JP2019122553A - Ｘ線ｃｔ装置及びスキャン計画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属アーチファクトの対策を適切に選択することである。【解決手段】 実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、記憶部と、プロトコル選択部と、表示制御部とを具備する。前記記憶部は、被検体の第１画像を記憶する。前記プロトコル選択部は、前記第１画像に基づいて、前記被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す第１プロトコルか、又はマルチエナジーＣＴスキャンを示す第２プロトコルを選択する。前記表示制御部は、前記選択されたプロトコルをディスプレイに表示させる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及びスキャン計画装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置では、金属（metal）が埋め込まれた被検体を撮像した際に、放射状の金属アーチファクトを含むＣＴ画像を生成する場合がある。金属アーチファクトには、２つの大きな要因がある。第１の要因は、Ｘ線が金属の透過中に略ゼロに減衰したことに起因するカウント破綻（Photon Starvation）である。第２の要因は、Ｘ線の金属透過による線質の変化に起因する線質硬化（Beam Hardening）である。カウント破綻の対策にはＭＡＲ（Metal Artifact Reduction）処理が原理的に有効であり、線質硬化の対策にはマルチエナジー（例、デュアルエナジー）スキャンから推定される仮想単色Ｘ線画像(Monochromatic Image)が原理的に有効である。

ここで、ＭＡＲ処理は、一般撮像における投影空間上で補正を行う方式であり、通常スキャン後の再構成処理として実行される。なお、ＭＡＲ処理は、画像空間上での推定と投影空間上でのデータ補正を逐次的に実施するため、長い処理時間を必要とする。

一方、マルチエナジー処理は、２つ以上の異なるエネルギーを用いたマルチエナジースキャンにより得られた投影データもしくは画像データから、線質硬化の影響が少ない高エネルギー帯の仮想単色Ｘ線画像を生成する方式である。このようなマルチエナジー処理は、生データを収集するスキャンの時点で、ＭＡＲ処理とは撮像プロトコルが異なる。

これに伴い、金属アーチファクトの対策のうち、ＭＡＲ処理の結果が不適切だったため、マルチエナジー処理を実行する場合には、別途、スキャンをし直す必要がある。逆に、マルチエナジー処理が不適切だったために、ＭＡＲ処理を実行する場合には、マルチエナジースキャンで得られた異なるエネルギーの投影データにそれぞれ補正を行う必要がある。このため、デュアルエナジースキャンで得られた投影データを補正する場合には約２倍，の処理時間が必要となる。従って、金属アーチファクトの対策を適切に選択できることが望ましい。

特開２０１５−６２６５７号公報

発明が解決しようとする課題は、金属アーチファクトの対策を適切に選択することである。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、記憶部と、プロトコル選択部と、表示制御部とを具備する。前記記憶部は、被検体の第１画像を記憶する。
前記プロトコル選択部は、前記第１画像に基づいて、前記被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す第１プロトコルか、又はマルチエナジーＣＴスキャンを示す第２プロトコルを選択する。
前記表示制御部は、前記選択されたプロトコルをディスプレイに表示させる。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるテーブルを説明するための模式図である。 第１の実施形態におけるスキャノ画像及び金属分布画像の一例を示す模式図である。 第１の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態におけるＭＡＲ処理の一例を説明するための模式図である。 第１の実施形態におけるデュアルエナジー処理の一例を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における第１変形例の動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における第２変形例の動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における第３変形例の動作を説明するためのフローチャートである。 図１０の変形動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態における第４変形例の動作を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴシステムの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態におけるスキャン計画装置７０の構成を示すブロック図である。

以下、各実施形態について図面を用いて説明する。なお、Ｘ線ＣＴ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（第３世代ＣＴ）、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（第４世代ＣＴ）等の様々なタイプがあり、いずれのタイプでも一実施形態へ適用可能である。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに対してＸ線を照射し、当該照射されたＸ線をＸ線検出器１２で検出する。Ｘ線ＣＴ装置１は、当該Ｘ線検出器１２からの出力に基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ画像を生成する。

図１に示すＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。架台装置１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。寝台装置３０は、Ｘ線ＣＴ撮影の対象となる被検体Ｐを載置し、Ｘ線ＣＴ撮影を実行する位置まで移動するための装置である。コンソール装置４０は、架台装置１０を制御するコンピュータである。

例えば、架台装置１０および寝台装置３０はＣＴ検査室に設置され、コンソール装置４０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。なお、コンソール装置４０は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール装置４０は、架台装置１０及び寝台装置３０とともに同一の部屋に設置されてもよい。いずれにしても架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。

架台装置１０は、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、回転フレーム１３、Ｘ線高電圧装置１４、制御装置１５、ウェッジ１６、コリメータ１７及びＤＡＳ１８を有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生させる真空管である。照射された熱電子は、ターゲットの焦点に衝突した際のエネルギーによってＸ線に変換される。これにより、Ｘ線管１１は、熱電子が衝突したターゲットの焦点から、被検体Ｐへ照射するＸ線を発生する。Ｘ線管１１で発生したＸ線は、コリメータ１７を介してコーンビーム形に成形され、被検体Ｐに照射される。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。また、Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器（半導体検出器）であっても構わない。

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、後述する制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム１３は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム（図示せず）に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム１３は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とそれぞれ定義するものとする。回転フレーム１３は、制御装置１５の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やＤＡＳ１８を更に備えて支持する。このような回転フレーム１３は、撮影空間をなす開口（ボア）が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口の中心軸は、回転フレーム１３の回転軸Ｚに一致する。回転フレーム１３の回転軸Ｚは、Ｘ線管１１の回転軸Ｚと呼んでもよい。なお、ＤＡＳ１８が生成した検出データは、回転フレームに設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。なお、回転フレームから架台装置の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、後述する回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（図示しない）側に設けられても構わない。

制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。また、制御装置１５は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。制御装置１５は、コンソール装置４０からの指令に従い、Ｘ線高電圧装置１４およびＤＡＳ１８等を制御する。当該プロセッサは、当該メモリに保存されたプログラムを読み出して実現することで上記制御を実現する。また、制御装置１５は、コンソール装置４０若しくは架台装置１０に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う機能を有する。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられても構わない。なお、制御装置１５は、当該メモリにプログラムを保存する代わりに、当該プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該プロセッサは、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６（ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter））は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。

ＤＡＳ１８（Data Acquisition System）は、Ｘ線検出器１２の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、当該デジタル信号が示すデジタル値を有する検出データを生成する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、および収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値のセットである。なお、ビュー番号としては、ビューが収集された順番（収集時刻）を用いてもよく、Ｘ線管１１の回転角度を表す番号（例、１〜１０００）を用いてもよい。以下、検出データにおけるＸ線強度のデジタル値を、カウント数と呼ぶ。カウント数は、カウント値と呼んでもよい。また、ＤＡＳ１８が生成した検出データは、架台装置１０に収容された非接触データ伝送回路（図示せず）を介してコンソール装置４０へと転送される。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを備えている。

基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。

寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置３２は、コンソール装置４０による制御、または制御装置１５による制御に従い、天板３３を移動する。例えば、寝台駆動装置３２は、天板３３に載置された被検体Ｐの体軸が回転フレーム１３の開口の中心軸に一致するよう、天板３３を被検体Ｐに対して直交方向に移動する。また、寝台駆動装置３２は、架台装置１０を用いて実行されるＸ線ＣＴ撮影に応じて、天板３３を被検体Ｐの体軸方向に沿って移動してもよい。寝台駆動装置３２は、制御装置１５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。寝台駆動装置３２は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。

支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４との間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。

メモリ４１は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ４１は、例えば、第１画像、第２画像、金属分布画像、投影データ、再構成画像データ、処理途中の画像や表示画像のデータ、本実施形態に係る制御プログラムやテーブルを記憶する。

第１画像は、本スキャンと同一検査にて取得されるスキャノ画像（位置決め画像）又は過去に取得された画像である。過去に取得された画像としては、例えば、スキャノ画像、本画像（ＣＴ画像）、Ｘ線一般撮影画像が適宜、使用可能となっている。スキャノ画像は、単一の撮像方向に限らず、複数の撮像方向により得られた画像でもよく、３Ｄ画像でもよい。

第２画像は、本スキャンに対応する画像であり、第１画像、第１画像の第１撮像条件及び本スキャンの第２撮像条件に基づいて、推定機能４４２ａによる推定により得られる。この推定には、例えば、管電圧・管電流に依存するカウント数の変化量の測定結果を示すテーブルが用いられる。テーブルには、カウント数だけでなく、スキャノで計算する水の透過長を記述してもよい。すなわち、テーブルは、予め撮像条件間の差分と、Ｘ線強度のデジタル値であるカウント数の変化量とが関連付けられて記述されている。あるいは、テーブルは、予め撮像条件間の差分と、水の透過長の変化量とが関連付けられて記述されていてもよい。例えば撮像条件が管電圧・管電流の場合、図２に示すように、テーブルＴ１は、管電流及び管電圧の増加分と、カウント数の変化量（又は水の透過長の変化量）とが関連付けて記述されている。第１画像がスキャノ画像の場合、管電流及び管電圧の増加分が大きい値となり、カウント数の変化量も大きな値となる。第１画像が過去のＣＴ画像の場合、管電流及び管電圧の増加分が略ゼロ値となり、カウント数の変化量も略ゼロ値となる。なお、テーブルＴ１は、増加分に代えて、減少分を用いてもよい。なお、このようなテーブルＴ１は、キャリブレーションデータを収集する際に、機器毎に作成すればよい。キャリブレーションデータは、予め算出した値としてもよい。

メモリ４１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ４１の保存領域は、Ｘ線ＣＴ装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インターフェース４３としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インターフェース４３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。

処理回路４４は、入力インターフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じてＸ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能４４１、プロトコル選択機能４４２、表示制御機能４４３、画像生成機能４４４及び画像処理機能４４５などを実行する。プロトコル選択機能４４２は、推定機能４４２ａ及び選択機能４４２ｂを含んでもよい。

システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能４４１は、メモリ４１に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路４４内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置１の各部を制御する。例えば、処理回路４４は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。

プロトコル選択機能４４２は、メモリ４１内の第１画像に基づいて、被検体Ｐの本スキャンに係るプロトコルとして、第１プロトコルか、又は第２プロトコルを選択する。第１プロトコルは、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す。第２プロトコルは、マルチエナジーＣＴスキャンを示す。

このようなプロトコル選択機能４４２は、第１画像に基づいて被検体の金属分布画像を推定する推定機能４４２ａと、推定された金属分布画像に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する選択機能４４２ｂと、を備えてもよい。例えば被検体の股関節が人工関節である場合、推定機能４４２ａは、図３（ａ）に示すように、第１画像としてのスキャノ画像に基づいて、図３（ｂ）に示す如き、スキャノ画像内の人工関節を表す金属分布画像を推定する。選択機能４４２ｂは、人工関節の金属分布を有する被検体を本スキャンする前に、金属アーチファクトの対策となる第１プロトコル又は第２プロトコルを適切に選択する。

具体的には、推定機能４４２ａは、第１画像、第１画像の第１撮像条件及び本スキャンの第２撮像条件に基づいて、本スキャンに対応する第２画像を推定し、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する。

例えば、メモリ４１が、予め撮像条件間の差分と、Ｘ線強度のデジタル値であるカウント数の変化量とを関連付けて記述したテーブルＴ１を記憶しているとする。この場合、推定機能４４２ａは、第１画像の画素毎にカウント数を逆算し、第１撮像条件と第２撮像条件との間の差分に基づいてテーブルＴ１から変化量を読み出す。また、推定機能４４２ａは、当該読み出した変化量及び逆算した結果から第２画像を推定する。しかる後、推定機能４４２ａは、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する。

あるいは、例えば、メモリ４１が、予め撮像条件間の差分と、水の透過長の変化量とを関連付けて記述したテーブルＴ１を記憶しているとする。この場合、推定機能４４２ａは、第１画像の画素毎に透過長を逆算し、第１撮像条件と第２撮像条件との間の差分に基づいてテーブルＴ１から変化量を読み出す。また、推定機能４４２ａは、当該読み出した変化量及び逆算した結果から第２画像を推定する。しかる後、推定機能４４２ａは、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する。

選択機能４４２ｂは、推定された金属分布画像に含まれる金属領域の面積に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。

表示制御機能４４３は、処理回路４４の処理に応じて、表示データ等をディスプレイ４２に表示させる。例えば、表示制御機能４４３は、プロトコル選択機能４４２により選択されたプロトコルをディスプレイ４２に表示させる。

画像生成機能４４４は、ＤＡＳ１８から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ（検出データ）および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合や生データと称する場合がある。

画像生成機能４４４は、当該生成した投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。ＣＴ画像データは、被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表している。

これに加え、画像生成機能４４４は、本スキャン時のプロトコルに応じた金属アーチファクト低減手法を用い、ＣＴ画像を生成する。例えば、画像生成機能４４４は、第１プロトコルに応じて、シングルエナジーＣＴスキャンにより得られた投影データからＣＴ画像を再構成する場合に、金属アーチファクト低減（ＭＡＲ）処理を実行する。ＭＡＲ処理は、シングルエナジーＣＴスキャンにおいて画像を補正する処理であり、投影空間上の補正でもよく、画像空間上の補正でもよい。ＭＡＲ処理としては、例えば、ＳＥＭＡＲ（登録商標）、Ｓｍａｒｔ ＭＡＲ、Ｏ−ＭＡＲが使用可能となっている。ＳＥＭＡＲは、Single Energy Metal Artifact Reductionの略語である。Ｏ−ＭＡＲは、Orthopedic-Metal Artifact Reductionの略語である。

また例えば、画像生成機能４４４は、第２プロトコルに応じて、マルチエナジーＣＴスキャンにより得られた生データから、金属アーチファクトを低減させたＣＴ画像（仮想単色Ｘ線画像）を生成する。マルチエナジーＣＴスキャンは、複数種類の異なる管電圧を用いたスキャン手法である。本実施形態では、マルチエナジーＣＴスキャンのうち、２つの管電圧を用いたデュアルエナジーＣＴスキャンを一例として用いる。なお、マルチエナジーＣＴスキャンにおいて生データから基準物質画像を生成する処理に、前述したＭＡＲ処理を併用してもよい。

画像処理機能４４５は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、画像生成機能４４４によって生成されたＣＴ画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データや３次元画像データに変換する。変換後の断層像データや３次元画像データは、ディスプレイ４２に表示される。公知の方法としては、例えば、ボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理が適宜、使用可能となっている。

なお、システム制御機能４４１、プロトコル選択機能４４２、推定機能４４２ａ、選択機能４４２ｂ、表示制御機能４４３、画像生成機能４４４、画像処理機能４４５は、一つの基板の処理回路４４により実装されてもよいし、複数の基板の処理回路４４により分散して実装されてもよい。同様に、コンソール装置４０は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図４乃至図７を用いて説明する。以下の説明は、第１画像がスキャノ画像である場合を例に挙げて述べる。

始めに、Ｘ線ＣＴ装置１は、図示しない通信インターフェースを介して検査予約システム等から検査対象の被検体に関する被検体情報（患者情報）を取得する。被検体情報は、患者ＩＤ、患者名、生年月日、年齢、体重、性別、検査部位である。なお、被検体情報は、被検体のインプラントを示すインプラント情報を含んでもよい。

続いて、Ｘ線ＣＴ装置１においては、操作者により、天板３３上に患者がセッティングされる。また、操作者による入力インターフェース４３の操作により、位置決め撮影の開始位置に天板３３が移動する。操作者による入力インターフェース４３の操作により、プリセットされたスキャン計画が選択され、当該スキャン計画の詳細条件が設定される。

しかる後、Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャン計画に従って、被検体の位置決め撮影を実行し、被検体のスキャノ画像を生成する。スキャノ画像はメモリ４１に保存される。

次に、処理回路４４のプロトコル選択機能４４２は、図４に示すように、メモリ４１内のスキャノ画像に基づいて、被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する（ステップＳＴ１〜ＳＴ４）。この例では、推定機能４４２ａが、スキャノ画像に基づいて、被検体の金属分布画像を推定する（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。詳しくは、推定機能４４２ａは、スキャノ画像、スキャノ画像の撮像条件、本スキャンの撮像条件に基づいて、本スキャンに対応する第２画像を推定する（ステップＳＴ１〜ＳＴ２）。また推定機能４４２ａは、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する（ステップＳＴ３）。しかる後、選択機能４４２ｂが、推定された金属分布画像に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する（ステップＳＴ４）。

具体的には、ステップＳＴ１において、推定機能４４２ａは、メモリ４１内のスキャノ画像を読み込むと共に、メモリ４１内のテーブルＴ１をパラメータとして読み込む。また、推定機能４４２ａは、スキャノ画像の画素毎にカウント数を逆算する。スキャノ画像は被検体の透過像なので、Ｘ線強度のカウント数が逆算可能となっている。

ステップＳＴ１の後、ステップＳＴ２において、推定機能４４２ａは、スキャノ画像の撮像条件（管電圧・管電流）と、本スキャン時の撮像条件（管電圧・管電流）との差分に基づいて、テーブルＴ１からカウント数の変化量を読み出す。推定機能４４２ａは、逆算したカウント数に、読み出した変化量を加算することにより、本スキャン時のカウント数を推定する。これにより、推定したカウント数を要素（画素）とする第２画像が推定される。

ステップＳＴ２の後、ステップＳＴ３において、推定機能４４２ａは、推定した第２画像の各要素のカウント数から閾値処理によって金属領域及びカウント破綻領域を判別し、金属分布画像を推定（作成）する。金属分布画像は、第２画像の各要素のうち、金属領域及びカウント破綻領域のカウント数を残し、その他の領域のカウント数を一定値に変換した画像である。一定値は、金属領域及びカウント破綻領域の判別に用いた閾値よりも大きい値である。

ステップＳＴ３の後、ステップＳＴ４において、選択機能４４２ｂは、金属分布画像に基づいて、カウント破綻、線質硬化の影響を判定することにより、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。第１プロトコルは、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す。第２プロトコルは、マルチエナジーＣＴスキャンを示す。このようなステップＳＴ４は、具体的には図５に示すように、ステップＳＴ４−１〜ＳＴ４−５として実行される。

ステップＳＴ４−１において、選択機能４４２ｂは、金属分布画像の各要素（画素）のカウント数を閾値判定することにより、金属分布画像を金属領域“１”、カウント破綻領域“２”、及びその他の領域“３”にラベリングする。なお、カウント破綻領域“２”は、カウント破綻の影響がある領域に対応し、第１閾値以下のカウント数の場合を示す。金属領域“１”は、線質硬化の影響がある領域に対応し、第１閾値と第２閾値との間のカウント数の場合を示す。但し、ゼロ値＜第１閾値＜第２閾値の関係がある。これにより、選択機能４４２ｂは、ラベリングした各領域からなる金属マップを作成する。

ステップＳＴ４−１の後、ステップＳＴ４−３において、選択機能４４２ｂは、金属マップに基づいて、金属領域の面積Ｎを算出する。金属領域の面積Ｎは、例えば、略連続した金属領域“１”の個数及びカウント破綻領域“２”の個数の合計である。選択機能４４２ｂは、金属領域の面積Ｎが閾値Ｎthを超えるか否かを判定し、閾値Ｎthを超える場合にはステップＳＴ４−４に移行する。否の場合にはステップＳＴ４−５に移行する。なお、金属領域の面積Ｎが大きい場合には、少なくとも線質硬化の影響があるため、少なくともデュアルエナジー処理を実行することが好ましい。

ステップＳＴ４−３の後、ステップＳＴ４−４において、選択機能４４２ｂは、金属領域Ｓ_Mに対するカウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）が閾値Ｓthを超えるか否かを判定する。金属領域Ｓ_Mは、金属領域の面積Ｎである。カウント破綻領域Ｓ_PSは、金属領域の面積Ｎのうち、カウント破綻領域“２”の個数である。すなわち、カウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）は、被検体内の金属により減弱した領域のうち、カウント破綻領域がどの位あるかを示している。なお、カウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）は、金属が大きくなるに従い、大きくなる傾向がある。従って、カウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）が大きい場合には、少なくともカウント破綻の影響が大きいため、少なくともＭＡＲ処理を実行することが好ましい。

ステップＳＴ４−４の判定の結果、閾値Ｓthを超える場合には、デュアルエナジーＣＴスキャンを含む第２プロトコルを選択する。但し、この場合、デュアルエナジーＣＴスキャンにおいて、ＭＡＲ処理を併用するプロトコルとする。判定の結果が否の場合には、デュアルエナジーＣＴスキャンを含む第２プロトコルを選択する。

ステップＳＴ４−３の後、ステップＳＴ４−５において、選択機能４４２ｂは、金属領域Ｓ_Mに対するカウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）が閾値Ｓthを超えるか否かを判定する。ステップＳＴ４−５の判定の結果、閾値Ｓthを超える場合には、シングルエナジーＣＴスキャン及びＭＡＲ処理を含む第１プロトコルを選択する。判定の結果が否の場合には、デュアルエナジーＣＴスキャンを含む第２プロトコルを選択する。

ステップＳＴ４−４又はＳＴ４−５の後、ステップＳＴ５〜ＳＴ６において、表示制御機能４４３は、選択されたプロトコルをディスプレイ４２に表示させる。これにより、本スキャン用に推奨されるプロトコルが操作者に提示される。

例えば、図３（ａ）に示すようにスキャノ画像が人工関節の場合、カウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）が大きいため、ＭＡＲ処理を含む第１プロトコルが提示される。また、スキャノ画像が幾つかの脳動脈用クリップを含む場合、カウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）が小さいため、デュアルエナジー処理を含む第２プロトコルが提示される。また例えば、スキャノ画像が背骨に沿って配置された脊椎内固定具を含む場合、金属領域の面積Ｎと、カウント破綻領域Ｓ_PSの割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）との両者が大きいため、ＭＡＲ処理を併用したデュアルエナジー処理を含む第２プロトコルが提示される。

以下、提示されたプロトコルに基づいて、操作者が本スキャンに用いるプロトコルを決定する。続いて、Ｘ線ＣＴ装置１は、操作者による入力インターフェース４３の操作に応じて、メモリ４１内のスキャノ画像を用いて撮影範囲を設定し、撮影開始位置に天板３３を移動させる。しかる後、Ｘ線ＣＴ装置１は、決定されたプロトコルに従って、本スキャンを実行する。

例えば、第１プロトコルに従って本スキャンを実行する場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、シングルエナジーＣＴスキャンによりＭＡＲ処理を実行する。ここでは、ＭＡＲ処理の一例であるＳＥＭＡＲ処理について図６を用いて述べる。ＳＥＭＡＲ処理は、画像生成機能４４４により実行され、オリジナル投影データｄ１から様々なデータｄ２〜ｄ８を介し、金属アーチファクトを低減したＣＴ画像データとしての最終画像ｄ９を生成する。

具体的には、ＤＡＳ１８の出力からオリジナル投影データｄ１を生成する。
オリジナル投影データｄ１を再構成し、ＣＴ画像データであるオリジナル画像ｄ２を生成する。
オリジナル画像ｄ２から金属領域を抽出して金属画像ｄ３を生成する。
金属画像ｄ３を順投影して金属領域の投影データｄ４を生成する。
金属領域の投影データｄ４を用い、オリジナル投影データｄ１の金属領域を補間により除去し、補間後の投影データｄ５を生成する。
補間後の投影データｄ５を逆投影し、補間後の画像ｄ６を生成する。補間後の画像ｄ６から金属領域をさらに除去するように、図示しない中間データや順投影を利用し、除去後の投影データｄ７を生成する。
除去後の投影データｄ７を逆投影し、除去後の画像ｄ８を生成する。除去後の画像ｄ８に金属画像ｄ３を付加し、最終画像ｄ９を生成する。最終画像ｄ９はメモリ４１に保存される。以上により、ＳＥＭＡＲ処理が完了する。

また例えば、第２プロトコルに従って本スキャンを実行する場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、デュアルエナジーＣＴスキャンによりデュアルエナジー処理を実行する。ここでは、デュアルエナジー処理の一例について図７を用いて述べる。なお、この例の詳細は、特許文献１に開示されている。このため、以下では、この例を簡単に述べる。

ステップＳＴ１１において、低管電圧と高管電圧とを用いたデュアルエナジーＣＴスキャンが実行される。低管電圧が印加されたビューにおいては低管電圧生データセットLow(ch, seg, view)がＤＡＳ１８により収集される。高管電圧が印加されたビューにおいては高管電圧生データセットHigh(ch, seg, view)がＤＡＳ１８により収集される。低管電圧生データセットLow(ch, seg, view)と高管電圧生データセットHigh(ch, seg, view)とは、チャンネル（Ｘ線検出器１２の読出しチャンネル）ch、セグメント（Ｘ線検出器１２のＸ線検出素子列）seg、及びビューviewの関数として表記される。なお、低管電圧生データと高管電圧生データとを周回毎に交互に収集する方式は、２回転方式（Slow-kV switching方式）と呼ばれている。低管電圧生データと高管電圧生データとをビュー毎に交互に収集する方式は、高速スイッチング方式（Fast-kV switching方式）と呼ばれている。ステップＳＴ１１は、２回転方式（Slow-kV switching方式）又は高速スイッチング方式（Fast-kV switching方式）のいずれで実施してもよい。いずれにしても、ＤＡＳ１８は、高管電圧生データセット及び低管電圧生データセットをコンソール装置４０に出力する。

ステップＳＴ１１の後、ステップＳＴ１２−１，ＳＴ１２−２において、画像生成機能４４４は、ＤＡＳ１８から出力された高管電圧生データセット及び低管電圧生データセットに前処理を施す。しかる後、前処理後の低管電圧生データセットinLow(ch, seg, view）及び前処理後の高管電圧生データセットinHigh(ch, seg, view)を得る。

ステップＳＴ１２−１，ＳＴ１２−２の後、ステップＳＴ１３−１，ＳＴ１３−２において、画像生成機能４４４は、前処理後の低管電圧生データセットinLow(ch, seg, view）及び前処理後の高管電圧生データセットinHigh(ch, seg, view)に、それぞれ補正係数を乗じてスケーリング処理を施す。補正係数は、管電圧各々について、Ｘ線の理想的なエネルギースペクトルからの実際のエネルギースペクトルのエネルギー差に起因するノイズ成分を抑制するための係数である。しかる後、スケーリング処理後の低管電圧生データセットoutLow(ch, seg, view）及びスケーリング処理後の高管電圧生データセットoutHigh(ch, seg, view)を得る。

ステップＳＴ１３−１，ＳＴ１３−２の後、ステップＳＴ１４において、画像生成機能４４４は、それぞれスケーリング処理後の低管電圧生データセット及び高管電圧生データセットに生データ分解処理を施す。これにより、第１の基準物質に対応する第１のデータセット（以下、第１基準物質生データセットと呼ぶ）と第２の基準物質に対応する第２のデータセット（以下、第２基準物質生データセットと呼ぶ）とを発生する。基準物質としては、被検体Ｐ内に存在する如何なる物質でも適用可能である。例えば、第１の基準物質と第２の基準物質とは、水、脂肪、骨（カルシウム）、及びヨウ素等の中から適宜選択可能である。生データ分解処理は、既知の方法が用いられればよい。従って生データ分解処理の詳細な説明については省略する。

ステップＳＴ１４の後、ステップＳＴ１５−１，ＳＴ１５−２において、画像生成機能４４４は、第１基準物質生データセットに再構成処理を施して第１基準物質画像データセットを発生する。第１基準物質画像は、第２基準物質に対する第１基準物質の存在比率の空間分布を示す画像である。同様に、画像生成機能４４４は、第２基準物質生データセットに再構成処理を施して第２基準物質画像データセットを発生する。第２基準物質画像は、第１基準物質に対する第２基準物質の存在比率の空間分布を示す画像である。再構成処理としては、例えば、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等が適宜、使用可能となっている。また、デュアルエナジー処理にＭＡＲ処理を併用する場合、ステップＳＴ１５−１，ＳＴ１５−２の再構成処理において、図６に示した如き、ＭＡＲ処理を実行する。

ステップＳＴ１５−１，ＳＴ１５−２の後、ステップＳＴ１６において、画像生成機能４４４は、第１基準物質画像と第２基準物質画像とに基づいて、仮想単色Ｘ線画像を生成する。仮想単色Ｘ線画像は、メモリ４１に保存される。以上により、デュアルエナジー処理が完了する。

上述したように本実施形態によれば、被検体の第１画像を記憶する。第１画像に基づいて、被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す第１プロトコルか、又はマルチエナジーＣＴスキャンを示す第２プロトコルを選択する。選択されたプロトコルをディスプレイに表示させる。このように、被検体の第１画像に基づいて、金属アーチファクト低減処理か又はマルチエナジー処理を選択する構成により、金属アーチファクトの対策を適切に選択することができる。

また、本実施形態によれば、第１画像に基づいて被検体の金属分布画像を推定する。推定された金属分布画像に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。これにより、前述した作用効果に加え、被検体内の金属分布に応じて、プロトコルを選択することができる。例えば、金属分布画像において、少数の大きい金属を示す場合にはカウント破綻の影響が強く、細かい金属の点在を示す場合には線質硬化の影響が強いという傾向がある。この傾向に基づき、ＭＡＲ処理、デュアルエナジー処理、又はその両方を含むようにプロトコルを選択すればよい。

また、本実施形態によれば、第１画像、第１画像の第１撮像条件及び本スキャンの第２撮像条件に基づいて、本スキャンに対応する第２画像を推定し、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する。このように、撮像条件に基づいて本スキャンに対応する第２画像を推定し、第２画像から金属分布画像を推定するため、推定される金属分布画像の精度の向上を期待することができる。

また、本実施形態によれば、予め撮像条件間の差分と、Ｘ線強度のデジタル値であるカウント数の変化量とを関連付けて記述したテーブルを更に記憶する。第１画像の画素毎にカウント数を逆算する。第１撮像条件と第２撮像条件との間の差分に基づいてテーブルから変化量を読み出す。当該読み出した変化量及び逆算した結果から第２画像を推定し、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する。このように、撮像条件間の差分に基づいてテーブルからカウント数の変化量を読み出すことにより、第２画像の推定を容易に実行することができる。

補足すると、推定されるカウント数が非常に小さいカウント破綻領域（背景ノイズ程度の場合）については、カウント破綻の影響が強いため、ＭＡＲ処理が推奨される。また、推定されるカウント数が小さいが、ある程度の値を持つ金属領域については、線質硬化の影響が強いため、デュアルエナジー処理が推奨される。カウント破綻領域と金属領域とが密接する場合には、両処理の併用が推奨される。あるいは、カウント破綻領域の面積と金属領域の面積とを合計した面積Ｎが大きい場合で且つ、面積Ｎに占めるカウント破綻領域の面積の割合が高いときには、両処理の併用が推奨される。

また、本実施形態によれば、予め撮像条件間の差分と、水の透過長の変化量とを関連付けて記述したテーブルを更に記憶する。第１画像の画素毎に水の透過長を逆算する。第１撮像条件と第２撮像条件との間の差分に基づいてテーブルから変化量を読み出す。当該読み出した変化量及び逆算した結果から第２画像を推定し、推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、金属分布画像を推定する。このように、撮像条件間の差分に基づいてテーブルから水の透過長の変化量を読み出すことにより、第２画像の推定を容易に実行することができる。

また、本実施形態によれば、推定された金属分布画像に含まれる金属領域の面積に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。これにより、例えば、大きい金属の場合にはカウント破綻の影響が強いことから、少なくとも金属アーチファクト低減処理を実行するように、プロトコルを選択することができる。

なお、本実施形態は、金属領域の面積に限らず、さらに、金属領域の個数、金属領域の形状、金属領域の位置、被検体のインプラント（体内に埋め込まれた器具）といった様々な事項を用いるように変形できる。以下、第１乃至第４変形例として順に述べる。

＜第１変形例＞
第１変形例は、選択機能４４２ｂが、前述した機能に加え、金属領域の個数に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。補足すると、被検体内に小数の大きな金属を含む場合にはカウント破綻の影響が強く、複数の細かい金属が並ぶ場合には線質硬化の影響が強い。前者の場合にはＭＡＲ処理を推奨し、後者の場合にはデュアルエナジー処理を推奨することが好ましい。

これに伴い、選択機能４４２ｂは、連続した金属領域の個数と、金属領域の面積Ｎと、カウント破綻領域の割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）との兼ね合いに応じて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。

他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置１の動作について図８を用いて説明する。

いま、前述同様に、ステップＳＴ１からステップＳＴ４−４又はＳＴ４−５までの処理が実行されたとする。

ステップＳＴ４−４又はＳＴ４−５の後、ステップＳＴ４−６において、選択機能４４２ｂは、残りの連続した金属領域があるか否かを判定する。残りの連続した金属領域がある場合にはステップＳＴ４−３に戻る。否の場合には、各々のプロトコルのオア条件をとる。例えば、１つ目の金属領域に対してＭＡＲ処理を含む第１プロトコルを選択し、２つめの金属領域に対してデュアルエナジー処理を含む第２プロトコルを選択した場合、デュアルエナジー処理にＭＡＲ処理を併用する第２プロトコルを選択する。

以下、前述同様に、ステップＳＴ５，ＳＴ６以降の処理を実行する。

上述したように第１変形例によれば、金属領域の個数に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。このように、金属領域の個数を考慮するため、第１の実施形態の作用効果に加え、より適切に金属アーチファクトの対策を選択することができる。

なお、第１変形例は、ステップＳＴ４−４において、デュアルエナジー処理とＭＡＲ処理とを併用する第２プロトコルを選択した場合には、ステップＳＴ４−６を省略するように変形してもよい。この場合、第１変形例の作用効果に加え、ステップＳＴ４−６からステップＳＴ４−３に戻るループを省略することができる。

＜第２変形例＞
第２変形例は、選択機能４４２ｂが、前述した機能に加え、金属領域の形状に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。補足すると、一般にストリーク状の金属アーチファクトは、高吸収体の突出した形状部から発生する。ペースメーカや脊椎内固定具などの複雑な形状の金属を含む場合、ＭＡＲ処理における金属領域の同定が困難であり、ＭＡＲ処理後に金属アーチファクトが残ることがある。よって、この場合、ＭＡＲ処理とデュアルエナジー処理を併用することが好ましい。

これに伴い、選択機能４４２ｂは、金属領域の形状が複雑か否かに応じて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。例えば、金属領域の輪郭を抽出し、輪郭が突出部を含む場合には、金属領域の形状が複雑であると判定してもよい。

他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置１の動作について図９を用いて説明する。

いま、前述同様に、ステップＳＴ１からステップＳＴ４−１までの処理が実行されたとする。

ステップＳＴ４−１の後、ステップＳＴ４−２において、選択機能４４２ｂは、金属領域の形状が複雑か否かを判定する。金属領域の形状が複雑な場合には、ステップＳＴ４−３，ＳＴ４−４をスキップして、デュアルエナジー処理にＭＡＲ処理を併用する第２プロトコルを選択し、ステップＳＴ５，ＳＴ６以降の処理を実行する。また、ステップＳＴ４−２の判定の結果、否の場合にはステップＳＴ４−３に移行し、前述同様に、ステップＳＴ４−３以降の処理を実行する。

上述したように第２変形例によれば、金属領域の形状に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。このように、金属領域の形状を考慮するため、第１の実施形態の作用効果に加え、より適切に金属アーチファクトの対策を選択することができる。

＜第３変形例＞
第３変形例は、選択機能４４２ｂが、前述した機能に加え、金属領域の位置に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。補足すると、被検体Ｐの体軸と直交する方向に複数の金属領域が並ぶ場合には、カウント破綻及び線質硬化の各々の影響が強くなる。このため、連続した金属領域の位置と、金属領域の個数と、金属領域の面積Ｎと、カウント破綻領域の割合（Ｓ_PS／Ｓ_M）との兼ね合いに応じて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択することが好ましい。

これに伴い、選択機能４４２ｂは、体軸と直交する方向に複数の金属領域が並ぶか否かを判定し、判定結果に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。なお、この場合、第１画像としては、複数方向から撮像したスキャノ画像、又は過去のＣＴ画像が好ましい。但し、第１画像が単一方向から撮像したスキャノ画像であっても、予め被検体のインプラントのパターン画像を記録しておき、金属マップとのパターンマッチングにより、上記判定を実行することは可能である。

他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置１の動作について図１０を用いて説明する。図１０は、図８に示した第１変形例のフローチャートに比べ、ステップＳＴ４−２１ａ，ＳＴ４−２２ａが付加されている。これは、第１変形例には「体軸と直交する方向」という限定がないことによる。

いま、前述同様に、ステップＳＴ１からステップＳＴ４−１までの処理が実行されたとする。

ステップＳＴ４−１の後、ステップＳＴ４−２１ａ、ＳＴ４−２２ａにおいて、選択機能４４２ｂは、体軸と直交する方向に複数の金属領域が並ぶか否かを判定する。複数の金属領域が並ぶ場合、閾値Ｎth、Ｓthを低くすることにより（ステップＳＴ４−２２ａ）、ＭＡＲ処理及びデュアルエナジー処理を併用するプロトコルを選択され易くする。これに対し、判定の結果、否の場合にはステップＳＴ４−３に移行する。

ステップＳＴ４−２１ａ又はＳＴ４−２２ａの後、前述同様に、ステップＳＴ４−３以降の処理を実行する。

上述したように第３変形例によれば、金属領域の位置に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する。このように、金属領域の位置を考慮するため、第１の実施形態の作用効果に加え、より適切に金属アーチファクトの対策を選択することができる。

なお、第３変形例は、図１１に示すように、ステップＳＴ４−２１ａにおいて、体軸と直交する方向に複数の金属領域が並ぶ旨を判定した場合、ステップＳＴ４−３〜ＳＴ４−５をスキップするように変形してもよい。スキップした場合、デュアルエナジー処理にＭＡＲ処理を併用する第２プロトコルを選択し、ステップＳＴ５，ＳＴ６以降の処理を実行する。また、ステップＳＴ４−２１ａの判定の結果、否の場合にはステップＳＴ４−３に移行し、前述同様に、ステップＳＴ４−３以降の処理を実行すればよい。

＜第４変形例＞
第４変形例は、選択機能４４２ｂが、前述した機能に加え、被検体のインプラントを示す被検体情報に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。補足すると、予め被検体にインプラントがあり、本スキャンの位置にインプラントが含まれる場合には、ＭＡＲ処理とデュアルエナジー処理を併用することが好ましい。

これに伴い、メモリ４１は、被検体Ｐのインプラントを示す被検体情報を更に記憶する。被検体情報としては、例えば、被検体のインプラントの一部の輪郭又は全体の輪郭を示すインプラント画像と、インプラントを識別する識別情報とが使用可能となっている。インプラント画像は、例えば、被検体をスキャノ画像と同じ方向から撮像することにより、作成可能となっている。但し、インプラント画像は、これに限らず、インプラントメーカのカタログ等の画像から作成してもよい。識別情報は、インプラントの名称、型番、コードなどが適宜、使用可能となっている。

選択機能４４２ｂは、前述した機能に加え、推定された金属分布画像と被検体情報とが整合する場合に、当該被検体情報に基づいて、第１プロトコル又は第２プロトコルを選択する構成となっている。例えば、金属領域の輪郭を抽出し、当該輪郭の画像と、被検体情報のインプラント画像とが整合するか否かを判定すればよい。

他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置１の動作について図１２を用いて説明する。

いま、前述同様に、ステップＳＴ１からステップＳＴ４−１までの処理が実行されたとする。

ステップＳＴ４−１の後、ステップＳＴ４−２１ｂにおいて、選択機能４４２ｂは、被検体Ｐのインプラントを示す被検体情報をメモリ４１から読み出す。選択機能４４２ｂは、推定された金属分布画像から得られた金属マップと当該読み出した被検体情報内のインプラント画像とが整合するか否かを判定する。整合する場合にはステップＳＴ４−２２ｂに移行する。否の場合にはステップＳＴ４−３に移行し、前述同様に、ステップＳＴ４−３以降の処理を実行する。

ステップＳＴ４−２１ｂの後、ステップＳＴ４−２２ｂにおいて、選択機能４４２ｂは、被検体情報に応じてプロトコルを選択する。

例えば、被検体情報がインプラントの名称“人工関節”を示す場合、ＭＡＲ処理を含む第１プロトコルを選択する。
また、被検体情報がインプラントの名称“脳動脈用クリップ”を示す場合、デュアルエナジー処理を含む第２プロトコルを選択する。
また例えば、被検体情報がインプラントの名称“脊椎内固定具”を示す場合、ＭＡＲ処理を併用したデュアルエナジー処理を含む第２プロトコルを選択する。
以下、前述同様に、ステップＳＴ５，ＳＴ６以降の処理を実行する。

上述したように第４変形例によれば、被検体のインプラントを示す被検体情報を更に記憶する。推定された金属分布画像と被検体情報とが整合する場合には、被検体情報に基づいて、第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する。このように、被検体のインプラントを示す被検体情報を考慮するため、第１の実施形態の作用効果に加え、より適切に金属アーチファクトの対策を選択することができる。

＜第２の実施形態＞
図１３は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴシステムの構成を示すブロック図である。図１３に示すように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴシステムは、１又は複数のＸ線ＣＴ装置５０とスキャン計画装置７０とを有する。１又は複数のＸ線ＣＴ装置５０とスキャン計画装置７０とは、ネットワークを介して通信可能に接続されている。

Ｘ線ＣＴ装置５０は、スキャン計画装置７０により生成されたスキャン計画に従いＣＴ検査を行う。変形例に係るＸ線ＣＴ装置５０は、図１のＸ線ＣＴ装置１からプロトコル選択機能４４２、推定機能４４２ａ、選択機能４４２ｂを除いた構成を有する。

スキャン計画装置７０は、検査対象の被検体に関するスキャン計画を生成し、当該スキャン計画における第１プロトコル又は第２プロトコルを選択するコンピュータ装置である。

図１４は、スキャン計画装置７０の構成を示す図である。図１１に示すように、スキャン計画装置７０は、メモリ７１、ディスプレイ７２、入力インターフェース７３、通信インターフェース７４及び処理回路７５を有する。メモリ７１、ディスプレイ７２、入力インターフェース７３、通信インターフェース７４及び処理回路７５の間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。

メモリ７１は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ７１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。メモリ４１は、第１実施形態と同様に、例えば第１画像、第２画像、金属分布画像、投影データ、処理途中の画像や表示画像のデータ、本実施形態に係る制御プログラムやテーブルを記憶してもよい。

ディスプレイ７２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ７２は、処理回路７５によって生成されたスキャン計画及び上昇ルートや、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ等を出力する。例えば、ディスプレイ７２としては、例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが適宜使用可能である。

入力インターフェース７３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路７５に出力する。入力インターフェース７３としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜使用可能である。なお、本実施形態において入力インターフェース７３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路７５へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース７３の例に含まれる。

通信インターフェース７４は、図示しない有線又は無線を介してＸ線ＣＴ装置５０との間でデータ通信を行う。例えば、通信インターフェース７４は、プロトコル選択機能７５２において選択されたプロトコルを、Ｘ線ＣＴ装置５０に通知する。

処理回路７５は、入力インターフェース７３から出力される入力操作の電気信号に応じてスキャン計画装置７０全体の動作を制御する。例えば、処理回路７５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路７５は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより制御機能７５１、プロトコル選択機能７５２、表示制御機能７５３、通知機能７５４等を実行する。なお、プロトコル選択機能７５２は、推定機能７５２ａ、選択機能７５２ｂを含んでもよい。なお、各機能は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。

制御機能７５１において処理回路７５は、第１実施形態と同様に、入力インターフェース７３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路７５の各機能を制御する。

プロトコル選択機能７５２において処理回路７５は、メモリ７１内の第１画像に基づいて、被検体Ｐの本スキャンに係るプロトコルとして、第１プロトコルか、又は第２プロトコルを選択する。第１プロトコルは、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す。第２プロトコルは、マルチエナジーＣＴスキャンを示す。

このようなプロトコル選択機能７５２は、前述した推定機能４４２ａと同様の推定機能７５２ａと、前述した選択機能４４２ｂと同様の選択機能７５２ｂと、を備えてもよい。

表示制御機能７５３は、処理回路７５の処理に応じて、表示データ等をディスプレイ７２に表示させる。例えば、表示制御機能７５３は、プロトコル選択機能７５２により選択されたプロトコルをディスプレイ７２に表示させる。

通知機能７５４は、プロトコル選択機能７５２により選択されたプロトコルをＸ線ＣＴ装置５０に通知する。また、通知機能７５４は、通知したプロトコルがＸ線ＣＴ装置５０側で決定されたとき、当該決定されたプロトコルを含むスキャン計画をＸ線ＣＴ装置５０に通知してもよい。

他の構成は、第１の実施形態又は第１〜第４の各変形例と同様である。

以上のような構成によれば、プロトコル選択機能７５２及び通知機能７５４がＸ線ＣＴ装置５０の外部装置であるスキャン計画装置７０に設けられる。当該構成により、第１の実施形態等の作用効果を同様に得ることができる。これに加え、当該構成により、Ｘ線ＣＴ装置５０の処理回路４４を改変せず、スキャン計画装置７０の処理回路７５にプロトコル選択機能７５２を設けることのみにより、金属アーチファクトの対策を適切に選択することができる。Ｘ線ＣＴシステムにＸ線ＣＴ装置５０が複数台存在する場合、Ｘ線ＣＴ装置５０毎にプロトコル選択機能７５２を設ける必要がなくなるのでコストを低減することができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、被検体の第１画像を記憶する。第１画像に基づいて、被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す第１プロトコルか、又はマルチエナジーＣＴスキャンを示す第２プロトコルを選択する。これにより、金属アーチファクトの対策を適切に選択することができる。

なお、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同様に、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。

１，５０…Ｘ線ＣＴ装置、１０…架台装置、１１…Ｘ線管、１２…Ｘ線検出器、１３…回転フレーム、１４…Ｘ線高電圧装置、１５…制御装置、１６…ウェッジ、１７…コリメータ、１８…ＤＡＳ、３０…寝台装置、３１…基台、３２…寝台駆動装置、３３…天板、３４…支持フレーム、４０…コンソール装置、４１，７１…メモリ、４２，７２…ディスプレイ、４３，７３…入力インターフェース、４４…処理回路、４４１…システム制御機能、４４２，７５２…プロトコル選択機能、４４２ａ，７５２ａ…推定機能、４４２ｂ，７５２ｂ…選択機能、４４３…表示制御機能、４４４…画像生成機能、４４５…画像処理機能、７０…スキャン計画装置、７４…通信インターフェース、７５１…制御機能、７５４…通知機能、Ｐ…被検体。

Claims (12)

1. 被検体の第１画像を記憶する記憶部と、
   前記第１画像に基づいて、前記被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す第１プロトコルか、又はマルチエナジーＣＴスキャンを示す第２プロトコルを選択するプロトコル選択部と、
   前記選択されたプロトコルをディスプレイに表示させる表示制御部と、
   を具備するＸ線ＣＴ装置。
2. 前記プロトコル選択部は、
   前記第１画像に基づいて前記被検体の金属分布画像を推定する推定部と、
   前記推定された金属分布画像に基づいて、前記第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する選択部と、
   を備える、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記推定部は、前記第１画像、前記第１画像の第１撮像条件及び前記本スキャンの第２撮像条件に基づいて、前記本スキャンに対応する第２画像を推定し、前記推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、前記金属分布画像を推定する、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記記憶部は、予め撮像条件間の差分と、Ｘ線強度のデジタル値であるカウント数の変化量とを関連付けて記述したテーブルを更に記憶し、
   前記推定部は、前記第１画像の画素毎に前記カウント数を逆算し、前記第１撮像条件と前記第２撮像条件との間の差分に基づいて前記テーブルから前記変化量を読み出し、当該読み出した変化量及び前記逆算した結果から前記第２画像を推定し、前記推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、前記金属分布画像を推定する、
   請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記記憶部は、予め撮像条件間の差分と、水の透過長の変化量とを関連付けて記述したテーブルを更に記憶し、
   前記推定部は、前記第１画像の画素毎に前記水の透過長を逆算し、前記第１撮像条件と前記第２撮像条件との間の差分に基づいて前記テーブルから前記変化量を読み出し、当該読み出した変化量及び前記逆算した結果から前記第２画像を推定し、前記推定した第２画像に閾値処理を施すことにより、前記金属分布画像を推定する、
   請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記選択部は、前記推定された金属分布画像に含まれる金属領域の面積に基づいて、前記第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記選択部は、前記金属領域の個数に基づいて、前記第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記選択部は、前記金属領域の形状に基づいて、前記第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記選択部は、前記金属領域の位置に基づいて、前記第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記記憶部は、前記被検体のインプラントを示す被検体情報を更に記憶し、
    前記選択部は、前記推定された金属分布画像と前記被検体情報とが整合する場合には、前記被検体情報に基づいて、前記第１プロトコル又は前記第２プロトコルを選択する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記第１画像は、前記本スキャンと同一検査にて取得されるスキャノ画像又は過去に取得された画像である、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 被検体の第１画像を記憶する記憶部と、
    前記第１画像に基づいて、前記被検体の本スキャンに係るプロトコルとして、シングルエナジーＣＴスキャン及び金属アーチファクト低減処理を示す第１プロトコルか、又はマルチエナジーＣＴスキャンを示す第２プロトコルを選択する選択部と、
    前記選択されたプロトコルをＸ線ＣＴ装置に通知する通知部と、
    を具備するスキャン計画装置。