JP4733580B2

JP4733580B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP4733580B2
Application number: JP2006196771A
Authority: JP
Inventors: 正樹小林
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP2008022961A

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に関し、特に、回転走査制御及び画像処理技術に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、回転走査されるＸ線ビームを被検体に透過して得られた情報に基づいて断層画像等を形成する装置である。Ｘ線ＣＴ装置は、人体の疾病診断用として用いられる他に、研究、実験などの目的のために、人体以外の動物や他の物体の測定においても用いられる。動物用のＸ線ＣＴ装置は、新薬の開発分野において活用されている。特許文献１には、動物用のＸ線ＣＴ装置に関する技術が記載されており、詳しくは、軟組織の分布状態を把握することのできる画像形成に関する技術が記載されている。

特開２００５-１９２６５６号公報

Ｘ線ＣＴ装置では、上記のように、被検体に対してＸ線ビームが回転走査される。所定の角度範囲にわたる１回の回転走査により、１枚の断層画像が形成される。回転走査方式としては、同じ回転方向に連続的に回転走査を行わせる方式、所定の角度範囲において往復の回転走査を繰り返し行わせる方式、等が知られている。比較的低廉の動物用Ｘ線ＣＴ装置では後者の手法が用いられる場合が多い。

ＣＴ画像としての断層画像の画質を高めるためには、画像のＳＮ比を向上することが望まれる。このために一般にＸ線ＣＴ装置においては回転走査の速度を切り替える機能が搭載されている。しかし、ユーザが要求する画像品質に適合した回転走査速度を選択するのは通常難しい。場合によっては必要以上に回転走査の速度が遅すぎてしまう場合（処理効率の低下という問題）や逆に回転走査速度が速すぎて期待する画質を得られない場合（要求する画質が得られないという問題）が生じる。回転走査速度の設定が不適切な場合、回転走査のやり直しが生じることもある。

ちなみに、動物用Ｘ線ＣＴ装置は、研究、実験のために様々な分野で用いられているが、特に、新薬の開発分野においては短時間でＣＴ断層画像を形成することのできる即応性のよい装置が求められている。すなわち、動物用のＸ線ＣＴ装置を用いた撮影の対象としては、モルモット、ラット、マウス、ハムスター、ウサギ、犬、猫などのいろいろな種類の動物が撮影の対象となる。また、それらの動物から分離された組織片が撮影の対象となる場合もある。被検体の種類が様々であるので、撮影を行うユーザは、装置に対して、どのような撮影条件（特に回転走査速度）が適当であるのか判断に迷うことがある。

本発明の目的は、回転走査速度の設定に伴う判断の難しさを回避でき、要求画質の実現と測定時間の短縮化とを両立できるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

（１）本発明は、被検体に照射されるＸ線を発生するＸ線発生部と前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部とを備えたＸ線測定ユニットと、前記Ｘ線測定ユニットを前記被検体の周囲で回転させる回転機構と、前記被検体の体軸方向であるＺ軸方向において前記被検体に対する前記Ｘ線測定ユニットの位置を移動させるスライド機構と、前記Ｚ軸方向の各位置に前記Ｘ線測定ユニットを位置決めた状態で取得されるデータを処理する手段であって、前記Ｚ軸方向の各位置において、前記回転機構による各回転走査ごとに前記Ｘ線検出部で取得されるデータセットを入力し、回転走査の開始から現在までの一連のデータセットが反映された積算合成画像を形成するデータ処理手段と、前記Ｚ軸方向の各位置において前記回転走査の開始から繰り返し更新される積算合成画像を表示する表示部と、前記Ｚ軸方向の所定位置における前記積算合成画像の更新表示過程においてユーザからの画像承認操作を検出する検出手段と、前記Ｚ軸方向の所定位置における前記積算合成画像の更新表示過程において前記画像承認操作が検出された場合に前記積算合成画像の形成を終了させると共にそれまでの積算数を特定し、その後における前記Ｚ軸方向の各位置での前記Ｘ線測定ユニットの回転走査回数を前記積算数と同数に定める制御手段と、を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置に関する。

上記構成によれば、回転機構によって測定ユニットの回転走査が繰り返し実行される。その場合、表示部には積算合成画像が表示される。すなわち、今まで実行された回転走査により得られたデータセットを基礎として作成された積算合成画像が連続的に表示される。その積算合成画像は回転走査の都度更新され、その画質が次第に高められていくものである。換言すれば、画質面で徐々に成長するものである。表示部で表示される積算合成画像を観察したユーザが、満足できる画質に到達したと認識した時点で、当該ユーザにより画像承認操作がなされ、それを契機として、積算合成画像の形成が終了する。その場合においては、必要に応じて回転走査を停止させてもよい。あるいは、回転走査をそのまま継続させて、次の断層画像形成位置に対して上記同様の処理を適用してもよい。

ユーザが実際に画像を見て、測定を止められるので合理的であり、測定に無駄がない。初めて測定するような被検体であって、どのようなＸ線撮影条件を設定したらよいのかわからないような被検体を撮影する場合であっても、試行錯誤を繰り返して無駄な時間を費やすことなく、良好な画像を得ることができる。積算撮影の中止をユーザが判断するので、画像の全部が良好な画質になっていなくても、ユーザが関心を示す部分の画質が良好になった時点で撮影を中止することもできる。つまり、画像の品質が過剰になることなく、必要最小限の画質を備えた画像を時間的な無駄を生じさせることなく得ることができる。

上記のように、ユーザの判断を介在させて最適な回転走査の回数が見出された場合には、同じ被検体についての次の断層画像形成位置での計測に際して、当該回数分の回転走査を自動的に行わせるようにしてもよい（つまり、ユーザ承認を省略してプリセット動作に切り替えてもよい）。また、過去の計測において上記の手法で最適な回転走査の回数が決定されている場合には、それを今回の計測において利用して計測条件の再現性を優先させてもよい。また、最適な回転走査の回数が見出された場合にそれを回転速度に換算して当該回転速度を以降の計測で設定することも可能である。上記構成において回転走査速度として高速を設定しておくこともできるし、回転走査速度をユーザに選択させることも可能である。いずれにしても、被検体の計測時間が短縮化されるように回転走査速度等の条件を設定するのが望ましい。一方方向にだけ回転走査が連続的に行われてもよいが、両方向に往復して回転走査が行われてもよい。後者の方が一般に機構的に簡易となるので、低廉な動物用Ｘ線ＣＴ装置を構成する場合には後者を採用するのが望ましい。Ｘ線検出器は１次元配列型検出器、２次元配列型検出器、等を利用できる。回転機構は被検体に対して測定ユニットを相対的に回転させるものであって、その場合に測定ユニットを回転駆動するようにしてもよいが、被検体側を回転駆動することも考えられる。再構成演算された各画像を利用して（例えば平均化処理して）積算合成画像を形成するのが望ましいが、再構成演算前の一連のデータセットに対して例えば平均化処理を施した上で、その処理後のデータセットに基づいて再構成演算により画像（積算合成画像）を形成するようにしてもよい。

望ましくは、前記データ処理手段は、前記各回転走査ごとに取得されるデータセットに基づいて断層画像を形成する再構成演算部と、前記各回転走査ごとに形成される断層画像に基づいた平均化処理により前記積算合成画像を形成する平均化演算部と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、回転走査ごとに取得されるデータセットに基づいて断層画像が形成され、各データセットに応じて形成された複数の断層画像に基づいて平均化された積算合成画像が形成される。従って、複数のデータセットが取得した被写体の画像情報は、１枚の積算合成画像へ集約して反映される。

望ましくは、前記表示部には前記積算合成画像の更新表示過程において前記積算合成画像とともに現在までの回転走査回数を表す情報が表示されることを特徴とする。

上記構成によれば、積算合成画像と回転走査回数とが表示されるので、積算合成処理によって断層画像の画質が徐々に向上していくことを確認しながら、その状態の画質に到達するために必要な回転走査の回数を知ることができる。回転走査の速度が定められているのであれば、回転走査の回数から、良好な画質に到達するまでにかかった時間を算出することもできる。

（２）望ましくは、Ｘ線ＣＴ装置が、被検体に照射されるＸ線を発生するＸ線発生部と、前記被検体を透過したＸ線を検出する２次元配列された複数のＸ線検出素子で構成されるＸ線検出部と、を備えたＸ線測定ユニットと、前記Ｘ線測定ユニットを前記被検体の周囲で回転させる回転機構と、前記回転機構による各回転走査ごとに前記Ｘ線検出部で取得される複数の画像形成位置に対応した複数のデータセットを入力し、各画像形成位置ごとに回転走査の開始から現在までの一連のデータセットが反映された積算合成画像を形成するデータ処理手段と、前記複数の画像形成位置に対応する複数の積算合成画像の全部又は一部を表示する表示部と、前記複数の積算合成画像の全部又は一部の更新表示過程においてユーザからの画像承認操作を検出する検出手段と、前記画像承認操作を検出した場合に前記複数の積算合成画像の形成を終了させる制御手段と、を含む。

上記構成によれば、２次元配列された複数のＸ線検出素子で構成されるＸ線検出部を非検体の周囲で回転させることにより複数のデータセットを取得することができる。取得された複数のデータセットは、回転走査の開始から累積される一連のデータセットになり、複数の積算合成画像の形成に使用される。ユーザは表示部に表示される積算合成画像の全部又は一部を画像承認することが可能であり、その承認操作によって複数の積算合成画像の形成を終了させることができる。

望ましくは、前記表示部には、前記複数の積算合成画像の一部である１又は複数の代表積算合成画像が表示されることを特徴とする。上記構成によれば、複数の表示可能な画像が取得されている状態において、ユーザにとって、画像の合否レベルの判断を最も行い易い画面を代表的に選んで画質の判断をすることができる。あるいは、ユーザが最も関心のある部位が撮影されている画像を用いて画質の判断を行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、要求画質の実現と測定時間の短縮化とを両立できる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によって実行される断層画像撮影の動作原理図を示したものである。図１は、断層画像（ＣＴ画像）の形成を時間の経過順に示している。図１では、全部で５段階の状態が例示されており、時間の早い順番に左側から右側へ示されている。

図１の上段には、被検体をＸ線撮影するための可動部５０が示される。図１に示した８６Ａ〜８６Ｅの５つの円形状の模式図形は、被検体の周りにおいてＸ線測定モジュール、つまりＸ線発生器５２とＸ線検出器６０を含むユニットが回転する様子を示した図である。可動部５０を示す円の周囲を囲むように記された円弧の矢印は、可動部５０が容器２４の周りを時計方向あるいは反時計方向に回転する向きを表している。可動部５０の具体的な構成については図４を用いて後述するが、可動部５０にはその中心部に被検体を収めた容器２４が配置されている。ちなみに、図２には容器２４に収納された被検体としてのマウス８４の様子が示されている。図２に示すような容器２４に収納されたマウス８４を可動部５０の中心位置に配置して被検体として用いることにより断層画像が形成される。なお、測定ユニットに対して容器を相対的に回転させることも可能である。

図１の上段に示すIの値は、表示される積算合成画像としての断層画像（表示画像）を形成する基礎となった断層画像の枚数を示している。つまり、このＩの値は画像合成のための積算数である。積算数Ｉ＝１すなわち初回の回転動作においては、時計方向周りに可動部５０が回転している様子が示される。その１回転の走査においてＸ線検出器６０はＸ線の検出量に応じた複数のデータセットを出力し、それらのデータセットを再構成処理することによって１枚の断層画像を形成することができる。

図１の中段には、マウスの全体の形状を示す全体画像（スカウト画像）を８８Ａ〜８８Ｅとして示している。これらの全体画像８８Ａ〜８８Ｅにおいては、マウスの体長の方向に沿ってＺ軸が定義されており、積算数Ｉ＝１という初回の回転走査では、ｚ１という一つのＺ座標に対して１枚の断層画像を取得している状態が示される。１回の回転走査に基づいて得られた断層画像９０Ａが図１の下段に示されている。１回分の回転走査によって得られる画像は、被検体の種類や回転走査の速度等によって画質が左右されるため、１回の回転走査によって必ずしも明瞭な画像が得られるとはいえない。なお、以下に詳述するように、本実施形態においては、表示画像を観察するユーザによって、満足できる画質を得られた段階で回転走査の停止が指示される。よって、この最初の回転走査に対応する画像の画質が仮に満足できるものであれば、この時点で回転中止の指示を入力することも可能である。

次に、２回目の回転走査の状態が、前述した積算数Ｉ＝１の右側に記されている。２回目の回転走査においては、可動部５０を反時計方向に回転させて画像が形成される様子が示されている。この場合においても、Ｚ軸方向にはｚ１座標の同一の断面部分に対してＸ線走査が行われる。積算数Ｉ＝１とＩ＝２との２回の回転走査によって得られたそれぞれの断層画像は、積算合成により平均化処理が行われる。その平均化処理は、概念的には画像の重ね合わせとして処理され、画像を構成する画素レベルでの平均化が行われる。

更に、次段階の回転走査が行われると積算数はＩ＝３となり、３回目の画像形成が行われる。３回目は、１回目の時と同じく時計周りの回転走査を用いて行われる。Ｚ軸方向の座標は同じくｚ１である。３回目の回転走査に基づいて得られた断層画像９０Ｃは、１回目及び２回目の画像の積算合成画像９２Ｂに対して、積算合成処理がなされる。得られた画像９２Ｃは、１回目の断層画像９０Ａ、２回目の断層画像９０Ｂ及び３回目の断層画像９０Ｃの３つの画像を画素レベルで加算して平均化することによって積算合成処理によって形成される。今までの一連の回転走査によって得られた複数の断層画像を用いて平均化処理を行うことにより、画素レベルでのノイズ成分が相殺され、積算合成後の断層画像の画質を向上させることができる。

更に回転走査を継続して積算数が加算されていく場合も同様に、時計方向の回転と反時計方向の回転を交互に繰り返すことによって、回転走査によって得られる画像形成の基礎となるデータセットが増えていくが、その度ごとに、画素レベルでの平均化（累積加算あるいは積算合成）が行われ、対象物の組織及び骨の断層画像は、より明瞭な画像として表示部に表示されていく。

図１において、積算数が４以上に累積した場合の例としてＩ＝nにおける積算合成の様子が示されている。ｚ１は変化せず、全て同一のＺ座標における断層画像が得られる。積算合成及び平均化処理によって得られた画像が９２Ｄに示される。一般的には積算数が増加していく毎にノイズが低減されて明瞭な画像が得られる。画像が明瞭になったという判断はユーザによってなされる。積算数Ｉ＝ｎの段階における積算合成画像９２Ｄによって、ユーザは十分な状態の明瞭な画像が得られたことを判断して、演算制御部１２に備えられたキーボードやマウス等からの中断指令操作を行う。このように回転走査の中断指令はユーザのマニュアル操作で指示される。

中断処理が行われると、Ｚ軸座標のｚ１についての積算合成処理は完了し、他のＺ座標における断層画像の形成が行われる。一般的には断層画像を得る上で断層画像間の移動ピッチ△Ｚが定められているので、当該移動ピッチ△Ｚの間隔でスライスされた新たな断層画像を得ることができる。図１の画像例８８Ｅには、ｚ１とは異なるｚ２の座標位置によって断層画像が得られていることが示されている。得られた画像９０Ｅは、ｚ２における初回の画像となる。この部分はマウスの体の位置に対して異なる断層部位の初回の断層画像であるので、その画像のレベルは、前述したｚ１座標における初回の回転走査による断層画像９０Ａと同等のレベルになる。以下同様に、ｚ２のＺ座標位置に対しても複数回の回転運動を伴う走査が行われる。ｚ１で設定されたｎ回という回数は、ｚ２の位置での積算合成を行う場合にも用いられるので、ｚ２についてもｎ回の積算合成が行われて、新たな画像が形成されていく。

以上のような動作原理に基づいて画像が形成されていくが、この方法のおいては、回転走査の繰り返し回数に応じて、表示される画像の画質が徐々に高まり（画質面での画像成長）、そのような表示更新過程において、ユーザが画像が要求品質に到達したタイミングを判定して中断処理を行うので、目的の組織を観測できる程度にするための最低限の画像レベルを達成することが可能となり、しかもその画像レベルは撮影（回転走査）の回数によって制限されるため、撮影時間が極端に長くなるようなことがなく、撮影の目的を達成できる程度の品質の画像を最短時間で得ることができる。なお、中断指示が回転走査の途中のタイミングで入力された場合にはその回転走査がすべて完了した段階で回転が停止する。その場合、最後に取得されたデータセットを再構成演算して形成される画像を積算合成画像反映するようにしてもよいし（この場合、ユーザが画質承認を判断した時点での画質よりも若干良い画質で終了することになる）、それを破棄するようにしてもよい。画像形成が瞬時に行われる場合には前者を採用するのが望ましい。中断判定のために表示する画像を拡大表示するようにしてもよい。また、画像中における注目部位を拡大表示するようにしてもよい。画像表示に際しては、最新画像と過去画像とを同時に表示して画質変化を視覚的に容易に認識できるようにしてもよい。

図３は、前述した積算合成と平均化処理による画像合成を行うためのＸ線ＣＴ装置のハードウェアの一例を示している。このＸ線ＣＴ装置は、特にマウス、ラットなどのネズミ類のＣＴ測定を行うための装置である。もちろん、他の動物、特に小動物を測定することもできるし、動物の一部組織を測定することもできる。

このＸ線ＣＴ装置は、大別して、測定部１０と演算制御部１２とによって構成される。測定部１０はガントリ１８を備えた本体１６を有する。本体１６の上面１６Ａには開口が形成され、その開口からアーム２６が上方に突出している。アーム２６は後述するスライド機構の一部をなすものであり、そのアーム２６は後に説明する容器２４に連結され、それを中心軸方向にスライド運動する。一方、ガントリ１８内には後述する測定ユニット（Ｘ線発生器、Ｘ線検出器）が収納され、それらは回転中心軸回りにおいて回転運動する。ガントリ１８の中央部には回転中心軸方向に空洞部１８Ａが形成されている。容器２４は被検体としての小動物を収納するカプセルであり、その容器２４は本実施形態において略円筒形状を有し、その容器中心軸が回転中心軸に一致した状態で配置される。具体的には、図２に示した容器２４の基端部７６が、上述したアーム２６の上端部に着脱自在に装着される。この場合において、着脱機構としては各種の係合機構あるいはネジ止め機構などを挙げることができる。上述したように、容器２４は中空の円筒形状を有しており、その内部には小動物が配置される。

本体１６の上面１６Ａ上には操作パネル２０が設けられており、この操作パネル２０は複数のスイッチや表示器などを有する。この操作パネル２０を利用してユーザは測定現場において装置の動作を操作することが可能となる。

次に演算制御部１２について説明する。演算制御部１２は測定部１０に対してケーブル１４によって電気的に接続される。この演算制御部１２は通常のコンピュータシステムなどによって構成され、具体的には、プロセッサ３０、表示器３２、キーボード３６、マウス３８、記憶装置３４及びプリンタ４０などを有している。この演算制御部１２により、測定部１０の動作が制御され、また、測定部１０から伝送されるデータに基づいてＣＴ画像が構成される。

ちなみに、本実施形態の装置において、ガントリ１８内における測定ユニットの回転速度は切り替えることができ、例えば、４．５秒で１回の回転走査を完了する高速走査モード、あるいは１８秒で１回の回転走査を終了するモード、更には３６秒１回の回転走査を終了するモード等の中からユーザが回転速度を選択することができる。ユーザによって回転走査の中断を指示するユーザ判定モードにおいては、予め設定された回転速度が設定される。この場合には最高速度を設定しておくようにしてもよいが、往復回転運動における各折り返し時点で加速減速期間を考慮すると、むしろ低速を設定しておくのが望ましい場合もある。本実施形態の装置においては、上記のユーザ判定モードの他の動作モードとして、予め設定した回数だけ回転走査を自動的に実行するモード、等がある。上記のキーボード３６やマウス３８は画質承認操作つまり回転走査中断指示を行うための手段に相当する。音声その他の入力デバイスを利用するようにしてもよい。

図４には、図３に示したＸ線ＣＴ装置の各構成がブロック図として示されている。回転中心軸Ｏを間において、一方側にＸ線発生器５２が設けられ、他方側にＸ線検出器６０が設けられている。Ｘ線発生器５２の照射側にはコリメータ５４が設けられている。Ｘ線発生器５２は図示されるように末広あるいは扇状の（ここではファンビーム形状の）Ｘ線ビーム５６を生成する。一方、Ｘ線検出器６０は複数の（例えば１００個）のＸ線センサを一列に並べたものとして構成され、Ｘ線ビーム５６の開き角度に応じてＸ線の受光開口が設定される。ちなみに、複数のＸ線センサの配列は直線的であってもよいし、円弧状であってもよい。なお、後述する２次元配列のＸ線検出部を使用することもできる。モータ６６Ａにはベルトが巻回され、ベルトを回転駆動することによりその回転力が可動部５０の回転運動して伝達される。可動部５０には、その回転によっても相対的な位置関係が変化してはならない各種の機構が搭載される。ガントリ回転機構６６は、それに搭載された各構成の全体を回転駆動する機構である。ガントリ回転機構６６は、その駆動力を発生するためのモータ６６Ａを有する。

次に、演算制御部１２について説明すると、上述したように、プロセッサ３０には、表示器３２、記憶装置３４、キーボード３６、マウス３８などが接続されている。プロセッサ３０は、ＣＰＵ、動作制御プログラム、画像処理プログラムなどによって構成されるものである。プロセッサ３０は、動作制御部４４、再構成演算部４６及び平均化演算部１００を有している。動作制御部４４は、測定部１０における全体の動作を制御している。再構成演算部４６はＸ線ビームの回転走査によって得られる多くのデータ（１回転走査あたりのデータセット）に基づき１枚のＣＴ画像（断層画像）を構成する演算を実行する。再構成演算については公知の各種の手法を利用することが可能である。平均化演算部１００は各回転走査ごとに形成される複数の断層画像を構成する画素データをその演算の対象とし、平均化処理により積算合成画像を形成する。プロセッサ３０で実行される画像処理プログラムは各位回転走査ごとに形成される断層画像の積算合成処理を実行するものである。動作制御プログラムは上記のユーザ判定モード時における動作を制御するモジュールを含む。

図５には、図１に示した積算合成画像を形成するための演算制御部１２内のプロセッサ３０内で行われる動作のフローチャートが示されている。

Ｓ１０１では積算数Iに初期値として１が代入される。そしてＳ１０２では、Ｚ座標を移動するための移動が行われる。Ｓ１０２において行われるＺ軸移動は、図１の原理図に示したｚ１座標位置にＣＴ断層撮影面を移動させることに相当する。Ｓ１０３では、測定ユニットを包含する可動部５０が回転を開始する。Ｓ１０３における回転運動は、本実施例においては、一回転する必要はなく、回転角にして１８０°＋αの鈍角を往復することができれば断層画像を再構成することができる。（例えば、αは３８°程度である。）Ｓ１０４では、１回分の回転移動により１枚の断層画像が形成される。Ｓ１０５では、新しく得られた断層画像と、過去に累積された断層画像を用いて画素レベルでの平均化が行われる。Ｓ１０６では、平均化した断層画像を画面に表示する。なお、積算数Ｉが１である場合には、過去の累積画像がないので、そのまま初回の画像が表示される。ちなみに、断層画像の再構成には相当の処理時間を必要とするので、断層画像の表示処理を実行している間に、他の回転走査等の処理を先行して実行してもよい。平均画像が表示された後には、Ｓ１０７にて、画像の積算合成の中断の指令がなされたかどうかの判断が行われる。中断の指令は、キーボード３６又はマウス３８を用いたユーザからの入力指令で行われる。中断の指令が有る場合には、Ｓ１１３に処理が移り、中断処理が発生した時点の積算数Ｉの値によって、規定最大値（PresetMAX）の値を上書き更新する。中断の指令が無い場合には、Ｓ１０８に処理が移る。Ｓ１０８では、積算数Ｉの値が規定最大値（PresetMAX）の値に達しているかどうかの判定が行われる。

積算数Ｉが規定最大値（PresetMAX）の値未満であれば、Ｓ１０９に処理が移り積算数Ｉがインクリメントされる。その後、Ｓ１１０では、可動部５０の回転方向を従前と反対の方向へ切り替える。方向の指令がなされた後は、Ｓ１０３において可動部５０の回転が再開される。一方、積算数Ｉが規定最大値（PresetMAX）の値以上であれば、Ｓ１１１に処理が移る。Ｓ１１１では、Ｚ軸方向への移動量が最大値Ｍａｘに達しているかどうかの判定が行われる。Ｚが規定の最大値（Max）の値未満であれば、S１１２に処理が移り、移動指令値Ｚに対して、Ｚ軸方向への移動ピッチ（△Ｚ）が加算される。移動ピッチ△Ｚの加算後、Ｓ１０１に処理が移りＳ１０１において積算数Ｉを初期値１に戻す。

一方、移動指示値Ｚが規定の最大値（Max）の値以上であれば、Ｓ１１２に処理が移り、撮影が終了する。以上のようなプロセスによって積算合成の平均化処理と、画面表示が行われる。

図６は、積算合成画像の画面レイアウトの一例を示す図である。図６に示す画面１０４は図３に示す表示器３２に表示される一画面レイアウトである。画面１０４の上方には、例えば被検体であるマウス８４の固体情報が表示されるエリア１０６が設けられる。画面１０４の左側には、マウス８４の全体の形状を示す全体画像（スカウト画像）１０８が表示される。画面１０４の右側には、マウス８４の断層画像（積算合成画像）１１０が表示される。画面１０４の中央部には、"中断ボタン"１１２と"破棄ボタン"１１４がポップアップ表示されている。中断ボタン１１２は、ユーザが、積算合成画像の画質が十分な品質になったことを承認する際にクリック操作するためのボタンである。破棄ボタン１１４は、例えば、被検体である諸動物が動いてしまって撮影が継続できないような場合において、積算画像を破棄するために使用されるボタンである。全体画像１０８にはＺ軸方向の位置を示すマーカ１０７が表示されており、そのマーカ１０７が示す位置の１枚の断層画像１１０が表示される。マーカ１０７は、複数の表示可能な断層画像の集合体を示す表示可能エリア１０９の範囲内においてスライド移動することができる。

Ｚ軸方向の１つの位置についてＣＴ計測を行う場合の他、Ｘ線検出器として複数のＸ線検出素子からなる二次元検出器を用いて、Ｚ軸方向における複数の位置で同時にＣＴ計測を行うことも可能であり、その場合においても上述した手法を適用可能である。

上記の場合には、Ｚ軸方向に並ぶ複数のＸ線検出素子列に対応して１回転走査あたり複数のデータセットが同時に取得されることになる。そして、それぞれのデータセット（つまり各位置ごとに上記の積算合成画像の形成処理が実行され、これにより複数の積算合成画像（表示画像）が同時に得られることになる。例えば、Ｘ線検出素子列が６０列ある場合には、６０個の表示画像が同時に形成される。それらの全部を表示させてユーザにどこまで回転走査を繰り返し継続させるのかを判断させてもよいが、ユーザにとって観察及び評価が煩雑であるならば、それらの中の１又は複数の代表画像だけを表示させて、それに基づいてユーザに判断を行わせるのが望ましい。その場合には、画質評価の基準となる位置に対応する画像を選択するようにしてもよいし、ユーザが、表示する画像を選択するようにしてもよい。いずれにしても、形成されたすべての積算合成画像はＣＴ断層画像として記憶部に記憶され、必要に応じてそれらの画像が読み出される。代表画像がどの位置で取得されたのかを示す情報を、数値情報として表示するか、断層画像と一緒に表示される投影画像（スカウト画像）上にマーカとして表示するようにしてもよい。スカウト画像の計測は一般にＣＴ計測に先立って実行され、その場合には、測定ユニットを回転走査させずに、測定ユニットがＺ軸方向に直線走査される。画像の記憶に際しては、その属性情報として、積算数を示すデータを付加しておくこともできる。次の計測時においてその情報を参照して必要な回転走査の回数についての目安を得られる。また、その積算数分だけ回転走査の回数を指示入力するようにしてもよい。属性データとしては上記以外に、Ｚ軸方向の位置、回転速度、倍率などの情報をあげることができる。

Ｘ線ＣＴ装置において実行される積算合成画像形成の原理図である。Ｘ線ＣＴ装置に装着される容器の使用例を示す斜視図である。Ｘ線ＣＴ装置の全体構成を示す斜視図である。Ｘ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。積算画像を形成する際の動作を示すフローチャートである。表示部に表示される画面レイアウトの一例を示す図である。

符号の説明

２４容器、５０可動部、５２Ｘ線発生器、６０Ｘ線検出器、８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｃ，８８Ｄ，８８Ｅスカウト画像、９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ，９０Ｅ断層画像、９４合成平均化処理、９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄ積算合成画像、１０４画面、１０６固体情報表示エリア、１０７マーカ、１０８スカウト画像、１０９表示可能エリア、１１０積算合成画像、１１２中断ボタン、１１４破棄ボタン。

Claims

被検体に照射されるＸ線を発生するＸ線発生部と前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部とを備えたＸ線測定ユニットと、
前記Ｘ線測定ユニットを前記被検体の周囲で回転させる回転機構と、
前記被検体の体軸方向であるＺ軸方向において前記被検体に対する前記Ｘ線測定ユニットの位置を移動させるスライド機構と、
前記Ｚ軸方向の各位置に前記Ｘ線測定ユニットを位置決めた状態で取得されるデータを処理する手段であって、前記Ｚ軸方向の各位置において、前記回転機構による各回転走査ごとに前記Ｘ線検出部で取得されるデータセットを入力し、回転走査の開始から現在までの一連のデータセットが反映された積算合成画像を形成するデータ処理手段と、
前記Ｚ軸方向の各位置において前記回転走査の開始から繰り返し更新される積算合成画像を表示する表示部と、
前記Ｚ軸方向の所定位置における前記積算合成画像の更新表示過程においてユーザからの画像承認操作を検出する検出手段と、
前記Ｚ軸方向の所定位置における前記積算合成画像の更新表示過程において前記画像承認操作が検出された場合に前記積算合成画像の形成を終了させると共にそれまでの積算数を特定し、その後における前記Ｚ軸方向の各位置での前記Ｘ線測定ユニットの回転走査回数を前記積算数と同数に定める制御手段と、
を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記データ処理手段は、
前記各回転走査ごとに取得されるデータセットに基づいて断層画像を形成する再構成演算部と、
前記各回転走査ごとに形成される断層画像に基づいた平均化処理により前記積算合成画像を形成する平均化演算部と、
を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記表示部には前記積算合成画像の更新表示過程において前記積算合成画像とともに現在までの回転走査回数を表す情報が表示されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体は小動物であり、
前記回転機構は、前記Ｘ線測定ユニットの一方向回転走査と他方向回転走査とが交互に実行されるようにする機構であり、
前記制御部は、前記Ｚ軸方向の所定位置におけるいずれかの回転走査の途中で前記画像承認操作を検出した場合に当該回転走査の完了を待ってから前記回転機構の動作を停止させる、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。