(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線ビームを照射するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から照射されたＸ線ビームを前記被検体の体軸方向に成形するコリメータと、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生装置及び前記コリメータと対向するように配置されたＸ線検出器と、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器とを回転させるガントリ回転部とを有し、このガントリ回転部の回転と前記被検体の体軸方向に指定された範囲とで規定される円筒形の撮影範囲を撮影するＸ線ＣＴ装置において、
前記撮影範囲の両端の存在する、前記ガントリ回転部を回転させながら前記被検体に対して相対的に移動させて撮影するヘリカルスキャンの開始領域及び終了領域において、それ以外の領域よりも前記体軸方向のＸ線ビームの幅が小さくなるように前記コリメータを制御するコリメータ制御部と、
前記ヘリカルスキャンの開始領域及び終了領域について、前記撮影範囲の前記被検体への被曝量を低減するための前記コリメータ制御部によるコリメータの第１の制御を行う被曝低減モードと、前記撮影範囲の断層像の画質を良くするための前記コリメータ制御部によるコリメータの第２の制御を行う画質優先モードとを設定する撮影条件設定部と、
前記撮影条件設定部によって設定されたモードに基づくヘリカルスキャンによって得られる投影データに基づいて前記断層像を再構成する画像再構成部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 
【請求項２】
前記被曝低減モードは、前記Ｘ線発生装置が前記撮影範囲の始点からｗ／２の範囲又は終点からｗ／２の範囲に位置する際に、前記円筒形の中心軸で前記体軸方向の端に相当する位置に前記Ｘ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
但し、ｗは前記円筒形の中心軸における前記Ｘ線検出器に入るＸ線ビームの最大幅。 
【請求項３】
前記画質優先モードは、前記Ｘ線発生装置が前記撮影範囲の始点からｗ／２の範囲又は終点からｗ／２の範囲に位置する際に、前記円筒形の外周で前記体軸方向の端に相当する位置に前記Ｘ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
但し、ｗは前記円筒形の中心軸における前記Ｘ線検出器に入るＸ線ビームの最大幅。 
【請求項４】
前記被曝低減モードにおける第１の制御は、前記Ｘ線発生装置が前記撮影範囲の始点からｗ／２の範囲又は終点からｗ／２の範囲に位置する際に、前記円筒形の中心軸で前記体軸方向の端に相当する位置に前記Ｘ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射されるような制御であり、
前記画質優先モードにおける第２の制御は、前記Ｘ線発生装置が前記撮影範囲の始点からｗ／２の範囲又は終点からｗ／２の範囲に位置する際に、前記円筒形の外周で前記体軸方向の端に相当する位置に前記Ｘ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射されるような制御である
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。 
但し、ｗは前記円筒形の中心軸における前記Ｘ線検出器に入るＸ線ビームの最大幅。 
【請求項５】
前記被曝低減モードは前記撮影範囲の断層像を画像再構成する上で十分なＸ線投影データが得られないミッシングコーン領域を含み、前記画質優先モードは前記ミッシングコーン領域を含まないことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記撮影条件設定部は、前記被検体の体軸方向の形状変化をスカウト像から得ることで、前記体軸方向の位置に応じて前記被曝低減モード又は前記画質優先モードを設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
さらに、前記ガントリ回転部を前記体軸方向に傾ける傾斜制御部を備え、 
前記コリメータ制御部は、前記ガントリ回転部を前記体軸方向に傾けた状態で前記コリメータを制御することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の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）装置におけるヘリカル方式のスキャンなどにおいて、被曝低減の撮影か画質優先の撮影かを選択可能なＸ線ＣＴ装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線コリメータを制御しないＸ線ＣＴ装置はヘリカル方式のスキャンにおいては、被検体の体軸方向（ｚ方向）の撮影範囲をスキャンした場合に開始時及び終了時に画像再構成に使用しない無駄被曝の領域が発生していた。このコリメータ制御を行わない場合を図１４に示す。ヘリカル方式のスキャンのＸ線ビーム領域は、撮影領域ＸＡと無駄被曝領域ＦＡとを含む両側に円錐が形成された円筒状となる。また、断層像の画像再構成に投影データが足りないミッシングコーン領域ＭＡが存在する。なお、図１４（ａ）においてはガントリ回転部のｘｙ平面内の回転動作は省いて書いているが、実際はｚ軸を中心に回転している。
【０００３】
このため、特許文献１に示すように、ヘリカル方式のスキャン時の患者被曝を低減し、Ｘ線投影データ収集の効率向上を実現するコリメータ制御方法、及びそのようなコリメータ制御を行うＸ線ＣＴ装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−０５１２３３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、特許文献１では、患者被曝を低減しＸ線投影データ収集の効率を向上させることはできるが、速度が一定のヘリカル方式のスキャンの開始時点と終了時点とで断層像の画像再構成する上でＸ線投影データが十分に得ることができず画質が低減する場合があった。すなわち、断層像の画像再構成する上で十分なＸ線投影データが得られないミッシングコーン領域ＭＡが発生していた。
【０００５】
Ｘ線ＣＴ装置の検出器はｚ方向により拡大する傾向にあり、それに伴いＸ線コーンビームＣＢのコーン角がより広くなりつつある。また、画像再構成時にＸ線投影データが欠如するミッシングコーン領域ＭＡもより広くなる傾向である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ヘリカル方式のスキャンを行う際に、Ｘ線コリメータを制御することでＸ線ビームを制御し被曝低減を図るとともに、撮影部位又は目的に応じて被曝低減を優先するスキャンと画質を優先するスキャンとを選択できるＸ線ＣＴ装置を提供することで上記課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の観点のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線ビームを照射するＸ線発生装置と、Ｘ線発生装置から照射されたＸ線ビームを体軸方向に成形するコリメータと、被検体を挟んでＸ線発生装置及びコリメータと対向するように配置されたＸ線検出器と、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを回転させるガントリ回転部とを有し、このガントリ回転部の回転と被検体の体軸方向に指定された範囲とで規定される円筒形の撮影範囲を撮影する。
そしてＸ線ＣＴ装置は、コリメータを制御するコリメータ制御部と、コリメータ制御部が体軸方向に成形されたＸ線ビームを制御することにより、撮影範囲の被検体への被曝量を低減する被曝低減モードと撮影範囲の断層像の画質を良くする画質優先モードとを設定する撮影条件設定部と、ガントリ回転部を回転させながら被検体に対して相対的に移動させて得られる投影データに基づいて断層像を再構成する画像再構成部と、を備える。
この第１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、ヘリカル方式のスキャンにおいて、Ｘ線コリメータ制御を行うことで、被検体の部位又は診断用途などに応じて、画質優先モードと被曝低減モードＲＸとを設定することができる。このため、操作者は被検体の被曝低減が実現でき、また被曝と断層像の画質との最適化を行うことができる。
【０００８】
第２の観点のＸ線ＣＴ装置において、被曝低減モードは、Ｘ線発生装置が撮影領域の始点からｗ／２の範囲又は終点からｗ／２の範囲に位置する際に、円筒形の中心軸で体軸方向の端に相当する位置にＸ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射される。但し、ｗは円筒形の中心軸におけるＸ線検出器に入るＸ線ビームの最大幅である。
この第２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、図６に示すように始点（Ｚ０）からｗ／２の範囲（Ｚ０＋ｗ／２）又は終点（Ｚ１）からｗ／２の範囲（Ｚ１−ｗ／２）で円筒形の中心軸上で体軸方向の端に相当する位置、つまり交点Ｃ０又は交点Ｃ１にＸ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射される。したがって被検体の被曝を低減することができる。
【０００９】
第３の観点のＸ線ＣＴ装置において、画質優先モードは、Ｘ線発生装置が撮影領域の始点からｗ／２の範囲又は終点からｗ／２の範囲に位置する際に、円筒形の外周で体軸方向の端に相当する位置にＸ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射される。但し、ｗは円筒形の中心軸におけるＸ線検出器に入るＸ線ビームの最大幅である。
この第３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、図７に示すように始点（Ｚ０）からｗ／２の範囲（Ｚ０＋ｗ／２）又は終点（Ｚ１）からｗ／２の範囲（Ｚ１−ｗ／２）で円筒形の外周上で体軸方向の端に相当する位置、つまり交点Ａ０又は交点Ａ１にＸ線ビームの体軸方向の端が通るようにＸ線ビームが照射される。したがって撮影領域内には断層像を画像再構成するためのＸ線投影データにミッシングコーン領域がないので、撮影領域内の断層像は画質の劣化なく画像再構成を行える。
【００１０】
第４の観点のＸ線ＣＴ装置は、被曝低減モードは撮影範囲の断層像を画像再構成する上で十分なＸ線投影データが得られないミッシングコーン領域を含み、画質優先モードはミッシングコーン領域を含まない。
上記第４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、図６と図７とを比べて理解できるように、被曝低減モードがミッシングコーン領域を含んでいるのに対して、画質優先モードが撮影領域にミッシングコーン領域を含んでいない。この２つのモードを有しているため被検体に画質の観点からも被爆の観点からも最適な撮影条件を設定できる。
【００１１】
第５の観点のＸ線ＣＴ装置は、画像再構成部は、Ｘ線発生装置のＸ線焦点位置と断層像を構成する各画素を通るＸ線ビームとを考慮した三次元逆投影処理を行う。
この第５の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、特にＸ線検出器幅がｚ方向に幅広い場合は、ヘリカル方式のスキャンでは三次元画像再構成を用いる。三次元画像再構成においては、Ｘ線焦点位置と断層像との各画素を通るＸ線ビームが多列Ｘ線検出器のどの検出器チャネルに当たるかを図３に示すように求めることができる。この時に、図６又は図７に示したように、必要な領域まで真のＸ線投影データがあれば三次元画像再構成処理により撮影領域において、三次元領域の隅々まで正しく画像再構成が行える。
【００１２】
第６の観点のＸ線ＣＴ装置において、撮影条件設定部は、被検体の体軸方向の形状変化をスカウト像から得ることで、体軸方向の位置に応じて被曝低減モード又は画質優先モードを設定する。
上記第６の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、スカウト像から被曝低減モード又は画質優先モードを設定できる。たとえば図９（ｃ）に示すようなヘリカル方式のスキャンのｚ軸範囲の両端に存在するスキャン開始又はスキャン終了の領域において、各ｚ方向の位置のｚ方向変化指標が閾値ＴＨを超えている場合に、つまり被検体のｚ方向の形状変化が大きい場合に画質優先モードＱＩにし、閾値ＴＨ以下の場合につまり被検体のｚ方向の形状変化が小さい場合に被爆低減モードにする。このようにして、被検体に画質の観点からも被爆の観点からも最適な撮影条件を設定できる。
【００１３】
第７の観点のＸ線ＣＴ装置のコリメータ制御部はガントリ回転部と被検体との相対的な体軸方向の位置に応じて、コリメータをフィードフォワード制御する。
この第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線ビーム領域を最適な位置に制御するために、体軸方向の位置に応じてフィードフォワード制御を行うことでＸ線コリメータ制御を設定値になるように最適に行い、Ｘ線ビーム領域を最適に制御できる。
【００１４】
第８の観点のＸ線ＣＴ装置のコリメータ制御部はＸ線検出器の出力値を用いて、コリメータをフィードバック制御する。
この第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線ビーム領域を最適な位置に制御するために、Ｘ線検出器の出力値を用いて、Ｘ線ビーム領域のｚ方向幅を設定値になるようにフィードバック制御を行うことで、Ｘ線ビーム領域を最適に制御できる。
【００１５】
第９の観点のＸ線ＣＴ装置は、さらに、ガントリ回転部を体軸方向に傾ける傾斜制御部を備え、コリメータ制御部がガントリ回転部を体軸方向に傾けた状態でコリメータを制御する。
この第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、図１１又は図１２に示す傾斜ヘリカルスキャンにおいても同様に、被曝低減モードＲＸ又は画質優先モードでＸ線コリメータ制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＸ線ＣＴ装置はヘリカル方式のスキャンにおいてＸ線コリメータを制御することにより、被曝低減又は画質の最適化を図り、より効率的な撮影条件を設定できるＸ線ＣＴ装置を実現する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜Ｘ線ＣＴ装置１００の全体構成＞
図１は、本発明の実施例にかかるＸ線ＣＴ装置１００の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１８】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付けるキーボード又はマウスなどの入力装置２と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で収集したＸ線検出器データを収集するデータ収集部５とを具備している。さらに、操作コンソール１は、Ｘ線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ６と、プログラムやＸ線検出器データや投影データやＸ線断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。撮影条件の入力はこの入力装置２から入力され、記憶装置７に記憶する。撮影テーブル１０は、被検体ＨＢを乗せて走査ガントリ２０の開口部に出し入れするクレードル１２を具備している。クレードル１２は撮影テーブル１０に内蔵するモータで昇降及びｚ方向に直線移動する。
【００１９】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線制御部２２と、多列Ｘ線検出器２４と、データ収集装置（ＤＡＳ：Data Acquisition System）とを具備している。Ｘ線管２１と被検体ＨＢとの間には、コリメータ２３、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８及びＸ線フィルタ３１が配置されている。さらに、走査ガントリ２０は、被検体ＨＢの体軸の回りに回転するＸ線管２１など有する回転部１５の回転制御を行う回転部制御部２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りするガントリ制御部２９とを具備している。Ｘ線制御部２２はＸ線管２１へのＸ線管電流ｍＡを制御する。
【００２０】
ビーム形成Ｘ線フィルタ２８は撮影中心である回転中心に向かうＸ線ビームを多くし、周辺部でＸ線量を少なくするフィルタである。このため、円形又は楕円形に近い被検体ＨＢの体表面の被曝を少なくできるようになっている。
【００２１】
走査ガントリ傾斜制御部２７は、走査ガントリ２０はｚ方向の前方及び後方に±約３０度程度傾斜できる。走査ガントリ傾斜制御部２７は、Ｘ線データ収集中に走査ガントリ２０を傾斜させた傾斜角度データを、ガントリ制御部２９を介して操作コンソール１の中央処置装置３に取り込んだり、ガントリ制御部２９を介してデータ収集装置（ＤＡＳ）２５のＸ線投影データに付加させたりすることもできる。
【００２２】
Ｘ線コリメータ制御部３９はガントリ制御部２９と接続されており、一対のＸ線コリメータ２３をそれぞれｚ軸方向に移動させ、Ｘ線ビームのｚ方向の照射領域を制御する。なお、Ｘ線コリメータ２３は、円筒型コリメータでもよく板状コリメータであってもよい。
【００２３】
中央処理装置３は、前処理部３３、画像再構成部３４、撮影条件設定部３５及びデュアルエネルギー画像再構成部３６を有している。
【００２４】
前処理部３３は、データ収集装置２５で収集された生データに対して、チャネル間の感度不均一を補正し、またＸ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正するＸ線量補正等の前処理を実行し、ビームハードニング処理を行う。
【００２５】
画像再構成部３４は、前処理部３３で前処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）がなされて、それに再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、画像再構成部３４は、再構成関数Ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体ＨＢの体軸方向（Ｚ軸方向）ごとに断層像（ｘｙ平面）を求める。画像再構成部３４は、この断層像を記憶装置７に記憶させる。
【００２６】
撮影条件設定部３５は、スカウト像ＳＣより各部位ごとの変化量や撮影目的を考慮することで被曝低減モードＲＸ及び画質優先モードＱＩを自動的に設定する。
【００２７】
デュアルエネルギー画像再構成部３６は、低いＸ線管電圧ｋＶ１の投影データＲＥ１及び高いＸ線管電圧ｋＶ２の投影データＲＥ２から、所定物質（原子）の分布に関連したＸ線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成する。デュアルエネルギー撮影の断層像として、水等価画像、脂肪等価画像、造影剤等価画像又は骨等価画像を得ることができる。
【００２８】
＜Ｘ線ＣＴ装置１００の動作フローチャート＞
図２は、本実施例のＸ線ＣＴ装置１００についての動作の概要を示すフローチャートである。
ステップＰ１では、被検体ＨＢをクレードル１２に乗せ、位置合わせを行う。ここでは、クレードル１２の上に乗せられた被検体ＨＢは各部位の基準点に走査ガントリ２０のスライスライト中心位置を合わせる。そして、スカウト像収集を行う。スカウト像撮影では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを固定させ、クレードル１２を直線移動させながらＸ線検出器データのデータ収集動作を行う。ここでは、スカウト像ＳＣは通常０度，９０度のビュー角度位置で撮影する。図２中の右側は、０度で胸部付近を撮影したスカウト像ＳＣの例である。このスカウト像ＳＣ上から断層像の撮影位置を計画できる。
【００２９】
ステップＰ２では、操作者はスカウト像ＳＣ上に撮影する断層像の位置、大きさを表示させながら撮影条件設定を行う。また撮影条件設定部３５は、前記被検体の体軸方向の形状変化をスカウト像から得て、前記被曝低減モードと前記画質優先モードとを切り換えて設定できる。スカウト像ＳＣ中に示した点線は、断層像画像の位置である。本実施例ではヘリカル方式のスキャンとして、ヘリカルスキャン、可変ヘリカルスキャン、又はヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。
【００３０】
ヘリカルスキャンとは、ガントリ回転部１５が一定速度で回転しながらクレードル１２を一定速度で移動させ、Ｘ線投影データを収集する撮影方法である。いわゆるヘリカルピッチＨＰが一定のスキャンである。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ガントリ回転部１５が一定速度で回転しながらクレードル１２を加速、減速させ、Ｘ線投影データを収集する撮影方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にガントリ回転部１５を回転させながらクレードル１２を加速・減速させて、ｚ軸の正方向又は負方向に往復移動させてＸ線投影データを収集するスキャン方法である。断層像の撮影条件設定においては、Ｘ線制御部２２の自動露出機構を用いることにより、被検体ＨＢの被曝を最適化することもできる。以下の説明では、ヘリカルスキャン、可変ヘリカルスキャン、又はヘリカルシャトルスキャンをここに区別せずヘリカル方式のスキャンとして説明する。
【００３１】
ヘリカルピッチＨＰとは、Ｘ線多列検出器の１列分の幅Ｄｄと１回転あたりのクレードル１２の移動距離Ｃｄとの比であり、ＨＰ＝Ｃｄ／Ｄｄで求めることができる。すなわち、ヘリカルピッチ１の場合はガントリ回転部１５が１回転すると、クレードル１２がＸ線多列検出器の１列分の幅だけ移動することになる。可変ヘリカルピッチにおいてはクレードル１２の移動距離Ｃｄが加速、減速により変化するため、同時にヘリカルピッチＨＰも変動する。
【００３２】
ステップＰ３ないしステップＰ９では、断層像撮影を行う。ステップＰ３において、Ｘ線データ収集を行う。ここでヘリカルスキャンによってデータ収集を行う場合には、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを被検体ＨＢの回りに回転させ、かつ、撮影テーブル１０上のクレードル１２を直線移動させながら、Ｘ線検出器データのデータ収集動作を行う。そして、ビュー角度ｖｉｅｗと、検出器列番号ｊと、チャネル番号ｉとで表すＸ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）（ｊ＝１〜ＲＯＷ，ｉ＝１〜ＣＨ）にｚ軸座標の位置情報Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）を付加させる。このようにヘリカルスキャンにおいては、一定速度の範囲のＸ線検出器データ収集を行う。このｚ軸座標の位置情報はＸ線投影データ（Ｘ線検出器データ）に付加させても良いし、また別ファイルとしてＸ線投影データと関連付けて用いても良い。ヘリカルシャトルスキャン時にＸ線投影データを三次元画像再構成する場合に、このｚ軸座標の位置情報は用いられる。
【００３３】
ステップＰ４では、前処理部３３がＸ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して前処理を行い、投影データに変換する。具体的には、オフセット補正を行い、対数変換を行い、Ｘ線線量補正を行い、そして感度補正を行う。
ステップＰ５では、前処理部３３がビームハードニング補正を行う。ここでは、前処理した投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ビームハードニング補正を行う。この時、検出器のｊ列ごとに独立したビームハードニング補正を行うことができるため、撮影条件で各ガントリ回転部１５の管電圧が異なっていれば、列ごとの検出器のＸ線エネルギー特性の違いを補正できる。本実施例では、被検体ＨＢのプロファイル面積、楕円率などに応じて、ビームハードニング補正の処理を変更する。
【００３４】
ステップＰ６において、画像再構成部３４はｚフィルタ重畳処理を行う。ここでは、ビームハードニング補正した投影データＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ｚ軸方向（列方向）のフィルタをかけるｚフィルタ重畳処理を行う。すなわち、各ビュー角度における前処理後、ビームハードニング補正した投影データＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対し、たとえば列方向フィルタサイズが５列のフィルタをかける。
【００３５】
ステップＰ７において、画像再構成部３４は再構成関数重畳処理を行う。すなわち、Ｘ線投影データを周波数領域に変換するフーリエ変換（Fourier Transform）を行い、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。
ステップＰ８において、画像再構成部３４は三次元逆投影処理を行う。ここでは、再構成関数重畳処理した投影データＤ３（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。画像再構成する画像はｚ軸に垂直な面である。以下の再構成領域はｘｙ平面に平行なものとする。
【００３６】
ステップＰ９において、画像再構成部３４は後処理を行う。逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）に対して画像フィルタ重畳、ＣＴ値変換などの後処理を行い、断層像を得る。
ステップＰ１０において、モニタ６は画像再構成した断層像を表示する。断層像の例として、図２の右側に断層像ＴＭを示す。
【００３７】
上記のステップＰ８においての三次元逆投影処理はコーンビームＣＢを用いたヘリカル方式のスキャンにおいての画像再構成時に重要な処理方法となる。
図３（ａ），図３（ｂ）は再構成領域上のラインをＸ線透過方向への投影を示す概念図である。その図３（ａ）はｘｙ平面、図３（ｂ）はｙｚ平面を示している。
【００３８】
三次元逆投影処理は、たとえば、図３（ａ）に示すように、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域を再構成領域Ｐとし、ｙ＝０のｘ軸に平行な画素列Ｌ０，ｙ＝６３の画素列Ｌ６３，ｙ＝１２７の画素列Ｌ１２７，ｙ＝１９１の画素列Ｌ１９１，ｙ＝２５５の画素列Ｌ２５５，ｙ＝３１９の画素列Ｌ３１９，ｙ＝３８３の画素列Ｌ３８３，ｙ＝４４７の画素列Ｌ４４７，ｙ＝５１１の画素列Ｌ５１１を列にとる。図３（ｂ）はこれらの画素列をｙｚ平面で表示した場合である。そして、図３（ｃ）はこれらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１をＸ線透過方向に投影したラインＴ０〜Ｔ５１１を示している。投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）は画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データを抽出することで得ることができる。ただし、ｘ，ｙは断層像の各画素（ｘ，ｙ）に対応する。
【００３９】
Ｘ線透過方向は、幾何学的位置によりＸ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）のｚ座標ｚ（ｖｉｅｗ）がクレードル１２の位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）としてＸ線検出器データに添付されるため、正確に求めることができる。
【００４０】
さらに、三次元逆投影処理は、投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）にコーンビーム再構成加重加算係数を乗算することで投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を作成する。このコーンビーム再構成加重加算係数はコーン角アーチファクトを低減することができる。
次に、三次元逆投影処理は、あらかじめクリアしておいた逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に、投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）の全ビューの対応画素を加算する。
【００４１】
以上の三次元逆投影処理は、図３（ａ）に示すように画像再構成領域Ｐを５１２×５１２画素の正方形として説明したものであるが、直径５１２画素の円形の領域としてもよい。
【００４２】
図４はＸ線管２１と多列Ｘ線検出器２４との幾何学的配置を示す鳥瞰図である。Ｘ線管２１は、コーンビームと呼ばれるＸ線ビームＣＢを発生する。なお、コーンビームＣＢの中心軸方向がｙ方向に平行なときを、ビュー角度０度とする。Ｘ線管２１のＸ線焦点から放射されたＸ線ビームは、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８によって、再構成領域Ｐの中心ではより多くのＸ線が照射され、再構成領域Ｐの周辺部ではより少ないＸ線が照射される。その後、撮影範囲ＸＡに存在する被検体にＸ線が吸収され、その被検体を透過したＸ線が多列Ｘ線検出器２４でＸ線検出器データとして収集される。
【００４３】
また、Ｘ線管２１のＸ線焦点から放射されたＸ線ビームは、Ｘ線コリメータ制御部３９によりＸ線コリメータ２３が位置制御され、断層像のスライス厚方向に制御される。つまり、回転中心のｚ軸においてＸ線ビーム幅が制御される。そして、回転中心のｚ軸近辺に存在する被検体にＸ線が吸収され、その被検体を透過したＸ線は多列Ｘ線検出器２４でＸ線検出器データとして収集される。
【００４４】
Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とが回転し被検体と相対的に移動することでヘリカル方式のスキャンを行うことができ、その際の撮影領域ＸＡは図４に示すようにＺ方向に始点Ｚ０から終点Ｚ１まで延びた円筒形で示すことができる。ヘリカル方式のスキャン開始時には、Ｘ線管２１から放射されたＸ線ビームと撮影領域ＸＡの中心軸にもなるｚ軸とは交点Ｃ０で交わり、ヘリカル方式のスキャン終了時には、Ｘ線管２１から放射されたＸ線ビームと撮影領域ＸＡのｚ軸とは交点Ｃ１で交わる。また、ヘリカル方式のスキャン開始時には、Ｘ線管２１から放射されたＸ線ビームと撮影領域ＸＡの円形状の外周とは交点Ａ０で交わり、ヘリカル方式のスキャン終了時には、Ｘ線管２１から放射されたＸ線ビームと撮影領域ＸＡの円形状の外周とは交点Ａ１で交わる。
【実施例１】
【００４５】
＜部位又は検査目的で制御モードを選択＞
本実施例は、スカウト像ＳＣより操作者が各部位ごとの変化量や撮影目的を考慮することで被曝低減モードＲＸ及び画質優先モードＱＩを選択する撮影計画を立てることができる実施例を示す。この制御モードの選択できる撮影計画はヘリカル方式のスキャンで有効である。また、被曝低減モードＲＸは無駄被曝領域ＦＡとミッシングコーン領域ＭＡと（図１４を参照）が少ない被曝低減を優先した制御モードであり、画質優先モードＱＩはミッシングコーン領域ＭＡが撮影範囲ＸＡに発生しない制御モードである。
【００４６】
たとえば、操作者はスカウト像ＳＣで本スキャンの撮影領域ＸＡを設定するに際し、その開始位置（始点Ｚ０）又は終了位置（終点Ｚ１）付近のｚ方向の変化が著しい肩部や骨の構造の入り組んでいる脳底部などでアーチファクトが発生しやすいため、画質優先モードＱＩを選択する。また、操作者は開始位置又は終了位置付近で放射線感受性の高い水晶体、生殖腺などを含む場合においては被曝低減モードＲＸを選択することで、より最適な撮影条件の設定を行うことができる。
【００４７】
被曝低減モードＲＸ又は画質優先モードＱＩはＸ線コリメータ２３を制御することで実現することができる。その制御方法を下記に示す。
図５はヘリカル方式のスキャンにおいての被曝低減モードＲＸのフローチャートを示す。図６は被曝低減モードＲＸにおけるＸ線コリメータ２３の動作図である。図７は画質優先モードＱＩにおけるＸ線コリメータ２３の動作図である。なお図６及び図７に示すＣ０、Ｃ０、Ａ０及びＡ１は、図４で示した交点Ｃ０、交点Ｃ０、交点Ａ０及び交点Ａ１と同じである。
【００４８】
図５のステップＰ２１において、Ｘ線コリメータ制御部３９は進行方向（右側）のＸ線コリメータ２３を開く。Ｘ線コリメータ制御部３９は図６（ａ）に示すようにＸ線管２１及び多列Ｘ線検出器２４の回転中心（ｚ軸）が、撮影範囲ＸＡ［Ｃ０，Ｃ０＋ｗ／２］にいる間でＸ線ビーム開口幅ｗ（撮影範囲ＸＡの中心軸における多列Ｘ線検出器２４に投影されるＸ線ビームの最大幅）のＸ線ビームの右側半分ｗ／２を開くようにＸ線コリメータ２３を制御する。
【００４９】
ステップＰ２２において、ガントリ制御部２９は本スキャンを開始し、クレードル１２を図６中の左側に移動しながらＸ線データ収集を行う。
【００５０】
ステップＰ２３において、Ｘ線コリメータ制御部３９はクレードル１２の速度ｖ（ｔ）を考慮しながらＸ線コリメータ２３を徐々に左側へ開く。Ｘ線コリメータ制御部３９は、図６（ｂ）に示すように時刻ｔ１においてクレードル１２のｚ方向に進んだ距離ｄを（数式１）になるように求め、Ｘ線ビームの開口角度θ１が（数式２）になるようにＸ線コリメータ２３の開口を制御する。ただし、Ｘ線管２１のＸ線焦点と回転中心（ｚ軸）までの距離をｆｃｄ（Focus Center Distance）とする。
【数０１】
0005561905.tif 000002
．．．（数式１）
【数０２】
0005561905.tif 000003
．．．（数式２）
【００５１】
ステップＰ２４において、Ｘ線コリメータ制御部３９は片側のＸ線コリメータ２３の開口幅ｄがＸ線開口幅ｗの１／２まで行ったか、又はガントリ回転部の中心が交点Ｃ０からｗ／２だけ進んだかを判断し、ＹＥＳであればステップＰ２５へ行き、ＮＯであればステップＰ２３へ戻る。
【００５２】
ステップＰ２５において、Ｘ線コリメータ制御部３９はＸ線コリメータ２３のＸ線開口幅ｗになるように制御する。Ｘ線コリメータ制御部３９は図６（ｃ）に示すように終了手前ｗ／２の位置に来るまでＸ線開口幅ｗを保つようにする。
【００５３】
ステップＰ２６において、Ｘ線コリメータ制御部３９はｚ方向の交点Ｃ１から手前ｗ／２の所に来たかを判断し、ＹＥＳであればステップＰ２７へ行き、ＮＯであればステップＰ２５へ戻る。
【００５４】
ステップＰ２７において、Ｘ線コリメータ制御部３９はクレードル１２の速度ｖ（ｔ）を考慮しながらＸ線コリメータ２３を閉じる。Ｘ線コリメータ制御部３９は、図６（ｄ）に示すように撮影範囲ＸＡ［Ｃ１−ｗ／２，Ｃ１］で交点Ｃ１に近づくにつれて、Ｘ線コリメータ２３を閉じて行く。
【００５５】
ステップＰ２８において、Ｘ線コリメータ制御部３９は片側のＸ線コリメータ２３の開口幅ｄがＸ線開口幅ｗ／２まで閉じたかを判断し、ＹＥＳであればステップＰ２９へ行き、ＮＯであればステップＰ２７へ戻る。
【００５６】
ステップＰ２９において、ガントリ制御部は本スキャンを終了する。このときのＸ線コリメータ２３は図６（ｅ）に示すように進行方向側（右側）のＸ線コリメータ２３が閉じた状態になる。
【００５７】
上記のＸ線コリメータ２３の制御はｚ方向の位置に応じたフィードフォワード制御でも良い。また、Ｘ線コリメータ２３の制御は、図６（ｂ）に示すように、Ｘ線ビームの境界になるｒｏｗｉ列目の多列Ｘ線検出器のチャネルを、図４に示すようなＸ線ビーム幅検出器チャネルＢＤＣを用いることで、リアルタイム（実時間）にＸ線ビーム位置をＸ線コリメータ制御部３９に伝えるフィードバック制御でもよい。
図６（ａ）〜図６（ｅ）の被曝低減モードＲＸは、撮影領域ＸＡの交点Ｃ０及び交点Ｃ１に着目した。上述したように撮影領域ＸＡの始点Ｚ０及び終点Ｚ１において、Ｘ線ビームは始点Ｚ０及び終点Ｚ１の両外側には照射されない。つまり、被曝低減モードＲＸにおいては、コリメータ制御部３９がＸ線ビームの体軸方向の端が撮影領域ＸＡの回転中心を通るようにコリメータ２３を制御する。
【００５８】
一方、画質優先モードＱＩのＸ線コリメータ２３の制御は、図７（ａ）〜図７（ｅ）に示すように撮影領域ＸＡの交点Ａ０及び交点Ａ１に着目する。画質優先モードＱＩにおいては、コリメータ制御部３９は、Ｘ線ビームの体軸方向の端が撮影領域ＸＡの円形状の外周上を通るようにコリメータ２３を制御する。これによりＸ線ビーム領域は撮影領域全体を覆うことができミッシングコーン領域ＭＡがなくなり、画像再構成部３４が断層像の画像再構成時において十分な範囲のＸ線投影データを使用することができる。また撮影領域ＸＡの円形状の外周上を越えてＸビームが照射されないため無駄になる被曝量も最低限になる。
【００５９】
画質優先モードＱＩのフローチャートは、図５の被曝低減モードＲＸのフローチャートの交点Ｃ０及び交点Ｃ１を図７に示したような交点Ａ０及び交点Ａ１に置き換えることで実現できる。
【実施例２】
【００６０】
＜制御モードを自動選択＞
実施例１においては操作者が被曝低減モードＲＸ又は画質優先モードＱＩを切り換えたが、本実施例は自動的に被曝低減モードＲＸ又は画質優先モードＱＩを切り換える実施例を示す。
図８は各ｚ方向座標位置の被検体形状によりＸ線コリメータ制御モードを定めるフローチャートを示す。
【００６１】
ステップＰ４１では、操作者はスカウト像撮影を行う。
ステップＰ４２では、操作者は本スキャンのスキャン方式又は撮影範囲などの撮影条件設定を行う。
ステップＰ４３では、撮影条件設定部３５はヘリカル方式のスキャンがあるかを判断し、ＹＥＳであればステップＰ４４へ行き、ＮＯであればステップＰ４９へ行く。
【００６２】
ステップＰ４４では、撮影条件設定部３５は撮影条件設定したヘリカル方式のスキャンに対して、撮影範囲ＸＡの両端近傍におけるｚ方向プロファイルを測定する。たとえば、ｚ方向プロファイルは図９（ａ），図９（ｂ）に示すように、０度方向のスカウト像ＳＣにおけるｚ方向プロファイルＳｃｏｕｔ＿Ｐｒｆ（ｚ，ｘ）や９０度方向のスカウト像ＳＣにおけるｚ方向プロファイルＳｃｏｕｔ＿Ｐｒｆ（ｚ，ｙ）を用いる。又はスカウト像ＳＣのｚ方向のＸ線投影データを用いても良い。この時に、各々のｚ方向差分Ｄｉｆｆ＿ｘ（ｚ），Ｄｉｆｆ＿ｙ（ｚ）を以下の（数式３），（数式４）のように求める。
【数０３】
0005561905.tif 000004
．．．（数式３）
【数０４】
0005561905.tif 000005
．．．（数式４）
【００６３】
ステップＰ４５では、撮影条件設定部３５はｚ方向プロファイルの変化が著しいかを判断し、ＹＥＳであればステップＰ４６へ行き、ＮＯであればステップＰ４７へ行く。この時の判断基準は、被検体の構造が複雑か否かを指標とする。たとえば、Ｘ線コリメータ制御部３９はステップＰ４４で求めたｚ方向差分Ｄｉｆｆ＿ｘ（ｚ）又はＤｉｆｆ＿ｙ（ｚ）が各々の閾値ＴＨを両方超えた場合か、もしくは少なくとも１つが閾値ＴＨを超えた場合に被検体の構造が複雑であるとして、アーチファクトを避けるために画質優先モードＱＩのＸ線コリメータ位置制御を行う。たとえば、可変ピッチヘリカルスキャンにおいて撮影条件設定部３５は図９（ｃ）に示すように複雑の指標ＣＩが閾値ＴＨを越えた場所のクレードル１２の加速領域において画質優先モードＱＩを選択し、閾値ＴＨ以下の減速領域においては被曝低減モードＲＸを選択する。
【００６４】
上記撮影条件設定部３５は、被検体の構造が複雑か否かで、被曝低減モードＲＸか画質優先モードＱＩかを決めたが、撮影範囲ＸＡの両端が被検体の被曝を低く抑えたい領域か否かという別の判断基準でも良い。
ステップＰ４６では、撮影条件設定部３５は画質優先モードＱＩを設定する。
ステップＰ４７では、撮影条件設定部３５は被曝低減モードＲＸを設定する。
【００６５】
ステップＰ４８では、撮影条件設定部３５はすべてのヘリカル方式のスキャンについてＸ線コリメータ２３の制御モードを定めたかを判断し、ＹＥＳであればステップＰ４９へ行き、ＮＯであればステップＰ４５へ戻る。
ステップＰ４９では、操作者は本スキャンを開始する。
【００６６】
なお、実施例１、実施例２でのＸ線コリメータ２３は円筒型コリメータを用いて、左右に動かすことでＸ線コリメータ２３を開閉していた。しかし、この円筒型コリメータは図１０に示すようなコリメータであってもよい。
図１０（ａ）に示すように円筒型コリメータの回転中心を偏心させておき、この円筒型コリメータを図１０（ａ）の矢印のように回転させることで、Ｘ線ビームをｚ方向に開閉することもできる。また、円筒型のＸ線コリメータ２３である必要はなく、図１０（ｂ）のようにｚ方向に開閉が可能な板状コリメータであっても構わない。
【００６７】
図１０（ｃ）は円筒型又は板状のＸ線コリメータ２３を用いたフィードバック制御による開閉操作を示す。
ステップＢ１１では、Ｘ線コリメータ制御部３９はＸ線ビームの開口角度θ１，θ２を設定する。たとえば、Ｘ線コリメータ制御部３９は図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すようにＸ線ビームの進行方向側（右側）の広がりの角度θ２、逆方向側（左側）の広がりを角度θ１になるように制御するとする。
【００６８】
ステップＢ１２において、Ｘ線コリメータ制御部３９はＸ線ビームのｚ方向角度θ１，θ２のＸ線ビームが出るように円筒型Ｘ線コリメータでは角度α１，α２だけ回転させ、板状Ｘ線コリメータでは幅ａ１，ａ２だけずらす。Ｘ線コリメータ制御部３９はあらかじめα１＝ｆｃ（θ１），α２＝ｆｃ（θ２），ａ１＝ｆｐ（θ１），ａ２＝ｆｐ（θ２）のＸ線ビーム角度θと円筒型Ｘ線コリメータ回転角度αの伝達関数（transfer function）ｆｃ、又はＸ線ビーム角度θと板状Ｘ線コリメータ開口幅ａの伝達関数（transfer function）ｆｐを校正により求めておくものとする。
【００６９】
ステップＢ１３において、Ｘ線コリメータ制御部３９はＸ線ビーム角度をＸ線ビーム幅検出器チャネルＢＤＣより求める。Ｘ線コリメータ制御部３９は多列Ｘ線検出器のＸ線ビーム幅検出器チャネルＢＤＣにおいて、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すＸ線ビーム領域の端の列ｒｏｗｉ１，ｒｏｗｉ２を求め、実際に出力されているＸ線ビームのｚ方向角度θ１’，θ２’を求める。
【００７０】
ステップＢ１４において、Ｘ線コリメータ制御部３９はＸ線ビームの誤差が許容範囲に入っているかを判断し、ＹＥＳであればステップＢ１５へ行き、ＮＯであればステップＢ１７へ行く。Ｘ線コリメータ制御部３９は実際に出力しているＸ線ビームのｚ方向角度θ１’，θ２’と、設定されたＸ線ビームｚ方向角度θ１，θ２の誤差｜θ１−θ１’｜と｜θ２−θ２’｜とが、許容範囲εに入っているかをチェックする。ただし、εは微小値とする。
【００７１】
ステップＢ１５において、Ｘ線データ収集を続ける。
ステップＢ１６において、Ｘ線データ収集終了かを判断し、ＹＥＳであれば終了し、ＮＯであればステップＢ１１へ戻る。
【００７２】
ステップＢ１７において、Ｘ線コリメータ制御部３９は円筒型Ｘ線コリメータの回転角度α１及びα２又は板状Ｘ線コリメータの開口幅ａ１及びａ２にフィードバック処理をかける。Ｘ線コリメータ制御部３９は円筒型Ｘ線コリメータの回転角度α１，α２に（数式５），（数式６）のフィードバック処理をかけ、板状Ｘ線コリメータ開口幅Ａ１，ａ２に（数式７），（数式８）のフィードバック処理をかける。
【数０５】
0005561905.tif 000006
．．．（数式５）
【数０６】
0005561905.tif 000007
．．．（数式６）
【数０７】
0005561905.tif 000008
．．．（数式７）
【数０８】
0005561905.tif 000009
．．．（数式８）
なお、この場合に制御定数ｋ１，ｋ２はあらかじめ校正において求められている制御定数である。又は、あらかじめシステム設計時に定められている制御定数であっても良い。
また、制御定数ｋ１，ｋ２はｋ１（｜θ−θ’｜）、ｋ２（｜θ−θ’｜）のように誤差量に応じて変化する適応型制御定数にしておいても良い。
【００７３】
また、円筒型又は板状のＸ線コリメータ２３を用いたＸ線コリメータ２３の制御はフィードフォワード制御でも可能である。
【実施例３】
【００７４】
＜傾斜スキャンにおけるＸ線コリメータ制御＞
本実施例は、傾斜スキャンを用いたヘリカル方式のスキャンにおいて被曝低減モードＲＸと画像優先モードＱＩとを選択できる実施例を示す。
図１１は、傾斜スキャンにおける被曝低減モードＲＸの撮影範囲ＸＡを示している。図１２は、傾斜スキャンにおける画像優先モードＱＩの撮影範囲ＸＡを示している。
【００７５】
傾斜スキャンとはガントリ回転部１５をｚ方向の前後に傾けて撮影する方法である。走査ガントリ傾斜制御部２７はガントリ回転部１５を所定角度傾け、傾斜スキャンを用いたヘリカル方式のスキャンを行うことができる。たとえば、図１１（ｆ）に示すように頭部ＣＴＡ（ＣＴアンギオ：CT Angio）撮影を行う場合に、あらかじめ撮影した９０度方向のスカウト像ＳＣより水晶体を避けて撮影範囲ＸＡを設定することができる。さらに、操作者は被曝低減モードＲＸを使用することで、撮影範囲ＸＡの端部で被曝量を少なくでき、より水晶体の被曝を少なくすることができる。
【００７６】
傾斜スキャンにおけるＸ線コリメータ制御のフローチャートは着目点を変更することで、図５に示したガントリ回転部１５が傾斜していないＸ線コリメータ制御のフローチャートと同様に処理することができる。以下はその様子を模式図で示す。
【００７７】
図１１（ａ）〜図１１（ｅ）は傾斜スキャンを用いたヘリカル方式のスキャンを被曝低減モードＲＸで行う場合を示す。傾斜スキャンの場合はｚ軸上の交点Ｃ０でなくガントリ回転軸上の交点Ｃ２又はｚ軸上の交点Ｃ１でなくガントリ回転軸上の点Ｃ３を通るようにＸ線コリメータ２３の制御を行う。つまり、クレードル１２を図１１中の左側に移動させる。そして、Ｘ線コリメータ制御部３９はクレードル１２がｚ方向座標位置Ｃ２からｗ・ｃｏｓθ／２だけ進んだかを判断しながら、Ｘ線ビームが交点Ｃ２を通るようにＸ線コリメータ位置制御を行い、図１１（ｃ）のようにＸ線開口幅ｗの半分になるまで開く。さらに、Ｘ線コリメータ制御部３９はクレードル１２がｚ方向の交点Ｃ３から手前ｗ・ｃｏｓθ／２まできたかを判断しながら、Ｘ線ビームが点Ｃ３を通るように図１１（ｄ）のようにクレードル１２の速度を考慮しながらＸ線コリメータ２３を閉じる。
【００７８】
また、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）は傾斜スキャンを用いたヘリカル方式のスキャンを画質優先モードＱＩで行う場合を示す。傾斜スキャンの場合は撮影領域ＸＡの円形状の外周上の点Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を通るようにＸ線コリメータ位置の制御を行う。つまり、クレードル１２を図１１中の左側に移動させる。そして、Ｘ線コリメータ制御部３９はクレードル１２の速度に合わせながらＸ線ビームが撮影領域ＸＡの点Ａ２，Ａ４の斜円形状の外周上の点を通るようにＸ線コリメータ２３の位置制御を行う。片側のＸ線コリメータの開口幅ｄがＸ線開口幅ｗの１／２まで行ったか、すなわち図１２（ｃ）に示す状態まで進んだかを確認しながらＸ線コリメータ２７の開口幅ｄがｗ／２になるまで開く。さらに、図１２（ｄ）に示すようにＸ線コリメータ制御部３９はクレードル１２の速度に合わせながらＸ線ビームが撮影領域ＸＡの点Ａ３，Ａ５の斜円形状の外周上の点を通るようにＸ線コリメータ２３の位置制御を行う。
【００７９】
また、傾斜スキャンにおいて自動切り換えを行うＸ線コリメータ制御部３９は図８と同様に、撮影条件設定部３５はスカウト像ＳＣにおけるｚ方向プロファイルの変化量より被曝低減モードＲＸか画質優先モードＱＩかを自動的に設定することができる。
【００８０】
なお、可変ヘリカルピッチでのデュアルエネルギー撮影の場合はスキャン開始時、スキャン終了時近辺においてヘリカルピッチＨＰが低いため、図３（ｃ）の点線で示すように１回転ずれたＸ線投影データが１回転前のＸ線投影データとオーバーラップするため、両方のＸ線投影データを画像再構成に用いることでＳ／Ｎ改善も行える。Ｘ線コリメータ制御部３９はこのＳ／Ｎ改善分を被曝低減モードＲＸに組み込むことでさらに被曝低減も行える。
【実施例４】
【００８１】
特開２００３−３７７７８号公報に示されるようなデュアルエネルギー撮影が提案されている。デュアルエネルギー撮影を行うことで、たとえば骨部領域を消して選択的に造影剤領域を抽出しやすくすることができる。これにより、ヘリカル方式のスキャンを用いた造影剤追跡がやりやすくなる。この場合もヘリカル方式のスキャンのｚ方向座標範囲の両端におけるスキャン開始領域又はスキャン終了領域において、Ｘ線ビーム領域を最適に制御するようにＸ線コリメータ制御を行い、被曝低減優先モードＲＸ又は画質優先モードＱＩを最適に用いることができる。
【００８２】
図１３は投影データ空間におけるデュアルエネルギー撮影の画像再構成方法の概要を示す。デュアルエネルギー画像再構成部３６は、たとえばＸ線管電圧８０ｋＶのＸ線ビームを照射して得られる第１エネルギー投影データＲＥ１に加重加算係数ｗ１を乗算し、同様にＸ線管電圧１４０ｋＶのＸ線ビームを照射して得られる第２エネルギー投影データＲＥ２に加重加算係数ｗ２を乗算し、定数Ｃ１とともに加重加算処理し、デュアルエネルギー断層像Ｍ−ＣＳＩを作成する。この時に用いる第１エネルギー投影データＲＥ１及び第２エネルギー投影データＲＥ２は、前処理部３３が前処理及びビームハードニング補正したＸ線投影データを用いる。特にビームハードニング補正では、各Ｘ線管電圧において水等価でない物質の部分を水等価なＸ線透過経路長にすることにより、水以外の物質のＸ線管電圧依存性をより正しく評価することができる。
【００８３】
これら加重加算係数ｗ１，ｗ２及び定数Ｃ１は、抽出したい原子、強調したい原子、表示上で消したい原子又は部位により定まる。たとえば加重加算処理部はＣＴ値の近い骨、石灰化を構成するカルシウム成分（Ｃａ成分）と、ヨウ素を主成分とする造影剤（Ｉｏｄｉｎｅ成分）とを分離するために、カルシウム成分を表示上で消すと、つまり画素値を０にすると造影剤成分が抽出され、強調して表示することができる。また反対に、加重加算処理部は造影剤成分を表示上で消すと、つまり画素値を０にするとカルシウム成分が抽出され、骨や石灰化の部分を強調して表示することができる。
【００８４】
また、デュアルエネルギー画像再構成部３６は、画像空間又は断層像空間おいても投影データ空間と同様に加重加算処理することでデュアルエネルギー断層像Ｍ−ＣＳＩを得ることができる。
また、断層像空間においても、前処理部３３により前処理及びビームハードニング補正が補正済であるとすると、デュアルエネルギー画像再構成部３５は断層像空間でも、デュアルエネルギー断層像を画像再構成することができる。
以上より、デュアルエネルギー画像再構成部３６は、断層像空間と投影データ空間とにおいて水等価画像、脂肪等価画像、造影剤等価画像、骨等価画像を作成することができる。
【００８５】
本実施例では、ヘリカルシャトルスキャンのある１方向の場合について記載しているが、他のＸ線データ収集パスにおいても同様に制御を行うものとする。なお、本実施例における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による三次元画像再構成法でもよい。さらに、他の三次元画像再構成方法でもよい。又は二次元画像再構成でも良い。
【００８６】
また、本実施例では、多列Ｘ線検出器について書かれているが、フラットパネルＸ線検出器又は１列のＸ線検出器のＸ線ＣＴ装置においても同様の効果を出せる。なお、本実施例においては、撮影テーブル１０のクレードル１２をｚ方向に動かすことにより、ヘリカルシャトルスキャンを実現している。しかし、走査ガントリ２０又は走査ガントリ２０内のガントリ回転部１５をクレードル１２に対して動かすことによっても、相対的に同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施例にかかるＸ線ＣＴ装置１００を示すブロック図である。
【図２】本実施例のＸ線ＣＴ装置１００についての動作の概要を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、ｘ、ｙ平面における画像再構成領域Ｐの各ラインの投影方向を示した図である。  （ｂ）は、は、ｙ、ｚ平面における画像再構成領域Ｐの各ラインの投影方向を示した図である。  （ｃ）は、各ラインをＸ線検出器面に投影した図である。
【図４】Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４との幾何学的配置を示す鳥瞰図である。
【図５】被曝低減モードＲＸのフローチャートである
【図６】（ａ）は、被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が開いた状態を示した図である。  （ｂ）は、被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３の左側がクレードル１２の移動と連動して開く状態を示した図である。  （ｃ）は、被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３がＸ線開口幅ｗを保つ状態を示した図である。  （ｄ）は、被曝低減モードＲＸにおいて交点Ｃ１に近づくにつれて、Ｘ線コリメータ２３を閉じて行く状態を示した図である。  （ｅ）は、被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が閉じた状態を示した図である。
【図７】（ａ）は、画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が開いた状態を示した図である。  （ｂ）は、画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３の左側がクレードル１２の移動と連動して開く状態を示した図である。  （ｃ）は、画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３がＸ線開口幅ｗを保つ状態を示した図である。  （ｄ）は、画質優先モードＱＩにおいて交点Ｃ１に近づくにつれて、Ｘ線コリメータ２３を閉じて行く状態を示した図である。  （ｅ）は、画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が閉じた状態を示した図である。
【図８】ｚ方向座標位置の被検体形状によりＸ線コリメータ制御モードを定めるフローチャートである。
【図９】（ａ）は、０度方向のスカウト像ＳＣにおけるｚ方向プロファイルＳｃｏｕｔ＿Ｐｒｆ（ｚ，ｘ）を示した図である。  （ｂ）は、９０度方向のスカウト像ＳＣにおけるｚ方向プロファイルＳｃｏｕｔ＿Ｐｒｆ（ｚ，ｙ）を示した図である。  （ｃ）は、複雑の指標ＣＩと画質優先モードＱＩ又は被曝低減モードＲＸとの関係を示した図である。
【図１０】（ａ）は、円筒型コリメータの開閉動作を示した図である。  （ｂ）は、板状コリメータの開閉動作を示した図である。  （ｃ）は、Ｘ線コリメータ２３のフィードバック制御による開閉操作のフローチャートである。
【図１１】（ａ）は、傾斜スキャンにおける被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が開いた状態を示した図である。  （ｂ）は、傾斜スキャンにおける被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３の左側がクレードル１２の移動と連動して開く状態を示した図である。  （ｃ）は、傾斜スキャンにおける被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３がＸ線開口幅ｗを保つ状態を示した図である。  （ｄ）は、傾斜スキャンにおける被曝低減モードＲＸにおいて交点Ｃ１に近づくにつれて、Ｘ線コリメータ２３を閉じて行く状態を示した図である。  （ｅ）は、傾斜スキャンにおける被曝低減モードＲＸにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が閉じた状態を示した図である。  （ｆ）は、傾斜スキャンにおけるＣＴＡ撮影の撮影範囲ＸＡを示した図である。
【図１２】（ａ）は、傾斜スキャンにおける画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が開いた状態を示した図である。  （ｂ）は、傾斜スキャンにおける画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３の左側がクレードル１２の移動と連動して開く状態を示した図である。  （ｃ）は、傾斜スキャンにおける画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３がＸ線開口幅ｗを保つ状態を示した図である。  （ｄ）は、傾斜スキャンにおける画質優先モードＱＩにおいて交点Ｃ１に近づくにつれて、Ｘ線コリメータ２３を閉じて行く状態を示した図である。  （ｅ）は、傾斜スキャンにおける画質優先モードＱＩにおいてＸ線コリメータ２３の右側半分が閉じた状態を示した図である。
【図１３】投影データ空間におけるＸ線吸収係数の断層像を求めるイメージ図である。
【図１４】（ａ）は、Ｘ線コリメータ制御なしで撮影した照射範囲を示す図である。  （ｂ）は、Ｘ線コリメータ制御なしで傾斜スキャンの照射範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  …  操作コンソール
２  …  入力装置
３  …  中央処理装置  （３２  …  前処理部，３４  …  画像再構成部，３５  …  デュアルエネルギー画像再構成部，３５  …  連続領域処理部，  ３６  …  ラベリング部，３７  …  ラベリング部，  ３８  …  排他処理部）
５  …  データ収集部
６  …  モニタ表示部
７  …  記憶装置
１０  …  撮影テーブル
１２  …  クレードル
１５  …  回転部
２０  …  走査ガントリ
２１  …  Ｘ線管
２２  …  Ｘ線制御部
２３  …  コリメータ
２４  …  多列Ｘ線検出器
２５  …  データ収集装置（ＤＡＳ）
２６  …  回転制御部
２８  …  ビーム形成Ｘ線フィルタ
２９  …  ガントリ制御部
【図１】
0005561905.tif 000010
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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