特許 7321798 再構成装置及び放射線診断装置

(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】

(24)【登録日】2023-07-28

(45)【発行日】2023-08-07

(54)【発明の名称】再構成装置及び放射線診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20230731BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 350Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019121962

(22)【出願日】2019-06-28

(65)【公開番号】P2021007511

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】浜田 祐二

(72)【発明者】

【氏名】後藤 崇博

【審査官】遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－００６３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０００４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７６１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２４２８６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３４４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７８９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０８９７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２０５１６７（ＵＳ，Ａ１）

(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】

収集部によりデータを収集する際の収集条件、及び、前記収集部を構成する複数の要素の位置関係に基づいてマトリクスサイズを決定する決定部と、
前記データを用いて、前記マトリクスサイズの画像データを再構成する再構成処理部と、
を備える、再構成装置。

【請求項2】

前記決定部は、前記収集条件及び前記位置関係に応じた空間分解能、及び、前記データの収集範囲又は前記データの再構成範囲に基づいて、前記マトリクスサイズを決定する、請求項１に記載の再構成装置。

【請求項3】

第１の空間分解能を受け付ける受付部を更に備え、
前記決定部は、前記第１の空間分解能と、前記収集条件及び前記位置関係に応じた第２の空間分解能との比較結果に基づいて、前記マトリクスサイズを決定する、請求項１に記載の再構成装置。

【請求項4】

被検体の複数の部位のそれぞれと、複数の空間分解能のそれぞれとを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記決定部は、撮影対象の部位に対応する第１の空間分解能を前記記憶部から取得し、前記第１の空間分解能と、前記収集条件及び前記位置関係に応じた第２の空間分解能との比較結果に基づいて、前記マトリクスサイズを決定する、請求項１に記載の再構成装置。

【請求項5】

複数の再構成関数のそれぞれと、複数の空間分解能のそれぞれとを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記決定部は、撮影対象の部位に対応する再構成関数に対応する第１の空間分解能を前記記憶部から取得し、前記第１の空間分解能と、前記収集条件及び前記位置関係に応じた第２の空間分解能との比較結果に基づいて、前記マトリクスサイズを決定する、請求項１に記載の再構成装置。

【請求項6】

前記決定部は、前記第１の空間分解能及び前記第２の空間分解能のうち、低いほうの空間分解能に基づいて、前記マトリクスサイズを決定する、請求項３～５のいずれか一つに記載の再構成装置。

【請求項7】

前記決定部は、前記データを収集する前に、前記収集条件が変更された場合、変更された前記収集条件及び前記位置関係に応じた前記マトリクスサイズを再び決定する、請求項１～６のいずれか一つに記載の再構成装置。

【請求項8】

前記再構成処理部により再構成された前記画像データを示す画像を表示部に表示させる表示制御部を更に備え、
前記決定部は、前記表示部のマトリクスサイズと前記決定されたマトリクスサイズとの比較結果に応じて、前記表示部のマトリクスサイズに合わせて、前記決定されたマトリクスサイズを補正する、請求項１～７のいずれか一つに記載の再構成装置。

【請求項9】

前記決定部は、複数のマトリクスサイズの候補の中から、前記収集条件及び前記位置関係に応じたマトリクスサイズを決定する、請求項１～８のいずれか一つに記載の再構成装置。

【請求項10】

前記収集部と、
請求項１～９のいずれか一つに記載の再構成装置と、
を備える、放射線診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、再構成装置及び放射線診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置等の放射線診断装置において、ＣＴ画像データを再構成する際に、複数のマトリクスサイズ（例えば、５１２×５１２，１０２４×１０２４，２０４８×２０４８等）の中から、再構成に用いられるマトリクスサイズが選択される。

【0003】

マトリクスサイズを大きくした場合、高い空間分解能が得られる一方、計算量が多くなるため、再構成に要する時間（再構成時間）が長くなってしまう。ここで、例えば、架台装置（ＣＴスキャナ）のジオメトリ（Ｘ線管（管球）と検出器の間の距離、チャネル方向の検出素子の間隔等）、及び、収集条件（スキャン時に操作者により選択可能なＸ線管の焦点サイズ、ＦＯＶ（Field Of View：有効視野）のサイズ等）により、スキャンで得られる最高の空間分解能は、制限される。このため、上述した架台装置のジオメトリ及び上述した収集条件によっては、再構成に用いられるマトリクスサイズを大きくしても、空間分解能が一定の高さを超えないにも関わらず、不必要に再構成時間が長くなってしまう。

【0004】

また、例えば、臨床部位によって必要となる空間分解能に対して、不必要に大きいマトリクスサイズが操作者により選択される場合がある。この場合にも、不必要に高い空間分解能の画像データを再構成するため、不必要に再構成時間が長くなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平０９－２６２２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、最適な再構成時間で最適な空間分解能の画像データを再構成することができる再構成装置及び放射線診断装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の再構成装置は、決定部と、再構成処理部とを備える。決定部は、収集部によりデータを収集する際の収集条件、及び、収集部を構成する複数の要素の位置関係に応じたマトリクスサイズを決定する。再構成処理部は、データを用いて、マトリクスサイズの画像データを再構成する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例の流れを示すフローチャートである。

【図3】図３は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。

【図4】図４は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２の実施形態においてステップＳ２０１で表示される受付画面の一例を示す図である。

【図6】図６は、第３の実施形態に係るデータベースのデータ構造の一例を示す図である。

【図7】図７は、第４の実施形態に係るデータベースのデータ構造の一例を示す図である。

【図8】図８は、第１の変形例を説明するための図である。

【図9】図９は、第２の変形例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、再構成装置及び放射線診断装置の実施形態について詳細に説明する。なお、一つの実施形態又は変形例に記載した内容は、他の実施形態又は他の変形例にも同様に適用されてもよい。

【0010】

（第１の実施形態）
図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。Ｘ線ＣＴ装置１は、放射線診断装置の一例である。

【0011】

図１においては、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図１は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。

【0012】

架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１８とを有する。架台装置１０は、収集部の一例である。

【0013】

Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。なお、Ｘ線管１１は、Ｘ線発生部の一例である。

【0014】

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数の検出素子が配列された、複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、roｗ方向）に複数配列された構造を有する。また、Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。また、Ｘ線検出器１２は、Ｘ線検出部の一例である。

【0015】

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置１０において、回転フレーム１３、及び、回転フレーム１３と共に回転移動する部分を、回転部とも記載する。

【0016】

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。

【0017】

制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させる。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。

【0018】

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の分布が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工したフィルタである。

【0019】

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図１においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。

【0020】

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ１８は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、アナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。

【0021】

ＤＡＳ１８が生成したデータは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（Light Emitting Diode: ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば、固定フレーム等。図１での図示は省略している）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。

【0022】

Ｘ線検出器１２及びＤＡＳ１８は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を検出し、投影データを収集する。このようなＸ線検出器１２及びＤＡＳ１８は、Ｘ線検出部の一例である。

【0023】

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長手方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動してもよい。

【0024】

コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。コンソール装置４０は、再構成装置の一例である。

【0025】

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。メモリ４１は、記憶部の一例である。

【0026】

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された画像データが示す画像を表示したり、医師や診療放射線技師等の操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されてもよい。

【0027】

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置４０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。

【0028】

処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。なお、処理回路４４は、コンソール装置４０に含まれる場合に限られない。例えば、処理回路４４は、複数のＸ線ＣＴ装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行なう統合サーバに含まれてもよい。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークで接続された統合サーバが処理回路４４を有してもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集した投影データを統合サーバへ送信する。そして、統合サーバは、投影データを受信する。そして、統合サーバの処理回路４４は、受信した投影データに対して、以下で説明する各種の処理を実行する。統合サーバは、再構成装置の一例である。

【0029】

例えば、処理回路４４は、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、決定機能４４３、再構成処理機能４４４、画像処理機能４４５及び出力機能４４６を実行する。例えば、処理回路４４は、メモリ４１からシステム制御機能４４１に相当するプログラム（制御プログラム）を読み出して実行することにより、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各種機能を制御する。

【0030】

システム制御機能４４１は、Ｘ線ＣＴ装置１を制御して、位置決め撮影を実行する。例えば、システム制御機能４４１は、Ｘ線管１１の位置を所定の回転角度に固定し、天板３３をＺ方向に移動させながらＸ線管１１からのＸ線を被検体Ｐに照射することで、位置決め撮影を実行する。また、処理回路４４は、メモリ４１から再構成処理機能４４４に相当するプログラムを読み出して実行することにより、位置決め撮影により収集されたＸ線の信号に基づいて、位置決め画像データを生成する。なお、位置決め画像データは、スキャノ画像データやスカウト画像データと呼ばれる場合もある。

【0031】

また、システム制御機能４４１は、Ｘ線ＣＴ装置１を制御して、投影データを収集する本スキャンを実行する。例えば、システム制御機能４４１は、位置決め画像データに基づいて、本スキャンのスキャン条件（収集条件）（例えば、収集ＦＯＶ、管電圧及び管電流等）を設定する。システム制御機能４４１は、収集条件として、例えば、Ｘ線管１１に供給される管電圧を変化させるタイミングを示すタイミングデータを生成し、生成したタイミングデータをメモリ４１に格納する。次に、システム制御機能４４１は、寝台駆動装置３２を制御することにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内へ移動させる。また、システム制御機能４４１は、コリメータ１７の開口度及び位置を調整する。また、システム制御機能４４１は、制御装置１５を制御することにより回転部を回転させる。

【0032】

また、システム制御機能４４１は、Ｘ線高電圧装置１４を制御することにより、Ｘ線管１１へ高電圧を供給させる。これにより、Ｘ線管１１は、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。

【0033】

システム制御機能４４１によって本スキャンが実行される間、複数のＤＡＳ１８は、複数の検出素子によって検出される複数のＸ線の信号を収集し、検出データを生成する。また、処理回路４４は、メモリ４１から前処理機能４４２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、ＤＡＳ１８から出力された検出データに対し前処理を施す。例えば、前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から出力された検出データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。なお、前処理を施した後のデータは、生データと称される。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データは、投影データと称される。投影データは、データの一例である。

【0034】

また、処理回路４４は、メモリ４１から決定機能４４３に相当するプログラムを読み出して実行することにより、再構成に用いるマトリクスサイズを決定する。決定機能４４３は、決定部の一例である。決定機能４４３の詳細については後述する。

【0035】

また、処理回路４４は、メモリ４１から再構成処理機能４４４に相当するプログラムを読み出して実行することにより、前処理後の生データに基づいてＣＴ画像データを再構成する。具体的には、再構成処理機能４４４は、前処理後の生データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを再構成する。再構成処理機能４４４は、再構成処理部の一例である。ＣＴ画像データは、画像データの一例である。

【0036】

また、処理回路４４は、メモリ４１から画像処理機能４４５に相当するプログラムを読み出して実行することにより、ＣＴ画像データに対して各種の画像処理を施す。例えば、画像処理機能４４５は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作等に基づいて、再構成されたＣＴ画像データを、公知の方法により任意断面の断層像データや３次元画像データに変換する。また、画像処理機能４４５は、断層像データや３次元画像データをメモリ４１に記憶させる。

【0037】

また、処理回路４４は、メモリ４１から出力機能４４６に相当するプログラムを読み出して実行することにより、断層像データや３次元画像データ、ＣＴ画像データ等を出力する。例えば、出力機能４４６は、断層像データが示す断層像やＣＴ画像データが示すＣＴ画像等の各種の画像をディスプレイ４２に表示させる。出力機能４４６は、表示制御部の一例である。また、例えば、出力機能４４６は、断層像データや３次元画像データ、ＣＴ画像データを、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続された外部装置（例えば、画像データを保管するサーバ装置等）に出力する。

【0038】

図１に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１に記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１から各プログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、図１においては、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、決定機能４４３、再構成処理機能４４４、画像処理機能４４５及び出力機能４４６の各処理機能が単一の処理回路４４によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路４４は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0039】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、又は、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、若しくは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ４１に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0040】

なお、図１においては、単一のメモリ４１が各処理機能に対応する各プログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、複数のメモリ４１を分散して配置し、処理回路４４は、個別のメモリ４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ４１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0041】

また、処理回路４４は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、各種の機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路４４は、メモリ４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続された外部のワークステーションや、サーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現してもよい。

【0042】

以上、Ｘ線ＣＴ装置１の構成の一例について説明した。かかる構成の下、Ｘ線ＣＴ装置１は、最適な再構成時間で最適な空間分解能の画像データを再構成することができるように、以下に説明する各種の処理を実行する。

【0043】

図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１が実行する処理の一例の流れを示すフローチャートである。図２の例に示すように、決定機能４４３は、投影データを収集する際に用いられた収集条件、及び、投影データを収集する際の架台装置１０を構成する複数の要素の位置関係に基づいて、この収集条件及び位置関係から得られる最高の空間分解能を示す値「Ｚ」（ｍｍ）を決定する（ステップＳ１０１）。ここで、値「Ｚ」は、１つの画素（ピクセル）の一辺の長さを示す値である。値「Ｚ」が小さくなるほど、値「Ｚ」が示す空間分解能は、高くなる。

【0044】

ステップＳ１０１の処理の具体例について説明する。例えば、メモリ４１には、投影データを収集する際に用いられる収集条件として、Ｘ線管１１の焦点のサイズ（焦点サイズ）を示す情報、及び、ビュー数（収集プロジェクション数）を示す情報等が記憶されている。また、メモリ４１には、投影データを収集する際の架台装置１０を構成する複数の要素の位置関係として、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２との間の距離を示す情報、及び、Ｘ線検出器１２のチャネル方向の隣接する２つの検出素子の間の距離（ピッチ）を示す情報等が記憶されている。Ｘ線管１１とＸ線検出器１２との間の距離は、例えばＸ線の焦点と検出素子の検出面との間の距離である。そして、ステップＳ１０１では、決定機能４４３は、これらの複数の情報をメモリ４１から取得する。そして、決定機能４４３は、取得した複数の情報が示すＸ線管１１とＸ線検出器１２との間の距離、焦点サイズ、ピッチ及びビュー数から得られる、最高の空間分解能を示す値「Ｚ」を算出する。なお、ＤＡＳ１８により複数の検出素子から出力される複数のＸ線の信号が束ねられて１つの検出データとして出力される場合、この複数の検出素子を１つの検出素子と見做して、チャネル方向に隣接する２つの検出素子の間の距離（ピッチ）を、上述した位置関係として用いてもよい。より具体的には、メモリ４１にデータベース（図示せず）が記憶されている。このデータベースには、収集条件及び位置関係の組合せと、この組合せから得られる最高の空間分解能を示す値とが対応付けられて登録されたレコードが、収集条件及び位置関係の組合せ毎に登録されている。そして、決定機能４４３は、取得した収集条件及び取得した位置関係の組合せに対応する最高の空間分解能を示す値「Ｚ」をデータベースから取得することで、最高の空間分解能を示す値「Ｚ」を決定する。

【0045】

そして、決定機能４４３は、投影データを収集する際に操作者により選択されたＦＯＶ「Ａ」（ｍｍ）を取得する（ステップＳ１０２）。例えば、メモリ４１には、ＦＯＶ「Ａ」を示す情報が記憶されている。そして、ステップＳ１０２では、決定機能４４３は、ＦＯＶ「Ａ」を示す情報をメモリ４１から取得する。

【0046】

ここで、ＦＯＶは、例えば、収集ＦＯＶ又は再構成ＦＯＶである。収集ＦＯＶは、投影データを収集する範囲（収集範囲）である。また、再構成ＦＯＶは、収集範囲と同一の範囲又は収集範囲の一部の範囲であって、投影データの再構成の対象となる範囲（再構成範囲）である。

【0047】

そして、決定機能４４３は、最高の空間分解能を示す値「Ｚ」及びＦＯＶ「Ａ」に基づいて、再構成に用いられるマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」の「Ｂ」を以下の式（１）により決定する（ステップＳ１０３）。

【0048】

Ｂ＝Ａ／Ｚ （１）

【0049】

すなわち、決定機能４４３は、行方向に並んだ画素の数「Ｂ」と列方向に並んだ画素の数「Ｂ」との積「Ｂ×Ｂ」により表されるマトリクスサイズの「Ｂ」を決定する。

【0050】

このように、決定機能４４３は、上述した収集条件及び上述した位置関係に応じたマトリクスサイズを決定する。また、決定機能４４３は、上述した収集条件及び上述した位置関係に応じた値「Ｚ」により示される空間分解能、及び、投影データの収集範囲又は投影データの再構成範囲に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0051】

そして、再構成処理機能４４４は、投影データを用いて、決定されたマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」のＣＴ画像データを再構成する（ステップＳ１０４）。これにより、再構成処理機能４４４は、上述した収集条件及び上述した位置関係から得られる最高の空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成する。すなわち、再構成処理機能４４４は、この最高の空間分解能に対応するマトリクスサイズで、ＣＴ画像データを再構成する。したがって、第１の実施形態では、最高の空間分解能に対応するマトリクスサイズよりも不必要に大きいマトリクスサイズで再構成が行われない。このため、第１の実施形態では、空間分解能が一定の高さ以上にはならないにも関わらず、不必要に再構成時間が長くなるような事態の発生を抑制することができる。このように、第１の実施形態では、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0052】

そして、出力機能４４６は、再構成されたＣＴ画像データにより示されるＣＴ画像、及び、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」を示す情報をディスプレイ４２に表示させ（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

【0053】

以上、第１の実施形態について説明した。第１の実施形態によれば、上述したように、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0054】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１について説明する。第２の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が、操作者から所望の空間分解能を受け付け、受け付けた空間分解能と、上述した収集条件及び上述した位置関係に応じた空間分解能とを比較し、低いほうの空間分解能に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0055】

以下、第２の実施形態の説明では、第１の実施形態と異なる点を主に説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については、省略する場合がある。図３は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図３に示すように、第２の実施形態に係る処理回路４４は、受付機能４４７を備える点で、第１の実施形態に係る処理回路４４と異なる。受付機能４４７は、受付部の一例である。

【0056】

図４は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１が実行する処理の一例の流れを示すフローチャートである。図４の例に示すように、出力機能４４６は、診断対象の部位（撮影対象の部位）を診断する際に必要な空間分解能を示す値を受け付けるための画面（受付画面）をディスプレイ４２に表示させる（ステップＳ２０１）。

【0057】

図５は、第２の実施形態においてステップＳ２０１で表示される受付画面の一例を示す図である。例えば、ステップＳ２０１で、出力機能４４６は、図５に例示する受付画面５０をディスプレイ４２に表示させる。受付画面５０は、空間分解能を示す値の入力を促すための文字列「診断対象の部位で必要な空間分解能を示す値を入力して下さい。」、及び、テキストボックス５１を有する。このような受付画面５０が表示されると、操作者は、入力インターフェース４３を介して、診断対象の部位を診断する際に必要な空間分解能を示す値をテキストボックス５１に入力する。そして、受付機能４４７は、テキストボックス５１に入力された空間分解能を示す値を受け付ける。以下の説明では、受付機能４４７により受け付けられた空間分解能を示す値を「Ｚ１」（ｍｍ）と表記する。ここで、値「Ｚ１」は、１つの画素の一辺の長さを示す値である。値「Ｚ１」が小さくなるほど、値「Ｚ１」が示す空間分解能は、高くなる。値「Ｚ１」が示す空間分解能は、第１の空間分解能の一例である。

【0058】

そして、決定機能４４３は、受付機能４４７により空間分解能を示す値「Ｚ１」が受け付けられたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。受付機能４４７により空間分解能を示す値「Ｚ１」が受け付けられていないと判定した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、決定機能４４３は、再び、ステップＳ２０２で、受付機能４４７により空間分解能を示す値「Ｚ１」が受け付けられたか否かを判定する。

【0059】

一方、受付機能４４７により空間分解能を示す値「Ｚ１」が受け付けられたと判定した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、決定機能４４３は、次の処理を実行する。例えば、決定機能４４３は、第１の実施形態において値「Ｚ」を決定した方法と同様の方法で、上述した収集条件及び上述した位置関係から得られる最高の空間分解能を示す値「Ｚ２」（ｍｍ）を決定する（ステップＳ２０３）。ここで、値「Ｚ２」は、１つの画素の一辺の長さを示す値である。値「Ｚ２」が小さくなるほど、値「Ｚ２」が示す空間分解能は、高くなる。値「Ｚ２」が示す空間分解能は、第２の空間分解能の一例である。

【0060】

そして、決定機能４４３は、空間分解能を示す値「Ｚ１」と空間分解能を示す値「Ｚ２」とを比較し、空間分解能を示す値「Ｚ２」が空間分解能を示す値「Ｚ１」以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。そして、空間分解能を示す値「Ｚ２」が空間分解能を示す値「Ｚ１」以下であると判定した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、決定機能４４３は、ステップＳ２０５に移行する。

【0061】

ここで、空間分解能を示す値「Ｚ２」が空間分解能を示す値「Ｚ１」よりも小さい場合について説明する。この場合、値「Ｚ２」が示す空間分解能の方が、値「Ｚ１」が示す空間分解能よりも高い。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、値「Ｚ２」が示す空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。しかしながら、例えば、操作者は、ＣＴ画像データの空間分解能は、値「Ｚ１」が示す空間分解能で十分であると考えている。このような場合に、Ｘ線ＣＴ装置１が、値「Ｚ２」が示す空間分解能に対応するマトリクスサイズでＣＴ画像データを再構成すると、不必要に高い空間分解能の画像データを得た上に、不必要に再構成時間が長くなってしまう。そこで、以下のステップＳ２０５～Ｓ２０７では、Ｘ線ＣＴ装置１が、値「Ｚ１」が示す所望の空間分解能に対応するマトリクスサイズでＣＴ画像データを再構成する。

【0062】

決定機能４４３は、上述したステップＳ１０２と同様に、投影データを収集する際に操作者により選択されたＦＯＶ「Ａ」（ｍｍ）を取得する（ステップＳ２０５）。

【0063】

そして、決定機能４４３は、空間分解能を示す値「Ｚ１」及びＦＯＶ「Ａ」に基づいて、再構成に用いられるマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」の「Ｂ」を以下の式（２）により決定する（ステップＳ２０６）。

【0064】

Ｂ＝Ａ／Ｚ１ （２）

【0065】

このように、決定機能４４３は、値「Ｚ１」が示す空間分解能と、値「Ｚ２」が示す空間分解能との比較結果に基づいて、マトリクスサイズを決定する。例えば、ステップＳ２０６では、決定機能４４３は、値「Ｚ１」が示す空間分解能、及び、値「Ｚ２」が示す空間分解能のうち、低いほうの空間分解能（値「Ｚ１」が示す空間分解能）に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0066】

そして、再構成処理機能４４４は、上述したステップＳ１０４と同様に、投影データを用いて、決定されたマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」のＣＴ画像データを再構成する（ステップＳ２０７）。これにより、再構成処理機能４４４は、操作者の所望の空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成する。すなわち、再構成処理機能４４４は、所望の空間分解能に対応するマトリクスサイズで、ＣＴ画像データを再構成する。したがって、第２の実施形態のステップＳ２０７では、所望の空間分解能に対応するマトリクスサイズよりも不必要に大きいマトリクスサイズで再構成が行われない。このため、第２の実施形態のステップＳ２０７では、不必要に再構成時間が長くなるような事態の発生を抑制することができる。このように、第２の実施形態のステップＳ２０７では、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0067】

一方、空間分解能を示す値「Ｚ２」が空間分解能を示す値「Ｚ１」よりも大きいと判定した場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、決定機能４４３は、ステップＳ２０９に移行する。

【0068】

ここで、空間分解能を示す値「Ｚ２」が空間分解能を示す値「Ｚ１」よりも大きい場合について説明する。この場合、値「Ｚ１」が示す空間分解能の方が、値「Ｚ２」が示す空間分解能よりも高い。そして、操作者は、ＣＴ画像データの空間分解能は、値「Ｚ１」が示す空間分解能で十分であると考えている。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置１により得ることが可能な空間分解能の上限は、値「Ｚ２」が示す空間分解能であり、値「Ｚ１」が示す空間分解能に達しない。このような場合に、Ｘ線ＣＴ装置１が、値「Ｚ１」が示す空間分解能に対応するマトリクスサイズでＣＴ画像データを再構成すると、ＣＴ画像データの空間分解能が、値「Ｚ２」が示す空間分解能を超えないにも関わらず、不必要に再構成時間が長くなってしまう。そこで、以下のステップＳ２０９～Ｓ２１１では、Ｘ線ＣＴ装置１が、値「Ｚ２」が示す空間分解能に対応するマトリクスサイズでＣＴ画像データを再構成する。

【0069】

ステップＳ２０９では、決定機能４４３は、上述したステップＳ１０２と同様に、投影データを収集する際に操作者により選択されたＦＯＶ「Ａ」（ｍｍ）を取得する。

【0070】

そして、決定機能４４３は、空間分解能を示す値「Ｚ２」及びＦＯＶ「Ａ」に基づいて、再構成に用いられるマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」の「Ｂ」を以下の式（３）により決定する（ステップＳ２１０）。

【0071】

Ｂ＝Ａ／Ｚ２ （３）

【0072】

このように、決定機能４４３は、値「Ｚ１」が示す空間分解能と、値「Ｚ２」が示す空間分解能との比較結果に基づいて、マトリクスサイズを決定する。例えば、ステップＳ２１０では、決定機能４４３は、値「Ｚ１」が示す空間分解能、及び、値「Ｚ２」が示す空間分解能のうち、低いほうの空間分解能（値「Ｚ２」が示す空間分解能）に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0073】

そして、再構成処理機能４４４は、上述したステップＳ１０４と同様に、投影データを用いて、決定されたマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」のＣＴ画像データを再構成する（ステップＳ２１１）。これにより、再構成処理機能４４４は、上述した収集条件及び上述した位置関係から得られる最高の空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成する。すなわち、再構成処理機能４４４は、最高の空間分解能に対応するマトリクスサイズで、ＣＴ画像データを再構成する。したがって、第２の実施形態のステップＳ２１１では、上述した収集条件及び上述した位置関係から得られる最高の空間分解能に対応するマトリクスサイズよりも不必要に大きいマトリクスサイズで再構成が行われない。このため、第２の実施形態のステップＳ２１１では、不必要に再構成時間が長くなるような事態の発生を抑制することができる。このように、第２の実施形態のステップＳ２１１では、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0074】

そして、出力機能４４６は、ＣＴ画像及びマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」を示す情報をディスプレイ４２に表示させ（ステップＳ２０８）、処理を終了する。

【0075】

以上、第２の実施形態について説明した。第２の実施形態によれば、上述したように、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0076】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１について説明する。上述した第２の実施形態では、操作者が、診断対象の部位を診断する際に必要な空間分解能を示す値「Ｚ１」を入力する場合について説明した。しかしながら、第３の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が、自動的に、診断対象の部位を診断する際に必要な空間分解能を示す値「Ｚ１」を取得する。

【0077】

以下、第３の実施形態の説明では、第２の実施形態と異なる点を主に説明する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１が、自動的に、診断対象の部位を診断する際に必要な空間分解能を示す値「Ｚ１」を取得する点を主に説明する。そして、第３の実施形態の説明では、第２の実施形態と同様の構成の説明については、省略する場合がある。第３の実施形態に係る処理回路４４は、受付機能４４７を備えないという点で、第２の実施形態に係る処理回路４４と異なる。

【0078】

図６は、第３の実施形態に係るデータベース６０のデータ構造の一例を示す図である。図６の例に示すデータベース６０は、メモリ４１に記憶されている。データベース６０には、診断対象の部位（撮影対象の部位）と、診断に必要な空間分解能を示す値とが対応付けられたレコードが、撮像対象の部位毎に登録されている。

【0079】

データベース６０のレコードは、「部位」及び「空間分解能を示す値」の各項目を備える。「部位」の項目には、撮像対象となり得る部位を示す情報が登録されている。「空間分解能を示す値」の項目には、「部位」の項目に登録された情報により示される部位の診断に必要な空間分解能を示す値（ｍｍ）が登録されている。例えば、図６に示すデータベース６０の１番目のレコードは、頭部の診断に必要な空間分解能を示す値が「Ａ」（ｍｍ）であることを示す。他のレコードについても同様である。

【0080】

そして、第３の実施形態では、決定機能４４３は、第２の実施形態のステップＳ２０１及びＳ２０２での処理に代えて、以下で説明する処理を実行する。例えば、決定機能４４３は、まず、撮影対象の部位を特定する。例えば、メモリ４１には、撮影対象の部位に関する情報が記憶されている。そして、決定機能４４３は、メモリ４１に記憶された撮影対象の部位に関する情報を取得し、取得した情報が示す撮影対象の部位を特定する。

【0081】

そして、決定機能４４３は、データベース６０を参照し、特定した撮影対象の部位に対応する空間分解能を示す値をデータベース６０から取得する。具体例を挙げて説明すると、決定機能４４３は、データベース６０の全てのレコードの中から、撮影対象の部位を示す情報が「部位」の項目に登録されたレコードを特定する。そして、決定機能４４３は、特定したレコードの「空間分解能を示す値」の項目に登録された値を取得する。以下の説明では、取得された値を「Ｚ１」と表記する。

【0082】

そして、決定機能４４３は、空間分解能を示す値「Ｚ１」を用いて、第２の実施形態と同様に、ステップＳ２０３以降の各ステップの各処理を実行する。

【0083】

以上、第３の実施形態について説明した。第３の実施形態では、メモリ４１は、被検体の複数の部位のそれぞれと、複数の空間分解能のそれぞれとを対応付けて記憶する。そして、決定機能４４３は、撮影対象の部位に対応する空間分解能をメモリ４１から取得する。そして、決定機能４４３は、取得した空間分解能と、上述した収集条件及び上述した位置関係に応じた空間分解能との比較結果に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0084】

第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。また、第３の実施形態によれば、操作者が空間分解能を示す値を入力することなく、自動的に、空間分解能を示す値を取得する。したがって、第３の実施形態によれば、操作者の煩雑さを低減させつつ、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0085】

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１について説明する。上述した第３の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が、自動的に、診断対象の部位を診断する際に必要な空間分解能を示す値「Ｚ１」を取得する場合について説明した。しかしながら、第４の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が、自動的に、診断対象の部位に対応する再構成関数で用いられる空間分解能を示す値「Ｚ１」を取得する場合について説明する。

【0086】

以下、第４の実施形態の説明では、第３の実施形態と異なる点を主に説明する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１が、自動的に、診断対象の部位に対応する再構成関数で用いられる空間分解能を示す値「Ｚ１」を取得する点を主に説明する。そして、第４の実施形態の説明では、第３の実施形態と同様の構成の説明については、省略する場合がある。

【0087】

まず、再構成関数について説明する。再構成関数は、再構成処理機能４４４によりＣＴ画像データが再構成される際に用いられる関数である。再構成処理機能４４４によりＣＴ画像データが再構成される際に、撮影対象の部位に対応する再構成関数が用いられる。

【0088】

例えば、撮影対象が肺野である場合に用いられる再構成関数（肺野用の再構成関数）と、撮影対象が腹部である場合の再構成関数（腹部用の再構成関数）とでは、異なる再構成関数が用いられる。例えば、肺野を診断する場合には、ＣＴ画像データの空間分解能が高分解能であることが要求される。一方、腹部を診断する場合には、ＣＴ画像データの空間分解能が高分解能でなくても構わない。そのため、例えば、肺野用の再構成関数により再構成されるＣＴ画像データの空間分解能の方が、腹部用の再構成関数により再構成されるＣＴ画像データの空間分解能よりも高くなる。このように、撮影対象の部位に応じて、再構成関数により得られるＣＴ画像データの空間分解能が異なる。

【0089】

次に、第４の実施形態において用いられるデータベースの一例について説明する。図７は、第４の実施形態に係るデータベース６２のデータ構造の一例を示す図である。図７の例に示すデータベース６２は、メモリ４１に記憶されている。データベース６２には、診断対象の部位（撮影対象の部位）に対応する再構成関数を示す識別子と、再構成関数により再構成されるＣＴ画像データの空間分解能を示す値とが対応付けられたレコードが、再構成関数毎に登録されている。

【0090】

データベース６２のレコードは、「再構成関数」及び「空間分解能を示す値」の各項目を備える。「再構成関数」の項目には、再構成関数を示す識別子が登録されている。図７の例に示すデータベース６２には、撮影対象が頭部である場合に用いられる再構成関数を示す識別子「Ｆ１」、撮影対象が肺野である場合に用いられる再構成関数を示す識別子「Ｆ２」が、各レコードに登録されている。また、データベース６２には、撮影対象が腹部である場合に用いられる再構成関数を示す識別子「Ｆ３」、及び、撮影対象が骨盤である場合に用いられる再構成関数を示す識別子「Ｆ４」が、各レコードに登録されている。

【0091】

「空間分解能を示す値」の項目には、「再構成関数」の項目に登録された識別子により示される再構成関数により得られる空間分解能を示す値（ｍｍ）が登録されている。具体的には、「空間分解能を示す値」の項目には、「再構成関数」の項目に登録された識別子により示される再構成関数により再構成されるＣＴ画像データの空間分解能を示す値が登録されている。例えば、データベース６２の１番目のレコードは、撮影対象が頭部である場合に用いられる再構成関数により得られる空間分解能を示す値が「Ａ１」（ｍｍ）であることを示す。他のレコードについても同様である。

【0092】

そして、第４の実施形態では、決定機能４４３は、第２の実施形態のステップＳ２０１及びＳ２０２での処理に代えて、以下で説明する処理を実行する。例えば、決定機能４４３は、まず、撮影対象の部位に対応する再構成関数を示す識別子を取得する。

【0093】

例えば、操作者は、投影データの収集が行われる前に、各種の収集条件を設定する。例えば、操作者は、入力インターフェース４３を介して、各種の収集条件を入力する。入力された各種の収集条件は、メモリ４１に記憶される。このとき、操作者は、収集条件の１つとして、撮影対象の部位に対応する再構成関数を示す識別子を、入力インターフェース４３を介して入力する。これにより、メモリ４１に、撮像対象の部位に対応する再構成関数を示す識別子が記憶される。決定機能４４３は、メモリ４１に記憶された再構成関数を示す識別子を取得する。

【0094】

そして、決定機能４４３は、データベース６２を参照し、取得した識別子に対応する空間分解能を示す値をデータベース６２から取得する。具体例を挙げて説明すると、決定機能４４３は、データベース６２の全てのレコードの中から、取得した識別子が「再構成関数」の項目に登録されたレコードを特定する。そして、決定機能４４３は、特定したレコードの「空間分解能を示す値」の項目に登録された値を取得する。以下の説明では、取得された値を「Ｚ１」と表記する。

【0095】

そして、決定機能４４３は、空間分解能を示す値「Ｚ１」を用いて、第２の実施形態や第３の実施形態と同様に、ステップＳ２０３以降の各ステップの各処理を実行する。

【0096】

以上、第４の実施形態について説明した。第４の実施形態では、メモリ４１は、複数の再構成関数のそれぞれと、複数の空間分解能のそれぞれとを対応付けて記憶する。そして、決定機能４４３は、撮影対象の部位に対応する再構成関数に対応する空間分解能をメモリ４１から取得する。そして、決定機能４４３は、取得した空間分解能と、上述した収集条件及び上述した位置関係に応じた空間分解能との比較結果に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0097】

第４の実施形態によれば、第２の実施形態や第３の実施形態と同様に、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。また、第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様に、操作者が空間分解能を示す値を入力することなく、自動的に、空間分解能を示す値を取得する。したがって、第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様に、操作者の煩雑さを低減させつつ、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0098】

（第１の実施形態～第４の実施形態の第１の変形例）
ここで、第１の実施形態～第４の実施形態において、一旦設定された収集条件が、実際の投影データの収集前に操作者により変更された場合には、決定機能４４３は、変更後の収集条件及び上述した位置関係に応じたマトリクスサイズを再び決定してもよい。そして、再構成処理機能４４４は、再び決定されたマトリクスサイズを用いて、ＣＴ画像データを再構成してもよい。そこで、このような変形例を、第１の実施形態～第４の実施形態の第１の変形例として説明する。

【0099】

図８は、第１の変形例を説明するための図である。図８には、一旦設定されたビュー数「Ｎ１」が、実際の投影データの収集前に操作者により「Ｎ２」に変更された場合が例示されている。図８の例に示す場合には、決定機能４４３は、ビュー数についてのみ「Ｎ１」から「Ｎ２」に変更された収集条件、及び、上述した位置関係に基づいて、マトリクスサイズを決定する。

【0100】

以上、第１の変形例について説明した。第１の変形例では、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集条件が変更された場合であっても、変更後の収集条件に応じたマトリクスサイズを決定する。したがって、第１の変形例によれば、精度良くマトリクスサイズを決定することができる。

【0101】

（第１の実施形態～第４の実施形態の第２の変形例）
ここで、第１の実施形態～第４の実施形態において、決定機能４４３は、決定したマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」を、ディスプレイ４２のマトリクスサイズに合わせて、補正してもよい。そして、再構成処理機能４４４は、補正されたマトリクスサイズを用いて、ＣＴ画像データを再構成してもよい。そこで、このような変形例を、第１の実施形態～第４の実施形態の第２の変形例として説明する。

【0102】

図９は、第２の変形例を説明するための図である。図９には、ディスプレイ４２のマトリクスサイズが「Ｃ×Ｄ」である場合が示されている。ここで、「Ｄ」は、「Ｃ」よりも大きい自然数である。第２の変形例では、決定機能４４３は、決定したマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」と、ディスプレイ４２のマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」とを比較し、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」がマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」よりも小さいか否かを判定する。例えば、決定機能４４３は、「Ｂ」が「Ｃ」よりも小さい場合には、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」がマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」よりも小さいと判定する。また、決定機能４４３は、「Ｂ」が「Ｃ」以上である場合には、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」がマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」以上であると判定する。

【0103】

マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」が、マトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」よりも小さいと判定した場合には、決定機能４４３は、再構成に用いるマトリクスサイズを「Ｃ×Ｃ」に変更する。なお、この場合には、決定機能４４３は、再構成に用いるマトリクスサイズを「Ｄ×Ｄ」に変更してもよい。すなわち、決定機能４４３は、ディスプレイ４２のマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」と、決定されたマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」との比較結果に応じて、ディスプレイ４２のマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」に合わせて、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」を補正する。

【0104】

そして、再構成処理機能４４４は、補正されたマトリクスサイズ「Ｃ×Ｃ」又は「Ｄ×Ｄ」を用いて、ＣＴ画像データを再構成する。すなわち、再構成処理機能４４４は、マトリクスサイズが「Ｃ×Ｃ」又は「Ｄ×Ｄ」であるＣＴ画像データを再構成する。

【0105】

一方、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」が、マトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」以上であると判定した場合には、決定機能４４３は、再構成に用いるマトリクスサイズを「Ｂ×Ｂ」のまま変更しない。そして、再構成処理機能４４４は、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」で、ＣＴ画像データを再構成する。

【0106】

第２の変形例において、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」が、マトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」よりも小さい場合について説明する。この場合に、仮に、出力機能４４６が、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」のＣＴ画像データを示すＣＴ画像を、ディスプレイ４２のマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」の画面の全面に表示させるときには、ＣＴ画像をマトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」のＣＴ画像に拡大してディスプレイ４２に表示させる必要がある。この場合、画素が補間されるため、いわゆる画像のぼけが生ずることがある。

【0107】

しかしながら、第２の変形例では、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」が、マトリクスサイズ「Ｃ×Ｄ」よりも小さい場合に、再構成に用いるマトリクスサイズが「Ｃ×Ｃ」又は「Ｄ×Ｄ」に変更される。このため、例えば、マトリクスサイズが「Ｃ×Ｃ」に変更された場合には、出力機能４４６は、画素を補間せずに、ＣＴ画像をディスプレイ４２に等倍表示させることができる。このため、画質が良好となる。

【0108】

以上、第２の変形例について説明した。第２の変形例では、上述したように、ディスプレイ４２に合わせて画質が良好となるマトリクスサイズを決定することができる。

【0109】

（第１の実施形態～第４の実施形態の第３の変形例）
ここで、第１の実施形態～第４の実施形態において、決定機能４４３が、「Ｂ×Ｂ」で表されるマトリクスサイズの「Ｂ」の値として、任意の値を決定する場合について例示した。しかしながら、決定機能４４３は、「Ｂ」の値を、いくつかの候補の中から選択してもよい。そこで、このような変形例を、第１の実施形態～第４の実施形態の第３の変形例として説明する。

【0110】

第３の変形例では、決定機能４４３は、複数のマトリクスサイズの候補の中から、ステップＳ１０３、ステップＳ２０６及びステップＳ２１０で決定されたマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」に最も近いマトリクスサイズの候補を、再構成に用いるマトリクスサイズとして決定する。例えば、複数のマトリクスサイズの候補として、４つのマトリクスサイズの候補（「２５６×２５６」、「５１２×５１２」、「１０２４×１０２４」及び「２０４８×２０４８」）が挙げられる。

【0111】

例えば、マトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」が「１０３９×１０３９」である場合には、決定機能４４３は、複数のマトリクスサイズの候補の中から、再構成に用いるマトリクスサイズとして「１０２４×１０２４」を決定する。すなわち、決定機能４４３は、複数のマトリクスサイズの候補の中から、上述した収集条件及び上述した位置関係に応じたマトリクスサイズを決定する。

【0112】

なお、決定機能４４３は、複数のマトリクスサイズの候補の中から、ステップＳ１０３、ステップＳ２０６及びステップＳ２１０で決定されたマトリクスサイズ「Ｂ×Ｂ」に最も近いマトリクスサイズの候補を、マトリクスサイズの新たな候補として決定してもよい。そして、出力機能４４６が、決定されたマトリクスサイズの新たな候補を操作者により選択可能にディスプレイ４２に表示させてもよい。そして、操作者が入力インターフェース４３を介してマトリクスサイズの新たな候補を選択した場合に、決定機能４４３は、選択されたマトリクスサイズの新たな候補を、再構成に用いるマトリクスサイズとして決定してもよい。

【0113】

以上、第３の変形例について説明した。第３の変形例によれば、上述した第１の実施形態～第４の実施形態と同様に、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0114】

（第１の実施形態～第４の実施形態の第４の変形例）
ここで、第１の実施形態～第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１において、上述した収集条件及び上述した位置関係が変更される場合について説明した。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置１において、収集条件及び位置関係のうち、収集条件が変更されるものの、位置関係が変更されずに一定であってもよい。そこで、第４の変形例として、このようなＸ線ＣＴ装置１について説明する。

【0115】

例えば、第１の実施形態～第４の実施形態では、決定機能４４３が、収集条件及び位置関係に基づいてマトリクスサイズを決定する場合について説明した。しかしながら、第４の変形例では、以下に説明するように、決定機能４４３は、収集条件に基づいてマトリクスサイズを決定する。

【0116】

例えば、第４の変形例では、メモリ４１にデータベース（図示せず）が記憶されている。このデータベースには、収集条件と、収集条件に対応するマトリクスサイズとが対応付けられて登録されたレコードが、収集条件毎に登録されている。ここで、データベースに登録されるマトリクスサイズは、収集条件、及び、一定である位置関係に応じたマトリクスサイズである。

【0117】

そして、決定機能４４３は、メモリ４１から、投影データを収集する際に用いられた収集条件を取得する。そして、決定機能４４３は、取得した収集条件に対応するマトリクスサイズをデータベースから取得し、取得したマトリクスサイズを再構成に用いるマトリクスサイズとして決定する。すなわち、決定機能４４３は、収集条件に基づいてマトリクスサイズを決定する。決定されたマトリクスサイズは、上述したように、収集条件及び位置関係に応じたマトリクスサイズである。

【0118】

なお、第４の変形例において、決定機能４４３が、収集条件に基づいてマトリクスサイズを決定する場合について説明した。しかしながら、決定機能４４３は、収集条件に基づいて、最高の空間分解能を示す値「Ｚ」又は「Ｚ２」を決定してもよい。例えば、メモリ４１にデータベース（図示せず）が記憶されている。このデータベースには、収集条件と、収集条件に対応する空間分解能を示す値とが対応付けられて登録されたレコードが、収集条件毎に登録されている。ここで、データベースに登録される空間分解能を示す値は、収集条件、及び、一定である位置関係から得られる最高の空間分解能を示す値である。

【0119】

そして、決定機能４４３は、メモリ４１から、投影データを収集する際に用いられた収集条件を取得する。そして、決定機能４４３は、取得した収集条件に対応する空間分解能を示す値「Ｚ」又は「Ｚ２」をデータベースから取得することで、空間分解能を示す値「Ｚ」又は「Ｚ２」を決定する。

【0120】

以上、第４の変形例について説明した。第４の変形例によれば、上述した第１の実施形態～第４の実施形態と同様に、最適な再構成時間で最適な空間分解能を有するＣＴ画像データを再構成することができる。

【0121】

なお、上述した各実施形態及び各変形例において、Ｘ線ＣＴ装置１が各種の処理を実行する場合について説明した。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置１が実行する各種の処理と同様の処理を、Ｘ線アンギオ装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、及び、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置等の放射線診断装置が実行してもよい。

【0122】

例えば、Ｘ線アンギオ装置は、３次元の再構成を行う。Ｘ線アンギオ装置は、Ｘ線管と、Ｃアームと、Ｘ線検出器と、コンソール装置とを備える。Ｃアームは、Ｘ線管及びＸ線検出器を、Ｘ線管とＸ線検出器との間の距離（（Source Image receptor Distance（SID））を変更可能に保持する。Ｘ線管と、Ｘ線検出器とは、Ｃアームにより被検体を挟んで対向するように配置される。Ｘ線検出器は、Ｘ線管から発せられ、被検体を透過したＸ線を検出する。そして、Ｘ線検出器は、検出データをコンソール装置に送信する。Ｘ線アンギオ装置のＸ線管、Ｃアーム及びＸ線検出器は、収集部の一例である。また、検出データは、データの一例である。

【0123】

そして、Ｘ線アンギオ装置のコンソール装置は、上述した前処理機能４４２、決定機能４４３、再構成処理機能４４４、画像処理機能４４５及び出力機能４４６と同様の機能を有する。したがって、Ｘ線アンギオ装置のコンソール装置は、上述したＸ線ＣＴ装置１のコンソール装置４０と同様の処理を行う。Ｘ線アンギオ装置のコンソール装置は、再構成装置の一例である。

【0124】

また、ＰＥＴ装置は、架台装置と、コンソール装置とを備える。ＰＥＴ装置の架台装置は、収集部の一例である。ＰＥＴ装置のコンソール装置は、再構成装置の一例である。

【0125】

ＰＥＴ装置の架台装置は、複数の検出器モジュールと、計数情報収集回路とを備える。検出器モジュールは、被検体内で放出された陽電子が電子と結合して対消滅した際に放出された一対のガンマ線を検出し、検出した一対のガンマ線に基づく電気信号を出力する。検出器モジュールは、被検体の周囲をリング状に取り囲むように、複数配置される。検出器モジュールは、被検体内から放出されたガンマ線を光に変換し、変換した光を電気信号に変換する。検出器モジュールは、フォトンカウンティング方式、アンガー型の検出器であり、複数のシンチレータと、複数の光電子増倍管（ＰＭＴ（Photomultiplier Tube））とを有する。

【0126】

シンチレータは、被検体内で放出された陽電子が電子と結合して対消滅した際に放出された一対のガンマ線をシンチレーション光子（scintillation photons、optical photons）に変換し、シンチレーション光子を出力する。シンチレータは、２次元状に配列される。

【0127】

光電子増倍管は、シンチレータから出力されたシンチレーション光子を増倍して電気信号に変換する。

【0128】

このように、検出器モジュールは、被検体内から放出された対消滅ガンマ線をシンチレータによってシンチレーション光子に変換し、変換したシンチレーション光子を光電子増倍管によって電気信号に変換して出力する。すなわち、検出器モジュールは、間接変換型の検出器である。

【0129】

計数情報収集回路は、検出器モジュールの出力信号から計数情報を生成し、生成した計数情報を、コンソール装置に送信する。

【0130】

ＰＥＴ装置のコンソール装置は、架台装置から送信された計数情報に基づいて、ＰＥＴ画像データを再構成する。ＰＥＴ画像データは、画像データの一例である。また、ＰＥＴ装置のコンソール装置は、上述した決定機能４４３、再構成処理機能４４４及び出力機能４４６と同様の機能を有する。したがって、ＰＥＴ装置のコンソール装置は、上述したＸ線ＣＴ装置１のコンソール装置４０と同様の処理を行う。例えば、ＰＥＴ装置のコンソール装置は、線源と検出器モジュールとの間の距離、隣接する２つのシンチレータ間の距離等から得られる、最高の空間分解能を示す値「Ｚ」又は「Ｚ２」を算出する。

【0131】

ＳＰＥＣＴ装置は、架台装置と、コンソール装置とを有する。ＳＰＥＣＴ装置の架台装置は、収集部の一例である。ＳＰＥＣＴ装置のコンソール装置は、再構成装置の一例である。

【0132】

ＳＰＥＣＴ装置の架台装置は、被検体に投与され、被検体の生体組織に選択的に取り込まれた放射性医薬品から放射されるガンマ線を検出して投影データを収集する装置である。架台装置は、ガンマカメラを有する。

【0133】

ガンマカメラは、２次元状に並んだ撮像素子を有し、被検体の生体組織に選択的に取り込まれた放射性医薬品の核種（ＲＩ：Radio Isotope）から放射されるガンマ線の強度分布を２次元的に検出する。そして、ガンマカメラは、検出した２次元ガンマ線強度分布データを、例えば、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理することで投影データを生成する装置である。ガンマカメラは、生成した投影データをコンソール装置に送信する。投影データは、データの一例である。

【0134】

ＳＰＥＣＴ装置のコンソール装置は、架台装置によって収集された投影データから被検体に投与した放射性医薬品の体内分布が描出された断層画像である核医学画像データ（ＳＰＥＣＴ画像データ）を再構成する。ＳＰＥＣＴ画像データは、画像データの一例である。また、ＳＰＥＣＴ装置のコンソール装置は、上述した決定機能４４３、再構成処理機能４４４及び出力機能４４６と同様の機能を有する。したがって、ＳＰＥＣＴ装置のコンソール装置は、上述したＸ線ＣＴ装置１のコンソール装置４０と同様の処理を行う。例えば、ＳＰＥＣＴ装置のコンソール装置は、線源とガンマカメラとの間の距離、隣接する２つの撮像素子間の距離等から得られる、最高の空間分解能を示す値「Ｚ」又は「Ｚ２」を算出する。

【0135】

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

【0136】

また、上述した実施形態で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0137】

以上説明した少なくとも１つの実施形態又は変形例によれば、最適な再構成時間で最適な空間分解能の画像データを再構成することができる。

【0138】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0139】

１ Ｘ線ＣＴ装置
４４３ 決定機能
４４４ 再構成処理機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】