JP6812179B2 - 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。

Ｘ線コンピュータ断層撮影において、Ｘ線量低減のため方向性変調スキャン（ＸＹモジュレーション）が行われている。方向性変調スキャンは、ＬＲ方向及びＡＰ方向の被検体厚をスキャノ画像等から推定し、Ｘ線源が１回転する間に管電流を照射方向（回転角度）に応じて変調させる技術である。

方向性変調スキャンは、ヘリカルスキャンにおいても利用されている。また、Ｘ線量を増加させずにＤＡＳ出力値を高めるため、ＤＡＳゲインを変更することがある。肩部はスライス（アキシャル断面）において扁平形状を有しているので、ＬＲ方向に関して管電流値が大きい値に設定される。一方、肩部はスライスにおいてＡＰ方向に関して細い。従ってＬＲ方向にＸ線を照射した場合、高線量の直接線がＸ線検出器に入射してオーバーフローを生じやすい。オーバーフローを避けるためには、ＤＡＳゲインを上昇させることができず、結果、被検体厚が大きい腹部や骨盤等でＤＡＳリニアリティ起因の低カウントアーチファクトを生じやすい。

特開２００３−２９０２１４号公報 特開２００１−１９０５４３号公報

実施形態の目的は、方向性変調スキャンに関し、最適な線量及び画質に調整可能な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、Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源への管電圧と管電流とを調節する高電圧発生器と、前記Ｘ線源から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記検出されたＸ線に応じた電気信号を前記Ｘ線検出器から読み出し、前記読み出した電気信号を可変のゲインで増幅するデータ収集部と、前記被検体に関する位置決め画像に基づいて方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件と前記ゲインとを決定する決定部と、を具備する。

図１は、本実施形態に係る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のデータ収集回路のＤＡＳ素子の概略構成を示す図である。 図３は、本実施形態に係るシステム制御回路の制御の下に行われるＸ線コンピュータ断層撮影装置の一連の動作の典型的な流れを示す図である。 図４は、図３のステップＳ３における方向性変調の変調条件の決定処理の概要を示す図である。 図５は、図３のステップＳ５におけるＬＲ方向に関するＤＡＳ出力値のプロファイルを示す図である。 図６は、図３のステップＳ６におけるオーバーフロー判定を説明するための図である。 図７は、図３のステップＳ６におけるオーバーフロー判定を説明するための他の図である。 図８は、図３のステップＳ３−ステップＳ１１の処理を模式的に示す図である。

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１０とコンソール１００とを有する。例えば、架台１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール１００はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台１０とコンソール１００とは互いに通信可能に接続されている。架台１０は、被検体ＯをＸ線ＣＴスキャンするためのスキャン機構を搭載する。コンソール１００は、架台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１０は、撮影空間（field of view）をなす開口が形成された略円筒形状の回転フレーム１１を有する。図１に示すように、回転フレーム１１には、開口を挟んで対向するように配置されたＸ線管１３とＸ線検出器１５とが取付けられている。回転フレーム１１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る。後述するが、架台１０は、アルミ等の金属により形成されたメインフレームを有する。回転フレーム１１は、当該メインフレームにより中心軸ＡＲ回りに軸受等を介して回転可能に支持されている。メインフレームの回転フレーム１１との接触部には環状電極（図示せず）が設けられている。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。当該環状電極及び摺動子を介して、架台１０に収容された電源装置（図示せず）からの電力が回転フレーム１１に搭載されたＸ線検出器１５や高電圧発生器１７等の各種機器に供給される。

Ｘ線管１３は、高電圧発生器１７に接続されている。高電圧発生器１７は、例えば、回転フレーム１１に取付けられている。高電圧発生器１７は、架台の電源装置（図示せず）から環状電極及び摺動子を介して供給された電力から、架台制御回路２９による制御に従いＸ線管１３に印加する高電圧を発生しフィラメント加熱電流を供給する。高電圧発生器１７とＸ線管１３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１７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１３に収容された陽極と陰極との間に印加される。また、高電圧発生器１７により発生されたフィラメント加熱電流は、高圧ケーブルを介して、Ｘ線管１３の陰極に供給される。Ｘ線管１３の陽極と陰極との間に印加される高電圧は管電圧と呼ばれている。また、当該高電圧下においてフィラメント加熱電流により加熱された陰極から発生し陽極に飛翔する熱電子の流れは管電流と呼ばれている。高電圧発生器１７は、Ｘ線管１３への管電圧と管電流とをＸ線条件に従い調節する。

Ｘ線管１３のＸ線放射窓にはボウタイフィルタ１９が取り付けられている。ボウタイフィルタ１９は、Ｘ線の中心線からファン角が大きくなるにつれて線量が低減するように、ボウタイ状に加工されたＸ線減弱物質を有するＸ線フィルタである。

回転フレーム１１は、回転駆動装置２１からの動力を受けて中心軸ＡＲ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２１としてダイレクトドライブモータやサーボモータ等の任意のモータが用いられる。回転駆動装置２１は、例えば、架台１０に収容されている。回転駆動装置２１は、架台制御回路２９からの駆動信号を受けて回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。

回転フレーム１１の開口（bore）にはＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口内には寝台２３に支持された天板が挿入される。天板には被検体Ｏが載置される。寝台２３は、天板を移動自在に支持する。寝台２３には寝台駆動装置２５が収容されている。寝台駆動装置２５は、架台制御回路２９からの駆動信号を受けて寝台２３を前後、昇降及び左右に移動させるための動力を発生する。天板は、載置された被検体Ｏの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように位置決めされる。

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出器１５は、２次元湾曲面上に配列された複数の検出器素子を有している。各検出器素子は、シンチレータと光電変換素子とを有する。シンチレータは、Ｘ線を蛍光に変換する物質により形成される。シンチレータは、入射Ｘ線を、当該入射Ｘ線の強度に応じた個数の蛍光光子に変換する。光電変換素子は、蛍光を増幅して電気信号に変換する回路素子である。光電変換素子としては、例えば、光電子増倍管やフォトダイオード等が用いられる。なお、検出器素子は、上記の通りＸ線を光に変換してから検出する間接検出型でも良いし、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型であっても良い。直接検出型の検出器素子としては、例えば、半導体の両端に電極が取り付けられてなる半導体ダイオードを含むタイプが適用可能である。

Ｘ線検出器１５にはデータ収集回路２７が接続されている。データ収集回路２７は、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線の強度に応じた電気信号をＸ線検出器１５から読み出し、読み出した電気信号を可変のゲインで増幅して、ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有する生データを収集する。データ収集回路２７は、例えば、Ｘ線検出器１５の検出器素子と同数のＤＡＳ素子を有する。例えば、複数の検出器素子と複数のＤＡＳ素子とが一対一で接続されている。

図２は、データ収集回路２７のＤＡＳ素子２７０の概略構成を示す図である。ＤＡＳ素子２７０は、前置増幅回路２７１、可変利得増幅回路２７３、積分回路２７５及びＡ／Ｄ変換回路２７７を有する。前置増幅回路２７１は、検出器素子から供給された、Ｘ線の強度に応じた電気信号を所定のゲインで増幅する。可変利得増幅回路２７３は、前置増幅回路２７１からの電気信号を、可変のゲインで増幅する。以下、可変利得増幅回路２７３におけるゲインをＤＡＳゲインと呼ぶことにする。ＤＡＳゲインは、複数の離散的な段階（レベル）により規定され、可変利得増幅回路２７３は、ＤＡＳゲインを当該複数のレベルの何れかに設定可能である。ＤＡＳゲインの設定値は、コンソール１００の演算回路１０７により決定される。ＤＡＳゲインの設定値は、全ての検出器列及び検出器チャンネルに亘り同一値に設定される。積分回路２７５は、可変利得増幅回路２７３から供給される電気信号を１ビュー期間に亘り積分して積分信号を生成する。積分信号は、１ビュー期間に亘り接続元のＸ線検出器により検出されたＸ線の線量に対応する波高値を有する。Ａ／Ｄ変換回路２７７は、積分回路２７５からの積分信号をアナログ信号からデジタル信号（生データ）に変換する。これにより、ビュー毎の生データが収集される。生データは、接続元の検出器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線の線量を示すデジタル値（ＤＡＳ出力値）のセットである。生データは、例えば、架台１０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１００に供給される。なお、データ収集回路２７にはＩＶ変換器等の他の回路素子が実装されていても良い。また、各検出器素子について、前置増幅回路２７１、可変利得増幅回路２７３、積分回路２７５及びＡ／Ｄ変換回路２７７の一組が設けられるとしたが、前置増幅回路２７１、可変利得増幅回路２７３、積分回路２７５及びＡ／Ｄ変換回路２７７の少なくとも一要素は、複数の検出器素子について一つ設けられても良い。データ収集回路２７は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の半導体集積回路を有し、当該半導体集積回路に上記の前置増幅回路２７１、可変利得増幅回路２７３、積分回路２７５及びＡ／Ｄ変換回路２７７等の回路素子が実装される。

架台制御回路２９は、コンソール１００のシステム制御回路１１５からのスキャン条件に従いＸ線ＣＴスキャンを実行するために高電圧発生器１７、回転駆動装置２１、寝台駆動装置２５及びデータ収集回路２７を同期的に制御する。本実施形態において架台制御回路２９は、位置決めスキャン及び方向性変調スキャンを実行するために高電圧発生器１７、回転駆動装置２１、寝台駆動装置２５及びデータ収集回路２７を同期的に制御する。ハードウェア資源として、架台制御回路２９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、架台制御回路２９は、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。

図１に示すように、コンソール１００は、前処理回路１０１、再構成回路１０３、画像処理回路１０５、演算回路１０７、表示回路１０９、入力回路１１１、主記憶回路１１３及びシステム制御回路１１５を有する。前処理回路１０１、再構成回路１０３、画像処理回路１０５、演算回路１０７、表示回路１０９、入力回路１１１、主記憶回路１１３及びシステム制御回路１１５間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。

前処理回路１０１は、ハードウェア資源として、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。前処理回路１０１は、架台１０から伝送された生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは投影データとも呼ばれている。

再構成回路１０３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。再構成回路１０３は、前処理後の生データに基づいて被検体Ｏに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。また、再構成回路１０３は、位置決めスキャンにより収集された生データに基づいて、被検体の位置決め等のために用いられる位置決め画像を発生する。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。

画像処理回路１０５は、再構成回路１０３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、画像処理回路１０５は、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生成する。画像処理回路１０５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、画像処理回路１０５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。

演算回路１０７は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。演算回路１０７は、方向性変調スキャンに係るスキャン条件の決定に関するプログラム（以下、スキャン条件決定プログラムと呼ぶ）を実行する。スキャン条件決定プログラムの実行により演算回路１０７は、データ収集回路２７のオーバーフローが回避しつつＤＡＳゲインを可能な限り高い値に維持するために、被検体に関する位置決め画像に基づいて方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件とＤＡＳゲインとを決定する。具体的には、本実施形態に係る演算回路１０７は、スキャン条件決定プログラムを実行することにより、ＡＥＣ計算機能１２１、ＤＡＳ出力値計算機能１２３、オーバーフロー判定機能１２５、扁平率計算機能１２７及び管電流／ゲイン調節機能１２９を実現する。

ＡＥＣ計算機能１２１において演算回路１０７は、ＡＥＣ（auto exposure control）計算を行う。具体的には、演算回路１０７は、位置決め画像に基づいて、方向性変調スキャンに係る管電流の変調条件の暫定値を計算する。変調条件は、方向性変調スキャンの撮影範囲に含まれる複数のスライス各々について、所定の照射方向（Ｘ線管１３の回転軸ＡＲ回りの回転角度）毎に計算される。変調条件は、管電流値そのものにより規定されても良いし、基準管電流値に対する比率により規定されても良い。本実施形態において暫定値とは、確定値前の調整に供される値を指す。

ＤＡＳ出力値計算機能１２３において演算回路１０７は、ＡＥＣ計算機能１２１により計算された変調条件の暫定値に基づいて、データ収集回路２７のＤＡＳ出力値のチャンネル方向又は列方向に関する空間分布（プロファイル）を予測計算する。当該プロファイルは、位置決めスキャン又は方向性変調スキャンの撮影範囲に含まれる、被検体Ｏの複数のスライス（アキシャル断面）毎に計算される。

オーバーフロー判定機能１２５において演算回路１０７は、複数のスライスの各々について、ＤＡＳ出力値計算機能１２３により計算されたＤＡＳ出力値の空間分布に基づいて、オーバーフローするか否かを判定する。

扁平率計算機能１２７において演算回路１０７は、複数のスライスのうちの所定のスライスにおける被検体の扁平率を位置決め画像に基づいて計算する。所定のスライスは、例えば、オーバーフロー判定機能１２５によりオーバーフローすると判定されたスライスに設定される。被検体の扁平率は、スライスにおける被検体形状を指標化する。被検体の扁平率は、長軸方向と短軸方向との被検体厚、被検体の水等価厚又は管電流値の比率により規定される。

管電流／ゲイン調節機能１２９において演算回路１０７は、管電流とＤＡＳゲインとを調節する。また、演算回路１０７は、被検体形状、具体的には扁平率計算機能１２７により計算された扁平率に基づいて方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件とＤＡＳゲインとを決定する。より詳細には、演算回路１０７は、複数のスライスのうちの被検体の扁平率が所定値以上である所定のスライスが存在する場合、被検体の長軸方向に関する変調条件の暫定値を減少させる。

表示回路１０９は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々のデータを表示する。具体的には、表示回路１０９は、表示インタフェース回路と表示機器とを有する。表示インタフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。表示信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、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。

入力回路１１１は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力回路１１１は、入力機器と入力インタフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース回路は、入力機器からの出力信号をバスを介してシステム制御回路１１５に供給する。

主記憶回路１１３は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（hard disk drive）やＳＳＤ（solid state drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路１１３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１１３は、ＣＴ画像や表示画像のデータを記憶する。また、主記憶回路１１３は、本実施形態に係る方向性変調スキャン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１１５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、システム制御回路１１５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。システム制御回路１１５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１１５は、主記憶回路１１３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。

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動作例について説明する。

図３は、本実施形態に係るシステム制御回路１１５の制御の下に行われるＸ線コンピュータ断層撮影装置の一連の動作の典型的な流れを示す図である。

図３に示すように、システム制御回路１１５は、架台制御回路２９に位置決めスキャンを実行させる（ステップＳ１）。ステップＳ１において架台制御回路２９は、位置決めスキャンに関するスキャン条件に従い高電圧発生器１７、回転駆動装置２１、寝台駆動装置２５及びデータ収集回路２７を同期的に制御して、当該位置決めスキャンを実行する。本実施形態に係る位置決めスキャンとしては、例えば、回転フレーム１１の回転を伴わないスキャノ撮影が行われる。スキャノ撮影の場合、架台制御回路２９は、Ｘ線管１３を所定の回転角度に配置し、回転フレーム１１固定のもと寝台駆動装置２５を制御して天板を所定の撮影範囲に亘り移動させながら、Ｘ線管１３からのＸ線曝射を行わせる。所定の撮影範囲は、本スキャンである方向性変調スキャンのスキャン範囲を包含する範囲に設定される。所定の回転角度は、何度に設定されても良いが、ＡＰ方向に対応する０°又は１８０°とＬＲ方向に対応する９０°又は２７０°に設定されると良い。この場合、ＡＰ方向でのスキャノ撮影とＬＲ方向でのスキャノ撮影とが２回行われる。ＡＰ方向でのスキャノ撮影においてデータ収集回路２７は、Ｘ線検出器１５を介して被検体Ｏに関する生データを収集する。同様に、ＬＲ方向でのスキャノ撮影においてデータ収集回路２７は、Ｘ線検出器１５を介して被検体Ｏに関する生データを収集する。収集された生データは、コンソール１００に伝送される。

ステップＳ１が行われるとシステム制御回路１１５は、再構成回路１０３に画像生成処理を行わせる（ステップＳ２）。ステップＳ２において再構成回路１０３は、ステップＳ１において収集された生データに基づいて被検体Ｏに関する位置決め画像を生成する。ステップＳ１においてＡＰ方向のスキャノ撮影が行われた場合、再構成回路１０３は、ＡＰ方向からの被検体Ｏの投影画像であるスキャノ画像を生データに基づいて生成する。同様に、ステップＳ１においてＬＲ方向のスキャノ撮影が行われた場合、再構成回路１０３は、ＬＲ方向からの被検体Ｏの投影画像であるスキャノ画像を再構成する。各スキャノ画像は、主記憶回路１１３に記憶される。

なお、本実施形態に係る位置決めスキャンは、スキャノ撮影に限定されず、上記所定の撮影範囲に亘る被検体Ｏの形状を把握可能であれば如何なるスキャンであっても良い。例えば、本実施形態に係る位置決めスキャンとしては、回転フレーム１１の回転を伴うヘリカルスキャン等であっても良い。この場合、架台制御回路２９は、回転フレーム１１を高速に回転させながら寝台駆動装置２５を制御して天板を所定の撮影範囲に亘り移動させながら、Ｘ線管１３からのＸ線曝射を行わせる。所定の撮影範囲は、本スキャンである方向性変調スキャンのスキャン範囲を包含する範囲に設定される。ヘリカルスキャンにおいてデータ収集回路２７は、Ｘ線検出器１５を介して被検体Ｏに関する生データを収集する。再構成回路１０３は、収集された生データに基づいて被検体Ｏの上記所定の撮影範囲に亘る３次元のＣＴ画像に関するボリュームデータを再構成する。再構成された３次元のＣＴ画像は、以下のステップにおいて位置決め画像として利用される。

また、本実施形態に係る位置決め画像は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によるスキャンにより生成された画像であるとしたが、方向性変調スキャンの撮影範囲に亘る被検体の形状を把握可能であれば、これに限定されない。位置決め画像は、磁気共鳴イメージング装置や核医学診断装置等の他の医用モダリティにより生成された画像であっても良いし、光学カメラ等により生成された画像であっても良い。なお、方向性変調スキャンは、ヘリカルスキャンにも適用可能であるし、スキャン中において寝台の移動を伴わないコンベンショナルスキャンにも適用可能である。

ステップＳ２が行われるとシステム制御回路１１５は、演算回路１０７に、方向性変調スキャンに係る管電流の変調条件とＤＡＳゲインとの決定のためのスキャン条件プログラムを実行させる。以下の説明を具体的に行なうため、管電流の変調条件は、管電流値そのものであるとする。

まず、演算回路１０７は、ＡＥＣ計算機能１２１を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３において演算回路１０７は、ステップＳ２において生成された位置決め画像に基づいて、方向性変調における管電流の暫定値を計算する。以下、暫定値の計算方法について図４を参照しながら詳述する。

図４は、ステップＳ３における方向性変調の変調条件の決定処理の概要を示す図である。図４に示すように、演算回路１０７は、まず、各スライスＳｎ（ｎはスライス番号）について被検体厚を計算する。なお、本実施形態に係るスライスは、アキシャル断面に対応する。具体的には、演算回路１０７は、位置決め画像の各画素の画素値（ＣＴ値）に基づいて各スライスＳｎでの被検体厚を計算する。以下、位置決め画像がスキャノグラム画像である場合と３次元画像である場合とに分けて説明する。

位置決め画像がスキャノグラム画像の場合、例えば、演算回路１０７は、スライス上の各画素の画素値に基づいて当該画素での被検体厚を計算し、当該スライスにおける全画素の被検体厚の平均値を当該スライスでの被検体厚として計算する。被検体厚は、当該位置決め画像のスキャン時におけるＸ線の照射方向での厚みである。例えば、ＬＲ方向の位置決め画像の場合、ＬＲ方向に関する被検体厚が計算される。また、被検体厚は、被検体の構造物が全て水であると仮定した場合の厚み、すなわち、水等価厚として計算される。演算回路１０７は、複数のＤＡＳゲイン各々について予め水等価厚と管電流値とを対応づけたＬＵＴ（Look Up Table、ＡＥＣテーブルと呼ぶ）を有している。この管電流値は、各ＤＡＳゲインにおいて、対応する水等価圧に最適な値であるので、この管電流値及びＤＡＳゲインのもとでデータ収集が行なわれた場合、データ収集回路２７は、オーバーフローしないものとする。演算回路１０７は、ＡＥＣテーブルを利用して、計算された水等価厚から管電流値を決定する。決定された管電流値が暫定値として扱われる。このようにして演算回路１０７は、ＬＲ方向の位置決め画像に基づいてＬＲ方向の管電流の暫定値を計算し、ＡＰ方向の位置決め画像に基づいてＡＰ方向の管電流の暫定値を計算する。ＬＲ方向とＡＰ方向との間の回転角度についてはＬＲ方向の管電流の暫定値とＡＰ方向の管電流の暫定値とに基づいて線形補間又は高次補間により決定されれば良い。

位置決め画像が３次元画像の場合、演算回路１０７は、３次元画像に含まれる被検体に関する画像領域（以下、被検体領域と呼ぶ）を画像処理により抽出し、抽出された被検体領域の皮膚に関する画像領域（以下、皮膚領域と呼ぶ）を画像処理により検出する。そして演算回路１０７は、ＬＲ方向やＡＰ方向等の任意の計算対象方向に関する皮膚領域間の距離を算出し、算出された距離を計算対象方向に関する被検体厚に設定する。計算対象方向は、入力回路１１１等を介して任意に設定可能である。

図４に示すように、肩部のスライスＳ１の場合、肩部はスライスにおいて扁平なので、ＬＲ方向に関する被検体厚が大きく、ＡＰ方向に関する被検体厚が小さい。よってＬＲ方向に関する管電流値は、ＡＰ方向に関する管電流値よりも高く設定される。例えば、ＬＲ方向に関する管電流値は、１５０ｍＡに設定され、ＡＰ方向に関する管電流値は、５０ｍＡに設定される。腹部のスライスＳ２の場合、腹部は肥満傾向にある被検体ではスライスにおいて扁平ではないので、ＬＲ方向に関する被検体厚とＡＰ方向に関する被検体厚とは略同一である。それに応じてＬＲ方向に関する管電流値とＡＰ方向に関する管電流値とは略同一に設定される。例えば、ＬＲ方向に関する管電流値は、１５０ｍＡに設定され、ＡＰ方向に関する管電流値は、１３０ｍＡに設定される。なお、肩部のスライスＳ１の場合、ＬＲ方向に関する被検体厚が大きく、ＡＰ方向に関する被検体厚が小さいので、ＬＲ方向が長軸方向に規定され、ＡＰ方向が短軸方向に規定される。

ステップＳ３が行われると演算回路１０７は、管電流／ゲイン調節機能１２９を実行させる（ステップＳ４）。ステップＳ４において演算回路１０７は、ＤＡＳゲインの暫定値を、初期値から一段階上げる。初期値は、最高値以外の任意の値に設定されているものとする。

ステップＳ４が行われると演算回路１０７は、ＤＡＳ出力値計算機能１２３を実行する（ステップＳ５）。ステップＳ５において演算回路１０７は、各スライスＳｎについて、ＤＡＳ出力値のプロファイルを計算する。

図５は、ＬＲ方向に関するＤＡＳ出力値のプロファイルを示す図である。図５に示すように、被検体Ｏを透過しないで直接にＸ線検出器１５に到達するＸ線（直接線）を低減するため、Ｘ線管１３のＸ線放射窓にはボウタイフィルタ１９が配置されている。ボウタイフィルタ１９が配置されることにより、直接線のＸ線検出器１５への入射線量を低減することができる。演算回路１０７は、予め構築されたＸ線管１３、Ｘ線検出器１５、ボウタイフィルタ１９、データ収集回路２７及び被検体Ｏ等を計算要素とするジオメトリモデルに基づいてＤＡＳ出力値のプロファイルを予測計算する。ステップＳ５において演算回路１０７は、ステップＳ３において決定された管電流値とステップＳ４において引き上げられたＤＡＳゲインとを入力条件としてジオメトリモデルに適用することによりＤＡＳ出力値のプロファイルを計算する。ＤＡＳ出力値のプロファイルは、各スライスにおいて所定の照射方向について計算される。所定照射方向は、例えば、ＬＲ方向とＡＰ方向とについて計算されても良いし、ＬＲ方向及びＡＰ方向以外の他の方向について計算されても良い。また、所定照射方向は、ＬＲ方向とＡＰ方向との何れか一方について計算されても良い。

図５に示すように、肩部のように被検体Ｏがスライスにおいて扁平形状を有している場合、すなわち、ＬＲ方向に関する被検体厚が大きく、ＡＰ方向に関する被検体厚が小さい場合、ボウタイフィルタ１９が設けられていても、直接線のチャンネル方向に関する検出範囲が広いため、なおオーバーフローが懸念される。ここで、オーバーフローとは、単位時間当たりに検出器素子に到達したＸ線の線量が過多なため、入射Ｘ線の線量とＤＡＳ出力値との線形性が崩れる事象をいう。

ステップＳ５が行われると演算回路１０７は、オーバーフロー判定機能１２５を実行させる（ステップＳ６）。ステップＳ６において演算回路１０７は、ステップＳ４において計算されたＤＡＳ出力値に基づいて、複数のスライスＳｎの中にオーバーフローするスライスが有るか否かを判定する。具体的には、演算回路１０７は、スライスＳｎについてオーバーフロー判定を行なう。

図６及び図７は、ステップＳ６におけるオーバーフロー判定を説明するための図である。図６及び図７の縦軸は、ＤＡＳ出力値に規定され、横軸はチャンネル方向に規定される。図６及び図７に示すように、演算回路１０７は、各チャンネルのＤＡＳ出力値を所定の閾値Limitに対して比較する。閾値Limitは、データ収集回路２７がオーバーフローするか否かの境となるＤＡＳ出力値の値に設定される。閾値Limitは、例えば、経験的に定められ、入力回路１１１等を介して任意の値に設定可能である。図６に示すように、各スライスにおいて閾値Limitよりも大きいＤＡＳ出力値がない場合、演算回路１０７は、当該スライスはオーバーフローしないと判定する。図７に示すように、各スライスにおいて閾値Limitよりも大きいＤＡＳ出力値がある場合、演算回路１０７は、当該スライスはオーバーフローすると判定する。

ステップＳ６においてオーバーフローするスライスがないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、演算回路１０７は、ＤＡＳゲインの暫定値を更に一段階上げる（ステップＳ４）。そして演算回路１０７は、一段階上げたＤＡＳゲインの暫定値のもとで、各スライスについて、ＤＡＳ出力値のプロファイルを、所定の照射方向毎に計算し（ステップＳ５）、このＤＡＳ出力値に基づいて、オーバーフローするスライスが有るか否かを判定するステップＳ６）。

そしてステップＳ６においてオーバーフローするスライスが有ると判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、演算回路１０７は、扁平率計算機能１２７を実行させる（ステップＳ７）。ステップＳ７において演算回路１０７は、オーバーフローするスライスにおける被検体の扁平率を計算する。具体的には、演算回路１０７は、オーバーフローするスライスにおいて、略直交する２方向に関する被検体厚の比率を扁平率として計算する。演算回路１０７は、位置決め画像がスキャノグラム画像である場合、典型的には、以下の手順で扁平率を計算する。まず演算回路１０７は、ＬＲ方向に関するスキャノグラム画像の各画素のＣＴ値に基づいて水等価厚を計算し、全画素の水等価圧の平均値を計算し、計算された平均値をＬＲ方向に関する被検体厚に設定する。同様に、演算回路１０７は、ＡＰ方向に関するスキャノグラム画像の各画素のＣＴ値に基づいて水等価厚を計算し、全画素の水等価圧の平均値を計算し、計算された平均値をＡＰ方向に関する被検体厚に設定する。次に、演算回路１０７は、ＬＲ方向に関する被検体厚とＡＰ方向に関する被検体厚との比率を扁平率として計算する。

なお、扁平率の計算方法は上記のみに限定されない。例えば、演算回路１０７は、ＡＥＣ計算により決定された管電流値と被検体厚とは相関関係にあるので、ＬＲ方向に関する管電流の暫定値とＡＰ方向に関する管電流の暫定値との比率を被検体の扁平率として計算しても良い。

ステップＳ７が行われると演算回路１０７は、ステップＳ７において計算された扁平率が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。当該所定値は、扁平であるか否かの境目となる扁平率の値であり、入力回路１１１を介して任意に設定可能である。すなわち、扁平率が所定値以上である場合、扁平であり、所定値以下である場合、扁平でないと判定される。

ステップＳ８において扁平率が所定値以上である、すなわち、扁平であると判定された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、演算回路１０７は、管電流／ゲイン調節機能１２９を実行する（ステップＳ９）。ステップＳ９において演算回路１０７は、長軸方向における管電流の暫定値を、ＤＳＡ出力値がオーバーフローしなくなるまで下げる。

ステップＳ８において扁平率が所定値以下である、すなわち、扁平でないと判定された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、演算回路１０７は、管電流／ゲイン調節機能１２９を実行させる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において演算回路１０７は、ＤＡＳゲインの暫定値を一段階下げる。

ステップＳ９又はＳ１０が行われると演算回路１０７は、現在設定されている管電流の暫定値を管電流設定値に確定し、ＤＡＳゲインの暫定値をＤＡＳゲイン設定値に確定する。管電流設定値とＤＡＳゲイン設定値とは、方向性変調スキャンに係るスキャン条件として主記憶回路１１３に記憶される。

ここで、図８を参照しながら、ステップＳ３−ステップＳ１１の処理について説明する。図８は、ステップＳ３−ステップＳ１１の処理を模式的に示す図である。図８は、単一のスライスについての処理過程を示しているが、図８の処理は全てのスライスについて同様に行なわれる。以下、詳細に説明する。

図８の最上段右側に示すように、ＤＡＳゲインがレベル１の下、ステップＳ３においてＡＥＣ計算がなされ、暫定的に方向性変調における管電流値が照射方向θ毎に計算される。照射方向θは、図８に示すように、３６０°に亘り連続的に計算されても良いし、０°、９０°、１８０°及び２７０°のように離散的に計算されても良い。初期的には、図８の最上段左側に示すように、管電流値は、ＤＡＳ出力値がオーバーフローしない値に設定される。ステップＳ３の後、図８の第２段左側に示すように、ステップＳ４においてＤＡＳゲインがレベル２に引き上げられる。ＤＡＳゲインの引き上げに伴い、全チャンネルに亘りＤＡＳ出力値が一律に増加する。そしてステップＳ６において、ＤＡＳゲインがレベル２の下、オーバーフロー判定がなされる。図８の第２段の場合、全チャンネルにおいてＤＡＳ出力値が閾値Limitよりも低いので、ステップＳ４に戻り、図８の第３段左側に示すように、ステップＳ４においてＤＡＳゲインがレベル３に引き上げられる。ＤＡＳゲインの引き上げに伴い、全チャンネルに亘りＤＡＳ出力値が一律に増加する。そしてステップＳ６において、ＤＡＳゲインがレベル３の下、オーバーフロー判定がなされる。図８の第３段の場合、ＤＡＳ出力値が閾値Limitより高いチャンネルが存在するので、ステップＳ６においてオーバーフローすると判定される。オーバーフローすると判定されたので、ステップＳ７において被検体の扁平率が計算され、ステップＳ８において被検体が扁平であるか否かが判定される。図８の第３段右側の場合、長軸方向（ＬＲ方向）に関する被検体厚（管電流値）が短軸方向（ＡＰ方向）に関する被検体厚（管電流値）よりも比較的長いので、扁平であると判定されるとする。

この場合、演算回路１０７は、図８の最下段右側に示すように、ステップＳ９において長軸方向（ＬＲ方向）に関する管電流値を、オーバーフローがなくなるまで低減する。ここで、図８の最下段右側の点線は、低減前の管電流値を示し、長破線は、ＡＰ方向に関する管電流値と同一値を有する管電流値を示し、実線は低減後の管電流値を示す。図９において演算回路１０７は、例えば、ＡＰ方向に関する管電流値に向けてＬＲ方向に関する管電流値を低減させる。演算回路１０７は、１回の低減でＬＲ方向に関する管電流値をＡＰ方向に関する管電流値まで低減しても良いし、複数回に分けてＬＲ方向に関する管電流値をＡＰ方向に関する管電流値まで低減しても良い。後者の場合、演算回路１０７は、まずＬＲ方向に関する管電流値を所定値だけ低減する。所定値は、ＡＰ方向に関する管電流値とＬＲ方向に関する管電流値との差分値よりも小さい値に設定される。演算回路１０７は、低減後の管電流値についてＤＡＳ出力値を計算し、オーバーフロー判定を行なう。オーバーフローすると判定された場合、演算回路１０７は、ＡＰ方向に関する管電流値に向けてＬＲ方向に関する管電流値を更に低減させ、低減後の管電流値についてＤＡＳ出力値を計算し、再びオーバーフロー判定を行なう。このようにして演算回路１０７は、オーバーフローしないと判定するまで、ＬＲ方向に関する管電流値の低減を繰り返す。オーバーフローしないと判定された場合、演算回路１０７は、オーバーフローしないと判定された際の管電流値を管電流設定値に設定し、ＤＡＳゲインの暫定値をＤＡＳゲイン設定値に設定する。

なお、図８においては図示されていないが、ステップＳ８において扁平率が所定値以上でないと判定された場合、演算回路１０７は、ＤＡＳゲインをレベル３からレベル２に引き下げる。全周方向に亘り管電流値を低減すると、全周方向に亘り線量不足になる。そのため再構成画像に低カウントアーチファクトが顕著に発生することとなる。本実施形態において演算回路１０７は、線量を維持してアーチファクトを低減するため、ＤＡＳゲインを引き下げる。上記の通り、ＤＡＳゲインは、全スライス、全チャンネル及び全列に亘り単一のレベルに設定される。従って全スライスに亘りオーバーフローを抑制するため、ステップＳ１０においては全てのスライスに関するＤＡＳゲインのレベルが引き下げられることとなる。

また、ステップＳ９において演算回路１０７は、長軸方向に関する管電流値のみを低減するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。演算回路１０７は、長軸方向に関する管電流値のみでなく、他の照射方向に関する管電流値を含めて管電流値の最適化を行なっても良い。例えば、演算回路１０７は、全照射方向においてＤＡＳ出力値を平準化するように、ＬＲ方向に関する管電流値だけでなく、ＡＰ方向に関する管電流値も低減させても良い。

ステップＳ１１が行なわれるとシステム制御回路１１５は、方向性変調スキャンの開始指示を待機する。医療従事者による入力回路１１１等と介してスキャン開始ボタン等が押下されたことを契機としてシステム制御回路１１５は、架台制御回路２９に方向性変調スキャンを実行させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において架台制御回路２９は、ステップＳ１１において確定された管電流設定値及びＤＡＳゲイン設定値等のスキャン条件に従い高電圧発生器１７、回転駆動装置２１、寝台駆動装置２５及びデータ収集回路２７を同期的に制御して方向性変調スキャンを実行する。方向性変調スキャンにおいて架台制御回路２９は、まず、データ収集回路２７の可変利得増幅回路のＤＡＳゲインをＤＡＳゲイン設定値に設定する。そして架台制御回路２９は、回転フレーム１１を高速に回転させながら寝台駆動装置２５を制御して天板を所定の撮影範囲に亘り移動させながら、高電圧発生器１７を制御してＸ線管１３からのＸ線曝射を行わせ、データ収集回路２７に生データ収集を行なわせる。この際、高電圧発生器１７は、照射方向毎に管電流設定値に従い管電流を変調させる。これにより方向性変調スキャンが実現される。方向性変調スキャンにおいてデータ収集回路２７は、Ｘ線検出器１５を介して被検体Ｏに関する生データを収集する。再構成回路１０３は、収集された生データに基づいて被検体Ｏの上記所定の撮影範囲に亘る３次元のＣＴ画像に関するボリュームデータを再構成する。再構成された３次元のＣＴ画像は、画像処理回路１０５による画像処理が施され、表示回路１０９に表示される。

以上により、本実施形態に係るシステム制御回路１１５の制御の下に行われるＸ線コンピュータ断層撮影装置の一連の動作の説明を終了する。

上記図３の動作例に示す通り、本実施形態に係る演算回路１０７は、オーバーフローするスライスがある場合、無条件でＤＡＳゲインを引き下げるのではなく、被検体形状が扁平であるか否かを判定する。そして演算回路１０７は、被検体形状が扁平であると判定した場合、被検体の長軸方向の変調条件値を低減することにより、ＤＡＳゲインの引き下げることなくオーバーフローを回避する。一方、演算回路１０７は、被検体形状が扁平でないと判定した場合、変調条件値を低減する余地はないと判断して、ＤＡＳゲインを引き下げる。このように本実施形態に係る演算回路１０７は、データ収集回路２７のオーバーフローを回避しつつＤＡＳゲインを可能な限り高い値に維持するために、スライスにおける被検体形状、換言すれば、照射方向毎の被検体厚を考慮して、管電流の方向性変調スキャンに係る管電流設定値とＤＡＳゲインとを調節する。これにより、被検体形状に応じて最適な管電流設定値とＤＡＳゲイン設定値とを設定することができる。

なお、図３の動作の流れは一例であって、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の処理工程はこれに限定されない。例えば、ステップＳ１における位置決めスキャン工程とステップＳ２における位置決め画像の生成工程は、位置決め画像が既にある場合には省略可能である。

また、図３の動作の流れにおいては、オーバーフローするスライスがない場合、ＤＡＳゲインを低レベルから高レベルに段階的に引き上げるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、演算回路１０７は、ＤＡＳゲインの初期値を最高レベルに設定し、オーバーフローするスライスがあると判定される毎に、ＤＡＳゲインを高レベルから低レベルに段階的に引き下げでも良い。

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、Ｘ線源１３、高電圧発生器１７、Ｘ線検出器１５、データ収集回路２７及び演算回路１０７を有する。Ｘ線源１３は、Ｘ線を発生する。高電圧発生器１７は、Ｘ線源１３への管電圧と管電流とを調節する。Ｘ線検出器１５は、Ｘ線源１３から発生され被検体Ｏを透過したＸ線を検出する。データ収集回路２７は、検出されたＸ線に応じた電気信号をＸ線検出器１５から読み出し、読み出した電気信号を可変のゲインで増幅する。演算回路１０７は、被検体Ｏに関する位置決め画像に基づいて、ＤＡＳゲインを可能な限り高いレベルに維持しつつデータ収集回路２７のオーバーフローが回避されるように、方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件とデータ収集回路２７のＤＡＳゲインとを決定する。

上記の構成により、演算回路１０７は、被検体の形状に応じた最適な管電流の変調条件とＤＡＳゲインとを決定することができるので、画質の最適化、ひいては被検体Ｏの被曝を低減することができる。

かくして本実施形態においては、方向性変調スキャンに関し、最適な線量及び画質に調整することが可能になる。

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、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…高電圧発生器、１９…ボウタイフィルタ、２１…回転駆動装置、２３…寝台、２５…寝台駆動装置、２７…データ収集回路、２９…架台制御回路、１００…コンソール、１０１…前処理回路、１０３…再構成回路、１０５…画像処理回路、１０７…演算回路、１０９…表示回路、１１１…入力回路、１１３…主記憶回路、１１５…システム制御回路、１２１…ＡＥＣ計算機能、１２３…ＤＡＳ出力値計算機能、１２５…オーバーフロー判定機能、１２７…扁平率計算機能、１２９…管電流／ゲイン調節機能、２７０…ＤＡＳ素子、２７１…前置増幅回路、２７３…可変利得増幅回路、２７５…積分回路、２７７…Ａ／Ｄ変換回路。

Claims (15)

1. Ｘ線を発生するＸ線源と、
   前記Ｘ線源への管電圧と管電流とを調節する高電圧発生器と、
   前記Ｘ線源から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記検出されたＸ線に応じた電気信号を前記Ｘ線検出器から読み出し、前記読み出した電気信号を可変のゲインで増幅するデータ収集部と、
   前記被検体に関する位置決め画像に基づいて所定のスライスにおける前記被検体の扁平率を計算し、前記扁平率が第１の所定値以上である場合、前記所定のスライスにおける前記被検体の長軸方向に関する、方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件の値を減少させ、前記扁平率が前記第１の所定値以下である場合、前記ゲインを減少させる決定部と、
   を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記決定部は、前記位置決め画像に基づいて前記変調条件の暫定値を複数のスライス各々について計算し、前記暫定値での前記データ収集部の出力値分布を前記複数のスライス各々について計算し、前記複数のスライスの中から第２の所定値以上の出力値を有するスライスを特定し、前記特定されたスライスを前記所定のスライスに設定する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記決定部は、前記複数のスライスの中に前記第２の所定値以上の出力値を有するスライスがない場合、前記ゲインの暫定値を上昇させる、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 前記決定部は、前記扁平率が前記第１の所定値以上である場合、前記所定のスライスにおける前記長軸方向に関する前記変調条件の設定値を、前記データ収集部の出力値が第２の所定値以下になるまで減少させる、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記決定部は、前記扁平率が第１の所定値以上である場合、前記所定のスライスにおける前記被検体の長軸方向に関する前記変調条件の値を、前記被検体の短軸方向に関する前記変調条件の値まで減少させる、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記決定部は、前記所定のスライスにおける前記被検体の被検体厚、水等価厚又は管電流値に関する前記扁平率を計算する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記被検体の位置決めのための位置決めスキャンを実行するように前記高電圧発生器を制御するスキャン制御部と、
   前記位置決めスキャンにおいて前記データ収集部により収集された生データに基づいて前記位置決め画像を再構成する再構成部と、を更に備える、
   請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 前記決定部は、前記位置決め画像に基づいて前記変調条件の値を複数のスライス各々について計算し、前記複数のスライスの中に前記値のもとで前記データ収集部がオーバーフローするスライスが存在する場合、前記データ収集部のゲインを維持しつつ、前記被検体の長軸方向に関する前記値を減少させる、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
9. Ｘ線を発生するＸ線源と、
   前記Ｘ線源への管電圧と管電流とを調節する高電圧発生器と、
   前記Ｘ線源から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記検出されたＸ線に応じた電気信号を前記Ｘ線検出器から読み出し、前記読み出した電気信号を可変のゲインで増幅するデータ収集部と、
   前記被検体に関する位置決め画像に基づいて方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件と前記ゲインとを決定する決定部と、
   を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
   前記決定部は、前記位置決め画像に基づいて前記変調条件の値を複数のスライス各々について計算し、前記複数のスライスの中に前記値のもとで前記データ収集部がオーバーフローするスライスが存在する場合、前記データ収集部のゲインを維持しつつ、前記被検体の長軸方向に関する前記値を減少させる、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
10. Ｘ線を発生するＸ線源と、
    前記Ｘ線源への管電圧と管電流とを調節する高電圧発生器と、
    前記Ｘ線源から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
    前記検出されたＸ線に応じた電気信号を前記Ｘ線検出器から読み出し、前記読み出した電気信号を可変のゲインで増幅するデータ収集部と、
    前記被検体に関する位置決め画像に基づいて方向性変調スキャンにおける管電流の変調条件と前記ゲインとを決定する決定部と、
    を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
    前記決定部は、前記決定された変調条件で前記方向性変調スキャンを行うとし、かつ、前記データ収集部のゲインを前記決定されたゲインよりも所定分だけ上昇させるとした場合には、前記データ収集部の出力値のオーバーフローが発生するか否かを判定する判定処理を行い、
    前記判定処理の結果、前記オーバーフローが発生すると判定された場合には、前記決定された変調条件とは異なる、前記オーバーフローが発生しないその他の変調条件を得る、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
11. 前記その他の変調条件は、前記オーバーフローが発生する前記被検体の位置における長軸方向に関する前記変調条件の値が、前記決定された変調条件よりも小さい条件である、請求項１０記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
12. 前記判定処理の結果、前記オーバーフローが発生しないと判定された場合には、前記決定された変調条件で前記方向性変調スキャンを行うように前記高電圧発生器を制御するスキャン制御部、をさらに具備する請求項１０又は請求項１１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
13. 前記判定処理の結果、前記オーバーフローが発生すると判定された場合であって、かつ、前記オーバーフローが発生する前記被検体の位置における前記被検体の扁平率が所定の値以上である場合には、前記その他の変調条件を得る、請求項１０から請求項１２のいずれか１項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
14. 前記判定処理の結果、前記オーバーフローが発生すると判定された場合であって、かつ、前記オーバーフローが発生する位置における前記被検体の扁平率が所定の値以上でない場合には、前記データ収集部のゲインを前記決定されたゲインよりも小さい値とする、請求項１０から請求項１３のいずれか１項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
15. 前記位置決め画像は、光学カメラにより生成された前記被検体の画像である、請求項１から請求項６、及び請求項８から請求項１４のいずれか１項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。