(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像ノイズ及び第１の画像に対するスライス幅を指定する指定手段と、
Ｘ線透過データ量と画像ノイズと撮影条件とを対応付けた撮影条件データを記憶する記憶手段と、
前記第１の画像に対する前記スライス幅に対応する領域内のＸ線透過データ量と前記撮影条件データとから、スライス幅が小さくなるとＸ線量を上昇させ、又はスライス幅が大きくなるとＸ線量を低下させて、指定された前記画像ノイズの画像を得るように指定された前記スライス幅に応じて管電流を決定する撮影条件決定手段と、
を具備することを特徴とするＣＴ用撮影条件決定装置。
【請求項２】
スキャノグラムとしての前記Ｘ線透過データを収集するスキャノグラム収集手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＴ用撮影条件決定装置。
【請求項３】
撮影視野を設定する視野指定手段をさらに具備し、
前記撮影条件決定手段は、前記視野指定手段により指定された撮影視野に応じて前記撮影条件を決定すること、
を特徴とする請求項１又は２記載のＣＴ用撮影条件決定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、「ＣＴ」と略称する）に用いられ、最適な撮影条件を決定するＣＴ用撮影条件決定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置の従来例としては、本願出願人の出願にかかる特公平６−３６７９３号公報（特願昭６３−１２４４９３）に記載のＸ線ＣＴスキャナがある。このＸ線ＣＴスキャナは、被検体の体軸方向におけるスライス位置設定にのみ用いられてきたスキャノグラムを用いて撮影条件を自動的に決定するものである。すなわち同スキャナは、撮影されたスキャノグラム上に線ＲＯＩを配置し、この線ＲＯＩ上におけるＸ線透過データの積算値（面積）に基づいて撮影条件を決定している。
【０００３】
一般にＣＴでは、スライス幅を変化させてスライス像を撮影することが可能となっている。しかしながら上記従来例においては、スライス幅の変化に応じた最適な撮影条件を得ることができず、例えば被検体に対し不必要な被爆を与えてしまうという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情に対処すべくなされたものであり、スライス幅の変化といった吸収指標の変化によらず画像ノイズ（ＳＤ）を一定とした上で、被検体に対し不必要な被爆を与えることがないような撮影条件を決定できるＣＴ用撮影条件決定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るＣＴ用撮影条件決定装置は、画像ノイズ及び第１の画像に対するスライス幅を指定する指定手段と、Ｘ線透過データ量と画像ノイズと撮影条件とを対応付けた撮影条件データを記憶する記憶手段と、前記第１の画像に対する前記スライス幅に対応する領域内のＸ線透過データ量と前記撮影条件データとから、スライス幅が小さくなるとＸ線量を上昇させ、又はスライス幅が大きくなるとＸ線量を低下させて、指定された前記画像ノイズの画像を得るように指定された前記スライス幅に応じて管電流を決定する撮影条件決定手段と、を具備するものとなっている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明によるＣＴ用撮影条件決定装置の一実施形態を説明する。図１は本実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態は、所望のスライスを指定するためのスキャノグラム撮影を行った後、指定されたスライスにおける被検体のスライス像撮影を行なうＣＴシステムである。
【０００７】
本実施形態によるＣＴは、被検体３がその上に載置される寝台２と、被検体３に扇状のＸ線ビ−ムを曝射するＸ線管１と、複数の検出素子が円弧状に配列された検出器アレイ４とを有している。Ｘ線管１と検出器アレイ４とは被検体３を挟むように対向して図示しない回転リングに装備されている。データ収集部５は後述するシステム制御部８により制御され、検出器アレイ４の各素子の出力を個々に増幅し、これをディジタル値に変換して出力するものである。
【０００８】
スキャノグラムは、Ｘ線管１と検出器４とを定位置に固定させた状態（回転を停止した状態）において寝台２を移動させながらＸ線の曝射及びデータ収集を繰返すことによって得られる。つまりスキャノグラムとは、Ｘ線管１から曝射されたＸ線のパスに対応するＸ線吸収情報の二次元分布として定義する。スライス像撮影とは、寝台２を駆動することにより所定のスライス位置に被検体３を移動させ、このスライス位置に被検体３を静止させた状態において、Ｘ線管１と検出器４とを保持するガントリを回転駆動させ、被検体３に多方向からＸ線を曝射して撮影を行うことを言う。
【０００９】
Ｘ線管制御部６はシステム制御部８により制御されＸ線管１に高電圧を供給すると共に、システム制御部８から指示された撮影条件に従ってＸ線管１を制御する。Ｘ線撮影における「撮影条件」とは、一般に、Ｘ線管の管電圧、管電流、スキャン時間等を指すものであるが、特に本実施形態では撮影条件として「管電流」を考慮する。すなわち本実施形態において撮影条件を変化させることはＸ線管１の管電流を変化させることに相当する。機構制御部７はシステム制御部８により制御され上述の回転リングを含むガントリ機構を制御するものである。なおスキャノグラム撮影のために、機構制御部７はＸ線管１および検出器４を停止させたまま寝台２を駆動制御することもできるように構成されている。システム制御部８は上記ＣＴ各部（データ収集部５、Ｘ線管制御部６、機構制御部７）の動作タイミングを制御するものであると共に、撮影条件決定部１２により決定された撮影条件に基づいて上記Ｘ線管制御部６を制御するものとなっている。
【００１０】
スキャノグラム作成部９は、データ収集部５から出力された各素子の出力データに、その素子の位置及び寝台の位置を与えることによりスキャノグラムを作成する。画像再構成部１０は、スライス像撮影を行なった際にデータ収集部５から出力された多方向の投影データに対し画像再構成に必要なフィルタ関数とのコンボリューション演算、バックプロジェクション演算を含む再構成演算を行って被検体３のスライス像（断層像）を再構成するものである。
【００１１】
表示部１１はスキャノグラム作成部９により作成されたスキャノグラムおよび画像再構成部１０により作成されたスライス像を表示するものである。また表示部１１はスライスの設定（後述する）を行なう際に用いる矩形ＲＯＩマーカを、スキャノグラムに重畳させて表示することが可能となっている。
【００１２】
入力部１３はキーボードあるいはマウス等の入力手段からなり、上記矩形ＲＯＩマーカの制御入力、および所望の画像ノイズの標準偏差（ＳＤ：standard deviation）の値、ＦＯＶ（視野）に係るＳ、Ｌ領域の選択、等を行なうものである。また、メモリ１４は所定のアドレスに撮影条件決定用データを記憶保持するものである。
【００１３】
撮影条件決定部１２は、スキャノグラム作成部９により作成されたスキャノグラムおよび入力部１３によるスライス位置、傾き、幅に基づいてメモリ１４の記憶内容を参照し撮影条件を決定してシステム制御部８に出力するものである。
【００１４】
以上のように構成された実施形態の動作について図２のフロ−図を参照して説明する。ステップＳ１において、スキャノグラム撮影が行われる。すなわち、システム制御部８はＸ線管１と検出器４とを定位置に固定させた状態において寝台２を移動させ、Ｘ線管１は被検体３にＸ線をくり返し曝射する。データ収集部５はＸ線の曝射に同期して検出器アレイ４からの出力データを個々に積分し、Ｘ線透過データとして出力する。スキャノグラム作成部９は、データ収集部５から出力されたＸ線透過データに基づき被検体３のスキャノグラムを作成する。作成されたスキャノグラムは表示部１１にて表示に供される。また作成されたスキャノグラムは、撮影条件決定部１２にも出力される。
【００１５】
図３の（ａ）は、ステップＳ１により作成され表示部１１により表示された被検体３のスキャノグラムの一例を模式的に示す図である。また同図には、続くステップＳ２によるスライスの位置、傾き、幅の設定のために用いる矩形ＲＯＩがスキャノグラムに重畳されて表示される場合が示されている。なおＤＰはＲＯＩの軸方向、ＤＷはＲＯＩの幅方向を表している。なお図３の（ｂ）は矩形ＲＯＩに対応する二次元領域におけるＸ線透過データの空間的変化を示している。なお画素値は、スキャノグラムのＸ線透過データである。
【００１６】
ステップＳ２において、スライスの位置、傾き、幅を入力することにより操作者によるスライスの設定が行われる。また操作者により、所望の画像ノイズ（ＳＤ）の入力、ＦＯＶ（視野）の領域選択（Ｓ領域またはＬ領域）が行われる。スライスの位置、傾き、幅、の入力は、操作者が入力部１３を用いて上記矩形ＲＯＩを制御することにより行なう。
【００１７】
そしてステップＳ３において、撮影条件決定部１２により撮影条件決定処理が行われ、ステップＳ４においてスライス像の撮影が行われる。図４は撮影条件決定処理に係る撮影条件決定部１２の動作を示すフロー図である。
【００１８】
まずステップＳ１０において、スキャノグラム作成部９により作成されたスキャノグラムが撮影条件決定部１２に入力される。またステップＳ１１において、操作者が入力部１３を用いて入力したスライスの位置、傾き、幅、が撮影条件決定部１２に入力される。
【００１９】
次にステップＳ１２において、図３（ｂ）に示した矩形ＲＯＩに対応する二次元領域内のＸ線透過データの空間的変化の体積が計算される。つまり、矩形ＲＯＩ内の透過データが積算される。
【００２０】
次にステップＳ１３において、操作者が入力部１３を用いて入力した画像ノイズ（ＳＤ）の値及びＦＯＶ（視野）の領域の選択内容を入力する。
そしてステップＳ１４において、上記ステップＳ１２において計算されたＲＯＩ内の体積値と、上記ステップＳ１３において入力された画像ノイズ（ＳＤ）の値とに基づいてメモリ１４の参照アドレスを作成する。メモリ１４の参照アドレス先には、上記ＲＯＩ内の体積値及び画像ノイズ（ＳＤ）に応じた撮影条件決定用データ（管電流の値）が記憶されている。
【００２１】
図５はＲＯＩ内の吸収指標に対する画像ノイズ（ＳＤ）によって表される撮影条件決定用標準曲線を示すグラフである。ここで吸収指標とは、ＲＯＩ内の各ピクセルにおける信号値の累積した値である。つまり、ここに示す数値は、ピクセル毎に検出されるＸ線量を数値化し、これをＲＯＩ内に含まれるピクセル全てにわたって加算した値である。なお、この吸収指標は、図３（ｂ）の矩形ＲＯＩに対応する二次元領域内のＸ線透過データの空間的変化の体積に相当する。
【００２２】
なお、同図（ａ）は上記ＦＯＶのＳ領域を選択した場合のものであり、同図（ｂ）は上記ＦＯＶのＬ領域を選択した場合のものである。図５において、吸収指標の数値がＬ領域の方が小さいのは、視野におけるピクセル数はＲＯＩの領域の大小に係わらず一定であることと、スキャノグラム特有の線量分布による。
【００２３】
つまり、設定されるＲＯＩからの情報は所定ピクセル数（例えば５１２×５１２ピクセル）からなる情報として後段の画像処理等に供され、ＲＯＩの大小とは関係がない。すると、被検体の大きさよりも十分小なるＳ領域のＲＯＩ設定の場合は視野内の全てのピクセルにて被検体の吸収情報を得ることとなるが、被検体の大きさよりも大なるＬ領域のＲＯＩ設定の場合は視野内の被検体にかかる一部のピクセルから被検体の吸収情報を得るのみである。よって、吸収指標はＳ領域の方が大きい。また、Ｓ領域、Ｌ領域ともたとえ被検体の大きさの中に含まれようとも、スキャノグラム特有の線量分布（Ｘ線パスの中央部ほどＸ線強度が高く周辺ほど低い）により、通常中央部付近に設定されるＳ領域のＲＯＩは高い強度分布のＸ線を多くのピクセルで受容することとなり、よってＳ領域の吸収指標は大きくなる。
【００２４】
図５（ａ）（ｂ）の各々のグラフには、管電流に応じた複数系列（３０ｍＡ〜３３０ｍＡ）の曲線が示されている。そして、ＲＯＩ内の体積値（吸収指標値）と画像ノイズ（ＳＤ）の値とによって決まる同グラフ上の点に近接する曲線が最適な撮影条件を与えるものとなっている。さらに詳しく言うと、ＲＯＩ内の吸収指標値において、指定された画像ノイズ（ＳＤ）の値以下の領域で、最も管電流の低い曲線が最適な撮影条件を与える曲線である。
【００２５】
一般にＣＴでは、スライス幅を変化させてスライス像を撮影することが可能となっているが、このスライス幅の変化に応じて、画像ノイズ（ＳＤ）が変化してしまう。たとえ同一のＸ線量であっても、スライス幅を小さくすると、画像ノイズの（ＳＤ）が増加し画像情報量が減少する。逆にスライス幅を大きくすると、画像ノイズの（ＳＤ）が減少し画像情報量が増加する。つまり同一の画像情報量を得んとする場合、スライス幅を大きくする際はＸ線量を低下させても良いことを意味する。しかしながら従来ではこのことが考慮されることなく同一の撮影条件（管電流）が用いられており、したがって被検体に対し不必要な被爆を与えるという事態を招いている。
【００２６】
しかしながら本実施形態においては、少なくとも指定された画像ノイズ（ＳＤ）の画像を得るという前提で、可能な限りＸ線量を低く抑えるような撮影条件を、上記したような標準曲線に基づいて決定するようにしている。これにより被検体に対して不必要な被爆が与えられることを防ぐことができる。
【００２７】
メモリ１４はこのような標準曲線に基づく撮影条件決定用データを記憶保持するものである。そしてステップＳ１５において、上記ステップＳ１４において作成された参照アドレスによりメモリ１４の所定のアドレスに記憶保持されている撮影条件決定用データを参照することにより最適な撮影条件が決定される。
【００２８】
上記ステップＳ４においてスライス像を撮影するに当たっては、システム制御部８は撮影条件決定部１２により決定された撮影条件に基づいてＸ線管制御部６を制御しＸ線管１はＸ線管制御部６により制御された管電流でＸ線を曝射する。
【００２９】
このような本実施形態によれば、画像ノイズ（ＳＤ）の値を入力すると、スライス幅の変化といった吸収指標の変化によらず、この画像ノイズ（ＳＤ）を実現し、その上で被検体の被爆量を最低限に抑えるような最適な撮影条件を決定できる。さらに本実施形態によれば、ＦＯＶ（ここではＳまたはＬ領域とした）にも応じているので、より最適な撮影条件決定が行える。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スライス幅の変化といった吸収指標の変化によらず画像ノイズ（ＳＤ）を一定とした上で、被検体に対し不必要な被爆を与えることがないような撮影条件を決定できるＣＴ用撮影条件決定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＣＴ用撮影条件決定装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態の動作を示すフロー図。
【図３】スキャノグラム上に指定されたＲＯＩを模式的に示す図および当該ＲＯＩ上のスキャノグラムの画素値を示すグラフ。
【図４】撮影条件決定部の動作を示すフロー図。
【図５】ＲＯＩ内の吸収指標に対する画像ノイズ（ＳＤ）によって表される撮影条件決定用標準曲線を示すグラフ。
【符号の説明】
１…Ｘ線管
２…寝台
３…被検体
４…検出器アレイ
５…データ収集部
６…Ｘ線管制御部
７…機構制御部
８…システム制御部
９…スキャノグラム作成部
１０…画像再構成部
１１…表示部
１２…撮影条件決定部
１３…入力部
１４…メモリ
【図１】
0003766154.tif 000002
【図２】
0003766154.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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