JPH09149902A

JPH09149902A - Ｘ線断層撮影方法および装置

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Publication number: JPH09149902A
Application number: JP7314196A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawai; 浩之河合; Kensuke Sekihara; 謙介関原
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-06-10
Also published as: US5802133A

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の複雑化や、演算量の増加を要さずに、
細かな分岐もよく描出された血管像や、血管とそれ以外
の骨や臓器との位置関係が容易に把握し得る再構成画像
を得ることが可能なＸ線断層撮影方法および装置を提供
すること。【解決手段】対応する同一の投影角において、マスク
像とライブ像の対数差分より得た投影像(血管投影像)を
再構成して、血管像を得る。同時に、マスク像とエア像
の対数差分により得た投影像(背景投影像)を再構成し
て、背景像を得る。そして、血管像と背景像との合成画
像を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線断層撮影方法お
よび装置に関し、より詳細には、コーンビーム状にＸ線
を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する２次元検出器が設
置されたスキャナを用い、スキャナを被検体の周囲に回
転させることにより、この被検体の周囲の多方向からの
投影像を計測し、これらの計測結果を用いて上記被検体
のＸ線吸収係数の分布を再構成するＸ線断層撮影方法お
よびそのための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、従来のコーンビームＸ線断層撮
影装置の一般的な構成を示す。このコーンビームＸ線断
層撮影装置は、計測を行う計測部１と、計測されたデー
タを処理するデータ処理部２から構成されている。計測
部１の走査駆動部(スキャナ)３上には、Ｘ線源４および
２次元Ｘ線検出器５が被検体６を挟んで、互いに対向す
る位置に配置されている。Ｘ線源４上のＸ線焦点７から
コーンビーム状にＸ線８を放射する。被検体６を透過し
たＸ線強度は、２次元Ｘ線検出器５によって計測され
る。スキャナ３は回転中心軸９を回転中心として被検体
６の周りを回転する。ここで、スキャナ３が微小角度回
転するごとにＸ線の投影と透過Ｘ線強度の計測を行う。
これを全周分繰り返し、百から数百組の透過Ｘ線強度デ
ータを収集する。以下の説明では、ある投影においてス
キャナ３の位置する回転角を「投影角」と呼ぶことにす
る。

【０００３】スキャナ３により計測された透過Ｘ線強度
データはディジタル化され、データ処理部２に送られ
る。このディジタル化された透過Ｘ線強度データは、記
憶手段１０に保管される。データ処理部２では、まず、
前処理部１１において計測データのガンマ補正や画像歪
み補正を行う。こうして得られるデータを「透過Ｘ線像」
と呼ぶことにする。次に、対数変換手段１２おいて、上
述の透過Ｘ線像に対して対数変換と感度むら補正を施し
て、「投影像」に変換する。上述の如き前処理を行って得
られた全投影像を基に、再構成演算部１３において、被
検体６の視野領域内の３次元的なＸ線吸収係数分布を再
構成する。この３次元再構成画像は、画像化手段１４に
おいて、ボリュームレンダリング処理あるいは最大値投
影処理等の画像化処理を施され、操作者に対して表示さ
れる。この再構成演算方法としては、Ｆeldkamp による
コーンビーム再構成演算法等が知られている(Ｌ.Ａ.Ｆe
ldkamp et al. Ｐractical cone beam algorithm, Ｊ.
Ｏpt.Ｓoc.Ａm.Ａ,Ｖol.1,Ｎo.6, pp.612-619, 1984 参
照)。

【０００４】上述のデータ処理過程をより詳しく説明す
るために、図３に、コーンビームＸ線断層撮影装置にお
ける計測系の幾何学的な構成を示す。ここでは、２次元
Ｘ線検出器５の代わりに、その位置に仮想的な２次元平
面をおき、これを「投影面」１５と呼ぶことにする。被検
体６を透過したＸ線は、投影面１５上に像を作る。Ｘ線
焦点７および投影面１５は、回転中心軸９を中心に回転
するが、このときのＸ線焦点７の回転軌道平面を「ミッ
ドプレーン」１６と呼ぶ。ここで、図３に示す如く、被
検体６に固定された座標系ｘｙｚと投影面１５上に固定
された座標系ｕｖを定義する。投影角ａのとき、Ｘ線源
４で照射され、被検体６を透過したＸ線の投影面１５上
の強度分布を計測する。前述の如く、この計測データに
ガンマ補正や画像歪み補正を行って得られるデータを
「透過Ｘ線像」と呼ぶこととし、Ｉo(ａ,ｕ,ｖ)で表わ
す。また、被検体６を置かずにＸ線源４で照射された
Ｘ線を、直接に、投影面１５上で計測したものを「エア
像」と呼ぶこととし、Ｉi(ａ,ｕ,ｖ)で表わす。また、注
目する血管をより鮮明に描出する等の目的を持って、
計測時にカテーテル１７と造影剤注入器１８を用いて、
あるいは、点滴法によって造影剤を被検体６の体内に注
入して得た透過Ｘ線像を、特に「ライブ像」と呼ぶ。

【０００５】対数変換手段１２において、透過Ｘ線像と
エア像の対数差分を計算し、投影像を得る。この投影像
をＰ(ａ,ｕ,ｖ)で表わす。すなわち、対数変換はＰ(ａ,
ｕ,ｖ)＝ log(Ｉi(ａ,ｕ,ｖ))-log(Ｉo(ａ,ｕ,ｖ))とす
る、ここで、log(ｘ)はｘの自然対数を示す。次に、再
構成演算部１３において、前述のＦeldkamp のコーンビ
ーム再構成演算法によって、全周分の投影像から被検体
のＸ線吸収系数分布ｆ(ｘ,ｙ,ｚ)を求める。このコーン
ビーム再構成演算は、１) フィルタ補正処理、２) 逆投影演算の２つの段階に分けることができる。

【０００６】まず、フィルタ補正処理においては、投影
像Ｐ(ａ,ｕ,ｖ) をＳhepp-ＬoganＦilter 等の補正フィ
ルタｈ(ｕ)によって補正して、式(５)により、フィルタ
補正投影像Ｑ(ａ,ｕ,ｖ)を求める(数５)。ここで、ＦＦ
Ｔ{}，ｉＦＦＴ{}は、それぞれ、ｕに関するフーリエ変
換およびフーリエ逆変換を意味し、この場合、具体的に
は離散データの変換であるので、高速フーリエ変換(Ｆa
st Ｆourier Ｔransform)アルゴリズムを用いる。ま
た、ＳＩＤおよびＳＯＤは、図３に示す如く、それぞ
れ、Ｘ線源-検出器間距離、Ｘ線源-回転中心間距離であ
る。

【数５】次に、逆投影演算において、フィルタ補正投影像Ｑ(ａ,
ｕ,ｖ)から、式(６)により、被検体のＸ線吸収系数分布
ｆ(ｘ,ｙ,ｚ)を求める(数６)。このとき、投影角ａにお
いて、点(ｘ,ｙ,ｚ)に対して逆投影すべき点(ｕ',ｖ')
を点(ｘ,ｙ,ｚ)の「逆投影座標」と呼ぶことにする。

【数６】

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコーンビー
ム断層撮影装置および方法によって得られた再構成画像
は、従来型ファンビームＸ線断層撮影装置および方法に
よって得られた再構成画像に比較して、その濃度分解能
に関して劣る。その理由は、性能のよい２次元Ｘ線検出
器５が得られないこと、２次元Ｘ線検出器５の感度ムラ
補正を厳密に行うことが困難であること、２次元Ｘ線検
出器５の視野が狭いこと、散乱線の影響が大きいこと
(これについては、中森伸行他「コーンビーム型三次元Ｃ
Ｔ装置の再構成画像への散乱線の影響」,医用画像情報学
会雑誌,Ｖol.12,Ｎo.12,1995 参照)、投影数が少ないこ
と等が挙げられる。また、たとえ、上述の如き計測系に
起因する再構成画像の不均一さを解決したとしても、Ｆ
eldkamp のコーンビーム再構成演算法には再構成誤差が
生じることが知られている(斉藤恒雄,「３次元イメージ
ング-円錐ビーム投影による３次元ＣＴ-」ＭＥＤ.ＩＭＡ
Ｇ.ＴＥＣＨ.,pp.183,Ｖol.13,Ｎo.3,Ｍay,1995 参
照)。

【０００８】以上のような理由から、従来のコーンビー
ム断層撮影装置および方法によっては細かな血管の分岐
を描出することが困難である。この問題を解決するひと
つの方法として、本出願人が特願平6-316335号に提案し
た技術がある。これは、投影像として、造影剤注入前の
透過Ｘ線像(マスク像)をエア像の代わりとし、これと造
影剤注入後の透過Ｘ線像(ライブ像)との対数差分を用い
て、コーンビーム再構成演算を行うものである。このよ
うに構成することによって、２つの透過Ｘ線像(ライブ
像およびマスク像)に共通して含まれる造影血管以外の
骨や臓器およびその他の誤差要因を除去することがで
き、高精細な造影血管像を得ることができる。しかし、
この方法では、再構成像として造影血管像のみが選択的
に得ることを目的としているので、それ以外の骨や臓器
との位置関係を把握する点には配慮されていなかった。

【０００９】以上述べてきたことをまとめると、本発明
が解決しようとする課題は次の３点となる。１) 細かな分岐もよく描出された血管像を得ることがで
きること。２) 血管とそれ以外の骨や臓器との位置関係を容易に把
握し得ること。３) 上の１),２) を実現するにあたって、複雑な装置
や、演算量の増加を要さないこと。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的は、
コーンビーム状にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出
する２次元検出器が設置されたスキャナを用い、該スキ
ャナを被検体の周囲に回転させることにより前記被検体
の周囲の多方向からの透過Ｘ線像を計測し、これを用い
て前記被検体のＸ線吸収係数の分布を再構成するＸ線断
層撮影方法であって、第１の透過Ｘ線像と、第２の透過
Ｘ線像と、第３の透過Ｘ線像を計測し、対応する同一の
投影角において、前記第１の透過Ｘ線像と第２の透過Ｘ
線像の対数差分を計算して、これを第１の投影像とし、
対応する同一の投影角において、前記第２の透過Ｘ線像
と第３の透過Ｘ線像の対数差分を計算して、これを第２
の投影像とし、前記第１の投影像から第１の再構成像
を、第２の投影像から第２の再構成像を同時に並行して
再構成し、前記第１の再構成像と第２の再構成像とを合
成して合成画像を作成することを特徴とするＸ線断層撮
影方法、および、そのための装置によって達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るＸ線断層撮影方法お
よび装置においては、次のようにして再構成画像を作成
する。すなわち、まず、対応する同一の投影角におい
て、マスク像とライブ像の対数差分より得た投影像(以
下、「血管投影像」と呼ぶことにする)を再構成して、血
管像を得る。同時に、マスク像とエア像の対数差分によ
り得た投影像(以下、「背景投影像」と呼ぶことにする)を
再構成して、背景像を得る。そして、血管像と背景像と
の合成画像を作成する。このとき、これら血管像と背景
像の再構成演算は次のようにして、同時に並行して行
う。まず、フィルタ補正処理においては、対応する同一
の投影角において実数域には血管投影像を、虚数域には
背景投影像を格納し、一度に２組の投影像をフィルタ補
正する。次に、逆投影処理においては、座標の計算は一
度だけ行い、それを対応する同一の投影角において、２
組の投影像の逆投影処理に用いる。また、血管像と背景
像とを合成する際には、血管像および背景像それぞれに
おいて、関心領域がよく描出されるよう、別々に画像化
のためのパラメータを設定する。以下、本発明の実施例
を図面に基づいてより詳細に説明する。

【００１２】

【実施例】図１に、本発明の一実施例に係るコーンビー
ムＸ線断層撮影装置のブロック図を示す。また、図４
に、本実施例におけるデータ処理過程を、図５に、具体
的な画像の例を示す。以下、本発明によるコーンビーム
再構成演算方法の詳細を、順を追って説明する。まず、
被検体６に造影剤を注入せずに、Ｘ線源４からコーンビ
ーム状Ｘ線８を放射し、スキャナ３を１回転させて、２
次元Ｘ線検出器５よって透過Ｘ線像を全周分取得し、記
憶手段１０に保管する。必要ならばこの透過Ｘ線像に画
像歪み補正等を施し、これをマスク像Ｉmask(ａ,ｕ,ｖ)
とする。

【００１３】次に、被検体６に造影剤を注入し、上と同
様にＸ線源４からコーンビーム状Ｘ線８を放射し、スキ
ャナ３を１回転させて、２次元Ｘ線検出器５によって透
過Ｘ線像を全周分取得し、記憶手段１０に保管する。同
様に、必要ならばこの透過Ｘ線像に画像歪み補正等を施
す。これがライブ像Ｉlive(ａ,ｕ,ｖ)である。このとき
の造影剤の注入は、カテーテル１７と造影剤注入器１８
を用いて、所望の血管に選択的行う方法か、あるいは、
点滴による方法(静脈造影)による。上述の方法によって
マスク像とライブ像を得るが、この過程は、従来、ＤＳ
Ａ(Ｄigital Ｓubtraction Ａngiography)として知られ
る技術において、造影前後のＸ線透過像を得る過程とほ
ぼ同一である。但し、本実施例の場合、スキャナ３上の
Ｘ線源４-２次元Ｘ線検出器５の対を回転させて、全周
分のＸ線透過像を取得する必要がある点が異なる。

【００１４】また、上述の計測とは別に、全く被検体６
を置かずに、Ｘ線源４からコーンビーム状Ｘ線８を放射
し、スキャナ３を１回転させて、２次元Ｘ線検出器５に
よって透過Ｘ線像を全周分取得し、記憶手段１０に保管
する。同様に必要ならばこの透過Ｘ線像に画像歪み補正
等を施し、これをエア像Ｉair(ａ,ｕ,ｖ)とする。この
エア像の取得は、上記被検体６の撮影に先立って行って
もよいし、その撮影の後に行ってもよい。また、一度エ
ア像を取得しておけば、それを繰り返し利用することも
できる。理想的には、エア像取得時のＸ線条件はマスク
像およびライブ像取得時のＸ線条件と同一であることが
望ましい。

【００１５】上述の如く取得されたマスク像，ライブ
像，エア像から、対応する同一の投影角において、再構
成演算に必要な２種類の投影像を作成する。まず、対数
変換手段１２において、マスク像とライブ像の対数差分
から血管投影像Ｐv(ａ,ｕ,ｖ)を作成する。すなわち、
Ｐv(ａ,ｕ,ｖ)＝ log(Ｉmask(ａ,ｕ,ｖ))−log((Ｉlive
(ａ,ｕ,ｖ))を求める。また、同様に、対数変換手段１
２において、マスク像とエア像の対数差分から背景投影
像Ｐb(ａ,ｕ,ｖ)を作成する。すなわち、Ｐb(ａ,ｕ,ｖ)
＝ log(Ｉair(ａ,ｕ,ｖ))−log((Ｉmask(ａ,ｕ,ｖ))を
求める。

【００１６】次に、再構成演算部１３において、血管投
影像、背景投影像からそれぞれ血管像，背景像を再構成
する。そして、この２つの再構成演算を、次のように同
時に並行して行う。まず、フィルタ補正部１９におい
て、投影像のフィルタ補正を行う。本実施例では、フィ
ルタ補正処理は、１) 投影像の合成、２) フィルタ補正、３) フィルタ補正合成投影像の分離の３段階よりなり、
フィルタ補正部１９はこれに対応して投影像合成手段２
０，フィルタ補正手段２１，フィルタ補正合成投影像分
離手段２２により構成される。

【００１７】まず、投影像の合成処理において、血管投
影像が実数成分、背景投影像が虚数成分であるような
合成投影像Ｐvb(ａ,ｕ,ｖ)を求める。すなわち、Ｐvb
(ａ,ｕ,ｖ)＝Ｐv(ａ,ｕ,ｖ)＋ｋＰb(ａ,ｕ,ｖ)。但
し、ここで、ｋは虚数単位であり、ｋの自乗は(−１)で
ある。次に、この合成投影像Ｐvb(ａ,ｕ,ｖ)に対して式
(７)に示す如きフィルタ補正を行い、フィルタ補正投影
像Ｑvb(ａ,ｕ,ｖ)(「フィルタ補正合成投影像」と呼ぶ)を
得る。

【数７】

【００１８】次に、フィルタ補正合成投影像分離処理に
おいて、得られたフィルタ補正合成投影像Ｑvb(ａ,ｕ,
ｖ)の実数成分をフィルタ補正血管投影像Ｑv(ａ,ｕ,
ｖ)、虚数成分をフィルタ補正背景投影像Ｑb(ａ,ｕ,
ｖ)として分離する。もちろん、血管投影像を虚数成
分、背景投影像を実数成分とした合成投影像に対しフィ
ルタ補正を行い、フィルタ補正合成投影像の虚数成分を
フィルタ補正血管投影像、実数成分をフィルタ補正背景
投影像として分離するようにしてもよい。従来のフィル
タ補正処理においては、フィルタ補正処理の前に投影像
の虚数成分をゼロで埋め、フィルタ補正後も、その実数
成分のみを利用していた。そのため、もし、血管投影像
および背景投影像にフィルタ補正処理を加えようとした
場合、それぞれ、別々に計算を行う必要があった。

【００１９】これに対して、本実施例では、上述の如
く、合成投影像に対してフィルタ補正処理を行うことに
より、フーリエ変換の性質から、血管投影像および背景
投影像の２つの投影像に対するフィルタ補正を同時に、
しかも、それぞれ独立に行うことができ、計算時間を大
幅に短縮することが可能である。次に、逆投影演算にお
いても、本実施例では、次の如き方法によって計算時間
を短縮する。本実施例においては、逆投影演算部２３
は、逆投影座標計算手段２４と、血管像および背景像を
再構成するための、それぞれの逆投影演算手段２５から
構成される。

【００２０】従来法の説明の項で説明した如く、逆投影
演算においては、まず、投影角ａにおいて、点(ｘ,ｙ,
ｚ)に対して逆投影すべき逆投影座標(ｕ',ｖ')を式
(８)に従って計算する。この逆投影座標は、被検体６や
撮影条件によらず、計測部１の幾何学的な構成のみによ
って決まる。従って、この逆投影座標の計算結果は、血
管像および背景像の逆投影演算において共有できる。そ
こで、本実施例においては、血管像および背景像の逆投
影演算において、逆投影座標演算手段２５で計算した同
一の逆投影座標を用いる。

【数８】

【００２１】ここで、血管像をｆv(ｘ,ｙ,ｚ)、背景像
をｆb(ｘ,ｙ,ｚ)とすれば、式(９)に従って逆投影演算
を行うことができる。

【数９】また、式(９)に表われる係数ＳＯＤ²/(ＳＯＤ＋ｘcos
(ａ)＋ｙsin(ａ))²も、血管像および背景像の両方の逆
投影演算において共通しているので、これも逆投影座標
演算手段２５で計算しておき、共有してもよい。別の実
施例としては、すべてのａ,ｘ,ｙ,ｚに対して逆投影座
標(ｕ',ｖ')を一度計算しておき、これをハードディス
ク等の大規模記憶手段に保管し、毎回の再構成演算に利
用する方法も可能である。以上のようにして、２つの再
構成像、すなわち、血管像および背景像を別々に得、画
像化手段１４において、これらを別々にあるいは合成し
て画像化する。この具体例を、図５に示した。

【００２２】このときの血管像は、被検体６の造影血管
のみを選択的に再構成したものなので、造影血管以外の
骨や臓器およびその他の誤差要因を除去することがで
き、細かな血管の分岐等もよく描出されたものが得られ
る。しかし、従来法の説明の項において説明した如く、
血管像のみでは骨や臓器等との相対的な位置関係を把握
することが困難である。そこで、本実施例においては、
図５に示す如く、血管像と背景像とを合成した合成像を
作成する。合成像は血管の細かな分岐等をよく描出する
とともに、血管と骨や臓器等との相対的な位置関係をよ
く示す。

【００２３】この再構成像の画像化手法としては、例え
ば、ボリュームレンダリング法や最大値投影法などがあ
る。ボリュームレンダリング法においては、例えば、細
かな血管の分岐を描出しようとすると背景のノイズが強
調され、逆にノイズを目立たないようにすれば細かな血
管の分岐が描出されないというように、パラメータの設
定は微妙な調整を要する。本実施例においては、血管像
および背景像それぞれ独立に画像化のためのパラメータ
を設定する。そのため、それぞれの再構成像において、
注目部位が適切に描出されるようパラメータを調整する
ことができる。それぞれのパラメータにおいてボリュー
ムレンダリングした後、奥行き情報を保存した画像合成
を行うことで、血管とそれ以外の骨や臓器との相対的な
位置関係を反映した画像を得る。

【００２４】また、最大値投影法によって画像化する場
合、血管像と背景像にそれぞれに適切な重みをかけて加
算することで所望の画像が容易に得られる。上記実施例
によれば、血管像と背景像とを合成した合成像により、
血管の細かな分岐等をよく描出するとともに、血管と骨
や臓器等との相対的な位置関係をよく示す３次元画像を
得ることができる。なお、上記実施例は本発明の一例を
示したものであり、本発明はこれに限定されるべきもの
ではないことは言うまでもないことである。

【００２５】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、装置の複雑化や、演算量の増加を要さずに、細か
な分岐もよく描出された血管像を得ること、および、血
管とそれ以外の骨や臓器との位置関係を容易に把握し得
ることが可能なＸ線断層撮影方法および装置を実現でき
るという顕著な効果を奏するものである。本発明のより
具体的な効果は、次のとおりである。血管像のみの選択
的な再構成を行うので、細部まで描出された血管像を得
ることが可能である。また、背景像と合成することで、
血管とそれ以外の骨や臓器との相対的な位置関係を容易
に把握することが可能である。また、血管像と背景像を
合成する際には、血管像および背景像それぞれにおいて
別々に画像化のためのパラメータを設定するので、それ
ぞれの画像において注目部位が適切に描出されるよう調
整することが可能である。また、再構成演算において、
血管像および背景像の再構成を同時に並行して行うた
め、それぞれ別々に２回分の再構成を行う方法に比較し
て、演算時間を約２/３に短縮することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るコーンビームＸ線断層
撮影装置のブロック構成図である。

【図２】従来のコーンビームＸ線断層撮影装置の例を示
す図である。

【図３】一般的なコーンビームＸ線断層撮影装置におけ
る計測部の幾何的な関係を示す図である。

【図４】実施例における処理の流れを示す図である。

【図５】実施例における具体的画像の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１計測部２データ処理部３スキャナ４Ｘ線源５２次元Ｘ線検出器６被検体７Ｘ線焦点８コーンビーム状Ｘ線９回転中心軸１０記憶手段１１前処理部１２対数変換手段１３再構成演算部１４画像化手段１５投影面１６ミッドプレーン１７カテーテル１８造影剤注入器１９フィルタ補正部２０投影像合成手段２１フィルタ補正手段２２フィルタ補正合成投影像分離手段２３逆投影演算部２４逆投影座標計算手段２５逆投影演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コーンビーム状にＸ線を照射するＸ線源
と、Ｘ線を検出する２次元検出器が設置されたスキャナ
を用い、該スキャナを被検体の周囲に回転させることに
より前記被検体の周囲の多方向からの透過Ｘ線像を計測
し、これを用いて前記被検体のＸ線吸収係数の分布を再
構成するＸ線断層撮影方法であって、第１の透過Ｘ線像
と、第２の透過Ｘ線像と、第３の透過Ｘ線像を計測し、
対応する同一の投影角において、前記第１の透過Ｘ線像
と第２の透過Ｘ線像の対数差分を計算して、これを第１
の投影像とし、対応する同一の投影角において、前記第
２の透過Ｘ線像と第３の透過Ｘ線像の対数差分を計算し
て、これを第２の投影像とし、前記第１の投影像から第
１の再構成像を、第２の投影像から第２の再構成像を同
時に並行して再構成し、前記第１の再構成像と第２の再
構成像とを合成して合成画像を作成することを特徴とす
るＸ線断層撮影方法。
【請求項２】前記第１の透過Ｘ線像とは、被検体に造
影剤を注入した状態で計測した透過Ｘ線像であり、前記
第２の透過Ｘ線像とは、被検体に造影剤を注入していな
い状態で計測した透過Ｘ線像であり、前記第３の透過Ｘ
線像とは、被検体としてなにもおかない状態で計測した
透過Ｘ線像であることを特徴とする請求項１記載のＸ線
断層撮影方法。
【請求項３】前記対数差分の計算として、透過Ｘ線像
上で走査駆動部の回転接線方向にｕ軸を、回転中心軸方
向にｖ軸をとったとき、投影角ａに対して、第１の透過
Ｘ線像をＩ１(ａ,ｕ,ｖ)、第２の透過Ｘ線像をＩ２(ａ,
ｕ,ｖ)、第３の透過Ｘ線像をＩ３(ａ,ｕ,ｖ)とし、第１
の投影像をＰ１(ａ,ｕ,ｖ)、第２の投影像をＰ２(ａ,
ｕ,ｖ)としたとき、第１の投影像Ｐ１(ａ,ｕ,ｖ)および
第２の投影像Ｐ２(ａ,ｕ,ｖ)を式(１)に従って計算する
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影方法。【数１】
【請求項４】前記第１の投影像から第１の再構成像
を、第２の投影像から第２の再構成像を同時に並行して
再構成する再構成演算法は、フィルタ補正処理と逆投影
処理から構成され、前記フィルタ補正処理においては、
対応する同一の投影角において、前記第１の投影像と第
２の投影像を合成して合成投影像を作成し、該合成投影
像をフィルタ補正してフィルタ補正合成投影像を求め、
該フィルタ補正合成投影像から第１のフィルタ補正投影
像および第２のフィルタ補正投影像を分離することを特
徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影方法。
【請求項５】前記第１の投影像から第１の再構成像
を、第２の投影像から第２の再構成像を同時に並行して
再構成する再構成演算法は、フィルタ補正処理と逆投影
処理から構成され、前記逆投影処理においては、再構成
像上の座標に逆投影すべき投影像上の座標(逆投影座標)
を計算し、対応する同一の投影角において、第１のフィ
ルタ補正投影像から第１の再構成像を、第２のフィルタ
補正投影像から第２の再構成像を逆投影する際に、同一
の前記逆投影座標を用いて、逆投影演算を行うことを特
徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影方法。
【請求項６】前記第１の投影像と第２の投影像を合成
して合成投影像を作成する方法は、対応する同一の投影
角において、第１の投影像を実数成分、第２の投影像を
虚数成分とする複素数から構成されるデータを合成投影
像とするか、あるいは、第１の投影像を虚数成分、第２
の投影像を実数成分とする複素数から構成されるデータ
を合成投影像とする方法であることを特徴とする請求項
４記載のＸ線断層撮影方法。
【請求項７】前記フィルタ補正合成投影像から第１の
フィルタ補正投影像および第２のフィルタ補正投影像を
分離する方法は、対応する同一の投影角において、フィ
ルタ補正合成投影像の実数成分を第１のフィルタ補正投
影像とし、同じく虚数成分を第２のフィルタ補正投影像
とするか、あるいは、フィルタ補正合成投影像の虚数成
分を第１のフィルタ補正投影像とし、同じく実数成分を
第２のフィルタ補正投影像とする方法であることを特徴
とする請求項４記載のＸ線断層撮影方法。
【請求項８】前記逆投影座標の計算方法は、走査駆動
部の回転中心軸をｚ軸として被検体に固定されたｘｙｚ
座標を定め、再構成画像をｆ(ｘ,ｙ,ｚ)としたとき、ｘ
ｙｚ座標上の点(ｘ,ｙ,ｚ)に逆投影すべき、投影角ａに
ある投影像上の点(ｕ',ｖ')を求める計算であり、ＳＩ
ＤをＸ線源-検出器間距離、ＳＯＤをＸ線源-回転中心間
距離としたとき、式(２)に従って、前記逆投影座標
(ｕ',ｖ')を計算する再構成座標計算を行い、計算され
た再構成座標を、第１のフィルタ補正投影像から第１の
再構成像を逆投影する演算と、第２のフィルタ補正投影
像から第２の再構成像を逆投影する演算の両方の過程に
おいて利用する逆投影演算を行うことを特徴とする請求
項５記載のＸ線断層撮影方法。【数２】
【請求項９】コーンビーム状にＸ線を照射するＸ線源
と、Ｘ線を検出する２次元検出器が設置されたスキャナ
と、該スキャナを被検体の周囲に回転させることにより
前記被検体の周囲の多方向からの透過Ｘ線像を計測する
手段と、該手段による計測結果を用いて前記被検体のＸ
線吸収係数の分布を再構成する手段を有するＸ線断層撮
影装置であって、前記計測手段により計測された第１の
透過Ｘ線像と、第２の透過Ｘ線像と、第３の透過Ｘ線像
を記憶しておく記憶手段と、対応する同一の投影角にお
いて、前記第１の透過Ｘ線像と第２の透過Ｘ線像の対数
差分を計算して第１の投影像を求める計算手段と、対応
する同一の投影角において、前記第２の透過Ｘ線像と第
３の透過Ｘ線像の対数差分を計算して第２の投影像を求
める計算手段と、前記第１の投影像から第１の再構成像
を、第２の投影像から第２の再構成像を同時に並行して
再構成する計算手段と、前記第１の再構成像および第２
の再構成像を合成して合成画像を作成する画像化手段を
有することを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項１０】前記対数差分の計算手段は、透過Ｘ線
像上で走査駆動部の回転接線方向にｕ軸を、回転中心軸
方向にｖ軸をとったとき、投影角ａに対して、第１の透
過Ｘ線像をＩ１(ａ,ｕ,ｖ)、第２の透過Ｘ線像をＩ２
(ａ,ｕ,ｖ)、第３の透過Ｘ線像をＩ３(ａ,ｕ,ｖ)とし、
第１の投影像をＰ１(ａ,ｕ,ｖ)、第２の投影像をＰ２
(ａ,ｕ,ｖ)としたとき、第１の投影像Ｐ１(ａ,ｕ,ｖ)お
よび第２の投影像Ｐ２(ａ,ｕ,ｖ)を式(３)に従って計算
することを特徴としている計算手段である請求項９記載
のＸ線断層撮影方法。【数３】
【請求項１１】前記第１の投影像から第１の再構成像
を、第２の投影像から第２の再構成像を同時に並行して
再構成する再構成演算手段は、フィルタ補正手段と逆投
影演算手段から構成され、前記フィルタ補正手段は、対
応する同一の投影角において、前記第１の投影像と第２
の投影像を合成して合成投影像を作成する手段と、前記
合成投影像をフィルタ補正してフィルタ補正合成投影像
を求める演算手段と、前記フィルタ補正合成投影像から
第１のフィルタ補正投影像および第２のフィルタ補正投
影像を分離する手段を有することを特徴とする請求項９
記載のＸ線断層撮影方法。
【請求項１２】前記第１の投影像から第１の再構成像
を、第２の投影像から第２の再構成像を同時に並行して
再構成する再構成演算手段は、フィルタ補正手段と逆投
影演算手段から構成され、前記逆投影演算手段は、再構
成像上の座標に逆投影すべき投影像上の座標すなわち逆
投影座標を計算する手段と、対応する同一の投影角にお
いて、第１のフィルタ補正投影像から第１の再構成像
を、第２のフィルタ補正投影像から第２の再構成像を逆
投影する際に、同一の前記逆投影座標を用いて、逆投影
演算を行う演算手段を有することを特徴とする請求項９
記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１３】前記第１の投影像と第２の投影像を合
成して合成投影像を作成する手段は、対応する同一の投
影角において、前記第１の投影像を実数成分、第２の投
影像を虚数成分とする複素数から構成されるデータを合
成投影像とする手段か、あるいは、第１の投影像を虚数
成分、第２の投影像を実数成分とする複素数から構成さ
れるデータを合成投影像とする手段であることを特徴と
する請求項１１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１４】前記フィルタ補正合成投影像から第１
のフィルタ補正投影像および第２のフィルタ補正投影像
を分離する手段は、対応する同一の投影角において、フ
ィルタ補正合成投影像の実数成分を第１のフィルタ補正
投影像とし、同じく虚数成分を第２のフィルタ補正投影
像とする手段か、あるいは、フィルタ補正合成投影像の
虚数成分を第１のフィルタ補正投影像とし、同じく実数
成分を第２のフィルタ補正投影像とする手段であること
を特徴とする請求項１１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項１５】前記逆投影座標の計算手段は、走査駆
動部の回転中心軸をｚ軸として被検体に固定されたｘｙ
ｚ座標を定め、再構成画像をｆ(ｘ,ｙ,ｚ)としたとき、
ｘｙｚ座標上の点(ｘ,ｙ,ｚ)に逆投影すべき、投影角ａ
にある投影像上の点(ｕ',ｖ')を求める計算手段であ
り、ＳＩＤをＸ線源-検出器間距離、ＳＯＤをＸ線源-回
転中心間距離としたとき、式(４)に従って、前記逆投影
座標(ｕ',ｖ')を計算する再構成座標計算を行う手段で
あり、こうして計算された再構成座標を、対応する同一
の投影角において、第１のフィルタ補正投影像から第１
の再構成像を逆投影する演算手段と、第２のフィルタ補
正投影像から第２の再構成像を逆投影する演算手段の両
方の手段において利用する逆投影演算を行う再構成演算
手段を有することを特徴とする請求項１２記載のＸ線断
層撮影装置。【数４】