特許 7450403 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】

(24)【登録日】2024-03-07

(45)【発行日】2024-03-15

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20240308BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 530A

A61B6/03 531

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020035561

(22)【出願日】2020-03-03

(65)【公開番号】P2021137148

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】竹本 和馬

【審査官】蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２０７３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４２５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８７５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１３７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１１４２８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体にＸ線を照射するＸ線源と前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転板と、
前記被検体を載置するとともに前記回転板に対して相対移動することによりスキャン位置を変更する寝台と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記スキャン位置における断層画像を生成する画像生成部を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
スキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値を記憶する記憶部と、
スキャン中に生成される断層画像から所定の領域を抽出する領域抽出部と、
前記領域を用いて算出される領域の割合と前記閾値との比較に基づいて前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定する比較判定部をさらに備え、
前記記憶部は、肺野に対する閾値として、骨と体内空気のそれぞれの閾値を記憶し、
前記領域抽出部はスキャン中に生成される断層画像から骨と体内空気を抽出することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【請求項2】

被検体にＸ線を照射するＸ線源と前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転板と、
前記被検体を載置するとともに前記回転板に対して相対移動することによりスキャン位置を変更する寝台と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記スキャン位置における断層画像を生成する画像生成部を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
スキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値を記憶する記憶部と、
スキャン中に生成される断層画像から所定の領域を抽出する領域抽出部と、
前記領域を用いて算出される領域の割合と前記閾値との比較に基づいて前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定する比較判定部をさらに備え、
前記記憶部は、頭部に対する閾値として、骨と体外空気のそれぞれの閾値を記憶し、
前記領域抽出部はスキャン中に生成される断層画像から骨と体外空気を抽出することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【請求項3】

被検体にＸ線を照射するＸ線源と前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転板と、
前記被検体を載置するとともに前記回転板に対して相対移動することによりスキャン位置を変更する寝台と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記スキャン位置における断層画像を生成する画像生成部を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
スキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値を記憶する記憶部と、
スキャン中に生成される断層画像から所定の領域を抽出する領域抽出部と、
前記領域を用いて算出される領域の割合と前記閾値との比較に基づいて前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定する比較判定部をさらに備え、
前記画像生成部は、前記スキャン位置までのボリューム画像を生成するとともに、前記ボリューム画像を用いて推定される前記被検体の体軸の傾き角度を算出し、
前記比較判定部は、前記傾き角度に基づいて変換された閾値を用いて、前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【請求項4】

被検体にＸ線を照射するＸ線源と前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転板と、
前記被検体を載置するとともに前記回転板に対して相対移動することによりスキャン位置を変更する寝台と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記スキャン位置における断層画像を生成する画像生成部を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
スキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値を記憶する記憶部と、
スキャン中に生成される断層画像から所定の領域を抽出する領域抽出部と、
前記領域を用いて算出される領域の割合と前記閾値との比較に基づいて前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定する比較判定部をさらに備え、
前記被検体をスキャンするときの心位相を計測する心電波形計測部をさらに備え、
前記比較判定部は、スキャン時の心位相を用いて、各スキャン位置において心位相毎の閾値が定められる閾値マップから取得される閾値を用いて、前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【請求項5】

請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記記憶部は、各スキャン位置において心位相毎の面積割合が示されるモデルマップをさらに記憶し、
前記閾値マップは、前記被検体のスキャンに先立って取得される透視画像と、前記透視画像を取得するときの心位相と、前記モデルマップとに基づいて作成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体の断層画像を生成するＸ線ＣＴ装置に係り、特にスキャン中の位置がスキャンを終了する位置であるスキャン終了位置に達したか否かを判定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体のＸ線投影像である投影データを様々な投影角度で計測し、複数の投影データを再構成演算することにより被検体の断層画像を生成する装置である。生成された断層画像は被検体の診断等に用いられる。スキャン時間の短縮と被検体の被ばく低減との観点から、投影データは所望の領域、例えば診断対象となる部位の領域に対して過不足なく計測されることが望ましい。

【0003】

特許文献１には、基準データとして予め格納された投影データとスキャン中の位置において収集された投影データとの比較結果に基づいて、スキャン中の位置がスキャン終了位置に達したか否かを判定することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特公平６－９５９９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献1では基準データとされた投影データとスキャン中の投影データとを比較しているので、スキャン終了位置がずれる場合がある。すなわち、Ｘ線は被検体を透過する過程で線質が硬化するので、Ｘ線源からより深い位置にある部位が投影データでは不鮮明になり、スキャン終了位置を判定する精度が低下することがある。

【0006】

そこで本発明は、スキャン終了位置をより正確に判定するＸ線ＣＴ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために本発明は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転板と、前記被検体を載置するとともに前記回転板に対して相対移動することによりスキャン位置を変更する寝台と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記スキャン位置における断層画像を生成する画像生成部を備えるＸ線ＣＴ装置であって、スキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値を記憶する記憶部と、スキャン中に生成される断層画像から所定の領域を抽出する領域抽出部と、前記領域を用いて算出される領域の割合と前記閾値との比較に基づいて前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定する比較判定部をさらに備えることを特徴とする。

【0008】

また本発明は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転板と、前記被検体を載置するとともに前記回転板に対して相対移動することによりスキャン位置を変更する寝台と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて前記スキャン位置における断層画像を生成する画像生成部を備えるＸ線ＣＴ装置を制御する制御方法であって、スキャン中に生成される断層画像から所定の領域を抽出する領域抽出ステップと、前記領域を用いて算出される領域の割合とスキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値との比較に基づいて前記スキャン位置が前記スキャン終了位置に達したか否かを判定する比較判定ステップを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、スキャン終了位置をより正確に判定するＸ線ＣＴ装置及びその制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１のＸ線ＣＴ装置の全体構成の一例を示す図である。

【図2】実施例１の機能ブロックの一例を示す図である。

【図3】実施例１の処理の流れの一例を示す図である。

【図4】肺野における断層画像の一例を示す図である。

【図5】肺野におけるスキャン終了位置の判定処理について補足説明する図である。

【図6】頭部における断層画像の一例を示す図である。

【図7】頭部におけるスキャン終了位置の判定処理について補足説明する図である。

【図8】スキャン中心線に対する被検体の体軸の傾きを説明する図である。

【図9】実施例２の処理の流れの一例を示す図である。

【図10】実施例２の処理の流れの他の例を示す図である。

【図11】実施例３のＸ線ＣＴ装置の全体構成の一例を示す図である。

【図12】実施例３の処理の流れの一例を示す図である。

【図13】対象部位を含む透視画像と心位相の計測処理について補足説明する図である。

【図14】閾値マップの作成処理について補足説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0011】

以下、添付図面に従って本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

【0012】

図１を用いて本実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明する。Ｘ線ＣＴ装置は、スキャンガントリ部１００と操作ユニット１２０を備える。

【0013】

スキャンガントリ部１００は、Ｘ線源１０１と、回転板１０２と、コリメータ１０３と、Ｘ線検出器１０６と、データ収集部１０７と、寝台１０５と、ガントリ制御部１０８と、寝台制御部１０９と、Ｘ線制御部１１０と、高電圧発生部１１１を備えている。Ｘ線源１０１は寝台１０５に載置された被検体１０にＸ線を照射する装置であり、例えばＸ線菅である。コリメータ１０３はＸ線の照射範囲を制限する装置である。回転板１０２は、寝台１０５上に載置された被検体１０が入る開口部１０４を備えるとともに、Ｘ線源１０１とＸ線検出器１０６を搭載し、Ｘ線源１０１とＸ線検出器１０６を被検体１０の周囲で回転させる。

【0014】

Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線源１０１と対向配置され、被検体１０を透過したＸ線を検出する複数の検出素子を備え、Ｘ線の空間的な分布を検出する装置である。Ｘ線検出器１０６の検出素子は、回転板１０２の回転方向と回転軸方向との二次元に配列される。データ収集部１０７は、Ｘ線検出器１０６で検出されたＸ線の空間的な分布をデジタルデータとして収集する装置である。

【0015】

ガントリ制御部１０８は回転板１０２の回転及び傾斜を制御する装置である。寝台制御部１０９は、寝台１０５の上下前後左右動を制御する装置である。高電圧発生部１１１はＸ線源１０１に印加される高電圧を発生する装置である。Ｘ線制御部１１０は、高電圧発生部１１１の出力を制御する装置である。ガントリ制御部１０８と寝台制御部１０９とＸ線制御部１１０は、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等である。

【0016】

操作ユニット１２０は、入力部１２１と、画像生成部１２２と、表示部１２５と、記憶部１２３と、システム制御部１２４を備えている。入力部１２１は、被検体１０の氏名、検査日時、スキャン条件などを入力するための装置であり、例えばキーボードやポインティングデバイス、タッチパネル等である。画像生成部１２２は、データ収集部１０７で収集されたデジタルデータを用いて断層画像を生成する装置であり、例えばＭＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等である。表示部１２５は、画像生成部１２２で再構成された断層画像などを表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイやタッチパネル等である。記憶部１２３は、データ収集部１０７で収集されたデジタルデータや画像生成部１２２で再構成された断層画像、システム制御部１２４が実行するプログラム、プログラムが使用するデータ等を記憶する装置であり、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等である。システム制御部１２４は、ガントリ制御部１０８、寝台制御部１０９、Ｘ線制御部１１０等の各部を制御する装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。

【0017】

入力部１２１から入力されて設定されたスキャン条件に基づき、Ｘ線源１０１に印加される高電圧である管電圧を高電圧発生部１１１が発生することにより、スキャン条件に応じたＸ線がＸ線源１０１から被検体１０に照射される。Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線源１０１から照射され被検体１０を透過したＸ線を多数の検出素子で検出し、透過Ｘ線の空間的な分布を取得する。回転板１０２はガントリ制御部１０８により制御され、入力部１２１から入力されたスキャン条件、特に回転速度等に基づいて回転する。寝台１０５は寝台制御部１０９によって制御され、入力部１２１から入力されたスキャン条件、特にらせんピッチ等に基づいて動作し、回転板１０２に対して相対移動することにより、スキャン位置を変更する。

【0018】

Ｘ線源１０１によるＸ線の照射とＸ線検出器１０６によるＸ線の検出が回転板１０２の回転とともに繰り返されることにより、被検体１０のＸ線投影像である投影データが様々な投影角度で計測される。投影データは、各投影角度を表すビュー（View）と、Ｘ線検出器１０６の検出素子番号であるチャネル（ch）番号及び列番号と対応付けられる。計測された投影データは画像生成部１２２に送信される。画像生成部１２２は複数の投影データを逆投影処理することにより断層画像を生成する。生成された断層画像は表示部１２５に表示されたり、記憶部１２３に記憶されたりする。

【0019】

断層画像は被検体１０の診断に用いられるので、診断対象となる部位の領域に対して投影データが過不足なく計測されることが望ましい。例えば、診断対象となる部位の領域よりも投影データの計測範囲が狭ければ診断に支障をきたす場合があり、計測範囲が広過ぎれば被検体１０の無効被ばくの量が増加する。そこで本実施例では、投影データの計測範囲に過不足が生じないようにスキャン終了位置をより正確に判定する。

【0020】

図２を用いて本実施例の機能ブロックについて説明する。なおこれらの機能ブロックは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を用いた専用のハードウェアで構成されても良いし、システム制御部１２４上で動作するソフトウェアで構成されても良い。以降の説明では本実施例の機能ブロックがソフトウェアで構成される場合について説明する。

【0021】

本実施例は、領域抽出部２０１と比較判定部２０２を備える。以下、各部について説明する。なお記憶部１２３には、スキャンを終了する位置であるスキャン終了位置において予め定められる領域割合の閾値がスキャンの対象となる部位毎に記憶される。領域割合の閾値は統計データ等に基づいて定められ、例えば被検体１０の性別や年代に応じて定められても良い。

【0022】

領域抽出部２０１は、スキャン中に画像生成部１２２によって生成される断層画像から所定の領域を抽出する。抽出される領域は、スキャンの対象となる部位によって異なり、例えば肺野に対しては骨の領域と体内空気の領域が抽出され、頭部に対しては骨の領域と体外空気の領域が抽出される。

【0023】

比較判定部２０２は、領域抽出部２０１によって抽出された領域を用いて算出される領域の割合と、記憶部１２３に記憶される領域割合の閾値との比較に基づいてスキャン位置がスキャン終了位置に達したか否かを判定する。スキャン終了位置の判定に用いられる閾値は、スキャンの対象となる部位に応じて記憶部１２３から読み出される。

【0024】

図３を用いて、本実施例の処理の流れの一例についてステップ毎に説明する。

【0025】

（Ｓ３０１）
システム制御部１２４は、スキャンの対象となる部位である対象部位とスキャン条件を取得する。対象部位とスキャン条件は、入力部１２１を介して操作者によって入力される。

【0026】

（Ｓ３０２）
システム制御部１２４は、Ｓ３０１で取得された対象部位に対するスキャン終了位置での領域割合の閾値を記憶部１２３から読み出す。

【0027】

（Ｓ３０３）
システム制御部１２４は、Ｓ３０１で取得されたスキャン条件に基づいて、スキャンガントリ部１００に投影データを計測させる。すなわち、回転板１０２が定速回転しているときに、Ｘ線源１０１から被検体１０へＸ線が照射されるとともに被検体１０を透過するＸ線がＸ線検出器１０６によって検出され、様々な投影角度で投影データが計測される。計測された投影データは画像生成部１２２へ送信される。

【0028】

（Ｓ３０４）
画像生成部１２２は、Ｓ３０３で計測された投影データを用いてスキャン位置における断層画像を生成する。生成された断層画像は領域抽出部２０１へ送信される。

【0029】

（Ｓ３０５）
領域抽出部２０１は、Ｓ３０４で生成された断層画像から対象部位に応じて定められる所定の領域を抽出する。例えば、対象部位が肺野であれば骨の領域と体内空気の領域が抽出され、対象部位が頭部であれば骨の領域と体外空気の領域が抽出される。Ｘ線ＣＴ装置によって生成される断層画像において骨のＣＴ値４００～１０００と空気のＣＴ値－１０００は、脂肪組織や軟部組織のＣＴ値－１００～１００との差異が大きいので、骨や空気の領域の抽出は容易である。

【0030】

（Ｓ３０６）
比較判定部２０２は、Ｓ３０５で抽出された領域を用いて領域割合を算出する。

【0031】

（Ｓ３０７）
比較判定部２０２は、Ｓ３０２で読み出された領域割合の閾値とＳ３０６で算出された領域割合とを比較し、スキャン位置がスキャン終了位置に達したか否かを判定する。スキャン終了位置に達した場合はＳ３０８へ処理が進められ、達していない場合はＳ３０３へ処理が戻る。すなわち、スキャン位置がスキャン終了位置に達するまで、投影データの計測が継続される。

【0032】

図４及び図５を用いて、肺野をスキャンするときのスキャン終了位置の判定処理について説明する。図４には肺野の断層画像の一例として、スキャン位置ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３における断層画像が示される。骨の領域が占める割合は、頭部側のスキャン位置ＰＬ１では３０％程度と比較的大きいのに対し、中央付近のスキャン位置ＰＬ２及び下肢側のスキャン位置ＰＬ３では数％程度である。また体内空気の領域が占める割合は、スキャン位置ＰＬ２では６０％程度と比較的大きいのに対し、スキャン位置ＰＬ２及びＰＬ３では数％程度である。

【0033】

図５には肺野を頭部側からスキャンするときのスキャン終了位置付近の断層画像と、各断層画像における骨の割合と体内空気の割合が、閾値とともに例示される。骨の割合と体内空気の割合の閾値がそれぞれ４％と０．５％であるのに対し、スキャン位置ＰＬ３１では骨の割合と体内空気の割合はそれぞれ９％と３．１％であっていずれも閾値より大きいので、スキャン終了位置に達していないと判定される。スキャン位置ＰＬ３２では体内空気の割合が０．４６％であって閾値０．５％をより小さいものの骨の割合が７．８％であって閾値４％より大きいので、スキャン終了位置に達していないと判定される。スキャン位置ＰＬ３３では骨の割合３．９％と体内空気の割合０．３１％はともに閾値４％と０．５％より小さいので、スキャン終了位置に達したと判定される。

【0034】

図６及び図７を用いて、頭部をスキャンするときのスキャン終了位置の判定処理について説明する。図６には頭部の断層画像の一例として、スキャン位置ＰＨ１、ＰＨ２、ＰＨ３における断層画像が示される。骨の領域が占める割合は、眼窩付近のスキャン位置ＰＨ１から中央付近のスキャン位置ＰＨ２、頭頂部付近のスキャン位置ＰＨ３へ進むに従って減少する。また体外空気の領域が占める割合も、スキャン位置ＰＨ１からスキャン位置ＰＨ２、ＰＨ３へ進むに従って減少する。

【0035】

図７には頭部を眼窩付近から頭頂部へスキャンするときのスキャン終了位置付近の断層画像と、各断層画像における骨の割合と体外空気の割合が、閾値とともに例示される。骨の割合と体外空気の割合の閾値がそれぞれ１．１％と９５％であるのに対し、スキャン位置ＰＨ３１では骨の割合と体外空気の割合はそれぞれ３．５％と６４．９％であっていずれも閾値を満たさないので、スキャン終了位置に達していないと判定される。スキャン位置ＰＨ３２では骨の割合が１．１％であって閾値を満たすものの体内空気の割合が８２．４％であって閾値を満たさないので、スキャン終了位置に達していないと判定される。スキャン位置ＰＨ３３では骨の割合０．８％と体外空気の割合９６．１％はともに閾値を満たすので、スキャン終了位置に達したと判定される。

【0036】

（Ｓ３０８）
システム制御部１２４は、スキャンガントリ部１００でのスキャンを終了させる。すなわち、Ｘ線源１０１から被検体１０へのＸ線の照射と回転板１０２の回転とが停止させられて、処理の流れが終了する。

【0037】

以上説明した処理の流れにより、スキャン中に生成される断層画像から抽出される骨や体空気の領域の割合に基づいて、スキャン位置がスキャン終了位置に達したか否かが判定されるので、より正確にスキャン終了位置を判定できる。特にＸ線源１０１からより深い位置にある部位であっても断層画像上では不鮮明にならずスキャン終了位置を判定する精度は低下せずに済む。そしてスキャン終了位置をより正確に判定できることにより、余計なスキャンをせずに済むので、スキャン時間の短縮と被検体１０の被ばく低減を図ることができる。

【実施例2】

【0038】

実施例１では、スキャン中に生成される断層画像から抽出される所定の領域の割合を予め定められる閾値と比較することによってスキャン終了位置を判定することについて説明した。スキャン終了位置における閾値は、被検体１０の体軸と直交する断面において定められるため、図８に示されるように。回転板１０２の回転軸であるスキャン中心線に対して被検体１０の体軸が傾くとスキャン終了位置の判定精度が低下する場合がある。そこで本実施例では、スキャン中心線に対して被検体１０の体軸が傾いた場合であっても、スキャン終了位置をより正確に判定することについて説明する。なお本実施例には、実施例１で説明した構成や機能の一部を適用できるので、同様の構成、機能については説明を省略する。

【0039】

図９を用いて、本実施例の処理の流れの一例についてステップ毎に説明する。なお、実施例１の処理の流れの一例である図３と図９との違いは、Ｓ３０４の断層画像の生成処理に代わり、Ｓ９０１～Ｓ９０３が追加された点である。以下、Ｓ９０１～Ｓ９０３について主に説明する。

【0040】

（Ｓ３０１）～（Ｓ３０３）
実施例１と同様である。

【0041】

（Ｓ９０１）
画像生成部１２２は、Ｓ３０３で計測された投影データを用いてスキャン位置までのボリューム画像を生成する。ボリューム画像は複数の断層画像がスキャン方向に積み上げられて生成される。

【0042】

（Ｓ９０２）
画像生成部１２２は、Ｓ９０１で生成されたボリューム画像を用いて被検体１０の体軸を推定する。体軸の推定処理はいかような処理でも良く、例えばボリューム画像から抽出される脊椎を細線化処理して得られる芯線を用いて体軸を推定しても良い。

【0043】

（Ｓ９０３）
画像生成部１２２は、Ｓ９０２で推定された体軸と直交する面で画像を生成する。体軸との直交面での画像は、Ｓ９０１で生成されるボリューム画像を用いて生成される。生成された画像は領域抽出部２０１に送信される。

【0044】

（Ｓ３０５）
領域抽出部２０１は、Ｓ９０３で生成された画像から対象部位に応じて定められる所定の領域を抽出する。

【0045】

（Ｓ３０６）～（Ｓ３０８）
実施例１と同様である。

【0046】

以上説明した処理の流れにより、スキャン中心線に対して被検体１０の体軸が傾いた場合であっても、体軸に直交する面で生成される画像から抽出される所定の領域に基づいてスキャン終了位置が判定されるので、スキャン終了位置の判定精度は低下せずに済む。

【0047】

図１０を用いて、本実施例の処理の流れの他の例についてステップ毎に説明する。なお、本実施例の処理の流れの一例である図９と図１０との違いは、Ｓ９０３の体軸との直交面での画像生成に代わり、Ｓ１００１が追加された点である。以下、Ｓ１００１について主に説明する。

【0048】

（Ｓ３０１）～（Ｓ３０３）
実施例１と同様である。

【0049】

（Ｓ９０１）～（Ｓ９０２）
図９を用いて説明した処理と同様である。

【0050】

（Ｓ１００１）
画像生成部１２２はＳ９０２で推定された体軸とスキャン中心線との傾き角度を算出する。また算出された傾き角度に応じてＳ３０２で読み出された閾値が比較判定部２０２によって変換される。

【0051】

（Ｓ３０５）
領域抽出部２０１は、Ｓ９０１で生成されたボリューム画像の中のスキャン位置における断層画像から対象部位に応じて定められる所定の領域を抽出する。

【0052】

（Ｓ３０６）
実施例１と同様である。

【0053】

（Ｓ３０７）
比較判定部２０２は、Ｓ１００１で変換された閾値とＳ３０６で算出された領域割合とを比較し、スキャン位置がスキャン終了位置に達したか否かを判定する。スキャン終了位置に達した場合はＳ３０８へ処理が進められ、達していない場合はＳ３０３へ処理が戻る。

【0054】

（Ｓ３０８）
実施例１と同様である。

【0055】

以上説明した処理の流れにより、スキャン中心線に対して被検体１０の体軸が傾いた場合であっても、体軸の傾き角度に応じて変換された閾値に基づいてスキャン終了位置が判定されるので、スキャン終了位置の判定精度は低下せずに済む。図１０に例示される処理の流れでは、推定された体軸と直交する面で画像を生成せずに済むので図９に比べて処理の高速化を図ることができる。

【実施例3】

【0056】

実施例１では、スキャン中に生成される断層画像から抽出される所定の領域の割合を予め定められる閾値と比較することによってスキャン終了位置を判定することについて説明した。スキャン終了位置における閾値は、被検体１０の部位が静止していることを前提に定められるため、心臓のようにスキャン中に動く部位に対してはスキャン終了位置の判定精度が低下する場合がある。そこで本実施例では、被検体１０の部位に動きがある場合であっても、スキャン終了位置をより正確に判定することについて説明する。なお本実施例には、実施例１で説明した構成や機能の一部を適用できるので、同様の構成、機能については説明を省略する。

【0057】

図１１を用いて本実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明する。なお、実施例１の全体構成を例示する図１と図１１との違いは、心電波形計測部１１０１が追加された点である。心電波形計測部１１０１は、被検体１０の心臓の電気的な活動を示す心電波形を計測する装置である。心電波形は周期的なグラフであり、横軸は心位相となる。心電波形計測部１１０１も、他の各部と同様に、システム制御部１２４によって制御される。

【0058】

図１２を用いて、本実施例の処理の流れの一例についてステップ毎に説明する。なお、実施例１の処理の流れの一例である図３と図１２との違いは、Ｓ３０２の閾値の読み出し処理とＳ３０３の投影データの計測処理の代わりにＳ１２０１～Ｓ１２０３が追加された点である。以下、Ｓ１２０１～Ｓ１２０３について主に説明する。

【0059】

（Ｓ３０１）
システム制御部１２４は、スキャンの対象となる部位である対象部位とスキャン条件を取得する。本実施例の対象部位は、スキャン中に周期的に動く部位であり、例えば心臓である。

【0060】

（Ｓ１２０１）
システム制御部１２４は、対象部位を含む透視画像をスキャンガントリ部１００に計測させるとともに、透視画像が計測されるときの心位相を心電波形計測部１１０１に計測させる。

【0061】

図１３を用いて、本ステップで計測される透視画像と心位相について説明する。透視画像は、回転板１０２が停止した状態で寝台１０５を回転板１０２の回転軸に沿って移動させながらＸ線源１０１から被検体１０へＸ線を照射し、被検体を透過するＸ線をＸ線検出器によって検出することによって計測される。透視画像の計測中にも心臓は周期的に動き、心位相に応じて心臓の大きさは変化する。そこで、透視画像計測時の心位相を計測することにより、透視画像中の各スキャン位置における心臓の幅がいずれの心位相のときのものであるかが対応付けられる。

【0062】

（Ｓ１２０２）
比較判定部２０２は、Ｓ１２０１で計測された透視画像と心位相に基づいて閾値マップを作成する。閾値マップは、各スキャン位置において心位相毎の閾値が定められたものである。

【0063】

図１４を用いて、本ステップで作成される閾値マップについて説明する。周期的に動く部位、例えば心臓は、各スキャン位置において心位相毎に大きさが異なり、断層画像における心臓領域の面積も心位相に応じて変化する。例えば図１４のグラフに示されるように、各スキャン位置ＰＣ３１～ＰＣ３３における心臓領域の面積は心位相ｔ１～ｔ７に応じて変化し、変化の仕方はスキャン位置によって異なる。そこで本実施例では、各スキャン位置において心位相毎の面積割合が示されるモデルマップが記憶部１２３に予め記憶される。面積割合は、例えば各スキャン位置における最小面積に対する割合が求められ、スキャン位置毎に規格化された値となる。なおモデルマップは統計データ等に基づいて定められ、例えば被検体１０の性別や年代に応じて定められても良い。またモデルマップに含まれるスキャン位置や心位相の数は、図１４に例示される３や７に限定されず、判定精度を向上させるにはより多い方が望ましい。

【0064】

閾値マップは、記憶部１２３から読み出されるモデルマップと、Ｓ１２０１で計測された透視画像と心位相に基づいて作成される。すなわち、透視画像から求められる各スキャン位置における対象部位の幅と透視画像計測時の心位相とに基づいて、モデルマップの各スキャン位置における面積割合が閾値マップの各スキャン位置における閾値に変換される。作成された閾値マップは記憶部１２３に記憶される。

【0065】

（Ｓ１２０３）
システム制御部１２４は、Ｓ３０１で取得されたスキャン条件に基づいて、スキャンガントリ部１００に投影データを計測させるとともに、投影データが計測されるときの心位相を心電波形計測部１１０１に計測させる。計測された投影データは画像生成部１２２へ、心位相は比較判定部２０２へそれぞれ送信される。

【0066】

（Ｓ３０４）～（Ｓ３０６）
実施例１と同様である。

【0067】

（Ｓ３０７）
比較判定部２０２は、Ｓ１２０２で作成された閾値マップからＳ１２０３で計測された心位相を用いてスキャン位置における閾値を読み出し、読み出された閾値とＳ３０６で算出された領域割合とを比較してスキャン位置がスキャン終了位置に達したか否かを判定する。スキャン終了位置に達した場合はＳ３０８へ処理が進められ、達していない場合はＳ１２０３へ処理が戻る。
（Ｓ３０８）
実施例１と同様である。

【0068】

以上説明した処理の流れにより、被検体１０の部位に動きがある場合であっても、動きの位相に応じて設定される閾値に基づいてスキャン終了位置が判定されるので、スキャン終了位置の判定精度は低下せずに済む。

【0069】

以上、本発明のＸ線ＣＴ装置に関して、複数の実施形態を説明した。本発明のＸ線ＣＴ装置は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。例えば実施例２と実施例３とを組み合わせても良い。さらに、上記実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

【符号の説明】

【0070】

１０：被検体、１００：スキャンガントリ部、１０１：Ｘ線源、１０２：回転板、１０３：コリメータ、１０４：開口部、１０５：寝台、１０６：Ｘ線検出器、１０７：データ収集部、１０８：ガントリ制御部、１０９：寝台制御部、 １１０：Ｘ線制御部、１１１：高電圧発生部、１２０：操作ユニット、１２１：入力部、１２２：画像生成部、１２３：記憶部、１２４：システム制御部、１２５：表示部、２０１：領域抽出部、２０２：比較判定部、１１０１：心電波形計測部

【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】

【図14】