JP2014226321A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、再構成処理方法および再構成処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】操作者による操作なしに、Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させる処理を伴ってボリュームデータを再構成可能なＸ線ＣＴ装置を提供すること。
【解決手段】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線発生部１０５から発生されたＸ線を検出するＸ線検出部１１５と、Ｘ線検出部１１５からの出力に基づいて投影データを発生する投影データ発生部２００と、投影データに基づいて投影画像を発生する投影画像発生部３００と、投影画像における画素値に基づいて、投影画像において被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体の有無を判定する判定部４００と、投影画像にＸ線高吸収体があると判定された場合、Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、投影データに基づいてアーチファクト低減処理を伴って被検体のボリュームデータを再構成する再構成部５００と、を具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、再構成処理方法および再構成処理プログラムに関する。

被検体内に埋め込まれた金属は、被検体内の組織より多くＸ線を吸収する。このため、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャンにおいて、被検体内の金属を透過するレイに関するＸ線は、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置におけるＸ線検出器に検出可能な十分な量で到達しない。これにより、投影データは、画像再構成処理において不十分なものとなる。この結果、再構成された画像（以下、再構成画像と呼ぶ）において、メタルアーチファクトが発生する。図５は、再構成画像において、メタルアーチファクトを示す図である。

従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＣＴと呼ぶ）装置は、上記メタルアーチファクトを低減させるために、メタルアーチファクト低減（Ｍｅｔａｌ Ａｒｔｉｆａｃｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：以下、ＭＡＲと呼ぶ）処理を実行する機能を有する。ＭＰＲ処理は、投影データを用いた画像再構成処理とともに実行される。ＭＡＲ処理により、再構成画像におけるメタルアーチファクトは低減される。図６は、ＭＡＲ処理を実行することにより再構成された再構成画像を示す図である。ＭＡＲ処理は、順投影を伴う方法、デュアルエネルギーを用いる方法などがある。ＭＡＲ処理における演算負荷は、いずれの方法においても大きい。このため、ＭＡＲ処理を伴う画像再構成に要する時間は、ＭＡＲ処理を伴わない画像再構成に要する時間より長くなる。

また、ＭＡＲ処理を常時ＯＮにすると、再構成処理の速度が遅くなるため、結果として画像診断におけるワークフローが遅くなってしまう問題がある。したがって、一般的には、Ｘ線ＣＴ装置は、ＭＡＲ処理の実行に関するＯＮ／ＯＦＦスイッチを有する。操作者は、上記ＯＮ／ＯＦＦスイッチを操作することにより、ＭＡＲ処理の実行を任意に選択することができる。

しかしながら、人工関節などのＸ線吸収量が高い金属などが被検体内にある場合、操作者は、被検体に対してＸ線ＣＴスキャン及び画像再構成処理を実行することにより発生された再構成画像により、被検体内の金属の有無を判断する必要がある。次いで、操作者は、被検体内の金属の有無の判断に従って、ＭＡＲ処理の実行に関するＯＮ／ＯＦＦスイッチを操作する必要がある。すなわち、ＭＡＲ処理の実行の有無は操作者の判断に基づいて実行されるため、画像診断に関するワークフローが妨げられる問題がある。加えて、ＭＡＲ処理の実行は、画像再構成を２回行うことになるため、上記ワークフローはさらに遅延する問題がある。

目的は、操作者による操作なしに、Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を伴ってボリュームデータを再構成可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置、再構成処理方法および再構成処理プログラムを提供することにある。

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを発生する投影データ発生部と、前記投影データに基づいて、投影画像を発生する投影画像発生部と、前記投影画像における画素値に基づいて、前記投影画像において、前記被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体の有無を判定する判定部と、前記投影画像に前記Ｘ線高吸収体があると判定された場合、前記Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成する再構成部と、を具備することを特徴とする。

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す構成図である。 図２は、本実施形態に係り、投影画像（スキャノグラム）において、Ｘ線高吸収体（人工骨頭）の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係り、図２とは異なる投影画像において、Ｘ線高吸収体（脊椎固定ユニット）の一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係り、アーチファクト低減処理起動機能に関する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、従来の再構成画像において、メタルアーチファクトを示す図である。 図６は、従来に係り、ＭＡＲ処理を実行することにより再構成された再構成画像を示す図である。

以下、本Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＣＴと呼ぶ）装置（Ｘ線ＣＴ装置ともいう）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。

また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。また、入射Ｘ線を電荷に変化するメカニズムは、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と、Ｘ線によるセレン等の半導体内で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とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。

さらに、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転フレームに搭載したいわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態においては、従来からの一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれも適用可能である。多管球型である場合、複数の管球にそれぞれ印加される複数の管電圧は、それぞれ異なる（多管球方式）。ここでは、一管球型として説明する。

また、Ｘ線検出素子は、低エネルギーＸ線を検出する前面検出部分と、前面検出器の背面に設けられ、高エネルギーＸ線を検出する背面検出部分とを有する２層検出素子であってもよい。ここでは、説明を簡単にするため、Ｘ線検出器は、１層のＸ線検出素子であるものとする。

なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示している。本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台部１００、投影データ発生部２００、投影画像発生部３００、判定部４００、再構成部５００、記憶部６００、表示部７００、入力部８００、制御部９００を有する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、図示していないインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）を有していてもよい。Ｉ／Ｆは、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１を電子的通信回線（以下、ネットワークと呼ぶ）と接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システム、病院情報システム、他の医用画像診断装置などが接続される。

架台部１００には、図示していない回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転フレーム１０１と、回転軸Ｚを中心として回転自在に回転フレーム１０１を支持するフレーム支持機構と、回転フレーム１０１の回転を駆動する回転駆動部（電動機）１０３とを有する。

回転フレーム１０１には、後述する制御部９００による制御に従ってＸ線を発生するＸ線発生部１０５と、２次元アレイ型または多列型とも称されるＸ線検出部（以下、エリア検出器と呼ぶ）１１５と、データ収集回路（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと呼ぶ）１２１と、非接触データ伝送部１２３と、図示していない冷却装置及びガントリ制御装置などが搭載される。

回転駆動部１０３は、後述する制御部９００からの駆動信号に従って、所定の回転速度で回転フレーム１０１を回転させる。

Ｘ線発生部１０５は、高電圧発生器１０７と、Ｘ線管１０９とを有する。高電圧発生器１０７は、後述する制御部９００による制御の下で、スリップリング１１１を介して供給された電力を用いて、Ｘ線管１０９に印加する管電圧と、Ｘ線管１０９に供給する管電流とを発生する。なお、高電圧発生器１０７は、架台部１００の外部に設けられてもよい。このとき、高電圧発生器１０７は、スリップリング１１１を介して、管電圧をＸ線管１０９に印加し、管電流をＸ線管１０９に供給する。

Ｘ線管１０９は、高電圧発生器１０７からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、Ｘ線の焦点からＸ線を放射する。Ｘ線管１０９の前面のＸ線放射窓には、図示していないコリメータが設けられる。コリメータは、複数のコリメータ板を有する。複数のコリメータ板は、Ｘ線管１０９におけるＸ線の焦点から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム形（角錐形）に整形する。具体的には、複数のコリメータ板は、予め設定されたスライス厚の実測の投影データを得るためのコーン角を得るために、後述する制御部９００により駆動される。さらに、複数のコリメータ板のうち少なくとも２枚のコリメータ板（以下、コーン角コリメータと呼ぶ）は、コーン角に関する開口幅を、制御部９００による制御のもとで独立に駆動される。

Ｘ線の放射範囲は、図１において点線１１３で示されている。Ｘ軸は、回転軸Ｚと直交し、鉛直方向上向きの直線である。Ｙ軸は、Ｘ軸および回転軸Ｚと直交する直線である。

エリア検出器１１５は、被検体を透過したＸ線を検出する。エリア検出器１１５は、回転軸Ｚを挟んでＸ線管１０９に対向する位置およびアングルで、回転フレーム１０１に取り付けられる。エリア検出器１１５は、複数のＸ線検出素子を有する。ここでは、単一のＸ線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Ｚに直交し、かつ放射されるＸ線の焦点を中心として、この中心から１チャンネル分のＸ線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向（チャンネル方向）とスライス方向との２方向に関して２次元状に配列される。２次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。

このような２次元状のＸ線検出素子配列を有するエリア検出器１１５は、略円弧方向に１次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。また、エリア検出器１１５は、複数のＸ線検出素子を１列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に１次元状に配列される。以下、スライス方向に並ぶＸ線検出素子の数を列数と呼ぶ。

被検体に対するＸ線撮影又はＸ線コンピュータ断層撮影に関するスキャン（以下、ＣＴスキャンと呼ぶ）に際しては、Ｘ線管１０９とエリア検出器１１５との間の円筒形の撮影領域１１７内に、被検体が天板１１９に載置され挿入される。エリア検出器１１５の出力には、データ収集回路（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと呼ぶ）１２１が接続される。

具体的には、被検体に対するＣＴスキャンの前に、ＣＴスキャンにおける撮影範囲（ＣＴスキャンの開始位置および終了位置）の位置決め、およびＣＴスキャンにおける撮影条件などの設定のためのスキャン（以下、位置決めスキャンと呼ぶ）が実行される。位置決めスキャンにおいて、Ｘ線管１０９の位置、すなわち所定のビュー角でＸ線管１０９を固定するために、回転フレーム１０１は、固定状態にされる。位置決めスキャンは、Ｘ線管１０９の位置を固定した状態で、天板１１９に載置され撮影領域１１７内を移動される被検体に対して実行するスキャンである。

位置決めスキャンの後、ＣＴスキャン（以下、本スキャンと呼ぶ）が実行される。本スキャンの実行前に、後述する入力部８００を介して本スキャンの撮影範囲および撮影条件などが入力される。本スキャン時において、被検体は、天板１１９に載置されて撮影領域１１７内に移動される。

ＤＡＳ１２１には、エリア検出器１１５の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。ＤＡＳ１２１は、後述する制御部９００による制御のもとで、積分器における積分間隔をスキャンに応じて変更する。ＤＡＳ１２１から出力されるデータ（純生データ（ｐｕｒｅ ｒａｗ ｄａｔａ））は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部１２３を経由して、後述する投影データ発生部（前処理部ともよばれる）２００に伝送される。

投影データ発生部２００は、ＤＡＳ１２１から出力された純生データに基づいて、投影データを発生する。具体的には、投影データ発生部２００は、純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、Ｘ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。投影データ発生部２００から出力された再構成処理直前のデータ（生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）または、投影データと称される、ここでは投影データと呼ぶ）は、データ収集したときのビュー角と関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた記憶部６００に記憶される。

ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集および補間したビュー角が同一であって、コーン角により規定される複数のチャンネルわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、Ｘ線管１０９が回転軸Ｚを中心として周回する円軌道の各位置を、例えば、回転軸Ｚから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を０°として３６０°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。

投影画像発生部３００は、位置決めスキャンにおいて、投影データ発生部２００により発生された投影データ（投影データセット）に基づいて、投影画像を発生する。投影画像は、Ｘ線管の位置、すなわち所定のビュー角からの平面透過像に対応する。投影画像発生部３００は、発生した投影画像を、後述する判定部４００および表示部７００に出力する。投影画像は、例えば、スキャンノグラム、スキャノ、スカウトビュー、透視画像とも呼ばれる。

判定部４００は、投影画像における複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値に基づいて、投影画像においてＸ線高吸収体の有無を判定する。Ｘ線高吸収体は、被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有する。具体的には、Ｘ線高吸収体とは、例えば、金属である。投影画像におけるＸ線高吸収体は、例えば、金属（チタン、チタン合金、コバルトクロム合金など）により形成される人工骨頭、プレート、ねじ、ロッド、脊椎固定ユニットなどである。Ｘ線高吸収体（金属）の輝度値は、投影画像において、周辺画素の輝度値と比べて非常に高くなる。

判定部４００は、具体的には、投影画像において、第１の閾値を超える画素値を有する画素数を計数する。第１の閾値とは、例えば、投影画像において、被検体のいずれの組織の画素値より大きく、いずれのＸ線高吸収体の画素値より小さい値に設定される。すなわち、判定部４００により計数される画素値の総数（総和）は、投影画像上において、Ｘ線高吸収体が存在する領域に対応する。なお、判定部４００は、投影画像において、第１の閾値を超える画素値を有する画素による面積を計数してもよい。

次いで、判定部４００は、計数された画素数が第２の閾値を超えている否かを判定する。第２の閾値は、例えば、任意の形態のＸ線高吸収体に対する投影画像のうち、最も小さい投影画像に対応する画素数である。なお、判定部４００は、計数された面積が第２の閾値を超えているか否かを判定する。このとき、第２の閾値は、例えば、任意の形態のＸ線高吸収体に対する投影画像のうち、最も小さい投影画像に対応する面積である。

計数された画素数または計数された面積が第２の閾値を超えている場合、判定部４００は、投影画像上にＸ線高吸収体があると判定する（以下、高吸収体有り判定と呼ぶ）。計数された画素数または計数された面積が第２の閾値以下である場合、判定部４００は、投影画像上にＸ線高吸収体がないと判定する（以下、高吸収体無し判定と呼ぶ）。判定部４００は、投影画像上における高吸収体の有無に対応する判定結果を、後述する再構成部５００に出力する。

なお、判定部４００による投影画像上におけるＸ線高吸収体の有無の判定は、上記画素値の総数または面積を用いた方法に限定されない。すなわち、判定部４００による投影画像上におけるＸ線高吸収体の有無の判定は、どのような判定方法を用いてもよい。判定部４００は、図示していないメモリを有する。メモリは、第１の閾値および第２の閾値を記憶する。なお、メモリには、投影画像におけるＸ線高吸収体の有無を判定するプログラムを記憶してもよい。

図２は、投影画像（スキャノグラム）において、Ｘ線高吸収体（人工骨頭）の一例を示す図である。図３は、図２とは異なる投影画像において、Ｘ線高吸収体（脊椎固定ユニット）の一例を示す図である。図２および図３に示すように、投影画像において、Ｘ線高吸収体は、被検体の組織に関する画素の画素値（輝度値）に比べて高い画素値（輝度値）を有する。このため、投影画像において、Ｘ線高吸収体の有無の判定が可能となる。

判定部４００により判定された判定結果が高吸収体無し判定である場合、再構成部５００は、以下のようにして、被検体の撮影範囲に対応するボリュームを再構成する。

再構成部５００は、ビューアングルが３６０°又は１８０°＋ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、再構成領域に関する略円柱形の３次元画像（ボリュームデータ）を再構成する機能を有する。再構成部５００は、例えばファンビーム再構成法（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ともいう）またはフィルタード・バックプロジェクション法により２次元画像（断層画像）を再構成する機能を有する。フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法である。フェルドカンプ法は、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。

再構成部５００は、判定部４００による判定結果と、本スキャンに関する投影データセットとに基づいて、被検体に対する撮影範囲に対応するボリュームデータを発生する。具体的には、判定部４００により判定された判定結果が高吸収体有り判定である場合、再構成部５００は、以下のようにして、被検体の撮影範囲に対応するボリュームを再構成する。

再構成部５００は、Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動する。上記アーチファクト低減処理とは、例えば、金属などのＸ線高吸収体に起因する金属アーチファクトを低減する金属アーチファクト低減（Ｍｅｔａｌ Ａｒｔｉｆａｃｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：以下、ＭＡＲと呼ぶ）処理である。再構成部５００は、本スキャンに関する投影データセットに基づいて、ＭＡＲ処理を伴って、ボリュームデータ再構成する。

具体的には、例えば、再構成部５００は、投影データセットに基づいて、ボリュームデータを再構成する。再構成部５００は、ＭＡＲ処理によりボリュームデータにおけるＸ線高吸収体に関する領域（以下、高吸収体ボクセル領域と呼ぶ）を特定する。再構成部５００は、ボリュームデータに対して順投影を実行することにより順投影データを発生する。再構成部５００は、高吸収体ボクセル領域に基づいて、順投影データにおける高吸収体の領域（以下、高吸収体順投影領域と呼ぶ）を特定する。再構成部５００は、高吸収体順投影領域の近傍の領域（以下、近傍領域と呼ぶ）に含まれる投影データに基づいて、高吸収体順投影領域の順投影データを補正する。この補正は、高吸収体順投影領域の順投影データを、近傍領域の投影データに置換してもよいし、近傍領域の投影データを用いて適当な補間により置換してもよい。再構成部５００は、補正された順投影データセットを用いて、ボリュームデータを、再度再構成する。なお、上記ＭＡＲ処理を伴った再構成処理は、適宜繰り返し実行してもよい。

再構成部５００は、ＭＡＲ処理を伴って再構成されたボリュームデータに基づいて、任意断面（例えば、直交３断面（アキシャル像、サジタル像、コロナル像）、任意断面のＭＰＲ（ＭｕｌｔｉＰｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像など）の再構成画像を発生する。再構成部５００は、発生した再構成画像を後述する表示部７００などに出力する。

記憶部６００は、再構成部５００で再構成された医用画像（以下、再構成画像と呼ぶ）、複数の投影データセットなどを記憶する。記憶部６００は、後述する入力部８００により入力された操作者の指示、画像処理の条件、撮影条件などの情報を記憶する。記憶部６００は、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために、架台部１００、寝台などを制御する制御プログラムを記憶する。

表示部７００は、再構成部５００で再構成された医用画像、投影画像（スキャノ像）、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために設定されるスキャン条件および再構成処理に関する再構成条件などを入力するための入力画面などを表示する。表示部７００は、投影画像上に本スキャンにおける撮影範囲を表示する。

入力部８００は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、後述する制御部９００などに出力される。入力部８００は、図示しないが、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部８００は、被検体に対するスキャンの開始位置および撮影条件等を決めるための撮影（位置決めスキャン）により発生され、表示された投影画像に対して、本スキャンの撮影範囲を入力する。

入力部８００は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部９００に出力する。なお、入力部８００は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部８００は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理で、操作者によりタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部９００に出力する。

図示していない寝台は、天板１１９と、天板１１９をＺ方向に沿って移動可能に支持する図示していない支持フレームと、天板１１９および寝台を駆動する図示していない駆動部とを有する。駆動部は、操作者の指示による入力に応じて、寝台を上下動させる。駆動部は、入力部８００により入力された撮影プランに応じて、天板１１９をＺ方向に沿って移動させる。

制御部９００は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。制御部９００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）とメモリとを備える。制御部９００は、図示していないメモリに記憶された検査スケジュールデータと制御プログラムとに基づいて、被検体に対するＸ線コンピュータ断層撮影のために高電圧発生器１０７、および架台部１００などを制御する。具体的には、制御部９００は、入力部８００などから送られてくる操作者の指示などを、一時的に図示していないメモリに記憶する。制御部９００、メモリに一時的に記憶された情報に基づいて、高電圧発生器１０７、および架台部１００などを制御する。制御部９００は、所定の画像発生・表示等を実行するための制御プログラムを、記憶部６００から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・処理等を実行する。

（アーチファクト低減処理起動機能）
アーチファクト低減処理起動機能とは、位置決めスキャンにより発生された投影画像の画素値に基づいて投影画像においてＸ線高吸収体の有無を判定し、高吸収体有り判定である場合、アーチファクト低減処理（ＭＡＲ処理）を起動して、ボリュームデータを再構成する機能である。以下、アーチファクト低減処理起動機能に関する処理について説明する。

図４は、アーチファクト低減処理起動機能に関する処理の手順の一例を示すフローチャートである。
位置決めスキャンにより投影画像が発生される（ステップＳａ１）。投影画像が、表示部７００に表示される。表示された投影画像において、本スキャンにおける撮影範囲が入力される（ステップＳａ２）。投影画像における画素値に基づいて、Ｘ線高吸収体の有無が判定される（ステップＳａ３）。

投影画像において、Ｘ線高吸収体があれば（ステップＳａ４）、ＭＡＲ処理が起動される（ステップＳａ５）。次いで、本スキャンが実行される（ステップＳａ６）。このとき、本スキャンに関する投影データセットが発生される。投影データセットに基づいて、ＭＡＲ処理を伴って、ボリュームデータが再構成される（ステップＳａ７）。

投影画像において、Ｘ線高吸収体がなければ（ステップＳａ４）、ＭＡＲ処理は、起動されない。次いで、本スキャンが実行される（ステップＳａ８）。このとき、本スキャンに関する投影データセットが発生される。投影データセットに基づいて、ＭＡＲ処理を伴わずに、ボリュームデータが再構成される（ステップＳａ９）。

ボリュームデータに基づいて、再構成画像が発生される。発生された再構成画像が、表示部７００に表示される（ステップＳａ１０）。

（変形例）
本実施形態との相違は、判定部４００におけるＸ線高吸収体の有無の判定方法が異なることにある。本変形例における構成は実施形態と同一なため、本変形例の構成図は省略する。

判定部４００は、投影画像に対して、エッジ検出処理を実行する。エッジ検出処理とは、例えば、ラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）オペレータ、ソーベル（Ｓｏｂｅｌ）オペレータ、グラディエント（ｇｒａｄｉｅｎｔ：勾配）オペレータ、ラプラシアンガウシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ Ｇａｕｓｓｉａｎ）オペレータなどの各種エッジ検出オペレータ（差分オペレータ）を用いたフィルタ処理である。判定部４００は、エッジ検出に係るこれらのオペレータを用いることにより、投影画像におけるエッジ画像を発生する。判定部４００は、エッジ画像において、（エッジ領域の）画素値が所定の閾値を超えているか否かを判定する。

エッジ画像における画素値が所定の閾値を超えている場合、判定部４００は、高吸収体有り判定として判定する。また、エッジ画像における画素値が所定の閾値を超えていない場合、判定部４００は、高吸収体無し判定として判定する。判定部４００は、判定結果（高吸収体有り判定または高吸収体無し判定）を再構成部５００に出力する。

本変形例によるアーチファクト低減処理起動機能およびアーチファクト低減処理起動機能に関する処理は、実施形態と同様なため、説明は省略する。

本実施形態および本変形例によれば、位置決めスキャンにより発生された投影画像におけるＸ線高吸収体（金属）の有無を判定、すなわち投影画像上におけるＸ線高吸収体の検出を実行することができる。上記判定または検出は、投影画像上におけるＸ線高吸収体（金属）に対応する領域の抽出ではなく、Ｘ線高吸収体（金属）の有無の確認（検出）のための処理である。このため、本実施形態および変形例においては、きわめて簡単かつ自由度の高い設計が可能となる。

一般に、投影画像（スキャノグラム像）におけるＸ線高吸収体（金属）は、１．非常に高い輝度値、２．急峻に変化するエッジという２つの特徴を有する。本実施形態および本変形例における判定部４００は、上記１．と上記２．との特徴に従って、Ｘ線高吸収体を検出する画像解析処理を、任意に設計可能である。

本実施形態は、上記１の輝度値が非常に高い特性を用いてＸ線高吸収体の有無を判定する。また、本変形例は、上記２のエッジが吸収という特性を用いてＸ線高吸収体の有無を判定する。なお、上記１．および上記２．の両方の特性を用いて、投影画像におけるＸ線高吸収体の有無の判定に対するロバスト（Ｒｏｂｕｓｔ：頑強）性を向上させることも可能である。また、投影画像においてＸ線高吸収体を検出する処理は、上記実施形態および上記変形例に限定されず、Ｘ線高吸収体（金属）が検出できれば、どのような方法であってもよい。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、操作者による操作なしに、Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を伴ってボリュームデータを再構成することができる。具体的には、本実施形態は、位置決めスキャンにより発生された投影画像に基づいてＭＡＲ処理のようなアーチファクト低減処理のＯＮまたはＯＦＦを操作者の指示を介さずに自動的に決定することができる。投影画像上にＸ線高吸収体があると判定された場合、本実施形態は、ＭＡＲ処理を伴って、ボリューデータを再構成することができる。すなわち、本実施形態は、投影画像の画素値に基づいて、投影画像上のＸ線高吸収体の有無を判定し、Ｘ線高吸収体が投影画像上にあれば、ＭＡＲ処理を伴ってボリュームデータを再構成することができる。

これらのことから、本実施形態および本変形例は、操作者によるＭＡＲ処理のＯＮ／ＯＦＦの指定の必要なしに、撮影および再構成を実行することができる。以上のことから、本実施形態によれば、撮影及び再構成に関するワークフローが簡素化され、診断効率が向上する。

加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行する再構成処理プログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、１００…架台部、１０１…回転フレーム、１０３…回転駆動部（電動機）、１０５…Ｘ線発生部、１０７…高電圧発生器、１０９…Ｘ線管、１１１…スリップリング、１１３…Ｘ線の放射範囲、１１５…Ｘ線検出部（エリア検出器）、１１７…撮影領域、１１９…天板、１２１…データ収集回路（ＤＡＳ）、１２３…非接触データ伝送部、２００…投影データ発生部（前処理部）、３００…投影画像発生部、４００…判定部、５００…再構成部、６００…記憶部、７００…表示部、８００…入力部、９００…制御部

Claims (9)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
   前記Ｘ線発生部から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線検出部からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを発生する投影データ発生部と、
   前記投影データに基づいて、投影画像を発生する投影画像発生部と、
   前記投影画像における画素値に基づいて、前記投影画像において前記被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体の有無を判定する判定部と、
   前記投影画像に前記Ｘ線高吸収体があると判定された場合、前記Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成する再構成部と、
   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。
2. 前記Ｘ線高吸収体は金属であって、
   前記アーチファクト低減処理は、前記金属に起因する金属アーチファクトを低減する処理であること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記投影画像発生部は、
   前記被検体に対する本スキャンの撮影範囲の位置決めのための位置決めスキャンにより発生された投影データに基づいて、前記投影画像を発生し、
   前記再構成部は、
   前記被検体に対する前記本スキャンにより発生された投影データに基づいて、前記ボリュームデータを再構成すること、
   を特徴とする請求項２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 前記判定部は、
   前記投影画像において、第１の閾値を超える画素値の総数が第２の閾値をこえるとき、前記投影画像上に前記Ｘ線高吸収体があると判定すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記判定部は、
   前記投影画像において、第１の閾値を超える画素値の総和が第２の閾値をこえるとき、前記投影画像上に前記Ｘ線高吸収体があると判定すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記判定部は、
   前記投影画像に対するエッジ検出処理により発生されたエッジ画像におけるエッジ領域の画素値と所定の閾値とに基づいて、前記Ｘ線高吸収体の有無を判定すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記再構成部は、
   前記投影画像上に前記Ｘ線高吸収体がないと判定された場合、前記Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動せずに、前記投影データに基づいて前記被検体のボリュームデータを再構成すること、
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 被検体に対する本スキャンの撮影範囲の位置決めのための位置決めスキャンにより投影画像を発生し、
   前記投影画像における画素値に基づいて、前記投影画像において前記被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体の有無を判定し、
   前記投影画像に前記Ｘ線高吸収体があると判定された場合、前記Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、
   前記被検体に対する前記本スキャンにより投影データを発生し、
   前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成すること、
   を具備することを特徴とする再構成処理方法。
9. コンピュータに、
   被検体に対する本スキャンの撮影範囲の位置決めのための位置決めスキャンにより投影画像を発生させ、
   前記投影画像における画素値に基づいて、前記投影画像において前記被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体の有無を判定させ、
   前記投影画像に前記Ｘ線高吸収体があると判定された場合、前記Ｘ線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動させ、
   前記被検体に対する前記本スキャンにより投影データを発生させ、
   前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成させること、
   を具備することを特徴とする再構成処理プログラム。

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