JP5220580B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ(Computed Tomography)装置に関し、特にＸ線自動露出機構に関する。

従来、被検体の体軸方向における各位置のＸ線吸収量が特定できる情報に基づいて、体軸方向における各位置の断層像を所望のノイズレベル(noise level)で均一に得るための撮像条件を設定する、いわゆるＸ線自動露出機構が知られている（特許文献１，図２９等参照）。
特開２００８−０１８０４４号公報

ところで、ユーザ(user)が断層像を観察する際、再構成された断層像をそのまま観察する場合のほか、再構成された断層像に所定の画像フィルタ(image filter)を適用して画質調整を行った後に観察する場合がある。また、断層像に画像フィルタを適用すると、多くの場合、ノイズ低減の効果があることが知られている。

しかし、従来のＸ線自動露出機構では、再構成された断層像そのものが、ユーザが指定するノイズレベルで得られるよう撮像条件を設定しており、画像フィルタによるノイズ低減分は考慮していない。したがって、従来のＸ線自動露出機構を利用して得られた画像フィルタ適用後の断層像は、ユーザが期待するノイズレベルと異なる。

本発明は、上記事情に鑑み、断層像に画像フィルタを適用する場合でもユーザの期待するノイズレベルの断層像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

第１の観点では、本発明は、Ｘ線管およびＸ線検出器を有しており、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を用いて被検体をスキャン(scan)することにより投影データを収集するＸ線データ(data)収集手段と、前記収集された投影データに基づいて断層像を再構成する再構成手段とを備えるＸ線ＣＴ装置であって、再構成された断層像に適用する所定の画像フィルタを特定する画像フィルタ特定手段と、断層像に前記所定の画像フィルタを適用した場合に予測されるノイズ低減度を特定するノイズ低減度特定手段と、目標ノイズレベルを設定する目標ノイズレベル設定手段と、前記被検体のＸ線吸収量を特定する情報と前記ノイズ低減度とに基づいて、前記所定の画像フィルタを適用した場合に前記目標ノイズレベルの画質となる断層像を得るための撮像条件を設定する撮像条件設定手段とをさらに備えるＸ線ＣＴ装置を提供する。

第２の観点では、本発明は、前記画像フィルタ特定手段が、複数の画像フィルタの中から、指定された画像フィルタ種類と対応付けられた画像フィルタを前記所定の画像フィルタとして選択する上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第３の観点では、本発明は、表示視野（ＤＦＯＶ；Display Field Of View）サイズ(size)を設定する表示視野サイズ設定手段をさらに備えており、前記ノイズ低減度特定手段が、前記被検体の前記表示視野サイズの領域に対応する所定の画像サイズの断層像に前記所定の画像フィルタを適用した場合に予測されるノイズ低減度を特定しており、前記撮像条件設定手段が、画像サイズを前記所定の画像サイズにして前記所定の画像フィルタを適用した場合に前記目標ノイズレベルの画質となる断層像が前記体軸方向の各位置において得られる前記各位置における撮像条件を設定する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第４の観点では、本発明は、前記画像フィルタ特定手段が、複数の画像フィルタの中から、指定された画像フィルタ種類および前記設定された表示視野サイズと対応付けられた画像フィルタを前記所定の画像フィルタとして選択する上記第３の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第５の観点では、本発明は、前記撮像条件が、Ｘ線管電流条件を含んでおり、前記撮像条件設定手段が、前記体軸方向の各位置における断層像が前記目標ノイズレベルの画質で再構成される撮像条件に含まれる前記各位置におけるＸ線管電流に前記ノイズ低減度に依存する係数を乗算することにより、設定すべきＸ線管電流条件を求める上記第１の観点から第４の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第６の観点では、本発明は、前記係数が、前記ノイズ低減度が大きくなると小さくなる上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第７の観点では、本発明は、前記ノイズ低減度が、前記所定の画像フィルタの適用前後における画像のノイズレベルの比に基づいて規定される上記第１の観点から第６の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第８の観点では、本発明は、前記情報が、前記被検体の前記各位置における各Ｘ線照射角度方向でのＸ線吸収量を特定する情報を含んでおり、前記各位置における撮像条件が、該各位置における各Ｘ線照射角度方向での撮像条件を有する上記第１の観点から第７の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第９の観点では、本発明は、前記情報が、前記被検体のスカウト(scout)像または前記被検体の幾何学的特徴量である上記第１の観点から第８の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第１０の観点では、本発明は、前記所定の画像フィルタが、重み係数をマトリクス(matrix)状に配列してなるマスク(mask)を用いる上記第１の観点から第９の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

本発明によれば、上記構成により、再構成された断層像に適用する画像フィルタを予め設定してその画像フィルタ適用によるノイズ低減分を予測し、そのノイズ低減分を考慮して撮像条件を設定するので、断層像に画像フィルタを適用する場合でもユーザの期待するノイズレベルの断層像を得ることができる。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００を示す構成図である。

このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、寝台装置１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。

操作コンソール１は、ユーザの入力を受け付ける入力装置２と、スキャン制御やデータ処理等を行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、投影データから再構成したＣＴ画像である断層像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ、ＣＴ画像を記憶する記憶装置７とを具備している。

寝台装置１０は、撮像対象４０を載せて走査ガントリ２０の開口部Ｂに入れ出しするテーブル（table）１２を具備している。テーブル１２は、寝台装置１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、テーブル１２の直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。

走査ガントリ２０は、回転部１５と回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したコーンビーム（cone beam）Ｘ線を整形するコリメータ（collimator）２３と、Ｘ線検出素子（検出器）がチャネル方向に複数配置された検出器列をｚ方向に複数配列してなるＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載される。Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４はデータ収集系４１を構成する。本体部２０ａは、制御信号などを操作コンソール１や寝台装置１０とやり取りする制御コントローラ２９を具備する。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。

なお、走査ガントリ２０および中央処理装置３は、本発明におけるＸ線データ収集手段の一例である。また、中央処理装置３は、本発明における画像フィルタ特定手段、ノイズ低減度特定手段、目標ノイズレベル設定手段、表示視野サイズ設定手段、撮像条件設定手段、および再構成手段の一例である。

図２は、Ｘ線自動露出機構による撮像処理に関わる部分の本装置のブロック(block)図である。なお、同図に示す各部は、中央処理装置３の機能として実現される。

画像フィルタ種類指定部３０１は、ユーザによる入力装置２を介した入力情報に基づいて、予め用意されている複数の画像フィルタ種類の中から、再構成された断層像に適用する画像フィルタ種類Ｅを指定する。

表示視野サイズ設定部３０２は、ユーザによる入力装置２を介した入力情報に基づいて、断層像を表示する際の表示視野サイズＤＦＯＶＳを設定する。表示視野サイズは、例えば、表示視野が正方形状であるときには、その一辺に対応する実空間上の長さとする。

目標ノイズレベル設定部３０３は、ユーザによる入力装置２を介した入力情報に基づいて、指定された画像フィルタ種類Ｅの画像フィルタ適用後の断層像における目標ノイズレベルＮＩを設定する。

Ｘ線吸収量情報特定部３０４は、被検体Ｈのｚ方向の各位置Ｚおよび各Ｘ線照射角度方向βにおけるＸ線吸収量を特定する情報μ（Ｚ，β）を特定する。この情報μ（Ｚ，β）は、例えば、記憶装置７に記憶されている被検体Ｈのスカウト像や被検体Ｈの幾何学的特徴量等である。

画像フィルタ選択部３０５は、予め用意された複数の画像フィルタの中から、指定された画像フィルタ種類Ｅおよび設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳと対応付けられた画像フィルタＩＦ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を、再構成された断層像に適用する画像フィルタとして選択する。つまり、指定された画像フィルタ種類Ｅの画像フィルタのうち、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳの領域を表す所定の画像サイズの断層像に適用した場合にノイズ低減度が最大となる最適な画像フィルタを選択する。ここでは、画像フィルタ種類および表示視野サイズの各組合せにおいて最適な画像フィルタを経験的に求めておき、この各組合せとその組合せのときに最適な画像フィルタとを対応付けた画像フィルタテーブル３０５ａを用意する。画像フィルタ選択部３０５は、この画像フィルタテーブル(image filter table)３０５ａを参照して、指定された画像フィルタ種類Ｅおよび設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳに対応した画像フィルタＩＦ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を選択する。

図３は、画像フィルタテーブルの一例を示す図である。画像フィルタテーブル３０５ａは、例えば図３に示すように、表示視野サイズとして設定可能な範囲を複数の範囲に段階的に分け、そのうち設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが属する範囲と、指定された画像フィルタ種類Ｅとの組合せ毎に、画像フィルタを対応付ける。図３に示す例では、表示視野サイズ０〜５０ｃｍの範囲をＲ１〜Ｒ５の５つの範囲に段階的に分け、画像フィルタ種類Ｅを、Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの３種類とした場合の例である。

ところで、画像フィルタは、例えば、重み係数をマトリクス状に配列してなるマスクを用いるフィルタとすることができる。この種の画像フィルタは、周知の通り、マスクで覆った各画素の画素値を対応する重み係数で加重加算してマスクの中心画素の新たな画素値とする処理を、マスクを対象画像上で走査させて繰り返すフィルタである。この場合には、画像フィルタ種類Ｅ毎に、次のような複数の画像フィルタを選択対象として用意することが考えられる。

例えば、マスクにおける重み係数の分布形状が相対的に同一であり、マスクのサイズが表示視野サイズに応じたサイズとなる一連の画像フィルタを考えることができる。これは、画像フィルタの効果（強度）を変えずに、ピクセルサイズ(pixel size)の変化による影響のみを排除するという考えに基づくものである。重み係数の分布形状を新たに考え直す必要がないため、設計が容易である。

また例えば、マスクのサイズは同一であり、マスクにおける重み係数の分布形状が表示視野サイズに応じた分布形状である一連の画像フィルタを考えることができる。これは、画像フィルタの効果を積極的に変えて、ピクセルサイズの変化による影響を打ち消すという考えに基づくものである。マスクのサイズを一定にできるので、画像フィルタ処理に伴う計算負荷が常に安定している。つまり処理時間がばらつかない。

また例えば、マスクにおける重み係数の分布形状とマスクのサイズの両方が表示視野サイズに応じた分布形状およびサイズである一連の画像フィルタを考えることができる。これは、上記２種類の考えの中間的な考えによるものである。設計の容易性と計算負荷の安定性とのバランスを取ることができる。

図４は、マスクを用いる画像フィルタの一例を示す図である。図４（ａ）〜（ｅ）は、画像フィルタ種類ＥがＥａであり、表示視野サイズＤＦＯＶＳの範囲がＲ１〜Ｒ５の各範囲である場合に対応する画像フィルタＩＦ（Ｅａ，Ｒ１）〜ＩＦ（Ｅａ，Ｒ５）のマスクＩＦｍ（Ｅａ，Ｒ１）〜ＩＦｍ（Ｅａ，Ｒ５）を示している。マスク内の数字は重み係数であり、相対値で表してある。また、マスクの下方のグラフは、マスクの中心を通る所定の直線方向Ｌにおける重み係数の分布曲線ｗｄ（Ｌ）を示している。これらの画像フィルタは、重み係数の分布形状を相対的に同一とし、マスクのサイズを表示視野サイズＤＦＯＶＳに応じて変化させた一連の画像フィルタの例に相当する。

撮像条件設定部３０６は、いわゆるＸ線自動露出機構により被検体Ｈを撮像する際の撮像条件を設定するものであり、標準撮像条件算出部３０７、乗算係数特定部３０８、および乗算処理部３０９を有する。

標準撮像条件算出部３０７は、Ｘ線吸収量情報μ（Ｚ，β）に基づいて、ｚ方向の各位置における断層像が目標ノイズレベルＮＩの画質で再構成される撮像条件を標準撮像条件として算出する。つまり、標準撮像条件算出部３０７は、再構成された断層像に画像フィルタを適用することを考慮していない従来のＸ線自動露出機構による方法を用いて撮像条件を算出する。例えば、次に示すような、画像ＳＤ値（画像ノイズの標準偏差）と画像ノイズに影響を与える各因子との関係に基づいて撮像条件を算出する。なお、この関係は、経験的に求められたものである。

画像ＳＤ値＝ｋ１・ｆ（Ｓ，γ）・〔１／（Ｘ線フォトン数）^1/2〕
Ｘ線フォトン数＝ｋ２・（管電圧^2〜3）・（管電流）・（スライス厚）・（1/スキャンスピード）・（1/ヘリカルピッチ）
ここで、Ｓは被検体の断面を楕円近似した場合における断面積、γはその楕円の長軸・短軸比、ｆ（Ｓ，γ）はＳ，γの多項式による関数、ｋ１，ｋ２は所定の係数である。

なお、従来のＸ線自動露出機構の詳細については、特開２００１−１７８７１３号公報、特開２００３−０３３３４６号公報、特開２００４−１９５１２０号公報、特開２００７−０００４０７号公報、特開２００７−１９０４１５号公報、特開２００７−３２５８５３号公報、特開２００８−０１８０４４号公報、特開２００８−１１３９６０号公報等を参照されたい。

なお、ここで算出される標準撮像条件は、Ｘ線管電圧条件とＸ線管電流条件とを含んでいる。Ｘ線自動露出機構では、Ｘ線管電圧条件は、通常、目標ノイズレベルＮＩに応じて変化させることはなく、Ｘ線管電圧Ｖ（Ｚ，β）で表すことができ、さらにＸ線管電圧Ｖ（Ｚ，β）＝一定という場合が多い。一方、Ｘ線管電流条件は、目標ノイズレベルＮＩと各位置Ｚおよび各Ｘ線照射角度方向βとに応じて変化させるのでＸ線管電流Ｉｏ（Ｚ，β，ＮＩ）で表すことができる。

乗算係数特定部３０８は、画像フィルタ適用によるノイズ低減分を考慮して撮像条件を算出し直すために、標準撮像条件におけるＸ線管電流Ｉｏ（Ｚ，β，ＮＩ）に乗算する乗算係数Ｋ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を特定する。

乗算係数Ｋ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）は、被検体Ｈの表示視野サイズＤＦＯＶＳの領域に対応する所定の画像サイズ（例えば５１２×５１２ピクセル）の断層像に画像フィルタＩＦ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を適用した場合のノイズ低減度に依存し、ノイズ低減度が大きくなると小さくなる値を持つ。ノイズ低減度は、画像フィルタの適用前後の画像におけるノイズレベルの比で表すことができ、値が大きいほどノイズ低減の効果が大きい。また、ノイズ低減度は、適用する画像フィルタと、断層像の画像サイズに対する表示視野サイズ、すなわちピクセルサイズとに依存する。

そこで、例えば、断層像の画像サイズを一定として、どの画像フィルタとどの大きさの表示視野サイズとを組み合わせたときにノイズ低減度が幾らになるかを予め調べておく。そして、断層像を表示する際の表示視野サイズと、断層像に適用する画像フィルタとの各組合せにおいて、Ｘ線管電流Ｉｏ（Ｚ，β，ＮＩ）に乗算すべき乗算係数を求めておき、この各組合せとその組合せのときに最適な乗算係数とを対応付けた乗算係数テーブルを用意する。このようにすれば、この乗算係数テーブルを参照して、各条件に応じた最適な乗算係数を特定することができる。

本実施形態では、指定された画像フィルタ種類Ｅと設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳとから断層像に適用する画像フィルタが選択されるので、画像フィルタ種類Ｅと表示視野サイズＤＦＯＶＳとの各組合せとその組合せのときに最適な乗算係数とを対応付けた乗算係数テーブル３０８ａを用意する。乗算係数特定部３０８は、この乗算係数テーブル３０８ａを参照して、指定された画像フィルタ種類Ｅおよび設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳに対応した乗算係数Ｋ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を選択して特定する。

図５は、乗算係数テーブルの一例を示す図である。乗算係数テーブル３０８ａは、例えば図５に示すように、表示視野サイズとして設定可能な範囲を複数の範囲に段階的に分け、そのうち設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが属する範囲と、指定された画像フィルタ種類Ｅとの組合せ毎に、乗算係数を対応付ける。図５に示す例では、図３の画像フィルタテーブル３０５ａの例と同様、表示視野サイズ０〜５０ｃｍの範囲をＲ１〜Ｒ５の５つの範囲に段階的に分け、画像フィルタ種類Ｅを、Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの３種類とした場合の例である。

乗算処理部３０９は、標準撮像条件に含まれるＸ線管電流Ｉｏ（Ｚ，β，ＮＩ）に、特定された乗算係数Ｋ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を乗算して、実際に設定すべきＸ線管電流Ｉ（Ｚ，β，ＮＩ）を算出する。

ここで算出されたＸ線管電流Ｉ（Ｚ，β，ＮＩ）と先に算出されたＸ線管電圧Ｖ（Ｚ，β）とは、後述のスキャン制御部３１０に送られ、これにより撮像条件の設定が完了する。

スキャン制御部３１０は、設定された撮像条件に従って被検体Ｈをスキャンすべく、走査ガントリ２０の制御コントローラ２９に制御信号を送る。

画像再構成部３１１は、被検体Ｈをスキャンして収集された投影データＰＤを記憶装置７から読み出し、この投影データＰＤを逆投影処理してｚ方向の各位置Ｚにおける複数の断層像Ｇ（Ｚ）を再構成する。また画像再構成部３１１は、複数の断層像Ｇ（Ｚ）のうち、ユーザに指定された位置Ｚ１での断層像Ｇ（Ｚ１）上でユーザに指定された表示視野ＤＦＯＶ（表示視野サイズは通常、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳと同じサイズが指定される）の部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ）を所定の画像サイズで作成する。

画像フィルタ処理部３１２は、作成された部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ）に、先に選択された画像フィルタＩＦ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を適用して、画像フィルタ適用後の部分断層像Ｇ′（Ｚ１，ＤＦＯＶ）を作成する。

画像表示制御部３１３は、上記した、複数の断層像Ｇ（Ｚ）、断層像Ｇ（Ｚ１）、部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ）、画像フィルタ適用後の部分断層像Ｇ′（Ｚ１，ＤＦＯＶ）を適宜モニタ６に表示する。

これより、本実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００におけるＸ線自動露出機構による撮像処理について説明する。

図６は、本実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置おけるＸ線自動露出機構による撮像処理の一例を示すフロー(flow)図である。

ステップ(step)Ｓ１では、スカウトスキャン(scout scan)を実施して、被検体Ｈのスカウト像を取得する。取得されたスカウト像は、ユーザが参照できるようモニタ６に表示される。

ステップＳ２では、ユーザからの入力情報に応じて、スキャン／リコンプロトコル(recon.
protocol)の設定を行う。具体的には、ｚ方向の撮像範囲、スライス(slice)厚、目標ノイズレベル、Ｘ線管電圧、回転部１５の１回転時間等を設定する。

ステップＳ３では、ユーザからの入力情報に応じて、複数の画像フィルタ種類の中から、再構成された断層像に適用する画像フィルタの画像フィルタ種類Ｅを指定する。

ステップＳ４では、ユーザからの入力情報に応じて、表示視野サイズＤＦＯＶＳを設定する。

ステップＳ５では、指定された画像フィルタ種類Ｅと設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳとを基に、再構成された断層像に適用する画像フィルタＩＦ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を選択するとともに、乗算係数Ｋ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を特定する。

例えば、指定された画像フィルタ種類ＥがＥａであり、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが４０ｃｍである場合には、図４のＩＦｍ（Ｅａ，Ｒ４）をマスクに用いる画像フィルタＩＦ（Ｅａ，Ｒ４）を適用する画像フィルタとして選択し、図５の乗算係数Ｋ（Ｅａ，Ｒ４）（＝０．６）を適用する乗算係数として選択する。また例えば、指定された画像フィルタ種類ＥがＥａであり、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが１５ｃｍである場合には、図４のＩＦｍ（Ｅａ，Ｒ２）をマスクに用いる画像フィルタＩＦ（Ｅａ，Ｒ２）を選択し、図５の乗算係数Ｋ（Ｅａ，Ｒ２）（＝０．８）を適用する乗算係数として選択する。

ステップＳ６では、設定された目標ノイズレベルＮＩと、スカウト像から得られる被検体のＸ線吸収量情報μ（Ｚ，β）とを基に、標準撮像条件を算出する。標準撮像条件には、Ｘ線管電圧Ｖ（Ｚ，β）とＸ線管電流Ｉｏ（Ｚ，β，ＮＩ）とが含まれる。

ステップＳ７では、Ｘ線管電流Ｉｏ（Ｚ，β，ＮＩ）に乗算係数Ｋ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を乗算して、設定すべきＸ線管電流Ｉ（Ｚ，β，ＮＩ）を算出する。

ステップＳ８では、Ｘ線管電圧Ｖ（Ｚ，β）およびＸ線管電流Ｉ（Ｚ，β，ＮＩ）を含む撮像条件を設定する。

ステップＳ９では、設定された撮像条件にしたがって本スキャンを実施し、被検体Ｈの投影データＰＤを収集する。

ステップＳ１０では、投影データＰＤを逆投影処理して、各位置Ｚにおける複数の断層像Ｇ（Ｚ）を再構成する。そして、ユーザに指定された所定の位置Ｚ１における断層像Ｇ（Ｚ１）をモニタ６に表示する。

ステップＳ１１では、断層像Ｇ（Ｚ１）を基に、断層像Ｇ（Ｚ１）上でユーザに指定された表示視野ＤＦＯＶの部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ）を所定の画像サイズで作成する。なお、表示視野サイズは、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳと同じである。

図７は、所定の表示視野に対応する部分断層像の一例を示す図である。例えば、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが４０ｃｍである場合には、図７に示すように、断層像Ｇ（Ｚ１）上で指定されたサイズ４０ｃｍの表示視野ＤＦＯＶ１の部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ１）を作成する。また例えば、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが１５ｃｍである場合には、図７に示すように、断層像Ｇ（Ｚ１）上で指定されたサイズ１５ｃｍの表示視野ＤＦＯＶ２の部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ２）を作成する。

ステップＳ１２では、作成された部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ）に、先に選択された画像フィルタＩＦ（Ｅ，ＤＦＯＶＳ）を適用して、画像フィルタ適用後の部分断層像Ｇ′（Ｚ１，ＤＦＯＶ）を作成する。

例えば、指定された画像フィルタ種類ＥがＥａであり、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが４０ｃｍである場合には、図７に示すように、部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ１）にマスクＩＦｍ（Ｅａ，Ｒ４）を用いる画像フィルタＩＦ（Ｅａ，Ｒ４）を適用する。また例えば、指定された画像フィルタ種類ＥがＥａであり、設定された表示視野サイズＤＦＯＶＳが１５ｃｍである場合には、図７に示すように、部分断層像Ｇ（Ｚ１，ＤＦＯＶ２）にマスクＩＦｍ（Ｅａ，Ｒ２）を用いる画像フィルタＩＦ（Ｅａ，Ｒ４）を適用する。

そして、このようにして作成された部分断層像Ｇ′（Ｚ１，ＤＦＯＶ）をモニタ６に表示する。

以上、本実施形態によれば、再構成された断層像に適用する画像フィルタを予め設定してその画像フィルタ適用によるノイズ低減分を予測し、そのノイズ低減分を考慮して撮像条件を設定するので、断層像に画像フィルタを適用する場合でもユーザの期待するノイズレベルの断層像を得ることができる。

また、画像フィルタ適用によるノイズ低減度は、表示視野（ＤＦＯＶ）サイズに依存する。画像サイズすなわち画像のピクセル数は通常一定であるが、表示視野サイズが変わるとピクセルサイズも変わり、画像フィルタの効果が変化するからである。

本実施形態によれば、画像フィルタを適用する断層像の表示視野サイズも考慮して画像フィルタ適用によるノイズ低減度を特定するので、ユーザの期待するノイズレベルの断層像をより的確に得ることができる。また、これにより、必要な撮像条件を精度よく求めることができるので、必要以上の線量による被検体へのＸ線照射を抑えることができ、被検体の低被曝化に繋がる。

また、本実施形態によれば、複数の画像フィルタの中から、指定された画像フィルタ種類および設定された表示視野サイズと対応付けられた画像フィルタを、断層像に適用する画像フィルタとして選択するので、用意された複数の画像フィルタの中でノイズ低減度が最大となる画像フィルタを選択することができ、被検体の更なる低被曝化を実現できる。

また、本実施形態によれば、体軸方向における各位置と各Ｘ線照射角度方向における撮像条件を設定しているので、低被曝化の効果が大きい。

なお、本実施形態では、断層像に適用する画像フィルタを、重み係数をマトリクス状に配列してなるマスクを用いる画像フィルタとしているが、マスクを用いない画像フィルタであってもよい。

また、本実施形態では、それぞれが画像フィルタ種類と表示視野サイズの各組合せに対応付けられている複数の画像フィルタを用意しておき、その中から、指定された画像フィルタ種類と設定された表示視野サイズの組合せに対応する画像フィルタを選択している。しかし、例えば、それぞれが各画像フィルタ種類と対応付けられている複数の画像フィルタのみを用意しておき、その中から指定された画像フィルタ種類に対応する画像フィルタを選択してもよいし、また例えば、それぞれが各表示視野サイズに対応付けられている複数の画像フィルタのみを用意しておき、その中から設定された表示視野サイズに対応する画像フィルタを選択してもよい。

また、本実施形態では、Ｘ線自動露出機構により設定される撮像条件をＸ線管電流としているが、他にもヘリカルピッチ(helical pitch)、撮影時間、回転部の１回転時間（回転速度）、スライス厚、再構成関数、Ｘ線管電圧などとしてもよい。

本実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。 Ｘ線自動露出機構による撮像処理に関わる部分の本装置のブロック図である。 画像フィルタテーブルの一例を示す図である。 マスクを用いる画像フィルタの一例を示す図である。 乗算係数テーブルの一例を示す図である。 本実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置おけるＸ線自動露出機構による撮像処理の一例を示すフロー図である。 所定の表示視野に対応する部分断層像の一例を示す図である。

符号の説明

１００ Ｘ線ＣＴ装置
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 寝台装置
１２ テーブル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２０ａ 本体部
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線コントローラ
２３ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２５ ＤＡＳ
２６ 回転部コントローラ
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
４０ 撮像対象
４１ データ収集系
３０１ 画像フィルタ種類指定部
３０２ 表示視野サイズ設定部
３０３ 目標ノイズレベル設定部
３０４ Ｘ線吸収量情報特定部
３０５ 画像フィルタ選択部
３０５ａ 画像フィルタテーブル
３０６ 撮像条件設定部
３０７ 標準撮像条件算出部
３０８ 乗算係数特定部
３０９ 乗算係数テーブル
３１０ スキャン制御部
３１１ 画像再構成部
３１２ 画像フィルタ処理部
３１３ 画像表示制御部
Ｂ 開口部

Claims (10)

1. Ｘ線管およびＸ線検出器を有しており、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を用いて被検体をスキャンすることにより投影データを収集するＸ線データ収集手段と、前記収集された投影データに基づいて断層像を再構成する再構成手段とを備えるＸ線ＣＴ装置であって、
   再構成された断層像に適用する所定の画像フィルタを特定する画像フィルタ特定手段と、
   断層像に前記所定の画像フィルタを適用した場合に予測されるノイズ低減度を特定するノイズ低減度特定手段と、
   目標ノイズレベルを設定する目標ノイズレベル設定手段と、
   前記被検体のＸ線吸収量を特定する情報と前記ノイズ低減度とに基づいて、前記所定の画像フィルタを適用した場合に前記目標ノイズレベルの画質となる断層像を得るための撮像条件を設定する撮像条件設定手段とをさらに備えるＸ線ＣＴ装置。
2. 前記画像フィルタ特定手段は、複数の画像フィルタの中から、指定された画像フィルタ種類と対応付けられた画像フィルタを前記所定の画像フィルタとして選択する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 表示視野（ＤＦＯＶ）サイズを設定する表示視野サイズ設定手段をさらに備えており、
   前記ノイズ低減度特定手段は、前記被検体の前記表示視野サイズの領域に対応する所定の画像サイズの断層像に前記所定の画像フィルタを適用した場合に予測されるノイズ低減度を特定しており、
   前記撮像条件設定手段は、画像サイズを前記所定の画像サイズにして前記所定の画像フィルタを適用した場合に前記目標ノイズレベルの画質となる断層像が前記体軸方向の各位置において得られる前記各位置における撮像条件を設定する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記画像フィルタ特定手段は、複数の画像フィルタの中から、指定された画像フィルタ種類および前記設定された表示視野サイズと対応付けられた画像フィルタを前記所定の画像フィルタとして選択する請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記撮像条件は、Ｘ線管電流条件を含んでおり、
   前記撮像条件設定手段は、前記体軸方向の各位置における断層像が前記目標ノイズレベルの画質で再構成される撮像条件に含まれる前記各位置におけるＸ線管電流に前記ノイズ低減度に依存する係数を乗算することにより、設定すべきＸ線管電流条件を求める請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記係数は、前記ノイズ低減度が大きくなると小さくなる請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記ノイズ低減度は、前記所定の画像フィルタの適用前後における画像のノイズレベルの比に基づいて規定される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記情報は、前記被検体の前記各位置における各Ｘ線照射角度方向でのＸ線吸収量を特定する情報を含んでおり、
   前記各位置における撮像条件は、該各位置における各Ｘ線照射角度方向での撮像条件を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記情報は、前記被検体のスカウト像または前記被検体の幾何学的特徴量である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記所定の画像フィルタは、重み係数をマトリクス状に配列してなるマスクを用いる請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
    

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