(57)【要約】【課題】Ｘ線ＣＴ装置において、心拍数が比較的大きい被検体についても、被検体の心臓を低被曝で高速に高画質にて撮像する。【解決手段】被検体の心臓を含む撮像範囲ＺＲ１に対するヘリカルスキャンを、その撮像範囲ＳＲ１の一端Ｐ１１からの約半分の範囲ＳＲ１１を＋ｚ方向で行う第１のヘリカルスキャンと、その撮像範囲ＺＲ１の他端Ｐ１２からの約半分の範囲ＳＲ１２を−ｚ方向で行う第２のヘリカルスキャンとに分け、それぞれのヘリカルスキャンを心拍に同期して１心拍以内に実行する。これにより、スキャンの連続性を極力保ちつつ、スキャン中の心位相の変化をより少なくすることができる。【選択図】図６
2010125172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管およびＸ線検出器を有しており、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を用いて被検体をスキャンすることによりＸ線投影データを収集するＸ線データ収集手段と、前記収集されたＸ線投影データに基づいて画像データを再構成する再構成手段とを備えるＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線データ収集手段は、前記被検体の体軸方向に設定された撮像範囲を分割してなる複数の分割範囲の各々を、前記被検体の心拍を表す信号に同期して１心拍以内にヘリカルスキャンすることにより、前記撮像範囲の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに用いるＸ線投影データを収集しており、
前記複数の分割範囲における互いに隣接する２つの分割範囲の各々に対するヘリカルスキャンの向きは、前記体軸方向において互いに逆向きであるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記互いに隣接する２つの分割範囲の間の分割位置が前記信号の同一位相でスキャンされるタイミングにて、該２つの分割範囲をヘリカルスキャンする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記撮像範囲の所定位置が、心電波形におけるＲ波を基準としたときの心拍周期の３５％から５０％までの間または６５％から８０％までの間の所定位相に相当する位相でスキャンされるタイミングにて、前記所定位置を含む分割範囲をヘリカルスキャンする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記所定位置は前記撮像範囲の中央位置である請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記複数の分割範囲は、実質的に均等な大きさを有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記撮像範囲は、前記被検体の心臓を含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記撮像範囲の一端を含む分割範囲に対するヘリカルスキャンの向きは、前記撮像範囲の一端から他端への向きである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記互いに隣接する２つの分割範囲の一方を包含する第１の範囲と該２つの分割範囲の他方を包含する第２の範囲とを一部重複して設定し、前記第１の範囲をヘリカルスキャンして第１のＸ線投影データを収集するとともに、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして第２のＸ線投影データを収集しており、
前記再構成手段は、収集された前記第１および第２のＸ線投影データに基づいて、前記重複する範囲の位置に対応するスライスの画像データを再構成する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記互いに隣接する２つの分割範囲の一方を包含する第１の範囲と該２つの分割範囲の他方を包含する第２の範囲とを一部重複して設定し、前記第１の範囲をヘリカルスキャンして第１のＸ線投影データを収集するとともに、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして第２のＸ線投影データを収集しており、
前記再構成手段は、前記第１のＸ線投影データに基づいて前記重複する範囲の位置に対応するスライスの第１の画像データを再構成するとともに、前記第２のＸ線投影データに基づいて該スライスの第２の画像データを再構成し、前記第１および第２の画像データを用いて該スライスの第３の画像データを生成する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記互いに隣接する２つの分割範囲の一方の一部である第１の範囲と該２つの分割範囲の他方の一部である第２の範囲とを所定範囲を間に挟んで設定し、前記第１の範囲をヘリカルスキャンして所定のＸ線投影データを二分したときの一方を含むＸ線投影データを収集するとともに、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして前記所定のＸ線投影データを二分したときの他方を含むＸ線投影データを収集しており、
前記再構成手段は、収集された前記二分したときの一方と他方のＸ線投影データを用いて前記所定のＸ線投影データを生成し、該生成された所定のＸ線投影データに基づいて前記所定範囲の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記複数の分割範囲に対する各ヘリカルスキャンは、スキャン幅２０ミリメートル以上、前記体軸方向周りの回転周期を０．５秒以下、前記体軸方向における移動速度を毎秒８０ミリメートル以上とする条件により行われる請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記複数の分割範囲は、前記撮像範囲を二分割してなる第１および第２の分割範囲である請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記被検体または前記Ｘ線管およびＸ線検出器の前記体軸方向における往復移動の往路にて前記第１の分割範囲をヘリカルスキャンし、前記往復移動の復路にて前記第２の分割範囲をヘリカルスキャンする請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
前記Ｘ線データ収集手段は、前記往復移動による前記第１および第２の分割範囲に対するヘリカルスキャンを複数回繰り返し行う請求項１３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置により被検体を撮像する方法として、被検体の心拍を表す信号に同期した１回の高速なハイピッチヘリカルスキャン（high pitch helical scan）を行う方法が知られている。例えば、スキャン（scan）幅４０mm、ガントリ（gantry）回転周期０．３５秒、ヘリカルピッチ１以上のヘリカルスキャンにより被検体を撮像する。また、このとき、心臓の動きが最も穏やかになると考えられる心拍周期の７５±５％位相にて撮像範囲の中心がスキャンされるよう、所定のタイミング（timing）にてヘリカルスキャンを行う（例えば、特許文献１，図２５等参照）。
【０００３】
この方法によれば、プロスペクティブ（prospective）撮像法に見られるような被曝量が増大する問題や、マルチセグメント（multi-segment）撮像法に見られるような撮像時間が長くなる問題、バンディングアーチファクト（banding artifact）が多数発生する問題等を解消し、被検体の心臓の拍動に同期して変動する部位（心臓そのものを含む）を、低被曝で高速に高画質にて撮像することができる。
【特許文献１】特開２００７−２７５３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、１回の高速なハイピッチヘリカルスキャンにより撮像する上記の方法によれば、心拍数が比較的大きい被検体を撮像する場合に、スキャン中における心臓の変動量が大きくなり、被検体のぶれによる画質の低下が無視できないことがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、心拍数が比較的大きい被検体についても、被検体の心臓の拍動に同期して変動する部位を、低被曝で高速に高画質にて撮像することができるＸ線ＣＴ装置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】
【０００６】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線管およびＸ線検出器を有しており、前記Ｘ線管およびＸ線検出器を用いて被検体をスキャンすることによりＸ線投影データ（data）を収集するＸ線データ収集手段と、前記収集されたＸ線投影データに基づいて画像データを再構成する再構成手段とを備えるＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線データ収集手段が、前記被検体の体軸方向に設定された撮像範囲を分割してなる複数の分割範囲の各々を、前記被検体の心拍を表す信号に同期して１心拍以内にヘリカルスキャンすることにより、前記撮像範囲の各位置に対応するスライス（slice）の画像データを再構成するのに用いるＸ線投影データを収集しており、前記複数の分割範囲における互いに隣接する２つの分割範囲の各々に対するヘリカルスキャンの向きが、前記体軸方向において互いに逆向きであるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００７】
ここで、「信号に同期して」とは、その信号の特徴的な波形が検出されてから、所定時間経過後に何らかの事項を実行することを含む。
【０００８】
また、「１心拍以内」とは、１心拍周期に相当する時間内を意味する。
【０００９】
第２の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記互いに隣接する２つの分割範囲の間の分割位置が前記信号の同一位相でスキャンされるタイミングにて、該２つの分割範囲をヘリカルスキャンする上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第３の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記撮像範囲の所定位置が、心電波形におけるＲ波を基準としたときの心拍周期の３５％から５０％までの間または６５％から８０％までの間の所定位相に相当する位相でスキャンされるタイミングにて、前記所定位置を含む分割範囲をヘリカルスキャンする上記第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第４の観点では、本発明は、前記所定位置が前記撮像範囲の中央位置である上記第３の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
第５の観点では、本発明は、前記複数の分割範囲が、実質的に均等な大きさを有する上記第１の観点から第４の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１３】
第６の観点では、本発明は、前記撮像範囲が前記被検体の心臓を含む上記第１の観点から第５の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第７の観点では、本発明は、前記撮像範囲の一端を含む分割範囲に対するヘリカルスキャンの向きが、前記撮像範囲の一端から他端への向きである上記第１の観点から第６の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
第８の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記互いに隣接する２つの分割範囲の一方を包含する第１の範囲と該２つの分割範囲の他方を包含する第２の範囲とを一部重複して設定し、前記第１の範囲をヘリカルスキャンして第１のＸ線投影データを収集するとともに、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして第２のＸ線投影データを収集しており、前記再構成手段が、収集された前記第１および第２のＸ線投影データに基づいて、前記重複する範囲の位置に対応するスライスの画像データを再構成する上記第１の観点から第７の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
第９の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記互いに隣接する２つの分割範囲の一方を包含する第１の範囲と該２つの分割範囲の他方を包含する第２の範囲とを一部重複して設定し、前記第１の範囲をヘリカルスキャンして第１のＸ線投影データを収集するとともに、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして第２のＸ線投影データを収集しており、前記再構成手段が、前記第１のＸ線投影データに基づいて前記重複する範囲の位置に対応するスライスの第１の画像データを再構成するとともに、前記第２のＸ線投影データに基づいて該スライスの第２の画像データを再構成し、前記第１および第２の画像データを用いて該スライスの第３の画像データを生成する上記第１の観点から第７の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
第１０の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記互いに隣接する２つの分割範囲の一方の一部である第１の範囲と該２つの分割範囲の他方の一部である第２の範囲とを所定範囲を間に挟んで設定し、前記第１の範囲をヘリカルスキャンして所定のＸ線投影データを二分したときの一方を含むＸ線投影データを収集するとともに、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして前記所定のＸ線投影データを二分したときの他方を含むＸ線投影データを収集しており、前記再構成手段が、収集された前記二分したときの一方と他方のＸ線投影データを用いて前記所定のＸ線投影データを生成し、該生成された所定のＸ線投影データに基づいて前記所定範囲の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する上記第１の観点から第７の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
ここで、「所定のＸ線投影データ」は、例えば、前記所定範囲の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに必要なビュー角度分、例えば１８０°＋Ｘ線ビームのファン角分、あるいは３６０°分のＸ線投影データである。ヘリカルスキャンでは、一般に、収集したＸ線投影データの最初の部分と最後の部分に、単独では画像データの再構成に必要なビュー角度分に満たないＸ線投影データが含まれる。そこで、前記再構成手段が、例えば前記第１の範囲をヘリカルスキャンして収集されるＸ線投影データの最後の部分と、前記第２の範囲をヘリカルスキャンして収集されるＸ線投影データの最初の部分とを用いて、前記所定範囲の位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに必要なビュー角度分のＸ線投影データを生成する。
【００１９】
第１１の観点では、本発明は、前記複数の分割範囲に対する各ヘリカルスキャンが、スキャン幅２０ミリメートル（millimeter）以上、前記体軸方向周りの回転周期を０．５秒以下、前記体軸方向における移動速度を毎秒８０ミリメートル以上とする条件により行われる上記第１の観点から第１０の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２０】
ここで、「スキャン幅」とは、ヘリカルスキャンの回転軸上におけるＸ線ビームの体軸方向の幅である。
【００２１】
また、「回転周期を０．５秒以下」にするとは、回転周期が０．５秒であるときの速さか、それより速い速さで回転することを意味する。
【００２２】
第１２の観点では、本発明は、前記複数の分割範囲が、前記撮像範囲を二分割してなる第１および第２の分割範囲である上記第１の観点から第１１の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２３】
第１３の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記被検体または前記Ｘ線管およびＸ線検出器の前記体軸方向における往復移動の往路にて前記第１の分割範囲をヘリカルスキャンし、前記往復移動の復路にて前記第２の分割範囲をヘリカルスキャンする上記第１２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２４】
第１４の観点では、本発明は、前記Ｘ線データ収集手段が、前記往復移動による前記第１および第２の分割範囲に対するヘリカルスキャンを複数回繰り返し行う上記第１３の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、被検体の撮像範囲を複数の範囲に分割し、各分割範囲を心拍に同期して１心拍以内でヘリカルスキャンし、その際、互いに隣接する２つの分割範囲に対するヘリカルスキャンの向きを互いに逆向きにするので、撮像範囲におけるスキャンの連続性を極力保ちつつ、撮像範囲全体をより少ない心位相変化でスキャンすることができ、心拍数が比較的大きい被検体についても、被検体の心臓の拍動に同期して変動する部位を、低被曝で高速に高画質にて撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、図を参照しながら本発明にかかる実施の形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００を示すブロック(block)図である。Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール(console)１と、撮像テーブル(table)１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００２８】
操作コンソール１は、入力装置２、中央処理装置３、データ収集バッファ(buffer)５、モニタ(monitor)６、および記憶装置７を具備している。
【００２９】
入力装置２は、不図示のキーボード(keyboard)やマウス(mouse)等を有しており、操作者から種々の情報の入力を受け付ける。入力装置２は、例えば、被検体Ｈの撮像範囲、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流等のスキャン条件を設定するための情報の入力を受け付ける。
【００３０】
データ収集バッファ５は、走査ガントリ２０のデータ収集装置２５から送られてくるビュー(view)毎のＸ線投影データを収集する。なお、ここでは、ビューは、データ収集装置２５がＸ線投影データを収集するときの、ビュー方向（回転部１５の回転位置）とクレードル１２の位置との組合せとして規定する。
【００３１】
モニタ６は、ＣＲＴ(cathode ray tube)や液晶パネル(panel)等で構成されており、操作画面や断層像などを表示する。
【００３２】
記憶装置７は、ハードディスク(hard disk)やメモリ(memory)等で構成されており、各種のデータやプログラム(program)等を記憶する。
【００３３】
中央処理装置３は、被検体Ｈのスカウトスキャンやヘリカルスキャンを実施するためのスキャン制御処理を実行する。また、中央処理装置３は、入力装置２により入力されたデータや、データ収集バッファ５により収集されるＸ線投影データを記憶装置７に記憶させたり、モニタ６に操作画面や断層像等を表示させたりする。
【００３４】
撮像テーブル１０は、被検体Ｈを載置して走査ガントリ２０の開口部Ｂに出し入れするクレードル(cradle)１２を具備している。クレードル１２は、撮像テーブル１０に内蔵するモータで昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、クレードル１２の水平直線移動方向すなわち被検体Ｈの体軸方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００３５】
走査ガントリ２０は、撮像空間を含む開口部Ｂを有し、その開口部Ｂを中心に回転する回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する走査ガントリ本体２０ａとを有しており、回転部１５と走査ガントリ本体２０ａとはスリップリング(slip ring)３０を介して電気的に接続されている。
【００３６】
回転部１５には、Ｘ線管２１、Ｘ線コントローラ２２、Ｘ線コリメータ(collimator)２３、Ｘ線検出器２４、データ収集装置（ＤＡＳ）２５、および回転部コントローラ２６が搭載されている。
【００３７】
Ｘ線管２１とＸ線検出器２４とは、開口部Ｂを挟んで相対向して配置される。Ｘ線管２１は、回転陽極式であり、回転陽極上のＸ線焦点からＸ線を射出する。Ｘ線検出器２４は、Ｘ線を検出する検出素子がチャネル(channel)方向に複数配設されてなる検出器列を、スライス方向に複数有する多列検出器である。なお、これ以降、Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４をデータ収集系ともいう。
【００３８】
Ｘ線コントローラ２２は、設定されたスキャン条件によって定まるＸ線管電圧やＸ線管電流の設定値などの情報を回転部コントローラ２６から受け取り、Ｘ線管電圧やＸ線管電流がこれらの設定値となるようＸ線管２１を制御する。また、Ｘ線コントローラ２２は、回転部コントローラ２６からの制御信号によりＸ線の発生タイミング(timing)を制御する。
【００３９】
コリメータ２３は、回転部コントローラ２６からの制御信号によりその開口の位置や幅を制御する。
【００４０】
データ収集装置２５は、ビュー毎に、Ｘ線検出器２４の各検出素子の出力信号をアナログ−デジタル(analog-digital)変換して得られるデータをＸ線投影データとして収集し、データ収集バッファ５に送る。
【００４１】
回転部コントローラ２６は、回転部１５の不図示のモータ(motor)、Ｘ線コントローラ２２、コリメータ２３、データ収集装置２５などを制御する。
【００４２】
走査ガントリ本体２０ａは、回転部コントローラ２６や撮像テーブル１０を制御する制御コントローラ２９を具備する。制御コントローラ２９は、中央処理装置３からの制御信号により制御される。
【００４３】
心電計３１は、被検体Ｈに接続された不図示のセンサからの出力を基に、被検体Ｈの心拍を表す心電信号を生成する。心電計３１は、制御コントローラ２９と接続されている。これにより、制御コントローラ２９が被検体Ｈの心拍に同期したスキャン動作を可能にする。
【００４４】
なお、中央処理装置３および走査ガントリ２０は、本発明におけるＸ線データ収集手段の一例である。
【００４５】
ここで、被検体Ｈとデータ収集系との位置関係について説明する。
【００４６】
図２は、データ収集系をｘ方向に向かって見たときの図である。被検体Ｈは、クレードル１２に載置されて開口部Ｂに出し入れされる。Ｘ線管２１のＸ線焦点から射出されたＸ線は、コリメータ２３によりコーンビーム(cone beam)Ｘ線Ｘｂに整形され、Ｘ線検出器２４の検出面に向けて照射される。Ｘ線検出器２４は、被検体Ｈを透過したＸ線を検出する。回転部１５が回転すると、Ｘ線管２１、コリメータ２３およびＸ線検出器２４は、ｘｙ平面内で開口部Ｂの周りを回転する。
【００４７】
なお、ここでは、回転部１５の回転を停止させ、クレードル１２をｚ方向に移動させながら、Ｘ線管２１から低線量のＸ線を被検体Ｈに照射することにより、スカウトスキャンが実行される。また、回転部１５を回転させ、クレードル１２をｚ方向に移動させながら、Ｘ線管２１からＸ線を被検体Ｈに照射することにより、ヘリカルスキャンが実行される。
【００４８】
これより、本実施形態における心臓撮像の処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、スキャン幅（アイソセンタ（iso-center）におけるＸ線ビームのｚ方向の幅）は４０mm、ガントリ回転周期（回転部１５の回転周期）は０．３５秒／回転、クレードル１２の移動速度は１５７mm／秒、被検体Ｈの心拍数は７５回／分（心拍周期は０．８秒）、ヘリカルスキャンのヘリカルピッチは１．３７５とする。ここで、ヘリカルピッチとは、データ収集系の１回転当たりの被検体移動量Ｓを、アイソセンタにおけるＸ線ビームのｚ方向の幅すなわちスキャン幅Ｄで割った比Ｓ／Ｄである。
【００４９】
図３は、本実施形態における心臓撮像のフローチャート(flowchart)である。
【００５０】
ステップ（step）Ｓ１では、スカウトスキャン（scout scan）を実施する。具体的には、中央処理装置３からの制御信号を受信した制御コントローラ２９が、回転部コントローラ２６を介して回転部１５を制御するとともに撮像テーブル１０を制御し、上述のスカウトスキャンを実施する。これにより、被検体Ｈのスカウト像、例えば、被検体Ｈのコロナル（coronal）像あるいはサジタル（sagittal）像が得られる。被検体Ｈのスカウト像はモニタ６に表示される。
【００５１】
ステップＳ２では、撮像範囲を設定する。
【００５２】
図４は、スカウト像上に設定された撮像範囲の一例を示す図である。
【００５３】
ステップＳ２では、モニタ６に表示された被検体Ｈのスカウト像ＳＧ上において、被検体Ｈの心臓ＨＨを含むｚ方向の範囲を、操作者が入力装置２を用いて、あるいは画像認識により自動で指定する。例えば、図４に示すように、被検体Ｈのスカウト像ＳＧ上において、ｚ方向における位置Ｐ１１と位置Ｐ１２を指定する。中央処理装置３は、この指定された位置Ｐ１１から位置Ｐ１２までの範囲を撮像範囲ＺＲ１として設定する。
【００５４】
ステップＳ３では、撮像範囲の分割設定を行う。すなわち、撮像範囲ＺＲ１を複数の分割範囲を分け、各分割範囲に基づくスキャン範囲を設定する。
【００５５】
例えば、中央処理装置３が、図４に示すように、撮像範囲ＺＲ１の中央位置Ｃ１に分割位置Ｂ１を１つだけ設定して撮像範囲ＺＲ１を２分割する。すなわち、撮像範囲ＺＲ１を、撮像範囲ＺＲ１の一端の位置Ｐ１１から分割位置Ｂ１までの範囲である第１の分割範囲ＢＲ１１と、撮像範囲ＺＲ１の他端の位置Ｐ１２から分割位置Ｂ１までの範囲である第２の分割範囲ＢＲ１２とに分ける。
【００５６】
そして、第１の分割範囲ＢＲ１１を包含する第１のスキャン範囲と第２の分割範囲ＢＲ１２を包含する第２のスキャン範囲とを一部重複して設定する。ここでは、図４に示すように、位置Ｐ１１から分割位置Ｂ１を位置Ｐ１２側に僅かに超える位置Ｐ１３までの範囲を第１のスキャン範囲ＳＲ１１に設定し、位置Ｐ１２から分割位置Ｂ１を位置Ｐ１１側に僅かに超える位置Ｐ１４までの範囲を第２のスキャン範囲ＳＲ１２に設定する。つまり、第１のスキャン範囲ＳＲ１１と第２のスキャン範囲ＳＲ１２とは、分割位置Ｂ１を含む微小な範囲ＴＲ１で重複する。この重複する範囲ＴＲ１の幅は、被曝低減の観点から、スライス数枚分の厚さ程度が好適であり、ここでは一例として、スライス１枚分の厚さ程度にする。
【００５７】
これにより、第１のスキャン範囲ＳＲ１１と第２のスキャン範囲ＳＲ１２とをそれぞれヘリカルスキャンすることにより、撮像範囲ＺＲ１の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りるＸ線投影データが全体として収集される。
【００５８】
ステップＳ４では、撮像範囲ＺＲ１における基準位置（所定位置）と、その基準位置をスキャンするときの目標心位相（所定位相）を設定する。例えば、まず、中央処理装置３が、制御コントローラ２９を介して心電計３１の心電信号を得て被検体Ｈの心電波形を観測し、心拍周期Ｐを算出する。次に、中央処理装置３が、操作者から入力装置２を介して入力された情報に基づいて、撮像範囲ＺＲ１における基準位置Ｋ１と、この基準位置Ｋ１に対する目標心位相ＴＰ１を設定する。
【００５９】
基準位置Ｋ１および目標心位相ＴＰ１に特に制限はないが、目標心位相ＴＰ１としては、心臓の収縮期または拡張期に相当する心位相が好適である。例えば、心電波形におけるＲ波を基準としたときの、心拍周期Ｐの３５％〜５０％の間または心拍周期Ｐの６５％〜８０％の間の心位相がよい。なお、目標心位相ＴＰ１は心時相として設定してもよい。
【００６０】
ここでは、基準位置Ｋ１を中央位置Ｃ１に設定し、目標心位相ＴＰ１を、Ｒ波を基準としたときの心拍周期Ｐの７５％±５％に設定する。
【００６１】
ステップＳ５，Ｓ６では、第１のスキャン範囲ＳＲ１１を、撮像範囲ＺＲ１の一端の位置Ｐ１１から他端の位置Ｐ１２への向きにヘリカルスキャンする第１のヘリカルスキャンと、第２のスキャン範囲ＳＲ１２を、撮像範囲ＺＲ１の他端の位置Ｐ１２から一端の位置Ｐ１１への向きにヘリカルスキャンする第２のヘリカルスキャンとを実行する。なお、第１のヘリカルスキャンを実行するときには、Ｘ線管２１が例えば図  の第１の移動範囲ＸＲ１１を相対移動するように行う。また、第２のヘリカルスキャンを実行するときには、Ｘ線管２１が例えば図  の第２の移動範囲ＸＲ１２を相対移動するように行う。
【００６２】
ステップＳ５では、例えば、中央処理装置３が、制御コントローラ２９を介して回転部コントローラ２６を制御し、回転部１５の回転速度を制御する。次に、中央処理装置３は、制御コントローラ２９を介して心電計３１の心電信号を得る。そして、中央処理装置３は、第１のヘリカルスキャンを実行する際に、基準位置Ｋ１（＝分割位置Ｂ１＝中央位置Ｃ１）を目標心位相ＴＰ１にてスキャンするのに必要な条件として、クレードル１２の移動を開始する第１の移動開始位置Ｍ１１および第１の移動開始心位相Ｊ１１を、クレードル１２の助走（加速）に要する時間と距離を考慮して逆算する。また、第２のヘリカルスキャンを実行する際に、基準位置Ｋ１を目標心位相ＴＰ１にてスキャンするのに必要な条件として、クレードル１２の移動を開始する第２の移動開始位置Ｍ１２および第２の移動開始心位相Ｊ１２を、クレードル１２の助走に要する時間と距離を考慮して逆算する。
【００６３】
中央処理装置３は、制御コントローラ２９を介して撮像テーブル１０を制御し、クレードル１２を第１の移動開始位置Ｍ１１に移動させる。そして、心電波形を観測しつつ、操作者からのスキャン開始の指令に応答して、所定の待機時間経過後である第１の移動開始心位相Ｊ１１にてクレードル１２の移動を−ｚ方向に開始する。そして、制御コントローラ２９が、中央処理装置３からの制御を受けて、回転部コントローラ２９およびＸ線コントローラ２２を介してＸ線管２１を制御し、Ｘ線の照射タイミングを制御することにより、第１のヘリカルスキャンを実行する。これにより、重複範囲ＴＲ１を含む第１のスキャン範囲ＳＲ１１の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りる第１のＸ線投影データＰＤ１１を収集する。
【００６４】
なお、第１のヘリカルスキャンを実行する際、この後実行される第２のヘリカルスキャンのことを考え、クレードル１２は、第１のヘリカルスキャンが終了しても直ちに移動を止めず、先に逆算した第２の移動開始位置Ｍ１２まで移動させる。
【００６５】
ステップＳ６では、例えば、中央処理装置３が、心電信号を得つつ、所定の待機時間経過後である第２の移動開始心位相Ｊ１２にてクレードル１２の移動を＋ｚ方向に開始する。そして、制御コントローラ２９が、中央処理装置３からの制御を受けて、回転部コントローラ２９およびＸ線コントローラ２２を介してＸ線管２１を制御し、Ｘ線の照射タイミングを制御することにより、第２のヘリカルスキャンを実行する。これにより、重複範囲ＴＲ１を含む第２のスキャン範囲ＳＲ１２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りる第２のＸ線投影データＰＤ１２を収集する。
【００６６】
なお、第２のヘリカルスキャンを実行する際、この後実行される可能性のある次の第１のヘリカルスキャンのことを考え、クレードル１２は、第２のヘリカルスキャンが終了しても直ちに移動を止めず、第１の移動開始位置Ｍ１１まで移動させる。
【００６７】
図５は、本実施形態の心臓撮像における心電信号と第１および第２のヘリカルスキャンとの関係の一例を示す図である。
【００６８】
ステップＳ５，Ｓ６における第１および第２のヘリカルスキャンは、例えば、図５に示すような関係を持って実行される。図５では、横軸を時間ｔとして、心電計３１により得られる心電波形ＨＷと、心電波形ＨＷのＲ波に同期した心拍同期信号ＨＢと、ヘリカルスキャンのオンオフ（on/off）状態ＳＣと、クレードル１２の移動速度ＴＶとの時間変化を示している。
【００６９】
クレードル１２は、既に第１のヘリカルスキャンにおける第１の移動開始位置Ｍ１１に停止している。この状態で、スキャン開始の指令を受けると、クレードル１２は、所定の心拍同期信号ｔｒ１から、最新の平均心拍周期Ｔｈ１（例えば、直近の４心拍周期の平均）を基に算出された待機時間Ｔｔｗ１の経過後である時刻Ｔｋｓ１にて、−ｚ方向に移動を開始する。クレードル１２は所定の加速度で加速し、心拍同期信号ｔｒ１から待機時間Ｔｓｗ１経過後である時刻Ｔｓｓ１にて、一定速度−Ｖ１に達する。それと同時に、時刻Ｔｓｓ１にて、ヘリカルスキャンのオンオフ状態ＳＣはオンになり、第１のヘリカルスキャンを開始する。そして、第１のヘリカルスキャンを開始してから時間Ｔｓ１経過後の時刻Ｔｓｅ１にて、ヘリカルスキャンのオンオフ状態ＳＣはオフになり、第１のヘリカルスキャンを終了する。これにより、重複範囲ＴＲ１を含む第１のスキャン範囲ＳＲ１１の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りる第１のＸ線投影データＰＤ１１が収集される。
【００７０】
その後もクレードル１２は、−Ｖ１の速度で移動し続け、時刻Ｔｇｓ１にて減速し始め、時刻Ｔｇｅ１にて完全に停止する。これにより、クレードル１２は、第２の移動開始位置Ｍ１２となる。
【００７１】
クレードル１２は、第１のヘリカルスキャンが終了した直後の心拍同期信号ｔｒ３から、最新の平均心拍周期Ｔｈ１を基に算出された待機時間Ｔｔｗ２の経過後である時刻Ｔｋｓ２にて、第１のヘリカルスキャンとは逆向きである＋ｚ方向に移動を開始する。クレードル１２は所定の加速度で加速し、心拍同期信号ｔｒ３から待機時間Ｔｓｗ２経過後である時刻Ｔｓｓ２にて、一定速度＋Ｖ１に達する。それと同時に、時刻Ｔｓｓ２にて、ヘリカルスキャンのオンオフ状態ＳＣはオンになり、第２のヘリカルスキャンを開始する。そして、第２のヘリカルスキャンを開始してから時間Ｔｓ２経過後の時刻Ｔｓｅ２にて、ヘリカルスキャンのオンオフ状態ＳＣはオフになり、第２のヘリカルスキャンを終了する。これにより、重複範囲ＴＲ１を含む第２のスキャン範囲ＳＲ１２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りる第２のＸ線投影データＰＤ１２が収集される。
【００７２】
その後もクレードル１２は、＋Ｖ１の速度で移動し続け、時刻Ｔｇｓ２にて減速し始め、時刻Ｔｇｅ２にて完全に停止する。これにより、クレードル１２は、第１の移動開始位置Ｍ１１に戻る。
【００７３】
ステップ７では、撮像範囲全体の画像を生成する。
【００７４】
図６は、第１および第２のＸ線投影データと撮像範囲全体の画像との対応関係の一例を示す図である。
【００７５】
第１および第２のＸ線投影データＰＤ１１，ＰＤ１２は、例えば、図６の上段に示すような模式図として表すことができる。ここで、横軸は撮像範囲ＺＲ１の一端の位置Ｐ１１をゼロ基準としたときのｚ方向の座標ｚ（座標１つ分は実空間１mmに相当する）であり、縦軸はビュー角度方向θ（Ｘ線管２１のｙ方向の座標が最大となるときのビュー角度方向を０°方向とする）である。
【００７６】
この例において、撮像範囲ＺＲ１はｚ座標が０から１２０までの範囲であり、撮像範囲ＺＲ１の一端の位置Ｐ１１はｚ座標が０である位置に対応し、撮像範囲ＺＲ１の他端の位置Ｐ１２はｚ座標が１２０である位置に対応する。また、分割位置Ｂ１は撮像範囲ＺＲ１の中央位置Ｃ１と同じ位置であり、ｚ座標が６０である位置に対応する。
【００７７】
また、第１の移動範囲ＸＲ１１は、ｚ座標が−２０から８０までの範囲であり、第２の移動範囲ＸＲ１２は、ｚ座標が１４０から４０までの範囲である。
【００７８】
図６の上段において、第１のヘリカルスキャンによる第１のＸ線投影データＰＤ１１は、スキャン幅Ｄを４０mmとしたとき、ｚ座標の幅４０の線分を右斜め方向に向かって直線移動したときの軌跡部分として表すことができる。同様に、第２のヘリカルスキャンによる第２のＸ線投影データＰＤ１１は、スキャン幅Ｄを４０mmとしたとき、ｚ座標の幅４０の線分を左斜め方向に向かって直線移動したときの軌跡部分として表すことができる。
【００７９】
画像データを再構成するには、少なくとも１８０°＋α（Ｘ線ビームのファン角）のビュー角度分のＸ線投影データが必要である。従って、第１のＸ線投影データＰＤ１１は、例えば、図６の上段に示すように、縦の幅がビュー角度方向θの１８０°＋α分に相当するＸ線投影データｕが、第１のスキャン範囲ＳＲ１１、すなわち位置Ｐ１１から位置Ｐ１３までの範囲において確保されるようなＸ線投影データとして表される。同様に、第２のＸ線投影データＰＤ１２は、例えば、図６の上段に示すように、Ｘ線投影データｕが、第２のスキャン範囲ＳＲ１２、すなわち位置Ｐ１２から位置Ｐ１４までの範囲において確保されるようなＸ線投影データとして表される。なお、ここでは、第１および第２のヘリカルスキャンは、スキャン開始時のビュー角度方向θを０°として実行している。
【００８０】
中央処理装置３は、このような第１および第２のＸ線投影データＰＤ１１，ＰＤ１２に基づいて、撮像範囲ＺＲ１内の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。
【００８１】
例えば、第１のＸ線投影データＰＤ１１に基づいて、位置Ｐ１１から位置Ｐ１３までの範囲の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するとともに、第２のＸ線投影データＰＤ１２に基づいて、位置Ｐ１２から位置Ｐ１４までの範囲の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。そして、これら２つの範囲の重複範囲ＴＲ１の位置に対応するスライスの画像データについては、第１のＸ線投影データＰＤ１１に基づいて再構成された当該スライスの画像データと、第２のＸ線投影データＰＤ１２に基づいて再構成された当該スライスの画像データとを平均化処理することにより、当該スライスの最終的な画像データを生成する。なお、ここでの平均化処理は、例えば、対応する画素の画素値同士の平均値をその画素の新たな画素値とする処理である。
【００８２】
また、例えば、第１のＸ線投影データＰＤ１１と第２のＸ線投影データＰＤ１２とを合成処理して新たなＸ線投影データを生成し、この新たなＸ線投影データに基づいて、撮像範囲ＺＲ１の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。なお、ここでの合成処理は、例えば、ｚ座標の位置に応じた加重加算係数による加重加算処理である。これにより、重複するビューのＸ線投影データにおいて、ＳＮ比を向上させ、画質をよりよくすることも可能になる。
【００８３】
中央処理装置３は、上記のような処理により、例えば、図６の下段に示すような撮像範囲ＺＲ１全体の画像Ｇ１を生成する。この画像Ｇ１は、撮像範囲ＺＲ１内の各位置に対応するスライスの画像をｙ方向に投影して得られた画像である。
【００８４】
なお、第１のヘリカルスキャンにおける心位相Ｐｈ１１は、Ｘ線管２１が第１の移動範囲ＸＲ１１を相対移動する間に、例えば、図６の下段に示すように、１心拍以内である心拍周期Ｐの１１％〜９１％で変化する。また、第２のヘリカルスキャンにおける心位相Ｐｈ１２は、Ｘ線管２１が第２の移動範囲ＸＲ１２を相対移動する間に、例えば、図６の下段に示すように、１心拍以内である心拍周期Ｐの１１％〜９１％で変化する。
【００８５】
従って、画像Ｇ１は、撮像範囲ＳＲ１の両端から中央に向かう各位置に対応する心位相が、例えば、心拍周期Ｐの２７％〜７５％で変化するような画像となる。また、画像Ｇ１は、第１のＸ線投影データＰＤ１１から得られる画像と第２のＸ線投影データＰＤ１２から得られる画像とが中央位置Ｃ１付近において滑らかに繋がり、バンディングアーチファクトが抑制される。
【００８６】
以上、このような本実施形態によれば、被検体の撮像範囲を２つの範囲に分割し、第１の分割範囲を包含する第１のスキャン範囲と第２の分割範囲を包含する第２のスキャン範囲とを一部重複するよう設定し、第１および第２のスキャン範囲をそれぞれ心拍に同期して１心拍以内でヘリカルスキャンし、その際、この２つのスキャン範囲に対するヘリカルスキャンの向きを互いに逆向きにするので、撮像範囲におけるスキャンの連続性を極力保ちつつ、撮像範囲全体をより少ない心位相変化でスキャンすることができ、心拍数が比較的大きい被検体についても、被検体の心臓の拍動に同期して変動する部位を、低被曝で高速に高画質にて撮像することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、基準位置Ｋ１である中央位置Ｃ１が同一位相でスキャンされるタイミングにて、第１および第２のヘリカルスキャンを実行している。これにより、第１のヘリカルスキャンから得られる画像と第２のヘリカルスキャンから得られる画像とのつなぎ目のずれを抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、上記の同一位相を、心電波形におけるＲ波を基準としたときの心拍周期の３５％から５０％までの間または６５％から８０％までの間の所定位相に相当するものとしている。これにより、第１のヘリカルスキャンから得られる画像と第２のヘリカルスキャンから得られる画像とのつなぎ目のずれをさらに抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、分割位置Ｂ１は、撮像範囲ＺＲ１の中央位置Ｃ１の位置である。これにより、撮像範囲ＺＲ１全体を最も少ない心位相変化でスキャンすることができる。
【００９０】
また、本実施形態では、第１のヘリカルスキャンの向きは、撮像範囲ＺＲ１の一端の位置Ｐ１１から他端の位置Ｐ１２への向きであり、第２のヘリカルスキャンの向きは、撮像範囲ＺＲ１の他端の位置Ｐ１２から一端の位置Ｐ１１への向きである。これにより、第１および第２のヘリカルスキャンを実行する際に、被検体Ｈの移動を効率よく行うことができる。
【００９１】
また、上記の実施形態では、被検体Ｈが載置されたクレードル１２のｚ方向における往復移動の往路にて第１のヘリカルスキャンを実行し、この往復移動の復路にて第２のヘリカルスキャンを実行している。これにより、被検体Ｈが載置されたクレードル１２の移動方向の無駄な切換えがなく、被検体の連続的な撮像を高速に行うことができる。
【００９２】
（第２の実施形態）
本実施形態では、図７に示すように、撮像範囲ＺＲ２の中央位置Ｃ２に分割位置Ｂ２を１つだけ設定して撮像範囲ＺＲ２を２分割する。すなわち、撮像範囲ＺＲ２を、撮像範囲ＺＲ２の一端の位置Ｐ２１から分割位置Ｂ２までの範囲である第１の分割範囲ＢＲ２１と、撮像範囲ＺＲ２の他端の位置Ｐ２２から分割位置Ｂ２までの範囲である第２の分割範囲ＢＲ２２とに分ける。
【００９３】
次に、第１の分割範囲ＢＲ２１の一部である第１のスキャン範囲と第２の分割範囲ＢＲ２２の一部である第２のスキャン範囲とを所定範囲ＴＲ２を間に挟んで設定する。ここでは、図７に示すように、位置Ｐ２１から分割位置Ｂ２に達する前の位置Ｐ２３までの範囲を第１のスキャン範囲ＳＲ２１に設定し、位置Ｐ２２から分割位置Ｂ１に達する前の位置Ｐ２４までの範囲を第２のスキャン範囲ＳＲ２２に設定する。つまり、第１のスキャン範囲ＳＲ２１と第２のスキャン範囲ＳＲ２２とは、位置Ｐ２３から位置Ｐ２４までの範囲である所定範囲ＴＲ２を間に挟んで並ぶ。この所定範囲ＴＲ２の設定可能な大きさは、スキャン条件によって異なるが、ここでは一例としてスライス２０〜３０枚分の厚さ程度にする。
【００９４】
なお、第１のスキャン範囲ＳＲ２１は、ヘリカルスキャンしたときに、所定範囲ＴＲ２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに必要なビュー角度分のＸ線投影データ（所定のＸ線投影データ）を二分したときの一方を含むＸ線投影データが収集される範囲として設定する。また、第２のスキャン範囲ＳＲ２２は、ヘリカルスキャンしたときに、上記所定のＸ線投影データを二分したときの他方を含むＸ線投影データが収集される範囲として設定する。画像データを再構成するのに必要なビュー角度分は、例えば１８０°＋Ｘ線ビームのファン角分、あるいは３６０°分のＸ線投影データである。
【００９５】
次に、第１のスキャン範囲ＳＲ２１をヘリカルスキャンして第１のＸ線投影データＰＤ２１を収集するとともに、第２のスキャン範囲ＳＲ２２をヘリカルスキャンして第２のＸ線投影データＰＤ２２を収集する。これにより、所定範囲ＴＲ２を含む撮像範囲ＺＲ２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りるＸ線投影データが全体として収集される。なお、第１のヘリカルスキャンを実行するときには、Ｘ線管２１が例えば図７の第１の移動範囲ＸＲ２１を相対移動するように行う。また、第２のヘリカルスキャンを実行するときには、Ｘ線管２１が例えば図７の第２の移動範囲ＸＲ２２を相対移動するように行う。
【００９６】
そして、第１のＸ線投影データＰＤ２１に基づいて第１のスキャン範囲ＳＲ２１の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するとともに、第２のＸ線投影データＰＤ２２に基づいて第２のスキャン範囲ＳＲ２２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。また、第１のＸ線投影データＰＤ２１に含まれる上記二分したときの一方のＸ線投影データと、第２のＸ線投影データＰＤ２２に含まれる上記二分したときの他方のＸ線投影データとを用いて、所定範囲ＴＲ２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに必要なビュー角度分のＸ線投影データを生成し、生成された当該Ｘ線投影データに基づいて、所定範囲ＴＲ２の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。
【００９７】
図８は、本実施形態における第１および第２のＸ線投影データと撮像範囲全体の画像との対応関係の一例を示す図である。
【００９８】
第１および第２のＸ線投影データＰＤ２１，ＰＤ２２は、例えば、図８の上段に示すような模式図として表すことができる。ここで、横軸は撮像範囲ＺＲ２の一端の位置Ｐ２１をゼロ基準としたときのｚ方向の座標ｚ（座標１は実空間１mmに相当する）であり、縦軸はビュー角度方向θ（Ｘ線管２１のｙ方向の座標が最大となるときのビュー角度方向を０°方向とする）である。撮像範囲ＺＲ２はｚ座標が０から１２０の範囲であり、撮像範囲ＺＲ２の一端の位置Ｐ２１はｚ座標が０の位置に対応し、撮像範囲ＺＲ２の他端の位置Ｐ２２はｚ座標が１２０の位置に対応し、撮像範囲ＺＲ２の中央位置Ｃ２はｚ座標が６０の位置にそれぞれ対応する。
【００９９】
また、第１の移動範囲ＸＲ２１は、ｚ座標が−２０から７３までの範囲であり、第１のＸ線投影データＰＤ２１のみで画像データを再構成できる範囲は、ｚ座標が０から５３までの範囲である。また、第２の移動範囲ＸＲ２２は、ｚ座標が１４０から４７までの範囲であり、第２のＸ線投影データＰＤ２２のみで画像データを再構成できる範囲は、ｚ座標が１２０から６６までの範囲である。そして、第１のＸ線投影データＰＤ２１のみ、または第２のＸ線投影データＰＤ２２のみでは画像データを再構成できない範囲ＴＲ２は、ｚ座標が５３から６６までの範囲である。
【０１００】
画像データを再構成するには、少なくとも１８０°＋α（Ｘ線ビームのファン（fan）角）のビュー角度分のＸ線投影データが必要である。従って、第１のＸ線投影データＰＤ２１は、例えば、図８の上段に示すように、縦の幅がビュー角度方向θの１８０°＋α分に相当するＸ線投影データｕが、ｚ座標が０から５３までの範囲において確保されるようなＸ線投影データとして表される。同様に、第２のＸ線投影データＰＤ２２は、例えば、図８の上段に示すように、Ｘ線投影データｕが、ｚ座標が１２０から６６までの範囲において確保されるようなＸ線投影データとして表される。なお、ここでは、第１のヘリカルスキャンは、スキャン開始時のビュー角度方向θを１２０°として実行しており、第２のヘリカルスキャンは、スキャン開始時のビュー角度方向θを０°として実行している。
【０１０１】
中央処理装置３は、このような第１および第２のＸ線投影データＰＤ２１，ＰＤ２２に基づいて、撮像範囲ＺＲ２内の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。
【０１０２】
第１のＸ線投影データＰＤ２１のうち、位置Ｐ２１から−ｚ方向側の三角部分ＴＤ２１１と、位置Ｑ２１から＋ｚ方向側の三角部分ＴＤ２１２とは、画像データを再構成するのに不十分なビュー角度分のＸ線投影データである。また、第２のＸ線投影データＰＤ２２のうち、位置Ｐ２２から＋ｚ方向側の三角部分ＴＤ２２１と、位置Ｑ２２から−ｚ方向側の三角部分ＴＤ２２２とは、画像データを再構成するのに不十分なビュー角度分のＸ線投影データである。これら三角部分のＸ線投影データは、それぞれ単独では画像データの再構成に寄与しない。
【０１０３】
しかし、三角部分ＴＤ２１２と三角部分ＴＤ２２２とはｚ方向において一部重複しており、これらを組み合わせることにより、範囲ＴＲ２内の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りるビュー角度分のＸ線投影データを新たに生成することができる。
【０１０４】
そこで、本実施形態では、これら両方の三角部分ＴＤ２１２とＴＤ２２２の一部同士を組み合わせて、範囲Ｒ２３内の各位置に対応するスライスの画像データを再構成するのに足りるビュー角度分のＸ線投影データｕ′を新たに生成する。そして、新たに生成されたＸ線投影データｕ′に基づいて、範囲Ｒ２３内の各位置に対応するスライスの画像データを再構成する。なお、ｚ座標が０から５３までの範囲内の各位置に対応するスライスの画像データは、第１のＸ線投影データＰＤ２１のうち三角部分ＴＤ２１１，ＴＤ２１２を除く部分に基づいて再構成する。同様に、ｚ座標が１２０から６６までの範囲内の各位置に対応するスライスの画像データは、第２のＸ線投影データＰＤ２２のうち三角部分ＴＤ２２１，ＴＤ２２２を除く部分に基づいて再構成する。
【０１０５】
中央処理装置３は、上記のような処理により、例えば、図８の下段に示すような撮像範囲ＺＲ２全体の画像Ｇ２を生成する。この画像Ｇ２は、撮像範囲ＺＲ２内の各位置に対応するスライスの画像をｙ方向に投影して得られた画像である。
【０１０６】
なお、第１のヘリカルスキャンにおける心位相Ｐｈ２１は、Ｘ線管２１が第１の移動範囲ＸＲ２１を相対移動する間に、例えば、図８の下段に示すように、１心拍以内である心拍周期Ｐの１１％〜８３％で変化する。また、第２のヘリカルスキャンにおける心位相Ｐｈ２２は、Ｘ線管２１が第２の移動範囲ＸＲ２２を相対移動する間に、例えば、図８の下段に示すように、１心拍以内である心拍周期Ｐの１１％〜８３％で変化する。このように、第１の実施形態と比較して、第１および第２の移動範囲が短くなった分だけ、心位相の変化範囲も小さくなる。
【０１０７】
従って、画像Ｇ２は、撮像範囲ＺＲ２の両端から中央に向かう各位置に対応する心位相が、例えば、心拍周期Ｐの２７％〜７５％で変化するような画像となる。また、画像Ｇ２は、第１のＸ線投影データＰＤ２１から得られる画像と第２のＸ線投影データＰＤ２２から得られる画像とが中央位置Ｃ２付近において滑らかに繋がり、バンディングアーチファクトが抑制される。
【０１０８】
ちなみに、撮像範囲ＺＲ２の両端から中央に向かう各位置に対応する心位相の変化範囲は、第１の実施形態と比較すると、一見変化がないように見える。しかし、実は、中央位置Ｃ２付近の画像データは、三角部分ＴＤ２１２とＴＤ２２２の一部同士を組み合わせて生成したＸ線投影データｕ′を基に再構成しているので、再構成に用いるＸ線投影データに対応する心位相の変化幅は、第１の実施形態のときより小さい。
【０１０９】
このような実施形態によれば、単独では画像の再構成に寄与しないＸ線投影データを有効利用して無駄なＸ線投影データを少なくし、第１および第２のスキャン範囲ＳＲ２１，ＳＲ２２を小さくすることができ、被検体Ｈの撮像範囲ＺＲ２をより少ない被曝量で撮像することができる。
【０１１０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
【０１１１】
上記の実施形態では、撮像範囲を２分割した場合を例に述べたが、３分割、４分割等、３分割以上で分割してもよい。この場合にも、互いに隣接する２つの分割範囲の各々に対するヘリカルスキャンの向きは、ｚ方向において互いに逆向きとなるようにする。さらに好適には、各分割範囲は実質的に均等な大きさを有するようにする。これにより、各分割位置で心位相のずれが発生し難くなり、また、各分割範囲を順次ヘリカルスキャンするときの被検体またはＸ線管およびＸ線検出器のｚ方向の相対移動を効率よく行うことができる。
【０１１２】
上記の実施形態では、心臓撮像を例に述べたが、これに限らない。すなわち、撮像範囲は心臓を含む範囲に限定されず、心臓の拍動に同期して変動する部分を含む範囲であればいかなる範囲であってもよい。このような心臓の拍動に同期して変動する部分も、心臓の動きと共に移動するため、断層像においてその移動に伴うアーチファクトが生じ易く、同様の効果を発揮する。例えば、心臓の表面には心筋に栄養を与えるための２本の冠状動脈が走っており、この冠状動脈は、心臓の表面で心臓の動きと共に大きく移動する。そのため、本発明は、特に冠状動脈の撮像にも効果を発揮する。
【０１１３】
また、上記の実施形態では、造影剤を注入していない被検体Ｈを撮像しているが、もちろん、本発明は、造影剤が注入された被検体Ｈを撮像する造影撮像に適用できる。
【０１１４】
また、上記の実施形態では、撮像テーブル１０が移動するヘリカルスキャンの場合を述べたが、逆に走査ガントリ２０が被検体の体軸方向に移動するようなＸ線ＣＴ装置でも本発明を適用できる。
【０１１５】
また、上記の実施形態では、心拍に同期したヘリカルスキャンを実行するために、心電計３１により生成された心電信号を用いているが、心拍に同期した他の信号、例えば脈拍計により生成される信号等を用いてもよい。
【０１１６】
また、上記の実施形態では、被検体Ｈの撮像を１回だけ行っているが、クレードル１２の往復移動とともに第１および第２のヘリカルスキャンを複数回連続的に行うことにより被検体Ｈの撮像を連続的に行い、被検体Ｈの時系列的な画像を取得するようにしてもよい。この場合、クレードル１２の往復移動すなわち被検体Ｈの往復移動を無駄なく行うことができるので効率的である。
【０１１７】
また、上記の実施形態では、一般的なヘリカルスキャンの場合を述べたが、スキャン中にヘリカルピッチが変化する可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルスキャンの体軸方向の向きを繰り返し切り換えながら被検体を連続的にスキャンするヘリカルシャトルスキャンの場合も同様に効果を出すことができる。
【０１１８】
また、上記の実施形態では、走査ガントリ２０が傾斜していない場合で書かれているが、走査ガントリ２０が傾斜した、いわゆるチルト・スキャンの場合でも同様な効果を出すことができる。
【０１１９】
また、上記の実施形態では、撮像範囲の分割位置を、その撮像範囲の中央位置付近としているが、もちろん撮像範囲内の他の位置付近としてもよい。また、撮像範囲の分割位置は、設定された撮像範囲に基づいて自動で設定してもよいし、操作者からの指定により設定してもよい。
【０１２０】
また、上記の実施形態では、第１のヘリカルスキャンの向きを撮像範囲の一端から他端への向きとし、第２のヘリカルスキャンの向きをその他端から一端の向きとしているが、それぞれ向きを逆にしてもよい。すなわち、第１のヘリカルスキャンの向きを撮像範囲の他端から一端への向きとし、第２のヘリカルスキャンの向きをその一端から他端の向きとしてもよい。
【０１２１】
また、上記の実施形態では、第１および第２のヘリカルスキャンにおいて、スキャン幅を４０mm、ガントリ回転周期を０．３５秒／回転、クレードル１２の移動速度を１５７mm／秒としている。しかし、第１および第２のヘリカルスキャンにおいて、スキャン幅を２０mm以上、ガントリ回転周期を０．５秒以下、クレードル１２の移動速度を８０mm／秒以上とすれば、本発明の効果は十分発揮できる。
【０１２２】
また、上記の実施形態では、被検体の心拍数に関係なく同一のスキャン方法を用いているが、被検体の心拍数に応じてスキャン方法を変えるようにしてもよい。例えば、心拍数が所定のしきい値以下のときには、従来の１回のハイピッチヘリカルスキャンによる方法（特許文献１にて提案されている方法）を用い、心拍数が上記所定のしきい値を超えるときには、ヘリカルスキャンを２回に分けて実行する上記の実施形態による方法を用いる。  また、上記の実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置を元に書かれているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置または他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置、Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置装置などでも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の一実施形態であるＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】データ収集系をｘ方向に向かって見たときの図である。
【図３】心臓撮像のフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における撮像範囲、分割範囲およびスキャン範囲の一例を示す図である。
【図５】心臓撮像における心電信号と第１および第２のヘリカルスキャンとの関係の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態における第１および第２のＸ線投影データと撮像範囲全体の画像との対応関係の一例を示す図である。
【図７】第２の実施形態における撮像範囲、分割範囲およびスキャン範囲の一例を示す図である。
【図８】第２の実施形態における第１および第２のＸ線投影データと撮像範囲全体の画像との対応関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  Ｘ線ＣＴ装置
１  操作コンソール
２  入力装置
３  中央処理装置
５  データ収集バッファ
６  モニタ
７  記憶装置
１０  撮像テーブル
１２  クレードル
２０  走査ガントリ
２０ａ  走査ガントリ本体
２１  Ｘ線管
２２  Ｘ線コントローラ
２３  Ｘ線コリメータ
２４  Ｘ線検出器
２５  データ収集装置
２６  回転部コントローラ
２９  制御コントローラ
３０  スリップリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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