特許 5954784 Ｘ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法

(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】5954784

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月20日

(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20160707BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 331

   A61B6/03 330C

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-193944(P2012-193944)

(22)【出願日】2012年9月4日

(65)【公開番号】特開2014-46139(P2014-46139A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年7月6日

(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】110000866

【氏名又は名称】特許業務法人三澤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】信太 高之

(72)【発明者】

【氏名】天生目 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】柿沼 恒範

(72)【発明者】

【氏名】宮下 修

(72)【発明者】

【氏名】山口 登士雄

【審査官】 松谷 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−６２４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６８８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１３９６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−３４９２４（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】

被検体が横たわる天板と、
前記天板上の被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、
前記天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記天板及び前記Ｘ線管を前記天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部と、
前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を前記天板上の被検体の体軸周りに回転させる回転駆動部と、
前記Ｘ線管により前記天板上の被検体に向けてＸ線を照射しながら、前記回転駆動部により前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を回転させつつ、前記移動駆動部により前記天板及び前記Ｘ線管を相対往復移動させる撮像制御部であって、前記天板及び前記Ｘ線管の相対移動方向を切り替える場合、前記移動駆動部による前記天板及び前記Ｘ線管の相対移動を停止する撮像制御部と、
を備え、
前記撮像制御部は、
前記天板及び前記Ｘ線管の相対移動が停止された場合、前記Ｘ線管の回転角度が、前記Ｘ線管の螺旋軌道が往路と復路で一致する軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断する判断部と、
前記判断部により前記Ｘ線管の回転角度が前記軌道同期角度許容範囲内であると判断された場合、前記Ｘ線管によるＸ線照射を継続し、前記判断部により前記Ｘ線管の回転角度が前記軌道同期角度許容範囲内でないと判断された場合、前記Ｘ線管によるＸ線照射を停止する停止部と、
を具備することを特徴とするＸ線診断装置。

【請求項2】

前記停止部は、前記Ｘ線管によるＸ線照射を停止した場合であって、前記判断部により前記Ｘ線管の回転角度が前記軌道同期角度許容範囲内であると判断された場合、前記Ｘ線管によるＸ線照射を再開することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。

【請求項3】

被検体が横たわる天板と、前記天板上の被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、前記天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記天板及び前記Ｘ線管を前記天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部と、前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を前記天板上の被検体の体軸周りに回転させる回転駆動部と、前記Ｘ線管により前記天板上の被検体に向けてＸ線を照射しながら、前記回転駆動部により前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を回転させつつ、前記移動駆動部により前記天板及び前記Ｘ線管を相対往復移動させる撮像制御部とを備えるＸ線診断装置を制御するＸ線診断装置の制御方法であって、
前記天板及び前記Ｘ線管の相対移動方向を切り替える場合、前記移動駆動部による前記天板及び前記Ｘ線管の相対移動を停止するステップと、
前記天板及び前記Ｘ線管の相対移動を停止した場合、前記Ｘ線管の回転角度が、前記Ｘ線管の螺旋軌道が往路と復路で一致する軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断するステップと、
前記Ｘ線管の回転角度が前記軌道同期角度許容範囲内であると判断した場合、前記Ｘ線管によるＸ線照射を継続し、前記Ｘ線管の回転角度が前記軌道同期角度許容範囲内でないと判断した場合、前記Ｘ線管によるＸ線照射を停止するステップと、
を有することを特徴とするＸ線診断装置の制御方法。

【請求項4】

前記Ｘ線管によるＸ線照射を停止した場合であって、前記Ｘ線管の回転角度が前記軌道同期角度許容範囲内であると判断した場合、前記Ｘ線管によるＸ線照射を再開するステップを有することを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線診断装置は、患者などの被検体に対してＸ線を照射し、その被検体を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に基づく投影データをデータ収集装置により収集する。その後、Ｘ線診断装置は、投影データに対して再構成処理を行い、被検体のスライス画像（断層像）を生成する。このＸ線診断装置としては、例えば、寝台の天板上の被検体を間にしてＸ線管及びＸ線検出器を対向させ、それらを被検体の体軸まわりに回転させつつ撮像を行うＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮像装置）が開発されている。

【0003】

このようなＸ線ＣＴ装置では、被検体を中心とする円軌道上でＸ線管を連続回転させるとともに天板を何度も往復移動させて投影データを収集する撮影手法が用いられている。このような撮影はヘリカルシャトルスキャンあるいはシャトルモードヘリカルスキャンという呼称で知られている。ヘリカルシャトルスキャンの手法によれば、被検体に対して螺旋状にＸ線が照射されることになり、Ｘ線検出器のカバレッジを越える広範囲の時系列断層像を得ることができる。

【0004】

また、Ｘ線ＣＴ装置における造影検査では、被検体に造影剤を注入してから関心部位へ造影剤が到達するまでの経過を観察する目的で、各時相における関心部位の断層像を取得するダイナミックＣＴ検査が行われる。この場合も、前述のヘリカルシャトルスキャンの手法によれば、Ｘ線検出器のカバレッジ範囲を越えた複数の関心部位の時系列断層像を取得して造影検査を行うことができる。

【0005】

また、Ｘ線ＣＴ装置においてヘリカルスキャンを複数回行い、各回でＸ線管が描く螺旋軌道を同一のものとする軌道同期ヘリカルスキャンがある。各回のヘリカルスキャンで得られた断層像のうち同一断層位置のもの同士をサブトラクションすることによりアーチファクトの少ない差像を得ることができる。

【0006】

この軌道同期ヘリカルスキャンと前述のヘリカルシャトルスキャンとを組み合わせて、天板の往復移動における往路と復路の両スキャンでのＸ線管の描く螺旋軌道が同一となるように、Ｘ線管の円軌道上の位置を示す角度を往路開始時と復路開始時で同一とする軌道同期制御を行う軌道同期ヘリカルシャトルスキャンが有用とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平７−１２４１５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、前述の軌道同期ヘリカルシャトルスキャンでは、往路と復路との切り替え時、Ｘ線管が円軌道上の軌道同期を実現する所定位置へ移動するまで待機しなければならない。例えば、往路又は復路を開始する際にＸ線管が円軌道上の軌道同期を実現する所定位置を過ぎている場合には、Ｘ線管が次回その所定位置を通過するまでほぼ一周する時間を待機することになる。Ｘ線照射はスキャン時間（撮像時間）を短縮するために軌道同期ヘリカルシャトルスキャン中連続して行われているので、前述の待機中もＸ線照射が継続されており、その間のＸ線照射は被検体への無駄な被ばくを生じさせてしまう。

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、軌道同期ヘリカルシャトルスキャンにおいて、スキャン時間を短縮しつつ被ばく低減を実現することができるＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態に係るＸ線診断装置は、被検体が横たわる天板と、天板上の被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、天板及びＸ線管を天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部と、Ｘ線管及びＸ線検出器を天板上の被検体の体軸周りに回転させる回転駆動部と、Ｘ線管により天板上の被検体に向けてＸ線を照射しながら、回転駆動部によりＸ線管及びＸ線検出器を回転させつつ、移動駆動部により天板及びＸ線管を相対往復移動させる撮像制御部であって、天板及びＸ線管の相対移動方向を切り替える場合、移動駆動部による天板及びＸ線管の相対移動を停止する撮像制御部とを備え、撮像制御部は、天板及びＸ線管の相対移動が停止された場合、Ｘ線管の回転角度が、Ｘ線管の螺旋軌道が往路と復路で一致する軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断する判断部と、判断部によりＸ線管の回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断された場合、Ｘ線管によるＸ線照射を継続し、判断部によりＸ線管の回転角度が軌道同期角度許容範囲内でないと判断された場合、Ｘ線管によるＸ線照射を停止する停止部とを具備する。

【0011】

実施形態に係るＸ線診断装置の制御方法は、天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、天板及びＸ線管を天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部と、Ｘ線管及びＸ線検出器を天板上の被検体の体軸周りに回転させる回転駆動部と、Ｘ線管により天板上の被検体に向けてＸ線を照射しながら、回転駆動部によりＸ線管及びＸ線検出器を回転させつつ、移動駆動部により天板及びＸ線管を相対往復移動させる撮像制御部とを備えるＸ線診断装置を制御するＸ線診断装置の制御方法であって、天板及びＸ線管の相対移動方向を切り替える場合、移動駆動部による天板及びＸ線管の相対移動を停止するステップと、天板及びＸ線管の相対移動を停止した場合、Ｘ線管の回転角度が、Ｘ線管の螺旋軌道が往路と復路で一致する軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断するステップと、Ｘ線管の回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断した場合、Ｘ線管によるＸ線照射を継続し、判断部によりＸ線管の回転角度が軌道同期角度許容範囲内でないと判断した場合、Ｘ線管によるＸ線照射を停止するステップとを有する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係るＸ線診断装置の概略構成を示す図である。

【図2】実施形態に係るＸ線診断装置が備える制御部の概略構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態に係る軌道同期ヘリカルシャトルスキャンを説明するための説明図である。

【図4】実施形態に係る軌道同期ヘリカルシャトルスキャンにおける往路と復路との切り替え時のＸ線管の回転角度及び基点角度を説明するための説明図である。

【図5】実施形態に係る往路から復路への切り替え時のＸ線照射停止を説明するための説明図である。

【図6】実施形態に係る復路から往路への切り替え時のＸ線照射停止を説明するための説明図である。

【図7】実施形態に係るＸ線診断装置が行う撮像処理（軌道同期ヘリカルシャトルスキャン処理）の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施の一形態について図面を参照して説明する。

【0014】

図１に示すように、実施形態に係るＸ線診断装置１は、患者などの被検体Ｐが横たわる寝台２と、その寝台２上の被検体Ｐに対して撮像を行う撮像装置３と、寝台２及び撮像装置３を制御する制御装置４とを備えている。このＸ線診断装置１としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮像装置）が挙げられる。なお、例えば、寝台２や撮像装置３はスキャナ室に設置されており、制御装置はスキャナ室に隣接するコンソール室に設置されている。

【0015】

寝台２は、被検体Ｐを載せる長方形状の天板２ａと、その天板２ａを支持して水平方向及び鉛直方向（昇降方向）に移動させる移動駆動部２ｂとを備えている。移動駆動部２ｂは、制御装置４に電気的に接続されており、天板２ａ用の移動機構やその移動のための駆動力を供給する駆動源（例えば、モータ）などを有している。この寝台２は、移動駆動部２ｂにより天板２ａを所望の高さまで移動させ、さらに、その天板２ａを水平方向に移動させて、天板２ａ上の被検体Ｐを所望位置まで移動させる。

【0016】

撮像装置３は、Ｘ線を照射するＸ線管３ａと、そのＸ線管３ａに高電圧を供給する高電圧発生部３ｂと、天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器３ｃと、そのＸ線検出器３ｃにより検出されたＸ線を投影データとして収集するデータ収集部３ｄと、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器３ｃを天板２ａ上の被検体Ｐの体軸周りに回転可能に支持する架台３ｅと、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器３ｃを天板２ａ上の被検体Ｐの体軸周りに回転させる回転駆動部３ｆとを備えている。

【0017】

Ｘ線管３ａは、架台３ｅの内部に設けられており、このＸ線管３ａの下部（Ｘ線検出器３ｃ側）には、そのＸ線管３ａから出射されたＸ線を絞るコリメータなどのＸ線絞り器が設けられている。このＸ線管３ａがＸ線を出射すると、そのＸ線はＸ線絞り器により絞られ、コーン角を持つファンビーム形状、例えば、角錐形状のＸ線が天板２ａ上の被検体Ｐに対して照射される。なお、Ｘ線絞り器としては、様々なタイプのＸ線絞り器を用いることが可能である。

【0018】

高電圧発生部３ｂは、架台３ｅの内部に設けられており、Ｘ線管３ａに供給する高電圧を発生させる装置である。この高電圧発生部３ｂは、制御装置４から与えられた電圧を昇圧及び整流し、その電圧をＸ線管に供給する。なお、制御装置４は、Ｘ線管３ａにより所望のＸ線を発生させるため、高電圧発生部３ｂに与える電圧の波形、すなわち振幅やパルス幅などの各種条件を制御する。

【0019】

Ｘ線検出器３ｃは、Ｘ線管３ａに対向させて架台３ｅの内部に設けられている。このＸ線検出器３ｃは、天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換してデータ収集部３ｄに送信する。Ｘ線検出器３ｃとしては、多列多チャンネルのＸ線検出器を用いることが可能である。この多列多チャンネルのＸ線検出器は、Ｘ線を検出するＸ線検出素子が格子状に配列されて構成されている。なお、チャンネル列はＸ線検出素子がチャンネル方向（被検体Ｐの体軸周り方向）に複数（例えば、数百から数千程度）並んでいる列であり、そのチャンネル列が列方向（被検体Ｐの体軸方向）に沿って複数列（例えば、１６列や６４列など）配置されている。

【0020】

データ収集部３ｄは、架台３ｅの内部に設けられており、Ｘ線検出器３ｃにより検出されたＸ線から投影データを生成する装置である。このデータ収集部３ｄは、Ｘ線検出器３ｃから送信された検出信号をデジタル信号に変換し、デジタルデータである投影データを収集して制御装置４に送信する。

【0021】

架台３ｅは、寝台２と共にスキャナ室内に設置されており、寝台２の天板２ａが挿入される貫通孔Ｈ１を有している。この架台３ｅは、貫通孔Ｈ１の中心を回転軸として回転するリング状の回転体（図示せず）を回転可能に支持している。この回転体には、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器３ｃが対向して固定されており、それらは回転体の回転により貫通孔Ｈ１の周囲を対向状態で回転することになる。

【0022】

回転駆動部３ｆは、架台３ｅの内部に設けられており、制御装置４に電気的に接続されている。この回転駆動部３ｆは回転体用の回転機構やその回転のための駆動力を供給する駆動源（例えば、モータ）などを有している。回転駆動部３ｆは制御装置４による制御に応じて前述の回転体の回転駆動を行う。例えば、回転駆動部３ｆは、制御装置４から送信された制御信号に基づいて、一方向に所定の回転スピードで回転体を連続回転させ、天板２ａ上の被検体Ｐの体軸周り、すなわち天板２ａ上の被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管３ａ及びＸ線検出器３ｃを連続回転させる。

【0023】

制御装置４は、各部を制御する制御部４ａと、投影データに対して各種画像処理を行う画像処理部４ｂと、各種プログラムや各種データなどを記憶する記憶部４ｃと、操作者により入力操作される入力部４ｄと、各種画像を表示する表示部４ｅとを備えている。これらの制御部４ａ、画像処理部４ｂ、記憶部４ｃ、入力部４ｄ及び表示部４ｅはバスライン４ｆにより電気的に接続されている。

【0024】

制御部４ａは、記憶部４ｃに記憶された各種プログラムや各種データに基づいて寝台２の移動駆動部２ｂや撮像装置３の高電圧発生部３ｂ及び回転駆動部３ｆなどの各部を制御する。加えて、制御部４ａは、表示部４ｅにスライス画像（断層像）やスキャノ画像（位置決め画像）などの各種画像を表示する表示制御も行う。この制御部４ａとしては、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、あるいは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路を用いることが可能である。

【0025】

画像処理部４ｂは、データ収集部３ｄから送信された投影データに対して感度補正などの前処理やその投影データに対して画像再構成を行う画像再構成処理、また、スキャノ画像を生成するスキャノ画像生成処理などの各種画像処理を行う。この画像処理部４ｂとしては、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路、ＣＰＵやＭＰＵなどの電子回路、アレイプロセッサなどを用いることが可能である。

【0026】

記憶部４ｃは、各種プログラムや各種データなどを記憶する記憶装置であり、例えば、各種データとして投影データ、スライス画像やスキャノ画像などを記憶する。この記憶部４ｃとしては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）に加え、ハードディスク（磁気ディスク装置）やフラッシュメモリ（半導体ディスク装置）などを用いることが可能である。

【0027】

入力部４ｄは、操作者による入力操作を受け付ける入力部であり、例えば、撮像指示や画像表示、画像の切り替え、各種設定などの様々な入力操作を受け付ける。この入力部４ｄとしては、例えば、キーボードやマウス、レバーなどの入力デバイスを用いることが可能である。

【0028】

表示部４ｅは、被検体Ｐのスライス画像やスキャノ画像、操作画面（例えば、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface））などの各種画像を表示する表示装置である。この表示部４ｅとしては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、ＣＲＴ（ブラウン管）ディスプレイなどを用いることが可能である。

【0029】

ここで、前述のＸ線診断装置１では、各種の撮像モードがある。この各種の撮像モードとしては、例えば、スキャノ画像を撮像するスキャノモードや通常のマルチスライススキャンモード（ノーマルＣＴ）やヘリカルスキャンモード（ヘリカルＣＴ）、軌道同期ヘリカルシャトルスキャンモードなどが挙げられる。

【0030】

軌道同期ヘリカルシャトルスキャンは、軌道同期ヘリカルスキャンとヘリカルシャトルスキャンとを組み合わせたスキャンである。この軌道同期ヘリカルシャトルスキャンでは、天板２ａの往復移動における往路と復路の両スキャンでのＸ線管３ａの描く螺旋軌道が同一となるように、Ｘ線管３ａの円軌道上の位置を示す角度を往路開始時と復路開始時で同一とする軌道同期制御を行う。

【0031】

なお、前述の軌道同期ヘリカルスキャンは、被検体Ｐの体軸方向における一方向（例えば、頭から足への方向）に一定速度（許容範囲内の速度）で天板２ａを移動させつつスライス画像を撮像するヘリカルスキャンを複数回行い、各回でＸ線管３ａが描く螺旋軌道を同一とするスキャンである。この軌道同期ヘリカルスキャンによれば、各回のヘリカルスキャンで得られた断層像のうち同一断層位置のもの同士をサブトラクションすることによりアーチファクトの少ない差像を得ることが可能となる。

【0032】

また、前述のヘリカルシャトルスキャンは、天板２ａの移動方向を被検体Ｐの体軸方向における二方向（例えば、頭から足への方向と足から頭への方向の二方向）で交互に切り替え、天板２ａを往復移動させつつスライス画像を撮像するスキャンである。すなわち、ヘリカルシャトルスキャンは、被検体Ｐを中心とする円軌道上でＸ線管３ａを連続回転させるとともに天板２ａを連続して往復移動させて投影データを収集するスキャンである。このヘリカルシャトルスキャンによれば、被検体Ｐに対して螺旋状にＸ線が照射されることになり、Ｘ線検出器３ｃのカバレッジを越える広範囲の時系列断層像を得ることが可能となる。

【0033】

次に、前述の制御部４ａについて詳しく説明する。

【0034】

図２に示すように、制御部４ａは、装置全体の制御を行うシステム制御部１１と、寝台２や撮像装置３を制御する撮像制御部１２とを有している。なお、システム制御部１１や撮像制御部１２は、電気回路などのハードウエアにより構成されても良く、また、各機能を実行するプログラムなどのソフトウエアにより構成されても良く、あるいは、それらの両方の組合せにより構成されても良い。

【0035】

システム制御部１１は、撮像制御部１２を制御して撮像装置３により投影データを収集する。また、システム制御部１１は、画像処理部４ｂを制御して投影データから画像を再構成したり、表示部４ｅによりスライス画像（断層像）などの各種画像を表示したりする。

【0036】

撮像制御部１２は、撮像装置３の回転駆動部３ｆを制御することで、Ｘ線管３ａとＸ線検出器３ｃとを天板２ａに載置された被検体Ｐを略中心とする円軌道上で連続回転させる。また、撮像制御部１２は、寝台２の移動駆動部２ｂを制御することで、天板２ａを連続して往復移動させる。このように、撮像制御部１２は、回転駆動部３ｆ及び移動駆動部２ｂを制御することで、ヘリカルシャトルスキャンを実現する。この撮像制御部１２は、天板２ａの往復移動における往路と復路の両スキャンでのＸ線管３ａの描く螺旋軌道が同一となるように、Ｘ線管３ａの円軌道上の位置を示す角度を往路開始時と復路開始時で同一とする軌道同期制御を行う。

【0037】

具体的には、例えば、撮像制御部１２は、往路スキャンにおいて照射を開始するときのＸ線管３ａの回転角度、及び、復路スキャンにおいて照射を開始するときのＸ線管３ａの回転角度を予め決定する。さらに、撮像制御部１２は、決定した回転角度に従ってＸ線管３ａによる照射を開始するように、寝台２の移動駆動部２ｂや撮像装置３の高電圧発生部３ｂ、回転駆動部３ｆを制御する。

【0038】

また、撮像制御部１２は、往路と復路とを切り替える場合にＸ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断する判断部１２ａと、その判断結果に応じてＸ線管３ａによるＸ線照射を停止する停止部１２ｂとを有している。なお、軌道同期角度許容範囲は、そのＸ線管３ａの螺旋軌道が往路と復路で一致するための許容範囲であり、詳しくは、Ｘ線管３ａの円軌道上の位置を示す回転角度が往路および復路開始時に同一の角度となるための許容範囲である。

【0039】

判断部１２ａは、往路と復路とを切り替えるとき、撮像装置３の回転駆動部３ｆからＸ線管３ａの回転角度を取得し、その取得した回転角度が軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断する。なお、回転駆動部３ｆは、Ｘ線管３ａの回転角度を検出するロータリエンコーダなどの検出部３ｆ１を有している。この検出部３ｆ１により検出されたＸ線管３ａの回転角度が判断部１２ａに入力される。

【0040】

停止部１２ｂは、判断部１２ａによりＸ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断された場合、Ｘ線管３ａによるＸ線照射を継続し、判断部１２ａによりＸ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内でないと判断された場合、Ｘ線管３ａによるＸ線照射を停止する。なお、そのＸ線管３ａによるＸ線照射を停止した後、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断されると、Ｘ線管３ａによるＸ線照射を再開する。

【0041】

ここで、図３に示すように、軌道同期ヘリカルシャトルスキャンにおいて、天板２ａは被検体Ｐの体軸方向と平行な第一方向Ｄ１（例えば往路方向）及びその第一方向と反対方向である第二方向Ｄ２（例えば復路方向）に連続して往復移動する。このとき、Ｘ線管３ａは被検体Ｐを中心とする円軌道上で連続回転する。このスキャンによれば、天板２ａとＸ線管３ａとは往復の両方向に相対移動して、Ｘ線は被検体Ｐに対して螺旋状に照射されることになる。なお、図３では、被検体Ｐの体軸方向のうち第一方向Ｄ１を頭から足に向かう方向とし、天板２ａがその第一方向Ｄ１に移動する場合が往路スキャンであり、その第一方向と反対方向である第二方向Ｄ２に移動する場合が復路スキャンである。また、螺旋状の矢印はＸ線管３ａの螺旋軌道である。

【0042】

この軌道同期ヘリカルシャトルスキャンにおいて、撮像制御部１２は、撮像範囲内に設定された定速領域において天板２ａを一定の速度で移動させ、加減速領域において天板２ａの移動速度を加速又は減速させる。すなわち、撮像制御部１２は、加減速領域において天板２ａの移動速度を減速させて停止させ、さらに、天板２ａの移動方向を反転させて折り返すと天板２ａの移動速度を加速させる。また、撮像制御部１２は、軌道同期ヘリカルシャトルスキャンの往路スキャン及び復路スキャンのいずれにおいても、円軌道上の同一回転角度を基点としてＸ線の照射を開始するように軌道同期制御を行う。

【0043】

例えば、図４に示すように、往路スキャン又は復路スキャンの際、Ｘ線管３ａが回転角度９０°の時に照射を開始するように軌道同期制御を行う場合には、この回転角度９０°が基点角度Ａ１となる。このとき、通常のヘリカルシャトルスキャンでは、例えば、往路スキャンの照射が完了し、復路スキャンを開始するための準備が完了すると、図４に示すように、スキャン条件によってはＸ線管３ａが基点角度Ａ１を過ぎて回転角度Ｂ１（例えば、１３５°）に位置するような場合がある。この場合には、撮像制御部１２は、Ｘ線管３ａが再び基点角度Ａ１の位置に移動するまでほぼ一回転待機してから、復路スキャンを開始しなければならず、その間もＸ線照射が継続しているため、被検体Ｐに無駄な被ばくを与えることになる。例えば、回転角度Ｂ１が１３５°である場合には、Ｘ線管３ａが基点角度Ａ１（９０°）を通過するまで、３１５°分の回転を待機する必要がある。このような待機は、復路スキャン終了後の往路スキャン開始においても同じように生じることがある。

【0044】

そこで、前述の待機時のＸ線照射による無駄な被ばくを抑えるため、撮像制御部１２は、Ｘ線管３ａの円軌道上の位置を示す回転角度が軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判定する判断部１２ａにより、Ｘ線の照射を継続するか停止するかを決定する。Ｘ線管３ａの円軌道上の位置を示す回転角度が軌道同期角度許容範囲外である場合には、Ｘ線照射を停止する。なお、軌道同期角度許容範囲としては、例えば、基点角度±１５°以内の範囲が判断部１２ａに設定されている。

【0045】

ここで、例えば、図５に示すように、往路スキャン完了後に復路スキャンを開始するとき、Ｘ線管３ａの回転角度（円軌道上の位置）が軌道同期角度許容範囲（軌道同期角度の基点許容範囲）外であると判断した場合には、高電圧発生部３ｂに対してＸ線の照射を停止する制御を行い、図５中のＢ１〜Ａ１までの点線で示した円軌道上の区間のＸ線照射を停止する。そして、再びＸ線管３ａが円軌道上の軌道同期角度の基点角度Ａ１を通過したときに、高電圧発生部３ｂに対してＸ線の照射を開始する制御を行うとともに、移動駆動部２ｂに対して天板２ａの復路移動を開始する制御を行う。このような制御は復路スキャン完了後に往路スキャンを開始するときも同様である。

【0046】

例えば、図６に示すように、復路スキャン完了後に往路スキャンを開始するとき、Ｘ線管３ａの回転角度（円軌道上の位置）が軌道同期角度許容範囲（軌道同期角度の基点許容範囲）外であると判断した場合には、高電圧発生部３ｂに対してＸ線の照射を停止する制御を行い、図６中のＢ１〜Ａ１までの点線で示した円軌道上の区間のＸ線照射を停止する。そして、再びＸ線管３ａが円軌道上の軌道同期角度の基点角度Ａ１を通過したときに、高電圧発生部３ｂに対してＸ線の照射を開始する制御を行うとともに、移動駆動部２ｂに対して天板２ａの復路移動を開始する制御を行う。

【0047】

次に、前述のＸ線診断装置１の撮像制御部１２が行う撮像処理（軌道同期ヘリカルシャトルスキャン処理）について図７を参照して説明する。

【0048】

図７に示すように、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度（基点角度）になったか否かが判断され（ステップＳ１）、その判断はＸ線管３ａの回転角度が軌道同期角度になるまで繰り返される（ステップＳ１のＮＯ）。このとき、寝台２の天板２ａは被検体Ｐの撮像範囲に基づく撮像開始位置に待機している状態である。なお、ここでは、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度になったか否かを判断しているが、これ以外にも、許容差を考慮し、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内になったか否かを判断するようにしても良い。

【0049】

ステップＳ１において、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度になったと判断されると（ステップＳ１のＹＥＳ）、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が開始され（ステップＳ２）、寝台２の天板２ａが往路又は復路方向に移動を開始し（ステップＳ３）、その後、被検体Ｐの撮像範囲に基づく撮像終了位置で寝台２の天板２ａが停止される（ステップＳ３）。

【0050】

ステップＳ４の処理後、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内（例えば、基点角度±１５°以内の範囲内）であるか否かが判断され（ステップＳ５）、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断されると（ステップＳ５のＹＥＳ）、そのまま処理がステップＳ７に進められる。一方、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内でないと判断されると（ステップＳ５のＮＯ）、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が停止され（ステップＳ６）、スキャン（撮像）が終了したか否かが判断される（ステップＳ７）。なお、このステップＳ７では、例えば、往復回数が所定の回数に到達したか否かが判断され、往復回数が所定の回数に到達したと判断された場合に、スキャンが終了したと判定される。

【0051】

ステップＳ７において、スキャンが終了していないと判断されると（ステップＳ７のＮＯ）、Ｘ線管３ａがＸ線照射中であるか否かが判断される（ステップＳ９）。Ｘ線管３ａがＸ線照射中であると判断された場合には（ステップＳ９のＹＥＳ）、処理がステップＳ３に進められ、寝台２の天板２ａが往路又は復路方向に移動を開始する（これ以降の処理は前述と同様である）。一方、Ｘ線管３ａがＸ線照射中でない、すなわちＸ線照射停止中と判断された場合には（ステップＳ９のＮＯ）、処理がステップＳ１に進められ、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度（基点角度）になったか否かが判断される（これ以降の処理は前述と同様である）。

【0052】

一方、ステップＳ７において、スキャンが終了したと判断されると（ステップＳ７のＹＥＳ）、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が停止され（ステップＳ８）、処理が終了する。なお、ステップＳ６において、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が停止されていた場合には、ステップＳ８を省略しても構わないが、確実な停止のためにもスキャン終了時に再度Ｘ線照射の停止処理を行った方が望ましい。

【0053】

このような撮像処理、すなわち軌道同期ヘリカルシャトルスキャン処理によれば、往路と復路との切り替え時、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であるか否かが判断され、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断された場合、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が継続され、寝台２の天板２ａの移動が開始される。一方、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲外であると判断されると、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が停止され、その後、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度になると、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が再開され、寝台２の天板２ａの移動が開始される（図５及び図６参照）。

【0054】

これにより、往路と復路との切り替え時には、Ｘ線管３ａが円軌道上の軌道同期を実現する所定位置へ移動するまで、Ｘ線管３ａによるＸ線照射が停止されることになる。例えば、往路または復路を開始する時にＸ線管３ａが円軌道上の軌道同期を実現する所定位置を過ぎている場合には、Ｘ線管３ａが次回その所定位置を通過するまでほぼ一周する時間を待機しなければならないが、その間のＸ線照射が停止されることになる。このため、被検体Ｐへの無駄な被ばくが抑えられるので、被ばく低減を実現することができる。このように天板２ａの往復移動で方向転換を行う場合において、照射継続により時間短縮を実現することが可能となり、さらに、照射停止により無駄な被ばくを防止することが可能となる。

【0055】

以上説明したように、実施形態によれば、天板２ａの移動が停止された場合、Ｘ線管３ａの回転角度が、そのＸ線管３ａの螺旋軌道が往路と復路で一致する軌道同期角度許容範囲内であるか否かを判断し、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内であると判断した場合、Ｘ線管３ａによるＸ線照射を継続し、Ｘ線管３ａの回転角度が軌道同期角度許容範囲内でないと判断した場合、Ｘ線管３ａによるＸ線照射を停止する。このため、照射継続によりスキャン時間（撮像時間）を短縮しつつ、照射停止により被検体Ｐへの無駄な被ばくが抑えられるので、被ばく低減を実現することができる。

【0056】

なお、前述の実施形態においては、Ｘ線管３ａと天板２ａとの相対移動のため、天板２ａを往復移動させているが、これに限るものではなく、例えば、天板２ａを往復移動せずに固定し、その天板２ａのかわりに架台３ｅや回転体、すなわちＸ線管３ａを天板２ａ上の被検体Ｐの体軸方向に往復移動するようにしても良い。

【0057】

以上、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。

【符号の説明】

【0058】

１ Ｘ線診断装置
２ａ 天板
２ｂ 移動駆動部
３ａ Ｘ線管
３ｅ Ｘ線検出器
３ｆ 回転駆動部
１２ 撮像制御部
１２ａ 判断部
１２ｂ 停止部
Ｐ 被検体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】