JPH08505309A - 多重列検出器配列体を有する螺旋走査計算機式断層撮影装置用の再構成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 種々のビーム角度で患者の投影を求める時に患者を並進させることにより患者を螺旋走査するＸ線計算機式断層撮影装置で、並進方向に沿って変位した多数の横列を持つ検出器配列体を用いる。多数の横列からの再構成されたボクセルの減衰値を組合せて、並進方向に沿って改善されたビーム分布を持つ像を発生する。Ｘ線の扇形ビームの発散及び螺旋走査を計算に入れたコーン・ビーム再構成法を用いて、スライス分布を更に改善する。ボクセルが所望のスライス平面の位置を中心としてその近辺に存在する様に、ボクセルを選ぶことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】 多重列検出器配列体を有する螺旋走査計算機式 断層撮影装置用の再構成法 発明の背景 本願は、１９９２年８月７日出願の米国特許出願番号第０７／９２６，９８７ 号、発明の名称「多重列検出器配列体を有する螺旋走査計算機式断層撮影装置」 に関連する。 本発明は、走査の間に患者が連続的に動かされる様な計算機式断層撮影（ＣＴ ）装置、更に特定して云えば、患者の移動軸線に沿って配列した多重列の検出器 素子を用いたＣＴ装置に関する。 ［扇形ビーム計算機式断層撮影法］ 第１図について説明すると、従来の扇形ビームＸ線計算機式断層撮影装置では 、Ｘ線源１０からのＸ線をコリメートして、ビーム軸線１３に沿って全体的に平 面状の扇形ビーム１２を形成する。扇形ビームは、「イメージング平面（ｉｍａ ｇｉｎｇ ｐｌａｎｅ）」と呼ばれる直交座標系のＸ−Ｙ平面内にある様な向き になっており、イメージング平面内ではビーム軸線１３の周りに定められた扇形 ビーム角γで発散している。 扇形ビーム１２が被検体１４を通って、やはりイメージング平面内にあるＸ線 検出器配列体１６に投射される。検出器配列体１６は多数の隣接した検出器素子 １８で構成さ れていて、各々の検出器素子が、Ｘ線源１０とこの特定の検出器素子１８の間を 通る別々の射線に沿った透過Ｘ線の強度を測定する。検出器素子１８は円弧に沿 って配置して、扇形ビーム１２の異なる射線に沿ったＸ線源１０からのＸ線を遮 る様にすることが出来る。 Ｘ線源１０及び検出器配列体１６は、普通は被検体１４内にある回転軸線１５ の周りに、イメージング平面内でガントリー２０上で回転させることが出来、こ うして扇形ビーム１２が被検体１４に相異なるガントリー角度βで当たる様にす ることが出来る。ガントリー角度増分ずつ相隔たる多数のガントリー角度βで、 投影（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を収集する。各々の投影は、各々の検出器素子１ ８からの強度信号で構成される。強度信号は、各々の射線に沿った扇形ビーム１ ２の被検体１４による減衰量の関数、従って、該射線に沿って存在する被検体１ ４内の要素の密度の関数である。その後、ガントリー２０を新しい角度βへ回転 し、この過程を繰り返して、相異なる角度βでの多数の投影を集め、断層撮影投 影の集合を形成する。 収集された断層撮影投影の集合は、典型的には数値形式で記録され、「フィル タ補正逆投影法」の名前で知られている再構成法に従ってスライス像を「再構成 」する為の計算機処理を行なう。再構成されたスライス像は普通のＣＲＴ管（図 に示してない）で表示してもよいし、或いは計算機制御のカメラ（図に示してな い）によってフィルム記録に変換してもよい。 典型的な計算機式断層撮影検査は、イメージング平面と平行なスライス平面で の被検体１４の一連のスライスをイメージングすることを含む。各々のスライス が、Ｘ及びＹ軸に対して垂直なＺ軸に沿って増分的に変位していて、３番目の空 間的な次元の情報を提供する。ユーザは、Ｚ軸に沿った位置の順序でスライス像 を観察することにより、この３番目の次元を読み取ることが出来るし、或いは１ 組の再構成スライス像を構成する数値データを計算機プログラムによって編集し て、３次元に於ける被検体の陰影つきの立体的画像を作ることが出来る。 計算機式断層撮影法での分解能が高くなるにつれて、一層幅の狭い扇形ビーム １２及び検出器配列体１６が用いられ、Ｚ軸の次元で、余分のスライスを撮影す ることが出来る。断層撮影検査の時間及び費用が、必要とするスライスの数と共 に増加する。走査時間が一層長くなると、患者の不快感も強まる。患者は断層撮 影式再構成の忠実度を温存する為に殆ど動かない状態でいなければならない。更 に、随意又は不随意の体動に起因するアーティファクト（偽像）が生じる惧れも 増える。このため、一連のスライスを求めるのに要する時間を短縮することに、 かなりの関心が持たれている。 一連のスライスについてのデータを収集するのに要する時間は、部分的には４ つの因子に関係する。即ち、イ）ガントリーを走査速度まで加速するのに要する 時間、ロ）完全な断層撮影投影の集合を求めるのに要する時間、ハ）ガ ントリーを減速するのに要する時間、及び二）次のスライスの為に、患者をＺ軸 方向で位置きめし直すのに要する時間である。完全な一連のスライスを求めるの に要する時間を短縮することは、これらの４つの工程の内の何れかを完了するの に要する時間を短縮することによって達成し得る。 ガントリーとのインターフェイスとしてケーブルではなくスリップ・リングを 用いる断層撮影装置では、ガントリーの加速及び減速に要する時間を激減するこ とが出来る。スリップ・リングの使用によりガントリーは連続的に回転させるこ とが出来る様になる。そこで、こゝで述べるＣＴ装置は、３６０°以上にわたる 連続回転が出来る様にするスリップ・リング又はそれに相当するものを備えてい ると仮定する。 断層撮影データの集合を収集するのに要する時間は、短縮するのが更に困難で ある。現在のＣＴスキャナは、１つのスライスに対する投影の集合を収集するの に、１乃至２秒程度を必要とする。この走査時間は、ガントリーを一層速い速度 で回転させることによって短縮することが出来る。 一般的に、ガントリー速度が高くなれば、回転速度が増大する率の平方根に比例 して、収集されたデータの信号対雑音比が低下する。透過形断層撮影装置では、 Ｘ線管の放射出力を強めることにより、これをある程度克服することが出来るが 、こう云う装置のエネルギ限界がある。 ［螺旋ＣＴ走査］ 患者の位置を変える為の時間の短縮は、ガントリーの回 転と同期してＺ軸方向に患者を並進させることによって達成することが出来る。 引続いて第１図について説明すると、ガントリー２０の回転の間にＺ軸に沿って 絶えず患者を並進させることゝ投影データの収集との組合せが、「螺旋走査」と 呼ばれており、これは被検体１４に対してビーム軸線１３が見かけ上の螺旋状経 路２２を持つことを表す。この螺旋の「ピッチ」、即ちガントリーの完全な１回 転で被検体１４が動くＺ軸方向の距離が、一般的に、再構成像を作ろうとするス ライスの幅に等しく設定され、一般的にはＺ軸に沿った扇形ビーム１２及び検出 器配列体１６の幅に関係する。この明細書で云う「螺旋走査」とは、一般的に、 患者又は被検体を連続的に並進させながら、断層撮影イメージングデータを収集 することを表す。これと異なって、「停止して撮影する」形の走査は、投影の集 合を収集する際、患者又は被検体を並進させずに、断層撮影データの集合を収集 することを指す。 走査の間、被検体を連続的に並進させることにより、走査の合間に患者の位置 を変えるために通常必要であった時間の長さが省かれて、所定数のスライスを収 集するのに必要な合計走査時間が短縮される。しかし都合の悪いことに、螺旋走 査は、収集された断層撮影投影の集合のデータに特定の誤差を生じさせることが ある。 断層撮影再構成計算処理では、断層撮影投影の集合が、ある固定したＺ軸位置 のスライス平面に沿って収集されることを前提としている。螺旋走査経路は当然 この条件から 外れ、このずれの結果、Ｚ軸に沿って物体に有意の変化があった場合には、再構 成されたスライス像にアーティファクトが生ずる。アーティファクトの程度は、 一般的に、走査データのテーブル位置と所望のスライス平面のＺ軸の値との間の 差として測定される、投影データの「螺旋オフセット」に関係する。螺旋走査に よって起こる誤差が包括的に「スキュー」誤差と呼ばれる。 螺旋走査に於けるスキュー誤差を減らす為に幾つかの方法が用いられている。 米国特許第５，０４６，００３号、発明の名称「螺旋投影走査に於けるスキュー 像アーティファクトを減らす方法」に記載された１番目の方式は、患者に対する 加速力を制限しながら、螺旋状に収集される投影をスライス平面の近くに集中す るように、一様でないテーブルの運動を用いる。この方式の１つの欠点は、走査 が行なわれる前に、スライス平面を決定しなければならないことである。 １９８９年１１月２日出願の米国特許出願番号第０７／４３０，３７１号、発 明の名称「螺旋走査の為の計算機式断層撮影像再構成方法」、並びに１９８９年 １１月１３日出願の同第０７／４３５，９８０号、発明の名称「螺旋走査の為の 補外再構成方法」に典型例が示されているが、２番目の方式では、相異なるガン トリー角度、従って、被検体１４に対する相異なるＺ軸位置で収集された投影デ ータの集合の間の補間並びに／又は補外によって、スキューによるアーティファ クトを減少している。補間方法は、各々 の投影が、螺旋走査の為に、各々のガントリー角度βに対して相異なるスライス 平面で収集されたものであるにも関わらず、ある範囲のガントリー角度βにわた って、一定のスライス平面での有効な投影データを発生する。 螺旋走査のデータを補正する際の補間及び補外の欠点は、こう云う方法が、Ｚ 軸に沿った有効なビーム分布を増大することによって、収集された投影データの Ｚ軸に沿った解像度を低下させることである。ＣＴ装置の空間的な解像度は、Ｃ Ｔ装置によって分解し得る最も小さい物体の目安である。他の全ての条件が同じ であれば、解像度（一層小さい物体をイメージングする能力）が高い方が好まし い。 Ｚ軸に沿った投影データの解像度は、主に扇形ビーム１２及び検出器配列体１ ６の形状によって決定される。第２ａ図について説明すると、従来の装置では、 Ｘ線源１０内にあって、そこから扇形ビーム１２が出て来る焦点スポット２６は 一般的には１ミリ又はそれ以上程度の有限のＺ軸の範囲を持っている。Ｘ線が焦 点スポット２６から比較的広い角度範囲にわたって出て来て、コリメータ２４の Ｘ線不透過性のブレードによってコリメータされる。コリメータ２４のブレード が全体として、Ｚ軸方向に於ける扇形ビーム１２の所望の幅を生じさせる溝孔を 形成する。 コリメータ２４によるコリメーションが行なわれても、扇形ビーム１２は典型 的には、所定の検出器素子１８の面に入射する前に、Ｚ軸に対して発散している 。焦点スポット２６のＺ軸方向の範囲は有限であり、コリメータ２４の ブレードは必然的に検出器素子１８から変位しているので、Ｚ軸に沿った扇形ビ ーム１２の実効幅、従って装置のＺ軸方向の解像度は、ブレードが焦点スポット １６からどれだけ離れて検出器素子１８の方へ近づくかによって幾分変化する。 扇形ビーム１２の幅は、回転軸線上で測定した、Ｚ軸位置に対するＸ線強度を 描いた強度分布２８によって特徴づけることが出来る。分布２８で示した扇形ビ ームの強度は、焦点スポット２６の軸線方向の範囲が有限であることによって起 こる「半影（ｐｅｎｕｍｂｒａ）効果」の結果として、そのＺ軸方向の両端で低 下する。具体的に云うと、扇形ビーム１２のＺ軸方向の両端にある半影部１７内 の点は、コリメータ２４のブレードの漸進的な陰影作用（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ） の結果として、焦点スポット２６の全面積より小さい区域によって照射される。 この半影効果の結果、放射の強度分布２８は全体的に台形になり、強度はＺ軸方 向の両端で直線的に低下する。この様に扇形ビーム１２の縁で強度が漸減するこ とは、それが強度分布２８の幅を増大させる点で望ましくない。扇形ビーム１２ が狭くなればなるほど、半影効果が一層顕著になり、その為、実際問題として半 影効果が扇形ビーム１２のＺ軸方向の最小幅、従ってＣＴ装置のＺ軸方向の解像 度を制限する。 検出器素子１８の表面では、扇形ビーム１２及び半影部１７が拡がって、実質 的に検出器素子１８のＺ軸方向の幅全体にまたがるようにＺ軸に沿って伸びた、 前記強度分布 と類似した強度分布２８’を作る。 第２ｂ図について説明すると、スライス分布３０は、各々の検出器素子１８が 発生した信号を、素子１８の面に沿ったＺ軸位置の関数として描いたものである 。スライス分布３０は、強度分布２８と、Ｚ軸位置に対する検出器素子１８の感 度を示す関数との関数である。一般的に、検出器素子１８の感度はそのＺ軸方向 の両端で下がり、この為、スライス分布３０の値は、検出器素子１８の縁の近く にある半影部１７内の位置では、急速に低下する。走査装置のＺ軸方向の解像度 は、一般的に、最大値の半分の値の所に於けるスライス分布３０の幅（ＦＷＨＭ と記される半値全幅）と考えられ、これを“Ｓ”で表す。 第２ｃ図について説明すると、上に述べた螺旋走査では、扇形ビーム１２のビ ーム軸線１３は、ビーム軸線１３が相異なるガントリー角度βに回転する時、軌 跡３２で示す様に、被検体１４に対してＺ軸に沿って進む。螺旋走査で収集され た投影データの補間は、相異なるＺ軸位置で且つ３６０°即ち２πラジアン異な るガントリー角度で撮影された投影が全般的に同等なものであるとの認識による 。従って、ガントリー角度βの２π（又は３６０°）後毎に、軌跡が０と２πの 間の角度βに写像（マッピング）されるが、ガントリー角度βは実際には単調に 増加し、軌跡３２が連続的な直線であることを理解すべきである。普通、螺旋走 査のピッチ、即ちガントリーの回転の３６０°毎のＺ軸方向の並進距離は、スラ イス分布３０のＦＷＨＭ、即ちＳに 等しく設定される。 ０から２πまでのガントリー角度の範囲全体に対する投影データを持つ、スラ イス平面Ｚ_rにおける補間後の投影集合は、スライス平面Ｚ_rの両側のＺ軸位置に あってガントリー角度が２πだけ異なる点Ｐ及びＱの投影データを選ぶことによ って求められる。その時、スライス平面Ｚ_r上の点Ｒに対するデータは、点Ｐ及 びＱに於けるデータから補間される。この補間は、各々の投影Ｐ及びＱのデータ に、スライス平面Ｚ_rと各々の点Ｐ及びＱのＺ軸位置との間の距離の関数である 加重係数を加重し、点Ｐ及びＱの加重された投影データを加算することによって 行なわれる。具体的に云うと、所定のガントリー角度β及びスライス平面Ｚ_rに 対し、スライス平面Ｚ_r上のＲに於ける投影の値は次の通りである。 Ｒ（Ｚ_r，β）＝ｗ（ΔＺ_p）Ｐ（Ｚ_p，β）＋ｗ（ΔＺ_q）Ｑ（Ｚ_q，β）（1） こゝでΔＺ_p及びΔＺ_qは、夫々スライス平面Ｚ_rと点Ｐ及びＱとの間のＺ軸に沿 った距離であり、ｗは第２ｄ図に示す加重関数３３である。加重関数３３は、Ｓ と０の間のΔＺ_p及びΔＺ_qの大きさに対し、０及び１の間で直線的に変化する。 加重関数は一般的に三角形であり、スライス平面からの距離が増加すると共に、 所定の投影の重みを直線的に減ずる。βの他の値に対する追加の側に並んでいる 点を使うことにより、スライス平面Ｚ_rに対する投影集合 全体を構成することが出来る。 加重関数３３の効果は、スライス分布３０よりも実質的に幅の広い（ＦＷＨＭ が一層大きい）補間後のスライス分布３４を作ることである。これは補間後のス ライス分布３４が、２ＳのＺ軸範囲にわたって求められたスライス分布３０から のデータを含むことに由るものである。この一層大きな補間後のスライス分布は 、螺旋走査でスキュー誤差を減少するために必要な補間に伴って生じるものであ り、収集された投影データのＺ軸方向の解像度に悪影響を及ぼす。 発明の概要 本願に関連する最初に挙げた出願には、検出器素子の多数の狭い列を持つ小分 けした検出器の列からの信号を組合せることにより、実効的なビーム分布又はＦ ＷＨＭを改善する装置が記載されている。この方法は後で詳しく説明する。 本発明は、一番縁にある列の検出器がスライス平面からずれた角度で扇形ビー ムのＸ線を受取ると云うことを認識したことによる。このずれが、投影データを 組合せて、普通の扇形ビーム再構成方法を用いて再構成した時に、スライス分布 又はＦＷＨＭを劣化させる。従って、本発明は、扇形ビームの角度偏差を一層正 確に考慮することによって縁の列のデータによるスライス分布の劣化を防止する 「コーン・ビーム」再構成法を用いることによって再構成した後のデータを組合 せる。コーン・ビーム再構成方式は、多 数の投影を同時に収集する時に使うものとして、従来一般的に知られているが、 １個のスライスのスライス分布を改善する為に使うことは知られていなかった。 具体的に云うと、本発明の方法では、ビーム軸線に沿ってＸ線ビームを発生す る。このビームは、焦点スポットから円錐形に発散すると共にビーム軸線に対し て２次元で相隔たった経路に沿う複数個の射線（ｒａｙ）を含み、これは並進軸 線に沿った第１の次元で縦列（ｃｏｌｕｍｎ）に並び、並進軸線に対して垂直な 横軸線に沿った第２の次元で横列（ｒｏｗ）に並ぶ。ビーム軸線は並進軸線の周 りに複数個のビーム角度全体にわたって移動し、射線は、複数個のビーム角度で 被検体を通過した後、検出器によって受取られる。検出器が各々の射線に関連す る強度信号を発生する。横列のＸ線に対する強度信号が、投影集合の１次元の複 数個の横列投影を形成する。ビーム軸線が複数個のビーム角度全体にわたって移 動して、横列投影の投影集合を求める際、被検体がＸ線源に対して並進軸線に沿 って並進すせられる。 投影集合の内の収集された横列投影が、最初は横列投影の空間周波数に従って フィルタ作用にかけられ、その後、横列投影の各々の強度信号に関連する各々の Ｘ線の通路に沿って逆投影されて、ボクセル（ｖｏｘｅｌ）のデータを発生する 。 スライス平面が確認された後、スライス平面の近くにある選ばれたボクセルが 組合されて像スライスを構成し、こ の像スライスが表示される。 本発明の１つの目的は、Ｘ線ビームが並進軸線に沿ってビーム軸線から離れる ように発散することによる、ビーム分布に対する影響を減少することである。各 々の射線の経路が並進軸線に対して垂直（即ち、Ｚ軸方向の発散がない）と仮定 する代わりに、実際の射線の経路に沿って逆投影することにより、逆投影された ボクセルの精度が改善される。逆投影以前の生の強度信号の組合せではなく、像 領域に於けるこれらの更に正確なボクセルの組合せが、ビーム分布を改善し、こ うして並進軸線に沿った像の解像度を改善する。 この後の横列投影のビーム角度は、ある角度間隔だけ隔たっており、投影集合 の各々の射線をその経路に沿って逆投影する工程は、２πからこの角度間隔を差 し引いた値以内の範囲内にあるビーム角度を持つ横列投影からの射線だけを逆投 影する。 角度範囲に対するこの制限を用いるのは、扇形ビームの内の検出器の縁にある 発散する射線は、真に平行な射線とは異なり、前及び後の扇形ビームからの発散 される射線と重なり合って、データが２回測定される様にすることが認識された からである。本発明では、各々のスライスが、スライスを中心として２πラジア ンだけにわたるデータから再構成されて、冗長度を除くと共に、考えられる像の アーティファクトを避ける。本発明の上記並びにその他の目的並びに利点は、以 下の説明から明らかになろう。この説明 は、例として本発明の好ましい実施例を示した図面について横列なうが、この実 施例は必ずしも本発明の範囲全体を表すものではなく、本発明の範囲を解釈する に当たっては、請求の範囲を参照されたい。 図面の簡単な説明 第１図は従来のＣＴガントリー及び被検体の見取図で、明細書中の前記「発明 の背景」の所で説明している様な扇形ビームの螺旋走査、並びにそれに関連する 相対的な角度及び軸線を示す。 第２ａ図は第１図の扇形ビームを誇張して示す断面図で、コリメータによって 生ずる半影部を示す。 第２ｂ図は第２ａ図の扇形ビームによって生ずるスライス分布を示すグラフで ある。 第２ｃ図は第２ａ図の扇形ビームの中心の、ガントリー角度βの増加と共にＺ 軸に沿って生ずる螺旋走査による軌跡を示すグラフである。 第２ｄ図は第２ｃ図の螺旋走査に於けるスキュー誤差の影響を減らす為に、補 間に使われる加重関数を示すグラフである。 第２ｅ図は第２ｂ図と同様なグラフで、第２ｄ図の加重関数を用いた補間の後 の第１図の扇形ビームの実効スライス分布を示す。 第３図は横列及び縦列の検出器素子を持つ検出器配列体及び扇形ビームを含む 本発明のＣＴ装置の見取図である。 第４図は第３図のＣＴ装置と共に用いることが出来、本 発明を実施するのに役立つＣＴ制御装置のブロック図である。 第５図は第３図の検出器配列体の一部分及び扇形ビームの一部分を誇張して示 す断面図であり、半影部が減少することを示す。 第６ａ図は第５図の扇形ビーム全体及び検出器配列体の断面図である。 第６ｂ図は第５ａ図の扇形ビーム及び１個の検出器素子によって発生されたス ライス分布を示すグラフである。 第６ｃ図は螺旋走査でガントリー角度βの増加に伴ってＺ軸方向に生じる、第 ６ａ図の１個の検出器素子に関連する各射線の軌跡を示すグラフである。 第６ｄ図は第６ｂ図と同様なグラフで、多数の単独検出器素子を組合せた後の 第６ａ図の扇形ビームの実効スライス分布を示しており、本発明によってスライ ス分布が改善されることを示す。 第７図は第６ａ図と同様に第１図の扇形ビームを誇張して示す断面図で、再構 成の際に平行な射線を前提としたことによって生ずる再構成誤差の原因を示す。 第８ａ図及び第８ｂ図は平行な扇形ビーム及び発散する扇形ビームを誇張して 示す断面図であり、発散する扇形ビームで走査の際に２回測定される容積が発生 することを示す。 第９図は本発明に従って第３図の装置で投影データを再構成する工程を示すフ ローチャートである。 第１０図は平面形検出器に対する第９図の再構成方法で使われる回転座標を示 す線図である。 第１１図は円筒形検出器で第９図の再構成方法に使われる座標を示す線図であ る。 好ましい実施例の詳しい説明 第３図について説明すると、本発明に用いるＣＴスキャナが、Ｘ線源１０を支 持するガントリー２０を含む。Ｘ線源は、Ｘ線の扇形ビーム４０をビーム軸線４ １に沿って、患者４２を介して向かい合って支持された検出器配列体４４に投射 する様な向きになっている。ガントリー２０が回転して、デカルト座標系のＸ− Ｙ平面を定めるガントリー平面３８内で、ビーム軸線を振らせる。ガントリー２ ０の回転は、ガントリー平面３８内の任意の基準位置からの角度βによって測定 する。 患者４２がテーブル４６にのっており、このテーブルをデカルト座標系のＺ軸 と整合した並進軸線４８に沿って動かすことが出来る。テーブル４６がガントリ ー平面４８と交差し、イメージング過程を妨げない様に放射線に対して半透明で ある。 扇形ビーム４０のＸ線は、ビーム軸線４１及びガントリー平面３８から、並進 軸線４８に沿って発散すると共に、ガントリー平面３８に沿って、並びにビーム 軸線４１と並進軸線４８の両方に対して全体的に直交する横軸線５０に沿って、 ビーム軸線４１からも発散する。 患者４２を通過した後の扇形ビーム４０のＸ線を検出器 配列体４４が受取る。この配列体は、第１図の検出器配列体１６とは異なり、検 出器素子１８’の多数の横列を持っている。検出器素子１８’は横軸線５０に沿 った横列と並進軸線４８に沿った縦列とに配置されている。検出器配列体４４の 表面は、平面状であってもよいし、或いは焦点スポット２６を中心とする球面又 は円筒面の一部分を表すものであってもよい。 検出器素子１８’の各々はＸ線を受取って、扇形ビーム４０の別々の射線に沿 って強度測定値を発生する。強度測定値が全体として、患者４２の容積４３によ る扇形ビーム４０の減衰、従って患者４２のこの容積４３の平均密度を記述する 。 好ましい実施例では、この容積は、普通の扇形ビームＣＴ装置によって測定さ れるスライス容積と略等しく、その縦列に沿って測った検出器配列体４４の幅は 、普通の停止して撮影する形式の扇形ビーム装置の同様な検出器の幅と大体等し い。従って、検出器素子１８’の縦列は、図１に示す様な普通の扇形ビーム検出 器配列体１６をＺ軸に沿って単に小分けして並べたものである。 次に第４図ついて説明すると、第３図のＣＴイメージング装置の制御装置は、 ガントリーに関連した制御モジュール５２を持ち、これはＸ線制御装置５４、ガ ントリー・モータ制御装置５６、データ収集装置６２及び像再構成装置６８を含 む。Ｘ線制御装置５４が、Ｘ線源１０に対する電力及びタイミング信号を発生し て、コンピュータ６０の制 御のもとに、Ｘ線源を要求される通りにターンオン及びターンオフする。ガント リー・モータ制御装置５６が、ガントリー２０の回転速度及び位置を制御し、ガ ントリーの位置に関する情報をコンピュータ６０に供給する。データ収集装置６ ２が、検出器配列体４４の検出器素子１８からの強度信号を標本化してディジタ ル化し、像再構成装置６８が、何れも検出器配列体４４の検出器素子の横列及び 縦列について夫々確認された、データ収集装置６２からの標本化されてディジタ ル化された強度信号を受取り、検出器素子１８からの強度信号を本発明に従って 組合せ、公知の方法に従って高速で像の再構成を実施する。 上に述べた各々のモジュールが、スリップ・リング６４を介してガントリー２ ０上の関連する素子に接続され、コンピュータ６０と種々のガントリー機能との インターフェースとて作用する。スリッブ・リング６４は、投影データを収集す る為に、ガントリー２０が３６０°より大きな角度にわたって連続的に回転する ことが出来る様にする。 並進軸線４８に沿ったテーブル４６の速度及び位置が、テーブル・モータ制御 装置５８を介して、コンピュータ６０に伝達されると共にコンピュータによって 制御される。コンピュータ６０が、オペレータ・コンソール６５を介して指令及 び走査パラメータを受取る。このコンソールは一般的にはＣＲＴ表示装置及びキ ーボードであり、オペレータが走査の為のパラメータを入力することが出来る様 にすると共に、コンピュータ６０からの再構成像及びその他の 情報を表示することが出来る様にする。大量記憶装置６６が、ＣＴイメージング 装置に対する動作プログラム、並びにオペレータが将来参照する為の像データを 記憶する手段となる。コンピュータ６０及び像再構成装置の両方には、データを 記憶する電子メモリ（図に示してない）が付設されている。 動作について説明すると、ガントリー・モータ制御装置５６がガントリー２０ を回転速度まであげ、テープ・モータ制御装置がテーブル４６の並進を開始する 。Ｘ線制御装置５４がＸ線源１０をターンオンし、投影データが連続的に収集さ れる。各々のガントリー角度βで、収集された投影は、検出器配列体４４の夫々 特定の横列及び縦列にある各々の検出器素子１８’に対して確認された強度信号 で構成されている。 第５図について説明すると、Ｚ軸すなわち並進軸線に沿って小分けした縦列の 多数の検出器素子を使うことにより、第２ａ図に示したコリメータ２４のブレー ドを使うことに伴う半影部１７が実質的に除かれる。各縦列内の各々の検出器素 子１８’は互いに電気的に独立しており、こうして、縦列のＺ軸の両端にある検 出器素子以外の全ての検出器素子１８’は、各々の検出器素子１８’の物理的な 範囲が、別個のコリメータよりも鋭敏に扇形ビーム４０の射線７９を限定するの に役立つと云う意味で、自己コリメーション作用を持つ。縦列の末端にある素子 を除いた全ての素子１８では、検出器素子１８の面はコリメータによってじゃま されずに、焦点スポット４６の面積全体によって完全に照射され、半影部１７が 全て除かれる。この「自己コリメーション」が、各々の検出器素子１８から見た 矩形の強度分布２８’’’を実質的に鮮鋭にする。半影部１７がないことは、検 出器配列体の実際的な作用区域を不当に減少せずに、検出器配列体４４の各横列 に多数の検出器素子１８を使える様にするのに資する。 第６ａ図−第６ｄ図について説明すると、検出器配列体４４を縦列の多数の検 出器素子１８に分割した結果として、強度分布２８’’’は、第２ａ図に示した 強度分布２８’よりずっと狭い。強度分布２８’’’は、Ｓ’のＦＷＨＭを持つ 第６ｂ図に示したスライス分布３０’に対応しており、このＳ’は、好ましい実 施例では、第２ｂ図に示したＦＷＨＭのＳよりかなり小さい。後者はＣＴ装置の スライス幅と等しい。 次に第３図及び第６ｃ図について説明すると、本発明のＣＴ装置は、第１図の 装置で用いたＳの螺旋ピッチをそのまゝ使う。即ち、ガントリー２０の各々の完 全な１回転に対し、患者４２が、軌跡３２’で示す様に、スライスの厚さＳに等 しい分だけ並進させられる。しかし、Ｓとは異なる並進量を用いてもよいことが 理解されよう。しかし、ガントリー２０の各々の角度βで、検出器配列体４４の １つの縦列内に各検出器素子１８’から、Ｚ軸に沿って多数の強度信号が得られ る。従って、各々のガントリー角度βで、従来のＣＴ装置ではＺ軸に沿った１点 に関連する投影が収 集されるのに対して、本発明ではＺ軸に沿った多数の隣接する点に関連する多数 の薄い投影が収集される。 第３図及び第６ｃ図について説明すると、検出器配列体４４の１つの縦列内に ある各検出器素子１８’は、普通のＣＴ装置のピッチと略同一のピッチＳを持つ が、この縦列内にある他の検出器素子１８の螺旋２２’と一緒に織り込みになっ ている自分自身の螺旋２２’を辿る。従って、１つの縦列内にある隣接した検出 器素子１８’によって投影データが収集される点の相互間のＺ軸に沿った間隔は 、Ｓより実質的に小さい、即ち、普通のＣＴ装置の相次ぐ走査で検出器素子１８ によって投影データが収集される点の相互間のＺ軸に沿った間隔より小さい。 従って、位置Ｚ_rにある任意のスライスに対する投影集合の補間は、Ｓではな く、Ｓ’の大きさしか離れていないたった２点を用いることが出来る。その結果 、Ｚ_rにあるスライス平面に対する補間によって生ずる実効的なビーム分布の拡 大は、ずっと減少する。 原理的には、スライス平面Ｚ_rに於ける強度値を補間するに、ライス平面Ｚ_rに 跨がるＺ軸上の位置にある２点しか必要ではないが、この実施例では、信号対雑 音比を適切にすると云う理由で、多数の点を使って複合信号を発生し、補間はそ のまゝは使わない。更に、この複合信号は強度信号を直接的に組合せることによ って発生されるのではなく、むしろ強度信号を像に再構成して、その像の容積要 素すなわちボクセルを組合せることにより、最終的に求める像と なる複合信号を発生する。この再構成過程を次に詳しく説明する。 再構成に使われるボクセルはスライス平面Ｚ_rの周りにあるボクセルであり、 これらのボクセルを再構成するための強度信号は、Ｚ_rに近接する位置に関連す る強度信号を持つ、所与のガントリー角度βに於ける検出器配列体４４の多数の 横列に関係する投影、並びにこの所与のガントリー角度の前後の他のガントリー 角度βに於けるこの検出器の横列に関連する投影から選ばれる。例えば６個の横 列を持つ、従って各縦列に６個の検出器素子１８’を持つ検出器配列体４４の場 合、組合されるボクセルは、所望のスライス平面Ｚ_rの両側に対称的に存在する 投影から選ばれた６個の強度信号から導き出される。 第６ｃ図について説明すると、スライス平面の位置Ｚ_rでは、ボクセルの再構 成には、投影線７０で表すガントリー回転の約２πにわたってデータを収集する ことを必要とする。例えば、所与の角度β_lに対し、Ｚ_rにあるスライス平面像の ボクセルは、一般的には、１つのガントリー角度で検出器配列体４４の１縦列内 にあるＺ軸位置Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃、Ｚ₄、Ｚ₅、Ｚ₆に対応する１番目、２番目、３番 目、４番目、５番目及び６番目の検出器素子１８から引き出すことが出来る。し かし、その前のβ２のガントリー角度では、ガントリーの螺旋形の移動により、 物理的な検出器配列体４４内にある検出器素子１８’のＺ軸位置が、もはやスラ イス平面Ｚ_rのＺ軸位置の周りに対称的には存 在していない。その為、同じボクセルは、ガントリー角度β₂に於ける所与の縦 列の２番目、３番目、４番目、５番目及び６番目の検出器素子１８’からの検出 器信号と、ガントリー位置β₂＋２πに於ける同じ縦列の１番目の検出器素子か らの検出器信号とを用いることが出来る。 螺旋走査の際の強度信号の選択と云う操作により、検出器配列体４４の１端に ある検出器素子からの強度信号が落とされ、その代わりに、続くガントリー角度 β＋２πの時の検出器素子からの強度信号が用いられる。その意図は、検出器素 子１８’からの強度信号の多数のＺ軸位置を、スライス平面Ｚ_rの位置に近づけ ることである。 多数の横列の内の各横列の対応する縦列からの再構成信号のボクセルを一緒に 加算すると、この加算は個々の検出器素子１８’の実効スライス分布Ｓ’を第６ ｄ図に示す複合スライス分布７２に拡げる効果を持つ。この複合スライス分布７ ２は、Ｓに大体等しいＦＷＨＭを持ち、従ってＣＴ装置の所望の空間的な解像度 と適合し、補間を用いた従来のＣＴ螺旋走査で得られるスライス分布よりも明ら かに進歩したものである。 次に第７図について説明すると、本発明では、扇形ビーム４０がＺ軸方向に若 干発散すること、従って検出器素子１８’によって限定された扇形ビーム４０の 射線７９が相互にも、またガントリー平面３８に対しても平行ではないことを認 識する。この発散は小さいけれども、射線７９がガントリー平面３８と平行であ ることを前提としている再 構成処理には重要な影響を及ぼす。 普通の扇形ビーム再構成法を使うと、患者４２内の２つのボクセル８０ｃ及び ８０ｄはガントリー平面３８と平行な平面内にあるが、発散する扇形ビーム４０ の相異なる射線７９と交差するので、それらが相異なる平面内にある様に再構成 される。その結果、再構成像の歪みが生ずる。 扇形ビーム４０の発散は、扇形ビーム４０の縁の近くにあるボクセル８０ａは 、ガントリーが完全な円を描いて回転する間、ガントリー角度βの一部分の間し か射線７９と交わらず、その為ある投影に寄与するが他の投影には全く寄与しな いと云う意味で「部分的容積効果」を生ずる。部分的容積効果は、再構成像にア ーティファクトを生じる。 第８ａ図及び第８ｂ図について説明すると、ガントリー平面３８に対して扇形 ビーム４０が発散することは、２回測定されるデータの問題を生ずる。これは、 真に平行な射線の場合には起こらない問題である。第８ａ図に示す平行な射線の 場合、ガントリーの回転の２π毎に検出器配列体４４はそのＺ軸方向の幅だけ前 進していて、患者４２の隣接する容積にわたって投影データを収集する。即ち、 この為、患者４２の各々のボクセル８０は、各々のガントリー角度βで、１本の 射線によって照射され、１本より多くの射線によって照射されることがない。こ れと対照的に、第８ｂ図に示す様に扇形ビーム４０がＺ軸に沿って発散している 場合、それが照射する容積は、焦点スポット２６の近くでは、検出器配列体４４ の近くよりも少なくなる。完全 な投影集合を得る為には、即ち、各々の角度βに対し、各々のボクセル８０が少 なくとも１本の射線によって照射される様にする為には、検出器配列体４４をそ のＺ軸方向の幅一杯に前進させることは出来ず、ガントリー平面３８からの扇形 ビーム４０の正確な発散度に応じてそれより少ない分だけ前進させなければなら ない。扇形ビームがＸ線源の近くては相対的にすぼまっていることによるガント リー角度当たりの並進量に対するこの制約により、Ｘ線源から離れた所８２にあ るボクセル８０はデータが２回測定される、即ち、投影データが２πだけ隔たる ガントリー角度での２本の射線で収集される。この様に２回測定されるデータは 、再構成像にアーティファクトを招かない様に考慮しなければならない。 次に第９図について説明すると、本発明で認識された、Ｚ軸方向に於ける扇形 ビーム４０の発散によるこう云う問題は、多数の横列を持つ検出器配列体４４に よって許される範囲で、投影データの再構成に更に巧妙な再構成法を適用するこ とによって解決することが出来る。この再構成では、本発明の螺旋走査と共に扇 形ビーム４０の発散に対処しなければならない。 第９図のプロセス・ブロック８４で示す様に、この再構成方法は、２πのガン トリー角度又はそれ以上の範囲にわたる投影データの収集から始まる。各々の投 影は、そのガントリー角度βと、焦点スポット２６からガントリー２０の回転軸 線１５に対して垂直に通る扇形ビーム４０の中心 線に対するＹ軸及びＺ軸変位とによって特定することが出来る。こう云う各々の 投影は、平面形検出器４４ではＰ_β（Ｙ、Ｚ）、円筒形の検出器４４ではＰ_β（ γ、Ｚ）によって表すことが出来る。 こうして収集された投影データは、次に、扇形ビーム再構成方法に従ってゞは なく、扇形ビーム４０の発散を考慮するコーン・ビーム再構成方法を用いて再構 成される。コーン・ビーム再構成方法は、ガントリーの１回転で多数のスライス 像を収集する場合に使うものとして、一般的に知られている。本発明では、螺旋 走査にコーン・ビーム方式を用いる。この方式は、検出器配列体を検出器の多数 の横列に小分けすることによって得られたデータを利用することにより、普通の 扇形ビームの収集で達成し得るよりもずっと正確に１つのスライス像を再構成す る為にも使われる。コーン・ビーム再構成の精度はコーン・ビーム角度が一層大 きい場合には不満足である場合が多いが、Ｚ軸方向に於ける扇形ビーム４０の発 散が比較的小さいことにより、コーン・ビーム再構成の精度は著しく改善される 。 本発明は任意の形の検出器に応用し得るが、円筒形検出器及び平面形検出器に ついて詳しく説明する。好ましい実施例で用いられる特定の再構成法は、ジ・オ プティカル・ソサイエティ・オブ・アメリカによって刊行された、Ｊ．Ｏｐｔ． Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ、第１巻第６号（１９８４年６月号）所載のＬ．Ａ．フェルト カンプの論文「実用的なコーン・ビーム・アルゴリズム（Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｃｏ ｎｅ Ｂｅａｍ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」に記載されているものに基づく。この 再構成法を修正して弯曲した検出器及び螺旋走査に応用する。 １．平面形検出器の方程式 平面形検出器では、この再構成法は、プロセス・ブロック８６で示す様に、最 初に各々の投影Ｐ_β〔Ｙ、Ｚ〕に加重 こゝでｄは焦点スポット２６と回転軸線１５との間の距離である。 _β〔Ｙ、Ｚ〕を、Ｙ及びＺ方向のその空間周波数内容に従っ 〔Ｙ、Ｚ〕を得る。 こゝで式（３）は、畳込み積分の核ｇ_y（Ｙ）及びｇ_z（Ｚ）を用いたフィルタ作 用を行なう畳込み積分であることが認識されよう。この様な畳込み積分は、周知 の様に、周波数領域に於ける乗算に相当する。こゝでフィルタの核ｇ_y（Ｙ）及 びｇ_z（Ｚ）は次の通りである。 こゝでＷ（ω）は、公知の窓関数である。 式（４）は、標準的な断層撮影フィルタのフーリエ変換であり、これは周波数 が一層低いデータの重みを線形に減ずることにより、低い周波数に対して得られ る断層撮影データが比例的に一層大きくなる分を補償する。式（５）はｓｉｎｃ 関数、即ち、矩形低域フィルタのフーリエ変換である。ω_y0及びω_z0は、フィル タの通過帯の上限であり、夫々π／ΔＺ及びπ／ΔＹであってよい。ΔＺ及びΔ Ｙは、Ｚ軸及びＹ軸方向に於ける検出器素子１８’相互の隔たりである。 プロセス・ブロック８６、８９で加重してフィルタ作用にかけた後、プロセス ・ブロック９０で、投影集合の投影をボクセルに逆投影する。 逆投影は、ｒをボクセル８０の中心を表すベクトルとして、ベクトル記法によ って定義された、像のボクセルについての減衰値又は密度値ｆ（ｒ）を生ずる。 この逆投影は次の式に従う。 ここで、ｆ（ｒ）はベクトルｒによって定義された、再構成されたボクセルの密 度値である。 の座標は、コーン・ビームでは、次の様に決定される。 はｘ’、ｙ’及びｚ’軸に沿った単位ベクトルであり、最初の２つはガントリー の移動と一緒に回転するので、ｘ’は扇形ビーム４０のビーム軸線１３と常に整 合しており、ｙ’は検出器配列体４４の平面に大体沿っており、ｚ’は回転軸線 １５と整合している。項ｚ_ζ（β）は、Ｚ軸に沿った患者４２と焦点スポット１ ６との間の相対運動を定め、ピッチＨで決定される一定ピッチ螺旋走査では、（ β／２π）Ｈ＋ｚ₀に等しい。螺旋ピッチＨはＳに等しくすることが出来るが、 それに制限されない。 普通の扇形ビームの逆投影と異なり、ボクセル８０に対 値ｆ（ｒ）を求めることは、式（７）及び（８）によって定められた射線７９の 実際の経路に沿っており、従ってビーム軸線１３からの射線７９の発散を計算に 入れている。従来の扇形ビーム装置は、射線７９の実際の経路を考慮した逆投影 を用いることが出来ない。これは、射線７９の経路情報が、検出器配列体１６（ 図１に示す）の単一の横列の検出器素子１８によってそれらが実効的に組合され る際 に失われる為である。 ２．円筒形検出器の方程式 第１１図について説明すると、円筒形検出器配列体４４では、プロセス・ブロ ック８６で示す様に、再構成法は最初に各々の投影Ｐ_β〔γ、Ｚ〕に加重して、 次の様に加重投 こゝでγは、焦点スポット２６と検出器素子１８’の特定の縦列との間の、ガン トリー平面に平行な平面内での角度であり、Ｄは焦点スポット２６と回転軸線１ ５との間の距離であり、ｄは焦点スポット２６と検出器素子１８’との間の距離 である。 _β〔γ、Ｚ〕が、γ及びＺ方向の空間周波数内容に従ってフ Ｚ〕を求める。 ここで式（１０）は、畳込み積分の核ｇ_γ（γ）及びｇ_z（Ｚ）を用いてフィル タ作用を行なう畳込み積分であることが認識されよう。この様な畳込み積分は、 周知の様に周波数領域に於ける乗算に相当する。こゝでフィルタの核ｇ γ（γ）及びｇ_z（Ｚ）は下記の通りである。 こゝでＷ（ω）は公知の窓関数である。 式（１１）は、標準的な断層撮影フィルタのフーリエ変換であって、周波数が 一層低いデータの重みを線形に減ずることにより、低い周波数に対して得られる 断層撮影データの量が比例的に一層大きくなることを補償している。式（１２） はｓｉｎｃ関数、又は矩形低域フィルタのフーリエ変換である。ω_γ0及びω_z0 は、フィルタの通過帯の上限であり、夫々π／ΔＺ及びπ／Δγであってよい。 こゝでΔＺ及びΔγは、Ｚ及びγ軸に於ける検出器素子１８’相互の隔たりであ る。 プロセス・ブロック８６及び８９での加重及びフィルタ作用の後、プロセス・ ブロック９０で投影集合の投影を逆投影してボクセルを求める。 この逆投影により、ｒをボクセル８０の中心を表すベクトルとしてベクトル記 法によって定義された、像のボクセルについての減衰値又は密度値ｆ（ｒ）が得 られる。逆投影は次の式に従う。 こゝでｆ（ｒ）はベクトルｒによって定義された、再構成されたボクセルの密度 値であり、 であって、こゝでｒ及びφは、回転の中心１５の周り、並びに患者４２に対して 固定であるＸ軸に対して測ったガントリー平面内の１点の極座標である。 （ｒ）〕の座標は、コーン・ビームでは次の様に決定される。 こゝで項ｚ_ζ（β）は、Ｚ軸に沿った患者４２と焦点スポット２６との間の相対 運動を表し、ピッチＨによって定められた一定ピッチ螺旋走査では、（β／２π ）Ｈ＋ｚ₀に等しい。螺旋ピッチＨはＳに等しくてもよいが、それに限られない 。 平面形検出器の場合と同じく、普通の扇形ビーム逆投影と異なり、ボクセル８ ０に対する式（１３）に従っての投 ことは、式（１５）及び（１６）によって定められた射線７９の実際の経路に沿 っており、従ってビーム軸線１３か らの射線７９の発散を計算に入れている。従来の扇形ビーム装置は、射線７９の 実際の経路を考慮した逆投影を用いることが出来ない。これは、射線７９の経路 の情報が、検出器配列体１６（図１に示す）の単一横列の検出器素子１８による それらの実効的な組合せの際に失われるためである。 プロセス・ブロック９２で、再構成されたボクセル８０の値ｆ（ｒ）を加算し て像を形成する。この加算は、その結果得られる像の信号対雑音比を改善する。 好ましい実施例において加算されるボクセルは、検出器配列体４４内にある検出 器の横列の総数に等しい値にすることの出来るＺの値の範囲内で、所望のスライ ス平面Ｚ_rの両側に並んでいるものだけである。各々の検出器素子１８’からの 強度信号Ｐ_β〔Ｘ、Ｙ〕又はＰ_β〔γ、Ｙ〕ではなく、ボクセル８０の値ｆ（ｒ ）を加算することにより、ビーム軸線１３からの扇形ビーム４０の発散が第６ｄ 図に示す様にスライス分布９２を不必要に劣化させることはない。 ボクセル８０の加算は、検出器配列体４４を多数の横列の検出器素子１８に分 割することがスライスの厚さ寸法を減少することを意図したものではなく、スラ イス分布を改善する為であることを反映している。ボクセルの加算により、停止 して撮影する方法によって従来のＣＴ装置で得られるのと同様なＺ軸方向の解像 度を持つ像が得られ、その上、補間によって生ずるスライス分布の不利な拡がり を伴わずに、螺旋走査に伴う速度の上昇が可能になる。 この為、本発明の効果は、実効的なスライス分布の拡がりを防止すると共に、 Ｚ軸に沿った扇形ビームの発散に伴うアーティファクトを減らすことである。 当業者には、本発明の範囲内で、好ましい実施例の種々の変更が考えられよう 。主に、πラジアンだけ隔たった射線７９に沿って収集された投影の間の同等性 を認識した半走査の方式を、上に述べた方式と共に用いて、πと云う少ないガン トリーの回転でボクセルを再構成することが出来る。検出器４４の縦列が、平行 な射線に沿った強度信号を発生する場合の異なるガントリー角度は「関連角度」 と呼ばれる。更に、好ましい実施例では、検出器素子が直線的な横列及び縦列に 分けて配置されているが、多数の横列に沿った強度信号を測定することが出来る 限り、縦列及び横列は直線に沿っている必要がないことが本発明の説明から理解 されよう。本発明の範囲内に種々の実施例が含まれることを表すように、請求の 範囲は記載されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．被検体の像を作る計算機式断層撮影装置に於て、 並進軸線の回りの複数個のビーム角度にわたってビーム軸線を動かしながら、 該ビーム軸線に沿ってＸ線ビームを送り出すＸ線源であって、該ビームが、焦点 スポットから円錐形に発散すると共に、並進軸線に沿った第１の次元の縦列に且 つ並進軸線に対して垂直な横軸線に沿った第２の次元の横列に並ぶように、ビー ム軸線に対して２次元で相隔っている経路に沿った複数個の射線を含んでいるＸ 線源と、 被検体を通過した後のＸ線ビームを受取り、並進軸線に沿った縦列及び横軸線 に沿った横列に配列されている検出器素子の配列体であって、該検出器素子の横 列及び縦列が前記の射線の横列及び縦列にそれぞれ対応し、各々の検出器素子が Ｘ線ビームの射線を受取って、そのＸ線の強度に関係する強度信号を発生し、横 列の検出器素子の強度信号が複数個の１次元横列投影を形成している検出器素子 の配列体と、 複数個のビーム角度にわたってビーム軸線が移動する間、複数個の並進位置に わたってＸ線源に対して並進軸線に沿って被検体を移動させる並進装置と、 横列投影の空間周波数に従って、投影集合の内の横列投影をフィルタ作用にか けるフィルタと、 投影集合の内の横列投影の各々の射線を該射線の経路に沿って逆投影して、各 々が被検体の容積要素によるＸ線ビ ームの減衰を表す多数のボクセルに対するデータを発生する逆投影手段と、 予定のスライス平面の近くにある射線に関連する選ばれたボクセルを組合せて 像スライスを形成する組合せ装置と、 像スライスの像を表示する表示装置と を有する計算機式断層撮影装置。 ２．前記の横列及び縦列の検出器素子が実質的に単一平面内にある請求項１記 載の計算機式断層撮影装置。 ３．前記逆投影手段が次の式 に従って演算し、この式でｆ（ｒ）は空間ベクトルｒによって定められた所与の ボクセルの減衰値であり、ｄは焦点 〔Ｙ（ｒ）、Ｚ（ｒ）〕は、横列Ｙ及び縦列Ｚに関連した所与のビーム角度βに 対する横列投影のフィルタ処理強度信号であり、更に であって、こゝでｚ_ζ（β）はＸ線源の並進とビーム角度の は下記の様に計算され、 ここで である請求項２記載の計算機式断層撮影装置。 ４．前記の横列及び縦列の検出器素子が実質的に円筒の面と同形である請求項 １記載の計算機式断層撮影装置。 ５．前記逆投影手段が下記の式 に従って演算し、こゝでｆ（ｒ）は空間ベクトルｒによって定義された所与のボ クセルの減衰値であり、ｄは焦点スポットと並進軸線との間の距離であり、Ｅは 下記の様に定められ、 こゝでｒ及びφは、ガントリーの回転中心の周りで、且つ被検体に対して固定で あるＸ軸に関して測定されたガント は横列γ及び縦列Ｚに関連した所与のビーム角度βに対す る横列投影のフィルタ処理強度信号であり、更に であって、こゝでｚ_ζ（β）はＸ線源の並進とビーム角度の変化を関係づける関 数である請求項４記載の計算機式断層撮影装置。 ６．相次ぐ横列投影に関連するビーム角度が所定の角度増分だけ相隔たってお り、横列投影の内、前記逆投影手段の作用を受ける投影の集合は、再構成しよう とするボクセルを中心として、２πから前記角度間隔を差し引いた範囲内のビー ム角度を持つ横列投影の射線だけを含んでいる請求項１記載の計算機式断層撮影 装置。 ７．前記組合せ装置は、予定のスライス平面を中心として並進軸線に沿った予 定数のボクセルの算術和を求める請求項１記載の計算機式断層撮影装置。 ８．前記組合せ装置は、並進軸線に沿った範囲が、並進軸線に沿った像の所望 の空間的な解像度と等しい総数のボクセルを加算する請求項１記載の計算機式断 層撮影装置。 ９．被検体の像を作る方法に於て、 ビーム軸線に沿ってＸ線ビームを発生し、該ビームは、焦点スポットから円錐 形に発散すると共に、並進軸線に沿った第１の次元の縦列に且つ並進軸線に対し て垂直な横軸線に沿った第２の次元の横列に並ぶように、ビーム軸線に 対して２次元で相隔っている経路に沿った複数個の射線を含んでおり、 前記ビーム軸線を並進軸線の回りの複数個のビーム角度にわたって移動し、 複数個のビーム角度で被検体を通過した後のＸ線ビームを各々の射線に対して 受取って、各々の射線に関連する強度信号を発生し、横列の射線に対する強度信 号が投影集合の内の複数個の１次元横列投影を形成し、 ビーム軸線が前記複数個のビーム角度にわたって移動する間、被検体を並進軸 線に沿ってＸ線源に対して並進させて、横列投影の投影集合を求め、 投影集合の横列投影を横列投影の空間周波数に従ってフィルタ作用にかけ、 投影集合の各々の射線を該射線の経路に沿って逆投影して、ボクセルデータを 発生し、各々のボクセルは被検体の容積要素によるＸ線ビームの減衰値を表して おり、 並進軸線に沿ったスライス平面を確認し、 スライス平面の近くの射線に関連した選ばれたボクセルを組合せて像スライス を形成し、 像スライスの像を表示する工程を含む方法。 １０．相次ぐ横列投影のビーム角度が所定の角度間隔だけ相隔たっており、投 影集合の各々の射線をその経路に沿って逆投影する前記工程が、横列投影の内、 再構成しようとするボクセルを中心として２πから前記角度間隔を差し引いた範 囲内のビーム角度を持つ横列投影のＸ線だけを逆 投影する請求項９記載の方法。 １１．逆投影の前記工程が次の式 に従って行なわれ、こゝでｆ（ｒ）はベクトルｒによって定義された所与のボク セルの減衰値であり、ｄは焦点スポ Ｚ（ｒ）〕は横列Ｙ及び縦列Ｚに関連した所与のビーム角度βに於ける横列投影 のフィルタ処理強度信号であり、更に であって、こゝでｚ_ζ（β）はＸ線源の並進とビーム角度の変化との比である請 求項９記載の方法。 １２．逆投影の前記工程が次の式 に従って行なわれ、こゝでｆ（ｒ）は空間ベクトルｒによって定義された所与の ボクセルの減衰値であり、ｄは焦点 スポットと並進軸線との間の距離であり、更にＥは次の式 によって定められ、こゝでｒ及びφはガントリーの回転中心の周りで、且つ被検 体に対して固定であるＸ線軸に関し 〔γ（ｒ）、Ｚ（ｒ）〕は横列γ、縦列Ｚに関連する、所定のビーム角度βに対 する横列投影のフィルタ処理強度信号であり、更に であって、こゝでｚ_ζ（β）はＸ線源の並進とビーム角度の変化との関係を定め る関数である請求項９記載の方法。 １３．選ばれたボクセルを組合せて像スライスを形成する前記工程が、予定の スライス平面を中心として、並進軸線に沿った予定数のボクセルの算術和を求め る請求項９記載の方法。 １４．選ばれたボクセルを組合せて像スライスを形成する前記工程が、並進軸 線に沿ったその範囲が、並進軸線に沿った像の所望の空間的な解像度と等しい総 数のボクセルを加算する請求項９記載の方法。