(57)【要約】【課題】ヘリカルシャトルスキャンにおける天板位置の再現性の向上。【解決手段】天板支持機構３２、寝台駆動部３４、及び寝台制御部３６を有している。天板支持機構３２は、天板３１を長軸Ａ１に沿って往復可能に支持している。寝台駆動部３４は、天板３１を移動するための動力を発生する。寝台制御部３６は、Ｘ線管１３によるＸ線の曝射前において天板３１を初期位置からスキャン開始位置まで移動させる際、予備動作を行うように寝台駆動部２３を制御する。予備動作において寝台制御部３６は、天板３１を初期位置からスキャン範囲の折り返し位置で折り返してスキャン開始位置まで移動させるように寝台駆動部３４を制御する。【選択図】図１
2014132952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と
前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを回転軸回りに回転する回転支持機構と、
前記被検体のための天板と、
前記天板を長軸に沿って往復可能に支持する天板支持機構と、
前記天板を移動するための動力を発生する駆動部と、
前記駆動部を制御して前記天板を前記長軸に沿って往復させる制御部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記制御部は、前記Ｘ線管によるＸ線の曝射前において前記天板を初期位置からスキャン開始位置まで移動させる際、前記天板を前記初期位置からスキャン範囲の折り返し位置で折り返して前記スキャン開始位置まで移動させるように前記駆動部を制御する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記制御部は、ユーザからの天板配置指示に従って、前記天板を前記初期位置から前記折り返し位置を経由して前記スキャン開始位置に移動し、ユーザからのスキャン開始指示に従って、前記Ｘ線管からのＸ線の曝射を開始するとともに前記天板を前記スキャン開始位置と前記折り返し位置との間で往復させる、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記制御部は、ユーザからの天板配置指示に従って、前記天板を前記初期位置から前記スキャン開始位置に直接的に移動し、ユーザからのスキャン開始指示に従って、前記天板を前記スキャン開始位置と前記折り返し位置との間を一往復し、前記天板が一往復して前記スキャン開始位置に到達したことを契機として前記Ｘ線管からのＸ線の曝射を開始するとともに前記天板を前記スキャン開始位置と前記折り返し位置との間で往復させる、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記制御部は、ユーザからの天板配置指示に従って、前記天板を前記初期位置から前記折り返し位置に直接的に移動し、ユーザからのスキャン開始指示に従って、前記天板を前記折り返し位置から前記スキャン開始位置まで直線的に移動し、前記天板がスキャン開始位置に到達したことを契機として前記Ｘ線管からのＸ線の曝射を開始するとともに前記天板を前記スキャン開始位置と前記折り返し位置との間で往復移動させる、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記スキャン範囲と前記スキャン開始位置とに基づいて前記折り返し位置を決定する決定部、をさらに備える請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記駆動部は、回転軸回りに順方向と逆方向とに回転可能なモータを有し、
前記制御部は、前記順方向と前記逆方向とを切り替えることにより前記天板を折り返させる、
請求項１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よるスキャン方法の一つにヘリカルシャトルスキャン法がある。ヘリカルシャトルスキャン法は、天板をスキャン範囲の両端部の間を数回に亘り往復させる方式である。ヘリカルシャトルスキャン法は、広スキャン範囲の動態検査に用いられ、例えば、ＣＴパフュージョンに用いられる。ＣＴパフュージョンにおいては、同一位置に関する二つの再構成画像の差分画像が発生され、差分画像を利用して造影脳血管の血流量の時間変化を算出し、虚血の有無などを解析する。一般的には、往路同士の再構成画像、あるいは、復路同士の再構成画像に基づいて差分画像が発生される。各往路及び復路における天板の移動距離が同一でない場合、差分画像にアーチファクトが発生してしまい臨床に用いることができないこともある。このように、ヘリカルシャトルスキャン法においては、天板の位置の再現性が重要となる。
【０００３】
天板位置再現性は、主に、往復時における停止位置（折り返し位置）の一致度に影響され、停止位置がばらつくほど位置再現性が悪化してしまう。停止位置がばらつく要因の一つにバックラッシ（backlash）がある。バックラッシは、天板の方向転換のためのモータの回転方向の反転に伴って発生し、目標停止位置と実際の停止位置との間に誤差を生じさせる。バックラッシに伴う移動距離の誤差を低減するため、モータの反転時に見込まれる損失分に応じて移動指令量を補正している。しかしながら、バックラッシによる損失量は、被検体の重量、天板の移動量、停止位置、経年劣化等の様々な要因に応じて異なり、移動指令量を補正する方法では、バックラッシによる損失量を完全に取り除くことはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は、従来例に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図である。図７に示すように、０．０ｍｍに目標停止位置Ａが設定され、８０．０ｍｍに目標停止位置Ｂが設定されているものとする。目標停止位置Ａがスキャン開始位置に設定され、目標停止位置Ｂが折り返し位置に設定されているものとする。目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂに向かう経路が往路であり、反対に、目標停止位置Ｂから目標停止位置Ａに向かう経路が復路であるとする。
【０００５】
天板は、モータの回転により移動する。モータの回転は、サーボアンプを含むモータ制御装置により自動的に制御される。モータ制御装置は、移動指令量に応じた移動距離だけ天板が移動するようにモータの回転を自動的に制御する。ヘリカルシャトルスキャンの開始に先立って、天板が初期位置（図示せず）から目標停止位置Ａ（スキャン開始位置）までモータ制御装置による制御に従って移動される。それから、天板は、モータ制御装置による制御に従って目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で往復される。しかしながら、天板の移動方向の転換、すなわち、モータの回転方向の反転に伴ってバックラッシが発生する。バックラッシの影響により、天板は、目標停止位置よりも手前で停止してしまう。
【０００６】
図７に示すように、ヘリカルシャトルスキャン開始時においてスキャン開始位置に正確に停止していたとしても、１往路目の移動距離が１往路目以降の各経路の移動距離に比べて長くなってしまう。従って、スキャン開始時において目標停止位置に正確に停止したとしても、天板の位置の再現性を改善することはできない。
【０００７】
図８は、他の従来例に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図である。図８に示すように、ユーザのローカル操作（操作パネルによる操作）で天板をスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に配置する場合、モータ制御装置による自動制御の場合に比して、スキャン開始位置への天板の位置決め精度は劣化する。従って、１往路目の移動距離と１往路目以降の各経路の移動距離とのずれが、モータの自動制御の場合に比して大きくなってしまう。従って、ローカル操作により天板をスキャン開始位置に配置する場合であっても天板の位置の再現性を改善することはできない。
【０００８】
このように天板の各経路の移動距離が異なる場合、差分画像にエッジ状のアーチファクトが生じてしまう。
【０００９】
実施形態の目的は、天板を往復しながらデータ収集を行うヘリカルシャトルスキャンを行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、天板の位置の再現性の向上を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態に係る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、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを回転軸回りに回転する回転支持機構と、前記被検体のための天板と、前記天板を長軸に沿って往復可能に支持する天板支持機構と、前記天板を移動するための動力を発生する駆動部と、前記駆動部を制御して前記天板を前記長軸に沿って往復させる制御部と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記制御部は、前記Ｘ線管によるＸ線の曝射前において前記天板を初期位置からスキャン開始位置まで移動させる際、前記天板を前記初期位置からスキャン範囲の折り返し位置で折り返して前記スキャン開始位置まで移動させるように前記駆動部を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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。
【図２】図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置の外観を模式的に示す図。
【図３】図１の架台・寝台制御部の制御のもとに行われるヘリカルシャトルスキャンにおける架台１０と寝台３０との典型的な動作の一例を示す図。
【図４】本実施形態の実施例１に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図。
【図５】本実施形態の実施例２に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図。
【図６】本実施形態の実施例３に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図。
【図７】従来例に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図。
【図８】他の従来例に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板の位置の時間変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の外観を模式的に示す図である。
【００１４】
図１及び図２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、寝台３０、及びコンソール６０を有している。架台１０と寝台３０とは、例えば、ＣＴ撮影室に設置されている。コンソール６０は、例えば、ＣＴ撮影室に隣接する制御室等に設置されている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、架台１０は、略円筒形状を有する開口部１１ａが形成された架台筐体１１を有している。架台筐体１１の内部には、略円筒形状を有する回転リング１２が搭載されている。架台筐体１１は、回転リング１２を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転リング１２には、回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線管１３とＸ線検出器１４とが取り付けられている。開口部１１ａの一部空間領域は、ＦＯＶ（field of view）に設定される。開口部１１ａには、天板３１が挿入される。回転リング１２は、フレーム回転機構１５により回転される。フレーム回転機構１５は、架台・寝台制御部１６からの制御に従って回転フレーム１２を回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転させる。
【００１６】
Ｘ線管１３は、高電圧発生部１７からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。高電圧発生部１７は、架台・寝台制御部１６からの制御信号に従う高電圧をＸ線管１３に印加し、架台・寝台制御部１６からの制御信号に従うフィラメント電流をＸ線管１３に供給する。
【００１７】
Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。Ｘ線検出器１４は、２次元状に配列された複数の検出素子を搭載する。各検出素子は、Ｘ線管１３からのＸ線を検出し、検出されたＸ線のエネルギーに応じた電気信号を生成する。生成された電気信号は、データ収集部（ＤＡＳ：data acquisition system）１８に供給される。データ収集部１８は、架台・寝台制御部１６による制御に従って、Ｘ線検出器１４を介して電気信号をビュー（view）毎に収集する。データ収集部１８は、収集されたアナログの電気信号をデジタルデータに変換する。デジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、コンソール６０に供給される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、架台１０の近傍には、寝台３０が設置されている。寝台３０は、被検体Ｐのための天板３１を備えている。天板３１は、天板支持機構３２により天板３１の長軸Ａ１に沿って往復可能に支持されている。天板３１に載置された被検体Ｐの体軸が回転リング１２の回転軸Ｚに一致するように天板３１が位置決めされる。なお、長軸Ａ１と回転軸Ｚとが平行するように寝台３０と架台１０とが設置される。
【００１９】
天板支持機構３２は、天板３１を長軸Ａ１に沿って往復可能に支持する。天板支持機構３２は、天板移動機構３３からの動力を受けて天板３１を移動させる。天板移動機構３３は、架台・寝台制御部１６からの制御信号に従って天板３１を長軸Ａ１に沿って往復させる。図１に示すように、天板移動機構３３は、寝台駆動部３４、位置検出器３５、及び寝台制御部３６を有している。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスを、天板支持機構３２を作動するための動力に変換する。この動力は天板支持機構３２に伝達される。具体的には、寝台駆動部３４は、サーボモータを含む。位置検出器３５は、天板３１の移動量、すなわち、天板３１の位置を繰り返し検出する。位置検出器３５は、例えば、エンコーダにより実現される。位置検出器３５は、サーボモータの回転軸に取り付けられ、サーボモータが一定角度回転する毎にパルスを発生する。発生されたパルスは、寝台制御部３６に供給される。以下、位置検出器３５により発生されるパルスをフィードバックパルスと呼ぶことにする。寝台制御部３６は、架台・寝台制御部１６からの制御信号に従って寝台駆動部３４を制御する。より詳細には、寝台制御部３６は、寝台駆動部３４を制御して天板３１を長軸Ａ１に沿って往復させる。また、寝台制御部３６は、位置検出器３５からのフィードバックパルスを利用して天板３１の現在位置に応じた速度で天板３１を移動するように寝台駆動部３４を制御する。このように天板移動機構３６は、位置検出器３４からのパルスをフィードバックとするフィードバック制御系を有している。天板移動機構３６の詳細は後述する。
【００２０】
コンソール６０は、前処理部６１、再構成部６２、画像処理部６３、スキャン条件決定６４部、表示部６５、操作部６６、記憶部６７、及びシステム制御部６８を備える。
【００２１】
前処理部６１は、データ収集部１８からの生データに前処理を施し、再構成処理に供される投影データを生成する。前処理としては、例えば、対数変換、ゲイン補正、不均一補正、オフセット補正等が挙げられる。投影データは、ビュー単位で記憶部６７に記憶される。
【００２２】
再構成部６２は、投影データに基づいて被検体Ｐに関する再構成画像を発生する。例えば、再構成部６２は、各往路において収集された投影データに基づいて各往路に関する再構成画像を発生したり、各復路において収集された投影データに基づいて各復路に関する再構成画像を発生したりする。
【００２３】
画像処理部６３は、再構成画像に対して種々の画像処理を施す。例えば、画像処理部６３は、同一位置に関する二つの再構成画像に基づいて差分画像を発生する。
【００２４】
スキャン条件決定部６４は、ユーザによる操作部６６を介した指示に従って種々のスキャン条件を決定する。スキャン条件としては、例えば、天板のスキャン開始位置、スキャン範囲、及び折り返し位置等である。
【００２５】
表示部６５は、再構成画像、差分画像、及びスキャン条件の設定画面等を表示機器に表示する。表示機器としては、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、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
【００２６】
操作部６６は、入力機器を介してユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。
【００２７】
記憶部６７は、投影データや再構成画像のデータ、差分画像のデータを記憶する。また、記憶部７６は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の制御プログラムを記憶している。この制御プログラムは、本実施形態に係るヘリカルシャトルスキャンを行うための制御機能をシステム制御部６８に実行させるためのものである。
【００２８】
システム制御部６８は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御部６８は、記憶部６５に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、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内の各部を制御する。
【００２９】
次に、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。
【００３０】
まず、ヘリカルシャトルスキャン時における架台１０と寝台３０との典型的な動作を説明する。図３は、ヘリカルシャトルスキャンにおける架台１０と寝台３０との典型的な動作の一例を示す図である。図３に示すように、スキャン範囲は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間に設定される。天板３１は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間を寝台制御部３６による制御に従って往復する。架台１０の回転フレーム１２は、ヘリカルシャトルスキャン中、フレーム回転機構１５により繰り返し回転している。目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂへ向かう経路が往路であり、目標停止位置Ｂから目標停止位置Ａへ向かう経路が復路であるとする。往路においては天板３１が架台筐体１１の開口部１１ａに挿入され、復路においては開口部１１ａから引き抜かれることとなる。なお、往復の天板動作方向が逆であっても良い。
【００３１】
ここで、寝台制御部３６の制御のもとに行われる天板の往復動作について詳細に説明する。Ｚ軸に関するスキャン範囲の端部は加減速領域に設定され、スキャン範囲の加減速領域以外の領域は定速領域に設定される。目標停止位置Ａ側の加減速領域を加減速領域Ａと呼び、目標停止位置Ｂ側の加減速領域を加減速領域Ｂと呼ぶことにする。加減速領域の距離は、天板３１を停止状態から設定速度に加速させる、あるいは、設定速度から停止状態に減速させるのに要する距離に設定される。ヘリカルシャトルスキャン開始時に天板は目標停止位置Ａに配置されているものとする。
【００３２】
寝台制御部３６は、天板３１の移動方向、移動速度、及び移動量等を制御することにより、天板３１を被検体Ｐの負担無く目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で往復させる。ヘリカルシャトルスキャン時において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間の距離に従って移動指令量を算出する。そして寝台制御部３６は、算出された移動指令量に従うパルス数だけ繰り返し駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、駆動パルスの供給を受ける毎に一定角度回転する。寝台制御部３６は、位置検出器３５からのフィードバックパルスを利用して現在の天板３１の位置に応じて駆動パルスのパルス周波数を変化させる。パルス周波数は大きいほど天板３１の移動速度が上昇する。寝台制御部３６は、移動開始位置（例えば、目標停止位置Ａ）から加減速領域Ａを抜ける間、パルス周波数を徐々に上昇させて天板３１の移動速度を設定速度まで上昇させる。寝台制御部３６は、天板３１が定速領域に到達したことを契機としてパルス周波数を一定に保つ。そして寝台制御部３６は、定速領域から加減速領域Ｂに到達したことを契機として、目標停止位置Ｂにおいて天板３１が停止するように、パルス周波数を徐々に下降させる。天板３１が停止すると寝台制御部３６は、同様の方法により、目標停止位置Ａに向けて天板３１を移動する。天板３１の移動方向は、寝台駆動部３５（サーボモータ）の回転軸回りの回転方向を反転させることにより転換される。サーボモータの回転方向は、例えば、駆動パルスの位相差に対応付けられている。寝台制御部３６は、往路と復路とで異なる位相差の駆動パルスを寝台駆動部３４に供給することにより天板３１の移動方向を制御している。このようにして寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で天板３１を往復させる。
【００３３】
上述のように、天板３１の折り返し位置において、天板３１の移動方向を切り替えるため、寝台駆動部３５（サーボモータ）の回転軸の回転方向が反転される。このサーボモータの回転方向の反転に伴いバックラッシが発生し、バックラッシにより次の天板３１の実際の停止位置と目標停止位置との間に誤差が生じてしまう。従って、図７及び図８を参照しながら説明したように、１往路目の移動距離と１往路目以降の各経路の移動距離とが異なり、天板の位置の再現性が劣化してしまう。
【００３４】
被検体の重量や目標停止位置、天板２１の使用等の天板動作条件が同一の場合、実際の停止位置と目標停止位置との間の誤差は、移動開始位置から目標停止位置までの距離に依存する。このことから本願発明者は、１往路目の移動距離と１往路目以降の各経路の移動距離とが略等しくなるためには、１往路目の移動開始位置（すなわち、スキャン開始位置）が下記の第１条件と第２条件との両方を満たせば良いことを見出した。第１条件は、１往路目の移動開始位置において天板３１を移動させる際にサーボモータの回転方向を逆転させることである。第２条件は、１往路目の移動開始位置と２往路目以降の移動開始位置とが空間的に略同一位置にあることである。
【００３５】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、上述の第１条件と第２条件との両方を満足させるため、ヘリカルシャトルスキャンの実行前に予備動作を実行させる。寝台制御部３６は、予備動作として、天板３１を初期位置からスキャン開始位置（例えば、目標停止位置Ａ）に直接的に移動するのではなく、初期位置から折り返し位置（例えば、目標停止位置Ｂ）を経由してスキャン開始位置に移動させる。
【００３６】
以下、ヘリカルシャトルスキャンの実行前に行われる予備動作を実施例１、実施例２、及び実施例３に分けて説明する。
【００３７】
（実施例１）
図４は、実施例１に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板３１の位置の時間変化を示す図である。図４の横軸は、Ｚ軸に沿う天板３１の位置に規定される。図４において天板位置は、一方の目標停止位置を０．０ｍｍとした時の相対的な天板位置とエンコーダのカウントとで示されている。天板位置は、０．５ｍｍ間隔で検出され、エンコーダが３２カウントする毎に０．５ｍｍ増減される。図４の縦軸は、時間に規定される。本実施形態においては、０．０ｍｍに目標停止位置Ａ（制御中心）が設定され、８０．０ｍｍに目標停止位置Ｂ（制御中心）が設定されているものとする。また、目標停止位置Ａがスキャン開始位置に設定されているものとする。目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂに向かう経路が往路であり、反対に、目標停止位置Ｂから目標停止位置Ａに向かう経路が復路であるとする。
【００３８】
まず、スキャン条件決定部６４は、ユーザによる操作部６６を介した指示に従って種々のスキャン条件を決定する。スキャン条件としては、例えば、スキャン範囲、スキャン開始位置、及び折り返し位置等である。スキャン範囲とスキャン開始位置とは、ユーザによる操作部６６を介した指示に従って決定される。スキャン開始位置は、スキャン範囲の一端に設定される。図４においてスキャン開始位置は、上述のように、目標停止位置Ａに設定される。折り返し位置は、スキャン開始位置とスキャン範囲とに基づいて自動的に決定される。具体的には、スキャン開始位置にスキャン範囲を加算することにより折り返し位置が算出される。図４において折り返し位置は、上述のように、目標停止位置Ｂに設定される。なお、２往路目以降は、目標停止位置Ａにおいても天板３１の折り返しが行われる。スキャン条件に関するデータは、架台・寝台制御部１６に供給される。スキャン範囲、スキャン開始位置、及び折り返し位置に関するデータ、架台・寝台制御部１６から寝台制御部３６に供給される。
【００３９】
スキャン条件決定部６４により種々のスキャン条件が決定されると、ユーザは、決定されたスキャン条件を確定するために、スキャン条件設定ボタンを押下する。スキャン条件設定ボタンが押下されることを契機として、スキャン条件決定部６４により決定されたスキャン条件がコンソール６０に設定される。また、架台・寝台制御部１６は、スキャン条件ボタンが押下されることを契機として、フレーム回転機構１５を制御して回転フレーム１２を回転させる。この段階においてはまだＸ線の曝射及びデータ収集は開始されない。
【００４０】
被検体Ｐが天板３１に載置されヘリカルシャトルスキャンの準備が整うとユーザは、操作部６６を介して天板配置指示を入力する。例えば、ユーザは、天板配置指示として、天板位置セットボタンを押下する。天板位置セットボタンが押下されることを契機として、架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６にプリセット動作を行わせる。プリセット動作において寝台制御部１６は、天板３１を初期位置ＰＩから折り返し位置（目標停止位置Ｂ）を経由してスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に移動させるように寝台駆動部３４を制御する。以下、プリセット動作について詳細に説明する。なお、初期位置ＰＩは、具体的には、天板位置セットボタンが押下された時点の天板３１の位置である。また、以下の説明においては説明の簡略化のため天板３１の速度についての説明は省略する。
【００４１】
プリセット動作の第１段階として寝台制御部３６は、天板３１を初期位置ＰＩから目標停止位置Ｂに移動させるように寝台駆動部３４を制御する。具体的には、寝台制御部３６は、初期位置ＰＩから目標停止位置Ｂまでの間の距離に応じた移動指令量を算出する。そして寝台制御部３６は、算出された移動指令量に従うパルス数だけ繰り返し駆動パルスを発生する。この際、寝台制御部３６は、目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂに向かう移動方向に対応する位相差（順路用の位相差）の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを順方向に回転させ天板３１を目標停止位置Ｂに向けて移動する。プリセット動作の第１段階目において天板３１は、目標停止位置Ｂに略等しい位置ＰＰにおいて停止する。
【００４２】
天板３１が停止するとプリセット動作の第２段階が開始される。プリセット動作の第２段階において寝台制御部３６は、目標停止位置Ｂからスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）までの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ繰り返し駆動パルスを発生する。この際、寝台制御部３６は、天板３１の移動方向を第１段階目の移動方向から反転させるため、第１段階目の駆動パルスの符号とは異なる位相差（復路用の位相差）の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを逆方向に回転させ天板３１をスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に向けて移動する。サーボモータの回転方向の逆転に伴いバックラッシが発生する。従って、天板３１は、バックラッシによる損失量だけ目標停止位置Ａよりも手前の位置ＰＯ１に停止する。
【００４３】
天板３１が停止されると、ユーザは、操作部６６を介してスキャン開始指示を入力する。例えば、ユーザは、スキャン開始指示としてスキャン開始ボタンを押下する。スキャン開始ボタンが押下されることを契機として架台・寝台制御部１６は、スキャンシーケンスに従ってヘリカルシャトルスキャンを実行する。すなわち、架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６に天板３１の往復移動を開始させ、高電圧発生部１７にＸ線管１３によるＸ線の曝射を開始させ、データ収集部１８に生データの収集を開始させる。なお、架台・寝台制御部１６は、フレーム回転機構１５を制御することにより回転フレーム１２を回転し続けている。
【００４４】
ヘリカルシャトルスキャン時において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で天板３１が往復するように寝台駆動部３４を制御する。ヘリカルシャトルスキャンの１往路目において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂまでの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ繰り返し駆動パルスを発生する。この際、寝台制御部３６は、天板３１の移動方向をプリセットの第２段階目の移動方向から反転させるため、往路用の位相差の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを順方向に回転させ天板３１を目標停止位置Ｂに向けて移動する。サーボモータの回転方向の逆転に伴いバックラッシが発生する。従って、１往路目において天板３１は、バックラッシによる損失量だけ目標停止位置Ｂよりも手前の位置ＰＨ１に停止する。
【００４５】
ヘリカルシャトルスキャンの１復路目において寝台制御部３６は、目標停止位置Ｂから目標停止位置Ａまでの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ繰り返し駆動パルスを発生する。この際、寝台制御部３６は、天板３１の移動方向を往路方向から反転させるため、復路用の位相差の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを逆方向に回転させ天板３１を目標停止位置Ａに向けて移動する。サーボモータの回転方向の逆転に伴いバックラッシが発生する。従って、１復路目において天板３１は、バックラッシによる損失量だけ目標停止位置Ａよりも手前の位置ＰＯ２に停止する。
【００４６】
このようにして寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で天板３１が往復するように寝台駆動部３４を制御する。すなわち、２往路目において天板３１は位置ＰＨ２に停止し、２復路目において天板３１は位置ＰＯ３に停止し、３往路目において天板３１は位置ＰＨ３に停止し、３復路目において天板３１は位置ＰＯ４に停止し、４往路目において天板３１は位置ＰＨ４に停止し、４復路目において天板３１は位置ＰＯ５に停止する。
【００４７】
上述の説明によれば、寝台制御部３６は、ヘリカルシャトルスキャンの初回の移動方向（すなわち、往路方向）とは異なる移動方向（すなわち、復路方向）に天板３１を移動させてスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に配置しているので、１往路目の移動開始時においてバックラッシが発生する。また、寝台制御部３６は、天板３１をスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に配置する際、天板３１を目標停止位置Ｂの略同一位置ＰＰからスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に移動させている。位置ＰＰからスキャン開始位置までの移動距離は、１往路目以降の各経路の移動距離に略等しい。このため、１往路目の天板動作条件と１往路目以降の天板動作条件とが略同一になる。すなわち、１往路目の実際の停止位置ＰＯ１は、２往路目以降の実際の停止位置ＰＯ２，ＰＯ３，ＰＯ４と略同一距離だけ目標停止位置Ａからずれた位置となり、１往路目においても１往路目以降と同様にバックラッシが発生するので、１往路目の移動距離と１往路目以降の移動距離とが略等しくなる。
【００４８】
また、実施例１においては、スキャンシーケンスの前にプリセット動作モードが設けられており、このプリセット動作モードにおいて本実施形態に係る予備動作を実行している。換言すれば、実施例１に係るスキャンシーケンスは、従来例に係るヘリカルシャトルスキャンのシーケンスと同一である。従って、実施例１においては予備動作をスキャンシーケンスに組み込む必要がないため、予備動作の実装の手間を削減することができる。
【００４９】
（実施例２）
実施例２に係る予備動作は、スキャンシーケンスに組み込まれているものとする。以下、実施例２に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置について説明する。なお以下の説明において、実施例１と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００５０】
図５は、実施例２に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板３１の位置の時間変化を示す図である。
【００５１】
図５に示すように、天板位置セットボタンが押下されることを契機として、架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６にプリセット動作を行わせる。実施例２に係るプリセット動作において寝台制御部３６は、天板３１を初期位置ＰＩから目標停止位置Ａへ直接的に移動させるように寝台駆動部３４を制御する。目標停止位置Ａは、スキャン開始位置に設定されている。プリセット動作において寝台制御部３６は、初期位置ＰＩから目標停止位置Ａまでの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ繰り返し駆動パルスを発生する。この際、寝台制御部３６は、復路用の位相差の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを回転させ天板３１を目標停止位置Ａに向けて移動する。プリセット動作において天板３１は、位置ＰＰ１に停止したものとする。
【００５２】
天板３１が停止されると、ユーザは、操作部６６を介してスキャン開始指示ボタンを押下する。スキャン開始ボタンが押下されることを契機として架台・寝台制御部１６は、実施例２に係るスキャンシーケンスを実行する。実施例２に係るヘリカルシャトルスキャンは、予備往復動作に係るシーケンスとヘリカルシャトルスキャンに係るシーケンスとを含んでいる。まず、予備往復動作に係るシーケンスがヘリカルシャトルスキャンに係るシーケンスに先立って実行される。
【００５３】
予備往復動作において架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６に天板３１の往復移動を開始させる。予備往復動作においてＸ線の曝射と生データの収集とはまだ開始させていない。なお、予備往復動作において架台・寝台制御部１６は、フレーム回転機構１５を制御することにより回転フレーム１２を回転し続けている。
【００５４】
予備往復動作において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で天板３１が往復するように寝台駆動部３４を制御する。予備往復動作において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂまでの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ駆動パルスを繰り返し発生する。この際、寝台制御部３６は、天板３１の移動方向をプリセット動作の移動方向から反転させるため、往路用の位相差の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを順方向に回転させ天板３１を目標停止位置Ｂに向けて移動する。サーボモータの回転方向の逆転に伴いバックラッシが発生する。従って、予備往復動作の往路において天板３１は、バックラッシによる損失量だけ目標停止位置Ｂよりも手前の位置ＰＰ２に停止する。
【００５５】
予備往復動作の復路において寝台制御部３６は、目標停止位置Ｂから目標停止位置Ａまでの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ駆動パルスを繰り返し発生する。この際、寝台制御部３６は、天板３１の移動方向を往路方向から反転させるため、復路用の符号の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを逆方向に回転させ天板３１を目標停止位置Ａに向けて移動する。サーボモータの回転方向の逆転に伴いバックラッシが発生する。従って、復路において天板３１は、バックラッシによる損失量だけ目標停止位置Ａよりも手前の位置ＰＯ１に停止する。
【００５６】
プリセット動作後に天板３１が１往復し終えると予備往復動作が終了する。予備往復動作が終了すると架台・寝台制御部１６は、自動的にヘリカルシャトルスキャンを実行する。すなわち、架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６に天板３１の往復移動を開始させ、高電圧発生部１７にＸ線管１３によるＸ線の曝射を開始させ、データ収集部１８に生データの収集を開始させる。なお、架台・寝台制御部１６は、フレーム回転機構１５を制御することにより回転フレーム１２を回転し続けている。
【００５７】
ヘリカルシャトルスキャン時において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で天板３１が往復するように寝台駆動部３４を制御する。なお、ヘリカルシャトルスキャンにおける寝台駆動部３４による制御は、実施例１と同様なので説明を省略する。
【００５８】
上述の説明によれば、寝台制御部３６は、天板３１を１往復させてスキャン開始位置（目標停止位置Ａ）に配置している。従ってヘリカルシャトルスキャンの１往路目の移動開始時においてバックラッシが発生する。また、位置ＰＰ２からスキャン開始位置までの移動距離は、１往路目以降の各経路の移動距離に略等しい。このため、１往路目の天板動作条件と１往路目以降の天板動作条件とが略同一になる。すなわち、１往路目の実際の停止位置ＰＯ１は、２往路目以降の実際の停止位置ＰＯ２，ＰＯ３，ＰＯ４と略同一距離だけ目標停止位置Ａからずれた位置となり、１往路目においても１往路目以降と同様にバックラッシが発生するので、１往路目の移動距離と１往路目以降の移動距離とが略等しくなる。
【００５９】
また、実施例２においては、スキャンシーケンスに予備動作を組み込んでいる。従って変形例２に係るプリセット動作は、従来例と同一となる。従って、実施例２においてユーザは、従来と同一の感覚でスキャン開始指示を行うことができる。
【００６０】
（実施例３）
実施例３は、実施例２の変形である。実施例３においては予備往復動作ではなく一方方向の天板移動が実行される。以下、実施例３に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置について説明する。なお以下の説明において、実施例１及び実施例２と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００６１】
図６は、実施例３に係るヘリカルシャトルスキャンにおける天板３１の位置の時間変化を示す図である。
【００６２】
図６に示すように、天板位置セットボタンが押下されることを契機として、架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６にプリセット動作を行わせる。実施例３に係るプリセット動作は、実施例２に係るプリセット動作と同一なので説明は省略する。
【００６３】
プリセット動作が行われ天板３１が停止されると、ユーザは、操作部６６を介してスキャン開始指示ボタンを押下する。スキャン開始ボタンが押下されることを契機として架台・寝台制御部１６は、実施例３に係るスキャンシーケンスを実行する。実施例３係るヘリカルシャトルスキャンは、予備移動動作に係るシーケンスとヘリカルシャトルスキャンに係るシーケンスとを含んでいる。まず、予備移動動作に係るシーケンスがヘリカルシャトルスキャンに係るシーケンスに先立って実行される。
【００６４】
予備移動動作において架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６に天板３１の一方方向移動を開始させる。予備移動動作においてＸ線の曝射と生データの収集とはまだ開始させていない。なお、予備移動動作において架台・寝台制御部１６は、フレーム回転機構１５を制御することにより回転フレーム１２を回転し続けている。
【００６５】
予備移動動作において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａと目標停止位置Ｂとの間で天板３１が往復するように寝台駆動部３４を制御する。予備移動動作において寝台制御部３６は、目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂまでの間の距離に応じた移動指令量に応じたパルス数だけ駆動パルスを繰り返し発生する。この際、寝台制御部３６は、天板３１の移動方向をプリセット動作の移動方向から反転させるため、往路用の位相差の駆動パルスを発生する。発生された駆動パルスは、寝台駆動部３４に供給される。寝台駆動部３４は、寝台制御部３６からの駆動パルスの供給を受けてサーボモータを順方向に回転させ天板３１を目標停止位置Ｂに向けて移動する。サーボモータの回転方向の逆転に伴いバックラッシが発生する。従って、予備移動動作において天板３１は、バックラッシによる損失量だけ目標停止位置Ｂよりも手前の位置ＰＨ１に停止する。
【００６６】
プリセット動作後に天板３１が一方方向に移動し終えると予備移動動作が終了する。予備移動動作が終了すると架台・寝台制御部１６は、自動的にヘリカルシャトルスキャンを実行する。すなわち、架台・寝台制御部１６は、寝台制御部３６に天板３１の往復移動を開始させ、高電圧発生部１７にＸ線管１３によるＸ線の曝射を開始させ、データ収集部１８に生データの収集を開始させる。なお、架台・寝台制御部１６は、フレーム回転機構１５を制御することにより回転フレーム１２を回転し続けている。
【００６７】
ヘリカルシャトルスキャン時において寝台制御部３６は、目標停止位置Ｂと目標停止位置Ａとの間で天板３１が往復するように寝台駆動部３４を制御する。実施例３においては、往路及び復路の関係が実施例１及び実施例２とは逆になる。すなわち、目標停止位置Ｂから目標停止位置Ａに向かう経路が往路であり、目標停止位置Ａから目標停止位置Ｂに向かう経路が復路となる。なお、ヘリカルシャトルスキャンにおける寝台駆動部３４による制御は、実施例１及び実施例２と同様なので説明を省略する。
【００６８】
上述の説明によれば、寝台制御部３６は、プリセット動作と天板移動動作とを組み合わせることにより天板３１を１往復させてスキャン開始位置（目標停止位置Ｂ）に配置している。従ってヘリカルシャトルスキャンの１往路目の移動開始時においてバックラッシが発生する。また、位置ＰＰ１からスキャン開始位置までの移動距離は、１往路目以降の各経路の移動距離に略等しい。このため、１往路目の天板動作条件と１往路目以降の天板動作条件とが略同一になる。すなわち、１往路目の実際の停止位置ＰＨ１は、２往路目以降の実際の停止位置ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４と略同一距離だけ目標停止位置Ｂからずれた位置となり、１往路目においても１往路目以降と同様にバックラッシが発生するので、１往路目の移動距離と１往路目以降の移動距離とが略等しくなる。
【００６９】
また、実施例３においては、実施例２に比して、ヘリカルシャトルスキャン前の天板３１の移動距離が１経路分少ない。従って実施例３に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、実施例２に比して検査時間の短縮を実現している。
【００７０】
［効果］
上記の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、天板支持機構３２、寝台駆動部３４、及び寝台制御部３６を有している。天板支持機構３２は、天板３１を長軸Ａ１に沿って往復可能に支持している。寝台駆動部３４は、天板３１を移動するための動力を発生する。寝台制御部３６は、Ｘ線管１３によるＸ線の曝射前において天板３１を初期位置からスキャン開始位置まで移動させる際、予備動作を行うように寝台駆動部２３を制御する。予備動作において寝台制御部３６は、天板３１を初期位置からスキャン範囲の折り返し位置で折り返してスキャン開始位置まで移動させるように寝台駆動部３４を制御する。
【００７１】
上記構成によれば、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、予備動作を行うことにより、天板３１の位置の再現性を改善するための上述の２条件、すなわち、１往路目の移動開始位置において天板３１を移動させる際にサーボモータの回転方向を逆転させること（第１条件）と、１往路目の移動開始位置と２往路目以降の移動開始位置とが空間的に略同一位置にあること（第２条件）との両方を満足させることができる。従って、バックラッシの有無にかかわらず、１往路目の移動距離と１往路目以降の各経路の移動距離とを略等しくすることができる。１往路目の移動距離と他の各経路の移動距離とが略等しくなることにより、１往路目に関する再構成画像と他の経路に関する再構成画像との差分画像に含まれる、移動距離の相違に由来するアーチファクトが低減する。
【００７２】
かくして本実施形態によれば、天板を往復しながらデータ収集を行うヘリカルシャトルスキャンを行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、天板の位置の再現性の向上を実現することが可能となる。
【００７３】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００７４】
１０…架台、１１…架台筐体、１１ａ…開口部、１２…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１４…Ｘ線検出器、１５…フレーム移動機構、１６…架台・寝台制御部、１７…高電圧発生部、１８…データ収集部、３０…寝台、３１…天板、３２…天板支持機構、３３…天板移動機構、３４…寝台駆動部、３５…位置検出器、３６…寝台制御部、６０…コンソール、６１…前処理部、６２…再構成部、６３…画像処理部、６４…スキャン条件決定部、６５…表示部、６６…操作部、６７…記憶部、６８…システム制御部
【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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