特許 6571313 医用画像診断装置及び制御方法

(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】6571313

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】医用画像診断装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 330A

   A61B6/03 350X

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-110585(P2014-110585)

(22)【出願日】2014年5月28日

(65)【公開番号】特開2015-6328(P2015-6328A)

(43)【公開日】2015年1月15日

【審査請求日】2017年5月16日

(31)【優先権主張番号】特願2013-112332(P2013-112332)

(32)【優先日】2013年5月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 泰男

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８０７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３９８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５７５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１６８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２８２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４８８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０１９０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１４８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０４２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１４７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３２８６２（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】

第１の医用画像内の領域において、前記第１の医用画像と比較して高精細な第２の医用画像を取得する領域を指定する指定操作を受け付ける受付部と、
前記受付部によって指定操作を受け付けた領域に対応する部位にＸ線が照射されるように、スライス方向及びチャンネル方向で前記Ｘ線の照射領域を調整する制御部と、
前記第１の医用画像を初期画像として、前記制御部によってＸ線の照射領域が調整され、収集された投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行することにより、前記第２の医用画像を取得する再構成制御部と、
を備える、医用画像診断装置。

【請求項2】

前記再構成制御部は、前記第１の医用画像を初期画像とし、Ｘ線の照射領域が調整されて収集された投影データを用いた逐次近似再構成によって、前記第１の医用画像内の指定された領域が高精細な第２の医用画像に更新された医用画像を生成する、請求項１記載の医用画像診断装置。

【請求項3】

前記医用画像を表示部にて表示させるように制御する表示制御部をさらに備える、請求項２記載の医用画像診断装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記Ｘ線が照射されている間、当該Ｘ線が前記指定操作を受け付けた領域に照射されるように照射領域の調整を継続して実行する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。

【請求項5】

前記再構成制御部は、コンボリューション逆投影法によって前記第１の医用画像を再構成させ、前記第１の医用画像を初期画像として、前記投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。

【請求項6】

前記受付部は、画像中のノイズを低減するように取得された第１の医用画像内の領域において、前記第１の医用画像と比較して高精細な第２の医用画像を取得する領域を指定する指定操作を受け付ける、請求項１〜５のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。

【請求項7】

第１の医用画像内の領域において、前記第１の医用画像と比較して高精細な第２の医用画像を取得する領域を指定する指定操作を受け付け、
前記指定操作を受け付けた領域に対応する部位にＸ線が照射されるように、スライス方向及びチャンネル方向で前記Ｘ線の照射領域を調整し、
前記第１の医用画像を初期画像として、前記Ｘ線の照射領域が調整され、収集された投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行することにより、前記第２の医用画像を取得する、
ことを含む、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、医用画像診断装置及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置は、被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出することによって投影データを収集し、収集した投影データから画像を再構成する。ここで、一般的なＸ線ＣＴ装置における空間分解能は「０．３５ｍｍ」程度である。Ｘ線ＣＴ装置における空間分解能は、検出器の画素サイズ、画素ピッチ、Ｘ線焦点サイズなどによって規定される。

【0003】

近年では、最高解像度を向上させる取り組みも進められており、一部では、検出器の画素サイズを小さくしたり、Ｘ線焦点サイズを小さくしたりすることで、「０．１２ｍｍ」程度の空間分解能を実現するＸ線ＣＴ装置も報告されている。また、画像を再構成する再構成法としては、コンボリューション逆投影法が一般的であるが、近年、逐次近似法によって再構成することで、ノイズを低減させるＸ線ＣＴ装置も知られている。

【0004】

しかしながら、上述した従来技術においては、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を得ることが困難となる場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−２３９８８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を得ることを可能とする医用画像診断装置及び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】

【0007】

実施形態の医用画像診断装置は、受付部と、制御部と、再構成制御部とを備える。受付部は、第１の医用画像内の領域において、前記第１の医用画像と比較して高精細な第２の医用画像を取得する領域を指定する指定操作を受け付ける。制御部は、前記受付部によって指定操作を受け付けた領域に対応する部位にＸ線が照射されるように、スライス方向及びチャンネル方向で前記Ｘ線の照射領域を調整する。再構成制御部は、前記第１の医用画像を初期画像として、前記制御部によってＸ線の照射領域が調整され、収集された投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行することにより、前記第２の医用画像を取得する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る解像度の異なるＣＴ画像の一例を示す図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る制御部の構成の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係るスキャン制御部による標準解像度モードでのスキャン制御の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る入力装置による処理の一例を説明するための図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係るスキャン制御部による関心領域の特定の一例を示す図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係るスキャン制御部による高解像度モードでのスキャン制御の一例を示す図である。

【図8】図８は、第１の実施形態に係る再構成制御部による処理を模式的に示した図である。

【図9】図９は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本願に係る医用画像診断装置及び制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、医用画像診断装置としてＸ線ＣＴ装置を例に挙げて説明する。

【0010】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。

【0011】

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール装置３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。

【0012】

回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。

【0013】

Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。

【0014】

Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。

【0015】

ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。

【0016】

コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御部１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。

【0017】

Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。

【0018】

また、Ｘ線照射制御部１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行なう。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。

【0019】

架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。

【0020】

検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態における検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。

【0021】

データ収集部１４は、検出器１３によって検出されたＸ線を用いて投影データを生成し、生成した投影データをコンソール装置３０の投影データ記憶部３４に送信する。

【0022】

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図１に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。

【0023】

なお、架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。

【0024】

コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、投影データ記憶部３４と、画像再構成部３５と、画像記憶部３６と、制御部３７とを有する。

【0025】

入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３７に転送する。例えば、入力装置３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。

【0026】

表示装置３２は、操作者によって参照されるモニタであり、制御部３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データを操作者に表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。

【0027】

スキャン制御部３３は、後述する制御部３７の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、データ収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における投影データの収集処理を制御する。

【0028】

投影データ記憶部３４は、データ収集部１４により生成された投影データを記憶する。すなわち、投影データ記憶部３４は、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成するための投影データを記憶する。

【0029】

画像再構成部３５は、投影データ記憶部３４が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法や、コンボリューション逆投影法による逆投影処理が挙げられる。画像再構成部３５は、再構成方法として逐次近似法による再構成を実行する。また、画像再構成部３５は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行なうことで、画像データを生成する。画像再構成部３５は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを画像記憶部３６に格納する。画像記憶部３６は、画像再構成部３５によって生成された画像データを記憶する。

【0030】

制御部３７は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。具体的には、制御部３７は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、制御部３７は、画像再構成部３５を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、制御部３７は、画像記憶部３６が記憶する各種画像データを、表示装置３２に表示するように制御する。

【0031】

以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を得ることを可能にする。ここで、従来技術において、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度（高分解能）の画像（高精細画像）を得ることが困難となる場合について説明する。一般的に、従来のＸ線ＣＴ装置においては、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域（関心領域）について高解像度の画像を得るために、まず、広い領域に対して低線量のＸ線でスキャンを実行し、スキャンされた領域内で指定された関心領域について高解像度の画像を得るスキャンを実行する。

【0032】

ここで、Ｘ線ＣＴ装置においては、解像度を調整するために、信号束ね処理や、スライス厚の調整を行う。例えば、信号束ね処理は、検出器における複数の検出素子それぞれで検出されたアナログの信号を、チャンネル方向及びスライス方向のうち少なくとも一方向に所定の単位で合成することであり、この合成単位を変更することにより、解像度を調整する。一例を挙げると、Ｘ線ＣＴ装置は、４個の検出素子を１単位として合成する標準解像度モードや、合成しない高解像度モードなどを有する。そして、Ｘ線ＣＴ装置では、広い領域に対して標準解像度モードで低線量のＸ線でスキャンを実行する。ここで、標準解像度モードにより信号束ね処理を実行することで、Ｓ／Ｎが高くなるため、低線量のＸ線でスキャンを実行した画像でも十分に観察することができる。

【0033】

そして、画像内の関心領域が指定されると、Ｘ線ＣＴ装置は、指定された領域に対して高解像度モードでのスキャンを実行する。ここで、信号束ね処理を行わない高解像度モードの場合、Ｓ／Ｎが低下するため、Ｓ／Ｎを上げるために高線量のＸ線でスキャンが実行される。なお、信号束ね処理において、１単位として合成される検出素子数は、上記した例に限られない。

【0034】

また、例えば、スライス厚の調整により解像度を調整する場合、例えば、以下のようにスキャンが実行される。例えば、従来のＸ線ＣＴ装置において、高解像度の画像を収集する場合は、まず広い領域に対して、多列の高ヘリカルピッチ低線量のＸ線でヘリカルスキャンが実行され、その画像を用いて設定された高解像度が必要な狭い領域に対して、少ない列数の低ヘリカルピッチで比較的高線量条件でのヘリカルスキャンが実行される。高解像度の画像を得るために高いＳ／Ｎが必要になるために線量（被ばく）を増やしている。こうして得られた投影データに対して高分解能再構成アルゴリズムを適用して、通常よりも解像度が若干改善されたＣＴ画像を得ている。

【0035】

すなわち、Ｘ線ＣＴ装置においては、まず、信号束ね処理、或いは、高ヘリカルピッチの標準解像度モードで低線量のＸ線により撮影部位全体の投影データを収集して、収集した投影データから再構成されたＣＴ画像が観察される。例えば、図２の（Ａ）に示すように、標準的な解像度のＣＴ画像が観察される。

【0036】

その後、観察者が所望する場合に、信号束ね処理を行わない、或いは、低ヘリカルピッチの高解像度モードで高線量のＸ線により収集された投影データからより高解像度なＣＴ画像が再構成されて観察されることとなる。すなわち、図２の（Ｂ）に示すように、高解像度のＣＴ画像が観察される。なお、図２は、第１の実施形態に係る解像度の異なるＣＴ画像の一例を示す図である。

【0037】

ここで、投影データを逆投影法によって再構成する場合、関心部位を含むある程度大きな領域の投影データを用いないと、アーチファクトが生じてしまい、観察しやすい高解像度のＣＴ画像が得られない。従って、従来、高解像度モードで投影データを収集する場合には、高い線量のＸ線が広範囲に照射されることとなり、被ばく量が増加する。そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、以下、詳細に説明する制御部３７の制御により、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を得ることを可能にする。

【0038】

図３は、第１の実施形態に係る制御部３７の構成の一例を示す図である。例えば、制御部３７は、図３に示すように、スキャン制御部３７１と、再構成制御部３７２と、表示制御部３７３とを有する。スキャン制御部３７１は、第１のＸ線照射領域における第１の投影データを収集し、第１のＸ線照射領域に含まれる第２のＸ線照射領域における第２の投影データを前記第１の投影データよりも高い解像度で収集する。

【0039】

具体的には、スキャン制御部３７１は、標準解像度モードで被写体全体（断面としての全体であり、スライス方向は一部である）の低線量スキャンを実行させる。ここで、スキャン制御部３７１は、コリメータがチャンネル方向で全開となるように制御する。図４は、第１の実施形態に係るスキャン制御部３７１による標準解像度モードでのスキャン制御の一例を示す図である。

【0040】

例えば、スキャン制御部３７１は、図４に示すように、被写体に対してＸ線管が１回転する際に、断面全体がＸ線の照射領域となるように、コリメータを開けるように制御する。すなわち、スキャン制御部３７１は、コリメータをチャンネル方向に絞らずに標準解像度モードによる投影データの収集を実行させる。なお、図示されていないが、スキャン制御部３７１は、スライス方向に関するコリメータの絞りの制御を適宜実行する。

【0041】

ここで、上述した標準解像度で低線量のＸ線によるスキャンでは、得られた画像に含まれる関心領域を指定することができる程度の画像であれば、どのようにスキャンされる場合であってもよい。すなわち、スキャン制御部３７１が、上述した信号束ね処理を行うことで、Ｓ／Ｎを高くし、それによって線量を下げたＸ線でスキャンを実行する標準解像度モードでのスキャンを実行してもよいが、信号束ね処理を実行せずに、線量を下げるスキャンを実行してもよい。かかる場合には、信号束ね処理を実行せずに線量を下げることによりＳ／Ｎが低下してしまい、ノイズの多い画像となってしまう。そこで、スキャン制御部３７１は、信号束ね処理を実行せずに線量を下げ、得られたノイズの多い画像に対してスムージングフィルタ処理を実行することで、ノイズを低減させて観察しやすい画像を生成するように制御する。なお、スムージングフィルタ処理は、再構成前のデータに対して実行される場合であってもよく、再構成後のデータに実行される場合であってもよい。或いは、再構成前後のデータにそれぞれ実行される場合であってもよい。

【0042】

ここで、ＣＴ画像においては、アナログ信号を処理する回路による電気的なノイズが発生する場合がある。かかるノイズは、画像全体に発生するランダムノイズと比較して、強いノイズとなる場合がある。標準解像度のＣＴ画像を得る場合に、信号束ね処理を実行すると、複数の信号を１つの回路で処理することとなり、このような電気的なノイズの発生を抑えることができる。従って、信号束ね処理を実行すると、このようなノイズの発生を抑えてＳ／Ｎを上げることができることから、その分を線量の低減に充てることができる。すなわち、被ばく低減を考慮した場合には、信号束ね処理により標準解像度のＣＴ画像を得ることが望ましい。

【0043】

そして、スキャン制御部３７１は、標準解像度のＣＴ画像に対して指定された関心領域について、高解像度のＣＴ画像を収集するように制御する。ここで、スキャン制御部３７１は、高解像度モードの際に、さらにコリメータの制御を実行する。なお、スキャン制御部３７１による高解像度モードの際の制御については、後に詳述する。

【0044】

図３に戻って、再構成制御部３７２は、コンボリューション逆投影法により、スキャン制御部３７１によって収集された標準解像度モードの投影データからＣＴ画像を再構成するように画像再構成部３５を制御する。そして、再構成制御部３７２は、再構成された標準解像度のＣＴ画像を初期画像として、高解像度の投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行するように画像再構成部３５を制御する。なお、再構成制御部３７２によって実行される逐次近似法による再構成については後に詳述する。

【0045】

表示制御部３７３は、再構成制御部３７２の制御によって生成されたＣＴ画像を表示装置３２にて表示するように制御する。例えば、表示制御部３７３は、標準解像度のＣＴ画像を表示装置３２に表示させる。ここで、観察者は、表示装置３２にて表示されたＣＴ画像を参照して、高解像度で観察したい関心領域を、入力装置３１を介して選択する。すなわち、入力装置３１は、画像中のノイズを低減するように取得された第１の医用画像内の領域において、第１の医用画像と比較して高解像度（高精細）な第２の医用画像を取得する領域を指定する指定操作を受け付ける。例えば、入力装置３１は、第２のＸ線照射領域を指定する指定操作を受け付ける。図５は、第１の実施形態に係る入力装置３１による処理の一例を説明するための図である。ここで、図５の（Ａ）においては、表示装置３２にて表示された標準解像度のＣＴ画像を示す。また、図５の（Ｂ）においては、操作者によって関心領域が指定されたＣＴ画像を示す。また、図５の（Ｃ）は、関心領域の指定領域の一例を示す。

【0046】

例えば、表示制御部３７３は、図５の（Ａ）に示すように、標準解像度のＣＴ画像を表示装置３２に表示させると、入力装置３１は、図５の（Ｂ）に示すように、観察者から関心領域Ｒ１の指定操作を受け付ける。スキャン制御部３７１は、入力装置３１を介して受け付けた関心領域Ｒ１の投影データにおける位置を特定する。すなわち、スキャン制御部３７１は、図５の（Ｃ）に示すように、スキャンされた投影データにおけるスライス方向の中心の軸であるＺ軸に平行なＺ’軸を中心とする関心領域Ｒ１の３次元的な領域を特定する。

【0047】

例えば、スキャン制御部３７１は、投影データにおける座標情報などに基づいて、領域Ｒ１の３次元的な領域を特定する。なお、図５においては、２次元で示したＣＴ画像上に関心領域Ｒ１が指定される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、３次元で示したＣＴ画像上に関心領域Ｒ１が指定される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、図５の（Ｃ）に示すように表示された３次元的なＣＴ画像上で関心領域Ｒ１が指定されてもよい。

【0048】

また、関心領域Ｒ１の大きさは観察者が任意に設定することができる。また、図５においては、関心領域Ｒ１が円（円柱）で指定される場合について示しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、関心領域Ｒ１が四角（四角柱）で指定される場合であってもよい。

【0049】

ここで、スキャン制御部３７１は、Ｚ’軸がＺ軸と平行になる領域の指定操作に加えて、Ｚ’軸がＺ軸に対して所定の傾きを有するように設定された関心領域Ｒ１の位置を特定することも可能である。すなわち、入力装置３１は、所定の領域として、３次元の画像データにおけるスライス方向と平行な方向を軸とする領域、又は、３次元の画像データにおけるスライス方向に対して所定の傾きを有する方向を軸とする領域の指定操作を受付ける。図６は、第１の実施形態に係るスキャン制御部３７１による関心領域の特定の一例を示す図である。

【0050】

例えば、スキャン制御部３７１は、図６に示すように、投影データのＺ軸に対して所定の傾きを有する関心領域Ｒ１の投影データにおける位置を特定する。かかる場合には、例えば、表示制御部３７３は、図６に示すような３次元的なＣＴ画像を表示装置３２に表示させる。そして、入力装置３１は、図６に示すように、Ｚ軸に対して所定の傾きを備えたＺ’軸を基準とする関心領域Ｒ１の指定操作を受付ける。

【0051】

或いは、表示制御部３７３が、直交３断面のＭＰＲ画像を表示装置３２にて表示させ、入力装置３１がオブリーク断面の設定を受付ける。これにより、関心領域Ｒ１が選択され、スキャン制御部３７１が、図６に示すように、投影データのＺ軸に対して所定の傾きを有する関心領域Ｒ１の投影データにおける位置を特定する。

【0052】

上述したように、スキャン制御部３７１は、投影データのＺ軸に対して所定の傾きを有する関心領域Ｒ１の投影データにおける位置を特定するが、上記と同様に投影データにおける座標情報などに基づいて、関心領域Ｒ１の３次元的な領域を特定する。ここで、スキャン制御部３７１は、関心領域Ｒ１について、Ｚ’軸に直交する断面のサイズ、マトリクスサイズ、Ｚ’軸方向の長さ、Ｚ’軸とＺ軸との位置関係（向きや距離など）などの情報を投影データの座標情報から算出して、算出した情報を、各領域を特定するための情報として保持する。

【0053】

上述したように、標準解像度のＣＴ画像において関心領域Ｒ１が指定されると、スキャン制御部３７１は、指定された関心領域Ｒ１に対してＸ線が照射されるように、スライス方向及びチャンネル方向でＸ線の照射領域を調整する。図７は、第１の実施形態に係るスキャン制御部３７１による高解像度モードでのスキャン制御の一例を示す図である。例えば、スキャン制御部３７１は、図７に示すように、スキャナの回転角度ごとにコリメータの開口位置条件を設定する。

【0054】

ここで、スキャン制御部３７１は、被写体の体動によって移動する場合を想定したマージンを含む領域がスキャンされるように、スキャナの回転角度ごとにコリメータの開口位置条件を設定する。そして、スキャン制御部３７１は、設定した条件に従って、スキャナの回転角度ごとにコリメータの開口位置を変化させながら、高解像度モードでスキャンさせ、関心領域Ｒ１の投影データを収集する。例えば、スキャン制御部３７１は、信号束ね処理を行わない高解像度モードで高線量のＸ線により関心領域Ｒ１の投影データを収集する。

【0055】

このように、被ばく低減のためには、スキャナの回転角度毎にコリメータの開口位置をダイナミックに制御することが理想的である。しかしながら、実際には、スキャン速度、制御の速度等によっては、スキャン中に動作させることが難しい場合もある。かかる場合には、コリメータの各ブレードについて、Ｘ線管を１回転させた場合の最大開口位置で固定させる場合であってもよい。このような場合でも、標準解像度のスキャンのように全開にするよりはトータルの被ばく量を抑止することができる。また、図７においては、２次元的な領域を想定して説明したが、３次元的に領域を設定した場合、スキャン制御部３７１は、ビーム厚（スライス厚）を制御するコリメータ（スリット）を同じように動作させる。

【0056】

図７に示したように、関心領域における高解像度モードによるスキャンが実行されると、再構成制御部３７２は、コンボリューション逆投影法によって再構成させた標準解像度のＣＴ画像を初期画像として、高解像度モードの投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行させる。すなわち、再構成制御部３７２は、標準解像度のＣＴ画像における関心領域の画素に対して、関心領域の投影データを用いて画像を更新する。

【0057】

図８は、第１の実施形態に係る再構成制御部３７２による処理を模式的に示した図である。例えば、再構成制御部３７２は、図８の（Ａ）に示すように、標準解像度のＣＴ画像に関心領域Ｒ１が指定されると、図８の（Ｂ）に示すように、関心領域Ｒ１を高解像度のＣＴ画像に更新させるように制御する。例えば、表示制御部３７３は、図８の（Ｂ）に示すＣＴ画像を表示装置３２にて表示させるように制御してもよい。

【0058】

次に、図９を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理について説明する。図９は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【0059】

例えば、図９に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、標準解像度でスキャンを実行して（ステップＳ１０１）、投影データを用いて標準解像度の画像再構成を実行する（ステップＳ１０２）。そして、表示制御部３７３は、再構成された標準解像度の画像データを表示装置３２にて表示させる（ステップＳ１０３）。

【0060】

そして、入力装置３１が高解像度の画像を表示する表示領域（例えば、関心領域Ｒ１）が指定されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、表示領域が指定されたと判定された場合には（ステップＳ１０４肯定）、スキャン制御部３７１が、選択された領域に対して高解像度でスキャンを実行させる（ステップＳ１０５）。

【0061】

そして、再構成制御部３７２は、標準解像度の画像を初期画像として、高解像度の投影データを用いて逐次近似再構成を実行する（ステップＳ１０６）。表示制御部３７３は、全体が標準解像度、指定された領域が高解像度の画像データを表示装置３２にて表示させる（ステップＳ１０７）。

【0062】

上述したように、第１の実施形態によれば、スキャン制御部３７１は、断面全体における標準解像度の投影データを収集し、断面全体に含まれる関心領域における高解像度の投影データを収集する。そして、再構成制御部３７２は、スキャン制御部３７１によって収集された標準解像度の投影データから再構成されたＣＴ画像を初期画像として、関心領域における高解像度の投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、高解像度の画像データを得る場合に、関心領域ぎりぎりまで領域を調整することができ、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を得ることを可能とする。

【0063】

また、第１の実施形態によれば、入力装置３１は、第２のＸ線照射領域を指定する指定操作を受け付ける。スキャン制御部３７１は、入力装置３１によって指定操作を受け付けた関心領域に対してＸ線が照射されるように、スライス方向及びチャンネル方向でＸ線の照射領域を調整する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線の照射を容易に制御することができ、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を容易に得ることを可能とする。

【0064】

また、第１の実施形態によれば、スキャン制御部３７１は、Ｘ線が照射されている間、当該Ｘ線が関心領域に照射されるように照射領域の調整を継続して実行する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被ばくを最大限抑止することを可能にする。

【0065】

また、第１の実施形態によれば、再構成制御部３７２は、コンボリューション逆投影法によって標準解像度の投影データからＣＴ画像を再構成させ、標準解像度のＣＴ画像を初期画像として、高解像度の投影データを用いた逐次近似法による再構成を実行する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、容易に実現することを可能にする。

【0066】

また、第１の実施形態によれば、表示制御部３７３は、再構成制御部３７２によって再構成された全体のＣＴ画像において、関心領域に対応する位置の解像度が全体のＣＴ画像よりも高く示された医用画像を表示部にて表示させるように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、観察者は簡単に観察することを可能にする。

【0067】

（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上記した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

【0068】

上述した実施形態では、医用画像診断装置の例としてＸ線ＣＴ装置を用いて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線診断装置などが用いられる場合であってもよい。

【0069】

また、上記の第１の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

【0070】

また、第１の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0071】

以上、説明したとおり、第１の実施形態及び第２の実施形態によれば、被ばくの増加を抑止しつつ、観察したい領域の高解像度の画像を得ることが可能となる。

【0072】

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同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0073】

１ Ｘ線ＣＴ装置
３１ 入力装置
３２ 表示装置
３７ 制御部
３７１ スキャン制御部
３７２ 再構成制御部
３７３ 表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】