JP2023028846A - 放射線撮影装置、および放射線撮影装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線撮影時において、寝台の水平方向への速度変化に関する改善を図ることである。
【解決手段】実施形態の放射線撮影装置は、寝台駆動装置と、制御部とを持つ。寝台駆動装置は、被検体が載置された寝台を少なくとも水平方向に移動させる。制御部は、前記寝台の速度および目標速度に基づく指令速度に応じた電圧を前記寝台駆動装置に出力し、出力電圧により前記寝台駆動装置を駆動させて、前記寝台の水平方向の速度が目標速度に近づくように制御する。また、制御部は、前記指令速度に基づいて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する。
【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、放射線撮影装置、および放射線撮影装置の制御方法に関する。

従来において、造影剤でコントラストを強調した血管を撮影するためのＸ線画像診断装置が知られている。また、Ｘ線画像診断装置の一例として、造影剤追跡撮影機能（いわゆるボーラスチェイス（Bolus Chase）撮影機能）を備えたものが知られている。造影剤追跡撮影とは、被検体内の所定の部位から導入した造影剤の被検体内における流れ方などを確認する撮影手法である。このような場合には、被検体が載置された天板を動かしながらＸ線を曝射して撮影が行われる。

また、Ｘ線画像診断装置は、ヘリカルピッチを変更することを目的として撮影中に寝台速度を変更することも可能である。ヘリカルスキャンを実施する際のヘリカルピッチは、寝台の動作速度に依存する。そのため、任意のヘリカルピッチで撮影を行うためにはヘリカルピッチに応じた速度で寝台の水平動を実施する必要がある。しかしながら、寝台の動作時において、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御を用いる場合には、速度のオーバーシュートが生じる。そのため、速度が安定するまでに一定の時間を要してしまい、速度が安定するまでは所望のヘリカルピッチでの撮影ができないため、撮影ストロークが短くなる可能性があった。

特開２００２－０５８６６７号公報 特開２００２－０３４９５９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の一つは、放射線撮影時において、寝台の水平方向への速度変化に関する改善を図ることである。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。

実施形態の放射線撮影装置は、寝台駆動装置と、制御部とを持つ。寝台駆動装置は、被検体が載置された寝台を少なくとも水平方向に移動させる。制御部は、前記寝台の速度および目標速度に基づく指令速度に応じた電圧を前記寝台駆動装置に出力し、出力電圧により前記寝台駆動装置を駆動させて、前記寝台の水平方向の速度が目標速度に近づくように制御する。また、制御部は、前記指令速度に基づいて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する。

実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１の一構成例を示す図。 寝台駆動装置３２の構成の一例を示す図。 寝台の水平方向への移動に関するシミュレーションモデルの一例を示す図。 システム制御機能５１の機能構成の一例を示す図。 実施形態におけるオーバーシュートの抑制の様子を説明するための図。 スキャン中の速度変化時における補正内容について説明するための図。 上述したＸ線ＣＴ装置１により実行される処理の一例を示すフローチャート。 ステップＳ１０６の処理の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら、放射線撮影装置、および放射線撮影装置の制御方法について説明する。放射線撮影装置は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography：陽電子放出断層撮影）装置、ＰＥＴ－ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission computed Tomography：単一光子放出コンピュータ断層撮影）装置など、寝台装置に載置された状態の被検体の医用画像を取得する装置である。また、放射線撮影装置は、取得した画像から被検体の状態を診断する医用診断装置であってもよい。以下では、Ｘ線ＣＴ装置を用いて説明する。放射線撮影には、例えば、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography：陽電子放出断層撮影）や血管造影（ボーラスチェイス撮影）が含まれてよい。

図１は、実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１の一構成例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを備える。架台装置１０は、放射線を用いて被検体Ｐをスキャンする「スキャナ装置」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、カメラ２０とを有する。回転フレーム１７は、「回転部」の一例である。カメラ２０は、「撮像装置」の一例である。

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は、例えばＸ線を四角錐の形状に絞り込む。そのＸ線の広がり角のうち、回転フレーム１７の回転方向に沿った広がり角をファン角、ファン角に直交する方向の広がり角をコーン角と称する。

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）および整流器等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（光信号等でもよい）をＤＡＳ１８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。図１の例において、Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１の焦点を中心とした円弧状に形成されている。複数のＸ線検出素子列のそれぞれは、上記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ている。Ｘ線検出器１５は、例えばチャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。

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かまわない。光センサまたは半導体素子は、「検出素子」の一例である。

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（後述）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検出データをコンソール装置４０に出力する。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、及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である。ビュー番号は、回転フレーム１７の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム１７の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、Ｘ線管１１の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。ＤＡＳ１６は、ビューの切り替わりを、制御装置１８から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。例えば、フルスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、全周囲分（３６０度分）の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、半周囲分（１８０度分）の検出データを収集する。

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とを対向保持した状態で回転させる円環状の回転部材である。回転フレーム１７は、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、架台装置（ガントリ)１０内に収容される。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に送信され、受信機によってコンソール装置４０に転送される。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やＸ線検出器１５等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。

制御装置１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等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等を含む駆動機構とを有する。制御装置１８は、コンソール装置４０または架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３からの入力信号を受け付けて、架台装置１０や寝台装置３０等の各装置の動作を制御する。

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をチルトさせたり、寝台装置３０の天板３３を移動させたりする。架台装置１０をチルトさせる場合、制御装置１８は、入力インターフェース４３に入力された傾斜角度（チルト角度）に基づいて、Ｚ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１７を回転させる。制御装置１８は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム１７の回転角度を把握している。また、制御装置１８は、回転フレーム１７の回転角度を随時、処理回路５０に提供する。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。

制御装置１８は、例えば、架台装置１０を移動レールに沿って自走させて目的とする画像を取得するための本スキャン撮影を行ったり、Ｘ線管１１およびＸ線検出器１５の位置決めのために本スキャン撮影に先立って行われるスキャノ撮影を行う。

Ｘ線ＣＴ装置１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。

カメラ２０は、例えば、寝台装置３０における天板３３よりも上方に設けられている。カメラ２０は、寝台が設けられた側の上部において、寝台装置３０の方向を向けて設けられている。カメラ２０は、例えば、天板３３上に搭載された被検体Ｐおよびオプション品を撮像する。オプション品としては、例えば、トレイ、ドレーンバッグ、シリンジポンプ畜尿用バッグ、ベッドサイドモニタ、医療用酸素ボンベ、バックボード、輸液等が例示される。カメラ２０は、撮像した被検体Ｐやオプション品を含む画像をコンソール装置４０に送信する。天板３３は、「寝台」の一例である。オプション品は、「付属品」の一例である。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐ（オプション品が含まれてもよい）を載置して、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、を有する。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、例えば、モータやアクチュエータを含む。また、寝台駆動装置３２は、例えば、天板３３を水平方向（Ｚ軸方向）に移動させる水平駆動装置（不図示）と、鉛直方向に移動させる鉛直駆動装置（不図示）とを備える。例えば、水平駆動装置は、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。鉛直駆動装置は、例えば、後述するＸリンク等によって天板３３を鉛直方向に移動させる。天板３３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板状の部材である。天板３３は、例えば、発泡ウレタンやカーボン等のＸ線透過率が比較的高い材質により形成される。また、天板３３には、例えば、天板３３の移動速度や天板３３にかかる荷重量、天板３３の位置を計測する各種センサが設けられていてもよい。寝台駆動装置３２の詳細については、後述する。

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、ネットワーク接続回路４４と、処理回路５０とを有する。処理回路５０は、「制御部」の一例である。第１の実施形態では、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。

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、Ｘ線ＣＴ装置１により取得される検出データや投影データ、再構成画像、ＣＴ画像等を記憶する。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１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コンソール装置４０からの読み書き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、Ｘ線ＣＴ装置１の処理状態や処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ（Graphical User Interface）画像、入力インターフェース４３により受け付けられた情報等を表示する。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（Electro Luminescence）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）であってもよい。

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、撮影条件や被検体情報、スキャン撮影の実行、画像の表示要求等の情報の入力操作を受け付ける。撮影条件には、例えば、スキャン計画、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等が含まれてよい。スキャン計画には、例えば、再構成画像の撮影対象部位、Ｘ線の照射量、照射タイミング、撮影時間、スキャンの種類等が含まれる。上述した撮影条件は、予め複数種類の条件が動作モードとして設定されていてもよい。その場合、入力インターフェース４３により複数種類の動作モードのうち何れかの動作モードの選択によって、撮影条件が決定される。被検体情報には、例えば、被検体Ｐの体形や重さ、状態等が含まれる。また、被検体情報は、例えばカメラ２０により撮影された画像から取得してもよく、天板３３に設けられた各種センサの一部（例えば、荷重センサ）から取得してもよい。

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、フットペダル、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、架台装置１０に設けられてもよい。また、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、キーボード等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の例に含まれる。

ネットワーク接続回路４４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路４４は、この各種プロトコルに従ってＸ線ＣＴ装置１と他の装置とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続等を適用することができる。ここで電子ネットワークには、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワーク等が含まれる。

処理回路５０は、Ｘ線ＣＴ装置１の全体の動作を制御する。処理回路５０は、例えば、システム制御機能５１、前処理機能５２、再構成処理機能５３、画像処理機能５４、スキャン制御機能５５、表示制御機能５６等を実行する。処理回路５０は、例えば、ハードウェアプロセッサがメモリ４１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（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）や、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（circuitry）を意味する。メモリ４１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。また、処理回路５０は、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、あるいは複数の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。

システム制御機能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、システム制御機能５１は、例えば、撮影条件や被検体情報等に基づいて、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。また、システム制御機能５１は、スキャノ撮影によるスキャノ画像や本スキャン撮影によるスキャン画像を収集する撮影、および診断に用いる再構成画像を撮影する際の各部の動作を制御する。

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の前処理を行って、投影データを生成し、生成した投影データをメモリ４１に記憶させる。

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、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って、再構成画像（ＣＴ画像）を生成する。また、再構成処理機能５３は、生成したＣＴ画像をメモリ４１に記憶させてもよい。

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画像を公知の方法により、三次元画像や任意断面の断面像データに変換する。三次元画像への変換は、前処理機能５２によって行われてもよい。また、画像処理機能５４は、断面像データの画像を解析して、解析結果に基づいて被検体の形状（体型）や大きさ（サイズ）を分類してもよい。

スキャン制御機能５５は、撮影条件や被検体情報等に基づいて、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、架台装置１０における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能５５は、例えば、スキャノ画像や本スキャン画像を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。

表示制御機能５６は、Ｘ線ＣＴ装置１の稼働状況や、各種画像（撮影画像、入力インターフェース４３の受け付けた入力操作結果を示す画像等）をディスプレイ４２に表示させる。例えば、入力操作結果を示す画像には、例えば、入力インターフェース４３の受け付けた被検体Ｐの形状や大きさ、撮影条件を示す画像が含まれる。

上記構成により、Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、ヘリカルスキャンやバリアブルヘリカルスキャン、バリアブルヘリカルスキャン、ステップアンドシュートスキャン等の形式で被検体Ｐの本スキャン撮影を行う。ヘリカルスキャンとは、天板３３を移動させながら回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐを螺旋状にスキャンする態様である。バリアブルヘリカルスキャンとは、スキャンする被検体Ｐの部位や撮影目的に応じて寝台（天板３３）の移動速度を異ならせてヘリカルスキャンを実行する態様である。また、バリアブルヘリカルスキャンは、スキャン中にヘリカルピッチを変える撮影方法である。ステップアンドシュートスキャンとは、天板３３の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。どの形式（撮影の種類）で撮影を行うかについては、入力インターフェース４３により受け付けられた撮影条件等に基づいて設定されている。

次に、寝台駆動装置３２の詳細について説明する。図２は、寝台駆動装置３２の構成の一例を示す図である。図２の例では、主に寝台装置３０の支持フレーム３４の上下方向（Ｙ軸方向）への移動および水平方向（Ｚ軸方向）への移動を行うための寝台駆動装置３２の構造を示している。寝台装置３０は、図１に示すように、架台装置１０に対して前方（－Ｚ方向）に設置されているものとする。図２に図示されていない天板３３は、支持フレーム３４によりＺ軸方向または－Ｚ軸方向に沿ってスライド可能に支持される。支持フレーム３４は、Ｚ方向に延在する矩形形状を有する金属フレームである。

図２の例において、支持フレーム３４と基台３１とは、例えば、Ｘリンク６０を介して連結される。Ｘリンク６０は、例えば、Ｘ形状に枢支された一対の第１リンク６１と、第２リンク６２とを有する。第１リンク６１と第２リンク６２とは、支点６３を中心に回転可能に設けられている。第１リンク６１と第２リンク６２との各々は、例えば、略同一長さを有する一対の板状形状を有する金属板により形成される。第２リンク６２の基台３１側の端部は基台３１に固定される。第２リンク６２の他の端部は支持フレーム３４に固定される。より詳細には、第２リンク６２の他の端部は、支持フレーム３４のうちの長辺に関する一対のフレームに設けられる接続部６４に固定される。接続部６４は、後述する案内レール８２に締結具等により固定されている。これにより、端部を支持フレーム３４に対して固定することができる。

第１リンク６１の基台３１側の端部は、基台３１にＺ方向に関してスライド可能に支持される。具体的には、端部にはリードスクリュ７０が挿通されている。リードスクリュ７０の一端は昇降駆動制御装置７１に接続される。昇降駆動制御装置７１は、基台３１に配置されている。リードスクリュ７０には、ナット７２が取り付けられている。ナット７２は、リードスクリュ７０のねじ山に螺合するねじ溝が形成された貫通孔を有する構造体である。第１リンク６１の他の端部は、支持フレーム３４にＺ軸方向に関してスライド可能に支持される。具体的には、他端は、支持フレーム３４のうちの長辺に関する一対のフレームに設けられる接続部６５に固定されている。接続部６５は、案内レール８２にＺ方向に関してスライド可能に取付けられている。例えば、支持フレーム３４に設けられた案内レール８２は、支持フレーム３４上に設けられる天板３３のＺ方向に関するスライドと第１リンク６１のＺ方向に関するスライドとの両方を一つのレールで案内することができる。

昇降駆動制御装置７１は、寝台駆動装置３２が備える鉛直駆動装置と連結される。なお、昇降駆動制御装置７１は、鉛直駆動装置であってもよい。リードスクリュ７０は、昇降駆動制御装置７１の駆動軸回りの回転に連動して軸心回りに回転する。リードスクリュ７０の回転に連動してナット７２がリードスクリュ７０の軸心に沿ってＺ方向にスライドする。例えば、リードスクリュ７０が順方向に回転するとナット７２が＋Ｚ方向にスライドし、リードスクリュ７０が逆方向に回転するとナット７２が－Ｚ方向にスライドする。ナット７２が＋Ｚ方向にスライドすることにより第１リンク６１を＋Ｚ方向に押圧し、第１リンク６１と第２リンク６２とのＺ方向に関する間隔を狭めることにより支持フレーム３４をＹ軸方向に上昇させる。また、ナット７２が－Ｚ方向にスライドすることにより第１リンク６１が＋Ｚ方向の押圧から開放され、第１リンク６１と第２リンク６２とのＺ方向に関する間隔が広がることにより支持フレーム３４を－Ｙ軸方向に下降させる。

支持フレーム３４には、ボールねじ８１が設けられている。ボールねじ８１は、ねじ軸とスライダとを有する。ボールねじ８１は、Ｚ方向に延在するように支持フレーム３４に設けられる。ボールねじ８１のスライダには、例えば天板３３等が取り付けられる。支持フレーム３４には、ボールねじ８１のＺ方向に関するスライドを案内するための案内レール８２が設けられている。ボールねじ８１の一端８３は軸心回りに回転可能に支持フレーム３４に設けられている。ボールねじ８１の一端８３は、寝台駆動装置３２が備える水平駆動装置と連結される。ボールねじ８１のねじ軸は、水平駆動装置の駆動軸の回転に連動し、ボールねじ８１のスライダは、ねじ軸の軸心に沿ってスライドする。これにより、天板３３がＺ軸方向に移動する。ボールねじ８１には、ボールねじ８１の可動範囲（天板３３の移動範囲）を機械的に制限するストッパ８４が設けられていてもよい。

上述したように、寝台駆動装置３２は、鉛直方向および水平方向のそれぞれに対応付けられた駆動装置により、天板３３のそれぞれの方向への移動を非同期または同期して行うことができる。実施形態では、主に寝台（天板３３）の水平動における速度変化時のオーバーシュートを抑制することを中心として説明する。

図３は、寝台の水平方向への移動に関するシミュレーションモデルの一例を示す図である。図３のシミュレーションモデルは、例えば、図２に示す寝台駆動装置３２を簡易モデル化したものである。図３の例では、支持フレーム上に天板３３が載置されている。図３に示すＧは、天板３３の重心Ｇを示している。天板３３は、例えば、上述した水平駆動装置の制御によって天板３３の重心Ｇに対して動作させたい方向に力を加えることで、水平方向（Ｚ軸方向）に天板３３を移動させることができる。

なお、図３の例では、天板３３に速度センサ３３Ａと、荷重センサ３３Ｂと、位置センサ３３Ｃとが設けられている。速度センサ３３Ａは、天板３３の水平方向および垂直方向の移動速度を測定する。荷重センサ３３Ｂは、天板３３にかかる荷重量を測定する。天板３３にかかる荷重量には、例えば、被検体Ｐの体重やオプション品の重量が含まれる。位置センサ３３Ｃは、天板３３の位置を測定する。天板３３の位置とは、例えば、水平方向への移動を行う前の状態（初期状態）の天板３３の位置を基準としたときの水平方向の移動量である。また、位置センサ３３Ｃは、垂直方向に対して基準位置からの移動量を測定してもよい。上述した天板３３の速度および位置は、上述した速度センサ３３Ａおよび位置センサ３３Ｃに代えて、カメラ２０によって撮影された画像を解析し、解析結果として得られる画像領域に含まれる天板３３の位置および時間経過に伴う移動量から、天板３３の位置および速度を取得してもよい。また、天板３３にかかる荷重量についても、荷重センサ３３Ｂに代えて、カメラ２０によって撮影された画像を解析し、画像に含まれる被検体Ｐの大きさやオプション品の種類に応じて荷重量を推定してもよい。

ここで、天板３３の水平方向への移動は、システム制御機能５１またはスキャン制御機能５５によるＰＩＤ制御により実行される。具体的には、システム制御機能５１またはスキャン制御機能５５は、例えば、ヘリカルスキャンを実行する速度で天板３３を動作させるための指令速度を生成し、生成した速度で駆動させるために、天板３３の水平方向の速度に対するフィードバック制御を行う。例えば、システム制御機能５１またはスキャン制御機能５５は、フィードバック制御の一例として、指令速度の制御を出力値と目標値との偏差、その積分、および微分の３つの要素に基づくＰＩＤ制御を実行する。また、システム制御機能５１またはスキャン制御機能５５は、他のフィードバック制御を実行してもよい。

また、フィードバック制御を行う場合、それぞれの要素の大きさの調整度合や、駆動装置や環境等の影響によって、実際の速度が目標速度とならずオーバーシュートが発生する。なお、「オーバーシュート」には、単に実際の速度が目標速度を超える現象だけでなく、目標速度の前後を出力値が振動する（ハンチング）の現象が含まれてもよい。このオーバーシュートを抑制するため、実施形態では、フィードバック制御により出力される出力電圧と、出力電圧での制御により生ずるオーバーシュートを抑制するための補正電圧とに基づいて寝台駆動装置３２を制御する。この場合、寝台駆動装置３２は、例えば、補正電圧値および印加タイミングが制御される。また、補正電圧は、例えば天板３３の動作開始時の速度、目標速度、天板３３の位置、および天板３３にかかる荷重に基づいて制御される。補正電圧の値および印加タイミングを制御することで、オーバーシュートをより適切に抑制することができ、所望の速度への遷移をスムーズにすることができる。

上述の制御の一例として、実施形態では、シミュレーションを用いて、オーバーシュートを含めた天板速度と目標速度の差分を算出し、算出した差分を電圧変換することによって補正電圧を算出し、算出した補正電圧を用いて天板３３の水平方向の移動速度を制御する。以下では、上述の制御がシステム制御機能５１で実行される場合について具体的に説明する。

図４は、システム制御機能５１の機能構成の一例を示す図である。なお、図４の例では、システム制御機能５１において実行される制御のうち、主に天板３３の水平方向の移動速度の制御に関する処理を実行する構成を示している。システム制御機能５１は、例えば、指令速度導出機能５１Ａと、ＰＩＤ制御機能５１Ｂと、第１変換機能５１Ｃと、シミュレーション機能５１Ｄと、第１演算機能５１Ｅと、第２変換機能５１Ｆと、第２演算機能５１Ｇとを備える。ＰＩＤ制御機能５１Ｂおよび第１変換機能５１Ｃとは、「ＰＩＤコントローラ」の一例である。

指令速度導出機能５１Ａは、例えば被検体Ｐのスキャンを開始する場合に、天板３３の動作開始速度および目標速度に関する情報を入力し、入力したそれぞれに基づいて、寝台駆動装置３２の水平駆動装置に出力する指令速度を導出する。指令速度導出機能５１Ａは、例えば、動作開始速度および目標速度との差分に基づいて指令速度を導出してもよく、それぞれの速度情報を入力することで、指令速度が出力される所定の関数を用いて、指令速度を導出してもよい。また、指令速度導出機能５１Ａは、動作開始速度および目標速度の情報に、指令速度情報が対応付けられたテーブルやデータベースを用いて、指令速度を導出してもよい。上述したテーブルやデータベースは、例えば、メモリ４１等に予め記憶される。天板３３が停止している場合、動作開始速度は０（ゼロ）となる。指令速度導出機能５１Ａは、導出した指令速度情報をＰＩＤ制御機能５１Ｂ、シミュレーション機能５１Ｄ、第１演算機能５１Ｅに出力する、

ＰＩＤ制御機能５１Ｂは、例えば、指令速度導出機能５１Ａにより導出された指令速度を入力し、入力した指令速度に対する速度情報のＰＩＤ制御を行う。ＰＩＤ制御機能５１Ｂは、ＰＩＤ制御によって得られた速度情報を、第１変換機能５１Ｃに出力する。

第１変換機能５１Ｃは、ＰＩＤ制御機能５１Ｂによって制御された速度情報に応じた出力電圧（水平駆動装置により天板を水平方向に移動させるための電圧）に変換し、変換した電圧を、第２演算機能５１Ｇに出力する。

シミュレーション機能５１Ｄは、例えば、指令速度導出機能５１Ａにより導出された指令速度情報を入力し、入力した情報に基づいて天板３３の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションする。例えば、シミュレーション機能５１Ｄは、動作開始から目標速度に達するまでの理想的な速度変化と時間をシミュレーションする。「理想的な速度変化と時間」とは、例えば、オーバーシュートを抑制して天板３３の水平方向の目標速度への遷移をスムーズにする速度変化と時間経過との関係である。また、シミュレーション機能５１Ｄは、指令速度情報に加えて、例えば、カメラ２０または位置センサ３３Ｃから得られる天板位置、または荷重センサ３３Ｂにより得られる天板３３にかかる荷重量のうち一方または双方に関する情報を入力し、入力した情報に基づいて、動作開始から目標速度に達するまでの理想的な速度変化と時間をシミュレーションしてもよい。天板位置は、シミュレーション開始時点（制御開始時点）に取得すればよい。また、荷重量は、被検体Ｐに対するスキャン動作開始時に一度取得しておけばよい。なお、上述のシミュレーションは、例えば、予めメモリ４１等に記憶された学習済みモデル（シミュレーションモデル）を用いて実行される。シミュレーションモデルは、上述した入力情報の入力に対して、理想的な速度変化と時間を出力するモデルである。また、上述のシミュレーションは、その他の公知の手法によって実行されてもよい。

シミュレーション機能５１Ｄは、シミュレーションによって得られた理想的な天板速度（以下、シミュレーション速度）を第１演算機能５１Ｅに出力する。第１演算機能５１Ｅは、指令速度導出機能５１Ａから出力された指令速度とシミュレーション速度との差分（シミュレーション速度－指令速度）を算出し、算出した速度成分（水平方向の速度成分）を第２変換機能５１Ｆに出力する。

第２変換機能５１Ｆは、入力した速度成分に応じて水平駆動装置に、天板３３を移動させるための電圧の補正電圧を算出する。また、第２変換機能５１Ｆは、演算された補正電圧を、第２変換機能５１Ｆに出力する。第２変換機能５１Ｆは、第１変換機能５１Ｃにより演算された電圧に対して、前記第２変換機能５１Ｆにより演算された補正電圧を用いた補正を行い、補正された電圧を出力電圧として寝台駆動装置３２の水平駆動装置に出力する。

これにより、例えば、ＰＩＤ制御において天板３３の水平動時に生じるオーバーシュートを抑制するができる。したがって、天板３３の速度変更時において、所望の速度への遷移をスムーズにすることができる。また、速度を早期に安定させることができるため、スキャン時の撮影ストロークを長くすることができる。

なお、上述したシミュレーションに関する処理（例えば、シミュレーション機能５１Ｄ、第１演算機能５１Ｅ、および第２変換機能５１Ｆにより実行される処理）は、天板３３が実際に動作している状況下で行ってもよく、事前に行われてもよい。シミュレーションに関する処理を上記のどのタイミングで実行させるかについては、例えば入力インターフェース４３によりユーザによって設定されてよく、撮影条件に基づいて設定されてよい。

次に、実施形態におけるオーバーシュートを抑制する様子について図を用いて説明する。図５は、実施形態におけるオーバーシュートの抑制の様子を説明するための図である。図５の横軸は時刻Ｔを示し、縦軸は天板３３の水平方向の速度Ｖを示している。また、図５の点線は、シミュレーション速度を示し、実線はＰＩＤコントローラ（ＰＩＤ制御機能５１Ｂおよび第１変換機能５１Ｃ）により得られる速度を示している。また、図５の例では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の順に時間が進行しているものとする。

ＰＩＤコントローラによって出力される電圧は、時間経過に伴ってシミュレーション速度になるように電圧が出力される。しかしながら、目標速度Ｖ１に対するオーバーシュートが生じ、図５に示すように目標速度Ｖ１に安定するまでに時間がかかってしまう。そこで、システム制御機能５１は、上述したようにシミュレーション速度に基づく補正電圧に基づいて、速度目標Ｖ１を超えるタイミングで速度の上昇が小さくなるように出力電圧を調整する。また、実際の速度が目標速度Ｖ１未満になる場合には、速度が大きくなるように補正を行う。図５の例では、実際の速度がシミュレーション速度の目標速度を超える時刻ｔ１、ｔ３のタイミングで補正電圧により出力電圧を小さくする出力電圧が出力され、時刻ｔ２、ｔ４のタイミングで補正電圧により出力電圧を大きくする出力電圧が出力されている。これにより、オーバーシュートによる速度のバラツキ（振動）を抑制してより早く目標速度Ｖ１で天板３３を移動させることができる。

なお、システム制御機能５１は、シミュレーション速度に基づく速度補正（電圧補正）を行う場合、予め目標速度Ｖ１に対する上限許容速度Ｖ１ｕおよび下限許容速度Ｖ１ｄを設定し、天板３３の移動速度が上限許容速度Ｖ１ｕを超えるタイミングまたは下限許容速度Ｖ１ｄ未満となるタイミングで補正電圧による速度の調整を行ってもよい。なお、上限許容速度Ｖ１ｕおよび下限許容速度Ｖ１ｄは、例えば、目標速度Ｖ１を基準とした所定の割合（例えば、目標速度Ｖ１の±１％）に基づいて設定されてもよく、現在の速度と目標速度との差分の絶対値に基づいて設定されてもよい。また、上限許容速度Ｖ１ｕおよび下限許容速度Ｖ１ｄは、目標速度Ｖ１を基準にした固定値（例えば±１０［ｍｍ／ｓ］）で設定されてもよい。

このように、天板３３の水平方向への速度を変化させる場合に、オーバーシュートが生じるタイミングで補正電圧によって補正された出力電圧を、水平駆動装置のモータ等に印加することにより、天板速度のオーバーシュートを抑制することができる。

上述した電圧補正による速度制御は、例えば、被検体Ｐのスキャンを開始する場合（寝台動作の移動開始時）だけでなく、第１の速度で移動中の天板３３を第２の速度に移動させる場合に行ってもよい。この場合、上述した指令速度導出機能５１Ａに入力される天板３３の動作開始速度は、移動中における天板３３の移動速度となる。

例えば、バリアブルヘリカルスキャンの場合には、測定内容等によって天板３３の移動中において第１の速度（動作中の速度）から第２の速度（目標速度）に変化させる場合がある。ここで、第１の速度から第２の速度へ変化させる場合の具体例について説明する。例えば、被検体Ｐの全身外傷検査の場合、心臓部よりも外傷部位の高精細な画像が必要となる。また、心臓部は動作しているため、適切な画像が得られない。そこで、心臓付近では、例えば心電図検査（ＥＣＧ）と非同期で、他の部位よりも速度（ヘリカルピッチまたは天板３３の移動速度）を速くする。これにより、例えば、心臓以外の部位領域において、移動速度を下げることで高精細な再構成画像を取得することができる。

また、被検体Ｐの心臓に関する検査の場合、心臓は心電図検査（ＥＣＧ）に同期させて、特定の心位相のみスキャンする間欠曝射が行われる。そのため、画像の再構成に必要なビュー数が減ってしまい高精細な画像が得られない場合がある。したがって、被検体Ｐの心臓をスキャンする場合に、他の部位よりも速度を遅くし、ヘリカルピッチを下げる。また、心臓以外の部位では、通常の速度（ヘリカルピッチ）で撮影する。これにより、心臓部の高精細な画像を取得することができる。なお、上記心臓に代えて、特定の大血管（例えば、心臓の血管や脳の血管、足の血管）をスキャンする場合に同様の制御が行われてよい。

図６は、スキャン中の速度変化時における補正内容について説明するための図である。図６の例において、横軸は時刻Ｔを示し縦軸は天板３３の水平方向の速度Ｖを示している。また、図６の例において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８の順に時間が進行しているものとする。また、図６の例では、目標速度ｖ１（第１の速度）で移動した後、時刻ｔａで目標速度ｖ２（第２の速度）に変化させ、その後の時刻ｔｂのタイミングで再び目標速度Ｖ１（第１の速度）に戻す例を示している。図６の例では、目標速度Ｖ２についても上限許容速度Ｖ２ｕおよび下限許容速度Ｖ２ｄが設定されている。
な、上限許容速度Ｖ２ｕおよび下限許容速度Ｖ２ｄは、上述した上限許容速度Ｖ１ｕおよび下限許容速度Ｖ１ｄと同様に、目標速度Ｖ２に基づく所定の設定パターンに基づいて設定される。

図６の例では、天板３３の移動速度が、上限許容速度を超えるタイミング（時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ８のタイミング）で、ＰＩＤ制御によって得られた電圧を補正電圧により小さくする補正が行われている。また、図６の例では、天板３３の移動速度が、下限許容速度未満となるタイミング（時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ７のタイミング）で、ＰＩＤ制御によって得られた電圧を補正電圧により大きくする補正が行われている。

なお、システム制御機能５１は、過去（例えば前回）に求めた補正電圧を用いて、出力電圧を補正してもよい。過去に求めた補正電圧は、例えば、メモリ４１に記憶されている。例えば、図６に示すように、時刻ｔｂで再び同じ速度Ｖ１に戻す場合（速度遷移が０→Ｖ１→Ｖ２→Ｖ１）、最初のＶ１への速度変更時（速度０→Ｖ１）に求めた補正電圧を利用する。この場合、速度Ｖ１よりも大きい速度（例えば、速度Ｖ２）から速度Ｖ１に変化させる場合には、速度Ｖ１より小さい速度（例えば、速度０）から速度Ｖ１に変化させる場合の補正電圧の符号を反転して利用する。また、システム制御機能５１は、更に天板３３の位置に応じて過去の補正電圧を補正してもよい。これにより、シミュレーション処理を省略することができるため、システム負荷を軽減させることができる。

なお、上述した天板３３の移動速度の補正は、天板３３の移動速度の精度が要求される場合のみ実行される。したがって、例えば、スキャン前後の被検体Ｐの移動時（例えば位置合わせ時）等の天板移動時には上述したシミュレーションや電圧補正を行わなくてよい。これにより、移動するごとにシミュレーションや補正処理を実行されるよりも処理負荷を軽減させることができる。

（処理フロー）
図７は、上述したＸ線ＣＴ装置１により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図７の例において、処理回路５０は、撮影条件を取得すると共に（ステップＳ１００）、被検体情報を取得し（ステップＳ１０２）、撮影条件や被検体情報等に基づいて撮影範囲を決定する（ステップＳ１０４）。また、処理回路５０は、撮影範囲を撮影するために、天板を移動させてスキャンを実行する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の処理の詳細については、後述する。

次に、処理回路は、スキャン実行結果に基づいて再構成処理を行い（ステップＳ１０８）、画僧を生成する画像処理を行い（ステップＳ１１０）、ディスプレイ４２に画像を表示させる（ステップＳ１１２）。

図８は、ステップＳ１０６の処理の一例を示すフローチャートである。図８の例において、システム制御機能５１は、動作開始速度および目標速度を取得し（ステップＳ１０６Ａ）、取得した情報に基づいて指令速度を導出する（ステップＳ１０６Ｂ）。次に、システム制御機能５１は、指令速度を用いたＰＩＤ制御を行い、ＰＩＤ制御に基づく出力電圧を導出する（ステップＳ１０６Ｃ）。次に、システム制御機能５１は、天板３３の速度を変化させる制御を行う場合に、オーバーシュートの抑制が必要な動作を行うか否かを判定する（ステップＳ１０６Ｄ）。オーバーシュートの抑制が必要な動作を行うと判定した場合、システム制御機能５１は、天板３３の位置および荷重量を取得し（ステップＳ１０６Ｅ）、指令速度、天板位置、および荷重量に基づいて、シミュレーション速度を導出する（ステップＳ１０６Ｆ）。なお、上述の処理では、指令速度のみを用いてシミュレーション速度を導出してもよく、指令速度と、天板位置または荷重量のうち一方または双方とを用いてシミュレーション速度を導出してもよい。

次に、システム制御機能５１は、指令速度とシミュレーション速度との速度差分を算出し（ステップＳ１０６Ｇ）、算出した速度差分に基づいて、補正電圧を取得する（ステップＳ１０６Ｈ）。次に、システム制御機能５１は、出力電圧と補正電圧とを演算し、補正後の出力電圧を取得する（ステップＳ１０６Ｉ）。次に、ステップＳ１０６Ｉの処理後、または、ステップＳ１０６Ｄにおいて、オーバーシュートの抑制が必要な動作ではないと判定した場合、システム制御機能５１は、出力電圧に基づいて天板３３の速度制御を行いながら、スキャンを実行する（ステップＳ１０６Ｊ）。これにより、本フローチャートの処理は終了する。また、上述の処理は、例えば、スキャン実行中の速度変化時において、繰り返し実行される。

なお、上述した実施形態では、ＰＩＤ制御により得られた電圧に対して補正を行ったが、これに代えて、補正指令に対するステップ波の電圧を導出し、導出した電圧に対して、上述したシミュレーション処理等に基づく補正電圧を用いた補正を行ってもよい。

以上説明した実施形態によれば、被検体Ｐが載置された天板３３を少なくとも水平方向に移動させる寝台駆動装置３２と、天板３３の速度および目標速度に基づく指令速度に応じた電圧を寝台駆動装置３２に出力し、出力電圧により寝台駆動装置３２を駆動させて、天板３３の水平方向の速度が目標速度に近づくように制御する処理回路５０と、を備え、処理回路５０は、指令速度に基づいて寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて出力電圧を補正することにより、放射線撮影時において、寝台の水平方向への速度変化に関する改善を図ることができる。

具体的には、実施形態によれば、寝台（天板）の水平動において、速度の変更がトリガされてから目標速度で等速移動するまでの間を短くするために、目標速度に基づいて補正電圧を印加することで、速度変化に伴って生じるオーバーシュートを抑制することができる。また、実施形態によれば、例えば、ＰＩＤ制御等による寝台の水平動時に生じるオーバーシュートを抑制することにより、所望の速度への遷移をスムーズにすることができる。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
被検体が載置された寝台を少なくとも水平方向に移動させる寝台駆動装置と、
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
前記寝台の速度および目標速度に基づく指令速度に応じた電圧を前記寝台駆動装置に出力し、
出力電圧により前記寝台駆動装置を駆動させて、前記寝台の水平方向の速度が目標速度に近づくように制御し、
前記指令速度に基づいて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、
シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する、
ように構成されている、放射線撮影装置。

１…Ｘ線ＣＴ装置、１０…架台装置、３０…寝台装置、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、４４…ネットワーク接続回路、５０…処理回路、５１…システム制御機能、５１Ａ…指令速度導出機能、５１Ｂ…ＰＩＤ制御機能、５１Ｃ…第１変換機能、５１Ｄ…シミュレーション機能、５１Ｅ…第１演算機能、５１Ｆ…第２変換機能、５１Ｇ…第２演算機能、５２…前処理機能、５３…再構成処理機能、５４…画像処理機能、５５…スキャン制御機能、５６…表示制御機能

Claims (11)

1. 被検体が載置された寝台を少なくとも水平方向に移動させる寝台駆動装置と、
   前記寝台の速度および目標速度に基づく指令速度に応じた電圧を前記寝台駆動装置に出力し、出力電圧により前記寝台駆動装置を駆動させて、前記寝台の水平方向の速度が目標速度に近づくように制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記指令速度に基づいて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する、
   放射線撮影装置。
2. 前記制御部は、前記指令速度と、前記寝台の位置または前記寝台にかかる荷重量のうち、一方または双方とを用いて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションする、
   請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 放射線を用いて前記被検体をスキャンするスキャナ装置を更に備え、
   前記制御部は、前記被検体を前記目標速度で移動させながら、前記スキャナ装置によるスキャンを開始する場合に、前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、前記シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する、
   請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記制御部は、前記スキャナ装置による前記被検体のスキャン中に前記寝台の速度を現在の目標速度と異なる目標速度に変化させる場合に、前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションする、
   請求項３に記載の放射線撮影装置。
5. 前記制御部は、前記被検体のスキャン中に前記寝台の速度を第１の速度から第２の速度に変更した後、再び前記第１の速度に戻す場合に、過去に前記第１の速度に変化させたときの補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する、
   請求項３または４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記制御部は、前記目標速度に対する上限許容速度と下限許容速度とを設定し、前記指令速度に応じた出力電圧に基づく前記寝台の速度が、前記上限許容速度を超える場合または前記下限許容速度未満となる場合に、前記補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する、
   請求項１から５のうち何れか１項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記制御部は、前記寝台の水平方向の移動速度の変化によるオーバーシュートを抑制する必要がある場合に、前記指令速度に基づいて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションする、
   請求項１から６のうち何れか１項に記載の放射線撮影装置。
8. 被検体が載置された寝台を少なくとも水平方向に移動させる寝台駆動装置と、
   前記寝台の目標速度に応じた電圧を前記寝台駆動装置に出力し、出力電圧により前記寝台駆動装置を駆動させて、前記寝台の水平方向の速度が目標速度に近づくように前記寝台駆動装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記寝台の速度に対するフィードバック制御により出力される出力電圧と、前記出力電圧での制御により生じるオーバーシュートを抑制するための補正電圧とに基づいて前記寝台駆動装置を制御する、
   放射線撮影装置。
9. 前記制御部は、前記補正電圧の値および印加タイミングを制御する、
   請求項８に記載の放射線撮影装置。
10. 前記制御部は、前記寝台の動作開始時の速度、目標速度、前記寝台の位置、および前記寝台にかかる荷重に基づいて前記補正電圧を制御する、
    請求項９に記載の放射線撮影装置。
11. 放射線撮影の制御方法であって、
    被検体が載置された寝台の速度および目標速度に基づく指令速度に応じた電圧を、前記寝台を少なくとも水平方向に移動させる寝台駆動装置に出力し、
    出力電圧により前記寝台駆動装置を駆動させて、前記寝台の水平方向の速度が目標速度に近づくように制御し、
    前記指令速度に基づいて前記寝台の水平方向の移動速度の変化状況をシミュレーションし、
    シミュレーション結果に基づく補正電圧を用いて前記出力電圧を補正する、
    制御方法。

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