JP2009050361A - 放射線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影時間と被検体の被ばく量とのバランスが適当な放射線ＣＴ装置を実現する。
【解決手段】第１の管電流曲線決定部３０ｂは、各生成画像のノイズレベルを所望のレベルにするための条件として、被検体の体軸方向の位置ｚと位置ｚの被検体部分に照射すべき放射線の線量を規定する管電流との関係Ｉ１を決定する。アパーチャ幅曲線決定部３０ｅは、関係Ｉ１における管電流の変化に基づいて、Ｘ線管２０が位置ｚに位置するときの、コリメータ２２のアパーチャ幅を決定する。例えば、アパーチャ幅は、管電流の変化が大で小さく、同変化が小で大きくする。第２の管電流曲線決定部３０ｆは、アパーチャを通った放射線が同時に照射される領域に対し、第１の管電流曲線Ｉ１上で当該領域に対応する管電流のうち最大の管電流の放射線が照射されるよう、位置ｚ毎に管電流を決める。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ
Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、特に、被検体に照射する放射線の線量を被検体の体軸方向における照射位置に応じて調整する放射線ＣＴ装置に関する。

一般に、放射線ＣＴ装置において高画質の断層像を得るためには、被検体を透過し検出器にて検出される透過放射線の線量が大きくなければならず、検出器において十分な透過放射線の線量を得るためには、被検体に照射する放射線の線量が大きくなければならない。

しかし、画質の向上にのみ主眼を置き、被検体に照射する放射線の線量を大きくすることは、被検体の被ばく線量の増加につながり望ましくない。

そこで、従来、放射線ＣＴ撮影において、予め、被検体の体軸方向に対する被検体の放射線吸収線量を求め、スキャンする被検体部分の放射線吸収線量に応じてその被検体部分に照射する放射線の線量を調整する手法が知られている。例えば、被検体に所定線量のＸ線を所定方向から照射して、そのときの透過Ｘ線量測定結果を得、当該結果に基づいてスキャン時のＸ線管の管電流を制御する（特許文献１，２等参照）。

このような手法によれば、被検体の体軸方向の各位置に対して、その位置に対応して生成される画像のノイズレベル（ｎｏｉｓｅ
ｌｅｖｅｌ）が所定の目標レベルとなるために必要十分な線量の放射線だけを照射することができる。すなわち、この手法によれば、被検体の個体差、例えば、被検体の大きさ、形状、種別等によらず、生成される各画像の画質を略一定に保ちながら不必要な放射線線量を削減して被検体の被ばく線量を低減させることができる。
特開２００７−０００４０７号公報 特開２００３−０７０７７９号公報

ところで、被検体に照射する放射線の線量を被検体の体軸方向の放射線吸収線量に応じて調整する上記手法は、マルチスライス（ｍｕｌｔｉ
ｓｌｉｃｅ）型の放射線ＣＴ装置を用いたスキャンに適用することができる。この場合、被検体の体軸方向の各位置に対応して生成されるすべての画像の画質を一定レベル（ｌｅｖｅｌ）以上に保つためには、被検体に照射する放射線の線量に関し、放射線が同時に照射される領域内のいずれの被検体部分においても、画質を一定レベル以上にするための線量を保障する必要がある。すなわち、被検体に照射する放射線の線量を、放射線が同時に照射される領域内の各被検体部分にそれぞれ対応した「一定のノイズレベルを得るために必要十分な線量」の中で最も大きい線量に合わせる必要がある。

このため、上記手法をマルチスライス型の放射線ＣＴ装置を用いたスキャンに適用する場合には、撮影に要する時間と被検体への被ばく線量とはトレードオフ（ｔｒａｄｅ
ｏｆｆ）の関係になる。放射線が同時に照射される範囲を大きく設定すると、同時にスキャンできる範囲が増大するため撮影時間は短くなるが、その範囲に対応した「一定のノイズレベルを得るために必要十分な線量」の変化幅が大きくなるため不必要な被ばく線量が増大する。逆に、放射線が同時に照射される範囲を小さく設定すると、その範囲に対応した「一定のノイズレベルを得るために必要十分な線量」の変化幅が小さくなるため不必要な被ばく線量は減少するが、同時にスキャンできる範囲が小さくなるため撮影時間は長くなる。

本発明は、上記事情に鑑み、撮影時間と被検体への被ばく線量とのバランス（ｂａｌａｎｃｅ）が適当な放射線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

第１の観点では、本発明は、被検体に放射線を照射する照射部と、前記照射部に対して前記被検体を挟んで対向配置され前記放射線を検出する検出部と、前記照射部と前記被検体との間に設けられ、前記放射線が通るアパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）の前記被検体の体軸方向の幅が調整可能なコリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）とを有し、前記被検体の体軸周りに回転可能に支持された回転部と、前記回転部を前記被検体に対して前記体軸方向に相対移動する移動手段と、前記被検体をスキャンして該被検体の投影データ（ｄａｔａ）を得るよう前記回転部および前記移動手段を制御する制御手段と、前記投影データに基づいて前記被検体の画像を生成する画像生成手段と、を備える放射線ＣＴ装置において、前記被検体の前記体軸方向の各位置に対応する部分に照射すべき放射線の線量を表す第１の照射放射線量分布を決定する第１の照射放射線量分布決定手段と、前記アパーチャを通った前記放射線が同時に照射される前記被検体の前記体軸方向の領域に対応する前記第１の照射放射線量分布上の線量のうち最大となる線量の放射線が該領域の各位置に照射されるよう、前記被検体に対する前記体軸方向の位置と前記照射部が該位置に位置するときに設定すべき前記放射線の線量との関係を表す第２の照射放射線量分布を決定する第２の照射放射線量分布決定手段と、前記第２の照射放射線量分布に従って前記被検体に放射線を照射してスキャンした場合における前記被検体の前記体軸方向に対する被ばく線量の分布が所望の分布となるよう、前記被検体に対する前記体軸方向の位置と前記照射部が該位置に位置するときに設定すべき前記アパーチャの前記幅との関係を表すアパーチャ幅分布を決定するアパーチャ幅分布決定手段とを備え、前記制御手段が、前記アパーチャ幅分布および該アパーチャ幅分布に基づく前記第２の照射放射線量分布に従って、前記アパーチャの前記幅と前記放射線の線量とを調整して前記被検体をスキャンするよう、前記回転部および前記移動手段を制御する放射線ＣＴ装置を提供する。

第２の観点では、本発明は、前記第１の照射放射線量分布決定手段が、前記被検体の体軸方向に対する該被検体の放射線吸収線量の変化が少なくとも反映される被検体放射線吸収情報に基づいて、前記第１の照射放射線量分布を決定する上記第１の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第３の観点では、本発明は、前記被検体放射線吸収情報が、前記被検体を前記回転部により予めスキャンして得られた基礎投影データである上記第２の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第４の観点では、本発明は、前記基礎投影データが、前記回転部の回転位置を固定して前記被検体を前記体軸方向に沿ってスキャンして得られた投影データである上記第３の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第５の観点では、本発明は、前記第１の照射放射線量分布決定手段が、撮影部位の感受性にも基づいて、前記第１の照射放射線量分布を決定する上記第２の観点から第４の観点のいずれか１つの観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第６の観点では、本発明は、前記第１の照射放射線量分布決定手段が、前記画像生成手段により生成される、前記被検体の前記体軸方向の各位置に対応する画像のノイズレベルが所定の目標レベルになるよう前記第１の照射放射線量分布を決定する上記第１の観点から第５の観点のいずれか１つの観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第７の観点では、本発明は、前記アパーチャ幅分布決定手段が、前記第１の照射放射線量分布の各局所領域における放射線の線量の変化に基づいて前記アパーチャ幅分布を決定する上記第１の観点から第６の観点のいずれか１つの観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第８の観点では、本発明は、前記アパーチャの前記体軸方向の幅を固定した所定の条件下で、前記アパーチャの前記体軸方向の幅を固定した所定の条件下で、前記第２の照射放射線量分布に従って前記被検体に放射線を照射してスキャンした場合における、前記被検体の前記体軸方向の位置と該位置に対応する被検体部分の被ばく線量との関係を表す被ばく線量分布を、前記アパーチャの前記幅を互いに異なる複数の幅にそれぞれ固定した場合について生成する被ばく線量分布生成手段をさらに備え、前記アパーチャ幅分布決定手段が、前記被ばく線量分布生成手段により生成された複数の被ばく線量分布から得られる、前記アパーチャの前記幅と前記被検体の被ばく線量との関係に基づいて前記アパーチャ幅分布を決定する上記第７の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第９の観点では、本発明は、前記被ばく線量分布生成手段が、前記アパーチャの前記幅を第１の幅に固定した場合の第１の被ばく線量分布と、前記アパーチャの前記幅を前記第１の幅より大きい第２の幅に固定した場合の第２の被ばく線量分布とを生成し、前記アパーチャ幅分布決定手段が、前記体軸方向の位置が互いに対応する、前記第１の被ばく線量分布における被ばく線量と前記第２の被ばく線量分布における被ばく線量との比の大きさに基づいて、前記アパーチャ幅分布を決定する上記第８の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第１０の観点では、本発明は、前記アパーチャ幅分布決定手段が、前記第１の被ばく線量分布における被ばく線量に対する前記第２の被ばく線量分布における被ばく線量の比が所定のしきい値以上となる位置について、前記設定すべき前記アパーチャの前記体軸方向の幅が前記第１の幅となるよう、前記アパーチャ幅分布を決定する上記９の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第１１の観点では、本発明は、前記アパーチャ幅分布決定手段が、被ばく線量の前記比が前記所定のしきい値未満となる位置について、前記設定すべき前記アパーチャの前記体軸方向の幅が前記第２の幅となるよう、前記アパーチャ幅分布を決定する上記第９の観点または第１０の観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第１２の観点では、本発明は、前記制御手段が、前記被検体をヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ
ｓｃａｎ）するよう前記回転部および前記移動手段を制御し、ヘリカルスキャン中にヘリカルピッチ（ｈｅｌｉｃａｌ ｐｉｔｃｈ）が一定または所定値以下となるよう、前記アパーチャの前記幅に応じて前記回転部の相対移動速度を調整すべく前記移動手段を制御する上記第１の観点から第１１の観点のいずれか１つの観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

第１３の観点では、本発明は、前記照射部はＸ線管を有し、前記制御手段が、前記Ｘ線管の管電流を調整することにより前記放射線の線量を調整する上記第１の観点から第１２の観点のいずれか１つの観点の放射線ＣＴ装置を提供する。

ここで、ヘリカルピッチとは、画像再構成空間における前記放射線の前記体軸方向の照射幅に対する、前記回転部が１回転する間に該回転部が前記被検体に対して相対移動する移動量の割合を意味する。

また、ノイズレベルとは、例えば、画像にノイズがどの程度含まれるか、あるいは、ＳＮ比がどの程度であるかを示すものと考えることができる。

なお、第１の放射線線量分布を決定する方法としては、例えば、特開２００３−０７０７７９号公報や特開２００１−２１８７６１号公報に記載された方法を適用することができる。

また、感受性とは、放射線の被ばくにより悪影響を受ける程度を意味する。

本発明の放射線ＣＴ装置によれば、アパーチャ幅分布決定手段が、上記第２の照射放射線量分布に従って被検体に放射線を照射してスキャンした場合における被検体の体軸方向に対する被ばく線量の分布が所望の分布となるよう、上記アパーチャ幅分布を決定するので、照射すべき放射線の線量の変化が大きい領域においてはアパーチャの幅を小さくして不必要な被ばくの抑制を優先し、照射すべき放射線の線量の変化が小さい領域においてはアパーチャの幅を大きくしてスキャン効率の向上を優先することができ、撮影時間と被検体への被ばく線量とのバランスが適当な放射線ＣＴ装置を実現することが可能となる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態であるＸ線ＣＴ装置（放射線ＣＴ装置）１の全体構成を示すブロック図である。

Ｘ線ＣＴ装置１は、いわゆるヘリカルスキャンにより複数のビュー（ｖｉｅｗ）方向からの被検体の投影データを収集し、当該投影データに基づいて画像再構成を行うＣＴ装置として構成されている。なお、本発明はノン・ヘリカルスキャン（ｎｏｎ−ｈｅｌｉｃａｌ）のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。

Ｘ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２と、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）３と、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）（移動手段）４とを備えている。

走査ガントリ２は、Ｘ線を照射するＸ線管（照射部）２０と、Ｘ線管２０から照射されたＸ線を整形するコリメータ２２と、Ｘ線管２０から照射されたＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じた電気信号を出力するＸ線検出器（検出部）２３と、Ｘ線検出器２３の出力した電気信号に基づいて投影データを収集するデータ収集部２４と、Ｘ線管２０を駆動制御するＸ線管コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２５と、コリメータ２２を駆動制御するコリメータコントローラ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２６とを備えている。

また、走査ガントリ２は、Ｘ線管２０およびＸ線検出器２３が配置され、これらと一体的に回転する回転部（回転部）２７と、回転部２７を駆動制御する回転コントローラ２８とを備えている。走査ガントリ２は、被検体が搬入される空洞部であるボア（ｂｏｒｅ）２９を備え、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３とがそのボア２９を挟んで対向配置されている。

操作コンソール３は、操作者の入力操作に応じた信号を出力する入力装置３１と、入力装置３１や走査ガントリ２等の各種装置からの信号に基づいて、データ収集部２４の収集した投影データに基づく画像再構成処理等の各種処理を実行する中央処理装置３０と、中央処理装置３０により再構成されたＣＴ画像等を表示する表示装置３２と、中央処理装置３０の処理に供されるプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）、データおよびＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置３３とを備えている。

撮影テーブル４は、被検体を載せて走査ガントリ２のボア２９に出し入れされるクレードル（ｃｒａｄｌｅ）４１を備えている。クレードル４１は、例えば撮影テーブル４に内蔵された不図示のサーボモータ（ｓｅｒｖｏ
ｍｏｔｏｒ）により駆動され、当該サーボモータは不図示のサーボアンプ（ｓｅｒｖｏ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を介して中央処理装置３０からの制御信号に基づいて制御される。

図２は、Ｘ線ＣＴ装置１による撮影状態を示す概略図である。なお、本実施形態では、被検体の体軸方向をｚ軸方向、Ｘ線検出器のチャネル方向をｘ軸方向、ｘ軸とｚ軸とに垂直な方向をｙ軸方向として説明する。

図２に示すように、Ｘ線管２０およびＸ線検出器２３は、回転部２７が回転することにより被検体Ｈの体軸（ｚ軸）周りに回転する。一方、クレードル４１は被検体Ｈをｚ軸方向に搬送する。これにより、Ｘ線管２０およびＸ線検出器２３は被検体Ｈの周りを螺旋状に相対移動する。

図３は、コリメータ２２およびＸ線検出器２３の詳細を示す斜視図である。

Ｘ線管２０とＸ線検出器２３は、図３に示すように、ボア２９を挟んで対向配置されている。また、コリメータ２２は、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３との間であって、Ｘ線管２０の近傍に位置している。

コリメータ２２は、アパーチャａｐを規定する複数のコリメータプレート（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ ｐｌａｔｅ）２２１と、複数のコリメータ２２１にそれぞれ固定された不図示の複数のシャフトと、複数のシャフトをそれぞれ駆動する不図示の複数のモータとを備えている。ここでは、ｘ軸方向に伸びる一対のコリメータプレート２２１がｚ軸方向に並列して配置されており、さらに、ｚ軸方向に伸びる一対のコリメータプレート２２１がｘ軸方向に並列して配置されている。よって、ｚ軸方向に並列して配置された一対のコリメータプレート２２１をｚ軸方向に移動させることにより、アパーチャａｐのｚ軸方向の幅を調整することができ、また、ｘ軸方向に並列して配置された一対のコリメータプレート２２１をｘ軸方向に移動させることにより、アパーチャａｐのｘ軸方向の幅を調整することができる。各コリメータプレート２２１は、シャフト（ｓｈａｆｔ）がモータによって駆動されることにより移動する。モータはコリメータコントローラ２６により制御される。

コリメータプレート２２１は、Ｘ線を遮断可能な材質、例えば鉛、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ）により形成されている。

なお、このコリメータ２２は、単なる一例であり、アパーチャａｐの少なくともｚ軸方向の幅を調整できる機構のものであれば、いかなるものであってもよい。

Ｘ線検出器２３は、いわゆる多列検出器により構成されている。すなわち、チャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）方向（ｚ軸に直交する方向）に複数の検出素子２３１が配列されるとともに、ｚ軸方向にも検出素子２３１が配列されて構成されている。なお、チャンネル方向の数やｚ軸方向の列数は適宜に設定してよく、例えばチャンネル方向の数は１０２４個であり、ｚ軸方向の列数は４〜１２８列である。

検出素子２３１は、シンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）と、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）等の光電変換素子とを含んで構成され、入射したＸ線量に応じた電気信号を出力可能である。従って、データ収集部２４は、複数の検出素子２３１に入射したＸ線量の情報をそれぞれ収集し、中央処理装置３０に出力する。

操作コンソール３の中央処理装置３０は、制御部（制御手段）３０ａと、被検体Ｘ線吸収情報取得部３０ｂと、第１の管電流曲線決定部（第１の照射放射線量分布決定手段）３０ｃと、被ばく曲線生成部（被ばく線量分布生成手段）３０ｄと、アパーチャ幅曲線決定部（アパーチャ幅分布決定手段）３０ｅと、第２の管電流曲線決定部（第２の照射放射線量分布決定手段）３０ｆと、画像生成部（画像生成手段）３０ｇとを備えている。中央処理装置３０を構成するこれら各部は、例えば、記憶装置３３等に記録されたプログラムを中央処理装置３０が実行することにより構築される。

制御部３０ａは、被検体Ｈをスキャンして被検体Ｈの投影データを得るよう、回転部２７および撮影テーブル４等を制御する。より具体的には、制御部３０ａは、Ｘ線管コントローラ２５、コリメータコントローラ２６、回転コントローラ２８、撮影テーブル４に内蔵されたサーボアンプを介して、Ｘ線管２０、コリメータ２２、回転部２７、クレードル４１をそれぞれ駆動制御する。

ここでは、制御部３０ａは、被検体Ｈをスカウトスキャン（ｓｃｏｕｔ
ｓｃａｎ）するよう、これら各部を制御する。スカウトスキャンは、例えば、走査ガントリ２の回転部２７の回転位置を固定して被検体を体軸方向に沿ってスキャンすることにより行われる。
また、制御部３０ａは、アパーチャ幅曲線決定部３０ｅにより決定されたアパーチャ幅曲線、および、第２の管電流曲線決定部３０ｆにより決定された第２の管電流曲線に従って被検体Ｈを本スキャンするよう、これら各部を制御する。

また、制御部３０ａは、スキャン中にコリメータ２２が有するアパーチャａｐのｚ軸方向の幅（以下、単にアパーチャ幅ともいう）を変化させる場合において、ヘリカルピッチが一定となるよう、そのアパーチャ幅に応じて被検体Ｈの搬送速度を調整すべく、撮影テーブル４のクレードル４１を制御する。

Ｘ線吸収情報取得部３０ｂは、ｚ軸方向に対する被検体のＸ線吸収線量の変化が反映されたＸ線吸収情報を取得する。

ここでは、Ｘ線吸収情報取得部３０ｂは、Ｘ線吸収情報として、被検体Ｈを回転部２７により予めスカウトスキャンして得られた基礎投影データを取得する。

基礎投影データは、被検体Ｈに照射したＸ線のうち一部が被検体Ｈで吸収されて透過したＸ線を検出して得られたデータであるため、被検体ＨのＸ線吸収線量が正確に反映される。

なお、Ｘ線吸収情報取得部３０ｂは、本スキャンの直前に行う低線量でのヘリカルスキャン、アキシャルスキャン等によって得られた投影データや、過去の撮影時の本スキャンによって得られた投影データを基礎投影データとして取得してもよい。

また、Ｘ線吸収情報取得部３０ｂは、被検体Ｈを可視光カメラ等で撮影して得られた被検体Ｈの立体形状を表す可視画像、被検体の性別、身長、体重、年齢、人種等の情報に基づいて、基礎投影データを推定して取得してもよい。しかしながら、被検体ＨのＸ線吸収線量は、照射するＸ線の線量が一定であるとすると、被検体Ｈのｚ軸方向の注目位置に対応する被検体部分の器官の種類やｚ軸に垂直な方向における断面積によって異なる。例えば、被検体Ｈの首の位置では、断面積が比較的小さいためＸ線吸収線量は小さく、被検体Ｈの胴体部の位置では、断面積が比較的大きいためＸ線吸収線量は大きい。また、同じ胴体であっても、胸部の位置では空気を多く含む肺が存在するためＸ線吸収線量は小さく、胸部以外の位置ではＸ線吸収線量は大きい。したがって、Ｘ線吸収情報としては、被検体Ｈの可視画像等によって推定したものよりも、実際にスキャンして得られた投影データの方が好適であると言える。

図８は、基礎投影データに基づいて得られるグラフの一例を示す図である。このグラフは、被検体Ｈに対してＸ線をｙ軸方向に照射しながらスカウトスキャンしたときの基礎投影データに基づいて得られるグラフであり、横軸はＸ線検出器２３のチャンネル、縦軸は注目するスカウトスキャン位置に照射するＸ線量Ｉ_０と当該スカウトスキャン位置を透過したＸ線量Ｉとの比を対数形式で示したものである。このグラフの曲線と横軸とで囲まれる領域の面積Ｓ（以下、透過面積という）は、被検体Ｈが吸収したＸ線量に応じて決まる。したがって、基礎投影データに基づいて、被検体Ｈのｚ軸方向に対する透過面積Ｓの変化を表す透過面積曲線Ａを求めることにより、被検体Ｈのｚ軸方向に対するＸ線吸収線量の変化を把握することができる。

第１の管電流曲線決定部３０ｃは、被検体Ｈのｚ軸方向の位置とその位置に対応する被検体部分にＸ線を照射するときに設定すべきＸ線管２０の管電流との関係を表す第１の管電流曲線Ｉ１を決定する。この設定すべきＸ線管２０の管電流は、Ｘ線管２０の管電圧と回転部２７の回転速度を一定にして被検体Ｈをスキャンする場合において、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置に対応して生成される画像のノイズレベルをある一定の目標レベルにするために、これら各位置に対応した被検体部分に照射される必要があるＸ線の線量を規定するものである。つまり、第１の管電流曲線Ｉ１は、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置に対応して生成される各画像の画質レベルを揃えるために、これら各位置に対応する被検体部分にそれぞれ照射すべきＸ線の線量を規定するＸ線管２０の管電流を表すものである。

ここでは、第１の管電流曲線決定部３０ｃは、Ｘ線吸収情報取得部３０ｂにより取得された基礎投影データに基づいて、第１の管電流曲線Ｉ１を決定する。被検体Ｈのｚ軸方向の注目位置に対応して生成される画像のノイズレベルは、基本的に、その注目位置に対応する被検体部分のＸ線吸収線量とその被検体部分に照射されるＸ線のＸ線管２０の管電流との比に依存する。したがって、第１の管電流曲線Ｉ１は、基本的には、透過面積曲線Ａに近い曲線となる。しかし、被検体Ｈの年齢や性別等によって、照射するＸ線の線量を通常より小さくすべき器官が存在することもあるので、このような場合には、その器官の位置に応じて管電流が調整され、透過面積曲線Ａとかなり異なる曲線となる場合もある。

被ばく曲線生成部３０ｄは、第１の管電流曲線Ｉ１に基づく所定の条件下で被検体Ｈをスキャンしたときの、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置とその各位置に対応する被検体部分の被ばく線量との関係を表す被ばく曲線を見積もって生成する。なお、被ばく線量は、Ｘ線を照射するときのＸ線管２０の管電圧が一定であるとすると、Ｘ線管２０の管電流とＸ線の照射時間との積に比例する。ここでは、所定の条件として次のような条件を考える。

Ｘ線管２０の管電圧を一定にし、コリメータ２２のアパーチャ幅を所定の幅に固定し、回転部２７を所定の回転速度で回転させながら所定のヘリカルピッチでヘリカルスキャンする。ヘリカルスキャン中、コリメータ２２のアパーチャを通ったＸ線が同時に照射される領域に対して、第１の管電流曲線Ｉ１上で当該領域内の各位置に対応した管電流のうち最大となる管電流のＸ線が照射されるよう、Ｘ線管２０の位置に応じてＸ線管２０の管電流を調整する。

つまり、被ばく曲線は、コリメータ２２のアパーチャ幅を固定して被検体Ｈをヘリカルスキャンする場合であって、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置に対応した被検体部分に対して当該位置に対応して生成される画像のノイズが一定レベル以下となるような線量のＸ線を照射する場合に、これら各位置に対応する被検体部分がどの程度被ばくするかを表すものである。

被ばく曲線生成部３０ｄは、このような被ばく曲線を、コリメータ２２のアパーチャ幅を複数の異なる幅にそれぞれ固定した場合について生成する。ここでは、被ばく曲線生成部３０ｄは、コリメータ２２のアパーチャ幅を第１の幅ｄ１に固定したときの第１の被ばく曲線Ｄ１と、同アパーチャ幅を第２の幅ｄ２（ｄ２＞ｄ１）に固定したときの第２の被ばく曲線Ｄ２とを生成する。

アパーチャ幅曲線決定部３０ｅは、後述の第２の間電流曲線に従って被検体ＨにＸ線を照射してスキャンした場合における被検体Ｈのｚ軸方向に対する被ばく線量の分布が所望の分布となるよう、被検体Ｈのｚ軸方向の位置とＸ線管２０がその位置に位置するときに設定すべきコリメータ２２のアパーチャ幅との関係を表すアパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定する。また、アパーチャ幅曲線決定部３０ｅは、第１の管電流曲線Ｉ１の各局所領域における管電流の変化に基づいて、アパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定する。

例えば、アパーチャ幅曲線決定部３０ｅは、被ばく曲線生成部３０ｄにより生成された複数の被ばく曲線から得られる、コリメータ２２のアパーチャ幅と被検体Ｈの被ばく線量との関係に基づいてアパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定する。より具体的には、例えば、アパーチャ幅曲線決定部３０ｅは、被検体Ｈの同じ位置に対応する、第１の被ばく曲線Ｄ１における被ばく線量と第２の被ばく曲線Ｄ２における被ばく線量との比に基づいて、アパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定する。

ここでは、アパーチャ幅曲線決定部３０ｅは、第１の被ばく曲線Ｄ１における被ばく線量に対する第２の被ばく曲線Ｄ２における被ばく線量の比Ｄｒが所定のしきい値ｔｈ以上となる位置については、設定すべきコリメータ２２のアパーチャ幅を第１の幅ｄ１とし、被ばく線量の上記比Ｄｒが所定のしきい値ｔｈ未満となる位置については、設定すべきコリメータ２２のアパーチャ幅を第２の幅ｄ２とするアパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定する。つまり、コリメータ２２のアパーチャ幅を第１の幅ｄ１に固定したときと第２の幅ｄ２に固定したときとの間で、ｚ軸方向の各位置に対応する被検体部分について被ばく線量を比較する。そして、その差異が大きい位置では、被ばく線量の抑制を優先して、コリメータ２２のアパーチャ幅として比較的小さい第１の幅ｄ１を採用し、その差異が小さい位置では、スキャンの高効率化を優先して、コリメータ２２のアパーチャ幅として比較的大きい第２の幅ｄ２を採用する。

第２の管電流曲線決定部３０ｆは、コリメータ幅曲線決定部３０ｅにより決定されたコリメータ幅曲線Ａｐｔに従う所定の条件下で被検体Ｈをスキャンするときの、被検体Ｈに対するｚ軸方向の位置とＸ線管２０がその位置に位置するときに設定すべき管電流との関係を表す第２の管電流曲線Ｉ２を決定する。ここでは、所定の条件として、次のような条件を考える。

Ｘ線管２０の位置に応じてコリメータ２２のアパーチャ幅をアパーチャ幅曲線Ａｐｔに従う所定の幅に設定し、回転部２７を所定の回転速度で回転させながら所定のヘリカルピッチでヘリカルスキャンする。ヘリカルスキャン中、コリメータ２２のアパーチャを通ったＸ線が同時に照射される領域に対して、第１の管電流曲線Ｉ１上で当該領域内の各位置に対応した管電流のうち最大となる管電流が照射されるよう、Ｘ線管２０の位置に応じてＸ線管２０の管電流を調整する。つまり、第２の管電流曲線決定部３０ｆは、コリメータ２２のアパーチャ幅をアパーチャ幅曲線Ａｐｔに従って変更しながらスキャンする際に、スキャンされるいずれの被検体部分においても、第１の管電流曲線Ｉ１で規定される、その被検体部分に対応した管電流以上の管電流のＸ線が照射されるよう、第２の管電流曲線Ｉ２を決定する。

画像生成部３０ｇは、データ収集部２４からのデータに基づく画像再構成等により被検体の画像を生成する。

これより、第１の実施形態でのＸ線ＣＴ装置１におけるワークフロー（ｗｏｒｋ ｆｌｏｗ）について説明する。なお、ここでは、本スキャンとしてヘリカルスキャンを行うこととする。また、被検体Ｈが存在するｚ軸方向の位置をｚ０〜ｚｎとする。

図４は、第１の実施形態でのＸ線ＣＴ装置１におけるワークフローを示す図である。また、図５は、第１の実施形態での、透過面積曲線Ａと、第１の管電流曲線Ｉ１と、第１の被ばく曲線Ｄ１と、第２の被ばく曲線Ｄ２と、コリメータ幅曲線Ａｐｔと、第２の管電流曲線Ｉ２と、クレードル４１の搬送速度Ｖｔとの対応関係の一例を示す図である。

Ｘ線ＣＴ装置１では、まず、被検体Ｈの透過面積曲線Ａを得るための基礎投影データを取得するためにスカウトスキャンが実施される（ステップ（ｓｔｅｐ）Ｓ１）。スカウトスキャンでは、例えば、走査ガントリ２の回転部２７を回転させずに、被検体Ｈを載せたクレードル４１をボア２９内に搬送しつつ、Ｘ線管２０により比較的少ないＸ線を被検体Ｈに照射し、検出器２３によりＸ線を検出することにより、被検体Ｈの正面方向の投影データを得る。スカウトスキャンは、中央処理装置３０の制御部３０ａにより各部が制御されて行われる。

ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた基礎投影データに基づいて、被検体Ｈのｚ軸方向の位置とその位置に対応する被検体部分のＸ線吸収線量との関係を表す透過面積曲線Ａが取得される。

ステップＳ２で取得された透過面積曲線Ａは、例えば、図５に示すように、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置のうち被検体の頭部および首部の周辺に属する位置に対応する値の変化が比較的大きい曲線となる。透過面積曲線Ａは、中央処理装置３０の第１の管電流曲線決定部３０ｃにより、ステップＳ１で得られた基礎投影データを解析することにより行われる。

ステップＳ３では、ステップＳ２で取得された透過面積曲線Ａに基づいて、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置に対応して生成される画像のノイズをある一定レベルにするために、これら各位置とその各位置に対応する被検体部分にＸ線を照射するときに設定すべきＸ線管２０の管電流との関係を表す第１の管電流曲線Ｉ１が決定される。例えば、透過面積Ｓに応じて管電流の最適値を算出するアルゴリズムが予め用意されており、そのアルゴリズムを用いてｚ軸方向の位置毎に管電流の最適値を算出する。あるいは、種々の透過面積Ｓに対応する管電流の最適値を登録したルックアップテーブル等の数表を記憶装置３３に予め記憶し、それを参照することにより管電流の最適値を決定する。

ステップＳ３で決定された第１の管電流曲線Ｉ１は、例えば、図５に示すように、ステップＳ２で取得された透過面積曲線Ａに近い曲線となる。第１の管電流曲線Ｉ１の決定は、中央処理装置３０の第１の管電流曲線決定部３０ｃにより、ステップＳ２で取得された透過面積曲線Ａに基づき、被検体の年齢や性別等の情報を適宜考慮して決定される。

ステップＳ４では、ステップＳ３で決定された第１の管電流曲線Ｉ１に基づく所定の条件下で被検体Ｈをスキャンしたときの、被検体Ｈのｚ軸方向の位置とその位置に対応する被検体部分の被ばく線量との関係を表す被ばく曲線が見積もられ生成される。所定の条件とは、前述のとおり、コリメータ２２のアパーチャ幅を所定の幅に固定し、回転部２７を所定の回転速度で回転させながら所定のヘリカルピッチでヘリカルスキャンするとともに、ヘリカルスキャン中、コリメータ２２のアパーチャを通ったＸ線が同時に照射される領域に対して、第１の管電流曲線Ｉ１上で当該領域内の各位置に対応した管電流のうち最大となる管電流のＸ線が照射されるよう、Ｘ線管２０の被検体Ｈに対する位置に応じてＸ線管２０の管電流を調整することである。ここでは、コリメータ２２のアパーチャ幅を第１の幅ｄ１、例えばＸ線が照射されるｚ軸方向の幅が画像再構成空間において２０〔ｍｍ〕となるような幅に固定した場合の第１の被ばく曲線Ｄ１と、同アパーチャ幅を第２の幅ｄ２、例えばＸ線が照射されるｚ軸方向の幅が画像再構成空間において４０〔ｍｍ〕となるような幅に固定した場合の第２の被ばく曲線Ｄ２とが生成される。なお、被ばく曲線を見積もるときの、回転部２７の回転速度と、ヘリカルピッチの条件は、ステップＳ７で実施される本スキャンと同じ条件にする。

なお、被ばく曲線は、被ばく線量そのものを正確に表したものである必要はなく、被ばく線量に依存した指標値を表すものであればよい。被ばく線量を表す指標値としては、実効線量（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
Ｄｏｓｅ）、ＣＴＤＩ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｄｏｓｅ Ｉｎｄｅｘ）、ＤＬＰ（Ｄｏｓｅ Ｌｅｎｇｔｈ ｐｒｏｄｕｃｔ）等が知られているが、これらを用いてあるいは応用して所定の指標値を算出する。例えば、被検体Ｈを本スキャンする場合を想定して、被検体Ｈのｚ軸方向の注目位置に対応する被検体部分にＸ線が照射される時間帯におけるＸ線管２０の管電流の時間変化を求め、この管電流を時間軸の沿って積分したときの積分値を、被ばく線量に依存した指標値として算出する。このような指標値を、注目位置を複数の異なる位置に変えて算出しプロットすることにより、被ばく曲線を生成する。

ステップＳ４で生成された第１の被ばく曲線Ｄ１と第２の被ばく曲線Ｄ２は、例えば、図５に示すように、被検体Ｈのｚ軸方向の各位置のうち被検体の頭部および首の周辺に属する位置に対応する被ばく線量の変化が比較的大きい第１の被ばく曲線Ｄ１と、第１の被ばく曲線より全体的に変化が緩やかで、被ばく線量が第１の被ばく曲線より常に大きい第２の被ばく曲線Ｄ２となる。被ばく曲線の生成は、中央処理装置３０の被ばく曲線生成部３０ｄにより、ステップＳ３で決定された第１の管電流曲線Ｉ１に基づいて行われる。

ステップＳ５では、ステップＳ４で生成された第１の被ばく曲線Ｄ１と第２の被ばく曲線Ｄ２とに基づいて、被検体Ｈに対するｚ軸方向の位置とＸ線管２０がその位置に位置するときに設定すべきコリメータ２２のアパーチャ幅との関係を表すアパーチャ幅曲線Ａｐｔが決定される。アパーチャ幅曲線Ａｐｔは、例えば、次の手順に従って決定される。

まず、被検体Ｈに対するｚ軸方向の位置を表す変数ｚをｚ_０に設定して初期化する（ステップＳ５１）。

次に、第１の被ばく曲線Ｄ１における位置ｚでの被ばく線量に対する第２の被ばく曲線Ｄ２における位置ｚでの被ばく線量の比Ｄｒ（ｚ）（＝Ｄ２（ｚ）／Ｄ１（ｚ））を算出する（ステップＳ５２）。

そして、この比Ｄｒ（ｚ）が所定のしきい値ｔｈ、例えば１．２以上であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。ここで、この比Ｄｒ（ｚ）がしきい値ｔｈ以上であると判定された場合には、その位置ｚにおけるコリメータ２２のアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ）を第１の幅ｄ１に設定する（ステップＳ５４）。一方、この比Ｄｒ（ｚ）がしきい値ｔｈ未満であると判定された場合には、その位置ｚにおけるコリメータ２２のアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ）を第２の幅ｄ２に設定する（ステップＳ５５）。

そして、変数ｚがｚｎであるか否かを判定する（ステップＳ５６）。ここで、変数ｚがｚｎであると判定された場合には、すべての位置におけるアパーチャ幅の決定を完了したと判断し、アパーチャ幅曲線Ａｐｔの生成処理を終了する。一方、変数ｚがｚｎではないと判定された場合には、すべての位置におけるアパーチャ幅の設定がまだ完了していないと判断し、変数ｚをインクリメントして（ステップＳ５７）、ステップＳ５２に戻る。

このようにして、すべての位置ｚにおいて設定すべきコリメータのアパーチャ幅を決定し、アパーチャ幅曲線Ａｐｔを生成する。

上記の被ばく線量の比Ｄｒ（ｚ）は、例えば、図５に示すように、被検体の頭部および首部の周辺に相当する位置ｚ０〜ｚａでしきい値ｔｈ以上、被検体の胸部、腹部および脚部等の周辺に相当する位置ｚａ〜ｚｎでしきい値ｔｈ未満となる。また、このときのアパーチャ幅曲線Ａｐｔは、図５（ｅ）に示すように、位置ｚ０〜ｚａでのアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ０）〜Ａｐｔ（ｚａ）が第１の幅ｄ１となり、位置ｚａ〜ｚｎでのアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚａ）〜Ａｐｔ（ｚｎ）が第２の幅ｄ２となる曲線（折れ線）となる。

コリメータ幅曲線の決定は、中央処理装置３０のコリメータ幅曲線決定部３０ｅにより行われる。

ステップＳ６では、ステップＳ２で決定された第１の管電流曲線Ｉ１を用いて、ステップＳ５で生成されたアパーチャ幅曲線Ａｐｔに従う所定の条件下で被検体Ｈをスキャンするときの、被検体Ｈに対するｚ軸方向の位置とＸ線管２０がその位置に位置するときに設定すべき管電流との関係を表す第２の管電流曲線Ｉ２が生成される。第２の管電流曲線Ｉ２は、次の手順に従って生成される。

まず、被検体Ｈに対するｚ軸方向の位置を表す変数ｚをｚ０に設定して初期化する（ステップＳ６１）。

次に、Ｘ線管２０が位置ｚに位置し、アパーチャ幅曲線Ａｐｔが表す、Ｘ線管２０が当該位置に位置するときに設定すべき幅がコリメータ２２のアパーチャ幅として設定されている場合において、コリメータ２２のアパーチャを通って同時に照射される領域を特定する。そして、第１の管電流曲線Ｉ１において、この特定された領域内のｚ軸方向の各位置ｚｊ〜ｚｋに対応する管電流を特定し、特定された管電流のうち最大となる管電流を、Ｘ線管２０が位置ｚに位置するときに設定すべき管電流Ｉ２（ｚ）として決定する（ステップＳ６２）。

そして、変数ｚがｚｎであるか否かを判定する（ステップＳ６３）。ここで、変数ｚがｚｎであると判定された場合には、すべての位置における管電流の決定を完了したと判断し、第２の管電流曲線Ｉ２の決定処理を終了する。一方、変数ｚがｚｎではないと判定された場合には、すべての位置における管電流の決定がまだ完了していないと判断し、変数ｚをインクリメント（ｉｎｃｌｅｍｅｎｔ）して（ステップＳ６４）、ステップＳ６２に戻る。

このようにして、すべての位置ｚにおいて設定すべき管電流を決定し、第２の管電流曲線Ｉ２を決定する。

第２の管電流曲線Ｉ２は、例えば、図５に示すように、全体的に第１の管電流曲線Ｉ１を少しブロード（ｂｒｏａｄ）にしたような曲線となる。仮に、位置ｚ０〜ｚａにおいて、コリメータ２２のアパーチャ幅として比較的大きい第２の幅ｄ２が設定されると、この範囲においては、第１の管電流曲線Ｉ１を大きくブロードにした曲線となる。

第２の管電流曲線Ｉ２の決定は、中央処理装置３０の第２の管電流曲線決定部３０ｆにより行われる。

なお、ここでは、Ｘ線管２０の位置を、被検体が存在する位置ｚ０〜ｚｎで変化させる場合を想定して、各曲線を求めているが、Ｘ線管２０の位置を、位置ｚ０〜ｚｎを含むより広い範囲、または、位置ｚ０〜ｚｎの一部に相当するより狭い範囲で変化させる場合を想定してもよい。このような場合でも上記と同様の方法で各曲線を求めることができる。

ステップＳ７では、ステップＳ５およびＳ６で決定されたアパーチャ幅曲線Ａｐｔおよび第２の管電流曲線Ｉ２に基づいて本スキャンが行われる。すなわち、中央処理装置３０は、回転部２７およびクレードル４１を駆動するとともに、Ｘ線管２０が被検体にＸ線を照射可能な位置に到達するとＸ線管２０からＸ線を照射し、データ収集部２４からのデータを記憶装置３３に記録する。この際、コリメータコントローラ２６は、制御部３０ａからの制御信号に基づいて、コリメータ２２のアパーチャ幅をアパーチャ幅曲線Ａｐｔに従って変化させるようにコリメータ２２を制御する。また、Ｘ線管コントローラ２５は、制御部３０ａからの制御信号に基づいて、Ｘ線管２０の管電流を第２の管電流曲線Ｉ２に従って変化させるようにＸ線管２０を制御する。また、制御部３０ａは、設定されるアパーチャ幅に応じて、ヘリカルピッチが一定となるようにクレードル４１の搬送速度Ｖｔを調整すべく撮影テーブル４を制御する。クレードル４１の搬送速度Ｖｔは、例えば、図５に示すように、アパーチャ幅として第１の幅ｄ１が設定される位置ｚ０〜ｚａでは高速なＶ１となり、アパーチャ幅として第１の幅ｄ１よりも大きい第２の幅ｄ２設定される位置ｚ０〜ｚａは低速なＶ２となる曲線で表される。なお、Ｘ線管２０からのＸ線の検出は、Ｘ線管２０が被検体を１周する間に、複数のビュー方向において行われる。

ステップＳ８では、スキャンによって得られた投影データに基づいて画像再構成され、被検体の断層画像が生成される。生成された画像又は画像データは、表示装置３２、記憶装置３３、不図示のプリンタ等の出力装置に対して適宜に出力される。被検体の断層画像の生成は、中央処理装置３０の画像生成部３０ｇにより行われる。

以上の本実施形態によれば、アパーチャ幅曲線決定部３０ｅが、第２の管電流曲線Ｉ２に従って被検体ＨにＸ線を照射してスキャンした場合における被検体Ｈのｚ軸方向に対する被ばく線量の分布が所望の分布となるよう、アパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定するので、照射すべきＸ線の線量の変化が大きい領域においてはアパーチャの幅を小さくして不必要な被ばくの抑制を優先し、照射すべきＸ線の線量の変化が小さい領域においてはアパーチャの幅を大きくしてスキャン効率の向上を優先することができ、撮影時間と被検体への被ばく線量とのバランスが適当なＸ線ＣＴ装置を実現することが可能となる。

また、本実施形態によれば、コリメータ２２のアパーチャ幅を互いに異なる２種類の幅にそれぞれ固定した場合について被ばく曲線を生成し、生成された複数の被ばく曲線から得られる、アパーチャ幅と被検体の被ばく線量との関係に基づいてアパーチャ幅を決定するので、アパーチャ幅の変化によってスキャン所要時間および被ばく線量がどのように変化するかを直感的に把握することができ、被ばく低減と撮影時間短縮とのバランスを所望のバランスに容易に設定することができる。

また、本実施形態によれば、位置ｚに応じてアパーチャ幅をあらかじめ決められた２種類の幅に切り換えるようにしているので、比較的単純な制御でアパーチャ幅を変えることができ、また、アパーチャ幅の切換え制御機構を既に備えた装置に対しては、その制御機構をそのまま利用することができ、実現が容易である。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態における各曲線の互いの対応関係を示す図である。なお、第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置も第１の実施形態と同様の構成を有している。第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態では、コリメータ幅曲線決定部３０ｅによるアパーチャ幅曲線の決定方法が第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、上記の被ばく線量の比Ｄｒ（ｚ）に応じてその位置ｚにおけるコリメータ２２のアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ）を連続的に変化するよう設定する。

第２の実施形態でのＸ線ＣＴ装置１におけるワークフローについて説明する。

図６は、第２の実施形態でのＸ線ＣＴ装置におけるワークフローを示す図である。また、図７は、第２の実施形態での、透過面積曲線Ａと、第１の管電流曲線Ｉ１と、第１の被ばく曲線Ｄ１と、第２の被ばく曲線Ｄ２と、コリメータ幅曲線Ａｐｔと、第２の管電流曲線Ｉ２と、クレードル４１の搬送速度Ｖｔとの対応関係の一例を示す図である。

第２の実施形態におけるワークフローでは、ステップＳ１１〜ステップＳ１４は、第１の実施形態におけるステップＳ１〜ステップＳ４と対応し、ステップＳ１６〜ステップＳ１８は、第１の実施形態におけるステップＳ６〜ステップＳ８と対応している。このため、これらについては説明を省略し、ここでは、ステップＳ１５についてのみ説明する。なお、ステップＳ１１〜ステップＳ１４で得られた、透過面積曲線Ａ、第１の管電流曲線Ｉ１、第１の被ばく曲線Ｄ１、第２の被ばく曲線Ｄ２、および被ばく線量の比Ｄｒは、それぞれ、第１の実施形態において対応する曲線と同様であるが、便宜上、図７にも示してある。

ステップＳ１５では、ステップＳ４で生成された第１の被ばく曲線Ｄ１と第２の被ばく曲線Ｄ２とに基づいて、アパーチャ幅曲線Ａｐｔが決定される。アパーチャ幅曲線Ａｐｔは、例えば、次の手順に従って決定される。

まず、ｚ軸方向の位置を表す変数ｚをｚ０に設定して初期化する（ステップＳ１５１）。次に、第１の被ばく曲線Ｄ１における位置ｚでの被ばく線量に対する第２の被ばく曲線Ｄ２における位置ｚでの被ばく線量の比＝Ｄｒ（ｚ）（＝Ｄ２（ｚ）／Ｄ１（ｚ））を算出する（ステップＳ１５２）。そして、次式（１）にしたがってウェイトｗを設定する（ステップＳ１５３）。

ＤＬ＞Ｄｒ（ｚ）のとき、 ｗ＝０
ＤＵ≧Ｄｒ（ｚ）≧ＤＬのとき、ｗ＝（Ｄｒ（ｚ）−ＤＬ）／（ＤＵ−ＤＬ）
Ｄｒ（ｚ）＞ＤＵのとき、 ｗ＝１ ・・・（１）

ここで、ＤＬは第１の基準値（例えば、１．１）であり、ＤＵは第２の基準値（例えば、１．３）である。

すなわち、ＤＵ≧Ｄｒ（ｚ）≧ＤＬのときには、比Ｄｒ（ｚ）が第１の基準値ＤＬに近いほどウェイトｗが０に近くなり、比Ｄｒ（ｚ）が第２の基準値ＤＵに近いほどウェイトｗが１に近くなるようウェイトｗの値を設定する。ＤＬ＞Ｄｒ（ｚ）のときにはウェイトｗを０に、Ｄｒ（ｚ）＞ＤＵのときにはウェイトｗを１に設定する。
そして、さらに、次式（２）にしたがって、位置ｚにおけるコリメータ２２のアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ）を設定する（ステップＳ１５４）。

Ａｐｔ（ｚ）＝ｗ×ｄ１＋（１−ｗ）×ｄ２ ・・・（２）

すなわち、ウェイトｗが１に近いほどアパーチャ幅がｄ１に近くなり、ウェイトｗが０に近いほどアパーチャ幅がｄ２に近くなるようアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ）を設定する。

そして、変数ｚがｚｎであるか否かを判定する（ステップＳ１５５）。ここで、変数ｚがｚｎであると判定された場合には、すべての位置におけるアパーチャ幅の決定を完了したと判断し、アパーチャ幅曲線Ａｐｔの生成処理を終了する。一方、変数ｚがｚｎではないと判定された場合には、すべての位置におけるアパーチャ幅の設定がまだ完了していないと判断し、変数ｚをインクリメントして（ステップＳ１５６）、ステップＳ１５２に戻る。

このようにして、すべての位置ｚにおいて設定すべきコリメータのアパーチャ幅を決定し、アパーチャ幅曲線Ａｐｔを決定する。アパーチャ幅曲線Ａｐｔは、例えば、図７に示すように、被ばく線量の比Ｄｒに負の係数を掛けて得られるような曲線となる。すなわち、アパーチャ幅は、比Ｄｒが大きいほど小さくなり、比Ｄｒが小さいほど大きくなるように設定され、位置ｚに応じたその変化は連続である。

なお、ステップＳ１６で決定された第２の管電流曲線Ｉ２は、例えば、図７に示すように、第１の実施形態における第２の管電流曲線と比較して、より第１の管電流曲線Ｉ１に近い曲線となる。

また、このときのクレードル４１の搬送速度Ｖｔは、ヘリカルピッチを略一定に保つため、図７に示すように、アパーチャ幅曲線Ａｐｔに似た曲線となる。すなわち、搬送速度Ｖｔは、アパーチャ幅が大きいほど大きくなり、アパーチャ幅が小さいほど小さくなるように設定され、位置ｚに応じたその変化は連続である。

以上の本実施形態によれば、上記の被ばく線量の比Ｄｒ（ｚ）に応じて位置ｚにおけるアパーチャ幅Ａｐｔ（ｚ）を連続的に変化する値として設定するので、被ばく低減と撮影時間短縮とのバランスを常に最適に保ちながらスキャンすることができる。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。

上記の実施形態では、第２の管電流曲線として、ビュー方向に応じて管電流が変化しない曲線を求めているが、複数のビュー方向、例えば互いに直交するｘ軸方向とｙ軸方向とにそれぞれ投影して得られた複数の基礎投影データに基づいて、被検体Ｈの断面形状を楕円近似等で求め、第２の管電流曲線として、ビュー方向毎に被検体Ｈの厚みに応じて管電流を変化させる曲線を求めてもよい。

また、上記実施形態では、第１の管電流曲線から生成された被ばく線量曲線に基づいてアパーチャ幅を設定しているが、被検体Ｈのｚ軸方向に対するＸ線吸収線量の変化が反映されたＸ線吸収情報に基づく種々の指標を用いてアパーチャ幅を設定することができる。例えば、透過面積曲線Ａ上で透過面積が大きく変化する変化点、あるいは、第１の管電流曲線上で管電流が大きく変化する変化点を境にアパーチャ幅を大小切り換えるよう設定してもよい。また例えば、被検体Ｈの基礎投影データや可視画像等のＸ線吸収情報に基づいて、被検体ＨのＸ線吸収線量が大きく変化する変化点の位置、例えば首と肩の間に相当する位置を特定し、特定された位置を境にアパーチャ幅を大小切り換えたり、特定された位置を基準にアパーチャ幅を連続的に変化させたりしてもよい。

また、上記実施形態では、第１の管電流曲線を基礎投影データに基づいて決定しているが、撮影部位の感受性にも基づいて決定してよい。例えば、一般に甲状腺の感受性は大きいことが知られているので、撮影部位に人体の首が含まれる場合には、首周辺の位置に対する管電流が通常より小さくなるよう、第１の管電流曲線を決定してもよい。

本発明の第１の実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置による撮影状態を示す概略図である。 第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のコリメータおよび検出器の詳細を示す斜視図である。 第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置における作業手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるアパーチャ幅曲線等の各曲線の例を示す図である。 第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置における作業手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるアパーチャ幅曲線等の各曲線の例を示す図である。 基礎投影データに基づいて得られるグラフの一例を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線ＣＴ装置（放射線ＣＴ装置）
２ 走査ガントリ
３ 操作コンソール
４ 撮影テーブル（移動手段）
２０ Ｘ線管（照射部）
２１ Ｘ線管移動部
２２ コリメータ（コリメータ）
２３ Ｘ線検出器（検出部）
２３１ 検出素子
２４ データ収集部
２５ Ｘ線管コントローラ
２６ コリメータコントローラ
２７ 回転部（回転部）
２８ 回転コントローラ
２９ ボア
３０ 中央処理装置
３０ａ 制御部（制御手段）
３０ｂ Ｘ線吸収情報取得部
３０ｃ 第１の管電流曲線決定部（第１の照射放射線量分布決定手段）
３０ｄ 被ばく曲線生成部（被ばく線量分布生成手段）
３０ｅ アパーチャ幅曲線決定部（アパーチャ幅分布決定手段）
３０ｆ 第２の管電流曲線決定部（第２の照射放射線量分布決定手段）
３０ｇ 画像生成部（画像生成手段）
３１ 入力装置
３２ 表示装置
３３ 記憶装置

Claims (13)

1. 被検体に放射線を照射する照射部と、前記照射部に対して前記被検体を挟んで対向配置され前記放射線を検出する検出部と、前記照射部と前記被検体との間に設けられ、前記放射線が通るアパーチャの前記被検体の体軸方向の幅が調整可能なコリメータとを有し、前記被検体の体軸周りに回転可能に支持された回転部と、
   前記回転部を前記被検体に対して前記体軸方向に相対移動する移動手段と、
   前記被検体をスキャンして該被検体の投影データを得るよう前記回転部および前記移動手段を制御する制御手段と、
   前記投影データに基づいて前記被検体の画像を生成する画像生成手段と、を備える放射線ＣＴ装置において、
   前記被検体の前記体軸方向の各位置に対応する部分に照射すべき放射線の線量を表す第１の照射放射線量分布を決定する第１の照射放射線量分布決定手段と、
   前記アパーチャを通った前記放射線が同時に照射される前記被検体の前記体軸方向の領域に対応する前記第１の照射放射線量分布上の線量のうち最大となる線量の放射線が該領域の各位置に照射されるよう、前記被検体に対する前記体軸方向の位置と前記照射部が該位置に位置するときに設定すべき前記放射線の線量との関係を表す第２の照射放射線量分布を決定する第２の照射放射線量分布決定手段と、
   前記第２の照射放射線量分布に従って前記被検体に放射線を照射してスキャンした場合における前記被検体の前記体軸方向に対する被ばく線量の分布が所望の分布となるよう、前記被検体に対する前記体軸方向の位置と前記照射部が該位置に位置するときに設定すべき前記アパーチャの前記幅との関係を表すアパーチャ幅分布を決定するアパーチャ幅分布決定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記アパーチャ幅分布および該アパーチャ幅分布に基づく前記第２の照射放射線量分布に従って、前記アパーチャの前記幅と前記放射線の線量とを調整して前記被検体をスキャンするよう、前記回転部および前記移動手段を制御する放射線ＣＴ装置。
2. 前記第１の照射放射線量分布決定手段は、前記被検体の体軸方向に対する該被検体の放射線吸収線量の変化が少なくとも反映される被検体放射線吸収情報に基づいて、前記第１の照射放射線量分布を決定する請求項１に記載の放射線ＣＴ装置。
3. 前記被検体放射線吸収情報は、前記被検体を前記回転部により予めスキャンして得られた基礎投影データである請求項２に記載の放射線ＣＴ装置。
4. 前記基礎投影データは、前記回転部の回転位置を固定して前記被検体を前記体軸方向に沿ってスキャンして得られた投影データである請求項３に記載の放射線ＣＴ装置。
5. 前記第１の照射放射線量分布決定手段は、撮影部位の感受性にも基づいて、前記第１の照射放射線量分布を決定する請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
6. 前記第１の照射放射線量分布決定手段は、前記画像生成手段により生成される、前記被検体の前記体軸方向の各位置に対応する画像のノイズレベルが所定の目標レベルになるよう前記第１の照射放射線量分布を決定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
7. 前記アパーチャ幅分布決定手段は、前記第１の照射放射線量分布の各局所領域における放射線の線量の変化に基づいて前記アパーチャ幅分布を決定する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
8. 前記アパーチャの前記体軸方向の幅を固定した所定の条件下で、前記第２の照射放射線量分布に従って前記被検体に放射線を照射してスキャンした場合における、前記被検体の前記体軸方向の位置と該位置に対応する被検体部分の被ばく線量との関係を表す被ばく線量分布を、前記アパーチャの前記幅を互いに異なる複数の幅にそれぞれ固定した場合について生成する被ばく線量分布生成手段をさらに備え、
   前記アパーチャ幅分布決定手段は、前記被ばく線量分布生成手段により生成された複数の被ばく線量分布から得られる、前記アパーチャの前記幅と前記被検体の被ばく線量との関係に基づいて前記アパーチャ幅分布を決定する請求項７に記載の放射線ＣＴ装置。
9. 前記被ばく線量分布生成手段は、前記アパーチャの前記幅を第１の幅に固定した場合の第１の被ばく線量分布と、前記アパーチャの前記幅を前記第１の幅より大きい第２の幅に固定した場合の第２の被ばく線量分布とを生成し、
   前記アパーチャ幅分布決定手段は、前記体軸方向の位置が互いに対応する、前記第１の被ばく線量分布における被ばく線量と前記第２の被ばく線量分布における被ばく線量との比の大きさに基づいて、前記アパーチャ幅分布を決定する請求項８に記載の放射線ＣＴ装置。
10. 前記アパーチャ幅分布決定手段は、前記第１の被ばく線量分布における被ばく線量に対する前記第２の被ばく線量分布における被ばく線量の比が所定のしきい値以上となる位置について、前記設定すべき前記アパーチャの前記体軸方向の幅が前記第１の幅となるよう、前記アパーチャ幅分布を決定する請求項９に記載の放射線ＣＴ装置。
11. 前記アパーチャ幅分布決定手段は、被ばく線量の前記比が前記所定のしきい値未満となる位置について、前記設定すべき前記アパーチャの前記体軸方向の幅が前記第２の幅となるよう、前記アパーチャ幅分布を決定する請求項９または請求項１０に記載の放射線ＣＴ装置。
12. 前記制御手段は、前記被検体をヘリカルスキャンするよう前記回転部および前記移動手段を制御し、ヘリカルスキャン中にヘリカルピッチが一定または所定値以下となるよう、前記アパーチャの前記幅に応じて前記回転部の相対移動速度を調整すべく前記移動手段を制御する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
13. 前記照射部はＸ線管を有し、
    前記制御手段は、前記Ｘ線管の管電流を調整することにより前記放射線の線量を調整する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。

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