(57)【要約】【課題】被曝低減、最適な画質での撮影を実現する。撮影前に被検体の各部位ごとの被曝情報または過去の被曝履歴をあらかじめ知る。【解決手段】撮影の前に、被検体の各臓器への被曝の履歴、今回の撮影の各臓器への被曝情報を、ヘリカルスキャンを用いたスカウトスキャンによる３次元画像上に数値またはカラー表示などで表示することにより、操作者に被検体の被曝情報を知らせる。【選択図】図２３
2007181623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生装置と、そのＸ線発生装置に相対してＸ線を検出する多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過した投影データを収集するＸ線データ収集手段と、
そのＸ線データ収集手段により収集された投影データから断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
その画像再構成された断層像を表示する画像表示手段と、
断層像撮影の各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
を含むＸ線ＣＴ装置において、
被検体のスカウト像についてセグメンテーションを行い、そのスカウト像においてセグメンテーションされて認識された部位ごとの被曝情報のそれぞれを、撮影条件設定手段により設定された撮影条件に基づいて算出した後に、当該算出した被曝情報のそれぞれを、そのスカウト画像においてセグメンテーションされて認識された部位ごとに画像表示手段が表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
スカウト像上に被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
各臓器ごとに被曝情報を表示する
を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
３次元画像のスカウト像上に被曝情報を表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４のＸ線ＣＴ装置において、
ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンにより行われたスカウト撮影により撮影されたスカウト像上に被曝情報を表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
３次元表示されたスカウト像上に被曝情報を表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
スカウト像上に色付け表示することにより被曝情報を表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線吸収線量またはＸ線実効線量の少なくとも１つを含む被曝情報を表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
被検体の過去の被曝情報を含んだ被曝情報を表示する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
被検体ごとの被曝情報を表示し、記録することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
請求項１０のＸ線ＣＴ装置において、
被検体ごとの被曝情報を記録する際には、被検体の過去の被曝履歴に加算もしくは追加して被曝情報を表示し、記録する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
被検体の被曝予測値があらかじめ設定された上限値を超えた場合に、操作者に警告を表示する、または発する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれかのＸ線ＣＴ装置において、
表示した被検体の被曝情報をネットワーク経由で他のシステムまたは他の装置へ転送する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置におけるコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影条件設定時に、スカウト像上に各部位または各臓器ごとに被曝情報を表示する、または、その被曝情報を過去の履歴も含んで表示するＸ線ＣＴ画像撮影方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置においては、図１４のように、撮影条件設定時に各撮影条件単位での被曝情報を表示する（たとえば、特許文献１参照）。このため、被検体の過去の被曝の履歴、各部位または各臓器単位での被曝情報は知ることができず、被検体ごとの最適な撮影条件を決定するという観点からは情報不足で問題であった。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５２９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線無駄被曝の問題が、より重要視される方向である。また、被検体ごとの被曝の履歴も重要視される方向である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、１列のＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置もしくは多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影条件設定時に、各部位ごとまたは各臓器ごとの被曝情報を表示することにより、また、被検体の過去の被曝情報も表示することにより、操作者が低被曝で最適な撮影条件で最適な画質の撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の別の目的は、被検体の各部位または各臓器の被曝情報を記録することにより、その後の撮影条件設定においても操作者が低被曝で最適な撮影条件で最適な画質の撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、１列のＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置もしくは多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影条件設定時に、各部位ごとまたは各臓器ごとの被曝情報を表示することにより、操作者が低被曝の撮影条件で最適な画質の撮影を行えるようにするには、撮影条件設定時に各部位または各臓器のセグメンテーション（Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）が行われている必要がある。また、セグメンテーションを行うためには、スカウト像収集時に被検体の３次元画像が得られている必要がある。
【０００８】
このため、スカウト像データ収集時には、低被曝のヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンによりヘリカルスカウトデータ収集を行う。これにより被検体の３次元画像が得られ、その３次元画像をセグメンテーションすることで、各部位または各臓器ごとに領域分割ができる。
【０００９】
分割された領域は、その画像特徴パラメータおよびその領域の位置情報により、臓器、骨などに認識される。
【００１０】
認識された各臓器ごとにＸ線吸収線量、Ｘ線実効線量を見積ることができる。
【００１１】
各臓器は、Ｘ線吸収線量またはＸ線実効線量などの被曝情報をスカウト像上またはヘリカルスカウト像による３次元画像上に色付け表示したり、数値表示したりすることより表示できる。
【００１２】
また、各臓器ごとの被曝情報を記録することができる。この記録する時には、医用診断画像の標準フォーマットであるＤＩＣＯＭなどに記録されると画像情報として、システム間または装置間における移植性が良い。また、ネットワーク経由で被曝情報を含んだ標準フォーマットの画像データを他の装置、他のシステムである患者管理システム（ＨＩＳ／ＲＩＳ）に転送することもできる。
【００１３】
このようにして、患者管理システムに各臓器ごと、各部位ごとの被曝情報を登録しておけることにより、再度、Ｘ線ＣＴ装置で撮影する場合に過去の被曝履歴として表示したり、その時の撮影条件による被曝と合わせた被曝情報も表示できる。
【００１４】
また、被曝情報を表示する際には、各臓器ごと、各部位ごとに上限値をあらかじめ設定しておき、その上限値を超える時には警告を出すことで操作者に知らせることができる。このような被曝情報を操作者は知ることにより、より低い被曝で最適な画質の被検体の撮影を行うことができる。また、この時には各臓器別に各部位別に被曝の考慮もできる。
【００１５】
以上を特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供することで、上記課題を解決する。
【００１６】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線発生装置と、そのＸ線発生装置に相対してＸ線を検出する多列Ｘ線検出器またはフラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過した投影データを収集するＸ線データ収集手段と、そのＸ線データ収集手段により収集された投影データから断層像を画像再構成する画像再構成手段と、その画像再構成された断層像を表示する画像表示手段と、断層像撮影の各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、を含むＸ線ＣＴ装置において、被検体のスカウト像についてセグメンテーションを行い、そのスカウト像においてセグメンテーションされて認識された部位ごとの被曝情報のそれぞれを、撮影条件設定手段により設定された撮影条件に基づいて算出した後に、当該算出した被曝情報のそれぞれを、そのスカウト画像においてセグメンテーションされて認識された部位ごとに画像表示手段が表示するＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
上記第１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、各部位単位で被曝情報を表示することができるため、被検体の各部位ごとのＸ線被曝感度を考慮して被検体の被曝量の適正さを判断することができる。
【００１８】
第２の観点では、本発明は、スカウト像上に被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１９】
上記第２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、スカウト像上に被曝情報を表示することができるため、被検体の各部位ごとの被曝を視覚的に理解できる。このため、被検体の各部位ごとのＸ線被曝感度を考慮して被検体の被曝を判断することができる。
【００２０】
第３の観点では、本発明は、第１または第２のいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、各臓器ごとに被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２１】
上記第３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、各臓器単位で被曝情報を表示することができるため、被検体の各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して被検体の被曝を判断することができる。
【００２２】
第４の観点では、本発明は、第１から第３までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、３次元画像のスカウト像上に被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２３】
上記第４の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、３次元画像のスカウト像上に被曝情報を表示することができるため、被検体の各部位または各臓器ごとの被曝を３次元の視覚情報として理解できる。このため、被検体の各部位、または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００２４】
第５の観点では、本発明は、第４の観点のＸ線ＣＴ装置において、ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンにより行われたスカウト撮影により撮影されたスカウト像上に被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２５】
上記第５の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、低被曝の撮影条件でヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンを行い、得られた３次元画像をそのままボリュームレンダリング（Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）３次元表示、再投影表示、ＭＩＰ（Ｍａｘｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）表示などの３次元表示画像として表示を行っても良いし、再投影して２次元平面画像のスカウト像にしてもよい。このようにして得られた３次元表示画像またはスカウト像上に被曝情報を表示することにより、各部位または各臓器ごとの被曝を視覚情報としてわかりやすく表示できる。
【００２６】
これにより、被検体の各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００２７】
第６の観点では、本発明は、第１から第５までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、３次元表示されたスカウト像上に被曝情報を表示することのできる撮影条件設定手段を持つことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２８】
上記第６の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、スカウト像を３次元表示できることにより、または、その視線方向を変化させて３次元表示できることにより、各部位または各臓器の見え方を調整しながら、各部位または各臓器ごとの被曝情報を視覚情報としてわかりやすく表示できる。
【００２９】
これにより、被検体の各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００３０】
第７の観点では、本発明は、第１から第６までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、被曝情報はスカウト像上に色付け表示されて被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３１】
上記第７の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被曝情報をスカウト像または３次元表示されたスカウト像上に色付けし、カラー表示することにより、コントラストを強調して各部位または各臓器ごとの被曝情報をわかりやすく表示できる。
【００３２】
これにより、被検体の各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００３３】
第８の観点では、本発明は、第１から第７までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、被曝情報はＸ線吸収線量またはＸ線実効線量の少なくとも１つを含む被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３４】
上記第８の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被曝情報としてはＣＴＤＩ，ＤＬＰ（Ｄｏｓｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔ）などを表わすＸ線吸収線量またはＸ線実効線量を含んでいることにより、被検体の各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００３５】
第９の観点では、本発明は、第１から第８までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、被検体の過去の被曝情報を含んだ被曝情報を表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３６】
上記第９の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被検体の被曝を考慮するに当たって、その時の撮影による被曝情報のみならず、過去にさかのぼったＸ線被曝情報と合わせて被検体の各部位または各臓器のＸ線被曝を考えることが大事である。Ｘ線ＣＴ装置の撮影条件設定時の際に、被検体の過去の被曝情報を表示することにより、被検体の各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００３７】
第１０の観点では、本発明は、第１から第９までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、被検体ごとの被曝情報を表示し、記録することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００３８】
上記第１０の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被検体の被曝を考慮するにあたっては、その時の撮影による被曝情報を毎回記録することが大事である。毎回のＸ線ＣＴ装置または他のＸ線診断装置により撮影する際に、各被検体の被曝情報を記録すること、できれば各被検体の各部位または各臓器ごとの被曝情報を記録することが好ましい。
【００３９】
これにより、被検体の次の撮影において、各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００４０】
第１１の観点では、本発明は、第１０の観点のＸ線ＣＴ装置において、被検体ごとの被曝情報を記録する際には、被検体の過去の被曝履歴に加算もしくは追加して被曝情報を表示し、記録することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４１】
上記第１１の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被検体の被曝を考慮するに当たって、その時の撮影による被曝情報のみならず、過去にさかのぼったＸ線被曝情報と合わせて、被検体の各部位または各臓器のＸ線被曝を表示して操作者に見せることが大事である。Ｘ線ＣＴ装置の撮影条件設定時の際に、被検体の過去の被曝履歴に今回の被曝情報を加算、累積して表示したり、過去の被曝履歴に今回の被曝情報を並べて追記して表示したりすることで、操作者に知らせることができる。
【００４２】
これにより、被検体の各部位または各臓器ごとのＸ線被曝感度を考慮して、被検体の被曝の適正さを判断することができる。
【００４３】
第１２の観点では、本発明は、第１から第１１までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、被検体の被曝予測値があらかじめ設定された上限値を超えた場合に、操作者に警告を表示する、または発することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４４】
上記第１２の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被検体の被曝を考慮する際に、その時の撮影によるＸ線被曝予測値または過去から累積してきたＸ線被曝が、あらかじめ設定された上限値を超えた場合に、操作者に警告を表示すること、または警告を発することにより、過剰なＸ線被曝の撮影を知らせ、適正なＸ線被曝の撮影条件の設定をさせるように促すことができる。
【００４５】
第１３の観点では、本発明は、第１から第１２までのいずれかの観点のＸ線ＣＴ装置において、表示した被検体の被曝情報をネットワーク経由で他のシステムまたは他の装置へ転送することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００４６】
上記第１３の観点におけるＸ線ＣＴ装置では、被検体の被曝を考慮するに当たり、その時の撮影による被曝情報のみならず、過去にさかのぼったＸ線被曝情報と合わせて被検体の各部位または各臓器のＸ線被曝を表示し、操作者に知らせることが大事である。このためには、Ｘ線ＣＴ装置または他のＸ線診断装置によるＸ線被曝情報をサーバーにまとめて保存しておくことが重要である。被検体の被曝情報をネットワーク経由で患者管理システム（ＨＩＳ／ＲＩＳ）などの他のシステム、または他の装置へ転送しておくことでこれが実現できる。
【００４７】
また、この際に被曝情報を医用診断画像の標準フォーマットであるＤＩＣＯＭなどに記録しておくことにより、他のシステムまたは他の装置へデータ転送を行ってもデータの移植性は良くなり、利便性を高めることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、１列のＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置もしくは多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影条件設定時に、各部位ごとまたは各臓器ごとの被曝情報を表示することにより、また、被検体の過去の被曝情報も表示することにより、操作者が低被曝で最適な撮影条件で最適な画質の撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を実現できる効果がある。
【００４９】
また、本発明は、被検体の各臓器の被曝情報を記録することにより、その後の撮影条件設定においても操作者が低被曝で最適な撮影条件で最適な画質の撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を実現できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００５１】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置の構成ブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００５２】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で収集したＸ線検出器データを収集するデータ収集バッファ５と、Ｘ線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ６と、プログラムやＸ線検出器データや投影データやＸ線断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。撮影条件の入力はこの入力装置２から入力され、記憶装置７に記憶される。図１４に撮影条件入力画面の例を示す。
【００５３】
撮影テーブル１０は、被検体を乗せて走査ガントリ２０の開口部に出し入れするクレードル１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。
【００５４】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８と、多列Ｘ線検出器２４と、ＤＡＳ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）２５と、被検体の体軸の回りに回転しているＸ線管２１などを制御する回転部コントローラ２６と、制御信号などを前記操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。ビーム形成Ｘ線フィルタ２８は、撮影中心である回転中心に向かうＸ線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、Ｘ線をより吸収できるようになっているＸ線フィルタである。このため、円形または楕円形に近い断面形状の被検体の体表面の被曝を少なくできるようになっている。また、走査ガントリ傾斜コントローラ２７により、走査ガントリ２０はｚ方向の前方および後方に±約３０度ほど傾斜できる。
【００５５】
Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４は、回転中心ＩＣの回りを回転する。鉛直方向をｙ方向とし、水平方向をｘ方向とし、これらに垂直なテーブルおよびクレードル進行方向をｚ方向とするとき、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器２４の回転平面は、ｘｙ平面である。また、クレードル１２の移動方向は、ｚ方向である。
【００５６】
図２および図３は、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４の幾何学的配置をｘｙ平面またはｙｚ平面から見た説明図である。
【００５７】
Ｘ線管２１は、コーンビームＣＢと呼ばれるＸ線ビームを発生する。コーンビームＣＢの中心軸方向がｙ方向に平行なときを、ビュー角度０度とする。
【００５８】
多列Ｘ線検出器２４は、ｚ方向に例えば２５６列のＸ線検出器列を有する。また、各Ｘ線検出器列は、チャネル方向に、例えば、１０２４チャネルのＸ線検出器チャネルを有する。
【００５９】
図２では、Ｘ線管２１のＸ線焦点を出たＸ線ビームがビーム形成Ｘ線フィルタ２８により、再構成領域Ｐの中心ではより多くのＸ線が、再構成領域Ｐの周辺部ではより少ないＸ線が照射されるようにＸ線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Ｐの内部に存在する被検体にＸ線が吸収され、透過したＸ線が多列Ｘ線検出器２４でＸ線検出器データとして収集される。
【００６０】
図３では、Ｘ線管２１のＸ線焦点を出たＸ線ビームは、Ｘ線コリメータ２３により断層像のスライス厚方向に制御されて、つまり、回転中心軸ＩＣにおいてＸ線ビーム幅がＤとなるように制御されて、回転中心軸ＩＣ近辺に存在する被検体にＸ線が吸収され、多列Ｘ線検出器２４でＸ線検出器データとして収集される。
【００６１】
Ｘ線が照射されて、収集された投影データは、多列Ｘ線検出器２４からＤＡＳ２５でＡ／Ｄ変換され、スリップリング３０を経由してデータ収集バッファ５に入力される。データ収集バッファ５に入力されたデータは、記憶装置７のプログラムにより中央処理装置３で処理され、断層像に画像再構成されてモニタ６に表示される。
【００６２】
図４は本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフロー図である。
【００６３】
ステップＰ１では、被検体をクレードル１２に乗せ、位置合わせを行う。クレードル１２の上に乗せられた被検体は、各部位の基準点に走査ガントリ２０のスライスライト中心位置を合わせる。
【００６４】
ステップＰ２では、スカウト像収集を行う。通常、スカウト像は、通常０度，９０度で撮影するが、部位によっては、例えば、頭部のように、９０度スカウト像のみの場合もある。
【００６５】
しかし、本実施形態においては、撮影条件設定時には、３次元画像上のセグメンテーションまでできていないといけないため、スカウト像収集には、ヘリカルスキャンによるスカウト像データ収集を行う。このヘリカルスカウトスキャンにおいては、被検体の被曝を極力押さえている。スカウトスキャンにおいては、スキャンの計画が行えれば良いので、通常の診断に用いられるヘリカルスキャンの画質までは必要がない。このため、例えばヘリカルスカウトスキャンの撮影条件としては、図１５のような撮影条件上の工夫をすることで低被曝化が実現できる。
【００６６】
Ｘ線管電流換算でビュー数で１／２、Ｘ線検出器チャネルで１／２、画像再構成マトリクスで１／４、ヘリカルピッチで１／２の合計にして低被曝化１／３２が見込まれる。つまり、画像ノイズ換算では、約１／６の低被曝化が実現できる。
【００６７】
このようにして、低被曝化したヘリカルスキャンを用いてヘリカルスカウトスキャンを行う。
【００６８】
なお、ヘリカルスカウトスキャンにより得られた、ｚ方向に連続な断層像による３次元画像上のセグメンテーションについては、後述する。
【００６９】
ステップＰ３では、撮影条件設定を行う。通常、撮影条件は、スカウト像上に撮影する断層像の位置、大きさを表示しながら撮影を行う。この場合に、ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンまたはコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャン１回分の全体としてのＸ線線量情報の表示を行う。また、シネスキャンにおいては、回転数または時間を入れるとその関心領域における入力された回転数分、または入力された時間分のＸ線線量情報が表示される。
【００７０】
本実施形態においては、ステップＰ２で得られたヘリカルスカウトスキャンによる３次元画像によりセグメンテーションを行い、各臓器の領域候補を検出し、その各３次元領域における吸収線量（ＤＬＰ：Ｄｏｓｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔ）（単位：Ｇｙ）、実効線量（単位：Ｓｖ）の被曝情報を今回の撮影による予測値、過去の被曝履歴、今回の撮影までの被曝履歴を示したのが図２０の各領域の被曝情報の表である。
【００７１】
なお、この場合、実効線量と吸収線量の関係は、以下の通りである。
【００７２】
（実効線量）＝（組織加重係数）×（吸収線量）
【００７３】
なお、この場合の組織加重係数は、図２１に示すように、各臓器、各組織ごとに組織加重係数が定められている。
【００７４】
このため、セグメンテーションにより各臓器、各組織がうまく領域検出、領域認識できれば各臓器、各組織ごとの組織加重係数を吸収線量にかけてやることで実効線量が求められる。
【００７５】
ステップＰ４では、断層像撮影を行う。断層像撮影の詳細については、以下に示す。
【００７６】
図５は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００の断層像撮影およびスカウト像撮影の動作の概略を示すフロー図である。
【００７７】
ステップＳ１では、ヘリカルスキャンでは、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを被検体の回りに回転させ、かつ撮影テーブル１０上のクレードル１２を、テーブルを直線移動させながらＸ線検出器データのデータ収集動作を行ない、ビュー角度ｖｉｅｗと、検出器列番号ｊと、チャネル番号ｉとで表わされるＸ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）にテーブル直線移動ｚ方向位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）を付加させて、Ｘ線検出器データを収集する。ヘリカルスキャンにおいては、一定速度の範囲のデータ収集を行う。
【００７８】
また、可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンにおいては、一定速度の範囲のデータ収集に加えて、加速時、減速時においてもデータ収集を行うものとする。
【００７９】
また、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンでは、撮影テーブル１０上のクレードル１２をあるｚ方向位置に固定させたまま、データ収集系を１回転または複数回転させてＸ線検出器データのデータ収集を行う。必要に応じて、次のｚ方向位置に移動した後に、再度データ収集系を１回転または複数回転させてＸ線検出器データのデータ収集を行う。
【００８０】
また、スカウト像撮影では、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器２４とを固定させ、撮影テーブル１０上のクレードル１２を直線移動させながらＸ線検出器データのデータ収集動作を行うものとする。
【００８１】
ステップＳ２では、Ｘ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して前処理を行い、投影データに変換する。前処理は、図６のようにステップＳ２１オフセット補正，ステップＳ２２対数変換，ステップＳ２３Ｘ線線量補正，ステップＳ２４感度補正からなる。
【００８２】
スカウト像撮影の場合は、前処理されたＸ線検出器データをチャネル方向の画素サイズおよびクレードル直線移動方向であるｚ方向の画素サイズをモニタ６の表示画素サイズに合わせて表示すればスカウト像として完成である。
【００８３】
ステップＳ３では、前処理された投影データＤ１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ビームハードニング補正を行なう。ステップＳ３ビームハードニング補正では、前処理Ｓ２の感度補正Ｓ２４が行なわれた投影データをＤ１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とし、ステップＳ３ビームハードニング補正の後のデータをＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）とすると、ステップＳ３ビームハードニング補正は以下の（数式１）のように、例えば多項式形式で表わされる。
【００８４】
【数１】
2007181623.tif 000003
【００８５】
この時、検出器の各ｊ列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件で各データ収集系の管電圧が異なっていれば、各列ごとの検出器のＸ線エネルギー特性の違いを補正できる。
【００８６】
ステップＳ４では、ビームハードニング補正された投影データＤ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、ｚ方向（列方向）のフィルタをかけるｚフィルタ重畳処理を行う。
【００８７】
すなわち、各ビュー角度、各データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列Ｘ線検出器Ｄ１１（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）  （ｉ＝１〜ＣＨ，  ｊ＝１〜ＲＯＷ）の投影データに対し、列方向に例えば下記の（数式２），（数式３）に示すような、列方向フィルタサイズが５列のフィルタをかける。
【００８８】
（ｗ１（ｉ），ｗ２（ｉ），ｗ３（ｉ），ｗ４（ｉ），ｗ５（ｉ））  ・・・（数式２）
【００８９】
【数２】
2007181623.tif 000004
【００９０】
補正された検出器データＤ１２（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）は以下の（数式４）のようになる。
【００９１】
【数３】
2007181623.tif 000005
【００９２】
なお、チャネルの最大値は、ＣＨ，列の最大値はＲＯＷとすると、以下の（数式５），（数式６）のようになる。
【００９３】
【数４】
2007181623.tif 000006
【００９４】
【数５】
2007181623.tif 000007
【００９５】
また、列方向フィルタ係数を各チャネルごとに変化させると、画像再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御できる。一般的に、断層像では再構成中心に比べ周辺部の方が、スライス厚が厚くなるので、列方向フィルタ係数を中心部と周辺部で変化させて、列方向フィルタ係数を中心部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅を広く変化させると、周辺部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅をせまく変化させると、スライス厚は周辺部でも画像再構成中心部でも一様に近くすることもできる。
【００９６】
このように、多列Ｘ線検出器２４の中心部チャネルと周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御してやることにより、スライス厚も中心部と周辺部で制御できる。列方向フィルタでスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト、ノイズともに大幅に改善される。これによりアーチファクト改善具合、ノイズ改善具合も制御できる。つまり、３次元画像再構成された断層像つまり、ｘｙ平面内の画質が制御できる。また、その他の実施形態として列方向（ｚ方向）フィルタ係数を逆重畳（デコンボリューション）フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することもできる。
【００９７】
ステップＳ５では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理Ｓ５では、ｚフィルタ重畳処理後のデータをＤ１２とし、再構成関数重畳処理後のデータをＤ１３、重畳する再構成関数をＫｅｒｎｅｌ（ｊ）とすると、再構成関数重畳処理は以下の（数式７）のように表わされる。
【００９８】
【数６】
2007181623.tif 000008
【００９９】
つまり、再構成関数ｋｅｒｎｅｌ（ｊ）は検出器の各ｊ列ごとに独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
【０１００】
ステップＳ６では、再構成関数重畳処理した投影データＤ１３（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）に対して、３次元逆投影処理を行い、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。画像再構成される画像はｚ軸に垂直な面、ｘｙ平面に３次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。この３次元逆投影処理については、図５を参照して後述する。
【０１０１】
ステップＳ７では、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ，ｚ）に対して画像フィルタ重畳、ＣＴ値変換などの後処理を行い、断層像Ｄ３１（ｘ，ｙ）を得る。
【０１０２】
後処理の画像フィルタ重畳処理では、３次元逆投影後の断層像をＤ３１（ｘ，ｙ，ｚ）とし、画像フィルタ重畳後のデータをＤ３２（ｘ，ｙ，ｚ）、断層像平面であるｘｙ平面において重畳される２次元の画像フィルタをＦｉｌｔｅｒ（ｚ）とすると、以下の（数式８）のようになる。
【０１０３】
【数７】
2007181623.tif 000009
【０１０４】
つまり、検出器の各ｊ列ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
【０１０５】
または、この２次元の画像フィルタ重畳処理の後に、下記に示す画像空間ｚ方向フィルタ重畳処理を行ってもよい。また、この画像空間ｚ方向フィルタ重畳処理は２次元画像フィルタ重畳処理の前に行ってもよい。さらには、３次元の画像フィルタ重畳処理を行って、この２次元の画像フィルタ重畳処理と、画像空間ｚ方向フィルタ重畳処理の両方を兼ねるような効果を出してもよい。
【０１０６】
画像空間ｚ方向フィルタ重畳処理では、画像空間ｚ方向フィルタ重畳処理された断層像をＤ３３（ｘ，ｙ，ｚ）、２次元の画像フィルタ重畳処理された断層像をＤ３２（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、以下の数式（９）となる。
【０１０７】
【数８】
2007181623.tif 000010
【０１０８】
ただし、ｖ（ｉ）は、ｚ方向の幅が２ｌ＋１の画像空間ｚ方向フィルタ係数で以下の（数式１０）のような係数列となる。
【０１０９】
【数９】
2007181623.tif 000011
【０１１０】
ヘリカルスキャンにおいては、画像空間フィルタ係数ｖ（ｉ）は、ｚ方向位置に依存しない画像空間ｚ方向フィルタ係数であってよいが、特にｚ方向に検出器幅の広い２次元Ｘ線エリア検出器２４、多列Ｘ線検出器２４を用いた場合に、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンにおいては、画像空間ｚ方向フィルタ係数ｖ（ｉ）は、ｚ方向のＸ線検出器の列の位置に依存した画像空間ｚ方向フィルタ係数であれば、各断層像の列位置に依存した詳細な調整ができるので更に効果的である。
【０１１１】
得られた断層像はモニタ６に表示される。
【０１１２】
図７は、３次元逆投影処理（図６のステップＳ６）の詳細を示すフロー図である。
【０１１３】
本実施形態では、画像再構成される画像はｚ軸に垂直な面、ｘｙ平面に３次元画像再構成される。以下の再構成領域Ｐはｘｙ平面に平行なものとする。
【０１１４】
ステップＳ６１では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０度分のビュー又は、「１８０度分＋ファン角度分」のビュー）中の一つのビューに着目し、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒを抽出する。
【０１１５】
図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、ｘｙ平面に平行な５１２×５１２画素の正方形の領域を再構成領域Ｐとし、ｙ＝０のｘ軸に平行な画素列Ｌ０，ｙ＝６３の画素列Ｌ６３，ｙ＝１２７の画素列Ｌ１２７，ｙ＝１９１の画素列Ｌ１９１，ｙ＝２５５の画素列Ｌ２５５，ｙ＝３１９の画素列Ｌ３１９，ｙ＝３８３の画素列Ｌ３８３，ｙ＝４４７の画素列Ｌ４４７，ｙ＝５１１の画素列Ｌ５１１を列にとると、これらの画素列Ｌ０〜Ｌ５１１をＸ線透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影した図９に示す如きラインＴ０〜Ｔ５１１上の投影データを抽出すれば、それらが画素列Ｌ０〜Ｌ５１１の投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）となる。ただし、ｘ，ｙは断層像の各画素（ｘ，ｙ）に対応する。
【０１１６】
Ｘ線透過方向は、Ｘ線管２１のＸ線焦点と各画素と多列Ｘ線検出器２４との幾何学的位置によって決まるが、Ｘ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）のｚ座標ｚ（ｖｉｅｗ）がテーブル直線移動ｚ方向位置Ｚｔａｂｌｅ（ｖｉｅｗ）としてＸ線検出器データに添付されて判っているため、加速・減速中のＸ線検出器データＤ０（ｖｉｅｗ，ｊ，ｉ）でもＸ線焦点、多列Ｘ線検出器のデータ収集幾何学系の中において、Ｘ線透過方向を正確に求めることができる。
【０１１７】
なお、例えば画素列Ｌ０をＸ線透過方向に多列Ｘ線検出器２４の面に投影したラインＴ０のように、ラインの一部が多列Ｘ線検出器２４のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を「０」にする。また、ｚ方向の外に出た場合は投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を補外して求める。
【０１１８】
このように、図１０に示すように、再構成領域Ｐの各画素に対応する投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を抽出できる。
【０１１９】
図７に戻り、ステップＳ６２では、投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）にコーンビーム再構成加重係数を乗算し、図１１に示す如き投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を作成する。
【０１２０】
ここで、コーンビーム再構成加重係数ｗ（ｉ，ｊ）は、以下の通りである。ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、ｖｉｅｗ＝βａでＸ線管２１の焦点と再構成領域Ｐ上（ｘｙ平面上）の画素ｇ（ｘ，ｙ）とを結ぶ直線がＸ線ビームの中心軸Ｂｃに対してなす角度をγとし、その対向ビューをｖｉｅｗ＝βｂとするとき、以下の（数式１１）のようになる。
【０１２１】
βｂ＝βａ＋１８０°−２γ  ・・・（数式１１）
【０１２２】
再構成領域Ｐ上の画素ｇ（ｘ，ｙ）を通るＸ線ビームとその対向Ｘ線ビームが再構成平面Ｐとなす角度を、αａ，αｂとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωａ，ωｂを掛けて加算し、逆投影画素データＤ２（０，ｘ，ｙ）を求める。この場合、（数式１２）のようになる。
【０１２３】
Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＝ωａ・Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿  ａ＋ωｂ・Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿  ｂ  ・・・（数式１２）
【０１２４】
ただし、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ａは、ビューβａの逆投影データ、Ｄ２（０，ｘ，ｙ）＿ｂはビューβｂの逆投影データとする。
【０１２５】
なお、コーンビーム再構成加重係数の対向ビーム同士の和は、（数式１３）のようになる。
ωａ＋ωｂ＝１  ・・・（数式１３）
【０１２６】
コーンビーム再構成加重係数ωａ，ωｂを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することができる。
【０１２７】
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωａ，ωｂは、次式により求めたものを用いることができる。なお、ｇａはビューβａの加重係数、ｇｂはビューβｂの加重係数である。
【０１２８】
ファンビーム角の１／２をγｍａｘとするとき、以下の（数式１４）から（数式１９）のようになる。
【０１２９】
【数１０】
2007181623.tif 000012
【０１３０】
【数１１】
2007181623.tif 000013
【０１３１】
【数１２】
2007181623.tif 000014
【０１３２】
【数１３】
2007181623.tif 000015
【０１３３】
【数１４】
2007181623.tif 000016
【０１３４】
【数１５】
2007181623.tif 000017
【０１３５】
ここでは、例えば、ｑ＝１とする。
【０１３６】
例えば、ｇａ，ｇｂの１例として、ｍａｘ［  ］を値の大きい方を採る関数とすると、以下の（数式２０），（数式２１）のようになる。
【０１３７】
【数１６】
2007181623.tif 000018
【０１３８】
【数１７】
2007181623.tif 000019
【０１３９】
また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に距離係数を再構成領域Ｐ上の各画素に乗算する。距離係数はＸ線管２１の焦点から投影データＤｒに対応する多列Ｘ線検出器２４の検出器列ｊ，チャネルｉまでの距離をｒ０とし、Ｘ線管２１の焦点から投影データＤｒに対応する再構成領域Ｐ上の画素までの距離をｒ１とするとき、（ｒ１／ｒ０）２である。
【０１４０】
また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成領域Ｐ上の各画素にコーンビーム再構成加重係数ｗ（ｉ，ｊ）のみを乗算すればよい。
【０１４１】
ステップＳ６３では、図１２に示すように、予めクリアしておいた逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）に、投影データＤ２（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を画素対応に加算する。
【０１４２】
ステップＳ６４では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、３６０度分のビュー又は「１８０度分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップＳ６１〜Ｓ６３を繰り返し、図１２に示すように、逆投影データＤ３（ｘ，ｙ）を得る。
【０１４３】
なお、図１３（ａ），図１３（ｂ）に示すように、再構成領域Ｐを５１２×５１２画素の正方形の領域とせずに、直径５１２画素の円形の領域としてもよい。
【０１４４】
以上にステップＰ４で行われる断層像撮影の詳細について述べた。
【０１４５】
なお、ステップＰ２で行われるヘリカルスカウトスキャンも基本的にはステップＰ４で行われる断層像撮影のヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンと同様である。ただし、ヘリカルスカウトスキャンにおいては低被曝撮影でないといけないため、診断ができるレベルの画質よりは低被曝であることを目的にする。このため、図１５にも示したように、以下の（１），（２），（３），（４）に示す点を通常のヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンと変える。なお、下記は低被曝化の１例であり、下記の一部を用いても良いし、また別の方法によるヘリカルスカウトスキャンの低被曝化方法であってもよい。
【０１４６】
（１）ビュー数
通常１回転１０００ビューの所を５００ビューにし、Ｘ線被曝を１／２にする。
【０１４７】
（２）Ｘ線検出器
通常１０００チャネルであるが、２チャネルを１チャネルに束ねることでチャネル方向の開口を２倍にし、５００チャネルとする。これにより、Ｘ線管電流換算で１／２のＸ線管電流で済ませることができ、Ｘ線被曝を１／２にできる。
【０１４８】
（３）画像再構成マトリクス
通常５１２×５１２画素であるが、これを２５６×２５６画素に減らし１画素の面積を４倍にする。これにより、Ｘ線管電流換算で１／４のＸ線管電流で済ませることができ、Ｘ線被曝を１／４にできる。
【０１４９】
（４）へリカルピッチ
通常ヘリカルピッチは０．５〜１．０、速くても１．５程度であるが、これをヘリカルスカウトスキャンでは１．０〜２．０にし、約２倍のヘリカルピッチを用いる。これにより、Ｘ線管電流換算で１／２のＸ線管電流で済ませることができ、Ｘ線被曝を１／２にできる。
【０１５０】
次に、以下にステップＰ２で述べたヘリカルスカウトスキャンによるｚ方向に連続な断層像から作られる３次元画像から、各部位、各臓器の領域に相当する領域をセグメンテーションするフローの１例を示す。
【０１５１】
ステップＤ１においては、ヘリカルスカウトスキャンによるｚ方向連続断層像による３次元画像入力を行う。ヘリカルスカウトスキャンでは図１５に示すように、Ｘ線管電流換算でビュー数で１／２，Ｘ線検出器チャネルで１／２，画像再構成マトリクスで１／４，ヘリカルピッチで１／２、合計にして１／３２の低被曝化が見込まれるスキャンを行う。この場合、画像ノイズ換算では約１／６の低被曝化が実現できる。
【０１５２】
このような低被曝化したヘリカルスキャンでヘリカルスカウトスキャンを行い、ｚ方向連続断層像による３次元画像を得る。
【０１５３】
ステップＤ２においては、局所領域画像特徴パラメータ測定を行う。局所領域画像特徴パラメータ測定を行う際は、ヘリカルスカウトスキャンで得られた３次元画像Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して、例えば、以下の（１），（２），（３），（４）に示すような局所領域画像特徴パラメータを用いる。
【０１５４】
（１）注目画素の近傍５×５×５の標準偏差
【０１５５】
（２）注目画素の近傍３×３×３の平均画素値（ＣＴ値）
【０１５６】
（３）注目画素の近傍５×５×５の中央値
【０１５７】
（４）「注目画素の近傍３×３×３の最大差分絶対値
【０１５８】
注目画素をＰ（ｘ，ｙ，ｚ）とするとき、以下の数式（２２）に示す最大値が最大差分絶対値である。
【０１５９】
【数１８】
2007181623.tif 000020
【０１６０】
ただし、ａ，ｂ，ｃ＝±１とする。つまり、近傍領域３×３×３画素の範囲内にある近傍画素と注目画素との絶対値差の最大値になる。
【０１６１】
上記に示したような、局所領域画像特徴パラメータＦ１（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）），Ｆ２（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）），Ｆ３（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）），……ＦＮ（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ））をＮ種類求める。なお、局所領域パラメータの種類、近傍画素サイズの大きさ、近傍画素の次元数は本実施形態を変形しても同様の効果は得られる。特に、近傍画素の次元数は３次元でなくても、２次元でも１次元でも良い。
【０１６２】
ステップＤ３では、２値化を行う。例えば、骨の候補の３次元領域を２値化して出すとすると以下のように定められる。
【０１６３】
（Ｆ１ｍｉｎ≦Ｆ１（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ））≦Ｆ１ｍａｘの３次元領域）かつ（Ｆ２ｍｉｎ≦Ｆ２（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ））≦Ｆ２ｍａｘの３次元領域）かつ（Ｆ３ｍｉｎ≦Ｆ３（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ））≦Ｆ３ｍａｘの３次元領域）かつ、・・・、（ＦＮｍｉｎ≦ＦＮ（Ｇ（ｘ，ｙ，ｚ））≦ＦＮｍａｘの３次元領域）
【０１６４】
これを各部位、各臓器ごとに閾値ＦＸｍｉｎ，ＦＸｍａｘ（ただし、Ｘは整数）を定めて領域検出を行い、各部位、各臓器の候補の３次元領域を２値化領域として求める。
【０１６５】
ステップＤ４では、連続領域番号付（ラベリング）を行う。ステップＤ３において求められた、各部位または各臓器ごとの候補の３次元領域について各々、３次元連続領域番号付（３次元ラベリング）を行う。
【０１６６】
ステップＤ５では、各連続領域の特徴パラメータ測定を行う。ステップＤ４において求められた３次元連続領域ごとに下記のような特徴パラメータを求める。
【０１６７】
体積（画素数）、表面積、平均画素値、画素値和（ＣＴ値和、濃度和）、画素値標準偏差、ｘ，ｙ，ｚ方向フェレ径、楕円体率、球形度、ｘｙ平面面積率、ｙｚ平面面積率、ｘｚ平面面積率、３次元１次モーメント、３次元２次モーメント。
【０１６８】
なお、各連続領域の特徴パラメータは上記のものの一部を用いてもよいし、さらに付け加えても同様の効果を出せる。
【０１６９】
ステップＤ６では、各連続領域と各臓器または各部位の認識を行う。ステップＤ５において求められた各３次元連続領域の特徴パラメータ値により、ステップＤ３で選ばれた各部位または各臓器ごとの条件を満たしているか判断し、ステップＤ３で選ばれた各部位か各臓器かを認識する。
【０１７０】
ステップＤ７では、各連続領域の吸収線量予測、実効線量計算を行う。ステップＤ６において求められた各部位または各臓器の３次元連続領域の吸収線量予測は、後述するような実施形態の例で求められる。
【０１７１】
また、実効線量は吸収線量より以下の数式（２３）により求められる。
【０１７２】
（実効線量）＝（組織加重係数）×（吸収線量）      ・・・（数式２３）
【０１７３】
なお、この式における組織加重係数は、図２１に示すように、各部位、各組織に存在する。
【０１７４】
また、この時の吸収線量係数の求め方としては、様々な方法があるが、以下に被検体に照射されるＸ線線量情報の求め方の１つの例を示す。
【０１７５】
被検体の大きさに基づいて、被検体に照射されるＸ線線量分布を求めるには、図２４のような処理の流れとなる。
【０１７６】
ステップＳＳ１では、スカウト像Ｘ線検出器データ入力を行う。
【０１７７】
ステップＳＳ２では、スカウト像Ｘ線検出器データの前処理を行う。この前処理は、前述したスキャンの実施形態の前処理と同様な処理でよい。
【０１７８】
ステップＳＳ３では、前処理されたスカウト像よりプロファイル面積および径１，２を求める。
【０１７９】
【数１９】
2007181623.tif 000021
【０１８０】
Ｘ線プロファイル面積Ｓｘとは、上記の数式（２４）のように、全チャネルのＸ線投影データ値の和である。あらかじめこのＸ線プロファイル面積Ｓｘと図２５に示した水等価材のファントムの断面積との相関をデータとして持っておく。
【０１８１】
径１は以下の数式（２５）に示すように、あるノイズレベルの閾値Ｔｈ１以上のチャネルを満たす連続したチャネルの長さＲ１を径１の長さとする。
【０１８２】
Ｔｈ１≦Ｄ（ｃｈ）  ・・・（数式２５）
【０１８３】
この連続したチャネル数から撮影視野中心（回転中心）を通るｘ軸、またはｙ軸へ投影した時の長さはＸ線検出器の各チャネルの間隔、Ｘ線データ収集系の幾何学系より求めることができる。
【０１８４】
径２は投影データＤ（ｃｈ）を値の大きい順に、つまりＸ線吸収値の大きい順に並べる。この時の大きな方から、あるチャネル数分、例えば全チャネルが１０００チャネルであれば５％の５０チャネル分の投影データの平均値を求め、長さＲ２に変換する。投影データ値と水等価材の長さの関係はあらかじめ変換係数、変換テーブルなどで求めておく。このようにして求めた径１Ｒ１，径２Ｒ２うち長い方を長径ＲＬ，短い方を短径ＲＳとする。
【０１８５】
このようにして、プロファイル面積Ｓｘ，長径ＲＬ，短径ＲＳを求められる。
【０１８６】
ステップＳＳ４では、プロファイル面積、および径１，２の値より、相当するファントムデータを選択する。ステップＳＳ３で求めたプロファイル面積Ｓｘ，長径ＲＬ，短径ＲＳより、対応する断面積および長径、短径比の図１７に示した水等価材のファントムのＸ線線量情報であるＣＴＤＩ値を抽出する。もしくは、近い大きさのファントムの実質的なＣＴＤＩ値を抽出する。
【０１８７】
ステップＳＳ５では、選択されたファントムデータのＸ線線量データより、実質的なＣＴＤＩ値、ＤＬＰ値を求めるために、抽出されたＣＴＤＩ値をそのまま出力するか、または近傍のＣＴＤＩ値を線型近似して求める。例えば図１９に示すように、プロファイル面積Ｓｘ，長短径比ＲＬ／ＲＳの位置のＣＴＤＩ値を求めたい場合、近傍の４点のＣＴＤＩ値をＤＣＴＤＩＳ１，ＤＣＴＤＩＳ２，ＤＣＴＤＩＲ１，ＤＣＴＤＩＲ２とし、その各点までのパラメータ距離をａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、求めるべき線量情報のＣＴＤＩ値ＤＣＴＤＩは、以下の数式（２６）で求められる。
【０１８８】
【数２０】
2007181623.tif 000022
【０１８９】
この時のＤＬＰ値はこのＣＴＤＩ値より、ｚ方向の長さ分を積分することで求められる。
【０１９０】
なお、従来のＣＴＤＩ値は、図２７（ａ），図２７（ｂ）のように、２つのアクリル円柱ファントムの中心部と周辺部のＸ線線量値から加重加算で求められ、図２８のように各撮影視野ごとに定められている。アクリル１６ｃｍ円柱の中心部のＸ線線量値ＤＣＴＤＩ１６Ｃ、および周辺部のＸ線線量値ＤＣＴＤＩ１６Ｐの加重加算で定まった値ＤＣＴＤＩ１６は以下の数式（２７）のようにして求められている。
【０１９１】
【数２１】
2007181623.tif 000023
【０１９２】
また、図２７（ｂ）のように、アクリル３２ｃｍ円柱の中心部のＸ線線量値ＤＣＴＤＩ３２Ｃ、および周辺部のＸ線線量値ＤＣＴＤＩ３２Ｐの加重加算で定まった値ＤＣＴＤＩ３２は以下の数式（２８）のように求められている。
【０１９３】
【数２２】
2007181623.tif 000024
【０１９４】
なお、ＤＣＴＤＩ１６Ｃは図２７（ａ）のファントムの中心位置ＡでのＸ線線量値である。
【０１９５】
また、ＤＣＴＤＩ１６Ｐは図２７（ａ）のファントムの周辺位置ＢからＩまでの８か所のＸ線線量値の平均値である。
【０１９６】
また、同様にＤＣＴＤＩ３２Ｃは図２７（ｂ）のファントムの中心位置ＡでのＸ線線量値である。
【０１９７】
また、ＤＣＴＤＩ３２Ｃは図２７（ｂ）のファントムの周辺位置ＢからＩまでの８か所のＸ線線量値の平均値である。
【０１９８】
図２８を見ると、撮影条件設定手段で定められた撮影視野の大きさ、撮影視野直径にのみ依存してＣＴＤＩ値が定まっている。この場合、以下の（１），（２）に示す問題点がある。
【０１９９】
（１）被検体の大きさには影響されない点。
【０２００】
（２）２つのアクリル円柱のＣＴＤＩ値の０次補間、０次補外で各撮影視野のＣＴＤＩ値が定まっている点。
【０２０１】
また、ＤＬＰ値（Ｄｏｓｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔ）はＣＴＤＩ値から求められたｚ方向の積算値であるため、上記と同様の問題点がある。
【０２０２】
このように、被検体の大きさにＣＴＤＩ値、ＤＬＰ値が影響されず、また撮影視野の大きさにもＣＴＤＩ値、ＤＬＰ値が比例しないため、操作者は被検体の受けるＸ線線量被曝値を正しく把握できない。このため、操作者は被検体の断層像の画質が悪くならないようにＸ線線量を上げようとした場合に、被検体に多めにＸ線を照射してしまう撮影条件を設定してしまっても気がつかない可能性もある。このため、ＣＴＤＩ値、ＤＬＰ値などのＸ線線量情報が正しく表示されないと被検体の被曝が大きくなりするぎる可能性があり、Ｘ線被曝の観点から問題であった。
【０２０３】
ステップＤ８では、各連続領域の吸収線量予測値、実効線量表示を行う。ステップＤ７において求められた吸収線量予測値、実効線量予測値を表示する。
【０２０４】
ステップＤ９では、過去の各連続領域の吸収線量履歴値表示、実効線量履歴値表示、今回の撮影を合わせた各連続領域の吸収線量履歴値表示、実効線量履歴値表示、必要に応じて上限値を超えたら警告を表示し、操作者に通知を行う。ステップＤ８において表示した今回の撮影の吸収線量予測値、実効線量予測値の他に、図２０のように過去の撮影の吸収線量予測値、実効線量予測値、および今回の撮影を含めた合計の撮影の吸収線量予測値、実効線量予測値を患者管理システムなどの他のシステムや他の装置から、ネットワーク経由などで得ることができる。また、この際に被曝情報を医用診断画像の標準フォーマットであるＤＩＣＯＭなどに記録しておくことにより、他のシステムまたは他の装置へデータ転送を行っても、他のシステムまたは他の装置からデータを入力されてもデータの移植性は良くなり、利便性を高めることができる。
【０２０５】
また、上記の表示された値のうちで各部位、各臓器または全体として被曝の上限値を超えている場合は、上限値を超えてしまった各部位、各臓器の部分を図２０のように表の上で警告表示、警告色による表示を行うとよい。また、３次元スカウト像上において色付け表示を行うと、視覚的に理解しやすくて良い。
【０２０６】
以上により、ヘリカルスカウトスキャンによるｚ方向に連続な断層像から作られる３次元画像から、各部位、各臓器の領域に相当する領域がセグメンテーションできる。
【０２０７】
このように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００は、被検体の撮影領域にＸ線を照射し、その撮影領域を透過したＸ線を検出するスキャンを実施することによって投影データを取得する走査ガントリ２０と、その撮影領域についての本スキャンを本スキャン条件に基づいて走査ガントリ２０にスキャンとして実施させることによって投影データを取得し、その本スキャンによって得られた投影データから撮影領域の断層像を画像再構成する中央処理装置３と、その中央処理装置３によって画像再構成された断層像を表示画面に表示するモニタ６とを有する。ここで、中央処理装置３は、この本スキャンを実施する前に、その撮影領域について、低被曝なヘリカルスキャンを用いたスカウトスキャンを、スカウトスキャン条件に対応するように走査ガントリ２０にスキャンとして実施させて、投影データを取得し、画像再構成を行ない、ｚ方向に連続な断層像を得る。そして、中央処理装置３は、これを３次元画像として、セグメンテーションを行う。たとえば、その３次元画像において臓器などの部位の領域を、そのスカウト像の特徴量に基づいて抽出処理を実施し、その部位についての画像をセグメンテーションする。そして、その３次元画像においてセグメンテーションされて認識された部位ごとに、本スキャンによって照射されるＸ線による被曝情報のそれぞれを、本スキャン条件に基づいて算出する。たとえば、吸収線量や実効線量などの被曝線量を、被曝情報として算出する。この後、その３次元画像においてセグメンテーションされて認識された部位ごとに、それぞれの被曝情報をモニタ６が表示する。たとえば、３次元画像においてセグメンテーションされて認識された部位についての画像を、上記のように被曝情報として算出した被曝線量の値に応じて異なった色彩になるように、表示画面に表示することにより、モニタ６が被曝情報を表示する。そして、そのモニタ６に表示された被曝情報をオペレータが観察することにより、本スキャン条件の設定変更の要否を判断する。具体的には、その設定変更が不要な場合には、その設定した本スキャン条件に基づいた本スキャンの実施を開始させる。一方で、その設定変更が必要な場合には、変更する設定値を入力装置２に入力し、その本スキャン条件を再設定する。
【０２０８】
よって、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００によれば、１列のＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置もしくは多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置のコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンの撮影条件設定時に、各部位ごとまたは各臓器ごとの被曝情報を表示することにより、また被検体の過去の被曝情報も表示することにより、操作者が低被曝で最適な撮影条件で最適な画質の撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【０２０９】
また、本実施形態は、被検体の各臓器の被曝情報を記憶装置７に記録することにより、その後の撮影条件設定においても操作者が低被曝で最適な撮影条件で最適な画質の撮影を行えるＸ線ＣＴ装置を実現できる。
【０２１０】
なお、本実施形態においては、被曝情報として実効線量と吸収線量を中心に書いているが、他の被曝情報についても同様に適用できる。
【０２１１】
本実施形態における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による３次元画像再構成法でもよい。さらに、他の３次元画像再構成方法でもよい。または２次元画像再構成でも良い。
【０２１２】
本実施形態では、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）の場合で書かれているが、シネスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどあらゆるスキャンモードにおいても、また、走査ガントリ２０が傾斜した傾斜スキャン（チルトスキャン）の場合でも、また、生体信号、特に心拍信号に同期させた場合でも同様に効果を出すことができる。
【０２１３】
また、本実施形態では、多列Ｘ線検出器または、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器を持ったＸ線ＣＴ装置について書かれているが、１列のＸ線検出器のＸ線ＣＴ装置においても同様の効果を出せる。
【０２１４】
また、本実施形態では、各列ごとに係数の異なった列方向（ｚ方向）フィルタを重畳することにより、画質のばらつきを調整し、各列において均一なスライス厚、アーチファクト、ノイズの画質を実現している。これには様々なｚ方向フィルタ係数が考えられるが、いずれも同様の効果を出すことができる。
【０２１５】
本実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置を元に書かれているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置または他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などで利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、Ｘ線発生装置（Ｘ線管）および多列Ｘ線検出器をｘｙ平面で見た説明図である。
【図３】図３は、Ｘ線発生装置（Ｘ線管）および多列Ｘ線検出器をｙｚ平面で見た説明図である。
【図４】図４は、被検体撮影の流れを示すフロー図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の画像再構成の概略動作を示すフロー図である。
【図６】図６は、前処理の詳細を示すフロー図である。
【図７】図７は、３次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。
【図８】図８は、再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図９】図９は、Ｘ線検出器面に投影したラインを示す概念図である。
【図１０】図１０は、投影データＤｒ（ｖｉｅｗ，ｘ，ｙ）を再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。
【図１１】図１１は、再構成領域上の各画素の逆投影画素データＤ２を示す概念図である。
【図１２】図１２は、逆投影画素データＤ２を画素対応に全ビュー加算して逆投影データＤ３を得る状態を示す説明図である。
【図１３】図１３は、円形の再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１４】図１４は、Ｘ線ＣＴ装置の撮影条件入力画面を示す図である。
【図１５】図１５は、ヘリカルスカウトスキャンの低被曝撮影条件を示す表である。
【図１６】図１６は、スカウト像上に被曝情報を表示する例を示す図である。
【図１７】図１７は、スカウト像上に被曝情報を色付け表示する例を示す図である。
【図１８】図１８は、３次元画像のスカウト像上に被曝情報を表示する例を示す図である。
【図１９】図１９は、３次元画像のスカウト像上に被曝情報を色付け表示する例を示す図である。
【図２０】図２０は、各領域の被曝情報を示す図である。
【図２１】図２１は、組織加重係数の例を示す図である。
【図２２】図２２は、ヘリカルスカウトスキャンで撮影された３次元画像によるスカウト像および３次元画像を再投影表示されたスカウト像を示す図である。
【図２３】図２３は、ヘリカルスカウトスキャンによる３次元画像のセグメンテーションのフロー図である。
【図２４】図２４は、プロファイル面積より被検体のＸ線線量情報を求めるフロー図である。
【図２５】図２５は、様々な径のＸ線水等価材ファントムの例を示す図である。
【図２６】図２６は、ＣＴＤＩ値の線型近似方法を示す図である。
【図２７】図２７において、（ａ）は、アクリル１６ｃｍ円柱の中心部と周辺部のＸ線線量測定位置を示す図である。また、（ｂ）は、アクリル３２ｃｍ円柱の中心部と周辺部のＸ線線量測定位置を示す図である。
【図２８】図２８は、撮影視野直径によるＣＴＤＩ値を示す図である。
【符号の説明】
【０２１７】
１…操作コンソール、
２…入力装置、
３…中央処理装置、
５…データ収集バッファ、
６…モニタ、
７…記憶装置、
１０…撮影テーブル、
１２…クレードル、
１５…回転部、
２０…走査ガントリ、
２１…Ｘ線管、
２２…Ｘ線コントローラ、
２３…コリメータ、
２４…多列Ｘ線検出器または２次元Ｘ線エリア検出器、
２５…ＤＡＳ（データ収集装置）、
２６…回転部コントローラ、
２７…走査ガントリ傾斜コントローラ、
２８…ビーム形成Ｘ線フィルタ、
２９…制御コントローラ、
３０…スリップリング、
ｄｐ…Ｘ線検出器面、
Ｐ…再構成領域、
ＩＣ…回転中心（ＩＳＯ）、
ＣＢ…Ｘ線ビーム、
ＢＣ…ビーム中心軸、
Ｄ…回転中心軸上での多列Ｘ線検出器幅
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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