JP3673001B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば扇状のＸ線ビームのような、広がりに比べて厚みの薄いＸ線ビームをその厚みの方向に掃引することにより、被検体の透視像を撮影するＸ線撮影方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関する。さらに詳しくは、Ｘ線検出器としてＸ線検出素子のアレイ(array) を複数個有するものを用いて品質の良い透視像を得るＸ線撮影方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体を扇状のＸ線ビームでスキャンし、その測定データに基づいて被検体の断層像が再構成される。測定データは、多数のＸ線検出素子を扇状Ｘ線ビームの広がりの方向に配列した多チャンネルのＸ線検出器によって測定される。
【０００３】
図１１に、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出系の概念図を示す。図１１において、Ｘ線照射器ＸＳから放射されるＸ線が、アパーチャ(aperture)ＡＰを通して厚みｔのＸ線ビームＢＭとなって被検体ＯＢに照射され、その透過Ｘ線がＸ線検出器ＤＴのＸ線検出素子ＤＴｅで測定される。
【０００４】
Ｘ線ビームＢＭは厚みの方向（ｚ方向）とは垂直な方向（ｘ方向）に広がる扇状のビームとなっている。この扇状Ｘ線ビームの広がりの方向にＸ線検出素子ＤＴｅが複数個配列され、多チャンネルのＸ線検出器ＤＴを構成している。すなわち、Ｘ線検出器ＤＴはＸ線検出素子ＤＴｅのアレイによって構成される。
【０００５】
被検体ＯＢをスキャンするときには、このＸ線照射・検出系を体軸ＯＡを中心として回転させ、被検体ＯＢのスライス厚ｔの部分について周囲の複数方向から透過Ｘ線データが測定される。
【０００６】
一般に、スキャンに先立ってスライス位置を決めるための透視撮影が行なわれる。透視撮影はＸ線を照射しながらＸ線照射・検出系を被検体ＯＢに対して相対的に平行移動（掃引）させることによって行なわれる。
【０００７】
掃引の各位置（ビュー(view)）において測定されたＸ線透過データに基づいて透視像が形成される。操作者は透視像によって注目部位（病変部等）の正確な位置を確認し、その部位が含まれるようにスライス位置決めしてスキャンを実行する。このようなスキャン位置決めのための透視撮影はスカウトビュー(scout view)撮影と呼ばれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器が開発されつつある。これをＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器として用いれば１スキャンで複数スライスの測定データが得られるので、スループット(through put) の向上や複数スライスの測定データを用いて多様な画像再構成を行なう等の先進的なデータ処理が期待できる。
【０００９】
この種のＸ線検出器においては、従来のＸ線検出器と同程度のｚ方向（幅）の寸法内に複数のアレイを形成することができる。その場合、アレイ１つ当たりのスライス厚が薄くなるので、スカウトビュー撮影により高精細（高分解能）の透視像を得ることが期待される。しかし、スライス厚の減少に伴って測定データのＳ／Ｎ(signal-to-noise ratio) が劣化するので画像の品質が低下し高精細の特徴は減殺される。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、高精細で品質の良い透視像を撮影するＸ線撮影方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
〔１〕課題を解決するための第１の発明は、広がりに比べて厚みの薄いＸ線ビームをその厚みの方向に被検体に関して相対的に掃引し、透過Ｘ線に基づいて被検体の透視像を形成するＸ線撮影方法において、Ｘ線検出素子のアレイを前記Ｘ線ビームの厚みの方向に複数個隣接させたＸ線検出器によって前記透過Ｘ線を検出し、前記複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成することを特徴とするＸ線撮影方法である。
【００１２】
課題を解決するための第１の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影方法を実現することができる。
【００１３】
また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
課題を解決するための第１の発明において、前記重み付き加算のための重み係数を前記Ｘ線ビームの厚み方向の強度分布に対応したボケ回復関数に基づいて定めることがより高精細な透視像を得る点で好ましい。
【００１４】
なお、課題を解決するための第１の発明においてＸ線ビームを被検体に関して相対的に掃引する形態としては下記のものがある。
（１）Ｘ線ビームを固定して被検体を移動させるもの
（２）被検体を固定してＸ線ビームを移動させるもの
（３）Ｘ線ビームと被検体を共に移動させるもの
〔２〕課題を解決するための第２の発明は、広がりに比べて厚みの薄いＸ線ビームをその厚みの方向に被検体に関して相対的に掃引し、透過Ｘ線に基づいて被検体の透視像を形成するＸ線撮影装置において、前記Ｘ線ビームの厚みの方向にＸ線検出素子のアレイが複数個隣接して透過Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段における前記複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成する画像形成手段とを具備することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【００１５】
課題を解決するための第２の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影装置を実現することができる。
【００１６】
また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
課題を解決するための第２の発明において、前記重み付き加算のための重み係数を前記Ｘ線ビームの厚み方向の強度分布に対応したボケ回復関数に基づいて定めることがより高精細な透視像を得る点で好ましい。
【００１７】
なお、課題を解決するための第２の発明においてＸ線ビームを被検体に関して相対的に掃引する形態は前述の通りである。
〔３〕課題を解決するための第３の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを有するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段に前記Ｘ線検出素子の配列方向に広がりを有しそれとは垂直な方向に厚みを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づいて画像再構成を行う画像再構成手段と、前記Ｘ線照射手段のＸ線ビームをその厚みの方向に被検体に関して相対的に掃引する掃引手段と、前記掃引手段によるＸ線ビームの掃引時の前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づいて被検体の透視像を形成する画像形成手段とを有するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出手段はＸ線検出素子のアレイを前記Ｘ線ビームの厚みの方向に複数個隣接させて構成し、前記画像形成手段は前記Ｘ線検出手段における前記複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するように構成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１８】
課題を解決するための第３の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００１９】
また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
課題を解決するための第３の発明において、前記重み付き加算のための重み係数を前記Ｘ線ビームの厚み方向の強度分布に対応したボケ回復関数に基づいて定めることがより高精細な透視像を得る点で好ましい。
【００２０】
なお、課題を解決するための第３の発明においてＸ線ビームを被検体に関して相対的に掃引する形態は前述の通りである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１にＸ線撮影装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２２】
図１において、Ｘ線照射器ＸＳから放射されるＸ線がアパーチャＡＰを通して厚みｔのＸ線ビームＢＭとして被検体ＯＢに照射される。Ｘ線照射器ＸＳは本発明におけるＸ線照射手段の実施の形態の一例である。Ｘ線照射器ＸＳは例えばＸ線管等をＸ線源とするものである。Ｘ線ビームＢＭは厚みの方向（ｚ方向）とは垂直な方向（ｘ方向）に広がる例えば扇状のビームとなっている。
【００２３】
被検体ＯＢは支持板ＴＢ上に載置される。支持板ＴＢはＸ線吸収量の極めて小さい物質例えばカーボンファイバー等によって構成される。支持板ＴＢはｚ方向すなわち被検体ＯＢの体軸ＯＡの方向に移動可能なようになっている。
【００２４】
被検体ＯＢ（および支持板ＴＢ）を透過したＸ線はＸ線検出器ＤＴで測定される。Ｘ線検出器ＤＴは本発明におけるＸ線検出手段の実施の形態の一例である。Ｘ線検出器ＤＴはｚ方向すなわちＸ線ビームＢＭの厚みの方向に隣接して配置された４つのＸ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４を有する。
【００２５】
４つのＸ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４はＸ線ビームＢＭの広がりの方向（ｘ方向）に複数個配列され、４系統の多チャンネルＸ線検出アレイを構成している。
【００２６】
なお、アレイの数は４に限定されるものではなく、これ以上または以下の任意の複数として良い。
Ｘ線制御部ＸＣはＸ線照射器ＸＳを制御するものである。これによってＸ線の強度、照射タイミング等が制御される。支持板制御部ＴＣは支持板ＴＢを制御するものである。これによって支持板ＴＢのｚ方向の移動が制御される。支持板制御部ＴＣと支持板ＴＢは本発明における掃引手段の実施の形態の一例である。なお、支持板ＴＢを動かす代わりにＸ線照射・検出系を動かすようにしても良い。あるいは両方をそれぞれ動かすようにしても良い。要するに掃引は相対的に行なわれれば良い。
【００２７】
データ収集部ＤＡＳはＸ線検出器ＤＴから出力される４系統の多チャンネルＸ線検出信号を収集するものである。
データ収集部ＤＡＳの１チャンネル分の構成を図２に示す。図２に示すように、Ｘ線検出素子ＤＴｅｋ（ｋ：１〜４）の出力信号が積分器ＩＮＴによって積分され、積分器ＩＮＴの出力信号がマルチプレクサＭＸを通じてＡ／Ｄ(analog-to-digital) 変換器ＡＤＣに与えられ、ディジタル信号に変換されてメモリＭＥＭに記憶される。
【００２８】
マルチプレクサＭＸの入力側には他のチャンネルの積分器が複数個接続されており、それらが順次切り換えられてＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続される。
制御装置ＣＮＴは積分器ＩＮＴの動作を制御し、所定の周期で積分とリセットを行なわせる。すなわち、例えば図３に示すように、周期ＴｓのうちＴｉ時間で積分を行なわせＴｒ時間でリセットを行なわせる。
【００２９】
制御装置ＣＮＴはマルチプレクサＭＸを制御し、積分器ＩＮＴがＴｉ時間の積分を完了したタイミングでそれをＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続する。制御装置ＣＮＴは、また、メモリＭＥＭの書込アドレスを制御してＡ／Ｄ変換器ＡＤＣの出力信号をＸ線検出素子ＤＴｅｋのアレイ番号、チャンネル番号およびビュー番号に対応したアドレスに記憶する。
【００３０】
図１に戻って、コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣおよび支持板制御部ＴＣを管制し、所定のシーケンスに基づく透視撮影を遂行するものである。コンピュータＣＯＭは、また、データ収集部ＤＡＳが収集した４系統の検出アレイの測定データに基づいて被検体ＯＢの透視像を形成する。コンピュータＣＯＭは本発明における画像形成手段の実施の形態の一例である。
【００３１】
透視像は画像出力部ＩＭを通じて出力される。画像出力部ＩＭは例えばＣＲＴ(cathod-ray tube) 等を用いた画像表示装置やフィルム等に画像を撮影する写真撮影装置によって構成される。
【００３２】
コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳおよび操作部ＯＰが接続される。これらは操作者のためのマンマシン・インタフェイス(man-machine interface) を構成する。
【００３３】
次に、本装置の動作について説明する。
図４に本装置の動作のフロー図を示す。図４において、先ずステージＳＴ１１で透視撮影のためのパラメータが設定される。パラメータの設定は操作者により操作部ＯＰを通じて行なわれる。これによって、Ｘ線照射条件（管電圧、管電流）、被検体ＯＢの撮影範囲、支持板ＴＢの送り速度およびボケ回復用の重み係数等がコンピュータＣＯＭに設定される。なお、ボケ回復用の重み係数については後に改めて説明する。
【００３４】
パラメータ設定後、操作者は操作部ＯＰを通じて撮影開始を指令する。
これにより、ステージＳＴ１２において、被検体ＯＢを載せた支持板ＴＢの移送が開始される。
【００３５】
次に、ステージＳＴ１３において、被検体ＯＢの撮影範囲の始端がＸ線照射域に入った時点でＸ線照射が開始される。
次に、ステージＳＴ１４において、透過Ｘ線の測定データが収集される。このとき、支持板ＴＢは定速で移送され、測定データは所定のビューレート(view rate) で収集される。ビューレートは単位時間当たりのビュー数で与えられる。データ収集は被検体ＯＢの撮影範囲の終端がＸ線照射域を抜けるまで継続される。
【００３６】
被検体ＯＢの撮影範囲の終端がＸ線照射域を通過した時点でＸ線照射が停止され（ステージＳＴ１５）、次いで、支持板ＴＢの移送が停止される（ステージＳＴ１６）。
【００３７】
図５に、透視像形成のフロー図を示す。透視像の形成はステージＳＴ１４で収集された測定データに基づいてコンピュータＣＯＭにより行なわれる。
先ず、ステージＳＴ２１において、測定データについての感度補正が行なわれる。感度補正は次式によって行なわれる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ここで、
ｄａｔａ：透過Ｘ線データ
ｋ：アレイ番号
ｉ：チャンネル番号
ｊ：ビュー番号
ａｉｒ：予め被検体ＯＢが無い状態で測定したＸ線データ
（１）式は、被検体ＯＢが無い状態で測定したＸ線データで透過Ｘ線データを除算することにより、個々のＸ線検出素子ＤＴｅｋの感度のバラツキによる測定データの誤差を補正することを示す。この感度補正はエアキャリブレーション(air calibration) とも呼ばれる。
【００４０】
次に、ステージＳＴ２２において、−ｌｏｇ化処理が行なわれる。この処理は次式によって行なわれる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
（２）式によって透過Ｘ線の強度を表す測定データがＸ線の減衰率を表すデータに変換される。透視像はＸ線の減衰率を表すデータによって形成される。以下これを投影データと呼ぶ。
【００４３】
次に、ステージＳＴ２３において、ボケ回復処理が行なわれる。ボケ回復処理の詳細は次の通りである。
アパーチャＡＰを通して厚みｔのＸ線ビームＢＭをＸ線検出器ＤＴに照射したとき、厚み方向におけるＸ線の強度分布（プロファイル(profile) ）は一般に理想とされる矩形のプロファイルとはならずに鈍ったものとなる。
【００４４】
この様子を図６に示す。図６において、曲線ＰＦでＸ線ビームＢＭのプロファイルを示す。Ｘ線ビームＢＭがこのようなプロファイルＰＦを持つとき、それによって得られる透視像にはボケが生じる。
【００４５】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置によって断層像を再構成する際に、コンボリューション(convolution) によるボケ回復の手法が用いられる。この手法は、図７に示すように、プロファイル（ボケ関数）ＰＦをボケ回復関数（コンボリューションカーネル(kernel)）ＫＲとコンボリューションするものである。ここで、コンボリューションカーネルＫＲをボケ関数ＰＦに合わせて適切に定めることにより矩形プロファイルＰＲを回復することができる。
【００４６】
矩形プロファイルＰＲの幅および急峻度はコンボリューションカーネルＫＲの選び方によって調節することができる。すなわち、例えばコンボリューションカーネルをＫＲ’のようにすることによりコンボリューション後のプロファイルをＰＲ’のようにすることができる。これによって、ボケ回復の強度すなわち画像の精細度を任意に調節することができる。
【００４７】
ステージＳＴ２３におけるボケ回復処理もこの手法に則って行なわれる。ボケ回復処理は次式によって行なわれる。
【００４８】
【数３】
【００４９】
ここで、
Ｗｋ：重み係数
（３）式は、各ビューの投影データを４つの投影データの重み付き加算によって合成することを示す。４つの投影データは４系統の検出アレイの測定データからそれぞれ求められたものである。重み係数Ｗｋ（ｋ：１〜４）はボケ回復関数ＫＲに基づいて与えられる。
【００５０】
その際、重み係数Ｗ１は、例えば図８に示すように、Ｘ線検出素子ＤＴｅ１の位置に相当するｚ方向の位置でのボケ回復関数ＫＲの値で与えられる。同様に、重み係数Ｗ２〜Ｗ４はそれぞれＸ線検出素子ＤＴｅ２〜ＤＴｅ４の位置に相当するｚ方向の位置でのボケ回復関数ＫＲの値で与えられる。
【００５１】
これら重み係数が掛けられる投影データは、検出アレイの系統に応じて異なるビュー番号のものが用いられる。ビュー番号はΔの整数倍ずつ異ならせる。
Δは次式で与えられる。
【００５２】
【数４】
【００５３】
ここで、
ｔ：Ｘ線ビームの厚み
ｖ：支持板移送速度
ｖｉｅｗ−ｒａｔｅ：単位時間当たりのビュー数（ビューレート）
（４）式において、ｔ／４は検出アレイ１つ当たりのスライス厚を表す。それを支持板移送速度ｖで除したものは被検体ＯＢが距離ｔ／４だけ移動する時間となる。したがって、それにビューレートを乗じて得られるものは、被検体ＯＢが距離ｔ／４だけ移動する時間内に発生するビュー数となる。これがΔである。
【００５４】
図６に示すように、４系統の検出アレイを持つＸ線検出器ＤＴに厚みｔのＸ線ビームＢＭが入射するとき、Ｘ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４には四分割されたＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４がそれぞれ入射する。これらＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４の強度はそれぞれＸ線ビームＢＭのプロファイルＰＦの対応部分の強度となる。
【００５５】
被検体ＯＢはこのようなＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４の照射域をｚ方向に移送される。ここで、被検体ＯＢにおける厚みがｔ／４の特定のスライスＳＬに着目すると、このスライスＳＬはＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４の照射域を順番に通過し、その投影データがＸ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４によってそれぞれ測定される。その様子を図９に示す。
【００５６】
すなわち、スライスＳＬの投影データは先ずＸ線ビームｂｍ１とＸ線検出素子ＤＴｅ１で測定され（図９（Ａ））、以下順次、Ｘ線ビームｂｍ２とＸ線検出素子ＤＴｅ２（同図（Ｂ））、Ｘ線ビームｂｍ３とＸ線検出素子ＤＴｅ３（同図（Ｃ））、Ｘ線ビームｂｍ４とＸ線検出素子ＤＴｅ４（同図（Ｄ））でそれぞれ測定される。
【００５７】
これら各測定の間に被検体ＯＢはｔ／４ずつ移動するから、各測定間のビュー数の差はΔとなる。したがって、（３）式は同一のスライスＳＬに関し、Ｘ線ビームｂｍ１とＸ線検出素子ＤＴｅ１、Ｘ線ビームｂｍ２とＸ線検出素子ＤＴｅ２、Ｘ線ビームｂｍ３とＸ線検出素子ＤＴｅ３、およびＸ線ビームｂｍ４とＸ線検出素子ＤＴｅ４でそれぞれ測定した投影データをボケ回復関数に基づく重みを付けて加算するものとなる。
【００５８】
これは、データ点数は少ないが、コンボリューションに他ならない。したがって、（３）の演算によって投影データについてボケ回復処理がなされることになる。なお、このとき、複数の検出アレイの投影データの重み付き加算が行なわれるのでノイズが平均化され、Ｓ／Ｎの良い投影データを得ることができる。
【００５９】
次に、ステージＳＴ２４において、透視像形成が行なわれる。透視像の形成はボケ回復処理された投影データをチャンネル番号ｉおよびビュー番号ｊに応じて２次元空間に配置することによって行なわれる。このとき扇状Ｘ線ビームに由来する像の歪みの補正や投影データの補間等、適宜の補正が加味される。
【００６０】
次に、ステージＳＴ２５において、透視像の表示が行なわれる。これによって、画像出力部ＩＭによる透視像の表示またはフィルム撮影等が行なわれる。
透視像は投影データのボケ回復処理により高精細（高分解能）なものとなる。ボケ回復の強度は重み係数（ボケ回復関数）によって調節することができ、それによって任意の精細度（分解能）の透視像を得ることができる。また、投影データのＳ／Ｎが良いので品質の良い透視像を得ることができる。
【００６１】
上記のようなＸ線透視装置は、Ｘ線ＣＴ装置に組み込むこともできる。図１０に、Ｘ線透視装置を組み込んだＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。
図１０において、Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが支持枠ＦＭによって支持され図１に示したものと同様なＸ線照射・検出系を構成している。Ｘ線検出器ＤＴは複数の検出アレイを有するものである。Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが取り付けられた支持枠ＦＭはＸ線ＣＴ装置のガントリを構成する。
【００６２】
扇状のＸ線ビームＢＭの開き角の範囲内に被検体ＯＢが配置される。被検体ＯＢは支持板ＴＢ上に載置される。支持板ＴＢは上下方向に移動できるようになっており、これによって被検体ＯＢの上下方向の位置が調節できるようになっている。支持板ＴＢは、また、紙面に垂直な方向（ｚ方向）に進退できるようになっており、それによって被検体ＯＢをＸ線照射領域に搬入および搬出できるようになっている。
【００６３】
Ｘ線制御部ＸＣ、支持板制御部ＴＣおよびデータ収集部ＤＡＳは図１に示したものと同様なものである。ただし、支持板制御部ＴＣは支持板ＴＢの上下移動をも制御する。回転制御部ＲＣは支持枠ＦＭの回転を制御するものである。これによって支持枠ＦＭの回転速度、起動および停止等が制御される。
【００６４】
コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣ、回転制御部ＲＣおよび支持板制御部ＴＣを管制して所定のシーケンスに基づくスキャンを遂行し、データ収集部ＤＡＳが収集したデータに基づいて被検体ＯＢの断層像を再構成する。コンピュータＣＯＭは本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。
【００６５】
再構成画像は画像出力部ＩＭを通じて出力される。画像出力部ＩＭは図１に示したものと同様なものである。
コンピュータＣＯＭには図１と同様な表示部ＤＩＳと操作部ＯＰと接続され、操作者からの各種の指令等をコンピュータＣＯＭに与えることができるようになっている。
【００６６】
コンピュータＣＯＭは、また、Ｘ線制御部ＸＣおよび支持板制御部ＴＣを管制し、前述と同様な動作により被検体ＯＢの透視像を撮影（スカウトビュー撮影）するようになっている。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、課題を解決するための第１の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影方法を実現することができる。また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
【００６８】
また、課題を解決するための第２の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影装置を実現することができる。また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
【００６９】
また、課題を解決するための第３の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を実現することができる。また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部の動作のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線検出器におけるＸ線の入射状態を示す図である。
【図７】ボケ回復の原理を説明する図である。
【図８】ボケ回復処理のための重み係数を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線ビームの掃引を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図１１】従来のＸ線照射・検出系の模式図である。
【符号の説明】
ＸＳ Ｘ線照射器
ＡＰ アパーチャ
ＢＭ Ｘ線ビーム
ＯＢ 被検体
ＴＢ 支持板
ＤＴ Ｘ線検出器
ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４，ＤＴｅｋ Ｘ線検出素子
ＸＣ Ｘ線制御部
ＴＣ 支持板制御部
ＤＡＳ データ収集部
ＣＯＭ コンピュータ
ＩＭ 画像出力部
ＤＩＳ 表示部
ＯＰ 操作部
ＩＮＴ 積分器
ＭＸ マルチプレクサ
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換器
ＭＥＭ メモリ
ＣＮＴ 制御装置
ＦＭ 支持枠
ＲＣ 回転制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば扇状のＸ線ビームのような、広がりに比べて厚みの薄いＸ線ビームをその厚みの方向に掃引することにより、被検体の透視像を撮影するＸ線撮影方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関する。さらに詳しくは、Ｘ線検出器としてＸ線検出素子のアレイ(array) を複数個有するものを用いて品質の良い透視像を得るＸ線撮影方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体を扇状のＸ線ビームでスキャンし、その測定データに基づいて被検体の断層像が再構成される。測定データは、多数のＸ線検出素子を扇状Ｘ線ビームの広がりの方向に配列した多チャンネルのＸ線検出器によって測定される。
【０００３】
図１１に、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出系の概念図を示す。図１１において、Ｘ線照射器ＸＳから放射されるＸ線が、アパーチャ(aperture)ＡＰを通して厚みｔのＸ線ビームＢＭとなって被検体ＯＢに照射され、その透過Ｘ線がＸ線検出器ＤＴのＸ線検出素子ＤＴｅで測定される。
【０００４】
Ｘ線ビームＢＭは厚みの方向（ｚ方向）とは垂直な方向（ｘ方向）に広がる扇状のビームとなっている。この扇状Ｘ線ビームの広がりの方向にＸ線検出素子ＤＴｅが複数個配列され、多チャンネルのＸ線検出器ＤＴを構成している。すなわち、Ｘ線検出器ＤＴはＸ線検出素子ＤＴｅのアレイによって構成される。
【０００５】
被検体ＯＢをスキャンするときには、このＸ線照射・検出系を体軸ＯＡを中心として回転させ、被検体ＯＢのスライス厚ｔの部分について周囲の複数方向から透過Ｘ線データが測定される。
【０００６】
一般に、スキャンに先立ってスライス位置を決めるための透視撮影が行なわれる。透視撮影はＸ線を照射しながらＸ線照射・検出系を被検体ＯＢに対して相対的に平行移動（掃引）させることによって行なわれる。
【０００７】
掃引の各位置（ビュー(view)）において測定されたＸ線透過データに基づいて透視像が形成される。操作者は透視像によって注目部位（病変部等）の正確な位置を確認し、その部位が含まれるようにスライス位置決めしてスキャンを実行する。このようなスキャン位置決めのための透視撮影はスカウトビュー(scout view)撮影と呼ばれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｘ線検出素子のアレイを複数個有するＸ線検出器が開発されつつある。これをＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器として用いれば１スキャンで複数スライスの測定データが得られるので、スループット(through put) の向上や複数スライスの測定データを用いて多様な画像再構成を行なう等の先進的なデータ処理が期待できる。
【０００９】
この種のＸ線検出器においては、従来のＸ線検出器と同程度のｚ方向（幅）の寸法内に複数のアレイを形成することができる。その場合、アレイ１つ当たりのスライス厚が薄くなるので、スカウトビュー撮影により高精細（高分解能）の透視像を得ることが期待される。しかし、スライス厚の減少に伴って測定データのＳ／Ｎ(signal-to-noise ratio) が劣化するので画像の品質が低下し高精細の特徴は減殺される。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、高精細で品質の良い透視像を撮影するＸ線撮影方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
〔１〕課題を解決するための第１の発明は、広がりに比べて厚みの薄いＸ線ビームをその厚みの方向に被検体に関して相対的に掃引し、透過Ｘ線に基づいて被検体の透視像を形成するＸ線撮影方法において、Ｘ線検出素子のアレイを前記Ｘ線ビームの厚みの方向に複数個隣接させたＸ線検出器によって前記透過Ｘ線を検出し、前記複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成することを特徴とするＸ線撮影方法である。
【００１２】
課題を解決するための第１の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影方法を実現することができる。
【００１３】
また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
課題を解決するための第１の発明において、前記重み付き加算のための重み係数を前記Ｘ線ビームの厚み方向の強度分布に対応したボケ回復関数に基づいて定めることがより高精細な透視像を得る点で好ましい。
【００１４】
なお、課題を解決するための第１の発明においてＸ線ビームを被検体に関して相対的に掃引する形態としては下記のものがある。
（１）Ｘ線ビームを固定して被検体を移動させるもの
（２）被検体を固定してＸ線ビームを移動させるもの
（３）Ｘ線ビームと被検体を共に移動させるもの
〔２〕課題を解決するための第２の発明は、広がりに比べて厚みの薄いＸ線ビームをその厚みの方向に被検体に関して相対的に掃引し、透過Ｘ線に基づいて被検体の透視像を形成するＸ線撮影装置において、前記Ｘ線ビームの厚みの方向にＸ線検出素子のアレイが複数個隣接して透過Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段における前記複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成する画像形成手段とを具備することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【００１５】
課題を解決するための第２の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影装置を実現することができる。
【００１６】
また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
課題を解決するための第２の発明において、前記重み付き加算のための重み係数を前記Ｘ線ビームの厚み方向の強度分布に対応したボケ回復関数に基づいて定めることがより高精細な透視像を得る点で好ましい。
【００１７】
なお、課題を解決するための第２の発明においてＸ線ビームを被検体に関して相対的に掃引する形態は前述の通りである。
〔３〕課題を解決するための第３の発明は、Ｘ線検出素子のアレイを有するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段に前記Ｘ線検出素子の配列方向に広がりを有しそれとは垂直な方向に厚みを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づいて画像再構成を行う画像再構成手段と、前記Ｘ線照射手段のＸ線ビームをその厚みの方向に被検体に関して相対的に掃引する掃引手段と、前記掃引手段によるＸ線ビームの掃引時の前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づいて被検体の透視像を形成する画像形成手段とを有するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出手段はＸ線検出素子のアレイを前記Ｘ線ビームの厚みの方向に複数個隣接させて構成し、前記画像形成手段は前記Ｘ線検出手段における前記複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するように構成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１８】
課題を解決するための第３の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００１９】
また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
課題を解決するための第３の発明において、前記重み付き加算のための重み係数を前記Ｘ線ビームの厚み方向の強度分布に対応したボケ回復関数に基づいて定めることがより高精細な透視像を得る点で好ましい。
【００２０】
なお、課題を解決するための第３の発明においてＸ線ビームを被検体に関して相対的に掃引する形態は前述の通りである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１にＸ線撮影装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２２】
図１において、Ｘ線照射器ＸＳから放射されるＸ線がアパーチャＡＰを通して厚みｔのＸ線ビームＢＭとして被検体ＯＢに照射される。Ｘ線照射器ＸＳは本発明におけるＸ線照射手段の実施の形態の一例である。Ｘ線照射器ＸＳは例えばＸ線管等をＸ線源とするものである。Ｘ線ビームＢＭは厚みの方向（ｚ方向）とは垂直な方向（ｘ方向）に広がる例えば扇状のビームとなっている。
【００２３】
被検体ＯＢは支持板ＴＢ上に載置される。支持板ＴＢはＸ線吸収量の極めて小さい物質例えばカーボンファイバー等によって構成される。支持板ＴＢはｚ方向すなわち被検体ＯＢの体軸ＯＡの方向に移動可能なようになっている。
【００２４】
被検体ＯＢ（および支持板ＴＢ）を透過したＸ線はＸ線検出器ＤＴで測定される。Ｘ線検出器ＤＴは本発明におけるＸ線検出手段の実施の形態の一例である。Ｘ線検出器ＤＴはｚ方向すなわちＸ線ビームＢＭの厚みの方向に隣接して配置された４つのＸ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４を有する。
【００２５】
４つのＸ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４はＸ線ビームＢＭの広がりの方向（ｘ方向）に複数個配列され、４系統の多チャンネルＸ線検出アレイを構成している。
【００２６】
なお、アレイの数は４に限定されるものではなく、これ以上または以下の任意の複数として良い。
Ｘ線制御部ＸＣはＸ線照射器ＸＳを制御するものである。これによってＸ線の強度、照射タイミング等が制御される。支持板制御部ＴＣは支持板ＴＢを制御するものである。これによって支持板ＴＢのｚ方向の移動が制御される。支持板制御部ＴＣと支持板ＴＢは本発明における掃引手段の実施の形態の一例である。なお、支持板ＴＢを動かす代わりにＸ線照射・検出系を動かすようにしても良い。あるいは両方をそれぞれ動かすようにしても良い。要するに掃引は相対的に行なわれれば良い。
【００２７】
データ収集部ＤＡＳはＸ線検出器ＤＴから出力される４系統の多チャンネルＸ線検出信号を収集するものである。
データ収集部ＤＡＳの１チャンネル分の構成を図２に示す。図２に示すように、Ｘ線検出素子ＤＴｅｋ（ｋ：１〜４）の出力信号が積分器ＩＮＴによって積分され、積分器ＩＮＴの出力信号がマルチプレクサＭＸを通じてＡ／Ｄ(analog-to-digital) 変換器ＡＤＣに与えられ、ディジタル信号に変換されてメモリＭＥＭに記憶される。
【００２８】
マルチプレクサＭＸの入力側には他のチャンネルの積分器が複数個接続されており、それらが順次切り換えられてＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続される。
制御装置ＣＮＴは積分器ＩＮＴの動作を制御し、所定の周期で積分とリセットを行なわせる。すなわち、例えば図３に示すように、周期ＴｓのうちＴｉ時間で積分を行なわせＴｒ時間でリセットを行なわせる。
【００２９】
制御装置ＣＮＴはマルチプレクサＭＸを制御し、積分器ＩＮＴがＴｉ時間の積分を完了したタイミングでそれをＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに接続する。制御装置ＣＮＴは、また、メモリＭＥＭの書込アドレスを制御してＡ／Ｄ変換器ＡＤＣの出力信号をＸ線検出素子ＤＴｅｋのアレイ番号、チャンネル番号およびビュー番号に対応したアドレスに記憶する。
【００３０】
図１に戻って、コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣおよび支持板制御部ＴＣを管制し、所定のシーケンスに基づく透視撮影を遂行するものである。コンピュータＣＯＭは、また、データ収集部ＤＡＳが収集した４系統の検出アレイの測定データに基づいて被検体ＯＢの透視像を形成する。コンピュータＣＯＭは本発明における画像形成手段の実施の形態の一例である。
【００３１】
透視像は画像出力部ＩＭを通じて出力される。画像出力部ＩＭは例えばＣＲＴ(cathod-ray tube) 等を用いた画像表示装置やフィルム等に画像を撮影する写真撮影装置によって構成される。
【００３２】
コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳおよび操作部ＯＰが接続される。これらは操作者のためのマンマシン・インタフェイス(man-machine interface) を構成する。
【００３３】
次に、本装置の動作について説明する。
図４に本装置の動作のフロー図を示す。図４において、先ずステージＳＴ１１で透視撮影のためのパラメータが設定される。パラメータの設定は操作者により操作部ＯＰを通じて行なわれる。これによって、Ｘ線照射条件（管電圧、管電流）、被検体ＯＢの撮影範囲、支持板ＴＢの送り速度およびボケ回復用の重み係数等がコンピュータＣＯＭに設定される。なお、ボケ回復用の重み係数については後に改めて説明する。
【００３４】
パラメータ設定後、操作者は操作部ＯＰを通じて撮影開始を指令する。
これにより、ステージＳＴ１２において、被検体ＯＢを載せた支持板ＴＢの移送が開始される。
【００３５】
次に、ステージＳＴ１３において、被検体ＯＢの撮影範囲の始端がＸ線照射域に入った時点でＸ線照射が開始される。
次に、ステージＳＴ１４において、透過Ｘ線の測定データが収集される。このとき、支持板ＴＢは定速で移送され、測定データは所定のビューレート(view rate) で収集される。ビューレートは単位時間当たりのビュー数で与えられる。データ収集は被検体ＯＢの撮影範囲の終端がＸ線照射域を抜けるまで継続される。
【００３６】
被検体ＯＢの撮影範囲の終端がＸ線照射域を通過した時点でＸ線照射が停止され（ステージＳＴ１５）、次いで、支持板ＴＢの移送が停止される（ステージＳＴ１６）。
【００３７】
図５に、透視像形成のフロー図を示す。透視像の形成はステージＳＴ１４で収集された測定データに基づいてコンピュータＣＯＭにより行なわれる。
先ず、ステージＳＴ２１において、測定データについての感度補正が行なわれる。感度補正は次式によって行なわれる。
【００３８】
【数１】
ここで、
ｄａｔａ：透過Ｘ線データ
ｋ：アレイ番号
ｉ：チャンネル番号
ｊ：ビュー番号
ａｉｒ：予め被検体ＯＢが無い状態で測定したＸ線データ
（１）式は、被検体ＯＢが無い状態で測定したＸ線データで透過Ｘ線データを除算することにより、個々のＸ線検出素子ＤＴｅｋの感度のバラツキによる測定データの誤差を補正することを示す。この感度補正はエアキャリブレーション(air calibration) とも呼ばれる。
【００４０】
次に、ステージＳＴ２２において、−ｌｏｇ化処理が行なわれる。この処理は次式によって行なわれる。
【００４１】
【数２】
（２）式によって透過Ｘ線の強度を表す測定データがＸ線の減衰率を表すデータに変換される。透視像はＸ線の減衰率を表すデータによって形成される。以下これを投影データと呼ぶ。
【００４３】
次に、ステージＳＴ２３において、ボケ回復処理が行なわれる。ボケ回復処理の詳細は次の通りである。
アパーチャＡＰを通して厚みｔのＸ線ビームＢＭをＸ線検出器ＤＴに照射したとき、厚み方向におけるＸ線の強度分布（プロファイル(profile) ）は一般に理想とされる矩形のプロファイルとはならずに鈍ったものとなる。
【００４４】
この様子を図６に示す。図６において、曲線ＰＦでＸ線ビームＢＭのプロファイルを示す。Ｘ線ビームＢＭがこのようなプロファイルＰＦを持つとき、それによって得られる透視像にはボケが生じる。
【００４５】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置によって断層像を再構成する際に、コンボリューション(convolution) によるボケ回復の手法が用いられる。この手法は、図７に示すように、プロファイル（ボケ関数）ＰＦをボケ回復関数（コンボリューションカーネル(kernel)）ＫＲとコンボリューションするものである。ここで、コンボリューションカーネルＫＲをボケ関数ＰＦに合わせて適切に定めることにより矩形プロファイルＰＲを回復することができる。
【００４６】
矩形プロファイルＰＲの幅および急峻度はコンボリューションカーネルＫＲの選び方によって調節することができる。すなわち、例えばコンボリューションカーネルをＫＲ’のようにすることによりコンボリューション後のプロファイルをＰＲ’のようにすることができる。これによって、ボケ回復の強度すなわち画像の精細度を任意に調節することができる。
【００４７】
ステージＳＴ２３におけるボケ回復処理もこの手法に則って行なわれる。ボケ回復処理は次式によって行なわれる。
【００４８】
【数３】
ここで、
Ｗｋ：重み係数
（３）式は、各ビューの投影データを４つの投影データの重み付き加算によって合成することを示す。４つの投影データは４系統の検出アレイの測定データからそれぞれ求められたものである。重み係数Ｗｋ（ｋ：１〜４）はボケ回復関数ＫＲに基づいて与えられる。
【００５０】
その際、重み係数Ｗ１は、例えば図８に示すように、Ｘ線検出素子ＤＴｅ１の位置に相当するｚ方向の位置でのボケ回復関数ＫＲの値で与えられる。同様に、重み係数Ｗ２〜Ｗ４はそれぞれＸ線検出素子ＤＴｅ２〜ＤＴｅ４の位置に相当するｚ方向の位置でのボケ回復関数ＫＲの値で与えられる。
【００５１】
これら重み係数が掛けられる投影データは、検出アレイの系統に応じて異なるビュー番号のものが用いられる。ビュー番号はΔの整数倍ずつ異ならせる。
Δは次式で与えられる。
【００５２】
【数４】
ここで、
ｔ：Ｘ線ビームの厚み
ｖ：支持板移送速度
ｖｉｅｗ−ｒａｔｅ：単位時間当たりのビュー数（ビューレート）
（４）式において、ｔ／４は検出アレイ１つ当たりのスライス厚を表す。それを支持板移送速度ｖで除したものは被検体ＯＢが距離ｔ／４だけ移動する時間となる。したがって、それにビューレートを乗じて得られるものは、被検体ＯＢが距離ｔ／４だけ移動する時間内に発生するビュー数となる。これがΔである。
【００５４】
図６に示すように、４系統の検出アレイを持つＸ線検出器ＤＴに厚みｔのＸ線ビームＢＭが入射するとき、Ｘ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４には四分割されたＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４がそれぞれ入射する。これらＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４の強度はそれぞれＸ線ビームＢＭのプロファイルＰＦの対応部分の強度となる。
【００５５】
被検体ＯＢはこのようなＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４の照射域をｚ方向に移送される。ここで、被検体ＯＢにおける厚みがｔ／４の特定のスライスＳＬに着目すると、このスライスＳＬはＸ線ビームｂｍ１〜ｂｍ４の照射域を順番に通過し、その投影データがＸ線検出素子ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４によってそれぞれ測定される。その様子を図９に示す。
【００５６】
すなわち、スライスＳＬの投影データは先ずＸ線ビームｂｍ１とＸ線検出素子ＤＴｅ１で測定され（図９（Ａ））、以下順次、Ｘ線ビームｂｍ２とＸ線検出素子ＤＴｅ２（同図（Ｂ））、Ｘ線ビームｂｍ３とＸ線検出素子ＤＴｅ３（同図（Ｃ））、Ｘ線ビームｂｍ４とＸ線検出素子ＤＴｅ４（同図（Ｄ））でそれぞれ測定される。
【００５７】
これら各測定の間に被検体ＯＢはｔ／４ずつ移動するから、各測定間のビュー数の差はΔとなる。したがって、（３）式は同一のスライスＳＬに関し、Ｘ線ビームｂｍ１とＸ線検出素子ＤＴｅ１、Ｘ線ビームｂｍ２とＸ線検出素子ＤＴｅ２、Ｘ線ビームｂｍ３とＸ線検出素子ＤＴｅ３、およびＸ線ビームｂｍ４とＸ線検出素子ＤＴｅ４でそれぞれ測定した投影データをボケ回復関数に基づく重みを付けて加算するものとなる。
【００５８】
これは、データ点数は少ないが、コンボリューションに他ならない。したがって、（３）の演算によって投影データについてボケ回復処理がなされることになる。なお、このとき、複数の検出アレイの投影データの重み付き加算が行なわれるのでノイズが平均化され、Ｓ／Ｎの良い投影データを得ることができる。
【００５９】
次に、ステージＳＴ２４において、透視像形成が行なわれる。透視像の形成はボケ回復処理された投影データをチャンネル番号ｉおよびビュー番号ｊに応じて２次元空間に配置することによって行なわれる。このとき扇状Ｘ線ビームに由来する像の歪みの補正や投影データの補間等、適宜の補正が加味される。
【００６０】
次に、ステージＳＴ２５において、透視像の表示が行なわれる。これによって、画像出力部ＩＭによる透視像の表示またはフィルム撮影等が行なわれる。
透視像は投影データのボケ回復処理により高精細（高分解能）なものとなる。ボケ回復の強度は重み係数（ボケ回復関数）によって調節することができ、それによって任意の精細度（分解能）の透視像を得ることができる。また、投影データのＳ／Ｎが良いので品質の良い透視像を得ることができる。
【００６１】
上記のようなＸ線透視装置は、Ｘ線ＣＴ装置に組み込むこともできる。図１０に、Ｘ線透視装置を組み込んだＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。
図１０において、Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが支持枠ＦＭによって支持され図１に示したものと同様なＸ線照射・検出系を構成している。Ｘ線検出器ＤＴは複数の検出アレイを有するものである。Ｘ線照射器ＸＳとＸ線検出器ＤＴが取り付けられた支持枠ＦＭはＸ線ＣＴ装置のガントリを構成する。
【００６２】
扇状のＸ線ビームＢＭの開き角の範囲内に被検体ＯＢが配置される。被検体ＯＢは支持板ＴＢ上に載置される。支持板ＴＢは上下方向に移動できるようになっており、これによって被検体ＯＢの上下方向の位置が調節できるようになっている。支持板ＴＢは、また、紙面に垂直な方向（ｚ方向）に進退できるようになっており、それによって被検体ＯＢをＸ線照射領域に搬入および搬出できるようになっている。
【００６３】
Ｘ線制御部ＸＣ、支持板制御部ＴＣおよびデータ収集部ＤＡＳは図１に示したものと同様なものである。ただし、支持板制御部ＴＣは支持板ＴＢの上下移動をも制御する。回転制御部ＲＣは支持枠ＦＭの回転を制御するものである。これによって支持枠ＦＭの回転速度、起動および停止等が制御される。
【００６４】
コンピュータＣＯＭはＸ線制御部ＸＣ、回転制御部ＲＣおよび支持板制御部ＴＣを管制して所定のシーケンスに基づくスキャンを遂行し、データ収集部ＤＡＳが収集したデータに基づいて被検体ＯＢの断層像を再構成する。コンピュータＣＯＭは本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。
【００６５】
再構成画像は画像出力部ＩＭを通じて出力される。画像出力部ＩＭは図１に示したものと同様なものである。
コンピュータＣＯＭには図１と同様な表示部ＤＩＳと操作部ＯＰと接続され、操作者からの各種の指令等をコンピュータＣＯＭに与えることができるようになっている。
【００６６】
コンピュータＣＯＭは、また、Ｘ線制御部ＸＣおよび支持板制御部ＴＣを管制し、前述と同様な動作により被検体ＯＢの透視像を撮影（スカウトビュー撮影）するようになっている。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、課題を解決するための第１の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影方法を実現することができる。また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
【００６８】
また、課題を解決するための第２の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線撮影装置を実現することができる。また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
【００６９】
また、課題を解決するための第３の発明によれば、複数のＸ線検出素子のアレイの検出信号を重み付き加算した信号に基づいて被検体の透視像を形成するようにしたので、Ｘ線ビームのボケを回復して高精細の透視像を得ることができるとともにＳ／Ｎを向上させて品質の良い透視像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を実現することができる。また、重み付き加算の重み係数を調節することにより任意の精細度の透視像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ収集部の動作のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線検出器におけるＸ線の入射状態を示す図である。
【図７】ボケ回復の原理を説明する図である。
【図８】ボケ回復処理のための重み係数を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線ビームの掃引を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図１１】従来のＸ線照射・検出系の模式図である。
【符号の説明】
ＸＳ Ｘ線照射器
ＡＰ アパーチャ
ＢＭ Ｘ線ビーム
ＯＢ 被検体
ＴＢ 支持板
ＤＴ Ｘ線検出器
ＤＴｅ１〜ＤＴｅ４，ＤＴｅｋ Ｘ線検出素子
ＸＣ Ｘ線制御部
ＴＣ 支持板制御部
ＤＡＳ データ収集部
ＣＯＭ コンピュータ
ＩＭ 画像出力部
ＤＩＳ 表示部
ＯＰ 操作部
ＩＮＴ 積分器
ＭＸ マルチプレクサ
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換器
ＭＥＭ メモリ
ＣＮＴ 制御装置
ＦＭ 支持枠
ＲＣ 回転制御部
Claims (3)
- Ｘ線検出素子のアレイを有するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段に前記Ｘ線検出素子の配列方向に広がりを有しそれとは垂直な方向に厚みを有するＸ線ビームを照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づいて断層画像の再構成を行う画像再構成手段と、
スカウトビュー撮影のために前記Ｘ線照射手段のＸ線ビームをその厚み方向に被検体に関して相対的に掃引する掃引手段と、
前記掃引手段によるＸ線ビームの掃引時の前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づいて被検体の透過像を形成する画像形成手段とを有するＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線検出手段は、Ｘ線検出素子のアレイを前記Ｘ線ビームの厚みの方向に複数個隣接させて構成し、
前記画像形成手段は、前記Ｘ線検出手段における前記Ｘ線ビームの厚みの方向における前記複数のＸ線検出素子の検出信号を、Ｘ線ビームのボケを回復する重み係数により重み付き加算した信号に基づいて、被検体の透過像を形成するように構成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記掃引手段による掃引時のＸ線ビームのプロファイルが、前記Ｘ線検出素子をＸ線ビームの厚みの方向に複数個隣接させて構成した前記Ｘ線検出手段の全体の幅にわたって広がっていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記掃引手段による掃引時のＸ線ビームのプロファイルがボケ関数に相当するとき、前記重み付き加算における重み係数がそのボケを回復するボケ回復関数に基づいて与えられることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
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-
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