JP6257962B2

JP6257962B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP6257962B2
Application number: JP2013178708A
Authority: JP
Inventors: 昌快津雪
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Filing date: 2013-08-29
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Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置による撮影手法として、例えば“ジョグシャトルスキャン”と称される撮影手法や“ヘリカルシャトルスキャン”と称される撮影手法が知られている。

ジョグシャトルスキャンによれば、１スライス毎に寝台の移動と停止とを逐次繰り返し、寝台の停止時にＸ線撮影が実行される。これにより、アーティファクトを小さくすることができるが、撮影時間が長くなってしまう。

ヘリカルシャトルスキャンによれば、被検体を中心とする円軌道上でＸ線管を連続回転させると共に天板を連続して往復移動させることにより、被検体に対して螺旋状にＸ線が照射される。これにより、被検体について、広範囲かつ連続性に優れた断層像を得ることができる。

特開２０１１−６２４４５号公報

ジョグシャトルスキャン及びヘリカルシャトルスキャンにおけるＸ線撮影では、広範な部位についてのデータを得る為に、被検体が載置された寝台が駆動される。この寝台の移動に伴って、当該寝台上に載置された被検体と当該寝台との相対的な位置関係が変化する。換言すれば、寝台の駆動に伴って、寝台に対する被検体の位置ずれが生じてしまう。

ここで、Ｘ線ＣＴ装置側では寝台自体の位置の推移は把握しているが、寝台上の被検体の位置の推移（寝台と被検体との相対位置の変化）は把握できない。つまり、投影データの再構成においては寝台自体の位置の推移のみしか考慮されない。

従って、投影データを再構成して得られた再構成画像において、寝台に対する被検体の位置ずれ（寝台と被検体との相対位置の変化）が再構成画像に反映される。これにより、例えばアーティファクト等が発生し、当該再構成画像の精度や信頼性が低下してしまうことがある。

本実施形態は前記の事情に鑑みて為されたものであり、被検体が載置された天板の移動等に起因して生じる被検体の動き（振動）の影響を抑制し、精度及び信頼性の高い再構成画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。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管に対向して設けられ、被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを収集するデータ収集部と、前記被検体が載置される天板を、前記天板の長軸方向に沿って移動させる寝台駆動制御部と、前記投影データに基づいて再構成画像を生成する画像処理部と、前記寝台駆動制御部による前記天板の移動開始前における前記天板と前記被検体との間の相対位置を基準とした、前記天板の移動停止後における前記天板と前記被検体との間の相対位置のずれ量を検出する位置ずれ量検出部と、前記寝台駆動制御部による前記天板の移動に応じて、前記位置ずれ量検出部による検出結果に基づいた処理を行う位置ずれ処理部と、を具備する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概観全体図である。図３は、本実施形態に係り、天板を被検体の体軸方向に連続して往復移動させた際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化の一例のグラフを示す図である。図４は、本実施形態に係り、天板と被検体との間の相対位置のずれが生じたことに起因して、被検体における各点を透過したＸ線が入射するＸ線検出器における位置が、本来の位置からずれてしまう様子を示す模式図である。図５は、本実施形態に係り、図４の模式図においてＸ線のパスを示す直線Ｌ１と直線Ｌ２とを含む平面での断面図である。図６は、本実施形態に係り、図４の模式図においてＸ線のパスを示す直線Ｌ１と直線Ｌ２とを含む平面での断面図である。図７は、本実施形態に係り、天板上における被検体の動きが天板の移動方向に平行な方向（Ｚ軸方向）の動きでない場合の一例を示す模式図である。図８は、本実施形態の第２の変形例に係り、第１往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化を、第２往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化とともに示す図である。図９は、本実施形態の第３の変形例に係り、第１往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化を、第２往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化とともに示す図である。図１０は、本実施形態の第４の変形例に係り、第１往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化を、第２往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化とともに示す図である。

以下、図面を参照して本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の概観全体図である。

図１に示すように本実施形態に係る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、距離計測器４０と、を具備する。

前記架台装置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線を検出してコンソール装置３０に出力する装置である。具体的には、架台装置１０は、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、架台寝台制御部１７と、距離計測器１８と、を有する。

前記高電圧発生部１１は、架台寝台制御部１７による制御に従って、Ｘ線管１２に対して高電圧を供給する。
前記Ｘ線管１２は、真空管であり、高電圧発生部１１から供給される高電圧によってＸ線を発生する。Ｘ線管１２は、被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線源である。

前記Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。データ収集部１４は、Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線を用いて投影データ（Ｘ線画像データ）を生成する。

前記回転フレーム１５は、円環状のフレームである。回転フレーム１５は、Ｘ線管１２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。

前記架台駆動部１６は、架台寝台制御部１７による制御に従って、架台を駆動する。具体的には、架台駆動部１６は、モータの駆動によって回転フレーム１５を高速に連続回転させることにより、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２及びＸ線検出器１３を連続回転させる。

前記架台寝台制御部１７は、後述するスキャン制御部３６による制御に従って、高電圧発生部１１、架台駆動部１６及び寝台駆動部２１を制御する。架台寝台制御部１７は、往路スキャンにおいて照射を開始する時のＸ線管１２の回転角度、及び、復路スキャンにおいて照射を開始する時のＸ線管１２の回転角度を予め決定する。

前記距離計測器１８は、寝台装置２０の天板２２上に載置された被検体Ｐの動き（位置）を計測する。距離計測器１８は、計測結果をコンソール装置３０のシステム制御部３３に出力する。システム制御部３３は、この距離計測器１８の計測結果に基づいて、天板２２と被検体Ｐとの相対位置のずれ量を算出する。距離計測器１８は、具体的には例えばカメラ等の撮像装置、例えば赤外線やレーザー光やステレオ視等を利用した光学式距離計、及び音響式距離計等である。

すなわち、距離計測器１８及びシステム制御部３３は、天板２２と被検体Ｐとの相対位置のずれ量を検出する位置ずれ量検出部として機能する。システム制御部３３は、距離計測器１８によって検出された前記相対位置ずれ量に基づいた処理を行う位置ずれ処理部として機能する。

なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、距離計測器として、架台装置１０に設けられた距離計測器１８の他、寝台装置２０に設けられた距離計測器２３、及び、架台装置１０や寝台装置２０とは独立に設けられた距離計測器４０を具備しているが、少なくとも何れか一つの距離計測器を具備していればよい。

ところで、寝台装置２０の天板２２自体の動き（位置）の情報については、当然ながら寝台駆動部２１を制御する架台寝台制御部１７（システム制御部３３）が有している。なお、被検体Ｐの動き（位置）の計測時に、距離計測器１８，２３，４０は、天板２２の動き（位置）を計測してもよい。

前記寝台装置２０は、撮影対象の被検体Ｐを載置する台である。寝台装置２０は、寝台駆動部２１と、天板２２と、距離計測器２３と、を有する。寝台駆動部２１は、架台寝台制御部１７による制御に従って、モータの駆動によって、天板２２を被検体Ｐの体軸方向（図１においてＺ方向を示す矢印の方向、天板の長軸方向）に連続して往復移動させる。天板２２は、被検体Ｐを載置する為の板である。

前記距離計測器２３は、距離計測器１８と同様、寝台装置２０の天板２２上に載置された被検体Ｐの動きを計測する。距離計測器２３は、計測結果をコンソール装置３０のシステム制御部３３に出力する。距離計測器２３は、具体的には例えばカメラ等の撮像装置、例えば赤外線やレーザー光やステレオ視等を利用した光学式距離計、及び音響式距離計等である。また、距離計測器２３は、例えば歪センサを内蔵したマット部材（不図示）を天板２２上に配置し、該マット部材上に被検体Ｐを載置するように構成されてもよい。

前記コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１００の操作を受け付けると共に、架台装置１０によって収集された投影データから、例えばバックプロジェクション演算によるバックプロジェクション方式によって再構成処理を実行して再構成画像を生成する。具体的には、コンソール装置３０は、入力部３１と、表示部３２と、システム制御部３３と、画像処理部３４と、画像データ記憶部３５と、スキャン制御部３６と、を有する。

前記入力部３１は、マウスやキーボードなどである。入力部３１は、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、スキャン条件の設定を受け付ける。
前記表示部３２は、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、画像データ記憶部３５によって記憶されている画像、および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。

前記システム制御部３３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、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３３は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１００全体の制御を行う。例えば、システム制御部３３は、スキャン制御部３６を制御して投影データを収集させる。また、例えば、システム制御部３３は、画像処理部３４を制御して投影データから画像を再構成させる。

また、前記システム制御部３３は、距離計測器１８，２３，４０による計測結果を利用して、天板２２と被検体Ｐとの相対位置のずれ量を算出する。すなわち、システム制御部３３は、距離計測器１８，２３，４０と共に、前記相対位置のずれ量を算出する位置ずれ量検出部として機能する。

そして、システム制御部３３は、この相対位置のずれ量を用いて、当該相対位置のずれに起因する再構成画像の劣化を抑制／報知する為の処理を行う。このように、システム制御部３３は、前記相対位置のずれ量に基づいた処理を行う位置ずれ処理部として機能する。なお、具体的な処理内容については、後に具体例を挙げて詳述する。

前記画像処理部３４は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの集積回路、ＣＰＵ、またはＭＰＵなどの電子回路である。画像処理部３４は、データ収集部１４によって生成された投影データに対して各種処理を行う。具体的には、画像処理部３４は、データ収集部１４によって生成された投影データに対して感度補正などの前処理を行う。画像処理部３４は、システム制御部３３から指示された再構成条件に基づき画像を再構成処理する。画像処理部３４は、生成した再構成画像を画像データ記憶部３５に格納する。この画像処理部３４による再構成処理は、例えば、バックプロジェクション演算によるバックプロジェクション方式による。

前記画像データ記憶部３５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどである。画像データ記憶部３５は、画像処理部３４によって再構成された画像を記憶する。スキャン制御部３６は、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡなどの集積回路、ＣＰＵ、またはＭＰＵなどの電子回路である。スキャン制御部３６は、システム制御部３３から指示されたスキャン条件に基づき架台寝台制御部１７を制御する。

前記距離計測器４０は、距離計測器１８，２３と同様、寝台装置２０の天板２２上に載置された被検体Ｐの動きを計測する。距離計測器４０は、計測結果をコンソール装置３０のシステム制御部３３に出力する。距離計測器４０は、具体的には例えばカメラ等の撮像装置、例えば赤外線、レーザー光、またはステレオ視等を利用した光学式距離計、音響式距離計等である。このとき、距離計測器４０の設置態様は、例えば検査室の壁等に設けられる態様である。

ところで、架台装置１０、寝台装置２０、及びコンソール装置３０は、図２に例示するように設置される。図２に示す破線は、架台装置１０及び寝台装置２０が設置されるスキャナ室と、コンソール装置３０が設置されるコンソール室との境界を示す。

また、図２に示す符号ａの矢印は、被検体Ｐの体軸方向（または天板２２の長軸方向）を示す。本例において、天板２２は、被検体Ｐの体軸方向（または天板２２の長軸方向）に平行な第一方向（例えば往路方向）、及び第一方向と反対方向の第二方向（例えば復路方向）に連続して往復移動する。

この天板２２の移動等に起因して生じる被検体Ｐの動きを計測（位置を検出）し、これに基づいて被検体Ｐと天板２２との相対位置のずれ量を算出する為に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、上述したように距離計測器１８，２３，４０のうち少なくとも一つ距離計測器を具備するように構成されている。

図３は、寝台駆動部２１が、システム制御部３３（架台寝台制御部１７）による制御に従って、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に連続して往復移動させた際の天板２２の位置及び被検体Ｐの位置の時間変化の一例のグラフを示す図である。

以下、図３を参照して、距離計測器１８，２３，４０による計測結果を用いた処理について詳細に説明する。図３において実線で示されているのは天板２２の位置の時間変化を示すグラフであり、破線で示されているのは被検体Ｐの位置の時間変化を示すグラフである。

同図に示すように、通常、被検体Ｐは天板２２の移動に完全に追従することはない。被検体Ｐは、天板２２の移動が停止して静止状態になってからもなお僅かに振動する。このため、天板２２との間で相対位置のずれが生じる。

図４は、天板２２と被検体Ｐとの間の相対位置のずれが生じたことに起因して、被検体Ｐにおける各点を透過したＸ線が入射するＸ線検出器１３における位置が、本来の位置からずれてしまう様子を示す模式図である。

図５及び図６は、図４の模式図においてＸ線のパスを示す直線Ｌ１と直線Ｌ２とを含む平面での断面図である。

図４乃至図６に示す例では、被検体Ｐの位置が、破線で示す被検体Ｐ´の位置にずれた場合、被検体Ｐにおける点tの位置は点ｔ´に移動する。ここで、図５及び図６に示す直線ｌは、画像処理部３４がバックプロジェクション演算を行う面のＺ軸方向における位置を示す直線である。図６に示されるように、バックプロジェクション演算を行う面の位置（直線ｌ上）に本来あるべき被検体Ｐの部位が、図６において直線ｌ´で示す位置にずれてしまう。

これにより、被検体Ｐにおける点ｔの画像化に係るＸ線検出器１３における位置（チャネル及びセグメント）ｓは、位置ｓ´にずれる。すなわち、図４及び図６に示す例では、Ｘ線管１２から射出されたＸ線が点ｔを透過してＸ線検出器１３に入射するパスが、直線Ｌ１から直線Ｌ２へ移る。

本一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、このような事情を鑑みて為されたものであり、距離計測器１８，２３，４０による計測に基づいて、システム制御部３３が天板２２と被検体Ｐとの相対位置のずれ量を算出し、当該相対位置のずれに起因する再構成画像の劣化を抑制／報知する為の処理を行う。以下、具体例を挙げて詳述する。

《処理例１》
本処理例１では、システム制御部３３は、架台寝台制御部１７及び寝台駆動部２１を介して天板２２を駆動したとき（すなわち天板２２移動に応じて）には、前記天板２２と前記被検体Ｐとの相対位置のずれ量（以降、“位置ずれ量”と略称する）を算出した後、当該位置ずれ量を所定の閾値と比較する。システム制御部３３は、この比較結果を例えば表示部３２に表示させる等によって当該Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者に通知する。

これにより、当該Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者は、コンソール装置３０の画像処理部３４によって生成された（或いは同様の条件（天板２２の移動速度・加速度）によるＸ線撮影でこれから生成される）再構成画像にはアーティファクト等が含まれる可能性があることを認識することができる（再構成画像の精度（信頼性）が高くないことを認識できる）。

図３に示す例では、符号Ｔが付された期間が、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えている期間である。

なお、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えた場合のみに、その旨を当該Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者に通知するようにしてもよい。

《処理例２》
本処理例２では、システム制御部３３は、架台寝台制御部１７及び寝台駆動部２１を介して天板２２を駆動したときには、前記天板２２と前記被検体Ｐとの位置ずれ量を算出した後、当該位置ずれ量を所定の閾値と比較する。次いで、システム制御部３３は、当該位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたか否かを判定する。システム制御部３３は、当該位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたと判定した場合には、架台寝台制御部１７を介して、次回の天板２２の駆動の際に天板２２の移動速度及び加速度の少なくとも一方を減少させるように寝台駆動部２１を制御する。

ところで、天板２２の移動速度及び加速度は、段階的に複数設定され、システム制御部３３に設けられた不揮発性メモリ（不図示）等に記録される。換言すれば、図３に示す天板２２に係るグラフで示される駆動態様は、複数設定され、システム制御部３３に設けられた不揮発性メモリ（不図示）等に記録される。

システム制御部３３は、例えば不揮発性メモリ（不図示）等に記録された駆動態様に基づいて、段階的に順次、天板２２の移動速度及び加速度の少なくとも一方を減少させていけばよい。これにより、再構成画像に悪影響を及ぼさない範囲内で最も速い速度で天板２２を移動させることができる為、サンプリング間隔を可能な限り密にして精度（信頼性）が高い再構成画像を得ることができる。

これにより、天板２２と被検体Ｐとの間の相対位置ずれを抑制し、精度（信頼性）の高い再構成画像を得ることが可能となる。

《処理例３》
本処理例３では、システム制御部３３は、架台寝台制御部１７及び寝台駆動部２１を介して天板２２を駆動したときには、前記天板２２と前記被検体Ｐとの位置ずれ量を算出した後、当該位置ずれ量を所定の閾値と比較する。次いで、当該位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたか否かを判定する。システム制御部３３は、当該位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたと判定した場合には、架台寝台制御部１７を介して、次回の天板２２の駆動の際に天板２２の移動速度及び加速度の少なくとも一方を減少させることを推奨する旨を、当該Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者に通知する。

具体的には、システム制御部３３は、例えば表示部３２に表示させる等によって、次回の天板２２の駆動の際に天板２２の移動速度及び加速度の少なくとも一方を減少させることを推奨する旨を当該Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者に通知する。

操作者は、例えば入力部３１を用いて、不揮発性メモリ（不図示）等に記録された駆動態様を参照して、段階的に順次、天板２２の移動速度及び加速度の少なくとも一方を減少させればよい。

《処理例４》
本処理例４では、システム制御部３３は、架台寝台制御部１７及び寝台駆動部２１を介して天板２２を駆動したときには、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたか否かを判定する。システム制御部３３は、当該位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたと判定した場合には、スキャン制御部３６及び架台寝台制御部１７を介して、高電圧発生部１１を制御することによりＸ線管１２によるＸ線の照射タイミングを遅延させ、被検体Ｐの振動が収まった後にＸ線の照射を実行させる。

具体的には、例えば、システム制御部３３が、前記位置ずれ量が前記所定の閾値未満の状態になったことを検出した時点で、Ｘ線管１２によるＸ線の照射を実行させるように制御する。

《処理例５》
本処理例５では、システム制御部３３は、架台寝台制御部１７及び寝台駆動部２１を介して天板２２を駆動したときには、画像処理部３４による再構成演算において、天板２２と被検体Ｐとの間の相対位置のずれがキャンセル（相殺）されるように、再構成演算に利用する投影データを選択して（Ｘ線検出器１３におけるチャネル及びセグメントを選択して）再構成演算を行うように、画像処理部３４を制御する。

詳細には、上述した図４及び図６に示す例のように被検体Ｐの位置が破線で示す被検体Ｐ´の位置にずれた場合、図６に示すようにバックプロジェクション演算を行う面の位置（直線ｌ上）に本来あるべき被検体Ｐの部位が、直線ｌ´で示す位置にずれてしまう。

これにより、被検体Ｐの点ｔの画像化に係るＸ線検出器１３における位置（チャネル及びセグメント）ｓが位置ｓ´にずれる。従って、被検体Ｐのうち点ｔの位置のバックプロジェクション演算を行う際に、直線Ｌ２で示されるパスのデータを用いるようにする。

つまり、システム制御部３３は、被検体Ｐにおける点ｔの画像化においては、Ｘ線検出器１３における位置ｓ´に対応する投影データを再構成演算に用いるように（位置ｓ´に対応するチャネル及びセグメントを選択するように）、画像処理部３４を制御する。

換言すれば、システム制御部３３は、被検体の各点の再構成演算を行う際に、当該相対位置ずれ量を考慮したパスの投影データを用いるように、画像処理部３４を制御する。例えば、各ビュー毎に、当該位置ずれ量（被検体Ｐの移動量）を推定し、該推定結果に基づいて画像処理部３４による再構成演算を制御する。

上述したように、被検体Ｐのうち再構成演算する対象の各点について、当該相対位置のずれがキャンセルされるように、当該位置ずれ量に応じてＸ線検出器１３上のチャネルとセグメントとを選択して再構成演算を行うように制御することで、精度の高い（信頼性の高い）再構成画像を得ることができる。

なお、天板２２上における被検体Ｐの動きが、天板２２の移動方向に平行な方向（Ｚ軸方向）の動きでない場合であっても、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を適用することができる。以下、詳細に説明する。

図７は、天板２２上における被検体Ｐの動きが天板２２の移動方向に平行な方向（Ｚ軸方向）の動きでない場合の一例を示す模式図である。図７に示す例では、バックプロジェクション演算を行う面の本来の位置（直線ｌ上）にあるべき被検体Ｐの部位が、Ｚ軸に対して平行移動せずに（Ｚ軸に対して傾きを有して移動し）、直線ｌ´で示す位置にずれている。このような場合であっても、例えば多点の測距を行ったり、解析モデルを適用したりする等の従来の技術を用いて各点の動きを推定することで、上述した例と同様にバックプロジェクション演算を行う際に当該相対位置のずれを考慮したパスのデータを用いた処理が可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、被検体が載置された天板２２の移動等に起因して生じる被検体の動き（振動）の影響を抑制し、精度及び信頼性の高い再構成画像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

具体的には、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、主として、寝台装置２０の天板２２上の患者の移動及び振動の少なくとも一方が大きな状態でのＸ線撮影を避けることと、寝台装置２０の天板２２上の患者の移動及び振動の少なくとも一方の再構成画像への影響を低減させることとを実行し、画質や解析精度を向上させた再構成画像を生成する。

なお、上述の例では、“天板２２と被検体Ｐとの相対位置のずれ量”に基づいた制御を行っているが、他にも、例えば被検体Ｐに加速度センサを装着させ、この“加速度センサの出力値”に基づいて上述のような制御を行ってもよい。

［第１変形例］
上述した本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を実際に運用して運用時のデータを蓄積していくことで、天板２２を駆動したときに生じる被検体Ｐの動き（振動）が収まるまでに要する時間を、各種被検体Ｐの条件（例えば体型や服装等）に応じて推定することが可能になる。

この推定が可能になれば、上述したような距離計測器による計測を行わずとも、システム制御部３３は、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えたと推定した場合には、前記推定結果に基づいて、高電圧発生部１１を制御してＸ線管１２によるＸ線の照射タイミングを遅延させ、被検体Ｐの動き（振動）が収まった後にＸ線の照射を実行させればよい。

このように構成することで、Ｘ線ＣＴ装置１００の構成をより簡略化することができる。

［第２変形例］
架台寝台制御部１７は、被検体Ｐを載置した天板２２を、被検体Ｐに対するスキャン前に、天板２２の長軸方向に沿って往復移動させる第１往復移動を実行するために、寝台駆動部２１を制御する。

距離計測器２３及びシステム制御部３３は、天板２２と被検体Ｐとの相対位置のずれ量を検出する位置ずれ量検出部として機能する。位置ずれ量検出部は、第１往復移動において、前記天板２２と前記被検体Ｐとの間の相対位置のずれ量を検出する。

システム制御部３３は、距離計測器２３によって検出された前記相対位置のずれ量に基づいた処理を行う位置ずれ処理部として機能する。位置ずれ処理部は、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えているか否かを判定する。システム制御部３３は、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えている場合、第１往復移動における天板２２の速度と加速度とのうち少なくとも一方を低減して、天板２２を往復移動させる第２往復移動を、被検体Ｐに対するスキャンと共に実行する。なお、第２往復移動における天板２２の速度および加速度は、入力部３１を介して入力されてもよい。

相対位置のずれ量は、天板２２の往復移動において、移動の停止時点から所定の期間に亘って、被検体Ｐの対軸方向に沿って減衰しながら振動する。所定の閾値とは、例えば、ずれ量の振動における振幅値に対して予め設定され、図示していない記憶部に記憶される。所定の閾値は、例えば、スライス厚に対する所定の割合で、決定されてもよい。例えば、所定の閾値は、入力部３１を介して入力された撮影条件、スライス厚、診断対象部位などに基づいて、システム制御部３３により決定されてもよい。例えば、診断対象部位が血管である場合、スライス厚は薄く設定される。このため、所定の閾値は、小さくなる。また、診断対象部位が臓器である場合、スライス厚は厚く設定されるため、所定の閾値は、大きくなる。

また、第２往復移動は、スキャン前に実行されてもよい。このとき、位置ずれ処理部は、第２往復移動により検出されたずれ量が所定の閾値を超えているか否かを、再度判定してもよい。すなわち、操作者は、スキャン前に第２往復移動を実行することにより、相対位置のずれ量が所定の閾値以下であることを確認することも可能である。この確認ののち、天板２２の速度および加速度を再度低減させることも可能である。

図８は、第１往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化を、第２往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化とともに示す図である。図８において実線で示されているのは天板２２の位置の時間変化を示すグラフであり、破線で示されているのは被検体Ｐの位置の時間変化を示すグラフである。

図８において、スキャン前における天板位置および被検体位置の時間変化を示すグラフ（以下、第１往復移動グラフと呼ぶ）は、第１往復移動を実行することにより得られる。第１往復移動グラフに示すように、通常、被検体Ｐは天板２２の移動に完全に追従することはなく、天板２２の移動が停止して静止状態になってからもなお僅かに振動し、天板２２との間で相対位置のずれが生じる。図８において、符号Ｔが付された期間は、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えている期間である。

図８において、スキャン中における天板位置および被検体位置の時間変化を示すグラフ（以下、第２往復移動グラフと呼ぶ）は、第１往復移動における天板２２の速度を低減したグラフである。図８に示すように、第２往復移動グラフにおける相対位置のずれ量は、第１往復移動グラフにおける相対位置のずれ量より小さくなる。本変形例によれば、第２往復移動をスキャンとともに実行することにより、被検体Ｐが載置された天板２２の移動等に起因して生じる被検体の動き（振動）の影響を抑制し、精度及び信頼性の高い再構成画像を得ることができる。

［第３変形例］
架台寝台制御部１７は、被検体Ｐを載置した天板２２を、被検体Ｐに対するスキャン前に、天板２２の長軸方向に沿って往復移動させる第１往復移動を実行するために、寝台駆動部２１を制御する。

システム制御部３３は、距離計測器２３によって検出された前記相対位置のずれ量に基づいた処理を行う位置ずれ処理部として機能する。位置ずれ処理部は、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えているか否かを判定する。システム制御部３３は、第１往復移動における相対位置のずれ量の時間的変化に基づいて、相対位置のずれ量が所定の閾値以下になる期間を特定する。システム制御部３３は、第１往復移動において天板２２を停止させる停止期間を、特定した期間に至るまで延長する。なお、第２往復移動における停止期間の延長期間は、入力部３１を介して入力されてもよい。

システム制御部３３は、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えている場合、第１往復移動における天板２２の停止期間を延長して天板２２を往復移動させる第２往復移動を実行する。システム制御部３３は、前記第２往復移動のうち前記ずれ量が前記所定の閾値を以下である期間において、被検体Ｐに対するスキャンを実行する。

なお、システム制御部３３は、スライス厚とずれ量の振幅値とに基づいて、第２往復移動においてＸ線の曝射が停止される曝射停止期間を決定してもよい。例えば、システム制御部３３は、ずれ量の振幅値がスライス厚の所定の割合を超過している期間を曝射停止期間として決定する。所定の割合とは、例えば１０％である。

図９は、第１往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化を、第２往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化とともに示す図である。図９において実線で示されているのは天板２２の位置の時間変化を示すグラフであり、破線で示されているのは被検体Ｐの位置の時間変化を示すグラフである。

図９において、スキャン前における天板位置および被検体位置の時間変化を示すグラフ（以下、第１往復移動グラフと呼ぶ）は、第１往復移動を実行することにより得られる。図９において、符号Ｔが付された期間は、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えている期間である。

図９において、スキャン中における天板位置および被検体位置の時間変化を示すグラフ（以下、第２往復移動グラフと呼ぶ）は、第１往復移動における天板２２の停止期間を延長したグラフである。図９に示すように、第２往復移動グラフにおいて、所定の閾値以下となる複数の期間において、被検体Ｐに対するスキャンが実行される。本変形例によれば、第２往復移動において、ずれ量が所定の閾値以下となる複数の期間においてスキャンを実行することにより、被検体Ｐが載置された天板２２の移動等に起因して生じる被検体の動き（振動）の影響を抑制し、精度及び信頼性の高い再構成画像を得ることができる。

［第４変形例］
架台寝台制御部１７は、被検体Ｐを載置した天板２２を、被検体Ｐに対するスキャン前に、天板２２の長軸方向に沿って往復移動させる第１往復移動を実行するために、寝台駆動部２１を制御する。

システム制御部３３は、距離計測器２３によって検出された前記相対位置のずれ量に基づいた処理を行う位置ずれ処理部として機能する。位置ずれ処理部は、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えているか否かを判定する。具体的には、位置ずれ処理部は、第１往復移動における往路と復路とのうち少なくとも一方での天板２２の移動後における天板２２の停止期間において、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えているか否かを判定する。

以下、説明を簡単にするために、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えている停止期間は、第１往復移動における往路での天板２２の移動後の期間（以下、往路移動後停止期間と呼ぶ）であるとする。なお、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えている停止期間は、第１往復移動における復路での天板２２の移動後の期間であってもよい。相対位置のずれ量が所定の閾値を超えている停止期間が往路と復路とのうちいずれか一方での移動後に発生する理由は、被検体Ｐによる天板２２上での荷重分布が天板２２の長軸方向（被検体Ｐの体軸方向）に沿って非対称となることに起因する。

具体的には、システム制御部３３は、第１往復移動における往路での天板２２の移動後における天板２２の停止期間において、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えた場合、往路移動後停止期間を延長する。なお、システム制御部３３は、第１往復移動において、往路における天板２２の速度と加速度とのうち少なくとも一方を低減してもよい。システム制御部３３は、相対位置のずれ量の時間的変化に基づいて、相対位置のずれ量が所定の閾値以下になる期間を特定する。システム制御部３３は、第１往復移動における往路移動後停止期間を、特定した期間に至るまで延長した第２往復移動を実行する。システム制御部３３は、第２往復移動のうち、相対位置のずれ量が所定の閾値以下である複数の期間において、被検体Ｐに対するスキャンを実行する。なお、システム制御部３３は、スライス厚とずれ量の振幅値とに基づいて、第２往復移動とともに実行されるスキャンにおける曝射停止期間を決定してもよい。

なお、システム制御部３３は、第１往復移動における往路での天板２２の移動後における天板２２の停止期間において、相対位置のずれ量が所定の閾値を超えた場合、第１往復移動の往路における天板２２の速度と加速度とのうち少なくとも一方を低減してもよい。このとき、第２往復移動は、第１往復移動の往路における天板２２の速度と加速度とのうち少なくとも一方を低減したものとなる。このとき、システム制御部３３は、天板２２に対して第２往復移動を実行するとともに、スキャンを実行する。

図１０は、第１往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化を、第２往復移動を実行した際の天板の位置及び被検体の位置の時間変化とともに示す図である。図１０において実線で示されているのは天板２２の位置の時間変化を示すグラフであり、破線で示されているのは被検体Ｐの位置の時間変化を示すグラフである。

図１０において、スキャン前における天板位置および被検体位置の時間変化を示すグラフ（以下、第１往復移動グラフと呼ぶ）は、第１往復移動を実行することにより得られる。図１０において、符号Ｔが付された期間は、前記位置ずれ量が前記所定の閾値を超えている期間である。

図１０において、スキャン中における天板位置および被検体位置の時間変化を示すグラフ（以下、第２往復移動グラフと呼ぶ）は、第１往復移動における天板２２の停止期間を延長したグラフである。図１０に示すように、第２往復移動グラフにおいて、所定の閾値以下となる複数の期間において、被検体Ｐに対するスキャンが実行される。本変形例によれば、第２往復移動において、ずれ量が所定の閾値以下となる複数の期間においてスキャンを実行することにより、被検体Ｐが載置された天板２２の移動等に起因して生じる被検体の動き（振動）の影響を抑制し、精度及び信頼性の高い再構成画像を得ることができる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１０…架台装置、１１…高電圧発生部、１２…Ｘ線管、１３…Ｘ線検出器、１４…データ収集部、１６…架台駆動部、１７…架台寝台制御部、１８，２３，４０…距離計測器、２３…距離計測器、２０…寝台装置、２１…寝台駆動部、２２…天板、２３…距離計測器、３０…コンソール装置、３１…入力部、３２…表示部、３３…システム制御部、３４…画像処理部、３５…画像データ記憶部、３６…スキャン制御部、１００…Ｘ線ＣＴ装置。

Claims

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管に対向して設けられ、被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを収集するデータ収集部と、
前記被検体が載置される天板を、前記天板の長軸方向に沿って移動させる寝台駆動制御部と、
前記投影データに基づいて再構成画像を生成する画像処理部と、
前記寝台駆動制御部による前記天板の移動開始前における前記天板と前記被検体との間の相対位置を基準とした、前記天板の移動停止後における前記天板と前記被検体との間の相対位置のずれ量を検出する位置ずれ量検出部と、
前記寝台駆動制御部による前記天板の移動に応じて、前記位置ずれ量検出部による検出結果に基づいた処理を行う位置ずれ処理部と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記位置ずれ処理部は、
前記相対位置のずれ量を所定の閾値と比較し、前記相対位置のずれ量が前記所定の閾値を超えたことを検出すると、前記寝台駆動制御部による前記天板の移動に係る速度と加速度とのうち少なくとも一方を減少させるように前記寝台駆動制御部を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置ずれ処理部は、
前記相対位置のずれ量が所定の閾値を超えているか否かを判定し、判定結果を前記Ｘ線ＣＴ装置の操作者に通知すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置ずれ処理部は、
前記相対位置のずれ量を所定の閾値と比較し、前記相対位置のずれ量が前記所定の閾値を超えたことを検出すると、前記寝台駆動制御部による前記天板の移動に係る速度と加速度とのうち少なくとも一方を減少させるように、前記Ｘ線ＣＴ装置の操作者に通知すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置ずれ処理部は、
前記相対位置のずれ量を所定の閾値と比較し、前記相対位置のずれ量が前記所定の閾値を超えたことを検出すると、前記Ｘ線の照射タイミングを遅延させるように前記Ｘ線管を制御すること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置ずれ処理部は、
前記相対位置のずれ量をキャンセルするために、前記投影データを選択して再構成処理を行うように前記画像処理部を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記画像処理部は、バックプロジェクション演算によって前記再構成画像を生成し、
前記位置ずれ処理部は、
前記バックプロジェクション演算の対象における各位置について、前記相対位置のずれ量をキャンセルするために、前記ずれ量に応じて前記Ｘ線検出器上のチャネルとセグメントとを選択して前記バックプロジェクション演算を行うように前記画像処理部を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管に対向して設けられ、被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを収集するデータ収集部と、
前記被検体が載置される天板を、前記天板の長軸方向に沿って移動させる寝台駆動制御部と、
前記投影データに基づいて再構成画像を生成する画像処理部と、
前記寝台駆動制御部による前記天板の移動に応じて、前記寝台駆動制御部による前記天板の移動開始前における前記天板と前記被検体との間の相対位置を基準とした、前記天板の移動停止後における前記天板と前記被検体との間の相対位置のずれ量を検出する位置ずれ量検出部と、
前記相対位置のずれ量が所定の閾値よりも小さくなったときに、前記Ｘ線を発生させるために、前記Ｘ線管を制御する制御部と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記寝台駆動制御部は、
前記被検体を載置した前記天板をスキャンの前に往復移動させる第１往復移動を実行し、
前記位置ずれ量検出部は、
前記第１往復移動において、前記相対位置のずれ量を検出し、
前記位置ずれ処理部は、
前記ずれ量が所定の閾値を超えている場合、前記第１往復移動における前記天板の速度と加速度とのうち少なくとも一方を低減して前記天板を往復移動させる第２往復移動を、前記スキャンとともに実行すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記寝台駆動制御部は、
前記被検体を載置した前記天板をスキャンの前に往復移動させる第１往復移動を実行し、
前記位置ずれ量検出部は、
前記第１往復移動において、前記相対位置のずれ量を検出し、
前記位置ずれ処理部は、
前記ずれ量が所定の閾値を超えている場合、前記第１往復移動における前記天板の停止期間を延長して前記天板を往復移動させる第２往復移動を実行し、
前記第２往復移動のうち前記ずれ量が前記所定の閾値を以下である期間において前記スキャンを実行すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置ずれ処理部は、
前記ずれ量の振幅と予め設定されたスライス厚とに基づいて、前記Ｘ線の曝射を停止する曝射停止期間を決定し、
前記第２往復移動とともに実行される前記スキャンにおいて、前記ずれ量が前記所定の閾値を超過した時点から前記曝射停止期間に亘って前記Ｘ線の曝射を停止すること、
を特徴とする請求項１０に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記寝台駆動制御部は、
前記被検体を載置した前記天板をスキャンの前に往復移動させる第１往復移動を実行し、
前記位置ずれ量検出部は、
前記第１往復移動において、前記相対位置のずれ量を検出し、
前記位置ずれ処理部は、
前記第１往復移動における往路または復路での前記天板の移動後における前記天板の停止期間において、前記ずれ量が所定の閾値を超えている場合、前記停止期間を延長して前記天板を往復移動させる第２往復移動を実行し、
前記第２往復移動のうち前記ずれ量が前記所定の閾値を以下である複数の期間において前記スキャンを実行すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記寝台駆動制御部は、
前記被検体を載置した前記天板をスキャンの前に往復移動させる第１往復移動を実行し、
前記位置ずれ量検出部は、
前記第１往復移動において、前記相対位置のずれ量を検出し、
前記位置ずれ処理部は、
前記第１往復移動における往路または復路での前記天板の移動後における前記天板の停止期間において、前記ずれ量が所定の閾値を超えている場合、前記ずれ量の発生の起因となる前記往路または前記復路での前記天板の速度または加速度を低減して前記天板を往復移動させる第２往復移動を前記スキャンともに実行すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線の撮影条件と、前記再構成画像におけるスライス厚と、前記被検体における診断対象部位とのうち少なくとも一つに基づいて、前記閾値を決定するシステム制御部をさらに具備すること、
を特徴とする請求項２、請求項５、請求項８乃至請求項１３のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。