特許 7481555 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

(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】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20240501BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240501BHJP

   H05G 1/26 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 530A

A61B6/00 520M

H05G1/26 T

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023131071

(22)【出願日】2023-08-10

(62)【分割の表示】P 2022032716の分割

【原出願日】2017-12-25

(65)【公開番号】P2023145796

(43)【公開日】2023-10-11

【審査請求日】2023-08-10

(31)【優先権主張番号】P 2016255340

(32)【優先日】2016-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】信藤 康孝

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０２４８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３１７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６７５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０１６１１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－３３５０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１７００４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／５８

Ｈ０５Ｇ １／００ － １／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管の管電圧及び焦点サイズを制御する高電圧発生部と、
前記複数のＸ線検出素子からの電気信号を、前記Ｘ線検出器の解像度モードに応じた単位で収集する収集回路と、
少なくとも対象ＣＴ撮影に関する解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値、およびＸ線曝射時間を決定する条件決定部と、
前記解像度モード、前記設定管電流値、前記設定管電圧値、および前記Ｘ線曝射時間に基づいて焦点サイズを決定する焦点サイズ決定部と、
前記焦点サイズでのＣＴ撮影に必要な待機時間を計算する待機時間計算部と、
前記焦点サイズと前記待機時間とを表示する表示部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項2】

前記表示部は、前記解像度モード、前記設定管電流値、前記設定管電圧値の少なくともいずれかを更に表示する、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】

前記焦点サイズ決定部は、前記条件決定部が決定した解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値、およびＸ線曝射時間のうちの任意の１の条件を変更し、前記待機時間がゼロとなる焦点サイズを決定する、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、設定管電流値に応じてＸ線の焦点サイズを切り替える技術がある。また、Ｘ線検出器のＸ線検出素子の小型化に伴い、通常に比してチャンネル方向や列方向の読出チャンネルピッチが短い高解像度モードや超高解像度モードが可能になっている。しかしながら、焦点サイズを設定管電流値に応じて切り替える場合、チャンネルピッチが考慮されないため、指定の解像度モードに最適な焦点サイズでＣＴ撮影することができない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－２４８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明が解決しようとする課題は、撮影条件に適した焦点サイズを決定することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を有するＸ線検出器と、前記複数のＸ線検出素子からの電気信号を、前記Ｘ線検出器の解像度モードに応じた束ね単位で束ねて収集する収集回路と、前記Ｘ線管の線量及び焦点サイズを制御する高電圧発生部と、対象ＣＴ撮影についての解像度モード、照射線量条件及びＸ線曝射時間を決定する条件決定部と、前記決定された解像度モード、照射線量条件及びＸ線曝射時間に基づいて前記対象ＣＴ撮影についての焦点サイズを決定する焦点サイズ決定部と、を具備する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、図１のＸ線管と高電圧発生器との構成を示す図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る焦点のサイズを模式的に示す図であり、陽極を陰極側から見た図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る焦点のサイズを模式的に示す図であり、陽極を側方から見た図である。

【図5】図５は、本実施形態に係るＸ線検出器のＸ線検出素子の平面図であり、超高解像度モードにおけるＸ線検出器の読出チャンネルを概念的に示す平面図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る高解像度モードにおけるＸ線検出器の読出チャンネルを概念的に示す平面図である。

【図7】図７は、本実施形態に係る通常解像度モードにおけるＸ線検出器の読出チャンネルを概念的に示す平面図である。

【図8】図８は、図１の記憶回路に記憶される時間－管電流テーブルが表す、複数の焦点サイズ各々についてのＸ線曝射継続可能時間と管電流値との関係（時間－管電流関係）を概念的に示す図である。

【図9】図９は、図１の記憶回路に記憶される横幅－管電流テーブルが表す、複数の焦点サイズ毎の管電流と横幅との関係（管電流－横幅対応関係）を概念的に示す図である。

【図10】図１０は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の典型的な処理の流れを示す図である。

【図11】図１１は、図１の演算回路により使用される撮影条件テーブルの一例を示す図である。

【図12】図１２は、実施例１の条件のもとでの時間－管電流関係を示す図である。

【図13】図１３は、実施例１の条件のもとでの管電流－横幅対応関係を示す図である。

【図14】図１４は、実施例２の条件のもとでの時間－管電流関係を示す図である。

【図15】図１５は、実施例２の条件のもとでの管電流－横幅対応関係を示す図である。

【図16】図１６は、実施例３の条件のもとでの時間－管電流関係を示す図である。

【図17】図１７は、実施例３の条件のもとでの管電流－横幅対応関係を示す図である。

【図18】図１８は、変形例に係る、焦点の横幅及び縦幅の決定アルゴリズムの手順を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。

【0008】

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台１０とコンソール１００とを有する。例えば、架台１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール１００はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台１０とコンソール１００とは互いに通信可能に接続されている。架台１０は、被検体ＰをＸ線でＣＴ撮影するための撮影機構を搭載する。コンソール１００は、架台１０を制御するコンピュータである。

【0009】

図１に示すように、架台１０は、開口が形成された略円筒形状の回転フレーム１１を有する。回転フレーム１１は、回転部とも呼ばれている。図１に示すように、回転フレーム１１には、開口を挟んで対向するように配置されたＸ線管１３とＸ線検出器１５とが取付けられている。回転フレーム１１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠である。後述するが、架台１０は、アルミ等の金属により形成されたメインフレームを有する。メインフレームは、固定部とも呼ばれている。回転フレーム１１は、当該メインフレームにより回転可能に支持されている。

【0010】

Ｘ線管１３は、Ｘ線を発生する。Ｘ線管１３は、高圧ケーブルを介して高電圧発生器１７に接続されている。高電圧発生器１７は、例えば、回転フレーム１１に取付けられている。高電圧発生器１７は、架台制御回路２９による制御に従いＸ線管１３に印加される線量（すなわち、管電圧及び管電流）及びＸ線の焦点サイズを調節する。

【0011】

図２は、本実施形態に係るＸ線管１３と高電圧発生器１７との構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線管１３は、第１の陰極１３１－１、第２の陰極１３１－２、陽極１３３、回転子１３５、第１のグリッド電極１３７－１及び第２のグリッド電極１３７－２を収容している。以下、第１の陰極１３１－１と第２の陰極１３１－２とを特に区別しないときは陰極１３１と呼び、第１のグリッド電極１３７－１と第２のグリッド電極１３７－２とを特に区別しないときはグリッド電極１３７と呼ぶことにする。第１の陰極１３１－１と第２の陰極１３１－２との各々は、例えば、細線形状を有するタングステンやニッケル等の金属により形成されるフィラメントを有する。第１の陰極１３１－１と第２の陰極１３１－２とは、ケーブル等を介して高電圧発生器１７に接続されている。第１の陰極１３１－１と第２の陰極１３１－２との各々は、高電圧発生器１７からのフィラメント加熱電流の供給を受けて発熱し熱電子を放出する。第１の陰極１３１－１と第２の陰極１３１－２とは異なる長さを有している。以下、第１の陰極１３１－１は、第２の陰極１３１－２に比して長さが長いものとする。

【0012】

陽極１３３は、タングステンやモリブデン等の重金属により形成された円盤形状を有する電極である。回転子１３５は、陽極１３３に取り付けられている。回転子１３５の軸回りの回転に伴い陽極１３３が回転する。陽極１３３と回転子１３５とは回転陽極を構成する。陰極１３１と陽極１３３との間には高電圧発生器１７により高電圧が印加される。

【0013】

グリッド電極１３７は、陰極１３１と陽極１３３との間に配置されている。グリッド電極１３７は、陽極１３３の表面における焦点のサイズを電気的又は磁気的に調節する。グリッド電極１３７は、高電圧発生器１７からの電圧の印加を受けて、陰極１３１から陽極１３３へ飛翔する熱電子の軌道を偏向し、焦点のサイズを調節する。

【0014】

図３及び図４は、焦点のサイズを模式的に示す図であり、図３は、陽極１３３を陰極１３１側から見た図であり、図４は、陽極１３３を側方から見た図である。図３及び図４に示すように、陰極１３１から放出された熱電子は、陰極１３１と陽極１３３との間に印加された管電圧により陽極１３３に向けて飛翔する。この際、グリッド電極１３７に印加されたバイアス電圧により、熱電子はビーム状に集束する。陽極１３３は、陰極１３１からの熱電子を受けて制動Ｘ線を放射する。Ｘ線が陽極１３３に衝突している部分が焦点ＦＯと呼ばれている。焦点ＦＯは、陽極１３３の回転に伴いリング状の軌跡ＦＯＯを形成する。焦点ＦＯのチャンネル方向に関する長さは横幅（幅）ＷＬに規定され、焦点ＦＯの列方向の長さは縦幅ＬＬに規定される。横幅ＷＬは、Ｘ線検出器１５のチャンネル方向に略平行するので、スライス面内の解像度に寄与する。横幅ＷＬは、グリッド電極１３７により積極的に制御される。縦幅ＬＬは、Ｘ線検出器１５の列方向に略平行するので、列方向すなわち被検体Ｐの体軸方向の解像度に寄与する。縦幅ＬＬは、グリッド電極１３７により積極的に制御される事はないが、グリッド電極１３７による横幅の制御に伴い若干変動する。

【0015】

図２に示すように、高電圧発生器１７は、架台制御回路２９による制御に従いＸ線管１３に高電圧を印加しフィラメント加熱電流を供給する。具体的には、高電圧発生器１７は、高電圧発生回路３３、フィラメント加熱回路３５、管電圧検出器３７、管電流検出器３９、管電圧制御回路４１、管電流制御回路４３、バイアス電圧発生回路４５及びバイアス電圧制御回路４７を有する。

【0016】

高電圧発生回路３３は、管電圧制御回路４１による制御に従い、Ｘ線管１３に印加される高電圧を発生する。高電圧発生回路３３と陽極１３３とは陽極側高電圧ケーブルにより接続され、高電圧発生回路３３と陰極１３１とは陰極側高電圧ケーブルにより接続されている。高電圧発生回路３３としては、変圧式Ｘ線高電圧装置、定電圧形Ｘ線高電圧装置、コンデンサ式Ｘ線高電圧装置、インバータ式Ｘ線高電圧装置等の如何なる形式にも適用可能ある。

【0017】

フィラメント加熱回路３５は、管電流制御回路４３による制御に従い、陰極１３１を加熱するための電力を発生する。フィラメント加熱回路３５としては、可変抵抗方式と高周波加熱方式との何れもが適用可能である。

【0018】

陽極側高電圧ケーブルと陰極側高電圧ケーブルとの間には管電圧検出器３７が接続されている。管電圧検出器３７は、陰極１３１と陽極１３３との間に印加された高電圧を管電圧として検出する。検出された管電圧値のデータは、管電圧制御回路４１に供給される。

【0019】

陽極側ケーブルには管電流検出器３９が接続されている。管電流検出器３９は、陰極１３１から陽極１３３に熱電子が流れることに起因して陽極側ケーブルに流れた電流を管電流として検出する。検出された管電流値のデータは、管電流制御回路４３に供給される。

【0020】

管電圧制御回路４１は、管電圧検出値と設定管電圧値との比較に基づいて高電圧発生回路３３を制御する。より詳細には、管電圧制御回路４１は、管電圧検出値を設定管電圧値に対して比較し、管電圧検出値が設定管電圧に収束するように高電圧発生回路３３をフィードバック制御する。設定管電圧値のデータは、架台制御回路２９から供給される。

【0021】

管電流制御回路４３は、管電流検出値と設定管電流との比較に基づいてフィラメント加熱回路３５を制御する。より詳細には、管電流制御回路４３は、管電流検出値を設定管電流値に対して比較し、管電流検出値が設定管電流値に収束するようにフィラメント加熱回路３５をフィードバック制御する。設定管電圧値のデータは、架台制御回路２９から供給される。

【0022】

バイアス電圧発生回路４５は、バイアス電圧制御回路４７の制御に従い第１のグリッド電極１３７－１に印加するバイアス電圧を発生する。同様に、バイアス電圧発生回路４５は、バイアス電圧制御回路４７の制御に従い第２のグリッド電極１３７－２に印加するバイアス電圧を発生する。

【0023】

バイアス電圧制御回路４７は、第１の陰極１３１－１に対応する焦点サイズと第２の陰極１３１－２に対応する焦点サイズとを選択的に調節するためにバイアス電圧発生回路４５を制御する。具体的には、バイアス電圧制御回路４７は、予め決定された第１の陰極１３１－１用の複数の焦点サイズにそれぞれ対応する複数のバイアス電圧値と第２の陰極１３１－２用の複数の焦点サイズにそれぞれ対応する複数のバイアス電圧値とをメモリ等に記憶している。架台制御回路２９から焦点サイズ情報が供給された場合、バイアス電圧制御回路４７は、当該焦点サイズに対応する陰極１３１（すなわち、第１の陰極１３１－１又は第２の陰極１３１－２）の焦点サイズに対応するバイアス電圧値をメモリ等から読み出し、読み出されたバイアス電圧値に対応する電圧をグリッド電極１３７に印加する。

【0024】

切替器４９は、フィラメント加熱回路３５を第１の陰極１３１－１と第２の陰極１３１－２との間で切替え可能に接続する。切替器４９は、架台制御回路２９による制御に従い、フィラメント加熱回路３５を第１の陰極１３１－１又は第２の陰極１３１－２に選択的に接続する。具体的には、切替器４９は、架台制御回路２９から焦点サイズ情報が供給された場合、当該焦点サイズに対応する陰極１３１とフィラメント加熱回路３５とを接続する。

【0025】

図１に示すように、回転フレーム１１は、回転駆動装置２１からの動力を受けて中心軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２１としてダイレクトドライブモータやサーボモータ等の任意のモータが用いられる。回転駆動装置２１は、例えば、架台１０に収容されている。回転駆動装置２１は、架台制御回路２９からの駆動信号を受けて回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。

【0026】

回転フレーム１１の開口にはＦＯＶが設定される。回転フレーム１１の開口内には寝台２３に支持された天板が挿入される。天板には被検体Ｐが載置される。寝台２３は、天板を移動自在に支持する。寝台２３には寝台駆動装置２５が収容されている。寝台駆動装置２５は、架台制御回路２９からの駆動信号を受けて天板を前後、昇降及び左右に移動させるための動力を発生する。寝台２３は、被検体Ｐの撮影部位がＦＯＶ内に含まれるように天板を位置決めする。

【0027】

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出器１５は、２次元湾曲面上に配列された複数のＸ線検出素子を有している。各Ｘ線検出素子は、シンチレータと光電変換素子とを有する。シンチレータは、Ｘ線を光に変換する物質により形成される。シンチレータは、入射Ｘ線を、当該入射Ｘ線の強度に応じた個数の光子に変換する。光電変換素子は、シンチレータから受けた光を増幅して電気信号に変換する回路素子である。光電変換素子としては、例えば、光電子増倍管やフォトダイオード等が用いられる。なお、Ｘ線検出素子は、上記の通りＸ線を光に変換してから検出する間接検出型でも良いし、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型であっても良い。

【0028】

Ｘ線検出器１５にはデータ収集回路１９が接続されている。データ収集回路１９は、架台制御回路２９からの指示に従い、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線の強度に応じた電気信号をＸ線検出器１５から読み出し、読み出した電気信号を、ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有する生データを収集する。この際、データ収集回路１９は、複数のＸ線検出素子からの電気信号を、Ｘ線検出器１５の解像度モードに応じた束ね単位で束ねて収集する。データ収集回路１９は、例えば、生データを生成可能な回路素子を搭載したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現される。

【0029】

図５は、本実施形態に係るＸ線検出器１５に含まれる検出素子１５１の配列を概略的に示す平面図である。図５に示すように、複数のＸ線検出素子１５１がチャンネル方向及び列方向に関して２次元的に配列される。なお、列方向は回転軸Ｚに沿う方向に規定され、チャンネル方向はＸ線検出器１５の回転軸Ｚ回りの回転方向に規定される。本実施形態に係るＸ線検出器１５は、複数のＸ線検出素子１５１は、高解像度のＸ線検出素子である。

【0030】

本実施形態に係るＸ線検出器１５は、チャンネル方向及び列方向に関するＸ線検出器１５の解像度を切替可能である。解像度モードは、超高解像度モード、高解像度モード及び通常解像度モードに区分される。超高解像度モード、高解像度モード及び通常解像度モードは、架台制御回路２９等により電気的に切り替えられる。

【0031】

超高解像度モードは、チャンネル方向及び列方向の読出チャンネル１５１ＳＨＲのピッチがＸ線検出素子１５１のピッチに等しいモードである。超高解像度モードにおいてデータ収集回路１９は、読出チャンネル１５２ＳＨＲを構成する１個のＸ線検出素子１５１の電気信号を読み出す。読み出した電気信号が１読出チャンネル１５２ＳＨＲの電気信号として処理される。

【0032】

図６は、高解像度モードにおけるＸ線検出器１５のＸ線検出素子１５１の並びを概念的に示す平面図である。図６に示すように、高解像度モードは、チャンネル方向の読出チャンネル１５１ＨＲのピッチがＸ線検出素子１５１のピッチに等しく、チャンネル方向の読出チャンネル１５１ＨＲのピッチがＸ線検出素子１５１のピッチよりも広いモードである。例えば、高解像度モードが超高解像度モードに比してチャンネル方向に関して１倍且つ列方向に関して２倍のピッチである場合、縦２×横１＝２個のＸ線検出素子１５１が一個の読出チャンネル１５２ＨＲを構成する。データ収集回路１９は、読出チャンネル１５２ＨＲを構成する２個のＸ線検出素子１５１の電気信号を束ねて（積算して）読み出す。束ね後の電気信号が１読出チャンネル１５２ＨＲの電気信号として処理される。

【0033】

図７は、通常解像度モードにおけるＸ線検出器１５のＸ線検出素子１５１の並びを概念的に示す平面図である。図７に示すように、通常解像度モードは、チャンネル方向及び列方向の読出チャンネル１５１ＮＭのピッチがＸ線検出素子１５１のピッチよりも広いモードである。例えば、通常解像度モードが超高解像度モードに比してチャンネル方向及び列方向に関して２倍のピッチである場合、縦２×横２＝４個のＸ線検出素子１５１が一個の通常解像度モードの読出チャンネル１５２ＮＭを構成する。データ収集回路１９は、読出チャンネル１５２ＮＭを構成する４個のＸ線検出素子１５１の電気信号を束ねて読み出す。束ね後の電気信号が１読出チャンネル１５２ＮＭの電気信号として処理される。

【0034】

図１に示すように、架台制御回路２９は、コンソール１００の演算回路１０１からの撮影条件に従いＸ線ＣＴ撮影を実行するために、高電圧発生器１７、データ収集回路１９、回転駆動装置２１及び寝台駆動装置２５を同期的に制御する。ハードウェア資源として、架台制御回路２９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路２９は、ＡＳＩＣやフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。

【0035】

図１に示すように、コンソール１００は、演算回路１０１、ディスプレイ１０３、入力インタフェース１０５及びメモリ１０７を有する。演算回路１０１、ディスプレイ１０３、入力インタフェース１０５及びメモリ１０７間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。

【0036】

演算回路１０１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。演算回路１０１は、各種プログラムの実行により前処理機能１１１、再構成機能１１３、画像処理機能１１５及びシステム制御機能１２３を実現する。また、演算回路１０１は、本実施形態に係る焦点サイズ決定プログラムの実行により条件決定機能１１７、焦点サイズ決定機能１１９及び待機時間計算機能１２１を実現する。

【0037】

前処理機能１１１において演算回路１０１は、架台１０から伝送された生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは、投影データとも呼ばれる。

【0038】

再構成機能１１３において演算回路１０１は、前処理後の生データに基づいて被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法や逐次近似再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。

【0039】

画像処理機能１１５において演算回路１０１は、再構成機能１１３により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、演算回路１０１は、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。

【0040】

条件決定機能１１７において演算回路１０１は、対象ＣＴ撮影についての解像度モード、照射線量条件及びＸ線曝射時間等の撮影条件を決定する。条件決定機能１１７において決定される撮影条件を入力条件と呼ぶことにする。照射線量条件は、設定線量値と被検体の体格に係る情報（以下、体格情報と呼ぶ）とのうちの少なくとも一方を含む。設定線量値は、照射線量の設定値である。設定線量値は、設定線量値という一つのパラメータにより規定されても良いし、設定管電圧値と設定管電流値との組合せにより規定されても良い。以下、設定線量値は、設定管電圧値と設定管電流値との組合せにより規定されるものとする。体格情報は、ＦＯＶの大きさ、被検体の腹囲や腹部の厚み等の被検体の体格に係る身体測定値、痩せ型や肥満型等の体格の分類情報でも良い。

【0041】

焦点サイズ決定機能１１９において演算回路１０１は、条件決定機能１１７により決定された解像度モード、照射線量条件及び体格情報に基づいて、対象ＣＴ撮影についての焦点サイズを決定する。例えば、演算回路１０１は、後述の時間－管電流テーブルを利用して、条件決定機能１１７により決定された解像度モード、設定線量値（設定管電流値及び設定管電圧値）及びＸ線曝射時間に基づいて、複数の焦点サイズの中から対象ＣＴ撮影のための焦点サイズを決定する。時間－管電流テーブルは、メモリ１０７に記憶される。なお、演算回路１０１は、上記テーブルを利用せずに焦点サイズを決定しても良い。

【0042】

待機時間計算機能１２１において演算回路１０１は、焦点サイズ決定機能１１９により決定された焦点サイズでＣＴ撮影するための待機時間を計算する。待機時間は、Ｘ線管１３が十分に冷却されるまでの時間である。

【0043】

システム制御機能１２３において演算回路１０１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の統括的に制御する。具体的には、演算回路１０１は、メモリ１０７に記憶されている制御プログラムを読み出して展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線コンピュータ断層撮影装置の各部を制御する。

【0044】

なお、前処理機能１１１、再構成機能１１３、画像処理機能１１５、条件決定機能１１７、焦点サイズ決定機能１１９、待機時間計算機能１２１及びシステム制御機能１２３は、一の基板の演算回路１０１により実装されても良いし、複数の基板の演算回路１０１により分散して実装されても良い。

【0045】

ディスプレイ１０３は、焦点サイズの設定画面やＣＴ画像等の種々のデータを表示する。具体的には、ディスプレイ１０３は、表示インタフェースに接続される。表示インタフェースは、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。表示信号は、ディスプレイ１０３に供給される。ディスプレイ１０３は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。ディスプレイ１０３としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

【0046】

入力インタフェース１０５は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力インタフェース１０５は、入力機器に接続される。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース１０５は、入力機器からの出力信号をバスを介して演算回路１０１に供給する。

【0047】

メモリ１０７は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ１０７は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、メモリ１０７は、本実施形態に係るＣＴ撮影に関する制御プログラム等を記憶する。また、メモリ１０７は、時間－管電流テーブル１４１と横幅－管電流テーブル１４３とを記憶する。時間－管電流テーブル１４１は、管電圧値とＯＬＰ（OverLoad Protection）値との組合せ毎に生成される。時間－管電流テーブルは、複数の焦点サイズ各々についてＸ線曝射継続可能時間と管電流値との関係（以下、時間－管電流関係と呼ぶ）を規定する。時間－管電流関係は、短時間定格に対応する。横幅－管電流テーブル１４３は、複数の焦点サイズ毎の管電流と横幅との関係（以下、管電流－横幅対応関係と呼ぶ）を規定する。

【0048】

図８は、時間－管電流テーブルが表す、複数の焦点サイズ各々についてのＸ線曝射継続可能時間と管電流値との関係（時間－管電流関係）を概念的に示す図である。図８の縦軸はＸ線曝射継続可能時間［ｓ］に規定され、横軸は設定電力値［ｋＷ］及び設定管電流値［ｍＡ］に規定される。具体的には、図８は、ＯＬＰ値＝「ＯＬＰ１」％且つ管電圧値［Ｖ５］ｋＶでの複数の焦点サイズ各々についてのＸ線曝射継続可能時間と管電流値との関係を示している。ＯＬＰ値は、現在Ｘ線管１３にかかっている負荷の度合いを示す。例えば、ＯＬＰ値は、Ｘ線管１３に蓄積された熱等の負荷の飽和状態を１００％としたときの、現在のＸ線管１３の負荷の状態を百分率で表した数値に規定される。短時間定格は、所与の焦点サイズ、ＯＬＰ値、設定管電圧値及び設定管電流値の下にＸ線曝射を行う場合における、飽和状態に達するまでのＸ線曝射継続時間を示す。

【0049】

上述のように、焦点のサイズのパラメータは、縦幅ＬＬと横幅ＷＬとで規定される。縦幅ＬＬは、陰極１３１に含まれるフィラメントの長さに対応し、陰極１３１－１に対応する長い縦幅（Ｌ）と、陰極１３１－２に対応する短い縦幅（Ｓ）とに分類される。横幅ＷＬは、長い陰極１３１－１の場合、長い方からＬ０、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に分類され、短い陰極１３１－２の場合、長い方からＳ０、Ｓ１及びＳ２に分類される。

【0050】

各焦点のサイズは、横［ｍｍ］×縦［ｍｍ］により規定される面積で表される。長い陰極１３１－１の焦点サイズＬｎが必ずしも短い陰極の焦点サイズＳｎよりも大きくなるように、焦点サイズが設計される必要はない。各焦点サイズの横幅と縦幅とは任意の値に設計可能である。例えば、Ｓ１の横幅とＬ３の横幅とが略同一であっても良いし、Ｓ１の横幅がＬ３の横幅に比して長くても良い。このように、本実施形態に係る焦点サイズは、横幅に関して言えば、長い焦点サイズＬｎであれば必ず短い焦点サイズＳｎよりも大きくなくても良い。短い焦点サイズであっても、長い焦点サイズよりも横幅を長く設計することも可能である。これにより、例えば、焦点サイズＬ３を選択する場合のように、面内解像度を重視しつつ列方向解像度を重視しないＣＴ撮影を行うことができる。

【0051】

なお、上記では焦点サイズはと長い陰極１３１－１と短い陰極１３１－２との各々について３種類であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、長い陰極１３１－１と短い陰極１３１－２との焦点サイズは同数でなくても良いし、長い陰極１３１－１と短い陰極１３１－２との各々の焦点サイズは２種類であっても良いし、４種類以上であっても良い。

【0052】

図９は、横幅－管電流テーブルが表す、複数の焦点サイズ毎の管電流と横幅との関係（管電流－横幅対応関係）を概念的に示す図である。図９の縦軸は所定％幅サイズ［ｍｍ］に規定され、横軸は設定管電流値［ｍＡ］に規定される。図９に示すように、焦点の横幅は、公称の焦点サイズ及び設定管電圧値（例えば、「Ｖ５」ｋＶ）の固定のもと設定管電流値を変動させた場合、設定管電流値の変動に伴い変動する。

【0053】

以下、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作例について説明する。

【0054】

図１０は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の典型的な処理の流れを示す図である。図１０に示すように、撮影条件等により構成されるスキャンプランの設定指示等を契機として演算回路１０１は、記憶回路１０７に記憶されている制御プログラムを読み出して実行し、図１０の一連の処理を開始する。

【0055】

図１０に示すように、演算回路１０１は、条件決定機能１１７を実行する（ステップＳ１）。ステップＳ１において演算回路１０１は、スキャンプランの設定対象のＣＴ撮影に関する解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値及びＸ線曝射時間等の入力条件を決定する。解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値及びＸ線曝射時間は、入力インタフェース１０５を介してユーザにより任意に選択されても良いし、所定のルールに従い他の入力条件や撮影条件に連動して自動的に決定されても良い。

【0056】

ステップＳ１が行われると演算回路１０１は、焦点サイズ決定機能１１９を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２において演算回路１０１は、ステップＳ１において決定された解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値及びＸ線曝射時間を、時間－管電流テーブル１４１に当てはめて焦点サイズを決定する。

【0057】

解像度モード、設定管電圧値、設定管電流値及びＸ線曝射時間の決定順序は如何なる順序であっても良い。典型的には、演算回路１０１は、解像度モード、設定管電圧値、設定管電流値、Ｘ線曝射時間、そして焦点サイズの順番に決定する。解像度モードに応じて設定可能な設定管電圧値、設定管電流値及びＸ線曝射時間が絞られる。具体的には、演算回路１０１は、焦点サイズを決定する際、解像度モードに応じて設定可能な設定管電圧値、設定管電流値及びＸ線曝射時間等の撮影条件が規定されたテーブル（以下、撮影条件テーブルと呼ぶ）に従い撮影条件を決定する。

【0058】

図１１は、撮影条件テーブルの一例を示す図である。解像度モードとしては、超高解像度（ＳＨＲ：Super High Resolution）、高解像度（ＨＲ：High Resolution）、通常解像度が選択可能である。一例として、超高解像度モードは、列方向の読出チャンネルのピッチが「ｎＳＬ」ｍｍであり、チャンネル方向の読出チャンネル数がｍＣＨである。ピッチ数ｎＳＬと読出チャンネル数ｍＣＨとは如何なる数値であっても良い。高解像度は、列方向の読出チャンネルピッチが超高解像度モードの倍の「２ｍＳＬ」ｍｍであり、チャンネル方向の読出チャンネル数が超高解像度モードと同数のｍＣＨである。通常解像度は、列方向の読出チャンネルピッチが超高解像度モードの倍の「２ｍＳＬ」ｍｍであり、チャンネル方向の読出チャンネル数が超高解像度モードの半数の「ｍ／２」ＣＨである。解像度モードは、例えば、ユーザにより入力インタフェース１０５を介して任意に選択される。

【0059】

図１１に示すように、超高解像度モードは、高解像度モードに比して列方向の読出チャンネルのピッチが半分である。すなわち、超高解像度モードは、列方向（すなわち、被検体Ｐの体軸方向）の解像度を重視する場合に選択される。従って、超高解像度モードが選択される場合、縦幅がより短い焦点サイズが選択されると良い。

【0060】

高解像度モードは、超高解像度モードに比して列方向の読出チャンネルのピッチが倍である。また、高解像度モードは、通常解像度モードに比してチャンネル方向の読出チャンネル数が倍である。すなわち、高解像度モードは、列方向の解像度を重視しないが、スライス面内の解像度を重視する場合に選択される。従って、高解像度モードが選択される場合、横幅がより短い焦点サイズが選択されると良い。

【0061】

通常解像度は、高解像度モードに比して列方向のピッチが同数であり、チャンネル方向の読出チャンネル数が半分である。すなわち、通常解像度モードは、面内解像度を重視しないが、スループット及びＳ／Ｎ比を重視する場合に選択される。従って通常解像度モードが選択される場合、縦幅及び横幅がより長い焦点サイズが選択されると良い。

【0062】

図１１に示すように、部位の大きさ（すなわち、ＦＯＶ）、設定管電圧値［ｋＶｐ］、設定管電流値（最大ｍＡ）及びＸ線曝射時間が、所定のルールに従い自動的に決定される、又はユーザにより入力インタフェース１０５を介して決定される。例えば、ＦＯＶ、設定管電圧値、設定管電流値及びＸ線曝射時間の順番に決定される。ＦＯＶは、例えば、小サイズＳ、中サイズＭ及び大サイズＬの中から決定される。

【0063】

図１１に示すように、設定管電圧値の候補範囲が解像度モード毎に規定される。具体的には、超高解像度モードにおいて設定管電圧値は「Ｖ５」ｋＶから「Ｖ１０」ｋＶまでの間に限定される。高解像度モードにおいてはＦＯＶに応じて設定管電圧値の候補範囲が異なる。具体的には、ＦＯＶがＳサイズの場合、設定管電圧値は「Ｖ４」ｋＶから「Ｖ１０」ｋＶまでの間に限定され、ＦＯＶがＭサイズ及びＬサイズの場合、設定管電圧値は「Ｖ５」ｋＶから「Ｖ１０」ｋＶまでの間に限定される。通常解像度モードにおいては「Ｖ３」ｋＶから「Ｖ１０」ｋＶまでの間に限定される。なお、Ｖの添字が大きいほど管電圧値が大きいことを示す。

【0064】

図１１に示すように、焦点サイズの候補が解像度モード毎に規定される。具体的には、超高解像度モードにおいては焦点サイズＳ２、Ｓ１、Ｌ３及びＬ２が候補に規定される。高解像度モードにおいては焦点サイズＳ２、Ｓ１、Ｌ３、Ｌ２及びＬ１が候補に規定される。通常解像度モードにおいては焦点サイズＳ２、Ｓ１、Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１及びＬ０が候補に規定される。

【0065】

Ｘ線曝射時間については、典型的には、解像度モードに依らず任意の時間に設定可能である。しかしながら、解像度モード等に応じてＸ線曝射時間の候補範囲が制限されても良い。

【0066】

以下、次の３つの実施例を参照しながら焦点サイズの決定方法について具体的に説明する。

【0067】

（実施例１）
実施例１は、解像度モードとして超高解像度モード、設定管電圧値「Ｖ５」ｋＶ、Ｘ線曝射時間が「Ｔｈ１」秒、出来るだけ小焦点で撮影する場合である。なお、焦点サイズの決定処理時におけるＯＬＰ値は「ＯＬＰ１」％であるとする。

【0068】

図１２は実施例１の条件のもとでの時間－管電流関係を示す図であり、図１３は実施例１の条件のもとでの管電流－横幅対応関係を示す図である。図１２に示すように、上記条件に合致する焦点サイズの候補は太線で描かれる。すなわち、超高解像度モードが選択されたので、出来るだけ小さい焦点サイズが選択される。Ｘ線曝射時間が比較的短い「Ｔｈ１」秒なので、Ｘ線曝射継続可能時間が「Ｔｈ１」秒よりも長い焦点サイズが候補に選択される。すなわち、Ｘ線曝射継続可能時間が「Ｔｈ１」秒よりも短い焦点サイズは候補から除外される。例えば、設定管電流値がＩ２とＩ３との間に決定された場合、焦点サイズはＳ１に決定されることとなる。

【0069】

（実施例２）
実施例２は、解像度モードは超高解像度モード、設定管電圧値は「Ｖ５」ｋＶ、Ｘ線曝射時間は「Ｔｈ２」秒、出来るだけ面内解像度を維持して撮影する場合である。なお、焦点サイズの決定処理時におけるＯＬＰ値は「ＯＬＰ１」％であるとする。

【0070】

図１４は実施例２の条件のもとでの時間－管電流関係を示す図であり、図１５は実施例２の条件のもとでの管電流－横幅対応関係を示す図である。図１４に示すように、上記条件に合致する焦点サイズの候補は太線で描かれる。すなわち、超高解像度モードが選択されたので、出来るだけ小さい焦点サイズが選択される。しかし、面内解像度を出来るだけ維持する条件なので、条件を満たす焦点サイズの候補のうち、横幅がより短い焦点サイズが選択される。Ｘ線曝射時間が比較的長い「Ｔｈ２」秒なので、Ｘ線曝射継続可能時間が「Ｔｈ２」秒よりも長い焦点サイズが候補に選択される。すなわち、Ｘ線曝射継続可能時間が「Ｔｈ２」秒よりも短い焦点サイズは候補から除外される。例えば、設定管電流値がＩ３に決定された場合、焦点サイズはＬ３に決定されることとなる。

【0071】

（実施例３）
実施例３は、解像度モードは高解像度モード、設定管電圧値は「Ｖ５」ｋＶ、Ｘ線曝射時間は可能な限り長い時間、出来るだけ面内解像度を維持したまま最長且つ最大限の撮影する場合である。なお、焦点サイズの決定処理時におけるＯＬＰ値は「ＯＬＰ１」％であるとする。

【0072】

図１６は実施例３の条件のもとでの時間－管電流関係を示す図であり、図１７は実施例３の条件のもとでの管電流－横幅対応関係を示す図である。図１６に示すように、上記条件に合致する焦点サイズの候補は太線で描かれる。すなわち、高解像度モードが選択されたので、出来るだけ横幅が小さい焦点サイズが選択される。Ｘ線曝射時間が可能な限り長い時間なので、Ｘ線曝射継続可能時間が最長の焦点サイズが候補に選択される。例えば、設定管電流値がＩ３に決定された場合、焦点サイズはＬ３に決定されることとなる。

【0073】

上記実施例１、２及び３によれば、ステップＳ１において決定された入力条件に最適な焦点サイズを決定することが可能になる。

【0074】

ステップＳ２が行われると演算回路１０１は、待機時間計算機能１２１を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３において演算回路１０１は、ステップＳ２において決定された焦点サイズでのＣＴ撮影を行うために必要な待機時間を計算する。

【0075】

待機時間は、上記の短時間定格に決定焦点サイズを当てはめることにより計算可能である。例えば、演算回路１０１は、上記の短時間定格に決定焦点サイズを当てはめてＸ線曝射継続可能時間を算出し、Ｘ線曝射時間とＸ線曝射継続可能時間とを比較する。Ｘ線曝射時間がＸ線曝射継続可能時間より短い場合、演算回路１０１は、待機時間がゼロであると判定する。Ｘ線曝射時間がＸ線曝射継続可能時間より長い場合、演算回路１０１は、待機時間がゼロでないと判定する。この場合、演算回路１０１は、Ｘ線曝射継続可能時間がＸ線曝射時間に一致するまでの時間を待機時間として計算する。例えば、演算回路１０１は、Ｘ線曝射継続可能時間とＸ線曝射時間との差分値に相当する時間だけＸ線曝射継続可能時間を増加させるために必要なＯＬＰ値の増減量を算出し、当該増減量にＯＬＰ値の時間変化率を乗じることにより待機時間を算出することができる。具体的には、Ｘ線曝射継続可能時間がＸ線曝射時間に一致するまでの時間が５秒、５秒に対応するＯＬＰ値の増減量が２０％、ＯＬＰ値の時間変化率が５％／ｓである場合、待機時間は、２０／５＝４ｓである。

【0076】

ステップＳ３が行われると演算回路１０１は、ディスプレイ１０３に表示処理を行わせる（ステップＳ４）。ステップＳ４においてディスプレイ１０３は、ステップＳ２で決定された焦点サイズとステップＳ３で計算された待機時間とを表示する。待機時間が表示されることにより、ユーザは、決定された焦点サイズで即時にＣＴ撮影する事が出来るか否かを判断することができる。なお、ステップＳ４においてディスプレイ１０３は、焦点サイズと共に、ステップＳ１において決定された解像度モード、設定管電圧値及び設定管電流値を表示しても良い。

【0077】

ステップＳ４が行われると演算回路１０１は、焦点サイズを変更する旨の指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ５）。例えば、緊急の患者ＰをＣＴ撮影する場合、即時にＣＴ撮影されるべきである。この場合、ユーザは、入力インタフェース１０５を介して焦点サイズの変更指示を行う。反対に、緊急の患者Ｐではなく、待機時間だけ待機することが可能な場合、ユーザは、変更指示を行わないことが考えられる。

【0078】

ステップＳ５において焦点サイズの変更指示が行われた場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、演算回路１０１は、焦点サイズ決定機能１１９を再び実行する（ステップＳ６）。ステップＳ６において演算回路１０１は、他の焦点サイズに変更する。具体的には、ステップＳ１において決定された入力条件のうちの任意の１の入力条件を妥協した、即時実施可能な焦点サイズが決定される。なお、即時実施可能とは、待機時間がゼロであることを意味する。

【0079】

演算回路１０１は、ステップＳ２において決定された焦点サイズではＸ線管１３が冷却するまでの待機時間が存在する場合、優先度の高い入力条件の値を固定しつつ、優先度の低い妥協可能な入力条件の値を変動させながら、即時実施可能な焦点サイズを探索する。妥協する入力条件としては、解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値及びＸ線曝射時間のうちの任意の入力条件でも良い。

【0080】

例えば、Ｘ線管１３が冷却するまでの待機時間が存在する場合（すなわち、待機時間がゼロでない場合）、解像度モード、設定管電流値及び設定管電圧値については固定で、Ｘ線曝射時間を短くする事が考えられる。これにより、待機時間がより少ない焦点サイズに変更することが可能になる。

【0081】

他の例としては、Ｘ線管１３が冷却するまでの待機時間が存在する場合、設定管電流値、設定管電圧値及びＸ線曝射時間については固定で、解像度の低い解像度モードに変更する事が考えられる。例えば、解像度の低い解像度モードに変更する事により、より縦幅及び横幅の大きい焦点サイズの選択を許容できるので、ひいては、待機時間がより少ない焦点サイズに変更することが可能になる。

【0082】

他の例として、Ｘ線検出器１５の列方向に関する解像度を妥協する場合が挙げられる。列方向に関する解像度が低い解像度モードに変更する事により、焦点サイズの縦幅が広がるので、陽極１３３の劣化を低減することができ、Ｘ線の連続曝射時間を伸ばすことができる。また、設定管電流値を大きくする事も可能になる。

【0083】

ステップＳ４において焦点サイズの変更指示が行われなかった場合（ステップＳ５：ＮＯ）又はステップＳ６が行われた場合、演算回路１０１は、待機時間が経過されたか否か又は焦点サイズでの撮影が即時実施可能か否かを判定する（ステップＳ７）。

【0084】

ステップＳ７において待機時間が経過されていないと判定された場合（ステップＳ７：ＮＯ）、演算回路１０１は、待機時間が経過するまで待機する。

【0085】

そしてステップＳ７において待機時間が経過されたと判定された場合又は焦点サイズでの撮影が即時実施可能であると判定された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、演算回路１０１は、架台制御回路２９にＣＴ撮影を実行させる（ステップＳ８）。ステップＳ８において架台制御回路２９は、決定された解像度モード、設定管電流値、設定管電圧値、Ｘ線曝射時間及び焦点サイズでＣＴ撮影を実行するため高電圧発生器１７、データ収集回路１９、回転駆動装置２１及び寝台駆動装置２５を制御する。これにより、ステップＳ１において決定された入力条件に適切な焦点サイズでＣＴ撮影を行う事が可能になる。

【0086】

以上により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作例の説明を終了する。

【0087】

（変形例）
なお、上記の説明において演算回路１０１は、時間－管電流テーブル１４１及び／又は横幅－管電流テーブル１４３を利用して、予め定められた複数の焦点サイズの中から、条件決定機能１１７により決定された入力条件を満足する焦点サイズを決定するとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。以下、焦点サイズの他の決定方法について説明する。

【0088】

他の決定方法において演算回路１０１は、決定された解像度モード、照射線量条件及びＸ線曝射時間等の入力条件に基づいて任意の焦点サイズを決定する。任意の焦点サイズは、予め定められた複数の焦点サイズのうちの特定の焦点サイズという意味ではなく、下記のアルゴリズムに従い決定された、焦点の横幅及び縦幅の組合せを意味する。これにより、演算回路１０１は、予め定められた焦点サイズに限定されず、入力条件に真に最適な焦点サイズを決定することができる。架台制御回路２９は、決定された横幅及び縦幅の焦点を形成するように高電圧発生器１７を制御してＣＴ撮影を実行する。これにより、入力条件に最適な焦点サイズでＣＴ撮影を実行することが可能になる。

【0089】

以下、焦点の横幅及び縦幅の決定アルゴリズムの一例について説明する。演算回路１０１は、決定され解像度モード、照射線量条件（例えば、設定管電流値及び設定管電圧値）及びＸ線曝射時間等の入力条件に最適な焦点サイズの横幅及び縦幅を決定する。

【0090】

図１８は、変形例に係る、焦点の横幅及び縦幅の決定アルゴリズムの手順を模式的に示す図である。図１８のグラフは、図８と同様、ＯＬＰ値＝「ＯＬＰ１」％且つ設定管電圧値［Ｖ５］ｋＶでのグラフであり、縦軸がＸ線曝射継続可能時間［ｓ］に規定され、横軸が設定管電流値［ｍＡ］に規定されている。グラフに作成に用いられるＯＬＰ値は、当該決定アルゴリズムの使用時における実際のＯＬＰ値が使用されても良いし、予め設定された任意のＯＬＰ値が使用されても良い。

【0091】

図１８に示すように、まず、演算回路１０１は、決定された設定管電流値ＩｔとＸ線曝射時間Ｔｔとの組み合わせに対応する点Ｐｔをグラフにプロットする。設定管電流値ＩｔとＸ線曝射時間Ｔｔとは、被検体の体格情報に応じて初期的に決定される。例えば、演算回路１０１は、体格情報各々に設定管電流値とＸ線曝射時間とを対応付けたテーブルを参照することにより、設定管電流値ＩｔとＸ線曝射時間Ｔｔとを決定する。なお、演算回路１０１は、ユーザにより入力インタフェース１０５を介して入力された管電流値とＸ線曝射時間とに従い設定管電流値ＩｔとＸ線曝射時間Ｔｔとを決定しても良い。

【0092】

演算回路１０１は、特定の焦点サイズに関する時間－管電流曲線Ｃ０を描く。時間－管電流曲線は、縦軸がＸ線曝射継続可能時間に規定され、横軸は設定管電流値に規定されたグラフの曲線である。時間－管電流曲線Ｃ０は、特定の焦点サイズによりＣＴ撮影可能な設定管電流値及びＸ線曝射継続時間の上限を示す。特定の焦点サイズは、如何なる横幅及び縦幅でも良い。例えば、図１８に示すように、特定の焦点サイズは、比較的縦幅が大きいＬ０サイズであるとする。

【0093】

次に、演算回路１０１は、解像度モードに基づいて時間－管電流曲線Ｃ０が点Ｐｔに交わるように時間－管電流曲線Ｃ０を修正する。例えば、ユーザにより高解像度モードでのＣＴ撮影が入力インタフェース１０５を介して指示された場合、演算回路１０１は、特定の焦点サイズに関する時間－管電流曲線Ｃ０に基づいて、高解像度モードに適した縦幅の焦点サイズに関する時間－管電流曲線Ｃ１をグラフに描画する。例えば、時間－管電流曲線Ｃ０が焦点サイズＬの曲線である場合、時間－管電流曲線Ｃ１として焦点サイズＭ０の曲線を描画する。なお、焦点サイズＭ０の縦幅は、Ｌサイズより短く、Ｓサイズよりは長い。焦点サイズＭ０の横幅は、設定可能な最大値である。例えば、スライスの解像度をより高くしたい、換言すれば、より薄いスライスのＣＴ画像を得たい場合、縦幅が短い焦点サイズに変更される。

【0094】

時間－管電流曲線Ｃ１が交点Ｐｔに交差する場合、曲線Ｃ１に対応する縦幅及び横幅が、対象ＣＴ撮影の焦点の縦幅及び横幅に決定される。曲線Ｃ１が交点Ｐｔに交差しない場合、焦点サイズの横幅を変更することにより、交点Ｐｔに交差するように曲線Ｃ１を修正する。例えば、曲線Ｃ１に対応する焦点サイズの横幅が暫定的に最大値に設定されている場合、演算回路１０１は、横幅を所定のステップ幅だけ短くするように曲線Ｃ１を修正する。ステップ幅は、ユーザにより入力インタフェース１０５を介して任意値に設定可能である。なお、曲線Ｃ１に対応する焦点サイズの横幅が暫定的に最小値に設定されている場合、演算回路１０１は、横幅を所定のステップ幅だけ高くするように曲線Ｃ１を修正する。曲線Ｃ１に対応する焦点サイズの横幅が暫定的に最大値及び最小値以外の値に設定されている場合、演算回路１０１は、横幅を所定のステップ幅だけ低く又は高くするように曲線Ｃ１を修正する。

【0095】

そして時間－管電流曲線Ｃｔが交点Ｐｔに交差する場合、演算回路１０１は、曲線Ｃｔに対応する縦幅及び横幅が、対象ＣＴ撮影の焦点の縦幅及び横幅に決定される。

【0096】

上記のアルゴリズムによれば、予め用意された焦点サイズに限定されず、解像度モード、照射線量条件及びＸ線曝射時間等の入力条件により適した縦幅及び横幅を有する焦点サイズを決定することができる。

【0097】

上記の通り、本実施形態によれば、Ｘ線検出器１５の解像度モードを変更可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置において、解像度モード、すなわち、チャンネル方向及び列方向の読出チャンネルのピッチを考慮して、指定の解像度モードに焦点サイズを決定する。また、本実施形態においては、長い焦点と短い焦点との各々において縦幅と横幅との組合せが異なる複数の焦点サイズを実現しているので、解像度モードに対する焦点サイズの自由度が比較的高い。よって、指定の解像度モードに最適な焦点サイズを決定することが可能になる。

【0098】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、撮影条件に適した焦点サイズを決定することができる。

【0099】

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】

【0100】

１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…高電圧発生器、１９…データ収集回路、２１…回転駆動装置、２３…寝台、２５…寝台駆動装置、２９…架台制御回路、３３…高電圧発生回路、３５…フィラメント加熱回路、３７…管電圧検出器、３９…管電流検出器、４１…管電圧制御回路、４３…管電流制御回路、４５…バイアス電圧発生回路、４７…バイアス電圧制御回路、４９…切替器、１００…コンソール、１０１…演算回路、１０３…ディスプレイ、１０５…入力インタフェース、１０７…メモリ、１１１…前処理機能、１１３…再構成機能、１１５…画像処理機能、１１７…条件決定機能、１１９…焦点サイズ決定機能、１２１…待機時間計算機能、１２３…システム制御機能、１４１…時間－管電流テーブル、１４３…横幅－管電流テーブル。

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】