JP5677751B2 - Ｘ線ｃｔ装置及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被検体にＸ線を曝射して得られた投影データに基づいて被検体内部の画像を生成する技術に係り、特に、被検体を透過したＸ線の範囲に応じて純生データに含まれるＸ線の強度を補正する技術に関する。また、被検体を透過したＸ線の範囲に応じて純生データに含まれるＸ線の強度を補正する画像処理プログラムに関する。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以降、「Ｘ線ＣＴ装置」と呼ぶ）は、被検体へＸ線を照射するとともに、被検体を透過したＸ線を検出することにより、被検体内でのＸ線吸収係数からなる投影データを得る。Ｘ線ＣＴ装置では、この投影データに基づいて、被検体内の画像を再構成する。そのため、被検体を透過したＸ線の強度を忠実に電気信号に変換することが重要である。

Ｘ線ＣＴ装置においてＸ線は、Ｘ線検出器およびデータ収集部を経て検出されることになる。そのためＸ線の検出感度は、Ｘ線の光への変換特性、光から電気への光電変換特性および電気信号の増幅精度などによって決定される。そして、これらＸ線の光への変換特性、光電変換特性および増幅精度は、温度などの雰囲気や経時変化によってチャンネル毎にドリフトする。そのため、チャンネル毎に感度特性の変化の影響を取り除くための補正が施される。

このＸ線の検出感度の補正は、予め作成した補正データを利用して行われる。すなわち、感度特性の変化が温度などの雰囲気や経時変化によって生ずるので、定期的にその感度特性の変化に沿った補正データを作成する必要がある。

一方で、Ｘ線ＣＴ装置による撮影時には、被検体の撮影部位（例えば頭部、胸部、腹部等）に応じて、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）と呼ばれる撮影領域の大きさを設定する。これは、被検体の体型によってそのＸ線透過量も異なるため、被検体の体幅に応じてＸ線検出器で検出された信号を適切に増幅するためである。図８（ａ）〜（ｅ）には、一般的に用いられるＦＯＶの例が示されている。例えば、直径１８０ｍｍのＦＯＶａは、乳児の撮影に用いられる。また、直径２４０ｍｍのＦＯＶｂは、主に頭部の撮影に用いられる。ＦＯＶｃ〜ＦＯＶｅは、主に胸部や腹部の撮影に用いられ、被検体の体型にあわせて使い分けられる。

前述した補正データは、このＦＯＶ（つまり撮影部位の大きさ）に応じて取得しておく必要がある。具体的には、当該ＦＯＶとほぼ同じ大きさのファントムを使用して、撮影部位に応じた補正データを取得することになる。例えば、図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、ＦＯＶとしてＦＯＶａ〜ＦＯＶｅまでを設定可能な場合、各ＦＯＶに対応したキャリブレーションデータＣａ〜Ｃｅをあらかじめ用意しておくこととなる。

この補正データは、キャリブレーションデータと呼ばれ、ファントム（疑似模型）をスキャンすることであらかじめ生成される。前記ファントムの例としては、水ファントムやエアーファントムが知られている。

特許文献１には図９にしめすような従来のＸ線ＣＴ装置の構成について開示されている。Ｘ線ＣＴ装置は回転リング２を収容するガントリ１、および、円錐形のＸ線ビームを発生するＸ線源３、Ｘ線フィルタ４を含む。ガントリ１は、１次元または２次元に配置された検出素子を含むアレイタイプのＸ線検出器５を有する。

Ｘ線源３とＸ線検出器５は、回転リング２上に設置され、スライド式寝台６の上に横になった被検体（図示せず）の反対側に位置する。Ｘ線検出器５を構成する各検出素子５Ａに各チャンネルが対応付けられている。Ｘ線源（Ｘ線発生部）３はＸ線フィルタ４を介して被検体に対峙される。Ｘ線コントローラ８からトリガ信号が供給されると、高電圧装置７はＸ線源３を駆動する。高電圧装置７は、トリガ信号を受信するタイミングでＸ線源３に高電圧を印加する。これにより、Ｘ線がＸ線源３で発生され、ガントリ／寝台コントローラ９は、ガントリ１の回転リング２の回転と、スライド式寝台６のスライドを同期的に制御する。システムコントローラ１０は全システムの制御中心を構成し、Ｘ線コントローラ８、ガントリ／寝台コントローラ９、スライド式寝台６を制御し、Ｘ線源３からＸ線を照射している間、被検体の周囲の所望の経路で回転リング２を回転させる。このときシステムコントローラ１０は、後述するデータ処理部１２の動作もあわせて制御する。

Ｘ線検出器５を構成する検出素子５Ａは、被検体がＸ線源３と検出素子５Ａの間に介在する場合、及び、介在しない場合の双方において、Ｘ線源３が発生するＸ線の強度を測定することができる。したがって、各検出素子（通常、１チャンネル／１素子）５Ａは、少なくとも１つのＸ線強度を測定し、この強度に対応するアナログ出力信号を出力する。各検出素子５Ａからの出力信号はデータ収集部１１に供給される。データ収集部１１は各検出素子５Ａの信号を増幅し、デジタル信号に変換する。それによりデジタル投影データが生成される。デジタル投影データはデータ収集部１１から出力され、データ処理部１２に供給される。データ処理部１２は、まず各チャンネルに対応するデジタル投影データに対し、感度補正を行う。なお、前述したＸ線源３、Ｘ線検出器５を含むガントリ１、及びデータ収集部１１が「撮影部」に相当する。

次にデータ処理部１２は、感度補正を行ったデジタル投影データを基に、スライド式寝台６に横になっている被検体に対応する画像の再構成を行う（デジタル投影データの補正及び画像の再構成の詳細については後述する）。なお以降では、データ処理部１２よる補正が行われる前の前記デジタル投影データを「純生データ」と呼ぶ。また、データ処理部１２により補正された純生データを「生データ」と呼ぶ。

データ処理部１２の詳細な構成について図１０を参照しながら説明する。図１０は、従来のＸ線ＣＴ装置のデータ処理部のブロック図である。

データ処理部１２は、前処理部１２１と、生データ記憶部１２２と、再構成処理部１２３とで構成される。また、前処理部１２１は、データ補正部１２１１と、補正データ記憶部１２１２とで構成される。

Ｘ線検出器５で検出されるＸ線は、検出素子の位置により密度が異なる。具体的には、体軸を中心とした体幅方向において、中央付近はＸ線の密度が高く、中央付近から両端部に向けて離れるほどＸ線の密度が低くなる。そのためＸ線ＣＴ装置では、このＸ線の密度の違いを均一化するために、純生データに対し感度補正が行われる。この感度補正はデータ補正部１２１１により行わる。

データ補正部１２１１は、データ収集部１１から純生データを受信し、キャリブレーションデータを用いて純生データに対する感度補正を行う。この感度補正により、受信した純生データにおいて、各チャンネルで検出されたＸ線の強度を補正する。そのため、この補正に用いるキャリブレーションデータとして、前述したＸ線の密度の違いを均一化するために、図８（ａ）〜（ｅ）に示すキャリブレーションデータＣａ〜Ｃｅのように、中央付近のチャンネルから両端のチャンネルに向けて、Ｘ線の強度が異なるデータが用いられる。

このキャリブレーションデータは、Ｘ線ＣＴ装置で使用可能なＦＯＶごとにあらかじめ生成され、補正データ記憶部１２１２に記憶される。例えば、図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、Ｘ線ＣＴ装置にてＦＯＶａ〜ＦＯＶｅまでを設定可能な場合、各ＦＯＶに対応したキャリブレーションデータＣａ〜Ｃｅがあらかじめ生成され補正データ記憶部１２１２に記憶されることになる。

以下に、データ補正部１２１１による純生データの補正について図１１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら具体的に説明する。図１１は、従来のＸ線ＣＴ装置における純生データの補正に関する処理を説明するための図である。図１１（ａ）〜（ｃ）は、ＦＯＶ１を設定し取得した被検体Ｏの純生データを補正する場合の例を示している。図１１（ａ）は、ＦＯＶ１を設定した場合における、ＦＯＶ１と被検体Ｏとの関係を示している。また図１１（ｂ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、被検体Ｏの投影データにより生成されるサイノグラムＳ１を示している。また図１１（ｃ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、キャリブレーションデータによる純生データの補正を説明するための図である。

まずデータ補正部１２１１は、データ収集部１１から、純生データを図１１（ｂ）に示すようなサイノグラムＳ１として受信する。サイノグラムＳ１は、縦軸方向が回転角度、横軸方向が体幅方向のチャンネルを示すものとする。なお以降は、この図１１（ｂ）の縦軸方向を「プロジェクション方向」と呼び、図１１（ｂ）の横軸方向を「チャンネル方向」と呼ぶ。サイノグラムＳ１には、あらかじめ決められた角度単位で取得された純生データが複数含まれている。例えば図１１（ｃ）では、サイノグラムＳ１の角度Ｐ０における純生データがＤ０−１として示されている。図１１（ｃ）の縦軸方向はＸ線強度に伴う濃度を示しており、上方向はＸ線強度が低いため薄く、下方向はＸ線強度が高いため濃くなる。また、図１１（ｃ）の横軸方向は体幅方向のチャンネルを示している。

次にデータ補正部１２１１は、純生データを取得したＦＯＶ（図１１（ａ）におけるＦＯＶ１）を、システムコントローラ１０からの指示に従い特定する。データ補正部１２１１は、ＦＯＶを特定すると、補正データ記憶部１２１２から、該ＦＯＶに対応するキャリブレーションデータ（図１１（ｃ）におけるキャリブレーションデータＣ１）を抽出する。なおデータ収集部１１が、システムコントローラ１０からの指示を受けて、ＦＯＶを純生データに属性としてあらかじめ付加しておくことで、データ補正部１２１１が、該属性からＦＯＶを特定する構成としてもよい。また、データ補正部１２１１が、純生データのチャンネル方向の幅を基に対応するキャリブレーションデータを特定する構成としてもよい。

データ補正部１２１１は、純生データＤ０−１のＸ線強度に、キャリブレーションデータＣ１のＸ線強度を加算することで補正し、生データＲ０−１として出力する。なお、データ補正部１２１１は、角度Ｐ０に限らず、サイノグラムＳ１を構成する全ての純生データに対して前述した補正処理を施す。

生データ記憶部１２２は、生データを記憶する記憶領域である。データ補正部１２１１により出力された生データは、この生データ記憶部１２２に記憶される。

再構成処理部１２３は、主にＦｅｌｄｋａｍｐ法と呼ばれる再構成アルゴリズムを利用して、生データを生データ記憶部１２２から読み出して逆投影し、被検体Ｏ内を画像データとして再構成する。再構成に係る処理は一般的に知られているため詳細な説明は省略する。再構成処理部１２３により再構成された画像データは、表示部１３に表示される。

特開２００６−２６４１０号公報

一方で、頭部から腹部までを一連の画像データとして取得することを目的として、腹部用の広いＦＯＶを用いて、頭部から腹部までのＣＴ画像を取得する場合がある。この場合、頭部等は本来使用するＦＯＶよりも広いＦＯＶで純生データが取得され、該純生データは広いＦＯＶに対応するキャリブレーションデータで補正されることになる。

以下に、図１１（ａ）〜（ｆ）を参照しながら具体的に説明する。例えば図１１（ａ）〜（ｃ）は、頭部を被検体Ｏとして、腹部の撮影に用いるＦＯＶ１で撮影した場合における純生データの補正の概要を示している。また図１１（ｄ）〜（ｆ）は、頭部を被検体Ｏとして、頭部の撮影に用いるＦＯＶ２で撮影した場合における純生データの補正の概要を示している。図１１（ａ）は、ＦＯＶ１を設定した場合における、ＦＯＶ１と被検体Ｏとの関係を示している。また図１１（ｂ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、被検体Ｏの投影データにより生成されるサイノグラムＳ１を示している。また図１１（ｃ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、キャリブレーションデータによる純生データの補正を説明するための図である。また図１１（ｄ）は、ＦＯＶ２を設定した場合における、ＦＯＶ２と被検体Ｏとの関係を示している。また図１１（ｅ）は、ＦＯＶ２を選択した場合の、被検体Ｏの投影データにより生成されるサイノグラムＳ２を示している。また図１１（ｆ）は、ＦＯＶ２を選択した場合の、キャリブレーションデータによる純生データの補正を説明するための図である。

本来は図１１（ｄ）〜（ｆ）に示すように、頭部用のＦＯＶ２を設定したうえで純生データＤ０−２を取得し、ＦＯＶ２に対応するキャリブレーションデータＣ２で補正し生データＲ０−２を生成することが望ましい。

しかしながら、頭部から腹部までを一連の画像データとして取得する場合、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、腹部の撮影に用いるＦＯＶ１で頭部を撮影することとなる。そのため、頭部の純生データＤ０−１は、腹部用のＦＯＶ１に対応するキャリブレーションデータＣ１で補正され、生データＲ０−１として出力される。

このとき、本来よりも広い腹部用のＦＯＶ１を適用することで、頭部用のＦＯＶ２を適用した場合よりも被検体Ｏに対応する部分により多くのエネルギーがかかり、ＣＴ値のシフトが発生する。このＣＴ値のシフトにより、コントラストが損なわれる等の問題が発生する。具体的には、頭蓋骨の内側に相当する部分が白飛びする等の画像の劣化が生じ、出血箇所を特定できなくなる等の問題が生じる。

本発明は上記問題を解決するものであり、被検体の大きさに対応したＦＯＶよりも広いＦＯＶを使用し撮影した場合においても、取得した純生データを被検体の大きさに対応したキャリブレーションデータで補正することで、ＣＴ値のシフトに伴う画像の劣化を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明の第１の形態は、Ｘ線源と、Ｘ線検出素子を有し該Ｘ線源と被検体を挟んで対抗配置されたＸ線検出器とを含み、被検体の部位を所定のＦＯＶで撮影し、前記Ｘ線検出素子に対応するチャンネルのデータとして取得する撮影部と、取得した前記データを基に画像データを再構成する再構成処理部と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記データを体幅方向の前記チャンネルに沿って補正するための補正用のデータであって、予め、前記各部位の体幅に対応した範囲のＦＯＶでの撮影に対応したキャリブレーションデータを、前記範囲毎に記憶する補正データ記憶部と、前記撮影部により前記体幅の異なる複数の部位を同じ範囲の共通ＦＯＶで撮影された撮影データから、前記複数の部位の中で最大の体幅を有する部位より狭い体幅の特定の部位の撮影データが出力される前記体幅方向のチャンネルの範囲を特定する範囲決定部と、前記補正データ記憶部から、前記範囲決定部が特定した該体幅方向のチャンネルの範囲のＦＯＶに対応した特定キャリブレーションデータを抽出し、抽出した特定キャリブレーションデータを基に、前記特定の部位の撮影データについて前記体幅方向について補正する最終データ補正部と、を備え、前記再構成処理部は、補正された前記特定の部位の撮影データを基に、前記特定の部位についての前記画像データを再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
また、この発明の第６の形態は、Ｘ線源と、Ｘ線検出素子を有し該Ｘ線源と被検体を挟んで対抗配置されたＸ線検出器とを含む撮影部により、体幅の異なる複数の部位を同じ範囲の共通ＦＯＶで撮影され、該Ｘ線検出素子に対応するチャンネルのデータとして取得された撮影データを受けて、画像データを生成する画像処理装置に、前記データを体幅方向の前記チャンネルに沿って補正するための補正用のデータであって、予め、前記各部位の体幅に対応した範囲のＦＯＶでの撮影に対応したキャリブレーションデータを、該範囲毎に補正データ記憶部に記憶する補正データ記憶機能と、前記撮影データから、前記複数の部位の中で最大の体幅を有する部位より狭い体幅の特定の部位の撮影データが出力される前記体幅方向のチャンネルの範囲を特定する範囲決定機能と、前記補正データ記憶部から、該範囲決定機能により特定された該体幅方向のチャンネルの範囲のＦＯＶに対応した特定キャリブレーションデータを抽出し、抽出した特定キャリブレーションデータを基に、前記特定の部位の撮影データについて前記体幅方向について補正するデータ補正機能と、補正された前記特定の部位の撮影データを基に、前記特定の部位についての前記画像データを再構成する再構成機能と、を実行させる画像処理プログラムである。

被検体の大きさに対応したＦＯＶよりも広いＦＯＶを使用し撮影した場合においても、被検体の大きさに対応したキャリブレーションデータにより補正を行うことが可能となる。そのため、頭部から腹部までを一連の画像データとして取得するような場合においても、より広いＦＯＶで撮影したことによるＣＴ値のシフトを抑止し、画像の劣化を防止することが可能となる。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部のブロック図である。 第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の範囲決定部の処理を説明するための図である。 第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の範囲決定部及び最終データ補正部の処理を説明するための図である。 第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部の動作を説明するためのフローチャートである。 変形例１に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部のブロック図である。 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部のブロック図である。 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部の動作を説明するためのフローチャートである。 一般的なＸ線ＣＴ装置におけるＦＯＶ及び該ＦＯＶに対応するキャリブレーションデータの例である。 従来のＸ線ＣＴ装置のブロック図である。 従来のＸ線ＣＴ装置のデータ処理部のブロック図である。 従来のＸ線ＣＴ装置における純生データの補正に関する処理を説明するための図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図９及び図１０に示した従来のＸ線ＣＴ装置と、前処理部１２１の構成が異なる。本説明では、従来のＸ線ＣＴ装置と異なる前処理部１２１の構成及びデータ処理部１２の動作に着目して説明する。まず、図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の前処理部１２１の構成について説明する。

第１の実施形態に係る前処理部１２１は、補正データ記憶部１２１２と、範囲決定部１２１３と、最終データ補正部１２１４とを備える。なお、補正データ記憶部１２１２の構成は従来と同様のため説明は省略する。

範囲決定部１２１３は、データ収集部１１から純生データを受信し、被検体を透過したＸ線が検出されたチャンネル（以降は「検出チャンネル」と呼ぶ）の範囲を特定する（具体的な特定方法については後述する）。このとき、範囲決定部１２１３は、ＣＴ画像の形成に用いられる少なくとも１回転分の純生データが含まれるサイノグラムに対し、被検体を透過したＸ線が検出されたチャンネルの範囲を特定する。なお、データ収集部１１から受信した純生データが「第１のデータ」に相当する。

範囲決定部１２１３の具体的な動作について、図２を参照しながら説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の範囲決定部１２１３の処理を説明するための図である。図２（ａ）は、ＦＯＶ１を設定した場合における、ＦＯＶ１と被検体Ｏとの関係を示している。また図２（ｂ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、被検体Ｏの投影データにより生成されるサイノグラムＳ１を示している。また図２（ｃ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、範囲決定部１２１３の処理を説明するための図である。

範囲決定部１２１３は、データ収集部１１から、撮影時のＦＯＶの設定、つまりＦＯＶ１で取得された純生データをサイノグラムＳ１として受信する。サイノグラムＳ１には、あらかじめ決められた角度単位で取得された純生データが複数含まれている。範囲決定部１２１３は、受信したサイノグラムＳ１を、少なくとも１回転分の純生データを含むように、プロジェクション方向で分割して処理する。以降は、この分割されたデータのプロジェクション方向の幅をＰＷ１とする。また、ＦＯＶ１で取得されたサイノグラムＳ１、及び、サイノグラムＳ１に含まれる純生データのチャンネル方向の幅をＣＷ１とする。

まず範囲決定部１２１３は、ＰＷ１の範囲に含まれる純生データを遂次取り出し、該純生データの各チャンネルにおけるＸ線強度を参照する。このとき範囲決定部１２１３は、被検体を透過していない部分のＸ線強度を、ファントム（疑似模型）のスキャンによりあらかじめｄ０として求めておき、ｄ０よりもＸ線強度の低いチャンネルを検出チャンネルとして特定する。具体的には、図２（ｃ）において、Ｘ線強度がｄ０よりも上側にある部分に対応するチャンネルが、検出チャンネルに対応することになる。

範囲決定部１２１３は、この操作をＰＷ１の範囲に含まれる全ての純生データに対して実行し、全ての検出チャンネルが包含される範囲を、範囲ＣＷ２として特定する。例えば図２（ｃ）では、角度Ｐ１及び角度Ｐ３における純生データＤ１及びＤ３の場合に、チャンネル方向において最も外側に検出チャンネルが存在する。そのため範囲決定部１２１３は、純生データＤ１及びＤ３の検出チャンネルを包含するチャンネル方向の範囲を、範囲ＣＷ２として特定することになる。

このとき範囲決定部１２１３は、例えば、チャンネル方向の中心から最も遠い検出チャンネルを特定し、中心から特定した検出チャンネルまでの距離を基に、範囲ＣＷ２を特定するとよい。この場合、チャンネル方向の中心から両端それぞれに向けて、特定した距離の広がりを持つ範囲が、範囲ＣＷ２となる。

次に範囲決定部１２１３は、範囲ＣＷ２を包含し、かつ、チャンネル方向の範囲が最も狭いキャリブレーションデータＣ２を特定し、キャリブレーションデータＣ２に対応するチャンネル方向の範囲ＣＷ３を特定する。この処理について以降に具体的に説明する。

以降の処理について図３を参照しながら説明する。図３は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の範囲決定部１２１３及び後述する最終データ補正部１２１４の処理を説明するための図である。図３（ａ）は、ＦＯＶ１を設定した場合における、ＦＯＶ１と被検体Ｏとの関係を示している。また図３（ｂ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、被検体Ｏの投影データにより生成されるサイノグラムＳ１を示している。また図３（ｃ）は、ＦＯＶ１を選択した場合の、範囲決定部１２１３及び最終データ補正部１２１４による処理を説明するための図である。

まず範囲決定部１２１３は、範囲ＣＷ２を包含し、かつ、チャンネル方向の範囲が最も狭いキャリブレーションデータＣ２を補正データ記憶部１２１２から特定する。

具体的には、範囲決定部１２１３は、各ＦＯＶに対応したキャリブレーションデータのチャンネル方向の幅と、範囲ＣＷ２とを比較する。この比較により、最終データ補正部１２１４は、範囲ＣＷ２を包含するチャンネル方向の範囲に対応したキャリブレーションデータの集合を特定する。最終データ補正部１２１４は、この集合の中から、チャンネル方向の範囲が最も狭いキャリブレーションデータを、キャリブレーションデータＣ２として特定することになる。

範囲決定部１２１３は、特定したキャリブレーションデータＣ２のチャンネル方向の幅をＣＷ３として特定する。このとき、ＣＷ３≧ＣＷ２の関係が成り立つことになる。なお、この範囲ＣＷ３が「第２の範囲」に相当する。

次に範囲決定部１２１３は、範囲決定部１２１３から受信したＰＷ１の範囲に含まれる各純生データから、範囲ＣＷ３に含まれる純生データを抽出する。具体的に、角度Ｐ０の純生データＤ０−１を例に説明する。純生データＤ０−１は、範囲ＣＷ１に含まれるチャンネルが検出したデータで構成される。最終データ補正部１２１４は、この純生データＤ０−１から、範囲ＣＷ３に含まれるチャンネルが検出したデータのみを取り出し、純生データＤ０−２とする。この純生データＤ０−２が、「第２のデータ」に相当する。

範囲決定部１２１３は、取り出した純生データＤ０−２を、最終データ補正部１２１４に送信する。また範囲決定部１２１３は、補正データ記憶部１２１２から範囲ＣＷ３に対応するキャリブレーションデータＣ２を、最終データ補正部１２１４に出力するように前処理部１２１の制御部（図示しない）に指示する。

最終データ補正部１２１４は、受信した純生データＤ０−２のＸ線強度に、補正データ記憶部１２１２から出力されたキャリブレーションデータＣ２のＸ線強度を加算することで補正し、生データＲ０−２を生成する。この補正による生データの生成に係る処理を、受信した全ての純生データに施す。これにより、例えば、ＰＷ１の範囲に含まれる純生データが、頭部を被検体として取得されたものとした場合、頭部を被検体とする場合のＦＯＶ２に対応したキャリブレーションデータＣ２が抽出されることになる。生成した各生データは、再構成処理部１２３に出力され、再構成処理部１２３で画像に変換される。

次に、図４を参照しながら、第１の実施形態に係るデータ処理部１２の動作について説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部１２の動作を説明するためのフローチャートである。

（ステップＳ０１）
まず、データ収集部１１からデータ処理部１２に送信された純生データは、データ処理部１２内の前処理部１２１で受信される。

（ステップＳ０２）
データ収集部１１から送信された純生データは範囲決定部１２１３により処理される。範囲決定部１２１３は、まずサイノグラムＳ１として受信した純生データを、少なくとも１回転分の純生データを含むように、プロジェクション方向の幅ＰＷ１で分割し、ＰＷ１ごとに検出チャネルの範囲ＣＷ２を特定する。

次に範囲決定部１２１３は、特定した範囲ＣＷ２を基に、範囲ＣＷ２を包含し、かつ、最も狭いチャンネル方向の幅を持つキャリブレーションデータＣ２を補正データ記憶部１２１２から特定する。このキャリブレーションデータＣ２は、変更後のＦＯＶ（ＦＯＶ２）に対応するキャリブレーションデータとなる。

次に、範囲決定部１２１３は、特定したキャリブレーションデータＣ２のチャンネル方向の幅を、範囲ＣＷ３として特定する。

（ステップＳ０３）
次に、範囲決定部１２１３は、受信した純生データから、範囲ＣＷ３に対応するチャンネルの純生データを取り出す。例えば図３（ｃ）に示すように、角度Ｐ０の純生データＤ０−１から、範囲ＣＷ３に対応するチャンネルの純生データＤ０−２を取り出すことになる。範囲決定部１２１３は、取り出した純生データＤ０−２を、最終データ補正部１２１４に送信する。また範囲決定部１２１３は、補正データ記憶部１２１２から範囲ＣＷ３に対応するキャリブレーションデータＣ２を、最終データ補正部１２１４に出力するように前処理部１２１の制御部（図示しない）に指示する。

最終データ補正部１２１４は、受信した純生データＤ０−２を、補正データ記憶部１２１２から出力されたキャリブレーションデータＣ２で補正し、生データＲ０−２を生成する。この純生データの補正による生データの作成の処理を、ＰＷ１の範囲に含まれる全ての純生データに施す。作成した生データは再構成処理部１２３に出力する。

（ステップＳ０４）
再構成処理部１２３は、最終データ補正部１２１４から受信した生データを逆投影して、被検体内の画像データとして再構成する。再構成処理部１２３が再構成した画像データは、表示部１３に表示される。

以上で説明したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部１２は、データ収集部１１から受信した純生データに対し、検出チャンネルの範囲を特定し、この範囲に対応するキャリブレーションデータで該純生データを補正する。そのため、被検体の大きさに対応したＦＯＶよりも広いＦＯＶを使用し撮影した場合においても、取得した純生データを被検体の大きさに対応したキャリブレーションデータで補正することが可能となる。これにより、広いＦＯＶで撮影したことによるＣＴ値のシフトを抑止し、画像の劣化を防止することが可能となる。

なお上記説明では、範囲決定部１２１３が範囲ＣＷ２を特定し、範囲ＣＷ２を基に範囲ＣＷ３を特定したうえで、純生データＤ０−２を取り出し、最終データ補正部１２１４が純生データＤ０−２を補正する例について説明した。しなしながら、処理と構成の対応は、必ずしも上記に限定されるものではない。一連の処理が上述した順序で実行されるのであれば、各処理が実行される構成は限定しない。例えば、範囲ＣＷ２の特定に係る処理を範囲決定部１２１３が行い、最終データ補正部１２１４が範囲ＣＷ２を基にした範囲ＣＷ３の特定、純生データＤ０−２の取り出し、及び、純生データＤ０−２の補正を行う構成としてもよい。

また上記説明では、範囲決定部１２１３からの指示により、補正データ記憶部１２１２から範囲ＣＷ３に対応するキャリブレーションデータＣ２が、最終データ補正部１２１４に出力される構成について説明した。しかしながら、キャリブレーションデータＣ２の出力に係る処理はこれに限定するものではない。例えば、最終データ補正部１２１４が、範囲決定部１２１３から受信した純生データＤ０−２のチャンネル方向の幅を基に、対応するキャリブレーションデータＣ２を補正データ記憶部１２１２から抽出する構成としてもよい。

（変形例１）
次に第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の変形例について図５を参照しながら説明する。図５は、変形例１に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部１２のブロック図である。

変形例１に係るＸ線ＣＴ装置は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成に加え、データ補正部１２１１と、生データ記憶部１２２とを更に備えている。本説明では、第１の実施形態と異なる再構成処理部１２３の動作に着目して説明する。なお、データ補正部１２１１及び補正データ記憶部１２１２の構成及び動作は従来のＸ線ＣＴ装置と同様のため説明は省略する。

変形例１に係るＸ線ＣＴ装置は、範囲決定部１２１３及び最終データ補正部１２１４の動作と平行して、データ補正部１２１１が動作する。このとき、データ補正部１２１１は、データ収集部１１から出力された純生データを、該純生データを取得したＦＯＶに対応するキャリブレーションデータで補正し生データとして出力する。データ補正部１２１１により出力された生データは、生データ記憶部１２２に記憶される。この、データ補正部１２１１及び生データ記憶部１２２の動作は、従来のＸ線ＣＴ装置と同様である。

変形例１に係る再構成処理部１２３は、システムコントローラ１０からの指示を受けて、生データ記憶部１２２に記憶された生データ、又は、最終データ補正部１２１４から受信する生データを基に画像データを再構成する。

以上で説明したように、変形例１に係るＸ線ＣＴ装置においては、システムコントローラ１０からの指示により、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による画像、又は、従来のＸ線ＣＴ装置による画像を選択的に切り替えて出力することが可能となる。これにより、例えば、頭部から腹部までを一連の画像として確認したり、一部（例えば頭部）を劣化の少ない（高精細な）画像として確認したりする作業を、選択的に切り替えて実施することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について図を参照しながら説明する。第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、あらかじめ生成され生データ記憶部１２２に保存された生データに対しても、操作者からの指示に従い、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に、被検体の大きさに対応したキャリブレーションデータで補正し直すことを可能とする。

第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と、前処理部１２１の構成が異なる。本説明では、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と異なる前処理部１２１の構成及びデータ処理部１２の動作に着目して説明する。まず、図６を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の前処理部１２１の構成について説明する。図６は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部１２のブロック図である。

第２の実施形態に係る前処理部１２１は、データ補正部１２１１と、補正データ記憶部１２１２と、範囲決定部１２１３と、最終データ補正部１２１４と、純生データ変換部１２１５とを備える。なお、データ補正部１２１１及び補正データ記憶部１２１２の構成は従来のＸ線ＣＴ装置と同様のため説明は省略する。

純生データ変換部１２１５は、生データを、該生データに対応するキャリブレーションデータを基に、該生データに補正する前の純生データに変換する機能ブロックである。以下に、純生データ変換部１２１５の処理について具体的に説明する。

まず、純生データ変換部１２１５は、あらかじめ撮影され生データ記憶部１２２に記憶された生データを、操作者による操作部（図示しない）からの指示に従い抽出する。

次に純生データ変換部１２１５は、操作者による操作部（図示しない）から指定されたＦＯＶを、抽出した生データに対応するＦＯＶとして特定する。なおデータ収集部１１が、システムコントローラ１０からの指示を受けて、ＦＯＶを純生データに属性としてあらかじめ付加しておくことで、純生データ変換部１２１５が、該属性からＦＯＶを特定する構成としてもよい。また、純生データ変換部１２１５が、生データのチャンネル方向の幅を基に対応するキャリブレーションデータを特定する構成としてもよい。

純生データ変換部１２１５はＦＯＶを特定すると、補正データ記憶部１２１２から該ＦＯＶに対応するキャリブレーションデータ抽出する。

次に純生データ変換部１２１５は、生データのＸ線強度からキャリブレーションデータのＸ線強度を減算することで逆補正し、純生データを生成する。つまり、純生データ変換部１２１５は、データ補正部１２１１で実行される、純生データとキャリブレーションデータとから生データを生成する処理の逆変換に相当する処理を実行することになる。これにより、抽出された生データが、該生データに対応するキャリブレーションデータを基に、該生データを純生データに変換される。なお、この純生データ変換部１２１５が、「データ変換部」に相当する。

純生データ変換部１２１５は、生成した純生データを範囲決定部１２１３に出力する。範囲決定部１２１３は、純生データ変換部１２１５から受信した純生データを基に、検出チャンネルの範囲ＣＷ２を特定し、特定した範囲ＣＷ２を基に、範囲ＣＷ３を特定したうえで純生データＤ０−２を取り出す。以降、範囲決定部１２１３及び最終データ補正部１２１４の動作は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様であり、詳細な説明は省略する。なお、データ補正部１２１１が「初期データ補正部」に相当する。

次に、図７を参照しながら、第２の実施形態に係るデータ処理部１２の動作について説明する。図７は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のデータ処理部１２の動作を説明するためのフローチャートである。

（ステップＳ０１）
まず、データ収集部１１からデータ処理部１２に送信された純生データは、前処理部１２１で受信され、データ補正部１２１１により処理される。なお第１の実施形態と同様に、データ収集部１１からデータ処理部１２に送信された純生データが、「第１のデータ」に相当する。

（ステップＳ１１、ステップＳ１２）
データ補正部１２１１は、まず、システムコントローラ１０からの指示に従い純生データを取得したＦＯＶを特定し、該ＦＯＶに対応するキャリブレーションデータＣ１を補正データ記憶部１２１２から抽出する。データ補正部１２１１は、純生データのＸ線強度をキャリブレーションデータＣ１で補正し、生データとして出力する。データ補正部１２１１が出力した生データは、生データ記憶部１２２に記憶される。なお、このとき生データ記憶部１２２に記憶される生データが「中間データ」に相当する。また、生データの生成に用いたキャリブレーションデータＣ１が、「初期キャリブレーションデータ」に相当する。

（ステップＳ１３）
生データ記憶部１２２に記憶に記憶された生データは、操作者による操作部（図示しない）からの指示に従い、純生データ変換部１２１５により抽出される。

（ステップＳ１４）
次に純生データ変換部１２１５は、操作部（図示しない）からの指示を受けて、抽出した生データに対応するＦＯＶを特定する。ＦＯＶを特定したら、純生データ変換部１２１５は、該ＦＯＶに対応するキャリブレーションデータを補正データ記憶部１２１２から抽出する。純生データ変換部１２１５は、抽出した生データに対応するキャリブレーションデータを基に、該生データを純生データに変換する。純生データ変換部１２１５は、生成した純生データを範囲決定部１２１３に出力する。この純生データ変換部１２１５が出力した純生データが、「第３のデータ」に相当する。なお、第３のデータは、第１のデータと実質的に同一のものとなる。

（ステップＳ０２）
範囲決定部１２１３は、範囲決定部１２１３から受信した純生データを少なくとも１回転分の純生データを含むように、プロジェクション方向の幅ＰＷ１で分割し、ＰＷ１ごとに検出チャネルの範囲ＣＷ２を特定する。

次に、範囲決定部１２１３は、特定した範囲ＣＷ２を基に、範囲ＣＷ２を包含し、かつ、最も狭いチャンネル方向の幅を持つキャリブレーションデータＣ２を補正データ記憶部１２１２から特定する。このキャリブレーションデータＣ２は、変更後のＦＯＶ（ＦＯＶ２）に対応するキャリブレーションデータとなる。

次に、範囲決定部１２１３は、特定したキャリブレーションデータＣ２のチャンネル方向の幅を、範囲ＣＷ３として特定する。なお、範囲ＣＷ３が「第２の範囲」に相当する。また、キャリブレーションデータＣ２が「最終キャリブレーションデータ」に相当する。

（ステップＳ０３）
次に、範囲決定部１２１３は、受信した純生データから、範囲ＣＷ３に対応するチャンネルの純生データを取り出す。例えば図３（ｃ）に示すように、角度Ｐ０の純生データＤ０−１から、範囲ＣＷ３に対応するチャンネルの純生データＤ０−２を取り出すことになる。なお第１の実施形態と同様に、この純生データＤ０−２が、「第２のデータ」に相当する。範囲決定部１２１３は、取り出した純生データＤ０−２を、最終データ補正部１２１４に送信する。また範囲決定部１２１３は、補正データ記憶部１２１２から範囲ＣＷ３に対応するキャリブレーションデータＣ２を、最終データ補正部１２１４に出力するように前処理部１２１の制御部（図示しない）に指示する。

最終データ補正部１２１４は、受信した純生データＤ０−２を、補正データ記憶部１２１２から出力されたキャリブレーションデータＣ２で補正し、生データＲ０−２を生成する。最終データ補正部１２１４は、この純生データの補正による生データの作成の処理を、ＰＷ１の範囲に含まれる全ての純生データに施す。最終データ補正部１２１４は、作成した生データを再構成処理部１２３に出力する。

（ステップＳ０４）
再構成処理部１２３は、最終データ補正部１２１４から受信した生データを逆投影して、被検体内の画像データとして再構成する。再構成処理部１２３は、読み出した生データを逆投影して、被検体内の画像データとして再構成する。再構成処理部１２３が再構成した画像データは、表示部１３に表示される。

以上で説明したように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置においては、あらかじめ生成され生データ記憶部１２２に保存された生データに対しても、被検体の大きさに対応したキャリブレーションデータで補正し直すことが可能となる。これにより、あらかじめ撮影された画像に対しても、広いＦＯＶで撮影したことによるＣＴ値のシフトによる画像の劣化を改善することが可能となる。

なお、本実施形態に係る範囲決定部１２１３は、第１の実施形態に係る範囲決定部１２１３と同様に、データ収集部１１から純生データを直接受信し処理する構成としてもよい。また上記では、データ補正部１２１１と最終データ補正部１２１４を異なる構成として説明したが、最終データ補正部１２１４で実行される処理を、データ補正部１２１１に実行させる構成としてもよい。

また、従来のＸ線ＣＴ装置と同様に、再構成処理部１２３が、生データ記憶部１２２に記憶された生データを基に、画像データを再構成する構成としてもよい。この場合、再構成処理部１２３は、システムコントローラ１０からの指示を受けて、生データ記憶部１２２に記憶された生データ、及び、最終データ補正部１２１４から受信する生データのいずれかを基に、画像データを再構成することが可能となる。これにより、例えば、頭部から腹部までを一連の画像として確認したり、一部（例えば頭部）を劣化の少ない（高精細な）画像として確認したりする作業を、選択的に切り替えて実施することが可能となる。

１ ガントリ ２ 回転リング ３ Ｘ線源 ４ Ｘ線フィルタ
５ Ｘ線検出器 ６ スライド式寝台 ７ 高電圧装置
８ Ｘ線コントローラ ９ ガントリ／寝台コントローラ
１０ システムコントローラ １１ データ収集部
１２ データ処理部
１２１ 前処理部 １２１１ データ補正部 １２１２ 補正データ記憶部
１２１３ 範囲決定部 １２１４ 最終データ補正部
１２１５ 純生データ変換部 １２２ 生データ記憶部 １２３ 再構成処理部
１３ 表示部

Claims (6)

1. Ｘ線源と、Ｘ線検出素子を有し該Ｘ線源と被検体を挟んで対抗配置されたＸ線検出器とを含み、被検体の部位を所定のＦＯＶで撮影し、前記Ｘ線検出素子に対応するチャンネルのデータとして取得する撮影部と、取得した前記データを基に画像データを再構成する再構成処理部と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
   前記データを体幅方向の前記チャンネルに沿って補正するための補正用のデータであって、予め、前記各部位の体幅に対応した範囲のＦＯＶでの撮影に対応したキャリブレーションデータを、前記範囲毎に記憶する補正データ記憶部と、
   前記撮影部により前記体幅の異なる複数の部位を同じ範囲の共通ＦＯＶで撮影された撮影データから、前記複数の部位の中で最大の体幅を有する部位より狭い体幅の特定の部位の撮影データが出力される前記体幅方向のチャンネルの範囲を特定する範囲決定部と、
   前記補正データ記憶部から、前記範囲決定部が特定した該体幅方向のチャンネルの範囲のＦＯＶに対応した特定キャリブレーションデータを抽出し、抽出した特定キャリブレーションデータを基に、前記特定の部位の撮影データについて前記体幅方向について補正する最終データ補正部と、を備え、
   前記再構成処理部は、補正された前記特定の部位の撮影データを基に、前記特定の部位についての前記画像データを再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記撮影部から前記特定の部位の撮影データを受けて、前記共通ＦＯＶに対応したキャリブレーションデータを初期キャリブレーションデータとして前記補正データ記憶部から抽出し、前記初期キャリブレーションデータにより前記特定の部位の撮影データを補正し、中間データとして出力する初期データ補正部を更に備え、
   前記再構成処理部が、前記最終データ補正部の出力、又は前記中間データを基に、画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記特定キャリブレーションデータは、被検体の体軸から体幅の外側にあるチャンネルほど、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の強度が減るデータであり、
   前記最終データ補正部は、前記特定の部位の撮影データに前記特定キャリブレーションデータを加算することで補正することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記特定キャリブレーションデータ及び前記初期キャリブレーションデータは、被検体の体軸から体幅の外側にあるチャンネルほど、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の強度が減るデータであり、
   前記初期データ補正部は、前記共通ＦＯＶで撮影された撮影データに前記初期キャリブレーションデータを加算することで補正し、
   前記最終データ補正部は、前記特定の部位の撮影データに前記特定キャリブレーションデータを加算することで補正することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記特定キャリブレーションデータ及び前記初期キャリブレーションデータは、被検体の体軸から体幅の外側にあるチャンネルほど、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の強度が減るデータであり、
   前記初期データ補正部は、共通ＦＯＶで撮影された撮影データに前記初期キャリブレーションデータを加算することで補正し、さらに
   前記中間データから前記初期キャリブレーションデータを減算することで逆補正するデータ変換部を有し、
   前記範囲決定部は、前記データ変換部で逆補正されて得られた撮影データを基に、前記特定の部位の撮影データが出力される前記体幅方向のチャンネルの範囲を特定し、
   前記最終データ補正部は、前記変換部で逆補正されて得られた撮影データから特定された前記範囲における前記特定の部位の撮影データに前記特定キャリブレーションデータを加算することで補正することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. Ｘ線源と、Ｘ線検出素子を有し該Ｘ線源と被検体を挟んで対抗配置されたＸ線検出器とを含む撮影部により、体幅の異なる複数の部位を同じ範囲の共通ＦＯＶで撮影され、該Ｘ線検出素子に対応するチャンネルのデータとして取得された撮影データを受けて、画像データを生成する画像処理装置に、
   前記データを体幅方向の前記チャンネルに沿って補正するための補正用のデータであって、予め、前記各部位の体幅に対応した範囲のＦＯＶでの撮影に対応したキャリブレーションデータを、該範囲毎に補正データ記憶部に記憶する補正データ記憶機能と、
   前記撮影データから、前記複数の部位の中で最大の体幅を有する部位より狭い体幅の特定の部位の撮影データが出力される前記体幅方向のチャンネルの範囲を特定する範囲決定機能と、
   前記補正データ記憶部から、該範囲決定機能により特定された該体幅方向のチャンネルの範囲のＦＯＶに対応した特定キャリブレーションデータを抽出し、抽出した特定キャリブレーションデータを基に、前記特定の部位の撮影データについて前記体幅方向について補正するデータ補正機能と、
   補正された前記特定の部位の撮影データを基に、前記特定の部位についての前記画像データを再構成する再構成機能と、を実行させる画像処理プログラム。

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