JPH1033520A

JPH1033520A - コーンビームｘ線断層撮影装置

Info

Publication number: JPH1033520A
Application number: JP8193086A
Authority: JP
Inventors: Rika Baba; 理香馬場; Takeshi Ueda; 健植田; Hironori Ueki; 広則植木
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JP3583554B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検体の厚さがゼロの部分を視野に含む場合
に、実測されたＸ線透過像の散乱Ｘ線による画質の低下
を簡便に補正し、３次元再構成により得られた画像の画
質とＣＴ値の定量性を向上できるコーンビームＣＴ装置
を提供すること。【解決手段】被検体の２次元Ｘ線像を撮像し、３次元
Ｘ線ＣＴ像を再構成する再構成手段とを有するコーンビ
ームＸ線断層撮影装置において、所定のＸ線吸収体の厚
さと該厚さに対する散乱Ｘ線成分の割合との関係を予め
計測する計測手段と、２次元Ｘ線像と撮像条件とからＸ
線吸収体の厚さを算出する吸収体厚さ算出手段と、該吸
収体厚さと予め設定される吸収体厚さとを比較し、被検
体の吸収体厚さが薄い場合には、予め設定される吸収体
厚さに対応する散乱Ｘ線成分の割合を２次元Ｘ線像の散
乱Ｘ線成分の割合とする比較置換手段と、散乱Ｘ線成分
の割合に基づいて、散乱Ｘ線を補正する散乱Ｘ線補正手
段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コーンビームＸ線
撮影装置に関し、特に、被検体内部を３次元的に画像化
する際の画像の定量性を向上させる技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体内部の３次元分布を画像化
する技術としては、被検体の周囲の３６０度からコーン
ビーム状のＸ線を照射しながら撮像したＸ線透過像を再
構成し、被検体の内部を画像化するコーンビームＣＴ技
術がある。

【０００３】このときのコーンビームＣＴの画像データ
の取得から３次元画像再構成までのデータ補正処理方法
は、たとえば、医用画像工学研究会ジャミットフロンテ
ィア９５（ＪＡＭＩＴＦｒｏｎｔｉｅｒ ’９５）講
演論文集、２３−２８頁（１９９５年）に記載の方法が
ある。

【０００４】この文献に記載の方法は、連続的に撮影を
行うことが可能な２次元Ｘ線画像検出器としてＸ線イメ
ージインテンシファイアを用いて、まず、多方向から被
検体のＸ線透過像を撮影し、次に、Ｘ線透過像に含まれ
る検出器の歪みと感度の補正とを行い、さらに、被検体
の検出器からのはみ出しの補正を行った後、コーンビー
ムＣＴの３次元画像再構成アルゴリズムを用いて、３次
元画像再構成を行うというものである。

【０００５】前述するように、連続的に撮影を行うこと
が可能な２次元Ｘ線画像検出器として、最も広く利用さ
れている検出器は、Ｘ線イメージインテンシファイアと
結像光学系とテレビカメラから構成される検出器であ
る。しかしながら、この他にも、蛍光板と結像光学系と
テレビカメラから構成される検出器、蛍光板と２次元フ
ォトダイオードアレイ及び２次元薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）配列から構成される検出器、さらには、セレン膜
と２次元薄膜トランジスタ配列から構成される検出器等
の２次元Ｘ線画像検出器がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【０００７】従来のコーンビームＣＴ装置では、検出器
の歪み、検出器の感度のばらつきおよび被検体の検出器
からのはみ出しと共に、Ｘ線イメージインテンシファイ
アの出力蛍光面で発生する拡散光（ベーリンググレアと
も呼ばれる）と、Ｘ線が被検体内部を透過する際に発生
する散乱Ｘ線とが得られたＸ線透過像にぼけを加えると
いう現象となって、Ｘ線透過像の画質の低下の一因とな
り、この結果、再構成によって得られた３次元像もまた
画質が低下するという現象を引き起こしている。

【０００８】なお、前述する２次元Ｘ線画像検出器のう
ち、セレン膜以外の検出器においては、Ｘ線像を光学像
に変換し、光学像をさらに電気信号に変換するという過
程により画像が計測されるので、これらの検出器では、
検出器内部における光の拡散により発生した拡散光が発
生する。

【０００９】特に、散乱Ｘ線は、どのような２次元Ｘ線
画像検出器を用いても避けることのできない画質低下原
因であり、被検体内部におけるＸ線散乱により発生した
散乱Ｘ線が実測画像へ混入することによって、Ｘ線透過
像にぼけが発生することになる。

【００１０】一般的には、前述する散乱Ｘ線によるＸ線
透過像の画質の低下を防止するために、２次元Ｘ線画像
検出器のＸ線入射面の全面に散乱Ｘ線を遮蔽するための
Ｘ線グリッドが配置されている。このＸ線グリッドは、
検出器に入射するＸ線の入射方向を限定することによ
り、散乱Ｘ線の多くの割合を遮蔽する効果があるが、散
乱Ｘ線の２次元Ｘ線画像検出器への入射角は広く分布す
るので、散乱Ｘ線のＸ線透過像（実測画像）への混入を
全て遮蔽することは不可能である。

【００１１】しかしながら、コーンビームＣＴ装置にお
いては、一般の透視や撮影の場合と異なり、被検体の内
部のＸ線吸収係数を画像化するので、散乱Ｘ線の影響に
より、同一の画像濃度であるべき領域内で画像の値に偏
りが発生することが問題となる。

【００１２】したがって、Ｘ線透過像から混入した散乱
Ｘ線による影響（ぼけ）を取り除くための補正処理が必
要となるわけであるが、前述する拡散光と散乱Ｘ線の補
正方法に関しては、文献、メディカルフィジックス誌
（ＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ）、２０巻５９−６
９頁（１９９３年）に拡散光と散乱Ｘ線を一体として補
正する方法が開示されている。

【００１３】また、コーンビームＣＴ装置では、被検体
の幅よりも検出器の幅が小さい場合には、投影のはみ出
しの補正が別に必要となり、この補正ははみ出しにより
計測されなかった被検体の形状を推定しなければならな
いから補正には誤差があり、定量性を劣化する。また、
Ｘ線吸収率のデータが必要となるので吸収率がゼロの部
分、即ち被検体の存在していない部分が計測画像に含ま
れることが望ましい。すなわち、コーンビームＣＴ装置
においては、被検体の周囲に吸収体の存在しない領域が
計測画像（Ｘ線透過像）に取り込まれることが望まし
く、そのために２次元Ｘ線画像検出器は大型化されてい
る。

【００１４】したがって、被検体の厚さがゼロの領域を
視野に含むことがコーンビームＣＴの特徴である。ま
た、被検体の形状によっては、透視や撮影のときも吸収
体の厚さがゼロの領域を含む場合がある。

【００１５】しかしながら、前述する従来の散乱Ｘ線の
補正方法では、被検体の厚さがゼロの部分を視野に含む
場合は考慮されておらず、撮影で計測されたＸ線透過像
の散乱Ｘ線による画質の低下を適切に補正する方法がな
かった。

【００１６】前述する２次元Ｘ線画像検出器のうち、特
に、Ｘ線イメージインテンシファイアとテレビカメラと
を用いた方式では、検出器の歪みと感度分布とが大き
く、これらの補正が必要とされるので、拡散光と散乱Ｘ
線の補正を含め、総合的な補正アルゴリズムが必要とさ
れる。

【００１７】しかしながら、前述するメディカルフィジ
ックス誌には、拡散光と散乱Ｘ線を補正する一般的な方
法は開示されているが、コーンビームＣＴの画像生成法
における散乱Ｘ線の補正を行うアルゴリズムは開示され
ていない。

【００１８】本発明の第１の目的は、被検体の厚さがゼ
ロの部分を視野に含む場合にも、実測されたＸ線透過像
において散乱Ｘ線による画質の低下を簡便に補正し、３
次元再構成により得られた画像の画質とＣＴ値の定量性
を向上できるコーンビームＣＴ装置を提供することであ
る。

【００１９】本発明の第２の目的は、実測されたＸ線透
過像において計測系における拡散光による画質の低下を
簡便に補正し、３次元再構成により得られた画像の画質
とＣＴ値の定量性を向上できるコーンビームＣＴ装置を
提供することである。

【００２０】本発明の第３の目的は、実測されたＸ線透
過像において計測系における画像の幾何学的歪みと感度
分布がある場合にも、歪み、感度分布、拡散光、及び散
乱Ｘ線をそれぞれ簡便に補正し、３次元再構成により得
られた画像の画質とＣＴ値の定量性を向上できるコーン
ビームＣＴ装置を提供することである。

【００２１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００２３】（１）円錐状もしくは角錐状のＸ線を照射
するＸ線源と、被検体の２次元Ｘ線像を撮像する２次元
Ｘ線像撮像手段と、該２次元Ｘ線像撮像手段が撮像した
２次元Ｘ線像から３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成する再構成
手段とを有するコーンビームＸ線断層撮影装置におい
て、所定のＸ線吸収体の厚さと該厚さに対する散乱Ｘ線
成分の割合との関係を予め計測する計測手段と、前記２
次元Ｘ線像と撮像条件とから前記被検体のＸ線吸収量と
前記Ｘ線吸収体のＸ線吸収量とが等しくなるときの前記
Ｘ線吸収体の厚さを算出する吸収体厚さ算出手段と、該
吸収体厚さ算出手段が算出した吸収体厚さと予め設定さ
れる吸収体厚さとを比較し、該比較の結果、前記被検体
の吸収体厚さが前記予め設定される吸収体厚さよりも薄
い場合には、前記予め設定される吸収体厚さに対応する
散乱Ｘ線成分の割合を前記２次元Ｘ線像撮像手段が撮像
した２次元Ｘ線像の散乱Ｘ線成分の割合とする比較置換
手段と、前記散乱Ｘ線成分の割合に基づいて、前記２次
元Ｘ線像の散乱Ｘ線を補正する散乱Ｘ線補正手段とを具
備する。

【００２４】（２）円錐状もしくは角錐状のＸ線を照射
するＸ線源と、被検体の２次元Ｘ線像を２次元光学像に
変換する光学像変換手段と、該２次元光学像を撮像する
２次元光学像撮像手段と、該２次元光学像撮像手段が撮
像した２次元光学像から３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成する
再構成手段とを有するコーンビームＸ線断層撮影装置に
おいて、予め計測した拡散光成分の割合と点像分布関数
とに基づいて、前記２次元光学像の拡散光を補正する拡
散光補正手段と、前記Ｘ線を照射せずに撮像した感度分
布画像に基づいて、前記拡散光補正手段による補正後の
２次元光学像の感度分布を補正する感度分布補正手段
と、予め計測した歪み変換テーブルに基づいて、前記感
度分布補正手段による補正後の２次元光学像の歪みを補
正する歪み補正手段と、前記歪み補正手段による補正後
の２次元Ｘ線像の散乱Ｘ線を補正する散乱Ｘ線補正手段
と、該散乱Ｘ線補正手段による補正後の２次元光学像を
対数変換する対数変換手段と、対数変換後の２次元光学
像のはみ出し補正を行うはみ出し補正手段とを具備し、
前記再構成手段は、はみ出し補正後の２次元光学像から
３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成する。

【００２５】（３）前述する（２）に記載のコーンビー
ムＸ線断層撮影装置において、所定のＸ線吸収体の厚さ
と該厚さに対する散乱Ｘ線成分の割合との関係を予め計
測する計測手段と、前記２次元Ｘ線像と撮像条件とから
前記被検体のＸ線吸収量と前記Ｘ線吸収体のＸ線吸収量
とが等しくなるときの前記Ｘ線吸収体の厚さを算出する
吸収体厚さ算出手段と、該吸収体厚さ算出手段が算出し
た吸収体厚さと予め設定される吸収体厚さとを比較し、
該比較の結果、前記被検体の吸収体厚さが前記予め設定
される吸収体厚さよりも薄い場合には、前記予め設定さ
れる吸収体厚さに対応する散乱Ｘ線成分の割合を前記２
次元Ｘ線像撮像手段が撮像した２次元Ｘ線像の散乱Ｘ線
成分の割合とする比較置換手段とを具備し、前記散乱Ｘ
線補正手段が前記散乱Ｘ線成分の割合に基づいて、前記
２次元Ｘ線像の散乱Ｘ線を補正する。

【００２６】（４）前述する（１）あるいは（３）に記
載のコーンビームＸ線断層撮影装置において、前記散乱
Ｘ線補正手段は、前記割合計測値と点像分布関数との積
を計算する手段と、該計算結果を前記２次元Ｘ線像に対
して畳み込み演算し、散乱Ｘ線成分画像を生成する手段
と、前記２次元Ｘ線像から前記散乱Ｘ線成分画像を減算
する手段とを具備する。

【００２７】（５）前述する（２）あるいは（３）に記
載のコーンビームＸ線断層撮影装置において、前記拡散
光補正手段は、前記拡散光成分の割合と前記点像分布関
数との積を計算する手段と、該計算結果を前記２次元Ｘ
線像に対して畳み込み演算し、拡散光成分画像を生成す
る手段と、前記２次元Ｘ線像から前記拡散光成分画像を
減算する手段とを具備する。

【００２８】（６）前述する（２）あるいは（３）に記
載のコーンビームＸ線断層撮影装置において、前記拡散
光補正手段は、前記拡散光成分の割合と点像分布関数の
積との関数として、フーリエ空間における拡散光補正フ
ィルタを生成する手段と、前記２次元Ｘ線像をフーリエ
変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換後のＸ線
像に対して前記拡散光補正フィルタを積演算する手段と
を具備する。

【００２９】（７）前述する（２）ないし（６）の内の
いずれかに記載のコーンビームＸ線断層撮影装置におい
て、Ｘ線遮蔽体のエッジ部分が２次元光学像撮像手段の
２次元配列の行方向もしくは列方向に直交すると共に、
視野中心付近となるようにＸ線遮蔽体を配置して撮像し
た２次元Ｘ線像の断面プロファイルを、前記２次元光学
像撮像手段および光学像変換手段の空間分解能を表すガ
ウス関数成分と拡散光成分を表す指数関数成分とで２成
分フィッティングし、ガウス関数成分と指数関数成分と
に分離する手段と、分離した前記ガウス関数成分と前記
指数関数成分とから前記拡散光成分の割合と線像分布関
数とを計算する手段と、前記線像分布関数から点像分布
関数を近似する手段とを具備する。

【００３０】（８）前述する（２）ないし（６）の内の
いずれかに記載のコーンビームＸ線断層撮影装置におい
て、Ｘ線遮蔽体のエッジ部分が２次元光学像撮像手段の
２次元配列の行方向もしくは列方向に直交すると共に、
視野中心付近となるようにＸ線遮蔽体を配置し、該Ｘ線
遮蔽体に種々の厚さの被検体模擬被写体を重ねて散乱体
としたものを撮像した２次元Ｘ線像の断面プロファイル
を、前記２次元光学像撮像手段および光学像変換手段の
空間分解能を表すガウス関数成分と散乱Ｘ線成分を表す
指数関数成分とで２成分フィッティングし、ガウス関数
成分と指数関数成分とに分離する手段と、分離した前記
ガウス関数成分と前記指数関数成分とから前記散乱Ｘ線
成分の割合と線像分布関数とを計算する手段と、前記線
像分布関数から点像分布関数を近似する手段とを具備す
る。

【００３１】（９）前述する（１）ないし（８）の内の
いずれかに記載のコーンビームＸ線断層撮影装置におい
て、前記拡散光補正手段は、任意の撮像条件で撮像した
２次元Ｘ線像から拡散光成分の割合と点像分布関数とを
計算する手段と、該点像分布関数を前記２次元光学像撮
像手段の画素を単位とする関数に変換する手段とを具備
し、撮像条件を変更した場合であっても、前記拡散光成
分の強度比と前記点像分布関数に基づいて、拡散光を補
正する。

【００３２】（１０）前述する（２）ないし（９）の内
のいずれかに記載のコーンビームＸ線断層撮影装置にお
いて、前記２次元Ｘ線像撮像手段のオフセットレベルの
補正を行う手段を具備し、前記拡散光の補正に先立ち、
前記２次元Ｘ線像撮像手段のオフセットレベルの補正を
行う。

【００３３】前述する（１）の手段によれば、たとえ
ば、予め計測手段が所定のＸ線吸収体の厚さとこのＸ線
吸収体の厚さに対する散乱Ｘ線成分の割合を計測してお
く。

【００３４】２次元Ｘ線像の撮影が行われたならば、ま
ず、吸収体厚さ算出手段がこの散乱Ｘ線成分の割合と２
次元Ｘ線像を撮影したときの撮影条件とに基づいて、被
検体のＸ線吸収体厚さの代表値に対する散乱Ｘ線の割合
を計算する。

【００３５】次に、比較置換手段が所定のＸ線吸収体の
厚さと被検体のＸ線吸収体厚さの代表値とを比較した結
果に基づいて、大きい方の値に対応する散乱Ｘ線成分の
割合を散乱Ｘ線補正手段に出力し、この散乱Ｘ線成分の
割合に基づいて、散乱Ｘ線補正手段が散乱Ｘ線を補正す
るので、被検体の厚さの最小値がゼロである場合にも、
被検体吸収体厚さがある程度大きいときの条件で散乱Ｘ
線補正を行うことができる。

【００３６】すなわち、画像内に被検体の薄い部分が入
っている場合に被検体が厚い部位の散乱Ｘ線を補正する
際に、補正精度が低下してしまうのを防止できる。

【００３７】したがって、被検体の厚さの最小値がゼロ
である場合であっても、３次元再構成により得られた画
像の画質とＣＴ値の定量性を向上できる。

【００３８】前述する（２）の手段によれば、ぼけの要
因を加わった順番と逆の順番で補正（除去）するので、
後述する補正順番の検討に示す理由により、歪み、感度
分布、拡散光、及び散乱Ｘ線をそれぞれ簡便にかつ正確
に補正できる。

【００３９】したがって、３次元再構成により得られた
画像の画質とＣＴ値の定量性を向上できる。

【００４０】前述する（３）の手段によれば、ぼけの要
因を加わった順番と逆の順番で補正（除去）すると共
に、散乱Ｘ線を補正する際に、散乱Ｘ線補正手段が散乱
Ｘ線成分の割合に基づいて補正を行うので、歪み、感度
分布、拡散光、及び散乱Ｘ線をそれぞれ簡便に補正でき
ると共に、被検体の厚さの最小値がゼロである場合に
も、被検体吸収体厚さがある程度大きいときの条件で散
乱Ｘ線補正を行うことができる。

【００４１】前述する（４）の手段によれば、散乱Ｘ線
成分の割合と点像分布関数との積を計算する手段が計算
した結果を、散乱Ｘ線成分画像を生成する手段が２次元
Ｘ線像に対して畳み込み演算した後に、２次元Ｘ線像か
ら散乱Ｘ線成分画像を減算する手段が減算を行うことに
より、散乱Ｘ線の補正ができるので、前述する効果に加
え、簡便に散乱Ｘ線の補正ができる。

【００４２】前述する（５）の手段によれば、まず、拡
散光分布を生成する手段が予め計測した拡散光成分の割
合と点像分布関数との積を計算することによって拡散光
分布を生成し、次に、畳み込み演算をする手段が拡散光
補正前の２次元Ｘ線像に対して拡散光分布を畳み込み演
算することにより、２次元Ｘ線像の拡散光を補正できる
ので、前述する効果に加え、簡便に拡散光の補正ができ
る。

【００４３】前述する（６）の手段によれば、まず、拡
散光補正フィルタを生成する手段が拡散光成分の割合と
点像分布関数の積の関数として、フーリエ空間における
拡散光補正フィルタを生成する。次に、フーリエ変換手
段が拡散光補正前の２次元Ｘ線像をフーリエ変換した
後、フーリエ変換後のＸ線像に対して、拡散光補正フィ
ルタを積演算することにより、２次元Ｘ線像の拡散光を
補正できるので、前述する効果に加え、前述する（６）
の手段よりさらに簡便に拡散光の補正ができる。

【００４４】前述する（７）の手段によれば、Ｘ線遮蔽
体のエッジ部分が２次元光学像撮像手段の２次元配列の
行方向もしくは列方向に直交すると共に、視野中心付近
となるようにＸ線遮蔽体を配置して撮像した２次元Ｘ線
像の断面プロファイルを、分離する手段が２次元光学像
撮像手段および光学像変換手段の空間分解能を表すガウ
ス関数成分と拡散光成分を表す指数関数成分とで２成分
フィッティングし、ガウス関数成分と指数関数成分とに
分離した後、ガウス関数成分と指数関数成分とから拡散
光成分の割合と線像分布関数とを計算し、近似する手段
がこの線像分布関数から点像分布関数を近似することに
よって、２次元光学像撮像手段と光学像変換手段の空間
分解能に依存しない拡散光成分の割合と点像分布関数と
を、特殊な被写体を用いることなく求められる。

【００４５】前述する（８）の手段によれば、Ｘ線遮蔽
体のエッジ部分が２次元光学像撮像手段の２次元配列の
行方向もしくは列方向に直交すると共に、視野中心付近
となるようにＸ線遮蔽体を配置し、これに種々の厚さの
被検体模擬被写体を重ねて散乱体としたものを撮像した
２次元Ｘ線像の断面プロファイルを、２次元光学像撮像
手段および光学像変換手段の空間分解能を表すガウス関
数成分と散乱Ｘ線成分を表す指数関数成分とで２成分フ
ィッティングし、分離する手段がガウス関数成分と指数
関数成分とに分離した後、分離したガウス関数成分と指
数関数成分とから散乱Ｘ線成分の割合と線像分布関数と
を計算し、近似する手段が線像分布関数から点像分布関
数を近似することによって、２次元光学像撮像手段ある
いは光学像変換手段の空間分解能に依存しない散乱Ｘ線
成分の割合と点像分布関数とを、特殊な被写体を用いる
ことなく求められる。

【００４６】前述する（９）の手段によれば、任意の撮
像条件で撮像した２次元Ｘ線像から拡散光成分の割合と
点像分布関数とを計算し、点像分布関数を２次元光学像
撮像手段の画素を単位とする関数とし、撮像条件を変更
した場合であっても、拡散光成分の割合と点像分布関数
を変更することなく散乱光を補正することにより、拡散
光補正のために予め求めておかなければならないパラメ
ータの数を減少できるので、簡便に拡散光の補正ができ
る。

【００４７】前述する（１０）の手段によれば、２次元
Ｘ線像撮像手段のオフセットレベルの補正を行う手段
が、拡散光の補正に先立ち、２次元Ｘ線像撮像手段のオ
フセットレベルの補正を行うことにより、たとえば、被
検体の周囲３６０度から撮影した２次元Ｘ線像のオフセ
ットレベルを揃えることができるので、３次元構成によ
って得られる画像の画質とＣＴ値の定量性をさらに向上
できる。

【００４８】以下、前述する補正順番について、詳述す
る。

【００４９】Ｘ線透過像に順に加わったぼけの要因は、
加わった順と逆の順に除去することにより、理論的に正
確な補正が可能である。以下、補正の順番を変えた場合
に起こる障害について説明する。なお、以下の説明にお
いて、ぼけの要因が加わった順と逆の順で補正を行うこ
とを理論的に正しいという意味で正順補正、ぼけの要因
が加わった順と同じ順で補正を行うすなわち正順補正と
逆の順で補正を行うことを逆順補正とする。

【００５０】（検討１）オフセット補正と拡散光補正の
順について検討する。ただし、オフセット成分画像をＭ
₁、オフセット成分が加わった画像をＭ₂、拡散光成分の
強度をａｖ、分布関数をＰＳＦｖとする。

【００５１】正順補正では、オフセット補正後に拡散光
補正を行う。したがって、正順補正後の画像は下記の式
１で表される。以下、記号＊＊は２次元コンボリューシ
ョンを表す。

【００５２】

【数１】Ｍ＝（Ｍ₂−Ｍ₁）−（Ｍ₂−Ｍ₁）＊＊ａｖ・ＰＳＦｖ・・・・・（式１）逆順補正では、拡散光補正後にオフセット補正を行う。
逆順補正後の画像Ｍ’は下記の式２で表される。

【００５３】

【数２】Ｍ’＝Ｍ₂−Ｍ₂＊＊ａｖ・ＰＳＦｖ−Ｍ₁ ＝Ｍ−Ｍ₁＊＊ａｖ・ＰＳＦｖ・・・・・（式２）以上の式１及び式２より、逆順補正では正順補正に対し
て、過補正となる。過補正分を補うためには、正順補正
の演算に加えて、オフセット成分画像Ｍ₁に拡散光成分
分布ａｖ・ＰＳＦｖを畳み込む演算と和演算とが必要と
なり、演算量が増大してしまう。

【００５４】（検討２）拡散光補正と感度分布補正との
順について検討する。拡散光成分画像をＭ₃、拡散光成
分が加わった画像をＭ₄、感度分布画像をＭ₅とする。正
順補正では、拡散光補正後に感度分布補正を行う。正順
補正後の画像Ｍを求める演算は、下記の式３で表され
る。

【００５５】

【数３】Ｍ＝ｌｎ（Ｍ₄−Ｍ₃）−ｌｎ（Ｍ₅）・・・・・（式３）一方、逆順補正では、感度分布補正後に拡散光補正を行
う。その場合、拡散光成分画像Ｍ₃と拡散光成分が加わ
った画像Ｍ₄の両方に感度分布補正を行った後に、拡散
光補正を行う必要がある。さらには、感度分布補正は対
数演算、拡散光補正は実数演算であるために、逆順補正
後の画像Ｍ’を求める演算は下記の式４となる。

【００５６】

【数４】Ｍ’＝ｌｎ［ｅｘｐ｛ｌｎ（Ｍ₄）−ｌｎ（Ｍ₅）｝ −ｅｘｐ｛ｌｎ（Ｍ₃）−ｌｎ（Ｍ₅）｝］・・・・・（式４）式３及び式４より、逆順補正演算は正順補正演算に対し
て複雑であり、明らかに演算量が増大してしまう。

【００５７】（検討３）感度分布補正と幾何学的歪み補
正の順について検討する。正順補正では、感度分布補正
後に幾何学的歪み補正を行う。この場合、幾何学的歪み
補正演算は１回である。一方、逆順補正では、幾何学的
歪み補正後に感度分布補正を行うことになる。この場
合、感度分布は画像上の位置に依存するため、補正前の
画像と感度分布画像との両方に対して幾何学的歪み補正
を行った後に、感度分布補正を行う必要がある。したが
って、逆順補正では、幾何学的歪み補正演算が２回必要
となり、正順補正に対して、演算量が倍増してしまうこ
とになる。

【００５８】（検討４）幾何学的歪み補正と散乱Ｘ線補
正について検討する。正順補正では、幾何学的歪み補正
後に散乱Ｘ線補正を行う。逆順補正では、散乱Ｘ線補正
後に幾何学的歪み補正を行うため、歪みが加わった状態
で散乱Ｘ線補正を行うことになる。この場合、散乱Ｘ線
補正は幾何学的歪みが発生する以前に発生したぼけであ
るから、散乱Ｘ線分布関数にも幾何学的歪みの影響を付
加する必要が生じる。したがって、幾何学的歪みは位置
に依存するので、画像上で局所的に分布関数の形状が異
なることになる。一方、歪み量に合わせて関数の形状を
変化させることは困難である。また、画像内で関数の形
状が変化すると、フーリエ変換を用いた一括処理が不可
能になる。したがって、正順補正に比べて逆順補正では
補正演算が複雑になる。

【００５９】以上に示す検討１〜４の結果から明らかな
ように、ぼけが加わった順番とは逆の順番で、オフセッ
ト補正、拡散光補正、感度分布補正、幾何学的歪み補
正、散乱Ｘ線補正の順番で画像の補正を行うことによ
り、正確かつ簡潔にぼけを補正できる。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明
する。

【００６１】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００６２】図１は、本発明の一実施の形態のコーンビ
ームＸ線断層撮影装置の概略構成を示すブロック図であ
り、図１（ａ）はコーンビームＸ線断層撮影装置全体の
概略構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は本実施
の形態の２次元Ｘ線画像検出器の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【００６３】図１において、１は撮影制御装置、２はＸ
線管、３はＸ線グリッド、４は２次元Ｘ線画像検出器
（２次元Ｘ線撮像手段）、５は画像収集及び処理装置、
６は表示装置、７は回転板、８は寝台天板、９は被検
体、２１はＸ線イメージングインテンシファイア、２２
は光学系、２３はテレビカメラ、２５は入力蛍光面、２
６は出力蛍光面を示す。

【００６４】図１（ａ）において、撮影制御手段１は、
たとえば、周知の情報処理装置で実行されるプログラム
によって実現される手段であり、本実施の形態のコーン
ビームＸ線断層撮影装置の動作を制御する。

【００６５】Ｘ線管２は円錐状もしくは角錐状のＸ線を
照射する周知のＸ線管であり、グリッド３は被検体９の
内部で散乱したＸ線を遮断するための周知のグリッドで
あり、本実施の形態のグリッド３は内側のセプタの向き
が、全てＸ線管２の中心に向かうように構成されてい
る。

【００６６】画像収集及び処理装置５は、たとえば、周
知の情報処理装置で実行される画像処理プログラムによ
って実現される画像処理手段と、この画像処理プログラ
ムによって制御される周知の格納手段、切り替え手段及
び信号変換手段等から構成される手段であり、２次元Ｘ
線画像検出器４で撮像されたＸ線透過像（２次元Ｘ線
像）に、補正処理を含む後述する処理を行った後、表示
装置に画像信号を出力する。

【００６７】特に、前述する切り替え手段は、Ｘ線透過
像に対し、後述する補正を実行するか否かを決定するた
めの手段であり、たとえば、周知のスイッチ、周知のボ
タン、あるいは、制御画面上でのアイコンの選択等によ
る切り替え方法が考えられる。なお、本実施の形態にお
いては、スイッチをＯＮにすれば補正処理が実行され、
ＯＦＦにすれば補正処理は実行されない。したがって、
本実施の形態のコーンビームＸ線断層撮影装置の操作者
は、この切り替え手段を制御することによって、補正処
理の有無を制御できる。また、この切り替え手段によ
り、補正処理の実施の有無を確認できることはいうまで
もない。

【００６８】表示装置６は、たとえば、周知のモニタで
あり、画像収集及び処理装置５から出力される映像信号
を映像に変換する。

【００６９】回転板７は、撮影制御手段１に制御される
図示しない駆動手段によって、この回転板７に設置され
るＸ線管２、グリッド３及び２次元Ｘ線画像検出器４を
被検体９の周囲に回転させるものである。

【００７０】寝台天板８は、被検体９を所定の位置に配
置するための周知の寝台天板であり、被検体９の撮影体
位は仰臥位とする。ただし、撮影***、寝台天板８と回
転板７との角度等は任意に変えることができることはい
うまでもない。

【００７１】次に、図１に基づいて本実施の形態のコー
ンビームＸ線断層撮影装置の動作を説明すると、Ｘ線管
２と２次元Ｘ線画像検出器４は回転板７上に固定され、
被写体８の周囲を回転しながら透視あるいは撮影を行
い、複数方向からのＸ線透過像を得る。

【００７２】たとえば、透視モードでは、撮像したＸ線
透過像（２次元Ｘ線像）は画像収集及び処理装置５で補
正された後に、表示装置６に即時表示される。一方、撮
影モードでは、撮像したＸ線透過像は画像収集及び処理
装置５で補正された後に、図示しない格納手段に保存さ
れ、その後、表示装置に表示される。また、補正された
Ｘ線透過像は画像収集及び処理装置５で３次元再構成さ
れた後に、表示装置６に表示される。

【００７３】このとき、画像収集及び処理装置５に設け
られた図示しない切り替え手段によって、作業者は撮影
したＸ線透過像の補正を実行するか否かを決定する切り
替えることができる。

【００７４】被写体９を透過したＸ線像は、Ｘ線イメー
ジインテンシファイアで光学像に変換された後に、光学
系で結像され、テレビカメラで読み出される。このテレ
ビカメラの出力信号は、テレビカメラに設けられた図示
しないＡＤ変換器でＡＤ変換され、画像収集及び処理装
置５で処理された後に、表示装置６に表示される。

【００７５】図１（ｂ）において、Ｘ線イメージインテ
ンシファイア２１は、周知のＸ線イメージインテンシフ
ァイアであり、入力蛍光面２５から入力したＸ線像を出
力蛍光面２６に光学像として出力する。

【００７６】光学系２２は、たとえば、周知のレンズ群
で構成されており、出力蛍光面２６から出力される光学
像をテレビカメラ２３の撮像素子上に結像させる。

【００７７】テレビカメラ２３は、周知のテレビカメラ
であり、図示しない撮像素子上に結像する光学像をアナ
ログの電気信号に変換する。

【００７８】Ａ／Ｄ変換器は、アナログの電気信号をデ
ジタルの信号に変換する周知のＡ／Ｄ変換器である。

【００７９】次に、図１に基づいて、本実施の形態のコ
ーンビームＸ線断層撮影装置におけるＸ線像の画質低下
要因となる歪み、散乱Ｘ線及び拡散光等の発生原因及び
その順番を説明する。

【００８０】まず、Ｘ線管２から照射されたＸ線は、被
写体９を通過する際に、被写体９の内部で散乱を起こ
し、散乱Ｘ線を生じるので、散乱Ｘ線を含んだＸ線像が
Ｘ線イメージインテンシファイア２１の入力蛍光面２５
（以下、入力面と略記する）で電子像に変換されること
になる。

【００８１】散乱Ｘ線を含む電子像は、Ｘ線イメージイ
ンテンシファイア２１の内部で増幅され、Ｘ線イメージ
インテンシファイア２１の出力蛍光面２６に結像され
る。

【００８２】Ｘ線イメージインテンシファイア２１の入
力蛍光面２５の形状は、球面状の形状をしており、一
方、Ｘ線イメージインテンシファイア２１の出力蛍光面
２６の形状は平面形状をしているので、入力蛍光面２５
で得た像が平面の出力蛍光面２６に結像する際に、Ｘ線
イメージインテンシファイア２１の内部でＸ線像に幾何
学的な歪みが生じることになる。

【００８３】このときの歪みの形状は、画像周辺部に向
かうほど画像が引き延ばされるいわゆる糸巻き型であ
る。

【００８４】さらには、周辺部ほど画像が引き延ばされ
るので、画像周辺に向かうほど感度が低下したような現
象が発生し、電子像には感度分布のむらが生じる。ただ
し、増幅時の電子軌道の歪みや入力蛍光面および出力蛍
光面自体の感度分布むらのため、歪みや感度分布は局所
的に異なる。

【００８５】電子像は出力蛍光面２６において、光学像
に変換されるが、その際に、光の拡散が生じることにな
るが、この光の拡散を防止することはほとんど不可能で
ある。次に、光学像は光学系２２を経た後、テレビカメ
ラ２３で読み出される（電気信号に変換される）が、そ
の際、オフセットレベル分のレベルシフトが生じる。

【００８６】このように、被写体を透過したＸ線透過像
には、散乱Ｘ線、幾何学的歪み、感度分布むら、拡散光
及びオフセットの画像低下要因がこの順番で加わること
になり、これらの画像低下要因が計測画像すなわちＸ線
投影像にぼけとして加わった状態で、Ｘ線投影像が得ら
れることになる。

【００８７】したがって、コーンビームＸ線断層撮影装
置により得られたＸ線投影像の画質は、前述する散乱Ｘ
線、感度分布むら、幾何学的歪み、拡散光により劣化す
るので、これらのＸ線投影像から再構成される３次元再
構成画像は、画質の劣化が生じると共に、ＣＴ値の定量
性の低下を生じることになる。

【００８８】図２は本実施の形態の画像収集及び処理装
置の画像処理手段の概略構成を示すブロック図であり、
２０１は第１のオフセットレベル補正手段、２０２は第
２のオフセットレベル補正手段、２０３は第１の拡散光
補正手段、２０４は第２の拡散光補正手段、２０５は感
度分布補正手段、２０６は歪み補正手段（幾何学的歪み
補正手段）、２０７は散乱Ｘ線補正手段、２０８は対数
変換手段、２０９ははみ出し補正手段、２１０はコーン
ビーム画像再構成演算手段を示す。

【００８９】ただし、画像収集及び処理装置５の画像処
理手段を構成する２０１から２１０の各手段は、図１の
説明に記載したように、たとえば、周知の情報処理装置
で実行されるプログラムによって実現される。

【００９０】図２において、第１のオフセットレベル補
正手段２０１は、実測画像すなわち被検体９を撮像した
Ｘ線透過像のオフセットレベルを補正する手段であり、
Ｘ線を照射しないで予め撮像したＸ線像とＸ線透過像と
から、Ｘ線透過像のオフセットレベルを補正したオフセ
ット補正画像を生成する。

【００９１】第２のオフセットレベル補正手段２０２
は、検出器感度分布画像のオフセットレベルを補正する
手段であり、Ｘ線を照射しないで予め撮像したＸ線像と
被検体９を配置せずに空気のみを撮像したＸ線像（空気
投影像、エア像）とから、検出器感度分布画像のオフセ
ットレベルを補正したオフセット補正画像を生成する。

【００９２】第１の拡散光補正手段２０３は、オフセッ
トレベルを補正した後のＸ線透過像のオフセット補正画
像に含まれる拡散光による影響を補正する手段であり、
第２の拡散光補正手段２０４は、オフセットレベルを補
正した後の検出器感度分布画像のオフセット補正画像に
含まれる拡散光による影響を補正する手段である。

【００９３】感度分布補正手段２０５は、Ｘ線透過像の
オフセット補正画像と検出器感度分布画像のオフセット
補正画像とから、オフセット補正後のＸ線透過像に含ま
れる感度分布の差を補正した感度分布補正画像を生成す
る手段である。

【００９４】歪み補正手段２０６は、予め計測したチャ
ート投影像に基づいて作成した変換テーブルに基づい
て、感度分布補正画像の幾何学的歪みを補正した幾何学
的歪み補正画像を生成する手段である。

【００９５】散乱Ｘ線補正手段２０９は、後述する手順
により作成した散乱Ｘ線分布に基づいて、幾何学的歪み
補正画像に含まれる散乱Ｘ線による影響を補正し、散乱
Ｘ線補正画像を生成する手段である。

【００９６】対数変換手段２０８は散乱Ｘ線補正画像を
対数変換する手段であり、はみ出し補正手段２０９は周
知の視野はみ出しの補正を行う手段であり、コーンビー
ム画像再構成演算手段２１０ははみ出し補正後のＸ線像
（投影像）を逆投影することによって３次元再構成画像
を生成する手段である。

【００９７】次に、図３に本実施の形態の画像収集及び
処理装置の画像処理手段の動作を説明するためのフロー
を示し、以下、図３に基づいて、画像処理手段の動作を
説明する。

【００９８】まず、ステップ０として、事前に、Ｘ線を
照射しないで撮影を行い、オフセット成分画像Ａを得
る。エッジ画像から拡散光成分の強度（割合）と点像分
布関数とを求め、この両者の積をとり、拡散光分布Ｂを
求める。

【００９９】次に、被検体９を配置せずに、被検体９の
Ｘ線透過像（投影像、Ｘ線像）Ｃを撮像する方向と同じ
方向から、空気投影像Ｄを撮影する。

【０１００】各画素における幾何学的歪みの量を計測す
るための周知のチャートを配置し、被検体９の投影像Ｃ
を撮影する方向と同じ方向から、前述するチャートのチ
ャート投影像Ｅを撮影する。次に、このチャート投影像
に基づいて、歪みの無い画像における各画素が、歪みを
含む画像のどの画素に対応するかを示す変換テーブルＦ
を作成する。

【０１０１】図示しない計測手段が数種類のＸ線吸収体
厚さに対する散乱Ｘ線成分の割合を求め、Ｘ線吸収体の
厚さと散乱Ｘ線成分の割合との関係Ｇとを求め、画像最
大値をとるＸ線吸収体の厚さＨを推定する。また、数種
類のＸ線吸収体厚さに対して、エッジ画像から散乱Ｘ線
の点像分布関数Ｉを求める。

【０１０２】次に、各被検体投影像Ｃ０に対し、ステッ
プ１〜６の処理を行う。

【０１０３】まず、ステップ１として、被検体投影像Ｃ
０に対し、次のオフセットレベル補正と拡散光補正処理
とを行う。

【０１０４】第１のオフセットレベル補正手段２０１
が、被検体投影像Ｃ０からオフセット成分画像Ａを減算
し、オフセット成分補正画像Ｃ１を作成する（１０
１）。

【０１０５】第１の拡散光補正手段２０３が、オフセッ
ト成分補正画像Ｃ１に拡散光分布Ｂを畳み込み、拡散光
成分画像Ｃ２を作成する（１０２）。

【０１０６】第１の拡散光補正手段２０３が、オフセッ
ト成分補正画像Ｃ１から拡散光成分画像Ｃ２を減算し、
拡散光補正画像Ｃ３を作成する（１０３）。

【０１０７】次に、ステップ２として、被検体投影像Ｃ
０と同じ方向から撮影した空気投影像Ｄ０に対し、被検
体投影像Ｃ０と同様に、次のオフセットレベル補正と拡
散光補正処理を行う。

【０１０８】空気投影像Ｄ０からオフセット成分画像Ａ
を減算し、オフセット成分補正画像Ｄ１を作成する（１
０４）。

【０１０９】次に、オフセット成分補正画像Ｄ１に拡散
光分布Ｂを畳み込み、拡散光成分画像Ｄ２を作成する
（１０５）。

【０１１０】オフセット成分補正画像Ｄ１から拡散光成
分画像Ｄ２を減算し、拡散光補正画像Ｄ３を作成する
（１０６）。

【０１１１】次に、ステップ３として、感度分布補正手
段２０５が、拡散光補正被検体画像Ｃ３を対数変換し、
対数画像Ｃ４を作成する（１０７）。

【０１１２】拡散光補正空気画像Ｄ３を対数変換し、対
数画像Ｄ４を作成する（１０８）。

【０１１３】感度分布補正手段２０５は、被検体の対数
画像Ｃ４から、空気の対数画像Ｄ４を減算した後（１０
９）、この減算した画像を逆対数変換して、被検体の感
度分布補正画像Ｃ５を作成する（１１０）。

【０１１４】ただし、３次元再構成を行う場合には、感
度分布補正２０５の後で対数変換２０８を行う。したが
って、感度分布補正の際に逆対数変換１１０を省略する
ならば、対数変換２０８を省略することもできる。

【０１１５】ステップ４として、被検体の感度分布補正
画像Ｃ５に対し、変換テーブルＦを用いて、次に示す幾
何学的歪みの補正を行う。

【０１１６】まず、幾何学的歪み補正手段２０６は、歪
みの無い画像すなわち歪み補正後の画像Ｃ６における各
画素が、歪みを含む感度分布補正画像Ｃ５のどの画素に
対応するのかを、変換テーブルＦから索引する。

【０１１７】次に、幾何学的歪み補正手段２０６は、索
引された感度分布補正画像Ｃ５上の画素の値を、歪み補
正画像Ｃ６上の画素に格納する（１１１）。

【０１１８】ステップ５として、被検体９の歪み補正画
像Ｃ６に対して、画像の計測条件と画像の値とから、被
検体厚さの代表値Ｊを求める。

【０１１９】ここで、被検体厚さの代表値Ｊが、前述す
るステップ０で予め指定したＸ線吸収体の厚さＨよりも
小さい場合には、被検体厚さの代表値Ｊを予め指定した
厚さＨに置き換える。

【０１２０】前述するステップ０で求めたＸ線吸収体の
厚さと散乱Ｘ線成分の割合との関係Ｇを用いて、被検体
厚さの代表値Ｊから散乱Ｘ線成分の割合Ｋを求める。ま
た、ステップ０で求めた、数種類のＸ線吸収体厚さに対
する散乱Ｘ線の点像分布関数Ｉを用い、被検体厚さの代
表値Ｊに対する散乱Ｘ線の平均的点像分布関数Ｌを補間
して求める。

【０１２１】散乱Ｘ線成分の割合Ｋと点像分布関数Ｌの
積をとり、被検体厚さの代表値Ｉに対する散乱Ｘ線分布
Ｍを求める。

【０１２２】なお、このステップ５については、後に詳
細にその動作を説明する。

【０１２３】ステップ６として、被検体の歪み補正画像
Ｃ６に対し、次の散乱Ｘ線補正処理を行う。

【０１２４】まず、散乱Ｘ線補正手段２０７は、被検体
の歪み補正画像Ｃ６に散乱Ｘ線分布Ｍを畳み込み、散乱
Ｘ線成分画像Ｃ７を作成する（１１２）。

【０１２５】次に、散乱Ｘ線補正手段２０７は、歪み補
正画像Ｃ６から散乱Ｘ線成分画像Ｃ７を減算し、散乱Ｘ
線補正画像Ｃ８を作成する（１１３）。

【０１２６】ここで、透視モードの場合、前述するステ
ップ０〜６の補正処理により求めた各補正画像Ｃ８を表
示装置６に表示する。

【０１２７】一方、撮影モードの場合、各補正画像Ｃ８
を用いて、以下の手順に従って、３次元再構成を行う。

【０１２８】まず、対数変換手段２０８が各補正画像Ｃ
８を対数変換した後、はみ出し補正手段２０９が視野は
み出しの補正を行い、フィルタを畳み込んだ投影像Ｃ９
を作成する。

【０１２９】次に、コーンビーム画像再構成演算手段２
１０が、各投影像Ｃ９を逆投影し、再構成画像Ｃ１０を
求める。

【０１３０】なお、前述する空気投影像Ｄは、被検体９
を撮影する全ての方向において撮影する。また、空気投
影像Ｄの格納領域を縮小し、空気投影像Ｄに対する補正
処理を簡略化するため、撮影方向が近い場合には、代表
的な空気投影像あるいは平均的な空気投影像を用いても
よいことはいうまでもない。

【０１３１】さらには、全撮影方向に対しても、代表的
な空気投影像あるいは平均的な空気投影像を用いてもよ
い。

【０１３２】幾何学的歪みを計測する周知のチャートに
は、たとえば、格子の交点に穴を開けたＸ線遮蔽板を用
いる。また、Ｘ線吸収体としては、たとえば、周知のア
クリル板を用いる。

【０１３３】本実施の形態では、拡散光成分画像Ｃ２、
Ｄ２及び散乱Ｘ線成分画像Ｃ７を作成する際に畳み込み
を行う構成としたが、畳み込みの代わりに、フーリエ変
換を利用することも可能である。

【０１３４】図４は拡散光分布を計測するためのエッジ
画像の計測系を説明するための図であり、１２はＸ線遮
蔽版を示す。なお、図４中に示す矢印及びＸ，Ｙ，Ｚ
は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示す。

【０１３５】図４において、Ｘ線遮蔽版１２は、たとえ
ば、金属板であり、このＸ線遮蔽版１２を、たとえば、
Ｘ線グリッド３から２５ｃｍ程度離して配置する。この
とき、Ｘ線遮蔽版１２のエッジ部分１４が２次元Ｘ線画
像検出器４の視野の中央部になると共に、このエッジ部
分１４がＹ軸と平行になるように配置し、Ｘ線像（以
下、エッジ画像と記す）を撮影する。

【０１３６】次に、Ｘ線遮蔽版１２のエッジ部分１４が
２次元Ｘ線画像検出器４の視野の中央部になると共に、
このエッジ部分１４がＸ軸と平行になるように配置し、
エッジ画像を撮影する。

【０１３７】次に、図５に拡散光分布の算出法を説明す
るためのフローを示し、以下、図５に基づいて、拡散光
分布の算出手順を説明する。なお、本実施に形態では、
２次元Ｘ線画像検出器のＸ−Ｙ軸と、撮影されたエッジ
画像（投影像）のＸ−Ｙ軸は一致しているものとする。

【０１３８】まず、ステップ１１として、被検体９とほ
ぼ同じ位置に画像の左半分が隠れるようにＸ線遮蔽板１
２を置き、ほぼ画像の中心でＹ軸に平行なエッジを作
る。このとき、被検体９を置かずに、エッジ画像Ｐ０を
撮影する。

【０１３９】ステップ１２として、エッジ画像Ｐ０のほ
ぼ中心を通り、Ｘ軸に平行なプロファイルデータＰ１を
とる。プロファイルデータＰ１のうち、エッジ位置を中
心とし、Ｘ線が遮蔽されていた側（本実施の形態の場合
には、エッジ画像の左側）のプロファイルデータＰ２を
とる。ただし、前述するエッジ位置は、例えば、プロフ
ァイルデータＰ１を微分し、ピークの位置とする。

【０１４０】ステップ１３として、Ｘ線が遮蔽されてい
た側のプロファイルデータＰ２から、ほぼ２次元Ｘ線画
像検出器４の分解能に当たる幅だけエッジに近いデータ
を削除した、プロファイルデータＰ３を作成する。次
に、このプロファイルデータＰ３を関数でフィッティン
グし、近似式Ｐ４を求める。このときの関数としては、
たとえば、指数関数を用いる。また、フィッティングの
精度を向上させるために、フィッティングの際に、エッ
ジ部分１４に近いデータほど重みを付ける。

【０１４１】ステップ１４として、近似式Ｐ４に従い、
エッジ位置までＸ線が遮蔽された側のプロファイルデー
タＰ５を作成する。このプロファイルデータＰ５をエッ
ジとの交点で点対称に折り返したプロファイルデータＰ
６を作成する。このプロファイルデータＰ６をプロファ
イルデータＰ１から減算した、プロファイルデータＰ７
を作成する。

【０１４２】ステップ１５として、プロファイルデータ
Ｐ７のうち、エッジ位置を中心とし、Ｘ線が遮蔽されて
いた側のプロファイルデータＰ８をとる。

【０１４３】ステップ１６として、Ｘ線が遮蔽されてい
た側のプロファイルデータＰ８を関数でフィッティング
し、近似式Ｐ９を求める。前述の関数としては、たとえ
ば、誤差関数を用いる。次に、フィッティングの精度を
向上させるために、たとえば、フィッティングの際に、
エッジに近いデータほど重みを付ける。また、関数の最
大値としては、プロファイルデータＰ７の最大値を用い
る。

【０１４４】ステップ１７として、近似式Ｐ４のエッジ
位置での値を、近似式Ｐ９のエッジ位置での値で除し、
この結果をＸ軸方向の拡散光成分の割合Ｐ１０とする。
次に、近似式Ｐ４を微分し、その面積が１になるように
規格化し、エッジ位置でエッジに線対称に折り返し、そ
の結果をＸ軸方向の拡散光線像分布関数Ｐ１１とする。

【０１４５】ステップ１８として、被検体９とほぼ同じ
位置に画像の下半分が隠れるようにＸ線遮蔽板１２を置
き、ほぼ画像の中心でＸ軸に平行なエッジを作り、Ｙ軸
を９０度回転したと考えて、前述するステップ１〜７を
実行し、Ｙ軸方向の拡散光成分の割合Ｐ１２とＹ軸方向
の拡散光線像分布関数Ｐ１３を求める。

【０１４６】ステップ１９として、Ｘ軸方向の拡散光成
分の割合Ｐ１０とＹ軸方向の拡散光成分の割合Ｐ１２と
を合成し、その結果を拡散光成分の割合Ｐ１４とする。
なお、合成方法としては、たとえば、両者の平均値をと
る。

【０１４７】次に、Ｘ軸方向の拡散光線像分布関数Ｐ１
１とＹ軸方向の拡散光線像分布関数Ｐ１３とを合成し、
その結果を拡散光点像分布関数Ｐ１５とする。なお、合
成方法としては、たとえば、両者の積をとる。

【０１４８】次に、拡散光成分の割合Ｐ１４と拡散光点
像分布関数Ｐ１５との積をとり、その結果を拡散光分布
Ｐ１６とする。

【０１４９】また、拡散光点像分布関数Ｐ１５を画像検
出器の画素を単位として求めることにより、Ｘ線イメー
ジインテンシファイアのモード変更に関わらず、同じ拡
散光点像分布関数Ｐ１５を用いることができ、この場合
には、拡散光補正のために予め求めておくパラメータの
数が少なくできる。さらには、補正演算に必要なパラメ
ータの数が少ないので、簡便に補正演算を行うことがで
きる。

【０１５０】図６は散乱Ｘ線分布を計測するためのエッ
ジ画像の計測系を説明するための図であり、１３はＸ線
吸収体を示す。なお、図６中に示す矢印及びＸ，Ｙ，Ｚ
は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示す。

【０１５１】図６において、Ｘ線吸収体１３は、たとえ
ば、アクリル板であり、本計測系ではこのＸ線吸収体１
３とともに、Ｘ線遮蔽板１２をＸ線グリッド３から２５
ｃｍ程度離して配置する。このとき、Ｘ線遮蔽版１２の
エッジ部分１４が２次元Ｘ線画像検出器４の視野の中央
部になると共に、このエッジ部分１４がＹ軸と平行にな
るように配置し、エッジ画像を撮影する。

【０１５２】次に、Ｘ線遮蔽版１２のエッジ部分１４が
２次元Ｘ線画像検出器４の視野の中央部になると共に、
このエッジ部分１４がＸ軸と平行になるように配置し、
エッジ画像を撮影する。

【０１５３】このとき、前述するエッジ画像には、Ｘ線
管２から照射されるＸ線がＸ線吸収体１３を透過する際
に発生した散乱Ｘ線によるぼけが加わっている。

【０１５４】次に、図７に散乱Ｘ線分布の算出法を説明
するためのフローを示し、以下、図７に基づいて、散乱
Ｘ線分布の算出手順を説明する。なお、本実施に形態に
おいても、２次元Ｘ線画像検出器のＸ−Ｙ軸と、撮影さ
れたエッジ画像のＸ−Ｙ軸は一致しているものとする。

【０１５５】まず、ステップ２１として、被検体９とほ
ぼ同じ位置に画像の左半分が隠れるようにＸ線遮蔽板１
２を置き、ほぼ画像の中心でＹ軸に平行なエッジを作
る。Ｘ線源２から見てエッジ後方にＸ線吸収体１３を配
置し、エッジ画像Ｑ０を撮影する。このとき、数種類の
厚さのＸ線吸収体１３に対して、エッジ画像の撮影を行
う。各Ｘ線吸収体厚におけるエッジ画像Ｑ０に対して、
以下に示すステップ２２〜２８の処理を行う。

【０１５６】ステップ２２として、エッジ画像Ｑ０に前
述のステップ１９で求めた拡散光分布Ｐ１６を畳み込
み、拡散光成分画像Ｑ１を作成する。エッジ画像Ｑ０か
ら拡散光成分画像Ｑ１を減算し、拡散光補正画像Ｑ２を
作成する。

【０１５７】続いて、拡散光補正画像Ｑ２に対して、前
述するステップ３，４と同様に、感度分布の補正と画像
歪みの補正とを行い、歪み補正画像Ｑ２１を作成する。

【０１５８】ステップ２３として、歪み補正画像Ｑ２１
のほぼ画像の中心を通り、Ｘ軸に平行なプロファイルデ
ータＱ３をとる。このプロファイルデータＱ３のうち、
エッジ位置を中心とし、Ｘ線が遮蔽されていた側（本実
施の形態の場合には、エッジ画像の左側）のプロファイ
ルデータＱ４をとる。ただし、エッジ位置は、たとえ
ば、プロファイルデータＱ３を微分し、このときのピー
クの位置とする。

【０１５９】ステップ２４として、Ｘ線が遮蔽されてい
た側のプロファイルデータＱ４から、ほぼ２次元Ｘ線画
像検出器４の分解能に当たる幅だけエッジに近いデータ
を削除し、プロファイルデータＱ５を作成する。このプ
ロファイルデータＱ５を関数でフィッティングし、近似
式Ｑ６を求める。このときの関数としては、たとえば、
指数関数を用いる。また、フィッティングの精度を向上
させるため、フィッティングに際し、エッジに近いデー
タほど重みを付ける。

【０１６０】ステップ２５として、近似式Ｑ６に従っ
て、エッジ位置までＸ線が遮蔽された側のプロファイル
データＱ７を作成する。このプロファイルデータＱ７を
エッジとの交点で点対称に折り返したプロファイルデー
タＱ８を作成する。次に、プロファイルデータＱ８をプ
ロファイルデータＱ３から減算したプロファイルデータ
Ｑ９を作成する。

【０１６１】ステップ２６として、プロファイルデータ
Ｑ９のうち、エッジ位置を中心とし、Ｘ線が遮蔽されて
いた側のプロファイルデータＱ１０をとる。

【０１６２】ステップ２７として、Ｘ線が遮蔽されてい
た側のプロファイルデータＱ１０を関数でフィッティン
グし、近似式Ｑ１１を求める。なお、関数としては、た
とえば、誤差関数を用いる。また、フィッティングの精
度を向上させるために、フィッティングの際に、エッジ
に近いデータほど重みを付ける。さらには、関数の最大
値として、プロファイルデータＱ９の最大値を用いる。

【０１６３】ステップ２８として、近似式Ｑ６のエッジ
位置での値を、近似式Ｑ１１のエッジ位置での値で除
し、その結果をＸ軸方向の散乱Ｘ線成分の割合Ｑ１２と
する。

【０１６４】次に、近似式Ｑ６を微分し、その面積が１
になるように規格化し、エッジ位置でエッジに対して線
対称に折り返し、その結果をＸ軸方向の散乱Ｘ線線像分
布関数Ｑ１３とする。

【０１６５】ステップ２９として、被検体９とほぼ同じ
位置に画像の下半分が隠れるようにＸ線遮蔽板１２を置
き、画像のほぼ中心でＸ軸に平行なエッジを作る。Ｘ線
源から見てエッジ後方にＸ線吸収体１３を配置し、エッ
ジ画像Ｑ１４を撮影する。このとき、数種類の厚さのＸ
線吸収体板１３に対して、エッジ画像の撮影を行う。

【０１６６】各エッジ画像Ｑ１４に対し、Ｙ軸を９０度
回転したと考えて、前述するステップ２２〜２８の処理
を行い、Ｙ軸方向の散乱Ｘ線成分の割合Ｑ１５とＹ軸方
向の散乱Ｘ線線像分布関数Ｑ１６を求める。

【０１６７】ステップ３０として、同じＸ線吸収体厚さ
に対して求めた、Ｘ軸方向の散乱Ｘ線成分の割合Ｑ１２
とＹ軸方向の散乱Ｘ線成分の割合Ｑ１５とを合成し、そ
の合成結果を散乱Ｘ線成分の割合Ｑ１７とする。ただ
し、合成方法としては、たとえば、両者の平均値をと
る。次に、同じＸ線吸収体厚さに対するＸ軸方向の散乱
Ｘ線線像分布関数Ｑ１３とＹ軸方向の散乱Ｘ線線像分布
関数Ｑ１６とを合成し、その結果を散乱Ｘ線点像分布関
数Ｑ１８とする。このときの合成方法としては、たとえ
ば、両者の積をとる。

【０１６８】前述するステップ２２の拡散光補正を簡便
化し、プロファイルデータに対して行うこともできる。
すなわち、エッジ画像Ｑ０において、画像のほぼ画像の
中心を通り、Ｘ軸に平行なプロファイルデータＱ２０を
とり、前述のステップ１９で求めたＸ軸方向の拡散光成
分の割合Ｐ１０とＸ軸方向の拡散光線像分布関数Ｐ１１
との積を畳み込み、拡散光成分プロファイルデータＱ２
１を作成する。次に、プロファイルデータＱ２０から拡
散光成分プロファイルデータＱ２１を減算し、拡散光補
正プロファイルデータＱ２２を作成する。このデータを
前述のステップ２３におけるＸ軸に平行なプロファイル
データＱ３として用いる。Ｙ軸に平行なプロファイルデ
ータに対しても、同様に求めることができる。

【０１６９】次に、図８に散乱Ｘ線分布を生成する方法
を説明するための図を示し、以下、図８に基づいて、前
述するステップ５に示す散乱Ｘ線分布の生成手順を詳細
に説明する。

【０１７０】まず、散乱Ｘ線補正前の画像とその画像の
撮影条件とから被検体９の吸収体厚さの代表値ｒｂを求
める（１１２）。この求め方は別に示す。次に、この被
検体９の吸収体厚さの代表値ｒｂと予め定めた吸収体厚
さの代表値最大限界値ｒａとの大小関係の比較を行う
（１１３）。

【０１７１】比較の結果、被検体９の吸収体厚さの代表
値ｒｂが最大限界値ｒａより大きい場合には、このとき
の吸収体厚さの代表値ｒｂに対応する散乱Ｘ線強度比と
散乱Ｘ線分布関数とを散乱Ｘ線補正処理１１４に適用し
（１１４）、散乱Ｘ線補正画像を生成する。

【０１７２】一方、比較の結果、被検体９の吸収体厚さ
の代表値ｒｂが予め定めた吸収体厚さの代表値最大限界
値ｒａより小さい場合には、被検体９の吸収体厚さの代
表値ｒｂに吸収体厚さの代表値最大限界値ｒａを代入し
（１１６）、散乱Ｘ線補正処理を行う（１１４）。すな
わち、吸収体厚さの代表値をｒａとして、このｒａに対
応する散乱Ｘ線強度比と散乱Ｘ線分布関数とを散乱Ｘ線
補正に適用し、散乱Ｘ線補正画像１１５を生成する。

【０１７３】ただし、前述するステップ１１４の散乱Ｘ
線補正処理は、補正前の画像１１０に対して、散乱Ｘ線
強度比と散乱Ｘ線分布関数との積の畳み込み演算により
散乱Ｘ線画像を生成し、この散乱Ｘ線画像を補正前の画
像から減算する処理である。

【０１７４】図９は本実施の形態の散乱Ｘ線分布の生成
手順による効果を説明するための図であり、図９（ａ）
は被検体９を代表する吸収体厚さｒｂが最大限界値ｒａ
より大きいときの効果を説明するための図であり、図９
（ｂ）は最大限界値ｒａが被検体９を代表する吸収体厚
さｒｂより大きいときの効果を説明するための図であ
る。

【０１７５】図９において、曲線Ｓは直接Ｘ線画像の値
の対数（横軸）と散乱Ｘ線画像の値の対数（縦軸）との
関係を示したものである。この曲線Ｓは、グリッド３、
Ｘ線管２に印加する管電圧及びイメージインテンシファ
イアのモードが同一の条件における吸収体の厚さとその
ときの散乱Ｘ線強度比の実測値との関係をフィッティン
グにより求めたものである。

【０１７６】図９の横軸すなわち画像レベル（画像の
値）は、所定の撮影条件における吸収体の厚さと下記の
式５とにより関係付けられる。したがって、横軸の下の
吸収体厚さのスケールは、式５に基づく計算値を示して
いる。

【０１７７】なお、図９の縦軸及び横軸は、対数目盛で
ある。

【０１７８】

【数５】Ｌ＝（１／μ）ｌｎ｛（Ｉｏ×Ｔｐ）／Ｉｐ｝・・・・・（式５）ただし、μは吸収体の吸収係数、Ｉｏは撮影条件におけ
るグリッドと吸収体とがない場合の画像の値の計算値、
Ｔｐはグリッドの直接線透過率、Ｉｐは直接線画像の値
である。

【０１７９】図９において、直接Ｘ線画像の値と吸収体
の厚さとは、画像の値の最大値が吸収体の厚さゼロに相
当し、この時の散乱Ｘ線成分の画像の値はゼロになる。
また、散乱Ｘ線成分の画像の値は、吸収体の厚さが約５
ｃｍのときに最大値をとるので、本実施の形態において
は、最大限界値ｒａは散乱Ｘ線画像の値が最大値付近に
なる５ｃｍの値に設定する。

【０１８０】本実施の形態では、被検体９を代表する吸
収体厚さｒｂとして、画像の最大値に相当する厚さを用
いることにしてあり、図９（ａ）に示す例では、その値
ｒｂが１２ｃｍの場合を表している。この場合、ｒｂに
対応する曲線Ｓ上の点の値を通り、縦軸と横軸との画像
の値が比例関係となる直線Ｔの関係を直接Ｘ線と散乱Ｘ
線との強度の関係として適用する。

【０１８１】この場合には、図９（ａ）に示すように、
直線Ｔが曲線Ｓから離れるほど補正演算の相対誤差が増
大する。この場合、直線Ｔは常に曲線Ｓの下にあるので
散乱Ｘ線補正は不足補正となり、そのときの相対誤差は
画像の値が小さい場合ほど増大することになるが、画像
の値が小さい時の絶対誤差は小さく、画像の値がゼロに
近づくにしたがい、絶対誤差もゼロに収束するので、比
較的よい近似であるといえる。

【０１８２】図９（ｂ）に示す例は、被検体を代表する
吸収体厚さｒｂ、すなわち、画像の最大値に相当する吸
収体の厚さｒｂが１ｃｍの場合を示している。この場合
には、被検体を代表する吸収体の厚さｒｂは、吸収体厚
さの限界指定値ｒａの値（５ｃｍ）より小さいので、横
軸ｒａに対応する曲線Ｓ上の点を通り、縦軸と横軸との
画像の値が比例関係となる直線Ｖの関係を直接Ｘ線と散
乱Ｘ線との強度の関係として適用する。

【０１８３】この場合の誤差は、吸収体の厚さがｒｂよ
り大きくｒａより小さい場合は過補正、吸収体の厚さが
ｒａより大きい場合は不足補正となるが、全体としては
近似的に補正される。

【０１８４】一方、被検体を代表する厚さｒｂをそのま
ま用いた場合の直線Ｕは、図９（ｂ）から明らかなよう
に、曲線Ｓから大きく離れているので、補正演算の相対
誤差が増大する。

【０１８５】この結果から明らかなように、本実施の形
態の散乱Ｘ線分布の生成手順を用いる、すなわち、被検
体を代表する吸収体厚さｒｂと吸収体厚さの代表値最大
限界値ｒａとの大小関係を比較し、大きい方の値に基づ
いて、散乱Ｘ線分布を近似することにより、ｒａがｒｂ
より大きい場合、すなわち、Ｘ線透過像に被検体９の周
囲であり吸収体が存在しない領域（被検体の厚さの最小
値がゼロの領域）が撮影されている場合であっても、被
検体吸収体厚さがある程度大であるときの条件により、
相対誤差の小さな散乱Ｘ線補正演算を行うことができ
る。

【０１８６】以上説明したように、本実施の形態のコー
ンビームＸ線断層撮影装置によれば、Ｘ線透過像に順に
加わったぼけの原因を、加わった順と逆の順に除去する
ので、前述する理由により、簡単な演算で補正ができ
る。また、その演算量も少ない演算量でよい。

【０１８７】したがって、実測されたＸ線透過像におい
て、計測系における画像の幾何学的歪みと感度分布があ
る場合にも、歪み、感度分布、拡散光、及び散乱Ｘ線を
それぞれ簡便に補正し、３次元再構成により得られた画
像の画質とＣＴ値の定量性を向上できる。

【０１８８】また、被検体を代表する吸収体厚さｒｂと
吸収体厚さの代表値最大限界値ｒａとの大小関係を比較
し、大きい方の値に基づいて、散乱Ｘ線分布を近似する
ことにより、ｒａがｒｂより大きい場合、すなわち、Ｘ
線透過像に被検体９の周囲であり吸収体が存在しない領
域が撮影されている場合であっても、相対誤差の小さな
補正演算が可能となる。

【０１８９】したがって、、被検体９の厚さがゼロの部
分を視野に含む場合にも、実測されたＸ線透過像におい
て散乱Ｘ線による画質の低下を簡便に補正できる。ま
た、３次元再構成により得られた画像の画質とＣＴ値の
定量性を向上できる。

【０１９０】さらには、拡散光成分の強度と線像強度分
布関数とを、検出器の２次元配列の行方向または列方向
に直行する位置にＸ線吸収体のエッジを視野中心部付近
に配置し、２次元投影像を計測し、その断面プロファイ
ルを検出器の空間分解能成分によるガウス関数成分と、
拡散光成分による指数関数成分との２成分フィッティン
グとにより求め、該線像分布関数から点像分布関数Ｐ１
５を近似的に求めることにより、拡散光成分の強度と点
像強度分布関数を特殊な被写体を必要とせず、しかも検
出器の空間分解能に依存しないデータとして簡便に求め
ることが可能となる。

【０１９１】したがって、実測されたＸ線透過像におい
て計測系における拡散光による画質の低下を簡便に補正
し、３次元再構成により得られた画像の画質とＣＴ値の
定量性を向上できる。

【０１９２】同様に、散乱Ｘ線成分の強度と点像分布関
数を、２次元Ｘ線検出器の２次元配列の行方向または列
方向に直行する位置にＸ線吸収体のエッジを視野中心部
付近に配置し、これに種々の厚さの被検体模擬被写体を
重ねて散乱体としたものの２次元投影像を撮影し、その
投影像の断面プロファイルを検出器の空間分解能成分に
よるガウス関数成分と、散乱Ｘ線成分による指数関数成
分との２成分フィッティングにより求めるので、散乱Ｘ
線成分の強度と点像分布関数を特殊な被写体を必要とせ
ず、しかも検出器の空間分解能に依存しないデータとし
て簡便に求めることができる。

【０１９３】なお、本実施の形態のコーンビームＸ線断
層撮影装置では、拡散光分布及び散乱Ｘ線分布を求める
際、ノイズを減少させるため、フィッティングに用いる
プロファイルデータに対して、エッジに平行な方向に数
ライン加算を行う、あるいはエッジに垂直な方向に数点
ずつ加算を行う。

【０１９４】本実施の形態のコーンビームＸ線断層撮影
装置では、ノイズの少ないＸ線が遮蔽された側のプロフ
ァイルデータを用いたが、Ｘ線が照射した側のプロファ
イルデータを用いてもよいことはいうまでもない。ま
た、遮蔽に係わらず全プロファイルデータを用いて、フ
ィッティングを行ってもよいことはいうまでもない。

【０１９５】本実施の形態のコーンビームＸ線断層撮影
装置では、左右あるいは上下のエッジに対し、プロファ
イルの形状がほぼ等しいと仮定し、片側のプロファイル
から求めた近似式を折り返して分布関数を求めた。しか
しながら、エッジの向きによって分布が異なる場合に
は、各エッジの向きに対して分布関数を求めて、合成す
る必要がある。逆に、上下左右のエッジに対し、プロフ
ァイルの形状がほぼ等しいならば、どれか一つのプロフ
ァイルで代表させることもできる。

【０１９６】本実施の形態のコーンビームＸ線断層撮影
装置では、テレビカメラのＸ−Ｙ軸と撮影された投影像
のＸ−Ｙ軸は一致しているものとしたが、ずれている場
合も考えられ、その場合には、回転角度を考慮して、分
布関数の合成を行うことはいうまでもない。

【０１９７】本実施の形態のコーンビームＸ線断層撮影
装置では、２次元Ｘ線画像検出器４としてイメージイン
テンシファイアとテレビカメラとを用いる場合につい
て、その動作及び効果を説明したが、これに限定される
ことはなく、たとえば、アモルファスセレン膜とＴＦＴ
配列とを用いる２次元Ｘ線検出器、蛍光板と２次元フォ
トダイオードアレイとを用いる２次元Ｘ線検出器、蛍光
板とＴＦＴ配列を用いる２次元Ｘ線検出器、蛍光板と光
学系とテレビカメラを用いる２次元Ｘ線検出器等の２次
元Ｘ線画像検出器でもよいことはいうまでもない。

【０１９８】また、前述する２次元Ｘ線検出器のうち、
アモルファスセレン膜を用いる２次元Ｘ線検出器では拡
散光の発生過程が存在しないので、補正処理において、
拡散光に関する部分を削除することができる。

【０１９９】さらには、光学系及びイメージインテンシ
ファイアを用いない２次元Ｘ線検出器では幾何学的歪み
の発生過程が存在しないので、補正処理において幾何学
的歪みに関する部分を削除することができる。

【０２００】なお、本実施の形態ではイメージインテン
シファイアとテレビカメラとを用いているので、感度分
布むらが大きく補正を必要とするが、感度分布むらが小
さい場合は補正を行わなくてもよい。

【０２０１】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。

【０２０２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【０２０３】（１）被検体の厚さがゼロの部分を視野に
含む場合にも、実測されたＸ線透過像において散乱Ｘ線
による画質の低下を簡便に補正できると共に、３次元再
構成により得られる画像の画質とＣＴ値の定量性とを向
上できる。

【０２０４】（２）実測されたＸ線透過像において計測
系における拡散光による画質の低下を簡便に補正できる
と共に、３次元再構成により得られる画像の画質とＣＴ
値の定量性とを向上できる。

【０２０５】（３）実測されたＸ線透過像において計測
系における画像の幾何学的歪みと感度分布がある場合に
も、歪み、感度分布、拡散光、及び散乱Ｘ線をそれぞれ
簡便に補正できると共に、３次元再構成により得られた
画像の画質とＣＴ値の定量性とを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のコーンビームＸ線断層
撮影装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の画像収集及び処理装置の画像処
理手段の概略構成を示すブロック図である。

【図３】本実施の形態の画像収集及び処理装置の画像処
理手段の動作を説明するためのフローである。

【図４】拡散光分布を計測するためのエッジ画像の計測
系を説明するための図である。

【図５】拡散光分布の算出法を説明するためのフローで
ある。

【図６】散乱Ｘ線分布を計測するためのエッジ画像の計
測系を説明するための図である。

【図７】散乱Ｘ線分布の算出法を説明するためのフロー
である。

【図８】散乱Ｘ線分布を生成する方法を説明するための
図である。

【図９】本実施の形態の散乱Ｘ線分布の生成手順による
効果を説明するための図である。

【符号の説明】

１…撮影制御装置、２…Ｘ線管、３…Ｘ線グリッド、４
…２次元Ｘ線画像検出器（２次元Ｘ線撮像手段）、５…
画像収集及び処理装置、６…表示装置、７…回転板、８
…寝台天板、９…被検体、１３…Ｘ線吸収体、２０１…
第１のオフセットレベル補正手段、２０２…第２のオフ
セットレベル補正手段、２０３…第１の拡散光補正手
段、２０４…第２の拡散光補正手段、２０５…感度分布
補正手段、２０６…歪み補正手段、２０７…散乱Ｘ線補
正手段、２０８…対数変換手段、２０９…はみ出し補正
手段、２１０…コーンビーム画像再構成演算手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円錐状もしくは角錐状のＸ線を照射する
Ｘ線源と、被検体の２次元Ｘ線像を撮像する２次元Ｘ線
像撮像手段と、該２次元Ｘ線像撮像手段が撮像した２次
元Ｘ線像から３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成する再構成手段
とを有するコーンビームＸ線断層撮影装置において、所定のＸ線吸収体の厚さと該厚さに対する散乱Ｘ線成分
の割合との関係を予め計測する計測手段と、前記２次元
Ｘ線像と撮像条件とから前記被検体のＸ線吸収量と前記
Ｘ線吸収体のＸ線吸収量とが等しくなるときの前記Ｘ線
吸収体の厚さを算出する吸収体厚さ算出手段と、該吸収
体厚さ算出手段が算出した吸収体厚さと予め設定される
吸収体厚さとを比較し、該比較の結果、前記被検体の吸
収体厚さが前記予め設定される吸収体厚さよりも薄い場
合には、前記予め設定される吸収体厚さに対応する散乱
Ｘ線成分の割合を前記２次元Ｘ線像撮像手段が撮像した
２次元Ｘ線像の散乱Ｘ線成分の割合とする比較置換手段
と、前記散乱Ｘ線成分の割合に基づいて、前記２次元Ｘ
線像の散乱Ｘ線を補正する散乱Ｘ線補正手段とを具備す
ることを特徴とするコーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項２】円錐状もしくは角錐状のＸ線を照射する
Ｘ線源と、被検体の２次元Ｘ線像を２次元光学像に変換
する光学像変換手段と、該２次元光学像を撮像する２次
元光学像撮像手段と、該２次元光学像撮像手段が撮像し
た２次元光学像から３次元Ｘ線ＣＴ像を再構成する再構
成手段とを有するコーンビームＸ線断層撮影装置におい
て、予め計測した拡散光成分の割合と点像分布関数とに基づ
いて、前記２次元光学像の拡散光を補正する拡散光補正
手段と、前記Ｘ線を照射せずに撮像した感度分布画像に
基づいて、前記拡散光補正手段による補正後の２次元光
学像の感度分布を補正する感度分布補正手段と、予め計
測した歪み変換テーブルに基づいて、前記感度分布補正
手段による補正後の２次元光学像の歪みを補正する歪み
補正手段と、前記歪み補正手段による補正後の２次元Ｘ
線像の散乱Ｘ線を補正する散乱Ｘ線補正手段と、該散乱
Ｘ線補正手段による補正後の２次元光学像を対数変換す
る対数変換手段と、対数変換後の２次元光学像のはみ出
し補正を行うはみ出し補正手段とを具備し、前記再構成
手段は、はみ出し補正後の２次元光学像から３次元Ｘ線
ＣＴ像を再構成することを特徴とするコーンビームＸ線
断層撮影装置。
【請求項３】所定のＸ線吸収体の厚さと該厚さに対す
る散乱Ｘ線成分の割合との関係を予め計測する計測手段
と、前記２次元Ｘ線像と撮像条件とから前記被検体のＸ
線吸収量と前記Ｘ線吸収体のＸ線吸収量とが等しくなる
ときの前記Ｘ線吸収体の厚さを算出する吸収体厚さ算出
手段と、該吸収体厚さ算出手段が算出した吸収体厚さと
予め設定される吸収体厚さとを比較し、該比較の結果、
前記被検体の吸収体厚さが前記予め設定される吸収体厚
さよりも薄い場合には、前記予め設定される吸収体厚さ
に対応する散乱Ｘ線成分の割合を前記２次元Ｘ線像撮像
手段が撮像した２次元Ｘ線像の散乱Ｘ線成分の割合とす
る比較置換手段とを具備し、前記散乱Ｘ線補正手段が前
記散乱Ｘ線成分の割合に基づいて、前記２次元Ｘ線像の
散乱Ｘ線を補正することを特徴とする請求項２に記載の
コーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項４】前記散乱Ｘ線補正手段は、前記割合計測
値と点像分布関数との積を計算する手段と、該計算結果
を拡散光補正前の２次元Ｘ線像に対して畳み込み演算
し、散乱Ｘ線成分画像を生成する手段と、前記２次元Ｘ
線像から前記散乱Ｘ線成分画像を減算する手段とを具備
することを特徴とする請求項１ないし３の内のいずれか
１項に記載のコーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項５】前記拡散光補正手段は、前記拡散光成分
の割合と前記点像分布関数との積を計算する手段と、該
計算結果を拡散光補正前の２次元Ｘ線像に対して畳み込
み演算し、拡散光成分画像を生成する手段と、前記２次
元Ｘ線像から前記拡散光成分画像を減算する手段とを具
備することを特徴とする請求項２ないし４の内のいずれ
か１項に記載のコーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項６】前記拡散光補正手段は、前記拡散光成分
の割合と点像分布関数の積との関数として、フーリエ空
間における拡散光補正フィルタを生成する手段と、拡散
光補正前の２次元Ｘ線像をフーリエ変換するフーリエ変
換手段と、該フーリエ変換後のＸ線像に対して前記拡散
光補正フィルタを積演算する手段とを具備することを特
徴とする請求項２ないし４の内のいずれか１項に記載の
コーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項７】Ｘ線遮蔽体のエッジ部分が２次元光学像
撮像手段の２次元配列の行方向もしくは列方向に直交す
ると共に、視野中心付近となるようにＸ線遮蔽体を配置
して撮像した２次元Ｘ線像の断面プロファイルを、前記
２次元光学像撮像手段および光学像変換手段の空間分解
能を表すガウス関数成分と拡散光成分を表す指数関数成
分とで２成分フィッティングし、ガウス関数成分と指数
関数成分とに分離する手段と、分離した前記ガウス関数
成分と前記指数関数成分とから前記拡散光成分の割合と
線像分布関数とを計算する手段と、前記線像分布関数か
ら点像分布関数を近似する手段とを具備することを特徴
とする請求項２ないし６の内のいずれか１項に記載のコ
ーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項８】Ｘ線遮蔽体のエッジ部分が２次元光学像
撮像手段の２次元配列の行方向もしくは列方向に直交す
ると共に、視野中心付近となるようにＸ線遮蔽体を配置
し、該Ｘ線遮蔽体に種々の厚さの被検体模擬被写体を重
ねて散乱体としたものを撮像した２次元Ｘ線像の断面プ
ロファイルを、前記２次元光学像撮像手段および光学像
変換手段の空間分解能を表すガウス関数成分と散乱Ｘ線
成分を表す指数関数成分とで２成分フィッティングし、
ガウス関数成分と指数関数成分とに分離する手段と、分
離した前記ガウス関数成分と前記指数関数成分とから前
記散乱Ｘ線成分の割合と線像分布関数とを計算する手段
と、前記線像分布関数から点像分布関数を近似する手段
とを具備することを特徴とする請求項２ないし６の内の
いずれか１項に記載のコーンビームＸ線断層撮影装置。
【請求項９】前記拡散光補正手段は、任意の撮像条件
で撮像した２次元Ｘ線像から拡散光成分の割合と点像分
布関数とを計算する手段と、該点像分布関数を前記２次
元光学像撮像手段の画素を単位とする関数に変換する手
段とを具備し、撮像条件を変更した場合であっても、前
記拡散光成分の強度比と前記点像分布関数に基づいて、
拡散光を補正することを特徴とする請求項１ないし８の
内のいずれか１項に記載のコーンビームＸ線断層撮影装
置。
【請求項１０】前記２次元Ｘ線像撮像手段のオフセッ
トレベルの補正を行う手段を具備し、前記拡散光の補正
に先立ち、前記２次元Ｘ線像撮像手段のオフセットレベ
ルの補正を行うことを特徴とする請求項２ないし９の内
のいずれか１項に記載のコーンビームＸ線断層撮影装
置。