JP7055599B2

JP7055599B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP7055599B2
Application number: JP2017111968A
Authority: JP
Inventors: 崇博後藤; 伸介塚越
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2022-04-18
Anticipated expiration: 2037-06-06
Also published as: WO2017213150A1; US10945697B2; JP2017217482A; US20190069868A1

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置（ＣＴ；Computed Tomography）を用いた撮影においては、被検体の体厚に応じて管電流（ｍＡ）を自動的に推奨するＡＥＣ（Auto Exposure Control）を実行することができる。例えば、ＡＥＣによるｍＡの計算では、スキャン範囲内における被検体について実行される。ここで、スキャン範囲は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集した後に、操作者によってスキャノ画像上の任意の範囲に設定される。すなわち、ＡＥＣは、スキャノ画像上に設定されたスキャン範囲を対象として実行される。

特開２０１３－１１６１４３号公報特開２０００－１６６９１２号公報特開２００９－２８５５８号公報特開２００５－１４３９４８号公報

本発明が解決しようとする課題は、撮影部位に適した管電流の変調を行うことを可能とするＸ線ＣＴ装置を提供することである。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、画像生成部と、設定部とを備える。画像生成部は、被検体を透過したＸ線を検出器で検出した検出結果に基づいて画像データを生成する。設定部は、前記画像データにおける解剖学的特徴点に基づいて、前記画像データにおける第１の部位と第２の部位との境界を特定し、当該境界の位置に係る情報に応じて管電流値に係るスキャン条件の設定を調整する。

図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。図３は、第１の実施形態に係るスキャン制御部による３次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。図４Ａは、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。図４Ｂは、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。図５は、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。図６は、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。図７は、Ｘ線管の回転ごとに管電流を算出する場合の一例を説明するための図である。図８は、第１の実施形態に係る設定機能３７ｃによる処理の一例を説明するための図である。図９は、第１の実施形態に係るＸ－Ｙ平面における管電流の変調の一例を説明するための図である。図１０Ａは、第１の実施形態に係る「画質優先モード」における処理の一例を説明するための図である。図１０Ｂは、第１の実施形態に係る「被曝量低減モード」における処理の一例を説明するための図である。図１１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下、Ｘ線ＣＴ装置を含む医用情報処理システムを例に挙げて説明する。なお、図１に示す医用情報処理システム１００においては、サーバ装置と端末装置とがそれぞれ１台のみ示されているが、実際にはさらに複数のサーバ装置と端末装置とを含むことができる。また、医用情報処理システム１００は、例えば、Ｘ線診断装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置などの医用画像診断装置を含むこともできる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１００は、Ｘ線ＣＴ装置１と、サーバ装置２と、端末装置３とを備える。Ｘ線ＣＴ装置１と、サーバ装置２と、端末装置３とは、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）４により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、医用情報処理システム１００にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。

また、医用情報処理システム１００においては、例えば、ＨＩＳ（Hospital Information System）や、ＲＩＳ（Radiology Information System）などが導入され、各種情報が管理される。例えば、端末装置３は、上記したシステムに沿って作成された検査オーダーをＸ線ＣＴ装置１やサーバ装置２に送信する。Ｘ線ＣＴ装置１は、端末装置３から直接受信した検査オーダー、或いは、検査オーダーを受信したサーバ装置２によって作成されたモダリティごとの患者リスト（モダリティワークリスト）から患者情報を取得して、患者ごとのＸ線ＣＴ画像データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集したＸ線ＣＴ画像データや、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置２に送信する。サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１から受信したＸ線ＣＴ画像データ及び画像データを記憶するとともに、Ｘ線ＣＴ画像データから画像データの生成を行い、端末装置３からの取得要求に応じた画像データを端末装置３に送信する。端末装置３は、サーバ装置２から受信した画像データをモニタなどに表示する。以下、各装置について説明する。

端末装置３は、病院内の各診療科に配置され、各診療科に勤務する医師によって操作される装置であり、ＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等である。例えば、端末装置３は、医師によって患者の症状や医師の所見などのカルテ情報が入力される。また、端末装置３は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査をオーダーするための検査オーダーが入力され、入力された検査オーダーをＸ線ＣＴ装置１やサーバ装置２に送信する。すなわち、診療科の医師は、端末装置３を操作して、来院した患者の受付情報と電子カルテの情報とを読み出し、該当する患者の診察を行い、読み出した電子カルテにカルテ情報を入力する。そして、診療科の医師は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査の要否に応じて、端末装置３を操作して検査オーダーを送信する。

サーバ装置２は、医用画像診断装置によって収集された医用画像（例えば、Ｘ線ＣＴ装置１によって収集されたＸ線ＣＴ画像データ及び画像データ）を記憶したり、医用画像に対して各種画像処理を行ったりする装置であり、例えば、ＰＡＣＳサーバなどである。例えば、サーバ装置２は、各診療科に配置された端末装置３から複数の検査オーダーを受信して、医用画像診断装置ごとに患者リストを作成して、作成した患者リストを各医用画像診断装置に送信する。一例を挙げると、サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査を実施するための検査オーダーを各診療科の端末装置３からそれぞれ受信して患者リストを作成し、作成した患者リストをＸ線ＣＴ装置１に送信する。そして、サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１によって収集されたＸ線ＣＴ画像データ及び画像データを記憶し、端末装置３からの取得要求に応じて、Ｘ線ＣＴ画像データ及び画像データを端末装置３に送信する。

Ｘ線ＣＴ装置１は、患者ごとのＸ線ＣＴ画像データを収集して、収集したＸ線ＣＴ画像データや、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置２に送信する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台１０と、寝台装置２０と、コンソール３０とを有する。

架台１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１４と、回転フレーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。

回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。

Ｘ線照射制御回路１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３の制御により、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。

また、Ｘ線照射制御回路１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。

Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。

Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。

ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、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フィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。

コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御回路１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。

架台駆動回路１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。

検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図２に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態における検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。

データ収集回路１４は、ＤＡＳであり、検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール３０に送信する。例えば、回転フレーム１５の回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路３４が行なっても良い。

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図２に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。

なお、架台１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２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ステップアンドシュート方式を実行する。

コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール３０は、図２に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。

入力回路３１は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力回路３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路３１は、被検体に対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路３１は、画像上の部位を指定するための指定操作を受け付ける。

ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。また、ディスプレイ３２は、スキャン計画の計画画面や、スキャン中の画面などを表示する。また、ディスプレイ３２は、被曝情報を含む仮想患者画像や画像データなどを表示する。なお、ディスプレイ３２によって表示される仮想患者画像については、後に詳述する。

スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路３３は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影（スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、２次元のスキャノ画像及び３次元のスキャノ画像を撮影することができる。

例えば、スキャン制御回路３３は、Ｘ線管１２ａを０度の位置（被検体に対して正面方向の位置）に固定して、天板を定速移動させながら連続的に撮影を行うことで２次元のスキャノ画像を撮影する。或いは、スキャン制御回路３３は、Ｘ線管１２ａを０度の位置に固定して、天板を断続的に移動させながら、天板移動に同期して断続的に撮影を繰り返すことで２次元のスキャノ画像を撮影する。ここで、スキャン制御回路３３は、被検体に対して正面方向だけでなく、任意の方向（例えば、側面方向など）から位置決め画像を撮影することができる。

また、スキャン制御回路３３は、スキャノ画像の撮影において、被検体に対する全周分の投影データを収集することで、３次元のスキャノ画像を撮影する。図３は、第１の実施形態に係るスキャン制御回路３３による３次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。例えば、スキャン制御回路３３は、図３に示すように、ヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンによって被検体に対する全周分の投影データを収集する。ここで、スキャン制御回路３３は、被検体の胸部全体、腹部全体、上半身全体、全身などの広範囲に対して本撮影よりも低線量でヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとしては、例えば、上述のステップアンドシュート方式のスキャンが実行される。

このように、スキャン制御回路３３が被検体に対する全周分の投影データを収集することで、後述する画像再構成回路３６が、３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成することができ、図３に示すように、再構成したボリュームデータを用いて任意の方向から位置決め画像を生成することが可能になる。ここで、位置決め画像を２次元で撮影するか、或いは、３次元で撮影するかは、操作者によって任意に設定する場合でもよく、或いは、検査内容に応じて予め設定される場合でもよい。

図２に戻って、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路３５に格納する。

記憶回路３５は、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路３５は、前処理回路３４によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって生成された画像データや仮想患者画像を記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。なお、仮想患者画像及び処理回路３７による処理結果については、後述する。

画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。具体的には、画像再構成回路３６は、位置決め画像の投影データ及び診断に用いられる画像の投影データから、Ｘ線ＣＴ画像データをそれぞれ再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することもできる。

また、画像再構成回路３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。そして、画像再構成回路３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを記憶回路３５に格納する。

処理回路３７は、架台１０、寝台装置２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路３７は、記憶回路３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ３２に表示するように制御する。

また、処理回路３７は、図２に示すように、検出機能３７ａ、算出機能３７ｂ、設定機能３７ｃ及び表示制御機能３７ｄを実行する。ここで、例えば、図２に示す処理回路３７の構成要素である検出機能３７ａ、算出機能３７ｂ、設定機能３７ｃ及び表示制御機能３７ｄが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３５に記録されている。処理回路３７は、各プログラムを記憶回路３５から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３７は、図２の処理回路３７内に示された各機能を有することとなる。なお、本実施形態で説明するデータ収集回路１４は、特許請求の範囲に記載した収集部に対応する。また、画像再構成回路３６は、特許請求の範囲に記載した画像生成部に対応する。また、検出機能３７ａは、特許請求の範囲に記載した取得部に対応する。また、設定機能３７ｃは、特許請求の範囲に記載した設定部及びモード設定部に対応する。

なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable GateArray：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。

検出機能３７ａは、３次元画像データに含まれる被検体における複数の部位をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能３７ａは、画像再構成回路３６によって再構成された３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）に含まれる臓器などの部位を検出する。例えば、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ及び診断に用いられる画像のボリュームデータのうち少なくとも一方について、解剖学的な特徴点（Anatomical Landmark）に基づいて臓器などの部位を検出する。ここで、解剖学的な特徴点とは、特定の骨や臓器、血管、神経、内腔などの部位の特徴を示す点である。すなわち、検出機能３７ａは、特定の臓器や骨などの解剖学的な特徴点を検出することによって、ボリュームデータに含まれる骨や臓器、血管、神経、内腔などを検出する。また、検出機能３７ａは、人体の特徴的な特徴点を検出することで、ボリュームデータに含まれる頭部、首、胸部、腹部、足などの位置を検出することもできる。なお、本実施形態で説明する部位は、骨や臓器、血管、神経、内腔などにこれらの位置も含めたものを意味する。以下、検出機能３７ａによる部位の検出の一例について説明する。

例えば、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータにおいて、ボリュームデータに含まれるボクセルの値から解剖学的な特徴点を抽出する。そして、検出機能３７ａは、教科書などの情報における解剖学的な特徴点の３次元的な位置と、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置とを比較することによって、ボリュームデータから抽出した特徴点の中から不正確な特徴点を除去して、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置を最適化する。これにより、検出機能３７ａは、ボリュームデータに含まれる被検体の各部位を検出する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、まず、教師あり機械学習アルゴリズムを用いて、ボリュームデータに含まれる解剖学的な特徴点を抽出する。ここで、上記した教師あり機械学習アルゴリズムは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、ディシジョンフォレスト（decision forest）などが利用される。

そして、検出機能３７ａは、身体における解剖学的な特徴点の３次元的な位置関係を示すモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、抽出した特徴点を最適化する。ここで、上記したモデルは、上述した教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、点分布モデルなどが利用される。すなわち、検出機能３７ａは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像に基づいて部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、不正確な特徴点を除去して、特徴点を最適化する。

以下、図４Ａ，４Ｂ，５，６を用いて、検出機能３７ａによる部位の検出処理の一例を説明する。図４Ａ，４Ｂ，５，６は、第１の実施形態に係る検出機能３７ａによる部位の検出処理の一例を説明するための図である。なお、図４Ａ，４Ｂにおいては、２次元上に特徴点を配置しているが、実際には、特徴点は３次元的に配置される。例えば、検出機能３７ａは、ボリュームデータに対して教師あり機械学習アルゴリズムを適用することで、図４Ａに示すように、解剖学的な特徴点とみなすボクセルを抽出する（図中の黒点）。そして、検出機能３７ａは、抽出したボクセルの位置を、部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルにフィッティングさせることで、図４Ｂに示すように、抽出したボクセルのうち不正確な特徴点を除去して、より正確な特徴点に対応するボクセルのみを抽出する。

ここで、検出機能３７ａは、抽出した特徴点（ボクセル）に対して、各部位の特徴を示す特徴点を識別するための識別コードを付与し、識別コードと各特徴点の位置（座標）情報とを対応づけた情報を画像データに付帯させて記憶回路３５に格納する。例えば、検出機能３７ａは、図４Ｂに示すように、抽出した特徴点（ボクセル）に対して、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などの識別コードを付与する。ここで、検出機能３７ａは、検出処理を行ったデータごとにそれぞれ識別コードを付帯させて、記憶回路３５に格納する。具体的には、検出機能３７ａは、位置決め画像の投影データ、非造影下で収集された投影データ、及び、造影剤によって造影された状態で収集された投影データのうち、少なくとも１つの投影データから再構成されたボリュームデータに含まれる被検体の部位を検出する。

例えば、検出機能３７ａは、図５に示すように、位置決め画像のボリュームデータ（図中、位置決め）から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータから特徴点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ₁, ｙ₁, ｚ₁）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ₂, ｙ₂, ｚ₂）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。これにより、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような特徴点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。

また、検出機能３７ａは、例えば、図５に示すように、診断用の画像のボリュームデータ（図中、スキャン）から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。ここで、検出機能３７ａは、スキャンにおいて、造影剤によって造影されたボリュームデータ（図中、造影Ｐｈａｓｅ）と、造影剤によって造影されていないボリュームデータ（図中、非造影Ｐｈａｓｅ）とから、それぞれ特徴点の座標を抽出して、抽出した座標に識別コードを対応付けることができる。

一例を挙げると、検出機能３７ａは、診断用の画像のボリュームデータのうち、非造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから特徴点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ’₁, ｙ’₁, ｚ’₁）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ’₂, ｙ’₂, ｚ’₂）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。また、検出機能３７ａは、診断用の画像のボリュームデータのうち、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから特徴点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ’₁, ｙ’₁, ｚ’₁）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ’₂, ｙ’₂, ｚ’₂）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。ここで、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから特徴点を抽出する場合、造影されることで抽出可能となる特徴点が含まれる。例えば、検出機能３７ａは、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから特徴点を抽出する場合、造影剤によって造影された血管などを抽出することができる。従って、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータの場合、検出機能３７ａは、図５に示すように、造影することで抽出された血管などの特徴点の座標（ｘ’₃₁, ｙ’₃₁, ｚ’₃₁）～座標（ｘ’₃₄, ｙ’₃₄, ｚ’₃₄）などに、それぞれの血管を識別するための識別コードＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３及びＣ３４などを対応付ける。

上述したように、検出機能３７ａは、位置決め画像、或いは、診断用の画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような特徴点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。例えば、検出機能３７ａは、検出の対象となる対象部位と、対象部位の周辺の部位との解剖学的な位置関係の情報を用いて、対象部位の位置を検出する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、対象部位を「肺」とした場合、肺の特徴を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得するとともに、「肋骨」や「鎖骨」、「心臓」、「横隔膜」など、「肺」の周囲の部位を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得する。そして、検出機能３７ａは、「肺」と周囲の部位との解剖学的な位置関係の情報と、取得した座標情報とを用いて、ボリュームデータにおける「肺」の領域を抽出する。

例えば、検出機能３７ａは、「肺尖：鎖骨の２～３ｃｍ上方」や、「肺の下端：第７肋骨の高さ」などの位置関係の情報と、各部位の座標情報とから、図６に示すように、ボリュームデータにおいて「肺」に相当する領域Ｒ１を抽出する。すなわち、検出機能３７ａは、ボリュームデータにおける領域Ｒ１のボクセルの座標情報を抽出する。検出機能３７ａは、抽出した座標情報を部位情報と対応付けてボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。同様に、検出機能３７ａは、図６に示すように、ボリュームデータにおいて「心臓」に相当する領域Ｒ２などを抽出することができる。

また、検出機能３７ａは、人体における頭部や胸部などの位置を定義する特徴点に基づいて、ボリュームデータに含まれる位置を検出する。ここで、人体における頭部や胸部などの位置は任意に定義することができる。例えば、第７頸椎から肺の下端までを胸部と定義すると、検出機能３７ａは、第７頸椎に対応する特徴点から肺の下端に対応する特徴点までを胸部として検出する。なお、検出機能３７ａは、上述した解剖学的な特徴点を用いた方法以外にも種々の方法により部位を検出することができる。例えば、検出機能３７ａは、ボクセル値に基づく領域拡張法などによりボリュームデータに含まれる部位を検出することができる。

算出機能３７ｂは、検出機能３７ａによって検出された部位の被曝情報を算出する。設定機能３７ｃは、検出機能３７ａによって検出された部位の境界に応じて、管電流（ｍＡ）を設定する設定範囲を調整する。表示制御機能３７ｄは、種々の表示情報をディスプレイ３２に表示するように制御する。例えば、表示制御機能３７ｄは、記憶回路３５が記憶する各種画像データをディスプレイ３２に表示するように制御する。また、表示制御機能３７ｄは、設定機能３７ｃによって調整された設定をディスプレイ３２に表示するように制御する。なお、算出機能３７ｂ、設定機能３７ｃ及び表示制御機能３７ｄの詳細については、後に詳述する。

以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、撮影部位に適した管電流の変調を行うことを可能とする。上述したように、従来のＸ線ＣＴ装置においては、操作者によってスキャノ画像上に任意に設定されたスキャン範囲を対象としてＡＥＣが実行される。ここで、ＡＥＣでは、スキャン範囲における所定の位置で管電流値が設定され、設定された管電流値となるように管電流が変調される。一例を挙げると、ＡＥＣでは、Ｘ線管の１回転ごとにＸ線の吸収（体厚）に基づいて管電流値が算出され、各回転中に算出された管電流値となるように管電流を変調する。

しかしながら、上述した従来のＸ線ＣＴ装置では、管電流値を算出する算出単位（例えば、Ｘ線管の１回転）中にＸ線の吸収が大きく異なる部位が含まれている場合、Ｘ線の吸収が多い部位の画質を担保するために、高い管電流値が設定されることとなる。従って、管電流値を算出する算出単位に、Ｘ線の吸収の少ない部位と多い部位とが含まれる場合、Ｘ線の吸収の少ない部位の被曝が増加する恐れがある。そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、以下、詳細に説明する処理回路３７による制御により、撮影部位に適した管電流の変調を行うことを可能とする。

具体的には、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、検出器１３が、被検体を透過したＸ線を検出し、データ収集回路１４が、検出結果に基づいて投影データを収集する。画像再構成回路３６は、投影データから画像データを生成する。検出機能３７ａは、画像データにおける複数の部位の位置情報を取得する。設定機能３７ｃは、位置情報に基づいて、画像データにおける第１の部位と第２の部位との境界を特定し、当該境界に応じて管電流値に係るスキャン条件の設定を調整する。より具体的には、検出機能３７ａがスキャノ画像から部位を検出し、設定機能３７ｃがスキャン対象となる部位を含むスキャン範囲を設定する。ここで、設定機能３７ｃは、第１の部位と第２の部位との境界において、管電流値の算出単位が区切られるように、スキャン範囲を設定する。

以下、第１の実施形態に係る設定機能３７ｃによる処理の一例を、図７及び図８を用いて説明する。ここで、図７及び図８においては、管電流値の算出単位がＸ線管１２ａの１回転である場合を一例挙げて説明する。すなわち、図７及び図８においては、Ｘ線管１２ａの１回転ごとに、ＡＥＣにより管電流値が算出される場合について示す。図７は、Ｘ線管１２ａの回転ごとに管電流を算出する場合の一例を説明するための図である。図８は、第１の実施形態に係る設定機能３７ｃによる処理の一例を説明するための図である。なお、図７及び図８においては、スキャノ画像上にスキャン範囲と管電流の変調カーブとを示し、スキャノ画像の下部に管電流値の目盛を配置した図を示す。

まず、図７を用いて、Ｘ線管１２ａの１回転ごとに管電流値が算出される場合について説明する。図７においては、スキャノ画像が収集され、スキャンの対象部位として胸部と腹部が選択された場合の例について示す。すなわち、収集されたスキャノ画像を対象として、検出機能３７ａが特徴点から各部位を検出し、設定機能３７ｃが検出された各部位の位置から胸部と腹部を含むようにスキャン範囲を設定した場合を示す。ここで、設定機能３７ｃは、スキャンの対象部位である胸部と腹部の情報を、例えば、スキャンプロトコルなどから取得する。

例えば、設定機能３７ｃは、図７に示すように、胸部と腹部を含むスキャン範囲を設定する。ここで、領域Ｒ３～領域Ｒ７は、Ｘ線管１２ａが１回転する間にスキャンする領域をそれぞれ示す。換言すると、領域Ｒ３～領域Ｒ７のそれぞれが、Ｘ線管１２ａの１回転でスキャンされる領域を示す。このように設定されたスキャン範囲でＡＥＣを実行した場合、図７の各領域における縦線で示すように管電流値が設定され、曲線５１に示すように管電流が変調される。すなわち、領域Ｒ３～領域Ｒ７のそれぞれにおいて、スキャノ画像からＸ線の吸収が計測され、計測された吸収に基づいて各領域の管電流値が算出される。そして、算出された管電流値がスキャン条件として設定される。

例えば、図７に示すように、領域Ｒ３の管電流値として「２００ｍＡ」が設定され、領域Ｒ４の管電流値として「２５０ｍＡ」が設定され、領域Ｒ５の管電流値として「５５０ｍＡ」が設定され、領域Ｒ６の管電流値として「４５０ｍＡ」が設定され、領域Ｒ７の管電流値として「４００ｍＡ」が設定される。このように管電流値が設定されると、Ｘ線照射制御回路１１は、各領域において設定された管電流値となるように、図７の曲線５１で示す変調制御を実行する。

ここで、図７に示すように単にスキャン範囲を設定してＡＥＣを実行すると、管電流値を算出する算出単位に、Ｘ線の吸収の少ない部位と多い部位とが含まれる場合、Ｘ線の吸収の少ない部位の被曝が増加する恐れがある。例えば、図７の領域Ｒ４に示すように、管電流値の算出単位である領域にＸ線の吸収が多い「肝臓」と、Ｘ線の吸収が少ない「肺野」とが含まれる場合、ＡＥＣは、Ｘ線の吸収が多い「肝臓」の画質を担保するために、高い管電流値を算出して設定する。その結果、低い管電流値で画質を担保することができる「肺野」に対しても高い管電流値でＸ線を照射することとなる。

そこで、第１の実施形態に係る設定機能３７ｃは、検出機能３７ａによって検出された部位の境界を特定し、特定した境界に応じて管電流値の算出単位を調整する。具体的には、設定機能３７ｃは、部位の境界において、管電流値の算出単位が区切られるように、スキャン範囲を調整する。一例を挙げると、設定機能３７ｃは、スキャン範囲を設定する際に、図８に示すように、領域Ｒ４に肝臓が含まれないようにスキャン範囲を調整する。すなわち、設定機能３７ｃは、図８に示すように、Ｚ軸方向の「肺野」と「肝臓」の境界が領域Ｒ４と領域Ｒ５の境界と一致するように、スキャン範囲を調整する。例えば、設定機能３７ｃは、境界の位置とＸ線管の回転周期端部（ｍＡ算出に用いるスキャンの領域における管球位置のＺ座標）とが一致するように、スキャンの開始位置を調整する。一例を挙げると、設定機能３７ｃは、スキャンの開始位置を早めるようにスキャン範囲を設定することで、Ｘ線管１２ａが１回転する間にスキャンされる領域を頭部側に移動させる。これにより、図８に示すように、Ｚ軸方向の「肺野」と「肝臓」の境界が、領域Ｒ４と領域Ｒ５の境界と一致するようになる。

ここで、スキャン範囲を調整する場合、設定機能３７ｃは、設定されたスキャンの対象部位がスキャン範囲に含まれるように、スキャン範囲を調整する。例えば、図８に示すようにスキャンの開始位置を早めることでスキャン範囲を調整する際に、スキャンの対象部位が領域Ｒ７までの間に含まれている場合には、設定機能３７ｃは、スキャンする領域をさらに増やさずにスキャン範囲を設定する。一方、スキャンの開始位置を早めることでスキャンの対象部位が領域Ｒ７から外れた場合には、設定機能３７ｃは、Ｘ線管１２ａをさらに１回転するようにスキャン範囲を設定する。

このように、部位の境界において、管電流値の算出単位が区切られるように、スキャン範囲を調整することで、撮影部位に適した管電流の変調を行うことができる。例えば、図８に示すように、領域Ｒ４に「肝臓」が含まれなくなることで、「肺野」のＸ線吸収に基づく管電流値が算出されることとなり、「肺野」の不要な被曝を低減することができる。一例を挙げると、図８に示すように、領域４の管電流値として「１５０ｍＡ」が設定される。これは、図７に示す「２５０ｍＡ」と比較して、「１００ｍＡ」低下させる結果であり、その分「肺野」の被曝を低減させることができる。

また、設定機能３７ｃによる調整を行うことで、図８に示すように、領域Ｒ５に「肝臓」全体が含まれるようになるため、Ｘ線吸収の多い「肝臓」全体を同一の管電流値「５５０ｍＡ」でスキャンすることができ、「肝臓」の画質のムラを低減することができる。すなわち、図７に示すスキャン範囲で管電流の変調を行いながらスキャンを実行した場合、領域Ｒ４に含まれる「肝臓」部分は「２５０ｍＡ」でスキャンされ、領域Ｒ５に含まれる「肝臓」部分は「５５０ｍＡ」でスキャンされることとなる。その結果、同一の「肝臓」において画質の異なる画像が生成されることとなる。第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、このような画質のムラも低減することができる。

なお、設定機能３７ｃは、スキャンの対象部位が管電流値の算出単位内に含まれるように、スキャン範囲を調整することもできる。例えば、設定機能３７ｃは、Ｘ線管１２ａが１回転する間にスキャンされる領域に「肝臓」全体が含まれるように、スキャン範囲を調整することもできる。これにより、Ｘ線の吸収の異なる部位を単一の管電流値でそれぞれスキャンさせることができ、撮影部位に適した管電流の変調を行うことができる。

上述した実施形態では、部位の境界に応じて管電流値を設定する設定範囲の調整として、スキャン範囲を調整する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、設定機能３７ｃは、その他種々の調整を行うことができる。以下、設定機能３７ｃによるその他の調整について説明する。

例えば、設定機能３７ｃは、検出機能３７ａによって検出された部位の境界とＸ線管１２ａの回転周期端部（ｍＡ算出に用いるスキャンの領域における管球位置のＺ座標）とが一致するように、回転フレーム１５や、寝台装置２０、架台１０、検出器１３を制御する。すなわち、設定機能３７ｃは、Ｚ軸方向で部位の境界とＸ線管１２ａの回転周期端部とが一致するように、回転フレーム１５の回転速度や、寝台装置２０における天板２２の繰り出し速度、架台１０の移動速度、および、検出器１３の収集列を制御する。一例を挙げると、設定機能３７ｃは、Ｚ軸方向における「肺野」と「肝臓」の境界と、管電流値の算出単位の区切りとが一致するように、回転フレーム１５や、寝台装置２０、架台１０、検出器１３を制御する。

ここで、設定機能３７ｃは、撮影方法に応じた制御を行う。例えば、設定機能３７ｃは、投影データをヘリカルスキャンで収集する場合、部位の境界の位置とＸ線管１２ａの回転周期端部とが一致するように、Ｘ線管１２ａを回転移動させる回転フレーム１５、被検体が横臥する天板２２と架台１０との相対位置関係、又は、検出器１３の収集列を制御する。すなわち、ヘリカルスキャンで収集する場合、被検体が横臥する天板２２を繰り出しながら（或いは、架台１０が移動しながら）、回転フレーム１５がＸ線管１２ａを回転させて投影データを収集する。そこで、設定機能３７ｃは、Ｚ軸方向において、部位の境界とＸ線管１２ａの回転周期端部（管電流値の算出単位の区切り）とが一致するように、回転フレーム１５の回転速度や、天板２２の繰り出し速度（或いは、架台１０の移動速度）、および、検出器１３の収集列を制御する。

また、例えば、設定機能３７ｃは、投影データをワイドボリュームスキャン（ステップアンドシュート）によって検出する場合、境界の位置とＸ線管の回転周期端部とが一致するように、検出器１３の収集列を制御する。すなわち、ワイドボリュームスキャンで収集する場合、天板２２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ことで投影データを収集する。そこで、設定機能３７ｃは、Ｘ線管１２ａが１回転してスキャンする領域のＺ軸方向の端部が部位の境界と一致するように、検出器１３の収集列を制御する。

上述した実施形態では、Ｘ線管１２ａの回転ごとに管電流値が算出される場合を例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、管電流値の算出単位を調整する場合であってもよい。すなわち、設定機能３７ｃは、スキャンにおいてＡＥＣで制御される管電流値の算出位置を調整する場合であってもよい。一例を挙げると、設定機能３７ｃは、投影データを収集するビューごとに管電流値が算出されるように調整する。これにより、例えば、スキャノ画像を収集したビューごとにＸ線の吸収に基づく管電流値が算出されて設定されることとなる。その結果、各ビューに含まれる部位に適した管電流値となるように管電流の変調を行うことができる。

上述したように、設定機能３７ｃは、Ｚ軸方向における部位の境界と、Ｘ線管１２ａの回転周期端部（管電流値の算出単位の区切り）とが一致するように、スキャン範囲などを調整する。ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、Ｚ軸方向の管電流の変調だけではなく、Ｘ－Ｙ方向における管電流の変調を行うこともできる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、１回転ごとにＸ方向とＹ方向に管電流値を設定し、設定した管電流値となるように管電流を変調させる。

図９は、第１の実施形態に係るＸ－Ｙ平面における管電流の変調の一例を説明するための図である。図９においては、図８における領域Ｒ４のアキシャル断面に管電流の変調カーブを示す。ここで、曲線５４は、中心からの距離が管電流の大きさを表す変調カーブである。すなわち、Ｙ軸方向（Lateral方向）での管電流が最大となり、「ＡＰ（Anterior Posterior）方向」で管電流が最低となる。例えば、設定機能３７ｃは、領域Ｒ４に設定された管電流値をもとにＸ軸方向とＹ軸方向に管電流値を設定する。すなわち、設定機能３７ｃは、Ｘ線管１２ａが１回転する間の合計の管電流値を、図８にて設定された領域４の「１５０ｍＡ」とする。そして、設定機能３７ｃは、Ｘ軸方向におけるＸ線の吸収とＹ軸方向におけるＸ線の吸収との比に基づいて、「１５０ｍＡ」を分配する。これにより、設定機能３７ｃは、図９の曲線５４に示す管電流の変調を実行させる。

ここで、図１０に示す曲線５３は、領域Ｒ４に設定された管電流値が「２５０ｍＡ」であった場合の変調カーブを示す。図１０に示すように、曲線５４は、曲線５３と比較して中心からの距離が短くなる。すなわち、領域Ｒ４に設定される管電流値が「１５０ｍＡ」となることで、「肺野」に照射されるＸ線が低減される。

上述したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、部位の境界と管電流の算出単位（例えば、Ｘ線管１２ａの１回転）の区切りとを一致させることで、撮影部位に適した管電流の変調を行うことができる。ここで、Ｘ線ＣＴ装置１は、部位の境界を設定するためのモードを備えることもできる。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、「画質優先モード」と「被曝量低減モード」とを備え、各モードに応じて部位の境界を設定する。

例えば、設定機能３７ｃは、操作者による指定操作に基づいて、「被曝量低減モード」又は「画質優先モード」のいずれかを設定する。ここで、例えば、設定機能３７ｃは、「画質優先モード」が設定され、かつ、第１の部位及び第２の部位がＸＹ断面において重複する場合に、第１の部位及び第２の部位のうちＣＴ値が高い部位の端部を境界とする。すなわち、「画質優先モード」においては、設定機能３７ｃは、管電流の算出単位（例えば、Ｘ線管１２ａの１回転）内に複数の部位が含まれる場合、ＣＴ値の高い部位の端部を境界と設定し、設定した境界と管電流の算出単位の区切りとを一致させるように、スキャン範囲などを調整する。

図１０Ａは、第１の実施形態に係る「画質優先モード」における処理の一例を説明するための図である。図１０Ａにおいては、Ｘ線管１２ａが１回転する間にスキャンされる領域Ｒ８に「肺野」及び「肝臓」が含まれる場合の「画質優先モード」における処理の一例について示す。例えば、図１０Ａの左側の図に示すように、「画質優先モード」で領域Ｒ８に「肺野」及び「肝臓」が含まれる場合、設定機能３７ｃは、図１０Ａの右側の図に示すように、ＣＴ値の高い「肝臓」のＺ軸方向の端部を「肺野」と「肝臓」の境界に設定する。そして、設定機能３７ｃは、設定した境界と、領域Ｒ８と領域Ｒ９の境界とを一致させるように、スキャン範囲などを調整する。

一方、例えば、設定機能３７ｃは、「被曝量低減モード」が設定され、かつ、第１の部位及び第２の部位がＸＹ断面において重複する場合に、第１の部位及び第２の部位のうちＣＴ値が低い部位の端部を境界とする。すなわち、「被曝量低減モード」においては、設定機能３７ｃは、管電流の算出単位（例えば、Ｘ線管１２ａの１回転）内に複数の部位が含まれる場合、ＣＴ値の低い部位の端部を境界と設定し、設定した境界と管電流の算出単位の区切りとを一致させるように、スキャン範囲などを調整する。

図１０Ｂは、第１の実施形態に係る「被曝量低減モード」における処理の一例を説明するための図である。図１０Ｂにおいては、Ｘ線管１２ａが１回転する間にスキャンされる領域Ｒ８に「肺野」及び「肝臓」が含まれる場合の「被曝量低減モード」における処理の一例について示す。例えば、図１０Ｂの左側の図に示すように、「被曝量低減モード」で領域Ｒ８に「肺野」及び「肝臓」が含まれる場合、設定機能３７ｃは、図１０Ｂの右側の図に示すように、ＣＴ値の低い「肺野」のＺ軸方向の端部を「肺野」と「肝臓」の境界に設定する。そして、設定機能３７ｃは、設定した境界と、領域Ｒ８と領域９の境界とを一致させるように、スキャン範囲などを調整する。

なお、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、同一の領域に２つの部位（「肺野」と「肝臓」）が含まれる場合を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他種々の部位において上記した処理を実行することができる。また、部位の数は２つに限られず、３つ以上含まれる場合も同様に処理を実行することができる。かかる場合、「画質優先モード」では、３つ以上の部位のうち最もＣＴ値が高い部位の端部が境界として設定される。また、「被曝量低減モード」では、３つ以上の部位のうち最もＣＴ値が低い部位の端部が境界として設定される。なお、上記した「画質優先モード」と「被曝量低減モード」の設定は、操作者によって任意に行われる。

図２に戻って、表示制御機能３７ｄは、設定機能３７ｃによって調整された情報をディスプレイ３２に表示させる。例えば、表示制御機能３７ｄは、調整後のスキャン範囲の情報や、回転フレーム１５の制御情報、天板２２の制御情報、架台１０の制御情報、及び、検出器１３の収集列の制御情報などをディスプレイ３２に表示させる。これにより、操作者は、設定機能３７ｃによる調整結果を確認することができる。Ｘ線ＣＴ装置１は、操作者から実行操作（例えば、曝射ボタンの押下など）を受け付けることで、調整後の設定によりスキャンを実行する。

次に、図１１を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理について説明する。図１１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による処理の手順を示すフローチャートである。図１１に示すステップＳ１０１及びステップＳ１０２は、処理回路３７が記憶回路３５から処理機能に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０１では、処理回路３７が、検査が開始されたか否かを判定する。そして、ステップＳ１０２では、処理回路３７が、スキャン制御回路３３、画像再構成回路３６などを制御することで、３次元の位置決め画像（スキャノ画像）を収集する。

図１１のステップＳ１０３は、処理回路３７が記憶回路３５から検出機能３７ａに対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０３では、処理回路３７が、スキャノ画像から部位を検出する。図１１のステップＳ１０４は、処理回路３７が記憶回路３５から処理機能に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０４では、処理回路３７が、モードが設定されたか否かを判定する。ここで、モードが設定されていない場合には（ステップＳ１０４否定）、ステップＳ１０８に進む。一方、モードが設定されている場合には、（ステップＳ１０４肯定）、ステップＳ１０５に進む。

図１１のステップＳ１０５～ステップＳ１０８は、処理回路３７が記憶回路３５から設定機能３７ｃに対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０５では、処理回路３７が、設定されたモードが「画質優先モード」であるか否かを判定する。ここで、設定されたモードが「画質優先モード」である場合（ステップＳ１０５肯定）、ステップＳ１０６に進み、処理回路３７は、ＣＴ値が高い部位の端部を境界に設定する。一方、設定されたモードが「画質優先モード」である場合（ステップＳ１０５肯定）、ステップＳ１０７に進み、処理回路３７は、ＣＴ値が低い部位の端部を境界に設定する。そして、ステップＳ１０８では、処理回路３７は、部位の境界で管電流が設定されるように調整する。

図１１のステップＳ１０９は、処理回路３７が記憶回路３５から表示制御機能３７ｄに対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０９では、処理回路３７が、調整後の設定を表示する。図１１のステップＳ１１０は、処理回路３７が記憶回路３５から処理機能に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１１０では、処理回路３７が、設定の変更操作を受け付けたか否かを判定する。ここで、設定の変更操作を受け付けた場合には（ステップＳ１１０肯定）、ステップＳ１１１に進む。一方、設定の変更操作を受け付けていない場合には、（ステップＳ１１０否定）、ステップＳ１１２に進む。

図１１のステップＳ１１１は、処理回路３７が記憶回路３５から設定機能３７ｃに対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１１１では、処理回路３７が、受け付けた操作に応じて設定を変更する。図１１のステップＳ１１２は、処理回路３７が記憶回路３５から処理機能に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１１２では、処理回路３７が、スキャンを実行する。

上述したように、第１の実施形態によれば、データ収集回路１４は、被検体を透過したＸ線を検出器１３で検出し、検出結果に基づいて投影データを収集する。画像再構成回路３６は、投影データから画像データを生成する。検出機能３７ａは、画像データにおける複数の部位の位置情報を取得する。設定機能３７ｃは、位置情報に基づいて、画像データにおける第１の部位と第２の部位との境界を特定し、当該境界に応じて管電流値を設定する設定範囲を調整する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、部位の境界で管電流値が設定され、撮影部位に適した管電流の変調を行うことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、設定機能３７ｃは、境界の位置とＸ線管の回転周期端部とが一致するように、スキャンの開始位置を調整する。部位の境界での管電流値の設定を容易に行うことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、設定機能３７ｃは、検出結果をヘリカルスキャンによって検出する場合、境界の位置とＸ線管の回転周期端部とが一致するように、Ｘ線管１２ａを回転移動させる回転フレーム、被検体が横臥する天板２２と架台１０との相対位置関係、又は、検出器１３の収集列を制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ヘリカルスキャンで収集する場合に、種々の手法によって部位の境界と回転周期端部とを一致させることができる。

また、第１の実施形態によれば、設定機能３７ｃは、検出結果をワイドボリュームスキャンによって検出する場合、境界の位置とＸ線管の回転周期端部とが一致するように、検出器の収集列を制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ワイドボリュームスキャンで収集する場合にも、部位の境界と回転周期端部とを一致させることができる。

また、第１の実施形態によれば、検出機能３７ａは、画像データと解剖学的基準位置とのマッチングにより画像データにおける複数の部位に係る位置情報を取得する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、より正確な部位検出を行うことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、設定機能３７ｃは、「被曝量低減モード」が設定され、かつ、第１の部位及び第２の部位がＸＹ断面において重複する場合に、第１の部位及び第２の部位のうちＣＴ値が低い部位の端部を境界とする。また、設定機能３７ｃは、「画質優先モード」が設定され、かつ、第１の部位及び第２の部位がＸＹ断面において重複する場合に、第１の部位及び第２の部位のうちＣＴ値が高い部位の端部を境界とする。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、状況に応じて境界を設定することを可能にする。

（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上記した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した第１の実施形態では、「被曝量低減モード」においてＣＴ値が低い部位の端部を境界とし、「画質優先モード」においてＣＴ値が高い部位の端部を境界とする場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、部位の組織荷重係数が考慮される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、「被曝量低減モード」が設定された場合に、設定機能３７ｃが、管電流値の算出単位に含まれる各部位の組織荷重係数に基づいて、部位の境界を設定する。例えば、算出機能３７ｂは、管電流値の算出単位に含まれる部位の中で、組織荷重係数が最も高い部位の端部を境界として設定する。そして、設定機能３７ｃは、端部を境界とした部位の組織荷重係数に基づいて管電流値が設定されるように制御する。ここで、算出機能３７ｂが、端部を境界とした部位について被曝情報を算出し、設定機能３７ｃが、算出された被曝情報に基づいて管電流値を設定するように制御する場合であってもよい。

例えば、算出機能３７ｂは、「ＤＬＰ（Dose Length Product）」を用いて部位ごとの被曝情報を算出する。ここで、「ＤＬＰ（ｍＧｙ・ｃｍ）」は、ＣＴＤＩ（ＣＴ Dose Index）ファントムによって計測された吸収線量「ＣＴＤＩ_Vol（ｍＧｙ）」に体軸方向のＸ線照射範囲を乗じたものである。「ＣＴＤＩ_Vol（ｍＧｙ）」は、頭部用の直径「１６０ｍｍ」のＣＴＤＩファントム及び腹部用の直径「３２０ｍｍ」のＣＴＤＩファントムによって予めそれぞれ種々の条件で計測され、Ｘ線ＣＴ装置１に記憶される。すなわち、ＤＬＰは、Ｘ線の照射条件ごとに対応する「ＣＴＤＩ_Vol（ｍＧｙ）」とＸ線照射範囲から算出される。算出機能３７ｂは、スキャンのＸ線照射条件に応じて算出される「ＤＬＰ」に「組織・臓器」ごとの係数を乗じることで、部位ごとの被曝情報を算出する。

また、上述した例では、組織荷重係数に応じて、部位の境界を設定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、組織荷重係数に応じて、スキャン範囲やＸ線管１２ａの回転軌道が調整される場合であってもよい。かかる場合には、設定機能３７ｃは、スキャン範囲に含まれる各部位の組織荷重係数に応じてスキャン範囲やＸ線管１２ａの回転軌道を調整する。一例を挙げると、設定機能３７ｃは、スキャン範囲に含まれる部位において組織荷重係数の値が所定の値を超える部位に対するＸ線の直接線の照射が少なくなるように、スキャン範囲及びＸ線管１２ａの回転軌道を調整する。

すなわち、設定機能３７ｃは、検出機能３７ａによって検出された部位と、回転フレーム１５によって回転されるＸ線管１２ａとの３次元的な位置関係に基づいて、組織荷重係数の値が高い部位に対するＸ線の照射が少なくなるように、スキャン範囲とＸ線管１２ａの回転軌道を調整する。例えば、設定機能３７ｃは、組織荷重係数の値が高い部位に対して、裏側（体表までの距離が長い側）からＸ線が照射されるように、スキャン範囲及びＸ線管１２ａの回転軌道を調整する。これにより、被検体の被曝をより低減することができる。

また、上述した第１の実施形態では、スキャノ画像を３次元で収集する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、スキャノ画像が２次元で収集される場合であってもよい。かかる場合には、検出機能３７ａは、２次元のスキャノ画像から部位を検出する。

また、上述した第１の実施形態では、管電流値を算出する算出単位において、Ｘ線の吸収の多い部位の画質を担保するため、Ｘ線の吸収が多い部位（例えば、Ｘ線の吸収が最大となる部位）に合わせて管電流値を設定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、管電流値の設定は適宜変更することができる。例えば、設定機能３７ｃは、管電流値を算出する算出単位におけるＸ線の吸収の平均値を算出する。そして、設定機能３７ｃは、算出した平均値に対応する管電流値を、該算出単位における管電流値として設定することができる。

また、上述した第１の実施形態では、管電流値を算出する算出単位として、Ｘ線管１２ａの１回転、或いは、投影データを収集するビューを用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、算出単位を適宜用いることができる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、管電流値を設定することが可能な単位が装置ごとに異なる場合がある。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置は、装置ごとに管電流値の変調の制御単位（算出単位）が異なり、種々の単位で管電流値を設定することができる場合もある。従って、管電流値を算出する算出単位は、装置ごと、検査オーダーごと、被検体ごと等、種々の状況で適宜設定される場合であってもよい。

換言すると、設定機能３７ｃは、境界と管電流値の制御単位とに基づいて、スキャン条件の設定を調整することができる。具体的には、設定機能３７ｃは、スライス方向において、境界の位置と管電流値の最小制御単位以上の制御単位に応じた撮影範囲の端部とが一致するように、スキャン開始位置を調整する。例えば、管電流値の最小制御単位（最小算出単位）として、Ｘ線管１２ａの「９０°回転」が設定可能である場合、設定機能３７ｃは、Ｘ線管１２ａの「９０°回転」以上の算出単位で、部位の境界と算出単位の端部とが一致するように、スキャン範囲を調整する。

一例を挙げると、設定機能３７ｃは、Ｚ軸方向における部位の境界（例えば、「肺野」と「肝臓」の境界など）と、Ｘ線管１２ａが「９０°回転」した端部とが一致するように、スキャン範囲を調整する（スキャン開始位置を調整する）。なお、設定機能３７ｃは、Ｚ軸方向における部位の境界と、Ｘ線管１２ａが「９０°回転」した端部とが一致するように、回転フレーム１５の回転速度や、寝台装置２０における天板２２の繰り出し速度、架台１０の移動速度、および、検出器１３の収集列を制御することも可能である。

ここで、設定機能３７ｃは、各算出単位の管電流値のトータルの管電流値を考慮して、部位の境界と一致させる算出単位の端部を決定することができる。上述したように、設定機能３７ｃは、管電流値の最小制御単位（最小算出単位）以上の制御単位の端部が、部位の境界と一致するように制御することができる。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１は、管電流値を細かい制御単位で制御し、Ｘ線の吸収が大きく変化する境界が制御単位の端部と一致するように制御することができる。

ここで、設定機能３７ｃは、制御単位ごとの管電流値の合計が最小となるように、部位の境界に一致させる算出単位の端部を選択することができる。例えば、Ｚ軸方向のスキャン開始位置を調整することで部位の境界と算出単位の端部とを一致させる場合、設定機能３７ｃは、各算出単位の端部を部位の境界とそれぞれ一致させた場合の管電流値の合計値をそれぞれ算出する。そして、設定機能３７ｃは、算出した複数の合計値のうち、合計値が最小となる境界と端部との組み合わせを選択する。さらに、設定機能３７ｃは、選択した組み合わせの境界と端部が一致するように、スキャン範囲を調整する。なお、スキャン範囲内にＸ線の吸収が大きく変化する境界が複数ある場合でも、設定機能３７ｃは、上述した処理と同様に、制御単位ごとの管電流値の合計が最小となるように、スキャン条件を調整することができる。

また、設定機能３７ｃは、スキャン範囲内のトータルの管電流値に応じて、管電流値を算出する算出単位を適宜変更することも可能である。例えば、Ｘ線管１２ａの「９０°回転」の端部を部位の境界と一致させた場合のトータルの管電流値と、Ｘ線管１２ａの「１８０°回転」の端部を部位の境界と一致させた場合のトータルの管電流値とを比較し、「１８０°回転」の方がトータルの管電流値が低い場合には、設定機能３７ｃは、管電流値を算出する算出単位を「１８０°回転」に設定し、設定した算出単位の端部と部位の境界が一致するようにスキャン条件を設定する。

上述したように、設定機能３７ｃは、管電流値の最小制御単位以上の制御単位における端部と部位の境界とが一致するようにスキャン条件を設定することができる。ここで、設定機能３７ｃの制御における最小制御単位は、上述したように、ビューごととなる。かかる場合には、例えば、設定機能３７ｃは、多列の検出器によってＸ線を検出する際に、部位の境界と一致する収集列の境界を特定し、特定した収集列を境界としてＸ線を検出するように、検出器１３を制御する。

上述したように、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線の吸収が異なる部位の境界と、管電流値の制御単位の境界とを一致させるように制御することで、撮影部位の適した管電流の変調を行うことができ、被曝量を低減することを可能にする。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１によれば、画像ＳＤ（Standard Deviation）を一定に設定した条件で、スキャン範囲内にＸ線の吸収が大きく異なる部位が含まれる場合であっても、それぞれの部位に適した管電流値でスキャンを行うことができる。

また、例えば、部位ごとに画像ＳＤが設定され、本実施形態が適用されない場合には、設定される画像ＳＤによって、被曝がさらに増加する恐れがある。例えば、「肝臓」の画像ＳＤがより低く設定され、「肺野」の画像ＳＤがより大きく設定された場合に、管電流値の算出単位内に「肝臓」と「肺野」が含まれる場合、「肝臓」に対して設定された画像ＳＤに基づいて、より高い管電流値が設定されることとなり、「肺野」に対する被曝がより増加することとなる。これに対して、本実施形態を適用すると、「肝臓」と「肺野」の境界を、管電流値の算出単位の端部と一致させることができるため、被曝を増加させることなく、部位ごとに設定された画像ＳＤで画像を収集することができる。

また、第１の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、第１の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上、説明したとおり、各実施形態によれば、撮影部位に適した管電流の変調を行うことを可能とする。

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。

１Ｘ線ＣＴ装置
１４データ収集回路
３６画像再構成回路
３７ａ検出機能
３７ｃ設定機能

Claims

被検体を透過したＸ線を検出器で検出した検出結果に基づいて画像データを生成する画像生成部と、
前記画像データにおける解剖学的特徴点に基づいて、前記画像データにおける第１の部位と第２の部位との境界を特定し、当該境界の位置とＸ線管が所定の回転位置となる位置とを一致させ、前記Ｘ線管が所定の回転位置となる位置でスキャン対象が前記第１の部位から前記第２の部位に切り替わるように、スキャン条件の設定を調整する設定部と、
を備え、
前記設定部はさらに、前記Ｘ線管が所定の回転位置となる位置で、前記画像データに基づく管電流の設定機能によって管電流値がそれぞれ個別に設定されるスキャン領域が切り替わるように、スキャン条件の設定を調整する、Ｘ線ＣＴ装置。
前記設定部は、スライス方向において、前記境界の位置と前記Ｘ線管が所定の回転位置となる位置とが一致するように、スキャン開始位置を調整する、請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
前記設定部は、前記スキャン開始位置の設定により定められた前記スキャン領域における前記被検体の複数の体厚情報に基づいて、前記スキャン領域における管電流値を設定する、請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
前記設定部は、前記スキャン領域における前記被検体の複数の体厚情報の最大体厚又は平均体厚に基づいて、前記スキャン領域における管電流値を設定する、請求項３記載のＸ線ＣＴ装置。
前記設定部は、前記検出結果をヘリカルスキャンによって検出する場合、前記境界の位置と前記Ｘ線管が所定の回転位置となる位置とが一致するように、前記Ｘ線管を回転移動させる回転部、前記被検体が横臥する寝台と架台との相対位置関係、又は、前記検出器の収集列を制御する、請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
前記設定部は、前記検出結果をワイドボリュームスキャンによって検出する場合、前記境界の位置と前記Ｘ線管が所定の回転位置となる位置とが一致するように、前記検出器の収集列を制御する、請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
前記設定部は、前記画像データと解剖学的基準位置とのマッチングにより前記画像データにおける前記解剖学的特徴点を取得する、請求項１～６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記設定部は、前記第１の部位及び前記第２の部位それぞれの組織荷重係数に基づいて、前記第１の部位に対するスキャン領域及び前記第２の部位に対するスキャン領域を調整する、請求項１～３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
被曝量低減モード又は画質優先モードのいずれかを設定するモード設定部をさらに備え、
前記設定部は、前記モード設定部により被曝量低減モードが設定され、かつ、前記第１の部位及び前記第２の部位がＸＹ断面において重複する場合に、前記第１の部位及び前記第２の部位のうちＣＴ値が低い部位の端部を前記境界とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
被曝量低減モード又は画質優先モードのいずれかを設定するモード設定部をさらに備え、
前記設定部は、前記モード設定部により画質優先モードが設定され、かつ、前記第１の部位及び前記第２の部位がＸＹ断面において重複する場合に、前記第１の部位及び前記第２の部位のうちＣＴ値が高い部位の端部を前記境界とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。