JP2003204960A

JP2003204960A - コンピュータ断層撮影装置

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Publication number: JP2003204960A
Application number: JP2002003670A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Suzuki; 達郎鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP4175809B2

Abstract

(57)【要約】【課題】１台の装置でありながら、ファンビーム再構成
方式及びコーンビーム再構成方式それぞれの長所を存分
に発揮させ、汎用性に優れたマルチスライス断層撮影を
行う。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管１０１から発生し
且つ被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元のＸ線検
出器１０３と、このＸ線検出器１０３の検出信号をスイ
ッチ群１０３ａを介して受信し、被検体Ｐの投影データ
を生成するＤＡＳ１０４と、このＤＡＳ１０４から出力
された投影データを、先にファンビーム再構成方式で再
構成して断層像を生成し、次いでコーンビーム再構成方
式で再構成して断層像を生成する再構成装置と１１４と
を備える。この２種類の再構成方式及びその順番の指定
は検査計画作成システム（入力装置１１５）で、操作者
との間でインターラクティブに実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の放射線検
出素子を２次元状に配列させた放射線検出器を用いて被
検体の断層像を撮影するコンピュータ断層撮影装置に係
り、とくに、被検体の撮影部位に対する１回のスキャン
（検査）によって厚いスライス、薄いスライスなど、複
数種のスライス厚の断層像を提供することができるコン
ピュータ断層撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ断層撮影装置として、Ｘ線
コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と呼
ぶ）がある。このＸ線ＣＴ装置は、比較的旧くから医療
診断用或いは各種の研究用に用いられており、歴史的に
も大きな変遷を重ねている。

【０００３】初期の頃には、シングルスライスＸ線ＣＴ
装置が用いられていた。このシングルスライスＸ線ＣＴ
装置は、被検体（例えば患者）を挟んで対向配置された
Ｘ線源及び検出器を有しており、この検出器は当該被検
体の体軸方向に直交する方向（チャンネル方向）に沿っ
て扇状に例えば約１０００チャンネル並べられている。

【０００４】このシングルスライスＸ線ＣＴ装置によれ
ば、Ｘ線源から被検体のあるスライス面（単にスライス
ともいう）に対してファン状にＸ線ビームを照射し、被
検体のあるスライス面を透過したＸ線ビームを検出器で
検出してＸ線透過データを収集する。収集されたＸ線透
過データは、検出器の各検出素子毎に設けられた素子を
有するデータ収集装置（ＤＡＳ）に送られ、その各素子
により増幅処理等が行なわれて投影データ（１回のデー
タ収集を１ビューという）が収集される。

【０００５】このため、Ｘ線源及び検出器を一体で被検
体の周囲に回転させながらＸ線照射を行って前記データ
収集を約１０００回程度繰り返すことにより、被検体に
対する多方向からの投影データが収集され、その多方向
から得られた投影データに基づいて被写体のスライス面
の画像が再構成される。

【０００６】このようなシングルスライスＸ線ＣＴ装置
では、被検体のある一つのスライス面の画像を得ていた
ため、短時間に広い範囲の画像を撮影することは難し
く、医師等から単位時間により高精細（高解像度）且つ
広範囲に画像を撮影したいという強い要望が出されてい
た。

【０００７】この要望に応えるために、近年、マルチス
ライスＸ線ＣＴ装置が開発され、かなり普及している。
このマルチスライスＣＴ装置は、シングルスライスＸ線
ＣＴ装置で用いられている検出器の列を、その列に直交
する方向に複数列配置して、全体でＭチャンネル×Ｎセ
グメントの検出素子を有する２次元検出器を用いる。マ
ルチスライスＸ線ＣＴ装置は、スライス方向に広がり幅
を有するファンビームＸ線を曝射するＸ線源と、上述し
た２次元検出器とを有している。これにより、円錐状の
Ｘ線ビーム（有効視野直径ＦＯＶ）が被検体を透過す
る。この透過後のＸ線を２次元検出器で検出することに
より、被検体の多スライス面の投影データを一度に収集
でき、シングルスライスＸ線ＣＴ装置に比べて、高精細
且つ広範囲な画像を収集することができる。

【０００８】このため、現在、Ｘ線ＣＴ装置の主流は、
マルチスライスＸ線ＣＴ装置に移行しつつある。現在、
使用に供しているマルチスライスＸ線ＣＴ装置は、４ス
ライス型であるが、８スライス型や１６スライス型のマ
ルチスライスＸ線ＣＴ装置といった更なる多列化も望ま
れ、研究が進んでいる。

【０００９】更に、近年、このマルチスライスＸ線ＣＴ
装置は、ヘリカルスキャン法を実施する、いわゆるマル
チスライス・ヘリカルＸ線ＣＴ装置も開発中である。

【００１０】ところで、マルチスライスＸ線ＣＴ装置で
は、スライス方向に広がり幅を有するファンビームＸ線
（すなわち実際にはコーン状のＸ線ビーム）を照射して
いるにも関らず、コーンビ−ムをスライス厚方向に平行
なビ−ムと見做すファンビーム再構成法を行い、所望の
スライスを再構成している。

【００１１】しかしながら、多列化が進んだ場合、ファ
ンビーム再構成法では、スライス方向において列間での
Ｘ線パスが平行とは見做せなくなる。仮に、これを平行
とみなして、単純に列毎に画像をマルチスライスとして
再構成した場合、アーチファクトが多く、実用に耐えな
い画像となってしまうことが殆どである。この問題を克
服する再構成法として、アーチファクトの少ない、いわ
ゆるコーンビーム再構成法が提案されている。

【００１２】このコーンビーム再構成法は、上述のよう
に画質の面では優れているものの、ファンビーム再構成
法と比較して、劣っている面もある。

【００１３】例えば、コーンビーム再構成法の場合、フ
ァンビーム再構成法に比べて、多列化しても画像アーチ
ファクトが少ない分、１度にデータ収集する範囲を広く
する設定できるので、スキャン時間はその分、短くする
ことができる。しかし、コーンビーム再構成法は、コー
ン角を考慮した再構成を行う必要があることから、特に
スライスの厚い画像を同時に多数、再構成するような場
合には、再構成時間は、ファンビーム再構成法よりも長
くなってしまう。つまり、再構成時間だけを考えると、
コーンビーム再構成法はファンビーム再構成法に比べ
て、スライス厚が一般に厚く設定されるスクリーニング
検査には不向きである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このようにマルチスラ
イスＸ線ＣＴ装置に適用可能な再構成法には各種のもの
があるが、それぞれ一長一短があるので、従来、各Ｘ線
ＣＴ装置は、それぞれの使用目的に合わせた１種類の画
像再構成法を採用するに止まっていた。

【００１５】このため、１台のＸ線ＣＴ装置で多種類の
画像再構成法それぞれの利点を活かした撮影を行うこと
はできず、汎用性に乏しかった。

【００１６】例えば、ファンビーム再構成方式を採るマ
ルチスライスＸ線ＣＴ装置により例えば腹部を比較的厚
めのスライスでスキャンする場合、再構成の時間は短い
ので、スキャン後、直ちに断層像を見ることができる。
これにより、スキャンのやり直しなどの確認を迅速に行
うことができる反面、画質が劣るので、広範囲にわたる
精細な検査は別に行う必要がある。

【００１７】一方、コーンビーム再構成方式を採るマル
チスライスＸ線ＣＴ装置により例えば腹部を比較的厚め
のスライスでスキャンする場合、画質の面では優れてい
るが、再構成に時間が掛かるため、操作者がそのスキャ
ンにより得られた断層像を見ることができるのは、スキ
ャンが終了してから暫くの待ち時間が必要になる。つま
り、コーンビーム再構成方式の場合、何等かの都合によ
り再スキャンが必要になる場合でも、そのことが画像か
ら分かるのは相当に時間が経ってしまってからである。
これにより、スキャンが首尾良く終わったか否かを確認
するのに時間が掛かり、患者スループットも低い。

【００１８】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、１台の装置でありながら、多種類の再構成
方式の持つ長所を存分に発揮させ、汎用性に優れたマル
チスライス断層撮影を行うことができるＸ線ＣＴ装置な
どの放射線ＣＴ装置を提供することを、その目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るコンピュータ断層撮影装置は、例えば
Ｘ線ＣＴ装置に見られる如く、放射線を発生する放射線
源、この放射線源から発生し且つ被検体を透過した放射
線を検出する複数個の検出素子を互いに直交する２方向
に２次元的に配列させた放射線検出器、及び前記放射線
源及び前記放射線検出器と前記被検体とを相対的に移動
可能な移動手段を用いて前記被検体の撮影範囲をスキャ
ンするスキャン手段と、このスキャン手段により収集さ
れた投影データに基づいて前記撮影範囲の断層像を再構
成する再構成装置とを備えたコンピュータ断層撮影装置
であり、前記再構成装置は、異なる再構成方式により、
異なるスライス厚の前記断層像を再構成するように構成
されたことを特徴とする。これにより、多種類の再構成
方式（ファンビーム再構成方式、コーンビーム再構成方
式など）それぞれの持つ長所を活かして、再構成方式毎
に異なるスライス厚の断層像を再構成させることができ
るので、１台のコンピュータ断層撮影装置でありなが
ら、汎用性に優れたマルチスライスの断層撮影を行うこ
とができる。

【００２０】好適には、前記再構成装置は、前記異なる
スライス厚の断層像を順に再構成するように構成され
る。また、前記再構成装置は、前記スライス厚毎に異な
る再構成方式で再構成するように構成されていてもよ
い。

【００２１】さらに、前記再構成装置は、第１の再構成
方式により第１のスライス厚を有する複数の前記断層像
を再構成し、第２の再構成方式により前記第１のスライ
ス厚よりも薄い第２のスライス厚を有する複数の前記断
層像を再構成するように構成されていてもよい。この場
合、前記再構成装置は、前記第１の再構成方式として前
記放射線のレイを回転中心軸に対して直交するものと仮
定して投影データを逆投影することにより画像再構成を
行うファンビーム再構成方式を用い、前記第２の再構成
方式として前記回転中心軸に対する実際のコーン角を考
慮して前記投影データを画像再構成に付すコーンビーム
再構成方式を用いることができる。例えば、前記コーン
ビーム再構成方式は、前記回転中心軸に対する実際のコ
ーン角に応じた斜めの前記放射線のレイに沿って投影デ
ータを逆投影することにより画像再構成を行う再構成方
式である。また、前記スキャン手段は、前記複数のスラ
イスの位置を連続的に且つヘリカル状に変えながらスキ
ャンするマルチヘリカルスキャン方式に拠るスキャン手
段である場合、前記コーンビーム再構成方式は、前記マ
ルチヘリカルスキャンのスキャン軌道に沿ってコーン角
を考慮した斜めの再構成演算を行う再構成方式であるこ
とが望ましい。

【００２２】また別の態様として、前記再構成装置は、
前記ファンビーム再構成方式により前記第１のスライス
厚の複数の断層像を先に再構成し、次いで前記コーンビ
ーム再構成方式により前記第２のスライス厚の複数の断
層像を再構成するように再構成の順番を指定する手段を
含むこともできる。

【００２３】さらに、好適な別の態様として、本発明に
係るコンピュータ断層撮影装置は、少なくとも前記スキ
ャン及び再構成に必要な情報を操作者にインターラクテ
ィブに入力させるインターフェースを備え、このインタ
ーフェースは、前記スライス厚が組毎に異なる複数組の
複数スライスの断層像を得る必要がある旨の指令を操作
者が入力可能な入力手段と、この入力手段を介して入力
された前記指令に応答して前記再構成方式指令手段を自
動的に作動させる自動作動手段とを有することもでき
る。

【００２４】本発明に係る、その他の構成及び特徴ある
作用効果は、添付図面及びこの図面を用いて行われる以
下に記載の説明から明らかになる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
６に基づいて説明する。

【００２６】図１には、この実施形態に係る、放射線Ｘ
線ＣＴ装置としてのマルチスライスＸ線ＣＴ装置の構成
を示している。

【００２７】Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体（例えば患
者）Ｐを載置させる図示しない寝台と、被検体Ｐを挿入
して診断を行うための診断用開口部ＯＰを有し、被検体
Ｐの投影データの収集を行う架台Ｇと、架台Ｇ全体の動
作を制御するとともに、投影データを収集し、この投影
データに基づいて画像再構成処理や画像表示等を行うデ
ータ処理ユニットＵとを備えている。

【００２８】寝台は、図示しない寝台駆動部の駆動によ
り、その長手方向にスライド可能な天板を有する。通
常、被検体Ｐは、その体軸方向が長手方向に一致するよ
うに載置される。

【００２９】架台Ｇは、その診断用開口部ＯＰに挿入さ
れた被検体Ｐを挟んで対向配置されたＸ線源としてのＸ
線管１０１及び放射線検出器としてのＸ線検出器１０３
を備えるほか、スイッチ群１０３ａ（図３参照）、デー
タ収集回路（ＤＡＳ）１０４、非接触のデータ伝送装置
１０５、架台駆動部１０７、及びスリップリング１０８
を備えている。

【００３０】Ｘ線管１０１、Ｘ線検出器１０３、及びデ
ータ収集装置１０４は、架台Ｇ内で回転可能な回転リン
グ１０２に設けられており、架台駆動部１０７からの駆
動制御により回転リング１０２が回転することで、架台
３の診断用開口ＯＰ内に挿入された被検体Ｐの体軸方向
に平行な回転中心軸の周りに両者が一体で回転可能にな
っている。回転リング１０２は、１回転あたり１秒以下
という高速速度で回転駆動される。

【００３１】Ｘ線管１０１は、有効視野領域ＦＯＶ内に
載置された被検体Ｐに対してコーンビーム（四角錐）
状、又はファンビーム状のＸ線を発生する。Ｘ線管１０
１には、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）が
高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介し
て供給される。これにより、Ｘ線管１０１は、上記回転
中心軸に並行なスライス方向及びこのスライス方向に直
交するチャンネル方向の２方向に広がる、いわゆるコー
ンビームＸ線又はファンビームＸ線を発生する。通常の
診断では、被検体Ｐが寝台の長手方向に沿って天板に載
るので、スライス方向は被検体Ｐの体軸方向に一致す
る。

【００３２】なお、架台Ｇ内のＸ線管１０１と被検体Ｐ
との間には、Ｘ線管１０１のＸ線焦点から曝射されたコ
ーン状又はファン状のＸ線ビームを整形し、所要の大き
さのＸ線ビームを形成するためのスリット（図示せず）
が設けられている。

【００３３】Ｘ線検出器１０３は、被検体Ｐを透過した
Ｘ線を検出するデバイスであり、Ｘ線検出素子を互いに
直交する２方向（スライス方向及びチャンネル方向を成
す）それぞれにアレイ状に複数個配列され、これにより
２次元のＸ線検出器を成している。本実施形態では、Ｘ
線検出器１０３は、複数（例えば３８個）の検出器モジ
ュールから構成され、複数の検出モジュールがチャンネ
ル方向に配列される。

【００３４】図２には、そのうちの１つの検出器モジュ
ール１０３０の展開図を示している。検出器モジュール
１０３０は、シンチレータと、フォトダイオードからな
る複数の検出素子１０３１，１０３２を有するフォトダ
イオードチップとを有している。複数の検出素子１０３
１、１０３２は、チャンネル方向とスライス方向との２
方向に関してマトリクス状に配列される。なお、本実施
形態におけるＸ線ＣＴ装置では、複数の検出器モジュー
ル１０３０のそれぞれは、平面的ではなく、Ｘ線管１０
１の焦点を中心とした１つの円弧に沿って配列される。

【００３５】検出器モジュール１０３０は、上述したよ
うに複数の検出素子１０３１、１０３２を有するフォト
ダイオードチップとともに、スイッチングチップ（スイ
ッチング群１０３ａを成す）、ＤＡＳチップ（ＤＡＳ１
０４を成す）を有している。これらフォトダイオードチ
ップ、スイッチングチップ、ＤＡＳチップは、単一のリ
ジッドなプリント配線板上に実装される。

【００３６】一方の検出素子１０３１は、スライス方向
に関する幅が１．０ｍｍで、チャンネル方向に関する幅
が０．５ｍｍの有感域を備えている。他方の検出素子１
０３２は、スライス方向に関する幅が０．５ｍｍで、チ
ャンネル方向に関する幅が０．５ｍｍの有感域を備えて
いる。

【００３７】フォトダイオードの有感域の幅は、Ｘ線管
の回転中心軸上での換算値として定義する。つまり、
「１ｍｍの有感域幅を有するフォトダイオード」とは、
「Ｘ線管の回転中心軸上で１ｍｍに相当する有感域幅を
有するフォトダイオード」を意味している。このため、
Ｘ線が放射状に拡散することを考慮すると、フォトダイ
オードの実際の有感域の幅は、Ｘ線焦点と回転中心軸と
の距離に対するＸ線焦点とフォトダイオードの有感域と
の実際の距離の比率に従って、１ｍｍより若干広くな
る。

【００３８】０．５ｍｍ幅の検出素子１０３２は、スラ
イス方向に例えば１６個並べられる。なお、スライス方
向に並べられた１６個の検出素子１０３２を、第１の検
出素子列群と称する。また、１ｍｍ幅の検出素子１０３
１は、スライス方向に関し、第１の検出素子列群の両側
それぞれに、検出素子１０３２の配列個数よりも少ない
複数個、例えば１２個ずつ並べられる。スライス方向Ｃ
に並べられた１２個の検出素子１０３１を、それぞれ第
２の検出素子列群と称する。

【００３９】本実施形態では、スライス方向に並べられ
た検出素子１０３２の個数（例えば１６個）は、その両
側それぞれに配置された検出素子１０３１の個数（例え
ば１２個）よりも多く、そのトータル個数（例えば２４
個）よりも少なく成るように設計されている。

【００４０】つまり本実施形態では、Ｘ線検出器１０３
はチャンネル方向（行方向）に９１２個、スライス方向
（列方向）に４０個の検出素子が配列されて成る。尚、
本実施形態のＸ線検出器１０３は、０．５ｍｍ幅の検出
素子と１．０ｍｍ幅の検出素子により不均等ピッチの２
次元検出器を形成しているが、均等サイズの検出素子を
行・列方向に配列された２次元検出器でも良く、また検
出素子サイズも０．５ｍｍ、１．０ｍｍではなく、１．
２５ｍｍ幅の検出素子など本例に限定されることはな
い。

【００４１】このようなＸ線検出器１０３で検出された
Ｍ×Ｎ（上記の例でいえば、Ｍ＝２４行×３８個＝９１
２であり、Ｎ＝４０（＝１６列＋２×１２列）であ
る。）の全チャンネルに関する膨大なデータ（すなわ
ち、１ビューあたりのＭ×Ｎチャンネル分のデータ（２
次元投影データ））は、スイッチ群１０３ａを介して、
チップ化されているＤＡＳ１０４に一旦集められる。

【００４２】具体的には、Ｘ線検出器１０３の各検出素
子により検出されたＸ線投影データは、スイッチ群１０
３ａを介して例えば各チャンネルの検出素子列（４０列
の検出素子１０３１、１０３２）に対して、４０列より
少ない８列分（９１２行×８列）のデータ収集素子又は
４列分（９１２行×４列）のデータ収集素子を有するＤ
ＡＳ１０４に送られる。

【００４３】このＸ線投影データのＤＡＳ１０４へのデ
ータ転送を行うために、スイッチ群１０３ａはホストコ
ントローラから制御信号を受けて、Ｘ線投影データをス
ライス方向の列毎に加算して（すなわち、データを列毎
に束ねて）所要列数の２次元等価データを生成する。

【００４４】ＤＡＳ１０４から出力される２次元投影デ
ータは、一括して光通信を応用した非接触データ伝送装
置１０５を介して後述のデータ処理ユニットＵに伝送さ
れる。尚、ここでは、データ伝送装置として、光通信を
応用した非接触データ伝送装置１０５を例に挙げて説明
しているが、スリップリング等の接触データ伝送装置で
も良い。

【００４５】Ｘ線検出器１０３による検出動作は、１回
転（約１秒）の間に、例えば１０００回程度繰り返さ
れ、それによりＭ×Ｎチャンネル分の膨大な２次元投影
データが１秒（１回転）あたり１０００回発生し、この
ような膨大でしかも高速に発生する２次元投影データを
時間遅れなく伝送するために、ＤＡＳ１０４及び非接触
データ伝送装置１０５は超高速処理化が図られている。

【００４６】図３は、本実施形態における２次元のＸ線
検出器１０３，スイッチ群１０３ａ，及びＤＡＳ１０４
の構造を模式的に示す斜視図である。同図に示すよう
に、Ｘ線検出器１０３は、検出素子がアレイ状に並べら
れており、スイッチ群１０３ａは、例えばスイッチ基板
上にＦＥＴ等のスイッチング素子を実装して構成されて
いる。また、ＤＡＳ１０４のデータ収集素子は、Ｘ線検
出器１０３の各検出素子と同様にアレイ状に配列されて
いる。

【００４７】ＤＡＳ１０４の各データ収集素子は、送ら
れたＸ線透過データに対して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理
等を施して被検体Ｐの８スライス分又は４スライス分の
投影データを収集するようになっている。

【００４８】データ処理ユニットＵは、ホストコントロ
ーラ１１０を中心として、データ補正等の前処理を行う
前処理装置１０６、記憶装置１１１、補助記憶装置１１
２、データ処理装置１１３、再構成装置１１４、入力装
置１１５、及び表示装置１１６がデータ／制御バス１１
６を介して相互に接続されている。さらに、このバス１
１６は外部の画像処理装置２００に接続されている。こ
の画像処理装置２００は、補助記憶装置２０１、データ
処理装置２０２、再構成装置２０３、入力装置２０４、
及び表示装置２０５を備えている。

【００４９】前処理装置１０６は、非接触データ伝送装
置１０５より伝送されてきた投影データに感度補正やＸ
線強度補正等を施す。そして、前処理装置１０６で感度
補正やＸ線強度補正等を受けた３６０゜分、つまり１０
００セットの２次元投影データは記憶装置１１１に一旦
記憶される。

【００５０】再構成装置１１４は、記憶装置１１１に記
憶された投影データにファンビーム再構成処理、或いは
コーンビーム再構成処理を施して断層像のデータを生成
する。

【００５１】コーンビーム再構成処理は、主としてＦｅ
ｌｄｋａｍｐ法と呼ばれる再構成アルゴリズムを利用し
て、投影データに基づく画像再構成を行う。Ｆｅｌｄｋ
ａｍｐ再構成法は、スライス方向に広い対象領域を複数
のボクセルの集合体として扱って、Ｘ線吸収係数の３次
元的分布データ（以下「ボリュームデータ（複数のボク
セルデータが立体的（３次元的）に集合したもの）」と
いう。）を発生するために、ファンビーム・コンボリュ
ーション・バックプロジェクション法をもとに改良され
た近似的再構成法である。つまり、Ｆｅｌｄｋａｍｐ再
構成法は、データをファン投影データとみなして畳み込
み、回転中心軸に対して実際のコーン角に応じた斜めの
レイに沿ってバックプロジェクションを行う方法であ
る。

【００５２】なお、コーンビーム再構成アルゴリズムと
しては、特開平１０−２８６２５３号公報に示されてい
る如く、ＡＳＳＲ法「２次元投影データから定めた仮想
平面（ヘリカルスキャンの中心軸に対して傾斜する斜断
面として設定されることがより効果を発揮する）の位置
に近似するＸ線パスの近似投影データを抽出し、この近
似投影データを用いて画像再構成するアルゴリズム」
等、コーン角の情報を用いて画像再構成するものであれ
ば、他のアルゴリズムを採用しても良い。

【００５３】コーンビーム再構成処理において、Ｆｅｌ
ｄｋａｍｐ再構成法を用いる場合、以下に説明する２つ
の補正処理のうちの、少なくともいずれかの補正処理を
併用すると、再構成処理に因る誤差を小さくすることが
できる。

【００５４】第１の補正処理は、Ｘ線ビームが再構成面
（スライス面）に治して斜めに入っていることによっ
て、Ｘ線ビームが被検体の中を通る長さが長くなること
に対する補正処理である。具体的には、ＤＡＳ１０４で
得られた投影データ（前処理などを施しても施さなくて
も良い）に対して、コーンビームＸ線における体軸方向
の位置に応じて異なるビーム経路長を補正する。

【００５５】第２の補正処理は、実測のＸ線パスは、Ｘ
線焦点と再構成処理により規定されるボクセルの中心と
を結ぶ計算上のＸ線パスに対してズレを生じるが、この
誤差を補正するものである。具体的には、計算上のＸ線
パスの周囲に存在する実際の複数本（例えば４本）のＸ
線パスに沿って実測された投影データに対して所定の計
算処理を施し、得られた計算データを、計算上のＸ線パ
スに示す直線に沿って逆投影データとし、これを所定の
重み付けをして逆投影する。特にヘリカルスキャンの場
合は、所望の再構成面とＸ線焦点とのスライス方向に関
する位置関係が変わるので、Ｘ線焦点の位置毎（或いは
ビュー毎）に上記計算処理に使用される検出素子列（の
データ）或いは検出素子列の寄与度を変えるのが望まし
い。このようなコーンビーム再構成を行えば、スライス
方向に広い検出器を有効に活用することができる。

【００５６】ヘリカルスキャンとは、第３世代又は第４
世代Ｘ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線源を連続回転させなが
ら、被写体を移動させるものである。このヘリカルスキ
ャンでは、Ｘ線を曝射する動作中に、Ｘ線源の回転角度
に応じて被検体の位置が連続的に変わる。すなわち、被
検体に対する走査平面の位置が連続的に変化していく。
ヘリカルスキャンによって収集されたＸ線投影データ
は、複数のスライスの断層像に再構成される。

【００５７】一方、ファンビーム再構成方式は、例えば
特開平１０−２４８８３７号、特開平１０−２１３７２
号の公報に示されている如く、ファンビーム・コンボリ
ューション・バックプロジェクション法を利用した再構
成法である。具体的には、バックプロジェクションで、
Ｘ線レイを回転中心軸に対して直交するものと仮定（投
影データが体軸方向に垂直方向のＸ線により得られたと
仮定）して、投影データに基づいて画像再構成する。

【００５８】このファンビーム再構成方式でヘリカルス
キャンを行う場合、ヘリカル補間を行うことが望まし
い。このヘリカル補間とは、所望スライスの再構成に必
要な投影データ（３６０度分又は１８０度＋ファン角度
分の投影データ）を、スライス面の近傍で得られる同一
位相の投影データを線形補間して得ることを言う。ま
た、このヘリカル補間を改良した補間を行うこともでき
る。具体的には、ファンビーム再構成モードの場合、デ
ータ収集装置１１３は、所望スライス面の近傍の一定の
範囲に所定数のリサンプリング点を仮想的に設定し、各
リサンプリング点におけるリサンプリングデータを当該
各リサンプリング点を挟む同一位相のデータを線形内挿
補間で得て、このリサンプリングデータに対して所定の
フィルタによる重み付け加算を行うことで、所望スライ
スの投影データを生成する、という手法である。

【００５９】再構成されたボリュームデータは、直接
に、あるいは記憶装置１１１に一旦記憶された後、デー
タ処理装置１１３に送られて、操作者の指示に基づき、
既に広く用いられている、任意断面の断層像、任意方向
からの投影像、レンダリング処理による特定臓器の３次
元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像データに変換さ
れて、表示装置１１６に表示される。

【００６０】操作者は、検査・診断の目的に応じて、上
記任意断面の断層像、任意方向からの投影像及び３次元
表面画像等の中から任意の表示形態を選択し、設定する
ことが可能である。つまり、一つのボリュームデータか
ら、異なる形態での画像を生成し、表示することができ
る。また、表示の際には、１種類の画像だけでなく、複
数種類の画像を同時に表示するモードも備え、目的に応
じて一つの画像を表示するモードとの切り替えが可能で
あるようになっている。

【００６１】入力装置１１５は、図示しないが、演算処
理用のＣＰＵのほか、キーボード、各種スイッチ、マウ
ス等を備えたインターラクティブなインターフェースで
あり、操作者が実際のスキャン前に検査計画を立てると
きに使用する検査計画作成システムとしても機能する。
この検査計画作成機能には、後述するように、撮影部
位、スキャンから画像記録までのフロー、データ収集の
ためのスキャン条件、画像再構成を行うための再構成条
件、再構成された画像を表示及び記録するための表示・
記録条件などの入力及び設定が含まれる。この検査計画
作成機能については、更に後述される。

【００６２】ホストコントローラ１１０は、ＣＰＵを有
するコンピュータ回路を搭載しており、高電圧発生装置
１０９に接続されるとともに、バスを介して架台内の図
示しない寝台駆動部、架台駆動部１０７、放射線検出器
１０３にそれぞれ接続されている。また、ホストコント
ローラ１１０、データ処理装置１１３、記憶装置１１
１、再構成装置１１４、表示装置１１６、及び入力装置
１１５は、それぞれバスを介して相互接続され、当該バ
スを通じて互いに高速に画像データや制御データ等の受
け渡しを行うことができるように構成されている。

【００６３】ホストコントローラ１１０は、所定の制御
の実行を通して、Ｘ線透過データ（投影データ）を収集
させる。すなわち、ホストコントローラ１１０は、操作
者から入力装置１１５を介して入力されたスライス厚等
のスキャン条件を内部メモリに格納し、この格納された
スキャン条件（あるいは、マニュアルモードにおいて操
作者から直接設定されたスキャン条件）に基づいて高電
圧発生装置１０９、寝台駆動部、架台駆動部１０７、及
び寝台の体軸方向への送り量、送り速度、架台（Ｘ線管
１０１及びＸ線検出器１０３）の回転速度、回転ピッ
チ、及びＸ線の曝射タイミング等を制御しながら、当該
高電圧発生装置１０９、寝台駆動部、架台駆動部１０７
を駆動させる。これにより、被検体の所望の撮影領域に
対して多方向からコーン状のＸ線ビームが照射され、被
検体の撮影領域を透過した透過Ｘ線を、放射線検出器１
０３の各検出素子を介してＸ線透過データとして検出す
ることができる。

【００６４】ここで、検査計画作成機能について詳述す
る。

【００６５】一般に、管電圧、管電流、Ｘ線曝射時間等
のスキャン条件の最適化、撮影スライス幅（スライス厚
×スライス枚数）、マトリクスサイズ等の再構成条件の
最適化は、専門的知識を必要とする。その専門的知識を
ベースとして、経験の浅いまた専門的知識の希薄な操作
者であっても、経験の豊富な操作者と同等の条件設定を
可能にするために開発された機能が、上述した検査計画
作成機能である。

【００６６】スキャンから画像記録までのフローの１つ
として、天板停止状態におけるスキャンとスキャン後に
天板移動とを繰り返すコンベンショナルなスキャンに対
応したフローがある。これによれば、設定された全スラ
イス位置のスキャンが終了した後、画像再構成・表示を
行うスキャン＆スキャンモード、コンベンショナルスキ
ャンにおいて設定スライス位置のスキャンした直後に当
該スキャンにより得られたデータに基づく画像再構成・
表示を行う動作を全スライス位置において繰り返すスキ
ャン＆ビューモード等がある。

【００６７】また、スキャンから画像記録までの別のフ
ローに、スキャン中に天板が移動するヘリカルスキャン
に対応したフローがある。このフローによれば、ヘリカ
ルスキャンに追従して、ファンビーム再構成やコーンビ
ーム再構成を行い、予め設定したウインドウ条件でスキ
ャン中にフィルミングされる画像を表示画面上で観察し
ながらフィルミングするオートフィルミングモード、ス
キャン中にウインドウ条件を調整する必要がある場合
は、フィルミング中にインタラクティブにウインドウの
条件変更が可能となり、条件変更中は自動的にフィルミ
ング状態が待機状態になるアクティブオートフィルミン
グモード、ヘリカルスキャンに追従してリアルタイム再
構成及び画像表示が行われ、スキャン終了後、リアルタ
イム再構成とは異なるファンビーム再構成又はコーンビ
ーム再構成された画像を観察しながらフィルミングする
というリアルタイムモード等がある。

【００６８】また、架台Ｇによる投影データの収集動作
（スキャン動作）には、複数のパラメータが関わってい
る。同様に、収集した信号から断層像を生成する画像生
成動作にも、また再構成した断層像を表示する画像表示
動作にも、それぞれ複数のパラメータが関わっている。

【００６９】スキャン条件（信号収集パラメータ）とし
ては、撮影部位（全身、頭部、胸部、肺野、下肢等）、
スキャンタイプ（コンベンショナルスキャン／ヘリカル
スキャン）、スライス厚、スライス間隔、ボリュームサ
イズ、ガントリ傾斜角度、管電圧、管電流、撮影領域サ
イズ、スキャンスピード（Ｘ線管と検出器の回転速
度）、Ｘ線管が１回転する間に移動する寝台の移動量、
寝台移動量等がある。

【００７０】再構成条件（再構成パラメータ）として
は、再構成方式（ファンビーム再構成方式／コーンビー
ム再構成方式）、再構成領域サイズ、再構成マトリクス
サイズ、関心部位を抽出するためのしきい値等がある。
表示・記録条件（画像表示・記録パラメータ）として
は、ウインドウレベル、ウインドウ幅、表示倍率、マル
チプラナー（サジタル／コロナル／オブリーク）があ
る。

【００７１】信号収集から画像生成を経て最終的に画像
表示するまでの一連の検査シーケンスを完遂するために
は、上述した複数の信号収集パラメータと複数の再構成
パラメータと複数の画像表示パラメータとをそれぞれ設
定することが要求される。

【００７２】ここでは、設定された複数の信号収集パラ
メータ、設定された複数の再構成パラメータ、設定され
た複数の画像表示パラメータ、及び、信号収集、再構
成、画像表示、画像記録までのフローはプランと総称さ
れる。そこで、検査計画を立てるときの操作者にとって
の設定作業の便宜を考慮して、複数の信号収集パラメー
タから、複数の画像生成パラメータ、複数の画像表示パ
ラメータまでを含めてプランとして予め登録しておくこ
とができる。プランを選択することにより、簡単に上述
の一連のシーケンス全体を実行することができる。

【００７３】図４には、検査スケジュール設定画面の例
を示している。ここでは、検査スケジュール設定画面と
してスキャンスケジュール画面を示している。検査スケ
ジュール設定画面は、入力デバイスの操作画面上に表示
されるが、画像表示用の表示装置１１６に表示されても
よい。

【００７４】この検査スケジュール設定画面の右上欄に
は、Ｘ線管とＸ線検出器を固定した状態で天板を移動す
ることにより得られたデータに基づいて作成されたスキ
ャノグラムが表示される。このスキャノグラム上にスキ
ャン範囲を設定するための枠線が表示される。この枠線
を拡大／縮小、移動、回転操作することにより、スキャ
ン範囲を設定することができる。

【００７５】また、検査スケジュール設定画面の上欄の
中央部には被検体（患者）情報欄が、さらにはその左欄
にはデータ収集後の処理設定欄が表示される。

【００７６】さらに、この設定画面の下欄には、スキャ
ンスケジュール表が表示される。このスキャンスケジュ
ール表には、予定する複数のスキャンオペレーションが
その時系列の順序に従って縦に配列される。操作者は、
所望するスケジュールに従って、スキャンオペレーショ
ンの新規（追加）、複写、消去の各機能を使って所望す
る順番で所望するスキャンオペレーションを配列してい
く。

【００７７】各スキャンオペレーションの行には、操作
者がトリガボタンを押した任意時刻を起点とした各スキ
ャンオペレーションの開始時間、スキャンオペレーショ
ン間の休止時間、スキャンオペレーション各々のスキャ
ンの範囲（開始／終了位置）、スキャンモード（コンベ
ンショナルスキャン、ヘリカルスキャン）、スキャンオ
ペレーションの回数、高電圧発生装置からＸ線管１０１
へ供給される管電圧、管電流、スキャン速度（スキャン
トータル時間）、ＦＯＶのサイズ、スライス幅（スライ
ス厚×スライス数）、スキャン範囲、スキャンオペレー
ション間の天板の移動量、等の条件の項目が配列されて
いる。各項目の値は、検査計画作成システム１１により
初期推奨値が挿入されており、操作者は必要に応じてそ
の値を変更可能である。

【００７８】なお、スキャノグラム上に表示されるスキ
ャン範囲を示す枠線は、開始位置、終了位置、スキャン
範囲、ＦＯＶのサイズのいずれかの項目の値を変更すれ
ば、その変更に連動してサイズや位置が変更される。ま
た逆にスキャノグラム上の枠線をクリックして移動すれ
ば、開始位置、終了位置などの項目がその移動に応じて
連動して変更される。

【００７９】同時に、ホストコントローラ１１０は、入
力装置１１５にて設定されたスキャン条件（特に、撮影
スライス幅或いはスライス数）及び再構成条件（特に、
ファンビーム再構成／コーンビーム再構成のいずれの再
構成アルゴリズムにより画像再構成するか）に基づい
て、Ｘ線検出器１０３のスイッチング素子のオン／オフ
を制御する。ホストコントローラ１１０は、Ｘ線検出器
１０３が有する各検出素子（フォトダイオード）とＤＡ
Ｓ１０４との接続状態と共に、データ収集に使用する体
軸方向におけるＤＡＳ数（例えばファンビーム再構成用
に体軸方向に４つ、コーンビーム再構成用に体軸方向に
８つ）を切換え、各検出素子で検出されたＸ線透過デー
タを所定の単位で束ねる。そして、スキャン条件や再構
成条件に対応した複数スライスのＸ線透過データとして
ＤＡＳに送り出し、所定の処理を実行する。

【００８０】この検査計画作成システム（入力装置１１
５）の支援のもとで、操作者は、撮影部位、スキャンか
ら画像記録までのフロー、スキャン条件、再構成条件、
表示条件を含む検査計画（スケジュール）の設定を行う
ことができる。設定されたスケジュールに従ってホスト
コントローラ１１０は架台及び寝台を制御し、そのスケ
ジュールを実行する。

【００８１】次に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の
検査計画作成システム（入力装置１１５）の動作を、図
５を参照して説明する。なお、以下の説明では、スキャ
ンモードとしてヘリカルスキャン（Ｘ線ＣＴ装置の製造
者によっては螺旋スキャン、スパイラルスキャンなどと
呼ばれることもある。）が選択されるものとする。

【００８２】まず操作者は、寝台の天板上に被検体Ｐを
載置させる。そして、被検体Ｐのスキャノ撮影を行う
（図５、ステップＳ１）。このスキャノ撮影は、Ｘ線管
１０１とＸ線検出器シ１０３を被検体Ｐの周りに回転さ
せないで、Ｘ線管１０１からＸ線を発生させ、架台Ｇの
診断用開口部に天板を挿入してＸ線撮影を行う。スキャ
ノ撮影により得られた透Ｘ線透過データには所定の処理
が施され、スキャノグラムが表示装置１１６に表示され
る（ステップＳ２）。

【００８３】次に操作者は、被検体Ｐの頭部、胸部、腹
部等のいずれの部位を検査するか（撮影部位）を設定す
る（ステップＳ３）。ここでは、撮影部位として例えば
腹部が設定される。

【００８４】次いで、検査計画作成システムは、図示し
ない検査計画作成処理（スキャンから画像記録までのフ
ロー、スキャン条件、再構成条件、及び表示・記録条件
の設定を含む）を行う。

【００８５】すなわち、検査計画作成システムは、図４
に示す検査スケジュール設定画面を通して、操作者にイ
ンターラクティブに、スキャンから画像記録までのフロ
ーを設定させる（ステップＳ４）。

【００８６】次いで、検査計画作成システムは、図４に
示す検査スケジュール設定画面を通して、操作者にイン
ターラクティブに、スキャン条件を設定させる（ステッ
プＳ５）。

【００８７】例えば操作者は、スキャンから画像記録ま
でのフローとして上述のオートフィルミングモードを選
択していたとすると、入力装置１１５の表示部には図４
のような画面が表示される。この画面上で、操作者は、
メインのシートをクリックしてスキャン条件を設定す
る。

【００８８】このスキャン条件（信号収集パラメータ）
には、撮影部位（全身、頭部、胸部、肺野、下肢等）、
スキャンタイプ（コンベンショナルスキャン／ヘリカル
スキャン）、スキャン範囲、スキャン開始位置、スキャ
ン終了位置、撮影スライス幅（スライス厚×スライス
数）、スライス間隔、ボリュームサイズ、ガントリ傾斜
角度、管電圧、管電流、撮影領域サイズ、スキャンスピ
ード（Ｘ線管と検出器の回転速度）、Ｘ線管及びＸ線検
出器が被検体の周りに１回転する間に移動する寝台の移
動量などが含まれる。なお、ステップＳ３の処理におい
て撮像部位を設定せずに、ステップＳ４の処理において
撮影部位（全身、頭部、胸部、肺野、下肢等）の選択を
行ってもよい。

【００８９】また、スキャン条件の設定の処理には、前
述したように、異なる再構成方式を考慮した設定処理が
含まれる。すなわち、スキャン法がマルチスライス方式
のコンベンショナルなスキャン（天板を固定して行うス
キャン及び天板移動を交互に繰り返すスキャン）である
か又はヘリカルスキャンであるかが指定される。いま、
ヘリカルスキャンが指定されるものとする。

【００９０】ここで、撮影スライス幅（スライス厚×ス
ライス数）が設定される。例えば、スライス厚：０．５
ｍｍ×スライス数：８枚が指定される。また、撮影範囲
（全スキャン範囲）が設定される（図４に示す例の場
合、４００ｍｍ（−１０５．５〜−５０５．５の範囲）
が撮影範囲に相当する）。

【００９１】次いで、検査計画作成システムは、指定さ
れた撮影スライス幅を判読して、スイッチ群１０３ａに
必要な、束ね処理（投影データの列間における加算処
理）に必要なスイッチオンオフ情報を含む、Ｘ線検出器
１０３とＤＡＳ１０４との間のスイッチ接続のためのオ
ンオフ情報を決定する。

【００９２】一方、ステップＳ６の再構成条件（再構成
パラメータ）の設定処理には、前述したように、再構成
方式（ファンビーム再構成方式／コーンビーム再構成方
式）、再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ、補
間法、関心部位を抽出するためのしきい値、再構成スラ
イス厚などが含まれる。

【００９３】この再構成条件の設定処理においても、異
なる再構成方式を考慮した設定処理が行われる（ステッ
プＳ６ａ〜Ｓ６ｂ）。すなわち、検査計画作成システム
は、ファンビーム再構成方式とコーンビーム再構成方式
の両方を自動的に設定する（ステップＳ６ａ）。この場
合、先に再構成スライス厚が設定されると、そのスライ
ス厚に応じて再構成方式を設定するのが望ましい。ま
た、再構成スライス厚に応じて、ファンビーム再構成方
式とコーンビーム再構成方式との実行順が指定される
（ステップＳ６ｂ）。ここでは、最初に厚いスライスに
対するファンビーム再構成方式が実行され、次に薄いス
ライスに対するコーンビーム再構成方式が実行されるよ
うに、その順番が特定される。なお、ステップ６ｂでは
再構成方式の使用順を設定しているが、再構成される再
構成スライス厚の断層像の順番が特定されるようにして
もよい。また、再構成方式の順番はオペレータが入力す
るようにしてもよい。

【００９４】これにより、例えば再構成スライス厚が
０．５ｍｍ及び４ｍｍに設定されると、４．０ｍｍ×１
００スライスがファンビーム再構成方式により断層像に
再構成され、０．５ｍｍ×８００スライスがコーンビー
ム再構成方式により断層像に再構成される。

【００９５】この後、検査計画作成システムは、図４に
示す検査スケジュール設定画面を通して、操作者にイン
ターラクティブに、表示・記録条件（画像表示・記録パ
ラメータ）を設定させる（ステップＳ７）。この表示・
記録条件としては、前述したように、ウインドウレベ
ル、ウインドウ幅、表示倍率、マルチプラナー（サジタ
ル／コロナル／オブリーク）が含まれる。

【００９６】このようにして設定された、スキャンから
画像記録までのフロー、スキャン条件、再構成条件、及
び表示・記録条件のパラメータは、高電圧発生装置１０
９、架台駆動部１０７、スイッチ群１０３ａ、ＤＡＳ１
０４、前処理装置１０６、データ処理装置１１３、及び
再構成装置１１４に送られて指令される（ステップＳ
８）。

【００９７】以下に、本実施形態のＸ線ＣＴ装置で行わ
れるデータ収集、再構成、及び画像表示の流れを説明す
る。

【００９８】操作者によりスキャン開始指示が行われる
と、天板がスキャン開始位置の直前（ヘリカルスキャン
の助走位置）まで移動されると共に、検査計画で設定さ
れたスキャン速度に到達するように回転リングが回転制
御される。そして、回転リング１０２のスピードが設定
スピードに到達すると、検査計画で設定された管電圧、
管電流が高電圧発生装置１０９からＸ線管１０１へ供給
され、Ｘ線が曝射されると共に、天板が体軸方向にスラ
イドする。このとき、図示しないスリットは設定スライ
ス幅のデータが収集できるように開口幅が変更されてい
る。このようにＸ線管が被検体の周囲を回転しながらＸ
線を曝射している間に、天板に載せられた被検体が体軸
方向に移動することによってヘリカルスキャンが行われ
る。

【００９９】被検体を透過したＸ線は、Ｘ線検出器１０
３においてアナログ電気信号の２次元投影データに変換
され、スイッチ群１０３ａによりデータが列間で束ねら
れ、ＤＡＳ１０４でディジタル電気信号の２次元投影デ
ータに変換される。この投影データは、データ伝送装置
１０５を介して、各種補正を行う前処理装置１０６に送
られて感度補正などの処理を受ける。

【０１００】ここでＤＡＳ１０４において収集に使用さ
れる素子数、及び、Ｘ線検出器１０３とＤＡＳ１０４の
接続態様は、上述のようにスライスの設定数に応じて変
更される。スライス数＝４が設定された場合は、９１２
行×４列のＤＡＳ１０４がデータ収集（増幅処理、Ａ／
Ｄ変換等）に使用され、一方、スライス数＝８が設定さ
れた場合、９１２行×８列のＤＡＳ１０４がデータ収集
に使用される。この列数の選択及び束ね処理に関わる信
号の読出し制御は、同じスライス列上の複数のフォトダ
イオードを複数のトランジスタを介して単一の共通信号
線に接続することにより、トランジスタのオン／オフ制
御により行われる。

【０１０１】前処理装置１０６で感度補正やＸ線強度補
正等を受けた３６０゜分、例えば１０００セットの２次
元投影データは、直接に、あるいは記憶装置１１１に一
旦記憶される。データ処理装置１１３は、上述した架台
の回転による多方向から得られた同一スライスのすべて
の投影データを加算する処理や、その加算処理により得
られた多方向データに対して必要に応じて補間処理、補
正処理などを施す。

【０１０２】ファンビーム再構成方式では、再構成装置
１１４により投影データが回転中心軸に対して直交する
方向のＸ線ビームと仮定して画像再構成が行われるの
で、データ処理装置１１３は、投影データを用いてヘリ
カル補間を行うことが望ましい。

【０１０３】一方、コーンビーム再構成方式では、デー
タ処理装置１１３は、ファンビーム再構成方式のような
ヘリカル補間は行わない。しかし、再構成装置１１４に
おいて、投影データに対して、前述した第１の補正処理
又は第２の補正処理が実行される。

【０１０４】そして、再構成装置１１４により生成され
た再構成画像データは表示装置１１６により再構成画像
として表示される一方で、フィルミングもなされる。

【０１０５】この画像の再構成及び表示・記録までの一
連の動作において、本実施形態のＸ線ＣＴ装置は前述し
た検査計画作成システム（入力装置１１５）による作成
機能によって、設定された撮影範囲の再構成及び画像表
示がなされる。すなわち、多種類の画像の再構成（上述
の例では、０．５ｍｍと４ｍｍのスライス厚の断層像の
再構成）の場合には、前述した図５の処理によって、収
集された２次元投影データが再構成装置１１４により最
初に再構成時間の短いファンビーム再構成方式で再構成
され、この再構成が終了すると、画質に優れたコーンビ
ーム再構成方式による再構成処理が再構成装置１１４に
より引き続いて実行される。（図５、ステップＳ６ａ，
Ｓ６ｂ）。

【０１０６】これにより、図６に模式的に示す如く、ヘ
リカルスキャン後、直ぐに、ファンビーム再構成方式に
よる複数枚の再構成画像ＩＭｆが表示装置１１６に表示
される。このため、ヘリカルスキャン後、直ちに、操作
者は、これらの再構成再構成画像ＩＭｆを観察すること
ができる。

【０１０７】したがって、操作者は、腫瘍などの診断に
必要な部分を、迅速に再構成されるファンビーム再構成
方式による再構成画像ＩＭｆで確認でき、必要に応じ
て、再スキャンを行うことができる。

【０１０８】このファンビーム再構成方式による撮影範
囲をカバーする複数枚の再構成画像ＩＭｆの再構成が終
わると、次いで、再構成装置１１４によりコーンビーム
再構成方式に基づく複数枚の再構成画像ＩＭｃが再構成
される。この再構成画像ＩＭｃも撮影範囲をカバーする
複数枚について再構成される。

【０１０９】上述した再構成画像のエリアの確認におい
て、ヘリカルスキャンによる収集画像の状態が所望して
いた通りであるときには、かかる再構成画像ＩＭｆをフ
ィルミングなどの用途に回すこともできる。

【０１１０】この再構成画像ＩＭｃのデータは必要に応
じて表示装置１１６で表示されるとともに、記憶装置１
１１に格納される。この格納した再構成画像ＩＭｃのデ
ータを用いて、データ処理装置１１３は、操作者の指示
に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、
レンダリング処理による特定臓器の３次元表面画像等の
いわゆる疑似３次元画像データへの変換・表示処理を行
う。この疑似３次元画像データも必要に応じて表示装置
１１６に表示される。

【０１１１】このコーンビーム再構成方式に基づく再構
成処理が実行されるのは、多くの場合、ヘリカルスキャ
ンが終わった後、所定の待ち時間が経過した後である。
このため、操作者は、ヘリカルスキャン直後にはファン
ビーム再構成方式に基づく画像ＩＭｆで確認を行い、ヘ
リカルスキャンから所定時間が経過した後にはアーチフ
ァクトの少ない画質優先のコーンビーム再構成方式に基
づく画像ＩＭｃのデータで病変部などに対する精細な検
査及びフィルミングを行うことができる。

【０１１２】従来のＸ線ＣＴ装置は、このハイブリッド
再構成（ファンビーム再構成とコーンビーム再構成）に
みられるような、再構成方式それぞれの特徴を活かした
再構成はなされていなかった。本実施形態に係るＸ線Ｃ
Ｔ装置のハイブリッド再構成によって、１台の装置であ
りながら、多種類の再構成方式の持つ長所を存分に発揮
させ、汎用性に優れたマルチスライス断層撮影を行うこ
とができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

【０１１３】また、スケーリング検査などにおいて、被
検体の撮影部位（例えば腹部）の必要な範囲をＸ線ビー
ムでスキャンすることで、撮影部位全体を厚いスライス
厚で輪切りにした複数のスライスの断層像と、同じ撮影
部位全体を薄いスライス厚で輪切りにした複数のスライ
スの断層像とを一度に得たいという医療現場の要望にも
応えることもできる。

【０１１４】本発明は、上述した実施形態に限定される
ものではなく、本発明の実施段階ではその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することが可能である。例
えば、上記実施形態においては、再構成、断面変換など
のデータ処理及び表示オペレーションは、Ｘ線ＣＴ装置
１００内で行われるとしたが（そのような形態が一般的
である）、本発明においては、それらに代え、これらデ
ータ処理等を、図１に示すような外部の画像処理装置２
００において実行するようにしてもよい。

【０１１５】さらに上記実施形態は種々変形して実施す
ることが可能である。例えば、上述した実施形態ではヘ
リカルスキャンによりデータ収集する説明を行ったが、
天板停止状態におけるスキャンと天板移動を交互に行う
コンベンショナルスキャン適用しても良い。

【０１１６】また上記実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置とし
て、現在主流のＸ線管と放射線検出器とが一体として被
検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯ
ＴＡＴＥ）タイプを一例として説明したが、リング状に
多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周
囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯ
ＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプに適用しても良い。

【０１１７】また上記実施形態では、１スライスの断層
像データを再構成するのに必要な角度範囲として、被検
体の周囲１周、約３６０°分の投影データが必要である
として説明したが、１８０°＋ビュー角分の投影データ
を用いるハーフスキャン等いずれの再構成方式にも適用
可能である。

【０１１８】さらに上記実施形態では、入射Ｘ線を電荷
に変換するメカニズムとして、シンチレータ等の蛍光体
でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の
光電変換素子で電荷に変換する間接変換形について説明
したが、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びそ
の電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換
形を採用しても良い。

【０１１９】また上記実施形態では、一管球型のＸ線Ｃ
Ｔ装置について説明したが、Ｘ線管とＸ線検出器との複
数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ
線ＣＴ装置に適用しても良い。

【０１２０】さらに、上記実施形態では、Ｘ線検出器の
全検出素子列よりも少ない列数の８列のＤＡＳによりデ
ータの束ね処理（列相互間のデータ加算処理）を行って
いたが、各検出素子に対応してＤＡＳ素子列を設けるよ
うにしてもよい。そのように構成すると、ＤＡＳ前に設
けていたスイッチ群は不要になる。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１台の装置でありながら、多種類の再構成方式の持つ長
所を存分に発揮させ、汎用性に優れたマルチスライス断
層撮影を行うことができ、スクリーニング検査などの好
適なＸ線ＣＴ装置などの放射線ＣＴ装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略
構成を示すブロック図。

【図２】実施形態のＸ線ＣＴ装置に採用されるＸ線検出
器を成す複数の検出器モジュールのうちの１つを示す平
面図。

【図３】Ｘ線検出器、スイッチ群、及びデータ収集装置
の配置関係の概略を説明する斜視図。

【図４】検査計画作成システム（機能）で表示される検
査計画設定画面の一例を示す模式図。

【図５】検査計画作成システム（機能）による検査計画
の作成を示す概略フローチャート。

【図６】１回の撮影で厚いスライスと薄いスライスを得
るハイブリッド再構成における画像生成の時系列の概念
を説明する図。

【符号の説明】

１００Ｘ線ＣＴ装置（放射線ＣＴ装置）１０１Ｘ線管（Ｘ線源）１０３Ｘ線検出器（放射線検出器）１０３ａスイッチ群１０４ｂデータ収集回路（ＤＡＳ）１０９高電圧発生装置１１０ホストコントローラ１１１記憶装置１１４再構成装置１１５入力装置（検査計画作成システムの要部を成
す）１１６表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線を発生する放射線源、この放射線
源から発生し且つ被検体を透過した放射線を検出する複
数個の検出素子を互いに直交する２方向に２次元的に配
列させた放射線検出器、及び前記放射線源及び前記放射
線検出器と前記被検体とを相対的に移動可能な移動手段
を用いて前記被検体の撮影範囲をスキャンするスキャン
手段と、このスキャン手段により収集された投影データに基づい
て前記撮影範囲の断層像を再構成する再構成装置とを備
えたコンピュータ断層撮影装置において、前記再構成装置は、異なる再構成方式により、異なるス
ライス厚の前記断層像を再構成するように構成されたこ
とを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】請求項１に記載のコンピュータ断層撮影
装置において、前記再構成装置は、前記異なるスライス厚の断層像を順
に再構成するように構成されたコンピュータ断層撮影装
置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のコンピュータ断
層撮影装置において、前記再構成装置は、前記スライス厚毎に異なる再構成方
式で再構成するように構成されたコンピュータ断層撮影
装置。
【請求項４】請求項１乃至３のうちのいずれか一項に
記載のコンピュータ断層撮影装置において、前記再構成装置は、第１の再構成方式により第１のスラ
イス厚を有する複数の前記断層像を再構成し、第２の再
構成方式により前記第１のスライス厚よりも薄い第２の
スライス厚を有する複数の前記断層像を再構成するよう
に構成されたコンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】請求項４に記載のコンピュータ断層撮影
装置において、前記再構成装置は、前記第１の再構成方式として前記放
射線のレイを回転中心軸に対して直交するものと仮定し
て投影データを逆投影することにより画像再構成を行う
ファンビーム再構成方式を用い、前記第２の再構成方式
として前記回転中心軸に対する実際のコーン角を考慮し
て前記投影データを画像再構成に付すコーンビーム再構
成方式を用いるように構成されたコンピュータ断層撮影
装置。
【請求項６】請求項５に記載のコンピュータ断層撮影
装置において、前記コーンビーム再構成方式は、前記回転中心軸に対す
る実際のコーン角に応じた斜めの前記放射線のレイに沿
って投影データを逆投影することにより画像再構成を行
う再構成方式であるコンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】請求項５に記載のコンピュータ断層撮影
装置において、前記スキャン手段は、前記複数のスライスの位置を連続
的に且つヘリカル状に変えながらスキャンするマルチヘ
リカルスキャン方式に拠るスキャン手段であり、前記コーンビーム再構成方式は、前記マルチヘリカルス
キャンのスキャン軌道に沿ってコーン角を考慮した斜め
の再構成演算を行う再構成方式であるコンピュータ断層
撮影装置。
【請求項８】請求項５乃至７のうちのいずれか一項に
記載のコンピュータ断層撮影装置において、前記再構成装置は、前記ファンビーム再構成方式により
前記第１のスライス厚の複数の断層像を先に再構成し、
次いで前記コーンビーム再構成方式により前記第２のス
ライス厚の複数の断層像を再構成するように再構成の順
番を指定する手段を含むコンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】請求項４に記載のコンピュータ断層撮影
装置において、前記再構成装置は、前記第１のスライス厚の複数の断層
像の組を先に再構成し、次いで前記第２のスライス厚の
複数の断層像の組を再構成するように再構成の順番を指
定する手段を含むコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】請求項１乃至９のうちのいずれか一項
に記載のコンピュータ断層撮影装置において、少なくとも前記スキャン及び再構成に必要な情報を操作
者にインターラクティブに入力させるインターフェース
を備え、このインターフェースは、前記スライス厚が組毎に異な
る複数組の複数スライスの断層像を得る必要がある旨の
指令を操作者が入力可能な入力手段と、この入力手段を
介して入力された前記指令に応答して前記再構成方式指
令手段を自動的に作動させる自動作動手段とを有するコ
ンピュータ断層撮影装置。
【請求項１１】請求項１乃至６及び請求項８乃至１０
のうちのいずれか一項に記載のコンピュータ断層撮影装
置において、前記スキャンは、前記複数のスライスに対する一連のス
キャンをスライス位置を変えて複数回実行するマルチス
ライスＣＴ方式によるスキャンであるコンピュータ断層
撮影装置。
【請求項１２】請求項１乃至６及び請求項８乃至１０
のうちのいずれか一項に記載のコンピュータ断層撮影装
置において、前記スキャンは、前記複数のスライスの位置を連続的に
且つヘリカル状に変えながらスキャンするマルチヘリカ
ルスキャン方式によるスキャンであるコンピュータ断層
撮影装置。
【請求項１３】前記請求項１２に記載のコンピュータ
断層撮影装置において、前記放射線検出器の出力信号を受けて前記投影データを
収集するデータ収集装置と、このデータ収集装置により収集された投影データのうち
の少なくとも一部の複数列の投影データを列相互間で相
互に加算する手段を含み、前記データ収集装置により収
集された投影データを前記複数のスライス数分に応じた
投影データに束ねて前記再構成装置に渡すデータ束ね手
段を備えたコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１４】前記請求項１２に記載のコンピュータ
断層撮影装置において、前記放射線検出器の出力信号を受けて前記投影データを
収集するデータ収集装置と、前記放射線検出器から出力された出力信号のうちの少な
くとも一部の複数列の出力信号を列相互間で相互に加算
する手段を含み、前記放射線検出器から出力された出力
信号を前記複数のスライス数分に応じた出力信号に束ね
て前記データ収集装置に渡すデータ束ね手段を備えたコ
ンピュータ断層撮影装置。
【請求項１５】請求項１３又は１４に記載のコンピュ
ータ断層撮影装置において、前記再構成装置は、入力した投影データにヘリカル補間
を行ってファンビーム再構成方式による再構成を行う手
段を有するコンピュータ断層撮影装置。