(57)【要約】【課題】目的は、予定時刻に撮影を開始できるように電源投入タイミングをおおよそ図ることができるＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。【解決手段】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管１０１と、Ｘ線管に対向するＸ線検出器１０３と、Ｘ線検出器の出力を増幅し、ディジタル信号に変換するデータ収集回路１０４と、データ収集回路の出力に基づいて画像データを再構成する再構成処理部１１８と、Ｘ線検出器及びデータ収集回路に関する温度を検出する温度センサ１１１，１１３と、検出された温度に基づいてＸ線検出器及びデータ収集回路が所定の安定状態に達するまでの待ち時間を推定する推定部１１９と、推定された待ち時間を表示する表示部１１６，１２１とを具備する。【選択図】図１
2014230636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、
前記Ｘ線管に対向するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の出力を増幅し、ディジタル信号に変換するデータ収集回路と、
前記データ収集回路の出力に基づいて画像データを再構成する再構成処理部と、
前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路に関する温度を検出する温度センサと、
前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路の温度を調節する温調器と、
前記検出された温度に基づいて、前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路が所定の安定状態に達するまでの待ち時間を推定する推定部と、
前記推定された待ち時間を表示する表示部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
複数の温度を複数の待ち時間にそれぞれ対応付ける対応表のデータを記憶する記憶部をさらに備え、
前記推定部は前記検出された温度により前記対応表を検索することにより前記待ち時間を推定することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記推定部は前記温度センサにより少なくとも２時点で検出された温度により前記待ち時間を推定することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記推定部は前記温度センサにより複数の時点で検出された複数の温度により温度変化の傾きを計算し、前記傾きから所定温度に達するまでの時間を前記待ち時間として推定することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記推定部は前記安定状態に関する複数の程度にそれぞれ対応する複数の待ち時間を推定することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記温度センサは前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路について複数の箇所に設置され、
前記推定部は前記複数の箇所で検出された温度の最低温度により前記待ち時間を推定することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記温度センサは前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路について複数の箇所に設置され、
前記推定部は前記複数の箇所で検出された温度の平均温度により前記待ち時間を推定することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
Ｘ線管と、
前記Ｘ線管に対向するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の出力を増幅し、ディジタル信号に変換するデータ収集回路と、
前記データ収集回路の出力に基づいて画像データを再構成する再構成処理部と、
前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路に関する温度を検出する温度センサと、
前記検出された温度に基づいて、前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路が所定の温度に達するまでの待ち時間を推定する推定部と、
前記推定された待ち時間を表示する表示部とを具備することを特徴とする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（ＣＴシステム）において、Ｘ線検出器やデータ収集回路（ＤＡＳ）の温度変動が大きいとき、検出感度や回路動作の温度依存性に起因するアーチファクトが生じることが知られている。画質の確保又は安定化のためＸ線検出器／ＤＡＳの恒温化は必須である。そこでＸ線検出器／ＤＡＳは恒温化以降の熱変動を抑制する目的で熱容量を増大させるよう設計されている。
【０００３】
Ｘ線検出器／ＤＡＳの熱容量を増大させると、システム電源をＯＦＦ／ＯＮ時、もしくは該当ユニット交換時などのＸ線検出器／ＤＡＳが冷温状態にある時から、Ｘ線検出器／ＤＡＳの温度が恒温化、つまり温度変動が収束して一定の安定状態になるまでに長時間を要するので、予定時刻に撮影（スキャン）を開始できるように早期に電源を投入する必要があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目的は、撮影を開始できるようになる時間をおおよそ図ることができるＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管に対向するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力を増幅し、ディジタル信号に変換するデータ収集回路と、前記データ収集回路の出力に基づいて画像データを再構成する再構成処理部と、前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路に関する温度を検出する温度センサ、前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路の温度を調節する温調器と、前記検出された温度に基づいて、前記Ｘ線検出器及び前記データ収集回路が所定の安定状態に達するまでの待ち時間を推定する推定部と、前記推定された待ち時間を表示する表示部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は第１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ＲＯＭに記憶されている温度と待ち時間との対応表を示す図である。
【図３】図３は第１実施形態において図１の安定化待ち時間表示ウインドウ発生部による表示ウインドウの一例を示す図である。
【図４】図４は第２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５】図５は図４の安定化待ち時間推定部内のメモリに保持される標準的温度時間曲線の一例を示す図である。
【図６】図６は図４の安定化待ち時間推定部による安定化待ち時間推定処理の説明図である。
【図７】図７は第１実施形態において図４の安定化待ち時間表示ウインドウ発生部による表示ウインドウの一例を示す図である。
【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るＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管とＸ線管に対向するＸ線検出器とを有し、このＸ線検出器で検出した透過Ｘ線の強度に応じた出力信号をデータ収集回路で増幅し、ディジタル信号に変換する。このデータ収集回路の出力に基づいて画像データが再構成処理部で再構成される。ここでＸ線コンピュータ断層撮影装置で安定した撮影が可能になるまでの時間を左右するのは、Ｘ線検出器及びデータ収集回路に関する温度の安定化にあると特定した。ヒーターなどの調温器でＸ線検出器及びデータ収集回路の温度を調節するために設けられている。温度センサでＸ線検出器及びデータ収集回路に関する温度を検出する。この検出された温度に基づいてＸ線検出器及びデータ収集回路が所定の温度に達して、安定した撮影が可能になるまでの待ち時間を推定部で推定し、その推定された待ち時間を表示部に表示することにより、撮影を開始できるようになる時間をおおよそ図ることができるようになる。
【０００８】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転方式と、リング上に多数のＸ線検出器が配置され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転方式と、複数のＸ線管がリング上に配置され、複数のＸ線検出器も同様にリング上に配置された固定／固定方式等様々な方式があり、いずれの方式でも適用可能である。回転／回転方式に関して、一対のＸ線管とＸ線検出器とが回転フレームに搭載された一管球型と、Ｘ線管とＸ線検出器との対が回転フレームに複数搭載されたいわゆる多管球型とがあるが、いずれの型でも適用可能である。Ｘ線検出器に関して、被検体を透過したＸ線をシンチレータ等の蛍光体で光に変換してからフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とがあるが、いずれの形を採用してもよい。
【０００９】
（第１実施形態）  
図１には第１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している。架台部１００は、回転リング１０２を有する。架台駆動部１０７はホストコントローラ１１０の制御のもとで回転リング１０２を回転する。回転リング１０２にはＸ線管１０１とＸ線検出器１０３とが搭載されている。Ｘ線検出器１０３は、被検体が天板スライドにより挿入される撮影領域Ｓを挟んで、Ｘ線管１０１に対向する。高電圧発生部１０９はＸ線管１０１の両極間に印加する管電圧を発生し、陰極フィラメントに供給する管電流を発生する。高電圧発生部１０９からスリップリング１０８を介してＸ線管１０１へ管電圧が印加され且つ管電流が供給されるときＸ線が発生される。Ｘ線管１０１で発生されたＸ線はコリメータ１１３で例えばコーンビーム形に成形される。Ｘ線検出器１０３はコーンビーム形Ｘ線を受光するために例えばマルチスライス型が採用される。Ｘ線検出器１０３には、一般的にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集回路１０４が接続されている。データ収集回路１０４には、Ｘ線検出器１０３の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このプリアンプの出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに設けられている。
【００１０】
データ収集回路１０４とＸ線検出器１０３との近傍にはデータ収集回路１０４とＸ線検出器１０３との温度を調節する、好ましくは加熱するための図示しないヒーターなどの温調器が設けられている。
【００１１】
データ収集回路１０４には、非接触データ伝送装置１０５を介して前処理部１０６が接続される。前処理部１０６は、データ収集回路１０４から受信したデータに対して、チャンネル間の感度不均一を補正したり、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等の前処理を実行する。記憶装置１１２は、前処理部１０６で前処理を受けた投影データ、その他画像データ等を記憶する。再構成処理部１１８は、記憶された投影データに基づいて画像データを再構成する。表示装置１１６は、主に画像又は後述する安定化するまでの待ち時間の表示をする。
【００１２】
温度センサ１１１がＸ線検出器１０３の温度を検出するためにＸ線検出器１０３の例えば基板上に設置される。同様に、温度センサ１１３がデータ収集回路１０４の温度を検出するためにデータ収集回路１０４の例えば基板上に設置される。典型的には、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４は基板を共通されており、少なくとも１台、好ましくは複数台の温度センサ１１１，１１３がＸ線検出器１０３とデータ収集回路１０４の基板上に分散して設置される。
【００１３】
記憶部として典型例としてのＲＯＭ１２３は、複数の温度を複数の待ち時間にそれぞれ対応付ける対応表のデータを記憶する。当該データは、実機を用いて、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４を様々な温度状態を設定し、各温度毎に実際に検出器に取り付けた温調器を動作させながら、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４に関する温度の変化を計測して、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４の動作が安定化するまでに要する時刻、換言するとＸ線検出器１０３とデータ収集回路１０４が恒温化するまでに要する時間（以下、安定化待ち時間という）を計測することで収集する。本実施形態では、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４の温度変動が±１％に収まる状態までの待ち時間を”９０％の安定化待ち時間”として計測し、当該温度変動が±５％に収まる状態までの待ち時間を”７０％の安定化待ち時間”として計測し、当該温度変動が±１０％に収まる状態までの待ち時間を”５０％の安定化待ち時間”として計測する。計測結果に基づいて図２に示す複数の温度を複数の待ち時間にそれぞれ対応付ける対応表を事前に完成し、ＲＯＭ１２３に記憶させる。
【００１４】
安定化待ち時間推定部１１９は、温度センサ１１１，１１３で検出された温度によりＲＯＭ１２３の対応表を照会することにより、ここでは３段階の安定化程度に応じた３種類の待ち時間を推定する。実際的には、温度センサ１１１，１１３では複数の温度が検出され、安定化待ち時間推定部１１９において複数の温度から最も低い温度若しくは中央温度が選択され、又は複数の温度に関する平均温度が計算される。安定化待ち時間推定部１１９は、ＲＯＭ１２３から最低温度等に対応付けられている３種類の待ち時間を読み出す。
【００１５】
安定化待ち時間表示ウインドウ発生部１２１は、安定化待ち時間推定部１１９で推定された３種類の待ち時間と、温度センサ１１１，１１３で検出された温度とを含む図３に例示するような安定化待ち時間表示ウインドウを発生する。
【００１６】
このように現在温度から３段階の安定化程度に応じた３種類の待ち時間を推定して表示することで、撮影を開始できるようになる時間をおおよそ図ることができるようになる。
【００１７】
（第２実施形態）  
図４には第２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している。図１と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する。
【００１８】
安定化待ち時間推定部１２５は、図５に例示するＸ線検出器１０３とデータ収集回路１０４に関する標準的な温度時間曲線のデータを事前に与えられている。この標準的な温度時間曲線は上述の説明同様に実機を用いて温度変化の実測を繰り返して収集した複数の温度時間曲線の平均曲線として与えられている。この標準的な温度時間曲線上には、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４の温度変動が±１％に収まる位置（９０％の安定化位置）Ｐ９０、当該温度変動が±５％に収まる位置（７０％の安定化位置）Ｐ７０、当該温度変動が±１０％に収まる位置（５０％の安定化位置）Ｐ５０が設定されている。
【００１９】
図６に示すように、安定化待ち時間推定部１２５は、温度センサ１１１，１１３で検出された少なくとも２時点ＴA，ＴBにそれぞれ対応する少なくとも２つの温度ＴＥＭＰ(A)、ＴＥＭＰ(B)の傾きを標準的な温度時間曲線に整合させることにより、安定化待ち時間を推定する。
【００２０】
具体的には、安定化待ち時間推定部１２５は、温度センサ１１１，１１３で検出された少なくとも２時点ＴA，ＴBにそれぞれ対応する少なくとも２つの温度ＴＥＭＰ(A)、ＴＥＭＰ(B)に従って、標準的な温度時間曲線を時間軸方向に伸縮する。２つの温度ＴＥＭＰ(A)、ＴＥＭＰ(B)が２時点ＴA，ＴBにおいて、伸縮された標準的な温度時間曲線上に位置する。そのように標準的な温度時間曲線が時間軸方向に伸縮される。
【００２１】
伸縮された標準的な温度時間曲線上において、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４の温度変動が±１％に収まる位置（９０％の安定化位置）Ｐ９０、当該温度変動が±５％に収まる位置（７０％の安定化位置）Ｐ７０、当該温度変動が±１０％に収まる位置（５０％の安定化位置）Ｐ５０それぞれに対応する時間Ｔ９０、Ｔ７０、Ｔ５０と、現在時間ＴBとの時間幅ΔＴ９０、ΔＴ７０、ΔＴ５０が計算される。計算された時間幅ΔＴ９０、ΔＴ７０、ΔＴ５０は、Ｘ線検出器１０３とデータ収集回路１０４の温度変動（動作安定性）が±１％に収まる状態までの９０％の安定化待ち時間、当該温度変動が±５％に収まる状態までの７０％の安定化待ち時間、当該温度変動が±１０％に収まる状態までの５０％の安定化待ち時間をぞれぞれしめしている。
【００２２】
これら推定された３段階の安定化程度に応じた３種類の待ち時間は、温度センサ１１１，１１３で検出された現在温度、伸縮された標準的な温度時間曲線とともに図７に例示したように表示される。伸縮された標準的な温度時間曲線は、低温時から現在温度の時までの実線部分と、現在温度の時以降の破線部分とからなる。
【００２３】
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】
【００２４】
１００…架台部、１０１…Ｘ線管、１０２…回転リング、１０３…Ｘ線検出器、１０４…データ収集回路、１０５…非接触データ伝送装置、１０６…前処理部、１０７…架台駆動部、１０８…スリップリング、１０９…高電圧発生部、１１０…ホストコントローラ、１１１…温度センサ、１１２…記憶装置、１１３…温度センサ、１１６…表示装置、１１８…再構成処理部、１１９…安定化待ち時間推定部、１２１…安定化待ち時間表示ウインドウ発生部、１２３…ＲＯＭ。
【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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