(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体軸方向に沿って配列された複数の撮像領域についてＸ線管からＸ線を放出し、前記Ｘ線管から放出され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する架台と、
所定の撮影方向に関する前記被検体の位置決め画像データに基づいて、前記複数の撮像領域の各々について前記被検体によるＸ線の吸収量に関する第１のＸ線吸収指標値を計算する計算部と、
前記複数の撮像領域の各々について前記第１のＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する管電流決定部と、
前記複数の撮像領域のうちの基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域以外の他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との相対関係と、前記基準撮像領域と前記他の撮像領域との距離とに応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する管電流補正部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
体軸方向に沿って配列された複数の撮像領域についてＸ線管からＸ線を放出し、前記Ｘ線管から放出され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する架台と、
所定の撮影方向に関する前記被検体の位置決め画像データに基づいて、前記複数の撮像領域の各々について前記被検体によるＸ線の吸収量に関する第１のＸ線吸収指標値を計算する計算部と、
前記複数の撮像領域の各々について前記第１のＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する管電流決定部と、
前記複数の撮像領域のうちの基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域以外の他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との相対関係に応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する管電流補正部と、
を具備し、
前記管電流補正部は、前記管電流補正部により補正される前の管電流値から後の管電流値への変動幅を、撮影部位に応じて設定された値に制限する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
体軸方向に沿って配列された複数の撮像領域についてＸ線管からＸ線を放出し、前記Ｘ線管から放出され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する架台と、
所定の撮影方向に関する前記被検体の位置決め画像データに基づいて、前記複数の撮像領域の各々について前記被検体によるＸ線の吸収量に関する第１のＸ線吸収指標値を計算する計算部と、
前記複数の撮像領域の各々について前記第１のＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する管電流決定部と、
前記複数の撮像領域のうちの基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域以外の他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との相対関係に応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する管電流補正部と、
を具備し、
前記管電流決定部は、前記複数の撮像領域の各々について、前記管電流値に基づく第１の基準管電流値からの初期的な変調度合を複数の撮影方向毎に割当て、
前記管電流補正部は、前記複数の撮影方向のうちのＸ線による被検体への影響が少ない撮影方向に関しては前記初期的な変調度合を維持し、前記複数の撮影方向のうちのＸ線による前記被検体への影響が大きい撮影方向に関しては前記初期的な変調度合を前記補正後の管電流値に基づく第２の基準管電流値からの変調度合に変更する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
体軸方向に沿って配列された複数の撮像領域についてＸ線管からＸ線を放出し、前記Ｘ線管から放出され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する架台と、
所定の撮影方向に関する前記被検体の位置決め画像データに基づいて、前記複数の撮像領域の各々について前記被検体によるＸ線の吸収量に関する第１のＸ線吸収指標値を計算する計算部と、
前記複数の撮像領域の各々について前記第１のＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する管電流決定部と、
前記複数の撮像領域のうちの基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域以外の他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との相対関係に応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する管電流補正部と、
を具備し、
前記計算部は、前記複数の撮像領域の各々について、前記撮像領域に含まれる複数の画素について複数の第２のＸ線吸収指標値を計算し、ヒール効果に伴う線質の硬化が強い位置の画素の第２のＸ線吸収指標値に比して、弱い位置の画素の第２のＸ線吸収指標値に大きい重み値を与え、前記重み値が与えられた複数の第２のＸ線吸収指標値に基づいて前記第１のＸ線吸収指標値を計算する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
体軸方向に沿って配列された複数の撮像領域についてＸ線管からＸ線を放出し、前記Ｘ線管から放出され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する架台と、
所定の撮影方向に関する前記被検体の位置決め画像データに基づいて、前記複数の撮像領域の各々について前記被検体によるＸ線の吸収量に関する第１のＸ線吸収指標値を計算する計算部と、
前記複数の撮像領域の各々について前記第１のＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する管電流決定部と、
前記複数の撮像領域のうちの基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域以外の他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との相対関係に応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する管電流補正部と、
を具備し、
前記管電流補正部は、予め選択された被検体挿入方向に応じて前記複数の撮像領域のうちの補正対象の撮像領域を設定し、前記補正対象の撮像領域に限定して前記管電流値を補正する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記複数の撮像領域のうちの最も第１のＸ線吸収指標値が高い撮像領域を前記基準撮像領域に決定する基準撮像領域決定部をさらに備える請求項１乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記管電流補正部は、前記他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との差分に応じた重み値を決定し、前記決定された重み値に応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する、請求項２乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記計算部は、前記他の撮像領域に含まれる複数の画素について第２のＸ線吸収指標値を計算し、前記複数の第２のＸ線吸収指標値に基づいて前記他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値を計算し、
前記管電流補正部は、前記複数の第２のＸ線吸収指標値に前記基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との差分に応じた重み値を与えて複数の重み付けされた第２のＸ線吸収指標値を算出し、前記複数の重み付けされた第２のＸ線吸収指標値に基づいて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する、
請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
前記管電流補正部は、前記他の撮像領域と前記基準撮像領域との距離に応じた重み値を決定し、前記決定された重み値に応じて前記管電流値を補正する、請求項２乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】
前記計算部は、前記他の撮像領域に含まれる複数の画素について複数の第２のＸ線吸収指標値を計算し、前記複数の第２のＸ線吸収指標値の平均値を前記他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値として計算し、
前記管電流補正部は、前記複数の第２のＸ線吸収指標値に前記他の撮像領域と前記基準撮像領域との距離に応じた重み値を与えて複数の重み付けされた第２のＸ線吸収指標値を算出し、前記複数の重み付けされた第２のＸ線吸収指標値に基づいて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する、
請求項１又は９記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１１】
前記管電流補正部は、前記管電流補正部により補正される前の管電流値から後の管電流値への変動幅を、撮影部位に応じて設定された値に制限する、請求項１及び３乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１２】
前記管電流決定部は、前記複数の撮像領域の各々について、前記管電流値に基づく第１の基準管電流値からの初期的な変調度合を複数の撮影方向毎に割当て、
前記管電流補正部は、前記複数の撮影方向のうちのＸ線による被検体への影響が少ない撮影方向に関しては前記初期的な変調度合を維持し、前記複数の撮影方向のうちのＸ線による前記被検体への影響が大きい撮影方向に関しては前記初期的な変調度合を前記補正後の管電流値に基づく第２の基準管電流値からの変調度合に変更する、
請求項１乃至２及び４乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１３】
前記管電流決定部は、前記第１のＸ線吸収指標値に基づいて水等価厚を決定し、前記決定された水等価厚に対応する管電流値を決定する、請求項１乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１４】
前記架台は、前記管電流補正部により補正された後の管電流値に従って前記複数の撮像領域について前記被検体を対象としたＣＴ撮像を実行する、請求項１乃至５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１５】
前記計算部は、前記複数の撮像領域の各々について、前記撮像領域に含まれる複数の画素について複数の第２のＸ線吸収指標値を計算し、ヒール効果に伴う線質の硬化が強い位置の画素の第２のＸ線吸収指標値に比して、弱い位置の画素の第２のＸ線吸収指標値に大きい重み値を与え、前記重み値が与えられた複数の第２のＸ線吸収指標値に基づいて前記第１のＸ線吸収指標値を計算する、請求項１乃至３及び５の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１６】
前記重み値は、前記体軸方向に関して前記Ｘ線管の陽極に近い位置の画素に比して、遠い位置の画素に対して大きい値を有する、請求項４又は１５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１７】
前記管電流補正部は、前記複数の撮像領域のうちの補正対象の撮像領域に限定して前記管電流値を補正する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１８】
前記管電流補正部は、前記複数の撮像領域のうちの臨床的に関心のある撮像領域を前記補正対象の撮像領域に設定する、請求項１７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１９】
前記管電流補正部は、予め選択された被検体挿入方向に応じて前記補正対象の撮像領域を設定する、請求項１７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】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置における管電流の自動設定技術として、水等価厚等のＸ線吸収指標値に応じた管電流を自動的に決定するＡＥＣ（Auto Exposure Control）がある。ＡＥＣにおいて天板を間欠的に移動させながらデータ収集を行うステップ＆シュート法を実行する場合、各天板の停止位置に関する撮像領域に管電流値が設定される。各撮像領域に含まれる複数の画素のＸ線吸収指標値の平均値が当該撮像領域に関するＸ線吸収指標値に設定されている。ステップ＆シュート法を実行する場合において頭頂部など急激に形状が変化すると、隣接する撮像領域において管電流の段差が生じ、画像ＳＤ（Standard Deviation）の差が発生している。これは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器の多列化が進むうえで、一度により広い範囲でデータ収集することが可能となったため、撮像領域に多くの構造が含まれることとなった事に起因する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９３９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、Ｘ線吸収指標値から管電流を自動的に決定するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、撮像ボリューム間の画像ＳＤ差を低減することにある。
【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、体軸方向に沿って配列された複数の撮像領域についてＸ線管からＸ線を放出し、前記Ｘ線管から放出され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する架台と、所定の撮影方向に関する前記被検体の位置決め画像データに基づいて、前記複数の撮像領域の各々について前記被検体によるＸ線の吸収量に関する第１のＸ線吸収指標値を計算する計算部と、前記複数の撮像領域の各々について前記第１のＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する管電流決定部と、前記複数の撮像領域のうちの基準撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値と前記基準撮像領域以外の他の撮像領域の前記第１のＸ線吸収指標値との相対関係に応じて前記他の撮像領域の前記管電流値を補正する管電流補正部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る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のシステム制御回路の制御のもとに行われるＸ線コンピュータ断層撮影装置の典型的な動作の流れを示す図である。
【図３】図３は、図２のステップＳ４において行われる管電流値の初期的な決定処理を模式的に示す図である。
【図４】図４は、図２のステップＳ５において行われる基準ボリュームの決定処理を模式的に示す図である。
【図５】図５は、図２のステップＳ６における管電流値の補正処理を模式的に示す図である。
【図６】図６は、図２のステップＳ６において管電流設定回路により行われる第１の水等価厚の調節方法を説明するための図である。
【図７】図７は、図２のステップＳ６において管電流設定回路により行われる第２の水等価厚の調節方法を説明するための図である。
【図８】図８は、本実施形態の応用例１に係る管電流の方向性変調について説明するための図であり、管電流設定回路による管電流の補正前における管電流値の割当てを示す図である。
【図９】図９は、応用例１に係る管電流の方向性変調について説明するための図であり、管電流設定回路により回転角度に依らず一律に管電流値が補正された場合の管電流値の割当てを示す図である。
【図１０】図１０は、応用例１に係る管電流の方向性変調について説明するための図であり、管電流設定回路により回転角度に応じて特異的に管電流値が補正された場合の管電流値の割当てを示す図である。
【図１１】図１１は、応用例２に係るＸ線吸収量の重み付けを示す図である。
【図１２】図１２は、応用例３に係る補正対象の撮像ボリュームの設定を説明するための図である。
【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わるＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る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１に示すように、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１０とコンソール３０を備えている。架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線発生部１３とＸ線検出部１５とが取り付けられている。回転フレーム１１の開口部は、ＦＯＶ（field of view）に設定される。回転フレーム１１は、回転駆動装置１９からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置１９は、コンソール３０の撮像制御回路３７からの制御に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。寝台１７は、被検体Ｓが載置される天板１７１と天板１７１を移動自在に支持する支持台１７３とを有する。例えば、支持台１７３は、天板１７１を回転軸Ｚ方向や鉛直方向、水平方向に支持する。支持台１７３は、寝台駆動装置２３からの動力を受けて天板１７１を任意の方向に移動する。寝台駆動装置２３は、撮像制御回路３７からの制御に従って天板１７１を任意の方向に移動する。
【０００９】
Ｘ線発生部１３は、撮像制御回路３７からの制御信号に従ってＸ線を発生する。具体的には、Ｘ線発生部１３は、Ｘ線管１３１とＸ線高電圧装置１３３とを有する。Ｘ線管１３１は、Ｘ線高電圧装置１３３からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。Ｘ線高電圧装置１３３は、撮像制御回路３７による制御に従いＸ線管１３１に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。Ｘ線高電圧装置１３３は、予め設定された管電圧値と管電流値とを維持するようにＸ線管１３１に印加する高電圧とＸ線管１３１に供給するフィラメント電流とを調節する。
【００１０】
Ｘ線検出部１５は、Ｘ線発生部１３から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じたデジタルデータを生成する。具体的には、Ｘ線検出部１５は、Ｘ線検出器１５１とデータ収集回路１５３とを有する。
【００１１】
Ｘ線検出器１５１は、Ｘ線管１３３から発生されたＸ線を検出する。Ｘ線検出器１５１は、二次元湾曲面に配列された複数のＸ線検出素子を搭載する。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１３１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、シンチレータと光電変換器とから構成されＸ線を間接的に電気信号に変換するシンチレータ検出器であっても良いし、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する半導体検出器であっても良い。
【００１２】
データ収集回路１５３は、各Ｘ線検出素子から電気信号をビュー毎に収集し、収集された電気信号をデジタルデータに変換する。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、由来する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識別するビュー番号により関連づけられたＸ線強度のデジタル値のセットである。生データは、コンソール３０に供給される。
【００１３】
コンソール３０は、データ記憶回路３１、再構成回路３３、画像処理回路３５、撮像制御回路３７、管電流設定回路４１、表示回路４３、入力回路４５、主記憶回路４７、及びシステム制御回路４９を備える。
【００１４】
データ記憶回路３１は、架台１０から伝送された生データを記憶するＨＤＤ（hard disk drive）やＳＳＤ(solid state drive)等の記憶装置である。
【００１５】
再構成回路３３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、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。再構成回路３３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再構成機能３３１と位置決め画像発生機能３３３とを実現する。
【００１６】
再構成機能３３１の実行により再構成回路３３は、生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは投影データと呼ばれている。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。そして再構成回路３３は、投影データに基づいて被検体Ｓ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。
【００１７】
位置決め画像発生機能３３３の実行により再構成回路３３は、後述の位置決めスキャンにおいてＸ線検出部１５により収集された生データ又は当該生データに基づく投影データに基づいて、一定の撮影方向（回転軸Ｚ回りの回転角度）に関する被検体ＳのＸ線投影像を示す位置決め画像を発生する。具体的には、再構成回路３３は、位置決めスキャンに関する投影データにフィルタリング処理を施して位置決め画像を発生する。以下、位置決めスキャンに関する投影データと位置決め画像とを特に区別しない場合、まとめて位置決め画像データと呼ぶことにする。位置決め画像データは、後述する管電流設定回路４１による管電流の自動設定に用いられる。
【００１８】
なお、再構成回路３３は、再構成機能３３１のための処理回路と位置決め画像発生機能３３３のための処理回路とを有しても良い。
【００１９】
画像処理回路３５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。画像処理回路３５は、ＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理回路３５は、ＣＴ画像に３次元画像処理を施して表示用のＣＴ画像を発生する。３次元画像処理としては、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）、ＣＰＲ（Curved MPR）等がある。
【００２０】
撮像制御回路３７は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵの処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。撮像制御回路３７は、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。例えば、撮像制御回路３７は、被検体Ｓを対象としたデータ収集を実行するためにＸ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、回転駆動装置１９、及び寝台駆動装置２３を同期的に制御する。回転駆動装置１９は、撮像制御回路３７による制御に従って一定の角速度で回転する。Ｘ線発生部１３のＸ線高電圧装置１３３は、撮像制御回路３７による制御に従って、予め設定された管電圧値を有する管電圧をＸ線管１３に印加する。また、Ｘ線高電圧装置１３３は、撮像制御回路３７による制御に従って、予め設定された管電流値を有する管電流に応じて管電圧とフィラメント電流とを調節する。Ｘ線検出部１５のデータ収集回路１５３は、撮像制御回路３７による制御に従って、Ｘ線曝射タイミングに同期して生データをビュー毎に収集する。また、撮像制御回路３７は、後述の入力回路４５を介したユーザからの入力に従って天板１７１を移動するように寝台駆動装置２３を制御する。例えば、撮像制御回路３７は、Ｘ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、回転駆動装置１９、及び寝台駆動装置２３の同期制御により、天板１７１を回転軸Ｚに沿って間欠的に移動させながら天板１７１の停止位置毎にデータ収集を行うステップ＆シュート法や、天板１７１を回転軸Ｚに沿って連続的に移動させながらデータ収集を行うヘリカルスキャン法を実行する。また、撮像制御回路３７は、Ｘ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、回転駆動装置１９、及び寝台駆動装置２３の同期制御により、Ｘ線管１３１のＺ軸回りの回転角度（撮影方向）を一定に保持しながら天板１７１をＺ軸に沿って移動させながらデータ収集を行う位置決めスキャン（スキャノ撮像）を実行することも可能である。
【００２１】
管電流設定回路４１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵの処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。管電流設定回路４１は、複数の撮像領域の各々について、位置決め画像データに基づいて管電流値を自動的に設定する。ここで撮像領域とは、Ｘ線管１３１が回転軸Ｚ回りを一周する間における投影データの収集対象領域に対応する。Ｘ線管１３１の回転時に天板１７１が停止しているステップ＆シュート法の場合、撮像領域は天板１７１の停止位置に対応する。以下、撮像領域を撮像ボリュームと呼ぶことにする。なお、位置決め画像データとしては、位置決めスキャンにより収集された投影データが利用されても良いし、位置決め画像が利用されても良い。
【００２２】
管電流設定回路４１は、記憶装置により記憶された管電流設定プログラムを実行することにより撮像ボリューム設定機能、Ｘ線吸収指標値計算機能、管電流決定機能、基準ボリューム決定機能、及び管電流補正機能を実現する。
【００２３】
撮像ボリューム設定機能において管電流設定回路４１は、位置決め画像データを利用して複数の撮像ボリュームを設定する。Ｘ線吸収指標値計算機能において管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの各々について位置決め画像データに基づいて被検体ＳによるＸ線吸収指標値を計算する。Ｘ線吸収指標値は、被検体ＳによるＸ線吸収量を反映する指標値である。具体的には、管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの各々について、位置決め画像データのうちの当該撮像ボリュームに関する複数のデータ点のデータ値に基づいてＸ線吸収指標値を計算する。Ｘ線吸収指標値としては、具体的には、Ｘ線吸収量や水等価厚、被写体厚等が挙げられる。管電流決定機能において管電流設定回路４１は、主記憶回路４７等に記憶されたＸ線吸収指標値−管電流値テーブルを利用して、Ｘ線吸収指標値に対応する管電流値を初期的に決定する。Ｘ線吸収指標値−管電流値テーブルは、複数のＸ線吸収指標値の各々に最適な管電流値を関連づけたＬＵＴ（Look Up Table）やデータベースである。Ｘ線吸収指標値と管電流値との組み合わせは、実験や予測計算、臨床的知識等に基づいて事前に決定されている。基準ボリューム決定機能において管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの中から基準ボリュームを自動的に又はユーザによる入力回路４５を介した指示に従って決定する。基準ボリュームは、複数の撮像ボリュームのうちの最も高い画質を要する撮像ボリュームに決定される。管電流補正機能において管電流設定回路４１は、複数の撮像領域のうちの基準ボリュームのＸ線吸収指標値と基準ボリューム以外の他の撮像ボリュームのＸ線吸収指標値との相対関係に応じて他の撮像ボリュームの管電流値を補正する。補正後の管電流値は、設定管電流値として主記憶回路４７に記憶される。
【００２４】
表示回路４３は、種々の情報を表示機器に表示する。例えば、表示回路４３は、再構成回路３３により再構成されたＣＴ画像や画像処理回路３５により画像処理が施されたＣＴ画像を表示する。また、表示回路４３は、位置決め画像やスキャン計画画面を表示しても良い。表示機器としては、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、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
【００２５】
入力回路４５は、入力機器を介してユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。例えば、入力回路４５は、入力機器を介してユーザからの撮像開始指示を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。
【００２６】
主記憶回路４７は、種々の情報を記憶するＨＤＤ等の大容量の記憶装置である。例えば、主記憶回路４７は、ＣＴ画像のデータや位置決め画像データ、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の制御プログラム等を記憶する。また、主記憶回路４７は、管電流設定回路４１により使用されるＸ線吸収指標値−管電流値テーブルを記憶する。
【００２７】
システム制御回路４９は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵの処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。システム制御回路４９は、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４９は、主記憶回路４７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。
【００２８】
次に、システム制御回路４９の制御のもとに行われるＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作例について説明する。なお、以下の説明を具体的に行うためＸ線吸収指標値は水等価厚であり、管電流の設定対象の撮像法はステップ＆シュート法であり、位置決め画像データは位置決め画像であるとする。
【００２９】
図２は、システム制御回路４９の制御のもとに行われるＸ線コンピュータ断層撮影装置の典型的な動作の流れを示す図である。
【００３０】
図２に示すように、ステップ＆シュート法による本撮像（ステップＳ７）の前段階においてシステム制御回路４９は、撮像制御回路３７に位置決めスキャンを実行させる（ステップＳ１）。ステップＳ１において撮像制御回路３７は、例えば、ユーザによる入力回路４５を介した指示に従い、位置決めスキャンを行うためにＸ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、回転駆動装置１９、及び寝台駆動装置２３を制御する。具体的には、撮像制御回路３７は、回転駆動装置１９を制御して、所望の撮影方向（回転軸Ｚ回りの回転角度）にＸ線管１３１を配置するように回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転する。Ｘ線管１３１の撮影方向は、ユーザにより入力回路４５を介して任意に設定可能である。また、撮像制御回路３７は、寝台駆動装置２３とＸ線高電圧装置１３３とデータ収集回路１５３とを制御して、当該撮影方向に配置されたＸ線管１３１からＸ線を発生させながら天板１７１を回転軸Ｚに沿って移動させ、データ収集回路１５３に当該撮影方向に関する投影データを収集させる。これにより、被検体の位置決めスキャンに関する撮像範囲がＸ線で位置決めスキャンされる。位置決めスキャンに関する撮像範囲は、ステップＳ７における本撮像の撮像範囲を含むように設定される。位置決め撮像に関する投影データは、コンソール３０に伝送される。当該投影データに基づいて位置決め画像が再構成回路３３により発生される。
【００３１】
ステップＳ１が行われるとシステム制御回路４９は、管電流設定回路４１に以下のステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、及びＳ６を実行させる。
【００３２】
ステップＳ２において管電流設定回路４１は撮像ボリューム設定機能を実行する。撮像ボリューム設定機能の実行により管電流設定回路４１は、位置決め画像を利用して、本撮像の撮像範囲に回転軸Ｚに沿って複数の撮像ボリュームを設定する。例えば、管電流設定回路４１は、ユーザによる入力回路４５を介した位置決め画像上での指示に従って複数の撮像ボリュームを設定する。
【００３３】
ステップＳ２が行われると管電流設定回路４１はＸ線吸収指標値計算機能を実行する。Ｘ線吸収指標値計算機能の実行により管電流設定回路４１は、各撮像ボリュームのＸ線吸収指標値（水等価厚）を計算する（ステップＳ３）。具体的には、管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの各々について、位置決め画像に含まれる当該撮像ボリュームに対応する画像領域の複数の画素の画素値に基づいて水等価厚を計算する。より詳細には、当該画像領域のうちの複数の画素毎に、当該画素の画素値に基づいてＸ線吸収量を計算し、計算されたＸ線吸収量を所定の換算式に従い水等価厚に換算する。この水等価厚は、位置決め画像の撮影方向に関する水等価厚である。各撮像ボリュームに含まれる複数の画素に関する水等価厚の統計値が当該撮像ボリュームを代表する水等価厚に決定される。統計値は、例えば、複数の画素に関する水等価厚の平均値や中間値等に設定される。以下の説明を具体的に行うため、統計値は平均値であるとし、当該撮像ボリュームを代表する水等価厚を平均水等価厚と呼ぶことにする。
【００３４】
ステップＳ３が行われると管電流設定回路４１は管電流決定機能を実行する。管電流決定機能の実行により管電流設定回路４１は、平均水等価厚に対応する管電流値を、Ｘ線吸収指標値−管電流値テーブルを利用して初期的に決定する（ステップＳ４）。
【００３５】
図３は、ステップＳ４において行われる管電流値の初期的な決定処理を模式的に示す図である。図３に示すように、位置決め画像には回転軸Ｚに沿って複数の撮像ボリュームが設定されている。図３の黒太線はＺ座標毎の管電流値［ｍＡ］を示し、点でハッチングされた棒グラフは撮像ボリューム毎の管電流値［ｍＡ］を示す。Ｚ座標毎の管電流値は、実際には使用されない。Ｚ座標毎の管電流値は、当該Ｚ座標に関する画素の水等価厚の平均値にＸ線吸収指標値−管電流値テーブルを適用して決定された管電流値である。各撮像ボリュームの管電流値は、Ｘ線管１３１が当該撮像ボリュームの回りを一周する間の複数の回転角度の管電流値の平均値を示す。なお、本実施形態においては管電流の方向性変調は考慮しないものとする。図３に示すように、頭部は回転軸Ｚに沿って被写体厚が大きく変化する。一方、各撮像ボリュームの管電流値は当該撮像ボリュームに含まれる複数の画素の水等価厚の平均値に基づいて決定される。従って、例えば、図４に示すように、第１撮像ボリュームと第２撮像ボリュームとの境においては互いの撮像ボリュームの被写体厚は近いが、第１撮像ボリュームの他端の被写体厚は第２撮像ボリュームの被写体厚から大きく離れてしまう。よって、平均水等価厚から管電流値を決定する場合、第１撮像ボリュームと第２撮像ボリュームとの管電流値が大きく異なり、これに伴い画像ＳＤが大きく異なってしまう。
【００３６】
本実施形態に係る管電流設定回路４１は、画像ＳＤの段差を解消するために、以下のステップＳ５及びＳ６の処理を実行して、複数の撮像ボリュームの管電流値を補正する。
【００３７】
ステップＳ４が行われると管電流設定回路４１は基準ボリューム決定機能を実行する。基準ボリューム決定機能の実行により管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの中から基準ボリュームを決定する（ステップＳ５）。
【００３８】
図４は、ステップＳ５において行われる基準ボリュームの決定処理を模式的に示す図である。基準ボリュームは、上記の通り、複数の撮像ボリュームのうちの最も画質も要する撮像ボリュームに決定される。典型的には、基準ボリュームは、最も厚い水等価厚を有する撮像ボリュームに決定される。この場合、管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームに関する複数の水等価厚に基づいて、最も厚い水等価厚を有する撮像ボリュームを基準ボリュームに自動的に決定する。なお、基準ボリュームは、ユーザによる入力回路４５を介した指示に従って、複数の撮像ボリュームのうちの任意の撮像ボリュームに決定可能である。以下、説明を具体的に行うため、基準ボリュームは、最も厚い水等価厚を有する撮像ボリュームに決定されたものとする。
【００３９】
ステップＳ５が行われると管電流設定回路４１は管電流補正機能を実行する。管電流補正機能の実行により管電流設定回路４１は、基準ボリュームの水等価厚と基準ボリューム以外の他の撮像ボリュームの水等価厚との相対関係に応じて当該他の撮像ボリュームの管電流値を補正する（ステップＳ６）。補正後の管電流値は、設定管電流値として撮像ボリューム毎に主記憶回路４７に記憶される。
【００４０】
図５は、ステップＳ６における管電流値の補正処理を模式的に示す図である。図５に示すように、管電流設定回路４１は、基準ボリュームの画像ＳＤと他の撮像ボリュームの画像ＳＤとの間に段差が生じないように、各撮像ボリュームの管電流値を基準ボリュームの管電流値に近づける。本実施形態においては基準ボリュームが複数の撮像ボリュームのうちの最も水等価厚が厚い撮像ボリュームであるので、他の撮像ボリュームの管電流値は増加されることとなる。具体的には、管電流設定回路４１は、基準ボリュームに対する各撮像ボリュームの相対関係に応じた重み値に基づいて水等価厚を調節し、調節後の水等価厚に対応する管電流値を決定する。以下、水等価厚の具体的な調節方法について説明する。
【００４１】
図６は、第１の水等価厚の調節方法を説明するための図である。図６の上段は処理対象の撮像ボリュームに関する水等価厚のＺ軸に関する変化曲線を示すグラフであり、図６の中段は基準ボリュームに関する水等価厚に対する処理対象の撮像ボリュームに関する水等価厚の差分のＺ軸に関する変化曲線を示すグラフであり、図６の下段は差分に応じた重み値のＺ軸に関する変化曲線を示すグラフである。図６に示すように、管電流設定回路４１は、処理対象の撮像ボリュームに関する複数の画素の各々の水等価厚を基準ボリュームに関する平均水等価厚に対して比較し、当該複数の画素の各々について水等価厚と基準ボリュームに関する平均水等価厚との差分値を計算する。管電流設定回路４１は、複数の画素の各々について当該Ｚ座標に関する差分値に応じた重み値を決定し、決定された重み値を当該画素に関する水等価厚に適用する。重み値は、差分値が大きいほど小さい値に設定される。例えば、図６の中段に示すように、管電流設定回路４１は、差分値に対する閾値を設定し、図６の下段に示すように、閾値よりも高い差分値を有する画素の重み値は、閾値よりも低い差分値を有する画素の重み値に比して低い値に設定されると良い。例えば、閾値よりも高い差分値を有する画素の重み値がゼロに設定され、閾値よりも低い差分値を有する画素の重み値が１に設定されると良い。このように決定された重み値を当該画素に関する水等価厚に適用することにより、当該画素に関する水等価厚が調節される。複数の画素に関する複数の調節後の水等価厚に基づいて、当該撮像ボリュームに関する調節後の平均水等価厚が計算される。管電流設定回路４１は、調節後の平均水等価厚に対応する管電流値を、Ｘ線吸収指標値−管電流値テーブルを利用して決定する。これにより、基準ボリュームに関する平均水等価厚に対する各撮像ボリュームに関する平均水等価厚の差分値に応じて管電流値を補正することができる。
【００４２】
上記の通り、第１の水等価厚の調節方法において管電流設定回路４１は、各撮像ボリュームに関する複数の画素の各々の水等価厚を基準ボリュームに関する平均水等価厚に対して比較し、当該複数の画素の各々について水等価厚と基準ボリュームに関する平均水等価厚との差分値に応じた重み値で平均水等価厚を調節する。当該重み値は、基準ボリュームに関する水等価厚に対する各撮像ボリュームに関する水等価厚の相対関係に依存する。本実施形態においては、差分値に逆比例する重み値が各画素に関する水等価厚に適用されるので、調節後の平均水等価厚は、調節前の平均水等価厚よりも高い値を有することとなる。すなわち、各撮像ボリュームに関する平均水等価厚を、当該撮像ボリュームに関する調節前（オリジナル）の平均水等価厚を反映させつつ、基準ボリュームに関する平均水等価厚に近づけることができる。よって撮像ボリューム間の水等価厚の大小関係を保持しつつ撮像ボリューム間の管電流値の段差を適切に減少することができる。
【００４３】
図７は、第２の水等価厚の調節方法を説明するための図である。図７の上段は処理対象の撮像ボリュームに関する水等価厚のＺ軸に関する変化曲線を示すグラフであり、図７の中段は基準ボリュームとの間の距離のＺ軸に関する変化曲線を示すグラフであり、図７の下段は距離に応じた重み値のＺ軸に関する変化曲線を示すグラフである。図７に示すように、管電流設定回路４１は、処理対象の撮像ボリュームに関する複数の画素のＺ座標の各々と基準ボリュームの基準点のＺ座標との間の距離を計算する。基準ボリュームの基準点は、例えば、Ｚ軸に関する基準ボリュームの端点であっても良いし、中間点であっても良いし、任意の点であっても良い。管電流設定回路４１は、複数の画素のＺ座標の各々について当該画素と基準点とのＺ座標に関する距離に応じた重み値を決定し、決定された重み値を当該画素に関する水等価厚に適用する。重み値は、距離が長いほど小さい値に設定される。重み値は距離に逆比例するように線形的に設定されても良いし、距離に依存する多次元関数により非線形的に設定されても良い。このように決定された重み値を当該画素に関する水等価厚に適用することにより、当該画素に関する水等価厚が調節される。複数の画素に関する複数の調節後の水等価厚に基づいて、当該撮像ボリュームに関する調節後の平均水等価厚（例えば、平均値）が計算される。管電流設定回路４１は、調節後の平均水等価厚に対応する管電流値を、Ｘ線吸収指標値−管電流値テーブルを利用して決定する。これにより、基準ボリュームからの各撮像ボリュームの距離に応じて管電流値を補正することができる。
【００４４】
上記の通り、第２の水等価厚の調節方法において管電流設定回路４１は、各撮像ボリュームに関する複数の画素の各々と基準ボリュームとの距離を計算し、当該複数の画素の各々について距離に応じた重み値で平均水等価厚を調節する。一般に、基準ボリュームから離れるほど各撮像ボリュームに関する水等価厚は、基準ボリュームに関する水等価厚との関係性が低くなる。よって、当該重み値は、基準ボリュームに関する水等価厚に対する各撮像ボリュームに関する水等価厚の相対関係に依存する。本実施形態においては、距離に逆比例する重み値が各画素に関する水等価厚に適用されるので、調節後の平均水等価厚は、調節前の平均水等価厚よりも高い値を有することとなる。すなわち、各撮像ボリュームに関する平均水等価厚を、当該撮像ボリュームに関する調節前（オリジナル）の平均水等価厚を反映させつつ、基準ボリュームに関する平均水等価厚に近づけることができる。上記の通り、平均水等価厚に応じて管電流値が決定される。よって撮像ボリューム間の位置関係を保持しつつ撮像ボリューム間の管電流値の段差を適切に減少することができる。
【００４５】
以上により管電流設定回路４１による管電流の設定処理が終了する。
【００４６】
ステップＳ６が行われるとシステム制御回路４９は、撮像制御回路３７に本撮像を行わせる（ステップＳ７）。ステップＳ７において撮像制御回路３７は、ステップ＆シュート法を実行するためにＸ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、回転駆動装置１９、及び寝台駆動装置２３を同期的に制御する。この際、撮像制御回路３７は、ステップＳ６において設定された各撮像ボリュームの管電流値に従い各撮像ボリュームをＣＴ撮像する。各撮像ボリュームに関する生データは、コンソール３０に伝送される。再構成回路３３は、各撮像ボリュームに関する生データに基づいて当該撮像ボリュームに関するＣＴ画像を再構成する。再構成されたＣＴ画像は、表示回路４３により表示される。
【００４７】
以上によりシステム制御回路４９によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作例の説明を終了する。
【００４８】
なお、上記の説明において管電流値の補正量、すなわち、補正前の管電流値と補正後の管電流値との差分の上限については制限を設けないとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、管電流値の補正量について上限が設けられても良い。この場合、管電流設定回路４１は、補正後の管電流値を決定する際、管電流値の補正量が上限より大きいか否かを判定する。管電流値の補正量が上限値よりも小さい場合、管電流設定回路４１は、補正後の管電流値を最終的な管電流値に設定する。管電流値の補正量が上限値よりも大きい場合、管電流設定回路４１は、補正前の管電流値に上限値を加算又は減算した値を最終的な管電流値に設定する。これにより管電流設定回路４１は、補正前の管電流値から補正後の管電流値への補正量を既定の上限値に制限することができる。上限値は、撮像部位に応じて予め設定されていると良い。撮像部位に応じて上限値を設けることにより、撮像部位毎のＸ線への感受性を考慮して適切な値に補正量を制限することができる。
【００４９】
また、上記の実施形態に係る管電流設定回路４１の管電流設定処理は、ステップ＆シュート法を前提にした。しかしながら、本実施形態はヘリカルスキャン法にも適用可能である。ヘリカルスキャン法における管電流設定を行う場合においても撮像領域は、Ｘ線管１３１が回転軸Ｚを一周する間のデータ収集領域に規定されると良い。これにより、ヘリカルスキャン法であってもステップ＆シュート法と同様に管電流設定処理を行うことができる。
【００５０】
また、上記の実施形態においてＸ線コンピュータ断層撮影装置は、いわゆる第３世代であるとした。すなわち、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管１３１とＸ線検出器１５１とが１体となって回転軸Ｚの周囲を回転する回転／回転型（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）であるとした。しかしながら、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、それのみに限定されない。例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、リング状に配列された多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管１３１のみが回転軸Ｚの周囲を回転する固定／回転型（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）でも良い。
【００５１】
上記の通り、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１０と管電流設定回路４１とを装備する。架台１０は、体軸（回転軸Ｚ）方向に沿って配列された複数の撮像ボリュームについてＸ線管１３１からＸ線を放出し、Ｘ線管１３１から放出され被検体Ｓを透過したＸ線をＸ線検出器１５１で検出する。管電流設定回路４１は、所定の撮影方向に関する被検体Ｓの位置決め画像データに基づいて、複数の撮像ボリュームの各々について被検体ＳによるＸ線の吸収量に関するＸ線吸収指標値を計算する。次に管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの各々についてＸ線吸収指標値に対応する管電流値を決定する。そして管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームのうちの基準ボリュームのＸ線吸収指標値と基準ボリューム以外の他の撮像ボリュームのＸ線吸収指標値との相対関係に応じて他の撮像ボリュームの管電流値を補正する。
【００５２】
上記の構成により、広範な範囲をカバーする撮像ボリュームであっても、基準ボリュームの水等価厚と他の撮像ボリュームの水等価厚との相対関係を考慮するので、隣接する撮像ボリューム管の管電流値の段差を低減することができる。よって本実施形態によれば、管電流値の段差に起因する、撮像ボリューム間の画像ＳＤの段差を低減することができる。
【００５３】
（応用例１）
上記の実施形態においては管電流の方向性変調については考慮しないものとした。本実施形態の応用例１においては管電流の方向性変調が行われるとする。
【００５４】
図８は、管電流の方向性変調について説明するための図であり、管電流設定回路４１による管電流の補正前における管電流値の割当てを示している。図８において設定管電流値は２００ｍＡであるとする。図８に示すように、方向性変調においては、設定管電流値２００ｍＡを基準にした管電流値の変調度合いがＸ線管１３１の回転軸Ｚ回りの回転角度に割り当てられる。管電流値の変調度合いとしては、典型的には、設定管電流値２００ｍＡを１００％とする百分率で規定される。この百分率を管電流変調率と呼ぶことにする。複数の回転角度にそれぞれ割り当てられた複数の管電流値の平均値が設定管電流値に一致するように各回転角度に対して管電流変調率が管電流設定回路４１により割り当てられる。典型的には、水等価厚が厚いほど管電流変調率が大きく、水等価厚が薄いほど管電流変調率が低くなるように割り当てられる。典型的には、Ｚ軸を挟んで対向する両回転角度においては同一の管電流値が割り当てられる。例えば、図８に示すように、回転角度９０°と回転角度２７０°との管電流変調率は１５０％で同一である。回転角度０°と回転角度１８０°との管電流値も、上述のように水等価厚のみを考慮した場合、同一の管電流変調率が割り当てられることとなる。しかしながら、回転角度０°に面する部位にＸ線の影響が大きい解剖学的部位が存在すると仮定する。この場合、水等価厚に対応する基準の管電流変調率の管電流値のもとに回転角度０°からＸ線を照射した場合、当該解剖学的部位に高線量のＸ線が照射されてしまう。よって管電流設定回路４１は、Ｘ線の影響が大きい解剖学的部位に面する特定の回転角度が存在する場合、当該特定の回転角度には、基準の管電流変調率よりも低い管電流変調率を割り当て、当該特定の回転角度の反対側の回転角度には、当該特定の回転角度における管電流の低減を補償するため、基準の管電流変調率よりも高い管電流変調率を割り当てる。
【００５５】
図９は、管電流の方向性変調について説明するための図であり、上記の実施形態に係る管電流設定回路４１により回転角度に依らず一律に管電流値が補正された場合の管電流値の割当てを示している。図９の設定管電圧値は、図８の設定管電圧値よりも１０ｍＡだけ上昇している。回転角度に依らず一律に管電流値を補正する場合、管電流設定回路４１は、全ての回転角度の管電流値を、同一の値、図９の例においては１０ｍＡだけ上昇させる。
【００５６】
図１０は、管電流の方向性変調について説明するための図であり、上記の実施形態に係る管電流設定回路４１により回転角度に応じて特異的に管電流値が補正された場合の管電流値の割当てを示している。図１０の設定管電圧値は、図９の管電流値と同様、図８の設定管電流値よりも１０ｍＡだけ上昇している。この場合、管電流設定回路４１は、Ｘ線による影響が大きい解剖学的部位が面する特定の回転角度を除く他の回転角度に限定して管電流値を補正する。この際、全ての回転角度の管電流値の平均値が設定管電圧値に一致するように、当該特定の回転角度を除く他の回転角度の補正量、すなわち、管電流変調率の変化分が管電流設定回路４１により計算される。管電流値の補正対象の回転角度は、当該特定の回転角度を除く他の全ての回転角度でも良いし、当該他の全ての回転角度のうちの一部の回転角度でも良い。例えば、図１０に示すように、特定の回転角度０°の反対側の回転角度１８０°のみを上昇させる場合、全ての回転角度の管電流値の平均値が設定管電圧値２１０ｍＡに一致させるため、回転角度１８０°に対して管電流変調率１２０％が割り当てられる。
【００５７】
上記の通り、応用例１に係る管電流設定回路４１は、管電流の方向性変調において、Ｘ線による影響が大きい解剖学的部位が面する特定の回転角度を除く他の回転角度に限定して管電流値を補正する。よって、Ｘ線による影響が大きい解剖学的部位へのＸ線量を低減しつつ、各撮像ボリュームの管電流値を増加補正することができる。
【００５８】
なお、上記の説明において、回転軸Ｚを挟んで対向する両回転角度の管電流値の差分値の上限については制限を設けないとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、両回転角度の管電流値の差分値について上限が設けられても良い。この場合、管電流設定回路４１は、補正後の管電流値を決定する際、両回転角度の管電流値の差分値が上限より大きいか否かを判定する。当該差分値が上限値よりも小さい場合、管電流設定回路４１は、補正後の管電流値を最終的な管電流値に設定する。当該差分値が上限値よりも大きい場合、管電流設定回路４１は、Ｘ線による影響が大きい解剖学的部位が面する特定の回転角度の管電流値を維持し、特定の回転角度に対向する回転角度については補正前の管電流値に上限値を加算した値を最終的な管電流値に設定する。全ての回転角度の管電流値の平均値が設定管電流値に至らない場合、不足分を他の回転角度の管電流値に上乗せすると良い。これにより管電流設定回路４１は、両回転角度の管電流値の差分値を既定の上限値に制限することができる。上限値は、ＣＴ画像の画質等を考慮して予め設定されていると良い。
【００５９】
（応用例２）
上記の図２のステップＳ３において管電流設定回路４１は、各撮像ボリュームの水等価厚を計算する際、ヒール効果による線質の硬化については特に考慮しないものとした。応用例２において管電流設定回路４１は、ヒール効果による線質の硬化を考慮して各撮像ボリュームの水等価厚を計算するものとする。より詳細には、管電流設定回路４１は、ヒール効果による線質の硬化に応じた重み値で各撮像ボリュームの各画素のＸ線吸収量に重み付けをする。
【００６０】
図１１は、応用例２に係る各撮像ボリュームの各画素の重み付けを示す図である。図１１は、被検体の側面に関する位置決め画像に、水等価厚のＺ軸に関する変化曲線とヒール効果と重み値とを重畳した図である。図１１において処理対象は、撮像ボリューム２であるとする。
【００６１】
図１１に示すように、Ｘ線管１３１には陽極と図示しない陰極とが設けられている。陽極と陰極とはＺ軸に沿って配置される。陰極から飛来した熱電子が陽極を構成する物質と相互作用することによりＸ線が発生し、陽極外に放出される。Ｘ線は陽極内の透過経路が長いほど線質が硬化することが知られている。また陽極はＺ軸に沿って陰極側から陽極側に行くにつれて径が長くなるように設計されている。よって陽極から放出されたＸ線は、Ｚ軸に沿って陰極側から陽極側に行くにつれて線質が硬化する。この現象はヒール効果と呼ばれている。
【００６２】
管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームの各々について、撮像ボリュームに含まれる複数の画素について複数のＸ線吸収量を計算し、ヒール効果に伴う線質の硬化が強い位置の画素のＸ線吸収量に比して、弱い位置の画素のＸ線吸収量に大きい重み値を与える。重み値は、ヒール効果に伴う線質の硬化による画素値又はＸ線吸収量の変動を相殺するために、ヒール効果に伴う線質の硬化が大きいほど小さい値に設定され、ヒール効果に伴う線質の硬化が小さいほど大きい値に設定される。換言すれば、重み値は、Ｚ軸方向に関して陽極に近い位置の画素に比して、遠い位置の画素に対して大きい値に設定される。重み値は、実際に計測されたＸ線量に基づいて管電流設定回路４１により計算されても良いし、ユーザにより入力回路４５等を介して設定されても良い。
【００６３】
重み付けが行われると管電流設定回路４１は、各撮像ボリュームに関する複数の重み付けＸ線吸収量に基づいて、ステップＳ３と同様の方法により、処理対象の撮像ボリュームの水等価厚を計算する。具体的には、管電流設定回路４１は、各重み付けＸ線吸収量を所定の換算式に従い水等価厚に換算し、各撮像ボリュームに含まれる複数の画素に関する複数の水等価厚に基づいて当該撮像ボリュームの水等価厚を決定する。
【００６４】
上記の通り、応用例２によれば、ヒール効果による影響が少ない画素を大きい画素に比して大きい重みを与えることにより、より正確に撮像ボリュームの管電流値を設定することが可能となる。
【００６５】
なお、上記の説明においては、各画素のＸ線吸収量に重み値が与えられるとしたが本実施形態はこれに限定されない。例えば、管電流設定回路４１は、各撮像ボリュームに含まれる各画素の画素値に上記重み値を与えても良い。この場合、各画素について、重み付け画素値に基づいてＸ線吸収量が計算されることとなる。
【００６６】
（応用例３）
上記の実施形態において基準ボリューム以外の複数の撮像ボリューム全てについて管電流値が補正されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。応用例３において管電流設定回路４１は、複数の撮像ボリュームのうちの補正対象の撮像ボリュームに限定して管電流値を補正する。
【００６７】
図１２は、補正対象の撮像ボリュームの設定を説明するための図である。図１２に示すように、管電流設定回路４１は、基準ボリューム以外の複数の他の撮像ボリュームのうちの臨床的に関心のある撮像ボリュームを補正対象に設定する。例えば、図１２に示すように、頭蓋底部に比して頭頂部に臨床的関心がある場合、頭頂部に対応する撮像ボリューム１が補正対象に設定される。
【００６８】
管電流設定回路４１は、補正対象の撮像ボリュームを入力回路４５を介したユーザの指示により設定しても良い。また、管電流設定回路４１は、予め選択された被検体挿入方向に応じて設定しても良い。被検体挿入方向は、架台１０の開口に挿入する被検体Ｓの方向を示す。例えば、被検体Ｓの頭部側から開口に挿入する場合、被検体挿入方向は頭部方向に規定され、被検体Ｓの脚側から開口に挿入する場合、被検体挿入方向は脚部方向に規定される。被検体挿入方向は、撮像プランの選択時において入力回路４５を介してユーザにより選択される。
【００６９】
以下、被検体挿入方向に応じた補正対象の撮像ボリュームの自動設定について詳細に説明する。管電流設定回路４１は、基準ボリュームから被検体挿入方向側の撮像ボリュームを補正対象に自動的に設定する。頭部が撮像部位であり被検体挿入方向が頭部方向の場合、頭蓋底部に比して頭頂部に関心があることが多い。よって管電流設定回路４１は、基準ボリュームから頭頂部側にある撮像ボリュームを補正対象に設定する。例えば、図１２において撮像ボリューム３が基準ボリュームの場合、撮像ボリューム１及び２が補正対象に設定される。
【００７０】
補正対象の撮像ボリュームが設定されると管電流設定回路４１は、補正対象の撮像ボリュームに限定して、ステップＳ６に従い管電流値を補正する。補正対象外の撮像ボリュームについては、ステップＳ６を実行しない。この場合、補正対象外の撮像ボリュームの管電流値は、ステップＳ４において管電流設定回路４１により決定された初期的な管電流値に設定されると良い。
【００７１】
上記の通り、応用例３によれば、複数の撮像ボリュームのうちの補正対象の撮像ボリュームに限定して管電流値が補正される。これにより全ての撮像ボリュームの管電流値を補正する場合に比して、管電流値の補正に伴う管電流値の上昇量を低減することができる。
【００７２】
かくして本実施形態によれば、Ｘ線吸収指標値から管電流を自動的に決定するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、撮像領域間の画像ＳＤ差を低減することが可能となる。
【００７３】
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】
【００７４】
１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線発生部、１５…Ｘ線検出部、１７…寝台、１９…回転駆動装置、２３…寝台駆動装置、３０…コンソール、３１…データ記憶回路、３３…再構成回路、３５…画像処理回路、３７…撮像制御回路、４１…管電流設定回路、４３…表示回路、４５…入力回路、４７…主記憶回路、４９…システム制御回路、３３１…再構成機能、３３３…位置決め画像発生機能。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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