JP2008012129A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】X線CT装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向の断層像の連続性、またはMPR（Multi Plain Reformat）画像のz方向の連続性を実現する。
【解決手段】X線CT装置のz方向の断層像の連続性、またはMPR（Multi Plain Reformat）画像のz方向の連続性を実現するために、撮影テーブル、クレードルの進行方向であるz方向と、走査ガントリの回転平面であるxy平面の垂直方向とからのズレを検出、更にはこのズレを測定し、走査ガントリの傾きを補正したり、テーブルの傾きを画像上で補正したりすることにより、このズレを補正して撮影テーブル、クレードルの進行方向であるz方向に並んだ断層像が垂直になるように補正することができる。
【選択図】図19

Description

本発明は、医療用X線CT（Computed Tomography）装置、または産業用X線CT装置におけるコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向の断層像の連続性またはMPR画像のz方向の連続性を実現するX線CT画像再構成方法、X線CT画像撮影方法の技術に関する。
従来は多列X線検出器X線CT装置またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器によるX線CT装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１０２２９９号公報
このようなＸ線ＣＴ装置においては、図16のようにX線CT装置において、例えば、走査ガントリや撮影テーブルを据付ける床が水平でないために走査ガントリの回転平面であるxy平面とクレードルの進行方向が真の垂直でなくなってしまう場合がある。この時には、例えばクレードルが図16に示すように、xy平面内の回転方向にθだけずれている場合がある。この時にコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行い、yz平面のMPR画像を作ることを考える。
通常では図17（a）のように、複数の各z方向座標位置において、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行いyz平面のMPR画像を再構成すると、クレードルも被検体の各部位もz方向に連続的にMPR画像がつながる。しかし、クレードルがxy平面内に回転方向にθだけずれていた場合に、複数の各z方向座標位置において、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンを行いyz平面のMPR画像を再構成すると、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンのyz平面のMPR画像を作ると、図17（b）のように、被検体の各部位もクレードルもz方向に連続的にMPR画像はつながらない。複数のz方向座標位置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界線において、MPR画像の不連続が発生していた。特に画素の等方性（ISO VOXEL アイソ・ボクセル）を実現したz方向に連続した断層像からなる3次元画像において、MPR画像表示を行うことは多く、このようなMPR画像の不連続性、または3次元表示の不連続性は問題であった。
さらに、多列X線検出器X線CT装置またはフラットパネルに代表される2次元X線エリア検出器によるX線CT装置において、X線コーンビームのコーン角が大きくなるにつれ、X線検出器のz方向の長さも長くなる。また、多列X線検出器の各列のz方向幅も小さくなり、チャネル方向の幅とほぼ等しくなることで、画素の等方性（ISO VOXELアイソ・ボクセル）が言われるようになり、3次元画像表示またはMPR画像表示などの必要性は高まってくる。特にX線検出器のz方向幅が大きくなると、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンにおける複数のz方向座標位置の境界線でMPR画像の不連続が発生しやすくなる。つまり、z方向の連続性の問題が大きくなる。
そこで、本発明の目的は、例えば多列X線検出器または、フラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器を持ったX線CT装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向の断層像の連続性またはMPR画像のz方向の連続性を実現するX線CT装置を提供することにある。
本発明は、多列X線検出器またはフラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器を持ったX線CT装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向の断層像の連続性、またはコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンのMPR画像のz方向の連続性を実現するために、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz方向と、走査ガントリの回転平面であるxy平面の垂直方向とのズレを検出し、更にこのズレを測定し、走査ガントリの傾きを補正したり、テーブルの傾きを画像空間上で補正したり、画像再構成中心を逆投影時に補正したりすることを特徴とするX線CT装置、またはそのX線CT画像再構成方法、X線CT撮影方法を提供することで上記課題を解決する。
第1の観点では、本発明は、X線発生装置と、相対してX線を検出するX線検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、画像再構成された断層像を計測する画像計測手段、断層像撮影の各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、を含むX線CT装置において、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz方向の連続した複数位置の断層像から得られるMPR(Multi Plain Reformat)画像より、クレードルまたは撮影テーブルのうち少なくとも1つの走査ガントリ回転平面の垂直方向からの傾きを検出する画像計測手段を含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第1の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界で、MPR画像の不連続な部分が発生する。このMPR画像の不連続な部分を検出することにより、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きが検出できる。
第2の観点では、本発明は、請求項1のX線CT装置において、前記傾きの角度を求める手段を含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第2の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界でのMPR画像の不連続な部分を検出し、そのズレ幅を測定することで、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾き角を求めることができる。
第3の観点では、本発明は、請求項１又は2のX線CT装置において、前記MRP画像は、z方向の連続した複数位置において行われるコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンのうち少なくとも1つから再構成されたものを含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第3の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界でのMPR画像の不連続な部分は、特にyz平面のMPR画像では、yz平面の回転方向のクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出でき、xz平面のMPR画像では、xz平面の回転方向のクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出できる。なお、ここでクレードルの傾き、撮影テーブルの傾きとは、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きのことである。
第4の観点では、本発明は、請求項2または請求項3のX線CT装置において、前記傾きの角度に応じて、画像再構成された断層像の画像の位置補正を行う手段を含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第4の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、MPR画像の不連続な部分を検出して、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを測定することにより、各z方向座標位置の断層像がどれだけずれているかがわかる。この測定値に応じて、画像再構成された断層像の画像位置補正を行ってz方向に連続な断層像を得ることができる。
第5の観点では、本発明は、請求項4のX線CT装置において、画像再構成される断層像の画像の位置補正は、画像空間における位置補正で行うことを特徴とするX線CT装置を提供する。
第5の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、MPR画像の不連続な部分を検出して、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを測定して、各z方向座標位置の断層像をずらして、z方向に連続な断層像を得るには、画像空間における位置補正処理で実現できる。
第6の観点では、本発明は、請求項4のX線CT装置において、画像再構成される断層像の画像の位置補正は、画像再構成中心の位置補正で行うことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第6の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、MPR画像の不連続な部分を検出して、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを測定して、各z方向座標位置の断層像をずらして、z方向に連続な断層像を得るには、画像再構成処理において、画像再構成中心位置を各z方向座標位置の断層像に対してずらすことで可能になる。このように、画像再構成中心の位置補正で実現できる。
第7の観点では、本発明は、請求項2または請求項3のいずれかのX線CT装置において、前記傾きの角度に応じて走査ガントリの傾きを補正する手段を含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第7の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、MPR画像の不連続な部分を検出して、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを測定して、各z方向座標位置の断層像をずらして、z方向に連続な断層像を得るには、走査ガントリを傾けることにより、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを相対的になくすことができる。
第8の観点では、本発明は、請求項7のX線CT装置において、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影時に、走査ガントリ傾き補正を行う手段を含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第8の観点におけるX線CT装置では、走査ガントリを傾けて、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを相対的になくすことにより、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの各断層像は、より正しい断層像となる。これにより、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの各断層像のz方向に連続な断層像を得られる。
第9の観点では、本発明は、請求項4から請求項6までのいずれかのX線CT装置において、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの画像再構成時に、画像位置補正を行う手段を含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第9の観点におけるX線CT装置では、画像位置補正を行うことにより、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの各断層像は、より正しい断層像となる。これにより、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向に連続な断層像を得られる。
第10の観点では、本発明は、請求項1から請求項9までのいずれかのX線CT装置において、前記傾きは、y軸を鉛直方向とし、z軸をクレードルまたは撮影テーブル進行方向とした時のyz平面内の回転方向に傾いている傾きをを含むことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第10の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるyz平面のMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、yz平面のMPR画像の不連続な部分を検出し、そのズレを測定し、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを求めることで、yz平面内の撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出、または測定することができる。
第11の観点では、本発明は、請求項1から請求項9までのいずれかのX線CT装置において、前記傾きは、z軸をクレードルまたは撮影テーブル進行方向とし、そのz軸に垂直で水平方向をx軸とした時のxz平面内の回転方向に傾いている傾きを含むことを特徴とするX線CT装置X線CT装置を提供する。
上記第11の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるxz平面のMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、xz平面のMPR画像の不連続な部分を検出し、そのズレを測定し、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを求めることで、xz平面内の撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出、または測定することができる。
第12の観点では、本発明は、請求項7から請求項11までのいずれかのX線CT装置において、走査ガントリの傾きの補正は、yz平面内のｚ軸に対する傾きを調整することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第12の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるyz平面のMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、yz平面のMPR画像の不連続な部分を検出し、そのズレを測定し、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを求めることで、yz平面内の撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出、または測定することができる。
このyz平面内の傾き角だけ走査ガントリを傾けることにより、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを相対的になくすことができる。
第13の観点では、本発明は、請求項1から請求項12までのいずれかのX線CT装置において、クレードル又は撮影テーブルのMPR画像を用いて前記傾きを検出することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第13の観点におけるX線CT装置では、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向が走査ガントリの回転平面、xy平面と相対的に傾くことにより、複数のz方向位置で撮影されたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンから再構成されるyz平面またはxz平面のMPR画像において、各コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの境界での、yz平面またはxz平面のMPR画像の不連続な部分を検出し、撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出することができる。つまり、yz平面、xz平面の撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz軸方向と走査ガントリの回転平面、xy平面の相対的な傾きであるクレードルの傾き、または撮影テーブルの傾きを検出することができる。この際にクレードルの画像の部分を用いることで、より効果的に検出、測定が行える。
本発明のX線CT装置、またはX線CT画像再構成方法によれば、X線CT装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向の断層像の連続性またはMPR画像のz方向の連続性を実現できる効果がある。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置の構成ブロック図である。このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
操作コンソール1は、操作者の入力を受け付ける入力装置2と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で収集したX線検出器データを収集するデータ収集バッファ5と、X線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ6と、プログラムやX線検出器データや投影データやX線断層像を記憶する記憶装置7とを具備している。
撮影条件の入力はこの入力装置2から入力され、記憶装置7に記憶される。図14に撮影条件入力画面の例を示す。
撮影テーブル10は、被検体を乗せて走査ガントリ20の開口部に出し入れするクレードル12を具備している。クレードル12は撮影テーブル10に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。
走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、ビーム形成X線フィルタ28と、多列X線検出器24と、DAS（Data Acquisition System）25と、被検体の体軸の回りに回転しているX線管21などを制御する回転部コントローラ26と、制御信号などを前記操作コンソール1や撮影テーブル10とやり取りする制御コントローラ29とを具備している。ビーム形成X線フィルタ28は撮影中心である回転中心に向かうX線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、X線をより吸収できるようになっているX線フィルタである。このため、円形または楕円形に近い断面形状の被検体の体表面の被曝を少なくできるようになっている。また、走査ガントリ傾斜コントローラ27により、走査ガントリ20はz方向の前方および後方に±約30度ほど傾斜できる。
X線管21と多列X線検出器24は、回転中心ICの回りを回転する。鉛直方向をy方向とし、水平方向をx方向とし、これらに垂直なテーブルおよびクレードル進行方向をz方向とするとき、X線管21および多列X線検出器24の回転平面は、xy平面である。また、クレードル12の移動方向は、z方向である。
図2および図3は、X線管21と多列X線検出器24の幾何学的配置をxy平面またはyz平面から見た説明図である。
X線管21は、コーンビームCBと呼ばれるX線ビームを発生する。コーンビームCBの中心軸方向がy方向に平行なときを、ビュー角度0度とする。
多列X線検出器24は、z方向に例えば256列のX線検出器列を有する。また、各X線検出器列はチャネル方向に例えば1024チャネルのX線検出器チャネルを有する。
図2では、X線管21のX線焦点を出たX線ビームがビーム形成X線フィルタ28により、再構成領域Pの中心ではより多くのX線が、再構成領域Pの周辺部ではより少ないX線が照射されるようにX線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Pの内部に存在する被検体にX線が吸収され、透過したX線が多列X線検出器24でX線検出器データとして収集される。
図3では、X線管21のX線焦点を出たX線ビームはX線コリメータ23により断層像のスライス厚方向に制御されて、つまり、回転中心軸ICにおいてX線ビーム幅がDとなるように制御されて、回転中心軸IC近辺に存在する被検体にX線が吸収され、透過したX線は多列X線検出器24でX線検出器データとして収集される。
X線が照射されて、収集された投影データは、多列X線検出器24からDAS25でA／D変換され、スリップリング30を経由してデータ収集バッファ5に入力される。データ収集バッファ5に入力されたデータは、記憶装置7のプログラムにより中央処理装置3で処理され、断層像に画像再構成されてモニタ6に表示される。
図4は本実施形態のX線CT装置の動作の概要を示すフロー図である。
ステップP1では、被検体をクレードル12に乗せ、位置合わせを行う。クレードル12の上に乗せられた被検体は各部位の基準点に走査ガントリ20のスライスライト中心位置を合わせる。
ステップP2では、スカウト像収集を行う。スカウト像は通常0度，90度で撮影するが部位によっては例えば頭部のように、90度スカウト像のみの場合もある。スカウト像撮影の詳細については後述する。
ステップP3では、撮影条件設定を行う。通常撮影条件はスカウト像上に撮影する断層像の位置、大きさを表示しながら撮影を行う。この場合に、ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンまたはコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャン1回分の全体としてのX線線量情報の表示を行う。また、シネスキャンにおいては、回転数または時間を入れるとその関心領域における入力された回転数分、または入力された時間分のX線線量情報が表示される。
ステップP4では、断層像撮影を行う。断層像撮影およびその画像再構成の詳細については後述する。
ステップP5では、画像再構成された断層像を表示する。
ステップP6では、z方向に連続に撮影された断層像を3次元画像として用いて、図15のように3次元画像表示を行う。
3次元画像表示方法にはボリュームレンダリング3次元画像表示方法、MIP（Maximum Intensity Projection）画像表示方法、MPR（Multi Plain Reformat）画像表示方法、3次元再投影画像表示方法などがあるが、診断用途により適宜使い分けることができる。
図5は、本発明のX線CT装置100の断層像撮影およびスカウト像撮影の動作の概略を示すフロー図である。
ステップS1において、ヘリカルスキャンは、X線管21と多列X線検出器24とを被検体の回りに回転させ、かつ撮影テーブル10上のクレードル12を直線移動させながらX線検出器データのデータ収集動作を行う。ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされるX線検出器データD0（view，j，i）（j＝1〜ROW，i＝1〜CH）にz方向座標位置Ztable（view）を付加させて、一定速度の範囲のデータ収集を行う。
このz方向座標位置はX線投影データに付加させても良いし、また別ファイルとしてX線投影データと関連付けて用いても良い。ヘリカルシャトルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン時にX線投影データを3次元画像再構成する場合に、このz方向座標位置の情報は用いられる。また、ヘリカルスキャンまたはコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャン時に用いることにより、画像再構成された断層像の精度改善、画質改善を実現することもできる。
このz方向座標位置は撮影テーブル10のクレードル12の位置制御データを用いても良いし、撮影条件設定時に設定された撮影動作から予測される各時刻におけるz方向座標位置を用いることもできる。
また、可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンにおいては、一定速度の範囲のデータ収集に加えて、加速時、減速時においてもデータ収集を行うものとする。
また、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンでは撮影テーブル10上のクレードル12をあるz方向位置に固定させたまま、データ収集系を1回転または複数回転させてX線検出器データのデータ収集を行う。必要に応じて、次のz方向位置に移動した後に、再度データ収集系を1回転または複数回転させてX線検出器データのデータ収集を行う。
また、スカウト像撮影では、X線管21と多列X線検出器24とを固定させ、撮影テーブル10上のクレードル12を直線移動させながらX線検出器データのデータ収集動作を行うものとする。
ステップS2では、X線検出器データD0(view，j，i)に対して前処理を行い、投影データに変換する。前処理は図6のようにステップS21オフセット補正，ステップS22対数変換，ステップS23Ｘ線線量補正，ステップS24感度補正からなる。
スカウト像撮影の場合は、前処理されたX線検出器データをチャネル方向の画素サイズおよびクレードル直線移動方向であるz方向の画素サイズをモニタ6の表示画素サイズに合わせて表示すればスカウト像として完成である。
ステップS3では、前処理された投影データD1 (view，j，i)に対して、ビームハードニング補正を行なう。ステップS3ビームハードニング補正では前処理S2の感度補正S24が行なわれた投影データをD1(view，j，i)とし、ステップS3ビームハードニング補正の後のデータをD11(view，j，i)とすると、ステップS3ビームハードニング補正は以下の（数式1）のように、例えば多項式形式で表わされる。
Figure 2008012129
 この時、検出器の各j列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件で各データ収集系の管電圧が異なっていれば、各列ごとの検出器のX線エネルギー特性の違いを補正できる。
ステップS4では、ビームハードニング補正された投影データD11(view，j，i)に対して、z方向(列方向)のフィルタをかけるzフィルタ重畳処理を行う。
すなわち、各ビュー角度、各データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列X線検出器D11(view，j，i) (i＝1〜CH， j＝1〜ROW)の投影データに対し、列方向に例えば下記の（数式2），（数式3）に示すような、列方向フィルタサイズが5列のフィルタをかける。
Figure 2008012129
 補正された検出器データD12(view，j，i)は以下の（数式4）のようになる。
Figure 2008012129
 となる。なお、チャネルの最大値はCH， 列の最大値はROWとすると、
以下の（数式5），（数式6）のようになる。
Figure 2008012129
 また、列方向フィルタ係数を各チャネルごとに変化させると画像再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御できる。一般的に断層像では再構成中心に比べ周辺部の方がスライス厚が厚くなるので、列方向フィルタ係数を中心部と周辺部で変化させて、列方向フィルタ係数を中心部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅を広く変化させると、周辺部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅をせまく変化させると、スライス厚は周辺部でも画像再構成中心部でも一様に近くすることもできる。
このように、多列X線検出器24の中心部チャネルと周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御してやることにより、スライス厚も中心部と周辺部で制御できる。列方向フィルタでスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト、ノイズともに大幅に改善される。これによりアーチファクト改善具合、ノイズ改善具合も制御できる。つまり、3次元画像再構成された断層像つまり、xy平面内の画質が制御できる。また、その他の実施形態として列方向（z方向）フィルタ係数を逆重畳（デコンボリューション）フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することもできる。
ステップS5では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理S5では、zフィルタ重畳処理後のデータをD12とし、再構成関数重畳処理後のデータをD13、重畳する再構成関数をKernel（j）とすると、再構成関数重畳処理は以下の（数式7）のように表わされる。
Figure 2008012129
 つまり、再構成関数kernel（j）は検出器の各j列ごとに独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、 分解能特性の違いを補正できる。
ステップS6では、再構成関数重畳処理した投影データD13(view，j，i)に対して、3次元逆投影処理を行い、逆投影データD3(x，y，z)を求める。画像再構成される画像はz軸に垂直な面、xy平面に3次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。この3次元逆投影処理については、図7を参照して後述する。
ステップS7では、逆投影データD3（x，y，z）に対して画像フィルタ重畳、CT値変換などの後処理を行い、断層像D31（x，y，z）を得る。
後処理の画像フィルタ重畳処理では、3次元逆投影後の断層像をD31（x，y，z）とし、画像フィルタ重畳後のデータをD32（x，y，z）、断層像平面であるxy平面において重畳される2次元の画像フィルタをFilter（z）とすると、以下の（数式8）のようになる。
Figure 2008012129
 つまり、各z座標位置の断層像ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
または、この2次元の画像フィルタ重畳処理の後に、下記に示す画像空間z方向フィルタ重畳処理を行ってもよい。また、この画像空間z方向フィルタ重畳処理は2次元画像フィルタ重畳処理の前に行ってもよい。さらには、3次元の画像フィルタ重畳処理を行って、この2次元の画像フィルタ重畳処理と、画像空間z方向フィルタ重畳処理の両方を兼ねるような効果を出してもよい。
画像空間z方向フィルタ重畳処理では、画像空間z方向フィルタ重畳処理された断層像をD33（x，y，z）、2次元の画像フィルタ重畳処理された断層像をD32（x，y，z）とすると、以下の（数式9）のようになる。ただし、v（i）はz方向の幅が2l＋1の画像空間z方向フィルタ係数で以下の（数式10）のような係数列となる。
Figure 2008012129
 ヘリカルスキャンにおいては、画像空間フィルタ係数v（i）はz方向位置に依存しない画像空間z方向フィルタ係数であってよいが、特にz方向に検出器幅の広い2次元X線エリア検出器24、多列X線検出器24を用いた場合に、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンにおいては、画像空間z方向フィルタ係数v（i）はz方向のX線検出器の列の位置に依存した画像空間z方向フィルタ係数であれば、各断層像の列位置に依存した詳細な調整ができるので更に効果的である。
得られた断層像はモニタ6に表示される。
図7は、3次元逆投影処理（図6のステップS6）の詳細を示すフロー図である。
本実施形態では、画像再構成される画像はz軸に垂直な面、xy平面に3次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。
ステップS61では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、360度分のビュー又は「180度分＋ファン角度分」のビュー）中の一つのビューに着目し、再構成領域Pの各画素に対応する投影データDrを抽出する。
図8（a），図8（b）に示すように、xy平面に平行な512×512画素の正方形の領域を再構成領域Pとし、y＝0のx軸に平行な画素列L0，y＝63の画素列L63，y＝127の画素列L127，y＝191の画素列L191，y＝255の画素列L255，y＝319の画素列L319，y＝383の画素列L383，y＝447の画素列L447，y＝511の画素列L511を列にとると、これらの画素列L0〜L511をX線透過方向に多列X線検出器24の面に投影した図9に示す如きラインT0〜T511上の投影データを抽出すれば、それらが画素列L0〜L511の投影データDr(view，x，y)となる。ただし、x，yは断層像の各画素（x，y）に対応する。
X線透過方向は、X線管21のX線焦点と各画素と多列X線検出器24との幾何学的位置によって決まるが、X線検出器データD0(view，j，i)のz座標z（view）がテーブル直線移動z方向位置Ztable（view）としてX線検出器データに添付されて判っているため、加速・減速中のX線検出器データD0(view，j，i)でもX線焦点、多列X線検出器のデータ収集幾何学系の中において、X線透過方向を正確に求めることができる。
なお、例えば画素列L0をX線透過方向に多列X線検出器24の面に投影したラインT0のように、ラインの一部が多列X線検出器24のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データDr(view，x，y)を「0」にする。また、z方向の外に出た場合は投影データDr(view，x，y)を補外して求める。
このように、図10に示すように、再構成領域Pの各画素に対応する投影データDr（view，x，y）を抽出できる。
図7に戻り、ステップS62では、投影データDr（view，x，y）にコーンビーム再構成加重係数を乗算し、図11に示す如き投影データD2（view，x，y）を作成する。
ここで、コーンビーム再構成加重係数w（i，j）は以下の通りである。ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、view＝βaでX線管21の焦点と再構成領域P上（xy平面上）の画素g(x，y)とを結ぶ直線がX線ビームの中心軸Bcに対してなす角度をγとし、その対向ビューをview＝βbとするとき、以下の（数式11）のようになる。
Figure 2008012129
 再構成領域P上の画素g(x，y)を通るX線ビームとその対向X線ビームが再構成平面Pとなす角度を、αa，αbとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωa，ωbを掛けて加算し、逆投影画素データD2（0，x，y）を求める。この場合、（数式12）のようになる。
Figure 2008012129
 なお、コーンビーム再構成加重係数の対向ビーム同士の和は、（数式13）のようになる。
Figure 2008012129
 コーンビーム再構成加重係数ωa，ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することができる。
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωa，ωbは、次式により求めたものを用いることができる。なお、gaはビューβaの加重係数、gbはビューβbの加重係数である。
ファンビーム角の1／2をγmaxとするとき、以下の（数式14）から（数式19）のようになる。
Figure 2008012129
 例えば、ga，gbの1例として、max[ ]を値の大きい方を採る関数とすると、以下の（数式20），（数式21）のようになる。
Figure 2008012129
 また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に距離係数を再構成領域P上の各画素に乗算する。距離係数はX線管21の焦点から投影データDrに対応する多列X線検出器24の検出器列j，チャネルiまでの距離をr0とし、X線管21の焦点から投影データDrに対応する再構成領域P上の画素までの距離をr1とするとき、（r1／r0）2である。
また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成領域P上の各画素にコーンビーム再構成加重係数w（i，j）のみを乗算すればよい。
ステップS63では、図12に示すように、予めクリアしておいた逆投影データD3(x，y)に、投影データD2（view，x，y）を画素対応に加算する。
ステップS64では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、360度分のビュー又は「180度分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップS61〜S63を繰り返し、図12に示すように、逆投影データD3（x，y）を得る。
なお、図13（a），図13（b）に示すように、再構成領域Pを512×512画素の正方形の領域とせずに、直径512画素の円形の領域としてもよい。
上記のX線CT装置を実際に据付ける時のことを考える。通常では図16のように、撮影テーブル10、クレードル12の進行方向であるz方向と走査ガントリ20のデータ収集系回転面であるxy平面が垂直になるように、走査ガントリ20と撮影テーブル10の据付け時の平面出しおよび位置調整を行う。
この据付け時の平面出しおよび位置調整は時間がかかるため、以下のような実施形態によりX線CT装置の据付け時、または定期点検時に走査ガントリ20と撮影テーブル10とクレードル12の調整を行い、z方向の断層像の連続性を確保する。
本来、据付け時の平面出しが行われて位置調整が行われていると、図18（a）のように傾いていないクレードルではyz平面のMPR画像でz方向に連続的にクレードル画像がつながる。しかし、図18（b）のように傾いているクレードルでは、据付け時の平面出しおよび位置調整を行わないとyz平面のMPR画像でz方向に連続的にクレードル画像はつながらない。1回のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）のz方向範囲の右端、左端において、クレードルの輪郭部のずれは、以下の（数式22）分だけ存在する。
Figure 2008012129
 ただし、dはコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）の開口部の幅とし、θは撮影テーブル10進行方向（z方向）と走査ガントリ20回転平面（xy平面）の垂直からのズレ角である。
この輪郭部のずれd・tan θより、撮影条件設定手段において、あらかじめわかっているコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）の開口幅のdを除算し、tan θを求め、撮影テーブル進行方向（z方向）と走査ガントリ回転平面（xy平面）の垂直からのズレ角θを求めることができる。
この求められた撮影テーブル10またはクレードル12の傾きθを用いて、以下の実施形態によりz方向に連続な断層像が得られる。
実施例1では、以下のような実施例を示す。撮影テーブル10またはクレードル12の傾き角（以下クレードル12の傾き角と書く）をz方向に連続した断層像から再構成されたyz平面のMTR画像より求めて、走査ガントリ20のyz平面内の回転(z方向の傾き)を調整する。つまり、走査ガントリ20の0度方向（y軸方向）を調整することで、走査ガントリ20のデータ収集系の回転面であるxy平面と撮影テーブル10、クレードル12の進行方向であるz方向を垂直により近づけることができる。
図19に実施例1における走査ガントリ20の調整方法の例を示す。
図19には、クレードル12の傾き角を検出、測定し、走査ガントリ20の傾き調整を行うフローを示している。
ステップM1では、クレードル12のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）を行う。
ステップM2では、クレードル12のyz平面のMPR画像の再構成を行う。
ステップM3では、クレードル12のMPR画像の不連続部分の検出を行う。
ステップM4では、クレードル12のMPR画像の不連続部分の測定を行う。
ステップM5では、クレードル12のMPR画像の不連続部分より、クレードル12の傾き角θを求める。
ステップM6では、走査ガントリ20を傾き角θ分だけ傾けて、走査ガントリ20の0度調整を行う。
ステップM7では、X線CT撮影を行う。
以上の操作の中において、特に、ステップM3からステップM5の間におけるクレードル12のMPR画像から、クレードル12の傾き角θを求める方法については以下に示す。
図20にクレードル12のyz平面のMPR画像より、クレードル12の傾き角を求めるフローを示す。
なお、図21にyz平面のMPRにおけるクレードル画像の重心の求め方を示す。
ステップT1では、クレードル12のyz平面のMPR画像を入力する。
ステップT2では、y方向のプロファイルデータの重心を求める。この時の、y方向のプロファイルデータの重心の求め方は以下の（数式23）により求められる。ただし、Pc（y）はクレードルのプロファイルを示す。ygはy方向の重心位置を示す。なお、yz平面のMPR画像はy方向に512画素あるとしている。
Figure 2008012129
 なお、この時はy方向の1ラインずつのプロファイルの重心を求めても良いし、z方向に複数のプロファイルを加算または加算平均して、S／Nの良いプロファイルを用いると重心の値のバラツキは少なくなる。
ステップT3では、ymax，yminの平均
Figure 2008012129
 を求める。各ピークのymax値、ymin値を探索して求め、各ymax値、各ymin値の平均を行い、
Figure 2008012129
 を求める。
また、以下の（数式24），（数式25）により、
Figure 2008012129
 は求められる。
Figure 2008012129
 ステップT4では、クレードルの傾き角θを求める。
下記の（数式26）により、クレードルの傾き角θを求めることができる。ただし、dは撮影条件設定手段において設定されるコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）における再構成中心位置のX線ビームの幅である。
Figure 2008012129
 上記のようにして求めたクレードル12の傾き角θ分だけ、走査ガントリ20をθだけ傾けておくことにより、走査ガントリ20の回転平面のxy平面とクレードル12および撮影テーブル10の進行方向z方向の垂直は得られ、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンにおける、あらゆるスキャンモードにおけるz方向の画質の連続性、均一性は確保される。
なお、この走査ガントリ20をθだけ傾けて、そこを0度であるy軸方向として登録してしまうことを据付け時または定期点検時に行うことで、常に走査ガントリ20とクレードル12、撮影テーブル10の適正な位置関係は維持される。
上記の実施例1においては、クレードル12が傾き角θだけxz方向から傾いているとしたが、走査ガントリ20の回転部15の回転平面であるxy平面の垂直方向とクレードル12の進行方向であるz方向の相対ずれ角が傾き角θであれば実施例1と同様のことである。このため、走査ガントリ20の回転部15の回転平面であるxy平面の垂直方向とクレードル12の進行方向のずれ角が角度θであれば、走査ガントリ20を角度θだけ傾けて、そこを0度である走査ガントリ20のy軸として登録してやることにより、走査ガントリ20とクレードル12、撮影テーブル10の適正な相対、位置関係は維持できる。
実施例2においては、以下のような実施例を示す。
撮影テーブル10またはクレードル12の傾き角θ（以下、クレードル12の傾き角θと書く）を、z方向に連続した断層像から再構成されたyz平面のMPR画像より求めて、画像再構成された断層像を画像空間上において、この傾き角θ分を補正する。これにより、適正なz方向に連続した断層像を得られる。
図23に実施例2におけるクレードル12の傾き角θを検出、測定し、画像再構成時に画像空間上の補正を行うフローを示している。
ステップM11では、クレードル12のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）を行う。
ステップM12では、クレードル12のyz平面のMPR画像の再構成を行う。
ステップM13では、クレードル12のMPR画像の不連続部分の検出を行う。
ステップM14では、クレードル12のMPR画像の不連続部分の測定を行う。
ステップM15では、クレードル12のMPR画像の不連続部分より、クレードル12の傾き角θを求める。
ステップM16では、X線CT撮影を行う。
ステップM17では、画像再構成を行う。後処理において画像空間上における傾き角θ分の補正を行う。
ステップM18では、断層像表示を行う。
以上の処理において、特に、ステップM13からステップM15の間におけるクレードル12のMPR画像から、クレードル12の傾き角θを求める方法は、実施例1と同様の方法を用いればよい。実施例1において説明した通り図20のフロー図に従い、クレードル12の傾き角θを求めることができる。また、その概念の説明は図21の通りである。
また、走査ガントリ20の回転部15の回転平面であるxy平面の垂直方向とクレードル12の進行方向の相対ずれ角が角度θである場合も同様である。
このように、相対的に傾き角θが存在していれば、ステップM16においてX線CT撮影を行えば本実施例2においては図24のように、走査ガントリ20とクレードル12の相対的傾きによる断層像の画像中心のずれが存在する。図24に示すように、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像ごとに傾き角θのずれが生じる。
ステップM17においては、ステップM16で生じたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像ごとに傾き角θのずれを画像再構成の後処理において、画像空間上の傾き角θ分の補正を行う。この補正量は図25に示すように、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像グループの中の中心からi枚目の断層像（ただし、iは1オリジンの整数とする。）の画像中心のずれは、断層像のy方向に下記の（数式27）の分だけずれる。
Figure 2008012129
 ただし、Wは画像再構成中心におけるX線ビームのz方向の幅とする。
y方向のずれ量分だけy方向の反対方向にずらしてやることで、図24の補正後の画像のようにコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像グループごとのずれはなくなり、z方向に一様な断層像となる。
つまり、走査ガントリ20とクレードル12、撮影テーブル10の適正な相対位置関係の撮影および画像再構成が行える。
実施例3においては、以下のような実施例を示す。
撮影テーブル10またはクレードル12の傾き角θがある場合、または走査ガントリ20の回転部15の回転平面であるxy平面の垂直方向とクレードル12の進行方向の相対ずれ角が角度θである場合において、z方向に連続した断層像から再構成されたyz平面のMPR画像より、走査ガントリ20の回転部15に対するクレードル12の相対的な傾き角θを求めて、画像再構成処理の逆投影処理において傾き角θの分の補正を行いながら逆投影処理を行い画像再構成をする。
図26に実施例3におけるクレードル12の相対的傾き角θを検出、測定し、画像再構成処理の逆投影処理において傾き角θの補正を行いながら逆投影処理を行い、断層像の画像再構成を行うフローを示している。
ステップM21では、クレードル12のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）を行う。
ステップM22では、クレードル12のyz平面のMPR画像の再構成を行う。
ステップM23では、クレードル12のMPR画像の不連続部分の検出を行う。
ステップM24では、クレードル12のMPR画像の不連続部分の測定を行う。
ステップM25では、クレードル12のMPR画像の不連続部分より、クレードル12の傾き角θを求める。
ステップM26では、X線CT撮影を行う。
ステップM27では、画像再構成を行う。後処理において画像空間上における傾き角θ分の補正を行う。
ステップM28では、断層像表示を行う。
以上の処理において、ステップM23からステップM25の間におけるクレードル12のMPR画像から、クレードル12の傾き角θを求める方法は実施例2と同様に実施例1と同様の方法を用いればよい。実施例1において説明した通り、図20のフロー図に従い、クレードル12の傾き角θを求めることができる。また、その概念の説明は図21の通りである。
ステップM26においてX線CT撮影を行えば、実施例2と同様に走査ガントリ20の回転部15の回転面であるxy平面の垂直方向と、クレードル12の進行方向の相対ずれ角θが存在していれば、図24に示すようにコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像ごとに傾き角θのずれが生じる。
ステップM27においては、ステップM26で生じたコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像ごとに傾き角θのずれを画像再構成の逆投影処理において、投影データ空間上において傾きθの補正を行う。この補正の方法を以下に示す。コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像グループの中の中心からi枚目の断層像（ただし、iは1オリジンの整数とする。）の画像中心の投影データ空間における軌跡は、図27に示すように本来の画像再構成中心チャネルから以下の（数式28）の分だけずれる。
ただし、Wは画像再構成中心におけるX線ビームのz方向の幅とし、βはビュー角度とする。
Figure 2008012129
 このため、画像再構成の逆投影処理において、画像再構成中心を（数式28）の分だけずらして逆投影処理を行うことで、（数式27）に示された断層像のy方向のずれを補正してやることができる。
これにより、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像グループごとのずれはなくなり、z方向に一様な断層像となる。
つまり、走査ガントリ20とクレードル12、撮影テーブル10の適正な相対位置関係の撮影および画像再構成が行える。
実施例1，実施例2，実施例3においては、走査ガントリ20を傾斜させないで撮影を行う場合について説明をしたが、図28に示すような走査ガントリ20が傾斜したいわゆるチルト・スキャンの場合には、実施例1，実施例2，実施例3で示した相対的傾き角θの補正を行うことで、より適正な角度でのチルト・スキャンを行うことができ、断層像のアーチファクト低減による画質改善が行える。
実施例3においては、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンにおける相対的傾き角θの補正を投影データ空間上で（数式28）の分だけずらして逆投影処理を行うことで、断層像の（数式27）に示したy方向のずれを補正した。ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンの場合にも同様に相対的傾き角θの補正を行うこともできる。これにより、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンの各z方向座標位置における1スキャンに属する複数枚の断層像グループごとのずれはなくなり、z方向に一様な断層像となる。
つまり、走査ガントリ20とクレードル12、撮影テーブル10の適正な相対位置関係の撮影および画像再構成が行える。
以上のX線CT装置100において、本発明のX線CT装置、またはX線CT画像再構成方法によれば、多列X線検出器または、フラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器を持ったX線CT装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンのz方向の断層像の連続性またはMPR画像のz方向の連続性を実現できる効果がある。
なお、本実施例における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による3次元画像再構成法でもよい。さらに、他の3次元画像再構成方法でもよい。または2次元画像再構成でも良い。
本実施例では、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）の場合で書かれているが、シネスキャンの場合も同様に効果を出すことができる。
本実施例は、生体信号に同期しない場合で書かれているが、生体信号、特に心拍信号に同期させても同様な効果を出すことができる。
また、本実施例では、多列X線検出器または、フラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器を持ったX線CT装置について書かれているが、1列のX線検出器のX線CT装置においても同様の効果を出せる。
また、本実施例では、各列ごとに係数の異なった列方向（z方向）フィルタを重畳することにより、画質のばらつきを調整し、各列において均一なスライス厚、アーチファクト、ノイズの画質を実現しているが、これには様々なz方向フィルタ係数が考えられるが、いずれも同様の効果を出すことができる。
本実施例では、医用X線CT装置を元に書かれているが、産業用X線CT装置または他の装置と組合わせたX線CT−PET装置，X線CT−SPECT装置などで利用できる。
本発明の一実施形態にかかるX線CT装置を示すブロック図である。 X線発生装置（X線管）および多列X線検出器をxy平面で見た説明図である。 X線発生装置（X線管）および多列X線検出器をyz平面で見た説明図である。 被検体撮影の流れを示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係るX線CT装置の画像再構成の概略動作を示すフロー図である。 前処理の詳細を示すフロー図である。 3次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。 再構成領域上のラインをX線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。 X線検出器面に投影したラインを示す概念図である。 投影データDr（view，x，y）を再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。 再構成領域上の各画素の逆投影画素データD2を示す概念図である。 逆投影画素データD2を画素対応に全ビュー加算して逆投影データD3を得る状態を示す説明図である。 円形の再構成領域上のラインをX線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。 X線CT装置の撮影条件入力画面を示す図である。 3次元MPR表示 ・ 3次元表示の例を示す図である。 X線CT装置外観を示す図である。 （a）傾いていないクレードルのyz平面のMPR画像を示す図である。 （b）傾いているクレードルのyz平面のMPR画像を示す図である。 （a）yz平面のMPR画像における傾いていないクレードルを示す図である。 （b）yz平面のMPR画像における傾いているクレードルのズレ角、ズレ幅を示す図である。 クレードル12の傾き角を検出、測定し、走査ガントリ20の傾き調整を行うフロー図である。 クレードルyz平面のMPR画像よりクレードルの傾き角を求めるフロー図である。 yz平面のMPRにおけるクレードル画像の重心位置を示す図である。 走査ガントリを傾きθだけ傾けて撮影テーブルの傾きθを相殺する図である。 クレードル12の傾き角を検出、測定し、画像再構成時に画像空間上の補正を行うフロー図である。 走査ガントリ20の傾きによる断層像の画像中心のずれを示す図である。 各断層像の画像中心のずれを示す図である。 クレードル12の相対的傾き角θを検出、測定し、画像再構成処理の逆投影処理において傾き角θの補正を行いながら逆投影処理を行い、断層像の画像再構成を行うフロー図である。 X線投影データ上においてずらした画像再構成中心を示す図である。 チルトスキャンの場合を示す図である。
符号の説明
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２１ X線管
２２ X線コントローラ
２３ コリメータ
２４ 多列X線検出器または2次元X線エリア検出器
２５ DAS（データ収集装置）
２６ 回転部コントローラ
２７ 走査ガントリ傾斜コントローラ
２８ ビーム形成X線フィルタ
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
ｄＰ X線検出器面
Ｐ 再構成領域
ＰＰ 投影面
IC 回転中心(ISO)
CB X線ビーム
BC ビーム中心軸
D 回転中心軸上での多列X線検出器幅

Claims (13)

  1. X線発生装置と、相対してX線を検出するX線検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、
    そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、
    画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、
    画像再構成された断層像を計測する画像計測手段、
    断層像撮影の各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、
    を含むX線CT装置において、
    撮影テーブルまたはクレードルの進行方向であるz方向の連続した複数位置の断層像から得られるMPR(Multi Plain Reformat)画像より、クレードルまたは撮影テーブルのうち少なくとも1つの走査ガントリ回転平面の垂直方向からの傾きを検出する画像計測手段
    を含むことを特徴とするX線CT装置。
  2. 請求項1のX線CT装置において、
    前記傾きの角度を求める手段
    を含むことを特徴とするX線CT装置。
  3. 請求項１又は2のX線CT装置において、
    前記MRP画像は、z方向の連続した複数位置において行われるコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンのうち少なくとも1つから再構成されたものを含む
    ことを特徴とするX線CT装置。
  4. 請求項2または請求項3のX線CT装置において、
    前記傾きの角度に応じて、画像再構成された断層像の画像の位置補正を行う手段
    を含むことを特徴とするX線CT装置。
  5. 請求項4のX線CT装置において、
    画像再構成される断層像の画像の位置補正は、画像空間における位置補正で行う
    ことを特徴とするX線CT装置。
  6. 請求項4のX線CT装置において、
    画像再構成される断層像の画像の位置補正は、画像再構成中心の位置補正で行う
    ことを特徴とするX線CT装置。
  7. 請求項2または請求項3のいずれかのX線CT装置において、
    前記傾きの角度に応じて走査ガントリの傾きを補正する手段
    を含むことを特徴とするX線CT装置。
  8. 請求項7のX線CT装置において、
    コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影時に、走査ガントリ傾き補正を行う手段
    を含むことを特徴とするX線CT装置。
  9. 請求項4から請求項6までのいずれかのX線CT装置において、
    コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの画像再構成時に、画像位置補正を行う手段
    を含むことを特徴とするX線CT装置。
  10. 請求項1から請求項9までのいずれかのX線CT装置において、
    前記傾きは、y軸を鉛直方向とし、z軸をクレードルまたは撮影テーブル進行方向とした時のyz平面内の回転方向に傾いている傾きをを含む
    ことを特徴とするX線CT装置。
  11. 請求項1から請求項9までのいずれかのX線CT装置において、
    前記傾きは、z軸をクレードルまたは撮影テーブル進行方向とし、そのz軸に垂直で水平方向をx軸とした時のxz平面内の回転方向に傾いている傾きを含む
    ことを特徴とするX線CT装置。
  12. 請求項7から請求項11までのいずれかのX線CT装置において、
    走査ガントリの傾きの補正は、yz平面内のｚ軸に対する傾きを調整する
    ことを特徴とするX線CT装置。
  13. 請求項1から請求項12までのいずれかのX線CT装置において、
    クレードル又は撮影テーブルのMPR画像を用いて前記傾きを検出する
    ことを特徴とするX線CT装置。
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