JP5546828B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びｘ線コンピュータ断層撮影方法 - Google Patents

Description

本発明はＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影方法に関する。

従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下「Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置」）による撮影においては、ＣＴ画像を撮影するＣＴ撮影に先立ち、スキャノグラムと呼ばれるＸ線透視像（以下「透視像」）を撮影するスキャノ撮影が行われる。スキャノ撮影によって取得された透視像は、例えば撮影範囲や撮影間隔を決定するために用いられる。

ところで、近年、ＣＴ撮影においては、被検体を中心とする円軌道上でＸ線管及びＸ線検出器を連続して高速回転させるとともに、天板を被検体の体軸方向に移動させる撮影手法（以下「ヘリカルスキャン」）が用いられる。一方、スキャノ撮影は、Ｘ線管及びＸ線検出器を回転させずに行われる。このため、スキャノ撮影からＣＴ撮影に移行する際には、架台装置を駆動し、停止中のＸ線管及びＸ線検出器を回転させなければならず、時間を要していた。

また、スキャノ撮影がデュアルスキャノ撮影である場合には、スキャノ撮影自体にも時間を要していた。ここで、デュアルスキャノ撮影とは、例えば正面及び側面など、直交する２方向から被検体にＸ線を照射し、２方向分の透視像を取得する撮影手法である。一般に、デュアルスキャノ撮影においては、Ｘ線管の位置を例えば０°に設定し、天板を移動させて被検体の正面を撮影した後に、Ｘ線管の位置を例えば９０°に変更し、再び天板を移動させて被検体の側面を撮影する。

この点、特許文献１には、スキャノ撮影からＣＴ撮影への移行を迅速に行う技術が開示されている。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、スキャノ撮影においてもＸ線管及びＸ線検出器を回転させ、Ｘ線管が所定の位置（例えば０°）のときにのみ間欠的にＸ線を照射し、収集された投影データから透視像を生成する。

特開２００２−１９１５９５号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、スキャノ撮影がデュアルスキャノ撮影である場合には、依然として、スキャノ撮影自体の時間を短縮することができないという課題がある。すなわち、特許文献１の技術によれば、まず、Ｘ線管の位置が例えば０°のときにのみ間欠的にＸ線を照射するように設定し、天板を移動させて撮影した後に、Ｘ線管の位置を例えば９０°に変更し、再び天板を移動させて撮影することになるからである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スキャノ撮影自体の時間を短縮し、かつ、スキャノ撮影からＣＴ撮影への移行を迅速に行うことが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、Ｘ線照射手段とＸ線検出手段とを天板に載置された被検体を略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、該天板を該被検体の体軸方向に移動させるように制御する回転移動制御手段と、前記回転移動制御手段による制御によって前記Ｘ線照射手段が前記円軌道上の第一の位置および第二の位置に到達する毎に該Ｘ線照射手段によるＸ線の照射および該Ｘ線検出手段によるＸ線の検出を行い、前記被検体の投影データを収集する投影データ収集手段と、前記投影データ収集手段によって前記第一の位置において収集された投影データから第一の透視像を生成し、および、前記投影データ収集手段によって前記第二の位置において収集された投影データから第二の透視像を生成する透視像生成手段と、前記投影データ収集手段によって前記Ｘ線照射手段によるＸ線の照射が行われる際に、前記第一の位置において収集された投影データの撮影範囲と、前記第二の位置において収集された投影データの撮影範囲とが一致するように、Ｘ線照射手段によるＸ線の体軸方向の照射範囲を調整する照射範囲調整手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置が、スキャノ撮影時に、Ｘ線照射手段とＸ線検出手段とを天板に載置された被検体を略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、該天板を該被検体の体軸方向に移動させるように制御する第一回転移動制御工程と、前記第一回転移動制御工程による制御によって前記Ｘ線照射手段が前記円軌道上の第一の位置および第二の位置に到達する毎に該Ｘ線照射手段によるＸ線の照射および該Ｘ線検出手段によるＸ線の検出を行い、前記被検体の投影データを収集する第一投影データ収集工程と、前記第一投影データ収集工程によって前記第一の位置において収集された投影データから第一の透視像を生成し、および、前記第一投影データ収集工程によって前記第二の位置において収集された投影データから第二の透視像を生成する透視像生成工程と、ＣＴ撮影時に、前記第一回転移動制御工程によって制御されたことで回転するＸ線照射手段とＸ線検出手段とを継続して回転させるとともに、前記天板を前記被検体の体軸方向に移動させるように制御する第二回転移動制御工程と、前記第二回転移動制御工程による制御によって前記Ｘ線照射手段が前記円軌道上を回転する間、該Ｘ線照射手段によるＸ線の照射および該Ｘ線検出手段によるＸ線の検出を行い、前記被検体の投影データを収集する第二投影データ収集工程と、前記第一投影データ収集工程および前記第二投影データ収集工程によって前記Ｘ線照射手段によるＸ線の照射が行われる際に、前記第一の位置において収集された投影データの撮影範囲と、前記第二の位置において収集された投影データの撮影範囲とが一致するように、Ｘ線照射手段によるＸ線の体軸方向の照射範囲を調整する照射範囲調整工程と、を含んだことを特徴とする。

請求項１、５に記載の本発明によれば、スキャノ撮影自体の時間を短縮し、かつ、スキャノ撮影からＣＴ撮影への移行を迅速に行うことができるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施例１におけるスキャノ撮影を説明するための図である。 図３は、実施例１におけるスキャノ撮影を説明するための図である。 図４は、実施例１におけるスキャノ撮影を説明するための図である。 図５は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図６は、透視像の撮影範囲を説明するための図である。 図７は、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図８は、実施例３における撮影範囲を説明するための図である。 図９は、スキャノ撮影時の回転速度とＣＴ撮影時の回転速度との関係を説明するための図である。 図１０は、スキャノ撮影時の回転速度とＣＴ撮影時の回転速度との関係を説明するための図である。 図１１は、実施例４に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。

［実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の構成］
まず、図１を用いて、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成を説明する。図１は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に例示するように、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを備える。

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射するとともに被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、投影データをコンソール装置３０に出力する装置である。具体的には、架台装置１０は、架台制御部１１、Ｘ線照射部１２、Ｘ線検出器１３、データ収集部１４、及び回転フレーム１５を有する。また、図１に例示するように、架台制御部１１は、高電圧発生部１１ａ、コリメータ調整部１１ｂ、及び架台回転駆動部１１ｃを有する。また、Ｘ線照射部１２は、Ｘ線管１２ａ及びコリメータ１２ｂを有する。

架台制御部１１の高電圧発生部１１ａは、後述するスキャン制御部３３による制御に従い、Ｘ線管１２ａに対して高電圧を供給する。コリメータ調整部１１ｂは、後述するスキャン制御部３３による制御に従ってコリメータ１２ｂの開口度を調整することで、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐに照射されるＸ線の照射範囲を調整する。架台回転駆動部１１ｃは、例えばモータであり、後述するスキャン制御部３３による制御に従って回転フレーム１５を連続して高速回転させることで、被検体Ｐを略中心とする円軌道上でＸ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を連続して回転させる。

Ｘ線照射部１２のＸ線管１２ａは、例えば円錐状や角錐状のビームを発生する真空管であり、高電圧発生部１１ａから供給される高電圧によってＸ線を発生し、被検体Ｐに対してＸ線を照射する。コリメータ１２ｂは、例えばスリットであり、Ｘ線管１２ａから照射されたＸ線を絞り込む。Ｘ線検出器１３は、例えば、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列に配列された検出素子列を有する二次元アレイ型検出器（面検出器）であり、Ｘ線管１２ａから照射され被検体Ｐを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データを検出する。なお、実施例１においては面検出器を用いた事例を説明するが、本発明はこれに限られるものではない。

データ収集部１４は、Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線強度分布データに対して増幅処理やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換処理などを行って投影データを生成し、生成した投影データをコンソール装置３０に出力する。回転フレーム１５は、例えば円環状のフレームであり、Ｘ線管１２ａとＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持する。ここで、図１においては、説明の便宜上、Ｘ線照射部１２及びＸ線検出器１３を２組図示するが、架台装置１０が有するＸ線照射部１２及びＸ線検出器１３は１組である。すなわち、図１においては、Ｘ線照射部１２が円軌道上０°の位置に到達している場合、及び、Ｘ線照射部１２が円軌道上９０°の位置に到達している場合をそれぞれ例示する。なお、実施例１においては、架台装置１０が有するＸ線照射部１２及びＸ線検出器１３が１組である例を説明するが、本発明はこれに限られるものではない。架台装置１０が、Ｘ線照射部１２及びＸ線検出器１３を２組有する場合（２管球システムなど）にも、本発明を同様に適用することができる。

寝台装置２０は、撮影対象の被検体Ｐを載置する装置である。具体的には、寝台装置２０は、寝台駆動部２１及び天板２２を有する。寝台駆動部２１は、例えばモータであり、後述するスキャン制御部３３による制御に従い、天板２２を被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向）に移動させる。天板２２は、被検体Ｐを載置する板である。

コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１００の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データから画像を再構成する装置である。具体的には、コンソール装置３０は、入力部３１、表示部３２、スキャン制御部３３、前処理部３４、投影データ記憶部３５、画像生成部３６、画像記憶部３７、及びシステム制御部３８を有する。

入力部３１は、例えばマウスやキーボードであり、Ｘ線ＣＴ装置１００に対する指示の入力に用いられる。例えば、入力部３１は、スキャノ撮影の開始指示の入力、ＣＴ撮影の開始指示の入力を受け付ける。表示部３２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイであり、各種情報を表示する。例えば、表示部３２は、画像記憶部３７によって記憶された画像や、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）などを表示する。

システム制御部３８は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路である。具体的には、システム制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０を制御することで、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行う。

例えば、システム制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することでスキャノ撮影及びＣＴ撮影を実行し、スキャノ撮影時の投影データ及びＣＴ撮影時の投影データを架台装置１０から収集する。また、例えば、システム制御部３８は、前処理部３４や画像生成部３６を制御することで、収集したスキャノ撮影時の投影データから透視像を生成し、収集したＣＴ撮影時の投影データからＣＴ画像を生成する。

スキャン制御部３３は、例えばＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路、ＣＰＵやＭＰＵなどの電子回路であり、システム制御部３８による制御に従い、架台制御部１１、データ収集部１４、及び寝台駆動部２１を制御する。具体的には、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を天板２２に載置された被検体Ｐを略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に移動させるように制御する。

また、スキャン制御部３３は、架台制御部１１を制御することにより、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を制御する。また、スキャン制御部３３は、データ収集部１４を制御することにより、データ収集部１４による投影データの生成を制御する。

前処理部３４は、システム制御部３８による制御に従い、データ収集部１４から出力された投影データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正などの補正処理を行い、補正処理が行われた投影データを投影データ記憶部３５に格納する。投影データ記憶部３５は、例えばハードディスクであり、前処理部３４によって補正処理が行われた投影データ（以下「補正済み投影データ」）を記憶する。

画像生成部３６は、システム制御部３８による制御に従い、投影データ記憶部３５によって記憶された補正済み投影データを用いて透視像及びＣＴ画像を生成し、生成した透視像及びＣＴ画像を画像記憶部３７に格納する。図１に例示するように、画像生成部３６は、透視像生成部３６ａ及びＣＴ画像生成部３６ｂを有する。

透視像生成部３６ａは、スキャノ撮影によって収集された補正済み投影データに対して、逆投影処理を行うことなく平面化処理を行うことで、ＣＴ画像とは異なる被検体Ｐの断面が描出された透視像を生成する。ＣＴ画像生成部３６ｂは、ＣＴ撮影によって収集された補正済み投影データに対して、逆投影処理を行い、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３の回転面における被検体Ｐの断面が描出された断層像を再構成することで、ＣＴ画像を生成する。画像記憶部３７は、例えばハードディスクであり、画像生成部３６によって生成された透視像及びＣＴ画像を記憶する。

ところで、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００は、スキャノ撮影自体の時間を短縮し、かつ、スキャノ撮影からＣＴ撮影への移行を迅速に行うことが可能である。以下、この点について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。

図２〜図４は、実施例１におけるスキャノ撮影を説明するための図である。まず、スキャン制御部３３は、ＣＴ撮影時のみならずスキャノ撮影時にも、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を天板２２に載置された被検体Ｐを略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に移動させるように制御する。

すなわち、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３は、ＣＴ撮影時のみならずスキャノ撮影時にも、スキャン制御部３３による制御に従って、天板２２に載置された被検体Ｐを略中心とする円軌道上で複数回連続して回転する。また、図２に例示するように、天板２２は、スキャン制御部３３による制御に従って、被検体Ｐの体軸方向に移動する。

また、スキャン制御部３３は、スキャノ撮影時には、Ｘ線管１２ａが円軌道上の第一の位置及び第二の位置に到達する毎に、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行うように、架台制御部１１を制御する。例えば、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の０°の位置及び９０°の位置に到達する毎に、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行うように制御する。なお、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａを１回転する間の天板２２の移動量が、Ｘ線検出器１３の体軸方向の開口幅をＸ線管１２ａの回転中心軸に投影した長さとなるように、天板２２の移動を制御する。

図３に示す矢印は、Ｘ線管１２ａの軌跡を示すものである。Ｘ線管１２ａの軌跡は、スキャノ撮影時及びＣＴ撮影時のいずれにおいても、図３に例示するように、被検体Ｐに対して螺旋状になる。もっとも、ＣＴ撮影時には、Ｘ線管１２ａの軌跡通り、Ｘ線は被検体Ｐに対して螺旋状に照射されるが、スキャン撮影時には、図３に例示するように、Ｘ線は円軌道上の特定の位置（例えば０°及び９０°）においてのみ、被検体Ｐに対して照射される。

また、図３に例示する４つの三角形は、それぞれ、円軌道上の０°の位置においてＸ線管１２ａによって照射されたＸ線の照射範囲を例示するものである。また、三角形の底辺は、Ｘ線検出器１３の体軸方向の開口幅（コリメータ１２ｂの最大開口幅）と一致する。したがって、Ｘ線管１２ａを１回転する間の天板２２の移動量は、図３に例示する開口幅をＸ線管１２ａの回転中心軸に投影した長さとなる。なお、図３においては例示を省略するが、円軌道上の９０°の位置においても同様に、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線を照射する。

続いて、スキャン制御部３３は、スキャノ撮影時には、第一の位置における投影データを複数回分生成し、第二の位置における投影データを複数回分生成するように、データ収集部１４を制御する。例えば、スキャン制御部３３は、０°の位置における投影データを４回分生成し、９０°の位置における投影データを４回分生成するように制御する。こうして生成された投影データは、コンソール装置３０の前処理部３４に送られる。

一方、システム制御部３８は、スキャノ撮影時には、架台装置１０から投影データを収集すると、収集した投影データから透視像を生成するように、前処理部３４や画像生成部３６を制御する。具体的には、システム制御部３８は、スキャノ撮影時、透視像生成部３６ａを制御することで、第一の位置において複数回収集された投影データから第一の透視像を生成させ、第二の位置において複数回収集された投影データから第二の透視像を生成させる。

例えば、図４に例示するように、透視像生成部３６ａは、投影データ記憶部３５から円軌道上の０°の位置において４回収集された投影データを読み出し、読み出した投影データそれぞれから透視像を生成し、生成した４枚の透視像を繋ぐことにより長い透視像を生成する。また、透視像生成部３６ａは、投影データ記憶部３５から円軌道上の９０°の位置において４回収集された投影データを読み出し、読み出した投影データそれぞれから透視像を生成し、生成した４枚の透視像を繋ぐことにより長い透視像を生成する。なお、実施例１においては、円軌道上の０°及び９０°の位置においてそれぞれ４回投影データを収集する事例を説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、投影データを収集する位置や回数は撮影条件やＸ線ＣＴ装置１００の設計条件などに応じて任意に変更することができる。

このようなことから、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００によれば、天板２２を１回移動するだけで、デュアルスキャノ相当の透視像を取得することができるので、スキャノ撮影自体の時間を短縮することが可能になる。また、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００によれば、スキャノ撮影時に既にＸ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を回転させているので、ＣＴ撮影に移行する際に、改めてＸ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を回転させる必要がなく、移行を迅速に行うことが可能になる。すなわち、短時間にデュアルスキャノ相当の透視像を取得し、かつ、継続するＣＴ撮影に待ち時間なく（あるいは短時間で）移行することができる。

［実施例１に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順］
次に、図５を用いて、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理手順を説明する。図５は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。

まず、システム制御部３８は、入力部３１を介してスキャノ撮影の開始指示を受け付けると（ステップＳ１０１肯定）、スキャン制御部３３を制御することでスキャノ撮影を開始する。

具体的には、スキャン制御部３３は、架台装置１０の回転制御及び寝台装置２０の移動制御を開始する（ステップＳ１０２）。すなわち、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を天板２２に載置された被検体Ｐを略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に移動させるように、制御を開始する。

次に、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の所定の位置（トップ、例えば０°）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。そして、到達したと判定した場合には（ステップＳ１０３肯定）、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行うように、架台制御部１１を制御する（ステップＳ１０４）。そして、スキャン制御部３３は、所定の位置（トップ）における１ビューの投影データを生成するように、データ収集部１４を制御する（ステップＳ１０５）。

続いて、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の所定の位置（サイド、例えば９０°）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、到達したと判定した場合には（ステップＳ１０６肯定）、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行うように、架台制御部１１を制御する（ステップＳ１０７）。続いて、スキャン制御部３３は、所定の位置（サイド）における１ビューの投影データを生成するように、データ収集部１４を制御する（ステップＳ１０８）。

ここで、スキャン制御部３３は、スキャノ撮影を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。例えば、スキャン制御部３３は、予めトップ及びサイドそれぞれについて４回分の投影データを収集すべき指示をシステム制御部３８から受けている場合には、４回分の投影データを収集したか否かを判定する。

スキャン制御部３３は、スキャノ撮影を終了しないと判定すると（ステップＳ１０９否定）、再び、ステップＳ１０３の処理に戻る。したがって、例えば、スキャン制御部３３が、予めトップ及びサイドそれぞれについて４回分の投影データを収集すべき指示をシステム制御部３８から受けている場合には、４回分の投影データを収集するまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１０９において、スキャノ撮影を終了したと判定すると（ステップＳ１０９肯定）、続いて、システム制御部３８が、収集した投影データから透視像を生成するように、前処理部３４や画像生成部３６を制御する（ステップＳ１１０）。例えば、システム制御部３８は、透視像生成部３６ａを制御することで、０°の位置において４回収集された投影データからトップの透視像を生成させ、９０°において４回収集された投影データからサイドの透視像を生成させる。

続いて、システム制御部３８は、入力部３１を介してＣＴ撮影の開始指示を受け付けると（ステップＳ１１１肯定）、スキャン制御部３３を制御することでＣＴ撮影を開始する。なお、この時、架台装置１０の回転制御は既に開始されているので、再び開始する必要はない。

したがって、スキャン制御部３３は、架台装置１０の回転制御を開始することなく、ＣＴ撮影を開始する（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１１２以降の処理手順については、通常のＣＴ撮影と同様であるので割愛する。

［実施例１の効果］
上述したように、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を天板２２に載置された被検体Ｐを略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に移動させるように制御する。また、Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の第一の位置（例えば０°）及び第二の位置（例えば９０°）に到達する毎にＸ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行い、被検体Ｐの投影データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００は、第一の位置（例えば０°）において収集された投影データから第一の透視像を生成し、及び、第二の位置（例えば９０°）において収集された投影データから第二の透視像を生成する。

このようなことから、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００によれば、天板２２を１回移動するだけで、デュアルスキャノ相当の透視像を取得することができるので、スキャノ撮影自体の時間を短縮することが可能になる。また、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００によれば、スキャノ撮影時に既にＸ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を回転させているので、ＣＴ撮影に移行する際に、改めてＸ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を回転させる必要がなく、移行を迅速に行うことが可能になる。

上記実施例１では、コリメータ１２ｂの開口度を調整することなくスキャノ撮影を実行した。この点、実施例２では、コリメータ１２ｂの開口度を調整しながらスキャノ撮影を実行することで、被検体Ｐに照射するＸ線量を削減することが可能になる。

図６は、透視像の撮影範囲を説明するための図である。図６に例示する（ｂ）は、トップの透視像（図６において「ＴＯＰ像」と示す）であり、（ｃ）は、サイドの透視像（図６において「ＳＩＤＥ像」と示す）である。（ａ）と（ｄ）とを対比するとわかるように、トップの透視像の撮影範囲と、サイドの透視像の撮影範囲とには、ずれが生じる。すなわち、図３を用いて説明したように、Ｘ線管１２ａの軌跡は、被検体Ｐに対して螺旋状になる。このため、例えば円軌道上の０°の位置において収集された投影データから生成された透視像の撮影範囲と、９０°の位置において収集された投影データから生成された透視像の撮影範囲との間には、１／４（９０°／３６０°）回転する間の天板２２の移動量分のずれが生じる。

このようなことから、透視像として用いられる範囲は、トップの透視像の撮影範囲と、サイドの透視像の撮影範囲とに共通の撮影範囲となり、図６に例示する（ｅ）の範囲となる。そうであるとすると、図６の（ｆ）及び（ｇ）に例示するように、トップの透視像のうち最初に生成された透視像の片側１／４回転相当分、及び、サイドの透視像のうち最後に生成された透視像の反対の片側１／４回転相当分は、透視像として画像化されない部分になる。

このため、このような部分については、被検体ＰにＸ線を照射しないことが望まれる。そこで、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置１００は、スキャン制御部３３が、コリメータ調整部１１ｂを制御することで、コリメータ１２ｂの開口度を調整し、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐに照射されるＸ線の照射範囲をコリメータ１２ｂで一部遮蔽する。

例えば、スキャン制御部３３は、図６に例示する（ｆ）及び（ｇ）のように、体軸方向の照射範囲をコリメータ１２ｂで一部遮蔽するように、コリメータ調整部１１ｂを制御する。例えば、最初にトップの透視像を撮影する際には、３２０列のうち、天板２２の進行方向前側８０列（８０列は、３２０列の１／４回転分に相当）を遮蔽するように、コリメータ１２ｂの開口度を調整（例えば、コリメータ１２ｂの片側１／２を閉じるなど）する。また、例えば、最後にサイドの透視像を撮影する際には、３２０列のうち、天板２２の進行方向後ろ側の８０列を遮蔽するように、コリメータ１２ｂの開口度を調整する（例えば、コリメータ１２ｂの片側１／２を閉じるなど）。

図７は、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図７に例示する処理手順は、図５に例示した処理手順とほぼ同様であるが、ステップＳ２０３とステップＳ２０６との間に挿入されたステップＳ２０４及びＳ２０５の処理手順、及び、ステップＳ２０８とステップＳ２１１との間に挿入されたステップＳ２０９及びＳ２１０の処理手順が異なる。

すなわち、実施例１と同様、システム制御部３８が、入力部３１を介してスキャノ撮影の開始指示を受け付けると（ステップＳ２０１肯定）、スキャン制御部３３は、架台装置１０の回転制御及び寝台装置２０の移動制御を開始する（ステップＳ２０２）。

次に、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の所定の位置（トップ、例えば０°）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。そして、到達したと判定した場合には（ステップＳ２０３肯定）、スキャン制御部３３は、それが初回であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。初回であると判定した場合には（ステップＳ２０４肯定）、スキャン制御部３３は、コリメータ調整部１１ｂを制御することで、コリメータ１２ｂの開口度を調整する（ステップＳ２０５）。例えば、スキャン制御部３３は、コリメータ１２ｂの片側１／２を閉じる。

一方、初回でないと判定した場合には（ステップＳ２０４否定）、スキャン制御部３３は、コリメータ１２ｂの開口度を調整することなく（コリメータ１２ｂは開かれた状態となる）、ステップＳ２０６へと移行する。すなわち、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行うように、架台制御部１１を制御する（ステップＳ２０６）。この時、ステップＳ２０５においてコリメータ１２ｂの開口度が調整されていれば、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐに照射されるＸ線の照射範囲は、コリメータ１２ｂによって一部遮蔽される。そして、スキャン制御部３３は、実施例１と同様、所定の位置（トップ）における１ビューの投影データを生成するように、データ収集部１４を制御する（ステップＳ２０７）。

続いて、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の所定の位置（サイド、例えば９０°）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。そして、到達したと判定した場合には（ステップＳ２０８肯定）、スキャン制御部３３は、それが最終回（例えば４回目）であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。最終回であると判定した場合には（ステップＳ２０９肯定）、スキャン制御部３３は、コリメータ調整部１１ｂを制御することで、コリメータ１２ｂの開口度を調整する（ステップＳ２１０）。例えば、スキャン制御部３３は、コリメータ１２ｂの片側１／２を閉じる。

一方、最終回でないと判定した場合には（ステップＳ２０９否定）、スキャン制御部３３は、コリメータ１２ｂの開口度を調整することなく（コリメータ１２ｂは開かれた状態となる）、ステップＳ２１１へと移行する。すなわち、スキャン制御部３３は、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射及びＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行うように、架台制御部１１を制御する（ステップＳ２１２）。この時、ステップＳ２１０においてコリメータ１２ｂの開口度が調整されていれば、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐに照射されるＸ線の照射範囲は、コリメータ１２ｂによって一部遮蔽される。そして、スキャン制御部３３は、実施例１と同様、所定の位置（サイド）における１ビューの投影データを生成するように、データ収集部１４を制御する（ステップＳ２１２）。

その後は、実施例１と同様、スキャン制御部３３は、スキャノ撮影を終了するか否かを判定する（ステップＳ２１３）。そして、スキャン制御部３３は、スキャノ撮影を終了しないと判定すると（ステップＳ２１３否定）、再び、ステップＳ２０３の処理に戻る。一方、ステップＳ２１３において、スキャノ撮影を終了したと判定すると（ステップＳ２１３肯定）、続いて、システム制御部３８が、収集した投影データから透視像を生成するように、前処理部３４や画像生成部３６を制御する（ステップＳ２１４）。

続いて、実施例１と同様、システム制御部３８は、入力部３１を介してＣＴ撮影の開始指示を受け付けると（ステップＳ２１５肯定）、スキャン制御部３３を制御することでＣＴ撮影を開始する。なお、この時、架台装置１０の回転制御は既に開始されているので、再び開始する必要はない。

したがって、実施例１と同様、スキャン制御部３３は、架台装置１０の回転制御を開始することなく、ＣＴ撮影を開始する（ステップＳ２１６）。

なお、上記処理手順においては、撮影が、トップの初回であるか、サイドの最終回であるかをその都度判定し、トップの初回もしくはサイドの最終回であると判定した場合にのみ、コリメータ１２ｂの片側の１／２を閉じるように制御し、その他の場合には、コリメータ１２ｂを閉じる制御を行わない（コリメータ１２ｂは開いた状態となる）ものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。例えば、予め、コリメータ１２ｂの片側の１／２を閉じた状態（初期状態）で撮影を開始し、閉じた状態で初回のＸ線照射を終了すると、コリメータ１２ｂを閉じた状態から開いた状態となるように制御し、その後、サイドの最終回であると判定した場合に、再び、コリメータ１２ｂの片側（初期状態の反対側）の１／２を閉じるように制御してもよい。すなわち、具体的な制御の処理手順は、装置の運用条件などに応じて任意に変更することができる。

［実施例２の効果］
上述したように、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置１００において、コリメータ調整部１１ｂは、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射が行われる際に、体軸方向の照射範囲を調整する。具体的には、コリメータ調整部１１ｂは、第一の位置（例えば０°）において収集された投影データの撮影範囲と、第二の位置（例えば９０°）において収集された投影データの撮影範囲とが一致するように、体軸方向の照射範囲を調整する。このようなことから、実施例２によれば、被検体Ｐに照射するＸ線量を削減することが可能になる。

上記実施例２では、トップの透視像の撮影範囲とサイドの透視像の撮影範囲とのずれに着目して、コリメータ１２ｂの開口度を調整する手法を説明した。しかしながら、コリメータ１２ｂの開口度の調整は、他の目的においても活用される。

図８は、実施例３における撮影範囲を説明するための図である。図８に例示する（ａ）は、トップの透視像（図８において「ＴＯＰ像」と示す）であり、（ｂ）は、サイドの透視像（図８において「ＳＩＤＥ像」と示す）である。（ａ）及び（ｂ）は、実施例１や２で説明したように、通常の撮影範囲（図８において「撮影範囲（大）」と示す）である。

一方、図８に例示する（ｃ）及び（ｄ）は、撮影範囲が小さい場合である（図８において「撮影範囲（小）」と示す）。すなわち、例えば被検体Ｐが子供である場合など、対象とする撮影範囲が小さい場合には、Ｘ線検出器１３の検出素子列全てを用いてスキャノ撮影をするのではなく、Ｘ線検出器１３の検出素子列の一部を用いてスキャノ撮影をすればよい。

このため、必要のない部分については、被検体ＰにＸ線を照射しないことが望まれる。そこで、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置１００は、撮影範囲が決定すると、まず、決定した撮影範囲に基づきコリメータ１２ｂの開口度を計算する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線検出器１３の検出素子列の何列を用い、何回転撮影するのがよいのか、最適な組み合わせを計算により求める。そして、スキャン制御部３３が、計算結果に従ってコリメータ調整部１１ｂを制御することで、コリメータ１２ｂの開口度を調整し、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐに照射されるＸ線の照射範囲をコリメータ１２ｂで一部遮蔽する。例えば、スキャン制御部３３は、図８に例示する（ｃ）及び（ｄ）のように、Ｘ線の照射範囲をコリメータ１２ｂで一部遮蔽するようにコリメータ調整部１１ｂを制御するのみならず、図８においては省略するが、トップの透視像全て及びサイドの透視像全てにおいて、コリメータ１２ｂの開口度を調整する。

例えば、事前の計算により、３２０列のうちの２００列のみを用い、４回転撮影するのがよいとの計算結果が得られたとする。すると、３２０列のうちの２００列のみが用いられるように、コリメータ１２ｂの体軸方向の両側（６０列ずつ）を遮蔽することになる。例えば、最初にトップの透視像を撮影する際には、３２０列のうち、天板２２の進行方向前側１１０列（６０列＋５０列、５０列は、２００列の１／４回転分に相当）を遮蔽するように、また、進行方向後ろ側６０列を遮蔽するように、コリメータ１２ｂの開口度を調整する。また、例えば、最後にサイドの透視像を撮影する際には、３２０列のうち、天板２２の進行方向後ろ側の１１０列（６０列＋５０列）を遮蔽するように、また、進行方向前側６０列を遮蔽するように、コリメータ１２ｂの開口度を調整する。また、その他を撮影する際には、天板２２の進行方向前側及び後ろ側の両方について、それぞれ６０列ずつ遮蔽するように、コリメータ１２ｂの開口度を調整する。

［実施例３の効果］
上述したように、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置１００において、コリメータ調整部１１ｂは、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射が行われる際に、体軸方向の照射範囲を調整する。このようなことから、実施例３によれば、被検体Ｐに照射するＸ線量を削減することが可能になる。

上記実施例１〜３では、スキャノ撮影時の回転速度とＣＴ撮影時の回転速度との関係について、特に調整を行っていなかった。実施例４に係るＸ線ＣＴ装置１００は、ＣＴ撮影時の回転速度により迅速に移行できるように、スキャノ撮影時の回転速度を調整する。

図９及び図１０は、スキャノ撮影時の回転速度とＣＴ撮影時の回転速度との関係を説明するための図である。図９及び図１０において、縦軸は、回転速度を示し、横軸は、時間を示す。図９に例示するように、後続のＣＴ撮影時（図９において「Monitoring scan」、「Main scan」と示す）の回転速度が「０．３５ｓ／ｒ」と確定している場合には、スキャン制御部３３は、ＣＴ撮影時の回転速度と一致するように、スキャン撮影時の回転速度を決定する。例えば、スキャン制御部３３は、スキャン撮影時の回転速度を「０．３５ｓ／ｒ」に決定する。そして、スキャン制御部３３は、決定した回転速度となるように、回転フレーム１５を制御する。

一方、図１０に例示するように、後続のＣＴ撮影時の回転速度が確定していない場合、例えば、「Monitoring scan」の回転速度と「Main scan」の回転速度との組み合わせが、「０．５ｓ／ｒ」もしくは「０．３５ｓ／ｒ」のいずれとなるかが確定していない場合には、スキャン制御部３３は、中間的な速度に決定する。例えば、スキャン制御部３３は、スキャン撮影時の回転速度を「０．４ｓ／ｒ」に決定する。そして、スキャン制御部３３は、決定した回転速度となるように、回転フレーム１５を制御する。

図１１は、実施例４に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図１１に例示する処理手順は、図５に例示した処理手順とほぼ同様であるが、ステップＳ３０１とステップＳ３０５との間に挿入されたステップＳ３０２〜Ｓ３０４の処理手順のみが異なる。そこで、以下、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５までを説明する。

実施例１と同様、システム制御部３８が、入力部３１を介してスキャノ撮影の開始指示を受け付けると（ステップＳ３０１肯定）、スキャン制御部３３は、ＣＴ撮影時の回転速度が確定済みであるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。確定済みである場合には（ステップＳ３０２肯定）、スキャン制御部３３は、ＣＴ撮影時の回転速度をスキャン撮影時の回転速度として設定する（ステップＳ３０３）。

一方、確定済みでない場合には（ステップＳ３０２否定）、スキャン制御部３３は、中間的な回転速度をスキャン撮影時の回転速度として設定する（ステップＳ３０４）。そして、スキャン制御部３３は、架台装置１０の回転制御及び寝台装置２０の移動制御を開始するが（ステップＳ３０５）、架台装置１０の回転制御を行う際には、ステップＳ３０３やステップＳ３０４において設定した回転速度となるように、回転フレーム１５を制御する。

［実施例４の効果］
上述したように、実施例４に係るＸ線ＣＴ装置１００によれば、スキャン制御部３３は、後続のＣＴ撮影時の回転速度に応じてスキャノ撮影時の回転速度を決定するので、スキャノ撮影からＣＴ撮影への移行がよりスムースに行われる。

以上、実施例１〜４を説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、種々の変形、改良を施した他の形態で実施することが可能である。

例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射を行う際に、第一の位置の近傍および第二の位置の近傍それぞれにおいて複数回の照射を行うことで複数回分の投影データを収集してもよい。この場合には、Ｘ線ＣＴ装置１００は、第一の位置の近傍において収集された複数回分の投影データから１枚の第一の透視像を生成し、および、第二の位置の近傍において収集された複数回分の投影データから１枚の第二の透視像を生成する。

例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、回転フレーム１５の１回転を「１０００」に分割して特定位相を「位置：５００」とした場合、同一回転内の位置「４９９、５００および５０１」にてＸ線が照射する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００は、特定位相近傍の３つの補正済み投影データを加算し、加算平均から１枚の透視像を生成する。このような手法によれば、例えばＸ線量が足りない場合に、画質を向上することができる。

上記実施例１〜４では、第一の位置及び第二の位置の一例として、０°及び９０°を例示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、１°及び９１°、０°及び２７０°など、Ｘ線の照射が行われる位置は、撮影条件やＸ線ＣＴ装置の設計条件などに応じて任意に設定される。

また、上記実施例１〜４では、円軌道上の２箇所でＸ線の照射が行われる事例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、０°、９０°、及び２７０°など、円軌道上の３箇所でＸ線の照射が行われる場合など、２箇所以上の複数の位置でＸ線の照射が行われる場合にも、同様に適用することができる。

この場合には、Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管１２ａが円軌道上の所定位置（複数箇所）に到達する毎に、Ｘ線管１２ａによるＸ線の照射およびＸ線検出器１３によるＸ線の検出を行い、被検体Ｐの投影データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００は、所定位置において収集された投影データから、所定位置ごとに透視像を生成する。例えば、円軌道上の３箇所でＸ線の照射が行われた場合には、３枚の透視像が生成されることになる。

１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ 架台制御部
１２ Ｘ線照射部
１３ Ｘ線検出器
１４ データ収集部
１５ 回転フレーム
２０ 寝台装置
２１ 寝台駆動部
２２ 天板
３０ コンソール装置
３１ 入力部
３２ 表示部
３３ スキャン制御部
３４ 前処理部
３５ 投影データ記憶部
３６ 画像生成部
３７ 画像記憶部
３８ システム制御部

Claims (3)

1. Ｘ線照射手段とＸ線検出手段とを天板に載置された被検体を略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、該天板を該被検体の体軸方向に移動させるように制御する回転移動制御手段と、
   前記回転移動制御手段による制御によって前記Ｘ線照射手段が前記円軌道上の第一の位置および第二の位置に到達する毎に該Ｘ線照射手段によるＸ線の照射および該Ｘ線検出手段によるＸ線の検出を行い、前記被検体の投影データを収集する投影データ収集手段と、
   前記投影データ収集手段によって前記第一の位置において収集された投影データから第一の透視像を生成し、および、前記投影データ収集手段によって前記第二の位置において収集された投影データから第二の透視像を生成する透視像生成手段と、
   前記投影データ収集手段によって前記Ｘ線照射手段によるＸ線の照射が行われる際に、前記第一の位置において収集された投影データの撮影範囲と、前記第二の位置において収集された投影データの撮影範囲とが一致するように、Ｘ線照射手段によるＸ線の体軸方向の照射範囲を調整する照射範囲調整手段と、
   を備えたことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記投影データ収集手段は、前記Ｘ線照射手段によるＸ線の照射を行う際に、前記第一の位置近傍および前記第二の位置近傍それぞれにおいて複数回の照射を行うことで複数回分の投影データを収集し、
   前記透視像生成手段は、前記投影データ収集手段によって前記第一の位置近傍において収集された複数回分の投影データから１枚の第一の透視像を生成し、および、前記投影データ収集手段によって前記第二の位置近傍において収集された複数回分の投影データから１枚の第二の透視像を生成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. Ｘ線コンピュータ断層撮影装置が、
   スキャノ撮影時に、Ｘ線照射手段とＸ線検出手段とを天板に載置された被検体を略中心とする円軌道上で連続して回転させるとともに、該天板を該被検体の体軸方向に移動させるように制御する第一回転移動制御工程と、
   前記第一回転移動制御工程による制御によって前記Ｘ線照射手段が前記円軌道上の第一の位置および第二の位置に到達する毎に該Ｘ線照射手段によるＸ線の照射および該Ｘ線検出手段によるＸ線の検出を行い、前記被検体の投影データを収集する第一投影データ収集工程と、
   前記第一投影データ収集工程によって前記第一の位置において収集された投影データから第一の透視像を生成し、および、前記第一投影データ収集工程によって前記第二の位置において収集された投影データから第二の透視像を生成する透視像生成工程と、
   ＣＴ撮影時に、前記第一回転移動制御工程によって制御されたことで回転するＸ線照射手段とＸ線検出手段とを継続して回転させるとともに、前記天板を前記被検体の体軸方向に移動させるように制御する第二回転移動制御工程と、
   前記第二回転移動制御工程による制御によって前記Ｘ線照射手段が前記円軌道上を回転する間、該Ｘ線照射手段によるＸ線の照射および該Ｘ線検出手段によるＸ線の検出を行い、前記被検体の投影データを収集する第二投影データ収集工程と、
   前記第一投影データ収集工程および前記第二投影データ収集工程によって前記Ｘ線照射手段によるＸ線の照射が行われる際に、前記第一の位置において収集された投影データの撮影範囲と、前記第二の位置において収集された投影データの撮影範囲とが一致するように、Ｘ線照射手段によるＸ線の体軸方向の照射範囲を調整する照射範囲調整工程と、
   を含んだことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影方法。

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