(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】
(24)【登録日】2023-12-08
(45)【発行日】2023-12-18
(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置
(51)【国際特許分類】
A61B 6/03 20060101AFI20231211BHJP
【ＦＩ】
A61B6/03 350P
A61B6/03 350A
A61B6/03 370Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020006504
(22)【出願日】2020-01-20
(65)【公開番号】P2021112380
(43)【公開日】2021-08-05
【審査請求日】2022-11-24
(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】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】石川 優介
(72)【発明者】
【氏名】小松 英史
【審査官】亀澤 智博
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３１３３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２８８４５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０３７７８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－００５７９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１８９４０２（ＵＳ，Ａ１）
(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】
架台に設けられ、被検体を透過したＸ線に基づいて、ビュー毎に投影データを収集するデータ収集部を含む回転部と、前記架台に設けられ、前記回転部を支持する固定部、又は前記架台の外部に設けられた第１の通信部と、
前記回転部に設けられ、前記投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、前記送信用データを前記第１の通信部に順次送信する第２の通信部と、
前記第１の通信部が受信した前記送信用データに含まれる前記部分データに基づいて、前記リアルタイム再構成を実行する画像生成部と、
を備え、
前記投影データのデータ量は、１ビュー分に対応する期間において前記第２の通信部が前記第１の通信部へ送信できるデータ量の上限より大きく、
前記送信用データのデータ量は、前記送信できるデータ量の上限以下である、又は、前記送信できるデータ量よりも小さい、
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項2】
架台に設けられ、被検体を透過したＸ線に基づいて、ビュー毎に投影データを収集するデータ収集部を含む回転部と、
前記架台に設けられ、前記回転部を支持する固定部、又は前記架台の外部に設けられた第１の通信部と、
前記回転部に設けられ、前記投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、前記送信用データを前記第１の通信部に順次送信する第２の通信部と、
前記第１の通信部が受信した前記送信用データに含まれる前記部分データに基づいて、前記リアルタイム再構成を実行する画像生成部と、
合成部と、
を備え、
前記第２の通信部は、前記投影データのうち、前記部分データ以外のデータを、前記部分データを優先的に送信した時間とは異なる時間に送信し、
前記合成部は、前記第１の通信部が受信した前記送信用データに含まれる前記部分データと前記部分データ以外のデータとを用いて前記投影データを合成する、
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項3】
前記投影データのデータ量は、１ビュー分に対応する期間において前記第２の通信部が前記第１の通信部へ送信できるデータ量の上限より大きく、前記送信用データのデータ量は、前記送信できるデータ量の上限以下である、又は、前記送信できるデータ量よりも小さい、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項4】
前記部分データは、前記投影データのうち、チャンネル単位、列単位、ビュー単位、ビン単位で少なくとも１つを間引いたデータである、請求項１～３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項5】
前記第２の通信部は、前記部分データを優先的に送信する第１のデータ伝送方式と、前記投影データを送信する第２のデータ伝送方式とを切り替える、請求項１～４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項6】
前記第２の通信部は、スキャン計画に応じて、実行するデータ伝送方式を、前記第１のデータ伝送方式又は前記第２のデータ伝送方式に切り替える、請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項7】
前記第２の通信部は、前記投影データのうち、前記部分データ以外のデータを、前記部分データを優先的に送信した時間とは異なる時間に送信する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項8】
前記第１の通信部が受信した前記送信用データに含まれる前記部分データと前記部分データ以外のデータとを用いて前記投影データを合成する合成部、を更に備えた請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【0002】
Ｘ線ＣＴ装置において、フォトンカウンティング（Photon Counting）ＣＴと呼ばれる技術が知られている。フォトンカウンティングＣＴでは、複数のビンそれぞれでＸ線フォトンの数をカウントすることにより画像化を行うので、膨大な量のデータが架台装置からコンソール装置に伝送される。例えば、スキャンの実施で得られる情報量が増えると、コンソール装置に送信されるデータ量は大きくなり、データ伝送時間が長くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－９７９７７号公報
【文献】特開２００５－３０５１６５号公報
【文献】特開２０１７－１３１３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、必要な画像を即時的に参照可能にすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、回転部と、第１の通信部と、第２の通信部と、画像生成部と、を備える。前記回転部は、架台に設けられ、被検体を透過したＸ線に基づいて、ビュー毎に投影データを収集するデータ収集部を含む。前記第１の通信部は、前記架台に設けられ、前記回転部を支持する固定部、又は前記架台の外部に設けられている。前記第２の通信部は、前記回転部に設けられ、前記投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、前記送信用データを前記第１の通信部に順次送信する。前記画像生成部は、前記第２の通信部が受信した前記送信用データに含まれる前記部分データに基づいて、前記リアルタイム再構成を実行する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置の実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態で説明するＸ線ＣＴ装置は、フォトンカウンティングＣＴを実行可能な装置である。すなわち、以下の実施形態で説明するＸ線ＣＴ装置は、フォトンカウンティング方式の検出器を用いて被検体を透過したＸ線を計数することで、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成可能な装置である。
【0008】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。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３０と、コンソール装置４０とを有する。
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。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３０と、コンソール装置４０とを有する。
【0009】
なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図１は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。
【0010】
架台装置１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、検出したＸ線に対応するデータをコンソール装置４０に出力する装置である。図１に示すように、架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１８とを有する。
【0011】
Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。
【0012】
Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。
【0013】
ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１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１１から照射された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１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、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等を加工したフィルタである。
【0014】
コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図１においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。
【0015】
Ｘ線検出器１２は、複数の検出素子を有する光子計数型検出器である。Ｘ線検出器１２における各検出素子は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線の入射に応じて信号をＤＡＳ１８へと出力する。各検出素子は、Ｘ線フォトンが入射するごとに、当該Ｘ線フォトンのエネルギー値を計測可能な信号を出力する。Ｘ線フォトンは、例えば、Ｘ線管１１から照射され被検体Ｐを透過したＸ線の光子である。各検出素子は、Ｘ線フォトンが入射するごとに、１パルスの電気信号（アナログ信号）を出力する。
【0016】
例えば、Ｘ線検出器１２は、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射したＸ線フォトンをシンチレータ光に変換する。光センサアレイは、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。光センサは、シンチレータ光を電気信号に変換する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線フォトンを、直接、電気信号に変換する直接変換型の検出器であっても構わない。
【0017】
例えば、図１に示すＸ線検出器１２は、検出素子が、チャンネル方向（Ｘ線検出器１２の回転方向に沿った方向）にＮ列、架台装置１０が非チルト時の状態における回転フレーム１３の回転中心軸方向（図１中のＺ軸方向）（列方向、ｒｏｗ方向）にＭ列配置された検出器である。検出素子は、光子が入射すると、１パルスの電気信号を出力する。Ｘ線ＣＴ装置１は、検出素子が出力した個々のパルスを弁別することで、検出素子に入射したＸ線フォトンの数を計数することができる。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、パルスの強度に基づく演算処理を行うことで、計数したＸ線フォトンのエネルギー値を計測することができる。
【0018】
ＤＡＳ１８は、ビュー（View）毎に、Ｘ線検出器１２から出力されるデータを収集するデータ収集回路である。Ｘ線検出器１２から出力されるデータは、計数処理の結果である計数結果を表し、後述する前処理を施す前の投影データである。例えば、ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２の各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有する。ＤＡＳ１８は、例えば、プロセッサにより実現される。ＤＡＳ１８は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線に由来する光子（Ｘ線フォトン）を計数し、当該計数した光子のエネルギーを弁別した結果を計数結果として収集する。例えば、回転フレーム１３の回転中に、Ｘ線管１１からＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１８は、全周囲分（３６０度分）の計数結果を収集する。そして、ＤＡＳ１８は、計数結果をコンソール装置４０に送信する。
【0019】
例えば、ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２の検出素子が出力した各パルスを弁別して計数したＸ線フォトンの入射位置（検出位置）と、当該Ｘ線フォトンのエネルギー値とを計数結果として、Ｘ線管１１の位置（管球位置）ごとに収集する。入射位置は、例えば、計数に用いたパルスが出力された際の検出素子の位置である。また、ＤＡＳ１８は、例えば、パルスのピーク値とシステム固有の応答関数とからエネルギー値を演算する。或いは、ＤＡＳ１８は、例えば、パルスの強度を積分することで、エネルギー値を演算する。ＤＡＳ１８は、演算したエネルギー値を、例えば、比較器（コンパレータ）を用いて、複数のエネルギー弁別域（エネルギービン）に振り分ける。複数のエネルギー弁別域（エネルギービン）に振り分けられた計数結果は、エネルギーに応じた光子数の分布を示すエネルギースペクトルとなる。以下、エネルギービンを、単に、ビンと記載する。
【0020】
回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。
【0021】
制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、後述する入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させる。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。
【0022】
寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置である。図１に示すように、寝台装置３０は、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。
【0023】
コンソール装置４０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１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データ（計数結果）を用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。図１に示すように、コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。
【0024】
メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データやＣＴ画像データを記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。
【0025】
ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。なお、ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
【0026】
入力インターフェース４３は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、ＣＴ画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置４０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。
【0027】
処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、システム制御機能４４０、スキャン制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、及び、表示制御機能４４４を実行する。
【0028】
システム制御機能４４０は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各種機能を制御する。
【0029】
スキャン制御機能４４１は、当該被検体Ｐに対してＸ線を利用したスキャンを実行する。例えば、スキャン制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、スキャンを制御する。具体的には、スキャン制御機能４４１は、入力操作に基づいて、Ｘ線高電圧装置１４に制御信号を送信することで、高電圧発生装置からの出力電圧を制御する。また、スキャン制御機能４４１は、ＤＡＳ１８に制御信号を送信することで、ＤＡＳ１８によるデータ収集を制御する。
【0030】
前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から送信されたデータ（計数結果）に対して前処理を行うことで、前処理を施したデータを生成する。具体的には、前処理機能４４２は、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、前処理を施したデータを生成する。また、前処理機能４４２は、生成したデータをメモリ４１に格納する。以下、ＤＡＳ１８から送信されたデータを、単に、投影データと称し、前処理機能４４２によって前処理を施した投影データを、前処理後の投影データと称する。前処理機能４４２は、合成部の一例である。
【0031】
再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の投影データを種々の再構成法（例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）などの逆投影法や、逐次近似法など）によって再構成することでＣＴ画像データを生成する。また、再構成処理機能４４３は、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。再構成処理機能４４３は、画像生成部の一例である。
【0032】
ここで、フォトンカウンティングＣＴで得られる計数結果から生成された投影データには、被検体Ｐを透過することで減弱されたＸ線のエネルギースペクトルの情報が含まれている。このため、再構成処理機能４４３は、例えば、特定のエネルギー成分を画像化したＸ線ＣＴ画像データ（エネルギー弁別画像データ）を再構成することができる。また、再構成処理機能４４３は、例えば、複数のエネルギー成分それぞれのＸ線ＣＴ画像データを再構成することができる。
【0033】
また、再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の投影データから、確認用のＣＴ画像データを生成することができる。ここで、確認用のＣＴ画像データは、リアルタイム再構成画像とも呼ばれる。
【0034】
表示制御機能４４４は、処理回路４４によって生成された各種の画像をディスプレイ４２に表示させる。例えば、表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。
【0035】
図１に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１へ記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【0036】
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、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（例えば、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）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable GateArray：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【0037】
図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のデータ伝送を説明するための図である。例えば、ＤＡＳ１８が生成した投影データは、通信機５２から通信機５１に送信され、コンソール装置４０へと転送される。ここで、通信機５１は、第１の通信部の一例であり、通信機５２は、第２の通信部の一例である。
【0038】
通信機５２は、例えば、架台装置１０の回転フレーム１３に設けられている。例えば、通信機５２は、回転フレーム１３に設けられたＤＡＳ１８に搭載されている。通信機５１は、例えば、架台装置１０の固定フレーム１９に設けられている。固定フレーム１９は、架台装置１０の非回転部分であり、回転フレーム１３を回転可能に支持する。又は、通信機５１は、例えば、架台装置１０の外部に設けられている。なお、通信機５１は、別のところに設けられてもよく、例えば、制御装置１５に搭載されてもよい。
【0039】
ここで、回転フレーム１３は、回転部の一例であり、固定フレーム１９は、固定部の一例である。具体的には、架台装置１０は、回転部側ユニットと、固定部側ユニットとに分けられる。回転部側ユニットは、例えば、回転フレーム１３、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、Ｘ線高電圧装置１４、ウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８、通信機５２などを含む。固定部側ユニットは、例えば、固定フレーム１９、制御装置１５、通信機５１などを含む。
【0040】
例えば、スキャンが実施される場合、コンソール装置４０のスキャン制御機能４４１から架台装置１０の固定部側ユニットの通信機５１に制御信号が送信される。そして、架台装置１０において、当該制御信号が固定部側ユニットの通信機５１から図示しないスリップリングを介して回転部側ユニットの通信機５２に送信される。ここで、コンソール装置４０から架台装置１０への伝送径路を、アップリンクと記載する場合がある。
【0041】
例えば、架台装置１０において、スキャンの実施により、回転部側ユニットのＤＡＳ１８により投影データが収集される。このとき、ＤＡＳ１８により収集された投影データが、回転部側ユニットの通信機５２からスリップリングを介して固定部側ユニットの通信機５１に送信される。そして、当該投影データが固定部側ユニットの通信機５１からコンソール装置４０に送信される。ここで、架台装置１０からコンソール装置４０への伝送径路を、ダウンリンクと記載する場合がある。
【0042】
以上、本実施形態に係る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、フォトンカウンティングＣＴによりＸ線ＣＴ画像データを再構成する。
【0043】
ところで、フォトンカウンティングＣＴでは、膨大な量の投影データが架台装置１０の回転部側ユニットからスリップリング、固定部側ユニットを経由してコンソール装置４０に伝送される。例えば、スキャンの実施で得られる情報量が増えると、コンソール装置４０に送信される投影データのデータ量は大きくなり、コンソール装置４０に投影データを送りきる時間が長くなる。例えば、フォトンカウンティングＣＴでは、従来型の積分型検出器を用いたＸ線ＣＴ装置に比べてビン数が増えるため、データ量は大幅に大きくなり、データ伝送時間が長くなってしまう。データ伝送時間を短くする方法として、ダウンリンクのレーン数を増やすなどの方法がある。しかし、スリップリングのレーン数も増やす必要があり、コストアップや装置の大型を招いてしまう。
【0044】
そこで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、膨大な量の投影データを伝送する際に必要な画像を即時的に参照可能にするために、以下の処理を実行する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、回転部側ユニットと、通信機５１と、通信機５２と、再構成処理機能４４３とを備える。回転部側ユニットは、架台装置１０に設けられ、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、ビュー毎に投影データを収集するＤＡＳ１８を含む。通信機５１は、架台装置１０に設けられ、回転部側ユニットを支持する固定部側ユニット、又は、架台装置１０の外部に設けられている。通信機５２は、回転部側ユニットに設けられ、投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、送信用データを通信機５１に順次送信する。再構成処理機能４４３は、通信機５１が受信した送信用データに含まれる部分データに基づいて、リアルタイム再構成を実行する。
【0045】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による処理について具体的に説明する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ＤＡＳ１８により収集される投影データのデータ量に応じて、データ伝送方式を、投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に送信する第１のデータ伝送方式、又は、投影データを送信する第２のデータ伝送方式に切り替える。
【0046】
具体的には、まず、検査技師等の操作者は、コンソール装置４０を用いて、入力操作を行う。このとき、スキャン制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた当該入力操作に基づいて、検査が行われる患者の患者情報を取得し、取得した患者情報を表す画面をディスプレイ４２に表示させる。このとき、スキャン制御機能４４１は、スキャン計画の設定を受け付ける。次に、操作者は、取得した患者情報を基に、例えば被検体Ｐ（患者）の腹部を撮影するスキャン計画を作成する。ここで、スキャン計画の設定を受け付けた際にディスプレイ４２に表示される画面は、リアルタイム再構成を実行するか否かを選択するためのチェックボックス等のボタンを含む。操作者が当該ボタンを操作した場合、スキャン制御機能４４１は、スキャン計画にリアルタイム再構成を設定する。
【0047】
次に、コンソール装置４０のスキャン制御機能４４１から制御信号が架台装置１０の固定部側ユニットに送信される。当該制御信号は、例えば、Ｘ線高電圧装置１４が発生する出力電圧を制御したり、ＤＡＳ１８にデータ収集を実行させたりする信号である。また、当該制御信号は、リアルタイム再構成が設定されたスキャン計画を表す情報を含む。固定部側ユニットにおいて、例えば通信機５１を搭載する制御装置１５は、当該制御信号に含まれるスキャン計画に基づいて、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集される投影データのデータ量を計算する。ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集される投影データは、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データである。そして、制御装置１５は、スキャン計画から、１ビュー分に対応する期間Ｔｖを計算し、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビューに対応する期間Ｔｖ以内で送りきれるか否かを判定する。
【0048】
ここで、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれると判定された場合、通信機５１は、第２のデータ伝送方式に切り替えるための切替信号を当該制御信号に組み込んで、回転部側ユニットに送信する。この場合、回転部側ユニットにおいて、通信機５２は、当該制御信号に含まれる切替信号に応じて、実行するデータ伝送方式を、第２のデータ伝送方式に切り替える。
【0049】
一方、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれないと判定された場合、通信機５１は、第１のデータ伝送方式に切り替えるための切替信号を当該制御信号に組み込んで、回転部側ユニットに送信する。この場合、回転部側ユニットにおいて、通信機５２は、当該制御信号に含まれる切替信号に応じて、実行するデータ伝送方式を、第１のデータ伝送方式に切り替える。
【0050】
図３は、第１の実施形態における第２のデータ伝送方式の一例を示す図である。図３に示す処理は、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれる場合に実行される処理である。ここで、図３に示すように、１ビュー分に対応する期間Ｔｖは、例えば、ＤＡＳ１８を実現するプロセッサのクロック周期ＣＬＫに対応する期間であるものとする。
【0051】
架台装置１０において、スキャンの実施により、回転部側ユニットのＤＡＳ１８によりビュー毎に投影データが収集される。回転部側ユニットの通信機５２は、第２のデータ伝送方式を実行することにより、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集された投影データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に順次送信する。上記パケットは、投影データと、当該投影データを識別するために付与されたヘッダー及びフッターとを含む。投影データは、１ビュー分に対応する期間Ｔｖ内に送信される。
【0052】
コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された投影データを受信し、受信した投影データに対して前処理を行うことで、前処理後の投影データを生成する。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の投影データを再構成することにより、ＣＴ画像データを生成する。表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。
【0053】
図４は、第１の実施形態における第１のデータ伝送方式の一例を示す図である。図４に示す処理は、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれない場合に実行される処理である。ここで、図４に示すように、図３と同様に、１ビュー分に対応する期間Ｔｖは、例えば、ＤＡＳ１８を実現するプロセッサのクロック周期ＣＬＫに対応する期間であるものとする。
【0054】
図４において、第１のデータ伝送方式としては、例えば、データを間引く方式が挙げられる。例えば、データを間引く対象として、チャンネル、列、ビン、ビューなどが挙げられる。
【0055】
架台装置１０において、スキャンの実施により、回転部側ユニットのＤＡＳ１８によりビュー毎に投影データが収集される。回転部側ユニットの通信機５２は、第１のデータ伝送方式を実行することにより、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集された投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、生成した送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に順次送信する。上記パケットは、送信用データと、当該送信用データを識別するために付与されたヘッダー及びフッターとを含む。送信用データは、１ビュー分に対応する期間Ｔｖ内に送信される。
【0056】
また、回転部側ユニットの通信機５２は、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集された投影データのうち、部分データ以外のデータを、パケットにより、当該部分データを優先的に送信した時間とは異なる時間に、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。上記パケットは、部分データ以外のデータと、当該部分データ以外のデータを識別するために付与されたヘッダー及びフッターとを含む。
【0057】
ここで、回転部側ユニットのＤＡＳ１８により収集される投影データのデータ量は、１ビュー分に対応する期間Ｔｖ内において回転部側ユニットの通信機５２が固定部側ユニットの通信機５１へ送信できるデータ量の上限より大きく、送信用データのデータ量は、上記送信できるデータ量の上限以下である。又は、上記送信できるデータ量よりも小さい。
【0058】
具体的には、図４に示す処理では、回転部側ユニットの通信機５２は、スキャン実施中において、部分データを含む送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に順次送信する。例えば１ビュー目から５ビュー目において、回転部側ユニットの通信機５２は、部分データを含む送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に順次送信する。
【0059】
コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された送信用データを受信し、受信した送信用データに対して前処理を行うことで、前処理後の送信用データを生成する。ここで、前処理機能４４２は、生成した前処理後の送信用データをメモリ４１に格納する。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の送信用データに基づいて、リアルタイムに再構成することにより、リアルタイム再構成画像を生成する。ここで、再構成処理機能４４３は、生成したリアルタイム再構成画像をメモリ４１に格納する。また、表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたリアルタイム再構成画像をディスプレイ４２に表示させる。これにより、操作者は、例えば、スキャンが正しく行われているか否かを確認することができる。
【0060】
ここで、送信用データ（部分データ）は、１ビュー分に対応する期間Ｔｖ内において回転部側ユニットの通信機５２が固定部側ユニットの通信機５１へ送信できるデータ量よりも小さい。
【0061】
この場合、例えば１ビュー目から５ビュー目において、回転部側ユニットの通信機５２は、後から送っても影響がないデータとして、部分データ以外のデータを、期間Ｔｖ内で部分データを送信した時間の後の時間に、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。すなわち、部分データ以外のデータを、１ビュー目から５ビュー目に送信用データを送るパケットの空いている部分を用いて送信する。
【0062】
ここで、部分データ以外のデータのうち、例えば１ビュー目から５ビュー目に送信できないデータが存在するものとする。この場合、回転部側ユニットの通信機５２は、部分データ以外のデータのうち、例えば１ビュー目から５ビュー目に送信できないデータを、ＤＡＳ１８または回転部側ユニット内に設けられたメモリに格納しておく。そして、回転部側ユニットの通信機５２は、スキャン実施後において、次のスキャンの実施前までに、メモリに格納されたデータを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。
【0063】
図５～図１１は、第１の実施形態における部分データを説明するための図である。第１の実施形態では、第１のデータ伝送方式において、例えば、チャンネルのデータ、及び、列のデータの少なくとも１つを間引く場合や、ビンのデータを間引く場合について説明する。
【0064】
部分データは、例えば、リアルタイム再構成に必要なデータとして、投影データのうち、チャンネル単位、列単位で少なくとも１つを間引いたデータである。
【0065】
例えば、部分データが列単位で間引いたデータである場合、図５に示すように、部分データ５０１は、列方向のデータのうち、例えば、奇数列のデータである。すなわち、部分データ５０１以外のデータ５０２として、偶数列のデータが間引かれる。
【0066】
例えば、部分データが列単位で間引いたデータである場合、図６に示すように、部分データ５１１は、列方向のデータのうち、スキャン計画により撮影される被検体Ｐの腹部に対応する中央部分の列のデータである。すなわち、部分データ５１１以外のデータ５１２として、当該中央部分の列のデータ以外のデータが間引かれる。
【0067】
例えば、部分データがチャンネル単位で間引いたデータである場合、図７に示すように、部分データ５２１は、チャンネル方向のデータのうち、スキャン計画により撮影される被検体Ｐの腹部に対応する中央部分のデータである。すなわち、部分データ５２１以外のデータ５２２として、当該中央部分のチャンネルのデータ以外のデータが間引かれる。
【0068】
例えば、部分データがチャンネル単位及び列単位で間引いたデータである場合、図８に示すように、部分データ５３１は、チャンネル方向のデータ、及び、列方向のデータのうち、スキャン計画により撮影される被検体Ｐの腹部に対応する中央部分のデータである。すなわち、部分データ５３１以外のデータ５３２として、当該中央部分のチャンネル及び列のデータ以外のデータが間引かれる。
【0069】
また、投影データは、複数のビンそれぞれで収集されたデータであるため、部分データは、例えば、リアルタイム再構成に必要なデータとして、ビン単位で間引いたデータである。
【0070】
例えば、部分データがビン単位で間引いたデータである場合、部分データは、基本となるビンのデータである。すなわち、基本となるビンのデータ以外のデータが間引かれる。
【0071】
例えば、撮影に造影剤が用いられる場合、基本となるビンは、造影剤の種類に応じて決定される。具体的には、図９に示すように、造影剤の種類と基本となるビンとを対応付けるテーブルにより決定される。例えば、造影剤の種類として造影剤Ａが使用される場合、基本となるビンは、造影剤Ａを描出するために適したビンとして、図９に示す３番目のビン「ビン３」が選ばれる。例えば、造影剤の種類として造影剤Ｂが使用される場合、基本となるビンは、造影剤Ｂを描出するために適したビンとして、図９に示す４番目のビン「ビン４」が選ばれる。造影剤に関する情報は、例えば、スキャン制御機能４４１によって、スキャン計画に組み込まれる。
【0072】
あるいは、通常の撮影を行う場合は、基本となるビンは、Ｘ線フォトンのカウント数が多く見込まれるビンが選ばれる。例えば、Ｘ線管１１から照射されるエネルギースペクトルは、管電圧により変化するため、基本となるビンは、管電圧に応じて決定される。具体的には、図１０に示すように、管電圧と基本となるビンとを対応付けるテーブルにより決定される。例えば、管電圧が１２０ｋｅＶの場合では、基本となるビンは、図１０に示す４番目のビン「ビン４」が選ばれる。例えば、管電圧が８０ｋｅＶの場合では、基本となるビンは、図１０に示す３番目のビン「ビン３」が選ばれる。管電圧に関する情報は、例えば、スキャン制御機能４４１によって、スキャン計画に組み込まれる。
【0073】
ここで、コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された送信用データ（部分データ）と部分データ以外のデータとを受信した場合、パケットのヘッダー及びフッターを参照して、データの形式を整える。具体的には、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、データを間引く前の投影データを生成する。
【0074】
例えば、部分データがチャンネル及び列のデータを間引いたデータである場合（図８を参照）では、前処理機能４４２は、図１１に示すように、送信用データに含まれる部分データ５３１と、部分データ５３１以外のデータ５３２とを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、チャンネル及び列のデータを間引く前の投影データ５３０を生成する。
【0075】
また、部分データが列のデータを間引いたデータである場合（図５、図６を参照）では、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと、部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、列のデータを間引く前の投影データを生成する。
【0076】
また、部分データがチャンネルのデータを間引いたデータである場合（図７を参照）では、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと、部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、チャンネルのデータを間引く前の投影データを生成する。
【0077】
また、部分データがビンのデータを間引いたデータである場合（図９、図１０を参照）では、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと、部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、ビンのデータを間引く前の投影データを生成する。
【0078】
前処理機能４４２は、合成した投影データに対して前処理を行うことで、前処理後の投影データを生成する。ここで、前処理機能４４２は、メモリ４１に格納された前処理後の送信用データを削除し、生成した前処理後の投影データをメモリ４１に格納する。すなわち、送信用データを投影データに置き換える。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された投影データを再構成することでＣＴ画像データを生成する。ここで、再構成処理機能４４３は、メモリ４１に格納されたリアルタイム再構成画像を削除し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。すなわち、リアルタイム再構成画像をＣＴ画像データに置き換える。表示制御機能４４４は、必要に応じて、例えば操作者の操作に応じて、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。
【0079】
図１２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による処理の手順を示すフローチャートである。
【0080】
図１２のステップＳ１０１では、スキャン制御機能４４１は、スキャン計画の設定を受け付ける。具体的には、スキャン制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、検査が行われる患者の患者情報を取得し、取得した患者情報を表す画面をディスプレイ４２に表示させる。操作者は、取得した患者情報を基に、例えば被検体Ｐ（患者）の腹部を撮影するスキャン計画を作成する。
【0081】
図１２のステップＳ１０２では、スキャン制御機能４４１は、受け付けたスキャン計画にリアルタイム再構成が設定されているか否かを判定する。
【0082】
ここで、受け付けたスキャン計画にリアルタイム再構成が設定されていると判定された場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、コンソール装置４０のスキャン制御機能４４１から架台装置１０の固定部側ユニットに送信される制御信号は、リアルタイム再構成が設定されたスキャン計画を表す情報を含む。その後、図１２のステップＳ１０３が実行される。
【0083】
一方、受け付けたスキャン計画にリアルタイム再構成が設定されていないと判定された場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、コンソール装置４０のスキャン制御機能４４１から架台装置１０の固定部側ユニットに送信される制御信号は、リアルタイム再構成が設定されていないスキャン計画を表す情報を含む。その後、図１２のステップＳ１０４が実行される。
【0084】
図１２のステップＳ１０３では、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で流しきれるか否かの判定が行われる。具体的には、固定部側ユニットにおいて、例えば通信機５１を搭載する制御装置１５は、当該制御信号に含まれるスキャン計画に基づいて、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集される投影データのデータ量を計算する。すなわち、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データのデータ量を計算する。そして、制御装置１５は、スキャン計画から、１ビュー分に対応する期間Ｔｖを計算し、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビューに対応する期間Ｔｖ以内で送りきれるか否かを判定する。
【0085】
ここで、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれると判定された場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、図１２のステップＳ１０４が実行される。
【0086】
一方、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれないと判定された場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、図１２のステップＳ１０５が実行される。
【0087】
図１２のステップＳ１０４では、第２のデータ伝送方式が実行される。具体的には、固定部側ユニットの通信機５１は、第２のデータ伝送方式に切り替えるための切替信号を当該制御信号に組み込んで、回転部側ユニットに送信する。この場合、回転部側ユニットの通信機５２は、当該制御信号に含まれる切替信号に応じて、実行するデータ伝送方式を、第２のデータ伝送方式に切り替える。
【0088】
例えば、架台装置１０において、スキャンの実施により、回転部側ユニットのＤＡＳ１８によりビュー毎に投影データが収集される。回転部側ユニットの通信機５２は、第２のデータ伝送方式を実行することにより、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集された投影データを、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に順次送信する。コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された投影データを受信し、受信した投影データに対して前処理を行うことで、前処理後の投影データを生成する。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の投影データを再構成することにより、ＣＴ画像データを生成する。表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。その後、図１２のステップＳ１０７が実行される。
【0089】
図１２のステップＳ１０５では、第１のデータ伝送方式が実行される。具体的には、固定部側ユニットの通信機５１は、第１のデータ伝送方式に切り替えるための切替信号を当該制御信号に組み込んで、回転部側ユニットに送信する。この場合、回転部側ユニットの通信機５２は、当該制御信号に含まれる切替信号に応じて、実行するデータ伝送方式を、第１のデータ伝送方式に切り替える。その後、図１２のステップＳ１０６が実行される。
【0090】
図１２のステップＳ１０６では、リアルタイム再構成に必要なデータを最優先で送り、その後、残りのデータを送る処理が行われる。
【0091】
具体的には、例えば、架台装置１０において、スキャンの実施により、回転部側ユニットのＤＡＳ１８によりビュー毎に投影データが収集される。回転部側ユニットの通信機５２は、第１のデータ伝送方式を実行することにより、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集された投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、生成した送信用データを、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に順次送信する。
【0092】
コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された送信用データを受信し、受信した送信用データに対して前処理を行うことで、前処理後の送信用データを生成する。ここで、前処理機能４４２は、生成した前処理後の送信用データをメモリ４１に格納する。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の送信用データに基づいて、リアルタイムに再構成することにより、リアルタイム再構成画像を生成する。ここで、再構成処理機能４４３は、生成したリアルタイム再構成画像をメモリ４１に格納する。また、表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたリアルタイム再構成画像をディスプレイ４２に表示させる。これにより、操作者は、例えば、スキャンが正しく行われているか否かを確認することができる。
【0093】
また、回転部側ユニットの通信機５２は、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集された投影データのうち、部分データ以外のデータ（残りのデータ）を、当該部分データを優先的に送信した時間とは異なる時間に、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。
【0094】
図１２のステップＳ１０７では、次のスキャンがあるか否かの判定が行われる。例えば、固定部側ユニットにおいて、通信機５１を搭載する制御装置１５は、当該制御信号に含まれるスキャン計画に次のスキャンがあるか否かを判定する。
【0095】
ここで、次のスキャンがあると判定された場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２が実行される。
【0096】
一方、次のスキャンがないと判定された場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理が終了する。
【0097】
ここで、コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された送信用データ（部分データ）と部分データ以外のデータとを受信した場合、パケットのヘッダー及びフッターを参照して、データの形式を整える。すなわち、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。前処理機能４４２は、合成した投影データに対して前処理を行うことで、前処理後の投影データを生成する。ここで、前処理機能４４２は、メモリ４１に格納された前処理後の送信用データを削除し、生成した前処理後の投影データをメモリ４１に格納する。すなわち、送信用データを投影データに置き換える。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された投影データを再構成することでＣＴ画像データを生成する。ここで、再構成処理機能４４３は、メモリ４１に格納されたリアルタイム再構成画像を削除し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。すなわち、リアルタイム再構成画像をＣＴ画像データに置き換える。表示制御機能４４４は、必要に応じて、例えば操作者の操作に応じて、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。
【0098】
以上、説明したとおり、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、架台装置１０において、回転部側ユニットの通信機５２は、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集される投影データのうち、リアルタイム再構成に必要な部分データを優先的に含む送信用データを生成し、送信用データを固定部側ユニットの通信機５１に順次送信する。コンソール装置４０において、再構成処理機能４４３は、通信機５１が受信した送信用データに含まれる部分データに基づいて、リアルタイム再構成を実行する。そのため、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、部分データを優先的に送信する処理等を行うことにより、必要な画像を即時的に参照可能にすることができる。また、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、上記構成により、ダウンリンクのレーン数を増やしたり、スリップリングのレーン数も増やしたりする必要がない。
【0099】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１のデータ伝送方式において、例えば、チャンネル単位、列単位でデータを間引く場合や、ビン単位でデータを間引く場合について説明した。第２の実施形態では、第１のデータ伝送方式において、例えば、ビュー単位でデータを間引く場合について説明する。以下では、第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なる処理を中心に説明する。
第１の実施形態では、第１のデータ伝送方式において、例えば、チャンネル単位、列単位でデータを間引く場合や、ビン単位でデータを間引く場合について説明した。第２の実施形態では、第１のデータ伝送方式において、例えば、ビュー単位でデータを間引く場合について説明する。以下では、第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なる処理を中心に説明する。
【0100】
図１３は、第２の実施形態における第１のデータ伝送方式の一例を示し、第２の実施形態における部分データを説明するための図である。図１３に示す処理は、スキャンの実施によって得られる各ビューの投影データが１ビュー以内で送りきれない場合に実行される処理である。ここで、図１３に示すように、図４と同様に、１ビュー分に対応する期間Ｔｖは、例えば、ＤＡＳ１８を実現するプロセッサのクロック周期ＣＬＫに対応する期間であるものとする。
【0101】
部分データは、例えば、リアルタイム再構成に必要なデータとして、ビュー単位で間引いたデータである。
【0102】
例えば、回転部側ユニットの通信機５２は、スキャン計画に基づいて、１ビュー分のデータを送りきるのに要する時間を予測し、当該時間に基づいて、間引くビュー数を決定する。具体的には、例えば、１ビュー分のデータを送りきるのに要する時間Ｔｐが、２ビュー分に対応する期間（２Ｔｖ）を超えるが、３ビュー分に対応する期間（３Ｔｖ）に達しないものとする（２Ｔｖ＜Ｔｐ＜３Ｔｖ）。この場合、１ビュー分のデータを送りきるのに、少なくとも３ビュー分に対応する期間を要する。そこで、通信機５２は、間引くビュー数を２とし、１ビュー目のデータ、４ビュー目のデータ、７ビュー目のデータ、・・・を部分データとする。すなわち、部分データ以外のデータとして、２ビュー目のデータ、３ビュー目のデータ、５ビュー目のデータ、６ビュー目のデータ、８ビュー目のデータ、９ビュー目のデータ、・・・が間引かれる。
【0103】
具体的には、図１３に示す処理では、回転部側ユニットの通信機５２は、スキャン実施中の１ビュー目のデータ、４ビュー目のデータ、７ビュー目のデータ、・・・を部分データとし、当該部分データを含む送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。例えば１ビュー目から３ビュー目において、回転部側ユニットの通信機５２は、部分データである１ビュー目のデータを含む送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。例えば４ビュー目から６ビュー目において、回転部側ユニットの通信機５２は、部分データである４ビュー目のデータを含む送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。例えば７ビュー目から９ビュー目において、回転部側ユニットの通信機５２は、部分データである７ビュー目のデータを含む送信用データを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。
【0104】
コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された送信用データを受信し、受信した送信用データに対して前処理を行うことで、前処理後の送信用データを生成する。ここで、前処理機能４４２は、生成した前処理後の送信用データをメモリ４１に格納する。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された前処理後の送信用データに基づいて、リアルタイムに再構成することにより、リアルタイム再構成画像を生成する。ここで、再構成処理機能４４３は、生成したリアルタイム再構成画像をメモリ４１に格納する。また、表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたリアルタイム再構成画像をディスプレイ４２に表示させる。これにより、操作者は、例えば、スキャンが正しく行われているか否かを確認することができる。
【0105】
ここで、３ビュー目、６ビュー目、９ビュー目において、回転部側ユニットの通信機５２は、後から送っても影響がないデータとして、部分データ以外のデータを、期間Ｔｖ内で部分データを送信した時間の後の時間に、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。すなわち、部分データ以外のデータを、３ビュー目、６ビュー目、９ビュー目に送信用データを送るパケットの空いている部分を用いて送信する。
【0106】
また、部分データ以外のデータのうち、例えば３ビュー目、６ビュー目、９ビュー目に送信できないデータが存在するものとする。この場合、回転部側ユニットの通信機５２は、部分データ以外のデータのうち、例えば３ビュー目、６ビュー目、９ビュー目に送信できないデータを、ＤＡＳ１８または回転部側ユニット内に設けられたメモリに格納しておく。そして、回転部側ユニットの通信機５２は、スキャン実施後において、次のスキャンの実施前までに、メモリに格納されたデータを、パケットにより、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信する。
【0107】
ここで、コンソール装置４０において、前処理機能４４２は、架台装置１０から送信された送信用データ（部分データ）と部分データ以外のデータとを受信した場合、パケットのヘッダー及びフッターを参照して、データの形式を整える。具体的には、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、データを間引く前の投影データを生成する。
【0108】
例えば、部分データがビューのデータを間引いたデータである場合では、前処理機能４４２は、送信用データに含まれる部分データと、部分データ以外のデータとを用いて、投影データを合成する。すなわち、前処理機能４４２は、ビューのデータを間引く前の投影データを生成する。
【0109】
前処理機能４４２は、合成した投影データに対して前処理を行うことで、前処理後の投影データを生成する。ここで、前処理機能４４２は、メモリ４１に格納された前処理後の送信用データを削除し、生成した前処理後の投影データをメモリ４１に格納する。すなわち、送信用データを投影データに置き換える。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された投影データを再構成することでＣＴ画像データを生成する。ここで、再構成処理機能４４３は、メモリ４１に格納されたリアルタイム再構成画像を削除し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。すなわち、リアルタイム再構成画像をＣＴ画像データに置き換える。表示制御機能４４４は、必要に応じて、例えば操作者の操作に応じて、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。
【0110】
以上、説明したとおり、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、部分データを優先的に送信する処理等を行うことにより、必要な画像を即時的に参照可能にすることができる。また、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、上記構成により、ダウンリンクのレーン数を増やしたり、スリップリングのレーン数も増やしたりする必要がない。
【0111】
（その他の実施形態）
これまで第１、第２の実施形態について説明したが、上述した第１、第２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。
これまで第１、第２の実施形態について説明したが、上述した第１、第２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。
【0112】
上述した実施形態では、チャンネル単位で間引く方法、列単位で間引く方法、ビュー単位で間引く方法、ビン単位で間引く方法について説明したが、これらの方法を組み合わせてもよい。例えば、部分データは、投影データのうち、チャンネル単位、列単位、ビュー単位、ビン単位で少なくとも１つを間引いたデータであってもよい。
【0113】
また、上述した実施形態では、固定部側ユニットの通信機５１と回転部側ユニットの通信機５２とのデータ伝送は、図示しないスリップリングを介して行われているが、これに限定されない。例えば、固定部側ユニットの通信機５１と回転部側ユニットの通信機５２とのデータ伝送の手段として、光通信が用いられてもよい。
【0114】
また、上述した実施形態では、リアルタイム再構成の設定は、スキャン計画の設定を受け付ける画面で行われているが、これに限定されない。例えば、リアルタイム再構成の設定は、スキャン計画の設定を受け付ける画面とは別の画面で行われてもよい。具体的には、スキャン制御機能４４１は、スキャン計画の設定を受け付けた際に、スキャン計画の設定を受け付ける画面とは別の画面をディスプレイ４２に表示する。ディスプレイ４２に表示された別の画面は、リアルタイム再構成を実行するか否かを選択するためのチェックボックス等のボタンを含む。操作者が当該ボタンを操作した場合、スキャン制御機能４４１は、スキャン計画にリアルタイム再構成を設定する。
【0115】
また、上述した実施形態では、架台装置１０が、スキャン計画に基づいて、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集される投影データのデータ量を計算する処理等を行うことによって、実行するデータ伝送方式を決定しているが、これに限定されない。例えば、コンソール装置４０が、スキャン計画に基づいて、ＤＡＳ１８によりビュー毎に収集される投影データのデータ量を計算する処理等を行うことによって、実行するデータ伝送方式を決定してもよい。
【0116】
また、上述した実施形態では、回転部側ユニットの通信機５２が、スキャン実施後において、次のスキャンの実施前までに、メモリに格納されたデータ（残りのデータ）を、固定部側ユニットの通信機５１を介してコンソール装置４０に送信しているが、これに限定されない。例えば、回転部側ユニットの通信機５２が、次のスキャンの実施までに残りのデータの送信が終わらない場合、次のスキャンの実施中において、残りのデータの送信を引き続き行ってもよい。この場合、通信機５２は、残りのデータを、次のスキャンの実施中の期間Ｔｖ内において、部分データを送信した時間の後の時間に送信する。
【0117】
上述した実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１として、フォトンカウンティングＣＴを実行可能な装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、高精細のＸ線ＣＴ装置（以下、高精細ＣＴ装置と記載する）に適用してもよい。
【0118】
高精細ＣＴ装置では、Ｘ線検出器１２として、０．２５ｍｍ×１６０列の検出素子を体軸方向に配列することにより、従来型のＸ線ＣＴ装置（例えば、０．５ｍｍ×８０列の検出素子）に比べてスライス幅が１／２となり、体軸方向において、従来よりも２倍の空間分解能が得られる。また、高精細ＣＴ装置では、Ｘ線検出器１２として、従来型のＸ線ＣＴ装置の２倍のチャンネル数である１７９２チャンネルの検出素子を面内方向に配列することにより、面内方向において、従来よりも２倍の空間分解能が得られる。ここで、高精細ＣＴ装置は、従来型のＸ線ＣＴ装置より高い空間分解能を有するＸ線検出器１２を搭載することにより、Ｘ線検出器１２により収集される信号が増加する。このため、Ｘ線検出器１２が信号処理を行うデータ量が増加する。例えば、高精細ＣＴ装置では、従来型のＸ線ＣＴ装置に比べてピクセル数が増えるため、データ量は大幅に大きくなり、データ伝送時間が長くなってしまう。したがって、上述した実施形態によるＸ線ＣＴ装置１は、高精細ＣＴ装置である場合であっても有効である。すなわち、部分データを優先的に送信する処理等を行うことにより、必要な画像を即時的に参照可能にすることができる。
【0119】
また、処理回路４４は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路４４は、メモリ４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。
【0120】
上述した実施形態に係る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。即ち、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、その全部又は一部を、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又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、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うる。
【0121】
また、上述した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。
【0122】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、必要な画像を即時的に参照可能にすることができる。
【0123】
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、実施形態同士の組み合わせ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】
【0124】
１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１３ 回転フレーム
１８ ＤＡＳ
１９ 固定フレーム
５１ 通信機
５２ 通信機
４４３ 再構成処理機能
１０ 架台装置
１３ 回転フレーム
１８ ＤＡＳ
１９ 固定フレーム
５１ 通信機
５２ 通信機
４４３ 再構成処理機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】