JP2012081101A

JP2012081101A - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2012081101A
Application number: JP2010230254A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Nukui; 正健貫井; Yotaro Ishihara; 陽太郎石原
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: JP5536607B2

Abstract

【課題】再構成画像における空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】スキャン１回転当りのビュー数を多くして収集された投影データをビュー方向に圧縮してビュー密度を減らすビュー圧縮手段と、設定された再構成領域ＤＦＯＶの一部の領域、例えば中心部ＷＦ１に対しては、上記ビュー圧縮手段により第１圧縮率α１で圧縮された投影データを用いて画像再構成し、再構成領域ＤＦＯＶから上記一部の領域を除いた他の領域、例えば周辺部ＷＦ２，ＷＦ３に対しては、上記ビュー圧縮手段により上記第１圧縮率よりも小さい第２圧縮率α２で圧縮された投影データまたはビュー圧縮されていない元の投影データを用いて画像再構成する画像再構成手段とを備える構成とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、特に、再構成画像の画質と再構成時間とのバランス（balance）の最適化の技術に関する。

Ｘ線ＣＴ装置では、被検体にビュー（view）角度を変えながらＸ線を照射して投影データ（data）を収集し、その複数ビューの投影データを逆投影することにより画像を再構成している（例えば、特許文献１，図６参照）。

特開２００６−３２０６３１公報

ところで、再構成画像を見ると、撮像中心すなわちアイソセンタ（iso-center）に近い中央部では空間分解能は高く見える。一方、アイソセンタから離れた外側、例えばアイソセンタから１５〜２０〔ｃｍ〕より外側になると、空間分解能が不足して見えることがある。これは、次のような理由による。

一般的に、再構成画像における空間分解能は、逆投影に用いることができる投影データの量が多いほど高くなる。そして、この逆投影に用いることができる投影データの量は、データ収集系の幾何学的な位置関係に依存しており、アイソセンタから離れる画素ほど減少してゆく。アイソセンタから離れた外側に構造の細かい組織が存在すると、その位置での空間分解能が間に合わず、空間分解能が不足して見える。

これに対処する１つの方法としては、ビュー密度、すなわちガントリ（gantry）１回転当りのビュー数を増やす方法が考えられる。このようにすれば、１画素あたりに逆投影できる投影データの量が多くなり、アイソセンタから離れた外側においても十分な空間分解能が得られるようになる。

しかしながら、ビュー密度をいたずらに増大させると、逆投影に用いる投影データの量が増えて再構成の計算に掛かる時間が長くなり、被検体や撮影技師にストレス（stress）を与え、また検査効率を低下させることになる。

このような事情により、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスの最適化が可能なＸ線ＣＴ装置が望まれている。

第１の観点の発明は、被写体を挟むように対向して配置されているＸ線源および検出器と、該Ｘ線源および検出器を前記被写体の周りに回転させて、前記被写体の複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、該データ収集手段により収集された投影データを用いて、断層面内の再構成領域を画像再構成する画像再構成手段とを備えているＸ線ＣＴ装置であって、前記データ収集手段により収集された投影データをビュー方向に圧縮してビュー密度を減らすビュー圧縮手段をさらに備えており、前記画像再構成手段が、前記再構成領域の一部の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により第１圧縮率で圧縮された投影データを用いて画像再構成し、前記再構成領域から前記一部の領域を除いた他の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により前記第１圧縮率よりも小さい第２圧縮率で圧縮された投影データおよび／または前記データ収集手段により収集された元の投影データを用いて画像再構成するＸ線ＣＴ装置を提供する。

ここで、「ビュー密度」とは、投影データに対応するビューの回転角度方向の密度であり、例えばＸ線源１回転当りに収集される投影データのビュー数とすることができる。

第２の観点の発明は、前記一部の領域が、前記再構成領域とアイソセンタを含む所定領域との重複領域である上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第３の観点の発明は、前記所定領域が、前記アイソセンタを中心とする円領域である上記第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第４の観点の発明は、前記円領域の直径が、１０ｃｍ以上、４０ｃｍ以下である上記第３の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第５の観点の発明は、前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１圧縮率を決定する圧縮率決定手段をさらに備えている上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第６の観点の発明は、前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ（on/off）、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記一部の領域のサイズ（size）を決定する領域サイズ決定手段をさらに備えている上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第７の観点の発明は、前記画像再構成手段が、前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、再構成された前記第１画像における画素値に基づいて、前記再構成領域における関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第８の観点の発明は、前記関心領域設定手段が、前記第１画像における画素値の大小または画素値の空間的な変化量の大小に基づいて、前記関心領域を設定する上記第７の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第９の観点の発明は、前記画像再構成手段が、前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、再構成された前記第１画像上で操作者により指定された領域を、前記再構成領域における関心領域に設定する関心領域設定手段と、前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第１０の観点の発明は、前記関心領域設定手段が、アイソセンタを含む所定領域より外側に前記関心領域を設定する上記第７の観点から第９の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第１１の観点の発明は、前記投影データの収集における前記Ｘ線源１回転当りのビュー数は、１５００以上である上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

上記観点の発明によれば、再構成領域において、空間分解能をより高くする必要性が低い領域に対しては、ビュー密度の低い投影データを用いて画像再構成し、その必要性が高い領域に対しては、ビュー密度の高い投影データを用いて画像再構成することができ、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができる。

第一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成ブロック（block）図である。第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャート（flowchart）である。ビュー圧縮なしの投影データの状態を説明するための概念図である。圧縮率＝２でのビュー圧縮を説明するための概念図である。圧縮率＝１．５でのビュー圧縮を説明するための概念図である。第一実施形態における、画像再構成に用いる投影データのビュー圧縮の圧縮率を定める基準領域を示す図である。第一実施形態における、再構成領域を画像再構成に用いる投影データの圧縮率別に分割する領域分割の第１例を示す図である。第一実施形態における、再構成領域を画像再構成に用いる投影データの圧縮率別に分割する領域分割の第２例を示す図である。スキャン（scan）計画で設定された各種条件に応じてビュー圧縮の圧縮率を調整する際の、各種条件と圧縮率の大きさとの対応関係を示す図である。スキャン計画で設定された各種条件に応じてビュー圧縮済みの投影データを用いて画像再構成する領域の大きさを調整する際の、各種条件とその領域の大きさとの対応関係を示す図である。第二実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。第二実施形態における、再構成領域を画像再構成に用いる投影データの圧縮率別に分割する領域分割の例を示す図である。

以下、図を参照して発明の実施形態について説明する。

（第一実施形態）
図１は、第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（console）１、撮影テーブル（table）１０、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、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ、ＣＴ画像などを記憶する記憶装置７とを具備している。

撮影テーブル１０は、被検体を載置して走査ガントリ２０のボア（bore）に対し搬入搬出するクレードル（cradle）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（motor）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、Ｘ線検出器２４と、データ収集部ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１などを回転させる回転部コントローラ（controller）２６と、制御信号などを操作コンソール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。

本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の構成は概ね上記の通りである。この構成のＸ線ＣＴ装置において、投影データの収集は例えば次のように行われる。

まず、被検体を走査ガントリ２０の回転部１５の空洞部に位置させた状態でｚ方向の位置を固定し、Ｘ線管２１からのＸ線ビームを被検体に照射し（Ｘ線の投影）、その透過Ｘ線をＸ線検出器２４で検出する。そして、この透過Ｘ線の検出を、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４を被検体の周囲で回転させて、投影角度すなわちビュー角度を変化させながら３６０度分の投影データ収集を行う。

検出された各透過Ｘ線は、ＤＡＳ２５でディジタル（digital）値に変換されて投影データとしてデータ収集バッファ５を介して操作コンソール１に転送される。この動作を１スキャンとよぶ。本例では、スキャン方式として、コンベンショナルスキャン（conventional
scan）またはアキシャルスキャン（axial scan）を想定するが、ヘリカルスキャン（helical scan）であってもよい。

操作コンソール１は、走査ガントリ２０から転送されてくる投影データを中央処理装置３の固定ディスク（disk）ＨＤＤに格納するとともに、例えば、所定の再構成関数と重畳演算を行い、逆投影処理により断層像を再構成する。ここで、操作コンソール１は、スキャン処理中に走査ガントリ２０から順次転送されてくる投影データからリアルタイム（real
time）に断層像を再構成し、常に最新の断層像をモニタ６に表示させることが可能である。さらに、固定ディスクＨＤＤに格納されている投影データを呼び出して改めて画像再構成を行わせることも可能である。

以下、第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れについて説明する。

図２は、第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに対応するプログラムは、固定ディスク（hard disk）ＨＤＤ等からなる記憶装置７にインストール（install）されている画像処理プログラムに含まれ、中央処理装置３によって実行されるものである。

ステップ（step）Ｓ１０１では、走査ガントリ２０のデータ収集系、すなわちＸ線管２１、Ｘ線検出器２４、ＤＡＳ２５により、被検体のスカウト像を取得する。例えば、Ｘ線管２１がクレードル１２に載置された被検体の真上または真横に位置するように回転部１５の角度位置を固定し、クレードル１２を水平移動させながら、被検体に線管２１からＸ線を照射する。このときＸ線検出器２４で得られた被検体の透過Ｘ線の検出信号を基に、被検体のサジタル透視像やコロナル透視像を、スカウト像として画像化して取得する。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で取得されたスカウト像を基に、スキャン計画を行う。スキャン計画では、ｚ方向スキャン範囲、再構成領域、スライス（slice）厚、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、再構成関数、Ｘ線焦点振動機能のオンオフなどを設定する。

再構成領域は、断層面（通常はｘｙ平面と平行な面、あるいは、被検体の体軸に垂直な面）において画像再構成を行う領域であり、ここでは、円領域とする。再構成関数は、操作者が、予め用意された複数の再構成関数の中から１つを選択して設定する。これら複数の再構成関数は、再構成される画像の画質、特に鮮鋭度（空間分解能）がそれぞれ異なっており、操作者が用途や自己の好みに応じて所望のものを選択する。Ｘ線焦点振動機能は、Ｘ線管２１におけるＸ線焦点の位置を高速に振動させながら投影データを収集する機能であり、ウォブル（Wobble）機能とも呼ばれる。この機能をオンにすると、１ビューに相当する短時間の間に、Ｘ線焦点がＸ線管２１における互いに異なる複数の所定位置のそれぞれに位置するときの複数の投影データ、すなわちＸ線パス（path）が互いに異なる複数の投影データを収集することができ、投影データのビュー数を実質的に増大させることができる。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２のスキャン計画で設定された撮影条件を基に、投影データを収集する。すなわち、走査ガントリ２０のデータ収集系、例えばＸ線管２１、Ｘ線検出器２４、ＤＡＳ２５等により、被検体の投影データをスリップリング（slip ring）３０経由で収集する。この投影データ収集では、ビュー密度、すなわちＸ線管２１の１回転（３６０度）当りのビュー数は、一般的なビュー数である１０００ビューより大きいビュー数とし、少なくとも１５００ビュー以上に設定する。本例では、一般的なビュー数の２倍に相当する、Ｘ線管１回転当り２０００ビューで投影データを収集するものとする。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で収集された投影データを、第１圧縮率α１と、第１圧縮率α１より小さい第２圧縮率α２とで、それぞれビュー圧縮する。本例では、第１圧縮率α１＝２、第２圧縮率α２＝１．５とする。

ここで、投影データのビュー圧縮とその圧縮率について説明する。図３，図４は、ビュー圧縮および圧縮率を説明するための概念図である。これらの図において、ＩＳＯはアイソセンタ（通常は走査ガントリ２０の空洞部の中心）、ＸＫはＸ線管２１の円軌道、ＸｂはＸ線管２１から照射されるファン（fan）状のＸ線ビーム、ＳＦＯＶは撮像可能領域である。また、黒丸は、実際の投影データ収集における各ビューに対応したビュー角度に位置するＸ線管２１を表しており、黒丸に隣接して付されている数字は、そのビュー角度位置に対応したビュー番号Ｖｉｅｗである。白丸は圧縮後の投影データにおける各ビューに対応したビュー角度に位置するＸ線管２１を概念的に表しており、白丸に隣接して付されている数字は、そのビュー角度位置に対応した圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’である。

ビュー圧縮する前では、図３に示すように、ビュー番号Ｖｉｅｗ＝１，２，３，・・・の投影データが、Ｘ線管２１の１回転当りに２０００ビュー分、収集されている。

ビュー圧縮は、実際に収集された投影データを、データ空間上でビュー方向に補間（重み付け加算）、間引き、平均化するなどして、隣接するビューの角度間隔を仮想的に広げ、Ｘ線管２１の１回転当りのビュー数を実際より少なくした投影データへと変換することをいう。また、圧縮率は、Ｘ線管２１の１回転当りのビュー数において、ビュー圧縮前である元のビュー数をビュー圧縮後のビュー数で除算した値である。

例えば、圧縮率α＝１．５の場合には、図４に示すように、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝０の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝０の投影データとし、圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝１の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝１，２の投影データを平均化した投影データとする。また、圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝２の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝３の投影データとし、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝３の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝４，５の投影データを平均化した投影データとする。このようにして、１．５ビュー分の投影データを１ビュー分の投影データに変換することで、圧縮率α＝１．５でのビュー圧縮が完了する。

また例えば、圧縮率α＝２の場合には、図５に示すように、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝０の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝０もしくは１の投影データ、または、これらの投影データを平均化した投影データとする。また、ビュー圧縮後のビュー番号Ｖｉｅｗ’＝１の投影データは、元のビュー番号Ｖｉｅｗ＝２もしくは３の投影データ、または、これらの投影データを平均化した投影データとする。このようにして、２ビュー分の投影データを１ビュー分の投影データに変換することで、圧縮率α＝２でのビュー圧縮が完了する。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２のスキャン計画で設定された再構成領域を、画像再構成に用いる投影データの圧縮率に応じて、複数の領域に分割する。

一般的に、画像再構成する際に逆投影可能な投影データの量は、アイソセンタＩＳＯに近い領域ほど多くなり、アイソセンタＩＳＯから遠い領域ほど少なくなる。そのため、アイソセンタＩＳＯに近い領域では、ビュー密度が通常より多い元の投影データを用いずとも、再構成画像において比較的高い空間分解能が得られる。そこで、このような領域については、ビュー圧縮済みの投影データを用いて画像再構成する。これにより、再構成画像において高い空間分解能を維持しつつ、逆投影する投影データの量を少なくして、画像再構成に要する時間を抑えることができる。一方、アイソセンタＩＳＯから遠い領域では、ビュー密度が通常通りの投影データを用いると、再構成画像における空間分解能が不足しがちになる。そこで、このような領域については、ビュー圧縮されていない元の投影データを用いて画像再構成する。これにより、画像再構成に要する時間は通常より長くなるが、逆投影する投影データの量を通常より増やすことができ、空間分解能の不足を防ぐことができる。

本例では、図６に示すように、撮像可能領域ＳＦＯＶの内側において、アイソセンタＩＳＯを中心とする同心円、すなわち直径Ｄ１の円Ｃ１と、直径Ｄ１より大きい直径Ｄ２の円Ｃ２とを定める。そして、撮像可能領域ＳＦＯＶのうち、円Ｃ１の内側の領域を第１基準領域Ｗ１とし、円Ｃ１より外側であり円Ｃ２より内側である領域を第２基準領域Ｗ２とし、円Ｃ２より外側である領域を第３基準領域Ｗ３とする。

再構成領域ＤＦＯＶは、上記第１〜第３基準領域Ｗ１〜Ｗ３に従って分割する。すなわち、再構成領域ＤＦＯＶと第１基準領域Ｗ１との重複領域を第１再構成領域ＷＦ１とし、再構成領域ＤＦＯＶと第２基準領域Ｗ２との重複領域を第２再構成領域ＷＦ２とし、再構成領域ＤＦＯＶと第３基準領域Ｗ３との重複領域を第３再構成領域ＷＦ３とする。なお、第１再構成領域ＷＦ１は、発明における「再構成領域の一部の領域」の一例であり、第１基準領域Ｗ１は、発明における「所定領域」の一例である。

第１再構成領域ＷＦ１は、アイソセンタＩＳＯに近い領域なので、この領域の画像再構成には、相対的に高い圧縮率である第１圧縮率α１でビュー圧縮された投影データＰＤ１を用いる。第２再構成領域ＷＦ２は、アイソセンタＩＳＯからの距離が中間的な領域なので、この領域の画像再構成には、相対的に低い第２圧縮率α２でビュー圧縮された投影データＰＤ２を用いる。また、第３再構成領域ＷＦ３は、アイソセンタＩＳＯから遠い領域なので、この領域の画像再構成には、ビュー圧縮されていない（圧縮率α＝１と考えることができる）、元の投影データＰＤ０が用いる。

なお、撮像可能領域ＳＦＯＶの直径が５０〔ｃｍ〕程度であれば、直径Ｄ１，Ｄ２は、１０〔ｃｍ〕〜４０〔ｃｍ〕が適当である。本例では、撮像可能領域ＳＦＯＶの直径を５０〔ｃｍ〕とし、直径Ｄ１＝１５〔ｃｍ〕、直径Ｄ２＝３０〔ｃｍ〕とする。

ここで、再構成領域ＤＦＯＶの領域分割の例を示す。

例えば、図７に示すように、再構成領域ＤＦＯＶが、アイソセンタＩＳＯを中心ＦＯとする直径Ｄ＝４０〔ｃｍ〕の円領域である場合には、再構成領域ＤＦＯＶは、第１基準領域Ｗ１と一致する第１再構成領域ＷＦ１と、第２基準領域Ｗ２と一致する第２再構成領域ＷＦ２と、第３基準領域Ｗ３から外側のドーナツ（doughnut）形状である一部の領域を除いた第３再構成領域ＷＦ３とに分割する。

また例えば、図８に示すように、再構成領域ＤＦＯＶが、アイソセンタＩＳＯから５〔ｃｍ〕離れた位置を中心ＦＯとする直径Ｄ＝２５〔ｃｍ〕の円領域である場合には、再構成領域ＤＦＯＶは、円Ｃ１の内側領域から三日月形状である一部の領域が欠けた第１再構成領域ＷＦ１と、再構成領域ＤＦＯＶから第１再構成領域ＷＦ１を除いた残りの三日月形状の領域である第２再構成領域ＷＦ２とに分割する。

ステップＳ１０６では、再構成領域ＤＦＯＶを、ステップＳ１０５で分割された領域ごとに、それぞれ対応する圧縮率でビュー圧縮された投影データまたは元の投影データを用いて画像再構成する。

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６でそれぞれ再構成された画像を合成して、再構成領域ＤＦＯＶに対応する合成画像を生成する。

ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で生成された合成画像を表示する。

このような第一実施形態によれば、再構成領域において、空間分解能をより高くする必要性が低い領域に対しては、ビュー密度の低い投影データを用いて画像再構成し、その必要性が高い領域に対しては、ビュー密度の高い投影データを用いて画像再構成することができ、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができる。

（第一変形例）
第一実施形態の第一変形例について説明する。この第一変形例では、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を一定とし、第１および第２圧縮率α１，α２を、スキャン計画で設定された撮影条件を基に調整する。

例えば図９（ａ）に示すように、設定された再構成関数の鮮鋭度が小さいほど大きくなり、その鮮鋭度が大きいほど小さくなるように、第１および第２圧縮率α１，α２を調整する。再構成関数の鮮鋭度が小さいと、画像再構成に用いる投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、第１および第２圧縮率α１，α２を大きくすることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。

また、図９（ｂ）に示すように、設定された管電流値が大きいほど大きくなり、その管電流値が小さいほど小さくなるように、第１および第２圧縮率α１，α２を調整する。管電流値が大きいと、Ｘ線管２１のＸ線焦点のサイズが大きくなり、画像再構成に用いる投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は結果的に低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、第１および第２圧縮率α１，α２を大きくすることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。

また、図９（ｃ）に示すように、Ｘ線焦点振動機能がオンに設定されているときには大きく、オフが設定されているときには小さくなるように、第１および第２圧縮率α１，α２を調整する。Ｘ線焦点振動機能をオンすると、収集される投影データのビュー密度が実質的に増える。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、第１および第２圧縮率α１，α２を大きくすることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。

（第二変形例）
第一実施形態の第二変形例について説明する。この第二変形例では、第１および第２圧縮率α１，α２を一定とし、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を、スキャン計画で設定された撮影条件を基に調整する。

例えば図１０（ａ）に示すように、設定された再構成関数の鮮鋭度が小さいほど大きくなり、その鮮鋭度が大きいほど小さくなるように、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を決定する円Ｃ１の直径Ｄ１および円Ｃ２の直径Ｄ２を調整する。再構成関数の鮮鋭度が小さいと、画像再構成に用いる投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、各円Ｃ１，Ｃ２の直径Ｄ１，Ｄ２を大きくして、高い圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成する領域を、アイソセンタから外側に向かって広げることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。

また、図１０（ｂ）に示すように、設定された管電流値が大きいほど大きくなり、その管電流値が小さいほど小さくなるように、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を決定する円Ｃ１の直径Ｄ１および円Ｃ２の直径Ｄ２を調整する。管電流値が大きいと、Ｘ線管２１のＸ線焦点のサイズが大きくなり、投影データの量を多くしても、再構成領域の全体的な空間分解能は結果的に低く抑えられる。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、各円Ｃ１，Ｃ２の直径Ｄ１，Ｄ２を大きくして、高い圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成する領域を、アイソセンタから外側に向かって広げることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。

また、図１０（ｃ）に示すように、Ｘ線焦点振動機能がオンに設定されているときには大きく、オフが設定されているときには小さくなるように、第１基準領域Ｗ１〜第３基準領域Ｗ３の範囲を決定する円Ｃ１の直径Ｄ１および円Ｃ２の直径Ｄ２を調整する。Ｘ線焦点振動機能をオンすると、収集される投影データのビュー密度が実質的に増える。そこで、このような場合には、画像再構成に用いる投影データの量が無駄に多くならないよう、各円Ｃ１，Ｃ２の直径Ｄ１，Ｄ２を大きくして、高い圧縮率で圧縮された投影データを用いて画像再構成する領域を、アイソセンタから外側に向かって広げることにより、画像再構成に用いる投影データの量を減らし、再構成時間の短縮化を図る。

（第二実施形態）
図１１は、第二実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２０１では、被検体のスカウト像を取得する。

ステップＳ２０２では、取得されたスカウト像を基にスキャン計画を行う。

ステップＳ２０３では、通常の２倍のビュー数で投影データを収集する。

ステップＳ２０４では、収集された投影データを第１圧縮率α１でビュー圧縮する。

ステップＳ２０５では、スキャン計画で設定された再構成領域ＤＦＯＶを、ステップＳ２０４でビュー圧縮された圧縮済投影データＰＤ１を用いて画像再構成し、例えば図１２に示すような、再構成領域ＤＦＯＶの第１画像Ｇ１を得る。

ステップＳ２０６では、第１画像Ｇ１における画素値に基づいて、例えば図１２に示すような関心領域ＲＯＩを設定する。

例えば、画素値が所定の閾値以上、あるいは所定の数値範囲内である画素により構成される領域を関心領域ＲＯＩに設定する。ここで、「閾値」や「数値範囲」は、細かい構造を持つことが多い所定の組織、例えば骨部に相当する画素値の下限値や範囲とする。これにより、高い空間分解能が要求される、構造の細かい所定の組織を関心領域ＲＯＩとして設定することができる。

また例えば、画素値の空間的な変化量（例えば、近接する画素間の画素値の差分）やばらつき度（例えば、局所領域における画素値の標準偏差）が所定の閾値以上となるような領域を関心領域ＲＯＩに設定する。これにより、高い空間分解能が要求される、エッジ成分や細かい構造部分を関心領域ＲＯＩとして設定することができる。

なお、関心領域ＲＯＩは、例えば、アイソセンタＩＳＯを中心とする直径Ｄ１の円Ｃ１より外側の領域に限定してもよい。アイソセンタＩＳＯに近い領域は、元々高い空間分解能で画像再構成されるので、圧縮される前の元の投影データで画像再構成する必要性が低いからである。また、関心領域ＲＯＩは、不連続な画素によって構成される領域であってもよい。

ステップＳ２０７では、設定された関心領域ＲＯＩを、圧縮前の元の投影データＰＤ０を用いて画像再構成する。

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０５で得られた再構成領域ＤＦＯＶの第１画像Ｇ１と、ステップＳ２０７で得られた関心領域ＲＯＩの画像とを重ねて合成し、第２画像Ｇ２を生成する。この合成は、第１画像Ｇ１に関心領域ＲＯＩの画像を単純に上書きしてもよいし、第１画像Ｇ１と関心領域ＲＯＩの画像とを重み付け加算してもよい。

ステップＳ２０９では、合成画像である第２画像Ｇ２を表示する。

このような第二実施形態によれば、空間分解能が低くなる領域すべてではなく、高い空間分解能が要求される部分的な領域のみを、圧縮していない元の投影データまたは低い圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成することができ、再構成画像の空間分解能と再構成時間とのバランスを最適化することができる。

なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更・追加等が可能である。

例えば、第二実施形態において、第１画像Ｇ１上で操作者が指定した所望の領域を、再構成領域における関心領域ＲＯＩに設定してもよい。

また、第二実施形態において、関心領域ＲＯＩについては、元の投影データＰＤ０ではなく、第１画像Ｇ１のときよりも小さい圧縮率でビュー圧縮された投影データを用いて画像再構成してもよい。

また、第一実施形態において、再構成領域ＤＦＯＶを、適用する投影データの圧縮率別に分割する際の分割領域の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、これらの分割領域は、同心円を境界とする領域である必要はない。特に第１基準領域Ｗ１は、円領域でなくてもよく、矩形領域などの多角形領域であってもよい。

また、上記実施形態においては、被写体として人体を想定しているが、もちろん動物や物体であってもよい。

また、発明は、医療用のＸ線ＣＴ装置に限定されず、産業用のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。

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…Ｘ線検出器
２５…データ収集部ＤＡＳ
２６…回転部コントローラ
２９…制御コントローラ
３０…スリップリング

Claims

被写体を挟むように対向して配置されているＸ線源および検出器と、
該Ｘ線源および検出器を前記被写体の周りに回転させて、前記被写体の複数ビューの投影データを収集するデータ収集手段と、
該データ収集手段により収集された投影データを用いて、断層面内の再構成領域を画像再構成する画像再構成手段とを備えているＸ線ＣＴ装置であって、
前記データ収集手段により収集された投影データをビュー方向に圧縮してビュー密度を減らすビュー圧縮手段をさらに備えており、
前記画像再構成手段は、前記再構成領域の一部の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により第１圧縮率で圧縮された投影データを用いて画像再構成し、前記再構成領域から前記一部の領域を除いた他の領域に対しては、前記ビュー圧縮手段により前記第１圧縮率よりも小さい第２圧縮率で圧縮された投影データおよび／または前記データ収集手段により収集された元の投影データを用いて画像再構成するＸ線ＣＴ装置。
前記一部の領域は、前記再構成領域とアイソセンタを含む所定領域との重複領域である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記所定領域は、前記アイソセンタを中心とする円領域である請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記円領域の直径は、１０ｃｍ以上、４０ｃｍ以下である請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記第１圧縮率を決定する圧縮率決定手段をさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記投影データ収集手段による投影データ収集中に前記Ｘ線源のＸ線焦点を振動させてビュー密度を実質的に増大させる機能のオンオフ、前記Ｘ線焦点の大きさ、および前記画像再構成手段による画像再構成に用いる再構成関数の鮮鋭度のうち少なくとも１つに基づいて、前記一部の領域のサイズを決定する領域サイズ決定手段をさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記画像再構成手段は、
前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、
再構成された前記第１画像における画素値に基づいて、前記再構成領域における関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、
前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記関心領域設定手段は、前記第１画像における画素値の大小または画素値の空間的な変化量の大小に基づいて、前記関心領域を設定する請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記画像再構成手段は、
前記第１圧縮率により圧縮された投影データを用いて前記再構成領域の第１画像を再構成する第１再構成手段と、
再構成された前記第１画像上で操作者により指定された領域を、前記再構成領域における関心領域に設定する関心領域設定手段と、
前記第２圧縮率により圧縮された投影データまたは前記元の投影データを用いて前記関心領域の画像を再構成する第２再構成手段と、
前記第１画像に前記関心領域の画像を合成して前記再構成領域の第２画像を生成する画像合成手段とを有している請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記関心領域設定手段は、アイソセンタを含む所定領域より外側に前記関心領域を設定する請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記投影データの収集における前記Ｘ線源１回転当りのビュー数は、１５００以上である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。