JPH11502757A

JPH11502757A - コンピュータ断層撮影用条痕抑制フィルタ

Info

Publication number: JPH11502757A
Application number: JP9525980A
Authority: JP
Inventors: ライ，チン―ミン
Original assignee: アナロジックコーポレーション
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1999-03-09
Also published as: US5680426A; NL1005041C2; WO1997025924A1; NL1005041A1; KR19990077059A; CN1207656A; BR9612437A; AU7739896A; GB2322058B; GB9811790D0; DE19681690T1; GB2322058A; CN1183874C

Abstract

(57)【要約】ＣＴ条痕抑制フィルタＳＳＦ（７０）は、ＣＴ装置で発生された投影データ信号（ＰＤＳ：１乃至ＰＤＳ：Ｎ）を受信する。ＳＳＦ（７０）は、投影データ信号（ＰＤＳ：１乃至ＰＤＳ：Ｎ）を受信して低周波信号（ＰＤＳＬＦ：１乃至ＰＤＳＬＦ：Ｎ）及び高周波信号（ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎ）を発生する空間周波数フィルタ（１１０）を備えており、更に、高周波信号（ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎ）から濾波信号を発生する非線形フィルタを備えている。ＳＳＦ（７０）は、更に、低周波信号（ＰＤＳＬＦ：１乃至ＰＤＳＬＦ：Ｎ）及び濾波信号を結合して、条痕補正信号（ＳＣＳ：１乃至ＳＣＳ：Ｎ）を発生する装置（１３０：１乃至１３０：Ｎ）を備えている。ＳＳＦ（７０）は、生の密度信号（ＰＤＳ：１乃至ＰＤＳ：Ｎ）の低域通過濾波（２１０：１乃至２１０：Ｎ）を行うことによって、低周波信号（ＰＤＳＬＦ：１乃至ＰＤＳＬＦ：Ｎ）を形成し、また、生の密度信号（ＰＤＳ：１乃至ＰＤＳ：Ｎ）から低周波信号（ＰＤＳＬＦ：１乃至ＰＤＳＬＦ：Ｎ）を減じる（２２０：１乃至２２０：Ｎ）ことによって、高周波信号（ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎ）を形成する。ＳＳＦ（７０）は、高周波信号（ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎ）を閾値で処理する（１２０：１乃至１２０：Ｎ）ことによって、濾波信号（ＳＣＳ：１乃至ＳＣＳ：Ｎ）を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】コンピュータ断層撮影用条痕抑制フィルタ発明の分野本発明は、一般的に、例えば人間の患者のＣＴ画像を発生させるために医療技術分野で使用されるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置に関する。より詳細に言えば、本発明は、ＣＴ画像の条痕（すじ等）を減少させるための改善された条痕抑制フィルタに関する。発明の背景第３世代型のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置は、Ｘ線源と、環状のディスクの直径方向に対向する側部にそれぞれ固定されたＸ線検知器システムとを備えている。上記ディスクは、ガントリーサポートの中に回転可能に取り付けられており、これにより、上記ディスクは、スキャン（走査）操作の間に、回転軸線の回りで連続的に回転し、その間に、Ｘ線が、上記Ｘ線源から上記ディスクの開口の中に位置する対象物又は物体を通って上記検知器システムへ通過する。上記検知器システムは、一般的に、「焦点」と呼ばれる点にその曲率中心を有する円弧の形状をした単一の列として配置された複数の検知器から成るアレイすなわち検知器アレイを備えている。上記焦点は、Ｘ線源から放射線が放出される点である。上記Ｘ線源及び検知器アレイは、Ｘ線源と各々の検知器との間のＸ線経路が総て上記ディスクの回転軸線に対して垂直な同一平面（以下において、「スライス平面」又は「走査平面」と呼ぶ）に存在するように、位置決めされている。上記Ｘ線経路は、実質的に点源である光源から出て、上記検知器に対して異なる角度で伸長しているので、扇形に類似した形状を形成し、従って、任意の時点における総てのＸ線経路を表すために、「扇形ビーム」という用語を頻繁に使用する。スキャン操作の間のある測定瞬間に単一の検知器に入射するＸ線は、一般に、「光線」と呼ばれ、各々の検知器は、その対応する光線の強度を表す出力信号を発生する。各々の光線は、その経路にある総ての質量によって部分的に減衰されるので、各々の検知器によって発生される出力信号は、その検知器とＸ線源との間に設けられた総ての物質の密度（すなわち、その検知器の対応する光線経路に存在する物質の密度）を表すことになる。Ｘ線検知器によって発生された出力信号は、通常、ＣＴ装置の信号処理部分によって処理される。この信号処理部分は、一般的に、データ収集装置（ＤＡＳ）を備えており、このデータ収集装置は、Ｘ線検知器によって発生された出力信号を濾波してこれら出力信号の信号対雑音比を改善する。ＤＡＳによって発生される濾波された出力信号は、通常、「生データ信号」と呼ばれている。上記信号処理部分は、通常、投影フィルタを備えており、この投影フィルタは、上記生データ信号を対数的に処理して一組の投影データ信号を発生させ、これにより、各々の投影データ信号は、対応する光線経路に存在する物質の密度を表すことになる。ある測定瞬間又は測定インターバルにおいて総ての投影データ信号を収集する作業は、通常、「投影」又は「観察」と呼ばれている。一回のスキャン操作の間に、ディスクが回転するので、複数の投影（projections）が発生され、各々の投影は、ディスクの異なる角度位置において発生される。特定の投影に対応するディスクの角度方向の向きは、「投影角」と呼ばれている。ランダムアルゴリズムの如き周知のアルゴリズムを用いて、各々の投影角において収集された総ての投影データ信号からＣＴ画像を発生させることができる。ＣＴ画像は、走査されている対象物の走査平面に沿う二次元的な「スライス」の密度を表す。投影データ信号からＣＴ画像を発生させるプロセスは、通常、「濾波された後方投影」又は「再構成」と呼ばれており、その理由は、ＣＴ画像は、投影データから再構成されたものと考えられるからである。上記信号処理部分は、通常、投影データ信号から再構成ＣＴ画像（再構成されたＣＴ画像）を発生させるためのバックプロジェクタ（back-projector）を備えている。ＣＴ装置に伴う一つの問題点は、種々の雑音源及び誤差源が、再構成ＣＴ画像に雑音又はアーティファクト（画像欠陥）を生じさせる可能性があるということである。従って、ＣＴ装置は、一般的に、信号処理技術のホストコンピュータを採用して、信号対雑音比を改善し、再構成ＣＴ画像に存在するアーティファクトを減少させている。ＣＴ装置における一つの重要なタイプの雑音が、「条痕のような」アーティファクト（一般的に、条痕又はストリークとして知られている）の形態として再構成ＣＴ画像に現れる。図１は、人間の頭部の代表的な再構成ＣＴ画像であって、条痕に関連する問題点を表している。図１において、白い領域は骨を表しており、また、灰色の領域は軟らかい組織を表している。当業者には分かるように、図１の軟らかい組織の領域は、多くの条痕を含んでおり、これら条痕は、画像の判定の邪魔をする。条痕を生じさせる一つの重要なファクタは、検知器アレイの検知器の寸法が有限であり（検知器の有限寸法）、また、そのような検知器が隔置されている（検知器の間隔）により生ずるエイリアジングである。「骨／組織の境界面」と呼ばれる患者の骨と軟らかい組織との間の境界面は、投影データ信号に高周波成分を発生し、そのような高周波成分は、検知器の上記有限寸法及び間隔に起因して、不十分にサンプリングされることが多い。そのような不十分なサンプリングは、再構成ＣＴ画像に条痕を生じさせる。条痕は、例えば、スキャン操作の間の患者又はガントリーの動きの如き他のファクタによって、あるいは、患者に金属インプラント又は他の高密度の人工装具が存在することによっても生ずることがある。図２Ａ及び図２Ｂは、骨／組織の境界面が投影データに高周波成分を生じさせる理由を説明している。当業者には分かるように、図２Ａ及び図２Ｂは、実スケールで描かれてはおらず、単に説明のために示されたものである。図２Ａは、患者５０の断面と、Ｘ線源４２と、単一の投影角に関する検知器アレイ４４の一部との間の空間的な関係を示している。患者５０の断面は、Ｘ線源４２と検知器アレイ４４との間に設けられていて、軟らかい組織の領域５０：Ａ、骨の領域５０：Ｂとを含んでいる。図示の検知器アレイ４４は、７個の別個の検知器４４：１乃至４４：７を備えており、Ｘ線源４２は、扇形ビーム５２を放出する。従って、光線５２：１が、検知器４４：１に入射し、光線５２：２が検知器４４：２に入射し、以下同様に各光線が対応する検知器に入射するようになっている。検知器アレイ４４によって発生された出力信号ＤＥＴは、ＤＡＳ４５によって濾波され、このＤＡＳは、対応する生データ信号ＲＤＳを発生する。ＤＡＳ４５は、図示のように、７個の別個のユニット４５：１乃至４５：７を備えており、各々のユニットは、一つの検知器に対応している。次に、ＤＡＳ４５によって発生された生データ信号は、複数の投影フィルタから成る列すなわち投影フィルタアレイ４７によって濾波される。上記投影フィルタは、投影データ信号ＰＤＳを発生する。上記アレイ４７は、図示のように、７個の別個の投影フィルタ４７：１乃至４７：７を備えており、各々の投影フィルタは、一つの検知器に対応している。図２Ｂは、アレイ４７によって発生された投影データ信号ＰＤＳの振幅のグラフである。検知器４４：１、４４：２、４４：６及び４４：７は、それぞれの光線経路に位置する一つの軟らかい組織（及び空気）だけを有しているので、対応する投影フィルタ４７：１、４７：２、４７：６及び４７：７によって発生される投影データ信号の振幅は、比較的小さい。検知器４４：３、４４：４及び４４：５は、それぞれの光線経路に位置する幾分かの骨を有しており、また、骨は軟らかい組織よりもかなり密度が高いので、対応する投影フィルタ４７：３、４７：４及び４７：５によって発生される投影データ信号の振幅は、比較的大きい。従って、軟らかい組織から骨への遷移領域（すなわち、骨／組織の境界面）は、シャープな「エッジ」又は不連続部として投影データに示される。上記エッジは、振幅が急激に変化する箇所に位置している（上記エッジは、図２Ｂにおいて、検知器４４：２と４４：３との間の遷移領域と、検知器４４：５と４４：６との間の遷移領域とに位置している）。そのようなシャープなエッジは、投影データの高周波成分を表している。図２Ａに示すように、検知器４４：３は（検知器４４：５と同様に）、骨／組織の境界面に跨っており、これは、その境界面に近い骨の一部、並びに、上記境界面に近い軟らかい組織の一部が光線経路５２：３の中に位置していることを意味している。この位置において、検知器４４：３に入射する光線５２：３の強度は、骨の密度及び組織の密度の平均値を表している。従って、検知器４４：３は、骨／組織の境界面を跨ぐことによって、その境界面の位置を「ぼやけ」させ、不十分なサンプリングを行う。一つの検知器は、一般的に、一回のスキャン操作の間に、ディスクが新しい検知器を境界面の下に置くように十分に回転するまでに、幾つかの投影角に関して骨／組織の境界面を跨ぐことになる。その新しい検知器は、より多くの幾つかの投影角に関して上記境界面を跨ぐことになる。このように、検知器を幾つかの投影角に関して一つの境界面を跨ぐようにすることにより、スキャナがその境界面を正確に特定することが困難になり、再構成ＣＴ画像に条痕を生じさせる。条痕を減少させる従来技術の一つの方法は、検知器の寸法を小さくし、検知器を互いにより接近した状態で詰め込むようにする方法である。この方法は、簡単で有効であるが、より多くの検知器を必要とするので、装置のコストを増大させ、また、そのような小型の検知器を製造するための要件が、現在の技術の限度を超える可能性がある。条痕を減少させる他の方法は、線形の低域通過フィルタを投影データに応用し、これにより、後に条痕を生じさせる高周波成分を除去する方法である。そのような低域通過フィルタは、通常は投影データ信号をこれら信号がバックプロジェクタに与えられる前に既知のコンボルーションマスクすなわち畳込みマスクで畳込むコンボルーションフィルタすなわち畳込みフィルタに組み込まれることが多い。上記コンボルーションフィルタは、上記バックプロジェクタの一部であると考えることができる。上記低域通過フィルタは、上記検知器とＸ線源との間に設けられてデータを平均化する又はぼかす物理的な前置フィルタを用いて構成されることもある。そのような物理的な前置フィルタを確立する一般的で実際的な一つの方法は、Ｘ線の焦点を拡大又は揺動させる方法である。そのような方法は、実際に条痕を減少させるが、豊富な情報を有する高周波成分を除去し、従って、発生するＣＴ画像の品質を低下させるという欠点も有している。一般的に、そのような線形フィルタは、ＣＴ画像の品質を低下させるという望ましくない効果を生じさせることなく、データを十分に濾波して条痕を減少させることができない。従って、ＣＴ画像の条痕を減少させるための改善された方法及び装置が必要とされている。発明の目的本発明の目的は、上に特定した従来技術の間題を十分に低減する又は解消することである。本発明の別の目的は、改善された条痕抑制フィルタを提供することである。本発明の他の目的は、ＣＴ画像の条痕を減少させるための改善された非線形条痕抑制フィルタを提供することである。本発明の更に別の目的は、入力信号の高い振幅を有する高周波成分を抑制するための改善された条痕抑制フィルタを提供することである。本発明の別の目的は、高域通過フィルタと、該高域通過フィルタによって発生される出力信号を濾波するための非線形フィルタとを備える、改善された条痕抑制フィルタを提供することである。本発明の更に別の目的は、高域通過フィルタと、該高域通過フィルタの出力のクリッピング（切り落とし）を行う閾値装置とを備える、改善された条痕抑制フィルタを提供することである。発明の概要上述の及び他の目的は、ＣＴ装置と共に使用される改善された条痕抑制フィルタによって達成される。ＣＴ装置は、複数の投影データ信号を発生し、これら投影データ信号は各々、対象物又は物体の一部の密度を表す。ＣＴ装置は、複数の投影信号から対象物の画像を生成するための画像生成装置を備えている。本条痕抑制フィルタは、空間周波数フィルタを備えている。この空間周波数フィルタは、投影データ信号を受信し、該投影データ信号から、複数の低周波信号及び複数の高周波信号を発生させる。条痕抑制フィルタは、更に、上記高周波信号を濾波して複数の濾波信号（濾波された信号）を発生させる非線形フィルタと、対応する低周波信号及び濾波信号を結合させて複数の条痕補正信号（条痕が補正された信号）を発生させる装置とを備えている。本条痕抑制フィルタは、その後、上記条痕補正信号を上記画像生成装置に与える。この画像生成装置は、上記条痕補正信号から、条痕が減少した対象物のＣＴ画像を発生させる。一つの特徴において、本条痕抑制フィルタは、投影データ信号を低域通過濾波することによって低周波信号を形成し、また、それぞれの対応する投影データ信号から上記低周波信号を取り除くことによって高周波信号を形成する。別の特徴において、上記非線形フィルタは、上記高周波信号がある閾値よりも大きい場合に、そのような高周波信号のクリッピング（切り落とし）を行うことによって濾波信号を発生させるための閾値装置を備えている。本発明の更に別の目的及び利点は、本発明の最善の態様を単に例示するために幾つかの実施例を示して説明する以下の詳細な記載から、当業者は容易に理解することができよう。後に分かるように、本発明は、他の及び異なる実施例とすることができ、その幾つかの細部は、本発明から逸脱することなく、種々の点において変更することができる。従って、図面及び本明細書の記載は、本質的に例示的なものと見なすべきであって、限定的又は制限的な意味はなく、本発明の範囲は、請求の範囲に示されている。図面の簡単な説明本発明の性質及び目的の十分な理解を図るために、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を参考されたい。図面においては、同じ参照符号を用いて同じ又は同様な部分を示している。図１は、人間の頭部のＣＴ画像であって、条痕に関係する問題を示しており、図２Ａは、Ｘ線源とＣＴスキャナの一群の検知器との間の光線経路を示しており、図２Ｂは、図２Ａに示すＣＴスキャナによって形成されたＸ線吸収量を表す投影データの振幅を示すグラフであり、図３は、本発明に従って構成された条痕抑制フィルタを含むＣＴスキャナの軸方向の図であり、図４は、本発明に従って構成された条痕抑制フィルタのブロック図であり、図５は、図４に示す条痕抑制フィルタのブロック図であって、空間周波数フィルタの一実施例を詳細に示しており、図６は、図１に示す画像を再構成するために使用されたのと同じ生データを用い、また、本発明の条痕抑制フィルタを用いることによって再構成された人間の頭部のＣＴ画像であり、図７Ａ乃至図７Ｅは、図４及び図５に示す閾値装置が使用することのできる伝達関数の例を示すグラフであり、図８は、本発明に従って構成された好ましいＣＴスキャナの信号処理部分のブロック図であり、図９Ａは、平行ではない一組の光線によって形成された一つの投影の一部を示しており、図９Ｂは、一組の平行な光線によって形成された一つの変更された投影の一部を示しており、図１０Ａ及び図１０Ｂは、一組の平行な光線によって生成される投影を形成する一つの方法を示しており、図１１Ａ及び図１１Ｂは、Ｘ線源と、患者と、本発明に従って構成されたＣＴスキャナの検知器アレイとの間の空間的な関係を０°及び１８０°の投影角に関してそれぞれ示しており、図１２は、検知器アレイとこれに関連する光線との間の空間的な関係を０°及び１８０°の投影角に関してそれぞれ示している。発明の詳細な説明図３は、本発明の原理を具体化した代表的なＣＴ装置又はＣＴスキャナ４０を示している。スキャナ４０は、Ｘ線源４２と、検知器アセンブリ４４とを備えており、この検知器アセンブリは、ディスク４６に取り付けられた複数の検知器から成るアレイすなわち検知器アレイを含んでいる。Ｘ線源４２及び検知器アセンブリ４４は、回転軸線４８（図３の紙面に対して直角に伸長している）の回りで回転し、従って、ＣＴスキャン操作の間に、ディスク４６の中央開口を通って伸長している対象物すなわち物体５０の回りを回転するようになされている。対象物５０は、生きている人間の患者の一部とすることができ、例えば、人間の頭部又は胴部とすることができる。Ｘ線源４２は、走査平面（回転軸線４８に対して直角な）の中にＸ線の連続的な扇形ビーム５２を放出する。Ｘ線は、対象物５０を通過した後に、アセンブリ４４の検知器によって感知される。アンチスキャタ（anti-scatter）プレート５４を対象物５０とアセンブリ４４の検知器との間に設けて、散乱光線が検知器によって感知されるのを実質的に阻止するのが好ましい。好ましい実施例においては、検知器の数は３８４個であって４８°の円弧をカバーするが、そのような数及び角度は変えることができる。アルミニウムの如き軽量材料から効果的に形成することのできるディスク４６は、軸線４８の回りで急速に且つ円滑に回転される。ディスク４６は、開放型のフレーム構造であって、これにより、対象物５０をディスクの開口を通して位置決めすることができる。対象物５０は、例えば、テーブル５６の上に支持することができ、このテーブルは、実施可能な範囲でＸ線に対して透明であるすなわち透過性を有するのが好ましい。検知器アセンブリ４４によって発生された出力信号は、ＤＡＳ４５（ブロック図の形態で示されている）に与えられ、このＤＡＳは、上記出力信号から生データ信号を発生する。これら生データ信号は、投影データ信号を発生する複数の投影フィルタから成るアレイ４７に与えられる。ディスク４６が回転する際に、投影データ信号を用いて多くの投影角から投影（projections）を生成する。上記投影データ信号は、条痕抑制フィルタ７０に与えられ、この条痕抑制フィルタは、再構成ＣＴ画像の条痕を減少させるように、本発明に従って投影データ信号を濾波する。条痕抑制フィルタ７０によって発生された出力信号（「条痕が補正された投影データ信号（条痕補正投影データ信号）、あるいは、単に「条痕が補正された信号（条痕補正信号）」と呼ばれる）は、次に、バックプロジェクタ（ba ck-projector）に与えられ、このバックプロジェクタは、上記条痕補正信号からＣＴ画像を生成する。バックプロジェクタ７２は、コンボルーションフィルタ（畳込みフィルタ）を入力側に備えていて、バックプロジェクション（back proje ction）を行うためにデータを畳込む。後に更に議論するように、条痕抑制フィルタ７０は、非線形フィルタであるのが好ましく、スキャナ４０は、投影フィルタ４７によって発生された投影データ信号ではなく、条痕抑制フィルタ７０によって発生された条痕補正信号を用いて、条痕が少なく明瞭度が改善された良好な品質の改善されたＣＴ画像を生成することができる。図４は、ＣＴスキャナ４０の信号処理部分のブロック図であって、条痕抑制フィルタ７０を詳細に示している。スキャナ４０は、Ｎチャンネルの装置であり、検知器アレイ４４は、Ｎ個の検知器４４：１乃至４４：Ｎを備えている。上述のように、好ましい実施例においては、アレイ４４には３８４個の検知器が設けられており、従って、好ましい実施例におけるＮは３８４であるが、他の数のチャンネルも勿論可能である。アレイ４４のＮ個の検知器は、各々の投影角においてＮ個の検知器出力信号ＤＥＴ：１乃至ＤＥＴ：Ｎを発生し、これら検知器出力信号は、ＤＡＳ４５に与えられる。ＤＡＳ４５は、上記検知器出力信号を濾波して、Ｎ個の対応する生データ信号ＲＤＳ：１乃至ＲＤＳ：Ｎを発生する。上記Ｎ個の生データ信号は、投影フィルタ４７に与えられ、この投影フィルタは、各々の投影角における対応する投影データ信号ＰＤＳ：１乃至ＰＤＳ：Ｎを発生する。これらＮ個の投影データ信号は、条痕抑制フィルタ７０に与えられ、この条痕抑制フィルタは、各々の投影角に関してＮ個の条痕補正信号ＳＣＳ：１乃至ＳＣＳ：Ｎを発生する。総ての投影角からの上記Ｎ個の条痕補正信号は、バックプロジェクタ７２に与えられ、このバックプロジェクタは、再構成ＣＴ画像を生成する。条痕抑制フィルタ７０は、各々の投影角において収集されたデータに関して実質的に同じ機能を果たすので、一つの投影角において収集されたデータに関する処理だけを一般的に説明する。条痕抑制フィルタ７０は、空間周波数フィルタ１１０と、Ｎ個一組の閾値装置１２０：１乃至１２０：Ｎと、対応するＮ個一組の加算器１３０：１乃至１３０：Ｎとを備えている。投影フィルタ４７によって発生された上記Ｎ個の投影データ信号ＰＤＳ：１乃至ＰＤＳ：Ｎは、空間周波数フィルタ１１０に与えられ、これに応じて、空間周波数フィルタ１１０は、Ｎ個の高周波信号ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎと、Ｎ個の低周波信号ＰＤＳＬＦ：１乃至ＰＤＳＬＦ：Ｎとを発生する。上記Ｎ個の高周波信号ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎは、Ｎ個の閾値装置１２０：１乃至１２０：Ｎに与えられ、これら閾値装置は、上記高周波信号から、「濾波された信号（濾波信号）」又は「クリッピングされた（切り落とされた）信号（クリッピング信号）」と呼ばれるＮ個一組の信号を発生する。各々のクリッピング信号及びその対応する低周波信号は、加算器１３０：１乃至１３０Ｎの中の一つの加算器の入力側に与えられ、この一つの加算器は、上記クリッピング信号及びその対応する低周波信号から、対応する条痕補正信号を発生し、これにより、Ｎ個の加算器１３０：１乃至１３０Ｎは、Ｎ個の条痕補正信号ＳＣＳ：１乃至ＳＣＳ：Ｎを発生することになる。各々のチャンネルのデータは、一つの検知器出力信号と、一つの生データ信号と、一つの投影データ信号と、一つの高周波信号と、一つの低周波信号と、一つの条痕補正信号とを含んでいる。従って、例えば第３のチャンネルのデータは、第３のチャンネルの検知器４４：３によって発生される第３のチャンネルの検知器出力信号ＤＥＴ：３と、第３のチャンネルの生データ信号ＲＤＳ：３と、第３のチャンネルの投影データ信号ＰＤＳ：３と、第３のチャンネルの高周波及び低周波の信号ＰＤＳＨＦ：３、ＰＤＳＬＦ：３と、第３のチャンネルの条痕補正信号ＳＣＳ：３とを含んでいる。上記高周波信号及び低周波信号を発生させるために、スキャナ４０の各々のチャンネルは、近傍のチャンネルと関連づけられるのが好ましい。空間周波数フィルタ１１０は、各々のチャンネルの近傍の投影データ信号に対して空間周波数高域通過濾波操作を実行することによって、各々のチャンネルの高周波信号を発生させるのが好ましく、また、同様に、空間周波数フィルタ１１０は、各々のチャンネルの近傍の投影データ信号に対して空間周波数低域通過濾波操作を実行することによって、各々のチャンネルの低周波信号を発生させるのが好ましい。各々の近傍は、一群の隣接するチャンネルを含むのが好ましく、好ましい近傍のサイズは３であり、これは、各々の近傍は、中央のチャンネルと、この中央のチャンネルの両側に位置する２つのチャンネルとを一つにグループとすることによって、形成されることを意味している。例えば、第３のチャンネルは、第２のチャンネル及び第４のチャンネルと共に一つのグループとされて、３つのチャンネルから成る近傍を形成する。これにより、空間周波数フィルタ１１０は、高域通過濾波操作を行う適正なコンボルーションマスクを用いて、第２、第３及び第４のチャンネルの投影データ信号ＰＤＳ：２、ＰＤＳ：３、ＰＤＳ：４を結合することにより、第３のチャンネルに高周波信号ＰＤＳＨＦ：３を発生させる。同様に、空間周波数フィルタ１１０は、低域通過濾波操作を行う適正なコンボルーションマスクを用いて、第２、第３及び第４のチャンネルの投影データ信号ＰＤＳ：２、ＰＤＳ：３、ＰＤＳ：４を結合することにより、第３のチャンネルに低周波信号ＰＤＳＬＦ：３を発生させる。他の好ましい近傍のサイズは、５であり、当業者には分かるように、他の近傍のサイズも本発明と共に十分に機能する。また、空間周波数フィルタ１１０によって実行される低域通過濾波操作及び高域通過濾波操作は、各々の投影データ信号のエネルギを総て対応する低周波信号又は対応する高周波信号に導入し、これにより、対応する高周波信号及び低周波信号のその後の結合により、元々のすなわちオリジナルの投影データ信号が正確に再現されるようにするのが好ましい。Ｎ個の閾値装置１２０：１乃至１２０：Ｎは各々、その入力信号にクリッピング操作を行って、すなわち、各々の閾値装置は、その高周波入力信号をある閾値と比較して、クリッピング信号を発生する。このクリッピング信号は、上記高周波信号の大きさが上記閾値よりも小さい場合には、上記高周波信号に等しく、また、上記高周波信号が上記閾値よりも大きい場合には、該閾値に等しく、更に、上記高周波信号が上記閾値の負の一倍よりも小さい場合には、上記閾値の負の一倍に等しい。後に詳細に説明するように、別の実施例においては、各々の閾値装置は、上記高周波信号が上記閾値よりも大きい場合に、上記閾値に等しくない予め選択された値に等しいクリッピング信号を発生し、また、上記高周波信号が上記閾値の負の一倍よりも小さい場合には、上記予め選択された値の負の一倍に等しいクリッピング信号を発生することができる。上記閾値の値及び上記予め選択された値は、上記閾値装置に永続的にプログラムするか、あるいは、オペレータが選択できるようにすることができる。次に、Ｎ個の加算器１３０：１乃至１３０Ｎは各々、そのチャンネルのクリッピング信号及び低周波信号を合計して、そのチャンネルの条痕補正信号を発生する。図５は、条痕抑制フィルタ７０の好ましい実施例を示しており、この実施例においては、空間周波数フィルタ１１０は、Ｎ個一組の３点式空間周波数低域通過フィルタ２１０：１乃至２１０：Ｎと、対応するＮ個一組の減算器２２０：１乃至２２０：Ｎとを用いて構成されている。各々のチャンネルにおいて、空間周波数低域通過フィルタは、そのチャンネルの近傍から投影データ信号を受け取るように接続された３つの入力端を有していて、上記投影データ信号からそのチャンネルの低周波信号を発生する。各々のチャンネルの低周波信号は、そのチャンネルの減算器の負の入力端に与えられ、そのチャンネルの投影データ信号は、そのチャンネルの減算器の負の入力端に与えられる。各々のチャンネルにおいて、上記減算器は、そのチャンネルの投影データ信号からそのチャンネルの低周波信号を減じ、これにより、そのチャンネルの高周波信号を発生する。この高周波信号は、そのチャンネルの閾値装置に与えられる。例えば、低域通過フィルタ２１０：３によって発生された第３のチャンネルの低周波信号ＰＤＳＬＦ：３は、第３のチャンネルの減算器２２０：３の負の入力端に与えられ、第３のチャンネルの投影データ信号ＰＤＳ：３は、第３のチャンネルの減算器２２０：３の負の入力端に与えられる。減算器２２０：３は、その正の入力端の信号からその負の入力端の信号を減じて第３のチャンネルの高周波信号ＰＤＳＨＦ：３を発生し、この信号を第３のチャンネルの閾値装置１２０：３に与える。各々のチャンネルの高周波信号は、そのチャンネルの投影データ信号からそのチャンネルの低周波信号を単に減じることによって発生されるので、その後に立つのチャンネルの低周波信号及び高周波信号を加算することにより、そのチャンネルの元々の投影データ信号が正確に再現されることになる。これは、好ましいことであり、高周波信号が上記閾値よりも低い場合には、条痕補正信号が元々の投影データ信号に正確に等しく、総ての高周波情報は、ＣＴ画像の再構成を行うのに使用するように保存される。この実施例においては、各々の条痕補正信号は、高周波信号の振幅が上記閾値よりも小さい場合には、その対応する元々の投影データ信号に等しい。しかしながら、高周波信号の振幅が上記閾値を超えた場合には、上記条痕補正信号は、その対応する元々の投影データ信号から高周波エネルギの一部を除去することによって、実質的に発生させることができる。好ましい実施例においては、上記空間周波数低域通過フィルタは、下式（１）に従って低周波信号を発生する。ＰＤＳＬＦ・ｘ＝0.25ＰＤＳ:(ｘ−1)＋0.50ＰＤＳ・ｘ＋0.25ＰＤＳ:(ｘ＋1) （１）上式において、ｘは、２から（Ｎ−１）までの整数である。特定の実施例として、第４のチャンネルの空間周波数低域通過フィルタ２１０：４が、第３のチャンネルＰＤＳ：３からの投影データ信号の０．２５倍、第４のチャンネルＰＤＳ：４からの投影データ信号の０．５０倍、及び、第５のチャンネルＰＤＳ：５からの投影データ信号の０．２５倍を合計することによって、第４のチャンネルに関する低周波信号ＰＤＳＬＦ：４を発生する。当業者には分かるように、上の式（１）は、投影データ信号に３点のコンボルーションマスク｛０．２５，０．５０，０．２５｝でコンボルーション（畳込み）を実行することと等価である。この実施例においては、低域通過フィルタは、３点フィルタであり、３個の検知器から成る近傍を使用している。別の好ましい実施例においては、低域通過フィルタは、５点フィルタであり、５個の検知器から成る近傍を使用すると共に、マスク｛０．１０，０．２５，０．３０，０．２５，０．１０｝を使用する。上記マスクは、「平均化する」又は「ぼかす」マスクであって、例として示すものである。他の平均化マスク及び他の近傍のサイズも本発明と共に十分に機能する。更に、空間周波数低域通過フィルタは、他の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、再帰型又は非再帰型フィルタを用い、また、例えばフーリエ変換法を用いる周波数領域フィルタによって構成することができる。空間周波数低域通過フィルタ２１０：１は、チャンネルアレイ（チャンネルのアレイ）の一端部に位置する第１のチャンネルに関して、低周波信号ＰＤＳＬＦ：１を計算する。このチャンネルは、その両側に隣接するチャンネルをもたないので、フィルタ２１０：１は、式（１）に従ってその低周波出力信号を発生することが不可能であり、フィルタ２１０：１は、図５に示すように、２つの投影データ信号を受信するように接続されているだけである。アレイの端部付近の近傍型の処理を計算するこの問題は、画像処理技術の分野では良く理解されており、フィルタ２１０：１は、任意の数の周知の方法を使用して、その低周波出力信号ＰＤＳＬＦ：１を計算することができる。例えば、空間周波数低域通過フィルタ２１０：１は、その第３の入力端（図５においては接続されていない状態で示されている）を基準電位（例えば、アース）に接続して、上記第３の入力端を常にゼロとして判定することができるようにし、次に、上記３つの入力を他のフィルタが使用するコンボルーションマスクのスケールアップされたバージョンで畳込みすなわちコンボルーションを行う。別の実施例においては、フィルタ２１０：１は、第２の入力端及び第３の入力端を共に第２のチャンネルの投影データ信号ＰＤＳ：２に接続することができる。あるいは、フィルタ２１０：１は、他のフィルタとは異なるコンボルーションマスクを使用することができる。同様な選択は、アレイの他端部に位置するフィルタ２１０：Ｎに関しても勿論採用可能である。条痕抑制フィルタ７０を、低域通過フィルタのアレイを含むものとして図５を参照して上に説明した。当業者には分かるように、条痕抑制フィルタ７０は、低域通過フィルタではなく、一組の高域通過フィルタを用いて構成することもできる。この実施例においては、高周波信号は、高域通過フィルタによって発生され、低周波信号は、高周波信号を対応する投影データ信号から減じることによって発生される。また、条痕抑制フィルタ７０は、高周波信号及び低周波信号をそれぞれ発生する一組の高域通過フィルタ及び一組の低域通過フィルタを用いて構成することができる。再構成ＣＴ画像の条痕は、投影データ信号の高振幅で高周波数の成分によって、本質的に生ずる。従って、条痕抑制フィルタ７０によって発生された条痕補正信号から再構成されたＣＴ画像（高振幅且つ高周波数の成分が減少している）の条痕の数は少ない。また、そのようなＣＴ画像に残っている条痕の振幅は減少されている。従って、条痕抑制フィルタ７０は、利用性の高い明瞭なＣＴ画像の再構成を行うことができる。上記閾値の振幅は、上記閾値装置が再構成ＣＴ画像に条痕を発生させる恐れのある高周波信号の部分だけを除去するように、設定されるのが好ましい。上記閾値が過度に低く設定され、これにより、上記閾値装置が過剰の高周波信号を除去する場合には、条痕補正信号は、実質的に、低周波情報だけしか含まないことになる。そのような信号から再構成されたＣＴ画像は、条痕を含まないかも知れないが、高分解能の撮像を可能にする高周波情報がそのような条痕補正信号から除去されているので、品質が劣ることになる。反対に、上記閾値が過度に高く設定された場合には、その結果生ずる再構成ＣＴ画像の品質が条痕によって低下することがある。ＣＴ画像の問題とする領域は、通常、軟らかい組織の領域であって骨を含む領域ではないので、上記閾値は、軟らかい組織の領域に関係する画像情報の完全性を維持するに十分なように高く設定され、また、骨／組織の境界面によって発生される高振幅で高周波数の成分を除去するに十分なように低く設定されるのが好ましい。閾値をこのように設定すると、結果的に生ずる骨／組織の境界面付近の領域のＣＴ画像の分解能を低下させることがあるが、そのような領域が問題となることは稀であるので、そのような領域の分解能を幾分犠牲にして、領域の条痕のない又は条痕が減少した軟らかい組織の高分解能の画像を得ることが許容される。従って、上記閾値は、骨／組織の境界面以外の領域から発生される代表的な高周波信号の振幅よりも高く、且つ、骨／組織の境界面によって発生される代表的な高周波信号の振幅よりも若干低くなるように、設定されるのが好ましい。条痕抑制フィルタ７０を調整する一つの方法は、最初に、上記閾値をゼロに設定し、何等かの再構成ＣＴ画像を発生させることである。これらの画像は、低周波信号からだけ誘導され、従って、品質が劣ることになる。オペレータは、そのような画像を観察することによって、低周波信号を発生させる際に使用する適正な低域通過濾波機能（すなわち、コンボルーションマスク）を選択することができる。低域通過濾波機能は、所望量の条痕抑制を行うために必要な最小限の生データの濾波（ぼかし）を行うように選択されるのが好ましい。低域通過濾波機能を選択した後に、オペレータは、条痕が再構成された画像に現れるまで、上記閾値をゼロからゆっくりと増加させる。軟らかい組織の領域は、高周波成分を含んでいるので、閾値を過度に低く設定すると、軟らかい組織の領域の情報にロスが生ずることになる。従って、上記閾値は、所望の程度の条痕抑制を維持しながら、可能な限り高く設定すべきである。条痕抑制フィルタ７０は、最適に調整された場合でも、小さな強度誤差を再構成ＣＴ画像に導入することがある。しかしながら、そのような誤差は、条痕よりもかなり小さく、従って、人間の目に見えることは殆ど無い。フィルタ７０によって行われる条痕抑制は、そのような誤差の許容値を正当化する。図６は、図１に示すＣＴ画像を再構成するために使用したのと同じデータを用いて再構成されたＣＴ画像である。しかしながら、図６においては、投影データ信号は、最初に、条痕抑制フィルタ７０を用いて処理されている。この画像を生成するために、条痕抑制フィルタ７０は、低周波信号を発生させるための｛０．１０，０．２５，０．３０，０．２５，０．１０｝のマスクと、０．００６の閾値を用いており、最大投影データ信号は、約４．８であった。図６に示す画像は、図１に示す画像よりもはるかに少ない条痕を有しており、明瞭度が高くなっている。条痕抑制フィルタ７０は、閾値装置１２０（図４及び図５に示す）を用いて高周波信号の高振幅部分をクリッピングすなわち切り落とすことに関連して上に説明した。図７Ａは、閾値装置１２０の伝達関数のグラフである。閾値装置１２０によって発生される出力信号は、入力信号の大きさが閾値の大きさよりも小さい場合には、閾値装置に与えられる入力信号に等しく、また、上記出力信号は、入力信号の大きさが上記閾値の大きさよりも大きい場合には、上記閾値に限定される。閾値装置１２０は、その入力信号、第１の閾値及び第２の閾値の関数である出力信号を発生するものと理解することができ、従って、上記出力信号は、入力信号が上記第１の閾値よりも小さい場合には、上記第１の閾値に等しく、また、上記出力信号は、入力信号が上記第１の閾値及び上記第２の閾値よりも大きい場合には、入力信号に等しく、更に、上記出力信号は、入力信号が上記第２の閾値よりも大きい場合には、上記第２の閾値に等しい。図７Ａに示す伝達関数において、上記第１及び第２の閾値は、その大きさが等しくその極性が反対であるが、他の実施例においては、上記第１及び第２の閾値をそのように関連づける必要はないことは、当業者には理解されよう。更に別の実施例においては、閾値装置１２０は、図７Ａに示す伝達関数とは異なる伝達関数を有するフィルタを用いて構成することもできる。図７Ｂ乃至図７Ｅは、本発明と共に機能することのできる他の伝達関数の例である。好ましい伝達関数が図７Ｂに示されており、閾値装置１２０がこの伝達関数を使用した場合には、上記閾値装置は、その入力信号、正の閾値、負の閾値、予め選択された正の値ＰＲＥＳＥＴ及び予め選択された負の値ＰＲＥＳＥＴの関数としての出力信号を発生する。これにより、上記出力信号は、入力信号が上記負の閾値よりも小さい場合には、上記予め選択された負の値に等しくなり、また、上記出力信号は、入力信号が上記負の閾値よりも大きく且つ上記正の閾値よりも小さい場合には、上記入力信号に等しくなり、更に、上記出力信号は、入力信号が上記正の閾値よりも大きい場合には、上記予め選択された値ＰＲＥＳＥＴに等しくなる。上記予め選択された値は、上記閾値の大きさよりも小さい大きさを有するのが好ましく、上記定数ＰＲＥＳＥＴは、ゼロに等しいのがより好ましい。図７Ｃに示す伝達関数を用いて上記装置１２０が出力信号を発生した場合は、その出力信号は、入力信号の大きさが上記閾値の大きさよりも小さい場合には、上記装置１２０に与えられる入力信号に等しくなり、また、上記出力信号は、入力信号の大きさが上記閾値の大きさよりも大きい場合には、入力信号の線形圧縮されたバージョンに等しい。同様に、図７Ｄに示す伝達関数を用いた場合には、装置１２０によって発生される出力信号は、入力信号の大きさが上記閾値の大きさよりも大きい場合には、入力信号の線形圧縮されたバージョンに等しい。図７Ｅに示す伝達関数を用いた場合には、装置１２０は、入力信号の大きさが上記閾値の大きさよりも小さい場合には、入力信号に何等かの増幅を与え、また、入力信号の大きさが上記閾値の大きさよりも大きい場合には、入力信号に何等かの圧縮を与える。当業者には分かるように、図７Ａ乃至図７Ｅに示す伝達関数は、単なる例示であって、本発明は、投影データ信号の条痕を形成する高振幅の高周波成分を圧縮すると共に上記投影データ信号の条痕を形成しない低振幅の高周波成分を殆ど又は全く濾波しない任意の装置１２０を用いて、十分に機能する。入力信号のある部分（すなわち、高振幅の高周波成分）に対して比較的大きな濾波作用を選択的に与えると共に入力信号の他の部分（すなわち、低振幅の高周波成分）に対して比較的小さな濾波作用を選択的に与える上述のフィルタは、一般的に非線形であり、従って、条痕抑制フィルタ７０は、非線形フィルタとして構成されるのが好ましい。本発明は、例えば高周波信号に対して濾波作用を与える閾値装置１２０としてフィルタを応用することに関しても上に説明した。当業者には分かるように、別の形態においては、上記フィルタは、低周波信号及び高周波信号に対してではなく、投影データ信号に対して等価の態様で直接作用して、条痕補正信号を発生させることもできる。また、条痕抑制フィルタ７０は、高周波信号及び低周波信号を発生し、これにより、高周波信号が閾値よりも小さい場合に、一つのチャンネルの高周波信号及び低周波信号を加えることにより、そのチャンネルの投影データ信号を正確に再現することに関しても、上に説明した。このように高周波信号及び低周波信号を発生することが好ましいが、本発明は、高周波信号及び低周波信号がそのように発生されない場合でも、十分に機能することは、当業者には理解されよう。条痕抑制フィルタ７０をＣＴ装置と共に使用して、投影フィルタ４７から供給された投影データ信号から条痕補正信号を発生させることに関して、上に説明した。しかしながら、本発明に従って構成されたＣＴ装置は、ＣＴ画像を再構成する前に投影データ信号を濾波する他のタイプにも応用することができる。図８は、本発明に従って構成された好ましいＣＴ装置９００の信号処理部分のブロック図である。この装置９００は、条痕抑制フィルタ７０に加えて、平行ビームコンバータ９１０と、補間フィルタ９２０とを備えている。この装置９００においては、投影フィルタ４７によって発生された投影データ信号は、平行ビームコンバータ９１０に与えられ、この平行ビームコンバータは、上記投影データ信号から一組の平行ビーム信号を発生する。これら平行ビーム信号は、条痕抑制フィルタ７０に与えられ、この条痕抑制フィルタは、上記平行ビーム信号から条痕補正信号を発生する。これら条痕補正信号は、次に、補間フィルタ９２０に与えられ、この補間フィルタの出力は、上記条痕補正信号から再構成ＣＴ画像を生成するバックプロジェクタ７２に与えられる。平行ビームコンバータ９１０は、再整理コンバータ９１６と、介在コンバータ９１８とを備えている。再整理コンバータ９１６は、投影フィルタ４７から投影データ信号を受信し、これら投影データ信号から一組の再整理された信号（再整理信号）を発生する。これら再整理信号は、介在コンバータ９１８に与えられ、この介在コンバータは上記再整理信号から平行ビーム信号を発生する。投影フィルタ４７によって発生された投影（projections）は、「扇形ビーム」と考えることができ、その理由は、総ての投影は、扇形ビーム５２（図３に示す）を用いて発生されるからである。平行ビームコンバータ９１０は、上記投影を再編成して、平行ビーム投影を形成する。投影フィルタ４７によって発生されて一回のスキャン操作（すなわち、ディスクの一回転）の間に収集される投影データの測定値は、下式（２）に示すようにマトリックスＰＤＳとして編成することができる。上記ＰＤＳマトリックスの各々の要素ＰＤＳ（ｉ，θ）は、投影角がθに等しい場合のｉ番目のチャンネルの投影データ信号の測定値を表している。式（２）において、Ｎは、スキャナ４０のチャンネルの数を表している。上述のように、好ましい実施例においては、アレイ４４には３８４個の検知器が設けられており、従って、好ましい実施例においては、スキャナ４０には３８４個のチャンネルが設けられていて、Ｎは３８４である。Δθは、一連の投影の間のディスク４６の回転量（すなわち、一連の投影の間の投影角の角度増分）である。好ましい実施例においては、ディスク４６は、各々の投影の間に８分の１°回転し、スキャナ４０は、一回のスキャン操作の間に２，８８０個（すなわち、３６０°に関して１°当たり８個の投影）の投影を発生し、従って、好ましい実施例においては、 Δθは、０．１２５°である。ＰＤＳマトリックスの各々の行は、単一の投影角において収集された投影データ信号の総ての測定値を表している。好ましい実施例においては、ＰＤＳマトリックスは、２，８８０の行を有している。ＰＤＳマトリックスの各々の列は、一回のスキャン操作の間に収集された一つのチャンネルの投影データ信号の総ての測定値を表しており、好ましい実施例においては、ＰＤＳマトリックスは３８４の列を有している。ＰＤＳマトリックスは、周期的な又は反復的な性質を有しており、第１の行は、最後の行の続きであり、ＰＤＳ（ｉ，０）＝ＰＤＳ（ｉ，３６０）である。図９Ａは、患者５０の断面の単一の扇形ビーム投影図の一つの部分を形成する一組の光線１０１０を示している。各々の光線は、実質的に点源であるＸ線源４２から出るので、いずれの光線１０１０も平行であり、その結果生ずる投影は、扇形ビーム投影である。ＰＤＳマトリックスの各々の行は、単一の扇形ビーム投影に対応している。再整理コンバータ９１６は、投影データ信号を再編成し、これにより、各々の再編成された投影は、図９Ｂに示す光線１０２０の如き一組の平行光線によって形成される。図１０Ａ及び図１０Ｂは、上述の再編成された投影を生成するために再整理コンバータ９１６が使用することのできる好ましい方法を示している。図１０Ａ及び図１０Ｂは、２つの連続的な投影図を生成する間のＸ線源４２及び検知器アレイ４４の位置を示している。スキャン操作の間に、Ｘ線源４２及び検知器アレイ４４は、円１１２０の中心１１１０の回りで反時計方向に回転する。図１０Ａに示す最初の投影の間に、光線１１３０が、検知器４４：４（すなわち、アレイ４４の４番目のチャンネルの検知器）に入射する。図１０Ｂに示す次の投影の間に、光線１１３２が、検知器４４：３（すなわち、アレイ４４の３番目のチャンネルの検知器）に入射する。好ましい実施例においては、各検知器の間の間隔は、一連の投影を生成する間の回転量に合致しており、従って、光線１１３０は、光線１１３２に対して平行に若干離れている。好ましい実施例においては、上述の基本的な関係は、総ての検知器に関して当てはまり、従って、一連の投影の間に隣接する検知器に入射する任意の２つの光線は、互いに平行な関係で若干離れている。上述のように、好ましい実施例においては、Δθは、０．１２５°であり、従って、好ましい実施例においては、アレイ４４の各々の検知器は、その隣接する検知器から０．１２５°だけ離れている。再整理コンバータ９１６は、上記基本的な関係を用いて、上記データを再整理して、再編成された投影を生成する。再整理コンバータ９１６は、上記ＰＤＳマトリックスを再編成して、再整理信号のマトリックスＲＥを形成するのが好ましく、これにより、上記ＲＥマトリックスは、平行ビームによって形成された投影と等価になる。再整理コンバータ９１６は、上記ＲＥマトリックスの各々の要素ＲＥ（ｉ，θ）が下式（３）に示す公式に従って選択されるように、ＲＥマトリックスを生成するのが好ましい。ＲＥ(ｉ,θ)＝ＰＤＳ(ｉ,[ｉ−ｊ][Δθ]＋θ) (３) 上式において、ｊ番目のチャンネルは、検知器アレイの幾何学的中心に最も近いチャンネルである。ＲＥマトリックスの各々の要素ＲＥ（ｉ，θ）は、平行ビームの投影角θに関するｉ番目のチャンネルの再整理信号の測定値を表す。再整理コンバータ９１６は、低域通過フィルタを用いて、各々のチャンネルに関する隣接する角度の投影を平均化することもできる。平均化された又は処理された再整理マトリックスＲＥは、大きな角度間隔Δθにおいて、より少ない数の行を有することになる。ＲＥマトリックスをそのように処理することにより、その後の操作を行う計算が減少する。介在コンバータ９１８（図８に示す）は、上述の再整理信号を受信し、該これら再整理信号から平行ビーム信号を発生する。介在コンバータ９１８は、１８０ °だけ離れた対をなす平行ビーム投影を結合して、より密度の高い投影を形成する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、Ｘ線源４２と、患者５０の断面と、検知器アレイ４４との空間的な関係を０°及び１８０°のそれぞれの投影角に関して示している。図１１Ａ及び図１１Ｂには、検知器アレイ４４が、７個の検知器を含み、また、４番目のチャンネル４４：４の検知器がアレイ４４の中央の検知器である状態が示されている。上述のように、好ましい実施例においては、検知器アレイ４４は、３８４個の検知器を有しているが、ここでは便宜上、上記７個の検知器の実施例を説明することにする。好ましい実施例においては、検知器アレイ４４は、ディスク４６の中心１２１０から若干離れており、従って、Ｘ線源４２の焦点と中心１２１０とを結ぶ線１２３４は、中央の検知器４４：４の中心とは交わっていない。そのような検知器システムの構成は、本件出願人に譲渡されている米国特許出願Ｎｏ．０８／１９１，４２８（発明の名称：“X-RAY TOMOGRAPHY SYSTEM OF A SCANNED IMAGE”、出願日：１９９４年２月３日）により完全に開示されており、この米国特許出願は、参考として本明細書に組み込まれている。図１２は、０°及び１８０°の投影角にある検知器アレイ４４とこれら検知器の中の３個の検知器に入射する光線１３１０、１３１２、１３１４との間の空間的な関係を示している。アレイ４４とディスク４６の中心１２１０との間のずれによって、０°の投影角にある検知器アレイ４４は、１８０°の投影角にある検知器アレイ４４から若干離れているすなわち片寄っている。その結果、投影角１８０°に関して６番目のチャンネルの検知器４４：６に入射する光線１３１０は、０°の投影角に関して検知器４４：２、４４：３にそれぞれ入射する光線１３１２、１３１４の間にある。この例においては、検知器４４：６を「中央」の検知器と考えることができ、また、検知器４４：２、４４：３を「両側の隣接する」検知器と考えることができる。各々の投影角において、各々の検知器は、患者の一部の密度を測定し、一般的には、両側の隣接する検知器によって測定される部分は、他の検知器によって測定される部分よりも、中央の検知器によって測定される部分に接近している（例えば、０°の投影角において検知器４４：２、４４：３によって測定される部分は、１８０°の投影角において検知器４４：５、４４：７によって測定される部分よりも、１８０°の投影角において検知器４４：６によって測定される部分に接近している）。１８０°だけ離れている任意の２つの投影を、中央の検知器と両側の隣接する検知器との間の上記関係を用いて介在（交錯）させて、単一の密度の高い投影を形成することができる。例えば、図１２に示す構成に関するそのような交錯された投影は、量［ＲＥ（１，０），ＲＥ（７，１８０），ＲＥ（２，０），ＲＥ（６，１８０），ＲＥ（３，０），ＲＥ（５，１８０），ＲＥ（４，０），ＲＥ（４，１８０），ＲＥ（５，０），ＲＥ（３，１８０），ＲＥ（６，０），ＲＥ（２，１８０），ＲＥ（７，０），ＲＥ（１，１８０）］から構成されており、ＲＥ（ｉ，θ）は、θの投影角においてｉ番目のチャンネルの検知器から発生された再整理信号である。介在コンバータ９１８は、上述の態様で上記再整理信号を介在（交錯）させて密度の高い投影を形成する。介在コンバータ９１８は、平行ビーム信号の測定値から成るマトリックスＰＡＲを発生するのが好ましく、このＰＡＲマトリックスの各々の要素ＰＡＲ（ｉ， θ）は、θに等しい平行ビームの投影角に関するｉ番目のチャンネルの平行ビーム信号の測定値である。上記ＰＡＲマトリックスの構造は、下式（４）で示される。式（４）に示すように、ＰＡＲマトリックスは、ＰＤＳマトリックスの２倍の列及び半分の行を有している。従って、ＰＡＲマトリックスの各々の行は、ＰＤＳマトリックスの行の２倍のデータを含む平行ビーム投影を表す。また、各々の平行ビーム投影は、扇形ビーム投影の２倍のチャンネルを有すると考えることができる。ＰＡＲマトリックスは、ＰＤＳマトリックスとは若干異なる反復性を有しており、最後の行は、最初の行に逆の順序で続く。すなわち、ＰＡＲ（０，１８０）＝ＰＡＲ（２Ｎ−１，０）；ＰＡＲ（１，１８０）＝ＰＡＲ（２Ｎ−２，０）等となる。好ましい実施例においては、介在コンバータ９１８は、下式（５）に従ってＰＡＲマトリックスの要素を発生するのが好ましい。ＰＡＲ(２ｉ,θ)＝ＲＥ(ｉ,θ) ＰＡＲ(２ｉ＋１,θ)＝ＲＥ(Ｎ−１−i,θ＋180) (５) （０≦ｉ＜Ｎ）周知のように、扇形ビームデータを平行ビームデータに変換するコンバータ９１０（図８に示す）の如き平行ビームコンバータは、通常、フィルタ９２０の如き補間フィルタを含む。しかしながら、この補間フィルタは、通常、介在コンバータ９１８の直ぐ後に設けられる。検知器は一般的に隔置されていて、隣接する検知器の間のＸ線源に対する角度偏差は総ての検知器に関して等しいので、検知器は、直線方向に等間隔で隔置されていない。従って、ＰＡＲマトリックスの各々の行（すなわち、各々の平行ビーム投影）は、等間隔で隔置されていないデータ点を含んでいる。各々の投影の中央に近い要素は、各々の投影の端の付近の要素よりも、より大きく隔置されている。上記補間フィルタは、上記データを補間して、平行ビームデータの新しいマトリックスを生成し、各々の投影の総ての要素を等間隔で隔置する。装置９００の好ましい実施例においては、補間フィルタ９２０は、周知の技法を用いて上記データを補間して、等間隔で隔置された要素を含む投影を生成するが、フィルタ９２０は、介在コンバータ９１８の直ぐ後にではなく、条痕抑制フィルタ７０の後に配置されるのが好ましい。しかしながら、本発明は、従来技術で通常行われるように、補間フィルタ９２０を介在コンバータ９１８の直ぐ後に配置した場合でも、十分に機能する。また、周知のように、扇形ビームデータの平行ビームデータへの変換は、一般的に、若干の回転を生じ、従って、０°の平行ビームの投影角は、０°の扇形ビームの投影角に厳密に一致しない。上記回転は、補正しなければ、水平から若干回転した再構成画像を生成することになる。上記回転は、一般的に生ずるものであって、その理由は、式（３）で用いた中央の検知器”ｊ”は、一般的に、検知器アレイの中心に正確に位置しないからである。上記回転の量は、一般に、Δθ ／２よりも小さく、補間フィルタ９２０又はバックプロジェクタ７２によって周知の技法を用いて補正することができ、あるいは、単純に無視することができる。条痕抑制フィルタ７０は、投影フィルタ４７によって発生された投影データ信号に直接作用することができるが、投影データ信号ではなく平行ビームコンバータ９１０によって発生された平行ビーム信号を条痕抑制フィルタ７０に与えた場合に、情報フィルタ７０の性能を改善することができる。条痕抑制フィルタ７０が、投影フィルタ４７によって発生された扇形ビーム投影データに作用する場合に、条痕抑制フィルタ７０はＰＤＳマトリックスの一つの行に同時に作用することは、当業者には理解されよう。例えば、条痕抑制フィルタ７０が、ＰＤＳマトリックスの最初の行（すなわち、θが０°に等しい場合の行）に作用してフィルタ７０の処理を理解している時に、行ＰＤＳ（０，０）は、以前に示した信号ＰＤＳ：１と置換されると考えることができ、また、行ＰＤＳ（１，０）の二番目の要素は、以前に示した信号ＰＤＳ：２と置換されると考えることができる（以下同様）。同様に、条痕抑制フィルタ７０が、平行ビームコンバータ９１０によって発生された平行ビーム信号に作用する場合には、フィルタ７０は、ＰＡＲマトリックスの一つの行に同時に作用する。例えば、条痕抑制フィルタ７０がＰＡＲマトリックスの最初の行に作用している場合には、行ＰＡＲ（０，０）の最初の要素が、以前に示したＰＤＳ：１と置換されると考えることができ、また、ＰＡＲマトリックスの二番目の要素ＰＡＲ（１，０）は、以前に示した信号ＰＤＳ：２と置換されると考えることができる（以下同様）。ＰＡＲマトリックスの各々の行は、ＰＤＳマトリックスの一行の要素の２倍の要素を有しているので、フィルタ７０は、平行ビーム信号に作用する場合のチャンネルの２倍のチャンネル（すなわち、２Ｎ個のチャンネル）を有するのが好ましい。骨／軟らかい組織の境界面の不十分なサンプリングにより生ずる条痕を抑制するという意味において、本発明を上に説明した。しかしながら、当業者には分かるように、条痕抑制フィルタ７０を用いて高振幅の高周波信号の任意のタイプの不規則性又は不完全性によって生ずる条痕を抑制することができる。従って、条痕抑制フィルタ７０は、スキャン操作の間の患者の動き及びガントリーの望ましくない運動又は振動により生ずる条痕、並びに、患者に高密度の充填物又はインプラントが存在することにより生ずる条痕を効果的に低減することができる。低域通過フィルタ、加算器及び減算器の如き構成要素から成る群から構成されるものとしても、条痕抑制フィルタ７０を上に説明した。当業者には分かるように、条痕抑制フィルタを構成するために使用される構成要素の数は、多重化機構を用いることによって、減少させることができる。例えば、図５を参照すると、条痕抑制フィルタ７０は、図示のようにＮ個の各々の構成要素を用いるのではなく、一つの低域通過フィルタ、一つの減算器、一つの閾値装置、一つの加算器、及び、二つの１：Ｎマルチプレクサを用いて構成することができる。また、条痕抑制フィルタ７０は、ディジタルコンピュータにより実行されるソフトウエアプログラムの如き他の手段によって構成することもできる。本発明の範囲から逸脱することなく、上述の装置にある種の変更を加えることができるので、上の記載に含まれる又は添付の図面に示される総ての事項は、例示又は代表例であると考えるべきであって、限定的な意味で理解してはならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】波信号（ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎ）を形成する。ＳＳＦ（７０）は、高周波信号（ＰＤＳＨＦ：１乃至ＰＤＳＨＦ：Ｎ）を閾値で処理する（１２０：１乃至１２０：Ｎ）ことによって、濾波信号（ＳＣＳ：１乃至ＳＣＳ：Ｎ）を形成する。

Claims

【特許請求の範囲】１．対象物の一部の密度を各々が表す複数の投影データ信号を発生する手段を備えた装置であって前記対象物の画像を生成するコンピュータ断層撮影装置において使用される条痕抑制フィルタであって、（Ａ）前記投影データ信号の近傍に応答して、これら投影データ信号から、前記投影データ信号の近傍に関連する高周波成分を含む高周波信号と、前記投影データ信号の近傍に関連する低周波成分を含む低周波信号とを発生する空間周波数フィルタ手段と、（Ｂ）前記高周波信号に応答して、該高周波信号の非線形濾波を行うことによって、前記高周波信号から濾波信号を発生する非線形フィルタ手段と、（Ｃ）前記低周波信号及び前記濾波信号に応答して、前記低周波信号及び前記濾波信号を結合することによって、これら低周波信号及び濾波信号から条痕補正信号を発生する結合手段とを備えていることを特徴とする条痕抑制フィルタ。２．請求項１に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記非線形フィルタ手段は、比較的大きな振幅を有する前記高周波信号の一部を圧縮することによって、前記濾波信号を発生するように構成されたことを特徴とする条痕抑制フィルタ。３．請求項１に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記非線形フィルタ手段は、前記高周波信号、第１の閾値、第２の閾値、第１の予め選択された値及び第２の予め選択された値の関数として、前記濾波信号を発生する閾値手段を備えており、前記濾波信号は、前記高周波信号が前記第１の閾値よりも小さい場合には、前記第１の予め選択された値に等しく、前記濾波信号は、前記高周波信号が前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第２の閾値よりも小さい場合には、前記高周波信号に等しく、更に、前記濾波信号は、前記高周波信号が前記第２の閾値よりも大きい場合には、前記第２の予め選択された値に等しくなるように構成されたことを特徴とする条痕抑制フィルタ。４．請求項３に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記第１及び第２の閾値は選択可能であることを特徴とする条痕抑制フィルタ。５．請求項３に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記第１及び第２の閾値は、その大きさが等しく極性が反対であることを特徴とする条痕抑制フィルタ。６．請求項３に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記第１の予め選択された値及び第２の予め選択された値は選択可能であることを特徴とする条痕抑制フィルタ。７．請求項３に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記第１の予め選択された値及び前記第２の予め選択された値は、実質的に０に等しいことを特徴とする条痕抑制フィルタ。８．請求項３に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記第１の予め選択された値は、前記第１の閾値に実質的に等しく、前記第２の予め選択された値は、前記第２の閾値に実質的に等しいことを特徴とする条痕抑制フィルタ。９．請求項１に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記空間周波数フィルタ手段は、前記投影データ信号の近傍を低域通過濾波することによって、前記低周波信号を発生する低域濾波手段を有することを特徴とする条痕抑制フィルタ。１０．請求項９に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記空間周波数フィルタ手段は、更に、前記投影データ信号から前記低周波信号を減じて前記高周波信号を発生する減算器手段を備えることを特徴とする条痕抑制フィルタ。１１．請求項９に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記低域通過フィルタ手段は、３点フィルタを備えることを特徴とする条痕抑制フィルタ。１２．請求項９に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記低域通過フィルタ手段は、５点フィルタを備えることを特徴とする条痕抑制フィルタ。１３．請求項１に記載の条痕抑制フィルタにおいて、前記結合手段は、前記低周波信号及び前記濾波信号を加算することによって前記条痕補正信号を発生する加算器手段を備えることを特徴とする条痕抑制フィルタ。１４．対象物のコンピュータ断層撮影画像の条痕を抑制する方法であって、（Ａ）前記対象物の一部の密度を各々が表す複数の投影データ信号を発生させる投影データ信号発生工程と、（Ｂ）前記投影データ信号の近傍の空間周波数濾波を行って、前記近傍に関連する高周波成分を含む高周波信号と、前記近傍に関連する低周波成分を含む低周波信号とを発生させる空間周波数濾波工程と、（Ｃ）前記高周波信号の非線形濾波を行って濾波信号を発生させる非線形濾波工程と、（Ｄ）前記濾波信号及び前記低周波信号を結合して条痕補正信号を発生させる結合工程とを備えることを特徴とする条痕抑制フィルタ。１５．請求項１４に記載の方法において、前記結合工程は、前記濾波信号及び前記低周波信号を加算する工程を含むことを特徴とする方法。１６．請求項１４に記載の方法において、空間周波数濾波工程は、前記投影データ信号の近傍の低域通過濾波を行って前記低周波信号を発生させる工程を含むことを特徴とする方法。１７．請求項１６に記載の方法において、前記空間周波数濾波工程は、更に、前記投影データ信号の一つから低周波信号を減じて高周波信号を発生させる工程を備えることを特徴とする方法。１８．対象物の一部の密度を各々が表す投影データ信号を各々のチャンネルに発生させる手段を備えた装置であって前記対象物の画像を生成するコンピュータ断層撮影装置に使用され、該画像の条痕を減少させるマルチチャンネル・フィルタであって、（Ａ）前記投影データ信号に応答して、これら投影データ信号から、前記投影データ信号の近傍に関連する高周波成分を各々含む高周波信号と、前記投影データ信号の近傍に関連する低周波成分を各々含む低周波信号を各々のチャンネルに発生させるマルチチャンネル空間周波数フィルタ手段と、（Ｂ）前記高周波信号に応答して、これら高周波信号から濾波信号を各々のチャンネルに発生させ、一つのチャンネルの高周波信号の非線形濾波を行うことによって、前記濾波信号の一つを前記一つのチャンネルに発生させるマルチチャンネル非線形フィルタ手段と、（Ｃ）前記低周波信号及び前記濾波信号に応答して、これら低周波信号及び濾波信号から条痕補正信号を各々のチャンネルに発生させ、前記一つのチャンネルの前記低周波信号及び濾波信号を結合することによって、前記一つのチャンネルに一つの条痕補正信号を発生させるマルチチャンネル結合手段とを備えること、を特徴とするマルチチャンネル・フィルタ。１９．対象物の一部の密度を各々が表す複数の投影データ信号を発生する手段を備えた装置であって前記対象物の画像を生成するコンピュータ断層撮影装置に使用される条痕抑制フィルタであって、前記投影データ信号を濾波し、比較的大きい振幅の高周波成分を有する前記投影データ信号の部分を抑制することによって、複数の条痕補正信号を発生する非線形フィルタ手段を備えることを特徴とする条痕抑制フィルタ。