JP2017064288A - 放射線医用画像診断装置 - Google Patents

放射線医用画像診断装置 Download PDF

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Abstract

【課題】長時間の撮影においてアーチファクトの発生を抑制可能な放射線医用画像診断装置の提供。【解決手段】実施形態に係る放射線医用画像診断装置は、データ収集手段と、処理手段とを具備する。データ収集手段は、放射線検出器からの出力に応じたデータを収集する。処理手段は、データ収集手段により本スキャンの前に収集された第１のデータとデータ収集手段により本スキャンの後に収集された第２のデータとの少なくとも一方に基づいて、データ収集手段により本スキャンにおいて収集された第３のデータに補正処理を実行する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｘ線ＣＴ）装置、Ｘ線診断装置、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）装置、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置等に代表される放射線医用画像診断装置に関する。
医師等が、被検体の体内を診断するにあたり、例えばＸ線コンピュータ断層撮影（Ｘ線ＣＴ）装置、Ｘ線診断装置、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）装置、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置等に代表される放射線医用画像診断装置が広く利用されている。実施形態を含めた以下の説明においては、例示としてＸ線コンピュータ断層撮影装置を取り上げるものとする。
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体に対してＸ線を照射するオブジェクトスキャン（本スキャン）を実行する前に、Ｘ線を照射しない場合においてデータ収集システム（ＤＡＳ：Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）により収集されたオフセットデータを用いて、補正（較正／キャリブレーション）を実行する。
しかし、所定時間を経過すると、事前に収集されたオフセットデータと、実際のデータに含まれるオフセットデータとが乖離（オフセットドリフト）し、アーチファクトの原因となる。そこで一般的なＸ線コンピュータ断層撮影装置では、所定時間を経過すると、再びオフセットデータを取得し、当該再び得られたオフセットデータを用いて補正を実行する
しかしシャトルヘリカル等、休止時間を適用できずに長時間の撮影を伴う場合、適度にオフセットデータを再取得することができず、アーチファクトを抑制することが困難となる。
特開２００５−２３０５３６号公報 特許第５１８２３７１号公報 特開平８−２４３１００号公報
目的は、長時間の撮影においてアーチファクトの発生を抑制可能な放射線医用画像診断装置を提供することにある。
実施形態に係る放射線医用画像診断装置は、データ収集手段と、処理手段とを具備する。データ収集手段は、放射線検出器からの出力に応じたデータを収集する。処理手段は、データ収集手段により本スキャンの前に収集された第１のデータとデータ収集手段により本スキャンの後に収集された第２のデータとの少なくとも一方に基づいて、データ収集手段により本スキャンにおいて収集された第３のデータに補正処理を実行する。
図１は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例１を示すダイヤグラムである。 図３は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例１を示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例２を示すダイヤグラムである。 図５は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例２を示すフローチャートである。 図６Ａは、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例３を示すダイヤグラムである。 図６Ｂは、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例３を示すダイヤグラムである。 図７は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において、実施例３を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
図１は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１を示すブロック図である。
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ等、様々なタイプがあり、いずれのタイプでも、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１へ適用が可能である。また、医用画像を再構成するには被検体の周囲一周、３６０度分のデータが、またハーフスキャン法でも１８０度＋ファン角度分のデータが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１へ適用が可能である。また、入射Ｘ線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し、更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。
さらに近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載した、いわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、従来からの一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもよいし、多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもよい。ここでは、一管球型として説明する。更に、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、エネルギー積分型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもよいし、エネルギー弁別の可能なフォトンカウンティング型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもよい。
図１に示すように、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台２と、補正回路３０（処理手段）と、再構成回路３１と、画像処理回路３２と、記憶回路４と、表示回路５０と、入力回路５１と、制御回路６（制御手段）とを有する。
架台２は、回転フレーム２０と、回転駆動機構２１と、高電圧発生器２２と、Ｘ線管２３と、Ｘ線検出器２４と、データ収集回路２５（データ収集手段）とを有する。
回転フレーム２０及び回転駆動機構２１は、不図示の回転支持機構を構成する。言い換えると、当該回転支持機構は、回転フレーム２０と、回転軸Ｚを中心として回転自在に回転フレーム２０を支持する不図示のフレーム支持機構と、回転フレーム２０の回転を駆動する回転駆動機構２１から構成される。
高電圧発生器２２は、回転フレーム２０に配置される。高電圧発生器２２は、Ｘ線管２３に印加される高電圧（管電圧）と、Ｘ線管２３に供給される電流（管電流又はフィラメント電流）とを発生する。高電圧発生器２２は、後述する制御回路６から不図示のスリップリングを介して入力された制御信号に従って、管電圧と管電流とを発生する。
Ｘ線管２３は、高電圧発生器２２からの管電圧の印加及び管電流の供給を受けて、Ｘ線の焦点からＸ線を放射する。Ｘ線管２３は、多色Ｘ線を発生する。多色Ｘ線は、異なるエネルギーを有する単色Ｘ線からなる。
Ｘ線検出器２４は、回転軸Ｚを挟んでＸ線管２３に対向する位置及びアングルで、回転フレーム２０の所定の位置に配置される。Ｘ線検出器２４は、複数のＸ線検出素子を有する。ここでは、単一のＸ線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Ｚに直交し、かつ放射されるＸ線の焦点を中心として、この中心から１チャンネル分のＸ線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向（チャンネル方向）とスライス方向との２方向に関して２次元状に配列される。２次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って１次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。このような２次元状のＸ線検出素子配列を有するＸ線検出器２４は、略円弧方向に１次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。また、Ｘ線検出器２４は、複数のＸ線検出素子を１列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。かかる場合、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に１次元状に配列される。
撮影又はスキャンに際しては、Ｘ線管２３とＸ線検出器２４との間の円筒形の撮影領域Ｒ内に、被検体が天板２６に載置され挿入される。Ｘ線検出器２４の出力には、後述するデータ収集回路２５が接続される。
データ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４の各チャンネルの電流信号を電圧に変換する不図示のＩ−Ｖ変換器と、当該電圧信号をＸ線の照射周期に同期して周期的に積分する不図示の積分器と、当該積分器の出力信号を増幅する不図示のアンプと、当該アンプの出力信号をディジタル信号変換（Ａ／Ｄ変換）する不図示のアナログ・ディジタル・コンバータ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）と、を有する。データ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４からの出力に基づいて、データを収集（生成）する。
具体的には、データ収集回路２５は、データを収集した時点におけるビュー角を表すデータ（ビュー角データ）と関連付けて、複数のチャンネル各々のデータ（投影データ）を生成する。当該データは、Ｘ線検出器２４の出力に応じたデータ値の集合である。ここでは説明の便宜上、ワンショットで同時に収集したビュー角が同一である全チャンネルに亘る一揃いのデータを、データセットと称する。また、ビュー角は、Ｘ線管２３が回転軸Ｚを中心として周回する円軌道の各位置を、回転軸Ｚから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を０度として３６０度の範囲の角度で表したものである。なお、データセットの各チャンネルに対するデータ値は、回転フレーム２０の回転数、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。
すなわち、データ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４からの出力に基づいて、データセットを生成する。データ収集回路２５は、回転フレーム２０の回転に応じて、周期的に複数のデータセットを生成する。ここで、周期的に生成される複数のデータセットとは、回転軸Ｚ周りの回転フレーム２０の回転に応じて、回転フレーム２０の回転数が異なり、同一ビュー角の複数のデータセットのことを指すものとする。データ収集回路２５により生成された複数のデータセットは、バスを通じて、後述の記憶回路４に送信され、記憶される。
なお、Ｘ線検出器２４及びデータ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４によるＸ線検出有無に限らず、半導体特性、ジュール熱等の影響により、暗電流を発生する。当該暗電流は、後述の再構成回路３１におけるデータからボリュームデータの生成過程において、ノイズの原因となる。またノイズを有するボリュームデータに基づいて、後述の画像処理回路３２によって生成される断層画像は、アーチファクトを有するものとなる。
換言すると、データ収集回路２５は、Ｘ線を照射しないタイミングにおいても、上述の暗電流に起因するデータを生成することができる。実施形態においては、被検体の撮像に係るデータ（Ｘ線照射時）を「オブジェクトデータ（セット）」、暗電流に起因するデータ（Ｘ線非照射時）を「オフセットデータ（セット）」と呼び、区別をするものとする。ここで、オフセットデータセットは、ビューごとに保持されることが好適である。かかる場合、一のビューに係る全オフセットデータが保持されてもよいし、一のビューに係る全オフセットデータを平均化したオフセットデータ（平均値）が保持されてもよい。
補正回路３０は、データ収集回路２５によって生成され記憶回路４に記憶されたオフセットデータセットを用いて、データ収集回路２５によって生成され記憶回路４に記憶されたオブジェクトデータセットを補正（較正／キャリブレーション）する。当該補正は、例えばオブジェクトデータセットからオフセットデータセットを減算するものである。
特に、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、補正回路３０は、オブジェクトデータセットが生成される前に生成された前オフセットデータ（第１のデータ）と、当該オブジェクトデータセットが生成された後に生成された後オフセットデータ（第２のデータ）とに基づいて、当該オブジェクトデータセット（第３のデータ）を補正する。当該補正機能を「マルチオフセット補正機能」と呼ぶものとする。
再構成回路３１は、ビュー角が３６０度又は１８０度＋ファン角の範囲内のデータセットであって補正回路３０によって補正されたオブジェクトデータセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、略円柱形の３次元画像（ボリュームデータ）を再構成する。再構成回路３１は、例えばファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法）又はフィルタード・バックプロジェクション法により２次元画像（断層画像）を再構成する。
フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法である。フェルドカンプ法は、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じてデータを補正する再構成法である。
画像処理回路３２は、再構成回路３１によって再構成されたボリュームデータに基づいて、任意の断面の医用画像を生成する。
記憶回路４は、データ収集回路２５で収集されたデータ（オフセットデータ及びオブジェクトデータ）、再構成回路３１で再構成されたボリュームデータ、画像処理回路３２によって生成された断層画像、任意断面の医用画像等の画像データを記憶する。また、記憶回路４は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の各種制御に関するプログラム等を記憶する。
すなわち、記憶回路４は、例えばハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして実施される。また記憶回路４は、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（例えば引数、配列、構造体、メモリアドレス等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとしても実施される。
表示回路５０は、例えばグラフィカルユーザインターフェース（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＧＵＩ）の画面を表示する。表示回路５０は、当該グラフィカルユーザインターフェースの画面を通じて、再構成回路３１により再構成された医用画像、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために設定される条件等を表示する。すなわち、表示回路５０は、例えばＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイ等のモニターとして実施される。
入力回路５１は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１を使用する医師等の操作者による操作／入力を受け付ける。後述の制御回路６は、当該受け付けた操作／入力に基づいて所定の処理を実行する。例えば、スキャンシーケンスの設定、関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：ＲＯＩ）の設定等が挙げられる。ただしあくまでも例示でありこの限りではない。すなわち入力回路５１は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル（電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等）、磁気リーダ及び光学センサ等として実施される。
制御回路６は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。換言すると、制御回路６は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１における各構成要素（例えば、補正回路３０、再構成回路３１、画像処理回路３２等）の動作を制御する。具体的には、制御回路６は、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために高電圧発生器２２、架台２等を制御する。或いは、制御回路６は、Ｘ線の非発生時に前オフセットデータ（第１のデータ）を取得し、続いてＸ線の発生時にオブジェクトデータ（第３のデータ）を取得し、続いてＸ線の非発生時に後オブジェクトデータ（第２のデータ）を取得するスキャンシーケンスが実行されるように、Ｘ線管２３とデータ収集回路２５とを制御する。
すなわち、制御回路６は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。制御回路６は、記憶回路４に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１が有する諸機能を実行する。
なお図１においては、一例として単一の制御回路６として図示されているが、実際は単一の制御回路６として実施されてもよいし、機能ごとに複数の制御回路６を有するように実施されてもよい。またそれらの組合せであってもよい。また制御回路６は、記憶回路４とは独立に、不図示のメモリを有することが好適である。
なお、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、不図示のインターフェース回路を有するように実施されてもよい。当該インターフェース回路は、例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置１と電気通信回線（イントラネット又はインターネット）とを接続する。当該電気通信回線には、不図示の放射線部門情報管理システム及び不図示の病院情報システム等が接続される。
［実施例１］
以下、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１のマルチオフセット補正機能に関して、実施例１を説明する。
図２は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、実施例１を示すダイヤグラム（各種値の時間変化／時系列を表すグラフ）である。
横軸は、時刻ｔを示す。図２においては、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３がそれぞれ示されている。
トリガ信号は、Ｘ線管２３からのＸ線の照射を制御する信号であり、Ｈｉｇｈ及びＬｏｗの２値を有する。トリガ信号の値がＨｉｇｈ（以下、トリガ信号＝Ｈｉｇｈと表記）のとき、Ｘ線管２３はＸ線を照射しない（Ｘ線の照射を停止する）。一方、トリガ信号の値がＬｏｗ（以下、トリガ信号＝Ｌｏｗと表記）のとき、Ｘ線管２３はＸ線を照射する。図２においては、時刻Ｔ０において、トリガ信号＝Ｈｉｇｈからトリガ信号＝Ｌｏｗへと切り替わっている。更に、時刻Ｔ３において、トリガ信号＝Ｌｏｗからトリガ信号＝Ｈｉｇｈへと切り替わっている。そして、トリガ信号＝Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの変化に応じて、Ｘ線を照射するか否かが決定されている。
データの欄は、オフセットデータ又はオブジェクトデータのいずれかであるかを、長方形を用いて示している。斜線を付した長方形は、Ｘ線の非照射時に生成されたオフセットデータを示す。斜線を付さない長方形は、Ｘ線の照射時に生成されたオブジェクトデータを示す。図２においては、前オフセットデータ７、オブジェクトデータ８及び後オフセットデータ９が示されている。
図３は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、実施例１を示すフローチャートである。以下、図３のフローチャートにおける各ステップにしたがって説明する。
（ステップＳ１−１）
本スキャンを実行する前（すなわちｔ＜Ｔ０）で、Ｘ線管２３がＸ線を照射しない期間において、暗電流に起因するデータであるオフセットデータが、データ収集回路２５によって生成される（ステップＳ１−２に続く）。
（ステップＳ１−２）
ステップＳ１−１において生成されたオフセットデータは、前オフセットデータ７として記憶回路４に記憶される（ステップＳ１−３に続く）。
（ステップＳ１−３）
ｔ＝Ｔ０において、トリガ信号＝Ｈｉｇｈからトリガ信号＝Ｌｏｗへと切り替わることによりＸ線管２３がＸ線の照射を開始し、本スキャンが開始される。本スキャンに亘り、オブジェクトデータがデータ収集回路２５によって生成される（ステップＳ１−４に続く）。
（ステップＳ１−４）
ｔ＝Ｔ１において、トリガ信号＝Ｌｏｗからトリガ信号＝Ｈｉｇｈへと切り替わることにより、Ｘ線管２３がＸ線の照射を停止し、本スキャンが終了される。生成されたオブジェクトデータは、オブジェクトデータ８として記憶回路４に記憶される（ステップＳ１−５に続く）。
（ステップＳ１−５）
本スキャンを実行した後（すなわちｔ＞Ｔ１）、Ｘ線管２３がＸ線を照射しない期間において、暗電流に起因するデータであるオフセットデータが、データ収集回路２５によって再び生成される（ステップＳ１−６に続く）。
（ステップＳ１−６）
ステップＳ１−５において生成されたオフセットデータは、後オフセットデータ９として記憶回路４に記憶される（ステップＳ１−７に続く）。
（ステップＳ１−７）
前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９は、補正回路３０によって、オブジェクトスキャンの総時間に対するオブジェクトスキャンの経過時間の割合と、オブジェクトスキャンの総時間に対する当該オブジェクトスキャンの残余時間の割合と、に応じた重み付けされる（ステップＳ１−８に続く）。
（ステップＳ１−８）
オブジェクトデータ８は、補正回路３０によって、当該重み付けされた前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いて補正される（ステップ終了）。
ステップＳ１−７及びＳ１−８について、例えば、図２における時刻Ｔ２では、補正回路３０は、前オフセットデータ７に（Ｔ２−Ｔ０）／（Ｔ１−Ｔ０）倍の重み付けを行い、後オフセットデータ９に（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１−Ｔ０）倍の重み付けを行う。補正回路３０は、重み付けされた前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いてオブジェクトデータ８を補正する。
ステップＳ１−７及びＳ１−８について、例えば、図２における時刻Ｔ３では、補正回路３０は、前オフセットデータ７に（Ｔ３−Ｔ０）／（Ｔ１−Ｔ０）倍の重み付けを行い、後オフセットデータ９に（Ｔ１−Ｔ３）／（Ｔ１−Ｔ０）倍の重み付けを行う。補正回路３０は、重み付けされた前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いてオブジェクトデータ８を補正する。
（効果）
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の実施例１によれば、以下の効果が奏される。
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、データ収集回路２５（データ収集手段）と、補正回路３０（処理手段）とを具備する。データ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４（放射線検出器）からの出力に応じたデータを収集する。補正回路３０は、データ収集回路２５により本スキャンの前に収集された前オフセットデータ７（第１のデータ）とデータ収集回路２５により本スキャンの後に収集された後オフセットデータ９（第２のデータ）との少なくとも一方に基づいて、データ収集回路２５により本スキャンにおいて収集されたオブジェクトデータ８（第３のデータ）に補正処理を実行する。
特に、補正回路３０は、前オフセットデータ７と後オフセットデータ９とに対して、本スキャンの開始時刻から所定時刻までを示す経過時間と本スキャンの所定時刻から終了時刻までを示す残余時間との比に対応する重み付け処理をそれぞれ実行し、当該重み付け処理を実行された前オフセットデータ７と後オフセットデータ９とに基づいて、オブジェクトデータ８を補正する補正処理を実行する。
これにより、シャトルヘリカル等、休止時間を適用できずに長時間の撮影を伴う場合であっても、前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いることで、適度にオフセットデータを再取得することができ、オフセットドリフトに起因するアーチファクトを抑制することができる。
［実施例２］
以下、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１のマルチオフセット補正機能に関して、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１に比してより計算コストの小さい補正を実現することができる。特に、本スキャンの時間が上述の実施例１に比して短い場合に適用することが好適である。ただしあくまでも例示であり、この限りではない。
図４は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、実施例２を示すダイヤグラム（各種値の時間変化／時系列を表すグラフ）である。
横軸は、時刻ｔを示す。図４においては、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４がそれぞれ示されている。なお、Ｔ４は、Ｔ４＝（Ｔ０＋Ｔ１）／２を満たす値であるとする。
図５は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、実施例２を示すフローチャートである。以下、図５のフローチャートにおける各ステップにしたがって説明する。
（ステップＳ２−１）
本スキャンを実行する前（すなわちｔ＜Ｔ０）で、Ｘ線管２３がＸ線を照射しない期間において、暗電流に起因するデータであるオフセットデータが、データ収集回路２５によって生成される（ステップＳ２−２に続く）。
（ステップＳ２−２）
ステップＳ２−１において生成されたオフセットデータは、前オフセットデータ７として記憶回路４に記憶される（ステップＳ２−３に続く）。
（ステップＳ２−３）
ｔ＝Ｔ０において、トリガ信号＝Ｈｉｇｈからトリガ信号＝Ｌｏｗへと切り替わることによりＸ線管２３がＸ線の照射を開始し、本スキャンが開始される。本スキャンに亘り、オブジェクトデータがデータ収集回路２５によって生成される（ステップＳ２−４に続く）。
（ステップＳ２−４）
ｔ＝Ｔ１において、トリガ信号＝Ｌｏｗからトリガ信号＝Ｈｉｇｈへと切り替わることにより、Ｘ線管２３がＸ線の照射を停止し、本スキャンが終了される。生成されたオブジェクトデータは、オブジェクトデータ８として記憶回路４に記憶される（ステップＳ２−５に続く）。
（ステップＳ２−５）
本スキャンを実行した後（すなわちｔ＞Ｔ１）、Ｘ線管２３がＸ線を照射しない期間において、暗電流に起因するデータであるオフセットデータが、データ収集回路２５によって再び生成される（ステップＳ２−６に続く）。
（ステップＳ２−６）
ステップＳ２−５において生成されたオフセットデータは、後オフセットデータ９として記憶回路４に記憶される（ステップＳ２−７に続く）。
（ステップＳ２−７）
Ｔ０≦ｔ≦Ｔ４（又はＴ０≦ｔ＜Ｔ４：例えばｔ＝Ｔ２等）におけるオブジェクトデータ８は、補正回路３０によって、前オフセットデータ７を用いて補正される（ステップＳ２−８に続く）
（ステップＳ２−８）
Ｔ４＜ｔ≦Ｔ１（又はＴ４≦ｔ≦Ｔ１：例えばｔ＝Ｔ３等）におけるオブジェクトデータ８は、補正回路３０によって、後オフセットデータ９を用いて補正される（ステップ終了）
（効果）
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の実施例２によれば、以下の効果が奏される。
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、データ収集回路２５（データ収集手段）と、補正回路３０（処理手段）とを具備する。データ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４（放射線検出器）からの出力に応じたデータを収集する。補正回路３０は、データ収集回路２５により本スキャンの前に収集された前オフセットデータ７（第１のデータ）とデータ収集回路２５により本スキャンの後に収集された後オフセットデータ９（第２のデータ）との少なくとも一方に基づいて、データ収集回路２５により本スキャンにおいて収集されたオブジェクトデータ８（第３のデータ）に補正処理を実行する。
特に、補正回路３０は、本スキャンの開始時刻から所定時刻までを示す経過時間が本スキャンの所定時刻から終了時刻までを示す残余時間に比して略同値又は短い場合、前オフセットデータ７に基づいてオブジェクトデータ８を補正し、経過時間が残余時間に比して長い又は略同値の場合、後オフセットデータ９に基づいてオブジェクトデータ８を補正する。
これにより、実施例１に比してより計算コストを緩和した上で、シャトルヘリカル等、休止時間を適用できずに所定時間の撮影を伴う場合であっても、前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いることで、適度にオフセットデータを再取得することができ、オフセットドリフトに起因するアーチファクトを抑制することができる。
［実施例３］
以下、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１のマルチオフセット補正機能に関して、実施例３を説明する。実施例３は、本スキャンのスキャン時間と所定の閾値とに基づいて実施例１に係るマルチオフセット補正機能を実行するか否かを判断する機能を有するものである。
図６Ａ及び図６Ｂは、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、実施例３を示すダイヤグラム（各種値の時間変化／時系列を表すグラフ）である。
横軸は、時刻ｔを示す。図６Ａ及び図６Ｂにおいては、時刻Ｔ０、Ｔ１、及びＴ５がそれぞれ示されている。なお、図６Ａは、Ｔ１＞Ｔ５を満たす場合を示し、図６Ｂは、Ｔ１＜Ｔ５を満たす場合を示している。
図７は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、実施例３を示すフローチャートである。以下、図７のフローチャートにおける各ステップにしたがって説明する。
（ステップＳ３−１）
本スキャンを実行する前（すなわちｔ＜Ｔ０）で、Ｘ線管２３がＸ線を照射しない期間において、暗電流に起因するデータであるオフセットデータが、データ収集回路２５によって生成される（ステップＳ３−２に続く）。
（ステップＳ３−２）
ステップＳ３−１において生成されたオフセットデータは、前オフセットデータ７として記憶回路４に記憶される（ステップＳ３−３に続く）。
（ステップＳ３−３）
ｔ＝Ｔ０において、トリガ信号＝Ｈｉｇｈからトリガ信号＝Ｌｏｗへと切り替わることによりＸ線管２３がＸ線の照射を開始し、本スキャンが開始される。本スキャンに亘り、オブジェクトデータがデータ収集回路２５によって生成される（ステップＳ３−４に続く）。
（ステップＳ３−４）
ｔ＝Ｔ１において、トリガ信号＝Ｌｏｗからトリガ信号＝Ｈｉｇｈへと切り替わることにより、Ｘ線管２３がＸ線の照射を停止し、本スキャンが終了される。生成されたオブジェクトデータは、オブジェクトデータ８として記憶回路４に記憶される（ステップＳ３−５に続く）。
（ステップＳ３−５）
本スキャンを実行した後（すなわちｔ＞Ｔ１）、制御回路６は、記憶回路４に記憶された所定のプログラムの読み出し、Ｔ１と閾値Ｔ５とが当該プログラムにより比較される（ステップＳ３−６ａ又はステップＳ３−６ｂに続く）。
（ステップＳ３−６ａ）
ステップＳ３−５において、図６Ａに示すようにＴ１＞Ｔ５（又はＴ１≧Ｔ５）を満たす場合は、Ｘ線管２３がＸ線を照射しない期間において、暗電流に起因するデータであるオフセットデータが、データ収集回路２５によって再び生成される（ステップＳ３−７に続く）。
（ステップＳ３−６ｂ）
ステップＳ３−５において、図６Ｂに示すようにＴ１＜Ｔ５（又はＴ１≦Ｔ５）を満たす場合は、マルチオフセット補正機能は実行されない（中止）。すなわち、オブジェクトデータ８は、補正回路３０によって、前オフセットデータ７を用いて補正される（ステップ終了）。
（ステップＳ３−７）
ステップＳ３−６ａにおいて生成されたオフセットデータは、後オフセットデータ９として記憶回路４に記憶される（ステップＳ３−８に続く）。
（ステップＳ３−８）
前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９は、補正回路３０によって、オブジェクトスキャンの総時間に対するオブジェクトスキャンの経過時間の割合と、オブジェクトスキャンの総時間に対する当該オブジェクトスキャンの残余時間の割合と、に応じた重み付けがなされる（ステップＳ３−９に続く）。
（ステップＳ３−９）
オブジェクトデータ８は、補正回路３０によって、当該重み付けされた前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いて補正される（ステップ終了）。
上記第３の実施例は、本スキャンのスキャン時間と所定の閾値とに基づいて「実施例１」に係るマルチオフセット補正機能を実行するか否かを判断する機能を有するものである。
かかる機能に関連して、本スキャンのスキャン時間と所定の閾値とに基づいて「実施例２」に係るマルチオフセット補正機能を実行するか否かを判断する機能を有するように実施されてもよい。
或いは、「実施例１」に係るマルチオフセット補正機能を実行するか、「実施例２」に係るマルチオフセット補正機能を実行するか、又はいずれの機能も実行しないかを、例えば異なる二の閾値を用いて判断する機能を有するように実施されてもよい。
更に、マルチオフセット補正機能を実行するか否かの判断は、医師等の操作者によるスキャンシーケンスの設定時（実際のスキャンシーケンスの開始前）において、事前決定されるように実施されてもよい。換言すると、後オフセットデータ９を取得するか否かの判断が、医師等の操作者によるスキャンシーケンスの設定時（実際のスキャンシーケンスの開始前）において、事前決定されるように実施されてもよい。
（効果）
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の実施例３によれば、以下の効果が奏される。
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、データ収集回路２５（データ収集手段）と、補正回路３０（処理手段）とを具備する。データ収集回路２５は、Ｘ線検出器２４（放射線検出器）からの出力に応じたデータを収集する。補正回路３０は、データ収集回路２５により本スキャンの前に収集された前オフセットデータ７（第１のデータ）とデータ収集回路２５により本スキャンの後に収集された後オフセットデータ９（第２のデータ）との少なくとも一方に基づいて、データ収集回路２５により本スキャンにおいて収集されたオブジェクトデータ８（第３のデータ）に補正処理を実行する。
特に、データ収集回路２５は、本スキャンの時間Ｔ１が閾値Ｔ５に比して略同値又は短い場合、後オフセットデータ９の収集を中止し、補正回路３０は、前オフセットデータ７に基づいてオブジェクトデータ８を補正する。
これにより、前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いるべき場合（シャトルヘリカル等、休止時間を適用できずに所定時間の撮影を伴う場合等）と、本スキャンの時間が短く、前後のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いる必要が無い場合とを適切に判断することができる。また、オフセットデータを再取得することができ、オフセットドリフトに起因するアーチファクトを抑制することができる。
［変形例］
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、補正回路３０を有する。また、補正回路３０は、上述の実施例に記載のマルチオフセット補正機能を実行する。しかしながら、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１が補正回路３０を有さず、他の構成要素によってマルチオフセット補正機能が実行されてもよい。例えば、一変形例においては、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１における画像処理回路３２が、マルチオフセット補正機能を実行してもよい。他の一変形例においては、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１における制御回路６が、記憶回路４に記憶された所定のプログラムを読み出すことにより、マルチオフセット補正機能を実行してもよい。
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、補正回路３０を有する。また、補正回路３０は、オフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）に基づいてオブジェクトデータ８を補正する。一方、補正回路３０がマルチオフセット補正機能を実行する前に、再構成回路３１がオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）及びオブジェクトデータ８をボリュームデータにそれぞれ再構成してもよい。かかる場合、補正回路３０は、オフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）から再構成されたボリュームデータに基づいて、オブジェクトデータ８から再構成されたボリュームデータを補正する。
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１が有するマルチオフセット補正機能は、二のオフセットデータ（前オフセットデータ７及び後オフセットデータ９）を用いるものに限定されない。例えば、データ収集回路２５が、オブジェクトデータ８の取得時間の一部に所定の休止時間を入れることで「中オフセットデータ」を取得し、続いて補正回路３０が、当該三のオフセットデータを用いて、オブジェクトデータ８を補正するように実施されてもよい。同様に、データ収集回路２５が四以上のオフセットデータを取得し、補正回路３０が当該四以上のオフセットデータを用いて、オブジェクトデータ８を補正するように実施されてもよい。
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１が有する機能（マルチオフセット補正機能等）は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１に限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）装置、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置等に代表される他の放射線医用画像診断装置によって実施されてもよい。
更に、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１が有する機能（マルチオフセット補正機能等）は、データセット圧縮処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによって、実現されてもよい。かかる場合、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
上述の各実施形態における構成部は、主として、回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及びメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される。
またプロセッサとは、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＬＰＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出し、実行することで、機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成されても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一のプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素を一のプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
（効果）
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が奏される。
実施形態に係る放射線医用画像診断装置は、データ収集手段と、処理手段とを具備する。データ収集手段は、放射線検出器からの出力に応じたデータを収集する。処理手段は、データ収集手段により本スキャンの前に収集された第１のデータとデータ収集手段により本スキャンの後に収集された第２のデータとの少なくとも一方に基づいて、データ収集手段により本スキャンにおいて収集された第３のデータに補正処理を実行する。
これにより、長時間の放射線医用画像撮影を伴う場合であっても、前後のオフセットデータを用いることで、適度にオフセットデータを再取得することができ、オフセットドリフトに起因するアーチファクトを抑制することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、２…架台、２０…回転フレーム、２１…回転駆動機構、２２…高電圧発生器、２３…Ｘ線管、２４…Ｘ線検出器、２５…データ収集回路、２６…天板、３０…補正回路、３１…再構成回路、３２…画像処理回路、４…記憶回路、５０…表示回路、５１…入力回路、６…制御回路、７…前オフセットデータ、８…オブジェクトデータ、９…後オフセットデータ、Ｒ…撮影領域。

Claims (8)

  1. 放射線検出器からの出力に応じたデータを収集するデータ収集手段と、
    前記データ収集手段により本スキャンの前に収集された第１のデータと前記データ収集手段により前記本スキャンの後に収集された第２のデータとの少なくとも一方に基づいて、前記データ収集手段により前記本スキャンにおいて収集された第３のデータに補正処理を実行する処理手段と、
    を具備する放射線医用画像診断装置。
  2. 前記処理手段は、前記第１のデータと前記第２のデータとに対して、前記本スキャンの開始時刻から所定時刻までを示す経過時間と前記本スキャンの所定時刻から終了時刻までを示す残余時間との比に対応する重み付け処理をそれぞれ実行し、当該重み付け処理を実行された前記第１のデータと前記第２のデータとに基づいて、前記第３のデータを補正する補正処理を実行する請求項１記載の放射線医用画像診断装置。
  3. 前記処理手段は、前記本スキャンの開始時刻から所定時刻までを示す経過時間が前記本スキャンの所定時刻から終了時刻までを示す残余時間に比して略同値又は短い場合、前記第１のデータに基づいて第３のデータを補正し、前記経過時間が前記残余時間に比して長い又は略同値の場合、前記第２のデータに基づいて第３のデータを補正する請求項１記載の放射線医用画像診断装置。
  4. 前記データ収集手段は、前記本スキャンの時間が所定の値に比して略同値又は短い場合、前記第２のデータの収集を中止し、
    前記処理手段は、前記第１のデータに基づいて第３のデータを補正する、
    請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の放射線医用画像診断装置。
  5. 前記処理手段は、前記データ収集手段よりビューごとに収集されたデータセットを、前記第１のデータ及び前記第２のデータの少なくとも一方として、前記補正処理を実行する請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の放射線医用画像診断装置。
  6. 前記処理手段は、前記データセットを平均化して、前記補正処理を実行する請求項５記載の放射線医用画像診断装置。
  7. 放射線を発生する放射線管と、
    前記放射線の非発生時に前記第１のデータを取得し、続いて前記放射線の発生時に前記第３のデータを取得し、続いて前記放射線の非発生時に前記第２のデータを取得するスキャンシーケンスが実行されるように、前記放射線管と前記データ収集手段とを制御する制御手段と、
    を更に具備する請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の放射線医用画像診断装置。
  8. 前記放射線医用画像診断装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線診断装置、単一光子放射断層撮影装置、又はポジトロン断層撮影装置である請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の放射線医用画像診断装置。
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