JP2016032632A - Ｘ線ｃｔ装置および画像処理装置 - Google Patents

Ｘ線ｃｔ装置および画像処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】迅速に拡大ＣＴ画像を再構成するＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、表示制御部３８ａと、前処理部３４と、再構成部３６とを備える。表示制御部３８ａは、再構成済みの複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を表示部に表示させる。表示制御部３８ａは、表示部に表示されたＣＴ画像を拡大する拡大指示を受け付けた場合に、新たに再構成された拡大ＣＴ画像を表示部に表示させる。前処理部３４は、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す。再構成部３６は、拡大指示を受け付けた場合に、拡大指示に基づいて、前処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置および画像処理装置に関する。
従来、再構成済みのＣＴ（Computed Tomography）画像を表示部に表示させるＸ線ＣＴ装置がある。かかるＸ線ＣＴ装置は、表示されたＣＴ画像を拡大する拡大指示が入力されると、拡大指示に応じて拡大ＣＴ画像を再構成し、再構成した拡大ＣＴ画像を表示部に表示させる。
例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、拡大指示が入力されると、表示されたＣＴ画像を再構成する際に用いた生データを記憶部から読み出し、読み出した生データに対して前処理を施す。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、前処理を施した生データを用いて、拡大指示に含まれる拡大条件に応じた拡大ＣＴ画像を再構成する。
しかしながら、上述したＸ線ＣＴ装置では、拡大指示が入力されてから拡大ＣＴ画像が再構成されるまでに、前処理などの各種の処理が行われるため、時間がかかる場合がある。そのため、上述したＸ線ＣＴ装置では、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができない場合がある。
特開２００４−１８０９９０号公報
本発明が解決しようとする課題は、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができるＸ線ＣＴ装置および画像処理装置を提供することである。
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、表示制御部と、前処理部と、再構成部とを備える。表示制御部は、再構成済みの複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を表示部に表示させる。表示制御部は、前記表示部に表示されたＣＴ画像を拡大する拡大指示を受け付けた場合に、新たに再構成された拡大ＣＴ画像を前記表示部に表示させる。前処理部は、前記複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す。再構成部は、前記拡大指示を受け付けた場合に、前記拡大指示に基づいて、前記前処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する。
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る画像再構成部の構成の一例を示す図である。 図３は、ＣＴ画像の一例を示す図である。 図４は、表示装置に表示される画像の遷移の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのシーケンス図である。 図６は、第１の実施形態に係る前処理部が実行する前処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図７は、第１の実施形態に係る拡大再構成部が実行する拡大画像再構成処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図８は、第１の実施形態に係る第１の変形例について説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る第２の変形例について説明するための図である。 図１０は、第２の実施形態に係る画像再構成部の構成の一例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１２は、第３の実施形態について説明するための図である。 図１３は、第４の実施形態に係る画像再構成部の構成の一例を示す図である。 図１４は、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、先の図５のシーケンス図に示すステップＳ１１１で実行される前処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１５は、変形例に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。 図１６は、変形例に係る画像処理装置の構成例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。
架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データから投影データを収集する装置であり、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、Ｘ線検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。
回転フレーム１５は、後述するＸ線管球１２ａを有するＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐの周囲で回転可能に支持する。回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管球１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線を曝射する。具体的には、Ｘ線管球１２ａは、後述するＸ線照射制御部１１により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを発生する真空管である。Ｘ線管球１２ａは、回転フレーム１５の回転にともない、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して曝射する。Ｘ線管球１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管球１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御部１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管球１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線照射制御部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。
Ｘ線照射制御部１１の制御により、Ｘ線管球１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御部１１の制御により、Ｘ線管球１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御部１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。ここで、管球位置とは、被検体Ｐを中心した円軌道におけるＸ線管球１２ａの位置を示す。以下では、図１に示すＸ線管球１２ａの位置（管球位置、管球角度）を「０度（３６０度）」と定義する。また、以下では、管球位置（管球角度）を、図１に示す回転フレーム１５の周方向に沿って時計周りに「０度、・・・、９０度、・・・、１８０度、・・・、２７０度、・・・、３６０度」と定義する。
架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを旋回させる。
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管球１２ａから曝射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出器１３は、２次元状に配列されたＸ線検出素子により、Ｘ線管球１２ａから曝射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。図１に示すＸ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データを出力する２次元アレイ型検出器（面検出器）である。Ｘ線検出器１３には、チャンネル方向（図１に示すＹ軸方向）に配列された複数のＸ線検出素子（検出素子列）が、被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列される。例えば、Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列に配列された検出素子列を有し、被検体Ｐを透過したＸ線強度分布データを広範囲に検出する。
収集部１４は、ＤＡＳ（data acquisition system）であり、Ｘ線検出器１３が検出したＸ線の検出データ（Ｘ線強度分布データ）から、投影データを収集する。例えば、収集部１４は、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール装置３０に送信する。例えば、回転フレームの回転中に、Ｘ線管球１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、収集部１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、収集部１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール装置３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理部３４が行なっても良い。
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。寝台駆動装置２１は、後述するスキャン制御部３３の制御のもと、天板２２をＺ軸方向へ移動することにより、被検体Ｐを回転フレーム１５内（撮影空間内）に移動させる。
架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。又は、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。又は、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データからＣＴ画像データを再構成する装置であり、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、生データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、制御部３８とを有する。
入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル（フットスイッチ）等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３８に転送する。
表示装置３２は、操作者が参照するモニタであり、制御部３８による制御のもと、ＣＴ画像データを表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、操作者は、検査情報登録用のＧＵＩに、天板２２に載置された被検体Ｐの撮影時における***等の検査情報を、入力装置３１を用いて入力する。
スキャン制御部３３は、後述する制御部３８の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における投影データの収集処理を制御する。
前処理部３４は、収集部１４によって収集された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。以下、前処理部３４が生成する補正済みの投影データを生データと記載する。なお、ビームハードニング補正については、例えば、前処理部３４ではなく、前処理部３６ｃが行うこともできる。
生データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された生データを記憶する。ここで、生データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された生データに対応付けて、管球位置を記憶する。
画像再構成部３６は、生データ記憶部３５が記憶する生データを用いてＣＴ画像を生成する処理部である。図２は、第１の実施形態に係る画像再構成部の構成の一例を示す図である。図２に示すように、画像再構成部３６は、第１の画像再構成部３６ａと、第２の画像再構成部３６ｂとを有する。
第１の画像再構成部３６ａは、生データ記憶部３５が記憶する生データを用いてＣＴ画像を再構成する。例えば、第１の画像再構成部３６ａは、操作者から受け付けた画像再構成指示が入力装置３１から転送されると、図３に示すように、Ｎ（Ｎ＝４００）枚のＣＴ画像を再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。
図４は、表示装置に表示される画像の遷移の一例を示す図である。図４中左側に示すように、第１の画像再構成部３６ａにより再構成されたＣＴ画像４０は、後述する表示制御部３８ａによる制御のもと、表示装置３２の所定の表示領域に表示される。
第２の画像再構成部３６ｂは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が、表示装置３２に表示させる対象の画像として操作者により指定されると、前処理および拡大画像再構成処理を実行するリアルタイムプロセスを起動する。以下、操作者により指定された表示装置３２に表示される対象の画像のことを、表示対象の画像と称する。前処理および拡大画像再構成処理を実行するリアルタイムプロセスを起動する第２の画像構成部３６ｂを機能的に表すと、図２に示すように、第２の画像構成部３６ｂが、前処理部３６ｃと、拡大再構成部３６ｄとを有することとなる。
前処理部３６ｃは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す。
例えば、前処理部３６ｃは、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す。一例を挙げて説明すると、前処理部３６ｃは、生データがヘリカルスキャンにより得られたものであり、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像がＭ枚目の画像である場合には、次の処理を行う。すなわち、前処理部３６ｃは、ヘリカルスキャン時の天板２２の移動速度などから定まるＭ枚目の画像が再構成される際に用いられた生データがスキャンされた天板２２上の位置である天板位置（寝台位置）を特定する。そして、前処理部３６ｃは、特定した天板位置に基づいて生データ記憶部３５に記憶された生データ全体における位置を推定する。そして、前処理部３６ｃは、生データ記憶部３５に記憶された生データ全体の中から推定した位置の生データを読み出す。
また、前処理部３６ｃは、生データがコンベンショナルスキャン（例えば、ダイナミックボリュームスキャン）により得られたものであり、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像がＭ枚目の画像である場合には、次の処理を行う。すなわち、前処理部３６ｃは、Ｍ枚目の画像がスキャンされたときの時刻を特定する。そして、前処理部３６ｃは、特定した時刻に基づいて生データ記憶部３５に記憶された生データ全体における位置を推定する。そして、前処理部３６ｃは、生データ記憶部３５に記憶された生データ全体の中から推定した位置の生データを読み出す。なお、ダイナミックボリュームスキャンとは、例えば、多列検出器を用い、固定した寝台位置で連続的にスキャンを行うことである。
そして、生データを読み出すと、前処理部３６ｃは、読み出した生データに対して、ノイズを低減させる処理および散乱線を低減させる処理などを前処理として施す。例えば、前処理部３６ｃは、生データに対して、ノイズを低減させる処理を施し、ノイズを低減させる処理が施された生データに対して、散乱線を低減させる処理を施す。なお、前処理部３６ｃは、前処理として、ノイズを低減させる処理、および、散乱線を低減させる処理の少なくとも一方の処理を生データに施せばよい。
そして、前処理部３６ｃは、前処理が施された生データに対して、画像のぼけを低減させるコンボリューション処理を施す。なお、前処理部３６ｃは、生データに対して前処理のみ施して、コンボリューション処理を省略することができる。
ここで、前処理やコンボリューション処理は、拡大指示に含まれる拡大条件を用いなくとも生データに対して施すことができる処理である。そこで、上述したように、前処理部３６ｃは、入力装置３１が操作者から拡大指示を受け付ける前に、前処理やコンボリューション処理を生データに対して施しておく。
そして、前処理部３６ｃは、前処理やコンボリューション処理が施された生データを前処理部３６ｃが有するＲＡＭ（Random Access Memory）に格納する。なお、かかるＲＡＭに、前処理やコンボリューション処理が施された他の生データが記憶されている場合には、かかる他の生データをＲＡＭから削除した上で、前処理やコンボリューション処理が施された新たな生データをＲＡＭに格納する。すなわち、本実施形態では、拡大指示の対象となる表示中のＣＴ画像に対応する生データが既に前処理やコンボリューション処理が施された上でＲＡＭに記憶される。また、本実施形態では、表示装置３２に表示されているＣＴ画像に対応する、前処理やコンボリューション処理が施された生データのみが、ＲＡＭに記憶されることとなる結果、ＲＡＭの記憶容量が圧迫されるような事象の発生を抑制することができる。
拡大再構成部３６ｄは、拡大指示を受け付けた場合に、かかる拡大指示に基づいて、前処理部３６ｃにより前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する。
例えば、拡大再構成部３６ｄは、図４中左側に示すＣＴ画像４０に対して、図４中中央に示すようにＲＯＩ（Region Of Interest；関心領域）４１が設定され、操作者から受け付けた拡大指示が入力装置３１から転送されると、次の処理を行う。すなわち、拡大再構成部３６ｄは、前処理部３６ｃのＲＡＭに記憶された生データを用いて、拡大指示に含まれる拡大条件に応じて、ＣＴ画像４０に設定されたＲＯＩ４１内の領域が拡大されたＣＴ画像である拡大ＣＴ画像を再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ法による逆投影処理が挙げられる。なお、拡大条件には、拡大率や拡大中心が含まれる。
そして、拡大再構成部３６ｄは、後処理として、拡大ＣＴ画像に対して、ノイズを低減させる処理やビームハードニングを低減させる処理（ビームハードニング補正処理）などを施す。ノイズやビームハードニングを低減させる処理が施された拡大ＣＴ画像は、後述する表示制御部３８ａによる制御のもと、表示装置３２に表示される。例えば、図４中右側に示すように、ノイズやビームハードニングを低減させる処理が施された拡大ＣＴ画像４２は、表示装置３２の所定の表示領域に表示される。
ここで、従来のＸ線ＣＴ装置は、拡大指示を受け付けた後、生データに対して前処理やコンボリューション処理を施し、前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて拡大ＣＴ画像を再構成する。このため、従来のＸ線ＣＴ装置では、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができない場合がある。しかしながら、上述したように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、拡大指示を受け付けた場合に、既に前処理部３６ｃにより前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて拡大ＣＴ画像を再構成する。このため、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、拡大指示を受け付けてから前処理やコンボリューション処理を行わなくてすむので、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができる。
画像記憶部３７は、画像再構成部３６が生成した各種画像データを記憶する。例えば、画像記憶部３７は、ＣＴ画像の画像データや拡大ＣＴ画像の画像データを記憶する。
制御部３８は、表示制御部３８ａを有し、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるスキャンを制御する。また、制御部３８は、前処理部３４や、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理を制御する。
表示制御部３８ａは、画像記憶部３７が記憶する各種画像データが示す画像が、表示装置３２に表示されるように制御する。例えば、表示制御部３８ａは、ＣＴ画像の画像データが示すＣＴ画像が表示装置３２の所定の表示領域に表示されるように制御したり、拡大ＣＴ画像の画像データが示す拡大ＣＴ画像が表示装置３２の所定の表示領域に表示されるように制御したりする。
なお、上述した生データ記憶部３５や画像記憶部３７は、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどで実現することができる。また、上述したスキャン制御部３３や、前処理部３４、画像再構成部３６、及び制御部３８は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路で実現することができる。
以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明した。次に、図５を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例について説明する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのシーケンス図である。なお、図５の例に示すシーケンス図は、２枚目のＣＴ画像に対する拡大指示を受け付ける場合の処理を示す。
図５に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の制御部３８は、入力装置３１から転送された画像再構成指示を受け付ける（ステップＳ１０１）と、画像再構成指示を画像再構成部３６の第１の画像再構成部３６ａに通知する（ステップＳ１０２）。
第１の画像再構成部３６ａは、画像再構成指示が通知されると、生データ記憶部３５が記憶する生データを用いて４００枚のＣＴ画像を再構成することにより４００枚のＣＴ画像を生成する（ステップＳ１０３）。そして、第１の画像再構成部３６ａは、４００枚のＣＴ画像を画像記憶部３７に出力する（ステップＳ１０４）。
画像記憶部３７は、第１の画像再構成部３６ａから出力された４００枚のＣＴ画像を受信すると、受信した４００枚のＣＴ画像の画像データを記憶する（ステップＳ１０５）。
その後、制御部３８の表示制御部３８ａは、入力装置３１から転送された表示対象の画像として１枚目のＣＴ画像が指定されたＣＴ画像表示指示（すなわち、１枚目のＣＴ画像を表示させる指示）を受け付ける（ステップＳ１０６）と、画像記憶部３７から１枚目のＣＴ画像を取得する（ステップＳ１０７）。そして、表示制御部３８ａは、取得した１枚目のＣＴ画像を表示装置３２に出力する（ステップＳ１０８）。
表示装置３２は、表示制御部３８ａから出力された１枚目のＣＴ画像を受信すると、受信した１枚目のＣＴ画像を表示する（ステップＳ１０９）。
ここで、制御部３８は、表示対象の画像が１枚目のＣＴ画像である旨を画像再構成部３６の前処理部３６ｃに通知する（ステップＳ１１０）。前処理部３６ｃは、制御部３８により表示対象の画像が１枚目のＣＴ画像である旨が通知されると、通知された内容に応じて前処理を実行する（ステップＳ１１１）。
図６は、第１の実施形態に係る前処理部が実行する前処理の一例を説明するためのフローチャートである。図６に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の前処理部３６ｃは、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像（１枚目のＣＴ画像）が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す（ステップＳ２０１）。
そして、前処理部３６ｃは、読み出した生データに対して前処理を施す（ステップＳ２０２）。そして、前処理部３６ｃは、前処理が施された生データに対してコンボリューション処理を施し（Ｓ２０３）、前処理を終了する。
図５に戻り、その後、制御部３８の表示制御部３８ａは、入力装置３１から転送された表示対象の画像として２枚目のＣＴ画像が指定されたＣＴ画像表示指示（すなわち、２枚目のＣＴ画像を表示させる指示）を受け付ける（ステップＳ１１２）と、画像記憶部３７から２枚目のＣＴ画像を取得する（ステップＳ１１３）。そして、表示制御部３８ａは、取得した２枚目のＣＴ画像を表示装置３２に出力する（ステップＳ１１４）。
表示装置３２は、表示制御部３８ａから出力された２枚目のＣＴ画像を受信すると、受信した２枚目のＣＴ画像を表示する（ステップＳ１１５）。
ここで、制御部３８は、表示対象の画像が２枚目のＣＴ画像である旨を画像再構成部３６の前処理部３６ｃに通知する（ステップＳ１１６）。前処理部３６ｃは、制御部３８により表示対象の画像が２枚目のＣＴ画像である旨が通知されると、通知された内容に応じて前処理を実行する（ステップＳ１１７）。
なお、ステップＳ１１７における前処理では、前処理部３６ｃは、まず、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像（２枚目のＣＴ画像）が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す。そして、前処理部３６ｃは、読み出した生データに対して前処理を施す。そして、前処理部３６ｃは、前処理が施された生データに対してコンボリューション処理を施す。これらの処理がステップＳ１１７における前処理において行われる。
ここで、制御部３８は、表示装置３２に表示された２枚目のＣＴ画像に対してＲＯＩが設定され、入力装置３１から転送された拡大指示を受け付ける（ステップＳ１１８）と、２枚目のＣＴ画像に対する拡大指示を画像再構成部３６の拡大再構成部３６ｄに通知する（ステップＳ１１９）。
拡大再構成部３６ｄは、制御部３８により２枚目のＣＴ画像に対する拡大指示が通知されると、通知された拡大指示の内容に応じた拡大画像再構成処理を実行する（ステップＳ１２０）。
図７は、第１の実施形態に係る拡大再構成部が実行する拡大画像再構成処理の一例を説明するためのフローチャートである。図７に例示するように、拡大再構成部３６ｄは、前処理部３６ｃのＲＡＭに記憶された生データを用いて、拡大指示に含まれる拡大条件に応じて、ＲＯＩ内の領域が拡大されたＣＴ画像である拡大ＣＴ画像を再構成する（ステップＳ３０１）。
そして、拡大再構成部３６ｄは、後処理として、拡大ＣＴ画像に対して、ノイズやビームハードニングを低減させる処理を施し（ステップＳ３０２）、拡大画像再構成処理を終了する。
図５に戻り、拡大再構成部３６ｄは、ノイズやビームハードニングを低減させる処理が施された拡大ＣＴ画像を画像記憶部３７に出力する（ステップＳ１２１）。
画像記憶部３７は、拡大再構成部３６ｄから出力された拡大ＣＴ画像を受信すると、受信した拡大ＣＴ画像の画像データを記憶する（ステップＳ１２２）。
そして、制御部３８の表示制御部３８ａは、画像記憶部３７から拡大ＣＴ画像を取得する（ステップＳ１２３）。そして、表示制御部３８ａは、取得した拡大ＣＴ画像を表示装置３２に出力する（ステップＳ１２４）。
表示装置３２は、表示制御部３８ａから出力された拡大ＣＴ画像を受信すると、受信した拡大ＣＴ画像を表示する（ステップＳ１２５）。
以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明した。上述したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、拡大指示を受け付けてから前処理やコンボリューション処理を行わなくてすむので、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができる。
（第１の実施形態に係る第１の変形例）
なお、上述した第１の実施形態では、操作者から受け付けた拡大指示を入力装置３１が制御部３８に転送すると、表示制御部３８ａが、拡大ＣＴ画像の再構成の完了を待って、再構成が完了した拡大ＣＴ画像を表示装置３２に表示するように制御する場合について説明した。しかしながら、表示制御部３８ａは、拡大指示を受け付けてから拡大ＣＴ画像の再構成が完了するまでの間、拡大ＣＴ画像が表示される表示装置３２の所定の表示領域に、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を拡大して表示させることもできる。そこで、このような実施形態を第１の実施形態に係る第１の変形例として、図８を用いて説明する。
図８は、第１の実施形態に係る第１の変形例について説明するための図である。第１の変形例では、図８中左側に示すように、表示装置３２の所定の表示領域に表示されたＣＴ画像４０に対してＲＯＩ４１が設定され、操作者から受け付けた拡大指示が入力装置３１から制御部３８に転送されると、拡大再構成部３６ｄは、上述したように拡大ＣＴ画像を再構成する。しかしながら、拡大ＣＴ画像の再構成には時間がかかる。そのため、拡大ＣＴ画像の再構成の完了を待って、再構成の完了後に拡大ＣＴ画像を表示装置３２に表示させるのでは、操作者にストレスを与えてしまう。そこで、第１の変形例に係る表示制御部３８ａは、表示対象の画像として指定された再構成済みのＣＴ画像を拡大したＣＴ画像４２ａを生成する。そして、第１の変形例に係る表示制御部３８ａは、図８中中央に示すように、拡大指示を受け付けてから拡大ＣＴ画像の再構成が完了するまでの間、拡大ＣＴ画像が表示される表示装置３２の所定の表示領域に、ＣＴ画像４２ａを表示させる。なお、ＣＴ画像４２ａは、新たに再構成し直すことにより得られた拡大ＣＴ画像４２よりも解像度が劣る。そして、第１の変形例に係る表示制御部３８ａは、拡大再構成部３６ｄによる拡大ＣＴ画像の再構成が完了すると、図８右側に示すように、拡大ＣＴ画像４２を表示装置３２の所定の表示領域に表示するように制御する。これにより、拡大指示を入力してから拡大ＣＴ画像４２が表示装置３２に表示されるまでのタイムラグによる操作者のストレスを軽減することができる。
（第１の実施形態に係る第２の変形例）
また、上述した第１の実施形態では、前処理部３６ｃが、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定された１つのＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す場合について説明した。しかしながら、前処理部３６ｃは、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を含む複数のＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施すこともできる。そこで、このような実施形態を第１の実施形態に係る第２の変形例として、図９を用いて説明する。
図９は、第１の実施形態に係る第２の変形例について説明するための図である。第２の変形例では、前処理部３６ｃは、例えば、Ｋ（Ｋは自然数）枚目のＣＴ画像が表示対象の画像として指定されると、まず、Ｋ枚目のＣＴ画像に対応する生データに対して前処理およびコンボリューション処理を施す。そして、前処理部３６ｃは、新たに他のＣＴ画像が表示対象の画像として指定されるまで、Ｋ枚目のＣＴ画像以外の他のＣＴ画像に対応する生データに対して次々に前処理およびコンボリューション処理を施していく。例えば、前処理部３６ｃは、（Ｋ−１）枚目、（Ｋ＋１）枚目、（Ｋ−２）枚目、（Ｋ＋２）枚目、・・・、（Ｋ−Ｌ）枚目、（Ｋ＋Ｌ）枚目のそれぞれのＣＴ画像に対応する生データに対して前処理およびコンボリューション処理を施していく。なお、Ｌは、自然数である。例えば、図９の例は、前処理部３６ｃが、（Ｋ−１０）〜（Ｋ＋１０）枚目のＣＴ画像（２１枚のＣＴ画像）それぞれに対応する生データに対して前処理およびコンボリューション処理を施した場合を示す。
そして、前処理部３６ｃは、前処理およびコンボリューション処理が施された生データをＲＡＭに格納する。そして、前処理部３６ｃは、新たに他のＣＴ画像が表示対象の画像として指定された場合に、前処理およびコンボリューション処理が施された当該他のＣＴ画像に対応する生データが既にＲＡＭに記憶されているときには、当該他のＣＴ画像に対応する生データに対して前処理およびコンボリューション処理を施す処理を行わないようにする。これにより、第２の変形例によれば、あるＣＴ画像が表示対象の画像として指定された際に、複数のＣＴ画像に対応する複数の生データに対して前処理を施すことによって、新たに他のＣＴ画像が表示対象の画像として指定された際の処理負荷を軽減することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と比して、画像再構成部３６とは異なる画像再構成部を有する点が異なる。
図１０は、第２の実施形態に係る画像再構成部の構成の一例を示す図である。図１０に示すように、第２の実施形態に係る画像再構成部４６は、第１の画像再構成部３６ａと、第２の画像再構成部４６ｂとを有する。なお、画像再構成部４６は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵなどの電子回路で実現することができる。
図１０に示すように、第２の画像再構成部４６ｂは、特定部４６ｃと、前処理部４６ｄと、拡大再構成部４６ｅとを有する。
特定部４６ｃは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像を特定する。例えば、被検体Ｐに対して造影剤が投与されている場合などには、ＣＴ画像におけるＣＴ値が所定の閾値以上となる部分は、出血をしている部位または腫瘍部位などの病変部位を示す画像であると推定される。そこで、特定部４６ｃは、複数のＣＴ画像のそれぞれに対して、ＣＴ値が所定の閾値以上となる部分を有するか否かを判定する。そして、特定部４６ｃは、ＣＴ値が所定の閾値以上となる部分を有すると判定したＣＴ画像を、所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像として特定する。
前処理部４６ｄは、特定部４６ｃにより特定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す。
例えば、前処理部４６ｄは、特定部４６ｃにより特定されたＣＴ画像が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す。そして、生データを読み出すと、前処理部４６ｄは、読み出した生データに対して、第１の実施形態で前処理部３６ｃが施した前処理と同様の前処理を施す。
そして、前処理部４６ｄは、前処理が施された生データに対して、画像のぼけを低減させるコンボリューション処理を施す。なお、前処理部４６ｄは、生データに対して前処理のみ施して、コンボリューション処理を省略することができる。
そして、前処理部４６ｄは、前処理やコンボリューション処理が施された生データを前処理部４６ｄが有するＲＡＭに格納する。すなわち、本実施形態では、所定の病変部位を示す画像を有するような拡大指示の対象となる確率が高いＣＴ画像に対応する生データが既に前処理やコンボリューション処理が施された上でＲＡＭに記憶される。
拡大再構成部４６ｅは、拡大指示を受け付けた場合に、かかる拡大指示に基づいて、前処理部４６ｄにより前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する。
例えば、拡大再構成部４６ｅは、表示装置３２に表示されたＣＴ画像に対する拡大指示が制御部３８から通知されると、表示装置３２に表示されたＣＴ画像に対応する生データがＲＡＭに記憶されている場合には、次の処理を行う。すなわち、拡大再構成部４６ｅは、前処理部４６ｄのＲＡＭに記憶された生データの中から表示装置３２に表示されたＣＴ画像に対応する生データを用いて、拡大指示に含まれる拡大条件に応じて、表示されたＣＴ画像に設定されたＲＯＩ内の領域が拡大されたＣＴ画像である拡大ＣＴ画像を再構成する。
なお、拡大再構成部４６ｅは、表示されたＣＴ画像に対応する生データがＲＡＭに記憶されていない場合には、表示されたＣＴ画像が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す。そして、拡大再構成部４６ｅは、読み出した生データに対して、第１の実施形態で前処理部３６ｃが施した前処理と同様の前処理を施す。そして、拡大再構成部４６ｅは、前処理が施された生データに対して、コンボリューション処理を施す。なお、拡大再構成部４６ｅは、生データに対して前処理のみ施して、コンボリューション処理を省略することができる。そして、拡大再構成部４６ｅは、拡大指示に基づいて、前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する。そして、拡大再構成部４６ｅは、後処理として、拡大ＣＴ画像に対して、ノイズやビームハードニングを低減させる処理を施す。
次に、図１１を用いて、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の第２の画像再構成部４６ｂが実行する拡大画像再構成処理の一例について説明する。なお、かかる拡大画像再構成処理は、画像記憶部３７に再構成済みの複数のＣＴ画像が記憶された状態で、入力装置３１が操作者から受け付けた拡大画像再構成処理を実行する指示を制御部３８に転送した場合に実行される。図１１は、第２の実施形態に係る第２の画像再構成部４６ｂが実行する拡大画像再構成処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図１１に例示するように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の特定部４６ｃは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像を特定する（ステップＳ４０１）。
そして、前処理部４６ｄは、特定部４６ｃにより特定されたＣＴ画像が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す（ステップＳ４０２）。そして、前処理部４６ｄは、読み出した生データに対して前処理を施す（ステップＳ４０３）。
そして、前処理部４６ｄは、前処理が施された生データに対して、画像のぼけを低減させるコンボリューション処理を施し、コンボリューション処理が施された生データを前処理部４６ｄのＲＡＭに格納する（ステップＳ４０４）。そして、拡大再構成部４６ｅは、表示装置３２に表示されたＣＴ画像に対する拡大指示が制御部３８から通知されたか否かを判定する（ステップＳ４０５）。拡大指示が制御部３８から通知されていないと判定した場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）には、拡大再構成部４６ｅは、再び、ステップＳ４０５の判定を行う。
一方、拡大指示が制御部３８から通知されたと判定した場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）には、拡大再構成部４６ｅは、表示装置３２に表示されたＣＴ画像に対応する、前処理やコンボリューション処理が施された生データが前処理部４６ｄのＲＡＭに記憶されているか否かを判定する（ステップＳ４０６）。
表示されたＣＴ画像に対応する生データがＲＡＭに記憶されていると判定した場合（ステップＳ４０６；Ｙｅｓ）には、拡大再構成部４６ｅは、次の処理を行う。すなわち、拡大再構成部４６ｅは、ＲＡＭに記憶された生データの中から表示装置３２に表示されたＣＴ画像に対応する生データを用いて、拡大指示に含まれる拡大条件に応じて、表示されたＣＴ画像に設定されたＲＯＩ内の領域が拡大されたＣＴ画像である拡大ＣＴ画像を再構成し（ステップＳ４０７）、後述するステップＳ４１２に進む。
一方、表示されたＣＴ画像に対応する生データがＲＡＭに記憶されていないと判定した場合（ステップＳ４０６；Ｎｏ）には、拡大再構成部４６ｅは、表示されたＣＴ画像が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す（ステップＳ４０８）。そして、拡大再構成部４６ｅは、読み出した生データに対して前処理を施す（ステップＳ４０９）。そして、拡大再構成部４６ｅは、前処理が施された生データに対して、コンボリューション処理を施す（ステップＳ４１０）。そして、拡大再構成部４６ｅは、前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて、拡大指示に含まれる拡大条件に応じて、表示されたＣＴ画像に設定されたＲＯＩ内の領域が拡大されたＣＴ画像である拡大ＣＴ画像を再構成する（ステップＳ４１１）。そして、拡大再構成部４６ｅは、後処理として、拡大ＣＴ画像に対して、ノイズやビームハードニングを低減させる処理を施し（ステップＳ４１２）、拡大画像再構成処理を終了する。
以上、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明した。第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、拡大指示を受け付けた場合に、拡大対象のＣＴ画像に対応する生データがＲＡＭに記憶されているときには、ＲＡＭに記憶された既に前処理やコンボリューション処理が施された生データを用いて拡大ＣＴ画像を再構成する。このため、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、拡大指示を受け付けてから前処理やコンボリューション処理を行わなくてすむので、拡大対象のＣＴ画像に対応する生データがＲＡＭに記憶されているときには、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができる。
（第３の実施形態）
ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能、または、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能を、Ｘ線ＣＴ装置とネットワークを介して接続された画像処理装置に持たせることができる。このような実施形態を第３の実施形態として、図１２を用いて説明する。
図１２は、第３の実施形態について説明するための図である。図１２の例に示すシステムは、Ｘ線ＣＴ装置１００と、画像保管装置２００と、画像表示装置３００と、画像処理装置４００とを有する。Ｘ線ＣＴ装置１００と、画像保管装置２００と、画像表示装置３００と、画像処理装置４００とは、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）５００により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置１００〜４００は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、画像等を相互に送受信する。
Ｘ線ＣＴ装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置、または、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置である。Ｘ線ＣＴ装置１００は、例えば、生データを画像処理装置４００に送信する。
画像保管装置２００は、Ｘ線ＣＴ装置１００および画像処理装置４００により再構成されたＣＴ画像や拡大ＣＴ画像を保管するデータベースである。
画像表示装置３００は、画像保管装置２００に保管されたＣＴ画像や拡大ＣＴ画像を表示するモニタやディスプレイである。
画像処理装置４００は、ワークステーションであり、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能、または、後述する第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能と同等の機能を有する。画像処理装置４００は、画像保管装置２００に保管されたＣＴ画像と、Ｘ線ＣＴ装置１００から送信された生データとを用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理、または、後述する第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理と同様の処理を行う。
例えば、図１２に示すように、画像処理装置４００は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能と同等の機能を有する場合には、第１の画像再構成部４００ａと、第２の画像再構成部４００ｂとを有する。そして、第２の画像再構成部４００ｂは、前処理部４００ｃと、拡大再構成部４００ｄとを有する。第１の画像再構成部４００ａが発揮する機能は、第１の実施形態に係る第１の画像再構成部３６ａが発揮する機能と同等である。第２の画像再構成部４００ｂが発揮する機能は、第１の実施形態に係る第２の画像再構成部３６ｂが発揮する機能と同等である。前処理部４００ｃが発揮する機能は、第１の実施形態に係る前処理部３６ｃが発揮する機能と同等である。拡大再構成部４００ｄが発揮する機能は、第１の実施形態に係る拡大再構成部３６ｄが発揮する機能と同等である。
以上、第３の実施形態に係る画像処理装置４００について説明した。画像処理装置４００によれば、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能、または、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能と同等の機能を有するので、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができる。
（第４の実施形態）
上述した第１の実施形態では、前処理部３６ｃが、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す場合について説明した。また、上述した第２の実施形態では、特定部４６ｃにより、複数のＣＴ画像のうち、所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像が特定されると、特定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す場合について説明した。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置は、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、前処理に加えて、後述する第１の初期化処理、第２の初期化処理及び第３の初期化処理を行うこともできる。また、Ｘ線ＣＴ装置は、複数のＣＴ画像のうち、所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像が特定されると、前処理に加えて、後述する第１の初期化処理、第２の初期化処理及び第３の初期化処理を行うこともできる。そこで、このような実施形態を第４の実施形態として説明する。第４の実施形態において、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
以下、Ｘ線ＣＴ装置が、複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、前処理に加えて、後述する第１の初期化処理、第２の初期化処理及び第３の初期化処理を行う方法について説明する。しかしながら、以下に説明する方法と同様の方法で、特定部４６ｃにより所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像が特定されると、前処理に加えて、後述する第１の初期化処理、第２の初期化処理及び第３の初期化処理を行ってもよい。
第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と比して、画像再構成部３６とは異なる画像再構成部を有する点が異なる。
図１３は、第４の実施形態に係る画像再構成部の構成の一例を示す図である。図１３に示すように、第４の実施形態に係る画像再構成部５６は、第１の画像再構成部３６ａと、第２の画像再構成部５６ｂとを有する。なお、画像再構成部５６は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵなどの電子回路で実現することができる。
第２の画像再構成部５６ｂは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、第１の初期化処理を実行する。第１の初期化処理は、前処理および拡大画像再構成処理を実行するリアルタイムプロセスを起動する処理を含む。前処理および拡大画像再構成処理を実行するリアルタイムプロセスを起動した第２の画像構成部５６ｂを機能的に表すと、図１３に示すように、第２の画像構成部５６ｂが、前処理部５６ｃと、拡大再構成部５６ｄとを有することとなる。
前処理部５６ｃは、第１の実施形態に係る前処理部３６ｃが実行する上述した各処理に加えて、次の処理を実行する。すなわち、前処理部５６ｃは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、第２の初期化処理を実行する。
第２の初期化処理は、前処理部５６ｃに対応するソフトウェアにおいて用いられるパラメータが登録されたパラメータテーブルからパラメータを読み込む処理を含む。また、第２の初期化処理は、前処理部５６ｃが実行する各処理において用いられるデータが一時的に記憶されるＲＡＭの記憶領域を確保する処理を含む。また、第２の初期化処理は、表示対象の画像として指定されたＣＴ画像が再構成される際に用いられた生データを生データ記憶部３５から読み出す処理を含む。
拡大再構成部５６ｄは、第１の実施形態に係る拡大再構成部３６ｄが実行する上述した各処理に加えて、次の処理を実行する。すなわち、拡大再構成部５６ｄは、第１の画像再構成部３６ａにより再構成された複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、第３の初期化処理を実行する。
第３の初期化処理は、拡大再構成部５６ｄに対応するソフトウェアにおいて用いられるパラメータが登録されたパラメータテーブルからパラメータを読み込む処理を含む。また、第２の初期化処理は、拡大再構成部５６ｄが実行する各処理において用いられるデータが一時的に記憶されるＲＡＭの記憶領域を確保する処理を含む。
なお、第１の初期化処理、第２の初期化処理及び第３の初期化処理は、特許請求の範囲に記載の初期化処理の一例である。
図１４は、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、先の図５のシーケンス図に示すステップＳ１１１で実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図１４に例示するように、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の第２の画像再構成部５６ｂは、第１の初期化処理を実行する（ステップＳ５０１）。そして、前処理部５６ｃは、第２の初期化処理を実行する（ステップＳ５０２）。そして、拡大再構成部５６ｄは、第３の初期化処理を実行する（ステップＳ５０３）。
そして、前処理部５６ｃは、第２の初期化処理により読み出された生データに対して前処理を施す（ステップＳ５０４）。そして、前処理部５６ｃは、前処理が施された生データに対してコンボリューション処理を施し（Ｓ５０５）、処理を終了する。
以上、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明した。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、拡大指示を受け付ける前に、第１の初期化処理、第２の初期化処理、第３の初期化処理、前処理及びコンボリューション処理を実行する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、拡大指示を受け付けてから、第１の初期化処理、第２の初期化処理、第３の初期化処理、前処理やコンボリューション処理を行わなくてすむので、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができる。
（Ｘ線ＣＴ装置の構成の変形例）
第１の実施形態、第２の実施形態及び第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１５に示すように構成されてもよい。図１５は、変形例に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、各実施形態で付された符号と同様の符号を付して説明を省略する。変形例に係るＸ線ＣＴ装置は、図１５に示すように、架台装置１０ａと、寝台装置２０と、コンソール装置３０ａとを備える。
架台装置１０ａは、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データから投影データを収集する。架台装置１０ａは、高電圧発生器１１ａと、Ｘ線発生装置１２と、Ｘ線検出器１３と、収集回路１４ａと、回転フレーム１５と、架台駆動装置１６ａとを備える。
高電圧発生器１１ａは、Ｘ線発生装置１２のＸ線管球１２ａに接続されている。高電圧発生器１１ａは、Ｘ線管球１２ａに管電圧や管電流を供給する。高電圧発生器１１ａは、Ｘ線管球１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。また、高電圧発生器１１ａは、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲を調整する。
架台駆動装置１６ａは、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを旋回させる。架台駆動装置１６ａは、例えば、モータと、電子回路と、駆動機構とを有する。モータは、回転フレーム１５を回転させるための動力を発生させる。電子回路は、モータの動作を制御する。駆動機構は、モータにより発生された動力を、回転フレーム１５を回転させるための動力に変換する。駆動機構は、例えば、ギヤ、ベルト、シャフト、軸受等の組み合わせにより実現される。
回転フレーム１５は、架台駆動装置１６ａと協働してＸ線管球１２Ａ及びＸ線検出器１３を回転させる。
収集回路１４ａは、上述した実施形態で述べた収集部１４が有する機能と同様の機能を有するＤＡＳである。収集回路１４ａは、コンソール装置３０ａに接続されている。収集回路１４ａは、投影データを生成し、生成した投影データをコンソール装置３０ａに送信する。
コンソール装置３０ａは、入力回路３１ａと、ディスプレイ３２ａと、生データ記憶回路３５ａと、画像記憶回路３７ａと、処理回路７０と、記憶回路７１と、インタフェース回路７２とを備える。
入力回路３１ａと、ディスプレイ３２ａと、生データ記憶回路３５ａと、画像記憶回路３７ａと、処理回路７０と、記憶回路７１と、インタフェース回路７２とは、互いに接続されている。
入力回路３１ａは、例えば、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル等により実現される。入力回路３１ａは、操作者が入力した各種指示や各種設定を示す電気信号に変換し、各種指示や各種設定を示す電気信号を処理回路７０に出力する。入力回路３１ａは、上述した入力部３１と同様の機能を有する。
ディスプレイ３２ａは、処理回路７０から受け付けた電気信号に基づいて、各種画像処理を行って、ＣＴ画像、拡大ＣＴ画像、及び、入力回路３１ａを介して操作者から各種設定を受け付けるためのＧＵＩ等の各種の画像を表示する。ディスプレイ３２ａは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイである。ディスプレイ３２ａは、上述した表示部３２と同様の機能を有する。
生データ記憶回路３５ａは、後述する前処理機能７０ｂにより生成された生データを記憶する。生データ記憶回路３５ａは、上述した生データ記憶部３５と同様の機能を有する。生データ記憶回路３５ａは、例えば、ＲＡＭ、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。
画像記憶回路３７ａは、後述する画像再構成機能７０ｃが生成した各種画像データを記憶する。例えば、画像記憶回路３７ａは、ＣＴ画像の画像データや拡大ＣＴ画像の画像データを記憶する。画像記憶回路３７ａは、上述した画像記憶部３７と同様の機能を有する。画像記憶回路３７ａは、例えば、ＲＡＭ、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。
記憶回路７１は、スキャン制御機能７０ａ、前処理機能７０ｂ、画像再構成機能７０ｃ及び制御機能７０ｄの各機能を実現するための各プログラムを記憶する。記憶回路７１は、例えば、ＲＡＭ、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。
なお、生データ記憶回路３５ａ、画像記憶回路３７ａ及び記憶回路７１は、一つの記憶回路に統合されてもよい。
処理回路７０は、例えば、プロセッサにより実現される。処理回路７０は、スキャン制御機能７０ａに対応するプログラムを記憶回路７１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、スキャン制御部３３が実行する処理と同様の処理を実行する。また、処理回路７０は、前処理機能７０ｂに対応するプログラムを記憶回路７１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、前処理部３４が実行する処理と同様の処理を実行する。また、処理回路７０は、画像再構成機能７０ｃに対応するプログラムを記憶回路７１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、画像再構成部３６、画像再構成部４６又は画像再構成部５６が実行する処理と同様の処理を実行する。また、処理回路７０は、制御機能７０ｄに対応するプログラムを記憶回路７１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、制御部３８と同様の処理を実行する。変形例における処理回路７０は、特許請求の範囲における処理回路の一例である。
ここで、図５に示すステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０６〜Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２〜Ｓ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１８、Ｓ１１９、Ｓ１２３及びＳ１２４は、処理回路７０が記憶回路７１から制御機能７０ｄに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。また、図５に示すステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１１１、Ｓ１１７、Ｓ１２０、Ｓ１２１及びＳ１２４は、処理回路７０が記憶回路７１から画像再構成機能７０ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
また、図６に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、処理回路７０が記憶回路７１から画像再構成機能７０ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
また、図７に示すステップＳ３０１、Ｓ３０２は、処理回路７０が記憶回路７１から画像再構成機能７０ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
また、図１４に示すステップＳ５０１〜Ｓ５０５は、処理回路７０が記憶回路７１から画像再構成機能７０ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
図１５の説明に戻り、インタフェース回路７２は、架台装置１０ａ及び寝台装置２０と、コンソール装置３０ａとの間で通信を行うためのネットワークカードである。
（画像処理装置の構成の変形例）
第３の実施形態に係る画像処理装置４００は、図１６に示すように構成されてもよい。図１６は、変形例に係る画像処理装置の構成例を示す図である。なお、上述した各実施形態と同様の構成については、各実施形態で付された符号と同様の符号を付して説明を省略する。変形例に係る画像処理装置６００は、図１６に示すように、入力回路８０と、記憶回路８１と、インタフェース回路８２と、処理回路８３とを備える。
入力回路８０と、記憶回路８１と、インタフェース回路８２と、処理回路８３とは、互いに接続されている。
入力回路８０は、例えば、操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル等により実現される。入力回路８０は、操作者が入力した各種指示や各種設定を示す電気信号に変換し、各種指示や各種設定を示す電気信号を処理回路８３に出力する。例えば、入力回路８０は、上述した入力部３１と同様の機能を有する。
記憶回路８１には、図１２に例示したＸ線ＣＴ装置１００から送信された生データが処理回路８３により格納される。また、記憶回路８１には、後述する画像再構成機能８３ｂが生成した各種画像データが、画像再構成機能８３ｂにより格納される。例えば、記憶回路８１には、ＣＴ画像の画像データや拡大ＣＴ画像の画像データが格納される。よって、記憶回路８１は、生データ、ＣＴ画像の画像データや拡大ＣＴ画像の画像データを記憶する。また、記憶回路８１は、後述する前処理機能８３ａ、画像再構成機能８３ｂ及び制御機能８３ｃの各機能を実現するための各プログラムを記憶する。記憶回路８１は、例えば、ＲＡＭ、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。
インタフェース回路８２は、Ｘ線ＣＴ装置１００、画像保管装置２００及び画像表示装置３００と、画像処理装置６００との間で通信を行うためのネットワークカードである。
処理回路８３は、例えば、プロセッサにより実現される。処理回路８３は、前処理機能８３ａに対応するプログラムを記憶回路８１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、上述した前処理部３４が実行する処理と同様の処理を実行する。また、処理回路８３は、画像再構成機能８３ｂに対応するプログラムを記憶回路８１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、上述した画像再構成部３６、画像再構成部４６又は画像再構成部５６が実行する処理と同様の処理を実行する。また、処理回路８３は、制御機能８３ｃに対応するプログラムを記憶回路８１から読み出し、読み出したプログラムを実行することで、上述した制御部３８が実行する処理と同様の処理を実行する。変形例における処理回路８３は、特許請求の範囲における処理回路の一例である。
ここで、図５に示すステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０６〜Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２〜Ｓ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１８、Ｓ１１９、Ｓ１２３及びＳ１２４は、処理回路８３が記憶回路８１から制御機能８３ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。また、図５に示すステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１１１、Ｓ１１７、Ｓ１２０、Ｓ１２１及びＳ１２４は、処理回路８３が記憶回路８１から画像再構成機能８３ｂに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
また、図６に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、処理回路８３が記憶回路８１から画像再構成機能８３ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
また、図７に示すステップＳ３０１、Ｓ３０２は、処理回路８３が記憶回路８１から画像再構成機能８３ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
また、図１４に示すステップＳ５０１〜Ｓ５０５は、処理回路８３が記憶回路８１から画像再構成機能８３ｃに対応するプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することにより実現されるステップである。
ここで、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)、或いは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））、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）、及び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。プロセッサは記憶回路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。なお、記憶回路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、読み出したプログラムを実行することで機能を実現する。
なお、図１５に示すＸ線ＣＴ装置の構成の変形例において、単一のプロセッサにて、スキャン制御機能７０ａ、前処理機能７０ｂ、画像再構成機能７０ｃ及び制御機能７０ｄが実現される例について説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各機能を実現するようにしてもよい。同様に、図１６に示す画像処理装置の構成の変形例において、単一のプロセッサにて、前処理機能８３ａ、画像再構成機能８３ｂ及び制御機能８３ｃが実現される例について説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１５の例、及び、図１６の例における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
また、図１５及び図１６に例示した各回路は、適宜分散・統合して構成されてもよい。例えば、処理回路７０は、スキャン制御機能７０ａ及び制御機能７０ｄを有する処理回路と、前処理機能７０ｂ及び画像再構成機能７０ｃを有する処理回路とに分散されてもよい。また、処理回路８３は、制御機能８３ｃを有する処理回路と、前処理機能８３ａ及び画像再構成機能８３ｂを有する処理回路とに分散されてもよい。
以上述べた少なくとも１つの実施形態のＸ線ＣＴ装置または画像処理装置によれば、迅速に拡大ＣＴ画像を再構成することができる。
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。
３８ａ 表示制御部
３６ｃ 前処理部
３６ｄ 拡大再構成部

Claims (12)

  1. 再構成済みの複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を表示部に表示させるとともに、前記表示部に表示されたＣＴ画像を拡大する拡大指示を受け付けた場合に、新たに再構成された拡大ＣＴ画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
    前記複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す前処理部と、
    前記拡大指示を受け付けた場合に、前記拡大指示に基づいて、前記前処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する再構成部と、
    を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
  2. 前記前処理部は、前記複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を含む複数のＣＴ画像に対応する生データに対して前記前処理を施す、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  3. 前記前処理部は、前記生データに対して、前処理として、ノイズを低減させる処理、および、散乱線を低減させる処理の少なくとも一方の処理を行う、請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。
  4. 前記前処理部は、さらに、前記前処理が施された前記生データに対して、画像のぼけを低減させるコンボリューション処理を施す、請求項１〜３の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
  5. 前記表示制御部は、前記拡大指示を受け付けてから前記拡大ＣＴ画像の再構成が完了するまでの間、前記拡大ＣＴ画像が表示される表示部の表示領域に、前記表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を拡大して表示させる、請求項１〜４の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
  6. 前記前処理部は、更に、前記複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、初期化処理を行う、請求項１〜５の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
  7. 前記再構成部は、更に、前記複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、初期化処理を行う、請求項１〜６の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
  8. 再構成済みの複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を表示部に表示させるとともに、前記表示部に表示されたＣＴ画像を拡大する拡大指示を受け付けた場合に、新たに再構成された拡大ＣＴ画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
    前記複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す前処理部と、
    前記拡大指示を受け付けた場合に、前記拡大指示に基づいて、前記前処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する再構成部と、
    を備える、画像処理装置。
  9. 再構成済みの複数のＣＴ画像のうち、いずれかのＣＴ画像が表示対象の画像として指定される都度、該表示対象の画像として指定されたＣＴ画像を表示部に表示させるとともに、前記表示部に表示されたＣＴ画像を拡大する拡大指示を受け付けた場合に、新たに再構成された拡大ＣＴ画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
    前記複数のＣＴ画像のうち、所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像を特定する特定部と、
    前記特定部により特定されたＣＴ画像に対応する生データに対して前処理を施す前処理部と、
    前記拡大指示を受け付けた場合に、前記拡大指示に基づいて、前記前処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する再構成部と、
    を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
  10. 前記前処理部は、前記拡大指示を受け付けた場合に、当該拡大指示の対象となるＣＴ画像が、前記特定部により前記所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像として特定されていないときには、当該拡大指示の対象となるＣＴ画像に対応する生データに対して前記前処理を施し、
    前記再構成部は、前記拡大指示に基づいて、前記前処理が施された生データを用いて、拡大ＣＴ画像を再構成する、請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
  11. 前記前処理部は、更に、前記特定部により前記所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像が特定されると、初期化処理を行う、請求項９または１０に記載のＸ線ＣＴ装置。
  12. 前記再構成部は、更に、前記特定部により前記所定の病変部位を示す画像を有するＣＴ画像が特定されると、初期化処理を行う、請求項９〜１１の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
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