JP6068027B2

JP6068027B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP6068027B2
Application number: JP2012152236A
Authority: JP
Inventors: 圭佑大石
Original assignee: Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: JP2014014418A

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、Ｘ線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。

具体的に、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生部により被検体に対してＸ線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したＸ線を複数のＸ線検出器にて検出する。データ収集部は、検出された検出データを収集する。データ収集部は、収集された検出データをＡ／Ｄ変換した後、コンソール装置に送信する。コンソール装置は、当該検出データに前処理等を施し投影データを作成する。そして、コンソール装置は、投影データに基づく再構成処理を行い、断層画像データ、或いは複数の断層画像データに基づくボリュームデータを作成する。

Ｘ線ＣＴ装置を用いるスキャン方法としてヘリカルシャトルスキャンがある。ヘリカルシャトルスキャンは、被検体が載置された天板を第１方向及び第１方向とは反対の方向（第２方向）に往復運動させつつ、ヘリカルスキャン（被検体に対して螺旋状にＸ線を曝射するスキャン）を行う方法である。ヘリカルシャトルスキャンにより得られる第１方向及び第２方向の検出データに基づく断層画像データは、たとえば、ＣＴパフュージョンに用いられる。ＣＴパフュージョンとは、同じ位置を複数回撮影して得られたＣＴ画像を重ね合わせる方法である。ＣＴパフュージョンにより得られる画像は、たとえば、造影された脳血管の血流量の変化を濃淡で表し、虚血等の症状を解析するために用いられる。

このように、複数のＣＴ画像を重ね合わせるため、ヘリカルシャトルスキャンでは、被検体に対して螺旋状に曝射されるＸ線の軌道が、第１方向のスキャン（以下、「往路スキャン」という場合がある）と、第２方向のスキャン（以下、「復路スキャン」という場合がある）とで同期するように制御される。従って、往路スキャン及び復路スキャンのいずれにおいても、Ｘ線発生部は、円軌道上のある位置を基点（開始位置）としてＸ線の曝射を開始する。このように、異なるタイミングのスキャンにおいて常に同じ位置から曝射（及び天板の移動）を開始するスキャンを軌道同期スキャンという。

ここで、Ｘ線発生部においては、Ｘ線の曝射を停止した状態からＸ線を安定して曝射可能となるまでに所定の時間（以下、「立ち上げ時間」という場合がある）がかかる。従って、Ｘ線を曝射できない期間が生じないようにするため、ヘリカルシャトルスキャンでは常にＸ線の曝射を行っている。つまり、往路スキャンが終了してから復路スキャンが開始する間（往路スキャンが終了した位置から復路スキャンの開始位置までＸ線発生部が移動する間）もＸ線を曝射し続けている。

また、天板を往復運動させて行うヘリカルシャトルスキャンにおいては、天板の機械応答性のばらつき等により、検出データの不足が生じやすい。収集される検出データが不足していると所望の断層画像データ等を再構成することができない。従って、ヘリカルシャトルスキャンにおいては、検出データの不足を補うために、Ｘ線の曝射を長時間行うよう予め設定されている。なお、天板の機械応答性のばらつきとは、被検体の体型等により生じる重量や荷重分布の違いに基づく天板の移動状態のばらつきである。たとえば、天板がサーボモータにより駆動される場合、サーボモータにかかる負荷が小さい場合（天板に載置される被検体の体重が軽い場合）、天板の動き出しの応答性は速くなる。逆に、サーボモータにかかる負荷が大きい場合（天板に載置される被検体の体重が重い場合）、天板の動き出しの応答性は遅くなる。

特開２０１１−６２４４５号公報

ヘリカルシャトルスキャンでは常にＸ線の曝射を行っているが、往路スキャンが終了した位置から復路スキャンの開始位置までＸ線発生部が移動する間は、検出データの収集を行わない。よって、その間に曝射されるＸ線によって、不要な被曝が生じる。また、検出データの不足を補うために行うＸ線の曝射により、不要な被曝が生じる恐れもある。

実施形態は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、ヘリカルシャトルスキャンにおいて不要な被曝を低減することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、天板と、天板に載置された被検体の周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線スキャン部とを有する。Ｘ線ＣＴ装置は、天板の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に天板とＸ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された検出データに基づいて被検体の画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、算出部と、比較部と、制御部とを有する。算出部は、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる第２方向のスキャンの開始までの所要時間を算出する。比較部は、算出された所要時間と、予め設定されたＸ線発生部の立ち上げ時間とを比較する。制御部は、比較部による比較結果に基づいて、Ｘ線発生部を制御する。制御部は、所要時間が立ち上げ時間と同じ、或いは長い場合、Ｘ線発生部によるＸ線の発生を停止させる。
また、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、天板と、天板に載置された被検体の周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線スキャン部とを有する。Ｘ線ＣＴ装置は、天板の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に天板とＸ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された検出データに基づいて被検体の画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、算出部と、比較部と、制御部とを有する。算出部は、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる第２方向のスキャンの開始までの所要時間を算出する。比較部は、算出された所要時間と、予め設定されたＸ線発生部の立ち上げ時間とを比較する。制御部は、比較部による比較結果に基づいて、Ｘ線発生部を制御する。算出部は、第１方向のスキャンが所定の状態になるまでに得られたビューの個数を計測する計測部と、予め決められた第１方向のスキャンの全ビュー数と、計測部で計測されたビューの個数とに基づいて、第１方向のスキャンにおける残りのビューの取得にかかる時間を算出する時間算出部と、を有する。算出部は、時間算出部により算出された時間と第１方向のスキャンの終了から第２方向のスキャンの開始までの間におけるＸ線発生部の回転移動にかかる時間とに基づいて、所要時間を算出する。
また、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、天板と、天板に載置された被検体の周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線スキャン部とを有する。Ｘ線ＣＴ装置は、天板の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に天板とＸ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された検出データに基づいて被検体の画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、算出部と、比較部と、制御部と、検出部とを有する。算出部は、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる第２方向のスキャンの開始までの所要時間を算出する。比較部は、算出された所要時間と、予め設定されたＸ線発生部の立ち上げ時間とを比較する。制御部は、比較部による比較結果に基づいて、Ｘ線発生部を制御する。検出部は、第１方向のスキャンが所定の状態になったことを検出して天板の移動停止に関する天板情報を生成する。算出部は、天板情報の生成を受けて所要時間の算出を行う。

第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体図である。第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。ヘリカルシャトルスキャンの例を説明するための図である。軌道同期の例を説明するための図である。軌道同期の例を説明するための図である。第１実施形態に係る架台・寝台制御部のブロック図である。第１実施形態に係る架台・寝台制御部の説明を補足する図である。第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャートである。第２実施形態に係る架台・寝台制御部のブロック図である。第２実施形態に係る架台・寝台制御部の説明を補足する図である。第２実施形態に係る架台・寝台制御部の説明を補足する図である。第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
図１から図７を参照して、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。

＜装置構成＞
図１は、Ｘ線ＣＴ装置１の全体図である。図２は、Ｘ線ＣＴ装置１の構成を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを含んで構成されている。

図１に示すように、架台装置１０及び寝台装置３０は、検査室Ｒ１内に配置される。コンソール装置４０は、検査室とは異なる部屋Ｒ２内に配置される（図１における破線は、検査室Ｒ１と部屋Ｒ２の境界を示している）。

本実施形態では、被検体Ｅが載置された天板３３（後述）を架台装置１０に対して第１方向（往路方向。矢印Ａで示す）及びその逆方向である第２方向（復路方向。矢印Ｂで示す）に往復運動させる例について述べる。第１方向及び第２方向は、天板３３の長手方向に沿う方向である。

［架台装置］
架台装置１０は、被検体Ｅに対してＸ線を曝射し、被検体Ｅを透過した当該Ｘ線の検出データを収集する装置である。架台装置１０は、回転部１０ａと固定部１０ｂとを有する。

回転部１０ａは、Ｘ線発生部１１と、Ｘ線検出部１２と、Ｘ線絞り部１３と、データ収集部１４とを有する。

回転部１０ａは、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出部１２等を支持する部材である。回転部１０ａは、被検体Ｅを挟んで対向するようＸ線発生部１１及びＸ線検出部１２を支持する。回転部１０ａは、架台装置１０内において、被検体Ｅを中心とした円軌道で回転する。

Ｘ線発生部１１は、Ｘ線を発生させるＸ線管球（たとえば、円錐状や角錐状のビームを発生する真空管。図示なし）を含んで構成されている。発生したＸ線は被検体Ｅに対して曝射される。

Ｘ線検出部１２は、複数のＸ線検出素子（図示なし）を含んで構成されている。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データ（以下、「検出データ」という場合がある）をＸ線検出素子で検出し、その検出データを電流信号として出力する。Ｘ線検出部１２は、たとえば、Ｘ線検出素子が互いに直交する２方向（スライス方向とチャンネル方向）にそれぞれ複数配置された２次元のＸ線検出器（面検出器）が用いられる。なお、スライス方向は被検体Ｅの体軸方向（図１の矢印Ａ及び矢印Ｂ方向）に相当し、チャンネル方向はＸ線発生部１１（Ｘ線検出部１２）の回転方向に相当する。本実施形態におけるＸ線発生部１１及びＸ線検出部１２は、「Ｘ線スキャン部」の一例である。Ｘ線スキャン部は、天板３３に載置された被検体Ｅの周囲を一体的に回転可能に設けられている。

Ｘ線絞り部１３は、所定幅のスリット（開口）を有し、スリットの幅を変えることで、Ｘ線発生部１１から曝射されたＸ線のファン角（チャンネル方向の広がり角）とＸ線のコーン角（スライス方向の広がり角）とを調整する。

データ収集部１４（ＤＡＳ：ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）は、Ｘ線検出部１２（各Ｘ線検出素子）からの検出データを収集する。また、データ収集部１４は、収集した検出データをデジタルデータに変換し、固定部１０ｂを介してコンソール装置４０に送信する。

固定部１０ｂは、被検体Ｅに対し、回転部１０ａを回転可能に保持する。固定部１０ｂは、高電圧発生部１５と、架台駆動部１６と、絞り駆動部１７と、架台・寝台制御部１８とを有する。

高電圧発生部１５は、Ｘ線発生部１１に対して高電圧を印加する。Ｘ線発生部１１は、当該高電圧に基づいてＸ線を発生させる。架台駆動部１６は、回転部１０ａを回転駆動させる。絞り駆動部１７は、Ｘ線発生部１１で発生したＸ線が所定の形状となるようＸ線絞り部１３を駆動させる。

架台・寝台制御部１８は、コンソール装置４０による制御に基づいて、高電圧発生部１５、架台駆動部１６、絞り駆動部１７及び寝台駆動部３２（後述）の制御等、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。架台・寝台制御部１８については後に詳述する。

［寝台装置］
寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｅを載置・移動させる装置である。寝台装置３０は、寝台３１と寝台駆動部３２とを備えている。寝台３１は、被検体Ｅを載置するための天板３３と、天板３３を支持する基台３４とを備えている。天板３３は、寝台駆動部３２によって被検体Ｅの体軸方向及び体軸方向に直交する方向に移動することが可能となっている。すなわち、寝台駆動部３２は、被検体Ｅが載置された天板３３を、回転部１０ａに対して挿抜させることができる。基台３４は、寝台駆動部３２によって天板３３を上下方向（被検体Ｅの体軸方向と直交する方向）に移動させることが可能となっている。

［コンソール装置］
コンソール装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置１に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置４０は、架台装置１０（データ収集部１４）から送信された検出データに基づいて、被検体Ｅの画像を生成する機能（被検体Ｅの内部形態を表すＣＴ画像データを再構成する機能）等を有している。

［ヘリカルシャトルスキャン］
次に図３を参照して、ヘリカルシャトルスキャンについて説明する。ヘリカルシャトルスキャンは、被検体Ｅが載置された天板３３を第１方向及び第２方向に往復運動させつつ、ヘリカルスキャンを行う方法である。ヘリカルスキャンとは、被検体Ｅを中心として螺旋状にＸ線を曝射するスキャン方法である（図３参照。図３では、被検体Ｅと螺旋の模式図とを別々に示している）。図３に示す矢印Ａ及び矢印Ｂは、図１に示す矢印に対応している。矢印Ａは、往路スキャンの際に天板３３が移動する方向を示し、矢印Ｂは、復路スキャンの際に天板３３が移動する方向を示す。

寝台駆動部３２は、被検体Ｅに対する撮影範囲Ｅ_ｐ内に設定された定速領域Ｅ_ｃにおいて天板３３を一定の速度で移動させる。一方、寝台駆動部３２は、寝台加減速領域Ｅ_ｔ１（Ｅ_ｔ２）において天板３３の移動速度を加速又は減速させる。

たとえば、第１方向のスキャンを行う場合、寝台駆動部３２は、寝台加減速領域Ｅ_ｔ１において所定の移動速度となるよう天板３３を加速させる。そして、寝台駆動部３２は、定速領域Ｅ_ｃにおいて天板３３を当該所定の移動速度で移動させる。その後、寝台駆動部３２は、寝台加減速領域Ｅ_ｔ２において天板３３の移動速度を減速させて停止させ、天板３３の移動方向を矢印Ｂの方向に反転させる。そして、第２方向のスキャンが開始されると、寝台駆動部３２は、寝台加減速領域Ｅ_ｔ２において天板３３を加速させる。このような往復運動に伴うヘリカルスキャンにより、撮影範囲Ｅ_ｐ内における第１方向及び第２方向の検出データを複数得ることが可能となる。

［軌道同期］
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照してヘリカルシャトルスキャンにおける軌道同期について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、スライス方向から架台装置１０（Ｘ線発生部１１）を見た図である。図４Ａ及び図４Ｂに示す円（破線）は、Ｘ線発生部１１が被検体Ｅの周りを回転する際の軌道を示している。第１方向又は第２方向のスキャンを開始する位置を開始位置Ｌ_ｓで示す。

ヘリカルシャトルスキャンでは、第１方向において、開始位置Ｌ_ｓよりスキャンを開始する（図４Ａの矢印α１参照）。また、所定の撮影範囲Ｅ_ｐのスキャンが完了したとき、Ｘ線発生部１１は、終了位置Ｌ_ｅで停止する。

その後、軌道同期により、円軌道上の同じ位置（開始位置Ｌ_ｓ）からＸ線発生部１１によるＸ線の曝射（及び天板３３の移動）を開始する。すなわち、第２方向のスキャンを開始する前に、架台・寝台制御部１８は、終了位置Ｌ_ｅにあるＸ線発生部１１を開始位置Ｌ_ｓまで移動させる（図４Ｂの矢印α２参照）。そして、架台・寝台制御部１８は、第２方向のスキャンを開始させる（図４Ｂの矢印α３参照）。

［架台・寝台制御部１８の構成］
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態における架台・寝台制御部１８の詳細な構成について述べる。図５は、架台・寝台制御部１８の構成を示すブロック図である。図６は、架台・寝台制御部１８の処理の流れを示す図である。図６の横軸は時間ｔである。

架台・寝台制御部１８は、検出部１８ａと、算出部１８ｂと、比較部１８ｃと、制御部１８ｄとを有する。以下、第１方向のスキャンにおける例を示すが、第２方向のスキャンでも同様である。

検出部１８ａは、第１方向のスキャンが所定の状態になったことを検出して天板３３の移動停止に関する天板情報を生成する。すなわち、検出部１８ａは天板移動停止のフラグをアクティブにする。「所定の状態」とは、たとえば、天板３３の移動範囲内における所定位置に天板３３が到達した状態である。この場合、検出部１８ａは、天板３３が所定位置に到達したことを検出し、天板情報を生成する。「所定位置」とは、たとえば、天板３３が第１方向における移動の停止を開始する位置（上述の寝台加減速領域Ｅ_ｔ１に対応する位置）である。

なお、「所定の状態」は、天板３３の移動速度が閾値以下となった状態でもよい。具体的に、天板３３は、架台・寝台制御部１８からの駆動パルスにより駆動する。駆動パルスの間隔は、天板３３の移動速度に関係している（駆動パルスの間隔が狭い＝移動速度が速い）。そこで、検出部１８ａは、駆動パルスをモニタリングし、当該駆動パルスの間隔が閾値以下になった場合に、天板情報を生成する。閾値は、天板３３が停止状態に向かっているかを示す値である。たとえば、寝台加減速領域Ｅ_ｔ１（Ｅ_ｔ２）内において天板３３が減速する場合の駆動パルスは、定速領域Ｅｃにおける駆動パルスに比べ、間隔が広くなる。つまり、寝台加減速領域Ｅ_ｔ１（Ｅ_ｔ２）内における駆動パルスの間隔に基づく移動速度を閾値とすることができる。

或いは、「所定の状態」として、天板３３を有する寝台装置３０から送信された天板３３の移動停止に関する信号を検出することでもよい。すなわち、検出部１８ａは、寝台装置３０からの天板３３の移動停止に関する信号を受けて天板情報を生成してもよい。

算出部１８ｂは、第１方向のスキャンにおいて往復運動が所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる第２方向のスキャンの開始までの所要時間Ｔ_ｓを算出する。

具体的に、算出部１８ｂは、天板情報の生成を受けて所要時間Ｔ_ｓの算出を行う。本実施形態における所要時間Ｔ_ｓとは、第１方向のスキャンにおいて天板３３が所定の状態になった時刻ｔ_１（検出部１８ａにより天板情報が生成された時刻）から第２方向のスキャンを開始する時刻ｔ_３までに要する時間である（図６参照）。なお、図６では、第１方向のスキャンの終了時刻を時刻ｔ_２で示す。

本実施形態における、算出部１８ｂは、計測部１８１ｂと、時間算出部１８２ｂとを有する。

計測部１８１ｂは、第１方向のスキャンが所定の状態になるまでに得られたビューの個数Ｖ_ｃを計測する。たとえば、計測部１８１ｂは、第１方向におけるスキャンの開始（時刻ｔ_０）から取得されるビューの数を計測し、所定の状態になったとき（時刻ｔ_１）のビュー数をビューの個数Ｖ_ｃとする。

１つのビューは、円軌道における任意の位置から被検体Ｅに対してＸ線を曝射した場合に当該Ｘ線が検出されるＸ線検出部１２の領域に対応する範囲である。１つのビューの取得にかかる時間Ｔ_１は、Ｘ線ＣＴ装置１の構成や撮影条件等により予め決まっている。所定の状態に至るまでに得られるビューの個数Ｖ_ｃは、被検体Ｅの体型等による天板３３の移動状態の違い（天板３３の機械応答性の違い）等により、天板３３を移動させるまで分からない。たとえば、体重の重い被検体Ｅが載置されている場合、体重の軽い被検体Ｅが載置されている場合よりも天板３３の動きは鈍くなる。よって、天板３３が所定の状態に至るまでの時間が長くなることから取得されるビューの個数Ｖ_ｃが多くなる可能性がある。すなわち、被検体Ｅの体型等により時刻ｔ_１の時点で得られるビューの個数Ｖ_ｃに差が生じる可能性がある。

時間算出部１８２ｂは、予め決められた第１方向のスキャンの全ビュー数Ｖ_ａｌｌ（時刻ｔ_２におけるビュー数）と、計測部１８１ｂで計測されたビューの個数Ｖ_ｃとに基づいて、第１方向のスキャンにおける残りのビューの取得にかかる時間Ｔ_ｒを算出する。

第１方向のスキャンの全ビュー数Ｖ_ａｌｌは、撮影条件（撮影範囲、回転部１０ａの回転速度等）等により予め決定されている。全ビュー数Ｖ_ａｌｌは、たとえば、異なる撮影条件等に対応した複数の値が記憶部（図示無）等に記憶されている。この場合、時間算出部１８２ｂは、設定された撮影条件に基づいて、対応する一の値を読み出す。

時間算出部１８２ｂは、全ビュー数Ｖ_ａｌｌから計測部１８１ｂで計測されたビューの個数Ｖ_ｃを引くことで、第１方向のスキャンにおける残りのビューの数Ｖ_ｒを算出する。先に述べた通り、１つのビューの取得にかかる時間Ｔ_１は予め決まっているため、時間算出部１８２ｂは、残りのビューの数Ｖ_ｒに時間Ｔ_１をかけた値を残りのビューの取得にかかる時間Ｔ_ｒとして求める。

算出部１８ｂは、時間算出部１８２ｂにより算出された時間Ｔ_ｒ、及び第１方向のスキャンの終了（時刻ｔ_２）から第２方向のスキャンの開始（時刻ｔ_３）までにかかる時間Ｔ_ｃ（Ｘ線発生部１１が終了位置Ｌ_ｅから開始位置Ｌ_ｓまで移動する時間。すなわち、軌道同期にかかる時間）に基づいて、所要時間Ｔ_ｓを算出する。具体的には、算出部１８ｂは、時間Ｔ_ｒと時間Ｔ_ｃを足した値を所要時間Ｔ_ｓとする。

比較部１８ｃは、算出された所要時間Ｔ_ｓと、予め設定されたＸ線発生部１１の立ち上げ時間Ｔ_ｕとを比較する。立ち上げ時間Ｔ_ｕは、停止したＸ線発生部１１（Ｘ線管球）に電圧を印加してから、Ｘ線の出力が安定するまでの時間である。立ち上げ時間Ｔ_ｕは、Ｘ線ＣＴ装置１の性能によるため、装置毎に予め決まった値が記憶部（図示無）等に記憶されている。

制御部１８ｄは、比較部１８ｃによる比較結果に基づいて、Ｘ線発生部１１を制御する。

具体的に、所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕと同じ、或いは所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕよりも長いという比較結果が得られた場合（所要時間Ｔ_ｓ−立ち上げ時間Ｔ_ｕ＝時間Ｔ_ｗ≧０の場合）について述べる。この場合、Ｘ線発生部１１を一旦停止させた場合であっても、軌道同期が完了するまでに（第２方向のスキャンを開始する時刻ｔ_３までに）に再度、Ｘ線発生部１１を立ち上げることができる。よって、制御部１８ｄは、Ｘ線発生部１１を時間Ｔ_ｗだけ停止させる。これにより、軌道同期を行う際の無駄な被曝を低減することが可能となる。なお、立ち上げ時間Ｔ_ｕ≧軌道同期にかかる時間Ｔ_ｃの場合、検出データ（ビューの個数）が不足する可能性がある。この場合、コンソール装置４０は、既に取得された検出データに基づいてデータの補間処理を行う。データ補間の手法は公知の方法を用いることが可能である。

逆に、所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕよりも短いという比較結果が得られた場合（所要時間Ｔ_ｓ−立ち上げ時間Ｔ_ｕ＝Ｔ_ｗ＜０の場合）について述べる。この場合、Ｘ線発生部１１を停止させると、軌道同期が完了するまでに（第２方向のスキャンを開始する時刻ｔ_３までに）Ｘ線発生部１１の立ち上げが間に合わない。つまり、Ｘ線発生部１１を停止させると第１スキャンに連続して第２スキャンを開始することができない。従って、この場合には、制御部１８ｄはＸ線発生部１１によるＸ線の曝射を継続させる。

＜動作＞
次に、図７を参照して、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。

架台・寝台制御部１８は、被検体Ｅに対して第１方向に天板３３を移動させつつ、ヘリカルスキャンを開始する（Ｓ１０。往路スキャンの開始）。

検出部１８ａは、天板３３が所定の位置に到達したことを検出して、天板情報を生成する（Ｓ１１）。

計測部１８１ｂは、Ｓ１１で生成された天板情報を受けて、所定の位置に到達するまでに得られたビューの個数Ｖ_ｃを計測する（Ｓ１２）。

時間算出部１８２ｂは、全ビュー数Ｖ_ａｌｌからＳ１２で計測されたビューの個数Ｖ_ｃを引くことにより残りのビューの個数Ｖ_ｒを算出する。そして、時間算出部１８２ｂは、残りのビューの個数Ｖ_ｒに１つのビューの取得にかかる時間Ｔ_１をかけて残りのビュー（個数Ｖ_ｒ）の取得にかかる時間Ｔ_ｒを算出する（Ｓ１３）。

算出部１８ｂは、Ｓ１３で算出された時間Ｔ_ｒと軌道同期にかかる時間Ｔ_ｃとから所要時間Ｔ_ｓを算出する（Ｓ１４）。

比較部１８ｃは、Ｓ１４で算出された所要時間Ｔ_ｓと立ち上げ時間Ｔ_ｕとを比較する（Ｓ１５）。

所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕと同じ、或いは長い場合（Ｓ１６でＹの場合）、制御部１８ｄは、Ｘ線発生部１１による曝射を停止させる（高電圧発生部１５による電圧の印加を停止させる）（Ｓ１７）。

逆に、所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕよりも短い場合（Ｓ１６でＮの場合）、制御部１８ｄは、Ｘ線発生部１１による曝射を継続させる（Ｓ１８）。

その後、Ｘ線ＣＴ装置１（架台・寝台制御部１８）は、軌道同期を行う（Ｓ１９）。軌道同期が完了した後、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｓ１１〜Ｓ１７（Ｓ１８）までの動作を第２方向のスキャンでも繰り返し行う（Ｓ２０。復路スキャンの開始）。

このように、第１方向のスキャンと第２方向のスキャンを所定回数繰り返し（Ｓ２１でＮの場合）、所望の検出データが得られた場合（Ｓ２１でＹの場合）、ヘリカルシャトルスキャンの完了となる（Ｓ２２）。

なお、本実施形態では、天板３３を移動させる例について述べたがこれに限られない。たとえば、天板３３を固定し、天板３３に対して架台装置１０を移動させることによりヘリカルシャトルスキャンを行うことも可能である。すなわち、本実施形態の構成によれば、天板３３と架台装置１０（Ｘ線スキャン部）とを相対的に往復運動させることが可能である。架台装置１０を移動させる場合には、上述の天板情報の代わりに架台装置１０の移動情報（架台装置１０の位置情報、架台装置１０の速度情報等）を用いることができる。

＜作用・効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、天板３３と、天板３３に載置された被検体Ｅの周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部１１及びＸ線検出部１２を有するＸ線スキャン部とを有する。Ｘ線ＣＴ装置１は、天板３３の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に天板３３とＸ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された検出データに基づいて被検体Ｅの画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置１は、算出部１８ｂと、比較部１８ｃと、制御部１８ｄとを有する。算出部１８ｂは、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる第２方向のスキャンの開始までの所要時間Ｔ_ｓを算出する。比較部１８ｃは、算出された所要時間Ｔ_ｓと、予め設定されたＸ線発生部１１の立ち上げ時間Ｔ_ｕとを比較する。制御部１８ｄは、比較部１８ｃによる比較結果に基づいて、Ｘ線発生部１１を制御する。

具体的には、算出部１８ｂは、計測部１８１ｂと、時間算出部１８２ｂとを有する。計測部１８１ｂは、第１方向のスキャンが所定の状態になるまでに得られたビューの個数Ｖ_ｃを計測する。時間算出部１８２ｂは、予め決められた第１方向のスキャンの全ビュー数Ｖ_ａｌｌと、計測部１８１ｂで計測されたビューの個数Ｖ_ｃとに基づいて、第１方向のスキャンにおける残りのビューの取得にかかる時間Ｔ_ｒを算出する。算出部１８ｂは、時間算出部１８２ｂにより算出された時間Ｔ_ｒと第１方向のスキャンの終了から第２方向のスキャンの開始までの間におけるＸ線発生部１１の回転移動にかかる時間Ｔ_ｃとに基づいて、所要時間Ｔ_ｓを算出する。

このように、所要時間Ｔ_ｓと立ち上げ時間Ｔ_ｕとの比較結果に基づいて、制御部１８ｄがＸ線発生部１１の制御（Ｘ線発生部１１によるＸ線曝射の有無）を行うことにより、ヘリカルシャトルスキャンの実行中であっても、Ｘ線の曝射を一時的に停止することが可能となる。すなわち、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置によれば、ヘリカルシャトルスキャンにおいて不要な被曝を低減することが可能となる。

また、制御部１８ｄは、所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕと同じ、或いは長い場合、Ｘ線発生部１１によるＸ線の発生を停止させる。

このように、所要時間Ｔ_ｓが立ち上げ時間Ｔ_ｕと同じ、或いは長い場合には、一時的にＸ線の曝射を停止させても、制御部１８ｄは、次のスキャン開始までにＸ線発生部１１を立ち上げることが可能となる。よって、Ｘ線の曝射停止から次のスキャン開始まで（たとえば、軌道同期中）における不要な被曝を低減することができる。

更に、Ｘ線ＣＴ装置１は、検出部１８ａを有する。検出部１８ａは、第１方向のスキャンが所定の状態になったことを検出して天板３３の移動停止に関する天板情報（天板移動停止フラグ）を生成する。算出部１８ｂは、天板情報の生成を受けて所要時間Ｔ_ｓの算出を行う。

このように、天板情報の生成に基づいて所要時間Ｔ_ｓの算出を行うことにより、所要時間Ｔ_ｓと立ち上げ時間Ｔ_ｕとの比較結果によっては、Ｘ線の曝射を一時的に停止することが可能となる。すなわち、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置によれば、ヘリカルシャトルスキャンにおいて不要な被曝を低減することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図８〜図１０を参照して、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。本実施形態においては、往復運動が所定の状態になったことに対応し、データ収集を停止させ、且つ軌道同期を行う構成について述べる。なお、第１実施形態と同様の構成等については、詳細な説明を省略する場合がある。

本実施形態における架台・寝台制御部１８は、検出部１８ａと、制御部１８ｄとを有する。

第１実施形態と同様、検出部１８ａは、第１方向のスキャンが所定の状態になったことを検出して天板３３の移動停止に関する天板情報を生成する。以下の説明では、検出部１８ａは、天板３３の移動範囲内における所定位置に天板３３が到達した状態を検出して天板情報を生成するものとする。

本実施形態における制御部１８ｄは、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し（検出部１８ａによる天板情報の生成を受けて）、Ｘ線スキャン部による検出データの収集を停止させ、且つＸ線発生部１１を第１方向のスキャンの開始位置と同じ位置に移動させ、第２方向のスキャンを開始させる。

図９Ａ及び図９Ｂを参照して、本実施形態における制御部１８ｄの動作について詳述する。図９Ａは、図４Ａ及び図４Ｂ同様、スライス方向から架台装置１０（Ｘ線発生部１１）を見た図である。図９Ａに示す円（破線）は、Ｘ線発生部１１が被検体Ｅの周りを回転する際の軌道を示している。また、図９Ｂは、第１方向におけるヘリカルスキャンの軌道を示す模式図である。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、第１方向又は第２方向のスキャンを開始する位置を開始位置Ｌ_ｓで示す。

第１方向のスキャンを実行中に検出部１８ａによる天板情報の生成を受けると、制御部１８ｄは、Ｘ線スキャン部による検出データの収集を停止させる。具体的には、制御部１８ｄは、Ｘ線検出部１２によるＸ線の検出、及び回転部１０ａ（Ｘ線発生部１１）の回転を停止させる。図９Ａ及び図９Ｂでは、Ｘ線発生部１１が停止する位置を停止位置Ｌ_ｃで示す。なお、図９Ｂから明らかなように、実際には、Ｘ線発生部１１は終了位置Ｌ_ｅよりも前の軌道で停止する（図９Ａでは便宜上、同一平面上に停止位置Ｌ_ｃ及び終了位置Ｌ_ｅを示している）。また、Ｘ線スキャン部による検出データの収集が停止された後も、Ｘ線発生部１１によるＸ線の曝射は継続して行われる。

その後、制御部１８ｄは、停止位置Ｌ_ｃから開始位置Ｌ_ｓまでＸ線発生部１１を移動させ（軌道同期。図９Ａの矢印α４参照）、第２方向のスキャンを開始させる。

このように、天板情報の生成に基づいてＸ線スキャン部によるデータ収集を停止させると、通常の場合（終了位置Ｌ_ｅまでスキャンを行う場合。第１実施形態参照）に比べ、第１方向のスキャンを早く終了させることができる。すなわち、第１方向のスキャンにおける被曝量を低減することができる。同様の動作を各スキャンで行うことでヘリカルシャトルスキャン全体における被曝量の低減に繋がる。なお、図９Ａに示すように、停止位置Ｌ_ｃが終了位置Ｌ_ｅよりも開始位置Ｌ_ｓ側に位置している場合、終了位置Ｌ_ｅから軌道同期を行う場合に比べ、Ｘ線発生部１１の移動量が少ない。すなわち、軌道同期の際のＸ線曝射による被曝量を低減することが可能となる。

ところで、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１は、終了位置Ｌ_ｅまでスキャンを行う場合よりもデータ収集を早く停止するため、各スキャンにおける検出データの量が不足する可能性がある。この場合、コンソール装置４０は、既に取得された検出データに基づいてデータの補間処理を行う。データ補間の手法は公知の方法を用いることが可能である。

＜動作＞
次に、図１０を参照して、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。

架台・寝台制御部１８は、被検体Ｅに対して第１方向に天板３３を移動させつつ、ヘリカルスキャンを開始する（Ｓ３０。往路スキャンの開始）。

検出部１８ａは、天板３３が所定の位置に到達したことを検出して、天板情報を生成する（Ｓ３１）。

制御部１８ｄは、Ｓ３１で生成された天板情報を受けて、Ｘ線検出部１２によるＸ線の検出を停止させ、且つＸ線発生部１１を停止位置Ｌ_ｃに停止させる（Ｓ３２。検出データの収集を停止）。

そして、制御部１８ｄは、Ｘ線発生部１１を停止位置Ｌ_ｃから開始位置Ｌ_ｓまで移動させる（Ｓ３３。軌道同期）。

軌道同期が完了した後、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｓ３１〜Ｓ３３までの動作を第２方向のスキャンでも繰り返し行う（Ｓ３４。復路スキャンの開始）。

このように、第１方向のスキャンと第２方向のスキャンを所定回数繰り返し（Ｓ３５でＮの場合）、所望の検出データが得られた場合（Ｓ３５でＹの場合）、ヘリカルシャトルスキャンの完了となる（Ｓ３６）。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、天板３３と、天板３３に載置された被検体Ｅの周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部１１及びＸ線検出部１２を有するＸ線スキャン部とを有する。Ｘ線ＣＴ装置１は、天板３３の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に天板３３とＸ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された検出データに基づいて被検体Ｅの画像を生成する。Ｘ線ＣＴ装置１は、制御部１８ｄを有する。制御部１８ｄは、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し（たとえば、天板情報に基づいて）Ｘ線スキャン部による検出データの収集を停止させ、且つＸ線発生部１１を第１方向のスキャンの開始位置と同じ位置に移動させ、第２方向のスキャンを開始させる。

このように、第１方向のスキャンにおいて往復運動が所定の状態になった場合にデータ収集を停止させ、軌道同期を行うことにより、第１方向のスキャンにおける被曝量を低減させることができる。この動作を繰り返し行われる各スキャンで実行することにより、ヘリカルシャトルスキャン全体における被曝量を低減させることができる。すなわち、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置によれば、ヘリカルシャトルスキャンにおいて不要な被曝を低減することが可能となる。

＜実施形態に共通の効果＞
以上述べた少なくともひとつの実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、制御部１８ｄがＸ線発生部１１の制御（またはデータ収集の停止及び軌道同期）を行うことにより、被曝量を低減することが可能となる。すなわち、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置によれば、ヘリカルシャトルスキャンにおいて不要な被曝を低減することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１Ｘ線ＣＴ装置
１０架台装置
１０ａ回転部
１０ｂ固定部
１１Ｘ線発生部
１２Ｘ線検出部
１３Ｘ線絞り部
１４データ収集部
１５高電圧発生部
１６架台駆動部
１７絞り駆動部
１８架台・寝台制御部
１８ａ検出部
１８ｂ算出部
１８ｃ比較部
１８ｄ制御部
３０寝台装置
４０コンソール装置
１８１ｂ計測部
１８２ｂ時間算出部

Claims

天板と、
前記天板に載置された被検体の周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線スキャン部と、
を有し、
前記天板の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に前記天板と前記Ｘ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、前記Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された前記検出データに基づいて前記被検体の画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる前記第２方向のスキャンの開始までの所要時間を算出する算出部と、
算出された前記所要時間と、予め設定された前記Ｘ線発生部の立ち上げ時間とを比較す
る比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて、前記Ｘ線発生部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記所要時間が前記立ち上げ時間と同じ、或いは長い場合、前記Ｘ線発生部によるＸ線の発生を停止させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
天板と、
前記天板に載置された被検体の周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線スキャン部と、
を有し、
前記天板の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に前記天板と前記Ｘ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、前記Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された前記検出データに基づいて前記被検体の画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる前記第２方向のスキャンの開始までの所要時間を算出する算出部と、算出された前記所要時間と、予め設定された前記Ｘ線発生部の立ち上げ時間とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて、前記Ｘ線発生部を制御する制御部と、
を有し、
前記算出部は、
前記第１方向のスキャンが前記所定の状態になるまでに得られたビューの個数を計測する計測部と、
予め決められた前記第１方向のスキャンの全ビュー数と、前記計測部で計測されたビューの個数とに基づいて、前記第１方向のスキャンにおける残りのビューの取得にかかる時間を算出する時間算出部と、
を有し、
前記時間算出部により算出された時間と前記第１方向のスキャンの終了から前記第２方向のスキャンの開始までの間における前記Ｘ線発生部の回転移動にかかる時間とに基づいて、前記所要時間を算出することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
天板と、
前記天板に載置された被検体の周囲を一体的に回転可能に設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線スキャン部と、
を有し、
前記天板の長手方向に沿う第１方向及びその逆方向である第２方向に前記天板と前記Ｘ線スキャン部とを相対的に往復運動させつつ、前記Ｘ線スキャン部によりＸ線スキャンを行って検出データを収集し、収集された前記検出データに基づいて前記被検体の画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記第１方向のスキャンが所定の状態になったことに対応し、当該第１方向のスキャンに引き続き行われる前記第２方向のスキャンの開始までの所要時間を算出する算出部と、
算出された前記所要時間と、予め設定された前記Ｘ線発生部の立ち上げ時間とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて、前記Ｘ線発生部を制御する制御部と、
を有し、
前記第１方向のスキャンが前記所定の状態になったことを検出して前記天板の移動停止に関する天板情報を生成する検出部を有し、
前記算出部は、前記天板情報の生成を受けて前記所要時間の算出を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記検出部は、前記所定の状態として、前記天板の移動範囲内における所定位置に前記天板が到達したことを検出することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記検出部は、前記所定の状態として、前記天板の移動速度が閾値以下となったことを検出することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記検出部は、前記所定の状態として、前記天板を有する寝台装置から送信された前記天板の移動停止に関する信号を検出することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。