JPH0819532A - Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は１枚の断層像の再構成に必要な
全角度データの収集分散を小さくするヘリカルスキャン
型のＸ線ＣＴを提供することである。 【構成】本発明はＸ線源に対向するＸ線検出器列をｎ列
（ｎは２以上の整数）並列し、螺旋状スキャンにより回
転位相が周期的に変化し且つ収集位置が被検体の体軸に
沿って連続的に変化する複数の透過データを収集し、こ
の複数の透過データ各々を回転位相が対向する対向デー
タとして取扱って対向ビーム補間法を適用して再構成断
面の全角度の投影データを生成しこれから再構成断面の
断層像を再構成するＸ線ＣＴにおいて、再構成断面に最
も近い収集位置の第１データと第１データの収集位置に
対して再構成断面を挟んで反対側の領域で再構成断面に
最も近い収集位置の第２のデータとの組を所定角度毎に
複数の透過データと対向データの中から選択し補間に供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体の断面について
の全角度的な投影データから断層像を再構成するＸ線コ
ンピュータトモグラフィ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置にお
いては、その開発当初から画質向上と共にスキャン時間
の短縮が重要な問題の一つとして上げられていた。この
課題を画期的に解決する螺旋状スキャン（以下、ヘリカ
ルスキャンという）は、回転架台が被検体の周囲を連続
的に回転する動きと、回転架台の回転軸と平行に被検体
が体軸に沿って連続的に移動する動きとが組み合わされ
て達成される。このヘリカルスキャンでは、被検体を固
定系とすると、Ｘ線源は被検体の体軸に沿って螺旋状に
移動する。

【０００３】このヘリカルスキャンには次のような不具
合がある。ヘリカルスキャンでは、収集時の回転架台の
回転角度（以下単に角度という）が周期的に変化し、且
つ被検体の体軸に平行なスライス軸（以下Ｚ軸という）
に沿って連続的に収集位置（以下Ｚ位置という）が変化
する。このような螺旋軌道上の各位置で収集した投影デ
ータを用いてある断面についての１枚の断層像を再構成
する場合、この断面位置の投影データをこの断面位置の
Ｚ位置を挟んで前後の２つの投影データから距離補間に
より作成することが必要になる。この距離補間には２つ
の方法があり、１つは単純補間法、他の１つは対向ビー
ム補間法と呼ばれる。

【０００４】単純補間法では、再構成断面位置を中心と
した２回転分の投影データが必要とされる。この２回転
分の投影データは１回転分の投影データに距離補間され
る。距離補間とは、同じ角度であって異なるＺ位置の２
つのデータを断面位置からの距離に応じて加重平均する
処理である。こうして得られた１回転分の投影データ
（加重平均データ）から当該断面の断層像が再構成され
る。

【０００５】このようにヘリカルスキャンでは、１枚の
断層像を再構成するのに必要な全角度的な投影データ
は、回転架台が２回転する間に被検体（天板）が移動す
る距離の範囲に分散している、つまり実効スライス厚が
大きいので、断層像の信頼性は低くならざるをえないも
のであった。

【０００６】対向ビーム補間法はこの問題を軽減するた
めに開発されたものである。対向ビーム補間法とは、角
度が１８０°相違する位置で、つまり対向する各位置で
収集した投影データは原理的に同じ組織情報（Ｘ線吸収
率情報）を含んでいることから、ある角度であって、あ
るＺ位置で収集した投影データを、同じＺ位置であって
角度が１８０°移相した投影データ（以下対向データと
いう）として取扱う。このような対向ビーム補間法で
は、１枚の断層像を再構成するのに必要な全角度的な投
影データは、回転架台が１回転する間に被検体（天板）
が移動する距離の範囲に分散しているので、単純補間法
よりも実効スライス厚を１／２に薄くでき、断層像の信
頼性を原理的に２倍に向上させることができる。

【０００７】しかし、対向ビーム補間法では、再構成デ
ータの半分だけが実際に収集したデータ（他の半分は実
際に収集したデータを流用した対向データ）であるの
で、単純補間法より画像ノイズが大きくなり、したがっ
て適用部位としては骨等の高コントラストの部位に限ら
れ、内臓等の低コントラストの部位には不向きであると
いう問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１枚
の断層像を再構成するのに必要な全角度的なデータが収
集された収集位置の距離分散を小さくして、距離補間後
のデータから再構成される断層像の信頼性を向上するこ
とのできるヘリカルスキャン型のＸ線コンピュータトモ
グラフィ装置を提供することである。

【０００９】本発明の他の目的は、画像ノイズの低減に
よる低コントラスト分解能の向上と、薄い実効スライス
厚による高い体軸方向空間分解能とを合わせて実現する
ヘリカルスキャン型のＸ線コンピュータトモグラフィ装
置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、Ｘ線
を曝射するＸ線源とこのＸ線が照射される被検体とを相
対的に回転させ、かつ上記Ｘ線源と上記被検体とを上記
被検体の体軸方向に沿って相対的に移動させることによ
り、上記被検体に対して螺旋状スキャンを行い、上記被
検体を透過するＸ線をＸ線検出器列にて検出することに
より、上記体軸方向の所望とする再構成断面位置の断層
像を再構成可能なＸ線コンピュータトモグラフィ装置に
おいて、上記被検体の体軸方向に沿ってｎ列（ｎは２以
上の整数）並列され、上記螺旋状スキャンの際に上記被
検体の透過Ｘ線による透過データを収集するＸ線検出器
列と、上記Ｘ線検出器列にて検出される任意の回転位相
のデータに対して対向する回転位相にある対向データを
上記各Ｘ線検出器列毎に生成する対向データ生成手段
と、上記再構成断面位置に最も近い収集位置に対応する
第１のデータとこの第１のデータの収集位置に対して上
記再構成断面位置を挟んで反対側の領域で上記再構成断
面位置に最も近い収集位置に対応する第２のデータとか
らなる組を所定角度毎に上記透過データ及び対向データ
の中から選択的に抽出するデータ抽出手段と、上記デー
タ抽出手段により抽出された第１及び第２のデータに基
づいて補間演算を施すことにより上記再構成断面位置に
おける投影データを求める補間演算手段と、記補間演算
手段にて求められた投影データに基づいて上記再構成断
面位置における断層像を再構成する再構成手段とを具備
する。

【００１１】請求項６の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線源
とこのＸ線が照射される被検体とを相対的に回転させ、
かつ上記Ｘ線源と上記被検体とを上記被検体の体軸方向
に沿って相対的に移動させることにより、上記被検体に
対して螺旋状スキャンを行い、上記被検体を透過するＸ
線をＸ線検出器列にて検出することにより、上記体軸方
向の所望とする再構成断面位置の断層像を再構成可能な
Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置において、上記被検
体の体軸方向に沿って複数列並列され、上記螺旋状スキ
ャンの際に上記被検体の透過Ｘ線による透過データを収
集するＸ線検出器列と、上記再構成断面位置に最も近い
収集位置に対応する第１のデータとこの第１のデータの
収集位置に対して上記再構成断面位置を挟んで反対側の
領域で上記再構成断面位置に最も近い収集位置に対応す
る第２のデータとからなる組を、上記Ｘ線検出器列にて
得る各々の透過データの中から選択的に抽出するデータ
抽出手段と、上記データ抽出手段により抽出された第１
及び第２のデータに基づいて補間演算を施すことにより
上記再構成断面位置における投影データを求める補間演
算手段と、上記補間演算手段にて求められた投影データ
に基づいて上記再構成断面位置における断層像を再構成
する再構成手段とを具備する。

【００１２】請求項１１の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線
源とこのＸ線が照射される被検体とを相対的に回転さ
せ、かつ前記Ｘ線源と前記被検体とを前記被検体の体軸
方向に沿って相対的に移動させることにより、前記被検
体に対して螺旋状スキャンを行い、前記被検体を透過す
るＸ線をＸ線検出器にて検出し、検出データを使って前
記体軸方向の所望とする再構成断面位置の断層像を再構
成するＸ線コンピュータトモグラフィ装置において、前
記被検体の体軸方向に沿ってｎ列（ｎは２以上の整数）
並列された多チャンネル型のＸ線検出器と、前記Ｘ線源
と前記被検体との体軸方向に関する位置関係を相対的に
移動する移動手段と、螺旋状スキャンに際して前記各Ｘ
線検出器が検出するデータの軌跡が重ならないように、
前記Ｘ線源が１回転する間に前記Ｘ線源と前記被検体と
が相対的に移動する移動ピッチを制御する制御手段とを
具備する。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によれば、再構成断面に最も近
い収集位置に対応する第１のデータと、この第１のデー
タの収集位置に対して上記再構成断面を挟んで反対側の
領域で上記再構成断面に最も近い収集位置に対応する第
２のデータとからなる組が、所定角度毎に複数の透過デ
ータと対向データとの中から選択され、補間演算後に再
構成処理に供せられる。したがって、再構成断面を挟ん
だ２つの領域それぞれで再構成断面位置に最も近いデー
タから断層像が再構成されることになるので、断層像の
信頼性が向上する。

【００１４】請求項６の発明も、請求項１の発明と同様
の作用が得られるが、いわゆる対向ビーム補間は採用さ
れない。したがって、請求項６の発明は請求項１の発明
の場合ほどではない範囲で断層像の信頼性が向上する。

【００１５】請求項１１の発明によれば、体軸方向に関
して検出データの密度が増大するので、実際に検出した
データだけから画像を再構成できるので、実効スライス
厚の増大を押えながら、画像ノイズの低減による低コン
トラスト分解能を向上させることができる。

【００１６】

【実施例】以下図面を参照して本発明によるＸ線断層撮
影装置の一実施例を説明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例によるＸ線コ
ンピュータトモグラフィ装置の構成図である。図２
（ａ）は図１の回転架台の正面図である。図２（ｂ）は
Ｘ線源と多チャンネル型Ｘ線検出器列との配置関係を示
す斜視図である。図２（ｃ）は多チャンネル型Ｘ線検出
器列をＸ線源側から見た図である。

【００１７】回転架台１はＸ線源２と、ｎ列（ｎは２以
上の整数、ここではｎ＝３とする）の多チャンネル型検
出器３1 〜３3 からなる多チャンネル検出器列４とを保
持する。多チャンネル型検出器３1 〜３3 はＸ線源２に
対して撮影領域Ｅを挟んで対向して配置される。Ｘ線源
２は焦点Ｆからコーンビーム状Ｘ線にばく射する。多チ
ャンネル型検出器列３1 〜３3 それぞれは、Ｘ線源２の
回転軌道に沿って配列された複数のＸ線検出素子６を備
える。各Ｘ線検出素子６はそれぞれ独立して被検体を透
過した透過Ｘ線を検出する。多チャンネル型検出器３1
〜３3 は、Ｘ線源２の回転面に垂直な被検体体軸に沿っ
て、所定のピッチＰ２で並列される。各Ｘ線検出素子６
はそれぞれ単独で、被検体を通過したＸ線をその強度に
応じた電気信号（検出信号）に変換する。Ｘ線検出素子
６個々の検出信号が１チャンネルに相当する場合と、隣
接する所定数のＸ線検出素子６の検出信号の加算が１チ
ャンネルに相当する場合とがある。以下では、説明の便
宜上、前者で説明するが、後者の可能性を否定するもの
ではない。

【００１８】変形例として、回転架台１はＸ線源２のみ
を保持する。この場合、１周分の多チャンネル型検出器
３1 〜３3 が、Ｘ線源２の回転軌道に回転中心を挟んで
対向する周回軌道に沿って固定される。なお、ここでは
Ｘ線源２と多チャンネル型検出器３1 〜３3 とが共に回
転する前者で説明する。

【００１９】架台駆動機構７は、回転架台１を駆動して
回転させる。また架台駆動機構７は、被検体の体軸に沿
って回転架台１をスライドする。寝台８は、被検体を搭
載するための平面長方形の天板をその長軸に沿ってスラ
イド自在に支持する。この天板のスライドに伴って被検
体はその体軸に沿って撮影領域Ｅに挿入され、または撮
影領域Ｅから引き出される。寝台はその天板の長辺が回
転架台１の回転軸（回転中心Ｃを通り紙面に垂直な軸）
と平行になるように設置される。

【００２０】Ｘ線制御ユニット９は高圧発生ユニット１
０に制御信号を出力する。この制御信号が示すレベルの
高電圧（管電圧）が高圧発生ユニット１０からＸ線源２
に印加される。この管電圧に応じた強度のＸ線がＸ線源
２からばく射される。

【００２１】架台・寝台制御ユニット１１は、架台駆動
機構７と寝台８にそれぞれ制御信号を出力する。架台駆
動機構７は架台・寝台制御ユニット１１から供給される
制御信号で指示された角速度で回転架台１を連続的に回
転駆動する。また、架台駆動機構７は架台・寝台制御ユ
ニット１１から供給される制御信号で指示された速度で
回転架台１を連続的にスライドする。寝台８は架台・寝
台制御ユニット１１から入力した制御信号で指示された
速度で天板を連続的にスライドする。回転架台１と天板
の少なくとも一方がスライドされる。これにより、回転
架台１と被検体との相対的な位置が被検体の体軸に沿っ
て連続的に変化する。なお、ここでは、この相対的な位
置の変化は、回転架台１のスライドは停止して、天板の
みがスライドすることにより行われるものとして説明す
る。

【００２２】システム制御ユニット１２は、所定のシー
ケンスに沿って架台・寝台制御ユニット１１、Ｘ線制御
ユニット９、多チャンネル型検出３1 〜３3 を制御す
る。これによりヘリカルスキャンが実行される。システ
ム制御ユニット１２に制御された架台・寝台制御ユニッ
ト１１は、回転架台１を連続的に回転する。システム制
御ユニット１２に制御された寝台８は、少なくとも回転
架台１が回転している間、天板を連続的にスライドす
る。回転架台１が回転している間、システム制御ユニッ
ト１２に制御されたＸ線制御ユニット９は、Ｘ線源２か
らＸ線を連続的または間欠的にばく射させるために、Ｘ
線源２に管電圧を連続的または間欠的に供給する。シス
テム制御ユニット１２に制御された多チャンネル型検出
器３1 〜３3は、回転架台１が回転し、且つＸ線源２か
らＸ線がばく射されている間、被検体を透過したＸ線を
所定周期で繰り返し検出する。Ｘ線源２からばく射され
たＸ線は、そのパス上に存在する種々の組織の各Ｘ線吸
収率の合計に応じた減衰を受ける。多チャンネル型検出
器３1 〜３3 は、減衰を受けたＸ線をその強度に応じた
レベルの電気信号に変換する。したがって多チャンネル
型検出器３1 〜３3 により検出された検出信号は、当該
パス上に存在する複数種類の組織の各々のＸ線吸収率の
積分情報を含んでいる。この検出信号はデータ収集ユニ
ット１４でディジタル変換され、以降の処理では投影デ
ータと呼ばれる。

【００２３】ヘリカルスキャンの実行中、架台・寝台制
御ユニット１１から、回転架台１の回転角度と、天板の
座標（以下天板位置または単に位置という）とがシステ
ム制御ユニット１２に随時供給される。このため回転架
台駆動機構７には回転架台１の回転角度を検出するため
に、所定角度毎にパルス信号を出力するロータリーエン
コーダが設けられる。架台・寝台制御ユニット１１はこ
のパルス信号をカウントして、このカウント数から回転
架台１の回転角度を測定する。同様に、寝台８にもラッ
クピニオン機構を介して所定角度毎にパルス信号を出力
するロータリーエンコーダが設けられる。架台・寝台制
御ユニット１１はこのパルス信号をカウントして、この
カウント数から天板の位置を測定する。

【００２４】システム制御ユニット１２は、多チャンネ
ル型検出器３1 〜３3 が被検体を透過したＸ線を検出し
たタイミング、つまり各々の検出信号が検出された時の
回転架台１の回転角度と、天板の位置（天板座標）と、
各々の検出信号に固有のチャンネル番号と、各々の検出
信号の検出器番号とをメモリコントローラ３１に出力す
る。

【００２５】メモリコントローラ３１は、１つの検出信
号に対して２つの書き込みアドレス信号を記憶ユニット
１５へ出力する。一方の書き込みアドレス信号は、シス
テム制御ユニット１２からの上記出力にしたがって作成
される。他方の書き込みアドレス信号は、一方の書き込
みアドレス信号と同様にシステム制御ユニット１２から
の出力にしたがって作成されるが、検出信号が検出され
た時の回転架台１の回転角度だけが１８０°移相した回
転角度に変更されて作成される。つまり、１つの検出信
号は、２つのアドレスに記憶される。一方のアドレスに
記憶された検出信号をオリジナルデータと考えると、他
方のアドレスに記憶された検出信号はオリジナルデータ
の対向データとして取り扱われる。

【００２６】多チャンネル型検出器３1 〜３3 の各々の
検出器が検出した検出信号は、データ収集ユニット１４
で増幅及びディジタル変換された後、それぞれ独立して
記憶ユニット１５に送られる。データ収集ユニット１４
でディジタル変換された検出信号を、この処理以降では
投影データと呼称するものとする。多チャンネル型検出
器３1 〜３3 の各々の検出器の投影データは、メモリコ
ントローラ３１からの２つの書き込みアドレス信号にし
たがって２つのアドレスにそれぞれ記憶される。

【００２７】ここでは説明の便宜上、多チャンネル型検
出器３1 〜３3 は、ｎ×２個のメモリ１６〜２１を有す
るものとする。上述したようにｎは多チャンネル型検出
器の列数である。第１メモリ１６には、第１列の多チャ
ンネル型検出器３1 の投影データ（オリジナルデータ）
が、一方のアドレス信号にしたがって記憶される。第１
´メモリ１７には、第１列の多チャンネル型検出器３1
の投影データが、他方のアドレス信号にしたがって対向
データとして記憶される。第２メモリ１８には、第２列
の多チャンネル型検出器３2 の投影データ（オリジナル
データ）が、一方のアドレス信号にしたがって記憶され
る。第２´メモリ１９には、第２列の多チャンネル型検
出器３2 の投影データが他方のアドレス信号にしたがっ
て対向データとして記憶される。第３メモリ２０には、
第３列の多チャンネル型検出器３3 の投影データ（オリ
ジナルデータ）が、一方のアドレス信号にしたがって記
憶される。第３´メモリ２１には、第３列の多チャンネ
ル型検出器３3 の投影データが他方のアドレス信号にし
たがって対向データとして記憶される。

【００２８】なお、本実施例では、対向ビーム補間法を
採用しなくてもよい。この場合、上述の対向ビーム補間
法を採用した場合と同等の効果を得るためには、上述し
たＸ線検出器の列数ｎの２倍の列数（２×ｎ）が必要に
なる。

【００２９】システム制御ユニット１２には、オペレー
タが断層像を再構成する位置を設定入力するためのマウ
スやトラックボール等の断面設定部２２が接続される。
システム制御ユニット１２は断面設定部２２で設定され
た断面位置に基づいて、記憶ユニット１５から読み出す
べき投影データに関する情報を出力する。

【００３０】この情報にしたがってメモリコントローラ
３１は記憶ユニット１５の各メモリ１６〜２１に読み出
し用のアドレス信号を供給する。この読み出しアドレス
信号により、距離補間に必要な投影データが、記憶ユニ
ット１５から選択的に読み出される。

【００３１】具体的には、回転角度０°〜３６０°まで
の各回転角度それぞれについて、投影データが２つずつ
（この対応する回転角度が同じ２つの投影データを１つ
の組として取り扱う）選択される。例えば、回転架台１
が２°回転する毎に検出器３1 〜３3 の検出動作が繰り
返されるとした場合、０°、２°、４°・・・３５４
°、３５６°、３５８°の回転角度それぞれについて、
２つの検出信号が選択される。１つの組を構成する対応
する回転角度が同じ２つの投影データは、断面設定部２
２で設定された断面の位置に最も近い位置に対応する第
１の投影データと、第１の検出信号の位置に対して断面
設定部２２で設定された断面の位置を挟んで反対側の領
域における断面設定部２２で設定された断面の位置に最
も近い位置に対応する第２の投影データとである。換言
すると、断面設定部２２で設定された断面位置を挟んで
２つの領域それぞれで、断面位置に最も近い位置に対応
する投影データが読み出される。

【００３２】結果的に、記憶ユニット１５から選択的に
読み出される投影データは、断面設定部２２で設定され
た断面の位置を中心として、検出器３1 〜３3 の所定ピ
ッチの距離の範囲内の各位置に対応するものとなる。

【００３３】記憶ユニット１５から読み出された投影デ
ータは、補間処理ユニット２３に送られる。補間処理ユ
ニット２３は、同じ回転角度に対応する２つの投影デー
タを、断面設定部２２で設定された断面位置からの距離
に応じて距離補間（加重平均）を実行し、加重平均デー
タを計算する。この加重平均データは、断面設定部２２
で設定された断面位置での投影データとして取り扱われ
る。この距離補間処理は、全ての回転角度各々について
繰り返され、回転角度０°〜３６０°までの各回転角度
に対応する全角度的な加重平均データが求められる。

【００３４】補間処理ユニット２３からの全角度的な加
重平均データは、再構成処理ユニット２４に送られる。
再構成処理ユニット２４の逐次近似法やフーリエ計算法
などの再構成処理方法は、全角度的な加重平均データか
らＣＴ値の２次元分布、つまり断層像のオリジナルデー
タを計算する。この断層像は、出力ユニット２５に供給
され、表示または保管される。

【００３５】次に第１実施例の動作を説明する。図３
（ａ）は第１メモリ１６に記憶される複数の投影データ
（第１列の他チャンネル型検出器３1 のオリジナルデー
タ（透過データ））の収集位置（検出位置）と回転角度
の変化を実線で示し、第１´メモリ１７に記憶される複
数の投影データ（対向データ）の収集位置と回転角度の
変化を細線で示す。図３（ｂ）は第２メモリ１８に記憶
される複数の投影データ（オリジナルデータ（透過デー
タ））の収集位置と回転角度の変化を実線で示し、第２
´メモリ１９に記憶される複数の投影データ（対向デー
タ）の収集位置と回転角度の変化を細線で示す。図３
（ｃ）は第３メモリ２０に記憶される複数の投影データ
（オリジナルデータ）の収集位置と回転角度の変化を実
線で示し、第３´メモリ２１に記憶される複数の投影デ
ータ（対向データ）の収集位置と回転角度の変化を細線
で示す。

【００３６】第１実施例では、ヘリカルスキャンで投影
データが収集される。また、本実施例では、対向ビーム
補間処理法により断面上の全ての角度の投影データが準
備される。ヘリカルスキャン、対向ビーム補間処理法は
既知であるので簡単に説明する。

【００３７】ヘリカルスキャンは、システム制御ユニッ
ト１２によりＸ線制御ユニット９、多チャンネル型検出
器３1 〜３3 、および架台・寝台制御ユニット１１が制
御されることにより実行される。具体的には、システム
制御ユニット１２に制御された架台・寝台制御ユニット
１１は、回転架台１を連続的に回転する。システム制御
ユニット１２に制御された寝台８は、少なくとも回転架
台１が回転している間、天板を連続的にスライドする。
回転架台１が回転している間、システム制御ユニット１
２に制御されたＸ線制御ユニット９は、Ｘ線源２からＸ
線を連続的または間欠的にばく射させるために、Ｘ線源
２に管電圧を連続的または間欠的に供給する。システム
制御ユニット１２に制御された多チャンネル型検出器３
1 〜３3は、回転架台１が回転し、且つＸ線源２からＸ
線がばく射されている間、被検体を通過したＸ線を所定
周期で繰り返し検出する。

【００３８】Ｘ線源２からばく射されたＸ線は、パス上
の組織で減衰を受け、多チャンネル型検出器３1 〜３3
の各検出素子６で検出される。ヘリカルスキャンが実行
されている間、システム制御ユニット１２からメモリコ
ントローラ３１に、多チャンネル型検出器３1 〜３3 が
被検体を通過したＸ線を検出したタイミング、つまり各
々の検出信号が検出された時の回転架台１の回転角度
と、天板の位置（天板座標）と、各々の検出信号に固有
のチャンネル番号と、各々の検出信号に固有の検出器番
号との各データが出力される。

【００３９】例えば、第１列の多チャンネル型検出器３
1 のあるチャンネルの検出信号が検出されたとき、当該
検出信号が検出された時の回転架台１の回転角度θａお
よび天板の位置Ｐａが、当該チャンネル番号と当該検出
器番号と共にメモリコントローラ３１に供給される。メ
モリコントローラ３１は、これらの回転角度θａ、天板
の位置Ｐａ、当該チャンネル番号、当該検出器番号に応
じた２種の書き込みアドレス信号を第１メモリ１７、第
１´メモリ１８に別々に供給する。一方の書き込みアド
レス信号は、回転角度θａ、天板の位置Ｐａ、当該チャ
ンネル番号、当該検出器番号に応じて作成される。他方
の書き込みアドレス信号は、回転角度θａが１８０°移
相した回転角度（θａ＋１８０°）、天板の位置Ｐａ、
当該チャンネル番号、当該検出器番号に応じて作成され
る。つまり、２つの同じと投影データは、その一方がオ
リジナルデータとして、また他方が対向データとしてそ
れぞれ対応する回転角度のみ異なるアドレスに記憶され
る。他のタイミングで検出された検出信号も同様に記憶
される。他のチャンネルで検出された検出信号も同様に
記憶される。他の多チャンネル型検出器３2 ，３3 各検
出器で検出された検出信号も同様に記憶される。

【００４０】図４は、図３（ａ）〜図３（ｃ）をまとめ
て示した図であり、ヘリカルスキャンにより検出された
全ての投影データ（オリジナルデータ）の収集位置と回
転角度の変化を実線で示し、これれ複数の対向データの
収集位置と回転角度の変化を細線で示している。図４に
おいて、Ｐ１は回転架台１が１回転する間に天板が移動
する距離（天板送りピッチ）を示し、Ｐ２は隣り合う検
出器の幅中心間の距離、つまり検出器ピッチを示し、Ｐ
３は対向ビーム補間法によるデータピッチを示してい
る。図４に示すように、ある検出器の対向データ列が、
他の２つの検出器の２つのオリジナルデータ軌跡の間に
位置するように、ヘリカルスキャンが実行されること
が、本発明の重要な要件、つまり断層像を再構成するの
に必要な投影データの位置の広がり（分散）を狭くして
実効スライス厚を狭くして体軸方向空間分解能を向上さ
せるために重要な要件の１つである。これを実現するた
めには次のような条件でヘリカルスキャンを実行するこ
とが必要である。この条件は、多チャンネル型検出器列
４の列数ｎが奇数と、偶数の場合で若干相違する。

【００４１】多チャンネル型検出器列４の列数ｎが奇数
の場合、次の（１）式を満たすようにシステム制御ユニ
ット１２は、架台・寝台制御ユニット１１を制御する。 Ｐ１＝ｎ×Ｐ２ …（１） つまり、回転架台１が１回転する間に天板が移動する距
離Ｐ１、換言すると回転架台１が１回転する間に回転架
台１と被検体が相対的に変化する距離Ｐ１が、検出器３
1 〜３3 の全幅（ｎ×Ｐ２）に一致するように、回転架
台１の回転角速度と天板の移動とが相対的にシステム制
御ユニット１２により決定される。

【００４２】多チャンネル型検出器列４の列数ｎが偶数
の場合、次の（２）式を満たすようにシステム制御ユニ
ット１２は、架台・寝台制御ユニット１１を制御する。 Ｐ１＝（ｎ−１）×Ｐ２ …（２） つまり、回転架台１が１回転する間に天板が移動する距
離Ｐ１、換言すると回転架台１が１回転する間に回転架
台１と被検体が相対的に変化する距離Ｐ１が、検出器３
1 〜３3 の全幅から並列ピッチＰ２を減じた距離（（ｎ
−１）×Ｐ２）に一致するように、回転架台１の回転角
速度と天板の移動とが相対的にシステム制御ユニット１
２により決定される。この場合、最後列の第ｎ番目の検
出器の軌道が、最前列の第１番目の検出器の軌道に一致
してしまい、第ｎ番目の検出器の存在意味が無い。した
がって、理想的には、多チャンネル検出器列４の列数ｎ
が奇数であることが、コストパフォーマンスの点から好
ましいが、多チャンネル型検出器列４の列数ｎが偶数で
あっても奇数の場合より効果が低いことを意味するもの
ではない。

【００４３】メモリコントローラ３１により、あるタイ
ミングにある１つの検出器で検出された１チャンネルの
投影データに対して、２つの書き込みアドレス信号が作
成される。上述したように、一方の書き込みアドレス信
号は、システム制御ユニット１２からの出力にしたがっ
て作成され、他方の書き込みアドレス信号は、一方の書
き込みアドレス信号と同様にシステム制御ユニット１２
からの出力にしたがって作成されるが、検出信号が検出
された時の回転架台１の回転角度だけが１８０°移相し
た回転角度に変更されて作成される。つまり、１つの投
影データは、２つのアドレスに別々に記憶され、つまり
例えば第１メモリ１６の当該回転角度、当場合天板位
置、当該チャンネル番号、当該列番号のアドレスに記憶
された検出信号と同じものが、対向データとして第１´
メモリ１７の当該回転角度、当場合天板位置、当該チャ
ンネル番号、当該列番号のアドレスに記憶される。

【００４４】ヘリカルスキャンが終了した後、またはヘ
リカルスキャンの実行中に、断面設定部２２を介して、
断層像を再構成する位置が設定入力される。システム制
御ユニット１２は断面設定部２２で設定された断面の位
置に基づいて、記憶ユニット１５から読み出すべき投影
データおよび対向データの位置範囲を示すデータを出力
する。

【００４５】この位置範囲のデータにより、断面設定部
２２で設定された断面の位置を中心として、検出器３1
〜３3 の並列ピッチＰ２の距離の範囲が指定される。図
５は図４に対応する図であり、記憶ユニット１５から読
み出される投影データおよび対向データの分布を太線で
示している。図５のＺ0 は、断面設定部２２で設定され
た断面の位置を示している。

【００４６】つまり、断面設定部２２で設定された断面
の位置を中心として、検出器３1 〜３3 の並列ピッチＰ
２の距離の範囲内の全ての投影データおよび対向データ
が、記憶ユニット１５から読み出される。上述したよう
に、ある検出器の対向ビーム列が、他の２つの検出器の
２つのオリジナルデータの分布の間に位置するように、
ヘリカルスキャンが実行されているので、読み出される
投影データおよび対向データは次のような規則で読み出
される結果となる。

【００４７】すなわち、回転角度０°〜３６０°までの
各回転角度それぞれについて、投影データ（対向データ
の含む）が２つずつ選択される。例えば、回転架台１が
２°回転する毎に検出器３1 〜３3 の検出動作が繰り返
されるとした場合、０°、２°、４°・・・３５４°、
３５６°、３５８°の各回転角度について、投影データ
（対向データも含む）が２つずつ選択される。しかも、
この同じ回転角度に対応する２つの投影データは、断面
設定部２２で設定された断面の位置に最も近い位置に対
応する第１の投影データと、第１の投影データの位置に
対して断面設定部２２で設定された断面の位置を挟んで
反対側の領域における断面設定部２２で設定された断面
の位置に最も近い位置に対応する第２の投影データとで
ある。

【００４８】このように記憶ユニット１５から選択的に
読み出された投影データおよび対向データは、補間処理
ユニット２３に送られる。補間処理ユニット２３は、同
じ回転角度に対応する２つの投影データと対向データ
を、断面設定部２２で設定された断面の位置からの距離
に応じて距離補間（加重平均）を実行し、加重平均デー
タ、つまり断面設定部２２で設定された断面の位置での
投影データの推定値を作成する。

【００４９】図６は当該補間処理を説明するために図５
の太線部分だけを取り出して示す図である。この図６の
ように、例えば回転角度θαについて見れば、回転角度
θαの２つの投影データＤ1 、Ｄ2 から、当該回転角度
θαのＺ0 上の投影データＤ3 は（３）式のように計算
される。なお、ａはＤ1 の位置Ｚ1 とＺ0 との距離を示
し、ｂはＤ2 の位置Ｚ2 とＺ0 との距離を示している。

【００５０】 Ｄ3 ＝（ａ×Ｄ1 ＋ｂ×Ｄ2 ）／２ …（３） この距離補間処理は、全ての回転角度各々について繰り
返され、回転角度０°〜３６０°までの全ての回転角度
各々に対応する全角度的な加重平均データが求められ
る。

【００５１】補間処理ユニット２３からの全角度的な加
重平均データは、再構成処理ユニット２４に送られる。
再構成処理ユニット２４の逐次近似法やフーリエ計算法
などの再構成処理方法は、全角度的な加重平均データか
らＣＴ値の２次元分布、つまり断層像を再構成する。こ
の断層像は、出力ユニット２５に供給され、表示または
保管される。

【００５２】このように第１実施例によると、断層像を
再構成するのに必要な投影データの位置に関する広がり
（実効スライス厚）を、Ｘ線検出列が１列の従来のもの
や、Ｘ線検出列が複数列あるものであって、回転架台の
回転角速度に対する天板の移動速度を上述したように制
御しないものより、画期的に狭くして体軸方向空間分解
能を向上させることができる。従来ではこの広がりは、
回転架台が１回転する間に移動する天板の距離Ｐ１×２
であり、対向ビーム補間法を採用した従来であってもこ
の広がりはＰ１である。これに対して、本発明のそれは
Ｐ２、つまり検出器ピッチであり、Ｐ２はＰ１／ｎ（ｎ
は列数）に相当する。 （第２実施例）以下図面を参照して第２実施例について
説明する。図７は第２実施例の構成図である。図７にお
いて図１と同じ部分には同符号を詳細な説明は省略す
る。本実施例は、第１実施例と同等またはそれ以下の実
効スライス厚のデータを、オリジナルデータだけから
（対向データを使わないで）実現して、対向データの使
用に伴う画像ノイズの発生を解消するものである。

【００５３】回転架台１はＸ線源２と、ｎ列（ここで
は、ｎ＝１０で示す）の多チャンネル検出器３1 ，３2
…３n からなる多チャンネル検出器列４とを、撮影領域
を挾んで対向して配置し、この対向関係を維持したまま
撮影領域中心に関して回転可能に保持する。Ｘ線源２は
焦点からコーンビーム状Ｘ線を曝射する。多チャンネル
検出器３1 ，３2 …３n は、Ｘ線源２の回転面に垂直な
軸（スライス軸、またはＺ軸）に沿って所定のピッチ
（以下検出器ピッチという）ｐで並列される。検出器ピ
ッチｐは、隣り合う多チャンネル検出器の幅中心間の距
離で定義される。多チャンネル検出器３1 ，３2 …３n
それぞれは、Ｘ線源２の回転面内で、Ｘ線源２の焦点か
ら等距離の関係で並設された複数の検出素子を備えてい
る。検出素子はそれぞれ独立して、被検体を透過したＸ
線をその強度に応じた電気信号に変換する。例えば、１
つの検出素子または隣接する所定数の検出素子が、１チ
ャンネルに相当する。なお、回転架台１にＸ線源２のみ
が保持され、１周分の多チャンネル検出器列４がＸ線源
２からのＸ線を受ける位置に固定されたいわゆる第４世
代の構造であってもよい。

【００５４】架台駆動機構７は回転架台１を駆動して回
転させる。寝台８は被検体を搭載するための天板２９を
その長手方向に沿ってスライド自在に支持する。寝台駆
動機構２６は、天板２９を駆動してスライドさせ、被検
体をその体軸方向（天板２９の長手方向に同じ）に沿っ
て、撮影領域に出し入れする。これにより、撮影領域と
被検体との位置が相対的に変化する。なお、天板２９が
固定で、架台１が被検体の体軸方向に沿ってスライドし
たり、または天板２９と架台１とが互いに逆方向に移動
することにより、撮影領域と被検体との相対的な位置関
係が変化するような機構を採用してもよい。

【００５５】Ｘ線制御ユニット９は高圧発生ユニット１
０に制御信号を出力する。この制御信号に応じた高電圧
が高圧発生ユニット１０からＸ線源２に管電圧として印
加される。この管電圧に応じたエネルギーのＸ線がＸ線
源２から曝射される。

【００５６】架台・寝台制御ユニット１１は、架台駆動
機構７と寝台駆動機構２６にそれぞれ制御信号を送る。
架台駆動機構７は、架台・寝台制御ユニット１１から供
給される制御信号で指示された角速度で回転架台を定速
度回転させる。寝台駆動機構２６は、架台・寝台制御ユ
ニット１１から供給される制御信号で指定された速度で
寝台８の天板２９を定速度にてスライドさせる。ここ
で、回転架台１、換言するとＸ線源２が１回転する間
に、天板２９がスライドする距離を、天板送りピッチｄ
として定義する。

【００５７】システム制御ユニット１２は、所定のシー
ケンスに沿って、架台・寝台制御ユニット１１、Ｘ線制
御ユニット９、多チャンネル検出器列４、データ収集ユ
ニット１４を制御し、ヘリカルスキャンを実行する。シ
ステム制御ユニット１２に制御された架台・寝台制御ユ
ニット１１は、回転架台１を一定の角速度で連続回転さ
せると同時に、寝台８の天板２９を一定の速度でスライ
ドさせる。この間、システム制御ユニット１２に制御さ
れたＸ線制御ユニット９はＸ線源２からＸ線を連続的又
は間欠的に発生させる。システム制御ユニット１２に制
御された多チャンネル検出器列４の各検出素子は、被検
体を透過したＸ線をその強度に応じたレベルの電気信号
に所定の周期（例えばＸ線源２が２°回転する時間を１
周期とする）で繰り返し変換し、データ収集ユニット１
４に出力する。システム制御ユニット１２に制御された
データ収集ユニット１４は、多チャンネル検出器列４の
各チャンネルで変換された電気信号を順次ディジタルデ
ータに変換する。

【００５８】ヘリカルスキャンの実行中、架台・寝台制
御ユニット１１から、回転架台１の回転角度と、天板２
９の座標（天板位置）とが、システム制御ユニット１２
に随時取り込まれる。このために、回転架台駆動機構７
には、所定角度毎にパルス信号を発生する図示しないロ
ータリーエンコーダが設けられており、架台・寝台制御
ユニット１１は、このパルス信号をカウントして回転角
度を測定する。同様に、天板２９には、ラックピニオン
機構を介して図示しないロータリーエンコーダ設けられ
ており、天板２９が所定距離スライドする毎にパルス信
号を発生し、架台・寝台制御ユニット１１は、このパル
ス信号をカウントして天板位置を測定する。

【００５９】システム制御ユニット１２は、多チャンネ
ル検出器列４が透過Ｘ線を検出したタイミングの回転架
台１の回転角度と、天板２９の位置と、検出データ各々
のチャンネル番号、多チャンネル型Ｘ線検出器３1 〜３
n 各々に固有の検出器番号とを、メモリコントローラ１
３に出力する。メモリコントローラ１３は、システム制
御ユニット１２からの回転角度と、天板２９の位置と、
チャンネル番号、検出器番号とにしたがって、書き込み
アドレス信号を作成し、記憶ユニット１５へ出力する。
データ収集ユニット１４でディジタル変換された検出デ
ータは個々に記憶ユニット１５へ送られ、メモリコント
ローラ１３から出力された書き込みアドレス信号に従っ
てそれぞれのアドレスに記憶される。このアドレスは単
純補間法を適用する場合のものである。

【００６０】システム制御ユニット１２には、オペレー
タが所望する断層像の位置（スライス位置またはＺ位置
（Ｚ座標））を指定するための断面設定部２２が接続さ
れる。システム制御ユニット１２は、断面設定部２２に
より設定された再構成断面位置の情報をデータ読み出し
指令と共にメモリコントローラ１３に供給する。この情
報に従って、メモリコントローラ１３は読み出しアドレ
ス信号を作成し、記憶ユニット１５に供給する。この読
み出しアドレス信号により、再構成断面位置に関する断
層像の再構成に必要なデータが、記憶ユニット１５から
選択的に読み出される。具体的には、０°〜３６０°の
微小回転角度毎に２つずつデータが読み出される。つま
り、同じ回転角度に対応する２つのデータが読み出され
る。この２つのデータのうち一方は、Ｚ軸に関して再構
成断面位置よりプラス側の領域において再構成断面位置
に最も近いＺ位置に対応するデータであり、２つのデー
タのうち他方は、Ｚ軸に関して再構成断面位置よりマイ
ナス側の領域において再構成断面位置に最も近いＺ位置
に対応するデータである。

【００６１】なお、これは、いわゆる内挿補間（補間デ
ータのＺ位置が２つのオリジナルデータのＺ位置に挟ま
れるような補間）だけを使用する場合の条件であり、変
形例として、外挿補間（補間データのＺ位置が２つのオ
リジナルデータのＺ位置に挟まれないような補間）も内
挿補間と共に使用する場合は、単純に、回転角度が同じ
２つのデータは、領域に関係なく再構成断面位置に最も
近い順に２つのデータとなる。

【００６２】記憶ユニット１５から回転角度毎に２つず
つ読み出されたデータは、距離補間ユニット２３に取り
込まれる。距離補間ユニット２３で、同じ回転角度に対
応する２つのデータは、それぞれ再構成断面位置からの
距離に応じた係数（２つの係数の和は１）を乗算され、
加算される。これにより当該再構成断面位置に関する当
該回転角度の加重平均データ（補間データ）が作成され
る。この補間データの作成は、全ての回転角度毎に実行
され、最終的に全ての回転角度に対する加重平均データ
が求められる。

【００６３】これらの全角度に対する加重平均データに
基づいて、再構成処理ユニット２４において、適当な再
構成処理法により当該再構成断面に関するＣＴ値の２次
元分布（断層像）が再構成される。この断層像の画像デ
ータは出力ユニット２５において、表示または保管され
る。

【００６４】次に本実施例の動作を説明する。ここで
は、多チャンネル型検出器３1 〜３nの列数が１０、つ
まりｎ＝１０として説明する。図８と図９は回転架台１
が３回転する間に各多チャンネル型検出器３1 〜３10で
収集された投影データの軌道、つまり各データを収集し
たときの天板２９のＺ位置と回転架台１の回転角度とで
表現される軌道を表しており、図８と図９とでは天板送
りピッチｄの設定モードが相違する。いずれかのモード
が、システム制御ユニット１２に接続されたモード設定
部２８を介してオペレータにより選択される。なお、隣
り合う多チャンネル型検出器の各幅中心間のＺ軸に関す
る距離（検出器ピッチ）をｐ、回転架台１（Ｘ線源２）
が１回転する間に移動する天板２９の移動距離（天板送
りピッチ）をｄとする。図８では、 ｄ＝４．５×ｐ の場合を示している。

【００６５】図９では、 ｄ＝（１０／３）×ｐ の場合を示している。

【００６６】いずれの設定モードでも、回転架台１が１
回転する毎に、図８の設定モードではデータのＺ位置が
ｐ／２ずつ、また図９の設定モードではデータのＺ位置
がｐ／３ずつずれて、回転架台１が複数回転するうちに
各多チャンネル型検出器３1〜３10のデータ軌跡が重な
らないように天板送りピッチｄが設定される。これによ
り、再構成断面位置の加重平均データの元となるオリジ
ナルデータ（対向データでない実際に収集した実デー
タ）の密度を増やすことができる。したがって、対向デ
ータを使用しないで、オリジナルデータだけから加重平
均データを作成することにより画像ノイズを軽減し、し
かもオリジナルデータのピッチＰを狭くして実効スライ
ス厚を薄くし、体軸方向空間分解能の高い画像を得るこ
とが可能となる。

【００６７】図８の場合、１０列（ｎ＝１０）の多チャ
ンネル型検出器３1 〜３10を設置して、検出器ピッチｐ
の４．５倍の天板送りピッチ（ｄ＝４．５×ｐ）で天板
２９をスライドさせている。これによりデータピッチＰ
をｐ／２にできる。また、１０列（ｎ＝１０）の多チャ
ンネル型検出器３1 〜３10を設置し、検出器ピッチｐの
１０／３倍の天板送りピッチ（ｄ＝（１０／３）×ｐ）
で天板２９をスライドさせている。これによりデータピ
ッチＰをｐ／３にできる。

【００６８】図１０に図８の場合における再構成のため
に記憶ユニット１５から抽出されるデータを示してい
る。上述したように、ここでは対向ビーム補間法ではな
く、単純補間法が採用されている。オペレータにより断
面設定部２２を介して設定された再構成断面位置に関し
て、例えば９０°の回転角度に対応する加重平均データ
を求める場合を考える。回転角度９０°に関する加重平
均データの元になる２つの投影データは、再構成断面位
置の左側の領域Ａにおいて再構成断面位置に最も近いデ
ータａ（７列目の多チャンネル型検出器３7 の２回転目
に得られた回転角度９０°のデータ）と、再構成断面位
置の右側の領域Ｂにおいて再構成断面位置に最も近いデ
ータｂ（３列目の多チャンネル型検出器３3 の３回転目
に得られた回転角度９０°のデータ）とである。これら
のデータａ，ｂから、再構成断面位置における９０°の
回転角度における加重平均データｘが距離補間により求
められる。この処理を、再構成断面位置における全ての
回転角度に対して個々に実行することにより、再構成断
面位置における再構成処理に必要な全角度のデータ（補
間データまたは加重平均データ）が揃うことになる。つ
まり、オリジナルデータとしては、図１０の太線で示さ
れた部分に存在し、つまり再構成断面位置を中心として
その前後、ｐ／２ずつの範囲、換言すると再構成断面位
置を中心としたｐの範囲に限定（狭小化）することがで
きる。同様に図９の場合では、オリジナルデータは、再
構成断面位置を中心としてその前後、ｐ／３ずつの範
囲、換言すると再構成断面位置を中心とした（２／３）
×ｐの範囲に限定（狭小化）することができる。

【００６９】このことを一般化すると、次のように表現
できる。天板送りピッチｄは、 ｄ＝ｐ×（Ｌ＋１／ｍ） ただし、ｐ：検出器ピッチ ｎ：多チャンネル型Ｘ線検出器の列数 ｍ：自然数 Ｌ：（ｎ／ｍ）未満の整数 を満足する条件下で、モード設定器を介して天板送りピ
ッチｄを任意に調整することにより、データのピッチＰ
は、 Ｐ＝ｐ／ｍ とすることができる。ここで、対向ビーム補間を使わ
ず、しかも単純補間法の内挿補間だけの場合は、再構成
に必要な投影データは、（２×ｐ）／ｍの範囲（実効ス
ライス厚）に限定することができる。図８の場合、実効
スライス厚はｐ、図９の場合、実効スライス厚は（２／
３）×ｐとなる。この投影データから加重平均データを
求める場合、元になる投影データがすべて実際に収集し
たオリジナルデータであり、対向データでないため、対
向ビームによって実効スライス厚を薄くする第１実施例
に対して、画像ノイズが優れ、単純補間と同等の画質を
得ることができる。また、投影データのピッチはｐ／ｍ
であり、第１実施例と同等またはそれ以下の実効スライ
ス厚が得られる。

【００７０】なお、本実施例では、上述のように単純補
間法に立脚して説明したが、勿論、対向ビーム補間法を
適用してもよい。例えば、図１１は、図８の条件で、対
向ビーム補間法を適用したときのデータ軌跡を示してい
る。この場合、データピッチはｐ／２ｍとなる。加重平
均データを求める投影データの片方が対向ビームになる
ため画像ノイズは、単純補間法より増加するが、データ
ピッチの縮小によって、さらに実効スライス厚が薄くな
る効果がある。

【００７１】このように本実施例によると、マルチスラ
イスヘリカルスキャンの効果である高速性も合わせ、短
時間で、画像ノイズが少なく、低コントラスト分解能に
優れ、体軸方向に関する空間分解能の高い画像データ
（ボクセルデータ）を得ることが可能となる。その理由
は、データの軌跡が再構成断面を横切るオリジナルデー
タが第１実施例より増えるので、実効スライス厚を増大
させないでオリジナルデータだけを用いて再構成が可能
となることにより、画像ノイズが減少するからである。

【００７２】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。例えば上述した実施例で
は、天板送り速度を遅くするため、スキャン時間が長時
間化して動きの早い部位を撮影する場合や被検体の呼吸
等による態動が激しいときアーチファクトが発生する可
能性があった。この問題を回避するように、上述したよ
うな天板送りピッチの条件に制限されないで天板を高速
でスライドできるモードを選択できるようにしておくこ
とは、この問題を適当に回避するための重要である。

【００７３】

【発明の効果】請求項１の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線
源とこのＸ線が照射される被検体とを相対的に回転さ
せ、かつ上記Ｘ線源と上記被検体とを上記被検体の体軸
方向に沿って相対的に移動させることにより、上記被検
体に対して螺旋状スキャンを行い、上記被検体を透過す
るＸ線をＸ線検出器列にて検出することにより、上記体
軸方向の所望とする再構成断面位置の断層像を再構成可
能なＸ線コンピュータトモグラフィ装置において、上記
被検体の体軸方向に沿ってｎ列（ｎは２以上の整数）並
列され、上記螺旋状スキャンの際に上記被検体の透過Ｘ
線による透過データを収集するＸ線検出器列と、上記Ｘ
線検出器列にて検出される任意の回転位相のデータに対
して対向する回転位相にある対向データを上記各Ｘ線検
出器列毎に生成する対向データ生成手段と、上記再構成
断面位置に最も近い収集位置に対応する第１のデータと
この第１のデータの収集位置に対して上記再構成断面位
置を挟んで反対側の領域で上記再構成断面位置に最も近
い収集位置に対応する第２のデータとからなる組を所定
角度毎に上記透過データ及び対向データの中から選択的
に抽出するデータ抽出手段と、上記データ抽出手段によ
り抽出された第１及び第２のデータに基づいて補間演算
を施すことにより上記再構成断面位置における投影デー
タを求める補間演算手段と、記補間演算手段にて求めら
れた投影データに基づいて上記再構成断面位置における
断層像を再構成する再構成手段とを具備する。

【００７４】請求項１の発明によれば、再構成断面に最
も近い収集位置に対応する第１のデータと、この第１の
データの収集位置に対して上記再構成断面を挟んで反対
側の領域で上記再構成断面に最も近い収集位置に対応す
る第２のデータとからなる組が、所定角度毎に複数の透
過データと対向データとの中から選択され、補間演算後
に再構成処理に供せられる。したがって、再構成断面を
挟んだ２つの領域それぞれで再構成断面位置に最も近い
データから断層像が再構成されることになるので、断層
像の信頼性が向上する。

【００７５】請求項６の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線源
とこのＸ線が照射される被検体とを相対的に回転させ、
かつ上記Ｘ線源と上記被検体とを上記被検体の体軸方向
に沿って相対的に移動させることにより、上記被検体に
対して螺旋状スキャンを行い、上記被検体を透過するＸ
線をＸ線検出器列にて検出することにより、上記体軸方
向の所望とする再構成断面位置の断層像を再構成可能な
Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置において、上記被検
体の体軸方向に沿って複数列並列され、上記螺旋状スキ
ャンの際に上記被検体の透過Ｘ線による透過データを収
集するＸ線検出器列と、上記再構成断面位置に最も近い
収集位置に対応する第１のデータとこの第１のデータの
収集位置に対して上記再構成断面位置を挟んで反対側の
領域で上記再構成断面位置に最も近い収集位置に対応す
る第２のデータとからなる組を、上記Ｘ線検出器列にて
得る各々の透過データの中から選択的に抽出するデータ
抽出手段と、上記データ抽出手段により抽出された第１
及び第２のデータに基づいて補間演算を施すことにより
上記再構成断面位置における投影データを求める補間演
算手段と、上記補間演算手段にて求められた投影データ
に基づいて上記再構成断面位置における断層像を再構成
する再構成手段とを具備する。

【００７６】請求項６の発明も、請求項１の発明と同様
の作用が得られるが、いわゆる対向ビーム補間は採用さ
れない。したがって、請求項６の発明は請求項１の発明
の場合ほどではない範囲で断層像の信頼性が向上する。

【００７７】請求項１１の発明は、Ｘ線を曝射するＸ線
源とこのＸ線が照射される被検体とを相対的に回転さ
せ、かつ前記Ｘ線源と前記被検体とを前記被検体の体軸
方向に沿って相対的に移動させることにより、前記被検
体に対して螺旋状スキャンを行い、前記被検体を透過す
るＸ線をＸ線検出器にて検出し、検出データを使って前
記体軸方向の所望とする再構成断面位置の断層像を再構
成するＸ線コンピュータトモグラフィ装置において、前
記被検体の体軸方向に沿ってｎ列（ｎは２以上の整数）
並列された多チャンネル型のＸ線検出器と、前記Ｘ線源
と前記被検体との体軸方向に関する位置関係を相対的に
移動する移動手段と、螺旋状スキャンに際して前記各Ｘ
線検出器が検出するデータの軌跡が重ならないように、
前記Ｘ線源が１回転する間に前記Ｘ線源と前記被検体と
が相対的に移動する移動ピッチを制御する制御手段とを
具備する。

【００７８】請求項１１の発明によれば、体軸方向に関
して検出データの密度が増大するので、実際に検出した
データだけから画像を再構成できるので、実効スライス
厚の増大を押えながら、画像ノイズの低減による低コン
トラスト分解能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例によるＸ線コンピュータトモグラフ
ィ装置の構成図。

【図２】図１のＸ線源とＸ線検出器の構造図。

【図３】検出データとこの対向データとの収集軌道をＸ
線検出器毎に示す図。

【図４】全検出データとこの対向データとの収集軌道を
示す図。

【図５】第１実施例の実効スライス厚を示す図。

【図６】距離補間法を説明するための図。

【図７】第２実施例によるＸ線コンピュータトモグラフ
ィ装置の構成図。

【図８】第１の条件下での３回転分の検出データの収集
軌道を示す図。

【図９】第２の条件下での３回転分の検出データの収集
軌道を示す図。

【図１０】第２実施例の実効スライス厚を示す図。

【図１１】第２実施例を対向ビーム法に適用したときの
第１の条件下での３回転分の検出データ及び対向データ
の収集軌道を示す図。

【符号の説明】

１…回転架台、 ２…Ｘ線
源、３1 〜３n …多チャンネル型Ｘ線検出器、 ６…Ｘ
線検出素子、７…架台駆動機構、
８…寝台、９…架台・寝台制御ユニット、
１０…高圧発生ユニット、１１…Ｘ線制御ユニット、
１２…システム制御ユニット、１３…
メモリコントローラ、 １４…データ収集
ユニット、１５…記憶ユニット、
１６〜２１…メモリ、２２…断面設定部、
２３…補間処理ユニット、２４…再構成処理
ユニット、 ２５…出力ユニット。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を曝射するＸ線源とこのＸ線が照射
   される被検体とを相対的に回転させ、かつ前記Ｘ線源と
   前記被検体とを前記被検体の体軸方向に沿って相対的に
   移動させることにより、前記被検体に対して螺旋状スキ
   ャンを行い、前記被検体を透過するＸ線をＸ線検出器に
   て検出することにより、前記体軸方向の所望とする再構
   成断面位置の断層像を再構成可能なＸ線コンピュータト
   モグラフィ装置において、 前記被検体の体軸方向に沿ってｎ列（ｎは２以上の整
   数）並列され、前記螺旋状スキャンの際に前記被検体の
   透過Ｘ線による透過データを収集する多チャンネル型の
   Ｘ線検出器と、 前記Ｘ線検出器にて検出される任意の回転位相のデータ
   に対して対向する回転位相にある対向データを前記各Ｘ
   線検出器毎に生成する対向データ生成手段と、 前記再構成断面位置に最も近い収集位置に対応する第１
   のデータとこの第１のデータの収集位置に対して前記再
   構成断面位置を挟んで反対側の領域で前記再構成断面位
   置に最も近い収集位置に対応する第２のデータとからな
   る組を所定角度毎に前記透過データ及び対向データの中
   から選択的に抽出するデータ抽出手段と、 前記データ抽出手段により抽出された第１及び第２のデ
   ータに基づいて補間演算を施すことにより前記再構成断
   面位置における投影データを求める補間演算手段と、前
   記補間演算手段にて求められた投影データに基づいて前
   記再構成断面位置における断層像を再構成する再構成手
   段とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータトモ
   グラフィ装置。
2. 【請求項２】 前記Ｘ線検出器の列数ｎは、奇数に設定
   されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュー
   タトモグラフィ装置。
3. 【請求項３】 前記螺旋状スキャンにより回転位相が１
   周期変化する間に、前記Ｘ線源と前記被検体との前記体
   軸方向に沿った相対的な位置が、前記Ｘ線検出器の並列
   ピッチに列数ｎを乗じた距離だけ変位することを特徴と
   する請求項２記載のＸ線コンピュータトモグラフィ装
   置。
4. 【請求項４】 前記Ｘ線検出器の列数ｎは、偶数に設定
   されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュー
   タトモグラフィ装置。
5. 【請求項５】 前記螺旋状スキャンにより回転位相が１
   周期変化する間に、前記Ｘ線源と前記被検体との前記体
   軸方向に沿った相対的な位置が、前記Ｘ線検出器の並列
   ピッチに列数ｎ−１を乗じた距離だけ変位することを特
   徴とする請求項４記載のＸ線コンピュータトモグラフィ
   装置。
6. 【請求項６】 Ｘ線を曝射するＸ線源とこのＸ線が照射
   される被検体とを相対的に回転させ、かつ前記Ｘ線源と
   前記被検体とを前記被検体の体軸方向に沿って相対的に
   移動させることにより、前記被検体に対して螺旋状スキ
   ャンを行い、前記被検体を透過するＸ線をＸ線検出器に
   て検出することにより、前記体軸方向の所望とする再構
   成断面位置の断層像を再構成可能なＸ線コンピュータト
   モグラフィ装置において、 前記被検体の体軸方向に沿って複数列並列され、前記螺
   旋状スキャンの際に前記被検体の透過Ｘ線による透過デ
   ータを収集する多チャンネル型のＸ線検出器と、 前記再構成断面位置に最も近い収集位置に対応する第１
   のデータとこの第１のデータの収集位置に対して前記再
   構成断面位置を挟んで反対側の領域で前記再構成断面位
   置に最も近い収集位置に対応する第２のデータとからな
   る組を、前記Ｘ線検出器にて得る各々の透過データの中
   から選択的に抽出するデータ抽出手段と、 前記データ抽出手段により抽出された第１及び第２のデ
   ータに基づいて補間演算を施すことにより前記再構成断
   面位置における投影データを求める補間演算手段と、前
   記補間演算手段にて求められた投影データに基づいて前
   記再構成断面位置における断層像を再構成する再構成手
   段とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータトモ
   グラフィ装置。
7. 【請求項７】 前記Ｘ線検出器の列数は、奇数に設定さ
   れることを特徴とする請求項６記載のＸ線コンピュータ
   トモグラフィ装置。
8. 【請求項８】 前記螺旋状スキャンにより回転位相が１
   周期変化する間に、前記Ｘ線源と前記被検体との前記体
   軸方向に沿った相対的な位置が、前記Ｘ線検出器の並列
   ピッチに前記Ｘ線検出器の列数を乗じた距離だけ変位す
   ることを特徴とする請求項７記載のＸ線コンピュータト
   モグラフィ装置。
9. 【請求項９】 前記Ｘ線検出器の列数は、偶数に設定さ
   れることを特徴とする請求項６記載のＸ線コンピュータ
   トモグラフィ装置。
10. 【請求項１０】 前記螺旋状スキャンにより回転位相が
    １周期変化する間に、前記Ｘ線源と前記被検体との前記
    体軸方向に沿った相対的な位置が、前記Ｘ線検出器の並
    列ピッチに前記Ｘ線検出器の列数−１を乗じた距離だけ
    変位することを特徴とする請求項９記載のＸ線コンピュ
    ータトモグラフィ装置。
11. 【請求項１１】 Ｘ線を曝射するＸ線源とこのＸ線が照
    射される被検体とを相対的に回転させ、かつ前記Ｘ線源
    と前記被検体とを前記被検体の体軸方向に沿って相対的
    に移動させることにより、前記被検体に対して螺旋状ス
    キャンを行い、前記被検体を透過するＸ線をＸ線検出器
    にて検出し、検出データを使って前記体軸方向の所望と
    する再構成断面位置の断層像を再構成するＸ線コンピュ
    ータトモグラフィ装置において、 前記被検体の体軸方向に沿ってｎ列（ｎは２以上の整
    数）並列された多チャンネル型のＸ線検出器と、 前記Ｘ線源と前記被検体との体軸方向に関する位置関係
    を相対的に移動する移動手段と、 螺旋状スキャンに際して前記各Ｘ線検出器が検出するデ
    ータの軌跡が重ならないように、前記Ｘ線源が１回転す
    る間に前記Ｘ線源と前記被検体とが相対的に移動する移
    動ピッチを制御する制御手段とを具備することを特徴と
    するＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
12. 【請求項１２】 前記移動ピッチｄは、 ｄ＝ｐ×（Ｌ＋１／ｍ） ただし、ｐ：隣り合うＸ線検出器の幅中心間の距離 ｎ：前記Ｘ線検出器の列数 ｍ：自然数 Ｌ：（ｎ／ｍ）未満の整数 の条件式を満足することを特徴とする請求項１１に記載
    のＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
13. 【請求項１３】 前記移動ピッチｄの条件式において、
    ｍ＝２であることを特徴とする請求項１２に記載のＸ線
    コンピュータトモグラフィ装置。
14. 【請求項１４】 前記移動ピッチｄの条件式において、
    Ｌを（ｎ／ｍ）未満の整数の最大値とする請求項１２に
    記載のＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
15. 【請求項１５】 前記Ｘ線検出器によって検出された検
    出データを用いて再構成断面位置上のデータを補間する
    補間手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に
    記載のＸ線コンピュータトモグラフィ装置。
16. 【請求項１６】 前記Ｘ線検出器によって検出された検
    出データと、この検出データに関する対向データとを用
    いて再構成断面位置上のデータを補間する補間手段をさ
    らに備えることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線コ
    ンピュータトモグラフィ装置。
17. 【請求項１７】 前記補間手段は、体軸方向に関して前
    記再構成断面位置を中心とした両側各々から、前記再構
    成断面位置に最も近い位置で検出された２つのデータか
    ら距離補間により再構成断面位置上のデータを補間する
    ことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の
    Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置。
18. 【請求項１８】 前記補間手段は、体軸方向に関して前
    記再構成断面位置に近い順に２つのデータから距離補間
    により再構成断面位置上のデータを補間することを特徴
    とする請求項１５または請求項１６に記載のＸ線コンピ
    ュータトモグラフィ装置。