特許 5690122 Ｘ線ＣＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5690122

(24)【登録日】2015年2月6日

(45)【発行日】2015年3月25日

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20150305BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 350Q

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2010-266106(P2010-266106)

(22)【出願日】2010年11月30日

(65)【公開番号】特開2012-115366(P2012-115366A)

(43)【公開日】2012年6月21日

【審査請求日】2013年10月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100106541

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 信和

(72)【発明者】

【氏名】西出 明彦

(72)【発明者】

【氏名】萩原 明

【審査官】 小田倉 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２２４５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０４４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３７１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体を載置する撮影テーブルと、
Ｘ線焦点から前記被検体にＸ線のファンビームを放射するＸ線源と、検出素子が前記Ｘ線のファン方向に複数チャネル分配列されたＸ線検出器とを有している走査ガントリと、
前記撮影テーブルおよび前記走査ガントリを制御することによりスキャンを実行して複数ビューのファンビーム投影データを収集する制御手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記制御手段は、前記スキャン中に、前記撮影テーブルに載置された前記被検体のスキャン面における中心が前記走査ガントリのアイソセンタに近づくよう前記撮影テーブルの昇降を制御し、
前記複数ビューのファンビーム投影データを加重加算処理することにより、前記被検体を基準とした座標空間において、前記ファンビーム投影データが収集された各時点におけるＸ線焦点と前記被検体を基準とした再構成領域の中心とを結ぶ直線と平行なパラレル投影データを得るデータ処理手段と、
前記得られたパラレルビーム投影データに基づいて前記再構成領域の画像を再構成する再構成手段とを備えているＸ線ＣＴ装置。

【請求項2】

前記ファンビーム投影データが収集された時点におけるＸ線焦点と前記再構成領域の中心とを結ぶ直線と直交し、前記再構成領域の中心を通る直線を第１の直線として、該時点における前記再構成領域を基準とするビュー角度を一方の軸とし、該時点における前記第１の直線と該時点に収集されたファンビーム投影データの各チャネルデータに対応する各Ｘ線パスとの交点の位置を他方の軸とするデータ空間に、前記複数ビューのファンビーム投影データをそれぞれ配置するデータ配置手段をさらに備えており、
前記データ処理手段は、前記データ空間において前記配置されたファンビーム投影データを加重加算処理することによりパラレルビーム投影データを得る、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項3】

前記再構成領域を基準とするビュー角度は、前記走査ガントリのアイソセンタを基準としたビュー角度に基づいて求められる請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項4】

前記制御手段は、各ビューの前記ファンビーム投影データに、該ファンビーム投影データが収集された時点における前記撮影テーブルの高さ情報を付す請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記投影データに前記撮影テーブルの高さ位置前記被検体をスカウト撮影して得られたスカウトデータに基づいて、前記撮影テーブルの昇降を制御する請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項6】

前記データ処理手段は、前記加重加算処理により前記データ空間の軸に対して傾いている線に沿った複数のチャネルデータを求めることにより、前記パラレルビーム投影データを得る請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項7】

前記加重加算処理は、前記データ空間において、求めようとする前記パラレルビーム投影データのチャネルデータの位置に近接しており、前記配置されたファンビーム投影データを構成している複数のチャネルデータを、前記求めようとするチャネルデータの位置と前記複数のチャネルデータの位置との距離に応じた重み付けにより加重加算して、該求めようとするチャネルデータを算出する処理である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項8】

前記スキャンは、ヘリカルスキャンである請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮影テーブル（table）の高さを変化させながらスキャン（scan）するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被検体を走査ガントリ（gantry）に対して相対移動させながらスキャンする場合において、被検体の中心が撮像視野の中心、いわゆるアイソセンタ（iso-center）と常に重なるように、撮影テーブルの高さを変化させながらスキャンするＸ線ＣＴ装置が提案されている（特許文献１，要約参照）。このＸ線ＣＴ装置によれば、いずれのスライス（slice）面においても、関心領域となることが多い被検体の中心部分を、目標のノイズレベル（noise
level）で高画質に再構成することができる。その結果、被検体の被曝量に対する画質の向上、自動露出機構の精度の向上を可能とし、ひいては被検体の被曝低減を可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２２４５８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、画像再構成処理のある１つの方法では、画像再構成計算を簡単にするために、逆投影処理前に投影データのファンパラ（fan-parallel）変換を行うことがある。ファンパラ変換は、データ収集時にＸ線パス（path）がファン（fan）状に広がっているファンビーム（fan-beam）投影データ（data）を、Ｘ線パスが平行であるパラレルビーム（parallel-beam）投影データに変換するものである。ファンパラ変換では、直交軸の一方をビュー（view）角度、他方をデータチャネル（data
channel）位置に取ったデータ空間に、各ビューのファンビーム投影データを配置し、これら配置されたファンビーム投影データを加重加算処理して、各Ｘ線パス方向ごとのパラレルビーム投影データを得る。

【0005】

しかしながら、従来のファンパラ変換では、撮影テーブルの高さを一定にしたままのスキャンを想定しており、Ｘ線管やＸ線検出器などを含むデータ収集系が、再構成領域との幾何学的な位置関係を変えずに回転している場合を前提としている。一方、撮影テーブルの高さを変化させながらスキャンする場合には、この幾何学的な位置関係がスキャン中に変化してしまうため、従来のファンパラ変換のアルゴリズム（algorithm）をそのまま用いることができない。

【0006】

このような事情により、撮影テーブルの高さを変化させながらスキャンして収集された投影データに対してファンパラ変換を行うことができるＸ線ＣＴ装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の観点の発明は、被検体を載置する撮影テーブルと、Ｘ線焦点から前記被検体にＸ線のファンビームを放射するＸ線源と、検出素子が前記Ｘ線のファン方向に複数チャネル分配列されたＸ線検出器とを有している走査ガントリと、前記撮影テーブルおよび前記走査ガントリを制御することによりスキャンを実行して複数ビューのファンビーム投影データを収集する制御手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記制御手段が、前記被検体が載置された前記撮影テーブルを前記スキャン中に昇降させており、前記複数のファンビーム投影データを加重加算処理することにより、前記ファンビーム投影データが収集された各時点におけるＸ線焦点と再構成領域の中心とを結ぶ直線と平行なパラレル投影データを得るデータ処理手段と、前記得られたパラレルビーム投影データに基づいて前記再構成領域の画像を再構成する再構成手段とを備えているＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0008】

第２の観点の発明は、前記ファンビーム投影データが収集された時点におけるＸ線焦点と再構成領域の中心とを結ぶ直線と直交し、前記再構成領域の中心を通る直線を第１の直線として、該時点における前記再構成領域を基準とするビュー角度を一方の軸とし、該時点における前記第１の直線と該時点に収集されたファンビーム投影データの各チャネルデータに対応する各Ｘ線パスとの交点の位置を他方の軸とするデータ空間に、前記複数ビューのファンビーム投影データをそれぞれ配置するデータ配置手段をさらに備えており、前記データ処理手段が、前記データ空間において前記配置されたファンビーム投影データを加重加算処理することによりパラレルビーム投影データを得る、上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0009】

第３の観点の発明は、前記再構成領域を基準とするビュー角度が、前記走査ガントリのアイソセンタを基準としたビュー角度に基づいて求められる上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。なお、「アイソセンタ」は、Ｘ線源の回転中心である。

【0010】

第４の観点の発明は、前記制御手段が、前記スキャン中に、前記被検体のスキャン面における中心が前記走査ガントリのアイソセンタに近づくよう前記撮影テーブルの昇降を制御する上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0011】

第５の観点の発明は、前記制御手段が、前記被検体をスカウト撮影して得られたスカウトデータ（scout data）に基づいて、前記撮影テーブルの昇降を制御する上記第４の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0012】

第６の観点の発明は、前記データ処理手段が、前記加重加算処理により前記データ空間の軸に対して傾いている線に沿った複数のチャネルデータを求めることにより、前記パラレルビーム投影データを得る上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0013】

第７の観点の発明は、前記加重加算処理が、前記データ空間において、求めようとする前記パラレルビーム投影データのチャネルデータの位置に近接しており、前記配置されたファンビーム投影データを構成している複数のチャネルデータを、前記求めようとするチャネルデータの位置と前記複数のチャネルデータの位置との距離に応じた重み付けにより加重加算して、該求めようとするチャネルデータを算出する処理である上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0014】

第８の観点の発明は、前記スキャンが、ヘリカルスキャン（helical scan）である上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、撮影テーブルの高さを変化させながらスキャンして収集された投影データに対してファンパラ変換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。

【図2】本実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャート（flowchart）である。

【図3】被検体中心曲線の一例を示す図である。

【図4】ファンビーム投影データを説明するための図である。

【図5】クレードル（cradle）昇降付きスキャンの条件を説明するための図である。

【図6】Ｘ線焦点の回転軌道を示す図である。

【図7】再構成領域から見たＸ線焦点の動きを示す図である。

【図8】投影データ配置処理を示すフローチャートである。

【図9】焦点回転角度θ＝０のビューにおけるファンビーム投影データに対する投影データ配置処理を概念的に示す図である。

【図10】焦点回転角度θ＝π／４のビューにおけるファンビーム投影データに対する投影データ配置処理を概念的に示す図である。

【図11】焦点回転角度θ＝π／２のビューにおけるファンビーム投影データに対する投影データ配置処理を概念的に示す図である。

【図12】焦点回転角度θ＝３π／４のビューにおけるファンビーム投影データに対する投影データ配置処理を概念的に示す図である。

【図13】焦点回転角度θ＝πのビューにおけるファンビーム投影データに対する投影データ配置処理を概念的に示す図である。

【図14】データ空間に配置されたファンビーム投影データを示す図である。

【図15】パラレルビーム投影データを説明するための図である。

【図16】ファンパラ変換処理が行われるデータ空間全体を示す図である。

【図17】ファンパラ変換処理が行われるデータ空間の一部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図を参照して発明の実施形態について説明する。

【0018】

図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１、撮影テーブル１０、走査ガントリ２０とを具備している。

【0019】

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、投影データから再構成したＣＴ画像等を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ、ＣＴ画像などを記憶する記憶装置７とを具備している。

【0020】

撮影テーブル１０は、被検体を載置して走査ガントリ２０の空洞部に対し搬入搬出するクレードル１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。

【0021】

走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ（controller）２２と、コリメータ（collimator）２３と、Ｘ線検出器２４と、データ収集部ＤＡＳ（Data
Acquisition System）２５と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１などを回転させる回転部コントローラ２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。

【0022】

Ｘ線検出器２４は、複数の検出素子が、被検体の体軸方向すなわちｚ方向に対して垂直な面方向すなわちｘｙ面方向において円弧状に配列されてなる。この各検出素子をチャネルという。チャネル数は約１０００程度を想定する。Ｘ線検出器２４は、シングルスライス（single slice）、マルチスライス（multi slice）のいずれでもよいが、本例では、説明の簡単のため、シングルスライスを想定する。

【0023】

本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の構成は概ね上記の通りである。この構成のＸ線ＣＴ装置において、投影データの収集は例えば次のように行われる。

【0024】

まず、被検体を走査ガントリ２０の空洞部に搬送する。そして、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４を被検体の周囲で回転させながら、Ｘ線管２１からのＸ線ビームを被検体に照射し、その透過Ｘ線をＸ線検出器２４で検出する。この透過Ｘ線の検出を、投影角度すなわちビュー角度を変化させながら投影データ収集を行う。

【0025】

検出された各透過Ｘ線は、ＤＡＳ２５でディジタル（digital）値に変換されて投影データとしてデータ収集バッファ５を介して操作コンソール１に転送される。スキャン方式としては、コンベンショナルスキャン（conventional
scan）すなわちアキシャルスキャン（axial scan）や、ヘリカルスキャンを考えることができる。

【0026】

操作コンソール１は、走査ガントリ２０から転送されてくる投影データを中央処理装置３の固定ディスク（disk）ＨＤＤに格納するとともに、例えば、所定の再構成関数と重畳演算を行い、逆投影処理により断層像を再構成する。

【0027】

これより、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作について説明する。

【0028】

図２は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【0029】

ステップ（step）Ｓ１では、被検体のスカウト撮影を行う。スカウト撮影は、これからスキャンしようとする部位のＸ線吸収量などの情報を事前に得るために行われるものである。スカウト撮影では、通常、Ｘ線管２１から本スキャンより低い線量のＸ線を、被検体のスキャンしようとする部位を含む領域に照射して、その透過Ｘ線をＸ線検出器２４で検出し、その検出データであるスカウトデータを取得する。本例では、被検体が載置されたクレードル１２をｚ方向に移動させながら、被検体の側面方向（ｘ方向）からＸ線を照射して、その透過Ｘ線をＸ線検出器２４で検出する。これにより、被検体のｚ方向の各位置におけるｘ方向へのプロジェクション（projection）Ｐｘ（ｚ）を取得する。なお、スカウト撮影は、本スキャンより低い線量のＸ線を用いるアキシャルスキャンやヘリカルスキャン等であってもよい。

【0030】

ステップＳ２では、スカウトデータを基に、被検体中心曲線を求める。被検体中心曲線は、被検体のスライス面方向における中心の体軸方向（ｚ方向）に対する変化を表す曲線である。本例では、被検体のｚ方向の各位置について、ｘ方向へのプロジェクションＰｘ（ｚ）が占めるｙ方向の範囲の中心位置を算出し、これら中心位置をｚ方向に結んで、図３に示すような被検体中心曲線Ｃ（ｚ）を求める。なお、被検体中心曲線は、被検体のｚ方向の各位置について、ｘ方向へのプロジェクションＰｘ（ｚ）のｙ方向の重心位置を算出し、これら重心位置をｚ方向に結んで求めてもよい。

【0031】

ステップＳ３では、クレードル昇降付きスキャンを行う。すなわち、被検体中心曲線Ｃ（ｚ）から特定されるスキャン面での被検体の中心が、走査ガントリ２０のアイソセンタとｙ方向で一致するようクレードル１２を昇降させながらスキャンを行う。これにより、スライス面方向において、被検体の中心が再構成領域の中心と常に一致する形で複数ビューのファンビーム投影データが収集される。

【0032】

ファンビーム投影データは、Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆから被検体にファンビームＸ線を照射したときにＸ線検出器２４で得られる投影データである。つまり、ファンビーム投影データは、図４に示すように、投影データを構成する各チャネルデータに対応するＸ線パス、すなわちＸ線焦点ｆとＸ線検出器２４の各チャネルとを結ぶＸ線パスが、ファン状に広がる投影データである。

【0033】

ここで、クレードル昇降付きスキャンの一例を示す。

【0034】

図５は、クレードル昇降付きスキャンの条件を説明するための図である。

【0035】

まず、被検体中心曲線は、図５に示すような曲線Ｃ′であるものとする。すなわち、曲線Ｃ′上の被検体中心位置は、座標ｚ１でアイソセンタＩＳＯとｙ方向で一致している。また、座標ｚ１〜ｚ２でｙ方向に＋ｄだけ上昇し、座標ｚ２〜ｚ３でｙ方向に−ｄだけ下降する。

【0036】

Ｘ線管２１のＸ線焦点ｆは、図６に示すように、走査ガントリ２０のアイソセンタＩＳＯを中心とする半径ｒの円周上を回転する。ここで、アイソセンタＩＳＯを基準としたときのＸ線焦点ｆのｙ軸からの回転角度を焦点回転角度θと定義する。

【0037】

スキャン範囲は、図５に示すように、ｚ方向の座標ｚ１〜ｚ３を含む範囲とし、座標ｚ１で焦点回転角度θ＝０、座標ｚ２で焦点回転角度θ＝π〔rad〕、座標ｚ３で焦点回転角度θ＝２π〔rad〕となるようヘリカルスキャンを行うものとする。そして、焦点回転角度θが、０から２πまでのπ／４間隔の各回転角度となるときを各ビューとしてファンビーム投影データを収集する。なお、本例では、説明を簡単にするためにビューをかなり粗く取っているが、実際には、Ｘ線焦点ｆの１回転当たり、すなわち回転角度２π〔rad〕（３６０°）分に対して１０００ビュー程度が割り当てられる。

【0038】

再構成領域は、被検体を基準とした座標空間における所定のスライス面に設定され、再構成領域の中心Ｏは、スキャン開始位置である座標ｚ１でアイソセンタＩＳＯと重なる位置とする。再構成領域すなわち被検体側からＸ線焦点ｆの動きを見ると、図７に示すようになる。この図において、点ｆ１〜ｆ８は、各ビューでのＸ線焦点ｆの位置をそれぞれ示している。焦点回転角度θ＝０のとき、すなわちビュー番号ｖ＝１のビューでは、Ｘ線焦点ｆは、再構成領域の中心Ｏを中心とする半径ｒの円周Ｆ上の点ｆ１に位置している。焦点回転角度θ＝０〜πの間では、Ｘ線焦点ｆは、円周Ｆの軌道から−ｙ方向に徐々にシフト（shift）してゆく。そして、焦点回転角度θ＝πのとき、Ｘ線焦点ｆは、円周Ｆの軌道から−ｙ方向に距離ｄだけシフトした点ｆ５に位置している。また、焦点回転角度θ＝π〜２πの間では、Ｘ線焦点ｆは、円周Ｆの軌道から＋ｙ方向に徐々にシフトしてゆく。そして、焦点回転角度θ＝２πのとき、すなわちビュー番号ｖ＝９のビューでは、Ｘ線焦点ｆは、円周Ｆ上の点ｆ１に戻る。

【0039】

なお、各ビューのファンビーム投影データには、そのファンビーム投影データが収集された時点におけるクレードルの高さ情報ｈｔおよび水平位置情報ｚｔと、焦点回転角度θとが付される。これにより、各ビューのファンビーム投影データ収集時におけるＸ線データ収集系と被検体との幾何学的な位置関係を知ることができ、各ビューについて、Ｘ線焦点ｆから再構成領域の中心Ｏへのビュー角度（投影角度）βを求めることができる。ここでは、再構成領域ＦＯＶの中心Ｏを基準としたときのＸ線焦点ｆのｙ軸からの回転角度をビュー角度βと定義する。

【0040】

ステップＳ４では、投影データ配置処理を行う。すなわち、収集されたファンビーム投影データのデータチャネル位置を仮想的に決定して、所定のデータ空間に配置する。

【0041】

ここでは、一例として、ステップＳ３で例示したクレードル昇降付きスキャンにより収集されたファンビーム投影データを処理対象として、投影データ配置処理について詳しく説明する。

【0042】

図８は、投影データ配置処理（Ｓ４）を示すフローチャートである。

【0043】

また、図９は、焦点回転角度θ＝０のビューにおけるファンビーム投影データに対する投影データ配置処理を概念的に示す図である。

【0044】

ステップＳ４１では、ビューを選択する。ここでは、焦点回転角度θ＝０のビューが選択されたものとする。

【0045】

ステップＳ４２では、選択されたビューのファンビーム投影データを記憶装置７から読み出す。

【0046】

ステップＳ４３では、読み出したファンビーム投影データに付帯している、クレードル高さ情報ｈｔおよび水平位置情報ｚｔ、焦点回転角度θなどの情報を取得する。

【0047】

ステップＳ４４では、ステップＳ４３で取得した情報から、選択されたビューにおけるデータ収集系の幾何学的位置関係、すなわち再構成領域ＦＯＶの中心Ｏ、Ｘ線焦点ｆの位置、Ｘ線検出器２４の各チャネル位置、ビュー角度βなどを求める。ここでは、図９に示すように、Ｘ線焦点ｆが点ｆ１に位置しているときのデータ収集系の幾何学的位置関係が求められる。

【0048】

ステップＳ４５では、選択されたビューにおいて、Ｘ線焦点ｆと再構成領域ＦＯＶの中心Ｏとを結ぶ直線Ｌを求め、この直線Ｌに直交し、再構成領域ＦＯＶの中心Ｏを通る直線Ｓを求める。ここでは、図９に示すように、点ｆ１と再構成領域ＦＯＶの中心Ｏとを結ぶ直線Ｌを求め、次いで直線Ｓを求める。

【0049】

ステップＳ４６では、選択されたビューにおける仮想的チャネルデータ位置を決定する。具体的には、選択されたビューにおけるＸ線焦点ｆとＸ線検出器２４の各チャネルとを結ぶ各Ｘ線パスと上記直線Ｓとの各交点を、このビューにおけるファンビーム投影データの仮想的チャネルデータ位置ｓとする。すなわち、ファンビーム投影データの各チャネルデータのチャネルデータ位置を、そのチャネルデータに対応するＸ線パスと直線Ｓとの交点の位置に仮想的に置き換える。ここでは、図９に示すように、Ｘ線パスと直線Ｓとの各交点ｓ１１，ｓ１２，・・・，ｓ１ｎを、仮想的なチャネルデータ位置とする。

【0050】

ステップＳ４７では、選択されたビューのファンビーム投影データを、ビュー角度βと直線Ｓ上の仮想的チャネルデータ位置とを両軸に取るデータ空間に配置する。ここでは、図９に示すように、データ空間上において、ビュー角度βおよび直線Ｓ上の各点ｓ１１，ｓ１２，・・・，ｓ１ｎに対応する各位置に、それぞれのチャネルデータを配置する。

【0051】

ステップＳ４８では、選択すべきビューがまだ残っているかを判定する。残っている場合には、ステップＳ４１に戻り、投影データ配置処理を続ける。残っていない場合には、投影データ配置処理を終了する。

【0052】

このようにして、各ビューにおける投影データ配置処理が行われる。

【0053】

図１０〜１３は、それぞれ、焦点回転角度θ＝π／４，π／２，３π／４，πの各ビューにおける投影データ配置処理を概念的に示している。

【0054】

各ビューにおける投影データ配置処理が完了すると、図１４に示すように、データ空間に配置されたファンビーム投影データが得られる。

【0055】

ステップＳ５では、ファンパラ変換処理を行う。すなわち、ステップＳ４でデータ空間に配置されたファンビーム投影データのチャネルデータ値同士を加重加算処理することにより、パラレルビーム投影データを得る。パラレルビーム投影データは、図１５に示すように、各チャネルデータに対応するＸ線パス、すなわち再構成領域ＦＯＶを通過するＸ線パスがパラレルビーム状となる投影データである。

【0056】

図１６，図１７は、クレードル昇降付きスキャンによって収集されたファンビーム投影データに対するファンパラ変換処理を説明するための図である。図１６は、ファンパラ変換処理が行われるデータ空間全体を示しており、図１７は、その一部拡大図を示している。図１６，図１７において、横軸は再構成領域ＦＯＶの中心Ｏを基準とした直線Ｓ上の仮想的なチャネルデータ位置ｓ、縦軸はビュー角度β、黒丸はファンビーム投影データを構成する実測チャネルデータ値である。また、斜め矢印は、Ｘ線パスの方向が同じになるチャネルデータ値を貫くよう設けられたものであり、１つの斜め矢印上に並ぶチャネルデータ値が１つのビューのパラレルビーム投影データを構成する。例えば、図中の斜め矢印Ａ１上に並ぶチャネルデータ値はビュー角度β１に対応するパラレルビーム投影データＰＰ（β1）を示しており、斜め矢印Ａ２上に並ぶチャンネルデータ値はビュー角度β２に対応するパラレルビーム投影データＰＰ（β２）を示している。

【0057】

本ステップにおけるファンパラ変換処理は、この図１７を参照して説明すると、ファンビーム投影データを構成する黒丸の実測チャネルデータ値に基づいて、各斜め矢印上に並ぶチャネルデータ値を求める処理である。ここでは、斜め矢印上の各位置、例えば仮想的な各チャネルデータ位置に対応するチャンルデータ値のうち、黒丸の実測チャネルデータ値と重複しない白丸で表されたチャネルデータ値を求める。白丸のチャネルデータ値は、その白丸のチャネルデータ値のビューに近接する複数のビューのファンビーム投影データに含まれる黒丸の実測チャネルデータ値同士を、白丸のチャネルデータ値と黒丸の実測チャネルデータ値との間の距離に基づく加重加算係数を用いて加重加算処理することにより得られる。

【0058】

例えば、ビュー角度β２に対応する斜め矢印Ａ２上のチャネルｔに対応する白丸のチャネルデータ値ＰＰ（β2,si）は、次式で表される加重加算処理により求める。なお、ここでは、２点のデータから加重加算処理を行っているが、３点以上の複数の点のデータから加重加算処理を行ってもよい。

【0059】

ＰＰ（β2,si）＝
Ｗ１（β2,si）×ＦＰ（β2,sa）＋Ｗ２（β2,si）×ＦＰ（β3,sb）
但し、Ｗ１（β2,si）＝ｄ２（β3,sb）／（ｄ１（β2,sa）＋ｄ２（β3,sb）），
Ｗ２（β2,si）＝ｄ１（β2,sa）／（ｄ１（β2,sa）＋ｄ２（β3,sb））
…（数式１）

【0060】

ここで、ＦＰ（β2,sa）は、（ビュー角度β2，チャネルデータ位置sa）に対応する黒丸の実測チャネルデータ値、ＦＰ（β3,sb）は、（ビュー角度β3，チャネルデータ位置sb）に対応する黒丸の実測チャネルデータ値である。また、Ｗ１（β2,si），Ｗ２（β2,si）は加重加算係数、ｄ１（β2,sa）はチャネルデータ値ＰＰ（β2,si）と実測チャネルデータ値ＦＰ（β2,sa）との間の距離、ｄ２（β3,sb）はチャネルデータ値ＰＰ（β2,si）と実測チャネルデータ値ＦＰ（β3,sb）との間の距離である。

【0061】

なお、ファンパラ変換処理の別の手法として、まず、複数のビュー角度について、ビュー角度βが同一でチャネルデータ位置が異なる実測チャネルデータ値同士をチャネルデータ位置ｓ方向に、距離に応じた加重加算処理をして、処理済みチャネルデータ値を得、次に、得られた処理済みチャネルデータ値同士をビュー角度方向に、距離に応じた加重加算処理をして、パラレルビーム投影データのチャネルデータ値を求める手法を用いてもよい。

【0062】

このようにして、斜め矢印Ａ１，Ａ２，・・・のそれぞれについて、斜め矢印上の各白丸のチャネルデータ値を求める。

【0063】

ここでのデータ空間は、前述のように、ビュー角度βと直線Ｓ上の仮想的なチャネルデータ位置ｓとを両軸に取るデータ空間である。また、従来の一般的なファンパラ変換でも、このようにビュー角度とチャネルデータ位置とを両軸に取るデータ空間にファンビーム投影データを配置し、そのデータ空間上で加重加算処理することにより、パラレルビーム投影データに変換している。

【0064】

したがって、ここでは、ファンパラ変換の処理対象がクレードルの高さを変化させながら収集したファンビーム投影データであるにも拘らず、既に確立している従来のファンパラ変換のアルゴリズムを略そのまま用いてファンパラ変換処理を行うことができる。つまり、設計変更を最小限にとどめてクレードル昇降付きスキャンに対応したファンパラ変換を行うことができ、製品化における工数の削減、コスト削減が可能になる。本実施形態における特長は、まさにこの点にある。

【0065】

ステップＳ６では、パラレルビーム画像再構成を行う。すなわち、ステップＳ５で変換されたパラレルビーム投影データを再構成領域ＦＯＶで逆投影処理して、画像再構成を行う。ここでのパラレルビーム画像再構成には、従来公知の手法を用いればよい。また、ここでは詳細には説明していないが、ヘリカルスキャンのビュー重み付け処理も従来の手法と同様に行うことができる。

【0066】

ステップＳ７では、ステップＳ６で再構成された画像を表示する。

【0067】

以上、本実施形態によれば、収集されたファンビーム投影データのチャネルデータ位置を、再構成領域を基準とする仮想的なチャネルデータ位置に置き換えて、そのファンビーム投影データをビュー角度とチャネルデータ位置とを両軸とするデータ空間に配置することができる。このデータ空間は、従来のファンパラ変換でパラレルビーム投影データを得るための加重加算処理を行うデータ空間と同様のデータ空間である。そのため、スキャン中の撮影テーブルの昇降により被検体とデータ収集系との位置関係が変化したとしても、既に確立している従来通りのアルゴリズムでファンパラ変換処理を行うことができる。これにより、撮影テーブルの高さを変化させながらスキャンして収集された投影データに対してファンパラ変換を行うことができる。

【0068】

なお、本実施形態は、発明の一実施形態に過ぎず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更・追加が可能である。

【0069】

例えば、本実施形態では、クレードルの高さを連続的に変化させながらヘリカルスキャンを行っているが、クレードルの高さは段階的に変化させながらヘリカルスキャンを行ってもよい。

【0070】

また、同様に、ファンパラ変換を用いない場合には、画像再構成領域において、ファンビーム投影データを、画像再構成中心から撮影テーブルの昇降分の距離だけずらして画像再構成処理を行うことで、断層像の画像再構成処理を行ってもよい。

【0071】

また例えば、スキャンは、上記の一般的なヘリカルスキャンのほか、ヘリカルシャトルスキャン（helical shuttle scan）、可変ピッチヘリカルスキャン（variable pitch helical scan）であってもよいし、アキシャルクラスタスキャン（axial
cluster scan）、シネクラスタスキャン（cine cluster scan）等であってもよい。

【符号の説明】

【0072】

１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線コントローラ
２３ Ｘ線コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２５ データ収集装置（ＤＡＳ）
２６ 回転部コントローラ
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
４０ 被検体
７０ 電子ビーム
８１ Ｘ線ビーム
１００ Ｘ線ＣＴ装置
ｆ Ｘ線焦点
ＩＳＯ アイソセンタ
ＦＯＶ 再構成領域
Ｏ 再構成領域の中心
Ｌ Ｘ線焦点と再構成領域の中心とを結ぶ直線
Ｓ 直線Ｌに直交し、再構成領域の中心を通る直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】