JP2011092481A

JP2011092481A - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2011092481A
Application number: JP2009249995A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nishide; 明彦西出; Ikumi Owan; 育美大湾; Botatsu Kawaguchi; 昴達河口
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】被検体の被曝線量の推定値をより正確に求めることができるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】被検体を載置する載置台１２に、被検体の体軸方向（ｚ方向）の各位置におけるＸ線の強度を測定するＸ線強度測定手段１４を内蔵した構成とする。これにより、被検体を実際にスキャンしたときに載置台１２で測定された、ｚ方向の大きさや形状が反映されたＸ線の強度に基づいて、より正確な被検体４０の被曝線量の推定値を求めることができる。Ｘ線強度測定手段１４は、例えば、電離箱や半導体によるＸ線センサ１４ａをｚ方向に複数配置したものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、特に被検体の被曝線量の推定値を求めるＸ線ＣＴ装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の被曝線量の管理等を容易にするため、設定したスキャン（scan）条件でスキャンした場合における被検体の被曝線量の推定値（予測値）を求めて表示する機能を有している。一般的に、被検体の被曝線量は、スライス（slice）厚１０〔ｍｍ〕当りの被曝線量を表すＣＴＤＩ値（Computed
Tomography Dose Index；ＣＴ線量指標）、これをスライス方向に積分したＤＬＰ値（Dose-length product for a
complete examination）等で表される。Ｘ線ＣＴ装置は、大きさが異なる２種類の規格化された線量測定用ファントム（phantom）、すなわち頭部用と腹部用のファントムを、所定の条件（Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、ガントリ（gantry）回転速度等を含む）下でスキャンしたときのＣＴＤＩ_w値を記憶している。そして、これらのＣＴＤＩ_w値を基に、設定されたスキャン条件、例えばＸ線管電圧、Ｘ線管電流、ガントリ回転速度、被検体の大きさ、撮影部位などの条件に応じたＣＴＤＩ_vol値やこのＣＴＤＩ_vol値をスライス方向にスキャン範囲分だけ積分したＤＬＰ値などを求める（例えば特許文献１参照）。

ＣＴＤＩ_w値は、線量測定用ファントムを実際にスキャンし、そのファントム内で測定されたＣＴＤＩ値を基に求められるもので、次式に示すようなＣＴＤＩ値の重み付け加算により算出することができる。

線量測定用ファントムは、アクリル製（acrylic）の円柱状ファントムであり、例えば図８に示すように、その中心部とその周辺部（０°，９０°，１８０°，２７０°）にプローブ（probe）挿入用の穴がそれぞれ設けられている。上記の数式１において、ＣＴＤＩ_100,centerは、線量測定用ファントムの中心部において、長さ１００〔ｍｍ〕のＸ線検出プローブを挿入してシングルスキャン（single
scan）で測定したＣＴＤＩ値である。また、ＣＴＤＩ_{100,peripheral}は、線量測定用ファントムの周辺部４箇所において、同様のＸ線検出プローブを挿入してシングルスキャンで測定したＣＴＤＩ値の平均値である。線量測定用ファントムとしては、例えば、小児／頭部用に直径１６〔ｃｍ〕のもの、腹部用に直径３２〔ｃｍ〕のものを用意し、それぞれについてＣＴＤＩ_w値を求めておく。

特開２００７−０５４３７２号公報

しかしながら、上記の手法では、被検体の被曝線量の推定値（ＣＴＤＩ_vol値やＤＬＰ値）は、大きさおよび形状が限られた幾つかのファントムをスキャンして得られたＣＴＤＩ値を基に求められるため、実際にスキャンする被検体や撮影部位の大きさや形状に応じた変化を反映していない。例えば、線量測定用ファントムとして、小児／頭部用の１６〔ｃｍ〕径のアクリルファントムと、腹部用の３２〔ｃｍ〕径のアクリルファントムとを用いる場合を想定する。この場合、被曝線量の推定値は、例えば、撮影部位が腹部であるという条件のとき、３２〔ｃｍ〕径のファントムによるＣＴＤＩ値に基づいて求められ、撮影部位が頭部であるという条件のとき、１６〔ｃｍ〕径のファントムによるＣＴＤＩ値に基づいて求められるだけである。すなわち、上記の手法により得られる被曝線量の推定値は、被検体の実際の大きさや形状を正確に反映したものではなく、誤差の大きい推定値となっている。

本発明は、上記事情に鑑み、被検体の被曝線量の推定値をより正確に求めることができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

第１の観点では、本発明は、被検体を載置する載置台と、前記載置台に載置された被検体の体軸の周りを回転して該被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて画像を再構成する再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記載置台に内蔵または付属されており、前記被検体の体軸方向の各位置における前記Ｘ線源から照射されたＸ線の強度を測定するＸ線強度測定手段を備えているＸ線ＣＴ装置を提供する。

ここで、Ｘ線の強度としては、例えば、Ｘ線の線量を考えることができる。

また、載置台としては、例えば、撮影テーブルにおけるクレードルまたは天板と呼ばれる移動部を考えることができる。

第２の観点では、本発明は、前記被検体をスカウトスキャン（scout scan）するよう、前記Ｘ線源、前記Ｘ線検出器および前記載置台を制御する制御手段と、本スキャンのスキャン条件を設定するスキャン条件設定手段と、前記スカウトスキャン時に前記Ｘ線強度測定手段により測定された前記体軸方向の各位置におけるＸ線の強度と、前記設定されたスキャン条件とに基づいて、前記設定されたスキャン条件で本スキャンした場合における前記被検体の被曝線量の推定値を求める演算手段と、前記求められた被曝線量の推定値を表示する表示手段とをさらに備えている上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

ここで、スカウトスキャンとは、被検体の各部位の位置情報を得ることを目的として行うスキャンであり、通常、本スキャンの前に、本スキャンより低線量のＸ線を用いて行う。本スキャンは、読影・診断に供する画像を取得することを目的として行うスキャンである。

第３の観点では、本発明は、前記スカウトスキャンが、ヘリカルスカウトスキャン（helical scout scan）である上記第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

ここで、ヘリカルスカウトスキャンとは、スカウトスキャンとして行うヘリカルスキャンである。

第４の観点では、本発明は、前記演算手段が、前記本スキャンでの前記被検体の前記体軸方向の所定の位置における所定のスライス厚当りの被曝線量の推定値と、前記本スキャンでの前記被検体の前記体軸方向の所定の範囲における被曝線量の推定値のうち少なくとも一方を求める上記第３の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第５の観点では、本発明は、前記Ｘ線強度測定手段が、Ｘ線センサ（X-ray sensor）を前記体軸方向に複数個配置して成る上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第６の観点では、本発明は、前記Ｘ線強度測定手段が、Ｘ線センサを前記体軸方向と該体軸方向に直交する水平方向とに２次元的に複数個配置して成る上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

第７の観点では、本発明は、前記Ｘ線センサが、電離箱、半導体、または、シンチレータ（scintillator）およびフォトダイオード（photo diode）若しくはＣＣＤセンサ（charge-coupled device sensor）により構成されている上記第５の観点または第６の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、被検体の体軸方向の各位置におけるＸ線の強度を測定するＸ線強度測定手段を、被検体を載置する載置台に内蔵または付属しているので、被検体を実際にスキャンしたときに載置台で測定された、被検体の体軸方向の大きさや形状が反映されたＸ線の強度に基づいて、被検体の被曝線量の推定値を求めることができ、被検体の被曝線量の推定値をより正確に求めることができる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態に係るＸ線管、コリメータ（collimator）およびＸ線検出器の要部構成図である。本実施形態に係るクレードル（cradle）の構造の一例を概略的に示す図である。本実施形態とは異なる別例によるクレードルの構造を概略的に示す図である。本実施形態に係る操作コンソール（console）の要部を機能的に表したブロック（block）図である。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャート（flow chart）である。本実施形態に係るＸ線管、クレードルおよび回転部の回転中心の位置関係を示す図である。線量測定用ファントムの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体をスカウトスキャンする際に、被検体の大きさに応じたＸ線被曝線量情報を取得しておき、スキャン計画を行う際に、その取得したＸ線被曝線量情報を基に、設定されたスキャン条件でスキャンを行った場合の被曝線量推定値を求めて表示するものである。操作者は、この表示された被曝線量推定値を基に被検体の被曝線量管理を行うことができる。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。

Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル（table）１０と、走査ガントリ２０とを具備している。

操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体をスキャンするための各部の制御や各種演算などを行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ（data）などを記憶する記憶装置７とを具備している。

撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部Ｂに搬入、搬出するクレードル（cradle）（載置台）１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の水平直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。クレードル１２は、被検体４０をスキャンしたときの、クレードル１２のｚ方向の各位置における透過Ｘ線の強度を検出するためのＸ線センサアレイ（X-ray
sensor array）１４を内蔵している。Ｘ線センサアレイ１４の出力信号は、後述の制御コントローラ２９を介して操作コンソール１に送られる。なお、クレードル１２およびＸ線センサアレイ１４の構造については、後ほど詳しく説明する。

走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５をベアリング等を介して回転可能に支持する支持部１６とを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線８１をコリメート（collimate）して整形するコリメータ（collimator）２３と、Ｘ線管２１から照射され、被検体４０を透過したＸ線８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するデータ収集装置（ＤＡＳ；Data
Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載される。支持部１６は、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を具備する。回転部１５と支持部１６とは、スリップリング（slip
ring）３０を介して電気的に接続されており、回転部１５と支持部１６との間で、電力供給、データの入出力が行われる。

図２は、本実施形態に係るＸ線管、コリメータおよびＸ線検出器の要部構成図である。

図２に示すように、Ｘ線管２１は、ハウジング（housing）２１ｈに、フィラメント（filament）を内蔵する陰極スリーブ（sleeve）２１ｓと、回転する陽極であるターゲット（target）２１ｔとを内蔵した構造であり、焦点ｆからＸ線８１を放射する。

コリメータ２３は、Ｘ線遮蔽材質（鉛もしくはタングステン等）で構成されている。コリメータ２３は、図示の如く、Ｘ線管２１より放射されたＸ線の厚み方向（ｚ方向；被検体の体軸方向に相当する）におけるＸ線照射範囲を制御するコリメータ部材２３ａ，２３ｂを有している。Ｘ線８１は、こびコリメータ２３により形成されるスリット（slit）Ｓを通ってＸ線検出器２４に照射される。

Ｘ線検出器２４は、図示の如く、コリメータ２３により成形された扇状のＸ線ビームの幅方向すなわちチャネル方向と、当該Ｘ線ビームの厚み方向すなわち列方向とに複数のＸ線検出素子が並んで設けられた構造である。なお、ここでのｚ方向は、上記列方向に一致する。

図３は、本実施形態に係るクレードルの構造を概略的に示す図である。

クレードル１２は、図３（ａ）に示すように、クレードル本体１２ａとその上に設置されるクレードルパッド（cradle pad）１２ｂとを有している。クレードル本体１２ａは、例えばウレタン樹脂（polyurethane resin）で構成されており、その表面はカーボンプレート（carbon
plate）で構成されている。クレードルパッド１２ｂは、例えばクッション性を有する（cushioned）多孔質体等で構成されている。

クレードル本体１２ａの内部には、ｚ方向における中心軸近傍の一端側から他端側までの領域に、Ｘ線センサアレイ（Ｘ線強度測定手段）１４が設けられている。Ｘ線センサアレイ１４は、図３（ｂ）に示すように、ｚ方向の幅ｄが例えば１０〔ｍｍ〕程度のＸ線センサ１４ａを、クレードル１２のｚ方向に複数個配置して構成されている。Ｘ線センサ１４ａは、例えばキセノンガス（Xenon gas）等が封入された電離箱や、シリコン（silicon）等の半導体検出素子で構成されており、Ｘ線を受けてその強度に応じた電気信号を出力する。また例えば、シンチレータ（scintillator）と、フォトダイオード（photo
diode）またはＣＣＤセンサ（charge-coupled device sensor）とを用いたものであってもよい。

このようなＸ線センサアレイ１４によれば、その各Ｘ線センサ１４ａの出力信号に基づいて、クレードル１２に載置された被検体をスキャンしたときの、クレードル１２のｚ方向の各位置における透過Ｘ線の強度を検出することができる。

なお、クレードル本体１２ａ、クレードルパッド１２ｂ、およびＸ線センサ１４ａの上記構成材料は一例であり、スキャン時の投影データ（projection data）への影響が少ない、Ｘ線吸収率が比較的低い材料であれば、いずれの材料であってもよい。

また、Ｘ線センサ１４ａの形状によっては、Ｘ線センサ１４ａのＸ線吸収が投影データに影響を与え、再構成画像上にストリーク（streak）状のアーチファクト（artifact）を発生させる可能性がある。このような場合には、Ｘ線センサ１４ａのｘｙ平面での断面形状を円や楕円形状など角が少ない形状にする。

図４は、本実施形態とは異なる別例によるクレードルの構造を概略的に示す図である。本実施形態では、Ｘ線センサアレイ１４をクレードル１２のクレードル本体１２ａ内に設けているが、例えば、図４（ａ）に示すように、クレードル本体１２ａとクレードルパッド１２ｂとの間に設けてもよいし、あるいは図４（ｂ）に示すように、クレードルパッド１２ｂ内に設けてもよい。

図５は、本実施形態に係る操作コンソールの要部を機能的に表したブロック図である。操作コンソール１は、被検体をスキャンするために撮影テーブル１０や走査ガントリ２０を構成する各部を制御する制御部１ｆ（制御手段）と、データ収集部２５にて収集された投影データに基づいて画像を再構成する画像再構成処理部（再構成手段）１ａと、スキャン条件を設定するスキャン条件設定部（スキャン条件設定手段）１ｂと、スカウトスキャン時におけるＸ線センサアレイ１４の出力信号に基づいて、そのヘリカルスカウトスキャンでのｚ方向の各位置におけるＣＴＤＩ相当値を算出するスカウトＣＴＤＩ相当値算出部１ｃと、スカウトスキャンでのｚ方向の各位置におけるＣＴＤＩ相当値と、設定されたスキャン条件とに基づいて、本スキャン時のＣＴＤＩ相当推定値を算出する本スキャンＣＴＤＩ推定値算出部（演算手段）１ｄと、本スキャン時のＣＴＤＩ相当推定値をｚ方向に積分して本スキャン時のＤＬＰ相当推定値を算出するＤＬＰ相当推定値算出部（演算手段）１ｅと、本スキャン時のＣＴＤＩ相当推定値や相当推定値、再構成画像などを表示するモニタ（表示手段）６とを備えている。

これより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の動作について説明する。

図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の流れを示すフローチャートである。

ステップ（step）Ｓ１では、制御部１ｆが、制御コントローラ２９を介して撮影テーブル１０および走査ガントリ２０を制御し、クレードル１２に載置された被検体４０に対して、本スキャンより低線量のＸ線でヘリカルスキャンするヘリカルスカウトスキャンが行われる。そして、このヘリカルスカウトスキャンによって得られた投影データが、操作コンソール１に送られる。また、ヘリカルスカウトスキャン中の各時点におけるＸ線センサアレイ１４の各Ｘ線センサ１４ａの出力信号が、制御コントローラ２９を介して、操作コンソール１に送られる。このＸ線センサアレイ１４の出力信号は、被検体４０を実際にスキャンしたときのクレードル１２の内部でのｚ方向の各位置における透過Ｘ線の強度を表す信号である。したがって、このＸ線センサアレイ１４の出力信号は、被検体４０の大きさや形状が反映された被曝線量情報となる。

ステップＳ２では、画像再構成処理部１ａが、ヘリカルスカウトスキャンによって得られた投影データに基づいて、３次元画像再構成処理などにより画像を再構成し、被検体４０の３次元的なスカウト像を得る。そして、この３次元的なスカウト像をｘ方向およびｙ方向にそれぞれ再投影処理して、いわゆる０°方向スカウト像と、９０°方向スカウト像とを得る。

ステップＳ３では、スカウトＣＴＤＩ相当値算出部１ｃが、ヘリカルスカウトスキャン時におけるＸ線センサアレイ１４の出力信号値に基づいて、そのヘリカルスカウトスキャンでのｚ方向の各位置におけるＣＴＤＩに相当する値（以下、ＣＴＤＩ相当値という）を算出する。このヘリカルスカウトスキャンでのＣＴＤＩ相当値は、例えば次式に従って求める。なお、このＣＴＤＩ相当値は、下記の数式２以外でも、Ｘ線焦点、Ｘ線センサ位置、被検体の位置を２次の項で関係付けた式であれば、うまく求めることができる。

ここで、ＣＴＤＩ_scout（ｚ_c）はスカウトスキャンでのクレードル１２上のｚ方向の座標ｚ_cに対応するスライスのＣＴＤＩ相当値、ｋはＸ線センサ１４ａの出力信号値からＣＴＤＩ相当の値に変換する変換係数、Ｈは回転部１５の回転中心ＩＣからＸ線管２１の焦点ｆまでの距離、ｈは回転中心ＩＣからクレードル１２のＸ線センサアレイ１４までの距離、Ｄ_mes（ｚ_c）は座標ｚ_cに対応するＸ線センサ１４ａのスキャン１回転分（Ｘ線管２１からＸ線の照射を受けながらＸ線管２１が１回転する間）での出力信号値の平均である。

なお、上記の数式２は、以下のような考え方に基づいている。

まず、座標ｚ_cに対応するスライスのＣＴＤＩ相当値ＣＴＤＩ_scout（ｚ_c）は、座標ｚ_cに対応するＸ線センサ１４ａのスキャン１回転分での出力信号値の平均Ｄ_mes（ｚ_c）に比例すると考えられる。一方、図７（ａ）に示すように、Ｘ線管２１がクレードル１２に対して上方、つまりビュー角度（view angle）０°付近に位置する場合には、クレードル１２に内蔵されたＸ線センサアレイ１４は、回転中心ＩＣよりも距離ｈ分だけＸ線検出器２４側にあり、Ｘ線センサアレイ１４の出力信号値は、仮にＸ線センサアレイ１４が回転中心ＩＣにある場合に得られる出力信号値より小さくなる。また、図７（ｂ）に示すように、Ｘ線管２１がクレードル１２に対して下方、つまりビュー角度１８０°付近に位置する場合には、クレードル１２に内蔵されたＸ線センサアレイ１４は、回転中心ＩＣよりも距離ｈ分だけＸ線管２１側にあり、Ｘ線センサアレイ１４の出力信号値は、仮にＸ線センサアレイ１４が回転中心ＩＣにある場合に得られる出力信号値より大きくなる。しかし、被検体４０がクレードル１２上に載置されているため、Ｘ線センサ１４ａのスキャン１回転分での出力信号値の平均Ｄ_mes（ｚ_c）に対しては、Ｘ線管２１がクレードル１２の上方に位置するときに被検体４０で吸収されるＸ線の影響が大きく、支配的になる。このため、上記の数式２では、Ｘ線センサ１４ａの出力信号値の平均Ｄ_mes（ｚ_c）と変換係数ｋとの乗算値に対して、補正係数である（Ｈ／（Ｈ−ｈ））²をさらに乗算してその影響を補正している。なお、上記の補正係数は、経験則に基づく値であり、これに限定する必要はない。特に２次の項で距離分を補正すればよいと考えられる。

ステップＳ４では、制御部１ｆが、被検体４０のスカウト像を含むスキャン計画の画面をモニタ６に表示させる。操作者は、このスカウト像を参照しながらスキャン計画を立てる。スキャン条件設定部１ｂは、操作者により入力された情報に基づいてスキャン条件を設定する。スキャン条件には、クレードル１２上でのスキャン範囲、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、被検体の大きさ、撮影部位等が含まれる。

ステップＳ５では、本スキャンＣＴＤＩ推定値算出部１ｄが、ヘリカルスカウトスキャンでのｚ方向の各位置におけるＣＴＤＩ相当値と、設定されたスキャン条件とに基づいて、本スキャンでのｚ方向の各位置におけるＣＴＤＩに相当する推定値（以下、ＣＴＤＩ相当推定値という）を算出する。この本スキャンでのＣＴＤＩ相当推定値（被曝線量の推定値）は、例えば次式に従って算出する。

ここで、ＣＴＤＩ_scan（ｚ_c）は本スキャンでのクレードル１２上のｚ方向の座標ｚ_cに対応するスライス厚ｄ_slice当りのＣＴＤＩ相当推定値、Ｒ_kVはヘリカルスカウトスキャン時のＸ線管電圧と本スキャン時のＸ線管電圧との違いによるＸ線線量比、Ｓ_scoutはヘリカルスカウトスキャン時におけるコリメータ２３のｚ方向の開口幅とスライス厚との合計値、ｉ_scoutはヘリカルスカウトスキャン時のＸ線管電流、ｉ_scanは本スキャン時のＸ線管電流である。なお、回転部１５の回転速度は、ヘリカルスカウトスキャンと本スキャンとで変化しないものとする。

ステップＳ６では、ＤＬＰ相当推定値算出部１ｅが、本スキャン時のＣＴＤＩ相当推定値を、設定されたスキャン範囲（体軸方向の所定の範囲）分だけｚ方向に積分して、本スキャンでのＤＬＰに相当する推定値（以下、ＤＬＰ相当推定値という）を算出する。本スキャンでのＤＬＰ相当推定値（被曝線量の推定値）は、例えば、次式に従って算出する。

ここで、ＤＬＰ_scanは本スキャンでのＤＬＰ相当推定値、ｚ_startはスキャン開始位置のｚ座標、ｚ_endはスキャン終了位置のｚ座標である。

ステップＳ７では、制御部１ｆが、ステップＳ５で得られた本スキャンでのＣＴＤＩ相当推定値と、ステップＳ６で得られた本スキャンでのＤＬＰ相当推定値とをモニタ６に表示させる。

ステップＳ８では、操作者がモニタ６に表示された本スキャンでのＣＴＤＩ相当推定値とＤＬＰ相当推定値とを参照して、被検体の被曝Ｘ線量を予測し、設定したスキャン条件を変更するか否かを判断し、その判断結果を操作コンソール１に入力する。ここで、設定したスキャン条件を変更する旨の入力が成されると、ステップＳ４に戻り、スキャン条件設定部１ｂが再び操作者からの入力に基づいてスキャン条件を設定する。一方、設定したスキャン条件を変更しない旨の入力が成されると、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、制御部１ｆが、スキャン開始の指令に応答して撮影テーブル１０および走査ガントリ２０の制御を開始し、本スキャンが行われる。

ステップＳ１０では、画像再構成処理部１ａが、本スキャンで得られた投影データに基づいて画像を再構成する。

ステップＳ１１では、制御部１ｆが、ステップＳ１０で再構成された画像をモニタ６に表示する。

以上、本実施形態によれば、被検体をスカウトスキャンする際に、クレードル１２に内蔵されているＸ線センサアレイ１４を用いて被検体４０のｚ方向の各位置における被曝線量情報を取得しておき、スキャン計画を行う際に、その被曝線量情報と、設定されたスキャン条件とを基に、本スキャンでの被曝線量推定値を算出するので、被検体４０の実際の大きさや形状に応じた被曝線量推定値を算出することができ、被検体４０の被曝線量推定値をより正確に求めることができる。例えば、スカウトスキャンにより得られた投影データあるいは像を基に被検体の被曝線量情報を取得することも考えられるが、この場合、撮影テーブル１０の高低によってＸ線管２１と被検体とＸ線検出器２４との位置関係が変わり、被検体の投影拡大率が変化するため、幾何学的な誤差が大きく含まれる。一方、本実施形態では、撮影テーブル１０の高低に関係なく、被検体とＸ線センサアレイ１４との位置関係が変わらないので、このような幾何学的な誤差は非常に少なく、被曝線量情報をより正確に求めることができる。

また、本実施形態によれば、クレードル１２にＸ線センサアレイ１４が内蔵されているので、その出力信号からスキャン時に実際にＸ線が照射された領域を検出することもでき、その被曝線量をリアルタイム（real time）に表示し、より正確な被曝情報を得ることができる。

なお、本実施形態では、被検体４０をスキャンする際にＸ線管電流を固定する場合について説明しているが、本発明は、いわゆるＸ線自動露出機構により、被検体４０をスキャンする際にＸ線管電流を変調させる場合にも適用可能である。Ｘ線自動露出機構では、通常、被検体の大きさや形状を特定する情報、例えばスカウト像に基づいて、Ｘ線管２１のｚ方向の位置ごとに、若しくはＸ線管２１のｚ方向の位置およびビュー角度ごとにスキャン時のＸ線管電流を決定する。この情報を基に、ｚ方向の各位置におけるスキャン１回転分（ビュー角度０°から３６０°）の平均的なＸ線管電流ｉ_mean（ｚ_c）を求め、これを上記の数式３においてｉ_scanの代わりに用いれば（数式５）、本スキャンでのＣＴＤＩ相当値を求めることができる。

また、本実施形態では、スカウトスキャンとして、ヘリカルスカウトスキャンを行う場合について説明したが、Ｘ線管２１をビュー角度０°または１８０°に固定した、いわゆる０°スカウトスキャンと、Ｘ線管２１をビュー角度９０°または２７０°に固定した、いわゆる９０°スカウトスキャンとを行うようにしてもよい。この場合、上記の数式２におけるＤ_mes（ｚ_c）は、例えば、Ｘ線センサ１４ａの０°スカウトスキャンでの出力信号値と９０°スカウトスキャンでの出力信号値との平均とする。

また、本実施形態では、Ｘ線センサ１４ａのｚ方向の幅ｄを１０〔ｍｍ〕程度としているが、例えば、被曝線量推定値のｚ方向の分解能を上げたい場合には、幅ｄをより小さく、例えば１〜５〔ｍｍ〕程度にして、Ｘ線センサ１４ａの個数を増やせばよい。一方、コスト（cost）を下げたいと言う場合には、幅ｄをより大きく、例えば１５〜２０〔ｍｍ〕程度にして、Ｘ線センサ１４ａの個数を減らすようにしてもよい。

また、本実施形態では、Ｘ線センサをｚ方向に複数個配置した構成であるが、Ｘ線センサをｘｚ平面方向に２次元的に複数個配置した構成であってもよい。

また、本実施形態では、Ｘ線センサアレイ１４は、クレードル１２に内蔵されているが、クレードル１２の表面や近傍に固定されるように付属されていてもよい。

また、本実施形態では、被曝線量推定値を、ＣＴＤＩ相当推定値、ＤＬＰ相当推定値として、それぞれ算出し表示しているが、Ｘ線センサ１４の出力信号値そのものやこれに基づく別の指標値を算出して表示するようにしてもよい。

１操作コンソール
１ａ画像再構成処理部
１ｂスキャン条件設定部
１ｃスカウトスキャンＣＴＤＩ相当値算出部
１ｄ本スキャンＣＴＤＩ相当推定値算出部
１ｅ本スキャンＤＬＰ相当推定値算出部
１ｆ制御部
２入力装置
３中央処理装置
５データ収集バッファ
６モニタ
７記憶装置
１０撮影テーブル
１２クレードル
１２ａクレードル本体
１２ｂクレードルパッド
１４Ｘ線センサアレイ１４
１４ａＸ線センサ
１５回転部
１６支持部
２０走査ガントリ
２１Ｘ線管
２２Ｘ線管コントローラ
２３コリメータ
２４Ｘ線検出器
２５データ収集装置（ＤＡＳ）
２６回転部コントローラ
２９制御コントローラ
３０スリップリング
４０被検体
８１Ｘ線
１００Ｘ線ＣＴ装置

Claims

被検体を載置する載置台と、
前記載置台に載置された被検体の体軸の周りを回転して該被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいて画像を再構成する再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記載置台に内蔵または付属されており、前記被検体の体軸方向の各位置における前記Ｘ線源から照射されたＸ線の強度を測定するＸ線強度測定手段を備えているＸ線ＣＴ装置。
前記被検体をスカウトスキャンするよう、前記Ｘ線源、前記Ｘ線検出器および前記載置台を制御する制御手段と、
本スキャンのスキャン条件を設定するスキャン条件設定手段と、
前記スカウトスキャン時に前記Ｘ線強度測定手段により測定された前記体軸方向の各位置におけるＸ線の強度と、前記設定されたスキャン条件とに基づいて、前記設定されたスキャン条件で本スキャンした場合における前記被検体の被曝線量の推定値を求める演算手段と、
前記求められた被曝線量の推定値を表示する表示手段とをさらに備えている請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記スカウトスキャンは、ヘリカルスカウトスキャンである請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記演算手段は、前記本スキャンでの前記被検体の前記体軸方向の所定の位置における所定のスライス厚当りの被曝線量の推定値と、前記本スキャンでの前記被検体の前記体軸方向の所定の範囲における被曝線量の推定値のうち少なくとも一方を求める請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線強度測定手段は、Ｘ線センサを前記体軸方向に複数個配置して成る請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線強度測定手段は、Ｘ線センサを前記体軸方向と該体軸方向に直交する水平方向とに２次元的に複数個配置して成る請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線センサは、電離箱、半導体、または、シンチレータおよびフォトダイオード若しくはＣＣＤセンサにより構成されている請求項５または請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。