WO2014077394A1 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び情報処理装置 - Google Patents

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び情報処理装置 Download PDF

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WO2014077394A1
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correction
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correction parameter
computed tomography
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将央 山鼻
信哉 川鍋
隆宏 養田
莉紗 大西
広行 小貫
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株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]

Definitions

  • the present embodiment relates to an X-ray computed tomography apparatus and an information processing apparatus.
  • Detecting abnormal states in X-ray computed tomography equipment For example, the abnormality of the X-ray computed tomography apparatus can be confirmed by observing an error log or a reconstructed image. In this case, a change in the state of the apparatus cannot be noticed unless an abnormal state occurs.
  • An object of the embodiment is to provide an X-ray computed tomography apparatus and an information processing apparatus capable of grasping the operating state of the apparatus at an arbitrary time.
  • the X-ray computed tomography apparatus includes an X-ray tube that generates X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray tube, and an electrical signal from the X-ray detector.
  • a reconstructed image generating unit that generates a reconstructed image based on the output data based on the correction data, and a correction parameter related to correction performed to reduce noise or artifacts in processing in the reconstructed image generating unit in time series
  • a notification unit for reporting the occurrence.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a correction parameter collection phase by the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a typical flow of processing relating to the analysis phase of the correction parameter performed under the control of the system control unit in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the statistical value calculation process in step S3 and the determination process in step S4 of FIG. 3, and is a diagram showing a graph showing the change over time of the correction parameter.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an information processing apparatus according to a modification.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment.
  • the X-ray computed tomography apparatus includes a gantry 10 and a console 30.
  • the gantry 10 is installed in a CT imaging room such as a hospital.
  • the console 30 is installed in a CT room or a control room adjacent to the CT room.
  • the console 30 controls the gantry 10 according to an instruction from the operator.
  • the gantry 10 is equipped with a rotating frame 11 in a housing (not shown) in which an opening is formed.
  • the rotating frame 11 is accommodated in the casing so that the central axis Z of the casing and the central axis (rotating axis) Z of the rotating frame 11 coincide.
  • the rotating frame 11 is equipped with an X-ray tube 13 and an X-ray detector 15 that are arranged to face each other.
  • the rotating frame 11 supports the X-ray tube 13 and the X-ray detector 15 so as to be rotatable around the rotation axis Z.
  • An FOV field of view
  • the top plate 17 is positioned so that the imaging region of the subject (patient) P is included in the FOV.
  • the rotating frame 11 is connected to the rotation driving unit 19.
  • the rotation drive unit 19 rotates the rotating frame 11 at a constant angular velocity according to control by the scan control unit 51 in the console 30, and rotates the X-ray tube 13 and the X-ray detector 15 about the rotation axis Z.
  • the X-ray tube 13 receives an application of a high voltage and a supply of filament current from the high voltage generator 21 to generate X-rays.
  • the high voltage generator 21 applies a high voltage to the X-ray tube 13 according to the control by the scan controller 51 and supplies a filament current to the X-ray tube 13.
  • the X-ray detector 15 detects X-rays generated from the X-ray tube 13 and transmitted through the subject P.
  • the X-ray detector 15 is equipped with a plurality of X-ray detection elements arranged in a two-dimensional shape.
  • the plurality of X-ray detection elements are arranged along an arc centered on the rotation axis Z.
  • the arrangement direction of the X-ray detection elements along the arc is called a channel direction.
  • a plurality of X-ray detection elements arranged along the channel direction is called an X-ray detection element array.
  • the plurality of X-ray detection element rows are arranged along the row direction along the rotation axis Z.
  • Each X-ray detection element detects X-rays generated from the X-ray tube 13 and generates an electric signal (current signal) corresponding to the detected X-ray intensity.
  • the generated electrical signal is supplied to the data collection unit 23.
  • the data collection unit 23 collects raw data corresponding to the electrical signal via the X-ray detector 15 according to the control by the scan control unit 51. Specifically, the data collection unit 23 generates an integration signal for each view based on an analog electrical signal from the X-ray detector 15, and performs A / D conversion on the integration signal to generate digital data. Digital data is called raw data.
  • the view corresponds to the rotation angle of the rotating frame 11 around the rotation axis Z. In terms of signal processing, the view corresponds to a data sampling point when the rotating frame 11 is rotated.
  • the raw data is supplied to the console 30 by a non-contact data transmission unit (not shown) provided in the gantry 10.
  • the console 30 includes a preprocessing unit 31, a reconstruction unit 33, an image processing unit 35, a correction parameter storage unit 37, a correction parameter analysis unit 39, a notification unit 41, a display unit 43, a speaker 45, an operation unit 47, and a main storage unit 49.
  • the preprocessing unit 31, the reconstruction unit 33, and the image processing unit 35 constitute a reconstruction image generation unit.
  • the preprocessing unit 31 performs preprocessing such as logarithmic conversion on the raw data from the gantry 10 to generate projection data.
  • the preprocessing includes various correction processes for raw data in addition to logarithmic conversion.
  • the preprocessing unit 31 also functions as a raw data correction unit.
  • the projection data is stored in the main storage unit 47 in view units.
  • the reconstruction unit 33 generates reconstructed image data (hereinafter referred to as CT image data) that expresses the spatial distribution of CT values in the imaging region based on the projection data.
  • CT image data reconstructed image data
  • Image reconstruction algorithms include analytical image reconstruction methods such as FBP (filtered back projection) method, successive approximation such as ML-EM (maximum likelihood expectation maximization) method and OS-EM (ordered subset expectation maximization) method
  • An existing image reconstruction algorithm such as an image reconstruction method may be used.
  • Each image reconstruction algorithm incorporates various correction processes for projection data.
  • the reconstruction unit 33 also functions as a reconstruction correction unit.
  • the CT image is stored in the main storage unit 47.
  • the image processing unit 35 performs various types of image processing on the CT image data.
  • image processing include three-dimensional image processing and image correction processing.
  • 3D image processing include volume rendering, surface rendering, pixel value projection processing, MPR (multi-planar reconstruction), and the like.
  • MIP maximum value projection method
  • a two-dimensional display image is generated from the CT image data by three-dimensional image processing.
  • the image correction process includes various correction processes for CT image data. In this way, the image processing unit 35 also functions as an image correction unit.
  • the correction parameter storage unit 37 stores correction parameters related to correction processing by the preprocessing unit 31, the reconstruction unit 33, and the image processing unit 35 in time series.
  • the correction parameter includes a correction value (correction intensity) directly applied to actual data such as raw data, projection data, and CT image data, and a measurement value used for calculation of the correction value. Further, the correction parameter may include the number of times the correction process is repeated.
  • the correction parameter is generated by the preprocessing unit 31, the reconstruction unit 33, or the image processing unit 35 depending on the type of correction processing.
  • the correction parameter is stored in association with the generation time.
  • the correction parameter analysis unit 39 determines whether or not the statistical value of the correction parameter stored in time series in the correction parameter storage unit 37 exceeds a predetermined threshold value. As the statistical value, a statistical index for evaluating the temporal variation of the correction parameter is applied.
  • the notification unit 41 notifies the operating state of the X-ray computed tomography apparatus 1 diagnosed by the correction parameter analysis unit 39. Specifically, the notification unit 41 issues a warning when the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value exceeds the threshold value. For example, the notification unit 41 issues a warning for reporting that there is an abnormality via the display unit 43 or the speaker 45. When the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value does not exceed the threshold value, the notification unit 41 notifies the fact via the display unit 43 or the speaker 45, for example.
  • the display unit 43 displays a warning text on the display device in accordance with the instruction from the notification unit 41. Further, when the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value does not exceed the threshold value, the display unit 43 displays the fact on the display device according to the instruction from the notification unit 41.
  • the display device for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, a plasma display, or the like can be used as appropriate.
  • the display unit 43 can also display various information that can be displayed in a normal CT examination such as a display image and a scan plan screen.
  • the speaker 45 When the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value exceeds the threshold value, the speaker 45 emits a voice message or a warning sound according to an instruction from the notification unit 41. In addition, when the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value does not exceed the threshold, the speaker 45 emits a voice message or a notification sound to that effect in accordance with an instruction from the notification unit 41.
  • the operation unit 47 receives various commands and information input from the user by the input device.
  • an input device a keyboard, a mouse, various switches, and the like can be used.
  • the main storage unit 49 is a main memory that stores various information.
  • the main storage unit 49 stores projection data, CT image data, and display image data.
  • the scan control unit 51 controls the rotation drive unit 19, the high voltage generation unit 21, and the data collection unit 23 so that the CT scan is executed according to the scan plan.
  • the system control unit 53 functions as the center of the X-ray computed tomography apparatus 1.
  • the system control unit 53 reads the operating state diagnosis program according to the present embodiment from the storage unit 23 and controls various components according to the read program. Thereby, the operation state diagnosis process according to the present embodiment is executed.
  • the operating state diagnosis process according to the present embodiment is divided into a correction parameter collection phase and a correction parameter analysis phase.
  • correction parameter collection phases will be described.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a correction parameter collection phase by the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment.
  • the correction parameter collection phase is automatically executed for each CT scan.
  • the gantry 10 collects digital raw data corresponding to the output of the X-ray detector.
  • the preprocessing unit 31 performs preprocessing on the raw data to generate projection data. At this time, the preprocessing unit 31 performs a correction process on the raw data. Examples of correction processing by the preprocessing unit 31 include correction processing performed on raw data in normal X-ray CT such as X-ray intensity correction and offset correction.
  • X-ray intensity correction is performed in order to reduce fluctuations in the intensity of X-rays generated from the X-ray tube 13, that is, influence on raw data due to output unevenness.
  • X-rays vary with time due to temporal variations in tube voltage and temporal variations in tube current.
  • the temporal variation of the X-ray intensity causes an artifact in the CT image data.
  • correction parameters such as an X-ray output value are used.
  • the X-ray output value is detected by, for example, a reference detector separate from the X-ray detector 15.
  • the reference detector is installed at a position where no object is interposed between the X-ray tube 13 and detects X-rays generated from the X-ray tube 13 and not passing through the object.
  • the X-ray output value is measured by the reference detector before or during the CT scan.
  • the measured X-ray output value is stored in the correction parameter storage unit 37 in association with the measurement time.
  • the preprocessing unit 31 corrects the raw data using the X-ray output value detected by the reference detector.
  • the correction parameter related to the X-ray intensity correction is not limited to the X-ray output value by the reference detector, and may be, for example, a tube voltage value or a tube current value measured by the high voltage generator 21.
  • the correction parameter related to the X-ray intensity correction is not limited to the X-ray output value from the reference detector, the tube voltage value, and the tube current value, and may be any parameter used for X-ray intensity correction.
  • the offset correction is performed in order to reduce the influence on the raw data due to fluctuations in input / output characteristics between a plurality of X-ray detection elements included in the X-ray detector 15, that is, output unevenness. Even with the same product standard, the input / output characteristics between the X-ray detection elements will not be completely the same even under the same conditions due to factors such as non-uniform shapes and materials and the surrounding environment. In some cases, the input / output characteristics of a faulty X-ray detection element and the input / output characteristics of a normal X-ray detection element are different. Variations in the input / output characteristics between the X-ray detection elements cause artifacts in the CT image data.
  • a correction parameter such as an output value from each X-ray detection element of the X-ray detector 15 (hereinafter referred to as a detector output value) is used.
  • the detector output value from each X-ray detection element is typically measured before the CT scan.
  • the detector output value is stored in the correction parameter storage unit 37 in association with the X-ray detection element number and the measurement time.
  • the preprocessing unit 31 corrects the raw data based on the detector output values of the plurality of X-ray detection elements. For example, the preprocessing unit 31 sets the gain value for making the detector output values of the X-ray detection elements uniform under the same conditions based on the detector output values of the plurality of X-ray detection elements. Decide every time.
  • the determined gain value is applied to the detector output value of each X-ray detection element.
  • This gain value may be used as a correction parameter.
  • the gain value is stored in the correction parameter storage unit 37 in association with the X-ray detection element number and the calculation time.
  • correction parameter related to the offset correction is not limited to the detector output value and gain value from each X-ray detection element, and any parameter used for offset correction may be used.
  • the correction processing by the preprocessing unit 31 is not limited to this.
  • the correction processing by the preprocessing unit 31 may be beam hardening correction or body motion correction
  • the correction parameter may be a correction parameter related to beam hardening correction or a correction parameter related to body motion correction.
  • the reconstruction unit 33 performs reconstruction processing on the projection data to generate CT image data.
  • a correction process for projection data is incorporated. Examples of correction processing by the reconstruction unit 33 include ring correction and noise reduction processing.
  • Ring correction is performed to reduce data components (hereinafter referred to as ring components) that cause ring-shaped artifacts.
  • the processing intensity of the ring correction or the number of repetitions is used as the correction parameter related to the ring correction.
  • the processing intensity is, for example, a coefficient of a function for reducing the ring component.
  • the number of iterations is the number of times ring correction is performed repeatedly.
  • the processing intensity or the number of repetitions is adjusted by the reconstruction unit 33 based on the projection data, or is adjusted by the user via the operation unit 47.
  • the processing intensity or the number of repetitions is stored in the correction parameter storage unit 37 in association with the measurement time.
  • the noise reduction process is performed to reduce noise components. Specifically, the noise reduction process is realized by a smoothing process for reducing a noise component included in the projection data. Smoothing intensity is used as a correction parameter for noise reduction processing. The processing intensity is stored in the correction parameter storage unit 37 in association with the measurement time.
  • the image processing unit 35 performs image correction processing on the CT image data.
  • Examples of image correction processing for CT image data executed by the image processing unit include ring correction and noise reduction processing.
  • the ring correction and noise reduction processing performed by the image processing unit 35 is performed in the same manner as the ring correction and noise reduction processing performed by the reconstruction unit 33, and only the processing target is different. That is, the ring correction and noise reduction processing by the image processing unit 35 is for CT image data, and the ring correction and noise reduction processing by the reconstruction unit 33 is for projection data. In other words, the image processing unit 35 generates CT image data (reconstructed image) after image correction processing.
  • the correction parameter storage unit 37 collects and stores various correction parameters from the preprocessing unit 31, the reconstruction unit 33, and the image processing unit 35. Each time the correction parameter is calculated or measured, the correction parameter is stored in the correction parameter storage unit 37 in association with the generation time. In this way, the correction parameter storage unit 37 stores the correction parameters in time series.
  • FIG. 3 is a diagram showing a typical flow of processing related to the correction parameter analysis phase performed under the control of the system control unit 53.
  • the system control unit 53 waits for a correction parameter analysis instruction (step S1).
  • a correction parameter analysis instruction When the user wants to know the operating state of the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment, the user inputs an analysis start instruction via the operation unit 47 or the like.
  • the correction parameter analysis processing can be executed only by medical personnel such as doctors and engineers without depending on the service person. Therefore, the analysis start instruction may be given by a service person or a medical care provider.
  • step S1 When the user gives an instruction to start analysis via the operation unit 47 (step S1: YES), the system control unit 53 causes the correction parameter analysis unit 39 to perform a reading process (step S2).
  • step S ⁇ b> 2 the correction parameter analysis unit 39 reads time-series correction parameters to be analyzed from the correction parameter storage unit 37.
  • the type of correction parameter to be analyzed can be arbitrarily selected by the operation unit 47 or the like.
  • the type of correction parameter to be analyzed may be one type or a plurality of types.
  • step S3 the system control unit 53 causes the correction parameter analysis unit 39 to perform calculation processing (step S3).
  • the correction parameter analysis unit 39 calculates a statistical value based on the read time-series correction parameters.
  • the statistical value is used to evaluate the dynamic statistics of the time series correction parameter.
  • one statistical value is calculated based on one type of correction parameter.
  • Statistical values include, for example, the average value, the change amount of the average value, the standard deviation, the change amount of the standard deviation, the variance, the change amount of the variance, the standard distribution, the change amount of the standard distribution, the number of exception points, and the change in the number of exception points Amount and the like. Note that one statistical value may be calculated based on a plurality of types of correction parameters.
  • step S4 the system control unit 53 causes the correction parameter analysis unit 39 to perform determination processing (step S4).
  • step S4 the correction parameter analysis unit 39 determines whether or not the statistical value calculated in step S3 exceeds a threshold value.
  • the threshold value is set in advance according to the combination of the correction parameter type and the statistical value type. Further, the threshold value may be calculated based on a past correction parameter related to the normal time, or may be set to an arbitrary value via the operation unit 47 by the user. It is also possible to identify a deteriorated component in the X-ray computed tomography apparatus according to the type of correction parameter and the type of statistical value.
  • FIG. 4 is a diagram showing a graph in which correction parameters are plotted.
  • the vertical axis of the graph of FIG. 4 is defined as a correction parameter (the number of repetitions of ring correction), and the horizontal axis is defined as time.
  • black points are sampling points for correction parameters
  • cross points are exceptional sampling points for correction parameters
  • solid lines are fitting curves FC
  • dotted lines are standard distribution lines CL1, and standard distribution lines CL2.
  • the correction parameter analysis unit 39 plots the read time-series correction parameters on the graph of FIG.
  • the correction parameter analysis unit 39 calculates a fitting curve FC, a standard distribution line CL1, and a standard distribution line CL2 based on sampling points of time series correction parameters.
  • the fitting curve is a time change curve of the moving average value of the correction parameter at each time.
  • the standard distribution line CL1 is a curve shifted to the + side by a standard deviation from the fitting curve FC
  • the standard distribution line CL2 is a curve shifted to the ⁇ side by a standard deviation from the fitting curve FC.
  • the correction parameter analysis unit 39 counts sampling points distributed outside the standard distribution line CL1 and the standard distribution line CL2 from the sampling points as exception points.
  • the stability of the X-ray tube 13 can be measured by the degree of spread of the standard distribution.
  • the spread degree of the standard distribution is calculated based on the difference between the standard distribution line CL1 and the standard distribution line CL2 at each time.
  • a change in the condition of the X-ray tube 13 is estimated.
  • the variation of the X-ray detection element can be measured by the change amount of the average value, that is, the degree of curvature of the fitting.
  • the degree of curvature of the fitting is calculated based on the time derivative of the average value at each time. When the change amount of the average value exceeds the threshold value, the fluctuation of the X-ray detection element is estimated.
  • the state of the environment holding device such as the X-ray tube cooling device or the X-ray detector heater device is estimated based on the amount of change in the number of exception points.
  • the amount of change in the number of exception points exceeds the threshold value, the fluctuation of the environment holding device is estimated.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the statistical value exceeds the threshold (step S4: YES), the system control unit 53 causes the notification unit 41 to perform a warning notification process (step S5).
  • the notification unit 41 warns through the display unit 43 and the speaker 45 that the statistical value exceeds the threshold value. For example, the notification unit 41 displays a warning text such as “Check the device” on the display unit 43, or makes a sound such as “Check the device” or a warning sound on the speaker 45. I will let you.
  • the notification unit 41 notifies the display unit 43 and the speaker 45 that the component is to be inspected. You may do it.
  • step S4 When it is determined in step S4 that the statistical value does not exceed the threshold (step S4: NO), the system control unit 53 causes the notification unit 41 to perform safety notification processing (step S6).
  • the notification unit 41 warns through the display unit 43 and the speaker 45 that the statistical value does not exceed the threshold value. For example, the notification unit 41 causes the display unit 43 to display a sentence such as “device state is good”, or causes the speaker 45 to emit a sound such as “device state is good” or a sound indicating that the state is good. Or let it fire.
  • the X-ray computed tomography apparatus includes a correction unit (preprocessing unit 31, reconstruction unit 33, image processing unit 35), correction parameter storage unit 37, correction parameter analysis unit 39, And the alerting
  • the correction unit corrects the output data based on the electrical signal from the X-ray detector 15.
  • the correction parameter storage unit 37 stores correction parameters related to correction by the correction unit in time series.
  • the correction parameter analysis unit 39 determines whether or not the statistical value of the correction parameter stored in time series in the correction parameter storage unit 37 exceeds a threshold value.
  • the notification unit 41 issues a warning when the statistical value exceeds the threshold value.
  • correction parameter calculation / measurement function is built into the normal CT scan algorithm. Therefore, correction parameters can be stored in the correction parameter storage unit 37 during normal CT scanning without any modification to the X-ray computed tomography apparatus.
  • the correction parameter is sensitively reflected in the state of each component for each CT scan. Therefore, the correction parameter analysis unit 39 performs a dynamic statistical analysis on the time-series correction parameters accumulated in the correction parameter storage unit 37, so that the user can know the sign of failure or deterioration before the device becomes unusable due to failure or deterioration. Can be notified.
  • a user who has confirmed a sign of failure or deterioration can examine the inspection time, adjust the CT value correction parameter at the time of inspection, and prepare replacement parts before the apparatus becomes unusable.
  • the correction parameter analysis processing according to the present embodiment does not require difficult operations or specialized knowledge, so it is performed by a medical staff in a facility where the X-ray computed tomography apparatus is installed, without depending on a service person. can do. Since the analysis process statistically analyzes the correction parameters accumulated in advance in the correction parameter storage unit 37, there is no need to newly perform a CT scan. Therefore, the user can execute the correction parameter analysis processing without burden in terms of time and labor.
  • the configuration of the X-ray computed tomography apparatus described above is an example, and is not limited to the above configuration.
  • some of the components included in the X-ray computed tomography apparatus may be mounted on another information processing apparatus.
  • an information processing apparatus according to the modification will be described.
  • components having substantially the same functions as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and redundant description is provided only when necessary.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an information processing apparatus 200 according to a modification.
  • the X-ray computed tomography apparatus 100 includes a gantry 10 and a console 30.
  • the console 30 includes components other than the components related to the analysis of correction parameters.
  • the console 30 according to the modification includes a preprocessing unit 31, a reconstruction unit 33, an image processing unit 35, a notification unit 41, a display unit 43, a speaker 45, an operation unit 47, a main storage unit 49, and scan control.
  • Unit 51 and system control unit 53 is a diagram illustrating a configuration of an information processing apparatus 200 according to a modification.
  • the information processing apparatus 200 includes a correction parameter storage unit 37, a correction parameter analysis unit 39, a communication unit 63, an operation unit 65, and a display unit 67 with the control unit 61 as a center.
  • the communication unit 63 performs information communication with the X-ray computed tomography apparatus via a network.
  • the display unit 65 displays information on the display device.
  • the operation unit 65 receives various commands and information input from the user by the input device.
  • the communication unit 63 receives the correction parameters used in a series of correction processes related to the reconstructed image generation process in the X-ray computed tomography apparatus 100.
  • the reconstructed image generation process includes various processes executed from a pre-process for raw data to an image process for a reconstructed image through an image reconstruct process.
  • the received correction parameters are stored in the correction parameter storage unit 37 in time series.
  • the correction parameter analysis unit 39 determines whether or not an abnormality has occurred based on the temporal variation of the correction parameter from the X-ray computed tomography apparatus 100.
  • the communication unit 63 transmits a signal indicating the determination result by the correction parameter analysis unit 39 to the X-ray computed tomography apparatus 100.
  • the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value does not exceed the threshold value, a normal signal is transmitted, and when the correction parameter analysis unit 39 determines that the statistical value exceeds the threshold value, the abnormal signal Send.
  • the notification unit 41 of the X-ray computed tomography apparatus 100 notifies the determination result by the correction parameter analysis unit 39. Specifically, the notification unit 41 notifies that there is no abnormality when a normal signal is transmitted from the information processing apparatus 200, and notifies that there is an abnormality when an abnormal signal is transmitted.
  • the X-ray computed tomography apparatus 100 may transmit the correction parameter to the information processing apparatus 200 every time a correction parameter is generated.
  • the correction parameter storage unit 37 stores the correction parameters from the X-ray computed tomography apparatus 100 in a relatively large capacity HDD or the like.
  • the X-ray computed tomography apparatus 100 may transmit a correction parameter corresponding to the request signal to the information processing apparatus 200 in response to the request signal from the information processing apparatus 200.
  • the correction parameter storage unit 37 may store the correction parameters from the X-ray computed tomography apparatus 100 in a memory having a relatively small capacity.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mount, 11 ... Rotating frame, 13 ... X-ray tube, 15 ... X-ray detector, 17 ... Top plate, 19 ... Rotation drive part, 21 ... High voltage generation part, 23 ... Data collection part, 30 ... Console, DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Pre-processing part, 33 ... Reconstruction part, 35 ... Image processing part, 37 ... Correction parameter storage part, 39 ... Correction parameter analysis part, 41 ... Notification part, 43 ... Display part, 45 ... Speaker, 47 ... Operation part , 49... Main storage unit, 51... Scan control unit, 53.

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Abstract

　任意の時点に装置の稼動状態を把握すること。　再構成画像発生部（前処理部３１、再構成部３３、画像処理部３５）は、Ｘ線検出器１５からの電気信号に基づく出力データに基づいて再構成画像を発生する。補正パラメータ記憶部３７は、再構成画像発生部での処理において、ノイズ又はアーチファクトを低減するために行われる補正に関する補正パラメータを時系列に記憶する。補正パラメータ解析部３９は、補正パラメータ記憶部３７において記憶された補正パラメータの時間的変動に基づいて異常発生の有無を判定する。報知部４１は、補正パラメータ解析部３９により異常が発生していると判定された場合、異常の発生を報知する。

Description

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び情報処理装置
　本実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び情報処理装置に関する。
　Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の異常状態を検出することが行われている。例えば、エラーログや再構成画像を観察することによりＸ線コンピュータ断層撮影装置の異常を確認することができる。この場合、異常状態にならなければ装置の状態の変化を気づくことができない。また、定期点検時等において画質解析用のファントムをＣＴスキャンすることにより異常状態を検出する手法もある。この手法においては、Ｘ線検出器の出力や再構成画像をサービスマン等がチェックしたり、解析ソフトにより自動的に解析したりすることにより異常を検出している。この場合、定期的にしか確認することができない。
　実施形態の目的は、任意の時点に装置の稼動状態を把握可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置及び情報処理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線管と、前記Ｘ線管からのＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器からの電気信号に基づく出力データに基づいて再構成画像を発生する再構成画像発生部と、前記再構成画像発生部での処理において、ノイズ又はアーチファクトを低減するために行われる補正に関する補正パラメータを時系列に記憶する記憶部と、前記記憶部において記憶された前記補正パラメータの時間的変動に基づいて異常発生の有無を判定する判定部と、前記判定部により異常が発生していると判定された場合、異常の発生を報知する報知部と、を具備する。
　任意の時点に装置の稼動状態を把握可能にすること。
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、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置による補正パラメータの収集局面を説明するための図である。 図３は、図１のシステム制御部の制御のもとに行われる補正パラメータの解析局面に係る処理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における統計値の算出処理とステップＳ４における判定処理とを説明するための図であり、補正パラメータの時間変化を示すグラフを示す図である。 図５は、変形例に係る情報処理装置の構成を示す図である。
　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及び情報処理装置を説明する。
　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３０とを有している。架台１０は、病院等のＣＴ撮影室に据え付けられている。コンソール３０は、ＣＴ撮影室やＣＴ撮影室に隣接する制御室等に据え付けられている。コンソール３０は、操作者からの指示等に従って架台１０を制御する。
　架台１０は、開口部が形成された筐体（図示せず）内に回転フレーム１１を装備している。筐体の中心軸Ｚと回転フレーム１１の中心軸（回転軸）Ｚとが一致するように回転フレーム１１は、筐体内に収容されている。回転フレーム１１は、互いに対向して配置されたＸ線管１３とＸ線検出器１５とを装備している。回転フレーム１１は、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とを回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。筐体あるいは回転フレーム１１の開口の内部には、ＦＯＶ（field of view）が設定される。ＦＯＶに被検体（患者）Ｐの撮像領域が含まれるように天板１７が位置決めされる。回転フレーム１１は、回転駆動部１９に接続されている。回転駆動部１９は、コンソール３０内のスキャン制御部５１による制御に従って回転フレーム１１を一定の角速度で回転し、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とを回転軸Ｚ回りに回転する。
　Ｘ線管１３は、高電圧発生部２１から高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。高電圧発生部２１は、スキャン制御部５１による制御に従う高電圧をＸ線管１３に印加し、フィラメント電流をＸ線管１３に供給する。
　Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１５は、２次元状に配列された複数のＸ線検出素子を搭載する。例えば、複数のＸ線検出素子は、回転軸Ｚを中心とした円弧に沿って配列される。この円弧に沿うＸ線検出素子の配列方向はチャンネル方向と呼ばれる。チャンネル方向に沿って配列された複数のＸ線検出素子は、Ｘ線検出素子列と呼ばれる。複数のＸ線検出素子列は、回転軸Ｚに沿う列方向に沿って配列される。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた電気信号（電流信号）を生成する。生成された電気信号は、データ収集部２３に供給される。
　データ収集部２３は、スキャン制御部５１による制御に従って、Ｘ線検出器１５を介して電気信号に応じた生データを収集する。具体的には、データ収集部２３は、Ｘ線検出器１５からアナログの電気信号に基づいてビュー毎に積分信号を生成し、積分信号にＡ／Ｄ変換を施してデジタルデータを生成する。デジタルデータは、生データと呼ばれている。よく知られているように、ビューは、回転軸Ｚ回りの回転フレーム１１の回転角度に対応する。また、信号処理的には、ビューは、回転フレーム１１の回転時におけるデータのサンプリング点に対応する。生データは、架台１０内に設けられた非接触データ伝送部（図示せず）によりコンソール３０に供給される。
　コンソール３０は、前処理部３１、再構成部３３、画像処理部３５、補正パラメータ記憶部３７、補正パラメータ解析部３９、報知部４１、表示部４３、スピーカ４５、操作部４７、主記憶部４９、スキャン制御部５１、及びシステム制御部５３を有する。前処理部３１、再構成部３３、画像処理部３５は、再構成画像発生部を構成する。
　前処理部３１は、架台１０からの生データに対数変換等の前処理を施して投影データを生成する。前処理としては、対数変換の他に生データを対象とする各種の補正処理が含まれる。このように前処理部３１は、生データ補正部としても機能する。投影データは、ビュー単位で主記憶部４７に記憶される。
　再構成部３３は、投影データに基づいて撮像領域内のＣＴ値の空間分布を表現する再構成画像データ（以下、ＣＴ画像データと呼ぶ）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）法等の逐次近似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。各画像再構成アルゴリズムには、投影データを対象とする各種の補正処理が組み込まれている。このように再構成部３３は、再構成補正部としても機能する。ＣＴ画像は、主記憶部４７に記憶される。
　画像処理部３５は、ＣＴ画像データに各種の画像処理を施す。画像処理としては、３次元画像処理や画像補正処理等が挙げられる。３次元画像処理としては、例えば、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（multi-planar reconstruction）等が挙げられる。画素値投影処理としては、典型的には、最大値投影法（ＭＩＰ：maximum intensity projection）が採用されるとよい。３次元画像処理によりＣＴ画像データから２次元の表示画像が発生される。画像補正処理は、ＣＴ画像データを対象とする各種の補正処理を含む。このように画像処理部３５は、画像補正部としても機能する。
　補正パラメータ記憶部３７は、前処理部３１、再構成部３３、及び画像処理部３５による補正処理に関する補正パラメータを時系列に記憶する。補正パラメータは、生データ、投影データ、及びＣＴ画像データ等の実データに直接的に適用される補正値（補正強度）や、補正値の算出に用いられる計測値を含む。また、補正パラメータは、補正処理の反復回数を含んでも良い。補正パラメータは、補正処理の種類に応じて前処理部３１、再構成部３３、又は画像処理部３５により発生される。補正パラメータは、その発生時刻に関連付けて記憶される。
　補正パラメータ解析部３９は、補正パラメータ記憶部３７に時系列に記憶された補正パラメータの統計値が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する。統計値としては、補正パラメータの時間的変動を評価するための統計指標が適用される。
　報知部４１は、補正パラメータ解析部３９により診断された、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の稼動状態を報知する。具体的には、報知部４１は、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えると判定された場合、警告を発する。報知部４１は、例えば、表示部４３やスピーカ４５を介して異常がある旨を報告するための警告を発する。補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えないと判定された場合、報知部４１は、例えば、表示部４３やスピーカ４５を介して、その旨を報知する。
　表示部４３は、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えると判定された場合、報知部４１による指示に従って、警告文を表示機器に表示する。また、表示部４３は、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えないと判定された場合、報知部４１による指示に従って、その旨を表示機器に表示する。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、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。なお、表示部４３は、表示画像やスキャン計画画面等の通常のＣＴ検査において表示され得る種々の情報を表示することもできる。
　スピーカ４５は、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えると判定された場合、報知部４１による指示に従って、音声メッセージや警告音を発する。また、スピーカ４５は、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えないと判定された場合、報知部４１による指示に従って、その旨の音声メッセージや報知音を発する。
　操作部４７は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。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。
　主記憶部４９は、種々の情報を記憶するメインメモリである。例えば、主記憶部４９は、投影データやＣＴ画像データ、表示画像のデータを記憶する。
　スキャン制御部５１は、スキャン計画に従ってＣＴスキャンが実行されるように回転駆動部１９、高電圧発生部２１、及びデータ収集部２３を制御する。
　システム制御部５３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。システム制御部５３は、本実施形態に係る稼動状態診断プログラムを記憶部２３から読み出し、読み出したプログラムに従って各種構成要素を制御する。これにより、本実施形態に係る稼動状態診断処理が実行される。
　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。本実施形態に係る稼動状態診断処理は、補正パラメータの収集局面と補正パラメータの解析局面とに区分される。まずは、補正パラメータの収集局面について説明する。
　図２は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置による補正パラメータの収集局面を説明するための図である。補正パラメータの収集局面は、ＣＴスキャン毎に自動的に実行される。
　図２に示すように、ＣＴスキャンにおいて架台１０は、Ｘ線検出器の出力に応じたデジタルの生データを収集する。前処理部３１は、生データに前処理を施して投影データを発生する。この際、前処理部３１は、生データを対象とする補正処理を実行する。前処理部３１による補正処理としては、Ｘ線強度補正やオフセット補正等の通常のＸ線ＣＴにおいて生データに施される補正処理が挙げられる。
　Ｘ線強度補正は、Ｘ線管１３から発生されるＸ線の強度の変動、すなわち、出力ムラによる生データへの影響を低減するために行われる。Ｘ線は、管電圧の時間的変動や管電流の時間的変動に起因して時間的に変動する。Ｘ線強度の時間的な変動は、ＣＴ画像データにアーチファクトを生じさせる。Ｘ線強度補正には、Ｘ線出力値などの補正パラメータが用いられる。Ｘ線出力値は、例えば、Ｘ線検出器１５とは別体のリファレンス検出器により検出される。リファレンス検出器は、Ｘ線管１３との間に物体が介在しない位置に設置され、Ｘ線管１３から発生され物体を透過していないＸ線を検出する。Ｘ線出力値は、ＣＴスキャン前、あるいは、ＣＴスキャン中においてリファレンス検出器により計測される。計測されたＸ線出力値は、計測時刻に関連付けて補正パラメータ記憶部３７に記憶される。前処理部３１は、リファレンス検出器により検出されたＸ線出力値を用いて生データを補正する。Ｘ線強度補正に係る補正パラメータは、リファレンス検出器によるＸ線出力値に限定されず、例えば、高電圧発生部２１により計測される管電圧値や管電流値であっても良い。
　なお、Ｘ線強度補正に係る補正パラメータは、リファレンス検出器からのＸ線出力値や管電圧値、管電流値に限定されず、Ｘ線強度補正に利用される如何なるパラメータでも良い。
　オフセット補正は、Ｘ線検出器１５に含まれる複数のＸ線検出素子間の入出力特性の変動、すなわち、出力ムラによる生データへの影響を低減するために行われる。同一製品規格であっても形状・材料等の不均一や周囲環境等の要因により、同一条件下においてもＸ線検出素子間の入出力特性が完全に同一となることはない。また、故障しているＸ線検出素子の入出力特性と正常なＸ線検出素子との入出力特性が異なる場合もある。Ｘ線検出素子間の入出力特性の変動は、ＣＴ画像データにアーチファクトを生じさせる。オフセット補正には、Ｘ線検出器１５の各Ｘ線検出素子からの出力値（以下、検出器出力値と呼ぶ）などの補正パラメータが用いられる。各Ｘ線検出素子からの検出器出力値は、典型的には、ＣＴスキャン前に計測される。検出器出力値は、Ｘ線検出素子番号と計測時刻とに関連付けて補正パラメータ記憶部３７に記憶される。前処理部３１は、複数のＸ線検出素子の検出器出力値に基づいて生データを補正する。例えば、前処理部３１は、複数のＸ線検出素子の検出器出力値に基づいて、同一条件下において各Ｘ線検出素子の検出器出力値を均一にするためのゲイン値をＸ線検出素子毎に決定する。決定されたゲイン値は、各Ｘ線検出素子の検出器出力値に適用される。このゲイン値が補正パラメータとして用いられても良い。この場合、ゲイン値は、Ｘ線検出素子番号と算出時刻とに関連付けて補正パラメータ記憶部３７に記憶される。
　なお、オフセット補正に係る補正パラメータは、各Ｘ線検出素子からの検出器出力値やゲイン値に限定されず、オフセット補正に利用される如何なるパラメータでも良い。
　また、前処理部３１による補正処理の具体例としてＸ線強度補正とオフセット補正とを挙げたが、前処理部３１による補正処理はこれに限定されない。例えば、前処理部３１による補正処理は、ビームハードニング補正や体動補正等であっても良く、補正パラメータは、ビームハードニング補正に関する補正パラメータや体動補正に関する補正パラメータであっても良い。
　図２に示すように、再構成部３３は、投影データに再構成処理を施してＣＴ画像データを発生する。再構成処理には、投影データを対象とする補正処理が組み込まれている。再構成部３３による補正処理としては、例えば、リング補正やノイズ低減処理等が挙げられる。
　リング補正は、リング形状のアーチファクトの原因となるデータ成分（以下、リング成分と呼ぶ）を低減するために行われる。リング補正に関する補正パラメータとしては、リング補正の処理強度または反復回数が用いられる。処理強度は、例えば、リング成分を低減するための関数の係数である。反復回数は、繰り返し行われるリング補正の実行回数である。処理強度または反復回数は、投影データに基づいて再構成部３３により調整されたり、ユーザにより操作部４７を介して調整されたりする。処理強度または反復回数は、計測時刻に関連付けて補正パラメータ記憶部３７に記憶される。
　ノイズ低減処理は、ノイズ成分を低減するために行われる。ノイズ低減処理は、具体的には、投影データに含まれるノイズ成分を低減するための平滑化処理により実現される。ノイズ低減処理に係る補正パラメータとしては、平滑化強度が用いられる。処理強度は、計測時刻に関連付けて補正パラメータ記憶部３７に記憶される。
　図２に示すように、画像処理部３５は、ＣＴ画像データに画像補正処理を施す。画像処理部により実行されるＣＴ画像データを対象とした画像補正処理としては、リング補正やノイズ低減処理等が挙げられる。画像処理部３５に行われるリング補正及びノイズ低減処理は、再構成部３３により行われるリング補正及びノイズ低減処理と同様に行われ、処理対象のみが異なる。すなわち、画像処理部３５によるリング補正及びノイズ低減処理は、ＣＴ画像データを対象とし、再構成部３３によるリング補正及びノイズ低減処理は、投影データを対象とする。換言すれば、画像処理部３５は、画像補正処理後のＣＴ画像データ（再構成画像）を発生する。
　このように補正パラメータの収集局面において補正パラメータ記憶部３７は、前処理部３１、再構成部３３、及び画像処理部３５から種々の補正パラメータを収集し記憶する。補正パラメータは、計算あるいは計測される毎に発生時刻に関連付けて補正パラメータ記憶部３７に記憶される。このようにして補正パラメータ記憶部３７は、補正パラメータを時系列に記憶する。
　以上で補正パラメータの収集局面に係る処理についての説明を終了する。
　次に、補正パラメータの解析局面について説明する。
　図３は、システム制御部５３の制御のもとに行われる補正パラメータの解析局面に係る処理の典型的な流れを示す図である。
　図３に示すように、システム制御部５３は、補正パラメータの解析指示がなされることを待機している（ステップＳ１）。ユーザは、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の稼動状態を知りたい場合、操作部４７等を介して解析開始指示を入力する。補正パラメータの解析処理は、サービスマンに依らずとも、医師や技師等の医療従事者のみで実行可能である。従って、解析開始指示は、サービスマンによりなされても良いし、医療受持者によりなされても良い。
　ユーザにより操作部４７を介して解析開始指示がなされたことを契機として（ステップＳ１：ＹＥＳ）、システム制御部５３は、補正パラメータ解析部３９に読み出し処理を行わせる（ステップＳ２）。ステップＳ２において補正パラメータ解析部３９は、補正パラメータ記憶部３７から解析対象の時系列の補正パラメータを読み出す。解析対象の補正パラメータの種類は、操作部４７等により任意に選択可能である。解析対象の補正パラメータの種類は、一種類でも良いし、複数種類でも良い。
　ステップＳ２が行われるとシステム制御部５３は、補正パラメータ解析部３９に算出処理を行わせる（ステップＳ３）。ステップＳ３において補正パラメータ解析部３９は、読み出された時系列の補正パラメータに基づいて統計値を算出する。統計値は、時系列の補正パラメータの動態統計を評価するためのものである。典型的には、１種類の補正パラメータに基づいて一つの統計値が算出される。統計値としては、例えば、平均値、平均値の変化量、標準偏差、標準偏差の変化量、分散、分散の変化量、標準分布、標準分布の変化量、例外ポイント数、例外ポイント数の変化量等が挙げられる。なお、複数種類の補正パラメータに基づいて一つの統計値が算出されても良い。
　ステップＳ３が行われるとシステム制御部５３は、補正パラメータ解析部３９に判定処理を行わせる（ステップＳ４）。ステップＳ４において補正パラメータ解析部３９は、ステップＳ３において算出された統計値が閾値を超えるか否かを判定する。閾値は、補正パラメータの種類と統計値の種類との組合せに応じて予め設定されている。また、閾値は、正常時に関する過去の補正パラメータに基づいて算出されても良いし、ユーザにより操作部４７を介して任意の値に設定されても良い。補正パラメータの種類と統計値の種類とに応じて、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置内の劣化している部品を特定することも可能である。
　ここで、図４を参照しながら、ステップＳ３における統計値の算出処理とステップＳ４における判定処理とを、リング補正の反復回数を補正パラメータの具体例に挙げて説明する。図４は、補正パラメータがプロットされたグラフを示す図である。図４のグラフの縦軸が補正パラメータ（リング補正の反復回数）に規定され、横軸が時刻に規定されている。図４の黒点は補正パラメータのサンプリング点、クロスポイントは補正パラメータの例外サンプリング点、実線がフィッティング曲線ＦＣ、点線が標準分布線ＣＬ１、標準分布線ＣＬ２である。
　ステップＳ３において補正パラメータ解析部３９は、読み出された時系列の補正パラメータを、図４のグラフにプロットする。補正パラメータ解析部３９は、時系列の補正パラメータのサンプリング点に基づいてフィッティング曲線ＦＣ、標準分布線ＣＬ１、及び標準分布線ＣＬ２を算出する。フィッティング曲線は、各時刻における補正パラメータの移動平均値の時間変化曲線である。標準分布線ＣＬ１は、フィッティング曲線ＦＣから標準偏差だけ＋側にシフトされた曲線であり、標準分布線ＣＬ２は、フィッティング曲線ＦＣから標準偏差だけ－側にシフトされた曲線である。補正パラメータ解析部３９は、サンプリング点から標準分布線ＣＬ１と標準分布線ＣＬ２との外側に分布するサンプリング点を例外ポイントとして計数する。標準分布の広がり度合により、Ｘ線管１３の安定度を測ることができる。標準分布の広がり度合は、各時刻における標準分布線ＣＬ１と標準分布線ＣＬ２との差分に基づいて算出される。標準分布が閾値を超えている場合、Ｘ線管１３の条件の変動が推測される。平均値の変化量、すなわち、フィッティングの湾曲度により、Ｘ線検出素子の変動を測ることができる。フィッティングの湾曲度は、各時刻の平均値の時間微分に基づいて算出される。平均値の変化量が閾値を超えている場合、Ｘ線検出素子の変動が推測される。例外ポイントは、例外ポイント数の変化量により、Ｘ線管冷却装置やＸ線検出器ヒータ装置等の環境保持装置の状況が推測される。例外ポイント数の変化量が閾値を超えている場合、環境保持装置の変動が推測される。
　ステップＳ４において統計値が閾値を超えていると判定された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、システム制御部５３は、報知部４１に警告報知処理を行わせる（ステップＳ５）。報知部４１は、表示部４３やスピーカ４５を介して、統計値が閾値を超えている旨を警告する。例えば、報知部４１は、表示部４３に「装置を点検して下さい」等の警告文を表示させたり、スピーカ４５に「装置を点検して下さい」等の音声や発せさせたり警告音を発せさせたりする。また、補正パラメータの種類と統計値の種類との組合せに応じて、劣化している部品を特定できる場合、報知部４１は、その部品を点検する旨を表示部４３やスピーカ４５を介して報知しても良い。
　ステップＳ４において統計値が閾値を超えていないと判定された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、システム制御部５３は、報知部４１に安全報知処理を行わせる（ステップＳ６）。報知部４１は、表示部４３やスピーカ４５を介して、統計値が閾値を超えていない旨を警告する。例えば、報知部４１は、表示部４３に「装置状態は良好です」等の文章を表示させたり、スピーカ４５に「装置状態は良好です」等の音声や発せさせたり良好である旨の音を発せさせたりする。
　以上により補正パラメータの解析局面に係る処理の説明を終了する。
　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、補正部（前処理部３１、再構成部３３、画像処理部３５）、補正パラメータ記憶部３７、補正パラメータ解析部３９、及び報知部４１を含んでいる。補正部は、Ｘ線検出器１５からの電気信号に基づく出力データに対して補正を施す。補正パラメータ記憶部３７、補正部による補正に関する補正パラメータを時系列に記憶する。補正パラメータ解析部３９は、補正パラメータ記憶部３７において時系列に記憶された補正パラメータの統計値が閾値を超えるか否かを判定する。報知部４１は、統計値が閾値を超えた場合、警告を発する。
　補正パラメータの算出・計測機能は、通常のＣＴスキャンアルゴリズムに組み込まれている。従って、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に何等の改変を加えることなく、通常のＣＴスキャン時において補正パラメータを補正パラメータ記憶部３７に蓄積することができる。補正パラメータは、各部品のＣＴスキャン毎の状態に敏感に反映する。従って補正パラメータ解析部３９は、補正パラメータ記憶部３７に蓄積された時系列の補正パラメータに動態統計解析を施すことにより、故障や劣化により装置が使用できなくなる前に、故障や劣化の予兆をユーザに報知することができる。故障や劣化の予兆を確認したユーザは、装置が使用できなくなる前に、点検時期を検討したり、点検時のＣＴ値補正パラメータの調整や交換パーツを準備したりすることができる。
　また、本実施形態に係る補正パラメータの解析処理は、難しい操作や専門的知識を要しないので、サービスマンに依らずとも、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置が設置されている施設の医療従事者により実施することができる。解析処理は、予め補正パラメータ記憶部３７に蓄積された補正パラメータを統計解析するので、新たにＣＴスキャンを実行する必要がない。そのためユーザは、時間的・労力的に負担無く補正パラメータの解析処理を実行することができる。
　かくして本実施形態によれば、任意の時点に装置の稼動状態を把握可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することが可能となる。
（変形例）
　上記のＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成は一例であり上記の構成のみに限定されない。例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に含まれる構成要素の一部が他の情報処理装置に搭載されても良い。以下、変形例に係る情報処理装置について説明する。なお以下の説明において、上記実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
　図５は、変形例に係る情報処理装置２００の構成を示す図である。図５に示すように、情報処理装置２００とＸ線コンピュータ断層撮影装置１００とはネットワークを介して通信可能に接続されている。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、架台１０とコンソール３０とを有している。コンソール３０には、補正パラメータの解析等に係る構成要素以外の構成要素が含まれている。具体的には、変形例に係るコンソール３０は、前処理部３１、再構成部３３、画像処理部３５、報知部４１、表示部４３、スピーカ４５、操作部４７、主記憶部４９、スキャン制御部５１、及びシステム制御部５３を有している。
　情報処理装置２００は、制御部６１を中枢として、補正パラメータ記憶部３７、補正パラメータ解析部３９、通信部６３、操作部６５、及び表示部６７を有している。
　通信部６３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置とネットワークを介して情報通信を行う。表示部６５は、表示機器に情報を表示する。操作部６５は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。
　上記の構成により通信部６３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００において再構成画像発生処理に係る一連の補正処理に用いられた補正パラメータを受信する。ここで、再構成画像発生処理は、生データに対する前処理から、画像再構成処理を経て、再構成画像に対する画像処理までに実行される各種処理を含む。受信された補正パラメータは、補正パラメータ記憶部３７に時系列に記憶される。補正パラメータ解析部３９は、上記の通り、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００からの補正パラメータの時間的変動に基づいて異常の発生の有無を判定する。通信部６３は、補正パラメータ解析部３９による判定結果を示す信号を、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００に送信する。具体的には、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えないと判定された場合、正常信号を送信し、補正パラメータ解析部３９により統計値が閾値を超えると判定された場合、異常信号を送信する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００の報知部４１は、補正パラメータ解析部３９による判定結果を報知する。具体的には、報知部４１は、情報処理装置２００から正常信号が送信された場合、異常が無い旨を報知し、異常信号が送信された場合、異常が有る旨を報知する。
　なおＸ線コンピュータ断層撮影装置１００は補正パラメータを発生する毎に当該補正パラメータを情報処理装置２００に送信しても良い。この場合、補正パラメータ記憶部３７は、比較的容量の多いＨＤＤ等に、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００からの補正パラメータを記憶する。また、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、情報処理装置２００からの要求信号に応答して当該要求信号に応じた補正パラメータを情報処理装置２００に送信しても良い。この場合、補正パラメータ記憶部３７は、比較的容量の少ないメモリ等に、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００からの補正パラメータを記憶すれば良い。
　かくして変形例によれば、任意の時点に装置の稼動状態を把握可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供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…天板、１９…回転駆動部、２１…高電圧発生部、２３…データ収集部、３０…コンソール、３１…前処理部、３３…再構成部、３５…画像処理部、３７…補正パラメータ記憶部、３９…補正パラメータ解析部、４１…報知部、４３…表示部、４５…スピーカ、４７…操作部、４９…主記憶部、５１…スキャン制御部、５３…システム制御部。

Claims (14)

  1. 　Ｘ線を発生するＸ線管と、
    　前記Ｘ線管からのＸ線を検出するＸ線検出器と、
    　前記Ｘ線検出器からの電気信号に基づく出力データに基づいて再構成画像を発生する再構成画像発生部と、
    　前記再構成画像発生部での処理において、ノイズ又はアーチファクトを低減するために行われる補正に関する補正パラメータを時系列に記憶する記憶部と、
    　前記記憶部において記憶された前記補正パラメータの時間的変動に基づいて異常発生の有無を判定する判定部と、
    　前記判定部により異常が発生していると判定された場合、異常の発生を報知する報知部と、
    　を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  2. 　前記判定部は、前記記憶部において時系列に記憶された補正パラメータの統計値が閾値を超えるか否かで異常の発生の有無を判定し、
    　前記報知部は、前記統計値が前記閾値を超えた場合、異常の発生を報知することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  3. 　統計値は、平均値、平均値の変化量、標準偏差、標準偏差の変化量、分散、分散の変化量、標準分布、標準分布の変化量、例外ポイント数、例外ポイント数の変化量のうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  4. 　前記再構成画像発生部は、前記Ｘ線検出器からの電気信号に応じたデジタルの生データを生成する収集部と、
    　前記生データに画像再構成処理を施して前記生データから画像データを発生する再構成部と、を有し、
    　前記補正パラメータは、前記生データに対する補正のための補正パラメータ、前記画像再構成処理に組み込まれた補正のための補正パラメータ、及び前記画像データに対する補正のための補正パラメータの少なくとも一つである、
    　請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  5. 　前記補正パラメータは、補正処理の反復回数を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  6. 　前記生データに対する補正は、Ｘ線強度補正、オフセット補正、ビームハードニング補正又は体動補正のいずれかであることを特徴とする請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  7. 　前記Ｘ線強度補正に係る補正パラメータは、リファレンス検出器によるＸ線出力値、管電圧値又は管電流値である請求項６記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  8. 　前記オフセット補正に係る補正パラメータは、各Ｘ線検出素子からの検出器出力値又はゲイン値である請求項６記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  9. 　前記画像再構成処理に組み込まれた補正又は前記画像データに対する補正のための補正パラメータは、リング補正又はノイズ低減処理である請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  10. 　前記リング補正に関する補正パラメータとして、前記リング補正の処理強度又は反復回数が用いられる請求項９記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  11. 　前記処理強度は、リング成分を低減するための関数の係数である請求項１０記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  12. 　前記反復回数は、繰り返し行われるリング補正の実行回数である請求項１０記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  13. 　前記ノイズ低減処理に関する補正パラメータとして、平滑化処理における平滑化強度が用いられる請求項９記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
  14. 　Ｘ線コンピュータ断層撮影装置とネットワークを介して接続される情報処理装置において、
    　前記Ｘ線コンピュータ断層撮影装置が再構成画像を発生する過程において実行する補正に関する補正パラメータの時間的変動に基づいて異常の発生の有無を判定する判定部と、
    　前記判定部により異常が発生していると判定した場合、異常の発生を報知するための信号を前記Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に送信する通信部と、
    　を具備することを特徴する情報処理装置。
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