特許 5677053 Ｘ線ＣＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5677053

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20150205BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 373

   A61B6/03 330A

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2010-266107(P2010-266107)

(22)【出願日】2010年11月30日

(65)【公開番号】特開2012-115367(P2012-115367A)

(43)【公開日】2012年6月21日

【審査請求日】2013年10月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100106541

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 信和

(72)【発明者】

【氏名】西出 明彦

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−００６５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３１４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００９／０１１４２２（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開昭５９−０６８２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２７６７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８８５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５４６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９０１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１５８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５１２１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１６８３９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

陽極に正電圧が印加され、陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定管電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線管の陽極に印加する正電圧を発生し、正電圧切換信号に応じて、前記正電圧を、前記Ｘ線管電圧が前記複数の設定管電圧のいずれかである所定の設定管電圧となるように定められた所定の正電圧に切り換える第一電圧発生器と、
前記Ｘ線管の陰極に印加する負電圧を発生し、負電圧切換信号に応じて、前記負電圧を、前記Ｘ線管電圧が前記所定の設定管電圧となるように定められた所定の負電圧に切り換える第二電圧発生器と、
前記第一電圧発生器により発生する正電圧が前記所定の正電圧に到達するタイミングと、前記第二電圧発生器により発生する負電圧が前記所定の負電圧に到達するタイミングとのずれ量が小さくなるように、前記正電圧切換信号および前記負電圧切換信号の少なくとも一方における切換タイミングを制御する制御手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。

【請求項2】

前記所定の正電圧および前記所定の負電圧は、それぞれの大きさが前記所定の設定管電圧の半分であり、極性が互いに逆となる電圧である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項3】

前記Ｘ線管電圧は、１ビューまたは数ビュー単位で切り換えられる請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項4】

前記複数の設定管電圧は、第一Ｘ線管電圧と該第一Ｘ線管電圧とは異なる第二Ｘ線管電圧とである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記正電圧切換信号および前記負電圧切換信号の一方の切換タイミングを他方の切換タイミングに対して所定時間だけ遅らせる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項6】

前記所定時間は、前記第一電圧発生器の前記正電圧切換信号に対する応答時間と前記第二電圧発生器の前記負電圧切換信号に対する応答時間との差分に相当する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項7】

前記制御手段は、前記発生する正電圧が正のピーク電圧となる時点と、前記発生する負電圧が負のピーク電圧となる時点とが一致するように制御する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、特に、複数のＸ線管電圧によるＸ線を用いて撮影を行うＸ線ＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ装置において、対象を複数のＸ線管電圧で撮影し、この対象におけるＸ線吸収係数のＸ線管電圧依存性の差を画像化する、いわゆるデュアルエネルギー（dual energy）撮影の技術が知られている（例えば、特許文献１，要約参照）。

【0003】

また、デュアルエネルギー撮影の一手法として、Ｘ線管の１回転当たりにおよそ千から数千程度のビュー（view）を割り当て、Ｘ線管電圧を１ビューまたは数ビュー単位で第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧とに交互に切り換えながら撮影する手法が知られている。なお、この手法を、高速Ｘ線管電圧スイッチング（switching）法と呼ぶことにする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−６５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、Ｘ線管に高電圧を印加する方法としては、主に二種類の方法が知られている。第一の高電圧印加方法は、単一の高電圧発生器を用いる方法であり、Ｘ線管の陽極に高電圧発生器の正の出力端子を接続するとともに、Ｘ線管の陰極に当該高電圧発生器の負の出力端子を接続し、Ｘ線管の陽極を例えば筐体に接続する方法である。第二の高電圧印加方法は、２つの高電圧発生器を用いる方法であり、一方の高電圧発生器の負の出力端子と他方の高電圧発生器の正の出力端子とを接続して筐体に接続し、Ｘ線管の陽極に上記一方の高電圧発生器の正の出力端子を接続するとともに、Ｘ線管の陰極に上記他方の高電圧発生器の負の出力端子を接続する方法である。

【0006】

第二の高電圧印加方法では、通常、一方の高電圧発生器に、Ｘ線管電圧として設定する設定電圧の半分の大きさの正電圧を発生させるとともに、他方の高電圧発生器に、当該設定電圧の半分の大きさの負電圧を発生させる。

【0007】

したがって、Ｘ線ＣＴ装置において、第二の高電圧印加方法を採用し、かつ上記のＸ線管電圧高速スイッチング法によりデュアルエネルギー撮影を行う場合には、一般的に、一方および他方の高電圧発生器のそれぞれに対して、第一Ｘ線管電圧の半分の大きさで極性が異なる電圧と、第二Ｘ線管電圧の半分の大きさで極性が異なる電圧とを交互に繰り返し発生させることになる。

【0008】

ところが、高電圧発生器は、制御信号に対する応答特性に個体差がある。つまり、出力電圧を第一電圧から第二電圧へ切り換える場合を考えると、その切換えを指示する電圧切換信号が入力されてから出力電圧が目的の第二電圧に到達するまでの応答時間は、高電圧発生器ごとに微妙に異なる。また、上記のＸ線管電圧高速スイッチング法では、高電圧発生器の出力電圧を高速で切り換える必要があるため、この応答時間の違いが無視できなくなる。つまり、Ｘ線管の陽極に印加される正電圧が切り換わるタイミング（timing）と、Ｘ線管の陰極に印加される負電圧が切り換わるタイミングとの間でずれが生じる。例えば、０．４秒スキャンで２０００ビューの高電圧の切換えを行うと、１ビュー分が０．２ミリ秒と、高速な切換えになるため、このタイミングのずれの影響は無視できない。

【0009】

その結果、デュアルエネルギー撮影において、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧との分離性が悪くなり、第一Ｘ線管電圧によるＸ線投影データと第二Ｘ線管電圧によるＸ線投影データとの差が小さくなり、最終的には、得られる画像のコントラスト（contrast）が小さくなる。

【0010】

このような事情により、陽極に正電圧が印加され陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、得られる画像のコントラストが大きくなるようにＸ線管に印加する電圧の切換制御を最適化することができるＸ線ＣＴ装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

第１の観点の発明は、陽極に正電圧が印加され、陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線管の陽極に印加する正電圧を発生し、正電圧切換信号に応じて、前記正電圧を、前記Ｘ線管電圧が所定の設定電圧となるように定められた所定の正電圧に切り換える第一電圧発生器と、前記Ｘ線管の陰極に印加する負電圧を発生し、負電圧切換信号に応じて、前記負電圧を、前記Ｘ線管電圧が前記所定の設定電圧となるように定められた所定の負電圧に切り換える第二電圧発生器と、前記第一電圧発生器により発生する正電圧が前記所定の正電圧に切り換わるタイミングと、前記第二電圧発生器により発生する負電圧が前記所定の負電圧に切り換わるタイミングとのずれ量が小さくなるように、前記正電圧切換信号および前記負電圧切換信号の少なくとも一方における切換タイミングを制御する制御手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0012】

第２の観点の発明は、前記所定の正電圧および前記所定の負電圧が、それぞれの大きさが前記所定の設定電圧の半分であり、極性が互いに逆となる電圧である上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0013】

第３の観点の発明は、前記Ｘ線管電圧が、１ビューまたは数ビュー単位で切り換えられる上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0014】

第４の観点の発明は、前記Ｘ線管電圧が、第一Ｘ線管電圧と該第一Ｘ線管電圧とは異なる第二Ｘ線管電圧とに交互に切り換えられる上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0015】

第５の観点の発明は、前記制御手段が、前記正電圧切換信号および前記負電圧切換信号の一方の切換タイミングを他方の切換タイミングに対して所定時間だけ遅らせる上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0016】

第６の観点の発明は、前記所定時間が、一定である上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0017】

第７の観点の発明は、前記制御手段が、前記発生する正電圧が正のピーク電圧となる時点と、前記発生する負電圧が負のピーク（peak）電圧となる時点とが一致するように制御する上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。

【0018】

第８の観点の発明は、陽極に正電圧が印加され、陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線管の陽極に印加する正電圧を発生させる第一電圧発生器と、前記Ｘ線管の陰極に印加する負電圧を発生させる第二電圧発生器と、前記正電圧および負電圧の一方を一定にし、他方を前記複数の設定電圧によって定まる複数の電圧に切り換えるよう、前記第一および第二電圧発生器を制御する手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、正電圧切換信号および負電圧切換信号の少なくとも一方における切換タイミングを制御する手段を有しているので、Ｘ線管の陽極に印加される正電圧が切り換わるタイミングとＸ線管の陰極に印加される負電圧が切り換わるタイミングとのずれを補正して、Ｘ線管電圧の切換えにおける管電圧の分離性を改善することができ、陽極に正電圧が印加され、陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置において、得られる画像のコントラストが大きくなるようにＸ線管に印加する電圧の切換制御を最適化することができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。

【図2】第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線管印加電圧の切換制御に関する部分の機能ブロック図である。

【図3】一般的なＸ線管印加電圧の切換制御を説明するためのタイムチャート（time chart）である。

【図4】第一実施形態におけるＸ線管印加電圧の切換制御を説明するためのタイムチャートである。

【図5】第二実施形態におけるＸ線管印加電圧の切換制御を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

【0022】

（第一実施形態）
まず、発明の第一実施形態について説明する。図１は、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック（block）図である。また、図２は、図１に示すＸ線ＣＴ装置１におけるＸ線管電圧の制御に係る部分の構成を示す図である。

【0023】

図１に示すＸ線ＣＴ装置１は、操作コンソール（console）１０と、撮影テーブル（table）２０と、走査ガントリ（gantry）３０とを備えている。

【0024】

操作コンソール１０は、操作者の入力を受け付ける入力装置１１と、画像再構成に関する処理や走査ガントリ３０の制御に関する処理などを実行する中央処理装置１２と、走査ガントリ３０で取得したＸ線検出器データ（data）を収集するデータ収集バッファ１３とを備えている。さらに、操作コンソール１０は、Ｘ線検出器データを前処理して求められたＸ線投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ（monitor）１４と、プログラム（program）、Ｘ線投影データまたは断層像などを記憶する記憶装置１５とを備えている。

【0025】

撮影テーブル２０は、被検体（対象）を乗せて走査ガントリ３０の開口部に出し入れするクレードル（cradle）２１を有している。このクレードル２１は、撮影テーブル２０に内蔵された不図示のモータ（motor）によって昇降及びテーブル直線移動されるようになっている。

【0026】

走査ガントリ３０は、Ｘ線管３１と、高電圧発生装置３９と、Ｘ線制御装置３２と、コリメータ３３と、多列のＸ線検出器３４と、データ収集装置（ＤＡＳ：Data Acquisition System）３５と、モータによって被検体の体軸の周りに回転する回転部３６とを備えている。

【0027】

さらに、走査ガントリ３０は、回転部３６の回転を制御したり、回転部３６に搭載されている各部を制御したりする回転部コントローラ（controller）３７と、この回転部コントローラ３７との通信を行ったり、操作コンソール１０や撮影テーブル２０と制御信号などをやり取りしたりする制御コントローラ３８とを備えている。

【0028】

図２に示すように、Ｘ線管３１は、陽極３１ａおよび陰極３１ｃを有しており、陽極３１ａには正（＋）電圧が印加され、陰極３１ｃには負（−）電圧が印加されるようになっている。なお、これらの電極間の電圧差が、Ｘ線管電圧となる。

【0029】

図２に示すように、高電圧発生装置３９は、第一高電圧発生器３９１および第二高電圧発生器３９２を有している。第一高電圧発生器３９１は、Ｘ線制御装置３２からの制御により高電圧を発生させ、Ｘ線管３１の陽極に正の高電圧を印加するようになっている。また、第二高電圧発生器３９２は、Ｘ線制御装置３２からの制御により高電圧を発生させ、Ｘ線管３１の陰極に負の高電圧を印加するようになっている。

【0030】

Ｘ線制御装置３２は、高電圧発生装置３９を制御することにより、Ｘ線管３１に印加されるＸ線管電圧を制御できるようになっている。

【0031】

Ｘ線管３１は、高電圧発生装置３９およびＸ線制御装置３２により、異なる複数のＸ線管電圧が印加されるようになっている。そして、Ｘ線管３１は、異なる複数のＸ線管電圧のＸ線として、第一Ｘ線管電圧による第一Ｘ線と、第二Ｘ線管電圧による第二Ｘ線とを発生するようになっている。なお、ここでは、第一Ｘ線管電圧は、第二Ｘ線管電圧よりも高い管電圧であり、例えば、第一Ｘ線管電圧は１４０ｋＶ、第二Ｘ線管電圧は８０ｋＶである。

【0032】

データ収集装置３５は、Ｘ線管３１からのＸ線を受けたＸ線検出器３４からの検出器信号を積分、Ａ／Ｄ変換することによりＸ線投影データの収集を行い、データ収集バッファ１３へ出力するようになっている。データ収集装置３５は、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集、および第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集を行うものであり、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集は、Ｘ線管電圧が各ビュー毎に切り換えられる場合には、各ビュー単位で行われ、またＸ線管電圧が数ビュー毎に切り換えられる場合には、数ビュー単位で行われる。

【0033】

本実施形態では、中央処理装置１２が、高速Ｘ線管電圧スイッチング法によるデュアルエネルギー撮影を行うための制御信号を、制御コントローラ３８を介して、撮影テーブル１０および回転部コントローラ３７に送信するようになっている。回転部コントローラ３７は、その制御信号に基づいて、回転部３６のモータとＸ線制御装置３２とを制御し、回転部３６を回転させた状態で、Ｘ線管電圧を第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧とに交互に切り換えながらＸ線を被検体に照射するようになっている。また、回転部コントローラ３７は、その制御信号に基づいて、Ｘ線検出器３４とデータ収集装置３５とを制御し、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧である時のＸ線投影データと、Ｘ線管電圧が第二Ｘ線管電圧である時のＸ線投影データとがデータ収集バッファ１３を介して収集されるようになっている。なお、このときのスキャン（scan）方式は、コンベンショナルスキャン（conventional scan）であってもよいし、ヘリカルスキャン（helical
scan）であってもよい。中央処理装置１２は、第一Ｘ線管電圧時に収集されたＸ線投影データと、第二Ｘ線管電圧時に収集されたＸ線投影データとに基づいて、デュアルエネルギー撮影の断層像の画像再構成を行うようになっている。なお、デュアルエネルギー撮影の断層像は、例えば、被検体におけるＸ線吸収係数のＸ線管電圧依存性の差を表す断層像である。デュアルエネルギー撮影の詳細については、例えば特開２００６−６５３１号公報などを参照されたい。

【0034】

これより、デュアルエネルギー撮影におけるＸ線管印加電圧の切換制御について説明する。

【0035】

図３は、一般的なＸ線管印加電圧の切換制御を説明するための各種信号・電圧のタイムチャートであり、図４は、第一実施形態におけるＸ線管印加電圧の切換制御を説明するための各種信号・電圧のタイムチャートである。

【0036】

Ｘ線管電圧の切換えは、各ビュー毎又は数ビュー毎に行われる。仮に、走査ガントリ３０の回転速度を０．４秒／回転とし、Ｘ線管３１の１回転当りに２０００ビューを割り当てると、１ビュー当りのデータ収集時間は、０．２ミリ秒（＝２００マイクロ秒）となる。この場合に、Ｘ線管電圧を１ビュー毎に切り換えるとすると、Ｘ線管電圧は０．２ミリ秒ごとに切り換えることとなる。立ち上がりには０．０１秒オーダーの制御が求められ、このようなアナログの電気回路においては、かなり高速な切換えを必要とすることが分かる。

【0037】

そして、Ｘ線管電圧を第一Ｘ線管電圧ＨＶと第二Ｘ線管電圧ＬＶとに切り換えるためのＸ線管電圧切換信号が、回転部コントローラ３７から出力されるようになっている。回転部コントローラ３７から出力されたＸ線管電圧切換信号は、Ｘ線制御装置３２へ入力される。

【0038】

Ｘ線制御装置３２は、第一高電圧発生器３９１が発生させる正の高電圧を第一正電圧と第二正電圧とに切り換えるための正電圧切換信号と、第二高電圧発生器３９２が発生させる負の高電圧を第一負電圧と第二負電圧とに切り換えるための負電圧切換信号とを出力するようになっている。第一正電圧および第一負電圧は、これらの電圧差が第一Ｘ線管電圧ＨＶに相当するように定められており、第二正電圧および第二負電圧は、これらの電圧差が第二Ｘ線管電圧ＬＶに相当するように定められている。

【0039】

本実施形態では、第一正電圧および第一負電圧は、大きさが第一Ｘ線管電圧ＨＶの半分｜ＨＶ／２｜であり、極性が互いに逆となる電圧±ＨＶ／２である。また、第二正電圧および第二負電圧は、大きさが第二Ｘ線管電圧ＬＶの半分｜ＬＶ／２｜であり、極性が互いに逆となる電圧±ＬＶ／２である。例えば、第一Ｘ線管電圧ＨＶが１４０ｋＶ、第二Ｘ線管電圧ＬＶが８０ｋＶであれば、第一正電圧（＋ＨＶ／２）は＋７０ｋＶ、第一負電圧（−ＨＶ／２）は−７０ｋＶ、第二正電圧（＋ＬＶ／２）は＋４０ｋＶ、第二負電圧（−ＬＶ／２）は−４０ｋＶになる。このように、第一高電圧発生器３９１および第二高電圧発生器３９２のそれぞれで発生させる電圧の大きさを同じにすれば、各高電圧発生器における必要な仕様および動作上の負担を均等に分散させることができ、高電圧発生器の小型化、軽量化、低コスト化、長寿命化などを図ることができる。

【0040】

図３に示すように、正電圧切換信号は、矩形波となっており、例えばＨｉｇｈレベル（level）のときには第一高電圧発生器３９１から第一正電圧を発生させ、Ｌｏｗレベルのときには第一高電圧発生器３９１から第二正電圧を発生させるための信号となっている。また、負電圧切換信号も、正電圧切換信号と同様に矩形波となっており、例えばＨｉｇｈレベルのときには第二高電圧発生器３９２から第一負電圧を発生させ、Ｌｏｗレベルのときには第二高電圧発生器３９２から第二負電圧を発生させるための信号となっている。

【0041】

Ｘ線制御装置３２は、Ｘ線管電圧を第一Ｘ線管電圧ＨＶとするように指示するＸ線管電圧切換信号が入力されているときは、正電圧切換信号および負電圧切換信号をそれぞれＨｉｇｈレベルにして出力する。また、Ｘ線制御装置３２は、Ｘ線管電圧を第二Ｘ線管電圧ＬＶとするように指示するＸ線管電圧切換信号が入力されているときは、正電圧切換信号および負電圧切換信号をそれぞれＬｏｗレベルにして出力する。

【0042】

これにより、Ｘ線管３１のＸ線管電圧は、Ｘ線管電圧切換信号に応じて、第一Ｘ線管電圧ＨＶと第二Ｘ線管電圧ＬＶとに切り換えられるようになっている。

【0043】

しかしながら、一般的に、高電圧発生器は、入力される電圧切換信号に対して所定の応答特性を有している。また、この応答特性は、高電圧発生器によって個体差があり、一様でない。

【0044】

そのため、実際には、第一高電圧発生器３９１では、図３に示すように、入力される正電圧切換信号における切換タイミング、すなわち信号がＨｉｇｈからＬｏｗあるいはＬｏｗからＨｉｇｈになるタイミングから、発生する正電圧が実際に切り換わるタイミングまでに、応答時間Δｔｐ１を要する。また、第二高電圧発生器３９２では、入力される負電圧切換信号における切換タイミング、すなわち信号がＨｉｇｈからＬｏｗあるいはＬｏｗからＨｉｇｈになるタイミングから、発生する負電圧が実際に切り換わるタイミングまでに、応答時間Δｔｐ２を要する。そして、応答時間Δｔｐ１とΔｔｐ２とは一致しない場合がほとんどである。図３の例では、Δｔｐ１＞Δｔｐ２である。

【0045】

したがって、正電圧切換信号における切換タイミングと、負電圧切換信号における切換タイミングとを同じタイミングにしても、正電圧が切り換わるタイミングと負電圧が切り換わるタイミングとの間に、応答時間Δｔｐ１とΔｔｐ２との差分に相当する応答時間差Δｔｐ１２のずれが生じることになる。そして、Ｘ線管電圧の波形は、このタイミングのずれが原因で、図３に示すように、高電圧発生器において発生する電圧波形よりも切れの悪い波形となり、Ｘ線管電圧の第一Ｘ線管電圧ＨＶと第二Ｘ線管電圧ＬＶとの切換えにおける分離性を悪くしてしまうことになる。

【0046】

そこで、本実施形態では、図４に示すように、Ｘ線制御装置２１が、正電圧切換信号および負電圧切換信号の少なくとも一方における切換タイミングを制御して、第一高電圧発生器３９１において発生する正電圧が切り換わるタイミングと、第二高電圧発生器３９２において発生する負電圧が切り換わるタイミングとを近づける。例えば、正電圧切換信号および負電圧切換信号の少なくとも一方の切換タイミングに対して、他方の切換タイミングを所定時間遅らせる。なお、この切換タイミングの制御は、所定時間を一定とした方が容易であるが、第一Ｘ線管電圧ＨＶへの切換え時と第二Ｘ線管電圧ＬＶへの切換え時とで応答時間差が変化する場合には、この所定時間もその応答時間差に合わせて変化するように制御してもよい。図４の例では、負電圧切換信号における切換タイミングを、正電圧切換信号における切換タイミングに対して、上記の応答時間差Δｔｐ１２だけ遅らせるよう制御している。これにより、第一高電圧発生器３９１の正電圧が切り換わるタイミングと、第二高電圧発生器３９２の負電圧が切り換わるタイミングとが同じタイミングとなる。その結果、Ｘ線管電圧の電圧波形は、図４に示すように、破線で示す波形から、実線で示す波形すなわち第一高電圧発生器３９１や第二高電圧発生器３９２で発生する電圧に相似した電圧波形となり、第一Ｘ線管電圧ＨＶと第二Ｘ線管電圧ＬＶとの分離性を損なうことなく、Ｘ線管電圧を切り換えることができるようになる。

【0047】

なお、この切換タイミングの制御は、発生する正電圧が正のピーク電圧となる時点と、発生する負電圧が負のピーク電圧となる時点とが一致するように制御してもよい。また、この切換タイミングの制御は、操作者から入力された情報に基づいて行ってもよいし、第一高電圧発生器３９１の正電圧が切り換わるタイミングと、第二高電圧発生器３９２の負電圧が切り換わるタイミングとを検出して、自動で制御するようにしてもよい。

【0048】

ところで、正電圧切換信号における切換タイミングおよび負電圧切換信号における切換タイミングを調整すると、Ｘ線管電圧の電圧波形が変化し、第一Ｘ線管電圧ＨＶ時のデータ収集積分および第二Ｘ線管電圧ＬＶ時のデータ収集積分の適正なタイミングも変化することになる。そこで、本実施形態では、回転部コントローラ３７は、第一Ｘ線管電圧ＨＶ時のデータ収集積分および第二Ｘ線管電圧ＬＶ時のデータ収集積分のタイミングを適正に調整できるよう、データ収集積分のタイミングを制御する機能を有している。データ収集積分のタイミングの調整方法については、例えば特開２００９−１３１４６４号公報を参照されたい。

【0049】

このような第一実施形態によれば、正電圧切換信号および負電圧切換信号の少なくとも一方における切換タイミングを制御する手段を有しているので、Ｘ線管の陽極に印加される正電圧が切り換わるタイミングとＸ線管の陰極に印加される負電圧が切り換わるタイミングとのずれを補正して、Ｘ線管電圧の切換えにおける管電圧の分離性を改善することができる。その結果、陽極に正電圧が印加され、陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置において、得られる画像のコントラストが大きくなるようにＸ線管に印加する電圧の切換制御を最適化することができる。

【0050】

（第二実施形態）
図５は、第二実施形態におけるＸ線管印加電圧の切換制御を説明するための各種信号・電圧のタイムチャートである。

【0051】

第二実施形態では、Ｘ線制御装置３２は、第一高電圧発生器３９１および第二高電圧発生器３９２のいずれか一方の電圧が、一定電圧となり、他方の電圧が、第一電圧と第二電圧とに切り換わるよう制御するようになっている。上記の一定電圧は、−ＦＶまたは＋ＦＶである。上記の第一電圧は、第一Ｘ線管電圧ＨＶから当該一定電圧の大きさＦＶを減算してなる大きさ（＋ＨＶ−ＦＶ）で極性が当該一定電圧と逆になる電圧（＋ＨＶ−ＦＶまたは−ＨＶ＋ＦＶ）であり、上記の第二電圧は、第二Ｘ線管電圧ＬＶから当該一定電圧の大きさＦＶを減算してなる大きさ（＋ＬＶ−ＦＶ）で極性が当該一定電圧と逆になる電圧（＋ＬＶ−ＦＶまたは−ＬＶ＋ＦＶ）である。また、本実施形態では、ＦＶ＝（ＨＶ＋ＬＶ）／２である。

【0052】

図５の例では、第二高電圧発生器３９２の負電圧が、一定電圧（−ＦＶ）となり、第一高電圧発生器３９１の正電圧が、第一正電圧（＋ＨＶ−ＦＶ）と第二正電圧（＋ＬＶ−ＦＶ）とに切り換わるよう制御するようになっている。例えば、第一Ｘ線管電圧ＨＶが１４０ｋＶ、第二Ｘ線管電圧ＬＶが８０ｋＶ、一定電圧（−ＦＶ）が−５５ｋＶであれば、第一正電圧（＋ＨＶ−ＦＶ）は＋８５ｋＶ、第二正電圧（＋ＬＶ−ＦＶ）は＋２５ｋＶになる。

【0053】

このような第二実施形態によれば、第一高電圧発生器３９１および第二高電圧発生器３９２のいずれか一方の電圧が、一定電圧となり、他方の電圧が、第一電圧と第二電圧とに切り換わるよう制御するする手段を有しているので、Ｘ線管の陽極３１ａに印加される正電圧が切り換わるタイミングとＸ線管の陰極３１ｃに印加される負電圧が切り換わるタイミングとのずれが本来的に発生させないようにして、Ｘ線管電圧の切換えにおける管電圧の分離性を改善することができ、陽極に正電圧が印加され、陰極に負電圧が印加されるＸ線管を有しており、Ｘ線管電圧を複数の設定電圧に切り換えながら対象を撮影するＸ線ＣＴ装置において、得られる画像のコントラストが大きくなるようにＸ線管に印加する電圧の切換制御を最適化することができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

【0054】

ただし、第二実施形態では、第一高電圧発生器３９１および第二高電圧発生器３９２のいずれか一方の電圧を一定電圧としているので、他方の電圧の振幅は、第一実施形態における第一高電圧発生器３９１および第二高電圧発生器３９２の電圧より大きくなる。

【0055】

なお、上記の実施形態は、発明の一実施形態に過ぎず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更・追加が可能である。

【0056】

例えば、上記の実施形態では、Ｘ線管電圧を２つのＸ線管電圧に切り換えているが、３つ以上のＸ線管電圧に切り換えるようにしてもよい。

【0057】

また例えば、上記の実施形態では、スキャン方式として、一般的なコンベンショナルスキャンやヘリカルスキャンを想定しているが、ヘリカルシャトルスキャン（helical shuttle scan）、可変ピッチヘリカルスキャン（variable pitch helical scan）、アキシャルクラスタスキャン（axial
cluster scan）、シネクラスタスキャン（cine cluster scan）等であってもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 操作コンソール
１１ 入力装置
１２ 中央処理装置
１３ データ収集バッファ
１４ モニタ
１５ 記憶装置
２０ 撮影テーブル
２１ クレードル
３０ 走査ガントリ
３１ Ｘ線管
３２ Ｘ線制御装置
３３ コリメータ
３４ Ｘ線検出器
３５ データ収集装置
３６ 回転部
３７ 回転部コントローラ
３８ 制御コントローラ
３９ 高電圧発生装置
３９１ 第一高電圧発生器
３９２ 第二高電圧発生器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】