(57)【要約】  X線CT装置において、前記被検体のスキャノグラム画像に基づいて算出された前記被検体の三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを算出するX線管電流変調パターン算出手段と、前記被検体に造影剤を注入した後、前記被検体の所定部位におけるCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得する立ち上がり形状取得手段と、前記取得されたCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、スキャン時の各スライス位置について前記被検体の診断部位におけるコントラストの時系列的変化を示す時間コントラスト曲線を予測する時間コントラスト曲線予測手段と、前記予測された時間コントラスト曲線に基づいて、前記被検体の三次元モデルを修正する被検体三次元モデル修正手段と、前記修正された被検体三次元モデルに基づいて、前記X線管電流変調パターンを修正するX線管電流変調パターン修正手段と、を具備する。
2009069489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の周囲を回転しながらX線を照射するX線源と、前記被検体を挟んで前記X線源と対向して配置され前記被検体を透過したX線量を検出するX線検出器と、前記検出されたX線量に基づき前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、前記断層像を表示する表示手段と、を具備するX線CT装置において、
前記被検体のスキャノグラム画像に基づいて算出された前記被検体の三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを算出するX線管電流変調パターン算出手段と、前記被検体に造影剤を注入した後、前記被検体の所定部位におけるCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得する立ち上がり形状取得手段と、
前記取得されたCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、スキャン時の各スライス位置について前記被検体の診断部位におけるコントラストの時系列的変化を示す時間コントラスト曲線を予測する時間コントラスト曲線予測手段と、
前記予測された時間コントラスト曲線に基づいて、前記被検体の三次元モデルを修正する被検体三次元モデル修正手段と、
前記修正された被検体三次元モデルに基づいて、前記X線管電流変調パターンを修正するX線管電流変調パターン修正手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置。
【請求項２】
前記立ち上がり形状取得手段は、前記被検体の診断部位の上流位置においてモニタリングスキャンを行って前記CT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得する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】
前記時間コントラスト曲線予測手段は、前記時間コントラスト曲線の標準データを保持し、前記X線の照射条件または前記被検体に関する情報の少なくともいずれかに基づいて前記時間コントラスト曲線の標準データを変形し、前記時間コントラスト曲線を予測することを特徴とする請求項1または2いずれかに記載のX線CT装置。
【請求項４】
前記X線管電流変調パターン算出手段または前記X線管電流変調パターン修正手段は、設定された画質目標値に基づいて前記X線管電流変調パターンを算出または修正することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線CT装置。
【請求項５】
前記X線管電流変調パターン算出手段または前記X線管電流変調パターン修正手段は、前記X線源に印加されるX線管電圧に基づいてX線管電流値振幅またはX線管電流値最大値を決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の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装置に関する。詳細には、画質及び被曝線量を考慮してスキャン中のX線管電流を制御するX線CT装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置は、ファンビーム(扇形ビーム)あるいはコーンビーム(円錐形または角錐形ビーム)のX線を被検体に照射し、被検体を透過したX線強度に関する情報である投影データを取得し、この投影データに基づいて被検体内部のX線吸収係数の分布情報を画像化する装置である。【０００３】
X線CT装置は、離散的なX線管位置(ビュー)において投影データを取得する。X線管1回転あたりのビュー数は、通常、数百から数千に及ぶ。X線CT装置は、被検体の周囲でX線管を回転させながらX線を照射することによりスキャンを行って、1枚の断層像(CT画像)を再構成するために必要なビュー数の投影データを取得する。【０００４】
X線CT装置のスキャン条件として、X線管電流が一定の場合、X線の照射角度や照射部位によっては線量過多や線量不足になることがある。これに対して、被検体のX線透過データをスキャン中にリアルタイムに測定することでX線管電流を制御し、被曝量抑制及び画質向上を図るX線CT装置が提案されている(例えば、［特許文献1］参照。)。【０００５】
また、スキャノグラム投影データから被検体の楕円断面モデルを算出し、楕円断面の面積及び縦横比からX線管電流値を算出するX線CT装置が提案されている(例えば、［特許文献2］参照)。【０００６】
また、造影検査において被検体の体重や造影剤の注入量及び濃度の情報を考慮して被検体断面モデルを補正するX線CT装置が提案されている(例えば、［特許文献3］参照。)。【０００７】
【特許文献１】特開平10−309271号公報
【特許文献２】特開2001−043993号公報
【特許文献３】特開2005−305026号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、［特許文献1］のX線CT装置は、X線管の回転中に被検体透過後のX線出力を算出するので、実際のX線管電流制御は数ビュー分前のX線出力に追従することになるという問題点がある。［特許文献2］のX線CT装置では、楕円断面モデルが予め与えられるので、［特許文献1］のX線CT装置と比較して、照射角度や照射部位によらず時相の遅れなくX線管電流が制御される。しかしながら、X線管電圧が異なれば照射X線量が異なるが、［特許文献1］及び［特許文献2］には、X線管電圧に応じてX線管電流変調パターンを算出することについては具体的記載がない。【０００９】
また、X線CT装置の造影検査では診断部位(撮影対象部位)の濃度(CT値)は、経時変化する。［特許文献3］のX線CT装置は、被検体に造影剤を注入する前に、造影剤に関する事前情報に基づいて被検体断面モデルを補正するので、実際に造影剤を注入した後における被検体の診断部位の濃度変化(CT値変化)に関する情報を被検体断面モデルの補正に反映することができず、最適なX線管電流変調パターンを取得することが困難であるという問題点がある。【００１０】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、造影検査におけるX線吸収係数の経時変化に対応して、画質向上と被曝量抑制を両立できるX線CT装置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】
【００１１】
前述した目的を達成するために本発明は、被検体の周囲を回転しながらX線を照射するX線源と、前記被検体を挟んで前記X線源と対向して配置され前記被検体を透過したX線量を検出するX線検出器と、前記検出されたX線量に基づき前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、前記断層像を表示する表示手段と、を具備するX線CT装置において、前記被検体のスキャノグラム画像に基づいて算出された前記被検体の三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを算出するX線管電流変調パターン算出手段と、前記被検体に造影剤を注入した後、前記被検体の所定部位におけるCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得する立ち上がり形状取得手段と、前記取得されたCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、スキャン時の各スライス位置について前記被検体の診断部位におけるコントラストの時系列的変化を示す時間コントラスト曲線を予測する時間コントラスト曲線予測手段と、前記予測された時間コントラスト曲線に基づいて、前記被検体の三次元モデルを修正する被検体三次元モデル修正手段と、前記修正された被検体三次元モデルに基づいて、前記X線管電流変調パターンを修正するX線管電流変調パターン修正手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置である。【００１２】
本発明のX線CT装置は、被検体に造影剤を注入した後、診断部位の上流側の位置でモニタリングスキャンを行ってCT値の経時変化を計測し、CT値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、スキャン時の各スライス位置について時間コントラスト曲線を予測し、予測された時間コントラスト曲線に基づいて、被検体三次元モデルを修正し、修正された被検体三次元モデルに基づいて、X線管電流変調パターンを修正し、診断部位の造影スキャンを実行する。【００１３】
これにより、X線CT装置は、造影剤によるX線吸収係数の経時変化を考慮して適正なX線管電流変調パターンを設定可能であり、X線CT装置の造影検査において画質の向上及び被曝量の抑制を実現することができる。【００１４】
また、時間コントラスト曲線の標準データを保持し、X線の照射条件や被検体に関する情報に基づいて時間コントラスト曲線の標準データを変形し、時間コントラスト曲線を予測するようにしてもよい。X線の照射条件は、例えば、X線源に印加されるX線管電圧やスキャンプロトコルである。被検体に関する情報は、例えば、体格や体重等の身体情報である。これにより、モニタリングスキャンを行うことなく時間コントラスト曲線を予測することができる。【００１５】
また、X線源に印加されるX線管電圧に基づいてX線管電流値振幅やX線管電流値最大値を決定してもよい。これにより、X線管電圧に応じて適正なX線管電流変調パターンを算出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、造影検査におけるX線吸収係数の経時変化に対応して、画質向上と被曝量抑制を両立できるX線CT装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】X線CT装置1の全体構成を示す外観図
【図２】X線CT装置1のブロック図
【図３】X線CT装置1の動作を示すフローチャート
【図４】時間濃度曲線31及び時間コントラスト曲線32を示すグラフ
【図５】被検体三次元モデル41の修正を示す図
【図６】X線管電流変調パターンの算出の詳細を示すフローチャート
【図７】被検体6の被検体三次元モデル41に対するX線管10の初期位置及び回転方向を示す図
【図８】被検体三次元モデル41における透過長とX線管位相角との関係を示す図
【図９】X線管電圧に応じたX線管電流変調パターンを示す図
【符号の説明】
【００１８】
1  X線CT装置、2  ガントリ、3  被検体テーブル、4  操作卓、5  天板、6  被検体、7  表示装置、8  操作装置、10  X線管(X線源)、11  高電圧発生装置、12  スリップリング、13  コリメータ、14  X線検出器、15  データ収集回路、16  架台駆動部、17  駆動フレーム、18  X線管電圧・X線管電流測定装置、20  システム制御装置、21  テーブル制御装置、22  天板駆動装置、23  画像再構成装置、24  記憶装置、25  スキャン計画装置、26  TDC・TCC予測装置、27  造影剤注入制御装置、28  露光制御装置、29  被検体三次元モデル算出・修正装置、30  X線管電流変調パターン算出・修正装置、31  時間濃度曲線(TDC)、32  時間コントラスト曲線(TCC)、41  被検体三次元モデル、41−1  被検体三次元モデル(修正前)、41−2  被検体三次元モデル(修正後)、51、52  X線管電流変調パターン
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。【００２０】
(1．X線CT装置1の構成)  
最初に、図1及び図2を参照しながら、X線CT装置1の構成について説明する。  
図1は、X線CT装置1の全体構成を示す外観図である。  
図2は、X線CT装置1のブロック図である。【００２１】
尚、本実施形態ではX線管が1つの場合について説明するが、本発明は多線源型のX線CT装置にも適用可能である。また、X線CT装置は、被検体全体をカバーするワイドファンビームを照射しつつX線管とX線検出器とが一体となり回転する回転−回転方式(Rotate-Rotate方式)や、電子ビームを電気的に偏向させながらターゲット電極に当てる電子ビーム走査方式(Scanning Electron Beam方式)や、その他の方式のものがあるが、本発明はいずれの方式のX線CT装置にも適用可能である。【００２２】
X線CT装置1は、ガントリ2、被検体テーブル3、操作卓4、被検体テーブル3に設けられる天板5、表示装置7、操作装置8から構成される。X線CT装置1は、被検体テーブル3上の天板5に固定された被検体6をガントリ2内に搬入してスキャンすることにより、被検体6内部のX線吸収係数分布情報を取得する。【００２３】
ガントリ2は、X線管10、高電圧発生装置11、スリップリング12、コリメータ13、X線検出器14、データ収集回路15、架台駆動部16、駆動フレーム17、X線管電圧・X線管電流測定装置18から構成される。【００２４】
X線管10は、X線源であり被検体6にX線を照射するものである。X線を照射するために、高電圧発生装置11からスリップリング12を経由してX線管10に電力が供給され、X線管10から断続的あるいは連続的にX線が放射される。X線管10に印加及び供給されるX線管電圧及びX線管電流は、X線管電圧・X線管電流測定装置18によって常時測定される。高電圧発生装置11は、X線管電圧・X線管電流測定装置18による測定結果に基づいてX線管10に印加及び供給されるX線管電圧及びX線管電流を制御する。【００２５】
コリメータ13は、X線管10から放射されたX線をコーンビーム(円錐形または角錐形ビーム)等のX線として被検体6に照射させるものである。  
X線検出器14は、X線管10から放射されて被検体6を透過したX線を検出するものである。  
データ収集回路15は、X線検出器14に接続され、X線検出器14の個々のX線検出素子の検出データを収集するものである。【００２６】
駆動フレーム17には、X線管10、コリメータ13、X線検出器14、データ収集回路15が設けられる。駆動フレーム17は、システム制御装置20によって制御される架台駆動部16から伝達される駆動力によって回転させられる。尚、高電圧発生装置11とX線管電圧・X線管電流測定装置18は、駆動フレーム17に設けてもよい。【００２７】
被検体テーブル3は、天板5、テーブル制御装置21、天板駆動装置22から構成される。  
テーブル制御装置21は、天板駆動装置22を制御して天板5の高さ及び天板5の前後動の制御を行うものである。これにより、被検体6がガントリ2のX線照射空間に搬入及び搬出される。【００２８】
操作卓4は、表示装置7、操作装置8、システム制御装置20、画像再構成装置23、記憶装置24、スキャン計画装置25、TDC・TCC予測装置26、造影剤注入制御装置27、露光制御装置28、被検体三次元モデル算出・修正装置29、X線管電流変調パターン算出・修正装置30から構成される。【００２９】
表示装置7は、システム制御装置20に接続され、画像再構成装置23から出力される再構成画像やシステム制御装置20が取り扱う種々の情報を表示するものである。  
操作装置8は、システム制御装置20に接続され、操作者によって各種の指示や情報をシステム制御装置20に入力するものである。操作者は、表示装置7及び操作装置8を使用して対話的にX線CT装置を操作する。【００３０】
システム制御装置20は、ガントリ2及び被検体テーブル3に接続される。システム制御装置20は、ガントリ2内の高電圧発生装置11、コリメータ制御装置(図示しない)、データ収集回路15、X線検出器14を制御し、また、被検体テーブル3内のテーブル制御装置21を制御するものである。【００３１】
画像再構成装置23は、システム制御装置20の制御によってガントリ2内のデータ収集回路15が収集したデータが入力され、スキャノグラム撮影時には、データ収集回路15が収集したスキャノグラム投影データを用いてスキャノグラム画像を作成し、スキャン時には、データ収集回路15が収集した複数ビューの投影データを用いて断層像を再構成するものである。【００３２】
記憶装置24は、システム制御装置20に接続され、画像再構成装置23において作成されたスキャノグラム画像及び再構成された断層像、各種データ、X線CT装置の機能を実現するためのプログラムが格納される。【００３３】
スキャン計画装置25は、システム制御装置20に接続され、操作装置8から入力された指示と記憶装置24から読み出されたスキャノグラム画像とを用いて、操作者がスキャン条件の事前計画を作成するものである。具体的には、記憶装置24から読み出されたスキャノグラム画像が表示装置7に表示され、操作者は、表示されたスキャノグラム画像上で操作装置8を用いてスライス位置を指定して、スキャン時のスライス位置の設定を行う。設定されたスライス位置に関する情報は、記憶装置24に保存され、スキャン計画装置25によってX線制御条件の計画にも用いられる。予めスキャノグラム撮影が実施された被検体に対して最適なX線制御を行う機能については、種々の公知の技術を用いることができる。露光制御装置28は、スキャン中のX線管電流を制御するものである。【００３４】
TDC・TCC予測装置26は、予め入力されている被検体の体格や体重等の情報やモニタリングスキャンによって得られた情報に基づいて、診断部位の時間濃度曲線(Time Density Curve：TDC)及び時間コントラスト曲線(Time Contrast Curve：TCC)を予測するものである。TDC・TCC予測装置26には、造影剤を適切に注入する造影剤注入制御装置27が接続される。尚、時間濃度曲線及び時間コントラスト曲線については後述する。【００３５】
被検体三次元モデル算出・修正装置29は、スキャノグラム撮影によって取得されたスキャノグラム投影データに基づいて被検体三次元モデルを算出したり、予測された時間コントラスト曲線に基づいて被検体三次元モデルを修正するものである。【００３６】
X線管電流変調パターン算出・修正装置30は、被検体三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを算出したり、修正された被検体三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを修正するものである。【００３７】
X線管10から放射されたX線は、コリメータ13によってX線照射範囲が制御され、ファンビーム(扇形ビーム)やコーンビーム(円錐形ビームまたは角錐形ビーム)のX線とされて被検体6に照射される。操作者が設定したスキャン範囲は、天板駆動装置22及びテーブル制御装置21によって天板5の位置を制御することによって調節される。【００３８】
被検体6を透過したX線は、X線検出器14によって検出される。一般的にX線検出器14は、マルチスライスX線CT装置の場合、体軸方向に2〜数百列、体幅方向に数百〜1000チャネルのX線検出素子を配列した曲面構造を有する。X線検出器14で電気信号に変換された検出データは、DAS(Data Acquisition System)と呼ばれるデータ収集回路15に伝送されてA/D変換され、システム制御装置20の制御によって記憶装置24に蓄積される。【００３９】
画像再構成装置23は、蓄積された収集データに基づいて断層像の再構成を行い、表示装置7は、再構成された断層像を表示する。スキャノグラム撮影の際には、データ収集回路15が取得した被検体6の投影データを用いて画像再構成装置23においてスキャノグラム画像が作成され、スキャノグラム撮影の後のメインスキャン(本撮影)の際には、データ収集回路15が取得した複数ビューの投影データを用いて画像再構成装置23において断層像の再構成が行われる。画像再構成装置23によって作成されたスキャノグラム画像や再構成された断層像は、記憶装置24に格納される。【００４０】
(2．X線CT装置1の動作)  
次に、図3を参照しながら、X線CT装置1の動作について説明する。 
図3は、X線CT装置1の動作を示すフローチャートである。【００４１】
X線CT装置1は、被検体6のスキャノグラム撮影を行い、スキャノグラム投影データを取得してスキャノグラム画像を作成する(ステップ101)。スキャノグラム撮影の手順は、スキャンの手順と基本的に同様である。X線CT装置1は、X線管10を回転させずに被検体6に対して1方向(例えば、背面から正面)にX線を照射してX線検出器14によってスキャノグラム投影データを取得する。X線CT装置1は、スキャノグラム投影データをシステム制御装置20を介して画像再構成装置23に送ってスキャノグラム画像を作成し表示装置7に表示する。このスキャノグラム画像は、例えば、背面から正面に透過するX線像を1方向から見たものである。【００４２】
操作者は、スキャノグラム画像に基づいて、操作装置8を用いてスキャン領域及びスキャン条件を設定する(ステップ102)。スキャン領域は、スキャン時における被検体6のスライス位置、スキャン開始位置、スキャン終了位置を示す。スキャン条件は、例えば、天板5の移動ピッチ、スキャン時間、X線コリメーション条件、再構成フィルター関数の種類、視野サイズである。X線CT装置1は、設定されたスキャン領域及びスキャン条件を記憶装置24に保存する。【００４３】
X線CT装置1は、設定されたスキャン領域及びスキャン条件を用いてスキャン計画装置25によって、被検体6の断層像撮影範囲に対応したスライス位置［z］を決定する。尚、スキャン開始位置及びスキャン終了位置は、それぞれ、一連のスキャンで得られる最初の断層像のスライス位置［z］、最後の断層像のスライス位置［z］を示す。【００４４】
X線CT装置1は、スキャン計画装置25によってスキャノグラム投影データを解析し、被検体三次元モデルを算出する(ステップ104)。被検体三次元モデルは、例えば、スライス位置［z］に対応する被検体6の各断面を水と等価なX線吸収係数を有する楕円断面として近似したものである。【００４５】
X線CT装置1は、ステップ104の処理で算出した被検体三次元モデルに基づいて、X線管電流変調パターンを算出する(ステップ105)。尚、X線管電流変調パターンの算出については、図6〜図9を用いて後述する。【００４６】
操作者は、スキャノグラム画像に基づいて、操作装置8を用いてモニタリングスキャンにおけるスライス位置［zm］を設定する(ステップ106)。モニタリングスキャンにおけるスライス位置は、診断部位の位置に対してスキャン方向上流側に設定される。例えば、スキャン対象の診断部位が肝臓である場合には、モニタリングスキャン対象は、腹部大動脈である。【００４７】
X線CT装置1は、造影剤注入制御装置27によって被検体6に造影剤を注入する(ステップ107)。X線CT装置1は、モニタリングスキャンを実行する(ステップ108)。モニタリングスキャンでは、X線CT装置1は、モニタリングスキャンによって取得した画像情報に基づいて、後述するように時間濃度曲線(Time Density Curve：TDC)及び時間コントラスト曲線(Time Contrast Curve：TCC)を予測する(ステップ109)。X線CT装置1は、ステップ109の処理で予測された時間コントラスト曲線に基づいて、ステップ104の処理で算出された被検体三次元モデルを修正する(ステップ110)。【００４８】
図4は、モニタリングスキャンのスライス位置［zm］における時間濃度曲線31及び時間コントラスト曲線32を示すグラフである。縦軸は、CT値［HU(zm，T)］あるいはCT値時間差分［ΔHU(zm，T)］を示す。横軸は、被検体6に造影剤を注入してからの経過時間［T］を示す。【００４９】
被検体6に造影剤を注入すると時間経過に伴いX線吸収係数が増減する。時間濃度曲線31は、造影開始からの診断部位(例えば、肝臓実質部)におけるCT値の時間変化を示す。時間コントラスト曲線32は、時間濃度曲線31全体について造影剤の到着前の濃度を各時間について差分したものであり、診断部位の造影効果を示す。【００５０】
X線CT装置1は、モニタリングスキャンによって測定されるCT値あるいはCT値時間差分が所定の閾値(閾値33あるいは閾値34)を超えた時点(時点35［Tm］)、すわなち、造影剤注入によるCT値あるいはCT値時間差分の立ち上がりを検出すると、このCT値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて時間濃度曲線31を予測する。具体的には、操作者は、予め、被検体の体格や体重等の被検体情報や、造影剤濃度、造影剤注入速度、造影剤注入時間、造影剤注入量等の造影剤情報をX線CT装置1に入力する。X線CT装置1は、これらの被検体情報や造影剤情報及びCT値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、時間濃度曲線31をシミュレーションする。【００５１】
尚、時間コントラスト曲線32については、時間濃度曲線31と同様にシミュレーションしてもよいし、時間濃度曲線31の時間差分から時間コントラスト曲線32を算出してもよい。また、時間濃度曲線31及び時間コントラスト曲線32のシミュレーションに関しては、公知の技術(例えば、Aortic and hepatic contrast medium enhancement at CT：Part I． Prediction with a computer model．Radiology 1998；207：647−655．参照。)を用いることができる。【００５２】
図5は、被検体三次元モデル41の修正を示す図である。 
被検体三次元モデル41−1は、ステップ104の処理で算出された被検体三次元モデルである。被検体三次元モデル41−2は、ステップ110の処理で修正された被検体三次元モデルである。【００５３】
X線CT装置1は、ステップ102の処理で設定された天板5の移動ピッチ、スキャン開始位置及びスキャン終了位置、スキャン時間に関する情報を記憶装置24から読み出し、造影剤を注入してからの経過時間［T］とスキャン時における各スライス位置［z］とを対応づける。 
X線CT装置1は、ステップ109の処理で予測された時間コントラスト曲線32に基づいて、スキャン時に関して経過時間［T］におけるスライス位置［z］のCT値時間差分［ΔHU(z，T)］を算出する。X線CT装置1は、このCT値時間差分を用いて被検体三次元モデル41を修正する。具体的には、X線CT装置1は、［数1］に従って被検体三次元モデル41−1を被検体三次元モデル41−2に修正する。【００５４】
【数１】
2009069489.tif 000003
但し、
x_dia(z)：被検体三次元モデル41−1の長軸43−1の長さ、
y_dia(z)：被検体三次元モデル41−1の短軸44−1の長さ、
x_dia(z)_ΔHU(z，T)：修正後の被検体三次元モデル41−2の長軸4
3−2の長さ、
y_dia(z)_ΔHU(z，T)：修正後の被検体三次元モデル41−2の短軸4
4−2の長さ、
m：比例定数、
である。尚、比例定数［m］は補正のための係数であり、診断部位毎に固有の値を記憶装置24に格納してもよい。【００５５】
図3に戻り、X線CT装置1は、ステップ110の処理で修正した被検体三次元モデルに基づいて、ステップ105の処理で算出したX線管電流変調パターンを修正する(ステップ111)。具体的には、X線CT装置1は、［数2］に従ってスキャン時に関して経過時間［T］のスライス位置［z］におけるX線管電流減弱係数［modu_ratio(z，T)］を修正する。X線管電流減弱係数は、X線透過長差に応じてスライス位置における最大X線管電流値からのX線管電流減弱割合を示す。【００５６】
【数２】
2009069489.tif 000004
但し、μkV：X線管電圧毎に設定される定数、である。【００５７】
定数μkVは、被検体三次元モデルが水等価の三次元モデルである場合、設定されたX線管電圧条件でのX線実効エネルギーで決定される水のX線吸収係数である。X線実効エネルギーは、予め実測してもよいし、シミュレーションによって算出可能である。各X線管電圧でのX線実効エネルギーを種々のサイズにおける被検体モデルおよび材質に応じて測定し、X線実効エネルギー毎のX線吸収係数を記憶装置24に格納してもよい。【００５８】
X線CT装置1は、ステップ111の処理で修正されたX線管電流変調パターンに基づいて、診断部位のスキャンを実行し、造影剤を注入した被検体6の断層像を表示装置7に表示する(ステップ112)。【００５９】
以上の過程を経て、X線CT装置1は、スキャノグラム投影データを解析して被検体三次元モデルを算出し、この被検体三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを算出する。X線CT装置1は、被検体6に造影剤を注入した後、診断部位の上流側の位置でモニタリングスキャンを行ってCT値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得する。X線CT装置1は、取得されたCT値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、時間濃度曲線31あるいは時間コントラスト曲線32を予測する。X線CT装置1は、予測された時間コントラスト曲線32に基づいて、スキャン時の各スライス位置における被検体三次元モデルを修正し、修正された被検体三次元モデルに基づいて、X線管電流変調パターンを修正し、診断部位の造影スキャンを実行する。【００６０】
具体的には、後述する［数3］〜［数8］のx_dia(z)及びy_dia(z)及びmodu_ratio(z)に代えて、それぞれ、［数1］及び［数2］のx_dia(z)_ΔHU(z，T)及びy_dia(z)_ΔHU(z，T)及びmodu_ratio(z，T)を用いて演算を行うことにより、被検体三次元モデル及びX線管電流変調パターンの修正が行われる。【００６１】
このように、X線CT装置1は、造影剤によるX線吸収係数の経時変化を考慮して適正なX線管電流変調パターンを設定可能であり、X線CT装置の造影検査において画質の向上及び被曝量の抑制を実現することができる。【００６２】
尚、上述の実施形態では、被検体6への造影剤注入後にモニタリングスキャンを行って時間コントラスト曲線32を予測するものとして説明したが、予め、例えば、被検体6の標準的な体格の者についてのデータを求めておいた所望の時間コントラスト曲線32を設定して記憶装置24に格納してもよい。これにより、モニタリングスキャンを行うことなく時間コントラスト曲線を予測することができる。また、被検体6の体格や体重等の被検体情報、スキャンプロトコルやX線管電圧等のスキャン条件を考慮して予測された時間コントラスト曲線32を適宜変更してもよい。【００６３】
(3．X線管電流変調パターンの算出)
次に、図6を参照しながら、X線管電流変調パターンの算出(図3のステップ105)について説明する。  
図6は、X線管電流変調パターンの算出の詳細を示すフローチャートである。【００６４】
操作者は、操作装置8を用いて画質目標として画像SD目標値(画像ノイズ目標値)を入力する(ステップ201)。X線CT装置1は、入力された画像ノイズ目標値を記憶装置24に保存する。【００６５】
X線CT装置1は、画像SD目標値に基づいて、X線管電流変調パターンを算出する(ステップ202)。尚、X線管電流変調パターンの具体的な算出式(［数3］〜［数6］)については、後述する。【００６６】
X線CT装置1は、ステップ202の処理で算出されたX線管電流変調パターンに基づいてスライス位置［z］毎に画像SD予測値を算出する(後述する［数3］の説明を参照)(ステップ203)。X線CT装置1は、画像SD目標値と画像SD予測値との乖離量が所定範囲内(例えば、5％未満)でない場合には(ステップ204のNO)、フィードバック処理を行って比例定数［k］(後述する［数4］の説明を参照)を適宜修正する。【００６７】
X線CT装置1は、X線管電流変調パターンに基づいて、被曝線量予測値を算出する(ステップ205)。被曝線量予測値の算出については、公知の技術(例えば、特開2006−116137号公報［0059］〜［0062］参照。)を用いることができる。【００６８】
X線CT装置1は、算出された画像SD予測値及び被曝線量予測値を表示装置7に表示する(ステップ206)。操作者は、表示装置7に表示された被曝線量予測値と画像SD予測値とを確認し、被曝線量と画質とのバランスが適正であるか否かを判断する(ステップ207)。操作者が適正であると判断した場合には(ステップ207のＹＥＳ)、X線CT装置1は、図3のステップ106からの処理に移行する。操作者が適正でないと判断した場合には(ステップ207のNO)、操作者は再度画像SD目標値を入力して、X線CT装置1はステップ201からの処理を繰り返す。【００６９】
以上の過程を経て、CT装置1は、スキャン前に入力された画像SD目標値に適したX線管電流変調パターンを算出し、算出されたX線管電流変調パターンに基づいて画像SD予測値及び被曝線量予測値を算出して表示する。操作者は、画像SD予測値及び被曝線量予測値のバランスが適正でないと判断した場合には、再度、画像SD目標値を入力し、CT装置1は、改めて入力された画像SD目標値に適したX線管電流変調パターンを算出する。このX線管電流変調パターンは記憶装置24に格納され、スキャン時に被検体6の診断部位に応じてシステム制御装置20によって順次呼び出され、露光制御装置28を介してスキャン中のX線管電流が制御される。【００７０】
このように、X線CT装置1は、スキャン前に入力された画像SD目標値に適したX線管電流変調パターンを決定するので、画質と被曝線量のバランスを最適化した上でスキャンを実行することができる。【００７１】
尚、図6のステップ202の処理は、図3のステップ111のX線管電流変調パターンの修正処理に相当する。この場合には、［数3］〜［数8］のx_dia(z)及びy_dia(z)及びmodu_ratio(z)に代えて、それぞれ、［数1］及び［数2］のx_dia(z)_ΔHU(z，T)及びy_dia(z)_ΔHU(z，T)及びmodu_ratio(z，T)を用いて演算が行われる。【００７２】
(4．X線管電流変調パターン算出式)
図7は、被検体6の被検体三次元モデル41に対するX線管10の初期位置及び回転方向を示す図である。  
X線CT装置1は、図6のステップ202の処理において、［数3］〜［数6］に従ってX線管電流変調パターンを算出する。【００７３】
スライス位置［z］における画像SD目標値［SD_tgt(z)］を満たすX線管電流値［mA_opt(z)］は、［数3］で表される。【００７４】
【数３】
2009069489.tif 000005
但し、
mA_opt(z)：X線管電流値、
mA_ref(z)：基準X線管電流値、
SD_pred(z)：画像SD予測値、
SD_tgt(z)：画像SD目標値、
である。【００７５】
尚、画像SD予測値の2乗は、画像SD分散予測値である。画像SD分散予測値は、基準X線管電流値を用いて算出可能である。画像SD分散予測値の算出については、公知の技術(例えば、特開2006−116137号公報［0052］［0053］参照。)を用いることができる。【００７６】
スライス位置［z］におけるX線管電流値最大値［mA_max(z)］は、X線管10が被検体三次元モデル41の長軸方向に位置する時のX線管電流値であり、［数4］で表される。【００７７】
【数４】
2009069489.tif 000006
但し、k：比例定数、である。【００７８】
比例定数［k］の初期値は、予め記憶装置24に格納される。尚、図6のステップ202〜ステップ204に示すように、被検体三次元モデル41の形状によりフィードバック処理を行って比例定数［k］を適宜修正することが望ましいが、ステップ203〜ステップ204の処理は省略しても特段問題はない。【００７９】
スライス位置［z］において、X線管10が被検体三次元モデル41に対してX線管位相角［θ］に位置する時のX線管電流値［mA(θ，z)］は、［数5］で表される。【００８０】
【数５】
2009069489.tif 000007
但し、
modu_ratio(z)：X線管電流減弱係数、
x_dia(z)≧y_dia(z)の時、ψ＝0、
x_dia(z)＜y_dia(z)の時、ψ＝90、
x_dia(z)及びy_dia(z)：被検体三次元モデル41の長軸あるいは短軸方向のX線透過長、である。【００８１】
X線管電流減弱係数［modu_ratio(z)］は、X線透過長差に応じてスライス位置［z］における最大X線管電流値からのX線管電流減弱割合を示し、［数6］で表される。【００８２】
【数６】
2009069489.tif 000008
但し、μkV：X線管電圧毎に設定される定数、である。理論的には0＜modu_ratio(z)≦1、が成立するが、予め、閾値［modu_ratio_thr］を設定し、X線管電流減弱割合を任意に設定することも可能である。この場合、modu_ratio_thr＜modu_ratio(z)≦1、となる。【００８３】
図8は、被検体三次元モデル41における透過長とX線管位相角との関係を示す図である。
［数5］及び［数6］では、被検体三次元モデル41の長軸あるいは短軸方向のX線透過長を用いたが、［数7］及び［数8］に示すように、X線管位相角［θ］に応じたX線透過長を用いてもよい。［数5］及び［数6］を用いても実用上十分な精度でX線管電流変調パターンを算出可能であるが、これに代えて、［数7］及び［数8］を用いることにより、ビュー毎に最適なX線管電流減弱割合を設定することができる。【００８４】
【数７】
2009069489.tif 000009
【００８５】
【数８】
2009069489.tif 000010
但し、
modu_ratio(z，θ)：X線管位相角［θ］におけるX線管電流減弱係数、
x_dia(z，θ)：X線管位相角［θ］の方向における、被検体三次元モデル41のX線透過長、
y_dia(z，θ)：X線管位相角［θ］の方向と直交する方向における、被検体三次元モデル41のX線透過長、である。【００８６】
また、理論的には0＜modu_ratio(z，θ)≦1、が成立するが、予め、閾値［modu_ratio_thr］を設定し、X線管電流減弱割合を任意に設定することも可能である。この場合、modu_ratio_thr＜modu_ratio(z，θ)≦1、となる。【００８７】
(5．X線管電圧に応じたX線管電流変調パターンの算出)
図9は、X線管電圧に応じたX線管電流変調パターンを示す図である。図9は、X線管電圧が変化した場合におけるスライス位置［z］におけるX線管位相角［θ］とX線管電流値［mA(z)］との関係を示す。【００８８】
X線CT装置1は、上述の［数3］〜［数6］に従って、X線管電圧57［kV1］＞X線管電圧58［kV2］の場合には、X線管電流値振幅53［mA_amp(z)kV1］＜X線管電流値振幅54［mA_amp(z)kV2］、X線管電流値最大値55［mA_max(z)kV1］＜X線管電流値最大値56［mA_max(z)kV2］、として、X線管電圧57［kV1］についてのX線管電流変調パターン57及びX線管電圧58［kV2］についてのX線管電流変調パターン58を算出する。【００８９】
このように、X線CT装置1は、X線管電圧に応じて適正なX線管電流変調パターンを算出することができる。【００９０】
(6．その他)
上述の実施形態では、X線CT装置1が1つのX線管10を備える場合について説明したが、X線CT装置1が複数のX線管10を備える場合にも適用可能である。X線CT装置1が複数のX線管10を備える場合には、各X線管10について、X線管電流変調パターンの算出及び修正を行えばよい。【００９１】
以上、本発明に係るX線CT装置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、各種の変更例また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。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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2009069489.tif 000021