JP6490974B2 - 医用画像診断装置、医用画像診断方法および医用画像診断プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置、医用画像診断方法および医用画像診断プログラムに関する。

医用画像診断装置には、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置などの、撮像時に撮像系が高速に回転するものがある。この種の医用画像診断装置は、スキャン待機時間においても撮像系が回転を維持してしまい、無駄な電力を消費している場合がある。この電力消費を削減する方法としては、例えば天板が規定位置に移動したことをもって、スキャン待機時間であると判断して回転制御を含む各ユニットへの通電を終了する方法が考えられる。

しかし、各ユニットへの通電を終了してしまう場合、撮像系の回転も停止してしまう。このため、撮像を再開するために撮像系の回転速度を回復させるまでには、回転停止状態から回転を開始させるための時間と回転速度を制御する時間の両者が必要となるため、多大な時間を要してしまう。

特開２０１２−２１７５４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、スキャン待機時間において消費する電力を低減させ、かつ短い時間で撮像系の回転速度を回復させることができる医用画像診断装置、医用画像診断方法および医用画像診断プログラムを提供することである。

本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線管を保持するとともに架台に支持される回転部と、前記Ｘ線管のばく射までの期間において、前記Ｘ線管のばく射時に所要の回転速度よりも低い回転速度で回転するよう前記回転部の回転速度を制御する回転速度制御部と、を備えたものである。

本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置の一構成例を示すブロック図。 本実施形態に係る主制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 回転部の複数の回転速度間の遷移に要する時間の一例を示す説明図。 図１に示す画像処理装置のＣＰＵにより、スキャン待機時間において消費する電力を低減させるとともに短い時間で撮像系の回転速度を回復させる際の手順の一例を示すフローチャート。 造影剤Ｘ線ばく射プランとしてボーラストラッキング法を用いた腹部造影剤撮影を行う際に、回転速度制御部が回転部の回転速度ｖを制御する様子の一例を示す説明図。 天板の移動量に応じて待ち時間Ｔを推定する様子の一例を説明するための図。

本発明に係る医用画像診断装置、医用画像診断方法および医用画像診断プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置１０の一構成例を示すブロック図である。

医用画像診断装置１０としては、撮像系の回転機構を有するモダリティを用いることができ、たとえば光子計数型のＸ線ＣＴ装置やエネルギー積分型のＸ線ＣＴ装置を用いることができる。以下の説明では、エネルギー積分型のＸ線ＣＴ装置を用いる場合の例について示す。

なお、本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置１０としてのＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管とＸ線検出器とが一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。以下の説明では回転／回転タイプとして説明する。

また、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態に係る医用画像診断装置１０は、一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であっても適用可能である。ここでは、一管球型のＸ線ＣＴ装置として説明する。

医用画像診断装置１０は、図１に示すように、スキャナ装置１１および画像処理装置１２を有する。医用画像診断装置１０のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、被検体ＯのＸ線の透過データを生成する。画像処理装置１２は、通常は検査室に隣接する操作室に設置され、透過データから投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行う。

医用画像診断装置１０のスキャナ装置１１は、架台２０に設けられたＸ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出部２３、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２４、回転部２５、高圧電源２６、絞り駆動装置２７および回転駆動装置２８を有する。また、スキャナ装置１１はさらに、寝台２９、天板３０、天板駆動装置３１、およびコントローラ３２を有する。

Ｘ線管２１は、高圧電源２６により電圧（以下、管電圧という）を印加されてＸ線を発生する。Ｘ線管２１が発生するＸ線は、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線として被検体Ｏに向かって照射される。

絞り２２は、絞り駆動装置２７を介してコントローラ３２により制御されて、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。

Ｘ線検出部２３は、１または複数のＸ線検出素子（電荷蓄積素子）により構成される。このＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検知する。Ｘ線管２１およびＸ線検出部２３は、天板３０に載置された被検体Ｏを挟んで対向する位置となるよう回転部２５に支持される。

このＸ線検出部２３としては、たとえばチャンネル（ＣＨ）方向に複数チャンネル、スライス方向に１列のＸ線検出素子を有するいわゆる１次元アレイ型（シングルスライス型）のものを用いることができる。また、チャンネル（ＣＨ）方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有するいわゆる２次元アレイ型（マルチスライス型）のものを用いてもよい。マルチスライス型の場合、チャンネル方向（Ｘ軸）に複数チャンネルを有するＸ線検出素子の列をスライス方向（Ｚ軸）に複数配列したものを用いることができる。また、２次元アレイ型の場合、Ｘ線検出部２３は、チャンネル方向（Ｘ軸）とスライス方向（Ｚ軸）の両方向に関して稠密に分布して配置される複数のＸ線検出素子により構成することができる。

ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出部２３を構成するＸ線検出素子が検知した透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換して出力する。ＤＡＳ２４の出力データは、スキャナ装置１１のコントローラ３２を介して画像処理装置１２に与えられる。

回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出部２３、およびＤＡＳ２４を一体として保持するとともに、架台２０に支持される。回転部２５が回転駆動装置２８を介してコントローラ３２に制御されて回転することにより、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出部２３、およびＤＡＳ２４は一体として被検体Ｏの周りを回転する。また、回転部２５は、架台２０に対してチルト可能に構成される。回転部２５の現在の回転速度の情報、チルト動作および現在のチルト角度の情報は、回転駆動装置２８およびコントローラ３２を介して画像処理装置１２に与えられる。

高圧電源２６は、コントローラ３２に制御されて、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。

絞り駆動装置２７は、コントローラ３２に制御されて、絞り２２の開口を調整することによりＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。

回転駆動装置２８は、コントローラ３２に制御されて、回転部２５を空洞部の周りに回転させる。

寝台２９は、床面に載置され、被検体Ｏを載置する天板３０および天板駆動装置３１を有する。

天板３０は、被検体Ｏを載置可能に構成される。天板駆動装置３１は、コントローラ３２に制御されて、天板３０をＹ軸方向に昇降動させる。また、天板駆動装置３１は、コントローラ３２に制御されて、回転部２５の中央部分の開口部のＸ線照射場へ天板３０をＺ軸方向に沿って移送する。また、天板駆動装置３１は、コントローラ３２に制御されて、天板３０をＸＹＺ軸の各軸を中心に回転（スリュー）させることができる。天板３０の移動に関する情報（移動速度および移動方向）および現在の位置の情報は、天板駆動装置３１およびコントローラ３２を介して画像処理装置１２に与えられる。

コントローラ３２は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って、Ｘ線検出部２３、ＤＡＳ２４、高圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８および天板駆動装置３１を制御することによりスキャンを実行させる。コントローラ３２のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。コントローラ３２のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、スキャナ装置１１の起動プログラム、スキャナ装置１１の制御プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。

なお、コントローラ３２のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

一方、医用画像診断装置１０の画像処理装置１２は、たとえばパーソナルコンピュータにより構成され、病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークとデータ送受信することができる。

画像処理装置１２は、図１に示すように、入力部４１、表示部４２、ネットワーク接続部４３、記憶部４４および主制御部４５を有する。

入力部４１は、たとえばキーボード、トラックボール、タッチパネル、テンキー、などの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を主制御部４５に出力する。たとえば、ユーザにより入力部４１を介してスキャン計画（Ｘ線ばく射プラン）が設定されると、主制御部４５はこのスキャン計画にもとづいて、たとえばＸ線のばく射タイミングおよび期間や、Ｘ線管２１に印加すべき管電流および管電圧をコントローラ３２に指示する。そして、コントローラ３２は、主制御部４５に指示されたばく射タイミングおよびばく射期間に、指示された管電流および管電圧でＸ線管２１に電力を供給するよう高圧電源２６に指示する。

また、入力部４１は、ユーザによる回転部２５のチルト指示、天板３０の移動指示、Ｘ線ばく射条件の変更指示などを受け付ける。

表示部４２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、主制御部４５の制御に従って再構成画像などの各種画像を表示する。

ネットワーク接続部４３は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部４３は、この各種プロトコルに従って画像処理装置１２と画像サーバなどの他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。画像サーバは、たとえばＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System：医用画像保管通信システム）に備えられる画像の長期保管用のサーバであり、ネットワークを介して接続されたＸ線ＣＴ(Computed Tomography)装置、Ｘ線診断装置、核医学診断装置、超音波診断装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置などのモダリティで生成された画像データや再構成画像などを記憶する。

ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮなどの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。

記憶部４４は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部４５のＣＰＵにより読み書き可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部４４は、スキャナ装置１１によって収集された純生データ（投影データ）や生データ（純生データに対してキャリブレーションデータを用いて前処理を施したデータ）などを記憶する。

主制御部４５は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶された回転速度制御プログラムに従ってスキャナ装置１１のコントローラ３２を制御する。

主制御部４５のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶された回転速度制御プログラムおよびこのプログラムの実行のために必要なデータをＲＡＭへロードし、このプログラムに従って、スキャン待機時間において消費する電力を低減させ、かつ短い時間で撮像系の回転速度を回復させるための処理を実行する。

主制御部４５のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。主制御部４５のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、画像処理装置１２の起動プログラム、回転速度制御プログラムや、プログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。

なお、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

図２は、本実施形態に係る主制御部４５のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。なお、これらの機能実現部は、複数のプロセッサが協働することによって実現されてもよいし、ＣＰＵを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって実現されてもよい。

図２に示すように、主制御部４５のＣＰＵは、回転速度制御プログラムによって、少なくともスキャン制御部５１、寝台位置取得部５２、待ち時間取得部５３および回転速度制御部５４として機能する。この各部５１〜５４は、ＲＡＭの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。

スキャン制御部５１は、ユーザから入力部４１を介してＸ線ばく射プラン（スキャン計画）の実行指示を受けて、このプランにもとづいてコントローラ３２を介してスキャナ装置１１を制御することにより、Ｘ線管２１およびＸ線検出部２３を被検体Ｏの周囲で回転させて投影データ収集を行う。主制御部４５は、この投影データにもとづいて再構成画像を生成し表示部４２に表示させることができる。

寝台位置取得部５２は、天板駆動装置３１およびコントローラ３２を介して、被検体Ｏを載置した天板３０の移動に関する情報（移動速度および移動方向）および現在の位置の情報を取得する

待ち時間取得部５３は、次回のばく射のタイミングまでの待ち時間Ｔ（スキャン待機時間）の情報を取得する。待ち時間取得部５３は、たとえば現在実行中のＸ線ばく射プランからこの待ち時間Ｔの情報を取得してもよいし、天板３０の退避状態やＸ線ばく射プランの終了後の経過時間など、医用画像診断装置１０が現在置かれている状況から待ち時間Ｔを推定してもよい。

次回のばく射のタイミングまでの待ち時間Ｔ（スキャン待機時間）が長い場合、この待ち時間Ｔにおいて消費する電力を低減させ、かつ短い時間で撮像系の回転速度を回復させるよう、回転部２５の回転速度を低下させるとよい。たとえ回転部２５の回転速度を低下させても、次回のばく射のタイミングまでには当該ばく射に所要の回転速度まで再加速するだけの時間が確保可能であれば、次回のＸ線ばく射プランの実行を妨げることはない。

そこで、回転速度制御部５４は、Ｘ線管２１のばく射までの期間において、Ｘ線管２１のばく射時に必要な所要の回転速度よりも低い回転速度で回転するよう、回転部２５の回転速度ｖを制御する。より具体的には、回転速度制御部５４は、たとえばＸ線管２１の次回のばく射時には所要の回転速度に到達しているように、かつ現在から次回のばく射時までの期間（待ち時間Ｔ）の平均回転速度が最小となるように、回転部２５の回転速度を制御する。また、回転部２５の回転速度を段階的に加減速させる場合には、回転速度制御部５４は、段階ごとの回転速度の平均が現在から次回のばく射時までの期間（待ち時間Ｔ）で最小となるように制御するとよい。

また、回転速度制御部５４は、回転部２５の回転の停止を避けるよう、回転部２５に低速回転を維持させることができる。この場合、回転停止状態にある回転部２５の回転を開始させるために要する時間を省略することができる。一般に、回転部２５のように重量のある物体を回転停止状態から回転を再開させるためには、多大なエネルギーと時間を要する。このため、回転の停止を避けるよう制御する場合、回転停止状態を許す制御に比べ、回転再開に要する時間が不要となるため回転部２５の回転速度を回復させるまでに要する時間を大幅に短縮することができる。

図３は、回転部２５の複数の回転速度間の遷移に要する時間の一例を示す説明図である。なお、図３にはｖ１が０．５秒／回転、ｖ２が０．７５秒／回転等の場合の例について示したが、回転部２５が取り得る回転速度は図３に例示した数値に限定されない。

回転部２５は、たとえば図３に示すように複数の回転速度のいずれかで回転するよう、回転駆動装置２８およびコントローラ３２を介して回転速度制御部５４に制御される。いま、回転速度ｖｉからｖｊに遷移するための所要時間をｔｉｊとする。また、回転速度ｖｉからｖｋに減速してｖｊに再加速するための所要時間をｔｉｋｊとする（ただしｋ＜ｉ、ｋ＜ｊ）。

この場合、現在の回転速度ｖｉおよび次回のばく射に必要な所要の回転速度ｖｊが与えられたとき、ｔｉｋｊに待ち時間Ｔ以下のものがあれば、それらのうち最大の所要時間を与えるｖｋまで減速することができるといえる。

一方で、回転速度制御部５４は、次回のばく射までの期間の長さが所定の長さよりも短いときは、現在の回転速度ｖｉを維持するよう回転部２５の回転速度ｖを制御してもよい。たとえば、ｔｉｋｊに待ち時間Ｔ以下のものがない場合は、次回のばく射のタイミングでは所要の回転速度ｖｊまで速度が戻ってくることができないことを意味する。この場合は、Ｘ線ばく射プランの速やかな実行を妨げるおそれがあるため、減速はせず現在の速度ｖｉを維持することが好ましい。この場合、回転速度制御部５４は、現在の回転速度ｖｉを維持するよう回転部２５を制御するとよい。

また、回転部２５に与えることができる最大の加速度（以下、許容最大加速度という）の情報を得ることができる場合は、回転制御部５４は、許容最大加速度の範囲内の所定の加速度を用いて回転部２５を加速させてもよい。許容最大加速度は、たとえば回転部２５に保持されて回転にさらされるＸ線管２１のベアリングなどの部材や架台などの、医用画像診断装置１０の回転に係るハードウエアの強度や、回転駆動装置２８の回転駆動能力、ソフトウエアなどにより決定される。許容最大加速度の情報は、あらかじめ記憶部４４に記憶されていてもよいし、ユーザにより入力部４１を介して与えられてもよい。

この場合、たとえば回転制御部５４は、Ｘ線管２１のばく射のタイミングよりも、許容最大加速度の範囲内の所定の加速度に応じて求められる所要加速期間だけ前の時点まで、すなわち許容最大加速度の範囲内の所定の加速度を用いた加速によって所要の回転速度に到達できるぎりぎりの時点まで、回転部２５に低い回転速度での回転を維持させる。所要加速期間は、ばく射の所要回転速度と低速の回転速度との差と、加速に用いる所定の加速度と、から求めることができる。加速に用いる加速度は、許容最大加速度以内であればよい。

また、加速度は加速期間内で一定でなくてもよく、たとえば段階的に変化してもよい。加速度が加速期間内で一定でない場合、「加速に用いる所定の加速度」は加速期間の平均加速度と換言することができる。所定の加速度が許容最大加速度に近いほど、回転速度をはやく回復することができる。

そして、回転制御部５４は、ばく射のタイミングからみて所要加速期間だけ前の時点から許容最大加速度の範囲内の所定の加速度を用いて回転部２５を加速させることにより、Ｘ線管２１のばく射のタイミングで回転部２５の回転速度を所要の回転速度に到達させることができる。

このように、許容最大加速度の範囲内の所定の加速度を用いた加速を行う場合、ばく射に必要な所要の回転速度に到達するまでの所要加速期間を最短にすることができる。したがって、この場合、低速で回転する期間を長くとることができるため、消費電力をさらに削減することができる。

図４は、図１に示す画像処理装置１２のＣＰＵにより、スキャン待機時間において消費する電力を低減させるとともに短い時間で撮像系の回転速度を回復させる際の手順の一例を示すフローチャートである。図４において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

まず、ステップＳ１において、回転速度制御部５４は、回転駆動装置２８およびコントローラ３２を介して回転部２５の現在の回転速度ｖｉの情報を取得する。

次に、ステップＳ２において、待ち時間取得部５３は、次回のばく射のタイミングまでの待ち時間Ｔの情報を取得する。

次に、ステップＳ３において、回転速度制御部５４は、待ち時間Ｔ後に到達しているべき所要の回転速度ｖｊの情報を取得する。この回転速度ｖｊの情報は、Ｘ線ばく射プランが設定されている場合はこのプランから取得することができる。また、Ｘ線ばく射プランが設定されていない場合は、現在の回転速度ｖｉに等しい速度をｖｊとしてもよい。

次に、ステップＳ４において、回転速度制御部５４は、待ち時間Ｔ以下で最も大きいｔｉｋｊを与えるｖｋまで減速させる。なお、待ち時間Ｔ以下となるｔｉｋｊがない場合は、回転速度を維持したまま一連の手順は終了となる。

次に、ステップＳ５において、残りの待ち時間Ｔｒがｔｋｊ（回転速度ｖｋからｖｊに遷移するための所要時間）に所定のしきい値ｔｔｈを加えた値以下であるか否かを判定する。Ｔｒがｔｋｊ＋ｔｔｈより大きい場合は、まだ低速回転していても問題ないため、再びこのステップＳ５を繰り返す。一方、Ｔｒがｔｋｊ＋ｔｔｈ以下の場合はステップＳ６に進む。

そして、ステップＳ６において、回転速度制御部５４は、回転駆動装置２８およびコントローラ３２を介して回転部２５を制御し、回転部２５の回転速度をｖｊまで加速する。

以上の手順により、スキャン待機時間において消費する電力を低減させるとともに短い時間で撮像系の回転速度を回復させることができる。また、このときＸ線ばく射プランの実行を妨げることがないように制御することも可能である。

次に、医用画像診断装置１０の具体的な利用例について説明する。

（造影剤Ｘ線ばく射プラン実行時のばく射待ち時間）
図５は、造影剤Ｘ線ばく射プランとしてボーラストラッキング法を用いた腹部造影剤撮影を行う際に、回転速度制御部５４が回転部２５の回転速度ｖを制御する様子の一例を示す説明図である。

ボーラストラッキング法による腹部造影撮影は、たとえば次の手順で行われる。

まず、スキャノ撮影をして大まかな位置決めをした後に位置決め用の単純Ｘ線ばく射を行う。そして、プレップの設定を行ってから、時刻ｔ０＝０において造影剤の注入を行う。プレップの設定においては必ずしも本スキャンと同等の回転速度である必要はなく、図５には本スキャンにおける所要の回転速度がｖ１であるのに対してプレップ設定に所要の回転速度がｖ２である場合の例を示した。

次に、ｔ＝ｔ１において所定の関心領域内の造影剤濃度が所定の濃度以上となったことが自動検知されると、動脈相の撮像を行うべく、天板３０の移動が開始されて被検体Ｏが撮像開始位置まで自動的に移動される。そして、ｔ＝ｔ２（たとえばｔ２＝３０秒〜４０秒程度）において、動脈相のＸ線ばく射が自動的に開始される。このとき、ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２まで、天板３０の移動中に待ち時間Ｔ１が発生する。待ち時間取得部５３は、プランに含まれた天板３０の移動距離および天板３０の移動速度の設計値から、待ち時間Ｔ１を取得する。また、待ち時間取得部５３は、たとえば天板３０が移動開始したことを検知して待ち時間Ｔ１を推定してもよい。回転速度制御部５４は、このＴ１とｔ２ｋ１とを比較し、Ｔ１以下となるｔ２ｋ１があれば、これらのうち最も大きいｔ２ｋ１を与える速度ｖｋまで回転部２５を減速させる。図５には、ｖ３まで減速させる場合の例について示した。

ｔ＝ｔ３において動脈相の撮像が終了すると、次に、ｔ＝ｔ４（たとえばｔ４＝７０秒〜８０秒程度）において門脈を含む全体像のＸ線ばく射が自動的に開始される。このとき、ｔ３からｔ４まで、待ち時間Ｔ２が発生する。この待ち時間Ｔ２でも、Ｔ１の場合と同様に、回転速度制御部５４は、回転部２５がｖ１よりも低い回転速度で回転する期間を設ける。

ｔ＝ｔ５において門脈を含む全体像のＸ線ばく射が終了すると、ｔ＝ｔ６（たとえばｔ６＝３分程度）において、平衡相のＸ線ばく射が自動的に開始される。このとき、ｔ５からｔ６まで、待ち時間Ｔ３が発生する。この待ち時間Ｔ３でも、Ｔ１、Ｔ２の場合と同様に、回転速度制御部５４は、回転部２５がｖ１よりも低い回転速度で回転する期間を設ける。

このように、医用画像診断装置１０によれば、造影剤Ｘ線ばく射プラン実行時に生じるばく射待ち時間に応じて、回転部２５の回転の減速、停止を自動制御することができる。
（Ｘ線管２１の熱容量の制限によるばく射待ち時間）

Ｘ線管２１には、Ｘ線の発生により蓄積された熱の過負荷による故障を防ぐために、管球保護機能が備えられていてもよい。この場合、管球保護機能は、Ｘ線管２１の発熱量とＸ線管２１を冷却するための図示しない冷却装置の冷却効率とにもとづいて、Ｘ線管２１に蓄積される熱が所定の範囲を越えないようにするために用いられる。Ｘ線管２１の発熱量は、Ｘ線の発生条件（管電圧、管電流、焦点、Ｘ線の発生時間）に応じて変化する。

Ｘ線ばく射中に、この管球保護機能により、Ｘ線管２１の熱容量の制約による待ち時間Ｔが発生した場合は、コントローラ３２からこの待ち時間Ｔの情報が画像処理装置１２に与えられるようになっている。この場合、待ち時間取得部５３は、この待ち時間Ｔの情報を取得し、回転速度制御部５４に与える。回転速度制御部５４は、この待ち時間Ｔに応じて回転部２５の回転速度を制御する。

また、ユーザにより入力部４１を介してＸ線発生条件が変更された場合、回転速度制御部５４は、このユーザによる操作中に回転部２５の回転速度を１段階減速させておいてもよい。この場合、ユーザによる撮影再開の指示があると、回転速度制御部５４は直ちに回転部２５の回転速度を１段階加速させてもとの速度に戻して撮影に備える。

なお、造影検査の後、追加撮影時にＸ線管２１の熱容量の制約による待ち時間が発生した場合は、減速制御を行わずに追加撮影可能な状態を維持し続けるとよい。

このように、医用画像診断装置１０によれば、Ｘ線管２１の熱容量の制約によってＸ線ばく射までの待ち時間Ｔが発生した場合には、この待ち時間に応じて、回転部２５の回転の減速、停止を自動制御することができる。
（ばく射終了後の天板３０の移動量による待ち時間）

図６は、天板３０の移動量に応じて待ち時間Ｔを推定する様子の一例を説明するための図である。

Ｘ線のばく射が終了した後は、すべての撮影作業が終了しており以後のばく射が行われない場合と、まだ作業が残っており次のばく射が行われる場合とがありうる。このため、Ｘ線のばく射が終了したからといって画一的に回転部２５の回転を止めてしまうと、次のばく射を行う必要が生じたときには、回転部２５の回転加速のためだけの待機時間が発生してしまい、ユーザおよび被検体Ｏに多大なストレスを強いてしまうことになる。

そこで、本実施形態に係る医用画像診断装置１０は、天板３０の移動量に応じて、回転部２５の回転速度を段階的に変化させる。

具体的には、寝台位置取得部５２が、Ｘ線のばく射が終了したときの天板３０の位置と、天板３０の現在の位置とを取得する。そして、待ち時間取得部５３は、天板３０が、現在の位置からＸ線のばく射が終了したときの撮影位置までもどるために必要な時間を待ち時間Ｔと推定する。この待ち時間Ｔは、現時点でユーザから撮影指示があった時に前回の撮影位置に戻るまでに要する時間に等しい。天板３０が撮影位置から単調に遠ざかっていく場合、回転速度制御部５４は、回転部２５の回転速度を１段階ずつ下げていくことになる（図３参照）。

このように、医用画像診断装置１０によれば、Ｘ線のばく射が終了した後に撮影位置からの、天板３０の移動量に応じて待ち時間Ｔを推定し、この待ち時間に応じて、回転部２５の回転の減速、停止を自動制御することができる。

このため、すべての作業が終了しており以後のばく射が行われない場合であるにもかかわらず、ユーザが回転部２５の回転を停止させるのを忘れて又は被検体Ｏの退避を優先して天板３０を移動させると、回転部２５の回転速度を１段階ずつ段階的に低下させることができる。また、天板３０を移動させた目的が被検体Ｏの位置調整などであって撮影が再開される場合には、回転速度制御部５４は、天板３０が元の撮影位置にもどるまでに、回転部２５の回転速度を、元のばく射に所要の回転速度まで容易かつ確実に戻すことができる。したがって、撮影が再開される場合であっても、回転部２５の回転加速の待ち時間が発生しないため、ユーザおよび被検体Ｏに余計なストレスを与えることがなく非常に便利である。

（Ｘ線ばく射プラン終了後の待ち時間）
Ｘ線ばく射プランが終了した後も、上記のＸ線ばく射が終了し天板３０が移動する場合と同様に、すべての撮影作業が終了しており以後のばく射が行われない場合と、まだ作業が残っており次のばく射が行われる場合とがありうる。しかし、特に天板３０の移動がない場合には、Ｘ線ばく射プランが終了しただけでは、プランが変更されあるいは修正された後に直ちに撮影が再開される可能性がある。

そこで、あらかじめ、プランの変更に要する最短時間Ｔの情報を記憶部４４に記憶しておき、まずはこの最短時間Ｔの情報を待ち時間Ｔの情報として用いるとよい。また、最短時間Ｔを用いずとも、撮影プランが終了した後は、まずは１段階の減速を行ってもよい。その後、回転速度制御部５４は、撮影プランの終了からの経過時間に応じて、段階的に回転部２５の回転速度を減速させるとよい。撮影プランの終了からの経過時間が長くなればなるほど、すべての撮影作業が終了しており以後のばく射が行われない可能性が高まるためである。そして、経過時間が所定の時間（たとえば３分など）を超えた時点で、回転部２５の回転を停止させればよい。

このように、医用画像診断装置１０によれば、Ｘ線ばく射プランが終了した後にただちに回転部２５の回転を停止させるのではなく、撮影プランの終了からの経過時間に応じて、段階的に回転部２５の回転速度を減速させることができる。

また、この場合、終了したＸ線ばく射プランが造影剤検査に係るプランであった場合など、すぐに撮影が再開されるおそれがある場合には、所定時間は減速を行わないようにしてもよい。

（ユーザによる天板、架台操作にともなう待ち時間）
ユーザによる入力部４１を介した指示により、天板３０および架台２０の少なくとも一方の移動が開始された場合には、次回のＸ線ばく射までの待ち時間がある程度存在することが容易に予想される。

たとえば、Ｘ線ばく射プランとして、スキャノ撮影および単純Ｘ線ばく射の後、撮影開始までの間にポーズ時間が設定されているプランが選択された場合を考える。この場合、ポーズ時間の間に、たとえばユーザは、撮影の中心とするターゲット部位を設定するとともに、設定したターゲット部位が撮影中心に来るように天板３０および架台２０の少なくとも一方を移動させることが考えられる。

そこで、あらかじめスキャノ撮影および単純Ｘ線ばく射の後、撮影開始までに要する最短時間Ｔの情報を記憶部４４に記憶しておき、まずはこの最短時間Ｔの情報を待ち時間Ｔの情報として用いるとよい。また、最短時間Ｔを用いずとも、スキャノ撮影および単純Ｘ線ばく射の後、ユーザによる天板３０および架台２０の少なくとも一方の移動操作を受け付けた場合、回転速度制御部５４は、まずは回転部２５の回転速度を１段階減速させてもよい。その後、ユーザによる移動操作にもとづいて天板３０および架台２０の移動時間を求め、この移動時間を待ち時間Ｔとして回転部２５の回転速度の制御を行う。

このように、医用画像診断装置１０によれば、ユーザによる天板３０および架台２０の少なくとも一方の移動操作を受け付けた場合に生じる待ち時間に応じて、回転部２５の回転の減速、停止を自動制御することができる。
（準備に時間が掛かるプランが選択された場合）

造影剤の利用、大腸注入器の利用、心電同期および呼吸同期の少なくとも１つをともなうプランが選択された場合には、本スキャンが実行されるまでの間に準備の時間が必要となる。そこで、この準備の時間を待ち時間Ｔとし、この準備の時間に応じて回転部２５の回転速度を制御するとよい。

たとえば、心電同期や呼吸同期をともなうプランが選択された場合、まずスキャノ撮影および単純Ｘ線ばく射が行われ、次に予備スキャンが行われる。そして、本スキャンの前に心拍取得のための時間や呼吸練習のための時間が費やされてから、ようやく本スキャンが開始される。

そこで、あらかじめ心拍取得のための時間や呼吸練習のための時間の予測時間Ｔの情報を記憶部４４に記憶しておき、この予測時間Ｔの情報を待ち時間の情報として用いるとよい。また、予測時間Ｔを用いずとも、回転部２５の回転速度を１段階減速させてもよい。

また、スキャノ撮影および単純Ｘ線ばく射と、予備スキャンとの間の期間も待ち時間としてあつかい、この期間にも回転部２５の回転を加減速させてもよい。

また、たとえばインジェクタ同期の場合には、造影剤注入圧の異常な上昇が起きる場合がある。これは、血管に針がきちんと入っておらずに漏れている場合などに生じうる。このような場合には通常、検査が中断される。検査が中断された場合は、待ち時間が生じるため、回転部２５の回転を減速させるとよい。そこで、たとえば造影剤注入器からの信号にもとづいて造影剤注入圧がしきい値以上に上昇した場合には、回転速度制御部５４は、回転部２５の回転速度の減速制御を行う。

（撮影開始操作入力からＸ線ばく射までの待ち時間）
ユーザにより撮影ボタン（いわゆるコンファームボタン）が押された後、実際に所要の回転速度でＸ線がばく射されるまでの間には、天板３０が自動的に移動して撮影対象部位が撮影領域外から撮影領域に差し掛かるまでの時間がある。回転部２５の回転速度は、撮影対象部位が撮影領域に差し掛かった時点で所要の回転速度に達していればよいのであって、撮影対象部位が撮影領域外にあるときは回転の加速時間に利用できる。

そこで、ユーザにより撮影ボタンが押された後、実際にＸ線がばく射されるまでの間の時間を待ち時間としてあつかい、回転部２５の回転速度を制御する。たとえばこの待ち時間が１０秒であり、０．２７５秒回転で撮影する場合、０．３秒回転まで減速しておく。

本実施形態に係る医用画像診断装置１０は、このように、一見わずかに思われる待ち時間であっても、ユーザによる手動操作を受けることなく、自動制御により、回転部２５の回転速度を低下させる期間を設けることにより、スキャン待機時間において消費する電力を低減させるとともに短い時間で撮像系の回転速度を回復させることができる。このため、回転部２５に保持されて回転にさらされるＸ線管２１のベアリングなどの部材に対する負荷を低減することができ、これらの部材の寿命をのばすことができる。また、回転部２５の回転速度を維持したままとする場合に比べて、消費電力を低下させることができる。

また、医用画像診断装置１０は、回転部２５の回転の停止を避けるよう回転部２５に低速回転を維持させることができる。この場合、回転停止状態から回転を再開させる場合に比べ、回転停止状態にある回転部２５の回転を開始させるために要する時間を省略することができるため、回転部２５の回転速度を回復させるまでに要する時間を大幅に短縮することができる。

また、医用画像診断装置１０は、たとえばＸ線管２１の次回のばく射時には所要の回転速度に到達しているように、かつ現在から次回のばく射時までの期間（待ち時間Ｔ）の平均回転速度が最小となるように、回転部２５の回転速度を自動制御することができる。このため、Ｘ線ばく射プランの実行を妨げることなく、不要な回転速度で回転する時間を最大限に短縮することができる。したがって、ユーザおよび被検体Ｏに余計なストレスを与えることなく、装置の長寿命化および消費電力の低減を図ることができる。

なお、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。

たとえば、Ｘ線ばく射プランにおける本スキャンの開始タイミングに余裕が有る場合には、回転速度制御部５４は、このばく射プランの本スキャンにおける所要の回転速度まで回転部２５を加速させ、所要の回転速度に達すると、このばく射プランに沿ったＸ線ばく射を開始するようスキャナ装置１１に指示してもよい。この場合、所要の回転速度に達した後、ただちに本スキャンを実行することができる。このため、高速な回転速度で回転する期間を無駄なく利用することができ、不要な回転速度で回転する時間を短縮することができる。

１０ 医用画像診断装置
２０ 架台
２１ Ｘ線管
２３ Ｘ線検出部
２５ 回転部
２９ 寝台
３０ 天板
４１ 入力部
４５ 主制御部
５２ 寝台位置取得部
５３ 待ち時間取得部
５４ 回転速度制御部

Claims (17)

1. Ｘ線管を保持するとともに架台に支持される回転部と、
   前記Ｘ線管のばく射までの期間において、前記Ｘ線管のばく射時に必要な回転速度よりも低い回転速度で回転するよう前記回転部の回転速度を制御する回転速度制御部と、
   を備え、
   前記回転速度制御部は、
   前記Ｘ線管のばく射時には前記必要な回転速度に到達しているように、かつ現在から前記Ｘ線管のばく射時までの期間の平均回転速度が最小となるように、前記回転部の回転速度を制御する、
   医用画像診断装置。
2. 前記回転速度制御部は、
   前記回転部を複数の回転速度のいずれかで回転するよう前記回転部の回転速度を段階的に加減速させる、
   請求項１記載の医用画像診断装置。
3. 前記回転速度制御部は、
   前記回転部の現在の回転速度の情報および前記Ｘ線管のばく射のタイミングにおける前記必要な回転速度の情報にもとづいて前記回転部の回転速度を制御する、
   請求項１または２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記回転速度制御部は、
   前記Ｘ線管のばく射のタイミングよりも所定の加速度に応じて求められる所要加速期間だけ前の時点まで前記低い回転速度での回転を維持し、前記所要加速期間だけ前の時点から前記所定の加速度を用いた加速を行う、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
5. 前記Ｘ線管のばく射のタイミングまでの待ち時間の情報を取得する待ち時間取得部、
   をさらに備え、
   前記回転速度制御部は、
   前記待ち時間の情報に応じて前記回転部の回転速度を制御する、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
6. 前記待ち時間取得部は、
   前記待ち時間の情報として造影剤Ｘ線ばく射プラン実行時に生じるばく射待ち時間の情報を取得する、
   請求項５記載の医用画像診断装置。
7. 前記待ち時間取得部は、
   前記待ち時間の情報として前記Ｘ線管の熱容量の制約により生じた待ち時間の情報を取得する、
   請求項５または６に記載の医用画像診断装置。
8. 被検体を載置した天板の現在の位置の情報を取得する寝台位置取得部、
   をさらに備え、
   前記待ち時間取得部は、
   前記Ｘ線管のばく射が終了したときの前記天板の位置と、前記天板の前記現在の位置とに応じて前記待ち時間の情報を推定する、
   請求項５ないし７のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
9. 前記待ち時間取得部は、
   ユーザによる入力部を介した指示により天板および架台の少なくとも一方の移動が開始されると、この移動により生じる前記Ｘ線管のばく射のタイミングまでの待ち時間を推定して前記待ち時間の情報とする、
   請求項５ないし８のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
10. 前記待ち時間取得部は、
    Ｘ線ばく射プランの１つの開始が選択されると、このプランの情報にもとづいて前記Ｘ線管のばく射のタイミングまでの待ち時間を推定して前記待ち時間の情報とする、
    請求項５ないし９のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
11. 前記開始が選択されたＸ線ばく射プランは、造影剤の利用、大腸注入器の利用、心電同期および呼吸同期の少なくとも１つをともなうプランである、
    請求項１０記載の医用画像診断装置。
12. 前記待ち時間取得部は、
    Ｘ線撮影の開始が指示されると、この指示された時点からＸ線ばく射のタイミングまでの待ち時間を求めて前記待ち時間の情報とする、
    請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
13. 前記回転速度制御部は、
    Ｘ線ばく射プランが終了すると、この終了からの経過時間に応じて前記回転部の回転速度を制御する、
    請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
14. 前記回転速度制御部は、
    所定のＸ線ばく射プランの開始が選択されると、このばく射プランにおける必要な回転速度まで前記回転部を加速させ、このばく射ブランにおける必要な回転速度に達すると、このばく射プランに沿ったＸ線ばく射を開始するよう撮像装置に指示する、
    請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
15. 前記回転速度制御部は、
    前記Ｘ線管のばく射までの期間の長さが所定の長さよりも短いと、現在の回転速度を維持するよう前記回転部の回転速度を制御する、
    請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
16. Ｘ線管を保持するとともに架台に支持される回転部を備えた医用画像診断装置を用いた医用画像診断方法であって、
    前記Ｘ線管のばく射までの期間において前記Ｘ線管のばく射時に必要な回転速度よりも低い回転速度で回転するように、かつ、前記Ｘ線管のばく射時には前記必要な回転速度に到達しているように、かつ、現在から前記Ｘ線管のばく射時までの期間の平均回転速度が最小となるように、前記回転部の回転速度を制御するステップ、
    を有する医用画像診断方法。
17. Ｘ線管を保持するとともに架台に支持される回転部を備えた医用画像診断装置を制御するための医用画像診断プログラムであって、コンピュータに、
    前記Ｘ線管のばく射までの期間において前記Ｘ線管のばく射時に必要な回転速度よりも低い回転速度で回転するように、かつ、前記Ｘ線管のばく射時には前記必要な回転速度に到達しているように、かつ、現在から前記Ｘ線管のばく射時までの期間の平均回転速度が最小となるように、前記回転部の回転速度を制御するステップ、
    を実行させるための医用画像診断プログラム。

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