JP6788252B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

現在のＸ線コンピュータ断層撮影装置は、臥位の患者をＸ線ＣＴ撮影することを目的とした構成を有しており、立位で運動している患者をＸ線ＣＴ撮影することを想定していない。

特開２０１３−５１２０３８号公報 特開平６−９８８８５号公報

実施形態の目的は、立位で運動している患者をＸ線ＣＴ撮影することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、撮影空間を形成する開口を有し、前記開口を挟んで対向して配置されたＸ線管とＸ線検出器とを有する架台と、前記開口の中心軸を設置面に対して垂直方向に維持しながら前記架台を前記垂直方向にスライド可能に支持する支柱と、被検体の片足を載せるための第１の踏み台と第２の踏み台とを有し、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とを前記垂直方向に個別に昇降可能に支持する踏み台機構と、を具備する。

図１は、本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。 図２は、図１の動作条件記憶回路に記憶される動作条件テーブルの一例を示す図である。 図３は、図１の架台装置の模式的な正面図である。 図４は、本実施形態に係る丸みを帯びた角部を有する左足用の踏み台と右足用の踏み台とを示す図である。 図５は、左足用の踏み台と右足用の踏み台との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化を示す図である。 図６は、位相０％、位相２５％、位相５０％、及び位相７５％のときの左足用の踏み台と右足用の踏み台との外観を模式的に示す図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査のワークフローを示す図である。 図８は、本実施形態に係る左足用の踏み台と右足用の踏み台との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化とＸ線のＯＮ／ＯＦＦ変調のタイミングを示す図である。 図９は、本実施形態に係る左足用の踏み台と右足用の踏み台との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化とＸ線のエネルギー変調のタイミングを示す図である。 図１０は、本実施形態に係る左足用の踏み台と右足用の踏み台との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化と架台回転速度の変速タイミングを示す図である。 図１１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査の他のワークフローを示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。

図１は、本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台装置１０とコンソール５０とを有する。例えば、架台装置１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール５０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置１０とコンソール５０とは互いに通信可能に有線又は無線で接続されている。架台装置１０は、立位の被検体ＳをＸ線コンピュータ断層撮影（以下、Ｘ線ＣＴ撮影と呼ぶ）するための構成を有するスキャン装置である。コンソール５０は、架台装置１０を制御するコンピュータである。

図１に示すように、架台本体１１は、撮影空間（field of view）をなす開口１５が形成された略円筒形状の構造体である。図１に示すように、架台本体１１は、開口１５を挟んで対向するように配置されたＸ線管１７とＸ線検出器１９とを収容する。

より詳細には、架台本体１１は、アルミ等の金属により形成されたメインフレーム（図示せず）と、メインフレームにより中心軸Ｒ１回りに軸受等を介して回転可能に支持された回転フレーム２１とを更に有している。メインフレームの回転フレーム２１との接触部には環状電極（図示せず）が設けられている。メインフレームの当該接触部には環状電極に摺り接触するように導電性の摺動子（図示せず）が取り付けられている。回転フレーム２１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠であり、例えば、Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とが取付けられている。Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とは、例えば、回転フレーム２１に形成された凹部に嵌め込まれても良いし、ネジ等の締結具により締結されても良い。

回転フレーム２１は、回転駆動装置２３からの動力を受けて中心軸Ｒ１回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの制御に従って回転フレーム２１を回転させるための動力を発生する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。回転駆動装置２３は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。回転駆動装置２３は、例えば、架台本体１１に収容されている。

支柱１３は、架台本体１１を床面から離反して支持する基体である。支柱１３は、例えば、円柱形状や角柱形状等の柱状形状を有する。支柱１３は、例えば、プラスチックや金属等の任意の物質により形成される。支柱１３は、例えば、架台本体１１の側面部に取付けられる。支柱１３は、立位の被検体ＳをＸ線ＣＴ撮影するため、開口１５の中心軸Ｒ１が接地面に対して垂直方向を維持した状態において架台本体１１をスライド可能に支持する。

典型的には、支柱１３は架台本体１１の両側部に設けられる。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、１本の支柱１３が架台本体１１の両側部のうちの片側のみに接続されても良い。また、支柱１３は柱状形状を有するとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、支柱１３は、架台本体の少なくとも一方の側部を支持可能であれば、Ｕ字形状等の如何なる形状を有していても良い。

なお、支柱１３は、中心軸Ｒ１が床面に対して垂直に向くように架台本体１１を固定している必要はない。すなわち、支柱１３は、床面に対して平行する水平軸（以下、チルト軸と呼ぶ）回りに回転可能に架台本体１１を支持するように構成されても良い。この場合、支柱１３と架台本体１１とは、架台本体１１がチルト軸回りに回転可能に軸受等を介して接続されると良い。これにより、立位撮影と臥位撮影とを一台の架台装置１０で選択的に実行することが可能となる。

図１に示すように、支柱１３には架台本体１１の垂直方向に関するスライドのための駆動装置（以下、支柱駆動装置と呼ぶ）２７が収容されている。支柱駆動装置２７は、架台制御回路２５からの制御に従って、架台本体１１を垂直方向に関してスライドするための動力を発生する。具体的には、支柱駆動装置２７は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。支柱１３は、支柱駆動装置２７からの動力を受けて、支柱１３に対して架台本体１１を垂直方向に関してスライドする。支柱駆動装置２７は、例えば、サーボモータ等のモータにより実現される。

図１に示すように、架台本体１１下方には踏み台機構２９が設けられている。踏み台機構２９は、被検体の左足を載せるための踏み台３１と被検体の右足を載せるための踏み台３３とを有し、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを個別に昇降可能に支持する。踏み台機構２９は、左側駆動装置３５からの動力を受けて左足用の踏み台３１を昇降し、右側駆動装置３７からの動力を受けて右足用の踏み台３３を昇降する。左側駆動装置３５は、踏み台制御回路３９からの制御に従って左足用の踏み台３１を昇降させるための動力を発生する。右側駆動装置３７は、踏み台制御回路３９からの制御に従って右足用の踏み台３３を昇降させるための動力を発生する。左側駆動装置３５と右側駆動装置３７との各々は、踏み台制御回路３９からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。左側駆動装置３５と右側駆動装置３７との各々は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とは、例えば、踏み台機構２９に収容されると良い。

踏み台制御回路３９は、架台制御回路２５からの制御に従い、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを個別に昇降するために左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを制御する。ハードウェア資源として、踏み台制御回路３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、踏み台制御回路３９は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。処理装置は、記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。なお、記憶装置にプログラムを保存する代わりに、処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。

踏み台制御回路３９には動作条件記憶回路４１が接続されている。動作条件記憶回路４１は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動に関する複数の動作条件を記憶する記憶装置である。具体的には、動作条件記憶回路４１は、複数の動作条件を記憶するＬＵＴ（Look Up Table）を記憶している。以下、複数の動作条件を記憶するＬＵＴを動作条件テーブルと呼ぶことにする。

図２は、動作条件テーブルの一例を示す図である。図２に示すように、動作条件は、例えば、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とに関する昇降範囲と昇降速度とを含む。また、動作条件としては、さらに、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との昇降の連動態様を含んでも良い。昇降範囲は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との昇降に関するストロークを示す。昇降範囲は、具体的には、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とのＹ軸に関する基準高さを０ｃｍとする、各踏み台３１、３３の最低到達点である下限高さと最高到達点である上限高さとの間の範囲により規定される。例えば、昇降範囲は、０−２０ｃｍや０−１０、１０−３０ｃｍ等の任意の範囲に設定される。昇降速度は、各踏み台３１，３３のＹ軸に関する上昇又は下降の速度に規定される。例えば、昇降速度は、予め決定された速度に対応するＨＩＧＨ（高速）やＭＩＤＤＬＥ（中速）、ＬＯＷ（低速）に設定される。また、昇降速度は、具体的な数値に設定されても良い。連動態様は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との上昇又は下降の連動の態様により規定される。例えば、連動態様としては、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とが逆向きに動作する逆向き動作、何れか一方の踏み台が停止している間に他方の踏み台が昇降する片側動作、両方の踏み台が同一向きに動作する同向き動作に設定される。踏み台制御回路３９は、動作条件記憶回路４１に記憶されている複数の動作条件のうちの、ユーザにより指定された動作条件に従い左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを制御する。

図３は、架台装置１０の模式的な正面図である。図３において鉛直軸をＹ軸に規定し、チルト軸に平行する水平軸をＸ軸に規定し、Ｙ軸及びＸ軸に直交する軸をＺ軸に規定する。図３に示すように、床面等の設置面に支柱１３が立設されている。支柱１３は、開口１５の中心軸をＹ軸に平行に維持した状態で架台本体１１をＹ軸に関して昇降可能に支持している。Ｘ線ＣＴ撮影時、患者Ｓは開口１５の内部にいる必要がある。そのため、踏み台機構２９は、設置面のうちの、架台本体１１の昇降に伴う開口１５の経路Ｐ１の内側に設置されると良い。上記の通り、踏み台機構２９は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを個別にＹ軸に関して昇降可能に支持する。左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを個別に昇降可能に支持することができれば、踏み台機構２９の構造は特に限定されない。例えば、踏み台機構２９は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを個別に昇降可能に支持する機構を、ボールねじやシリンダ、スライダレール、Ｘリンク機構等により実現しても良い。患者Ｓが左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とに足を載せた状態において左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを個別に昇降させることにより、患者Ｓに周期的な歩行運動を強制させることができる。

左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは、例えば、柱状形状を有する。左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは、Ｘ線を透過し易い物質、例えば、樹脂やカーボンを材料として形成されると良い。これにより、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とにより減弱されたＸ線に起因するアーチファクトを低減することができる。また、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との各々の角部のうちの、Ｘ線管１７からのＸ線の照射範囲に含まれうる角部が角張っている場合、当該角部によりＸ線が散乱する確率が増すので、当該角部は、散乱Ｘ線に起因するアーチファクトを誘発し易い。従って左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは、Ｘ線の散乱を低減しやすい形状、例えば、図４に示すように、丸みを帯びた角部を有すると良い。

図１に示すように、Ｘ線管１７は、高電圧発生器４３からの高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。高電圧発生器４３は、例えば、回転フレーム２１に取付けられている。高電圧発生器４３は、架台本体１１の電源装置（図示せず）から環状電極を介して供給された電力から、架台制御回路２５による制御に従いＸ線管１７に印加する高電圧を発生する。高電圧発生器４３とＸ線管１７とは高圧ケーブル（図示せず）を介して接続されている。高電圧発生器４３により発生された高電圧は、高圧ケーブルを介してＸ線管１７に印加される。

Ｘ線検出器１９は、Ｘ線管１７から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１９は、二次元湾曲面に配列された複数のＸ線検出素子（図示せず）を搭載する。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１７からのＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号に変換する。各Ｘ線検出素子は、例えば、シンチレータと光電変換器とを有する。シンチレータはＸ線を受けて蛍光を発生する。光電変換器は、発生された蛍光を電荷パルスに変換する。電荷パルスはＸ線の強度に応じた波高値を有する。光電変換器としては、具体的には、光電子増倍管やフォトダイオード（Photo Diode）等の光子を電気信号に変換する機器が用いられる。なお、本実施形態に係るＸ線検出器１９としてはＸ線を一旦蛍光に変換してから電気信号に変換する間接検出型の検出器に限定されず、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接検出型の検出器であっても良い。

データ収集回路４５は、被検体Ｓにより減弱されたＸ線の強度を示すデジタルのデータをビュー毎に収集する。データ収集回路４５は、例えば、複数のＸ線検出素子の各々について設けられた積分回路とＡ／Ｄ変換器とが並列して実装された半導体集積回路により実現される。データ収集回路４５は、架台本体１１内においてＸ線検出器１９に接続されている。積分回路は、Ｘ線検出素子からの電気信号を所定のビュー期間に亘り積分し、積分信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器は、生成された積分信号をＡ／Ｄ変換し、当該積分信号の波高値に対応するデータ値を有するデジタルデータを生成する。変換後のデジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値のセットである。生データは、例えば、架台本体１１に収容された非接触データ伝送装置（図示せず）を介してコンソール５０に供給される。

なお、架台本体１１には、上記のＸ線管１７、Ｘ線検出器１９、回転フレーム２１、メインフレーム、電源装置、高電圧発生器４３、及びデータ収集回路４５だけでなく、ＣＴ撮影に必要なその他の種々の装置を収容しても良い。例えば、回転フレーム２１にはＸ線管を冷却する冷却装置が取付けられても良い。また、空調のためのファンが架台本体１１に取付けられても良い。

架台制御回路２５は、コンソール５０のシステム制御回路６１からの制御に従い高電圧発生器４３、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、及び踏み台制御回路３９を制御する。架台制御回路２５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路２５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤ等により実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実現することで上記機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。

なお、踏み台制御回路３９と架台制御回路２５とは、単一の回路により実現されても良い。また、踏み台制御回路３９と動作条件記憶回路４１と架台制御回路２５とは、複数の基板に実装されても良いし、単一の基板に実装されても良い。踏み台制御回路３９と動作条件記憶回路４１と架台制御回路２５とは、架台本体１１の支柱１３に設けられても良いし、コンソール５０に設けられても良い。踏み台制御回路３９と架台制御回路２５とは、同一の装置に設けられている必要はなく、別々の装置に設けられても良い。

図１に示すように、コンソール５０は、バス（bus）を介して接続された画像再構成装置５１、画像処理装置５３、表示機器５５、入力機器５７、主記憶回路５９、及びシステム制御回路６１を有する。画像再構成装置５１、画像処理装置５３、表示機器５５、入力機器５７、主記憶回路５９、及びシステム制御回路６１間のデータ通信は、バスを介して行われる。

画像再構成装置５１は、コンソール５０からの生データに基づいて被検体Ｓに関するＣＴ画像を再構成する。具体的には、画像再構成装置５１は、前処理部５１１、投影データ記憶部５１３、及び再構成演算部５１５を有する。前処理部５１１は、架台装置１０からの生データに前処理を施す。前処理としては、対数変換やＸ線強度補正、オフセット補正等の各種の補正処理を含む。前処理後の生データは、投影データと呼ばれている。投影データ記憶部５１３は、前処理部５１１により生成された投影データを記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。再構成演算部５１５は、投影データに基づいて被検体Ｓに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。

画像再構成装置５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像再構成装置５１は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで前処理部５１１と再構成演算部５１５との機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで前処理部５１１と再構成演算部５１５との機能を実現する。また、上記前処理部５１１として機能する専用のハードウェア回路と再構成演算部５１５として機能する専用のハードウェア回路とが画像再構成装置に実装されても良い。

画像処理装置５３は、画像再構成装置５１により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理装置５３は、ＣＴ画像がボリュームデータの場合、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を発生する。画像処理装置５３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像処理装置５３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。

表示機器５５は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々の情報を表示する。表示機器５５としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

入力機器５７は、ユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器５７としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。なお、入力機器５７は、コンソール５０に設けられても良いし、架台装置１０に設けられても良い。

主記憶回路５９は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路５９は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、主記憶回路５９は、本実施形態に係るＣＴ撮影に関する制御プログラム等を記憶する。

システム制御回路６１は、ハードウェア資源として、上記の処理装置と記憶装置とを有する。システム制御回路６１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御回路６１は、主記憶回路５９に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線コンピュータ断層撮影装置の各部を制御する。

画像再構成装置５１、画像処理装置５３、及びシステム制御回路６１は、コンソール５０内の単一の基板に集約されても良いし、複数の基板に分散して実装されても良い。

以下、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の詳細について説明する。

まずは、踏み台制御回路３９による左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動について説明する。図２の動作条件テーブルにおいて連動態様として逆向き動作が設定された場合、踏み台制御回路３９は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とが逆向きに周期運動するように左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを同期的に制御する。

図５は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化を示す図である。図５の縦軸は高さに規定され、横軸は位相変化に規定される。なお、図５においては、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との昇降範囲は、下限高さＭＩＮと上限高さＭＡＸとにより規定される任意の範囲に設定されているものとする。本実施形態において位相は、０％から１００％までの百分率で表すものとする。図６は、位相０％、位相２５％、位相５０％、及び位相７５％のときの左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との外観を模式的に示す図である。図５及び図６に示すように、０％又は１００％は、左足用の踏み台３１が下限高さＭＩＮに位置し、右足用の踏み台３３が上限高さＭＡＸに位置する状態に対応し、２５％は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とが中間高さＭＩＤに位置する状態に対応し、５０％は、左足用の踏み台３１が上限高さＭＡＸに位置し、右足用の踏み台３３が下限高さＭＩＮに位置する状態に対応し、７５％は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とが中間高さＭＩＤに位置する状態に対応する。

図５に示すように、踏み台制御回路３９は、左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを制御し、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは上限高さＭＡＸと下限高さＭＩＮとの間を定速で昇降する。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。踏み台制御回路３９は、左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とをし、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを位相に応じて変速しても良い。例えば、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とが撮影対象の位相に遷移するにつれ速度を下げ、非撮影対象の位相に遷移するにつれ速度を上げても良い。上限高さＭＡＸ及び下限高さＭＩＮが撮影対象の位相の場合、上限高さＭＡＸ及び下限高さＭＩＮに遷移するにつれ速度が下がり、非撮影対象の位相に対応する中間高さＭＩＤに遷移するにつれ速度が上がることとなる。

図６に示すように、患者Ｓが左足用の踏み台３１に左足を載せ、右足用の踏み台３３に右足を載せた状態において、踏み台制御回路３９のよる制御のもとに左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とが一定の周期で繰り返し昇降する。左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを繰り返し昇降することにより、患者Ｓに不要な動きをさせず、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動に同調した一定の周期の歩行動作を強制させることができる。本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを昇降させながら架台本体１１を用いて患者ＳをＸ線ＣＴ撮影することにより、安定した歩行運動をしている患者Ｓに関する時系列のＣＴ画像を収集することができる。

次に、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査のワークフローについて説明する。

図７は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査のワークフローの一例を示す図である。

図７に示すように、Ｘ線ＣＴ撮影の前段階において患者Ｓは、医療従事者等のユーザにより踏み台３１，３３に案内される（ステップＳＡ１）。そして立位において患者Ｓの左足が左足用の踏み台３１に載置され、右足が右足用の踏み台３３に載置される。各足は踏み台３１，３３にベルトやゴム等の固定具で固定されても良い。これにより患者Ｓの踏み台３１，３３からの落下を防止することができる。

ステップＳＡ１が行われるとシステム制御回路６１は、動態検査プランの選択を待機する（ステップＳＡ２）。ステップＳＡ２においてシステム制御回路６１は、動態検査プランの選択画面を表示機器５５に表示し、ユーザによる入力機器５７を介した所望のプランの選択を促す。動態検査プランとして、撮影部位や患者Ｓの動作種、年齢、性別に応じて予め複数のプランが設定されている。なお、動作種とは歩行や屈伸等の足の周期運動の種類を示す。動態検査プランは、例えば、複数の動作種の各々についてのスキャン条件と踏み台３１，３３の動作条件との組合せにより規定される。スキャン条件は、Ｘ線条件（管電圧や管電流、Ｘ線曝射時間）、回転フレーム２１の回転速度（以下、架台回転速度と呼ぶ）等のＸ線ＣＴ撮影のための既存のパラメータを含む。動作条件は、上記の動作条件記憶回路４１に記憶される動作条件テーブルにより規定されるパラメータを含む。ユーザは、表示機器５５に表示される複数のプランから所望のプランを入力機器５７を介して選択する。システム制御回路６１は、選択されたプランを、実行対象の動態検査プランに設定する。設定された動態検査プランのデータは、システム制御回路６１により架台制御回路２５に伝送される。

ステップＳＡ２が行われると架台制御回路２５は、ステップＳＡ２において選択された動作条件プランに従い回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、踏み台制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とによる補助を受けて歩行運動している患者Ｓを架台本体１１を用いてＸ線ＣＴ撮影する（ステップＳＡ３）。Ｘ線ＣＴ撮影のスキャン方式としては、架台本体１１の停止下において繰り返しスキャンするダイナミックスキャンと、架台本体１１の移動下において繰り返しスキャンするヘリカルスキャンとが挙げられる。本実施形態においては、ダイナミックスキャンとヘリカルスキャンとを、例えば、入力機器５７等を介して任意に選択可能である。また、昇降範囲の広さに応じてダイナミックスキャンとヘリカルスキャンとが。システム制御回路６１又は架台制御回路２５により自動的に選択されても良い。例えば、昇降範囲が架台本体１１のＦＯＶサイズよりも狭い場合、ダイナミックスキャンが選択され、昇降範囲が架台本体１１のＦＯＶサイズよりも広い場合、ヘリカルスキャンが選択されると良い。

ダイナミックスキャンの場合、例えば、架台制御回路２５は、ユーザによる入力機器５７を介した指示に従い支柱駆動装置２７を制御し、ＦＯＶに撮影部位が含まれるように架台本体１１の位置を調節する。本実施形態に係るダイナミックスキャンにおける撮影部位としては、歩行時における内部構造に臨床的関心がある部位、例えば、踝やつま先、足底等が挙げられる。本実施形態においては当該撮影部位が積極的に動くため、当該撮影部位の移動範囲をＦＯＶが含むように架台本体１１が位置決めされると良い。

架台本体１１が位置決めされると架台制御回路２５は、回転駆動装置２３を制御し、設定された動態検査プランの架台回転速度で回転フレーム２１を中心軸Ｒ１回りに回転させる。また、架台制御回路２５は、設定された動態検査プランの動作条件を示す識別子を供給し、当該識別子に対応する動作条件を動作条件記憶回路４１から読み出す。そして踏み台制御回路３９は、読み出した動作条件に従い左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを同期的に制御し、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とに歩行運動に関する周期運動を行わせる。

患者Ｓが左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動に同調して安定して両足を動かしていると判断するとユーザは、入力機器５７等を介してスキャン開始指示を行う。架台制御回路２５は、スキャン開始指示がなされると高電圧発生器４３を制御し、設定された動態検査プランのＸ線条件に応じたＸ線をＸ線管１７から連続的に発生させる。この際、架台本体１１は静止している。Ｘ線管１７から発生されたＸ線は、患者の撮影部位等を透過してＸ線検出器１９に連続的に検出され、Ｘ線検出器１９により検出されたＸ線に関する生データがデータ収集回路４５により連続的に収集される。収集された生データは、非接触データ伝送装置により画像再構成装置５１に伝送される。

そして、設定された動態検査プランのＸ線曝射時間が経過すると架台制御回路２５は、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、踏み台制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、ダイナミックスキャンを終了する。

ヘリカルスキャンの場合、架台制御回路２５は、まず、支柱駆動装置２７により撮影範囲の一端まで架台本体１１を移動する。架台本体１１が位置決めされると架台制御回路２５は、回転駆動装置２３を制御し、設定された架台回転速度で回転フレーム２１を中心軸Ｒ１回りに回転させる。また、架台制御回路２５は、設定された動作条件を示す識別子を供給し、当該識別子に対応する動作条件を動作条件記憶回路４１から読み出す。そして踏み台制御回路３９は、読み出した動作条件に従い左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを同期的に制御し、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とに歩行運動に関する周期運動を行わせる。

患者Ｓが左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動に同調して安定して両足を動かしていると判断するとユーザは、入力機器５７等を介してスキャン開始指示を行う。架台制御回路２５は、スキャン開始指示がなされると支柱駆動装置２７を制御し、撮影範囲の一端から他端に向けて架台本体１１の上昇又は下降を開始する。そして架台制御回路２５は、高電圧発生器４３を制御し、設定されたＸ線条件に応じたＸ線をＸ線管１７から連続的に発生させる。この際、架台本体１１は上昇又は下降を継続している。Ｘ線管１７から発生されたＸ線は、患者の撮影部位等を透過してＸ線検出器１９に連続的に検出され、Ｘ線検出器１９により検出されたＸ線に関する生データがデータ収集回路４５により連続的に収集される。収集された生データは、非接触データ伝送装置により画像再構成装置５１に伝送される。

そして架台本体１１が撮影範囲の他端に到達すると架台制御回路２５は、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、踏み台制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、ヘリカルスキャンを終了する。

なお、撮影範囲の一端から他端までの往路のみでは再構成に必要なデータを収集できない場合、架台制御回路２５は、支柱駆動装置２７を制御し、架台本体１１を撮影範囲の一端と他端との間を一回又は複数回往復しても良い。

上記のＸ線ＣＴ撮影において患者Ｓによる歩行運動を更に補助するため、例えば、スピーカから音声等を発することにより患者Ｓの歩調を指揮すると良い。

ステップＳＡ３が行われると画像再構成装置５１は、ステップＳＡ３において収集された生データに基づいてＣＴ画像を再構成する（ステップＳＡ４）。例えば、画像再構成装置５１は、ステップＳＡ３において収集された生データに基づいて撮影範囲に関する一連の複数の位相に関する複数のＣＴ画像を再構成する。また、画像再構成装置５１は、ステップＳＡ３において収集された生データに基づいて所定位相のＣＴ画像を再構成しても良い。当該所定位相は、ユーザにより入力機器５７を介して任意に設定可能である。なお、ＣＴ画像は、二次元のスライスデータとして再構成されても良いし、三次元のボリュームデータとして再構成されても良い。ＣＴ画像は位相に関連付けて主記憶回路５９に記憶される。

ステップＳＡ４が行われるとシステム制御回路６１は、ステップＳＡ４において再構成されたＣＴ画像を表示機器５５に表示する（ステップＳＡ５）。例えば、ステップＳＡ４において一連の複数の位相に関する複数のＣＴ画像が再構成された場合、当該複数のＣＴ画像が動画として表示される。ステップＳＡ４において所定位相に関するＣＴ画像が再構成された場合、当該ＣＴ画像が静止画として表示される。なお、ＣＴ画像がボリュームデータの場合、画像処理装置５３は、当該ボリュームデータに３次元画像処理を施して２次元画像を発生し、当該２次元画像が表示機器５５に表示される。ＣＴ画像がスライスデータの場合、画像処理装置５３は、当該スライスデータに階調処理やノイズ低減処理等を施して２次元画像を発生し、当該２次元画像が表示機器５５に表示される。表示機器５５に表示されたＣＴ画像はユーザの診断に供される。時系列のＣＴ画像は、歩行している患者Ｓの撮影部位の形態を描出する。ダイナミックスキャンにより収集されたＣＴ画像を観察することにより、歩行時における患者Ｓの局所範囲（例えば、踝やつま先、足底等を含む撮影部位）の内部構造を動的に把握することができる。また、ヘリカルスキャンにより収集されたＣＴ画像を観察することにより、歩行時における患者Ｓの広範囲（例えば、全身）の内部構造を動的に把握することができる。

以上で本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査のワークフローについての説明を終了する。当該ワークフローにより患者Ｓによる立位での歩行運動を補助する踏み台機構２９を用いたＸ線ＣＴ撮影を実現することができる。

なお、ステップＳＡ２において、表示機器５５により表示された複数のプランの中に最適なプランがない場合、ユーザは、入力機器５７を介して任意のプランを構成するスキャン条件及び動作条件の各パラメータを調整しても良い。システム制御回路６１は、調整後のスキャン条件及び動作条件を、実行対象の動態検査プランに設定する。各パラメータを調整可能とすることにより、より最適なスキャン条件や動作条件を設定することができる。

また、上記の説明において架台制御回路２５は、Ｘ線ＣＴ撮影においてＸ線管１７から連続的にＸ線を発生するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。架台制御回路２５は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動に関する位相に同期してＸ線管１７からのＸ線を変調するように、左側駆動装置３５と右側駆動装置３７と高電圧発生器４３とを制御しても良い。

図８は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化とＸ線のＯＮ／ＯＦＦ変調のタイミングを示す図である。図８に示すように、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは、一定の周期で上限高さＭＡＸと下限高さＭＩＮとの間を互い違いに昇降している。

歩行運動に関する位相のうちの臨床的に関心のある範囲（以下、高関心範囲）ＴＸが、例えば、ユーザによる入力機器５７等を介した指示に従い架台制御回路２５又はシステム制御回路６１により設定される。例えば、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との各々が最高高さＭＡＸと最低高さＭＩＮとに位置しているときの撮影部位に関心がある場合、最高高さＭＡＸと最低高さＭＩＮとに対応する位相５０％を含む局所的な位相範囲と位相０％（１００％）を含む局所的な位相範囲とが高関心範囲ＴＸに設定される。高関心範囲ＴＸの幅は任意に設定可能である。例えば、高関心範囲ＴＸは、位相５０％を挟む±１０％程度の幅に設定されると良い。

左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との動作中、架台制御回路２５は、高関心範囲ＴＸにある場合、高電圧発生器４３を制御してＸ線管１７からＸ線を発生させ（ＯＮ）、高関心範囲ＴＸにない場合、高電圧発生器４３を制御してＸ線管１７からＸ線を発生させない（ＯＦＦ）。このように高関心範囲ＴＸに限定してＸ線を発生させることにより、臨床的に関心のある位相の生データの精度を保ちつつ、患者Ｓの被曝量を低減することができる。

なお、上記の実施形態においては、Ｘ線管１７からのＸ線の変調態様としてＯＮとＯＦＦとが切り替えられるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、Ｘ線管１７からのＸ線の変調態様としてＸ線のエネルギーを変調させても良い。

図９は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化とＸ線のエネルギー変調のタイミングを示す図である。図９に示すように、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは、図８と同様、一定の周期で上限高さＭＡＸと下限高さＭＩＮとの間を互い違いに昇降している。また、Ｘ線のエネルギーを変調させる場合であっても、Ｘ線のＯＮ／ＯＦＦ変調の場合と同様、歩行運動に関する位相のうちの臨床的に関心のある範囲が高関心範囲ＴＸに設定される。

左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との動作中、架台制御回路２５は、高関心範囲ＴＸにある場合、高電圧発生器４３を制御してＸ線管１７に高電圧を印加し、高エネルギーのＸ線を発生させ（ＨＩＧＨ）、高関心範囲ＴＸにない場合、高電圧発生器４３を制御してＸ線管１７に低電圧を印加し、低エネルギーのＸ線を発生させる（ＬＯＷ）。このように高関心範囲ＴＸに限定して高エネルギーのＸ線を発生させることにより、臨床的に関心のある位相における画質の精度を向上させつつ、臨床的に関心のない位相における患者Ｓの被曝量を低減することができる。

また、上記の実施形態においては、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動の位相に同期してＸ線が変調されるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との周期運動の位相に同期して架台回転速度が変速されても良い。

図１０は、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との、周期運動に関する位相の変化に伴う高さ変化と架台回転速度の変速タイミングを示す図である。図１０に示すように、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは、図８及び図９と同様、一定の周期で上限高さＭＡＸと下限高さＭＩＮとの間を互い違いに昇降している。また、架台回転速度を変速させる場合であっても、Ｘ線を変調する場合と同様、歩行運動に関する位相のうちの臨床的に関心のある範囲が高関心範囲ＴＸに設定される。

左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との動作中、架台制御回路２５は、高関心範囲ＴＸにある場合、回転駆動装置２３を制御し、高速で回転フレーム２１を回転させ（ＨＩＧＨ）、高関心範囲ＴＸにない場合、回転駆動装置２３を制御し、低速で回転フレーム２１を回転させる（ＬＯＷ）。このように高関心範囲ＴＸに限定して回転フレーム２１を高速で緒回転させることにより、臨床的に関心のある位相における時間分解能を向上させることができる。

次に、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査の他のワークフローについて説明する。

図１１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した動態検査の他のワークフローを示す図である。

図１１に示すように、Ｘ線ＣＴ撮影の前段階において患者Ｓは、医療従事者等のユーザにより左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とに案内される（ステップＳＢ１）。ステップＳＢ１はステップＳＡ１と略同一であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳＢ１が行われるとシステム制御回路６１は、動態検査プランの選択を待機する（ステップＳＢ２）。ステップＳＢ２はステップＳＡ２と略同一であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳＢ２が行われると架台制御回路２５は、選択された動作条件プランに従い回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、踏み台制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、ステップＳＢ２で選択された動態検査プランの妥当性評価のためのプレスキャンを行う（ステップＳＢ３）。プレスキャンにおいて架台制御回路２５は、例えば、本スキャンのために選択された動態検査プランと同一のスキャン条件及び動作条件でＸ線ＣＴ撮影を行う。なお、プレスキャンのスキャン条件及び動作条件は、本スキャンのスキャン条件及び動作条件と同一である必要はない。例えば、架台制御回路２５は、プレスキャンのＸ線条件を本スキャンのＸ線条件に比して低く設定しても良い。これにより患者Ｓの被曝量を低減することができる。また、架台制御回路２５は、プレスキャンにおける左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との動作条件を本スキャンにおける動作条件に比して患者Ｓの負担が少なくなるパラメータに設定すると良い。具体的には、架台制御回路２５は、本スキャンに比して、プレスキャンにおける昇降範囲を狭く設定したり昇降速度を遅く設定したりしても良い。また、架台制御回路２５は、プレスキャンにおける左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との少なくとも一方を所望の位相で静止させても良い。これにより患者Ｓの負担を軽減することができる。また、プレスキャンにおいては回転フレームを静止させるスキャノ撮影が行われても良い。

プレスキャンにより、Ｘ線管１７から発生され患者Ｓを透過したＸ線がＸ線検出器１９により検出され、検出されたＸ線に関する生データがデータ収集回路４５により収集され、収集された生データが画像再構成装置５１に伝送される。

ステップＳＢ３が行われると画像再構成装置５１は、プレスキャンにおいて収集された生データに基づいてＣＴ画像を再構成する（ステップＳＢ４）。

ステップＳＢ４が行われるとシステム制御回路６１は、プレスキャンに関するＣＴ画像を表示機器５５に表示する（ステップＳＢ５）。ユーザは、プレスキャンに関するＣＴ画像を観察することにより、ステップＳＢ２において選択された動態検査プランが適切であるか否かを確認する。例えば、ＣＴ画像に撮影部位が良好な画質で描出されている場合、当該動態検査プランが適切であると判断することができる。例えば、ＣＴ画像に撮影部位が描出されていない場合やＣＴ画像に描出されている撮影部位が不鮮明な場合、昇降範囲や昇降速度等の動作条件が適切でないと判断することができる。

動態検査プランが適切でないと判断した場合、ユーザは、入力機器５７等を介して、ステップＳＢ２において選択された動態検査プランのスキャン条件や動作条件のパラメータを調節する（ステップＳＢ６）。例えば、患者Ｓが歩行動作を上手くできなかった場合、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との昇降速度を調節したり、昇降範囲を調節したりすると良い。例えば、架台本体１１の振動が激しいと判断した場合、架台回転速度を下げると良い。例えば、ＣＴ画像の時間分解能が低いと判断した場合、架台回転速度を上げると良い。調節後のスキャン条件及び動作条件を含む動態検査プランは、本スキャンの動態検査プランに設定される。なお、ステップＳＢ６においては、スキャン条件や動作条件のパラメータを調節する代わりに、再度、動態検査プランを選択し直しても良い。

ステップＳＢ６が行われると架台制御回路２５は、ステップＳＢ６において調節されたスキャン条件及び動作条件に従い回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、踏み台制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、本スキャンを行う（ステップＳＢ７）。本スキャンによるＸ線ＣＴ撮影に係る架台制御回路２５は、ステップＳＡ３のＸ線ＣＴ撮影と略同一の制御により行う。本スキャンにより、Ｘ線管１７から発生され患者Ｓを透過したＸ線がＸ線検出器１９により検出され、検出されたＸ線に関する生データがデータ収集回路４５により収集され、収集された生データが画像再構成装置５１に伝送される。

ステップＳＢ７が行われると画像再構成装置５１は、ステップＳＢ７において収集された生データに基づいてＣＴ画像を再構成する（ステップＳＢ８）。ステップＳＢ８はステップＳＡ４と略同一であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳＢ８が行われるとシステム制御回路６１は、ステップＳＢ８において再構成されたＣＴ画像を表示機器５５に表示する（ステップＳＢ９）。ステップＳＢ９はステップＳＡ５と略同一であるので詳細な説明は省略する。

以上で本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を利用した他の動態検査のワークフローについての説明を終了する。

上記の説明の通り、他の動態検査のワークフローにおいては本スキャンの前段においてプレスキャンが行われる。これにより、Ｘ線ＣＴ撮影下において踏み台機構２９を用いて患者Ｓが歩行運動の練習をすることができるので、動態検査のスループットを向上させることができる。また、本スキャンのやり直しに起因する不要なＸ線の曝射を低減することができる。

（変形例）
上記の実施形態においては左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との連動態様として逆向き動作を例に挙げて説明した。以下、連動態様として同向き動作を説明する。同向き動作においては左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とは同じ向きに上昇又は下降する。

同向き動作は、例えば、高速撮影に用いられる。この場合、踏み台制御回路３９は、架台本体１１の下降中、左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを制御して左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との両方を同時に上昇させる。架台本体１１を下降させつつ、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との両方を上昇させることにより、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との両方が静止している場合に比して、撮影部位に対して架台本体１１を高速で移動させることができる。これにより、高速撮影が実現される。

また、物理的な制約により架台本体１１の下降限度により撮影部位を撮影できない場合がある。例えば、撮影部位が踝や足先、足底等の場合、架台本体１１の下降限度により当該撮影部位をＦＯＶに含まれない場合がある。この場合、踏み台制御回路３９は、左側駆動装置３５と右側駆動装置３７とを制御して、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とに載せられた撮影部位がＦＯＶに含まれるよう、左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３との両方を上昇させる。これにより、如何なる部位であってもＸ線ＣＴ撮影することが可能となる。

（変形例２）
上記の実施形態においては患者Ｓの歩行を補助するための装置として踏み台機構２９は左足用の踏み台３１と右足用の踏み台３３とを支持するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、踏み台機構２９は、単一の補助台を昇降可能に支持しても良い。この場合、踏み台機構２９には単一の駆動装置（以下、補助台駆動装置と呼ぶ）が接続される。当該補助台には患者Ｓの腕や頭、胴体、足等の如何なる部位を載置又は固定させることができる。これにより本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、患者Ｓの任意の部分に対して、補助台の周期運動に同調した周期運動を強制させることができる。

このように踏み台機構２９が単一の補助台を支持する場合であっても、架台制御回路２５は、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、補助台駆動装置、及び高電圧発生器４３を制御し、補助台により周期運動している患者Ｓを架台本体によりＸ線ＣＴ撮影することができる。また、架台制御回路２５は、補助台の周期運動に関する位相に同期してＸ線管１７からのＸ線を変調するように補助台駆動装置と高電圧発生器４３とを制御しても良い。同様に、架台制御回路２５は、補助台の周期運動に関する位相に同期して架台回転速度を変速するように補助台駆動装置と高電圧発生器４３とを制御しても良い。

（総括）
上記の説明の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台本体１１、支柱１３、及び踏み台機構２９を有する。架台本体１１は、撮影空間を形成する開口１５を有し、開口１５を挟んで対向して配置されたＸ線管１７とＸ線検出器１９とを有する。支柱１３は、開口１５の中心軸Ｒ１を設置面に対して垂直方向に維持しながら架台本体１１を垂直方向にスライド可能に支持する。踏み台機構２９は、患者の左足を載せるための踏み台３１と右足を載せるための踏み台３３とを有し、踏み台３１と踏み台３３とを垂直方向に個別に昇降可能に支持する。

上記の構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、周期的に昇降する踏み台３１と踏み台３３との動きに同調して患者Ｓに強制的に歩行運動をさせることできる。これにより患者Ｓの不要な動きを抑制しつつ一定のリズムで歩行させることができる。これにより歩行に伴う患者Ｓのアーチファクトを低減することができる。また、踏み台機構２９により患者Ｓの動く範囲を制限することにより、撮影部位が検出器幅（換言すれば、撮影範囲）から外れることを防止することができる。これにより撮影のやり直しに伴う動体検査のスループットを向上し、また、患者Ｓの被曝量を低減することができる。

かくして、本実施形態によれば、立位で運動している患者をＸ線ＣＴ撮影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ものである。

１０…架台装置、１１…架台本体、１３…支柱、１５…開口、１７…Ｘ線管、１９…Ｘ線検出器、２１…回転フレーム、２３…回転駆動装置、２５…架台制御回路、２７…支柱駆動装置、２９…踏み台機構、３１…左足用の踏み台、３３…右足用の踏み台、３５…左側駆動装置、３７…右側駆動装置、３９…踏み台制御回路、４１…動作条件記憶回路、４３…高電圧発生器、４５…データ収集回路、５０…コンソール、５１…画像再構成装置、５３…画像処理装置、５５…表示機器、５７…入力機器、５９…主記憶回路、６１…システム制御回路、５１１…前処理部、５１３…投影データ記憶部、５１５…再構成演算部。

Claims (16)

1. 撮影空間を形成する開口を有し、前記開口を挟んで対向して配置されたＸ線管とＸ線検出器とを有する架台と、
   前記開口の中心軸を設置面に対して垂直方向に維持しながら前記架台を前記垂直方向にスライド可能に支持する支柱と、
   被検体の片足を載せるための第１の踏み台と第２の踏み台とを有し、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とを前記垂直方向に個別に昇降可能に支持する踏み台機構と、
   を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記第１の踏み台を昇降するための動力を発生する第１の踏み台駆動装置と、
   前記第２の踏み台を昇降するための動力を発生する第２の踏み台駆動装置と、
   前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とを前記垂直方向に個別に昇降するために前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置とを制御する制御回路と、をさらに備える、
   請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記制御回路は、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との周期運動に関する動作条件に従い前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とが前記垂直方向に昇降するために前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置とを制御する、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 前記動作条件は、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との各々についての、前記垂直方向に関する昇降範囲と昇降速度とを含む、請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記制御回路は、ユーザにより指定された前記動作条件に従い前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置とを制御する、請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との周期運動に関する複数の動作条件を記憶する記憶回路をさらに備え、
   前記制御回路は、前記複数の動作条件のうちのユーザにより指定された動作条件に従い前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置とを制御する、
   請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記制御回路は、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とを同時に上昇又は昇降させるために前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置とを制御する、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 前記支柱に対して前記架台を昇降するための動力を発生する支柱駆動装置をさらに備え、
   前記制御回路は、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とを同時に上昇させながら前記架台を下降させる又は前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とを同時に下降させながら前記架台を上昇させるように前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置と前記支柱駆動装置とを制御する、
   請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
9. 前記Ｘ線管に印加する高電圧を発生する高電圧発生器をさらに備え、
   前記制御回路は、本スキャンの前段においてプレスキャンを行うように前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置と前記高電圧発生器とを制御する、
   請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
10. 前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とは、樹脂又はカーボンを材料に含む、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
11. 前記第１の踏み台と前記第２の踏み台とは、丸みを帯びた角部を有する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
12. 前記Ｘ線管に印加する高電圧を発生する高電圧発生器をさらに備え、
    前記制御回路は、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との周期運動に関する位相に同期して前記Ｘ線管からのＸ線を変調するように、前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置と前記高電圧発生器とを制御する、
    請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
13. 前記制御回路は、前記周期運動に関する位相のうちの、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との各々が最も高い位置又は最も低い位置における位相を含む特定の位相範囲において高線量のＸ線を発生し、他の位相範囲において低線量のＸ線を発生するように、前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置と前記高電圧発生器とを制御する、
    請求項１２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
14. 前記制御回路は、前記周期運動に関する位相のうちの、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との各々が最も高い位置又は最も低い位置における位相を含む特定の位相範囲においてＸ線を発生し、他の位相範囲においてＸ線を発生しないように、前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置と前記高電圧発生器とを制御する、
    請求項１２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
15. 前記架台に含まれ、前記開口の中心軸回りに前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを回転可能に支持する回転機構と、
    前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを回転するための動力を発生する回転駆動装置と、をさらに備え、
    前記制御回路は、前記第１の踏み台と前記第２の踏み台との周期運動に関する位相に同期して前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との前記開口の中心軸回りの回転を変速するように、前記第１の踏み台駆動装置と前記第２の踏み台駆動装置と前記回転駆動装置とを制御する、
    請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
16. Ｘ線を発生するＸ線管と、
    Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線管に印加する高電圧を発生する高電圧発生器と、
    被検体の撮影対象部位が載置又は固定される補助台と、
    前記撮影対象部位の周期運動を補助するために前記補助台を周期運動させる補助機構と、
    前記補助機構を駆動する駆動装置と、
    前記補助台の周期運動に関する位相に同期して前記Ｘ線管からのＸ線を変調するように、前記駆動装置と前記高電圧発生器とを制御する制御回路と、
    を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。