JP5523726B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、再構成画像内の所要領域内のＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）値のばらつきを表す値を予め指定することにより、一度のヘリカルスキャンにて異なる部位に対して適切な管電流［ｍＡ］を設定することが可能なＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、患者の診断部位に対して複数方向からＸ線を照射するスキャンを行ない、診断部位を透過した各方向からのＸ線より得られる投影データに基づいて画像再構成処理を行なうことによって、診断部位の断面像を提供するものである。技師等のオペレータは、かかるスキャン等に先立ち、スキャンの条件や画像再構成処理の条件について、診断部位や診断目的に合わせて計画を立てる必要がある。このような計画はスキャン計画とよばれる。Ｘ線ＣＴ装置では、一般に、操作コンソール上で行なうスキャン計画のためのユーザインタフェース環境を提供している。

ところで、診断部位、例えば胸部においては肺が大部分を占めるためＸ線減衰量は小さいのに対し、腹部では、臓器が多く存在するのでＸ線減衰量は大きい。また、患者の体型も個々に異なるので、同じ部位であっても患者によってＸ線減衰量も異なる。

患者毎、診断部位毎に異なるＸ線減衰量に対応すべく、Ｘ線量を決定するＸ線管に与える管電流値を、患者毎に、また、スキャン位置に応じて自動制御する、いわゆる「Ａｕｔｏ ｍＡ」という技術が知られている。この技術を用いると、Ｘ線減衰量が異なる診断部位に応じた適切なＸ線量を設定することができ、無駄な被曝を抑えつつ、良好なＳ／Ｎを有する断層像を得ることができる。さらに、Ｘ線管の寿命の延長にも寄与するという利点を有する。「Ａｕｔｏ ｍＡ」機能のＯＮ／ＯＦＦは、スキャン計画時に指定することができる。「Ａｕｔｏ ｍＡ」をＯＮにしたときは、設定されるスキャン位置ごとにＸ線管に与える管電流値が自動的に算定される。算定結果は、スキャン位置と、対応する管電流値とがリスト形式で列記される型にて表示され、これにより算定結果を確認することができる。

しかしながら、算定結果が単にリスト形式で数値が表示されるだけでは、設定したスキャン位置と管電流値との関係を把握しづらいという問題がある。特に、近年の「Ａｕｔｏ ｍＡ」機能は、高画質を必要とする場合のモード、最も低い被曝量を必要とするモードといった複数のモードを有し、オペレータが選択することができるようになっている。この場合、算定結果が単にリスト形式で数値が表示されるだけでは、オペレータがモードを変更した際に、算定結果がどのように変更されるのか確認しにくいという問題があった。

また、「Ａｕｔｏ ｍＡ」によって算定される管電流値を個々にみると必ずしも適当ではない値を含んでいる場合もある。従来は、かかる場合に、算定管電流値を個々に任意の値に修正することのできる手段がなかった。

そこで、Ｘ線ＣＴの機能として、スカウトスキャンで得られた位置決め用画像を表示して、被検体のスキャン位置を設定するスキャン計画画面において、「Ａｕｔｏ ｍＡ」機能により算出される各スキャン位置におけるＸ線管のＸ線量の制御値としての管電流値との対応関係を表すグラフの画像を表示される位置決め用画像と同時に表示する。また、マウスを用いてグラフの画像上の任意の点をドラッグすることで、当該点における管電流値を変更することを可能とする技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１７７２６１号公報

しかしながら、従来の技術では、重畳表示として、単一の撮影面の位置決め用画像の表示しか想定していない。これはＣＴのスキャン一回転中に出力される電流値が同じである場合には問題ないが、一回転中に電流値が変化するスキャンを実施した場合に電流値の変化を表現できない。

また、「Ａｕｔｏ ｍＡ」決定の入力値としてオペレータは標準偏差を指定するが、従来の技術では管電流値のグラフの画像のみしか表示できていないため、管電流を変更した際に標準偏差値がどれくらいになるのか予想することができない。さらに、管電流値の変動率と標準偏差の変動率の相対関係（ｍＡをどれだけ変えたら、標準偏差がどれだけ変わるか）も、感覚的につかみにくい。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、再構成画像の画質を好適に維持しつつ、患者のＸ線被爆を抑制することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線を照射する照射手段と、再構成画像内の所要領域内のＣＴ値のばらつきを表し前記照射手段の１回転毎の指標値とスキャン条件とを基に、体軸方向の位置に従って変調する管電流値を管電流値変調として決定する決定手段と、位置決め用画像上に、前記管電流値変調を位置合わせして表示装置に表示する表示手段と、を有する。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置によると、再構成画像の画質を好適に維持しつつ、患者のＸ線被曝を抑制することができる。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１実施形態（第２実施形態）のハードウェア構成を示す概略図。 第１実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。 体軸方向の管電流値変調成分の生成方法を説明するための模式図。 位置決め用画像及び体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像の一例を示す模式図。 位置決め用画像、体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像及び体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像の一例を示す模式図。 表示装置上に表示される表示画面の一例を示す模式図。 体軸方向の指標値推移を変更する場合の入力制御部の機能を説明するための模式図。 第２実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。

本発明に係るＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１実施形態のハードウェア構成を示す概略図である。

図１は、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０を示す。Ｘ線ＣＴ装置１０は、一連のヘリカルスキャン内で、ある撮影領域（部位）から次の撮影領域に移る際、天板１２を被検体（患者）Ｐの左右方向、上下方向又は左右方向と上下方向の組み合わせ方向に移動させて、患者Ｐの体厚中心にスキャン中心を近づけるものである。以下、Ｘ線ＣＴ装置１０では、一連のヘリカルスキャン内にある撮影領域から次の撮影領域に移る際、天板１２を上下方向に移動させて患者Ｐの上下方向における体厚中心にスキャン中心を近づける場合を例にとって説明する。

Ｘ線ＣＴ装置１０は、患者ＰのＸ線照射部位を可変させながら患者ＰにＸ線を照射し、透過したＸ線に基づいて患者Ｐの内部を逆投影することで、患者Ｐの内部を画像として再構成する装置である。Ｘ線ＣＴ装置１０は、位置決め用画像を生成するためのスキャン（スキャノグラムスキャン）、ヘリカルスキャン及びスキャン計画を実行するための各動作段階を含むスキャン動作を行なうことで最終的に患者Ｐの内部のスライス画像や３次元画像を生成する。

Ｘ線ＣＴ装置１０には、患者ＰをＸ線でスキャンするための架台装置（ガントリ）１１と、その架台装置１１の空洞部内を、載置した患者Ｐを患者Ｐの左右方向、上下方向及び体軸方向に移動させるための天板１２と、架台装置１１の動作を制御すると共に架台装置１１から送られたデータに基づいてスライス画像（アキシャル像）等を再構成し、出力（表示）する操作コンソール１３とが備えられる。

架台装置１１は、チルト方向（図示しない）に動作することができ、その架台装置１１は、回転部１５及び固定部を保持する。また、架台装置１１の回転部１５は、Ｘ線管２１、コリメータ２２、開口制御機構２３、Ｘ線検出器２４及びデータ収集装置２５を保持する。Ｘ線管２１及びコリメータ２２とＸ線検出器２４とは互いに架台装置１１の空洞部を挟んで、すなわち、患者Ｐを挟んで対向する位置に設けられる。回転部１５は、その位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように構成されている。

Ｘ線管２１は、高電圧発生装置３３によって供給される電力によって、Ｘ線管２１の管球（図示しない）からＸ線検出器２４に向かってＸ線を照射する。

コリメータ２２は、Ｘ線管２１から照射したＸ線の照射範囲を制限するための開口を有する。

また、Ｘ線管２１と患者Ｐとの間には、中央が薄い一方端部が厚く設計されるウェッジフィルタ（図示しない）を設ける。ウェッジフィルタは、患者Ｐに吸収されＸ線検出器２４に到達できない低エネルギー成分を低減する目的と、Ｘ線検出器２４のダイナミックレンジを中心と周辺で合わせる目的のために用いられる。

開口制御機構２３は、メインコントローラ３１からの制御信号によってコリメータ２２の開口幅を調整する。

Ｘ線検出器２４は、コリメータ２２及び空洞部を経由してきたＸ線管２１からのＸ線を検出する体軸方向に多列の検出素子（複数の構成（列数及びチャンネル数等）の異なる検出素子でもよい。）を具備する。Ｘ線検出器２４のスライス方向には、Ｘ線検出素子が６４列以上、例えば２５６列並設されている。

データ収集装置２５は、一般的にＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれ、Ｘ線検出器１３からチャンネル毎に出力される信号を増幅し、さらにアナログ信号をディジタル信号に変換する。変換後のデータ（生データ）は架台装置１１のＩＦ３２ｂを介して外部の操作コンソール１３に供給される。なお、Ｘ線検出器２４とデータ収集装置２５との間には、スリップリングや光通信等を用いたインタフェース（図示しない）が介挿される。そのインターフェースによってデータ収集装置２５は、架台装置１１を連続回転させながら、Ｘ線検出器２４の出力を収集できる。

また、架台装置１１の固定部には、メインコントローラ３１、ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３２ａ，３２ｂ、高電圧発生装置３３、回転移動機構３５及び天板移動機構３７が設けられる。

メインコントローラ３１は、ＩＦ３２ａを介して操作コンソール１３から受信した各種コマンドの解析を行ない、それに基づいて高電圧発生装置３３、開口制御機構２３、回転移動機構３５、天板移動機構３７及びデータ収集装置２５に対して各種制御信号を出力する。

ＩＦ３２ａ，３２ｂは、各規格に応じた通信制御を行なう。

高電圧発生装置３３は、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器及び高電圧切替器等からなる。

回転移動機構３５は、メインコントローラ３１からの駆動信号によって、回転部１５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部１５を連続回転させる。

天板移動機構３７は、メインコントローラ３１からの駆動信号によって天板１２を患者Ｐの左右方向、上下方向及び体軸方向に移動させる。

操作コンソール１３は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮと相互通信可能である。操作コンソール１３は、大きくは、プロセッサとしてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）４１、メモリ４２、ＨＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ）４４、ＩＦ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ、入力装置４６及び表示装置４７等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、操作コンソール１３を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、操作コンソール１３は、記録媒体ドライブ４８を具備する場合もある。

ＣＰＵ４１は、オペレータによって入力装置４６が操作等されることにより指令が入力されると、メモリ４２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ４１は、ＨＤ４４に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されＩＦ４５ｃで受信されてＨＤ４４にインストールされたプログラム、又は記録媒体ドライブ４８に装着される記録媒体から読み出されてＨＤ４４にインストールされたプログラムを、メモリ４２にロードして実行する。

メモリ４２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備え、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ４１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。

ＨＤ４４は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクによって構成され、読み取り装置（図示しない）に着脱不能で内蔵されている。ＨＤ４４は、操作コンソール１３にインストールされたプログラム（後述するスキャン計画の設定のためのアプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、生データ、投影データ、位置決め用画像及び再構成画像等のデータを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、オペレータに対する各種情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置４６によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

ＩＦ４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、各規格に応じた通信制御を行なう。ＩＦ４５ａ，４５ｂは架台装置１１と通信を行なうものであり、架台装置１１のＩＦ３２ａ，３２ｂにそれぞれ接続される。また、ＩＦ４５ｃは、電話回線等を通じてネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、操作コンソール１３は、ＩＦ４５ｃからネットワークＮ網に接続することができる。

入力装置４６としては、オペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がＣＰＵ４１に送られる。

表示装置４７は、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ／ａｎａｌｏｇ）変換器やモニタ等から構成される。表示しようとするイメージデータを展開するＶＲＡＭ（ｖｉｄｅｏ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、図示しない）等のメモリにイメージデータ等を展開することで、スライス画像や３次元画像等を表示装置４７に表示する。

記録媒体ドライブ４８は、記録媒体の着脱が可能となっており、記録媒体に記憶されるデータ（プログラムを含む）を読み出して、バス上に出力し、また、バスを介して供給されるデータを記録媒体に書き込む。このような記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

図２は、第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０の機能を示すブロック図である。

図１に示すＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１０は、位置決め用画像生成部５１、インターフェース部５２、指標値設定部５３、管電流値変調決定部５４、管電流値変調成分生成部５５、指標値推移設定部５６及び再構成画像生成部５７として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１０の各構成要素５１乃至５７は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって機能するものとするが、その場合に限定されるものではない。Ｘ線ＣＴ装置１０の構成要素５１乃至５７をハードウェアとしてＸ線ＣＴ装置１０に設けるものであってもよい。

位置決め用画像生成部５１は、入力装置４６を用いたオペレータによってインターフェース部５２を介して入力される入力信号に従ってメインコントローラ３１を制御して位置決め用画像のためのスキャンを実行する機能と、位置決め用画像のためのスキャンによって得られる投影データを基に、位置決め用画像を生成する機能とを有する。位置決め用画像のためのスキャンの際、位置決め用画像生成部５１は、患者ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）や患者名等の患者情報によって自動的に選択されるスキャン条件を基に、メインコントローラ３１を介して開口制御機構２３、高電圧発生装置３３、回転移動機構３５及び天板移動機構３７を制御する。又は、位置決め用画像のためのスキャンの際、位置決め用画像生成部５１は、マニュアルモードにおいて、入力装置４６から直接設定されるスキャン条件を基に、メインコントローラ３１を介して開口制御機構２３、高電圧発生装置３３、回転移動機構３５及び天板移動機構３７を制御する。

すなわち、位置決め用画像生成部５１は、位置決め用画像のためのスキャンの際、Ｘ線管２１及びＸ線検出器２４を保持する回転部１５の回転を止めた状態で天板１２を体軸方向に移動させながら（架台装置１１を体軸方向に移動させながら）一方向からＸ線コーンビーム又はＸ線ファンビームを照射させ、位置決め用画像の撮影処理を行なう。なお、スキャン条件とは、患者Ｐの体厚、スキャンモード、被曝低減ＯＮ／ＯＦＦ、撮影スライス厚、画像スライス厚、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）、ヘリカルピッチ、再構成関数、管電圧、管電流及びスキャン速度のうちの少なくとも１つを指している。

なお、位置決め用画像生成部５１は、複数撮影面、例えば２つの撮影面の位置決め用画像を生成してもよい。以下、位置決め用画像生成部５１が２撮影面（患者Ｐの側面及び上面）の位置決め用画像を生成する場合を例にとって説明するが、生成される位置決め用画像が２撮影面の場合に限定されるものではない。

インターフェース部５２は、ＧＵＩ等のインターフェースである。ＧＵＩは、オペレータに対する表示装置４７への表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置４６によって行なうことができる。

指標値設定部５３は、インターフェース部５２を介して入力装置４６から入力される入力信号に従って、再構成画像内の所要領域内のＣＴ値のばらつきを表しＸ線管２１の１回転毎の指標値、例えば、画像ＳＤ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）値を設定する機能を有する。指標値設定部５３は、撮影部位毎に体厚等が異なるので、撮影部位毎に異なる指標値を設定することが好適である。

管電流値変調決定部５４は、位置決め用画像生成部５１によって選択又は設定されるスキャン条件と、指標値設定部５３によって設定される指標値とを基に、Ｘ線を照射するＸ線管２１の回転角度（Ｘ線の照射角度やコーン角とも呼ばれる。）及び患者Ｐの体軸方向の位置に応じた管電流値変調（Ｖｏｌｕｍｅ ＥＣ）を決定する機能を有する。管電流値変調は、患者Ｐの厚み（左右方向−上下方向の断面）を例えば楕円と見立て、Ｘ線管２１の回転角度に関する患者Ｐの厚みに依存してＸ線条件を変化させる「モジュレーション」と呼ばれる技術によって決定される。

管電流値変調成分生成部５５は、管電流値変調決定部５４によって決定される管電流値変調のうちＸ線管２１の所定の回転角度における体軸方向の管電流値変調成分を撮影面毎にそれぞれ生成する機能を有する。例えば、位置決め用画像の撮影面が患者Ｐの側面（上下方向−体軸方向の断面）の場合、管電流値変調成分生成部５５は、管電流値変調のうちＸ線管２１の回転角度が９０度における体軸方向の管電流値変調成分を生成する。また、例えば、位置決め用画像の撮影面が患者Ｐの上面（左右方向−体軸方向の断面）の場合、管電流値変調成分生成部５５は、管電流値変調のうちＸ線管２１の回転角度が０度における体軸方向の管電流値変調成分を生成する。

図３は、体軸方向の管電流値変調成分の生成方法を説明するための模式図である。

図３の左側は、撮影面が患者Ｐの側面（上下方向−体軸方向の断面）である位置決め用画像と、管電流値変調決定部５４によって決定される管電流値変調のグラフ（縦軸：管電流値［ｍＡ］、横軸：体軸方向の位置［ｍｍ］）の画像とを示している。位置決め用画像の体軸方向の位置と管電流値変調のグラフの体軸方向の位置とは対応している。図３の左側に示すように、Ｘ線管２１の回転角度が９０度における体軸方向の管電流値変調成分は、撮影面が患者Ｐの側面である位置決め用画像に重ねられるグラフに含まれる管電流値変調の最大ピーク値を結ぶ線として管電流値変調の中に表されている。

一方、図３の右側は、撮影面が患者Ｐの上面（左右方向−体軸方向の断面）である位置決め用画像と、管電流値変調決定部５４によって決定される管電流値変調のグラフ（縦軸：体軸方向の位置［ｍｍ］、横軸：管電流値［ｍＡ］）の画像とを示している。位置決め用画像の体軸方向の位置と管電流値変調のグラフの体軸方向の位置とは対応している。図３の右側に示すように、Ｘ線管２１の回転角度が０度における体軸方向の管電流値変調成分は、撮影面が患者Ｐの上面である位置決め用画像に重ねられるグラフに含まれる管電流値変調の最小ピーク値を結ぶ線として管電流値変調の中に表されている。

図２に示すインターフェース部５２は、２撮影面の位置決め用画像と、管電流値変調成分生成部５５によって生成される撮影面毎の体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像とを撮影面毎に生成して表示装置４７上に同時に表示させる。また、インターフェース部５２は、２撮影面の位置決め用画像と、管電流値変調決定部５４によって決定される撮影面毎の体軸方向の管電流値変調を表すグラフの画像とを撮影面毎に生成して表示装置４７上に同時に表示させてもよい。

図４は、位置決め用画像及び体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像による２画像情報の一例を示す模式図である。

図４の左側は、撮影面が患者Ｐの上面（左右方向−体軸方向の断面）である位置決め用画像と、管電流値変調成分生成部５５によって生成されるＸ線管２１の回転角度が０度における体軸方向の管電流値変調成分（図３の右側のグラフ中に示す）のグラフの画像とによる２画像情報を示す。一方、図４の右側は、撮影面が患者Ｐの側面（上下方向−体軸方向の断面）である位置決め用画像と、管電流値変調成分生成部５５によって生成されるＸ線管２１の回転角度が９０度における体軸方向の管電流値変調成分（図３の左側のグラフ中に示す）のグラフの画像とによる２画像情報を示す。なお、位置決め用画像の体軸方向の位置と管電流値変調のグラフの体軸方向の位置とは対応している。

また、図２に示す指標値推移設定部５６は、指標値設定部５３によって設定される指標値が体軸方向に設定された指標値推移を撮影面毎にそれぞれ設定する機能を有する。インターフェース部５２は、２撮影面の位置決め用画像と、管電流値変調成分生成部５５によって生成される撮影面毎の体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像と、指標値推移設定部５６によって設定される撮影面毎の体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像とを撮影面毎に生成して表示装置４７上に同時に表示させる。

図５は、位置決め用画像、体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像及び体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像による３画像情報の一例を示す模式図である。

図５の左側は、撮影面が患者Ｐの上面（左右方向−体軸方向の断面）である位置決め用画像と、管電流値変調成分生成部５５によって生成されるＸ線管２１の回転角度が０度における体軸方向の管電流値変調成分（図３の右側のグラフ中に示す）のグラフの画像と、指標値推移設定部５６によって設定される体軸方向の指標値推移を表すグラフ（縦軸：体軸方向の位置［ｍｍ］、上横軸：体軸方向の指標値推移としての画像ＳＤ値［ｍＡ］）の画像とによる３画像情報を示す。位置決め用画像の体軸方向の位置と管電流値変調のグラフの体軸方向の位置とは対応している。

一方、図５の右側は、撮影面が患者Ｐの側面（上下方向−体軸方向の断面）である位置決め用画像と、管電流値変調成分生成部５５によって生成されるＸ線管２１の回転角度が９０度における体軸方向の管電流値変調成分（図３の左側のグラフ中に示す）のグラフの画像と、指標値推移設定部５６によって設定されるＸ線管２１の回転角度が９０度における体軸方向の指標値推移を表すグラフ（右縦軸：体軸方向の指標値推移としての画像ＳＤ値［ｍＡ］、横軸：体軸方向の位置［ｍｍ］）の画像とによる３画像情報を示す。位置決め用画像の体軸方向の位置と管電流値変調のグラフの体軸方向の位置とは対応している。

図６は、表示装置４７上に表示される表示画面の一例を示す模式図である。図６は、図４に示す撮影面毎の２画像情報及び各種パラメータを表示する画面である。

また、図２に示す指標値推移設定部５６は、インターフェース部５２による３画像情報の表示後、インターフェース部５２からの入力信号に従って、撮影面毎の位置決め用画像と同時に表示されるグラフに含まれる体軸方向の指標値推移を変更設定する機能を有する。指標値推移設定部５６は、２撮影面のうち選択される撮影面、例えば側面の位置決め用画像と同時に表示されるグラフの画像に含まれる体軸方向の指標値推移の全体がインタラクティブにスライド移動されることで、撮影面毎に全体変更後の体軸方向の指標値推移を設定する。また、指標値推移設定部５６は、選択される側面の位置決め用画像と同時に表示されるグラフの画像に含まれる体軸方向の指標値推移の一部（変更可能最小単位としての１回転毎の単位）がインタラクティブに移動されることで、全ての撮影面毎に一部変更後の体軸方向の指標値推移を設定する。

指標値推移設定部５６によって体軸方向の指標値推移が変更設定される場合、管電流値変調決定部５４は、指標値推移設定部５６によって撮影面毎に設定される全体（一部）変更後の体軸方向の指標値推移を基に、管電流値変調を決定する。管電流値変調成分生成部５５は、指標値推移を基に管電流値変調決定部５４によって決定される管電流値変調を基に、撮影面毎に体軸方向の管電流値変調成分をそれぞれ生成する。

ここで、指標値推移設定部５６によって体軸方向の指標値推移が変更設定される場合、インターフェース部５２は、入力装置４６からの体軸方向の指標値推移の全体のスライド移動、又は、体軸方向の指標値推移の一部（体軸方向のある位置に対応する指標値）の移動による変更入力を制御する機能を有する。体軸方向の指標値推移の全体、又は、体軸方向の指標値推移の一部の変更を行なう場合、インターフェース部５２は、例えば、入力装置４６としてのマウスによってドラッグ・ドロップ操作を可能とする構成や、入力装置４６としてのキーボードによって表示装置４７のモニタを介して表示されるスライドバーの移動を可能とする構成や、入力装置４６としてのキーボードによって数値入力を可能とする構成とする。また、体軸方向の指標値推移の一部の変更を行なう場合、インターフェース部５２は、例えば、入力装置４６としてのマウスによってドラッグ・ドロップ操作を可能とする構成とする。

表示される体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像を基に、入力装置４６としてのキーボードによってインターフェース部５２を介して体軸方向の指標値推移の一部の変更入力を行なうと、体軸方向の指標値推移の一部の変更時にマウスの動きに連動する表示上のポインタが位置決め用画像上に重なることがない。このような構成とすると、オペレータが体軸方向の指標値推移の一部を細かい単位で変更したいとき、位置決め用画像の観察しやすい状態を維持しながら体軸方向の指標値推移を表すグラフの変化や、その変化に伴う体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの変化を画像上で観察することができる。また、体軸方向の指標値推移の変化量等をプリセットで決定することができる。

なお、表示される体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像を基に、入力装置４６としてのマウスによってインターフェース部５２を介して体軸方向の指標値推移の全体（一部）の変更入力を可能なように構成する場合、体軸方向の指標値推移を表すグラフの変化や、その変化に伴う体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの変化はドラッグ中も連続的に表示装置４７のモニタを介して表示される。これにより、オペレータは、モニタを介して連続的に体軸方向の指標値推移の変化や体軸方向の管電流値変調成分の変化を観察できる。

図７は、体軸方向の指標値推移を変更する場合のインターフェース部５２の機能を説明するための模式図である。

図７には、図５の左側に示す３画像情報を含む画像に、入力装置４６を用いてスライドバー５２ａの移動を行なうことによって体軸方向の指標値推移の全体の変更入力を可能とするインターフェース部５２を示している。

図７に示すように、体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像と、体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像と、位置決め用画像による３画像情報を含む画像を同時に表示することによって、体軸方向の指標値推移を体軸方向の管電流値変調成分と対比させながら、体軸方向の指標値推移の全体を変更することができる。さらに、体軸方向の指標値推移の全体を左右方向にどのくらい変更すれば体軸方向の管電流値変調成分を左右方向にどれくらい変化するといったような情報を視覚的に得られるようになるので、オペレータは、より感覚的に体軸方向の管電流値変調成分と体軸方向の指標値推移の関係を知ることができる。よって、オペレータのスキャン計画の判断の幅を広げる助けとなる。

なお、インターフェース部５２は、図７に示すような体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像及び体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像のうち少なくとも一方を、位置決め用画像のパン情報やズーム情報に追従して表示させる。パン情報やズーム情報を組み合わせることにより、モニタを介して体軸方向の指標値推移の一部である指標値をより細かい単位で認識することが可能であるし、体軸方向の指標値推移の一部である指標値の変更をより細かい単位で行なえる。

また、図２に示す再構成画像生成部５７は、入力装置４６を用いたオペレータによってインターフェース部５２を介して入力される入力信号に従ってメインコントローラ３１を制御して、管電流値変調決定部５４によって決定される管電流値変調に従ってＸ線量を変えながらヘリカルスキャンを実行する機能と、ヘリカルスキャンによって取得される約３６０度方向分の投影データを基に、再構成画像を生成する機能とを有する。再構成画像生成部５７は、管電流値変調決定部５４によって決定される管電流値変調に従ってメインコントローラ３１を制御し、Ｘ線管２１及びＸ線検出器２４を保持する回転部１５を連続回転させ、また、天板１２を体軸方向に移動させながら（架台装置１１を体軸方向に移動させながら）約３６０度（１８０度＋ビュー角分）からＸ線コーンビーム又はＸ線ファンビームを照射させてスライス画像の撮影処理を行なう。

そして、再構成画像生成部５７は、図１に示すＩＦ４５ｂを介して架台装置１１のデータ収集装置２５から入力する投影方向が一方向分の生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理を行なう。各種補正を受けた一方向分の生データは、ＨＤ４４等の記憶装置に一旦記憶される。なお、一方向分の生データは、「投影データ」と呼ばれる。なお、投影データに対して散乱線の除去処理を行なってもよい。また、投影データを基に、スライス方向における逆投影パスが平行であると仮定したファンビーム再構成、スライス方向におけるＸ線管２１の回転角度を考慮したコーンビーム再構成等の再構成方法を用いて再構成画像が生成される。

第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０では、スキャン計画の段階で、位置決め用画像と体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像とによる２画像情報や、位置決め用画像と体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像と体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像とによる３画像情報が位置決め用画像のグラムの撮影面毎に表示されることにより、オペレータに、より正確な管電流値の決定機能を与えることができる。また、それによるＸ線被曝の低減により、患者Ｐへの負担も軽減する。

第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０によると、患者Ｐに対するＸ線被曝を低減しつつ、オペレータに所望の再構成画像を提供することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態のＸ線ＣＴ装置１０Ａのハードウェア構成は、図１に示す第１実施形態のＸ線ＣＴ装置１０と同様であるので説明を省略する。

図８は、第２実施形態のＸ線ＣＴ装置１０Ａの機能を示すブロック図である。

図１に示すＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１０Ａは、位置決め用画像生成部５１、インターフェース部５２、指標値設定部５３、第１管電流値変調決定部５４、管電流値変調成分生成部５５、指標値推移設定部５６、再構成画像生成部５７Ａ、管電流値変調成分設定部６１、第２管電流値変調決定部６２及び指標値推移生成部６３として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１０Ａの各構成要素５１乃至６３は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって機能するものとするが、その場合に限定されるものではない。Ｘ線ＣＴ装置１０Ａの構成要素５１乃至６３をハードウェアとしてＸ線ＣＴ装置１０Ａに設けるものであってもよい。

第１管電流値変調決定部５４は、図２に示す管電流値変調決定部５４と同様の機能を有する。

管電流値変調成分設定部６１は、第１実施形態で説明したようなインターフェース部５２による２画像情報又は３画像情報の表示後、インターフェース部５２からの入力信号に従って、撮影面毎の位置決め用画像とそれぞれ同時に表示されるグラフの画像に含まれる体軸方向の管電流値変調成分を変更設定する機能を有する。管電流値変調成分設定部６１は、２撮影面のうち選択される撮影面、例えば側面の位置決め用画像と同時に表示されるグラフの画像に含まれる体軸方向の管電流値変調成分の全体がインタラクティブにスライド移動されることで、撮影面毎に全体変更後の体軸方向の管電流値変調成分を設定する。また、管電流値変調成分設定部６１は、選択される側面の位置決め用画像と同時に表示されるグラフの画像に含まれる体軸方向の管電流値変調成分の一部（変更可能最小単位）がインタラクティブに移動されることで、全ての撮影面毎に一部変更後の体軸方向の管電流値変調成分を設定する。

ここで、インターフェース部５２による２画像情報又は３画像情報を含む画像の表示後、管電流値変調成分設定部６１が体軸方向の管電流値変調成分を変更設定する場合、インターフェース部５２は、入力装置４６からの体軸方向の管電流値変調成分の全体のスライド移動、又は、体軸方向の管電流値変調成分の一部（体軸方向のある位置に対応する管電流値）の移動による変更入力を制御する機能を有する。体軸方向の管電流値変調成分の全体、又は、体軸方向の管電流値変調成分の一部の変更を行なう場合、インターフェース部５２は、例えば、入力装置４６としてのマウスによってドラッグ・ドロップ操作を可能とする構成や、入力装置４６としてのキーボードによって表示装置４７のモニタを介して表示されるスライドバーの移動を可能とする構成や、入力装置４６としてのキーボードによって数値入力を可能とする構成とする。また、体軸方向の管電流値変調成分の一部の変更を行なう場合、インターフェース部５２は、例えば、入力装置４６としてのマウスによってドラッグ・ドロップ操作を可能とする構成とする。

第２管電流値変調決定部６２は、管電流値変調成分設定部６１によって設定される撮影面毎の全体（一部）変更後の体軸方向の管電流値変調成分を基に、全体（一部）変更後の管電流値変調を生成する機能を有する。

指標値推移生成部６３は、第２管電流値変調設定部６２によって生成される全体（一部）変更後の管電流値変調を基に、全体（一部）変更後の体軸方向の指標値推移を生成する機能を有する。

インターフェース部５２は、管電流値変調成分設定部６１によって設定される撮影面毎の全体（一部）変更後の体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像と、指標値推移生成部６３によって生成される全体（一部）変更後の体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像と、位置決め用画像とによる３画像情報を生成して同時に表示させる。

再構成画像生成部５７Ａは、図２に示す再構成画像生成部５７の機能に加え、入力装置４６を用いたオペレータによってインターフェース部５２を介して入力される入力信号に従ってメインコントローラ３１を制御して、第２管電流値変調決定部６２によって決定される管電流値変調に従ってＸ線量を変えながらヘリカルスキャンを実行する機能と、ヘリカルスキャンによって取得される約３６０度方向分の投影データを基に再構成画像を生成する機能とを有する。再構成画像生成部５７Ａは、第２管電流値変調決定部６２によって決定される管電流値変調に従ってメインコントローラ３１を制御し、Ｘ線管２１及びＸ線検出器２４を保持する回転部１５を連続回転させ、また、天板１２を体軸方向に移動させながら（架台装置１１を体軸方向に移動させながら）約３６０度（１８０度＋ビュー角分）からＸ線コーンビーム又はＸ線ファンビームを照射させてスライス画像の撮影処理を行なう。

そして、再構成画像生成部５７は、図１に示すＩＦ４５ｂを介して架台装置１１のデータ収集装置２５から入力する投影方向が一方向分の生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理を行なう。各種補正を受けた一方向分の生データは、ＨＤ４４等の記憶装置に一旦記憶される。また、投影データを基に、スライス方向における逆投影パスが平行であると仮定したファンビーム再構成、スライス方向におけるＸ線管２１の回転角度を考慮したコーンビーム再構成等の再構成方法を用いて再構成画像が生成される。

なお、図８に示すＸ線ＣＴ装置１０Ａの構成要素について、図２に示すＸ線ＣＴ装置１０の構成要素と同一のものには同一符号を付して説明を省略する。

管電流値変調成分設定部６１によって、インターフェース部５２による２画像情報又は３画像情報の表示後、撮影面毎の位置決め用画像と同時に表示される体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像を基に、入力装置４６としてのキーボードによってインターフェース部５２を介して体軸方向の管電流値変調成分の一部の変更入力を行なうと、体軸方向の管電流値変調成分の一部の変更時にマウスの動きに連動する表示上のポインタが位置決め用画像上に重なることがない。このような構成とすると、オペレータが体軸方向の管電流値変調成分の一部を細かい単位で変更したいとき、位置決め用画像の観察しやすい状態を維持しながら体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの変化や、その変化に伴う体軸方向の指標値推移を表すグラフの変化を画像上で観察することができる。また、体軸方向の管電流値変調成分の変化量等をプリセットで決定することができる。

なお、表示される体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像を基に、入力装置４６としてのマウスによってインターフェース部５２を介して体軸方向の管電流値変調成分の全体（一部）の変更入力を可能なように構成する場合、体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの変化や、その変化に伴う体軸方向の指標値推移を表すグラフの変化はドラッグ中も連続的に表示装置４７のモニタを介して表示される。これにより、オペレータは、モニタを介して連続的に体軸方向の管電流値変調成分の変化や体軸方向の指標値推移の変化を観察できる。

第２実施形態のＸ線ＣＴ装置１０Ａでは、スキャン計画の段階で、位置決め用画像と体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像とによる２画像情報や、位置決め用画像と体軸方向の管電流値変調成分を表すグラフの画像と体軸方向の指標値推移を表すグラフの画像とによる３画像情報を含む画像が位置決め用画像のグラムの撮影面毎に表示されることにより、オペレータに、より正確な管電流値の決定機能を与えることができる。また、それによるＸ線被曝の低減により、患者Ｐへの負担も軽減する。

第２実施形態のＸ線ＣＴ装置１０Ａによると、患者Ｐに対するＸ線被曝を低減しつつ、オペレータに所望の再構成画像を提供することができる。

１０，１０Ａ Ｘ線ＣＴ装置
１１ 架台装置
１２ 天板
１３ 操作コンソール
３１ メインコントローラ
４６ 入力装置
４７ 表示装置
５１ 位置決め用画像生成部
５２ インターフェース部
５３ 指標値設定部
５４ 管電流値変調決定部、第１管電流値変調決定部
５５ 管電流値変調成分生成部
５６ 指標値推移設定部
５７，５７Ａ 再構成画像生成部
６１ 管電流値変調成分設定部
６２ 第２管電流値変調決定部
６３ 指標値推移生成部

Claims (8)

1. Ｘ線を照射する照射手段と、
   再構成画像内の所要領域内のＣＴ値のばらつきを表し前記照射手段の１回転毎の指標値とスキャン条件とを基に、体軸方向の位置に従って変調する管電流値を管電流値変調として決定する決定手段と、
   位置決め用画像上に、前記管電流値変調を位置合わせして表示装置に表示する表示手段と、
   を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記決定手段は、前記照射手段の回転角度及び前記体軸方向の位置に従って変調する管電流値変調を決定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記決定手段は、前記指標値を、前記ばらつきを表す標準偏差値とする構成とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記管電流値変調に従ってＸ線量を変えながらヘリカルスキャンを行なう手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記表示手段が、位置決め用画像上に、前記指標値及び前記管電流値変調を位置合わせして前記表示装置に表示する場合、複数の指標値が前記体軸方向に設定されたものである指標値推移の全体を変更可能な手段をさらに有し、
   前記決定手段は、前記変更後の指標値推移を基に前記管電流値変調を決定する構成とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記表示手段が、位置決め用画像上に、前記指標値及び前記管電流値変調を位置合わせして前記表示装置に表示する場合、複数の指標値が前記体軸方向に設定されたものである指標値推移の一部を変更可能な手段をさらに有し、
   前記決定手段は、前記変更後の指標値推移を基に前記管電流値変調を決定する構成とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記管電流値変調のうち前記照射手段の所定の回転角度における体軸方向の管電流値変調成分を生成する手段と、
   前記管電流値変調成分の全体を変更可能な手段と、
   前記変更後の管電流値変調成分を基に、変更後の管電流値変調を決定する第２決定手段と、
   前記変更後の管電流値変調を基に、変更後の指標値推移を生成する生成手段と、をさらに有し、
   前記表示手段は、前記位置決め用画像上に、前記変更後の管電流値変調を表すグラフの画像と、前記変更後の指標値推移を表すグラフの画像とを位置合わせして前記表示装置に表示する構成とすることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記管電流値変調のうち前記照射手段の所定の回転角度における体軸方向の管電流値変調成分を生成する手段と、
   前記管電流値変調成分の一部を変更可能な手段と、
   前記変更後の管電流値変調成分を基に、変更後の管電流値変調を決定する第２決定手段と、
   前記変更後の管電流値変調を基に、変更後の指標値推移を生成する生成手段と、をさらに有し、
   前記表示手段は、前記位置決め用画像上に、前記変更後の管電流値変調を表すグラフの画像、前記変更後の指標値推移を表すグラフの画像とを位置合わせして前記表示装置に表示する構成とすることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

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