JP3868912B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関し特にヘリカルスキャンを行うことにより得られる画像のアーチファクトを減少させることができるＸ線ＣＴ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（１）シングルスライスＣＴ
近年、Ｘ線ＣＴ装置は、図４５（ａ）に示すように、扇状のＸ線ビーム（ファンビーム）を発生するＸ線焦点１０１と、ファン状あるいは直線状にＭチャンネル、例えば１０００チャンネルの検出素子を１列に並べた検出器１０３とを有するシングルスライスＣＴが主流である。このＸ線焦点１０１と検出器１０３を図４５（ｂ）に示すように被検体の周囲に回転させ、被検体を通過したＸ線強度のデータ（投影データと称する）を収集する。１回転で例えば１０００回投影データを収集し、このデータを基に後述の方法で画像再構成する。尚、１回のデータ収集を１ビュー、１ビューにおける１検出素子のデータを１ビーム、１ビューにおける全ビーム（全検出素子のデータ）をまとめて実データと称する。
【０００３】
（２）２つのスキャン方式
Ｘ線ＣＴ装置の２つのスキャン方式について説明する。
第１のスキャン方式は、コンベンショナルスキャンである。図４６（ａ）に示すように目的とする断面、例えば断面Ａの周囲を１回転させるスキャン方式である。複数の断面、例えば断面Ａと断面Ｂの画像を得たい場合は、図４６（ａ）に示すように、まず断面Ａの周囲を１回転しながらデータを収集し、その後、被検体を載せた寝台、あるいはＸ線焦点１０１と検出器１０３を移動して断面Ｂと回転面を合わせる。その後、断面Ａと同様に被検体の周囲を１回転しながらデータを収集する。従って、撮影範囲が被検体の体軸方向（Ｚ軸方向）に広い場合、目的とする断面が多い場合には撮影時間が長くなる。
【０００４】
第２のスキャン方式は、ヘリカルスキャンである。図４６（ｂ）に示すように、Ｘ線焦点と検出器を連続的に回転させながらその回転と同期させて寝台を被検体の体軸方向に移動させてデータを収集するスキャン方式である。Ｘ線焦点１０１の軌跡が被検体周囲をらせん状にスキャンする。このスキャン方式によると広範囲を高速にスキャンできる。
【０００５】
尚、座標系は図５１（ｃ）の左図のように定義する。ＸＹ面がコンベンショナルスキャンでスキャンする断面Ａ，Ｂに相当し、Ｚ軸方向は被検体の体軸方向であり、シングルスライスＣＴではスライス方向と称される方向である。
【０００６】
（３）コンベンショナルスキャンの画像再構成
Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成を簡単に説明する。コンベンショナルスキャンの場合は以下の３ステップから成る。尚、ここでは図４７の左上に示すように回転中心に矢印の信号だけが存在する被検体を想定する。
【０００７】
［１］ データ収集と補正
コンベンショナルスキャンでデータ収集する。回転角は９０°しか図示しないが、通常３６０°、１８０°＋ファン角等である。投影データは図４７右上のようになっている。この投影データを検出器１０３の感度、Ｘ線強度等、種々の要因を考慮して補正し、生データを得る。
【０００８】
［２］ 再構成関数とのコンボリューション演算
それぞれの角度の生データと再構成関数をコンボリューションする。コンボリューションデータは図４７右下のようになり、元々存在した信号の周囲が窪んでいる。
【０００９】
［３］ 逆投影演算
コンボリューションデータをそのデータを収集したときのＸ線の通過パス上の全画素（ピクセル）に加算する。図４７左下はある角度での逆投影演算を示す。これを必要な角度だけ繰り返すと、元の信号だけが残る。
【００１０】
（４）ヘリカルスキャンの画像再構成
図４６に示した２つのスキャン方式、コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンの状態を横から見たのが図４８である。横軸をスライス（Ｚ軸）方向、横軸を回転位相（角度）とし、各データのサンプリング位置を矢印で結んで表している。以下、このような図をスキャン図と称する。
【００１１】
図４８（ａ）のコンベンショナルスキャンでは、前述の［１］に相当する、目的とするスライス面で必要な３６０°のデータが収集されており、前述のように［１］〜［３］のステップによる画像再構成ができる。
【００１２】
これに対して図４８（ｂ）のヘリカルスキャンでは、らせん状スキャンであるために目的とするスライス面においては１ビューしか収集されていない。そこで前述の［１］の代わりに、収集した投影データを補正した生データをＺ軸方向に補間して必要なデータを得た後、前述の［２］〜［３］を行う。シングルスライスＣＴにおける代表的な補間方法は下記（ａ），（ｂ）の２種類である。
【００１３】
（ａ）３６０°補間法
３６０°補間法とは、図４９（ａ）のように、目的のスライス位置を挟み、かつ最も近い同位相の２ビューの実データをスライス面とサンプリング位置との距離の逆比で線形補間する方法である。
【００１４】
例えば目的とするスライス位置（スライス面のＺ座標）をＺ＝Ｚ０とすると、このスライス位置で収集されたデータは位相０°における１ビューだけである。そこで、例えば位相θのデータを得る場合にはスライス位置の上側の実データ１と、下側の実データ２を選択し、それぞれのデータをサンプリングしたＺ座標と目的のスライス位置Ｚ０の距離（Ｚ座標）の逆比で線形補間し、補間データを得る。これを必要な全位相分繰り返す。
【００１５】
（ｂ）対向ビーム補間法
仮想的なデータである対向ビームを使う方法である。図４９（ｃ）のように焦点が黒丸の位置にあるときに収集した実データの各々の検出素子へのビームは実線矢印のようになっている。このとき、左側のビーム１と、Ｘ線焦点が白丸の位置にあるときの点線のビームは、同じパスを通過するビームである。この白丸からのビームを対向ビームと称する。同様にビーム２と薄灰色からの点線のビーム、ビーム３と濃灰色からの点線のビームは同じパスを通過するビーム、対向ビームである。このように、黒丸における全てのビームは対向するビームをもっている。そこで各ビーム毎に対応する対向ビームを白丸、薄灰色、濃灰色の焦点位置のデータから抜き出して仮想的なデータ（対向データと称する）を形成し、この実データと対向データで線形補間する方法が対向ビーム補間法である。
【００１６】
ヘリカルスキャンの場合には、対向データのサンプリング位置は図４９（ｄ）のように、ビーム毎（チャンネル毎）に異なるが、以下では中心チャンネルのサンプリング位置で代表させ、図４９（ｂ）のように点線で表示する。尚、ヘリカルスキャンの補間方法には、この他にも補間に非線形な関数を用いたもの等、幾つか提案されている。
【００１７】
（５）スライスプロファイルと画質
システムの性能を表す指標の代表的なものがスライスプロファイルと画質である。スライスプロファイルは、Ｚ軸方向（スライス方向）のレスポンスを示すものである。一例を図５０に示すが、矩形に近く、実効スライス厚（半値幅）が薄いほど良いものである。即ち、プロファイル１とプロファイル２は実効スライス厚は同じであるが、プロファイル１の方が矩形に近いので優れ、プロファイル２とプロファイル３では、プロファイル２の方が実効スライス厚が薄いので優れている。
【００１８】
図４９に示すように、補間に使う２つのデータのサンプリング位置の距離を補間間隔と称するが、補間間隔は、３６０°補間法ではヘリカルピッチ相当、対向ビーム補間法ではヘリカルピッチの１／２になり、対向ビーム補間法の方が狭くなっている。ヘリカルスキャンにおける実効スライス厚は、補間間隔が狭いほど薄くなるので、対向ビーム補間法の方が薄くなる。
【００１９】
（６）マルチスライスＣＴ
高精細に広範囲を高速に撮影したいという要求から、図５１（ａ），（ｂ），（ｃ）のように検出器列を２列、４列、８列というように複数列備えるマルチスライスＣＴが提案されている。図５２（ａ）は、それらをＺ軸方向から見たもので、図中の円が有効視野ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）である。図５２（ｂ）は４列マルチスライスＣＴをＺ軸に垂直な方向からＺ軸を含めて観察したもので、Ｘ線焦点から検出器素子へ入射するＸ線が回転中心を通過するときの（Ｘ線焦点から距離ＦＣＤの）Ｚ軸方向のビームの厚みを基本スライス厚Ｔとする。
【００２０】
（７）マルチスライスＣＴにおけるヘリカルスキャン
マルチスライスＣＴにおけるヘリカルスキャンについては、特開平４−２２４７３６号公報に記載されている。マルチスライスＣＴにおけるヘリカルピッチＰは、前述のシングルスライスＣＴにおける基本ピッチの概念を拡張し、以下の式（１）に示すように検出器列数Ｎと基本スライス厚Ｔの積、即ち、回転中心におけるトータルスライス厚と同じとされている。
【００２１】
Ｐ＝Ｎ×Ｔ…（１）
以下、ヘリカルピッチを基本スライス厚で割った値でヘリカルピッチを表現する。式（１）では、ピッチ４のヘリカルスキャンとなる。
【００２２】
前記公報で提案されているＮ列マルチスライスＣＴでピッチＮでヘリカルスキャンしたときの補間方法の１つは、シングルスライスＣＴの３６０°補間法を拡張したものである。
【００２３】
図５３は４列マルチスライスＣＴで上の方法を行った場合を示すスキャン図である。図４９（ａ）の３６０°補間法と同様に、目的とするスライス位置を挟む２つの実データで補間する方法である。これを隣接補間法と仮称する。補間間隔が３６０°補間法と同じく基本スライス厚相当なので、実効スライス厚は３６０°補間法と同程度であることがわかる。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述の（７）の補間方法では、実効スライス厚が厚い。このため、実効スライス厚を薄くするために対向ビームを使うことが考えられる。
【００２５】
図５４（ａ）は、Ｐｉｔｃｈ＝４でのヘリカルスキャンでの対向ビームを表したものである。対向ビームは斜線で示してあり、１回転目が左傾斜線、２回転目が縦線で示してあるが、その大半が実データのサンプリング位置と重なっていることが分かる。シングルスライスＣＴの考え方を拡張して対向ビームを集めて対向データを形成すると、黒丸の実データの対向データは黒の矩形で示される範囲になる。しかし、対向データの大半が目的とするスライス位置から見て実データと同じ側に存在することから、大半が外挿になること、しかも対向ビームを一続きになるようにすると、ビーム（チャンネル）によってはスライス位置に最も近いビームではなくなることが分かる。従って、外挿のため誤差が大きくなり、最も近いビームでないために実効スライス厚も厚くなる。
【００２６】
図５４（ｂ）は上の問題を解決すべく、実データとは反対側の対向ビームを集めて対向データを形成した例である。必ず内挿になるので誤差は小さいが、サンプリング位置と重み付け補間の重みが隣合うビーム同士で不連続部分が発生するので、この部分に対応する方向に画質劣化が生じる。
【００２７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、高画質な画像を再構成できるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、Ｘ線ビームを被検体に向けて曝射するＸ線ビーム発生源と、このＸ線ビームを検出して実データを得る少なくとも２つの検出器列を有する検出手段と、前記被検体が載置される寝台をこの被検体の体軸方向に移動させる寝台移動手段と、を有するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線ビーム発生源を回転させながらＸ線ビームを発生させると共に、前記寝台移動手段により寝台を移動させて、被検体をらせん状にスキャンし、前記検出手段により得られた実データ群と実データ群に対向する対向データ群の中から、目的とするスライス位置を挟む２つのデータを選択し、この選択した２つのデータを使ってスライス位置のデータを得るための重み付けを行うものであって、前記２つのデータの選択をチャンネルごとに独立に行うことを特徴とするものである。
請求項１に記載の発明によれば、最も距離の小さい２つのデータをチャンネルごとに独立して選択して重み付けを行うので、実効スライス厚の薄い画像が得られる。また、内挿補間なので、発散の危険性が小さい。前記２つのデータの選択をチャンネルごとに独立に行うようにしてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１実施形態を示したブロック図である。
【００３０】
第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０は、目的とするスライス位置で隣接補間法を用いてＸ線ビーム（検出データ）を補間すると共に、このスライス位置を中心にして前後にずらした少なくとも２つのスライス位置で隣接補間法を用いてＸ線ビームを補間し、これらのＸ線ビームを重み付け加算することによって目的とするスライスのＸ線ビームとしている。
【００３１】
第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０は、図１に示すように、システム制御部１１と、架台、寝台制御部１３と、寝台移動部１５と、Ｘ線制御装置１７と、高電圧発生装置１９と、Ｘ線ビーム発生源２１と、検出器２３と、回転架台２５と、データ収集部２７と、補間処理部２９と、画像再構成部３１と、表示部３３とを有している。
【００３２】
システム制御部１１は、図示していない入力装置を用いて入力されたスライス厚、回転速度等のヘリカルスキャン条件の内、回転速度とスライス厚とファン角等を架台、寝台制御信号として架台、寝台制御部１３に対して出力する。また、システム制御部１１は、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号をＸ線制御装置１７に対して出力する。さらに、システム制御部１１は、Ｘ線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集部２７に対して出力する。さらに、システム制御部１１は、データ収集のためのデータ収集制御信号をデータ収集部２７に対して出力する。さらに、システム制御部１１は、補間方法を示す補間制御信号を補間処理部２９に対して出力する。
【００３３】
架台、寝台制御部１３は、システム制御部１１により出力された架台、寝台制御信号を基に回転架台２５を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部１５に対して出力する。
【００３４】
寝台移動部１５は、架台、寝台制御部１３により出力された寝台移動信号を基に、回転架台２５の１回転当たりの寝台１５ａの移動量を求め、この移動量で寝台１５ａを移動させる。
【００３５】
Ｘ線制御装置１７は、システム制御部１１により出力されたＸ線ビーム発生制御信号を基に、高電圧発生装置１９による高電圧発生のタイミングを制御する。
【００３６】
高電圧発生装置１９は、Ｘ線ビーム発生源２１からＸ線ビームを曝射させるための高電圧をＸ線制御部１７からの制御信号に従ってＸ線ビーム発生源２１に供給する。
【００３７】
Ｘ線ビーム発生源２１は、高電圧発生装置１９から供給された高電圧によってＸ線ビームを曝射する。
【００３８】
検出器２３は、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射され、被検体を透過したＸ線ビームを検出する。
【００３９】
回転架台２５は、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とを保持する。また、回転架台２５は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。
【００４０】
データ収集部２７は、検出器２３により検出されたＸ線ビーム（実際には検出信号）を、システム制御部１１により出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。
【００４１】
補間処理部２９は、データ収集部２７によって収集されたＸ線ビームを基に、目的のスライス位置のＸ線ビームを補間する。尚、補間処理部２９は、ＣＰＵとメモリ等から構成される。
【００４２】
画像再構成部３１は、補間処理部２９により補間されたＸ線ビームを基に、画像を再構成する。
【００４３】
表示部３３は、画像再構成部３１により再構成された画像を図示しないモニタ上に表示する。
【００４４】
次に、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０の動作を説明する。まず、操作者は図示しない入力装置を用いてヘリカルスキャン条件を入力する。例えば以下に示すようなヘリカルスキャン条件とする。
【００４５】
検出器列数 Ｎｓｅｇ＝２
検出器チャンネル数 Ｎｃｈ＝１０００
各列のＺ軸方向の回転中心での厚み Ｄｓｅｇ＝２０（ｍｍ）
回転中心でのビームの厚み Ｎｓｅｇ×Ｄｓｅｇ＝４０（ｍｍ）
焦点−回転中心間距離 ＦＣＤ＝６００（ｍｍ）（Ｆｏｃｕｓ−Ｃｅｎｔｅｒ−Ｄｉｓｔａｎｃｅ）
焦点−検出器間距離 ＦＤＤ＝１２００（ｍｍ）（Ｆｏｃｕｓ−Ｄｅｔｅｃｔｏｒ−Ｄｉｓｔａｎｃｅ）
有効視野直径 ＦＯＶ＝５００（ｍｍ）（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）
有効視野角（ファン角）φ＝５０°
ヘリカルスキャン条件が入力されるとシステム制御部１１は、このヘリカルスキャン条件の内、回転速度とスライス厚とファン角等を架台、寝台制御信号として架台、寝台制御部１３に対して出力する。そして、架台、寝台制御部１３は、この架台、寝台制御信号を基にして寝台移動信号を寝台移動部１５に対して出力する。
【００４６】
この状態で操作者により診断開始命令が前記入力装置から入力されると、システム制御部１１は、架台、寝台制御部１３に対して診断開始を指示すると共に、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号をＸ線制御装置１７に対して出力する。そして、前記Ｘ線ビーム発生制御信号に対応させて、Ｘ線制御装置１７は、高電圧発生装置１９から高電圧を発生させる。
【００４７】
これにより、Ｘ線ビーム発生源２１からＸ線ビームが曝射されると共に、寝台１５ａが寝台移動部１５により移動され、ヘリカルスキャンによる診断が開始される。
【００４８】
そして、データ収集制御信号がシステム制御部１１により出力されると、データ収集部２７は、このデータ収集制御信号に対応させて検出器２３からＸ線ビームを検出し、この検出したＸ線ビーム（実際には検出データ）を補間処理部２９に供給する。
【００４９】
Ｘ線ビームが供給されると、補間処理部２９は、このＸ線ビームを基に、目的のスライス位置のＸ線ビームを補間する。このときの補間処理部２９によるデータ補間の例を図２（ａ）に示す。また、位相０°から位相３６０°の間の各位相のデータを補間する場合に、補間する位相と各データの重みの関係を図２（ｂ）に示す。
【００５０】
図２（ｂ）に示すように、最上端（図２（ａ）の位相０°）では、２回転目の第２列のビームと、２回転目第１列のビームで補間し、上から下（図２（ａ）の位相０°から位相３６０°）に補間点を動かすにつれて２回転目第１列のビーム重みが増加し、２回転目第２列のビームの重みが減少する。位相Ａでは完全に２回転目第１列のビームだけになり、その後、２回転目第１列のビームの重みが減少するにつれて、１回転目第２列のビームの重みが増加し、位相Ｂでは、完全に１回転目第２列のビームだけになる。その後、１回転目第２列の重みが減少し、１回転目第１列の重みが増加する。
【００５１】
ここで、シングルスライスＣＴにおけるデータ補間の例を図３（ａ）に示す。また、シングルスライスＣＴにおけ同様の重みの変化を図３（ｂ）に示す。シングルスライスＣＴとマルチスライスＣＴとの差は３点ある。第１に、マルチスライスＣＴでは、図２（ｂ）に示すように補間に用いるビームの切り換えがＮ回発生し、しかもその位相がθとθ＋１８０°のように対向する位相になっている。第２に、重みの変化率（隣接するビュー間の重みの変化量）が高くなっている。第３に、複数の検出器列間で出力特性が異なるため、切り換えに伴うデータ特性の差異がシングルスライスＣＴの時よりも大きい。この３点に起因して、マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおけるデータ補間による画質劣化は深刻である。
【００５２】
また、補間に使うビームの切り換え（ギャップ）の影響は切り換える幅に比例するため、切り換える幅が小さい方が良い。そこで、この切り換えの影響を抑制する必要がある。このため、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０では、切り換えの影響が位相Ａと位相Ｂに集中することを避ける方法を取る。
【００５３】
例えば、図２に示すスライス位置Ｚ＝Ｚ０＋ΔＺにおける補間の重みを図４（ｂ）に示す。同様に、スライス位置Ｚ＝Ｚ０−ΔＺにおける補間の重みを図４（ｃ）に示す。図４（ｂ），（ｃ）に示すように、スライス位置を前後に微妙にずらすと、切り換えの発生する位相が、位相Ａから位相Ａ±δ、位相Ｂから位相Ｂ±δになり少しずれる。
【００５４】
そこで、スライス位置をＺ＝Ｚ０−ｎ・ΔからＺ＝Ｚ０＋ｎ・Δまで、Δずつずらした２ｎ＋１枚のスライス位置の補間データＤａｔａ（θ，Ｚ０＋ｉ・Δ）（ｉ＝−ｎ，ｎ）を得、それを以下に示す式（２）のようにＷ（ｉ）で重み付け加算して目的とする位相のデータＤａｔａ（θ，Ｚ０）とする。
【００５５】
【数１】

この場合、スライス位置をずらして補間したデータを重み付け加算するので実効スライス厚は厚くなるが、図４（ｄ）に示すように、補間の重みの変化が緩やかになる。
【００５６】
ここで、図４（ｅ）に、補間の重みの変化部分（図４（ｄ）の位相Ａの部分）を拡大して示す。図４（ｅ）に示すように、補間の重みの変化部分（図４（ｄ）の位相Ａの部分）では、上から２回転目第１列の重みが増加していき、２回転目第２列のビームの重みが減少すると共に１回転目第２列のビームの重みが増加していく。その後、２回転目第１列の重みが減少していき、２回転目第２列のビームの重みが無くなっていき、変わって１回転目第２列のビームの重みが増加していく。このため、補間の重みの変化が緩やかになり、補間に用いるビームの切り換えの影響が減少するので、画質は改善される。
【００５７】
また、この場合、図５に示すように、目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０のデータの前後でｎ枚ずつのデータを加算することになるが、各Ｚ座標位置を何回カウント（サンプリング）しているかを考えると、図５の下側に示したようなフィルタ処理を行ったことと類似である。また、従来、１つの位相では２つのビームを用いて補間していたのに対し、２つ以上のビームを用いた補間になっている。このビーム数は、補間に用いるビームの間隔、その位相と切り換えが発生する位相との関係に依存する。以下、この補間方法をフィルタ補間法と称する。尚、前記の重み付けは、任意の重みで良い。また、図５は、均等加算平均の例である。
【００５８】
フィルタ補間法では、原理からも明らかなように、サンプリング密度が密なほど効果を発揮する補間方法である。ここでは、説明の都合上、２ｎ＋１回データを補間して重み付け加算を行ったが、実際には、スライス方向に同様な効果を持つフィルタを用いて補間するようにしても良い。
【００５９】
例えば、位相を固定してその位相θで収集したデータＤｎ（θ），Ｄｎ＋１（θ）…を考えると、図６に示すようにスライス方向に複数のサンプリング点があることになる。そこで、このスライス方向にフィルタ処理を行い、目的のスライス位置の補間データを得るための各データに対する重み係数を計算する。
【００６０】
図６に示すように補間に使う各データの重み係数を重みフィルタ関数から求める。例えば位相θのｎ＋３番目のデータＤｎ＋３（θ）に対する重みは、目的のスライス位置と重みフィルタ関数とデータＤｎ＋３（θ）のＺ座標の関係から図６のようにＷ（Ｚ，Ｄｎ＋３（θ））となる。そして各データの重みを正規化するために以下に示す式（３）のように全データの重みの総計で割っておく。
【００６１】
【数２】

このようにして各データの重みを計算し、以下に示す式（４）によって補間データを計算するようにしても良い。
【００６２】
【数３】

こうして、補間処理部２９により補間されたＸ線ビーム（検出データ）は、画像再構成部３１に供給される。そして、画像再構成部３１により画像が再構成され、表示部３３のモニタ上に表示される。
【００６３】
このように、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０では、目的とするスライス位置で隣接補間法を用いてＸ線ビームを補間すると共に、このスライス位置を中心にして前後にずらした少なくとも２つのスライス位置で隣接補間法を用いてＸ線ビームを補間し、これらのＸ線ビームを重み付け加算することによって目的とするスライスのＸ線ビームとしているので、補間に使うビームの切り換えによる画質の劣化を減少させることができる。
【００６４】
次に、第２実施形態のＸ線ＣＴ装置を説明する。従来の対向ビーム補間法が、スライス位置に最も近い元ビームと対向ビームで内挿補間（目的とするスライス位置が、補間に用いられるビームに対して内側）または外挿補間するのに対し、第２実施形態のＸ線ＣＴ装置では、対向ビーム同士をも積極的に利用して内挿補間を行うというものである。
【００６５】
この内挿補間法とは、例えば、検出器列を２つ有する検出器２３が４回転した場合、位相θの元ビームと対向ビームを合わせると、２列×４回転×２（元ビームと対向ビーム）＝１６ビーム存在するが、これら全ビームの中から、スライス位置を挟みスライス位置に最も近い２つのビームで内挿補間するというものである。即ち、対向ビーム同士の補間も積極的に行う。以下、これを新対向ビーム補間法と称する。
【００６６】
尚、第２実施形態のＸ線ＣＴ装置は、図１に示した第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と装置構成は変わらないので、同一部材には同一の符号を用いて詳細な説明は省略した。
【００６７】
次に、第２実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図を参照して説明する。尚、補間処理部２９以外の動作は第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と同一であるので、説明を省略する。
【００６８】
例えば、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置の検出器２３と同一の検出器２３（検出器列数 Ｎｓｅｇ＝２，検出器チャンネル数 Ｎｃｈ＝１０００）を用いた場合、１０００のチャンネル任意の位相の対向ビームは、図７に示すように１チャンネルから１０００チャンネルまで実線の四角で示すようになっている。即ち、点線の四角で示すようにチャンネルに依存してスライス位置の異なる対向ビームが存在する。ここで、１０００チャンネルを注目すると、図８（ａ）に点線で示す位置に対向ビームが存在するので、実線で示した元ビーム２回転×２列＝４ビームと、点線で示した対向ビーム２回転×２列＝４ビームの計８ビームの中からスライス位置を挟み最も近い２つのビームを用い、この２つのビームのビーム位置とスライス位置の距離の逆比で線形または非線形補間して１０００チャンネルについての目的の位相のデータとする。尚、１チャンネルについても図８（ｂ）に示すように１０００チャンネルの場合と同様にして補間する。これらの動作を繰り返して全位相３６０°についてデータを得る。
【００６９】
このように、第２実施形態のＸ線ＣＴ装置では、新対向ビーム補間法を用いてデータ補間するようにしているので、補間に使うビームの切り換えが発生する位相がチャンネルによって異なるため、ビュー単位で一度に切り換わることが少なくなり（ヘリカルピッチによっては存在するが回数は減少する）、画質も向上する。さらに、図２に示した隣接補間法と比較すると、補間に使うビームの間隔も平均して狭くなるので実効スライス厚も薄くなる。
【００７０】
次に、第３実施形態のＸ線ＣＴ装置を説明する。第３実施形態のＸ線ＣＴ装置は、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置でのフィルタ補間法と、第２実施形態での新対向ビーム補間法を組み合わせたものである。
【００７１】
尚、第３実施形態のＸ線ＣＴ装置は、図１に示した第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と装置構成は変わらないので、同一部材には同一の符号を用いて詳細な説明は省略した。
【００７２】
次に、第３実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図を参照して説明する。尚、補間処理部２９以外の動作は第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と同一であるので、説明を省略する。
【００７３】
第３実施形態のＸ線ＣＴ装置の補間処理部２９は、まず、例えば図２に示すスライス位置Ｚ＝Ｚ０での任意の位相θのデータＤａｔａ（Ｚ０）を前述の新対向ビーム補間法により得る。次いで、Ｚ＝Ｚ０＋ｉ・Δ（ｉ＝−ｎ，ｎ）における位相θのデータＤａｔａ（Ｚ０＋ｉ・Δ）を前述の新対向ビーム補間法により得る。そして、これら得られたデータＤａｔａ（Ｚ０）とデータＤａｔａ（Ｚ０＋ｉ・Δ）を基に、前述のフィルタ補間法と同様、式（２）のように重み付け加算して目的とする位相のデータＤａｔａ（θ，Ｚ０）を得る。これらの動作を繰り返して全位相３６０°についてデータを得る。
【００７４】
このように、第３実施形態のＸ線ＣＴ装置では、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間するようにしているので、補間に使うビームの切り換えによる画質の劣化を減少させることができる。さらに、補間に使うビームの間隔も平均して狭くなるので実効スライス厚も薄くなる。
【００７５】
次に、第４実施形態のＸ線ＣＴ装置を説明する。第４実施形態のＸ線ＣＴ装置は、マルチスライスＣＴにおける補間誤差が極端に大きくならないように、即ち、元ビームのスライス位置と対向ビームのスライス位置が近くならないように、ヘリカルピッチとビーム厚を等しくせず、対向ビームの位置をずらし、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間するようにしたものである。
【００７６】
尚、第４実施形態のＸ線ＣＴ装置は、図１に示した第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と装置構成は変わらないので、同一部材には同一の符号を用いて詳細な説明は省略した。
【００７７】
次に、第４実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図を参照して説明する。
【００７８】
第４施形態のＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルピッチＰを式（１）に示した基本ピッチ以下、かつ、以下の式（５）に示すようにする。
【００７９】
（Ｎ／２−０．５）×Ｔ＜Ｐ＜ＮＴ…（５）
なおかつ、対向ビームのビーム位置が元ビームの位置と重ならないように、以下に示す式（６）に従ってヘリカルピッチＰを決定する。
【００８０】
【数４】

ここでαは、図９に示すいくつかのＦＯＶサイズ（図９ではサイズＭとサイズＬＬのみ示す）が最大（図９中のＬＬサイズ）でも２つのビームのスライス位置が近くならないように、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射されるＸ線ビームのファン角以上の数（例えば、ファン角φ＝５０°の場合、α＝５５）とする。
【００８１】
第４施形態のＸ線ＣＴ装置では、このようにして決められたヘリカルピッチＰでヘリカルスキャンを行う。
【００８２】
そして、補間処理部２９は、まず、例えば図１０に示すスライス位置Ｚ＝Ｚ０での任意の位相θのデータＤａｔａ（Ｚ０）を前述の新対向ビーム補間法により得る。尚、図１０中、実線は元ビーム、点線は対向ビームを示している。次いで、Ｚ＝Ｚ０＋ｉ・Δ（ｉ＝−ｎ，ｎ）における位相θのデータＤａｔａ（Ｚ０＋ｉ・Δ）を前述の新対向ビーム補間法により得る。そして、これら得られたデータＤａｔａ（Ｚ０）とデータＤａｔａ（Ｚ０＋ｉ・Δ）を基に、前述のフィルタ補間法と同様、式（２）のように重み付け加算して目的とする位相のデータＤａｔａ（θ，Ｚ０）を得る。これらの動作を繰り返して全位相３６０°についてデータを得る。
【００８３】
例えば、検出器列数Ｎ＝２，ファン角φ＝５０°（ＬＬサイズ），α＝５５とすると、ヘリカルピッチＰは、Ｐ＜３．０６あるいはＰ＞５．７６となる。ここでＰ＝３（ｍｍ）の場合のスキャン図を図１０に示す。図１０中、実線が元ビーム、点線が対向ビームである。ここでは、対向ビーム同士の補間も積極的に行っている。
【００８４】
ここで、図１０に示したデータ補間を用いた場合と、図１１（ａ）に示した隣接補間法を用いた場合と比較すると、図１０に示したデータ補間を用いた場合の方が補間に使うビームの間隔が狭く、実効スライス厚が薄いことが分かる。例えば、図１１（ａ）中に実線の丸で示した元ビームの位相では、目的のスライス位置について、隣接補間法を用いた場合、２回転目第２列の元ビームと２回転目第１列の元ビームを用いて補間するが、図１０に示したデータ補間の場合、目的のスライス位置についてこの実線の丸で示した元ビームと点線の丸で示した対向ビームを用いており、補間に使うビームの間隔が狭くなっている。
【００８５】
また、図１０に示したデータ補間を用いた場合と、図１１（ｂ）に示したシングルスライスＣＴにおける３６０°補間法を用いた場合、図１１（ｃ）に示したシングルスライスＣＴにおける対向ビーム補間法を用いた場合とを比較すると、図１０に示したデータ補間を用いた場合は、補間に使うビームの間隔は対向ビーム補間法を用いた場合と同等か、位相によってはそれより狭い間隔であることが分かる。例えば、図１１（ｂ）中に実線の丸で示した元ビームの位相では、目的のスライス位置について、３６０°補間法を用いた場合、２回転目の元ビームと１回転目の元ビームを用いて補間するが、図１０に示したデータ補間の場合、目的のスライス位置についてこの実線の丸で示した元ビームと点線の丸で示した対向ビームを用いており、補間に使うビームの間隔が狭くなっている。
【００８６】
従って、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法を組み合わせた補間法を用いても充分薄い実効スライス厚が得られる。
【００８７】
また、検出器列数Ｎ＝４の場合は、式（６）から、ヘリカルピッチＰは、Ｐ＜６．１２あるいはＰ＞１１．５２となる。ここで、Ｐ＝５（ｍｍ）のときスキャン図を図１２、Ｐ＝６（ｍｍ）のときスキャン図を図１３、Ｐ＝７（ｍｍ）のときスキャン図を図１４に示す。尚、図１２に示したヘリカルピッチＰ＝５（ｍｍ）のときの方が、図１４に示したヘリカルピッチＰ＝７（ｍｍ）ときに比べ、ヘリカルピッチＰが狭い分、画質は良くなるが、スキャン時間が長くなり、被曝線量が増える。
【００８８】
ここで、図１２〜図１４に示したデータ補間を用いた場合と、図１５に示す従来の補間法を用いた場合とを比較すると、図１２〜図１４に示したデータ補間の方がヘリカルピッチＰは、図１２では１列分、図１３では１．５列分、図１４では２列分それぞれ大きいが、サンプリング密度は同等となっている。従って、これらのヘリカルピッチＰでヘリカルスキャンした場合、サンプリング密度が密になり、前述したようにフィルタ補間法の効果がより高くなる。
【００８９】
また、ヘリカルピッチＰは、元ビームと対向ビームとのスライス位置を互いにずらすことを目的として選択するが、検出器列Ｎ＝２のときは、１．５列分（Ｐ＝１．５Ｔ），検出器列Ｎ＝４のときは、２．５列分（Ｐ＝２．５Ｔ）にすると、サンプリング密度が高く、さらに偏りの無いほぼ等間隔の理想的なサンプリングが達成できる。
【００９０】
このように、第４実施形態のＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルピッチＰとビーム厚を等しくせず、対向ビームの位置をずらし、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間するようにしたので、サンプリング密度が密になり、画像を再構成したときのノイズを減少させることができる。
【００９１】
尚、第４実施形態のＸ線ＣＴ装置では、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間するようにしているが、本発明はこれに限定されること無く、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法のいずれかによってデータ補間するようにしても良い。
【００９２】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第５実施形態（Ｐｉｔｃｈ＝２．５（３．５，４．５））＋（隣接補間法）を用いたもの）を説明する。
第５実施形態のＸ線ＣＴ装置は、図１に示す第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と同様、システム制御部１１と、架台、寝台制御部１３と、寝台移動部１５と、Ｘ線制御装置１７と、高電圧発生装置１９と、Ｘ線ビーム発生源あるいはＸ線焦点を有するＸ線管２１と、検出器２３と、回転架台２５と、データ収集部２７と、補間処理部２９と、画像再構成部３１と、表示部３３とを有している。
【００９３】
システム制御部１１は、図示しない入力装置を用いて入力されたＸ線照射量、基本スライス厚Ｔ、ヘリカルピッチＰ、回転速度などの撮影条件の内、スライス厚ＴとヘリカルピッチＰと回転速度など必要な情報を架台、寝台制御信号として架台、寝台制御部１３に対して出力する。また、システム制御部１１は、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号をＸ線制御装置１７に対して出力し、Ｘ線ビームの検出タイミングを示す検出制御信号をデータ収集部２７に対して出力し、データ収集のためのデータ収集制御信号をデータ収集部２７に対して出力し、さらに、補間方法を示す補間制御信号を補間処理部２９に対して出力する。
【００９４】
架台、寝台制御部１３は、システム制御部１１により出力された架台、寝台制御信号を基に、回転架台２５を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部１５に対して出力する。
【００９５】
寝台移動部１５は、架台、寝台制御信号により出力された寝台移動信号を基に、回転架台２５の１回転あたりの寝台１５ａの移動量を求め、この移動量で寝台１５ａを移動させる。
【００９６】
Ｘ線制御装置１７は、システム制御部１１により出力されたＸ線ビーム発生制御信号を基に、高電圧発生装置１９による高電圧発生のタイミングを制御する。
【００９７】
高電圧発生装置１９は、Ｘ線ビーム発生源２１からＸ線ビームを曝射させるための高電圧をＸ線制御部１７からの制御信号に従ってＸ線ビーム発生源２１に供給する。
【００９８】
Ｘ線ビーム発生源２１は、高電圧発生装置１９から供給された高電圧によってＸ線ビームを曝射する。
【００９９】
検出器２３は、検出器２３は、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射され、被検体を通過したＸ線ビームを検出する。
【０１００】
回転架台２５は、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とを保持する。また、回転架台２５は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との間の回転軸を中心にして回転される。
【０１０１】
データ収集部２７は、検出器２３により検出されたＸ線制御信号をシステム制御部１１により検出されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。また、Ｘ線強度補正、検出器感度補正など種々の補正を行い、生データを得る。
【０１０２】
補間処理部２９は、データ収集部２７によって収集補正された生データ基に、目的のスライス位置のデータを補間する。尚、補間処理部２９は、ＣＰＵとメモリ等から構成される。
【０１０３】
画像再構成部３１は、補間処理部２９により補間されたデータを基、画像を再構成する。
【０１０４】
表示部３３は、画像再構成部３１により再構成された画像を図示しないモニタ上に表示する。
【０１０５】
次に、第５実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を説明する。ここではまず、検出器２３として図５１（ｂ）に示すように４列マルチスライス検出器を用いた場合を説明する。
【０１０６】
まず、操作者は図示しない入力装置を用いて撮影条件を入力する。例えば以下に示す条件とする。
撮影モード ヘリカルスキャン
ピッチ Ｐｉｔｃｈ＝２．５
補間方法 隣接補間法
基本スライス厚 Ｔ
収集データ数 ４
【０１０７】
撮影条件が入力されるとシステム制御部１１は、この条件に従って前記のように指示し、準備ができるとその旨を操作者に伝える。操作者は撮影開始命令を入力する。操作者により撮影開始命令が前記入力装置から入力されると、システム制御部１１は、前記の撮影条件に従ってヘリカルスキャンを行いながらＸ線を曝射し、データ収集および補正を行い、生データを得る。この生データを基に、下記に従って目的とするスライス位置のデータを補間し、その後、良く知られた手順に従って画像再構成が行われる。
【０１０８】
以下、第５実施形態の特徴部分であるヘリカルスキャンのピッチおよび補間方法について説明する。
Ｐｉｔｃｈ＝２．５としたときのスキャン図を図１６に示す。補間方法は最も単純な隣接補間法とし、実データのみを用いて補間している。Ｐｉｔｃｈ＝４のときのスキャン図、図５３と比較すると３６０度の内、半分以上の位相で補間間隔が１／２に狭くなっている。即ち、実効スライス厚が薄くなる。
【０１０９】
ヘリカルスキャンのピッチをＰｉｔｃｈ＝３．５にしたときのスキャン図を図１７，Ｐｉｔｃｈ＝４．５にしたときのスキャン図を図１８に示す。Ｐｉｔｃｈ＝３．５でもＰｉｔｃｈ＝４．５に比べると補間間隔が狭くなり、実効スライス厚が薄くなることが分かる。図１８のように、Ｐｉｔｃｈ＝４．５のときはＰｉｔｃｈ＝４のときよりも補間間隔が広くなってしまうが、図１９に示すように基本スライス厚を半分にしたときには、Ｐｉｔｃｈ＝２．５のときよりも補間間隔は狭くなる。
【０１１０】
次に、検出器２３として２列マルチスライス検出器を用いた場合を説明する。図２０は、Ｐｉｔｃｈ＝２のときのスキャン図であり、図２１は、高密度サンプリング・スキャン法の一例であるＰｉｔｃｈ＝１．５のときのスキャン図である。４列マルチスライスＣＴと同様、補間間隔が狭くなり、実効スライス厚も薄くなることが分かる。
【０１１１】
このように、第５実施形態のＸ線ＣＴ装置では、マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおいて、補間間隔が狭くなり、Ｚ軸方向のサンプリング密度が高くなるように基本スライス厚とヘリカルピッチを選択するようにしているので、高密度でサンプリングすることができ、高画質な画像を再構成できる。
【０１１２】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第６実施形態（新対向ビーム補間法を用いたもの）を説明する。尚、第６実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成については第５実施形態と同じとする。
【０１１３】
第５実施形態では、「マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおいて、実データ同士が重ならないような軌跡になり、実データのサンプリング密度が高くなるように基本スライス厚とヘリカルピッチを選択すること」について説明したが、第６実施形態では、補間に対向ビームを使う新対向ビーム補間法について説明し、合わせて、新対向ビーム補間法における「高密度サンプリング・スキャン法」である「マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおいて、実データ同士および対向ビーム同士が（出来るだけ）重ならないような軌跡になり、実データと対向ビームを合わせたトータルのサンプリング密度が高くなるような軌跡（サンプリング）になるように基本スライス厚とヘリカルピッチを選択すること」について説明する。
【０１１４】
ここで、マルチスライスＣＴの検出器列数は２列あるいは４列に限定されない。他の列数でも良い。また、ヘリカルピッチもここに挙げた例に限定されない。基本思想を逸脱しない範囲で適宜、変形、応用が可能である。
【０１１５】
以下、第５実施形態と異なる点であるヘリカルスキャンの補間方法について説明する。
新対向ビーム補間法とは、「目的とするスライス位置を挟み、最も近い２つのビーム（データ）を、実データと対向ビームの中からチャンネル毎に独立に選択し、重み付け補間する」という補間法である。重み付け補間は距離の逆比による線形補間でも良いし、非線形補間でも良い。前記データの選択は、複数の検出器列で収集した空間的に異なるサンプリング位置およびタイミングで収集したデータの中から選択する。従来の対向ビーム補間法との差異は、従来法が「目的とするスライス位置に最も近い実データと、それに対向する対向データで補間する」のに対し、「チャンネル毎に実データを変えられる」点と、「対向データ」同士の補間、あるいは実データ同士の補間も行う」という点である。
【０１１６】
図２０のスキャン図に示すように第５実施形態では、中心チャンネルの対向ビームは実データとサンプリング位置が重なってしまう。しかしここで、中心チャンネルでないビームの対向ビームを考える。図２２下図は、黒丸で示すの焦点位置からの第１チャンネル，…，第Ｎ１チャンネル，…，中心チャンネル，…，第Ｎ２チャンネル，…，第１０００チャンネルへの実データのビームを示したものである。第Ｎ１チャンネルおよび第Ｎ２チャンネルへの実データのビームは、中心チャンネルからファン角方向に角度θずれている。
【０１１７】
図４９（ｄ）を参考にすると、この実データの対向データを形成するときには、図２２上図のような焦点位置におけるデータからチャンネル毎に対向ビームを抜き出し集める。さて、Ｐｉｔｃｈ＝２のときの第Ｎ１チャンネルの実データを実線で、対向ビームを点線でスキャン図上に表すと、図２３（ａ）のようになる。これに対し、第Ｎ２チャンネルの実データおよび対向ビームは、図２３（ｂ）のようになる。第Ｎ１チャンネルでは対向データのサンプリング位置が実データの左側（Ｚ軸負方向）にシフトしているのに対し、第Ｎ２チャンネルでは右側（Ｚ軸正方向）にシフトしている。このように、実データのサンプリング位置は全チャンネル同じ位置であるが、対向ビームのサンプリング位置はチャンネルによって異なることが分かる。
【０１１８】
前述した新対向ビーム補間法によって、第Ｎ１チャンネルは図２３（ａ）、第Ｎ２チャンネルは図２３（ｂ）のように補間に使うデータが選択され、内挿補間される。例えば位相θのデータに注目すると、第Ｎ１チャンネルは、１回転目の第２列の実データと１回転目の第２列の対向ビームで補間することになり、チャンネルによってデータ選択と補間の重みが異なることが分かる。この方法でも課題で記載した２つの問題点の片方「ビームサンプリング位置が隣接するチャンネル同士で不連続になる」は解決されないが、より重要な問題点「補間の重みが隣接するチャンネル同士で不連続になる」は解決され、しかも安定な内挿補間であるために、画質は向上する。また、補間に使う２つのビームの距離、補間距離が図２０の場合より狭くなっており、実効スライス厚も薄くなることが分かる。この状況でＮ列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝Ｎでヘリカルスキャンした場合に一般化できる。即ち、４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４でヘリカルスキャンしたときにも適用可能である。
【０１１９】
次に、２列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝１．５の高密度サンプリング・スキャンをしたときを説明する。
図２４は２列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝１．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。図２４中、中心チャンネルの対向ビームの軌跡を点線で示す。
【０１２０】
高密度サンプリング・スキャンでは、ピッチを２で割った値が整数でない（Ｐｉｔｃｈ／２≠整数、つまりＰｉｔｃｈ≠偶数）ために、中心チャンネルの対向ビームのサンプリング位置は実データのサンプリング位置からずれた位置になる。従って、対向ビームと実データのサンプリング位置が重ならないために、実データと対向データを合わせたトータルのサンプリング密度が高くなり、補間間隔はシングルスライスＣＴの対向ビーム補間法（図４９（ｂ））と同等あるいはその半分になっている。従って画像の実効スライス厚は薄くなる。また位相θのあたりでは、対向ビーム同士の補間になっていること、３６０°近くの位相では実データ同士の補間になっていることが分かる。
【０１２１】
容易に予想できるように、中心チャンネル以外のチャンネル、例えば第Ｎ１チャンネルや第Ｎ２チャンネルの対向ビームは前述のように中心チャンネルからＺ軸正負方向にずれたサンプリング位置になるので、より重要な部分のサンプリング密度が高まるように重要なチャンネルにおいて重ならないようにしてヘリカルピッチを選択する。また有効視野ＦＯＶは撮影対象によって変わる。例えば頭部撮影の際には中心付近のチャンネルしか有効なデータがないため、中心以外の部分のサンプリング密度は画質に影響しない。これらを考慮するべきである。図２４は、通常重要とされる画像中央部、つまり中心チャンネルのサンプリング密度が高くなるように設定した高密度サンプリング・スキャン法である。
【０１２２】
次に、４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２．５の高密度サンプリング・スキャン法によるヘリカルスキャンにおいて新対向ビーム補間法を適用した例を説明する。
【０１２３】
図２５は４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。図２４と同様に、対向ビーム同士の補間や実データ同士の補間も組み合わせることで、補間間隔が最小になり、実効スライス厚の薄い画像が得られる。
【０１２４】
図２６は同じ４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝３．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。Ｐｉｔｃｈ＝２．５のときほどではないものの、図５３に示すＰｉｔｃｈ＝４の隣接補間法に比べると補間間隔は狭くなり、実効スライス厚も薄くなる。
【０１２５】
図２７は同じ４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。新対向ビーム補間法を適用すると、図１８に示す隣接補間法による場合よりも補間間隔は狭くなっている。また、図５３に示すＰｉｔｃｈ＝４の隣接補間法に比べるとヘリカルピッチが大きいにも拘らず補間間隔は狭くなっていることが分かる。さらに、４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４．５の高密度サンプリング・スキャン法、かつ、図１９に示すように基本スライス厚を薄くした場合には補間間隔はさらに狭くなる。
【０１２６】
以上、新対向ビーム補間法に関してと、新対向ビーム補間法を高密度サンプリング・スキャン法と組み合わせた方法について説明した。前述のように、新対向ビーム補間法を使って補間する場合には、高密度サンプリング・スキャン法は、「マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおいて、実データ同士が重ならないような軌跡になり、実データのサンプリング密度が高くなるように基本スライス厚とヘリカルピッチを選択すること」、即ち、実データのサンプリング密度のみに注目したスキャン法ではなく、トータルのサンプリング密度を考慮した「マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおいて、実データ同士および対向データ同士が（出来るだけ）重ならないような軌跡になり、実データと対向データを合わせたトータルのサンプリング密度が高くなるような軌跡（サンプリング）になるように基本スライス厚とヘリカルピッチを選択すること」という方法になる。ここで、「（出来るだけ）」というのは、今までの説明で明らかなように、対向ビームのサンプリング位置はチャンネル依存であるため、チャンネルによっては対向ビームのサンプリング位置が実データと重なってしまうこともあることを考慮したものである。サンプリング位置の重なりが発生するときには、中心チャンネルなど、目的とする画像の画質に影響の大きいデータのサンプリング密度を高めるようにヘリカルピッチを決定する。
【０１２７】
また、サンプリング密度は、ヘリカルピッチが小さくなるほど高くなる。例えば４列マルチスライスＣＴにおいて最高密度になるのはＰｉｔｃｈ＝１．５の高密度サンプリング・スキャン法である。サンプリング密度を高めるとヘリカルピッチが小さくなり、一定範囲の撮影時間が長くなるため、撮影目的に応じて選択する。
【０１２８】
尚、マルチスライスＣＴの検出器列数は２列あるいは４列に限定されず、他の列数でも良い。また、ヘリカルピッチもここに挙げた例に限定されない。基本思想を逸脱しない範囲で適宜、変形、応用が可能である。
【０１２９】
このように、第６実施形態のＸ線ＣＴ装置では、マルチスライスＣＴのヘリカルスキャンにおいて、目的とするスライス位置を挟み、最も近い２つのビーム（データ）を、実データと対向ビームの中からチャンネル毎に独立に選択し、重み付け補間するようにしているので、高画質な画像を再構成できる。
【０１３０】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第７実施形態（直接フィルタ処理による補間法を用いたもの）を説明する。尚、第７実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成については第６実施形態と同じである。以下、第６実施形態と異なる点であるヘリカルスキャンの補間方法について説明する。
【０１３１】
直接フィルタ処理によるフィルタ補間法とは、「目的とするスライス位置近傍に想定したある範囲内の同位相同方向の複数のビームのデータをスライス方向にフィルタ処理することで、目的とするスライス位置の該当する位相、該当する方向のビームのデータとする」という処理方法である（概念的には「補間」というより「Ｚ軸方向のフィルタ処理」に近い）。
【０１３２】
まず、第５実施形態記載の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンし、第６実施形態記載の新対向ビーム補間法の応用で対向ビームも考慮してサンプリングし、フィルタ補間法を使って目的とするスライス位置のデータを得る場合を説明する。
【０１３３】
図２８上図は４列マルチスライスＣＴでのＰｉｔｃｈ＝２．５のヘリカルスキャンのスキャン図である。目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０近傍に示す矩形の範囲を想定する。
さて、位相θのサンプリングデータｄ（ｉ）を目的のスライス位置Ｚ０近傍だけ抜き出すと、図２８下図のようにサンプリングされている。ここでフィルタ補間法のポイントであるスライス方向フィルタ関数ＺＦＣ（ΔＺ）を考え、フィルタ処理を行う。位相θのデータ数は例えばＮ個とする。
【０１３４】
まず、以下に示す式（７），（８）に従ってスライス方向フィルタ関数ＺＦＣ（ΔＺ）から位相θのサンプリングデータｄ（ｉ）をの重みＷ（ｉ）を求める。図２８では、ｄ（４）の重みＷ（４），ｄ（５）の重みＷ（５）の求め方を図示している。
【０１３５】
【数５】

次いで、以下に示す式（９）に従って位相θのサンプリングデータｄ（ｉ）の重みＷ（ｉ）を正規化し、重みＷＵ（ｉ）を得る。
【０１３６】
【数６】

次いで、以下に示す式（１０）に従って目的のスライス位置Ｚ０における位相θのデータｄａｔｅ（θ）を決定する。
【０１３７】
【数７】

次いで、必要な位相のデータを式（７）〜式（１０）を用いて作成後、通常のファンビーム再構成を行う。
【０１３８】
以上により、目的とするスライス位置のデータを求め、画像再構成することができる。再度記載するが、対向ビームのサンプリング位置はチャンネルに依存するため、想定した範囲内に存在し処理に使われるデータ（何回転目の何列目の実データあるいは対向データ）の選択結果、データの重みなどはチャンネルによって独立である。しかも、後述のようにフィルタ関数ＺＦＣの形状（幅および重み）が複数ある場合にはそのフィルタ関数ＺＦＣにも依存する。
【０１３９】
ここでは、４列マルチスライスＣＴにおけるＰｉｔｃｈ＝２．５の高密度サンプリング・スキャン法における例を説明したが、他のピッチ、例えば４列マルチスライスＣＴにおけるＰｉｔｃｈ＝３．５あるいはＰｉｔｃｈ＝４．５の高密度サンプリング・スキャン法にも適用可能であるし、他の列数、例えば２列マルチスライスＣＴにおける高密度サンプリング・スキャン法にも適用可能である。
【０１４０】
また、ここではフィルタ関数ＺＦＣを１例示したが、これに限定されず、例えば図２９（ａ）〜（ｆ）に示したように、得たい画像の特性に応じて、さまざまなフィルタ関数を持ち、選択して使い分けても良い。これによって、画像の実効スライス厚をフィルタ形状によって変えられるという効果がある。また、対向ビーム補間法や隣接補間法と比較すると、画像に貢献するデータ量が増加することで、１つのデータの影響が小さくなり、検出器２３の特性等の影響が抑制され、画質が向上する。更に、図５０において説明したように、ヘリカルスキャンにおけるスライスプロファイルは理想的な矩形ではなく単峰形になってしまうが、図２９（ｆ）に示すようなフィルタを用いれば、最終的なスライスプロファイルを矩形あるいは矩形に近い形にすることができる。また、このことを更に発展させれば、最終的なスライスプロファイルを矩形にすることのみならず、任意の形状のスライスプロファイルを得ることができることになる。つまり、目的のスライスプロファイルを設定すれば、それが得られるようなフィルタは逆算で得られる。
この逆算で得られたフィルタを用いてフィルタ処理を行えば、目的のスライスプロファイルが得られることになる。
【０１４１】
具体的には、まず、図３０（ａ）に示すような仮のフィルタＦ１（ΔＺ）でフィルタ処理したときに得られる図３０（ｂ）に示すようなスライスプロファイルＳＰ２（Ｚ）を求めるか、もしくは予想する。目的のスライスプロファイルＳＰ３（Ｚ）を図３０（ｃ）に示されたものとした場合、次に、そのスライスプロファイルＳＰ３（Ｚ）に変更するための、図３０（ｄ）に示すような関数ＳＰ４（Ｚ）を求める。これは、例えば、スライスプロファイルＳＰ３（Ｚ）をスライスプロファイルＳＰ２（Ｚ）で割る、すなわちＳＰ４（Ｚ）＝ＳＰ３（Ｚ）／ＳＰ２（Ｚ）で求められる。但し、プロファイルの両端についての計算で発散が生じてしまわないよう、図３０（ｃ）に示すように、目的のスライスプロファイルＳＰ３（Ｚ）を真の矩形から少しなまらせた形状に設定するか、あるいは割り算の結果を少し変更する（例えば、プロファイルに上限を設定する）という操作が必要である。次に、図３０（ｄ）に示すスライスプロファイルＳＰ４（Ｚ）を得るための、図３０（ｅ）に示すようなフィルタＦ５（ΔＺ）を計算する。そして、最後に、フィルタＦ５（ΔＺ）を最初の仮のフィルタＦ１（ΔＺ）で割ることにより、図３０（ｆ）に示すような最終的なフィルタＦ５’（ΔＺ）を得る。なお、最初の仮のフィルタＦ１（ΔＺ）を図３０（ａ）に示すような矩形に設定すれば、最後のフィルタＦ５（ΔＺ）からフィルタＦ５’（ΔＺ）への変換は、単なる正規化の操作となる。
【０１４２】
上述した任意のスライスプロファイルを求める設計は周波数軸上でも行うことができる。
【０１４３】
次に、高密度サンプリング・スキャン法を用い、対向データを用いずにフィルタ補間する方法について簡単に説明する。この場合には、図２８においてスキャン図から対向データを示す点線とデータｄ（２），ｄ（５），ｄ（７），ｄ（８），ｄ（１０）を除いて考えるだけで良く、基本思想は同様である。また、詳細な説明は省略するが、２列など他の検出器列数のＣＴ、あるいはシングルスライスＣＴにも適用可能である。
【０１４４】
次に、高密度サンプリング・スキャン法を用いず、対向データは利用してフィルタ補間する方法について説明する。図３１は４列マルチスライスＣＴにおけるＰｉｔｃｈ＝４の普通のヘリカルスキャンのスキャン図である。点線は中心チャンネルの対向ビームではなく、図２２に示す第Ｎ１チャンネルの対向ビームを示す。
【０１４５】
図３２（ｂ）に示す対向ビームの様子を２列マルチスライスＣＴでのＰｉｔｃｈ＝１．５の対向ビームの様子を示した図３２（ａ）と比較すると、元々実データの軌跡がＺ軸方向に斜めになっており、第Ｎ１チャンネルの対向ビームのサンプリング位置は中心チャンネルの対向ビームのサンプリング位置即ち実データのサンプリング位置からＺ軸負方向に大きくずれていることが分かる。図３１で分かるように、Ｚ軸方向に比較的均等なサンプリングが得られている。前述のように、第Ｎ２チャンネルの対向ビームのサンプリング位置のずれ方は実データの正方向である。
【０１４６】
図２８と同様に、目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０ 近傍でサンプリングされたデータｄ（ｉ）は、図３１下図のようにサンプリングされている。以下、これに対し図２８および前記説明と同様にしてスライス方向フィルタ関数ＺＦＣ（ΔＺ）でフィルタ処理を行い、目的とするスライス位置における位相θの第Ｎ１チャンネルのデータとする。同様な処理を全チャンネルに対して行い、目的とするスライス位置における位相θの全チャンネルのデータを得る。それを必要な位相３６０°あるいは１８０°＋ファン角度分繰り返し、ファンビーム逆投影して画像再構成する。
【０１４７】
４列マルチスライスＣＴで、Ｐｉｔｃｈ＝４ で通常のヘリカルスキャンをし、対向ビームを使わないでフィルタ補間法で目的のスライス位置のデータを得て、画像再構成する場合には、図３１のスキャン図で第Ｎ１チャンネルの対向ビームの軌跡を示す点線を除き、ｄ（１），ｄ（３），ｄ（５），ｄ（７），…を除いてフィルタ処理する。
【０１４８】
このように、第７実施形態のＸ線ＣＴ装置では、目的とするスライス位置近傍に想定したある範囲内の同位相同方向の複数のビームのデータをスライス方向にフィルタ処理することで、目的とするスライス位置の該当する位相、該当する方向のビームのデータとしているので、高画質な画像を再構成できる。
【０１４９】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第８実施形態（（Ｐｉｔｃｈ＝２．５）＋（新対向ビーム補間法）＋（リサンプリング処理によるフィルタ補間法）を用いたもの）を説明する。第８実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成については第７実施形態と同じである。以下、第７実施形態と異なる点であるヘリカルスキャンの補間方法について説明する。
【０１５０】
リサンプリング処理によるフィルタ補間法とは、直接フィルタ処理によるフィルタ補間法が「目的とするスライス位置近傍に想定したある範囲内の同位相同方向の複数のビームのデータをスライス方向にフィルタ処理することで、目的とするスライス位置の該当する位相、該当する方向のビームのデータとする」という処理方法であるのに対し、「目的とするスライス位置近傍に、細かい間隔で等間隔の複数のスライス位置を想定し、各スライス位置におけるデータを新対向ビーム補間法あるいは隣接補間法など任意の方法で補間して複数の補間データ（リサンプリングデータ）を得て、その複数の補間データ（リサンプリングデータ）を重み付け加算あるいはフィルタ処理して、目的とするスライス位置のデータとする」という方法である。概念的には第７実施形態の場合に似ている。
【０１５１】
まず、第５実施形態の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンし、第６実施形態記載の新対向ビーム補間法で仮想的データであるリサンプリングデータＶ−ｄａｔａ（ｉ）を得て、仮想データの重み付き加算というフィルタ補間法を使って目的とするスライス位置のデータを得る場合を説明する。
【０１５２】
図３３は４列マルチスライスＣＴでのＰｉｔｃｈ＝２．５のヘリカルスキャンのスキャン図である。図３１と同様に位相θにおける目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０近傍に想定したある範囲のデータｄ（１），ｄ（２），…を抜き出し、サンプリング位置通りに示したものである。リサンプリング点数ＮはここではＮ＝１０とする。
【０１５３】
まず、以下に示す式（１１）に従い、目的のスライス位置Ｚ０近傍の一定の範囲にＮ個のリサンプリング点を考え、各リサンプリング点におけるリサンプリングデータＶ−ｄａｔａ（ｉ）を、新対向ビーム補間法を用いて各リサンプリング点を挟む２つのデータｄ（ｊ）とｄ（ｊ＋１）の線形内挿補間で得る。
【０１５４】
【数８】

次いで、以下に示す式（１２）に従い、リサンプリングデータＶ−ｄａｔａ（ｉ）を、正規化された重みＷＵ（ｉ）で重み付け加算し、目的のスライス位置Ｚ０における位相θのデータｄａｔａ（θ）を決定する。
【０１５５】
【数９】

この方法では、リサンプリングデータを求めるための補間計算の回数が多くなる代わりに、目的とするスライス位置とリサンプリングデータのサンプリング位置の相対的位置が固定化されているので、予め重みを正規化することが可能である。また、図３２下図あるいは図２９（ａ）〜（ｆ）や図３０のような形の重みにしてスライス方向の空間分解能を自由に変えることができる。
【０１５６】
リサンプリング点におけるリサンプリングデータを得る補間手段は、新対向ビーム補間法に限定されず、隣接補間法あるいは非線形補間法など他の補間法でも良い。また、第６実施形態の場合と同様に、ヘリカルピッチおよび検出器列数には限定されず、シングルスライスＣＴにも適用可能である。
【０１５７】
また、リサンプリング処理によるフィルタ補間法と、直接フィルタ処理によるフィルタ補間法数学的に良く知られているように、線形処理においては処理の順序を入れ替えても良い。
Ａ×Ｂ×Ｃ＝（Ａ×Ｂ）×Ｃ＝Ａ×（Ｂ×Ｃ）
さて、図３４左図に示すように、リサンプリング法は原データをリサンプリングしてリサンプリングデータを得て、リサンプリングデータをフィルタ処理する２段階処理法である。すなわち、上式の中間式に相当する。
そこで、図３４右図に示すように、位置依存のある２点補間によるリサンプリング処理と、位置依存のない重み付け加算によるフィルタ処理を、原データを基にまとめ、一度で行えるような位置依存のある変動フィルタとして原データに対して処理することも可能である。第７実施形態と第８実施形態との中間に位置する方法である。
【０１５８】
このように、第８実施形態のＸ線ＣＴ装置では、目的とするスライス位置近傍に、細かい間隔で等間隔の複数のスライス位置を想定し、各スライス位置に置けるデータを新対向ビーム補間法あるいは隣接補間法など任意の方法で補間して複数の補間データ（リサンプリングデータ）を得て、その複数の補間データ（リサンプリングデータ）を重み付け加算あるいはフィルタ処理して、目的とするスライス位置のデータとしているので、高画質な画像を再構成できる。
【０１５９】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第９実施形態（（Ｐｉｔｃｈ＝２．５）＋（新対向ビーム補間法）＋（高密度の補間データ処理によるフィルタ補間法）を用いたもの）を説明する。
【０１６０】
第９実施形態のＸ線ＣＴ装置は、仮想的コンベンショナルスキャンの生データを作成し、これを基にフィルタ処理あるいは重み付け加算する方法である。
【０１６１】
第９実施形態のＸ線ＣＴ装置も図１に示すように、システム制御部１１と、架台、寝台制御部１３と、寝台移動部１５と、Ｘ線制御装置１７と、高電圧発生装置１９と、Ｘ線ビーム発生源あるいはＸ線焦点を有するＸ線管２１と、検出器２３と、回転架台２５と、データ収集部２７と、補間処理部２９と、画像再構成部３１と、表示部３３とを有している。検出器２３は、図５１（ｂ）に示すように４列マルチスライス検出器である。
【０１６２】
システム制御部１１は、図示しない入力装置を用いて入力されたＸ線照射量、基本スライス厚Ｔ、ヘリカルピッチＰ、回転速度などの撮影条件の内、スライス厚ＴとヘリカルピッチＰと回転速度など必要な情報を架台、寝台制御信号として架台、寝台制御部１３に対して出力する。また、システム制御部１１は、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号をＸ線制御装置１７に対して出力し、Ｘ線ビームの検出タイミングを示す検出制御信号をデータ収集部２７に対して出力し、データ収集のためのデータ収集制御信号をデータ収集部２７に対して出力し、さらに、補間方法を示す補間制御信号を補間処理部２９に対して出力する。
架台、寝台制御部１３は、システム制御部１１により出力された架台、寝台制御信号を基に、回転架台２５を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部１５に対して出力する。
Ｘ線制御装置１７は、システム制御部１１により出力されたＸ線ビーム発生制御信号を基に、高電圧発生装置１９による高電圧発生のタイミングを制御する。高電圧発生装置１９は、Ｘ線ビーム発生源２１からＸ線ビームを曝射させるための高電圧をＸ線制御部１７からの制御信号に従ってＸ線ビーム発生源２１に供給する。
Ｘ線ビーム発生源２１は、高電圧発生装置１９から供給された高電圧によってＸ線ビームを曝射する。
検出器２３は、検出器２３は、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射され、被検体を通過したＸ線ビームを検出する。
回転架台２５は、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とを保持する。また、回転架台２５は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との間の回転軸を中心にして回転される。
【０１６３】
データ収集部２７は、検出器２３により検出されたＸ線制御信号をシステム制御部１１により検出されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。また、Ｘ線強度補正、検出器感度補正など種々の補正を行い、生データを得る。
【０１６４】
補間処理部２９は、図３５に示すように新対向ビーム補間法、隣接補間法あるいは他の非線形補間法など様々な補間処理手段を記憶する補間手段記憶部２９Ａ、設定された補間方法でヘリカルスキャンの生データを基に細かいピッチの仮想的コンベンショナルスキャンの生データ（仮想的スキャン生データと称する）を補間して作成する補間手段２９Ｂ、細かい間隔で補間された仮想的スキャン生データを記憶する仮想的スキャン生データ記憶部２９Ｃ、その仮想的スキャン生データをフィルタ処理するフィルタ処理部２９Ｄで構成されている。
【０１６５】
画像再構成部３１は、フィルタ処理して得られた目的とするスライス位置のデータを基に、設定された画像再構成条件で画像再構成する。
【０１６６】
表示部３３は、画像再構成部３１により再構成された画像を図示しないモニタ上に表示する。
【０１６７】
次に、第９実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を説明する。ここでは第９実施形態のＸ線ＣＴ装置の特徴的な動作部分のみを図３６と図３７を用いて説明する。
【０１６８】
補間処理部２９の補間手段記憶部２９Ａは、予め設定された補間方法を読み出して補間手段２９Ｂに渡し、補間手段２９Ｂはデータ収集部２７によって図３６上図に示すように収集補正されたヘリカルスキャンの生データを基に、図３６下図に示すように、予め細かい間隔で設定されたスライス位置の仮想的コンベンショナルスキャンの生データである仮想的スキャン生データを、設定された補間方法で補間して求める（図３７、ステップＳ１）。この仮想的スキャン生データは、仮想的スキャン生データ記憶部２９Ｃに、そのスライス位置と対応付けて記憶される。ここで、システム制御部１１は、不要になった生データを消去あるいは上書きし、メモリ容量を節約する。
【０１６９】
この状態で画像再構成部３１は、入力された画像再構成スライス位置に対応する仮想的スキャン生データを補間処理部２９に要求する。補間処理部２９のフィルタ処理部２９Ｄは仮想的スキャン生データ記憶部２９Ｃから、入力された画像再構成スライス位置に対応する１つあるいは複数の仮想的スキャン生データを読み出し、フィルタ処理して、目的とするスライス位置のデータを得て、画像再構成部３１に渡す（ステップＳ３）。目的とするスライス位置のデータが得られると画像再構成部３１は、通常のファンビーム再構成を行って、画像を再構成する（ステップＳ５）。
【０１７０】
ここで、第７実施形態は図３８に示すように生データを読み出し、複数のサンプリングデータをフィルタ処理して目的とするスライス位置のデータを得（ステップＳ１１）、そして通常のファンビーム再構成を行う方法である（ステップＳ１３）。また、第８実施形態は図３９に示すようにヘリカル生データを読み出して目的とするスライス位置近傍の仮想的スライス位置のデータを、新対向ビーム補間法などで補間し、仮想的データ得（ステップＳ２１）、仮想的データをフィルタ処理あるいは重み付け加算処理して目的とするスライス位置のデータ得（ステップＳ２３）、そして通常のファンビーム再構成を行う方法である（ステップＳ２５）。言うなれば両者とも記憶保存しておいたヘリカルスキャンの生データを基に画像再構成する方法である。
【０１７１】
これに対し、第９実施形態は、ヘリカルスキャンの生データから細かい間隔でコンベンショナルスキャンしたように仮想的コンベンショナルスキャンの生データを予め高密度に作成しておき、これを基に目的に応じて必要ならば重み付け加算あるいはフィルタ処理後に画像再構成する方法である。
【０１７２】
ここで、仮想的コンベンショナルスキャンの生データを得る補間手段は新対向ビーム補間法、隣接補間法あるいは他の非線形補間法など任意である。また、検出器列数、ヘリカルピッチなども任意である。
【０１７３】
この第９実施形態をハードウェア的に説明した図が第４０図である。ヘリカル生データ２０１は、新対向ビーム補間等の補間処理２０２が行われ、一旦仮想的スキャン生データ２０３として高密度に格納される。その後、その仮想的スキャン生データ２０３は、バス２００を介して他のハードウェアに高速に転送され、そこでフィルタ処理２０４が行われる。フィルタ処理２０４されたデータはファンビーム再構成により画像として再構成される。
【０１７４】
このように、第９実施形態のＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャンの生データから細かい間隔でコンベンショナルスキャンしたように仮想的コンベンショナルスキャンの生データを予め高密度に作成しておき、これを基に画像再構成するようにしているので、高画質な画像を再構成できると共に高速処理が可能となる。
【０１７５】
ここで仮想的ヘリカルスキャン生データ法によるフィルタ補間法について説明する。第９実施形態では、図３６に示す実施形態と同じ趣旨だが、仮想的コンベンショナルスキャンの生データの間隔を広げて描画したものの方法を説明したが、変形として図４１のようにしても良い。図４１は仮想的シングルスライスＣＴでヘリカルスキャンした仮想的生データを生成する方法である。
再編成時には、この仮想的シングルスライスの生データをフィルタ幅に応じて複数回転分読み込み、複数回転分のデータを用いた重み付け加算の補間処理によって、フィルタ処理と補間処理を同時に行えるような演算を施し、通常の画像再構成を行う。
【０１７６】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１０実施形態（（Ｐｉｔｃｈ＝２．５）＋（新対向ビーム補間法）＋（ボクセル・フィルタ処理によるフィルタ補間法）を用いたもの）を説明する。尚、第１０実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成については第９実施形態と同じである。以下、第１０実施形態の特徴的な部分を説明する。
【０１７７】
第１０実施形態のＸ線ＣＴ装置は、第７実施形態〜第９実施形態で説明したフィルタ処理あるいは重み付け加算処理を、細かい間隔で画像再構成した後に画像（ボクセル）に対して処理する方法である。図４２に第１０実施形態の概念図、図４３に第１０実施形態の特徴的なフローチャートを示す。
【０１７８】
まず、目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０で隣接補間法あるいは新対向ビーム補間法などを用いて補間し、従来の場合と同様、再構成関数とのコンボリューション演算、逆投影演算をして、第１回目の画像再構成をする。
【０１７９】
同様に、以下に示す式（１３），式（１４）に従い、目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０を中心にしてＺ軸方向にδＺ（ｉ）ずらしたスライス位置Ｚ＝Ｚ（ｉ）＝Ｚ０＋δＺ（ｉ）でも同様に画像再構成し、ｎ枚の画像を第１回目の再構成をする（図４３、ステップＳ３１）。これにより、図４２（ａ）に示すようなボクセルデータを得ることが可能となる。
【０１８０】
【数１０】

次いで、再構成して得たｎ枚の仮の再構成画像ＩＭＡＧＥ（ｘ，ｙ，ｚ）あるいは仮の再構成ボクセルデータを、以下に示す式（１５）あるいは式（１６）などに従い、同一の（ｘ，ｙ）座標のものをＺ軸方向に１次元の重み付き加算処理あるいは図４２（ｂ）に示すようにフィルタ処理などして、目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０の画像データとする（ステップＳ３３，Ｓ３５）。
【０１８１】
【数１１】

尚、フィルタ形状、検出器列数、ヘリカルピッチなどは上記の例に限らず、適宜変更可能である。
【０１８２】
このように、第１０実施形態のＸ線ＣＴ装置では、フィルタ処理あるいは重み付け加算処理を、細かい間隔で画像再構成した後に画像（ボクセル）に対して行うようにしているので、高画質な画像を再構成できる。
【０１８３】
尚、第７実施形態〜第１０実施形態において、図４４（ａ）に示すような標準的なフィルタ幅でフィルタ処理するハードウェアもしくはソフトウェアを持ち、図４４（ｂ）のようにＺ軸方向に幅の大きいフィルタでフィルタ処理する場合には、そのフィルタを複数に分割して処理するようにしても良い。この場合、分割後の合成は画像加算のときに行っても良いし、補間データなど途中の段階で行っても良い。また、図４４ではフィルタ２つに分割した例を示したが、これに限らず、フィルタを３つ以上に分割しても良い。
【０１８４】
また、第７乃至第１０実施形態におけるフィルタ処理は、シングルスライスＣＴにも適用可能である。
【０１８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スライス方向における重み付け補間に用いる投影データの間隔が狭くなり、実効スライス厚の薄い画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１実施形態を示したブロック図である。
【図２】図１に示した第１実施形態のＸ線ＣＴ装置のデータ補間例を説明するための図である。
【図３】シングルスライスＣＴにおけるデータ補間の例を説明するための図である。
【図４】目的とするスライス位置での補間の重みと、この位置から±ΔＺずらしたスライス位置での補間の重みと、これらを加算した補間の重みを示した図である。
【図５】目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０ のデータの前後でｎ 枚ずつのデータを加算する場合を説明するための図である。
【図６】位相を固定してその位相θで収集したデータと重みフィルタ関数を示した図である。
【図７】検出器列数 Ｎｓｅｇ ＝２，検出器チャンネル数 Ｎｃｈ＝１０００の検出器を用いた場合の基ビームと対抗ビームを説明するための図である。
【図８】第２実施形態のＸ線ＣＴ装置における新対向ビーム補間法を説明するための図である。
【図９】ＦＯＶサイズを示した図である。
【図１０】第４実施形態のＸ線ＣＴ装置において、２列の検出器を用い、フィルタ補間法と新対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間する場合を説明するための図である。
【図１１】隣接補間法と３６０°補間法と対向ビーム補間法を説明するための図である。
【図１２】第４実施形態のＸ線ＣＴ装置において、４列の検出器を用い、ヘリカルピッチＰ＝２．５Ｔでフィルタ補間法と対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間する場合を説明するための図である。
【図１３】第４実施形態のＸ線ＣＴ装置において、４列の検出器を用い、ヘリカルピッチＰ＝３．０Ｔでフィルタ補間法と対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間する場合を説明するための図である。
【図１４】第４実施形態のＸ線ＣＴ装置において、４列の検出器を用い、ヘリカルピッチＰ＝３．５Ｔでフィルタ補間法と対向ビーム補間法を組み合わせてデータ補間する場合を説明するための図である。
【図１５】ヘリカルピッチＰ＝（Ｎ／２−０．５）×Ｔに従って得た従来の補間法を示す図である。
【図１６】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２．５としたときのスキャン図である。
【図１７】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝３．５としたときのスキャン図である。
【図１８】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４．５としたときのスキャン図である。
【図１９】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４．５とし、かつ、基本スライス厚を図１８に示す場合の半分にしたときのスキャン図である。
【図２０】２列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２としたときのスキャン図である。
【図２１】高密度サンプリング・スキャン法の一例であるＰｉｔｃｈ＝１．５のときのスキャン図である。
【図２２】第１チャンネル，第Ｎ１チャンネル，中心チャンネル，第Ｎ２チャンネル，第１０００チャンネルの実データのビームと、第１チャンネル，第Ｎ１チャンネル，中心チャンネル，第Ｎ２チャンネル，第１０００チャンネルの対向ビームを示した図である。
【図２３】２列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２のときの第Ｎ１チャンネルの実データを実線、第Ｎ１チャンネル及び第Ｎ２チャンネルの対向ビームを点線でスキャン図上に示した図である。
【図２４】２列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝１．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。
【図２５】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。
【図２６】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝３．５の高密度サンプリング法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。
【図２７】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４．５の高密度サンプリング・スキャン法でヘリカルスキャンした場合のスキャン図である。
【図２８】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２．５の高密度サンプリング・スキャンしたときの対向ビームを用いたフィルタ補間法を説明するための図である。
【図２９】フィルタ関数ＺＦＣの他の例を示した図である。
【図３０】任意の形状のスライスプロファイルを形成するためのフィルタの設計の方法を説明するための図である。
【図３１】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４での第Ｎ１チャンネルの対向ビームを用いたフィルタ補間法を説明するための図である。
【図３２】２列マルチスライスＣＴのＰｉｔｃｈ＝１．５での対向ビームと、２列マルチスライスＣＴのＰｉｔｃｈ＝４での対向ビームを示した図である。
【図３３】リサンプリング処理を説明するための図である。
【図３４】リサンプリング処理と、直接フィルタ法でこれと等価な結果を得る処理の概念を説明するための図である。
【図３５】補間処理部の構成を示すブロック図である。
【図３６】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝２．５で収集補正されたヘリカルスキャンの生データと、これを基に、得られた仮想的コンベンショナルスキャンの生データを示した図である。
【図３７】第９実施形態の特徴的な動作を示すフローチャートである。
【図３８】第７実施形態の特徴的な動作を示すフローチャートである。
【図３９】第８実施形態の特徴的な動作を示すフローチャートである。
【図４０】第９実施形態の特徴的な動作をハードウェア的に示した図である。
【図４１】仮想的シングルスライスＣＴでヘリカルスキャンした仮想的生データを生成する方法を説明するための図である。
【図４２】ボクセル・フィルタ処理によるフィルタ補間法を用いる第１０実施形態の概念図である。
【図４３】第１０実施形態の特徴的な動作を示すフローチャートである。
【図４４】フィルタ処理する際に、フィルタを複数に分割して処理するようにした場合を説明するための図である。
【図４５】シングルスライスＣＴを示した図である。
【図４６】コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンを説明するための図である。
【図４７】Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成を説明するための図である。
【図４８】コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンのスキャン図である。
【図４９】３６０°補間法（ａ）と、対向ビーム補間法（ｂ）と、対向ビーム（ｃ）と、対向ビームのサンプリング位置を説明するための図である。
【図５０】スライスプロファイルを示した図である。
【図５１】２列マルチスライスＣＴと、４列マルチスライスＣＴと、８列マルチスライスＣＴを示す図である。
【図５２】２列マルチスライスＣＴ、４列マルチスライスＣＴ、８列マルチスライスＣＴをＺ軸方向から見た図と、４列マルチスライスＣＴをＺ軸に垂直な方向からＺ軸を含めて観察した図である。
【図５３】４列マルチスライスＣＴで隣接補間法を行った場合を示すスキャン図である。
【図５４】４列マルチスライスＣＴでＰｉｔｃｈ＝４でのヘリカルスキャンにおける対向ビームをスキャン図上に表した図である。
【符号の説明】
１０ Ｘ線ＣＴ装置
１１ システム制御部
１３ 架台、寝台制御部
１５ 寝台移動部
１５ａ 寝台
１７ Ｘ線制御装置
１９ 高電圧発生装置
２１ Ｘ線ビーム発生源
２３ 検出器
２５ 回転架台
２７ データ収集部
２９ 補間処理部
２９Ａ 補間手段記憶部
２９Ｂ 補間手段
２９Ｃ 仮想的スキャン生データ記憶部
２９Ｄ フィルタ処理部
３１ 画像再構成部
３３ 表示部
２０１ ヘリカル生データ
２０２ 補間処理
２０３ 仮想的スキャンデータ
２０４ フィルタ処理
２０５ ファンビーム再構成

Claims (2)

1. Ｘ線ビームを被検体に向けて曝射するＸ線ビーム発生源と、
   このＸ線ビームを検出して実データを得る少なくとも２つの検出器列を有する検出手段と、
   前記被検体が載置される寝台をこの被検体の体軸方向に移動させる寝台移動手段と、を有するＸ線ＣＴ装置において、
   前記Ｘ線ビーム発生源を回転させながらＸ線ビームを発生させると共に、前記寝台移動手段により寝台を移動させて、被検体をらせん状にスキャンし、前記検出手段により得られた実データ群と実データ群に対向する対向データ群の中から、目的とするスライス位置を挟む２つのデータを選択し、この選択した２つのデータを使ってスライス位置のデータを得るための重み付けを行うものであって、前記２つのデータの選択をチャンネルごとに独立に行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記被検体をらせん状にスキャンするときに、前記実データ群と前記対向データ群の軌跡とが非同一になるようにスキャンすることを請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。

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