JP7062514B2 - Ｘ線ｃｔ装置、およびｘ線管制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、およびＸ線管制御装置に関する。

従来、Ｘ線を被検体に照射してスキャンすることで断層像を得るＸ線ＣＴ装置が知られている。Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線管で異常放電が発生した等の原因によって、一時的なエラーが生じる場合がある。これに関連し、被検体を移動させながらスキャンするヘリカルスキャンを実行する場合に、エラーの影響を低減することについて開示されている。しかしながら、従来の技術では、被検体を停止させた状態でＸ線によりスキャンを行う場合、エラーが生じていた期間の検出データを補完する際に、Ｘ線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することができない場合があった。

特開２０１４－２３６８６９号公報 特開２００３－１３５４４８号公報 国際公開第２０１４／１０９４００号公報

本発明が解決しようとする課題は、エラーが生じていた期間の検出データを補完する際に、Ｘ線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することである。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、特定部と、制御部とを備える。Ｘ線管は、回転フレームによって支持され、回転しながら回転中心に向けてＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線管により照射され、被検体を通過したＸ線の強度を検出する。特定部は、前記Ｘ線管の照射にエラーが生じたことを検知し、前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲を特定する。制御部は、前記Ｘ線管の照射にエラーが生じたことが前記特定部により検知された場合、前記Ｘ線管にＸ線の照射を継続させ、前記継続させた後、既に前記Ｘ線検出器により前記検出データが取得された回転角度の範囲において前記Ｘ線管にＸ線の照射を停止させ、前記停止させた後、前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲において前記Ｘ線管にＸ線の照射を行わせるエラー制御を行う。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成図。 実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において実行されるスキャン完了までの処理の概要を示すフローチャート。 スキャン制御機能による処理の内容について説明するための図。 比較例の装置による処理の内容について説明するための図。 スキャン制御機能により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート（その１）。 スキャン制御機能により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート（その２）。

以下、実施形態のＸ線ＣＴ装置、およびＸ線管制御装置を、図面を参照して説明する。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の内部をＸ線によってスキャン（撮影）し、三次元のＣＴ画像データや断面像などを生成する装置である。以下の説明では、被検体は、寝台装置の天板に乗せられた状態で回転フレームの内側（回転中心）に導入されてスキャンされるものとするが、適宜注釈するように、Ｘ線ＣＴ装置の態様としては種々の変形が可能である。

［構成］
図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層診断）装置１の構成図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。図１では、説明の都合上、架台装置１０をＺ軸方向から見た図とＸ軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置１０は一つである。実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１７の回転軸または寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をＹ軸方向とそれぞれ定義する。

架台装置１０は、例えば、Ｘ線管１１と、ウェッジ１２と、コリメータ１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、Ｘ線検出器１５と、データ収集システム（以下、ＤＡＳ：Data Acquisition System）１６と、回転フレーム１７と、制御装置１８とを有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生させる。Ｘ線管１１は、真空管を含む。例えば、Ｘ線管１１は、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管である。

ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するＸ線を減衰させる。ウェッジ１２は、ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。ウェッジ１２は、例えば、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したものである。

コリメータ１３は、ウェッジ１２を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ１３は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、Ｘ線の照射範囲を絞り込む。コリメータ１３は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。

Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、高電圧発生装置と、Ｘ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器（トランス）および整流器などを含む電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生させる。Ｘ線制御装置は、Ｘ線管１１に発生させるべきＸ線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１７に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（不図示）の側に設けられてもよい。また、Ｘ線高電圧装置１４は、エラー検知機能１４Ａを有する。これについては後述する。

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１が発生させ、被検体Ｐを通過して入射したＸ線の強度を検出する。Ｘ線検出器１５は、検出したＸ線の強度に応じた電気信号（光信号などでもよい）をＤＡＳ１８に出力する。Ｘ線検出器１５は、例えば、複数のＸ線検出素子列を有する。複数のＸ線検出素子列のそれぞれは、Ｘ線管１１の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたものである。複数のＸ線検出素子列は、スライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に配列される。

Ｘ線検出器１５は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するＸ線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線が入射する面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（一次元コリメータまたは二次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。Ｘ線検出器１５は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもかまわない。

ＤＡＳ１６は、例えば、増幅器と、積分器と、Ａ／Ｄ変換器とを有する。増幅器は、Ｘ線検出器１５の各Ｘ線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間（後述）に亘って積分する。Ａ／Ｄ変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。ＤＡＳ１６は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置４０に出力する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム１７の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム１７の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、Ｘ線管１１の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。ＤＡＳ１６は、ビューの切り替わりを、制御装置１８から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、全周囲分（３６０度分）の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、半周囲分（１８０度分）の検出データを収集する。

回転フレーム１７は、Ｘ線管１１、ウェッジ１２、およびコリメータ１３と、Ｘ線検出器１５とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム１７は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Ｐを中心として回転自在に支持される。回転フレーム１７は、更にＤＡＳ１６を支持する。ＤＡＳ１６が出力する検出データは、回転フレーム１７に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置４０に転送される。なお、回転フレーム１７から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム１７は、Ｘ線管１１などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。

Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５の双方が回転フレーム１７によって支持されて被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐｅのＸ線ＣＴ装置（第３世代ＣＴ）であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のＸ線検出素子が固定フレームに固定され、Ｘ線管１１が被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐｗｎｏＸ線ＣＴ装置（第４世代ＣＴ）であってもよい。

制御装置１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。制御装置１８は、コンソール装置４０または架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３からの入力信号を受け付けて、架台装置１０および寝台装置３０の動作を制御する。例えば、制御装置１８は、回転フレーム１７を回転させたり、架台装置１０をチルトさせたり、寝台装置３０の天板３３を移動させたりする。架台装置１０をチルトさせる場合、制御装置１８は、入力インターフェース４３に入力された傾斜角度（チルト角度）に基づいて、Ｚ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１７を回転させる。制御装置１８は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム１７の回転角度を把握している。また、制御装置１８は、回転フレーム１７の回転角度を随時、スキャン制御機能５５に提供する。制御装置１８は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。また、制御装置１８の処理回路は、特定機能１８Ａを有する。これについては後述する。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置して移動させ、架台装置１０の回転フレーム１７の内部に導入する装置である。寝台装置３０は、例えば、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置３２は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、支持フレーム３４に沿って、天板３３の長手方向（Ｚ軸方向）に移動させる。天板３３は、被検体Ｐが載置される板状の部材である。

寝台駆動装置３２は、天板３３だけでなく、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置１０がＺ軸方向に移動可能であり、架台装置１０の移動によって回転フレーム１７が被検体Ｐの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置１０と天板３３の双方が移動可能な構成であってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台装置３０に代えて被検体支持機構を有し、架台装置１０は、回転フレーム１７を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。

コンソール装置４０は、例えば、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路５０とを有する。実施形態では、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像データ、ＣＴ画像データ等を記憶する。これらのデータは、メモリ４１ではなく（或いはメモリ４１に加えて）、Ｘ線ＣＴ装置１が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ（Graphical User Interface）画像等を表示する。ディスプレイ４２は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）であってもよい。

入力インターフェース４３は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路５０に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、検出データまたは投影データ（後述）を収集する際の収集条件、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件などの入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）により実現されてもよい。

処理回路５０は、Ｘ線ＣＴ装置１の全体の動作を制御する。処理回路５０は、例えば、システム制御機能５１、前処理機能５２、再構成処理機能５３、画像処理機能５４、スキャン制御機能５５、表示制御機能５６などを実行する。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めメモリ４１などの非一過性の記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な非一過性の記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

コンソール装置４０または処理回路５０が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路５０は、コンソール装置４０が有する構成ではなく、コンソール装置４０と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのＸ線ＣＴ装置と接続されたワークステーション、或いは、複数のＸ線ＣＴ装置に接続され、以下に説明する処理回路５０と同等の処理を一括して実行する装置（例えばクラウドサーバ）である。

システム制御機能５１は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路５０の各種機能を制御する。

前処理機能５２は、ＤＡＳ１６により出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを生成し、生成した投影データをメモリ４１に記憶させる。

再構成処理機能５３は、前処理機能５２によって生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って、ＣＴ画像データを生成し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に記憶させる。

画像処理機能５４は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データを公知の方法により、三次元画像データや任意断面の断面像データに変換する。三次元画像データへの変換は、前処理機能５２によって行われてもよい。

スキャン制御機能５５は、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、架台装置１０における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能５５は、位置決め画像を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。スキャン制御機能５５は、「制御部」の一例である。

上記構成により、Ｘ線ＣＴ装置１は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュートなどの態様で被検体Ｐのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板３３を移動させながら回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板３３を静止させた状態で回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐを円軌道でスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンを実行する。ステップアンドシュートとは、天板３３の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。

図２は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１において実行されるスキャン完了までの処理の概要を示すフローチャートである。なお、本フローチャートに示す処理については適宜、順序の変更や追加、削除などが可能である。

まず、Ｘ線ＣＴ装置１のシステム制御機能５１は、インターフェース画面をディスプレイ４２に表示させながら、入力インターフェース４３に対する患者情報（被検体Ｐの情報）の入力を受け付ける（ステップＳ１００）。次に、システム制御機能５１は、入力インターフェース４３に対する対象部位の選択を受け付ける（ステップＳ１０２）。例えば、ディスプレイ４２には、対象部位を選択するためのグラフィック領域が表示され、利用者は、グラフィック領域のいずれかを選択することで対象部位を指定する。次に、システム制御機能５１は、入力インターフェース４３に対するスキャン態様の選択を受け付ける（ステップＳ１０４）。次に、システム制御機能５１は、入力インターフェース４３に対する各種パラメータの入力を受け付ける（ステップＳ１０６）。

次に、システム制御機能５１は、位置決め用のスキャノ画像の撮影を行うようにスキャン制御機能５５に指示する（ステップＳ１０８）。スキャン制御機能５５は、例えば、天板３３を固定した状態で被検体Ｐを二方向から撮影するように、Ｘ線高電圧装置１４および制御装置１８に指示する。二方向とは、例えば、図１におけるＸ方向とＹ方向である。

次に、システム制御機能５１は、スキャノ画像をディスプレイ４２に表示させながら、入力インターフェース４３に対するスキャン計画の設定入力を受け付ける（ステップＳ１１０）。例えば、システム制御機能５１は、スキャン位置の設定や架台装置１０のチルト角の設定入力を受け付ける。

次に、システム制御機能５１は、スキャンを実行するようにスキャン制御機能５５に指示する（ステップＳ１１２）。スキャンが完了すると、本フローチャートの処理が終了する。

［エラー制御］
以下、エラー制御について説明する。エラー制御は、スキャンが実行される間、例えば、Ｘ線高電圧装置１４のエラー検知機能１４Ａ、制御装置１８の特定機能１８Ａ、およびスキャン制御機能５５が協働することで実行される。上記構成において、Ｘ線管１１によるＸ線の照射においては、種々のエラー（異常）を生じる場合がある。エラーには、異常放電（スピッツとも称される）や瞬間的な停電による瞬間停止などがある。これらのエラーが生じると、エラーが生じていた間に取得された検出データ（ビュー）の精度が不十分になり、これをそのまま再構成処理に使用すると、断面像に特定のアーティファクトが発生する可能性がある。これに対し時間的または位置的に隣接する検出結果に基づいてエラーが生じたビューを補正することも想定されるが、エラーの程度によっては十分に補正することができない可能性もあり得る。そこで、実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、以下のようにエラー制御を行う。

エラー検知機能１４Ａには、Ｘ線管１１の電圧、電流、温度などを検出するセンサが接続されている。エラー検知機能１４Ａは、センサの出力値を参照し、例えば、Ｘ線管１１の電圧またはＸ線管１１に流れる電流の時間的変化に基づいて、Ｘ線管１１によるＸ線の照射にエラーが生じたことを検知する。例えば、エラー検知機能１４Ａは、所定時間あたりの電圧または電流の変化量が所定値以上である場合、エラーが生じたことを検知する。エラー検知機能１４Ａは、エラーが生じたことを検知すると、エラー通知信号を特定機能１８Ａに出力する。

特定機能１８Ａは、エラー通知信号を受信した期間と、回転フレーム１７の回転角度（換言するとＸ線管１１の回転角度）とを照合し、エラーが生じたときのビューを特定する。ビューは、Ｘ線管１１の回転角度に対応するものであるため、係る処理は、エラーが生じたときのＸ線管１１の回転角度の範囲を特定する処理に他ならない。特定機能１８Ａは、エラーが生じたときのビューを示す情報（例えばビュー番号）を、スキャン制御機能５５に出力する。特定機能１８Ａは、「特定部」の一例である。

なお、特定機能１８Ａは、Ｘ線高電圧装置１４の機能であってもよい。この場合、制御装置１８は、随時、或いはＸ線高電圧装置１４からの要求に応じＸ線管１１の回転角度の情報をＸ線高電圧装置１４に提供する。Ｘ線高電圧装置１４は、エラー検知機能１４Ａによりエラーが生じたことを検知したタイミングと、制御装置１８から提供される回転角度の情報とに基づいて、エラーが生じたときのビューを特定し、例えばビュー番号をスキャン制御機能５５に出力する。

スキャン制御機能５５は、エラーが生じたときのビュー番号を取得すると、ビュー番号に対応するＸ線管１１の回転角度を特定する。そして、エラーが生じた後、（１）Ｘ線管１１にＸ線の照射を継続させ、（２）継続させた後、既に正常な（エラーでない）ビュー（検出データ）が取得された回転角度の範囲においてＸ線管１１にＸ線の照射を停止させ、（３）停止させた後、エラーが生じたときのＸ線管１１の回転角度の範囲においてＸ線管１１にＸ線の照射を行わせる。

図３は、スキャン制御機能５５による処理の内容について説明するための図である。図中、大矢印はスキャンの進行を示している。図３の例では、Ｘ線管１１の回転角度が第１回転角度にある状態でスキャンが開始され、第２回転角度から第３回転角度に至るまでエラーが検知された。この場合、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１が一回転して回転角度が第１回転角度に至るまで、Ｘ線管１１にＸ線の照射を継続させる。次に、スキャン制御機能５５は、既に正常なビュー（検出データ）が取得されている第１回転角度から第２回転角度までの間、Ｘ線管１１にＸ線の照射を停止させ、次に、第２回転角度から第３回転角度までの間、Ｘ線管１１にＸ線の照射を行わせる。なお、図３の例では、回転フレーム１７は時計回りに回転するものとしているが、反時計回りに回転してもよい。

以下、比較例との比較について説明する。図４は、比較例の装置による処理の内容について説明するための図である。図４の例において、エラーが検知されたＸ線管１１の回転角度は、図３の例と同様、第２回転角度から第３回転角度までの範囲である。この場合、比較例の装置では、第３回転角度から一回転して第1回転角度に至り、更に第２回転角度に至るまで、Ｘ線管１１にＸ線の照射を停止させ、第２回転角度に至ってからＸ線管１１にＸ線の照射を再開させる。この場合、ちょうどＸ線管１１が２回転しなければスキャンが完了せず、実施形態の制御に比して時間がかかってしまう。なお、全くＸ線管１１にＸ線の照射を停止させずに２回転分のスキャンをすれば、正常なビュー（検出データ）が取得できることになるが、この場合、Ｘ線の被曝が増加してしまう。これらより、実施形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、エラーが生じていた期間のビュー（検出データ）を補完する際に、Ｘ線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することができる。

スキャン制御機能５５は、エラー制御を実行するか否かを、Ｘ線ＣＴ装置１の作動モードによって切り替えてもよい。図５は、スキャン制御機能５５により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート（その１）である。本フローチャートの処理は、例えば、スキャンが開始される前に実行される。

まず、スキャン制御機能５５は、スキャンの開始までに入力インターフェース４３に対して入力された情報を参照し、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。モーションアーティファクションの大きい部位とは、例えば、心臓や横隔膜である。スキャン制御機能５５は、例えば、メモリ４１に記憶されたモーションアーティファクションの大きい部位の一覧情報を参照し、対象部位が一覧情報に掲載されていない部位である場合に、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であると判定する。この逆に、モーションアーティファクションの小さい部位の一覧情報がメモリ４１に記憶され、スキャン制御機能５５は、対象部位が一覧情報に掲載されている部位である場合に、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であると判定してもよい。対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位でない場合、スキャン制御機能５５は、エラー制御を実施しないことを決定する（ステップＳ２０６）。

対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であると判定した場合、スキャン制御機能５５は、これから実行するスキャンの態様がヘリカルスキャンであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。これから実行するスキャンの態様がヘリカルスキャンでない場合、スキャン制御機能５５は、エラー制御を実施することを決定する（ステップＳ２０４）。一方、これから実行するスキャンの態様がヘリカルスキャンである場合、スキャン制御機能５５は、エラー制御を実施しないことを決定する（ステップＳ２０６）。

このように、スキャン制御機能５５は、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であることを条件に、エラー制御を行う。モーションアーティファクションの大きい部位は、心電同期撮影を行う必要があったりするため、１回転でスキャンが完了しない場合も多く、上記説明したエラー制御よりも細かい制御が必要となるからである。係る制御によって、実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、必要な場面に限定してエラー制御を行うことができる。

また、スキャン制御機能５５は、Ｘ線ＣＴ装置１がヘリカルスキャンを行う場合、エラー制御を行わない。ヘリカルスキャンはらせん状に被検体Ｐをスキャンする態様であるため、上記説明したエラー制御を好適に適用するのが困難である。係る制御によって、実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、必要な場面に限定してエラー制御を行うことができる。

図６は、スキャン制御機能５５により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート（その２）である。本フローチャートチャートの処理は、エラー制御を実施することが決定された後、スキャンの開始と共に開始される。また、開始時におけるＸ線管１１の回転角度が第１回転角度であることを前提とする。

まず、スキャン制御機能５５は、特定機能１８Ａから、エラーが生じたときのビュー番号の通知があったか否かを判定する（ステップＳ３００）。エラーが生じたときのビュー番号の通知が無い場合、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１の回転角度が第１回転角度に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。Ｘ線管１１の回転角度が第１回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能５５は、本フローチャートの処理を終了し、スキャンを完了させる。

エラーが生じたときのビュー番号の通知があったと判定した場合、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１の回転角度が第１回転角度に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０４）。Ｘ線管１１の回転角度が第１回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１にＸ線照射を停止させるように、Ｘ線高電圧装置１４に指示する（ステップＳ３０６）。なお、通知において、Ｘ線管１１の回転角度が第２回転角度から第３回転角度の範囲内でエラーがあったことを示す内容が通知されたものとする。

次に、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１の回転角度が第２回転角度に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０８）。Ｘ線管１１の回転角度が第２回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１にＸ線照射を再開させるように、Ｘ線高電圧装置１４に指示する（ステップＳ３１０）。

次に、スキャン制御機能５５は、Ｘ線管１１の回転角度が第３回転角度に到達したか否かを判定する（ステップＳ３１２）。Ｘ線管１１の回転角度が第３回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能５５は、本フローチャートの処理を終了し、スキャンを完了させる。

上記実施形態において、少なくとも特定機能１８Ａとスキャン制御機能を合わせたものが、「Ｘ線管制御装置」の一例である。

上記実施形態では、フルスキャン時のエラー制御について説明したが、エラー制御はハーフスキャンにも同様に適用することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、回転フレーム１７によって支持され、回転しながら回転中心に向けてＸ線を照射するＸ線管１１と、Ｘ線管１１により照射され、被検体を通過したＸ線の強度を検出するＸ線検出器１５と、Ｘ線管１１によるＸ線の照射にエラーが生じたことを検知し、エラーが生じたときのＸ線管１１の回転角度の範囲を特定する特定機能１８Ａと、エラーが生じたときのＸ線管１１の回転角度の範囲が特定機能１８Ａにより特定された場合、Ｘ線管１１にＸ線の照射を継続させ、継続させた後、既にＸ線検出器１５によりエラーでない検出データが取得された回転角度の範囲においてＸ線管１１にＸ線の照射を停止させ、停止させた後、エラーが生じたときのＸ線管１１の回転角度の範囲においてＸ線管にＸ線の照射を行わせるエラー制御を行うスキャン制御機能５５と、を備えることにより、エラーが生じていた期間の検出データを補完する際に、Ｘ線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することができる。

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。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１４ Ｘ線高電圧装置
１４Ａ エラー検知機能
１５ Ｘ線検出器
１６ ＤＡＳ
１７ 回転フレーム
１８ 制御装置
１８Ａ 特定機能
４０ コンソール装置
５０ 処理回路
５５ スキャン制御機能

Claims (4)

1. 回転フレームによって支持され、回転しながら回転中心に向けてＸ線を照射するＸ線管と、
   前記Ｘ線管により照射され、被検体を通過したＸ線の強度を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管によるＸ線の照射にエラーが生じたことを検知し、前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲を特定する特定部と、
   前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲が前記特定部により特定された場合、
   前記Ｘ線管にＸ線の照射を継続させ、
   前記継続させた後、既に前記Ｘ線検出器によりエラーでない検出データが取得された回転角度の範囲において前記Ｘ線管にＸ線の照射を停止させ、
   前記停止させた後、前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲において前記Ｘ線管にＸ線の照射を行わせる、
   エラー制御を行う制御部と、
   を備えるＸ線ＣＴ装置。
2. 前記Ｘ線を照射して前記検出データを収集する対象の部位に関する情報の入力を受け付ける受付部を更に備え、
   前記制御部は、前記対象の部位が、モーションアーチファクトの影響が小さい部位である場合に、前記エラー制御を行う、
   請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記制御部は、前記Ｘ線ＣＴ装置がヘリカルスキャンを行う場合、前記エラー制御を行わない、
   請求項１または２記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 回転フレームによって支持され、回転しながら回転中心に向けてＸ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管により照射され、被検体を通過したＸ線の強度を検出するＸ線検出器とを有するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線管によるＸ線の照射にエラーが生じたことを検知し、前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲を特定する特定部と、
   前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲が前記特定部により特定された場合、、
   前記Ｘ線管にＸ線の照射を継続させ、
   前記継続させた後、既に前記Ｘ線検出器によりエラーでない検出データが取得された回転角度の範囲において前記Ｘ線管にＸ線の照射を停止させ、
   前記停止させた後、前記エラーが生じたときの前記Ｘ線管の回転角度の範囲において前記Ｘ線管にＸ線の照射を行わせるエラー制御を行う制御部と、
   を備えるＸ線管制御装置。

Images