JP2011030977A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線検出器の両側のリファレンスチャネルが被検体等により覆われた場合でも、はじめのビューから適切にＸ線強度の補償を行い、良好な画質を実現することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する
【解決手段】 Ｘ線ＣＴ装置１は、実際のスキャンの前に被検体無しで行われるエアキャリブレーションデータ取得時に、Ｘ線検出器２０５の両端に設けられたリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲの各ビューにおける出力を基準データとして保持する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体を撮影する際、リファレンスチャネルが被検体に覆われているか否かをビュー毎に判定し、覆われている場合は、そのビューについて、擬似リファレンスデータを算出し、擬似リファレンスデータを用いて、リファレンス補正を行う。擬似リファレンスデータは、当該ビューに対応するビューについての上記基準データに基づいて算出される。
【選択図】図４

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置におけるリファレンス補正に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の周囲からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線の強度に関するデータをＸ線検出器にて収集し、収集したデータに基づいて、被検体内部のＸ線吸収係数の分布情報を画像化する装置である。近年では、必要な画質を達成しつつＸ線量を低減させるために最適な線量を計算し、制御する線量自動制御機能が開発され、被曝量の低減化が図られている。この線量自動制御機能では、スキャン実行前に得るスキャノグラム投影データに基づいて、被検体の体軸方向各位置における断面モデルが生成され、これらの断面モデルに基づいて一連のスキャンでの最適な線量（スキャン管電流等）が計算される。そのためスキャノグラム投影データが正確に取得されなければ、最適な線量を算出できなくなり、所望の画質を得ることが困難となってしまう。

ところで、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線発生源から放射されるＸ線は、その強度や線質（スペクトル分布）が時間的に変動するが、その補償を行うため、従来よりＸ線検出器にて取得した投影データについてのいわゆるリファレンス補正が行なわれている。リファレンス補正では、一般に、Ｘ線検出器の両端の１〜複数のチャネルを校正用検出素子（以下、リファレンスチャネルという）として用い、このリファレンスチャネルで被検体を透過しないＸ線を直接検出する。Ｘ線ＣＴ装置の画像演算装置は、リファレンスチャネルで検出したＸ線強度を基準に、その他のチャネルで得たＸ線強度レベルを校正し、校正後の信号を用いてスキャノグラム画像や断層画像等の生成を行っている。

しかしながら、例えば、被検体の体格が大きい場合や、被検体をスキャナの回転中心からずらして寝台に配置した場合等、リファレンスチャネルに向かうＸ線が被検体によって遮られ、正常なリファレンス信号を得られないことがある。このような不具合を解決するため、特許文献１では、両端のリファレンスチャネルから得られる信号を所定の閾値と比較し、信号強度の大小でリファレンスチャネルが遮られているか否かを判定する。そして、一方が遮られている場合には、他方のリファレンスチャネル信号のみをリファレンス補正用データとして用い、アーチファクトの顕在化を抑制している。また、特許文献２では、両側のリファレンスチャネルの各々で、スキャナの回転毎に演算対象としているビューの前ビューまでの最大信号値を保持しておき、所定の閾値を下回った側のリファレンス信号に対して、最大信号値で置換する処理を加えている。これにより、両側のリファレンスチャネルが遮られてしまった場合でも、リファレンス補正が適度になされる。

特開２０００−０６０８４０号公報 特開２００３−１４４４２７号公報

しかしながら、最初のビューから両側のリファレンスチャネルが被検体により覆われてしまった場合には、上述の特許文献１及び特許文献２に示す手法を用いても、適正にリファレンス補正を行うことができない。そのため、両側のリファレンスチャネルが被検体等によって覆われた場合に従来の手法でリファレンス補正を行なうと、スキャノグラム像から得られる断面モデルが実際の被検体のサイズより小さく計算されてしまうことがあり、上述の線量自動制御機能により算出されるスキャン管電流が必要以上に小さくなることがあった。その結果、所望の画質を得られなくなってしまうという問題があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線検出器の両側のリファレンスチャネルが被検体等により覆われた場合でも、はじめのビューから適切にＸ線強度の補償を行い、良好な画質を得ることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するために本発明は、Ｘ線を被検体周囲の各ビュー方向から被検体に照射し、被検体を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器にて検出することにより、投影データを収集する投影データ収集手段と、収集された投影データを前記Ｘ線検出器の一端または両端に設けられるＸ線強度監視用のリファレンスチャネルにて収集されたリファレンスデータに基づいて補正する補正手段と、補正された投影データに基づいて、画像を再構成する画像演算手段と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、被検体のない状態で前記リファレンスチャネルにて取得した各ビューのエアキャリブレーションデータを基準データとして予め保持する基準データ保持手段と、被検体撮影時に、前記リファレンスチャネルが被検体に覆われているか否かを前記基準データに基づいてビュー毎に判定する判定手段と、を更に備え、前記補正手段は、前記判定手段によって前記リファレンスチャネルが被検体に覆われていると判定されたビューについては、当該ビューに相当する擬似リファレンスデータを前記基準データに基づいて算出し、当該ビューのリファレンスデータとして利用することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線検出器の両側のリファレンスチャネルが被検体等により覆われた場合でも、はじめのビューから適切にＸ線強度の補償を行い、良好な画質を得ることが可能となる。

Ｘ線ＣＴ装置１のハードウエアブロック図（第１の実施の形態） スキャナの各部と被検体６の位置関係を説明する図 被検体６とリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲの位置関係を説明する図 リファレンスデータの置換を含む撮影処理を説明するフローチャート 寝台移動速度について説明する図 Ｘ線ＣＴ装置１００のハードウエアブロック図（第２の実施の形態） Ｘ線ＣＴ装置１５０のハードウエアブロック図（第３の実施の形態）

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。
なお、本実施の形態ではＸ線管が１つの場合について説明するが、本発明は多線源型のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。また、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体全体をカバーするワイドファンビームを照射しつつＸ線管とＸ線検出器とが一体となり回転する回転−回転方式（Ｒｏｔａｔｅ−Ｒｏｔａｔｅ方式）、電子ビームを電気的に偏向させながらターゲット電極に当てる電子ビーム走査方式（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ方式）、その他の方式のものがあるが、本発明はいずれの方式のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ２、寝台３、及び操作卓４から構成される。Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台３上の天板に載置された被検体６をスキャナ２の開口部１０４に搬入してスキャンすることにより、被検体６の投影データを取得する。

スキャナ２は、Ｘ線管２０１、Ｘ線制御装置２０２、コリメータ２０３、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６、回転板２０７、及びガントリ制御装置２０８から構成される。

Ｘ線管２０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置２０２により制御されて被検体６に対してＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置２０２は、操作卓４のシステム制御装置４０１により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管２０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。

コリメータ２０３は、Ｘ線管２０１から放射されたＸ線を、例えばファンビーム等のＸ線として被検体６に照射させるものであり、図示しないコリメータ制御装置により制御される。被検体６を透過したＸ線はＸ線検出器２０５に入射する。

Ｘ線検出器２０５は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子群をチャネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものであり、被検体６を介してＸ線管２０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器２０５はＸ線管２０１から放射されて被検体６を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線データをデータ収集装置２０６に出力する。

また、Ｘ線検出器２０５は、その一端または両端の１〜複数のチャネルをＸ線強度監視用のリファレンスチャネルとして用いている。リファレンスチャネルにて収集されたデータをリファレンスデータという。

データ収集装置２０６は、Ｘ線検出器２０５に接続され、Ｘ線検出器２０５の個々のＸ線検出素子により検出されるＸ線量データを収集し、デジタルデータに変換し、投影データとして操作卓４の画像演算装置４０２に出力する。

回転板２０７には、Ｘ線管２０１、コリメータ２０３、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６が搭載される。回転板２０７は、ガントリ制御装置２０８によって制御される回転板駆動装置から、駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって回転される。ガントリ制御装置２０８は、操作卓４のシステム制御装置４０１から入力される制御信号に従って回転板駆動装置を制御する。

寝台３は、天板と、天板を上下方向・体軸方向・体軸に対して左右方向へ移動するための各移動機構、及び寝台制御装置３０１から構成される。寝台制御装置３０１は、寝台３の各方向への移動機構を駆動制御して寝台３の高さを適切なものにするとともに、天板を体軸方向または体軸に対して左右方向に移動させる。これにより、被検体６がスキャナ２のＸ線照射空間の適切な位置に搬入及び搬出される。

操作卓４は、表示装置７、操作装置８、システム制御装置４０１、画像演算装置４０２、及び記憶装置４０４から構成される。システム制御装置４０１は、スキャナ２内のＸ線制御装置２０２、寝台制御装置３０１、及びガントリ制御装置２０８に接続され、スキャナ２及び寝台３を制御する。また、画像演算装置４０２は、スキャナ２内のデータ収集装置２０６に接続され、データ収集装置２０６にて収集した投影データを取得する。

表示装置７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置４０１に接続される。表示装置７は画像演算装置４０２から出力される再構成画像やスキャノグラム画像、並びにシステム制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示するものである。

操作装置８は、例えば、キーボード、マウス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置４０１に出力する。操作者は、表示装置７及び操作装置８を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。

システム制御装置４０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。システム制御装置４０１は、スキャナ２内のＸ線制御装置２０２、データ収集装置２０６、Ｘ線検出器２０５、及びガントリ制御装置２０９を制御し、また、寝台３の寝台制御装置３０１を制御して、被検体６の体軸方向各位置（以下、Ｚ位置という。）のスキャンを行う。このときシステム制御装置４０１は、被検体６の周囲の複数の角度方向（以下、ビューという）からＸ線を照射し、ビュー単位に計測データ（投影データ）を取得している。また、スキャノグラム撮影時には、システム制御装置４０１は、回転板２０７を回転させず１方向（例えば、被検体背面から正面）からＸ線を照射しつつ、寝台３を体軸方向に移動させて投影データを取得する。

更に、Ｘ線ＣＴ装置１は被検体のない状態でスキャン動作を行う。これをエアキャリブレーションといい、Ｘ線ＣＴ装置１の起動時等の所定のタイミングで行われる。Ｘ線ＣＴ装置１では、エアキャリブレーションによって得た検出信号（エアキャリブレーションデータという）に基づいて、画像演算装置４０２がＸ線検出器２０５の感度補正等の必要な補正動作を行う。
本発明のＸ線ＣＴ装置１は、このエアキャリブレーション時にリファレンスチャネルにて取得した各ビューのエアキャリブレーションデータ（エアキャルリファレンス値）を基準データとして記憶装置４０４に記憶する。各ビューの基準データは、リファレンスチャネルが被検体等によって覆われ、適正なリファレンスデータが得られない場合に参照され、後述する擬似リファレンスデータの算出に利用される。

画像演算装置４０２は、システム制御装置４０１の制御によってスキャナ２内のデータ収集装置２０６が収集した計測データを取得し、リファレンス補正や、Ｘ線検出器２０５の物理特性の補正等の各種補正処理を施し、補正されたデータを用いてスキャノグラム画像や断層像の再構成を行う。

記憶装置４０４は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置４０１に接続される。記憶装置４０４には、データ収集装置２０６が収集したスキャノグラム投影データやスキャノグラム画像、操作装置８から入力される撮影条件、目標画質等が記憶される。また、これらの各種データの他、画像再構成装置４０２が生成する断層像やＸ線ＣＴ装置１の機能を実現するためのプログラム等を記憶する。

次に、図２及び図３を参照して、Ｘ線検出器２０５に設けられるリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲについて説明する。
リファレンスチャネルとは、Ｘ線の強度を監視するための校正用チャネルであり、１〜複数チャネルの検出素子により構成される。リファレンスチャネルは、Ｘ線検出器２０５の一端または両端に設けられる。以下、図２、図３において左側に設けられるリファレンスチャネルをＲｅｆＬ、右側に設けられるリファレンスチャネルをＲｅｆＲと呼ぶ。通常であれば図２に示すように、リファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲは、被検体６によってＸ線が遮られないような位置に設けられている。

しかし、図３（Ａ）に示すように、被検体６を寝台３の片側に寄せて載置する場合には、一方のリファレンスチャネルＲｅｆＬ（またはＲｅｆＲ）が、被検体６によって遮られる。また、図３（Ｂ）に示すように、被検体６の体格が大きい場合には、両方のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが、被検体６によって遮られることもある。また、寝台３の幾何学形状やガントリ内でのポジショニングによっては、被検体６そのものではなく寝台３によってリファレンスチャネルが遮られる場合もある。以下の説明では、被検体６によってリファレンスチャネルが覆われている場合について述べることとする。

本実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置１の画像演算装置４０２は、リファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが被検体６によって覆われているか（カバーされているか）否かを所定値と比較して判定し、被検体６に覆われている場合には、リファレンス補正に使用するリファレンスデータを、後述する擬似リファレンスデータに置換する。

なお、リファレンスチャネルのカバー判定及び擬似リファレンスデータの算出、置換等の処理は、操作卓４の画像演算装置４０２で行われるものとしてもよいし、システム制御装置４０１で行われるものとしてもよい。

次に、図４のフローチャートを参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の動作について説明する。

本発明のＸ線ＣＴ装置１では、スキャノグラム撮影またはスキャンの前に、予めエアキャリブレーションが行われる。このエアキャリブレーションにて取得したリファレンスチャネルの出力データ（エアキャルリファレンス値）は、基準データとして記憶装置４０４に保持されているものとする。
基準データは、想定されるスライス厚に対応したＸ線ビーム幅、管電圧等の条件毎に、各ビュー毎に取得され、記憶装置４０４に保持されているものとする。

Ｘ線ＣＴ装置１は、図４に示すフローチャートの手順で被検体６の撮影を実行する。すなわち、システム制御装置４０１は、記憶装置４０４から撮影処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて撮影処理を実行する。

図４の撮影処理において、まずシステム制御装置４０１は、Ｘ線ＣＴ装置１の各部を制御して、被検体６のスキャノグラム撮影を行い、このときの計測データであるスキャノグラム投影データを取得する（ステップＳ１０１）。スキャノグラム撮影では、Ｘ線管２０１を回転させずに被検体６に対して１方向（例えば背面から正面）にＸ線を照射しつつ、寝台３を被検体体軸方向に等速移動させながらＸ線検出器２０５にてスキャノグラム投影データを取得する。

ここで、システム制御装置４０１は、取得したスキャノグラム投影データに基づいて、リファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが被検体６に覆われているか否かをビュー毎に判定する（ステップＳ１０２）。リファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが被検体６に覆われているか否かの判定（カバー判定）は、以下の式（１）乃至（３）に基づいて行なわれる。
なお、以下の説明における数式中の各データは、Ｌｏｇ変換前の計測データを用いるものとする。

ＡｉｒＣａｌｒｅｆ＿ｖｗａｖｅ＿ｓｕｍ：被検体なしで取得したエアキャリブレーションデータ（以下、エアキャルデータという）のリファレンスチャネルの出力データ（エアキャルリファレンス値または基準データ）における、ビュー毎の平均値を全ビュー加算した値（以下、エアキャルリファレンス合計値という）である。ビュー毎にエアキャルリファレンス値の平均を算出し、それらをエアキャル取得ビュー数分、加算して算出した値である。
ＡｉｒＣａｌ＿ｍＡ：エアキャルデータ取得時のスキャン管電流である。スキャン中、一定であることを前提としている。
ＡｉｒＣａｌ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ：エアキャルデータ取得時の計測ビューレート（ビュー数／秒）である。Ｘ線ＣＴ装置において予め既定された値であり、スキャン中、一定であることを前提としている。
ＡｉｒＣａｌｒｅｆ＿ｖｗ＿ｎｒｍ：エアキャルリファレンス合計値を、エアキャル取得時のスキャン管電流及びエアキャルデータ取得時の計測ビューレートで規格化した値（以下、規格化エアキャルリファレンス値という）である。すなわち、エアキャルリファレンス値の１ビュー、１ｍＡ相当の値である。

上記式（１）は、例えばＸ線の焦点サイズ、想定されるスライス厚に対応したＸ線ビーム幅、管電圧の条件毎に取得され、記憶装置４０４に保持されているものとする。

ＲｅｆＤ＿Ｌ：左側リファレンスデータである。リファレンスチャネルが複数チャネルの場合は、左側の全リファレンスチャネルのデータの平均値とする。
ＲｅｆＤ＿Ｒ：右側リファレンスデータである。リファレンスチャネルが複数チャネルの場合は、右側の全リファレンスチャネルのデータの平均値とする。
Ｃｎｓｔ：定数（例えば、０．９等の値）である。
Ｓｃａｎｏ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ：スキャノグラム取得時の計測ビューレート（ビュー数／秒）である。予め既定された値であり、スキャン中、一定であることを前提とする。
Ｓｃａｎｏ＿ｍＡ：スキャノグラム取得時のスキャン管電流である。スキャン中、一定であることを前提とする。

上の式（２）、式（３）は、エアキャルリファレンス値を、スキャノグラム取得時の各ビューに相当する値となるように、スキャン管電流及び計測ビューレートといったパラーメータで補正し、その補正値を、リファレンスチャネルのカバー判定指標として用いることを意味している。

上述のように、エアキャルデータは様々な条件毎に予め取得され、記憶装置４０４に格納される。画像演算装置４０２は、スキャノグラム撮影時のスキャン条件に該当するＸ線焦点サイズ、スキャン管電圧、Ｘ線ビーム厚の規格化エアキャルリファレンス値（基準データ）を読み出し、これに基づいて、スキャノグラム取得時の１ビュー、１ｍＡ相当の線量に相当する規格化エアキャルリファレンス値［ＡｉｒＣａｌｒｅｆ＿ｖｗ＿ｎｒｍ］を算出する。

スキャノグラム撮影時のスキャン条件に該当するエアキャルデータがない場合は、スキャン条件に合致する条件が最も多いエアキャルデータを読み出し、内挿や外挿、比例計算、モンテカルロ法等を用いたＸ線ビームシミュレーション技術を利用して推定するようにしてもよい。
また、上述の式（２）、式（３）の定数（Ｃｎｓｔ）は単純な加算であってもよく、乗算形式に限定するものではない。

上述の式（２）、式（３）が共に満たされる場合、画像演算装置４０２は、図３（Ｂ）に示すように、両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが覆われているものと判定し、ステップＳ１０３へ移行する。

両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが覆われていると判定した場合、システム制御装置４０１は、リファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが覆われていない場合に相当する擬似リファレンスデータ［Ｒｅｆ＿ａｌｔ］を算出する。擬似リファレンスデータ［Ｒｅｆ＿ａｌｔ］は、以下の式（４）により算出される（ステップＳ１０３）。

次に、画像演算装置４０２は、式（４）で算出した擬似リファレンスデータを当該ビューのリファレンスデータとして置換する（ステップＳ１０４）。

画像演算装置４０２は、取得した各ビューの計測データについてリファレンス補正を行ない（ステップＳ１０５）、スキャノグラム投影データを生成する。この際、両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが共に覆われていると判定した場合には、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０４にて生成・置換した擬似リファレンスデータを用いてリファレンス補正を行なう。片側のリファレンスチャネルのみが覆われている場合、またはリファレンスチャネルが覆われていない場合には、従来の手法によりリファレンス補正を行なう。

なお、上述の説明では、ステップＳ１０２のリファレンスチャネルのカバー判定処理において、上述の式（２）、式（３）が共に満たされ、両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが共に覆われている場合は、ステップＳ１０３へ移行し、擬似リファレンスデータの生成・置換の処理を行うものとしたが、上述の式（２）、式（３）のいずれか一方が満たされ、片側のリファレンスチャネルのみが覆われている場合にも、次式（５）に示す擬似リファレンスデータを生成し、置換するものとしてもよい。

ここで、
Ｒｅｆ＿ｎｏｃｏｖ：カバーされていない側のリファレンスデータである。

上述の式（５）は、擬似リファレンスデータが、エアキャルリファレンス値に基づいて算出した擬似リファレンスデータ（上述の式（４）参照）と、カバーされていない側のリファレンスデータとの平均値であることを意味する。

特許文献１（特開２０００−０６０８４０号公報）の手法では、片側のみのリファレンスデータからリファレンス補正を行なっているのに対し、上述の式（５）では、覆われていない片側のリファレンスデータに加え、基準データに基づいて算出したリファレンスデータの両方を用いてリファレンス補正を行なうこととなるので、リファレンスデータの信頼性が向上する。

なお、上記式（１）〜式（５）は、Ｌｏｇ変換前の計測データを用いて擬似リファレンスデータ生成・置換を行なうものとしているが、本発明は、これに限定されず、Ｌｏｇ変換後のデータを用いて同様の処理を行うものとしてもよい。
また、上述の説明では、取得ビュー毎にリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲのカバー判定、擬似リファレンスデータの生成・置換、及びリファレンス補正等の処理を行いつつ、スキャノグラム投影データを生成しているが、この手順に限定されずに、全ての位置でのスキャノグラム取得後に、リファレンスチャネルのカバー判定を各ビューについて行い、擬似リファレンスデータの生成・置換、リファレンス補正等の処理を行なうようにしてもよい。ただし、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の流れで処理を行う場合には、リファレンス補正後のスキャノグラム投影データからリアルタイムにスキャノグラム画像を再構成して、表示装置７に表示できる。

ステップＳ１０６以降は、従来の一般的なスキャンの動作と同様である。
すなわち、システム制御装置４０１は、ステップＳ１０５において、リファレンス補正したスキャノグラム投影データを解析し、被検体の体軸に沿った各位置（以下、Ｚ位置という）における断面を、例えば水に等価なＸ線吸収係数を持つ楕円断面としてモデル化する（ステップＳ１０６）。このモデルは被検体のＺ位置に依存して楕円断面の長軸長・短軸長が変化する３次元モデルとなる。算出された被検体断面モデルデータは、記憶装置４０４に保存される。ここで算出される被検体断面モデルデータは、リファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが両側とも覆われている場合であっても、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４の処理によって、適切なリファレンス補正が施されたスキャノグラム投影データに基づいて算出されるため、実際の被検体の体格に適合した、信頼性の高い断面モデルとなる。

次に、表示装置７に表示されているスキャノグラム画像を用いて、操作装置８からスキャン領域の設定が行われ（ステップＳ１０７）、また、寝台３の移動ピッチ、スキャン管電圧、スキャン管電流、スキャン時間、Ｘ線コリメーション条件、再構成フィルタ関数の種類、視野サイズ等の各種スキャン条件が設定されると（ステップＳ１０８）、システム制御装置４０１は、設定されたスキャン領域及びスキャン条件に基づいて、被検体６のスキャンを実行する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１０８のスキャン条件の設定処理において、線量自動制御機能を利用する場合には、更に、操作者により入力された、例えば画像ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）等の目標画質（ステップＳ１０９）、及びステップＳ１０６にて算出した断面モデルに基づいて、システム制御装置４０１は、各Ｚ位置における最適なスキャン管電流値を算出する（ステップＳ１１０）。３次元断面モデルを用いた最適なスキャン管電流の算出については、例えば、特開２００３−０３３３４６号公報に記載されているので、詳細な説明を省略する。

システム制御装置４０１は、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８で設定したスキャン領域、スキャン条件、及びステップＳ１１０で算出した最適なスキャン管電流に基づいて、被検体のスキャンを行なうよう、スキャナ２の各部を制御し、スキャンデータを取得する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、Ｘ線ＣＴ装置１は、実際のスキャンの前に被検体無しで行われるエアキャリブレーションデータ取得時に、Ｘ線検出器２０５の両端に設けられたリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲの出力を基準データとして記憶装置４０４に保持しておく。そして、被検体６を撮影する際（上述のフローチャートではスキャノグラム撮影時）、画像演算装置４０２またはシステム制御装置４０１は、リファレンスチャネルＲｅｆＬ，ＲｅｆＲが、被検体６に覆われているか否かをビュー毎に判定する。そして、被検体６に覆われている場合には、被検体６のない状態でリファレンスチャネルＲｅｆＬ，ＲｅｆＲにて取得したエアキャルリファレンス値（基準データ）を、当該ビュー（演算対象としているビュー）に相当するよう補正した擬似リファレンスデータを算出する。そして、画像演算装置４０２は、当該ビューについては、算出した擬似リファレンスデータを用いて、取得した投影データをリファレンス補正する。

従って、被検体のない状態で予め取得したエアキャルリファレンス値に基づいて擬似リファレンスデータを算出し、リファレンス補正に利用するので、両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが共に覆われていても、はじめのビューから適正にリファレンス補正を行なうことが可能となる。
その結果、スキャン前に取得するスキャノグラム投影データについても、はじめのビューから適切なリファレンス補正が行なわれるため、線量自動制御機能等に利用する被検体断面モデルを正確に算出できるようになり、所望の画質の画像を得られるようになる。

なお、エアキャリブレーションは信頼性のおけるデータが常に得られるように、Ｘ線ＣＴ装置１の各部の計時変化や外部環境の変化に適応した所定の時間間隔で取得され、記憶装置３等に保持されているものとする。また、信頼性のおけるデータを取得するため、前回行ったエアキャリブレーションから所定時間が経過したり、或いは、所定回数の検査を行った後等に、エアキャリブレーションを行うタイミングが到来したことを操作者に通知する機能を更に設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、一例としてスキャノグラム撮影時におけるリファレンス補正について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、被検体断層像を得るためのスキャンの際に、上述の擬似リファレンスデータへの置換を含むリファレンス補正を行うことも含む。

（第２の実施の形態）
次に図５、図６を参照して、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１００について説明する。
なお、以下の説明において、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成と同一の各部は、同一の符号を付して説明することとする。

上述の第１の実施の形態では、リファレンスチャネルのカバー判定や擬似リファレンスデータの算出の際に利用される数式（上述の式（１）乃至式（５））に、エアキャルデータ取得時のスキャン管電流［ＡｉｒＣａｌ＿ｍＡ］や、計測ビューレート［ＡｉｒＣａｌ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ］、スキャノグラム取得時（画像演算の対象となる計測時）のスキャン管電流［Ｓｃａｎｏ＿ｍＡ］、計測ビューレート［Ｓｃａｎｏ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ］等のパラメータが含まれる。これらのパラメータは、予め設定された値を利用するものであり、寝台移動速度やＸ線出力が理論通りに行われていることを前提としている。

しかしながら、実際のＸ線ＣＴ装置の動作では、Ｘ線出力にゆらぎが生じることがある。また、寝台移動速度は、スキャン中、常に一定の速度ではなく、等速に達するまでに加速しながら移動する。

図５に示すように、スキャノグラム撮影の開始位置をO、終了位置をｂとすると、寝台移動速度は一般に、Ｏの位置からａの位置までは等加速度で推移し、ａの位置以降は等速運動する。すなわち、撮影開始位置Oから位置ａまでの区間δについては、寝台速度が一定速度に達していない。そのため、スキャノグラム取得時のビューレートは、厳密には上述の式（４）で利用する［Ｓｃａｎｏ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ］のように一定値ではない。

そのため、図５に示すように、スキャノグラム取得範囲の全域に渡って、両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲがともにカバーされているような状況では、第１の実施の形態の式（４）に示す擬似リファレンスデータを用いて計測データをリファレンス補正しても、位置O〜位置ａまでの区間δのスキャノグラム画像上にアーチファクトが混入し、視認性の低下や誤認の原因となり得る。

そこで、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１００では、エアキャルデータ取得時や、スキャノグラム取得時に、実際のＸ線出力や寝台速度を監視し、その実測値を上述の数式（上述の式（１）乃至式（５））に適用し、リファレンスチャネルのカバー判定を行ったり、擬似リファレンスデータを算出したりする。

図６に示すように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１００は、実際のＸ線出力や寝台速度を監視するため、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成に加え、Ｘ線制御装置２０２に、スキャン管電流・スキャン管電圧監視装置１０１を接続し、寝台制御装置１０２に寝台速度監視装置１０２を接続する。

スキャン管電流・スキャン管電圧監視装置１０１は、Ｘ線制御装置２０２に接続され、エアキャルデータ取得時やスキャノグラムデータ・スキャンデータ取得時に、ビュー毎のスキャン管電流、及びスキャン管電圧の実際の出力値を計測し、その実測値を操作卓４の画像演算装置４０２に出力する。

寝台速度監視装置１０２は、寝台制御装置３０１に接続され、エアキャルデータ取得時やスキャノグラムデータ・スキャンデータ取得時に、ビュー毎の寝台３の実際の移動速度を計測し、その実測値を操作卓４の画像演算装置４０２に出力する。

次に、第２の実施の形態のX線ＣＴ装置１００の動作について説明する。
第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１００の動作の流れは、図４に示すフローチャートと同様であるが、ここで利用される数式（１）及び（４）は、それぞれ以下の数式（６）、（７）に置き換えられる。

すなわち、リファレンスチャネルのカバー判定に利用される上述の式（１）は、以下の式（６）に置き換えられる。また、両側のリファレンスチャネルがともにカバーされている場合に算出される擬似リファレンスデータは、上述の式（４）に代えて、以下の式（７）が利用される。

ここで、
ＡｉｒＣａｌ＿ｍＡ＿ｒｅａｌ：エアキャル取得時にビュー毎に実測したスキャン管電流の全ビュー平均値である。
ε：各種監視装置によって得られたスキャノグラム取得時のビュー毎の情報を参照して算出される値であり、以下の式（８）で与えられる。

ｋＶ＿ｓｅｔ：設定したスキャノグラム取得時のスキャン管電圧である。
ｋＶ＿ｒｅａｌ：スキャノグラム取得時のビュー毎のスキャン管電圧である。
ｆ（ｋＶ＿ｒｅａｌ，ｋＶ＿ｓｅｔ）：ｋＶ＿ｒｅａｌ，ｋＶ＿ｓｅｔから算出されるＸ線強度の関数である。予め実験的に算出した値を参照する。一般的には管電圧のビュー毎のゆらぎは後述の管電流のビュー毎のゆらぎと比較して小さいため、本項は１とみなしても差し支えない。
Ｓｃａｎｏ＿ｍＡ＿ｒｅａｌ：スキャノグラム取得時のビュー毎のスキャン管電流である。
Ｔｓｐ＿ｓｅｔ：設定したスキャノグラム取得時の寝台移動速度である。
Ｔｓｐ＿ｒｅａｌ：スキャノグラム取得時のビュー毎の寝台移動速度である。

以上説明したように、第２実施の形態によれば、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成に加え、スキャン管電流・スキャン管電圧監視装置１０１、及び寝台移動速度監視装置１０２を更に設けて、エアキャルデータ取得時や、スキャノグラムデータ取得時、スキャンデータ取得時に、Ｘ線出力や寝台速度のビュー毎の実測値を監視し、画像演算装置４０２は、これらの実測値に基づいて、ビュー毎にリファレンスチャネルのカバー判定を行ったり、擬似リファレンスデータを算出したりする。

従って、第１の実施の形態の効果に加え、Ｘ線照射のゆらぎや実際の寝台速度に応じた、より高精度なリファレンス補正を行うことが可能となり、画質がより向上する。

（第３の実施の形態）
次に図７を参照して、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１５０について説明する。
なお、以下の説明において、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成と同一の各部は、同一の符号を付して説明することとする。

第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１５０では、エアキャルデータ取得時や、スキャノグラムデータ・スキャンデータ取得時に、実際のＸ線出力やＸ線検出信号の積分時間を監視し、その実測値を上述の数式（上述の式（１）乃至式（５））に適用し、リファレンスチャネルのカバー判定を行ったり、擬似リファレンスデータを算出したりする。

ここで、Ｘ線検出信号の積分時間とは、データ収集装置２０６がＸ線検出器２０５からＸ線検出信号を取得し、Ｌｏｇ変換前の計測データ（投影データ）として出力するまでの時間である。すなわち、データ収集装置２０６は、Ｘ線検出器２０５のチャネル数に等しい数の積分器を有しており、それらの積分器によって各チャネルのＸ線検出信号をそれぞれ積分する。ビュー毎にＸ線検出器２０５の全チャネルに対してトリガが与えられ、トリガを起点にＸ線検出信号が積分器により積分される。その後、積分値がＡ／Ｄ変換され、変換されたデジタルデータが当該Ｘ線検出素子におけるデータとなる。このデータに対してゲイン乗算等の加工処理が行われ、Ｌｏｇ変換前のデータとなる。

ところで、擬似リファレンスデータ［Ｒｅｆ＿ａｌｔ］を算出する式（４）には、当該ビューにおける計測ビューレート［Ｓｃａｎｏ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ］、［ＡｉｒＣａｌ＿ｖｗ＿ｒａｔｅ］等の、時間に依存するパラメータを用いているため、Ｘ線検出信号の積分時間が大きな影響因子となる。

図７に示すように、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１５０は、実際のＸ線出力やＸ線検出信号の積分時間を監視するため、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成に加え、Ｘ線制御装置２０２に、スキャン管電流・スキャン管電圧監視装置１０１を接続し、データ収集装置２０６に積分時間監視装置１０３を接続する。

スキャン管電流・スキャン管電圧監視装置１０１は、第２の実施の形態にて説明したものと同様である。
積分時間監視装置１０３は、データ収集装置２０６の各Ｘ線検出素子に接続され、エアキャルデータ取得時やスキャノグラムデータ・スキャンデータ取得時に、ビュー毎のＸ線検出信号の積分時間を計測し、その実測値を操作卓４の画像演算装置４０２に出力する。

次に、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１５０の動作について説明する。
第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１５０の動作の流れは、図４に示すフローチャートと同様であるが、ここで利用される数式が、それぞれ以下の数式に置き換えられる。
すなわち、リファレンスチャネルのカバー判定に利用される上述の式（１）に代えて、以下の式（９）を適用し、擬似リファレンスデータを算出する上述の式（４）に代えて、以下の式（１０）を適用する。

ＡｉｒＣａｌ＿ｉｎｇｒｌ＿ｔ：エアキャル取得時にビュー毎に実測した積分時間の全ビュー平均値である。
ＡｉｒＣａｌ＿ｖｗ：エアキャルデータの取得ビュー数である。
Ｓｃａｎｏ＿ｉｎｇｒｌ＿ｔ：スキャノグラム取得時にビュー毎に実測した積分時間である。

以上説明したように、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１５０によれば、各ビューにおける積分時間の実測値、スキャン管電流・スキャン管電圧の実測値を用いて、擬似リファレンスデータやリファレンスチャネルのカバー判定を行うので、データ収集時間といった微細な影響因子を考慮した、より高精度なリファレンス補正を行うことが可能となる。その結果、Ｘ線検出器２０５の両側のリファレンスチャネルＲｅｆＬ、ＲｅｆＲが被検体等により覆われた場合でも、はじめのビューから適切にＸ線強度の補償を行い、より良好な画質の画像を得ることが可能となる。

以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の第１〜第３の実施の形態では、一例として、スキャノグラム取得時のリファレンス補正を説明したが、断層像を得るスキャン（被検体の周囲をＸ線管が回転しながら計測するデータ収集）においても、同様の処理を適用できる。また、上述の実施の形態では、ガントリータイプのＸ線ＣＴ装置について説明したがＣアーム型のＸ線ＣＴ装置でもよい。また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・Ｘ線ＣＴ装置（第１の実施の形態）
２・・・・・スキャナ
３・・・・・寝台
４・・・・・操作卓
６・・・・・被検体
７・・・・・表示装置
８・・・・・操作装置
２０１・・・Ｘ線管（Ｘ線源）
２０５・・・Ｘ線検出器
４０１・・・システム制御装置
４０２・・・画像演算装置
４０４・・・記憶装置
ＲｅｆＬ、ＲｅｆＲ・・・リファレンスチャネル
１００・・・・・Ｘ線ＣＴ装置（第２の実施の形態）
１０１・・・・・スキャン管電流・スキャン管電圧監視装置
１０２・・・・・寝台移動速度監視装置
１５０・・・・・Ｘ線ＣＴ装置（第３の実施の形態）
１０３・・・・・積分時間監視装置

Claims (4)

1. Ｘ線を被検体周囲の各ビュー方向から被検体に照射し、被検体を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器にて検出することにより、投影データを収集する投影データ収集手段と、
   収集された投影データを前記Ｘ線検出器の一端または両端に設けられるＸ線強度監視用のリファレンスチャネルにて収集されたリファレンスデータに基づいて補正する補正手段と、
   補正された投影データに基づいて、画像を再構成する画像演算手段と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、
   被検体のない状態で前記リファレンスチャネルにて取得した各ビューのエアキャリブレーションデータを基準データとして予め保持する基準データ保持手段と、
   被検体撮影時に、前記リファレンスチャネルが被検体に覆われているか否かを前記基準データに基づいてビュー毎に判定する判定手段と、を更に備え、
   前記補正手段は、前記判定手段によって前記リファレンスチャネルが被検体に覆われていると判定されたビューについては、当該ビューに相当する擬似リファレンスデータを前記基準データに基づいて算出し、当該ビューのリファレンスデータとして利用することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記擬似リファレンスデータは、前記基準データをスキャン管電流及び計測ビューレートを含むパラメータによって当該ビューに相当する値に補正した値であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. スキャン中のスキャン管電流及びスキャン管電圧を計測するスキャン管電流・管電圧監視手段と、
   スキャン中の寝台の移動速度を計測する寝台移動速度監視手段と、を更に備え、
   前記擬似リファレンスデータは、前記基準データを、前記スキャン管電流・管電圧監視手段により得られたスキャン管電流及びスキャン管電圧の各計測値と、前記寝台移動速度監視手段により得られた寝台の移動速度の計測値と、を含むパラメータによって当該ビューに相当する値に補正した値であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. スキャン中のスキャン管電流及びスキャン管電圧を計測するスキャン管電流・管電圧監視手段と、
   前記Ｘ線検出器の各検出素子の積分時間を計測する積分時間監視手段と、を更に備え、
   前記擬似リファレンスデータは、前記スキャン管電流・管電圧監視手段によるスキャン管電流及びスキャン管電圧の各計測値と、前記積分時間監視手段により計測された前記積分時間と、を含むパラメータによって当該ビューに相当する値に補正した値であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

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