JP2007044207A - 放射線ct撮影方法およびx線ct装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるX線エリア検出器によるX線CT装置における断層像の画質改善を実現する。
【解決手段】z軸方向の第1のスキャン位置z1と第2のスキャン位置z2とでコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行い、第1のスキャン位置z1で得た投影データDr-z1および第2のスキャン位置z2で得た投影データDr-z2を利用して断層像を画像再構成する。
【効果】z軸方向に異なる位置のスキャンを行った場合のX線ビームの境界部分または重なり合った部分の断層像の画質を向上でき、再構成平面のz軸方向座標位置によらず、z軸方向に均一な画質を得ることが出来る。
【選択図】図18
【解決手段】z軸方向の第1のスキャン位置z1と第2のスキャン位置z2とでコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行い、第1のスキャン位置z1で得た投影データDr-z1および第2のスキャン位置z2で得た投影データDr-z2を利用して断層像を画像再構成する。
【効果】z軸方向に異なる位置のスキャンを行った場合のX線ビームの境界部分または重なり合った部分の断層像の画質を向上でき、再構成平面のz軸方向座標位置によらず、z軸方向に均一な画質を得ることが出来る。
【選択図】図18
Description
本発明は、放射線CT(Computed Tomography)撮影方法およびX線CT装置に関し、特に、多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器を持つX線CT装置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを被検体の体軸方向(z軸方向)の異なるスキャン位置で連続して行って断層像の画質を改善する放射線CT撮影方法およびX線CT装置に関する。
放射線CT装置の一例として、放射線にX線を用いるX線CT装置が知られている。このX線CT装置として、多列X線検出器やフラットパネルなどに代表されるマトリクス構造に2次元配列したX線エリア検出器を持つX線CT装置が知られている。複数列のX線検出器を持つ多列X線検出器は、このX線エリア検出器の1つであり、被検体に対する体軸方向であるz軸に沿った方向に列方向の幅を持ち、xy平面にチャネル方向を持つように配置されるマトリクス構造になっている。
一般的に、多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器を用いたX線CT装置では、画像再構成手法として、フェルドカンプ(Feldkamp)法などに代表されるコーンビームバックプロジェクション(Cone Beam Back Projection)法または3次元画像再構成法と呼ばれる画像再構成方法が知られている。(例えば、特許文献1参照。)
特開2002-336239号公報
X線エリア検出器を用いたX線CT装置において、3次元画像再構成法を用いる場合には、z軸に直交するxy平面の画像再構成面上でX線発生装置がコーン状のX線を放射し、被検体を通過したX線をX線エリア検出器により検出しながら、X線エリア検出器とともにz軸まわりに1回転し、被検体の被検部位をスキャンする。1回のスキャン終了後、X線発生装置とX線エリア検出器からなるデータ収集装置と、クレードルの上に乗せた被検体とを相対的に撮影テーブルのz軸方向に所定間隔ずらして次のスキャンを行う。このようなスキャン手法は、コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)と呼ばれる。X線エリア検出器では、z軸方向に複数列のX線検出器が存在するため、1回のスキャンによって被検体の断層像を複数枚得ることが出来る。
また、同一z軸位置でコンベンショナルスキャンを複数回転行うスキャン手法はシネスキャンと呼ばれ、同一z軸位置の断層像を時系列で収集でき、時間的変化を見ることが出来る。
従来の2次元画像再構成方法のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンでは、あるz軸座標の断層像を画像再構成する場合は、そのz軸座標に対応するX線検出器の1列の投影データのみで画像再構成をしていた。
しかし、3次元画像再構成方法においては、あるz軸座標の断層像を画像再構成する場合に、そのz軸座標に対応するX線エリア検出器の1列の投影データだけでなく、被検体の断層像の各画素を通過したX線ビームに対応する投影データを用いる。つまり、多列X線検出器の他の列によって検出されたX線の投影データも利用する。このように画像再構成において、各画素を正しく通過する投影データを用いて画像再構成することによって、アーチファクトを低減し画質を向上させた断層像を得ることが出来る。特にコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンにおいては、z軸方向の両端の列周辺の断層像におけるアーチファクトを低減させるのに3次元画像再構成は有効である。
しかし、3次元画像再構成方法においては、あるz軸座標の断層像を画像再構成する場合に、そのz軸座標に対応するX線エリア検出器の1列の投影データだけでなく、被検体の断層像の各画素を通過したX線ビームに対応する投影データを用いる。つまり、多列X線検出器の他の列によって検出されたX線の投影データも利用する。このように画像再構成において、各画素を正しく通過する投影データを用いて画像再構成することによって、アーチファクトを低減し画質を向上させた断層像を得ることが出来る。特にコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンにおいては、z軸方向の両端の列周辺の断層像におけるアーチファクトを低減させるのに3次元画像再構成は有効である。
しかしながら、コンベンショナルスキャンまたはシネスキャンの場合には、z軸方向の端部の検出器列の周辺のz軸位置に相当する断層像において、1つのz座標位置のみのデータ収集だけでは断層像の各画素を正しく通るX線ビームの投影データが存在する断層像上の画素が少ない。この場合、各画素を正しく通るX線ビームの投影データの代わりに補外した投影データや近傍画素を通るX線ビームによる投影データを用いたりする。しかし、この手法でも常に正しくX線ビームを補正して作り出せるわけではないため、特に端部の検出器列の周辺のz軸位置に相当する断層像では、中心部の検出器列のz軸位置に相当する断層像に比べるとアーチファクトが多くなる場合があり、画質の向上が望まれていた。
従来の3次元画像再構成方法では、コンベンショナルスキャンまたはシネスキャンの場合に、1回のスキャンによって得られた投影データのみを用いて断層像を画像再構成する。例えば、第1のz軸方向の端部の位置におけるスキャンによって得られた断層像と、回転中心軸であるz軸上のX線ビーム幅Dの距離だけz軸上で離れた第2の位置における他のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンによって得られた隣合うスキャン同士の境界にあたる端部の断層像との間では各々のスキャンの投影データを関連を持たせて再構成することはなかった。このため、2つのスキャンの間では断層像の連続性が悪く、z軸方向に連続した複数の断層像を用いた断面変換により得られる断面変換像MPR(Multi Plainar Reformation)に、第1のスキャンと第2のスキャンの境界位置に線状やバンド状のアーチファクトが生じて画質に不連続性の悪影響が出て、z軸方向に充分滑らかでなく、画質上の問題点が発生していた。
したがって、本発明の目的は、多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器を持つX線CT装置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを被検体の体軸方向(z軸方向)の異なるスキャン位置で連続して行って断層像の画質を改善する放射線CT撮影方法およびX線CT装置を提供することにある。
第1の観点では、本発明は、放射線発生装置と、前記放射線発生装置に相対した多列放射線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の放射線エリア検出器とを、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の放射線投影データを収集するスキャンステップと、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき、前記各放射線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集ステップと、前記収集された放射線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成ステップと、前記断層像を表示する断層像表示ステップとを有する放射線CT撮影方法であって、z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1の放射線投影データを収集する第1スキャンステップ、前記第1スキャン位置での放射線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なる放射線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2の放射線投影データを収集する第2スキャンステップ、および、前記第1の放射線投影データと第2の放射線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1の放射線投影データと第2の放射線投影データの両方を利用して画像再構成する断層像画像再構成ステップを有することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第1の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャン位置での第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、またz軸方向に隣合った又は一部重なりながら隣合う位置での第2のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、第1のスキャンと第2のスキャンの投影データの両方を利用して断層像を画像再構成するため、第1スキャン位置と第2スキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第1の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャン位置での第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、またz軸方向に隣合った又は一部重なりながら隣合う位置での第2のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、第1のスキャンと第2のスキャンの投影データの両方を利用して断層像を画像再構成するため、第1スキャン位置と第2スキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第2の観点では、本発明は、上記第1の観点による放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップは、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データから選び出し、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データの両方から選び出した放射線投影データを基に放射線投影データを加重加算し、前記加重加算された放射線投影データを基に前記断層像を3次元画像再構成するステップであることを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第2の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンおよび第2のスキャンの投影データを加重加算して1つの投影データにし、その投影データを基に3次元画像再構成するため、第1スキャン位置と第2スキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第2の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンおよび第2のスキャンの投影データを加重加算して1つの投影データにし、その投影データを基に3次元画像再構成するため、第1スキャン位置と第2スキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第3の観点では、本発明は、放射線発生装置と、前記放射線発生装置に相対した多列放射線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の放射線エリア検出器とを、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の放射線投影データを収集するスキャンステップと、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき、前記各放射線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集ステップと、前記収集された放射線放射線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成ステップと、前記断層像を表示する断層像表示ステップとを有する放射線CT撮影方法であって、z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1の放射線投影データを収集する第1スキャンステップ、前記第1スキャン位置での放射線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なる放射線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2の放射線投影データを収集する第2スキャンステップ、および、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データから選び出し、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データの両方から選び出した放射線投影データを基に放射線投影データを加重加算し、前記第1の放射線投影データから選び出した放射線投影データおよび前記第2の放射線投影データから選び出した放射線投影データおよび前記加重加算された放射線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成する断層像画像再構成ステップを有することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第3の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャン位置での第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、またz軸方向に隣合った又は一部重なりながら隣合う位置での第2のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、第1のスキャンと第2のスキャンの投影データの一方または両方を加重加算した投影データを利用して断層像を3次元画像再構成するため、投影データの欠落した画像再構成領域が少なくなり、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第3の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャン位置での第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、またz軸方向に隣合った又は一部重なりながら隣合う位置での第2のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンによりデータ収集を行い、第1のスキャンと第2のスキャンの投影データの一方または両方を加重加算した投影データを利用して断層像を3次元画像再構成するため、投影データの欠落した画像再構成領域が少なくなり、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第4の観点では、本発明は、放射線発生装置と、前記放射線発生装置に相対した多列放射線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の放射線エリア検出器とを、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の放射線投影データを収集するスキャンステップと、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき、前記各放射線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集ステップと、前記収集された放射線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成ステップと、前記断層像を表示する断層像表示ステップとを有する放射線CT撮影方法であって、隣接するスキャン位置での放射線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なる放射線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第n(n:1からNまでの整数を提供する。Nは2以上の整数を提供する。)スキャン位置で第nのコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第nの放射線投影データを収集する第nスキャンステップ、および、前記第1の放射線投影データから第Nの放射線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1の放射線投影データから第Nの放射線投影データのいずれか一つ又は複数を利用して画像再構成する断層像画像再構成ステップを有することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第4の観点による放射線CT撮影方法では、2つ以上のz軸方向の異なるスキャン位置でのコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにより投影データを収集し、それら放射線投影データのいずれか一つ又は複数を利用して断層像を作成するので、複数のスキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第4の観点による放射線CT撮影方法では、2つ以上のz軸方向の異なるスキャン位置でのコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにより投影データを収集し、それら放射線投影データのいずれか一つ又は複数を利用して断層像を作成するので、複数のスキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第5の観点では、本発明は、上記第1から上記第4のいずれかの観点による放射線CT撮影方法において、隣接するスキャン位置の間隔は、実質的に回転中心軸上での放射線コーンビーム幅D以下であることを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第5の観点による放射線CT撮影方法では、回転中心軸上での放射線コーンビーム幅D以下のスキャン位置の間隔とするため、投影データの欠落をなくすことが出来る。
なお、投影データの一部欠落を許すなら、スキャン間隔をDより大きくしてもよい。
上記第5の観点による放射線CT撮影方法では、回転中心軸上での放射線コーンビーム幅D以下のスキャン位置の間隔とするため、投影データの欠落をなくすことが出来る。
なお、投影データの一部欠落を許すなら、スキャン間隔をDより大きくしてもよい。
第6の観点では、本発明は、上記第1から上記第5のいずれかの観点による放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップでは、複数の放射線投影データを利用する場合、各放射線投影データに対応する放射線ビームの幾何学的な位置,方向により定めた係数を用いて複数の放射線投影データから加重加算された放射線投影データを求め、前記第nの放射線投影データから選び出した放射線投影データおよび前記加重加算された放射線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第6の観点による放射線CT撮影方法では、各投影データに対応するX線ビームの幾何学的な位置,方向により定めた係数を用いて複数の投影データを加重加算するが、複数の投影データに対し、アーチファクトが起きにくいように考慮した加重加算処理を行うので、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第6の観点による放射線CT撮影方法では、各投影データに対応するX線ビームの幾何学的な位置,方向により定めた係数を用いて複数の投影データを加重加算するが、複数の投影データに対し、アーチファクトが起きにくいように考慮した加重加算処理を行うので、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第7の観点では、本発明は、上記第1から上記第6のいずれかの観点による放射線CT撮影方法において、前記スキャンステップでは、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が同一になるように放射線投影データを収集することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第7の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンでの各ビュー角度位置と第2のスキャンでの各ビュー角度位置とが同一であるため、同じビュー角度位置の投影データ同士で加重加算が行え、逆投影処理のビュー数増大や放射線投影データのボケもなく画像再構成が行える。
上記第7の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンでの各ビュー角度位置と第2のスキャンでの各ビュー角度位置とが同一であるため、同じビュー角度位置の投影データ同士で加重加算が行え、逆投影処理のビュー数増大や放射線投影データのボケもなく画像再構成が行える。
第8の観点では、本発明は、上記第1から上記第6のいずれかの観点による放射線CT撮影方法において、前記スキャンステップでは、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないように放射線投影データを収集し、前記断層像画像再構成ステップでは、複数の放射線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置の放射線投影データを抽出できなければ、各放射線投影データのビュー角度位置を考慮して放射線投影データを加重加算することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第8の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンでの各ビュー角度位置と第2のスキャンでの各ビュー角度位置とが必ずしも同一でなくても、各投影データのビュー角度位置を考慮して、投影データを適正に加重加算するため、逆投影処理においても適正に画像再構成が行え、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得られる。
上記第8の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンでの各ビュー角度位置と第2のスキャンでの各ビュー角度位置とが必ずしも同一でなくても、各投影データのビュー角度位置を考慮して、投影データを適正に加重加算するため、逆投影処理においても適正に画像再構成が行え、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得られる。
第9の観点では、本発明は、上記第1から上記第6のいずれかの観点による放射線CT撮影方法において、前記スキャンステップでは、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないように放射線投影データを収集し、前記断層像画像再構成ステップでは、複数の放射線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置の放射線投影データを抽出できなければ、一つのスキャン位置での複数のビュー角度位置の放射線投影データを加重加算して同一のビュー角度位置の放射線投影データを揃えることを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第9の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンでの各ビュー角度位置と第2のスキャンでの各ビュー角度位置とが必ずしも同一でなくても、各投影データのビュー角度を揃えるように、投影データを適正に加重加算するため、逆投影処理にて正しく画像再構成が行える。このため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第9の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンでの各ビュー角度位置と第2のスキャンでの各ビュー角度位置とが必ずしも同一でなくても、各投影データのビュー角度を揃えるように、投影データを適正に加重加算するため、逆投影処理にて正しく画像再構成が行える。このため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第10の観点では、本発明は、上記第1の観点による放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップは、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出した放射線投影データを基に前記各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して前記断層像を画像再構成するステップであることを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第10の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンの投影データを基に3次元画像再構成して第1の断層像を画像再構成し、第2のスキャンの投影データを基に3次元画像再構成して第1の断層像と同じz軸方向スキャン位置の第2の断層像を画像再構成し、2つの断層像を加重加算して1つの断層像を画像再構成するため、第1スキャン位置と第2スキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第10の観点による放射線CT撮影方法では、第1のスキャンの投影データを基に3次元画像再構成して第1の断層像を画像再構成し、第2のスキャンの投影データを基に3次元画像再構成して第1の断層像と同じz軸方向スキャン位置の第2の断層像を画像再構成し、2つの断層像を加重加算して1つの断層像を画像再構成するため、第1スキャン位置と第2スキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第11の観点では、本発明は、上記第10の観点による放射線CT撮影方法において、前記各スキャン位置に対応する断層像に対応するスキャン位置,前記断層像のz軸方向位置およびスライス厚、前記断層像における各画素の位置,前記放射線発生装置の放射線焦点の位置および大きさ,前記放射線エリア検出器の位置および大きさの幾何学的条件により定めた係数を用いて前記各スキャン位置に対応する断層像を加重加算することを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第11の観点による放射線CT撮影方法では、各断層像に対応するスキャン位置,各断層像のz軸方向位置およびスライス厚、各断層像における各画素の位置,放射線発生装置の放射線焦点の位置および大きさ,放射線エリア検出器の位置および大きさの幾何学的条件により定めた係数を用いて複数の断層像を加重加算するので、各断層像のアーチファクトを打ち消し合うような加重係数で加重加算を行い、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第11の観点による放射線CT撮影方法では、各断層像に対応するスキャン位置,各断層像のz軸方向位置およびスライス厚、各断層像における各画素の位置,放射線発生装置の放射線焦点の位置および大きさ,放射線エリア検出器の位置および大きさの幾何学的条件により定めた係数を用いて複数の断層像を加重加算するので、各断層像のアーチファクトを打ち消し合うような加重係数で加重加算を行い、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第12の観点では、本発明は、上記第4の観点による放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップは、複数の放射線投影データを利用する場合、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出した放射線投影データを基に各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して断層像を画像再構成するステップであることを特徴とする放射線CT撮影方法を提供する。
上記第12の観点による放射線CT撮影方法では、異なるスキャン位置での投影データを基に3次元画像再構成して複数の断層像を画像再構成し、それらの断層像を加重加算して1つの断層像を画像再構成するため、複数のスキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
上記第12の観点による放射線CT撮影方法では、異なるスキャン位置での投影データを基に3次元画像再構成して複数の断層像を画像再構成し、それらの断層像を加重加算して1つの断層像を画像再構成するため、複数のスキャン位置の放射線ビームの境界近辺または重なった部分の近辺の断層像では、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を得ることが出来る。
第13の観点では、本発明は、X線発生装置と、前記X線発生装置に相対した多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器と、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながらそれらの間にある被検体のX線投影データを収集するスキャン手段と、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき前記各X線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集手段と、前記収集されたX線X線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成手段と、前記断層像を表示する断層像表示手段とを備えたX線CT装置であって、z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1のX線投影データを収集する第1スキャン手段、前記第1スキャン位置でのX線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なるX線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2のX線投影データを収集する第2スキャン手段、および、前記第1のX線投影データと第2のX線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1のX線投影データと第2のX線投影データの両方を利用して画像再構成する断層像画像再構成手段を具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第13の観点によるX線CT装置では、前記第1の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第13の観点によるX線CT装置では、前記第1の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第14の観点では、本発明は、上記第13の観点によるX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段は、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データから選び出し、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データの両方から選び出したX線投影データを基にX線投影データを加重加算し、前記加重加算したX線投影データを基に前記断層像を3次元画像再構成する手段であることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第14の観点によるX線CT装置では、前記第2の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第14の観点によるX線CT装置では、前記第2の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第15の観点では、本発明は、X線発生装置と、前記X線発生装置に相対した多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器と、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながらそれらの間にある被検体のX線投影データを収集するスキャン手段と、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき前記各X線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集手段と、前記収集されたX線X線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成手段と、前記断層像を表示する断層像表示手段とを備えたX線CT装置であって、z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1のX線投影データを収集する第1スキャン手段、前記第1スキャン位置でのX線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なるX線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2のX線投影データを収集する第2スキャン手段、および、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データから選び出し、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データの両方から選び出したX線投影データを基に合成X線投影データを加重加算し、前記第1のX線投影データから選び出したX線投影データおよび前記第2のX線投影データから選び出したX線投影データおよび前記加重加算されたX線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成する断層像画像再構成手段を具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第15の観点によるX線CT装置では、前記第3の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第15の観点によるX線CT装置では、前記第3の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第16の観点では、本発明は、X線発生装置と、前記X線発生装置に相対した多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器と、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながらそれらの間にある被検体のX線投影データを収集するスキャン手段と、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき前記各X線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集手段と、前記収集されたX線X線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成手段と、前記断層像を表示する断層像表示手段とを備えたX線CT装置であって、隣接するスキャン位置でのX線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なるX線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第n(n:1からNまでの整数を提供する。Nは2以上の整数を提供する。)スキャン位置で第nのコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第nのX線投影データを収集する第nスキャン手段、および、前記第1のX線投影データから第NのX線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1のX線投影データから第NのX線投影データのいずれか一つ又は複数を利用して画像再構成する断層像画像再構成手段を具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第16の観点によるX線CT装置では、前記第4の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第16の観点によるX線CT装置では、前記第4の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第17の観点では、本発明は、上記第13から上記第16のいずれかの観点によるX線CT装置において、隣接するスキャン位置の間隔は、実質的に回転中心軸上でのX線コーンビーム幅D以下であることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第17の観点によるX線CT装置では、前記第5の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第17の観点によるX線CT装置では、前記第5の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第18の観点では、本発明は、上記第13から上記第17のいずれかの観点によるX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段では、複数のX線投影データを利用する場合、各X線投影データに対応するX線ビームの幾何学的な位置,方向により定めた係数を用いて複数のX線投影データから加重加算されたX線投影データを求め、前記第nのX線投影データから選び出したX線投影データおよび前記加重加算されたX線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第18の観点によるX線CT装置では、前記第6の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第18の観点によるX線CT装置では、前記第6の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第19の観点では、本発明は、上記第13から上記第18のいずれかの観点によるX線CT装置において、前記スキャン手段では、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が同一になるようにX線投影データを収集することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第19の観点によるX線CT装置では、前記第7の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第19の観点によるX線CT装置では、前記第7の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第20の観点では、本発明は、上記第13から上記第18のいずれかの観点によるX線CT装置において、前記スキャン手段では、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないようにX線投影データを収集し、前記断層像画像再構成手段では、複数のX線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置のX線投影データを抽出できなければ、各X線投影データのビュー角度位置を考慮して合成X線投影データを合成することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第20の観点によるX線CT装置では、前記第8の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第20の観点によるX線CT装置では、前記第8の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第21の観点では、本発明は、上記第13から上記第18のいずれかの観点によるX線CT装置において、前記スキャン手段では、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないようにX線投影データを収集し、前記断層像画像再構成手段では、複数のX線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置のX線投影データを抽出できなければ、一つのスキャン位置での複数のビュー角度位置のX線投影データを合成して同一のビュー角度位置のX線投影データを揃えることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第21の観点によるX線CT装置では、前記第9の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第21の観点によるX線CT装置では、前記第9の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第22の観点では、本発明は、上記第13の観点によるX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段は、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出したX線投影データを基に前記各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して前記断層像を画像再構成する手段であることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第22の観点によるX線CT装置では、前記第10の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第22の観点によるX線CT装置では、前記第10の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第23の観点では、本発明は、上記第22の観点によるX線CT装置において、前記各スキャン位置に対応する断層像に対応するスキャン位置,前記断層像のz軸方向位置およびスライス厚、前記断層像における各画素の位置,前記X線発生装置のX線焦点の位置および大きさ,前記X線エリア検出器の位置および大きさの幾何学的条件により定めた係数を用いて前記各スキャン位置に対応する断層像を加重加算することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第23の観点によるX線CT装置では、前記第11の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第23の観点によるX線CT装置では、前記第11の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
第24の観点では、本発明は、上記第16の観点によるX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段は、複数のX線投影データを利用する場合、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出したX線投影データを基に各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して加重加算断層像を画像再構成する手段であることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第24の観点によるX線CT装置では、前記第12の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
上記第24の観点によるX線CT装置では、前記第12の観点による放射線CT撮影方法を好適に実施することが出来る。
本発明の放射線CT撮影方法およびX線CT装置によれば、あるスキャン位置でのX線ビーム範囲の端に画像再構成面がある場合でも、その断層像の画質を向上することが出来る。ひいては、任意のスライス厚の断層像や任意のz軸方向位置の断層像や断面変換像や3次元表示画像の画質を向上することが出来る。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
実施例1では、異なるスキャン位置で収集した投影データを加重加算したデータを用いて画像再構成することにより、画質の改善を行う。
図1は、実施例1にかかる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1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
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、前処理や画像再構成処理や後処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で収集したX線検出器データを収集するデータ収集バッファ5と、X線検出器データを前処理して得られたX線投影データから画像再構成した断層像を表示する表示装置6と、プログラムやX線検出器データやX線投影データや断層像などを記憶する記憶装置7とを具備している。
撮影テーブル10は、被検体を乗せて走査ガントリ20の開口部に入れ出しするクレードル12を具備している。クレードル12は、撮影テーブル10に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。クレードル12のz座標位置は、撮影テーブル10に内蔵するz座標位置読出しエンコーダ13で正確に検出される。
走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、多列X線検出器24と、DAS(Data Acquisition System)25と、被検体の体軸の回りに回転しているX線管21などを制御する回転部コントローラ26と、制御信号などを前記操作コンソール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。また、走査ガントリ傾斜コントローラ27により、走査ガントリ20はz軸方向の前方および後方に±約30度ほど傾斜できる。
図2及び図3は、X線管21と多列X線検出器24の幾何学的配置の説明図である。
X線管21と多列X線検出器24は、回転中心軸ICの回りを回転する。鉛直方向をy軸方向とし、水平方向をx軸方向とし、これらに垂直なテーブル進行方向をz軸方向とするとき、X線管21および多列X線検出器24の回転平面はxy面である。また、クレードル12の移動方向はz軸方向である。
X線管21と多列X線検出器24は、回転中心軸ICの回りを回転する。鉛直方向をy軸方向とし、水平方向をx軸方向とし、これらに垂直なテーブル進行方向をz軸方向とするとき、X線管21および多列X線検出器24の回転平面はxy面である。また、クレードル12の移動方向はz軸方向である。
コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンでは、X線管21と多列X線検出器24とを回転中心軸ICの回りに回転させて、クレードル12はz軸方向のスキャン位置に固定したまま、X線検出器データを収集する。
X線管21は、コーンビームと呼ばれるX線ビームCBを発生する。X線ビームCBの中心軸BCの方向がy軸方向に平行なときをビュー角度0゜とする。
多列X線検出器24は、第1列〜第J列の検出器列を有し、例えばJ=256である。また、各検出器列は、第1チャネル〜第Iチャネルのチャネルを有し、例えばI=1024である。
図3に示すように、回転中心軸IC上での多列X線検出器24のz軸方向の幅(=回転中心軸IC上でのX線ビームCBのz軸方向の幅)をDとする。
図4は、X線CT装置100の動作の概略を示すフロー図である。
ステップS1では、スキャン位置カウンタnを「1」に初期化する。
ステップS1では、スキャン位置カウンタnを「1」に初期化する。
ステップS2では、z軸方向の第nのスキャン位置znに移動し、X線管21と多列X線検出器24とを回転中心軸ICの回りに回転させて、クレードル12は固定したまま、コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャン動作を行ない、X線検出器データにz軸方向位置情報を付加した第nのX線検出器データを収集する。最初は、図5に示すように、z軸方向の第1のスキャン位置z1に移動し、第1のX線検出器データを収集する。なお、図5で、実線はビュー角度が0゜方向の状態を示し、破線はビュー角度が180゜方向の状態を示し、Pは画像再構成面の一例を示す。
図6は、多列X線検出器24を回転中心軸ICに投影するように図5を変形したものであり、図5の画像再構成面Pは図6では画像再構成面Ie_4aに変形されている。画像再構成面Ie_4a上の画素PeとX線管21とを結ぶ線またはその線上にある多列X線検出器24の3a列チャネルで、画素Peに対応するX線検出器データが得られる。一方、画像再構成面Ie_4a上の画素PeとX線管21とを結ぶ線またはその線上に多列X線検出器24のX線検出器列がない場合は、画素Peに対応するX線検出器データが得られない。例えば図6では、画素Peに対応する0゜方向のX線検出器データは得られないが、180゜方向のX線検出器データは検出器3aで得られる。
図6は、多列X線検出器24を回転中心軸ICに投影するように図5を変形したものであり、図5の画像再構成面Pは図6では画像再構成面Ie_4aに変形されている。画像再構成面Ie_4a上の画素PeとX線管21とを結ぶ線またはその線上にある多列X線検出器24の3a列チャネルで、画素Peに対応するX線検出器データが得られる。一方、画像再構成面Ie_4a上の画素PeとX線管21とを結ぶ線またはその線上に多列X線検出器24のX線検出器列がない場合は、画素Peに対応するX線検出器データが得られない。例えば図6では、画素Peに対応する0゜方向のX線検出器データは得られないが、180゜方向のX線検出器データは検出器3aで得られる。
図4に戻り、ステップS3,S4では、n=N(≧2)になるまでステップS2を繰り返す。例えばn=2では、図7に示すように、z軸方向の第2のスキャン位置z2までz軸方向距離Wだけ移動し、第2のX線検出器データを収集する。なお、0<W≦Dとする。図7では、W≒Dとしている。
図8は、多列X線検出器24を回転中心軸ICに投影するように図7を変形したものである。例えば図8では、第1のスキャン位置z1でも第2のスキャン位置z2でも画素Peに対応する0゜方向のX線検出器データは得られないが、180゜方向のX線検出器データは、第1のスキャン位置z1では検出器3aで得られ、第2のスキャン位置z2では検出器4bで得られる。
図8は、多列X線検出器24を回転中心軸ICに投影するように図7を変形したものである。例えば図8では、第1のスキャン位置z1でも第2のスキャン位置z2でも画素Peに対応する0゜方向のX線検出器データは得られないが、180゜方向のX線検出器データは、第1のスキャン位置z1では検出器3aで得られ、第2のスキャン位置z2では検出器4bで得られる。
図4に戻り、ステップS5では、X線検出器データに対して、オフセット補正,対数変換,X線線量補正,感度補正を含む前処理を行い、ビュー角度viewと,検出器列番号jと,チャネル番号iとで表わされるX線投影データDin(view,j,i)とする。
図9に、1ビュー分のX線投影データのフォーマットを例示する。
1ビュー分のX線投影データには、z軸方向位置情報区が1つ付加される。
図9に、1ビュー分のX線投影データのフォーマットを例示する。
1ビュー分のX線投影データには、z軸方向位置情報区が1つ付加される。
ステップS6では、X線投影データDin(view,j,i)に対して、ビームハードニング処理を行う。ビームハードニング処理は、例えば次の多項式で表される。ここで、B0,B1,B2はビームハードニング係数である。
Dout(view,j,i)=Din(view,j,i)×(B0(j,i)+B1(j,i)×Din(view,j,i)+B2(j,i)×Din(view,j,i)2)
この時、多列X線検出器24の各チャネルごとには、もちろん、更に各検出器列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、X線管21の照射するX線の特性がz軸方向に異なっていたとしても各データ収集系の各検出器列ごとのビームハードニング特性の違いを補正できる。
Dout(view,j,i)=Din(view,j,i)×(B0(j,i)+B1(j,i)×Din(view,j,i)+B2(j,i)×Din(view,j,i)2)
この時、多列X線検出器24の各チャネルごとには、もちろん、更に各検出器列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、X線管21の照射するX線の特性がz軸方向に異なっていたとしても各データ収集系の各検出器列ごとのビームハードニング特性の違いを補正できる。
ステップS7では、ビームハードニング補正したX線投影データDout(view,j,i)に対してz方向(列方向)のフィルタをかけるZフィルタ重畳処理を行なう。すなわち、投影データDout(view,j,i)に、例えば図10に示すような列方向フィルタ係数Wk(i)を列方向に掛け、投影データDcor(view,j,i)を求める。
また、列方向フィルタ係数を各チャネル毎に変化させると再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御することも出来る。
図11に示すスライスSLのように、一般的に再構成中心に比べて周辺のスライス厚が厚くなる。そこで、図12に示すように、中心部チャネルには幅を広く変化させた列方向フィルタ係数Wk(中心部チャネルのi)を用い、周辺部チャネルでは幅をせまく変化させた列方向フィルタ係数Wk(周辺部チャネルのi)を用いると、図13に示すように再構成中心でも周辺でも一様に近いスライス厚のスライスSLとすることが出来る。
図11に示すスライスSLのように、一般的に再構成中心に比べて周辺のスライス厚が厚くなる。そこで、図12に示すように、中心部チャネルには幅を広く変化させた列方向フィルタ係数Wk(中心部チャネルのi)を用い、周辺部チャネルでは幅をせまく変化させた列方向フィルタ係数Wk(周辺部チャネルのi)を用いると、図13に示すように再構成中心でも周辺でも一様に近いスライス厚のスライスSLとすることが出来る。
列方向フィルタ係数Wk(i)でスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト,ノイズともに改善される。これにより、アーチファクト改善具合,ノイズ改善具合も制御できる。つまり、3次元画像再構成された断層像の画質を制御できる。
図14に示すように、列方向フィルタ係数Wk(i)を逆重畳(デコンボリューション)フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することも出来る。
図4に戻り、ステップS8では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理後の投影データをDr(view,j,i)とし、再構成関数をKernel(j)とし、重畳演算を*で表すと、再構成関数重畳処理は次のように表わされる。
Dr(view,j,i)=Dcor(view,j,i)*Kernel(j)
各検出器列ごとに独立した再構成関数Kernel(j)を用いて独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各検出器列ごとのノイズ特性,分解能特性の違いを補正できる。
Dr(view,j,i)=Dcor(view,j,i)*Kernel(j)
各検出器列ごとに独立した再構成関数Kernel(j)を用いて独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各検出器列ごとのノイズ特性,分解能特性の違いを補正できる。
ステップS9では、投影データDr(view,j,i)に対して、3次元逆投影処理を行い、逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を求める。この3次元逆投影処理については、図15を参照して後述する。
ステップS11では、逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像に対して、画像フィルタ重畳処理,CT値変換処理などの後処理を行い、表示可能な断層像を得る。
画像フィルタ重畳処理では、画像フィルタ重畳処理後のデータをD4(x,y,z)、画像フィルタをFilter(z)とすると、
D4(x,y,z)=D3(x,y,z)*Filter(z)
となる。そこで、断層像のz軸方向のスライス位置ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、スライス位置ごとのノイズ特性,分解能特性の違いを補正できる。
得られた断層像は、表示装置6に表示される。
画像フィルタ重畳処理では、画像フィルタ重畳処理後のデータをD4(x,y,z)、画像フィルタをFilter(z)とすると、
D4(x,y,z)=D3(x,y,z)*Filter(z)
となる。そこで、断層像のz軸方向のスライス位置ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、スライス位置ごとのノイズ特性,分解能特性の違いを補正できる。
得られた断層像は、表示装置6に表示される。
図15は、3次元逆投影処理(図4のステップS9)の詳細を示すフロー図である。
ステップS91では、断層像の再構成に必要な全ビュー(すなわち、360°分のビュー又は「180°分+ファン角度分」のビュー)中の一つのビューに着目し、スキャン位置znが異なるX線投影データも含めた投影データの中から再構成平面Pの各画素に対応する着目ビューの投影データを複数抽出し、投影データD0(view,x,y)を得る。
ステップS91では、断層像の再構成に必要な全ビュー(すなわち、360°分のビュー又は「180°分+ファン角度分」のビュー)中の一つのビューに着目し、スキャン位置znが異なるX線投影データも含めた投影データの中から再構成平面Pの各画素に対応する着目ビューの投影データを複数抽出し、投影データD0(view,x,y)を得る。
図16に示すように、xy平面に平行な512×512画素の正方形の再構成平面Pとし、y=0のx軸に平行な画素列L0,y=63の画素列L63,y=127の画素列L127,y=191の画素列L191,y=255の画素列L255,y=319の画素列L319,y=383の画素列L383,y=447の画素列L447,y=511の画素列L511を例にとると、これらの画素列L0〜L511を、あるスキャン位置でのX線ビームの透過方向に多列X線検出器24の面に投影した図17に示す如きラインT0〜T511上の投影データDr(view,j,i)を抽出する。なお、図17のラインT0のように、ラインの一部が多列X線検出器24のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データDrを「0」にする。また、ラインの一部が検出器列方向の外に出た場合は、補外して投影データDrを求める。これを異なるスキャン位置についても行って画素列L0〜L511の投影データD0(view,x,y)を得る。例えば、図18および図19に示すように、画素gを通るX線ビームに対応する複数の投影データD0_z1,D0_z2を得る。
図15に戻り、ステップS92では、投影データD0にコーンビーム再構成加重係数を乗算し、図20に示すような逆投影データD2_z1,D2_z2を作成する。
ここで、コーンビーム再構成加重係数ω(x,y)は、次の通りである。
ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、view=βaでX線管21の焦点と再構成平面P上(xy平面上)の画素g(x,y)とを結ぶ直線がX線ビームの中心軸Bcに対してなす角度をγとし、その対向ビューをview=βbとするとき、
βb=βa+180゜−2γ
である。
再構成平面P上の画素g(x,y)を通るX線ビームとその対向X線ビームが再構成平面Pとなす角度をαa、αbとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωa、ωbを掛けて加算し、逆投影データD2(0,x,y)を求める。
D2(0,x,y)=ωa・D0(0,x,y)_a+ωb・D0(0,x,y)_b
ここで、D0(0,x,y)_aはビューβaでの投影データ、D0(0,x,y)_bはビューβbでの投影データとする。
なお、X線ビームとその対向X線ビームのコーンビーム再構成加重係数ωa、ωbの和は、ωa+ωb=1である。
上記のようにコーンビーム再構成加重係数ωa,ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することが出来る。
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωa,ωbは、次式により求めたものを用いることが出来る。
f()を関数とし、ファンビーム角の1/2をγmaxとするとき、
ga=f(γmax,αa,βa)
gb=f(γmax,αb,βb)
xa=2・gaq/(gaq+gbq)
xb=2・gbq/(gaq+gbq)
ωa=xa2・(3−2xa)
ωb=xb2・(3−2xb)
(例えば、q=1とする)
例えば、f()を値の大きい方を採る関数max[]とすると、
ga=max[0,{(π/2+γmax)−|βa|}]・|tan(αa)|
gb=max[0,{(π/2+γmax)−|βb|}]・|tan(αb)|
である。
ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、view=βaでX線管21の焦点と再構成平面P上(xy平面上)の画素g(x,y)とを結ぶ直線がX線ビームの中心軸Bcに対してなす角度をγとし、その対向ビューをview=βbとするとき、
βb=βa+180゜−2γ
である。
再構成平面P上の画素g(x,y)を通るX線ビームとその対向X線ビームが再構成平面Pとなす角度をαa、αbとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωa、ωbを掛けて加算し、逆投影データD2(0,x,y)を求める。
D2(0,x,y)=ωa・D0(0,x,y)_a+ωb・D0(0,x,y)_b
ここで、D0(0,x,y)_aはビューβaでの投影データ、D0(0,x,y)_bはビューβbでの投影データとする。
なお、X線ビームとその対向X線ビームのコーンビーム再構成加重係数ωa、ωbの和は、ωa+ωb=1である。
上記のようにコーンビーム再構成加重係数ωa,ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することが出来る。
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωa,ωbは、次式により求めたものを用いることが出来る。
f()を関数とし、ファンビーム角の1/2をγmaxとするとき、
ga=f(γmax,αa,βa)
gb=f(γmax,αb,βb)
xa=2・gaq/(gaq+gbq)
xb=2・gbq/(gaq+gbq)
ωa=xa2・(3−2xa)
ωb=xb2・(3−2xb)
(例えば、q=1とする)
例えば、f()を値の大きい方を採る関数max[]とすると、
ga=max[0,{(π/2+γmax)−|βa|}]・|tan(αa)|
gb=max[0,{(π/2+γmax)−|βb|}]・|tan(αb)|
である。
また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に距離係数を再構成平面P上の各画素の投影データD0に乗算する。距離係数は、X線管21の焦点から投影データD0に対応する多列X線検出器24の検出器列j,チャネルiまでの距離をr0とし、X線管21の焦点から投影データD0に対応する再構成平面P上の画素までの距離をr1とするとき、(r1/r0)2である。
また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成平面P上の各画素の投影データD0にコーンビーム再構成加重係数のみを乗算すればよい。
なお、例えば図6に示す画像再構成面Ie_4a上の画素であって回転中心軸IC上にある中心点画素Ctのようにその画素を通るX線ビームとその対向X線ビームとが1つのスキャン位置でのX線ビームCB内に存在するときは、上記のように投影データD0(0,x,y)_aと投影データD0(0,x,y)_bとから逆投影データD2(0,x,y)を求めうる。
しかし、例えば図6に示す画素Peのように画素を通るX線ビームとその対向X線ビームとが1つのスキャン位置でのX線ビームCB内に存在しないときは、足りない方の投影データを補外処理により作り出してから逆投影データD2(0,x,y)を求めるか、足りない方の投影データはコーンビーム再構成加重係数を0にするか又は使わないで逆投影データD2(0,x,y)を求める。この場合、画質の低下を招くことがある。そこで、本発明では、次のステップS83で、z軸方向に隣りのスキャン位置で得た投影データをも使用して、画質の低下を補う。
しかし、例えば図6に示す画素Peのように画素を通るX線ビームとその対向X線ビームとが1つのスキャン位置でのX線ビームCB内に存在しないときは、足りない方の投影データを補外処理により作り出してから逆投影データD2(0,x,y)を求めるか、足りない方の投影データはコーンビーム再構成加重係数を0にするか又は使わないで逆投影データD2(0,x,y)を求める。この場合、画質の低下を招くことがある。そこで、本発明では、次のステップS83で、z軸方向に隣りのスキャン位置で得た投影データをも使用して、画質の低下を補う。
図15に戻り、ステップS93では、画素g(x,y)を通るX線ビームに対応する複数の逆投影データD2を加重加算し、逆投影データD2’を求める。例えば、図20に示す複数の逆投影データD2_z1,D2_z2を次のように加重加算して、図21に示すような逆投影データD2’を得る。
D2’=k1・D2_z1+k2・D2_z2
k1,k2は、加重加算係数であり、簡略化のために一定値としてもよいが、加重加算する各逆投影データD2に対応する画素の位置,該画素を通る各X線ビームの幾何学的位置・方向・傾き(図18のα1,α2)を基に決めるのが、さらなる画質の向上が期待できて好ましい。なお、加重係数はk1+k2=1とする。
D2’=k1・D2_z1+k2・D2_z2
k1,k2は、加重加算係数であり、簡略化のために一定値としてもよいが、加重加算する各逆投影データD2に対応する画素の位置,該画素を通る各X線ビームの幾何学的位置・方向・傾き(図18のα1,α2)を基に決めるのが、さらなる画質の向上が期待できて好ましい。なお、加重係数はk1+k2=1とする。
ここで、図22に示すように、第1のスキャン位置z1でのビュー角度位置v1,…と第2のスキャン位置z2でのビュー角度位置V1,…とが同じビュー角度位置にある場合、第1のスキャン位置z1におけるvビュー目の逆投影データD2(v,x,y)_z1に対して、第2のスキャン位置z2におけるvビュー目の逆投影データD2(v,x,y)_z2を加重加算すればよい。この場合は、ビュー角度方向に補間処理が入らないため、画像再構成された断層像ではボケの少ない画像が得られる。
しかし、図23に示すように、第1のスキャン位置z1でのビュー角度位置v1,…に対して第2のスキャン位置z2でのビュー角度位置V1,…が−φ(φ<Δv)だけずれたビュー角度位置にある場合、第1のスキャン位置z1におけるvビュー目の逆投影データD2(v,x,y)_z1に対しては、第2のスキャン位置z2におけるvビュー目の逆投影データD2(v,x,y)_z2と「v+1」ビュー目の逆投影データD2(v+1,x,y)_z2とから逆投影データD2を加重加算する必要がある。
また、図24に示すように、第1のスキャンと第2のスキャンでビュー数が異なる場合、第1のスキャン位置z1でのビュー角度位置v1に対して第2のスキャン位置z2でのビュー角度位置V1が−φ(0≦φ<Δv1)だけずれたビュー角度位置にあり且つ第1のスキャン位置z1でのビュー間隔Δv1と第2のスキャン位置z2でのビュー間隔Δv2(0<Δv1<Δv2)が異なる場合、第1のスキャン位置z1におけるVビュー目の逆投影データD2(V,x,y)_z1に対しては、第2のスキャン位置z2におけるV’ビュー目の逆投影データD2(V',x,y)_z2と「V'+1」ビュー目の逆投影データD2(V'+1,x,y)_z2とから逆投影データD2を加重加算する必要がある。ただし、V’は次式を満足する最大の整数である。
Δv1−φ+(V’−1)×Δv2≦V×Δv1
または、int{}を、実数から整数に丸める関数とし、
V’=int{(V×Δv1−Δv1+φ)/Δv2}
Δv1−φ+(V’−1)×Δv2≦V×Δv1
または、int{}を、実数から整数に丸める関数とし、
V’=int{(V×Δv1−Δv1+φ)/Δv2}
なお、画像再構成面Pや画素gの位置によっては、異なるスキャン位置での逆投影データD2_z1またはD2_z2の一方がない場合がある。この場合は、足りない方の逆投影データを補外処理により作り出してから逆投影データD2’を求めるか、足りない方の逆投影データはコーンビーム再構成加重係数を0にするか又は使わないで逆投影データD2’を求める(つまり、k1,k2の一方を「0」にし、他方を「1」にする)。しかし、このような場合は、画素gを通るX線ビームとその対向X線ビームとが1つのスキャン位置でのX線ビームCB内に存在することが多いので、画質が低下する心配はない。
図25は、第1のスキャン位置z1での逆投影データD2_z1は存在するが第2のスキャン位置z2での逆投影データD2_z2が存在しない場合に相当する画像再構成面Ie_4a上の画素gの位置を例示した説明図である。
画像再構成面Ie_4aは、第1のスキャン位置z1での多列X線検出器24の検出器4aの位置にあるとする。また、第1のスキャン位置z1でのX線管21の焦点を回転中心軸ICに投影した点から検出器4aまでの距離および検出器4bまでの距離をd1とする。また、第2のスキャン位置z2でのX線管21の焦点を回転中心軸ICに投影した点pから画像再構成面Ie_4aまでの距離をd2とする。さらに、X線管21の焦点から回転中心軸ICまでの距離をLとする。d1,d2,Lは、走査ガントリ20の装置構成から予め幾何学的に求めて記憶装置7に記憶させておく。
辺mnの長さは「d2−d1」である。三角形gmnと三角形nqpとは相似であるため、辺gmの長さr0は、
r0=L(d2−d1)/d1
により求められる。
上記の概略計算の結果から、画像再構成面Ie_4aにおいて回転中心軸ICから画素までの距離をrとするとき、rがr0より小さい範囲の画素では、第2のスキャン位置z2での逆投影データD2_z2が存在しない可能性があることが判る。
画像再構成面Ie_4aは、第1のスキャン位置z1での多列X線検出器24の検出器4aの位置にあるとする。また、第1のスキャン位置z1でのX線管21の焦点を回転中心軸ICに投影した点から検出器4aまでの距離および検出器4bまでの距離をd1とする。また、第2のスキャン位置z2でのX線管21の焦点を回転中心軸ICに投影した点pから画像再構成面Ie_4aまでの距離をd2とする。さらに、X線管21の焦点から回転中心軸ICまでの距離をLとする。d1,d2,Lは、走査ガントリ20の装置構成から予め幾何学的に求めて記憶装置7に記憶させておく。
辺mnの長さは「d2−d1」である。三角形gmnと三角形nqpとは相似であるため、辺gmの長さr0は、
r0=L(d2−d1)/d1
により求められる。
上記の概略計算の結果から、画像再構成面Ie_4aにおいて回転中心軸ICから画素までの距離をrとするとき、rがr0より小さい範囲の画素では、第2のスキャン位置z2での逆投影データD2_z2が存在しない可能性があることが判る。
なお、距離rがr0よりも大きい領域の画素については、距離rに応じてk1,k2を変化させることが、画質向上の点から好ましい。
さらに、距離r0が距離d1,d2の関数であることから、画像再構成面のz軸方向の位置に応じてk1,k2を変化させることが、画質向上の点から好ましい。
さらに、距離r0が距離d1,d2の関数であることから、画像再構成面のz軸方向の位置に応じてk1,k2を変化させることが、画質向上の点から好ましい。
図15に戻り、ステップS94では、図26に示すように、予めクリアしておいた逆投影データD3(x,y,z)に、投影データD2’(view,x,y)を画素対応に加算する。
ステップS95では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー(すなわち、360゜分のビュー又は「180゜分+ファン角度分」のビュー)について、ステップS91〜S94を繰り返し、逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を得る。
ステップS95では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー(すなわち、360゜分のビュー又は「180゜分+ファン角度分」のビュー)について、ステップS91〜S94を繰り返し、逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を得る。
実施例1のX線CT装置100によれば、次の効果が得られる。
(1)異なるz軸方向のスキャン位置で収集した投影データを利用して断層像を画像再構成するため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を画像再構成できる。
(2)異なるz軸方向のスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で加重加算するため、画像再構成演算が1回で済む。
(1)異なるz軸方向のスキャン位置で収集した投影データを利用して断層像を画像再構成するため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像を画像再構成できる。
(2)異なるz軸方向のスキャン位置で収集した投影データを投影データの段階で加重加算するため、画像再構成演算が1回で済む。
なお、画像再構成方法は、従来公知のフェルドカンプ法による3次元画像再構成法でもよい。さらに、特開2003−334188号公報、特開2004−41675号公報、特開2004−41674号号公報、特開2004−73360号公報、特開2003−159244号公報、特開2004−41675号公報で提案されている3次元画像再構成法を用いてもよい。
また、図27に示すように、再構成平面Pを円形の領域としてもよい。
また、図28に示すように、同一スキャン位置および異なるスキャン位置で収集した投影データであって再構成平面Pの同一画素gまたは該画素gを中心とするz方向の近傍範囲thを通るX線ビームに対応する複数の投影データDrを加重加算して投影データD0を作成してもよい。
また、実施例1では各検出器列ごとに係数の異なったz方向(列方向)フィルタを重畳することによりX線コーン角の違いなどによる画質の違いを調整し各列において均一なスライス厚,アーチファクト,ノイズの画質を実現しているが、様々なz方向フィルタにおいても同様の効果を出すことが出来る。
また、実施例1では第1のスキャン位置と第2のスキャン位置の間隔WをDにしているが、D以下であれば更に画質を改善することが出来る(但し、スキャン範囲は狭くなる)。
図29および図30に、W=D/2の例を示す。
図29および図30に、W=D/2の例を示す。
また、多列X線検出器24の代わりにフラットパネルに代表されるX線エリア検出器を用いたX線CT装置にも、上記と同様に本発明を適用できる。
上記の実施例1ではzフィルタ重畳処理(図4のステップS7)の後に異なるスキャン位置での投影データを加重加算している(図15のステップS93)が、実施例2ではzフィルタ重畳処理の際に異なるスキャン位置での投影データを加重加算する。
すなわち、zフィルタ重畳処理(図4のステップS7)において、X線ビームとその対向X線ビームとを同一スキャン位置での投影データおよび異なるスキャン位置での投影データから選び出し、各投影データに対応するX線ビームのz軸方向位置を考慮しながら列方向フィルタをかける。
例えば図31において、ある画素Pxを画像再構成する際に、この画素Pxを通過する第1のスキャン位置z1でのX線ビームA1〜A5および第2のスキャン位置z2でのX線ビームB1,B2に対応する投影データを用いて列方向フィルタをかける。この時に第1のスキャン位置および第2のスキャン位置のz座標位置を測定して求めたり、精度よく予測して求めて、正確に画素Pxを通るX線ビームを選択することがアーチファクト低減、画質向上に重要である。
実施例2でも、実施例1と同様の効果を得ることが出来る。
すなわち、zフィルタ重畳処理(図4のステップS7)において、X線ビームとその対向X線ビームとを同一スキャン位置での投影データおよび異なるスキャン位置での投影データから選び出し、各投影データに対応するX線ビームのz軸方向位置を考慮しながら列方向フィルタをかける。
例えば図31において、ある画素Pxを画像再構成する際に、この画素Pxを通過する第1のスキャン位置z1でのX線ビームA1〜A5および第2のスキャン位置z2でのX線ビームB1,B2に対応する投影データを用いて列方向フィルタをかける。この時に第1のスキャン位置および第2のスキャン位置のz座標位置を測定して求めたり、精度よく予測して求めて、正確に画素Pxを通るX線ビームを選択することがアーチファクト低減、画質向上に重要である。
実施例2でも、実施例1と同様の効果を得ることが出来る。
実施例3では、z軸方向に異なるスキャン位置で収集した投影データからそれぞれ断層像を画像再構成し、それらの断層像を加重加算することにより画質の改善を行う。
図32は、X線CT装置の動作の概略を示すフロー図である。
ステップG1〜G8は、図4のステップS1〜S8と同じである。
ステップG1〜G8は、図4のステップS1〜S8と同じである。
ステップG9では、各スキャン位置zn毎の投影データDr(view,j,i)に対して、3次元逆投影処理を行い、各スキャン位置zn毎の逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を求める。
例えば、図34に示すように、第1のスキャン位置z1での投影データに基づいて第1の断層像I1_4aを画像再構成する。また、第2のスキャン位置z2での投影データに基づいて第2の断層像I_5bを画像再構成する。なお、断層像I1_4a,I_5bは同一位置のxy平面に平行な平面であり、z軸方向に同一位置にある。またはz軸方向に若干ずらしても同様の効果を得られる。断層像I1_4a,I_5b上の各々の画素Pe_4a,Pe_5bは同じxy位置の画素である。
この3次元逆投影処理については、図33を参照して後述する。
例えば、図34に示すように、第1のスキャン位置z1での投影データに基づいて第1の断層像I1_4aを画像再構成する。また、第2のスキャン位置z2での投影データに基づいて第2の断層像I_5bを画像再構成する。なお、断層像I1_4a,I_5bは同一位置のxy平面に平行な平面であり、z軸方向に同一位置にある。またはz軸方向に若干ずらしても同様の効果を得られる。断層像I1_4a,I_5b上の各々の画素Pe_4a,Pe_5bは同じxy位置の画素である。
この3次元逆投影処理については、図33を参照して後述する。
ステップG10では、各スキャン位置zn毎の逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を加重加算し、新たな断層像を得る。
例えば、図34に示す断層像I1_4aおよび断層像I_5bを加重加算することによって最終的な断層像Ie_4aを作成する。なお、断層像I1_4a,Ie_4a,I_5bは同一位置のxy平面に平行な平面であり、z軸方向に同一位置にある。またはI1_4aとI_5bはz軸方向に若干ずれており、Ie_4aはその中点に位置させても同様の効果を得られる。断層像I1_4a,Ie_4a,I_5b上の各々の画素Pe_4a,Pe,Pe_5bは同じxy位置の画素である。
例えば、図34に示す断層像I1_4aおよび断層像I_5bを加重加算することによって最終的な断層像Ie_4aを作成する。なお、断層像I1_4a,Ie_4a,I_5bは同一位置のxy平面に平行な平面であり、z軸方向に同一位置にある。またはI1_4aとI_5bはz軸方向に若干ずれており、Ie_4aはその中点に位置させても同様の効果を得られる。断層像I1_4a,Ie_4a,I_5b上の各々の画素Pe_4a,Pe,Pe_5bは同じxy位置の画素である。
ステップG11では、新たな断層像に対して、画像フィルタ重畳処理,CT値変換処理などの後処理を行い、表示可能な断層像を得る。
得られた断層像は、表示装置6に表示される。
得られた断層像は、表示装置6に表示される。
図33は、3次元逆投影処理(図32のステップG9)を示すフロー図である。
ステップG90では、スキャン位置カウンタnを「1」に初期化する。
ステップG90では、スキャン位置カウンタnを「1」に初期化する。
ステップG91,92は、図15のステップS91,S92と同じである。
ステップG94では、予めクリアしておいた逆投影データD3(x,y,z)に、投影データD2(view,x,y)を画素対応に加算する。
ステップG95では、断層像の再構成に必要な全ビュー(すなわち、360゜分のビュー又は「180゜分+ファン角度分」のビュー)について、ステップS91〜S94を繰り返し、逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を得る。
ステップG95では、断層像の再構成に必要な全ビュー(すなわち、360゜分のビュー又は「180゜分+ファン角度分」のビュー)について、ステップS91〜S94を繰り返し、逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を得る。
ステップG96,G97では、n=NまでステップG91〜G96を繰り返す。これにより、各スキャン位置znに対応する逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像が得られる。
ここで、図34において、第1のスキャン位置z1でのX線投影データを用いた断層像I1_4aの画像再構成を考える。
あるビュー方向のX線投影データは存在するが、対向ビュー方向のX線投影データが存在しない場合、存在するX線投影データを用いて画像再構成する。例えば図34中の画素Pe_4aは、180゜方向で検出器列3aによって収集されたX線投影データを用いて画像再構成する。他方、あるビュー方向のX線投影データとその対向ビュー方向のX線投影データの両方が存在する場合、両方のX線投影データを用いて画像再構成する。例えば図34中の中心点画素Ct_4aは、0゜方向で検出器列4aによって収集されたX線投影データおよび180゜方向で検出器列4aによって収集されたX線投影データを用いて画像再構成する。
あるビュー方向のX線投影データは存在するが、対向ビュー方向のX線投影データが存在しない場合、存在するX線投影データを用いて画像再構成する。例えば図34中の画素Pe_4aは、180゜方向で検出器列3aによって収集されたX線投影データを用いて画像再構成する。他方、あるビュー方向のX線投影データとその対向ビュー方向のX線投影データの両方が存在する場合、両方のX線投影データを用いて画像再構成する。例えば図34中の中心点画素Ct_4aは、0゜方向で検出器列4aによって収集されたX線投影データおよび180゜方向で検出器列4aによって収集されたX線投影データを用いて画像再構成する。
次に、図34において、第2のスキャン位置z2でのX線投影データを用いた断層像I_5bの画像再構成を考える。
第2のスキャン位置z2でのX線投影データが存在する場合は、例えばPe_5bの場合は第1のスキャン位置z1でのX線投影データを用いた画像再構成と同様に画像再構成する。ところが、第2のスキャン位置z2でのX線投影データが全く存在しない場合がある。例えば図34中の中心点画素Ct_5bに対応するスキャン位置z2でのX線投影データは全く存在しない。このような場合は、検出器4bの外側に仮想的な検出器5bが存在するものと考えて、この検出器列5bに対応するX線投影データを補外により求めて画像再構成する。または、スキャン位置z2のX線投影データの加重係数を0にしてスキャン位置z2のX線投影データを用いないようにしてもよい。
第2のスキャン位置z2でのX線投影データが存在する場合は、例えばPe_5bの場合は第1のスキャン位置z1でのX線投影データを用いた画像再構成と同様に画像再構成する。ところが、第2のスキャン位置z2でのX線投影データが全く存在しない場合がある。例えば図34中の中心点画素Ct_5bに対応するスキャン位置z2でのX線投影データは全く存在しない。このような場合は、検出器4bの外側に仮想的な検出器5bが存在するものと考えて、この検出器列5bに対応するX線投影データを補外により求めて画像再構成する。または、スキャン位置z2のX線投影データの加重係数を0にしてスキャン位置z2のX線投影データを用いないようにしてもよい。
実施例3のX線CT装置によれば、次の効果が得られる。
(1)z軸方向に異なるスキャン位置で収集した投影データを利用して最終的な断層像を画像再構成するため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像が得られる。
(2)z軸方向に異なるスキャン位置で収集した投影データからそれぞれ断層像を画像再構成するため、異なる断層像が得られる。
(1)z軸方向に異なるスキャン位置で収集した投影データを利用して最終的な断層像を画像再構成するため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像が得られる。
(2)z軸方向に異なるスキャン位置で収集した投影データからそれぞれ断層像を画像再構成するため、異なる断層像が得られる。
なお、図29,30に示すように第1のスキャン位置z1と第2スキャン位置z2の距離WがDより短い場合でも同様である。
実施例4では、z軸方向の異なるスキャン位置で収集した投影データを基にz軸方向の複数の画像再構成位置の断層像を画像再構成し、それらの断層像を加重加算することにより画質の改善を行う。
図35は、X線CT装置の動作の概略を示すフロー図である。
なお、図36に示す複数の画像再構成面P1〜P3の位置および第1のスキャン位置z1〜第Nのスキャン位置zNが予め設定されている。
ステップH1では、スキャン位置カウンタnを「1」に初期化する。
なお、図36に示す複数の画像再構成面P1〜P3の位置および第1のスキャン位置z1〜第Nのスキャン位置zNが予め設定されている。
ステップH1では、スキャン位置カウンタnを「1」に初期化する。
ステップH2では、z軸方向の第nのスキャン位置znに移動し、X線管21と多列X線検出器24とを回転中心軸ICの回りに回転させて、クレードル12は固定したまま、コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャン動作を行ない、X線検出器データにz軸方向位置情報を付加した第nのX線検出器データを収集する。
なお、スキャン位置の間隔Wは、0<W≦Dとする。
なお、スキャン位置の間隔Wは、0<W≦Dとする。
ステップH3,H4では、予め設定された複数の画像再構成面P1〜P3での画像再構成に必要なX線検出器データを収集できるまでステップH2を繰り返す。
例えば図36の画像再構成面P1の中央部分の画素については第1のスキャン位置z1での0゜方向および180゜方向の両方のX線検出器データが収集され、周辺部分の画素については0゜方向または180゜方向の一方のX線検出器データが収集されており、画像再構成に必要なX線検出器データを第1のスキャン位置z1で収集できている。また、画像再構成面P2についてはどの画素でも第1のスキャン位置z1での0゜方向または180゜方向の一方でのX線検出器データが収集されており、画像再構成に必要なX線検出器データを第1のスキャン位置z1で収集できている。しかし、画像再構成面P3の周辺部分については第1のスキャン位置z1で0゜方向または180゜方向の一方でのX線検出器データが収集されているが、中央部分については0゜方向および180゜方向のいずれのX線検出器データも収集されておらず、画像再構成に必要なX線検出器データを第1のスキャン位置z1だけでは収集できていない。そこで、図37に示すように、第2のスキャン位置z2へ移動し、第2のX線検出器データを収集する。第2のX線検出器データでは、画像再構成面P3の中央部分の画素については第2のスキャン位置z2での0゜方向および180゜方向の両方のX線検出器データが収集され、周辺部分の画素については0゜方向または180゜方向の一方のX線検出器データが収集されており、第1のスキャン位置z2でのX線検出器データと合わせれば、画像再構成に必要なX線検出器データを収集できたことになる。
例えば図36の画像再構成面P1の中央部分の画素については第1のスキャン位置z1での0゜方向および180゜方向の両方のX線検出器データが収集され、周辺部分の画素については0゜方向または180゜方向の一方のX線検出器データが収集されており、画像再構成に必要なX線検出器データを第1のスキャン位置z1で収集できている。また、画像再構成面P2についてはどの画素でも第1のスキャン位置z1での0゜方向または180゜方向の一方でのX線検出器データが収集されており、画像再構成に必要なX線検出器データを第1のスキャン位置z1で収集できている。しかし、画像再構成面P3の周辺部分については第1のスキャン位置z1で0゜方向または180゜方向の一方でのX線検出器データが収集されているが、中央部分については0゜方向および180゜方向のいずれのX線検出器データも収集されておらず、画像再構成に必要なX線検出器データを第1のスキャン位置z1だけでは収集できていない。そこで、図37に示すように、第2のスキャン位置z2へ移動し、第2のX線検出器データを収集する。第2のX線検出器データでは、画像再構成面P3の中央部分の画素については第2のスキャン位置z2での0゜方向および180゜方向の両方のX線検出器データが収集され、周辺部分の画素については0゜方向または180゜方向の一方のX線検出器データが収集されており、第1のスキャン位置z2でのX線検出器データと合わせれば、画像再構成に必要なX線検出器データを収集できたことになる。
図35に戻り、ステップH5〜H8は、図4のステップS1〜S8と同じである。
ステップH9では、画像再構成面毎の投影データに対して、3次元逆投影処理を行い、各画像再構成面の逆投影データすなわち断層像を求める。この3次元逆投影処理については、図39を参照して後述する。
ステップH10では、各画像再構成面の断層像を加重加算し、新たな断層像を得る。例えば、画像再構成面P1,P2,P3の断層像をD3(x,y,z)_1,D3(x,y,z)_2,D3(x,y,z)_3とし、新たな断層像をD3(x,y,z)_0とし、加重係数をw1,w2,w3とするとき、次式のようになる。
D3(x,y,z)_0=w1・D3(x,y,z)_1+w2・D3(x,y,z)_2+w3・D3(x,y,z)_3
加重係数w1,w2,w3は、例えば図38に示す係数を用いる。なお、図12や図14に示す列方向フィルタと同様の係数を用いてもよい。
D3(x,y,z)_0=w1・D3(x,y,z)_1+w2・D3(x,y,z)_2+w3・D3(x,y,z)_3
加重係数w1,w2,w3は、例えば図38に示す係数を用いる。なお、図12や図14に示す列方向フィルタと同様の係数を用いてもよい。
ステップH11では、新たな断層像に対して、画像フィルタ重畳処理,CT値変換処理などの後処理を行い、表示可能な断層像を得る。
得られた断層像は、表示装置6に表示される。
得られた断層像は、表示装置6に表示される。
図39は、3次元逆投影処理(図35のステップH9)を示すフロー図である。
ステップH90では、画像再構成面カウンタmを「1」に初期化する。
ステップH90では、画像再構成面カウンタmを「1」に初期化する。
ステップH91では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー中の一つのビューに着目し、スキャン位置znが異なるX線投影データも含めた投影データから再構成平面Pmの各画素に対応する着目ビューのX線投影データを求める。
ステップH92では、X線投影データにコーンビーム再構成加重係数を乗算し、逆投影データD2(view,x,y)を作成する。
ステップH94では、予めクリアしておいた逆投影データD3(x,y,z)に、投影データD2(view,x,y)を画素対応に加算する。
ステップH95では、断層像の画像再構成に必要な全ビューについて、ステップH91〜H94を繰り返し、再構成平面Pmの各画素の逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を得る。
ステップH95では、断層像の画像再構成に必要な全ビューについて、ステップH91〜H94を繰り返し、再構成平面Pmの各画素の逆投影データD3(x,y,z)すなわち断層像を得る。
ステップH96,H97では、m=M(図37では、M=3)までステップH91〜H95を繰り返す。これにより、各画像再構成面Pmに対応する断層像が得られる。
実施例4によれば、次の効果が得られる。
(1)z軸方向に複数の異なるスキャン位置で収集した投影データを利用して複数の断層像を画像再構成した後に、これらの断層像を加重加算し最終的な断層像を画像再構成するため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像が得られる。
(2)z軸方向に複数の異なる画像再構成面の断層像が得られ、断層像を画像再構成するのに必要なX線投影データの欠落がなくなるので、z軸方向により均一な画質の断層像が得られ、画質を向上することが出来る。
(1)z軸方向に複数の異なるスキャン位置で収集した投影データを利用して複数の断層像を画像再構成した後に、これらの断層像を加重加算し最終的な断層像を画像再構成するため、アーチファクトの少ない画質の良い断層像が得られる。
(2)z軸方向に複数の異なる画像再構成面の断層像が得られ、断層像を画像再構成するのに必要なX線投影データの欠落がなくなるので、z軸方向により均一な画質の断層像が得られ、画質を向上することが出来る。
上記の実施例においてはクレードル12がz軸方向に移動してコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行う形態を示したが、走査ガントリ20がz軸方向に移動してコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行ってもよい。要するに、回転部と被検体とがz軸方向に相対移動可能であればよい。
スキャンに用いる放射線は、X線に限らず、γ線等の他の放射線であってもよい。
本発明のCT撮影方法およびX線CT装置は、被検体の断層像を撮影するのに利用できる。また、医用X線CT装置や産業用X線CT装置または他の装置と組み合わせたX線CT−PET装置やX線CT−SPECT装置などで利用できる。
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 表示装置
7 記憶装置
10 撮影テーブル
12 クレードル
20 走査ガントリ
21 X線管
22 X線コントローラ
23 コリメータ
24 多列X線検出器
25 DAS(データ収集装置)
26 回転部コントローラ
27 走査ガントリ傾斜コントローラ
29 制御コントローラ
30 スリップリング
P 再構成平面
IC 回転中心(ISO)
2 入力装置
3 中央処理装置
5 データ収集バッファ
6 表示装置
7 記憶装置
10 撮影テーブル
12 クレードル
20 走査ガントリ
21 X線管
22 X線コントローラ
23 コリメータ
24 多列X線検出器
25 DAS(データ収集装置)
26 回転部コントローラ
27 走査ガントリ傾斜コントローラ
29 制御コントローラ
30 スリップリング
P 再構成平面
IC 回転中心(ISO)
Claims (24)
- 放射線発生装置と、前記放射線発生装置に相対した多列放射線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の放射線エリア検出器とを、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の放射線投影データを収集するスキャンステップと、
前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき、前記各放射線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集ステップと、
前記収集された放射線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成ステップと、
前記断層像を表示する断層像表示ステップと
を有する放射線CT撮影方法であって、
z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1の放射線投影データを収集する第1スキャンステップ、
前記第1スキャン位置での放射線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なる放射線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2の放射線投影データを収集する第2スキャンステップ、および、
前記第1の放射線投影データと第2の放射線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1の放射線投影データと第2の放射線投影データの両方を利用して画像再構成する断層像画像再構成ステップを有することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1に記載の放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップは、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データから選び出し、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データの両方から選び出した放射線投影データを基に放射線投影データを加重加算し、前記加重加算された放射線投影データを基に前記断層像を3次元画像再構成するステップであることを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 放射線発生装置と、前記放射線発生装置に相対した多列放射線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の放射線エリア検出器とを、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の放射線投影データを収集するスキャンステップと、
前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき、前記各放射線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集ステップと、
前記収集された放射線放射線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成ステップと、
前記断層像を表示する断層像表示ステップと
を有する放射線CT撮影方法であって、
z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1の放射線投影データを収集する第1スキャンステップ、
前記第1スキャン位置での放射線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なる放射線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2の放射線投影データを収集する第2スキャンステップ、および、
前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データから選び出し、前記第1の放射線投影データおよび第2の放射線投影データの両方から選び出した放射線投影データを基に放射線投影データを加重加算し、前記第1の放射線投影データから選び出した放射線投影データおよび前記第2の放射線投影データから選び出した放射線投影データおよび前記加重加算された放射線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成する断層像画像再構成ステップを有することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 放射線発生装置と、前記放射線発生装置に相対した多列放射線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造の放射線エリア検出器とを、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながら、それらの間にある被検体の放射線投影データを収集するスキャンステップと、
前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき、前記各放射線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集ステップと、
前記収集された放射線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成ステップと、
前記断層像を表示する断層像表示ステップと
を有する放射線CT撮影方法であって、
隣接するスキャン位置での放射線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なる放射線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第n(n:1からNまでの整数。Nは2以上の整数。)スキャン位置で第nのコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第nの放射線投影データを収集する第nスキャンステップ、および、
前記第1の放射線投影データから第Nの放射線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1の放射線投影データから第Nの放射線投影データのいずれか一つ又は複数を利用して画像再構成する断層像画像再構成ステップを有することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の放射線CT撮影方法において、隣接するスキャン位置の間隔は、実質的に回転中心軸上での放射線コーンビーム幅D以下であることを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップでは、複数の放射線投影データを利用する場合、各放射線投影データに対応する放射線ビームの幾何学的な位置,方向により定めた係数を用いて複数の放射線投影データから加重加算された放射線投影データを求め、前記第nの放射線投影データから選び出した放射線投影データおよび前記加重加算された放射線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の放射線CT撮影方法において、前記スキャンステップでは、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が同一になるように放射線投影データを収集することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の放射線CT撮影方法において、前記スキャンステップでは、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度が必ずしも同一にならないように放射線投影データを収集し、前記断層像画像再構成ステップでは、複数の放射線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置の放射線投影データを抽出できなければ、各放射線投影データのビュー角度位置を考慮して放射線投影データを加重加算することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の放射線CT撮影方法において、前記スキャンステップでは、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないように放射線投影データを収集し、前記断層像画像再構成ステップでは、複数の放射線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置の放射線投影データを抽出できなければ、一つのスキャン位置での複数のビュー角度位置の放射線投影データを加重加算して同一のビュー角度位置の放射線投影データを揃えることを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項1に記載の放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップは、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出した放射線投影データを基に前記各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して前記断層像を画像再構成するステップであることを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項10に記載の放射線CT撮影方法において、前記各スキャン位置に対応する断層像に対応するスキャン位置,前記断層像のz軸方向位置およびスライス厚、前記断層像における各画素の位置,前記放射線発生装置の放射線焦点の位置および大きさ,前記放射線エリア検出器の位置および大きさの幾何学的条件により定めた係数を用いて前記各スキャン位置に対応する断層像を加重加算することを特徴とする放射線CT撮影方法。
- 請求項4に記載の放射線CT撮影方法において、前記断層像画像再構成ステップは、複数の放射線投影データを利用する場合、前記断層像内の各画素を通る放射線ビームに対応する放射線投影データを、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応する放射線投影データからそれぞれ選び出した放射線投影データを基に各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して加重加算断層像を画像再構成するステップであることを特徴とする放射線CT撮影方法。
- X線発生装置と、前記X線発生装置に相対した多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器と、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながらそれらの間にある被検体のX線投影データを収集するスキャン手段と、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき前記各X線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集手段と、前記収集されたX線X線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成手段と、前記断層像を表示する断層像表示手段とを備えたX線CT装置であって、
z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1のX線投影データを収集する第1スキャン手段、
前記第1スキャン位置でのX線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なるX線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2のX線投影データを収集する第2スキャン手段、および、
前記第1のX線投影データと第2のX線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1のX線投影データと第2のX線投影データの両方を利用して画像再構成する断層像画像再構成手段を具備したことを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13に記載のX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段は、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データから選び出し、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データの両方から選び出したX線投影データを基にX線投影データを加重加算し、前記加重加算したX線投影データを基に前記断層像を3次元画像再構成する手段であることを特徴とするX線CT装置。
- X線発生装置と、前記X線発生装置に相対した多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器と、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながらそれらの間にある被検体のX線投影データを収集するスキャン手段と、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき前記各X線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集手段と、前記収集されたX線X線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成手段と、前記断層像を表示する断層像表示手段とを備えたX線CT装置であって、
z軸方向の第1スキャン位置で第1のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第1のX線投影データを収集する第1スキャン手段、
前記第1スキャン位置でのX線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なるX線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第2スキャン位置で第2のコンベンショナルスキャンまたはシネスキャンを行って第2のX線投影データを収集する第2スキャン手段、および、
前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データから選び出し、前記第1のX線投影データおよび第2のX線投影データの両方から選び出したX線投影データを基にX線投影データを加重加算し、前記第1のX線投影データから選び出したX線投影データおよび前記第2のX線投影データから選び出したX線投影データおよび前記加重加算されたX線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成する断層像画像再構成手段を具備したことを特徴とするX線CT装置。
- X線発生装置と、前記X線発生装置に相対した多列X線検出器またはフラットパネルに代表されるマトリクス構造のX線エリア検出器と、それらの間にある回転中心軸を中心とした回転運動をさせながらそれらの間にある被検体のX線投影データを収集するスキャン手段と、前記回転中心軸方向をz軸方向とするとき前記各X線投影データのz座標位置情報を収集するz座標位置情報収集手段と、前記収集されたX線X線投影データを基にz座標位置情報を考慮しながら断層像を3次元画像再構成する3次元画像再構成手段と、前記断層像を表示する断層像表示手段とを備えたX線CT装置であって、
隣接するスキャン位置でのX線ビームのz軸方向範囲に実質的に連続するか又は一部が重なるX線ビームのz軸方向範囲を持つようなz軸方向の第n(n:1からNまでの整数。Nは2以上の整数。)スキャン位置で第nのコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを行って第nのX線投影データを収集する第nスキャン手段、および、
前記第1のX線投影データから第NのX線投影データのz座標位置範囲内に入る位置の断層像を、前記第1のX線投影データから第NのX線投影データのいずれか一つ又は複数を利用して画像再構成する断層像画像再構成手段を具備したことを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13から請求項16のいずれかに記載のX線CT装置において、隣接するスキャン位置の間隔は、実質的に回転中心軸上でのX線コーンビーム幅D以下であることを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13から請求項17のいずれかに記載のX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段では、複数のX線投影データを利用する場合、各X線投影データに対応するX線ビームの幾何学的な位置,方向により定めた係数を用いて複数のX線投影データから加重加算されたX線投影データを求め、前記第nのX線投影データから選び出したX線投影データおよび前記加重加算されたX線投影データの少なくとも一つを基に前記断層像を3次元画像再構成することを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13から請求項18のいずれかに記載のX線CT装置において、前記スキャン手段では、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が同一になるようにX線投影データを収集することを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13から請求項18のいずれかに記載のX線CT装置において、前記スキャン手段では、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないようにX線投影データを収集し、前記断層像画像再構成手段では、複数のX線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置のX線投影データを抽出できなければ、各X線投影データのビュー角度位置を考慮してX線投影データを加重加算することを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13から請求項18のいずれかに記載のX線CT装置において、前記スキャン手段では、隣接するスキャン位置での各ビューのビュー角度位置が必ずしも同一にならないようにX線投影データを収集し、前記断層像画像再構成手段では、複数のX線投影データを利用する場合に、異なるスキャン位置で同一のビュー角度位置のX線投影データを抽出できなければ、一つのスキャン位置での複数のビュー角度位置のX線投影データを合成して同一のビュー角度位置のX線投影データを揃えることを特徴とするX線CT装置。
- 請求項13に記載のX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段は、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出したX線投影データを基に前記各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して前記断層像を画像再構成する手段であることを特徴とするX線CT装置。
- 請求項22に記載のX線CT装置において、前記各スキャン位置に対応する断層像に対応するスキャン位置,前記断層像のz軸方向位置およびスライス厚、前記断層像における各画素の位置,前記X線発生装置のX線焦点の位置および大きさ,前記X線エリア検出器の位置および大きさの幾何学的条件により定めた係数を用いて前記各スキャン位置に対応する断層像を加重加算することを特徴とするX線CT装置。
- 請求項16に記載のX線CT装置において、前記断層像画像再構成手段は、複数のX線投影データを利用する場合、前記断層像内の各画素を通るX線ビームに対応するX線投影データを、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出し、前記各スキャン位置に対応するX線投影データからそれぞれ選び出したX線投影データを基に各スキャン位置に対応する断層像を3次元画像再構成し、得られた各スキャン位置に対応する断層像を加重加算して加重加算断層像を画像再構成する手段であることを特徴とするX線CT装置。
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