(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、
前記Ｘ線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する管電圧発生部と、
被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第１の線量を測定する第１の測定部と、
前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第２の線量を測定する測定部であって、前記第１の線量を前記第２の線量と異なるようにするフィルタを備える第２の測定部と、
前記第２の線量と前記第１の線量との比である線量比に基づき、前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定するタイミング特定部と、
特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、
前記Ｘ線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する管電圧発生部と、
被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
曝射された前記Ｘ線に応じて透過量が変わる所定のフィルタを備え、前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて、当該フィルタを透過した第１の透過量を測定する第１の測定部と、
前記第１の測定部とは透過量の異なるフィルタを備え、当該Ｘ線を受けて、当該フィルタを透過した第２の透過量を測定する第２の測定部と、
前記第１の透過量と前記第２の透過量との比である線量比に基づき、前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定するタイミング特定部と、
特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記タイミング特定部は、前記実効的に切り替わるときの管電圧における前記線量比を閾値としてあらかじめ記憶しておき、前記第１の透過量及び前記第２の透過量に基づく前記線量比を前記閾値と比較することで、前記タイミングを特定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】
さらに、前記線量比と、前記管電圧との関係を示した管電圧情報を記憶する記憶部を備え、
前記タイミング特定部は、前記管電圧情報を基に前記閾値を求めることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、
前記Ｘ線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する管電圧発生部と、
被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第１の線量を測定する第１の測定部と、
前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第２の線量を測定する測定部であって、前記第１の線量を前記第２の線量と異なるようにするフィルタを備える第２の測定部と、
前記第１の線量と前記第２の線量とに基づいて前記Ｘ線管の管電流の変化による影響を分離することにより、前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定するタイミング特定部と、
特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記第１の測定部は、前記第２の測定部のフィルタとは異なるフィルタを備えたことを特徴とする請求項１又は５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装置の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以降、「Ｘ線ＣＴ装置」と呼ぶ）は、被検体へＸ線を照射するとともに、被検体を透過したＸ線を検出することにより、被検体内でのＸ線吸収係数からなる投影データを得る。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置の撮影方式には、デュアルエナジー方式というものがある。デュアルエナジー方式では、互いに異なるエネルギーを有する（互いに線質の異なる）２つのＸ線を用いて、１スキャンで異なる２つのＸ線画像を生成する。これにより、例えば、これらの画像データの差分を求めることで、所定の物質（例えば、炭酸カルシウム）で構成された部分を抽出することが可能となる。
【０００４】
デュアルエナジー方式で撮影する場合に、Ｘ線管に印加する管電圧を時系列に沿って高電圧と低電圧とを切り替えることで、線質の異なるＸ線を時分割で曝射する方法がある。このような場合には、データ収集部は、管電圧の切り替えタイミングに基づき、あらかじめ決められたタイミングに応じて、収集されたデータが、高電圧及び低電圧のいずれの場合かを認識し、それぞれ異なるデータとして取得する。このように動作させることで、管電圧の切り替えに同期して、異なるデータが時分割で収集される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７４１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、このような方式の場合には、低電圧と高電圧を瞬時に切り替え可能であることが理想的であるが、実際には、管電圧の切り替えに時間を要する。Ｆａｓｔ  ｋＶ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇと呼ばれる方式のように、高電圧と低電圧とを高速に切り替える場合には、この切り替えに要する時間が無視できなくなり、この時間についてもデータを収集する場合がある。このような場合には、高電圧と低電圧との間の所望の電圧値を閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）として、この閾値を境にそれぞれを高電圧または低電圧として認識する。
【０００７】
しかしながら、管電圧の切り替えに要する時間は、必ずしも一定とは限らず、例えば、温度変化や回路に由来する外乱等による実効的な管電圧の変化に伴い、高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じる。そのため、実際の管電圧の切り替えタイミングと、データ収集の切り替えタイミングとが一致しない場合がある。このタイミングのずれに対して、各電圧におけるデータ収集の期間が十分に長ければ、このずれによる影響を無視することができるが、管電圧を高速に切り替える場合には、このタイミングのずれが投影データ上にノイズとして顕在化する。
【０００８】
この発明の実施形態は、管電圧を高速に切り替える場合においても、実効的な管電圧の切り替えタイミングに同期してデータを収集可能なＸ線ＣＴ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一つの実施形態は、被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第１の線量を測定する第１の測定部と、前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第２の線量を測定する測定部であって、前記第１の線量を前記第２の線量と異なるようにするフィルタを備える第２の測定部と、前記第２の線量と前記第１の線量との比である線量比に基づき、前記切り替えに対応して前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定するタイミング特定部と、特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、を備えたＸ線ＣＴ装置である。
また、他の実施形態では、被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、前記Ｘ線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する管電圧発生部と、被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、曝射された前記Ｘ線に応じて透過量が変わる所定のフィルタを備え、前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて、当該フィルタを透過した第１の透過量を測定する第１の測定部と、前記第１の測定部とは透過量の異なるフィルタを備え、当該Ｘ線を受けて、当該フィルタを透過した第２の透過量を測定する第２の測定部と、前記第１の透過量と前記第２の透過量との比である線量比に基づき、前記切り替えに対応して前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定するタイミング特定部と、特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、を備えたＸ線ＣＴ装置である。
さらに、他の実施形態では、被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、前記Ｘ線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する管電圧発生部と、被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第１の線量を測定する第１の測定部と、前記被検体を透過していない前記Ｘ線を受けて第２の線量を測定する測定部であって、前記第１の線量を前記第２の線量と異なるようにするフィルタを備える第２の測定部と、前記第１の線量と前記第２の線量とに基づいて前記Ｘ線管の管電流の変化による影響を分離することにより、前記切り替えに対応して前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定するタイミング特定部と、特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、を備えたＸ線ＣＴ装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２Ａ】特性の異なる２つのフィルタについて、管電流及び管電圧を変化させた場合の透過量を測定した結果の一例である。
【図２Ｂ】線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂと、管電圧及び管電流との関係の一例である。
【図３】線量比と管電圧との関係を示したグラフである。
【図４】管電圧及び線量比の時系列に沿った変化と収集タイミングの関係について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について図１を参照しながら説明する。図１のブロック図に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、撮影部５００と、スキャン制御部５０１と、前処理部３１と、Ｘ線投影データ記憶部３２と、再構成処理部３３と、画像記憶部３４と、画像処理部３５と、表示部３６とを含んで構成される。
【００１２】
撮影部５００は、ガントリ１と、管電圧発生部７と、Ｘ線制御部８と、ガントリ／寝台コントローラ９と、データ収集部１０と、管電圧監視部２０とを含んで構成される。ガントリ１は、回転リング２と、Ｘ線源（Ｘ線発生部）３と、Ｘ線フィルタ４と、Ｘ線検出器５と、スキャン制御部５０１とを含んで構成される。Ｘ線検出器５は、アレイタイプのＸ線検出器である。即ち、Ｘ線検出器５には、チャンネル方向にｍ行、及びスライス方向にｎ列のマトリックス状に検出素子が配列されている。
【００１３】
Ｘ線源３とＸ線検出器５は、回転リング２上に設置され、スライド式寝台６の上に横になった被検体を挟んで対向配置されている。Ｘ線検出器５を構成する各検出素子に各チャンネルが対応付けられている。Ｘ線源３はＸ線フィルタ４を介して被検体に対峙される。管電圧発生部７は、Ｘ線制御部８からの制御に基づいてＸ線源３を駆動する。管電圧発生部７は、Ｘ線制御部８からからの制御に基づき所定のタイミングでＸ線源３に高電圧を印加する。これにより、Ｘ線がＸ線源３で発生され、ガントリ／寝台コントローラ９は、ガントリ１の回転リング２の回転と、スライド式寝台６のスライドを同期的に制御する。
【００１４】
本実施形態に係る撮影部５００は、デュアルエナジー方式で動作可能に構成されている。具体的には、管電圧発生部７が、Ｘ線制御部８による制御に基づき、あらかじめ決められたタイミングに基づいてＸ線源３に印加する電圧を、時系列に沿って高電圧と低電圧との間で変化させる。これにより、高電圧の場合のＸ線と、低電圧の場合のＸ線とが、時分割でＸ線源３から曝射される。
【００１５】
スキャン制御部５０１は、全システムの制御中心を構成し、あらかじめ指定された投影データの取得条件（以降では、「スキャン条件」と呼ぶ場合がある）に基づき、Ｘ線制御部８、ガントリ／寝台コントローラ９、スライド式寝台６を制御する。即ち、スキャン制御部５０１は、Ｘ線源３からＸ線を照射している間、被検体の周囲の所定の経路に沿って回転リング２を回転させる。なお、投影データの解像度や分解能は、あらかじめ決められたスキャン条件に基づき決定される。換言すると、要求される解像度や分解能に応じて、スキャン条件があらかじめ決定され、スキャン制御部５０１は、このスキャン条件に基づき各部の動作を制御することになる。
【００１６】
なお、デュアルエナジー方式で動作させる場合には、管電圧が高電圧の場合のＸ線と低電圧の場合のＸ線のそれぞれが曝射されるタイミングを示す情報が、スキャン条件に含まれる。Ｘ線制御部８は、この情報に基づき、Ｘ線源３に印加する管電圧を、高電圧及び低電圧の間で切り替えるタイミングを特定し、特定されたタイミングに合わせて管電圧を制御する。
【００１７】
また、スキャンの停止が指示されると、スキャン制御部５０１は、Ｘ線制御部８、ガントリ／寝台コントローラ９、スライド式寝台６を制御して撮影を停止する。これにより、この指示をトリガとして、スキャン制御部５０１が自動でスキャンを停止する。
【００１８】
Ｘ線検出器５を構成する検出素子は、被検体がＸ線源３と検出素子の間に介在する場合、及び、介在しない場合の双方において、Ｘ線源３が発生するＸ線の強度を測定することができる。したがって、各検出素子は、少なくとも１つのＸ線強度を測定し、この強度に対応するアナログ出力信号を出力する。各検出素子からの出力信号は、後述するデータ収集部１０により読み出される。
【００１９】
管電圧監視部２０は、透過量測定部２１ａ及び２１ｂと、タイミング特定部２２と、管電圧情報記憶部２３とを含んで構成されている。管電圧監視部２０は、管電圧の切り替えに伴う線量の変化を監視し、これに基づき管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定する。以降では、管電圧監視部２０を構成する各部の詳細について説明する。
【００２０】
透過量測定部２１ａ及び２１ｂは、Ｘ線源３から被検体に向けて曝射されたＸ線を妨げず、かつ、Ｘ線源３から曝射され被検体を透過していないＸ線の線量を測定可能な位置に設けられている。例えば、図１では、Ｘ線源３の近傍に設けられている。なお、被検体を透過していないＸ線の線量を測定可能であれば、設置される場所は限定されず、例えば、Ｘ線検出器５の端部に設けてもよい。
【００２１】
透過量測定部２１ａ及び２１ｂは、透過する線量（以降では「透過量」と呼ぶ）が互いに異なるフィルタがそれぞれ設けられている。このフィルタの透過量は、フィルタを構成する素材や、フィルタの寸法（厳密には、密度×厚さ）によって変化する。即ち、透過量測定部２１ａ及び２１ｂに設けるフィルタは、例えば「同一素材で寸法を変える」、「同一寸法で素材を変える」、または「素材及び寸法を変える」ことにより異なる透過量とする。なお、フィルタを構成する素材を変更する場合は、一般的には原子番号が異なっていれば問題無い。なお、より厳密には、一方の素材の減弱係数をμａ（Ｅ）［ｃｍ−１］、他方の素材の減弱係数をμａ（Ｅ）［ｃｍ−１］とした場合に、μａ（Ｅ）＝ｋ・μｂ（Ｅ）（ｋは整数）とならない素材の組み合わせであればよい。
【００２２】
透過量測定部２１ａ及び２１ｂは、Ｘ線源３から曝射され、被検体を透過していないＸ線を受けて、フィルタを透過した後の線量（即ち、透過量）をそれぞれ測定する。このとき、それぞれに設けられたフィルタの違いにより、それぞれで異なる透過量が測定される。なお、以降では、透過量測定部２１ａで測定された透過量をＲＥＦａ、透過量測定部２１ｂで測定された透過量をＲＥＦｂとする。
【００２３】
透過量測定部２１ａ及び２１ｂで測定された透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂを示す情報は、少なくとも、実効的な管電圧の変化に伴う高電圧及び低電圧の期間のばらつきが検出可能な時間分解能で、所定のタイミングごとにタイミング特定部２２により読み出される。
【００２４】
タイミング特定部２２は、所定のタイミングごとに、透過量測定部２１ａ及び２１ｂから、Ｘ線の透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂを示す情報を読み出す。タイミング特定部２２は、読み出された透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂを示す情報を基に、透過量の比（以降では、「線量比」と呼ぶ）ＲＥＦａ／ＲＦＦｂを算出する。タイミング特定部２２は、この算出された線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂの変化を監視し、所望の閾値を境界として、高電圧から低電圧、及び低電圧から高電圧に切り替わるタイミングをそれぞれ検知する。換言すると、タイミング特定部２２は、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂを介して間接的に管電圧の変化を監視し、管電圧の切り替えタイミングを検知する。以下に、この詳細についてまとめる。
【００２５】
Ｘ線源３から曝射されるＸ線の線量は、管電圧及び管電流により変化する。管電圧が一定で管電流のみが変化した場合には、透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂは、同じ比率で変化する。そのため、この場合には、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは変化しない。一方で、管電流が一定で管電圧が変化した場合に、透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂの変化の比率は互いに異なる。そのため、管電流の変化による影響を分離し、管電圧の変化に連動して線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは変化する。
【００２６】
ここで、上記した透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂと、管電圧及び管電流との関係（即ち、透過量測定部２１ａ及び２１ｂのフィルタの特性）について、図２Ａを参照しながら、具体的な例を挙げて説明する。図２Ａは、特性の異なる２つのフィルタについて、管電流及び管電圧を変化させた場合の透過量を測定した結果の一例を示している。図２Ａの例では、透過量測定部２１ａのフィルタに、素材Ａｌ（アルミニウム）、厚さ５ｍｍ、密度２．６９９［ｇ／ｃｍ３］のものを用いている。また、透過量測定部２１ｂのフィルタには、素材Ａｌ（アルミニウム）、厚さ２０ｍｍ、密度２．６９９［ｇ／ｃｍ３］のものを用いている。即ち、素材及び密度を一定とし、厚さのみを変えている。そのうえで、管電圧が８０［ｋＶｐ］、１００［ｋＶｐ］、１２０［ｋＶｐ］、及び１３５［ｋＶｐ］のそれぞれ場合について、管電流を５０［ｍＡ］、１００［ｍＡ］、１５０［ｍＡ］とした場合の、Ｘ線の透過量［ｌｓｂ］を測定した。例えば、管電圧が８０［ｋＶｐ］、管電流が５０［ｍＡ］の場合には、図２Ａに示すように、透過量ＲＥＦａ＝６５，１３６［ｌｓｂ］、透過量ＲＥＦｂ＝１３，３６１［ｌｓｂ］となる。また、管電圧が１００［ｋＶｐ］、管電流が１００［ｍＡ］の場合には、透過量ＲＥＦａ＝２４８，１９９［ｌｓｂ］、透過量ＲＥＦｂ＝６７１３０［ｌｓｂ］となる。
【００２７】
次に、図２Ｂを参照する。図２Ｂは、図２Ａで示した透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂの線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂの算出結果を、図２Ａに示した管電圧及び管電流の各組み合わせについてまとめた結果である。即ち、図２Ｂは、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂと、管電圧及び管電流との関係の一例を示している。例えば、管電圧を８０［ｋＶｐ］に固定して管電流のみを変化させた場合には、図２Ｂに示すように、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは、いずれの場合も約４．８７を示す。即ち、管電圧が一定で管電流のみを変化させたとしても、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは変化しない。この特性は、他の管電圧値についても同様である。一方で、管電流を５０［ｍＡ］に固定して管電圧のみを変化させた場合に、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが、管電圧に応じて約４．８７から約２．９４まで変化する。即ち、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは、管電流の変化には依存せず、管電圧の変化に依存する。そのため、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂと管電圧との関係をあらかじめ調べておき、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂを介して間接的に管電圧の変化を監視し、管電圧の切り替えタイミングを検知する。この管電圧と線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂとの関係を示す情報（以降では、「管電圧情報」と呼ぶ）が、あらかじめ生成され管電圧情報記憶部２３に記憶されている。図３は、この管電圧情報の一例を示している。
【００２８】
タイミング特定部２２は、あらかじめ決められた高電圧と低電圧との間の切り替えの境界（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を示す管電圧の閾値を示す情報を記憶している。なお、この情報は、検査前に操作者がＵ／Ｉを介して指定してもよいし、あらかじめ決められた情報（固定値）を記憶させておいてもよい。タイミング特定部２２は、この管電圧の閾値と管電圧情報記憶部２３に記憶された管電圧情報とを比較することで、この電圧値に対応する線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂの閾値を、少なくとも検査前にあらかじめ特定する。
【００２９】
ここで、図３を参照する。例えば、あらかじめ決められた管電圧の閾値が「１１０［ｋＶｐ］」の場合には、タイミング特定部２２は、管電圧情報を基に、線量比の閾値として「３．５」を特定する。
【００３０】
タイミング特定部２２は、所定のタイミングごとに読み出された透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂを示す情報を基に算出された線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂを、あらかじめ特定された線量比の閾値と遂次比較する。この比較により、タイミング特定部２２は、管電圧が、高電圧から低電圧、及び低電圧から高電圧に切り替わるタイミングをそれぞれ検知する。具体的には、図３に示す例では、タイミング特定部２２は、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが「３．５未満」から「３．５以上」に変化したタイミングを、管電圧が「高電圧（１１０［ｋＶｐ］を超える）」から「低電圧（１１０［ｋＶｐ］以下）」に切り替わったタイミングとして検知する。また、タイミング特定部２２は、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが「３．５以上」から「３．５未満」に変化したタイミングを、管電圧が「低電圧（１１０［ｋＶｐ］以下）」から「高電圧（１１０［ｋＶｐ］を超える）」に切り替わったタイミングとして検知する。
【００３１】
管電圧の切り替えに係る各タイミングが検知されると、タイミング特定部２２は、このタイミングに同期して、データ収集部１０が、高電圧の場合のＸ線に基づく信号（以降では、「高電圧の場合の信号」と呼ぶ）と、低電圧の場合のＸ線に基づく信号（以降では、「低電圧の場合の信号」と呼ぶ）とを区別して収集するためのトリガ信号を生成する。
【００３２】
ここで、図４を参照しながら、管電圧及び線量比の時系列に沿った変化とトリガ信号（即ち、収集タイミング）の関係について説明する。図４は、管電圧及び線量比の時系列に沿った変化と収集タイミング（換言すると、積分期間）の関係について示した図である。管電圧を高速に切り替える場合には、図４に示すように、電圧値の時系列に沿った変化が三角波に近くなる。透過量ＲＥＦａ及びＲＥＦｂの比、即ち、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは、この管電圧の変化により、あわせて変化する。具体的には、管電圧が上昇すると、これに連動して線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは下降し、管電圧が下降すると、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂは上昇する。即ち、管電圧の変化と線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂの変化とは同期する。
【００３３】
図４におけるＲ１は、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂの閾値を示している。例えば、管電圧の閾値が「１１０［ｋＶｐ］」の場合には、前述したように、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂの閾値Ｒ１は「３．５」となる（図３参照）。
【００３４】
例えば、図４では、時間ｔ１において、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが閾値Ｒ１以上から閾値Ｒ１未満に切り替わる。即ち、タイミング特定部２２は、このタイミングで、管電圧は低電圧から高電圧に切り替わったことを検知する。また、時間ｔ２において、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが閾値Ｒ１未満から閾値Ｒ１以上に切り替わる。即ち、タイミング特定部２２は、このタイミングで、管電圧は高電圧から低電圧に切り替わったことを検知する。これにより、タイミング特定部２２は、時間ｔ１からｔ２の間は、データ収集部１０が、Ｘ線検出器５からの信号を、高電圧の場合の信号として収集するようにトリガ信号を生成する。即ち、時間ｔ１からｔ２は、高電圧の場合の信号の収集期間（信号の積分期間）となる。
【００３５】
また、時間ｔ３において、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが閾値Ｒ１以上から閾値Ｒ１未満に切り替わる。即ち、タイミング特定部２２は、このタイミングで、管電圧は低電圧から高電圧に切り替わったことを検知する。これにより、タイミング特定部２２は、時間ｔ２からｔ３の間は、データ収集部１０が、Ｘ線検出器５からの信号を、低電圧の場合の信号として収集するようにトリガ信号を生成する。即ち、時間ｔ２からｔ３は、低電圧の場合の信号の収集期間（信号の積分期間）となる。
【００３６】
なお、上記した管電圧の監視に係る処理の周期、即ち、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂを算出し閾値Ｒ１と比較することでタイミングを特定する周期は、管電圧を切り替える周期よりも短く設定することは言うまでも無い。
【００３７】
また、管電圧の変化には、例えば、温度の変化や回路に由来するノイズが乗る場合がある。即ち、図４に示した、管電圧の変化を示す波形（図４の例では三角波）に、この波形よりも高周波のノイズが乗る場合があり、このノイズは、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂにも同様に表れる。そのため、このノイズにより、電圧値が切り替わるタイミングの近傍で、線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂが閾値Ｒ１を境に高速に変化する場合がある。このような動作が想定される場合には、タイミング特定部２２は、所定回数の切り替えが発生した直後のタイミングを管電圧が切り替わったタイミングとして特定し、ロバスト性を向上させてもよい。
【００３８】
また、管電圧が切り替わるタイミングを特定可能であれば、上記した線量比ＲＥＦａ／ＲＦＦｂに基づく特定方法に限定されない。例えば、管電圧発生部７によりＸ線源３に印加された電圧を直接測定し、この測定値に基づき管電圧が切り替わったタイミングを特定してもよい。
【００３９】
タイミング特定部２２は、検知されたタイミングに基づき生成されたトリガ信号をデータ収集部１０に出力する。
【００４０】
データ収集部１０は、タイミング特定部２２からデータ収集のためのトリガ信号を受ける。データ収集部１０は、このトリガ信号に基づき、管電圧の変化に伴いＸ線が切り替わったタイミングを認識する。即ち、データ収集部１０は、このトリガ信号に同期して、Ｘ線検出器５を構成する各検出素子から、高電圧の場合の信号と低電圧の場合の信号とを区別して時分割で読み出す。
【００４１】
データ収集部１０は、通知されたタイミングに同期して読み出された各信号を増幅し、それぞれを積分してディジタルデータを生成する。以降では、高電圧の場合のＸ線に基づく信号が変換されたディジタルデータを「高電圧の場合のディジタルデータ」、低電圧の場合のＸ線に基づく信号が変換されたディジタルデータを「低電圧の場合のディジタルデータ」と呼ぶ。データ収集部１０は、高電圧の場合のディジタルデータと、低電圧の場合のディジタルデータとを、それぞれ区別して前処理部３１に出力する。
【００４２】
前処理部３１は、高電圧の場合のディジタルデータと、低電圧の場合のディジタルデータとを、それぞれ区別してデータ収集部１０から受ける。前処理部３１は、これらのディジタルデータそれぞれに対して感度補正等の処理を施して投影データとする。前処理部１３は、これらの各投影データを、それぞれ区別して読み出し可能にＸ線投影データ記憶部３２に記憶させる。Ｘ線投影データ記憶部３２は、取得された投影データを記憶するための記憶部である。
【００４３】
再構成処理部３３は、Ｘ線投影データ記憶部３２に記憶された投影データを読出す。再構成処理部３３は、例えばＦｅｌｄｋａｍｐ法と呼ばれる再構成アルゴリズムを利用して、読出された投影データを逆投影して画像データを生成する。再構成処理部３３は、再構成された画像データを画像記憶部３４に記憶させる。画像記憶部３４は、画像データを記憶するための記憶部である。
【００４４】
画像処理部３５は、画像記憶部３４から画像データを読み出す。画像処理部３５は、この画像データに基づいて、例えば断層画像や３次元画像の静止画又は動画等の画像を生成する。画像処理部３５は、生成された画像を表示部３６に表示させる。
【００４５】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、上記に示したように、デュアルエナジー方式で撮影する場合に、Ｘ線管に印加する管電圧を時系列に沿って高電圧と低電圧とを切り替えることで、線質の異なるＸ線を時分割で曝射する。このような方式では、このＸ線の切り替えタイミングに同期して、データ収集を行うことで、高電圧の場合のＸ線に基づく投影データと、低電圧の場合のＸ線に基づく投影データとを時分割で収集する。
【００４６】
Ｘ線源３に印加される管電圧が切り替わるタイミングは、上記したように、Ｘ線制御部８により制御される。しかしながら、管電圧の切り替えに要する時間は、必ずしも一定とは限らず、例えば、温度変化や回路に由来する外乱等による実効的な管電圧の変化に伴い高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じる。そのため、あらかじめ決められたタイミングに基づきデータ収集の切り替えを行うと、このデータ収集のタイミングと実際の管電圧の切り替えタイミングとがずれる場合がある。このようにタイミングがずれると、例えば、高電圧で発生させられたＸ線を、低電圧で発生させられたＸ線として認識しデータを収集してしまう場合がある。このずれに対して、各電圧におけるデータ収集の期間が十分に長ければ、このずれによる影響を無視することができるが、管電圧を高速に切り替える場合には、このタイミングのずれが投影データ上にノイズとして顕在化する。
【００４７】
そのため、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、上記したようにＸ線源３から曝射されたＸ線の線量を監視し、管電圧の切り替えに伴う線量の変化に基づき、管電圧が切り替わるタイミングを特定する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、この特定されたタイミングに同期してデータ収集を行う。このように動作させることで、実効的な管電圧の変化に伴い高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じた場合においても、この実効的な管電圧の切り替えタイミングにデータ収集のタイミングを同期させ、高電圧で発生させられたＸ線と、低電圧で発生させられたＸ線とを区別して、各データを収集することが可能となる。
【００４８】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置に依れば、時系列に沿った実効的な管電圧の変化を監視し、この監視結果に基づきデータ収集部１０が収集するデータを切り替えるタイミングを特定する。これにより、管電圧を高速に切り替える場合のように、温度変化や回路に由来する外乱等による実効的な管電圧の変化に伴い、高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じる場合においても、このタイミングに同期して投影データを収集することが可能となる。
【００４９】
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その均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１      ガントリ
２      回転リング
３      Ｘ線源
４      Ｘ線フィルタ
５      Ｘ線検出器
６      スライド式寝台
７      管電圧発生部
８      Ｘ線制御部
９      ガントリ／寝台コントローラ
１０    データ収集部
２０    管電圧監視部
２１ａ、２１ｂ  透過量測定部
２２    タイミング特定部
２３    管電圧情報記憶部
３１    前処理部
３２    Ｘ線投影データ記憶部
３３    再構成処理部
３４    画像記憶部
３５    画像処理部
３６    表示部
５００  撮影部
５０１  スキャン制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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