JP4920256B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファンビーム（扇形状）、もしくはコーンビーム（円錐形または角錐形状）のＸ線を被検体に照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器により計測して、多方向からの計測データを逆投影することにより、被検体の断層像を得るシングルスライス型またはマルチスライス型のＸ線ＣＴ装置に関する。

従来マルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置は、図４に示すようにコーンビーム、例えば角錐形のＸ線ビームをＸ線管６から被検体２に照射し、検出素子７ａを二次元方向（チャネル方向及び、これと直交する列方向）に配列したＸ線検出器７によって被検体２を透過したＸ線を計測して、被検体２の投影データを得るように構成されている。
またシングルスライス型Ｘ線ＣＴ装置は、検出素子７ａを１列すなわち一次元方向（チャネル方向）に配列したＸ線検出器７を用い、かつ被検体２に扇形のＸ線ビームをＸ線管６から被検体２へ照射し、被検体２を透過したＸ線をＸ線検出器７によって計測して被検体２の投影データを得るように構成されている。

何れのＸ線ＣＴ装置も、互いに対向するＸ線管６とＸ線検出器７を、被検体２の周囲に回転させて多方向から投影データを取得し、ぼけを補正するために再構成フィルター処理を行った上、逆投影して被検体２の断層像を再構成している。
前記投影データは、離散的なＸ線管位置（以下ビューと呼ぶ）において取得され、得られた投影データ（以下ビューにおける投影データと呼ぶ）の１回転あたりのビュー数は、通常数百から数千に及ぶものとなる。1枚のＣＴ画像を再構成するために必要なビュー数の投影データを取得する動作を「スキャン」と呼んでいる。

また１ビュー分の投影データは、Ｘ線検出器７のチャネル数×列数分のデータからなる（シングルスライスＸ線ＣＴ装置は前述のとおり列数＝1の場合として考えられる）。
ここで、再構成画像に要求される画像ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）値を満たすようなスキャンを行うため、１方向のスキャノグラム撮影によって得られたスキャノグラム投影データから被検体２の楕円断面モデルを算出し、楕円断面の投影面積と楕円断面の縦横比と、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が入力した画像ＳＤ所望値から適切な管電流値を算出して、スキャンを実行することのできるＸ線ＣＴ装置が例えば特許文献１で提案されている。
なおこのように、スキャンの計画段階でスキャン範囲内での画質指標所望値を入力し、その画質指標所望値を達成するために最適な照射Ｘ線量変調を実行する機能を、以下スキャン線量最適化機能と呼ぶ。
特開２００１−４３９９３号公報

しかし前記従来のＸ線ＣＴ装置では、被検体２の位置がスキャナ回転軸から離れると、最適な照射Ｘ線量変調を実行できないため、スキャン計画時に想定した画質指標所望値を達成できない問題がある。
特に被検者２を載置する天板は、スキャナ回転軸と直交する水平方向に移動することはないが、鉛直方向の位置は、被検体テーブル上下動手段によって変更可能であるため、被検体２の横断面位置はスキャナ回転軸から鉛直方向にずれた状態でスキャンが行われることがあり、その結果スキャン計画時に想定した画質指標所望値を達成する断層画像が得られない等の問題がある。
本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、被検体の位置がスキャナ回転中心からずれていても、スキャン計画時に想定した画質指標所望値を達成する最適な照射Ｘ線量変調を実行することができるＸ線ＣＴ装置の実現を目的とするものである。

本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体の周囲を回転する回転体と、被検体を挟んで対向するよう回転体に配置されたＸ線管及びＸ線検出器と、Ｘ線検出器が検出した投影データを用いて被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、画像再構成手段が再構成した断層像を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、画質指標所望値の入力に用いられる操作手段と、回転体を回転させずに被検体より取得したスキャノグラムデータを記憶する記憶手段と、スキャノグラムデータを解析して、回転体の回転中心からの被検体の位置ずれ量を含んだ被検体三次元モデルを生成するモデル生成手段と、被検体三次元モデルから被検体の撮影部位に応じた画像ノイズを算出し、画質指標所望値との比較から照射Ｘ線量の変調パターンを設定するスキャン計画手段と、から構成したものである。

前記構成により、被検体がスキャナ回転中心よりずれていても、適切な被検体三次元モデルを生成し、得られた被検体三次元モデルから画質指標所望値を達成するように撮影条件を算出するようにしたことから、スキャン計画時に想定した画質指標所望値を達成する断層画像が必要最小限の被曝線量で容易に得られるようになる。

本発明のＸ線ＣＴ装置のモデル生成手段は、位置ずれ量の算出に、被検体が載置された天板の位置情報を用いるものである。

前記構成により、被検体がスキャナ回転中心からの被検体の位置ずれ量を、複雑な手段を使用せずに容易かつ正確に算出することができる。

本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、被検体がスキャナ回転中心よりずれていても、スキャン計画時に想定した画質指標所望値を達成する断層画像が必要最小限の被曝線量で容易に得られるようになる。

本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１はＸ線ＣＴ装置の全体的な斜視図、図２は同構成図、図３は同側面図、図４は検出手段の構成及びＸ線照射や被検体との関係を説明する模式図、図５は準備操作時の作用を示すフローチャート、図６ないし図９は被検体三次元モデルを生成する際の作用説明図である。
図１及び図２に示すＸ線ＣＴ装置は、被検体２をスキャンするスキャナ本体１と、被検体２を載置する被検体テーブル３と、スキャナ本体１を操作する操作卓４と、操作卓４上に設置されたキーボードよりなる操作手段４ａ及び表示手段２７等からなり、スキャナ本体１を覆うカバー１ａの中央部に、円形の開口部１ｂが開口されている。
スキャナ本体１のカバー１ａ内には、図示しないスキャナ回転中心を軸として回転する円板状の回転体５が設けられていて、この回転体５に、被検体２を挟んで対向するようＸ線管６とＸ線検出器７が配置されている。

Ｘ線管６は図２に示すように、回転体５に搭載されたＸ線管制御手段８により制御されて、回転体５の中央部に開口された円孔５ａ内をスキャナ回転軸に沿って移動する被検体２に向けてＸ線を照射するようになっている。
Ｘ線管６の近傍には、回転体５に搭載されたコリメータ制御手段９により制御されるコリメータ１０が設置されていて、このコリメータ１０により、Ｘ線管６より被検体２に向けて照射されるＸ線ビーム１１が例えば角錐形状のコーンビームにコリメートされるようになっており、被検体２を透過したＸ線ビーム１１は、Ｘ線検出器７により検出されるようになっている。
Ｘ線検出器７は図４に示すように、Ｘ線管６の焦点６ａを中心とする円弧状に形成されていて、Ｘ線ビーム１１の受光面に、被検体２の体軸と直交するチャネル方向に多数のＸ検出素子７ａが配列され、さらにＸ線検出素子７ａは体軸方向（列方向）へも複数列配列された二次元配列となっている。

またＸ線検出器７は、全体として円筒面状もしくはチャネル方向に対して折れ線状に湾曲したＸ線入射面を有していて、チャネル番号は例えば１〜１０００程度、列番号は例えば１〜１０００程度であり、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されていて、Ｘ線検出器７のチャネルの配列方向に一致するＸ線ビーム１１のチャネル方向の広がり角度、すなわちファン角度はα、またＸ線検出器７の列の配列方向に一致するＸ線ビーム１１の列方向広がり角度、すなわちコーン角度はγとなっている。
Ｘ線検出器７の背面側には、データ収集手段１２が設置されていて、Ｘ線検出器７が検出した投影データを収集して操作卓４へ送るようになっており、回転体５は、回転体制御手段１４により回転が制御される回転体駆動手段１５により無端ベルトのような動力伝達手段１６を介して回転されるようになっている。

一方被検体テーブル３は図２に示すように、天板駆動手段１８によりスキャナ回転軸と平行する水平方向へ、また天板上下動駆動手段１９によりスキャナ回転軸に直交する鉛直方向（上下方向）へ駆動される天板３ａを有していて、被検体テーブル３内に設置された被検体テーブル制御手段１７により天板駆動手段１８により天板３ａを前後動させて、被検体２をスキャナ本体１の開口部１ｂより回転体５の円孔５ａ内に搬入出したり、天板上下動手段１９を制御することにより天板３ａを適切な高さに調整できるようになっており、天板３ａの移動位置は、天板位置センサ２０により逐一検出され、検出された位置情報は、図２に示す操作卓４内に設けられたシステム全体を制御するシステム制御手段２２へ送られるようになっている。

システム制御手段２２には、スキャナ本体１内に設置されたＸ線管制御手段８や、コリメータ制御手段９、データ収集手段１２、回転体制御手段１４、被検体テーブル３内に設置された被検体テーブル制御手段１７等がケーブル２３により接続されており、スキャナ本体１内のデータ収集手段１２で収集された投影データは、ケーブル２３を介して操作卓４へと送られて、操作卓３内のシステム制御手段２２より画像再構成手段２４へ出力されるようになっている。
画像再構成手段２４は、スキャノグラム撮影時にはデータ収集手段１２が収集したスキャノグラム投影データを用いてスキャノグラム画像を作成し、スキャン時にはデータ収集手段１２が収集した複数ビューの投影データを用いてＣＴ画像再構成を行うようになっており、画像再構成手段２４で作成されたスキャノグラム画像及び再構成されたＣＴ画像や、各種データ及びＸ線ＣＴ装置の機能を実現するためのプログラム等は、システム制御手段２２に接続されている記憶手段２５に格納されるようになっている。

またシステム制御手段２２には、操作者によって操作され、各種の指示や情報等をシステム制御手段２２に入力する操作手段４ａと、画像再構成手段２４から出力される再構成画像や、システム制御手段２２が取り扱う種々の情報を表示する表示手段２７が接続されていて、操作者は、表示手段２７を見ながら操作手段４ａを操作することにより、対話的にＸ線ＣＴ装置を操作できるようになっている。
さらにシステム制御手段２２には、スキャン計画手段２８が接続されていて、操作者が操作手段４ａを操作することにより入力した指示を実行し、また記憶手段２５から読み出したスキャノグラム画像を用いることにより、スキャン条件の事前計画作成を行うことができるようになっている。
すなわち、記憶手段２５から読み出されたスキャノグラム画像を表示手段２７に表示させ、操作者は、表示された被検体スキャノグラム画像上でＣＴ画像再構成位置（以下スライス位置という）の座標を操作手段４ａにより指定することにより、スライス位置の計画を立てることができるようになっており、ここで計画したスライス位置の情報は記憶手段２５に保存されるため、スキャン計画手段２８によってＸ線量制御条件等の計画を立てる際にも用いることができる。

次に前記構成されたＸ線ＣＴ装置の作用を説明する。
Ｘ線ＣＴ装置で被検体２のＣＴ画像を取得するスキャン動作前に、撮影条件を設定するために種々の準備操作を行うが、この準備操作としては、被検体２の撮影位置を設定するためのスキャノグラム画像の撮影と、そのスキャノグラムデータの解析、それに基づく撮影条件としての最適な照射Ｘ線量の変化パターンの決定などがあり、これらはシステム制御手段２２の制御下で行うことになり、特にスキャノグラムデータの解析、それに基づく撮影条件としての最適な管電流の変化パターンの決定はシステム制御手段２２に接続されたスキャン計画手段２８により行う。
この準備操作において、先ず操作手段４ａよりＸ線管電圧、Ｘ線管電流設定値などのＸ線撮影条件をシステム制御手段２２に入力する。

次に回転体５を回転させずに、被検体テーブル３と回転体５を被検体２の体軸に沿って相対移動させて、Ｘ線管６とＸ線検出器７によりスキャノグラム画像の撮影を行い、スキャノグラム投影データおよびスキャノグラム画像データを記憶手段２５に保存する。
スキャン計画手段２８は、天板位置センサ２０からの位置情報を基に被検体テーブル制御手段１７が算出する天板３ａの高さ情報を考慮しつつ、スキャノグラム投影データを解析し、被検体２の体軸に沿った任意の位置における推定断面を、例えば水に等価なＸ線吸収係数を持つ楕円断面としてモデル化するが、このモデルは、被検体２の体軸に沿った位置（以下ｚ位置という）に依存して楕円断面の長軸長・短軸長が変化する三次元的なモデル（以下被検体三次元モデルという）となり、被検体三次元モデルのデータは、記憶手段２５に保存される。

スキャン計画手段２８は、操作手段４ａより入力された画像指標所望値・管電圧・管電流設定値・Ｘ線コリメーション条件・スキャナ１回転あたりの時間（以下スキャン時間という）、及びスキャン計画手段２８が予め作成した被検体三次元モデルのデータを基にして、スキャン中に被検体２の撮影部位の透過Ｘ線量の変化に応じて経時的に変化する一連の管電流値、すなわち管電流の変化パターンを算出するが、この機能を持つスキャン計画手段２８は、重要な構成要素である。
図５はＸ線ＣＴ装置によるスキャンに先立つ準備操作の一連の動作をフローチャートにしたもので、前述した準備操作をこのフローチャートで説明すると、先ずステップＳ１のスキャノグラム撮影工程で、被検体２のスキャノグラム画像を撮影するが、被検体２のスキャノグラム画像を撮影する手順は、ＣＴ画像を撮影する手順と基本的には同じである。

またステップＳ１で撮影するスキャノグラム投影データは、回転体５を回転させずに被検体２に対して一定方向、たとえば背面方向からＸ線を照射して、Ｘ線検出器７によって検出データを取り込むことによって得ており、このスキャノグラム投影データは、Ｘ線検出器７からシステム制御手段２２を介して画像再構成手段２４に送られ、画像再構成手段２４によりスキャノグラム画像が作成される。
このとき得られるスキャノグラム画像は、一定方向、例えば背面から正面へ透過するＸ線による像を正面方向から見たものであり、このスキャノグラム画像は、スキャン時の被検体２のスライス位置（ＣＴ画像再構成位置）設定のために利用され、またスキャノグラム投影データは、スキャノグラム画像作成に用いられるだけでなく、特にスキャンにおける照射Ｘ線量制御のための照射Ｘ線量変化パターン決定のために利用される。

ステップＳ２からステップＳ４までの工程では、操作者がスキャノグラム画像を参照して、操作手段４ａから撮影条件としての天板移動ピッチ、スキャン開始位置、スキャン終了位置、を入力すると、これらの入力データを用いてスキャン計画手段２８が、被検体２のＣＴ画像撮影範囲とスライス位置ｚとＸ線管６の位相角（回転体５の位相角）βが決定する。
なおスキャン開始位置、スキャン終了位置は一連のスキャンで得られる最初のＣＴ画像のｚ位置、最後のＣＴ画像のｚ位置を各々意味している。
ステップＳ５では、操作者が操作手段４ａから撮影条件としての管電圧設定値、スキャン時間、Ｘ線コリメーション条件、再構成フィルター関数の種類、視野サイズ、等を入力し、ステップＳ６では、操作者が操作手段４ａから画質目標としての画質指標所望値を入力する。

次にステップＳ７のスキャノグラム投影データ解析の工程及びステップＳ８の被検体三次元モデル生成の工程では、スキャノグラム投影データがスキャン計画手段２８によって解析され、被検体２の被検体三次元モデルが生成されるが、この被検体三次元モデルは、ｚ位置に対応する被検体２の各断面を、例えば水に等価なＸ線吸収係数を持つ楕円断面として近似したものとなる。
なお本実施の形態では、楕円断面算出にあたり、天板３ａの高さ、すなわち被検体テーブル３の設置床面３０から天板３ａの上面までの距離及びスキャナ回転軸の位置（水平方向、鉛直方向）をも考慮することにより楕円の位置を算出し、被検体２が回転中心に位置していない場合にも適切な楕円断面のサイズを算出している。

ここで図６及び図７を参照して楕円断面の算出方法について説明すると、ある断面位置Ａに対応するスキャノグラム投影データから、当該断面位置Ａにおける被検体２の近似楕円断面の中心透過長及びＸ線焦点６ａから近似楕円断面を見た開き角を決定する方法は、たとえば図６に示す通りである。
すなわち図６の（ａ）に示す被検体２の断面位置Ａにおける投影データは、図６の（ｂ）のようになり、最大値付近の投影データ値をＲｇ、チャネル番号ｋのスキャノグラムデータをＲ_Ａ（ｋ）とし、適当なチャネル数をｎとして、最大値付近の投影データ値Ｒｇを次式の（数１）で算出する。

そして得られた投影データ値Ｒｇから一様な楕円断面モデルを推定すると、図６の（ｃ）に示すようになる。
なお中心透過長Ｄ＝Ｒｇ／（Ｇ＊μ_ｗ）、Ｘ線焦点から見た楕円の開き角度α_E＝α_P＊S/Rg
ただしRgは、最大値付近の投影データ値、Gｇはｌｏｇ変換時の係数、μ_ｗは水のＸ線吸収係数、α_PはＸ線検出器チャネルの開き角、Ｓは投影データの和、である。

しかし図７に示すように、スキャノグラム撮影時の投影データから楕円断面の中心透過長と（Ｘ線焦点６ａから見た）開き角を算出しても、それを満たす楕円は無数に存在する（なお図７では、同一投影データに対応する３例の楕円のみを描いているが、実際には楕円の中心透過長及びＸ線焦点から見た開き角の値が各々等しい楕円は、回転中心からの距離に応じて無数に想定し得る
従来では被検体２がスキャナ回転中心に位置する（すなわちスキャナ回転中心と楕円の中心とが一致する）と仮定することにより、楕円の縦軸長・横軸長を一意に決定していたが、しかし現実に被検体２がスキャナ回転中心に位置していない場合、従来の方法では楕円の推定が適切でないことは明らかである。

そこで本実施の形態では図８に示すように、床面３０とスキャナ回転中心との鉛直距離、Ｘ線焦点とスキャナ回転中心との鉛直距離、床面３０と天板３ａとの鉛直距離を考慮することにより、被検体２がスキャナ回転中心に位置していなくても楕円の位置およびサイズを適切に算出することができるようにしている。
すなわち床面３０からスキャナ回転中心までの距離は既知であり、Ｘ線焦点６ａからスキャナ回転中心までの距離も既知である。
また天板３ａの位置は、天板位置センサ２０により検出することができるため、Ｘ線焦点６ａから楕円中心までの距離を、次のように算出することができる。

床面から楕円中心までの距離＝床面と天板上面との鉛直距離＋０．５＊楕円中心透過長
Ｘ線焦点から楕円中心までの距離＝Ｘ線焦点からスキャナ回転中心までの距離＋（床面から楕円中心までの距離−床面からスキャナ回転中心までの距離）
従来は、スキャナ回転中心より被検体２の位置がずれていても、スキャナ回転中心に被検体２があるものと仮定して被検体モデルを推定していたため、被検体モデル推定結果は図８の破線に示す位置となっていたが、本実施の形態では、前記計算によるＸ線焦点６ａから楕円中心までの距離を基に被検体モデルを推定しているため、被検体モデル推定結果は図８の実線に示す位置となり、正しい位置とサイズの被検体モデル推定結果が得られるようになる。

図５に戻り、ステップＳ９の工程では、体軸方向位置ｚ、Ｘ線管６の位相角β毎のＸ線減弱指数を算出するが、ここでＸ線減弱指数は、被検体三次元モデルの（ｚ、β）における楕円断面の中心を通るＸ線透過経路に沿ったＸ線吸収係数分布の積分値であり、このデータは、先に生成した被検体三次元モデルから求めることができるので、スキャン計画手段２８が記憶手段２５から被検体三次元モデルを呼び出して演算している。このＸ線減弱指数演算結果は、Ｔ＝Ｔ（ｚ，β）で表される。
次にステップＳ１０の工程では、スキャン開始位置と、スキャン終了位置、天板移動ピッチと、スキャン時間に基づいて、Ｘ線減弱指数Ｔの関数を、Ｔ＝Ｔ（ｚ，β）から時間ｔの関数Ｔ＝Ｔ（ｔ）に変換する。

次に画質指標所望値として画像ＳＤ所望値を用いた場合のステップＳ１１における管電流変化パターンの設定方法の一例について説明する。
ここで、スライス位置ｚにおけるＣＴ画像Ｉｍｇ（ｚ）を再構成するために使用するビュー数をＭとし、便宜的なビュー番号ｍをｍ＝０〜Ｍ−１とする。１回転あたりのビュー数をＮとした時、使用ビュー数Ｍは１回転あたりのビュー数Ｎと必ずしも等しくない。
また前述のＸ線減弱指数Ｔは、使用するビュー番号の関数Ｔ（ｍ）としても表すことができ、ビュー番号ｍ＝０〜Ｍ−１におけるＸ線減弱指数Ｔの最大値をＴmaＸ（０：Ｍ−１）とし、この時に基準管電流値ｉ＿ｒｅｆを対応させると仮定した場合、ビュー番号ｍに対する管電流値ｉ_ｖ（ｍ）は次式のようになる。

一方スキャナ本体１の回転体５が１回転する時間ｔｒｏｔが基準時間ｔｒｏｔ＿ｒｅｆに等しく、その間はＸ線減弱指数Ｔが一定値であり、管電圧としてｘｖ、管電流値ｉとして基準管電流値ｉ＿ｒｅｆを用いたとし、１回転中のビュー数Ｎ＿ｒｅｆに均等な重み付けをして、再構成フィルター関数ｇを用い、画像厚ｔｈｋを基準画像厚ｔｈｋ＿ｒｅｆとして再構成した場合の画像ノイズ分散値Ｖは、Ｘ線減弱指数Ｔの関数として次式のように表される。

また前述の（数２）で表される管電流値ｉ_ｖ（ｍ）を用いた場合の画像ノイズ分散予測値Ｖ^＊は次式のように表される。

ここで（数４）のｗ（ｍ）は各ビューに対して適用されるビュー方向重みであり、ビュー方向重みは再構成に使用するビュー数Ｍが１回転あたりのビュー数Ｎと異なる場合（非特許文献）や、被検体の動きによるアーチファクトを補正する場合（特許文献２）に用いられる。

非特許文献１
G.Wang 他「Half-Scan Cone-Beam Ｘ-ray Microtomography Formula」
Journal of Scanning Microscopies Vol.16，216-220（1994）
特許文献２ 特開平０８−２８０６６４号公報

なお使用ビュー数Ｍが１回転あたりのビュー数Ｎと等しい場合は、

とすることにより、いわゆるフルスキャン再構成を行うこともできる。
ここで、操作者が入力した画像ＳＤ所望値ＳＤｔｇｔから定まる画像ノイズ分散所望値Ｖｔｇｔ（ＳＤｔｇｔの二乗値）と（数３）の画像ノイズ分散予測値Ｖ^＊から、実際に適用すべき管電流値ｉ_ａ（ｍ）は次式のように定められる。

以上のようにして、操作者が入力した画像ＳＤ所望値を、各スライス位置のＣＴ画像において実現するための管電流変調パターンを決定するが、この管電流変調パターンをＩとすると、Ｉはスキャン開始後の経過時間ｔの関数Ｉ（ｔ）として表すことができ、このように決定された管電流変調パターンＩ＝Ｉ(ｔ)は記憶手段２５に保存され、スキャン時に被検体２の撮影部位に応じてシステム制御手段２２によって順次呼び出されて、Ｘ線管制御手段８を介してスキャン中の管電流を制御する。
以上のようにＸ線による被検体２のスキャン前に画質指標所望値を入力して、それに適した照射Ｘ線量変調パターンを決定することにより、適切な画質を実現するための最適なスキャンが実行可能となる。

なお本発明は、以上に述べてきた実施の形態のみに限定されるものでなく、例えば図９に示すように、被検体２がスキャナ回転軸に対して鉛直方向のみならず水平方向にもずれていても、適切な被検体モデルは一意に定まる。
すなわちスキャナ回転中心から被検体２が例えば左斜め上方にずれている場合、従来は、スキャナ回転中心より被検体２の位置がずれていても、スキャナ回転中心に被検体があるものと仮定して被検体モデルを推定していたため、被検体モデル推定結果は図９の破線に示す位置となっていたが、本発明においては前記図８の場合と同様に、楕円中心透過長及びＸ線焦点６ａから見た楕円の開き角を投影データより算出し、Ｘ線焦点６ａを通り、楕円に接する２本の直線と天板３ａの上面とに接し、かつ中心透過長が特定の値となる楕円が一意的に決まるため、被検体モデル推定結果は図９の実線に示す位置となり、正しい位置とサイズの被検体モデル推定結果が得られるようになる。
またスキャノグラム撮影時、前記実施の形態では、Ｘ線管６が天板３ａの下方になる場合について説明したが、Ｘ線管６が天板３ａの上方になる配置で実行するようにしてもよい。

以上説明したように本発明のＸ線ＣＴ装置では、スキャン計画手段２８が、被検体２のスキャノグラム投影データから、被検体２の三次元モデルを生成するスキャノグラム解析・被検体三次元モデル生成機能や、被検体２の三次元モデルから被検体２の撮影部位に応じた画像ノイズを予測し、画像ノイズ予測値と操作者が入力した画質指標所望値との比較から照射Ｘ線量の適切な変調パターンを自動的に設定する照射Ｘ線量設定機能を備えており、特に被検体２がスキャナ回転中心に位置していない場合でも、適切な被検体三次元モデルを生成する機能を持つスキャン計画手段２８を備えているため、最適な画質の断層画像が必要最小限の被曝線量で容易に得られるようになる。
またスキャノグラム画像を作成する際のフィルタリング処理の影響を適切に考慮することにより、スキャノグラム投影データの代わりにスキャノグラム画像を解析して被検体の三次元モデルを求め、本発明の趣旨にかなうＸ線ＣＴ装置を実現することも可能である。

本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の全体的な斜視図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の全体的な構成図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の一部省略側面図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置及び従来のＸ線ＣＴ装置の検出器の構成及びＸ線照射や被検体との関係を説明する模式図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の準備操作時の作用を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の準備操作により被検体三次元モデルを生成する際の説明図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の準備操作により被検体三次元モデルを生成する際の説明図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の準備操作により被検体三次元モデルを生成する際の説明図図である。 本発明の実施の形態になるＸ線ＣＴ装置の準備操作により被検体三次元モデルを生成する際の説明図である。

符号の説明

１ スキャナ本体
２ 被検体
５ 回転体
６ Ｘ線管
７ Ｘ線検出器
２０ 天板位置センサ
２４ 画像再構成手段
２５ 記憶手段
２８ スキャン計画手段

Claims (2)

1. 被検体の周囲を回転する回転体と、前記被検体を挟んで対向するよう前記回転体に配置されたＸ線管及びＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が検出した投影データを用いて前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、前記画像再構成手段が再構成した断層像を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
   画質指標所望値の入力に用いられる操作手段と、
   前記回転体を回転させずに前記被検体より取得したスキャノグラムデータを記憶する記憶手段と、
   前記スキャノグラムデータを解析して前記被検体の各断面を楕円断面として近似した被検体三次元モデルを生成するモデル生成手段と、
   前記被検体三次元モデルから前記被検体の撮影部位に応じた画像ノイズを算出し、前記画質指標所望値との比較から照射Ｘ線量の変調パターンを設定するスキャン計画手段と、を具備し、
   前記モデル生成手段は、前記スキャノグラムデータから前記楕円断面の中心透過長とＸ線焦点から見た開き角を算出し、床面とスキャナ回転中心との鉛直距離と、Ｘ線焦点とスキャナ回転中心との鉛直距離と、床面と前記被検体を載置する天板との鉛直距離と、前記楕円断面の中心透過長とに基づいてＸ線焦点から前記楕円断面の中心までの距離を算出して前記楕円断面の位置及びサイズを推定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記Ｘ線焦点から楕円断面の中心までの距離は、前記床面から楕円断面中心までの距離から前記床面からスキャナ回転中心までの距離を減算した距離に、前記Ｘ線焦点からスキャナ回転中心までの距離を加算することによって算出し、
   前記床面から楕円断面中心までの距離は、前記楕円断面の中心透過長に０．５を乗算した距離に、前記床面と天板上面との鉛直距離を加算することによっ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。

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