(57)【要約】【課題】天板とＸ線管との相対移動速度が変化する撮像を行う場合でも、必要とする画質を維持しつつ被曝低減を実現する。【解決手段】Ｘ線診断装置は、被検体Ｐが横たわる天板２ａと、その天板２ａ上の被検体Ｐに向けてＸ線を出射するＸ線管３ｃ１と、天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器３ｅと、天板２ａとＸ線管３ｃ１とを天板２ａ上の被検体Ｐの体軸方向に相対移動させる移動駆動部２ｂと、天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度を検出する速度検出部１２と、被検体Ｐの体厚に応じて、Ｘ線管３ｃ１により出射されるＸ線のＸ線量を必要な画質を得る最小のＸ線量とし、速度検出部１２により検出された天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度に応じて、最小のＸ線量を天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度が変化しても不変とするよう、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流を調整する管電流調整部１３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が横たわる天板と、
前記天板上の被検体に向けてＸ線を出射するＸ線管と、
前記天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記天板と前記Ｘ線管とを前記天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部と、
前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度を検出する速度検出部と、
前記被検体の体厚に応じて、前記Ｘ線管により出射されるＸ線のＸ線量を必要な画質を得る最小のＸ線量とし、前記速度検出部により検出された前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度に応じて、前記最小のＸ線量を前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度が変化しても不変とするよう、前記Ｘ線管に供給する管電流を調整する管電流調整部と、
を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記管電流調整部は、前記被検体の体厚に応じて必要な画質を得る最小の管電流を求め、求めた最小の管電流を前記速度検出部により検出された前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度に応じて調整することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記管電流調整部は、前記被検体の体厚に応じて必要な画質を得る最小の管電流を求める場合、前記被検体の体軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に前記管電流を変調することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記管電流調整部は、前記被検体の体厚に応じて必要な画質を得る最小の管電流を求める場合、前記被検体の体軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に加え、前記被検体の体軸方向であるＺ軸方向に前記管電流を変調することを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記移動駆動部は、前記天板と前記Ｘ線管とを前記天板上の被検体の体軸方向における二方向に交互に相対移動させ、
前記管電流調整部は、前記二方向を切り替える速度変化を伴う移動期間中に、前記被検体の体厚及び前記速度検出部により検出された前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度に応じて、前記Ｘ線管に供給する管電流を調整することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
被検体が横たわる天板と、前記天板上の被検体に向けてＸ線を出射するＸ線管と、前記天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記天板と前記Ｘ線管とを前記天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部とを備えるＸ線診断装置を制御するＸ線診断装置の制御方法であって、
前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度を速度検出部により検出するステップと、
前記被検体の体厚に応じて、前記Ｘ線管により出射されるＸ線のＸ線量を必要な画質を得る最小のＸ線量とし、前記速度検出部により検出された前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度に応じて、前記最小のＸ線量を前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度が変化しても不変とするよう、前記Ｘ線管に供給する管電流を調整するステップと、
を有することを特徴とするＸ線診断装置の制御方法。
【請求項７】
前記調整するステップでは、前記被検体の体厚に応じて必要な画質を得る最小の管電流を求め、求めた最小の管電流を前記速度検出部により検出された前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度に応じて調整することを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置の制御方法。
【請求項８】
前記調整するステップでは、前記被検体の体厚に応じて必要な画質を得る最小の管電流を求める場合、前記被検体の体軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に前記管電流を変調することを特徴とする請求項７記載のＸ線診断装置の制御方法。
【請求項９】
前記調整するステップでは、前記被検体の体厚に応じて必要な画質を得る最小の管電流を求める場合、前記被検体の体軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に加え、前記被検体の体軸方向であるＺ軸方向に前記管電流を変調することを特徴とする請求項８記載のＸ線診断装置の制御方法。
【請求項１０】
前記調整するステップでは、前記天板と前記Ｘ線管とを前記天板上の被検体の体軸方向における二方向に交互に前記移動駆動部により相対移動させる場合、前記二方向を切り替える速度変化を伴う移動期間中に、前記被検体の体厚及び前記速度検出部により検出された前記天板と前記Ｘ線管との相対移動速度に応じて、前記Ｘ線管に供給する管電流を調整することを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一に記載のＸ線診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置は、患者などの被検体に対してＸ線を照射し、その被検体を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に基づくＸ線透過データをデータ収集装置により収集する。その後、Ｘ線診断装置は、Ｘ線透過データに対して再構成処理を行い、被検体のスライス画像（断層画像）を生成する。このＸ線診断装置としては、例えば、寝台の天板上の被検体を間にしてＸ線管及びＸ線検出器を対向させ、それらを被検体の体軸まわりに回転させつつ撮像を行うＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮像装置）が開発されている。
【０００３】
このようなＸ線診断装置では、通常、撮像前にスキャン範囲（撮像範囲）を設定するため、Ｘ線管及びＸ線検出器を回転させずに撮像を行い、スキャノ画像（位置決め画像）を収集する。このＸ線診断装置の中には、そのスキャノ画像を用いて被検体の部位ごとの厚みを水等価厚に変換し、指定したＳＤ（標準偏差）により管電流値（ｍＡ）を決定するＡＥＣ（Auto Exposure Control）を搭載した製品が既に存在している。このＡＥＣでは、スキャノ画像から被検体の各部位の体厚に合ったＸ線量、すなわち管電流を自動的に計算し、その後、Ｘ線管及びＸ線検出器の回転ごとに管電流を細かく制御する。これにより、必要とする画質を維持しつつ不要な被曝を抑え、被曝低減を実現している。
【０００４】
また、Ｘ線診断装置では、ヘリカルスキャンによる撮像時、被検体が横たわる天板をその天板上の被検体の体軸方向、すなわち、足から頭への方向あるいは頭から足への方向のどちらか一方向に同一速度で移動させながら、Ｘ線管及びＸ線検出器を被検体の体軸まわりに回転させて撮像を行う。このときのＸ線照射制御は、天板の移動速度（天板とＸ線管との相対移動速度）が一定速度（許容範囲内の速度）であることを前提に行われており、同一速度に基づくＡＥＣにより被曝低減を実現するＸ線照射制御が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可変ヘリカルピッチスキャン（ｖＨＰ）や近年実現されつつあるシャトルヘリカルスキャンは、前述のように天板とＸ線管との相対移動速度が一定であるスキャンではなく、天板の移動中に速度変化を伴うため、通常のＡＥＣによる管電流の変調では意図する被曝低減を実現することができない場合がある。これは、単位時間（スライス）あたりの相対移動量が異なるため、スライス間のＸ線量（Ｘ線照射密度）を制御することができないためである。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、天板とＸ線管との相対移動速度が変化する撮像を行う場合でも、必要とする画質を維持しつつ被曝低減を実現することができるＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係るＸ線診断装置は、被検体が横たわる天板と、天板上の被検体に向けてＸ線を出射するＸ線管と、天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、天板とＸ線管とを天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部と、天板とＸ線管との相対移動速度を検出する速度検出部と、被検体の体厚に応じて、Ｘ線管により出射されるＸ線のＸ線量を必要な画質を得る最小のＸ線量とし、速度検出部により検出された天板とＸ線管との相対移動速度に応じて、最小のＸ線量を天板とＸ線管との相対移動速度が変化しても不変とするよう、Ｘ線管に供給する管電流を調整する管電流調整部とを備える。
【０００９】
実施形態に係るＸ線診断装置の制御方法は、被検体が横たわる天板と、天板上の被検体に向けてＸ線を出射するＸ線管と、天板上の被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、天板とＸ線管とを天板上の被検体の体軸方向に相対移動させる移動駆動部とを備えるＸ線診断装置を制御するＸ線診断装置の制御方法であって、天板とＸ線管との相対移動速度を速度検出部により検出するステップと、被検体の体厚に応じて、Ｘ線管により出射されるＸ線のＸ線量を必要な画質を得る最小のＸ線量とし、速度検出部により検出された天板とＸ線管との相対移動速度に応じて、最小のＸ線量を天板とＸ線管との相対移動速度が変化しても不変とするよう、Ｘ線管に供給する管電流を調整するステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るＸ線診断装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るＸ線診断装置が備える寝台及び撮像装置の一部と共に制御部の概略構成を示す図である。
【図３】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおけるＺ軸方向及びそのＺ軸方向への天板の移動を説明するための説明図である。
【図４】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおける天板の移動速度の時間変化を示すグラフである。
【図５】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおける管電流一定によるＸ線量の時間変化を示すグラフである。
【図６】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおける管電流調整によるＸ線量一定を示すグラフである。
【図７】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおけるＸ軸方向及びＹ軸方向を説明するための説明図である。
【図８】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおける管電流のＸＹＺ軸方向変調によるＸ線量の時間変化を示すグラフである。
【図９】実施形態に係るシャトルヘリカルスキャンにおける合成管電流によるＸ線量の時間変化を示すグラフである。
【図１０】実施形態に係るＸ線診断装置が行う撮像処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、患者などの被検体Ｐが横たわる寝台２と、その寝台２上の被検体Ｐに対して撮像を行う撮像装置３と、それらの寝台２及び撮像装置３を制御する制御装置４とを備えている。このＸ線診断装置１としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピュータ断層撮像装置）が挙げられる。
【００１３】
寝台２は、被検体Ｐを載せる長方形状の天板２ａと、その天板２ａを支持して水平方向及び鉛直方向（昇降方向）に移動させる移動駆動部２ｂとを備えている。移動駆動部２ｂは、天板２ａ移動用の移動機構やその移動のための駆動力を供給する駆動源などを有している。この寝台２は、移動駆動部２ｂにより天板２ａを所望の高さまで移動させ、さらに、その天板２ａを水平方向に移動させて、天板２ａ上の被検体Ｐを所望位置まで移動させる。
【００１４】
撮像装置３は、筐体となる架台Ａ内に回転可能に設けられた回転体３ａと、その回転体３ａを回転させる回転駆動部３ｂと、Ｘ線を照射するＸ線照射器３ｃと、そのＸ線照射器３ｃに高電圧を供給する高電圧発生部３ｄと、天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器３ｅと、そのＸ線検出器３ｅにより検出されたＸ線をＸ線透過データ（Ｘ線量分布データ）として収集するデータ収集部３ｆとを備えている。
【００１５】
回転体３ａは、Ｘ線照射器３ｃやＸ線検出器３ｅなどを支持して回転する円環状の回転枠である。この回転体３ａは架台Ａにより回転可能に保持されている。回転体３ａにはＸ線照射器３ｃ及びＸ線検出器３ｅが対向するように設けられおり、それらのＸ線照射器３ｃ及びＸ線検出器３ｅは天板２ａ上の被検体Ｐを間にし、その被検体Ｐの周囲を被検体Ｐの体軸まわりに回転する。
【００１６】
回転駆動部３ｂは、撮像装置３の架台Ａ内に設けられている。この回転駆動部３ｂは、制御装置４による制御に応じて、回転体３ａの回転駆動を行う。例えば、回転駆動部３ｂは、制御装置４から送信された制御信号に基づいて、一方向に所定の回転スピードで回転体３ａを回転させる。
【００１７】
Ｘ線照射器３ｃは、Ｘ線を出射するＸ線管３ｃ１と、そのＸ線管３ｃ１から出射されたＸ線を絞るコリメータなどのＸ線絞り器３ｃ２とを備えており、回転体３ａに固定されている。このＸ線照射器３ｃは、Ｘ線管３ｃ１によりＸ線を出射し、そのＸ線をＸ線絞り器３ｃ２により絞って、天板２ａ上の被検体Ｐに対しコーン角を持つファンビーム形状、例えば、角錐形状のＸ線を照射する。
【００１８】
ここで、Ｘ線絞り器３ｃ２としては、様々なタイプのＸ線絞り器を用いることが可能である。例えば、鉛のような二枚のＸ線遮断板を互いに接離方向に移動させ、それらのＸ線遮断板により形成される開口（隙間）の大きさを適宜変更するタイプのＸ線絞り器を用いることが可能である。このようなＸ線絞り器３ｃ２によりＸ線の照射野（照射範囲）を調整することが可能である。
【００１９】
高電圧発生部３ｄは、撮像装置３の架台Ａ内に設けられている。この高電圧発生部３ｄは、Ｘ線照射器３ｃのＸ線管３ｃ１に供給する高電圧を発生させる装置であり、制御装置４から与えられた電圧を昇圧及び整流し、その電圧をＸ線管３ｃ１に供給する。なお、制御装置４は、Ｘ線管３ｃ１により所望のＸ線を発生させるため、高電圧発生部３ｄに与える電圧の波形、すなわち振幅やパルス幅などの各種条件を制御する。
【００２０】
Ｘ線検出器３ｅは、Ｘ線照射器３ｃに対向させて回転体３ａに固定されている。このＸ線検出器３ｅは、天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換してデータ収集部３ｆに送信する。Ｘ線検出器３ｅとしては、多列多チャンネルのＸ線検出器を用いることが可能である。この多列多チャンネルのＸ線検出器は、Ｘ線を検出するＸ線検出素子が格子状に配列されて構成されている。なお、チャンネル列はＸ線検出素子がチャンネル方向（被検体Ｐの体軸まわり方向）に複数（例えば、数百から数千程度）並んでいる列であり、そのチャンネル列が列方向（被検体Ｐの体軸方向）に沿って複数列（例えば、１６列や６４列など）配置されている。
【００２１】
データ収集部３ｆは、撮像装置３の架台Ａ内に設けられている。このデータ収集部３ｆは、Ｘ線検出器３ｅから送信された電気信号をデジタル信号に変換し、デジタルデータであるＸ線透過データ（Ｘ線量分布データ）を収集し、そのＸ線透過データを制御装置４に送信する。
【００２２】
制御装置４は、各部を制御する制御部４ａと、Ｘ線透過データに対して各種画像処理を行う画像処理部４ｂと、各種プログラムや各種データなどを記憶する記憶部４ｃと、ユーザ（利用者）により入力操作される操作部４ｄと、画像を表示する表示部４ｅとを備えている。これらの制御部４ａ、画像処理部４ｂ、記憶部４ｃ、操作部４ｄ及び表示部４ｅはバスライン４ｆにより電気的に接続されている。
【００２３】
制御部４ａは、記憶部４ｃに記憶された各種プログラムや各種データに基づいて寝台２の移動駆動部２ｂ、撮像装置３の回転駆動部３ｂ及び高電圧発生部３ｄなどの各部を制御する。加えて、制御部４ａは、Ｘ線照射器３ｃのＸ線絞り器３ｃ２も制御し、さらに、表示部４ｅにスライス画像（断層画像）やスキャノ画像（位置決め画像）などの各種画像を表示する表示制御も行う。この制御部４ａとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを用いることが可能である。
【００２４】
画像処理部４ｂは、データ収集部３ｆから送信されたＸ線透過データを投影データとする前処理やその投影データに対して画像再構成を行う画像再構成処理、また、スキャノ画像を生成するスキャノ画像生成処理などの各種画像処理を行う。この画像処理部４ｂとしては、例えば、アレイプロセッサなどを用いることが可能である。
【００２５】
記憶部４ｃは、各種プログラムや各種データなどを記憶する記憶装置であり、例えば、各種データとしてスライス画像やスキャノ画像などを記憶する。この記憶部４ｃとしては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）に加え、ハードディスク（磁気ディスク装置）やフラッシュメモリ（半導体ディスク装置）などを用いることが可能である。
【００２６】
操作部４ｄは、ユーザによる入力操作を受け付ける入力部であり、例えば、撮像指示や画像表示、画像の切り替え、各種設定などの様々な入力操作を受け付ける。この操作部４ｄとしては、例えば、キーボードやマウス、レバーなどの入力デバイスを用いることが可能である。
【００２７】
表示部４ｅは、被検体Ｐのスライス画像やスキャノ画像、操作画面などの各種画像を表示する表示装置である。この表示部４ｅとしては、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ブラウン管）ディスプレイなどを用いることが可能である。
【００２８】
ここで、前述のＸ線診断装置１では、各種の撮像モードがあり、例えば、スキャノ画像を撮像するスキャノ撮像モードやスライス画像を撮像する断層撮像モードなどがある。この断層撮像モードとしては、例えば、通常のマルチスライススキャンモード（ノーマルＣＴ）やヘリカルスキャンモード（ヘリカルＣＴ）、可変ヘリカルピッチスキャンモード、シャトルヘリカルスキャンモードなどが挙げられる。
【００２９】
スキャノ撮像モードは、断層撮像モードによる撮像に先立って、位置決めやスキャン範囲（撮像範囲）を設定するためのスキャノ画像を撮像する撮像モードである。例えば、スキャン計画では、事前にスキャノ画像を撮像し、そのスキャノ画像を表示部４ｅにより表示し、作業者はそのスキャノ画像を確認し、操作部４ｄを入力操作してスキャン範囲を設定する。
【００３０】
スキャノ画像の撮像では、Ｘ線照射器３ｃとＸ線検出器３ｅとを所定位置、すなわち所定のビュー角度（例えば、０度や９０度）で固定し、寝台２の天板２ａを被検体Ｐの体軸方向に所定位置まで移動させつつ、Ｘ線照射器３ｃによりＸ線を照射して天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器３ｅにより検出し、Ｘ線透過データの収集を行う。その後、収集したＸ線透過データを画像処理部４ｂにより処理してスキャノ画像を生成し、その生成したスキャノ画像を記憶部４ｃに保存し、加えて、表示部４ｅに表示する。
【００３１】
ヘリカルスキャンモードは、被検体Ｐの体軸方向における一方向（例えば、足から頭への方向）に一定速度（許容範囲内の速度）で天板２ａを移動させつつスライス画像を撮像する撮像モードであり、この撮像時に撮像対象部位などに応じて天板２ａの速度を変化させる撮像モードが可変ヘリカルピッチスキャンモードである。さらに、天板２ａの移動方向を被検体Ｐの体軸方向における二方向（例えば、足から頭への方向と頭から足への方向の二方向）で交互に替え、天板２ａを移動させつつスライス画像を撮像する撮像モードがシャトルヘリカルスキャンモードである。このようにＸ線診断装置１は各種の撮像モードでＸ線による撮像を行うことが可能である。
【００３２】
スライス画像の撮像では、回転駆動部３ｂにより回転体３ａを回転させ、Ｘ線照射器３ｃ及びＸ線検出器３ｅを天板２ａ上の被検体Ｐの体軸まわりに回転させつつ、さらに、移動駆動部２ｂにより寝台２の天板２ａを被検体Ｐの体軸方向に移動させながらＸ線照射器３ｃによりＸ線を照射する。その後、天板２ａ上の被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器３ｅにより検出し、Ｘ線透過データの収集を行う。さらに、収集したＸ線透過データを画像処理部４ｂにより処理してスライス画像を生成し、その生成したスライス画像を記憶部４ｃに保存し、加えて、表示部４ｅに表示する。
【００３３】
次に、前述の制御部４ａについて図２を参照して詳しく説明する。
【００３４】
図２に示すように、制御部４ａは、天板２ａ上の被検体Ｐの体軸まわりに回転するＸ線管３ｃ１及びＸ線検出器３ｅの位置（回転方向における位置）を検出する回転位置検出部１１と、移動する天板２ａの位置情報から天板２ａの移動速度を検出する速度検出部１２と、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流を調整する管電流調整部１３とを備えている。
【００３５】
これらの回転位置検出部１１、速度検出部１２及び管電流調整部１３は、電気回路などのハードウエアにより構成されても良く、あるいは、これらの機能を実行するプログラムなどのソフトウエアにより構成されても良い。また、ハードウエア及びソフトウエアの両方の組合せにより構成されても良い。
【００３６】
なお、移動駆動部２ｂは、移動する移動体である天板２ａの位置情報を取得する位置情報取得部２ｂ１を有している。この位置情報取得部２ｂ１は、取得した天板２ａの位置情報を速度検出部１２に出力する。位置情報取得部２ｂ１としては、例えば、エンコーダを用いることが可能である。このエンコーダは、移動駆動部２ｂが備えるモータなどの駆動源に取り付けられる。
【００３７】
また、回転駆動部３ｂは、回転する回転体３ａの回転角度位置（所定の基準位置から何度回転しているかを示す角度位置）を取得する回転角度情報取得部３ｂ１を有している。この回転角度情報取得部３ｂ１は、取得した回転体３ａの回転角度情報を回転位置検出部１１に出力する。回転角度情報取得部３ｂ１としては、例えば、エンコーダを用いることが可能である。このエンコーダは、回転駆動部３ｂが備えるモータなどの駆動源に取り付けられる。
【００３８】
回転位置検出部１１は、回転角度情報取得部３ｂ１から出力された回転体３ａの回転角度情報を受け、その回転角度情報からＸ線管３ｃ１及びＸ線検出器３ｅの位置（回転方向における位置）を把握し、その回転位置情報を管電流調整部１３に出力する。
【００３９】
速度検出部１２は、位置情報取得部２ｂ１から出力された天板２ａの位置情報を受け、その天板２ａの位置情報から天板２ａの移動速度（天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度）を導出する。すなわち、速度検出部１２は、移動する天板２ａに応じて連続して得られた位置情報から単位時間当たりの移動量を算出して天板２ａの移動速度を求め、その移動速度情報を管電流調整部１３に出力する。
【００４０】
管電流調整部１３は、Ｘ線管３ｃ１及びＸ線検出器３ｅの回転位置情報や回転開始からの経過時間、天板２ａの移動速度情報などに基づき、被検体Ｐの体厚及び天板２ａの移動速度に応じて、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流を調整する。詳述すると、管電流調整部１３は、被検体Ｐの体厚に応じて必要な画質を得る管電流を求め、その求めた管電流を速度検出部１２により検出された天板２ａの移動速度に応じて調整し、高電圧発生部３ｄを介してＸ線管３ｃ１に供給する。
【００４１】
なお、被検体Ｐの体厚に応じて必要な画質を得る管電流を求める場合には、ＡＥＣとして、被検体の体軸方向に管電流を変調させるＺ軸方向変調、被検体の横断面内で変調させるＸＹ軸方向変調、さらに、Ｚ軸方向変調とＸＹ軸方向変調を組み合わせて管電流を変調させるＸＹＺ軸方向変調などが用いられる。これにより、撮像時には管電流が細かく制御されるので、余分な被曝を抑えることが可能となる。
【００４２】
ここで、一例として、撮像モードがシャトルヘリカルスキャンモードであり、ＡＥＣがＸＹＺ軸方向変調である場合の管電流調整について図３ないし図９を参照して説明する。
【００４３】
シャトルヘリカルスキャンモードでは、図３に示すように、天板２ａは、その天板２ａ上の被検体Ｐの体軸方向であるＺ軸方向において、まず足から頭への往路方向（往路）に、次に頭から足への復路方向（復路）に移動する往復動作を繰り返す。これにより、天板２ａとＸ線管３ｃ１は往復の両方向に相対移動することになる。
【００４４】
このとき、図４に示すように、天板２ａの移動速度Ｖは時間経過に応じて変化する。この天板２ａの移動速度Ｖは、往路及び復路のどちらにおいても、一定の最高速度値（所定の設定値）となるまで徐々に増加し、最高速度値となってから所定時間経過したのち徐々に減少していく。なお、図４では、往復動作が一回だけ示されているが、これは簡略化されて示されたものであり、実際には所定回数繰り返される（他の図５、図６、図８及び図９でも同様）。この往復動作の回数は必要に応じて任意に設定可能である。
【００４５】
このようにシャトルヘリカルスキャンモードでは、天板２ａの移動速度が変化するため、図５に示すように、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流Ａ１が一定であると、被検体Ｐの体軸方向に直交する断面（スライス）ごとのＸ線量Ｂ１は天板２ａの移動速度変化に応じて一定ではなくなる。ここで、図５におけるＸ線量Ｂ１の棒グラフにおいて、一つの棒の横幅は一断面を得る単位時間である。したがって、天板２ａの移動速度が変化すると、その単位時間（スライス）当たりの移動量が異なるため、断面間のＸ線量が均一では無くなってしまう。例えば、天板２ａの移動速度が遅くなるほどＸ線量は増加し、逆に速くなるほどＸ線量は減少し、天板２ａの移動速度とＸ線量は反比例の関係にある。
【００４６】
そこで、図６に示すように、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流（第１の管電流）Ａ２は、天板２ａの移動速度に応じ、被検体Ｐの体軸方向に直交する断面ごとのＸ線量Ｂ２、すなわち断面間（スライス間）のＸ線量を一定とするように調整される。例えば、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流Ａ２は、撮像により得られる全断面のＸ線量が前述の一定の最高速度時のＸ線量になるように調整される。
【００４７】
一方、ＸＹＺ軸方向変調（ＡＥＣ）では、図７に示すように、天板２ａの被検体Ｐの体軸方向であるＺ軸方向に加え、そのＺ軸方向に直交する断面内において互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に管電流が変調される。Ｘ軸は天板２ａの載置面に水平であり、Ｙ軸は天板２ａの載置面に直交する。なお、Ｘ線管３ｃ１は、スキャノ画像の撮像時、０度や９０度などの所定のビュー角度で停止し、また、スライス画像の撮像時には天板２ａ上の被検体Ｐの体軸まわりを回転する。
【００４８】
このＸＹＺ軸方向変調によれば、図８に示すように、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流（第２の管電流）Ａ３は、スキャノ画像から被検体Ｐの部位ごとの厚みが水等価厚に変換され、指定されたＳＤ（標準偏差）により自動的に決定される。このとき、画像ＳＤ、すなわち必要とする画質が維持されつつ、そのときの最小の管電流がＸＹＺ軸方向で算出される。これにより、被検体Ｐの体軸方向に直交する断面ごとのＸ線量Ｂ３は、被検体Ｐの部位ごとに必要な画質を得ることが可能な最小のＸ線量になる。
【００４９】
その後、天板２ａの移動速度に応じて変調された管電流Ａ２と、被検体Ｐの体厚に応じて変調された管電流Ａ３とが合成され、図９に示すように、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流Ａ４が求められる。これにより、被検体Ｐの体軸方向に直交する断面ごとのＸ線量Ｂ４は、天板２ａの移動速度が変化する場合でも、その速度変化に応じて変動することはなく、被検体Ｐの部位ごとに必要な画質を得ることが可能な最小のＸ線量になる。
【００５０】
このような合成により管電流Ａ４を得る流れは考え方であり、実際には、まず、ＸＹＺ軸方向変調により被検体Ｐの体厚に応じた管電流Ａ３を求め、その求めた管電流Ａ３を天板２ａの移動速度に応じて調整する。このとき、制御部４ａは、天板２ａの移動速度が一定となる最高速度（所定の設定値）に対する現在速度（速度検出部１２により検出される天板２ａの移動速度）の比率を算出し、その算出した比率を前述の管電流Ａ３に乗算し、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流を求める。これにより、管電流Ａ３は天板２ａの移動速度に応じてリアルタイムに調整され、前述の合成管電流である管電流Ａ４となる。
【００５１】
次に、前述のＸ線診断装置１が行う撮像処理（管電流調整処理も含む）について図１０を参照して説明する。なお、前述の一例と同様、撮像モードとしては、シャトルヘリカルスキャンモードが設定されており、さらに、ＡＥＣとしては、ＸＹＺ軸方向変調が設定されている。
【００５２】
図１０に示すように、まず、操作部４ｄに対するユーザの入力操作に応じて、所望の画像ＳＤが設定される（ステップＳ１）。このステップＳ１では、例えば、操作部４ｄがユーザにより操作され、所望の画像ＳＤ（標準偏差）が入力されると、その画像ＳＤが設定される。
【００５３】
ステップＳ１の処理後、所定の管電流に基づいてスキャノ画像が撮像される（ステップＳ２）。このステップＳ２では、例えば、スキャノ画像が０度（平面位置）と９０度（側面位置）のビュー角度位置で撮像され、記憶部４ｃに記憶される。このとき、照射野は最大にされている。
【００５４】
なお、０度の平面位置では、天板２ａ上の被検体Ｐの上面にＸ線が照射されてその被検体Ｐを透過したＸ線が検出され、被検体Ｐの平面画像として、ＡＰ方向（前後方向）のスキャノ画像が撮像される。また、９０度の側面位置では、天板２ａ上の被検体Ｐの側面にＸ線が照射されてその被検体Ｐを透過したＸ線が検出され、被検体Ｐの側面画像として、ＬＲ方向（左右方向）のスキャノ画像が撮像される。
【００５５】
ステップＳ２の処理後、ＸＹＺ軸方向変調（ＡＥＣ）による管電流が取得され（ステップＳ３）、その後、取得された管電流に基づいて、シャトルヘリカルスキャンが開始される（ステップＳ４）。シャトルヘリカルスキャンは、前述のように、天板２ａの移動方向を被検体Ｐの体軸方向における二方向（例えば、足から頭への方向と頭から足への方向の二方向）で交互に替え、天板２ａを移動させつつスライス画像を撮像するスキャンである。
【００５６】
前述のステップＳ３では、管電流Ａ３が、ＸＹＺ軸方向変調により、前述のステップＳ１において設定された画像ＳＤに応じて自動的に決定される（図８参照）。このとき、その画像ＳＤ、すなわち必要とする画質が維持されつつ、前述のＡＰ方向及びＬＲ方向のスキャノ画像から被検体Ｐの部位ごとの厚み（被検体Ｐの体厚）が水等価厚に変換され、最小の管電流がＸＹＺ軸方向で算出されることになる。これにより、被検体Ｐの体軸方向に直交する断面ごとのＸ線量Ｂ３は、被検体Ｐの部位ごとに必要な画質を得ることが可能な最小のＸ線量となる。
【００５７】
ステップＳ４において、シャトルヘリカルスキャンが開始されると、回転体３ａの回転に応じて、Ｘ線管３ｃ１及びＸ線検出器３ｅの回転位置が回転位置検出部１１により検出され、さらに、天板２ａの移動に応じて、その天板２ａの移動速度（現在速度）が速度検出部１２により検出される（ステップＳ５）。その後、Ｘ線管３ｃ１及びＸ線検出器３ｅの回転位置や天板２ａの移動速度などに応じて管電流が調整され、Ｘ線管３ｃ１に供給される（ステップＳ６）。
【００５８】
前述のステップＳ６では、ステップＳ５により検出された天板２ａの現在速度における、天板２ａの移動速度が一定となる最高速度（所定の設定値）に対する比率が算出され、その算出された比率が前述の管電流Ａ３に乗算されて、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流Ａ４が求められる（図９参照）。なお、管電流Ａ３は、ＸＹＺ軸変調により変化するため、Ｘ線管３ｃ１及びＸ線検出器３ｅの回転位置や回転開始からの経過時間などにより決定されることになる。このように管電流Ａ４が得られるため、被検体Ｐの体軸方向に直交する断面ごとのＸ線量Ｂ４は、天板２ａの移動速度が変化する場合でも、被検体Ｐの部位ごとに必要な画質を得ることが可能な最小のＸ線量になる。
【００５９】
ステップＳ６の処理後、撮像が完了したか否かが判断され（ステップＳ７）、撮像が完了していないと判断されると（ステップＳ７のＮＯ）、処理がステップＳ５に戻され、ステップＳ５以降の処理が繰り返される。一方、撮像が完了したと判断されると（ステップＳ７のＹＥＳ）、処理が終了する。
【００６０】
このステップＳ７では、撮像が完了したか否かの判断は、例えば、天板２ａが所定の撮像完了位置に到達したか否かを判定することによって行われる。撮像モードがシャトルヘリカルスキャンモードである場合には、所定回数の往復が終了し、天板２ａが所定の撮像完了位置に到達したか否かが判定され、天板２ａが所定の撮像完了位置に到達したと判定された場合に、撮像が完了したと判断される。
【００６１】
このような撮像処理によれば、ＸＹＺ軸方向変調により求められた管電流Ａ３が天板２ａの移動速度に応じて調整され、Ｘ線管３ｃ１に供給される。これにより、天板２ａ上に横たわる被検体Ｐに照射されるＸ線量は天板２ａの速度変化により変動することはなく、ＸＹＺ軸方向変調（ＡＥＣ）によってのみ変化することになる。このため、天板２ａの速度変化を伴う撮像を行う場合でも、必要とする画質を維持しつつ被曝を低減することができる。
【００６２】
なお、シャトルヘリカルスキャンでは、天板２ａが往復移動するが、この往復移動の切り替えなど速度変化が生じる際にも撮像を行うことがスキャン時間（撮像時間）の短縮のためにも重要である。このような速度変化（図４参照）にも対応して管電流を調整することが可能となる。同じように、可変ヘリカルピッチスキャンでも、天板２ａの移動速度が例えば段階的に変化するが、このときの速度変化にも対応して管電流を調整することが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、実施形態によれば、被検体Ｐの体厚に応じて、Ｘ線量が必要な画質を得る最小のＸ線量となるように、さらに、速度検出部１２により検出された天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度に応じて、前述の最小のＸ線量が天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度が変化しても不変となるように、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流が管電流調整部１３により調整される。これにより、管電流は被検体Ｐの体厚に加え、天板２ａの移動速度に応じて制御されることになる。このため、天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度が変化する撮像を行う場合でも、Ｘ線量はその速度変化に応じて変動することなく、被検体Ｐの部位ごとに必要な画質を得ることが可能な最小のＸ線量になるので、必要とする画質を維持しつつ被曝低減を実現することができる。
【００６４】
特に、被検体Ｐの体厚に応じて必要な画質を得る管電流を求め、その求めた管電流を速度検出部１２により検出された天板２ａの移動速度に応じて調整することから、被検体Ｐの体厚及び天板２ａの移動速度に応じて確実に管電流を調整することが可能となり、天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度が変化する撮像を行う場合でも、確実に必要な画質を維持しつつ被曝低減を実現することができる。
【００６５】
また、シャトルヘリカルスキャンのように、天板２ａとＸ線管３ｃ１とをその天板２ａ上の被検体Ｐの体軸方向における二方向に交互に相対移動させる場合、その二方向を切り替える速度変化を伴う移動期間中に、被検体Ｐの体厚及び天板２ａの移動速度に応じて、Ｘ線管３ｃ１に供給する管電流を調整することから、移動中にも所望の撮像を実行することが可能となるので、スキャン時間を短縮しつつ、前述の必要な画質の維持及び被曝低減を実現することができる。
【００６６】
なお、前述の実施形態においては、撮像中に移動する天板２ａの移動速度を検出して用いているが、これに限るものではなく、天板２ａとＸ線管３ｃ１との相対移動速度を検出して用いることが可能であれば良い。例えば、Ｘ線診断装置１として、撮像中に天板２ａではなく架台Ａを移動駆動部（例えば、レール機構や駆動源、位置情報取得部などを有している）により移動させるＸ線診断装置を用いた場合には、Ｘ線照射器３ｃやＸ線検出器３ｅ、回転体３ａなどを含め架台Ａが移動する移動体となるため、その架台Ａの移動速度を検出して用いることになる。
【００６７】
また、前述の実施形態においては、一例として、撮像モードがシャトルヘリカルスキャンモードであり、ＡＥＣがＸＹＺ軸方向変調である場合を用いて説明を行っているが、これに限るものではなく、例えば、撮像モードが可変ヘリカルピッチスキャンモードであっても良く、また、ＡＥＣがＺ軸方向変調やＸＹ軸方向変調などであっても良い。
【００６８】
以上、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。
【符号の説明】
【００６９】
１      Ｘ線診断装置
２ａ    天板
２ｂ    移動駆動部
３ｃ１  Ｘ線管
３ｅ    Ｘ線検出器
１２    速度検出部
１３    管電流調整部
Ｐ      被検体
【図１】
2013192750.tif 000003
【図２】
2013192750.tif 000004
【図３】
2013192750.tif 000005
【図４】
2013192750.tif 000006
【図５】
2013192750.tif 000007
【図６】
2013192750.tif 000008
【図７】
2013192750.tif 000009
【図８】
2013192750.tif 000010
【図９】
2013192750.tif 000011
【図１０】
2013192750.tif 000012