JPS6263376A - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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６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ｘｉ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Ｑ
（ｘ、ｙ）に沿う被検査体４のＸ、Ｗｔ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（ａ、β）　＝　）ｆ　（ｘ、　ｙ）　ｄＱ　　　（
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　（Ｘｓ　ｙ）を再構成する方法として
、従来からフィルタードパツクプロジェクション法が広
く用いられている（例えば、”Ｔｈｅ　Ｆｏ−ｕｒｉｅ
ｒ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｈｅａｄ
　５ｅｃｔｉｏｎ”　　（１９７４年）　、　ＩＥＥＥ
　Ｔｒａｎｓ、、Ｎ５−２１．Ｐ、２ｌ−４３）　、こ
のフィルタードパツ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（パックプロジェクション）演算りを行うことによ
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懸回学系との関係を示すと
、第Ｌｏｌｌ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！ｉｔＳから曝射されたフ
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０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
影演算りを行う方法をダイレクトパックプロジェクショ
ン法（以下「ダイレフ１−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号に
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）二′ｆＪ（α′）Ｗ（α′）Ｈ（α−α′
、β）ｄα′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（ｘｔ　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）。

Ｌ”＝　（ｘ−Ｄｃｏｓβ）　”＋　（ｙ−Ｄｓｉｎβ
）　”　　　　　　　（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。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（ｐａｒｔｉａ
ｌ　ｆａｎ−ｂｅａｍ　ｅｆｆａｃｔ）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。＋ＰβＸｊ＝β（ｊ）　（ｊ＝Ｏ１Ｌ　２ｙ　
・＝ｙ　ｍ　１）　　（８）ｍ＝２π／Ｐβ　　　　　
　　　　　　　　　　　（９）とおく。ここでβ。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（ｘｔ　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−ＰαＸｉ　　　　　　　　　　　　　　（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）および逆投影演算りを行う方法（
以下「アレレジ法」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を中心とする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Ｏから各Ｘ線
ビームへの距離ｔと、各ｘａ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１
２図参照）、各Ｘ線ビーム位置α、βと二次元座標（ｔ
ｗ　θ）との間には。

ｔ　＝Ｄ　Ｘ５ｉｎα（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ａｔ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　Ｄｔθ）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　（ｔｔ　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
１７２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
口約とする。

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懸回
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　（Ｘｓ　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　（ｘｔ　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○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！１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）　＝ａ　　　　　　（１６）
θ＝α＋β　　　　　　　　　　　　（１７）ここで、
新しく導入された回転中心０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っ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（１，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０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１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 ｄ　ｔ　＝Ｄｃｏｓ、（ｕ）　　・ｄ　ｕ　　　　　　
（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
はど小さくなる。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、の＝Ｊ　（ｕ）　ｆ　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）式に示すフィルタ処
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＝ｘｓｉｎθ−ｙｅｏｓθ　　　　　　　　（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、周辺部はど拡大される。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（（ｘｓｉｎ
θ−ｙｃｏｓの／Ｄ）　　（２３）を用いて再構成像の
座標点（ｘｔ　ｙ）からＵを求め、第（２４）式によっ
て再構成像ｆ　（ｘ、ｙ）を得る。

ただし、フィ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、＋ｐθ×ｊ＝θ（ｊ）　（ｊ＝ｏ、　１．２．
−、　ｍ−１）　（２５）ｍ＝２π／Ｐθ　　　　　　
　　　　　　　　　（２６）とおく、ここで０８は、計
測開始位置β。、とファンビーム広がり角の１／２であ
るα。を用いて、θ。＝α。＋β。　　　　　　　　　
　　　（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　
ｙ　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 １＝（ｕ／Ｐｕ）　　　　　　　（）はガウス記号　　
　（３０）δ＝ｕ−ＰｕＸｉ　　　　　　　　　　　　
　　（３１）である。

作用 本発明に係る変形された二次元座標（ｕｔ　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、ノ
アンビ・−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１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、補間演算が周期に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となり、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［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ＱＣｘｅｙ）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１ｏｇ（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。

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。−次元メモリ２９には、
逆投影によるぼけを修正するたゆのフィルタ関数Ｗ（ｕ
）のフーリエ変換結果Ｖ（ω）を格納しておき１乗算器
３０はこのＱ（ω、θ）とマ（ω）の掛は算を行い、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、フィルタ処理
を行う手段５０となるものである。

次に、−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３３は、この、■と上記Ｇ　（ｕ、　θ）の掛
は算を行い、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−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０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Ｘ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（Ｘｏｙｙｏ）を通過する平行ビームの位置ｔｏ（
θ）は、第（１６）式％式％（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Ｘ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Ｘ方向の座標間隔をそれぞれΔ
Ｘ、Δｙ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、Ｘ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（２３）式を用いて５ｉｎ（ｔ／Ｄ）の
数表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ｔｏｅ−次元メモリ３８
にはξ、−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Ｘ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
ロラし、Ｘ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、Ｘ方向のカウンタ４１がオ
ーバーフロラして、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の出力は。

三つの一次元メモリ３７，３８，３９に接続され、それ
ぞれｔ。、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４
５にｔｏ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。

Ｘ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。−次
元メモリ４６には５ｉｎ（ｔ／Ｄ）の数表を格納してお
き、この−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５１ｔは直ちにＵへ
変換される。ここで、上記−次元メモリ４６は、前述の
平行ビーム投影データＰ　（ｕ、　Ｏ）の回転中心０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Ｘ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に対するフィルタ結果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１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
Ｘｍ検出器１６は円周上に配列固定しＸ線管ｉ５のみを
回転運動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１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
なためハードウェ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
測挽回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
るフィルタードパツ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挽回学
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 第」図 第２図 第３図 第４図 区 ロ 鞍

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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、このフィルタ補正さ
   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。
2. （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。
3. （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。