JP3499624B2

JP3499624B2 - コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JP3499624B2
Application number: JP00251295A
Authority: JP
Inventors: 好男町田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JPH08187240A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリカルスキャン方式
のコンピュータ断層撮影装置（以下「ＣＴ」と略す）に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、被検体を透過したＸ線を検出する
検出器を１次元に配列した１次元検出器を持つＣＴが一
般的に普及している。そして、近年では、Ｘ線源（ソー
ス）と検出器を連続回転させながら寝台を移動させるこ
とで、寝台と共に移動する移動座標系においてＸ線源が
螺旋軌道を描いて移動するいわゆるヘリカルスキャン方
式が急速に普及し始めている。さらに、１次元検出器の
多列化や照射Ｘ線のコーンビーム化により、データの３
次元化の実現性が模索されている。

【０００３】１次元検出器によるヘリカルスキャン方式
では、Ｘ線源が螺旋軌道を移動するため、再構成断面上
の投影データの大部分を線形補間処理等により近似的に
補間作成することが必要である。この作成したデータ
を、以下、近似投影データと称する。再構成は実質的に
１回転分のデータが必要になるので、例えば１０ｃｍ分
の厚みを持つ領域を２ｍｍスライスデータとして欲しけ
れば、５０回転のスキャンが必要であった。

【０００４】１次元検出器を２列設けたいわゆるデュア
ルスライス・ヘリカル方式は、データ収集速度が原理的
に上記方式の２倍になる。これを発展させて１次元検出
器を多列化することが考えられるが、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
たのではアーチファクトの多い実用に耐えない画像とな
ってしまう。これらの問題を克服する技術は現在提案さ
れておらず、従ってこの方式では精々２倍の高速化が限
度であると結論されている。

【０００５】コーンビームスキャン方式では、被検体が
コーンビーム内に完全に含まれる場合には理論的に完全
な再構成が可能であるが、被検体がコーンビーム内に完
全に含まれない場合には、適当な再構成の解法が提案さ
れていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、２次元
アレイ検出器を用いたヘリカルスキャン方式のＣＴで、
簡易にしてアーチファクトの少ない再構成方法が存在し
ていない。本発明の目的は、２次元アレイ検出器を用い
たヘリカルスキャン方式のＣＴで、簡易な処理でアーチ
ファクトの少ない再構成画像を作成可能なＣＴを提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、２次元アレイ
検出器を用いてヘリカルスキャンにより投影データを収
集するコンピュータ断層撮影装置において、任意に設定
された再構成面の画像を再構成するのに必要な前記再構
成面に含まれる理想的なＸ線パスに近似するＸ線源の実
軌道上からのＸ線パス上の近似投影データを、実際に前
記２次元アレイ検出器で収集された実在投影データから
作成し、この近似投影データを用いて再構成像を再構成
する。

【０００８】

【作用】本発明によれば、２次元アレイ検出器を用いて
ヘリカルスキャンにより得られた２次元状の投影データ
から、設定された再構成面に近似する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再構成
像を再構成するので、２次元アレイ検出器を用いたヘリ
カルスキャン方式のＣＴで、簡易な処理でアーチファク
トの少ない再構成画像を作成することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明によるコンピュータ断層撮影装
置（以下、「ＣＴ」と略す）の一実施例を説明する。図
１は本実施例に係るＣＴの構成図であり、図２は図１の
データ前処理装置のブロック図である。ＣＴは、大きく
架台１、寝台２、コンソール３から構成される。架台１
の中心部には、円筒形の開口部が開けられ、スキャン時
には被検体Ｐが寝台２に載置された状態で挿入される。
なお、被検体Ｐの体軸方向に平行な水平軸をＺ軸、鉛直
軸をＹ軸、Ｚ軸に直交する水平軸をＸ軸と定義する。寝
台２は寝台駆動装置２０に駆動されて被検体Ｐを載置し
たままで移動可能に構成される。Ｘ線源１０は、高電圧
発生装置４から高電圧を受けて、扇状のＸ線ビームＦＸ
をばく射する。この扇状のＸ線ビームＦＸの広がり角度
をファン角度といい、中心軸を挟んで左右に±Ａ°、合
計２Ａ°とする。典型的な例としては、ファン角度は５
０°に設定されている。２次元アレイ検出器１２は、被
検体Ｐを透過したＸ線を電気信号として検出する検出器
を２次元状に配列してなる。Ｘ線源１０と２次元アレイ
検出器１２とは、図示しない回転機構及びスリップリン
グ機構によって、対向した状態のままで被検体Ｐの周囲
を連続回転可能に支持されている。この回転は架台駆動
装置１３によって駆動される。２次元アレイ検出器１２
の出力は２次元データ収集装置１２で時間的に積分さ
れ、ディジタル化されて投影データとして収集される。
高電圧発生装置４は高電圧制御装置５に、架台駆動装置
１３は架台制御装置３３に、寝台駆動装置２０は寝台制
御装置３４にそれぞれ制御される。

【００１０】２次元データ収集装置１２からの投影デー
タは、データ前処理装置３１に送られ、まずデータ前処
理部３１１で Log変換（対数変換）等の一般的な前処理
を施された後、前処理後２次元投影データ記憶部３１２
に記憶される。斜断面近似投影データ作成部３１３は、
前処理後の投影データを使って斜断面に関する画像を再
構成するのに必要な近似投影データを作成する。画像再
構成装置３２は、斜断面近似投影データ作成部３１３で
作成された近似投影データから画像（斜断面像）を再構
成する。この再構成処理には、１８０°分の投影データ
から画像を再構成することが可能ないわゆるハーフ再構
成処理法が採用される。この断層像データは主制御部３
６を介して画像表示装置３７に送られ表示され、また画
像データ記憶装置３５に送られ記憶される。主制御部３
６は、高電圧制御装置５、架台制御装置３３、寝台制御
装置３４を制御してヘリカルスキャンを実行する。

【００１１】次に本実施例の作用について説明する。な
お、説明の便宜上、被検体Ｐと共に移動する移動座標系
を規定する。この移動座標系において、ヘリカルスキャ
ンではＸ線源１０は図３（ａ）に示すように螺旋軌道を
移動することになる。実際の動きでは、Ｘ線源１０及び
２次元アレイ検出器１１が連続回転しながら、寝台２に
より被検体Ｐが一方向に移動する。ここで、以下の説明
で扱う特殊用語について定義する。・実在投影データ；実際に２次元アレイ検出器１１の各
検出器で収集された実在の投影データ・仮想投影データ；再構成面（ここでは斜断面として定
義される）の画像を再構成するために必要とされる理想
的、つまり当該再構成面に含まれるＸ線パス（仮想パス
という）上の投影データ。ヘリカルスキャンでは、この
ような仮想投影データは、一部の例外を除いて、実在し
ない。・近似投影データ；仮想パスに最も近似するＸ線ビーム
ＦＸ内のＸ線パス（近似パスという）上の投影データ。
なお、この近似投影データは実在投影データとして実在
する場合もあるし、実在しない場合もあり得る。実在し
ない場合、近似パスに近い実在投影データから補間（距
離補間）により作成する。近似投影データは、Ｘ線源１
０の回転角度各々について、Ｘ線源１０からのＸ線の放
射方向（ファン内角度として定義する）毎に、１つずつ
作成される。

【００１２】なお、ヘリカルスキャンでは、再構成に必
要な複数のＸ線パスにより１枚の平面を定義できない。
本実施例の特徴の１つは、Ｘ線源１０の半回転分のＸ線
パス群に対して、Ｚ軸に対して傾斜する斜断面（再構成
面）を設定し、この半回転分の投影データを使って画像
を再構成することにある（図３（ｂ）参照）。これによ
り、半回転分のＸ線パス群により描かれる湾曲面と再構
成面とのずれは少なく、アーチファクトの少ない画像を
再構成することができる。さらに本実施例の特徴は、半
回転分のＸ線パス群に対して、アーチファクトが最小
に、つまり上記ずれ量を最小にする斜断面を設定し、且
つ近似パスを設定することである。近似パスは、Ｘ線源
１０の回転角度、ファン内角度、Ｚ位置により特定され
る。

【００１３】３次元のボリュームデータは、斜断面をＸ
線源１０の螺旋軌道に沿って少しずつずらしながら、再
構成処理を繰り返すことにより得られる。この斜断面の
移動ピッチに応じて空間分解能が変化する。例えば、図
４に９０°ずつずらした斜断面の変化を示す。この方法
によれば、例えば１回転で、これまで実用化されている
シングルスライスあるいはデュアルスライスのヘリカル
ＣＴの数倍分（移動ピッチに応じて変化する）の画像を
再構成することができる。

【００１４】以下に詳細に説明する。・再構成すべき仮想平面（斜断面）の設定についてＸ線源１０が１８０°回転する間に移動するＸ線パス群
により、斜断面が近似的に規定されることを上述した
が、最も近似する上記ずれ量の最小となる仮想平面を特
定する必要がある。図６にＸ線源１０（ソース）の螺旋
軌道を横軸をＸ線源１０の回転角、縦軸をＺ座標として
表現している。Ｘ線源１０の螺旋軌道はこのグラフ上で
は原点を通る１次の直線ｆsourceで示される。一方、仮
想平面は、このグラフ上ではサインカーブｆplane とし
て示される。ここでは、０°を中心に１８０°＋ファン
角度２Ａ、つまり±（９０°＋Ａ）分がハーフ再構成に
必要なビューとして与えられる。ｆsourceとｆplane の
差の積分が小さい程、仮想平面と、Ｘ線源１０の螺旋軌
道の半回転分のＸ線パス群で描かれる湾曲面とのずれ量
が小さいことは容易に理解されるであろう。

【００１５】例えば、ファン角度２Ａ＝５０°とする
と、９０°＋Ａ＝１１５°となるが、このとき仮想平面
の傾斜角（グラフ上はサインカーブｆplane の０度での
傾きに相当）と、ヘリカルスキャン時のＸ線源１０の回
転に対する寝台２の相対移動速度に応じたfsourceの傾
きの比が1.095×(π/2)=1.720であるとき、両関数の差
分ｄ１，ｄ２がほぼ一致する。すなわち両関数の差の絶
対値の最大値（｜ｄ１−ｄ２｜）が、最小になるよう
に、仮想平面を設定することにより、最もアーチファク
トの少ない最適な仮想平面を特定することが可能であ
る。このように両関数の差の絶対値の最大値に基づく方
法の他に、両関数の差分の２乗平均が最小となるように
仮想平面を設定する方法を採用してもよい。勿論、この
ような２つの方法に限定されるものではない。

【００１６】・近似パスの設定について図６を参照して理解されるように、仮想平面内に含まれ
る仮想パスは希少であり、したがって仮想投影データは
実在投影データとしてはほとんど存在しない。したがっ
て、一定の厚みを持った扇状のＸ線ビーム内における、
仮想パスとに最も近い近似パスを設定する。ここで、フ
ァン内角度０°について考えると、図７のようにＦＯＶ
（ＦｉｅｌｄｏｆＶｉｅｗ）の中心（Ｘ線源１０の
回転中心に同じ）を通る仮想平面上のパスが仮想パスで
ある。一方、近似パスは、Ｘ線源１０からＦＯＶ中心を
通るパスとして与えられる。この近似パスを通る実在投
影データがファン内角度０°に関する近似投影データと
される。この近似パスを通る実在投影データ存在しなけ
れば、当該近似パスと検出器面との交点に最も近いチャ
ンネルＡ，Ｂの２つの実在投影データから補間により近
似投影データを作成する。図５に、回転角度の変化に対
する近似パスの検出面の交点群の変化を太線で概念的に
示す。近似パスの設定方法について、２種類の具体例を
提供する。

【００１７】（１）第１の近似パスの設定方法（図８
（ａ）参照）この方法では、Ｘ線源１０の或る回転角について見る
と、近似パスの検出面上への交点がファン内角度の変化
に伴って「直線」で描かれることになる。上述したよう
にファン内角度０°の近似パスはＦＯＶ中心で仮想平面
と交差するように設定される。他のファン内角度の近似
パスと仮想平面との交点が、Ｘ線源１０を中心としてＸ
線源１０からＦＯＶ中心までを半径とした仮想平面の僅
かに扁平な楕円を描くように、近似パス群が設定され
る。この方法の利点は、実際の計算の煩雑度が小さいこ
とが挙げられる。図９に、この方法による１枚の断層像
を再構成するのに必要な全ての近似パスを示している。
なお、図９では、Ｘ線源１０の回転角度ζは絶対角度で
はなく、Ｘ線源１０が再構成に用いる半回転の中心を０
°として表し、またＺ位置ρはＸ線源１０が半回転する
間に寝台２が移動する移動範囲の中心位置を原点とし
て、原点からの距離(mm)で表して、Ｘ線源１０の回転角
度及び検出器のＺ位置の移動の変化に対して汎用化して
示している。図９ではＸ線源１０が半回転する間に寝台
２が40mm移動するように示している。図９の見方は、例
えばＸ線源１０の回転角度ζが０°で、ファン内角度α
が０°のときの近似パスは、Ｚ位置ρが０の投影データ
であり、これは通常、実在するであろう。勿論、このＺ
位置ρの実在パスが実在しなければ、近似投影データは
当該近似パスに最も近い２つのパス上の実在投影データ
から補間により作成される。

【００１８】（２）第２の近似パスの設定方法（図８
（ｂ）参照）。この方法は、近似パスの中心で仮想平面と交わるように
近似パスを設定する。このような近似パスと仮想平面と
の交点は、Ｘ線源１０とＦＯＶ中心との距離を直径とす
るＸＹ面上の円周をＺ軸方向に延長した円筒と、仮想平
面である斜断面とが交差する僅かな楕円を描く。勿論、
この近似パスの実在投影データが存在しなければ、上述
したように補間により作成する。

【００１９】以上、近似パスの設定、換言すると近似投
影データの作成例を２つ挙げたが、他にも変形例が考え
られ、ここであげた２つの例に制約されるものではな
い。なお、補間に関して、回転角度とファン内角度の組
み合わせ毎に、補間係数をあらかじめ求めておくこと
は、近似投影データの作成に当たって、補間係数の計算
工程が不要とされ、計算量の軽減という観点から有効と
いえる。さらに、仮想平面の設定、近似パスの取り方に
ついても、運用上は上記補間係数にすべて織り込むこと
ができる。

【００２０】次に具体例を挙げて説明する。ここでは、
Ｘ線源１０の回転半径を６００ｍｍ、Ｘ線源１０から２
次元アレイ検出器１１までの距離を１．１ｍ、ファン角
度を５０度と仮定する。このときＦＯＶ（再構成領域）
は６００×sin(50°/2) で、約２５０ｍｍになる。ま
た、２次元アレイ検出器１１は、Ｚ方向（スライス方
向）に９チャンネル、換言すると１次元アレイ検出器が
Ｚ方向に９列設けられたものであると仮定する。また、
１次元アレイ検出器は、ＦＯＶ中心においては１．４ｍ
ｍ間隔に相当する列ピッチ（このとき列ピッチは２．５
７ｍｍとなる）で配列されていると仮定する。また、Ｘ
線源１０が１回転する間に寝台２の移動量は１５ｍｍで
あると仮定する。このときのＦＯＶ内での近似パスと仮
想平面のＺ方向のずれは、計算によりプラス方向もマイ
ナス方向も０．４１ｍｍ程度と見積もれる。記憶部３１
２からの近似投影データの取り出しは、図９にしたがっ
て行われる。補間処理は、線形距離補間でもよいし、ｒ
ｉｓｅｎｃｏｓｉｎｅ関数を用いた補間のいずれでも
よい。２次元アレイ検出器１１上でのデータの必要範囲
はプラスマイナス１０．１８ｍｍと見積もれ、検出器１
１の存在範囲２．５７ｍｍ×４＝１０．２８ｍｍの中に
入る。近似投影データ作成時に補間処理が入るため、Ｆ
ＯＶ中心でのチャンネルの幅１．４ｍｍに対して実行ス
ライス厚はもっと厚く２ｍｍ程度になるであろう。この
とき先のＺ方向のエラー０．４１ｍｍは適当に小さいエ
ラーであり、画質的に大きなアーチファクトを発生させ
るに至らないと理解される。

【００２１】次に画像再構成について説明する。近似投
影データから２次元のハーフ画像再構成を行えば画像が
得られる。実際の処理としては、上述のようにして得ら
れた近似投影データに対して従来通りの２次元ハーフ再
構成を施すのみでよい。このとき、１８０度＋ファン角
度分のデータを使うと、対向ビームが若干得られるが、
この両者を加算平均してもよいし、一方を選択してもよ
い。もちろん、もう少し広い角度範囲でデータを取得
し、対向ビームを「滑らかに重み付けて繋ぐ」ようにし
てもよい。

【００２２】ところで、再構成の座標系はＺ方向に垂直
なＸ，Ｙ軸について再構成を行えばよく、これにより再
構成面はわずかに傾きを持つが、これをＺ方向から眺め
た画像として得られる。仮想平面内の２次元座標を取り
直すなどする必要性はない。もともとのデータはＸ，Ｙ
座標で収集されているということもあるし、また上述し
たように連続する再構成面が非平行であるので、かえっ
てＸ，Ｙ座標のままの方が３次元データとしての扱いが
容易であると考えられる。

【００２３】ボリュームデータの収集について以上の説明では、単一スライスの取得を中心に述べてき
た。ボリュームデータを得るには、１枚の画像を再構成
するのに必要な半回転範囲を、少しずらしてやればよい
（図３（ａ）参照）。例えばＸ線源１０の１回転の間に
８枚の画像が欲しい場合には、３６０度／８＝４５度の
ピッチで半回転範囲をずらして仮想平面を設定すればよ
い。

【００２４】さて、Ｘ線源１０の螺旋軌道に沿ってたと
えば４５度ピッチで順次画像を作成したとしても、得ら
れる画像は非平行である。このためＺ方向の空間分解能
が一定ではなく変化するが、これは元々のＸ線源１０の
螺旋軌道の空間的な非対称性を反映したものと考えられ
その意味でごく自然なものであるといえる。

【００２５】得られた一連の画像は非平行なので、互い
に平行な断面や、曲断面変換像を含む断面変換像など、
任意の２次元像を切り出す必要がある。各面は後述する
Ｐ（ζ）の式によってその位置が与えられているのでこ
れに従って、算出すればよい。また、表面表示や投影像
作成などの３次元画像処理を行う場合、互いに平行な断
面を一旦作成してから、これを用いて処理を行うのが実
際の運用上は最も便利であるが、精度を上げたい場合に
は得られた一連の非平行画像から直接処理を行うのがよ
い。

【００２６】ヘリカルＣＴ，及び２スライスのマルチス
ライスを行うデュアルスライスヘリカルＣＴに関して従
来法と比較する。まず撮像のスピード・収集時間の効率
について。先に示した例では、ヘリカルＣＴでは、例え
ば１０ｃｍ分の厚みを持つ領域を２ｍｍスライスデータ
として欲しければ、１回転あたり寝台を２ｍｍ移動さ
せ、５０回転の撮影が必要であった。デュアルスライス
のものでは、１回転あたり４ｍｍ移動させ２５回転が必
要である。本法を用いれば、上記の具体的計算例では、
１回転あたり寝台を１５ｍｍ移動させるので、７回転程
度で済む事になる。次に再構成時のＦＯＶ内の投影ビー
ムの存在位置のエラーについて考えよう。本法は近似手
法であり、エラーは存在するが、上記具体的な計算例で
示した例のように、適切な条件下では、十分な精度を持
たせることができる。従来のヘリカルＣＴにおいても、
隣接データとの補間処理は行っており、本法を用いて
も、従来法と同程度のエラーにて実行できるといえる。

【００２７】図１０はデータ収集から再構成までの一連
の処理の流れを示すフローチャートであり、図１１に或
る斜断面を示す。１回転あたりの寝台移動量をｈ［ｍ
ｍ］、仮想平面の傾きをκとするとき、ζｒａｄｉａｎ
回転した位置、すなわち（ζｈ／２π）［ｍｍ］の位置
を中心とした斜断面Ｐ（ζ）は P(ζ)=｛（x,y,z) z=(ζh/ 2π) +[(x、ｙ)・(-sinζ,co
sζ)]×tanκ} で与えられる。ただし、「・」は内積を表す。

【００２８】ここで、Ｘ線源１０の回転角度β、ファン
内角度α、Ｚ方向の位置ρとすると、この近似投影デー
タをＲ（β，α，ρ）と表すものとする。実際には、投
影データは離散的に得られるので、Ｒ（ｌ（△β），ｍ
（△α），ｎ（△ρ））として表現される。なお、ｍ＝
−Ｍ／２〜＋Ｍ／２、ｎ＝−Ｎ／２〜＋Ｌ／２である。

【００２９】ヘリカルスキャンによりＸ線源１０は数回
転するので、βは広範囲となる。この範囲Ｉを、Ｉ＝Ｌ
Ｌ１〜ＬＬ２とする。また、ハーフ再構成に必要な範囲
である実角度で−（π／２＋Ａ）〜（π／２＋Ａ）に対
応した範囲を−Ｌ／２〜＋Ｌ／２と記述する。

【００３０】さて、Ｘ線源１０がζだけ回転した位置に
おける斜断面の再構成について考えよう。この斜断面の
再構成画像Ｈ（ζ）を再構成するために必要な全近似投
影データの近似パスの検出器上のＺ位置ρは、βとαの
関数としてρ（β，α）として与えられる。

【００３１】Ｈ（ζ）は、次のように得られる。（ＳＴＥＰ１）斜断面の近似投影データＲ（ζ，β，
α）は、Ｒ（ζ，β，α）＝Ｒ（ζ＋β，α，ρ（β，α））で作成される。このとき、 ζ＋β＝（Ｉ（ζ））・（△ζ） α＝（ｍ（ζ））・（△α）（ｎ−１）・（△ρ）≦ρ（β，α）＜ｎ・（△ρ）と
すると、実際には、Ｒ（Ｉ（ζ）・（△ζ），ｍ（ζ）・（△α），α，
（ｎ−１）・（△ρ））Ｒ（Ｉ（ζ）・（△ζ），ｍ（ζ）・（△α），α，ｎ
・（△ρ））の２つの実在投影データから補間処理により近似投影デ
ータが作成される。（ＳＴＥＰ２）近似投影データＲ（ζ，β，α）を用い
て所定のハーフ再構成アルゴリズムにより、ζだけ回転
した方向に画像Ｈ（ζ）を再構成する。

【００３２】なお、近似投影データＲはヘリカルスキャ
ンの実行中に順次必要な画像の再構成が終了次第、順
次、消去してよいし、記憶部３１２の記憶容量が十分大
きければ、ヘリカルスキャン終了後、再構成処理を実行
するようにしてもよい。

【００３３】本発明は上述した実施例に限定されず種々
変形して実施可能である。以下に変形例を順次説明す
る。（１）シフト機構の併用本発明とシフト機構を併用することによって、分解能を
向上させる事ができる。例えばＸ線源１０の回転半径を
上述の例の６００ｍｍを２／３の４００ｍｍになるよう
に「シフト」させたとしよう。本法においては、これに
連動してＸ線源１０１回転あたりの寝台の移動量も１５
ｍｍから２／３の１０ｍｍに、スライス厚みも２／３と
させる。必ずしも連動させる必要はないが、スライス方
向含めて全体的に分解能を向上させるのが最も効率がよ
い。

【００３４】（２）部分角再構成法の利用本発明の基本的アイデアは、Ｘ線源１０の螺旋軌道の１
８０°回転分程度は１つの平面に近似的に含まれること
に着目し、このヘリカル斜断面に近いプロジェクション
データを抜き出し集めて、通常の２次元のハーフ再構成
を行おうと言うものであった。螺旋軌道を一部分に限局
すれば、その分近似はよくなる。本法の変形例として、
部分角再構成法を併用する。この方式を用いればＸ線源
１０の螺旋軌道と仮想平面の位置的な近似はきわめてよ
くなるので、仮想平面が更に傾斜角度を持っていても画
像を得ることができる。従って「スライス方向のファン
角度」も大きくすることが可能であり、撮影の効率は更
に向上する。

【００３５】（３）逆回転（寝台逆方向移動）への対応実際の装置では、寝台の移動方向は、ＣＴ架台に挿入す
る方向、引き出す方向の双方向で使用する可能性があ
る。またＸ線源１０の回転方向自体も逆回転含めて２通
りが考えられる。この場合、被検体に対するＸ線源１０
の相対的な螺旋運動は鏡像対称であるので、上記のデー
タ処理（近似投影データの作成、逆投影演算の座標な
ど）すべて鏡像対称とする。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、簡易な処理でアーチフ
ァクトの少ない再構成画像を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るＣＴの構成図。

【図２】図１のデータ前処理装置のブロック図。

【図３】ヘリカルスキャンにおけるＸ線源の螺旋軌道を
示す図。

【図４】９０°ずつずらした斜断面の変化を示す図。

【図５】回転角度の変化に対する近似パスの検出面の交
点群の変化を示す概念図。

【図６】Ｘ線源の螺旋軌道と仮想平面の装置を示す図。

【図７】ファン内角度０°の仮想パスと近似パスを示す
図。

【図８】近似パスの設定方法の説明図。

【図９】１枚の断層像を再構成するのに必要な全ての近
似パスのＺ位置を示す図。

【図１０】データ収集から再構成までの一連の処理の流
れを示すフローチャート。

【図１１】図１０に対応する斜断面を示す図。

【符号の説明】

１…架台、２…寝台、３…コンソ
ール、４…高電圧発生装置、５…高電圧
制御装置、１０…Ｘ線源、１１…２次元アレ
イ検出器、３…架台駆動装置、２０…寝台駆動装
置、３１…データ前処理装置、３２…画像再
構成装置、３３…架台制御装置、３４…寝台制
御装置、３５…画像データ記憶装置、３６…
主制御装置、３７…画像表示装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元アレイ検出器を用いてヘリカルス
キャンにより投影データを収集するコンピュータ断層撮
影装置において、任意に設定された再構成面の画像を再構成するのに必要
な前記再構成面に含まれる理想的なＸ線パスに近似する
Ｘ線源の実軌道上からのＸ線パス上の近似投影データ
を、実際に前記２次元アレイ検出器で収集された実在投
影データから作成し、この近似投影データを用いて再構
成像を再構成することを特徴とするコンピュータ断層撮
影装置。
【請求項２】前記近似投影データを同時に収集された
スライス方向に隣接する少なくとも２つの実際に得られ
た投影データの補間により求め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。
【請求項３】前記再構成面は前記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。
【請求項４】前記再構成面を空間的に連続するように
複数設定し、各再構成面について再構成像を再構成する
ことによりボリュームデータを得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。
【請求項５】前記ヘリカルスキャンは、前記Ｘ線源が
被検体に対して相対的に螺旋軌道上を移動することによ
り実行され、前記再構成面は、前記Ｘ線源が略１８０度
回転する間に回転中心を通るＸ線パスにより描かれる湾
曲面に近似する面として設定され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。
【請求項６】前記再構成面を、半螺旋の各回転角にお
ける前記Ｘ線源のＺ座標と、前記Ｘ線源の螺旋軌道によ
り規定される円筒と前記再構成面とが交差する楕円のＺ
座標との差の絶対値の最大値が、最小になるように設定
することを特徴とする請求項５記載のコンピュータ断層
撮影装置。
【請求項７】前記再構成面を、半螺旋の各回転角にお
ける前記Ｘ線源のＺ座標と、前記Ｘ線源の螺旋軌道によ
り規定される円筒と前記再構成面とが交差する楕円のＺ
座標との差の二乗平均誤差が、最小になるように設定す
ることを特徴とする請求項５記載のコンピュータ断層撮
影装置。
【請求項８】前記近似投影データは、前記Ｘ線源とＦ
ＯＶ中心との距離を直径とする円筒と、前記再構成面の
交差する楕円上を通過するＸ線パス上のデータであるこ
とを特徴とする請求項５記載のコンピュータ断層撮影装
置。
【請求項９】前記近似投影データは、前記Ｘ線源を中
心にしてＦＯＶ中心を通る円筒と前記再構成面の交わる
楕円を通過するＸ線パス上のデータであることを特徴と
する請求項５記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】前記２次元アレイ検出器のスライス方
向の幅から換算したＦＯＶ中心でスライス方向の再構成
厚みをｃとしたとき、前記Ｘ線源の１回転での被検体の
相対的移動距離を略１．５ｃに設定することを特徴とす
る請求項５記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１１】前記再構成は部分角再構成法を利用し
たもの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。
【請求項１２】前記近似するＸ線パスは、Ｘ線源の回
転角度に応じて決められ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。
【請求項１３】Ｘ線を曝射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線を検出する検出器が2次元状に配
列された2次元検出器と、前記２次元検出器の信号から前記被検体の投影データを
収集するデータ収集装置と、このデータ収集装置からの投影データを用いて、設定さ
れた再構成面の画像を再構成するのに必要な前記再構成
面に近似するＸ線パスの近似投影データを作成するデー
タ作成部と、前記近似投影データを用いて前記再構成面の画像を再構
成する再構成装置と、を備えたことを特徴とするコンピ
ュータ断層撮影装置。