JP2023005615A - Ｘ線ｃｔ装置、ｘ線ｃｔ装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】二段階転送方式のＸ線ＣＴ装置において、より迅速に再構成処理を開始することである。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、第１の取得部と、決定部と、第２の取得部とを持つ。第１の取得部は、前記生体情報同期スキャンを実施したタイミングにおける前記被検体の生体情報を取得する。決定部は、前記生体情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定する。第２の取得部は、前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得する。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線ＣＴ装置の制御方法、及びプログラムに関する。

従来、Ｘ線を用いて被検体の断面画像を生成するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置がある。Ｘ線ＣＴ装置には、投影データの収集および転送を並行して行うものと、投影データの取得後にデータ転送を行うものとが知られている。後者の方式（以下「二段階転送方式」という。）は、投影データの大容量化に伴って前者の方式ではリアルタイムなデータ転送が困難となってきたために考案された方式であるが、前者の方式と比べてデータ転送が完了するまでに多くの時間を要する。また近年では、被検体の心電波形に基づいて、被検体の動きが少ないタイミングの投影データを取得する心電同期スキャンにより、被検体の動きの影響が少ない断面画像を生成することができるＸ線ＣＴ装置も開発されている。

しかしながら、二段階転送方式のＸ線ＣＴ装置において多くの時間が必要になる。さらに、心電同期スキャンをヘリカルスキャンで実施する場合、全位相での再構成を保証するために通常のヘリカルスキャンよりもヘリカルピッチを短くする必要があり、取得するデータ量が増加することに加え、データ転送にもより多くの時間が必要になる。このような理由により、二段階転送方式のＸ線ＣＴ装置において心電同期スキャンを実施する場合には、投影データの取得および転送に要する時間が長くなり、検査終了後すぐにターゲット位相で再構成処理を実施することができず、検査の成否を判断できるまでの時間が長くなってしまう可能性があった。

特開２００７－０００３１５号公報 特開昭６０－１３８６８０号公報 特開２０１９－０９３１３７号公報 特開２００４－０００３５６号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題は、二段階転送方式のＸ線ＣＴ装置において、より迅速に再構成処理を完了し、検査の成否の判断を素早く行えるようにすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、第１の取得部と、決定部と、第２の取得部とを持つ。第１の取得部は、前記生体情報同期スキャンを実施したタイミングにおける前記被検体の生体情報を取得する。決定部は、前記生体情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定する。第２の取得部は、前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得する。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図。 心電図の一例を示す図。 位相情報に基づいて優先データを決定する方法の一例を示す図。 第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置優先データを架台装置からコンソール装置に転送する方法を示すイメージ図。 Ｘ線ＣＴ装置が優先データを決定する処理の流れの一例を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図。 Ｘ線ＣＴ装置が優先データを決定する処理の流れの一例を示すフローチャート。 第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置が優先データを架台装置からコンソール装置に転送する方法を示すイメージ図。 第１の実施形態の転送方法をＤＡＳ１６から受信機２３へのデータ転送に適用した場合のイメージ図である。 第２の実施形態の転送方法をＤＡＳ１６から受信機２３へのデータ転送に適用した場合のイメージ図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態のＸ線ＣＴ装置、Ｘ線ＣＴ装置の制御方法、及びプログラムについて説明する。

（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１Ａの構成例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１Ａは、例えば、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。図１では、説明の都合上、架台装置１０をＺ軸方向から見た図とＸ軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置１０は一つである。実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１７の回転軸または寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をＹ軸方向とそれぞれ定義する。Ｘ線ＣＴ装置１Ａは、心電同期ヘリカルスキャンにより、画像診断を行うための造影ＣＴ画像（以下単に「ＣＴ画像」という。）を撮像する。心電同期ヘリカルスキャンは「生体情報同期スキャン」の一例である。

架台装置１０は、例えば、Ｘ線管１１と、ウェッジ１２と、コリメータ１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、Ｘ線検出器１５と、データ収集システム（以下、ＤＡＳ：Data Acquisition System）１６と、回転フレーム１７と、制御装置１８と、心電計２１と、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。Ｘ線管１１は、真空管を含む。例えば、Ｘ線管１１は、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管である。

ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から画像診断の対象となる被検体Ｐに照射されるＸ線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するＸ線を減衰させる。ウェッジ１２は、ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。ウェッジ１２は、例えば、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ものである。

コリメータ１３は、ウェッジ１２を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ１３は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、Ｘ線の照射範囲を絞り込む。コリメータ１３は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。
コリメータ１３の絞り込み範囲は、機械的に駆動可能であってよい。

Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、高電圧発生装置と、Ｘ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器（トランス）および整流器などを含む電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生させる。Ｘ線制御装置は、Ｘ線管１１に発生させるべきＸ線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。
Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１７に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（不図示）の側に設けられてもよい。

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１が発生させ、被検体Ｐを通過して入射したＸ線の強度を検出する。Ｘ線検出器１５は、検出したＸ線の強度に応じた電気信号（光信号などでもよい）をＤＡＳ１６に出力する。Ｘ線検出器１５は、例えば、複数のＸ線検出素子列を有する。複数のＸ線検出素子列のそれぞれは、Ｘ線管１１の焦点を中心とした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ものである。複数のＸ線検出素子列は、スライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に配列される。

Ｘ線検出器１５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する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するＸ線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線が入射する面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（一次元コリメータまたは二次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、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。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。Ｘ線検出器１５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であってもよい。

ＤＡＳ１６は、例えば、増幅器と、積分器と、Ａ／Ｄ変換器とを有する。増幅器は、Ｘ線検出器１５の各Ｘ線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間に亘って積分する。Ａ／Ｄ変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。ＤＡＳ１６は、デジタル信号に基づくＸ線検出器１５の検出データをコンソール装置４０に出力する。なお、心電同期ヘリカルスキャンではＸ線が間欠的に曝射されるため、ＤＡＳ１６が出力する検出データには、Ｘ線の検出を示すデータと、Ｘ線の未検出を示すデータとが含まれる（図４参照）。

回転フレーム１７は、Ｘ線管１１、ウェッジ１２、およびコリメータ１３と、Ｘ線検出器１５とを対向支持する。回転フレーム１７は、中央に円形の開口が形成された円形の両側面と、両側面の内側円同士を繋ぐ内側面と、両側面の外側円同士を繋ぐ外側面と、を備える円環状の部材である。回転フレーム１７の両側面は平面であり、内側面及び外側面は曲面である。

回転フレーム１７は、Ｘ線管１１、ウェッジ１２、およびコリメータ１３と、Ｘ線検出器１５とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム１７は、不図示の固定フレームによって、内部に導入された被検体Ｐを中心として回転自在に支持される。回転フレーム１７は、更にＤＡＳ１６を支持する。ＤＡＳ１６が出力する検出データは、回転フレーム１７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１０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２３に送信され、受信機２３によってコンソール装置４０に転送される。受信機２３は、送信機から受信された検出データを、少なくともコンソール装置４０に転送されるまで記憶するメモリを備える。なお、回転フレーム１７から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム１７は、Ｘ線管１１などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。

Ｘ線ＣＴ装置１Ａは、例えば、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５の双方が回転フレーム１７によって支持されて被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐｅのＸ線ＣＴ装置（第３世代ＣＴ）であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のＸ線検出素子が固定フレームに固定され、Ｘ線管１１が被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐeのＸ線ＣＴ装置（第４世代ＣＴ）であってもよい。

制御装置１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。処理回路は、例えば、ハードウェアプロセッサが記憶装置（記憶回路）に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。

ハードウェアプロセッサとは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、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）または複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device; ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array; ＦＰＧＡ）などの回路（circuitry）を意味する。記憶装置にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェア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、ハードウェア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。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。記憶装置は、非一時的（ハードウェアの）記憶媒体でもよい。また、複数の構成要素を１つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。

制御装置１８は、例えば、回転フレーム１７を回転させたり、架台装置１０の架台をチルトさせたり、寝台装置３０の天板３３を上下動動作などで移動させたり、Ｘ線管１１からＸ線を放射（曝射）させたりする。制御装置１８は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。

心電計２１は、プローブ２２により、被検体Ｐの心臓の興奮によって生ずる微弱な電流を検出する。心電計２１は、検出された電流の時間変化を心電図として出力する。心電図は「生体情報」の一例である。心電図は、Ｘ線ＣＴ装置１Ａが、被検体Ｐの心電同期ヘリカルスキャンにおいてＸ線を曝射するタイミングを決定するために使用される。また、心電図は、心電同期ヘリカルスキャンにより取得された検出データのうち、受信機２３またはコンソール装置４０へのデータ転送を優先的に実施する対象のデータ（以下「優先データ」という。）を決定するために使用される。

図２は、心電図の一例を示す図である。心電図には、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波といった特徴的な波形が心拍周期内に現れる。図２は、最も特徴的なＲ波による心電図の一例である。Ｒ波では、ほぼ一定の時間後に、心臓が収縮する収縮期が訪れる。そして、この収縮期の後に、心臓が拡張する弛緩期が続く。これら収縮期間と弛緩期間とは、心臓の大きさが激しく変動する期間である。弛緩期の直後から、次の心拍周期の収縮期間の直前までの期間は、等量弛緩期と呼ばれている心臓の大きさの変動が比較的穏やかな期間である。

心電同期ヘリカルスキャンは、この弛緩期間において心電波形の時間変化が小さいタイミングの投影データを取得するスキャン方法である。心電同期ヘリカルスキャンには、複数の位相で取得された投影データから当該タイミングの投影データを収集する方法や、当該タイミングに間欠的なＸ線の曝射期間（以下「Ｘ線曝射期間」という。）を定め、Ｘ線曝射期間において被検体ＰにＸ線を曝射する方法などがある。いずれの場合も、心電図は被検体Ｐのスキャン時において取得されるものであり、取得された心電図が示す心電波形に基づいて再構成に必要な投影データが識別される。

なお、Ｘ線曝射期間は、個々の被検体Ｐによって異なる場合や、検査時の被検体Ｐの状態によって異なる場合などが想定されるので、Ｘ線曝射期間を定める場合には、スキャンの実施前に被検体Ｐの心電図を取得し、そこで取得した心電図に基づいてＸ線曝射期間を定めてもよい。ここでは、スキャン実施時に取得される心電図と区別するため、スキャン実施前に取得される心電図を「スキャン前心電図」と称する。事前心電図は、スキャン開始前であれば任意のタイミングで取得されてよいが、検査効率の低下を避けることを考慮すると、従来の検査手順で行われている呼吸練習等のタイミングで取得されるのが好ましい。なお、本実施形態において、Ｘ線曝射期間は後述する優先期間を少なくとも含むように十分広い範囲で設定されるものとする。心拍周期は「生体運動周期」の一例である。以下では、Ｘ線曝射期間が設定される場合の心電同期ヘリカルスキャンを例に説明するが、第１の実施形態における優先期間の決定方法は、Ｘ線曝射期間が設定されない場合の心電同期ヘリカルスキャンにも適用可能である。

図１の説明に戻る。寝台装置３０は、スキャン対象となる被検体Ｐを搭乗させて移動することにより、被検体Ｐを架台装置１０の回転フレーム１７の内部に導入する装置である。寝台装置３０は、例えば、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４と、を備える。

基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置３２は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、支持フレーム３４に沿って、天板３３の長手方向（Ｚ軸方向）に移動させる。天板３３は、被検体Ｐが載置される板状の部材である。寝台駆動装置３２は、天板３３を後退させて架台２０の開口に挿入させる。寝台駆動装置３２は、天板３３を前進させて架台２０から引き抜く。

寝台駆動装置３２は、天板３３だけでなく、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置１０がＺ軸方向に移動可能であり、架台装置１０の移動によって回転フレーム１７が被検体Ｐの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置１０と天板３３の双方が移動可能な構成でもよい。

コンソール装置４０は、例えば、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５０とを有する。実施形態では、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。コンソール装置４０は「端末装置」の一例である。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、検出データ、投影データ、再構成画像データ、ＣＴ画像データ等を記憶する。これらのデータは、メモリ４１ではなく（或いはメモリ４１に加えて）、Ｘ線ＣＴ装置１Ａが通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。

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、処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）、心電計２１により出力された心電図、医師や技師などの操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ（Graphical User Interface）画像等を表示する。ディスプレイ４２は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）でもよい。

入力インターフェース４３は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路５０に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、後述する画像処理機能５４に対する入力として、生成されたＣＴ画像データを三次元画像データや任意断面の断面像データに変換する入力操作を受け付ける。

また、例えば、入力インターフェース４３は、検出データまたは投影データを収集する際の収集条件、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など、被検体ＰのＣＴ画像を生成する際の各種条件（スキャン計画）の入力操作を受け付ける。また、例えば、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０に検出データを転送する際の転送条件の入力操作を受け付ける。

例えば、入力インターフェース４３は、検出データの転送条件として位相情報の入力操作を受け付ける。位相情報は、心拍周期に関する情報であり、例えば、被検体Ｐの心拍周期における特定の位相を示す情報、または、特定の位相の前後の区間（特定区間）を示す情報である。位相情報は、心電同期ヘリカルスキャンによって取得された検出データの中から優先データを決定するために使用される。

図３は、位相情報に基づいて優先データを決定する方法の一例を示す図である。図３に示す心電図の例は図２に示したものと同じである。一般に、心電同期ヘリカルスキャンにおいて、再構成処理のターゲット位相（再構成中心）は、Ｒ－Ｒ時間（隣接するＲ波ピーク間の時間幅）の７５％程度とされ、その再構成中心のＣＴ画像を生成するためには再構成中心の前後５％程度の期間（すなわち７０％～８０％の期間）の投影データが必要とされる。図３の例は、この考え方に基づいて再構成中心および優先データの取得期間（以下「優先期間」という。）を定めた場合の例である。

この場合、入力インターフェース４３は、再構成中心を示す値“７５％”および優先期間の幅を示す値“５％”を位相情報として入力する操作を受け付けるように構成される。なお、再構成中心および優先期間は、スキャン実施中に取得された心電図（以下「スキャン時心電図」という。）に基づいて決定されるものである。

例えば、入力インターフェース４３は、スキャン時心電図をディスプレイ４２に表示させ、表示されたスキャン時心電図に対して再構成中心および優先期間を指定する入力操作を受け付けるように構成されてもよい。また、Ｒ波の時間変化は心拍周期ごとに異なる可能性がある。そのため、入力インターフェース４３は、心拍周期ごとに再構成中心および優先期間を指定する入力操作を受け付けるように構成されてもよい。

入力インターフェース４３は、例えば、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース４３は、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）により実現されてもよい。

なお、本明細書において入力インターフェース４３はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。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、この電気信号を制御回路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。入力インターフェース４３は「入力部」の一例である。

図１の説明に戻る。処理回路５０は、Ｘ線ＣＴ装置１Ａの全体の動作を制御する。処理回路５０は、例えば、制御機能５１と、前処理機能５２と、再構成処理機能５３と、画像処理機能５４と、第１の取得機能５５Ａと、決定機能５６Ａと、第２の取得機能５７と、を備える。処理回路５０は、例えば、ハードウェアプロセッサが記憶装置（記憶回路）に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。

ハードウェアプロセッサとは、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、特定用途向け集積回路、プログラマブル論理デバイスまたは複合プログラマブル論理デバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイなどの回路を意味する。記憶装置にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェア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。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。記憶装置は、非一時的（ハードウェアの）記憶媒体でもよい。また、複数の構成要素を１つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。

コンソール装置４０または処理回路５０が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路５０は、コンソール装置４０が有する構成ではなく、コンソール装置４０と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのＸ線ＣＴ装置と接続されたワークステーション、或いは、複数のＸ線ＣＴ装置に接続され、以下に説明する処理回路５０と同等の処理を一括して実行する装置（例えばクラウドサーバ）である。

処理回路５０に含まれる各機能は、複数の回路に分散されていてもよいし、メモリ４１に記憶されたアプリケーションソフトを起動させることで利用可能となるようにしてもよい。例えば、制御機能５１、前処理機能５２、再構成処理機能５３、及び画像処理機能５４が処理回路５０に含まれており、第１の取得機能５５Ａ、決定機能５６Ａおよび第２の取得機能５７がメモリ４１に記憶されたアプリケーションソフトを起動させることで利用可能となるようにしてもよい。

制御機能５１は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路５０の各種機能を制御する。例えば、制御機能５１は、入力されたスキャン計画をメモリ４１に格納するとともに、メモリ４１に格納されたスキャン計画に沿って被検体Ｐのスキャンを実行する。例えば、制御機能５１は、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８および寝台駆動装置３２を制御することで、架台装置１０における検出データの収集処理等を実行する。

前処理機能５２は、ＤＡＳ１６により出力された検出データに対してスキャン計画に沿った前処理（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、ビームハードニング補正等）を行うことにより投影データを生成し、生成した投影データをメモリ４１に格納する。

再構成処理機能５３は、前処理機能５２によって生成された投影データに対してスキャン計画に沿った再構成処理（フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による）を行って、ＣＴ画像データを生成し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。

画像処理機能５４は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データを公知の方法により、三次元画像データや任意断面の断面像データに変換する。三次元画像データへの変換は、前処理機能５２によって行われてもよい。

第１の取得機能５５Ａは、スキャン時心電図を取得してメモリ４１に格納する。

決定機能５６Ａは、スキャン時心電図に基づいて心電同期ヘリカルスキャンによって取得された検出データの中から優先データを決定する。具体的には、決定機能５６Ａは、心電同期ヘリカルスキャンの実施期間のうち、スキャン時心電図に基づいて決定される優先期間において取得された検出データを優先データとして決定する。決定機能５６Ａは、決定した優先データの取得を第２の取得機能５７に指示する。

第２の取得機能５７は、被検体Ｐに対して心電同期ヘリカルスキャンを行うことで取得された検出データを架台装置１０から取得し、取得した検出データをメモリ４１に格納する。第２の取得機能５７によって取得された検出データは、前処理機能５２による投影データの生成に用いられる。そして、前処理機能５２によって生成された投影データを用いて再構成処理機能５３が再構成処理を実施することによりＣＴ画像が生成される。

図４は、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１Ａが優先データを架台装置１０からコンソール装置４０に転送する方法を示すイメージ図である。上述のとおり、心電同期ヘリカルスキャンにおいて、架台装置１０は離散的に設定されたＸ線曝射期間ごとにＸ線の曝射を行うが、スキャン実施中においてＤＡＳ１６は、Ｘ線が曝射されていないタイミングにおいてもＸ線が検出されていないことを示す信号を出力する。このため、図４に示すように、ＤＡＳ１６が出力する検出データにはＸ線の検出を示す検出データ（図中の非空白部のデータであり、前処理によって投影データとなる）とＸ線の未検出を示す検出データ（図中の空白部のデータ）とが交互に含まれることになる。

この場合、決定機能５６Ａは、入力インターフェース４３により入力された位相情報に基づいて優先期間を認識し、優先期間に取得された検出データを優先データとして決定する。決定機能５６Ａは、決定した優先データを架台装置１０から取得することを第２の取得機能５７に指示する。具体的には、決定機能５６Ａは、認識した優先期間を第２の取得機能５７に通知し、第２の取得機能５７が、通知された優先期間の検出データを、それらが取得された順に架台装置１０から取得する。

なお、決定機能５６Ａは、取得された検出データ全体のうち、全ての優先データを架台装置１０から取得した後、残りの検出データ（以下「非優先データ」という。）の一部または全部を架台装置１０から取得するように構成されてもよい。例えば、図４の例において、非優先データは、Ｘ線曝射期間の検出データのうちの優先データ以外の検出データ、およびＸ線の未検出を示す検出データである。

これにより、コンソール装置４０は、再構成処理に必要な検出データが転送されるまでの待ち時間を短縮し、迅速に再構成処理を開始することができる。具体的には、従来は検出データ全体がコンソール装置４０に転送されるのを待って再構成処理を開始していたのに対し、本実施形態の転送方法によれば、優先データの転送に必要な時間を待機した後に再構成処理を開始することができる。

なお、図４の例では、第２の取得機能５７が、取得された検出データ全体のうち、全ての優先データを架台装置１０から取得した後に非優先データの一部または全部を架台装置１０から取得する場合について説明したが、第２の取得機能５７は、全ての優先データを架台装置１０から取得した後、非優先データの一部または全部を架台装置１０から削除するように構成されてもよい。例えば、第２の取得機能５７は、利用者の入力操作に基づいて非優先データの削除を架台装置１０に指示してもよいし、非優先データの扱いに関して予め設定された条件等に基づいて非優先データの削除を架台装置１０に指示してもよい。

図５は、Ｘ線ＣＴ装置１Ａが優先データを決定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示す処理フローは、心電同期ヘリカルスキャンによる被検体Ｐのスキャンが完了した後、すなわち架台装置１０に被検体Ｐについての検出データが取得された後に開始される。まず、第１の取得機能５５Ａが、スキャン時心電図を心電計２１から取得してメモリ４１に格納する（ステップＳ１０１）。

続いて、決定機能５６Ａが、入力インターフェース４３を介して、架台装置１０において取得された検出データの中から優先データを決定するための位相情報を取得する（ステップＳ１０２）。決定機能５６Ａは、取得した位相情報をメモリ４１に格納する。決定機能５６Ａは、取得したスキャン時心電図および位相情報に基づいて優先期間を決定する（ステップＳ１０３）。

続いて、第２の取得機能５７が、決定機能５６Ａによって決定された優先期間に取得された検出データを優先データとして架台装置１０から取得し（ステップＳ１０４）、取得した優先データをメモリ４１に格納する。架台装置１０から優先データが取得されると、取得された優先データに対して前処理機能５２が前処理を行い、再構成処理機能５３が前処理後の優先データを用いて再構成処理を開始する。なお、ここでは架台装置１０は、コンソール装置４０に転送した検出データについては、検出データの転送完了後に架台装置１０から削除するものとする。

続いて、第２の取得機能５７は、優先データ以外の検出データ（非優先データ）のうちでコンソール装置４０に取得すべき検出データ（以下「要取得データ」という。）があるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。例えば、第２の取得機能５７は、要取得データの指定が可能である旨を示す表示をディスプレイ４２に表示させ、入力インターフェース４３を介して、要取得データを指定する操作の入力を受け付ける。この場合、第２の取得機能５７は、要取得データを指定する操作が入力された場合に「要取得データ有り」と判定し、要取得データを指定する操作が入力されなかった場合に「要取得データ無し」と判定する。また例えば、第２の取得機能５７は、要取得データに関して予め設定された条件等に基づいて要取得データの有無を判定してもよい。

ここで「要取得データ有り」と判定した場合（ステップＳ１０５－ＹＥＳ）、第２の取得機能５７は、架台装置１０から要取得データを取得し（ステップＳ１０６）、取得した要取得データをメモリ４１に格納する。一方、「要取得データ無し」と判定した場合（ステップＳ１０６－ＮＯ）、第２の取得機能５７は、ステップＳ１０６をスキップしてステップＳ１０７に処理を進める。

続いて、第２の取得機能５７は、架台装置１０から取得していない他の検出データ（以下「未取得データ」という。）を削除するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。第２の取得機能５７は、要取得データと同様に、利用者の入力操作や予め設定された条件等に基づいて未取得データを削除するか否かを判定してもよい。ここで未取得データを削除することを判定した場合（ステップＳ１０７－ＹＥＳ）、第２の取得機能５７は、架台装置１０に対し未取得データの削除を指示する（ステップＳ１０８）。一方、未取得データを削除しないことを判定した場合（ステップＳ０７－ＮＯ）、ステップＳ１０８をスキップして処理フローを終了する。

このように構成された第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１Ａによれば、再構成処理に必要な検出データを優先して架台装置１０からコンソール装置４０に転送できるため、被検体Ｐのスキャン実施後に迅速に再構成処理を開始することができる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１Ｂの構成例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１Ｂは、処理回路５０が第１の取得機能５５Ａに代えて第１の取得機能５５Ｂを備える点と、処理回路５０が決定機能５６Ａに代えて決定機能５６Ｂを備える点とにおいて第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１Ａと異なる。Ｘ線ＣＴ装置１Ｂのその他の構成はＸ線ＣＴ装置１Ａと同様であるため、図６ではＸ線ＣＴ装置１Ａと同様の構成に図１と同じ符号を付すことによりここでの説明を省略する。

第１の取得機能５５Ｂは、被検体Ｐのスキャン時心電図に代えて、心電同期ヘリカルスキャンにおけるＸ線の曝射タイミングを示す曝射情報を取得する点で第１の取得機能５５Ａと異なる。第１の取得機能５５Ｂは、取得した曝射情報をメモリ４１に格納する。

決定機能５６Ｂは、スキャン時心電図に代えて曝射情報に基づいて優先データを決定する点で決定機能５６Ａと異なる。具体的には、決定機能５６Ｂは、Ｘ線の検出を示す検出データが取得された期間（Ｘ線曝射期間）において取得された検出データを優先データとして決定する。このことは、すなわち、決定機能５６ＢはＸ線曝射期間を優先期間とする、と言い換えられてもよい。決定機能５６Ｂは、決定した優先データの取得を第２の取得機能５７に指示する。

図７は、Ｘ線ＣＴ装置１Ｂが優先データを決定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示される各処理のうち、第１の実施形態における優先データの決定方法と同様の処理については図５と同じ符号を付すことによりここでの説明を省略する。まず、第１の取得機能５５Ｂが、被検体Ｐに対して実施された心電同期ヘリカルスキャンにおけるＸ線の曝射タイミングを示す曝射情報を取得する（ステップＳ２０１）。

ここでは、架台装置１０の制御装置１８は、心電同期ヘリカルスキャンの実施時においてＸ線を曝射したタイミングをログ情報として記録しているものとする。第１の取得機能５５Ｂは、制御装置１８からログ情報を取得し、取得したログ情報から曝射情報を抽出してメモリ４１に格納する。なお、第１の取得機能５５Ｂは、上記同様のログ情報が制御機能５１のログ情報としてメモリ４１に保存されている場合には、メモリ４１にから制御機能５１のログ情報を取得し、制御機能５１のログ情報から曝射情報を抽出してもよい。

続いて、決定機能５６Ｂが、メモリ４１から曝射情報を取得し、取得した曝射情報に基づいて優先期間を決定する（ステップＳ２０２）。具体的には、決定機能５６Ｂは、曝射情報に基づいて心電同期ヘリカルスキャンにおけるＸ線曝射期間を認識し、認識したＸ線曝射期間を優先期間として決定する。

この場合、ステップＳ１０４において、第２の取得機能５７はＸ線曝射期間において取得された検出データを優先データとして架台装置１０から取得することになる。図８は、第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置１Ｂが、優先データを架台装置１０からコンソール装置４０に転送する方法を示すイメージ図である。上述のとおり、Ｘ線曝射期間は少なくとも第１の実施形態における優先期間を含むように設定されるため、第２の実施形態では優先データを含むＸ線曝射期間の検出データが架台装置１０からコンソール装置４０に転送される。

このように構成された第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置１Ｂによれば、再構成処理に必要な優先データを含むＸ線曝射期間の検出データを優先して架台装置１０からコンソール装置４０に転送できるため、被検体Ｐのスキャン実施後に迅速に再構成処理を開始することができる。

第２の実施形態における検出データの転送方法は、Ｘ線曝射期間の検出データを優先的に転送するものである。このため、第２の実施形態における検出データの転送方法は、第１の実施形態における検出データの転送方法に比べて、再構成処理が開始可能となるまでの待ち時間が長くなるものの、実際のＸ線曝射期間に基づいて機械的に優先期間を決定することができるため、優先期間の決定に関する構成を簡素化しつつ、再構成処理開始までの待ち時間を短縮することができる。

＜変形例＞
第１の実施形態では、検出データを架台装置１０からコンソール装置４０に転送する場合に優先データを優先して転送する場合について説明したが、この転送方法は、架台装置１０内でのデータ転送に適用されてもよい。上述のとおり、検出データはまずＤＡＳ１６のメモリに格納され、ＤＡＳ１６のメモリから送信機（図示せず）を介して受信機２３に送信され、受信機２３によってコンソール装置４０に転送される。そこで、第１の実施形態の転送方法を、ＤＡＳ１６から受信機２３へのデータ転送に適用してもよい。

図９は、第１の実施形態の転送方法をＤＡＳ１６から受信機２３へのデータ転送に適用した場合のイメージ図である。この場合、ＤＡＳ１６のメモリに格納されている検出データのうち、優先データが優先して受信機２３に転送される。この場合、受信機２３は、コンソール装置４０からデータ転送要求を受けた場合、ＤＡＳ１６から受信された検出データを受信順にコンソール装置４０に転送すればよい。なお、この場合、優先期間の決定に関わる第１の取得機能５５Ａ、決定機能５６Ａおよび第２の取得機能５７は、受信機２３またはＤＡＳ１６に設けられてもよい。

また、これと同様に、第２の実施形態の実施形態の転送方法を、ＤＡＳ１６から受信機２３へのデータ転送に適用してもよい。図１０は、第２の実施形態の転送方法をＤＡＳ１６から受信機２３へのデータ転送に適用した場合のイメージ図である。この場合、ＤＡＳ１６のメモリに格納されている検出データのうち、優先データが優先して受信機２３に転送される。この場合、受信機２３は、コンソール装置４０からデータ転送要求を受けた場合、ＤＡＳ１６から受信された検出データを受信順にコンソール装置４０に転送すればよい。なお、この場合、優先期間の決定に関わる第１の取得機能５５Ｂ、決定機能５６Ｂおよび第２の取得機能５７は、受信機２３またはＤＡＳ１６に設けられてもよい。

第１の実施形態および第２の実施形態では、検出データの転送方法について説明したが、投影データが検出データの転送元において生成される場合や、検出データがそのまま投影データとして用いられるような場合には、実施形態の転送方法は投影データの転送方法として用いられてもよい。また、第１の実施形態および第２の実施形態では、転送先の装置が主体となって検出データを転送元の装置から取得する場合について説明したが、実施形態の転送方法は、転送元の装置が主体となって検出データを転送先に送信する場合にも適用可能である。

以上、Ｘ線ＣＴ装置１Ａおよび１Ｂ（以下「Ｘ線ＣＴ装置１」という。）の実施形態について説明したが、Ｘ線ＣＴ装置１が検出データを転送する方法は、他の医用画像診断装置に適用されてもよい。適用可能な医用画像診断装置は、検出データに基づく投影データに対して再構成処理を実施することで医用画像を生成するものであればよく、例えば、ＰＥＴ（positron emission tomography：陽電子放射）－ＣＴ装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴断層撮影）装置、血管造影撮像装置などでもよい。

なお、本実施形態における検出データの転送方法は、生体情報同期スキャンを行う二段階転送方式のＸ線ＣＴ装置に適用可能である。生体情報同期スキャンは、被検体の周期的な生体運動に同期して行われるものであればよい。例えば、生体情報同期スキャンは、上記実施形態で説明した被検体の心拍に同期して行われる心電同期スキャンのほか、被検体の呼吸に同期して行われる呼吸同期スキャンであってもよい。また、例えば、スキャン方式は、ヘリカルスキャンであってもよいし、ノンヘリカルスキャンであってもよい。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、生体情報同期スキャンを実施したタイミングにおける被検体の生体情報を取得する第１の取得部と、生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうちの優先データを生体情報に基づいて決定する決定部と、検出データを保持する記憶装置から優先データを取得する第２の取得部と、を持つことにより、二段階転送方式のＸ線ＣＴ装置において、より迅速に再構成処理を開始することができる。

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ものである。

１Ａ，１Ｂ…Ｘ線ＣＴ装置、１０…架台装置、１１…Ｘ線管、１２…ウェッジ、１３…コリメータ、１４…Ｘ線高電圧装置、１５…Ｘ線検出器、１６…データ収集システム（ＤＡＳ：Data Acquisition System）、１７…回転フレーム、１８…制御装置、２０…架台、２１…心電計、２２…プローブ、２３…受信機、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…メモリ、４２…ディスプレイ、４３…入力インターフェース、５０…処理回路、５１…制御機能、５２…前処理機能、５３…再構成処理機能、５４…画像処理機能、５５Ａ，５５Ｂ…第１の取得機能、５６Ａ，５６Ｂ…決定機能、５７…第２の取得機能、

Claims (13)

1. 生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
   前記生体情報同期スキャンを実施したタイミングにおける前記被検体の生体情報を取得する第１の取得部と、
   前記生体情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定する決定部と、
   前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得する第２の取得部と、
   を備えるＸ線ＣＴ装置。
2. 前記決定部は、前記検出データが取得された期間のうち、前記生体情報に基づいて決定される優先期間に取得された検出データを前記優先データとして決定する、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記被検体の周期的な生体運動に関する位相情報を入力する入力部をさらに備え、
   前記決定部は、前記生体情報および前記位相情報に基づいて前記優先期間を決定する、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記位相情報は、前記被検体の生体運動周期における特定の位相を示す情報、または、前記特定の位相の前後の特定区間を示す情報であり、
   前記決定部は、前記特定の位相における前記検出データ、または、前記特定区間の前記検出データを前記優先データとして決定する、
   請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記検出データは、前記Ｘ線ＣＴ装置が備える架台装置であって、前記生体情報同期スキャンにおいてＸ線の照射および検出を行う前記架台装置によって記憶され、
   前記第１の取得部は、前記架台装置に記憶された前記検出データのうち、前記決定部によって決定された前記優先期間の検出データを前記優先データとして前記架台装置から取得する、
   請求項２から３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記決定部は、前記Ｘ線ＣＴ装置が備える端末装置であって、前記投影データの再構成処理機能を有する前記端末装置に備えられ、
   前記端末装置は、前記第１の取得部が前記架台装置から取得した前記優先データに対して優先的に再構成処理を実施する、
   請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記第１の取得部は、前記被検体について取得された前記検出データのうち、全ての前記優先データを前記架台装置から取得した後、残りの前記検出データの一部または全部を前記架台装置から取得する、
   請求項５または６に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記第１の取得部は、全ての前記優先データを前記架台装置から取得した後、残りの前記検出データの一部または全部を利用者の入力操作に基づいて削除する、
   請求項５から７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
   前記生体情報同期スキャンにおけるＸ線の曝射タイミングを示す曝射情報を取得する第１の取得部と、
   前記曝射情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定する決定部と、
   前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得する第２の取得部と、
   を備えるＸ線ＣＴ装置。
10. 生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成するＸ線ＣＴ装置が、
    前記生体情報同期スキャンを実施したタイミングにおける前記被検体の生体情報を取得し、
    前記生体情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定し、
    前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得する、
    Ｘ線ＣＴ装置の制御方法。
11. 生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成するＸ線ＣＴ装置が、
    前記生体情報同期スキャンにおけるＸ線の曝射タイミングを示す曝射情報を取得し、
    前記曝射情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定し、
    前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得する、
    Ｘ線ＣＴ装置の制御方法。
12. 生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成するＸ線ＣＴ装置に、
    前記生体情報同期スキャンを実施したタイミングにおける前記被検体の生体情報を取得させ、
    前記生体情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定させ、
    前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得させる、
    プログラム。
13. 生体情報同期スキャンによるＸ線の検出データに基づいて被検体の投影データを取得し、前記投影データに基づいて前記被検体のＣＴ画像を生成するＸ線ＣＴ装置に、
    前記生体情報同期スキャンにおけるＸ線の曝射タイミングを示す曝射情報を取得させ、
    前記曝射情報に基づいて、前記生体情報同期スキャンにおいて取得されたＸ線の検出データのうち、データ転送を優先的に実施する対象の検出データを優先データとして決定させ、
    前記検出データを保持する記憶装置から前記優先データを取得させる、
    プログラム。

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