JP4350738B2 - Ｘ線断層撮影装置およびアーチファクトの低減方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置などにおいて、コーンビームアーチファクト、風車アーチファクトなどのアーチファクトの影響を少なくした断層像を表示するＸ線断層撮影装置およびそのアーチファクトの低減方法に関する。

マルチスライスＸ線コンピュータ断層撮影（Ｘ線ＣＴ）装置は、現在、６４または２５６スライス数にまで増加している。Ｘ線ＣＴ装置のヘリカルスキャンを用いたコーンビームの画像再構成アルゴリズムは、いろいろあるが、コーンビームの画像再構成アルゴリズムに共通の問題の一つは、被検体の体軸方向（ｚ方向、スライス方向とも呼ばれる）におけるサンプリング間隔が不十分なことである。これらのアルゴリズムはナイキストの定理に反しており、高周波数成分に起因して再構成された画像内で渦巻き状の風車（Windmill）状のアーチファクトを生じさせる。つまり、検出器の分解能が構造物に対して不十分な場合またはヘリカルスキャンではヘリカルピッチを大きくすると補間計算が理想的に行えなくなり、画像上に風車状のアーチファクトが発生する。

このような風車アーチファクトを低減するために、ｚ方向に多点補間して対象の信号を揺らぎの幅を低減して風車状のアーチファクトを目立たなくしている。たとえば特許文献１では、再構成関数重畳処理を行う際にｚ方向に補間処理を行い、風車状のアーチファクトの低減を試みている。
特開２００３−３２５５０２号公報

しかし、ｚ方向に多点補間してアーチファクトを低減する方法は、アーチファクトが生じないていない画像領域に対しても補間を行うため、Ｚ方向の分解能を下げることにつながり、分解能を維持して鮮明な断層像を得ることができない。

そこで、本発明は、Ｚ方向の分解能を下げることなく、アーチファクトを積極的に抽出して、アーチファクトを低減するＸ線断層撮影装置およびそのアーチファクトの低減方法を提供することを目的とするとする。

本発明は、三次元逆投影された断層像から、アーチファクトが発生している画素に対してのみアーチファクトを低減し、アーチファクトが発生していない部分に対しては三次元逆投影された断層像をそのまま使用して、その断層像を表示する。このため、アーチファクトが生じないていない画素に対しては、Ｚ方向の分解能を下げることなく鮮明な断層像を得ることができる。

第１の観点のＸ線断層撮影装置は、ガントリおよび寝台の少なくとも一方が被検体の体軸方向に沿って移動する間に、Ｘ線を被検体に照射して被検体の投影データを作成するスキャン手段と、投影データを逆投影した断層像に含まれる画素について、アーチファクトであると判定する第一アーチファクト判定部と、第一アーチファクト判定部においてアーチファクトであると判定された画素を対象に、該対象の画素およびその周辺の領域を含む判定画素領域を設定し、判定画素領域において第一アーチファクト判定部においてアーチファクトを発生し得る画素と判定された画素が所定の基準を超えて存在する場合に、該対象の画素を、アーチファクトであると再判定する第二アーチファクト判定部と、最終的にアーチファクトと判定された画素に対し、アーチファクトを低減するための画像処理を行うアーチファクト低減部と、を備える。
この第１の観点におけるＸ線断層撮影装置は、最初に第一アーチファクト判定部が断層像に含まれる画素にアーチファクトがあるかを判定する。さらに、第二アーチファクト判定部は、第一アーチファクト判定部がアーチファクトと判定した画素を、判定画素領域において所定の基準を超える場合に、アーチファクトであると再判定する。このため、断層像内の画素を二重にアーチファクトであるかを判定している。このように判定されたアーチファクトが生じている画素に対してのみアーチファクトを低減するように画像処理を行うことができる。アーチファクト以外の画素は補間処理を行わないので体軸方向の分解能は下がらない。

第２の観点のＸ線断層撮影装置は、アーチファクトと判定された画素が、断層像に占める比率を計算するアーチファクト比計算手段と、比率が所定のしきい値より大きい場合に、アーチファクトであると再判定する第三アーチファクト判定部と、をさらに備える。
この第２の観点におけるＸ線断層撮影装置は、アーチファクトと再判定された対象画像が断層像のうちに占める比率を計算する。すなわち前記比率によってはアーチファクトが現われない断層像がある。このため、たとえ画像にアーチファクトがあると再判定された場合でも、所定の比率より小さい断層像については断層像全体としてないと判断することも可能となる。このように、対象画像がアーチファクトである画素を特定し、特定されたアーチファクトが生じている画素に対してのみアーチファクトを低減するように画像処理を行うことができる。

第３の観点のＸ線断層撮影装置は、第一アーチファクト判定部は、投影データを逆投影して得られた複数の断層像間の体軸方向のＣＴ値の変化量に応じて判定する。
実験などを通じて、体軸方向のＣＴ値の変化量を特定する。ＣＴ値の変化量が所定範囲内に含まれるか否かを判定してアーチファクトが生じている画素を判断する。断層像のこの第３の観点の構成では、ＣＴ値の変化量が所定範囲内に含まれるか否かを判定してアーチファクトが生じている画素を判断する。

第４の観点のＸ線断層撮影装置は、アーチファクト低減部におけるアーチファクトを低減するための画像処理は、体軸方向の複数の画素に重み付け係数を乗算してそれらを加算し、断層像の対象画素のアーチファクトを低減する。
この第３の観点の構成では、アーチファクトが生じている画像領域に対しては、体軸方向の複数の画素領域に重み付け係数を乗算してそれらを加算し、断層像の画素領域のアーチファクトを低減する。

第５の観点のＸ線断層撮影装置は、第４の観点において、アーチファクト低減部は、体軸方向の複数の画素領域の数に応じて、重み付け係数を変える。
この第３の観点の構成では、体軸方向の複数の画素領域の数、たとえば対象領域の前後一スライス像であれば３、前後ｎスライス像であれば２ｎ＋１、に基づいて重み付け係数を変えることができる。

第６の観点のＸ線断層撮影装置では、判定画素領域は、四角形形状または多角形形状である。
この第６の観点の構成では、判定画素領域は、断層像の表示方法または撮影条件などに応じて、四角形形状または多角形形状にしてもよい。

第７の観点のＸ線断層撮影装置では、断層像の拡大表示および縮小表示に応じて、判定画素領域を構成する画素数を変更する。
この第７の観点の構成では、断層像の拡大表示および縮小表示により画面上のアーチファクトの大きさまたは部位の大きさが変わる。これに応じて判定画素領域の大きさを変えることでアーチファクトの画素の特定がより正確にすることができる。

第８の観点のＸ線断層撮影装置では、第一アーチファクト判定部における基準は可変できる。
被検体の撮影条件または撮影部位などによりアーチファクトの現われ方が異なる。たとえばほとんどアーチファクトが現われない部位であれば、第一しきい値を９０パーセントから８５パーセントに緩くしても支障はない。このように、断層像に現われるアーチファクトと体軸方向の分解能とを勘案して、第一アーチファクト判定部における基準を可変できれば操作者の意図する断層像を得ることができる。

第９の観点のＸ線断層撮影装置では、第二アーチファクト判定部における基準は、可変できる。
この第８の観点では、被検体の撮影条件または撮影部位などによりアーチファクトの現われ方が異なる。アーチファクトの画素は保管してできるだけ目立たなくして、その一方で正常な画素に対しては補間処理を行わない方がよい。このため断層像に現われるアーチファクトと体軸方向の分解能とを勘案して、第二アーチファクト判定部における基準を可変できれば操作者の意図する断層像を得ることができる。

本発明のＸ線断層撮影装置およびアーチファクト低減方法によれば、アーチファクトが発生している画素を検証するため、アーチファクトが生じている画素を確実の特定できる。そして、三次元逆投影された断層像から、アーチファクトが発生している画素に対してのみアーチファクトを低減し、アーチファクトが発生していない部分に対しては三次元逆投影された断層像をそのまま使用した断層像を表示させることができる。

＜Ｘ線断層撮影装置の構成＞
図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）１０の構成を示したブロック図である。Ｘ線断層撮影装置１０は、ガントリ１００と、このガントリ１００の撮影領域内に被検体ＨＢを挿入する寝台１０９とを装備している。寝台１０９は、被検体ＨＢの体軸方向であるＺ方向に移動する。ガントリ１００は、回転リング１０２を有し、この回転リング１０２にコーンビーム形状のＸ線ビームＸＲを照射するＸ線管１０１とＸ線管１０１に対向して配置された多列Ｘ線検出器１０３とを有している。多列Ｘ線検出器１０３は、被検体ＨＢを透過したＸ線を検出する。

多列Ｘ線検出器１０３は、シンチレータおよびフォトダイオードで構成される。多列Ｘ線検出器１０３には、一般的にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集回路１０４が接続されている。このデータ収集回路１０４には、多列Ｘ線検出器１０３の各チャネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このプリアンプの出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャネルごとに設けられている。データ収集回路１０４からのディジタル信号は、データ転送装置１０５を介して画像処理装置２０に送られる。

操作コンソール側は、Ｘ線に電圧を供給する高電圧発生器５１が備えられている。高電圧発生器５１は、周期的に高電圧を発生させ、Ｘ線管１０１にスリップリング１１３を介して高電圧を供給する。
操作コンソール側のスキャンコントローラ５３は、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャンなどの複数のスキャンパターンを実行する。アキシャルスキャンとは、寝台１０９をＺ軸方向に所定ピッチ移動するごとにＸ線管１０１及びＸ線検出部１０３を回転させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、Ｘ線管１０１及びＸ線検出部１０３とが回転している状態で寝台１０９を所定速度で移動させ、生データを取得するスキャン方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管１０１及び多列Ｘ線検出部１０３を回転機構１１１で回転させながら寝台１０９の速度を可変させて生データを取得するスキャン方法である。スキャンコントローラ５３は、高電圧発生器５１に同期して回転機構１１１を駆動させ、データ収集回路１０４で周期的に生データを収集させる等のスキャンに関わるコントロールを統括している。

入力装置５５は、操作者の入力を受け付けるキーボードまたはマウスで構成される。記憶装置５９は、プログラムやＸ線検出器データや投影データやＸ線断層像を記憶する。画像処理装置２０は、データ収集回路１０４からの投影データに対して、前処理をしたり、画像再構成処理をしたり、後処理などを実行する。ディスプレイ６０は、操作画面を表示したり、画像再構成された断層像を表示したりする。

＜画像処理部の構成＞
画像処理部２０は、前処理部２１と、ビームハードニング処理部２３、三次元逆投影処理部２４、アーチファクト低減部２５、アーチファクト判定部２７（第１判定部２７−１、第２判定部２７−２、第３判定部２７−３）およびアーチファクト比計算部２９を有している。
前処理部２１は、このデータ収集回路１０４で収集された生データに対して、チャネル間の感度不均一を補正し、またＸ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正するＸ線量補正等の前処理を実行する。なお、本実施形態では、前処理を終えたデータを投影データと言う。

ビームハードニング処理部２３は、投影データのビームハードニングを補正処理する。ビームハードニングとは、同一材質でも透過厚さによりＸ線吸収が変化し、ＣＴ画像上のＣＴ値（輝度）が変わってしまう現象で、特に被検体を透過した放射線のエネルギー分布が高エネルギー側に偏ることをいう。このため、投影データのスライス方向、チェネル方向に対して、ビームハードニングを補正する。

三次元逆投影処理部２４は、前処理部２１で前処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(ＦＦＴ：Fast Fourier Transform)がなされて、それに再構成関数Kernel（j）を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、三次元逆投影処理部２４は、再構成関数Kernel（j）を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体ＨＢの体軸方向（Ｚ方向）ごとに断層像（ｘｙ平面）を求める。三次元逆投影処理部２４は、この断層像を記憶装置５９に記憶させる。

アーチファクト低減部２５は、記憶装置５９から三次元逆投影後の断層像を読み出し、アーチファクト低減処理を行う。アーチファクト低減部２５は、アーチファクトが低減された断層像を記憶装置５９に記憶させ、ディスプレイ６０に表示させる。
アーチファクト判定部２７は、第１判定部２７−１、第２判定部２７−２および第３判定部２７−３を有している。第１判定部２７−１は、断層像の画素のうちＣＴ値の変化量からアーチファクトが生じていると推定する。第２判定部２７−２はアーチファクトと推定された画素を、その画素を含む判定マトリックで再判定する。さらに、第３判定部２７−３は、断層像または断層像内の被検体ＨＢにおいてアーチファクトがどれぐらいの比率であるかを判定してアーチファクトの存在を検証する。アーチファクトの低減処理を行うことにより体軸方向の画像分解能を落とすことになるので、仮に無視できるほど弱いアーチファクトであればアーチファクト低減処理を行わないほうがよい。このため、アーチファクト判定部２７は上記複数の判定部を有している。またこれら判定部は、撮影状況などに応じて複数の判定基準を有している。
アーチファクト比計算部２９は、アーチファクトが生じている画素が断層像または断層像内の被検体ＨＢにおいてどれぐらいの比率を占めるかを計算する。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、Ｘ線管１０１と多列Ｘ線検出器１０３の幾何学的配置の図である。図２（ａ）は、Ｘ線管１０１と多列Ｘ線検出器１０３の幾何学的配置をxy平面から見た図であり、図２（ｂ）はＸ線管１０１と多列Ｘ線検出器１０３の幾何学的配置をyz平面から見た図である。Ｘ線管１０１の陽極は、コーンビームと呼ばれるＸ線ビームＸＲを発生する。コーンビームの中心軸方向がy方向に平行なときを、ビュー角度０度とする。多列Ｘ線検出器１０３は、ｚ軸方向（スライス方向）にJ列、例えば２５６列のＸ線検出器列を有する。また、各Ｘ線検出器列はチャネル方向にIチャネル、例えば１０２４チャネルのＸ線検出器チャネルを有する。図２（ａ）において、Ｘ線管１０１のＸ線焦点を出たＸ線ビームＸＲがビーム形成Ｘ線フィルタ１２１により、再構成領域Pの中心ではより多くのＸ線が、再構成領域Pの周辺部ではより少ないＸ線が照射される。このようにＸ線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Pの内部に存在する被検体ＨＢにＸ線が吸収され、透過したＸ線が多列Ｘ線検出器１０３で生データとして収集される。

図２（ｂ）では、Ｘ線管１０１の陽極を出たＸ線ビームＸＲはＸ線コリメータ１２３により断層像のスライス厚方向に制御されて、回転中心軸ＩＣ近辺に存在する被検体ＨＢにＸ線が吸収され、透過したＸ線は多列Ｘ線検出器１０３で生データとして収集される。Ｘ線が被検体ＨＢに照射されて多列Ｘ線検出器１０３で収集された生データは、多列Ｘ線検出器１０３からデータ収集回路１０４でＡ／Ｄ変換され、データ転送装置１０５を介して画像処理部２０に入力される。画像処理部２０に入力された生データは、記憶装置５９のプログラムにより画像処理部２０で処理され、断層像に画像再構成されてディスプレイ６０に表示される。なお、本実施形態では多列Ｘ線検出器１０３を適用した場合であるが、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の二次元Ｘ線エリア検出器を適用することもできる。

＜断層像撮影の動作フローチャート＞
図３は、本発明のＸ線ＣＴ装置１０の断層像撮影の動作の概略を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、ヘリカルスキャンは、Ｘ線管１０１および多列Ｘ線検出器１０３を被検体ＨＢの回りに回転させ、かつ寝台１０９を直線移動させながら多列Ｘ線検出器１０３からデータを収集する。ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされる生データＤ０（view，j，i）(ｊ＝１〜ＲＯＷ，ｉ＝１〜ＣＨ)にz方向位置Ｚtable（view）を付加させて、一定速度の範囲のデータ収集を行う。

ステップＳ１２では、生データＤ０(view，j，i)に対して前処理を行い、投影データに変換する。オフセット補正、対数変換、Ｘ線線量補正および感度補正を行う。
ステップＳ１３において、前処理された投影データＤ０１ (view，j，i)に対して、ビームハードニング補正を行い、ビームハードニング補正された投影データＤ１に変換する。ステップＳ１３のビームハードニング補正は、前例えば多項式の乗算演算で行うことができる。この時、多列Ｘ線検出器１０３のスライス方向のj列ごとに独立したビームハードニング補正を行えるため、撮影条件でＸ線管電圧が異なっていれば、列ごとの検出器のＸ線エネルギー特性の違いを補正できる。

ステップＳ１４では、ビームハードニング補正された投影データＤ１に対して、スライス方向(ｚ方向)のフィルタをかけるzフィルタ重畳処理を行い、フィルタ重畳処理された投影データＤ１１に変換する。すなわち、各ビュー角度、各データ収集系における多列Ｘ線検出器１０３の投影データに対し、zフィルタ重畳処理を行う。列方向フィルタ係数をチャネルごとに変化させると画像再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御する。

ステップＳ１５では、フィルタ重畳処理された投影データＤ１１に対して再構成関数Kernel（j）を重畳（コンボリューション）処理する。すなわち、フィルタ重畳処理された投影データＤ１１を周波数領域に変換する高速フーリエ変換(ＦＦＴ：Fast Fourier Transform)をして、再構成関数Kernel（j）を重畳処理し、逆フーリエ変換し、再構成関数重畳処理した投影データＤ２(view，j，i)に変換する。再構成関数Kernel（j）、多列Ｘ線検出器１０３のj列ごとに独立した再構成関数の重畳処理を行えるため、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Ｓ１６では、再構成関数重畳処理した投影データＤ２(view，j，i)に対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データＤ３(x，y，z)を求める。画像再構成される画像はz軸に垂直な面、ｘｙ平面に三次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。

ステップＳ１７では、アーチファクト低減部２５は、逆投影データＤ３（x，y，z）から、アーチファクトが生じている画素をＣＴ値の体軸方向（ｚ方向）のＣＴ値の変化量から検出する。アーチファクトが生じている画素は後述するように所定範囲のＣＴ値の変化量内に含まれる。このため、所定範囲のＣＴ値の変化量であれば、アーチファクトが存在すると推定しているのである。

ステップＳ１８では、アーチファクト判定部２７およびアーチファクト比計算部２９が、アーチファクトが存在すると推定している画素に対して、さらにその推定を確実にするために判定処理を行う。
ステップＳ１９では、アーチファクト低減部２５は、検出されたアーチファクトが生じている画像領域に対してのみフィルタ処理を行う。アーチファクトが生じていない画像領域に対しては、逆投影データＤ３（x，y，z）を断層像Ｄ３１（ｘ，ｙ，ｚ）としてそのまま使用する。このため、体軸方向の分解能が維持されより鮮明な断層像を得ることができる。

＜アーチファクト処理の動作フローチャート＞
図４は、逆投影データＤ３(x，y，z)を求めた後に、アーチファクトの低減を図るフローチャートであり、図３のフローチャートの図３のステップＳ１７からＳ１９までを詳しくしたフローチャートである。図５は、逆投影データＤ３(x，y，z)による断層像の画素の概念図である。なお、本フローチャートにより、風車アーチファクト、またはコーンビームアーチファクトが低減できる。

図４（ａ）は、ステップＳ１７１において、操作者が確認したい被検体ＨＢのｚ位置を特定する。そして、アーチファクト低減部２５は、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を決定する。図５（ａ）のように、たとえばｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域を再構成領域Ｐであれば、ｘは1から５１２まで、ｙも1から５１２までの範囲を有する。

ステップＳ１７２において、アーチファクト低減部２５は、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）のｚ方向のＣＴ値の変化を測定する。たとえば、再構成領域Ｐの処理対象の画素ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の前後のｚ方向のＣＴ値の変化が次のようになっているとする。
ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）＝１０ＨＵ（Hounsfield unit）
ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ） ＝３０ＨＵ
ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）＝５０ＨＵ
このことから、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）の体軸方向の前後では、最小のＣＴ値と最大のＣＴ値との差から４０ＨＵの変化量があることがわかる。

ここで、図５（ａ）は、画素ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の前後のｚ方向の画素を示したものである。以下、ＣＴ値の変化は、一画素ごとの変化を前提に説明するが、図５（ｂ）のように、特定の一画素の周囲の複数の画素を合わせた画素領域（Ｘ１,Ｙ１,Ｚ１）内の、平均ＣＴ値であっても良く、最高ＣＴ値または最低ＣＴ値であっても良い。複数の画素からなる画素領域は、特定の一画素ごとにずらして移動させる。また、上記では、処理対象の画素ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の前後の一スライスのＣＴ値の変化量を測定したが、前後ｎスライスのＣＴ値の変化量を測定しても良い。

次にステップＳ１８１において、アーチファクト判定部２７（第１判定部２７−１）は、指標（ｉｎｄｅｘ）を決定する。この指標は次のような関数で求めることができる。以下の式は、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の前後のｎスライスのＣＴ値変化を測定して、その変化から指標を決定する。
ｉｎｄｅｘ＝ｆ（ｐ（ｘ，ｙ，ｚ−ｎ），ｐ（ｘ，ｙ，ｚ−ｎ+１）・・・・・・ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）・・・・・・ｐ（ｘ，ｙ，ｚ＋ｎ））
この指標は、アーチファクトが発生している画素に対してアーチファクト低減し、その一方でアーチファクトの発生していない画素に対しては、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）をそのまま活かすように設定することを意味している。指標を決める関数については図７を使って説明する。
先の例として、ＣＴ値の変化が、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）＝１０ＨＵ、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）＝３０ＨＵおよびｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）＝５０ＨＵであったら、ｉｎｄｅｘ＝１になったと仮定する。

ステップＳ１８２では、アーチファクト判定部２７（第２判定部２７−２）は、アーチファクトが存在すると推定している画素に対して、さらにその推定を確実にするために判定処理を行う。対象画素の周囲の複数画素領域においても、アーチファクトが存在すると推定される画素（ｉｎｄｅｘ＞０）が多いかを判定する。たった一つの対象画素のみにアーチファクトが生じていることは少ないからである。この第２判定部２７−２については図８ないし図１１で後述する。

ステップＳ１８３では、アーチファクト比計算部２９は、断層像が５１２×５１２画素の正方形で表示されるような場合にはそのすべての画素のうち、アーチファクトが存在していると推定される画素（ｉｎｄｅｘ＞０）の比率がどれだけかを計算する。あまりにその比率が低ければその断層像にアーチファクトが存在しない可能性があるからである。このアーチファクト比計算部２９による比率によって、アーチファクト判定部２７（第３判定部２７−３）がアーチファクトであるか否かを判定する。この詳細については図１２ないし図１４で後述する。なお、ステップＳ１８３は必ずしも行う必要はない。ステップＳ１８２でほぼアーチファクトの存在する画素を把握できるからである。このため、ステップＳ１８３を飛ばして、点線で示すように、ステップＳ１８２の終了後にステップＳ１９１へ移行してもよい。

次にステップＳ１９１において、アーチファクト低減部２５は、指標値に基づいて処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を画像処理して処理後の画素ｐ‘（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。たとえば以下のような数式１になる。
… 数式１
ここで、ｇ（ｉ，ｉｎｄｅｘ）は、指標に基づくｚ方向のｉ番目のスライスの重み付け係数である。たとえば、処理対象の画素ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の前後の一スライスごとに重み付け係数を設定すると以下のようになる。

ｉｎｄｅｘ＝１の場合、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）に掛ける重み付け係数ｇ＝０．３３、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）に掛ける重み付け係数ｇ＝０．３３、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）に掛ける重み付け係数ｇ＝０．３３とする。すなわちアーチファクトが発生している画素に対しては前後のスライス画像を平均化した画素に補正している。ｎ枚のスライス画像であれば、ｇ＝１／（２ｎ＋１）の値を使えばよい。
ｉｎｄｅｘ＝０．５の場合、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）に掛ける重み付け係数ｇ＝０．２、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）に掛ける重み付け係数ｇ＝０．６、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）に掛ける重み付け係数ｇ＝０．２とする。弱いアーチファクトの発生している画素に対しては、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の影響を強く残すが、前後のスライス画像も多少加算している。
ｉｎｄｅｘ＝０の場合、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）に掛ける重み付け係数ｇ＝０、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）に掛ける重み付け係数ｇ＝１、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）に掛ける重み付け係数ｇ＝０とする。アーチファクトの発生していない画素に対しては、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）をそのまま活かすように設定している。
なお、重み付け係数ｇ（ｉ，ｉｎｄｅｘ）は、実験などから得られた情報から、ルックアップテーブルなどに記憶したり、所定の関数として記憶したりしておけばよい。

ステップＳ１９２では、アーチファクト低減処理後のｐ‘（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、断層像Ｄ３１（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。そして、ディスプレイ６０に表示させる。
図６は、本実施形態のアーチファクト低減処理を行う前の断層像Ｄ３（x，y，z）と、アーチファクト低減処理を行った断層像Ｄ３１（ｘ，ｙ，ｚ）とをディスプレイ６０に表示した例である。断層像Ｄ３（x，y，z）は、風車アーチファクトおよびコーンアーチファクトが強く表示されているが、右図の断層像D３１（ｘ，ｙ，ｚ）のように、風車アーチファクトおよびコーンアーチファクトの影響が低減されている。また、右図の断層像D３１（ｘ，ｙ，ｚ）では、アーチファクトのない画素領域は、左図の断層像Ｄ３（x，y，z）と同じ画像となっており、分解能は同じままである。

図４（ｂ）のフローチャートは、（ａ）のステップ１８１で説明したような指標または指標関数（図７を参照）を使わないフローチャートである。

図４（ｂ）のフローチャートでは、ステップ１７２で処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）においてｚ方向のＣＴ値の変化量を測定した後、ステップ１８１でＣＴ値の変化量が所定範囲内であるかを判定する。所定範囲は、たとえば３ＨＵないし３００ＨＵである。次にステップＳ１８２’においてその対象画素の周囲の複数画素領域においても、所定範囲に入るか否かを判定する。ステップ１８３’でも断層像が５１２×５１２画素の正方形で表示されるような場合にはそのすべての画素のうち、ＣＴ値の変化量が所定範囲に入る画素の比率がどれだけかを計算する。次に指標を求めることなく、ステップ１９１’では、ＣＴ値の変化量に基づいて重み付け係数ｇｖも求める。
ステップＳ１９１’において、指標値に基づいて処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を画像処理して処理後の画素ｐ‘（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。たとえば以下のような数式２になる。
… 数式２
ここで、ｇｖ（ｉ，ＣＴｖ）は、ＣＴ値の変化量に基づくｚ方向のｉ番目のスライスの重み付け係数である。たとえば、処理対象の画素ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の前後の一スライスごとに重み付け係数を設定すると以下のようになる。

ＣＴ値の変化量が４０ＨＵの場合、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０．３３、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０．３３、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０．３３とする。
ＣＴ値の変化量が１２０ＨＵの場合、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０．２、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０．６、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０．２とする。
ＣＴ値の変化量が２００ＨＵの場合、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝１．０、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）に掛ける重み付け係数ｇｖ＝０とする。

このように、ＣＴ値の変化量から直接重み付け係数ｇｖを求めても良い。直接重み付け係数ｇｖを求める方法は、ＣＴ値の変化量ごとに多くの重み付け係数ｇｖを求める必要があるため、ＣＴ値の変化量に応じてルックアップテーブルなどに記憶する量が多くなり、また重み付け係数ｇｖの設定が複雑になる。

＜指標関数の例＞
図７は、図４（ａ）のステップＳ１８１またはステップＳ１９１で使用した指標を決定するための、指標関数を示した例である。
図７（ａ）の指標関数は、ＣＴ値の変化量がＸ１からＸ３の間であれば、指標が０から１までの直線状に変化し、ＣＴ値の変化量がＸ３からＸ２の間であれば指標が１から０まで直線状に変化する関数である。たとえば、Ｘ１が１０ＨＵ、Ｘ３が９０ＨＵ、Ｘ２が１７０ＨＵとする。ある処理対象の画像が、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ−１）＝１０ＨＵ、ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ）＝３０ＨＵおよびｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ＋１）＝５０ＨＵである場合、ＣＴ値の変化量は、４０ＨＵである。このような場合に、図７（ａ）の指標関数では、ｉｎｄｅｘ＝０．５と決定される。

Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、３ＨＵないし３００ＨＵから、撮影条件によっては１０ＵＨないし２００ＨＵに設定する。たとえば、２００ＨＵ以上であると、軟質組織から骨またはその逆に変化した部位であることを意味する。また、１０ＨＵ以下であれば、軟質組織が複数のスライス方向で続いている、または骨が複数のスライス方向で続いていることを意味する。一方、３ＨＵないし３００ＨＵのＣＴ値の変化、または厳密には１０ＵＨないし２００ＨＵのＣＴ値の変化量は、風車アーチファクトまたはコーンビームアーチファクトが発生していることが推定される。なお、アーチファクト判定部２７（第１判定部２７−１）は、撮影時の分解能、スライス厚またはテーブル速度などで、ＣＴ値の変化量の設定を適宜変更することができる。いろいろな実験を行った結果、体軸方向のＣＴ値の変化量が３ＨＵないし３００ＨＵであれば、アーチファクトが生じていると推定できる。

図７（ｂ）の指標関数は、ＣＴ値の変化量がＸ１からＸ３の間であれば、指標が０から１までの直線状に変化し、ＣＴ値の変化量がＸ３からＸ４の間であれば指標はそのまま１であり、ＣＴ値の変化量がＸ４からＸ２の間であれば１から０まで直線状に変化する関数である。たとえば、Ｘ１が１０ＨＵ、Ｘ３が４０ＨＵ、Ｘ４が１６０ＨＵ，Ｘ２が１９０ＨＵとする。この指数関数によれば、第１判定部２７−１は、ＣＴ値の変化量が４０ＨＵから１６０ＨＵであれば、アーチファクトであると判断している。

図７（ｃ）の指標関数は、ＣＴ値の変化量がＸ１からＸ３の間であれば、指標が０から１までの曲線状に変化し、ＣＴ値の変化量がＸ３からＸ２の間であれば指標が１から０まで曲線状に変化する関数である。
一方、図７（ｄ）の指標関数は、ＣＴ値の変化量がＸ１からＸ２の間であれば、指標が１であり、それ以外では０である。このため、ＣＴ値の変化量がＸ１以下、またはＣＴ値の変化量がＸ２以上であれば、処理対象の画像をそのまま断層像として使用することを意味する。

以上、図７において、（ａ）ないし（ｄ）の指標関数を示したが、必ずしもひとつの関数である必要はない。ｚ方向の位置によって指数関数を変えることができる。たとえば頭部では指標関数（ａ）を使い、頸部では指数関数（ｃ）を使い、脚部では指数関数（ｄ）を使うなどのようにしてもよい。図４（ｂ）で示したフローチャートにおいても同様に、ｚ方向の位置によって重み付け係数ｇｖを設定しても良い。

＜アーチファクトの存在する画素の検証＞
上述してきたように、対象画素のＣＴ値の変化量が３ＨＵないし３００ＨＵであれば、その対象画素は、アーチファクトである蓋然性が高い。しかし、血管の延び方、または造影剤による造影が不充分な血管部分と充分な血管部分とがある場合、その他撮影条件の野変更により、対象画素のＣＴ値の変化量が所定範囲内に入ることがある。このため、対象画素がアーチファクトであるかをアーチファクト判定部２７（第２判定部２７−２）を用いて判定する。

図８ないし図１０は、ｎ枚目の断層像の対象画素ｐ（ｘ、ｙ）の周囲の画素を含む判定マトリックＭＡ−Ｓまたは判定マトリックＭＡ−Tを使って、対象画素がアーチファクトであるかを検証する図である。
図８（ａ）は、風車アーチファクトを示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の枠ｂで囲んだ領域を拡大した図であり、（ｃ）は、ｎ−１枚目、ｎ枚目、ｎ＋１枚目の２つの画素のＣＴ値の変化量を示したグラフである。

図８（ａ）に示すように、風車アーチファクトは、白っぽい画素と黒っぽい画素とからなる羽形状の画像である。図８（ｂ）では、判定マトリックＭＡ−Ｓの大きさを７＊７=４９画素から構成している。判定マトリックＭＡ-Ｓの中央の対象画素ｐ（ｘ，ｙ）が白っぽい画素であった場合に、図８（ｃ）に示すようにＣＴ値の変化量が所定範囲に入っている。一方、判定マトリックＭＡ−Ｓ内の周辺画素ｐ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）のＣＴ値の変化量が所定範囲に入っている。つまり、判定マトリックＭＡ−Ｓ内では、ほとんどの画素のＣＴ値の変化量が所定範囲、３ＨＵないし３００ＨＵに入っている。図７の指標では画素はｉｎｄｅｘ＝１である。このような場合に、第２判定部２７−２は、判定マトリックスＭＡ−Ｓ内の画素が第一しきい値ＳＵ以上、ＣＴ値の変化量が所定範囲に入っていると対象画素ｐ（ｘ，ｙ）をアーチファクトであると判定する。たとえば、アーチファクト判定部２７は、第一しきい値を判定マトリックスＭＡ−Ｓ内の４９画素のうちたとえば４５画素以上、９０パーセント以上に設定する。なお、この判断基準は問題となるアーチファクト出現形態を考慮して適宜決定される。

図９（ａ）は、急に血管の延びる方向が変わった血管部分ＨＢ−Ｂを示した図であり、（ｂ）は、ｎ−１枚目、ｎ枚目、ｎ＋１枚目の２つの画素のＣＴ値の変化量を示したグラフである。図９（ａ）では、判定マトリックＭＡ-Ｔの大きさを２５画素から構成している。判定マトリックスのＭＡの形状は四角形以外の多角形でもよく、撮影部位に合わせて変更することも可能である。

図９（ａ）に示す造影された血管ＨＢ−Ｂは体軸方向（ｚ方向）に延びているが、急に血管がｚ方向にまっすぐ延びておらず異なる方向が曲がっている。造影された血管ＨＢ−Ｂの体軸方向のＣＴ値の変化量は、図９（ｂ）に示すように所定範囲、３ＨＵないし３００ＨＵ、に入っている。図９（ａ）に示す対象画素ｐ（ｘ，ｙ）を含む６つの画素のＣＴ値の変化量は所定範囲に入っている。すなわち、図４のステップＳ１８１では、対象画素ｐ（ｘ，ｙ）は、ｉｎｄｅｘ＞０と判定されアーチファクトと推定されている。造影された血管ＨＢ−Ｂ以外の軟部組織は、たとえばＣＴ値の変化量が２ＨＵ程度であり、所定範囲に入っていない。このため、２５画素からなる判定マトリックＭＡ−Ｔのうち６画素、つまり２４パーセントがアーチファクトであると推定されている。このような場合には、第２判定部２７−２は、判定マトリックスＭＡ−Ｔ内の画素の第一しきい値ＳＵ以上がアーチファクトであると推定されていないため、対象画素ｐ（ｘ，ｙ）をアーチファクトでないと判定する。

図１０（ａ）は、ＸＹ平面に延びる血管部分ＨＢ−Ｂを示した図であり、（ｂ）は、ｎ−１枚目、ｎ枚目、ｎ＋１枚目の２つの画素のＣＴ値の変化量を示したグラフである。図１０（ａ）では、判定マトリックＭＡ−Ｓの大きさを４９画素から構成している。
図１０（ａ）に示す造影された血管ＨＢ−Ｂが充分に造影されず、血管の一部のみが造影されている場合である。このため、造影された血管ＨＢ−Ｂの体軸方向のＣＴ値の変化量は、図１０（ｂ）に示すように所定範囲、３ＨＵないし３００ＨＵ、に入っている。このため、図１０（ａ）に示す対象画素ｐ（ｘ，ｙ）を含む約１４の画素のＣＴ値の変化量が所定範囲に入っている。造影された血管ＨＢ−Ｂ以外の軟部組織は、たとえばＣＴ値の変化量が２ＨＵ程度であり、所定範囲に入っていない。このため、４９画素からなる判定マトリックＭＡ−Ｓのうち１４画素、つまり２９パーセントがアーチファクトであると推定されている。このような場合には、第２判定部２７−２は、判定マトリックスＭＡ−Ｓ内の画素の第一しきい値ＳＵ以上がアーチファクトであると推定されていないため、対象画素ｐ（ｘ，ｙ）をアーチファクトでないと判定する。

アーチファクト判定部２７（第２判定部２７−２）は、断層像の拡大表示または縮小表示に倣って、判定マトリックＭＡ-Ｓの大きさを１１＊１１の判定マトリックスにしたり、３＊３の判定マトリックスにしたりしてもよい。また、撮影条件に応じて第一しきい値ＳＵを、８０パーセントから９５パーセントまで変更しても良い。

図１１は、アーチファクトの存在する対象画素の検証フローチャートであり、図４のステップＳ１８２またはＳ１８２’を詳細にしたフローチャートである。
ステップＳ８２１では、対象画素ｐの判定マトリックスＭＴの大きさを指定する。操作者は入力装置５５で設定しても良いし、デフォルトとして２５画素からなる判定マトリックスＭＴを自動的に設定するようにしてもよい。
ステップＳ８２２では、アーチファクト判定部２７（第２判定部２７−２）は、図４のステップＳ１７２で測定された判定マトリックスＭＴ内のすべての画素のＣＴ値の変化量を読み出す。図８ないし図１０では体軸方向の３枚の断層像を示したが、２ｎ＋１枚であれば何枚であってもよい。

ステップＳ８２３において、判定マトリックスＭＴ内でＣＴ値の変化量が所定範囲に入る画素、すなわちアーチファクトと推定された画素が第一しきい値ＳＵ以上か否かを判断する。
アーチファクトと推定された画素が第一しきい値ＳＵ以上存在する場合にはステップＳ８２４に進み、第２判定部２７−２は、対象画素ｐをアーチファクトであると判定する。また、アーチファクトと推定された画素が第一しきい値ＳＵ以下である場合にはステップＳ８２５に進み、図４のステップＳ１８１で対象画素ｐがアーチファクトであると推定されたことを覆し、アーチファクトでない画素と判定する。
部位によってはたまたまその対象画素ｐのＣＴ値の変化量が所定範囲に入ってしまうこともあるが、判定マトリックスＭＴの大半がアーチファクトであると判断されないと、対象画素ｐはアーチファクトであるとされない。

＜アーチファクトの存在する断層像の特定＞
以下の実施形態では、アーチファクトが生じている領域の特定を、アーチファクト判定部２７（第３判定部２７−３）により、さらに高める手法のひとつである。
図１２は、被検体の頭部のアーチファクト低減処理を行う前の断層像、および再構成領域Ｐを示した図である。図１２（Ａ１）に示す上段の断層像Ｄ３−Ａには、風車型アーチファクトが多く存在し、（Ｂ１）に示す下段の断層像Ｄ３−Ｂには、風車型アーチファクトがほとんど存在していない。図１２に示した再構成領域Ｐは、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域である。断層像Ｄ３−Ａおよび断層像Ｄ３−Ｂに関して、指標（ｉｎｄｅｘ）を求めた結果、ｉｎｄｅｘ＞０となった画素を塗りつぶしてある。図１２の（Ａ２）示す再構成領域Ｐは、ｉｎｄｅｘ＞０の画素数を全体の画素数で割ったアーチファクト比が０．１２である。図１２の（Ｂ２）示す再構成領域Ｐは、ｉｎｄｅｘ＞０の画素数を全体の画素数で割ったアーチファクト比が０．０３である。このような計算は、図１のアーチファクト比計算部２９が行う。

断層像Ｄ３−Ｂには、風車型アーチファクトがほとんど存在していないにもかかわらず、ｉｎｄｅｘ＞０の画素に対して数式１または数式２の処理を行っては、ｚ方向の分解能を下げることになってしまう。そこで、アーチファクト比計算部２９は、再構成領域Ｐの全体の画素のうち、ｉｎｄｅｘ＞０、つまりアーチファクトが生じていると推定される画素がどれぐらい占めているかの比率であるアーチファクト比を調べる。アーチファクト判定部２７（第３判定部２７−３）は、そのアーチファクト比が所定の第二しきい値ＳＨよりも大きい場合に、その断層像Ｄ３に対して数式１または数式２の処理を行う。つまり、第３判定部２７−３は、アーチファクトと認定する判断をより厳しくしている。

図１３は、アーチファクト比を調べてから、アーチファクト低減処理を行うフローチャートを示したものである。図１３のフローチャートは、図４のステップＳ１８３またはＳ１８３’を詳細にしたフローチャートである。

ステップＳ８３１では、アーチファクト比計算部２９がアーチファクト比を計算する。アーチファクト比は、すべての画素（５１２×５１２）のうち、ｉｎｄｅｘ＞０の画素の比率を計算する。ステップＳ１８３’では、指標を使用しないのでＣＴ値の変化量が所定範囲に入っている画素の比率を計算する。
なお、すべての画素の代わりにかわりに被検体ＨＢの領域を特定し、その領域の画素数の中でｉｎｄｅｘ＞０の画素の比率を計算するようにしてもよい。また、ｉｎｄｅｘ＞０の画素の比率の代わりにｉｎｄｅｘ＝１、ｉｎｄｅｘ＞０．７またはｉｎｄｅｘ＞０．５の箇所の比率を計算してもよい。以下の説明では、アーチファクト比は、すべての画素（５１２×５１２）のうち、ｉｎｄｅｘ＞０の画素の比率の場合について説明する。

ステップＳ８３２では、第３判定部２７−３は、アーチファクト比が第二しきい値ＳＨより大きいか否かを判断する。この第二しきい値ＳＨとしては、たとえばアーチファクト比＝０．０７を使用する。この第二しきい値ＳＨよりも対象の断層像Ｄ３のアーチファクト比が大きければステップＳ８３３に進み、第二しきい値ＳＨよりも対象の断層像Ｄ３のアーチファクト比が小さければステップＳ８３４に進む。
ステップＳ８３３において、第３判定部２７−３は、断層像ｎはアーチファクトを含んでいると判定する。このため、断層像ｎ内でアーチファクトであると判断された画素は、図４のステップＳ１９１に進み、上述した数式１に従って、指標値に基づいて処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を画像処理して処理後の画素ｐ‘（ｘ，ｙ，ｚ）を求められることになる。

一方、ステップＳ８３４では、第３判定部２７−３は、対象の断層像ｎに含まれている画素はすべてアーチファクトでないと判断する。再構成領域Ｐの中には、ｉｎｄｅｘ＞０の画素がアーチファクトを生じている可能性があるが、再構成領域Ｐ全体としてｉｎｄｅｘ＞０の画素が少ないため、アーチファクトが目立たないと思われ、また、体軸方向の分解能を下げるような画像処理は好ましくないからである。

図１４は、上段に被検体ＨＢの胸部から頭部にかけての体軸方向の断面図であり、下段はアーチファクト比(Artifact Ratio)と体軸方向に並んだ断層像ｎの番号(Number)との関係を示した図である。

アーチファクト比と体軸方向との関係を見てみると、胸部から頭部の目または眉毛付近（図１４中、白い点線で示す）までのアーチファクト比が０．９から２．２程度であり、本実施形態のアーチファクト低減処理を行う前の断層像Ｄ３（x，y，z）と、目または眉毛付近から頭頂までのアーチファクト比が０．３から０．５程度である。図１４から理解できるように、骨などの構造物の形状が複雑なところほど、アーチファクトが生じやすい。反対に、頭頂付近の骨などの形状が単純な場合はアーチファクトが生じにくい。そして、図１４では、アーチファクト比＝０．０７をしきい値としている。このため、図１３のフローチャートに従うと、胸部から頭部の目または眉毛付近に関しては、数式１などの画像処理が断層像Ｄ３に対して行われる。一方、目または眉毛付近から頭頂までは、断層像Ｄ３の一部にたとえｉｎｄｅｘ＞０となっている画素があっても、数式１などの画像処理は行われない。

なお、本実施形態における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による三次元画像再構成法でもよい。さらに、他の三次元画像再構成方法でもよい。または二次元画像再構成でも良い。各部位として求められる画質は、診断用途、操作者の好みなどによりバラツキがあり様々である。このため操作者は、各部位の最適な撮影条件設定をあらかじめ設定しておくとよい。
また、ＣＴ値の変化量は、処理対象の画素ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の前後の一スライスまたは複数のスライスの最大ＣＴ値と最小ＣＴ値との差を使って説明してきたが、最大ＣＴ値と最小ＣＴ値との差をスライス枚数で割った平均のＣＴ値の変化量で処理してもよい。

また、本実施形態においては、複数の断層像間の体軸方向のＣＴ値の変化量に応じてアーチファクトを発生し得るが疎開中を判定する例を示したが、他の方法を用いて判定することもできる。
また、本実施形態のアーチファクト判定部（第２判定部２７−２）において用いられた第一しきい値ＳＵ、第３判定部２７−３において用いられた第二しきい値ＳＨは、本実施形態のものに限らず、問題となるアーチファクトの出願形態などを考慮して適宜変更可能である。
また、本実施形態では、第２判定部２７−２による判定処理の後に、第二アーチファクト判定部によってアーチファクトと判定された画素について第３判定部２７−３における判定処理を行った。しかし、第３判定部２７−３によってアーチファクトと判定さえｒタ画素について第２判定部２７−２による判定処理を行っても良い。

本実施形態では、特に特定のスキャン形式に限定されない。つまり、アキシャルスキャン、シネスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンの場合でも同様の効果を出すことができる。また、ガントリ１００の傾斜について限定されない。すなわち、ガントリ１００が傾斜した、いわゆるチルト・スキャンの場合でも同様な効果を出すことができる。また、本実施形態を、生体信号、特に心拍信号に同期させて画像再構成する心拍画像再構成にも適用することができる。

本実施形態では、医療用Ｘ線ＣＴ装置１０を基礎に書かれているが、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，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにも利用できる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の構成を示したブロック図である。 Ｘ線管１０１と多列Ｘ線検出器１０３の幾何学的配置の図である。 本発明のＸ線ＣＴ装置１０の断層像撮影の動作の概略を示すフローチャートである。 逆投影データＤ３を求めた後に、アーチファクトの低減を図るフローチャートである。 逆投影データＤ３(x，y，z)による断層像の画素および画素領域の概念図である。 アーチファクト低減処理を行う前の断層像Ｄ３（x，y，z）と、アーチファクト低減処理を行った断層像Ｄ３１（ｘ，ｙ，ｚ）とをディスプレイ６０に表示した例である。 指標関数を示した図である。 （ａ）は風車アーチファクトを示した図であり、（ｂ）は（ａ）の枠ｂで囲んだ領域を拡大した図である。（ｃ）はＣＴ値の変化量を示したグラフである。 （ａ）は急に血管の延びる方向が変わった血管部分ＨＢ−Ｂを示した図であり、（ｂ）はＣＴ値の変化量を示したグラフである。 （ａ）はＸＹ平面に延びる血管部分ＨＢ−Ｂを示した図であり、（ｂ）はＣＴ値の変化量を示したグラフである。 アーチファクトの存在する対象画素の検証フローチャートである。 被検体の頭部のアーチファクト低減処理を行う前の断層像、および再構成領域Ｐを示した図である。 アーチファクト比を調べてから、アーチファクト低減処理を行うフローチャートを示した図である。 被検体ＨＢの胸部から頭部にかけての体軸方向の断面図とアーチファクト比を示した図である。

符号の説明

１０ … Ｘ線ＣＴ装置
２０ … 画像処理部
２１ … 前処理部
２３ … ビームハードニング処理部
２４ … 三次元逆投影処理部
２５ … アーチファクト低減部
２５ … アーチファクト判定部
２９ … アーチファクト比計算部
５５ … 入力装置
６０ … ディスプレイ
５９ … 記憶装置
１００ … ガントリ
１０１ … Ｘ線管
１０３ … 多列Ｘ線検出器
１０４ … データ収集回路
１０９ … 寝台
ＨＢ … 被検体
ＨＢ−Ｂ … 造影された血管
ＭＡ … 判定マトリックス

Claims (15)

1. ガントリおよび寝台の少なくとも一方が被検体の体軸方向に沿って移動する間に、Ｘ線を前記被検体に照射して前記被検体の投影データを作成するスキャン手段と、
   前記投影データを逆投影して得られた複数の断層像間の前記体軸方向のＣＴ値の変化量に応じて、前記投影データを逆投影した断層像に含まれる画素について、アーチファクトであると判定する第一アーチファクト判定部と、
   前記第一アーチファクト判定部においてアーチファクトであると判定された画素を対象に、該対象の画素およびその周辺の領域を含む判定画素領域を設定し、前記判定画素領域において前記第一アーチファクト判定部においてアーチファクトを発生し得る画素と判定された画素が所定の基準を超えて存在する場合に、該対象の画素を、アーチファクトであると再判定する第二アーチファクト判定部と、
   最終的にアーチファクトと判定された画素に対し、アーチファクトを低減するための画像処理を行うアーチファクト低減部と、
   を備えることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
2. 前記アーチファクトと判定された画素が、前記断層像に占める比率を計算するアーチファクト比計算手段と、
   前記比率が所定のしきい値より大きい場合に、アーチファクトであると再判定する第三アーチファクト判定部と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層撮影装置。
3. 前記アーチファクト低減部におけるアーチファクトを低減するための画像処理は、前記体軸方向の複数の画素に重み付け係数を乗算してそれらを加算し、前記断層像の対象画素のアーチファクトを低減することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線断層撮影装置。
4. 前記アーチファクト低減部は、前記体軸方向の複数の画素領域の数に応じて、前記重み付け係数を変えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線断層撮影装置。
5. 前記判定画素領域は、四角形形状または多角形形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載のＸ線断層撮影装置。
6. 前記第二アーチファクト判定部は、断層像の拡大表示および縮小表示に応じて、前記判定画素領域を構成する画素数を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のＸ線断層撮影装置。
7. 前記第一アーチファクト判定部における基準は、可変できることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のＸ線断層撮影装置。
8. 前記第二アーチファクト判定部における基準は、可変できることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のＸ線断層撮影装置。
9. 断層像のアーチファクトの低減方法において、
   前記ガントリおよび寝台の少なくとも一方が被検体の体軸方向に沿って移動する間にＸ線を前記被検体に照射して得られた前記被検体の投影データを逆投影して得られた複数の断層像間の前記体軸方向のＣＴ値の変化量に応じて、前記断層像に含まれる画素について、アーチファクトであると判定する第一判定ステップと、
   前記第一判定ステップにおいてアーチファクトであると判定された画素を対象に、該対象の画素およびその周辺の領域を含む判定画素領域を設定し、前記判定画素領域において前記第一判定ステップにおいてアーチファクトを発生し得る画素と判定された画素が所定の基準を超えて存在する場合に、該対象の画素を、アーチファクトであると再判定する第二判定ステップと、
   最終的にアーチファクトと判定された画素に対し、アーチファクトを低減するための画像処理を行うステップと
   を備えることを特徴とするアーチファクトの低減方法。
10. 前記アーチファクトと判定された画素が、前記断層像に占める比率を計算するステップと、
    前記比率が所定のしきい値より大きい場合に、アーチファクトであると再判定する第三判定ステップと
    をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のアーチファクトの低減方法。
11. 前記被検体の投影データのビームハードニングの補正を行い、その補正された投影データを逆投影することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のアーチファクトの低減方法。
12. 前記画像処理を行うステップは、前記体軸方向の複数の画素に重み付け係数を乗算してそれらを加算し、前記断層像の対象画素のアーチファクトを低減することを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載のアーチファクトの低減方法。
13. 前記断層像の拡大表示および縮小表示に応じて、前記判定画素領域を構成する画素数を変更することを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか一項に記載のアーチファクトの低減方法。
14. 前記第一判定ステップにおける基準は、可変できることを特徴とする請求項９ないし請求項１３のいずれか一項に記載のアーチファクトの低減方法。
15. 前記第二判定ステップにおける基準は、可変できることを特徴とする請求項９ないし請求項１４のいずれか一項に記載のアーチファクトの低減方法。