを特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載の断層
写真像の作成装置において、複数の再構成アルゴリズム
によって作成した、複数の異なる有効視野及び画像サイ
ズの画像を再構成精度に応じて優先順位をつけ、優先順
位に応じて置き換え、又は重み付け加算する手段を有す
ることを特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の断層
写真像の作成装置において、予め再構成された断層写真
像において、局所領域を選択する手段を有し、選択され
た局所領域を有効視野として、再構成可能な手段を有す
ることを特徴とする断層写真像の作成装置。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれかに記載の断層
写真像の作成装置において、表示画像上で局所画像を選
択することを特徴とする断層写真像の作成装置。