JP3897925B2

JP3897925B2 - コーンビームｃｔ装置

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Publication number: JP3897925B2
Application number: JP02164799A
Authority: JP
Inventors: 理香馬場; 健植田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP2000217810A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーンビームＣＴ装置に関し、特に、二次元Ｘ線画像検出装置を用いて、高分解能の三次元Ｘ線像を得ることに適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線を用いて被写体内部のＸ線吸収係数の分布を計測し、断層像を作成するＸ線ＣＴ装置があった。このＸ線ＣＴ装置では、対向配置されたＸ線源と１次元Ｘ線検出器とを被写体の全周に回転させながら被写体の透過Ｘ線像（投影データ）の撮影（計測）を行い、得られた投影データを再構成することにより断層像を得ていた。従来のＸ線ＣＴ装置を用いて三次元Ｘ線像を得る方法としては、多数の断層像を積み重ねる方法があった。しかし、多数の断層像を積み重ねる方法では、回転面に垂直な方向の解像度を回転面内の解像度と同等にするために、非常に長時間かつ多被曝の計測が必要であった。
【０００３】
計測時間短縮と被曝低減のために、被写体を検出器の回転面に垂直な方向に移動しながらＸ線源と検出器を多数回にわたって回転し、計測を行うスパイラルスキャン法が開発された。しかし、スパイラルスキャン法を用いたＸ線ＣＴ装置では、計測時間を短縮するほど、回転面に垂直な方向の解像度が回転面内の解像度に比較して低下するという問題があった。
【０００４】
計測時間を短縮し、かつ回転面に垂直な方向の解像度を高くするために、二次元のＸ線検出器を用いるコーンビームＸ線ＣＴ装置が開発された。コーンビームＸ線ＣＴ装置は、放射状にＸ線を照射するＸ線源と二次元検出器とを対向配置した撮影系を被写体の全周に回転させながら計測を行っていた。コーンビームＸ線ＣＴ装置は、得られた投影データから三次元Ｘ線分布像を再構成し、該三次元Ｘ線分布像に対してボリュームレンダリング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施すことによって、三次元Ｘ線分布像を三次元的な二次元像である三次元Ｘ線像に変換した後に表示装置に表示していた。
【０００５】
従来のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、検出器に二次元検出器を用いる構成となっていたので、１回転分の計測で三次元Ｘ線分布像の再構成に必要なデータを得ることができた。また、従来のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、検出器に二次元検出器を用いることによって、回転面に垂直な方向にも回転面内と同一ボクセル分解能を持つ三次元Ｘ線像を得ることができた。
【０００６】
撮影系を被写体の周囲に回転させるコーンビームＸ線ＣＴ装置に対して、システムを簡素化させたコーンビームＸ線ＣＴ装置として、被写体を回転させる被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置があった。被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、たとえば、「日本放射線技術学会第５４回総会学術大会予稿集ｐ．１８０」（以下、「文献１」と記す）に記載のものがあった。文献１に記載の被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、設置床面に垂直な軸の周りを回転する回転台上に被写体を固定する被写体保持台と、設置床面に対向配置されたＸ線源とＸ線検出器とからなる撮影系とから構成され、被写体保持台と共に回転台を回転させながら透過Ｘ線像の撮影すなわち投影データの計測を行う構成であった。
【０００７】
被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源とＸ線検出器を一体にして回転させるための大型ガントリーが不要となるので、Ｘ線源とＸ線検出器との位置が自由に設定でき、計測時の拡大率を変えることができた。また、被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器と被写体との位置関係を自由に設定できるので、検出器の視野が限定されている場合、被写体内の計測対象としたい部位を視野に入れることが容易にできた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
従来の被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置では、被写体を被写体保持台に固定すると共に、回転台の回転を滑らかな回転運動とすることによって、計測中に被写体が移動しないようにしていた。しかしながら、被写体が回転運動により、計測中に移動しやすいという問題があった。
【０００９】
従来の被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置を医療用に使用する場合には、被写体となる被検体の拘束時間を極力短くすることが望まれていた。すなわち、医療用の用途では、被写体となる被検体は疾病を抱えている場合が一般的であった。このために、被検体は長時間同一の姿勢を保持することが困難であった。
【００１０】
被検体の同一姿勢の保持期間すなわち計測に要する時間を短くするための方法として、被検体の回転速度を上げることが考えられる。しかし、被検体の１回転に要する時間が３〜４秒以上必要であり、これより高速に被検体を回転した場合には、被検体は回転感に異常を感じるいわゆる目が回った状態になってしまうという問題があった。また、被検体を高速に回転させた場合には、被検体にかかる遠心力も回転速度の上昇と共に大きくなってしまうので、計測中に被検体が移動してしまうという問題があった。計測中に被検体が移動してしまうと、再構成によって生成された三次元Ｘ線分布像に「ぼけ」あるいは「ぶれ」が生じ、三次元Ｘ線像の画質が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、撮影中における被写体の動きを検出し、除去することが可能なコーンビームＣＴ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、被写体の周囲から撮影したＸ線透過像から生成した三次元Ｘ線像の画質を向上することが可能なコーンビームＣＴ装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
被写体の周囲からＸ線を照射し撮影した前記被写体の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示するコーンビームＣＴ装置において、前記透過Ｘ線像を互いに相異なる複数組に分け、各組毎の透過Ｘ線像を再構成して得られたＸ線分布像毎の鮮鋭度を計算し、該鮮鋭度が最も大きい組の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示する。
【００１３】
前述した手段によれば、まず、透過Ｘ線像を互いに相異なる複数組に分け、各組毎の透過Ｘ線像を再構成して得られたＸ線分布像すなわちＣＴ像毎の鮮鋭度を計算する。次に、各Ｘ線分布像毎の鮮鋭度を比較することによって、表示画像であるＸ線断層像あるいは三次元Ｘ線像に生じるぼけの原因となる撮影中の被写体の動きを検出する。
【００１４】
すなわち、撮影中の被写体に動きが発生すると、再構成によって得られるＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像にぼけが生じる。その結果、透過Ｘ線像の一部、特に、小さくかつ吸収係数が大きな部分において、コントラストが低下することが知られている。従って、本願発明では、複数組に分けた透過Ｘ線像毎の鮮鋭度を比較することによって、被写体の移動すなわち再構成時における基準座標に対して被写体が移動した透過Ｘ線像を含まない透過Ｘ線像の組を特定することができる。
【００１５】
次に、特定された鮮鋭度が最も大きい組の透過Ｘ線像から被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示することによって、ぼけの原因となる撮影中における被写体の動きを含むＸ線分布像を除くことができるので、表示画像であるＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像の画質を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のコーンビームＣＴ装置である被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図である。
実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生装置（Ｘ線源）１０１、二次元透過Ｘ線像検出装置（撮像手段）１０２、保持装置（支持手段）１０７、回転装置（回転手段）１０８、制御収集装置１０９、及び処理表示装置１１０から構成される。ただし、制御収集装置１０９を除く他の構成は、公知のものを用いる。また、図１中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示す。
また、本願明細書中では、透過Ｘ線像の画素値、三次元Ｘ線分像のＣＴ値、あるいは、表示画像（Ｘ線断層像あるいは三次元Ｘ線像もしくは二次元Ｘ線像）の画像レベル値等のコントラストを示す値を「鮮鋭度」と記す。
【００１８】
Ｘ線発生装置１０１は、放射状（円錐状又は角錐状等のいわゆるコーンビーム状）にＸ線を放射するＸ線管、Ｘ線フィルタ、Ｘ線コリメータ、及び図示しないＸ線管支持体等から構成される。Ｘ線管支持体はＸ線管をコーンビームＣＴ装置を設置する床面の上空における所定位置に固定する。
Ｘ線発生装置１０１は、回転装置１０８の回転に同期して所定の回転角毎にＸ線を照射する、いわゆるパルスＸ線モードのＸ線発生装置である。従って、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＣＴ装置では、計測期間中に連続してＸ線を照射するいわゆる連続Ｘ線モードのＸ線発生装置に比べて、各フレームに於けるＸ線照射時間が短くなるので、Ｘ線照射時間内に於ける被写体１１１の移動量（回転量）も少なくできる。その結果、被写体１１１の回転により生じる画像のぼけが小さくなり、透過Ｘ線像の空間分解能を向上できる。ただし、Ｘ線発生装置１０１は、連続Ｘ線モードのＸ線発生装置でもよいことはいうまでもなく、連続Ｘ線発生モードのＸ線発生装置１０１を用いることによって、装置構成を簡単化できる。
【００１９】
二次元透過Ｘ線像検出装置１０２は、図示しない検出装置支持体、Ｘ線グリッド、Ｘ線イメージインテンシファイア（以下、「Ｘ線Ｉ．Ｉ．」と略記する）１０３、光学系１０４、光学絞り１０５、及びテレビカメラ１０６等から構成される。検出装置支持体は、二次元透過Ｘ線像検出装置１０２を床面の上空に於ける所定位置に保持する。また、図示しない検出装置支持体は、図示しない周知の直進移動台の移動台部分に設置され、検出器支持体の移動方向がＸ線発生装置１０１の焦点位置とＸ線Ｉ．Ｉ．１０３の中心とを結ぶ直線と一致するように、直進移動台を床面に設置することにより、Ｘ線発生装置１０１と二次元透過Ｘ線像検出装置１０２との間の距離Ｌを任意に設定できる。従って、検者の指示に基づいて、間隔Ｌを大きくして、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３に入射するＸ線ビームをより平行ビームに近づけることができるので、再構成演算により得られるＸ線断層像、及び三次元Ｘ線像の解像度を向上できる。Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３は、たとえば、１６インチ型であり、視野モードは１６，１２，９、及び７インチの何れかを設定できる。また、テレビカメラ１０６は、最大で１０２４×１０２４画素出力が可能なＣＣＤカメラを用いている。テレビカメラ１０６の画素数とフレームレートとの組み合わせは、５１２×５１２画素出力に対しては６０ｆ（ｆｒａｍｅ）／ｓｅｃであり、１０２４×１０２４画素出力に対しては３０ｆ／ｓｅｃが標準である。以下に説明する撮影では、短時間に多くの透過Ｘ線像を撮影し被写体１１１の動きの影響を最小に抑える、５１２×５１２画素出力で６０ｆ（ｆｒａｍｅ）／ｓｅｃの標準撮影モードを使用する。
【００２０】
保持装置１０７は、被写体１１１を立位に保持するための周知の保持装置であり、回転装置１０８の回転面上に設置される。従って、実施の形態１では、回転装置１０８の回転軸を中心として、立位に保持したままの姿勢で被写体１１１を回転させることができる。
回転装置１０８は、制御収集装置１０９からの回転制御信号に基づいて、連続回転をする周知の回転装置であり、床面に設置される。回転装置１０８には、上面側に設置された保持装置１０７の回転角度を計測し、制御収集装置１０９に出力する周知の回転角センサが設けられている。
【００２１】
制御収集装置１０９は、観察者から入力された撮影条件に基づいて、Ｘ線発生装置１０１からのＸ線照射を制御すると共に、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３の視野モードの制御、光学絞り１０５の絞り量、テレビカメラ１０６の画素数とフレームレートとを制御する。また、制御収集装置１０９は図示しない回転角センサからの信号に基づいて、回転装置１０８の回転すなわち被写体１１１の回転を制御する。処理表示装置１１０は、制御収集装置１０９から出力された透過Ｘ線像を格納する格納手段、ガンマ補正、画像歪み補正、対数変換及び二次元検出器６の感度むら補正等の前処理を行う前処理手段、前処理後の透過Ｘ線像（投影データ）をもとに、被写体１１１の三次元的なＸ線吸収係数分布である三次元Ｘ線分布像を生成する再構成手段、各透過Ｘ線像から撮影中における被写体の動きを検出し除去する動き除去手段、三次元Ｘ線分布像に対して周知のボリュームレンダリング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施し三次元Ｘ線分布像からＸ線断層像あるいは三次元的な二次元像である三次元Ｘ線像を生成する画像手段、及び、三次元Ｘ線像を表示する表示手段から構成される。
【００２２】
また、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、たとえば、Ｘ線発生装置１０１の焦点位置からＸ線Ｉ．Ｉ．１０３の入力面までの距離が１２００（ｍｍ）、Ｘ線発生装置１０１の焦点位置から回転装置１０８の回転中心までの距離すなわちＸ線源の回転半径ｒが８００（ｍｍ）に設定されており、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３が１６インチ型（水平方向の画面サイズは４００（ｍｍ））の場合の透過Ｘ線像の視野は、直径が約２６０（ｍｍ）の球形となる。
【００２３】
図２は実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における計測動作を説明するためのフローである。以下、図２に基づいて、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の計測動作を説明する。ただし、以下の説明では、被写体１１１の全周分の透過Ｘ線像として、撮影系の１回転分の透過Ｘ線像の収集手順を説明する。
【００２４】
まず、観察者が被写体１１１を保持装置１０７に固定する（ステップ２０１）。
次に、観察者が図示しない操作卓から計測の開始を指示すると、制御収集装置１０９からの制御信号に従って、透過Ｘ線像（投影データ）の計測が開始され、回転装置１０８が回転を開始する（ステップ２０２）。このとき、回転角センサから制御収集装置１０９に回転角度が出力される。
【００２５】
制御収集装置１０９は、回転装置１０８の回転角が所定の角度に達したことを検出した場合、Ｘ線発生装置１０１から直ちにＸ線を照射させる（ステップ２０３）。ただし、実施の形態１では、Ｘ線の照射はパルス状となる。
Ｘ線発生装置１０１からのＸ線の照射と共に、制御収集装置１０９は二次元透過Ｘ線像検出装置１０２を制御して、被写体１１１を透過したＸ線を計測する（ステップ２０４）。すなわち、被写体１１１を透過したＸ線は、まず、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３で可視光像である透過Ｘ線像に変換される。透過Ｘ線像は、光学系１０４で平行光に変換された後に、光学絞り１０５で光量が調整される。光学絞り１０５を通過した透過Ｘ線像は、テレビカメラ１０６で電気信号に変換された後に、デジタル化された透視Ｘ線像である投影データとして制御収集装置１０９に出力される。
制御収集装置１０９は、二次元透過Ｘ線像検出装置１０２で撮影された透過Ｘ線像を回転装置１０８の回転角すなわち投影角と共に収集し、図示しない格納装置に格納することによって、１枚分の透過Ｘ線像の撮影が終了する（ステップ２０５）。
以上に説明したステップ２０３〜ステップ２０５のＸ線照射、画像取得及び画像収集を所定の角度毎に行い、被写体１１１の全周分の透過Ｘ線像の撮影が終了する。
【００２６】
全周分の透過Ｘ線像の撮影（収集）が終了したならば、制御収集装置１０９は回転装置１０８の回転を終了させる（ステップ２０６）。
この後、制御収集装置１０９は、図示しない格納手段に格納した全周分の透過Ｘ線像を処理表示装置１１０に転送する。処理表示装置１１０では、転送された透過Ｘ線像を当該処理表示装置１１０が有する図示しない格納手段に格納する（ステップ２０７）。
処理表示装置１１０では、まず、前処理手段が各透過Ｘ線像のガンマ補正、画像歪み補正、対数変換及び二次元検出器６の感度むら補正等の前処理を行う。次に、動き除去手段が前処理後の透過Ｘ線像から、被写体１１１が動いた透過Ｘ線像の組を特定し、特定された透過Ｘ線像の組を最終的な三次元Ｘ線分布像を作成するための透過Ｘ線像の組から除く。再構成手段は、動き除去手段から指示された透過Ｘ線像に基づいて、三次元Ｘ線分布像を生成する（ステップ２０８）。
【００２７】
次に、処理表示装置１１０では、画像手段が、得られた三次元Ｘ線分布像から三次元Ｘ線像を生成し、該三次元Ｘ線像を処理表示装置１１０の表示画面上に表示させ、計測処理が終了となる（ステップ２０９）。
ただし、以上の説明では、回転装置１０８の回転は連続としたが、所定の角度毎に停止させる構成でもよいことはいうまでもない。また、Ｘ線の照射は、回転装置１０８の回転期間中、連続で照射させる構成でもよい。
【００２８】
次に、図３に実施の形態１の動き除去手段のアルゴリズムを、図４に透過Ｘ線像の分割方法を説明するための図を示し、以下、図３及び図４に基づいて、実施の形態１の動き除去手段の動作を説明する。ただし、以下の説明では、図４に示すように、被写体１１１に設定した平面の内で、回転装置１０８の回転中心軸と直交する平面（以下、「ミッドプレーン（ｍｉｄｐｌａｎｅ）」と記す）上に設定したＸ’軸、Ｙ’軸に基づいて、Ｘ線発生装置１０１のＸ線焦点位置について説明する。また、実施の形態１の透過Ｘ線像の撮影は、回転装置１０８の回転角が１．２５度毎に行い、全周分では２８８枚の撮影を行うものである。
【００２９】
まず、透過Ｘ線像の内で、図４の（ａ）に▲１▼で示す範囲の透過Ｘ線像である計測前半のデータＡを用いて、動き除去手段はミッドプレーンにおける再構成演算を行い、再構成像である断層像Ｉ（Ａ）を求める（ステップ３０１）。
次に、動き除去手段は、再構成像Ｉ（Ａ）の内で、予め設定された着目領域（ＲＯＩ）内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））を算出する（ステップ３０２）。
【００３０】
次に、動き除去手段は、図４の（ａ）に▲２▼で示す範囲の透過Ｘ線像である計測後半のデータＢを用いて、ミッドプレーンにおける再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ｂ）を求める（ステップ３０３）。
次に、動き除去手段は、再構成像Ｉ（Ｂ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））を算出する（ステップ３０４）。
【００３１】
次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））を比較する（ステップ３０５）。
鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測前半のデータＡを出力する。再構成手段は、計測前半のデータＡを用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ａ）を画像手段に出力する（ステップ３０６）。
【００３２】
一方、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測後半のデータＢを出力する。動き除去手段から計測後半のデータＢを受け取った再構成手段は、計測後半のデータＢ用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ｂ）を画像手段に出力する（ステップ３０７）。
【００３３】
三次元Ｘ線分布像を受け取った画像手段は、三次元Ｘ線分布像に対して周知のボリュームレンダリング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施し三次元Ｘ線分布像から三次元的な二次元像である三次元Ｘ線像を生成し、表示画面上に三次元Ｘ線像を表示する。
【００３４】
以上説明したように、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、図４に示すように、動き除去手段は被写体１１１の周囲から撮影された透過Ｘ線像である全計測データを２組に分ける。次に、動き除去手段は２組に分けられた計測データを用いて、ミッドプレーン付近の断層像を再構成する。この後に、動き除去手段は断層像の内で予め設定された領域である注目領域内の鮮鋭度を比較することによって、被写体１１１の動きのないあるいは動きが少ない側の計測データの組を特定する。動き除去手段は、鮮鋭度の大きい側の再構成手段にデータを出力し、再構成手段が特定された計測データの組を用いて三次元Ｘ線分布像を生成する。ここで、画像手段が三次元Ｘ線像を生成し、処理表示装置１１０の表示画面上に表示させるので、計測中の被写体１１１の動きを含むＸ線透過像を除去した高画質の三次元Ｘ線像を生成することができる。
【００３５】
このとき、本実施の形態１では、被写体１１１の動き含む透過Ｘ線像の特定において、ミッドプレーン付近の断層像の生成を１回行うことによってできるので、被写体１１１の動きの検出に伴う演算負荷を軽減できる。従って、計測の終了から三次元Ｘ線像を得るために必要な時間を短縮することができる。その結果、診断効率を向上することができる。
また、得られた三次Ｘ線像は、被写体１１１の動きを含まないので、画質を向上できる。
【００３６】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形態２では、動き除去手段の動作以外は、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ説明する。
実施の形態２では、ステップ５０１〜ステップ５０５の処理は、実施の形態１の３０１〜ステップ３０５の処理と同じとなるので、その説明は省略する。
【００３７】
ステップ５０５において、計測前半のデータＡから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））の方が大きい場合には、動き検出手段は後半計測データＢの前半データ（計測データＢの一部）と前半計測データＡを合わせた計測データＣ（図４の（ｂ）に丸３で示す範囲の計測データ）を用いて、再度、ミッドプレーンにおける再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ｃ）を求める（ステップ５０６）。
次に、動き除去手段は、再構成像Ｉ（Ｃ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｃ））を算出する（ステップ５０７）。
次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｃ））とを比較する（ステップ５０８）。
鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｃ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測データＣを出力する。再構成手段は、計測データＣを用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ｃ）を画像手段に出力する（ステップ５０９）。
ステップ５０８において、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｃ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測前半のデータＡを出力する。動き除去手段から計測前半のデータＡを受け取った再構成手段は、計測前半のデータＡを用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ａ）を画像手段に出力する（ステップ５１０）。
【００３８】
一方、ステップ５０５において、計測後半のデータＢから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））の方が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））より大きい場合には、動き検出手段は前半計測データＡの後半データと後半計測データＢを合わせたデータＤ（図４の（ｃ）に▲４▼で示す範囲の計測データ）を用いて、再度、ミッドプレーンにおける再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ｄ）を求める（ステップ５１１）。
次に、動き除去手段は、再構成像Ｉ（Ｄ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））を算出する（ステップ５１２）。
動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））とを比較する（ステップ５１３）。
鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測データＤを出力する。再構成手段は、計測データＤを用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ｄ）を画像手段に出力する（ステップ５１４）。
ステップ５１３において、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測後半のデータＢを出力する。動き除去手段から計測後半のデータＢを受け取った再構成手段は、計測後半のデータＢを用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ｂ）を画像手段に出力する（ステップ５１５）。
【００３９】
以上説明したように、実施の形態２の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、実施の形態１と同様に、まずステップ５０５において二分した透過Ｘ線像から生成した断層像の鮮鋭度を比較することによって、被写体１１１の動きのないあるいは動きが少ない側の計測データの組を特定する。すなわち、全透過Ｘ線像を二分した計測データの前半側に被写体１１１の動きが生じたものであるか、計測データの後半側で生じたものであるかを特定する。
【００４０】
次に、被写体１１１の動きが生じた側の計測データをさらに２組に分割し、分割された後半側の計測データと、動きがないあるいは少ない側のデータとを合わせる。ここで、この合わせたデータと動きがないあるいは少ない側のデータとから、再度断層像を再構成し鮮鋭度を比較する。この比較によって、被写体１１１の動きが最初の１／４回転内に生じたものであるか、最後の１／４回転内に生じたものであるか、あるいは、中間である２／４〜３／４回転内に生じたものであるかを特定し、被写体１１１の動きがないあるいは少ない側のデータから三次元Ｘ線像生成し表示させることによって、被写体１１１の動きが最初の１／４回転内に生じた場合、あるいは最後の１／４回転内に生じた場合には、三次元Ｘ線分布像の生成に使用することができる計測データ数を増大させることができるので、実施の形態１の効果に加えて、実施の形態１よりも三次元分布Ｘ線像及び三次元Ｘ線像の画質を向上できる。すなわち、再構成に供されるデータ数を増加できるので、画像のＳ／Ｎを向上できる。
【００４１】
なお、実施の形態１，２では、動き除去手段と再構成手段とを別々に構成する場合について説明したが、これに限定されることはなく、動き除去手段と再構成手段とを一体に構成してもよいことはいうまでもない。動き除去手段と再構成手段とを一体に構成した場合には、ミッドプレーンの断層像を再構成する手段を１つにできるので、前述する効果に加えて、動き除去手段の構成を簡単化できるという効果がある。
【００４２】
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形態３では、動き除去手段と再構成手段とが一体に構成されている以外は、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ説明する。
【００４３】
まず、透過Ｘ線像の内で、計測前半のデータＡを用いて、動き除去手段は三次元再構成を行い、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を求める（ステップ６０１）。
動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）の内で、予め設定された着目領域（ＲＯＩ）内での鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））を算出する（ステップ６０２）。
【００４４】
動き除去手段は、計測後半のデータＢを用いて、三次元再構成を行い三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を求める（ステップ６０３）。
この後に、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））を算出する（ステップ６０４）。
【００４５】
次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））とを比較する（ステップ６０５）。
鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する（ステップ６０６）。
【００４６】
一方、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する（ステップ６０７）。
【００４７】
三次元Ｘ線分布像を受け取った画像手段は、三次元Ｘ線分布像に対して周知のボリュームレンダリング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施し三次元Ｘ線分布像から三次元的な二次元像すなわち三次元Ｘ線像を生成し、表示画面上に三次元Ｘ線像を表示する。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態３の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、全透過Ｘ線像を２組に分割した後に、各組の透過Ｘ線像から三次元Ｘ線分布像を生成し、各三次元Ｘ線分布像の鮮鋭度を比較することによって、被写体１１１の動きがないあるいは被写体１１１の動きが少ない透過Ｘ線像の組を特定し、その透過Ｘ線像から生成された三次元Ｘ線分布像から三次元Ｘ線像を生成し表示するので、実施の形態１の効果に加えて、着目領域（ＲＯＩ）をミッドプレーン以外のスライスに容易に設定できるという効果がある。
【００４９】
また、着目領域をミッドプレーン以外のスライスに設定することができるので、たとえば、着目領域をｔｒａｎｓａｘｉａｌ像（図１中のＸＹ平面の像）、ｃｏｒｏｎａｌ像（図１中のＸＺ平面の像）、あるいは、ｓａｇｉｔｔａｌ像（図１中のＹＺ平面の像）の何れにも設定できる。
さらには、着目領域を、三次元的に設定することもできるという効果がある。このように、本実施の形態３では、種々の形式で着目領域を容易に設定できるので、作業効率すなわち診断効率をさらに向上できるという効果もある。
【００５０】
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形態４では、動き除去手段と再構成手段とが一体に構成されている以外は、実施の形態３の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ説明する。
実施の形態４では、ステップ７０１〜ステップ７０５の処理は、実施の形態３の６０１〜ステップ６０５の処理と同じとなるので、その説明は省略する。
【００５１】
ステップ７０５において、計測前半のデータＡから三次元再構成像の鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））の方が大きい場合には、動き検出手段は計測後半のデータＢの前半データ（計測データＢの一部）と計測前半のデータＡを合わせた計測データＣ（図４の（ｂ）に丸３で示す範囲の計測データ）を用いて、再度、三次元再構成を行い三次元再構成像３ＤＩ（Ｃ）を求める（ステップ７０６）。
次に、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｃ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））を算出する（ステップ７０７）。
【００５２】
次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））とを比較する（ステップ７０８）。
鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ｃ）を画像手段に出力する（ステップ７０９）。
ステップ７０８において、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ａ）を画像手段に出力する（ステップ７１０）。
【００５３】
一方、ステップ７０５において、計測後半のデータＢから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））の方が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））より大きい場合には、動き検出手段は計測前半のデータＡの後半データと計測後半のデータＢを合わせたデータＤ（図４の（ｃ）に▲４▼で示す範囲の計測データ）を用いて、再度、三次元再構成を行い、三次元再構成像３ＤＩ（Ｄ）を求める（ステップ７１１）。
次に、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｄ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））を算出する（ステップ７１２）。
【００５４】
次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））と鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））とを比較する（ステップ７１３）。
鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ｄ）を画像手段に出力する（ステップ７１４）。
ステップ７１３において、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を画像手段に出力する（ステップ７１５）。
【００５５】
以上説明したように、実施の形態４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、実施の形態３と同様に、まずステップ７０５において２組に分けた透過Ｘ線像の組から被写体１１１の動きのないあるいは動きが少ない側の三次元Ｘ線分布像を特定する。すなわち、全透過Ｘ線像を二分した計測データの前半側に被写体１１１の動きが生じたものであるか、計測データの後半側で生じたものであるかを特定する。
【００５６】
次に、被写体１１１の動きが生じた側の計測データをさらに２組に分割し、分割された計測データの内で動きがないあるいは少ない側のデータに連続する計測データと、動きがないあるいは少ないと判定された側の計測データとを合わせる。ここで、この合わせた計測データと動きがないあるいは少ない側のデータとからそれぞれ三次元再構成された三次元Ｘ線分布像の鮮鋭度を比較する。この比較によって、被写体１１１の動きが最初の１／４回転内に生じたものであるか、最後の１／４回転内に生じたものであるか、あるいは、中間である２／４〜３／４回転内に生じたものであるかを特定し、被写体１１１の動きがないあるいは少ない側のデータから生成された三次元Ｘ線分像に基づいて、三次元Ｘ線像を生成し表示させる。これによって、被写体１１１の動きが最初の１／４回転内に生じた場合、あるいは最後の１／４回転内に生じていた場合には、三次元Ｘ線分布像の生成に使用することができる計測データ数を増大させることができるので、実施の形態１，３の効果に加えて、実施の形態３よりも三次元分布Ｘ線像及び三次元Ｘ線像の画質を向上できる。
【００５７】
（実施の形態５）
図８は本発明の実施の形態５の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形態５では、動き除去手段の動作以外は、実施の形態３，４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ説明する。
【００５８】
まず、透過Ｘ線像の内で、計測前半のデータＡを用いて、動き除去手段は三次元再構成を行い、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を求め（ステップ８０１）、得られた三次元再構成像を一時的に半導体メモリ等からなる図示しない周知の格納手段に格納する（ステップ８０２）。
【００５９】
次に、動き除去手段は、計測後半のデータＢを用いて、三次元再構成を行い三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を求め（ステップ８０３）、得られた三次元再構成像を一時的に格納手段に格納する（ステップ８０４）。
【００６０】
次に、動き除去手段は、格納手段に格納される三次元再構成像３ＤＩ（Ａ），３ＤＩ（Ｂ）を読み出し、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）と三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）とを加算平均し、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ＋Ｂ）を求める（ステップ８０５）。
次に、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ），３ＤＩ（Ｂ），３ＤＩ（Ａ＋Ｂ）の鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ）），Ｓ（３ＤＩ（Ｂ）），Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））を求め、それぞれの鮮鋭度を比較する（ステップ８０６）。
【００６１】
鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ）），Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する（ステップ８０７）。
鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ）），Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ＋Ｂ）を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する（ステップ８０８）。
さらには、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ）），Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する（ステップ８０９）。
【００６２】
以上説明したように、実施の形態５の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、被写体１１１の全周方向から撮影した透過Ｘ線像を２つの組に分割し、それぞれの組毎に三次元Ｘ線分布像を生成すると共に、各組の三次元Ｘ線分布像の加算平均し、それぞれの鮮鋭度を計算し比較することによって、最も鮮鋭度が大きい三次元Ｘ線分布像を特定し、特定された三次元Ｘ線分布像から三次元Ｘ線像を生成することによって、比較的演算負荷が大きい三次元Ｘ線分布像を生成するための再構成演算回数を２回で済ますことができるので、透過Ｘ線像の計測終了すなわち画像生成開始から実際の三次元Ｘ線像の生成までの時間を短縮することができる。
【００６３】
（実施の形態６）
図９は本発明の実施の形態６の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形態６では、動き除去手段の動作以外は、実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ説明する。なお、図９は実施の形態２の動き除去手段に、データ領域の拡大と再構成とを繰り返す機能を付加した構成となっており、実施の形態４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。
実施の形態６では、ステップ９０１〜ステップ９０５の処理は、実施の形態１の３０１〜ステップ３０５の処理と同じとなるので、その説明は省略する。
【００６４】
ステップ９０５において、計測前半のデータＡから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））の方が大きい場合には、動き除去手段は前半計測データＡに所定数の計測データＥ₁を加算する（ステップ９０６）。ただし、このときの所定数の計測データは、後半計測データＢの内で、予め設定された数の計測データである。
動き除去手段は、前半計測データＡに所定数の計測データＥ₁を加算したデータＡ＋Ｅ₁を用いて、再度、ミッドプレーンにおける再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ａ＋Ｅ₁）を求める（ステップ９０７）。
次に、動き除去手段は、再構成像Ｉ（Ａ＋Ｅ₁）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ₁））を算出する（ステップ９０８）。
【００６５】
次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ_１））とを比較し、鮮鋭度の増加率を調べる。その結果、鮮鋭度の増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率である１０よりも小さい場合には、動き除去手段は、再構成手段に計測データＣを出力する。ここで計測データＣとは、計測データＡに計測データＢの一部（図４の（ｂ）参照）のデータである所定数の計測データＥ _１を加えたものである。再構成手段は、計測データＣを用いて３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤI（Ｃ）を画像手段に出力する（ステップ９０９）。
【００６６】
一方、ステップ９０９において、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））とＳ（Ｉ（Ａ＋Ｅ _１））を比較して求めた鮮鋭度の増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率である１０よりも大きい場合には、データＡ＋Ｅ_１に所定数の計測データＥ_２を加算し（ステップ９１０）、再度、ステップ９０７に進み鮮鋭度の増加率を調べる。
ステップ９０７において、データＡ＋Ｅ _１＋Ｅ _２を用いてミッドプレーン再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ａ＋Ｅ _１＋Ｅ _２）求める。ステップ９０８において、再構成像Ｉ（Ａ＋Ｅ _１＋Ｅ _２）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ _１＋Ｅ _２））を算出する。ステップ９０９において、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ _１））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ ₁ ＋Ｅ _２））を比較し、鮮鋭度の増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率である１０よりも小さい場合には、再構成手段にステップ９１０で求められた計測データＣを出力する。このとき、計測データＣは、計測データＡに計測データＢの一部のデータである所定数の計測データＥ _１＋Ｅ _２を加えたデータＡ＋Ｅ _１＋Ｅ _２である。再構成手段は、計測データＣを用いて３次元再構成演算を行う。
一方、ステップ９０９において、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ _１））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ _１＋Ｅ _２））を比較し、鮮鋭度の増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率である１０よりも大きい場合には、データＡ＋Ｅ _１＋Ｅ _２に、所定数の計測データＥ _３を加算し（ステップ９１０）、再度、ステップ９０７に進み鮮鋭度の増加率を調べる。
鮮鋭度の増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率よりも小さくなるまで、ステップ９０７からステップ９１０までのミッドプレーン付近の再構成、再構成像のＲＯＩ内鮮鋭度の算出、鮮鋭度の増加率の判定、及び、所定数の計測データＥ _１、Ｅ _２ …の加算を繰り返す。
【００６７】
一方、前述するステップ９０５において、計測後半のデータＢから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））の方が大きい場合には、動き検出手段は計測後半データＢに所定数の計測データＦ₁を加算する（ステップ９１２）。以降、前述のステップ９０７〜ステップ９１０と同様の処理を行う。すなわち、鮮鋭度の増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率よりも小さくなるまで、ステップ９１３〜ステップ９１６までのミッドプレーン付近の再構成、再構成像のＲＯＩ内鮮鋭度の算出、鮮鋭度の増加率の判定、及び、所定数の計測データＦ₁，Ｆ₂…の加算を繰り返す。
【００６８】
以上説明したように、実施の形態６の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、データ領域を拡大、拡大されたデータ領域の再構成を行い、鮮鋭度を算出する。算出された鮮鋭度を、拡大前のデータ領域での再構成像に対して算出した鮮鋭度と比較する。鮮鋭度の増加率が所定の値より大きい場合には、再度、データ領域を拡大し鮮鋭度の算出を行う。以上のデータ領域を拡大した再構成像とその再構成像からこれらの処理を繰り返し、鮮鋭度の増加率が所定の値より小さくなったところで、データ領域の拡大を終了するので、より良い画質を追求することができる。
【００６９】
なお、以上の説明では、実施の形態２の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における鮮鋭度の増加率を１０％としたが、これに限定されることはない。鮮鋭度の増加率の設定は、予め設定しておいてもよいが、術者が任意に設定できるように操作卓に設定スイッチを設けることによって、術者の好みに応じた３Ｄ再構成像を得ることができる。
【００７０】
また、実施の形態２，４，６の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、データ領域の拡大を行う。ここで、データ領域の拡大法は様々に考えられる。実施の形態では、鮮鋭度の高いデータ領域に、鮮鋭度の低いデータ領域のうち鮮鋭度の高いデータ領域に近い領域を半分だけ加えている。加える量は半分に限らず、被写体が動いた可能性に合わせて変化させることも考えられる。
さらには、実施の形態１，２と同様に、動き除去手段と再構成手段とを一体に構成してもよいことはいうまでもない。
【００７１】
（実施の形態７）
図１０は本発明の実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図である。実施の形態７では、全透過Ｘ線像の内で、重複した投影角で撮影された透過Ｘ線像に基づいて、撮影中での被写体１１１の動き（移動）を検出する動き検出手段以外は、実施の形態１〜６の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、動き検出手段の動作についてのみ説明する。
【００７２】
まず、動き検出手段は、所定の位置Ａで計測された画像Ａと位置Ｂで計測された画像Ｂの間で比較を行い、被写体の動きを検出する（ステップ１００１）。次に、動き検出手段は、動きの有無を判定する（ステップ１００２）。ただし、動きの検出および判定の詳細については後述する。
ステップ１００２において、動き検出手段が被写体の動きがないと判定した場合には、３次元再構成処理に入る（ステップ１００３）。一方、動きがあると判定した場合には、前述した実施の形態１〜６に示す補正処理に入る（ステップ１００４）。
【００７３】
このように、実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、計測画像において動き検出手段が動きを検出した場合のみ、動きを除去するための補正処理に入るので、動きがない場合の演算量が少なくて済む。その結果、診断効率をさらに向上させることができる。
【００７４】
次に、動き検出手段における動きの検出方法について説明する。
画像計測開始角度Ａと画像計測終了角度Ｂを一致させる、あるいは、開始角度Ａよりも終了角度Ｂを大きくすることにより、ある角度で重複して画像を計測する。ここで、角度Ａで計測された画像を計測画像Ａとし、角度Ｂで計測された画像を計測画像Ｂとする。
【００７５】
（第１の方法）
図１１は、動き検出の第１の方法を説明するための図である。ただし、第１の方法は、所定の角度で重複して計測された画像がある場合に適用可能である。
まず、関心領域（ＲＯＩ）の設定を行う（ステップ１１０１）。この後、関心領域（ＲＯＩ）において、重複して計測された画像（重複計測画像）Ａと画像Ｂとを特定する（ステップ１１０２，１１０３）。この重複計測画像Ａ，Ｂの間で、差分画像Ｃを生成する（ステップ１１０４）。ただし、差分画像Ｃの生成法は、重複計測画像Ａの画素値から重複計測画像Ｂの対応する位置の画素値を減算することによって計算される。
次に、差分画像Ｃにおいて、値の範囲を求める（ステップ１１０５）。ただし、「値の範囲」は、差分画像Ｃ中の最大値と最小値との差で定義する。
値の範囲が所定の値より大きいか否かを判定し（ステップ１１０６）、値の範囲の方が所定の値よりも大きい場合には、被写体１１１に動きがあったと判定する（ステップ１１０７）。一方、ステップ１１０６において、値の範囲の方が所定の値よりも小さい場合には、被写体１１１に動きがなかったと判定する（ステップ１１０８）。ただし、所定の値とは、例えば、差分前の画像の最大画素値の２％とする。
以上説明したように、動き検出の第１の方法では、画素値の差分演算すなわち減算という簡単な演算で動き検出が可能であるという特長をもつ。その結果、被写体１１１の動きの検出に要する時間を短縮することができるので、診断効率をさらに向上できる。
この第１の方法は、重複計測画像Ａと重複計測画像Ｂの計測条件が等しく、かつ、画像検出装置の応答が早い場合に好適である。具体的には、図１に示した装置では、計測条件とは、テレビカメラに入射する光量を調節するために光学系の内部にある光学絞りの開口面積やＸ線量などを示し、画像検出装置の応答とは、テレビカメラの蓄積電荷の読み出し特性の立上りを示す。
【００７６】
（第２の方法）
図１２は動き検出の第２の方法を説明するための図である。ただし、第２の方法は、前述した第１の方法と同様に、所定の角度で重複して計測された画像がある場合に適用可能である。
図１２から明らかなように、動き検出の第２の方法は、ステップ１２０３及びステップ１２０５における、重複計測画像Ａ，Ｂの対数変換のみが異なり、他は第１の方法と同じとなる。
すなわち、ステップ１２０２とステップ１２０４とで特定された重複計測画像Ａ，Ｂとをそれぞれ対数変換し、重複計測画像Ａの対数画像Ａ＊と重複計測画像Ｂの対数画像Ｂ＊とを得る。対数画像Ａ＊と対数画像Ｂ＊との間で差分をとり、対数差分画像Ｃ＊を生成する。次に、対数差分画像Ｃ＊の範囲を算出し、範囲が所定の値より大きい場合には、動きがあったと判定するので、第１の方法と同様に、簡単な演算で動き検出が可能であるという特長をもつ。
さらには、第２の方法は、重複計測画像Ａと重複計測画像Ｂとの計測時に、光学絞りおよび線量が変化した場合でも、信頼性の高い動き検出が可能であるという特長をもつ。または、テレビカメラの立ち上がり遅い場合でも、信頼性の高い動き検出が可能であるという特長をもつ。
【００７７】
（第３の方法）
図１３は動き検出の第３の方法を説明するための図である。ただし、第３の方法は、重複して計測された画像がない場合にも適用可能である。また、以下の説明では、所定の枚数の計測画像が３枚の場合について説明する。よって、第３の方法では、計測画像をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｄ，Ｅ，Ｆとする。
まず、関心領域（ＲＯＩ）の設定を行う（ステップ１３０１）。この後、関心領域（ＲＯＩ）において、回転撮影開始直後と終了直前との所定枚数の画像すなわち計測画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを特定する（ステップ１３０２）。
次に、連続する２枚の画像間の差分画像を生成する（ステップ１３０３）。すなわち、計測画像Ｂと計測画像Ａとの差分画像、計測画像Ｃと計測画像Ｂとの差分画像、計測画像Ｅと計測画像Ｄとの差分画像、計測画像Ｆと計測画像Ｄとの差分画像、及び計測画像Ａと計測画像Ｆとの差分画像Ｎをそれぞれ求める。
次に、それぞれの差分画像での値の範囲を算出する（ステップ１３０４）。ただし、第３の方法における「値の範囲」は、前述した第１，２の方法での「値の範囲」と同様に、差分画像中の最大値と最小値との差で定義する。
次に、回転撮影開始直後の計測画像Ａと終了直前の計測画像Ｆとの差分画像の値の範囲Ｎが、その他の差分画像の値の範囲に比較して最大であるかを判定する（ステップ１３０５）。
ステップ１３０５において、差分画像の値の範囲Ｎが、その他の差分画像の値の範囲に比較して最大の場合には、撮影中に被写体の動きがあったものと判定する（ステップ１３０６）。それ以外の場合には、撮影中の被写体の動きはなかったものとして判定する（ステップ１３０７）。
以上説明したように、第３の方法では、隣接する角度の計測画像の相違を比較することにより、重複投影がなくても簡単な演算で動き検出が可能であるという特長がある。
また、第３の方法は、光学絞りおよび線量が一定であり、かつ、テレビカメラの立上りが早い場合に好適である。
【００７８】
（第４の方法）
図１４は動き検出の第４の方法を説明するための図である。ただし、第４の方法は、前述した第３の方法と同様に、重複して計測された画像がない場合にも適用可能である。
図１４から明らかなように、動き検出の第４の方法は、ステップ１４０３における計測画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの対数変換のみが異なり、他は第３の方法と同じとなる。
すなわち、ステップ１４０３で回転撮影開始直後と終了直前との所定枚数の計測画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対して、それぞれ対数変換を行い対数画像を得る。次に、得られた対数画像の内で連続する２枚の画像間の差分画像を生成し（ステップ１４０４）、それぞれの差分画像での値の範囲を算出する（ステップ１４０５）。この後、計測画像Ａの対数画像と計測画像Ｆの対数画像との差分画像の値の範囲Ｎが、その他の対数画像の差分画像の値の範囲に比較して最大であるかを判定することによって（ステップ１４０６）、撮影中における被写体の動きを検出するので、第３の方法と同様に、重複投影がなくても簡単な演算で動き検出が可能であるという特長がある。
また、第４の方法は、光学絞りおよび線量が変化する場合でも、信頼性の高い動き検出が可能であるという特長をもつ。
さらには、テレビカメラの立ち上がり遅い場合でも、信頼性の高い動き検出が可能であるという特長をもつ。
【００７９】
前述した第１〜４の方法において、動きの検出を容易にするために、被写体にマーカーを取り付けることも考えられる。マーカーには、Ｘ線吸収率の高い物質を用いる。具体的にはマーカーは、タングステン製やステンレス製の円盤、球、板、棒などである。
【００８０】
なお、本実施の形態では、被写体の透過Ｘ線像として被写体の１回転分の投影データから被写体の三次元Ｘ線分布像を再構成することとしたが、これに限定されることはなく、１回転分以上の透過Ｘ線像を撮影した場合には、その透過データを２以上の組に分割することによって本願発明を適用できることはいうまでもない。
【００８１】
また、本実施の形態では、撮像手段としてＸ線Ｉ．Ｉ．１０３、光学系１０４及びテレビカメラ１０６からなる二次元透過Ｘ線像検出装置を用いる場合について説明したが、これに限定されることはなく、たとえば、蛍光板と２次元フォトダイオードアレイとから構成される検出器、蛍光板とテレビカメラとから構成される検出器、あるいは、２次元薄膜トランジスタ（ＴＦＴあるいはＣＭＯＳ）配列から構成される半導体検出器等を用いてもよいことはいうまでもない。
【００８２】
また、二次元透過Ｘ線像検出装置１０２の素子配列は二次元配列としたが、これに限定されることはなく、たとえば、１次元配列の検出器でもよいことはいうまでもない。
また、本実施の形態では、被写体１１１の設置状態は立位であるが、座位、あるいは保持装置ごと傾斜させた状態等の何れの設置状態でもよいことはいうまでもない。
【００８３】
また、本実施の形態では、床面上に対向配置されたＸ線発生装置１０１と二次元透過Ｘ線像検出装置１０２との間に被写体１１１を回転可能に設置する構成としたが、これに限定されることはなく、たとえば、対向配置されたＸ線発生装置１０１と二次元透過Ｘ線像検出装置１０２とからなる撮影系を回転可能な回転板に固定し、回転板を回転させることによって床面に対して固定された被写体１１１の周囲に撮影系を回転させ被写体１１１の周囲から透過Ｘ線像を撮影する構成としてもよいことはいうまでもない。さらには、被写体１１１を回転させると共に撮影系を回転させる構成としてもよいことはいうまでもない。
【００８４】
また、本実施の形態では、被写体１１１を回転装置１０８で回転させるのみとしたが、これに限定されることはなく、たとえば、回転装置１０８に移動機構を設けることにより回転装置１０８の回転に伴って移動機構を移動させ、被写体１１１に設定した計測対象部位を二次元透過Ｘ線像検出装置１０２の計測可能視野内に入れる構成としてもよいことはいうまでもない。
【００８５】
また、本実施の形態では、最初に行う再構成処理のデータ領域を計測前半データと計測後半データの２つとしたが、このデータ領域の取り方は様々に考えられる。例えば、第１のデータ領域を全体の３／４のデータとし、残りのデータを第２のデータ領域とすることできる。また例えば、計測データを４分割し、４つのデータ領域に対して処理を開始することもできる。
【００８６】
さらには、本発明は、人体等の生物一般のＸ線画像を撮影する医療用のコーンビームＣＴ装置、及び、航空荷物等のＸ線画像を撮影するＸ線荷物検査装置の何れにも適用可能なことはいうまでもない。Ｘ線荷物検査装置に本発明を適用して、撮影中の荷物を容易に検出し除去することができるので、内容物の移動に伴うアーチファクトの発生を防止でき、航空荷物等のＸ線画像の画質を向上できる。
【００８７】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００８８】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）撮影中における被写体の動きを検出し、容易に除去することができる。
（２）被写体の周囲から撮影したＸ線透過像から生成した三次元Ｘ線像の画質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のコーンビームＣＴ装置である被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における計測動作を説明するためのフローである。
【図３】実施の形態１の動き除去手段のアルゴリズムを説明するための図である。
【図４】実施の形態１の動き除去手段中の分割手段における透過Ｘ線像の分割方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。
【図６】本発明の実施の形態３の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。
【図７】本発明の実施の形態４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。
【図８】本発明の実施の形態５の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。
【図９】本発明の実施の形態６の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズムである。
【図１０】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第１の方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第２の方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第３の方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第４の方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…Ｘ線発生装置、１０２…二次元透過Ｘ線像検出装置、１０３…Ｘ線イメージインテンシファイア、１０４…光学系、１０５…光学絞り、１０６…テレビカメラ、１０７…保持装置、１０８…回転装置、１０９…制御収集装置、１１０…処理表示装置、１１１…被写体。

Claims

被写体の周囲からＸ線を照射し撮影した前記被写体の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示するコーンビームＣＴ装置において、
前記透過Ｘ線像を互いに相異なる複数組に分け、各組毎の透過Ｘ線像を再構成して得られたＸ線分布像毎の鮮鋭度を計算し、該鮮鋭度が最も大きい第１の組の透過Ｘ線像を第１データ領域としかつ該第１の組と異なる組の透過Ｘ線像を前記第１データ領域に加えて第２データ領域としたときに、該第２データ領域の透過Ｘ線像を再構成して得るＸ線分布像の鮮鋭度を計算して前記第１データ領域の鮮鋭度と比較し、所定の鮮鋭度増加率より小さくなるまで前記第１の組と異なる組の透過Ｘ線像を前記第１データ領域にさらに加えて前記第２データ領域を拡大し、拡大された前記第２データ領域の透過Ｘ線像を用いて、前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示することを特徴とするコーンビームＣＴ装置。