(57)【要約】【課題】  静止する位相が存在しない場合でも周期的な動態を撮影すること。【解決手段】  実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台、設定手段、取得手段及び通知手段を具備する。前記架台は、被検体をスキャン可能である。前記設定手段は、前記被検体の撮影条件を設定する。前記取得手段は、前記撮影条件に基づいて、前記被検体の最適な動態周期を取得する。前記通知手段は、前記動態周期を前記被検体に通知する。【選択図】図１
2018050685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体をスキャン可能な架台と、
前記被検体の撮影条件を設定する設定手段と、
前記撮影条件に基づいて、前記被検体の最適な動態周期を取得する取得手段と、
前記動態周期を前記被検体に通知する通知手段と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
被検体をスキャン可能な架台と、
前記被検体の動態周期を測定する測定手段と、
前記動態周期に基づいて、前記被検体の撮影条件を設定する設定手段と、
前記撮影条件に基づいて、前記被検体の最適な動態周期を取得する取得手段と、
前記取得した動態周期を前記被検体に通知する通知手段と、
を更に備えるＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記スキャンにより収集された複数セグメントの生データを用いてセグメント再構成処理により再構成画像を生成する再構成手段を更に備える、請求項１又は請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記被検体の動態周期を測定する測定手段と、
前記最適な動態周期と前記測定された動態周期との差異に応じて前記最適な動態周期を修正する修正手段と、
を更に備え、
前記通知手段は、前記修正された動態周期を前記被検体に通知する、
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】
前記測定手段は、光学カメラ又は圧力センサを用いて前記被検体の動態周期を測定する、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記通知手段は、レーザを用いて前記被検体の動態周期を通知する、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】
前記通知手段は、前記動態周期に係る情報を画面に表示するか、又は前記動態周期に係る音声を出力することにより前記動態周期を通知する、請求項１記載の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】
臨床上、歩行動態のような周期的な動態において、膝の関節の変位を観察したいニーズがある。一方、歩行動態ではないものの、周期的な動態に適用された再構成方法としては、同期信号に基づいて連続スキャンデータから任意のデータを抽出・合成して再構成を行う心電同期再構成及び呼吸同期再構成が知られている。この種の再構成には大きく分けてハーフ再構成とセグメント再構成がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のような再構成方法は、心臓や肺に適用する場合には特に問題ない。  
しかしながら、本発明者の検討によれば、ハーフ再構成、セグメント再構成を歩行動態に適用した場合、対象の移動距離が大きい点や、静止する位相が存在しない点で、心臓や肺での再構成とは異なる。
【０００５】
そのため、再構成を歩行動態に適用する場合、心臓や肺での再構成で通常達成できる時間分解能よりも高い時間分解能を達成する必要がある。ハーフ再構成の場合、原理的に達成可能な時間分解能が収集速度の半分までとなるため、歩行動態への適用は困難である。セグメント再構成の場合、理論上収集データの数を増やすことで時間分解能を向上可能であるが、同期信号のサイクルとＸ線管の回転速度との関係により収集可能な範囲に制約を受けることが予想される。例えば、歩行周期とＸ線管の回転速度とが一致すると、データを収集可能な方向が一方向となる制約を受ける。
【０００６】
目的は、静止する位相が存在しない場合でも周期的な動態を撮影し得るＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台、設定手段、取得手段及び通知手段を具備する。
【０００８】
前記架台は、被検体をスキャン可能である。
【０００９】
前記設定手段は、前記被検体の撮影条件を設定する。
【００１０】
前記取得手段は、前記撮影条件に基づいて、前記被検体の最適な動態周期を取得する。
【００１１】
前記通知手段は、前記動態周期を前記被検体に通知する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、各実施形態に共通するセグメント再構成を歩行動態に適用した場合の概要を示す模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、同実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、同実施形態における測定／通知機器の変形構成を示す模式図である。
【図５】図５は、同実施形態における測定／通知機器の変形構成の例を示す模式図である。
【図６】図６は、同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、同実施形態における動作を説明するための模式図である。
【図８】図８は、同実施形態における動作をタイミング毎に説明するための模式図である。
【図９】図９は、同実施形態における動作をタイミング毎に説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、同実施形態における動作をタイミング毎に説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、同実施形態における動作を説明するための模式図である。
【図１２】図１２は、同実施形態における動作の変形例を説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、同実施形態における第１変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、同実施形態における第２変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の概略構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、同実施形態における概略構成の他の例を示す模式図である。
【図１８】図１８は、同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１９は、第４の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら各実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明するが、その前に、各実施形態に共通するセグメント再構成を歩行動態に適用した場合の概要について図１を用いて述べる。
【００１４】
セグメント再構成においては、同期信号のサイクルと架台回転速度との関係を調整することにより、時間分解能を向上可能である。一般的に、心電同期再構成においては、心臓の拍動が制御困難なため、回転速度が調整されている。
【００１５】
これに対し、各実施形態においては、歩行の制御が容易なため、本人の意思で歩行周期が調整される。図１中、被検体Ｐは、歩行周期をＷ秒に調整（維持）しつつ、歩行している。このとき、セグメント再構成では、被検体Ｐを中心に周回するＸ線管から、被検体Ｐが略同一の姿勢をとる特定の位相範囲でのみＸ線を曝射する（間欠曝射）。なお、略同一の姿勢は、例えば、図１上段の網掛けされた姿勢及び図１中段の円内の足跡に対応する姿勢である。ここで、例えば、Ｘ線管の回転速度（Ｘ線管の１回転当たりの時間）をＲ［秒／回転］とし、特定位相範囲での曝射時間がＳ［秒］であるとする。歩行中の被検体Ｐが略同一の姿勢をとる周期は、歩行周期Ｗである。このため、セグメント再構成では、時刻ｔ＝０から歩行周期Ｗ毎に、Ｓ［秒］の曝射を行う。このような曝射で得られる各セグメントの投影データの範囲は、１回転分の曝射で得られる投影データの範囲のＳ／Ｒ（例、１／８）である。このため、セグメント再構成では、Ｒ／Ｓ回分（例、８回分）の歩行周期において、Ｒ／Ｓ個（例、８個）のセグメントの投影データを収集し、１回転分のデータを合成する。
【００１６】
以上が、各実施形態に共通するセグメント再構成を歩行動態に適用した場合の概要である。各実施形態のセグメント再構成は、歩行動態に限らず、例えば、走行動態、肘の曲げ伸ばしを繰り返す動態、又は呼吸動態などのように、本人の意思で繰り返し周期を調整可能な動態であれば、適用可能である。また、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、歩行動態に適した立位ＣＴ装置に限らず、肘の曲げ伸ばしを繰り返す動態などに適した通常のＣＴ装置（臥位のＣＴ装置）であってもよい。続いて、第１の実施形態を具体的に述べる。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図２及び図３は、第１の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す模式図である。本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台装置１０、画像再構成装置５１及び操作卓（コンソール）５２を有する。例えば、架台装置１０はＣＴ検査室に設置され、画像再構成装置５１及び操作卓５２はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置１０、画像再構成装置５１及び操作卓５２は互いに通信可能に有線又は無線で接続されている。架台装置１０は、立位又は臥位などの被検体ＰをＸ線コンピュータ断層撮影（以下、Ｘ線ＣＴ撮影と呼ぶ）するための構成を有するスキャン装置である。本実施形態では、架台装置１０は、被検体Ｐを中心に回転してＸ線を被検体Ｐに間欠曝射するＸ線管１７と、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１９とを有し、被検体Ｐをスキャン可能な装置である。架台装置１０は、当該スキャンにより複数セグメントの生データを収集する装置として使用される。なお、収集した投影データは、画像再構成装置５１によりセグメント再構成に用いられる。操作卓５２は、架台装置１０を制御するコンピュータである。
【００１８】
図３に示すように、架台本体１１は、撮影空間（field of view）をなす開口１５が形成された略円筒形状の構造体である。架台本体１１は、開口１５を挟んで対向するように配置されたＸ線管１７とＸ線検出器１９とを収容する。
【００１９】
より詳細には、架台本体１１は、アルミ等の金属により形成されたメインフレーム（図示せず）と、メインフレームにより中心軸Ｒ１回りに軸受等を介して回転可能に支持された回転フレーム２１とを更に有している。メインフレームの回転フレーム２１との接触部には環状電極（図示せず）が設けられている。メインフレームの当該接触部には環状電極に摺り接触するように導電性の摺動子（図示せず）が取り付けられている。回転フレーム２１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠であり、例えば、Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とが取付けられている。Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とは、例えば、回転フレーム２１に形成された凹部に嵌め込まれても良いし、ネジ等の締結具により締結されても良い。
【００２０】
回転フレーム２１は、回転駆動装置２３からの動力を受けて中心軸Ｒ１回りに一定の角速度で回転する。この回転フレーム２１の回転速度は、Ｘ線管１７の回転速度であり、架台回転速度ともいう。「回転速度」は１回転当たりの時間であるため、「回転周期」と呼んでもよい。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの制御に従って回転フレーム２１を回転させるための動力を発生する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。回転駆動装置２３は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。回転駆動装置２３は、例えば、架台本体１１に収容されている。
【００２１】
支柱１３は、架台本体１１を床面から離反して支持する基体である。支柱１３は、例えば、円柱形状や角柱形状等の柱状形状を有する。支柱１３は、例えば、プラスチックや金属等の任意の物質により形成される。支柱１３は、例えば、架台本体１１の側面部に取付けられる。支柱１３は、立位の被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するため、開口１５の中心軸Ｒ１が接地面に対して垂直方向を維持した状態において架台本体１１をスライド可能に支持する。
【００２２】
典型的には、支柱１３は架台本体１１の両側部に設けられる。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、１本の支柱１３が架台本体１１の両側部のうちの片側のみに接続されても良い。また、支柱１３は柱状形状を有するとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、支柱１３は、架台本体の少なくとも一方の側部を支持可能であれば、Ｕ字形状等の如何なる形状を有していても良い。
【００２３】
なお、支柱１３は、中心軸Ｒ１が床面に対して垂直に向くように架台本体１１を固定している必要はない。すなわち、支柱１３は、床面に対して平行する水平軸（以下、チルト軸と呼ぶ）回りに回転可能に架台本体１１を支持するように構成されても良い。この場合、支柱１３と架台本体１１とは、架台本体１１がチルト軸回りに回転可能に軸受等を介して接続されると良い。これにより、立位撮影と臥位撮影とを一台の架台装置１０で選択的に実行することが可能となる。
【００２４】
図３に示すように、支柱１３には架台本体１１の垂直方向に関するスライドのための駆動装置（以下、支柱駆動装置と呼ぶ）２７が収容されている。支柱駆動装置２７は、架台制御回路２５からの制御に従って、架台本体１１を垂直方向に関してスライドするための動力を発生する。具体的には、支柱駆動装置２７は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。支柱１３は、支柱駆動装置２７からの動力を受けて、支柱１３に対して架台本体１１を垂直方向に関してスライドする。支柱駆動装置２７は、例えば、サーボモータ等のモータにより実現される。
【００２５】
図２及び図３に示すように、架台本体１１下方には測定／通知機器２９が設けられている。測定／通知機器２９は、測定機器及び通知機器を一体化した機器であり、操作卓５２のシステム制御回路６１との間で架台制御装置２５及び機器制御装置３９を介して各種情報を送受信可能となっている。測定／通知機器２９としては、例えば、トレッドミルなどの歩行制御装置が用いられる。トレッドミルは、図示しない駆動装置により駆動される第１ローラと、回転自在な第２ローラと、第１ローラの回転を第２ローラに伝達するベルトとを有し、当該ベルトが被検体Ｐを歩行可能に支持する。このようなトレッドミルは、被検体Ｐに通知したい歩行周期に応じた動作速度（ベルトの移動速度）で動作することにより、当該歩行周期を被検体Ｐに通知する通知機能を有している。これに加え、トレッドミルは、被検体Ｐが好む歩行速度に対応する動作速度（ベルトの移動速度）で動作することにより、被検体Ｐの歩行周期を測定する測定機能をもっている。補足すると、トレッドミルの動作速度と、被検体Ｐの歩行周期とは、一方が大きくなると、他方が小さくなる関係にある。よって、当該測定機能は、この関係を表す経験式又はテーブルと、トレッドミルの動作速度とに基づいて、被検体Ｐの歩行周期を導出可能となっている。あるいは、当該測定機能は、予め設定された被検体Ｐの２歩分の歩幅（Ｌ［ｍ／２歩幅］）と、トレッドミルの動作速度（Ｖ［ｍ／秒］）とに基づいて、被検体Ｐの歩行周期Ｗ（＝Ｌ／Ｖ［秒／２歩幅］）を算出してもよい。上記［ｍ／２歩幅］及び［秒／２歩幅］は、それぞれ［ｍ／サイクル］及び［秒／サイクル］と読み替えてもよい。すなわち、２歩幅分の歩行は、歩行動態の１サイクルに相当する。なお、図示しない駆動装置は、機器制御回路３９からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。当該駆動装置は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。
【００２６】
機器制御回路３９は、架台制御回路２５からの制御に従い、測定／通知機器２９を制御する。ハードウェア資源として、機器制御回路３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、機器制御回路３９は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Logic Device：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。処理装置は、記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。なお、記憶装置にプログラムを保存する代わりに、処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。
【００２７】
機器制御回路３９には動作条件記憶回路４１が接続されている。動作条件記憶回路４１は、被検体Ｐの周期運動に関する複数の動作条件を記憶する記憶装置である。具体的には、動作条件記憶回路４１は、複数の動作条件を記憶するＬＵＴ（Look Up Table）を記憶している。以下、複数の動作条件を記憶するＬＵＴを動作条件テーブルと呼ぶことにする。
【００２８】
動作条件は、撮影条件に応じて通知機器を動作させるための情報であり、例えば、Ｘ線管１７の回転速度Ｒ（撮影条件）に応じて、被検体Ｐの最適な歩行周期Ｗ_optを通知するための情報を含む。最適な歩行周期Ｗ_optを通知するための情報は、通知機器に応じて、適切な情報が予め設定される。例えば、通知機器がトレッドミルの場合、歩行周期Ｗ_optを通知するための情報は、歩行周期Ｗ_optに対応するトレッドミルの動作速度である。通知機器がディスプレイの場合、最適な歩行周期Ｗ_optを通知するための情報は、例えば、歩行周期Ｗ_optに対応する動画を表示するための動画ファイルである。通知機器がスピーカの場合、最適な歩行周期Ｗ_optを通知するための情報は、例えば、歩行周期Ｗ_optに対応する音声を出力するための音声ファイルである。機器制御回路３９は、動作条件記憶回路４１に記憶されている複数の動作条件のうちの、ユーザにより指定された撮影条件に基づく動作条件によって、測定／通知機器２９の駆動装置を制御する。
【００２９】
なお、測定／通知機器２９は、測定機能及び通知機能を備えた機器に限らず、図４に示すように、別々の測定機器２９ａ及び通知機器２９ｂとして設けてもよい。測定機器２９ａとしては、例えば、図５に示すように、光学カメラ２９ａ１又は圧力センサ２９ａ２を用いて被検体Ｐの動態周期を測定してもよい。例えば、光学カメラ２９ａ１は、被検体Ｐの歩行動態を時刻情報と共に撮影することにより、被検体Ｐの２歩分の動画に対応する時間としての、被検体Ｐの歩行周期の算出を支援可能となっている。２歩分の歩行周期は、例えば、２歩の整数倍の歩数分の歩行周期を当該整数で除算する等により、平均値を算出してもよい。また、カメラを用いる測定機器２９ａとしては、例えばＫｉｎｅｃｔ（登録商標）が使用可能となっている。あるいは、カメラを用いない測定機器２９ａとして、加速度センサを被検体の足に装着してもよい。圧力センサ２９ａ２は、例えば、被検体Ｐの右足又は左足からの圧力を検出可能な機器である。このような圧力センサ２９ａ２の出力信号の変動周期は、被検体Ｐの一方の足から受ける圧力の周期であることから、被検体Ｐの歩行周期に相当する。圧力センサ２９ａ２としては、図５中、被検体Ｐの右足及び左足の圧力を個別に検出する構成を示したが、これに限らず、被検体Ｐの右足又は左足の圧力を検出するものであればよい。通知機器２９ｂとしては、例えば、レーザ、ＬＥＤ、表示装置、スピーカ、メトロノーム、などのように、被検体Ｐの視覚や聴覚を刺激する機器が適宜、使用可能となっている。また、通知機器２９ｂとしては、視覚や聴覚を刺激する機器に限らず、歩行周期の測定機能をもたないトレッドミルを用いてもよい。
【００３０】
図１に示すように、Ｘ線管１７は、高電圧発生器４３からの高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。高電圧発生器４３は、例えば、回転フレーム２１に取付けられている。高電圧発生器４３は、架台本体１１の電源装置（図示せず）から環状電極を介して供給された電力から、架台制御回路２５による制御に従いＸ線管１７に印加する高電圧を発生する。高電圧発生器４３とＸ線管１７とは高圧ケーブル（図示せず）を介して接続されている。高電圧発生器４３により発生された高電圧は、高圧ケーブルを介してＸ線管１７に印加される。
【００３１】
Ｘ線検出器１９は、Ｘ線管１７から発生され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１９は、二次元湾曲面に配列された複数のＸ線検出素子（図示せず）を搭載する。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１７からのＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号に変換する。各Ｘ線検出素子は、例えば、シンチレータと光電変換器とを有する。シンチレータはＸ線を受けて蛍光を発生する。光電変換器は、発生された蛍光を電荷パルスに変換する。電荷パルスはＸ線の強度に応じた波高値を有する。光電変換器としては、具体的には、光電子増倍管やフォトダイオード（Photo Diode）等の光子を電気信号に変換する機器が用いられる。なお、本実施形態に係るＸ線検出器１９としてはＸ線を一旦蛍光に変換してから電気信号に変換する間接検出型の検出器に限定されず、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接検出型の検出器であっても良い。
【００３２】
データ収集回路４５は、被検体Ｐにより減弱されたＸ線の強度を示すデジタルのデータをビュー毎に収集する。データ収集回路４５は、例えば、複数のＸ線検出素子の各々について設けられた積分回路とＡ／Ｄ変換器とが並列して実装された半導体集積回路により実現される。データ収集回路４５は、架台本体１１内においてＸ線検出器１９に接続されている。積分回路は、Ｘ線検出素子からの電気信号を所定のビュー期間に亘り積分し、積分信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器は、生成された積分信号をＡ／Ｄ変換し、当該積分信号の波高値に対応するデータ値を有するデジタルデータを生成する。変換後のデジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値のセットである。生データは、例えば、架台本体１１に収容された非接触データ伝送装置（図示せず）を介して画像再構成装置５１に供給される。
【００３３】
なお、架台本体１１には、上記のＸ線管１７、Ｘ線検出器１９、回転フレーム２１、メインフレーム、電源装置、高電圧発生器４３、及びデータ収集回路４５だけでなく、ＣＴ撮影に必要なその他の種々の装置を収容しても良い。例えば、回転フレーム２１にはＸ線管を冷却する冷却装置が取付けられても良い。また、空調のためのファンが架台本体１１に取付けられても良い。
【００３４】
架台制御回路２５は、操作卓５２のシステム制御回路６１からの制御に従い高電圧発生器４３、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、及び機器制御回路３９を制御する。架台制御回路２５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路２５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤ等により実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実現することで上記機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。
【００３５】
なお、機器制御回路３９と架台制御回路２５とは、単一の回路により実現されても良い。また、機器制御回路３９と動作条件記憶回路４１と架台制御回路２５とは、複数の基板に実装されても良いし、単一の基板に実装されても良い。機器制御回路３９と動作条件記憶回路４１と架台制御回路２５とは、架台本体１１の支柱１３に設けられても良いし、操作卓５２に設けられても良い。機器制御回路３９と架台制御回路２５とは、同一の装置に設けられている必要はなく、別々の装置に設けられても良い。
【００３６】
図３に示すように、操作卓５２は、画像処理装置５３、表示機器５５、入力機器５７、主記憶回路５９、及びシステム制御回路６１を有する。画像処理装置５３、表示機器５５、入力機器５７、主記憶回路５９、及びシステム制御回路６１間のデータ通信は、バス(bus)を介して行われる。操作卓５２は、データラインを介して画像再構成装置５１に接続されている。
【００３７】
画像再構成装置５１は、架台装置１０による被検体Ｐのスキャンにより収集された複数セグメントの生データを用いてセグメント再構成処理によりＣＴ画像（再構成画像）を生成する。具体的には、画像再構成装置５１は、前処理部５１１、投影データ記憶部５１３、及び再構成演算部５１５を有する。前処理部５１１は、架台装置１０からの生データに前処理を施す。前処理としては、対数変換やＸ線強度補正、オフセット補正等の各種の補正処理を含む。前処理後の生データは、投影データと呼ばれている。投影データ記憶部５１３は、前処理部５１１により生成された投影データを記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。再構成演算部５１５は、投影データに基づくセグメント再構成処理によって被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。
【００３８】
画像再構成装置５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像再構成装置５１は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで前処理部５１１と再構成演算部５１５との機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで前処理部５１１と再構成演算部５１５との機能を実現する。また、上記前処理部５１１として機能する専用のハードウェア回路と再構成演算部５１５として機能する専用のハードウェア回路とが画像再構成装置に実装されても良い。
【００３９】
画像処理装置５３は、画像再構成装置５１により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理装置５３は、ＣＴ画像がボリュームデータの場合、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を発生する。画像処理装置５３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像処理装置５３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。
【００４０】
表示機器５５は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々の情報を表示する。表示機器５５としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００４１】
入力機器５７は、ユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器５７としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。なお、入力機器５７は、操作卓５２に設けられても良いし、架台装置１０に設けられても良い。
【００４２】
主記憶回路５９は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路５９は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、主記憶回路５９は、本実施形態に係るＣＴ撮影に関する制御プログラム等を記憶する。
【００４３】
システム制御回路６１は、ハードウェア資源として、上記の処理装置と記憶装置とを有する。システム制御回路６１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御回路６１は、主記憶回路５９に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線コンピュータ断層撮影装置の各部を制御する。
【００４４】
画像再構成装置５１、画像処理装置５３、及びシステム制御回路６１は、操作卓５２内の単一の基板に集約されても良いし、複数の基板に分散して実装されても良い。
【００４５】
次に、以上のように構成されたＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作を図６のフローチャート及び図７乃至図１２の模式図を用いて説明する。
【００４６】
Ｘ線ＣＴ撮影の前段階において被検体Ｐは、医療従事者等である操作者により、測定／通知機器２９であるトレッドミルに案内され、トレッドミル上に立つ。続いて、被検体Ｐは、操作者の操作によりトレッドミルが動作すると、トレッドミル上で歩行する。トレッドミルの動作速度は、操作者の操作により、被検体Ｐの通常の歩行速度に調整される。以下、通常の歩行速度を基本歩行速度と呼ぶ。
【００４７】
被検体Ｐが基本歩行速度で歩行中、測定／通知機器２９及び操作卓５２は、被検体Ｐの動態周期を測定する（ステップＳＴ１０）。この例では、測定される動態周期は基本歩行周期である。操作卓５２のシステム制御回路６１は、測定／通知機器２９から受けたトレッドミルの動作速度Ｖ［ｍ／秒］に基づいて、被検体Ｐの基本歩行周期Ｗ_measure［秒／サイクル］を算出する。もしくは、図５に示したように、システム制御回路６１は、光学カメラ２９ａ１又は圧力センサ２９ａ２などを用いて、被検体Ｐの基本歩行周期Ｗ_measureを導出してもよい。いずれにしても、システム制御回路６１は、測定された基本歩行周期Ｗ_measureを主記憶回路５９に記憶する。
【００４８】
続いて、システム制御回路６１では、得られた動態周期に基づいて撮影条件を設定する（ステップＳＴ２０）。例えば、操作卓５２では、操作者による入力機器５７の操作により、検査の目的に適う撮影条件（スキャン条件）が入力される。撮影条件は、Ｘ線条件（管電圧や管電流、Ｘ線曝射時間）、架台回転速度Ｒ［秒／回転］（回転フレーム２１の回転速度［秒／回転］）、一周期毎の収集データ範囲の長さＳ［秒］（Ｒの整数分の１）等のＸ線ＣＴ撮影のための既存のパラメータを含む。なお、一周期毎の収集データ範囲の長さＳ［秒］は、一周期毎の曝射時間［秒］に相当する。ここで、入力された撮影条件は、主記憶回路５９に設定されると共に、システム制御回路６１により架台制御回路２５に伝送される。
【００４９】
次に、システム制御回路６１は、設定した撮影条件に基づいて、最適な動態周期を取得する（ステップＳＴ３０）。例えば、システム制御回路６１は、記憶された基本歩行周期Ｗ_measure［秒／サイクル］と、設定された架台回転速度Ｒとを比較し、後述する式（２）によりパラメータＡを導出する。しかる後、システム制御回路６１は、例えば、次の式（１）に基づいて、被検体Ｐの最適な歩行周期Ｗ_optを取得する。
【００５０】
Ｗ_opt＝Ａ×Ｒ±Ｓ      ・・・（１）
ここで、パラメータＳは、Ｓの整数倍がＲになる値である（但し、２Ｓ＜Ｒ、ハーフ再構成を除くため。）。また、式（１）のＡ×Ｒの項は、Ｓの偶数倍（但し、０倍を除く）の値である。この場合、式（１）の「±Ｓ」の項は、「±３Ｓ」、「±５Ｓ」又は「±７Ｓ」等のように、Ｓの奇数倍を加算又は減算する項に変形してもよい。すなわち、歩行周期Ｗ_optは、Ｒと異なる値で且つＳの奇数倍の値であれば、最適である。これは、Ｗ_optとＲとが同じ値の場合には、データを収集可能な方向が一方向に制約されるためである。また、Ｗ_optがＳの偶数倍の値の場合には、データを収集可能な方向が全セグメントの半分の方向（１つ置きのセグメントの方向）に制約されるためである。なお、Ｓの奇数倍がＡ×Ｒの場合、式（１）の「±Ｓ」の項は、「±２Ｓ」、「±４Ｓ」又は「±６Ｓ」等のように、Ｓの偶数倍（但し、０倍を除く）を加算又は減算する項に変形すればよい。
【００５１】
パラメータＡは、例えば、式（２）を満たす整数値である。
【００５２】
Int（Ｗ_measure／Ｒ） ＜Ａ≦ Int（Ｗ_measure／Ｒ）＋１    ・・・（２）
あらかじめ上記条件を満たすパラメータの組合せを設定したテーブルを主記憶回路５９に保持し、当該テーブルからパラメータを読み出してもよく、あるいは検査毎にパラメータを算出してもよい。いずれにしても、システム制御回路６１最適な動態周期を取得できればよい。
【００５３】
ステップＳＴ３０の後、操作卓５２及び測定／通知機器２９は、取得した最適な動態周期を被検体Ｐに通知する（ステップＳＴ４０）。例えば、システム制御回路６１は、最適な歩行周期Ｗ_optを架台制御回路２５に送出する。架台制御回路２５は、最適な歩行周期Ｗ_optを機器制御回路３９に供給する。機器制御回路３９は、最適な歩行周期Ｗ_optに対応するトレッドミルの動作速度を示す情報を動作条件記憶回路４１から読み出す。そして機器制御回路３９は、読み出した情報に従い、トレッドミルを駆動する。被検体Ｐは、操作者の操作によりトレッドミルが動作すると、トレッドミル上で歩行する。トレッドミルの動作速度は、最適な歩行周期Ｗ_optに対応する歩行速度に調整される。これにより、トレッドミル上を歩行する被検体Ｐに対し、最適な歩行周期Ｗ_optが通知される。ステップＳＴ４０による最適な歩行周期Ｗ_optの通知は、ＣＴ撮影の終了まで継続して実行される。
【００５４】
被検体Ｐが最適な歩行周期Ｗ_optで歩行中、操作卓５２は、操作者の操作により、スキャン開始指示を架台制御回路２５に伝送する。
【００５５】
架台制御回路２５は、スキャン開始指示に従い、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、機器制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、トレッドミル上を歩行運動している被検体Ｐを架台本体１１によりＸ線ＣＴ撮影する（ステップＳＴ５０〜ＳＴ７０）。
【００５６】
例えば、架台制御回路２５は、ユーザによる入力機器５７を介した指示に従い支柱駆動装置２７を制御し、ＦＯＶに撮影部位が含まれるように架台本体１１の位置を調節する。被検体Ｐの撮影部位としては、歩行時における内部構造に臨床的関心がある部位、例えば、踝やつま先、足底等が挙げられる。本実施形態においては当該撮影部位が積極的に動くため、当該撮影部位の移動範囲をＦＯＶが含むように架台本体１１が位置決めされると良い。
【００５７】
架台本体１１が位置決めされると架台制御回路２５は、回転駆動装置２３を制御し、設定された架台回転速度で回転フレーム２１を中心軸Ｒ１回りに回転させる。
【００５８】
被検体Ｐが最適な歩行周期Ｗ_optで歩行中と判断すると、システム制御回路６１は、操作者による入力機器５７の操作により、スキャン開始指示を架台制御回路２５に送出する。架台制御回路２５は、スキャン開始指示を受けると、高電圧発生器４３を制御し、設定されたＸ線条件に応じたＸ線をＸ線管１７から間欠的に発生させる。これにより、歩行周期Ｗ_optの特定位相に対応するセグメント毎にＸ線が曝射される（ステップＳＴ５０）。この際、回転フレーム２１は回転するが、架台本体１１は静止している。Ｘ線管１７から発生されたＸ線は、被検体Ｐの撮影部位等を透過してＸ線検出器１９に間欠的に検出され、Ｘ線検出器１９により検出されたＸ線に関する生データがデータ収集回路４５により間欠的に収集される（ステップＳＴ６０）。収集された生データは、非接触データ伝送装置により画像再構成装置５１に伝送される。
【００５９】
以下、ステップＳＴ５０〜ＳＴ６０の処理は、全セグメントにＸ線を曝射するまで繰り返し実行される（ＳＴ７０）。
【００６０】
このようなステップＳＴ５０〜ＳＴ７０の処理中、例えば図７乃至図１０に示すように、歩行周期Ｗ_optで歩行中の被検体Ｐに対し、Ｘ線管１７が被検体Ｐの周囲を回転する毎にＳ秒間だけＸ線を曝射する（ｔ＝０〜Ｓ、ｔ＝Ｗ_opt〜Ｗ_opt＋Ｓ、ｔ＝２Ｗ_opt〜２Ｗ_opt＋Ｓ、・・・）。このとき、Ｘ線管１７は、歩行周期Ｗ_optの特定位相に対応するセグメント毎にＸ線を曝射している。
【００６１】
補足すると、図１１（ａ）に示すように、被検体Ｐを中心とした回転速度ＲのＸ線管１７の回転に応じて、Ｘ線管１７に対向するセグメント０〜７が周期的に変化するとする。この様子を時系列に沿って図１１（ｂ）に示す。すなわち、左上端部に示す“セグメント２”から右側に進行し、右端につくと、１行だけ下の行の左端に移行して同様に右側に進行する過程を繰り返し、右下端部に示す“セグメント１”に至るまでの様子を時系列に沿って示す。この時系列の１行（９列分）の長さは、歩行周期Ｗ_opt（＝Ｒ＋Ｓ）に対応する。時系列の各々の列は、歩行周期Ｗ_opt内の同一位相に対応するセグメントを示している。時系列の行数（８行）は、セグメントの個数（８個）と同じであり、すなわち、１枚の画像再構成に要する歩行周期の回数（８回）と同じである。これにより、図１１（ｂ）の破線に示すように、所定の同一位相で各セグメントにＸ線が曝射され、この同一位相で全セグメントの生データが収集されることが分かる。これは、歩行周期Ｗ_opt＝Ｒ＋Ｓの場合に限らず、Ｘ線の曝射時間Ｓの奇数倍の歩行周期Ｗ_optであれば同様である。例えば、Ｗ_opt＝Ｒ＋３Ｓとした場合でも、図１２の破線に示すように、セグメントの順番が図１１（ｂ）とは異なるものの、所定の同一位相で各セグメントにＸ線が曝射され、この同一位相で全セグメントの生データが収集される。
【００６２】
いずれにしても、全てのセグメントに対するＸ線の曝射が完了すると架台制御回路２５は、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７、機器制御回路３９、及び高電圧発生器４３を制御し、Ｘ線ＣＴ撮影を終了する。
【００６３】
ステップＳＴ７０の終了後、画像再構成装置５１は、ステップＳＴ６０において収集された生データに基づいてセグメント再構成処理によりＣＴ画像を再構成する（ステップＳＴ８０）。例えば、画像再構成装置５１は、全セグメントから収集された生データに基づいて所定位相のＣＴ画像を再構成する。当該所定位相は、ユーザにより入力機器５７を介して任意に設定可能である。なお、ＣＴ画像は、二次元のスライスデータとして再構成されても良いし、三次元のボリュームデータとして再構成されても良い。ＣＴ画像は位相に関連付けて主記憶回路５９に記憶される。
【００６４】
しかる後、システム制御回路６１は、再構成されたＣＴ画像を表示機器５５に表示する（ステップＳＴ９０）。例えば、歩行動態の所定位相に関するＣＴ画像が静止画として表示される。なお、ＣＴ画像がボリュームデータの場合、画像処理装置５３は、当該ボリュームデータに３次元画像処理を施して２次元画像を発生し、当該２次元画像が表示機器５５に表示される。ＣＴ画像がスライスデータの場合、画像処理装置５３は、当該スライスデータに階調処理やノイズ低減処理等を施して２次元画像を発生し、当該２次元画像が表示機器５５に表示される。表示機器５５に表示されたＣＴ画像はユーザの診断に供される。表示されたＣＴ画像を観察することにより、歩行時における被検体Ｐの局所範囲（例えば、膝関節等を含む撮影部位）の内部構造を把握することができる。
【００６５】
上述したように本実施形態によれば、被検体の動態周期を測定し、動態周期に基づいて、被検体の撮影条件を設定し、撮影条件に基づいて、被検体の最適な動態周期を取得し、取得した動態周期を被検体に通知する。これにより、静止する位相が存在しない場合でも周期的な動態を撮影することができる。
【００６６】
補足すると、被検体Ｐの基本歩行周期Ｗ_measureを測定した後、基本歩行周期Ｗ_measureと架台回転速度Ｒとの関係から時間分解能が最小となる歩行周期Ｗ_optを算出し、歩行周期Ｗ_optをトレッドミルなどの測定／通知機器２９から被検体Ｐに通知する。被検体Ｐは、通知される歩行周期Ｗ_optを維持するように歩行する。これにより、被検体Ｐの歩行動態を歩行周期Ｗ_optに調整できる。従って、歩行動態の同一位相でセグメントにＸ線を曝射し、各セグメントの投影データをセグメント再構成することにより、静止する位相が存在しない場合でも周期的な動態を撮影することができる。
【００６７】
なお、第１の実施形態は以下の第１変形例又は第２変形例のように変形してもよい。
【００６８】
第１変形例は、被検体の基本歩行周期の測定を省略したものであり、例えば、被検体の年齢、性別、体格などから、ある程度、基本歩行周期が分かる場合に適用可能となっている。具体的には、第１変形例は、図１３のフローチャートに示すように、測定に関するステップＳＴ１０〜ＳＴ２０に代えて、動態周期を測定せずに撮影条件を設定するステップＳＴ２０Ａを実行するものである。このステップＳＴ２０Ａにおいて、操作卓５２は、操作者の操作により、撮影条件を設定する。設定される撮影条件は、予め設定されたデフォルト値でもよく、操作者が決めた値でもよい。すなわち、ステップＳＴ２０Ａでは、ステップＳＴ２０における撮影条件が、被検体Ｐの動態周期の測定なしに設定される。ステップＳＴ２０Ａが実行されると、後続のＳＴ３０〜ＳＴ９０は、前述同様に実行される。すなわち、第１変形例では、被検体Ｐの動態周期（例、基本歩行周期）を測定せずに、被検体Ｐの撮影条件を設定し、撮影条件に基づいて、被検体Ｐの最適な動態周期を取得し、最適な動態周期を被検体Ｐに通知する。このような第１変形例としても、例えば、被検体Ｐの基本歩行周期と、被検体Ｐの最適な歩行周期Ｗ_optとの差が予め定めた基準値以下の場合には、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
第２変形例は、図１４のフローチャートに示すように、第１変形例を変形したものであり、ステップＳＴ４０に代えて、動態周期の測定及び修正を伴うステップＳＴ４０Ａ（ステップＳＴ４１Ａ〜ＳＴ４３Ａ）を実行するものである。
【００７０】
例えば、ステップＳＴ４１Ａでは、前述したステップＳＴ１０と同様にして、被検体Ｐの動態周期（例、歩行周期Ｗ_measure）が測定される。
【００７１】
ステップＳＴ４２Ａでは、測定された動態周期と、ステップＳＴ３０で取得された最適な動態周期（例、歩行周期Ｗ_opt）との差異に応じて最適な動態周期を修正する。例えば、両者の差異が予め定めた基準値より大きいとき、測定した歩行周期Ｗ_measureに基づいて式（２）を満たすようにパラメータＡを修正する。パラメータＡを修正する際に、式（２）に用いる架台回転速度Ｒは、現在の架台回転速度Ｒとしてもよく、修正した架台回転速度Ｒとしてもよい。いずれにしても、修正後のパラメータＡを用い、式（１）により、最適な歩行周期Ｗ_optを再計算する。しかる後、ステップＳＴ３０で取得された歩行周期Ｗ_optを、ステップＳＴ４２Ａで再計算した歩行周期Ｗ_optに修正する。
【００７２】
ステップＳＴ４３Ａでは、修正後の最適な歩行周期Ｗ_optを、前述したステップＳＴ４０と同様にして、被検体Ｐに通知する。
【００７３】
このような第２変形例としても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
図１５は、第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の概略構成を示す模式図であり、前述した図面と略同一部分については同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００７５】
すなわち、第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、図４に示した如き、測定機器２９ａ及び通知機器２９ｂを備えた変形構成において、通知機器２９ｂの幾つかの具体例を示すものである。
【００７６】
ここで、通知機器２９ｂとしては、例えば、図１５に示すように、レーザー投光器２９ｂ１、ディスプレイ２９ｂ２又はスピーカ２９ｂ３を用いて、被検体Ｐの動態周期を通知することができる。
【００７７】
レーザー投光器２９ｂ１は、機器制御回路３９に制御され、光を被検体Ｐの足元に照射することにより、足下ろしの場所とタイミングを通知する。なお、光による通知は、レーザ投光器２９ｂ１に限らず、例えば、床に設けた透明な保護板の下に複数のＬＥＤを配列し、これらのＬＥＤを発光させることにより実現してもよい。すなわち、通知機器２９ｂとしては、光により通知する場合、被検体Ｐの足元を光らせる装置であれば、任意の装置が適用可能である。
【００７８】
ディスプレイ２０ｂ２は、機器制御回路３９に制御され、動態周期に係る情報を画面に表示する装置であり、例えば、架台前面に取り付けられ、表示画面により足下ろしのタイミングを通知する。
【００７９】
スピーカは、機器制御回路３９に制御され、動態周期に係る音声を出力することにより、動態周期を通知する装置であり、例えば、ＣＴ検査室の天井又は壁に配置され、音声により足下ろしのタイミングを通知する。
【００８０】
以上のような構成としても、最適な動態周期を被検体に通知することができるので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
＜第３の実施形態＞
図１６及び図１７は、第３の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【００８２】
第３の実施形態は、第１の実施形態、第１変形例又は第２変形例を変形したものである。具体的には、第１の実施形態等の動作の際に、歩行時の足の場所・高さをチェックし、一定の範囲から外れた場合にそのサイクルの曝射を停止し、撮影できなかったサイクルをスキャンの最後に再度撮影するものである。
【００８３】
これに伴い、第３の実施形態では、図４に示した如き、測定機器２９ａ及び通知機器２９ｂを備えた変形構成において、測定機器２９ａの幾つかの具体例が使用可能となっている。測定機器２９ａとしては、例えば、図１６に示すように、２つの支柱１３の下部に対向配置されたラインセンサ２９ａ３としてもよい。このラインセンサ２９ａ３としては、例えば、一方向に配列された複数の発光素子と、各発光素子から照射された赤外線を受光する受光素子とを備えた赤外線センサが使用可能となっている。赤外線センサによれば、両素子間の赤外光の通過及び遮断状態に基づいて、被検体Ｐの足の場所及び高さを検出可能となっている。なお、発光素子の配列方向は、被検体Ｐが歩行する方向に略平行な方向又は略垂直な方向のいずれとしてもよい。
【００８４】
また例えば、測定機器２９ａとしては、図１７に示すように、複数台のカメラ２９ａ４を被検体Ｐの足に向けて配置してもよい。被検体Ｐの足には複数のマーカ２９ａ５が貼り付けられている。このような複数台のカメラ２９ａ４は、複数のマーカ２９ａ５を撮影することにより、被検体Ｐの足の場所及び高さを検出可能となっている。
【００８５】
あるいは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、同期をかけないときのＣＴ画像のＣＴ値により、被検体Ｐの場所・高さの乱れを検出してもよい。
【００８６】
次に、以上のように構成されたＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作について図１８のフローチャートを用いて述べる。
【００８７】
いま、前述同様に、ステップＳＴ４０又はステップＳＴ４０Ａの実行中に、被検体Ｐがトレッドミル上を歩行しているとする。この状態で、前述したステップＳＴ５０〜ＳＴ７０が繰り返し実行される。
【００８８】
但し、本実施形態では、ステップＳＴ５０によるＸ線の曝射の前に、被検体Ｐの足の場所・高さをチェックするステップＳＴ１００（ステップＳＴ１１０〜ＳＴ１５０）が実行される。
【００８９】
始めに、被検体Ｐの動態が測定機器２９ａにより測定され、測定結果が機器制御回路３９及び架台制御回路２５を介してシステム制御回路６１に送出される。
【００９０】
ステップＳＴ１１０では、システム制御回路６１は、この測定結果が示す被検体Ｐの動態が所定範囲内か否かを判定し、所定範囲内であれば、前述したステップＳＴ５０に移行する。否の場合には、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を制御してＸ線管１７によるＸ線の曝射を停止し（ステップＳＴ１２０）、曝射を停止したセグメントを記録する（ステップＳＴ１３０）。続いて、システム制御回路６１は、被検体Ｐの動態が所定範囲内に回復するまで待機する。具体的には、システム制御回路６１は、被検体Ｐの動態が所定範囲内か否かを判定するステップＳＴ１４０を繰り返し実行する。ステップＳＴ１４０の判定の結果、被検体Ｐの動態が所定範囲内に回復すると、架台制御回路２５に再開処理を実行させる（ステップＳＴ１５０）。
【００９１】
再開処理としては、例えば、次の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれとしてもよい。すなわち、（ｉ）架台制御回路２５は、ステップＳＴ１３０で記録されたセグメントの特定位相と同一の特定位相になるまで待機し、同一の特定位相になった時点で曝射を再開してもよい。例えば、図１１（ｂ）に示す時系列において、破線で示す列のセグメント３が記録された場合、時系列が前述同様に進行して、破線で示す列のセグメント４，５，６，７の曝射が完了し、右下端部に至ったとする。続いて、時系列が右下端部から左上端部に移り、前述同様に進行し、再度、破線で示す列のセグメント３に至る時点で曝射を再開してもよい。
【００９２】
（ｉｉ）架台制御回路２５は、被検体Ｐの動態が所定範囲から外れた場合、機器制御回路３９及び通知機器２９ｂを介して、被検体に歩行周期を速めるように通知し、架台回転速度Ｒに追いつかせるようにしてもよい。歩行周期を速めるための通知としては、例えば、「スキップして下さい」等のメッセージを画像表示又は音声出力すればよい。
【００９３】
（ｉｉｉ）架台制御回路２５は、被検体Ｐの動態が所定範囲から外れた場合、架台回転速度Ｒを一時的に速めることにより、ステップＳＴ１３０で記録されたセグメントの特定位相と同一の特定位相になった時点で曝射を再開してもよい。
【００９４】
ステップＳＴ１５０の終了後、システム制御回路６１は、ステップＳＴ１１０に移行する。ステップＳＴ１１０では、被検体Ｐの動態が所定範囲内に回復したのであれば、前述したステップＳＴ５０に移行する。
【００９５】
以下、前述同様にステップＳＴ５０〜ＳＴ７０が実行される。但し、ステップＳＴ７０では、スキャンの最後に、ステップＳＴ１３０で記録されたセグメントがあるか否かを判定し、記録されたセグメントがある場合には、当該セグメントにステップＳＴ５０〜ＳＴ６０が実行されるまでステップＳＴ８０に移行しない。当該セグメントにステップＳＴ５０〜ＳＴ６０が実行されると、ステップＳＴ１３０での記録が無効にされ、ステップＳＴ７０は、ステップＳＴ８０に移行する。
【００９６】
以下、前述同様に、ステップＳＴ８０〜ＳＴ９０が実行される。
【００９７】
上述したように本実施形態によれば、ＣＴ撮影において、被検体の動態が所定範囲内か否かを判定し、否の場合にはＸ線の曝射を停止するので、第１及び第２の実施形態の効果に加え、被検体の動態がずれたときの無駄な被曝を削減することができる。
【００９８】
＜第４の実施形態＞
図１９は、第４の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明するための模式図である。図１９中、支柱１３等は、図示が省略されている。
【００９９】
第４の実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、通知機器２９ｂとしてディスプレイ２９ｂ２を用いた構成において、被検体Ｐの肘の曲げ伸ばしをＸ線ＣＴ撮影するものである。
【０１００】
すなわち、ＣＴ撮影の対象になる動作は歩行に限らない。ディスプレイ２９ｂ２の表示画面から通知される最適な動態周期に従い、肘の曲げ伸ばしを周期的に行う動作なども対象となる。すなわち、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、立位ＣＴ装置に限らず、通常のＣＴ装置（臥位のＣＴ装置）であってもよい。
【０１０１】
以上のような構成としても、最適な動態周期（例、肘の曲げ伸ばし周期）を被検体Ｐに通知することができるので、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、被検体の最適な動態周期を取得し、取得した動態周期を被検体に通知する。これにより、静止する位相が存在しない場合でも周期的な動態を撮影することができる。
【０１０３】
なお、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。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…架台装置、１１…架台本体、１３…支柱、１５…開口、１７…Ｘ線管、１９…Ｘ線検出器、２１…回転フレーム、２３…回転駆動装置、２５…架台制御回路、２７…支柱駆動装置、２９…測定／通知機器、２９ａ…測定機器、２９ｂ…通知機器、３９…機器制御回路、４１…動作条件記憶回路、４３…高電圧発生器、４５…データ収集回路、５１…画像再構成装置、５２…操作卓、５３…画像処理装置、５５…表示機器、５７…入力機器、５９…主記憶回路、６１…システム制御回路、５１１…前処理部、５１３…投影データ記憶部、５１５…再構成演算部。
【図１】
2018050685.tif 000003
【図２】
2018050685.tif 000004
【図３】
2018050685.tif 000005
【図４】
2018050685.tif 000006
【図５】
2018050685.tif 000007
【図６】
2018050685.tif 000008
【図７】
2018050685.tif 000009
【図８】
2018050685.tif 000010
【図９】
2018050685.tif 000011
【図１０】
2018050685.tif 000012
【図１１】
2018050685.tif 000013
【図１２】
2018050685.tif 000014
【図１３】
2018050685.tif 000015
【図１４】
2018050685.tif 000016
【図１５】
2018050685.tif 000017
【図１６】
2018050685.tif 000018
【図１７】
2018050685.tif 000019
【図１８】
2018050685.tif 000020
【図１９】
2018050685.tif 000021