特許 5784339 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置とその制御方法

(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】5784339

(24)【登録日】2015年7月31日

(45)【発行日】2015年9月24日

(54)【発明の名称】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置とその制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20150907BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 373

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-70740(P2011-70740)

(22)【出願日】2011年3月28日

(65)【公開番号】特開2012-200555(P2012-200555A)

(43)【公開日】2012年10月22日

【審査請求日】2014年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100159651

【弁理士】

【氏名又は名称】高倉 成男

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】新野 俊之

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２０６７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９７４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４２４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３０２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５４７８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

線質の異なるＸ線を被検体に曝射して前記被検体内の対象領域の物性を特定可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
前記Ｘ線を発生するＸ線管と、
硬Ｘ線撮影と軟Ｘ線撮影とで前記Ｘ線管の管電圧を切り替える切り替え部と、
前記被検体を透過後のＸ線を検出する複数の検出素子を備える検出器と、
前記検出器の出力に基づいて硬Ｘ線画像と軟Ｘ線画像とを生成する画像生成部と、
前記軟Ｘ線撮影時に、前記複数の検出素子の出力を一定の単位で結合する結合部と、
前記軟Ｘ線画像の要求画質と前記対象領域のサイズとに基づいて、前記一定の単位を調整する制御部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項2】

前記硬Ｘ線画像は診断用に用いられ、前記軟Ｘ線画像は前記対象領域の物性の特定に用いられることを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項3】

線質の異なるＸ線を被検体に曝射して前記被検体内の対象領域の物性を特定可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置の制御方法において、
前記Ｘ線を発生するＸ線管の管電圧を、硬Ｘ線撮影と軟Ｘ線撮影とで切り替えることと、
前記被検体を透過後のＸ線を検出する複数の検出素子を備える検出器の出力に基づいて硬Ｘ線画像と軟Ｘ線画像とを生成することと、
前記軟Ｘ線撮影時に、前記複数の検出素子の出力を一定の単位で結合することと、
前記軟Ｘ線画像の要求画質と前記対象領域のサイズとに基づいて、前記一定の単位を調整することとを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置の制御方法。

【請求項4】

前記硬Ｘ線画像は診断用に用いられ、前記軟Ｘ線画像は前記対象領域の物性の特定に用いられることを特徴とする請求項３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、デュアルエナジー型のＸ線コンピュータ断層撮影装置とその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体を透過したＸ線の強度に基づいて、被検体についての情報を画像により提供するものであり、疾病の診断、治療や手術計画等を始めとする多くの医療行為において重要な役割を果たしている。このようなＸ線コンピュータ断層撮影装置において、Ｘ線エネルギー分別を行うことにより密度分解能の向上を実現するデュアルエナジー（Dual Energy）測定可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置が開発されている。

【0003】

デュアルエナジー型のＸ線コンピュータ断層撮影装置は、一つのＸ線管のＸ線管電圧（ｋＶ）を２段階にわたり切り替えて線質の異なるＸ線（いわゆる硬いＸ線、柔らかいＸ線）を被検体に照射する。そうして、各Ｘ線に対する吸収率の違いを観測することで、被検体内における対象物の物質を特定することができる。

【0004】

ところで、管電圧とともにＸ線管電流（ｍＡ）も、Ｘ線撮影においては重要な要素である。デュアルエナジーシステムでは、画質を担保するために必要なｍＡが、低ｋＶと高ｋＶとで異なることが知られている。一般的には低ｋＶでは高ｍＡが必要になり、高ｋＶでは低ｍＡが必要とされる。ｍＡの設定が的確でなければ適切な画質を得られず診断に支障をきたすことから、ｋＶとｍＡとを適切な値に設定することは重要である。さらに、ｋＶの変更に伴ってｍＡを大きく変更しようとすると切替時間が長くなることから検査時間が長くなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２６１４５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において管電圧と管電流との間には密接な関係があり、所望の画質を得るにはＸ線ビーム特性の切り替えに際して管電圧と管電流とを併せて切り替える必要がある。管電圧、管電流の切り替えはジェネレータやＸ線管の特性に影響され、特に管電流を切り替えるには比較的長い時間が必要となる。このためスキャン時間が長くなり、息止め時間が長期化するなど患者にかかる負担が大きくなりやすい。
目的は、デュアルエナジー型のＸ線コンピュータ断層撮影装置においてＸ線ビーム特性の切り替えにかかる時間を短縮することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、線質の異なるＸ線を被検体に曝射して前記被検体内の対象領域の物性を特定可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置において、前記Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管の駆動状態を、第１の管電圧と第１の管電流に対応する第１の状態と、前記第１の管電圧よりも低い第２の管電圧と第２の管電流に対応する第２の状態とに切り替えて前記Ｘ線の前記線質を変化させる切り替え部と、前記被検体を透過後のＸ線を検出する検出器と、前記検出器の出力に基づいて、前記第１の状態に対応する第１の画像と前記第２の状態に対応する第２の画像とを生成する画像生成部と、前記第２の画像の画像特性を前記第１の画像の画像特性に基づいて調整して前記第１の管電流と前記第２の管電流との差を最小化する制御部とを具備することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の構成を示すブロック図。

【図2】図１のＸ線ＣＴ装置１０による断層像撮影形態を示す斜視図。

【図3】図１のＸ線ＣＴ装置１０における処理手順を示すフローチャート

【図4】チャネル束ね処理前の２次元検出器システム１３の素子配置の一例を示す図。

【図5】図４の素子配置に対してチャネル束ねを行った状態の一例を示す図。

【図6】デュアルエナジースキャンにおけるタイミングチャートの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮影装置）１０の構成を示したブロック図であり、図２は、図１のＸ線ＣＴ装置１０による断層像撮影形態を示した斜視図である。

【0010】

なおＸ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と検出器システム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、リング状に多数の検出素子がアレイされ、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、この実施形態に示される構成は何れのタイプにも適用可能である。以下の説明では現在主流を占める回転／回転タイプのＸ線ＣＴ装置を例として説明する。

【0011】

図１に示されるように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線管１１、回転リング１２、２次元検出器システム１３、データ収集回路（ＤＡＳ）１４、非接触データ伝送装置１５、前処理装置１７、架台駆動部１９、スリップリング２０、高電圧発生装置２１、ホストコントローラ２５、記憶装置２７、補助記憶装置２８、データ処理装置２９、再構成装置３０、入力装置３１、画像処理部３３、表示装置３５、アライメントデータ記憶部３６、ネットワーク通信装置３７、及びデータ／制御バス４０を有して構成される。また、データ／制御バス４０を介して、当該装置本体１０には外部の画像処理装置（図示せず）が接続されている。

【0012】

Ｘ線管１１はＸ線を発生するＸ線源であり、回転リング１２に設けられている。当該Ｘ線管１１には、Ｘ線の曝射に必要な電力が高電圧発生装置２１からスリップリング２０を介して供給される。Ｘ線管１１は、供給された高電圧により電子を加速させてターゲットに衝突させることで、有効視野領域ＦＯＶ内に載置された被検体Ｐに対してコーン状のＸ線を照射する。

【0013】

このＸ線管１１は管電圧および管電流を切り替えることで、少なくとも２段階にわたりその駆動状態を切り替えることが可能である。各駆動状態ごとに線質の異なるＸ線が出力され、線質に応じた複数のＸ線画像が取得される。この実施形態では硬軟の２段階にわたり変化させた線質に基づいてＸ線画像を取得する、デュアルエナジースキャンを行う装置を想定する。デュアルエナジースキャンに拠れば、硬Ｘ線により取得した硬Ｘ線画像と、軟Ｘ線画像により取得した軟Ｘ線画像とを比較することにより被検体内の対象領域の物性を特定（物質の識別など）することが可能である。

【0014】

なおＸ線管１１は、より精度の高い撮影を実現するために、撮影の際にＸ線ビームの中心が２次元検出器システム１３の中心と向かい合うように相対的に位置調節されていることが好ましい。

【0015】

回転リング１２には、Ｘ線管１１と、２次元検出器システム１３と、データ収集回路１４が設けられている。回転リング１２は、架台駆動部１９によって駆動されるもので、Ｘ線管１１及び２次元検出器システム１３と共に１回転あたり１秒以下という高速で被検体Ｐの回りを回転する。

【0016】

２次元検出器システム１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する検出器システムであり、Ｘ線管１１に対向するようにして回転リング１２に取り付けられている。図２に示されるように、２次元検出器システム１３には、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせで構成される複数の検出素子が、被検体Ｐの体軸（列）方向とそれに直交するチャネル方向とに関して２次元状に配列されている。例えば、チャネル方向に関しては１，０００個（１，０００チャネル）程度の検出素子が配列されている（以下、この１，０００個の検出素子が配列された一の列を「検出素子列」と称する）。本Ｘ線ＣＴ装置１０は、例えば２５６列のマルチ（２５６列マルチとは、２５６列の断層像が同時に収集されるものを言う。実際には検出素子列が６４列、１２８列、２５６列等多数配列される。）で構成される。

【0017】

データ収集回路（ＤＡＳ）１４は、複数のＤＡＳチップを有し、２次元検出器システム１３で検出されたＭ×Ｎの全チャネルに関する膨大なデータ（１ビューあたりのＭ×Ｎチャネル分のデータを、以下“投影データ”と称する）を入力し、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理等の後、一括して光通信を応用した非接触データ伝送装置１５を介して固定側のデータ処理ユニットに伝送する。

【0018】

非接触データ伝送装置１５は、収集したＸ線透過データを光学的に次段装置に伝送する。この非接触データ伝送装置１５やデータ収集回路１４等については、２次元検出器システム１３において、膨大、且つ高速に発生する２次元投影データを時間遅れなく伝送するための超高速処理化が図られている。

【0019】

すなわち、被検体を透過したＸ線は、２次元検出器システム１３においてアナログ電気信号に変換され、更にデータ収集回路１４でデジタル電気信号の２次元投影データに変換された後、各種補正を行う前処理装置１７に送られる。

【0020】

前処理装置１７は、非接触データ伝送装置１５から２次元投影データを入力し、感度補正やＸ線強度補正等の前処理を行う。前処理を受けた２次元投影データは、直接、或いは記憶装置２７に一旦記憶された後、データ処理装置２９に送られる。なお、本実施形態では、前処理後の投影データを記憶しているが、前処理前の投影データを記憶するようにしても良い。

【0021】

架台駆動部１９は、診断用開口内に挿入された被検体の体軸方向に平行な中心軸のまわりに、Ｘ線管１１と２次元検出器システム１３とを一体で回転させる等の駆動制御を行う。この架台駆動部１９は、Ｘ線管１１のみを中心軸のまわりに回転させるものとしても良い。

【0022】

高電圧発生装置２１は、Ｘ線の曝射に必要な電力を、スリップリング２０を介してＸ線管１１に高電圧を供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等から成っている。この高電圧発生装置２１によるＸ線管１１への高電圧供給は、スリップリング２０により行われる。

【0023】

ホストコントローラ２５は、撮影処理、データ処理、画像処理等の各種処理に関する統括的な制御を行う。例えば、撮影処理においては、ホストコントローラ２５は、予め入力されたスライス厚等のスキャン条件を内部メモリに格納し、患者ＩＤ等によって自動的に選択されたスキャン条件（或いは、マニュアルモードにおいて、入力装置３１から直接設定されたスキャン条件）に基づいて、高電圧発生装置２１、図示されない寝台駆動部、架台駆動部１９、及び寝台の体軸方向への送り量、送り速度、Ｘ線管１１及び２次元検出器システム１３の回転速度、回転ピッチ、及びＸ線の曝射タイミング等を制御し、被検体Ｐの所望の撮影領域に対して多方向からＸ線ビームを照射してＸ線ＣＴ画像の撮影処理を行う。

【0024】

また、ホストコントローラ２５は、スキャン条件に基づいて、２次元検出器システム１３のスイッチ群の各スイッチ切り替え制御を行う。すなわち、ホストコントローラ２５は、２次元検出器システム１３が有する各検出素子とデータ収集素子との接続状態を切り替え、各検出素子で検出されたＸ線透過データを所定の単位で束ねる。このような処理を「チャネル束ね」と称し、詳しくは後述する。

【0025】

さらに、ホストコントローラ２５はスキャン条件に対応した複数スライスのＸ線透過データとして、後段のデータ収集回路１４に送り出し、所定の処理を実行する。

【0026】

補助記憶装置２８は、再構成装置３０により生成された再構成画像データを記憶可能な大容量の記憶領域を有する装置である。

【0027】

データ処理装置２９は、例えばＣＰＵ等を有するコンピュータ回路を搭載しており、２次元検出器システム１３により収集された投影データを記憶する。そして、データ処理装置２９は、撮影系（Ｘ線管１１及び２次元検出器システム１３）の回転による多方向から得られた同一スライスの全ての投影データを加算する処理や、その加算処理により得られた多方向データに対して必要に応じて補間処理、補正処理等を施すようになっている。

【0028】

再構成装置３０は、データ処理装置２９によりデータ処理されて得られた投影データを再構成処理して、所定のスライス分の再構成画像データを生成する。具体的には、再構成装置３０は、２次元画像再構成、或いはＦｅｌｄｋａｍｐ法に代表される３次元画像再構成アルゴリズムによる再構成を行い、体軸方向を横切る複数断面毎のＸ線吸収系数の２次元的分布データ、或いは体軸方向に広い対象領域（ボリューム）内におけるＸ線吸収系数の３次元的分布データ（ボクセルによる３次元ボリュームデータの集まりであり、「ボクセルボリュームデータ」と称される。）を再構成する。なお、当該再構成装置３０は、１枚の断層像の再構成に必要な多方向の投影データを収集するのに要する時間より、短時間で多方向の投影データから断層像を再構成する、所謂リアルタイム再構成を行う。

【0029】

入力装置３１は、図示されないキーボードや各種スイッチ、マウス等を備えており、オペレータを介してスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件を入力可能な装置である。

【0030】

画像処理部３３は、再構成装置３０により生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の、表示のための画像処理を行って表示装置３５に出力する。また、画像処理部３３は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、３次元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像の生成を行い、表示装置３５に出力する。出力された画像データは、Ｘ線ＣＴ画像として表示装置３５に表示される。

【0031】

ネットワーク通信装置３７は、院内ＬＡＮ、インターネット等のネットワークを介して、通信機能を有する他の装置と情報のやり取りを行う。特に、ネットワーク通信装置３７は、インターネット等を介して当該本Ｘ線ＣＴ装置１０の画像情報やメンテナンス情報の送受信を行う。

【0032】

再構成、断面変換等のデータ処理、表示オペレーションに関する演算処理等は、一般的にＸ線ＣＴ装置１０内の制御部４１により実施される。制御部４１はこの実施形態に係わる処理機能として切り替え部４１ａ、チャネル束ね部４１ｂ、算出部４１ｃを備える。

【0033】

切り替え部４１ａは、Ｘ線管１１の管電圧および管電流を切り替えてデュアルエナジースキャンを実施するための制御を行う。すなわち切り替え部４１ａは、Ｘ線管１１の管電圧を高低の２段階にわたり切り替えることによりＸ線の線質を硬軟の２段階にわたり変化させる。これに伴いＸ線管１１の管電流も切り替えられるが、この実施形態では切り替えの前後での変化を最小に、好ましくは０とすべく以下の制御を行う。

【0034】

チャネル束ね部４１ｂは、軟Ｘ線の照射に際して上記「チャネル束ね」処理を行う。「チャネル束ね」とは、図２に示す２次元検出器システム１３の複数の検出素子を、チャネル方向、列方向に一定の単位で結合することによりＤＡＳ１４に渡されるデータの解像度を可変する処理である。例えば検出素子が０．５ｍｍ間隔で配置されている場合に２チャネルにわたるチャネル束ねを行うと、１ｍｍ間隔で配置された素子からの出力と等価な投影データが収集される。すなわち「チャネル束ね」によりチャネル方向、列方向の各実効素子数を可変することができ、狭い領域を高分解能で撮影する場合と広い領域を高感度で撮影する場合の何れにも対応することが可能となる。

【0035】

「チャネル束ね」には検出素子ごとのノイズレベルを平均化するという効果がある。すなわち複数の素子出力を結合することにより素子サイズが大きくなるのと同等のデータが得られ、空間分解能は低下するがノイズに対しては強くなる。この実施形態ではこの効果を利用することにより高ｋＶ時と低ｋＶ時のｍＡの差を最小にする。

【0036】

算出部４１ｃは、チャネル束ねの単位を、被検体内のターゲット（対象領域）のサイズ、および軟Ｘ線画像の空間分解能に基づいて最適化する。すなわち算出部４１ｃは、軟Ｘ線の照射時の管電流を硬Ｘ照射時の管電流に近づけることで軟Ｘ線画像に生じるノイズ成分を、軟Ｘ線画像の空間分解能を下げることにより抑圧するための機能を提供する。この機能はチャネル束ねの単位の最適値を算出することで達成されるもので、算出部４１ｃはそのための演算処理を実行する。

【0037】

なおワークステーション等の外部画像処理装置において、制御部４１をはじめとする各処理部の機能を実施する構成であってもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１０の本体から、外部画像処理装置に送られるデータは、再構成前でも、再構成後でも、データ処理後の表示直前でも、何れの状態でも本実施形態の効果を妨げるものではない。

【0038】

次に、上記構成における作用を説明する。
図３は、上記構成におけるＸ線ＣＴ装置１０における処理手順を示すフローチャートである。この実施形態では硬Ｘ線画像（高ｋＶに対応）を診断用の画像として用い、軟Ｘ線画像（低ｋＶに対応）はターゲットの物性の特定にのみ用いるものとする。

【0039】

図３においてデュアルエナジースキャンが開始されると、ＣＴ画像として診断に必要な硬Ｘ線画像に要求されるＳＤ（Standard Deviation：標準偏差）がシステムに与えられる（ステップＳ１）。このＳＤに応じて制御部４１は、高ｋＶの条件下すなわち硬Ｘ線照射時の管電流ｍＡを算出する（ステップＳ２）。

【0040】

次に、デュアルエナジースキャンにより物質の組成診断を行う予定の対象領域（ターゲット）のサイズ（目標値）がシステムに与えられる（ステップＳ３）を決める。対象領域のサイズは、被検体に対する事前の検査結果から特定（例えば別のＸ線画像を用いたオペレータのＲＯＩ（Region of Interest）設定など）すればよい。または、臨床的に処置が必要となるサイズに設定してもよい。または、各病院におけるガイドラインに基づくサイズに設定しても良いし、あるいは各病院ごとに処置可能な最低限のサイズに設定しても良い。対象領域のサイズが与えられると、制御部４１は硬Ｘ線画像と対比して使用される軟Ｘ線画像の最低限必要な空間分解能を算出する（ステップＳ４）。この空間分解能は、軟Ｘ線画像において上記サイズの物質を最低限特定可能な値に設定される。

【0041】

上記空間分解能に基づいて、制御部４１はチャネル束ね処理の単位を決定する（ステップＳ５）。すなわち制御部４１は、上記空間分解能を実現できるＤＡＳ１４のピッチを求め、そのピッチに応じて２次元検出器システム１３の検出素子に対する２次元のチャネル束ねを行う。つまり制御部４１は、軟Ｘ線画像の空間分解能と、対象領域のサイズとに基づいてチャネル束ねの単位を最適化する。

【0042】

例えば２次元検出器システム１３において図４に示すように検出素子が２次元アレイ状に配列されているとき、２チャネルを単位とするチャネル束ねを行うと、図５に示す素子配置と等価な状態を得られる。ずなわち図５の太線に示すように、４つの素子の出力が合成されて素子面積が４倍になった状態と等価な出力が得られる。

【0043】

次に制御部４１は、ステップＳ５で決定されたチャネル束ね処理の単位に基づいて、軟Ｘ線撮影時における必要最低限の密度分解能を実現可能な管電流（ｍＡ）を決定する（ステップＳ６）。すなわちステップＳ４で決定された最低限必要な空間分解能を満たせるまで、チャネル束ねを行い、低いｍＡでノイズの少ない軟Ｘ線画像を得られるようにする。ここで算出された管電流の値は、硬Ｘ線撮影時における管電流値と可能な限り近い値が好ましい。両者の差が０であればより好ましい。

【0044】

次にシステムは、上記のように決定した硬Ｘ線撮影の条件（管電圧、管電流）と、軟Ｘ線撮影の条件（管電圧、管電流、チャネル束ねの単位）とに基づいてデュアルエナジースキャン撮影を行い（ステップＳ７）、対象領域の組成診断が実施される（ステップＳ８）。その後、組成がわかった時点で本来どこまでが対象の物質で構成されているか、詳細に領域を判断するために、硬Ｘ線画像に対してソフトウェア的な領域識別を行い、最終的な対象物質の領域を決定するようにする。

【0045】

図６は、Ｘ線の線質の切り替えにかかる時間とばく射時間とを、管電流が一定の場合と変動する場合とで比較して示すタイミングチャートである。図６（ａ）に示すように、硬Ｘ線撮影時と軟Ｘ線撮影時とで管電流が一定であるほうが、図６（ｂ）の管電流が変化する場合に比べて明らかに短時間で切替を実現できる。

【0046】

以上説明したようにこの実施形態では、軟Ｘ線撮影時に２次元検出器システム１３におけるチャネル束ねを行い、軟Ｘ線画像の要求画質とターゲットのサイズとに基づきチャネル束ねの単位を最適化することで、硬Ｘ線撮影時における管電流と軟Ｘ線撮影時における管電流との差を最小限にするようにしている。言い換えれば管電流を可及的に安定化させることが可能になる。これによりデュアルエナジースキャン撮影時に管電流の切り替えにかかる時間を最小にでき、検査時間を短縮することが可能になり、ひいては被ばく量も診断に必要な最小限の量にすることができる。つまり、デュアルエナジースキャンにおいてｋＶ毎のｍＡの設定を極力近付けることができ、スキャン時間を短くすることができるとともに息止め時間も短縮して患者さんへの負担を軽減することができる。さらに、検査に必要な最低限のｍＡの設定が可能となるため、検査トータルでの被ばく線量を最低限に抑えることができ、被爆低減につながる。これらのことから、デュアルエナジー型のＸ線コンピュータ断層撮影装置においてＸ線ビーム特性の切り替えにかかる時間を短縮することが可能となる。

【0047】

なおこの実施形態に限らず、別の形態も可能である。例えば上記実施形態では硬Ｘ線画像を診断用の画像として用い、軟Ｘ線画像はターゲットの物性の特定にのみ用いるものとした。これに代えて軟Ｘ線画像を診断用の画像とし硬Ｘ線画像をターゲットの物性の特定に用いるようにしてもよい。いずれを選択するかは、診断に必要となる画像、画質、トータルの被ばく線量、検査時間のバランスなどにより決定すればよい。

【0048】

以上、本発明の実施形態を説明したが、こ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。

【符号の説明】

【0049】

１０…Ｘ線ＣＴ装置、１１…Ｘ線管、１２…回転リング、１３…２次元検出器システム、１４…データ収集回路、１５…非接触データ伝送装置、１７…前処理装置、１９…架台駆動部、２０…スリップリング、２１…高電圧発生装置、２５…ホストコントローラ、２７…記憶装置、２８…補助記憶装置、２９…データ処理装置、３０…再構成装置、３１…入力装置、３３…画像処理部、３５…表示装置、３６…アライメントデータ記憶部、３７…ネットワーク通信装置、３８…上部スリット、４０…制御バス、４１…制御部、４１ａ…切り替え部、４１ｂ…チャネル束ね部、４１ｃ…算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】