(57)【要約】  検査のスループットを向上し、また回転盤のベアリングの摩耗を抑制することが可能なX線CT装置及び撮影方法を提供するために、X線CT装置1のシステム制御装置124は、前後する撮影の待機時間中に回転盤102の回転速度を制御する。具体的にはシステム制御装置124は、撮影条件によって決定される前後する撮影の各回転速度Sn、Smへの加速時間、減速時間とスタンバイインターバル時間Tintとに基づき、これらの待機時間(シーケンス間ディレー時間)中に回転速度制御動作を行えるか否かを判定し、可能である場合は、目標減速回転速度または回転停止状態まで回転盤102を減速させ、目標減速回転速度または回転停止状態で所定の待機時間TIdleの経過を待機し、その後、回転速度を次のシーケンスの回転速度まで加速する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にX線を照射するX線源、前記X線源に対向配置され前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器、及び前記X線源と前記X線検出器とを搭載し前記被検体の周囲を回転する回転盤を有するスキャナと、
前後する撮影間の待機時間と前記回転盤の減速及び加速に要する時間とに基づいて前記待機時間中の前記回転盤の回転速度を前後する撮影時の回転速度のいずれよりも低速にするように制御する制御部と、
を備えることを特徴とするX線CT装置。
【請求項２】
前記制御部は、回転停止状態への減速後、回転停止状態を維持し、その後、次の撮影で設定されている回転速度への加速を含む回転速度制御動作を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
【請求項３】
前記制御部は、シーケンス間ディレー時間の開始時刻から次の撮影のスタンバイ開始時刻までの時間であるスタンバイインターバル時間を求め、
前の撮影の回転速度から回転停止状態まで減速するのに要する時間である減速時間と、回転停止状態から次の撮影の回転速度まで加速するのに要する時間である加速時間と、前記スタンバイインターバル時間とから、回転停止状態で待機する時間を求め、求めた回転停止状態で待機する時間が所定の下限値以上である場合に、前記回転速度制御動作を実行することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
【請求項４】
前記制御部は、目標とする減速回転速度への減速後、減速回転状態を維持し、その後、次の撮影で設定されている回転速度への加速を含む回転速度制御動作を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
【請求項５】
前記制御部は、シーケンス間ディレー時間の開始時刻から次の撮影のスタンバイ開始時刻までの時間であるスタンバイインターバル時間を求め、
前の撮影の回転速度から目標減速回転速度での減速回転状態まで減速するのに要する時間である減速時間と、前記減速回転状態から次の撮影の回転速度まで加速するのに要する時間である加速時間と、前記スタンバイインターバル時間とから、減速回転状態で待機する時間を求め、求めた減速回転状態で待機する時間が所定の下限値以上である場合に、前記回転速度制御動作を実行することを特徴とする請求項4に記載のX線CT装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記回転速度制御動作において減速回転状態での待機時間が所定の下限値以上となる最小の回転速度を求め、
最小の回転速度が存在する場合は、求めた最小の回転速度を目標減速回転速度として前記回転速度制御動作を実行することを特徴とする請求項4に記載のX線CT装置。
【請求項７】
前記制御部は、操作者による撮影開始操作を許可している場合は撮影開始操作の検知時刻以降、または操作者による撮影開始操作を許可していない場合は前の撮影の終了時刻以降に、前記回転速度制御動作を開始することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
【請求項８】
操作者による撮影開始操作を許可している場合、
前記制御部は、前の撮影の終了時刻以降であって操作者による撮影開始操作を検知する前に、前記回転速度制御動作を開始することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
【請求項９】
被検体にX線を照射するX線源、前記X線源に対向配置され前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器、及び前記X線源と前記X線検出器とを搭載し前記被検体の周囲を回転する回転盤を有するX線CT装置の制御装置が、
前後する撮影間の待機時間と前記回転盤の減速及び加速に要する時間とに基づいて前記待機時間中の前記回転盤の回転速度を前後する撮影時の回転速度のいずれよりも低速にするように制御することを特徴とする撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線CT装置及び撮影方法に係り、詳細には、X線CT装置のスキャナの回転速度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置とは、被検体にX線を照射するX線源と、被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出器とを被検体の周囲で回転させることにより得られる複数角度からの投影データを用いて被検体の断層像を作成するものである。X線CT装置を用いた撮影では、高い時間分解能が必要な領域の撮影や撮影時間短縮のためにスキャナの回転の高速化が求められている。それに伴い、X線CT装置の回転盤の回転速度は、加速を開始してから回転速度が定速になるまでに要する時間が長くなり、検査のスループット低下の一因となっていた。【０００３】
特許文献1には、スキャノグラム像の撮影が終了したことを検知して回転盤の回転を開始させるよう制御することで、撮影準備から本撮影開始までの時間を短縮させるX線CT装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-124924号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、造影検査等、撮影間の待機時間(以下、シーケンス間ディレー時間という)が長く設定される検査の場合、シーケンス間ディレー時間中は従来のX線CT装置では回転盤の回転が維持されたままであった。回転盤はベアリングを介してスキャナの固定部に対して回転可能に支持されているため、回転時間の増加に伴いベアリングの摩耗が進み、装置の耐久年数に影響を及ぼしていた。【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、検査のスループットを向上し、また回転盤のベアリングの摩耗を抑制することが可能なX線CT装置及び撮影方法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】
【０００７】
前述した目的を達成するために本発明は、被検体にX線を照射するX線源、前記X線源に対向配置され前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器、及び前記X線源と前記X線検出器とを搭載し前記被検体の周囲を回転する回転盤を有するスキャナと、前後する撮影間の待機時間と前記回転盤の減速及び加速に要する時間とに基づいて前記待機時間中の前記回転盤の回転速度を前後する撮影時の回転速度のいずれよりも低速にするように制御する制御部と、を備えることを特徴とするX線CT装置である。【０００８】
また本発明は、被検体にX線を照射するX線源、前記X線源に対向配置され前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器、及び前記X線源と前記X線検出器とを搭載し前記被検体の周囲を回転する回転盤を有するX線CT装置の制御装置が、前後する撮影間の待機時間と前記回転盤の減速及び加速に要する時間とに基づいて前記待機時間中の前記回転盤の回転速度を前後する撮影時の回転速度のいずれよりも低速にするように制御することを特徴とする撮影方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、検査のスループットを向上し、また回転盤のベアリングの摩耗を抑制することが可能なX線CT装置及び撮影方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】X線CT装置1の全体構成を示す図
【図２】回転速度制御処理の流れを説明するフローチャート
【図３】シーケンス間ディレー時間(前後する撮影間の待機時間)に回転速度を停止させる場合のタイミングチャート
【図４】シーケンス間ディレー時間に回転速度を可能な限り減速させて維持する場合のタイミングチャート
【図５】撮影開始操作を検知する前に回転速度制御動作を開始する場合のフローチャート
【図６】図5のフローチャートに対応した動作を説明するタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
［第1の実施の形態］
まず、図1を参照してX線CT装置1の全体構成について説明する。
【００１２】
図1に示すように、X線CT装置1は、スキャナ100、寝台105、及び操作卓120を備える。スキャナ100は、被検体に対してX線を照射するとともに被検体を透過したX線を検出する装置である。操作卓120は、スキャナ100の各部を制御するとともにスキャナ100で計測した透過X線データを取得し、画像の生成を行う装置である。寝台105は被検体を寝載し、スキャナ100のX線照射範囲に被検体を搬入・搬出する装置である。
【００１３】
スキャナ100は、X線源101、回転盤102、コリメータ103、X線検出器106、データ収集装置107、ガントリ制御装置108、寝台制御装置109、及びX線制御装置110を備える。
【００１４】
操作卓120は、入力装置121、画像演算装置122、記憶装置123、システム制御装置124、及び表示装置125を備える。
【００１５】
スキャナ100の回転盤102には開口部104が設けられ、開口部104を介してX線源101とX線検出器106とが対向配置される。開口部104に寝台105に載置された被検体が挿入される。回転盤102は、回転盤駆動装置から駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって被検体の周囲を回転する。回転盤駆動装置はガントリ制御装置108によって制御される。
【００１６】
X線源101は、X線制御装置110に制御されて所定の強度のX線を連続的または断続的に照射する。X線制御装置110は、操作卓120のシステム制御装置124により決定されたX線管電圧及びX線管電流に従って、X線源101に印加または供給するX線管電圧及びX線管電流を制御する。
【００１７】
X線源101のX線照射口にはコリメータ103が設けられる。コリメータ103は、X線管101から放射されたX線の照射範囲を制限する。例えばコーンビーム(円錐形または角錐形ビーム)等に成形する。コリメータ103の開口幅はシステム制御装置124により制御される。
【００１８】
X線源101から照射され、コリメータ103を通過し、被検体を透過したX線はX線検出器106に入射する。
【００１９】
X線検出器106は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるX線検出素子群をチャンネル方向(周回方向)及び列方向(体軸方向)に2次元配列したものである。X線検出器106は、被検体を介してX線源101に対向するように配置される。X線検出器106はX線源101から照射されて被検体を透過したX線量を検出し、データ収集装置107に出力する。
【００２０】
データ収集装置107は、X線検出器106の個々のX線検出素子により検出されるX線量を収集し、デジタル信号に変換し、透過X線データとして操作卓120の画像演算装置122に順次出力する。
【００２１】
画像演算装置122は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えたコンピュータである。画像演算装置122は、データ収集装置107から入力された透過X線データを取得し、対数変換、感度補正等の前処理を行って再構成に必要な投影データを作成する。また画像演算装置122は、生成した投影データを用いて断層像等の被検体内部を描出した画像を再構成する。システム制御装置124は、画像演算装置122によって再構成された画像データを記憶装置123に記憶するとともに表示装置125に表示する。
【００２２】
システム制御装置124は、CPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータである。
本発明において、システム制御装置124は記憶装置123またはROMに記憶されている処理プログラムに従って、図2等に示す回転速度制御処理を実行する。回転速度制御処理において、システム制御装置124は、前後する撮影間の待機時間(シーケンス間ディレー時間)中に回転盤102の回転速度を制御するものである。この回転速度制御処理については後述する。
【００２３】
記憶装置123はハードディスク等のデータ記録装置であり、X線CT装置1の機能を実現するためのプログラムやデータ等が予め記憶される。これらのプログラムコードは、システム制御装置124により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて実行される。
【００２４】
表示装置125は、液晶パネル、CRTモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置124に接続される。表示装置125は画像演算装置122から出力される画像、並びにシステム制御装置124が取り扱う種々の情報を表示する。
【００２５】
入力装置121は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置124に出力する。操作者は、表示装置125及び入力装置121を使用して対話的にX線CT装置1を操作する。入力装置121は表示装置125の表示画面と一体的に構成されるタッチパネル式の入力装置としてもよい。
【００２６】
寝台105は、被検体を寝載する天板、上下動装置、及び天板駆動装置を備え、寝台制御装置109の制御により天板高さを上下に昇降したり、体軸方向へ前後動したり、体軸と垂直方向かつ床面に対し平行な方向(左右方向)へ移動する。撮影中において、寝台制御装置109はシステム制御装置124により決定された寝台移動速度及び移動方向で天板を移動させる。
【００２７】
次に、図2のフローチャートを参照して、第1の実施の形態のシステム制御装置124が実行する回転速度制御処理の流れを説明する。システム制御装置124は、記憶装置123またはROMから回転速度制御処理プログラムを読み出し、この処理プログラムに従って、図2に示す回転速度制御処理を実行する。
【００２８】
まず、システム制御装置124は撮影準備を開始する(ステップS101)。ステップS101において、システム制御装置124は操作者が入力装置121を用いて予め設定した撮影条件に基づきX線制御装置110、ガントリ制御装置108、及び寝台制御装置109に対して制御信号を送信して、撮影準備を開始する。撮影条件は、X線管電圧やX線管電流等のX線条件や、回転盤102の回転速度、らせんピッチ等を含み、操作者により入力装置121を介して入力、設定される。また、シーケンス間ディレー時間の長さや、後述する回転停止状態または減速回転状態で待機する時間の下限値Tth等、回転速度制御処理において利用する各種のパラメータも回転制御動作の開始前に予め設定されるものとする。
【００２９】
シーケンス間ディレー時間とは、操作者が例えばX線照射開始釦押下等の撮影開始操作を実施してから実際にX線の照射が開始されるまでの時間、または前の撮影(シーケンス)のX線照射終了から次の撮影(シーケンス)のX線照射開始までの時間である。操作者による撮影開始操作を受け付けるか否かは予め設定されるものとする。また、シーケンス間ディレー時間の長さは、操作者が任意の値を事前に設定可能である。
【００３０】
次に、システム制御装置124は、回転速度制御の可否判定を行う(ステップS102)。ステップS102においてシステム制御装置124は、設定されているシーケンス間ディレー時間に基づきスタンバイインターバル時間TIntを計算する。スタンバイインターバル時間TIntとは、シーケンス間ディレー時間の開始時刻(つまり、前の撮影(シーケンス)におけるX線照射終了時或いは操作者が撮影開始操作を行った時)からスキャナスタンバイ開始時刻までの時間である。また、システム制御装置124は事前に設定されている目標減速回転速度の設定値等を取得する。
【００３１】
そしてシステム制御装置124は、撮影条件によって決定される前後する2つのシーケンス(撮影)の各回転速度Sn、Smと上述のスタンバイインターバル時間Tintとに基づき、これらの前後する2つのシーケンス(撮影)の間の待機時間(シーケンス間ディレー時間中)に回転速度制御動作を行えるか否かを判定する。ステップS102における回転速度制御の可否判定の仕方の詳細については後述する(図3等)。判定結果は、システム制御装置124のRAMに保持される。
【００３２】
次に、システム制御装置124は、本撮影開始前に操作者による撮影開始操作が可能であるか否か(つまり、撮影開始釦等の操作によって撮影開始を指示することが許可されるよう設定されているか否か)を判定し(ステップS103)、撮影開始操作が可能と設定されている場合は(ステップS103；Yes)、ステップS104へ進み、撮影開始操作の入力を待機する。撮影開始操作を受け付けていない場合は(ステップS103；No、つまり前のシーケンス終了後、所定のシーケンス間ディレー時間経過後に自動的に次のシーケンス(撮影)を開始するよう設定されている場合)、ステップS105及びステップS106へ進む。
【００３３】
ステップS104において、撮影開始操作を検知した場合(ステップS104；Yes)、ステップS105及びステップS106へ進む。撮影開始操作を検知しない場合は(ステップS104；No)、撮影開始操作を検知するまで待機する。
【００３４】
ステップS105のシーケンス間ディレー待機中は、ステップS103の判定で撮影開始操作を受け付けると判定した場合は(ステップS103；Yes)、システム制御装置124は、予め設定されているシーケンス間ディレー時間(撮影開始操作検知時から所定の待機時間)が経過するまで待機する。また、ステップS103において撮影開始操作不可と判定した場合(ステップS103；No)、予め設定されているシーケンス間ディレー時間とステップS101の開始時刻からステップS105の開始時刻までの間の時間との差分時間が経過するまで待機する。
【００３５】
ステップS106の回転速度制御の可能判定において、回転速度制御が可能と判定された場合(ステップS106；Yes)、ステップS107へ進み、回転速度制御動作を開始する。回転速度制御が可能でないと判定された場合(ステップS106；No)、ステップS110へ移行する。
【００３６】
ステップS107〜ステップS109の回転速度制御動作では、システム制御装置124は、ガントリ制御装置108を制御してステップS102で取得した目標減速回転速度または回転停止状態まで回転盤102を減速させ(ステップS107)、目標減速回転速度または回転停止状態で所定の待機時間TIdleの経過を待機し(ステップS108)、その後、回転速度を次のシーケンスで設定されている本撮影の回転速度Smまで加速する(ステップS109)。
【００３７】
システム制御装置124は、次のシーケンスのスタンバイ開始時刻までに回転速度を次のシーケンスの回転速度Smまで加速し、その後、スタンバイ開始時刻になると撮影条件に基づきガントリ制御装置108、寝台制御装置109、及びX線制御装置110を制御して、次の撮影(シーケンス)を実行するためのスタンバイを実施する(ステップS110)。
【００３８】
ステップS105及びステップS110の終了後、すなわち、シーケンス間ディレー時間を待機する間に、スキャナの回転速度を減速または停止させ、その状態で所定の待機時間だけ待機し、その後、次のシーケンスの回転速度まで回転速度の加速を完了すると、システム制御装置124は、X線制御装置110及び寝台制御装置109を制御して本撮影を実行する(ステップS111)。
【００３９】
システム制御装置124は、設定されたシーケンス数だけ本撮影(シーケンス)が実施されたか否かを判定する(ステップS112)。全シーケンスが完了していなければ(ステップS112；No)、ステップS101へ戻る。全シーケンスを実施していれば(ステップS112；Yes)、図2のフローチャートに示す一連のシーケンスを終了する。
【００４０】
次に、図3のタイミングチャートを参照して、ステップS102における回転速度制御の可否判定及び回転速度制御動作の具体例を説明する。
【００４１】
図3の回転速度制御動作例では、システム制御装置124は、回転盤102を回転停止状態へ減速後、所定の待機時間回転停止状態を維持し、その後、次のシーケンスで設定されている回転速度まで回転盤102を加速する。
【００４２】
回転速度制御の可否判定(ステップS102)において、システム制御装置124は、まずスタンバイインターバル時間TIntを求める。また、回転速度制御を開始する前の回転速度S2(前の撮影の回転速度)から回転停止状態まで減速するのに要する時間(減速時間T1)と回転停止状態から次のシーケンスの本撮影で設定されている回転速度S3まで加速するのに要する時間(加速時間T2)とを求める。そして、スタンバイインターバル時間TIntと減速時間T1と加速時間T2とから、回転停止状態での待機時間TIdleを求める(式(1))。
【００４３】
【数１】
2016158235.tif 000003
【００４４】
減速時間T1及び加速時間T2は、回転速度制御前(減速前)の回転速度Sn及び次のシーケンスの本撮影で設定されている回転速度Smによって決まる固定値である。図3の例では、n＝2、m＝3である。
【００４５】
回転停止状態での待機時間TIdleが所定の下限値Tth以上である場合は(Tidle＝Tint-(T1＋T2)≧Tth)、システム制御装置124は回転速度制御が可能であると判定し、以下のA1〜A4の手順で回転速度制御動作を開始する。
【００４６】
回転速度制御の手順を図2のフローチャートの各ステップと対応させて説明すると、
A1)ステップS106において、回転速度制御可能とする。
A2)ステップS107において、回転盤102の回転速度Sn(図3ではS2)から回転停止状態へ減速を開始する。
A3)ステップS108において、待機時間TIdleが経過するまで待機する。
A4)ステップS109において、回転停止状態から次のシーケンスの本撮影の回転速度Sm(図3ではS3)まで加速を開始する。
【００４７】
回転停止状態での待機時間TIdleが所定の下限値Tthより小さい場合は(TIdle＝TInt-(T1＋T2)＜Tth)、システム制御装置124は以下のB1の処理を実行する。
B1)ステップS106において回転速度制御不可と判定し、ステップS110へ進む。
回転盤102の回転速度は、ステップS110まで元の回転速度Snが維持される。
【００４８】
以上説明したように、第1の実施の形態では、前の撮影終了から次の本撮影開始までの待機時間が所定の時間Tth以上ある場合に、回転盤102の回転を所定の下限値Tth以上の時間停止させることが可能となる。したがって、常時高速回転を維持する場合と比較して回転盤102のベアリングの摩耗を低減できる。また、このような回転速度制御が撮影間の待機時間(シーケンス間ディレー時間)中に行われるため、次の撮影の開始までに回転盤102の加速を完了させることができ、検査のスループットが向上する。また、回転を停止している間は回転音が発生しなくなるため、被検体や操作者はより快適に撮影の待機時間を過ごすことができる。
【００４９】
なお、回転停止に替えて所定の減速回転速度(目標減速回転速度)での減速回転状態での待機としてもよい。すなわち、目標とする減速回転速度への減速後、減速回転状態を維持し、その後、次の撮影で設定されている回転速度への加速を含む回転速度制御動作を行うようにしてもよい。この場合、ステップS102の回転速度制御の可否判定では、シーケンス間ディレー時間の開始時刻から次の撮影スタンバイ開始時刻であるスタンバイインターバル時間を求め、上述の減速時間T1と加速時間T2とスタンバイインターバル時間TIntとから、減速回転状態で待機する時間を求め、求めた減速回転状態で待機する時間が所定の下限値Tth以上である場合に、回転速度制御を実行可能と判定する。
【００５０】
［第2の実施の形態］
回転速度制御動作では、回転停止或いは目標減速回転速度まで減速しなくとも可能な限り小さな回転速度まで減速させるようにしてもよい。第2の実施の形態では、システム制御装置124は、シーケンス間ディレー時間中に可能な限り低速の回転速度(以下、「最小の回転速度」という)へ回転盤102を減速させた後、所定の待機時間tIdle減速回転状態を維持し、その後、次のシーケンスの本撮影で設定されている回転速度へ加速する回転速度制御動作を行う。
【００５１】
図4のタイミングチャートを参照して、第2の実施の形態の回転速度制御動作について説明する。なお、図4のタイミングチャートに示す動作例は、図2のステップS107〜ステップS109に示す回転速度制御動作の具体的な一例である。なお、第1の実施の形態と同一のものについては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５２】
図4の回転速度制御動作例では、システム制御装置124は、シーケンス間ディレー時間中に、回転盤102を前のシーケンス(撮影)の回転速度S2から減速し、所定の待機時間tIdle、可能な限り低速(最小の回転速度Sn’＝S3)での回転を維持し、その後、次のシーケンスの本撮影で設定されている回転速度S1まで加速する(図4の実線の動作例)。
【００５３】
図4のタイミングチャートにおいて、破線で示す部分は予め設定されている目標減速回転速度S4まで減速した場合の動作例を示している。破線の動作例では、目標減速回転速度S4まで減速すると減速回転状態を所定の下限値(tth)の時間以上維持できない。
【００５４】
第2の実施の形態では、システム制御装置124は、減速回転状態を所定の下限値(tth)の時間以上維持できる最小の回転速度Sn’を求める。そして、シーケンス間ディレー時間中に、この最小の回転速度Sn’まで減速させ、減速状態を維持し、その後、次のシーケンスの本撮影で設定されている回転速度まで加速する。
【００５５】
なお、回転速度制御の可否判定(図2のステップS102)では、第1の実施の形態と同様に、シーケンス間ディレー時間の開始時刻から次の撮影スタンバイ開始時刻であるスタンバイインターバル時間を求め、目標減速回転速度までの減速時間T1と、目標減速回転速度から次のシーケンスにおける回転速度までの加速に要する時間である加速時間T2とスタンバイインターバル時間tIntとから、減速回転状態で待機する時間を求め、求めた減速回転状態で待機する時間が所定の下限値tth以上である場合に、回転速度制御を実行可能と判定すればよい。
【００５６】
すなわち、まずシステム制御装置124は、シーケンス間ディレー時間の開始時刻(図4では前のシーケンス終了時刻)から次のシーケンススタンバイ開始時刻までの時間であるスタンバイインターバル時間tIntを求める。また、回転速度制御を開始する前の回転速度S2から目標減速回転速度(図4の例では、S4)まで減速するのに要する時間(減速時間T1)と目標減速回転速度S4から次のシーケンスで設定されている回転速度S1まで加速するために必要な時間(加速時間T2)とを求める。そして、スタンバイインターバル時間tIntと減速時間T1と加速時間T2とから、減速した状態での待機時間tIdleを求める(式(2))。
【００５７】
【数２】
2016158235.tif 000004
【００５８】
ここで、減速時間T1及び加速時間T2は、予め設定されている目標減速回転速度と回転速度制御前(減速前)の回転速度Sn、次のシーケンスの本撮影で設定されている回転速度Smによって決まる固定値である。例えば図4の例では、n＝2、m＝1である。
【００５９】
ここで、システム制御装置124は、減速した状態で待機する時間tIdleが所定の下限値tth以上(tIdle＝tInt-(t1＋t2)≧tth)となる最小の回転速度(Sn’)を求める。
【００６０】
ここで、t1は回転速度制御を開始する前の回転速度S2から最小の回転速度Sn’まで減速するのに要する減速時間であり、t2は最小の回転速度Sn’から次のシーケンスで設定されている回転速度S1まで加速するために必要な加速時間である。
【００６１】
最小の回転速度(Sn’)が存在する場合は、システム制御装置124は以下のC1〜C4の手順で回転速度制御動作を開始する。
【００６２】
回転速度制御の手順を図2のフローチャートの各ステップと対応させて説明すると、
C1)ステップS106において、回転速度制御可能とする。
C2)ステップS107において、回転速度Sn(図4ではS2)から最小の回転速度Sn’(図4ではS3)への減速を開始する。
C3)ステップS108において、待機時間tIdleが経過するまで待機する。
C4)ステップS109において、回転盤102の回転速度を最小の回転速度Sn’から次のシーケンスの本撮影の回転速度Sm(図4ではS1)まで加速を開始する。
【００６３】
最小の回転速度Sn’＝Sn(前の撮影の回転速度)である場合、または最小の回転速度Sn’が存在しない場合(tIdle＝tInt-(t1＋t2)＜tth)、システム制御装置124は以下のD1の処理を実行する。
D1)ステップS106において、回転速度制御不可能とし、ステップS110へ進む。
このとき、ステップS110まで回転盤102の回転速度は、元の回転速度Snを維持する。
【００６４】
以上説明したように、第2の実施の形態では、シーケンス間ディレー時間の設定値に応じて、できるだけ低速(最小の回転速度Sn’)まで減速することが可能となる。これにより、例えば前のシーケンスの回転速度が高速のため回転停止状態まで減速するのに要する時間が長い場合等においても、回転停止または予め定めた目標減速回転速度まで減速しなくとも、より少ない回転速度まで減速させて所定時間(tInt)以上維持することができる。そのため、常時高速な回転速度を維持する場合と比較して、ベアリングの摩耗や発生する回転音を抑制することが可能となる。
【００６５】
［第3の実施の形態］
次に、第3の実施の形態について図5〜図6を参照して説明する。
【００６６】
第1、第2の実施の形態では撮影開始操作を受け付けるよう設定されている場合は、システム制御装置124が撮影操作を検知した後に回転速度制御動作を開始するものとした。すなわち、シーケンス間ディレー時間の待機を開始するまでに、不定の待機時間(操作者が撮影開始操作を行うまでの待機時間)が発生する。
【００６７】
第3の実施の形態では、操作者による撮影開始操作を許可するよう設定されている場合は、システム制御装置124は撮影開始操作を待機している期間中に回転盤102の回転速度制御動作を開始する。
【００６８】
以下、図5、図6を参照して、第3の実施の形態の回転速度制御動作を説明する。
【００６９】
システム制御装置124は第1、第2の実施の形態と同様に、まず撮影準備を開始する(ステップS201)。
【００７０】
次に、システム制御装置124は、回転速度制御の可否判定を行う(ステップS202)。ステップS202において、システム制御装置124は、回転盤102の回転速度の減速開始時刻から加速開始時刻までの時間(以下、加速開始時間という)を設定する。上述の減速開始時刻は、ステップS204における回転速度減速開始時刻ではなく、第1、第2の実施の形態と同様に、ステップS206のシーケンス間ディレー時間の待機開始時刻及びステップS207の開始時刻(つまり、撮影開始操作を検知した時刻)とする。
【００７１】
システム制御装置124は、ステップS202における回転速度制御の可否判定の結果に基づき、回転速度制御が可能であればステップS204へ進み、不可であればステップS205へ進む(ステップS203)。
【００７２】
ステップS202の可否判定の結果、回転速度制御可能である場合(ステップS203；Yes)、システム制御装置124は、撮影開始操作を検知する前(すなわち、シーケンス間ディレー時間を開始する前)であっても、ガントリ制御装置108を制御してステップS202で設定した目標減速回転速度まで回転盤102を減速または停止させる制御を開始する(ステップS204)。
【００７３】
そしてシステム制御装置124は撮影開始操作の検知を待機し(ステップS205；No)、撮影開始操作を検知すると(ステップS205；Yes)、シーケンス間ディレー時間を開始する(ステップS206)。ステップS206については、図2のステップS105と同様である。
【００７４】
ステップS202の可否判定の結果、回転速度制御不可の場合(ステップS203；No)、システム制御装置124は回転速度の減速を行わずに撮影開始操作の検知を待機する(ステップS205；No)。そして、撮影開始操作を検知すると(ステップS205；Yes)、シーケンス間ディレー時間を開始する(ステップS206)。
【００７５】
ステップS207の判定処理では、ステップS202の回転速度制御の可否判定において回転速度制御が可能と判定されている場合(ステップS207；Yes)、ステップS208へ進み、回転速度制御動作を開始する。ステップS202の可否判定において回転速度制御が不可能と判定された場合(ステップS207；No)、ステップS210へ進む。
【００７６】
回転速度制御が可能な場合(ステップS207；Yes)、システム制御装置124は、ステップS202で設定した「加速開始時間」が経過するまで待機する。そして加速開始時間経過後に回転盤102を次のシーケンスの回転速度Smまで加速する(ステップS209)。
【００７７】
ステップS210以降の処理は図2のステップS110以降と同様である。すなわち、システム制御装置124は、次のシーケンスのスタンバイ開始時刻までに回転速度を次のシーケンスの回転速度Smまで加速し、その後、スタンバイ開始時刻になると撮影条件に基づきガントリ制御装置108、寝台制御装置109、及びX線制御装置110を制御して、次の撮影(シーケンス)を実行するためのスタンバイを実施する(ステップS210)。
【００７８】
ステップS206及びステップS210の終了後、すなわち、シーケンス間ディレー時間を待機する間に、スキャナの回転速度を減速または停止させ、その状態で所定の待機時間だけ待機し、その後、次のシーケンスの回転速度まで回転速度の加速を完了すると、システム制御装置124は、X線制御装置110及び寝台制御装置109を制御して本撮影を実行する(ステップS211)。
【００７９】
システム制御装置124は、設定されたシーケンス数だけ本撮影(シーケンス)が実施されたか否かを判定する(ステップS212)。全シーケンスが完了していなければ(ステップS212；No)、ステップS201へ戻る。全シーケンスを実施していれば(ステップS212；Yes)、図5のフローチャートに示す一連のシーケンスを終了する。
【００８０】
次に、図6のタイミングチャートを参照して、第3の実施形態における回転速度制御動作について説明する。なお、回転速度制御の可否判定の仕方は、第1の実施の形態と同様とする。
【００８１】
図6において実線で示すタイミングチャートが第3の実施の形態の回転速度制御動作例である。図6中、比較のために第2の実施の形態における回転速度制御動作例を破線で示している。
【００８２】
操作者の操作による撮影開始操作を許可するよう設定されている場合は、撮影開始釦の押下等の撮影開始操作を検知した時刻からシーケンス間ディレー時間TIntが開始するものとしている。第3の実施の形態では、前のシーケンスが終了した時刻以降であって撮影開始操作を検知する前(シーケンス間ディレー時間を開始する前)に、回転盤102の減速を開始する。なお、前のシーケンスが終了した時刻から、撮影開始操作の待機時間(不定)が開始される。
【００８３】
この場合、回転速度を減速した状態を撮影開始操作待機時間分だけ長く保つことができる。したがって、第3の実施の形態では、ベアリングの摩耗をより低減でき、また回転音もより軽減することが可能となる。
【００８４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るX線CT装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８５】
1  X線CT装置、100  スキャナ、101  X線源、102  回転盤、104  開口部、105  寝台、106  X線検出器、107  データ収集装置、120  操作卓、121  入力装置、122  画像演算装置、123  記憶装置、124  システム制御装置、125  表示装置、T1、t1  減速時間、T2、t2  加速時間、TInt、tInt  シーケンス間ディレー時間、TIdl、tIdl  減速回転または回転停止状態での待機時間、Tth、tth  減速回転または回転停止状態での待機時間の下限値
【図１】
2016158235.tif 000005
【図２】
2016158235.tif 000006
【図３】
2016158235.tif 000007
【図４】
2016158235.tif 000008
【図５】
2016158235.tif 000009
【図６】
2016158235.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月24日(2017.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016158235.tif 000011
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2016158235.tif 000012
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016158235.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月31日(2017.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
X線源101のX線照射口にはコリメータ103が設けられる。コリメータ103は、X線源101から放射されたX線の照射範囲を制限する。例えばコーンビーム(円錐形または角錐形ビーム)等に成形する。コリメータ103の開口幅はシステム制御装置124により制御される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
以上説明したように、第2の実施の形態では、シーケンス間ディレー時間の設定値に応じて、できるだけ低速(最小の回転速度Sn’)まで減速することが可能となる。これにより、例えば前のシーケンスの回転速度が高速のため回転停止状態まで減速するのに要する時間が長い場合等においても、回転停止または予め定めた目標減速回転速度まで減速しなくとも、より少ない回転速度まで減速させて所定時間(tIdle)以上維持することができる。そのため、常時高速な回転速度を維持する場合と比較して、ベアリングの摩耗や発生する回転音を抑制することが可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
1  X線CT装置、100  スキャナ、101  X線源、102  回転盤、104  開口部、105  寝台、106  X線検出器、107  データ収集装置、120  操作卓、121  入力装置、122  画像演算装置、123  記憶装置、124  システム制御装置、125  表示装置、T1、t1  減速時間、T2、t2  加速時間、TInt、tInt  シーケンス間ディレー時間、TIdle、tIdle  減速回転または回転停止状態での待機時間、Tth、tth  減速回転または回転停止状態での待機時間の下限値
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016158235.tif 000014
【国際調査報告】
2016158235.tif 000015
2016158235.tif 000016