(57)【要約】【課題】画像再構成を可能としたうえでガントリからコンソールへのデータ伝送量の削減を実現すること。【解決手段】ガントリ１０は、Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１５、データ収集回路２１、及び伝送部２３を装備している。Ｘ線管１３は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。データ収集回路２１は、Ｘ線検出器１５からの出力信号の中から、Ｘ線管１３から発生され被検体を透過したＸ線に応じた出力信号を抽出する抽出部２１５を有している。伝送部２３は、抽出された出力信号を無線又は有線を介してコンソール３０に伝送する。コンソール３０は、受信部３１と再構成部３７とを有している。受信部３１は、ガントリ１０から出力信号を受信する。再構成部３７は、受信部３１により受信された出力信号を利用して、被検体に関する画像データを再構成する。【選択図】      図１
2013013617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガントリと前記ガントリに無線又は有線を介して接続されたコンピュータ装置とを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記ガントリは、
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器からの第１の出力信号の中から、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線に応じた第２の出力信号を抽出する抽出部と、
前記抽出された第２の出力信号を前記無線又は有線を介して前記コンピュータ装置に伝送する伝送部と、を有し、
前記コンピュータ装置は、
前記第２の出力信号を受信する受信部と、
前記受信された第２の出力信号を利用して前記被検体に関する画像データを再構成する再構成部と、を有する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記ガントリは、前記Ｘ線検出器からの第１の出力信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、
前記抽出部は、前記デジタルに変換された第１の出力信号の中から、前記第２の出力信号を抽出する、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記抽出部は、前記第１の出力信号の強度と閾値との比較に従って、前記第１の出力信号の中から前記第２の出力信号を抽出する、請求項１又は２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記被検体を透過せず、空気のみを透過したＸ線に応じた出力信号が有しうる強度に対応する、請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記ガントリは、前記抽出された第２の出力信号に基づいて、前記被検体を透過したＸ線に由来する出力信号の供給もとの検出素子の位置範囲を特定する特定部をさらに備え、
前記伝送部は、前記抽出された第２の出力信号とともに、前記特定された位置範囲に関するデータを前記コンピュータ装置に伝送する、
請求項１から３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６】
前記コンピュータ装置は、前記第２の出力信号に欠落範囲のデータを補充する結合部をさらに有し、
前記再構成部は、前記欠落範囲のデータが補充された第２の出力信号に基づいて前記画像データを再構成する、
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】
ガントリと前記ガントリに無線又は有線を介して接続されたコンピュータ装置とを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記ガントリは、
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生されたＸ線を検出し、前記検出されたＸ線の強度に応じた電気信号を生成する、２次元状に配列された複数の検出素子を有するＸ線検出器と、
前記検出素子からの電気信号をビュー期間毎に積分して積分信号を生成する積分部と、
前記生成された積分信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータを生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記生成されたデジタルデータの強度値に基づいて、前記デジタルデータのうちの、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線に由来するデジタルデータを抽出し、前記Ｘ線管から発生され前記被検体を透過していないＸ線に由来するデジタルデータを消去する抽出部と、
前記抽出されたデジタルデータを利用して前記Ｘ線検出器における前記被検体の存在範囲を特定する特定部と、
前記抽出されたデジタルデータと前記特定された存在範囲のデータとを前記無線又は有線を介して前記コンピュータ装置に伝送する伝送部と、を有し、
前記コンピュータ装置は、
前記伝送されたデジタルデータと存在範囲のデータとを受信する受信部と、
前記受信された存在範囲のデータを利用して、前記受信されたデジタルデータと所定の投影値を有する補充データとを結合して結合データを生成する結合部と、
前記生成された結合データに基づいて前記被検体に関する画像データを再構成する再構成部と、を有する、
ことを特徴とする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】
近年、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の新たな撮像方法の開発や撮像領域範囲の拡大に伴い、ガントリからコンピュータ装置（コンソール）へ伝送するデータ量が増加している。その一方、ＣＴ検査においてリアルタイムで画像再構成することが臨床において求められている。データ量の増加に対する対策として、十分な容量のメモリーをＸ線コンピュータ断層撮影装置に搭載することで、ハードディスクへのＲｅａｄ／ｗｒｉｔｅを削減し、データ処理性能を向上させる方法が実施されている。しかしながら、この方法も限界にきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目的は、画像再構成を可能したうえでガントリからコンソールへのデータ伝送量の削減を実現するＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、ガントリと前記ガントリに無線又は有線を介して接続されたコンピュータ装置とを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記ガントリは、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器からの第１の出力信号の中から、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線に応じた第２の出力信号を抽出する抽出部と、前記抽出された第２の出力信号を前記無線又は有線を介して前記コンピュータ装置に伝送する伝送部と、を有し、前記コンピュータ装置は、前記第２の出力信号を受信する受信部と、前記受信された第２の出力信号を利用して前記被検体に関する画像データを再構成する再構成部と、有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】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。
【図２】図１のＸ線検出器の概略的な斜視図。
【図３】図１の出力信号の強度値のチャンネル方向に沿う空間分布の一例を示す図。
【図４】図１のシステム制御部の制御のもとに行われる、ガントリにおける処理の典型的な流れを示す図。
【図５】図４のステップＳＡ３、ＳＡ４、ＳＡ５、及びＳＡ６の処理を具体的に説明するための図。
【図６】図４のステップＳＡ９において伝送部により行われる伝送処理の一例を示す図。
【図７】図４のステップＳＡ９において伝送部により行われる伝送処理の他の例を示す図。
【図８】図１のシステム制御部の制御のもとに行われる、コンソールにおける処理の典型的な流れを示す図。
【図９】図８のステップＳＢ５において結合部により行われる結合処理の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
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。
【０００７】
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Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、互いに無線又は有線を介して接続されたガントリ１０とコンソール（画像再構成処理装置）３０とを有する。
【０００８】
ガントリ１０は、円環又は円板状の回転フレーム１１を搭載する。回転フレーム１１は、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とを、回転フレーム１１の中心軸（回転軸）回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１は、回転駆動部１７に接続されている。回転駆動部１７は、コンソール３０内のスキャン制御部４１による制御に従って回転フレーム１１を一定の角速度で回転し、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とを回転軸回りに回転する。
【０００９】
回転フレーム１１の開口の内部には、ＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口には、被検体Ｐのスキャン部位がＦＯＶに含まれるように、被検体Ｐが載置された天板Ｔが挿入される。典型的には、被検体Ｐの体軸が回転フレーム１１の回転軸に一致するように、被検体Ｐは、天板Ｔに載置される。
【００１０】
Ｘ線管１３は、高電圧発生部１９から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。高電圧発生部１９は、スキャン制御部４１による制御に従ってＸ線管１３に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
【００１１】
Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。図２は、Ｘ線検出器の概略的な斜視図である。図２に示すように、Ｘ線検出器１５は、２次元状に配列された複数の検出素子１５Ｅを搭載する。例えば、複数の検出素子１５Ｅは、回転フレーム１１の回転軸を中心とした円弧に沿って配列される。この円弧に沿う検出素子１５Ｅの配列方向はチャンネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）方向と呼ばれる。チャンネル方向に沿って配列された複数の検出素子１５Ｅは、検出素子列１５Ｒと呼ばれる。複数の検出素子列１５Ｒは、回転軸に沿う列（ｒｏｗ）方向に沿って配列される。Ｘ線検出器１５における個々の検出素子１５Ｅの位置は、検出素子番号により規定される。検出素子番号は、チャンネル番号と列番号とにより規定される。各検出素子１５Ｅは、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた電気信号（電流信号）を生成する。生成された電気信号は、データ収集回路（ＤＡＳ）２１に供給される。
【００１２】
データ収集回路２１は、コンソール３０内のスキャン制御部４１による制御に従って、Ｘ線検出器１５を介して電気信号をビュー（ｖｉｅｗ）毎に収集する。よく知られているように、ビューは、回転軸周りの回転フレーム１１の回転角度に対応する。また、信号処理的には、ビューは、回転フレーム１１の回転時におけるデータのサンプリング点に対応する。
【００１３】
図１に示すように、データ収集回路２１は、積分部２１１、Ａ／Ｄ変換部２１３、抽出部２１５、保存部２１７、及び特定部２１９を有する。積分部２１１は、各検出素子１５Ｅから繰り返し供給される電気信号を１ビューの期間に亘って積分してアナログの積分信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部２１３は、積分信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータを生成する。生成されたデジタルデータは、純生データと呼ばれている。抽出部２１５は、生成された純生データの強度値に基づいて、繰り返し供給される純生データから、Ｘ線管１３から発生され被検体Ｐを透過したＸ線に由来する純生データを抽出し、Ｘ線管１３から発生され被検体Ｐを透過していないＸ線に由来する純生データを消去する。保存部２１７は、抽出された純生データを一時的に保存する。保存部２１７は、純生データをビュー単位で保存する。ここで単一のビューに属する抽出前の純生データのセットを「抽出前の純生データセット」と呼び、単一のビューに属する抽出後の純生データのセットを「抽出後の純生データセット」と呼ぶことにする。特定部２１９は、抽出後の純生データセットを利用して、Ｘ線検出器１５における被検体Ｐの存在範囲を特定する。被検体存在範囲は、検出素子番号（チャンネル番号及び列番号）とビュー番号とにより規定される。
【００１４】
伝送部２３は、保存部２１７に保存された抽出後の純生データセットと特定部２１９により特定された被検体存在範囲のデータとを、無線又は有線を介してコンソール３０に伝送する。
【００１５】
コンソール３０は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置のコンピュータ装置である。コンソール３０は、受信部３１、前処理部３３、結合部３５、再構成部３７、表示部３９、スキャン制御部４１、記憶部４３、操作部４５、及びシステム制御部４７を有する。
【００１６】
受信部３１は、抽出後の純生データセットと被検体存在範囲のデータとをガントリ１０から繰り返し受信する。
【００１７】
前処理部３３は、抽出後の純生データに前処理を施し、再構成処理に利用される投影データを生成する。前処理は、例えば、対数変換、ゲイン補正、オフセット補正等が挙げられる。投影データは、ビュー単位で記憶部４３に記憶される。ここで、単一のビューに属する投影データのセットを投影データセットと呼ぶことにする。
【００１８】
結合部３５は、抽出部２１５により抽出されなかったデータを投影データセットに補充するために、被検体存在範囲のデータを利用して、投影データセットと所定値を有するデータとを結合する。ここで所定値を有するデータを補充データと呼ぶことにする。また、投影データセットと補充データとを結合することにより生成された、単一のビューに属するデータのセットを結合投影データセットと呼ぶことにする。結合投影データセットは、ビュー単位で記憶部４３に記憶される。
【００１９】
再構成部３７は、投影データセットを利用して被検体Ｐに関する画像データを再構成する。具体的には、再構成部３７は、複数のビューに関する複数の結合投影データセットに基づいて画像データを再構成する。複数のビューは、画像再構成に必要十分な数のビューである。再構成された画像データは、記憶部４３に記憶される。なお、投影データセットのみにより画像データを再構成可能な場合、換言すれば、補充データを補充することなく画像データを再構成可能な場合、結合投影データセットではなく、投影データセットに基づいて画像データを再構成してもよい。
【００２０】
上述のように、積分部２１１の出力である積分信号、Ａ／Ｄ変換部２１５の出力である純生データ、及び前処理部３１の出力である投影データは、Ｘ線検出器１５からの出力である電気信号に由来する。そこで、電気信号、積分信号、純生データ、及び投影データをまとめて扱う場合、これら信号やデータをまとめてＸ線検出器１５の出力信号と呼ぶことにする。
【００２１】
表示部３９は、画像データに対応する表示画像を表示機器に表示する。表示機器としては、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挙げられる。
【００２２】
スキャン制御部４１は、スキャンを実行するために、回転駆動部１７、高電圧発生部１９、及びデータ収集部２１を制御する。例えば、スキャン制御部２１は、Ｘ線管１３からＸ線が発生されるように、高電圧発生部１９を制御する。また、スキャン制御部２１は、スキャン中に回転フレーム１１を連続的に回転させるために、回転駆動部１７を制御する。また、スキャン制御部４１は、Ｘ線検出器１５を介して、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する純生データをビュー毎に収集するようにデータ収集部２１を制御する。
【００２３】
記憶部４３は、抽出後の純生データセット、投影データセット、結合投影データセット、及び画像データを記憶する。また、記憶部４３は、システム制御部３９により実行される制御プログラムを記憶する。
【００２４】
操作部４５は、ユーザからの各種指令や情報入力を、入力機器を介して受け付ける。入力機器としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチボタン等の選択デバイス、あるいはキーボード等が挙げられる。
【００２５】
システム制御部４７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。システム制御部４７は、記憶部４３に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリー上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。
【００２６】
以下、本実施形態に係るシステム制御部４１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。
【００２７】
まずは、図３を参照しながら本実施形態の概略について説明する。図３は、Ｘ線検出器１５からの出力信号の強度値のチャンネル方向に沿う空間分布の一例を示す図である。図３に示すように、システム制御部４７は、ガントリ１０の開口の内側に設定されたＦＯＶ内の被検体Ｐのスキャン部位をＸ線でスキャンする。スキャン計画時においては、予め設定された複数のサイズのＦＯＶから、被検体Ｐのスキャン部位に応じた大きさのＦＯＶが選択される。すなわち、ＦＯＶの寸法は、個々の被検体Ｐのスキャン部位に最適な大きさに調整することはできない。この結果、Ｘ線管１３から発生されるＸ線の全てが被検体Ｐを透過するわけでなく、一部のＸ線は、被検体Ｐを透過せず直接にＸ線検出器１５に到達する。従って、出力信号の中には、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する出力信号と、被検体Ｐを透過していないＸ線に由来する出力信号とがある。被検体Ｐを透過したＸ線に由来する出力信号と被検体Ｐを透過していないＸ線に由来する出力信号とは、Ｘ線の特性により強度値が異なる。抽出部２１５は、このようなＸ線の特性を利用して、Ｘ線検出器１５からの出力信号の中から、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する出力信号を抽出し、被検体Ｐを透過していないＸ線に由来する出力信号を消去する。そして抽出された出力信号をコンソール３０に伝送する。この伝送方式により本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、コンソール３０への出力信号の伝送量を削減でき、これに伴い、画像再構成の高速化を実現することができる。
【００２８】
次に、本実施形態に係るガントリ１０側の処理を説明する。図４は、システム制御部４７の制御のもとに行われる、ガントリ１０側の処理の典型的な流れを示す図である。なお、図４の処理は、スキャン中に行われるものとする。スキャン中においては、回転フレーム１１が回転しながらＸ線管１３からＸ線が連続的又は間欠的に発生されている。Ｘ線管１３から発生されたＸ線は、Ｘ線検出器１５内の各検出素子１５Ｅにより検出される。各検出素子１５Ｅは、Ｘ線を繰り返し検出し、検出されたＸ線の強度に応じたアナログの電気信号を生成する。
【００２９】
スキャン中、システム制御部４７は、ステップＳＡ１からＳＡ８までの処理を行うためにスキャン制御部４１を制御する。まず、スキャン制御部４１は、データ収集回路２１の積分部２１１に積分処理を行わせる（ステップＳＡ１）。ステップＳＡ１において積分部２１１は、各検出素子１５Ｅから電気信号をビュー毎に読み出す。そして積分部２１１は、読み出した電気信号を所定のビュー期間に亘って積分して積分信号を生成する。ビュー期間は、例えば、回転フレーム１１が１ビュー分の回転角度だけ回転するのに要する時間である。積分信号は、データ収集回路２１のＡ／Ｄ変換部２１３に供給される。
【００３０】
ステップＳＡ１が行われるとスキャン制御部４１は、Ａ／Ｄ変換部２１３にＡ／Ｄ変換処理を行わせる（ステップＳＡ２）。ステップＳＡ２においてＡ／Ｄ変換部２１３は、積分信号にＡ／Ｄ変換を施し、デジタルの純生データを生成する。純生データは、各ビューにおいて検出素子１５Ｅ毎に生成される。純生データは、データ収集回路２１の抽出部２１５に供給される。
【００３１】
ステップＳＡ２が行われるとスキャン制御部４１は、抽出部２１５に抽出処理を行わせる。抽出処理は、ステップＳＡ３、ＳＡ４、及びＳＡ６からなる。ステップＳＡ３において抽出部２１５は、純生データの強度値に基づいて、純生データが被検体Ｐを透過したＸ線に由来する純生データであるか否かを判定する。以下、抽出部２１５による判定処理について詳細に説明する。
【００３２】
判定処理において抽出部２１５は、判定対象の純生データの強度値と予め設定された閾値との比較を行う。閾値は、被検体を透過したＸ線に由来する純生データの強度値と空気のみを透過したＸ線に由来する純生データの強度値とを区別可能な値に設定される。例えば、閾値は、空気のみを透過したＸ線に由来する純生データが有し得る強度値範囲の最小値に設定されるとよい。閾値は、被検体Ｐのスキャン前等に実行されたスキャンにより得られた実測の値に基づいて決定されると良い。また、閾値は、操作部４５を介して任意の値に設定されてもよい。例えば、抽出部２１５は、判定対象の純生データの強度値が閾値よりも低い場合、判定対象の純生データが被検体Ｐを透過したＸ線に由来するデータであると判定する。一方、抽出部２１５は、判定対象の純生データの強度値が閾値よりも高い場合、判定対象の純生データが被検体Ｐを透過したＸ線に由来するデータでないと判定する。
【００３３】
判定対象の純生データが被検体を透過したＸ線に由来する純生データであると判定された場合（ステップＳＡ３：ＹＥＳ）、スキャン制御部４１は、抽出部２１５に抽出処理を行わせる（ステップＳＡ４）。ステップＳＡ４において抽出部２１５は、判定対象の純生データを抽出する。抽出された純生データは、保存部２１７に供給される。
【００３４】
ステップＳＡ４が行われるとスキャン制御部４１は、保存部２１７に保存処理を行わせる（ステップＳＡ５）。ステップＳＡ５において保存部２１７は、抽出部２１５から供給された純生データを一時的に保存する。この際、純生データは、供給元の検出素子１５Ｅの検出素子番号に関連付けて保存される。
【００３５】
一方、ステップＳＡ３において、判定対象の純生データが空気のみを透過したＸ線に由来する純生データであると判定された場合（ステップＳＡ３：ＮＯ）、スキャン制御部４１は、抽出部２１５に消去処理を行わせる（ステップＳＡ６）。ステップＳＡ６において抽出部２１５は、判定対象の純生データを消去する。
【００３６】
ステップＳＡ４又はＳＡ６が行われるとスキャン制御部４１は、Ｘ線検出器１５に含まれる全ての検出素子１５Ｅからの純生データについてステップＳＡ３の判定処理を行ったか否かを判定する（ステップＳＡ７）。この判定処理は、ビュー毎に行われる。ステップＳＡ７において行っていないと判定した場合（ステップＳＡ７：ＮＯ）、スキャン制御部４１は、再びステップＳＡ３に戻る。このようにして、全ての検出素子１５Ｅからの純生データについてステップＳＡ７の判定処理が行われるまで、ステップＳＡ３、ＳＡ４、ＳＡ５、ＳＡ６が繰り返される。
【００３７】
ここで、ステップＳＡ３、ＳＡ４、ＳＡ５、ＳＡ６の処理を、図５を参照しながら具体的に説明する。図５は、抽出部２１５による抽出処理の具体例を模式的に示す図である。図５の（Ａ）は、ガントリを正面から眺めた図である。図５の（Ｂ）は、ガントリを側面から眺めた図である。図５の（Ｃ）は、図５の（Ａ）及び（Ｂ）の状況のもとにおける純生データの抽出例を示す図である。なお、図５において、Ｘ線検出器１５のチャンネルは、０チャンネルから８９６チャンネルまであり、列は、０列から３２０列まであるものとする。
【００３８】
図５の（Ａ）に示すように、Ｘ線管１３から発生され被検体Ｐを透過したＸ線は、１００チャンネルから８００チャンネルまでの範囲に分布する複数の検出素子１５Ｅにより検出されたとする。Ｘ線管１３から発生され空気のみを透過したＸ線は、０チャンネルから９９チャンネルまでの範囲に分布する複数の検出素子１５Ｅと８０１チャンネルから８９６チャンネルまでの範囲に分布する複数の検出素子１５Ｅとにより検出されたとする。図５の（Ｂ）に示すように、被検体Ｐを透過したＸ線は、１００列から２００チャンネルまでの範囲に分布する複数の検出素子１５Ｅにより検出されたとする。空気のみを透過したＸ線は、０列から９９列までの範囲に分布する検出素子と２０１列から３２０列までの範囲に分布する複数の検出素子１５Ｅとにより検出されたとする。この場合、図５の（Ｃ）に示すように、抽出前の純生データセットのうちの（チャンネル番号，列番号）＝（１００，１００）、（１００，２００）、（８００，１００）、（８００，２００）の４つの点で囲まれる四角形状の範囲における純生データが抽出され、それ以外の範囲における純生データが消去される。抽出後の純生データセットにおいては、消去された純生データの検出素子番号に対応するデータは欠落している。従って、抽出前の純生データセットのデータサイズよりも抽出後の純生データセットのデータサイズは、被検体Ｐを透過していない純生データのデータサイズ分だけ削減されている。
【００３９】
そしてＸ線検出器１５に含まれる全ての検出素子１５Ｅからの純生データについてステップＳＡ３の判定処理を行ったと判定した場合（ステップＳ７Ａ：ＹＥＳ）、スキャン制御部４１は、特定部２１９に特定処理を行わせる（ステップＳＡ８）。ステップＳＡ８において特定部２１９は、Ｘ線検出器１５における被検体Ｐの存在範囲を、抽出された純生データに保存部２１７において関連付けられている検出素子番号を利用して特定する。特定処理は、例えば、ビュー毎（すなわち、純生データセット毎）に行われる。具体的には、被検体存在範囲は、ステップＳＡ４において抽出された純生データの供給もとの検出素子１５Ｅの座標範囲である。例えば、図５の場合、被検体存在範囲は、（１００，１００）、（１００，２００）、（８００，１００）、（８００，２００）の４つの頂点で囲まれる四角形状の範囲である。被検体存在範囲は、各純生データの検出素子１５Ｅの座標を表す数字の羅列により規定されてもよいし、チャンネル番号１００から２００までのような範囲を表す数字により規定されてもよい。被検体存在範囲は、コンソール３０において補充データの補充に利用される。
【００４０】
ステップＳＡ８が行われるとシステム制御部４７は、伝送部２３に伝送処理を行わせる（ステップＳＡ９）。ステップＳＡ９において伝送部２３は、抽出後の純生データセットと被検体存在範囲のデータとを所定の伝送方式でコンソール２３に伝送する。データの具体的な伝送方法を以下に説明する。
【００４１】
図６は、データの伝送方法の一例を示す図である。図６に示すように、抽出後の純生データセットは、所定の伝送単位でまとめて伝送される。例えば、図６に示すように、１６ビュー分の抽出後の純生データセットがまとめて伝送される。上述のように１ビュー毎に被検体存在範囲が特定された場合、１ビュー毎に抽出後の純生データセットと被検体存在範囲のデータとが関連付けて伝送される。この場合、１回の伝送において、１６ビュー分の抽出後の純生データセットと１６ビュー分の被検体存在範囲データとがまとめて伝送される。なお、伝送単位は、１６ビューに限定されない。例えば、１ビューや３２ビュー等、１６ビュー以外の如何なるビュー数を伝送単位に設定可能である。
【００４２】
図７は、データの伝送方法の他の例を示す図である。図７に示すように、本実施形態においては、必ずしも１ビュー毎に被検体の存在範囲が特定されなくてもよい。例えば、特定部２１９は、１伝送単位につき１回だけ被検体存在範囲を特定すれば良い。図７の場合、１６ビューが１伝送単位であるので、１回の伝送において、１６ビュー分の純生データと１ビュー分の被検体存在範囲のデータとがまとめて伝送される。なお被検体存在範囲は、１６ビューのうちの任意のビューの純生データセットに基づいて特定されてもよい。
【００４３】
なお、伝送単位よりも大きい単位で被検体存在範囲が特定されてもよい。例えば、回転フレーム１１が３０度や６０度等の所定の回転角度だけ回転する毎に特定部２１９により被検体存在範囲が特定されてもよい。このように、所定のビュー数（あるいは、回転角度）おきに被検体存在範囲を特定することで、特定部２１９の負荷を低減し、効率良く被検体存在範囲を特定することができる。また、伝送する被検体存在範囲のデータ量を削減することができる。
【００４４】
スキャンにより生成された全ての抽出後の純生データセットと被検体存在範囲データとが伝送されると、システム制御部４７の制御のもとに行われる図４の処理が終了する。
【００４５】
上述のように、データ収集回路２１は、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する純生データを抽出し、被検体Ｐを透過していないＸ線に由来する純生データを削除している。そして伝送部２３は、収集された純生データのうちの、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する純生データのみをコンソール３０へ伝送している。抽出後の純生データセットのデータサイズは、抽出前の純生データセットのデータサイズよりも削減されている。すなわち、抽出前の純生データセットを伝送するよりも、抽出後の純生データセットを伝送する方が、コンソール３０へのデータ量を削減することができる。従って、スキャン中における純生データの伝送時間を短くすることができる。
【００４６】
次に、本実施形態に係るコンソール３０側の処理について説明する。図８は、システム制御部４７の制御のもとに行われる、コンソール３０側の処理の典型的な流れを示す図である。
【００４７】
図８に示すように、システム制御部４７は、スキャン中、受信部３１に受信処理を行わせる（ステップＳＢ１）。ステップＳＢ１において受信部３１は、ガントリ１０から伝送される抽出後の純生データセットと被検体存在範囲データとを繰り返し受信する。
【００４８】
ステップＳＢ１が行われるとシステム制御部４７は、前処理部３３に前処理を行わせる（ステップＳＢ２）。ステップＳＢ２において前処理部３３は、ステップＳＢ１において受信された純生データセットに前処理を施して投影データセットを生成する。生成された投影データセットにおいて、消去された純生データの検出素子番号に対応するデータは欠落している。
【００４９】
ステップＳＢ２が行われるとシステム制御部４７は、記憶部４３に記憶処理を行わせる（ステップＳＢ３）。ステップＳＢ３において記憶部４３は、ステップＳＢ２において生成された投影データセットを記憶する。投影データセットは、対応する被検体存在範囲データに関連付けて記憶される。
【００５０】
ステップＳＢ３が行われるとシステム制御部４７は、再構成処理を開始するか否かを判定する。具体的には、システム制御部４７は、再構成に必要なビュー数の投影データセットが収集され記憶部４３に記憶されているか否かを判定する。再構成に必要なビュー数は、再構成部３７が実行する再構成アルゴリズムに応じて設定される。本実施形態に係る再構成アルゴリズムは、フル再構成やハーフ再構成等の既存のあらゆる再構成アルゴリズムに適用可能である。また、ＣＴ透視と呼ばれる部分再構成アルゴリズムにも適用可能である。再構成に必要なビュー数の投影データセットが記憶されている場合、システム制御部４７は、再構成処理を開始すると判定する。再構成に必要なビュー数の投影データセットが記憶されていない場合、システム制御部４７は、再構成処理を開始しないと判定する。
【００５１】
再構成処理を開始しないと判定した場合（ステップＳＢ４：ＮＯ）、システム制御部４７は、ステップＳＢ１に戻る。このようにして、再構成に必要なビュー数の投影データセットが記憶部４３に記憶されるまで、ステップＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４が繰り返される。
【００５２】
そしてステップＳＢ４において再構成処理を開始すると判定した場合（ステップＳＢ４：ＹＥＳ）、システム制御部４７は、結合部３５に結合処理を行わせる（ステップＳＢ５）。ステップＳＢ５において結合部３５は、被検体存在範囲データを利用して各投影データセットと補充データとを結合して結合投影データセットを生成する。以下に結合処理の詳細について説明する。
【００５３】
図９は、結合部３５による結合処理を説明するための図である。図９に示すように、Ｘ線検出器１５のチャンネルは、０チャンネルから８９６チャンネルまであり、列は、０列から３２０列まであるとする。再構成を行うためには、各ビューにおいてＸ線検出器１５の検出素子範囲と同一の範囲の投影データが揃っている必要がある。図９の場合、（チャンネル番号，列番号）＝（０，０）から（８９６，３２０）までの全ての点において投影データが揃っている必要がある。しかしながら、ステップＳＢ２において生成された投影データセットは、抽出後の純生データセットに対応するので、データが欠落している箇所がある。例えば、図９の場合、投影データセットは、（チャンネル番号，列番号）＝（１００，１００）、（８００，１００）、（１００，２００）、（８００，２００）の４点で囲まれる四角形状の範囲の投影データにより構成されている。
【００５４】
まず結合部３５は、ステップＳＢ１において受信された被検体存在範囲のデータを参照することにより、データが欠落している範囲を特定する。具体的には、まず結合部３５は、被検体存在範囲のデータを参照することにより、Ｘ線検出器１５における被検体の存在範囲、すなわち、投影データの存在範囲を特定する。また、結合部３５は、Ｘ線検出器全体の範囲、すなわち、再構成において必要な投影データの範囲に関するデータを、予めシステム制御部４７等により通知されている。従って、結合部３５は、被検体存在範囲とＸ線検出器全体の範囲とに基づいて、投影データが欠落している範囲を特定することができる。
【００５５】
投影データの欠落範囲が特定されると結合部３５は、この欠落範囲に補充データを補充する。換言すれば、欠落範囲の補充データと投影データセットとを結合して結合投影データセットを生成する。補充データは、所定の投影値を有する計算上のデータである。所定の投影値は、例えば、被検体Ｐを透過しないでＸ線検出器１５により検出されたＸ線に由来する投影値を有する。この場合、所定の投影値は、空気のみを透過してＸ線検出器１５により検出されたＸ線に由来する投影値を有する。所定の投影値は、例えば、実測値に基づいて決定されるとよい。なお所定の投影値は、ユーザにより操作部４５を介して設定された任意の値でもよい。投影データセットに補充データが補充されると結合投影データセットが生成される。結合投影データセットは、再構成に必要な全ての範囲にデータを有している。このようにして結合部３５は、再構成に必要な全てのビューについて結合投影データセットを生成する。
【００５６】
ステップＳＢ５が行われるとシステム制御部４７は、再構成部３７に再構成処理を行わせる（ステップＳＢ６）。ステップＳＢ６において再構成部３７は、複数のビューに関する複数の結合投影データセットに基づいて被検体Ｐに関する画像データを再構成する。
【００５７】
ステップＳＢ６が行われるとシステム制御部４７は、記憶部４３に記憶処理を行わせる（ステップＳＢ７）。ステップＳＢ７において記憶部４３は、ステップＳＢ６において発生された画像データを記憶する。
【００５８】
ステップＳＢ７において画像データが記憶されると、システム制御部４７の制御のもとに行われる図８の処理が終了する。画像データの記憶後、画像データに対応する表示画像が表示部４５により表示されてもよい。
【００５９】
上述のように、結合部３５は、被検体存在範囲データを利用して、投影データセットと補充データとを結合して結合投影データセットを生成している。そして再構成部３７は、生成された結合投影データセットに基づいて画像データを再構成する。この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、コンソール３０へ伝送する純生データのデータ量を削減しつつ、画像再構成を行うことができる。従って本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、スキャン開始から画像データを出力するための時間を従来に比して短縮することができる。これにより検査効率を向上させることができる。このように本実施形態によれば、検査時間が短縮されるので、救急時の診断が可能となる。また、検査時間が短縮されるので、スキャン時における被検体への負担を軽減することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、Ｘ線検出器１５の出力信号が純生データの段階において抽出部２１５による抽出処理を行うとした。しかしながら、抽出処理は、伝送部２３による伝送前であれば、如何なる形態の出力信号に対して実行されてもよい。すなわち、Ｘ線検出器１５の出力であるアナログの電気信号、積分部２１１の出力であるアナログの積分信号に対して抽出処理が行われても良い。
【００６１】
また、本実施形態においては、被検体存在範囲データがコンソール３０へ伝送されるとした。しかしながら、被検体存在範囲データを利用することなく投影データセットに補充データを補充することができるのであれば、必ずしも被検体存在範囲データをコンソール３０へ伝送する必要はない。この場合、抽出後の純生データセットの各純生データに検出素子番号が関連付けられていれば良い。各純生データに検出素子番号が関連付けられていれば、結合部３５は、再構成において必要な投影データの範囲と各純生データの検出素子番号とに基づいて、データの欠落範囲を特定することができる。欠落範囲が特定されれば、本実施形態と同様の処理により、結合部３５は欠落範囲に補充データを補充して結合投影データセットを生成し、再構成部３７は結合投影データセットに基づいて画像データを再構成することができる。
【００６２】
上記説明によれば、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、ガントリ１０とガントリ１０に無線又は有線を介して接続されたコンソール３０とを有している。ガントリ１０は、Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１５、データ収集回路２１、及び伝送部２３を装備している。Ｘ線管１３は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。データ収集回路２１は、Ｘ線検出器１５からの出力信号の中から、Ｘ線管１３から発生され被検体を透過したＸ線に応じた出力信号を抽出する抽出部２１５を有している。伝送部２３は、抽出部２１５により抽出された出力信号を無線又は有線を介してコンソール３０に伝送する。コンソール３０は、受信部３１と再構成部３７とを有している。受信部３１は、ガントリ１０から出力信号を受信する。再構成部３７は、受信部３１により受信された出力信号を利用して、被検体に関する画像データを再構成する。
【００６３】
かくして本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、画像再構成を可能としたうえでガントリ１０からコンソール３０へのデータ伝送量の削減を実現することができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、Ｘ線検出器１５とデータ収集回路２１とは分離されているとした。しかしながら、Ｘ線検出器１５とデータ収集回路２１とは、ＤＡＳ検出器と呼ばれる単一のモジュールに搭載されていても良い。
【００６５】
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】
【００６６】
１０…ガントリ、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…回転駆動部、１９…高電圧発生部、２１…データ収集回路、２３…伝送部、３０…コンソール、３１…受信部、３３…前処理部、３５…結合部、３７…再構成部、３９…表示部、４１…スキャン制御部、４３…記憶部、４５…操作部、４７…システム制御部、２１１…積分部、２１３…Ａ／Ｄ変換部、２１５…抽出部、２１７…保存部、２１９…特定部
【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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