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WO2013051402A1 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Ｘ線診断装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2013051402A1
WO2013051402A1 PCT/JP2012/074164 JP2012074164W WO2013051402A1 WO 2013051402 A1 WO2013051402 A1 WO 2013051402A1 JP 2012074164 W JP2012074164 W JP 2012074164W WO 2013051402 A1 WO2013051402 A1 WO 2013051402A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ray
view angle
subject
angle range
projection data
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/074164
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
忠晴 小林
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 東芝, 東芝メディカルシステムズ株式会社 filed Critical 株式会社 東芝
Priority to CN201280002376.5A priority Critical patent/CN103153193B/zh
Priority to US13/706,516 priority patent/US9084543B2/en
Publication of WO2013051402A1 publication Critical patent/WO2013051402A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/542—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving control of exposure
    • A61B6/544—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving control of exposure dependent on patient size
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/486—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data
    • A61B6/487—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data involving fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an X-ray diagnostic apparatus having a so-called LCI (Low Contrast Imaging) function for reconstructing a tomographic image of a subject.
  • LCI Low Contrast Imaging
  • An X-ray diagnostic apparatus irradiates a subject with X-rays from an X-ray source, captures X-rays transmitted through a patient with an X-ray detector, and transmits an X-ray transmission image that is a shadow image proportional to the transmitted dose Is a device that generates An operator such as a doctor or a laboratory technician diagnoses a subject by observing an X-ray transmission image generated by the X-ray diagnostic apparatus.
  • LCI a technique for obtaining a tomographic image of a specimen.
  • LCI is used for visualization of an object such as an organ having a relatively small CT value density difference.
  • the X-ray irradiation conditions and the rotational speeds of the X-ray source and the X-ray detector are constant, and projection data is collected at a constant rate on the trajectory of the X-ray source and the X-ray detector.
  • the body thickness changes depending on the projection direction. Therefore, the body thickness increases in the longitudinal direction of the human body, and the incident X-ray dose to the X-ray detector becomes lower than in the lateral direction.
  • the incident X-ray dose to the X-ray detector is low when the projection direction matches the specific direction.
  • the circuit noise of the X-ray detector and the quantization noise of the X-ray photon become remarkable, the SN ratio deteriorates, and streaks appear in the reconstructed image in the LCI. -Like artifacts appear.
  • An X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray source, an X-ray detector, a rotation mechanism, a control unit, and a reconstruction unit.
  • the X-ray source irradiates the subject with X-rays.
  • the X-ray detector detects X-rays transmitted through the subject and outputs projection data.
  • the rotation mechanism rotates around the subject in a state where the X-ray source and the X-ray detector are opposed to each other.
  • the control unit rotates the X-ray source and the X-ray detector around the subject by the rotation mechanism, and changes the number of views in a specific view angle range by the X-ray source and the X-ray detector. Projection data is collected so as to be larger than the viewing angle range.
  • the reconstruction unit reconstructs an image using the collected projection data of each view.
  • FIG. 1 is a block diagram of an X-ray diagnostic apparatus common to the embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining projection data (view data) collection by the X-ray diagnostic apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a specific view angle range in which the SN ratio deteriorates when the projection data is collected.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining projection data collection according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a change in the frame rate of the projection data collection according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the X-ray diagnostic apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a view for explaining projection data collection according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an X-ray diagnostic apparatus common to the embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining projection data (view data) collection by the X-ray diagnostic apparatus
  • FIG. 9 is a diagram showing a change in the rotation speed of the projection data collection according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the X-ray diagnostic apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a view for explaining projection data collection according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a block configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus 1 common to each embodiment.
  • an X-ray diagnostic apparatus 1 includes a high voltage generator 2, an X-ray tube 3 as an X-ray source, an X-ray diaphragm device 4, a top plate 5, a C arm 6, an X-ray detector 7, C-arm rotating / moving mechanism 8, top-plate moving mechanism 9, system control unit 10 (controller), input unit 11, display unit 12, data conversion unit 13, data storage unit 14, image processing unit 15, and image reconstruction Part 16 and the like.
  • the high voltage generator 2 generates a high voltage to be supplied to the X-ray tube 3.
  • the X-ray tube 3 generates X-rays based on the high voltage supplied from the high voltage generator 2.
  • the X-ray diaphragm device 4 is a device for narrowing the X-rays emitted from the X-ray tube 3 so as to selectively irradiate the region of interest of the subject P.
  • the X-ray diaphragm device 4 has four slidable diaphragm blades, and narrows the X-rays by sliding these diaphragm blades.
  • the top 5 is a bed on which the subject P is placed, and is placed on a bed (not shown).
  • the X-ray detector 7 has a plurality of X-ray detection elements that detect X-rays transmitted through the subject P. Each of these X-ray detection elements converts the X-rays emitted from the X-ray tube 3 and transmitted through the subject P into electrical signals and accumulates them.
  • the C-arm 6 is an arm that holds the X-ray tube 3 and the X-ray diaphragm device 4 and the X-ray detector 7 in a state of facing the subject P.
  • the C-arm rotation / movement mechanism 8 is a device for rotating and moving the C-arm 6.
  • the top plate moving mechanism 9 is a device for moving the top plate 5.
  • the data conversion unit 13 reads out the electric charge accumulated in the X-ray detector 7 in synchronization with the X-ray pulse irradiation, converts the read electric signal into digital data, and outputs the digital data to the data storage unit 14.
  • the data storage unit 14 stores the digital data output from the data conversion unit 13 as projection data.
  • the image processing unit 15 performs various image processing such as window conversion and RGB processing on the projection data stored in the data storage unit 14 and outputs the projection data to the display unit 12 as X-ray transmission images.
  • the input unit 11 includes a mouse, a keyboard, buttons, a trackball, a joystick, and the like used by an operator such as a doctor or engineer who operates the X-ray diagnostic apparatus 1 to input various commands and information.
  • the command and information input in this way are output to the system control unit 10.
  • the display unit 12 includes a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), a GUI (Graphical User Interface) for receiving input from an operator via the input unit 11, image processing, and the like.
  • a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), a GUI (Graphical User Interface) for receiving input from an operator via the input unit 11, image processing, and the like.
  • the X-ray transmission image input from the unit 15 is displayed.
  • the system control unit 10 controls the operation of the entire X-ray diagnostic apparatus 1. That is, the system control unit 10 controls the high voltage generator 2, the C-arm rotation / movement mechanism 8, the X-ray diaphragm device 4, and the like based on commands from the operator input via the input unit 11. Thus, adjustment of the X-ray dose irradiated to the subject P, ON / OFF control of X-ray irradiation, rotation / movement control of the C-arm 6, movement control of the top 5, etc. are performed.
  • system control unit 10 controls the image processing unit 15 and the image reconstruction unit 16 based on a command from the operator input via the input unit 11. Furthermore, the system control unit 10 performs control for causing the display unit 12 to display the GUI and the like.
  • the X-ray diagnostic apparatus 1 collects and collects projection data (view data) of the subject from multiple directions while rotating the X-ray focal point F around the subject P as shown in FIG. Similar to the X-ray computed tomography apparatus by reconstructing the view data, it has a function of obtaining a tomographic image of the subject (hereinafter referred to as an LCI function).
  • 2 indicates the locus of the X-ray focal point F, and the broken line indicates the X-ray irradiation range at each X-ray focal point F.
  • the X-ray focal point F is rotated in a range of about 0 ° to 240 °, and several hundred view data are obtained during the rotation.
  • the line focus F is plotted (the same applies to FIGS. 5, 8, and 11).
  • the system control unit 10 controls the high voltage generator 2 to irradiate the X-ray tube 3 with X-rays at an arbitrary cycle, and in synchronization with this, the data conversion unit 13 reads the charges from the X-ray detector 7. As a result, view data can be collected in the cycle. Hereinafter, this period of view data collection is referred to as a frame rate.
  • the data storage unit 14 stores a large number of view data output from the data conversion unit 13 during operation by the LCI function together with view angle information representing a view angle at the time of shooting.
  • the view angle is an inclination of a straight line connecting the X-ray tube 3 and the X-ray detector 7 with respect to a straight line connecting the X-ray tube 3 and the X-ray detector 7 at the default position.
  • the image reconstruction unit 16 reconstructs a tomographic image of the subject P by performing so-called back projection processing in which each view data stored in the data storage unit 14 is superposed along a projection beam based on the view angle information. To do.
  • the data storage unit 14 stores the reconstructed image obtained by the reconstruction of the image reconstruction unit 16.
  • the image processing unit 15 performs various image processing such as window conversion and RGB processing on the reconstructed image stored in the data storage unit 14, and then outputs the image to the display unit 12.
  • the display unit 12 displays the reconstructed image input from the image processing unit 15.
  • the body thickness is not constant, so that the SN ratio of the output of the X-ray detector 7 deteriorates in a specific view angle range ⁇ 1, ⁇ 2, as shown in FIG. . Due to this, streak-like artifacts appear in the reconstructed image.
  • the X-ray tube 3 and the X-ray detector 7 are rotated at a constant speed ⁇ d, and the frame rate R is increased in the specific view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 to obtain the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2. Increase the number of views collected. Then, an image is reconstructed using each collected view data, thereby preventing or reducing the occurrence of the streak-like artifact.
  • step S101 A specific operation of the X-ray diagnostic apparatus 1 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the processing shown in the flowchart of FIG. 4 is started. That is, first, the system control unit 10 sets a view angle range that should be a target for increasing the number of views (step S101).
  • the system control unit 10 sets the rotation start point of the C arm 6 as a reference point (0 °), the rotation angle ⁇ s1 from the reference point to the start point of the view angle range ⁇ 1, A rotation angle ⁇ e1 to the end point of the view angle range ⁇ 1, a rotation angle ⁇ s2 to the start point of the view angle range ⁇ 2, and a rotation angle ⁇ e2 to the end point of the view angle range ⁇ 2 are set.
  • the system control unit 10 may set the values of the rotation angles ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, and ⁇ e2 to values input by an operator such as a doctor or engineer via the input unit 11, or may be a predetermined fixed value. The value may be set automatically.
  • the system control unit 10 determines the rate Rd, which is the basic frame rate for view data collection, the rate Rt (Rd ⁇ Rt), which is the target frame rate for view data collection in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2, and the C-arm A rotation speed ⁇ d, which is a basic rotation speed, is set (step S102).
  • the system control unit 10 may set the values of the rate Rd, the rate Rt, and the rotation speed ⁇ d to values input by an operator such as a doctor or engineer via the input unit 11 or a predetermined fixed value. The value may be set automatically.
  • the system control unit 10 sets parameters necessary for X-ray imaging other than the rotation angles ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, and ⁇ e2, the rate Rd, the rate Rt, and the rotation speed ⁇ d set in steps S101 and S102, for example, an X-ray tube
  • the tube voltage, the region of interest, and the like applied to 3 are also set using information input from the input unit 11, a predetermined fixed value, or the like.
  • the system control unit 10 collects view data according to these parameters (step S103).
  • the data storage unit 14 stores the collected view data.
  • FIG. 5 shows how the frame rate R changes, with the horizontal axis representing the rotation amount ⁇ from the reference point (0 °) of the C arm 6 and the vertical axis representing the ratio K obtained by dividing the frame rate R by the rate Rd. Yes.
  • step S103 the system control unit 10 controls the C arm rotation / movement mechanism 8 to rotate the C arm 6 at a constant speed ⁇ d. Further, the system control unit 10 sets the frame rate R to Rd at the beginning of the rotation of the C arm 6, and smoothly increases the frame rate R to Rt in the vicinity where the rotation angle ⁇ of the C arm 6 reaches ⁇ s1. In the vicinity of ⁇ reaching ⁇ e1, the frame rate R is smoothly reduced to Rd. Thereafter, the system control unit 10 smoothly increases the frame rate R to Rt when the rotation angle ⁇ of the C arm 6 reaches ⁇ s2, and smoothly decreases the frame rate R to Rd when the rotation angle ⁇ reaches ⁇ e2.
  • the system control unit 10 causes the C arm rotation / movement mechanism 8 to stop the rotation of the C arm 6, and the high voltage generator 2 to the X-ray tube 3. Is stopped, and the collection of view data is terminated.
  • the number of views in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 increases as compared to other view angle ranges.
  • the image reconstruction unit 16 reconstructs an image using each view data collected and stored in the data storage unit 14 (step S104). Note that the image reconstruction unit 16 performs back projection processing after correcting the view data in the view angle range in which the number of views is increased in accordance with the ratio in which the number of views is increased.
  • the coefficient a defined by the following equation (1) is used for the correction.
  • R in the equation indicates a frame rate at the time of collecting each view data.
  • the image reconstruction unit 16 calculates the coefficient a for each view data using the equation (1), and multiplies each numerical value included in the corresponding view data by multiplying the calculated coefficient a by each view data. Weighting is performed.
  • the data storage unit 14 stores the image reconstructed in step S104.
  • step S104 the image processing unit 15 performs various types of image processing on the reconstructed image stored in the data storage unit 14 and outputs the processed image to the display unit 12 (step S105).
  • the display unit 12 displays the reconstructed image input from the image processing unit 15. A series of processing shown in the flowchart of FIG. 4 is completed by step S105.
  • the X-ray diagnostic apparatus 1 rotates the X-ray tube 3 and the X-ray detector 7 at a constant speed ⁇ d while changing the frame rate R to the specific view angle range ⁇ 1, ⁇ 2.
  • the number of views collected in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 is increased, and an image is reconstructed using each collected view data.
  • view data is obtained by increasing the X-ray dose in the view angle range ⁇ 1, ⁇ 2, that is, the angle range in which the subject P is thick, and the view angle range ⁇ 1, If the entire view data at ⁇ 2 is viewed, the S / N ratio is improved, and the occurrence of streak-like artifacts in the reconstructed image can be prevented or reduced.
  • the X-ray diagnostic apparatus 1 corrects each view data belonging to the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 in accordance with the ratio of increasing the number of views, and reconstructs an image. Thereby, the consistency of the view data at each view angle is maintained, and an accurate reconstructed image can be obtained.
  • a reference detector for detecting X-rays radiated from the X-ray tube is provided between the X-ray tube and the subject, and the tube current is referenced while referring to the detection result of the reference detector.
  • the X-ray diagnostic apparatus is not suitable for providing a reference detector due to space problems or the like, it is difficult to introduce such a correction system.
  • the SN ratio in a specific view angle range can be improved without newly providing a special component such as a reference detector, introduction is easy.
  • various suitable effects can be obtained from the configuration of the present embodiment.
  • step S101 the system control unit 10 sets a view angle range (rotation angles ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, and ⁇ e2) to be increased in number of views (step S201).
  • the system control unit 10 determines the rate Rd, which is the basic frame rate for view data collection, the rotational speed ⁇ d, which is the basic rotational speed of the C arm, and the rotational speed ⁇ t, which is the target rotational speed in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2. ( ⁇ d ⁇ ⁇ t) is set (step S202).
  • the system control unit 10 may set the values of the rate Rd, the rotation speed ⁇ d, and the rotation speed ⁇ t to values input by an operator such as a doctor or an engineer via the input unit 11 or are set in advance. It may be automatically set to a fixed value.
  • the system control unit 10 also inputs parameters necessary for X-ray imaging other than the rotation angles ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, and ⁇ e2, the rate Rd, the rotation speed ⁇ d, and the rotation speed ⁇ t set in steps S201 and S202. Setting is performed using information input from the unit 11 or a predetermined fixed value.
  • the system control unit 10 collects view data according to these parameters (step S203).
  • the collected view data is stored in the data storage unit 14.
  • FIG. 8 the position of the X-ray focal point F at the time of view data acquisition is shown as a plot on the locus L as in FIG.
  • FIG. 9 shows how the rotational speed ⁇ changes with the horizontal axis representing the rotation amount ⁇ from the reference point (0 °) of the C arm 6 and the vertical axis representing the ratio K obtained by dividing the rotational speed ⁇ by the rotational speed ⁇ d. ing.
  • step S203 the system control unit 10 collects view data with the frame rate R kept constant at the rate Rd. Further, the system control unit 10 controls the C-arm rotation / movement mechanism 8 so that the rotation speed ⁇ is set to ⁇ d at the beginning of view data collection, and the rotation speed ⁇ near the rotation angle ⁇ of the C-arm 6 reaches ⁇ s1. ⁇ is smoothly reduced to ⁇ t, and the rotational speed ⁇ is smoothly increased to ⁇ d in the vicinity of the rotation angle ⁇ reaching ⁇ e1. Thereafter, the system control unit 10 smoothly decreases the rotational speed ⁇ to ⁇ t near the rotation angle ⁇ of the C arm 6 reaches ⁇ s2, and smoothly increases the rotational speed ⁇ to ⁇ d near the rotation angle ⁇ reaches ⁇ e2.
  • the system control unit 10 causes the C arm rotation / movement mechanism 8 to stop the rotation of the C arm 6, and the high voltage generator 2 to the X-ray tube 3. Is stopped, and the collection of view data is terminated.
  • the number of views in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 increases as compared to other view angle ranges as in the first embodiment.
  • the image reconstruction unit 16 reconstructs an image using each view data collected and stored in the data storage unit 14 (step S204).
  • the image reconstruction unit 16 corrects the view data in the view angle range in which the number of views is increased in accordance with the ratio in which the number of views is increased, and then performs back projection processing. I do.
  • the coefficient a defined by the following equation (2) is used for the correction.
  • ⁇ indicates the rotational speed of the C-arm 6 at the time of collecting each view data.
  • the image reconstruction unit 16 calculates the coefficient a for each view data by using the equation (2), and multiplies the calculated coefficient a by each numerical value included in the corresponding view data to thereby calculate each view data. Weighting is performed.
  • the data storage unit 14 stores an image reconstructed using each view data after correction.
  • step S204 the image processing unit 15 performs various types of image processing on the reconstructed image stored in the data storage unit 14, and then outputs the processed image to the display unit 12 (step S205).
  • the display unit 12 displays the reconstructed image input from the image processing unit 15. A series of processing shown in the flowchart of FIG. 7 is completed by step S205.
  • the X-ray diagnostic apparatus 1 collects view data at a constant frame rate Rd by the X-ray tube 3 and the X-ray detector 7 and rotates the rotational speed ⁇ of the C arm 6. Is decreased in the specific view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2, the number of views in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 is increased, and an image is reconstructed using each collected view data.
  • view data is obtained by increasing the X-ray irradiation dose in an angular range where the body thickness of the subject P is thick, The S / N ratio is improved when viewed in the entire view data in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2. As a result, the occurrence of streak-like artifacts in the reconstructed image can be prevented or reduced.
  • various suitable effects including those described in the first embodiment can be obtained.
  • the C-arm 6 is rotated in a certain direction to collect view data from the entire periphery of the subject P, and then the C-arm 6 is rotated in the opposite direction to view in a specific view angle range ⁇ 1, ⁇ 2.
  • This is different from the first and second embodiments in that the number of views in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 is increased by collecting data again.
  • step S101 the system control unit 10 sets a view angle range (rotation angles ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, and ⁇ e2) to be increased in the number of views (step S301).
  • the system control unit 10 sets a rate Rd, which is a basic frame rate for view data collection, and a rotational speed ⁇ d, which is a basic rotational speed of the C arm (step S302).
  • the system control unit 10 may set the values of the rate Rd and the rotational speed ⁇ d to values input by an operator such as a doctor or engineer via the input unit 11 or automatically set them to predetermined fixed values. May be set automatically.
  • system control unit 10 also receives parameters necessary for X-ray imaging other than the rotation angles ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, and ⁇ e2, the rate Rd, and the rotation speed ⁇ d set in steps S301 and S302 from the input unit 11.
  • the information is set using a predetermined information or a predetermined fixed value.
  • the system control unit 10 collects view data according to these parameters. However, in this embodiment, the system control unit 10 collects view data while rotating the C-arm 6 in a certain direction (step S303), and then collects view data again while rotating the C-arm in reverse (step S304). ).
  • the data storage unit 14 stores the collected view data.
  • the position of the X-ray focal point F at the time of view data collection is shown by plots on the locus L1 and the locus L2 as in FIG.
  • the locus L1 is an X-ray focal locus associated with the rotation of the C arm 6 in step S303
  • the locus L2 is an X-ray focal locus associated with the rotation of the C arm 6 in step S304.
  • both loci L1 and L2 are located on the same space coordinates, but the positions are slightly shifted for convenience of explanation.
  • step S303 the system control unit 10 collects view data from the view angle over the entire periphery of the subject P, with the rotational speed ⁇ of the C arm 6 constant at ⁇ d and the frame rate R constant at Rd.
  • step S304 the system control unit 10 reversely rotates the C arm 6 with the rotation speed ⁇ being constant at ⁇ d.
  • view data is not collected until the rotation angle ⁇ of the C arm 6 returns to ⁇ e2, and when the rotation angle ⁇ reaches ⁇ e2, the frame rate R is set to be constant at Rd, and view data collection is started.
  • ⁇ s2 is reached, collection of view data is stopped.
  • the frame rate R is kept constant at Rd, and view data collection is started again.
  • the rotation angle ⁇ reaches ⁇ s1, the collection of view data is stopped.
  • the number of views in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 increases as compared to other view angle ranges, as in the first and second embodiments.
  • the image reconstruction unit 16 reconstructs an image using each view data collected and stored in the data storage unit 14 (step S305).
  • the image reconstruction unit 16 corrects the view data in the view angle range in which the number of views is increased in accordance with the ratio in which the number of views is increased. Back projection processing is performed.
  • view data that is twice as large as other view angle ranges is simply collected in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2. Therefore, the image reconstruction unit 16 multiplies each numerical value included in the view data belonging to the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 by the coefficient 0.5, and each numerical value included in the view data belonging to the other view angle ranges has a coefficient 1.
  • Each view data is weighted by multiplying by 0 (or not by a coefficient).
  • the data storage unit 14 stores the image reconstructed in step S305.
  • step S305 the image processing unit 15 performs various types of image processing on the reconstructed image stored in the data storage unit 14, and outputs the processed image to the display unit 12 (step S306).
  • the display unit 12 displays the reconstructed image input from the image processing unit 15. A series of processing shown in the flowchart of FIG. 10 is completed by step S306.
  • the X-ray diagnostic apparatus 1 collects view data while rotating the X-ray tube 3 and the X-ray detector 7 around the subject P a plurality of times, and collects at least the view data.
  • the number of views in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2 is increased.
  • An image is reconstructed using each collected view data.
  • view data is obtained by increasing the X-ray irradiation dose in an angular range where the body thickness of the subject P is thick as in the first embodiment.
  • the S / N ratio is improved when viewed in the entire view data in the view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2, and the occurrence of streak-like artifacts in the reconstructed image can be prevented or reduced.
  • the range in which the number of views to be collected may be only one range, or may be three or more ranges.
  • the frame rate R and the rotation speed ⁇ are smoothly changed as shown in FIGS.
  • the frame rate R and the rotational speed ⁇ may be changed stepwise with ⁇ s1, ⁇ e1, ⁇ s2, ⁇ e2, etc. as a reference.
  • the case where the view data is collected while the C-arm 6 is reciprocatingly rotated is illustrated.
  • the C-arm 6 may be rotated more and view data may be collected during that time.
  • the number of views in the view angle range ⁇ 1, ⁇ 2 is omitted. Can be increased compared to other ranges.
  • the method of changing the frame rate R disclosed in the first embodiment, the method of changing the rotational speed ⁇ disclosed in the second embodiment, and the view data over the multiple rotations disclosed in the third embodiment. May be combined as appropriate to increase the number of views in specific view angle ranges ⁇ 1 and ⁇ 2.

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Abstract

　ＬＣＩ機能により被検体の断層像を得るにあたり、被検体の体厚変化等に起因した上記のようなアーチファクトの発生を防止ないしは低減する。　一実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、回転機構と、制御部と、再構成部とを備えている。前記Ｘ線源は、被検体にＸ線を照射する。前記Ｘ線検出器は、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを出力する。前記回転機構は、前記Ｘ線源およびＸ線検出器を被検体の周囲で回転させる。前記制御部は、前記回転機構により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を被検体の周囲で回転させつつ、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器により特定のビュー角度範囲におけるビュー数が他のビュー角度範囲に比べて多くなるように投影データを収集する。前記再構成部は、収集された各ビューの投影データを用いて画像を再構成する。

Description

Ｘ線診断装置
　本発明の実施形態は、被検体の断層像を再構成する、いわゆるＬＣＩ（Low Contrast Imaging）機能を備えたＸ線診断装置に関する。
　Ｘ線診断装置は、被検体に向けてＸ線源からＸ線を照射し、患者を透過したＸ線をＸ線検出器により捉えて、その透過線量に比例した陰影像であるＸ線透過画像を生成する装置である。医師や検査技師等の操作者は、Ｘ線診断装置で生成されるＸ線透過画像を観察することで、被検体の診断を行う。
　近年、上記Ｘ線源およびＸ線検出器を被検体の周囲で回転させつつ多方向から被検体の投影データを集収し、収集した投影データを再構成することによりＸ線コンピュータ断層装置と同じく被検体の断層像を得る手法（ＬＣＩともいう）が開発された。ＬＣＩは臓器など、比較的ＣＴ値の濃度差が小さいオブジェクトの可視化等に利用されている。
　通常、ＬＣＩにおいては、Ｘ線の照射条件やＸ線源およびＸ線検出器の回転速度を一定とし、Ｘ線源およびＸ線検出器の軌道上で一定のレートにて投影データの収集を行う。
　一般的に人体の断面形状は楕円状であるため、投影方向によって体厚が変化する。したがって、人体の長手方向においては体厚が増し、短手方向に比べてＸ線検出器への入射Ｘ線量が低くなる。同様に、例えば肩など骨が特定方向に連なる部位においても、投影方向と上記特定方向が一致したときには、Ｘ線検出器への入射Ｘ線量が低くなる。Ｘ線検出器への入射Ｘ線量が一定レベルを下回ると、Ｘ線検出器の回路ノイズやＸ線フォトンの量子化ノイズが顕著になってＳＮ比が劣化し、ＬＣＩにおける再構成画像中にストリーク状のアーチファクトが表れる。
　ＬＣＩ機能により被検体の良好な断層像を得るためには、被検体の体厚変化等に起因した上記のようなアーチファクトの発生を防止ないしは低減する必要がある。
　一実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、回転機構と、制御部と、再構成部とを備えている。
　前記Ｘ線源は、被検体にＸ線を照射する。前記Ｘ線検出器は、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを出力する。前記回転機構は、前記Ｘ線源およびＸ線検出器を対向させた状態で被検体の周囲で回転させる。前記制御部は、前記回転機構により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を被検体の周囲で回転させつつ、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器により特定のビュー角度範囲におけるビュー数が他のビュー角度範囲に比べて多くなるように投影データを収集する。前記再構成部は、収集された各ビューの投影データを用いて画像を再構成する。
　ＬＣＩ機能により被検体の断層像を得るにあたり、被検体の体厚変化等に起因した上記のようなアーチファクトの発生を防止ないしは低減することができる。
図１は、各実施形態で共通するＸ線診断装置のブロック構成図である。 図２は、同Ｘ線診断装置による投影データ（ビューデータ）収集を説明するための図である。 図３は、同投影データ収集時においてＳＮ比が劣化する特定のビュー角度範囲を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を示すフローチャートである。 図５は、同実施形態に係る投影データ収集を説明するための図である。 図６は、同実施形態に係る投影データ収集のフレームレート変化を示す図である。 図７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を示すフローチャートである。 図８は、同実施形態に係る投影データ収集を説明するための図である。 図９は、同実施形態に係る投影データ収集の回転速度変化を示す図である。 図１０は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を示すフローチャートである。 図１１は、同実施形態に係る投影データ収集を説明するための図である。
　第１～第３の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。　
　以下の説明において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合に限り行う。
　先ず、各実施形態にて共通する構成について述べる。　
［Ｘ線診断装置の全体構成］　
　図１は、各実施形態に共通するＸ線診断装置１のブロック構成図である。　
　この図に示すように、Ｘ線診断装置１は、高電圧発生器２、Ｘ線源としてのＸ線管３、Ｘ線絞り装置４、天板５、Ｃアーム６、Ｘ線検出器７、Ｃアーム回転・移動機構８、天板移動機構９、システム制御部１０（コントローラ）、入力部１１、表示部１２、データ変換部１３、データ記憶部１４、画像処理部１５、および、画像再構成部１６等を備えている。
　高電圧発生器２は、Ｘ線管３に供給するための高電圧を発生する。Ｘ線管３は、高電圧発生器２から供給される高電圧に基づき、Ｘ線を発生する。
　Ｘ線絞り装置４は、Ｘ線管３から発せられるＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込むための装置である。例えばＸ線絞り装置４は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有しており、これら絞り羽根をスライドさせることでＸ線を絞り込む。
　天板５は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。
　Ｘ線検出器７は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出素子を有している。これら各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管３から発せられて被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積する。
　Ｃアーム６は、Ｘ線管３およびＸ線絞り装置４と、Ｘ線検出器７とを、被検体Ｐを挟んで対向させた状態で保持するアームである。
　Ｃアーム回転・移動機構８は、Ｃアーム６を回転および移動させるための装置である。天板移動機構９は、天板５を移動させるための装置である。
　データ変換部１３は、Ｘ線のパルス照射に同期してＸ線検出器７に蓄積された電荷を読み出すとともに、読み出した電気信号をデジタルデータに変換し、データ記憶部１４に出力する。データ記憶部１４は、データ変換部１３から出力されるデジタルデータを、投影データとして記憶する。
　画像処理部１５は、データ記憶部１４に記憶された投影データにウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の各種画像処理を施し、各Ｘ線透過画像として表示部１２に出力する。
　入力部１１は、Ｘ線診断装置１を操作する医師や技師等の操作者が各種コマンドや情報を入力するために用いるマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティック等を有し、これらのデバイスにて入力されたコマンドや情報をシステム制御部１０に出力する。
　表示部１２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニタを有し、入力部１１を介して操作者からの入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像処理部１５から入力されるＸ線透過画像を表示する。
　システム制御部１０は、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。すなわち、システム制御部１０は、入力部１１を介して入力される操作者からのコマンド等に基づいて、高電圧発生器２、Ｃアーム回転・移動機構８、およびＸ線絞り装置４等を制御することで、被検体Ｐに照射するＸ線量の調整およびＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦ制御、Ｃアーム６の回転・移動制御、天板５の移動制御等を行う。
　また、システム制御部１０は、入力部１１を介して入力される操作者からのコマンド等に基づいて、画像処理部１５や画像再構成部１６を制御する。さらに、システム制御部１０は、表示部１２に上記ＧＵＩ等を表示させるための制御を行う。
　本実施形態に係るＸ線診断装置１は、図２に示すようにＸ線焦点Ｆを被検体Ｐの周囲で回転させつつ多方向から被検体の投影データ（ビューデータ）を集収し、収集したビューデータを再構成することによりＸ線コンピュータ断層装置と同じく被検体の断層像を得る機能（以下、ＬＣＩ機能と称す）を備えている。なお、図２中のＬはＸ線焦点Ｆの軌跡を示し、破線は各Ｘ線焦点ＦにおけるＸ線照射範囲を示している。また、通常はＸ線焦点Ｆを０°～２４０°程度の範囲で回転させ、その間に数百のビューデータを得るが、説明の便宜上、図２においては焦点間の距離を長くして各Ｘ線焦点Ｆをプロットしている（図５，図８，図１１においても同様）。
　システム制御部１０は、高電圧発生器２を制御してＸ線管３に任意の周期でＸ線をパルス照射させ、これに同期してデータ変換部１３にＸ線検出器７から電荷を読み出させることで、当該周期にてビューデータを収集することができる。以下、このビューデータ収集の周期をフレームレートと称す。
　データ記憶部１４は、ＬＣＩ機能による動作時においてデータ変換部１３から出力される多数のビューデータを、撮影時におけるビュー角度を表すビュー角度情報とともに記憶する。ここに、ビュー角度とは、デフォルトの位置に在るＸ線管３およびＸ線検出器７を結ぶ直線に対する、Ｘ線管３およびＸ線検出器７を結ぶ直線の傾きである。画像再構成部１６は、データ記憶部１４に保存された各ビューデータをビュー角度情報に基づき投影のビームに沿って重ね合わせる、いわゆるバックプロジェクション処理を行うことで被検体Ｐの断層像を再構成する。データ記憶部１４は、画像再構成部１６の再構成により得られた再構成画像を記憶する。画像処理部１５は、データ記憶部１４が記憶する再構成画像にウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の各種画像処理を施した後に、表示部１２に出力する。表示部１２は、画像処理部１５から入力された再構成画像を表示する。
　さて、被検体Ｐが人体であると想定すれば、体厚が一定でないために、図３に示すように特定のビュー角度範囲θ１，θ２においてＸ線検出器７の出力のＳＮ比が劣化する。これに起因して、再構成画像中にストリーク状のアーチファクトが表れる。
　第１～第３の実施形態においては、このようなアーチファクトの発生を防止ないしは軽減するための手法について述べる。
（第１の実施形態）
　本実施形態では、Ｘ線管３およびＸ線検出器７を一定速度ωｄで回転させつつ、フレームレートＲを上記特定のビュー角度範囲θ１，θ２において高めることで、当該ビュー角度範囲θ１，θ２にて収集するビュー数を増加させる。そして、収集した各ビューデータを用いて画像を再構成することにより、上記ストリーク状アーチファクトの発生防止ないしは低減を図る。
　本実施形態におけるＸ線診断装置１の具体的な動作につき、図４～図６を用いて説明する。　
　ＬＣＩ機能による画像生成がユーザによって指示されると、図４のフローチャートに示す処理が開始される。すなわち、先ずシステム制御部１０が、ビュー数を増加させる対象とすべきビュー角度範囲の設定を行う（ステップＳ１０１）。
　具体的には、システム制御部１０は、図５に示すように、Ｃアーム６の回転の始点を基準点（０°）として、この基準点からビュー角度範囲θ１の始点までの回転角度θｓ１、ビュー角度範囲θ１の終点までの回転角度θｅ１、ビュー角度範囲θ２の始点までの回転角度θｓ２、ビュー角度範囲θ２の終点までの回転角度θｅ２を設定する。システム制御部１０は、これら回転角度θｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２の値を、医師や技師等の操作者が入力部１１を介して入力した値に設定してもよいし、予め定められた固定値に自動的に設定してもよい。
　次に、システム制御部１０は、ビューデータ収集の基本フレームレートであるレートＲｄ、ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビューデータ収集の目標フレームレートであるレートＲｔ（Ｒｄ≦Ｒｔ）、および、Ｃアームの基本回転速度である回転速度ωｄを設定する（ステップＳ１０２）。システム制御部１０は、これらレートＲｄ、レートＲｔ、回転速度ωｄの値を、医師や技師等の操作者が入力部１１を介して入力した値に設定してもよいし、予め定められた固定値に自動的に設定してもよい。
　なお、システム制御部１０は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２にて設定された回転角度θｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２、レートＲｄ、レートＲｔ、回転速度ωｄ以外のＸ線撮影に必要なパラメータ、例えばＸ線管３に加える管電圧や関心領域などについても、入力部１１から入力された情報や予め定められた固定値等を用いて設定する。
　各パラメータの設定が完了した後、システム制御部１０は、これらのパラメータに従ってビューデータを収集する（ステップＳ１０３）。データ記憶部１４は、収集されたビューデータを記憶する。
　本実施形態におけるビューデータの収集につき、図５，図６を用いて説明する。　
　図５には、ビューデータ収集時におけるＸ線焦点Ｆの位置を軌跡Ｌ上のプロットにて示している。フレームレートＲは、プロット間隔が密であるほどが高く、疎であるほど低くなる。図６には、Ｃアーム６の基準点（０°）からの回転量θを横軸、フレームレートＲをレートＲｄで除した比率Ｋを縦軸として、フレームレートＲの変化の様子を示している。
　ステップＳ１０３において、システム制御部１０は、Ｃアーム回転・移動機構８を制御してＣアーム６を一定速度ωｄにて回転させる。また、システム制御部１０は、Ｃアーム６の回転開始当初においてはフレームレートＲをＲｄとし、Ｃアーム６の回転角度θがθｓ１に達する付近でフレームレートＲをＲｔまで滑らかに増加させ、回転角度θがθｅ１に達する付近でフレームレートＲをＲｄまで滑らかに低下させる。その後、システム制御部１０は、Ｃアーム６の回転角度θがθｓ２に達する付近でフレームレートＲをＲｔまで滑らかに増加させ、回転角度θがθｅ２に達する付近でフレームレートＲをＲｄまで滑らかに低下させる。
　その後、システム制御部１０は、Ｃアーム６の回転角度θが終点に達したときにＣアーム回転・移動機構８にＣアーム６の回転を停止させ、高電圧発生器２からＸ線管３への電圧供給を停止させて、ビューデータの収集を終了する。
　以上のように制御すると、ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数が、他のビュー角度範囲に比べて増加する。
　ステップＳ１０３の後、画像再構成部１６が、収集されてデータ記憶部１４に記憶された各ビューデータを用いて画像を再構成する（ステップＳ１０４）。なお、画像再構成部１６は、ビュー数を増加させたビュー角度範囲のビューデータを、ビュー数を増加させた割合に応じて補正したうえで、バックプロジェクション処理を行う。
　本実施形態においては、上記補正に以下の（１）式によって定義される係数ａを用いる。　
　　　ａ＝１／Ｋ（＝Ｒｄ／Ｒ）　　　（１）　
　式中のＲは、各ビューデータ収集時のフレームレートを指す。上記補正において、画像再構成部１６は、（１）式を用いて各ビューデータそれぞれに対する係数ａを算出し、算出した係数ａを対応するビューデータに含まれる各数値に乗じることで各ビューデータの重み付けを行う。
　このような補正を施した後のビューデータを用いれば、各ビュー角度におけるビューデータの整合性が保たれ、断層像の正確な再構成が可能となる。データ記憶部１４は、ステップＳ１０４にて再構成された画像を記憶する。
　ステップＳ１０４の後、画像処理部１５がデータ記憶部１４に記憶された再構成画像に各種の画像処理を施したうえで、表示部１２に出力する（ステップＳ１０５）。表示部１２は、画像処理部１５から入力された再構成画像を表示する。　
　ステップＳ１０５を以って図４のフローチャートに示した一連の処理が完了する。
　以上説明したように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線管３およびＸ線検出器７を一定速度ωｄで回転させつつ、フレームレートＲを上記特定のビュー角度範囲θ１，θ２において高めることで、当該ビュー角度範囲θ１，θ２において収集するビュー数を増加させ、収集した各ビューデータを用いて画像を再構成する。このような構成であれば、ビュー角度範囲θ１，θ２、すなわち被検体Ｐの体厚が厚い角度範囲でＸ線照射量を増加させてビューデータを得たことになり、当該ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビューデータ全体で見ればＳＮ比が改善され、再構成画像におけるストリーク状アーチファクトの発生を防止ないしは低減することができる。
　また、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、ビュー角度範囲θ１，θ２に属する各ビューデータを、ビュー数を増加させた割合に応じて補正し、画像を再構成する。これにより、各ビュー角度におけるビューデータの整合性が保たれ、正確な再構成画像を得ることができる。
　なお、Ｘ線ＣＴ装置においては、Ｘ線管と被検体との間にＸ線管から放射されたＸ線を検出するリファレンス検出器を設け、このリファレンス検出器の検出結果を参照しながら管電流を調整することにより、Ｘ線管から放射されるＸ線量を特定のビュー角度範囲で増加させてＳＮ比を改善する補正システムが存在する。しかしながら、Ｘ線診断装置においては、スペース上の問題等によりリファレンス検出器を設けるのに適さないため、そのような補正システムを導入し難い。これに対し、本実施形態の構成であれば、リファレンス検出器のような特別な構成要素を新たに設けることなく、特定のビュー角度範囲におけるＳＮ比を改善できるので、導入が容易である。　
　その他、本実施形態の構成からは、種々の好適な効果が得られる。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。　
　本実施形態では、ビューデータ収集時にフレームレートＲを変化させるのではなく、Ｃアーム６の回転速度ωを変化させて特定のビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数を増加させる点で、第１の実施形態と異なる。
　本実施形態におけるＸ線診断装置１の具体的な動作につき、図７～図９を用いて説明する。　
　ＬＣＩ機能による画像生成がユーザによって指示されると、図７のフローチャートに示す処理が開始される。すなわち、先ずシステム制御部１０が、ステップＳ１０１と同様に、ビュー数を増加させる対象とすべきビュー角度範囲（回転角度θｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２）の設定を行う（ステップＳ２０１）。
　次に、システム制御部１０は、ビューデータ収集の基本フレームレートであるレートＲｄ、Ｃアームの基本回転速度である回転速度ωｄ、および、ビュー角度範囲θ１，θ２における目標回転速度である回転速度ωｔ（ωｄ≧ωｔ）を設定する（ステップＳ２０２）。システム制御部１０は、これらレートＲｄ、回転速度ωｄ、回転速度ωｔの値を、医師や技師等の操作者が入力部１１を介して入力した値に設定してもよいし、予め定められた固定値に自動的に設定してもよい。
　なお、システム制御部１０は、ステップＳ２０１，Ｓ２０２にて設定された回転角度θｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２、レートＲｄ、回転速度ωｄ、回転速度ωｔ以外のＸ線撮影に必要なパラメータについても、入力部１１から入力された情報や予め定められた固定値等を用いて設定する。
　各パラメータの設定が完了した後、システム制御部１０は、これらのパラメータに従ってビューデータを収集する（ステップＳ２０３）。収集されたビューデータは、データ記憶部１４に記憶される。
　本実施形態におけるビューデータの収集につき、図８，図９を用いて説明する。　
　図８には、図５と同様にビューデータ収集時におけるＸ線焦点Ｆの位置を軌跡Ｌ上のプロットにて示している。図９には、Ｃアーム６の基準点（０°）からの回転量θを横軸、回転速度ωを回転速度ωｄで除した比率Ｋを縦軸として、回転速度ωの変化の様子を示している。
　ステップＳ２０３において、システム制御部１０は、フレームレートＲをレートＲｄで一定にしてビューデータを収集する。また、システム制御部１０は、Ｃアーム回転・移動機構８を制御して、ビューデータ収集の開始当初においては回転速度ωをωｄとし、Ｃアーム６の回転角度θがθｓ１に達する付近で回転速度ωをωｔまで滑らかに低下させ、回転角度θがθｅ１に達する付近で回転速度ωをωｄまで滑らかに上昇させる。その後、システム制御部１０は、Ｃアーム６の回転角度θがθｓ２に達する付近で回転速度ωをωｔまで滑らかに低下させ、回転角度θがθｅ２に達する付近で回転速度ωをωｄまで滑らかに上昇させる。その後、システム制御部１０は、Ｃアーム６の回転角度θが終点に達したときにＣアーム回転・移動機構８にＣアーム６の回転を停止させ、高電圧発生器２からＸ線管３への電圧供給を停止させて、ビューデータの収集を終了する。
　以上のように制御すると、第１の実施形態と同じく、ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数が他のビュー角度範囲に比べて増加する。
　ステップＳ２０３の後、画像再構成部１６が、収集されてデータ記憶部１４に記憶された各ビューデータを用いて画像を再構成する（ステップＳ２０４）。
　なお、画像再構成部１６は、第１の実施形態と同様に、ビュー数を増加させたビュー角度範囲のビューデータを、ビュー数を増加させた割合に応じて補正したうえで、バックプロジェクション処理を行う。
　本実施形態においては、上記補正に以下の（２）式によって定義される係数ａを用いる。　
　　　ａ＝Ｋ（＝ω／ωｄ）　　　（２）　
　式中のωは、各ビューデータ収集時のＣアーム６の回転速度を指す。上記補正において、画像再構成部１６は、（２）式を用いて各ビューデータそれぞれに対する係数ａを算出し、算出した係数ａを対応するビューデータに含まれる各数値に乗じることで各ビューデータの重み付けを行う。データ記憶部１４は、補正後の各ビューデータを用いて再構成された画像を記憶する。
　ステップＳ２０４の後、画像処理部１５がデータ記憶部１４に記憶された再構成画像に各種の画像処理を施したうえで、表示部１２に出力する（ステップＳ２０５）。表示部１２は、画像処理部１５から入力された再構成画像を表示する。　
　ステップＳ２０５を以って図７のフローチャートに示した一連の処理が完了する。
　以上説明したように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線管３およびＸ線検出器７により一定のフレームレートＲｄでビューデータを収集させつつ、前記Ｃアーム６の回転速度ωを上記特定のビュー角度範囲θ１，θ２において低下させることで、当該ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数を増加させ、収集した各ビューデータを用いて画像を再構成する。このような構成とした場合であっても、第１の実施形態と同様に、被検体Ｐの体厚が厚い角度範囲でＸ線照射量を増加させてビューデータを得たことになり、当該ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビューデータ全体で見ればＳＮ比が改善される。その結果、再構成画像におけるストリーク状アーチファクトの発生を防止ないしは低減することができる。　
　その他、本実施形態の構成からは、第１の実施形態にて説明したものを含め、種々の好適な効果が得られる。
（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態について説明する。　
　本実施形態では、Ｃアーム６をある方向へ回転させて被検体Ｐの周囲全体からビューデータを集収し、その後、Ｃアーム６を逆方向に回転させて特定のビュー角度範囲θ１，θ２におけるビューデータを再度収集することで当該ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数を増加させる点で、第１，第２の実施形態と異なる。
　本実施形態におけるＸ線診断装置１の具体的な動作につき、図１０，図１１を用いて説明する。　
　ＬＣＩ機能による画像生成がユーザによって指示されると、図１０のフローチャートに示す処理が開始される。すなわち、先ずシステム制御部１０が、ステップＳ１０１と同様に、ビュー数を増加させる対象とすべきビュー角度範囲（回転角度θｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２）の設定を行う（ステップＳ３０１）。
　次に、システム制御部１０は、ビューデータ収集の基本フレームレートであるレートＲｄ、および、Ｃアームの基本回転速度である回転速度ωｄを設定する（ステップＳ３０２）。システム制御部１０は、これらレートＲｄおよび回転速度ωｄの値を、医師や技師等の操作者が入力部１１を介して入力した値に設定してもよいし、予め定められた固定値に自動的に設定してもよい。
　なお、システム制御部１０は、ステップＳ３０１，Ｓ３０２に設定された回転角度θｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２、レートＲｄ、回転速度ωｄ以外のＸ線撮影に必要なパラメータについても、入力部１１から入力された情報や予め定められた固定値等を用いて設定する。
　各パラメータの設定が完了した後、システム制御部１０は、これらのパラメータに従ってビューデータを収集する。ただし本実施形態において、システム制御部１０は、Ｃアーム６をある方向に回転させつつビューデータを集収し（ステップＳ３０３）、その後、Ｃアームを逆回転させつつ再度ビューデータを収集する（ステップＳ３０４）。データ記憶部１４は、収集されたビューデータを記憶する。
　本実施形態におけるビューデータの収集の詳細につき、図１１を用いて説明する。　
　図１１には、図５と同様にビューデータ収集時におけるＸ線焦点Ｆの位置を軌跡Ｌ１，軌跡Ｌ２上のプロットにて示している。なお、軌跡Ｌ１はステップＳ３０３におけるＣアーム６の回転に伴うＸ線焦点の軌跡であり、軌跡Ｌ２はステップＳ３０４におけるＣアーム６の回転に伴うＸ線焦点の軌跡である。実際には両軌跡Ｌ１，Ｌ２は同一空間座標上に位置するが、説明の便宜上その位置を若干ずらして図示している。
　ステップＳ３０３において、システム制御部１０は、Ｃアーム６の回転速度ωをωｄで一定とし、フレームレートＲをＲｄで一定として、被検体Ｐの周囲全体に亘るビュー角度からビューデータを収集する。
　ステップＳ３０４において、システム制御部１０は、回転速度ωをωｄで一定としてＣアーム６を逆回転させる。但し、Ｃアーム６の回転角度θがθｅ２に戻るまではビューデータを収集せず、回転角度θがθｅ２に達するとフレームレートＲをＲｄで一定としてビューデータの収集を開始し、回転角度θがθｓ２に達するとビューデータの収集を停止する。その後、Ｃアーム６の回転角度θがθｅ１に達するとフレームレートＲをＲｄで一定として再びビューデータの収集を開始し、回転角度θがθｓ１に達するとビューデータの収集を停止する。
　以上のように制御すると、第１，第２の実施形態と同じく、ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数が他のビュー角度範囲に比べて増加する。
　ステップＳ３０４の後、画像再構成部１６が、収集されてデータ記憶部１４に記憶された各ビューデータを用いて画像を再構成する（ステップＳ３０５）。
　なお、画像再構成部１６は、第１，第２の実施形態と同様に、ビュー数を増加させたビュー角度範囲のビューデータを、ビュー数を増加させた割合に応じて補正したうえで、バックプロジェクション処理を行う。本実施形態においては、単純にビュー角度範囲θ１，θ２において他のビュー角度範囲の２倍のビューデータを収集している。したがって、画像再構成部１６は、ビュー角度範囲θ１，θ２に属するビューデータに含まれる各数値に係数０．５を乗じ、他のビュー角度範囲に属するビューデータに含まれる各数値に係数１．０を乗じる（あるいは係数を乗じない）ことで、各ビューデータの重み付けを行う。データ記憶部１４は、ステップＳ３０５にて再構成された画像を記憶する。
　ステップＳ３０５の後、画像処理部１５がデータ記憶部１４に記憶された再構成画像に各種の画像処理を施したうえで、表示部１２に出力する（ステップＳ３０６）。表示部１２は、画像処理部１５から入力された再構成画像を表示する。　
　ステップＳ３０６を以って図１０のフローチャートに示した一連の処理が完了する。
　以上説明したように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線管３およびＸ線検出器７を被検体Ｐの周りで複数回に亘って回転させつつビューデータを集収し、少なくとも１回の回転時（本実施形態では逆回転時）において上記特定のビュー角度範囲θ１，θ２以外における投影データの収集を省略することで、当該ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数を増加させ、収集した各ビューデータを用いて画像を再構成する。このような構成とした場合であっても、第１の実施形態と同様に、被検体Ｐの体厚が厚い角度範囲でＸ線照射量を増加させてビューデータを得たことになる。その結果、当該ビュー角度範囲θ１，θ２におけるビューデータ全体で見ればＳＮ比が改善され、再構成画像におけるストリーク状アーチファクトの発生を防止ないしは低減することができる。
　その他、本実施形態の構成からは、第１，第２の実施形態にて説明したものを含め、種々の好適な効果が得られる。
（変形例）
　第１～第３の実施形態に開示した構成は、適宜変形して実施可能である。
　例えば、第１～第３の実施形態では、２つのビュー角度範囲θ１，θ２において、収集するビュー数を増加させる場合を例示した。しかしながら、ビュー数を増加させる範囲は１つの範囲のみであってもよいし、３つ以上の範囲であってもよい。
　また、第１，第２の実施形態では、図６，図９に示すようにフレームレートＲや回転速度ωを滑らかに変化させるとした。しかしながら、フレームレートＲや回転速度ωをθｓ１，θｅ１，θｓ２，θｅ２等を基準としてステップ状に変化させてもよい。
　また、第３の実施形態では、Ｃアーム６を往復回転させる間にビューデータを収集する場合を例示した。しかしながら、より多くＣアーム６を回転させ、その間にビューデータを収集してもよい。このようにする場合であっても、少なくとも１回の回転時おいて特定のビュー角度範囲θ１，θ２以外の範囲における投影データの収集を省略することにより、当該ビュー角度範囲θ１，θ２のビュー数を他の範囲に比べて増加させることができる。
　また、第１の実施形態に開示したフレームレートＲを変化させる手法、第２の実施形態に開示した回転速度ωを変化させる手法、および第３の実施形態に開示した多回転に亘ってビューデータを収集する手法を適宜組み合せ、特定のビュー角度範囲θ１，θ２におけるビュー数を増加させてもよい。
　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。

Claims (6)

  1. 　被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
    　被検体を透過したＸ線を検出して投影データを出力するＸ線検出器と、
    　前記Ｘ線源およびＸ線検出器を対向させた状態で被検体の周囲で回転させる回転機構と、
    　前記回転機構により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を被検体の周囲で回転させつつ、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器により特定のビュー角度範囲におけるビュー数が他のビュー角度範囲に比べて多くなるように投影データを収集する制御部と、
    　収集された各ビューの投影データを用いて画像を再構成する再構成部と、
    　を備えるＸ線診断装置。
  2. 　前記制御部は、前記回転機構の回転速度を一定とし、前記投影データを収集するレートを前記特定のビュー角度範囲において高めることで、前記特定のビュー角度範囲におけるビュー数を前記他のビュー角度範囲に比べて増加させる請求項１に記載のＸ線診断装置。
  3. 　前記制御部は、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器により前記投影データを収集するレートを一定とし、前記回転機構の回転速度を前記特定のビュー角度範囲において低下させることで、前記特定のビュー角度範囲におけるビュー数を前記他のビュー角度範囲に比べて増加させる請求項１に記載のＸ線診断装置。
  4. 　前記制御部は、前記回転機構により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を被検体の周りで複数回に亘って回転させつつ、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器により投影データを収集し、少なくとも１回の回転時おいて前記他のビュー角度範囲における投影データの収集を省略することにより、前記特定のビュー角度範囲におけるビュー数を前記他のビュー角度範囲に比べて増加させる請求項１に記載のＸ線診断装置。
  5. 　前記再構成部は、ビュー数を増加させたビュー角度範囲に属する投影データを、ビュー数を増加させた割合に応じて補正し、補正後の投影データを用いて画像を再構成する請求項１に記載のＸ線診断装置。
  6. 　前記特定のビュー角度範囲は、予め設定された固定値である請求項１に記載のＸ線診断装置。
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