JP6238575B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置、ＣＴ；Computed Tomography）では、略リアルタイムにＸ線ＣＴ画像を表示可能なＣＴ透視が行なわれている。ＣＴ透視では、投影データの収集レートや再構成条件等を調整して画像再構成処理に要する時間を短くすることで、Ｘ線ＣＴ画像の生成表示のリアルタイム性を実現している。

例えば、ＣＴ透視では、Ｘ線管とＸ線検出器とを被検体の体軸を中心に連続回転させる連続スキャンにより、Ｘ線ＣＴ画像が連続して生成表示される。連続スキャンでは、Ｘ線管からは、Ｘ線が連続して曝射される。

特開２０００−３５０７２４号公報

本発明が解決しようとする課題は、連続スキャンによるＣＴ透視における被曝量を低減させることができる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、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、制御部とを備える。Ｘ線管は、Ｘ線を曝射する。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線管から曝射され被検体を透過したＸ線を検出する。制御部は、前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を前記被検体の周囲で連続回転させてＸ線ＣＴ画像データの連続収集を行なう際に、前記Ｘ線管が予め設定された開始位置に到達した時点からＸ線曝射を開始させる。前記制御部は、撮影空間内に存在する前記被検体の被曝低減対象部位の位置に応じて、前記開始位置を設定する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る制御部を説明するための図（１）である。 図３は、第１の実施形態に係る制御部を説明するための図（２）である。 図４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図５は、第２の実施形態に係る制御部を説明するための図（１）である。 図６は、第２の実施形態に係る制御部を説明するための図（２）である。 図７は、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（１）である。 図８は、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図（２）である。 図９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１０は、第４の実施形態に係る制御部を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ（ＣＴ：Computed Tomography）装置の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出したデータを収集する装置であり、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、Ｘ線検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。

回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。

Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。

Ｘ線管１２ａは、Ｘ線を曝射する。具体的には、Ｘ線管１２ａは、後述するＸ線照射制御部１１により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを発生する真空管である。Ｘ線管１２ａは、回転フレーム１５の回転にともない、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して曝射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。

ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御部１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。

Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。

架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを旋回させる。

Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管１２ａから曝射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１３は、Ｘ線発生装置１２から照射され被検体Ｐ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検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）である。Ｘ線検出器１３には、チャンネル方向（図１に示すＹ軸方向）に配列された複数のＸ線検出素子（検出素子列）が、被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列される。

収集部１４は、ＤＡＳ（data acquisition system）であり、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を行なってＸ線検出データを生成し、生成したＸ線検出データを後述するコンソール装置３０に送信する。

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。寝台駆動装置２１は、後述するスキャン制御部３３の制御のもと、天板２２をＺ軸方向へ移動することにより、被検体Ｐを回転フレーム１５内（撮影空間内）に移動させる。

架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。又は、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。又は、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。なお、Ｘ線ＣＴ装置は、後述するスキャン制御部３３以外に、寝台駆動装置２１を制御するための制御装置（図示せず）を、寝台装置２０の近傍に有している。操作者は、かかる制御装置を操作することで、撮影前や撮影中に、天板２２を移動させることが可能である。

コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集されたＸ線検出データからＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置であり、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、制御部３８とを有する。

入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、フットスイッチ等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３８に転送する。例えば、入力装置３１は、ＣＴ透視撮影用にＸ線の曝射開始を受け付けるためのボタン（曝射ボタン）やフットスイッチ（曝射フットスイッチ）を有する。

表示装置３２は、操作者が参照するモニタであり、制御部３８による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データを操作者に表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、操作者は、検査情報登録用のＧＵＩに、天板２２に載置された被検体Ｐの撮影時における体位等の検査情報を、入力装置３１を用いて入力する。

スキャン制御部３３は、後述する制御部３８の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０におけるＸ線検出データの収集処理を制御する。

前処理部３４は、収集部１４によって生成されたＸ線検出データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、投影データを生成する。

投影データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された投影データを記憶する。画像再構成部３６は、投影データ記憶部３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成部３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成しても良い。

また、画像再構成部３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行なうことで、様々な画像データを生成可能である。画像再構成部３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを画像記憶部３７に格納する。

制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、制御部３８は、前処理部３４や、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像データを、表示装置３２に表示するように制御する。

以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、ＣＴ透視撮影を行なう。ＣＴ透視では、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を被検体Ｐの周囲で連続回転させてＸ線ＣＴ画像データの連続収集を行なう際に、投影データの収集レートや再構成条件等が調整され、Ｘ線ＣＴ画像データの再構成処理及び表示処理が略リアルタイムに行なわれる。例えば、ＣＴ透視では、前処理部３４におけるオフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理や、画像再構成関数の調整処理等が省略されたり、簡略化されたりする。なお、ＣＴ透視では、１断面のＸ線ＣＴ画像データの連続収集だけでなく、Ｘ線検出器１３が面検出器であることから、多断面のＸ線ＣＴ画像データの連続収集が行なわれる場合がある。

ＣＴ透視は、例えば、被検体Ｐの撮影部位で本撮影を行なうため、位置決め用の予備撮影として行われる。また、ＣＴ透視は、例えば、造影撮影（本撮影）を行なう際に、被検体Ｐに投与した造影剤が、被検体Ｐの撮影部位に到達したか否かを判定するための予備撮影として行われる。また、ＣＴ透視は、例えば、穿刺針を用いた生体検査や治療を行なう際に、被検体Ｐ内に挿入された穿刺針と被検体Ｐの穿刺対象部位とをリアルタイムで撮影するために行なわれる。

従来のＣＴ透視は、通常、連続スキャンが行なわれる。連続スキャンでは、例えば、曝射ボタンが押下された時点から、Ｘ線の連続曝射が開始される。一方、ＣＴ透視では、ハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲（１８０度＋ファン角）で被検体Ｐの背面にてＸ線曝射を行なって、１フレーム分の撮影を行なう方法も知られている。ただし、連続スキャンを行なう場合でも、熟練した操作者であれば、最初の１フレームのＸ線ＣＴ画像データから十分な情報を得ることができる。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の制御部３８は、連続スキャンによるＣＴ透視における被曝量を低減させるため、以下の制御を行なう。すなわち、第１の実施形態に係る制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、Ｘ線管１２ａ及びＸ線検出器１３を被検体Ｐの周囲で連続回転させてＸ線ＣＴ画像データの連続収集を行なう際に、Ｘ線管１２ａが予め設定された開始位置に到達した時点からＸ線曝射を開始させる。

図２及び図３は、第１の実施形態を説明するための図である。例えば、制御部３８は、図２に示すように、天板２２において被検体Ｐが載置される側の反対側において、ハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲（１８０度＋ファン角）を算出する（図中の円弧状の矢印を参照）。そして、制御部３８は、図２に示すように、ハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲に応じて、開始位置Ｓを設定する。そして、制御部３８は、ＣＴ透視の開始要求を受け付けると、スキャン制御部３３を制御して、回転フレーム１５の回転を開始させる。

そして、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御して、図３に例示するように、Ｘ線管１２ａが開始位置Ｓに到達した時点から、Ｘ線の曝射を開始させ、その後、Ｘ線を連続して曝射させる。これにより、最初は、ハーフ再構成分の投影データが収集され、画像再構成部３６は、ハーフ再構成により第１フレームのＸ線ＣＴ画像データを再構成し、表示装置３２は、第１フレームのＸ線ＣＴ画像データを表示する。第２フレーム以降は、Ｘ線の連続曝射により収集された投影データから、画像再構成部３６がハーフ再構成又はフル再構成を行なうことで、Ｘ線ＣＴ画像データが連続して表示される。なお、第２フレーム以降は、第ｎフレームのＸ線ＣＴ画像データの再構成に用いた投影データ群の一部を、第ｎ＋１フレームのＸ線ＣＴ画像データの再構成に用いても良い。また、第１の実施形態は、ハーフ再構成が可能な範囲を用いて開始位置Ｓを設定し、第１フレームのＸ線ＣＴ画像データをフル再構成により再構成する場合であっても良い。

上記の一例では、被検体Ｐが載置される側の反対側を中心として、ハーフ再構成用のＸ線曝射を行なうことで、被検体Ｐには、主に、天板２２を透過したＸ線が照射されるので、被検体ＰへのＸ線被曝量を低減することができる。

次に、図４を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理について説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。

図４に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の制御部３８は、操作者からＣＴ透視の開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、ＣＴ透視の開始要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部３８は、開始要求を受け付けるまで待機する。

一方、ＣＴ透視の開始要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部３８は、開始位置を設定する（ステップＳ１０２）。例えば、第１の実施形態に係る制御部３８は、天板２２の位置に応じて、開始位置を設定する。そして、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、回転フレーム１５は、回転を開始する（ステップＳ１０３）。そして、制御部３８は、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達していない場合（ステップＳ１０４否定）、制御部３８は、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達するまで待機する。

一方、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達した場合（ステップＳ１０４肯定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線の曝射を開始する（ステップＳ１０５）。そして、制御部３８は、操作者からＣＴ透視の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、ＣＴ透視の終了要求を受け付けない場合（ステップＳ１０６否定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線の曝射を継続する（ステップＳ１０８）。そして、制御部３８は、再度、ステップＳ１０６の判定を行なう。

一方、ＣＴ透視の終了要求を受け付けた場合（ステップＳ１０６肯定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線の曝射を停止し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

上述したように、第１の実施形態では、連続スキャンによるＣＴ透視において、Ｘ線管１２ａの初期位置から開始位置まではＸ線の曝射が行なわれないように制御する。第１の実施形態では、制御部３８は、例えば、第１フレームのＸ線ＣＴ画像データがハーフ再構成により再構成可能であり、かつ、被検体Ｐに照射されるＸ線の大部分が天板２２透過後のＸ線となる位置をＸ線曝射の開始位置として設定する。従って、第１の実施形態では、連続スキャンによるＣＴ透視における被曝量を低減させることができる。

また、上述したように、連続スキャンでも、熟練した操作者であれば、最初の１フレームのＸ線ＣＴ画像データから十分な情報を得ることができる。すなわち、第１の実施形態で説明した曝射制御が行なわれる場合であっても、熟練した操作者は、第１フレームのＸ線ＣＴ画像データや、数フレーム分のＸ線ＣＴ画像データを参照することで、ＣＴ透視を終了させることができる。従って、第１の実施形態では、熟練した操作者により連続スキャンによるＣＴ透視が行なわれる場合、被曝量を更に低減させることができる。なお、上記では、ハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲に応じて開始位置を設定する場合について説明した。ただし、第１の実施形態は、被検体Ｐの被曝量が低減されるのであれば、開始位置を任意の位置に設定することが可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、種々の条件に応じて開始位置を変更設定する場合について、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、第２の実施形態に係る制御部を説明するための図である。

第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に構成される。ただし、第２の実施形態に係る制御部３８は、以下の制御を行なう。すなわち、制御部３８は、撮影空間内に存在する被検体Ｐの被曝低減対象部位の位置に応じて、開始位置を設定する。換言すると、制御部３８は、最初の１回転において、被曝低減対象部位に可能な限りＸ線が曝射されないように、Ｘ線曝射の開始位置を設定する。被曝低減対象部位は、撮影空間内に存在する人間の位置により定まる部位である。ここで、撮影空間内に存在する人間とは、被検体Ｐや、ＣＴ透視により収集されたＸ線ＣＴ画像データを参照しながら被検体Ｐに対して施術（例えば、生体検査用の穿刺）を行なう医師等の術者である。

被曝低減対象部位の一例は、被検体ＰにおいてＸ線被曝による影響度が高い部位である。Ｘ線被曝による影響度が高い部位は、例えば、被検体Ｐの腹部である。そこで、制御部３８は、撮影時の被検体Ｐの体位に応じて、開始位置を設定する。

また、被曝低減対象部位の一例は、術者の手等が存在する位置、すなわち、被検体Ｐに対して施術が行なわれる位置である。そこで、制御部３８は、被検体Ｐに対して施術が行なわれる位置に応じて、開始位置を設定する。

まず、撮影時の被検体Ｐの体位に応じて、開始位置を設定する場合について説明する。かかる場合、例えば、制御部３８は、撮影前に操作者が入力した検査情報に含まれる被検体Ｐの体位を取得する。そして、制御部３８は、取得した体位により定まる被検体Ｐの背面の位置に応じて、開始位置を設定する。例えば、制御部３８は、被検体Ｐの背面に対して主にＸ線が曝射されることで収集されたハーフ再構成分の投影データから、第１フレームのＸ線ＣＴ画像データが再構成されるように開始位置を設定する。

図５の（Ａ）は、被検体Ｐの体位が背臥位である場合に設定される開始位置Ｓ１を例示している。また、図５の（Ｂ）は、被検体Ｐの体位が右側臥位である場合に設定される開始位置Ｓ２を例示している。また、図５の（Ｃ）は、被検体Ｐの体位が腹臥位である場合に設定される開始位置Ｓ３を例示している。また、図５の（Ｄ）は、被検体Ｐの体位が左側臥位である場合に設定される開始位置Ｓ４を例示している。

次に、被検体Ｐに対して施術が行なわれる位置に応じて、開始位置を設定する場合について説明する。かかる場合、例えば、操作者は、入力装置３１を用いて、管球位相のどの範囲で施術が行なわれるかを入力する。そして、制御部３８は、撮影前に操作者が入力した位相範囲に応じて、開始位置を設定する。例えば、制御部３８は、撮影前に操作者が入力した位相範囲以外でＸ線が曝射されることで収集されたハーフ再構成分の投影データから、第１フレームのＸ線ＣＴ画像データが再構成されるように開始位置を設定する。

図６の（Ａ）は、施術が管球位相「０度」を中心とする位相範囲で施術が行なわれる場合に設定される開始位置Ｓ５を例示している。また、図６の（Ｂ）は、施術が管球位相「３０度」を中心とする位相範囲で施術が行なわれる場合に設定される開始位置Ｓ６を例示している。

なお、第１の実施形態で説明した内容は、開始位置が被曝低減対象部位に応じて設定される点以外、第２の実施形態においても適用可能である。また、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理は、図４を用いて説明したステップＳ１０２の開始位置設定処理が、被曝低減対象部位に応じて行なわれる点以外、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。なお、第２の実施形態に係る制御部３８は、撮影時の被検体Ｐの体位及び被検体Ｐに対して施術が行なわれる位置の双方に応じて、開始位置を設定しても良い。

上述したように、第２の実施形態では、連続スキャンによるＣＴ透視において、被曝低減対象部位を避けてＸ線の曝射が開始されるように制御する。従って、第１の実施形態では、被検体Ｐや術者に対する被曝の影響を低減させることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１の実施形態又は第２の実施形態で説明した連続スキャンによるＣＴ透視撮影が、操作者の操作に応じて、１フレーム分のＣＴ透視撮影（単独スキャン）に変更される場合について図７及び図８等を用いて説明する。図７及び図８は、第３の実施形態に係る制御部を説明するための図である。

第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に構成される。ただし、第３の実施形態に係る制御部３８は、以下の制御を行なう。ここで、上述したように、入力装置３１は、ＣＴ透視の撮影開始指示を、操作者の操作により受け付けるボタン（曝射ボタン）やフットスイッチ（曝射フットスイッチ）を有している。第３の実施形態では、制御部３８は、かかる入力装置３１に対する操作時間に応じて、ＣＴ透視撮影を連続スキャンから単独スキャンに切り替える。

まず、制御部３８は、入力装置３１に対する操作者の操作が、所定期間が経過する前に終了したか否かを判定する。そして、制御部は、入力装置３１に対する操作者の操作が、所定期間が経過する前に終了した場合、開始位置からＸ線曝射を開始した後、『開始位置とハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲とで定まる「終了位置」』にＸ線管１２ａが到達した時点でＸ線曝射を終了させる。

ここで、所定期間とは、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達した時点から、Ｘ線管１２ａが「開始位置とハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲とで定まる終了位置」に到達する時点までの期間である。以下、かかる期間を「ハーフ期間」と記載する。

例えば、制御部３８は、操作者が曝射ボタンをオンとした後にオフとした時点が、ハーフ期間が経過する前であるか否かを判定する。そして、制御部３８は、操作者が曝射ボタンをオンとした後にオフとした時点が、ハーフ期間が経過する前であった場合、単独スキャンに切り替え、ハーフ期間が経過した時点でＣＴ透視を終了する。かかる場合、ハーフ再構成により再構成された１フレームのＸ線ＣＴ画像データが表示されて、ＣＴ透視が終了する。

図７に示す線分ａ〜線分ｆは、それぞれ、操作者が曝射ボタンをオンした時点からオフとした時点までの期間を例示している。図７に例示する線分ａ〜線分ｆは、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達して開始されるハーフ期間が経過する前に、操作者が曝射ボタンをオフとしたことを例示している。線分ａ〜線分ｆに示すような操作が行なわれた場合、制御部３８は、図７に例示するように、ＣＴ透視を単独スキャンに切り替える。

一方、制御部３８は、入力装置３１に対する操作者の操作が、所定期間（ハーフ期間）が経過した後も継続される場合、以下の２つのモードの連続スキャンを実行させる。例えば、制御部３８は、ハーフ期間が経過した後も、操作者が曝射ボタンを押し続けていた場合（図７の線分ｇ及び線分ｈを参照）、図８の左図に例示する第１モードの連続スキャンを実行させる。第１モードでは、制御部３８は、終了位置にＸ線管１２ａが到達した時点以降は、Ｘ線曝射を継続させる。第１モードは、第１の実施形態において、図３を用いて説明した連続スキャンと同じ連続スキャンである。すなわち、第１モードでは、１回転目にハーフ再構成分の投影データが収集され、２回転目以降はフル再構成可能な投影データが連続収集される。

或いは、例えば、制御部３８は、ハーフ期間が経過した後も、操作者が曝射ボタンを押し続けていた場合（図７の線分ｇ及び線分ｈを参照）、図８の右図に例示する第２モードの連続スキャンを実行させる。第２モードでは、制御部３８は、開始位置から終了位置までのＸ線曝射を繰り返して実行させる。第２モードでは、回転フレーム１５が１回転するごとに、ハーフ再構成分の投影データが収集される。すなわち、第２モードでは、回転フレーム１５が１回転するごとに、ハーフ再構成により１フレームのＸ線ＣＴ画像データが再構成され表示されることとなる。第１モードと比較すると、第２モードでは、時間分解能が若干低減するが、ＣＴ透視における被曝量低減の観点からは、有効な撮影方法である。

第１モードを実行するか、第２モードを実行するかは、操作者により変更して設定可能である。また、本実施形態では、入力装置３１は、第１モードを実行させるための第１フットスイッチと、第２モードを実行させるための第２フットスイッチと有する場合であっても良い。かかる場合、操作者は、曝射ボタンを押下し続けた状態で、第１フットスイッチ、又は、第２フットスイッチを踏むことで、連続スキャンのモードを設定することができる。

また、かかる場合、操作者は、第１モードの連続スキャンを実行中に、第２フットスイッチを踏み込むことで、連続スキャンを第２モードに切り替えることができる。或いは、操作者は、第２モードの連続スキャンを実行中に、第１フットスイッチを踏み込むことで、連続スキャンを第１モードに切り替えることができる。

なお、上記では、曝射ボタンの操作期間に応じて、単独スキャンに切り替える場合について説明したが、第３の実施形態は、曝射フットスイッチの操作期間に応じて、単独スキャンに切り替える場合であっても良い。また、第１及び第２の実施形態で説明した内容は、操作期間に応じてＣＴ透視を連続スキャンから単独スキャンに切り替える点以外、第３の実施形態でも適用可能である。

次に、図９を用いて、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理について説明する。図９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線曝射制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。

図９に例示するように、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の制御部３８は、ボタン（曝射ボタン）が押下されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、ボタンが押下されていない場合（ステップＳ２０１否定）、制御部３８は、ボタンが押下されるまで待機する。

一方、ボタンが押下された場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部３８は、開始位置を設定する（ステップＳ２０２）。そして、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、回転フレーム１５は、回転を開始する（ステップＳ２０３）。そして、制御部３８は、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達していない場合（ステップＳ２０４否定）、制御部３８は、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達するまで待機する。

一方、Ｘ線管１２ａが開始位置に到達した場合（ステップＳ２０４肯定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線の曝射を開始する（ステップＳ２０５）。そして、制御部３８は、ボタンが、ハーフ期間経過前にオフとなったか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、ボタンが、ハーフ期間経過前にオフとなっていた場合（ステップＳ２０６肯定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、終了位置に到達した時点で、Ｘ線の曝射を停止し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。一方、ボタンが、ハーフ期間経過後も継続して押下されていた場合（ステップＳ２０６否定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、設定モードでＸ線の曝射を継続する（ステップＳ２０８）。

そして、制御部３８は、操作者からＣＴ透視の終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ここで、ＣＴ透視の終了要求を受け付けない場合（ステップＳ２０９否定）、ステップＳ２０８において、Ｘ線管１２ａは、設定モードでＸ線の曝射を継続する。

一方、ＣＴ透視の終了要求を受け付けた場合（ステップＳ２０９肯定）、スキャン制御部３３を介した制御部３８の制御により、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線の曝射を停止し（ステップＳ２１０）、処理を終了する。

上述したように、第３の実施形態では、例えば、操作者がボタンを押す時間を調整するという簡単な入力操作により、ＣＴ透視を連続スキャンから単独スキャンに切り替えることができる。従って、第３の実施形態では、操作者の要求に応じて、ＣＴ透視における被曝量を大幅に低減させることができる。

また、第３の実施形態では、操作者の要求に応じて、連続スキャンによるＣＴ透視を、開始位置から終了位置までのハーフ期間に限定した第２モードの連続スキャンに設定することができる。第２モードが行なわれる場合、連続スキャンによるＣＴ透視における被曝量を大幅に低減させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１〜第３の実施形態で説明したＣＴ透視撮影において、管電流変調（modulation）を行なう場合について、図１０を用いて説明する。図１０は、第４の実施形態に係る制御部を説明するための図である。

第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に構成される。ただし、第４の実施形態に係る制御部３８は、以下の制御を行なう。すなわち、第４の実施形態に係る制御部３８は、Ｘ線管１２ａからＸ線曝射が行なわれる期間、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線が被検体Ｐを透過する厚みに応じて、Ｘ線管１２ａに供給される管電流を調節する。

制御部３８は、Ｘ線の透過範囲が厚い場合は、管電流を大きくし、Ｘ線の透過範囲が薄い場合は、管電流を小さくする管電流変調を実行させる。Ｘ線が被検体Ｐを透過する厚みは、Ｘ線管１２ａの位置によって異なる。管電流は、Ｘ線管１２ａの位置及び被検体Ｐの撮影時の体位に応じて、調整される。

図１０の（Ａ）及び（Ｂ）では、Ｘ線管１２ａが管球位相「０度」に位置する場合、被検体Ｐの腹部正面に向かってＸ線が曝射され、Ｘ線管１２ａが管球位相「１８０度」に位置する場合、被検体Ｐの背中正面に向かってＸ線が曝射される場合を例示している。また、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）では、Ｘ線管１２ａが管球位相「９０度」に位置する場合、被検体Ｐの右側に向かってＸ線が曝射され、Ｘ線管１２ａが管球位相「２７０度」に位置する場合、被検体Ｐの左側に向かってＸ線が曝射される場合を例示している。通常、左右方向の厚みは、背腹方向の厚みより大きい。

図１０の（Ａ）は、スキャン断面（ＸＹ平面）で変調される管電流の大きさを、楕円として設定した場合を例示している。図１０の（Ａ）に例示する楕円は、左右方向が長径となる、背腹方向が短径となる。図１０の（Ａ）では、楕円の中心「Ｏ」から楕円までの距離が、管電流の大きさに対応している。図１０の（Ａ）の設定例では、０度（腹側）や１８０度（背側）の位置からＸ線を曝射する場合にＸ線管１２ａに供給される管電流が、９０度（右側）や２７０度（左側）の位置からＸ線を曝射する場合にＸ線管１２ａに供給される管電流より小さくなるように調整される。

制御部３８は、連続スキャンや単独スキャンを実行させる場合、図１０の（Ａ）に示す楕円に基づいて、管電流の調整をスキャン制御部３３に実行させる。例えば、単独スキャンが行なわれる場合、Ｘ線管１２ａは、図１０の（Ａ）に例示する開始位置Ｓから時計周りに回転しながら終了位置ＥまでＸ線の曝射を行なう。かかる場合、制御部３８は、図１０の（Ａ）に示す楕円に基づいて、開始位置Ｓから終了位置Ｅまで曝射期間にてＸ線管１２ａに供給される管電流を調整する。これにより、ＣＴ透視撮影における被検体Ｐに対する被曝の影響を低減させることができる。なお、制御部３８は、第１モードでの連続スキャンの場合には、「終了位置Ｅ〜０度〜開始位置Ｓ」の期間においても、図１０の（Ａ）に示す楕円に基づいて、Ｘ線管１２ａに供給される管電流を調整する。

また、図１０の（Ｂ）は、スキャン断面（ＸＹ平面）で変調される管電流の大きさを、長径が同一であるが短径が異なる２つの楕円弧を組み合わせて設定した場合を例示している。図１０の（Ｂ）では、点「Ｏ’」から楕円弧までの距離が、管電流の大きさに対応している。図１０の（Ｂ）の設定例では、背腹方向と左右方向とで管電流を変調させるとともに、背側で曝射される場合の管電流が、腹側で曝射される場合の管電流より小さくなるように調整される。

制御部３８は、連続スキャンや単独スキャンを実行させる場合、図１０の（Ｂ）に示す図形に基づいて、管電流の調整をスキャン制御部３３に実行させる。例えば、単独スキャンが行なわれる場合、制御部３８は、図１０の（Ｂ）に示す図形に基づいて、開始位置Ｓから終了位置Ｅまで曝射期間にてＸ線管１２ａに供給される管電流を調整する。なお、制御部３８は、第１モードでの連続スキャンの場合には、「終了位置Ｅ〜０度〜開始位置Ｓ」の期間においても、図１０の（Ｂ）に示す図形に基づいて、Ｘ線管１２ａに供給される管電流を調整する。これにより、被曝低減対象部位である腹部に照射されるＸ線量を低減させることができ、ＣＴ透視撮影における被検体Ｐに対する被曝の影響をより低減させることができる。

なお、制御部３８は、例えば、被検体Ｐの撮影時における体位の情報から、図１０の（Ａ）や（Ｂ）に例示する調整を行なう。或いは、制御部３８は、例えば、予備的に撮影された被検体ＰのＸ線ＣＴ画像データから推定される被検体Ｐの体型に応じて、図１０の（Ａ）や（Ｂ）に例示する調整を行なう。

また、第１〜第３の実施形態で説明した内容は、Ｘ線曝射中に管電流変調が行なわれる点以外、第４の実施形態でも適用可能である。

上述したように、第４の実施形態では、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線が被検体Ｐを透過する厚みに応じて、管電流が調整を調整することで、ＣＴ透視における被曝による影響を低減させることができる。

なお、上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

以上、説明したとおり、第１〜第４の実施形態によれば、連続スキャンによるＣＴ透視における被曝量を低減させることができる。

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。

１２ａ Ｘ線管
１３ Ｘ線検出器
３８ 制御部

Claims (8)

1. Ｘ線を曝射するＸ線管と、
   前記Ｘ線管から曝射され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を前記被検体の周囲で連続回転させてＸ線ＣＴ画像データの連続収集を行なう際に、前記Ｘ線管が予め設定された開始位置に到達した時点からＸ線曝射を開始させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、撮影空間内に存在する前記被検体の被曝低減対象部位の位置に応じて、前記開始位置を設定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記制御部は、撮影時の前記被検体の体位に応じて、前記開始位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記制御部は、前記被検体に対して施術が行なわれる位置に応じて、前記開始位置を設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。
4. 前記制御部は、ハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲に応じて、前記開始位置を設定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。
5. 撮影開始指示を、操作者の操作により受け付ける入力部、
   を更に備え、
   前記制御部は、前記入力部に対する前記操作者の操作が、所定期間が経過する前に終了した場合、前記開始位置からＸ線曝射を開始した後、前記開始位置とハーフ再構成が可能なＸ線曝射範囲とで定まる終了位置に前記Ｘ線管が到達した時点でＸ線曝射を終了させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記制御部は、前記入力部に対する前記操作者の操作が、前記所定期間が経過した後も継続される場合、前記終了位置に前記Ｘ線管が到達した時点以降は、Ｘ線曝射を継続させることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記制御部は、前記入力部に対する前記操作者の操作が、前記所定期間が経過した後も継続される場合、前記開始位置から前記終了位置までのＸ線曝射を繰り返して実行させることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記制御部は、前記Ｘ線管からＸ線曝射が行なわれる期間、前記Ｘ線管から曝射されたＸ線が前記被検体を透過する厚みに応じて、当該Ｘ線管に供給される管電流を調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

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