JP2000217810A - コーンビームｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影中における被写体の動きを検出し、除去
することが可能なコーンビームＣＴ装置を提供するこ
と。 【解決手段】 被写体の周囲からＸ線を照射し撮影した
前記被写体の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体のＸ線
断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示するコーン
ビームＣＴ装置において、前記透過Ｘ線像を互いに相異
なる複数組に分け、各組毎の透過Ｘ線像を再構成して得
られたＸ線分布像毎の鮮鋭度を計算し、該鮮鋭度が最も
大きい組の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体のＸ線断
層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示する。

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ＣＴ
装置に関し、特に、二次元Ｘ線画像検出装置を用いて、
高分解能の三次元Ｘ線像を得ることに適用して有効な技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ線を用いて被写体内部のＸ線吸
収係数の分布を計測し、断層像を作成するＸ線ＣＴ装置
があった。このＸ線ＣＴ装置では、対向配置されたＸ線
源と１次元Ｘ線検出器とを被写体の全周に回転させなが
ら被写体の透過Ｘ線像（投影データ）の撮影（計測）を
行い、得られた投影データを再構成することにより断層
像を得ていた。従来のＸ線ＣＴ装置を用いて三次元Ｘ線
像を得る方法としては、多数の断層像を積み重ねる方法
があった。しかし、多数の断層像を積み重ねる方法で
は、回転面に垂直な方向の解像度を回転面内の解像度と
同等にするために、非常に長時間かつ多被曝の計測が必
要であった。

【０００３】計測時間短縮と被曝低減のために、被写体
を検出器の回転面に垂直な方向に移動しながらＸ線源と
検出器を多数回にわたって回転し、計測を行うスパイラ
ルスキャン法が開発された。しかし、スパイラルスキャ
ン法を用いたＸ線ＣＴ装置では、計測時間を短縮するほ
ど、回転面に垂直な方向の解像度が回転面内の解像度に
比較して低下するという問題があった。

【０００４】計測時間を短縮し、かつ回転面に垂直な方
向の解像度を高くするために、二次元のＸ線検出器を用
いるコーンビームＸ線ＣＴ装置が開発された。コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置は、放射状にＸ線を照射するＸ線源と
二次元検出器とを対向配置した撮影系を被写体の全周に
回転させながら計測を行っていた。コーンビームＸ線Ｃ
Ｔ装置は、得られた投影データから三次元Ｘ線分布像を
再構成し、該三次元Ｘ線分布像に対してボリュームレン
ダリング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施
すことによって、三次元Ｘ線分布像を三次元的な二次元
像である三次元Ｘ線像に変換した後に表示装置に表示し
ていた。

【０００５】従来のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、検出
器に二次元検出器を用いる構成となっていたので、１回
転分の計測で三次元Ｘ線分布像の再構成に必要なデータ
を得ることができた。また、従来のコーンビームＸ線Ｃ
Ｔ装置は、検出器に二次元検出器を用いることによっ
て、回転面に垂直な方向にも回転面内と同一ボクセル分
解能を持つ三次元Ｘ線像を得ることができた。

【０００６】撮影系を被写体の周囲に回転させるコーン
ビームＸ線ＣＴ装置に対して、システムを簡素化させた
コーンビームＸ線ＣＴ装置として、被写体を回転させる
被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置があった。被
写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置は、たとえば、
「日本放射線技術学会第５４回総会学術大会予稿集ｐ．
１８０」（以下、「文献１」と記す）に記載のものがあ
った。文献１に記載の被写体回転型のコーンビームＸ線
ＣＴ装置は、設置床面に垂直な軸の周りを回転する回転
台上に被写体を固定する被写体保持台と、設置床面に対
向配置されたＸ線源とＸ線検出器とからなる撮影系とか
ら構成され、被写体保持台と共に回転台を回転させなが
ら透過Ｘ線像の撮影すなわち投影データの計測を行う構
成であった。

【０００７】被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置
は、Ｘ線源とＸ線検出器を一体にして回転させるための
大型ガントリーが不要となるので、Ｘ線源とＸ線検出器
との位置が自由に設定でき、計測時の拡大率を変えるこ
とができた。また、被写体回転型のコーンビームＸ線Ｃ
Ｔ装置は、Ｘ線検出器と被写体との位置関係を自由に設
定できるので、検出器の視野が限定されている場合、被
写体内の計測対象としたい部位を視野に入れることが容
易にできた。

【０００８】

【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。従来
の被写体回転型のコーンビームＸ線ＣＴ装置では、被写
体を被写体保持台に固定すると共に、回転台の回転を滑
らかな回転運動とすることによって、計測中に被写体が
移動しないようにしていた。しかしながら、被写体が回
転運動により、計測中に移動しやすいという問題があっ
た。

【０００９】従来の被写体回転型のコーンビームＸ線Ｃ
Ｔ装置を医療用に使用する場合には、被写体となる被検
体の拘束時間を極力短くすることが望まれていた。すな
わち、医療用の用途では、被写体となる被検体は疾病を
抱えている場合が一般的であった。このために、被検体
は長時間同一の姿勢を保持することが困難であった。

【００１０】被検体の同一姿勢の保持期間すなわち計測
に要する時間を短くするための方法として、被検体の回
転速度を上げることが考えられる。しかし、被検体の１
回転に要する時間が３〜４秒以上必要であり、これより
高速に被検体を回転した場合には、被検体は回転感に異
常を感じるいわゆる目が回った状態になってしまうとい
う問題があった。また、被検体を高速に回転させた場合
には、被検体にかかる遠心力も回転速度の上昇と共に大
きくなってしまうので、計測中に被検体が移動してしま
うという問題があった。計測中に被検体が移動してしま
うと、再構成によって生成された三次元Ｘ線分布像に
「ぼけ」あるいは「ぶれ」が生じ、三次元Ｘ線像の画質
が低下してしまうという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、撮影中における被写体の
動きを検出し、除去することが可能なコーンビームＣＴ
装置を提供することにある。本発明の他の目的は、被写
体の周囲から撮影したＸ線透過像から生成した三次元Ｘ
線像の画質を向上することが可能なコーンビームＣＴ装
置を提供することにある。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。

【００１２】

【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。被写体の周囲からＸ線を照射し撮
影した前記被写体の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体
のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示する
コーンビームＣＴ装置において、前記透過Ｘ線像を互い
に相異なる複数組に分け、各組毎の透過Ｘ線像を再構成
して得られたＸ線分布像毎の鮮鋭度を計算し、該鮮鋭度
が最も大きい組の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体の
Ｘ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示する。

【００１３】前述した手段によれば、まず、透過Ｘ線像
を互いに相異なる複数組に分け、各組毎の透過Ｘ線像を
再構成して得られたＸ線分布像すなわちＣＴ像毎の鮮鋭
度を計算する。次に、各Ｘ線分布像毎の鮮鋭度を比較す
ることによって、表示画像であるＸ線断層像あるいは三
次元Ｘ線像に生じるぼけの原因となる撮影中の被写体の
動きを検出する。

【００１４】すなわち、撮影中の被写体に動きが発生す
ると、再構成によって得られるＸ線断層像又は／及び三
次元Ｘ線像にぼけが生じる。その結果、透過Ｘ線像の一
部、特に、小さくかつ吸収係数が大きな部分において、
コントラストが低下することが知られている。従って、
本願発明では、複数組に分けた透過Ｘ線像毎の鮮鋭度を
比較することによって、被写体の移動すなわち再構成時
における基準座標に対して被写体が移動した透過Ｘ線像
を含まない透過Ｘ線像の組を特定することができる。

【００１５】次に、特定された鮮鋭度が最も大きい組の
透過Ｘ線像から被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ
線像を生成し表示することによって、ぼけの原因となる
撮影中における被写体の動きを含むＸ線分布像を除くこ
とができるので、表示画像であるＸ線断層像又は／及び
三次元Ｘ線像の画質を向上することができる。

【００１６】

【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。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。

【００１７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１のコーンビームＣＴ装置である被写体回転型コー
ンビームＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図で
ある。実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線Ｃ
Ｔ装置は、Ｘ線発生装置（Ｘ線源）１０１、二次元透過
Ｘ線像検出装置（撮像手段）１０２、保持装置（支持手
段）１０７、回転装置（回転手段）１０８、制御収集装
置１０９、及び処理表示装置１１０から構成される。た
だし、制御収集装置１０９を除く他の構成は、公知のも
のを用いる。また、図１中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞ
れＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示す。また、本願明細書中で
は、透過Ｘ線像の画素値、三次元Ｘ線分像のＣＴ値、あ
るいは、表示画像（Ｘ線断層像あるいは三次元Ｘ線像も
しくは二次元Ｘ線像）の画像レベル値等のコントラスト
を示す値を「鮮鋭度」と記す。

【００１８】Ｘ線発生装置１０１は、放射状（円錐状又
は角錐状等のいわゆるコーンビーム状）にＸ線を放射す
るＸ線管、Ｘ線フィルタ、Ｘ線コリメータ、及び図示し
ないＸ線管支持体等から構成される。Ｘ線管支持体はＸ
線管をコーンビームＣＴ装置を設置する床面の上空にお
ける所定位置に固定する。Ｘ線発生装置１０１は、回転
装置１０８の回転に同期して所定の回転角毎にＸ線を照
射する、いわゆるパルスＸ線モードのＸ線発生装置であ
る。従って、実施の形態１の被写体回転型コーンビーム
ＣＴ装置では、計測期間中に連続してＸ線を照射するい
わゆる連続Ｘ線モードのＸ線発生装置に比べて、各フレ
ームに於けるＸ線照射時間が短くなるので、Ｘ線照射時
間内に於ける被写体１１１の移動量（回転量）も少なく
できる。その結果、被写体１１１の回転により生じる画
像のぼけが小さくなり、透過Ｘ線像の空間分解能を向上
できる。ただし、Ｘ線発生装置１０１は、連続Ｘ線モー
ドのＸ線発生装置でもよいことはいうまでもなく、連続
Ｘ線発生モードのＸ線発生装置１０１を用いることによ
って、装置構成を簡単化できる。

【００１９】二次元透過Ｘ線像検出装置１０２は、図示
しない検出装置支持体、Ｘ線グリッド、Ｘ線イメージイ
ンテンシファイア（以下、「Ｘ線Ｉ．Ｉ．」と略記す
る）１０３、光学系１０４、光学絞り１０５、及びテレ
ビカメラ１０６等から構成される。検出装置支持体は、
二次元透過Ｘ線像検出装置１０２を床面の上空に於ける
所定位置に保持する。また、図示しない検出装置支持体
は、図示しない周知の直進移動台の移動台部分に設置さ
れ、検出器支持体の移動方向がＸ線発生装置１０１の焦
点位置とＸ線Ｉ．Ｉ．１０３の中心とを結ぶ直線と一致
するように、直進移動台を床面に設置することにより、
Ｘ線発生装置１０１と二次元透過Ｘ線像検出装置１０２
との間の距離Ｌを任意に設定できる。従って、検者の指
示に基づいて、間隔Ｌを大きくして、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０
３に入射するＸ線ビームをより平行ビームに近づけるこ
とができるので、再構成演算により得られるＸ線断層
像、及び三次元Ｘ線像の解像度を向上できる。Ｘ線Ｉ．
Ｉ．１０３は、たとえば、１６インチ型であり、視野モ
ードは１６，１２，９、及び７インチの何れかを設定で
きる。また、テレビカメラ１０６は、最大で１０２４×
１０２４画素出力が可能なＣＣＤカメラを用いている。
テレビカメラ１０６の画素数とフレームレートとの組み
合わせは、５１２×５１２画素出力に対しては６０ｆ
（ｆｒａｍｅ）／ｓｅｃであり、１０２４×１０２４画
素出力に対しては３０ｆ／ｓｅｃが標準である。以下に
説明する撮影では、短時間に多くの透過Ｘ線像を撮影し
被写体１１１の動きの影響を最小に抑える、５１２×５
１２画素出力で６０ｆ（ｆｒａｍｅ）／ｓｅｃの標準撮
影モードを使用する。

【００２０】保持装置１０７は、被写体１１１を立位に
保持するための周知の保持装置であり、回転装置１０８
の回転面上に設置される。従って、実施の形態１では、
回転装置１０８の回転軸を中心として、立位に保持した
ままの姿勢で被写体１１１を回転させることができる。
回転装置１０８は、制御収集装置１０９からの回転制御
信号に基づいて、連続回転をする周知の回転装置であ
り、床面に設置される。回転装置１０８には、上面側に
設置された保持装置１０７の回転角度を計測し、制御収
集装置１０９に出力する周知の回転角センサが設けられ
ている。

【００２１】制御収集装置１０９は、観察者から入力さ
れた撮影条件に基づいて、Ｘ線発生装置１０１からのＸ
線照射を制御すると共に、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３の視野モ
ードの制御、光学絞り１０５の絞り量、テレビカメラ１
０６の画素数とフレームレートとを制御する。また、制
御収集装置１０９は図示しない回転角センサからの信号
に基づいて、回転装置１０８の回転すなわち被写体１１
１の回転を制御する。処理表示装置１１０は、制御収集
装置１０９から出力された透過Ｘ線像を格納する格納手
段、ガンマ補正、画像歪み補正、対数変換及び二次元検
出器６の感度むら補正等の前処理を行う前処理手段、前
処理後の透過Ｘ線像（投影データ）をもとに、被写体１
１１の三次元的なＸ線吸収係数分布である三次元Ｘ線分
布像を生成する再構成手段、各透過Ｘ線像から撮影中に
おける被写体の動きを検出し除去する動き除去手段、三
次元Ｘ線分布像に対して周知のボリュームレンダリング
処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施し三次元
Ｘ線分布像からＸ線断層像あるいは三次元的な二次元像
である三次元Ｘ線像を生成する画像手段、及び、三次元
Ｘ線像を表示する表示手段から構成される。

【００２２】また、実施の形態１の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置では、たとえば、Ｘ線発生装置１０
１の焦点位置からＸ線Ｉ．Ｉ．１０３の入力面までの距
離が１２００（ｍｍ）、Ｘ線発生装置１０１の焦点位置
から回転装置１０８の回転中心までの距離すなわちＸ線
源の回転半径ｒが８００（ｍｍ）に設定されており、Ｘ
線Ｉ．Ｉ．１０３が１６インチ型（水平方向の画面サイ
ズは４００（ｍｍ））の場合の透過Ｘ線像の視野は、直
径が約２６０（ｍｍ）の球形となる。

【００２３】図２は実施の形態１の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置における計測動作を説明するための
フローである。以下、図２に基づいて、実施の形態１の
被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の計測動作を説
明する。ただし、以下の説明では、被写体１１１の全周
分の透過Ｘ線像として、撮影系の１回転分の透過Ｘ線像
の収集手順を説明する。

【００２４】まず、観察者が被写体１１１を保持装置１
０７に固定する（ステップ２０１）。次に、観察者が図
示しない操作卓から計測の開始を指示すると、制御収集
装置１０９からの制御信号に従って、透過Ｘ線像（投影
データ）の計測が開始され、回転装置１０８が回転を開
始する（ステップ２０２）。このとき、回転角センサか
ら制御収集装置１０９に回転角度が出力される。

【００２５】制御収集装置１０９は、回転装置１０８の
回転角が所定の角度に達したことを検出した場合、Ｘ線
発生装置１０１から直ちにＸ線を照射させる（ステップ
２０３）。ただし、実施の形態１では、Ｘ線の照射はパ
ルス状となる。Ｘ線発生装置１０１からのＸ線の照射と
共に、制御収集装置１０９は二次元透過Ｘ線像検出装置
１０２を制御して、被写体１１１を透過したＸ線を計測
する（ステップ２０４）。すなわち、被写体１１１を透
過したＸ線は、まず、Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３で可視光像で
ある透過Ｘ線像に変換される。透過Ｘ線像は、光学系１
０４で平行光に変換された後に、光学絞り１０５で光量
が調整される。光学絞り１０５を通過した透過Ｘ線像
は、テレビカメラ１０６で電気信号に変換された後に、
デジタル化された透視Ｘ線像である投影データとして制
御収集装置１０９に出力される。制御収集装置１０９
は、二次元透過Ｘ線像検出装置１０２で撮影された透過
Ｘ線像を回転装置１０８の回転角すなわち投影角と共に
収集し、図示しない格納装置に格納することによって、
１枚分の透過Ｘ線像の撮影が終了する（ステップ２０
５）。以上に説明したステップ２０３〜ステップ２０５
のＸ線照射、画像取得及び画像収集を所定の角度毎に行
い、被写体１１１の全周分の透過Ｘ線像の撮影が終了す
る。

【００２６】全周分の透過Ｘ線像の撮影（収集）が終了
したならば、制御収集装置１０９は回転装置１０８の回
転を終了させる（ステップ２０６）。この後、制御収集
装置１０９は、図示しない格納手段に格納した全周分の
透過Ｘ線像を処理表示装置１１０に転送する。処理表示
装置１１０では、転送された透過Ｘ線像を当該処理表示
装置１１０が有する図示しない格納手段に格納する（ス
テップ２０７）。処理表示装置１１０では、まず、前処
理手段が各透過Ｘ線像のガンマ補正、画像歪み補正、対
数変換及び二次元検出器６の感度むら補正等の前処理を
行う。次に、動き除去手段が前処理後の透過Ｘ線像か
ら、被写体１１１が動いた透過Ｘ線像の組を特定し、特
定された透過Ｘ線像の組を最終的な三次元Ｘ線分布像を
作成するための透過Ｘ線像の組から除く。再構成手段
は、動き除去手段から指示された透過Ｘ線像に基づい
て、三次元Ｘ線分布像を生成する（ステップ２０８）。

【００２７】次に、処理表示装置１１０では、画像手段
が、得られた三次元Ｘ線分布像から三次元Ｘ線像を生成
し、該三次元Ｘ線像を処理表示装置１１０の表示画面上
に表示させ、計測処理が終了となる（ステップ２０
９）。ただし、以上の説明では、回転装置１０８の回転
は連続としたが、所定の角度毎に停止させる構成でもよ
いことはいうまでもない。また、Ｘ線の照射は、回転装
置１０８の回転期間中、連続で照射させる構成でもよ
い。

【００２８】次に、図３に実施の形態１の動き除去手段
のアルゴリズムを、図４に透過Ｘ線像の分割方法を説明
するための図を示し、以下、図３及び図４に基づいて、
実施の形態１の動き除去手段の動作を説明する。ただ
し、以下の説明では、図４に示すように、被写体１１１
に設定した平面の内で、回転装置１０８の回転中心軸と
直交する平面（以下、「ミッドプレーン（ｍｉｄ ｐｌ
ａｎｅ）」と記す）上に設定したＸ’軸、Ｙ’軸に基づ
いて、Ｘ線発生装置１０１のＸ線焦点位置について説明
する。また、実施の形態１の透過Ｘ線像の撮影は、回転
装置１０８の回転角が１．２５度毎に行い、全周分では
２８８枚の撮影を行うものである。

【００２９】まず、透過Ｘ線像の内で、図４の（ａ）に
で示す範囲の透過Ｘ線像である計測前半のデータＡを
用いて、動き除去手段はミッドプレーンにおける再構成
演算を行い、再構成像である断層像Ｉ（Ａ）を求める
（ステップ３０１）。次に、動き除去手段は、再構成像
Ｉ（Ａ）の内で、予め設定された着目領域（ＲＯＩ）内
での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））を算出する（ステップ３０
２）。

【００３０】次に、動き除去手段は、図４の（ａ）に
で示す範囲の透過Ｘ線像である計測後半のデータＢを用
いて、ミッドプレーンにおける再構成処理を行い、再構
成像Ｉ（Ｂ）を求める（ステップ３０３）。次に、動き
除去手段は、再構成像Ｉ（Ｂ）の着目領域内での鮮鋭度
Ｓ（Ｉ（Ｂ））を算出する（ステップ３０４）。

【００３１】次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））を比較する（ステップ
３０５）。鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構
成手段に計測前半のデータＡを出力する。再構成手段
は、計測前半のデータＡを用いて３次元再構成演算を行
い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ａ）を画像手
段に出力する（ステップ３０６）。

【００３２】一方、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ
（Ｉ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、
再構成手段に計測後半のデータＢを出力する。動き除去
手段から計測後半のデータＢを受け取った再構成手段
は、計測後半のデータＢ用いて３次元再構成演算を行
い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ｂ）を画像手
段に出力する（ステップ３０７）。

【００３３】三次元Ｘ線分布像を受け取った画像手段
は、三次元Ｘ線分布像に対して周知のボリュームレンダ
リング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施し
三次元Ｘ線分布像から三次元的な二次元像である三次元
Ｘ線像を生成し、表示画面上に三次元Ｘ線像を表示す
る。

【００３４】以上説明したように、実施の形態１の被写
体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、図４に示すよ
うに、動き除去手段は被写体１１１の周囲から撮影され
た透過Ｘ線像である全計測データを２組に分ける。次
に、動き除去手段は２組に分けられた計測データを用い
て、ミッドプレーン付近の断層像を再構成する。この後
に、動き除去手段は断層像の内で予め設定された領域で
ある注目領域内の鮮鋭度を比較することによって、被写
体１１１の動きのないあるいは動きが少ない側の計測デ
ータの組を特定する。動き除去手段は、鮮鋭度の大きい
側の再構成手段にデータを出力し、再構成手段が特定さ
れた計測データの組を用いて三次元Ｘ線分布像を生成す
る。ここで、画像手段が三次元Ｘ線像を生成し、処理表
示装置１１０の表示画面上に表示させるので、計測中の
被写体１１１の動きを含むＸ線透過像を除去した高画質
の三次元Ｘ線像を生成することができる。

【００３５】このとき、本実施の形態１では、被写体１
１１の動き含む透過Ｘ線像の特定において、ミッドプレ
ーン付近の断層像の生成を１回行うことによってできる
ので、被写体１１１の動きの検出に伴う演算負荷を軽減
できる。従って、計測の終了から三次元Ｘ線像を得るた
めに必要な時間を短縮することができる。その結果、診
断効率を向上することができる。また、得られた三次Ｘ
線像は、被写体１１１の動きを含まないので、画質を向
上できる。

【００３６】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における
動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形
態２では、動き除去手段の動作以外は、実施の形態１の
被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるの
で、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ
説明する。実施の形態２では、ステップ５０１〜ステッ
プ５０５の処理は、実施の形態１の３０１〜ステップ３
０５の処理と同じとなるので、その説明は省略する。

【００３７】ステップ５０５において、計測前半のデー
タＡから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））の方が大き
い場合には、動き検出手段は後半計測データＢの前半デ
ータと前半計測データＡを合わせたデータＣ（図４の
（ｂ）にで示す範囲の計測データ）を用いて、再度、
ミッドプレーンにおける再構成処理を行い、再構成像Ｉ
（Ｃ）を求める（ステップ５０６）。次に、動き除去手
段は、再構成像Ｉ（Ｃ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ｃ））を算出する（ステップ５０７）。次に、動き除
去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ｃ））とを比較する（ステップ５０８）。鮮鋭度Ｓ
（Ｉ（Ｃ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））よりも大きい場合
には、動き除去手段は、再構成手段に計測データＣを出
力する。再構成手段は、計測データＣを用いて３次元再
構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ
（Ｃ）を画像手段に出力する（ステップ５０９）。ステ
ップ５０８において、鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ
（Ｉ（Ｃ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、
再構成手段に計測前半のデータＡを出力する。動き除去
手段から計測前半のデータＡを受け取った再構成手段
は、計測前半のデータＡ用いて３次元再構成演算を行
い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ａ）を画像手
段に出力する（ステップ５１０）。

【００３８】一方、ステップ５０５において、計測後半
のデータＢから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｂ））の方
が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））より大きい場合には、動き検出
手段は前半計測データＡの後半データと後半計測データ
Ｂを合わせたデータＤ（図４の（ｃ）にで示す範囲の
計測データ）を用いて、再度、ミッドプレーンにおける
再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ｄ）を求める（ステッ
プ５１１）。次に、動き除去手段は、再構成像Ｉ（Ｄ）
の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））を算出する（ス
テップ５１２）。動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ｂ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））とを比較する（ステッ
プ５１３）。鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、再構
成手段に計測データＤを出力する。再構成手段は、計測
データＤを用いて３次元再構成演算を行い、生成された
三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ｄ）を画像手段に出力する
（ステップ５１４）。ステップ５１３において、鮮鋭度
Ｓ（Ｉ（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ｄ））よりも大きい場
合には、動き除去手段は、再構成手段に計測後半のデー
タＢを出力する。動き除去手段から計測後半のデータＢ
を受け取った再構成手段は、計測後半のデータＢを用い
て３次元再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布
像３ＤＩ（Ｂ）を画像手段に出力する（ステップ５１
５）。

【００３９】以上説明したように、実施の形態２の被写
体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、実施の形態１
と同様に、まずステップ５０５において二分した透過Ｘ
線像から生成した断層像の鮮鋭度を比較することによっ
て、被写体１１１の動きのないあるいは動きが少ない側
の計測データの組を特定する。すなわち、全透過Ｘ線像
を二分した計測データの前半側に被写体１１１の動きが
生じたものであるか、計測データの後半側で生じたもの
であるかを特定する。

【００４０】次に、被写体１１１の動きが生じた側の計
測データをさらに２組に分割し、分割された後半側の計
測データと、動きがないあるいは少ない側のデータとを
合わせる。ここで、この合わせたデータと動きがないあ
るいは少ない側のデータとから、再度断層像を再構成し
鮮鋭度を比較する。この比較によって、被写体１１１の
動きが最初の１／４回転内に生じたものであるか、最後
の１／４回転内に生じたものであるか、あるいは、中間
である２／４〜３／４回転内に生じたものであるかを特
定し、被写体１１１の動きがないあるいは少ない側のデ
ータから三次元Ｘ線像生成し表示させることによって、
被写体１１１の動きが最初の１／４回転内に生じた場
合、あるいは最後の１／４回転内に生じた場合には、三
次元Ｘ線分布像の生成に使用することができる計測デー
タ数を増大させることができるので、実施の形態１の効
果に加えて、実施の形態１よりも三次元分布Ｘ線像及び
三次元Ｘ線像の画質を向上できる。すなわち、再構成に
供されるデータ数を増加できるので、画像のＳ／Ｎを向
上できる。

【００４１】なお、実施の形態１，２では、動き除去手
段と再構成手段とを別々に構成する場合について説明し
たが、これに限定されることはなく、動き除去手段と再
構成手段とを一体に構成してもよいことはいうまでもな
い。動き除去手段と再構成手段とを一体に構成した場合
には、ミッドプレーンの断層像を再構成する手段を１つ
にできるので、前述する効果に加えて、動き除去手段の
構成を簡単化できるという効果がある。

【００４２】（実施の形態３）図６は本発明の実施の形
態３の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における
動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形
態３では、動き除去手段と再構成手段とが一体に構成さ
れている以外は、実施の形態１の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、
動き除去手段の動作についてのみ説明する。

【００４３】まず、透過Ｘ線像の内で、計測前半のデー
タＡを用いて、動き除去手段は三次元再構成を行い、三
次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を求
める（ステップ６０１）。動き除去手段は、三次元再構
成像３ＤＩ（Ａ）の内で、予め設定された着目領域（Ｒ
ＯＩ）内での鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））を算出する（ス
テップ６０２）。

【００４４】動き除去手段は、計測後半のデータＢを用
いて、三次元再構成を行い三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）
を求める（ステップ６０３）。この後に、動き除去手段
は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）の着目領域内での鮮鋭
度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））を算出する（ステップ６０４）。

【００４５】次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ
（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））とを比較する（ス
テップ６０５）。鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ
（３ＤＩ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段
は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を三次元Ｘ線分布像と
して、画像手段に出力する（ステップ６０６）。

【００４６】一方、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））が鮮鋭度
Ｓ（３ＤＩ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手
段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を三次元Ｘ線分布像
として、画像手段に出力する（ステップ６０７）。

【００４７】三次元Ｘ線分布像を受け取った画像手段
は、三次元Ｘ線分布像に対して周知のボリュームレンダ
リング処理あるいは最大値投影処理等の画像処理を施し
三次元Ｘ線分布像から三次元的な二次元像すなわち三次
元Ｘ線像を生成し、表示画面上に三次元Ｘ線像を表示す
る。

【００４８】以上説明したように、実施の形態３の被写
体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、全透過Ｘ線像
を２組に分割した後に、各組の透過Ｘ線像から三次元Ｘ
線分布像を生成し、各三次元Ｘ線分布像の鮮鋭度を比較
することによって、被写体１１１の動きがないあるいは
被写体１１１の動きが少ない透過Ｘ線像の組を特定し、
その透過Ｘ線像から生成された三次元Ｘ線分布像から三
次元Ｘ線像を生成し表示するので、実施の形態１の効果
に加えて、着目領域（ＲＯＩ）をミッドプレーン以外の
スライスに容易に設定できるという効果がある。

【００４９】また、着目領域をミッドプレーン以外のス
ライスに設定することができるので、たとえば、着目領
域をｔｒａｎｓａｘｉａｌ像（図１中のＸＹ平面の
像）、ｃｏｒｏｎａｌ像（図１中のＸＺ平面の像）、あ
るいは、ｓａｇｉｔｔａｌ像（図１中のＹＺ平面の像）
の何れにも設定できる。さらには、着目領域を、三次元
的に設定することもできるという効果がある。このよう
に、本実施の形態３では、種々の形式で着目領域を容易
に設定できるので、作業効率すなわち診断効率をさらに
向上できるという効果もある。

【００５０】（実施の形態４）図７は本発明の実施の形
態４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における
動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形
態４では、動き除去手段と再構成手段とが一体に構成さ
れている以外は、実施の形態３の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置と同様となるので、以下の説明では、
動き除去手段の動作についてのみ説明する。実施の形態
４では、ステップ７０１〜ステップ７０５の処理は、実
施の形態３の６０１〜ステップ６０５の処理と同じとな
るので、その説明は省略する。

【００５１】ステップ７０５において、計測前半のデー
タＡから三次元再構成像の鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））の
方が大きい場合には、動き検出手段は計測後半のデータ
Ｂの前半データと計測前半のデータＡを合わせたデータ
Ｃ（図４の（ｂ）にで示す範囲の計測データ）を用い
て、再度、三次元再構成を行い三次元再構成像３ＤＩ
（Ｃ）を求める（ステップ７０６）。次に、動き除去手
段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ｃ）の着目領域内での鮮
鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））を算出する（ステップ７０
７）。

【００５２】次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ
（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））とを比較する（ス
テップ７０８）。鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））が鮮鋭度Ｓ
（３ＤＩ（Ａ））よりも大きい場合には、動き除去手段
は、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ
（Ｃ）を画像手段に出力する（ステップ７０９）。ステ
ップ７０８において、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））が鮮鋭
度Ｓ（３ＤＩ（Ｃ））よりも大きい場合には、動き除去
手段は、三次元Ｘ線分布像３ＤＩ（Ａ）を画像手段に出
力する（ステップ７１０）。

【００５３】一方、ステップ７０５において、計測後半
のデータＢから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））
の方が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））より大きい場合には、
動き検出手段は計測前半のデータＡの後半データと計測
後半のデータＢを合わせたデータＤ（図４の（ｃ）に
で示す範囲の計測データ）を用いて、再度、三次元再構
成を行い、三次元再構成像３ＤＩ（Ｄ）を求める（ステ
ップ７１１）。次に、動き除去手段は、三次元再構成像
３ＤＩ（Ｄ）の着目領域内での鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ
（Ｄ））を算出する（ステップ７１２）。

【００５４】次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ
（Ｂ））と鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））とを比較する（ス
テップ７１３）。鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））が鮮鋭度Ｓ
（３ＤＩ（Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段
は、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ
（Ｄ）を画像手段に出力する（ステップ７１４）。ステ
ップ７１３において、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））が鮮鋭
度Ｓ（３ＤＩ（Ｄ））よりも大きい場合には、動き除去
手段は、三次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ
（Ｂ）を画像手段に出力する（ステップ７１５）。

【００５５】以上説明したように、実施の形態４の被写
体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、実施の形態３
と同様に、まずステップ７０５において２組に分けた透
過Ｘ線像の組から被写体１１１の動きのないあるいは動
きが少ない側の三次元Ｘ線分布像を特定する。すなわ
ち、全透過Ｘ線像を二分した計測データの前半側に被写
体１１１の動きが生じたものであるか、計測データの後
半側で生じたものであるかを特定する。

【００５６】次に、被写体１１１の動きが生じた側の計
測データをさらに２組に分割し、分割された計測データ
の内で動きがないあるいは少ない側のデータに連続する
計測データと、動きがないあるいは少ないと判定された
側の計測データとを合わせる。ここで、この合わせた計
測データと動きがないあるいは少ない側のデータとから
それぞれ三次元再構成された三次元Ｘ線分布像の鮮鋭度
を比較する。この比較によって、被写体１１１の動きが
最初の１／４回転内に生じたものであるか、最後の１／
４回転内に生じたものであるか、あるいは、中間である
２／４〜３／４回転内に生じたものであるかを特定し、
被写体１１１の動きがないあるいは少ない側のデータか
ら生成された三次元Ｘ線分像に基づいて、三次元Ｘ線像
を生成し表示させる。これによって、被写体１１１の動
きが最初の１／４回転内に生じた場合、あるいは最後の
１／４回転内に生じていた場合には、三次元Ｘ線分布像
の生成に使用することができる計測データ数を増大させ
ることができるので、実施の形態１，３の効果に加え
て、実施の形態３よりも三次元分布Ｘ線像及び三次元Ｘ
線像の画質を向上できる。

【００５７】（実施の形態５）図８は本発明の実施の形
態５の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における
動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形
態５では、動き除去手段の動作以外は、実施の形態３，
４の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様とな
るので、以下の説明では、動き除去手段の動作について
のみ説明する。

【００５８】まず、透過Ｘ線像の内で、計測前半のデー
タＡを用いて、動き除去手段は三次元再構成を行い、三
次元Ｘ線分布像である三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）を求
め（ステップ８０１）、得られた三次元再構成像を一時
的に半導体メモリ等からなる図示しない周知の格納手段
に格納する（ステップ８０２）。

【００５９】次に、動き除去手段は、計測後半のデータ
Ｂを用いて、三次元再構成を行い三次元再構成像３ＤＩ
（Ｂ）を求め（ステップ８０３）、得られた三次元再構
成像を一時的に格納手段に格納する（ステップ８０
４）。

【００６０】次に、動き除去手段は、格納手段に格納さ
れる三次元再構成像３ＤＩ（Ａ），３ＤＩ（Ｂ）を読み
出し、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）と三次元再構成像３
ＤＩ（Ｂ）とを加算平均し、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ
＋Ｂ）を求める（ステップ８０５）。次に、動き除去手
段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ），３ＤＩ（Ｂ），３
ＤＩ（Ａ＋Ｂ）の鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ）），Ｓ（３Ｄ
Ｉ（Ｂ）），Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））を求め、それぞれ
の鮮鋭度を比較する（ステップ８０６）。

【００６１】鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ））が鮮鋭度Ｓ（３
ＤＩ（Ｂ）），Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））よりも大きい場
合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ）
を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する（ステ
ップ８０７）。鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ＋Ｂ））が鮮鋭度
Ｓ（３ＤＩ（Ａ）），Ｓ（３ＤＩ（Ｂ））よりも大きい
場合には、動き除去手段は、三次元再構成像３ＤＩ（Ａ
＋Ｂ）を三次元Ｘ線分布像として、画像手段に出力する
（ステップ８０８）。さらには、鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ
（Ｂ））が鮮鋭度Ｓ（３ＤＩ（Ａ）），Ｓ（３ＤＩ（Ａ
＋Ｂ））よりも大きい場合には、動き除去手段は、三次
元再構成像３ＤＩ（Ｂ）を三次元Ｘ線分布像として、画
像手段に出力する（ステップ８０９）。

【００６２】以上説明したように、実施の形態５の被写
体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、被写体１１１
の全周方向から撮影した透過Ｘ線像を２つの組に分割
し、それぞれの組毎に三次元Ｘ線分布像を生成すると共
に、各組の三次元Ｘ線分布像の加算平均し、それぞれの
鮮鋭度を計算し比較することによって、最も鮮鋭度が大
きい三次元Ｘ線分布像を特定し、特定された三次元Ｘ線
分布像から三次元Ｘ線像を生成することによって、比較
的演算負荷が大きい三次元Ｘ線分布像を生成するための
再構成演算回数を２回で済ますことができるので、透過
Ｘ線像の計測終了すなわち画像生成開始から実際の三次
元Ｘ線像の生成までの時間を短縮することができる。

【００６３】（実施の形態６）図９は本発明の実施の形
態６の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における
動き除去手段のアルゴリズムである。ただし、実施の形
態６では、動き除去手段の動作以外は、実施の形態１の
被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となるの
で、以下の説明では、動き除去手段の動作についてのみ
説明する。なお、図９は実施の形態２の動き除去手段
に、データ領域の拡大と再構成とを繰り返す機能を付加
した構成となっており、実施の形態４の被写体回転型コ
ーンビームＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。実施の形
態６では、ステップ９０１〜ステップ９０５の処理は、
実施の形態１の３０１〜ステップ３０５の処理と同じと
なるので、その説明は省略する。

【００６４】ステップ９０５において、計測前半のデー
タＡから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ））の方が大き
い場合には、動き除去手段は前半計測データＡに所定数
の計測データＥ₁を加算する（ステップ９０６）。ただ
し、このときの所定数の計測データは、後半計測データ
Ｂの内で、予め設定された数の計測データである。動き
除去手段は、前半計測データＡに所定数の計測データＥ
₁を加算したデータＡ＋Ｅ₁を用いて、再度、ミッドプレ
ーンにおける再構成処理を行い、再構成像Ｉ（Ａ＋
Ｅ₁）を求める（ステップ９０７）。次に、動き除去手
段は、再構成像Ｉ（Ａ＋Ｅ₁）の着目領域内での鮮鋭度
Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ₁））を算出する（ステップ９０８）。

【００６５】次に、動き除去手段は、鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ａ））と鮮鋭度Ｓ（Ｉ（Ａ＋Ｅ₁））とを比較し、鮮
鋭度の増加率を調べる。その結果、鮮鋭度の増加率が予
め設定された鮮鋭度の増加率である１０よりも小さい場
合には、動き除去手段は、再構成手段に計測データＣを
出力する。再構成手段は、計測データＣを用いて３次元
再構成演算を行い、生成された三次元Ｘ線分布像３ＤＩ
（Ｃ）を画像手段に出力する（ステップ９０９）。

【００６６】一方、ステップ９０９において、鮮鋭度の
増加率が予め設定された鮮鋭度の増加率である１０より
も大きい場合には、データＡ＋Ｅ₁に所定数の計測デー
タＥ₂を加算し（ステップ９１０）、再度、ステップ９
０７に進み鮮鋭度の増加率を調べる。

【００６７】一方、前述するステップ９０５において、
計測後半のデータＢから得た断層像の鮮鋭度Ｓ（Ｉ
（Ｂ））の方が大きい場合には、動き検出手段は計測後
半データＢに所定数の計測データＦ₁を加算する（ステ
ップ９１２）。以降、前述のステップ９０７〜ステップ
９１０と同様の処理を行う。すなわち、鮮鋭度の増加率
が予め設定された鮮鋭度の増加率よりも小さくなるま
で、ステップ９１３〜ステップ９１６までのミッドプレ
ーン付近の再構成、再構成像のＲＯＩ内鮮鋭度の算出、
鮮鋭度の増加率の判定、及び、所定数の計測データ
Ｆ₁，Ｆ₂…の加算を繰り返す。

【００６８】以上説明したように、実施の形態６の被写
体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、データ領域を
拡大、拡大されたデータ領域の再構成を行い、鮮鋭度を
算出する。算出された鮮鋭度を、拡大前のデータ領域で
の再構成像に対して算出した鮮鋭度と比較する。鮮鋭度
の増加率が所定の値より大きい場合には、再度、データ
領域を拡大し鮮鋭度の算出を行う。以上のデータ領域を
拡大した再構成像とその再構成像からこれらの処理を繰
り返し、鮮鋭度の増加率が所定の値より小さくなったと
ころで、データ領域の拡大を終了するので、より良い画
質を追求することができる。

【００６９】なお、以上の説明では、実施の形態２の被
写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置における鮮鋭度の
増加率を１０％としたが、これに限定されることはな
い。鮮鋭度の増加率の設定は、予め設定しておいてもよ
いが、術者が任意に設定できるように操作卓に設定スイ
ッチを設けることによって、術者の好みに応じた３Ｄ再
構成像を得ることができる。

【００７０】また、実施の形態２，４，６の被写体回転
型コーンビームＸ線ＣＴ装置では、データ領域の拡大を
行う。ここで、データ領域の拡大法は様々に考えられ
る。実施の形態では、鮮鋭度の高いデータ領域に、鮮鋭
度の低いデータ領域のうち鮮鋭度の高いデータ領域に近
い領域を半分だけ加えている。加える量は半分に限ら
ず、被写体が動いた可能性に合わせて変化させることも
考えられる。さらには、実施の形態１，２と同様に、動
き除去手段と再構成手段とを一体に構成してもよいこと
はいうまでもない。

【００７１】（実施の形態７）図１０は本発明の実施の
形態７の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の概略
構成を説明するための図である。実施の形態７では、全
透過Ｘ線像の内で、重複した投影角で撮影された透過Ｘ
線像に基づいて、撮影中での被写体１１１の動き（移
動）を検出する動き検出手段以外は、実施の形態１〜６
の被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置と同様となる
ので、以下の説明では、動き検出手段の動作についての
み説明する。

【００７２】まず、動き検出手段は、所定の位置Ａで計
測された画像Ａと位置Ｂで計測された画像Ｂの間で比較
を行い、被写体の動きを検出する（ステップ１００
１）。次に、動き検出手段は、動きの有無を判定する
（ステップ１００２）。ただし、動きの検出および判定
の詳細については後述する。ステップ１００２におい
て、動き検出手段が被写体の動きがないと判定した場合
には、３次元再構成処理に入る（ステップ１００３）。
一方、動きがあると判定した場合には、前述した実施の
形態１〜６に示す補正処理に入る（ステップ１００
４）。

【００７３】このように、実施の形態７の被写体回転型
コーンビームＸ線ＣＴ装置では、計測画像において動き
検出手段が動きを検出した場合のみ、動きを除去するた
めの補正処理に入るので、動きがない場合の演算量が少
なくて済む。その結果、診断効率をさらに向上させるこ
とができる。

【００７４】次に、動き検出手段における動きの検出方
法について説明する。画像計測開始角度Ａと画像計測終
了角度Ｂを一致させる、あるいは、開始角度Ａよりも終
了角度Ｂを大きくすることにより、ある角度で重複して
画像を計測する。ここで、角度Ａで計測された画像を計
測画像Ａとし、角度Ｂで計測された画像を計測画像Ｂと
する。

【００７５】（第１の方法）図１１は、動き検出の第１
の方法を説明するための図である。ただし、第１の方法
は、所定の角度で重複して計測された画像がある場合に
適用可能である。まず、関心領域（ＲＯＩ）の設定を行
う（ステップ１１０１）。この後、関心領域（ＲＯＩ）
において、重複して計測された画像（重複計測画像）Ａ
と画像Ｂとを特定する（ステップ１１０２，１１０
３）。この重複計測画像Ａ，Ｂの間で、差分画像Ｃを生
成する（ステップ１１０４）。ただし、差分画像Ｃの生
成法は、重複計測画像Ａの画素値から重複計測画像Ｂの
対応する位置の画素値を減算することによって計算され
る。次に、差分画像Ｃにおいて、値の範囲を求める（ス
テップ１１０５）。ただし、「値の範囲」は、差分画像
Ｃ中の最大値と最小値との差で定義する。値の範囲が所
定の値より大きいか否かを判定し（ステップ１１０
６）、値の範囲の方が所定の値よりも大きい場合には、
被写体１１１に動きがあったと判定する（ステップ１１
０７）。一方、ステップ１１０６において、値の範囲の
方が所定の値よりも小さい場合には、被写体１１１に動
きがなかったと判定する（ステップ１１０８）。ただ
し、所定の値とは、例えば、差分前の画像の最大画素値
の２％とする。以上説明したように、動き検出の第１の
方法では、画素値の差分演算すなわち減算という簡単な
演算で動き検出が可能であるという特長をもつ。その結
果、被写体１１１の動きの検出に要する時間を短縮する
ことができるので、診断効率をさらに向上できる。この
第１の方法は、重複計測画像Ａと重複計測画像Ｂの計測
条件が等しく、かつ、画像検出装置の応答が早い場合に
好適である。具体的には、図１に示した装置では、計測
条件とは、テレビカメラに入射する光量を調節するため
に光学系の内部にある光学絞りの開口面積やＸ線量など
を示し、画像検出装置の応答とは、テレビカメラの蓄積
電荷の読み出し特性の立上りを示す。

【００７６】（第２の方法）図１２は動き検出の第２の
方法を説明するための図である。ただし、第２の方法
は、前述した第１の方法と同様に、所定の角度で重複し
て計測された画像がある場合に適用可能である。図１２
から明らかなように、動き検出の第２の方法は、ステッ
プ１２０３及びステップ１２０５における、重複計測画
像Ａ，Ｂの対数変換のみが異なり、他は第１の方法と同
じとなる。すなわち、ステップ１２０２とステップ１２
０４とで特定された重複計測画像Ａ，Ｂとをそれぞれ対
数変換し、重複計測画像Ａの対数画像Ａ＊と重複計測画
像Ｂの対数画像Ｂ＊とを得る。対数画像Ａ＊と対数画像
Ｂ＊との間で差分をとり、対数差分画像Ｃ＊を生成す
る。次に、対数差分画像Ｃ＊の範囲を算出し、範囲が所
定の値より大きい場合には、動きがあったと判定するの
で、第１の方法と同様に、簡単な演算で動き検出が可能
であるという特長をもつ。さらには、第２の方法は、重
複計測画像Ａと重複計測画像Ｂとの計測時に、光学絞り
および線量が変化した場合でも、信頼性の高い動き検出
が可能であるという特長をもつ。または、テレビカメラ
の立ち上がり遅い場合でも、信頼性の高い動き検出が可
能であるという特長をもつ。

【００７７】（第３の方法）図１３は動き検出の第３の
方法を説明するための図である。ただし、第３の方法
は、重複して計測された画像がない場合にも適用可能で
ある。また、以下の説明では、所定の枚数の計測画像が
３枚の場合について説明する。よって、第３の方法で
は、計測画像をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｄ，Ｅ，Ｆとする。ま
ず、関心領域（ＲＯＩ）の設定を行う（ステップ１３０
１）。この後、関心領域（ＲＯＩ）において、回転撮影
開始直後と終了直前との所定枚数の画像すなわち計測画
像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを特定する（ステップ１３０
２）。次に、連続する２枚の画像間の差分画像を生成す
る（ステップ１３０３）。すなわち、計測画像Ｂと計測
画像Ａとの差分画像、計測画像Ｃと計測画像Ｂとの差分
画像、計測画像Ｅと計測画像Ｄとの差分画像、計測画像
Ｆと計測画像Ｄとの差分画像、及び計測画像Ａと計測画
像Ｆとの差分画像Ｎをそれぞれ求める。次に、それぞれ
の差分画像での値の範囲を算出する（ステップ１３０
４）。ただし、第３の方法における「値の範囲」は、前
述した第１，２の方法での「値の範囲」と同様に、差分
画像中の最大値と最小値との差で定義する。次に、回転
撮影開始直後の計測画像Ａと終了直前の計測画像Ｆとの
差分画像の値の範囲Ｎが、その他の差分画像の値の範囲
に比較して最大であるかを判定する（ステップ１３０
５）。ステップ１３０５において、差分画像の値の範囲
Ｎが、その他の差分画像の値の範囲に比較して最大の場
合には、撮影中に被写体の動きがあったものと判定する
（ステップ１３０６）。それ以外の場合には、撮影中の
被写体の動きはなかったものとして判定する（ステップ
１３０７）。以上説明したように、第３の方法では、隣
接する角度の計測画像の相違を比較することにより、重
複投影がなくても簡単な演算で動き検出が可能であると
いう特長がある。また、第３の方法は、光学絞りおよび
線量が一定であり、かつ、テレビカメラの立上りが早い
場合に好適である。

【００７８】（第４の方法）図１４は動き検出の第４の
方法を説明するための図である。ただし、第４の方法
は、前述した第３の方法と同様に、重複して計測された
画像がない場合にも適用可能である。図１４から明らか
なように、動き検出の第４の方法は、ステップ１４０３
における計測画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの対数変換の
みが異なり、他は第３の方法と同じとなる。すなわち、
ステップ１４０３で回転撮影開始直後と終了直前との所
定枚数の計測画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対して、そ
れぞれ対数変換を行い対数画像を得る。次に、得られた
対数画像の内で連続する２枚の画像間の差分画像を生成
し（ステップ１４０４）、それぞれの差分画像での値の
範囲を算出する（ステップ１４０５）。この後、計測画
像Ａの対数画像と計測画像Ｆの対数画像との差分画像の
値の範囲Ｎが、その他の対数画像の差分画像の値の範囲
に比較して最大であるかを判定することによって（ステ
ップ１４０６）、撮影中における被写体の動きを検出す
るので、第３の方法と同様に、重複投影がなくても簡単
な演算で動き検出が可能であるという特長がある。ま
た、第４の方法は、光学絞りおよび線量が変化する場合
でも、信頼性の高い動き検出が可能であるという特長を
もつ。さらには、テレビカメラの立ち上がり遅い場合で
も、信頼性の高い動き検出が可能であるという特長をも
つ。

【００７９】前述した第１〜４の方法において、動きの
検出を容易にするために、被写体にマーカーを取り付け
ることも考えられる。マーカーには、Ｘ線吸収率の高い
物質を用いる。具体的にはマーカーは、タングステン製
やステンレス製の円盤、球、板、棒などである。

【００８０】なお、本実施の形態では、被写体の透過Ｘ
線像として被写体の１回転分の投影データから被写体の
三次元Ｘ線分布像を再構成することとしたが、これに限
定されることはなく、１回転分以上の透過Ｘ線像を撮影
した場合には、その透過データを２以上の組に分割する
ことによって本願発明を適用できることはいうまでもな
い。

【００８１】また、本実施の形態では、撮像手段として
Ｘ線Ｉ．Ｉ．１０３、光学系１０４及びテレビカメラ１
０６からなる二次元透過Ｘ線像検出装置を用いる場合に
ついて説明したが、これに限定されることはなく、たと
えば、蛍光板と２次元フォトダイオードアレイとから構
成される検出器、蛍光板とテレビカメラとから構成され
る検出器、あるいは、２次元薄膜トランジスタ（ＴＦＴ
あるいはＣＭＯＳ）配列から構成される半導体検出器等
を用いてもよいことはいうまでもない。

【００８２】また、二次元透過Ｘ線像検出装置１０２の
素子配列は二次元配列としたが、これに限定されること
はなく、たとえば、１次元配列の検出器でもよいことは
いうまでもない。また、本実施の形態では、被写体１１
１の設置状態は立位であるが、座位、あるいは保持装置
ごと傾斜させた状態等の何れの設置状態でもよいことは
いうまでもない。

【００８３】また、本実施の形態では、床面上に対向配
置されたＸ線発生装置１０１と二次元透過Ｘ線像検出装
置１０２との間に被写体１１１を回転可能に設置する構
成としたが、これに限定されることはなく、たとえば、
対向配置されたＸ線発生装置１０１と二次元透過Ｘ線像
検出装置１０２とからなる撮影系を回転可能な回転板に
固定し、回転板を回転させることによって床面に対して
固定された被写体１１１の周囲に撮影系を回転させ被写
体１１１の周囲から透過Ｘ線像を撮影する構成としても
よいことはいうまでもない。さらには、被写体１１１を
回転させると共に撮影系を回転させる構成としてもよい
ことはいうまでもない。

【００８４】また、本実施の形態では、被写体１１１を
回転装置１０８で回転させるのみとしたが、これに限定
されることはなく、たとえば、回転装置１０８に移動機
構を設けることにより回転装置１０８の回転に伴って移
動機構を移動させ、被写体１１１に設定した計測対象部
位を二次元透過Ｘ線像検出装置１０２の計測可能視野内
に入れる構成としてもよいことはいうまでもない。

【００８５】また、本実施の形態では、最初に行う再構
成処理のデータ領域を計測前半データと計測後半データ
の２つとしたが、このデータ領域の取り方は様々に考え
られる。例えば、第１のデータ領域を全体の３／４のデ
ータとし、残りのデータを第２のデータ領域とすること
できる。また例えば、計測データを４分割し、４つのデ
ータ領域に対して処理を開始することもできる。

【００８６】さらには、本発明は、人体等の生物一般の
Ｘ線画像を撮影する医療用のコーンビームＣＴ装置、及
び、航空荷物等のＸ線画像を撮影するＸ線荷物検査装置
の何れにも適用可能なことはいうまでもない。Ｘ線荷物
検査装置に本発明を適用して、撮影中の荷物を容易に検
出し除去することができるので、内容物の移動に伴うア
ーチファクトの発生を防止でき、航空荷物等のＸ線画像
の画質を向上できる。

【００８７】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。

【００８８】

【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。 （１）撮影中における被写体の動きを検出し、容易に除
去することができる。 （２）被写体の周囲から撮影したＸ線透過像から生成し
た三次元Ｘ線像の画質を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のコーンビームＣＴ装置
である被写体回転型コーンビームＸ線ＣＴ装置の概略構
成を説明するための図である。

【図２】実施の形態１の被写体回転型コーンビームＸ線
ＣＴ装置における計測動作を説明するためのフローであ
る。

【図３】実施の形態１の動き除去手段のアルゴリズムを
説明するための図である。

【図４】実施の形態１の動き除去手段中の分割手段にお
ける透過Ｘ線像の分割方法を説明するための図である。

【図５】本発明の実施の形態２の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズム
である。

【図６】本発明の実施の形態３の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズム
である。

【図７】本発明の実施の形態４の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズム
である。

【図８】本発明の実施の形態５の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズム
である。

【図９】本発明の実施の形態６の被写体回転型コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置における動き除去手段のアルゴリズム
である。

【図１０】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置の概略構成を説明するための図であ
る。

【図１１】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第１の方法を説明する
ための図である。

【図１２】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第２の方法を説明する
ための図である。

【図１３】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第３の方法を説明する
ための図である。

【図１４】本発明の実施の形態７の被写体回転型コーン
ビームＸ線ＣＴ装置の動き検出の第４の方法を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０１…Ｘ線発生装置、１０２…二次元透過Ｘ線像検出
装置、１０３…Ｘ線イメージインテンシファイア、１０
４…光学系、１０５…光学絞り、１０６…テレビカメ
ラ、１０７…保持装置、１０８…回転装置、１０９…制
御収集装置、１１０…処理表示装置、１１１…被写体。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の周囲からＸ線を照射し撮影した
   前記被写体の透過Ｘ線像に基づいて、前記被写体のＸ線
   断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成し表示するコーン
   ビームＣＴ装置において、 前記透過Ｘ線像を互いに相異なる複数組に分け、各組毎
   の透過Ｘ線像を再構成して得られたＸ線分布像毎の鮮鋭
   度を計算し、該鮮鋭度が最も大きい組の透過Ｘ線像に基
   づいて、前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線
   像を生成し表示することを特徴とするコーンビームＣＴ
   装置。
2. 【請求項２】 放射状のＸ線を被写体に照射するＸ線源
   と該Ｘ線源に対向配置され被写体を透過したＸ線の透過
   Ｘ線像を撮影する撮像手段とを備える撮影系と、前記被
   写体を支持する支持手段と、前記撮影系を前記被写体の
   周囲に回転させる又は／及び前記被写体を回転させる回
   転手段と、前記透過Ｘ線像から前記被写体のＸ線分布像
   を生成する再構成手段と、前記透過Ｘ線像を前記回転手
   段の回転角に応じて分割する分割手段と、分割された各
   組の透過Ｘ線像から再構成されたＸ線分布像の鮮鋭度を
   計算する鮮鋭度演算手段とを具備し、 前記分割手段が分割した各組毎の透過Ｘ線像から、前記
   鮮鋭度演算手段が各組毎のＸ線分布像毎の鮮鋭度を計算
   し、前記鮮鋭度の最も大きいＸ線分布像に対応する透過
   Ｘ線像の組から前記再構成手段が生成したＸ線分布像に
   基づいて、前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ
   線像を生成し表示することを特徴とするコーンビームＣ
   Ｔ装置。
3. 【請求項３】 請求項１もしくは２に記載のコーンビー
   ムＣＴ装置において、 ミッドプレーン上の透過Ｘ線像から生成されたＸ線分布
   像に基づいて、前記鮮鋭度を計算することを特徴とする
   コーンビームＣＴ装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の内の何れか１項に記載
   のコーンビームＣＴ装置において、 予め設定された領域の透過Ｘ線像から生成されたＸ線分
   布像に基づいて、前記鮮鋭度を計算することを特徴とす
   るコーンビームＣＴ装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の内の何れか１項に記載
   のコーンビームＣＴ装置において、 前記透過Ｘ線像を撮影前半の組と撮影後半の組とに分割
   することを特徴とするコーンビームＣＴ装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のコーンビームＣＴ装置
   において、 前記鮮鋭度が小さい側の透過Ｘ線像の組を２分して得ら
   れた透過Ｘ線像の組の内で、鮮鋭度が大きい側の透過Ｘ
   線像に連続して撮影された側の透過Ｘ線像の組を、鮮鋭
   度が大きい側の透過Ｘ線像の組と連結して得られた透過
   Ｘ線像の組を再構成して得られたＸ線分布像の鮮鋭度
   と、前記撮影前半と撮影後半との透過Ｘ線像の組の内
   で、鮮鋭度が大きい側のＸ線分布像の鮮鋭度とを比較
   し、該鮮鋭度が大きい側の透過Ｘ線像の組に基づいて、
   前記被写体のＸ線断層像又は／及び三次元Ｘ線像を生成
   し表示することを特徴とするコーンビームＣＴ装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の内の何れか１項に記載
   のコーンビームＣＴ装置において、 撮影開始から所定数の透過Ｘ線像と、撮影終了前から所
   定数の透過Ｘ線像との差分画像における画素値の最大値
   と最小値との差に基づいて、前記被写体の動きの有無を
   判定することを特徴とするコーンビームＣＴ装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至６の内の何れか１項に記載
   のコーンビームＣＴ装置において、 撮影開始直後に撮影された透過Ｘ線像と、該透過Ｘ線像
   と同一の投影角で撮影された透過Ｘ線像の内で、撮影終
   了時期に最も近いあるいは一致する透過Ｘ線像との、差
   分画像あるいは対数差分画像における画素値の最大値と
   最小値との差が所定値よりも大きい場合に、前記被写体
   が撮影中に動いたものとみなすことを特徴とするコーン
   ビームＣＴ装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至６の内の何れか１項に記載
   のコーンビームＣＴ装置において、 撮影開始直後に連続して撮影された所定数の透過Ｘ線像
   と、撮影終了直前に連続して撮影された所定数の透過Ｘ
   線像と、撮影開始直後に撮影された透過Ｘ線像と撮影終
   了直前に撮影された透過Ｘ線像とから、それぞれ隣接す
   る投影角の透過Ｘ線像を対とした差分画像あるいは対数
   差分画像を比較し、前記撮影開始直後に撮影された透過
   Ｘ線像と前記撮影終了直前に撮影された透過Ｘ線像とか
   ら得られた差分画像あるいは対数差分画像における画素
   値の最大値と最小値との差が最も大きい場合に、前記被
   写体が撮影中に動いたものとみなすことを特徴とするコ
   ーンビームＣＴ装置。