JP5268343B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、患者等被検体の断層像を撮影するためのＸ線ＣＴ(Computed Tomography)装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、撮影条件として設定可能なＸ線管電圧毎に、画像再構成処理の前処理で用いられる補正データ等の画像再構成に用いる変数（以下、画像再構成変数を呼ぶ）が記憶されているのが一般的である。また、画像再構成変数のフォーマットは定められたフォーマットで構成されていた。

また、Ｘ線投影データは、全て又は一部の画像再構成変数のデータをＸ線投影データの付帯情報として付してデータファイルを作成し、独立したＸ線投影データとしてＤＶＤなどのメディア又はネットワークを介して、他のＸ線ＣＴ装置に転送していた。
ところで、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線吸収係数の分布を示すＣＴ値の断層像を画像化してきたが、Ｘ線ＣＴ装置の機能に対する要望が多様化して来ている。最近では、各元素のＸ線吸収係数のＸ線管電圧依存性を用いて、各元素の分布を画像化する技術、いわゆるデュアルエネルギー撮影(Dual Energy Scan)と呼ばれる技術も望まれて来ている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−６５３１号公報

例えば、上述のデュアルエネルギー撮影のように、撮影中にＸ線管電圧条件が変化する場合について、画像再構成変数のデータの最適な取り扱い方法が要求される。即ち、撮影条件の変化う過渡状態では多くの状態が存在する等の理由により、多くの画像再構成変数のデータを持つ必要があることが想定され、そのような多くの画像再構成変数に対応した画像再構成変数の取り扱いには、大掛かりなソフトウエアの変更の必要があるという問題点があった。
また、各撮影条件に用いられる補正データの種類が増加すると、日常における補正データを収集する校正作業、保守点検時の校正作業の長時間化するという問題点もあった。

そこで、本発明の目的は、Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成処理において、Ｘ線管電圧条件の変化等、多数の異なる撮影条件に対応し、容易に画像再構成変数を用いた処理が可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

本発明の第１の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、
被検体の断層像を撮影するためのＸ線ＣＴ装置であって、所定の撮影条件について、複数の条件を設定可能な撮影条件設定手段と、前記撮影条件を用いて、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを有する回転部を回転させながら、被検体を走査してＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、前記複数の条件によって異なる画像再構成変数であって、少なくとも代表的な条件に対応する画像再構成変数が前記Ｘ線投影データ収集手段で収集したデータのセットに付帯して記憶された記憶部と、少なくとも前記代表的な条件以外の条件を含む前記Ｘ線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記Ｘ線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行う画像再構成手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第２の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第１の観点において、
前記画像再構成手段は、前記代表的な条件及び前記代表的な条件以外の条件を含む前記Ｘ線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記Ｘ線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第３の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第１又は第２の観点において、
前記所定の撮影条件は、Ｘ線管電圧条件であり、前記Ｘ線データ収集部は、複数のＸ線管電圧条件を用いてＸ線投影データを収集するものであり、前記代表的な条件は、前記Ｘ線データ収集に用いた複数のＸ線管電圧条件であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第４の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記所定の撮影条件は、Ｘ線管電圧条件であり、前記Ｘ線データ収集部は、複数のＸ線管電圧条件を用いてＸ線投影データを収集するものであり、前記代表的な条件は、前記Ｘ線データ収集に用いた複数のＸ線管電圧条件であり、前記代表的な条件以外の条件は、前記複数のＸ線管電圧条件の切り替えに伴う過渡区間の条件を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第５の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第１から第４の何れかの観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像再構成部は、前記代表的な条件に対応する画像再構成変数から算出又は選択して、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を求め、当該画像再構成変数を用いて、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第６の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第５の観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像再構成部は、前記求められた画像再構成変数を、前記データのセットに追加して記憶部に記憶させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、。
また、本発明の第７の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第１から第４の何れかの観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像再構成部は、前記代表的な条件に対応する画像再構成変数を用いた処理により得られたＸ線投影データから算出又は選択して、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理により得られたＸ線投影データを得ることにより、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第８の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第５から第７の何れかの観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記記憶部は、前記代表的な条件以外の条件に対応し、前記算出の算出条件を記憶することを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第９の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第１から第４の観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像再構成部は、前記撮影条件の範囲及び該撮影条件の範囲に対応する画像再構成変数を記憶し、前記撮影条件の範囲に含まれる前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を、記憶した当該範囲に対応する画像再構成変数より求めることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第１０の観点によれば、第１から第９の何れかの観点のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像再構成変数が、画像再構成の前処理に用いられる補正データであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第１１の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、第１又は第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記撮影条件がＸ線管電圧、Ｘ線焦点位置、ガントリ回転速度、及びコリメータの開口幅から選ばれることを特徴とするＸ線ＣＴ装置、というものである。
また、本発明の第１２の観点のＸ線ＣＴ装置によれば、
第１の観点に記載のＸ線ＣＴ装置に用いられるＸ線投影データを含むデータファイルであって、前記Ｘ線投影データと前記複数の撮影条件に対応する画像再構成変数とを含むことを特徴とするデータファイル、というものである。

本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線管電圧条件の変化等、多数の異なる撮影条件に対応し、容易に画像再構成変数を用いた処理が可能なＸ線ＣＴ装置を実現できる効果がある。

＜Ｘ線ＣＴ装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付けるキーボード又はマウスなどの入力装置２と、撮影条件の設定、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で収集したＸ線投影データを収集するデータ収集バッファ５とを具備している。さらに、操作コンソール１は、投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ６と、プログラムやＸ線投影データ又はＸ線断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。撮影テーブル１０は、被検体ＨＢを乗せて走査ガントリ２０の開口部に出し入れするクレードル１２を具備している。クレードル１２は撮影テーブル１０に内蔵するモータで昇降及びテーブル直線移動される。

走査ガントリ２０のガントリ回転部１５は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８と、多列Ｘ線検出器２４と、データ収集装置（ＤＡＳ：Data Acquisition System）２５とを具備している。ガントリ回転部１５はベアリングを介して回転可能になっている。不図示の回転モータが回転すると、不図示のベルトを介して回転がガントリ回転部１５に伝えられ、ガントリ回転部１５が回転する。さらに、走査ガントリ２０は、被検体ＨＢの体軸の回りに回転しているガントリ回転部１５を制御する回転部コントローラ２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。ビーム形成Ｘ線フィルタ２８は撮影中心である回転中心に向かうＸ線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、Ｘ線をより吸収できるようになっているＸ線フィルタである。

中央処理装置３は、撮影条件設定部３１、画像再構成部３２を有している。
撮影条件設定部３１は、Ｘ線ＣＴ装置１００の各種撮影条件（Ｘ線管電流、Ｘ線管電圧、コリメータ開口幅、ガントリ回転速度、各種画像再構成条件など）が設定される。撮影条件の入力は、入力装置２から入力される。また、撮影条件設定部３１により設定された条件に基づく信号が、制御コントローラ２９に送信され、画像再構成条件については画像再構成部３２に送られる。
記憶装置７には、前記Ｘ線投影データ収集手段で収集したＸ線投影データに、代表的な条件に対応する画像再構成変数が付帯したデータのセット、Ｘ線投影データを画像再構成して得られた断層像データ等が記憶されている。

画像再構成部３２は、前処理として、例えば、Ｘ線投影データに対し、オフセット補正、Ｘ線投影データの対数変換、Ｘ線散乱補正、Ｘ線検出器の感度補正、ビームハードニング補正等を含む処理を行う。これら補正に用いる補正データは、例えばＸ線管電圧の違いにより異なるデータとなる。オフセット補正とは、ＤＡＳに起因したノイズ除去を行うための補正である。Ｘ線散乱補正は、検出されたＸ線のうち、散乱Ｘ線の影響を低減するための補正である。感度補正とは、Ｘ線検出器面内で発生する感度のばらつきを低減するための補正である。ビームハードニング補正は、同一材質でも透過厚さによりＸ線吸収が変化し、ＣＴ画像上のＣＴ値（輝度）が変わってしまう現象で、特に被検体ＨＢを透過した放射線のエネルギー分布が高エネルギー側に偏る、いわゆるビームハードニングの影響の補正を、Ｘ線投影データのスライス方向、チャネル方向に対して行う補正である。
本実施形態においては、画像再構成部３２によって、前記代表的な条件及び前記代表的な条件以外の条件を含む前記Ｘ線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記Ｘ線投影データの画像再構成処理を行う。

画像再構成部３２は、ビームハードニング処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)がなされて、それに再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、画像再構成部３２は、再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体ＨＢの体軸方向（Ｚ方向）ごとに断層像（ｘｙ平面）を求める。画像再構成部３２は、この断層像を記憶装置７に記憶させる。

＜Ｘ線ＣＴ装置の動作フローチャート＞
図２は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００についての動作の概要を示すフローチャートである。
ステップＰ１では、被検体ＨＢをクレードル１２に乗せ、位置合わせを行う。ここでは、クレードル１２の上に乗せられた被検体ＨＢは各部位の基準点に走査ガントリ２０のスライスライト中心位置を合わせる。そして、スカウト像収集を行う。スカウト像撮影では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを固定させ、クレードル１２を直線移動させながらＸ線投影データのデータ収集動作を行う。ここでは、スカウト像は通常０度，９０度のビュー角度位置で撮影される。図２中の右側は、０度で胸部付近のを撮影したスカウト像４１の例である。このスカウト像４１上から断層像の撮影位置を計画できる。

ステップＰ２では、スカウト像４１上に撮影する断層像の位置、大きさを表示させながら撮影条件設定を行う。スカウト像４１中に示した点線は、断層像画像の位置である。本実施形態では、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。コンベンショナルスキャンとは、クレードル１２をｚ軸方向に所定の間隔で移動するごとにＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４を回転させてＸ線投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とが回転しながらクレードル１２を一定速度で移動させ、Ｘ線投影データを収集する撮影方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４を回転させながらクレードル１２の速度を可変させてＸ線投影データを収集する撮影方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４を回転させながらクレードル１２を加速・減速させて、ｚ軸の正方向又はｚ軸の負方向に往復移動させてＸ線投影データを収集するスキャン方法である。これらの複数の撮影を設定すると、１回分の全体としてのＸ線線量情報の表示を行う。

断層像の撮影条件設定においては、Ｘ線ＣＴ装置１００の自動露出機構を用いることにより、被検体ＨＢの被曝を最適化することもできる。また、この断層像撮影条件設定において、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像撮影のために、Ｘ線管２１の低いＸ線管電圧、例えば８０ｋＶ、の撮影条件と、高いＸ線管電圧、例えば１４０ｋＶ、の撮影条件とを設定できる。

ステップＰ３ないしステップＰ９では、断層像撮影を行う。ステップＰ３において、Ｘ線データ収集を行う。ここでヘリカルスキャンによってデータ収集を行う場合には、ガントリ回転部１５を被検体ＨＢの回りに回転させ、かつ、撮影テーブル１０上のクレードル１２を直線移動させながら、Ｘ線投影データのデータ収集動作を行う。そして、ビュー角度ｖｉｅｗと、検出器列番号ｊと、チャネル番号ｉとで表わされるＸ線投影データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）（ｊ＝１〜ＲＯＷ，ｉ＝１〜ＣＨ）にｚ方向座標位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）を付加させる。このようにヘリカルスキャンにおいては、一定速度の範囲のＸ線投影データ収集を行う。

ステップＰ４ないしステップＰ９では、画像再構成部３２を用いた画像再構成処理を行う。
ステップＰ４では、Ｘ線投影データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して前処理を行い、投影データに変換する。具体的には、オフセット補正を行い、対数変換を行い、Ｘ線線量補正を行い、そして感度補正を行う。
ステップＰ５では、がビームハードニング補正を行う。ここでは、前処理された投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ビームハードニング補正を行う。このとき、検出器の各ｊ列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件でX線管２１の管電圧が異なっていれば、列ごとの検出器のＸ線エネルギー特性の違いを補正できる。本実施形態では、被検体ＨＢのプロファイル面積、楕円率などに応じて、ビームハードニング補正の処理を変更する。

ステップＰ６では、ｚフィルタ重畳処理を行う。ここでは、ビームハードニング補正された投影データＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ｚ方向（列方向）のフィルタをかけるｚフィルタ重畳処理を行う。

ステップＰ７では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、Ｘ線投影データを周波数領域に変換するフーリエ変換（Fourier Transform）を行い、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。
ステップＰ８では、三次元逆投影処理を行う。ここでは、再構成関数重畳処理した投影データＤ３（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。画像再構成される画像はｚ軸に垂直な面である。ｘｙ平面に三次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。

ステップＰ９では、後処理を行う。逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）に対して画像フィルタ重畳、ＣＴ値変換などの後処理を行い、断層像Ｇを得る。
ステップＰ１０では、画像再構成された断層像を表示する。断層像の例として、図２の右側に断層像Ｇを示す。

以下に、代表的な条件以外の条件に対応した画像再構成変数の求め方について、実施例を用いて詳細に説明する。
（実施例１）

実施例１は、いわゆるデュアルエネルギー撮影において複数のＸ線管電圧を用いて収集したＸ線投影データに対し、各Ｘ線管電圧により異なるビームハードニング補正等の前処理を行ったＸ線投影データを加重加算することにより、記憶部に記憶された前処理用の補正用補正データとは異なる補正データを用いた前処理を行う例である。ここで、前処理用の補正データは、本発明の「画像再構成変数」の一例である。
本実施例においては、上述のＸ線ＣＴ装置において、中央処理部３にデュアルエネルギー像再構成部（図示せず）をさらに備えたものを使用することができる。デュアルエネルギー像再構成部は、低いＸ線管電圧及び高いＸ線管電圧による投影データ又は断層像から、原子の分布に関連したＸ線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成する。
まず、デュアルエネルギー撮影において、２種類のＸ線管電圧で連続して撮影した場合をの流れを示す。
図３（ａ）においては、複数のｚ方向座標位置におけるコンベンショナルスキャンによる“デュアルエネルギー撮影を示している。
この撮影方法は、あるｚ軸方向座標位置ｚ＝ｚ１において、低いＸ線管電圧ＬｋＶで３６０度１回転分のＸ線データ収集を行い、続けて高いＸ線管電圧ＨｋＶで３６０度１回転分のＸ線データ収集を行う。これをｚ軸方向座標位置ｚ＝ｚ２，ｚ＝ｚ３においても同様に繰り返す。

図４は、図３（ａ）におけるＸ線データ収集を説明するフローチャートである。
ステップＤ１では、Ｘ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）にてスキャンし、Ｘ線データ収集し始める。
ステップＤ２では、そのままＸ線管電圧が８０ｋＶで一定のビュー角度（３６０＊ｔ７／ｔ０度）に来たかを判断し、ＹＥＳであればステップＤ３へ行き、ＮＯであればステップＤ２をもう一度繰り返す。
ステップＤ３では、Ｘ線管電圧上昇率（ｋＶ２−ｋＶ１）／ｔ６で上昇させながらＸ線データ収集を行う。
ステップＤ４では、Ｘ線管電圧が１４０ｋＶ（ｋＶ２）まで到達したかを判断し、ＹＥＳであればステップＤ５へ行き、ＮＯであればステップＤ４をもう一度繰り返す。
ステップＤ５では、Ｘ線管電圧１４０ｋＶ（ｋＶ２）にてスキャンし、Ｘ線データ収集する。
ステップＤ６では、７２０度（２回転）のビュー角度に来たかを判断し、ＹＥＳであれば終了し、ＮＯであればステップＤ５をもう一度繰り返す。

このデュアルエネルギー撮影においては、各断層像Ｇの撮影は１回転ｔ０秒、例えば１回転が０．３５秒で撮影した場合、２回転で２＊ｔ０秒＝０．７０秒となり、０．７秒間でＸ線管電圧ｋＶ１と、ｋ２Ｖの撮影が行われる。０．７秒であればかなり体動は押さえられ、断層像Ｇの位置合わせ、投影データの位置合わせは問題なく行われると期待できる。

この場合のＸ線管電圧が８０ｋＶ（ｋＶ１）から１４０ｋＶ（ｋＶ２）に上昇するまでの時間ｔ６は、例えばｔ６＝０．１秒程度と考えられるが、Ｘ線管２１の高圧発生器の性能に依存するため装置により異なる。

ここで、Ｘ線管電圧が一定の８０ｋＶ（ｋＶ１）と１４０ｋＶ（ｋＶ２）との部分は、各々８０ｋＶ，１４０ｋＶの補正データで処理を行えば良いが、８０ｋＶから１４０ｋＶまで連続的に変化している過渡区間は、各々のＸ線管電圧に対応した前処理補正データがない。 しかしながら正確な画像再構成を行うためには、８０ｋＶ（ｋＶ１）から１４０ｋＶ（ｋＶ２）まで連続的にＸ線管電圧が変化している部分も適切な補正データを用いて補正する必要がある。
本実施例においては、上記で得られたＸ線投影データファイルに対し、Ｘ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）に対応した補正データと、Ｘ線管電圧１４０ｋＶ（ｋＶ２）に対応した補正データが付帯される。
そして、Ｘ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）からＸ線管電圧１４０ｋＶ（ｋＶ２）のＸ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）、のＸ線投影データに対しては、それに対応した補正データ、過渡区間に相当するＸ線投影データに対しては、Ｘ線管電圧の閾値（例えば１１０ｋＶ）を設定し、Ｘ線管電圧の閾値より低いＸ線管電圧のＸ線投影データに対しては、Ｘ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）に対応した補正データ、Ｘ線管電圧の閾値より高いＸ線管電圧のＸ線投影データに対しては、Ｘ線管電圧１４０ｋＶ（ｋＶ２）に対応した補正データを用いた補正処理を行う。
前処理に用いられる補正データとしては、Ｘ線管電圧の影響を大きく受け、Ｘ線管電圧毎にデータを有するものとして、ビームハードニング補正用データ、Ｘ線散乱補正用データ、及びＸ線検出器感度補正用データなどが挙げられる。
（実施例２）

通常Ｘ線ＣＴ装置においては、Ｘ線管電圧に依存する前処理の補正データは、すべてのＸ線管電圧において持っているわけではなく、予め約３〜４種類のＸ線管電圧の補正データを持っている。
例えば図３（ｂ）の場合は、８０ｋＶ，１００ｋＶ，１２０ｋＶ，１４０ｋＶにおいて、補正データを持っている場合の１つのｚ軸方向座標位置でのスキャンタイミングの詳細を示している。
ここでのデュアルエネルギー撮影は、１スキャンに掛かる時間を、ｔ０〜ｔ７までの時間に分割して以下のように定めた。
ｔ０：データ収集系が１回転する時間、ｔ０＝ｔ７＋ｔ２となる
ｔ１：Ｘ線管電圧が８０ｋＶ（ｋＶ１）から１００ｋＶに上昇するまでの時間
ｔ２：Ｘ線管電圧が８０ｋＶ（ｋＶ１）から１１０ｋＶに上昇するまでの時間
ｔ３：Ｘ線管電圧が１００ｋＶから１２０ｋＶに上昇するまでの時間
ｔ４：Ｘ線管電圧が１１０ｋＶから１４０ｋＶ（ｋＶ２）に上昇するまでの時間
ｔ５：Ｘ線管電圧が１２０ｋＶから１４０ｋＶ（ｋＶ２）に上昇し、スキャン終了までの時間
ｔ６：Ｘ線管電圧が８０ｋＶ（ｋＶ１）から１４０ｋＶ（ｋＶ２）に上昇するまでの時間
ｔ７：スキャン開始からＸ線管電圧が８０ｋＶ（ｋＶ１）である時間
そこで、本実施例においては、実施例１における、過渡区間について８０ｋＶと１４０ｋＶの補正データを用いる方法に置き換えて、８０ｋＶと１４０ｋＶの間の、１００ｋＶと１２０ｋＶに対応する補正データを用いる。
即ち、本実施例においては、前記Ｘ線投影データファイルに対し、Ｘ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）に対応した補正データと、Ｘ線管電圧１００ｋＶ（ｋＶ１）に対応した補正データと、Ｘ線管電圧１２０ｋＶ（ｋＶ１）に対応した補正データと、Ｘ線管電圧１４０ｋＶ（ｋＶ２）に対応した補正データが付帯される。
そして、Ｘ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）からＸ線管電圧１４０ｋＶ（ｋＶ２）のＸ線管電圧８０ｋＶ（ｋＶ１）、のＸ線投影データに対しては、それに対応した補正データ、過渡区間に相当するＸ線投影データに対しては、Ｘ線管電圧の閾値（例えば１１０ｋＶ）を設定し、Ｘ線管電圧の閾値より低いＸ線管電圧のＸ線投影データに対しては、Ｘ線管電圧１００ｋＶ（ｋＶ１）に対応した補正データ、Ｘ線管電圧の閾値より高いＸ線管電圧のＸ線投影データに対しては、Ｘ線管電圧１２０ｋＶ（ｋＶ２）に対応した補正データを用いた補正処理を行う。
（実施例３）

本実施例においては、ｋＶ１とｋＶ２の各ｋＶに対応する補正データを用いて補正した後のＸ線投影データを加重加算することによって、過渡区間に対応する補正後のＸ線投影データを得る方法である。
Ｘ線管電圧ｋＶで収集されたチャネルｃｈ，列ｒｏｗ，ビューｖｉｅｗのＸ線投影データをＤ（ｋＶ，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）として、このＸ線投影データを前処理した結果をＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）とする。このとき記憶装置にには、Ｘ線管電圧ｋＶの補正データが記憶装置に存在せずに、Ｘ線管電圧ｋＶ１，ｋＶ２のＸ線管電圧に補正データが記憶装置に存在しているとする。また、ｋＶ１＜ｋＶ＜ｋＶ２であるとする。また、Ｘ線管電圧ｋＶ１，ｋＶ２の各補正データで前処理を行ったＸ線投影データをＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ１，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）、Ｐｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ２，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）とする。

この場合に、Ｘ線管電圧ｋＶの前処理されたＸ線投影データＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）は、以下の（数式１）で表される。
・・・（数式１）
このように、Ｘ線管電圧ｋＶ１，ｋＶ２の各補正データで補正されたそれぞれのＸ線投影データの加重加算処理を行うことによって、Ｘ線管電圧ｋＶに対応する前処理後のＸ線投影データＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）が得られる。この、前処理後のＸ線投影データＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）は、ｋＶに対応する補正データを用いた前処理であると見なすことができる。
なお、このときの加重係数ｗ１，ｗ２の例は、以下の（数式２），（数式３）のようになる。
・・・（数式２）
・・・（数式３）

Ｘ線管電圧ｋＶで収集されたＸ線投影データは、ｋＶの近傍のＸ線管電圧ｋＶ１、ｋＶ２で収集され、それぞれの補正データで補正されたＸ線投影データを加重加算処理することで補正することができる。その処理の例を次に示す。またその処理位置（ＳＨ１〜ＳＨ３）は図３（ｂ）に示される。
処理１（ＳＨ１）：Ｘ線管電圧が８０ｋＶから１００ｋＶの間は、８０ｋＶと１００ｋＶの前処理されたＸ線投影データを加重加算処理する。
処理２（ＳＨ２）：Ｘ線管電圧が１００ｋＶから１２０ｋＶの間は、１００ｋＶと１２０ｋＶの前処理されたＸ線投影データを加重加算処理する。
処理３（ＳＨ３）：Ｘ線管電圧が１２０ｋＶから１４０ｋＶの間は、１２０ｋＶと１４０ｋＶの前処理されたＸ線投影データを加重加算処理する。

具体的には、１０５ｋＶのＸ線管電圧の場合は、１００ｋＶと１２０ｋＶの補正データで前処理されたＸ線投影データにより、１０５ｋＶの前処理されたＸ線投影データＰｒｅｐ＿Ｄを以下の（数式４）のように求められる。
・・・（数式４）

図５に、Ｘ線管電圧ｋＶに対応する、画像再構成部３２を用いて補正データが記憶装置に記憶されていないＸ線投影データの前処理を含む画像再構成処理を示すフローチャートである。
ステップＭ１では、ビュー番号ｊ＝１とする。
ステップＭ２では、ｊビューのＸ線投影データを読み込む、及びそのＸ線投影データの付帯情報よりＸ線管電圧ｋＶを読み込む。
ステップＭ３では、Ｘ線管電圧ｋＶに対応する補正データは記憶装置にあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ４へ行き、ＮＯであればステップＭ１０へ行く。
ステップＭ４では、Ｘ線管電圧ｋＶの補正データより前処理を行う。
ステップＭ５では、ｊ＝Ｎビューかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ６へ行き、ＮＯであればステップＭ９へ行く。
ステップＭ６では、再構成関数重畳処理を行う。
ステップＭ７では、三次元逆投影処理を行う。
ステップＭ８では、後処理を行う。

ステップＭ９では、ｊ＝ｊ＋１とし、ステップＭ２に戻る。
ステップＭ１０では、Ｘ線管電圧ｋＶより低いＸ線管電圧ｋＶ１の補正データはあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ１１へ行き、ＮＯであればステップＭ１５へ行く。
ステップＭ１１では、低いＸ線管電圧ｋＶ１の補正データを読み込み、ｊビューのＸ線投影データの前処理を低いＸ線管電圧ｋＶ１で行う。
ステップＭ１２では、Ｘ線管電圧ｋＶより高いＸ線管電圧ｋＶ２の補正データはあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ１３へ行き、ＮＯであればステップＭ１５へ行く。
ステップＭ１３では、高いＸ線管電圧ｋＶ２の補正データを読み込み、ｊビューのＸ線投影データの前処理を高いＸ線管電圧ｋＶ２で行う。
ステップＭ１４では、Ｘ線管電圧ｋＶ１で補正された前処理結果Ｐｒｅｐ１，Ｘ線管電圧ｋＶ２で補正された前処理結果Ｐｒｅｐ２を加重加算処理してＸ線管電圧ｋＶでの前処理結果Ｐｒｅｐ＿Ｄとして求める。この後、ステップＭ５に行く。つまり、上記（数式２），（数式３），（数式４）に示された処理が行われる。
ステップＭ１５では、データ収集異常とし、終了する。

ステップＭ２で示したように、画像再構成部３２では、Ｘ線投影データの付帯情報にＸ線管電圧ｋＶの情報を持たせている。データ収集時にリアルタイムで各ビューのＸ線管電圧を記録しているため、正しい前処理が行うことができる。

以上のように、上昇中のＸ線管電圧ｋＶに対して補正データを持つ近傍のＸ線管電圧ｋＶ１，ｋＶ２を探し、低いＸ線管電圧ｋＶ１において前処理されたＸ線投影データＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ１，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）と、高いＸ線管電圧ｋＶ２において前処理されたＸ線投影データＰｒｅｐ＿Ｄ（ｋＶ２，ｃｈ，ｒｏｗ，ｖｉｅｗ）とを求める。そして画像再構成変数処理部３９は、（数式２），（数式３）による加重係数ｗ１，ｗ２を変化させるだけで、Ｘ線管電圧ｋＶの前処理されたＸ線投影データを求めることができる。
（実施例４）

本実施例は、記憶部に記憶された複数のＸ線管電圧に対応する画像再構成変数とは異なるＸ線管電圧に対応する画像再構成変数を求め、その画像再構成変数を用いてＸ線投影データの処理を行う例である。

図６（ａ）は、各Ｘ線管電圧における画像再構成変数群Ｐａｒ（ｋＶｉ）を概念的に示したものである。
このときの補正データ処理部３９は、Ｘ線管電圧ｋＶ１，ｋＶ２，ｋＶ３，及びｋＶ４の補正データＰａｒ（ｋＶ１）、Ｐａｒ（ｋＶ２ｉ）、Ｐａｒ（ｋＶ３）、及びＰａｒ（ｋＶ４）を予め有する。

一方、Ｘ線管電圧が撮影中に変化する場合は、このＸ線管電圧に対応する補正データを必要に応じて増やすことにより、断層像の画質は向上する。このときの画像再構成部３２には、画像再構成変数追加ツール、又は画像再構成変数構成編集ツールが存在し、追加されたＸ線管電圧に対応するの補正データを求める。例えば、補正データの構成に変更があった場合、追加されたＸ線管電圧の補正データを、Ｘ線投影データから収集又は既存の補正データから算出、選択して補正データを求める。このように、最適な補正データ収集は、その時々で補正データのポイントが適宜変化させられることで行うことができる。
また、同じソフトウェアを持つＸ線ＣＴ装置でＸ線投影データを用いる場合は、Ｘ線投影データに前処理で用いたすべての補正データを付加させておけば、最適な補正データ条件下で前処理を行うことができる。
例えば、図６（ｂ）に示すように、新たなＸ線管電圧ｋＶ５が追加された場合は、その新たなＸ線管電圧の補正データが画像再構成変数群に追加されることになる。

また、図６（ｃ）は、Ｘ線管電圧を横断して共通な補正データが存在する場合を示す。
画像再構成部３２は、Ｘ線管電圧ｋＶ１の補正データが、Ｘ線管電圧ｋＶ２，Ｘ線管電圧ｋＶ３，Ｘ線管電圧ｋＶ４と共通する場合に、ソフトウェアの設定ファイル上で“Ｘ線管電圧ｋＶ１に同じ”と記述する。このように、補正データの設定は、補正データ処理部３９のソフトウェアが設定ファイルを解釈できれば、単純化できる。

また、さらに便利にするためには、Ｘ線管電圧の補正データが、画像再構成上の変数をＸ線管電圧に依存しない形で設定ファイルに追加できればよい。
例えば図６（ｄ）は、補正データを、Ｘ線管電圧に依存しない画像再構成変数、又はＸ線管電圧の補正データとして用いる場合を示している。この場合、追加した新しい補正を画像再構成上で動作させ、まずＸ線管電圧に依存させない形で動作させる。そして、多少ともＸ線管電圧に依存する現象が見えたら、Ｘ線管電圧ごとに異なる補正データを微調整して行けば良い。
以上のような補正データ設定ファイルＣＤＲ、及びその設定ファイルを解釈するソフトウェアを用いた具体的な例を示す。

例えば、図７（ａ）は、デュアルエネルギー撮影において、Ｘ線管電圧を１スキャン中に変化させる場合を示す。このとき１スキャンは、２回転又は２回転弱のＸ線データ収集で行われる。またこの場合、Ｘ線管電圧は低い管電圧８０ｋＶから始まり、スキャンの途中で高いＸ線管電圧１４０ｋＶに連続的に変化している。

図７（ｂ）は、この場合に用いられる補正データ設定ファイルＣＤＲの例である。図７（ｂ）中の（＊１）は、通常の撮影で用いられる補正データを示している。Ｘ線管電圧の変化しいない部分の８０ｋＶ，１００ｋＶ，１２０ｋＶ，１４０ｋＶは、（＊１）を用いることで、前処理が行われる。
Ｘ線管電圧の変化していく過渡区間については、（＊２）の部分に９０ｋＶ，１１０ｋＶ，１３０ｋＶの補正データを追加している。また、Ｘ線管電圧は連続的に変化しているので、８１ｋＶ，８２ｋＶ，８３ｋＶ…というような値を取る。このため（＊３）には、追加された補正データの間の値を補間処理又は加重加算処理して求めるために用いられる補間モード又は加重加算モード（算出条件）を示している。
このように、各Ｘ線管電圧に対応した前処理は、追加した補正データに加えて、補間処理又は加重加算処理を行うことで精度が上がる。また、補正データ処理部３９のソフトウェアは、この補正データ設定ファイルＣＤＲを解釈し、構造を常に理解して、画像再構成変数や補正データの増減を認識し、それらがどの撮影条件に適用されるかを認識するようにさせておく。

図８に別の補正データ設定ファイルＣＤＲを示す。
デュアルエネルギー撮影におけるＸ線投影データの構造は、図８（ａ）のようなＸ線投影データに加えて、８０ｋＶと１４０ｋＶのＸ線管電圧に対応した補正データに加え、追加されたＸ線管電圧ｋＶ１からＸ線管電圧ｋＶＮまでの補正データを含めたＸ線投影データファイルとして持っていれば良い。
図８（ｂ）では、補正データ設定ファイルＣＤＲの変形例を示す。
図７（ｂ）においては、各Ｘ線管電圧に各画像再構成変数又は各補正データを示す各欄に変数を１つ１つ入れていた。例えばビームハードニング補正係数を示すＢＨＣ係数の場合、Ｘ線管電圧８０ｋＶにおいては、ｂ１０，ｂ１１，ｂ１２，ｂ１３というビームハードニング補正係数が入っている。１００ｋＶにおいては、ｂ２０，ｂ２１，ｂ２２，ｂ２３というビームハードニング補正係数が入っている。これに対して図８（ｂ）中の、［１２０，１３０；ｂ１ｉ］と記載されている場合は、「１２０ｋＶから１３０ｋＶまでｂ１０，ｂ１１，ｂ１２，ｂ１３のビームハードニング補正係数を用いる。」というように解釈するような記号上の規則、文法を定めておけば良い。このようにして、補正データ設定ファイルＣＤＲは、より簡単に補正データを記載することもできる。

予め収集されていないＸ線管電圧に対して、Ｘ線管電圧の補正データ及び画像再構成変数が加重加算処理により求められるわけではないが、一部のものについては加重加算処理により求めることができる。その例を以下に示す。

図９は、各々のＸ線管電圧におけるビームハードニング補正曲線を示している。
例えば、Ｘ線管電圧９０ｋＶにおけるビームハードニング補正係数は、予め求めたＸ線管電圧８０ｋＶと１００ｋＶとの曲線から、図９に示すあたりと予想される。
この関係を多項式形式で表現すると、このビームハードニング補正された投影データは、Ｘ線管電圧８０ｋＶの場合が（数式５）のようになり、Ｘ線管電圧１００ｋＶの場合が（数式６）のようになる。
・・・（数式５）
・・・（数式６）

（数式５），（数式６）より以下の（数式７）が予測される。
・・・（数式７）
以上の関係から、ビームハードニング補正係数は、（数式８），（数式９），（数式１０）で表現できると予測される。
・・・（数式８）
・・・（数式９）
・・・（数式１０）
これらの関係式から、ビームハードニング補正係数の補間値は、予測することができる。ｋの例としては、ｋ＝１／２が考えられ中間値をとる。
このような補間方法は、ビームハードニング補正係数のように変数だけの加重加算処理、補間処理で補正データが求められるものと、実際に前処理を行って、その前処理の結果を加重加算処理又は補間処理で行うものとがある。

図１０は、この両者を用いた処理を行うフローチャートの例である。
ステップＭ２１では、ビュー番号ｊ＝１とする。
ステップＭ２２では、ｊビューのＸ線投影データを読み込む、及びそのＸ線投影データの付帯情報よりＸ線管電圧ｋＶを読み込む。
ステップＭ２３では、Ｘ線管電圧ｋＶに対応する補正データはあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ２４へ行き、ＮＯであればステップＭ３１へ行く。
ステップＭ２４では、Ｘ線管電圧ｋＶの補正データより前処理を行う。
ステップＭ２５では、ｊ＝Ｎビューかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ２６へ行き、ＮＯであればステップＭ３０へ行く。ただし、Ｎは３６０度１回転のビュー数とする。
ステップＭ２６では、再構成関数重畳処理を行う。
ステップＭ２７では、三次元逆投影処理を行う。
ステップＭ２８では、後処理を行う。
ステップＭ２９では、画像表示を行う。

ステップＭ３０では、ｊ＝ｊ＋１とし、ステップＭ２２に戻る。
ステップＭ３１では、Ｘ線管電圧に加重加算して良い変数かを判断し、ＹＥＳであればステップＭ３２へ行き、ＮＯであればステップＭ３６へ行く。
ステップＭ３２では、加重加算又は補間処理の方法を読み込む。
ステップＭ３３では、近傍のＸ線管電圧の変数より加重加算処理を行う。
ステップＭ３４では、ステップＭ３３で求めた変数の他に新たな変数はあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＭ３５へ行き、ＮＯであればステップＭ２５へ戻る。
ステップＭ３５では、ステップＭ３３で求めた変数を登録する。
ステップＭ３６では、近傍のＸ線管電圧の変数より前処理を行い、その結果を加重加算処理する。この処理の後、ステップＭ２５へ戻る。

以上のように求められた補正データを用いて、前処理を行う。
（実施例５）

実施例５においては、ビームハードニング補正における補正データが変更になった場合に、ソフトウェアがその変更を自動認識する実施例を示す。
上記ビームハードニング補正は下記のように三次多項式で表現できる。
・・・（数式１１）
これを下記の（数式１２）のように、四次式もしくはそれ以上の補正式でビームハードニング補正を行うと、より精度が上がる場合がある。
・・・（数式１２）
（数式１１）の場合は補正係数データとして、（Ｂ_０，Ｂ_１，Ｂ_２）、（数式１２）の場合は、（Ｂ_０，Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３）のようなベクトル形式で持つことになる。

図１１では、ビームハードニング補正の次数を認識する処理の流れを示す。
各ステップ処理の流れは以下の通りになる。
ステップＢ１では、補正データ処理部３９がビームハードニング補正係数データの個数を数える。
ステップＢ２では、補正データ処理部３９は、ビームハードニング補正係数データは３個かを判断し、ＹＥＳであればステップＢ３へ行き、ＮＯであればステップＢ４へ行く。
ステップＢ３では、ビームハードニング処理部３３は、三次多項式のビームハードニング補正を行う。
ステップＢ４では、補正データ処理部３９が、補正係数データは４個かを判断し、ＹＥＳであればステップＢ５へ行き、ＮＯであればステップＢ６へ行く。
ステップＢ５では、ビームハードニング処理部３３は、四次多項式のビームハードニング補正を行う。
ステップＢ６では、ビームハードニング補正係数エラーとしてエラー処理を行う。
なお、この場合は、三次多項式と四次多項式の場合を想定しているが、五次以上のビームハードニング補正係数データが与えられた場合に、五次以上の多項式で補正が行えるようにすればなお一層、汎用性が得られる。
このように補正データ処理部３９は、ソフトウェアが補正データの意味する補正を自動認識することで、正しく補正を行うことができる。
（実施例６）

実施例６においては、走査ガントリ２０のガントリ回転速度として補正データのないガントリ回転速度を用いて撮影を行い、最も近いガントリ回転速度の補正データを用いて画像再構成を行う場合の実施例を示す。
図１２は、補正データのないガントリ回転速度ｓ１′と補正データのあるガントリ回転速度ｓ１，ｓ２の関係を示す図である。図１２に示すように、ガントリ回転速度ｓ１，ｓ２に対応し、各Ｘ線検出器構成、各Ｘ線ビーム開口、Ｘ線焦点の大きさ、複数のある各々のビーム形成フィルタに対応する補正用ファントムＸ線データ、補正用空気Ｘ線投影データ、ビームハードニング補正データ等補正データが予め補正データ収集モードにおいて収集されているとする。これに対し、ｓ１とｓ２の間のガントリ回転速度であるｓ１′では、補正データを持っていない。このとき、Ｘ線投影データビュー数はガントリ回転速度ｓ１の場合と、ガントリ回転速度ｓ１′で同じであるとする。
この場合、ガントリ回転速度ｓ１′ｓ１，ｓ２では、回転速度がそれぞれ異なるため、走査ガントリ２０の回転振動、又はＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４との回転系のたわみによる変形などにより、補正データが異なる。

走査ガントリ２０の回転振動、又はＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを支えるガントリ回転部１５のたわみによる変形の違いを考慮すると、本来であればガントリ回転速度ｓ１′での補正データを収集しなければならないことになる。しかし、このガントリ回転速度の違いは、画質に与える影響が少ない。このため、臨床的に画質の差が許容範囲内であると判断されれば、ガントリ回転速度ｓ１′の補正データは、ガントリ回転速度ｓ１の補正データで代用することができる。
ガントリ回転速度に対応した補正データは、ガントリ回転速度ｓ１，ｓ２の間で断層像Ｇの画質評価を行っておくことで、どの範囲までがガントリ回転速度ｓ１の補正データで代用し、どの範囲までがガントリ回転速度ｓ２の補正データで代用できるかを定める。このようにして１つの補正データの用いられる範囲をできるだけ広く取り、補正データの種類をより少なくすることができる。
なお、この場合のＸ線投影データでは、ガントリ回転速度ｓ１′のＸ線投影データにガントリ回転速度ｓ１の補正データを付帯させておくことで、画像再構成処理において画像再構成可能である。

図１３では、ガントリ回転速度ｓ１の補正データを用いて、ガントリ回転速度ｓ１′の画像再構成を行う処理の流れを示す。
ステップＶ１では、撮影条件設定画面において、ガントリ回転速度ｓ１を設定する。
ステップＶ２では、スキャンを開始する。
ステップＶ３では、補正データ処理部３９は、ガントリ回転速度ｓ１′のＸ線投影データにガントリ回転速度ｓ１の補正データを添付する。
ステップＶ４では、スキャン終了し、Ｘ線投影データ収集を完了する。
ステップＶ５では、画像再構成を開始する。
ステップＶ６では、ガントリ回転速度ｓ１の補正データで補正を行い、画像再構成を行う。
ステップＶ７では、画像再構成終了後、断層像Ｇを表示する。
なお、この場合の撮影条件は、ガントリ回転速度がｓ１とｓ１′と異なることがわかっているので、ガントリ回転速度ｓ１の補正データをガントリ回転速度ｓ１′の補正データ用に一部変更、修正、補正を行うことも技術的には可能である。
（実施例７）

実施例７においては、ガントリ回転速度がスキャン中に変化し、そのような変化しているガントリ回転速度の補正データのない撮影条件でＸ線投影データを収集して画像再構成を行う実施例を示す。
図１４（ａ）及び（ｂ）では、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４で、予め補正データ収集モードにおいて補正データが収集されている前提である。そして、図１４（ａ）は、ガントリ回転速度が正弦波で変化する例をＥＸ１とＥＸ２とで表している。図１４（ｂ）は、ガントリ回転速度が上昇していく例を示す。

例えば、心臓の撮影を行った場合は、通常、被検体は息止めをするために心拍が撮影開始時に比べ、撮影が進むにつれ上昇する場合が多い。例えば、心拍数の上昇は、６０ｂｐｍ（beat per minute)から７０ｂｐｍに上昇したりする。
この場合、最適なガントリ回転速度は、心拍が上がるにつれ最適なガントリ回転速度も速くなる。同期が取れた画質の良い断層像Ｇは、図１４（ｂ）のように、ガントリ回転速度を変化させることで、撮りやすくなる。
なお、このガントリ回転速度がｓ３′〜ｓ４′で変化している場合のＸ線投影データでは、図１４（ｃ）に示すように、ガントリ回転速度ｓ３の補正データ、及びガントリ回転速度ｓ４のＸ線投影データに対しては、ガントリ回転速度ｓ３からガントリ回転速度ｓ３′までであれば、ガントリ回転速度ｓ３の補正データを選択して利用することができる。また、ガントリ回転速度ｓ４からガントリ回転速度ｓ４′までであれば、ガントリ回転速度ｓ４の補正データを選択することができる。
一方、ガントリ回転速度ｓ３′からガントリ回転速度ｓ４′までは、ガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′の補正データを、ガントリ回転速度ｓ３とガントリ回転速度ｓ４との補正データに基づいて求める。そして、この補正データに基づいて画像再構成部３４は、画像再構成を行う。この補正データの求め方は、後述する。

図１５では、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４の補正データを用いて、ガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′の補正データを求めて画像再構成を行う処理の流れを示す。
ステップＶ１１では、撮影条件設定画面において、ガントリ回転速度を設定する。
ステップＶ１２では、スキャンを開始する。
ステップＶ１３では、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４の補正データをＸ線投影データに添付する。
ステップＶ１４では、スキャンを終了し、Ｘ線投影データ収集を完了する。
ステップＶ１５では、画像再構成を開始する。
ステップＶ１６では、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４の補正データから、ガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′の補正データを求める。
ステップＶ１７では、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４の補正データ及びガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′の補正データを用いて画像再構成を行う。
ステップＶ１８では、画像再構成を終了後、断層像Ｇを表示する。

次に、補正データのないガントリ回転速度に対応する補正データの求め方について、ガントリ部分のたわみの補正データを例に説明する。
まず、ガントリのたわみについて説明する。図１６（ａ）では、図示のような構造のガントリ回転部分の場合のＸ線発生装置であるＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４を走査ガントリ２０の回転部１５において回転させた場合のたわみを示している。
この場合に、ガントリ回転部１５は、ｚ方向の回転軸を中心にｚ方向に垂直なｘｙ平面内において回転を行う。この回転により、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とは、遠心力により回転動作の外の方向にたわんでずれる。
Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とは、遠心力により、ｚ方向へのたわみによるずれＥｚと、ｘｙ平面内でのたわみによるずれＥｘが発生している。いずれのたわみも正弦関数（ｓｉｎ関数）で近似して表される。

上述のステップＶ１６において、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４の補正データから、ガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′の補正データを求めることができる。例えば、ガントリ回転部１５のたわみは、図１６（ｂ）のように、ガントリ回転速度ｓ３でのガントリ回転部１５のたわみＥ３、ガントリ回転速度ｓ４でのガントリ回転部１５のたわみＥ４とする。このときに、ガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′でのガントリ回転部１５のたわみＥは以下のように求められる。

まず、ガントリ回転速度ｓ３でのガントリ回転部１５のたわみＥ３は、（数式１３）で示される。
・・・（数式１３）
また、ガントリ回転速度ｓ４でのガントリ回転部１５のたわみＥ４は、（数式１４）で示される。
・・・（数式１４）

ガントリ回転速度をｓ３′のとき、定数ｋは、（数式１５）のように定められる。ただし、０≦ｋ≦１とする。
・・・（数式１５）
このときのガントリ回転部１５のたわみＥは、以下の（数式１６）のように予測される。
・・・（数式１６）
ただし、Ａ、Ｂ、ｃｏｓαは以下の（数式１７）〜（数式１９）とする。
・・・（数式１７）
・・・（数式１８）
・・・（数式１９）
以上より、（数式１６）でわかるように、補正データ処理部３９は、ガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′におけるガントリ回転部１５のたわみＥを、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４におけるガントリ回転部１５のたわみによる位置ずれの補正データより、求めることができる。
（実施例８）

実施例８においては、フライングＸ線焦点（フォーカス）、又はウォブル(Wobble)などの名称で呼ばれるｘｙ平面内の空間分解能を上げる技術を用いた際の補正データに関する実施例を示す。フライングＸ線焦点（フォーカス）撮影、又はウォブル撮影とは、一般的にＸ線焦点位置をｘｙ平面内において、チャネル方向又はＺ方向に位置を移動させてＸ線断層像撮影を行うことである。

Ｘ線焦点位置の制御は、Ｘ線焦点位置をＸ線投影データのビュー単位で切り換えたり、複数ビューごとにＸ線焦点位置を切り換えたりする。このときにＸ線焦点位置を図１７（ａ）では、Ｘ線焦点位置Ｆ１からＸ線焦点位置Ｆ２へ素早く切り換えているため、矩形型制御のＸ線焦点制御となっている。図１７（ｂ）では、Ｘ線焦点を切り換える際に、チャネル方向に連続的に各Ｘ線焦点位置を移動させているため、台形型制御のＸ線焦点位置制御となっている。図１７（ｃ）では、Ｘ線焦点を切り換える際に、チャネル方向に正弦波（ｓｉｎ波）型制御のＸ線焦点位置制御となっている。

このように、いずれの場合においても、Ｘ線焦点をチャネル方向に移動させることで、画像再構成中心画素を通るＸ線ビームはＸ線焦点位置Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２でＸ線ビームの半分の幅ごとに、画像再構成中心画素を通る位置をずらすことができる。図１８（ａ）はこの様子を示す。
これにより、画像再構成領域Ｐの画像再構成中心画素は、サンプリング定理によりＸ線ビーム幅の半分の画素まで分解することができ、高分解能化が実現できる。また、Ｘ線焦点位置を移動させた場合は、前処理及びビームハードニング補正を行う必要がある。

例えば、図１８（ｂ）に示すように、Ｘ線焦点位置がＦ１→Ｆ０→Ｆ２とチャネル方向に移動した場合は、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８を通るＸ線の透過経路も異なるために、多列Ｘ線検出器２４の各チャネルの感度を補正する空気補正データやビームハードニング補正係数も異なってくる。
例えば、このＸ線焦点位置Ｆ１，Ｆ２の空気補正データがわかっている場合、補正データ処理部３９は、Ｘ線焦点位置Ｆ０の空気補正データを、これらの空気補正データに基づいて求めることができる。

各Ｘ線投影データの対数変換後では、線型性を保つことができるので、Ｘ線焦点位置Ｆ０の空気補正データは、以下の（数式２０）のように求めることができる。ただし、Ｘ線焦点位置Ｆ１の対数変換後の空気補正データ分布をｐｒｆＦ１（ｃｈ）、Ｘ線焦点位置Ｆ２の対数変換後の空気補正データ分布をｐｒｆＦ２（ｃｈ）、Ｘ線焦点位置Ｆ０の対数変換後の空気補正データ分布をｐｒｆＦ０（ｃｈ）とする。定数ｋは、０≦ｋ≦１とし、（数式２１）で定められる。
・・・（数式２０）
・・・（数式２１）
このようにして、補正データ処理部３９は、Ｘ線焦点位置の左右端位置Ｆ１，Ｆ２の補正データより、各Ｘ線焦点位置の補正データを予測して求めることができる。
尚、この場合、３次元逆投影処理において、各Ｘ線焦点位置から定まるＸ線透過方向上で断層像上の各画素に対応するＸ線投影データを抽出し、そのＸ線東亜ｋ方向に対応した逆投影方向にＸ線投影データを断層像上の各画素に逆投影する３次元逆投影処理を行うことが好ましい。また、この場合、各Ｘ線焦点位置情報を用いて画像再構成処理を行うこととなる。

＜焦点の位置測定方法＞
各焦点位置の補正は、左右端のＸ線焦点位置より求めることができるため、左右端位置Ｆ１、Ｆ２の求め方を以下に示す。
図１９（ａ）では、Ｘ線焦点位置Ｆ１及びＦ２の位置をわかりやすくするために、図上では過大にずらして書いている。実際には、例えばＸ線焦点サイズをチャネル方向０．５ｍｍ×ｚ方向０．５ｍｍとすると、Ｘ線焦点位置Ｆ１，Ｆ２はチャネル方向に例えば±０．５ｍｍ、又は±０．２５ｍｍ程度ずらした位置となる。
このときの照射範囲は、図１９（ａ）で示すようにｄ２／ｄ１倍のずれとなって、多列Ｘ線検出器２４の面に照射される。図１９（ｂ）は、このＸ線検出器のある列のＸ線検出器出力のプロファイルを示したものである。
ここでは、各Ｘ線検出器位置Ｆ１，Ｆ０，Ｆ２におけるＸ線検出器出力プロファイルのずれがチャネル方向にあることを示している。図１９（ｃ）は、図１９（ｂ）のＸ線検出器プロファイルの左端部分を拡大して示した図である。

ここでのプロファイルの端点は、各Ｘ線検出器の出力値ｃ０より求められた、その半値ｃ０／２で定めている。つまり端点は、ピーク値の半値幅ＦＷＨＭ(Full Width Half Maximum)で定める。ｘｌＦ２はＸ線焦点位置Ｆ２の場合におけるＸ線検出器プロファイルより定まるＦＷＨＭの左端位置、ｘｌＦ０はＸ線焦点位置Ｆ０の場合におけるＸ線検出器プロファイルより定まるＦＷＨＭの左端位置、ｘｌＦ１はＸ線焦点位置Ｆ１の場合におけるＸ線検出器プロファイルより定まるＦＷＨＭの左端位置である。この場合、Ｘ線焦点Ｆ０の位置は、以下のＦ２からＦ０の距離ＦＤ２０（数式２２）と，Ｆ１からＦ０の距離ＦＤ１０（数式２３）とより求められる。
・・・（数式２２）
・・・（数式２３）

このようにして、Ｘ線焦点位置は多列Ｘ線検出器２４の面に照射されるＸ線の影から求めることもできる。

図２０は、このＸ線焦点位置の求め方を示すフローチャートである。
ステップＶ３１では、スキャンを開始する。
ステップＶ３２では、補正データ処理部３９は、Ｘ線検出器の左右端でＸ線プロファイルの左右端が測定できる所はあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＶ３３へ行き、ＮＯであればステップＶ３７へ行く。
ステップＶ３３では、補正データ処理部３９は、Ｘ線検出器プロファイルのピーク値ｃ０を探す。
ステップＶ３４では、Ｘ線検出器プロファイルのピーク値の半値ｃ０／２（ＦＷＨＭ）を求める。
ステップＶ３５では、補正データ処理部３９は、Ｘ線検出器プロファイル左右端のＦＷＨＭの位置ｘｌＦ（左端位置），ｘｒＦ（右端位置）を求める。
ステップＶ３６では、補正データ処理部３９は、Ｘ線焦点左右端Ｆ１，Ｆ２から、その時のＸ線焦点間距離を求める。
ステップＶ３７では、前後のビューよりＸ線焦点位置を予測する、又はＸ線発生装置から求められるＸ線焦点位置を用いる。

このフローチャートにおいて、撮影中のＸ線検出器プロファイルからＸ線焦点位置Ｆ０を求めるようにしている。この場合、被検体が大きすぎてＸ線検出器面全体を覆ってしまった場合は、Ｘ線検出器プロファイルの左右端が正しく求められない。この対処として、補正データ処理部３９は、前後のビューで測定されたＸ線焦点位置より、この場合のＸ線焦点位置を予測しても良い。
もうひとつの方法として、Ｘ線焦点位置を制御できるＸ線管において、Ｘ線発生装置の電子ビーム位置制御用グリッドの制御電圧値よりＸ線焦点位置を予測することもできる。こうして得られた、各Ｘ線焦点位置は、三次元逆投影処理においても必要である。
尚、本実施例においては、空気補正データの例を用いて説明したが、Ｘ線焦点位置の変化によって変化する画像再構成変数としては、ビームハードニング補正データ等の他の前処理用補正データに適用してもよい。
（実施例９）

実施例９は、照射するＸ線を成形するコリメータの開口幅によって補正データが異なる場合の例である。
その場合、代表的な開口幅の補正データとして補正データ１を記憶し、その補正データ１が開口幅１から開口幅２の範囲に共通の使用するとのデータ設定を［開口１，開口２；補正データ１］のように設定することで、開口幅１から開口幅２の含まれる如何なる開口幅について、補正データと取り出すことができる。
尚、各開口幅毎の補正データがある場合は、それぞれの開口幅に対し、それぞれの補正データを使用するようなデータ設定に変更できることが好ましい。

上述の実施例によれば、多数の異なる撮影条件に対応し、容易に画像再構成変数を用いた画像再構成処理を行うことができる。また、各撮影条件に用いられる補正データの種類も多様化しており、日常における補正データを収集する校正作業、保守点検時の校正作業の長時間化となっている現状において、数少ない補正データで様々な撮影条件に適した画像再構成を行うことができため、校正作業のさらなる長期化を防ぐことができる。
尚、上記実施例では、医用Ｘ線ＣＴ装置を元について記載されているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置、又は、他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにおいても利用できる。

本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００の構成ブロック図である。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００についての動作の概要を示すフローチャートである。 （ａ）は、複数のｚ方向座標位置におけるコンベンショナルスキャンによるデュアルエネルギー撮影を示す図である。 （ｂ）は、１つのｚ方向座標位置におけるコンベンショナルスキャンによるデュアルエネルギー撮影の時間分解図を示す。 デュアルエネルギー撮影におけるＸ線データ収集のフローチャートである。 複数のＸ線管電圧値を持ったＸ線投影データの画像再構成処理のフローチャートである。 （ａ）は、従来の各Ｘ線管電圧における画像再構成変数群を示す図である。 （ｂ）は、Ｘ線管電圧の方向に補正データ、画像再構成変数が追加可能な構造を持つ画像再構成変数群を示す図である。 （ｃ）は、Ｘ線管電圧を横断した共通変数を持つ画像再構成変数群を示す図である。 （ｄ）は、Ｘ線管電圧の変数の方向に補正データ、画像再構成変数が追加可能な構造を持つ画像再構成変数群を示す図である。 （ａ）は、Ｘ線管電圧の変化した撮影を示す図である。 （ｂ）は、補正データ設定ファイルＣＤＲの例を示す図である。 （ａ）は、Ｘ線管電圧が変化する場合のＸ線投影データのフォーマットを示す図である。 （ｂ）は、補正データ設定ファイルＣＤＲの変形例を示す図である。 複数のＸ線管電圧値における補正曲線を示す図である。 加重加算処理で求められる変数と加重加算処理で求められない変数が混在する処理のフローチャートである。 ビームハードニング補正の次数を認識する処理のフローチャートである。 補正データのないガントリ回転速度ｓ１′と補正データのあるガントリ回転速度ｓ１，ｓ２の関係を示す図である。 ガントリ回転速度ｓ１の補正データを用いてガントリ回転速度ｓ１′の画像再構成を行うフローチャートである。 （ａ）は、補正データのないガントリ回転速度ｓ３′，ｓ４′と補正データのあるガントリ回転速度ｓ３，ｓ４の関係を示す図である。 （ｂ）は、ガントリ回転速度が上昇して行く場合を示す図である。 （ｃ）は、ガントリ回転速度の変化する場合のＸ線投影データフォーマットを示す図である。 ガントリ回転速度が変化する場合の画像再構成を行うフローチャートである。 （ａ）は、ガントリ回転部１５の回転中のたわみを示す図である。 （ｂ）は、ガントリ回転速度ｓ３，ｓ４のガントリ回転部１５のたわみＥ３，Ｅ４より予測されるガントリ回転速度ｓ３′〜ｓ４′でのガントリ回転部１５のたわみＥを示す図である。 （ａ）は、矩形型制御のＸ線焦点位置制御を示す図である。 （ｂ）は、台形型制御のＸ線焦点位置制御を示す図である。（ｃ）は、正弦波型制御のＸ線焦点位置制御を示す図である。 （ａ）は、Ｘ線焦点位置による断層像Ｇの高分解能化を示す図である。 （ｂ）は、Ｘ線焦点の中心位置とＸ線焦点Ｆ１，Ｆ２の位置関係を示す図である。 （ａ）は、ｘｙ平面内における各Ｘ線焦点位置を示す図である。 （ｂ）は、各Ｘ線焦点位置におけるＸ線検出器出力プロファイルのずれを示す図である。 （ｃ）は、拡大されたＸ線検出器出力プロファイルを示す図である。 Ｘ線焦点位置が変化する場合の画像再構成を行うフローチャートである。

符号の説明

１ … 操作コンソール
２ … 入力装置
３ … 中央処理装置
５ … データ収集バッファ
６ … モニタ
７ … 記憶装置
１２ … クレードル
１５ … 回転部
２０ … 走査ガントリ
２１ … Ｘ線管
２２ … Ｘ線コントローラ
２３ … コリメータ
２４ … 多列Ｘ線検出器
２５ … データ収集装置（ＤＡＳ）
２６ … 回転部コントローラ
２８ … ビーム形成Ｘ線フィルタ
２９ … 制御コントローラ
３１ … 撮影条件設定部
３２ … 画像再構成部
Ｇ … 断層像

Claims (12)

1. 被検体の断層像を撮影するためのＸ線ＣＴ装置であって、
   所定の撮影条件について、複数の条件を設定可能な撮影条件設定手段と、
   前記撮影条件を用いて、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを有する回転部を回転させながら、被検体を走査してＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、
   
   前記複数の条件によって異なる画像再構成変数であって、少なくとも代表的な条件に対応する画像再構成変数が前記Ｘ線投影データ収集手段で収集したデータのセットに付帯して記憶された記憶部と、
   
   少なくとも前記代表的な条件以外の条件を含む前記Ｘ線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記Ｘ線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行う画像再構成手段と
   
   を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記画像再構成手段は、前記代表的な条件及び前記代表的な条件以外の条件を含む前記Ｘ線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記Ｘ線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
   
3. 前記所定の撮影条件は、Ｘ線管電圧条件であり、
   前記Ｘ線データ収集部は、複数のＸ線管電圧条件を用いてＸ線投影データを収集するものであり、
   前記代表的な条件は、前記Ｘ線データ収集に用いた複数のＸ線管電圧条件である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記所定の撮影条件は、Ｘ線管電圧条件であり、
   前記Ｘ線データ収集部は、複数のＸ線管電圧条件を用いてＸ線投影データを収集するものであり、
   前記代表的な条件は、前記Ｘ線データ収集に用いた複数のＸ線管電圧条件であり、
   前記代表的な条件以外の条件は、前記複数のＸ線管電圧条件の切り替えに伴う過渡区間の条件を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記画像再構成部は、前記代表的な条件に対応する画像再構成変数から算出又は選択して、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を求め、当該画像再構成変数を用いて、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
   
6. 前記画像再構成部は、前記求められた画像再構成変数を、前記データのセットに追加して記憶部に記憶させることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
   
7. 前記画像再構成部は、前記代表的な条件に対応する画像再構成変数を用いた処理により得られたＸ線投影データから算出して、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理により得られたＸ線投影データを得ることにより、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
   
8. 前記記憶部は、前記代表的な条件以外の条件に対応した画像再構成変数を記憶することを特徴とする請求項５又は６に記載のＸ線ＣＴ装置。
   
9. 前記画像再構成部は、前記撮影条件の範囲及び該撮影条件の範囲に対応する画像再構成変数を記憶し、前記撮影条件の範囲に含まれる前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を、記憶した当該範囲に対応する画像再構成変数より求めることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
   
10. 前記画像再構成変数が、画像再構成の前処理に用いられる補正データであることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
    
11. 前記撮影条件がＸ線管電圧、Ｘ線焦点位置、ガントリ回転速度、及びコリメータの開口幅から選ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
    
12. 請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置に用いられるＸ線投影データを含むデータファイルであって、前記Ｘ線投影データと前記複数の撮影条件に対応する画像再構成変数とを含むことを特徴とするデータファイル。