JP6437201B2 - 医用画像処理装置およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置およびＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器の温度による感度の変化が、投影データに影響を及ぼすことが知られている。具体的には、Ｘ線検出器は、そのＸ線検出器の温度によって感度が変化するため、Ｘ線検出器の温度が安定した状態で被検体を撮影して、予め準備した補正データを用いて、撮影された被検体の投影データを補正するようになっている。

そのため、Ｘ線ＣＴ装置で被検体を撮影する場合は、Ｘ線検出器の温度の状態を安定させるために撮影開始時間の２〜４時間程度前から通電を行い、Ｘ線検出器の温度を安定させるようになっている。

ここで、病院によっては、タイマーを用いて撮影開始の数時間前からＸ線検出器に通電を行ったり、救急指定病院や救命救急センターなどにでは、Ｘ線検出器に２４時間連続して通電させてＸ線ＣＴ装置を使用することも多かった。

一方、Ｘ線のデータの感度を補正する際に用いられる補正データの作成方法においては、所定の基準時点にファントムデータに基づく補正データを作成して、所定時間経過後の修正時点に、作成された補正データに経時変化を反映させた新たな補正データを作成する補正データ作成方法に関するものが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１３５７４９号公報

ところで、タイマーを用いて通電を行うことを選択した病院では、救急などの予定外の検査に対応することができないので、やむを得ず２４時間連続してＸ線検出器に通電させるように変更せざる得ないことも多かった。一方で、節電の観点から夜間は電源を落とし、撮影時のみＸ線検出器に通電したいという要求も多かった。

ここで、Ｘ線検出器が投影データに影響を及ぼす場合として、Ｘ線検出器の温度が安定していない場合に予め準備した補正データを用いて撮影された撮影データを補正すると、リングなどのアーチフェクトが発生することが知られている。

そのため、Ｘ線検出器の温度が安定していない状態においては、Ｘ線検出器の温度状態に合わせて補正データを生成し、そのときに撮影された撮影データに、Ｘ線検出器の温度状態に合わせて生成した補正データで補正を行えば、良好な投影データを得ることができる。

しかしながら、被検体の撮影後の時間経過とともにＸ線検出器の温度が上昇するので、生成した補正データを用いて撮影データを補正しても的確に補正することができなかったり、Ｘ線検出器の温度が安定してくると、生成した補正データで撮影データを補正しても設定条件が異なるので、結局、アーチフェクトが発生していた。

本実施形態に係る医用画像処理装置は、患者を撮影して撮影データを取得するように指示する撮影指示部と、前記指示による前記患者の撮影時が、Ｘ線検出器の温度が安定している第１期間に該当するのか、または温度が安定していない第２期間に該当するのかを、前記患者の撮影前に判定する期間判定部と、前記撮影時が前記第２期間に該当する場合は、取得した前記撮影データを緊急時用の補正データを用いて補正する一方、前記撮影時が前記第１期間に該当する場合は、取得した前記撮影データを通常時用の補正データを用いて補正するデータ補正部と、を備える。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線源と、患者を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記検出されたＸ線の撮影データを収集するデータ収集部と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器と前記データ収集部とを用いて前記患者を撮影し、前記撮影データを取得するように指示する撮影指示部と、前記患者の撮影時が、Ｘ線検出器の温度が安定している第１期間に該当するのか、または温度が安定していない第２期間に該当するのかを、前記患者の撮影前に判定し、前記撮影時が前記第２期間に該当する場合は、取得した前記撮影データを緊急時用の補正データを用いて補正する一方、前記撮影時が前記第１期間に該当する場合は、取得した前記撮影データを通常時用の補正データを用いて補正する前処理部と、補正された前記撮影データを用いてＸ線ＣＴ画像を再構成する再構成部と、を備える。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す構成図。 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の医用画像処理装置の機能を示すブロック図。 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の画像処理装置が、Ｘ線検出器の温度が安定しているか否かを判定し、安定していない非安定期間でも緊急時用補正データを生成して画像データを生成する緊急時画像データ生成処理を示したフローチャート。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置に適用する場合について説明するが、Ｘ線ＣＴ装置を構成する画像処理装置（医用画像処理装置）単体にも適用することができる。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置には、Ｘ線源とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線源のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。

加えて、近年では、Ｘ線源とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態のＸ線ＣＴ装置では、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型のＸ線ＣＴ装置として説明する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１を示す構成図である。

図１では、被検体に造影剤を注入してスキャンする本実施形態のＸ線ＣＴ装置１を示している。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、大きくは、スキャナ装置１１及び画像処理装置（医用画像処理装置）１２によって構成される。Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、被検体（患者）Ｏに関するＸ線の透過データを生成するために構成される。一方、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、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。

Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、Ｘ線管（Ｘ線源）２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）２４、回転部２５、高電圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、天板３０、天板駆動装置３１、及びコントローラ３２を設ける。

Ｘ線管２１は、高電圧電源２６から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２３に向かって照射する。Ｘ線管２１から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。Ｘ線管２１は、高電圧電源２６を介したコントローラ３２による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力が供給される。

絞り２２は、絞り駆動装置２７によって、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。すなわち、絞り駆動装置２７によって絞り２２の開口を調整することによって、スライス方向のＸ線照射範囲を変更できる。

Ｘ線検出器２３は、チャンネル方向に複数、及び列（スライス）方向に単一の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器（シングルスライス型検出器ともいう。）である。又は、Ｘ線検出器２３は、マトリクス状、すなわち、チャンネル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２次元アレイ型の検出器（マルチスライス型検出器ともいう。）である。Ｘ線検出器２３のＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検出する。なお、本実施形態では、Ｘ線検出器２３に温度センサ（図示せず）が設けられており、Ｘ線検出器２３の温度を検出することができるようになっている。

ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３の各Ｘ線検出素子が検出する透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換する。ＤＡＳ２４の出力データは、スキャナ装置１１のコントローラ３２を介して画像処理装置１２に供給される。なお、このとき出力されるデータを撮影データという。また、Ｘ線検出器２３においてＸ線検出器２３の温度を示す温度情報を取得した場合にも、ＤＡＳ２４は、スキャナ装置１１のコントローラ３２を介して画像処理装置１２にＸ線検出器２３の温度を示す温度情報を供給する。

回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２３とを対向させた状態で、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として被検体Ｏの周りに回転できるように構成されている。なお、回転部２５の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向、ｙ軸方向で定義する。

高電圧電源２６は、コントローラ３２による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。

絞り駆動装置２７は、コントローラ３２による制御によって、絞り２２におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する機構を有する。

回転駆動装置２８は、コントローラ３２による制御によって、回転部２５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部２５を回転させる機構を有する。

天板３０は、被検体Ｏを載置可能である。

天板駆動装置３１は、コントローラ３２による制御によって、天板３０をｙ軸方向に沿って昇降動させると共に、ｚ軸方向に沿って進入／退避動させる機構を有する。回転部２５の中央部分は開口を有し、その開口部の天板３０に載置された被検体Ｏが挿入される。

コントローラ３２は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、及びメモリによって構成される。コントローラ３２は、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高電圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、及び天板駆動装置３１等の制御を行なってスキャンを実行させる。

Ｘ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮと相互通信可能である。画像処理装置１２は、大きくは、ＣＰＵ４１、メモリ４２、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）４３、入力装置４４、及び表示装置４５等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、画像処理装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、画像処理装置１２は、記憶媒体ドライブ４６を具備する場合もある。

ＣＰＵ４１は、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。医師等の操作者によって入力装置４４が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ４１は、ＨＤＤ４３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されてＨＤＤ４３にインストールされたプログラム、又は記憶媒体ドライブ４６に装着された記憶媒体から読み出されてＨＤＤ４３にインストールされたプログラムを、メモリ４２にロードして実行する。

メモリ４２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備える構成をもつ記憶装置である。メモリ４２は、ＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ４１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。

ＨＤＤ４３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが着脱不能で内蔵されている構成をもつ記憶装置である。ＨＤＤ４３は、画像処理装置１２にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、投影データ及び画像データ等のデータを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、操作者に対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置４４によって行なうことができるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

入力装置４４は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイスであり、操作に従った入力信号がＣＰＵ４１に送られる。

表示装置４５は、図示しない画像合成回路、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びディスプレイ等を含んでいる。画像合成回路は、画像データに種々のパラメータの文字データ等を合成した合成データを生成する。ＶＲＡＭは、合成データを、ディスプレイに表示するデータとして展開する。ディスプレイは、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等によって構成され、展開されたデータを順次表示する。

記憶媒体ドライブ４６は、記憶媒体の着脱が可能となっており、記憶媒体に記憶されたデータ（プログラムを含む）を読み出して、バス上に出力し、また、バスを介して供給されるデータを記憶媒体に書き込む。このような記憶媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

画像処理装置１２は、スキャナ装置１１のＤＡＳ２４から供給された撮影データに対して対数変換処理や感度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成する。また、画像処理装置１２は、生成された投影データに対して、例えば、散乱線の除去処理などの各種補正を行う。画像処理装置１２は、補正された投影データを再構成することで画像データを生成し、各種画像処理を施して記憶する。

図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２の機能を示すブロック図である。

画像処理装置１２のＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２は、図２に示すように、スキャン制御部５１、データ取得部５２、撮影指示部５３、期間判定部５４、補正データ取得部５５、データ補正部５６、緊急時用補正データ格納部５７、通常時用補正データ格納部５８、再構成部５９、画像処理部６０、入力装置４４、表示装置４５、及び記憶装置４７として機能する。

また、期間判定部５４、補正データ取得部５５、及びデータ補正部５６は、前処理部６１を構成するようになっている。

また、記憶装置４７は、メモリ４２やＨＤＤ４３から構成される記憶領域であり、緊急時用補正データ格納部５７及び通常時用補正データ格納部５８を構成するようになっている。また、Ｘ線ＣＴ装置１の構成要素５１乃至６１の全部又は一部は、Ｘ線ＣＴ装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。また、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。

スキャン制御部５１は、後述する使用可否判定部６２によって補正データを作成するためのスキャンの開始タイミングが検知されると、コントローラ３２を介してスキャナ装置１１の動作を制御して、被検体Ｏのスキャンを実行する機能を有する。すなわち、スキャン制御部５１は、後述する補正データを作成するためにスキャン制御を行うようになっている。

データ取得部５２は、スキャナ装置１１のコントローラ３２を介してＤＡＳ２４から、増幅されてデジタル信号に変換された出力データ（撮影データ）を取得する。

撮影指示部５３は、被検体Ｏを撮影して撮影データを取得するように指示を出す機能を有している。具体的には、撮影指示部５３は、医師や検査技師によって入力装置４４から入力される撮影指示を取得して、スキャン制御部５１に被検体Ｏを撮影する指示を出すようになっている。

期間判定部５４は、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が、Ｘ線検出器２３の温度が安定している安定期間（第１期間）に該当するのか、または温度が安定していない非安定期間（第２期間）に該当するのかを、被検体Ｏの撮影前に判定するようになっている。

例えば、期間判定部５４は、Ｘ線検出器２３の温度を示す温度情報が所定の温度情報以上か否かによって、安定期間に該当するか、または非安定期間に該当するかを判定することができる。具体的には、期間判定部５４は、温度検出器５４１を備え、Ｘ線検出器２３の温度を示す温度情報が４０度以上の場合は、安定期間に該当すると判定し、４０度未満の場合は、非安定期間に該当すると判定するように、所定の温度情報を設定することができる。

また、期間判定部５４は、例えば、所定の温度情報として温度範囲を設定し、Ｘ線検出器２３の温度情報が２０度以上から４０度未満の場合には、非安定期間と判定し、４０度以上４５度未満を安定期間とするようにしてもよい。なお、４５度以上の場合には、高温異常が考えられるので、撮影を中止する警告を出すようにしてもよい。

補正データ取得部５５は、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が非安定期間に該当する場合には、緊急時用補正データ格納部５７から緊急時用の補正データ（以下、これを緊急時用補正データともいう。）を取得するようになっている。

データ補正部５６は、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が非安定期間に該当する場合は、データ取得部５２から取得する撮影データに対し、データ補正部５６において取得した緊急用時用補正データを用いて補正する。一方、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が安定期間に該当する場合は、データ補正部５６は、データ取得部５２から取得する撮影データに対し、通常時用補正データ格納部５８に予め保存されている通常時用の補正データ（以下、これを通常時用補正データともいう。）を用いて補正するようになっている。

緊急時用補正データ格納部５７は、緊急時用補正データを格納するようになっている。なお、この緊急時用補正データは、後述する補正データ生成部６３により生成されるようになっている。

通常時用補正データ格納部５８は、撮影データを補正する通常時用補正データを格納するようになっている。

再構成部５９は、補正された撮影データを用いてＸ線ＣＴ画像を再構成する機能を有している。なお、実施形態では、データ補正部５６が撮影データに様々な補正処理（例えば、対数変換処理や感度補正等の補正処理）を行い、再構成部５９は、その補正された撮影データ（このデータを投影データともいう。）に対し、公知の逆投影処理方法などにより再構成を行うようになっている。

画像処理部６０は、再構成された撮影データ（すなわち投影データ）に画像処理を施し、表示画像データを生成する。画像処理部６０は、生成した表示画像データを、メモリ４２やＨＤＤ４３などから構成される記憶装置４７に格納する。

上述した前処理部６１は、期間判定部５４、補正データ取得部５５、及びデータ補正部５６を含んで構成されている。そのため、前処理部６１は、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が、Ｘ線検出器２３の温度が安定している安定期間に該当するのか、または温度が安定していない非安定期間に該当するのかを、被検体Ｏの撮影前に判定し、被検体Ｏの撮影時が非安定期間に該当する場合には、緊急時用補正データを取得して、撮影によって取得する撮影データに対し、緊急用時用補正データを用いて補正する。一方、被検体Ｏの撮影時が安定期間に該当する場合は、撮影によって取得する撮影データに対し、予め保存されている通常時用補正データを用いて補正するようになっている。

また、前処理部６１は、任意の構成要素として、さらに、使用可否判定部６２及び補正データ生成部６３を備えるようにしてもよい。

使用可否判定部６２は、補正データ取得部５５において緊急時用補正データ格納部５７から取得した緊急時用補正データが、使用可能か否かを判定するようになっている。したがって、補正データ取得部５５は、緊急時用補正データが使用できないと判定された場合には、緊急時用補正データをその時点で再度取得（再生成）するようになっている。

補正データ生成部６３は、緊急時用補正データをその時点で再生成する場合の一例として、本実施形態では、被検体Ｏの撮影時の緊急時用補正データを生成する機能を有している。すなわち、補正データ生成部６３によって所望する緊急時用補正データが生成されることにより、補正データ取得部５５は、緊急時用補正データを取得することができるようになっている。

ここで、補正データ生成部６３が、緊急時用補正データを生成する際の一例について、説明する。

まず緊急時に被検体Ｏを撮影する場合、その被検体Ｏの撮影条件が緊急時用補正データ格納部５７に格納されている場合と格納されていない場合とがある。被検体Ｏの撮影条件が格納されている場合にはその撮影条件を使用すればよく、一方、撮影条件が格納されていない場合には、入力装置４４により入力されるものとする。

医師は、被検体Ｏを撮影する撮影条件として、例えば、管電圧（ｋＶ）、スライス厚（ｍｍ）と列数の組み合わせ、撮影領域、ゲイン、撮影モードなどを入力する。撮影領域には、頭、胴体部などがあり、被検体Ｏに合わせて設定する。ゲインには、１倍、３倍、５倍、１０倍、２０倍など、複数用意されている。撮影領域とゲインは、通常は一対一で対応し、ある撮影領域を設定すると、そのゲインは一意に定まる。なお、撮影領域とゲインの関係は、別個に設定することもでき、ある撮影領域に複数のゲインを用意する場合もある。

通常時用補正データは、ファントムを撮影した場合に得られる撮影データ（以下、これをファントムデータという。）に基づくものであり、ファントムデータに対してリングアーチファクト除去処理などの画質改善処理を施したものである。ここで、ファントムとは、水袋や内部の密度が均一な樹脂であり、被検体Ｏの頭や胴体などの撮影領域ごとに特有の大きさのものが使用される。したがって、ファントムデータは、感度特性の変化が反映されたデータである。

また、補正データ生成部６３が生成する緊急時用補正データは、撮影条件とチャンネルに最適な通常時用補正データが通常時用補正データ格納部５８から読み出され、その通常時用補正データを基にスキャナ装置１１で本スキャンを行う前に生成される。そのため、補正データ生成部６３は、次式（１）の演算を行う。

補正後の撮影データＴｃ（Ｃｙ，ＣＨｚ）＝撮影データＴｂ（Ｃｙ、ＣＨｚ）／補正データ（Ｃｙ，ＣＨｚ） ・・・（１）

なお、Ｃｙは、所定の撮影条件を表し、ＣＨｚは、所定のチャンネルを表す。また、補正後の撮影データとは、投影データのことをいうものとする。

補正データ生成部６３は、例えば、緊急時用の補正を行う時点の感度特性の変化を反映するように通常時用補正データを修正し、それを緊急時用補正データ格納部５７に格納する。このような補正データ修正処理において、通常時用と緊急時用の両時点の空気の撮影データ（以下、それぞれエアデータという。）を取得し、通常時用補正データから緊急時用補正データの作成時までのエアデータの感度特性の変化を求める。そして、通常時用補正データのファントムデータ（以下、これを基準ファントムデータという。）に感度特性の変化を反映させ、緊急時用の補正を行う時点でのファントムデータ（緊急時用ファントムデータ）を生成する。

具体的には、次式（２）で示される算出式を演算することにより、緊急時における緊急時用補正データを生成することができる。

緊急時用補正データ＝Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）×｛Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）／Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｙ） ・・・（２）

なお、Ｗｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、撮影条件Ｃｙ及びゲインＧｘにおける基準ファントムデータを示しており、これにリングアーチフェクト除去処理などの画質改善処理を施すことにより、通常時用補正データが生成される。また、Ａｎ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、撮影条件Ｃｙ及びゲインＧｘにおける緊急時用補正データを生成するときのエアデータ（緊急時用エアデータ）を示している。また、Ａｓ（Ｇｘ，Ｃｙ）は、撮影条件Ｃｙ及びゲインＧｘにおける基準時のエアデータ（通常時用エアデータ）を示している。

補正データ生成部６３が緊急時用補正データを生成する際は、単一の撮影領域の撮影条件で空気にＸ線ビームを照射し、検出されたＸ線ビームをゲインによって増幅して、緊急時用エアデータＡｎ（Ｇｓ、Ｃｙ）を取得して、式（２）より生成する。

なお、上述した緊急時用補正データの生成方法は一例に過ぎず、他の生成方法によって緊急時用補正データを生成するようにしてもよい。

例えば、補正データ生成部６３は、撮影しようとする非安定期間においてファントムを撮影することによりファントムデータを生成し、その生成されたファントムデータを緊急時用補正データ（Ｗｎ）とすることができる。そして、補正データ生成部６３は、この緊急時用補正データを生成すると、生成した緊急時用補正データを緊急時用補正データ格納部５７に格納するようになっている。

（緊急時画像データ生成処理）
次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２による緊急時画像データ生成処理の動作について説明する。

図３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２が、Ｘ線検出器２３の温度が安定しているか否かを判定し、安定していない非安定期間でも緊急時用補正データを生成して画像データを生成する緊急時画像データ生成処理を示したフローチャートである。なお、図３において、ＳＴに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示している。

まず、ステップＳＴ００１では、Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１に電源を投入し、Ｘ線検出器２３に通電を開始する。なお、Ｘ線検出器２３への通電は、スキャナ装置１１からの電源投入に限定されるものではなく、画像処理装置１２からＸ線検出器２３に電源を投入することができるようになっていてもよい。

次に、ステップＳＴ００３では、画像処理装置１２は、医師や検査技師によって入力装置４４から入力される撮影指示（命令）を撮影指示部５３において取得する。そして、撮影指示部５３は、スキャン制御部５１に被検体Ｏを撮影する指示（命令）を出す。

ステップＳＴ００５では、画像処理装置１２の期間判定部５４が、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が、Ｘ線検出器２３の温度が安定している安定期間に該当するのか、または温度が安定していない非安定期間に該当するのかを、被検体Ｏの撮影前に判定する。

例えば、期間判定部５４は、Ｘ線検出器２３の温度を示す温度情報が所定の温度情報以上か否かによって、撮影時が安定期間に該当するかまたは非安定期間に該当するかを判定することができる。具体的には、期間判定部５４は、Ｘ線検出器２３の温度を示す温度情報が４０度以上の場合は、安定期間に該当すると判定し、４０度未満の場合は、非安定期間に該当すると判定するように設定することができる。

また、期間判定部５４は、Ｘ線検出器２３の温度の変化を示す温度変化率に基づいて、安定期間に該当するか、または非安定期間に該当するかを判定するように設定するようにしてもよい。例えば、季節や時間帯によってＸ線検出器２３の温度の変化が異なるので、過去の統計に基づいて、Ｘ線検出器２３の温度の温度変化率を規定して、その規定された規定値により安定期間か非安定期間かを判定するようにしてもよい。

また、期間判定部５４は、Ｘ線検出器２３に通電を開始し、そのＸ線検出器２３に通電開始後の経過時間に基づいて、安定期間に該当するか、または非安定期間に該当するかを判定するように設定するようにしてもよい。例えば、Ｘ線検出器２３に通電を開始して、２時間を経過した場合には、安定期間と判定し、一方、２時間以下の場合には、非安定期間と判定するように設定するようにしてもよい。

ステップＳＴ００７は、期間判定部５４が、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が、Ｘ線検出器２３の温度が安定している安定期間に該当すると判定した場合には（ステップＳＴ００５のＹｅｓ）、データ補正部５６に、データ取得部５２から取得する撮影データに対して、通常時用補正データ格納部５８に予め保存されている通常時用補正データを用いて補正するように設定する。

一方、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が非安定期間に該当すると判定された場合には（ステップＳＴ００５のＮｏ）、期間判定部５４は、補正データ取得部５５を用いて緊急時用補正データ格納部５７に、緊急時用補正データがあるか否かを判定する（ステップＳＴ００９）。

ステップＳＴ００９では、緊急時用補正データ格納部５７に緊急時用補正データがある場合は（ステップＳＴ００９のＹｅｓ）、補正データ取得部５５は、緊急時用補正データ格納部５７に格納された緊急時用補正データを取得して、使用可否判定部６２が、その緊急時用補正データが使用できるか否かを判定する（ステップＳＴ０１１）。

一方、緊急時用補正データ格納部５７に緊急時用補正データがない場合は（ステップＳＴ００９のＮｏ）、使用可否判定部６２は、スキャン制御部５１に対して、緊急時用補正データを生成するためのスキャンを実行するように指示を出し、現時点でのＸ線検出器２３の温度に対応する緊急時用補正データを補正データ生成部６３に生成させる（ステップＳＴ０１３）。この場合、補正データ生成部６３は、緊急時用エアデータや緊急時用ファントムデータを算出することにより緊急時用補正データを生成する。そして、補正データ生成部６３は、生成した緊急時用補正データを緊急時用補正データ格納部５７に格納する。

このように、使用可否判定部６２は、スキャナ装置１１に緊急時用補正データを生成するためのスキャンを撮影直前に実行させることにより、コントローラ３２を介して得られた各種の撮影データに基づいて、補正データ生成部６３に緊急時用補正データを生成させる。

ステップＳＴ０１１では、使用可否判定部６２が、補正データ取得部５５から取得した緊急用補正データが使用できるか否かを判定し、その緊急時補正データが使用することができる場合には（ステップＳＴ０１１のＹｅｓ）、データ補正部５６は、補正データ取得部５５から緊急時補正データを読み出して、データ取得部５２から取得する撮影データに対して、その緊急時用補正データを用いて補正するように設定する（ステップＳＴ０１５）。

一方、緊急時補正データが使用することができない場合には（ステップＳＴ０１１のＮｏ）、使用可否判定部６２は、スキャン制御部５１を介して、現時点のＸ線検出器２３の温度に対応する緊急時用補正データを、補正データ生成部６３に再度生成させる（ステップＳＴ０１７）。この場合、補正データ生成部６３は、緊急時用エアデータや緊急時用ファントムデータを算出することにより緊急時用補正データを再度生成（再生成）し、生成した緊急時用補正データを緊急時用補正データ格納部５７に格納する。

なお、緊急時用補正データを再度生成する方法は、ステップＳＴ０１３における補正データの生成方法と同一の方法により生成することができる。

また、ステップＳＴ０１１において、使用可否判定部６２が、緊急用補正データが使用できるか否かを判定する際は、例えば、補正データ取得部５５が緊急時用補正データを取得してから撮影データを補正しようとするまでの経過時間に基づいて、その緊急時用補正データが使用可能か否かを判定することができる。この場合、経過時間として、例えば、３０分を設定することができる。

さらに、使用可否判定部６２は、緊急時用補正データを取得してから被検体Ｏを実際に撮影するまでの経過時間にＸ線検出器２３に通電を開始してからの経過時間も考慮して、実際に撮影するまでの経過時間とＸ線検出器２３への通電開始からの経過時間とに基づいて、その緊急時用補正データが使用可能か否かを判定するようにしてもよい。

また、使用可否判定部６２は、緊急時用補正データを取得してから被検体Ｏを実際に撮影するまでの経過時間にＸ線検出器２３の温度を示す温度情報も考慮して、実際に撮影するまでの経過時間とＸ線検出器２３の温度を示す温度情報とに基づいて、その緊急時用補正データの使用可能か否かの判定するようにしてもよい。

ステップＳＴ０１７において、緊急時用補正データが再度生成（再生成）された場合には、使用可否判定部６２は、その再度生成された緊急時補正データに基づいて、その緊急時補正データが使用できるか否かを再度判定する（ステップＳＴ０１１）。そして、使用可否判定部６２は、データ補正部５６に、データ取得部５２から取得する撮影データに対して、使用可能となった緊急時用補正データを用いて補正するように設定する（ステップＳＴ０１５）。

次に、Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、医師等の操作者の指示に基づいて、本スキャンを行い、被検体Ｏを撮影する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、画像処理装置１２において、通常時用補正データを用いて補正するように設定されている場合は（ステップＳＴ００７）、通常時用の撮影として患者を撮影する（ステップＳＴ０１９）。

一方、緊急時用補正データを用いて補正するように設定されている場合も同様に（ステップＳＴ０２１）、Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、医師等の操作者の指示に基づいて、本スキャンを行って、被検体Ｏを撮影する。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置１は、画像処理装置１２において、緊急時用補正データを用いて補正するように設定されているので（ステップＳＴ０１５）、緊急時用の撮影として患者を撮影する（ステップＳＴ０２１）。

なお、本実施形態では、画像処理装置１２は、Ｘ線検出器２３の温度が安定期間に該当するか、または非安定期間に該当するかにより、通常時用補正データを用いて補正するか、または緊急時用補正データを用いて補正するかのいずれかが択一的に選択される。スキャナ装置１１で撮影された撮影データは、コントローラ３２を介してデータ取得部５２によって取得され、データ補正部５６が、データ取得部５２から取得する撮影データに対し、通常時用補正データまたは緊急時用補正データのいずれかを用いて補正する（ステップＳＴ０１９、ステップＳＴ０２１）。

ステップＳＴ０２３では、再構成部５９は、補正された撮影データ（すなわち投影データ）の再構成を行う。再構成部５９は、データ補正部５６により形成された投影データに対し、公知の逆投影処理方法などにより再構成を行う。

ステップＳＴ０２５では、画像処理部６０が、再構成された投影データに画像処理を施し、表示画像データを生成する。画像処理部６０は、生成した表示画像データを記憶装置４７に格納する。

ステップＳＴ０２７では、ＣＰＵ４１が、表示装置４５に対して、生成された表示画像データを表示させる。

以上説明したように本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１によれば、画像処理装置１２の期間判定部５４が、撮影指示による被検体Ｏの撮影時が、Ｘ線検出器２３の温度が安定している安定期間に該当するのか、または温度が安定していない非安定期間に該当するのかを、被検体Ｏの撮影前に判定する。そして、撮影指示による被検体Ｏの撮影時がＸ線検出器２３の温度が安定していない非安定期間に該当する場合でも、補正データ取得部５５は、緊急時用補正データ格納部５７に格納された緊急時用補正データを取得して、データ補正部５６が、データ取得部５２から取得する撮影データに対し、緊急時用補正データを適用して補正を施すことができる。

これにより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線検出器２３の温度が安定していない状態でも、Ｘ線検出器２３の安定度に応じて撮影された撮影データを的確に補正することができる。

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同様に、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。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１１ スキャナ装置
１２ 画像処理装置（医用画像処理装置）
２１ Ｘ線管
２２ 絞り
２３ Ｘ線検出器
２５ 回転部
２６ 高電圧電源
２７ 絞り駆動装置
２８ 回転駆動装置
３０ 天板
３１ 天板駆動装置
３２ コントローラ
４１ ＣＰＵ
４２ メモリ
４３ ＨＤＤ
４４ 入力装置
４５ 表示装置
４６ 記憶媒体ドライブ
４７ 記憶装置
５１ スキャン制御部
５２ データ取得部
５３ 撮影指示部
５４ 期間判定部
５４１ 温度検出部
５５ 補正データ取得部
５６ データ補正部
５７ 緊急時用補正データ格納部
５８ 通常時用補正データ格納部
５９ 再構成部
６０ 画像処理部
６１ 前処理部
６２ 使用可否判定部
６３ 補正データ生成部
Ｎ ネットワーク

Claims (4)

1. 第１の補正データ及び第２の補正データを記憶する記憶部と、
   （ａ）Ｘ線検出器の温度が安定している第１期間にファントムの撮影に基づいて前記第１の補正データを生成すると共に、（ｂ）前記第１期間と前記Ｘ線検出器の温度が安定していない第２期間とにおいて空気の撮影に基づいてそれぞれ得られるエアデータから感度特性の変化を算出し、前記第１の補正データに前記感度特性の変化を反映させることで前記第２の補正データを生成する補正データ生成部と、
   被検体を撮影して撮影データを取得するように指示する撮影指示部と、
   前記指示による前記被検体の撮影時が前記第１期間に該当するのか、または前記第２期間に該当するのかを、前記被検体の撮影前に判定する期間判定部と、
   前記被検体の撮影時が前記第２期間に該当する場合は、前記記憶部から前記第２の補正データを取得して前記撮影データを前記第２の補正データを用いて補正する一方、前記被検体の撮影時が前記第１期間に該当する場合は、前記記憶部から前記第１の補正データを取得して前記撮影データを前記第１の補正データを用いて補正するデータ補正部と、を備え、
   前記期間判定部は、
   前記Ｘ線検出器の温度を検出するための温度検出部を備え、
   前記温度検出部によって検出された前記Ｘ線検出器の温度を示す温度情報に基づいて、前記第１期間に該当するか、または前記第２期間に該当するかを判定し、
   前記補正データ生成部は、前記被検体の撮影時が前記第２期間に該当する場合に前記第２の補正データを生成する、
   医用画像処理装置。
2. 前記期間判定部は、
   前記Ｘ線検出器の温度の変化を示す温度変化率に基づいて、前記被検体の撮影時が前記第１期間に該当するか、または前記第２期間に該当するかを判定し、
   前記補正データ生成部は、
   前記被検体の撮影時が前記第２期間に該当する場合に前記第２の補正データを生成する、
   請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記第２の補正データとしての過去の補正データが使用可能か否かを判定する使用可否判定部をさらに備え、
   前記補正データ生成部は、
   前記過去の補正データが使用できないと判定された場合には、前記第２の補正データとしての新たな補正データを生成し、
   前記データ補正部は、
   前記新たな補正データを用いて前記撮影データを補正する、
   請求項１又は２に記載された医用画像処理装置。
4. Ｘ線を照射するＸ線源と、
   前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   第１の補正データ及び第２の補正データを記憶する記憶部と、
   （ａ）前記Ｘ線検出器の温度が安定している第１期間にファントムの撮影に基づいて前記第１の補正データを生成すると共に、（ｂ）前記第１期間と前記Ｘ線検出器の温度が安定していない第２期間とにおいて空気の撮影に基づいてそれぞれ得られるエアデータから感度特性の変化を算出し、前記第１の補正データに前記感度特性の変化を反映させることで前記第２の補正データを生成する補正データ生成部と、
   前記検出されたＸ線の撮影データを収集するデータ収集部と、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器と前記データ収集部とを用いて被検体を撮影し、前記撮影データを取得するように指示する撮影指示部と、
   前記被検体の撮影時が前記第１期間に該当するのか、または前記第２期間に該当するのかを、前記被検体の撮影前に判定する期間判定部と、
   前記被検体の撮影時が前記第２期間に該当する場合は、前記記憶部から前記第２の補正データを取得して前記撮影データを前記第２の補正データを用いて補正する一方、前記被検体の撮影時が前記第１期間に該当する場合は、前記記憶部から前記第１の補正データを取得して前記撮影データを前記第１の補正データを用いて補正するデータ補正部と、
   補正された前記撮影データを用いてＸ線ＣＴ画像を再構成する再構成部と、を備え、
   前記期間判定部は、
   前記Ｘ線検出器の温度を検出するための温度検出部を備え、
   前記温度検出部によって検出された前記Ｘ線検出器の温度を示す温度情報に基づいて、前記第１期間に該当するか、または前記第２期間に該当するかを判定し、
   前記補正データ生成部は、前記被検体の撮影時が前記第２期間に該当する場合に前記第２の補正データを生成する、
   Ｘ線ＣＴ装置。

Images