JPH07109617B2

JPH07109617B2 - Ｘ線断層撮影装置

Info

Publication number: JPH07109617B2
Application number: JP61098264A
Authority: JP
Inventors: 勇夫堀場; 博幸竹内; 博西村; 修瀧口
Original assignee: 株式会社日立メデイコ
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPS6263376A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、扇状に広がったＸ線（以下「ファンビームＸ
線」という）を用いて被検査体の周りに回転運動をしな
がら計測を行うＸ線断層撮影装置に関し、特に断層像の
画質を向上すると共に像再構成演算を高速化することが
できるＸ線断層撮影装置に関する。

従来の技術第８図は従来のこの種のＸ線断層撮影装置におけるスキ
ャナ構成と計測方法を示す説明図である。まず、被検査
体領域１を覆うファンビームＸ線２を放射するＸ線源Ｓ
とそれに対向して設けられた多素子Ｘ線検出器３が一体
となって、被検査体４の周りに回転運動を行う。次に、
この回転運動中にパルスＸ線を放射し、上記被検査体４
を透過したファン状に広がったＸ線を検出素子３′が一
定間隔で並んだ多素子Ｘ線検出器３で一定角度ごとに計
測することによって、投影データの収集が行われる。こ
こで、上記多素子Ｘ線検出器３の検出素子３′,3′間の
角度間隔をＰαとし、一定角度ごとに計測する角度サン
プル間隔をＰβとする。そして、上記計測された投影デ
ータを、Ｘ線源の角度位置βと検出素子列αを用いてＨ
（α，β）と表わすことにし、各投影データは計測され
たファンビームＸ線のｌ（x,y）に沿う被検査体４のＸ
線吸収係数分布ｆ（x,y）の積分値として第（１）式の
ような関係にある。

Ｈ（α，β）＝∫ｆ（x,y）dl （１）このようにして得られた投影データＨ（α，β）をもと
に断層像ｆ（x,y）を再構成する方法として、従来から
フィルタードバックプロジェクション法が広く用いられ
ている（例えば、“The Fourier Reconstrucion of a H
ead Section"（1974年）,IEEE Trans.,NS−21,P.21〜4
3）。このフィルタードバックプロジェクション法は、
第９図に示すように、投影データＡにまず検出器物理特
性を補正する種々の前処理演算Ｂを施したあと、逆投影
によるぼけを修正するためのフィルタ処理Ｃを行い、そ
のあと逆投影（バックプロジェクション）演算Ｄを行う
ことによって断層像を再構成するものである。

ここで、上記投影データの収集において、直角座標にお
ける再構成演算座標系と計測幾可学系との関係を示す
と、第10図のようになる。この図では、Ｘ線源Ｓの位置
を回転角βで表し、その位置Ｓから曝射されたファビー
ム内の画素Ｅ（x,y）を通過したビーム位置を、Ｓから
回転中心Ｏを通る直線とのなす角αで表す。またＸ線源
Ｓから画素Ｅ（x,y）までの距離をＬとする。ＤはＸ線
源Ｓの回転半径である。

上記のように、多方向から得られる各投影データごとに
フィルタ処理Ｃ（第９図参照）を行い、直角座標系とし
て構成された二次元メモリ空間上に直接ファン状に逆投
影演算Ｄを行う方法をダイレクトバックプロジェクショ
ン法（以下「ダイレクト法」と略す）という。このダイ
レクト法では、例えば米国特許第4149247に示されてい
るように、計測されたファンビームによる投影データが
Ｈ（α，β）に対してまず第（２）式に従うフィルタ処
理を行う。

Ｇ（α，β）＝∫（α′）Ｗ（α′）Ｈ（α−α′，β）ｄα′
（２）ここでＪ（α′）はファンビームを用いた計測による不
等間隔サンプルの補正項であり近似的にはＪ（α′）＝cos（α′）（３）で与えられる。またＷはぼけ回復のためのフィルタ関数
である。そして、その後、逆投影するものである。さら
にくわしく説明すると、第10図において、Ｘ線源Ｓの位
置と再構成演算する座標Ｅ（x,y）とを与え、その点Ｅ
を通過したＸ線ビームの角度位置αを第（４）式および
第（５）式によって算出する（ビーム位置算出）。

α＝−β＋γ （４）また、同様にＬを第（６）式により算出する（重み算
出）。

L²（ｘ−Dcosβ）^２＋（ｙ−Dsinβ）^２（６）このα,L²を用いて全ての座標点について計測開始角度
β_０から360度の角度範囲で第（７）式に従う累積加算
を行う事により断層像が再構成される。

ただし、1/L²は計測に用いたＸ線ビームがＸ線源Ｓから
検出器３に向かっての広がりの効果（partial fan−bea
m effect）を補正するための重みである。

また計測データＨ（α，β）はそれぞれサンプル間隔Ｐ
α,Pβで量子化されているため、βを整数ｊおよびｍを
用いて β＝β_０＋Ｐβ×ｊ＝β（ｊ）（ｊ＝0,1,2,…,m−１）（８）ｍ＝２π/Pβ （９）とおく。ここでβ_０は計測開始位置、ｊはファンビーム
投影番号であり第（７）式はこのｊについての離散処理
としてとなる。またαについても第（４）および第（５）式に
よって座標点（x,y）から求められたαに計測点が必ず
しも一致しないので第（10）式の代わりに実際には近傍
４点の線形補間を用いて第（11）式によって計算する。

ここでgn（δ）は補間関数でありi,δはそれぞれｉ＝〔α/Pα〕〔〕はガウス記号（12） δ＝α−Ｐα×ｉ（13）である。

これらの処理を全座標点について行うことにより逆投影
演算が完了するが、全逆投影演算を終えるには第
（４），（５），（６）式および第（11）式を全画素数
×投影数（角度サンプル数）だけ計算する必要があり、
ダイレクト法では膨大な計算量が必要となる。この膨大
な計算量は高画質化の為にサンプル間隔を小さくし、断
層像の全画素数を増加した場合ますます増加し、像再構
成演算の高速化の妨げとなるものであった。

これに対して、ファンビームＸ線によって得られた投影
データ群から並べ変えによって一旦平行ビーム投影デー
タを作成し、この並べ変え後のデータを用いてフィルタ
処理Ｃ（第９図参照）および逆投影演算Ｄを行う方法
（以下「アレンジ法」と略す）がある（例えば、米国再
発行特許第30947号）。このアレンジ法について説明す
ると、第８図に示すＸ線源Ｓを中心とす円弧状に等しい
素子間隔Ｐαで構成された多素子Ｘ線検出器３で計測さ
れたファンビーム投影データＨ（α，β）に対して、第
11図におけるＸ線源Ｓと検出器３の回転中心０から各Ｘ
線ビームへの距離ｔと、各Ｘ線ビーム角度θとの２つの
パラメータを座標軸とする二次元座標を設定すると（第
12図参照）、各Ｘ線ビーム位置α，βと二次元座標（t,
θ）との間には、ｔ＝Ｄ×sinα （14） θ＝α＋β （15）の関係がある。したがって二次元座標のｔ軸方向の角度
間隔Ｐαに従う各検出素子の計測位置は距離ｔの増加に
従って、しだいに縮った位置となり、この二次元座標上
に各投影データは第12図のようにＸ線源Ｓの角度位置β
に従ってＳ字形に並べられる。この二次元座標上の投影
データＰ（t,θ）は、平行ビームの投影データであり、
この並べ変え演算はアレンジメント演算とも呼ばれ、演
算後の投影データＰ（t,θ）を平行ビームの逆投影演算
することによって断層像が再構成される。なお、上述の
第12図は、検出素子の角度間隔Ｐαと計測の角度サンプ
ル間隔Ｐβとの比Ｋ（＝Ｐα/Pβ）が1/2の場合を示す
ものである。

発明が解決しようとする問題点しかし、上記アレンジ法における並べ変え演算では、第
12図に示すように、二次元座標上の投影データが曲線で
与えられること、および各検出素子の計測位置が不均一
であるために、この二次元の座標変換では二次元座標上
の格子点と計測位置を全てのデータについて一致させる
ことは不可能であり、一般的には、β方向について一次
元の補間を行いしかる後にα方向の均一性を補正する一
次元の補間を実施したり、あるいはこれらの二つの補間
を合成してα方向およびβ方向の二次元の補間を行う必
要がある。従って、上記アレンジ法ではこの２回の一次
元補間あるいは二次元の補間演算のために再構成された
断層像の空間分解能が劣化し、断層像に含まれる雑音の
粒状性も粗くなり画質を低下させるものであった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決し、断層像の
画質を向上することができると共に像再構成演算を高速
化することができるＸ線断層撮影装置を提供することを
目的とする。

問題点を解決するための手段第１図は、上記従来例の画質劣化を改善するための本発
明によるＸ線断層撮影装置における投影データの収集に
ついて、直角座標における再構成演算座標系と計測幾可
学系との関係を示すものである。図において、Ｘ線源Ｓ
の位置を回転角βで表す。その位置Ｓから放射されたフ
ァンビーム内の画素Ｅ（x,y）を通過したビーム位置
を、Ｓから回転中心Ｏを通る直線とのなす角αで表す。
また、Ｘ線源Ｓから画素Ｅ（x,y）までの距離をＬとす
る。ＤはＸ線源Ｓの回転半径である。そして、Ｘ線源Ｓ
の回転中心ＯからＤに直角に延ばした直線上の各ビーム
までの距離をｕとし、各Ｘ線ビーム角度をθとする。

そして、本発明は、第２図に示すように、スキャナ10
と、像再構成演算手段11と、表示手段12とを有するＸ線
断層撮影装置において、上記像再構成演算手段11は、前
述のｔ座標軸の代わりに次の第（16）式に示すt/Dの逆
正弦に比例する実長とは異なる長さｕを用いた変形され
た二次元座標を新しく導入し、この二次元座標上で並べ
変え演算を行って不均一平行ビーム投影データを発生さ
せる手段と、この不均一平行ビーム投影データにフィル
タ処理を行う手段と、上記不均一平行ビーム投影データ
の不均一性を補正すると共に分布画像を逆投影する手段
で構成したことによってなされる。

ｕ＝sin^-1（t/D）＝α （16） θ＝α＋β （17）ここで、新しく導入された回転中心Ｏから各Ｘ線ビーム
までの距離ｕと、各Ｘ線ビーム角度θの２つのパラメー
タを座標軸とする変形された二次元座標上の各投影デー
タの計測位置を図示すると、第３図に示すようになる。
なお、この第３図は、検出素子の角度間隔Ｐαと計測の
角度サンプル間隔Ｐβとの比Ｋが1/2の場合を示してい
る。

このようにして得られた変形された二次元座標上の平行
ビーム投影データＰ（u,θ）は、座標軸ｕが実長に対し
て異なるために第12図に示す従来の二次元座標上の平行
ビーム投影データＰ（t,θ）とは異なり、ｕ方向の間隔
PuがＸ線源Ｓと検出器３の回転中心Ｏから離れるに従っ
て次第に小さくなっている（以下ｕの「不均一性」とい
う）。従って、このまま通常の平行ビームの逆投影演算
によって断層像を再構成すると、その断層像は回転中心
Ｏから周辺部になるにつれて半径方向に次第に拡大され
た画像となるばかりかCT値（Ｘ線の吸収係数値）も正し
く求められない。この問題に対しては、以後に施される
フィルタ処理、および逆投影（バックプロジェクショ
ン）演算で補正する。CT値の補正はフィルタ処理で行
い、周辺部の拡大効果は逆投影演算で補正する。

まずCT値の補正について説明する。フィルタ処理では以
後に施される逆投影によるぼけを修正するためのフィル
タ関数としてほぼ空間周波数に比例した周波数を強調す
る関数が用いられる。ここで、第（16）式から dt＝Dcos（ｕ）・du （18）となる。従って、この実長ｔとは不均一な座標軸ｕを用
いた投影データのフィルタ処理後の値は、不均一性の成
分ｕである余弦に比例する変調をうけ、周辺部ほど小さ
くなる。従って、この補正には、近似的にＰ（u,θ）に
対してフィルタ関数Ｗを用いて、第（19）式に示すフィ
ルタ処理を行う。

Ｇ（u,θ）＝Ｊ（ｕ）∫Ｗ（ｕ′）Ｐ（ｕ−ｕ′，θ）du′（19）ここでＪ（ｕ）は座標軸ｕの不均一性の補正項でありＪ（ｕ）＝1/cos （ｕ）（20）で与えられる。第（19）式に示すフイルタ処理は、ここ
では重畳積分の形で示したが、数学的にはフーリエ変換
によっても全く同等の演算が可能である。

次に逆投影演算における周辺部の拡大効果の補正につい
て説明する。通常の等間隔平行ビーム投影データＰ（t,
θ）からの逆投影演算を第（21）式および第（22）式に
示す。

ｔ＝x sinθ−y cosθ （21）前述の第（19）式で求めたＧ（u,θ）を通常の等間隔平
行ビーム投影データＰ（t,θ）として、上記の第（22）
式を用いて逆投影演算された再構成像ｆ（x,y）は、座
標軸ｕの不均一性のためにt/Dの逆正弦に比例する変調
をうけ、周辺部ほど拡大される。そこで第（21）式にこ
れに対する補正を追加する。すなわち第（23）式としてｕ＝sin^-1（t/D）＝sin^-1｛（x sinθ−y cosθ）/D｝（23）を用いて再構成像の座標点（x,y）からｕを求め、第（2
4）式によって再構成像ｆ（x,y）を得る。

ただし、フイルタ処理された計測データＧ（u,θ）はそ
れぞれサンプル間隔Pu,Pθで量子化されているため、前
記ダイレクト法と同様に、θについては整数ｊおよびｍ
を用いて θ＝θ_０＋Ｐθ×ｊ＝θ（ｊ）（ｊ＝0,1,2,…,m−１）（25）ｍ＝２π/Pθ （26）とおく。ここでθ_０は、計測開始位置β_０、とファンビ
ーム広がり角の1/2であるα_０を用いて、 θ_０＝α_０＋β_０（27）と表され、第（24）式はこのｊについての離散処理とし
てとなる。またｕについても第（23）式によって量子化さ
れた座標点（x,y）から求められたｕにＧ（u,j）の算出
点が必ずしも一致しないので、第（28）式の代わりに近
傍４点の線形補間を用いて第（29）式によって計算す
る。

ここでgn（δ）は補間関数でありi,δはそれぞれｉ＝〔u/Pu〕〔〕はガウス記号（30） δ＝ｕ−Pu×ｉ（31）である。

作用本発明に係る変形された二次元座標（u,θ）を用いれ
ば、座標軸ｕは計測位置αと全く一致するために空間分
解能を規定しているα方向の補間演算が不必要となる。
また、この変形された二次元座標上に各投影データはＸ
線源Ｓの角度位置βに従って直線形に並べられるため
に、β方向の補間演算も極めて単純となる。ここで、フ
ァンビームＸ線を用いたＸ線断層撮影装置では、一般的
にその検出素子の角度間隔Ｐαは回転方向のサンプル間
隔Ｐβよりも小さく設定することが多く、こうした場合
の変形された二次元座標上の各投影データはｕ軸に対す
る傾きが１より小さい直線上に並べられ、この場合の平
行ビーム投影データを得るための並べ変え演算は単純な
β方向の１次元補間演算で実施可能である。

さらに、多素子Ｘ線検出器の一定間隔で並んだ検出素子
の角度間隔Ｐαの整数倍の回転角度位置ごとにＸ線源Ｓ
からＸ線を放射するようにスキャナ10を構成した場合、
すなわち、回転方向のサンプル間隔Ｐβを検出素子の角
度間隔Ｐαの整数倍Ｋ（Ｐβ＝KPα）に設定した場合
は、補間演算が周期Ｋの単純繰り返し演算により実施可
能であるために、この並べ変え演算はさらに単純とな
る。例えば、検出素子の角度間隔Ｐαと回転方向のサン
プル間隔Ｐβが等しい場合（Ｋ＝１）には、θ座標軸の
格子間隔ＰθをＰβと一致させれば、変形された二次元
座標上の各投影データはｕ軸に対する傾きが１の直線上
に並べられ、各検出素子の計測位置と二次元座標上の格
子点は全てのデータについて一致することにより、補間
演算が完全に不必要となる。

実施例以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第２図は本発明によるＸ線断層撮影装置の実施例を示す
全体構成のブロック図である。このＸ線断層撮影装置
は、計測を行うスキャナ10、計測することによって得ら
れた投影データから断層像を再構成する像再構成演算手
段11および断層像を表示する表示手段12の三つの部分で
構成されている。第４図にスキャナ10の構成図を示す。
スキャナ10では被検査体領域13を覆うファンビームＸ線
14を放射するＸ線管15とそれに対向して置かれた多素子
検出器16が駆動装置17によって回転する円盤18に取り付
けられており、これらが一体となって、被検査体19の周
りに回転運動を行う。この回転運動中にパルスＸ線を一
定角度ごとに曝射し、被検査体19を透過後のＸ線の強度
を検出素子が一定間隔で並んだ多素子Ｘ線検出器16で電
気信号として検出する。この多素子Ｘ線検出器16からの
電気信号は、一旦積分回路20にてＸ線パルス時間の積算
を行った後、アナログマルチプレクサ21を介してアナロ
グディジタル変換器22によってディジタル値に変換され
る。このようにしてスキャナ10の回転運動中に360度全
周に渡って投影データの収集を行い、得られた投影デー
タは次の像再構成演算手段11に入力される。

第５図に像再構成演算手段11の構成図を示す。像再構成
演算手段11に入力された投影データは、対数変換器23で
第（１）式に示したような計測されたファンビームＸ線
のｌ（x,y）に沿う被検査体19のＸ線吸収係数分布ｆ
（x,y）の積分値Ｈ（α，β）に変換される。この対数
変換器23は、第６図に示すように、単純なランダムアク
セスメモリ24で構成することができ、このランダムアク
セスメモリ24の中にあらかじめ対数表log（ｘ）を格納
しておき、ランダムアクセスメモリ24のアドレスライン
に計測値ｘを入力することによって対数変換値を得る。
このようにして対数変換された投影データＨ（α，β）
は、一旦αとβで指定される第５図に示す二次元ランダ
ムアクセスメモリ25に格納しておく。減算器26はコント
ローラ27によって指定されるｕ及びθから第（18）およ
び第（19）式の関係を利用して、 α＝ｕ（32） β＝θ−ｕ（33）の演算を実行し、αおよびβを算出する。このαおよび
βを、二次元ランダムアクセスメモリ25のアドレスライ
ンに入力することによってファンビーム投影データＨ
（α，β）から平行ビーム投影データＰ（u,θ）が得ら
れる。ここで、上記二次元ランダムアクセスメモリ25と
減算器26とが、変形された二次元座標上で並べ換え演算
を行って不均一平行ビーム投影データを発生させる手段
49となるものである。次に、フーリエ変換器28は、ｕ軸
を空間周波数ωに変換しフーリエ変換結果Ｑ（ω，θ）
を得る。一次元メモリ29には、逆投影によるぼけを修正
するためのフィルタ関数Ｗ（ｕ）のフーリエ変換結果Ψ
（ω）を格納しておき、乗算器30はこのＱ（ω，θ）と
Ψ（ω）の掛け算を行い、逆フーリエ変換器31に入力し
てフィルタ結果Ｇ（u,θ）を算出する。ここで、上記フ
ーリエ変換器28と一次元メモリ29と乗算器30と逆フーリ
エ変換器31とが、フイルタ処理を行う手段50となるもの
である。次に、一次元メモリ32には、第（22）式に示す
Ｊの値を格納しておき、コントローラ27によって指定さ
れるｕをこの一次元メモリ32のアドレスラインに入力す
ることによってＪすなわち1/cos（ｕ）を得る。乗算器3
3は、このＪと上記Ｇ（u,θ）の掛け算を行い、この結
果は次の逆投影演算部34に入力される。ここで、上記一
次元メモリ32と乗算器33とが、上記平行ビーム投影デー
タＰ（u,θ）の回転中心Ｏからの不均一性を補正する手
段のうちCT値の補正手段51となるものである。

逆投影演算部34では、上記フィルタ結果Ｇ（u,θ）から
断層像を算出する。そして、この断層像は、二次元メモ
リ36上に再構成される。この二次元メモリ36は、各々の
θごとに求められたフィルタ結果Ｇ（u,θ）を、ｘ方向
とｙ方向にラスタースキャン的に総ての座標に対して第
（29）式に示す累積加算を実行し、次のθに対しても同
様の処理を繰り返して、総てのθすなわち360度の角度
範囲に対して累積加算演算を実行し終わると断層像が算
出される。

ここで、一つのθに対する逆投影演算について示すと、
第７図のようになる。第７図で、二次元メモリ36の左上
の座標点を累積加算演算の開始点とすると、この座標位
置（x₀,y₀）を通過する平行ビームの位置t₀（θ）は、
第（16）式を用いて、 t₀（θ）＝x₀sinθ−y₀cosθ （34）また二次元メモリ36のラスタースキャンに伴うｘ方向と
ｙ方向のｔ軸上の移動素ξ（θ），η（θ）は、二次元
メモリ36のｘ方向とｙ方向の座標間隔をそれぞれΔx,Δ
ｙとすると、 ξ（θ）＝Δx sinθ （35） η（θ）＝−Δy cosθ （36）である。従って、二次元メモリ36のラスタースキャンに
伴うｘ方向の移動に対しては、平行ビームの位置ｔをこ
のξだけ増加すれば求めることができ、ｙ方向の移動に
対しては、ηだけ増加することによって求められ、二次
元メモリ上の総ての座標位置を通過する平行ビームの位
置ｔは、ラスタースキャンに際しては単純な加算計算で
求めることができる。このｔからｕへの変換は、第（2
3）式を用いてsin（t/D）の数素を参照することによっ
て簡単に求められる。

第５図の一次元メモリ37にはt₀,一次元メモリ38には
ξ、一次元メモリ39にはηを格納しておく。二次元メモ
リ36のアドレスラインはｘ方向のカウンタ40とｙ方向の
カウンタ41に接続され、一つのラスターの処理が終了す
るとｘ方向のカウンタ40がオーバーフロウし、ｙ方向の
カウンタ41が＋１される。総てのラスターの処理が終了
すると、ｙ方向のカウンタ41がオーバーフロウして、θ
のカウンタ42が＋１され次のθを指定する。このθのカ
ウンタ42は出力は、三つの一次元メモリ37,38,39に接続
され、それぞれt₀,ξ，ηを読み出す。これらの三つの
一次元メモリ37,38,39の出力はマルチプレクサ43を介し
て加算器44に接続され、零クリアされたレジスタ45にt₀
を加えることによって該レジスタ45に初期値を設定し、
上記加算器44とレジスタ45はラスタースキャンに際し
て、順次ｘ方向の移動に対してはξの加算を、ｙ方向の
移動に対してはηの加算を実行し、座標点（x,y）に対
応する平行ビームの位置ｔを算出する。一次元メモリ46
にはsin（t/D）の数表を格納しておき、この一次元メモ
リ46のアドレスラインにレジスタ45の出力を入力するこ
とにより位置ｔは直ちにｕへ変換される。ここで、上記
一次元メモリ46は、前述の平行ビーム投影データＰ（u,
θ）の回転中心Ｏからの不均一性を補正する手段のうち
周辺部の拡大効果の補正手段となるものである。次に、
上記ｕは一次元ランダムアクセスメモリ35のアドレスラ
インに入力されフィルタ結果Ｇ（u,θ）を読み出し、ｘ
方向のカウンタ40とｙ方向のカウンタ41によって読み出
された二次元メモリ36の値に加算器47とレジスタ48によ
って加え込まれ、再度二次元メモリ36に格納される。

二次元メモリ36の総ての座標点に対して以上のようにし
て累積加算演算を実行し一つのθに対する逆投影演算を
終了すると、次のθに対するフイルタ結果Ｇ（u,θ）を
算出し、同様の処理を繰り返す。このようにして総ての
θすなわち360度の角度範囲に対して累積加算演算を実
行し終わると断層像が算出される。

このようにして求められた断層像は、次の表示手段12
（第２図参照）へ表示される。すなわち、上記二次元メ
モリ36上に再構成された断層像は、ラスタスキャン的に
順次ディジタル値として読み出され、ディジタルアナロ
グ変換器によってビデオ信号に変換され、このビデオ信
号がブラウン管に入力しCT値に対応した濃淡画像として
表示される。なお、上記の実施例は、Ｘ線管15と多素子
Ｘ線検出器16とが一体となって回転する装置について説
明したが、本発明はこれに限られず、不均一座標の関数
を変更することにより、多素子Ｘ線検出器16は円周上に
配列固定しＸ線管15のみを回転運転させて計測する装置
にも同様に適用できる。

発明の効果本発明は以上のように構成されたので、処理の過程で設
定された実長とは不均一な座標軸ｕの影響が完全に補正
された、ゆがみのない正しい断層像となる。また、本発
明によれば、従来のアレンジ法で必要とされた二次元の
補間演算が無く、再構成された断層像の空間分解能劣化
の原因となるα方向の補間演算がダイレクト法と同じ各
投影に対して１回のみとなり、空間分解能の劣化も小さ
くかつ雑音の粒状性も改善される。さらに、ダイレクト
法の問題点である計算量についても多くの計算時間を必
要とする第（５）式および第（６）式を省略することが
でき、像再構成演算の大幅な高速化が可能となる。ま
た、フィルタ処理および逆投影演算が平行ビームを用い
たＸ線断層撮影装置と極めて類似性が高いため他のＸ線
断層撮影装置との共用性が高く、かつ逆投影演算が単純
なためハードウエア構成が容易であるという長所を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線断層撮影装置における投影データ
の収集について直角座標における再構成演算座標系と計
測幾可学系との関係を示す説明図、第２図は本発明のＸ
線断層撮影装置の全体構成を示すブロック図、第３図は
本発明により導入した二次元座標上の各投影データの計
測位置を示すグラフ、第４図はスキャナの構成を示すブ
ロック図、第５図は像再構成演算手段の詳細を示すブロ
ック図、第６図は対数変換器の内容を示すブロック図、
第７図は一つのＸ線ビームに対する逆投影演算の状態を
示す説明図、第８図は従来のＸ線断層撮影装置における
スキャナ構成と計測方法を示す説明図、第９図は断層像
を再構成するフィルタードバックプロジェクション法の
手順を示す説明図、第10図は従来例における投影データ
の収集について直角座標における再構成演算座標系と計
測幾可学系との関係を示す説明図、第11図は従来のアレ
ンジ法における第10図と同様の説明図、第12図は上記ア
レンジ法における二次元座標上の各投影データの計測位
置を示すグラフである。 10……スキャナ 11……像再構成演算手段 12……表示手段 13……被検査体領域 14……ファンビームＸ線 15……Ｘ線管（Ｘ線源） 16……多素子Ｘ線検出器 19……被検査体 46,51……不均一性を補正する手段 49……不均一平行ビーム投影データを発生させる手段 50……フィルタ処理を行う手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者瀧口修千葉県柏市新十余二２番１号株式会社日立メデイコ研究開発センタ内 (56)参考文献特開昭59−168840（ＪＰ，Ａ) 電子通信学会誌、68〔４〕（昭60−４− 25）Ｐ．530−537

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体領域を覆うファンビームＸ線を放
射するＸ線源を被検査体の周りに回転運動を行い、この
回転運動中にＸ線を放射し上記被検査体を透過したファ
ン状に広がったＸ線を多素子Ｘ線検出器で計測すること
によって複数の投影データの収集を行うスキャナと、こ
の投影データから計測断面における被検査体のＸ線の吸
収係数に関する分布画像を計算によって再構成する像再
構成演算手段と、上記分布画像を表示する表示手段とを
有するＸ線断層撮影装置において、上記像再構成演算手
段は、上記計測された投影データから不均一平行ビーム
投影データを発生させる手段と、この不均一平行ビーム
投影データにフィルタ処理を行う手段と、このフィルタ
処理された投影データを用いて上記不均一平行ビーム投
影データの不均一性を補正すると共に分布画像を逆投影
する手段を設けたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項２】上記不均一平行ビーム投影データを発生さ
せる手段は、多素子Ｘ線検出器で計測された投影データ
のＸ線ビーム角度を第一の座標軸とし、ファンビーム内
のスキャナ回転中心からＸ線ビームまでの距離を回転中
心からＸ線源までの距離で割った値の逆正弦に比例する
不均一な座標軸を第二の座標軸とする二次元座標を設定
し、この二次元座標上で並べ変え演算を行うものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線断層
撮影装置。
【請求項３】上記スキャナは、多素子Ｘ線検出器の一定
間隔で並んだ検出素子の角度間隔の整数倍の回転角度位
置ごとにＸ線源からＸ線を放射するものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のＸ線
断層撮影装置。