JP2019042273A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射されるＸ線を発生するＸ線照射器と、前記Ｘ線照射器を制御することによって前記Ｘ線の発生を制御するＸ線制御部と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記被検体に関する投影データを収集するデータ収集部と、を備え、前記Ｘ線制御部は、パルスＸ線を発生させるよう前記Ｘ線照射器を制御するとともに、１回転における所定の複数のビューのうち、一部のビューにおけるＸ線の曝射を行わないよう前記Ｘ線の発生を制御するものである。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置は最近、モニタリングスキャンやＣＴ透視などを行なうことがある。モニタリングスキャンは、たとえば造影効果が変化する中で主スキャンの開始タイミングなどの種々のタイミングをとるために利用される。また、ＣＴ透視は、たとえばバイオプシーのガイドのために利用される。

モニタリングスキャンやＣＴ透視では、主スキャンに比べて管電流は低いものの、時間的に連続して撮影が行われることが多いため、被検体の被ばく線量が多くなってしまうことがある。Ｘ線ＣＴ撮影において被検体の被ばく線量を低減するための方法として、たとえばパルスＸ線を用いる方法が開発されている。このパルスＸ線を用いる方法は、Ｘ線管の回転中にＸ線を照射しつづける（連続Ｘ線照射する）のではなく、Ｘ線管の１回転中に離散的にＸ線照射を行う方法である。

しかし、このパルスＸ線を用いる方法では、あらかじめ設定されたＸ線照射タイミングで一律にパルスＸ線を照射するにすぎない。このため、このパルスＸ線を用いる方法単にモニタリングスキャンやＣＴ透視に適用するだけでは、被検体の被ばく線量を適応的に低減することは難しい。

特開２０１４−２２６４１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整することができるＸ線ＣＴ装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、被検体に照射されるＸ線を発生するＸ線照射器と、前記Ｘ線照射器を制御することによって前記Ｘ線の発生を制御するＸ線制御部と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記被検体に関する投影データを収集するデータ収集部と、を備え、前記Ｘ線制御部は、パルスＸ線を発生させるよう前記Ｘ線照射器を制御するとともに、１回転における所定の複数のビューのうち、一部のビューにおけるＸ線の曝射を行わないよう前記Ｘ線の発生を制御するものである。

本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示すブロック図。 処理回路のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図。 間引きパターンと画質との関係の一例を示す説明図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置の処理回路により、撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整する際の手順の一例を示すフローチャート。 関心領域ＲＯＩと撮影領域との位置関係の一例を示す説明図。 互いに異なる間引きパターンを繰り返す方法の第１例を示す説明図。 互いに異なる間引きパターンを繰り返す方法の第２例を示す説明図。 互いに異なる間引きパターンを繰り返す方法の第３例を示す説明図。 互いに異なる間引きパターンを繰り返す方法の第４例を示す説明図。 （ａ）は収集データの信頼性の低いビューを間引く場合の間引きパターンの一例を示す説明図、（ｂ）は被検体のＸ線感受性が高い場所に向けてのＸ線照射を避けるための間引きパターンの一例を示す説明図。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の一例を示すブロック図である。

なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と検出器とが一体化して被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ、円環状に多数の検出素子が配列され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ、電子ビームを偏向させることで電子的にＸ線源の位置をターゲット上で移動するタイプ等、様々なタイプが存在するが、本実施形態に示される構成はいずれのタイプにも適用可能である。電子ビームを用いるタイプでは、Ｘ線管を適宜Ｘ線源と読み替えることにより適用できる。本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１０がＸ線管とＸ線検出器とが一体化して被検体Ｏの周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプである場合の例について示した。

また、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０は、一管球型であっても、多管球型であっても適用可能である。ここでは、Ｘ線ＣＴ装置１０が一管球型の場合の例について説明する。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、架台１１、寝台装置１２およびコンソール１３を有する。

架台１１は、固定架台２１および回転架台２２を有する。固定架台２１は、床面などの設置面に固定され、架台制御回路２６およびデータ伝送装置２７を有する。回転架台２２は、Ｘ線管３１および絞り３２を含むＸ線照射器３０、Ｘ線検出器３３、ならびにＤＡＳ（Data Acquisition System）３４を一体として保持し、中央部分の開口部の周りに回転する。なお、本実施形態では、回転架台２２の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、設置面の法線方向をｙ軸方向、設置面に平行な方向をｘ軸方向と定義する（図１参照）。

Ｘ線照射器３０のＸ線管３１は、架台制御回路２６により制御されて、固定架台２１の図示しない高圧電源が発生した高電圧を、たとえばスリップリングを介して供給される。なお、高圧電源は回転架台２２に設けられてもよい。

Ｘ線管３１が発生するＸ線は、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線として被検体Ｏに向かって照射される。

Ｘ線照射器３０の絞り３２は、たとえばウェッジフィルタにより構成され、架台制御回路２６により制御されて、Ｘ線管３１から照射されるＸ線のスライス方向（ｚ方向、列方向）およびチャネル方向の少なくとも一方の照射範囲を調整する。

Ｘ線照射器３０は、架台制御回路２６を介してコンソール１３により、Ｘ線の照射タイミングを制御される。具体的には、Ｘ線照射器３０は、１回転を構成する複数のビューのそれぞれについてパルスＸ線を照射するビュー（以下、照射ビューという）とするか、非照射のビュー（以下、非照射ビューという）とするかを、コンソール１３により制御される。

このパルスＸ線の照射制御は、たとえばＸ線管３１のグリッド電圧を制御することにより行ってもよいし、たとえば絞り３２の開閉制御または絞り３２の近傍に設けられたチョッパの回転制御などにより行ってもよい。

Ｘ線検出器３３は、複数のＸ線検出素子（電荷蓄積素子）により構成される。このＸ線検出素子（放射線検出素子）は、Ｘ線管３１から照射されて被検体Ｏを透過したＸ線を検出する。Ｘ線管３１およびＸ線検出器３３は、寝台装置１２に載置された被検体Ｏを挟んで対向する位置となるよう回転架台２２に支持される。

このＸ線検出器３３としては、たとえばスライス方向（ｚ方向）に１列、スライス方向に直交するチャネル方向に複数個のＸ線検出素子を有するいわゆる１次元アレイ型（シングルスライス型）のものを用いることができる。また、スライス方向にたとえば３２０列などの複数列、チャネル方向に複数個のＸ線検出素子を有するいわゆる２次元アレイ型（マルチスライス型）のものを用いてもよい。マルチスライス型の場合、チャネル方向に複数チャネルを有するＸ線検出素子の列をスライス方向（ｚ方向）に複数配列したものを用いることができる。また、２次元アレイ型の場合、Ｘ線検出器３３は、スライス方向（ｚ方向）とチャネル方向の両方向に関して稠密に分布して配置される複数のＸ線検出素子により構成することができる。

以下の説明では、Ｘ線検出器３３が、スライス方向軸（第１軸）およびチャネル方向軸（第２軸）の２次元に稠密に配列された複数のＸ線検出素子により構成される場合の例について示す。また、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０は、モニタリングスキャンやＣＴ透視では、たとえばチャンネル方向３２０列の素子の一部（たとえば４列程度）のデータを用いる。

ＤＡＳ３４は、Ｘ線検出器３３を構成する複数のＸ線検出素子が出力したアナログ信号を受け、この信号に対して電流電圧変換、増幅、アナログデジタル変換（ＡＤ変換）などの処理を施す。そして、ＤＡＳ３４は、これらの処理後の信号を用いて送信データを生成し、データ伝送装置２７を介してコンソール１３に送信する。コンソール１３は、送信データに含まれる投影データに基づいて再構成処理を行い、再構成画像を生成する。

回転架台２２は、Ｘ線管３１、絞り３２、Ｘ線検出器３３、およびＤＡＳ３４を一体として保持するとともに、固定架台２１に支持される。回転架台２２が架台制御回路２６に制御されて回転することにより、Ｘ線管３１、絞り３２、Ｘ線検出器３３、およびＤＡＳ３４は一体として回転架台２２の中央部分の開口部の周りに回転し、被検体Ｏの周りを回転する。また、回転架台２２は、固定架台２１に対してチルト可能に構成されてもよい。回転架台２２の現在の回転速度の情報、チルト動作および現在のチルト角度の情報は、架台制御回路２６を介してコンソール１３に与えられる。

寝台装置１２は、床面などの設置面に設置された基台３６と、基台３６に支持された天板３７と、天板駆動装置３８とを備える。

天板３７は、被検体Ｏを載置可能に構成される。天板駆動装置３８は、架台制御回路２６に制御されて、天板３７をｙ軸方向（鉛直方向）に昇降動させる。また、天板駆動装置３８は、架台制御回路２６に制御されて、回転架台２２の中央部分の開口部のＸ線照射場へ天板３７をｚ軸方向（天板３７の長手方向）に沿って移送する。また、天板駆動装置３８は、架台制御回路２６に制御されて、天板３７をｘ軸方向（天板３７の横手方向）に移送する。また、天板駆動装置３８は、架台制御回路２６に制御されて、天板３７をｘｙｚ軸の各軸を中心に回転（スリュー）させることができる。天板３７の移動に関する情報（移動速度および移動方向）および現在の位置の情報は、天板駆動装置３８および架台制御回路２６を介してコンソール１３に与えられる。

架台制御回路２６は、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有する。架台制御回路２６は、コンソール１３により制御されて、記憶回路に記憶されたプログラムに従って架台１１を制御することにより被検体ＯのＸ線ＣＴ撮影を実行する。

なお、図１には架台制御回路２６とコンソール１３とが有線接続される場合の例について示したが、架台制御回路２６とコンソール１３とはネットワークを介してデータ送受信可能に接続されてもよい。

データ伝送装置２７は、ＤＡＳ３４から出力された送信データに対してパラレル／シリアル変換、電気／光／電気変換およびシリアル／パラレル変換を行なう。データ伝送装置２７は、たとえば図示しないパラレル／シリアル変換器、電気／光／電気変換器およびシリアル／パラレル変換器を有する。ＤＡＳ３４から出力された複数チャネルの送信データは、回転架台２２に設けられたパラレル／シリアル変換器において時系列的な１チャネルのデータに変換され、電気／光／電気変換器を用いた光通信等により固定架台２１に設けられたシリアル／パラレル変換器に供給される。

続いて、上述のシリアル／パラレル変換器によって１チャネルの送信データは複数チャネルの送信データに戻される。時系列的に得られる複数チャネルの投影データは、チャネル方向における放射線検出素子の配列位置情報および回転角度情報、スライス方向における投影データの位置情報（撮影位置）を付帯情報としてコンソール１３に保存される。

なお、データ伝送装置２７によるデータ伝送方法は、回転架台２２に設けられたＤＡＳ３４と固定架台２１に設けられた架台制御回路２６の間のデータ伝送が可能であれば他の方法でもよい。たとえば、データ伝送装置２７によるデータ伝送にはスリップリング等のデバイスを使用してもよいし、非接触で伝送する方法を用いてもよい。

一方、Ｘ線ＣＴ装置１０のコンソール１３は、たとえば一般的なパーソナルコンピュータやワークステーションなどにより構成され、入力回路４１、ディスプレイ４２、記憶回路４３、および処理回路４４を有する。なお、コンソール１３は独立して設けられずともよく、コンソール１３の構成４１−４４の一部が架台１１に分散して設けられてもよい。

入力回路４１は、たとえばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路４４に出力する。たとえば、ユーザは、入力回路４１を介して、モニタリングスキャンやＣＴ透視の撮影条件を設定することができる。本実施形態では、撮影条件には、検査目的、撮影対象部位、およびスキャン有効視野（スキャンＦＯＶ：Scan Field Of View）における関心領域の位置、の少なくとも１つを含むものとする。撮影条件の一部または全部は、入力回路４１を介して設定されてもよいし、ネットワークを介して取得されてもよい。

ディスプレイ４２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路４４の制御に従ってリアルタイム再構成画像などを表示する。

記憶回路４３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。これら記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。記憶回路４３は、たとえばＤＡＳ３４から送信された投影データや、処理回路４４により生成された再構成画像などを記憶する。

また、記憶回路４３は、あらかじめ画質に係る数値の閾値と間引きパターンとを関連付けた関連付け情報を記憶しておくとよい。画質に係る数値としては、画像のノイズを標準偏差値として評価した値や、画像の解像度をフーリエ変換による空間周波数解析により評価した値などを用いることができる。また、間引きパターンとは、１回転中の各ビューのばく射パターンをいい、１回転を構成する複数のビューのそれぞれについてパルスＸ線を照射するか非照射とするかの情報を少なくとも含む。

処理回路４４は、記憶回路４３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整する処理を実行するプロセッサである。

図２は、処理回路４４のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。図２に示すように、処理回路４４のプロセッサは、少なくとも条件取得機能５１、間引き設定機能５２、撮影制御機能５３、Ｘ線制御機能５４および再構成機能５５を実現する。これらの各機能はそれぞれプログラムの形態で記憶回路４３に記憶されている。

条件取得機能５１は、ユーザにより入力回路４１を介してモニタリングスキャンまたはＣＴ透視の開始が指示された場合、撮影条件が設定されていれば、この撮影条件を取得する。

間引き設定機能５２は、被検体Ｏの撮影条件と、被検体Ｏのリアルタイム再構成画像の画質と、の少なくとも一方の情報にもとづいて、１回転を構成する複数のビューのそれぞれについてパルスＸ線を照射するか非照射とするかの情報を少なくとも含む間引きパターンを設定する。

図３は、間引きパターンと画質との関係の一例を示す説明図である。なお、１回転は９００ビューなどの多数のビューに分割することができるが、図３には説明の便宜上、１回転を２４ビューに分割した場合の例について示した。

間引き設定機能５２は、たとえばリアルタイムに再構成されて得られた再構成画像の画質を評価し、十分な画質が得られている場合は間引きの割合を増すよう図３の下側のパターンを設定する一方、画質に余裕がない場合は間引きの割合を減らすよう図３の上側のパターンを設定する。たとえば、リアルタイム再構成画像の解像度が所定の閾値より高いと、間引き設定機能５２は、間引きの割合が高い間引きパターンを設定する。

このため、画質に余裕があるときは、適応的に間引きの割り割合を高めることができ、被検体Ｏの被ばく量を低減することができる。また、画質に余裕が無い場合は、間引きの割合を減らして画質を確保することができる。画質に余裕があるか否かは、たとえばあらかじめ記憶回路４３に記憶させた許容画質を示す閾値と再構成画像の画質との比較によって判定するとよい。許容画質を設定しておくことにより、許容画質の範囲内で被ばくを低減することができる。

撮影制御機能５３は、間引きパターンに従ってＸ線制御機能５４を制御することにより被検体Ｏの撮影を行う。

Ｘ線制御機能５４は、撮影制御機能５３の制御に従ってＸ線照射器３０のＸ線照射タイミングを制御する。

再構成機能５５は、ＤＡＳ３４からデータ伝送装置２７を介して送信されたデータに含まれる投影データに基づいてリアルタイムに再構成処理を行い、再構成画像として断層像を生成する。

次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の動作の一例について説明する。

図４は、図１に示すＸ線ＣＴ装置１０の処理回路４４により、撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整する際の手順の一例を示すフローチャートである。図４において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

この手順は、モニタリングスキャンまたはＣＴ透視の開始が指示された時点でスタートとなる。

まず、ステップＳ１において、条件取得機能５１は、撮影条件を取得する。撮影条件には、検査目的、撮影対象部位、およびスキャン有効視野（スキャンＦＯＶ：Scan Field Of View）における関心領域の位置、の少なくとも１つが含まれる。なお、撮影条件が設定されていない場合は、このステップＳ１は省略される。

次に、ステップＳ２において、間引き設定機能５２は、被検体Ｏの撮影開始から所定の回転までは間引きを行わないかを判定する。撮影開始直後に間引きを行なうか否かの設定情報は、あらかじめ記憶回路４３に記憶されてもよいし、撮影のたびに入力回路４１を介してユーザにより与えられてもよい。

撮影開始直後から間引きを行う場合は、ステップＳ５に進む。一方、撮影開始直後に間引きを行わない場合は、撮影制御機能５３は所定回転だけ連続Ｘ線撮影を行うようＸ線制御機能５４を制御し（ステップＳ３）、再構成機能５５はこの連続Ｘ線撮影により収集された投影データにもとづいてリアルタイムに再構成画像を生成する。再構成機能５５により生成された画像は、ディスプレイ４２に順次表示される。

次に、ステップＳ５において、間引き設定機能５２は、撮影条件に応じて間引きパターンを設定する。

たとえば、監視対象が胸部の大動脈である場合は、たとえば１５−２０ｍｍ程度のサイズの部位を監視することになる。一方、頭部を主スキャンで撮影する予定の場合などは頚部の頚動脈が監視対象となり、この場合は大動脈よりも小さい３−５ｍｍ程度のサイズの部位を注目することになる。

監視対象が大きい場合には、画質が悪くても監視を維持することができると考えられるため、間引きの割合を大きくして被検体Ｏの被ばくを低減するとよい（たとえば照射ビュー：非照射ビュー＝１：４など）。一方、監視対象が小さい場合には、画質が悪いと監視がむずかしくなると考えられるため、間引きを禁止するか、あるいは間引きの割合を小さくするとよい（たとえば照射ビュー：非照射ビュー＝１：２など）。

図５は、関心領域ＲＯＩと撮影領域との位置関係の一例を示す説明図である。ここで、撮影領域は、Ｘ線管３１の回転中心を中心とするスキャンＦＯＶをいうものとする。

たとえば、間引き設定機能５２は、ステップＳ５において、スキャン有効視野における関心領域（監視対象）の位置に応じて間引き割合を調整してもよい。たとえば、図５に示す例では、関心領域ＲＯＩ１はスキャンＦＯＶ（撮影領域）の中央領域にあり、関心領域ＲＯＩ２はスキャンＦＯＶ（撮影領域）の周辺領域にある。

同じビュー数による撮影であっても、撮影領域の中心付近では解像度がよく、周辺領域では悪いことが知られている。そこで、間引き設定機能５２は、関心領域が撮影領域の中央に近いほど間引きの割合を大きくし、周辺日階ほど間引きの割合を小さくするとよい。たとえば、大動脈がＲＯＩ（監視対象）であって、かつ撮影領域の中央領域にあれば、たとえば照射ビュー：非照射ビューを１：８などとより大きくすることができる。

なお、撮影条件が設定されていない場合など、条件取得機能５１が撮影条件を取得していない場合は、ステップＳ５は省略される。

次に、ステップＳ６において、撮影制御機能５３は、間引き設定機能５２が設定した間引きパターンに従ってＸ線制御機能５４を制御し、被検体ＯのパルスＸ線撮影を行う。なお、ステップＳ１０からステップＳ６に戻った場合も同様である。

次に、ステップＳ７において、再構成機能５５は、間引き設定機能５２が設定した間引きパターンによるパルスＸ線撮影により収集された投影データにもとづいて、リアルタイムに再構成画像を生成する。再構成機能５５により生成された画像は、ディスプレイ４２に順次表示される。

ユーザにより入力回路４１を介して撮影終了指示があった場合などパルスＸ線を用いたモニタリングスキャンまたはＣＴ透視を終了すべき場合は（ステップＳ８のＹＥＳ）、一連の手順は終了となる。

一方、モニタリングスキャンまたはＣＴ透視を続行すべき場合は（ステップＳ８のＮＯ）、ステップＳ９において間引き設定機能５２は、ステップＳ７で生成された再構成画像の画質をリアルタイムに評価する。

次に、ステップＳ１０において、間引き設定機能５２は、再構成された断層像の画質に応じて、次の回転以降における間引きパターンを設定し（図３参照）、ステップＳ６に戻る。なお、ここで設定される間引きパターンは、断層像に対応する投影データが収集された回転の直後の回転に用いられずともよく、たとえば当該投影データが収集された回転から所定回転までは間引きパターンを変更せず、所定回転以降で用いられてもよい。

以上の手順により、撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整することができる。

続いて、ステップＳ１０における再構成画像の画質に応じた間引きパターンの設定方法について、より詳細に説明する。

図６は、互いに異なる間引きパターンを繰り返す方法の第１例を示す説明図であり、図７は同第２例、図８は同第３例をそれぞれ示す説明図である。

間引き設定機能５２は、複数の互いに異なる間引きパターンを組み合わせて設定してもよい。たとえば、間引き設定機能５２は、同じ間引き割合の間引きパターンであって互いに異なる間引きパターンを繰り返すように間引きパターンを設定してもよい。このとき、図６に第１例として示すように２つのパターンを繰り返してもよいし、図７−８に第２−第３例として示すように４つのパターンを繰り返してもよい。図７は間引きパターン間のずらし量が離散的である場合の例であり、図８は間引きパターンごとに回転方向に１ビューずつ連続的にずらしていく場合の例である。

たとえば４つのパターンを繰り返させる場合、間引き設定機能５２は、連続する４回転分の間引きパターンを図７や図８に示す順で設定すればよい。

なお、複数の互いに異なる間引きパターンを組み合わせて設定する場合、各間引きパターンは１回転で切り替えられずともよく、たとえば３回転などの所定回転ごとに切り替えられてもよい。また、図８に示す例の変形例として、間引き設定機能５２は、所定の間引きパターンを、１回転を含む所定回転ごとに、回転方向に２以上の所定ビューずつずらして設定してもよい。

また、再構成機能５５は、複数の互いに異なる間引きパターンを組み合わせて設定されている場合、互いの間引きを補間するように画像を生成してもよい。具体的には、再構成機能５５は、同一の間引きパターンの撮影が行われるまでは、再構成画像における同パターンに対応する画像データを維持し続け、同一の間引きパターンの撮影が行われると同パターンに対応する画像データを更新する。

図６−８のいずれの例でも、同一の間引きパターンの撮影が行われるまで画像データを維持することで互いの間引きデータを補間しあうことができる。補間処理を行なうことにより、間引きによって被検体Ｏの被ばく量を低減しつつ、解像度を確保することができる。特に、図７−８に示す例では、全ての間引きパターンを繰り返すことで１回転の全ビューからの撮影が可能であるため、連続Ｘ線撮影と同等の解像度を維持することが可能である。

一方で、補間処理を行なう場合には、たとえば図７−８に示す例では、１つの間引きパターンで撮影された箇所の画像データが４回転するまで更新されず、古い情報のまま維持されてしまうことになる。このため、補間処理は、あまり動きのない臓器が監視対象である場合、すなわち被検体Ｏの画像の監視対象部位の所要時間分解能が所定の閾値よりも低い場合に有効である。

また、図６−８から明らかなように、補間処理を行なう場合には、図６に示す例では、図７−８に示す例に比べ、補間を行った場合の解像度は低いものの、リアルタイム性には優れる。このため、動きのある臓器が監視対象である場合は、図６に示すように少ない間引きパターンの繰り返しで補間処理を行なうことにより更新タイミングを早めるとよい。

図９は、互いに異なる間引きパターンを繰り返す方法の第４例を示す説明図である。

図６−８は、１回転の全ビュー数が２４である場合において、照射ビュー：非照射ビュー＝１：３である場合の例である。この場合、回転方向に４ビューごとに、すなわち１回転の全ビュー数２４の約数で同一パターンが繰り返される。図３、６−８に示す間引きパターンは、照射ビューまたは非照射ビューが等間隔に位置するように設定された間引きパターンである。

一方、図９は照射ビュー：非照射ビュー＝１：４である場合の例、すなわち１回転の全ビュー数２４の約数ではない５ビューごとに同一パターンが繰り返される場合の例である。

この場合、たとえば５ビューごとのパターン４つと４ビューごとのパターン１つとの組み合わせにより１つの間引きパターンが形成される（図９の左上参照）。この場合、たとえば図９の左上に示した間引きパターンを、１回転ごとに回転方向に１ビューずつ連続的にずらした全２４種の間引きパターンを用い、２５回転目で最初の間引きパターン（図９の左上参照）に戻ることを繰り返すとよい。

このように、全ビュー数の約数ではないビューごとに同一パターンが繰り返される場合に補間処理を行う場合であっても、たとえば図８に示す第３例と組み合わせて、すなわち図９の左上に示した間引きパターンを回転方向に１ビューずつ連続的にずらしていけば、被検体Ｏの被ばく量を低減しつつ解像度を確保することができる。特に、逐次近似法（Interactive Reconstruction）で再構成する場合は自由度が高く、図３、６−８に示す等間隔の間引き以外にも図９に示すような不均等な間隔の間引きパターンが利用可能である。

図１０（ａ）は収集データの信頼性の低いビューを間引く場合の間引きパターンの一例を示す説明図であり、（ｂ）は被検体ＯのＸ線感受性が高い場所に向けてのＸ線照射を避けるための間引きパターンの一例を示す説明図である。

たとえば患者の肩の左右など、検出される線量が低く収集データの信頼性が低い部位を含むビューについては、Ｘ線照射を行わないように間引きパターンを設定してもよい（図１０（ａ）参照）。この場合、間引き設定機能５２は、ビューごとに収集データの信頼性を示す指標値を求め、この指標値が閾値よりも低いビューが次の回転以降では非照射ビューとなって撮影から除外されるように、次の回転以降における間引きパターンを設定するとよい。この場合、無駄なビューの撮影を省くことにより、さらに被検体Ｏの被ばく量を低減することができる。

収集データの信頼性を示す指標値は、たとえば収集データのカウント数や標準偏差の値に基づいて求められる。これは、収集データのカウント数が小さい場合や収集データの標準偏差が大きいビューは、収集データの信頼性が低いビューであると考えられるためである。この場合、間引き設定機能５２は、収集データのカウント数が小さいほど値が小さくなる指標値、または収集データの標準偏差の値が大きいほど値が小さくなる指標値を用いるとよい。

また、被検体ＯがＸ線感受性の高い場所をもつ場合には、この場所に向けてのＸ線照射を避けるように間引きパターンを設定するとよい。図１０（ｂ）には、被検体Ｏの上部にＸ線感受性が高い場所がある場合の例を示した。また、モニタリングスキャンまたはＣＴ透視中に、術者が被検体Ｏの近傍に位置して手技等を行う場合には、術者の被ばく量を低減するように間引きパターンを設定してもよい。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、撮影条件および得られた再構成画像の画質の少なくとも一方に応じてパルスＸ線照射におけるＸ線照射タイミングを調整することができる。

なお、本実施形態における処理回路４４の条件取得機能５１、間引き設定機能５２、撮影制御機能５３、Ｘ線制御機能５４および再構成機能５５は、それぞれ特許請求の範囲における間引き設定部、撮影制御部、Ｘ線制御部および再構成部の一例である。

なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

なお、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。

１０…Ｘ線ＣＴ装置
３０…Ｘ線照射器
３３…Ｘ線検出器
３４…ＤＡＳ
５２…間引き設定機能
５３…撮影制御機能
５４…Ｘ線制御機能
５５…再構成機能

Claims (13)

1. 被検体に照射されるＸ線を発生するＸ線照射器と、
   前記Ｘ線照射器を制御することによって前記Ｘ線の発生を制御するＸ線制御部と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記被検体に関する投影データを収集するデータ収集部と、
   を備え、
   前記Ｘ線制御部は、パルスＸ線を発生させるよう前記Ｘ線照射器を制御するとともに、１回転における所定の複数のビューのうち、一部のビューにおけるＸ線の曝射を行わないよう前記Ｘ線の発生を制御する、
   Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記被検体の撮影条件と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて生成された画像の画質と、の少なくとも一方の情報に基づいて、１回転を構成する複数のビューのそれぞれについてパルスＸ線を照射するか非照射とするかの情報を含む間引きパターンを設定する間引き設定部、
   をさらに備え、
   前記Ｘ線制御部は、
   前記間引きパターンに応じて前記Ｘ線照射器を制御することによりＸ線の照射タイミングを制御する、
   請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記投影データに基づいて前記被検体の断層像をリアルタイムに再構成する再構成部、
   をさらに備え、
   前記間引き設定部は、
   前記リアルタイムに生成された断層像の画質に係る数値に応じて、この断層像に対応する投影データが収集された回転の次の回転以降における間引きパターンを設定する、
   請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記画質に係る数値は、
   ノイズに係る数値および解像度に係る数値の少なくとも１つを含み、
   前記間引き設定部は、
   前記リアルタイムに生成された前記断層像の前記ノイズに係る数値が所定の閾値より低いまたは前記解像度に係る数値が所定の閾値より高いと、現在の間引きパターンよりも１回転に含まれる非照射ビューの割合が高くなる間引きパターンを、前記次の回転以降における間引きパターンとして設定する、
   請求項３記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記画質に係る数値は、
   ノイズに係る数値および解像度に係る数値の少なくとも１つを含み、
   前記間引き設定部は、
   前記リアルタイムに生成された前記断層像の前記ノイズに係る数値が所定の閾値以上であるまたは前記解像度に係る数値が所定の閾値以下であると、現在の間引きパターンよりも１回転に含まれる非照射ビューの割合が低くなる間引きパターンを、前記次の回転以降における間引きパターンとして設定する、
   請求項３または４記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記間引き設定部は、
   前記データ収集部の収集した投影データの信頼性を示す指標値をビューごとに求め、この指標値が閾値よりも低いビューが前記次の回転以降で非照射ビューとなるように、前記次の回転以降における間引きパターンを設定する、
   請求項３ないし５のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記投影データの信頼性を示す指標値は、
   前記投影データのカウント数が小さいほど値が小さくなる指標値、または収集データの標準偏差の値が大きいほど値が小さくなる指標値である、
   請求項６記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記被検体の撮影条件は、
   検査目的、撮影対象部位、およびスキャン有効視野における関心領域の位置の少なくとも１つを含む、
   請求項２ないし７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記間引き設定部は、
   前記被検体の画像の所要時間分解能が所定の閾値よりも低いと、複数回転で全てのビューが撮影されるように、互いの間引きを補間するように複数の互いに異なる間引きパターンを繰り返すよう間引きパターンを設定する、
   請求項２ないし８のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記間引き設定部は、
    所定の間引きパターンを、１回転を含む所定回転ごとに、回転方向に所定ビューずつずらして設定する、
    請求項２ないし８のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記間引き設定部は、
    前記１回転において前記パルスＸ線を照射するビュー又は前記パルスＸ線を非照射とするビューが等間隔に位置するように設定されたパターンを間引きパターンとして用いる、
    請求項２ないし１０のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 前記間引き設定部は、
    前記被検体の撮影開始から所定の回転までは、全てのビューで連続的にＸ線を照射するよう前記Ｘ線制御部を制御する、
    請求項２ないし１１のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
13. 前記間引き設定部は、
    前記被検体のＸ線感受性が高い場所に向けてＸ線照射を行なうことになるビューが非照射ビューとなるように間引きパターンを設定する、
    請求項２ないし１２のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。

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