JP5002561B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、及びボリュームイメージング方法等に関し、特に、コーンビームを曝射してダイナミックスキャンを行うＸ線ＣＴ装置に関する。
例えば、コーンビームを使用するコンピュータ断層（Computed Tomography 以下、単に「ＣＴ」と称する。)は、関心物や被検体といった対象物を透過したＸ線の二次元投影データから、当該関心物や被検体といった対象物の内部を再構成することで得られるものである（図１３参照）。Ｘ線源は例えば異なる複数の位置に設けられ、当該Ｘ線源からＸ線が撮影対象に曝射される。撮影対象を透過したＸ線は、Ｘ線源に対向して複数の位置に設けられたＸ線検出器によって検出される。検出器は、単独で或いは他の装置と結びついて、Ｘ線源或いはＸ線検出器の各位置に対する画像データを発生する。コーンビームＣＴシステムにおいては、検出器は、Ｘ線検出素子からなる複数の検出素子列によって形成されている。
近年、所謂フェルドカンプ再構成法といった、近似再構成法が提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２、特許文献１参照）。フェルドカンプ再構成法では、Ｘ線の焦点位置は、完全に固定された対象或いは被検体の回りをほぼ円軌道を描いて動く。ボリュームＶは、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、補正されたコーンビーム投影データを使用することで再構成される。フェルドカンプ再構成は、一般的に以下に示す式（１）によって表すことができる。
Ｖ｜ｔ＝ｔ１＝Ｆｃ（ｐｃ｜ｔ＝ｔ１） （１）
なお、上記式（１）において、Ｆｃ（・）は円軌道に沿って得られる投影データの処理を、ｐｃ｜ｔは円軌道に沿って得られる時刻ｔにおける投影データを、Ｖ｜ｔは時刻ｔにおいて存在する再構成ボリュームを、ｔ１はデータ収集時間、例えばイメージング時間を、それぞれ示している。
式（１）等において、被検体等の回りの円軌道に沿った投影データは、受信したＸ線の強度の積算と同様に、Ｘ線源と検出器とを移動させるために必要とされる有限の期間に渡って収集される。この有限の期間は、図１４（ｂ）に示すように、当該時間の中心における時刻（例えば、ｔ１）を参照することで表される。
この様に同時的な時刻を参照するにも関わらず、ボリュームの単一再構成は、ｔ１によって象徴される期間内の異なる時間において収集されたデータの使用を必要とするから、スキャンにおいては、関心のある被検体及び対象物のいかなるシフトも、深刻に画質を低下させる。
また、被検体や撮影対象が完全に動かない場合であっても、コーンアングル（円錐角）が大きい場合には、フェルドカンプ再構成における画像アーチファクトは増加することとなり、画質は低下してしまう。この様な画質の低下を避けるために、種々のスキャン方法や再構成方法が提案されている（例えば、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５参照）。ある厳密な再構成法では、Ｘ線の焦点は、静止した被検体或いは関心対象に沿った直線軌道、或いは周囲の円形軌道に沿って移動し、再構成は、図１５（ａ）、（ｂ）、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように収集されたコーンビーム投影データ（前記非特許文献３乃至５参照）を使用して実行される。
この種のイメージ再構成は、一般的に以下に示す式（２）の様に表現することができる。
Ｖ｜ｔ＝ｔ１＝Ｆｃ（ｐｃ｜ｔ＝ｔ１）＋Ｆｃ（ｐＬ｜ｔ＝ｔ０） （２）
上記式（２）において、Ｆｃ（・）は円形軌道に沿って得られる投影データｐｃの再構成処理を、ＦＬ（・）は直線軌道に沿って得られる投影データｐＬの再構成処理を、ｐｃ｜ｔは円軌道に沿って得られる時刻ｔにおける投影データを、それぞれ示している。特に、Ｆｃ（・）については、フェルドカンプ再構成処理である必要はなく、円形軌道によって得られた投影データによる再構成処理を趣旨とする。
この様な手法により、画質の低下が少ない画像を表示することができるが、データ収集に有限な時間を必要とすることから、問題はなお存在する。具体的には、直線軌道によるスキャンは、円形軌道によるスキャンの前（図１５（ａ）、（ｂ）参照）或いは後（図１６（ａ）、（ｂ）参照）で実行される。加えて、患者や撮影対象を支持する寝台は、円形軌道のスキャン平面と直線軌道の（適切な方向の）スキャン開始位置との間を移動するから、付加的な遅延が必要となる。このことは、上記式（２）においては、円形軌道ｐｃに沿った投影データは時刻ｔ１において収集されるのに対して、直線軌道ｐＬに沿った投影データは、時刻ｔ０において収集されることで表現されている。結果として、ｔ１及びｔ０によって示される時間の合計よりも短い期間内に発生する、被検体と撮影系との迅速な相対的移動は、画質を劣化させる。従って、従来のスキャンにおいては、極めて遅く断続的な動きのみ解決可能である（図１７（ａ）、（ｂ）参照）。
便宜の為に、（完全な、部分的な、或いは一回転以上の）円形軌道に沿ったデータ収集に必要な時間を、以下ｔ１、ｔ２・・・・ｔｎと表すことにする。同様に、上記円形軌道以外の他の軌道（例えば、直線軌道、及び／或いは螺旋軌道）に沿ったデータ収集に必要な時間を、実際に最初に実行されるか否かに関わらず、以下ｔ０と表す。
患者や撮影対象の部分的な軌道に沿って得られる投影データを利用した、コーンビームＣＴ実行によるイメージングの間における迅速な相対的移動、或いは連続的移動の問題について、多くの者が取り組みを試みてきた。完全な円形軌道での多くのデータは余分であるから、すなわち、イメージデータは、殆ど或いは全く新たな情報を提供しないから、上記部分的な軌道であっても、対象の内部を再構成するための完全データを提供することができる。例えば、関心のある対象が移動せず、且つシステムが理想的（例えば、ノイズがない等）である場合には、Ｘ線源及び検出器の位置を切り替えることで、第２のビューからのイメージデータが収集されているにも関わらず、軸を通じたＸ線に沿った新たな情報が提供される。
ある特定の部分的な軌道、すなわち「最小限な完全データセット」を網羅する軌道による再構成のための方法が提案されている（例えば、非特許文献６参照）。「最小限な完全データセット」は、完全軌道の一半回転以上、すなわち、１８０°に最大ファン角度２γｍを加えたものに及ぶ。ここで、最大チャネル角度γｍは、Ｘ線源によって曝射される放射線、（すなわち、Ｘ線源及び検出器の回転軸を通過する、当該Ｘ線源から曝射された放射線を検出する検出器において受信される放射線）の最大角である。
部分的な軌道の再構成のための他の方法は、例えば非特許文献７に、また、一回転或いはそれ以上の回転の回転軌道による再構成のための方法は、例えば非特許文献８にそれぞれ記載されている。
図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の部分的な、完全な、及び／又は完全な円形より大きな軌道は、連続的な円形軌道Ｐから切り出すことができる。以下で使用するように、「連続円形軌道」は永久に延長される必要はなく、むしろ幾つかの互い違いの部分的な、完全な、及び／又は完全な円形より大きな軌道は、スキャンから切り出すことができる。「連続円形軌道」は、図１８（ａ）に示されており、以下では、一回転を越える円形軌道Ｐを拡張する立法部分にて示される。なお、当該図示は例示であり、図示した形態に限定する趣旨ではない。というのも、部分的な円形軌道が再構成に使用される場合には、ここで使用される「連続円形軌道」は、一の完全な回転よりも小さな回転に実際には及ぶからである。切り出された部分の収集時間ｔ１、ｔ２・・・・ｔｎは、相対的に僅かな増加量でそのうち互い違いとなり、相対的により速く連続的な動作がイメージ化される。
しかしながら、コーンアングルが大きな場合の再構成は、今なお上述したイメージの低下を受ける。図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、直線スキャンが各部分的な軌道の間に挿入された場合には、結果として得られるイメージは、式（２）において示したように、同様の遅延を受けており、遅く、断続的な動きを決定することができるのみである。
なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
特開平９−１９４２５号公報 L.A.Feldkamp, L.C.Davis, J.W.Kress, 「Practical cone-beam algorithm」 J. Opt. Soc. Am., pp 612-619. 19, H. Kudo and T. saito "Three-dimensional helical-scan computed tomography using cone-beam projections," IEICE (D-II) J74-D-II, 1108-1114(1991), H. Kudo and T. Saito. "Derivation and implementation of a cone-beam reconstruction algorithm for nonplanar orbits", IEEE Trans. Med. Imag. MI-13, pp. 186-195,1994， H. Kudo and T. Saito. "An extended completeness condition for exact cone-beam reconstruction ant its application", Conf. Rec. 1994 IEEE Med. Conf. (Norfolk, VA)(New York: IEEE)1710-14 M. Defrise and R. Clark, "A cone-beam reconstruction algorithm using shift-variant filtering and cone-beam backprojection", IEEE Trans. Med. Imag., MI-13, pp. 186-195 1994 D.L.Parker, "Optimal short scan convolution reconstruction for fan-beam CT" Med. Phys. 9, pp.254-257,1982 M. D. Silver, "A Method for including redundant data in computed tomography", Med. Phys. 27, pp. 773-774, 2000. C. Crawford and K. F. King, "Computed tomography scanning with simultaneous patient translation", Med. Phys. 17, pp. 967-982, 1990.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、コーン角度が比較的大きい場合であっても、画質の低下させずに、ボリュームの時間に関する連続的及び／又は相対的で迅速な変化を解決するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
請求項１に記載の発明は、被検体にコーン形状のＸ線ビームを曝射するＸ線曝射手段と、前記コーン形状のＸ線ビームのうち、前記被検体を透過した少なくとも一部を複数の検出素子にて検出するＸ線検出手段と、を有し、前記Ｘ線検出手段が検出したＸ線に基づいて投影データセットを収集する手段であって、前記被検体の体軸を中心として前記Ｘ線曝射手段と前記Ｘ線検出手段とを回転させながらコーン形状のＸ線ビームを曝射し、回転軌道に対応する第１の投影データセットを収集すると共に、前記被検体の体軸に沿った直線軌道に沿って前記Ｘ線曝射手段と前記Ｘ線検出手段とを移動させながらコーン形状のＸ線ビームを曝射し、前記直線軌道に対応する第２の投影データセットを収集する投影データ収集手段と、前記第１の投影データセットと、前記第２の投影データセットとからボリュームデータを再構成する再構成手段と、を具備し、前記投影データ収集手段は、前記直線軌道に対応する前記第２の投影データセットを収集した後、前記第１の投影データセットの収集を行い、その後、前記直線軌道に対応する他の第２の投影データセットを収集し、前記再構成手段は、前記第１の投影データセットの収集の前後において収集された前記各第２の投影データセットを重み付けし、前記第１の投影データセットと、前記重み付けされた各第２の投影データセットと、を加算することにより前記ボリュームデータを再構成すること、を特徴とすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
なお、本願発明は、当該処理を実行するプログラムが記録されたコンピュータ読みとり可能な記憶媒体とコンピュータとを用いても実現することができる。ここで、コンピュータ読みとり可能な記憶媒体とは、コンピュータに上記手段を実行させるプログラムを記憶可能な全ての媒体を指し、その形態は、例えば揮発性媒体、不揮発性媒体（光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク）、伝送媒体（同軸ケーブル、銅線、光ファイバ）等があり、且つ同様の機能を果たすものであれば、これらの媒体に限定する趣旨ではない。また、伝送媒体は、例えば音波、或いは電波の間に生成され赤外線データ通信を行う光波等を伝播させるものであってもよい。
また、上記コンピュータ読みとり可能な記憶媒体の一般的な態様として、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ、ＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等のその他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンパクトディスクその他の光媒体、パンチカード、紙テープ等所定の孔パターンを有するその他の物理的媒体、搬送波等その他のコンピュータが読みとり可能な媒体が挙げられる。
このような構成によれば、コーン角度が比較的大きい場合であっても、画質の低下させずに、ボリュームの時間に関する連続的及び／又は相対的で迅速な変化を解決するＸ線ＣＴ装置等を実現することができる。
以上本発明によれば、コーン角度が比較的大きい場合であっても、画質の低下させずに、ボリュームの時間に関する連続的及び／又は相対的で迅速な変化を解決するＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
以下、本発明の第１及び第２の実施形態に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
（第１の実施形態）
まず、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の概略構成を、図１を参照しながら説明する。
なお、Ｘ線ＣＴスキャナ装置には、Ｘ線管球と検出器システムとが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転(ROTATE/ROTATE) タイプ、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管球のみが被検体の周囲を回転する固定／回転(STATIONARY/ROTATE) タイプ、電子ビームを偏向させることで電子的にＸ線源の位置をターゲット上で移動するタイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプのＸ線ＣＴ装置を例として説明する。
図１は、Ｘ線ＣＴ装置１０のブロック構成図を示している。同図に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、装置本体１００とコンピュータシステム８０１とからなる。また、図２は、コンピュータシステム８０１のブロック構成図を示している。以下、各図を参照しながら、それぞれの構成要素を説明する。
（装置本体）
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線管球１０１、回転リング１０２、二次元検出器システム１０３、データ収集回路（ＤＡＳ）１０４、非接触データ伝送装置１０５、前処理装置１０６、架台駆動部１０７、スリップリング１０８、高電圧発生装置１０９、ホストコントローラ１１０、主記憶装置１１１、補助記憶装置１１２、データ処理装置１１３、再構成装置１１４、入力装置１１５、画像処理部１１８、表示装置１１９、データ／制御バス３００、寝台（図示せず）を有している。また、データ／制御バス３００を介して、当該装置本体１００には外部のコンピュータシステム８０１が接続されている。
Ｘ線管球１０１は、Ｘ線を発生する真空管であり、回転リング１０２に設けられている。当該Ｘ線管球１０１には、Ｘ線の曝射に必要な電力が高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介して供給される。Ｘ線管球１０１は、供給された高電圧により電子を加速させターゲットに衝突させることで、有効視野領域ＦＯＶ内に載置された被検体Ｐに対してコーン状のＸ線を照射する。
回転リング１０２には、Ｘ線管球１０１、検出器システム１０３、及びデータ収集回路１０４が設けられている。回転リング１０２は、架台駆動部１０７により駆動され、Ｘ線管球１０１及び検出器システム１０３とともに１回転あたり１秒以下という高速で被検体の回りを回転する。
二次元検出器システム１０３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する検出器システムであり、Ｘ線管球１０１に対向する向きで回転リング１０２に取り付けられている。二次元検出器システム１０３には、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせで構成される複数の検出素子が、被検体の体軸方向とそれに直交するチャンネル方向とに関して２次元状に配列されている。例えばチャンネル方向に関しては１，０００個（１，０００チャンネル）程度の検出素子が配列されている（以下、この１，０００個の検出素子が配列された一の列を「検出素子列」と称する）。
また、二次元検出器システム１０３は、より精度の高い撮影を実現するために、後述するアライメント方法によってＸ線管球１０１に対する相対的な位置が調節される。
データ収集回路（ＤＡＳ）１０４は、複数のＤＡＳチップを有し、２次元検出器システム１０３で検出されたＭ×Ｎの全チャンネルに関する膨大なデータ（１ビューあたりのＭ×Ｎチャンネル分のデータを以下“投影データ”という）を入力し、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理等の後、一括して光通信を応用した非接触データ伝送装置１０５を介して固定側のデータ処理ユニットに伝送する。
非接触データ伝送装置１０５は、収集したＸ線透過データを光学的に次段装置に伝送する。当該非接触データ伝送装置１０５やデータ収集回路１０４等については、２次元検出器システム１０３において、膨大且つ高速に発生する２次元投影データを時間遅れなく伝送するための超高速処理化が図られている。
すなわち、被検体を透過したＸ線は、２次元検出器システム１０３においてアナログ電気信号のに変換され、さらにデータ収集回路１０４でディジタル電気信号の２次元投影データに変換された後、を介して、各種補正を行う前処理装置１０６に送られる。
前処理装置１０６は、非接触データ伝送装置１０５から２次元投影データを入力し、感度補正やＸ線強度補正等の前処理を行う。前処理を受けた２次元投影データは、直接あるいは主記憶装置１１１に一旦記憶された後、データ処理部に送られる。
架台駆動部１０７は、診断用開口内に挿入された被検体の体軸方向に平行な中心軸のまわりに、Ｘ線管球１０１と二次元検出器システム１０３とを一体で回転させる等の駆動制御を行う。この架台駆動部１０７は、Ｘ線管球１０１のみを中心軸のまわりに回転させるものとしても良い。
高電圧発生装置１０９は、Ｘ線の曝射に必要な電力をスリップリング１０８を介してＸ線管球１０１に供給する。Ｘ線管球１０１に高電圧を供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等から成る。この高電圧発生装置１０９によるＸ線管球１０１への高電圧供給は、スリップリング１０８により行われる。
ホストコントローラ１１０は、撮影処理、データ処理、画像処理等の各種処理に関する統括的な制御を行う。例えば、撮影処理においては、ホストコントローラ１１０は、予め入力されたスライス厚等のスキャン条件を内部メモリに格納し、患者ＩＤ等によって自動的に選択されたスキャン条件（あるいは、マニュアルモードにおいて、入力装置１１５から直接設定されたスキャン条件）に基づいて、高電圧発生装置１０９、図示しない寝台駆動部、架台駆動部１０７、及び寝台の体軸方向への送り量、送り速度、Ｘ線管球１０１及び二次元検出器システム１０３の回転速度、回転ピッチ、及びＸ線の曝射タイミング等を制御し、被検体の所望の撮影領域に対して多方向からコーン状のＸ線ビームを照射してＸ線ＣＴ画像の撮影処理を行う。
また、ホストコントローラ１１０は、スキャン条件に基づいて、二次元検出器システム１０３のスイッチ群の各スイッチ切り換え制御を行う。すなわち、ホストコントローラ１１０は、二次元検出器システム１０３が有する各検出素子とデータ収集素子との接続状態を切り換え、各検出素子で検出されたＸ線透過データを所定の単位で束ねる。そして、スキャン条件に対応した複数スライスのＸ線透過データとして後段のデータ収集回路１０４に送り出し、所定の処理を実行する。
さらに、ホストコントローラ１１０は、ボリュームの連続的な時間変化に関する画像を取得するために、後述するシーケンスに従ってＸ線管球１０１、架台駆動部１０７、寝台（図示せず）等を所定のタイミングにて制御する。
記憶装置１１１は、前処理を受けた２次元投影データ、再構成された二次元画像或いは三次元画像、後述するシーケンスに従ったスキャンを実行するためのプログラム等を記憶する。
補助記憶装置１１２は、再構成装置１１４により生成された再構成画像データを記憶可能な大容量の記憶領域を有する装置である。また、補助記憶装置１１２は、後述するシーケンスに従ったスキャンを実行するためのプログラムを記憶する。この補助記憶装置１１２の形態は、例えば揮発性媒体、不揮発性媒体（磁性体、光ディスク、半導体）等があるが、同様の機能を果たすものであれば、これらの媒体に限定する趣旨ではない。
データ処理装置１１３は、例えばＣＰＵなどを有するコンピュータ回路を搭載しており、２次元検出器システム１０３により所定の軌道、例えば被検体を中心とした円形軌道や当該被検体の体軸と平行な直線軌道等に沿って収集された所定のスライス分の投影データを保持する。そして、データ処理装置１１３は、撮影系（Ｘ線管球及び２次元検出器システム）の回転による多方向から得られた同一スライスのすべての投影データを加算する処理や、その加算処理により得られた多方向データに対して必要に応じて補間処理、補正処理などを施すようになっている。
再構成装置１１４は、データ処理装置１１３によりデータ処理されて得られた投影データを再構成処理して、所定のスライス分の再構成画像データを生成する。具体的には、再構成装置１１４は、二次元画像再構成、或いはＦｅｌｄｋａｍｐ法に代表される３次元画像再構成アルゴリズムによる再構成を行い、体軸方向を横切る複数断面毎のＸ線吸収系数の２次元的分布データ、或いは体軸方向に広い対象領域（ボリューム）内におけるＸ線吸収系数の３次元的分布データ（ボクセルによる三次元ボリュームデータの集まりであり、「ボクセルボリュームデータ」と称される。）を再構成する。なお、当該再構成装置１１４は、通常の再構成の他に、異なる軌道に沿って収集された複数の投影データを組み合わせて再構成を行う。また、再構成装置１１４は、一枚の断層像の再構成に必要な多方向の投影データを収集するのに要する時間より、短時間で多方向の投影データから断層像を再構成する、所謂リアルタイム再構成を行うのが好ましい。
入力装置１１５は、キーボードや各種スイッチ、マウス等を備え、オペレータを介してスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件を入力可能な装置である。
画像処理部１１８は、再構成装置１１４により生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の表示のための画像処理を行い、表示装置１１９に出力する。また、画像処理部１１８は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、３次元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像の生成を行い、表示装置１１９に出力する。出力された画像データは、表示装置１１９においてＸ線ＣＴ画像として表示される。
（コンピュータシステム）
再構成、断面変換などのデータ処理及び表示オペレーションは、上記Ｘ線ＣＴ装置１０内で行われるのが一般的である。しかし、図２に示すような外部のコンピュータシステム８０１において実行するようにしてもよい。外部のコンピュータシステム８０１を使用する場合、Ｘ線ＣＴ装置本体１００から、コンピュータシステム８０１に送られるデータは、再構成前でも、再構成後でも、データ処理後の表示直前でも、いずれの状態でも本実施形態の効果を妨げるものではない。
図２は、後述する各スキャンを実行するコンピュータシステム８０１の構成を示している。図２において、コンピュータシステム８０１は、バス８０２、プロセッサ８０３、メインメモリ８０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）８０５、ディスクコントローラ８０６、ハードディスク８０７、リムーバブル記憶媒体用ドライブ８０８、ディスプレイコントローラ８０９、ディスプレイ８１０、キーボード８１１、入力装置８１２を具備している。
バス８０２は、各構成要素間を電気的に接続し、制御信号、データ等をやりとりするための結線である。なお、当該バスに限らず、同様の機能を有するものであれば、他の通信機構によって各構成要素を接続してもよい。
プロセッサ８０３は、後述する各スキャンを実行するための情報処理を行い、各構成要素を制御する。具体的には、メインメモリ８０４等に格納された投影データに対する再構成処理、又は再構成によって得られた三次元画像等に対する表示処理等を行う。当該プロセッサ８０３からの制御信号は、バス８０２を介して各装置に送信される。なお、当該プロセッサ８０３を複数設けることで、並列的な多重処理を行うことも可能である。
メインメモリ８０４は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、或いはその他の動的記憶装置（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、フラッシュＲＡＭ等）であり、種々のデータを記憶する。また、メインメモリ８０４は、プロセッサ８０３の制御によって発生する一時的な変数或いは中間的な情報も記憶する。当該メインメモリ８０４では、前処理を受けた２次元投影データ、再構成された二次元画像或いは三次元画像、後述する各シーケンスを実現するプログラム等が記憶されている。
ＲＯＭ８０５は、例えばＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のＲＯＭ８０５或いは静的記憶装置である。
ディスクコントローラ８０６は、ハードディスク８０７に静的な情報或いは命令を記憶する。ハードディスク８０７或いはリムーバブル記憶媒体は、例えば磁気ディスク或いは光ディスクであり、静的な情報或いは命令を記憶する。また、ハードディスク８０７或いはリムーバブル記憶媒体に、例えば後述するスキャンによる投影データｐＣ、投影データｐＬ、種々の重み計数ｗ（ｔ）、再構成後のボリュームデータ、直線軌道或いは円軌道によって投影データを取得する処理を実行するための指示情報、所定のテーブル、記録、所定構造のデータ等を記憶する構成であってもよい。
リムーバブル記憶媒体用ドライブ８０８は、再構成画像データ又は後述するシーケンスに従ったスキャンを実行するためのプログラムを記憶するリムーバブルな媒体（例えば、コンパクトディスク、ＤＶＤ、ＦＤ、テープ、光磁気ディスク、ＲＡＭカード等）を使用するためのドライバである。
なお、コンピュータシステム８０１には、この様なリムーバブル記憶媒体用ドライブ８０８の他に、図示していない高密度媒体を使用するための装置を接続することも可能である。この場合には、例えばＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）バス、エンハンストＩＤＥ（Integrated Device Electronics）バス、ＤＭＡ（ultra-Direct Memory Access）バス等の適切なデバイスバスの使用が必要である。この様なリムーバブルな媒体装置或いは固定された高密度媒体装置は、例えば後述するスキャンに使用される投影データｐＣ、投影データｐＬ、種々の重み計数ｗ（ｔ）、再構成後のボリュームデータ、直線軌道或いは円軌道によって投影データを取得する処理を実行するための指示情報等を記憶することも可能である。
ディスプレイコントローラ８０９は、ディスプレイ８１０に関する制御を行う。
ディスプレイ８１０は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示手段であり、ユーザに対して所定の情報、特に収集されたＸ線ＣＴ画像を表示する。このディスプレイ８１０は通常ディスプレイコントローラ８０９によって制御されるが、例えばディスプレイカード或いはグラフィックカードによって制御されることもある。
キーボード８１１及び入力装置８１２は、プロセッサ８０３に対して情報及び命令を伝えるための入力手段である。入力装置８１２は、ディスプレイ８１０に表示されたカーソルをコントロールするためのものであり、例えばマウス、トラックボール、カーソルキーである。
通信Ｉ／Ｆ８１３は、バス８０２に接続されており、例えばＸ線源及び／又はＸ線検出器の制御部に接続された通信ネットワーク８１６と連結している。この通信Ｉ／Ｆ８１３は、例えばパケット化交換によるＬＡＮにつなげるためのネットワークインタフェースカードであってもよい。また、通信Ｉ／Ｆ８１３は、ＡＤＳＬ（Asymmetrical Digital Subscriber Line）カード、ＩＤＳＮ（Integrated Services Digital Network）カード、電話回線の対応型へのデータ通信接続を提供するモデムであってもよく、また、無線リンクも可能である。どのような形態であっても、通信Ｉ／Ｆ８１３は、種々の型の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号若しくは電磁気信号又は光学的信号を送受信する。
通信ネットワーク８１６は、主に他の装置に対して、一又はそれ以上のネットワークを介してデータ通信を提供する。例えば、通信ネットワーク８１６は、ローカルネットワーク８１５を介して、或いは、通信ネットワーク８１６を介して通信サービスを提供するサービスプロバイダによって管理される機器を介して、他のコンピュータ（図示せず）への接続を供給する。
通信ネットワーク８１６及びローカルネットワーク８１５は、例えばＸ線源及び／又はＸ線検出器の制御部からデジタルデータストリームを搬送する電気的、電磁気的、或いは光学的信号をなるべく使用することが好ましい。種々のネットワークを介した信号、或いはネットワークリンク８１４上及び通信インタフェース８１３を通過する信号は、コンピュータシステム８０１から、或いはコンピュータシステム８０１に、デジタルデータを搬送する。これらの信号は、情報を運ぶ搬送波としての形態をもつ。コンピュータシステム８０１は、ネットワーク、ネットワークリンク８１４、通信Ｉ／Ｆ８１３を介して、通知を伝送し、プログラムコードを含むデータを受信する。
なお、コンピュータシステム８０１は、図示していないが、例えばＡＳＩＣｓ（Application Specific Integrated Circuits）等の特定目的の論理回路、例えばＧＡＬ（Generic Array of Logic）等の配列可能な論理回路、再プログラム化可能なＦＰＧＡｓ（Field Programmable Gate Arrays）を有している。なお、再プログラム化可能なＦＰＧＡｓは、円軌道或いは／及び直線軌道に沿って取得される投影データ処理法を実行するために使用される。
また、コンピュータシステム８０１は、コンパクトディスクリーダ、コンパクトディスクリード／ライトユニット、或いはコンパクトディスクジュークボックス等を有する構成であってもよい。これらの各装置は、バス８０２或いは他のバスに接続される。
さらに、本コンピュータシステム８０１は、ソフトウェアによって各要素を制御しているが、結線論理回路による制御、或いは線論理回路とソフトウェアとを組み合わせて制御する構成であってもよい。
次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０、又は当該装置１０とコンピュータシステム８０１とからなるＸ線診断システムによって実現される、ボリュームイメージング方法について、幾つかの実施例を挙げて説明する。この方法は、直線軌道に沿ったスキャンよって取得された第１の投影データＰＬと、円形軌道に沿ったスキャンにより時間的に連続して収集された投影データＰＣＣから切り出された連続する任意のデータ（以下、第２の投影データＰＣと称する）とを組み合わせて、被検体の連続的な断層像の観察を可能にするものである。
なお、第２の投影データＰＣと組み合わせるのは、必ずしも直線軌道に沿ったスキャンよって取得された第１の投影データＰＬである必要はない。例えば、被検体を中心とした螺旋軌道に沿ったスキャンにより取得された第３の投影データＰＨと第２の投影データＰＣとを組み合わせても、被検体の連続的な断層像の観察を実現することができる。以下簡単化のため、第１の投影データＰＬを使用する場合を例として説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図４は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の一例を説明する為の図である。具体的には、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、最初に第１の投影データＰＬの収集を行い、続いて円形軌道に沿ったスキャンにより時間的に連続して収集された投影データを収集するシーケンスに従った場合の、被検体（円柱）に対するＸ線源Ｓ（黒点）の軌道を模式的に示したものである。Ｚ方向は被検体の体軸方向を意味する。図４は、当該シーケンスに従った場合の、時間に対するＸ線源ＳのＺ軸方向の位置を示したグラフを示している。
図３（ａ）に示すように、まずＺ軸に沿ってＸ線源を移動させ、直線軌道スキャンを実行して第１の投影データＰＬを収集する（図４期間ｔ０）。
続いて、図３（ｂ）に示すように撮影系を連続円軌道スキャンの対象位置まで移動させ、図３（ｃ）に示すように円軌道スキャンを連続的に行い、時間的に連続した投影データＰＣＣを取得する（図４水平矢印部）。
こうして収集された第１の投影データＰＬと投影データＰＣＣの一部とから、任意の時間におけるボリュームＶの再構成が実行される。例えば、図４において時刻ｔ１を中心とした期間に収集された投影データＰＣＣの一部である第２の投影データＰＣ｜ｔ＝ｔ１と第１の投影データＰＬとから、時刻ｔ１におけるボリュームデータが再構成される。また、図４において時刻ｔ２を中心とした期間に収集された投影データＰＣＣの一部である第２の投影データＰＣ｜ｔ＝ｔ２と第１の投影データＰＬとを組み合わせれば、時刻ｔ２におけるボリュームデータを再構成される。すなわち、直線軌道に沿って収集された時刻ｔ０の第１の投影データＰＬ｜ｔ＝ｔ０と、任意の時刻ｔｎを中心とした第２の投影データＰＣ｜ｔ＝ｔｎとから、当該時刻ｔｎにおけるボリュームデータを再構成することができる。
なお、こうして得られるＰＬ及びＰＣからの任意の時刻ｔでのボリュームデータＶの再構成は、例えばH.. Kudo and Saito, “Derivation and implementation of a cone-beam projections” IEICE(D-II) J74-D-II, 1108-1114 (1991)、又はH.. Kudo and Saito, “An extended completeness condition for exact cone-beam reconstruction algorithm for nonplanar orbits”, Conf. Rec, 1994、或いはM. Defrise and R. Clack, “A cone-beam reconstruction algorithm using shift-variant filtering and cone-beam backprojection”, IEEE Trans. Med. Imag., MI-13, pp. 186-195, 1994等に開示されている手法が適用できる。これらに開示される再構成手法は、次の式（３）によって一般的に表現することができる。
Ｖ｜ｔ＝Ｆｃ（ｐｃ｜ｔ）＋ｗ（ｔ）ＦＬ（ｐＬ｜ｔ＝ｔ０） （３）
ここで、Ｆｃ（・）は円軌道に沿って得られる投影データの処理を、ＦＬ（・）は直線軌道に沿って得られる投影データの処理を、ｐｃ｜ｔは円軌道に沿って得られる時刻ｔにおける投影データを、ｐＬ｜ｔは直線軌道に沿って得られる時刻ｔにおける投影データを、ｗ（ｔ）は時刻ｔにおける重み係数を、Ｖ｜ｔは時刻ｔにおいて存在する再構成ボリュームを、それぞれ示している。
時刻ｔ０における投影データを、ｐＬ｜ｔ＝Ｔ０の上記重み係数ｗ（ｔ）は、多くの場合１とする。しかしながら、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、当該重み係数ｗ（ｔ）は１以下の値にて調節、例えば直線軌道に沿ったスキャンと円形軌道に沿ったスキャンとの間の時間において、被検体の移動が原因で発生する過度の補正を避けるために、所定の値にて調節することができる。
なお、第１の投影データｐＬの替わりに、例えば第３の投影データｐＨが使用できることは既に述べた通りである。この場合の再構成手法は、一般的に次のように表記することができる。
Ｖ｜ｔ＝Ｆｃ（ｐｃ｜ｔ）＋ｗ（ｔ）ＦＨ（ｐＨ｜ｔ＝ｔ０）
ここで、ＦＨ（・）は螺旋軌道に沿って得られる投影データを示す。
上記図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図４に示した例は、連続した円形軌道によるスキャンの前に、直線軌道によるスキャンを実行するものである。この例において、図４に示したスキャンのＺ軸方向の軌跡は、運動学的に同一にはならない。すなわち、撮影装置（例えば、寝台又は架台）は、直線軌道によるスキャンと円形軌道によるスキャンとの切り替えにおいて加速され減速される。しかし、撮影装置は急激な動きだし又は停止は不可能であるから、スキャンにおける移行は湾曲することになる。この湾曲は、図４において曲線として図示されている。実験的データは、図４の点線の経路に沿って収集されることになるが、このデータは、太線の矢印にて示した経路に沿って収集するように実行され収集されたものである。
一方、連続する円形軌道に沿ったスキャンの場合には、精度向上の観点から、Ｘ線管等が等速回転になるまでＸ線は照射されないことが好ましい。
次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を示す。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を説明する為の図である。すなわち、当該他の例は、まず所定の位置にて円形軌道に沿ったスキャンにより時間的に連続して収集された投影データＰＣＣを収集し、続いて第１の投影データＰＬの収集するシーケンスに従うものである。
また、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図８は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を説明する為の図である。当該他の例では、最初に期間ｔ０１にて第１の投影データＰＬの一部を収集し、続いて円形軌道に沿ったスキャンにより時間的に連続して収集された投影データを収集し、最後に期間ｔ０２にて第１の投影データＰＬの残りの部分を収集する。すなわち、直線軌道に沿ったスキャンを二回に分割して行うものである。
これらの例によっても、直線軌道に沿って収集された時刻ｔ０の第１の投影データＰＬ｜ｔ＝ｔ０と、任意の時刻ｔｎを中心とした第２の投影データＰＣ｜ｔ＝ｔｎとから、当該時刻ｔｎにおけるボリュームデータを再構成することができる。
なお、例えば図６に示したスキャンの軌跡は運動的に同一となる。また、図７の例では、直線軌道によるスキャンは、連続した円形軌道によるスキャンに中断されている。全てのスキャンは運動的に同一或いは非同一となり得るが、以下簡便のために、図４に示す例を除いた全てのスキャンを運動的に同一に示してある。また、図３乃至図８に示したあらゆるスキャン順序及び／又は加速／減速プロファイル、及びこれらのさらなる任意の組み合わせを、使用する構成てあってもよい。
上記投影データＰＣＣから切り取られる第２の投影データＰＣは、完全な円の軌道（すなわち、一回転）或いはその他の範囲にある投影データを使用することができる。例えば、一回転或いはそれ以上の回転に沿って得られた投影データを使用できる。この状況で、次の式
（４）又は（５）に示すように、軌道の重複する部分に沿った投影データを重み付けし足し会わせる場合には、フェルドカンプ再構成を使用することが可能である（C. Crawford and K. F. King, “Computed tomography scanning with simultaneous patient translation”, Med. Phy. 17, pp. 967-982, 1990 参照）。
Figure 0005002561
また、他の例として、上記回転軌道の一回転以下の部分（部分軌道）に沿って得られた投影データを使用することも可能である。この場合の一例として、半回転（１８０度）＋ファン角度に対応する投影データを、所定の重み付けされた投影データと共にを使用する場合が挙げられる（上記C. Crawford and K. F. King、若しくはD. L. Parker, “Optimal short scan convention reconstruction for fan-beam CT”, Med. Phys 9, pp. 254-257, 1982 又はM. D. Silver, “A method for including redundant data in computed tomography”, Med. Phys. 27, pp. 773-774, 2000参照）。
なお、本実施形態及び後述する実施形態に係るＸ線診断システム、或いはその一部（例えば、コストやパフォーマンスの観点から、各処理を分配する場合等）は、コンピュータが読みとり可能な記憶媒体に記憶されたソフトウェアに従ってコンピュータシステム８０１上に展開することも可能である。このとき、記憶媒体に記憶されたソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、アプリケーションソフトウェア等も具備することが好ましい。また、当該ソフトウェアを構成するプログラムは、インタプリタされ或いは実行可能に符号化され、例えばスクリプト、インタプリタ、ＤＬＬ（Dynamic Link Library）、Ｊａｖａ（登録商標）分類、完全実行可能なプログラム等を有する。
（第２の実施形態）
次に、画質の低下させずに、ボリュームの時間に関する連続的及び／又は相対的で迅速な変化を解決することを目的とした、第２の実施形態に係るボリュームイメージング方法について説明する。本実施形態に係る方法では、直線軌道に沿ったスキャンが初めに実行され、次いで連続した円形軌道スキャンが実行される。すなわち、上記目的を達成するためには、連続した円形軌道スキャンを際限なく継続する必要はなく、むしろ時間差のある幾つかの部分的及び／或いは完全な円形軌道をスキャンから切り取り可能であることが望ましい。すなわち、本方法では、しばらく連続した円形軌道スキャンが実行された場合には、交互に直線軌道に沿ったスキャンを実行する。この場合、例えば直線軌道に沿った二つのスキャンから得られた投影データＰＬの重み付けされた平均を、円形軌道による投影データＰＣと組み合わせてるデータとして使用することができる。これは、次の式（６）、（７）によって表現される。
Figure 0005002561
また、式（６）、（７）にて表現される本方法に従った場合の、被検体（円柱）に対するＸ線源Ｓ（黒点）の軌道は、図９（ａ）〜（ｅ）のように図示できる。
なお、上記式の各表記は、既に説明した通りである。また、投影データｐＬの替わりに、例えば投影データｐＨが使用できることも既述の通りである。
式（６）、（７）において、時刻ｔ０での直線軌道に沿ったスキャンによる投影データＰＬの第１のセットに対して与えられる実質的な重みは、時刻ｔｍでの直線軌道に沿ったスキャンによる投影データＰＬの第２のセットに対する重み係数ｗ（ｔ）を１から引いたものに等しい。これは、必ずしも必要な状況ではない。すなわち、投影データＰＬの第１のセットに対して与えられる実質的な重みは、任意に調整することが可能である。この調整により、例えば、患者や対象物等の被検体が動いた場合に、投影データＰＬの第１のセットに対する過度の重み付けを抑えることができる。これは、次の式（６´）によって表現できる。
Ｖ｜ｔ＝Ｆｃ（ｐｃ｜ｔ）＋ｗ０（ｔ）ＦＬ（ｐＬ｜ｔ＝ｔ０）＋ｗｍ（ｔ）ＦＬ（ｐＬ｜ｔ＝ｔｍ）
ただし、０≦ｗ０（ｔ）＋ｗｍ（ｔ）≦１ （６´）
また、式（７）における重み係数ｗ（ｔ）も、単なる投影データの二点の線型補間である必要はない。例えば、立方スプライン等の高次補間や、多項式フィッティング等の近似によっても、同様の効果を得ることができる。この重み係数ｗ（ｔ）の例示的にグラフに表すと、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようである。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ｗ０（ｔ）は広義の単調減少関数であり、ｗｍ（ｔ）は広義の単調増加関数となっている。なお、広義の単調増加関数とは、ｘ＜ｘ１とした場合に、関数ｙ＝ｆ（ｘ）において常にｆ（ｘ）≦ｆ（ｘ１）が成り立つ関数であり、広義の単調減少関数とは、ｘ＜ｘ１とした場合に、関数ｙ＝ｆ（ｘ）において常にｆ（ｘ）≧ｆ（ｘ１）が成り立つ関数である。
さらに、直線軌道に沿った幾つかのスキャンは、各時刻ｔにおけるボリュームを決定するために、類似するいくらかの重み係数により、重み付けされてもよい。すなわち、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、重み係数ｗ（ｔ）は、直線軌道に沿った複数のスキャン（例えば、Ｌ１に沿ったスキャンとＬ２に沿ったスキャン）を考慮して、例えば箱形平均或いはその他の重み付けスキームを考慮して選択してもよい。これらの場合には、式（６）及び（６´）は、例えば直線軌道によるスキャン或いは螺旋軌道によるスキャンから得られた投影データによる第３（或いはそれ以上の）のセットに対して、０の重み付けを与える特別の例として表現される。
さらに、スキャンの終了において、時刻ｔｍで得られた投影データＰＬによる第２のセットに対する重み係数ｗ（ｔ）も０とし、時刻ｔ０で得られた投影データＰＬによる第１のセットに対する重み係数ｗ（ｔ）も０とすることで、式（３）が示す設定とすることができる。
図１１（ａ）、（ｂ）に示す継続した直線軌道によるスキャンは、事前の直線軌道によるスキャンの完了の後、或いは必要に応じてトリガされた後、設定された時間間隔を開始する構成であってもよい。例えば、連続する円形軌道のスキャンによる投影データを、回転毎に一度、直線軌道によるスキャンが実行されるのと同一の投影角度から収集する。この投影データＰＣのうちの特定のサブセットと、同一位置から得られる投影データＰＬのサブセットとを比較することで、被検体或いは対象物の時間を超える移動が計測され、新たな直線軌道によるスキャンの必要性が判別される。
図１２は、直線軌道によるスキャンと円形軌道によるスキャンとを交互に複数回実行するシーケンスの例である。この場合においても、所定の円形軌道のスキャンによる投影データと、これの前後に実行された二つの直線軌道のスキャンによる重み付けされた投影データ投影データとから、ボリュームデータの再構成が行われる。また、図１２に示すように、最後が円形軌道のスキャンにて当該シーケンスが終了する場合には、当該最後の円形軌道のスキャンによる投影データとその直前の直線軌道のスキャンによる投影データとから、第１の実施形態にて説明した方法によって連続的な時間変化するボリュームデータを再構成することができる。また、さらに時間的に古い直線軌道のスキャンによる投影データを使用して、推定（例えば、外挿や曲線フィッティング）を行う構成であってもよい。
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば以下に示す（１）、（２）のように、その要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
（１）上記コンピュータ読みとり可能な媒体の形態は、上記各実施形態に係る方法をプロセッサ８０３等に実行させるための一或いはそれ以上の指示からなる、単一又は複数のシーケンスを実行する種々のものを含む。例えば、次の様な搬送波によって所定の信号をコンピュータシステム８０１等に読みとらせ、上記方法を実現する構成であってもよい。
すなわち、まず、上記各実施形態に係る方法を実行させるための指示は、遠隔のコンピュータの磁気ディスク等において実行される。この遠隔のコンピュータは、遠隔的に上記実記形態に係る方法の全部或いは一部を実行するための指示を、ダイナミックメモリにロードし、モデムを使用して通信回線を介して送信することが可能である。コンピュータシステム８０１のモデムは、通信回線上のデータ（上記指示のためのデータ）を受信し、赤外線トランスミッタを使用してデータを赤外線信号に変換する。バス８０２に接続された赤外線検出器（図示せず）は、この赤外線信号によって搬送されるデータを受信して、バス８０２に配置する。バス８０２は、メインハードディスクメモリ８０７に当該データを搬送し、プロセッサ８０３は、メモリ８０７からデータを検索して上記方法を実現させるための指示が実行される。
なお、メインハードディスクメモリ８０７に受け入れられた指示は、プロセッサ８０３によって実行される前或いは後に、リムーバブルな媒体記憶装置８０８に光学的に格納される構成であってもよい。
（２）コーンビームＣＴ、マルチスライスＣＴ（二次元検出器を有するもの）においては、スキャノグラムは、例えば米国特許番号４，６４９，５５５に開示されているように、直線軌道に沿った二次元検出器の中心列によって取得されるデータから生成することができる。本実施形態に係る装置等は、円形軌道に沿って収集されたデータを補うために、直線軌道に沿ったデータを収集するから、当該装置は、スキャノグラムの生成に使用することも可能である。
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以上本発明によれば、コーン角度が比較的大きい場合であっても、画質の低下させずに、ボリュームの時間に関する連続的及び／又は相対的で迅速な変化を解決するＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
図１は、Ｘ線ＣＴ装置１０のブロック構成図を示している。 図２は、後述する各スキャンを実行するコンピュータシステム８０１の構成を示している。 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施例に係るスキャンシーケンスの第１例を説明するための図である。 図４は、本実施例に係るスキャンシーケンスの第１例を説明するための図である。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を説明する為の図である。 図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を説明する為の図である。 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を説明する為の図である。 図８は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及び診断システムが実現する、ボリュームイメージング方法の他の例を説明する為の図である。 図９（ａ）〜（ｅ）は、式（６）、（７）にて表現される本方法に従った場合の、被検体（円柱）に対するＸ線源Ｓ（黒点）の軌道を模式的に示した図である。 図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、式（７）の係数ｗ（ｔ）の例を示すグラフである。 図１１（ａ）、（ｂ）は、直線軌道によるスキャンと円形軌道によるスキャンとを交互に実行するシーケンスの例である。 図１２は、直線軌道によるスキャンと円形軌道によるスキャンとを交互に複数回実行するシーケンスの一例である。 図１３は、従来のボリュームイメージング技術を説明するための図である。 図１４は、従来のボリュームイメージング技術を説明するための図である。 図１５は、従来のボリュームイメージング技術を説明するための図である。 図１６は、従来のボリュームイメージング技術を説明するための図である。 図１７は、従来のボリュームイメージング技術を説明するための図である。 図１８は、従来のボリュームイメージング技術を説明するための図である。
符号の説明
１０１…Ｘ線管球
１０２…回転リング
１０３…二次元検出器システム
１０４…データ収集回路
１０５…非接触データ伝送装置
１０６…前処理装置
１０７…架台駆動部
１０８…スリップリング
１０９…高電圧発生装置
１１０…ホストコントローラ
１１１…主記憶装置
１１２…補助記憶装置
１１３…データ処理装置
１１４…再構成装置
１１５…入力装置
１１８…画像処理部
１１９…表示装置
３００…制御バス
８０１…コンピュータシステム
８０２…バス
８０３…プロセッサ
８０４…メインメモリ
８０５…ＲＯＭ
８０６…ディスクコントローラ
８０７…メインハードディスクメモリ
８０８…媒体記憶装置
８０９…ディスプレイコントローラ
８１０…ディスプレイ
８１１…キーボード
８１２…入力装置
８１３…通信インタフェース
８１４…ネットワークリンク
８１５…ローカルネットワーク
８１６…通信ネットワーク

Claims (5)

  1. 被検体にコーン形状のＸ線ビームを曝射するＸ線曝射手段と、前記コーン形状のＸ線ビームのうち、前記被検体を透過した少なくとも一部を複数の検出素子にて検出するＸ線検出手段と、を有し、前記Ｘ線検出手段が検出したＸ線に基づいて投影データセットを収集する手段であって、前記被検体の体軸を中心として前記Ｘ線曝射手段と前記Ｘ線検出手段とを回転させながらコーン形状のＸ線ビームを曝射し、回転軌道に対応する第１の投影データセットを収集すると共に、前記被検体の体軸に沿った直線軌道に沿って前記Ｘ線曝射手段と前記Ｘ線検出手段とを移動させながらコーン形状のＸ線ビームを曝射し、前記直線軌道に対応する第２の投影データセットを収集する投影データ収集手段と、
    前記第１の投影データセットと、前記第２の投影データセットとからボリュームデータを再構成する再構成手段と、を具備し、
    前記投影データ収集手段は、前記直線軌道に対応する前記第２の投影データセットを収集した後、前記第１の投影データセットの収集を行い、その後、前記直線軌道に対応する他の第２の投影データセットを収集し、
    前記再構成手段は、前記第１の投影データセットの収集の前後において収集された前記各第２の投影データセットを重み付けし、前記第１の投影データセットと、前記重み付けされた各第２の投影データセットと、を加算することにより前記ボリュームデータを再構成すること、
    を特徴とすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  2. 前記再構成手段は、前記第１の投影データセットの収集前に取得された前記直線軌道に対応する第２の投影データセットの重み付け係数と前記第１の投影データセットの収集後に取得された前記直線軌道に対応する第２の投影データセットの重み付け係数とを、前記第１の投影データセットが取得された時刻を基準として決定することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
  3. 所定の表示形式にて前記ボリュームデータを表示する表示手段と、
    前記再構成手段が前記ボリュームデータを再構成した後、所定の遅延にて前記ボリュームデータを表示するように、前記再構成手段及び前記表示手段を制御する制御手段と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
  4. 前記再構成手段は、前記各第２の投影データセットのうち、前記第１の投影データセットと重複する投影データを用いて前記重み付けを実行することを特徴とする請求項２又は３記載のＸ線ＣＴ装置。
  5. 前記再構成手段は、前記各第２の投影データセットのうち、前記第１の投影データセットと重複する投影データであって、１８０°にファン角度を加えた角度より大きく３６０°より小さな角度範囲の重複する投影データを用いて前記重み付けを行うことを特徴とする請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
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