JPH07386A

JPH07386A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JPH07386A
Application number: JP5141791A
Authority: JP
Inventors: Akinami Ohashi; 昭南大橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1993-06-14
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は連続スキャンやヘリカルスキャンによ
り得られた大量の投影データから多数枚の断層像を短時
間に再構成できるとともに、再構成に必要なデータの記
憶容量を少なく抑えるＸ線コンピュータ断層撮影装置を
提供すること。【構成】最初（あるいは最後）のスライスについては３
６０度のビューを記憶し、以降のスライスについては３
６０度離れたビュー間の同一レイのデータの差分を可逆
圧縮して記憶する。記憶した生データを用いて、最初
（あるいは最後）のスライスの画像を再構成して記憶す
る。少し離れた位置との差分画像を連続的に再構成し、
その差分画像を可逆圧縮して記憶する。記憶した差分画
像を展開して、連続的に加算し、連続した画像を表示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線コンピュータ断層撮
影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と略称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、
Ｘ線ＣＴ装置と略称する）は被検体の断層像を撮影する
装置として、医用のみならず産業用にも広く普及してい
る。特に、医用におけるＸ線ＣＴ装置は画像診断機器と
して重要な位置を占めている。最近のＸ線ＣＴ装置は初
期のものに比較すれば、スキャン速度が非常に早く、全
体の撮影時間も短くなっているが、さらに早く撮影を行
ないたいという要求がある。そのために、近年はスリッ
プリングを用いて多数枚の断層像を連続してスキャン
（連続スキャン）することができるＸ線ＣＴ装置が出現
している。さらに、寝台（被検体）を移動しながら連続
スキャンを行うヘリカルスキャンによって、ボリューム
スキャンが可能になった。このため、従来のＸ線ＣＴ装
置が断層像を１枚づつスキャンしていたのに比較して、
多数枚の断層像が短時間にスキャンできるようになっ
た。以下、被検体を移動しないで、１連のスキャンを行
うことを固定位置スキャン、被検体を移動しながら１連
のスキャンを行うことをヘリカルスキャンと称する。

【０００３】このように多量の投影データ、および画像
データが発生すると、以下のような問題が発生する。 (1) 画像の再構成時間が長くなる。

【０００４】(2) 投影データおよび画像を記憶するため
に多量の記憶容量を必要とする。第１の問題を解決する方法としては、例えば特開昭５７
−１３４１４２号等が提案されている。しかしながら、
これらには第２の問題である記憶容量の増加に対する解
決方法が示されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は、連続スキャ
ンやヘリカルスキャンにより得られた大量の投影データ
から多数枚の断層像を短時間に再構成できるとともに、
再構成された画像、及び再構成に必要なデータの記憶容
量を少なく抑えることができるＸ線コンピュータ断層撮
影装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるＸ線コンピ
ュータ断層撮影装置は第１のスライス位置における第１
の断層像を求める再構成手段と、再構成手段が第１の断
層像を求めるために必要な第１のデータ群と第１のスラ
イス位置に隣接する第２のスライス位置における第２の
断層像を求めるために必要な第２のデータ群との間の異
なるデータを用いて第２の断層像と第１の断層像との差
分画像を求める手段と、差分画像を圧縮して記憶する手
段とを具備することを特徴とする。

【０００７】本発明による他のＸ線コンピュータ断層撮
影装置は被検体をＸ線で走査してスライスの３６０度以
上の方向からの投影データを連続的に求め、投影データ
を圧縮して記憶する手段と、記憶手段の記憶データを用
いて第１のスライス位置における第１の断層像を求める
再構成手段と、再構成手段が第１の断層像を求めるため
に必要な第１のデータ群と前記第１のスライス位置に隣
接する第２のスライス位置における第２の断層像を求め
るために必要な第２のデータ群との間の異なるデータを
記憶手段から読出して第２の断層像と第１の断層像との
差分画像を求める手段を具備することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、第１のスライス位置の断層像
については通常通り再構成するが、それに隣接する第２
のスライス位置以降については、前のスライスの断層像
の再構成に必要なデータと当該スライスの断層像の再構
成に必要なデータとの差分画像のみを再構成し前のスラ
イスの断層像と差分画像とを合成して断層像を求めるの
で、連続したスライスの断層像を短時間で再構成できる
とともに、差分画像を圧縮して記憶するので、画像の記
憶容量を減少させることができる。

【０００９】また、本発明によれば、投影データを圧縮
して記憶する記憶手段から読出したデータに基づいて再
構成するので、再構成に必要なデータの記憶容量を少な
く抑えることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明によるＸ線コン
ピュータ断層撮影装置の実施例を説明する。第１実施例
として連続スキャンにより得られた投影データから多数
の断層像を連続的に再構成する場合を説明する。固定位
置スキャンの場合の連続再構成について説明するため
に、固定位置スキャンのビューの模式図を図２に示す。
ここで、Ｘ線としてはスライス面内で扇状に広がってい
るファンビームを用いるので、１回の投影により多数の
チャンネル（レイ）についての投影データが同時に得ら
れ、この１回の投影により収集される投影データのまと
まりをビューと称する。ここでは説明を分かり易くする
ために、投影角度（Ｘ線管の位置）が１度変化する毎に
１ビューが収集されるものとする。Ｖ（ｉ）は第ｉ番目
のビューを示し、Ｖ（ｉ）の投影角度はｉである。

【００１１】第１番目の画像（以下、第ｎ番目の画像を
第ｎ画像と称する）Ｉ（１）は第１ビューＶ（１）〜第
３６０ビューＶ（３６０）について、ビュー毎にコンボ
リューション演算（以下、ＣＯＮＶと略称する）、バッ
クプロパゲーション演算（以下、ＢＰと略称する）を行
うことで再構成できる。同様に、第２画像Ｉ（２）は第
２ビューＶ（２）〜第３６１ビューＶ（３６１）につい
て、ビューごとにＣＯＮＶ、ＢＰを行うことで再構成で
きる。さらに、第３画像Ｉ（３）は第３ビューＶ（３）
〜第３６２ビューＶ（３６２）のビューについて、ビュ
ーごとにＣＯＮＶ、ＢＰを行うことで再構成できる。以
下の画像についても同様である。

【００１２】図２から明らかなように、第１画像と第２
画像の再構成に使用されるビューは、第１ビューＶ
（１）と第３６１ビューＶ（３６１）のみが異なり、他
のビューは全て同じである。ＣＯＮＶ演算、ＢＰ演算は
線形演算であり、第１ビューＶ（１）と第３６１ビュー
Ｖ（３６１）の投影角度は同一であるので、連続した画
像は下記のように再構成できることが、特開昭５７−１
３４１４２号公報（特許第１５４０３０４号）に示され
ている。

【００１３】Ｉ（ｊ＋１）＝Ｉ（ｊ）＋ΔＩ（ｊ＋１）（１）Ｉ（ｊ−１）＝Ｉ（ｊ）−ΔＩ（ｊ）（２） ΔＩ（ｊ）＝ＢＰ［ＣＯＮＶ｛Ｖ（ｊ＋３５９）−Ｖ（ｊ−１）｝］（３）ここで、Ｉ（ｊ）は第ｊ画像、ΔＩ（ｊ）はＩ（ｊ）と
Ｉ（ｊ−１）の差分画像、ＣＯＮＶはコンボリューショ
ン演算、ＢＰはバックプロパゲーション演算、Ｖ（ｍ）
±Ｖ（ｎ）は２つのビューの同一レイ間での演算を表わ
す。なお、ΔＩ（ｊ）は一般的に値が小さい。

【００１４】図１は本発明の第１実施例の概略構成を示
すブロック図である。Ｘ線管１０から放射され被検体１
２を透過したファンビームが検出器アレイ１４で検出さ
れ、データ収集装置１６に一旦蓄えられる。データ収集
装置１６から出力された投影データは画像再構成装置１
８に送られる。画像再構成装置１８で再構成された画像
データ（断層像データ）は画像記憶装置２２に記憶され
る。記憶された画像データは画像変換装置２４によりＣ
Ｔ画像に変換され、表示装置２０によって表示される。
操作卓２６からは種々の指示信号が入力される。なお、
全体の制御は図示していないコンピュータ（ＣＰＵ）に
よって行なわれる。

【００１５】図３は図１を詳細に示したブロック図であ
る。全体はＣＰＵ３２、３４によって制御される。操作
卓２６からの指示信号がＣＰＵ３２に入力され、データ
収集装置１６からの投影データが前処理部３６に入力さ
れる。前処理部３６の出力は差分部３８、生データ圧縮
部４０を順次介して生データ記憶部４２に供給される。
生データ記憶部４２の出力は生データ伸張部４４、加算
部４６を介してカレント生データ記憶部４８に供給され
る。

【００１６】カレント生データ記憶部４８の出力は画像
再構成部５０、画像圧縮部５２を介して画像記憶部５４
に供給される。画像記憶部５４の出力は画像伸張部５
６、画像加減算部５８を介してカレント画像記憶部６０
に供給される。カレント画像記憶部６０の出力が表示装
置８で表示される。なお、カレント画像記憶部６０のデ
ータは画像加減算部５８にも供給される。

【００１７】生データ記憶部４２は連続スキャンにより
得られた大量の生データ（投影データ）を記憶するもの
であり、例えばハードディスク装置のような大容量の記
憶装置からなり、カレント生データ記憶部４８は１回の
連続スキャンの生データを記憶するものであり、例えば
ＲＡＭディスクのような記憶装置からなる。

【００１８】図４は図３の画像再構成部５０の詳細な構
成を示すブロック図である。カレント生データ記憶部４
８の出力が補間部６４を介してコンボリューション演算
部６４に接続される。コンボリューション演算部６４の
演算結果と定数発生部６６の出力とがバックプロジェク
ション演算部６８に供給される。バックプロジェクショ
ン演算部６８の演算結果が中間画像記憶部７０に一旦記
憶される。中間画像記憶部７０の出力が画像合成部７２
に供給される。画像合成部７２の出力が画像圧縮部５２
に供給される。全体はＣＰＵ３４により制御される。

【００１９】図５、図６、図７を参照して第１実施例の
動作を説明する。これらの動作はＣＰＵ３２、３４によ
り制御される。ステップ＃１０で固定位置の連続スキャ
ンを行い、投影データを収集する。ステップ＃１２で前
処理部３６により投影データの前処理を行い、ステップ
＃１４で生データ記憶部４２に記憶する。なお、第１実
施例では差分部３８、生データ圧縮部４０は使用せず、
前処理部３６の出力がそのまま生データ記憶部４２に記
憶される。

【００２０】ステップ＃１６で投影角度が３６０度以上
になったか否かを判定し、投影角度が３６０度以上にな
ったら、ステップ＃１８で生データ記憶部４２から第１
ビューＶ（１）〜第３６０ビューＶ（３６０）を読出し
て、画像再構成部５０に供給する。なお、第１実施例で
は、生データ伸張部４４、加算部４６、およびカレント
生データ記憶部４８も使用せずに、生データ記憶部４２
から読出されたビューデータはそのまま画像再構成部５
０に供給される。

【００２１】ステップ＃２０で画像再構成部５０はＶ
（１）〜Ｖ（３６０）に対してビューごとにＣＯＮＶ演
算、ＢＰ演算を施し、第１画像Ｉ（１）を再構成する。
ステップ＃２２でこの再構成された第１画像を画像圧縮
部５２で圧縮して画像記憶部５４に記憶する。圧縮には
種々の方法が提案されているが、例えば、隣接する画素
の画素値（通常は１６ビット）の差分を求め、それが−
１２７〜１２７の範囲内であれば８ビットのデータとし
て差分値をそのまま記憶し、それ以外の場合には１６進
数の８０を制御コードとして記憶し、それに続けて元の
画素値を記憶する方式をここでは用いる。このようにす
ると、隣接する画素の画素値の差分値は小さい値になる
ことが多いので、データの総ビット数はほぼ半分に圧縮
される。

【００２２】ステップ＃２４でパラメータｊを２とす
る。ステップ＃２６で生データ記憶部４２から第（ｊ−
１）ビューＶ（ｊ−１）と第（ｊ＋３５９）ビューＶ
（ｊ＋３５９）を読出して、画像再構成部５０に供給す
る。画像再構成部５０は、ステップ＃２８で補間部６２
によりＶ（ｊ＋３５９）−Ｖ（ｊ−１）を求め、これを
ΔＶとしてＣＯＮＶ演算部６４に送る。ステップ＃３０
でＣＯＮＶ演算部６４はΔＶをＣＯＮＶ演算し、演算結
果をＢＰ演算部６８に送り、ＢＰ演算部６８でＢＰ演算
を行い、第ｊ差分画像を再構成する。

【００２３】ステップ＃３２で第ｊ差分画像を圧縮して
画像記憶部５４に記憶する。圧縮には種々の方法が提案
されており、どの方法でも良いが、可逆圧縮であること
が望ましい。また、通常は第１画像の圧縮方式とは異な
る方式が用いられる。ステップ＃３２の画像圧縮方式と
しては下記のような圧縮方式がある。

【００２４】(1) 差分画像であるので値が小さい。従っ
て、値をそのまま第１画像の圧縮方式と同様に８ビット
のデータに圧縮する。 (2) 値をそのままハフマンコードに変換して圧縮する。

【００２５】(3) 第１画像と同様に、画素間の差分を取
り、それをハフマンコードに変換して圧縮する。ステップ＃３４でｊに１を加算する。ステップ＃３６で
ｊが最大値に達したか否かを判定して、全画像の再構成
が終了した否かをチェックする。再構成する画像が残っ
ている場合はステップ＃２６に戻る。全画像の再構成が
終了した場合はステップ＃３８に進む。

【００２６】ステップ＃３８では画像記憶部５４に圧縮
されて記憶されている第１画像を読出し、ステップ＃４
０でこれを伸張し第１画像を復元し、ステップ＃４２で
第１画像をカレント画像記憶部６０に記憶し、表示装置
２０で表示する。ステップ＃４４でｊ＝２とする。

【００２７】ステップ＃４６で操作卓２６に設けられ連
続的に再構成するスライスの変化方向を指示するスイッ
チ（図示せず）の状態を読取る。スイッチが押されてい
ないときは待機する。スイッチが押されている時は方向
をチェックする。プラス方向であればステップ＃４８
に、マイナス方向であればステップ＃５０に進む。

【００２８】プラス方向の場合、ステップ＃４８で画像
記憶部５４から第ｊ差分画像を読出し、伸張する。ステ
ップ＃５２でカレント画像記憶部６０のカレント画像と
伸張・復元された第ｊ差分画像とを加算して、加算結果
をカレント画像としてカレント画像記憶部６０に記憶す
る。ステップ＃５４でｊに１を加算し、ステップ＃５６
に進む。

【００２９】マイナス方向の場合、ステップ＃５０で画
像記憶部５４から第（ｊ−１）差分画像を読出し、伸張
する。ステップ＃５８でカレント画像記憶部６０のカレ
ント画像と伸張・復元された第（ｊ−１）差分画像を加
算して、カレント画像記憶部６０に記憶する。ステップ
＃６０でｊから１を減算し、ステップ＃５６に進む。

【００３０】ステップ＃５６でカレント画像を表示し
て、ステップ＃４６に戻る。以上説明したように第１実
施例によれば、記憶した生データを用いて、最初（ある
いは最後）のスライスの画像を再構成して記憶する。次
に、少し離れた位置との差分画像を連続的に再構成し、
その差分画像を記憶する。ここで、差分画像は小さい値
が多いので、可逆圧縮して記憶することができ、少ない
記憶容量で連続した画像が記憶できる。さらに、記憶し
た差分画像を展開して、連続的に加算して表示すれば、
連続した画像を表示できる。これにより、固定位置の連
続スキャンにより得られた大量の投影データから多数枚
の断層像を短時間に再構成できるとともに、再構成画像
データの記憶容量を少なく抑えることができるＸ線コン
ピュータ断層撮影装置が提供される。

【００３１】なお、第１実施例は次のように変形するこ
とが可能である。上述の説明では、スキャン、再構成、
表示が並列して行なわれ、スキャンと平行して画像観察
を行なう、いわゆるリアルタイムの表示を行なう例を説
明したが、これを直列化してもよい。すなわち、全部の
スキャンが終了してから再構成を行い、全部の断層像が
再構成されてから表示を行なうようにしてもよい。ま
た、並列処理の場合でも、画像は記憶されているので、
スキャン終了後に再度画像を表示して観察してもよい。

【００３２】上述の説明では、第１画像のみを差分画像
ではなく完全な画像として記憶し、第２画像以降の画像
は差分画像として記憶するようにしているが、最初と最
後の２枚、あるいは一定枚数ごとに完全な画像を記憶
し、その間の画像を差分画像として記憶するようにして
もよい。

【００３３】上述の説明では、各画像毎の差分画像を記
憶しているが、再構成された画像のうち、指定された画
像、あるいは指定された枚数ごとの画像の差分画像を記
憶するようにしてもよい。枚数ごとの画像の差分画像
は、その間の各差分画像を加算して求めることができ
る。

【００３４】以下、本発明の他の実施例を説明する。他
の実施例の構成は第１実施例と同じであるが、第１実施
例では使用しなかった機能（処理部）を使用する点が異
なる。

【００３５】図８、図９を参照して第２実施例の動作を
説明する。これらの動作もＣＰＵ３２、３４により制御
される。ステップ＃１００で連続スキャンを開始し、第
１ビューの投影データＶ（１）を収集する。ステップ＃
１０２で前処理を行う。ステップ＃１０４では、差分部
３８は差分は行わずに、第１ビューの投影データＶ
（１）をＣＶ１とする。ステップ＃１０６でも、生デー
タ圧縮部４０は圧縮は行わずに、第１ビューＶ（１）の
投影データＣＶ１を生データ記憶部４２に記憶する。ス
テップ＃１０８でｋ＝２とする。

【００３６】ステップ＃１１０で第ｋビューＶ（ｋ）を
収集する。ステップ＃１１２で前処理を行う。ステップ
＃１１４では差分部３８は差分処理を行い、ΔＶ（ｋ）
＝Ｖ（ｋ）−ＣＶ１を求め、ΔＶ（ｋ）を生データ圧縮
部４０に送る。ステップ＃１１６で第ｋビューの投影デ
ータＶ（ｋ）をＣＶ１とする。

【００３７】ステップ＃１１８で生データ圧縮部４０は
ΔＶ（ｋ）を圧縮して生データ記憶部４２に記憶する。
この圧縮方式も種々の方式が採用可能であるが、可逆圧
縮である必要がある。例えば、下記のような圧縮方式が
ある。

【００３８】(1) 差分画像であるので値が小さい。従っ
て、そのままの値を、第１実施例の第１画像の圧縮方式
と同様に８ビットに圧縮する。 (2) そのままの値をハフマンコードに変換して圧縮す
る。

【００３９】(3) レイ間の差分を取り、それをハフマン
コードに変換して圧縮する。ステップ＃１２０でｋに１を加算する。ステップ＃１２
２でスキャンを継続するか否かを判定する。継続する場
合は、ステップ＃１１０に戻り、終了する場合はステッ
プ＃１２４に進む。

【００４０】ステップ＃１２４で生データ記憶部４２か
ら第１ビューＶ（１）を読出し、ステップ＃１２６でＣ
Ｖ２とする。ステップ＃１２８で第１ビューＶ（１）を
カレント生データ記憶部４８に記憶する。ステップ＃１
３０でｋ＝２とする。

【００４１】生データ伸張部４４は、ステップ＃１３２
で生データ記憶部４２から圧縮されて記憶されているΔ
Ｖ（ｋ）を読出し、ステップ＃１３４で伸張する。ステ
ップ＃１３６でＣＶ２＋ΔＶ（ｋ）を求め、これをＣＶ
２とする。ステップ＃１３６で求めたＣＶ２をステップ
＃１３８でＶ（ｋ）としてカレント生データ記憶部４８
に記憶する。

【００４２】ステップ＃１４０でｋに１を加算する。ス
テップ＃１４２で全部のｋについての処理が終了したか
否か判定し、ｋが最大値になっていない時はステップ＃
１３２に戻り、全部のｋについての処理が終了した場合
は、再構成処理に進む。再構成処理は第１実施例と同様
であり、図５のステップ＃１８以降が行なわれる。

【００４３】以上説明したように第２実施例によって
も、第１実施例と同様な効果が得られるとともに、第２
ビュー以降のビューデータは差分結果として記憶される
ので、さらに記憶容量を削減できるＸ線コンピュータ断
層撮影装置が提供される。

【００４４】なお、第２実施例は次のように変形するこ
とが可能である。上述の説明では、スキャンおよび生デ
ータの圧縮記憶と、圧縮された生データの伸張、再構
成、表示を直列に行うようにしたが、これを並列して行
うようにしてもよい。そうすれば、スキャンと並行して
画像観察ができるので、いわゆるリアルタイム表示が実
現できる。また、生データは記憶されているので、スキ
ャン終了後に別の再構成関数を用いて、再度画像を再構
成することもできる。

【００４５】また、上述の説明では、生データと再構成
された画像の両方を記憶するようにしているが、生デー
タと画像のどちらか一方のみを記憶し、一方は記憶しな
いようにしてもよい。

【００４６】第３実施例を説明する。第１、第２実施例
は固定位置スキャンの連続再構成を説明したが、第３実
施例はヘリカルスキャンの連続再構成に関する。なお、
ここでは、断層像に垂直な方向（スライス方向）、すな
わち被検体の移動方向をＺ軸とする。ヘリカルスキャン
の再構成は７２０度のビューを用いる方式と、対向ビー
ムを用いる方式がある。ここでは、７２０度のビューを
用いる方式の場合について説明するが、対向ビームを用
いる方式についても同様に実施できる。

【００４７】７２０度のビューを用いる連続再構成は、
特願平４−１６８９１９号において詳細に記載されてい
る。この連続再構成の基本原理は次の式で表わされる。（ｍ＋１）Ｉ＝ｍＩ＋ＤＷ×（ｍ＋１）ＦＢＩ（４）（ｍ−１）Ｉ＝ｍＩ−ＤＷ×ｍＦＢＩ（５）（ｍ＋１）ＦＢＩ＝ｍＦＢＩ＋ＢＰ［ＣＯＮＶ｛Ｐ（ｍ＋７１９）＋Ｐ（ｍ−１） −２×Ｐ（ｍ＋３５９）｝］（６）（ｍ−１）ＦＢＩ＝ｍＦＢＩ＋ＢＰ［ＣＯＮＶ｛２×Ｐ（ｍ＋３５８） −Ｐ（ｍ＋７１８）−Ｐ（ｍ−２）｝］（７）ここで、下記のように記号を置き換える。

【００４８】Ｉ（ｊ±１）＝（ｍ±１）Ｉ（８）Ｉ（ｊ）＝ｍＩ（９）ＦＢＩ（ｊ±１）＝（ｍ±１）ＦＢＩ（１０）ＦＢＩ（ｊ）＝ｍＦＢＩ（１１） ΛＩ（ｊ±１）＝ＤＷ×（ｍ±１）ＦＢＩ＝ＤＷ×ＦＢＩ（ｊ±１）（１２） ΛＩ（ｊ）＝ＤＷ×ｍＦＢＩ＝ＤＷ×ＦＢＩ（ｊ）（１３） ΔＦＢＩ（ｊ＋１）＝ＢＰ［ＣＯＮＶ｛Ｐ（ｊ＋７１９）＋Ｐ（ｊ−１） −２×Ｐ（ｊ＋３５９）｝］（１４） ΔＦＢＩ（ｊ）＝ＢＰ［ＣＯＮＶ｛Ｐ（ｊ＋７１８）＋Ｐ（ｊ−２） −２×Ｐ（ｊ＋３５８）｝］（１５）よって、（４）〜（７）式は下記のように表わされる。

【００４９】Ｉ（ｊ＋１）＝Ｉ（ｊ）＋ΛＩ（ｊ＋１）（１６）Ｉ（ｊ−１）＝Ｉ（ｊ）−ΛＩ（ｊ）（１７） ΛＩ（ｊ＋１）＝ＤＷ×ＦＢＩ（ｊ＋１）（１８） ΛＩ（ｊ）＝ＤＷ×ＦＢＩ（ｊ）（１９）（１６）〜（１９）式から次式が導出される。

【００５０】ＦＢＩ（ｊ＋１）＝ＦＢＩ（ｊ）＋ΔＦＢＩ（ｊ＋１）（２０）ＦＢＩ（ｊ−１）＝ＦＢＩ（ｊ）−ΔＦＢＩ（ｊ）（２１）図１０を参照して第３実施例の動作を説明する。これら
の動作もＣＰＵ３２、３４により制御される。

【００５１】ステップ＃１５０でヘリカルスキャンによ
り投影デ−タを収集する。このステップの詳細は前述の
特願平４−１６８９１９号に記載されているので、ここ
ではその説明は省略する。

【００５２】ステップ＃１５２で同じく特願平４−１６
８９１９号に記載されているように第１画像Ｉ（１）を
再構成する。再構成画像は圧縮されて画像記憶部５４に
記憶される。ステップ＃１５４でｊ＝２とするステップ
＃１５６で特願平４−１６８９１９号に記載されている
ように、ＦＢＩ（ｊ）を演算し、中間画像記憶部７０に
記憶する。

【００５３】ステップ＃１５８で画像合成部７２が（１
９）式に従ってΛＩ（ｊ）を求める。ステップ＃１６０
でΛＩ（ｊ）を圧縮して画像記憶部５４に記憶する。ス
テップ＃１６２で（１５）式に基づいてΔＦＢＩ（ｊ）
を求める。ステップ＃１６４で（２０）式に基づいてＦ
ＢＩ（ｊ＋１）を求め、中間画像記憶部７０に記憶す
る。ステップ＃１６６でｊに１を加算する。

【００５４】ステップ＃１６８で全画像の再構成が終了
したかをチェックする。再構成する画像が残っている場
合はステップ＃１５８に戻る。終了した場合は画像表示
を行なう。画像表示は第１実施例と同じである。すなわ
ち、図６のステップ＃３８以降の処理が行なわれる。

【００５５】以上説明したように第３実施例によれば、
ヘリカルスキャンにより得られた投影データから７２０
度のビューを用いて多数枚の断層像を短時間に再構成で
きるとともに、再構成に必要なデータの記憶容量を少な
く抑えることができるＸ線コンピュータ断層撮影装置が
提供される。

【００５６】第４実施例を説明する。第３実施例は７２
０度のビューを用いるヘリカルスキャンの連続再構成方
式を説明したが、第４実施例として対向ビームを用いる
方式について説明する。対向ビームを用いる方式のプラ
ス方向の連続再構成は特願平４−２２９８７４号におい
て詳細に記載されている。この連続再構成の基本原理は
次の式で表わされる。

【００５７】ＩＢ（ｊ＋１）＝ＩＢ（ｊ） −ＢＰ［ＣＯＮＶ｛ＤＥ（ｊ，ｎ）＋ＲＰＥ（ｊ，ｎ）＋ＤＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）＋ＲＭＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝］＋ＢＰ［ＣＯＮＶ｛ＤＥ（ｊ，ｎ）＋ＲＰＥ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）＋ＤＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）＋ＲＭＦ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）｝］］（２２）Ｉ（ｊ＋１）＝Ｉ（ｊ）＋ＢＰ［ＣＯＮＶ［｛（Ｈ３Ｎ（ｎ）−（１／２））×ＤＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝ −｛Ｈ２Ｎ（ｎ）×ＤＥ（ｊ，ｎ）｝＋｛（１／２）×ＲＭＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝ −｛Ｈ１Ｍ×ＲＰＥ（ｊ，ｎ）｝］＋ＢＰ［ＣＯＮＶ［｛（Ｈ２Ｎ（ｎ）＋（Ｍ／２））×ＤＥ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝ −｛Ｈ３Ｎ（ｎ）×ＤＦ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）｝＋｛（１／２）×｛ＲＰＥ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ） −ＲＭＦ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）｝｝］］＋ＩＢ（ｊ）（２３）ここで、次のパラメータを定義する。

【００５８】 ΔＩＢ（ｊ＋１）＝ＢＰ［ＣＯＮＶ［（−１）×｛ＤＥ（ｊ，ｎ）＋ＲＰＥ（ｊ，ｎ）＋ＤＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）＋ＲＭＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝］＋ＢＰ［ＣＯＮＶ｛ＤＥ（ｊ，ｎ）＋ＲＰＥ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）＋ＤＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）＋ＲＭＦ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）｝］］（２４）ＩＣ（ｊ）＝ＢＰ［ＣＯＮＶ［｛（Ｈ３Ｎ（ｎ）−（１／２））×ＤＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝ −｛Ｈ２Ｎ（ｎ）×ＤＥ（ｊ，ｎ）｝＋｛（１／２）×ＲＭＦ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝ −｛Ｈ１Ｍ×ＲＰＥ（ｊ，ｎ）｝］＋ＢＰ［ＣＯＮＶ［｛（Ｈ２Ｎ（ｎ）＋（Ｍ／２））×ＤＥ（ｊ＋Ｍ，ｎ）｝ −Ｈ３Ｎ（ｎ）×ＤＦ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）｝＋｛（１／２）×｛ＲＰＥ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ） −ＲＭＦ（ｊ＋（Ｍ／２），ｎ）｝｝］］（２５） ΓＩ（ｊ＋１）＝ＩＣ（ｊ）＋ＩＢ（ｊ）（２６）これらの定義を用いると、（２２）、（２３）式は下記
のように書き換えられる。

【００５９】ＩＢ（ｊ＋１）＝ＩＢ（ｊ）＋ΔＩＢ（ｊ＋１）（２７）Ｉ（ｊ＋１）＝Ｉ（ｊ）＋ΓＩ（ｊ＋１）（２８）図１１を参照して第４実施例の動作を説明する。これら
の動作もＣＰＵ３２、３４により制御される。

【００６０】ステップ＃１７０でヘリカルスキャンによ
り投影デ−タを収集する。このステップの詳細は前述の
特願平４−２２９８７４号に記載されているので、ここ
ではその説明は省略する。

【００６１】ステップ＃１７２で同じく特願平４−２２
９８７４号に記載のように第１画像Ｉ（１）を再構成す
る。再構成画像は圧縮されて画像記憶部５４に記憶され
る。ステップ＃１７４でｊ＝１とするステップ＃１７６
で前述の特願平４−１６８９１９号に記載されているよ
うに、ＩＢ（ｊ）を演算し、中間画像記憶部７０に記憶
する。

【００６２】ステップ＃１７８で画像合成部７２が（２
５）式に従ってＩＣ（ｊ）を求める。ステップ＃１８０
で画像合成部７２が（２６）式に従ってΓＩ（ｊ＋１）
を演算する。ステップ＃１８２でΓＩ（ｊ＋１）を圧縮
して画像記憶部５４に記憶する。

【００６３】ステップ＃１８４で（２４）式に従ってΔ
ＩＢ（ｊ＋１）を演算する。ステップ＃１８６で（２
７）式に従ってＩＢ（ｊ＋１）を演算し、中間画像記憶
部７０に記憶する。ステップ＃１８８でｊに１を加算す
る。

【００６４】ステップ＃１９０で全画像の再構成が終了
したかをチェックする。再構成する画像が残っている場
合はステップ＃１７８に戻る。終了した場合は画像表示
を行なう。画像表示は第１実施例と同じである。すなわ
ち、図６のステップ＃３８以降の処理が行なわれる。

【００６５】以上説明したように第４実施例によれば、
ヘリカルスキャンにより得られた投影データから対向ビ
ームを用いて多数枚の断層像を短時間に再構成できると
ともに、再構成に必要なデータの記憶容量を少なく抑え
ることができるＸ線コンピュータ断層撮影装置が提供さ
れる。

【００６６】次に、ハーフ画像の連続再構成に関する第
５実施例を説明する。ハーフ画像のプラス方向の連続再
構成は前述の特願平４−２１４９９３号において詳細に
説明されている。この原理は以下に示す通りである。

【００６７】Ｉ_m+1 ＝Ｉ_m ＋ＢＰ［ＣＯＮＶ（Ｖ_m+880 −ＲＶ_m+880 ）］＋ＢＰ［ＣＯＮＶ（ＲＶ_m+1440−Ｖ_m ）］（２９）ここで、下記のように記号を置き換える。

【００６８】Ｉ（ｊ＋１）＝Ｉ_m+1 （３０）Ｉ（ｊ）＝Ｉ_m （３１） δＩ（ｊ＋１）＝ＢＰ［ＣＯＮＶ｛Ｖ（ｊ＋８８０）−ＲＶ（ｊ＋８８０）｝］＋ＢＰ［ＣＯＮＶ（ＲＶ（ｊ＋１４４０）−Ｖ（ｊ）｝］（３２）よって、（２９）式は次のように書き換えることができ
る。

【００６９】Ｉ（ｊ＋１）＝Ｉ（ｊ）＋δＩ（ｊ＋１）（３３）従って、δＩ（ｊ）を第１実施例の差分画像ΔＩ（ｊ）
と同様に扱うことによりハーフ画像の連続再構成の場合
にも本発明を適用できる。

【００７０】上述の第３、第４、第５実施例では生デー
タの圧縮記憶は説明しなかったが、これらの実施例でも
第２実施例と同様に生データを圧縮して記憶してもよ
い。なお、本発明は上述した実施例に限定されず、種々
変形して実施可能である。例えば、差分画像の圧縮方式
は上述の例に限定されず、どのような可逆圧縮方式も適
応可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、連
続スキャンやヘリカルスキャンにより得られた大量の投
影データから多数枚の断層像を短時間に再構成できると
ともに、再構成に必要なデータの記憶容量を少なく抑え
ることができるＸ線コンピュータ断層撮影装置が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の
第１実施例の全体構成を示すブロック図。

【図２】本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の
動作説明のための固定位置・連続スキャンによるビュー
の模式図。

【図３】第１実施例の詳細な構成を示すブロック図。

【図４】図３中の画像再構成部の詳細なブロック図。

【図５】第１実施例の動作を示すフローチャート。

【図６】図５に続いて第１実施例の動作を示すフローチ
ャート。

【図７】図６に続いて第１実施例の動作を示すフローチ
ャート。

【図８】本発明の第２実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図９】図８に続いて第２実施例の動作を示すフローチ
ャート。

【図１０】本発明の第３実施例の動作を示すフローチャ
ート。

【図１１】本発明の第４実施例の動作を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１０…Ｘ線管、１２…被検体、１４…検出器アレイ１
４、１６…データ収集装置１６、１８…画像再構成装
置、２０…表示装置、２２…画像記憶装置、２４…画像
変換装置、２６…操作卓。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体をＸ線で走査してスライスの３６
０度以上の方向からの投影データを連続的に求めるＸ線
コンピュータ断層撮影装置において、第１のスライス位置における第１の断層像を求める再構
成手段と、前記再構成手段が第１の断層像を求めるために必要な第
１のデータ群と前記第１のスライス位置に隣接する第２
のスライス位置における第２の断層像を求めるために必
要な第２のデータ群との間の異なるデータを用いて第２
の断層像と第１の断層像との差分画像を求める手段と、前記差分画像を圧縮して記憶する手段とを具備するＸ線
コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】前記記憶手段から差分画像を読出して伸
張する手段と、前記伸張手段により得られた差分画像と前記第１の断層
像とを合成して第２の断層像を求める手段とをさらに具
備することを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュ
ータ断層撮影装置。
【請求項３】前記再構成手段、差分手段、記憶手段は
被検体の走査と同時に平行して動作することを特徴とす
る請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】被検体をＸ線で走査してスライスの３６
０度以上の方向からの投影データを連続的に求めるＸ線
コンピュータ断層撮影装置において、投影データを圧縮して記憶する手段と、前記記憶手段の記憶データを用いて第１のスライス位置
における第１の断層像を求める再構成手段と、前記再構成手段が第１の断層像を求めるために必要な第
１のデータ群と前記第１のスライス位置に隣接する第２
のスライス位置における第２の断層像を求めるために必
要な第２のデータ群との間の異なるデータを前記記憶手
段から読出して第２の断層像と第１の断層像との差分画
像を求める手段を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装
置。