JP2015131135A - コンピュータ断層撮影装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、リアルタイムに再構成される断層画像データの画質を向上すること。
【解決手段】 Ｘ線を曝射するＸ線管と、天板に載置された被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管を前記被検体の周囲に回転させながら前記天板を連続的に移動させるヘリカルスキャンを行うスキャン部と、前記スキャン部による前記Ｘ線管と前記被検体とのスキャン移動中に、前記Ｘ線検出器の出力信号から取得される投影データに対してヘリカル補間を行って投影データを前記天板の移動方向に補間処理する補間処理部と、前記補間処理部により補間処理された前記投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成する再構成部と、所定の再構成条件に基づく、前記天板の移動方向における位置に対応する前記断層画像データを表示する表示部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、患者等の被検体の周囲にＸ線管を回転させながら被検体をその軸方向に移動させてスキャンするときに、スキャン位置の確認用にリアルタイムに再構成して断層画像データを表示するコンピュータ断層撮影装置及びその方法に関する。

コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と称する）では、患者等の被検体を寝台上に載置し、この被検体の周囲にＸ線管を回転させながらスキャンを行っている。このスキャンは、例えば図９に示すようにＸ線管１をらせん状に回転させる、すなわち患者等の被検体を寝台上に載せ、この被検体の周囲にＸ線管１を回転させながら寝台をＺ軸方向（被検体の軸方向）に移動させて投影データを収集するヘリカルスキャンが行われる。

Ｘ線ＣＴ装置では、スキャン位置を確認するためにリアルタイムに再構成して断層画像データを表示することが行われる。この断層画像データの再構成では、Ｘ線管１を被検体の周囲にらせん状に回転させたときに、１回転分に相当する投影データを１つの円軌道ａ上のデータと見做して再構成して断層画像データを取得している。なお、リアルタイムに再構成して断層画像データを表示する技術としては、例えば特許文献１がある。

ヘリカルスキャンでは、被検体に対してＸ線管１をらせん状に移動させるので、ある再構成面上に存在する投影データが１つ存在するだけで、その他の投影データはＺ軸方向に連続的にばらついて存在している。従って、ヘリカルスキャンにより収集される投影データは、１つの円軌道ａ上のデータとは相違しており、寝台のＺ軸方向（被検体の軸方向）の移動量を考慮したデータとなっていない。

ところで、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器は、複数のＸ線検出素子をライン状に配置し、このライン状の素子列を複数列配列して構成される。このライン状の素子列は、数列例えば１列、４列等であったが、現在は３２列乃至６４列の多列に構成されている。
しかるに、ヘリカルスキャンにより収集される投影データを再構成して断層画像データを取得する場合、Ｘ線検出器が数列で構成され、又寝台の移動速度が遅ければ、投影データを１つの円軌道ａ上のデータと見做して再構成して断層画像データを取得しても、この断層画像データの画質を低下させずに表示することが可能であった。

特許第３３３３４９３号公報

しかしながら、現在のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器が多列に構成され、かつ寝台の移動速度が高速化し、ヘリカルスキャンにより収集される投影データのピッチの高ピッチしている。このような現在のＸ線ＣＴ装置に対してスキャン位置を確認するために、Ｘ線管１を被検体の周囲にらせん状に回転させたときの１回転分に相当する投影データを１つの円軌道ａ上のデータと見做して再構成して断層画像データを取得すると、当該断層画像データには、アーチファクトの発生が多くなり、リアルタイムに再構成される断層画像データの表示を観察してのスキャン時の位置の確認が難しい状態になる。

本発明の目的は、リアルタイムに再構成される断層画像データの画質を向上できるコンピュータ断層撮影装置及びその方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載のコンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、天板に載置された被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管を前記被検体の周囲に回転させながら前記天板を連続的に移動させるヘリカルスキャンを行うスキャン部と、前記スキャン部による前記Ｘ線管と前記被検体とのスキャン移動中に、前記Ｘ線検出器の出力信号から取得される投影データに対してヘリカル補間を行って投影データを前記天板の移動方向に補間処理する補間処理部と、前記補間処理部により補間処理された前記投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成する再構成部と、所定の再構成条件に基づく、前記天板の移動方向における位置に対応する前記断層画像データを表示する表示部とを具備する。

本発明の請求項９に記載のコンピュータ断層撮影方法は、Ｘ線管を天板に載置された被検体の周囲に回転させながら前記天板を連続的に移動させるヘリカルスキャンを行い、前記Ｘ線管と前記被検体とのスキャン移動中に、前記被検体を透過した前記Ｘ線をＸ線検出器により検出して取得される投影データに対してヘリカル補間を行って投影データを前記天板の移動方向に補間処理し、前記補間処理された前記投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成し、所定の再構成条件に基づく、前記天板の移動方向における位置に対応する前記断層画像データを表示部に表示する。

本発明によれば、リアルタイムに再構成される断層画像データの画質を向上できるコンピュータ断層撮影装置及びその方法を提供できる。

本発明に係るコンピュータ断層撮影装置の一実施の形態を示す構成図。 同装置における診断動作フローチャート。 同装置におけるリアルタイム再構成のフローチャート。 同装置によるリアルタイム再構成の可能な位置を示す摸式図。 同装置におけるヘリカル補間の概念を示す図。 同装置によりディスプレイ等の表示装置に表示された被検体の断層画像データと従来の手法により取得した断層画像データとの比較を示す摸式図。 同装置によるヘリカルスキャン時に寝台速度を可変したときの２次元のＸ線検出器の列数を示す図。 同装置における心電同期ヘリカルスキャンのタイミング図。 従来のヘリカルスキャンによる再構成を示す図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はコンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）の構成図を示す。このＸ線ＣＴ装置は、架台装置１と、操作コンソール２と、寝台装置３とを備える。寝台装置３には、天板４がＺ軸方向にスライド移動可能に設けられている。この天板４上には、患者等の被検体Ｐが載置される。
架台装置１には、Ｘ線管１０と２次元のＸ線検出器１１とが対向配置されている。なお、これらＸ線管１０と２次元のＸ線検出器１１との間に被検体Ｐが配置される。又、Ｘ線管１０の前面側には、絞り１２等が設けられている。又、架台装置１には、高圧発生部１３と、絞り駆動装置１４と、回転駆動装置１５と、データ収集部（ＤＡＳ）１６と、架台制御部１７とが備えられている。

Ｘ線管１０は、高圧発生部１３からの高電圧の印加によりＸ線を曝射する。絞り１２は、絞り駆動装置１４の駆動により絞り径が可変し、Ｘ線管１０から曝射されたＸ線量を調節する。
Ｘ線検出器１１は、Ｘ線管１０から曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、このＸ線量に応じた電気信号を出力する。このＸ線検出器１１は、複数のＸ線検出素子をライン状に配置し、このライン状の素子列を複数列配列して構成される。このライン状の素子列は、例えば３２列乃至６４列の多列に構成されている。

Ｘ線管１０とＸ線検出器１１とは、回転駆動装置１５により被検体Ｐの周囲に連続して回転移動する。これにより、Ｘ線管１０は、例えば円の移動軌跡Ｔ上に沿って回転移動する。この場合、Ｘ線管１０とＸ線検出器１１とは、１つの円の移動軌跡Ｔ上を繰り返して連続して回転移動する。
データ収集部１６は、Ｘ線検出器１１の各Ｘ線検出素子から出力される各電気信号を収集してデジタル変換し、収集データとして操作コンソール２に送る。

架台制御部１７は、寝台装置３と、高圧発生部１３と、絞り駆動装置１４と、回転駆動装置１５と、データ収集部（ＤＡＳ）１６とをそれぞれ制御するもので、Ｘ線管１０からＸ線を曝射させ、かつＸ線管１０とＸ線検出器１１とを１つの円の移動軌跡Ｔ上に繰り返して連続して回転移動させると共に、寝台装置３の天板４をＺ軸方向にスライド移動させることによりヘリカルスキャンさせる。しかるに、Ｘ線管１０と、Ｘ線検出器１１と、回転駆動装置１５と、寝台装置３とによりスキャン部が構成される。

一方、操作コンソール２は、当該操作コンソール２内のＣＰＵによるプログラムの実行によりスキャン条件設定や、スキャン、診断、撮影画像の画像処理、断層画像データの管理等の操作を行うためのユーザインタフェースであって、入力装置２０と、コンソール制御部２１と、前処理部２２と、投影データ記憶部２３と、再構成処理部２４と、補間処理部２５と、画像記憶部２６と、画像処理部２７と、表示装置２８とを有する。

入力装置２０は、ユーザによるスキャン条件設定や、スキャン、診断、撮影画像の画像処理、断層画像データの管理等の操作を受ける。
コンソール制御部２１は、入力装置２０からの操作入力を受けると、この操作入力に応じて前処理部２２と、投影データ記憶部２３と、再構成処理部２４と、補間処理部２５と、画像記憶部２６と、画像処理部２７と、表示装置２８とを動作制御し、かつ架台制御部１７に動作指令を発する。

前処理部２２は、データ収集部１６からの収集データを再構成可能な投影データに処理する。
投影データ記憶部２３は、前処理部２２により処理された投影データを記憶する。
再構成処理部２４は、投影データ記憶部２３に記憶された投影データを読み取り、この読み取った投影データに基づいて被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに再構成する。この再構成処理部２４は、補間処理部２５を有する。この補間処理部２５は、Ｘ線管１０の回転移動と被検体ＰのＺ軸方向への移動とによるヘリカルスキャン中に、Ｘ線検出器１１の出力信号から取得される投影データをヘリカルスキャンの移動方向と同一方向、すなわち被検体Ｐの軸方向（Ｚ軸方向）に補間処理すなわちヘリカル補間を行う。

しかるに、補間処理部２５は、投影データに対してヘリカル補間を行って当該投影データを被検体Ｐの軸方向と同一方向に補間処理する。このヘリカル補間は、例えばファンビームヘリカル補間の方式、又はコーンビームヘリカル補間の方式により行う。コーンビームヘリカル補間の場合、ファンビーム再構成に比べて演算量が多くなるが、被検体Ｐの断層画像データの画質は向上し、かつＸ線検出器１１の端の列から再構成を行うことができる。又、補間処理部２５は、投影データに対してヘリカル補間として例えば再構成したい位置での任意角度のデータを同じＸ線透過経路の異なる位置のデータにより補間で求める線形補間法を用いる。

又、再構成処理部２４は、リアルタイムに再構成する最初の断層画像データと最後の断層画像データとを調節可能である。
再構成処理部２４は、投影データに対する間引きを行い、この間引きの行われた投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成する。間引き処理は、例えばビュー（Ｖiew）間引き、列間引き等である。
画像記憶部２６は、再構成処理部２４によってリアルタイムに再構成された被検体Ｐの断層画像データを記憶する。

画像処理部２７は、画像記憶部２６に記憶されている被検体Ｐの断層画像データを表示装置２８で表示しやすい形式の表示データに処理する。
表示装置２８は、例えば液晶ディスプレイ等を有し、画像処理部２７により処理された表示データを液晶ディスプレイ等に表示出力する。
しかるに、Ｘ線管１０とＸ線検出器１１とを連続的に被検体Ｐの周囲に回転させながら寝台装置３の天板４をＺ軸方向にスライド移動するヘリカルスキャンを行い、このヘリカルスキャン中に、補間処理部２５は、Ｘ線検出器１１の出力信号から取得される投影データをスキャン移動方向と同一方向に補間処理し、再構成処理部２４は、補間処理された投影データに基づいて断層画像データを再構成処理部２４によりリアルタイムに再構成して表示装置２８に表示するものとなる。このとき、再構成処理部２４により再構成された断層画像データを各々対応するヘリカルスキャン動作から一定時間後に表示装置２８に表示するものとなる。これにより、表示装置２８には、断層画像データがリアルタイムに表示されるが、このリアルタイム表示は、再構成処理部２４により再構成された断層画像データを各々対応するヘリカルスキャン動作から一定時間後に表示装置２８に表示するものと定義される。

又、コンソール制御部２１は、投影データ記憶部２３に記憶された投影データに基づいて被検体Ｐに曝射されたＸ線の曝射量に基づいて表示装置２８への断層画像データの表示、非表示を行う。

次に、上記の如く構成された装置の動作について図２に示す診断動作フローチャートに従って説明する。
入力装置２０は、ステップＳ１において、ユーザによるスキャン条件設定や、スキャン、診断、撮影画像の画像処理、断層画像データの管理等の操作を受け、この操作の内容をコンソール制御部２１に送る。又、ユーザによってリアルタイムに断層画像データを表示して診断に用いることの設定を入力装置２０に行うと、この入力装置２０は、リアルタイムな断層画像データの表示を診断に用いることの旨をコンソール制御部２１に送る。

このコンソール制御部２１は、入力装置２０からの操作入力を受けると、この操作入力に応じた動作指令を架台制御部１７に発する。この架台制御部１７は、コンソール制御部２１からの動作指令を受けて寝台装置３と、高圧発生部１３と、絞り駆動装置１４と、回転駆動装置１５と、データ収集部（ＤＡＳ）１６とをそれぞれ制御する。

これにより、Ｘ線管１０とＸ線検出器１１とは、１つの円の移動軌跡Ｔ上に繰り返して連続して回転移動し、かつ寝台装置３の天板４は、Ｚ軸方向にスライド移動する。これと共に、Ｘ線管１０は、Ｘ線を曝射する。このＸ線管１０から曝射されたＸ線は、天板４上に載置されている被検体Ｐを透過してＸ線検出器１１に入射する。このＸ線検出器１１は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、このＸ線量に応じた電気信号を出力する。すなわち、ヘリカルスキャンが行われる。

このヘリカルスキャン中、データ収集部１６は、Ｘ線検出器１１の各Ｘ線検出素子から出力される各電気信号を収集してデジタル変換し、収集データとして操作コンソール２に送る。
この操作コンソール２の前処理部２２は、データ収集部１６からの収集データを再構成可能な投影データに処理する。この投影データは、投影データ記憶部２３に記憶される。
次に、コンソール制御部２１は、入力装置２０からリアルタイムに断層画像データを表示して診断に用いる旨が設定されているか否かを判断する。この判断の結果、既に、上記ステップＳ１において、ユーザによってリアルタイムに断層画像データを表示して診断に用いることが設定されているので、コンソール制御部２１は、ステップＳ２からステップＳ３に移り、リアルタイムに断層画像データを表示部２８に表示するための処理を行う。すなわち、再構成処理部２４は、投影データ記憶部２３に記憶された投影データを読み取り、この読み取った投影データに基づいて被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに再構成する。

具体的に、図３に示すリアルタイム再構成のフローチャートに従って説明すると、ヘリカルスキャンが開始されると、上記同様に、データ収集部１６は、Ｘ線検出器１１の各Ｘ線検出素子から出力される各電気信号を収集して操作コンソール２に送る。データ収集部１６は、ステップＳ１０において、ヘリカルスキャンの進行と共に、収集データを更新する。
次に、再構成処理部２４は、ステップＳ１１において、再構成が可能なヘリカルスキャン位置に到達したか否かを判断する。例えば図４に示すようにヘリカルスキャン開始時には、１枚の被検体Ｐの断層画像データを再構成するに必要なデータを収集していないので、当該収集データにタグ（Ｔａｇ）を付ける。従って、再構成処理部２４は、ステップＳ１２に移り、再構成を行わない。これにより、表示装置２８の液晶ディスプレイ等には、被検体Ｐの断層画像データが表示されない。なお、再構成処理部２４は、１枚の被検体Ｐの断層画像データを再構成するに必要量の収集データを有していないが、当該収集を用いてハーフ再構成を行ってもよい。

次に、ヘリカルスキャンが進行し、１枚の被検体Ｐの断層画像データを再構成するに必要なデータが収集されると、再構成処理部２４は、ステップＳ１１からステップＳ１３に移り、投影データ記憶部２３に記憶された投影データを読み取り、この読み取った投影データに基づいて被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに再構成する。なお、リアルタイムに再構成可能な開始位置は、例えば図４に示すように被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向）に４枚目の被検体Ｐの断層画像データを取得するに対応するスキャン位置である。

このとき、補間処理部２５は、Ｘ線管１０の回転移動と被検体ＰのＺ軸方向への移動とによるヘリカルスキャン中に、Ｘ線検出器１１の出力信号から取得される投影データをヘリカルスキャンの移動方向と同一方向、すなわち被検体Ｐの軸方向（Ｚ軸方向）に補間処理すなわちヘリカル補間を行う。
このヘリカル補間は、例えばファンビームヘリカル補間の方式、又はコーンビームヘリカル補間の方式により行う。又、補間処理部２５は、投影データに対してヘリカル補間として例えば再構成したい位置での任意角度のデータを同じＸ線透過経路の異なる位置のデータにより補間で求める線形補間法を用いる。例えば、図５に示すようにヘリカルスキャンの軌跡上の各投影データの取得点ｂ１、ｂ２、ｂ３、…、ｃ１、ｃ２、ｃ３、…、等を用いてヘリカル補間を行うことにより、これら取得点ｂ１、ｂ２、ｂ３、…、とｃ１、ｃ２、ｃ３、…、との間の各点ｃ１、ｃ２、ｃ３、…、の各補間データが求められる。

このとき、再構成処理部２４は、入力装置２０からのユーザによる操作入力によってリアルタイムに再構成する最初の断層画像データと最後の断層画像データ、例えば図４に示すように最初の断層画像データが４枚目で、最後の断層画像データが２５枚目に限らず、他の枚数の断層画像データに変更するように調節可能である。
又、再構成処理部２４は、投影データに対する間引きを行い、この間引きの行われた投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成する。この間引き処理は、例えばビュー（Ｖiew）間引き、列間引き等である。
そして、再構成処理部２４によってリアルタイムに再構成された被検体Ｐの断層画像データは、画像記憶部２６に記憶される。

次に、画像処理部２７は、画像記憶部２６に記憶されている被検体Ｐの断層画像データを読み出し、この被検体Ｐの断層画像データを表示装置２８で表示しやすい形式の表示データに処理して表示装置２８に送る。この表示装置２８は、画像処理部２７により処理された表示データを液晶ディスプレイ等に表示出力する。これにより、医師等のオペレータは、液晶ディスプレイ等に表示出力された被検体Ｐの断層画像データから診断を行う。

次に、コンソール制御部２１は、ステップＳ１４において、ヘリカルスキャンが終了であるか否かを判断する。例えば、入力装置２０からユーザによって操作入力されたスキャン終了位置、図４に示すように被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向）に２８枚目の被検体Ｐの断層画像データを取得するに対応するスキャン位置に到達したか否かを判断する。
この判断の結果、スキャン位置が２８枚目の被検体Ｐの断層画像データを取得するに対応する位置に到達していなければ、データ収集部１６は、ステップＳ１０において、ヘリカルスキャンの進行と共に、収集データを更新する。

再び、再構成処理部２４は、ステップＳ１１において、再構成が可能なヘリカルスキャン位置に到達したか否かを判断する。
ヘリカルスキャンが進行し、１枚の被検体Ｐの断層画像データを再構成するに必要なデータが収集されると、再構成処理部２４は、ステップＳ１１からステップＳ１３に移り、投影データ記憶部２３に記憶された投影データを読み取り、この読み取った投影データに基づいて被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに再構成する。

次に、コンソール制御部２１は、ステップＳ１４において、ヘリカルスキャンが終了であるか否かを判断する。この判断の結果、例えば、入力装置２０からユーザによって操作入力されたスキャン終了位置、図４に示すように被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向）に２５枚目の被検体Ｐの断層画像データを取得するに対応するスキャン位置に到達すると、コンソール制御部２１は、再構成処理部２４に対して投影データ記憶部２３に記憶された投影データを読み取り、この読み取った投影データに基づいて被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに再構成することを中止し、このときの収集データすなわち２６枚目乃至２８枚目の断層画像データを再構成するに相当する収集データにタグ（Ｔａｇ）を付ける。これにより、表示装置２８の液晶ディスプレイ等には、２６枚目乃至２８枚目の被検体Ｐの断層画像データが表示されない。なお、再構成処理部２４は、２６枚目乃至２８枚目に相当する収集データを用いてハーフ再構成を行ってもよい。
次に、コンソール制御部２１は、ステップＳ１４において、スキャン終了位置に到達したことを判断すると、ヘリカルスキャンを終了する。

一方、リアルタイムに断層画像データを表示して診断に用いることの設定がなければ、コンソール制御部２１は、上記ステップＳ２からステップＳ４に移り、ヘリカルスキャンしたときの１回転分に相当する投影データを１つの円軌道ａ上のデータと見做して再構成を行い、この再構成した断層画像データを液晶ディスプレイ等に表示出力する。
次に、コンソール制御部２１は、ステップＳ５において、ヘリカルスキャン終了の後、取得した投影データに基づいて再構成を行い、この再構成した被検体Ｐの断層画像データを画像記憶部２６に記憶する。

このように上記一実施の形態によれば、Ｘ線管１０の被検体Ｐに対するヘリカルスキャン中に、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器１１により検出して取得される投影データをヘリカルスキャン移動方向と同一方向にヘリカル補間処理し、このヘリカル補間処理された投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成し、液晶ディスプレイ等の表示装置２８に表示する。これにより、寝台装置３のＺ軸方向（被検体Ｐの軸方向）の移動量を考慮したデータを得ることができ、このデータに基づいてリアルタイムに再構成される被検体Ｐの断層画像データにおけるアーチファクトの発生を減少でき、被検体Ｐの断層画像データの画質を高精細に向上できる。

例えば図６（ａ）は本装置によりディスプレイ等の表示装置２８に表示された被検体Ｐの断層画像データの摸式図を示し、同図（ｂ）は従来のように１回転分に相当する投影データを１つの円軌道ａ上のデータと見做して再構成して取得した断層画像データの模式図を示す。本装置により取得された被検体Ｐの断層画像データは、高精細で画質の向上したものであり、従来の断層画像データは、アーチファクトが発生し、本装置の断層画像データと比較して画質が劣ることが分かる。

しかるに、現在のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器１１が多列に構成され、かつ寝台の移動速度が高速化し、ヘリカルスキャンにより収集される投影データのピッチが高ピッチしているが、かかるＸ線ＣＴ装置であっても、画質を向上させた被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに液晶ディスプレイ等の表示装置２８に表示できる。そして、リアルタイムに再構成される被検体Ｐの断層画像データの表示を観察してのスキャン時の位置の確認ができる。

又、コーンビームＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源から被検体の体軸方向にさらに広いＸ線ビームを照射し、２次元検出器によって検出される１方向からの収集データが２次元投影データになる。このコーンビームＸ線ＣＴスキャナは、多方向からの２次元投影データに基づいて３次元画像再構成を行い、Ｘ線源と２次元検出器とを１回転するだけである程度のボリュームに対するボクセルデータを取得する。このようなコーンビームＸ線ＣＴ装置において、その再構成を行う場合、上記同様に、被検体Ｐの断層画像データの画質を向上できる他、Ｘ線検出器１１の端の列から出力される電気信号に基づいて再構成を行うことができる。

再構成処理部２４は、入力装置２０からのユーザによる操作入力によってリアルタイムに再構成する最初の断層画像データと最後の断層画像データ、例えば図４に示すように最初の断層画像データが４枚目で、最後の断層画像データが２５枚目に限らず、他の枚数の断層画像データに変更するように調節可能であるので、リアルタイムな再構成による被検体Ｐの断層画像データの表示により確認できたスキャン位置と、リアルタイムな再構成の可能位置とを一致させることができる。すなわち、指定した再構成パラメータに合わせてリアルタイム再構成により得られる最初の断層画像データと最後の断層画像データとの位置を調整することができるので、被検体Ｐの最初の断層画像データを取得するスキャン位置を確認できる。これにより、被検体Ｐの診断に必要十分な範囲のみをヘリカルスキャンすることができ、患者等の被検体Ｐに対するＸ線の被曝量を低減できる。

再構成処理部２４は、投影データに対して例えばビュー（Ｖiew）間引き、列間引き等の間引きを行い、この間引きの行われた投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成する。この間引き処理により再構成処理部２４において演算処理するデータ量を減少すること、例えば被検体Ｐの断層画像データの画質に応じてデータ量を２分の１、３分の１等に任意に減少できる。特に、コーンビーム再構成は、データの演算量が多いので、間引き処理を行うことで演算速度を速くできる。

再構成処理部２４によってリアルタイムに再構成された被検体Ｐの断層画像データは、画像記憶部２６に記憶される。この被検体Ｐの断層画像データは、高精細で画質が向上したものであるので、リアルタイムな再構成により表示してから時間経過した後、その後の診断において画像記憶部２６から読み出して表示することにより診断を行うことが可能である。
又、リアルタイム再構成の条件を変更して例えばスライス厚の大きな断層画像データを再構成すれば、リアルタイム再構成した断層画像データの表示と同時に、フィルミング画像データを取得することも可能である。

又、図７（ａ）に示すようにＸ線管１０及び２次元のＸ線検出器１１を被検体Ｐの周りに連続回転させると共に、被検体Ｐを載せた寝台装置３の天板４を被検体Ｐの体軸方向に移動させるヘリカルスキャンを行うときに、被検体Ｐのスキャン位置に対応して寝台速度すなわち天板４の移動速度を可変してヘリカルピッチをスキャンの途中で変える可変性スキャン方式がある。

このような被検体Ｐのスキャン位置に対応して寝台速度すなわち天板４の移動速度を可変するヘリカルスキャンを行うとき、再構成処理部２４は、投影データの収集と並行して順次断層画像データを再構成する。
液晶ディスプレイ等の表示装置２８は、再構成処理部２４により再構成された断層画像データをリアルタイムに表示、すなわち再構成処理部２４により再構成された断層画像データを各々対応するヘリカルスキャン動作から一定時間後に表示する。

このように被検体Ｐのスキャン位置に対応して寝台速度すなわち天板４の移動速度を可変するヘリカルスキャンを行うときに、再構成処理部２４により再構成された断層画像データを各々対応するヘリカルスキャン動作から一定時間後に表示するが、このときの断層画像データのリアルタイムの表示の方法には、次の２つの方法がある。

第１の方法は、ヘリカルスキャン動作のスキャン速度に応じて断層画像データの更新時間の間隔を変える。すなわち、断層画像データの再構成に用いる投影データの角度範囲（１８０°＋ファン角度）の間隔、例えば投影データの範囲の開始位置の間隔を寝台速度すなわち天板４の移動速度やヘリカルスキャンのヘリカルピッチに応じて変える。

第２の方法は、断層画像データの更新時間の間隔を一定として、各断層画像データの再構成に用いる投影データのビューの間隔をスキャン速度に応じて変える。すなわち、断層画像データの再構成に用いる投影データ範囲の間隔を一定とし、断層画像データを表示装置２８に表示するときの表示のフレームレートを寝台速度すなわち天板４の移動速度やヘリカルピッチに応じて変える。

このような被検体Ｐのスキャン位置に対応して寝台速度すなわち天板４の移動速度を可変するヘリカルスキャンを適用した一例では、患者等の被検体Ｐにおける心臓を含む心電同期撮影を行う領域を心電同期ヘリカルスキャンの領域に設定し、その他の腹部等の撮影を行う領域を通常ヘリカルスキャンの領域に設定する。このうち心電同期ヘリカルスキャン領域における寝台装置３の天板４の移動速度は、通常ヘリカルスキャン領域における寝台装置３の天板４の移動速度よりも遅く設定される。
このように寝台装置３の天板４の移動速度が可変した場合、図７（ｂ）に示すようにＸ線検出器１１から出力される各電気信号を収集するためのライン状の素子列の数を可変してもよい。又、ヘリカルスキャンを行うときに被検体Ｐのスキャン位置に対応して寝台速度を可変する場合、リアルタイムで再構成して表示するときに、リアルタイムに寝台装置３の天板４の移動位置を確認できるので、この天板４の移動位置を参照しながら被検体Ｐの断層画像データを取得する範囲、例えば被検体Ｐにおける心臓を含む心電同期撮影を行う領域を正確に設定できる。

一方、被検体Ｐにおける心拍等の運動をしている心臓等の検査には、一般的に心電同期ヘリカルスキャンが行われる。この心電同期ヘリカルスキャンは、心臓領域に対してＸ線をスキャンして投影データを収集し、このスキャンと並行して心電図同期信号（トリガ信号、Ｒ波信号）又は心電図波形信号（ＥＣＧ信号）を収集し、投影データの収集後、心電図波形信号等を用いて心拍位相に同期した投影データを集め、これら投影データを再構成して画像を取得する。

図８は心電同期ヘリカルスキャンのタイミング図を示す。Ｘ線管１０とＸ線検出器１１とは、１つの円の移動軌跡Ｔ上に繰り返して連続して回転移動し、かつ寝台装置３の天板４は、Ｚ軸方向にスライド移動し、ヘリカルスキャンが行われる。このヘリカルスキャン時、心電計は、被検体Ｐの心電図波形信号（ＥＣＧ信号）を出力する。

コンソール制御部２１は、被検体ＰのＥＣＧ信号を入力し、このＥＣＧ信号に同期してＸ線管１０からＸ線の曝射のオン、オフするタイミングを制御する。Ｘ線の曝射は、予め設定された心拍位相時毎に行う。Ｘ線管１０から曝射されたＸ線は、天板４上に載置されている被検体Ｐを透過してＸ線検出器１１に入射する。このＸ線検出器１１は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、このＸ線量に応じた電気信号を出力する。

ヘリカルスキャンが進行し、１枚の被検体Ｐの断層画像データを再構成するに必要なデータが収集されると、再構成処理部２４は、投影データ記憶部２３に記憶された投影データを読み取り、この読み取った投影データに基づいて被検体Ｐの断層画像データをリアルタイムに再構成する。リアルタイムに再構成する期間は、Ｘ線の曝射期間に同期する。このとき、補間処理部２５は、Ｘ線管１０の回転移動と被検体ＰのＺ軸方向への移動とによるヘリカルスキャン中に、Ｘ線検出器１１の出力信号から取得される投影データをヘリカルスキャンの移動方向と同一方向、すなわち被検体Ｐの軸方向（Ｚ軸方向）に補間処理すなわちヘリカル補間を行う。これによりＥＣＧ信号に同期してＸ線管１０からＸ線を曝射する期間中に、複数枚の被検体Ｐの断層画像データが取得される。

このように被検体Ｐにおける心拍等の運動をしている心臓等の検査で心電同期ヘリカルスキャンを行うときに、ＥＣＧ信号に同期してＸ線管１０からＸ線を曝射する期間中に、リアルタイムに再構成して複数枚の被検体Ｐの断層画像データを取得することができ、かつこれら断層画像データにおけるアーチファクトの発生を減少でき、画質を高精細に向上できる。一般に心臓領域の撮影では、画質を優先することが多いので、本装置を適用することは、被検体Ｐにおける心拍等の運動をしている心臓等の検査に有効である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１：架台装置、２：操作コンソール、３：寝台装置、４：天板、１０：Ｘ線管、１１：２次元のＸ線検出器、１２：絞り、１３：高圧発生部、１４：絞り駆動装置、１５：回転駆動装置、１６：データ収集部（ＤＡＳ）、１７：架台制御部、２０：入力装置、２１：コンソール制御部、２２：前処理部、２３：投影データ記憶部、２４：再構成処理部、２５：補間処理部、２６：画像記憶部、２７：画像処理部、２８：表示装置、Ｐ：被検体。

Claims (9)

1. Ｘ線を曝射するＸ線管と、
   天板に載置された被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管を前記被検体の周囲に回転させながら前記天板を連続的に移動させるヘリカルスキャンを行うスキャン部と、
   前記スキャン部による前記Ｘ線管と前記被検体とのスキャン移動中に、前記Ｘ線検出器の出力信号から取得される投影データに対してヘリカル補間を行って投影データを前記天板の移動方向に補間処理する補間処理部と、
   前記補間処理部により補間処理された前記投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成する再構成部と、
   所定の再構成条件に基づく、前記天板の移動方向における位置に対応する前記断層画像データを表示する表示部と、
   を具備することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
2. 前記再構成部は、リアルタイムに再構成する最初の前記断層画像データと最後の前記断層画像データとの前記天板の移動方向の位置を調節可能であることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
3. 前記スキャン部により前記Ｘ線管を前記被検体の周囲に回転させながら前記Ｘ線管と前記被検体との位置を相互に連続的にスキャン移動させるときに前記被検体のスキャン位置に対応して前記スキャン移動の移動速度を可変し、
   前記再構成部は、前記投影データの収集と並行して順次前記断層画像データを再構成し、
   前記表示部は、前記再構成部により再構成された前記断層画像データを各々対応する前記スキャン部によるスキャン動作から一定時間後に表示する、
   ことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
4. 前記Ｘ線検出器は、複数のＸ線検出素子をライン状に配置して成る素子列を多列配列して成ることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
5. 前記再構成部は、前記投影データに対する間引きを行い、この間引きの行われた前記投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
6. 前記再構成部によりリアルタイムに再構成された前記断層画像データを保存する画像記録部を有することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
7. 前記被検体を載置し、かつ前記被検体の軸方向と同一方向に移動可能な寝台と、
   前記寝台の移動位置を参照して前記再構成部により前記断層画像データをリアルタイムに再構成させる制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
8. 前記投影データの取得に際し前記被検体に曝射された前記Ｘ線の曝射量に基づいて、当該投影データに基づいて再構成された前記断層画像データの表示、非表示を行うことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
9. Ｘ線管を天板に載置された被検体の周囲に回転させながら前記天板を連続的に移動させるヘリカルスキャンを行い、
   前記Ｘ線管と前記被検体とのスキャン移動中に、前記被検体を透過した前記Ｘ線をＸ線検出器により検出して取得される投影データに対してヘリカル補間を行って投影データを前記天板の移動方向に補間処理し、
   前記補間処理された前記投影データに基づいて断層画像データをリアルタイムに再構成し、
   所定の再構成条件に基づく、前記天板の移動方向における位置に対応する前記断層画像データを表示部に表示する、
   ことを特徴とするコンピュータ断層撮影方法。