特許 5940356 ３次元Ｘ線ＣＴ装置、３次元ＣＴ画像再構成方法、及びプログラム

(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】5940356

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】３次元Ｘ線ＣＴ装置、３次元ＣＴ画像再構成方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20160616BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 360N

   A61B6/03 350S

   A61B6/03ZDM

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-97612(P2012-97612)

(22)【出願日】2012年4月23日

(65)【公開番号】特開2013-223643(P2013-223643A)

(43)【公開日】2013年10月31日

【審査請求日】2014年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小池 崇文

(72)【発明者】

【氏名】原 幸寛

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１１７２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９４５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０００４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３０５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２８１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１６４１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３２３０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２６６７４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行うＣＴ撮影部と、
前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成する、画像再構成部と、
を備える、３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含み、
前記画像再構成部は、
前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の前記透過画像データより、複数の入力画像データを生成する、入力画像データ生成部と、
前記複数の入力画像データを再構成処理して３次元ＣＴ画像を生成する、再構成処理部と、
を備え、
前記第１の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して最初の３次元ＣＴ画像を生成し、前記画像再構成部は、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行い、
前記第２の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第２の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して最後の３次元ＣＴ画像を生成し、前記画像再構成部は、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行い、
前記第２の測定用の透過画像データの前記一部が、ガントリの同じ角度配置から複数の透過画像データを含む場合に、前記入力画像データ生成部は、該複数の透過画像データをガントリの回転速度に応じた重み付けにより合成して、該角度配置の入力画像データを生成する、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項2】

被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行うＣＴ撮影部と、
前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成する、画像再構成部と、
を備える、３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含み、
前記画像再構成部は、
前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の前記透過画像データより、複数の入力画像データを生成する、入力画像データ生成部と、
前記複数の入力画像データを再構成処理して３次元ＣＴ画像を生成する、再構成処理部と、
を備え、
前記第１の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して最初の３次元ＣＴ画像を生成し、前記画像再構成部は、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行い、
前記第２の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部及び前記第２の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して最後の３次元ＣＴ画像を生成し、前記画像再構成部は、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行い、
前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの前記一部及び前記第２の測定用の透過画像データの前記一部のうち、ガントリの同じ角度配置から複数の透過画像データがある場合に、該複数の透過画像データをガントリの回転速度に応じた重み付けにより合成して、該角度配置の入力画像データを生成する、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記第１の測定は、測定状況を判断するためのプレビュー用測定であり、
前記第２の測定は、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、
前記第１の測定のガントリの回転速度は、前記第２の測定のガントリの回転速度より、速い、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記第１の測定と前記第２の測定とを併せて、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、
前記第１の測定のガントリの回転速度は、前記第２の測定のガントリの回転速度と、等しい、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記第１の測定は、前記画像再構成部が１８０度画像再構成を行うために必要な複数の透過画像データの撮影である、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項6】

請求項３に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記第２の測定において、ガントリの回転範囲が３６０度の自然数倍である、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項7】

請求項４に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記第１の測定と前記第２の測定とを併せて、ガントリの回転範囲が３６０度の自然数倍である、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれかに記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記第２の測定は複数のサブ測定を含み、
前記画像再構成部は、
前記複数のサブ測定のうち最初のサブ測定用の複数の透過画像データに基づいて、途中の３次元ＣＴ画像を再構成し、該最初のサブ測定の次のサブ測定開始後に、前記途中の３次元ＣＴ画像の表示を行う、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項9】

請求項８に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、
前記画像再構成部は、
前記第１の測定用の透過画像データにさらに基づいて、前記途中の３次元ＣＴ画像を再構成する、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【請求項10】

被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行い、撮影される複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成する、３次元Ｘ線ＣＴ画像再構成方法であって、
前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含み、
前記第１の測定と並行して、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、該複数の入力画像データに再構成処理して最初の３次元ＣＴ画像を生成し、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第１の測定再構成ステップと、
前記第２の測定と並行して、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部及び前記第２の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、該複数の入力画像データに再構成処理して最後の３次元ＣＴ画像を生成し、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第２の測定再構成ステップと、
を備え、
前記第２の測定再構成ステップにおいて、前記第１の測定用の透過画像データの前記一部及び前記第２の測定用の透過画像データの前記一部のうち、ガントリの同じ角度配置から複数の透過画像データがある場合に、該複数の透過画像データをガントリの回転速度に応じた重み付けにより合成して、該角度配置の入力画像データを生成する、
ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ画像再構成方法。

【請求項11】

被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行い、撮影される複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成する、３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含む３次元ＣＴ装置、に備えられるコンピュータを、
前記第１の測定と並行して、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、該複数の入力画像データに再構成処理して最初の３次元ＣＴ画像を生成し、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第１の測定再構成手段と、
前記第２の測定と並行して、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部及び前記第２の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、該複数の入力画像データに再構成処理して最後の３次元ＣＴ画像を生成し、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第２の測定再構成手段と、
して機能させるためのプログラムであって、
前記第２の測定再構成手段は、前記第１の測定用の透過画像データの前記一部及び前記第２の測定用の透過画像データの前記一部のうち、ガントリの同じ角度配置から複数の透過画像データがある場合に、該複数の透過画像データをガントリの回転速度に応じた重み付けにより合成して、該角度配置の入力画像データを生成する、
ことを特徴とする、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元Ｘ線ＣＴ装置、３次元ＣＴ画像再構成方法、及びプログラムに関し、特に、連続して撮影される複数の透過画像データに基づいて、複数回の３次元ＣＴ画像の表示が可能な装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Computer Tomography：以下、ＣＴと記す）装置は、非破壊内部測定が可能であり、人体、実験用動物などの生物のみならず、無生物である製品一般の内部構造の検査に用いられる。Ｘ線ＣＴ装置のうち、３次元Ｘ線ＣＴ装置は、ステップスキャン方式やヘリカルスキャン方式などの２次元Ｘ線ＣＴ装置と比べて、被検体の３次元画像を取得することが出来る。Ｘ線にコーンビーム（Cone Beam）を用いる３次元Ｘ線ＣＴ装置では、コーンビームとなるＸ線を、Ｘ線源より被検体に照射し、被検体を透過したＸ線を２次元検出器で検出している。Ｘ線源と２次元検出器をともに被検体に対して回転させながら、複数枚の透過画像を撮影する。なお、Ｘ線源及び２次元検出器を固定して被検体を回転させる場合もある。３次元Ｘ線ＣＴ装置に備えられるコンピュータが、撮影される複数枚の透過画像データより、３次元ＣＴ画像（ボリューム）を再構成し、当該３次元ＣＴ画像の表示がなされる。３次元ＣＴ画像の再構成方法については、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１１７７４０号公報

【特許文献2】特開２００８‐２２８８２８号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Journal of Optical Society ofAmerica，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．６，６１２頁，１９８４年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

３次元Ｘ線ＣＴ装置の３次元ＣＴ画像は、２次元ＣＴ画像と比較して、より多くの情報を利用者に提供することが出来る反面、画像再構成処理に時間がかかってしまうという問題がある。それゆえ、従来、３次元Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線源と２次元検出器をともに被検体に対して回転させながら、複数の透過画像データを撮影した後に、撮影される当該複数の透過画像データより３次元ＣＴ画像を再構成する処理をコンピュータが行い、その後に、当該３次元ＣＴ画像の表示をしている。ここで、３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を、１つの測定とする。

【0006】

従来の３次元Ｘ線ＣＴ装置では、被検体を測定領域に設置して、１つの測定を行い、当該測定の終了後、当該測定結果に基づいて、コンピュータが３次元ＣＴ画像を再構成し、当該３次元ＣＴ画像の表示を行っている。それゆえ、利用者は、当該表示が行われて初めて、被検体の３次元ＣＴ画像を得ており、測定の途中に、被検体のＣＴ画像の情報を得ることは出来ない。測定の途中に、被検体が測定領域に正しく設置されているかなど、測定状況が所望の条件に適合しているかを利用者は判断することが出来ない。

【0007】

よって、利用者は、測定状況を判断するためのプレビュー用測定（予備測定）をまず行う。プレビュー用測定の終了後、画像再構成処理がなされて、表示が行われることにより、利用者が被検体のプレビュー用３次元ＣＴ画像を得る。利用者は、得られた３次元ＣＴ画像によって、測定状況が所望の条件に適合しているかを判断し、適合していると判断すれば、利用者は、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定を開始することとなる。従来の３次元Ｘ線ＣＴ装置では、プレビュー用測定を行った後に、コンピュータが画像再構成処理を行っていたために、当該表示を見ながら利用者が判断している間は、本測定を開始することが出来ない。それゆえ、測定開始から所望の画像品質の３次元ＣＴ画像の表示がされるまでの動作時間の増大を招くこととなる。動作時間の増大することにより、被検体の状態が変化をしてしまうなど、３次元ＣＴ画像の画像品質の低下を招いてしまう可能性が生じる。

【0008】

本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、動作時間の低減が実現される３次元Ｘ線ＣＴ装置、３次元ＣＴ画像再構成方法、及びプログラムの提供とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）上記課題を解決するために、本発明に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置は、被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行うＣＴ撮影部と、前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成して当該３次元ＣＴ画像の表示を行う、画像再構成部と、を備える、３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記画像再構成部は、前記ＣＴ撮影測定が行われている途中に、すでに撮影された透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成して、前記ＣＴ撮影測定が完了する前に、当該３次元ＣＴ画像の表示を行う、ことを特徴とする、３次元Ｘ線ＣＴ装置。

【0010】

（２）上記（１）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含み、前記画像再構成部は、前記第１の測定用の透過画像データに基づいて、最初の３次元ＣＴ画像を再構成し、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行い、前記第２の測定用の透過画像データに基づいて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成し、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行ってもよい。

【0011】

（３）上記（２）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記画像再構成部は、前記第１の測定用の透過画像データにさらに基づいて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成してもよい。

【0012】

（４）上記（２）又は（３）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第１の測定は、測定状況を判断するためのプレビュー用測定であり、前記第２の測定は、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、前記第１の測定のガントリの回転速度は、前記第２の測定のガントリの回転速度より、速くてもよい。

【0013】

（５）上記（２）又は（３）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第１の測定と前記第２の測定とを併せて、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、前記第１の測定のガントリの回転速度は、前記第２の測定のガントリの回転速度と、等しくてもよい。

【0014】

（６）上記（２）乃至（５）のいずれかに記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第１の測定は、前記画像再構成部が１８０度画像再構成を行うために必要な複数の透過画像データの撮影であってもよい。

【0015】

（７）上記（４）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第２の測定において、ガントリの回転範囲が３６０度の自然数倍であってもよい。

【0016】

（８）上記（５）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第１の測定と前記第２の測定とを併せて、ガントリの回転範囲が３６０度の自然数倍であってもよい。

【0017】

（９）上記（２）乃至（８）のいずれかに記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第２の測定は複数のサブ測定を含み、前記画像再構成部は、前記複数のサブ測定のうち最初のサブ測定用の複数の透過画像データに基づいて、途中の３次元ＣＴ画像を再構成し、該最初のサブ測定の次のサブ測定開始後に、前記途中の３次元ＣＴ画像の表示を行ってもよい。

【0018】

（１０）上記（９）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記画像再構成部は、前記第１の測定用の透過画像データにさらに基づいて、前記途中の３次元ＣＴ画像を再構成してもよい。

【0019】

（１１）上記（２）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記画像再構成部は、前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の前記透過画像データより、複数の入力画像データを生成する、入力画像データ生成部と、前記複数の入力画像データを再構成処理して３次元ＣＴ画像を生成する、再構成処理部と、を備え、前記第１の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して前記最初の３次元ＣＴ画像を生成し、前記第２の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第２の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して前記最後の３次元ＣＴ画像を生成してもよい。

【0020】

（１２）上記（１１）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記第２の測定用の透過画像データの前記一部が、ガントリの同じ角度配置から複数の透過画像データを含む場合に、前記入力画像データ生成部は、該複数の透過画像データをガントリの回転速度に応じた重み付けにより合成して、該角度配置の入力画像データを生成してもよい。

【0021】

（１３）上記（３）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記画像再構成部は、前記ＣＴ撮影部が撮影する複数の前記透過画像データより、複数の入力画像データを生成する、入力画像データ生成部と、前記複数の入力画像データを再構成処理して３次元ＣＴ画像を生成する、再構成処理部と、を備え、前記第１の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して前記最初の３次元ＣＴ画像を生成し、前記第２の測定と並行して、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの少なくとも一部及び前記第２の測定用の透過画像データの少なくとも一部を用いて、前記複数の入力画像データを生成し、前記再構成処理部は、該複数の入力画像データに再構成処理して前記最後の３次元ＣＴ画像を生成してもよい。

【0022】

（１４）上記（１３）に記載の３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記入力画像データ生成部は、前記第１の測定用の透過画像データの前記一部及び前記第２の測定用の透過画像データの前記一部のうち、ガントリの同じ角度配置から複数の透過画像データがある場合に、該複数の透過画像データをガントリの回転速度に応じた重み付けにより合成して、該角度配置の入力画像データを生成してもよい。

【0023】

（１５）本発明に係る３次元Ｘ線ＣＴ画像再構成方法は、被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行い、撮影される複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成して当該３次元ＣＴ画像の表示を行う、３次元Ｘ線ＣＴ画像再構成方法であって、前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含み、前記第１の測定用の透過画像データに基づいて、最初の３次元ＣＴ画像を再構成し、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第１の測定再構成ステップと、前記第２の測定用の透過画像データに基づいて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成し、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第２の測定再構成ステップと、を備えていてもよい。

【0024】

（１６）本発明に係るプログラムは、被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転させて、前記被検体の３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行い、撮影される複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成して当該３次元ＣＴ画像の表示を行う、３次元Ｘ線ＣＴ装置であって、前記ＣＴ撮影測定は、第１の測定用の複数の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用の複数の透過画像データの撮影と、を含む３次元ＣＴ装置、に備えられるコンピュータを、前記第１の測定用の透過画像データに基づいて、最初の３次元ＣＴ画像を再構成し、前記第２の測定の開始後に、前記最初の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第１の測定再構成手段と、前記第２の測定用の透過画像データに基づいて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成し、前記最後の３次元ＣＴ画像の表示を行う、第２の測定再構成手段と、して機能させるためのプログラムであってもよい。

【発明の効果】

【0025】

本発明により、動作時間の低減が実現される３次元Ｘ線ＣＴ装置、３次元ＣＴ画像再構成方法、及びプログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置の構造を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置のブロック図である。

【図3】本発明の第１乃至第５の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置の処理フローチャートである。

【図4】本発明の第６乃至第９の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置の処理フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。ただし、以下に示す図は、あくまで、当該実施形態の実施例を説明するものであって、図に示す縮尺と実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。なお、以下に示す図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、必要があるときを除き、その繰り返しの説明は省略する。

【0028】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置は、実験用マウスなど小動物のＣＴ画像を撮影するための３次元Ｘ線マイクロＣＴ装置であり、コーンビームとなるＸ線を被検体に照射するＸ線源と、被検体に対して該Ｘ線源と反対側に配置される２次元検出器とを備え、ガントリが回転する。そして、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いたコーンビーム再構成によって３次元ＣＴ画像を再構成する。なお、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法に係る画像再構成技術は、非特許文献１に開示されている。ここでは、小動物のための３次元Ｘ線マイクロＣＴ装置について説明するが、これに限定されることはなく、他の３次元Ｘ線ＣＴ装置であってもよいのは言うまでもない。

【0029】

（３次元Ｘ線ＣＴ装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造を示す模式図である。図１に示す通り、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１は、ＣＴ撮影部２と、画像リコンＰＣ３と、入力部４と、表示部５を、備えている。ＣＴ撮影部２は、ガントリ１１と、ガントリ制御ユニット１２とを有しており、ガントリ１１は、回転アーム１３、保持台１４、Ｘ線管１５、２次元検出器１６、及びアーム回転モータ１７を備えている。なお、保持台１４に保持される被検体を中心として、回転アーム１３に、Ｘ線管１５及び２次元検出器１６が互いに対向して固定されている。回転アーム１３は、被検体に対して回転可能となるよう、ガントリ１１内に設置されている。Ｘ線源であるＸ線管１５がコーンビームとなるＸ線を放射し、かかるＸ線が被検体に照射され、被検体を透過するＸ線を２次元検出器１６が受光する。２次元検出器１６は、Ｘ線を受光する受光面を有し、Ｕ×Ｖの画素（ピクセル）がパネル状に配置されている。２次元検出器１６は、被検体を透過するＸ線を、Ｕ×Ｖ画素の投影像として検出する。ここで、当該投影像が、透過画像データである。アーム回転モータ１７は、回転アーム１３を回転させ、それにより、ガントリ１１全体を連続的に回転させる。ガントリ１１が連続的に回転することにより、複数の透過画像データを連続して撮影するＣＴ撮影測定を連続して行うことが出来る。なお、アーム回転モータ１７は、各透過画像データの撮影において、所望の回転速度にする設定が可能である。また、撮影終了後には、元の位置までガントリ１１を戻すことができる。

【0030】

なお、ここで、Ｘ線源及び２次元検出器を備える測定系は、回転駆動系（回転アーム）によって、保持台に保持される被検体に対して回転している。本発明は、この場合に限定されることはなく、被検体を保持する保持台が回転駆動系を有しており、回転駆動系によって、被検体が、固定される測定系に対して回転する場合であってもよい。２次元検出器は被検体に対してＸ線源と反対側に配置されており、被検体と測定系の相対的な角度配置を連続的に回転することにより、被検体に対して、異なる角度配置にあるＸ線源からの透過画像データを、２次元検出器は検出することが出来る。

【0031】

（画像リコンＰＣの構成）
図２は、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１のブロック図である。画像リコンＰＣ３は、ＣＴ撮影部２が撮影する複数の透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構成（リコン）するためのコンピュータであり、画像再構成部である。画像リコンＰＣ３は、データ取得部２１と、記憶部２２と、入力画像データ生成部２３と、再構成処理部２４と、制御部２５と、を備えている。

【0032】

データ取得部２１は、被検体の透過画像データをＣＴ撮影部２から取得する。記憶部２２は、取得された被検体の透過画像データを記憶し、後述する入力画像データを記憶し、さらに、後述する３次元ＣＴ画像のデータを記憶する。入力画像データ生成部２３は、取得された透過画像データを用いて、再構成処理部２４に入力する入力画像データを生成し、記憶部２２及び再構成処理部２４へ出力する。記憶部２２は、入力画像データを記憶する。再構成処理部２４は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）であり、グラフィクス処理を高速化するためのプロセッサである。再構成処理部２４にＧＰＵを用いることにより、後述する並列処理が可能となっている。再構成処理部２４は、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いて、入力画像データに再構成処理して３次元ＣＴ画像を生成し、記憶部２２及び表示部５へ出力する。記憶部２２は３次元ＣＴ画像を記憶し、表示部５は３次元ＣＴ画像を表示する。

【0033】

入力部４は、キーボードやマウスを有しており、利用者が入力部４に測定の設定事項などを入力し、入力部４は、入力された情報を制御部２５へ出力する。制御部２５は、入力された情報を、ガントリ制御ユニット１２へ出力し、ガントリ制御ユニット１２は、ガントリ１１の回転速度ωなどを制御して、透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を行う。

【0034】

表示部５は、ディスプレイを有しており、ＣＴ撮影測定の設定事項を表示するとともに、画像リコンＰＣ３の再構成処理部２４又は記憶部２２より入力される３次元ＣＴ画像を表示する。その際には、利用者が入力部４に表示条件などを入力し、入力部４は、入力された情報を制御部２５へ出力する。制御部２５は、入力された情報に基づいて、３次元ＣＴ画像を表示する。ここで、表示条件とは、例えば、３次元ＣＴ画像を見る方向や、２次元断面を表示する場合の断面、３次元ＣＴ画像のうち特定の部位（例えば血管）を表示する場合の表示部位、などである。

【0035】

（Ｆｅｌｄｋａｍｐ法）
次に、３次元ＣＴ画像の再構成方法について説明する。当該実施形態において、３次元ＣＴ画像の再構成には、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いている。入力画像データ生成部２３は、複数の投影像（透過画像データ）からなる入力画像データを生成し、再構成処理部２４へ出力する。ここで、１枚の投影像は、Ｕ×Ｖ画素のＸ線強度情報である。再構成処理部２４は複数のメモリを有しており、入力画像データ生成部２３は、Ｍ枚の投影像のうち１枚の投影像をメモリに転送する。該メモリに格納される１枚の投影像に対して、フィルタリング処理と逆投影処理を行い、その結果を、他のメモリに格納されているボリュームに加算する。この一連の処理を、Ｍ枚の投影像すべてに対して繰り返すことにより、加算されたボリュームは、再構成された３次元ＣＴ画像となる。再構成処理部２４は、該３次元ＣＴ画像を、記憶部２２に出力し、記憶部２２は該３次元ＣＴ画像を記憶する。

【0036】

３次元ＣＴ画像の再構成方法には、１８０度画像再構成法と３６０度画像再構成法とが含まれる。３６０度画像再構成法は、３６０度の測定範囲（フルスキャン）で撮影される複数の透過画像データを用いて、入力画像データ生成部２３は、再構成処理部２４に入力する入力画像データを生成し、再構成処理部２４が入力画像データに再構成処理して３次元ＣＴ画像を生成するものである。例えば、角度配置θを、０度から３度間隔で設定するとすれば、θ＝３（ｍ−１）（ｍ＝１，２，・・・１２０）となる角度配置において、ＣＴ撮影部２が透過画像データ（合計１２０枚）を撮影する。画像リコンＰＣ３の入力画像データ生成部２３は、ＣＴ撮影部２が撮影する１２０枚の透過画像データを、同枚数の入力画像データとすることにより、入力画像データを生成する。そして、画像リコンＰＣ３の再構成処理部２４が、入力画像データより３次元ＣＴ画像を再構成する。測定範囲が３６０度を越える場合については、後述する。

【0037】

これに対しては、１８０度画像再構成法は、約１８０度の測定範囲（ハーフスキャン）で撮影される複数の透過画像データより、入力画像データ生成部２３は、再構成処理部２４に入力する入力画像データを生成し、再構成処理部２４が３次元ＣＴ画像を再構成するものである。例えば、角度配置θを、０度から３度間隔で設定するとすれば、θ＝３（ｍ−１）（ｍ＝１，２，・・・６０）となる角度配置において、ＣＴ撮影部２が透過画像データ（合計６０枚）を撮影する。当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１のＸ線管１５より、コーンビームとなるＸ線が被検体に照射されているので、丁度１８０度の測定範囲で撮影される複数の透過画像データより３次元ＣＴ画像を再構成すると、対称性を鑑みても入力画像データが不十分となり、再構成される３次元ＣＴ画像に偽像（アーチファクト）が出現する。コーンビームのファン（扇）角α（約２０度）の測定範囲で撮影される６枚（≒２０／３）の透過画像データをＣＴ撮影部２がさらに撮影する。画像リコンＰＣ３の入力画像データ生成部２３は、かかる合計の透過画像データ（６６枚）を、同枚数の入力画像データとすることにより、入力画像データを生成する。そして、画像リコンＰＣ３の再構成処理部２４が、入力画像データより３次元ＣＴ画像を再構成する（１８０度画像再構成法）。

【0038】

以上、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造について説明した。当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の特徴は、画像リコンＰＣ３の再構成処理部２４にあり、ガントリ制御ユニット１２がガントリ１１を回転させてＣＴ撮影測定を行う処理に並行して、再構成処理部２４が、３次元ＣＴ画像の再構成処理を行うところにある。ＣＴ撮影測定が行われている途中に、すでに撮影された透過画像データに基づいて３次元ＣＴ画像を再構築して、ＣＴ撮影測定が完了する前に、再構成された３次元ＣＴ画像の表示を行うことができる。ＣＴ撮影測定が、第１の測定用のＭ（Ｍ≧２の整数）枚の透過画像データの撮影と、前記第１の測定に連続して測定される、第２の測定用のＮ（Ｎ≧２の整数）枚の透過画像データの撮影と、を含む場合に、第１の測定用のＭ枚の透過画像データの撮影と、第２の測定用のＮ枚の透過画像データの撮影とを連続して行うとともに、第１の測定用のＭ枚の透過画像データに基づいて、最初の３次元ＣＴ画像を再構成し、第２の測定開始後に、最初の３次元ＣＴ画像の表示を行うことが出来る。さらに、第２の測定用の透過画像データに基づいて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成し、最後の３次元ＣＴ画像の表示を行う。

【0039】

（３次元ＣＴ画像再構成方法）
次に、このように構成されている３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。図３は、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の処理フローチャートである。図３に示す通り、当該実施形態に係る処理フローチャートは、左側に示すＣＴ撮影部２が行うＣＴ撮影測定と、右側に示す画像リコンＰＣ３が行う３次元ＣＴ画像再構成とが、並行に行われている。例えば、ＣＴ撮影部２が１回目の測定を、画像リコンＰＣ３が１回目の画像再構成を、並行して行う。なお、前述の通り、３次元ＣＴ画像を再構成するための複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定を１つの測定（１回の測定）とする。

【0040】

ここで、ＣＴ撮影部２が行うＣＴ撮影測定のうち、第１の測定用のＭ枚の透過画像データの撮影を１回目の測定、第２の測定用のＮ枚の透過画像データの撮影を２回目の測定とする。ＣＴ撮影部２が行うＣＴ撮影測定は、１回目の測定と２回目の測定とが、連続して行われている。ここで、１回目の測定と２回目の測定が連続しているとは、１回目の測定終了後、利用者による入力動作などのための時間間隔をおくことなく、２回目の測定が開始することをいう。画像リコンＰＣ３は、１回目の測定より第１番目の３次元ＣＴ画像（最初の３次元ＣＴ画像）を再構成し、その後、第１番目の３次元ＣＴ画像の表示を行う（第１の表示）が、かかる表示が最初の表示である。１回目の測定と２回目の測定が連続して行われているので、第１の表示がされる前に、２回目の測定が開始している。

【0041】

当該実施形態では、１回目の測定は、測定状況を判断するためのプレビュー用測定（予備測定）であり、２回目の測定は、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定である。プレビュー用測定である１回目の測定は、より早期にプレビュー用３次元ＣＴ画像を表示するために、ガントリ１１の回転速度ω_１は高速となっているのが望ましい。本測定である２回目の測定は、より高い画像品質の３次元ＣＴ画像を表示するために、ガントリ１１の回転速度ω２は低速であるのが望ましい。すなわち、ω_１はω_２より速いのが望ましく、このときω_１＞ω_２を満たしている。さらに、１回目の測定は、より早期にプレビュー用３次元ＣＴ画像を表示するために、測定範囲をハーフスキャン（１８０度＋α）とし、２回目の測定は、本測定となるので、測定範囲をフルスキャン（３６０度）とする。ガントリ１１の回転速度、及び測定範囲の違いにより、１回目の測定の測定時間は約１０［ｓｅｃ］であり、２回目の測定の測定時間は８［ｍｉｎ］（＝４８０［ｓｅｃ］）となっている。ここで、１回目の測定の測定時間を約１０［ｓｅｃ］としたのは、測定範囲が１８０度＋αとなっているからであり、当該ガントリ１１の回転速度ω_１で測定範囲を丁度１８０度とする測定を行うと、測定時間が丁度１０［ｓｅｃ］となっている。

【0042】

ＣＴ撮影部２が１回目の測定を開始すると、測定に並行して、画像リコンＰＣ３が１回目の画像再構成を行う。１回目の測定では、ＣＴ撮影部２が、ガントリ１１を回転速度ω_１で回転させながら、順次、Ｍ枚（ここでは６６枚）の透過画像データを撮影する。透過画像データが撮影されると、順次、ＣＴ撮影部２が画像リコンＰＣ３へ当該透過画像データを転送し、画像リコンＰＣ３のデータ取得部２１が当該透過画像データを取得する。ここで、Ｍ枚の透過画像データのうち、ｋ枚目（１≦ｋ≦Ｍのすべての整数）の透過画像データについて説明すると、ｋ枚目の透過画像データは、Ｕ×ＶのＸ線強度情報（投影像）であり、Ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）と表される。なお、ｕ及びｖは、Ｕ×Ｖ画素の座標を表しており、１≦ｕ≦Ｕ，１≦ｖ≦Ｖを満たすすべての整数である。データ取得部２１が取得した透過画像データは、記憶部２２に入力され記憶されるとともに、入力画像データ生成部２３に入力される。入力画像データ生成部２３は、ｋ枚目の透過画像データＩ（ｕ，ｖ，ｋ）を、ｋ枚目の入力画像データＪ（ｕ，ｖ，ｋ）として格納する。ここで、１回目の測定で撮影される透過画像データを第１透過画像データＩ_１（ｕ，ｖ，ｋ）と、１回目の画像再構成において入力画像データ生成部２３が生成する入力画像データを、第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）と定義すると、Ｊ_１（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_１（ｕ，ｖ，ｋ）である。

【0043】

入力画像データ生成部２３は、前述の通り、ｋ枚目の第１入力画像データ（投影像）Ｊ_１（ｕ，ｖ，ｋ）を生成後、順次、再構成処理部２４へ転送する。再構成処理部２４は、１８０度画像再構成法を用いて、ｋ枚目の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）に対して、フィルタリング処理と逆投影処理を行い、その結果をボリュームに加算する。これを順次繰り返すことにより得られるボリュームが、第１番目の３次元ＣＴ画像（最初の３次元ＣＴ画像）である。

【0044】

ガントリ１１は連続に回転しており、ＣＴ撮影部２は、１回目の測定終了後、ガントリ１１の回転速度を回転速度ω_２に変更し、間隔をおくことなく、２回目の測定を開始している。画像リコンＰＣ３は、１回目の画像再構成により、第１番目の３次元ＣＴ画像（最初の３次元ＣＴ画像）を再構成する。再構成処理部２４より、第１番目の３次元ＣＴ画像は記憶部２２に入力されて記憶されるとともに、表示部５に入力されて、動作開始から１０［ｓｅｃ］余り後に、表示部５のディスプレイに、第１番目の３次元ＣＴ画像が表示され（第１の表示）、これが最初の３次元ＣＴ画像表示である。

【0045】

ＣＴ撮影部２が２回目の測定を開始すると、測定に並行して、画像リコンＰＣ３が２回目の画像再構成を行う。２回目の測定では、ＣＴ撮影部２が、ガントリ１１を回転速度ω_２で回転させながら、３６０度の測定範囲で順次、透過画像データを撮影し、順次、透過画像データを画像リコンＰＣ３へ転送する。２回目の測定の測定範囲は３６０度であるので、１回目の測定を開始する角度配置θ＝０から表すと、２回目の測定の測定範囲は、θ＝１８０度＋αからθ＝５４０度＋αまでとなっており、１回目の測定と同じ角度間隔（３度）で測定すると、Ｎ枚（ここでは、１２０枚）の透過画像データが２回目の測定で撮影される。ここで、Ｎ枚の透過画像データのうち、ｋ枚目（１≦ｋ≦Ｎのすべての整数）の透過画像データについて説明する。そして、２回目の測定で撮影される透過画像データを第２の透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）と、２回目の画像再構成において入力画像データ生成部２３が生成する入力画像データを、第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）と定義する。入力画像データ生成部２３は、ｋ枚目の第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）を、ｋ枚目の第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）として格納する。すなわち、Ｊ_２（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_２（ｕ，ｖ，ｋ）である。

【0046】

入力画像データ生成部２３は、１回目の画像再構成と同様に、ｋ枚目の第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）を生成後、順次、再構成処理部２４へ転送する。再構成処理部２４は、１回目の画像再構成とは異なり、３６０度画像再構成法を用いて、ｋ枚目の第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）に対して、フィルタリング処理と逆投影処理を行い、その結果をボリュームに加算する。これを順次繰り返すことにより得られるボリュームが、第２番目の３次元ＣＴ画像（最後の３次元ＣＴ画像）である。再構成処理部２４より、第２番目の３次元ＣＴ画像は記憶部２２に入力されて記憶されるとともに、表示部５に入力されて、動作開始から８［ｍｉｎ］余り後に、表示部５のディスプレイに、第２番目の３次元ＣＴ画像が表示され（第２の表示）、これが最後の３次元ＣＴ画像表示である。これをもって、３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作が終了する。

【0047】

当該実施形態における１回目の測定は、被検体が正しく保持台に保持され、被検体が測定領域に正しく設定されているかなど、測定状況が所望の条件に適合しているかを判断するためのプレビュー用測定であり、ガントリの回転速度は速くに設定し、測定時間は短くなっている。これに対して、２回目の測定は、測定状況が所望の条件に適合している場合に、高い画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、ガントリの回転速度を遅くに設定し、測定時間は長くなっている。

【0048】

前述の通り、従来の３次元Ｘ線ＣＴ装置では、プレビュー用測定となる第１の測定を行った後に、コンピュータが画像再構成処理を行っていたために、プレビュー用測定の測定結果に基づく３次元ＣＴ画像の表示には、測定終了後、一定の時間を要してしまっている。さらに、当該表示を見て測定状況が所望の条件に適合しているか利用者が判断を行ってから、本測定となる第２の測定を開始させるので、第１の測定終了後から第２の測定開始までに、中断時間が発生している。これに対して、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置では、ＣＴ撮影部２が第１の測定と第２の測定が連続して行っており、かかる中断時間は発生していない。画像リコンＰＣ３は、ＣＴ撮影部２が行う測定と並行して、画像再構成処理を行っているので、第１の測定終了後、最初の３次元ＣＴ画像の表示がされるまでの時間は、従来と比較して格段に短くなっている。そして、第２の測定の開始後に、最初の３次元ＣＴ画像の表示に基づいて、利用者は判断し、測定が所望の測定条件に適合している場合は、そのまま測定を続行されればよく、適合していない場合は、マニュアル制御により動作を中止させればよい。また、第２の測定終了後、最後の３次元ＣＴ画像の表示がされるまでの時間も同様に、従来と比較して短くなっており、測定開始から所望の３次元ＣＴ画像の表示がされるまでの動作時間が低減されている。

【0049】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１では、第２の測定用の透過画像データに加えて、さらに第１の測定用の透過画像用データに基づいて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成している点が、第１の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作と異なっている。すなわち、画像リコンＰＣ３の入力画像データ生成部２３が、第２入力画像データを、第１透過画像データと第２透過画像データとを用いて生成している。

【0050】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第１の実施形態と同様に、図３に示す処理フローチャートで表される。当該実施形態における第１の測定（１回目の測定）及び第２の測定（２回目の測定）は、第１の実施形態と同様である。さらに、１回目の画像再構成も、第１の実施形態と同様である。よって、第１の実施形態と異なる２回目の画像再構成における、第２入力画像データの生成について説明する。

【0051】

１回目の画像再構成において、Ｍ枚（ここでは、６６枚）の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）（＝Ｉ_１（ｕ，ｖ，ｋ））が生成されている。ここで、ｋは１≦ｋ≦Ｍを満たすすべての整数である。すなわち、Ｍ＋１枚目以降の入力画像データは、１回目の画像再構成では作成されていない。よって、２回目の画像再構成において、２回目の測定で連続して撮影されるＮ枚の透過画像データのうち、最初の（Ｎ−Ｍ）枚の透過画像データを、１回目の画像再構成において生成されているＭ枚の入力画像データに続く（Ｎ−Ｍ）枚の入力画像データとして格納する。すなわち、２回目の測定において、最初の（Ｎ−Ｍ）枚の透過画像データは、１回目の測定を開始する角度配置θ＝０から表すと、θ＝１８０度＋αからθ＝３６０度までの範囲に対応しており、最初の（Ｎ−Ｍ）枚に含まれるｐ枚目（１≦ｐ≦Ｎ−Ｍ）の透過画像データは、ｋ＝ｐ＋Ｍを満たすｋ枚目（Ｍ＋１≦ｋ≦Ｎ）の入力画像データに対応している。よって、透過画像データ及び入力画像データを、対応する角度配置を表すｋを用いて表すこととする。すなわち、かかる透過画像データを、第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）として、第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）を第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）として格納するので、Ｊ_２（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_２（ｕ，ｖ，ｋ）（ただし、Ｍ＋１≦ｋ≦Ｎ）を満たす。

【0052】

これに対して、１回目の画像再構成において、Ｍ枚の第１入力画像データが生成されている。よって、２回目の測定で連続して撮影されるＮ枚の透過画像データのうち、後ろのＭ枚の透過画像データと、１回目の画像再構成において生成されているＭ枚の第１入力画像データとは、ガントリ１１の同じ角度配置からのデータであり、２回目の画像再構成において、同じ角度配置にある両者をガントリ１１の回転速度に応じた重み付けにより合成することにより、第２入力画像データとする。すなわち、２回目の測定において、後ろのＭ枚の透過画像データは、１回目の測定を開始する角度配置θ＝０から表すと、θ＝０度からθ＝１８０度＋αまでの範囲に対応しており、後ろのＭ枚に含まれるｐ枚目（Ｎ−Ｍ＋１≦ｐ≦Ｎ）の透過画像データは、ｋ＝ｐ−（Ｎ−Ｍ）を満たすｋ枚目（１≦ｋ≦Ｍ）の入力画像データに対応しているので、かかる透過画像データを、対応する角度配置を表すｋを用いて、第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）とする。そして、入力画像データ生成部２３が生成する第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）は、１≦ｋ≦Ｍを満たすｋに対して、以下の（数式１）で表すことが出来る。

【0053】

【数1】

【0054】

（数式１）に示されるＴ_１は、第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）に係る重み付け係数であり、ｔ_１及びｔ_２は、第１透過画像データＩ_１（ｕ，ｖ，ｋ）及び第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）に係る重み付け係数である。これら重み付け係数は、ガントリ１１の回転速度ωに応じて定められている。１回目の測定における回転速度ω_１と２回目の測定における回転速度ω_２とは、測定時間と測定範囲により、Ｔ_１＝ｔ_１∝１／ω_１、ｔ_２∝１／ω_２であり、測定時間に換算すると、Ｔ_１＝ｔ_１＝１０・２＝２０，ｔ_２＝４８０で表すことが出来る。なお、前述の通り、第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）は、第１透過画像データＩ_１（ｕ，ｖ，ｋ）と等しい。重み付け係数を数式１の分母の係数で割った値を重み付けとして掛けることにより、第２透過画像データと、第１入力画像データ（第１透過画像データ）とに、それぞれ重み付けを加えて、足し合わして（合成して）、第２入力画像データを生成している。かかる合成により、データのＳ／Ｎ比が向上している。

【0055】

以上まとめると、第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）は、１≦ｋ≦Ｍを満たすｋに対しては、（数式１）で、Ｍ＋１≦ｋ≦Ｎを満たすｋに対しては、Ｊ_２（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_２（ｕ，ｖ，ｋ）で、それぞれ表すことが出来る。

【0056】

このように、最初の３次元ＣＴ画像の再構成に１８０度画像再構成法を用いる場合、１８０度画像再構成法のための入力画像データは、１８０度＋α（αはファン角）に対応する入力画像データとなっている。３次元ＣＴ画像の再構成に３６０度画像再構成法を用いる場合に、３６０度に対応する入力画像データが必要であり、１８０度＋αを越える角度配置における透過画像データより、１８０度＋αを越える角度配置における入力画像データを生成する。一度、３６０度に対応する入力画像データが生成されると、３６０度を越える角度配置θにおける透過画像データと、対応する角度配置（θ−３６０・ｎ）における入力画像データとを重み付けを加えて合成して、新たに入力画像データとすることにより、Ｓ／Ｎ比が向上するデータとすることが出来、再構成される３次元ＣＴ画像の画像品質を向上させることが可能となる。

【0057】

第１の実施形態に係る画像再構成処理では、最後の３次元ＣＴ画像の再構成に、第２の測定用の透過画像データのみを用いているのに対して、当該実施形態に係る画像再構成処理では、最後の３次元ＣＴ画像の再構成に、第２の測定用の透過画像データに加えて、第１の測定用の透過画像データも用いている。これにより、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置では、第１の実施形態で奏する効果に加えて、最後の３次元ＣＴ画像の表示で表示される３次元ＣＴ画像の画像品質を第１の実施形態よりさらに高いものとすることが出来ている。

【0058】

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１及び第２の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１において、１回目の測定（第１の測定）及び２回目の測定（第２の測定）では、ガントリ１１の回転速度ωが等しく、ともに測定範囲は３６０度である点が、第１及び第２の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作と異なっている。ここで、１回目の測定と２回目の測定とを併せて、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、ＣＴ撮影部２が行うＣＴ撮影測定は、１回目の測定と２回目の測定とが、連続して行われている。１回目の測定及び２回目の測定の測定時間はともに４［ｍｉｎ］＝２４０［ｓｅｃ］とする。

【0059】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第１及び第２の実施形態と同様に、図３に示す処理フローチャートで表される。１回目の測定では、ＣＴ撮影部２が、ガントリ１１を回転速度ωで回転させながら、順次、Ｎ枚（ここでは、１２０枚）の第１透過画像データを撮影する。第１透過画像データが撮影されると、順次、ＣＴ撮影部２が画像リコンＰＣ３へ当該透過画像データを転送し、１回目の画像再構成において、画像リコンＰＣ３のデータ取得部２１が当該透過画像データを取得する。ここで、Ｎ枚の透過画像データのうち、ｋ枚目（１≦ｋ≦Ｎのすべての整数）の第１透過画像データについて説明すると、第１及び第２の実施形態と同様に、ｋ枚目の第１透過画像データは、Ｉ_１（ｕ，ｖ，ｋ）と表される。入力画像データ生成部２３は、ｋ枚目の第１透過画像データＩ_１（ｕ，ｖ，ｋ）を、ｋ枚目の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）として格納する。すなわち、Ｊ_１（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_１（ｕ，ｖ，ｋ）である。入力画像データ生成部２３は、前述の通り、ｋ枚目の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）を再構成処理部２４へ転送する。再構成処理部２４は、ｋ枚目の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）に対して、フィルタリング処理と逆投影処理を行い、その結果をボリュームに加算する。これを順次繰り返すことにより得られるボリュームが、第１番目の３次元ＣＴ画像（最初の３次元ＣＴ画像）である。

【0060】

ガントリ１１は連続に回転しており、ＣＴ撮影部２は、１回目の測定終了後、間隔をおくことなく、２回目の測定が開始している。画像リコンＰＣ３は、１回目の画像再構成により、第１番目の３次元ＣＴ画像を再構成する。再構成処理部２４より、第１番目の３次元ＣＴ画像は記憶部２２に入力されて記憶されるとともに、表示部５に入力されて、動作開始からおよそ４［ｍｉｎ］後に、表示部５のディスプレイに、第１番目の３次元ＣＴ画像が表示され（第１の表示）、これが最初の３次元ＣＴ画像表示である。

【0061】

２回目の測定では、１回目の測定と同様に、ＣＴ撮影部２が、ガントリ１１を回転速度ωで回転させながら、順次、Ｎ枚（ここでは、１２０枚）の第２透過画像データを撮影し、順次、第２透過画像データを画像リコンＰＣ３へ転送する。２回目の画像再構成においても、１回目の画像再構成と同様に、入力画像データ生成部２３は、ｋ枚目の第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）を、ｋ枚目の第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）として格納する。すなわち、Ｊ_２（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_２（ｕ，ｖ，ｋ）である。入力画像データ生成部２３は、前述の通り、ｋ枚目の第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）を再構成処理部２４へ転送する。再構成処理部２４は、ｋ枚目の第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）に対して、フィルタリング処理と逆投影処理を行い、その結果をボリュームに加算する。これを順次繰り返すことにより得られるボリュームが、第２番目の３次元ＣＴ画像（最後の３次元ＣＴ画像）である。画像リコンＰＣ３は、２回目の画像再構成により、第２番目の３次元ＣＴ画像を再構成する。再構成処理部２４より、第２番目の３次元ＣＴ画像は記憶部２２に入力されて記憶されるとともに、表示部５に入力されて、動作開始からおよそ８［ｍｉｎ］後に、表示部５のディスプレイに、第２番目の３次元ＣＴ画像が表示され（第２の表示）、これが最後の３次元ＣＴ画像表示である。これをもって、３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作が終了する。

【0062】

従来の３次元Ｘ線ＣＴ装置では、２回続けて本測定を行なう場合にあっても、１回目の測定を行なった後に、コンピュータが画像再構成処理を行ない、３次元ＣＴ画像の表示を行なっていた。それゆえ、１回目の測定終了後から２回目の測定開始までに、中断時間が発生している。これに対して、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１では、ＣＴ撮影部２が２回の測定を連続して行なっており、かかる中断時間は発生していない。画像リコンＰＣ３は、ＣＴ撮影部２が行う測定と並行して、画像再構成処理を行っているので、測定終了後、３次元ＣＴ画像の表示がされるまでの時間は、従来と比較して短くなっている。特に、被検体の経時変化が大きい場合に、時系列で３次元ＣＴ画像の変化を観測する場合に、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１は顕著な効果を奏する。

【0063】

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１乃至第３の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１では、画像リコンＰＣ３の入力画像データ生成部２３が、第２入力画像データを、第１透過画像データと第２透過画像データとを用いて生成している点が、第３の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作と異なっている。

【0064】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第１乃至第３の実施形態と同様に、図３に示す処理フローチャートで表される。当該実施形態における第１の測定（１回目の測定）及び第２の測定（２回目の測定）は、第３の実施形態と同様である。さらに、１回目の画像再構成も、第３の実施形態と同様である。よって、第３の実施形態と異なる２回目の画像再構成における、第２入力画像データの生成について説明する。

【0065】

１回目の画像再構成において、Ｎ枚（ここでは、１２０枚）の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）（＝Ｉ_１（ｕ，ｖ，ｋ））が生成されている。ここで、ｋは１≦ｋ≦Ｎを満たすすべての整数である。よって、Ｎ枚の第１入力画像データＪ_１（ｕ，ｖ，ｋ）と、Ｎ枚の第２透過画像データＩ_２（ｕ，ｖ，ｋ）は、ガントリ１１の同じ角度配置におけるデータであり、２回目の画像再構成において、入力画像データ生成部２３が、同じ角度配置にある両者をガントリ１１の回転速度に応じた重み付けを加えて合成することにより、第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）とする。すなわち、第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）は、前述の（数式１）で表すことが出来る。１回目の測定及び２回目の測定における回転速度ωは等しく、Ｔ_１＝ｔ_１∝１／ω、ｔ_２∝１／ωであり、測定時間に換算すると、Ｔ_１＝ｔ_１＝ｔ_２＝２４０で表すことが出来る。よって、第２入力画像データＪ_２（ｕ，ｖ，ｋ）は、以下の（数式２）で表すことが出来る。

【0066】

【数2】

【0067】

第３の実施形態に係る画像再構成処理では、最後の３次元ＣＴ画像の再構成に、第２の測定用の透過画像データのみを用いているのに対して、当該実施形態に係る画像再構成処理では、最後の３次元ＣＴ画像の再構成に、第２の測定用の透過画像データに加えて、第１の測定用の透過画像データも用いている。これにより、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置では、第３の実施形態で奏する効果に加えて、最後の３次元ＣＴ画像の表示で表示される３次元ＣＴ画像の画像品質を第３の実施形態よりさらに高いものとすることが出来ている。

【0068】

従来の３次元Ｘ線ＣＴ装置においても、当該実施形態に係る１回目及び２回目の測定におけるガントリの回転速度ωの半分となる回転速度で、測定範囲を３６０度とし、測定時間８［ｍｉｎ］で測定を行うことにより、当該実施形態に係る第２番目の３次元ＣＴ画像（最後の３次元ＣＴ画像）と同程度の画像品質の３次元ＣＴ画像が得られる。しかし、この場合であっても、従来の３次元Ｘ線ＣＴ装置においては、画像再構成の処理が測定後に行われているので、測定開始から表示までの動作時間が、当該実施形態に係る動作時間より長く、動作時間の低減という本発明の効果は奏している。加えて、かかる動作において、測定を行っている途中には、当該実施形態の第１の表示のような、３次元ＣＴ画像の表示は行われない。これに対して、当該実施形態においては、第２の表示がされる前に、測定開始後およそ４［ｍｉｎ］に第１の表示が行われており、動作の途中に、被検体が測定領域に正しく保持されているか、また、造影剤などが正しく拡散しているかなど、測定状況が所望の条件に適合しているかを、利用者が判断することが出来る。例えば、動作の途中で、測定状況が所望の条件に適合していない場合には、利用者はマニュアル制御により動作を中止することができる。動作を中止して、測定の条件を整えてから、次の動作を開始すればよく、測定状況が所望の条件に適合していない場合に、動作時間の合計を低減することが出来る。特に、被検体が生物である場合や、経時劣化が大きいものである場合に、格別な効果を奏することとなる。また、被検体が生物である場合には、不要な被曝を抑制することが出来るというさらなる効果を奏することができる。

【0069】

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１乃至第４の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１において、１回目の測定（第１の測定）及び２回目の測定（第２の測定）では、ガントリ１１の回転速度ωが等しい。１回目の測定が１８０度画像再構成を行うための測定であり、測定範囲は１８０度＋αとなっている。１回目の測定と２回目の測定とを併せて、３６０度画像再構成を行うための測定であり、測定範囲は３６０度なっている。すなわち、２回目の測定の測定範囲は１８０度−αである。ここで、１回目の測定と２回目の測定とを併せて、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るための本測定であり、ＣＴ撮影部２が行うＣＴ撮影測定は、１回目の測定と２回目の測定とが連続して行われている。１回目の測定の測定時間は約４［ｍｉｎ］とし、１回目の測定と２回目の測定の測定時間の合計は８［ｍｉｎ］＝４８０［ｓｅｃ］とする。

【0070】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第１乃至第４の実施形態と同様に、図３に示す処理フローチャートで表される。１回目の測定において、Ｍ枚（ここでは、６６枚）の第１透過画像データが撮影され、１回目の画像再構成において、Ｍ枚の第１透過画像データより、１８０度画像再構成に必要なＭ枚の入力画像データが生成される。Ｍ枚の入力画像データより第１番目の３次元ＣＴ画像が得られ、第１の表示がなされる。２回目の測定において、３６０再構成に必要な残りの（Ｎ−Ｍ）枚（ここでは、５４枚）の第２透過画像データが撮影され、２回目の画像再構成において、Ｍ枚の第１透過画像データ及び（Ｎ−Ｍ）枚の第２透過画像データからなるＮ枚の透過画像データより、３６０度画像再構成に必要なＮ枚の入力画像データが生成される。Ｎ枚の入力画像データより第２番目の３次元ＣＴ画像が得られ、第２の表示がなされる。

【0071】

当該実施形態に係る動作では、１８０度画像再構成法を用いている点で、第３及び第４の実施形態と異なっているが、第３及び第４の実施形態と同様に、測定開始後およそ４［ｍｉｎ］に第１の表示が行われており、動作の途中において、利用者に被検体の３次元ＣＴ画像の情報を提供している。また、ガントリ１１の回転速度ωが等しい場合においては、当該実施形態に係る動作では、１８０度画像再構成により最初の３次元ＣＴ画像の表示を行っており、３６０度画像再構成により最初の表示を行う場合よりも、測定開始してからより早いタイミングで、被検体の画像を提供することが出来るというさらなる効果を奏している。

【0072】

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１乃至第５の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１では、ＣＴ撮影部２がＩ回（Ｉ≧３の整数）の測定を連続して行い、画像リコンＰＣ３が、Ｉ回の測定それぞれと並行して、３次元ＣＴ画像の再構成を行う点が、第３及び第４の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作と異なっている。

【0073】

図４は、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の処理フローチャートである。図４に示す処理フローチャートは、図３に示す処理フローチャートと同様に、左側に示すＣＴ撮影部２が行うＣＴ撮影測定と、右側に示す画像リコンＰＣ３が行う３次元ＣＴ画像再構成とが、並列に行われている。ここで、Ｉ回の測定では、ともにガントリ１１の回転速度ωは等しく、ともに測定範囲は３６０度である。例えば、ここで、Ｉ＝４として、各測定の測定時間ｔはそれぞれｔ＝２［ｍｉｎ］とする。なお、ここで、１回目の測定を第１の測定とし、２回目からＩ回目までの測定をまとめて第２の測定とする。また、２回目からＩ回目までの測定は、それぞれ第２の測定のサブ測定である。

【0074】

１回目から（Ｉ−１）回目までの途中の画像再構成において、対応する各測定において撮影される透過画像データのみを用いて入力画像データを生成し、当該入力画像データより、３次元ＣＴ画像を再構成している。すなわち、ｉ回目（１≦ｉ≦Ｉ−１）の画像再構成において、入力画像データ生成部２３は、ＣＴ撮影部２が撮影するＮ枚（ここでは、１２０枚）の第ｉ透過画像データＩ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）を、第ｉ入力画像データＪ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）として格納する。すなわち、Ｊ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）＝Ｉ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）である。

【0075】

ｉ回目の画像再構成においても、入力画像データ生成部２３は、ｋ枚目の第ｉ入力画像データＪ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）を再構成処理部２４へ転送する。再構成処理部２４は、ｋ枚目の第ｉ入力画像データＪ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）に対して、フィルタリング処理と逆投影処理を行い、その結果をボリュームに加算する。これを順次繰り返すことにより得られるボリュームが、第ｉ番目の３次元ＣＴ画像であり、同様に、表示部５のディスプレイに、第ｉ番目の３次元ＣＴ画像が表示される（第ｉの表示）。ここで、Ｉ回の測定は連続して行われているので、１≦ｉ≦Ｉ−１（すなわち、ｉ≠Ｉ）である場合には、第ｉの表示は、（ｉ＋１）回目の測定の開始後に行われる。ここで、第２の表示から第（Ｉ−１）の表示を、最初の表示（第１の表示）と最後の表示（第Ｉの表示）との間にされる途中の表示とすると、途中の表示に用いられる３次元ＣＴ画像は、各測定（サブ測定）用の透過画像データに基づいて再構成されている。

【0076】

Ｉ回目に行われる最後の画像再構成では、Ｉ回すべての測定で撮影される透過画像データすべてに基づいて、第Ｉ番目の３次元ＣＴ画像（最後の３次元ＣＴ画像）を再構成し、最後の３次元ＣＴ画像の表示となる第Ｉの表示を行う。これにより、高い画像品質の３次元ＣＴ画像が得られる（第Ｉ番目の３次元ＣＴ画像の再構成については、第７の実施形態参照）。

【0077】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１において、第４の実施形態と比較して、最後の３次元ＣＴ画像の画像品質は同程度のものを維持しつつ、測定開始から最後の表示までの動作時間を増大させることなく、動作途中に、より多くの表示を行うことが出来ている。当該実施形態において、最初の表示（第１の表示）が測定開始後およそ２［ｍｉｎ］に行われており、第４の実施形態と比較して、より早くに、測定が所望の条件の下で行われているかを、利用者が判断することが出来るので、より格別な効果を奏することとなる。さらに、第ｉの表示（１≦ｉ≦Ｉ−１）において、ｉ回目の測定で撮影される透過画像データのみを用いて再構成された３次元ＣＴ画像が表示されており、利用者は、時系列に描く測定における被検体の測定状況を知ることが出来る。例えば、被検体が生物である場合や経時変化が大きいものである場合に、測定途中の被検体の測定状況が分かり、格別な効果を奏する。測定途中で、測定状況が所望の測定条件に適合しなくなった場合には、マニュアル制御により動作を中止させればよい。

【0078】

［第７の実施形態］
本発明の第７の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１乃至第６の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１では、画像リコンＰＣ３の入力画像データ生成部２３が、第ｉ入力画像データ（１≦ｉ≦Ｉ）を、第１透過画像データ乃至第ｉ透過画像データをすべて用いて生成している点が、第６の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作と異なっている。なお、ｉ回目の測定で撮影される透過画像データが第ｉ透過画像データＩ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）であり、ｉ回目の画像再構成において入力画像データ生成部２３が生成する入力画像データが第ｉ入力画像データＪ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）である。

【0079】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第６の実施形態と同様に、図４に示す処理フローチャートで表される。ここで、Ｉ回の測定では、第６の実施形態と同じであり、同様に、１回目の測定を第１の測定とし、２回目からＩ回目までの測定をまとめて第２の測定とする。また、２回目からＩ回目までの測定は、それぞれ第２の測定のサブ測定である。

【0080】

１回目の画像再構成は、第６の実施形態と同様である。よって、ｉ回目（２≦ｉ≦Ｉを満たす整数）の画像再構成における入力画像データ生成部２３が生成する入力画像データについて説明する。ｉ回目の画像再構成において、入力画像データ生成部２３は、第１透過画像データから第ｉ透過画像データのすべてを用いて、第ｉ入力画像データを生成している。ガントリ１１の同じ角度配置における第１透過画像データから第ｉ透過画像データを、ガントリ１１の回転速度に応じた重み付けによって合成して、該角度配置の第ｉ入力画像データを生成する。すなわち、入力画像データ生成部２３は、以下の通り、第ｉ入力画像データを生成する。ここで、以下の数式を（数式３）とする。

【0081】

【数3】

【0082】

（数式１）と同様に、（数式３）に示されるＴ_ｉ−１は、第（ｉ−１）入力画像データＪ_ｉ−１（ｕ，ｖ，ｋ）に係る重み付け係数であり、ｔ_ｉは、第ｉ透過画像データＩ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）に係る重み付け係数である。また、Ｉ回の測定は、ガントリ１１の回転速度ωと測定範囲がともに等しいので、ｔ_ｊ（１≦ｊ≦ｉの整数）はすべて等しく、単にｔと表すことにすると、Ｔ_ｊ＝ｊ・ｔである。ここで、重み付け係数を測定時間に換算して表すことにすれば、ｔ＝２［ｍｉｎ］、Ｔ_ｊ＝２ｊ［ｍｉｎ］である。よって、第ｉ入力画像データＪ_ｉ（ｕ，ｖ，ｋ）は以下の数式の通り表され、かかる数式を（数式４）とする。

【0083】

【数4】

【0084】

入力画像データ生成部２３が生成する第ｉ入力画像データより、再構成処理部２４が第ｉ番目の３次元ＣＴ画像を再構成し、第ｉの表示がされる。例えば、第２の表示に用いられる３次元ＣＴ画像は、１回目の測定用の透過画像データと２回目の測定用の透過画像データとに基づいて再構成されている。

【0085】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１において、第６の実施形態と同様に、第４の実施形態と比較して、最後に表示される３次元ＣＴ画像の画像品質は同程度のものを維持しつつ、測定開始から最後の表示までの動作時間が増大されることなく、動作途中に、より多くの表示を行うことが出来ている。さらに、動作途中に、順に第ｉの表示（１≦ｉ≦Ｉ−１）がなされているが、表示される第ｉ番目の３次元ＣＴ画像の画像品質は順に高くなっていく。利用者は、途中の表示によって、測定目的に対して十分な画像品質の画像が得られているかどうかを判断することが出来る。それゆえ、利用者が十分な画像品質の画像が得られていると判断する場合、利用者はマニュアル制御により動作を中止することができる。よって、動作時間を低減することが出来るというさらなる効果を得る。特に、被検体が生物である場合や、経時劣化が大きいものである場合に、さらに格別な効果を奏する。

【0086】

なお、当該実施形態に係るｉ回目（２≦ｉ≦Ｉ）の画像再構成において、第１透過画像データから第ｉ透過画像データのすべての透過画像データに基づいて、第ｉ番目の３次元ＣＴ画像を再構成している。ｉ回目の画像再構成において、すでに取得されているすべての透過画像データに基づいて画像再構成をすることにより、第ｉ番目の３次元ＣＴ画像の画像品質をより高くすることが出来ている。しかし、この場合に限定されることはなく、第１透過画像データ乃至第（ｉ−１）透過画像データの少なくとも一部と、第ｉ透過画像データと、に基づいて画像再構成してもよい。この場合、第ｉ透過画像データのみを用いて画像再構成する３次元ＣＴ画像の画像品質より高い画像品質の３次元ＣＴ画像を得ることが出来る。この場合であっても、ガントリ１１の同じ角度配置における透過画像データを、ガントリ１１の回転速度に応じた重み付けによって合成して、該角度配置の第ｉ入力画像データを生成する。例えば、ｉ回目の画像再構成処理において、（ｉ−１）回目及びｉ回目の測定によってそれぞれ取得される第（ｉ−１）透過画像データ及び第ｉ透過画像データに基づいて第ｉ入力画像データを生成することにより、より高い画像品質の３次元ＣＴ画像を表示しつつ、時間の経過における３次元ＣＴ画像の変化の情報が利用者に提供される。

【0087】

［第８の実施形態］
本発明の第８の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１乃至第７の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１では、最初の３次元ＣＴ画像の再構成に１８０度画像再構成法を用いており１８０度毎に表示を行っている点が、第６及び第７の実施形態と異なっている。

【0088】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第２の実施形態と同様に、図４に示す処理フローチャートで表される。ここで、Ｉ階の測定では、ともにガントリ１１の回転速度ωは等しく、１回目の測定の測定範囲は１８０度＋α、２回目の測定の測定範囲は１８０度−αで、３回目以降の測定の測定範囲は１８０度である。たとえば、ここで、Ｉ＝４として、各測定の測定時間ｔはｔ＝２［ｍｉｎ］である。なお、厳密には、１回目の測定の測定範囲は１８０度＋αであり、２回目の測定の測定範囲は１８０度−αであるから、測定時間はおよそ２［ｍｉｎ］である。

【0089】

１回目の画像再構成及び２回目の画像再構成は、第５の実施形態における画像再構成とそれぞれ同じである。そして、２回目の画像再構成により、入力画像データ生成部２３は、３６０度画像再構成に必要となる、３６０度に対応するＮ枚（ここでは、１２０枚）入力画像データを生成している。前述の通り、一度、３６０度に対応する入力画像データが生成されると、３回目の測定開始後、入力画像データ生成部２３は、順に、撮影される透過画像データと、対応する角度配置における入力画像データとを、重み付けを加えて合成して、新たな入力画像データとする。これらの処理は、第７の実施形態における入力画像データ生成部２３が行う処理と同様である。

【0090】

角度配置θ＝５４０度までの透過画像データより生成される入力画像データより、再構成処理部２４は、第３番目の３次元ＣＴ画像を再構成して、第３の表示が行われる。さらに、角度配置θ＝７２０度までの透過画像データより生成される入力画像データより、再構成処理部２４は、第４番目の３次元ＣＴ画像（最後の３次元ＣＴ画像）を再構成し、第４の表示（最後の表示）が行われる。

【0091】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１において、第５の実施形態と比較して、最後に表示される３次元ＣＴ画像の画像品質は同程度のものを維持しつつ、測定開始から最後の表示までの動作時間が増大されることなく、動作途中に、より多くの表示を行うことが出来ている。第７の実施形態と同様に、動作途中に、順に第ｉの表示（１≦ｉ≦Ｉ−１）がなされているが、表示される第ｉ番目の３次元ＣＴ画像の画像品質は順に高くなっていく。また、ガントリ１１の回転速度ωが等しい場合においては、当該実施形態に係る動作では、１８０度画像再構成により最初の３次元ＣＴ画像の表示を行っており、第６の実施形態より、測定開始してからより早いタイミングで、さらに、より多くの頻度で、被検体の画像を提供することが出来るというさらなる効果を奏している。

【0092】

［第９の実施形態］
本発明の第９の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造は、動作が異なっている点を除いて、第１乃至第８の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の構造と同じである。当該実施形態に係る３次元ＣＴ装置１では、第１及び第２の実施形態と同様に、第１の測定（１回目の測定）がプレビュー用測定であり、第２の測定（２回目乃至Ｉ回目の測定）が本測定となっている。

【0093】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１の動作を説明する。当該実施形態に係る動作は、第６乃至第８の実施形態と同様に、図４に示す処理フローチャートで表される。第１の測定（１回目の測定）は、第１及び第２の実施形態と同様に、プレビュー用測定であり、ガントリ１１の回転速度ω_１は速く、測定範囲は１８０度＋αである。第２の測定は、第３乃至第８のいずれかの実施形態で行われる本測定であればよい。本測定における、ガントリ１１の回転速度ω_２はプレビュー用測定と比較して遅く、ω_１＞ω_２を満たしている。

【0094】

画像リコンＰＣ３が行う画像再構成は、以下の通りである。１回目の画像再構成は、第１及び第２の実施形態にかかる１回目の画像再構成と同じである。前述の通り、１回目の画像再構成において、生成される入力画像データは、１８０度画像再構成法に必要なＭ枚（ここでは、６６枚）の入力画像データである。よって、第２の実施形態で説明した通り、３６０度画像再構成法には、Ｎ枚（ここでは、１２０枚）の入力画像データが必要である。よって、第２の実施形態において説明した通り、２回目の画像再構成により、順に撮影される透過画像データより、残りの（Ｎ−Ｍ）枚の入力画像データを生成する。そして、一度、３６０度に対応する入力画像データが生成されると、入力画像データ生成部２３は、順に、撮影される透過画像データと、対応する角度配置における入力画像データとを、重み付けを加えて合成して、新たな入力画像データとする。

【0095】

当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置では、第１及び第２の実施形態と同様に、プレビュー用測定である第１の測定（１回目の測定）を行うことにより、利用者がより早く被検体のＣＴ画像を得ることが出来、本測定である第２の測定（２回目乃至Ｉ回目の測定）を行うことにより、動作の途中でより多くの表示を行いつつ、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得ることができ、より顕著な効果が得られている。

【0096】

なお、プレビュー用測定となる第１の測定（１回目の測定）により取得される第１透過画像データは、本測定となる第２の測定により取得される透過画像データと比べて、情報量が少ない。２回目以降の画像再構成処理において、３次元ＣＴ画像の画像品質向上への寄与は少ない。よって、２回目以降の画像再構成処理において、第１透過画像データを用いなくてもよい。この場合、入力画像データ生成部２３は、第２の測定用の透過画像データのみを用いて、最後の３次元ＣＴ画像を再構成するための入力画像データを生成している。

【0097】

以上、本発明の実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置１について説明した。第１の測定がプレビュー用測定である場合、動作開始後早急に最初の表示を行うのが望ましいので、第１の測定範囲は、１８０度画像再構成を行うために必要な測定範囲、すなわち、１８０度＋αが望ましい。また、３６０度画像再構成を行う方がよい場合は、測定範囲を３６０度としてもよい。

【0098】

また、本測定は、所望の画像品質の３次元ＣＴ画像を得るために行う測定であり、高い画像品質を得るために、ノイズのむらを抑制するために、測定範囲は、３６０度のＫ倍（Ｋ≧１を満たす整数、すなわち、自然数）であるのが望ましい。

【0099】

ここで説明した実施形態において、最初の表示と最後の表示との間に、途中の表示を行う場合、途中の表示を行う場合、すなわち、図４に示す第ｉの表示（２≦ｉ≦Ｉ−１）は、本測定の測定開始の角度位置から見て、測定範囲が１８０度の整数倍となっている。この場合にノイズのむらが抑制されるので、表示される３次元ＣＴ画像の画像品質の観点からは望ましいが、これに限定されることはない。一度、３６０度に対応する入力画像データが作成されると、再構成処理部２４は、３６０度画像再構成法を用いて、いつでも３次元ＣＴ画像を再構成することが出来るので、例えば、より高い頻度で途中の表示を行う必要がある場合など、その他の測定範囲においても、表示を行えばよい。

【0100】

なお、ここで説明した実施形態において、各測定（各回の測定）は、測定範囲が３６０度（フルスキャン）か１８０度（ハーフスキャン）の場合について示されている。しかし、３次元ＣＴ画像を再構成するために必要な複数の透過画像データを撮影するＣＴ撮影測定であれば、これに限定されることはない。例えば、特許文献２に開示される呼吸同期撮影装置のように、動物である被検体が呼吸などの周期的運動をする場合に、１回の測定の測定範囲を所定数の複数回転としてもよい。すなわち、１回の測定の測定範囲を、３６０度×Ｋ倍（Ｋ≧２の整数）としてもよい。この場合、画像リコンＰＣ３の入力画像データ生成部２３は、ある角度配置において撮影される当該所定数の透過画像データから、周期運動の同期信号に基づいて、所望の透過画像データを選択して、入力画像データを生成する。ここで、所望の透過画像データとは、例えば、肺の収縮期の透過画像データであり、呼吸周期における所定の位相の透過画像データである。この場合、第１の測定用の透過画像データの一部を用いて、第１入力画像データが生成されることになる。同様に、第２の測定用の透過画像の一部を用いて第２入力画像データが生成される場合もあるし、第１の測定用の透過画像の一部及び第２測定用の透過画像の一部を用いて第２入力画像データが生成される場合もある。

【0101】

また、３次元ＣＴ画像の再構成法を、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法を用いたコーンビーム再構成法とし、３６０度画像再構成と１８０度画像再構成について説明してしたが、これに限定されることはなく、他の再構成を用いてもよく、広く本発明を適用することが出来る。

【符号の説明】

【0102】

１ ３次元Ｘ線ＣＴ装置、２ ＣＴ撮影部、３ 画像リコンＰＣ、４ 入力部、５ 表示部、１１ ガントリ、１２ ガントリ制御ユニット、１３ 回転アーム、１４ 保持台、１５ Ｘ線管、１６ ２次元検出器、１７ アーム回転モータ、２１ データ取得部、２２ 記憶部、２３ 入力画像データ生成部、２４ 再構成処理部、２５ 制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】