JP6400286B2 - Ｘ線ｃｔ装置、及びｘ線ｃｔ装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、及びＸ線ＣＴ装置の制御方法に関する。

Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、Ｘ線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。

具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を中心とする円軌道に沿って、当該被検体に対しＸ線を異なる方向から複数回曝射する。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器にて検出して複数の検出データを収集する。収集された複数の検出データのそれぞれは、データ収集部によりＡ／Ｄ変換された後、コンソール装置に送信される。コンソール装置は、当該検出データに対し前処理等を施し、投影データを作成する。そして、コンソール装置は、作成された投影データに基づく再構成処理を行い、断層画像データ、又は複数の断層画像データに基づくボリュームデータを作成する。ボリュームデータは、被検体の３次元領域に対応するＣＴ値の３次元分布を表すデータセットである。

Ｘ線ＣＴ装置は、上記ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることによりＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）表示を行うことができる。以下、ボリュームデータをレンダリングすることによりＭＰＲ表示された断面画像を「ＭＰＲ画像」という場合がある。ＭＰＲ画像には、たとえば、体軸に対する直交断面を示すアキシャル像や、体軸に沿って被検体を縦切りした断面を示すサジタル像や、体軸に沿って被検体を横切りした断面を示すコロナル像等がある。更には、ボリュームデータにおける任意断面の画像（オブリーク像）もＭＰＲ画像に含まれる。作成された複数のＭＰＲ画像は、たとえば、表示部等に同時に表示される。

Ｘ線ＣＴ装置を用いた撮影方法の中に、ＣＴ透視（ＣＴＦ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙ）という撮影方法がある。ＣＴ透視は、被検体にＸ線を連続的に照射することにより、被検体の関心部位に関する画像をリアルタイムに取得する撮影方法である。ＣＴ透視では、検出データの収集レートを短くすることにより、画像がリアルタイムに作成される。ＣＴ透視は、たとえば、生検中に穿刺針の先端と検体を採取する部位との位置関係を確認する場合や、ドレナージ法を行うときのチューブの位置確認等に用いられる。なお、ドレナージ法とは、体腔内に貯まった体液をチューブ等により廃液する方法である。

術者がＣＴ透視により穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行う場合、被検体だけでなく術者も被曝してしまい、被検体及び術者の双方の被曝量の低減が重要な課題となっている。

特開２００６−３２０４６８号公報 特開２００７−３０１２２８号公報

被検体の被曝量を低減させるため、たとえば、Ｘ線ＣＴ装置のスキャン方法を制御する場合がある。このようなＸ線ＣＴ装置を用いたスキャン方法の一つに、被検体を中心とする円軌道のうち所定区間だけでＸ線曝射を行う方法がある。たとえば、ハーフスキャンと呼ばれる方法では、円軌道全体の半分に相当する１８０度（＋ファン角）の区間でＸ線曝射を行う。ハーフスキャンは、フルスキャン（円軌道全体（３６０度）でＸ線曝射を行う方法）と比較してＸ線の曝射量の削減が可能となり、被検体の被曝量を低減する上で有効である。

これに対して、術者の被曝量を低減させるため、たとえば、穿刺具を用いることによりＸ線の曝射位置から離れた位置で術者が作業できるようにしたり、術者が防護服等を着用したりする場合がある。しかしながら、この手法では、穿刺位置に近い位置で術者が作業を行う場合、術者の手や腕の部分については被曝量の低減が十分ではないという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ＣＴ透視を行いながら穿刺を行う際の術者の被曝量を低減させることが可能な技術を提供することを目的とする。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体の周囲の円軌道に沿って回動可能に設けられたＸ線発生部を有し、被検体に対してＸ線発生部からＸ線を曝射することにより被検体をＸ線でスキャンし、検出データを取得する。Ｘ線ＣＴ装置は、特定部と、算出部と、スキャン制御部と、制御部とを有する。特定部は、検出データから作成された投影データを再構成処理することにより得られたボリュームデータに基づいて被検体の穿刺位置を特定する。算出部は、被検体を挟んで特定部により特定された被検体の穿刺位置に対向する円軌道上の位置をスキャン基準位置として算出する。スキャン制御部は、円軌道のうち、算出部によって算出されたスキャン基準位置を含む一部の区間でＸ線を曝射するようにＸ線発生部を制御する。制御部は、スキャン制御部を制御する。また、制御部が動作モードとして被曝量低減モードが選択されたと判定した場合に、特定部は、スキャン制御部により行われた予備スキャンによって取得された検出データから得られたボリュームデータを基に被検体の穿刺位置を特定する。
また、実施形態のＸ線ＣＴ装置の制御方法は、被検体の周囲の円軌道に沿って回動可能に設けられたＸ線発生部を有し、被検体に対してＸ線発生部からＸ線を曝射することにより被検体をＸ線でスキャンし、検出データを取得するＸ線ＣＴ装置の制御方法である。Ｘ線ＣＴ装置の制御方法は、判定ステップと、算出ステップと、スキャン制御ステップとを有する。判定ステップでは、動作モードとして被曝量低減モードが選択されたか否かを判定する。算出ステップでは、被曝量低減モードが選択された場合に行われる予備スキャンによって取得された検出データから作成された投影データを再構成処理することにより得られたボリュームデータに基づいて特定された被検体の穿刺位置に被検体を挟んで対向する円軌道上の位置がスキャン基準位置として算出される。スキャン制御ステップでは、円軌道のうち、算出ステップにおいて算出されたスキャン基準位置を含む一部の区間でＸ線を曝射するようにＸ線発生部が制御される。

第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図。 第１実施形態に係る穿刺針の構成を説明する図。 第１実施形態に係る穿刺具の構成を説明する図。 第１実施形態に係る特定部、算出部、スキャン制御部の説明図。 第１実施形態に係る特定部、算出部、スキャン制御部の説明図。 第１実施形態に係る特定部、算出部、スキャン制御部の説明図。 第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャート。 第１実施形態の変形例に係る特定部、算出部、スキャン制御部の説明図。 第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図。 第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャート。 第３実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図。 第３実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャート。

（第１実施形態）
図１に、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、以下の実施形態においては、これらを同一視する場合がある。また、以下の実施形態において、「Ｘ線量」と「（Ｘ線の）曝射量」とは、同一視する場合がある。この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、穿刺中の被検体の周囲の円軌道に沿って回動可能に設けられたＸ線発生部を有し、穿刺が行われる穿刺位置に対し被検体を挟んで対向するスキャン基準位置を含む円軌道の一部の区間でＸ線を曝射するように制御する。なお、この実施形態では、円軌道の一部の区間として、円軌道全体の半分に相当する１８０度（＋ファン角）の範囲のハーフスキャンを行う場合について説明する。

＜装置構成＞
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを含んで構成されている。

［架台装置］
架台装置１０は、被検体Ｅに対してＸ線を曝射し、被検体Ｅを透過した当該Ｘ線の検出データ（スキャンデータ）を収集する装置である。架台装置１０は、Ｘ線発生部１１と、Ｘ線検出部１２と、回転体（回動体）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。

Ｘ線発生部１１は、Ｘ線を発生させるＸ線管球（たとえば、円錐状や角錐状のＸ線ビームを発生する真空管。図示なし）を含んで構成されている。Ｘ線発生部１１は、発生したＸ線を被検体Ｅに対して曝射する。

Ｘ線検出部１２は、複数のＸ線検出素子（図示なし）を含んで構成されている。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データをＸ線検出素子で検出し、その検出データを電気信号として生成し、生成された電気信号を増幅した後、デジタル信号に変換して出力する。Ｘ線検出部１２は、たとえば、検出素子が互いに直交する２方向（スライス方向とチャンネル方向）にそれぞれ複数配置された２次元のＸ線検出器（平面検出器）が用いられる。複数のＸ線検出素子は、たとえば、スライス方向に沿って３２０列設けられている。このように多列のＸ線検出器を用いることにより、１回転のスキャンでスライス方向に幅を有する３次元の撮影領域を撮影することができる（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Ｘ線発生部１１の回転方向に相当する。

回転体１３は、Ｘ線発生部１１とＸ線検出部１２とを被検体Ｅを挟んで対向するよう支持する部材である。回転体１３は、スライス方向に貫通した開口部１３ａを有する。架台装置１０内において、回転体１３は、所定の回動中心位置を中心とした円軌道で回動するように配置されている。この回動中心位置は、被検体Ｅが載置される載置空間内に設けられる。すなわち、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出部１２は、被検体Ｅを中心とする円軌道（被検体Ｅの周囲の円軌道）に沿って回動可能に設けられている。

高電圧発生部１４は、Ｘ線発生部１１に対して高電圧を印加する（以下、「電圧」とは、Ｘ線管球におけるアノード−カソード間の電圧を意味する）。Ｘ線発生部１１は、当該高電圧に基づいてＸ線を発生させる。高電圧発生部１４は、スキャン制御部４４（後述）の制御に基づき、印加する高電圧の値を変更することができる。印加する高電圧の変更に伴い、Ｘ線発生部１１が被検体Ｅに対して曝射するＸ線量（Ｘ線の曝射量）も変更される。

架台駆動部１５は、回転体１３を回動駆動させる。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、Ｘ線発生部１１から出力されたＸ線のファン角（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（ＤＡＳ：Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）は、Ｘ線検出部１２（各Ｘ線検出素子）からの検出データを収集する。そして、データ収集部１８は、収集された検出データをコンソール装置４０に送信する。なお、ＣＴ透視を行う場合、データ収集部１８は、検出データの収集レートを短くする。

［寝台装置］
寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｅを載置・移動させる装置である。寝台装置３０は、寝台３１と、寝台駆動部３２とを備えている。寝台３１は、被検体Ｅを載置するための寝台天板３３と、寝台天板３３を支持する基台３４とを備えている。すなわち、被検体Ｅの載置空間は、寝台天板３３の上部に設けられる。寝台天板３３は、寝台駆動部３２によって被検体Ｅの体軸方向及び体軸方向に直交する方向に移動することが可能となっている。これにより、寝台駆動部３２は、被検体Ｅが載置された寝台天板３３を、回転体１３の開口部１３ａに対して挿抜させることができる。基台３４は、寝台駆動部３２によって寝台天板３３を上下方向（被検体Ｅの体軸方向と直交する方向）に移動させることが可能となっている。

なお、図１は、医師等の術者が、被検体Ｅに対し、穿刺針３５を用いて穿刺を行う場合のＸ線ＣＴ装置の例を表す。Ｘ線ＣＴ装置１は、穿刺中の被検体Ｅの内部を画像化する。

［コンソール装置］
コンソール装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置１に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置４０は、架台装置１０によって収集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（断層画像データやボリュームデータ）を再構成する機能等を有している。コンソール装置４０は、処理部４１と、特定部４２と、算出部４３と、スキャン制御部４４と、表示制御部４５と、記憶部４６と、表示部４７と、操作部４８と、制御部４９と、位置取得部５０とを含んで構成されている。

処理部４１は、架台装置１０（データ収集部１８）から送信された検出データに対して各種処理を実行する。処理部４１は、前処理部４１ａと、再構成処理部４１ｂと、レンダリング処理部４１ｃとを含んで構成されている。

前処理部４１ａは、架台装置１０（Ｘ線検出部１２）で検出された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の前処理を行い、投影データを作成する。

再構成処理部４１ｂは、前処理部４１ａで作成された投影データに対し、スキャン制御部４４により制御されるスキャン範囲に対応した再構成処理を行い、ＣＴ画像データ（断層画像データやボリュームデータ）を作成する。たとえば、スキャン制御部４４により後述のハーフスキャンが行われる場合、再構成処理部４１ｂは、公知のハーフ再構成処理を行う。ハーフ再構成処理は、被検体Ｅの周囲１８０度分の投影データにＸ線ビームのファン角度分の投影データを加えて再構成処理を行う手法である。その具体例として、ハーフ再構成処理では、被検体Ｅの周囲１８０度分の投影データに対し、この投影データを用いて複製された残りの１８０度分の投影データを加えて、フルスキャンにより得られた投影データに対する処理と同様の再構成処理が行われる。

断層画像データの再構成には、たとえば、２次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、たとえば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。上述のように多列のＸ線検出器を用いたボリュームスキャンにより、広範囲のボリュームデータを再構成することができる。また、ＣＴ透視を行う場合には、再構成処理部４１ｂによる再構成時間が短縮される。従って、再構成処理部４１ｂは、スキャンに対応したリアルタイムのＣＴ画像データを作成することができる。

レンダリング処理部４１ｃは、再構成処理部４１ｂで作成されたボリュームデータに対するレンダリング処理を行う。たとえば、レンダリング処理部４１ｃは、再構成処理部４１ｂで作成されたボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることによりＭＰＲ表示する（すなわち、レンダリング処理部４１ｃは、ＭＰＲ画像を作成する）。

特定部４２は、術者によって被検体Ｅに対して穿刺が行われる穿刺位置を特定することができる。この実施形態では、穿刺位置は、被検体Ｅの体表面における穿刺針３５の挿入位置に対応した位置として説明する。このような穿刺位置は、体表面から所定の距離以内の被検体Ｅの内部又は外部の位置であってもよい。特定部４２は、穿刺針３５に設けられた位置センサにより得られた検出結果に基づいて穿刺位置を特定する。

図２に、穿刺針３５の構成の概要を示す。穿刺針３５は、位置センサ３５ａを含んで構成されている。位置センサ３５ａは、穿刺針３５の先端部や、術者により把持される穿刺針３５の把持部や、穿刺針３５の先端部と把持部との間等に設けられる。位置センサ３５ａは、たとえば、予め設定された基準位置からの変位（変位方向、変位量）に基づいて、所定の第１の座標系における座標値に対応した位置情報を検出結果として生成する。このような位置センサ３５ａとして、たとえば、公知の磁気式の位置センサや光学式の位置センサ等を用いることができる。

なお、位置センサ３５ａは、図３に示すように、穿刺針３５を保持する手段（部材）である穿刺具（たとえば、穿刺アダプタ）３６に取り付けられてもよい。この場合、位置センサ３５ａは、穿刺具３６の位置に対応した検出結果を生成する。

たとえば、特定部４２は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果から予め定められた第２の座標系における座標位置を求め、この座標位置を位置センサ３５ａの位置として特定することができる。第２の座標系は、第１の座標系と同一の座標系とすることが可能である。そして、特定部４２は、位置センサ３５ａの取り付け位置を穿刺位置として、その位置情報を生成する。すなわち、特定部４２は、位置センサ３５ａが取り付けられた穿刺針３５又は穿刺具３６の位置を穿刺位置とみなすことにより穿刺位置を特定する。

なお、特定部４２は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果に基づいて、被検体Ｅの体表面における穿刺針３５の挿入位置を穿刺位置として特定するようにしてもよい。また、特定部４２は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果を繰り返し取得し、取得される毎にその検出結果に基づいて穿刺位置を特定することも可能である。特定部４２により特定された穿刺位置の位置情報は、制御部４９に送られる。

算出部４３には、特定部４２によって特定された穿刺位置の位置情報が制御部４９から送られる。算出部４３は、穿刺位置の位置情報に基づき、スキャン範囲を設定するためのスキャン基準位置を算出する。この実施形態では、算出部４３は、特定部４２によって特定された穿刺位置に対して被検体Ｅを挟んで対向する円軌道上の位置をスキャン基準位置として算出する。すなわち、算出部４３は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果に基づいてスキャン基準位置を算出するということができる。

この実施形態に係る算出部４３は、座標変換部４３ａと、スキャン基準位置算出部４３ｂとを含んで構成されている。

座標変換部４３ａは、特定部４２によって特定された穿刺位置（座標値）を、円軌道の座標系（第３の座標系）に変換する。「円軌道の座標系」とは、回転体１３の回動に伴いＸ線発生部１１が描く軌道である。すなわち、円軌道の座標系とは、回転体１３（架台装置１０）の座標系を意味する。

スキャン基準位置算出部４３ｂは、座標変換部４３ａによって座標変換された穿刺位置と、回転体１３が回動する円軌道の回動中心位置とに基づいて、スキャン基準位置を算出する。その具体例として、スキャン基準位置算出部４３ｂは、特定部４２によって特定された穿刺位置と円軌道の回動中心位置とを通る直線が円軌道と交差する位置をスキャン基準位置として算出する。より詳細には、スキャン基準位置算出部４３ｂは、特定部４２によって特定された穿刺位置を始点に円軌道の回動中心位置を通る直線が円軌道と交差する位置をスキャン基準位置として算出する。

図４及び図５に、特定部４２及び算出部４３（座標変換部４３ａ及びスキャン基準位置算出部４３ｂ）の処理の説明図を示す。図４及び図５の各々は、被検体Ｅ及び回転体１３（Ｘ線発生部１１）の断面図を模式的に表したものである。ここでは、回転体１３（架台装置１０）と被検体Ｅとは、それぞれ異なる座標系（回転体１３の座標系：ＸＹＺ、被検体Ｅの座標系：ｘｙｚ）を有しているとする。Ｘ方向は、回転体１３の横方向を示す。Ｙ方向は、回転体１３の縦方向を示す。ｘ方向は、被検体Ｅの横方向（コロナル方向）を示す。ｙ方向は、被検体Ｅの縦方向（サジタル方向）を示す。なお、以下の説明では、Ｚ（ｚ）方向（被検体Ｅの体軸方向）の位置は考慮しないものとするが、Ｚ（ｚ）方向の位置を含めて穿刺位置の特定や座標変換等を行うことも可能である。

まず、特定部４２は、第１の座標系における位置センサ３５ａの取り付け位置の座標位置から第２の座標系における穿刺位置Ｐの座標値（ｘ_０，ｙ_０）を特定する（図４参照）。ここでは、穿刺位置Ｐとして、穿刺針３５の所定の位置に取り付けられた位置センサ３５ａの位置が座標値として特定されたものとする。

座標変換部４３ａは、座標値（ｘ_０，ｙ_０）を回転体１３の座標系に変換し、第３の座標系における座標値（Ｘ_０，Ｙ_０）を得る（図５参照）。なお、座標変換（移動、回転等）については、公知の手法を用いることができる。

スキャン基準位置算出部４３ｂは、穿刺位置ＰとＸ線発生部１１が移動する円軌道Ｃの回動中心位置Ｃ_０とから、円軌道Ｃ上のスキャン基準位置Ｓｃを算出する。その具体例として、スキャン基準位置算出部４３ｂは、穿刺位置Ｐの座標値（Ｘ_０，Ｙ_０）と回動中心位置Ｃ_０の座標値（Ｘ_ｃ，Ｙ_ｃ）とを通る直線Ｌが円軌道Ｃと交差する位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する（図５参照）。

スキャン制御部４４は、Ｘ線スキャンに関する各種動作を制御する。たとえば、スキャン制御部４４は、Ｘ線発生部１１に対して高電圧を印加させるよう高電圧発生部１４を制御する。スキャン制御部４４は、回転体１３を回動駆動（回転駆動）させるよう架台駆動部１５を制御する。スキャン制御部４４は、Ｘ線絞り部１６を動作させるよう絞り駆動部１７を制御する。スキャン制御部４４は、寝台３１を移動させるよう寝台駆動部３２を制御する。

また、スキャン制御部４４は、円軌道Ｃのうち、スキャン基準位置Ｓｃを含む一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するように、高電圧発生部１４を介してＸ線発生部１１を制御する。すなわち、「Ｘ線発生部」は、高電圧発生部１４を含む概念である。

更に、スキャン制御部４４は、設定部４４ａを含んで構成されている。設定部４４ａは、スキャン基準位置Ｓｃが中間位置となるように円軌道Ｃの一部の区間Ｃｓを設定する。一部の区間Ｃｓの中間位置となるようにスキャン基準位置Ｓｃを設定することにより、穿刺位置に近い術者の手や腕の部分の被曝量を確実に低減させることが可能となる。更に、穿刺針の穿刺状態（角度、方向性）や穿刺針と注目対象との位置関係の把握が容易になるように、ＣＴ透視により得られる画質を確保し易くなる。また、この実施形態に係るスキャン制御部４４（設定部４４ａ）は、円軌道Ｃの一部の区間Ｃｓとしてハーフスキャンの範囲を設定する。これにより、公知のハーフスキャンによる被検体Ｅに対する被曝量の低減に加えて、術者の手や腕の部分の被曝量の低減が可能となる。特に、ハーフスキャンに対応するハーフ再構成処理を用いることにより、被曝量の低減及び画質の確保の双方を両立させることが可能となる。

その具体例として、設定部４４ａは、予め設定されたハーフスキャンの範囲（１８０度＋ファン角。以下、ファン角については省略して述べる）の中間位置がスキャン基準位置Ｓｃとなるようにスキャン範囲を設定する。

図６に、設定部４４ａにより設定されるハーフスキャンの範囲の説明図を示す。図６は、被検体Ｅ及び回転体１３（Ｘ線発生部１１）の断面図を模式的に表したものである。ハーフスキャンが１８０度の範囲で行われる場合、設定部４４ａは、図６に示すように、スキャン基準位置Ｓｃから±９０度の範囲を一部の区間Ｃｓとして設定する。これにより、スキャン制御部４４は、設定された一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１（高電圧発生部１４）を制御することができる。

表示制御部４５は、画像表示に関する各種制御を行う。たとえば、レンダリング処理部４１ｃにより作成されたＭＰＲ画像（アキシャル像、サジタル像、コロナル像、オブリーク像）等を表示部４７に表示させる制御を行う。表示制御部４５がＭＰＲ画像を複数表示させることにより、たとえば、穿刺針の穿刺状態（角度、方向性）や穿刺針と注目対象との位置関係をより把握し易くなる。

記憶部４６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置によって構成される。記憶部４６は、検出データや投影データ、或いは再構成処理後のＣＴ画像データ等を記憶する。

表示部４７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。たとえば、表示部４７には、ボリュームデータをレンダリング処理して得られるＭＰＲ画像が表示される。

操作部４８は、コンソール装置４０に対する各種操作を行う入力デバイスとして用いられる。操作部４８は、たとえばキーボード、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４８として、表示部４７に表示されたＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いることも可能である。

位置取得部５０は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果を取得する。位置取得部５０は、有線又は無線の伝送路を介して、位置センサ３５ａからの検出結果を取得することが可能である。位置取得部５０により取得された位置センサ３５ａの検出結果は、制御部４９に送られる。制御部４９に送られた位置センサ３５ａの検出結果は、特定部４２に送られる。

制御部４９は、架台装置１０、寝台装置３０およびコンソール装置４０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。たとえば、制御部４９は、スキャン制御部４４を制御することで、架台装置１０に対して、たとえば予備スキャン及びメインスキャンを実行させ、検出データを収集させる。また、制御部４９は、処理部４１を制御することで、検出データに対する各種処理（前処理、再構成処理、ＭＰＲ処理等）を行わせる。或いは、制御部４９は、表示制御部４５を制御することで、記憶部４６に記憶された画像データ等に基づき、ＣＴ画像を表示部４７に表示させる。

この実施形態において、特定部４２は「特定部」の一例であり、算出部４３は「算出部」の一例であり、スキャン制御部４４は「スキャン制御部」の一例であり、位置センサ３５ａは「位置検出手段」の一例である。

＜動作＞
次に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。

図７に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作フローの一例を示す。ここでは、Ｘ線ＣＴ装置１が、被曝量低減モード又は通常モードのうち、指定された動作モードで動作可能であるものとする。被曝量低減モードでは、Ｘ線ＣＴ装置１が、位置センサ３５ａにより特定された穿刺位置に対応するスキャン基準位置Ｓｃを求めた後、ハーフスキャンによるＣＴ透視を行う。通常モードでは、Ｘ線ＣＴ装置１は、フルスキャンによるＣＴ透視を行う。

（Ｓ０１）
Ｘ線ＣＴ装置１は、動作モードの指定を受け付ける。制御部４９は、操作部４８を介して動作モードが指定されたか否かを監視する。操作部４８を介して動作モードが指定されたとき、Ｘ線ＣＴ装置１の動作はＳ０２に移行する。

（Ｓ０２）
制御部４９は、操作部４８を介して指定された動作モードが被曝量低減モードであるか、通常モードであるかを判定する。指定された動作モードが通常モードであると判定されたとき（Ｓ０２：Ｎ）、Ｘ線ＣＴ装置１の動作はＳ０３に移行する。一方、指定された動作モードが被曝量低減モードであると判定されたとき（Ｓ０２：Ｙ）、Ｘ線ＣＴ装置１の動作はＳ０４に移行する。

（Ｓ０３）
Ｘ線ＣＴ装置１は、フルスキャンでＣＴ透視を開始する。ＣＴ透視が開始されると、Ｘ線ＣＴ装置１は、フルスキャンで被検体Ｅに対してＸ線スキャンを行い、複数の断層画像データを作成する。すなわち、Ｘ線発生部１１は、被検体Ｅに対してＸ線を曝射する。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出部１２で検出されたＸ線に基づく検出データは、データ収集部１８で収集され、処理部４１（前処理部４１ａ）に送られる。前処理部４１ａは、取得された検出データに対して、対数変換処理等の前処理を行い、投影データを作成する。作成された投影データは、制御部４９の制御に基づき、再構成処理部４１ｂに送られる。再構成処理部４１ｂは、作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。また、再構成処理部４１ｂは、複数の断層画像データを補間処理することによりボリュームデータを作成することができる。このようなＣＴ透視の終了に伴い、Ｘ線ＣＴ装置１は、一連の動作を終了する（エンド）。

（Ｓ０４）
位置取得部５０は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果を取得する。この検出結果は、制御部４９を介して、特定部４２に送られる。特定部４２は、制御部４９から送られた検出結果に基づいて穿刺位置を特定する。

（Ｓ０５）
算出部４３は、Ｓ０４において特定された穿刺位置に対し被検体Ｅを挟んで対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置として算出する。すなわち、座標変換部４３ａは、Ｓ０４において特定された穿刺位置（座標値）を円軌道Ｃの座標系に変換する。スキャン基準位置算出部４３ｂは、座標変換部４３ａにより座標変換された穿刺位置からスキャン基準位置Ｓｃを算出する。この実施形態では、スキャン基準位置算出部４３ｂは、図４及び図５で説明したようにスキャン基準位置Ｓｃを算出する。Ｓ０５は、「算出ステップ」の一例である。

（Ｓ０６）
設定部４４ａは、Ｓ０５において算出されたスキャン基準位置Ｓｃがその中間位置となるように一部の区間Ｃｓを設定する。この実施形態では、設定部４４ａは、スキャン基準位置Ｓｃから±９０度の範囲が一部の区間Ｃｓとなるようにハーフスキャンの範囲を設定する。

（Ｓ０７）
スキャン制御部４４は、Ｓ０４において設定された一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようＸ線発生部１１（高電圧発生部１４）を制御する。つまり、スキャン制御部４４は、ＣＴ透視を開始する。

ＣＴ透視が開始されると、Ｘ線ＣＴ装置１は、ハーフスキャンで被検体Ｅに対してＸ線スキャンを行い、複数の断層画像データを作成する。すなわち、Ｘ線発生部１１は、被検体Ｅに対してＸ線を曝射する。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出部１２で検出されたＸ線に基づく検出データは、データ収集部１８で収集され、処理部４１（前処理部４１ａ）に送られる。前処理部４１ａは、取得された検出データに対して、対数変換処理等の前処理を行い、投影データを作成する。作成された投影データは、制御部４９の制御に基づき、再構成処理部４１ｂに送られる。再構成処理部４１ｂは、作成された投影データに基づいて、公知のハーフ再構成処理により複数の断層画像データを作成する。また、再構成処理部４１ｂは、複数の断層画像データを補間処理することによりボリュームデータを作成することができる。Ｓ０７は、「スキャン制御ステップ」の一例である。このようなＣＴ透視の終了に伴い、Ｘ線ＣＴ装置１は、一連の動作を終了する（エンド）。

ボリュームデータが作成されると、レンダリング処理部４１ｃは、作成されたボリュームデータに対してレンダリング処理を施し、ＭＰＲ画像を作成することができる。

なお、この実施形態において、位置センサ３５ａが穿刺針３５に取り付けられている場合（図２参照）、特定部４２は、別の検出手段により検出された穿刺針３５の向き及び深さ方向の位置と予め認識されている穿刺針３５の形状とに基づいて、位置センサ３５ａの取り付け位置から被検体Ｅの体表面における穿刺位置を特定するようにしてもよい。また、位置センサ３５ａが穿刺具３６に取り付けられている場合（図３参照）、特定部４２は、予め認識されている穿刺具３６の形状に基づいて、位置センサ３５ａの取り付け位置から被検体Ｅの体表面における穿刺位置を特定するようにしてもよい。すなわち、特定部４２は、穿刺針３５又は穿刺具３６に取り付けられた位置センサ３５ａにより得られた検出結果に基づいて、穿刺位置を特定するようにしてもよい。

この場合、算出部４３には、特定部４２によって特定された穿刺位置の位置情報が制御部４９から送られる。算出部４３は、穿刺位置の位置情報に基づき、スキャン範囲を設定するためのスキャン基準位置を算出する。

また、処理部４１、特定部４２、算出部４３、スキャン制御部４４、表示制御部４５、及び制御部４９は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の図示しない処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の図示しない記憶装置とによって構成されていてもよい。記憶装置には、処理部４１の機能を実行するための処理プログラムが記憶されている。また、記憶装置には、特定部４２の機能を実行するための特定部処理用プログラムが記憶されている。また、記憶装置には、算出部４３の機能を実行するための算出部処理用プログラムが記憶されている。また、記憶装置には、スキャン制御部４４の機能を実行するためのスキャン制御プログラムが記憶されている。また、記憶装置には、表示制御部４５の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。また、記憶装置には、制御部４９の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ等の処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能が実行される。

＜作用・効果＞
この実施形態の作用及び効果について説明する。

この実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｅの周囲の円軌道Ｃに沿って回動可能に設けられたＸ線発生部１１を有し、被検体Ｅに対してＸ線発生部１１からＸ線を曝射することにより被検体ＥをＸ線でスキャンし、検出データを取得する。Ｘ線ＣＴ装置１は、算出部４３と、スキャン制御部４４とを有する。算出部４３は、被検体Ｅを挟んで被検体Ｅの穿刺位置Ｐに対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する。スキャン制御部４４は、円軌道Ｃのうち、算出部４３によって算出されたスキャン基準位置Ｓｃを含む一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１を制御する。

このように、算出部４３は、被検体Ｅを挟んで穿刺位置Ｐに対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する。スキャン制御部４４は、算出部４３によって算出されたスキャン基準位置Ｓｃを受けて、スキャン基準位置Ｓｃを含む一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１を制御する。すなわち、この実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１において、Ｘ線発生部１１は、穿刺位置Ｐに対し被検体Ｅを介してＸ線を曝射することになるため、曝射されたＸ線は被検体Ｅにより吸収される。これにより、穿刺位置に近い術者の手や腕の部分の被曝量を低減させることが可能となる。

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態では、穿刺位置を特定するために穿刺針３５又は穿刺具３６に位置センサ３５ａが取り付けられた場合について説明したが、第１実施形態はこれに限定されるものではない。この変形例では、位置センサ３５ａが、穿刺を行う術者の手又は腕に取り付けられるものとする。

この変形例に係るＸ線ＣＴ装置の構成は、第１実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１の構成と同様である。また、この変形例に係るＸ線ＣＴ装置の動作は、術者の手又は腕に取り付けられた位置センサ３５ａにより得られた検出結果を用いる点を除いて第１実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１の動作や構成と同様である。以下、この変形例に係るＸ線ＣＴ装置について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図８に、この変形例に係るＸ線ＣＴ装置の動作説明図を示す。図８は、設定部４４ａにより設定されるハーフスキャンの範囲の説明図を示す。図８において、図６と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

この変形例に係る特定部４２は、術者の腕に取り付けられた位置センサ３５ａにより得られた検出結果に基づいて、第１の座標系における位置センサ３５ａの取り付け位置の座標位置から第２の座標系における穿刺位置Ｐとして位置センサ３５ａの位置の座標値（ｘ_０，ｙ_０）を特定する。なお、特定部４２は、被検体Ｅに対して穿刺針３５による穿刺が行われる位置Ｐ´を、位置センサ３５ａにより得られた検出結果から算出し、この位置Ｐ´を穿刺位置Ｐとして算出するようにしてもよい。

この変形例に係る座標変換部４３ａは、座標値（ｘ_０，ｙ_０）を回転体１３の座標系に変換し、図８に示すように第３の座標系における座標値（Ｘ_０，Ｙ_０）を得る。なお、座標変換（移動、回転等）については、公知の手法を用いることができる。

この変形例に係るスキャン基準位置算出部４３ｂは、穿刺位置ＰとＸ線発生部１１が移動する円軌道Ｃの回動中心位置Ｃ_０とから、円軌道Ｃ上のスキャン基準位置Ｓｃを算出する。その具体例として、スキャン基準位置算出部４３ｂは、穿刺位置Ｐの座標値（Ｘ_０，Ｙ_０）と回動中心位置Ｃ_０の座標値（Ｘ_ｃ，Ｙ_ｃ）とを通る直線Ｌが円軌道Ｃと交差する位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する。

被曝量低減モードがハーフスキャンで行われる場合、この変形例に係る設定部４４ａは、スキャン基準位置Ｓｃから±９０度の範囲を一部の区間Ｃｓとして設定する。これにより、スキャン制御部４４は、設定された一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１（高電圧発生部１４）を制御することができる。

以上のように、この変形例に係る算出部４３は、穿刺を行う術者の身体の位置を穿刺位置Ｐとみなしてスキャン基準位置Ｓｃを算出することができる。また、この変形例に係る算出部４３は、穿刺を行う術者の身体に取り付けられた位置センサ３５ａにより得られた検出結果に基づいて、スキャン基準位置Ｓｃを算出することができる。

なお、この変形例では、穿刺を行う術者の腕に位置センサ３５ａが取り付けられた場合について説明したが、これに限定されるものではない。この変形例に係る位置センサ３５ａは、穿刺を行う術者の手等の他の身体の部分に取り付けられてもよい。

＜作用・効果＞
この変形例に係るＸ線ＣＴ装置では、算出部４３は、穿刺を行う術者の身体の位置を穿刺位置Ｐとしてスキャン基準位置Ｓｃを算出することができる。

このように、たとえば、特定部４２により穿刺を行う術者の身体の位置が特定されると、算出部４３は、特定された位置を穿刺位置Ｐとしてスキャン基準位置Ｓｃを算出する。スキャン制御部４４は、円軌道Ｃのうち、算出部４３によって算出されたスキャン基準位置Ｓｃを含む一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１を制御する。すなわち、この変形例に係るＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生部１１は、穿刺位置Ｐに対し被検体Ｅを介してＸ線を曝射することになるため、曝射されたＸ線は被検体Ｅにより吸収される。これにより、ＣＴ透視を行いながら、穿刺位置に近い術者の手や腕の部分の被曝量を低減させることが可能となる。

また、この変形例に係るＸ線ＣＴ装置は、穿刺を行う術者の身体に取り付けられた位置検出手段（たとえば、位置センサ３５ａ）により得られた検出結果に基づいて、穿刺位置Ｐを特定する特定部４２を含むことができる。算出部４３は、特定部４２によって特定された穿刺位置Ｐに対して、スキャン基準位置Ｓｃを算出する。

このように、特定部４２は、穿刺を行う術者の身体の位置から穿刺位置Ｐを特定する。算出部４３は、特定部４２により特定された穿刺位置Ｐに対し被検体Ｅを挟んで対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する。この変形例に係るＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線発生部１１は、穿刺位置Ｐに対し被検体Ｅを介してＸ線を曝射することになるため、曝射されたＸ線は被検体Ｅにより吸収される。これにより、ＣＴ透視を行いながら、穿刺位置に近い術者の手や腕の部分の被曝量を低減させることが可能となる。

（第２実施形態）
第１実施形態又はその変形例では、穿刺針３５等に取り付けられた位置センサ３５ａにより得られた検出結果を用いて穿刺位置を特定する場合について説明したが、位置センサ３５ａを用いることなく穿刺位置を特定することが可能である。第２実施形態では、予備スキャン等により事前に取得された穿刺中の被検体Ｅの穿刺位置を含むボリュームデータに基づいて穿刺位置Ｐが特定される。

図９に、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す。図９において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、特定部が、ボリュームデータに基づいて穿刺位置を特定し、算出部が、特定された穿刺位置に対し被検体Ｅを挟んで対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する。以下、第２実施形態におけるＸ線ＣＴ装置について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜装置構成＞
図９に示すように、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ａは、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０ａとを含んで構成されている。

コンソール装置４０ａの構成が第１実施形態に係るコンソール装置４０の構成と異なる主な点は、位置取得部５０が省略された点と、特定部４２に代えて特定部４２ａが設けられた点と、制御部４９に代えて制御部４９ａが設けられた点である。

第１実施形態に係る制御部４９は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果を用いた穿刺位置の特定制御を行う。これに対し、制御部４９ａは、ボリュームデータに基づく穿刺位置の特定制御を行う。その他の制御について、制御部４９ａは、制御部４９と同様の制御を行う。

第２実施形態では、穿刺位置の特定に先立って、被検体Ｅに対して予備スキャンを行うことにより、被検体Ｅの穿刺位置を含むボリュームデータが事前に作成される。特定部４２ａは、このボリュームデータに基づいて穿刺位置を特定することができる。その具体例として、特定部４２ａは、得られたボリュームデータ内のボクセル群のうち、穿刺針３５を示すボクセルと被検体Ｅの体表面を示すボクセルとを特定する。このとき、特定部４２ａは、ＣＴ値に基づいて、穿刺針３５を示すボクセルと被検体Ｅの体表面を示すボクセルとを特定することができる。そして、特定部４２ａは、特定された穿刺針３５を示すボクセルと被検体Ｅの体表面を示すボクセルとから、被検体Ｅの体表面における穿刺位置を示すボクセルを特定する。たとえば、特定部４２ａは、穿刺針３５を示すボクセルを順番に追跡することにより被検体Ｅの体表面における穿刺針３５を示すボクセルを特定し、特定されたボクセルを、穿刺位置を示すボクセルとして採用することができる。

＜動作＞
次に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ａの動作について説明する。

図１０に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ａの動作フローの一例を示す。ここでは、Ｘ線ＣＴ装置１ａが、被曝量低減モード又は通常モードのうち、指定された動作モードで動作可能であるものとする。被曝量低減モードでは、Ｘ線ＣＴ装置１ａが、予備スキャンを行い、予備スキャンにより得られたボリュームデータに基づいて特定された穿刺位置に対応するスキャン基準位置Ｓｃを求めた後、ハーフスキャンによるＣＴ透視を行う。通常モードでは、Ｘ線ＣＴ装置１ａは、フルスキャンによるＣＴ透視を行う。

（Ｓ１１）
まず、Ｘ線ＣＴ装置１ａは、動作モードの指定を受け付ける。制御部４９ａは、操作部４８を介して動作モードが指定された否かを監視する。操作部４８を介して動作モードが指定されたとき、Ｘ線ＣＴ装置１ａの動作はＳ１２に移行する。

（Ｓ１２）
制御部４９ａは、操作部４８を介して指定された動作モードが被曝量低減モードであるか、通常モードであるかを判定する。指定された動作モードが通常モードであると判定されたとき（Ｓ１２：Ｎ）、Ｘ線ＣＴ装置１ａの動作はＳ１３に移行する。一方、指定された動作モードが被曝量低減モードであると判定されたとき（Ｓ１２：Ｙ）、Ｘ線ＣＴ装置１ａの動作はＳ１４に移行する。

（Ｓ１３）
Ｘ線ＣＴ装置１ａは、Ｓ０３と同様に、フルスキャンでＣＴ透視を行い、ボリュームデータを作成する。このようなＣＴ透視の終了に伴い、Ｘ線ＣＴ装置１ａは、一連の動作を終了する（エンド）。

（Ｓ１４）
Ｘ線ＣＴ装置１ａは、予備スキャンを行う。予備スキャンでは、円軌道全体（３６０度）でＸ線曝射が行われる。具体的には、スキャン制御部４４の制御により、Ｘ線発生部１１は、被検体Ｅに対して円軌道全体でＸ線を曝射する。

（Ｓ１５）
Ｘ線ＣＴ装置１ａのＸ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出し、その検出データを取得する。Ｘ線検出部１２によって検出された検出データは、データ収集部１８で収集され、処理部４１（前処理部４１ａ）に送られる。

（Ｓ１６）
Ｘ線ＣＴ装置１ａは、Ｓ１５において得られた検出データに基づいて投影データを作成する。具体的には、前処理部４１ａは、Ｓ１５で得られた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の前処理を行うことにより、投影データを作成する。作成された投影データは、制御部４９ａの制御に基づき、再構成処理部４１ｂに送られる。

（Ｓ１７）
Ｘ線ＣＴ装置１ａは、Ｓ１６において作成された投影データに基づいてボリュームデータを作成する。具体的には、再構成処理部４１ｂは、Ｓ１６において作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。そして、再構成処理部４１ｂは、複数の断層画像データを補間処理することによりボリュームデータを作成する。

（Ｓ１８）
特定部４２ａは、Ｓ１７において作成されたボリュームデータに基づいて、上記したように穿刺位置を特定する。

（Ｓ１９）
算出部４３は、Ｓ１８において特定された穿刺位置に対し被検体Ｅを挟んで対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置として算出する。すなわち、座標変換部４３ａは、Ｓ１８において特定された穿刺位置（座標値）を円軌道Ｃの座標系に変換する。スキャン基準位置算出部４３ｂは、座標変換部４３ａにより座標変換された穿刺位置からスキャン基準位置Ｓｃを算出する。この実施形態では、スキャン基準位置算出部４３ｂは、第１実施形態又はその変形例と同様にスキャン基準位置Ｓｃを算出する。Ｓ１９は、「算出ステップ」の一例である。

（Ｓ２０）
設定部４４ａは、Ｓ１９において算出されたスキャン基準位置Ｓｃがその中間位置となるように一部の区間Ｃｓを設定する。この実施形態では、設定部４４ａは、スキャン基準位置Ｓｃから±９０度の範囲が一部の区間Ｃｓとなるようにハーフスキャンの範囲を設定する。

（Ｓ２１）
スキャン制御部４４は、Ｓ２０において設定された一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１（高電圧発生部１４）を制御する。つまり、スキャン制御部４４は、Ｓ０７と同様に、ＣＴ透視を行い、ボリュームデータを作成する。Ｓ２１は、「スキャン制御ステップ」の一例である。このようなＣＴ透視の終了に伴い、Ｘ線ＣＴ装置１ａは、一連の動作を終了する（エンド）。

なお、特定部４２ａ及び制御部４９ａもまた、たとえば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、又はＡＳＩＣ等の図示しない処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はＨＤＤ等の図示しない記憶装置とによって構成されていてもよい。記憶装置には、特定部４２ａの機能を実行するための特定部処理用プログラムが記憶されている。また、記憶装置には、制御部４９ａの機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ等の処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。

＜作用・効果＞
この実施形態の作用及び効果について説明する。

この実施形態のＸ線ＣＴ装置１ａは、特定部４２ａを含むことができる。特定部４２ａは、検出データから作成された投影データを再構成処理することにより得られたボリュームデータに基づいて穿刺位置を特定する。算出部４３は、特定部４２ａによって特定された穿刺位置に対して、スキャン基準位置Ｓｃを算出する。スキャン制御部４４は、円軌道Ｃのうち、算出部４３によって算出されたスキャン基準位置Ｓｃを含む一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１を制御する。これにより、ＣＴ透視を行いながら、穿刺位置に近い術者の手や腕の部分の被曝量を低減させることが可能となる。また、穿刺位置を特定するための位置センサや位置取得部等のハードウェアを不要にすることができる。更に、ボリュームデータにより穿刺位置を正確に特定することも可能となる。

（第３実施形態）
第１実施形態又はその変形例や第２実施形態では、位置センサ３５ａにより得られた検出結果を用いて穿刺位置を特定したり、ボリュームデータに基づいて穿刺位置を特定したりする場合について説明したが、これに限定されるものではない。第３実施形態では、指定手段としての操作部４８を介して穿刺位置が指定される。

図１１に、第３実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す。図１１において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、操作部４８を介して指定された穿刺位置を用いて、算出部が、被検体Ｅを挟んで対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置Ｓｃとして算出する。以下、第３実施形態におけるＸ線ＣＴ装置について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

＜装置構成＞
図１１に示すように、第３実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｂは、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０ｂとを含んで構成されている。

コンソール装置４０ｂの構成が第１実施形態に係るコンソール装置４０の構成と異なる主な点は、特定部４２及び位置取得部５０が省略された点と、制御部４９に代えて制御部４９ｂが設けられた点である。

第１実施形態に係る制御部４９は、位置センサ３５ａにより得られた検出結果を用いた穿刺位置の特定制御を行う。これに対し、制御部４９ｂは、操作部４８を介して指定された穿刺位置に対するスキャン基準位置Ｓｃの算出制御を行う。その他の制御について、制御部４９ｂは、制御部４９と同様の制御を行う。

＜動作＞
次に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｂの動作について説明する。

図１２に、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｂの動作フローの一例を示す。ここでは、Ｘ線ＣＴ装置１ｂが、被曝量低減モード又は通常モードのうち、指定された動作モードで動作可能であるものとする。被曝量低減モードでは、Ｘ線ＣＴ装置１ｂが、操作部４８を介して指定された穿刺位置に対応するスキャン基準位置Ｓｃを求めた後、ハーフスキャンによるＣＴ透視を行う。通常モードでは、Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、フルスキャンによるＣＴ透視を行う。

（Ｓ３１）
Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、動作モードの指定を受け付ける。制御部４９ｂは、操作部４８を介して動作モードが指定された否かを監視する。操作部４８を介して動作モードが指定されたとき、Ｘ線ＣＴ装置１ｂの動作はＳ３２に移行する。

（Ｓ３２）
制御部４９ｂは、操作部４８を介して指定された動作モードが被曝量低減モードであるか、通常モードであるかを判定する。指定された動作モードが通常モードであると判定されたとき（Ｓ３２：Ｎ）、Ｘ線ＣＴ装置１ｂの動作はＳ３３に移行する。一方、指定された動作モードが被曝量低減モードであると判定されたとき（Ｓ３２：Ｙ）、Ｘ線ＣＴ装置１ｂの動作はＳ３４に移行する。

（Ｓ３３）
Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、Ｓ０３と同様に、フルスキャンでＣＴ透視を開始する。ＣＴ透視の終了に伴い、Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、一連の動作を終了する（エンド）。

（Ｓ３４）
Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、穿刺位置の指定を受け付ける。制御部４９ｂは、操作部４８を介して穿刺位置が指定されたか否かを監視する。操作部４８を介して穿刺位置が指定されたとき、Ｘ線ＣＴ装置１ｂの動作はＳ３５に移行する。

（Ｓ３５）
算出部４３は、Ｓ３４において指定された穿刺位置に対し被検体Ｅを挟んで対向する円軌道Ｃ上の位置をスキャン基準位置として算出する。すなわち、座標変換部４３ａは、Ｓ３４において指定された穿刺位置（座標値）を円軌道Ｃの座標系に変換する。スキャン基準位置算出部４３ｂは、座標変換部４３ａにより座標変換された穿刺位置からスキャン基準位置Ｓｃを算出する。この実施形態では、スキャン基準位置算出部４３ｂは、第１実施形態又はその変形例と同様にスキャン基準位置Ｓｃを算出する。なお、操作部４８を介して指定される穿刺位置は、円軌道Ｃの座標系における座標値であってもよい。この場合、座標変換部４３ａによる座標変換を行う必要がなくなる。Ｓ３５は、「算出ステップ」の一例である。

（Ｓ３６）
設定部４４ａは、Ｓ３５において算出されたスキャン基準位置Ｓｃがその中間位置となるように一部の区間Ｃｓを設定する。この実施形態では、設定部４４ａは、スキャン基準位置Ｓｃから±９０度の範囲が一部の区間Ｃｓとなるようにハーフスキャンの範囲を設定する。

（Ｓ３７）
スキャン制御部４４は、Ｓ３６において設定された一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようＸ線発生部１１（高電圧発生部１４）を制御する。つまり、スキャン制御部４４は、ＣＴ透視を開始する。

ＣＴ透視が開始されると、Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、Ｓ０７と同様に、ハーフスキャンで被検体Ｅに対してＸ線スキャンを行い、複数の断層画像データを作成する。Ｓ３７は、「スキャン制御ステップ」の一例である。ＣＴ透視の終了に伴い、Ｘ線ＣＴ装置１ｂは、一連の動作を終了する（エンド）。

なお、制御部４９ｂもまた、たとえば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、又はＡＳＩＣ等の図示しない処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はＨＤＤ等の図示しない記憶装置とによって構成されていてもよい。記憶装置には、制御部４９ｂの機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ等の処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。

＜作用・効果＞
この実施形態の作用及び効果について説明する。

この実施形態のＸ線ＣＴ装置１ｂでは、算出部４３は、指定手段（たとえば、操作部４８）により指定された穿刺位置に対して、スキャン基準位置Ｓｃを算出することができる。スキャン制御部４４は、円軌道Ｃのうち、算出部４３によって算出されたスキャン基準位置Ｓｃを含む一部の区間ＣｓでＸ線を曝射するようにＸ線発生部１１を制御する。これにより、ＣＴ透視を行いながら、穿刺位置に近い術者の手や腕の部分の被曝量を低減させることが可能となる。また、穿刺位置を特定するための位置センサや位置取得部等のハードウェアを不要にすることができる。

（その他）
上記の実施形態において、特定部による穿刺位置の特定方法として、位置センサやボリュームデータを利用する方法について説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、特定部は、撮影手段としてのカメラにより撮影された画像を画像処理することにより穿刺位置を特定するようにしてもよい。たとえば、特定部は、穿刺位置と予め決められた複数の基準位置とを含む範囲をカメラにより撮影することで得られた画像から、カメラ位置を逆算し、その後、穿刺位置の３次元座標位置を推定し、この位置を穿刺位置として特定するようにしてもよい。なお、穿刺位置として、穿刺針、穿刺具、又は術者の手や腕をカメラで撮影して、これらの位置を特定するようにしてもよい。或いは、特定部は、カメラにより撮影された画像から、予め設定された被検体Ｅの体表面の領域や穿刺針の形状等を用いて穿刺位置を特定するようにしてもよい。また、特定部は、予め決められた位置及び向きに設定されたカメラにより撮影された画像内の基準となる距離を用いて、穿刺位置を特定するようにしてもよい。

また、上記の実施形態において、円軌道の一部の区間として、円軌道全体の半分に相当する１８０度（＋ファン角）の区間でＸ線曝射を行うハーフスキャンを例に説明したが、スキャンの範囲はこれに限定されるものではない。スキャンの範囲は、必要とされる画質が得られる程度の範囲でよい。

また、上記の実施形態において、穿刺位置の変更が検出されたときにスキャンの範囲を変更することで、穿刺中にリアルタイムでスキャン範囲を変更することにより被曝量の低減を図るＸ線ＣＴ装置を提供することが可能である。

また、上記の実施形態において、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出部１２が設けられ回動可能に構成された回転体１３を有するものとして説明したが、これに限定されない。Ｘ線ＣＴ装置は、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管が被検体の周囲を回転するタイプのものであってもよい。

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、１ａ、１ｂ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ Ｘ線発生部
１２ Ｘ線検出部
１３ 回転体
１４ 高電圧発生部
１５ 架台駆動部
１６ Ｘ線絞り部
１７ 絞り駆動部
１８ データ収集部
３０ 寝台装置
３２ 寝台駆動部
３３ 寝台天板
３４ 基台
３５ 穿刺針
３５ａ 位置センサ
３６ 穿刺具
４０、４０ａ、４０ｂ コンソール装置
４１ 処理部
４１ａ 前処理部
４１ｂ 再構成処理部
４１ｃ レンダリング処理部
４２、４２ａ 特定部
４３ 算出部
４３ａ 座標変換部
４３ｂ スキャン基準位置算出部
４４ スキャン制御部
４４ａ 設定部
４５ 表示制御部
４６ 記憶部
４７ 表示部
４８ 操作部
４９、４９ａ、４９ｂ 制御部
５０ 位置取得部
Ｃ 円軌道
Ｃｓ 一部の区間
Ｅ 被検体
Ｐ 穿刺位置
Ｓｃ スキャン基準位置

Claims (5)

1. 被検体の周囲の円軌道に沿って回動可能に設けられたＸ線発生部を有し、前記被検体に対して前記Ｘ線発生部からＸ線を曝射することにより前記被検体をＸ線でスキャンし、検出データを取得するＸ線ＣＴ装置であって、
   前記検出データから作成された投影データを再構成処理することにより得られたボリュームデータに基づいて前記被検体の穿刺位置を特定する特定部と、
   前記被検体を挟んで前記特定部により特定された前記被検体の穿刺位置に対向する前記円軌道上の位置をスキャン基準位置として算出する算出部と、
   前記円軌道のうち、前記算出部によって算出された前記スキャン基準位置を含む一部の区間で前記Ｘ線を曝射するように前記Ｘ線発生部を制御するスキャン制御部と
   前記スキャン制御部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が動作モードとして被曝量低減モードが選択されたと判定した場合に、
   前記特定部は、前記スキャン制御部により行われた予備スキャンによって取得された前記検出データから得られた前記ボリュームデータを基に前記被検体の穿刺位置を特定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記算出部は、
   前記特定部により特定された前記被検体の前記穿刺位置と前記円軌道の回動中心位置とを通る直線が前記円軌道と交差する位置を前記スキャン基準位置として算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記スキャン制御部は、
   前記算出部によって算出された前記スキャン基準位置が中間位置となる前記一部の区間で前記Ｘ線を曝射するように前記Ｘ線発生部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記スキャン制御部は、
   前記算出部によって算出された前記スキャン基準位置を含む区間でハーフスキャンを行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 被検体の周囲の円軌道に沿って回動可能に設けられたＸ線発生部を有し、前記被検体に対して前記Ｘ線発生部からＸ線を曝射することにより前記被検体をＸ線でスキャンし、検出データを取得するＸ線ＣＴ装置の制御方法であって、
   動作モードとして被曝量低減モードが選択されたか否かを判定する判定ステップと、
   前記被曝量低減モードが選択された場合に行われる予備スキャンによって取得された前記検出データから作成された投影データを再構成処理することにより得られたボリュームデータに基づいて特定された前記被検体の穿刺位置に前記被検体を挟んで対向する前記円軌道上の位置をスキャン基準位置として算出する算出ステップと、
   前記円軌道のうち、前記算出ステップにおいて算出された前記スキャン基準位置を含む一部の区間で前記Ｘ線を曝射するように前記Ｘ線発生部を制御するスキャン制御ステップと
   を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。

Images