断層撮影装置および断層撮影方法
【課題】全ての撮影角度において被検体の全体が視野からはみ出してしまう場合であっても、撮影によって収集される投影データに基づいて再構成される断層像に偽像が発生することを抑制することができる断層撮影装置および断層撮影方法を提供する。
【解決手段】断層撮影装置は、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、ＣＴ画像を記憶する記憶部２３と、Ｘ線の視野に被検体Ｍの全体が納まっていない撮影で収集された実投影データを不完全投影データとして、ＣＴ画像を参照してこの不完全投影データを補完処理する補完部２５とを備えている。このため、実投影データが全て不完全投影データであっても補完処理を行うことができる。よって、再構成部２７は、視野から被検体Ｍがはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【解決手段】断層撮影装置は、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、ＣＴ画像を記憶する記憶部２３と、Ｘ線の視野に被検体Ｍの全体が納まっていない撮影で収集された実投影データを不完全投影データとして、ＣＴ画像を参照してこの不完全投影データを補完処理する補完部２５とを備えている。このため、実投影データが全て不完全投影データであっても補完処理を行うことができる。よって、再構成部２７は、視野から被検体Ｍがはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、断層撮影装置および断層撮影方法に係り、特に、視野から被検体がはみ出した撮影で収集された実投影データを補完する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スライス面における被検体の画像を作成する装置として、図１３に示すようなＸ線ＣＴ装置がある。Ｘ線ＣＴ装置の撮像系４１は、ガントリ５８内にＸ線管５１とＸ線検出器５３とが互いに対向させて設けられている。このＸ線管５１およびＸ線検出器５３をガントリ５８内に沿って回転させつつ（例えば３６０度）、Ｘ線を照射することで、ガントリ５８の中空部５９に載置される被検体Ｍに対して種々の撮影角度から撮影を行う。Ｘ線ＣＴ装置の画像処理部４３は、Ｘ線検出器５３から被検体Ｍの実投影データを収集する収集部６１と、複数の実投影データに基づいて再構成処理を行う再構成部６７と備え、被検体ＭのＣＴ画像を作成する。作成されたＣＴ画像は、適宜モニタ４５に表示される。なお、本明細書では、Ｘ線ＣＴ装置によって得られる画像をＣＴ画像と記載し、後述する断層撮影装置によって得られる画像を断層像と記載して両者を区別する。
【０００３】
ここで、各実投影データは全て被検体Ｍの全体が投影されたものでなければ、適切な再構成処理を行うことができない。すなわち、被検体Ｍの全部がＸ線検出器５３に投影されていない実投影データが含まれていると、ＣＴ画像に偽像が生じる。例えばＣＴ画像のフラットネスが悪化する。なお、被検体Ｍの一部である関心領域のみについてＣＴ画像を作成する場合であっても、ＣＴ画像に応じたスライス面における被検体Ｍの全体（以下、単に「被検体の全体」という）が投影されていなければ、ＣＴ画像に偽像が生じてしまう。
【０００４】
このため、Ｘ線ＣＴ装置の撮像系４１は、比較的大きなＸ線検出器５３を備え、被検体ＭがＸ線検出器５３からはみ出して投影されることがないよう、十分広い視野を確保している。しかし、このような撮像系４１であっても、被検体Ｍの全体が視野に納まらない場合がある。そこで、Ｘ線ＣＴ装置の画像処理部４３において実投影データを補完処理する補完部６５を備えて構成したものがある。
【０００５】
具体的には、被検体Ｍの全体が視野に納まっていない撮影で得られる実投影データ（以下、単に「不完全投影データ」と呼ぶ）について、別の撮影角度で収集された、被検体Ｍの全体が投影されている実投影データ（以下、単に「完全投影データ」と呼ぶ）を用いて補完処理を行う。補完処理は、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された投影データに分布するＣＴ値を積分した値は撮影角度に関わらず一定となる関係を利用して、完全投影データのＣＴ値に基づいて不完全投影データのＣＴ値を補正する。
【０００６】
図１４は、不完全投影データが含まれる実投影データのサイノグラムである。図示するように、サイノグラムの上段側と下段側とにそれぞれ不完全投影データが含まれている。点線は、不完全投影データに補われた範囲を示す。
【０００７】
このように、補完処理によって得られた補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、ＣＴ画像に偽像が生じることを抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６５７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のＸ線ＣＴ装置によれば、不完全投影データの補完処理は、被検体Ｍの全体が視野に納まっている撮影が少なくとも１度は行われていることが前提である。言い換えれば、いずれの撮影角度で撮影しても不完全投影データしか収集されない場合は、不完全投影データを補完処理することができないという不都合がある。
【０００９】
このような不都合は、以下に説明する断層撮影装置においてはより顕著になる。すなわち、断層撮影装置は、Ｘ線管とＸ線検出器とがＣ字状アームに保持され、このＣ字状アームを回転させることで被検体の周りをＸ線管およびＸ線検出器が回転（例えば１８０度）可能に構成される。このように、断層撮影装置は、Ｘ線ＣＴ装置と異なるモダリティでありながら、Ｘ線ＣＴ装置と同種の投影データを収集可能な撮像系を有する。ただし、Ｘ線検出器の面積はＸ線ＣＴ装置に比べて視野が狭いため、いかなる撮影角度から撮影しても被検体の全体が投影された投影データを得ることができない場合が多い。このような場合には、断層撮影装置が上述した補完処理を行う補完部を備えていても、不完全投影データを補完することはできない。
【００１０】
また、視野が狭いため、被検体を載置する天板等、装置に配備される部材を常に視野内に納めることが困難であり、視野に入ったり、はみ出したりする。このような場合には、投影データに含まれる天板等に応じたＣＴ値分布が、断層像に偽像を生じさせる。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、全ての撮影角度において被検体の全体が視野からはみ出してしまう場合であっても、撮影によって収集される投影データに基づいて再構成される断層像に偽像が発生することを抑制することができる断層撮影装置および断層撮影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する補完手段を備えているので、不完全投影データを好適に補完処理を行うことができる。そして、補完手段から得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、視野から被検体がはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００１４】
上述した発明において、前記実投影データは全て不完全投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことが好ましい（請求項２）。補完処理の際、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報を参照するので、実投影データが全て不完全投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。
【００１５】
上述した発明において、前記別体機器は、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置の少なくともいずれか１つであることが好ましい（請求項３）。Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置によって得られる各情報は、被検体の輪郭を好適に識別することができる。
【００１６】
上述した発明において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は、前記ＣＴ画像に対応する参照投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた参照投影データを、前記不完全投影データに補完することが好ましい（請求項４）。補完投影データを、被検体の全体が視野に納まった投影データとみなすことができる。
【００１７】
上述した発明において、前記補完手段は、前記実投影データに投影され、かつ、前記参照投影データにおいて識別可能な被検体の注目部位の位置に基づいて、前記実投影データに対して前記参照投影データの位置合せを行うことが好ましい（請求項５）。位置合せを好適に行うことができる。
【００１８】
上述した発明において、前記注目部位は被検体の骨部または臓器であることが好ましい（請求項６）。位置合せを精度よく行うことができる。
【００１９】
上述した発明において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は前記ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に近似させた仮想モデルを算出し、この仮想モデルに対応する仮想投影データを用いて前記不完全投影データを補完処理することが好ましい（請求項７）。補完処理を簡素化することができる。
【００２０】
上述した発明において、前記仮想モデルの楕円形内に分布するＣＴ値の積分値は、前記ＣＴ画像において識別される輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と略等しいことが好ましい（請求項８）。より再構成処理に好適な仮想モデルを得ることができる。
【００２１】
上述した発明において、前記補完手段は、前記参照情報に基づいて被検体の推定投影データを算出し、この推定投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた推定投影データを、前記不完全投影データに補完することが好ましい（請求項９）。補完投影データを、被検体の全体が視野に納まった投影データとみなすことができる。
【００２２】
上述した発明において、前記補完手段は、前記参照情報において識別される輪郭に応じた外形を有し、この外形内にＣＴ値を分布させた推定モデルを推定し、この推定モデルに対応する推定投影データを算出することが好ましい（請求項１０）。より再構成処理に好適な推定モデルを得ることができる。
【００２３】
また、請求項１１に記載の発明は、被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
［作用・効果］請求項１１に記載の発明によれば、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を参照して、部材欠損投影データを補完する補完手段を備えているので、部材が視野からはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００２５】
上述した発明において、前記実投影データは全て部材欠損投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことが好ましい（請求項１２）。部材情報を参照して補完処理を行うので、実投影データが全て部材欠損投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。
【００２６】
上述した発明において、前記部材は被検体を載置する天板であることが好ましい（請求項３）。天板が視野からはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００２７】
また、請求項１４に記載の発明は、被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報と、前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理するとともに、前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体および前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影像データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２８】
［作用・効果］請求項１４に記載の発明によれば、参照情報および部材情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する補完手段を備えているので、不完全投影データを好適に補完処理を行うことができる。よって、視野から被検体と部材とがはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００２９】
また、請求項１５に記載の発明は、少なくとも被検体の関心領域を視野に納めてＸ線撮影を行って得られた複数の実投影データに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する断層像作成方法において、被検体の全体が視野に納まっていない状態でＸ線撮影が行われたときは、本装置と異なるモダリティの別体機器によって取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報に基づいて前記実投影データを補完処理する第１工程と、被検体の全体が納まっている撮影で得られた実投影データ、および、前記第１工程で補完処理された補完投影データに基づいて再構成処理を行う第２工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］請求項１５に記載の発明によれば、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する第１行程を備え、第２行程では補完処理された補完投影データに基づいて再構成処理を行うので、視野から被検体がはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００３１】
なお、本明細書は、次のような断層撮影装置に係る発明も開示している。
【００３２】
（１）請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記推定モデルの外形は、前記参照情報により識別される被検体の輪郭を近似した楕円形であることを特徴とする断層撮影装置。
【００３３】
前記（１）に記載の発明によれば、補完処理を簡素化することができる。
【００３４】
（２）請求項９または請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記参照情報において、さらに実投影データに投影されている被検体の注目部位の位置が識別可能であり、前記補完手段は前記注目部位の位置に基づいて、前記実投影データに対して前記推定投影データの位置合せを行うことを特徴とする断層撮影装置。
【００３５】
前記（２）に記載の発明によれば、位置合せを好適に行うことができる。
【００３６】
（３）前記（２）に記載の断層撮影装置において、前記注目部位は被検体の骨部または臓器であることを特徴とする断層撮影装置。
【００３７】
前記（３）に記載の発明によれば、位置合せを精度よく行うことができる。
【００３８】
（４）請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記外形内に与えられるＣＴ値は、一律に水のＣＴ値に相当する値であることを特徴とする断層撮影装置。
【００３９】
前記（４）に記載の発明によれば、人体のＣＴ値に近似させることができる。
【００４０】
（５）請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記外形内に与えられるＣＴ値は、少なくとも被検体の軟部組織と骨部とに応じて異なることを特徴とする断層撮影装置。
【００４１】
前記（５）に記載の発明によれば、より、人体のＣＴ値に近似させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明に係る断層撮影装置によれば、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する補完手段を備えているので、不完全投影データを好適に補完処理を行うことができる。そして、補完手段から得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、視野から被検体がはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【実施例１】
【００４３】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る断層撮影装置を示す全体構成図である。断層撮影装置は、大きく、撮像系１と画像処理部３とモニタ５とに分けられる。
【００４４】
撮像系１は、Ｘ線管１１とフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）１３とＣ字状アーム１５と天板１７とを備えている。Ｘ線管１１は、天板１７に載置される被検体ＭにＸ線を照射する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。このとき、少なくとも被検体Ｍの関心領域ＲはＸ線の視野に納まっている。Ｃ字状アーム１５は、その両端側でＸ線管１１とＦＰＤ１３とを対向するように保持する。さらに、このＣ字状アーム１５を回転中心Ｐ周りで回転移動させる図示省略の駆動機構を備えている。
【００４５】
Ｃ字状アーム１５の回転により、Ｘ線管１１およびＦＰＤ１３は正逆方向に回転する。これらＸ線管１１およびＦＰＤ１３が回転する平面がスライス面である。このほかに、撮像系１はＸ線を照射するタイミングを制御するＸ線管制御部（図示省略）を備えている。Ｘ線管１１とＦＰＤ１３とＣ字状アーム１５とは、この発明における照射手段と検出手段と回転手段とに相当する。
【００４６】
画像処理部３は、収集部２１と記憶部２３と補完部２５と再構成部２７とを有する。収集部２１は、ＦＰＤ１３の検出結果から実投影データを収集する。記憶部２３は、本断層撮影装置と異なるモダリティの別体機器であるＸ線ＣＴ装置によって、予め取得された被検体ＭのＣＴ画像を記憶している。ＣＴ画像としては、検査／手術計画を立てるために前もって取得されるものが例示される。ただし、記憶部２３に格納されるＣＴ画像には、スライス面における被検体Ｍの全体（輪郭を含む）が識別可能に現れているものとする。補完部２５は、記憶部２３のＣＴ画像を参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。再構成部２７は、実投影データおよび／または補完部２５によって補完された補完投影データとに基づいて再構成演算処理を行い、スライス面における被検体Ｍの関心領域Ｒの断層像を作成する。モニタ５は、再構成部２７で作成された断層像を表示する。なお、本明細書では、Ｘ線ＣＴ装置によって得られる画像をＣＴ画像と記載し、断層撮影装置によって得られる画像を断層像と記載して両者を区別する。
【００４７】
この画像処理部３は、所定のプログラムを読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、各種情報を記憶するＲＡＭ（Random-Access Memory）や固定ディスク等の記憶媒体等で実現される。記憶部２３と補完部２５と再構成部２７は、それぞれこの発明における記憶手段と補完手段と再構成手段に相当する。
【００４８】
次に、実施例１に係る断層撮影装置の動作について、図２を参照して説明する。図２は、撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【００４９】
＜ステップＳ１＞ 被検体を撮影する
Ｃ字状アーム１５の回転中心Ｐ近傍に被検体Ｍの関心領域Ｒが位置するように、被検体Ｍを天板１７に載置する。図示省略の駆動機構によって、Ｃ字状アーム１５はＸ線管１１とＦＰＤ１３とを回転させる。この際、Ｘ線管１１は所定のタイミングでＸ線を照射し、複数の撮影角度から被検体Ｍを撮影する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。
【００５０】
図３を参照する。図３は、スライス面から見た撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。図３には、被検体Ｍに対して鉛直上方、および、水平側方（図３では左側）から照射する２つの撮影角度を例示している。図示するように、双方とも視野には関心領域Ｒが含まれているが、スライス面における被検体Ｍの全体は納まっていない。なお、以下では「スライス面における被検体Ｍの全体（あるいは、一部）」を、単に「被検体Ｍの全体（あるいは、一部）」と略記する。
【００５１】
＜ステップＳ２＞ 実投影データを収集する
収集部２１は、ＦＰＤ１３の出力結果から実投影データを収集する。ここで、図３に例示するように、被検体Ｍの全体が視野に納まっていない撮影で収集された実投影データを特に不完全投影データと呼ぶ。
【００５２】
図３には、実投影データのプロファイルを併せて図示している。プロファイルは、スライス面に沿ったＦＰＤ１３の１検出ライン分の実投影データである。また、図３において、実投影データが検出される範囲を検出範囲と明示するとともに、検出範囲を外れる、すなわち、視野からはみ出した被検体Ｍに応じた仮想的なプロファイルを点線で示す。
【００５３】
＜ステップＳ３＞ 不完全投影データを補完する
補完部２５は、収集部２１によって収集された各不完全投影データについて補完処理を行う。ここでは、実投影データが全て不完全投影データである場合を例にとって説明する。
【００５４】
図４は、実投影データが全て不完全投影データである場合のサイノグラムの模式図を示す。図４において、縦軸は撮影角度であり、横軸は検出ラインの座標であり、併せて検出範囲を明示する。図示するように、いずれの撮影角度においても、検出範囲内に被検体Ｍの輪郭に相当するサインカーブが納まっていない。ただし、便宜上図中に明示していないが、全ての撮影角度において検出範囲内に関心領域Ｒが投影されているものとする（すなわち、関心領域Ｒに応じたＣＴ値が分布しているものとする）。また、図中に明示する領域Ａは被検体Ｍの骨部が投影されている領域であり、領域Ｂは視野内に納まった被検体Ｍ（骨部を除く）が投影された領域を明示している。
【００５５】
補完部２５は、まず記憶部２３に記憶される被検体ＭのＣＴ画像を参照し、このＣＴ画像を各撮影角度から撮影したならば得られるであろう、参照投影データを算出する。ここで、参照するＣＴ画像において骨部が識別できる場合、参照投影データにおいても骨部が投影される領域が識別可能に現れる。
【００５６】
図５は参照投影データのサイノグラムの模式図である。図示するように、サイノグラムには、被検体Ｍの輪郭に相当する２本のサインカーブｃ１、ｃ２、被検体Ｍの骨部に相当する領域ａ、および、被検体Ｍの全体（骨部を除く）に相当する領域ｂが識別可能に現れている。
【００５７】
次に、補完部２５は、実投影データに投影されており、かつ、参照投影データにおいて識別可能な骨部の各領域Ｂ、ｂの位置を一致させることで、実投影データに対して参照投影データの位置合せを行う。
【００５８】
さらに、参照投影データのうち、不完全投影データの検出範囲外における参照投影データを、不完全投影データに補完して補完投影データを得る。ここで、不完全投影データに付加される参照投影データは、視野からはみ出した被検体Ｍに応じたものに相当する。
【００５９】
図６は、不完全投影データに参照投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。図示するように、各撮影角度において検出範囲内の不完全投影データ（領域Ａ、Ｂ）と検出範囲外の参照投影データ（領域ｂの一部）とが合成されており、スライス面における被検体Ｍの全体が投影されているとみなすことができる。
【００６０】
＜ステップＳ４＞ 再構成処理を行う
再構成部２７は、補完部２５から得られた補完投影データのみに基づいて再構成処理を行い、関心領域Ｒの断層像を作成する。再構成処理としては、例えば適当な再構成関数を用いて畳み込み積分を行うと共に、畳み込み積分結果を逆投影する処理が挙げられる。
【００６１】
＜ステップＳ５＞ 断層像を表示する
モニタ５は、オペレータの指示等に基づいて適宜、断層像を表示する。
【００６２】
このように、実施例１に係る断層撮影装置によれば、本装置とは別体のＸ線ＣＴ装置によって予め取得されているＣＴ画像を参照して、不完全投影データを補完処理する補完部２５を備えているので、実投影データが全て不完全投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。そして、この補完処理によって得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００６３】
また、ＣＴ画像は、同じ被検体Ｍについて得られたものであるので、参照投影データ（のサイノグラムのサインカーブＣ１、Ｃ２）によって、視野からはみ出した被検体Ｍに応じた投影データの範囲（輪郭）を精度よく推定することができる。また、ＣＴ画像もＣＴ値の分布データである点では不完全投影データと同じであるので、参照投影データ（のサイノグラムの領域ｂ）によって、実投影データの検出範囲外の投影データを精度よく推定することができる。よって、補完投影データは、スライス面における被検体Ｍの全体が投影されたならば得られるであろう投影データを、精度よく推定することができる。よって、得られる断層像の精度も向上させることができる。
【００６４】
また、補完部２５は、ＣＴ値が急峻に変化し、先鋭にその位置がわかる骨部に基づいて、実投影データと参照投影データとの位置合せを行うように構成したので、位置合せを精度よく行うことができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、この発明の実施例２を説明する。なお、実施例２の装置構成は実施例１と同様である（図１参照）。
【００６６】
実施例２の補完部２５は、記憶部２３に記憶されるＣＴ画像を参照して仮想モデルを算出する。そして、得られた仮想モデルを参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。
【００６７】
次に、実施例２に係る断層撮影装置の動作について、図７を参照して説明する。図７は、撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。なお、実施例１と同じ処理については説明を簡略する。
【００６８】
＜ステップＳ１〜Ｓ２＞ 被検体を撮影する／実投影データを収集する
Ｃ字状アーム１５はＸ線管１１とＦＰＤ１３とを回転させるとともに、Ｘ線管１１はＸ線を照射し、複数の撮影角度から被検体Ｍを撮影する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。収集部２１は、ＦＰＤ１３の出力結果から実投影データを収集する。
【００６９】
＜ステップＳ１１＞ モデルを算出する
補完部２５は、まず記憶部２３に記憶される被検体ＭのＣＴ画像を参照して、ＣＴ画像において識別される輪郭を、これに近似する楕円形に置き換える。そして、この楕円形内に分布するＣＴ値の積分値が、ＣＴ画像の輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と等しくなるように、楕円形内のＣＴ値を補正する。ＣＴ値の補正は関心領域Ｒ以外であることが好ましく、楕円形の周縁部のＣＴ値のみを補正することがより好ましい。本明細書では、このようにして得られる楕円形のＣＴ値分布を仮想モデルと呼ぶ。
【００７０】
＜ステップＳ１２＞ 不完全投影データを補完する
次に、補完部２５は、上述の仮想モデルを参照して、この仮想モデルに対応した投影データを算出する（以下、算出される投影データを「仮想投影データ」と記載する）。そして、不完全投影データに対して仮想投影データの位置合せを行い、不完全投影データに仮想投影データを補完する。
【００７１】
＜ステップＳ５〜Ｓ６＞ 再構成処理を行う／断層像を表示する
再構成部２７は、補完部２５から得られた補完投影データと、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域Ｒの断層像を作成する。モニタ５は、オペレータの指示等に基づいて適宜、断層像を表示する。なお、実投影データの全てが不完全投影データの場合は、補完投影データのみに基づいて再構成処理を行う。
【００７２】
このように、実施例２に係る断層撮影装置によれば、ＣＴ画像を簡略化した仮想モデルを算出する補完部２５を備えるので、仮想投影データを算出する処理は、実施例１のようにＣＴ画像から参照投影データを算出する処理に比べて簡素である。
【００７３】
また、視野から被検体Ｍがはみ出すことに起因する偽像は、フラットネスの悪化といった変化の滑らかなアーチファクトであるので、被検体Ｍの輪郭を楕円形に近似しても十分に診断可能な断層像を得ることができる。
【実施例３】
【００７４】
以下、この発明の実施例３を説明する。実施例３の装置構成は実施例１と同様である（図１参照）。ただし、記憶部２３には本断層撮影装置と異なるモダリティの別体機器である、磁気共鳴イメージング装置（以下、単に「ＭＲＩ装置」と略記する）によって、予め取得された被検体ＭのＭＲＩ画像を記憶している。ただし、ＭＲＩ画像には、スライス面における被検体Ｍの全体（輪郭を含む）が識別可能に現れているものとする。補完部２５は、記憶部２３に記憶されたＭＲＩ画像を参照して、推定モデルを算出する。そして、算出された推定モデルを参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。
【００７５】
次に、実施例３に係る断層撮影装置の動作について説明する。なお、処理の手順は実施例２と同じであるので図７を参照することとし、実施例２と処理内容が異なるステップＳ３、Ｓ４についてのみ説明する。
【００７６】
＜ステップＳ１１＞ モデルを算出する
実施例３に係る補完部２５は、まず記憶部２３に記憶される被検体ＭのＭＲＩ画像を参照して、ＭＲＩ画像から識別される被検体Ｍの輪郭および骨部の位置情報を取得する。そして、骨部の領域内には第１のＣＴ値を与え、骨部を除く輪郭内の領域（以下、単に軟部組織という）には第２のＣＴ値を与える。骨部のＣＴ値としては、人体の骨部の統計的に得られている値を用い。また、軟部組織には水のＣＴ値を用いる。このように、輪郭と同形状の外形を有し、この外形内に骨部と軟部組織に応じて異なるＣＴ値を分布させた推定モデルを算出する。
【００７７】
＜ステップＳ１２＞ 不完全投影データを補完する
補完部２５は、算出した推定モデルを参照して、この推定モデルに対応した投影データを算出する（以下、算出される投影データを「推定投影データ」と記載する）。そして、骨部の位置に基づいて、不完全投影データに対して推定投影データを位置合せし、不完全投影データに推定投影データを補完する。
【００７８】
このように、実施例３に係る断層撮影装置によれば、補完部２５は、ＭＲＩ画像からＣＴ値が分布する推定モデルを算出するので、記憶部２３にＭＲＩ画像が記憶されている場合であっても、補完部２５は不完全投影データを好適に補完処理することができる。
【実施例４】
【００７９】
次に、この発明の実施例４を説明する。実施例４の構成は、実施例１と同様である（図１参照）。ただし、記憶部２３には、ＣＴ画像に加えて、天板１７のＣＴ値分布に関する部材情報が記憶されている。具体的には、スライス面における天板１７のＣＴ画像である。なお、天板１７内部のＣＴ値が一律とみなすことができれば、天板１７のＣＴ画像に替えて、天板１７の３次元位置情報およびＣＴ値を記憶するように構成してもよい。
【００８０】
補完部２５は、記憶部２３のＣＴ画像と部材情報を参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。
【００８１】
次に、実施例４に係る断層撮影装置の動作について説明する。なお、処理の手順は実施例１と同じであるので図２を参照することとし、実施例１と同じ処理については説明を簡略する。
【００８２】
＜ステップＳ１〜Ｓ２＞ 被検体を撮影する／実投影データを収集する
Ｃ字状アーム１５はＸ線管１１とＦＰＤ１３とを回転させるとともに、Ｘ線管１１はＸ線を照射し、複数の撮影角度から被検体Ｍを撮影する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。収集部２１は、ＦＰＤ１３の出力結果から実投影データを収集する。
【００８３】
図８を参照する。図８は、スライス面における撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。図８には、被検体Ｍに対して鉛直上方、および、水平側方（図８では左側）から照射する２つの撮影角度を例示している。図示するように、双方とも視野には関心領域Ｒが含まれているが、スライス面における被検体Ｍの全体は納まっていない。また、視野に天板１７の全体も納まっていない。なお、装置構成によっては、図８において水平側方から照射する場合のように、スライス面における天板１７の全体が視野から外れる場合がある。しかしながら、天板１７は被検体Ｍの背後に位置するため、全ての撮影角度で視野外になることはない（図８において鉛直方向の照射角度の場合を参照）。ここで、視野に天板１７の全体が納まっていない撮影で収集される実投影データを、特に部材欠損投影データと呼ぶ。
【００８４】
図８には、実投影データのプロファイルを併せて図示している。プロファイルは、スライス面に沿ったＦＰＤ１３の１検出ライン分の実投影データである。また、視野からはみ出した被検体Ｍと天板１７に応じた仮想的なプロファイルを点線で示す。
【００８５】
＜ステップＳ３＞ 不完全投影データを補完する
補完部２５は、収集部２１によって収集された各不完全投影データについて補完処理を行う。ここでは、実投影データが全て不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである場合を例にとって説明する。
【００８６】
図９は、実投影データが全て不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである場合のサイノグラムの模式図を示す。図示するように、検出範囲内に被検体Ｍの全体が投影されている撮影角度はない。なお、関心領域Ｒが投影されている領域は便宜上明示していないが、検出範囲内に納まっているものとする。この図９において、点線で示される曲線Ｄ１、Ｄ２は、天板１７の輪郭に相当する曲線であり、これら曲線Ｄ１および曲線Ｄ２によって囲まれる領域は、被検体Ｍと天板１７の両者が投影されている領域である。具体的には、図９において、領域Ａは、被検体Ｍの骨部が投影されている領域であり、領域Ａｂは検体Ｍの骨部と天板１７とが投影されている領域である。また、領域Ｂは視野内の納まった被検体Ｍ（骨部を除く）が投影されている領域であり、領域Ｂｂは視野内の納まった被検体Ｍ（骨部を除く）と天板１７とが投影されている領域である。
【００８７】
まず、補完部２５は記憶部２３に記憶されている被検体ＭのＣＴ画像を参照し、このＣＴ画像を各撮影角度から撮影したならば得られるであろう、参照投影データを算出する。図１０に参照投影データのサイノグラムを例示する。図示するように、参照投影データのサイノグラムには、被検体Ｍの輪郭に相当する２本のサインカーブｃ１、ｃ２、被検体Ｍの骨部に相当する領域ａ、および、被検体Ｍの全体に相当する領域ｂが識別可能に現れている。
【００８８】
また、補完部２５は、記憶部２３に記憶されている部材情報を参照して、天板１７を各撮影各度から撮影したならば得られるであろう、部材計算投影データを算出する。図１１に部材計算投影データのサイノグラムを例示する。図示するように、部材計算投影データのサイノグラムには、天板１７が投影されている領域ｅと、天板１７の輪郭に相当する２本のサインカーブｄ１、ｄ２が識別可能に現れている。
【００８９】
次に、補完部２５は、骨部が投影された領域Ａ、Ａｂと、骨部に相当する領域ａに基づいて、不完全投影データに対して参照投影データを位置合せする。また、天板１７の輪郭に相当する曲線Ｄ１、Ｄ２、ｄ１、ｄ２に基づいて、不完全投影データに対して部材計算投影データの位置合せを行う。そして、検出範囲外における参照投影データおよび検出範囲外における部材計算投影データを不完全投影データに補完する。これらの補完処理によって補完投影データを得る。
【００９０】
図１２は、全てが不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである実投影データに、参照投影データおよび部材計算投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。図示するように、各撮影角度において検出範囲内の不完全投影データ（領域Ａ、Ａｂ、Ｂ、Ｂｂ）と検出範囲外の参照投影データ（領域ｂの一部）および部材計算投影データ（領域ｅの一部）が合成されている。
【００９１】
＜ステップＳ４〜Ｓ５＞ 再構成処理を行う／断層像を表示する
再構成部２７は、補完部２５から得られた補完投影データと、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域Ｒの断層像を作成する。モニタ５は、オペレータの指示等に基づいて適宜、断層像を表示する。
【００９２】
このように、実施例４に係る断層撮影装置によれば、天板１７のＣＴ値分布に関する部材情報を参照して、不完全投影データを補完する補完部２５を備えているので、実投影データが全て部材欠損投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。そして、この補完処理によって得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、天板１７が視野からはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００９３】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００９４】
（１）上述した実施例１と実施例４では、ＣＴ画像に対応した参照投影データをそのまま用いたが、これに限られない。たとえば、ＣＴ画像にスムージング処理を施し、この平滑化されたＣＴ画像に対応した参照投影データを得るようにしてもよい。これにより、実投影データと参照投影データの位置合せがずれてしまった場合に、そのずれが顕在化することを防止することができる。
【００９５】
（２）上述した実施例１から実施例４では、被検体Ｍの骨部を注目部位として、不完全投影データに対する参照投影データ（または仮想投影データあるいは推定投影データ）の位置合せを行ったが、これに限られない。たとえば、位置合せは、その他の被検体Ｍの部位、たとえば臓器等の位置に基づいて行うようにしてもよい。また、被検体Ｍ以外の物、例えば天板１７や専ら位置合せのためのマーカーを利用して位置合せを行ってもよい。
【００９６】
（３）上述した実施例１から実施例４では、実投影データの全てが不完全投影データであったが、これに限られない。すなわち、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データが含まれていてもよい。この場合、補完部２５は、このような不完全投影データに該当しない実投影データに対しては補完処理を行わず、再構成部２７に出力するとともに、再構成部２７は、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データと、不完全投影データを補完した補完投影データとに基づいて再構成処理を行う。
【００９７】
（４）上述した実施例２では、ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に置き換えたが、これに限られず、円、多角形、その他の形状に置き換えるように変更してもよい。
【００９８】
（５）上述した実施例２では、楕円形内のＣＴ値の補正は、楕円形内に分布するＣＴ値の積分値が、ＣＴ画像の輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と等しくなるようにするものであったが、これに限られない。たとえば、その他の関係に基づいて、楕円形のＣＴ値を補正してもよいし、このＣＴ値の補正を省いて、ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に置き換える処理のみを行うように変更してもよい。
【００９９】
（６）上述した実施例３において、本断層撮影装置と異なるモダリティの別体機器であるＭＲＩ装置によって、予め取得された被検体ＭのＭＲＩ画像を記憶していたが、これに限られない。たとえば、ポジトロンＣＴ装置またはシングルフォトンＥＣＴ装置であってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置のうち、２以上の別体機器で得られた複数種類の参照情報を記憶するように構成してもよい。
【０１００】
（７）上述した実施例３において、推定モデルは、その輪郭内の領域全体にＣＴ値を分布させたものだが、これに限られない。たとえば、不完全投影データに補完される推定投影データは検出範囲外の推定投影データのみであるので、推定モデルは検出範囲外のみの領域にＣＴ値を分布させたものでもよい。
【０１０１】
（８）上述した実施例３において、推定モデルに分布するＣＴ値は、骨部と軟部組織で２値化処理したものであるが、これに限られない。たとえば、３つ以上の異なるＣＴ値を分布させて推定モデルを算出してもよい。この場合、統計的に得られた人体のＣＴ値分布モデルを用いて推定モデルを算出してもよい。
【０１０２】
（９）上述した実施例３において、軟部組織に水のＣＴ値を与えたが、これに限られない。水以外の物質、または空気のＣＴ値を用いてもよい。
【０１０３】
（１０）上述した実施例４では、部材計算投影データと不完全投影データとの位置合せは、天板１７の輪郭の位置に基づいておこなったが、これに限られない。たとえば、天板１７の輪郭以外のその他の部位、専ら位置合せのためのマーカー、または、被検体Ｍの位置に基づいて位置合せを行うようにしてもよい。
【０１０４】
（１１）上述した実施例４では、天板１７の部材情報をそのまま用いたが、これに限られない。たとえば、部材情報にスムージング処理を施し、この平滑化された部材情報に対応した部材計算投影データを得るようにしてもよい。これにより、位置合せがずれてしまった場合に、そのずれが顕在化することを防止することができる。
【０１０５】
（１２）上述した実施例４において、実投影データの全てが部材欠損投影データであったが、これに限られない。すなわち、天板１７の全体が投影された実投影データが含まれていてもよい。この場合、補完部２５は、このような部材欠損投影データに該当しない実投影データに対しては補完処理を行わない。
【０１０６】
（１３）上述した実施例４において、補完部２５は、不完全投影データに該当すれば参照投影データに基づいて補完処理を行い、部材欠損投影データに該当すれば部材計算投影データに基づいて補完処理を行ったが、これに限られない。たとえば、実投影データがたとえ不完全投影データに該当したとしても参照投影データに基づく補完処理を省略して、部材計算投影データに基づく補完処理のみを行うように変更してもよい。
【０１０７】
（１４）上述した実施例４において、部材欠損投影データは、視野に天板１７の全体が納まっていない撮影で収集される実投影データであったが、これに限られない。たとえば、その他の断層撮像装置に配備される医療器具等であって、撮影角度に応じて視野からはみ出すものについて、補完処理を行うように変更してもよい。
【０１０８】
（１５）上述した実施例４において、補完部２５は、記憶部２３に記憶されるＣＴ画像を参照して得られる参照投影データに基づいて、不完全投影データを補完処理したが、これに限られない。たとえば、実施例２で説明したように、補完部２５が、ＣＴ画像から仮想投影データを算出し、この仮想投影データに基づいて補完処理を行うように構成してもよい。また、記憶部２３にＭＲＩ画像を記憶するように変更して、実施例３で説明したように、補完部２５がＭＲＩ画像から推定投影データを算出し、この推定投影データに基づいて補完処理を行うように構成してもよい。
【０１０９】
（１６）上述した各実施例では、ＦＰＤ１３を用いているが、この発明としては、イメージインテンシファイアや多列検出器などを用いるものでも良い。
【０１１０】
（１７）上述した実施例では、断層撮像装置は医用であったが、これに限られない。たとえば、非破壊検査、ＲＩ（Radio Isotope）検査、および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられるＸ線撮像装置にも適用できる。なお、各実施例において、被検体Ｍと記載したが、被検体Ｍは人体に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施例１に係る断層撮影装置を示す全体構成図である。
【図２】撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】スライス面から見た撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。
【図４】実投影データが全て不完全投影データである場合のサイノグラムの模式図である。
【図５】参照投影データのサイノグラムの模式図である。
【図６】不完全投影データに参照投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。
【図７】撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】スライス面における撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。
【図９】実投影データが全て不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである場合のサイノグラムの模式図である。
【図１０】参照投影データのサイノグラムの模式図である。
【図１１】部材計算投影データのサイノグラムの模式図である。
【図１２】不完全投影データに参照投影データを補完し、かつ、部材欠損投影データに部材計算投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。
【図１３】従来例に係るＸ線ＣＴ装置を示す全体構成図である。
【図１４】不完全投影データが含まれる実投影データのサイノグラムの模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ …撮像系
３ …画像処理部
１１ …Ｘ線管
１３ …フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１５ …Ｃ字状アーム
１７ …天板
２１ …収集部
２３ …記憶部
２５ …補完部
２７ …再構成部
Ｍ …被検体
Ｒ …関心領域
【技術分野】
【０００１】
この発明は、断層撮影装置および断層撮影方法に係り、特に、視野から被検体がはみ出した撮影で収集された実投影データを補完する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スライス面における被検体の画像を作成する装置として、図１３に示すようなＸ線ＣＴ装置がある。Ｘ線ＣＴ装置の撮像系４１は、ガントリ５８内にＸ線管５１とＸ線検出器５３とが互いに対向させて設けられている。このＸ線管５１およびＸ線検出器５３をガントリ５８内に沿って回転させつつ（例えば３６０度）、Ｘ線を照射することで、ガントリ５８の中空部５９に載置される被検体Ｍに対して種々の撮影角度から撮影を行う。Ｘ線ＣＴ装置の画像処理部４３は、Ｘ線検出器５３から被検体Ｍの実投影データを収集する収集部６１と、複数の実投影データに基づいて再構成処理を行う再構成部６７と備え、被検体ＭのＣＴ画像を作成する。作成されたＣＴ画像は、適宜モニタ４５に表示される。なお、本明細書では、Ｘ線ＣＴ装置によって得られる画像をＣＴ画像と記載し、後述する断層撮影装置によって得られる画像を断層像と記載して両者を区別する。
【０００３】
ここで、各実投影データは全て被検体Ｍの全体が投影されたものでなければ、適切な再構成処理を行うことができない。すなわち、被検体Ｍの全部がＸ線検出器５３に投影されていない実投影データが含まれていると、ＣＴ画像に偽像が生じる。例えばＣＴ画像のフラットネスが悪化する。なお、被検体Ｍの一部である関心領域のみについてＣＴ画像を作成する場合であっても、ＣＴ画像に応じたスライス面における被検体Ｍの全体（以下、単に「被検体の全体」という）が投影されていなければ、ＣＴ画像に偽像が生じてしまう。
【０００４】
このため、Ｘ線ＣＴ装置の撮像系４１は、比較的大きなＸ線検出器５３を備え、被検体ＭがＸ線検出器５３からはみ出して投影されることがないよう、十分広い視野を確保している。しかし、このような撮像系４１であっても、被検体Ｍの全体が視野に納まらない場合がある。そこで、Ｘ線ＣＴ装置の画像処理部４３において実投影データを補完処理する補完部６５を備えて構成したものがある。
【０００５】
具体的には、被検体Ｍの全体が視野に納まっていない撮影で得られる実投影データ（以下、単に「不完全投影データ」と呼ぶ）について、別の撮影角度で収集された、被検体Ｍの全体が投影されている実投影データ（以下、単に「完全投影データ」と呼ぶ）を用いて補完処理を行う。補完処理は、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された投影データに分布するＣＴ値を積分した値は撮影角度に関わらず一定となる関係を利用して、完全投影データのＣＴ値に基づいて不完全投影データのＣＴ値を補正する。
【０００６】
図１４は、不完全投影データが含まれる実投影データのサイノグラムである。図示するように、サイノグラムの上段側と下段側とにそれぞれ不完全投影データが含まれている。点線は、不完全投影データに補われた範囲を示す。
【０００７】
このように、補完処理によって得られた補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、ＣＴ画像に偽像が生じることを抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６５７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のＸ線ＣＴ装置によれば、不完全投影データの補完処理は、被検体Ｍの全体が視野に納まっている撮影が少なくとも１度は行われていることが前提である。言い換えれば、いずれの撮影角度で撮影しても不完全投影データしか収集されない場合は、不完全投影データを補完処理することができないという不都合がある。
【０００９】
このような不都合は、以下に説明する断層撮影装置においてはより顕著になる。すなわち、断層撮影装置は、Ｘ線管とＸ線検出器とがＣ字状アームに保持され、このＣ字状アームを回転させることで被検体の周りをＸ線管およびＸ線検出器が回転（例えば１８０度）可能に構成される。このように、断層撮影装置は、Ｘ線ＣＴ装置と異なるモダリティでありながら、Ｘ線ＣＴ装置と同種の投影データを収集可能な撮像系を有する。ただし、Ｘ線検出器の面積はＸ線ＣＴ装置に比べて視野が狭いため、いかなる撮影角度から撮影しても被検体の全体が投影された投影データを得ることができない場合が多い。このような場合には、断層撮影装置が上述した補完処理を行う補完部を備えていても、不完全投影データを補完することはできない。
【００１０】
また、視野が狭いため、被検体を載置する天板等、装置に配備される部材を常に視野内に納めることが困難であり、視野に入ったり、はみ出したりする。このような場合には、投影データに含まれる天板等に応じたＣＴ値分布が、断層像に偽像を生じさせる。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、全ての撮影角度において被検体の全体が視野からはみ出してしまう場合であっても、撮影によって収集される投影データに基づいて再構成される断層像に偽像が発生することを抑制することができる断層撮影装置および断層撮影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する補完手段を備えているので、不完全投影データを好適に補完処理を行うことができる。そして、補完手段から得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、視野から被検体がはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００１４】
上述した発明において、前記実投影データは全て不完全投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことが好ましい（請求項２）。補完処理の際、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報を参照するので、実投影データが全て不完全投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。
【００１５】
上述した発明において、前記別体機器は、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置の少なくともいずれか１つであることが好ましい（請求項３）。Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置によって得られる各情報は、被検体の輪郭を好適に識別することができる。
【００１６】
上述した発明において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は、前記ＣＴ画像に対応する参照投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた参照投影データを、前記不完全投影データに補完することが好ましい（請求項４）。補完投影データを、被検体の全体が視野に納まった投影データとみなすことができる。
【００１７】
上述した発明において、前記補完手段は、前記実投影データに投影され、かつ、前記参照投影データにおいて識別可能な被検体の注目部位の位置に基づいて、前記実投影データに対して前記参照投影データの位置合せを行うことが好ましい（請求項５）。位置合せを好適に行うことができる。
【００１８】
上述した発明において、前記注目部位は被検体の骨部または臓器であることが好ましい（請求項６）。位置合せを精度よく行うことができる。
【００１９】
上述した発明において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は前記ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に近似させた仮想モデルを算出し、この仮想モデルに対応する仮想投影データを用いて前記不完全投影データを補完処理することが好ましい（請求項７）。補完処理を簡素化することができる。
【００２０】
上述した発明において、前記仮想モデルの楕円形内に分布するＣＴ値の積分値は、前記ＣＴ画像において識別される輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と略等しいことが好ましい（請求項８）。より再構成処理に好適な仮想モデルを得ることができる。
【００２１】
上述した発明において、前記補完手段は、前記参照情報に基づいて被検体の推定投影データを算出し、この推定投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた推定投影データを、前記不完全投影データに補完することが好ましい（請求項９）。補完投影データを、被検体の全体が視野に納まった投影データとみなすことができる。
【００２２】
上述した発明において、前記補完手段は、前記参照情報において識別される輪郭に応じた外形を有し、この外形内にＣＴ値を分布させた推定モデルを推定し、この推定モデルに対応する推定投影データを算出することが好ましい（請求項１０）。より再構成処理に好適な推定モデルを得ることができる。
【００２３】
また、請求項１１に記載の発明は、被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
［作用・効果］請求項１１に記載の発明によれば、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を参照して、部材欠損投影データを補完する補完手段を備えているので、部材が視野からはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００２５】
上述した発明において、前記実投影データは全て部材欠損投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことが好ましい（請求項１２）。部材情報を参照して補完処理を行うので、実投影データが全て部材欠損投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。
【００２６】
上述した発明において、前記部材は被検体を載置する天板であることが好ましい（請求項３）。天板が視野からはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００２７】
また、請求項１４に記載の発明は、被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報と、前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理するとともに、前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体および前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影像データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２８】
［作用・効果］請求項１４に記載の発明によれば、参照情報および部材情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する補完手段を備えているので、不完全投影データを好適に補完処理を行うことができる。よって、視野から被検体と部材とがはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００２９】
また、請求項１５に記載の発明は、少なくとも被検体の関心領域を視野に納めてＸ線撮影を行って得られた複数の実投影データに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する断層像作成方法において、被検体の全体が視野に納まっていない状態でＸ線撮影が行われたときは、本装置と異なるモダリティの別体機器によって取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報に基づいて前記実投影データを補完処理する第１工程と、被検体の全体が納まっている撮影で得られた実投影データ、および、前記第１工程で補完処理された補完投影データに基づいて再構成処理を行う第２工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］請求項１５に記載の発明によれば、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する第１行程を備え、第２行程では補完処理された補完投影データに基づいて再構成処理を行うので、視野から被検体がはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００３１】
なお、本明細書は、次のような断層撮影装置に係る発明も開示している。
【００３２】
（１）請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記推定モデルの外形は、前記参照情報により識別される被検体の輪郭を近似した楕円形であることを特徴とする断層撮影装置。
【００３３】
前記（１）に記載の発明によれば、補完処理を簡素化することができる。
【００３４】
（２）請求項９または請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記参照情報において、さらに実投影データに投影されている被検体の注目部位の位置が識別可能であり、前記補完手段は前記注目部位の位置に基づいて、前記実投影データに対して前記推定投影データの位置合せを行うことを特徴とする断層撮影装置。
【００３５】
前記（２）に記載の発明によれば、位置合せを好適に行うことができる。
【００３６】
（３）前記（２）に記載の断層撮影装置において、前記注目部位は被検体の骨部または臓器であることを特徴とする断層撮影装置。
【００３７】
前記（３）に記載の発明によれば、位置合せを精度よく行うことができる。
【００３８】
（４）請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記外形内に与えられるＣＴ値は、一律に水のＣＴ値に相当する値であることを特徴とする断層撮影装置。
【００３９】
前記（４）に記載の発明によれば、人体のＣＴ値に近似させることができる。
【００４０】
（５）請求項１０に記載の断層撮影装置において、前記外形内に与えられるＣＴ値は、少なくとも被検体の軟部組織と骨部とに応じて異なることを特徴とする断層撮影装置。
【００４１】
前記（５）に記載の発明によれば、より、人体のＣＴ値に近似させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明に係る断層撮影装置によれば、本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された参照情報に基づいて、不完全投影データを補完処理する補完手段を備えているので、不完全投影データを好適に補完処理を行うことができる。そして、補完手段から得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、視野から被検体がはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【実施例１】
【００４３】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る断層撮影装置を示す全体構成図である。断層撮影装置は、大きく、撮像系１と画像処理部３とモニタ５とに分けられる。
【００４４】
撮像系１は、Ｘ線管１１とフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）１３とＣ字状アーム１５と天板１７とを備えている。Ｘ線管１１は、天板１７に載置される被検体ＭにＸ線を照射する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。このとき、少なくとも被検体Ｍの関心領域ＲはＸ線の視野に納まっている。Ｃ字状アーム１５は、その両端側でＸ線管１１とＦＰＤ１３とを対向するように保持する。さらに、このＣ字状アーム１５を回転中心Ｐ周りで回転移動させる図示省略の駆動機構を備えている。
【００４５】
Ｃ字状アーム１５の回転により、Ｘ線管１１およびＦＰＤ１３は正逆方向に回転する。これらＸ線管１１およびＦＰＤ１３が回転する平面がスライス面である。このほかに、撮像系１はＸ線を照射するタイミングを制御するＸ線管制御部（図示省略）を備えている。Ｘ線管１１とＦＰＤ１３とＣ字状アーム１５とは、この発明における照射手段と検出手段と回転手段とに相当する。
【００４６】
画像処理部３は、収集部２１と記憶部２３と補完部２５と再構成部２７とを有する。収集部２１は、ＦＰＤ１３の検出結果から実投影データを収集する。記憶部２３は、本断層撮影装置と異なるモダリティの別体機器であるＸ線ＣＴ装置によって、予め取得された被検体ＭのＣＴ画像を記憶している。ＣＴ画像としては、検査／手術計画を立てるために前もって取得されるものが例示される。ただし、記憶部２３に格納されるＣＴ画像には、スライス面における被検体Ｍの全体（輪郭を含む）が識別可能に現れているものとする。補完部２５は、記憶部２３のＣＴ画像を参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。再構成部２７は、実投影データおよび／または補完部２５によって補完された補完投影データとに基づいて再構成演算処理を行い、スライス面における被検体Ｍの関心領域Ｒの断層像を作成する。モニタ５は、再構成部２７で作成された断層像を表示する。なお、本明細書では、Ｘ線ＣＴ装置によって得られる画像をＣＴ画像と記載し、断層撮影装置によって得られる画像を断層像と記載して両者を区別する。
【００４７】
この画像処理部３は、所定のプログラムを読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、各種情報を記憶するＲＡＭ（Random-Access Memory）や固定ディスク等の記憶媒体等で実現される。記憶部２３と補完部２５と再構成部２７は、それぞれこの発明における記憶手段と補完手段と再構成手段に相当する。
【００４８】
次に、実施例１に係る断層撮影装置の動作について、図２を参照して説明する。図２は、撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【００４９】
＜ステップＳ１＞ 被検体を撮影する
Ｃ字状アーム１５の回転中心Ｐ近傍に被検体Ｍの関心領域Ｒが位置するように、被検体Ｍを天板１７に載置する。図示省略の駆動機構によって、Ｃ字状アーム１５はＸ線管１１とＦＰＤ１３とを回転させる。この際、Ｘ線管１１は所定のタイミングでＸ線を照射し、複数の撮影角度から被検体Ｍを撮影する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。
【００５０】
図３を参照する。図３は、スライス面から見た撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。図３には、被検体Ｍに対して鉛直上方、および、水平側方（図３では左側）から照射する２つの撮影角度を例示している。図示するように、双方とも視野には関心領域Ｒが含まれているが、スライス面における被検体Ｍの全体は納まっていない。なお、以下では「スライス面における被検体Ｍの全体（あるいは、一部）」を、単に「被検体Ｍの全体（あるいは、一部）」と略記する。
【００５１】
＜ステップＳ２＞ 実投影データを収集する
収集部２１は、ＦＰＤ１３の出力結果から実投影データを収集する。ここで、図３に例示するように、被検体Ｍの全体が視野に納まっていない撮影で収集された実投影データを特に不完全投影データと呼ぶ。
【００５２】
図３には、実投影データのプロファイルを併せて図示している。プロファイルは、スライス面に沿ったＦＰＤ１３の１検出ライン分の実投影データである。また、図３において、実投影データが検出される範囲を検出範囲と明示するとともに、検出範囲を外れる、すなわち、視野からはみ出した被検体Ｍに応じた仮想的なプロファイルを点線で示す。
【００５３】
＜ステップＳ３＞ 不完全投影データを補完する
補完部２５は、収集部２１によって収集された各不完全投影データについて補完処理を行う。ここでは、実投影データが全て不完全投影データである場合を例にとって説明する。
【００５４】
図４は、実投影データが全て不完全投影データである場合のサイノグラムの模式図を示す。図４において、縦軸は撮影角度であり、横軸は検出ラインの座標であり、併せて検出範囲を明示する。図示するように、いずれの撮影角度においても、検出範囲内に被検体Ｍの輪郭に相当するサインカーブが納まっていない。ただし、便宜上図中に明示していないが、全ての撮影角度において検出範囲内に関心領域Ｒが投影されているものとする（すなわち、関心領域Ｒに応じたＣＴ値が分布しているものとする）。また、図中に明示する領域Ａは被検体Ｍの骨部が投影されている領域であり、領域Ｂは視野内に納まった被検体Ｍ（骨部を除く）が投影された領域を明示している。
【００５５】
補完部２５は、まず記憶部２３に記憶される被検体ＭのＣＴ画像を参照し、このＣＴ画像を各撮影角度から撮影したならば得られるであろう、参照投影データを算出する。ここで、参照するＣＴ画像において骨部が識別できる場合、参照投影データにおいても骨部が投影される領域が識別可能に現れる。
【００５６】
図５は参照投影データのサイノグラムの模式図である。図示するように、サイノグラムには、被検体Ｍの輪郭に相当する２本のサインカーブｃ１、ｃ２、被検体Ｍの骨部に相当する領域ａ、および、被検体Ｍの全体（骨部を除く）に相当する領域ｂが識別可能に現れている。
【００５７】
次に、補完部２５は、実投影データに投影されており、かつ、参照投影データにおいて識別可能な骨部の各領域Ｂ、ｂの位置を一致させることで、実投影データに対して参照投影データの位置合せを行う。
【００５８】
さらに、参照投影データのうち、不完全投影データの検出範囲外における参照投影データを、不完全投影データに補完して補完投影データを得る。ここで、不完全投影データに付加される参照投影データは、視野からはみ出した被検体Ｍに応じたものに相当する。
【００５９】
図６は、不完全投影データに参照投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。図示するように、各撮影角度において検出範囲内の不完全投影データ（領域Ａ、Ｂ）と検出範囲外の参照投影データ（領域ｂの一部）とが合成されており、スライス面における被検体Ｍの全体が投影されているとみなすことができる。
【００６０】
＜ステップＳ４＞ 再構成処理を行う
再構成部２７は、補完部２５から得られた補完投影データのみに基づいて再構成処理を行い、関心領域Ｒの断層像を作成する。再構成処理としては、例えば適当な再構成関数を用いて畳み込み積分を行うと共に、畳み込み積分結果を逆投影する処理が挙げられる。
【００６１】
＜ステップＳ５＞ 断層像を表示する
モニタ５は、オペレータの指示等に基づいて適宜、断層像を表示する。
【００６２】
このように、実施例１に係る断層撮影装置によれば、本装置とは別体のＸ線ＣＴ装置によって予め取得されているＣＴ画像を参照して、不完全投影データを補完処理する補完部２５を備えているので、実投影データが全て不完全投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。そして、この補完処理によって得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００６３】
また、ＣＴ画像は、同じ被検体Ｍについて得られたものであるので、参照投影データ（のサイノグラムのサインカーブＣ１、Ｃ２）によって、視野からはみ出した被検体Ｍに応じた投影データの範囲（輪郭）を精度よく推定することができる。また、ＣＴ画像もＣＴ値の分布データである点では不完全投影データと同じであるので、参照投影データ（のサイノグラムの領域ｂ）によって、実投影データの検出範囲外の投影データを精度よく推定することができる。よって、補完投影データは、スライス面における被検体Ｍの全体が投影されたならば得られるであろう投影データを、精度よく推定することができる。よって、得られる断層像の精度も向上させることができる。
【００６４】
また、補完部２５は、ＣＴ値が急峻に変化し、先鋭にその位置がわかる骨部に基づいて、実投影データと参照投影データとの位置合せを行うように構成したので、位置合せを精度よく行うことができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、この発明の実施例２を説明する。なお、実施例２の装置構成は実施例１と同様である（図１参照）。
【００６６】
実施例２の補完部２５は、記憶部２３に記憶されるＣＴ画像を参照して仮想モデルを算出する。そして、得られた仮想モデルを参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。
【００６７】
次に、実施例２に係る断層撮影装置の動作について、図７を参照して説明する。図７は、撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。なお、実施例１と同じ処理については説明を簡略する。
【００６８】
＜ステップＳ１〜Ｓ２＞ 被検体を撮影する／実投影データを収集する
Ｃ字状アーム１５はＸ線管１１とＦＰＤ１３とを回転させるとともに、Ｘ線管１１はＸ線を照射し、複数の撮影角度から被検体Ｍを撮影する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。収集部２１は、ＦＰＤ１３の出力結果から実投影データを収集する。
【００６９】
＜ステップＳ１１＞ モデルを算出する
補完部２５は、まず記憶部２３に記憶される被検体ＭのＣＴ画像を参照して、ＣＴ画像において識別される輪郭を、これに近似する楕円形に置き換える。そして、この楕円形内に分布するＣＴ値の積分値が、ＣＴ画像の輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と等しくなるように、楕円形内のＣＴ値を補正する。ＣＴ値の補正は関心領域Ｒ以外であることが好ましく、楕円形の周縁部のＣＴ値のみを補正することがより好ましい。本明細書では、このようにして得られる楕円形のＣＴ値分布を仮想モデルと呼ぶ。
【００７０】
＜ステップＳ１２＞ 不完全投影データを補完する
次に、補完部２５は、上述の仮想モデルを参照して、この仮想モデルに対応した投影データを算出する（以下、算出される投影データを「仮想投影データ」と記載する）。そして、不完全投影データに対して仮想投影データの位置合せを行い、不完全投影データに仮想投影データを補完する。
【００７１】
＜ステップＳ５〜Ｓ６＞ 再構成処理を行う／断層像を表示する
再構成部２７は、補完部２５から得られた補完投影データと、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域Ｒの断層像を作成する。モニタ５は、オペレータの指示等に基づいて適宜、断層像を表示する。なお、実投影データの全てが不完全投影データの場合は、補完投影データのみに基づいて再構成処理を行う。
【００７２】
このように、実施例２に係る断層撮影装置によれば、ＣＴ画像を簡略化した仮想モデルを算出する補完部２５を備えるので、仮想投影データを算出する処理は、実施例１のようにＣＴ画像から参照投影データを算出する処理に比べて簡素である。
【００７３】
また、視野から被検体Ｍがはみ出すことに起因する偽像は、フラットネスの悪化といった変化の滑らかなアーチファクトであるので、被検体Ｍの輪郭を楕円形に近似しても十分に診断可能な断層像を得ることができる。
【実施例３】
【００７４】
以下、この発明の実施例３を説明する。実施例３の装置構成は実施例１と同様である（図１参照）。ただし、記憶部２３には本断層撮影装置と異なるモダリティの別体機器である、磁気共鳴イメージング装置（以下、単に「ＭＲＩ装置」と略記する）によって、予め取得された被検体ＭのＭＲＩ画像を記憶している。ただし、ＭＲＩ画像には、スライス面における被検体Ｍの全体（輪郭を含む）が識別可能に現れているものとする。補完部２５は、記憶部２３に記憶されたＭＲＩ画像を参照して、推定モデルを算出する。そして、算出された推定モデルを参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。
【００７５】
次に、実施例３に係る断層撮影装置の動作について説明する。なお、処理の手順は実施例２と同じであるので図７を参照することとし、実施例２と処理内容が異なるステップＳ３、Ｓ４についてのみ説明する。
【００７６】
＜ステップＳ１１＞ モデルを算出する
実施例３に係る補完部２５は、まず記憶部２３に記憶される被検体ＭのＭＲＩ画像を参照して、ＭＲＩ画像から識別される被検体Ｍの輪郭および骨部の位置情報を取得する。そして、骨部の領域内には第１のＣＴ値を与え、骨部を除く輪郭内の領域（以下、単に軟部組織という）には第２のＣＴ値を与える。骨部のＣＴ値としては、人体の骨部の統計的に得られている値を用い。また、軟部組織には水のＣＴ値を用いる。このように、輪郭と同形状の外形を有し、この外形内に骨部と軟部組織に応じて異なるＣＴ値を分布させた推定モデルを算出する。
【００７７】
＜ステップＳ１２＞ 不完全投影データを補完する
補完部２５は、算出した推定モデルを参照して、この推定モデルに対応した投影データを算出する（以下、算出される投影データを「推定投影データ」と記載する）。そして、骨部の位置に基づいて、不完全投影データに対して推定投影データを位置合せし、不完全投影データに推定投影データを補完する。
【００７８】
このように、実施例３に係る断層撮影装置によれば、補完部２５は、ＭＲＩ画像からＣＴ値が分布する推定モデルを算出するので、記憶部２３にＭＲＩ画像が記憶されている場合であっても、補完部２５は不完全投影データを好適に補完処理することができる。
【実施例４】
【００７９】
次に、この発明の実施例４を説明する。実施例４の構成は、実施例１と同様である（図１参照）。ただし、記憶部２３には、ＣＴ画像に加えて、天板１７のＣＴ値分布に関する部材情報が記憶されている。具体的には、スライス面における天板１７のＣＴ画像である。なお、天板１７内部のＣＴ値が一律とみなすことができれば、天板１７のＣＴ画像に替えて、天板１７の３次元位置情報およびＣＴ値を記憶するように構成してもよい。
【００８０】
補完部２５は、記憶部２３のＣＴ画像と部材情報を参照して、実投影データについて所定の補完処理を行う。
【００８１】
次に、実施例４に係る断層撮影装置の動作について説明する。なお、処理の手順は実施例１と同じであるので図２を参照することとし、実施例１と同じ処理については説明を簡略する。
【００８２】
＜ステップＳ１〜Ｓ２＞ 被検体を撮影する／実投影データを収集する
Ｃ字状アーム１５はＸ線管１１とＦＰＤ１３とを回転させるとともに、Ｘ線管１１はＸ線を照射し、複数の撮影角度から被検体Ｍを撮影する。ＦＰＤ１３は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。収集部２１は、ＦＰＤ１３の出力結果から実投影データを収集する。
【００８３】
図８を参照する。図８は、スライス面における撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。図８には、被検体Ｍに対して鉛直上方、および、水平側方（図８では左側）から照射する２つの撮影角度を例示している。図示するように、双方とも視野には関心領域Ｒが含まれているが、スライス面における被検体Ｍの全体は納まっていない。また、視野に天板１７の全体も納まっていない。なお、装置構成によっては、図８において水平側方から照射する場合のように、スライス面における天板１７の全体が視野から外れる場合がある。しかしながら、天板１７は被検体Ｍの背後に位置するため、全ての撮影角度で視野外になることはない（図８において鉛直方向の照射角度の場合を参照）。ここで、視野に天板１７の全体が納まっていない撮影で収集される実投影データを、特に部材欠損投影データと呼ぶ。
【００８４】
図８には、実投影データのプロファイルを併せて図示している。プロファイルは、スライス面に沿ったＦＰＤ１３の１検出ライン分の実投影データである。また、視野からはみ出した被検体Ｍと天板１７に応じた仮想的なプロファイルを点線で示す。
【００８５】
＜ステップＳ３＞ 不完全投影データを補完する
補完部２５は、収集部２１によって収集された各不完全投影データについて補完処理を行う。ここでは、実投影データが全て不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである場合を例にとって説明する。
【００８６】
図９は、実投影データが全て不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである場合のサイノグラムの模式図を示す。図示するように、検出範囲内に被検体Ｍの全体が投影されている撮影角度はない。なお、関心領域Ｒが投影されている領域は便宜上明示していないが、検出範囲内に納まっているものとする。この図９において、点線で示される曲線Ｄ１、Ｄ２は、天板１７の輪郭に相当する曲線であり、これら曲線Ｄ１および曲線Ｄ２によって囲まれる領域は、被検体Ｍと天板１７の両者が投影されている領域である。具体的には、図９において、領域Ａは、被検体Ｍの骨部が投影されている領域であり、領域Ａｂは検体Ｍの骨部と天板１７とが投影されている領域である。また、領域Ｂは視野内の納まった被検体Ｍ（骨部を除く）が投影されている領域であり、領域Ｂｂは視野内の納まった被検体Ｍ（骨部を除く）と天板１７とが投影されている領域である。
【００８７】
まず、補完部２５は記憶部２３に記憶されている被検体ＭのＣＴ画像を参照し、このＣＴ画像を各撮影角度から撮影したならば得られるであろう、参照投影データを算出する。図１０に参照投影データのサイノグラムを例示する。図示するように、参照投影データのサイノグラムには、被検体Ｍの輪郭に相当する２本のサインカーブｃ１、ｃ２、被検体Ｍの骨部に相当する領域ａ、および、被検体Ｍの全体に相当する領域ｂが識別可能に現れている。
【００８８】
また、補完部２５は、記憶部２３に記憶されている部材情報を参照して、天板１７を各撮影各度から撮影したならば得られるであろう、部材計算投影データを算出する。図１１に部材計算投影データのサイノグラムを例示する。図示するように、部材計算投影データのサイノグラムには、天板１７が投影されている領域ｅと、天板１７の輪郭に相当する２本のサインカーブｄ１、ｄ２が識別可能に現れている。
【００８９】
次に、補完部２５は、骨部が投影された領域Ａ、Ａｂと、骨部に相当する領域ａに基づいて、不完全投影データに対して参照投影データを位置合せする。また、天板１７の輪郭に相当する曲線Ｄ１、Ｄ２、ｄ１、ｄ２に基づいて、不完全投影データに対して部材計算投影データの位置合せを行う。そして、検出範囲外における参照投影データおよび検出範囲外における部材計算投影データを不完全投影データに補完する。これらの補完処理によって補完投影データを得る。
【００９０】
図１２は、全てが不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである実投影データに、参照投影データおよび部材計算投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。図示するように、各撮影角度において検出範囲内の不完全投影データ（領域Ａ、Ａｂ、Ｂ、Ｂｂ）と検出範囲外の参照投影データ（領域ｂの一部）および部材計算投影データ（領域ｅの一部）が合成されている。
【００９１】
＜ステップＳ４〜Ｓ５＞ 再構成処理を行う／断層像を表示する
再構成部２７は、補完部２５から得られた補完投影データと、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域Ｒの断層像を作成する。モニタ５は、オペレータの指示等に基づいて適宜、断層像を表示する。
【００９２】
このように、実施例４に係る断層撮影装置によれば、天板１７のＣＴ値分布に関する部材情報を参照して、不完全投影データを補完する補完部２５を備えているので、実投影データが全て部材欠損投影データであっても好適に補完処理を行うことができる。そして、この補完処理によって得られる補完投影データに基づいて再構成処理を行うことで、天板１７が視野からはみ出すことに起因する偽像が抑制された断層像を得ることができる。
【００９３】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００９４】
（１）上述した実施例１と実施例４では、ＣＴ画像に対応した参照投影データをそのまま用いたが、これに限られない。たとえば、ＣＴ画像にスムージング処理を施し、この平滑化されたＣＴ画像に対応した参照投影データを得るようにしてもよい。これにより、実投影データと参照投影データの位置合せがずれてしまった場合に、そのずれが顕在化することを防止することができる。
【００９５】
（２）上述した実施例１から実施例４では、被検体Ｍの骨部を注目部位として、不完全投影データに対する参照投影データ（または仮想投影データあるいは推定投影データ）の位置合せを行ったが、これに限られない。たとえば、位置合せは、その他の被検体Ｍの部位、たとえば臓器等の位置に基づいて行うようにしてもよい。また、被検体Ｍ以外の物、例えば天板１７や専ら位置合せのためのマーカーを利用して位置合せを行ってもよい。
【００９６】
（３）上述した実施例１から実施例４では、実投影データの全てが不完全投影データであったが、これに限られない。すなわち、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データが含まれていてもよい。この場合、補完部２５は、このような不完全投影データに該当しない実投影データに対しては補完処理を行わず、再構成部２７に出力するとともに、再構成部２７は、スライス面における被検体Ｍの全体が投影された実投影データと、不完全投影データを補完した補完投影データとに基づいて再構成処理を行う。
【００９７】
（４）上述した実施例２では、ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に置き換えたが、これに限られず、円、多角形、その他の形状に置き換えるように変更してもよい。
【００９８】
（５）上述した実施例２では、楕円形内のＣＴ値の補正は、楕円形内に分布するＣＴ値の積分値が、ＣＴ画像の輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と等しくなるようにするものであったが、これに限られない。たとえば、その他の関係に基づいて、楕円形のＣＴ値を補正してもよいし、このＣＴ値の補正を省いて、ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に置き換える処理のみを行うように変更してもよい。
【００９９】
（６）上述した実施例３において、本断層撮影装置と異なるモダリティの別体機器であるＭＲＩ装置によって、予め取得された被検体ＭのＭＲＩ画像を記憶していたが、これに限られない。たとえば、ポジトロンＣＴ装置またはシングルフォトンＥＣＴ装置であってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置のうち、２以上の別体機器で得られた複数種類の参照情報を記憶するように構成してもよい。
【０１００】
（７）上述した実施例３において、推定モデルは、その輪郭内の領域全体にＣＴ値を分布させたものだが、これに限られない。たとえば、不完全投影データに補完される推定投影データは検出範囲外の推定投影データのみであるので、推定モデルは検出範囲外のみの領域にＣＴ値を分布させたものでもよい。
【０１０１】
（８）上述した実施例３において、推定モデルに分布するＣＴ値は、骨部と軟部組織で２値化処理したものであるが、これに限られない。たとえば、３つ以上の異なるＣＴ値を分布させて推定モデルを算出してもよい。この場合、統計的に得られた人体のＣＴ値分布モデルを用いて推定モデルを算出してもよい。
【０１０２】
（９）上述した実施例３において、軟部組織に水のＣＴ値を与えたが、これに限られない。水以外の物質、または空気のＣＴ値を用いてもよい。
【０１０３】
（１０）上述した実施例４では、部材計算投影データと不完全投影データとの位置合せは、天板１７の輪郭の位置に基づいておこなったが、これに限られない。たとえば、天板１７の輪郭以外のその他の部位、専ら位置合せのためのマーカー、または、被検体Ｍの位置に基づいて位置合せを行うようにしてもよい。
【０１０４】
（１１）上述した実施例４では、天板１７の部材情報をそのまま用いたが、これに限られない。たとえば、部材情報にスムージング処理を施し、この平滑化された部材情報に対応した部材計算投影データを得るようにしてもよい。これにより、位置合せがずれてしまった場合に、そのずれが顕在化することを防止することができる。
【０１０５】
（１２）上述した実施例４において、実投影データの全てが部材欠損投影データであったが、これに限られない。すなわち、天板１７の全体が投影された実投影データが含まれていてもよい。この場合、補完部２５は、このような部材欠損投影データに該当しない実投影データに対しては補完処理を行わない。
【０１０６】
（１３）上述した実施例４において、補完部２５は、不完全投影データに該当すれば参照投影データに基づいて補完処理を行い、部材欠損投影データに該当すれば部材計算投影データに基づいて補完処理を行ったが、これに限られない。たとえば、実投影データがたとえ不完全投影データに該当したとしても参照投影データに基づく補完処理を省略して、部材計算投影データに基づく補完処理のみを行うように変更してもよい。
【０１０７】
（１４）上述した実施例４において、部材欠損投影データは、視野に天板１７の全体が納まっていない撮影で収集される実投影データであったが、これに限られない。たとえば、その他の断層撮像装置に配備される医療器具等であって、撮影角度に応じて視野からはみ出すものについて、補完処理を行うように変更してもよい。
【０１０８】
（１５）上述した実施例４において、補完部２５は、記憶部２３に記憶されるＣＴ画像を参照して得られる参照投影データに基づいて、不完全投影データを補完処理したが、これに限られない。たとえば、実施例２で説明したように、補完部２５が、ＣＴ画像から仮想投影データを算出し、この仮想投影データに基づいて補完処理を行うように構成してもよい。また、記憶部２３にＭＲＩ画像を記憶するように変更して、実施例３で説明したように、補完部２５がＭＲＩ画像から推定投影データを算出し、この推定投影データに基づいて補完処理を行うように構成してもよい。
【０１０９】
（１６）上述した各実施例では、ＦＰＤ１３を用いているが、この発明としては、イメージインテンシファイアや多列検出器などを用いるものでも良い。
【０１１０】
（１７）上述した実施例では、断層撮像装置は医用であったが、これに限られない。たとえば、非破壊検査、ＲＩ（Radio Isotope）検査、および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられるＸ線撮像装置にも適用できる。なお、各実施例において、被検体Ｍと記載したが、被検体Ｍは人体に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施例１に係る断層撮影装置を示す全体構成図である。
【図２】撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】スライス面から見た撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。
【図４】実投影データが全て不完全投影データである場合のサイノグラムの模式図である。
【図５】参照投影データのサイノグラムの模式図である。
【図６】不完全投影データに参照投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。
【図７】撮像系による撮影および画像処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】スライス面における撮像系において撮影角度に応じた視野を模式的に示す図である。
【図９】実投影データが全て不完全投影データであり、かつ、部材欠損投影データである場合のサイノグラムの模式図である。
【図１０】参照投影データのサイノグラムの模式図である。
【図１１】部材計算投影データのサイノグラムの模式図である。
【図１２】不完全投影データに参照投影データを補完し、かつ、部材欠損投影データに部材計算投影データを補完した補完投影データのサイノグラムの模式図である。
【図１３】従来例に係るＸ線ＣＴ装置を示す全体構成図である。
【図１４】不完全投影データが含まれる実投影データのサイノグラムの模式図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ …撮像系
３ …画像処理部
１１ …Ｘ線管
１３ …フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１５ …Ｃ字状アーム
１７ …天板
２１ …収集部
２３ …記憶部
２５ …補完部
２７ …再構成部
Ｍ …被検体
Ｒ …関心領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記実投影データは全て不完全投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記別体機器は、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置の少なくともいずれか１つであることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は、前記ＣＴ画像に対応する参照投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた参照投影データを、前記不完全投影データに補完することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の断層撮影装置において、前記補完手段は、前記実投影データに投影され、かつ、前記参照投影データにおいて識別可能な被検体の注目部位の位置に基づいて、前記実投影データに対して前記参照投影データの位置合せを行うことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の断層撮影装置において、前記注目部位は被検体の骨部または臓器であることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は前記ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に近似させた仮想モデルを算出し、この仮想モデルに対応する仮想投影データを用いて前記不完全投影データを補完処理することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項８】
請求項７に記載の断層撮影装置において、前記仮想モデルの楕円形内に分布するＣＴ値の積分値は、前記ＣＴ画像において識別される輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と略等しいことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項９】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記補完手段は、前記参照情報に基づいて被検体の推定投影データを算出し、この推定投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた推定投影データを、前記不完全投影データに補完することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の断層撮影装置において、前記補完手段は、前記参照情報において識別される輪郭に応じた外形を有し、この外形内にＣＴ値を分布させた推定モデルを推定し、この推定モデルに対応する推定投影データを算出することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１１】
被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の断層撮影装置において、前記実投影データは全て部材欠損投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の断層撮影装置において、前記部材は被検体を載置する天板であることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１４】
被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報と、前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理するとともに、前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体および前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影像データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１５】
少なくとも被検体の関心領域を視野に納めてＸ線撮影を行って得られた複数の実投影データに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する断層像作成方法において、被検体の全体が視野に納まっていない状態でＸ線撮影が行われたときは、本装置と異なるモダリティの別体機器によって取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報に基づいて前記実投影データを補完処理する第１工程と、被検体の全体が納まっている撮影で得られた実投影データ、および、前記第１工程で補完処理された補完投影データに基づいて再構成処理を行う第２工程と、を備えていることを特徴とする断層像作成方法。
【請求項１】
被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の断層撮影装置において、前記実投影データは全て不完全投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記別体機器は、Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ポジトロンＣＴ装置、および、シングルフォトンＥＣＴ装置の少なくともいずれか１つであることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は、前記ＣＴ画像に対応する参照投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた参照投影データを、前記不完全投影データに補完することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の断層撮影装置において、前記補完手段は、前記実投影データに投影され、かつ、前記参照投影データにおいて識別可能な被検体の注目部位の位置に基づいて、前記実投影データに対して前記参照投影データの位置合せを行うことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の断層撮影装置において、前記注目部位は被検体の骨部または臓器であることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の断層撮影装置において、前記別体機器はＸ線ＣＴ装置であり、前記参照情報はＣＴ画像であり、前記補完手段は前記ＣＴ画像において識別される輪郭を楕円形に近似させた仮想モデルを算出し、この仮想モデルに対応する仮想投影データを用いて前記不完全投影データを補完処理することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項８】
請求項７に記載の断層撮影装置において、前記仮想モデルの楕円形内に分布するＣＴ値の積分値は、前記ＣＴ画像において識別される輪郭内に分布するＣＴ値の積分値と略等しいことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項９】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記補完手段は、前記参照情報に基づいて被検体の推定投影データを算出し、この推定投影データのうち、前記視野からはみ出した被検体に応じた推定投影データを、前記不完全投影データに補完することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の断層撮影装置において、前記補完手段は、前記参照情報において識別される輪郭に応じた外形を有し、この外形内にＣＴ値を分布させた推定モデルを推定し、この推定モデルに対応する推定投影データを算出することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１１】
被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の断層撮影装置において、前記実投影データは全て部材欠損投影データであり、前記再構成手段は前記補完投影データのみに基づいて再構成処理を行うことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の断層撮影装置において、前記部材は被検体を載置する天板であることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１４】
被検体の関心領域の断層像を作成する断層撮影装置において、（１）Ｘ線を照射する照射手段と、Ｘ線を検出する検出手段と、少なくとも被検体の関心領域が視野に納まるように前記照射手段および前記検出手段を対向配置して回転させる回転手段と、を備えて、複数の撮影角度から被検体の撮影を行う撮像系と、（２）前記検出手段の検出結果から実投影データを収集する収集手段と、（３）本装置と異なるモダリティの別体機器によって予め取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報と、前記装置に配備され、撮影角度に応じて前記視野からはみ出す部材のＣＴ値分布に関する部材情報を記憶する記憶手段と、（４）前記視野に被検体の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを不完全投影データとして、この不完全投影データを前記参照情報に基づいて補完処理するとともに、前記視野に前記部材の全体が納まっていない撮影で収集された前記実投影データを部材欠損投影データとして、この部材欠損投影データを前記部材情報に基づいて補完処理する補完手段と、（５）前記補完手段から得られた補完投影データと、前記視野に被検体の全体および前記部材の全体が納まっている撮影で収集された実投影像データとに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する再構成手段と、を備えていることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１５】
少なくとも被検体の関心領域を視野に納めてＸ線撮影を行って得られた複数の実投影データに基づいて再構成処理を行い、関心領域の断層像を作成する断層像作成方法において、被検体の全体が視野に納まっていない状態でＸ線撮影が行われたときは、本装置と異なるモダリティの別体機器によって取得された、少なくとも被検体の輪郭を識別できる参照情報に基づいて前記実投影データを補完処理する第１工程と、被検体の全体が納まっている撮影で得られた実投影データ、および、前記第１工程で補完処理された補完投影データに基づいて再構成処理を行う第２工程と、を備えていることを特徴とする断層像作成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１２０２７（Ｐ２００８−１２０２７Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８５３８８（Ｐ２００６−１８５３８８）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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