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数据处理方法、数据处理装置以及X射线CT装置

阅读：514发布：2023-03-14

专利汇可以提供数据处理方法、数据处理装置以及X射线CT装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明为了提供在对图像进行重构时的反投影处理或正投影处理中，设靠近的像素、射束重叠并进行考虑了像素、射束的重叠的运算，由此能够均匀地利用数据来抑制莫尔条纹等高频误差的产生的数据处理方法等，在根据投影数据对图像进行重构的处理中，图像处理装置(122)进行将像素尺寸设定得比像素间隔大，使用与靠近的像素的重叠量相应的尺寸依赖权重(像素窗口)来计算分配给像素或射束的内插值的反投影处理或正投影处理，并进行将射束尺寸设定得比射束间隔大，使用与靠近的射束的重叠量相应的尺寸依赖权重(射束窗口)来计算分配给像素或射束的内插值的反投影处理或正投影处理。，下面是数据处理方法、数据处理装置以及X射线CT装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种数据处理方法，其特征在于，
在数据处理装置执行的正投影处理或反投影处理中，将所设定的射束尺寸设定得比射束间隔大，或者将像素尺寸设定得比像素间隔大，使用与靠近的射束的重叠量或靠近的像素的重叠量相应的尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
数据处理装置进行包括如下步骤的正投影处理或反投影处理：
基于所述像素尺寸和所述像素间隔来计算所述尺寸依赖权重的宽度的步骤；
以所述像素间隔对像素进行划分，计算所划分的各像素区域中的所述尺寸依赖权重的权重值的步骤；
基于所述尺寸依赖权重和内插核来计算分配给射束或像素的内插值的步骤；以及将所计算出的内插值分配给射束或像素的步骤。
3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，
所述像素尺寸是重构图像的切片厚度，所述像素间隔是重构图像的切片间隔。
4.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
数据处理装置进行包括如下步骤的正投影处理或反投影处理：
基于所述射束尺寸以及所述射束间隔来计算所述尺寸依赖权重的宽度的步骤；
以所述射束间隔对射束进行划分，计算所划分的各射束区域中的所述尺寸依赖权重的权重值的步骤；
基于所述尺寸依赖权重和内插核来计算分配给射束或像素的内插值的步骤；以及将所计算出的内插值分配给射束或像素的步骤。
5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，
还包括：根据从射线源到对象像素的距离、射线源尺寸、检测器元件尺寸、以及射线源与检测器之间的距离来变更所述射束尺寸与所述射束间隔的关系的步骤。
6.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
计算所述尺寸依赖权重的权重值，使得所述尺寸依赖权重之和在各像素中相等。
7.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，
还包括：针对所述尺寸依赖权重，叠加表示射线源的射线量分布的函数或表示检测器灵敏度分布的函数，并进行归一化，使得叠加后的所述尺寸依赖权重之和在邻近射束之间相等，由此得到修正尺寸依赖权重的步骤，
使用所述修正尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。
8.一种数据处理装置，其特征在于，具备：
设定部，在正投影处理或反投影处理中，将射束尺寸设定得比射束间隔大，或者将像素尺寸设定得比像素间隔大；以及
计算部，使用与靠近的射束的重叠量或靠近的像素的重叠量相应的尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。
9.一种X射线CT装置，其特征在于，
具有权利要求8所述的数据处理装置。
10.一种X射线CT装置，其特征在于，具备：
X射线源，从具有面积的焦点照射X射线；
X射线检测器，与所述X射线源对置配置，对透射了被检者的X射线进行检测；
数据收集装置，收集由所述X射线检测器检测出的透射X射线；以及
图像处理装置，获取所述透射X射线，执行图像重构处理，所述图像重构处理在基于所获取的透射X射线对图像进行重构时进行的正投影处理或反投影处理中，包含如下处理：将射束尺寸设定得比射束间隔大，使用与靠近的射束的重叠量相应的尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。

说明书全文

数据处理方法、数据处理装置以及X射线CT装置

技术领域

[0001] 本发明涉及数据处理方法、数据处理装置、以及X射线CT装置，详细地，涉及图像重构处理中的正投影处理和反投影处理。

背景技术

[0002] 以往，作为根据通过X射线CT(Computed Tomography：计算机断层扫描)装置等得到的测量数据来重构断层像的方法，使用滤波校正反投影法等分析方法、逐次近似法。例如，在逐次近似重构法中，通过重复进行给定的反复次数的根据投影数据来生成图像的反投影处理和根据图像在投影线上进行线积分的正投影处理，从而逐次近似地推定最接近的图像。作为这些图像重构处理中进行的反投影处理、正投影处理，提出了(1)射线束驱动型、(2)像素驱动型、(3)距离驱动型的方式。

[0003] (1)射线束驱动型的正投影、反投影处理是以射束为基准进行考虑的方法，一边对射束进行扫描一边对有助于各射束的像素依次埋入投影值。

[0004] (2)像素驱动型的正投影、反投影处理是以像素为基准进行考虑的方法，一边对像素进行扫描一边依次埋入与各像素相关联的投影值。

[0005] (3)距离驱动型的正投影、反投影处理是以像素边界与射束边界之间的距离为基准进行考虑的方法，一边对像素边界与射束边界之间的距离进行扫描一边对射束内包含的像素依次埋入投影值。

[0006] 在上述的射线束驱动型中，将射束作为线段来处理，对线段通过的像素分配投影数据的值(投影值)(进行反投影)。因此，在像素间隔窄的情况下，会产生未分配投影值的像素而导致采样不均。采样不均会成为在图像中出现的莫尔条纹等的原因，是个问题。此外，在采用了像素驱动型的情况下，关注像素，依次分配通过了成为对象的像素的像素中心的射束(投影数据)的值。因此，在像素稀疏的情况下，会存在不使用的投影数据。这样一来，投影数据的利用效率会降低，图像噪声会增大。此外，在像素驱动型、射线束驱动型中，根据进行反投影的角度，是否使用像素(射束)会改变，因此会产生处理不均。若该情况逐次反复，则存在产生高频误差的问题。

[0007] 相对于此，若采用距离驱动型的反投影、正投影，则能够将采样密度保持为恒定。在专利文献1中记载了如下的投影法和反投影法，即，对针对像素以及检测器区间中的一方的正方形窗口的尺寸进行动态调整，使得邻接的窗口在检测器区间和像素中的一方形成连续的阴影，从而决定各像素对检测器的各区间的影响以及检测器的各区间对各像素的影响。根据专利文献1的方法，在像素尺寸与检测器元件尺寸相比比较大的情况下，会使噪声降低，能够进行均匀的反投影。由此，具有不会产生莫尔条纹等高频误差的优点。

[0008] 在先技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本特表2005-522304号公报

发明内容

[0011] 发明要解决的课题

[0012] 然而，在上述的专利文献1中，邻接的窗口连续地配置。即，像素尺寸被设定为与像素间隔相等。在该情况下，在进行体绘制等3D显示时，有时会由于混叠而产生画质劣化。此外，在与像素尺寸同等以下的大小的构造物位于像素与像素之间的情况下，还会存在由于部分体积效应而引起描绘分辨率降低的问题。此外，在逐次近似重构处理中采用专利文献1记载的那样的反投影的情况下，若使切片厚度变薄，则会由于X射线光子数不足而使噪声增多，有时得不到所希望的画质。另一方面，若增厚切片厚度，则在逐次近似重构处理中进行的基于图像空间中的靠近像素的类似性的平滑化处理(正则化处理)将不会很好地发挥作用，有时微小的构造物的描绘发生劣化。为了避免这种现象，根据拍摄射线量来增厚切片厚度为宜，且不使像素间距离过远为宜。由于这样的原因，优选使像素间隔比像素尺寸窄。换言之，优选设定使靠近的像素相互重叠那样的像素间隔和像素尺寸。

[0013] 本发明是鉴于前述的问题而完成的，其目的在于提供一种，在图像重构处理中进行的反投影处理或正投影处理中，视为靠近的像素、射束重叠，并进行对像素、射束的重叠加以考虑的运算，由此能够均匀地利用数据来抑制莫尔条纹等高频误差的产生的数据处理方法、数据处理装置、以及X射线CT装置。

[0014] 用于解决课题的技术方案

[0015] 为了达到前述的目的，本发明的数据处理方法的特征在于，在数据处理装置执行的正投影处理或反投影处理中，将设定的射束尺寸设定得比射束间隔大，或者将像素尺寸设定得比像素间隔大，使用与靠近的射束的重叠量或靠近的像素的重叠量相应的尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。

[0016] 此外，本发明是一种数据处理装置以及具有数据处理装置的X射线CT装置，所述数据处理装置的特征在于，具备：设定部，在正投影处理或反投影处理中，将射束尺寸设定得比射束间隔大，或者将像素尺寸设定得比像素间隔大；以及计算部，使用与靠近的射束的重叠量或靠近的像素的重叠量相应的尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。

[0017] 此外，本发明是一种X射线CT装置，其特征在于，具备：X射线源，从具有面积的焦点照射X射线；X射线检测器，与所述X射线源对置配置，对透射了被检者的X射线进行检测；数据收集装置，收集由所述X射线检测器检测出的透射X射线；以及图像处理装置，获取所述透射X射线，执行图像重构处理，所述图像重构处理在基于获取的透射X射线对图像进行重构时进行的正投影处理或反投影处理中，包含如下处理：将射束尺寸设定得比射束间隔大，使用与靠近的射束的重叠量相应的尺寸依赖权重来计算分配给射束或像素的内插值。

[0018] 发明效果

[0019] 根据本发明，在对图像进行重构时的反投影处理或正投影处理中，设靠近的像素、射束存在重叠，考虑像素、射束的重叠来求取分配给像素或射束的值，因此能够提供一种能够均匀地利用数据来抑制莫尔条纹等高频误差的产生的数据处理方法、数据处理装置、以及X射线CT装置。附图说明

[0020] 图1是X射线CT装置1的整体结构图。

[0021] 图2是示出在本发明所涉及的反投影处理和正投影处理中利用的像素窗口和射束窗口的例子的图(射束窗口宽度bww＞像素窗口宽度pww)。

[0022] 图3是示出在本发明所涉及的反投影处理和正投影处理中利用的像素窗口和射束窗口的例子的图(射束窗口宽度bww＜像素窗口宽度pww)。

[0023] 图4是示出在使用了图2和图3所示的像素窗口的反投影处理中计算分配给像素pc的值(射束内插值pv)的顺序的流程图。

[0024] 图5是示出在使用了图2和图3所示的像素窗口的正投影处理中计算分配给射束bc的值(像素内插值bv)的顺序的流程图。

[0025] 图6是说明一般的射束窗口的图。

[0026] 图7是对本发明中的射束间隔与射束宽度的关系(射束间隔＜射束宽度)以及与距射线源的距离相应的射束窗口进行说明的图。

[0027] 图8是示出在本发明所涉及的反投影处理和正投影处理中利用的像素窗口和射束窗口的例子的图(射束窗口宽度bww＜像素窗口宽度pww)。

[0028] 图9是示出在本发明所涉及的反投影处理和正投影处理中利用的像素窗口和射束窗口的例子的图(射束窗口宽度bww＞像素窗口宽度pww)。

[0029] 图10是示出在使用了图8和图9所示的射束窗口的反投影处理中计算分配给像素pc的值(射束内插值pv)的顺序的流程图。

[0030] 图11是示出在使用了图8和图9所示的射束窗口的正投影处理中计算分配给射束bc的值(像素内插值bv)的顺序的流程图。

[0031] 图12是示出考虑了靠近的射束之间的重叠和靠近的像素之间的重叠的反投影中的射束内插值pv的计算顺序的流程图。

[0032] 图13是示出考虑了靠近的射束之间的重叠和靠近的像素之间的重叠的正投影中的像素内插值bv的计算顺序的流程图。

[0033] 图14(a)是射线源中的射线量分布(电子密度分布)，图14(b)是X射线检测器的灵敏度分布。

具体实施方式

[0034] 以下，参照附图对本发明的各实施方式进行详细说明。

[0035] [第一实施方式]

[0036] 首先，参照图1对X射线CT装置1的整体结构进行说明。

[0037] 如图1所示，X射线CT装置1具备扫描架部100、卧台105、以及操作台120。扫描架部100是对被检体照射X射线并且检测透射了被检体的X射线的装置。操作台120是对扫描架部
100的各部分进行控制并且获取由扫描架部100测量出的透射X射线数据来生成图像的装置。卧台105是载置被检体并在扫描架部100的X射线照射范围将被检体运入/运出的装置。

[0038] 扫描架部100具备X射线源101、旋转盘102、准直器103、X射线检测器106、数据收集装置107、扫描架控制装置108、卧台控制装置109、以及X射线控制装置110。

[0039] 操作台120具备输入装置121、图像处理装置(数据处理装置)122、存储装置123、系统控制装置124、以及显示装置125。

[0040] 在扫描架部100的旋转盘102设置有开口部104，X射线源101和X射线检测器106隔着开口部104对置配置。载置在卧台105的被检体被插入到开口部104。旋转盘102通过从旋转盘驱动装置通过驱动传递系统传递的驱动力而在被检体的周围进行旋转。旋转盘驱动装置由扫描架控制装置108进行控制。

[0041] X射线源101由X射线控制装置110进行控制，连续地或断续地照射给定强度的X射线。X射线控制装置110按照由操作台120的系统控制装置124决定的X射线管电压和X射线管电流对施加或供给到X射线源101的X射线管电压和X射线管电流进行控制。

[0042] 在X射线源101的X射线照射口设置有准直器103。准直器103限制从X射线源101 辐射的X射线的照射范围。例如成型为锥面射束(圆锥形或棱锥形射束)等。准直器103的开口宽度由系统控制装置124进行控制。

[0043] 从X射线源101照射而通过准直器103并且透射了被检体的X射线入射到X射线检测器106。

[0044] X射线检测器106例如在通道方向(环绕方向)和列方向(体轴方向)上对由闪烁器和光电二极管的组合构成的X射线检测元件组进行了二维排列。X射线检测器106配置为隔着被检体与X射线源101对置。X射线检测器106对从X射线源101照射并透射了被检体的X射线量进行检测，并输出到数据收集装置107。

[0045] 数据收集装置107以给定的采样间隔对由X射线检测器106的各个X射线检测元件所检测出的X射线量进行收集，并变换为数字信号，作为透射X射线数据依次输出到操作台120的图像处理装置122。

[0046] 图像处理装置(数据处理装置)122获取从数据收集装置107输入的透射X射线数据，进行对数变换、灵敏度校正等预处理来生成重构所需的投影数据。此外，图像处理装置122使用所生成的投影数据来重构断层像等被检体图像。系统控制装置124将由图像处理装置122重构的被检体图像数据存储到存储装置123并且显示在显示装置125。

[0047] 在第一实施方式中由图像处理装置122执行的图像重构处理中，进行包含如下处理的反投影处理：将像素尺寸设定得比像素间隔大，使用与靠近的像素之间的重叠量相应的尺寸依赖权重(像素窗口)来计算分配给像素的内插值。对于该反投影处理，将在后面进行详细说明(参照图2～图4)。

[0048] 系统控制装置124是具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机。存储装置123是硬盘等数据记录装置，预先存储有用于实现X射线CT装置1的功能的程序、数据等。

[0049] 显示装置125由液晶面板、CRT监视器等显示器装置和与显示器装置协作执行显示处理用的逻辑电路构成，并与系统控制装置124连接。显示装置125对从图像处理装置122输出的被检体图像、以及系统控制装置124处理的各种信息进行显示。

[0050] 输入装置121例如由键盘、鼠标等指点设备、数字键、以及各种开关按钮等构成，将由操作者输入的各种指示、信息输出到系统控制装置124。操作者使用显示装置125和输入装置121以对话方式对X射线CT装置1进行操作。输入装置121也可以是与显示装置125的显示画面呈一体构成的触摸面板式的输入装置。

[0051] 卧台105具备载置被检体的台面、上下移动装置、以及台面驱动装置，通过卧台控制装置109的控制使台面高度向上下进行升降，或者向体轴方向前后移动，或者向与体轴垂直且相对于地板面平行的方向(左右方向)左右移动。在拍摄过程中，卧台控制装置109以由系统控制装置124决定的卧台移动速度和移动方向使台面移动。

[0052] 接着，参照图2～图4对本发明所涉及的图像处理装置122中的图像重构时的反投影处理进行说明。例如，在通过像滤波校正3D反投影法那样的分析方法对图像进行重构时所进行的反投影处理中，图像处理装置122将像素尺寸设定得比像素间隔大。由此，在靠近的像素之间产生重叠。图像处理装置122计算与靠近的像素之间的重叠量相应的尺寸依赖权重(像素窗口)，并使用尺寸依赖权重(像素窗口)来计算分配给像素的内插值。

[0053] 首先，从X射线CT装置1的输入装置121输入拍摄条件和重构条件，对被检体进行拍摄。拍摄条件例如设定为，射束间距为“1.1”，管电压为“120kV”，管电流为“300mA”，扫描速度为“0.5s/转”。此外，重构条件包含的重构FOV(Field Of View：视场)、重构中心位置可根据拍摄部位进行决定使得容易诊断疾病。例如在心脏拍摄中设定为，重构FOV为“250mm”，重构中心位置为“以心脏为中心”。

[0054] 此外，重构图像矩阵尺寸通常是固定的，为512像素(正方形的重构图像的一边的像素数)，重构图像切片(slice)数以及切片间隔、切片厚度可根据拍摄范围、想要诊断的疾病的尺寸、拍摄射线量来设定。例如，切片数设为“200个”，切片间隔设为“1.25mm”，切片厚度设为“2.5mm”。此外，重构滤波器可根据拍摄部位来选择。例如，在腹部的拍摄中选择“腹部用标准滤波器”即可，在头部的拍摄中选择“头部用标准滤波器”等即可。

[0055] 图像处理装置122获取通过拍摄而得到的投影数据，并基于上述的重构条件来执行图像重构处理，生成重构图像。在图像重构处理中，例如使用滤波校正3D反投影法。在该滤波校正3D反投影法中，图像处理装置122进行考虑了靠近的像素之间的重叠的反投影处理。以下，参照图2～图4对考虑了靠近的像素之间的重叠的反投影处理进行说明。

[0056] 图2和图3是示出在本发明中用于反投影处理的尺寸依赖权重(像素窗口2a～2g以及射束窗口3)的图。图4是示出在反投影处理中计算分配给像素pc的值pv的处理顺序的流程图。另外，在以下的说明中将像素窗口2a～2g统称为像素窗口2。

[0057] 所谓像素窗口2，是在反投影处理中计算分配给像素的内插值时使用的权重(尺寸依赖权重)。所使用的像素窗口2根据靠近的像素的重叠量来决定。此外，像素窗口2的形状由像素窗口2的宽度(像素窗口宽度pww)和宽度方向的各位置(像素区域)处的权重的大小(像素尺寸依赖权重值pwtk)来定义。图2、图3所示的各像素窗口2a～2g的纵向的长度表示像素尺寸依赖权重值pwtk。K是像素窗口2的索引(表示是从左端起第几个像素区域的编号，“0”、“1”、“2”、…)。所谓像素区域，是指将像素用像素间隔进行划分的各区域。

[0058] 在本发明中，图像处理装置122根据像素尺寸(像素尺寸psx)和像素间隔ppx，来决定像素窗口宽度pww。进而，决定像素尺寸依赖权重值pwtk，使得使靠近的像素窗口2重叠配置时的权重值(像素尺寸依赖权重值pwtk)之和在各像素位置相等，并且像素窗口2的半值宽度与像素尺寸相等。

[0059] 图2是示出像素尺寸psx比像素间隔大且射束窗口宽度bww＞像素窗口宽度pww的情况下的像素窗口2与射束窗口3的配置的图，图2(a)示出像素窗口宽度pww与像素间隔相等的情况下的像素窗口2a的形状，图2(b)示出将像素窗口宽度pww设为像素间隔的两倍的情况下的像素窗口2b的形状，图2(c)示出将像素窗口宽度pww设为像素间隔的4倍的情况下的像素窗口2c的形状，图2(d)示出将像素窗口宽度pww设为像素间隔的3倍的情况下的像素窗口2d的形状。

[0060] 此外，图3是示出像素尺寸psx比像素间隔大且射束窗口宽度bww＜像素窗口宽度pww的情况下的像素窗口2与射束窗口3的配置的图，图3(a)示出像素窗口宽度pww与像素间隔相等的情况下的像素窗口2e的形状，图3(b)示出将像素窗口宽度pww设为像素间隔的两倍的情况下的像素窗口2f的形状，图3(c)示出将像素窗口宽度pww设为像素间隔的3倍的情况下的像素窗口2g的形状。

[0061] 在第一实施方式中，在反投影处理中求取分配给各像素的射束内插值pv时，使用如图2或图3所示那样的像素窗口2。至于使用哪个像素窗口2，可根据像素之间的重叠量来决定。例如，可根据切片厚度与切片间隔的关系来决定像素之间的重叠量。

[0062] 以下，参照图4的流程图对考虑了靠近的像素之间的重叠量的射束内插值pv的计算顺序进行说明。

[0063] 如图4的流程图所示，若根据操作者经由输入装置121等而设定的重构条件等决定了像素尺寸psx[mm](步骤S101)，则图像处理装置122求取像素窗口2。即，计算像素窗口宽度pww、像素尺寸依赖权重值pwtk(步骤S102、步骤S103)。

[0064] 若将有效视野尺寸设为FOV并将重构图像的矩阵尺寸设为MATRIX，则像素间隔ppx成为以下的式(1)。

[0065]

[0066] 另外，上述的像素尺寸psx例如设为重构图像的切片厚度，像素间隔ppx设为重构图像的切片间隔。

[0067] 若将在步骤S101中决定的像素尺寸设为psx[mm]，则图像处理装置122通过以下的式(2)来求取像素窗口宽度pww[像素](步骤S102)。

[0068]

[0069] 另外，像素窗口宽度pww中的像素窗口中央位置pwc由式(3)表示，相对于像素窗口中央位置pwc的像素窗口端部位置pwe由式(4)表示。

[0070]

[0071]

[0072] 接着，图像处理装置122用像素间隔对像素进行划分，并决定所划分出的各像素区域中的像素尺寸依赖权重值pwtk。即，通过以下的式(5)来计算从像素窗口2内的左端的像素(k＝0的像素)起第k个像素的像素尺寸依赖权重值pwtk(步骤S103)。

[0073]

[0074] 像素窗口2的开头像素位置psc可由以下的式(6)表示。

[0075]

[0076] 接着，图像处理装置122计算内插核f(步骤S104)，计算射束内插值pv(步骤S105)。以下，对内插核f的计算以及射束内插值pv的计算进行说明。

[0077] 若在以像素尺寸为像素间隔且以射束尺寸为射束间隔的情况下，将某个像素pcj(j是像素的索引)的像素边界psj、pej在共同轴4上的位置设为P(psj)、P(pej)、将某个射束bci(i是射束的索引)的射束边界bsi、bei在共同轴4上的位置设为P(bsi)、P(bei)、将共同轴4上的像素边界P(psj)、P(pej)所处的射束设为bcjs、bcje、将内插核即共同轴4上的射束bci占据像素pcj的比例(共同轴4上的长度的比例)设为fi，j、将位于共同轴4上的位置i的投影值设为rawi，则分配给像素pcj的射束内插值pvj可如以下的式(7)和式(8)那样计算。

[0078]

[0079]

[0080] 图像处理装置122对像素pcj分配上述的射束内插值pvj(步骤S106)。

[0081] 像以上说明的那样，在第一实施方式中，在图像处理装置122通过滤波校正3D反投影法等分析方法来对图像进行重构的情况下，将像素尺寸设定得比像素间隔大，考虑像素的重叠来进行反投影处理。由此，在通过分析方法对图像进行重构的情况下，能够得到没有因数据利用不均而造成的画质劣化的、数据利用效率高的良好的画质。

[0082] 如果将像素尺寸设为重构图像的切片厚度、像素间隔设为重构图像的切片间隔，则能够设定比切片间隔大的切片厚度来进行反投影处理。因为能够使切片厚度比重构图像的切片间隔大，所以能够抑制进行3D显示时的混叠伪影。

[0083] 此外，由于根据像素尺寸来决定尺寸依赖权重，以像素间隔对像素进行划分并对所划分出的像素区域决定尺寸依赖权重值，根据尺寸依赖权重和内插核来计算内插值，因此能够抑制像素尺寸较大的情况下的噪声增大。此外，在将像素尺寸设为比像素间隔大的情况下也能够抑制数据利用不均。

[0084] [第二实施方式]

[0085] 接着，参照图5对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，对通过包括考虑了靠近的像素之间的重叠的正投影处理的逐次近似重构处理来生成图像的例子进行说明。另外，在以下的说明中考虑了靠近的像素之间的重叠的反投影的详细情况由于与第一实施方式相同，所以省略其重复的说明。

[0086] 首先，从X射线CT装置1的输入装置121输入拍摄条件和重构条件，对被检体进行拍摄。拍摄条件、重构条件与上述的第一实施方式相同。

[0087] 图像处理装置122获取通过拍摄得到的投影数据，基于上述的重构条件来执行图像重构处理，生成重构图像。在生成重构图像时，图像处理装置122首先执行包括本发明所涉及的考虑了靠近的像素之间的重叠的反投影的滤波校正3D反投影法(第一实施方式的方法)。

[0088] 接着，图像处理装置122受理是否执行逐次近似处理的指示输入。

[0089] 操作者对基于上述的滤波校正3D反投影法等的重构图像进行确认，在判断噪声、伪影较多致使在诊断上造成问题的情况下，操作者经由输入装置121选择执行逐次近似处理。图像处理装置122受理操作者对逐次近似处理的参数的设定。

[0090] 逐次近似处理的参数是最大重复次数、收敛条件(结束条件)、先验概率权重(决定平滑化的程度的系数)等。若输入了逐次近似处理的参数并从输入装置121输入了逐次近似处理的执行指示时，则图像处理装置122开始进行逐次近似处理。

[0091] 在此，在所执行的逐次近似处理中，图像处理装置122首先生成初始图像。初始图像既可以是如在第一实施方式中所说明的那样使用包括考虑了靠近的像素之间的重叠的反投影的滤波校正3D反投影法进行重构的图像，也可以使用其它重构法。另外，初始图像也可以不使用重构图像而使用恒定值图像。

[0092] 但是，逐次近似处理中的直至收敛为止的重复次数根据用于初始图像生成的重构法、重构滤波器而改变。在对初始图像进行正投影而得到的正投影数据与投影数据之间的出入大的情况下，例如，在初始图像中伪影、失真、噪声较多致使投影数据与正投影数据之间的出入大的情况下，直至收敛为止的重复次数会增多。因此，优选尽量使用能够得到相对于投影数据的出入小的正投影数据那样的重构滤波器、重构方法。

[0093] 同样地，优选在生成初始图像时使用在投影数据上、图像数据上进行的高画质化滤波器来降低噪声、伪影。

[0094] 图像处理装置122基于所得到的初始图像，进行使用了对靠近的像素之间的重叠加以考虑的正投影和反投影的逐次近似处理(逐次近似重构)。由此，可得到逐次近似重构图像。另外，逐次近似重构中的正投影、反投影以外的部分与以往的逐次近似重构法相同。逐次近似法能够使用ML(最大似然：Maximum likelihood)法、MAP(最大后验概率：Maximum a Posterior)法、WLS(加权最小二乘法：Weighted Least Squares)、PWLS(惩罚加权最小二乘法：Penalized Weighted Least Squares)法、SIRT(Simultaneous Reconstruction Technique：同时重构技术)法这样的公知的逐次近似重构法。

[0095] 此外，也可以在这些逐次近似法中应用OS(Ordered Subset：有序子集)、SPS(Separable Paraboloidal Surrogate：可分离的抛物面型替代函数)、RAMLA(Row-Action Maximum Likelihood Algorithm：反演最大似然算法)等高速化方法。

[0096] 此外，在逐次近似重构中的反投影处理和正投影处理中，对像素的重叠加以考虑。关于考虑了像素的重叠的反投影处理，因为在第一实施方式中已经示出，所以省略说明，以下对正投影处理进行说明。

[0097] 在本发明中的正投影中，与反投影的情况同样地，图像处理装置122将像素尺寸设定得比像素间隔大。由此，在靠近的像素之间产生重叠。图像处理装置122计算与靠近的像素之间的重叠量相应的尺寸依赖权重(像素窗口2a～2g；参照图2和图3)，使用尺寸依赖权重(像素窗口2a～2g)来计算分配给射束的内插值。

[0098] 以下，参照图5的流程图对考虑了靠近的像素之间的重叠量的像素内插值bv的计算顺序进行说明。

[0099] 图5的流程图的步骤S201～步骤S203的处理与第一实施方式的考虑了像素的重叠的反投影的情况(图4的步骤S101～步骤S103)相同。

[0100] 即，若根据操作者经由输入装置121等设定的重构条件等决定了像素尺寸psx[mm](步骤S201)，则图像处理装置122使用有效视野尺寸FOV、重构图像的矩阵尺寸MATRIX来求取像素间隔ppx，此外，使用上述的式(1)～式(5)根据像素尺寸psx和像素间隔ppx来计算像素窗口宽度pww、像素尺寸依赖权重值pwtk(步骤S202、步骤S203)。

[0101] 接着，图像处理装置122计算内插核g(步骤S204)，并计算像素内插值bv(步骤S205)。以下，对内插核g的计算以及像素内插值bv的计算进行说明。

[0102] 若将以像素尺寸设为像素间隔并将射束尺寸设为射束间隔的情况下的、某个像素pcj(j是像素的索引)中的像素边界psj、pej在共同轴4上的位置设为P(psj)、P(pej)、将某个射束bci(i是射束的索引)中的射束边界bsi、bei在共同轴4上的位置设为P(bsi)、P(bei)、将共同轴4上的射束边界P(bsi)、P(bei)所处的像素设为pcjs、pcie、将内插核即共同轴4上的像素pcj占据射束bci的比例(共同轴4上的长度的比例)设为gi，j、将位于共同轴4上的位置j的像素值设为imgj，则分配给射束bci的像素内插值bvi如以下的式(9)和式(10)那样计算。

[0103]

[0104]

[0105] 图像处理装置122对射束bci分配上述的像素内插值bvi(步骤S206)。

[0106] 像以上说明的那样，在第二实施方式中，在图像处理装置122通过逐次近似法来重构图像的情况下，将像素尺寸设定得比像素间隔大，考虑像素的重叠来进行正投影处理和反投影处理。此外，在逐次近似处理的初始图像生成时，也优选进行考虑了像素的重叠的反投影处理。

[0107] 由此，能够抑制像素尺寸大的情况下的噪声增大。此外，在将像素尺寸设得比像素间隔大的情况下也不会产生数据利用不均。因此，即使在反复进行反投影和正投影的逐次近似重构处理中，也能够得到良好的画质。结果，能够抑制莫尔条纹等高频误差的产生。

[0108] [第三实施方式]

[0109] 接着，参照图6～图10对本发明的第三实施方式进行说明。

[0110] 一般来说，如图6所示，在距离驱动型的反投影中，使从X射线源101辐射的各射束30a、30b、30c的射束间隔与射束宽度一致，并设定与从X射线源101到像素位置41、42的距离相应的尺寸的射束窗口38、39。

[0111] 邻接的射束30a、30b、30c不重叠并连续地配置。

[0112] 相对于此，实际上，从X射线源101照射的射束具有面积地进行照射。这是因为，如图7所示，X射线源101的焦点实际上不是点，而是具有某种程度的尺寸(面积)。因此，如图7(a)所示，从射线源发出具有面积的射束31a、31b、31c，靠近的射束31a、31b、31c在像素位置41、42产生重叠。为了使用如上述的图6所示的设射线源为点的射束30a、30b、30c来进行考虑了射线源尺寸的反投影或正投影，需要设定多个作为射线源的点，在全部的点(射线源)进行反投影或正投影的计算，并取该计算结果的平均值。因此，计算量会增大。

[0113] 因此，在本发明的第三实施方式中，如图7所示，从X射线源101具有面积地照射射束。此外，使射束宽度比射束间隔大，图像处理装置122进行考虑了靠近的射束之间的重叠的反投影。具体地，使射束宽度比射束间隔大，进行如下的反投影处理：使用在靠近的射束31a、31b、31c中分别具有与射束的重叠量相应的权重值的射束窗口3a～3g(参照图8、图9)来计算分配给各像素的射束内插值。

[0114] 此外，靠近的射束31a、31b、31c的重叠量根据从X射线源101到像素位置41、42的距离而不同，因此根据射束的重叠量来使所应用的射束窗口3变化。例如，在离X射线源101近的像素位置41，如图7(b)的上段所示，使用射束间隔的两倍宽度的射束窗口3A，在离X射线源101远的像素位置42，如图7(b)的下段所示，射束的重叠量减小，因此使用与射束间隔等宽度的射束窗口3B。另外，在以下的说明中，将射束窗口3a～3g、3A、3B统称为射束窗口3。

[0115] 在本发明的第三实施方式中的反投影中，根据射束尺寸(射束宽度bsx)和射束间隔bpx来决定射束窗口宽度bww。进而，决定射束尺寸依赖权重值bwtk，使得使靠近的射束窗口3重叠配置时的权重值(射束尺寸依赖权重值bwtk)之和在各像素位置相等，并且射束窗口3的半值宽度与射束宽度相等。例如，设定如图8、图9所示的射束窗口3a～3g以及像素窗口2，按照图10的流程图所示的顺序来计算分配给像素的值pv。

[0116] 在此，所谓射束窗口3，是在反投影处理中计算分配给像素的内插值或者在正投影处理中计算分配给投影(射束)的内插值时所使用的权重(尺寸依赖权重)。所使用的射束窗口3可根据靠近的射束的重叠量来决定。例如，可根据射线源与像素位置的距离来变更所使用的射束窗口。此外，射束窗口3的形状由射束窗口3的宽度(射束窗口宽度bww)和宽度方向上的各位置(像素区域)处的权重的大小(射束尺寸依赖权重值bwtk)来定义。图8、图9所示的各射束窗口3a～3g的纵向的长度表示射束尺寸依赖权重值bwtk。k是射束窗口3中的索引(表示是从左端起第几个射束区域的编号，“0”、“1”、“2”、…)。所谓射束区域，是指将射束用射束间隔进行划分的各区域。

[0117] 图8是示出射束尺寸(射束宽度bsx)比射束间隔bpx大且射束窗口宽度bww＜像素窗口宽度pww的情况下的射束窗口3与像素窗口2的配置的图的例子的图，图8(a)示出射束窗口宽度bww与射束间隔bpx相等的情况下的射束窗口3a的形状，图8(b)示出将射束窗口宽度bww设为射束间隔bpx的两倍的情况下的射束窗口3b的形状，图8(c)示出将射束窗口宽度bww设为射束间隔bpx的4倍的情况下的射束窗口3c的形状，图8(d)示出将射束窗口宽度bww设为射束间隔bpx的3倍的情况下的射束窗口3d的形状。

[0118] 此外，图9是示出射束尺寸(射束宽度bsx)比射束间隔bpx大且射束窗口宽度bww＞像素窗口宽度pww的情况下的像素窗口2与射束窗口3的配置的图，图9(a)示出射束窗口宽度bww与射束间隔bpx相等的情况下的射束窗口3e的形状，图9(b)示出使射束窗口宽度bww为射束间隔bpx的两倍的情况下的射束窗口3f的形状，图9(c)示出使射束窗口宽度bww为射束间隔bpx的3倍的情况下的射束窗口3g的形状。

[0119] 另外，在以下的说明中将射束窗口3a、3b、…统称为射束窗口3。

[0120] 以下，参照图10的流程图对使用了图8或图9所示的射束窗口3的射束内插值pv的计算顺序进行说明。

[0121] 如图10的流程图所示，首先，图像处理装置122计算射束尺寸(射束宽度)bsx[mm]、射束间隔bpx[mm](步骤S301)。

[0122] 若将射线源尺寸设为fsx[mm]、将检测器元件尺寸设为dsx[mm]、将射线源-检测器之间距离设为SID[mm]、将射线源-像素之间距离设为SPD[mm]，则像素位置中的射束尺寸(射束宽度)bsx[mm]由以下的式(11)表示，射束间隔bpx[mm]由以下的式(12)表示。

[0123]

[0124]

[0125] 若计算出像素位置中的射束尺寸bsx[mm]和射束间隔bpx[mm](步骤S201)，则图像处理装置122通过以下的式(13)来求取像素位置中的射束窗口宽度bww[通道](步骤S302)。

[0126]

[0127] 另外，射束窗口宽度bww中的射束窗口中央位置bwc由式(14)表示，相对于射束窗口中央位置bwc的射束窗口端部位置bwe由式(15)表示。

[0128]

[0129]

[0130] 接着，图像处理装置122用射束间隔对射束进行划分，并决定所划分的各射束区域中的射束尺寸依赖权重值bwtk。即，通过以下的式(16)来计算射束窗口3内的从左端的像素(k＝0的像素)起第k个区域的射束尺寸依赖权重值bwtk(步骤S303)。

[0131]

[0132] 射束窗口3的开头像素位置bsc由以下的式(17)表示。

[0133]

[0134] 接着，图像处理装置122计算内插核f(步骤S304)，并计算射束内插值pv(步骤S305)。以下，对内插核f的计算以及射束内插值pv的计算进行说明。

[0135] 若在以像素尺寸为像素间隔且以射束尺寸为射束间隔的情况下，

[0136] 将某个像素pcj(j是像素的索引)中的像素边界psj、pej在共同轴4上的位置设为P(psj)、P(pej)、

[0137] 将某个射束bci(i是射束的索引)中的射束边界bsi、bei在共同轴4上的位置设为P(bsi)、P(bei)、

[0138] 将共同轴4上的射束边界P(bsi)、P(bei)所处的射束设为bcjs、bcje、

[0139] 将内插核即共同轴4上的射束bci占据像素pcj的比例(共同轴4上的长度的比例)设为fi，j、

[0140] 将位于共同轴4上的位置i的投影值设为rawi，

[0141] 则分配给像素pcj的射束内插值pvj如以下的式(18)和式(19)那样计算。

[0142]

[0143]

[0144] 图像处理装置122对像素pcj分配上述的射束内插值pvj(步骤S306)。

[0145] 像以上说明的那样，在第三实施方式中，在滤波校正3D反投影法、逐次近似法中的反投影处理等中，考虑靠近的射束的重叠来进行反投影处理。

[0146] 由此，能够得到没有因数据利用不均而引起的画质劣化的、数据利用效率高的良好的画质。

[0147] 此外，根据从射线源到对象像素的距离、射线源尺寸、检测元件尺寸、以及射线源与检测元件之间的距离来变更射束尺寸与射束间隔的关系(射束重叠的程度)。由此，能够通过一系列的运算高速地得到考虑了射线源尺寸、检测元件尺寸的结果。

[0148] 如果针对射线源并非点而是具有尺寸(面积)的射束应用第三实施方式的反投影处理，则能够在提高逐次近似重构时的模型精度的同时高速进行反投影处理。

[0149] [第四实施方式]

[0150] 接着，参照图11对本发明的第四实施方式进行说明。在第四实施方式中，对考虑了靠近的射束之间的重叠的正投影方法进行说明。关于靠近的射束之间的重叠，与第三实施方式相同(参照图7)，因此省略说明。

[0151] 在考虑了靠近的射束之间的重叠的正投影中，与第三实施方式(反投影的情况)同样地，根据射束尺寸(射束宽度bsx)和射束间隔bpx来决定射束窗口宽度bww。进而，决定射束尺寸依赖权重值bwtk，使得使靠近的射束窗口3重叠配置时的射束尺寸依赖权重值bwtk之和在各像素位置相等，并且射束窗口3的半值宽度与射束宽度相等。

[0152] 例如，设定如图8、图9所示的射束窗口3和像素窗口2，按照图11的流程图所示的顺序来计算分配给射束的值bv。

[0153] 以下，参照图11的流程图对使用了图8或图9所示的射束窗口3的像素内插值bv的计算顺序进行说明。

[0154] 图11的流程图的步骤S401～步骤S403的处理与第三实施方式的反投影的情况(图10的步骤S301～步骤S303)相同。

[0155] 即，图像处理装置122使用上述的式(11)、式(12)根据射线源尺寸fsx、检测器元件尺寸dsx、射线源-检测器之间距离SID、射线源-像素之间距离SPD来计算像素位置中的射束尺寸(射束宽度)bsx以及射束间隔bpx。此外，基于射束间隔bpx和射束尺寸bsx来计算射束窗口宽度bww(式(13))。进而，图像处理装置122与上述的式(16)同样地计算射束尺寸依赖权重值bwtk。

[0156] 接着，图像处理装置122计算内插核g(步骤S404)，并计算像素内插值bv(步骤S405)。以下，对内插核g的计算以及像素内插值bv的计算进行说明。

[0157] 若在以像素尺寸为像素间隔并以射束尺寸为射束间隔的情况下，

[0158] 将某个像素pcj(j是像素的索引)中的像素边界psj、pej在共同轴4上的位置设为P(psj)、P(pej)、

[0159] 将某个射束bci(i是射束的索引)中的射束边界bsi、bei在共同轴4上的位置设为P(bsi)、P(bei)、

[0160] 将共同轴4上的射束边界P(bsi)、P(bei)所处的像素设为pcis、pcie、

[0161] 将内插核即共同轴4上的像素pcj占据射束bci的比例(共同轴4上的长度的比例)设为gi，j、

[0162] 将位于共同轴4上的位置j的像素值设为imgj，

[0163] 则分配给射束bci的像素内插值bvi如以下的式(20)、式(21)那样计算。

[0164]

[0165]

[0166] 图像处理装置122对射束bci分配上述的像素内插值bvi(步骤S406)。

[0167] 像以上说明的那样，在第四实施方式中，在通过逐次近似法进行图像重构时的正投影处理等中，考虑靠近的射束的重叠来进行正投影处理。由此，能够考虑射线源的尺寸来进行正投影，能够得到没有因数据利用不均而引起的画质劣化的、数据利用效率高的、良好的画质。此外，根据从射线源到对象像素的距离、射线源尺寸、检测元件尺寸、以及射线源与检测元件之间的距离来变更射束尺寸与射束间隔的关系(射束重叠的程度)。由此，能够通过一系列的运算，高速地得到考虑了射线源尺寸、检测元件尺寸的结果。

[0168] 此外，如果针对射线源并非点而是具有尺寸(面积)的射束应用第四实施方式的正投影处理，则能够在提高逐次近似重构时的模型精度的同时高速进行正投影处理。

[0169] [第五实施方式]

[0170] 接着，作为本发明的第五实施方式，对考虑了靠近的射束之间的重叠以及靠近的像素之间的重叠这两者的反投影方法进行说明。

[0171] 在第五实施方式的反投影方法中，与第一、第三实施方式同样地，利用图2或图3以及图8或图9等所示的像素窗口2和射束窗口3。以下，参照图12的流程图，对考虑了靠近的射束之间的重叠以及靠近的像素之间的重叠的反投影中的射束内插值pv的计算顺序进行说明。

[0172] 首先，与第三实施方式的考虑了射束的重叠的反投影的情况(图10的步骤S301～步骤S303)同样地，图像处理装置122计算像素位置中的射束尺寸(射束宽度)bsx、射束间隔bpx、射束窗口宽度bww、射束尺寸依赖权重值bwtk(步骤S501～步骤S503)。即，图像处理装置122通过上述的式(11)、式(12)根据射线源尺寸fsx、检测器元件尺寸dsx、射线源-检测器之间距离SID、射线源-像素之间距离SPD来计算像素位置中的射束尺寸(射束宽度)bsx、射束间隔bpx。此外，基于射束间隔bpx和射束尺寸bsx来计算射束窗口宽度bww(式(13))。进而，图像处理装置122与上述的式(14)～式(16)同样地计算射束尺寸依赖权重值bwtk。

[0173] 此外，与第一实施方式的考虑了像素的重叠的反投影的情况(图4的步骤S101～步骤S103)同样地，图像处理装置122计算像素尺寸psx、像素间隔ppx、像素窗口宽度pww、像素尺寸依赖权重值pwtk(步骤S504～步骤S506)。根据操作者经由输入装置121等设定的重构条件等决定像素尺寸psx[mm]，分别通过式(1)、式(2)使用有效视野尺寸FOV、重构图像的矩阵尺寸MATRIX等来计算像素间隔ppx、像素窗口宽度pww。使用上述的式(3)～式(5)来计算像素尺寸依赖权重值pwtk。

[0174] 接着，图像处理装置122计算内插核f(步骤S507)，并计算射束内插值pv(步骤S508)。以下，对内插核f的计算以及射束内插值pv的计算进行说明。

[0175] 若在以像素尺寸为像素间隔并以射束尺寸为射束间隔的情况下，将某个像素pcj(j是像素索引)中的像素边界psj、pej在共同轴4上的位置设为P(psj)、P(pej)，将某个射束bci(i是射束的索引)中的射束边界bsi、bei在共同轴4上的位置设为P(bsi)、P(bei)，将共同轴4上的像素边界P(psi)、P(pei)所处的射束设为bcjs、bcje，将内插核即共同轴4上的射束bci占据像素pcj的比例(共同轴4上的长度的比例)设为fi，j，将位于共同轴4上的位置i的投影值设为rawi，则分配给像素pcj的值pvj通过以下的式(22)、式(23)、式(24)来求取。

[0176]

[0177]

[0178]

[0179] 图像处理装置122对像素pcj分配上述的射束内插值pvj(步骤S509)。

[0180] 像以上说明的那样，在第五实施方式中，在反投影处理中考虑靠近的射束之间的重叠和靠近的像素之间的重叠这两者。由此，能够均匀地利用数据，能够得到没有因数据利用不均而引起的画质劣化的、数据利用效率高的、良好的画质。能够抑制莫尔条纹等高频误差的产生。

[0181] 在基于滤波校正3D反投影法的图像重构时，或者重构用于判断是否通过在第二实施方式中说明的那样的逐次近似法对图像进行重构的图像时，或者基于逐次近似法的图像生成时等，能够应用第五实施方式的反投影处理。

[0182] [第六实施方式]

[0183] 接着，作为本发明的第六实施方式，对考虑了靠近的射束之间的重叠和靠近的像素之间的重叠这两者的正投影方法进行说明。

[0184] 在第六实施方式的正投影方法中，与第二、第四实施方式同样地，利用图2或图3以及图8或图9等所示的像素窗口2和射束窗口3。以下，参照图13的流程图，对考虑了靠近的射束之间的重叠和靠近的像素之间的重叠的正投影中的像素内插值bv的计算顺序进行说明。

[0185] 首先，与第四实施方式的考虑了射束的重叠的正投影的情况(图11的步骤S401～步骤S403)同样地，图像处理装置122计算像素位置中的射束尺寸(射束宽度)bsx、射束间隔bpx、射束窗口宽度bww、射束尺寸依赖权重值bwtk(步骤S601～步骤S603)。即，图像处理装置122通过上述的式(11)、式(12)根据射线源尺寸fsx、检测器元件尺寸dsx、射线源-检测器之间距离SID、射线源-像素之间距离SPD来计算像素位置中的射束尺寸(射束宽度)bsx、射束间隔bpx。此外，基于射束间隔bpx和射束尺寸bsx来计算射束窗口宽度bww(式(13))。进而，图像处理装置122与上述的式(14)～式(16)同样地计算射束尺寸依赖权重值bwtk。

[0186] 此外，与第二实施方式的考虑了像素的重叠的正投影的情况(图5的步骤S201～步骤S203)同样地，图像处理装置122计算像素尺寸psx、像素间隔ppx、像素窗口宽度pww、像素尺寸依赖权重值pwtk(步骤S604～步骤S606)。根据操作者经由输入装置121等设定的重构条件等决定像素尺寸psx[mm]，分别根据式(1)、式(2)使用有效视野尺寸FOV、重构图像的矩阵尺寸MATRIX等来计算像素间隔ppx、像素窗口宽度pww。使用上述的式(3)～式(5)来计算像素尺寸依赖权重值pwtk。

[0187] 接着，图像处理装置122计算内插核g(步骤S607)，并计算像素内插值bv(步骤S608)。以下，对内插核g的计算和射束内插值bv的计算进行说明。

[0188] 若在以像素尺寸为像素间隔并以射束尺寸为射束间隔的情况下，将某个像素pcj(j是像素索引)中的像素边界psj、pej在共同轴4上的位置设为P(psj)、P(pej)，将某个射束bci(i是射束的索引)中的射束边界bsi、bei在共同轴4上的位置设为P(bsi)、P(bei)，将共同轴4上的射束边界P(bsi)、P(bei)所位于的像素设为pcis、pcie，将内插核即共同轴4上的像素pcj占据射束bci的比例(共同轴4上的长度的比例)设为gi，j，将位于共同轴4上的位置j的像素值设为imgj，则分配给射束bci的值bvi通过以下的式(25)、式(26)、式(27)来求取。

[0189]

[0190]

[0191]

[0192] 图像处理装置122对射束bci分配上述的像素内插值bvi(步骤S609)。

[0193] 像以上说明的那样，在第六实施方式中，在正投影法中考虑靠近的射束的重叠和像素的重叠这两者进行正投影处理。由此，能够均匀地使用数据，能够得到没有因数据利用不均而造成的画质劣化的、数据利用效率高的、良好的画质。能够抑制莫尔条纹等高频误差的产生。

[0194] 能够在基于逐次近似法的图像生成时等应用第六实施方式的反投影处理。

[0195] [第七实施方式]

[0196] 在第七实施方式中，对考虑了射束的射线量分布(电子密度分布)、X射线检测器106的灵敏度的反投影、正投影的方法进行说明。

[0197] 图14(a)是示出X射线源101中的射线量分布(电子密度分布)的图，图14(b)是示出X射线检测器106的灵敏度分布的图。

[0198] 如图7所示，X射线源101的焦点严格地说不是点，实际上具有尺寸(面积)。而且，如图14(a)所示，从面照射的射束的射线量的大小(电子密度)具有根据焦点位置而不同的特性。此外，如图14(b)所示，X射线检测器106的灵敏度也根据检测器位置而不同。

[0199] 因此，在第七实施方式中，图像处理装置122将如图14所示的射线量分布函数或检测器灵敏度分布函数与在第三、第四实施方式中例示的射束窗口3(图8、图9)进行叠加。然后，图像处理装置122对叠加了射线量分布函数或检测器灵敏度分布函数之后的射束窗口3进行归一化，使得在邻近射束之间进行相加时的权重值之和在各像素位置相等，从而得到修正射束窗口。图像处理装置122在进行图像重构时使用上述的修正射束窗口来进行第三～第六实施方式中的任一实施方式的正投影或反投影。

[0200] 由此，在将从X射线源101具有面积地照射的X射线束的强度修正为一样之后，进行图像重构。

[0201] 以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述的实施方式。例如，虽然在上述的各实施方式中对一维的处理进行了例示，但是也可以将本发明应用于针对由二维检测器得到的投影数据计算内插值的情况。在该情况下，首先，在通道方向上计算出内插值，然后在列方向上计算出内插值，从而能够得到最终的内插值。

[0202] 此外，优选不会由于在数据端部外插数据或者调整尺寸依赖权重的权重值等而使内插值减小。此外，能够对扇形射束方式的反投影、正投影、平行射束方式的反投影、正投影应用本发明。此外，能够在使用了单切片检测器、多切片检测器、扁平面板检测器的各种X射线CT装置等中进行图像重构时应用本发明的数据处理方法。

[0203] 此外，在上述的各实施方式中，虽然在进行逐次近似重构时进行了对像素尺寸、射线源尺寸加以考虑的正投影、反投影这两者，但是也可以只使用考虑了像素尺寸、射线源尺寸的反投影、正投影中的任意一者。

[0204] 除此以外，显然，只要是本领域技术人员，就能够在本申请公开的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，这些自然也应属于本发明的技术范围。

[0205] 符号说明

[0206] 1：X射线CT装置

[0207] 100：扫描架部

[0208] 101：X射线源

[0209] 102：旋转盘

[0210] 106：X射线检测器

[0211] 120：操作台

[0212] 121：输入装置

[0213] 122：图像处理装置(数据处理装置)

[0214] 123：存储装置

[0215] 124：系统控制装置

[0216] 125：显示装置

[0217] 2、2a～2g：像素窗口(像素尺寸依赖权重)

[0218] 3、3a～3g、3A、3B：射束窗口(射束尺寸依赖权重)

[0219] 4：共同轴

[0220] 41、42：像素位置

[0221] 5：像素。

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数据处理方法、数据处理装置以及X射线CT装置

数据处理方法、数据处理装置以及X射线CT装置

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