JP3023201B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円錐、または角錐の錐
状のＸ線ビームを用いてヘリカルスキャンを行なうＸ線
コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と称す
る）に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は被検体の断層像を撮影す
る装置として医用のみならず産業用にも広く普及してい
る。特に、医用においては画像診断機器として重要な位
置を占めている。被検体は３次元であるが、Ｘ線ＣＴ装
置は断層像（スライス）を撮影（スキャン）するもので
あるので、被検体全部を撮影するためには多数枚のスラ
イスをスキャンする必要がある。最近のＸ線ＣＴ装置は
初期のものに比較すれば、スキャン速度が非常に早く、
全体の撮影時間も短くなっているが、さらに早く撮影を
行ないたいという要求がある。これは、（１）ＣＴ装置
が重要になるに従ってスキャンするスライス数が増加し
ていること、（２）ダイナミックスキャンと呼ばれる方
式の場合には、体内に注入した造影剤の動きを撮影する
ために、短時間の撮影が必要とされること等のためであ
る。撮影時間を短くするために、従来、２種類の方式が
提案、実用化されている。１つはヘリカルスキャン方式
であり、他はコーンビームを用いる方式である。

【０００３】コーンビームを用いる方式とは、図１３に
示すように、１個のＸ線管１０からコーンビーム（実際
は円錐でなく角錐であるが、一般的にコーンビームと称
されている）１２を被検体（図示せず）に投影して得ら
れた投影デ−タをイメ−ジ・インテンシファイア等の２
次元Ｘ線検出器１４で収集する方式である。以下の説明
の便宜上、図１４に示すように座標を決める。ここで
は、スライス面をＸ−Ｙ座標平面により定義し、スライ
ス厚方向をＺ軸と定義する。

【０００４】図１５に示すように、通常のスキャン方式
におけるあるスライス位置（Ｚ方向のある位置ｚ）のあ
る投影角度（Ｘ−Ｙ平面内のＹ軸を基準とした場合の回
転角度θ）において収集した投影データをＰ（ｚ，θ）
とする。通常のスキャン方式とは、スキャン位置を固定
して３６０度の投影データを収集し、順次Ｚ方向にスキ
ャン位置を移動して、次の３６０度の投影データを収集
する方式である。従って、投影データＰ（ｚ，θ）は図
１６に（１）、（２）、…で示すように各投影位置毎に
０度から３６０度の順番で収集される。この場合、スキ
ャン位置とスライス位置は同じであり、同一投影位置で
ある縦１列の３６０度の投影データを用いて、その位置
の画像を再構成する。

【０００５】次に、ヘリカルスキャン方式を説明する。
この方式において収集した投影データをＰＨ（ｚ，θ）
とする。ヘリカルスキャンとは投影角度θの変化に同期
して、スキャン位置ｚを変化させるので、投影データＰ
Ｈ（ｚ，θ）は図１７に示すような順番で収集される。
あるスライス位置の画像を再構成するためには縦１列の
３６０度の投影データが必要であるが、ヘリカルスキャ
ン方式では縦１列の３６０度の投影データは存在しな
い。したがって、縦１列の投影データＰＨ（ｚ，θ）を
仮想的に合成する必要がある。これは、同一の投影角度
θでスキャン位置ｚの異なる２つ以上のデ−タを補間す
る方法が一般的である。例えば、破線の丸で示す投影デ
ータＩはその左右の投影データＬ，ＲをＺ方向の位置に
応じて補間することにより求められる。

【０００６】図１６と図１７とから明らかなように、ヘ
リカルスキャン方式は通常のスキャン方式に比較して全
体のスキャン時間が短い。しかしながら、投影データを
スライス方向に補間するため、スライス厚方向のボケが
大きく、スライス方向の分解能が悪いという欠点があ
る。

【０００７】次に、コーンビームを用いる通常のスキャ
ン方式を説明する。通常のスキャン方式、およびヘリカ
ルスキャン方式においては、全ての投影データはＺ軸に
垂直であるが、コーンビームの場合は図１８に示すよう
にＺ軸方向に広がっている。そのため、投影データのス
キャン位置ｚはＸ，Ｙ方向の位置により異なる。そこ
で、投影データのスキャン位置をＺ軸上（ｘ＝ｙ＝０）
の位置で定義し、これをＰＣ（ｚ，θ）とする。図１８
に示すように、コーンビームを用いると多数の投影デー
タを同時に収集できる。また、通常のスキャン方式と同
様に、３６０度の投影データを収集する間はスキャン位
置を固定してある。したがって、投影データＰＣ（ｚ，
θ）は図１９に示す順番で収集される。

【０００８】図１６、図１７、および図１９とも１投影
データを１個の丸で示しているが、Ｚ軸方向に関する投
影角度は同じではない。図１６、図１７の場合は、全て
の投影データがＺ軸に垂直であるので、１８０度離れた
投影角度の投影データは図２０（ａ）に示すように、お
互いに対向する投影データになる。一方、コーンビーム
の場合は、スライス位置の中心では図２０（ａ）と同じ
であるが、中心から離れるにしたがって図２０（ｂ）に
示すように、投影データが交差するようになる。この角
度は中心からのずれに比例して大きくなる。

【０００９】したがって、コーンビームを用いたＸ線Ｃ
Ｔ装置における再構成は数学的には非常に難しい問題に
なる。そのため、何等かの近似を行って再構成するが、
中心から離れたスライスでは精度が悪くなる。

【００１０】コーンビームを用いたＸ線ＣＴ装置の再構
成の最も簡単な方法は、Ｘ線管が非常に離れた位置にあ
ると見なして、コーンビームの全ての投影データがＺ軸
に垂直であると近似することである。これにより、通常
のスキャンと同じく、コンボリューション・バックプロ
ジェクション方式により画像を再構成することができ
る。しかしながら、この近似では中心から離れたスライ
スにおける精度が十分でない。

【００１１】別の近似再構成法としては文献１（L. A.
Feldkamp, et. al: Practical conebeam algorithm, J.
Opr. Soc. Am. A, 6, pp. 612-619, 1980 ）に記載さ
れた方法がよく知られている。この方法は前述の方法に
比較すれば、精度がよいが、再構成が複雑であること、
精度がスライスにより異なること、これでも精度が十分
でないこと等の問題がある。

【００１２】このように、撮影時間を短くするために、
従来提案されている２種類の方式はいずれも一長一短が
あり、簡単な構成でしかも精度良く、短時間に多数枚の
スライスをスキャンすることができるものは実現されて
いない。なお、これらの２方式を組み合わせたシステム
は、研究はされているが、実用化はされていない。例え
ば、文献２（工藤博幸、斎藤恒雄「ヘリカルスキャンに
よる円錐ビーム投影からの３次元ＣＴ画像再構成」、Ｍ
ＢＥ８８−６３，９−１６）に記載されている再構成方
式は、被検体が小さいものを仮定しているとともに、再
構成も複雑で実用的でない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は多数枚のスラ
イスを短時間に撮影することができる簡単な構成のＸ線
ＣＴ装置を提供することである。

【００１４】また、本発明の他の目的は精度がよく、し
かも、その精度がスライス位置に依存しないコーンビー
ムを用いたヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置を提供
することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によるＸ線ＣＴ装
置は、被検体の体軸方向にも所定の広がり幅を有するフ
ァンビームＸ線を被検体に対して放射するＸ線源と、検
出素子が２次元的に配列されてなり、被検体を透過した
多方向からのＸ線を検出するＸ線検出手段と、広がり幅
をＸ線検出手段の体軸方向の長さ以下の任意の長さに設
定可能なビーム幅設定手段と、Ｘ線源が被検体の周囲を
螺旋状の軌跡を描くようＸ線源もしくは被検体を駆動さ
せる駆動手段と、この駆動手段によるＸ線源もしくは被
検体の駆動量とビーム幅設定手段にて設定された広がり
幅とを関連づけて制御する駆動量制御手段と、この駆動
量制御手段による制御の基で収集されたデータにより画
像再構成処理を行い断層像を得る処理手段と、を具備
し、ビーム幅設定手段は、スキャン時間重視および画質
重視のいずれかのモードの選択に応じてＸ線の広がり幅
が設定されるものであることを特徴とするものである。
ここで、ビーム幅設定手段は、スキャン時間重視モード
が選択された際はビーム幅を広く設定し、画質重視モー
ドが選択された際はビーム幅を狭く設定してもよい。ま
た、駆動量制御手段は、ビーム幅設定手段にて設定され
た広がり幅の大小に比例して駆動量が変化するよう制御
してもよい。さらに、所定の広がり幅を有するファンビ
ームＸ線における、体軸方向の位置に応じて異なるビー
ム経路長を補正する補正手段をさらに具備してもよい。

【００１６】

【作用】本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、錐状のＸ線を
用いてヘリカルスキャンを行ない、コーンビ−ムをスラ
イス厚方向に垂直なビ−ムと見なして通常の再構成を行
なうことにより、簡単な構成で多スライスのスキャンを
短時間に行なうことができ、投影デ−タの補間が不要で
ありながら、スライスの位置により誤差が異なることが
なく、スライス厚方向のボケが少ない画像が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明によるＸ線ＣＴ
装置の実施例を説明する。先ず、図１を参照して、本発
明によるコーンビームを用いたヘリカルスキャン方式を
説明する。Ｘ線管１０より被検体１８に角錐状のＸ線
（コーンビーム）を照射し、被検体１８を透過したＸ線
に基づく投影データをイメージ・インテンシファイア等
の２次元Ｘ線検出器１４で収集する。Ｘ線管１０と２次
元検出器１４は被検体１８の体軸に沿ったＺ軸を中心に
被検体１８の回りを回転し、０度〜３６０度の間の所定
角度毎の各投影角度で投影データを収集する。その際
に、Ｘ線管１０と２次元検出器１４の回転に同期して、
被検体１８を乗せた寝台１６をＺ軸方向に移動させる。
このスキャンにおいて、被検体１８が固定していると考
えると、Ｘ線管１０は図２に示すようにヘリカル（螺
旋）状の軌跡を移動する。したがって、投影データもヘ
リカル状に収集される。このヘリカルスキャン方式の場
合、３６０度分の投影角度に対する寝台の送り量を、Ｚ
軸方向のビームの広がり幅（ここでは、２次元検出器の
Ｚ軸方向の長さ）に合わせている。

【００１８】図３は２次元検出器１４を真上から見た図
である。２次元検出器１４としてイメージ・インテンシ
ファイアを使用した場合は、図３に示した格子で囲まれ
た矩形領域毎にデータをサンプリングし収集する。図３
において縦方向は図１５に示すファンビームの拡がり方
向であり、これは一般にチャンネル方向と呼ばれる。横
方向は一般にスライス方向と呼ばれる。したがって、図
３における縦方向のデータの集まりが１投影データを構
成する。チャンネル方向のサンプリングピッチは等角度
であり、ここでは１投影データが５１２チャンネル有す
る。中心付近の投影データはＸ線がほぼ真上から照射さ
れるので、通常のスキャン方式の投影データとほぼ同じ
になる。Ｚ軸方向、すなわちスライス方向は等間隔にサ
ンプリングされるように、各矩形のＺ方向の長さｄは等
しく設定されている。

【００１９】本発明のスキャンにより収集された投影デ
ータについて説明する。通常のコーンビームを用いる場
合と同様に、この場合も投影データは図１７に示すよう
にＺ軸方向に広がりを持つ。そのため、投影データのス
キャン位置ｚはＸ，Ｙ方向の位置により異なる。そこ
で、ここでは投影データのスキャン位置をＺ軸上（ｘ＝
ｙ＝０）の位置で定義し、これをＰＣＨ（ｚ，θ）とす
る。１つのＰＣＨ（ｚ，θ）を図１８の場合と同様に１
個の丸で示すと、投影データＰＣＨ（ｚ，θ）は図４に
示す順番で収集される。

【００２０】あるスライス、例えば図４におけるｚt に
おけるスライスを再構成する場合を考える。このスライ
スを再構成するためには、この位置における３６０度
（あるいは、ハーフスキャンの場合は１８０度＋ファン
角度）の投影データが必要であるから、全投影データの
中からｚt の位置の投影データ、すなわち図４の縦一列
の投影データを集める。しかし、実際は縦一列の３６０
度の投影データは存在しないので、ｚt に隣接する位置
の投影データを集める。これらの投影データを図中黒丸
で示す。

【００２１】このように集められた投影データも、Ｚ軸
方向の投影角度は同じではないので、１８０度離れた投
影角度の投影データは図５に示すようになる。従って、
この投影データにおける再構成も数学的には非常に難し
い問題になるが、図５を従来のコーンビームを用いた方
式の場合の図２０（ｂ）と比較すると、以下のような特
徴がある。 １）図５に示す本発明の場合は図２０（ｂ）に示した従
来例と比較して交差する角度が小さい。 ２）図２０（ｂ）の交差角度はスライス位置により異な
るが、図５の場合は交差角度の分布がスライス位置に依
存しない。

【００２２】したがって、Ｘ線管１０がＺ軸からかなり
離れていることを考慮すれば、全ての投影デ−タがＺ軸
に垂直である、すなわちコーンビ−ムをスライス厚方向
に垂直なビ−ムと仮定しても誤差は少ない。こうすれば
通常のスキャンと同じく、コンボリューション・バック
プロジェクション方式により画像を再構成することがで
きる。

【００２３】そのため、以下のようにすれば、コーンビ
ームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよ
く、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、
再構成を行なうことができる。すなわち、 １）コーンビームを用いてヘリカルスキャンを行い、投
影データを収集する。

【００２４】２）投影データのＺ方向の位置を、投影デ
ータがＺ軸を横切る位置と定義し、全投影データの中か
らスライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影
データを、投影角度０〜３６０度について集める。 ３）投影データがＺ軸に垂直であると仮定して、集めた
各投影データをコンボリューション・バックプロジェク
ションする。

【００２５】このような原理に基づいた本発明の第１実
施例を説明する。図６は本発明の実施例におけるシステ
ム・ブロック図である。ここでは、いわゆる第３世代の
Ｘ線ＣＴ装置に適用した場合であり、３６０度の投影デ
ータを使用して画像を再構成する場合の実施例について
説明する。２次元検出器１４の出力が記憶装置２０に供
給される。記憶装置２０は、生データ記憶部２０ａ、編
集後の生データ記憶部２０ｂ、再構成画像記憶部２０ｃ
を有する。記憶装置２０のデータがバスライン２２を介
して再構成装置２４に供給される。再構成装置２４の出
力は再構成画像記憶部２０ｃに記憶され、画像表示装置
２６で表示される。バスライン２２には全体の制御を行
なう中央処理ユニット（ＣＰＵ）２８が接続される。Ｃ
ＰＵ２８には、操作者により適宜スキャン条件を設定す
るための操作卓３０が接続される。ここでは、操作卓３
０は、コーンビーム・ヘリカルスキャンを指令するため
に、スキャン条件としては通常のＸ線ＣＴ装置で設定す
るものに加えて、Ｚ軸方向のビーム幅、およびスキャン
の総回数も指定する。ただし、通常のヘリカルスキャン
とは異なり、寝台の送り速度はＺ軸方向のビーム幅に連
動するので指定する必要はない。

【００２６】ＣＰＵ２８はＸ線管１０を含むＸ線発生部
３２と、寝台１６と、２次元Ｘ線検出器１４を制御して
コーンビーム・ヘリカルスキャンを行う。Ｘ線発生部３
２は被検体にコーンビームＸ線を照射しながら、２次元
Ｘ線検出器１４と対になって被検体の体軸方向（Ｚ軸）
を回転中心として回転する。２次元Ｘ線検出器１４は被
検体を透過したＸ線の投影データをディジタル値に変換
して記憶装置２０の第１の生データ記憶部２０ａに記憶
する。投影データは、図３で前述したようにサンプリン
グされる。

【００２７】寝台１６はＸ線発生部３２と２次元Ｘ線検
出器１４の回転に同期して、Ｚ軸方向に移動する。移動
速度はＸ線発生部３２と２次元Ｘ線検出器１４の１回転
に対して、寝台１６がＺ軸方向のビーム幅分だけ移動さ
れるように設定される。

【００２８】生データ記憶部２０ａに３６０度以上の投
影データが収集されたら、次のような手順で、生データ
の編集（あるスライスの再構成に使う投影データの選
択）、および画像再構成を行う。

【００２９】図３に示すように、Ｚ軸上における投影ビ
ームのＺ方向の幅（実施例では２次元検出器のＺ方向の
長さ）をＬ、投影データのＺ方向のサンプリング間隔を
ｄ、Ｎ＝Ｌ／ｄとする。また、図４に示すように、投影
データの投影角度の間隔をｈ、１回転の投影回数をＭと
すると、Ｍ＝３６０／ｈである。スキャンの総回数をＳ
Ｎ（これは操作者が指定する）、投影の総回数をＭＭと
すると、ＭＭ＝Ｍ×ＳＮである。

【００３０】Ｍ／ＮをパラメータＲＭＮとする。ＲＭＮ
は一般的にかなり大きな数であるので、ここでは３≦Ｒ
ＭＮとする。また、ここでは、ＲＭＮは整数とする。し
かし、ＲＭＮが整数でない場合も、実施例とほぼ同様に
実施することができる。

【００３１】図４において、縦１列がスライス位置であ
るので、縦一列の投影データが必要であるが、存在しな
い場合もあるので、黒丸で示すように隣接する位置の投
影データも選択する。

【００３２】ここで、再構成できる画像（スライス数）
をＧＮとすると、図４から分かるように、ＧＮ＝Ｎ×
（ＳＮ−１）である。また、最初のスライスの位置をＺ
＝０とする。

【００３３】現在までに投影（かつ収集）された投影回
数をパラメータＭＣとする。ＭＣは２次元Ｘ線検出器１
４が１投影のＮ個の投影データを記憶部１に記憶するご
とに更新される。この更新は下記のフロチャートとは別
の部分で独立に行われる。

【００３４】図４において、１投影で収集されるＮ個の
投影データの番号を、左から１，２，…Ｎとする。投影
番号をｍ、投影データ番号をｎとすると、図４の各投影
データはＰＣＨ（ｍ，ｎ）と表すことができる。

【００３５】画像再構成用に編集された生データは記憶
装置２０の編集データ記憶部２２ｂに記憶される。この
編集された生データをＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）で表す。こ
こでＧｉはスライス（画像）番号であり、Ｇｉ＝１〜Ｇ
Ｎである。また、Ｇｍは投影データ番号であり、Ｇｍ＝
１〜Ｍである。

【００３６】図７はこの実施例の主な動作の手順を示す
フローチャートである。先ず、ステップ＃１０００で、
必要なデータの初期化を行う。初期化するデータは後述
する。ステップ＃２０００で、生データ記憶部２０ａ内
の生データＰＣＨ（ｍ，ｎ）から第Ｇｉ番目のスライス
を再構成するのに必要なＭ個の投影データを選択的に読
出し、これらを編集後の生データＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）
として編集データ記憶部２２ｂに書き込む。この詳細に
ついては、後述する。

【００３７】ステップ＃３０００で、再構成装置２４に
より、第Ｇｉ番目のスライスを再構成する。再構成はコ
ンボリューション・バックプロジェクション方式により
行う。再構成に使用する投影データはＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇ
ｍ）（ここで、Ｇｍ＝１〜Ｍ）のＭ個である。

【００３８】ステップ＃４０００で、第Ｇｉ番目のスラ
イスを記憶装置２０の再構成画像記憶部２０ｃに記憶す
る。この際、スライス位置ｚも記憶する。ステップ＃５
０００で、第Ｇｉ番目のスライスを画像表示装置２６で
表示する。ステップ＃６０００で、スライス位置を更新
するために、ｚ←ｚ＋ｄとする。ステップ＃７０００
で、スライス番号を更新するために、Ｇｉ←Ｇｉ＋１と
する。

【００３９】ステップ＃８０００で、全スライスの処理
を修了したか否かを判定するために、Ｇｉ≦ＧＮか否か
を判定する。イエスの場合は、ステップ＃２０００に戻
り、次のスライスの処理を行なう。ノーの場合、すなわ
ちＧｉ＞ＧＮならば、全スライスの処理を終了したの
で、動作修了する。

【００４０】図８は図７のステップ＃１０００における
初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ＃
１１００で、スライスの位置を初期化するために、ｚ＝
０とする。ステップ＃１２００で、スライス番号を初期
化するために、Ｇｉ＝１とする。ステップ＃１３００
で、生データＰＣＨ（Ｍ＋１，１）を編集データＧＣＨ
（１，１）として設定するために、ｍｚ＝Ｍ＋１とす
る。ステップ＃１４００で、ｎｚ＝１とし、初期化が終
了する。

【００４１】図９は図７のステップ＃２０００における
生データの編集の詳細を示すフローチャートである。ス
テップ＃２１００で、このスライスの編集に必要な初期
化を行う。初期化するデータは後述する。ステップ＃２
２００で、必要な投影データの収集が終わっているか否
かを判定するために、ｍ≦ＭＣか否かを判定する。イエ
スの場合は、すぐに次のステップ＃２４００を実行す
る。ノーの場合、すなわちｍ＞ＭＣならば、ステップ＃
２３００で一定時間待ってから次のステップ＃２４００
を実行する。これは、本実施例は画像を早く見ることが
できるようにスキャンと平行して投影データの編集、画
像再構成を行う方式を採用しているので、編集、画像再
構成がスキャン速度よりも早い場合は、投影データの収
集が間に合わない場合があるので、ここで投影データの
収集を待つためである。なお、本実施例はスキャン終了
後に投影データの編集、画像再構成を行うように変更し
てもよいが、その場合は、これらのステップ＃２２０
０，＃２３００は不要である。

【００４２】ステップ＃２４００で、生データ記憶部２
０ａの投影データＰＣＨ（ｍ，ｎ）を再構成用に編集し
た投影データＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）として編集データ記
憶部２０ｂに書き込む。これにより、図４に示す黒丸の
投影データが選択される。ステップ＃２５００で、ｍ，
ｎを更新する。この詳細については後述する。ステップ
＃２６００で、Ｇｍ←Ｇｍ＋１とする。ステップ＃２７
００で、編集を続ける必要があるか否かを判定するため
に、Ｇｍ≦Ｍか否かを判定する。イエスの場合は、ステ
ップ＃２２００に戻る。ノーの場合は、ステップ＃２８
００で、ｍｚ，ｎｚを更新し、生データの編集を修了す
る。この詳細についても後述する。

【００４３】図１０は図９のステップ＃２１００におけ
る初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ
＃２１１０で、ＧＣＨ（Ｇｉ，Ｇｍ）の投影データ番号
Ｇｍを初期化するために、Ｇｍ＝１とする。ステップ＃
２１２０で、ｍ←ｍｚとする。ステップ＃２１３０で、
ｎ←ｎｚとする。ステップ＃２１４０で、｛（ＲＭＮ＋
１）／２｝の整数部をｒとし、初期化を終了する。

【００４４】図１１は図９のステップ＃２５００におけ
るｍ，ｎの更新の詳細を示すフローチャートである。ス
テップ＃２５１０で、ｍ←ｍ＋１とし、ステップ＃２５
２０で、ｒ←ｒ＋１とする。ステップ＃２５３０で、ｒ
≦ＲＭＮか否かを判定する。イエスの場合は、更新を修
了する。ノーの場合は、ステップ＃２５４０で、ｒ＝１
とし、ステップ＃２５５０で、ｎ←ｎ−１とし、ステッ
プ＃２５６０で、ｎ＞０か否かを判定する。イエスの場
合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃２５
７０で、ｎ＝Ｎとし、ステップ＃２５８０で、ｍ←ｍ−
Ｍとし、更新を終了する。これにより、図４に示す黒丸
の投影データが選択される。

【００４５】図１２は図９のステップ＃２８００におけ
るｍｚ，ｎｚの更新の詳細を示すフローチャートであ
る。ステップ＃２８１０で、ｎｚ←ｎｚ＋１とし、ステ
ップ＃２８２０で、ｎｚ≦Ｎか否かを判定する。イエス
の場合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ＃
２８３０で、ｎｚ＝１とし、ステップ＃２８４０で、ｍ
ｚ←ｍｚ＋Ｍとし、更新を終了する。

【００４６】以上説明したように、本実施例によれば、
コーンビームを用いてヘリカルスキャンを行い、投影デ
ータを収集し、投影データのＺ方向の位置を、投影デー
タがＺ軸を横切る位置と定義し、全投影データの中から
スライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影デ
ータを、投影角度０〜３６０度について集め、投影デー
タがＺ軸に垂直であると仮定して、集めた各投影データ
をコンボリューション・バックプロジェクションするこ
とにより、スライスを再構成する。このため、コーンビ
ームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよ
く、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、
再構成を行なうことができる。従って、多数枚のスライ
スを短時間に撮影することができる簡単な構成のＸ線Ｃ
Ｔ装置が提供される。なお、本発明は上述した実施例に
限定されず、種々変形して実施可能である。以下に、変
形例を説明する。上述の実施例はコンボリューションを
実空間で行なうことを想定したが、コンボルーションは
周波数空間で行ってもよい。

【００４７】Ｚ軸に垂直でない投影データに関しては、
コンボリューションの前に、投影データのＺ軸に対する
角度に応じてあらかじめ補正を行ってもよい。補正はど
のような方法でもよいが、文献１に示された方法を採用
してもよい。

【００４８】Ｘ線を検出する２次元検出器はイメージ・
インテンシファイアでも良いし、多チャンネルのキセノ
ン検出器を複数並べたものでも良いし、固体検出器、半
導体検出器などを２次元に配置したものでもよい。

【００４９】投影データのチャンネル及びスライス方向
の間隔は、本実施例のようにチャンネル方向が等角度、
スライス方向が等間隔であってもよいし、両方とも等角
度、あるいは両方とも等間隔であってもよい。

【００５０】実施例でのＺ軸方向のビームの広がり幅よ
りも、その広がり幅を狭くすれば、より精度の良い画像
を得ることができる。その場合には、３６０度の投影角
度に対する寝台の送り量を、Ｚ軸方向のビ−ムの広がり
幅に合わせて少なくする必要がある。また、Ｚ軸方向の
ビ−ムの幅を段階的に設定できるようにし、スキャン時
間と画質の要求に合わせて選択できるようにしてもよ
い。すなわち、スキャン時間の短さを重視する場合には
ビ−ムの幅を広く、画質を重視する場合にはビ−ムの幅
を狭く設定する。このように狭く設定すれば、中心から
最も遠いスライス位置でもＸ線ビームのコーン角の影響
が小さくなり、その結果高画質の画像を得ることができ
る。実施例はいわゆる第３世代ＣＴについて説明した
が、いわゆる第４世代ＣＴにおいても、同様に実施でき
る。実施例では、１画像を再構成するための投影デ−タ
は３６０度であったが、１８０度＋ファン角度の投影デ
−タを使用して、１画像を再構成してもよい。実施例で
は、全画像を再構成したが、任意の所望する画像だけを
再構成するようにしてもよい。

【００５１】実施例では、編集、再構成をスキャンと平
行して行っているが、スキャン終了後に編集、再構成を
行うようにしても良いし、編集だけをスキャンと平行し
て行い再構成はスキャン終了後に行うようにしても良
い。

【００５２】実施例では、収集投影データを１度記憶
し、それを編集するようにしているが、収集投影データ
を最初から編集して、再構成投影データとして直接記憶
するようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、錐
状のＸ線を用いてヘリカルスキャンを行ない、コーンビ
−ムをスライス厚方向に垂直なビ−ムと見なして通常の
再構成を行なうことにより、簡単な構成で多数枚のスラ
イスを短時間に撮影することができ、投影デ−タの補間
が不要でありながら、スライスの位置により誤差が異な
ることがなく、スライス厚方向のボケが少ない画像が得
られる簡単な構成のＸ線ＣＴ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置の一実施例における
コーンビームを用いたヘリカルスキャンの概要を示すブ
ロック図。

【図２】ヘリカルスキャンを説明する図。

【図３】一実施例に用いられる２次元Ｘ線検出器を示す
図。

【図４】一実施例における投影データの収集順番を示す
図。

【図５】一実施例における１８０度離れた投影角度の投
影データの交差角度を示す図。

【図６】一実施例の構成を示すシステム・ブロック図。

【図７】一実施例の主な動作手順を示すフローチャー
ト。

【図８】図７中の初期化処理の詳細を示すフローチャー
ト。

【図９】図７中の生データ編集処理の詳細を示すフロー
チャート。

【図１０】図９中の初期化処理の詳細を示すフローチャ
ート。

【図１１】図９中のｍ，ｎの更新処理の詳細を示すフロ
ーチャート。

【図１２】図９中のｍｚ，ｎｚの更新処理の詳細を示す
フローチャート。

【図１３】コーンビームを説明するため図。

【図１４】Ｘ線ＣＴ装置における座標系を示す図。

【図１５】投影角度を説明するための図。

【図１６】通常スキャン方式の従来のＸ線ＣＴ装置にお
ける投影データの収集順番を示す図。

【図１７】ヘリカルスキャン方式の従来のＸ線ＣＴ装置
における投影データの収集順番を示す図。

【図１８】コーンビームを用いた従来のＸ線ＣＴ装置に
おける投影角度と投影位置の関係を示す図。

【図１９】コーンビームを用いた従来のＸ線ＣＴ装置に
おける投影データの収集順番を示す図。

【図２０】従来例における１８０度離れた投影角度の投
影データの交差角度を示す図。

【符号の説明】

１０…Ｘ線管、１４…２次元Ｘ線検出器、１６…寝台、
１８…被検体、２０…記憶装置、２４…再構成装置、２
６…表示装置、２８…ＣＰＵ、３２…Ｘ線発生部。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の体軸方向にも所定の広がり幅を
   有するファンビームＸ線を被検体に対して放射するＸ線
   源と、 検出素子が２次元的に配列されてなり、前記被検体を透
   過した多方向からのＸ線を検出するＸ線検出手段と、 前記広がり幅を前記Ｘ線検出手段の体軸方向の長さ以下
   の任意の長さに設定可能なビーム幅設定手段と、 前記Ｘ線源が被検体の周囲を螺旋状の軌跡を描くよう前
   記Ｘ線源もしくは被検体を駆動させる駆動手段と、 この駆動手段によるＸ線源もしくは被検体の駆動量と前
   記ビーム幅設定手段にて設定された広がり幅とを関連づ
   けて制御する駆動量制御手段と、 この駆動量制御手段による制御の基で収集されたデータ
   により画像再構成処理を行い断層像を得る処理手段と、 を具備し、 前記ビーム幅設定手段は、スキャン時間重視および画質
   重視のいずれかのモードの選択に応じてＸ線の広がり幅
   が設定されるものである ことを特徴とするＸ線コンピュ
   ータ断層撮影装置。
2. 【請求項２】 前記ビーム幅設定手段は、スキャン時間
   重視モードが選択された際はビーム幅を広く設定し、画
   質重視モードが選択された際はビーム幅を狭く設定する
   ものである請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装
   置。
3. 【請求項３】 前記駆動量制御手段は、前記ビーム幅設
   定手段にて設定された広がり幅の大小に比例して前記駆
   動量が変化するよう制御するものである請求項１、また
   は請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 【請求項４】 前記所定の広がり幅を有するファンビー
   ムＸ線における、前記体軸方向の位置に応じて異なるビ
   ーム経路長を補正する補正手段をさらに具備する請求項
   １乃至請求項３のいずれか一項記載のＸ線コンピュータ
   断層撮影装置。