(57)【要約】【課題】放射線断層撮影装置による撮影において、コストアップを抑えつつ、再構成画像におけるビュー方向の空間分解能を向上させる。【解決手段】撮像手段が、複数ビューの各々の投影データ収集において、放射線源の１回転当たりの時間を１回転当たりのビュー数で割って成る第１の時間Δｔ１よりも短い第２の時間Δｔ２だけ放射線を照射するよう放射線源を制御する、放射線断層撮影装置を提供する。放射線照射のオンオフは、例えば、応答速度が速い放射線源への供給電圧ＫＶのオンオフにより放射線源への供給電流ｍＡをオンオフして行う。【選択図】図３
2014188287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給電圧および供給電流により放射線の出力が制御される放射線源と、検出器とを含み、前記放射線源および検出器を対象の周りに回転させ、前記放射線源から前記対象に放射線を照射し、前記検出器により前記対象の透過放射線を検出して、複数ビューの投影データを収集する撮像手段と、収集された投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段とを備えた放射線断層撮影装置であって、
前記撮像手段は、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、前記放射線源の１回転当たりの時間を１回転当たりのビュー数で割って成る第１の時間よりも短い第２の時間だけ放射線を照射するよう前記放射線源を制御する、放射線断層撮影装置。
【請求項２】
前記複数ビューの各々に対する前記放射線源の供給電圧を設定する設定手段を備えており、
前記撮像手段は、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、該ビューの前記放射線源の供給電圧を該ビューに対する設定供給電圧にしようとする制御と、該ビューの前記放射線源の供給電圧を前記放射線源の供給電流がカットオフされる供給電圧にしようとする制御とを行う、請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項３】
前記供給電流がカットオフされる供給電圧は、実質的に０Ｖである、請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記複数ビューの各々に対する前記放射線源の供給電流を設定し、
前記撮像手段は、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、該ビューの前記放射線源の供給電圧を該ビューに対する設定供給電圧にしようとする制御を行う際に、該ビューの前記放射線源の供給電流を、該ビューに対する設定供給電流よりも大きい供給電流にしようとする制御を行う、請求項２または請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、該ビューに対する設定供給電流の時間積分と、該ビューに対する前記放射線源の実際の供給電流の時間積分とが実質的に同じになるよう、該ビューの供給電流を制御する、請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項６】
前記複数ビューの各々における前記第２の時間は、一定の時間間隔で設定されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、１ビュー当たりのデータ収集積分時間を、前記第１の時間よりも短くする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項８】
前記１ビュー当たりのデータ収集積分時間は、前記第２の時間と同じ時間である、請求項７に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項９】
前記第１の時間は、０．１ｍｓ以上、１ｍｓ以下である、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
前記第２の時間は、前記１の時間の２０％以上、６０％以下である、請求項９に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１１】
前記設定手段は、前記複数ビューの各々に対して、互いに異なる複数の供給電圧を特定の順番に従って設定する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１２】
前記放射線源は、フィラメント陰極およびターゲット陽極を有する放射線管であり、
前記供給電圧は、前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に印加される電圧であり、
前記供給電流は、前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に流れる電流である、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１３】
前記放射線源は、フィラメント陰極、ターゲット陽極、および前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に配されたグリッド電極とを有する放射線管であり、
前記供給電圧は、前記フィラメント陰極と前記グリッド電極との間に印加される電圧であり、
前記供給電流は、前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に流れる電流である、請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線断層撮影における空間分解能を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線源および検出器を撮影対象の周りに回転させ、放射線源から撮影対象に放射線を照射してその透過放射線を検出器にて検出することで複数ビュー（view）の投影データ（data）を収集し、収集した投影データを基に画像再構成する放射線断層撮影装置が知られている（例えば、特許文献１，図３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３０５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような放射線断層撮影装置では、図７に示すように、通常、放射線源２および検出器３はアイソセンタ（iso-center）ＩＳＯを中心に一定速度Ｖで回転し、放射線源２は撮影対象９に放射線ＸＲを照射し続け、検出器３はその透過放射線を検出し続ける。そして、検出器３に接続されたＤＡＳ（Data Acquisition System）（不図示）が、１ビューに対応する時間Δｔ１ごとに検出器３の出力を積分し、それぞれの積分値を各ビューＶiの投影データとして収集する。
【０００５】
典型的には、放射線源１回転当たりの時間は、例えば、０．３５〔ｓ（秒）／ｒｏｔ（回転）〕程度であり、放射線源１回転当たりのビュー数は、例えば、１０００〔ビュー／ｒｏｔ（回転）〕程度である。この例では、１ビューに対応する時間Δｔ１は、０．３５〔ｍｓ〕程度となり、１ビューに対応する放射線源の回転角度幅は、２π／１０００〔ｒａｄ〕程度となる。このように、１ビューに対応する時間Δｔ１や放射線源２の回転角度幅Δθ１は微小であるが、ＤＡＳが検出器３の出力を積分している間、放射線源２および検出器３が移動していることに変りはない。したがって、各ビューＶiの投影データは、放射線源２および検出器３がその回転方向いわゆるビュー方向に移動することによるボケを含んでおり、再構成画像においてそのビュー方向の空間分解能を劣化させる原因となっている。
【０００６】
この問題を解決するための一手法としては、放射線源１回転当たりのビュー数をより大きくして、１ビューに対応する時間Δｔ１あるいは回転角度幅Δθ１を小さくすることが考えられる。しかし、そのためには、高速な処理を可能とするＤＡＳを用いる必要があり、コストアップ（cost up）につながる。
【０００７】
このような事情により、放射線断層撮影装置による撮影において、コストアップを抑えつつ、再構成画像におけるビュー方向の空間分解能を向上させることが可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点の発明は、
供給電圧および供給電流により放射線の出力が制御される放射線源と、検出器とを含み、前記放射線源および検出器を対象の周りに回転させ、前記放射線源から前記対象に放射線を照射し、前記検出器により前記対象の透過放射線を検出して、複数ビューの投影データを収集する撮像手段と、収集された投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段とを備えた放射線断層撮影装置であって、
前記撮像手段が、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、前記放射線源の１回転当たりの時間を１回転当たりのビュー数で割って成る第１の時間よりも短い第２の時間だけ放射線を照射するよう前記放射線源を制御する、放射線断層撮影装置を提供する。
【０００９】
第２の観点の発明は、
前記複数ビューの各々に対する前記放射線源の供給電圧を設定する設定手段を備えており、
前記撮像手段が、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、該ビューの前記放射線源の供給電圧を該ビューに対する設定供給電圧にしようとする制御と、該ビューの前記放射線源の供給電圧を前記放射線源の供給電流がカットオフ（cut off）される供給電圧にしようとする制御とを行う、上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１０】
第３の観点の発明は、
前記管電流がカットオフされる管電圧が、実質的に０Ｖである、上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１１】
第４の観点の発明は、
前記設定手段が、前記複数ビューの各々に対する前記放射線源の供給電流を設定し、
前記撮像手段が、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、該ビューの前記放射線源の供給電圧を該ビューに対する設定供給電圧にしようとする制御を行う際に、該ビューの前記放射線源の供給電流を、該ビューに対する設定供給電流よりも大きい供給電流にしようとする制御を行う、上記第２の観点または第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１２】
第５の観点の発明は、
前記撮像手段が、前記複数ビューの各々の投影データ収集において、該ビューに対する設定管電流の時間積分と、該ビューに対する前記放射線源の実際の供給電流の時間積分とが実質的に同じになるよう、該ビューの供給電流を制御する、上記第４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１３】
第６の観点の発明は、
前記複数ビューの各々における前記第２の時間が、一定の時間間隔で設定されている、上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１４】
第７の観点の発明は、
前記撮像手段が、１ビュー当たりのデータ収集積分時間を、前記第１の時間よりも短くする、上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１５】
第８の観点の発明は、
前記１ビュー当たりのデータ収集積分時間が、前記第２の時間と同じ時間である、上記第７の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１６】
第９の観点の発明は、
前記第１の時間が、０．１ｍｓ（ミリ秒）以上、１ｍｓ以下である、上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１７】
第１０の観点の発明は、
前記第２の時間が、前記１の時間の２０％以上、６０％以下である、上記第９の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１８】
第１１の観点の発明は、
前記設定手段が、前記複数ビューの各々に対して、互いに異なる複数の供給電圧を特定の順番に従って設定する、上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１９】
第１２の観点の発明は、
前記放射線源が、フィラメント陰極およびターゲット陽極を有する放射線管であり、
前記供給電圧が、前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に印加される電圧であり、
前記供給電流が、前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に流れる電流である、上記第１の観点から第１１の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２０】
第１３の観点の発明は、
前記放射線源が、フィラメント陰極、ターゲット陽極、および前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に配されたグリッド電極とを有する放射線管であり、
前記供給電圧は、前記フィラメント陰極と前記グリッド電極との間に印加される電圧であり、
前記供給電流は、前記フィラメント陰極と前記ターゲット陽極との間に流れる電流である、上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
上記観点の発明によれば、放射線源１回転当たりのビュー数を変えることなく、１ビュー当たりの放射線照射時間を短くすることができるので、従来の処理能力のＤＡＳを用いながら、各ビューの投影データ上のビュー方向におけるボケを低減することができる。これにより、コストアップを抑えつつ、再構成画像におけるビュー方向の空間分解能を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】従来の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管２及びＤＡＳ５の制御を示す図である。
【図３】第１の実施例の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管２及びＤＡＳ５の制御を示す図である。
【図４】第２の実施例の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管およびＤＡＳの制御を示す図である。
【図５】第３の実施例の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管およびＤＡＳの制御を示す図である。
【図６】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れの一例を示すフロー（flow）図である。
【図７】各ビューごとにＸ線管及びＸ線検出器が回転移動中にＸ線照射が成されて投影データが収集される様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２５】
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管２と、Ｘ線検出器３と、Ｘ線管コントローラ（controller）４と、ＤＡＳ５と、スキャン（scan）条件設定部６と、スキャン制御部７と、画像再構成部８とを有している。なお、Ｘ線管２、Ｘ線検出器３、Ｘ線管コントローラ４、ＤＡＳ５、およびスキャン制御部７は、本発明における撮像手段の一例である。また、スキャン条件設定部６は、本発明における設定手段の一例であり、画像再構成部８は、本発明における再構成手段の一例である。
【００２６】
Ｘ線管２及びＸ線検出器３は、撮影空間Ｂを挟み、互いに対向して配置されている。Ｘ線管２及びＸ線検出器３は、撮影空間Ｂの中心であるアイソセンタＩＳＯを回転軸として回転可能に支持されている。被検体９は、不図示のテーブル（table）に載置され、撮影空間Ｂ内に配置される。なお、ここでは、Ｘ線管２及びＸ線検出器３の回転軸方向をｚ軸方向、鉛直方向をｙ軸方向、ｚ軸方向及びｙ軸方向に垂直な水平方向をｘ軸方向とする。また、Ｘ線管２及びＸ線検出器３の回転方向をビュー方向という。
【００２７】
Ｘ線管２は、フィラメント（filament）陰極（不図示）とターゲット（target）陽極（不図示）とを有している。Ｘ線管２は、フィラメント陰極で発生した熱電子を、陰極−陽極間に印加された管電圧で加速させ、ターゲット陽極に衝突させる。ターゲット陽極には、電子の衝突によりＸ線焦点が形成され、このＸ線焦点からＸ線が発生する。Ｘ線管２が出力するＸ線のエネルギー分布は、陰極−陽極間に印加された管電圧に依存し、Ｘ線管２が出力するＸ線の線量は、陰極−陽極間に流れる管電流に依存する。このように、Ｘ線管２は、供給される管電圧および管電流により出力が制御される。
【００２８】
Ｘ線検出器３は、Ｘ線管２のＸ線焦点から各位置までの距離がほぼ等しくなるように湾曲形成された検出面を有している。検出面は、マトリクス（matrix）状に配列された複数の検出素子により構成されている。Ｘ線検出器３の各検出素子は、Ｘ線管２から被検体９に向けて照射されたＸ線（一部は被検体９を透過）を検出し、検出されたＸ線の強度に応じたアナログ（analog）信号を出力する。検出素子は、例えば、シンチレータ（scintillator）とフォトダイード（photo-diode）とにより構成されている。
【００２９】
Ｘ線管コントローラ４は、スキャン制御部６からの制御を受けて、Ｘ線管２の管電圧及び管電流を制御する。Ｘ線管コントローラ４は、高電圧発生回路を有しており、この回路によりＸ線管２の陰極−陽極に印加する電圧を制御する。また、Ｘ線管コントローラ４は、定電流回路を有しており、この回路によりＸ線管２のフィラメント陰極に流す電流を制御する。
【００３０】
ＤＡＳ５は、Ｘ線検出器３の各検出素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、投影データとして収集する。ＤＡＳ５は、検出素子からのアナログ信号を１ビューに対応する時間ごとに積分して、各ビューの投影データを収集する。
【００３１】
スキャン条件設定部６は、操作者の操作に応じて、Ｘ線ＣＴスキャンを行う際のスキャン条件を設定する。スキャン条件には、Ｘ線管１回転当たりの時間（Ｘ線管の回転速度）ＲＴ、Ｘ線管１回転当たりのビュー数ＶＮ、Ｘ線管２の管電圧ＫＶ及び管電流ｍＡ等が含まれる。管電流ｍＡの設定は、各ビューに同一の電流値を設定してもよいし、自動露出機構によりビュー単位あるいは複数のビューからなるグループ（group）単位で独立した電流値を設定してもよい。なお、Ｘ線管１回転当たりの時間ＲＴは、例えば、０．３５ｓ（秒）／ｒｏｔ（回転）、ビュー数ＶＮは、例えば、１０００である。
【００３２】
スキャン制御部７は、Ｘ線管２及びＸ線検出器３の回転、Ｘ線管２からのＸ線の発生、ＤＡＳ５のデータ収集等を制御して、Ｘ線ＣＴスキャンを実施させる。このＸ線ＣＴスキャンの実施により、被検体９の複数ビューの投影データが収集される。
【００３３】
画像再構成部８は、収集された複数ビューの投影データに基づいて画像を再構成する。
【００３４】
なお、スキャン条件設定部６、スキャン制御部７、及び画像再構成部８は、例えば、コンピュータ（computer）に所定のプログラム（program）を実行させることにより、実現される。
【００３５】
以下、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管及びＤＡＳの制御について、詳しく説明する。
【００３６】
（第１の実施例）
図２は、従来の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管２及びＤＡＳ５の制御を示す図である。また、図３は、第１の実施例の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管２及びＤＡＳ５の制御を示す図である。これらの図は、スキャン実施中におけるビューごとのＸ線管２の管電圧ＫＶおよび管電流ｍＡの時間変化とＤＡＳ５のデータ収集積分期間（検出素子の出力を積分する時間）とをグラフにしたものである。なお、ここでは、スキャン条件として、Ｘ線管２の設定管電圧を第１の管電圧ＫＶ１、設定管電流を第１の管電流ｍＡ１とする。また、１ビュー当たりのＤＡＳ５のデータ収集積分時間は、Ｘ線管１回転当たりの時間ＲＴをＸ線管１回転当たりのビュー数ＶＮで除して成る１ビュー対応時間幅である第１の時間幅Δｔ１に一致する。したがって、例えば、Ｘ線管１回転当たりの時間ＲＴを０．３５ｓとし、Ｘ線管１回転当たりのビュー数ＶＮを１０００とすると、第１の時間幅Δｔ１は０．３５ｍｓとなり、１ビュー当たりのデータ収集積分時間ＳＴも０．３５ｍｓとなる。なお、この第１の時間幅Δｔ１は、一般的には、０．１ｍｓ以上、１ｍｓ以下が想定される。
【００３７】
従来の方法では、図２に示すように、ビューに関係なく、管電流ｍＡは、第１の管電流ｍＡ１を維持し、管電圧ＫＶは、第１の管電圧ＫＶ１を維持するよう制御する。この場合、スキャン実施中においては、Ｘ線管２は、常に、第１の管電圧ＫＶ１および第１の管電流ｍＡ１にて、Ｘ線を出力し続ける。つまり、１ビューごとのＸ線照射期間は、１ビュー対応期間にそのまま一致する。
【００３８】
なお、Ｘ線管コントローラ４における制御としては、例えば、管電流ｍＡの制御目標値を第１の管電流ｍＡ１に設定したままとし、管電圧ＫＶの制御目標値を第１の管電圧ＫＶ１に設定したままとする。
【００３９】
一方、第１の実施例の方法では、図３に示すように、ビューごとに、管電流ｍＡは、１ビュー対応期間のうち、時間幅が第１の時間幅Δｔ１より短い第２の時間幅Δｔ２となる特定期間だけ、所定の管電流ｍＡ２となり、他の期間では実質的に０ｍＡとなるように制御する。また、管電圧ＫＶは、管電流が流れる上記の特定期間においては、第１の管電圧ＫＶ１を維持するように制御する。この場合、スキャン実施中においては、Ｘ線管２は、上記の特定期間だけ、第１の管電圧ＫＶ１および第２の管電流ｍＡ２にて、Ｘ線を出力する。つまり、１ビューごとのＸ線照射期間は、１ビュー対応時間より短い上記の特定期間だけとなる。これにより、各ビューの投影データ収集において、Ｘ線の照射位置がビュー方向（Ｘ線管の回転方向）に移動することにより生じる投影データ上のボケを抑えることができ、再構成画像におけるビュー方向の空間分解能を向上させることができる。
【００４０】
なお、Ｘ線管コントローラにおける制御としては、例えば、管電流ｍＡの制御目標値を第２の管電流ｍＡ２に設定したままとし、管電圧ＫＶの制御目標値を、Ｘ線照射期間においては第１の管電圧ＫＶ１に設定し、その他の期間においては管電流ｍＡをカットオフする電圧、例えば０Ｖに設定する。ここで、特徴的なのは、管電流ｍＡの制御目標値を変えるのではなく、管電圧ＫＶの制御目標値を変える点である。従来、Ｘ線管は、ターゲット陽極に衝突させる電子流を制御するためのグリッド電極を持っていない場合が多い。グリッド電極は、一般的に、フィラメント陰極とターゲット陽極との間に配され、電子流の経路を確保するため、孔または切欠きが形成されている。そして、フィラメント陰極とグリッド電極との間に印加される電圧により、電子流のオンオフや流量が制御される。このようなグリッド電極を持たないＸ線管の場合、管電流の制御は、Ｘ線管のフィラメント陰極のフィラメントに流す電流を変化させることでフィラメント陰極の温度を変化させ、その電極から放出される熱電子の量を調整して管電流を制御する。しかし、フィラメントに流れる電流の変化に対するフィラメント陰極の温度の追従性はあまりよくない。このため、フィラメントに流す電流を高速に切り換えても、管電流を高速に切り換えることは難しい。一方、管電圧の制御は、通常、Ｘ線管に印加する高電圧発生回路の出力電圧を調整することで制御する。一般的に、高電圧発生回路の制御信号に対する出力応答は充分速くすることができるので、管電圧の高速な切換えが可能である。また、管電圧を管電流がカットオフされる電圧にすると、フィラメント陰極の温度に依存することなく、管電流は０ｍＡになる。本実施例では、この原理を利用して、管電圧ＫＶの高速な切換えにより、管電流ｍＡの高速な切換えを実現させる。この方法であれば、グリッド（grid）電極を持たないＸ線管であっても、管電流の高速な切換えが可能になる。なお、グリッド電極を持ったＸ線管の場合には、フィラメント陰極とグリッド電極の間に印加する電圧の高速な切換えにより、管電流ｍＡの高速な切換えを実現させてもよい。
【００４１】
ところで、管電流ｍＡが設定管電流である第１の管電流ｍＡ１のまま、Ｘ線照射期間が短くなると、被検体９に照射されるＸ線の線量が不足し、検出素子からの検出信号のＳＮ比が低下してしまう。そこで、本実施例では、これを防ぐため、管電流ｍＡの制御目標値を、設定管電流である第１の管電流ｍＡ１より大きい第２の管電流ｍＡ２とする。なお、被検体９に照射されるＸ線の線量を従来法と同程度確保するためには、ｍＡｓ値すなわち管電流ｍＡの時間積分を同じにすればよい。そこで、本例では、第１の管電流ｍＡ１の第１の時間幅Δｔ１による時間積分Ｓ（＝ｍＡ１・Δｔ１）と、第２の管電流ｍＡ２の第２の時間幅Δｔ２による時間積分Ｓ′（＝ｍＡ２・Δｔ２）とが実質的に等しくなるよう、第２の管電流ｍＡ２を決定する。
【００４２】
なお、本実施例の方法により投影データ上のボケの抑制を効果的に行うためには、第１の時間幅Δｔ１に対する第２の時間幅Δｔ２の割合であるＸ線照射ディーティ（duty）Ｒを小さくすればよい。しかし、このデューティＲをあまり小さくし過ぎると、検出素子の検出信号において一定以上のＳＮ比を確保しようとしたときに、第２の管電流ｍＡ２が非常に大きくなり、Ｘ線管２の出力能力を超えたり、被検体９に大きな負担を掛けたりすることになる。そこで、このディーティＲは、好ましくは、例えば、２０％以上、６０％以下であり、より好ましくは、例えば、２５％以上、５０％以下である。
【００４３】
また、Ｘ線を出力する上記の特定期間は、基本的に、１ビュー対応期間のうちどのタイミング（timing）であっても、投影データ上のボケは抑制される。しかし、この特定期間のタイミングがビューごとに異なると、各ビューのＸ線照射方向における刻み角度幅の均一性がなくなる。この均一性がなくなると、画像再構成処理において、各ビューのＸ線照射方向における刻み角度幅が均一になるよう投影データを補間するなどして補正する必要が出てくる。技術的には、どのビューの位置でＸ線が出力されたかが分かっていれば、不均一なビュー方向の投影データを均一なビュー方向の投影データに補正することができるが、余計な計算処理が増えるし、補間による投影データの精度劣化も考えられる。そこで、この特定期間は、各ビューのＸ線照射方向における刻み角度幅が均一になるよう、ビューと同じ一定の間隔で設定する方が好ましい。
【００４４】
（第２の実施例）
図４は、第２の実施例の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管およびＤＡＳの制御を示す図である。図４に示すように、第２の実施例の方法は、第１の実施例の方法とほぼ同じであるが、１ビューごとのデータ収集積分期間が異なる。すなわち、第１の実施例では、１ビューごとのＤＡＳ５のデータ収集積分期間は、従来と同様、１ビュー対応期間に一致しており、Ｘ線照射期間より時間的に長い。一方、第２の実施例では、１ビューごとのＤＡＳ５のデータ収集積分期間を、１ビューごとのＸ線照射期間に同期させる。この場合、ＤＡＳ５のデータ収集積分時間ＳＴが、従来よりも短くなるので、１ビュー当たりに検出素子の出力信号に含まれるバックグラウンドノイズ（background noise）を減らすことができ、検出信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００４５】
（第３の実施例）
図５は、第３の実施例の方法によるＸ線ＣＴスキャンにおけるＸ線管およびＤＡＳの制御を示す図である。図５に示すように、第３の実施例は、第１の実施例の方法を、管電圧ＫＶを高速に切り換えるマルチエネルギー（multi energy）撮影に適用した例である。すなわち、管電圧ＫＶをビュー単位で、互いに異なる複数の管電圧、例えば高い管電圧ＫＶ２と低い管電圧ＫＶ３とに切り換えつつ、１ビューごとに１ビュー対応時間より短い特定期間だけＸ線を出力するように制御する。
【００４６】
マルチエネルギー撮影では、複数の管電圧の各々について一定ビュー数以上の投影データを収集する必要があるが、被検体の体動による影響を抑えるためにＸ線管２の回転速度はあまり遅くできない。つまり、１ビュー対応時間は、通常の撮影よりも短くなる傾向にある。それ故、マルチエネルギー撮影では、管電圧を０Ｖにすることで管電流を０ｍＡに高速に切り換える技術は、より大きな効果を奏する。
【００４７】
これより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。
【００４８】
図６は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れの一例を示すフロー図である。
【００４９】
ステップ（step）Ｓ１では、スキャン条件うち一部の入力を受け付ける。入力を受け付けるスキャン条件には、Ｘ線管１回転当たりの時間ＲＴ、第１の管電圧ＫＶ１、ビューごとの第１の管電流ｍＡ１、第１の時間Δｔ１に対する第２の時間Δｔ２の割合であるＸ線照射デューティＲが含まれる。
【００５０】
ステップＳ２では、入力されたスキャン条件に基づいて、他のスキャン条件を決定する。Ｘ線管１回転当たりのビュー数ＶＮは予め設定されている。第１の時間Δｔ１は、ＲＴ／ＶＮで算出される。第２の時間Δｔ２は、Ｒ・Δｔ１で算出される。ＤＡＳ５の１ビュー当たりのデータ収集積分時間ＳＴは、第１の時間Δｔ１または第２の時間Δｔ２に設定される。第２の管電流ｍＡ２は、ｍＡ１・Δｔ１／Δｔ２で算出される。
【００５１】
ステップＳ３では、設定されたスキャン条件にしたがって、図３または図４に示すようなＸ線管２及びＤＡＳ５の制御を行う。すなわち、ビューごとに、１ビュー対応時間に相当する第１の時間Δｔ１よりも短い第２の時間Δｔ２をＸ線照射時間として、Ｘ線ＣＴスキャンを実施する。これにより、ビュー方向のボケが抑制された複数ビューの投影データが収集される。
【００５２】
ステップＳ４では、収集された複数ビューの投影データに基づいて画像を再構成する。画像再構成には、公知の画像再構成処理を用いる。
【００５３】
以上、本実施形態によれば、Ｘ線管１回転当たりのビュー数を変えることなく、１ビュー当たりのＸ線照射時間を短くすることができるので、従来の処理能力のＤＡＳを用いながら、各ビューの投影データ上のビュー方向におけるボケを低減することができる。これにより、コストアップを抑えつつ、再構成画像におけるビュー方向の空間分解能を向上させることが可能になる。
【００５４】
また、本時嫉視形態によれば、ビューごとにＸ線出力をオンオフしてビュー方向の空間分解能を上げているので、Ｘ線を連続的に出力した状態で、ビューごとにデータ収集積分をオンオフする方法と比較して、被検体への無駄被曝（画像再構成に有効に活用されないＸ線による被曝）がない。また、データ収集積分に関する設定を従来の設定から変更しない場合でも、ビュー方向の空間分解能を向上させることができる。この場合には、Ｘ線管コントローラ４やスキャン制御部７を構成するコンピュータに実行させるアプリケーションソフトの開発コストを抑えることができる。
【００５５】
なお、発明は、上記実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。
【００５６】
例えば、上記実施形態では、供給電圧および供給電流によりＸ線の出力が制御されるＸ線源としてＸ線管を用いているが、半導体Ｘ線源など、他の種類のＸ線源を用いてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置であるが、発明は、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴまたはＳＰＥＣＴとを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  Ｘ線ＣＴ装置
２  Ｘ線管
３  Ｘ線検出器
４  Ｘ線管コントローラ
５  ＤＡＳ
６  スキャン条件設定部
７  スキャン制御部
８  画像再構成部
９  被検体
ＩＳＯ  アイソセンタ
【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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