JP6165559B2

JP6165559B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP6165559B2
Application number: JP2013177495A
Authority: JP
Inventors: 中西　知; 知中西; 成臣秋野; 義統植林; 崇博後藤
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Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2017-07-19
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Description

本発明の実施形態はＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、被検体をＸ線でスキャンして検出データを収集し、収集された検出データをコンピュータで再構成することにより、被検体の内部を画像化する装置である。

Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管とＸ線検出器とを円環状のフレームに取付けて対峙させた回転部を有し、このフレームの内側に被検体を位置させ、回転部を回転させながらＸ線管からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより被検体をスキャンする構成を有している。

Ｘ線ＣＴ装置による撮影方法には、ステップアンドシュートと呼ばれる撮影方法がある。この方法は、被検体の一部分にＸ線を照射して画像を撮影した後に、Ｘ線の照射を停止した状態で寝台ごと被検体を体軸方向に所定の距離移動し、被検体の他の部分にＸ線を照射して画像を撮影し、かかる移動と撮影とを繰り返し、そして被検体の各部分の画像を合成することによって、被検体の広い範囲の画像を得る方法である。通常、被検体の各部分の画像は、合成に利用される重畳領域（オーバーラップ領域）を有するように撮影される。

また、Ｘ線ＣＴ装置による撮影方法には、同期撮影と呼ばれる撮影方法がある。この方法は、被検体の生体信号を受け、この信号の所定の位相においてＸ線を照射する方法である。この同期撮影の例として、心電同期撮影及び呼吸同期撮影が知られている。

心電同期撮影は、被検体の生体信号として心電信号を心電計から受け、この信号の所定の心位相においてＸ線を照射する方法である。なお、この方法では、所定の心位相に係る余裕範囲を予め設定し、この余裕範囲に基づいてハーフ撮影をすることがある。

呼吸同期撮影は、被検体の生体信号として呼吸信号を呼吸測定部から受け、この信号の所定の呼吸位相においてＸ線を照射する方法である。なお、この方法では、所定の呼吸位相に係る余裕範囲を予め設定し、この余裕範囲に基づいてハーフ撮影をすることがある。

また、Ｘ線を円錐状に照射するコーンビームＸ線ＣＴ装置において用いられる再構成処理方法には、ＦＤＫ（Ｆｅｌｄｋａｍｐ，Ｄａｖｉｓ，Ｋｒｅｓｓ）再構成法と呼ばれる方法及びこのＦＤＫ再構成法が拡張された画像領域拡張型再構成法と呼ばれる方法がある。ＦＤＫ再構成法によって再構成された画像は、被検体の体軸方向に平行な断面（サジタル断面及びコロナル断面）が六角形となる３次元画像である。これに対し、画像領域拡張型再構成法によって再構成された画像は、被検体の体軸方向に平行な断面が矩形になるように画像の領域が拡張された３次元画像である。

このように、画像領域拡張型再構成法による画像は、ＦＤＫ再構成法による画像よりも領域が広い。従って、画像領域拡張型再構成法を用いた撮影は、ＦＤＫ再構成法を用いた撮影よりも少ないＸ線照射回数によって被検体の広い範囲の画像を得ることができる。さらに、上述した被検体の体軸方向に平行な断面の形状の差異により、画像領域拡張型再構成法を用いた撮影は、ＦＤＫ再構成法を用いた撮影よりも画像の重畳領域を狭くすることができる。それにより、画像領域拡張型再構成法を用いた撮影は、ＦＤＫ再構成法を用いた撮影よりも少ない被ばく量で撮影できる。但し、画像領域拡張型再構成法は、少なくともフルスキャンに相当する検出データ量を必要とすることが知られている。つまり、画像領域拡張型再構成法は、検出データの量が回転部の回転数によって表された検出データ量が１以上の検出データを必要とする。従って、画像領域拡張型再構成法を用いることができるか否かは、検出データ量に依存する。検出データ量は、撮影条件（回転部の回転速度や上述した余裕範囲など）によって決まるものである。

特開２０１１−９２６９２号公報

上述したように、検出データ量によって画像領域拡張型再構成法を用いることができる状況とできない状況がある。検出データ量に係る撮影条件は多様なので、操作者が撮影条件に基づいて状況を判別し、再構成方法を決定することは、煩雑な作業である。

本発明が解決しようとする課題は、撮影条件に応じた再構成方法を簡便に決定することができるＸ線ＣＴ装置を提供することである。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射する照射部と、被検体を透過したＸ線を検出する検出部と、照射部及び検出部を被検体の周囲に回転させる回転部とを有し、被検体の生体信号を受けて同期撮影を行うことにより画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、記憶部と、演算部と、決定部と、処理部とを有する。記憶部は、所定の閾値を予め記憶する。演算部は、同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部によって検出される検出データの量が回転部の回転数によって表された検出データ量を演算する。決定部は、演算部による検出データ量と記憶部による閾値とに基づいて検出データに施す再構成処理を決定する。処理部は、決定部により決定された再構成処理を検出データに施し画像を生成する。

実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成例を表すブロック図。実施形態のＸ線ＣＴ装置の概略を表す模式図。実施形態のＸ線ＣＴ装置の概略を表す模式図。実施形態のＸ線ＣＴ装置の概略を表す模式図。実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作例を表すフローチャート。実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成例を表すブロック図。実施形態のＸ線ＣＴ装置の概略を表す模式図。実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作例を表すフローチャート。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について図面を参照しながら説明する。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、これらを同一視する場合がある。

〈第１実施形態〉
［構成］
図１は、この実施形態のＸ線ＣＴ装置１の構成を表すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｅの心電信号を含む生体信号を受け、同期撮影として心電同期撮影を行う。Ｘ線ＣＴ装置１は、架台部１０と、寝台部２０と、心電計３０と、コンソール部４０とを有する。

（架台部１０）
架台部１０は、被検体ＥにＸ線を照射し、被検体Ｅを透過したＸ線の検出データを収集する。架台部１０は、照射部１１と、検出部１２と、回転部１３と、高電圧発生部１４と、架台駆動部１５と、Ｘ線絞り部１６と、絞り駆動部１７と、データ収集部１８とを有する。

照射部１１は、被検体ＥにＸ線を照射する。照射部１１は、例えば円錐状にＸ線を発生させるＸ線管球（図示せず）を含んで構成される。

検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する。検出部１２は、例えば複数のＸ線検出素子（図示なし）を含んで構成される。検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布情報（本明細書では「検出データ」と称する）をＸ線検出素子で検出し、その検出データを電流信号として出力する。

検出部１２としては、例えば互いに直交する２方向（スライス方向とチャンネル方向）にそれぞれ複数の検出素子が配置された２次元Ｘ線検出器（面検出器）が用いられる。このような２次元Ｘ線検出器を用いることにより、１回のスキャンでスライス方向に幅を有する３次元の領域を表す検出データ（ボリュームデータ）を得ることができる（ボリュームスキャン）。なお、スライス方向は被検体Ｅの体軸方向に相当し、チャンネル方向は照射部１１の回転方向に相当する。

回転部１３は、照射部１１及び検出部１２を被検体Ｅの周囲に回転させる。回転部１３は、例えば照射部１１と検出部１２とを被検体Ｅを挟んで対向する位置に支持する部材である。回転部１３は、スライス方向に貫通した開口部を有する。開口部には、被検体Ｅが載置された寝台部２０が挿入される。回転部１３は、架台駆動部１５によって、被検体Ｅを中心とした円軌道に沿って回転される。回転部１３の回転速度は、操作部４７及び制御部４５を介して予め指定される。

高電圧発生部１４は、照射部１１に高電圧を印加する。照射部１１は、この高電圧に基づいてＸ線を発生させる。

Ｘ線絞り部１６は、スリット（開口）を形成し、このスリットのサイズ及び形状を変えることで、照射部１１から出力されたＸ線のファン角ＦＡ（チャンネル方向の広がり角）とＸ線のコーン角（スライス方向の広がり角）とを調整する。絞り駆動部１７は、Ｘ線絞り部１６を駆動して、スリットのサイズ及び形状を変更する。

データ収集部１８は、検出部１２（各Ｘ線検出素子）からの検出データを収集する。更に、データ収集部１８は、収集された検出データ（電流信号）を電圧信号に変換し、この電圧信号を周期的に積分して増幅し、デジタル信号に変換する。そして、データ収集部１８は、デジタル信号に変換された検出データをコンソール部４０に送信する。

（寝台部２０）
寝台部２０は、被検体Ｅを載置し被検体Ｅの体軸方向に移動する。また、寝台部２０は、上下方向（ｙ軸方向）に移動してもよい。

（心電計３０）
心電計３０は、被検体Ｅの心電信号を測定し、その心電信号をスキャン制御部４５０に出力する。また、心電計３０は、予め測定した心電信号に基づいて、被検体Ｅの心拍数を演算部４２に出力する。なお、心電計３０は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれてもよいし、Ｘ線ＣＴ装置１の外部に設置されてもよい。

（コンソール部４０）
コンソール部４０は、Ｘ線ＣＴ装置１に対する操作入力に用いられる。また、コンソール部４０は、架台部１０から出力された検出データから被検体Ｅの内部形態を表すＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成する。コンソール部４０は、記憶部４１と、演算部４２と、決定部４３と、処理部４４と、制御部４５と、表示部４６と、操作部４７とを有する。

記憶部４１は、所定の閾値を予め記憶する。例えば、記憶部４１は、この閾値として回転部１３の回転数を表す値を予め記憶する。ここで、照射部１１がＸ線を発生させてからこの発生を停止するまでのスキャンを１回のスキャンとする。上述したように、スキャンが行われる間、回転部１３によって照射部１１及び検出部１２は回転される。所定の閾値とは、所定の再構成方法を用いるために必要な検出データ量を表す閾値である。例えば、所定の再構成方法として、上述した画像領域拡張型再構成法を用いるためには少なくともフルスキャン分の検出データが必要なことが知られている。従って、画像領域拡張型再構成法を用いるために必要な検出データ量を表す閾値は１である。また、記憶部４１は、検出データに基づいて画像を生成する第１の再構成処理及び検出データに基づいて第１の再構成処理による画像の領域よりも拡張された領域の画像を生成する第２の再構成処理と閾値とが関連付けられた関連情報を予め記憶する。例えば記憶部４１は、ＦＤＫ再構成法を第１の再構成処理として記憶し、画像領域拡張型再構成法を第２の再構成処理として記憶する。また、記憶部４１は、検出データ、投影データ、再構成処理後の画像データ等を記憶する。

演算部４２は、同期撮影としての心電同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部１２によって検出される検出データの量が回転部１３の回転数によって表された検出データ量Ｄを演算する。また、演算部４２は、撮影条件として、照射部１１によるＸ線のファン角ＦＡ、被検体Ｅの心拍数、心電信号における所定の心位相に係る余裕範囲ＰＤ、及び、回転部１３の回転速度に基づいて検出データ量Ｄを演算する。

ここで、心電同期撮影について説明する。図２は、被検体Ｅの心電信号に基づく心電波形ＷとＸ線ＣＴ装置１による心電同期撮影との関係を表す模式図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、所定の心位相Ｐ０を中心とした所定の時間Ｔ０においてＸ線を照射し検出データを取得（１回のスキャン）する。所定の心位相Ｐ０は、操作部４７及び制御部４５を介して予め指定される。余裕範囲ＰＤは、心電波形ＷのＲピークの間隔ＲＲに対する相対的な範囲として、例えば百分率の単位で、操作部４７及び制御部４５を介して予め指定される。心位相Ｐ０を中心とした第１の時間Ｔ１は、例えば次式によって求められる。

時間Ｔ０は、第１の時間Ｔ１の始点Ｐ１より前と第１の時間Ｔ１の終点Ｐ２より後とに第２の時間Ｔ２の時間が加えられた時間である。例えばハーフ撮影の場合、第２の時間Ｔ２は次式によって求められる。

Ｘ線ＣＴ装置１は、所定の心位相Ｐ０を中心とし第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２とを含む所定の時間Ｔ０においてＸ線を照射し検出データを取得（１回のスキャン）する。演算部４２は、この１回のスキャンにおける検出データ量Ｄを演算する。検出データ量Ｄは、例えば次式によって求められる。

このように、検出データ量Ｄは、検出部１２が１回のスキャンによって検出する検出データの量を検出部１２が回転部１３の１回転当たりに検出する検出データの量で割ったものであるので、検出データ量Ｄは、回転部１３の回転数として表される。

決定部４３は、演算部４２による検出データ量Ｄと記憶部４１による閾値とに基づいて検出データに施す再構成処理を決定する。このとき、決定部４３は、記憶部４１による関連情報を受け、閾値に関連付けられた再構成処理を検出データに施す再構成処理として決定する。

また、決定部４３は、検出データ量Ｄが閾値以上のとき、関連情報における第１の再構成処理と第２の再構成処理とのうち、第２の再構成処理を検出データに施す再構成処理として決定する。例えば記憶部４１が、ＦＤＫ再構成法を第１の再構成処理として記憶し、画像領域拡張型再構成法を第２の再構成処理として記憶し、記憶部４１による閾値が１であり、検出データ量Ｄが１以上であるとき、決定部４３は、第２の再構成処理である画像領域拡張型再構成法を検出データに施す再構成処理として決定する。なお、決定部４３は、検出データ量Ｄが閾値未満のとき、第１の再構成処理であるＦＤＫ再構成方法を検出データに施す再構成処理として決定してよい。

また、決定部４３は、検出データに施す再構成処理を決定するとともに画像のオーバーラップ幅を決定する。オーバーラップ幅は記憶部４１に記憶されている。オーバーラップ幅について図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、決定部４３が決定した再構成処理によって検出データが再構成される領域を表す模式図である。図３Ａにおける画像領域拡張型再構成方法によって再構成される領域Ｖ１と領域Ｖ２とのオーバーラップ幅Ｌ０は、領域Ｖ１に係る画像と領域Ｖ２に係る画像とが合成される領域を表す幅である。図３ＢにおけるＦＤＫ再構成方法によって再構成される領域Ｖ３と領域Ｖ４とのオーバーラップ幅Ｌ１についても同様である。また、領域Ｖ１、領域Ｖ２、領域Ｖ３及び領域Ｖ４は、１回のスキャンによって検出された検出データに再構成処理を施す領域である。斜線部の領域はステップアンドシュート撮影によってＸ線が２回照射される領域である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、画像領域拡張型再構成方法を用いる撮影には、ＦＤＫ再構成方法を用いる撮影よりもＸ線が２回照射される領域（重畳領域）が狭いという特徴がある。従って、画像領域拡張型再構成方法を用いることができる量の検出データを取得できる場合、決定部４３は、この画像領域拡張型再構成方法を検出データに施す再構成処理として決定することによって、被ばく量を低減することができる。

処理部４４は、決定部４３により決定された再構成処理を検出データに施し画像を生成する。処理部４４は、データ収集部１８からの検出データに対して対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等を含む前処理を行う。

処理部４４は、前処理された検出データに基づいて、画像データ（ボリュームデータ）を生成する。処理部４４において、画像データ生成のための再構成処理としては決定部４３により決定された再構成処理が用いられる。上述した多列の２次元Ｘ線検出器を用いたボリュームスキャンによって、広範囲のボリュームデータが再構成される。

処理部４４は、例えばＭＰＲ（ＭｕｌｔｉＰｌａｎｅｒＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）処理やボリュームレンダリングを実行可能である。ＭＰＲ処理は、生成されたボリュームデータに任意の断面を設定してレンダリング処理を施すことにより、この断面を表すＭＰＲ画像データを生成する画像処理である。ボリュームレンダリングは、任意の視線（レイ）に沿ってボリュームデータをサンプリングし、その値（ＣＴ値）を加算していくことにより、被検体Ｅの３次元領域を表す擬似的３次元画像データを生成する画像処理である。

制御部４５は、装置各部を制御する。制御部４５は、例えば処理装置と記憶装置を含んで構成される。処理装置としては、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）が用いられる。記憶装置は、例えば、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）を含んで構成される。記憶装置には、Ｘ線ＣＴ装置１の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムが記憶されている。処理装置は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記機能を実現する。制御部４５は、スキャン制御部４５０を有する。

スキャン制御部４５０は、Ｘ線によるスキャンに関する動作を統合的に制御する。この統合的な制御は、高電圧発生部１４の制御と、架台駆動部１５の制御と、絞り駆動部１７の制御と、寝台部２０の制御とを含む。高電圧発生部１４の制御は、照射部１１に対して所定の高電圧を所定のタイミングで印加させるように高電圧発生部１４を制御するものである。架台駆動部１５の制御は、所定のタイミング及び所定の速度で回転部１３を回転駆動させるように架台駆動部１５を制御するものである。所定のタイミングとは、心電同期撮影におけるＸ線の照射及び停止のタイミングである。スキャン制御部４５０は、予め操作部４７を介して指定されたＸ線のファン角ＦＡ、余裕範囲ＰＤ及び回転部１３の回転速度ＲＳと、心電計３０からの被検体Ｅの心拍数ＨＲとを受けてこのタイミングを決定する。絞り制御部４５の制御は、Ｘ線絞り部１６が所定のサイズ及び形状のスリットを形成するように絞り駆動部１７を制御するものである。寝台部２０の制御は、所定のタイミングで所定の位置に寝台部２０が配置されているように寝台部２０を制御するものである。この制御において寝台部２０は、決定部４３が決定したオーバーラップ量に相当する位置（所定の位置）に移動及び停止される。なお、ボリュームスキャンでは、寝台部２０の位置を固定した状態でスキャンが実行される。

表示部４６は、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）等の表示デバイスによって構成される。なお、表示部４６は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれてもよいし、Ｘ線ＣＴ装置１の外部に設置されてもよい。操作部４７は、例えばキーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。また、操作部４７は、表示部４６に表示されたＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を含んでいてもよい。なお、操作部４７は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれてもよいし、Ｘ線ＣＴ装置１の外部に設置されてもよい。

［動作］
図４は、この実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作を表すフローチャートである。

（Ｓ０１）
心電計３０は、被検体Ｅの心電信号を測定し、その心電信号に基づく心拍数ＨＲをスキャン制御部４５０に出力する。

（Ｓ０２）
スキャン制御部４５０は、操作部４７を介して心電同期撮影に係る撮影条件の指定を受ける。ここで、撮影条件には、所定の心位相Ｐ０と、Ｘ線のファン角ＦＡと、余裕範囲ＰＤと、回転部１３の回転速度ＲＳとが含まれてよい。

（Ｓ０３）
制御部４５は、演算部４２を制御して、心電同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部１２によって検出される検出データの量が回転部１３の回転数によって表された検出データ量Ｄを演算する。

（Ｓ０４，Ｓ０５）
検出データ量Ｄが記憶部４１により予め記憶された閾値以上のとき、制御部４５は、決定部４３を制御して、記憶部４１の関連情報における第１の再構成処理と第２の再構成処理とのうち、第２の再構成処理を検出データに施す再構成処理として決定させる。

（Ｓ０４，Ｓ０６）
検出データ量Ｄが記憶部４１により予め記憶された閾値未満のとき、制御部４５は、決定部４３を制御して、記憶部４１の関連情報における第１の再構成処理と第２の再構成処理とのうち、第１の再構成処理を検出データに施す再構成処理として決定させる。

（Ｓ０７）
スキャン制御部４５０は、心電計３０からの被検体Ｅの心電信号と指定された撮影条件とに基づいて、高電圧発生部１４と、架台駆動部１５と、絞り駆動部１７と、寝台部２０とを制御して心電同期撮影を行う。それにより、照射部１１は、被検体ＥにＸ線を照射し、検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出し、回転部１３は、照射部１１及び検出部１２を被検体Ｅの周囲に回転させる。

（Ｓ０８）
制御部４５は、処理部４４を制御して、決定部４３により決定された処理方法の再構成処理を検出データに施させ画像を生成させる。以上で図４に示す動作を終了する。

［作用・効果］
この実施形態のＸ線ＣＴ装置１の作用及び効果を説明する。

Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体ＥにＸ線を照射する照射部１１と、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する検出部１２と、照射部１１及び検出部１２を被検体Ｅの周囲に回転させる回転部１３とを有し、被検体Ｅの心電信号を含む生体信号を受け、同期撮影としての心電同期撮影を行うことにより画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、記憶部４１と、演算部４２と、決定部４３と、処理部４４とを有する。記憶部４１は、所定の閾値を予め記憶する。演算部４２は、同期撮影としての心電同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部１２によって検出される検出データの量が回転部１３の回転数によって表された検出データ量Ｄを演算する。決定部４３は、演算部４２による検出データ量Ｄと記憶部４１による閾値とに基づいて検出データに施す再構成処理を決定する。処理部４４は、決定部４３により決定された再構成処理を検出データに施し画像を生成する。このように、Ｘ線ＣＴ装置１は、検出データ量Ｄに対応した再構成処理を閾値との大小関係のみによって簡便に決定し、その再構成処理を用いて画像を生成する。それにより、撮影条件に応じた再構成方法を簡便に決定することができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

〈第２実施形態〉
［構成］
図５は、この実施形態のＸ線ＣＴ装置２の構成を表すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置２は、被検体Ｅの呼吸信号を含む生体信号を受け、同期撮影としての呼吸同期撮影を行う。以下、第１実施形態と異なる構成について特に説明する。また、第１実施形態と同様の事項について、説明を省略する場合がある。Ｘ線ＣＴ装置２は、架台部１０と、寝台部２０と、呼吸測定部３１と、コンソール部４０とを有する。

呼吸測定部３１は、被検体Ｅの呼吸信号を測定し、その呼吸信号をスキャン制御部４５０に出力する。例えば、呼吸測定部３１は、図示しない光学センサを用いて被検体Ｅの胸部表面の位置の時間変化を呼吸信号として測定する。また、呼吸測定部３１は、被検体Ｅの胸部に巻きつけられた胸囲センサ（図示せず）を用いて被検体Ｅの胸囲の時間変化を呼吸信号として測定してもよい。また、呼吸測定部３１は、予め測定した呼吸信号に基づいて、被検体Ｅの呼吸数を演算部４２に出力する。なお、呼吸測定部３１は、Ｘ線ＣＴ装置２に含まれてもよいし、Ｘ線ＣＴ装置２の外部に設置されてもよい。

演算部４２は、同期撮影としての呼吸同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部１２によって検出される検出データの量が回転部１３の回転数によって表された検出データ量Ｄｂを演算する。また、演算部４２は、撮影条件として、照射部１１によるＸ線のファン角ＦＡ、被検体Ｅの呼吸数、呼吸信号における所定の呼吸位相に係る余裕範囲ＰＤ、及び、回転部１３の回転速度に基づいて検出データ量Ｄｂを演算する。

ここで、呼吸同期撮影について説明する。図６は、被検体Ｅの呼吸信号に基づく呼吸波形ＷｂとＸ線ＣＴ装置２による呼吸同期撮影との関係を表す模式図である。Ｘ線ＣＴ装置２は、所定の呼吸位相Ｐ３を中心とした所定の時間Ｔ３においてＸ線を照射し検出データを取得（１回のスキャン）する。所定の呼吸位相Ｐ３は、操作部４７及び制御部４５を介して予め指定される。余裕範囲ＰＤは、呼吸波形Ｗｂのピークの間隔ＭＭに対する相対的な範囲として、例えば百分率の単位で、操作部４７及び制御部４５を介して予め指定される。呼吸位相Ｐ３を中心とした第３の時間Ｔ４は、例えば次式によって求められる。

時間Ｔ３は、第３の時間Ｔ４の始点Ｐ４より前と第３の時間Ｔ４の終点Ｐ５より後とに第４の時間Ｔ５の時間が加えられた時間である。例えばハーフ撮影の場合、第４の時間Ｔ５は次式によって求められる。

Ｘ線ＣＴ装置２は、所定の呼吸位相Ｐ３を中心とし第３の時間Ｔ４と第４の時間Ｔ５とを含む所定の時間Ｔ３においてＸ線を照射し検出データを取得（１回のスキャン）する。演算部４２は、この１回のスキャンにおける検出データ量Ｄｂを演算する。検出データ量Ｄｂは、例えば次式によって求められる。

このように、検出データ量Ｄｂは、検出部１２が１回のスキャンによって検出する検出データの量を検出部１２が回転部１３の１回転当たりに検出する検出データの量で割ったものであるので、検出データ量Ｄｂは、回転部１３の回転数として表される。

決定部４３は、演算部４２による検出データ量Ｄｂと記憶部４１による閾値とに基づいて検出データに施す再構成処理を決定する。また、スキャン制御部４５０は、Ｘ線によるスキャンに関する動作を統合的に制御する。この統合的な制御は、架台駆動部１５の制御を含む。架台駆動部１５の制御は、所定のタイミング及び所定の速度で回転部１３を回転駆動させるように架台駆動部１５を制御するものである。所定のタイミングとは、呼吸同期撮影におけるＸ線の照射及び停止のタイミングである。スキャン制御部４５０は、予め操作部４７を介して指定されたＸ線のファン角ＦＡ、余裕範囲ＰＤ及び回転部１３の回転速度ＲＳと、呼吸測定部３１からの被検体Ｅの呼吸数ＢＲとを受けてこのタイミングを決定する。

［動作］
図７は、この実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を表すフローチャートである。

（Ｓ２１）
呼吸測定部３１は、被検体Ｅの呼吸信号を測定し、その呼吸信号に基づく呼吸数ＢＲをスキャン制御部４５０に出力する。

（Ｓ２２）
スキャン制御部４５０は、操作部４７を介して呼吸同期撮影に係る撮影条件の指定を受ける。ここで、撮影条件には、所定の呼吸位相Ｐ３と、Ｘ線のファン角ＦＡと、余裕範囲ＰＤと、回転部１３の回転速度ＲＳとが含まれてよい。

（Ｓ２３）
制御部４５は、演算部４２を制御して、呼吸同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部１２によって検出される検出データの量が回転部１３の回転数によって表された検出データ量Ｄｂを演算する。

（Ｓ２４，Ｓ２５）
検出データ量Ｄｂが記憶部４１により予め記憶された閾値以上のとき、制御部４５は、決定部４３を制御して、記憶部４１の関連情報における第１の再構成処理と第２の再構成処理とのうち、第２の再構成処理を検出データに施す再構成処理として決定させる。

（Ｓ２４，Ｓ２６）
検出データ量Ｄｂが記憶部４１により予め記憶された閾値未満のとき、制御部４５は、決定部４３を制御して、記憶部４１の関連情報における第１の再構成処理と第２の再構成処理とのうち、第１の再構成処理を検出データに施す再構成処理として決定させる。

（Ｓ２７）
スキャン制御部４５０は、呼吸測定部３１からの被検体Ｅの呼吸信号と指定された撮影条件とに基づいて、高電圧発生部１４と、架台駆動部１５と、絞り駆動部１７と、寝台部２０とを制御して呼吸同期撮影を行う。それにより、照射部１１は、被検体ＥにＸ線を照射し、検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出し、回転部１３は、照射部１１及び検出部１２を被検体Ｅの周囲に回転させる。

（Ｓ２８）
制御部４５は、処理部４４を制御して、決定部４３により決定された処理方法の再構成処理を検出データに施させ画像を生成させる。以上で図７に示す動作を終了する。

［作用・効果］
この実施形態のＸ線ＣＴ装置２の作用及び効果を説明する。

Ｘ線ＣＴ装置２は、被検体ＥにＸ線を照射する照射部１１と、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する検出部１２と、照射部１１及び検出部１２を被検体Ｅの周囲に回転させる回転部１３とを有し、被検体Ｅの呼吸信号を含む生体信号を受け、同期撮影としての呼吸同期撮影を行うことにより画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、記憶部４１と、演算部４２と、決定部４３と、処理部４４とを有する。記憶部４１は、所定の閾値を予め記憶する。演算部４２は、呼吸同期撮影に係る撮影条件に基づいて、検出部１２によって検出される検出データの量が回転部１３の回転数によって表された検出データ量Ｄｂを演算する。決定部４３は、演算部４２による検出データ量Ｄｂと記憶部４１による閾値とに基づいて検出データに施す再構成処理を決定する。処理部４４は、決定部４３により決定された再構成処理を検出データに施し画像を生成する。このように、Ｘ線ＣＴ装置２は、検出データ量Ｄｂに対応した再構成処理を閾値との大小関係のみによって簡便に決定し、その再構成処理を用いて画像を生成する。それにより、撮影条件に応じた再構成方法を簡便に決定することができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

〈実施形態に共通の効果〉
以上述べた少なくともひとつの実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、撮影条件に基づいて演算された検出データ量と予め記憶された閾値とに基づいて、検出データに施す再構成処理を決定することにより、撮影条件に応じた再構成方法を簡便に決定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同様に、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。

１、２Ｘ線ＣＴ装置
１０架台部
１１照射部
１２検出部
１３回転部
１４高電圧発生部
１５架台駆動部
１６Ｘ線絞り部
１７絞り駆動部
１８データ収集部
２０寝台部
３０心電計
３１呼吸測定部
４０コンソール部
４１記憶部
４２演算部
４３決定部
４４処理部
４５制御部
４６表示部
４７操作部
４５０スキャン制御部

Claims

被検体にＸ線を照射する照射部と、
前記被検体を透過したＸ線を検出する検出部と、
前記照射部及び前記検出部を前記被検体の周囲に回転させる回転部と
を有し、
前記被検体の生体信号を受けて同期撮影を行うことにより画像を生成するＸ線ＣＴ装置であって、
所定の閾値を予め記憶する記憶部と、
前記同期撮影に係る撮影条件に基づいて、前記検出部によって検出される検出データの量が前記回転部の回転数によって表された検出データ量を演算する演算部と、
前記演算部による前記検出データ量と前記記憶部による前記閾値とに基づいて前記検出データに施す再構成処理を決定する決定部と、
前記決定部により決定された再構成処理を前記検出データに施し前記画像を生成する処理部と
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記記憶部は、前記閾値として前記回転数を表す値を予め記憶することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記記憶部は、前記検出データに基づいて画像を生成する第１の再構成処理及び前記検出データに基づいて前記第１の再構成処理による画像の領域よりも拡張された領域の画像を生成する第２の再構成処理と前記閾値とが関連付けられた関連情報を予め記憶し、
前記決定部は、前記検出データ量が前記閾値以上のとき、前記関連情報における前記第１の再構成処理と前記第２の再構成処理とのうち、前記第２の再構成処理を前記検出データに施す再構成処理として決定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記生体信号は、心電信号を含み、
前記演算部は、前記撮影条件として、前記照射部によるＸ線のファン角、前記被検体の心拍数、前記心電信号における所定の心位相に係る余裕範囲、及び、前記回転部の回転速度に基づいて前記検出データ量を演算する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
前記生体信号は、呼吸信号を含み、
前記演算部は、前記撮影条件として、前記照射部によるＸ線のファン角、前記被検体の呼吸数、前記呼吸信号における所定の呼吸位相に係る余裕範囲、及び、前記回転部の回転速度に基づいて前記検出データ量を演算する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。