本發(fā)明涉及x射線ct裝置、投影數(shù)據(jù)的上采樣方法以及圖像重構(gòu)方法，詳細(xì)來(lái)說(shuō)，涉及通過(guò)運(yùn)算來(lái)使通過(guò)螺旋攝影或連續(xù)往復(fù)攝影等而測(cè)量的被檢體投影數(shù)據(jù)的視角數(shù)量、通道數(shù)量或列數(shù)增加的上采樣投影數(shù)據(jù)的生成、以及使用了上采樣投影數(shù)據(jù)的圖像重構(gòu)方法。

背景技術(shù)：

x射線ct裝置是這樣一種裝置，在使x射線管裝置(x射線源)與x射線檢測(cè)器對(duì)置配置的狀態(tài)下圍繞被檢體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度方向(view：視角)照射x射線并按照每個(gè)視角來(lái)檢測(cè)透射了被檢體的x射線，基于所檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)來(lái)生成被檢體的斷層像。在這樣的x射線ct裝置中，通過(guò)與x射線管裝置以及x射線檢測(cè)器的環(huán)繞旋轉(zhuǎn)一起使臥臺(tái)和掃描臺(tái)架在體軸方向上相對(duì)移動(dòng)，從而進(jìn)行了在螺旋上進(jìn)行掃描的螺旋攝影。此外，在x射線ct裝置中，為了提高圖像的空間分辨率，提出了例如增加平均每旋轉(zhuǎn)一周的視角數(shù)量來(lái)進(jìn)行攝影的方法。

但是，數(shù)據(jù)收集裝置的采樣率等會(huì)受到硬件的極限等所限制。

另一方面，在專利文獻(xiàn)1中，記載了一種通過(guò)運(yùn)算來(lái)增加所取得的投影數(shù)據(jù)的視角數(shù)量的方法。在專利文獻(xiàn)1的方法中，在所選擇的視角范圍內(nèi)對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，生成插值視角。一般地，所謂插值，是指使用作為對(duì)象的點(diǎn)的周?chē)亩鄠€(gè)點(diǎn)的值來(lái)求取作為對(duì)象的點(diǎn)的值。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：jp特開(kāi)2001-286462號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，對(duì)于x射線ct裝置而言，若視角不同則成為通過(guò)不同的x射線透射路徑的數(shù)據(jù)。因此，在相鄰的視角的間隔較大的情況下，若僅使用相鄰的2個(gè)視角的值來(lái)求取插值視角的值，則會(huì)包含與實(shí)際的被檢體的信息不同的信息。因此，若利用通過(guò)專利文獻(xiàn)1的方法進(jìn)行了上采樣的投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像，則在該圖像中會(huì)包含制作的信息，在臨床上存在問(wèn)題。

本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而作，其目標(biāo)在于，提供一種在進(jìn)行螺旋攝影等的情況下，能夠得到更接近于實(shí)測(cè)值的上采樣投影數(shù)據(jù)的x射線ct裝置等。

用于解決課題的手段

為了達(dá)成上述目標(biāo)，本發(fā)明提供一種x射線ct裝置，其特征在于，具備：x射線管裝置，其照射x射線；x射線檢測(cè)器，其與所述x射線管裝置對(duì)置配置，檢測(cè)透射了被檢體的x射線即透射x射線；旋轉(zhuǎn)盤(pán)，其搭載所述x射線管裝置以及所述x射線檢測(cè)器，并圍繞所述被檢體的周?chē)M(jìn)行旋轉(zhuǎn)；掃描臺(tái)架，其搭載所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)；臥臺(tái)，其載置所述被檢體；攝影控制部，其使所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且使所述臥臺(tái)和所述掃描臺(tái)架向體軸方向相對(duì)移動(dòng)來(lái)收集由所述x射線檢測(cè)器檢測(cè)到的透射x射線的數(shù)據(jù)；投影數(shù)據(jù)變換部，其對(duì)所收集的透射x射線的數(shù)據(jù)實(shí)施規(guī)定的數(shù)據(jù)處理來(lái)生成目標(biāo)切片位置處的斷層像的重構(gòu)所需的投影數(shù)據(jù)；上采樣投影數(shù)據(jù)生成部，其通過(guò)生成由所述投影數(shù)據(jù)中的x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)構(gòu)成的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)，從而對(duì)所述投影數(shù)據(jù)進(jìn)行上采樣；重構(gòu)運(yùn)算部，其使用上采樣后的投影數(shù)據(jù)即上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像；以及顯示部，其顯示由所述重構(gòu)運(yùn)算部重構(gòu)的圖像。

此外，本發(fā)明提供一種x射線ct裝置，其特征在于，具備：x射線管裝置，其從多個(gè)焦點(diǎn)位置照射x射線；x射線檢測(cè)器，其與所述x射線管裝置對(duì)置配置，檢測(cè)透射了被檢體的x射線即透射x射線；旋轉(zhuǎn)盤(pán)，其搭載所述x射線管裝置以及所述x射線檢測(cè)器，并圍繞所述被檢體的周?chē)M(jìn)行旋轉(zhuǎn)；掃描臺(tái)架，其搭載所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)；臥臺(tái)，其載置所述被檢體；焦點(diǎn)位移攝影控制部，其使所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且使所述臥臺(tái)和所述掃描臺(tái)架向體軸方向相對(duì)移動(dòng)，來(lái)收集基于使所述焦點(diǎn)位置位移至任意的位置而照射的各x射線的所述透射x射線的數(shù)據(jù)；投影數(shù)據(jù)變換部，其對(duì)所收集的來(lái)自各焦點(diǎn)位置的所述透射x射線的數(shù)據(jù)實(shí)施規(guī)定的數(shù)據(jù)處理來(lái)生成目標(biāo)切片位置處的斷層像的重構(gòu)所需的投影數(shù)據(jù)；上采樣投影數(shù)據(jù)生成部，其通過(guò)生成由所述投影數(shù)據(jù)中的x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)構(gòu)成的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)從而在視角方向上生成虛擬視角，并且通過(guò)將插入了所述虛擬視角的各焦點(diǎn)位置的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行組合來(lái)生成上采樣投影數(shù)據(jù)；重構(gòu)運(yùn)算部，其使用所述上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像；以及顯示部，其顯示由所述重構(gòu)運(yùn)算部重構(gòu)的圖像。

此外，本發(fā)明提供一種圖像運(yùn)算裝置執(zhí)行的投影數(shù)據(jù)的上采樣方法，其特征在于，包括：收集通過(guò)使x射線ct裝置的旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且使臥臺(tái)和掃描臺(tái)架向體軸方向相對(duì)移動(dòng)的攝影而測(cè)量到的被檢體透射x射線的數(shù)據(jù)的步驟；通過(guò)對(duì)所收集的被檢體透射x射線的數(shù)據(jù)實(shí)施規(guī)定的數(shù)據(jù)處理來(lái)生成目標(biāo)切片位置處的斷層像的重構(gòu)所需的投影數(shù)據(jù)的步驟；以及通過(guò)生成由所述投影數(shù)據(jù)中的x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)構(gòu)成的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)從而對(duì)所述投影數(shù)據(jù)進(jìn)行上采樣的步驟。

此外，本發(fā)明提供一種圖像重構(gòu)方法，其特征在于，包括：使旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且使臥臺(tái)和掃描臺(tái)架向體軸方向相對(duì)移動(dòng)來(lái)收集基于使x射線管裝置的x射線焦點(diǎn)位置位移至多個(gè)部位而照射的各x射線的透射x射線的數(shù)據(jù)的步驟；對(duì)所收集的來(lái)自各焦點(diǎn)位置的所述透射x射線的數(shù)據(jù)實(shí)施規(guī)定的數(shù)據(jù)處理來(lái)生成目標(biāo)切片位置處的斷層像的重構(gòu)所需的投影數(shù)據(jù)的步驟；通過(guò)生成由所述投影數(shù)據(jù)中的x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)構(gòu)成的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)從而在視角方向上生成虛擬視角，并且通過(guò)將插入了所述虛擬視角的各焦點(diǎn)位置的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行組合來(lái)生成上采樣投影數(shù)據(jù)的步驟；生成不插入所述虛擬視角而將各焦點(diǎn)位置的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行了組合的焦點(diǎn)位移投影數(shù)據(jù)的步驟；以及在圖像面內(nèi)的比規(guī)定邊界更靠近圖像中心的中心區(qū)域使用所述焦點(diǎn)位移投影數(shù)據(jù)而在比所述邊界更靠外側(cè)的周邊區(qū)域使用所述上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像的步驟。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在進(jìn)行螺旋攝影等的情況下，能夠得到更接近于實(shí)測(cè)值的上采樣投影數(shù)據(jù)的x射線ct裝置等。

附圖說(shuō)明

圖1是x射線ct裝置1的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是對(duì)在螺旋攝影中在目標(biāo)切片位置取得投影數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行表示的圖。

圖3是對(duì)使用了虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的上采樣方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖4中，(a)是示出基于2點(diǎn)的插值的圖，(b)是示出基于4點(diǎn)的插值的圖，(c)是示出基于tv法的插值的圖。

圖5是說(shuō)明x射線ct裝置1所執(zhí)行的處理的整體流程的流程圖。

圖6是示出圖像運(yùn)算裝置122的上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127所執(zhí)行的上采樣處理的過(guò)程的流程圖。

圖7是示出相鄰的視角va、vb與虛擬視角vc的測(cè)量時(shí)的位置關(guān)系的圖。

圖8是說(shuō)明(a)單純視角插值中的上采樣與8(b)基于本發(fā)明的上采樣的差異的圖。

圖9是對(duì)沿通道方向的上采樣進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖10是第2實(shí)施方式的x射線ct裝置1a的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖11是說(shuō)明x射線ct裝置1a所執(zhí)行的處理的整體流程的流程圖。

圖12是說(shuō)明上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)的流程的流程圖。

圖13是示出上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)的過(guò)程的概念圖。

圖14是說(shuō)明上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(b)的流程的流程圖。

圖15是示出上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(b)的過(guò)程的概念圖。

圖16是說(shuō)明上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(c)的流程的流程圖。

圖17是示出上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(c)的過(guò)程的概念圖。

圖18是說(shuō)明上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(d)的流程的流程圖。

圖19是示出上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(d)的過(guò)程的概念圖。

圖20是對(duì)視角數(shù)量部分地不同的上采樣投影數(shù)據(jù)518進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖21是對(duì)圖像的中心區(qū)域604與周邊區(qū)域603中的空間分辨率的變化進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖22是說(shuō)明重構(gòu)運(yùn)算處理的流程的流程圖。

圖23是示出在圖22的重構(gòu)運(yùn)算處理中使用的投影數(shù)據(jù)的樣態(tài)的圖。

圖24是對(duì)第3實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖25是在第3實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理中應(yīng)用的權(quán)重系數(shù)的示例。

圖26是說(shuō)明第4實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理的流程的流程圖。

圖27是在第4實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理中應(yīng)用的權(quán)重系數(shù)的示例。

圖28是說(shuō)明第4實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理的流程的流程圖。

圖29是對(duì)在第5實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理中設(shè)定的roi和各區(qū)域所使用的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明的概念圖。

圖30是說(shuō)明第5實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理的流程的流程圖。

圖31是示出在第6實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理中，對(duì)使用以根據(jù)距圖像中心的距離而不同的視角數(shù)量進(jìn)行了上采樣的投影數(shù)據(jù)所重構(gòu)的圖像進(jìn)行合成的示例的圖。

圖32是示出在圖31的示例中，進(jìn)行加權(quán)使得在邊界附近區(qū)域變得平滑來(lái)合成圖像的示例的圖。

圖33是示出將圖32的示例中的區(qū)域數(shù)量擴(kuò)張為n個(gè)區(qū)域的示例的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。

[第1實(shí)施方式]

首先，參照?qǐng)D1，對(duì)x射線ct裝置1的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

如圖1所示，x射線ct裝置1具備掃描臺(tái)架部100和操作臺(tái)120。

掃描臺(tái)架部100是針對(duì)被檢體照射x射線并且檢測(cè)透射了被檢體的x射線的裝置，具備：x射線管裝置(x射線源)101、旋轉(zhuǎn)盤(pán)102、準(zhǔn)直器103、x射線檢測(cè)器106、數(shù)據(jù)收集裝置107、臺(tái)架控制裝置108、臥臺(tái)控制裝置109以及x射線控制裝置110。

在旋轉(zhuǎn)盤(pán)102設(shè)置有開(kāi)口部104，隔著開(kāi)口部104對(duì)置配置x射線管裝置101和x射線檢測(cè)器106。在開(kāi)口部104插入載置于臥臺(tái)105的被檢體。旋轉(zhuǎn)盤(pán)102通過(guò)從由臺(tái)架控制裝置108控制的旋轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置經(jīng)由驅(qū)動(dòng)傳遞系統(tǒng)傳遞的驅(qū)動(dòng)力而圍繞被檢體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

操作臺(tái)120是控制掃描臺(tái)架部100的各部并且取得由掃描臺(tái)架部100測(cè)量的投影數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行圖像的生成以及顯示的裝置。操作臺(tái)120具備：輸入裝置121、圖像運(yùn)算裝置122、存儲(chǔ)裝置123、系統(tǒng)控制裝置124以及顯示裝置125。

x射線管裝置101是x射線源，被x射線控制裝置110控制而連續(xù)地或者斷續(xù)地照射規(guī)定強(qiáng)度的x射線。x射線控制裝置110按照由操作臺(tái)120的系統(tǒng)控制裝置124決定的x射線管電壓以及x射線管電流，來(lái)控制對(duì)x射線管裝置101施加或者供給的x射線管電壓以及x射線管電流。

在x射線管裝置101的x射線照射口設(shè)置準(zhǔn)直器103。準(zhǔn)直器103用于限制從x射線管裝置101輻射的x射線的照射范圍。例如成型為錐形束(圓錐形或角錐形束)等。準(zhǔn)直器103的開(kāi)口寬度由系統(tǒng)控制裝置124控制。

從x射線管裝置101照射，通過(guò)準(zhǔn)直器103，并透射了被檢體的透射x射線入射到x射線檢測(cè)器106。

x射線檢測(cè)器106，例如在通道方向(周向方向)上排列有例如1000個(gè)左右、在列方向(體軸方向)上排列有例如1～320個(gè)左右的由閃爍體和光電二極管的組合構(gòu)成的x射線檢測(cè)元件群。x射線檢測(cè)器106配置為隔著被檢體與x射線管裝置101對(duì)置。x射線檢測(cè)器106檢測(cè)從x射線管裝置101照射而透射了被檢體的x射線量，輸出到數(shù)據(jù)收集裝置107。

數(shù)據(jù)收集裝置107按照每個(gè)視角來(lái)收集由x射線檢測(cè)器106的每個(gè)x射線檢測(cè)元件所檢測(cè)的x射線量，變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并作為透射x射線數(shù)據(jù)而依次輸出到操作臺(tái)120的圖像運(yùn)算裝置122。

圖像運(yùn)算裝置122取得從數(shù)據(jù)收集裝置107輸入的透射x射線數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)數(shù)變換、靈敏度校正等預(yù)處理來(lái)生成重構(gòu)所需要的投影數(shù)據(jù)。

此外圖像運(yùn)算裝置122具備：投影數(shù)據(jù)變換部126、上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127和圖像重構(gòu)運(yùn)算部128。

投影數(shù)據(jù)變換部126取得通過(guò)螺旋攝影、連續(xù)往復(fù)攝影等一邊使旋轉(zhuǎn)盤(pán)102進(jìn)行旋轉(zhuǎn)一邊使臥臺(tái)105和掃描臺(tái)架部100向體軸方向相對(duì)移動(dòng)的攝影而得到的投影數(shù)據(jù)，并變換為目標(biāo)切片位置處的正常(normal)攝影(也稱為軸向攝影)旋轉(zhuǎn)一周份(2π)的投影數(shù)據(jù)。在以下的說(shuō)明中，將變換后的正常攝影旋轉(zhuǎn)一周份的投影數(shù)據(jù)稱為“正常投影數(shù)據(jù)”。

上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127使用由正常投影數(shù)據(jù)中的x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)構(gòu)成的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)在正常投影數(shù)據(jù)上插入虛擬視角(上采樣)。所謂x射線透射路徑大致一致的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)，是指通過(guò)在所測(cè)量的ray(x射線)當(dāng)中的透射路徑最近、并且從相反方向入射的ray而得到的投影數(shù)據(jù)。所謂虛擬視角，是指插入在實(shí)際上具有測(cè)量值的實(shí)際視角之間的視角。在將視角數(shù)量上采樣為2倍的情況下，在實(shí)際視角之間插入一個(gè)虛擬視角。

參照?qǐng)D2，對(duì)由投影數(shù)據(jù)變換部126將在螺旋攝影等中得到的投影數(shù)據(jù)變換為目標(biāo)切片位置處的正常攝影旋轉(zhuǎn)一周份(2π)的投影數(shù)據(jù)(正常投影數(shù)據(jù))的處理進(jìn)行說(shuō)明。

圖2是示出螺旋攝影中的掃描圖21、22的圖。在圖2中，106a、106b示出了x射線檢測(cè)器106中的2列份的x射線檢測(cè)元件。掃描圖21、22的橫軸表示z軸(體軸)，縱軸表示視角。

在圖2所示的掃描圖21、22中，目標(biāo)切片位置zi處的投影值在螺旋攝影的情況下通過(guò)360°插值法或180°插值法來(lái)得到。此外，已知一周如下方法：即，通過(guò)x射線檢測(cè)器106的多列化，從而同時(shí)使用列方向的通道插值、對(duì)置數(shù)據(jù)插值、切片方向?yàn)V波(z濾波)，對(duì)與正常攝影時(shí)(軸向攝影時(shí))相比在螺旋攝影中欠缺的視角進(jìn)行插值來(lái)生成與正常攝影同等的視角數(shù)量的投影數(shù)據(jù)。

圖2(a)示出了不使用z方向通道插值的情況，圖2(b)示出了使用了z方向通道插值的情況。投影數(shù)據(jù)變換部126使用上述的z方向通道插值等方法來(lái)計(jì)算作為目標(biāo)切片位置zi處的各視角的投影值，變換為與正常攝影同等的投影數(shù)據(jù)。通過(guò)該投影數(shù)據(jù)變換處理，得到圖3(a)所示的正常投影數(shù)據(jù)。

接下來(lái)，參照?qǐng)D3、圖4，對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127使正常投影數(shù)據(jù)的視角數(shù)量翻倍的處理(視角方向上采樣)進(jìn)行說(shuō)明。

在圖3(a)所示的旋轉(zhuǎn)一周份的正常投影數(shù)據(jù)中，ray31和ray32是x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)。即，ray31中的點(diǎn)a1以及點(diǎn)a2的對(duì)置數(shù)據(jù)分別是ray32的點(diǎn)b1以及點(diǎn)b2。如圖3(a)所示，點(diǎn)b1以及點(diǎn)b2是同一視角view(2γm+π)上的相鄰的通道的數(shù)據(jù)。

投影數(shù)據(jù)上的點(diǎn)a1與點(diǎn)b1的關(guān)系能夠使用函數(shù)r(γ，θ)，由以下的式(1)來(lái)表示，其中該r(γ，θ)使用了以通道方向?yàn)棣谩⒁砸暯欠较驗(yàn)棣鹊膮?shù)。

ra1(-γm，0)＝rb1(γm，2γm+π)…(1)

此外，點(diǎn)a1以及點(diǎn)b1的通道與視角的關(guān)系能夠由以下的式(2)、式(3)來(lái)表示。

由此可知，點(diǎn)a1以及點(diǎn)a2之間的虛擬視角41上的點(diǎn)a1a2與作為在視角view(2γm+π)上的點(diǎn)b1以及點(diǎn)b2之間插入的虛擬通道的點(diǎn)b1b2對(duì)應(yīng)。與ray32(視角view(2γm+π))的虛擬通道(點(diǎn)b1b2)對(duì)應(yīng)的對(duì)置數(shù)據(jù)(ray31)上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn))a1a2的值能夠通過(guò)以下的式(4)、式(5)來(lái)計(jì)算。

以同樣的過(guò)程，如圖3(b)所示，計(jì)算虛擬視角41上的間隔一個(gè)像素相鄰的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)c1c2。反復(fù)同樣的過(guò)程的同時(shí)生成由虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間。然后，如圖3(c)所示，通過(guò)虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間上的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)a1a2和點(diǎn)c1c2的插值，來(lái)求取虛擬視角41的位于通道位置的點(diǎn)v41b的值。反復(fù)執(zhí)行該操作，來(lái)計(jì)算虛擬視角41的各通道的值(圖3(c)的由雙圓圈所示的點(diǎn))。對(duì)于其他的虛擬視角42、43、……也能夠同樣地使用x射線透射路徑大致一致的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出各通道數(shù)據(jù)。

若反復(fù)該操作則在實(shí)際視角之間插入虛擬視角41、42、43、……。

將由上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127進(jìn)行上采樣而得到的投影數(shù)據(jù)稱為上采樣投影數(shù)據(jù)。特別將沿視角方向進(jìn)行上采樣而得到的投影數(shù)據(jù)稱為視角方向上采樣投影數(shù)據(jù)。

上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127將上采樣投影數(shù)據(jù)輸出到圖像重構(gòu)運(yùn)算部128。

圖像重構(gòu)運(yùn)算部128使用上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)被檢體的斷層像等圖像。圖像的重構(gòu)處理也可以使用例如濾波校正逆投影法等解析方法、逐次近似法等任意方法。

由圖像運(yùn)算裝置122(圖像重構(gòu)運(yùn)算部128)重構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)，輸入到系統(tǒng)控制裝置124，保存到存儲(chǔ)裝置123并且顯示于顯示裝置125。

系統(tǒng)控制裝置124是具備cpu(centralprocessingunit，中央處理器)、rom(readonlymemory，只讀存儲(chǔ)器)、ram(randomaccessmemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等的計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)裝置123是硬盤(pán)等數(shù)據(jù)記錄裝置，預(yù)先存儲(chǔ)用于實(shí)現(xiàn)x射線ct裝置1的功能的程序、數(shù)據(jù)等。

系統(tǒng)控制裝置124按照?qǐng)D5所示的處理過(guò)程進(jìn)行攝影處理。在攝影處理中，系統(tǒng)控制裝置124將與由操作者所設(shè)定的攝影條件相應(yīng)的控制信號(hào)送出到掃描臺(tái)架部100的x射線控制裝置110、臥臺(tái)控制裝置109以及臺(tái)架控制裝置108，對(duì)上述的各部進(jìn)行控制。關(guān)于各處理的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。

顯示裝置125由液晶面板、crt監(jiān)視器等顯示裝置和用于與顯示裝置協(xié)作執(zhí)行顯示處理的邏輯電路構(gòu)成，與系統(tǒng)控制裝置124連接。顯示裝置125對(duì)從圖像運(yùn)算裝置122輸出的重構(gòu)圖像、以及系統(tǒng)控制裝置124處理的各種信息進(jìn)行顯示。

輸入裝置121例如由鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備、數(shù)字鍵以及各種開(kāi)關(guān)按鈕等構(gòu)成，將由操作者輸入的各種指示、信息輸出到系統(tǒng)控制裝置124。操作者使用顯示裝置125以及輸入裝置121以對(duì)話的方式操作x射線ct裝置1。輸入裝置121也可以采用與顯示裝置125的顯示畫(huà)面一體構(gòu)成的觸摸面板式的輸入裝置。

接下來(lái)，參照?qǐng)D5～圖8對(duì)x射線ct裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

圖5是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的x射線ct裝置1執(zhí)行的攝影處理整體的流程的流程圖。

在攝影處理中，首先系統(tǒng)控制裝置124受理攝影條件以及重構(gòu)條件的輸入。攝影條件包含：x射線管電壓、x射線管電流等x射線條件、攝影范圍、臺(tái)架旋轉(zhuǎn)速度、臥臺(tái)速度等。重構(gòu)條件包含重構(gòu)fov、重構(gòu)層面厚度等。

若通過(guò)輸入裝置121等輸入攝影條件以及重構(gòu)條件(步驟s101)，則系統(tǒng)控制裝置124基于攝影條件來(lái)收集投影數(shù)據(jù)(步驟s102)。即，系統(tǒng)控制裝置124基于攝影條件向x射線控制裝置110、臺(tái)架控制裝置108以及臥臺(tái)控制裝置109發(fā)送控制信號(hào)。x射線控制裝置110基于從系統(tǒng)控制裝置124輸入的控制信號(hào)來(lái)控制向x射線管裝置101輸入的電力。臺(tái)架控制裝置108按照旋轉(zhuǎn)速度等攝影條件來(lái)控制旋轉(zhuǎn)盤(pán)102的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使旋轉(zhuǎn)盤(pán)102進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。臥臺(tái)控制裝置109基于攝影范圍使臥臺(tái)105向規(guī)定的攝影開(kāi)始位置對(duì)準(zhǔn)位置。此外，也能夠進(jìn)行伴隨基于臥臺(tái)控制裝置109的臥臺(tái)移動(dòng)、以及基于臺(tái)架控制裝置108的臺(tái)架自由運(yùn)行的攝影。

隨著旋轉(zhuǎn)盤(pán)102的旋轉(zhuǎn)以及臥臺(tái)105與掃描臺(tái)架部100的相對(duì)移動(dòng)，反復(fù)進(jìn)行來(lái)自x射線管裝置101的x射線照射和基于x射線檢測(cè)器106的透射x射線數(shù)據(jù)的測(cè)量。數(shù)據(jù)收集裝置107取得在被檢體的周?chē)母鞣N角度(視角)由x射線檢測(cè)器106測(cè)量到的透射x射線數(shù)據(jù)，并發(fā)送到圖像運(yùn)算裝置122。

圖像運(yùn)算裝置122取得從數(shù)據(jù)收集裝置107輸入的透射x射線數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)數(shù)變換、靈敏度校正等預(yù)處理來(lái)生成投影數(shù)據(jù)。

圖像運(yùn)算裝置122(投影數(shù)據(jù)變換部126)取得在步驟s102的處理中生成的螺旋投影數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖2所示那樣的插值處理來(lái)變換為目標(biāo)切片位置處的正常投影數(shù)據(jù)。然后，圖像運(yùn)算裝置122(上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127)進(jìn)行變換后的投影數(shù)據(jù)的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(步驟s103；參照?qǐng)D6)。

在上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理中，上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127對(duì)變換后的投影數(shù)據(jù)插入虛擬視角(上采樣)，使得成為預(yù)先設(shè)定的視角數(shù)量，來(lái)生成視角方向上采樣投影數(shù)據(jù)。

視角數(shù)量可以設(shè)為按照裝置的規(guī)格預(yù)先設(shè)定的值，也可以設(shè)為由操作者設(shè)定的值。此外，也可以設(shè)為由操作者設(shè)定的畫(huà)質(zhì)指標(biāo)(特別是空間分辨率)或根據(jù)其他參數(shù)決定的值。關(guān)于上采樣處理在后面敘述(參照?qǐng)D6～圖8)。

若通過(guò)步驟s103的處理而生成上采樣后的視角方向上采樣投影數(shù)據(jù)，則接下來(lái)圖像運(yùn)算裝置122的圖像重構(gòu)運(yùn)算部128基于在步驟s101輸入的重構(gòu)條件來(lái)進(jìn)行圖像的重構(gòu)處理(步驟s104)。在圖像的重構(gòu)處理中使用的圖像重構(gòu)算法可以使用任意種類(lèi)的圖像重構(gòu)算法。例如，可以進(jìn)行feldkamp法等的逆投影處理，也可以使用逐次近似法等。

若在步驟s104中重構(gòu)圖像，則系統(tǒng)控制裝置124將所重構(gòu)的圖像顯示于顯示裝置125(步驟s105)，并結(jié)束一系列的攝影處理。

接下來(lái)，參照?qǐng)D6對(duì)步驟s103的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理進(jìn)行說(shuō)明。

圖6是說(shuō)明上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理的流程的流程圖。

圖像運(yùn)算裝置122取得投影數(shù)據(jù)。投影數(shù)據(jù)包含通過(guò)螺旋攝影等而測(cè)量并進(jìn)行了變換使得成為作為目標(biāo)切片位置處的旋轉(zhuǎn)一周份(2π)的數(shù)據(jù)的正常投影數(shù)據(jù)(步驟s201)。在步驟s201取得的投影數(shù)據(jù)可以在攝影過(guò)程中由數(shù)據(jù)收集裝置107來(lái)收集，也可以預(yù)先測(cè)量并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置123等。

接下來(lái)，圖像運(yùn)算裝置122對(duì)所取得的正常投影數(shù)據(jù)的視角在通道方向上進(jìn)行上采樣(步驟s202)。即，上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127在實(shí)際測(cè)量的視角即實(shí)際視角中的各通道之間，通過(guò)插值運(yùn)算等來(lái)插入虛擬通道。此外，在多列檢測(cè)器中，由于通道沿二維方向(旋轉(zhuǎn)方向和體軸方向)配置，所以在二維方向上進(jìn)行插值運(yùn)算。

接下來(lái)，圖像運(yùn)算裝置122將在步驟s202生成的虛擬通道的值賦予給處于x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)的虛擬視角位置的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn))，并實(shí)施180度插值或360度插值、z濾波之后，取得任意的切片中的投影值(步驟s203)。

接下來(lái)，圖像運(yùn)算裝置122生成虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間(步驟s204)。在步驟s204的處理中，圖像運(yùn)算裝置122根據(jù)投影數(shù)據(jù)來(lái)求取與視角對(duì)置的射線(ray)(例如圖3(a)的處于ray31與ray32的關(guān)系的數(shù)據(jù))。圖3(a)所示的view(2γm+π)的對(duì)置數(shù)據(jù)如ray31所示，成為跨越多個(gè)視角以及通道的數(shù)據(jù)。圖像運(yùn)算裝置122求取與對(duì)置數(shù)據(jù)ray32上的上述的虛擬通道數(shù)據(jù)(點(diǎn)b1b2)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(對(duì)應(yīng)點(diǎn)a1a2)。對(duì)應(yīng)點(diǎn)(虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn))是位于視角與通道之間的點(diǎn)。圖像運(yùn)算裝置122將點(diǎn)b1b2的值賦予給上述的虛擬通道數(shù)據(jù)(點(diǎn)a1a2的值)。將對(duì)應(yīng)點(diǎn)a1a2稱為虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)。

若反復(fù)該操作則生成虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間(圖3(c))。例如，如圖3(c)所示，在實(shí)際視角31a、32a之間插入虛擬視角41。虛擬視角41成為上述的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的集合。圖像運(yùn)算裝置122使用虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的各對(duì)應(yīng)點(diǎn)(虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn))的值通過(guò)插值運(yùn)算等來(lái)求取虛擬視角上的各通道數(shù)據(jù)(步驟s205)。例如，使用圖3(c)所示的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)a1a2和對(duì)應(yīng)點(diǎn)c1c2的值通過(guò)插值來(lái)求取位于虛擬視角41的通道位置的點(diǎn)v41b的值。

步驟s202、步驟s204中的插值運(yùn)算，例如可以如圖4(a)所示設(shè)為簡(jiǎn)單利用相鄰的視角彼此來(lái)進(jìn)行插值的2點(diǎn)插值，也可以如圖4(b)所示設(shè)為使用相鄰的視角以及通道的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行插值的4點(diǎn)插值，還可以如圖4(c)所示使用tv法(totalvariation，全變分)等。此外，對(duì)于2點(diǎn)插值或者4點(diǎn)插值而言，可以設(shè)為線性插值，也可以設(shè)為非線性插值。

將由圖像運(yùn)算裝置122(上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127)進(jìn)行上采樣得到的投影數(shù)據(jù)稱為上采樣投影數(shù)據(jù)。上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127將上采樣投影數(shù)據(jù)輸出到圖像重構(gòu)運(yùn)算部128(步驟s206)。圖像重構(gòu)運(yùn)算部128使用上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)被檢體圖像。

如以上說(shuō)明的那樣，本實(shí)施方式的x射線ct裝置1具有對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行上采樣的上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127。上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127取得將通過(guò)螺旋攝影而得到的投影數(shù)據(jù)變換為目標(biāo)切片位置的投影數(shù)據(jù)的正常投影數(shù)據(jù)，并使用所取得的正常投影數(shù)據(jù)中的x射線透射路徑大致一致的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的數(shù)據(jù)來(lái)插入虛擬視角(在視角方向上進(jìn)行上采樣)。

由于使用x射線透射路徑大致一致的對(duì)置數(shù)據(jù)來(lái)求取虛擬視角的各通道數(shù)據(jù)，因而能夠根據(jù)具有最接近的被檢體信息的投影數(shù)據(jù)來(lái)求取虛擬視角的各通道數(shù)據(jù)。由此，上采樣投影數(shù)據(jù)成為接近于實(shí)測(cè)值的投影數(shù)據(jù)，能夠生成能夠信賴的圖像。此外，與使用投影數(shù)據(jù)上相鄰的點(diǎn)的值來(lái)進(jìn)行上采樣(單純視角插值)的情況相比較，也能夠獲得邊界部難以變得不清楚這樣的效果。

使用最單純的情況即圖3(a)的投影數(shù)據(jù)，參照?qǐng)D7以及圖8對(duì)使用了上述的實(shí)施方式中所說(shuō)明的上采樣方法的情況下的效果進(jìn)行說(shuō)明。

圖7的黑圓所示的點(diǎn)va、vb表示相鄰的視角。將視角va的視角位置設(shè)為θn，將視角vb的視角位置設(shè)為θn+1。在這些視角va、vb之間生成由點(diǎn)線圓所示的虛擬視角vc，以使視角數(shù)量翻倍的情況為例，對(duì)基于單純視角插值的上采樣和基于本發(fā)明的上采樣進(jìn)行比較。虛擬視角vc的視角位置為θn+1/2。

圖8(a)針對(duì)單純視角插值進(jìn)行了表示。在單純視角插值中，使用相鄰的視角va、vb的數(shù)據(jù)對(duì)虛擬視角vc的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值。如圖8(a)的右圖所示，在投影數(shù)據(jù)上，相當(dāng)于使用上下相鄰的點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行插值。例如，在視角數(shù)量為1500的情況下，成為根據(jù)相距0.24(＝360/1500)度的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算插值數(shù)據(jù)。

圖8(b)針對(duì)利用本發(fā)明的方法進(jìn)行了上采樣的情況進(jìn)行了表示。在本發(fā)明中，將通過(guò)插值等而插入到相鄰的實(shí)際通道(點(diǎn)b1、點(diǎn)b2)之間的虛擬通道(點(diǎn)b1b2)的值賦予給位于x射線透射路徑大致一致的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間上的虛擬視角位置的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn))，由此求取靠近虛擬視角vc的對(duì)應(yīng)點(diǎn)a1a2的值。同樣地，根據(jù)其他的實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)求取靠近虛擬視角vc的另一對(duì)應(yīng)點(diǎn)c1c2的值，并使用點(diǎn)a1a2以及點(diǎn)c1c2的值來(lái)求取虛擬視角的通道數(shù)據(jù)。

因此，與圖8(a)所示的單純視角插值的情況相比，能夠使用處于更窄角度的插值數(shù)據(jù)(圖8(b)的用“×”所示的數(shù)據(jù))來(lái)計(jì)算虛擬視角的各通道的值。即，與單純視角插值的情況相比，能夠利用波束寬度較窄(通道間距離較近)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行插值，從而能夠得到具有高空間分辨率的圖像。例如，在x射線管裝置101與x射線檢測(cè)元件間的距離為1000mm、x射線檢測(cè)器106的通道方向的x射線檢測(cè)元件間距離為1mm的情況下，能夠根據(jù)通道間距離相距0.057(＝2·tan^-1((1/2)/1000))度的數(shù)據(jù)來(lái)求取虛擬視角上的各通道數(shù)據(jù)。

此外，本發(fā)明的視角方向上采樣在視角間距離δθ與通道間距離δch相比較大的情況(δθ＞δch的情況)下，具有空間分辨率提高的效果。因此，上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127期望基于視角間距離δθ與通道間距離δch的關(guān)系，來(lái)決定是利用單純視角插值還是進(jìn)行本發(fā)明的方法(基于對(duì)置數(shù)據(jù)的上采樣方法)。另外，就現(xiàn)狀而言，在一般普及的大部分的x射線ct裝置中，由于視角速率有限制，因此δθ＞δch的關(guān)系成立。

或者，也可以根據(jù)δθ與δch的關(guān)系，對(duì)基于單純視角插值的上采樣投影數(shù)據(jù)和使用了本發(fā)明的對(duì)置數(shù)據(jù)的上采樣投影數(shù)據(jù)施加適當(dāng)?shù)臋?quán)重，來(lái)生成使用了雙方的投影數(shù)據(jù)。

進(jìn)而，在上述的實(shí)施方式中說(shuō)明了將視角數(shù)量上采樣為2倍的示例，但也可以擴(kuò)展為n倍的上采樣。

此外，在上述的實(shí)施方式中，針對(duì)使用虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間來(lái)進(jìn)行視角方向上的上采樣的示例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以通過(guò)同樣的方法，來(lái)進(jìn)行通道方向或列方向(切片方向)上的上采樣。

在進(jìn)行通道方向上的上采樣的情況下，上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127使用所取得的投影數(shù)據(jù)在實(shí)際通道間插入虛擬視角數(shù)據(jù)，并將虛擬視角數(shù)據(jù)的值賦予給x射線透射路徑大致一致的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間上的點(diǎn)即位于虛擬通道位置的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值。使用對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值來(lái)計(jì)算虛擬通道上的各視角數(shù)據(jù)，從而生成通道方向上采樣投影數(shù)據(jù)。

使用圖9，對(duì)通道方向上的上采樣的一例進(jìn)行說(shuō)明。圖9與圖4(a)～(c)同樣地對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行了部分截取，點(diǎn)c1、點(diǎn)c2是實(shí)際投影數(shù)據(jù)，點(diǎn)v1、點(diǎn)v2是通過(guò)插值處理等而求出的虛擬投影數(shù)據(jù)。使用這些點(diǎn)c1、點(diǎn)c2、點(diǎn)v1、點(diǎn)v2的值，來(lái)求取點(diǎn)c1c2的值。

為了求取點(diǎn)c1c2的值，也可以使用根據(jù)視角間距離δθ和通道間距離δch而求取的權(quán)重系數(shù)，例如進(jìn)行式(6)的插值運(yùn)算。

c1c2＝wc1·c1+wc2·c2+wv1·v1+wv2·v2…(6)

在此，wc1、wc2、wv1、wv2是滿足式(7)的權(quán)重系數(shù)。

wc1+wc2+wv1+wv2＝1…(7)

另外，權(quán)重系數(shù)wc1、wc2、wv1、wv2根據(jù)視角間距離δθ與通道間距離δch的關(guān)系，通過(guò)式(8)、式(9)來(lái)求取。

wc1＝wc2＝δθ/(2(δθ+δch))…(8)

wv1＝wv2＝δch/(2(δθ+δch))…(9)

此外，在此對(duì)通道方向上的上采樣進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于視角方向或切片方向上的上采樣，也可以進(jìn)行使用了式(6)～(9)的插值運(yùn)算。

上述的本發(fā)明所涉及的上采樣方法無(wú)論針對(duì)通過(guò)什么樣的攝影方法而得到的投影數(shù)據(jù)也都能夠應(yīng)用。例如，也可以針對(duì)ffs(flyingfocusspot，飛焦點(diǎn))投影數(shù)據(jù)、四分之一偏移(quarteroffset)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用。所謂ffs投影數(shù)據(jù)，是通過(guò)使x射線管中的焦點(diǎn)位置移動(dòng)至多個(gè)部位的同時(shí)進(jìn)行攝影而得到的投影數(shù)據(jù)。所謂四分之一偏移投影數(shù)據(jù)，是通過(guò)將x射線檢測(cè)器106從x射線的照射中心沿旋轉(zhuǎn)盤(pán)102的旋轉(zhuǎn)方向(通道方向)錯(cuò)開(kāi)1/4元件的量來(lái)進(jìn)行配置，從而與在對(duì)置的視角中取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合而使通道間隔變?yōu)?/2(使通道數(shù)量變?yōu)?倍)的投影數(shù)據(jù)。

[第2實(shí)施方式]

接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

在第2實(shí)施方式中，說(shuō)明針對(duì)ffs投影數(shù)據(jù)應(yīng)用在第1實(shí)施方式說(shuō)明的使用了虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的上采樣方法的示例。

近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了一種ffsx射線管裝置，具有使x射線焦點(diǎn)位移至多個(gè)位置來(lái)照射x射線的功能。對(duì)于ffsx射線管裝置而言，通過(guò)使向陽(yáng)極(靶)入射的電子束的位置電磁移動(dòng)，從而能夠使x射線焦點(diǎn)位置移動(dòng)至多個(gè)部位。由此，能夠從同一旋轉(zhuǎn)角度方向(視角)得到x射線照射路徑不同的多個(gè)投影數(shù)據(jù)，因而能夠提高x射線ct裝置的空間分辨率(ffs法)。

然而，使用現(xiàn)有的ffs法重構(gòu)的圖像雖然有效視野整體的中心附近的空間分辨率提高，但是在中心部以外的周邊部，存在空間分辨率降低的問(wèn)題。對(duì)此，在專利文獻(xiàn)1中，提出了如下的bffs(balancedflyingfocusspot，平衡飛焦點(diǎn))法，即，通過(guò)基于旋轉(zhuǎn)一周所拍攝的視角數(shù)量(相鄰的視角的角度差)和x射線管裝置-旋轉(zhuǎn)中心間距離來(lái)設(shè)定最佳的焦點(diǎn)移動(dòng)距離，從而使周邊部的空間分辨率變得均勻并且得到提高。

但是，數(shù)據(jù)收集裝置的采樣率、臺(tái)架旋轉(zhuǎn)速度受到硬件的極限所限制。因此，為了增加旋轉(zhuǎn)一周所拍攝的視角數(shù)量，需要降低臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)速度。在降低旋轉(zhuǎn)速度來(lái)增加了視角數(shù)量的情況下，對(duì)于心臟等運(yùn)動(dòng)快的臟器來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)偽影會(huì)增加。越是心臟等運(yùn)動(dòng)快的臟器，這樣的運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)圖像的影響越大，對(duì)于進(jìn)行圖像診斷的放射科醫(yī)生來(lái)說(shuō)很不利。因此，存在如下期望，即，在以伴有運(yùn)動(dòng)的部位為對(duì)象的攝影中，想要不降低旋轉(zhuǎn)速度而提高涉及到整個(gè)有效視野的空間分辨率。

因此，在第2實(shí)施方式中，針對(duì)在通過(guò)使x射線焦點(diǎn)位置移動(dòng)至多個(gè)位置來(lái)獲得投影數(shù)據(jù)從而提高空間分辨率的ffs法中，即使在螺旋攝影或連續(xù)往復(fù)攝影時(shí)也無(wú)需降低旋轉(zhuǎn)速度就能夠提高有效視野整體的空間分辨率的x射線ct裝置以及圖像重構(gòu)方法進(jìn)行說(shuō)明。

圖10是示出第2實(shí)施方式的x射線ct裝置1a的結(jié)構(gòu)的圖。如圖10所示，x射線ct裝置1a具備掃描臺(tái)架部100和操作臺(tái)120。另外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)于與第1實(shí)施方式的x射線ct裝置1的各部相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。

掃描臺(tái)架部100具備：x射線管裝置(x射線源)101a、旋轉(zhuǎn)盤(pán)102、準(zhǔn)直器103、x射線檢測(cè)器106、數(shù)據(jù)收集裝置107、臺(tái)架控制裝置108、臥臺(tái)控制裝置109以及x射線控制裝置110a。

x射線管裝置101a是能夠使旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(靶)的焦點(diǎn)位置移動(dòng)的飛焦點(diǎn)x射線管裝置。若將x射線ct裝置1a的旋轉(zhuǎn)軸方向設(shè)為z方向，則飛焦點(diǎn)x射線管裝置使向旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(靶)照射的電子束向與z方向正交的x方向或y方向偏轉(zhuǎn)。由此，使x射線焦點(diǎn)位置發(fā)生位移，從同一視角位置照射微小不同的路徑的x射線。

在本實(shí)施方式中，x射線管裝置101a的焦點(diǎn)的移動(dòng)方向設(shè)為x射線ct裝置1a的旋轉(zhuǎn)方向(通道方向)。此外，焦點(diǎn)的位置設(shè)為從基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置沿旋轉(zhuǎn)方向(通道方向)位移至“+σa”以及“-σb”的位置。即x射線管裝置101從向通道方向的正方向進(jìn)行了移動(dòng)的第1焦點(diǎn)“+σa”和向負(fù)方向進(jìn)行了移動(dòng)的第2焦點(diǎn)位置“-σb”分別照射x射線。

在以下的說(shuō)明中，將利用ffs法得到的投影數(shù)據(jù)稱為ffs投影數(shù)據(jù)。特別是，將通過(guò)從上述的第1焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)稱為ffs(+)投影數(shù)據(jù)，將通過(guò)從上述的第2焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)稱為ffs(-)投影數(shù)據(jù)。此外，將通過(guò)從不利用ffs技術(shù)的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)稱為ffs(無(wú))投影數(shù)據(jù)。

x射線管裝置101a被x射線控制裝置110a控制而連續(xù)地或斷續(xù)地照射規(guī)定強(qiáng)度的x射線。x射線控制裝置110a按照由操作臺(tái)120的系統(tǒng)控制裝置124決定的x射線管電壓以及x射線管電流，來(lái)控制對(duì)x射線管裝置101a施加或提供的x射線管電壓以及x射線管電流。x射線控制裝置110a進(jìn)行控制，使得例如伴隨旋轉(zhuǎn)盤(pán)102的旋轉(zhuǎn)而按照每個(gè)視角交替地移動(dòng)至上述的第1以及第2焦點(diǎn)位置。

圖像運(yùn)算裝置122a取得從數(shù)據(jù)收集裝置107輸入的透射x射線數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對(duì)數(shù)變換、靈敏度校正等預(yù)處理來(lái)生成重構(gòu)所需的投影數(shù)據(jù)。在使用ffs法的情況下，由于從x射線管裝置101a例如照射按照每個(gè)視角使焦點(diǎn)交替地不同的x射線，因此圖像運(yùn)算裝置122a生成通過(guò)從第1焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)即ffs(+)投影數(shù)據(jù)、以及通過(guò)從第2焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)即ffs(-)投影數(shù)據(jù)。

圖像運(yùn)算裝置122a具備投影數(shù)據(jù)變換部126、上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a以及圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a。上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a具備虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間生成部127a和上采樣部127b。

上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a通過(guò)針對(duì)使用ffs法所拍攝的焦點(diǎn)位移投影數(shù)據(jù)(ffs(+)投影數(shù)據(jù)以及ffs(-)投影數(shù)據(jù))生成并插入虛擬視角，從而生成上采樣投影數(shù)據(jù)。所謂虛擬視角，是指通過(guò)運(yùn)算在實(shí)際上并未進(jìn)行攝影的視角位置插入的視角。虛擬視角的投影數(shù)據(jù)能夠通過(guò)基于實(shí)際上攝影的投影數(shù)據(jù)(以下稱為實(shí)際數(shù)據(jù))進(jìn)行插值或者估算來(lái)求取。

虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間生成部127a通過(guò)與第1實(shí)施方式相同的方法，來(lái)生成作為處理對(duì)象的投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)以及正常ffs(-)投影數(shù)據(jù))的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間。

上采樣部127b通過(guò)將ffs(+)投影數(shù)據(jù)以及ffs(-)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行組合來(lái)增加視角數(shù)量?；蛘撸ㄟ^(guò)組合視角數(shù)量增加后的各焦點(diǎn)位置的ffs投影數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步增加視角數(shù)量。

關(guān)于基于虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間生成部127a以及上采樣部127b的上采樣投影數(shù)據(jù)生成的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。將由上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a生成的(上采樣的)投影數(shù)據(jù)稱為上采樣投影數(shù)據(jù)。

投影數(shù)據(jù)變換部126將螺旋攝影或連續(xù)往復(fù)攝影等的使旋轉(zhuǎn)盤(pán)102進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使臥臺(tái)105和掃描臺(tái)架部100向體軸方向相對(duì)移動(dòng)而收集的投影數(shù)據(jù)(螺旋投影數(shù)據(jù))，變換為目標(biāo)切片位置處的旋轉(zhuǎn)一周(2π)份的投影數(shù)據(jù)即正常投影數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)通過(guò)上述的螺旋攝影等而得到的投影數(shù)據(jù)如圖2所示應(yīng)用360°插值、180°插值、z濾波處理等，從而得到目標(biāo)切片位置的正常投影數(shù)據(jù)。在以下的說(shuō)明中，將螺旋ffs(+)投影數(shù)據(jù)變換為目標(biāo)切片位置的正常投影數(shù)據(jù)而得到的投影數(shù)據(jù)稱為正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)，將螺旋ffs(-)投影數(shù)據(jù)變換為目標(biāo)切片位置的正常投影數(shù)據(jù)而得到的投影數(shù)據(jù)稱為正常ffs(-)投影數(shù)據(jù)。

圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a使用進(jìn)行上采樣處理(虛擬視角插入)之前的投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)以及正常ffs(-)投影數(shù)據(jù))和由上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a生成的上采樣投影數(shù)據(jù)，來(lái)重構(gòu)被檢體的斷層像等圖像。在以下的說(shuō)明中，將進(jìn)行上采樣處理(虛擬視角插入)之前的投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)以及正常ffs(-)投影數(shù)據(jù))稱為“實(shí)際數(shù)據(jù)”。

在本實(shí)施方式中，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a考慮到圖像的空間分辨率，使用實(shí)際數(shù)據(jù)(ffs(+)投影數(shù)據(jù)、ffs(-)投影數(shù)據(jù))和上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像。具體而言，通過(guò)在圖像面內(nèi)的中心區(qū)域使用實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像，從而提高中心區(qū)域的空間分辨率。此外通過(guò)在圖像的周邊區(qū)域使用上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像，從而提高空間分辨率。即，雖然在圖像的整個(gè)區(qū)域使用了ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)的情況下在周邊區(qū)域空間分辨率會(huì)降低，但在本實(shí)施方式中，通過(guò)在周邊區(qū)域使用上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)周邊區(qū)域的空間分辨率的提高。上采樣投影數(shù)據(jù)由于通過(guò)運(yùn)算來(lái)插入虛擬視角，因而即使不降低旋轉(zhuǎn)速度也能夠提高視角數(shù)量。因此，特別適于生成有運(yùn)動(dòng)的部位的圖像的情況。

圖像的重構(gòu)處理也可以使用例如濾波校正逆投影法等解析方法、逐次近似法等任意方法。

由圖像運(yùn)算裝置122a(圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a)重構(gòu)的圖像數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)控制裝置124，保存在存儲(chǔ)裝置123并且顯示于顯示裝置125。

系統(tǒng)控制裝置124按照?qǐng)D11所示的處理過(guò)程來(lái)進(jìn)行攝影處理。在攝影處理中，系統(tǒng)控制裝置124將與由操作者設(shè)定的攝影條件相應(yīng)的控制信號(hào)送出到掃描臺(tái)架部100的x射線控制裝置110a、臥臺(tái)控制裝置109以及臺(tái)架控制裝置108，對(duì)上述的各部進(jìn)行控制。關(guān)于各處理的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。

接下來(lái)，說(shuō)明x射線ct裝置1a的動(dòng)作。

圖11是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的x射線ct裝置1a所執(zhí)行的攝影處理整體的流程的流程圖。

在攝影處理中，首先系統(tǒng)控制裝置124受理攝影條件以及重構(gòu)條件的輸入。攝影條件包含：x射線管電壓、x射線管電流等x射線條件、攝影范圍、臺(tái)架旋轉(zhuǎn)速度、臥臺(tái)速度等。重構(gòu)條件包含重構(gòu)fov、重構(gòu)層面厚度等。

若通過(guò)輸入裝置121等輸入攝影條件以及重構(gòu)條件(步驟s301)，則系統(tǒng)控制裝置124基于攝影條件向x射線控制裝置110a、臺(tái)架控制裝置108以及臥臺(tái)控制裝置109發(fā)送控制信號(hào)。x射線控制裝置110a基于從系統(tǒng)控制裝置124輸入的控制信號(hào)來(lái)控制向x射線管裝置101a輸入的電力。此外x射線控制裝置110a進(jìn)行如下的ffs控制，即，通過(guò)使對(duì)x射線管裝置101a的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極照射的電子束在規(guī)定的定時(shí)按規(guī)定的方向以及距離進(jìn)行移動(dòng)，從而使x射線焦點(diǎn)位置交替地移動(dòng)來(lái)照射x射線。臺(tái)架控制裝置108按照旋轉(zhuǎn)速度等攝影條件對(duì)旋轉(zhuǎn)盤(pán)102的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使旋轉(zhuǎn)盤(pán)102進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

臥臺(tái)控制裝置109基于攝影范圍使臥臺(tái)向規(guī)定的攝影開(kāi)始位置對(duì)準(zhǔn)位置。然后，系統(tǒng)控制裝置124開(kāi)始攝影。攝影包含基于臥臺(tái)控制裝置109的控制的臥臺(tái)移動(dòng)或基于臺(tái)架控制裝置108的控制的臺(tái)架自由運(yùn)行、或者伴隨它們雙方的移動(dòng)的攝影。即，系統(tǒng)控制裝置124進(jìn)行螺旋攝影或連續(xù)往復(fù)攝影等。

來(lái)自x射線管裝置101a的x射線照射和基于x射線檢測(cè)器106的透射x射線數(shù)據(jù)的測(cè)量隨著旋轉(zhuǎn)盤(pán)102的旋轉(zhuǎn)以及臥臺(tái)105與掃描臺(tái)架部100的相對(duì)移動(dòng)而反復(fù)進(jìn)行。數(shù)據(jù)收集裝置107取得在被檢體的周?chē)母鞣N角度(視角)由x射線檢測(cè)器106測(cè)量到的透射x射線數(shù)據(jù)，并發(fā)送到圖像運(yùn)算裝置122a。圖像運(yùn)算裝置122a取得從數(shù)據(jù)收集裝置107輸入的透射x射線數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)數(shù)變換、靈敏度校正等預(yù)處理來(lái)生成投影數(shù)據(jù)。在第2實(shí)施方式中，由于使用ffs法使x射線焦點(diǎn)位置移動(dòng)至2點(diǎn)來(lái)進(jìn)行了攝影，因此圖像運(yùn)算裝置122a生成通過(guò)從第1焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)即ffs(+)投影數(shù)據(jù)、和通過(guò)從第2焦點(diǎn)位置照射的x射線而得到的投影數(shù)據(jù)即ffs(-)投影數(shù)據(jù)(步驟s302)。

圖像運(yùn)算裝置122a(投影數(shù)據(jù)變換部126)將ffs(+)投影數(shù)據(jù)和ffs(-)投影數(shù)據(jù)，變換為目標(biāo)切片位置的正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)和正常ffs(-)投影數(shù)據(jù)。

圖像運(yùn)算裝置122a(上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a)使用通過(guò)步驟s302的處理而生成的ffs(+)投影數(shù)據(jù)和ffs(-)投影數(shù)據(jù)(將它們總稱為ffs投影數(shù)據(jù))，來(lái)進(jìn)行上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(步驟s303)。

在上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理中，上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)插入虛擬視角(上采樣)，使得成為預(yù)先設(shè)定的視角數(shù)量，從而生成上采樣投影數(shù)據(jù)。視角數(shù)量可以設(shè)為按照裝置的規(guī)格預(yù)先設(shè)定的值，也可以設(shè)為由操作者設(shè)定的值。此外，也可以設(shè)為根據(jù)操作者所設(shè)定的畫(huà)質(zhì)指標(biāo)(特別是空間分辨率)、其他參數(shù)而決定的值。關(guān)于上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理的具體方法，在后面敘述(參照?qǐng)D12～圖19)。

若通過(guò)步驟s303的處理而生成插入了虛擬視角的上采樣投影數(shù)據(jù)，則接下來(lái)圖像運(yùn)算裝置122a的圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a基于在步驟s301輸入的重構(gòu)條件來(lái)進(jìn)行圖像的重構(gòu)處理(步驟s304)。在圖像的重構(gòu)處理中使用的圖像重構(gòu)算法可以使用任意種類(lèi)的圖像重構(gòu)算法。例如，可以進(jìn)行feldkamp法等逆投影處理，也可以使用逐次近似法等。

以往，使用ffs投影數(shù)據(jù)所重構(gòu)的圖像的空間分辨率若與不使用ffs投影數(shù)據(jù)的情況相比較，則有時(shí)在圖像的中心區(qū)域較高，隨著去往周邊而變得比使用了ffs無(wú)的投影數(shù)據(jù)的情況低(參照?qǐng)D21)。因此，在本發(fā)明中，在步驟s304的重構(gòu)運(yùn)算處理中，針對(duì)并未獲得ffs的效果的空間分辨率低的區(qū)域(low區(qū)域：周邊區(qū)域)，使用進(jìn)行了基于虛擬視角的上采樣的投影數(shù)據(jù)。在獲得ffs的效果的區(qū)域(hi區(qū)域：中心區(qū)域)中使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像。關(guān)于重構(gòu)處理的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。

若在步驟s304中重構(gòu)圖像，則系統(tǒng)控制裝置124將重構(gòu)后的圖像顯示于顯示裝置125(步驟s305)，并結(jié)束一系列的攝影處理。

接下來(lái)，關(guān)于步驟s303的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理，參照?qǐng)D12～圖20對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)～(d)的各方式進(jìn)行說(shuō)明。

首先參照?qǐng)D12以及圖13對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)進(jìn)行說(shuō)明。另外，以下的說(shuō)明中的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501、ffs(-)投影數(shù)據(jù)502是通過(guò)螺旋攝影等而得到的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502，作為使用變換為目標(biāo)切片位置處的投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和正常ffs(-)投影數(shù)據(jù)502)的數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖像運(yùn)算裝置122a若取得移動(dòng)x射線管裝置101a的焦點(diǎn)而得到的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502(步驟s401)，則通過(guò)在視角方向上交替地組合ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502，從而得到ffs投影數(shù)據(jù)503(步驟s402)。進(jìn)而，對(duì)ffs投影數(shù)據(jù)503執(zhí)行虛擬視角生成處理504(步驟s403)，得到上采樣投影數(shù)據(jù)505。在步驟s403中，圖像運(yùn)算裝置122a所執(zhí)行的虛擬視角生成處理504通過(guò)進(jìn)行虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)生成處理和上采樣處理而得到上采樣投影數(shù)據(jù)505。上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a將上采樣投影數(shù)據(jù)505輸出到圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a(步驟s404)。

在此，上述的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502包含如螺旋攝影或連續(xù)往復(fù)攝影或連續(xù)多次攝影等那樣使旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使臥臺(tái)105和掃描臺(tái)架部110向體軸方向相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量得到的投影數(shù)據(jù)。此外，也可以包含通過(guò)使用攝影同步裝置取得生物體信號(hào)的同時(shí)進(jìn)行攝影的同步攝影而得到的投影數(shù)據(jù)。所謂攝影同步裝置，例如是使用呼吸機(jī)、心電儀、脈波儀等來(lái)測(cè)量生物體信號(hào)，與基于生物體信號(hào)而得到的被檢體的運(yùn)動(dòng)同步地控制攝影的裝置。

參照?qǐng)D14以及圖15對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(b)進(jìn)行說(shuō)明。

圖像運(yùn)算裝置122a若取得移動(dòng)x射線管裝置101a的焦點(diǎn)而得到的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502(步驟s501)，則針對(duì)ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502分別執(zhí)行上述的虛擬視角生成處理504(步驟s502)。然后，通過(guò)在視角方向上交替地組合上采樣后的ffs(+)投影數(shù)據(jù)511、ffs(-)投影數(shù)據(jù)512，從而得到ffs投影數(shù)據(jù)513(步驟s503)。上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a將上采樣投影數(shù)據(jù)513輸出到圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a(步驟s504)。

參照?qǐng)D16以及圖17對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(c)進(jìn)行說(shuō)明。

圖像運(yùn)算裝置122a若取得移動(dòng)x射線管裝置101a的焦點(diǎn)而得到的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502(步驟s601)，則針對(duì)ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502分別執(zhí)行上述的虛擬視角生成處理504(步驟s602)。然后，通過(guò)在視角方向上交替地組合上采樣后的ffs(+)投影數(shù)據(jù)511、ffs(-)投影數(shù)據(jù)512，從而得到上采樣后的ffs投影數(shù)據(jù)513(步驟s603)。

上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a針對(duì)上采樣后的ffs投影數(shù)據(jù)513，進(jìn)一步進(jìn)行欠缺數(shù)據(jù)處理514(步驟s604)。

所謂欠缺數(shù)據(jù)處理，是指對(duì)于在將ffs(+)投影數(shù)據(jù)、ffs(-)投影數(shù)據(jù)在視角方向上交替地組合而得到的ffs投影數(shù)據(jù)513中產(chǎn)生的欠缺數(shù)據(jù)，通過(guò)使用在視角方向以及通道方向上相鄰的投影數(shù)據(jù)或其附近的投影數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行插值或估算從而進(jìn)行補(bǔ)足的處理。對(duì)于在通道方向上移動(dòng)焦點(diǎn)位置得到的ffs(+)投影數(shù)據(jù)和ffs(-)投影數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，x射線路徑分別不同。因此會(huì)得到通道數(shù)量的2倍的數(shù)據(jù)。在攝影時(shí)按每1個(gè)視角交替地移動(dòng)焦點(diǎn)位置來(lái)測(cè)量投影數(shù)據(jù)的情況下，由于例如在奇數(shù)視角取得ffs(+)投影數(shù)據(jù)，在偶數(shù)視角取得ffs(-)投影數(shù)據(jù)，因此在將這些數(shù)據(jù)交替地組合而得到的ffs投影數(shù)據(jù)513中，按照每1個(gè)視角交錯(cuò)地產(chǎn)生了欠缺數(shù)據(jù)。

在步驟s604的處理中，進(jìn)行補(bǔ)足這樣的欠缺數(shù)據(jù)的處理514。

若得到進(jìn)行了步驟s604的欠缺數(shù)據(jù)處理514后的上采樣投影數(shù)據(jù)515，則上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a將上采樣投影數(shù)據(jù)515輸出到圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a(步驟s605)。

參照?qǐng)D18以及圖19對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(d)進(jìn)行說(shuō)明。

圖像運(yùn)算裝置122a若取得移動(dòng)x射線管裝置101a的焦點(diǎn)而得到的ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502(步驟s701)，則針對(duì)ffs(+)投影數(shù)據(jù)501和ffs(-)投影數(shù)據(jù)502分別執(zhí)行上述的虛擬視角生成處理504(步驟s702)。然后，通過(guò)將上采樣后的ffs(+)投影數(shù)據(jù)511、ffs(-)投影數(shù)據(jù)512在視角方向上交替地組合，從而得到上采樣后的ffs投影數(shù)據(jù)513(步驟s703)。

上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a針對(duì)上采樣后的ffs投影數(shù)據(jù)513，進(jìn)一步執(zhí)行上述的虛擬視角生成處理504(步驟s704)。通過(guò)步驟s704的處理，從而得到上采樣投影數(shù)據(jù)516。

上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a將上采樣投影數(shù)據(jù)516輸出到圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a(步驟s705)。

在圖12的步驟s403、圖14的步驟s502、圖16的步驟s602、圖18的步驟s702以及步驟s704的虛擬視角生成處理中，能夠與第1實(shí)施方式(圖3、圖4)同樣地應(yīng)用使用了虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的虛擬視角的計(jì)算方法(上采樣方法)。

即，上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a(圖像運(yùn)算裝置122a)針對(duì)要插入的視角(虛擬視角)，使用在視角方向或通道方向上接近的投影數(shù)據(jù)、或者對(duì)置的射線的數(shù)據(jù)(對(duì)置數(shù)據(jù))、或者在對(duì)置數(shù)據(jù)的視角方向或通道方向上接近的投影數(shù)據(jù)等，通過(guò)插值或估算來(lái)計(jì)算出虛擬視角的投影數(shù)據(jù)。

(使用了虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的虛擬視角計(jì)算方法：虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)生成處理)

對(duì)于在旋轉(zhuǎn)一周(2π)的攝影中得到的投影數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，能夠使用對(duì)置的射線(ray)的數(shù)據(jù)(以下將對(duì)置的射線的數(shù)據(jù)稱為對(duì)置數(shù)據(jù))來(lái)生成虛擬視角。參照?qǐng)D3對(duì)如下示例進(jìn)行說(shuō)明：針對(duì)在旋轉(zhuǎn)一周的攝影中得到的投影數(shù)據(jù)，使用對(duì)置數(shù)據(jù)來(lái)生成虛擬視角，使視角數(shù)量變?yōu)?倍。

圖像運(yùn)算裝置122a(投影數(shù)據(jù)變換部126)取得通過(guò)螺旋攝影或連續(xù)往復(fù)攝影等而得到的螺旋投影數(shù)據(jù)(螺旋ffs(+)投影數(shù)據(jù)、螺旋ffs(-)投影數(shù)據(jù))，并使用180°插值、360°插值或z濾波處理等而變換為目標(biāo)切片位置處的正常投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)、正常ffs(-)投影數(shù)據(jù))(參照?qǐng)D2)。軸向投影數(shù)據(jù)(軸向ffs(+)投影數(shù)據(jù)、軸向ffs(-)投影數(shù)據(jù))成為圖3(a)所示那樣的數(shù)據(jù)。

圖像運(yùn)算裝置122a(上采樣投影數(shù)據(jù)生成部127a)針對(duì)變換后的投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)、正常ffs(-)投影數(shù)據(jù))進(jìn)行插入虛擬視角的處理。

針對(duì)ffs(+)投影數(shù)據(jù)、ffs(-)投影數(shù)據(jù)，也能夠應(yīng)用在第1實(shí)施方式中說(shuō)明的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)生成處理。

即，在圖3(a)所示的旋轉(zhuǎn)一周份的投影數(shù)據(jù)(正常ffs(+)投影數(shù)據(jù)、正常ffs(-)投影數(shù)據(jù))中，ray31與ray32對(duì)置。

即，是相同的x射線照射路徑。ray31上的點(diǎn)a1以及點(diǎn)a2的對(duì)置數(shù)據(jù)分別成為ray32的點(diǎn)b1以及點(diǎn)b2。點(diǎn)b1以及點(diǎn)b2如圖3(a)所示是同一視角view(2γm+π)上的相鄰的通道的數(shù)據(jù)。投影數(shù)據(jù)上的點(diǎn)a1以及點(diǎn)b1的關(guān)系能夠使用函數(shù)r(γ，θ)，由上述的式(1)來(lái)表示，其中該函數(shù)r(γ，θ)使用了以通道方向?yàn)棣?、以視角方向?yàn)棣鹊膮?shù)。

此外，點(diǎn)a1以及點(diǎn)b1的通道與視角的關(guān)系能夠由上述的式(2)、式(3)來(lái)表示。

由此可知，點(diǎn)a1以及點(diǎn)a2之間的虛擬視角41上的點(diǎn)a1a2與作為在視角view(2γm+π)上的點(diǎn)b1以及點(diǎn)b2之間插入的虛擬通道的點(diǎn)b1b2對(duì)應(yīng)。與ray32(視角view(2γm+π))的虛擬通道(點(diǎn)b1b2)對(duì)應(yīng)的對(duì)置數(shù)據(jù)(ray31)上的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)a1a2的值能夠通過(guò)上述的式(4)、式(5)來(lái)計(jì)算。

以同樣的過(guò)程，如圖3(b)所示，計(jì)算虛擬視角41上的間隔一個(gè)像素相鄰的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)c1c2。反復(fù)同樣的過(guò)程的同時(shí)生成虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間。然后，如圖3(c)所示，通過(guò)虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間上的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)點(diǎn)a1a2與點(diǎn)c1c2的插值，來(lái)求取虛擬視角41的位于通道位置的點(diǎn)v41b的值。反復(fù)執(zhí)行該操作，來(lái)計(jì)算虛擬視角41的各通道的值(圖3(c)的由雙圓圈所示的點(diǎn))。對(duì)于其他的虛擬視角42、43、……也能夠同樣地使用虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出各點(diǎn)的通道數(shù)據(jù)。

在使用了虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的虛擬視角的生成方法(上采樣方法)中，基于具有相對(duì)于要估算的通道數(shù)據(jù)(由雙圓圈所示的點(diǎn))最接近的生物體信息(透射了被檢體的測(cè)量數(shù)據(jù))的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)(實(shí)際數(shù)據(jù))來(lái)計(jì)算虛擬視角的各通道數(shù)據(jù)。所謂具有最接近的生物體信息的虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)，是指在測(cè)量到的ray之中透射路徑最近、并且從反方向入射的ray。特征在于，選擇性地取得ray，根據(jù)所選擇的ray來(lái)計(jì)算所估算的虛擬ray，生成虛擬視角。通過(guò)使用該方法，從而能夠?qū)崿F(xiàn)通道數(shù)量保持不變而僅視角數(shù)量進(jìn)行上采樣。在2倍采樣的情況下，使用對(duì)置數(shù)據(jù)的2點(diǎn)的平均值等來(lái)求出虛擬視角的通道數(shù)據(jù)，但在n倍采樣的情況下，也可以通過(guò)2點(diǎn)間的線性插值或非線性插值來(lái)求取。此外，通過(guò)該方法，通道方向的上采樣也能夠同時(shí)進(jìn)行。

另外，虛擬視角的生成方法并不限定于如上所述使用了對(duì)置數(shù)據(jù)的上采樣方法。也可以如圖4(a)所示設(shè)為簡(jiǎn)單利用相鄰的視角彼此來(lái)進(jìn)行插值的2點(diǎn)插值，又可以如圖4(b)所示設(shè)為使用相鄰的視角以及通道的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行插值的4點(diǎn)插值，還可以如圖4(c)所示使用基于tv法(totalvariation)的插值。

此外，上采樣投影數(shù)據(jù)的視角數(shù)量也可以設(shè)為如實(shí)際數(shù)據(jù)的1.5倍等那樣包含小數(shù)數(shù)值的任意的視角數(shù)量。例如，在視角方向上部分地增加視角數(shù)量的情況下，成為小數(shù)倍的視角數(shù)量。如圖20(a)所示，被檢體2的剖面為近似于橢圓的形狀。因此，如圖20(b)所示，也可以在相當(dāng)于橢圓的長(zhǎng)徑的視角的情況下使視角數(shù)量密集等實(shí)現(xiàn)部分的視角數(shù)量增加，生成小數(shù)倍的上采樣投影數(shù)據(jù)518。

接下來(lái)，參照?qǐng)D21～圖23對(duì)圖11的步驟s304的重構(gòu)運(yùn)算處理進(jìn)行說(shuō)明。

如上所述，若與不使用ffs投影數(shù)據(jù)的情況相比較，則使用ffs投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像的空間分辨率有時(shí)在圖像的中心區(qū)域較高，隨著去往周邊部而變得比使用了ffs無(wú)的投影數(shù)據(jù)的情況低(參照?qǐng)D21)。

圖21(b)是示出圖21(a)所示的斷層像601中的距中心o的距離與空間分辨率的關(guān)系的曲線圖606。在使用了ffs投影數(shù)據(jù)的情況下，在與圖像中心o相隔距離p0的邊界605的內(nèi)側(cè)的區(qū)域(以下稱為中心區(qū)域604)，空間分辨率(表示空間分辨率的指標(biāo)值)比使用了ffs(無(wú))投影數(shù)據(jù)的情況高。另一方面，在比邊界點(diǎn)p0(圖21(a)所示的邊界605)更靠外側(cè)的區(qū)域(以下稱為周邊區(qū)域603)，空間分辨率(表示空間分辨率的指標(biāo)值)比使用了ffs(無(wú))投影數(shù)據(jù)的情況低。

因此，針對(duì)已經(jīng)具有足夠的空間分辨率的中心區(qū)域604的數(shù)據(jù)，使用不進(jìn)行上采樣的ffs投影數(shù)據(jù)(實(shí)際數(shù)據(jù))來(lái)進(jìn)行圖像重構(gòu)，而針對(duì)周邊區(qū)域603，使用通過(guò)虛擬視角生成而進(jìn)行上采樣后的投影數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行圖像重構(gòu)，由此提高周邊區(qū)域603的空間分辨率。

通過(guò)這樣，從而對(duì)于中心區(qū)域604而言，能夠在防止數(shù)據(jù)的精細(xì)制作所造成的不良影響的同時(shí)提高空間分辨率，并且，對(duì)于周邊區(qū)域603而言，通過(guò)生成虛擬視角，從而能夠不降低旋轉(zhuǎn)速度便提高視角數(shù)量，由此能夠提高空間分辨率。

參照?qǐng)D22的流程圖對(duì)重構(gòu)運(yùn)算處理的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

首先，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a取得空間分辨率的邊界點(diǎn)p0(步驟s801)。邊界點(diǎn)p0是根據(jù)ffs投影數(shù)據(jù)得到的空間分辨率和根據(jù)ffs無(wú)投影數(shù)據(jù)得到的空間分辨率發(fā)生反轉(zhuǎn)的位置距攝影中心的距離。該邊界點(diǎn)p0可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)先求取，并保持于存儲(chǔ)裝置123等。

作為空間分辨率的評(píng)價(jià)指標(biāo)值，存在mtf(modulationtransferfunction，調(diào)制傳遞函數(shù))。例如，可以如mtf50％、10％、2％等這樣，按照各個(gè)不同的空間分辨率指標(biāo)值來(lái)求取上述的邊界點(diǎn)p0，由操作者來(lái)進(jìn)行選擇。由于要求什么樣的畫(huà)質(zhì)根據(jù)檢查、診斷目標(biāo)而不同，所以期望能夠根據(jù)與其他的畫(huà)質(zhì)(噪聲等)之間的平衡來(lái)選擇所需的空間分辨率。

或者，也可以根據(jù)通過(guò)mtf50％、10％、2％等多個(gè)空間分辨率而得到的邊界點(diǎn)p0來(lái)求取成為重心的邊界點(diǎn)。

圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a在比邊界點(diǎn)p0更靠中心側(cè)的中心區(qū)域604使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)，在比邊界點(diǎn)p0更靠外側(cè)的周邊區(qū)域603使用對(duì)ffs投影數(shù)據(jù)進(jìn)行上采樣后的上采樣投影數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行重構(gòu)運(yùn)算(步驟s802)。

在周邊區(qū)域603使用的上采樣投影數(shù)據(jù)可以使用由上述的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)～(d)之中的任意方法所生成的上采樣投影數(shù)據(jù)。即，既可以如圖23(a)所示使用通過(guò)圖12以及圖13所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)505，又可以如圖23(b)所示使用通過(guò)圖14以及圖15所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(b)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)513，也可以如圖23(c)所示使用通過(guò)圖16以及圖17所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(c)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)515，還可以如圖23(d)所示使用通過(guò)圖18以及圖19所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(d)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)516。

此外，對(duì)于上采樣投影數(shù)據(jù)505、513、515、516來(lái)說(shuō)，虛擬視角的生成方法均可以如上所述采用使用了虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間的上采樣方法，也可以采用基于視角方向上相鄰的2點(diǎn)的插值，或者也可以采用基于視角方向以及通道方向上相鄰的4點(diǎn)的插值，或者還可以是使用了tv法等的插值等。

在重構(gòu)運(yùn)算中，既可以在將變換后的ffs投影數(shù)據(jù)(上采樣前的數(shù)據(jù))和上采樣投影數(shù)據(jù)在投影數(shù)據(jù)上合成為正常投影數(shù)據(jù)后，進(jìn)行逆投影處理等圖像的重構(gòu)，也可以生成將與使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(上采樣前的數(shù)據(jù))所重構(gòu)的圖像的中心區(qū)域604該當(dāng)?shù)牟糠?、和與使用上采樣投影數(shù)據(jù)所重構(gòu)的圖像的周邊區(qū)域603相當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行了合成的圖像。

圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a輸出通過(guò)步驟s802的處理而生成的圖像(步驟s803)。輸出目標(biāo)地例如是存儲(chǔ)裝置123、顯示裝置125等。

如以上說(shuō)明的那樣，第2實(shí)施方式的x射線ct裝置1a將使x射線管裝置101a的x射線焦點(diǎn)位置位移來(lái)通過(guò)螺旋攝影而得到的焦點(diǎn)位移投影數(shù)據(jù)(螺旋ffs投影數(shù)據(jù))變換為正常投影數(shù)據(jù)，在視角方向上進(jìn)行上采樣。然后，在圖像的重構(gòu)運(yùn)算處理中，在比規(guī)定的邊界點(diǎn)p0更靠近攝影中心的中心區(qū)域604使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))，而在比邊界點(diǎn)p0更遠(yuǎn)離攝影中心的周邊區(qū)域603使用上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像。

由于將通過(guò)虛擬視角進(jìn)行了上采樣的數(shù)據(jù)用于有效視野周邊部，所以不必為了增加視角數(shù)量而降低旋轉(zhuǎn)速度來(lái)進(jìn)行攝影。因此，不管基于硬件的限制的旋轉(zhuǎn)速度的界限等如何，都能夠提高周邊部的空間分辨率，從而提高有效視野整體的空間分辨率。適于有運(yùn)動(dòng)的部位的攝影。

[第3實(shí)施方式]

接下來(lái)，參照?qǐng)D24～圖26對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

第3實(shí)施方式的x射線ct裝置1a在第2實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理中進(jìn)行結(jié)合處理，使得邊界點(diǎn)p0處的空間分辨率平滑地連續(xù)。

在結(jié)合處理中，如圖24所示，在包含邊界點(diǎn)p0的規(guī)定范圍的區(qū)域(以下稱為邊界區(qū)域q)以規(guī)定比例對(duì)由ffs實(shí)際投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像和由上采樣投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像雙方進(jìn)行合成。在比邊界區(qū)域q更靠近中心部的中心區(qū)域604a，與第2實(shí)施方式同樣地100％使用由ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像。在比邊界區(qū)域q更靠外側(cè)的周邊區(qū)域603a，與第2實(shí)施方式同樣地100％使用由上采樣投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像。

即，根據(jù)距中心的距離將由ffs投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像和由上采樣投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像使權(quán)重彼此變化的同時(shí)進(jìn)行合成。

圖25是示出與基于上采樣投影數(shù)據(jù)的重構(gòu)圖像相乘的權(quán)重系數(shù)的曲線圖。如圖25所示，權(quán)重系數(shù)w(p)根據(jù)距中心o的距離p而變化。在中心區(qū)域604a為“0”，在邊界區(qū)域q為平滑上升的曲線，在周邊區(qū)域603a成為“1”。另外，對(duì)于與基于ffs實(shí)際投影數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))的重構(gòu)圖像相乘的權(quán)重系數(shù)來(lái)說(shuō)，權(quán)重系數(shù)也根據(jù)距中心o的距離而變化，但與圖25所示的權(quán)重系數(shù)w(p)相反，在中心區(qū)域604a為“1”，在邊界區(qū)域q為平滑下降的曲線，在周邊區(qū)域603a成為“0”。

邊界區(qū)域q的范圍是任意的，可以根據(jù)所希望的區(qū)域的所希望的空間分辨率而變化。

此外，在圖25的示例中，權(quán)重系數(shù)由依賴于距圖像中心的距離p的平滑的曲線來(lái)表示，但并不限定于此，也可以由直線、折線來(lái)表示。

此外，在第3實(shí)施方式中，如圖24(a)～圖24(d)所示，在周邊區(qū)域603a以及邊界區(qū)域q使用的上采樣投影數(shù)據(jù)也可以使用由上述的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)～(d)之中的任意方法所生成的上采樣投影數(shù)據(jù)。

即，既可以如圖24(a)所示使用通過(guò)圖12以及圖13所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)505，又可以如圖24(b)所示使用通過(guò)圖14以及圖15所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(b)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)513，也可以如圖24(c)所示使用通過(guò)圖16以及圖17所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(c)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)515，還可以如圖24(d)所示使用通過(guò)圖18以及圖19所示的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(d)而生成的上采樣投影數(shù)據(jù)516。

此外，對(duì)于虛擬視角的計(jì)算方法來(lái)說(shuō)，上采樣投影數(shù)據(jù)505、513、515、516均可以如上所述通過(guò)基于在視角方向上相鄰的2點(diǎn)的插值(圖4(a))、或者基于在視角方向以及通道方向上相鄰的4點(diǎn)的插值(圖4(b))、或者使用了tv法等的插值、估算(圖4(c))來(lái)求取，也可以使用虛擬對(duì)置數(shù)據(jù)空間來(lái)計(jì)算(圖3)。

此外，上采樣投影數(shù)據(jù)的視角數(shù)量并不限于實(shí)際數(shù)據(jù)的2倍，也可以設(shè)為比2倍多的視角數(shù)量。此外，也可以在視角方向上部分地增加視角數(shù)量，設(shè)為如1.5倍等這樣包含小數(shù)的數(shù)值的任意的視角數(shù)量。

參照?qǐng)D26來(lái)說(shuō)明第3實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理的流程。

首先，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a取得空間分辨率的邊界點(diǎn)p0(步驟s901)。邊界點(diǎn)p0的取得與第2實(shí)施方式(圖22的步驟s801)相同。

接下來(lái)，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a生成使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))所重構(gòu)的圖像、和使用對(duì)ffs投影數(shù)據(jù)進(jìn)行了上采樣的上采樣投影數(shù)據(jù)所重構(gòu)的圖像(步驟s902)。

接下來(lái)，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a生成合成圖像，該合成圖像在比包含邊界點(diǎn)p0的邊界區(qū)域q更靠中心側(cè)的中心區(qū)域604a使用了由ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像，在比邊界區(qū)域q更靠外側(cè)的周邊區(qū)域603a使用了由上采樣投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像。對(duì)在步驟s902中重構(gòu)的各圖像進(jìn)行加權(quán)相加，使得在邊界區(qū)域q成為連續(xù)的空間分辨率(步驟s903)。加權(quán)的方法如上所述，例如將圖25所示的形狀的權(quán)重系數(shù)與由上采樣投影數(shù)據(jù)生成的圖像相乘，將與圖25所示的曲線圖相反形狀的權(quán)重系數(shù)與由ffs實(shí)際投影數(shù)據(jù)(正常投影數(shù)據(jù))生成的圖像相乘，對(duì)這些圖像進(jìn)行相加。

圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a輸出通過(guò)步驟s903的處理而生成的圖像(步驟s904)。輸出目標(biāo)地例如是存儲(chǔ)裝置123、顯示裝置125等。

如以上說(shuō)明的那樣，第3實(shí)施方式的x射線ct裝置1a在圖像的重構(gòu)運(yùn)算處理中，對(duì)在靠近圖像中心的中心區(qū)域604a使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))而在比邊界點(diǎn)p0更靠周邊側(cè)的周邊區(qū)域603a使用上采樣投影數(shù)據(jù)所重構(gòu)的各圖像進(jìn)行合成。進(jìn)而，對(duì)上述的各圖像進(jìn)行加權(quán)相加，使得在規(guī)定的邊界區(qū)域q空間分辨率平滑地連續(xù)。

由此，除了能夠獲得第2實(shí)施方式的效果以外，還能夠得到在邊界區(qū)域q中空間分辨率平滑地連續(xù)的圖像。

另外，在上述的重構(gòu)運(yùn)算處理中，在對(duì)所重構(gòu)的圖像進(jìn)行合成時(shí)進(jìn)行了加權(quán)相加，但也可以在投影數(shù)據(jù)上對(duì)上采樣投影數(shù)據(jù)和ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))進(jìn)行合成，之后，對(duì)所合成的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)。在該情況下，在與邊界區(qū)域q相當(dāng)?shù)牟糠?，使用?duì)上采樣投影數(shù)據(jù)和ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))進(jìn)行加權(quán)相加而生成的投影數(shù)據(jù)。

[第4實(shí)施方式]

接下來(lái)，參照?qǐng)D27以及圖28對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

在第4實(shí)施方式的x射線ct裝置1a中，也可以遍及整個(gè)圖像，使權(quán)重變化來(lái)對(duì)使用了ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常投影數(shù)據(jù))的圖像和使用了上采樣投影數(shù)據(jù)的圖像進(jìn)行合成。

圖27是示出在第4實(shí)施方式中與基于上采樣投影數(shù)據(jù)的重構(gòu)圖像相乘的權(quán)重系數(shù)w′(p)的曲線圖。在該曲線圖中，在靠近中心的區(qū)域從“0”起平滑地上升，在周邊區(qū)域的端部成為“1”。即，成為在邊界區(qū)域q以外的區(qū)域，權(quán)重系數(shù)也根據(jù)距中心o的距離而變化的形狀。這樣，權(quán)重系數(shù)的曲線圖形狀可以設(shè)為任意，使權(quán)重系數(shù)進(jìn)行變化以使得即使在邊界區(qū)域q以外的區(qū)域也能夠在所希望的區(qū)域得到所希望的空間分辨率。

另外，與基于ffs實(shí)際投影數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))的重構(gòu)圖像相乘的權(quán)重系數(shù)與圖27相反，在靠近中心的區(qū)域從“1”起平滑地下降，在周邊區(qū)域的端部成為“0”。

此外，在圖27的示例中權(quán)重系數(shù)w′(p)由依賴于距圖像中心的距離p的平滑的曲線來(lái)表示，但并不限定于此，也可以由直線來(lái)表示。

參照?qǐng)D28來(lái)說(shuō)明第4實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理的流程。

首先，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a取得空間分辨率的邊界點(diǎn)p0(步驟s1001)。邊界點(diǎn)p0的取得與第2實(shí)施方式(圖22的步驟s801)相同。

接下來(lái)，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a生成使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))重構(gòu)的圖像、和使用對(duì)正常ffs投影數(shù)據(jù)進(jìn)行了上采樣的上采樣投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像(步驟s1002)。

上采樣投影數(shù)據(jù)可以使用利用上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)～(d)中的任意一者而生成的投影數(shù)據(jù)。

接下來(lái)，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a將所希望的形狀的權(quán)重系數(shù)與各圖像相乘，進(jìn)行相加(步驟s1003)。權(quán)重用于在對(duì)使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))所重構(gòu)的圖像和使用對(duì)正常ffs投影數(shù)據(jù)進(jìn)行了上采樣的上采樣投影數(shù)據(jù)所重構(gòu)的圖像進(jìn)行合成時(shí)，以適當(dāng)?shù)谋嚷蔬M(jìn)行合成使得在所希望的區(qū)域得到所希望的空間分辨率。

然后，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a輸出通過(guò)步驟s1003的處理而生成的圖像(步驟s804)。輸出目標(biāo)地例如是存儲(chǔ)裝置123、顯示裝置125等。

如以上說(shuō)明的那樣，第4實(shí)施方式的x射線ct裝置1a在圖像的重構(gòu)運(yùn)算處理中，使用根據(jù)距攝影中心的距離而變化的權(quán)重系數(shù)來(lái)對(duì)由ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常投影數(shù)據(jù))重構(gòu)的圖像和由上采樣投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像進(jìn)行合成。

由此，除了能夠獲得第2實(shí)施方式的效果以外，還能夠得到在圖像的希望的區(qū)域成為所希望的空間分辨率的圖像。此外，通過(guò)增大實(shí)際數(shù)據(jù)的權(quán)重，從而能夠得到在所希望的區(qū)域可靠性高的圖像。

[第5實(shí)施方式]

接下來(lái)，參照?qǐng)D29以及圖30對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

在第5實(shí)施方式中，如圖29所示，針對(duì)由操作者設(shè)定的關(guān)心區(qū)域(roi：regionofinterest)7以及中心區(qū)域604應(yīng)用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)503。此外在周邊區(qū)域603應(yīng)用上采樣投影數(shù)據(jù)505。在roi7處于周邊區(qū)域603的情況下，針對(duì)roi7內(nèi)的范圍使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)503。

參照?qǐng)D30來(lái)說(shuō)明第5實(shí)施方式的重構(gòu)運(yùn)算處理的流程。

首先，系統(tǒng)控制裝置124設(shè)定關(guān)心區(qū)域(roi)7(步驟s1101)。roi7的設(shè)定由操作者經(jīng)由輸入裝置121來(lái)進(jìn)行。接下來(lái)，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a取得空間分辨率的邊界點(diǎn)p0(步驟s1102)。邊界點(diǎn)p0的取得與第2實(shí)施方式(圖22的步驟s801)相同。

接下來(lái)，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a在步驟s1101中設(shè)定的roi7和中心區(qū)域604使用ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(正常ffs投影數(shù)據(jù))，在除了roi7以外的周邊區(qū)域603，使用基于虛擬視角的上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)圖像(步驟s1103)。

上采樣投影數(shù)據(jù)可以使用利用上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)～(d)中的任意一者而生成的投影數(shù)據(jù)。

圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a輸出通過(guò)步驟s1103的處理而生成的圖像(步驟s1104)。輸出目標(biāo)地例如是存儲(chǔ)裝置123、顯示裝置125等。

如以上說(shuō)明的那樣，第5實(shí)施方式的x射線ct裝置1a通過(guò)對(duì)在roi7以及中心區(qū)域604使用了ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)(螺旋攝影的情況下變換為目標(biāo)切片位置處的投影數(shù)據(jù)之后的正常ffs投影數(shù)據(jù))的圖像進(jìn)行重構(gòu)，從而提高圖像的可靠性。此外，在除了roi7以外的周邊區(qū)域603，使用上采樣投影數(shù)據(jù)來(lái)提高空間分辨率。由此，能夠得到在作為診斷的對(duì)象的roi、圖像的中心部可靠性高、并且周邊部的空間分辨率也得到了提高的圖像。

另外，在第5實(shí)施方式中，也可以在邊界區(qū)域q進(jìn)行第3實(shí)施方式所示那樣的結(jié)合處理，或者使用第4實(shí)施方式所示那樣的所希望的形狀的權(quán)重系數(shù)對(duì)基于ffs投影數(shù)據(jù)的圖像和基于上采樣投影數(shù)據(jù)的圖像進(jìn)行加權(quán)相加。

[第6實(shí)施方式]

接下來(lái)，參照?qǐng)D31～圖33對(duì)本發(fā)明的第6實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

如圖31所示，在第6實(shí)施方式中，圖像重構(gòu)運(yùn)算部128a將針對(duì)在重構(gòu)圖像1001的圖像面內(nèi)從中心o到距離p1的區(qū)域1002、從距離p1到距離p2的區(qū)域1003、從距離p2到距離p3的區(qū)域1004使用分別不同的視角數(shù)量(上采樣數(shù))的ffs投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)的圖像進(jìn)行合成。例如，在區(qū)域1002設(shè)為ffs投影數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)的視角數(shù)量v1，在區(qū)域1003使用上采樣為視角數(shù)量v2的ffs投影數(shù)據(jù)，在區(qū)域1004中使用上采樣為視角數(shù)量v3的ffs投影數(shù)據(jù)。

若將各區(qū)域1002、1003、1004的合成前的各圖像設(shè)為ξ(v1)、ξ(v2)、ξ(v3)，則合成后的圖像ξ(v)能夠由以下的式(10)來(lái)表示。

ξ(v)＝ξ(v1)+ξ(v2)+ξ(v3)…(10)

上采樣投影數(shù)據(jù)可以由第2實(shí)施方式中說(shuō)明的上采樣投影數(shù)據(jù)生成處理(a)～(d)中的任意方法來(lái)生成。

此外，也可以進(jìn)行結(jié)合處理，使得如圖32所示的圖像1001a那樣，在區(qū)域1002與區(qū)域1003的邊界部、區(qū)域1003與區(qū)域1004的邊界部得到連續(xù)的空間分辨率。關(guān)于結(jié)合處理，與第2實(shí)施方式相同。即，使用在邊界部1006、1007使空間分辨率連續(xù)且平滑地變化那樣的權(quán)重系數(shù)w(v1)、w(v2)、w(v3)對(duì)由各視角數(shù)量的投影數(shù)據(jù)重構(gòu)的圖像ξ(v1)、ξ(v2)、ξ(v3)進(jìn)行合成。

合成后的圖像ξ(v)能夠由以下的式(11)來(lái)表示。

ξ(v)＝w(v1)ξ(v1)+w(v2)ξ(v2)+w(v3)ξ(v3)

…(11)

此外，在圖31以及圖33所示的例子中雖然將區(qū)域數(shù)量設(shè)為了3個(gè)，但并不限定于3個(gè)，也可以如圖33所示的圖像1001b那樣，擴(kuò)展為n個(gè)區(qū)域。

合成后的圖像ξ(v)通過(guò)由以下的式(12)來(lái)表示。

ξ(v)＝w(v1)ξ(v1)+w(v2)ξ(v2)+w(v3)ξ(v3)+…+w(vn)ξ(vn)…(12)

根據(jù)第6實(shí)施方式，能夠合成根據(jù)圖像距中心o的距離p而使用了不同的視角數(shù)量v1～vn的上采樣投影數(shù)據(jù)的圖像。因此，例如，在邊界點(diǎn)p0的周邊區(qū)域，通過(guò)隨著遠(yuǎn)離圖像中心o而使上采樣數(shù)逐漸適當(dāng)?shù)卦黾?，從而能夠使空間分辨率提高所希望的量。由此，能夠在整個(gè)圖像上使空間分辨率一致。此外，也可以優(yōu)先提高所希望的區(qū)域的空間分辨率等，根據(jù)診斷目標(biāo)來(lái)生成各種畫(huà)質(zhì)的圖像。

以上，對(duì)本發(fā)明所涉及的x射線ct裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然能夠在本申請(qǐng)所公開(kāi)的技術(shù)思想的范疇內(nèi)，想到各種變更例或修正例，應(yīng)當(dāng)理解這些變更例或修正例當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。

符號(hào)說(shuō)明

1、1ax射線ct裝置；100掃描臺(tái)架部；101、101ax射線管裝置；102旋轉(zhuǎn)盤(pán)；103準(zhǔn)直器；106x射線檢測(cè)器；110、110ax射線控制裝置；120操作臺(tái)；121輸入裝置；122圖像運(yùn)算裝置；123存儲(chǔ)裝置；124系統(tǒng)控制裝置；125顯示裝置；126投影數(shù)據(jù)變換部；127、127a上采樣投影數(shù)據(jù)生成部；128、128a圖像重構(gòu)運(yùn)算部；501ffs(+)投影數(shù)據(jù)；502ffs(-)投影數(shù)據(jù)；503ffs投影數(shù)據(jù)(焦點(diǎn)位移投影數(shù)據(jù))；505、513、515、516、518上采樣投影數(shù)據(jù)。