JP4768899B2

JP4768899B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP4768899B2
Application number: JP07262699A
Authority: JP
Inventors: 克行田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: JP2000262510A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体を体軸方向に螺旋状のスキャンを行って形成されたＸ線像を検出するＸ線ＣＴ装置に関する。特に、Ｘ線被曝量を低減し、またＸ線曝射により収集したデータを有効利用し、収集されたデータの特性に応じて最適化された再構成画像を生成するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ヘリカルスキャン方式を用いるＸ線ＣＴ装置が提案されている。ヘリカルスキャン方式は、図２１（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この回転と同期させて寝台を被検体の体軸方向（以下、Ｚ軸方向と称する）に移動させて被検体の断層像データを収集する。このヘリカルスキャンは、Ｘ線焦点と検出器の中心点を回転中心として回転させながら、寝台を被検体の体軸方向に移動させる。従って、図２１（ｂ）より被検体を基準とすると、Ｘ線焦点と検出器は螺旋軌道をとることが理解される。図２１（ａ）は、１回転毎に寝台を移動させてデータ収集するコンベンショナルスキャン（スタティックスキャン）方式を説明する図である。このヘリカルスキャン方式は、コンベンショナルスキャン方式と比較して、広範囲かつ高速なスキャンを実現する。
【０００３】
このヘリカルスキャンを用いたＸ線ＣＴ装置は、さらに検出器の構成によりシングルスライスＣＴ装置とマルチスライスＣＴ装置の２種類に大別される。
【０００４】
第１のシングルスライスＣＴ装置は、ファン状のＸ線ビーム（以下、ファンビームと称する）を曝射するＸ線ビーム発生源と、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列に並べた検出器を有する。このシングルスライスＣＴ装置は、Ｘ線ビーム発生源と検出器を被検体の周囲に回転させ、１回転でＭデータ（例えば１０００データ）を収集する。尚、１回のデータ収集を１ビューと称する。
【０００５】
第２のマルチスライスＣＴ装置は、円錐状のＸ線ビーム（以下、コーンビームと称する）を曝射するＸ線ビーム発生源と、Ｍチャンネルの検出器を円弧状に配列した検出器列をＺ軸（体軸）方向に複数列並べた（Ｍチャンネル×Ｎ列）２次元検出器を有する。図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ検出器列が２列、４列、８列である検出器を示す。このマルチスライスＣＴ装置は、Ｘ線ビーム発生源と検出器を被検体の周囲に回転させ、１回転でＭ×Ｎデータを収集する。従って、第１のシングルスライスＣＴ装置と比較して、広範囲を高精細かつ高速にスキャンすることができる。
【０００６】
図２２（ｄ）に示すスキャンにおける座標系において、Ｚ軸方向（体軸方向）は、スライスが進行するスライス方向と一致する。
【０００７】
図２３（ａ）は、マルチスライスＣＴ装置のスキャンをＺ軸方向からみた図である。図中の円は有効視野直径ＦＯＶ（Field of View）を示す。ＦＣＤは、Ｘ線焦点と回転中心の距離（Focus Rotation Center Distance）を示す。図２３（ｂ）は、４列マルチスライスＣＴをＺ軸に垂直な方向からＺ軸を含めて見た図である。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（即ち、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。図２３（ｂ）の例では、２列目と３列目の検出器の間に中心スライスが存在する。１回転当たりの寝台送り量をヘリカルピッチと称する。
【０００８】
次に、ヘリカルスキャン方式における画像再構成処理の概要を説明する。尚、以下では図２４（ａ）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。
【０００９】
（１）投影データ収集処理
第１に、図２４（ｂ）に示すように、まず、ヘリカルスキャンの各ビューで検出器により収集された投影データを収集する。この投影データは、検出器の感度、Ｘ線強度など、種々の物理的要因を考慮して補正される。この補正後のデータを生データと称する。
【００１０】
（２）ヘリカル補間処理
第２に、ヘリカルスキャンの場合には、生データをＺ軸方向に補間処理して所望するスライス面上の補間データを生成する。これは、例えば図２６（ａ）に示すように、ヘリカルスキャンでは目的とするスライス面では１ビューのデータしか収集されないために行われる処理である。補間処理の詳細は後述する。
【００１１】
（３）コンボリューション処理
第３に、図２４（ｄ）に示すように、それぞれの角度の補間データと再構成関数（フィルタ関数）をコンボリューション演算する。図２５に再構成用フィルタの形状の例を示す。これらの再構成用のフィルタ形状は得られるべき画像データの特徴に応じて選択される。演算後のコンボリューションデータは実際に存在した信号の周囲が窪んだ形状を示す。
【００１２】
（４）逆投影・ファンビーム再構成処理
第４に、コンボリューションデータを、センタリング軸に一旦逆投影する。さらにこのデータを、データ収集時のＸ線の通過パス上の全画素（ピクセル）に加算する逆投影演算を行う。図２４（ｃ）は、ある角度における逆投影演算を示す。この逆投影演算をビーム形状に応じて必要な角度分繰り返し行うと、元の信号だけが残り、所望する画像データがファンビーム再構成される。
【００１３】
ここで、マルチスライスＣＴ装置でヘリカルスキャンを行った場合の補間手法を説明する。これらの補間手法には、例えば、目的とするスライス位置を挟む２つの実データを補間して補間データを得る隣接補間法がある。この隣接補間法は、特開平４−２２４７３６号公報に開示されている。図２７に４列のマルチスライスＣＴでヘリカルピッチが４の場合の隣接補間法の概念図を示す。この隣接補間法は、シングルスライスＣＴ装置の場合の３６０度補間法を拡張した手法である。図２６（ａ）に示すように、３６０度補間法は、目的とするスライス面を挟んでおり、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の距離の逆比で線形補間する２点補間法である。この処理を必要な全ての位相分繰り返し行う。
【００１４】
またこの他、特開平９−２３４１９５号公報では、多点重み付け加算を行うフィルタ補間法が開示されている。このフィルタ補間法（重み付け加算法）は、目的とするスライス位置で前述の隣接補間法等を用いてＸ線ビームを補間するとともに、このスライス位置を中心と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して目的とするスライスの補間データを得る。
【００１５】
さらに、これらの補間手法には、シングルスライスＣＴ装置でも用いられる対向ビーム補間法を用いることもできる。この対向ビーム補間法は、図２６（ｃ）の破線で示す対向ビームを各焦点位置から抜き出した仮想的データである対向データを形成する。この対向データと実データを、図２６（ｂ）に示すように線形補間する２点補間法である。特開平９−２３４１９５号公報では、この対向ビーム補間法を拡張した新対向ビーム補間法が開示されている。図２８に新対向ビーム補間法の概念図を示す。この新対向ビーム補間法は、対向データと実データを問わず、全ビームの中からスライス面を挟んで最も近い２つのビームを内挿補間して目的とするスライスの補間データを得る。図２７の斜線領域は、マルチスライスＣＴにおける実データを用いた隣接補間法のデータサンプリング範囲の一例を示す。図２８の斜線領域は、実データと対向データを用いた補間（新対向ビーム補間法）のデータサンプリング範囲の一例を示す。
【００１６】
Ｘ線ＣＴ装置でヘリカルスキャンを行う場合には、上述の各種ヘリカル補間手法を用いて、同一のビュー角・レイ角（チャンネル角）のデータ同士から補間データが生成され、画像再構成が行われる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマルチスライスＣＴ装置には、以下の問題点があった。
【００１８】
第１の問題点は、ヘリカルスキャンの開始直後および終了直前の収集データの特性に基づく被検体への余計な被曝が生じていた点である。
【００１９】
以下に、マルチスライスＣＴ装置のヘリカルスキャンの開始直後および終了直前の特性を示して、この問題点の理由を説明する。
【００２０】
図２９に、ヘリカルスキャンの開始前後におけるスキャン図を示す。Ｘ線ＣＴ装置は、寝台の移動速度が一定速度に安定してからＸ線を曝射してスキャンを開始する。この寝台の移動開始から移動速度が安定するまでの期間を助走範囲と称する。
【００２１】
図２９（ａ）に示すシングルスライスＣＴ装置の場合は、スキャンにより収集されたすべてのデータは、画像データの再構成処理に用いられることが理解される。一方、図２９（ｂ）に示すマルチスライスＣＴ装置の場合は、スキャンにより収集されたデータであるにも拘わらず、画像データの再構成処理に用いられないデータが存在する。図２９（ｂ）において画像再構成に用いられるデータの領域は、補間データを生成するためにオーバーサンプリングされる領域以降の領域である。つまりそれ以前の、スキャン開始から１回転目のデータのうち一定の検出器列による収集データは、画像再構成に用いられない不要なデータである。尚、この本来不要なデータ領域はスキャン終了直前のｍ回転目の一定の検出器列による収集データでも生ずる。
【００２２】
即ち、マルチスライスＣＴ装置のヘリカルスキャンの開始直後および終了直前には、被検体に対する不要な被爆部分が生じていた。
【００２３】
この不要な被曝を物理的に除去するため、焦点と被検体との間に、相互に反対方向に移動制御される１対のＸ線遮蔽片（プリコリメータ）を設ける手法があった。しかし、このプリコリメータのそれぞれは相互に独立して反対方向に移動制御される。このためこのプリコリメータを精密に駆動制御するためには、大規模かつ高価な機構を必要とするという問題点があった。
【００２４】
また、被写体の断面形状や内部構造に応じて、予め手動によって管電流（ｍＡ）を下げる手法があった。しかしこの手動による手法は、上記のスキャン開始直後および終了直前の期間のＸ線曝射を制御することはできなかった。
【００２５】
このように、ヘリカルスキャンの開始直後および終了直前で収集されたデータは画像再構成に利用されず、被検体への余計な被曝が生じていた。
【００２６】
第２の問題点は、一旦曝射により収集されたデータも、例えばスキャン領域などの収集データの特性によって得られる再構成画像の画質が劣化するという点である。
【００２７】
すなわち、従来のＸ線ＣＴ装置は、スキャンにより収集した全ビュー角・レイ角のデータに対して、一律の補間パラメータを適用していた。即ち、従来のＸ線ＣＴ装置は、上述した各種の補間手法や、補間データのサンプリング手法の中から一律の補間ルールを選択して全ケースのデータ（即ち、全ビュー角、レイ角のデータ）に適用して、体軸方向にヘリカル補間処理を行っていた。
【００２８】
しかしながら、例えば、図２７に示すように、架台の２回転目の２列目の検出器によるスキャンを目的のスライス位置（Ｚ０）とした場合と、１回転目の１列目や２列目の検出器によるスキャンを目的のスライス位置とした場合とでは、データのサンプリング密度が相違する。つまり、スキャンの開始直後および終了直前の領域では体軸（Ｚ軸）方向のデータサンプリング密度がスキャン中央部領域と比較して少なくなる。このため、例えばスキャン開始直後および終了直前には画質が劣化する。つまり、スキャン領域の相違などの収集データの特性によって、得られる再構成画像の画質が異なっていた。
【００２９】
以上説明したように、従来のＸ線ＣＴ装置においては、第１に、被検体に対する余計な被爆が生じ、有効に利用されるべき収集データが利用されない場合があるという問題点があった。
【００３０】
第２に、一旦収集されたデータの特性によって得られる再構成画像の画質が劣化するという問題点があった。
【００３１】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものである。
【００３２】
そして、その目的とするところは、Ｘ線曝射により収集したデータを有効に活用した画像再構成を実現することを可能とするＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００３３】
また、他の目的は、収集されたデータの各種特性に応じて最適な補間パラメータを選択して、所望する画質特性の再構成画像を生成することにある。
【００３４】
また、他の目的は、ヘリカルスキャン開始直後および終了直前の被検体への被曝量を低減することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための、本発明の第一の特徴は、寝台に載置された被検体に対してＸ線を曝射するＸ線発生手段と、このＸ線の曝射により形成されたＸ線像を検出するＸ線検出手段とを架台に対向配置し、前記寝台或いは架台を被検体の体軸方向に相対的に移動制御すると共に、架台を回転させながらＸ線の曝射を行うことにより被検体の所望の部位の撮影を行うＸ線ＣＴ装置において、前記検出手段により収集されたデータのビュー角度に応じて、前記目的とするスライス位置のデータを補間するためのスライス方向のフィルタ幅又はフィルタ形状を変更制御して複数のビュー角度に対応するデータを生成する補間制御手段と、前記収集データを、前記補間制御手段が決定した補間フィルタ又はフィルタ形状に応じてヘリカル補間したデータに基づき、画像再構成を行うデータ処理手段とを具備することである。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００６４】
第１の実施形態
第１の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置がヘリカルスキャンによりＸ線ビームを収集した場合に、収集されたデータの特性に応じて補間パラメータを変更制御する機能を提供するものである。具体的には、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、ヘリカル補間処理を行う際に、各ビュー角度に対応してデータサンプリング範囲等のヘリカル補間のルールを変更して補間データを生成する。尚、ここでビュー角度とは、Ｘ線焦点の移動する角度、即ち投影角度である。
【００６５】
第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、寝台に載置された被検体の体軸方向に沿って、またはこの体軸方向に対して所定の角度分傾斜しながら螺旋状にスキャンを行い、これにより形成されたＸ線像を１または複数の検出器列で検出するＸ線ＣＴ装置（即ち、シングルスライスＣＴ装置またはマルチスライスＣＴ装置）である。
【００６６】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体が載置される寝台１と、架台２の内周に回転自在かつ相対向するように設けられたＸ線管３およびＸ線検出器４と、Ｘ線管３から曝射されるＸ線の線量等を制御するＸ線制御部５および高電圧発生部６と、寝台１をＸ線管３及びＸ線検出器４の回転軸方向に移動制御する架台・寝台制御部７と、寝台移動部８とを具備する。
【００６７】
また本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、さらに、Ｘ線検出器で検出された収集データの取り込み・保管を行うデータ収集部９と、データ収集部９で収集された収集データに対して所定の補間処理を施す補間処理部１０と、補間処理が施された収集データに基づいてＸ線像を再構成する画像再構成部１１と、画像再構成部１１により再構成されたＸ線像を表示する表示部１２と、当該マルチスライスＣＴ装置全体のシステム制御を行うシステム制御部１３と、所望するスキャン条件・補間パラメータ等を入力する操作部１４とを具備する。
【００６８】
架台２は、Ｘ線管３と検出器４とを保持する。架台２は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線管３と検出器４との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。
【００６９】
Ｘ線管３は、高電圧発生部６から供給された高電圧によってＸ線ビームを曝射する。
【００７０】
Ｘ線検出器４は、複数（例えば１０００チャンネル）のＸ線検出素子を前記回転軸方向に対して直交する方向（以下、スライス方向と称する）に沿って併設してなる検出器列を、前記回転軸方向に沿って１列またはＮ列（例えば４列）分併設して構成される。
【００７１】
Ｘ線制御部５は、システム制御部１３により出力されたＸ線ビーム制御信号に基づいて、高電圧発生部６による高電圧発生のタイミングを制御する。
【００７２】
高電圧発生部６は、Ｘ線管３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５からの制御信号に基づいてＸ線管３に供給する。
【００７３】
架台・寝台制御部７は、システム制御部１３により出力された架台・寝台制御信号に基づいて架台２を回転させるとともに、寝台移動信号を寝台移動部８に対して出力する。
【００７４】
寝台移動部８は、架台・寝台制御部７により出力された寝台移動信号に基づいて、架台２の１回転当たりの寝台１の移動量を求め、この移動量で寝台１を移動させる。
【００７５】
データ収集部９は、検出器４により検出されたＸ線ビームを、システム制御部１３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。
【００７６】
補間処理部１０は、データ収集部９によって収集されたＸ線ビームの投影データに基づいて、目的のスライス位置のＸ線ビームを補間する。補間処理部１０の詳細な構成は後述する。
【００７７】
画像再構成部１１は、補間処理部１０により補間されたＸ線ビームに基づいて、スライス位置の画像を再構成する。
【００７８】
表示部１２は、画像再構成部１１により再構成された画像を図示しないモニター上に表示する。
【００７９】
システム制御部１３は、操作部１４から入力されたヘリカルスキャン条件のうち、回転速度・スライス厚・ファン角等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部７に対して出力する。また、Ｘ線ビーム発生制御信号をＸ線制御部５に対して出力する。また、Ｘ線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号およびデータ収集の各種パラメータを含むデータ収集制御信号をデータ収集部９に対して出力する。さらに、システム制御部１３は、補間に関する各種パラメータを含む補間制御信号を補間処理部１０に対して出力する。
【００８０】
操作部１４は、ヘリカルスキャン条件・データ収集条件・補間パラメータなどを必要に応じてシステム制御部１３に対して入力指示する。
【００８１】
次に、図２に基づいて、補間処理部１０の構成の詳細を説明する。
【００８２】
図２に示すように、補間処理部１０は、データ収集部９により収集されたデータを記憶する収集データ記憶手段１１０と、収集データを目的とするスライス位置で体軸（Ｚ軸）方向に補間する補間データ生成手段１２０と、補間処理部１０で行われる各種処理を制御する補間処理制御手段１３０とを具備する。
【００８３】
補間処理制御手段１３０は、ヘリカルスキャン実行時の収集されたデータの特性（データ収集条件データ１４０）に基づき、或いは操作部１４からの入力データに基づき、各種の補間ルールデータ（補間パラメータデータ）データ１５０中から当該位相のビュー角のデータをヘリカル補間するために用いる補間パラメータを選択し、補間データ生成手段１２０に対して供給する。尚、ここでデータ収集特性とは、具体的には、ビュー角・レイ角（チャンネル角）・スライス位置（スライス部位）・スキャン開始からの相対距離などである。
【００８４】
次に、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図３乃至図１６に基づき説明する。
【００８５】
まず、第１の実施形態におけるヘリカル補間処理の特徴的概念を、図４を用いて説明する。
【００８６】
図４は、スキャンの開始直後および終了直前とスキャン進行中（スキャン中途）とでヘリカルデータをサンプリングする範囲を可変とする例を示す。このサンプリング範囲は、例えばヘリカル補間用のスライス面方向のフィルタ幅を可変とすることで実現される。
【００８７】
図４（ａ）および図４（ｂ）中、黒色領域はヘリカルデータのサンプリング範囲を示す。図４からビュー角の位相（０度から３６０度）に応じてサンプリング範囲が変化していることが理解される。図４（ａ）と図４（ｂ）のサンプリング範囲は、目的とするスライス位置が相違するため、サンプリング範囲はそれぞれ異なる形状を示す。しかしながら、前述した不要な被曝部分に対応する１回転目の所定の列のデータもサンプリング対象とされて補間データ生成に用いられている。このためスキャン開始直後および終了直前に収集されたデータも画像再構成に有効利用されていることが理解される。
【００８８】
第１の実施形態では、この例の他、スキャン開始直後および終了直前に限定せずに任意のスキャン時系列におけるビュー角ごとの補間パラメータの変更を行う。
【００８９】
次に、第１の実施形態が用いる幾何平面および各概念の説明を行う。
【００９０】
図５にＺ軸方向から観察されるＸ−Ｙ平面上のジオメトリにおける、チャンネル角（レイ角）γとビュー角βの関係を示す。
【００９１】
また、図６は、シングルスライスＣＴ装置の場合のヘリカルスキャンでの収集データを説明する図である。図６（ａ）は、任意のビュー角βから観察した全チャンネル角でのＸ線ビームのデータ（実データと対向データ）を示す。チャンネル角γ＝０の位置が中心チャンネルを示す。図６（ａ）をビュー図と称する。図６（ｂ）は、各ビュー角（回転位相）で観察されるＸ線ビームのデータ（実データと対向データ）のＺ軸上でのサンプリング位置を結んで示す。図６（ｂ）をスキャン図と称する。尚、図６（ｂ）中、実データは実線で、対向データは破線で示される。
【００９２】
図７は、マルチスライスＣＴ装置の場合のヘリカルスキャンでの収集データを説明する図である。図７（ａ）はヘリカルピッチＰ＝２．５の場合のスキャン図図７（ｂ）はヘリカルピッチＰ＝３．５の場合のスキャン図、図７（ｃ）はヘリカルピッチＰ＝４．５の場合のスキャン図をそれぞれ示す。また、図８は、ヘリカルピッチＰ＝２．５の場合の図７（ａ）のスキャン図に対応するビュー図を示す。
【００９３】
以下、第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の画像再構成の動作を順に説明する。
【００９４】
（１）ヘリカルスキャンによるデータ収集処理
第１に、入力ヘリカルスキャン条件に基づく被検体のヘリカルスキャンを行う。ヘリカルスキャン条件として、検出器列数、検出器チャンネル数、検出器各列のＺ軸方向の回転中心における厚み、ＦＣＤ（焦点−回転中心間距離）、ＦＤＤ（焦点−検出器間距離）、ＦＯＶ（有効視野直径）、有効視野角（ファン角）、チルト角等が入力される。
【００９５】
ヘリカルスキャン条件が入力されるとシステム制御部１３は、このヘリカルスキャン条件のうち、回転速度・スライス厚・ファン角等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部７に対して出力する。架台・寝台制御部７は、この架台・寝台制御信号に基づいて寝台移動信号を寝台移動部８に対して出力する。
【００９６】
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３は、架台・寝台制御部７に対して診断開始を指示するとともに、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線制御部５に対して出力する。このＸ線ビーム発生制御信号に対応して、Ｘ線制御部５は、高電圧発生部６から高電圧を発生させる。この高電圧発生により、Ｘ線管３からＸ線ビームが曝射されるとともに、寝台１が寝台移動部８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。
【００９７】
このヘリカルスキャンの際にシステム制御部１３は、データ収集制御信号をデータ収集部９に対して出力する。データ収集部９は、このデータ収集制御信号に対応して検出器４からＸ線ビームを収集し、この収集したＸ線ビーム（実際には検出された投影データ）を補間処理部１０に供給する。
【００９８】
（２）ヘリカル補間処理
補間処理部１０は、データ収集部９から供給されたＸ線ビームのデータを必要に応じて収集データ記憶手段１１０に記憶保持する。
【００９９】
補間データ生成手段１２０は、補間処理制御手段１３０から入力される補間パラメータ（補間ルールデータ）１５０に基づいて、収集データ記憶手段１１０中に保持された収集データから補間データを生成する。以下の例において、補間パラメータは各ビュー角に応じたフィルタ幅として説明される。
【０１００】
以下において、例として説明される第１の実施形態が基礎とするヘリカル補間手法は、リサンプリングデータに基づくフィルタ補間法である。このフィルタ補間法は、上述した如く、多点データを重み付け加算することにより補間データを生成する手法である。
【０１０１】
尚、ここで説明するリサンプリングデータに基づくフィルタ補間法は、第１の実施形態が用いるヘリカル補間手法の一例であり、第１の実施形態に他の任意のヘリカル補間手法を適用可能であることは言うまでもない。
【０１０２】
まず、一般に知られるリサンプリングデータによるフィルタ補間処理の一般的手順を説明する。尚、このリサンプリングデータによるフィルタ補間処理は、前述した特開平９−２３４２９５に開示されている。
【０１０３】
図３に第１の実施形態の補間データ生成手段１２０が行うリサンプリングデータによるフィルタ補間処理の手順を示す。図３に示すように、リサンプリングデータによるフィルタ補間処理は、２段階の補間処理で構成される。まず第１にヘリカルデータ（生データ）１２１をリサンプリング処理１２２して仮想的なデータであるリサンプリングデータ１２３を生成する。第２にこのリサンプリングデータ１２３を重み付け加算処理（フィルタ処理）１２４して目的とする補間データ１２５を得る。尚、リサンプリング処理は、リサンプリングデータを得るための補間処理である。このリサンプリング処理は任意の補間手法、例えば上述した隣接補間法（２点補間法）・新対向ビーム補間法（多点補間法）などを用いることができる。また、内挿補間・外挿補間のいずれが用いられてもよい。非線形補間法が用いられてもよい。
【０１０４】
このリサンプリング処理では、目的とするスライス位置近傍に細かい等間隔で複数のスライス位置を想定し、それぞれのスライス位置近傍のデータ同士を任意の補間方法でヘリカル補間して複数の補間データ（即ちリサンプリングデータ）を生成する。このフィルタ処理では、この複数の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補間データを生成する。
【０１０５】
以下、これら２段階の補間処理の内容を具体的に説明する。
【０１０６】
図９は、４列のマルチスライスＣＴ装置でのヘリカルピッチＰ＝２．５のスキャン図である。図９では、ある位相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）、・・・が抜き出され、サンプリング位置に応じて示されている。リサンプリング点数ｎｐｎｔ＝１０とする。
【０１０７】
まず、第１段階のリサンプリング処理として、リサンプリング位置を決めて、そのリサンプリング位置を挟むデータでリサンプリングデータを生成する。即ち、まず目的のスライス位置Ｚ０近傍の一定の範囲にｎｐｎｔ個のリサンプリング点を考える。そして下記の式１に従い、各リサンプリング点におけるリサンプリングデータを、例えば上述の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。
【０１０８】
【数１】

次に、第２段階のフィルタ（重み付け加算）処理として、下記の式２に従い、式１で得られたリサンプリングデータＶ−ｄａｔａ（ｉ）を正規化された重みＷＵ（ｉ）で重み付け加算する。この重み付け加算により目的のスライス位置Ｚ０における位相のデータを求める。
【０１０９】
【数２】

ここで、一般のリサンプリングデータに基づくフィルタ補間法においては、各ビューの位相の変化に伴わず一定のフィルタ幅（即ちリサンプリング点数）が用いられる。このため、上記の２段階の補間処理により得られる補間データは、下記の一連の式で求めることができる。
【０１１０】
尚、以下において、ｖはビュー番号であり、ｎｖｉｅｗは１回転のビュー数である。ｃｈはチャンネル番号を示し、ｎｃｈはチャンネル数を示す。ｐｎｔは各リサンプリング点の番号であり、ｎｐｎｔはリサンプリング点数を示す。Ｒｅｓｐ（）はリサンプリングデータを示す。LinearInterpolation（）は線形補間を行う関数である。Ｐｌｏｗはリサンプリング点の−ｚ側のヘリカルデータ（生データ）であり、Ｐｈｉｇｈはリサンプリング点の＋ｚ側のヘリカルデータ（生データ）である。Ｚ０は目的とするスライス位置のｚ座標であり、ｄｚはリサンプリングピッチ、即ちリサンプリング点のｚ方向のピッチを示す。ｎｃは中心スライスを示す。Ｗｔ（ｐｎｔ）は重み付加算における重み係数である。
【０１１１】
【数３】

ここで、各ビューの位相の変化によらず、一律のフィルタ幅が用いられるため、式３に示すように、中心スライスｎｃ、リサンプリング点数ｎｐｎｔ、重みＷｔ（ｐｎｔ）はそれぞれ一定である。
【０１１２】
あるリサンプリング点のｚ座標は、次の式４で求められる。
【０１１３】
【数４】

従って、リサンプリングデータは、次の式５、式６で求められる。
【０１１４】
【数５】

以上により、目的とするスライス位置のデータＰ（ｖ、ｃｈ）は、次の式７で求められる。尚、式７の右辺の分母は重み付け加算の正規化を意味する。
【０１１５】
【数６】

ここで第１の実施形態が用いることのできる、フィルタ補間（重み付け補間）処理の他の一例を説明する。このフィルタ補間法は前述の特開平９−２３４１９５に開示されている。フィルタ補間、即ち多点データに基づく重み付け補間の手法には他にも種々の手法がある。例えば、図１０乃至図１２に示すように、各位相により、データ補間における各データ（ビーム）の重みの変化・切り替えに伴うデータ特性が異なる。これらの重みの変化によるデータ特性の差異を緩和すべく、図１４に示すように、目的とするスライス位置からずれた複数のスライス位置でそれぞれ中間的な補間データを得る。このそれぞれのスライス位置で得られた補間データを、図１３に示すように、重み付け加算あるいはスライス方向にフィルタ処理して最終的な補間データを得ることができる。第１の実施形態は、この他任意のヘリカル補間手法を用いることができる。
【０１１６】
ここで、第１の実施形態は、ビュー角に依存してフィルタ幅（リサンプリング範囲・点数）を変更する。従って、上記で説明されたリサンプリングデータに基づく補間データを、第１の実施形態では、以下の式によって得る。つまり、上記で説明された式３乃至式７は、以下のように変形される。尚、以下においてフィルタとは、特に説明しない限り、多点データからヘリカル補間データを得るためのスライス面方向のフィルタをいう。ここで、スライス面方向とは回転軸方向に直交する方向をいう。
【０１１７】
まず、式３−２に示すように、中心スライス（リサンプリング点数の中心）ｎｃとリサンプリング点数ｎｐｎｔをビューに応じて変化させる。
【０１１８】
【数７】

ここで、式４−２に示すように、あるリサンプリング点のｚ座標はビューによって変化することが理解される。
【０１１９】
【数８】

従って、リサンプリングデータは、以下の式６−２で得られる。
【０１２０】
【数９】

このリサンプリングデータから、目的とする補間データは、以下の式７−２で求められる。
【０１２１】
【数１０】

尚、上記の式ではリサンプリングピッチｄｚ、重みＷｔは固定としたが、第１の実施形態はこれに限定されない。リサンプリングピッチｄｚをビューの変数として、中心チャンネルｎｃを固定としても同様の補間データが得られる。
【０１２２】
或いは、下記の式３−３乃至式７−３に示すように、リサンプリング点数ｐｎｔに対する重みＷｔをビューｖの変数としてもよい。
【０１２３】
【数１１】

ここで、式４−３に示すように、あるリサンプリング点のｚ座標はビューによって変化することが理解される。
【０１２４】
【数１２】

従って、リサンプリングデータは、以下の式６−３で得られる。
【０１２５】
【数１３】

このリサンプリングデータから、目的とする補間データは、以下の式７−３で求められる。
【０１２６】
【数１４】

次に、第１の実施形態が、ビュー角に応じてフィルタ幅（リサンプリング点数）をいかに変化させるかのフィルタ幅変更の態様を以下に説明する。
【０１２７】
第１の実施形態は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）をあるビューの位相方向から観察すると明らかなように、ビューの位相に応じてデータのサンプリング密度が変化する点に着目する。第１の実施形態は、このサンプリング密度の粗密に対応させてフィルタ幅を変化させる。
【０１２８】
第１の態様は、図１５に示すように、データのサンプリング密度が粗いビューの近傍では（位相θ１）フィルタ幅を厚くし、データのサンプリング密度が細かいビューの近傍では（位相θ２）フィルタ幅を薄くする態様である。
【０１２９】
図１５に示すこのフィルタを用いると、各ビューにおけるデータのサンプリング数が一律になる。このため、各ビューごとのノイズＳＤ（Standard Deviation）が均一となって、ノイズの影響の少ない高画質の再構成画像が得られる。
【０１３０】
尚、あるサンプリング領域におけるデータの粗密は、スキャン開始からの距離・ヘリカルピッチＰ・スライス位置に基づき判断することができる。
【０１３１】
第２の態様は、図１６に示すように、データのサンプリング密度が粗いビューの近傍では（位相θ１）フィルタ幅を薄くし、データのサンプリング密度が細かいビューの近傍では（位相θ２）フィルタ幅を厚くする態様である。
【０１３２】
図１６に示すこのフィルタを用いると、目的とするスライス位置から遠いデータは用いることなく補間データを生成する。このため、各ビューごとにスライス厚が均一となって、分解能の高い再構成画像が得られる。
【０１３３】
この第１と第２の態様は、撮影目的・用途に応じて適宜選択されてよい。即ち、操作者は所望する画質の再構成画像を選択することが可能となる。例えば、被検体の構造が複雑な部位をスキャンする場合には、第２の分解能重視のフィルタを用いることが望ましい。
【０１３４】
尚、上述したように、第１の実施形態が行うヘリカル補間には、一般に知られる任意のヘリカル補間手法が用いられてよい。例えば、前述した特開平９−２３４１９５に開示された隣接補間法などの２点補間法、スライス方向にフィルタ処理を行うフィルタ補間法・新対向ビーム補間法などの多点補間法などが任意に用いられてよい。
【０１３５】
上記のように、補間データ生成手段１２０は、補間処理制御手段１３０から供給される補間ルールデータ１５０（例えば、フィルタ幅・フィルタ形状）に基づいて各ビューごとに最適化されたヘリカル補間処理を行い、得られた補間データを画像再構成部１１に対して出力する。
【０１３６】
（３）画像再構成処理
画像再構成部１１は、補間処理部１０の補間データ生成手段１２０から出力された補間データを用いて、通常のＸ線ＣＴ装置のヘリカルスキャンの場合と同様、例えば前述したフィルタ補正逆投影法などをパラレルビームに対応して行って画像の再構成を行う。具体的には、必要な各ビューごとに得られた補間データと再構成関数（例えば図２５に示す）をコンボリューション処理して、一旦センタリング軸に逆投影する。このセンタリングされたデータを画像の各ピクセル（画素）に対して逆投影処理して、目的とする再構成画像データを得る。
【０１３７】
尚、ここでの逆投影・画像再構成の手法は、このフィルタ補正逆投影法に限定されることなく、例えば、一般に知られる逐次近似法、フーリエ変換法など任意の演算アルゴリズムに基づき行われてよい。
【０１３８】
第１の実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
【０１３９】
即ち、補間データ生成手段１２０は、データ収集部９が収集したデータを、各ビュー角に対応した可変的な補間ルールデータ１５０に基づき、ヘリカル補間処理を行う。この補間ルールデータ１５０は、例えばヘリカル補間用フィルタ幅・フィルタ形状（重み）である。また他にも、各補間データを生成する基データのサンプリング方法（データ選択方法）を切り替えてもよく、線形補間／非線形補間、内挿補間／外挿補間などの補間種別を切り替えてもよい。
【０１４０】
画像再構成部１１は、この各ビュー毎に最適化された補間データに基づいて画像再構成を行う。ビューによってフィルタなどの補間ルールを可変とすることで、スライス方向の分解能を示すＳＳＰ（Section Sensitivity Profile）の偏りを排除して、空間分解能の高い再構成画像を生成することができる。このため、用途・目的に応じた、所望する画像特性の再構成画像を得ることが可能となる。
【０１４１】
尚、補間処理制御手段１３０が行う補間ルールデータ（補間パラメータ）１５０の切り替えは、操作部１４からユーザの手動入力に基づき行ってもよい。或いは、補間処理制御手段１３０が自動的に補間ルールデータ１５０を切り替え制御してもよい。例えば、データ収集部９が同一のビュー角度、同一のレイ角度で収集したｎ回転目とｎ＋１回転目のデータを比較して、所定のしきい値を越えることで差が大きいと判断された場合に、自動的にフィルタ幅を狭くすることなどが可能である。
【０１４２】
また、上記ではマルチスライスＣＴの場合を説明したが、第１の実施形態は、シングルスライスＣＴ装置に適用することも可能である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すマルチスライスＣＴ装置のスキャン図では、ビューの位相が異なると、サンプリングデータの粗密の分布が変化する。一方、シングルスライスＣＴ装置のスキャンでは、上記のデータの粗密は生じないが、図６（ｂ）に示すように、各位相に応じてスライス位置から観察したデータの偏りが変化する。このため、第１の実施形態をシングルスライスＣＴ装置に適用した場合にも、上述の効果を得ることができる。
【０１４３】
また、特に、ヘリカルスキャンの開始直後および終了直前でほぼ全てのデータをサンプリング範囲に包含するようなフィルタ幅・フィルタ形状を用いれば、収集されたデータの有効利用を図ることが可能となる。
【０１４４】
次に、第１の実施形態の第１の変形例を説明する。
【０１４５】
上記では、ビュー角ごとにフィルタ幅を変更する例を説明した。しかし、第１の実施形態の補間ルールの変更手法はこれに限定されない。
【０１４６】
図６（ａ）、図８に示すように、あるチャンネル角からＺ軸方向にデータを観察すると、レイ角（チャンネル角）の変化に応じてデータの分布に偏りがあることが理解される。
【０１４７】
第１の実施形態の第１の変形例は、レイ角（チャンネル角度）によって補間ルールデータ（補間パラメータ）１５０を可変とするものである。但し、図６（ａ）や図８に示すチャンネル方向のデータの偏りは、実データ以外に対向データを用いる対向データビーム法に基づくヘリカル補間の場合にのみ生じる。
【０１４８】
第１の変形例では、レイ角（チャンネル角）に依存してフィルタ幅（リサンプリング点数）を変更する。従って、上記で説明されたリサンプリングデータに基づく補間データを、第１の変形例では、以下の式によって得る。つまり、上記で説明された式３乃至式７は、以下のように変形される。
【０１４９】
まず、式３−４に示すように、中心スライス（リサンプリング点数の中心）ｎｃとリサンプリング点数ｎｐｎｔをチャンネルおよびビューに応じて変化させる。
【０１５０】
【数１５】

式４−４に示すように、あるリサンプリング点のｚ座標はチャンネルおよびビューによって変化することが理解される。
【０１５１】
【数１６】

従って、リサンプリングデータは、以下の式６−４で得られる。
【０１５２】
【数１７】

このリサンプリングデータから、目的とする補間データは、以下の式７−４で求められる。
【０１５３】
【数１８】

次に、第１の変形例の補間処理制御手段１３０は、レイ角に応じて、上述の第１の実施形態と同様、フィルタ幅（リサンプリング点数）・フィルタ形状・データ選択方法・線形補間／非線形補間・内挿・外挿補間などの補間ルールを変形してヘリカル補間を行う。その他の処理は上述と同様であるため、説明は省略する。
【０１５４】
この第１の変形例は単独で実施されてもよく、また上述の第１の実施形態と組み合わせて実施されてもよい。
【０１５５】
第１の変形例は、特に、チャンネルによってビームの厚みやエネルギー特性などのデータの特性（質）が相違する場合にこのデータの相違を補正することができる。このため、第１の変形例によれば、上記の第１の実施形態と同様の効果に加えて、チャンネルごとのデータの質の偏りを考慮した、高画質の再構成画像を得ることができる。
【０１５６】
次に、第１の実施形態の第２の変形例を説明する。
【０１５７】
第１の実施形態および第１の変形例では、ビュー角・レイ角に応じて補間ルールデータ１５０を変更した。
【０１５８】
これに対し、第２の変形例では、スライスする位置により補間ルールデータ１５０を変更してヘリカル補間データを生成する。
【０１５９】
次に、第２の変形例のスライス位置に応じた補間ルールの変更の態様を説明する。
【０１６０】
第１に、撮影される被検体の部位によって補間ルールデータ１５０を変更する。この撮影される部位のうちで、例えば肝臓の端部など、データの収集位置によって被写体の変化が大きい部位では補間のためのデータサンプリング範囲を広げるとアーチファクトが強まって画質が低下する。
【０１６１】
このため、第２の実施形態は、Ｘ線吸収係数やＸ線パス長が大きく変化する部位を判断して、これらのアーチファクトが出やすい部位ではフィルタ幅・フィルタ形状を変更させてヘリカル補間処理を行う。このフィルタの変更は手動で行ってもよく、また各部位の差分データに基づき自動的に変更制御してもよい。
【０１６２】
このように、部位によってフィルタを変更することで、ノイズが低減され、ローコントラスト描出能の高い再構成画像を得ることができる。
【０１６３】
第２に、上述したように、第２の変形例は、ヘリカルスキャンの開始直後と終了直前でほぼ全データをサンプリング範囲に包含するように（図４（ａ），（ｂ））フィルタ形状を変更させてヘリカル補間処理を行う。
【０１６４】
その他の処理は上述と同様であるため、説明は省略する。
【０１６５】
この第２の変形例は単独で実施されてもよく、また上述の第１の実施形態や第１の変形例と組み合わせて実施されてもよい。
【０１６６】
第２の変形例によれば、上記の第１の実施形態、第１の変形例と同様の効果に加えて、被検体の撮影部位・スキャン箇所に応じて所望する画像特性の再構成画像を得ることができる。
【０１６７】
第２の実施形態
以下、本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる点についてのみ、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１６８】
第２の実施形態は、スキャン開始直後および／または終了直前の被検体のＸ線被曝量をハードウエア的に低減させる機能を提供するものである。
【０１６９】
図１７に第２の実施形態の構成を示す。
【０１７０】
第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、寝台に載置された被検体の体軸方向に沿って螺旋状にスキャンを行い、これにより形成されたＸ線像を複数の検出器列で検出するＸ線ＣＴ装置（即ち、マルチスライスＣＴ装置）である。一方、シングルスライスＣＴ装置は、スキャンの時系列中の全てのデータを画像再構成に用いるため、第２の実施形態の課題とする被検体の余計な被曝は問題とならない。
【０１７１】
図１７に示すように、第２の実施形態の装置構成は第１の実施形態と同様である。同一箇所には同一の符号を用いる。但し、第１の相違点は、検出器４が複数の検出器列を設けたマルチスライス用の検出器４である点である。第２の相違点は、スキャン開始直後及び終了直前でのＸ線照射条件を制御する手段（図示せず）をＸ線制御部５内或いはＸ線焦点と被検体との間に備える点である。
【０１７２】
次に、第２の実施形態の動作を図面を参照しながら説明する。第２の実施形態が備えるＸ線照射条件制御手段は、ヘリカルスキャン開始直後および終了直前に、Ｘ線照射条件のうちで被曝に影響する要因であるＸ線量を低減する。
【０１７３】
このＸ線量の低減は、管電流（ｍＡ）自体をスキャン開始直後および終了直前で低減することで実現される。尚、スキャンが開始直後あるいは終了直前であるか否かは、ヘリカルピッチＰおよびスライス開始からの距離（オフセット）により判別することができる。これらのデータはシステム制御部１３からＸ線制御部５に供給される。
【０１７４】
第２の実施形態はスライス像によらずスキャン開始からのオフセット距離で管電流を変化させる。従って、スキャン開始直後およびスキャン終了直前での単位面積当たりのＸ線曝射量を変えることになる。
【０１７５】
また、この管電流の低減は、全ての列の検出器に対するＸ線照射条件を同時に変化させる。即ちＸ線の被曝を減らしたい領域の内側の領域まで、Ｘ線フォトンが多少減少する。しかし、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、他のビュー角でのデータや架台が１回転後に収集した近傍をデータをサンプリングしてヘリカル補間を行うことができる。このため、第２の実施形態で得られる補間データの精度には殆ど影響がない。尚、第２の実施形態は、第１の実施形態と組み合わされて構成されてもよく、あるいは単独で実施されてもよいことは言うまでもない。
【０１７６】
図１８（ａ），（ｂ）に示すように、第２の実施形態は、スキャン開始時あるいはスキャン終了時からデータのサンプリング範囲までの期間のｍＡを制御する。データのサンプリング範囲までのｍＡの立ち上がり方は、図１８（ａ）あるいは（ｂ）のように任意でよく、この間のｍＡが低減されていれば第２の実施形態の範囲内である。一方、スキャンによる収集データが画像再構成に用いられる範囲では再構成画像のノイズを均一にするため、管電流は一定量に維持される。Ｘ線ビームの収集後の他の処理は第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【０１７７】
第２の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【０１７８】
Ｘ線管電流（ｍＡ）を制御する手段が、スキャン開始直後及び終了直前のＸ線管電流（ｍＡ）を制御する。このため、マルチスライスＣＴ装置において、画像再構成に用いられないヘリカルスキャンの開始直後および終了直前の被検体に対する余計な被曝を低減することが可能となる。
【０１７９】
次に、第２の実施形態の変形例を説明する。
【０１８０】
この第２の実施形態の変形例では、このＸ線量制御手段は、ｍＡではなく、Ｘ線焦点と被検体との間に配置されるＸ線フィルタ等により実現される。例えば、図１９に示すようなフィルタを、ヘリカルスキャンの開始から終了までの間、片方向に移動制御する。１つのＸ線フィルタを片方向に制御するのみなので、例えば２片の遮蔽片（プリコリメータ）を独立に移動制御するのと比較して、この変形例に係る遮蔽手段の移動制御の方が容易である。このプリコリメータとは図２０に示すようにＸ線管から曝射されたＸ線を所定分遮蔽する遮蔽片である。この変形例に係るＸ線フィルタは、例えば、図２０のプリコリメータと被検体との間に配置され、移動制御される。
【０１８１】
この変形例によれば、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１８２】
尚、上述の実施形態は、本発明のうちの一例を示したに過ぎない。本発明は、上述の実施形態に限定されることはない。
【０１８３】
要するに、収集データの特性に応じてヘリカル補間の各種パラメータを可変として最適な補間データを得る、さらにはＸ線照射条件を制御して余計な被曝を低減するという本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【０１８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１８５】
即ち、本発明においては、ヘリカルスキャンにより収集されたデータの特性に応じて最適な補間パラメータを選択して、画像再構成を行う機能を提供する。従って、スキャン領域・ビュー角・レイ角・スライス位置などの各種の収集データの特性に応じて、最適なヘリカル補間を行うことが可能となる。さらに、ノイズ低減あるいは分解能向上などの再構成画像の目的・用途に応じて最適な再構成画像を生成することが可能となる。
【０１８６】
また、ヘリカルスキャン開始直後および終了直前のＸ線照射条件を可変的に制御する機能を提供するので、被検体への被曝量を低減することが可能となる。
【０１８７】
このように、本発明を用いれば、ヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線曝射により収集したデータの有効活用が実現され、臨床で所望される高画質の再構成画像の生成が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置を適用した第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の補間処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の補間データ生成手段の行うリサンプリングデータに基づくフィルタ補間処理（重み付け補間処理）を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のスキャン開始直後のヘリカル補間用のフィルタ形状の一例を示す図である。
【図５】ヘリカルスキャンのＺ軸方向から観察したＸ−Ｙ軸上の幾何平面を説明する図である。
【図６】シングルスライスＣＴでヘリカルスキャンを行った場合の任意のビュー角βから観察したビュー図、およびスキャン図である。
【図７】マルチスライスＣＴでヘリカルスキャンを行った場合のスキャン図である。
【図８】マルチスライスＣＴでヘリカルピッチＰでヘリカルスキャンを行った場合のビュー図である。
【図９】リサンプリングデータの重み付け加算処理を説明する図である。
【図１０】第１の実施形態が行うフィルタ補間法を説明する図である。
【図１１】シングルスライスＣＴにおけるフィルタ補間法を説明する図である。
【図１２】目的とするスライス位置でのヘリカル補間の重みと、この位置からΔＺずつずらしたスライス位置でのヘリカル補間の重みと、これらを加算したヘリカル補間の重みを示す図である。
【図１３】目的とするスライス位置Ｚ＝Ｚ０におけるデータの前後でシフトさせたｎ枚のスライス位置におけるデータの加算を説明する図である。
【図１４】位相を固定してこの位相θで収集されたデータと重み付け用のフィルタ関数との関係を説明する図である。
【図１５】第１の実施形態が各ビューに対応して変化させるフィルタ幅（データのサンプリング範囲）の一例を説明する図である。
【図１６】第１の実施形態が各ビューに対応して変化させるフィルタ幅（データのサンプリング範囲）の他の一例を説明する図である。
【図１７】本発明に係るＸ線ＣＴ装置を適用した第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図１８】第２の実施形態が行うヘリカルスキャンの開始直後および終了直前における管電流（ｍＡ）の制御の一例を説明する図である。
【図１９】第２の実施形態の変形例が移動制御するフィルタの一例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態の変形例が備えるフィルタの位置関係を説明する図である。
【図２１】Ｘ線ＣＴ装置におけるスキャン方式を説明する図である。
【図２２】２列、４列、８列の検出器を具備するマルチスライスＣＴ装置を説明する図である。
【図２３】マルチスライスＣＴのＸ線ビームをＺ軸（体軸）方向およびＺ軸の垂直方向から観察した図である。
【図２４】Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成手順を説明する図である。
【図２５】画像再構成用のフィルタ関数の例を説明する図である。
【図２６】シングルスライスＣＴ装置における３６０度補間法および対向ビーム補間法を説明する図である。
【図２７】マルチスライスＣＴ装置でヘリカルピッチＰ＝４でヘリカルスキャンして得たデータを隣接補間法により補間する場合を説明するスキャン図である。
【図２８】マルチスライスＣＴ装置における新対向ビーム補間法を説明するスキャン図である。
【図２９】ヘリカルスキャンの時系列におけるスキャン範囲とデータ再構成範囲との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１寝台
２架台
３Ｘ線管
４検出器
５Ｘ線制御部
６高電圧発生部
７架台・寝台制御部
８寝台移動部
９データ収集部
１０補間処理部
１１画像再構成部
１２表示部
１３システム制御部
１４操作部
１１０収集データ記憶手段
１２０補間データ生成手段
１３０補間処理制御手段
１４０データ収集条件データ
１５０補間ルールデータ
１２１ヘリカルデータ
１２２リサンプリング処理
１２３リサンプリングデータ
１２４重み付け加算処理（フィルタ処理）
１２５補間データ

Claims

寝台に載置された被検体に対してＸ線を曝射するＸ線発生手段と、このＸ線の曝射により形成されたＸ線像を検出するＸ線検出手段とを架台に対向配置し、前記寝台或いは架台を被検体の体軸方向に相対的に移動制御すると共に、架台を回転させながらＸ線の曝射を行うことにより被検体の所望の部位の撮影を行うＸ線ＣＴ装置において、
前記検出手段により収集されたデータのビュー角度に応じて、目的とするスライス位置のデータを補間するためのスライス方向のフィルタ幅又はフィルタ形状を変更制御して複数のビュー角度に対応するデータを生成する補間制御手段と、
前記収集データを、前記補間制御手段が決定した補間フィルタ又はフィルタ形状に応じてヘリカル補間したデータに基づき、画像再構成を行うデータ処理手段と
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記補間制御手段は、前記ビュー角度ごとのデータのサンプリング密度に対応して前記フィルタ幅またはフィルタ形状を変更することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記補間制御手段は、前記サンプリング密度が低い箇所に対応するフィルタ幅が薄い前記フィルタを選択することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記補間制御手段は、前記サンプリング密度が低い箇所に対応するフィルタ幅が厚い前記フィルタを選択することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記補間制御手段は、少なくともヘリカルピッチ、スライス位置、スキャン開始点とスライス位置との距離のいずれか１つ以上に基づいて前記サンプリング密度を求めることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線検出手段は、Ｘ線の曝射により形成されたＸ線像を複数の検出器列で検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線検出手段は、Ｘ線の曝射により形成されたＸ線像を複数の検出器列で検出し、
上記Ｘ線ＣＴ装置は、さらに、スキャン開始時および／またはスキャン終了時に、Ｘ線照射条件を変更するＸ線制御手段を具備することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線照射条件は、Ｘ線管電流であることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線照射条件は、Ｘ線フィルタの形状であることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。