(57)【要約】      （修正有）【課題】デュアルエナジー撮影において変化する管電圧に応じて適切なフィルタを用いることにより被検体に対して適切な線質のＸ線を照射することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】電源制御部は、第１の電圧を第１の期間出力した後第２の電圧を第２の期間出力することを繰り返すよう管電圧を制御する。回転フィルタ体２２は、Ｘ線透過特性が異なる第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂと、Ｘ線管２１が照射するＸ線の照射軸と交差するよう第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂが交互に回転方向に沿って配設された回転体５２とを有する。フィルタ制御部は、第１の期間はＸ線の照射軸と第１のフィルタ５１ａとが交わるとともに第２の期間はＸ線の照射軸と第２のフィルタ５１ｂとが交わるよう回転体５２の回転を制御する。【選択図】図２
2013005854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルエナジー撮影可能に構成されたＸ線ＣＴ装置であって、
第１の電圧を第１の期間出力した後第２の電圧を第２の期間出力することを繰り返すよう高圧電源を制御する電源制御部と、
前記高圧電源の出力電圧を印加されて被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
Ｘ線透過特性が異なる第１のフィルタおよび第２のフィルタと、前記Ｘ線管が照射するＸ線の照射軸と交差するよう前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタが交互に回転方向に沿って配設された回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動部と、を有し、前記Ｘ線の照射軸と交わった前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタの一方により前記Ｘ線管の照射したＸ線を前記被検体に向けて透過しつつ線質を調整する回転フィルタ体と、
前記第１の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第１のフィルタとが交わるとともに前記第２の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第２のフィルタとが交わるよう前記回転体の回転を制御するフィルタ制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記電源制御部は、
前記第１の期間および前記第２の期間が等しくなるよう前記高圧電源を制御し、
前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタは、
互いに中心角が等しい扇状の形状を有し、
前記回転体は、
前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタを交互に回転方向に沿って結合して形成され、
前記フィルタ制御部は、
前記第１の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第１のフィルタとが交わるとともに前記第２の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第２のフィルタとが交わるよう前記回転体を等速回転させる、
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記電源制御部は、
前記第１の期間および前記第２の期間が異なるよう前記高圧電源を制御し、
前記フィルタ制御部は、
前記第１の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第１のフィルタとが交わるとともに前記第２の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第２のフィルタとが交わるよう前記回転体の回転を制御する、
請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記電源制御部は、
前記第１の期間および前記第２の期間が異なるよう前記高圧電源を制御し、
前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタは、
それぞれ扇状の形状を有するとともに、前記第１のフィルタの中心角に対する前記第２のフィルタの中心角の比が前記第１の期間に対する前記第２の期間の比に等しくなるよう形成され、
前記回転体は、
前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタを交互に回転方向に沿って結合して形成され、
前記フィルタ制御部は、
前記第１の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第１のフィルタとが交わるとともに前記第２の期間は前記Ｘ線の照射軸と前記第２のフィルタとが交わるよう前記回転体を等速回転させる、
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線の照射軸と交わる位置に配設された補正用フィルタ、
をさらに備え、
前記電源制御部は、
前記第１の電圧および前記第２の電圧で構成される組を含む２種の電圧で構成される電圧の組について、複数の前記電圧の組から１つを選択し、この選択された組の２種の電圧を交互に出力するよう前記高圧電源を制御し、
前記補正用フィルタは、
前記高圧電源が出力する２種の電圧の一方を印加されて前記Ｘ線管が放射し前記第１のフィルタおよび前記補正用フィルタを透過したＸ線の線質と、前記高圧電源が出力する２種の電圧の他方を印加されて前記Ｘ線管が放射し前記第２のフィルタおよび前記補正用フィルタを透過したＸ線の線質と、がそれぞれＣＴ撮影に適した線質となるＸ線透過特性を有する、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
互いにＸ線透過特性が異なる複数の補正用フィルタと、前記Ｘ線管が照射するＸ線の照射軸と交差するよう前記複数の補正用フィルタが回転方向に沿って配設された補正用回転体と、前記補正用回転体を回転駆動する補正用駆動部と、を有し、前記Ｘ線の照射軸と交わった補正用フィルタにより前記Ｘ線管の照射したＸ線を前記被検体に向けて透過しつつ線質を調整する補正用回転フィルタ体、
をさらに備え、
前記電源制御部は、
前記第１の電圧および前記第２の電圧で構成される組を含む２種の電圧で構成される電圧の組について、複数の前記電圧の組から１つを選択し、この選択された組の２種の電圧を交互に出力するよう前記高圧電源を制御し、
前記フィルタ制御部は、
さらに前記補正用回転フィルタ体を制御することにより、前記高圧電源が出力する前記電圧の組に応じて前記Ｘ線の照射軸と交わる前記補正用フィルタを変更し、
前記補正用フィルタのそれぞれは、
前記電圧の組のそれぞれに対応し、前記高圧電源が出力する２種の電圧の一方を印加されて前記Ｘ線管が放射し前記第１のフィルタおよび前記補正用フィルタを透過したＸ線の線質と、前記高圧電源が出力する２種の電圧の他方を印加されて前記Ｘ線管が放射し前記第２のフィルタおよび前記補正用フィルタを透過したＸ線の線質と、がそれぞれＣＴ撮影に適した線質となるＸ線透過特性を有するよう形成された、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記回転フィルタ体を複数備え、
前記電源制御部は、
前記第１の電圧および前記第２の電圧で構成される組を含む２種の電圧で構成される電圧の組について、複数の前記電圧の組から１つの組を選択し、この選択された組の２種の電圧を交互に出力するよう前記高圧電源を制御し、
前記回転フィルタ体のそれぞれは、
前記電圧の組のそれぞれに対応し、前記電圧の組の２種の電圧に応じたＸ線透過特性を有する２種のフィルタを有し、
前記電源制御部により選択された電圧の組に応じて１つの前記回転フィルタ体が用いられる、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置には、スキャン中にＸ線管電圧を低い電圧（たとえば８０ｋＶなど）と高い電圧（たとえば１４０ｋＶなど）とで高速に切り替えつつ撮影するいわゆるデュアルエナジー撮影ができるように構成されたものがある。この種のＸ線ＣＴ装置によれば、異なるエネルギー分布を持ったＸ線ビームによる画像を取得することにより被検体の構成元素の違いを映像化することができ、たとえば石灰化した組織部と造影剤による血管の像を分離することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、Ｘ線管が発生するＸ線は、Ｘ線のスペクトル分布に応じた適切なフィルタを経て被検体に照射される。Ｘ線管が発生するＸ線のスペクトル分布は、管電圧に応じて異なる。このため、管電圧に応じた適切なフィルタが用いられることが好ましい。
【０００５】
一方、デュアルエナジー撮影を行う場合、Ｘ線管には２種の電圧のいずれかが印加される。このとき、Ｘ線管に印加される電圧は非常に短い周期（たとえば１ｋＨｚなど）で変化する。このため、１つのＸ線管を用いてデュアルエナジー撮影を行う場合、Ｘ線管に印加される電圧に応じて適切なフィルタを用いることが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、デュアルエナジー撮影可能に構成されたＸ線ＣＴ装置であって、電源制御部と、Ｘ線管と、回転フィルタ体と、フィルタ制御部と、を備える。電源制御部は、第１の電圧を第１の期間出力した後第２の電圧を第２の期間出力することを繰り返すよう高圧電源を制御する。Ｘ線管は、高圧電源の出力電圧を印加されて被検体に対してＸ線を照射する。回転フィルタ体は、Ｘ線透過特性が異なる第１のフィルタおよび第２のフィルタと、Ｘ線管が照射するＸ線の照射軸と交差するよう第１のフィルタおよび第２のフィルタが交互に回転方向に沿って配設された回転体と、回転体を回転駆動する駆動部と、を有し、Ｘ線の照射軸と交わった第１のフィルタおよび第２のフィルタの一方によりＸ線管の照射したＸ線を被検体に向けて透過しつつ線質を調整する。フィルタ制御部は、第１の期間はＸ線の照射軸と第１のフィルタとが交わるとともに第２の期間はＸ線の照射軸と第２のフィルタとが交わるよう回転体の回転を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す概略的な全体構成図。
【図２】回転フィルタ体の一構成例を示す概略的な斜視図。
【図３】主制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。
【図４】（ａ）は、第１のフィルタおよび第２のフィルタを各１つ配設された回転体の一例を示す説明図、（ｂ）は、第１のフィルタおよび第２のフィルタを各２つ配設された回転体の一例を示す説明図、（ｃ）は、第１のフィルタおよび第２のフィルタを各３つ配設された回転体の一例を示す説明図。
【図５】互いに中心角が異なる第１のフィルタおよび第２のフィルタを各２つ有する回転体の一例を示す説明図。
【図６】本発明の第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す概略的な全体構成図。
【図７】回転フィルタ体および補正用回転フィルタ体によりＸ線管が照射したＸ線がフィルタされる様子の一例を示す説明図。
【図８】図７に示す回転フィルタ体および補正用回転フィルタ体の組み合わせと各組み合わせに適した管電圧との関係の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、デュアルエナジー撮影可能に構成された一管球型のＸ線ＣＴ装置である。
（第１の実施形態）
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の一例を示す概略的な全体構成図である。
【００１０】
Ｘ線ＣＴ装置１０は、スキャナ装置１１および画像処理装置１２を有する。Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、患者Ｏの部位（被検体）に関するＸ線の透過データを生成するよう構成される。画像処理装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データから投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうよう構成される。
【００１１】
Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ装置１１は、Ｘ線管２１、回転フィルタ体２２、絞り２３、Ｘ線検出器２４、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５、回転部２６、高圧電源２７、フィルタ駆動部２８、絞り駆動装置２９、回転駆動装置３０、天板３１、天板駆動装置３２、およびコントローラ３３を有する。
【００１２】
Ｘ線管２１は、高圧電源２７により電圧（以下、管電圧という）を印加されてＸ線を発生する。Ｘ線管２１が発生するＸ線は、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線として患者Ｏに向かって照射される。本実施形態において、Ｘ線管２１は１つである。
【００１３】
回転フィルタ体２２は、複数のフィルタを有し、フィルタ駆動部２８を介してコントローラ３３により制御されて、Ｘ線管２１に印加される電圧に応じてＸ線管２１が照射したＸ線の線質を調整する。Ｘ線管２１が照射したＸ線は、この回転フィルタ体２２を透過すると線質を調整されて患者Ｏに向かう。
【００１４】
絞り２３は、絞り駆動装置２９を介してコントローラ３３により制御されて、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。
【００１５】
Ｘ線検出器２４は、１または複数のＸ線検出素子（電荷蓄積素子）により構成される。このＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検知する。Ｘ線管２１およびＸ線検出器２４は、天板３１に載置された患者Ｏを挟んで対向する位置となるよう回転部２６に支持される。
【００１６】
このＸ線検出器２４としては、たとえばチャンネル（ＣＨ）方向に複数チャンネル、スライス方向に１列のＸ線検出素子を有するいわゆる１次元アレイ型（シングルスライス型）のものを用いることができる。また、チャンネル（ＣＨ）方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有するいわゆる２次元アレイ型（マルチスライス型）のものを用いてもよい。
【００１７】
ＤＡＳ２５は、Ｘ線検出器２４を構成するＸ線検出素子が検知した透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換して出力する。ＤＡＳ２５の出力データは、スキャナ装置１１のコントローラ３３を介して画像処理装置１２に与えられる。
【００１８】
回転部２６は、Ｘ線管２１、回転フィルタ体２２、絞り２３、Ｘ線検出器２４、およびＤＡＳ２５を一体として保持する。回転部２６が回転駆動装置３０を介してコントローラ３３に制御されて回転することにより、Ｘ線管２１、回転フィルタ体２２、絞り２３、Ｘ線検出器２４、およびＤＡＳ２５は一体として患者Ｏの周りを回転する。
【００１９】
なお、以下の説明では、Ｘ線の照射軸と平行な方向をｙ軸方向、回転部２６の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、ｙ軸およびｚ軸に直交する方向をｙ軸方向とする。
【００２０】
高圧電源２７は、コントローラ３３に制御されて、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。より具体的には、高圧電源２７は、コントローラ３３に制御されて、第１の期間にわたり第１の電圧（たとえば８０ｋＶなど）を出力した後、第２の期間にわたり第１の電圧より高い第２の電圧（たとえば１４０ｋＶなど）を出力することを繰り返す。
【００２１】
フィルタ駆動部２８は、コントローラ３３に制御されて回転フィルタ体２２の回転を制御することにより、Ｘ線管２１に印加される電圧に応じてＸ線管２１が照射したＸ線の線質を調整する。
【００２２】
絞り駆動装置２９は、コントローラ３３に制御されて、絞り２３の開口を調整することによりＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。
【００２３】
回転駆動装置３０は、コントローラ３３に制御されて、回転部２６を空洞部の周りに回転させる。
【００２４】
天板３１は、患者Ｏを載置可能に構成される。
【００２５】
天板駆動装置３２は、コントローラ３３に制御されて、天板３１をｙ軸方向に沿って昇降動させる。また、天板駆動装置３２は、コントローラ３３に制御されて、回転部２６の中央部分の開口部のＸ線照射場へｚ軸方向に沿って天板３１を移送する。
【００２６】
コントローラ３３は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って、Ｘ線検出器２４、ＤＡＳ２５、高圧電源２７、フィルタ駆動部２８、絞り駆動装置２９、回転駆動装置３０および天板駆動装置３２を制御することによりスキャンを実行させる。コントローラ３３のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。コントローラ３３のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、スキャナ装置１１の起動プログラム、スキャナ装置１１の制御プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。
【００２７】
一方、Ｘ線ＣＴ装置１０の画像処理装置１２は、たとえばパーソナルコンピュータにより構成され、病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークとデータ送受信することができる。
【００２８】
画像処理装置１２は、図１に示すように、データ収集部４１、入力部４２、表示部４３、ネットワーク接続部４４、記憶部４５および主制御部４６を有する。
【００２９】
データ収集部４１は、スキャナ装置１１が実行したスキャンにより得られた投影データをＤＡＳ２５およびコントローラ３３を介して収集する。データ収集部４１によって収集されたデータは、記憶部４５に記憶される。
【００３０】
入力部４２は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を主制御部４６に出力する。
【００３１】
表示部４３は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、主制御部４６の制御に従って各種画像を表示する。
【００３２】
ネットワーク接続部４４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部４４は、この各種プロトコルに従って画像処理装置１２と他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮなどの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
【００３３】
記憶部４５は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部４６のＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部４５は、データ収集部４１によって収集されたデータなどを記憶する。
【００３４】
主制御部４６は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って、スキャナ装置１１のコントローラ３３を制御する。主制御部４６のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。主制御部４６のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、画像処理装置１２の起動プログラム、コントローラ３３の制御プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。
【００３５】
次に、複数のフィルタ（フィルタ群）５１を有する回転フィルタ体２２の構成について説明する。
【００３６】
図２は、回転フィルタ体２２の一構成例を示す概略的な斜視図である。
【００３７】
回転フィルタ体２２は、Ｘ線透過特性が異なる第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを有する。第１のフィルタ５１ａは、第１の電圧（たとえば８０ｋＶ）を印加されたＸ線管２１により照射されるＸ線をＣＴ撮影に適した線質に調整するために必要な材質、厚さや形状を有する。また、第２のフィルタ５１ｂは、第２の電圧（たとえば１４０ｋＶ）を印加されたＸ線管２１により照射されるＸ線をＣＴ撮影に適した線質に調整するために必要な材質、厚さや形状を有する。
【００３８】
Ｘ線管２１は、第１の電圧および第２の電圧を交互に印加される。このため、Ｘ線管２１に第１の電圧が印加される第１の期間は第１のフィルタ５１ａが、第２の電圧が印加される第２の期間は第２のフィルタ５１ｂが、それぞれＸ線の照射軸に交差するとよい。
【００３９】
そこで、図２に示すように、回転フィルタ体２２は回転体５２を有し、回転体５２に対して回転方向に沿って第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを交互に配設するとよい。この回転体５２をモータなどの駆動部５３により回転させることで、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂのそれぞれは、交互にＸ線の照射軸と交わることができる。したがって、コントローラ３３は、高圧電源２７が出力する電圧の変化に応じてフィルタ駆動部２８を介して回転体５２の回転を制御することにより、Ｘ線管２１に印加される電圧に応じてＸ線管２１が照射したＸ線の線質を調整することができる。
【００４０】
駆動部５３は、コントローラ３３により制御可能に構成される。回転体５２の回転状態はタイミングセンサ５４により検知される。タイミングセンサ５４の出力はコントローラ３３に与えられる。コントローラ３３は、タイミングセンサ５４の出力を用いて駆動部５３を介して回転体５２の回転速度を制御することができる。
【００４１】
図３は、主制御部４６のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。
【００４２】
図３に示すように、コントローラ３３のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶されたプログラムに従って少なくとも電源制御部４８およびフィルタ制御部４９として機能する。この各部４８および４９は、ＲＡＭの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。この各部４８および４９は、コントローラ３３のＣＰＵを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成しても構わない。
【００４３】
電源制御部４８は、第１の電圧を第１の期間出力した後、第２の電圧を第２の期間出力することを繰り返すよう、高圧電源２７を制御する。
【００４４】
なお、第１の電圧および第２の電圧、ならびに第１の期間および第２の期間は、ユーザにより入力部４２を介して設定されてもよいし、主制御部４６によって設定されてもよい。第１の電圧および第２の電圧の値や、第１の期間および第２の期間の比率および各期間の長さは、たとえば撮影対象部位や検査種などに応じて適切な値を設定されることが好ましい。
【００４５】
データ収集部４１は、電源制御部４８から現在が第１の期間であるか第２の期間であるかの信号を受けて、Ｘ線検出器２４から収集したデータに対して管電圧が第１の電圧であるときに収集したデータであるか第２の電圧であるときに収集したデータであるかの情報を付加して記憶部４５に格納する。
【００４６】
フィルタ制御部４９は、電源制御部４８から第１の期間および第２の期間の設定情報（以下、期間設定情報という）を取得し、この期間設定情報にもとづいて回転フィルタ体２２の回転体５２の回転を制御する。具体的には、フィルタ制御部４９は、Ｘ線管２１に第１の電圧が印加される第１の期間は第１のフィルタ５１ａが、第２の電圧が印加される第２の期間は第２のフィルタ５１ｂが、それぞれＸ線の照射軸に交差するよう、回転体５２の回転を制御する。
【００４７】
まず、第１の期間と第２の期間とが等しくΔｔ０である場合について考える。この場合、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂが等しい中心角θ０を有する扇状の形状であれば、フィルタ制御部４９は、第１の期間はＸ線の照射軸が第１のフィルタ５１ａと交差し第２の期間はＸ線の照射軸が第２のフィルタ５１ｂと交差するよう、回転体５２を角速度θ０／Δｔ０で等速回転させればよい。
【００４８】
また、フィルタ制御部４９は、第１のフィルタ５１ａがＸ線の照射軸と交差する位置で第１の期間だけ回転体５２を静止させ、第２のフィルタ５１ｂがＸ線の照射軸と交差するよう回転体５２を回転させ、第２の期間だけ回転体５２を静止させ、第１のフィルタ５１ａがＸ線の照射軸と交差するよう回転体５２を回転させることを繰り返してもよい。
【００４９】
図４（ａ）は、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを各１つ配設された回転体５２の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを各２つ配設された回転体５２の一例を示す説明図であり、（ｃ）は、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを各３つ配設された回転体５２の一例を示す説明図である。
【００５０】
図４に示すように、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂが等しい中心角を有する扇形である場合、回転体５２は第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを交互に回転方向に沿って結合することにより形成することができる。
【００５１】
次に、第１の期間Δｔ１と第２の期間Δｔ２とが異なる場合について考える。この場合、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂが等しい中心角θ０を有する扇状の形状であると（図４参照）、フィルタ制御部４９は、Ｘ線管２１に第１の電圧が印加される第１の期間は第１のフィルタ５１ａが、第２の電圧が印加される第２の期間は第２のフィルタ５１ｂが、それぞれＸ線の照射軸に交差するよう、回転体５２の回転速度を制御する。すなわち、フィルタ制御部４９は、第１の期間は角速度θ０／Δｔ１となり、第２の期間は角速度θ０／Δｔ２となるとともに、第１の期間はＸ線の照射軸が第１のフィルタ５１ａと交差し第２の期間はＸ線の照射軸が第２のフィルタ５１ｂと交差するよう、回転体５２の回転速度を制御する。
【００５２】
また、この場合でも、フィルタ制御部４９は、第１のフィルタ５１ａがＸ線の照射軸と交差する位置で第１の期間Δｔ１だけ回転体５２を静止させ、第２のフィルタ５１ｂがＸ線の照射軸と交差するよう回転体５２を回転させ、第２の期間Δｔ２だけ回転体５２を静止させ、第１のフィルタ５１ａがＸ線の照射軸と交差するよう回転体５２を回転させることを繰り返してもよい。
【００５３】
図５は、互いに中心角が異なる第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを各２つ有する回転体５２の一例を示す説明図である。
【００５４】
図５に示すように、第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂがそれぞれ異なる中心角θ１およびθ２を有する扇形である場合も、回転体５２は第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂを交互に回転方向に沿って結合することにより形成することができる。
【００５５】
このため、第１のフィルタ５１ａの中心角θ１に対する第２のフィルタ５１ｂの中心角θ２の比θ２／θ１が第１の期間Δｔ１に対する第２の期間Δｔ２の比Δｔ２／Δｔ１に等しくなるよう第１のフィルタ５１ａおよび第２のフィルタ５１ｂが形成されていれば、フィルタ制御部４９は、第１の期間はＸ線の照射軸が第１のフィルタ５１ａと交差し第２の期間はＸ線の照射軸が第２のフィルタ５１ｂと交差するよう、回転体５２を角速度θ１／Δｔ１（＝θ２／Δｔ２）で等速回転させればよい。
【００５６】
また、この場合でも、フィルタ制御部４９は、第１のフィルタ５１ａがＸ線の照射軸と交差する位置で第１の期間Δｔ１だけ回転体５２を静止させ、第２のフィルタ５１ｂがＸ線の照射軸と交差するよう回転体５２を回転させ、第２の期間Δｔ２だけ回転体５２を静止させ、第１のフィルタ５１ａがＸ線の照射軸と交差するよう回転体５２を回転させることを繰り返してもよい。
【００５７】
スキャン中に管電圧を低い電圧（第１の電圧）と高い電圧（第２の電圧）とで高速に切り替えるデュアルエナジー撮影では、管電圧を切り替える周期が短い。一方、フィルタはＸ線管２１の近傍に設けられることが好ましい。このため、１つのＸ線管を用いてデュアルエナジー撮影を行う場合、Ｘ線管２１に印加される電圧に応じて適切なフィルタを用いることが難しい。
【００５８】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０は、第１の電圧に適した第１のフィルタ５１ａおよび第２の電圧に適した第２のフィルタ５１ｂを配設された回転体５２を回転させることにより、高速にフィルタを変更することができる。このため、デュアルエナジー撮影において高速に高低が切り替えられる管電圧に応じて適切なフィルタを用いることができる。したがって、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０によれば、１つのＸ線管を用いたデュアルエナジー撮影であっても、患者Ｏに対して容易に適切な線質のＸ線を照射することができる。また、デュアルエナジー撮影ではない通常の撮影に対しても、Ｘ線の照射軸と所望のフィルタとが交差した状態で回転体５２の回転を停止するだけで容易に対応することができる。
（第２の実施形態）
【００５９】
次に、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第２実施形態について説明する。
【００６０】
図６は、本発明の第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０Ａの一例を示す概略的な全体構成図である。
【００６１】
この第２実施形態に示すＸ線ＣＴ装置１０Ａは、高圧電源２７が２種の電圧で構成される電圧の組の複数のうちから選択された１組の２種の電圧を交互に出力可能に構成され、Ｘ線の照射軸と交わる位置に配設された補正用回転フィルタ体６０を備えた点で第１実施形態に示すＸ線ＣＴ装置１０と異なる。他の構成および作用については図１に示すＸ線ＣＴ装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
デュアルエナジー撮影において、Ｘ線管２１に印加される電圧の組ならびに各組の一方の電圧を出力する期間および他方の電圧を出力する期間は、撮影対象部位や検査種などに応じて適切な値を設定されることが好ましい。たとえば、撮影するために必要な線量は、頭部に比べ胸部のほうが多く、胸部に比べ腹部のほうが多い。また、患者Ｏの撮影部位のＸＹ断面が楕円である場合、１回転のＣＴスキャンの間に線量が可変であるとさらに好ましい。
【００６３】
スキャン中に管電圧を低い電圧と高い電圧とで高速に切り替えるデュアルエナジー撮影では、管電圧を切り替える周期が短い。このため、フィラメントの熱応答遅れのため、低い管電圧の印加期間と高い管電圧の印加期間で個別にフィラメント電流を制御することが難しい。したがって、一般にデュアルエナジー撮影においてフィラメント電流は一定に保たれる。
【００６４】
Ｘ線管２１に流れる電流（以下、管電流という）は、Ｘ線管２１のエミッション特性によって決まる。フィラメント電流が一定である場合には、管電流は、管電圧が低いほど小さく、管電圧が高いほど大きくなる。Ｘ線管２１から照射されるＸ線の線量率は、管電流に比例するとともに管電圧の二乗に比例することが知られている。このため、Ｘ線管２１に印加される電圧の組ならびに各組の一方の電圧を出力する期間および他方の電圧を出力する期間は、撮影対象部位や検査種などに応じて適切な値を設定されることが好ましいといえる。
【００６５】
そこで、本実施形態において、高圧電源２７は、電源制御部４８に制御されて、２種の電圧で構成される電圧の組の複数のうちから選択された１組の２種の電圧を交互に出力可能に構成される。この電圧の組は、第１の電圧および第２の電圧で構成される組を含んでもよい。また、高圧電源２７は、選択された電圧の組のうち一方の電圧を出力する期間および他方の電圧を出力する期間を電源制御部４８に制御される。
【００６６】
電源制御部４８は、２種の電圧で構成される電圧の組の複数のうちから１組を選択し、選択した１組の一方の電圧を交互に出力するよう高圧電源２７を制御する。また、電源制御部４８は、選択した電圧の組のうち一方の電圧を出力する期間および他方の電圧を出力する期間を制御する。なお、電圧の組の選択は、スキャン計画にもとづき主制御部４６が主体的に行ってもよい。この場合、電源制御部４８は、主制御部４６の指示にもとづいて所要の電圧の組を選択する。
【００６７】
補正用回転フィルタ体６０は、図６に示すように、Ｘ線の照射軸と交わる位置に配設される。この補正用回転フィルタ体６０は、１または複数のフィルタを有し、フィルタ駆動部２８を介してコントローラ３３により制御されて、回転フィルタ体２２と協調してＸ線管２１に印加される電圧に応じてＸ線管２１が照射したＸ線の線質を調整する。Ｘ線管２１が照射したＸ線は、回転フィルタ体２２および補正用回転フィルタ体６０を透過することにより線質を調整されて患者Ｏに向かう。
【００６８】
図７は、回転フィルタ体２２および補正用回転フィルタ体６０によりＸ線管２１が照射したＸ線がフィルタされる様子の一例を示す説明図である。
【００６９】
補正用回転フィルタ体６０は、１または複数のフィルタを有する。図７には、補正用回転フィルタ体６０が第１の補正用フィルタ６１ａ、第２の補正用フィルタ６１ｂ、第３の補正用フィルタ６１ｃおよび第４の補正用フィルタ６１ｄを有する場合の例について示した。これらの補正用フィルタ６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄは、Ｘ線管２１が照射するＸ線の照射軸と交差するように補正用回転体６２に対して回転方向に沿って配設される。
【００７０】
図８は、図７に示す回転フィルタ体２２および補正用回転フィルタ体６０の組み合わせと各組み合わせに適した管電圧との関係の一例を示す説明図である。
【００７１】
たとえば、図７および図８に示す例においてＸ線管２１が６０ｋＶおよび１２０ｋＶを交互に印加される場合、第２の補正用フィルタ６１ｂを用いることが好ましい。なお、この例において、回転フィルタ体２２のフィルタ５１ａおよび５１ｂがそれぞれ管電圧８０ｋＶおよび１４０ｋＶに適した材質、厚さや形状を有する場合には、補正用回転フィルタ体６０の第１の補正用フィルタ６１ａとしては、撮影に用いられる振動数においてＸ線の線質を変更しない材質、厚さや形状のものを用いてもよいし、補正用回転体６２の第１の補正用フィルタ６１ａの載置位置に対応する箇所を開口部としてもよい。
【００７２】
上述の通り、回転フィルタ体２２の回転体５２は、高圧電源２７の出力電圧の切り替えに応じてＸ線の照射軸と交差するフィルタ５１ａおよび５１ｂが切り替えられるよう高速に回転する必要がある。一方、補正用回転フィルタ体６０の補正用回転体６２は、たとえば撮影対象部位が変更されるごとにＸ線の照射軸と交差するフィルタ５１ａおよび５１ｂが切り替えられるよう回転すればよい。この回転体５２および補正用回転体６２の回転制御は、フィルタ制御部４９によって行われる。
【００７３】
フィルタ制御部４９は、電源制御部４８から選択された電圧の組の情報およびこの電圧の組の期間設定情報を取得し、この取得した電圧の組の情報および期間設定情報にもとづいて回転フィルタ体２２の回転体５２の回転および補正用回転フィルタ体６０の補正用回転体６２の回転を制御する。
【００７４】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０Ａによっても、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０と同様の作用効果を奏する。
【００７５】
また、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０Ａは、回転フィルタ体２２と補正用回転フィルタ体６０とが協調してＸ線管２１に印加される電圧に応じてＸ線管２１が照射したＸ線の線質を調整する。このため、２種の電圧で構成される電圧の組の複数のうちから選択された１組の２種の電圧がＸ線管２１に印加される場合において、各電圧の組に容易に対応することができる。したがって、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０Ａによれば、たとえばヘリカルスキャンにおける撮影部位の移動などに応じて管電圧の組が変更される場合にも、容易に変更後の管電圧に適したフィルタを用いることができる。
【００７６】
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。
【００７７】
たとえば、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０Ａは、補正用回転フィルタ体６０にかえて、複数の電圧の組のそれぞれに対応する複数の回転フィルタ体２２を備えてもよい。このとき、複数の回転フィルタ体２２のそれぞれは、電圧の組のそれぞれに対応するよう、電圧の組の２種の電圧に応じたＸ線透過特性を有する２種のフィルタを有する回転体５２をそれぞれ備えるとよい。この場合でも、電源制御部４８により選択された電圧の組に応じて回転フィルタ体２２を交換することにより、２種の電圧で構成される電圧の組の複数のうちから選択された１組の２種の電圧がＸ線管２１に印加される場合において、各電圧の組に容易に対応することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  Ｘ線ＣＴ装置
２１  Ｘ線管
２２  回転フィルタ体
２７  高圧電源
２８  フィルタ駆動部
３３  コントローラ
４６  主制御部
４８  電源制御部
４９  フィルタ制御部
５１  フィルタ群
５１ａ  第１のフィルタ
５１ｂ  第２のフィルタ
５２  回転体
５３  駆動部
６０  補正用回転フィルタ体
６１ａ  第１の補正用フィルタ
６１ｂ  第２の補正用フィルタ
６１ｃ  第３の補正用フィルタ
６１ｄ  第４の補正用フィルタ
６２  補正用回転体
【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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