JP7337642B2 - X-ray CT device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線CT装置及び撮影計画装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an X-ray CT apparatus and an imaging planning apparatus.
近年のX線検出器の高精細化に伴い、CT(Computed Tomography)スキャンにおいて、逐次収集方式のDAS(Data Acquisition System)が使用されるようになってきている。逐次収集方式のDASは、複数の検出素子によって検出されるX線の信号を、検出素子ごとにタイミングをずらしながら逐次収集する。例えば、逐次収集方式のDASは、複数の素子で1つのA/D変換器を共有し、逐次にA/D変換を行なう。これにより、1つのDASが複数の検出素子から信号を収集することができるため、検出素子の数に対するDASの数を低減することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing definition of X-ray detectors, a sequential acquisition system DAS (Data Acquisition System) has come to be used in CT (Computed Tomography) scanning. A sequential acquisition DAS sequentially acquires X-ray signals detected by a plurality of detection elements while shifting the timing for each detection element. For example, in a sequential acquisition DAS, a plurality of elements share one A/D converter and sequentially perform A/D conversion. This allows one DAS to collect signals from a plurality of detection elements, thus reducing the number of DASs relative to the number of detection elements.
また、CTスキャンにおいて2種類の異なるエネルギーのX線を使用し、デュアルエナジー(Dual-Energy:DE)収集を行う技術が知られている。また、CTスキャンにおいて3種類以上の異なるエネルギーのX線を使用し、マルチエナジー(Multi-Energy:ME)収集を行う技術が知られている。これにより、各エネルギーに対応する投影データを収集し、物質ごとにX線の吸収特性が異なることを利用して被検体に含まれる物質の種類、原子番号、密度等を弁別することが可能である。DE収集又はME収集は、例えば、被検体に対するX線の照射角度ごとにX線のエネルギーを変化させる高速スイッチング方式により実行される。高速スイッチング方式では、例えば、1又は複数のビューごとに、X線のエネルギーを変化させる。ここで、高速スイッチング方式によるDE収集又はME収集を行なう際には、通常、同時収集方式のDASが使用される。同時収集方式のDASは、検出素子ごとに設けられ、対応する検出素子に電荷が蓄積されると同時に電荷を読み出す。 Also known is a technique of using X-rays of two different energies in a CT scan to perform dual-energy (DE) acquisition. Also known is a technique of multi-energy (ME) acquisition using X-rays of three or more different energies in a CT scan. This makes it possible to collect projection data corresponding to each energy and to discriminate the types, atomic numbers, densities, etc. of substances contained in the subject by utilizing the fact that X-ray absorption characteristics differ for each substance. be. DE acquisition or ME acquisition is performed, for example, by a high-speed switching method that changes the energy of X-rays for each irradiation angle of X-rays with respect to the subject. A fast switching scheme, for example, changes the energy of the x-rays for each one or more views. Here, when performing DE collection or ME collection by the high-speed switching method, a simultaneous collection DAS is normally used. A simultaneous collection DAS is provided for each detection element, and charges are read out at the same time charges are accumulated in the corresponding detection element.
本発明が解決しようとする課題は、逐次収集方式のDASを用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を可能にすることである。 The problem to be solved by the present invention is to enable dual energy collection or multi-energy collection by a high-speed switching method using a sequential collection DAS.
実施形態のX線CT装置は、X線発生部と、X線検出部と、収集部と、制御部とを備える。X線発生部は、X線を発生する。X線検出部は、被検体を透過したX線を検出し、当該検出により発生した電荷を蓄積する、第1~第n(nは2以上の整数)の検出素子グループを有する。収集部は、前記第1~前記第nの検出素子グループで蓄積された電荷を、前記第1の検出素子グループから順に、グループ単位で読み出す処理を繰り返すことで、ビュー毎の検出データを収集する。制御部は、前記被検体に照射されるX線のエネルギーを周期的に変化させるとともに、1又は連続する複数のビューに関する検出データを収集する間に、前記被検体に照射されるX線のエネルギーの平均が、前記検出素子グループ間で実質的に等しくなるように前記X線発生部を制御する。 An X-ray CT apparatus according to an embodiment includes an X-ray generator, an X-ray detector, a collector, and a controller. The X-ray generator generates X-rays. The X-ray detection unit has first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) detection element groups that detect X-rays that have passed through a subject and accumulate charges generated by the detection. The collection unit collects detection data for each view by repeating a process of reading out charges accumulated in the first to n-th detection element groups in groups, starting with the first detection element group. . The control unit periodically changes the energy of the X-rays irradiated to the subject and adjusts the energy of the X-rays irradiated to the subject while acquiring detection data for one or a plurality of consecutive views. is substantially equal among the detection element groups.
以下、図面を参照して、X線CT装置及び撮影計画装置の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an X-ray CT apparatus and an imaging planning apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1を参照しながら、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成について説明する。図1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ブロック図である。図1に示すように、X線CT装置1は、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。
(First embodiment)
The configuration of an
図1においては、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向とする。また、Z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をX軸方向とする。また、Z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をY軸方向とする。なお、図1は、説明のために架台装置10を複数方向から描画したものであり、X線CT装置1が架台装置10を1つ有する場合を示す。
In FIG. 1, the rotation axis of the
架台装置10は、X線管11と、X線検出器12と、回転フレーム13と、X線高電圧装置14と、制御装置15と、ウェッジ16と、コリメータ17と、DAS18とを有する。
The
X線管11は、熱電子を発生する陰極(フィラメント)と、熱電子の衝突を受けてX線を発生する陽極(ターゲット)とを有する真空管である。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、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Pに対し照射するX線を発生する。例えば、X線管11には、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線管がある。なお、X線管11は、X線発生部の一例である。
The
X線検出器12は、X線管11から照射されて被検体Pを通過したX線を検出し、検出したX線量に対応した信号をDAS18へと出力する。X線検出器12は、例えば、X線管11の焦点を中心とした1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向(スライス方向、row方向)に複数配列された構造を有する。また、X線検出器12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変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ(1次元コリメータ又は2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、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、X線検出器12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構わない。また、X線検出器12は、X線検出部の一例である。
The
回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを対向支持し、制御装置15によってX線管11とX線検出器12とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム13は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム13は、X線管11及びX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やウェッジ16、コリメータ17、DAS18等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム13は、図1において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置10において、回転フレーム13、及び、回転フレーム13と共に回転移動する部分を、回転部とも記載する。
The rotating
X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、X線管11が発生するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、X線高電圧装置14は、回転フレーム13に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。
The X-ray high-
制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置15は、入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置30の動作制御を行う。例えば、制御装置15は、回転フレーム13の回転や架台装置10のチルト、寝台装置30及び天板33の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置15は、架台装置10をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度(チルト角度)情報により、X軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させる。なお、制御装置15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。
The
ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管11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11から照射された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16は、ウェッジフィルタ(wedge filter)やボウタイフィルタ(bow-tie filter)であり、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等を加工したフィルタである。
コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ17は、X線絞りと呼ばれる場合もある。また、図1においては、X線管11とコリメータ17との間にウェッジ16が配置される場合を示すが、X線管11とウェッジ16との間にコリメータ17が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ16は、X線管11から照射され、コリメータ17により照射範囲が制限されたX線を透過して減衰させる。
The
DAS18は、X線検出器12が有する各検出素子によって検出されるX線の信号を収集する。例えば、DAS18は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを有し、検出データを生成する。DAS18は、例えば、プロセッサにより実現される。なお、DAS18は、収集部の一例である。
The
ここで、DAS18は、複数の検出素子によって検出されるX線の信号を、ビューごとに逐次収集する。例えば、DAS18は、複数の検出素子の各々とスイッチを介して接続され、接続をオンにする検出素子を切り替えながら、各検出素子にて積分された電荷を逐次読み出す。
Here, the
以下、DAS18における逐次収集の一例について説明する。なお、説明の便宜上、4個の検出素子による逐次収集について説明するが、DAS18が接続される検出素子の数は、これに限定されるものではない。一例を挙げると、DAS18は、検出素子12a、検出素子12b、検出素子12c、検出素子12dの4個の検出素子の各々とスイッチを介して接続される。この場合、DAS18は、まず、検出素子12aとの接続をオンにし、検出素子12aにて積分された電荷を、X線の信号S11として読み出す。
An example of sequential collection in the
次に、DAS18は、検出素子12aとの接続をオフにするとともに、検出素子12bとの接続をオンにし、検出素子12bにて積分された電荷を、X線の信号S12として読み出す。なお、DAS18との接続がオフとなることにより、検出素子12aでは、電荷の積分が開始される。
Next, the
次に、DAS18は、検出素子12bとの接続をオフにするとともに、検出素子12cとの接続をオンにし、検出素子12cにて積分された電荷を、X線の信号S13として読み出す。なお、DAS18との接続がオフとなることにより、検出素子12bでは、電荷の積分が開始される。
Next, the
次に、DAS18は、検出素子12cとの接続をオフにするとともに、検出素子12dとの接続をオンにし、検出素子12dにて積分された電荷を、X線の信号S14として読み出す。なお、DAS18との接続がオフとなることにより、検出素子12cでは、電荷の積分が開始される。また、信号S14を読み出した後、DAS18は、検出素子12dとの接続をオフにする。これにより、検出素子12dでは、電荷の積分が開始される。
Next, the
このように、DAS18は、検出素子12a、検出素子12b、検出素子12c及び検出素子12dの4個の検出素子から、1つのビューにおいて、4個の信号(信号S11、信号S12、信号S13及び信号S14)を逐次収集する。同様に、DAS18は、次のビューにおいて、4個の検出素子から、4個の信号を逐次収集する。換言すると、DAS18は、4個の検出素子によって検出されるX線の4個の信号を、ビューごとに逐次収集する。
Thus, the
なお、検出素子12a、検出素子12b、検出素子12c及び検出素子12dについて説明したが、DAS18に対応する複数の検出素子の数は、「4個」に限定されるものではない。例えば、DAS18は、X線検出器12における全検出素子によって検出されるX線の信号を、ビューごとに逐次収集する。この場合、X線CT装置1は、例えば、DAS18を1つ備える。
Although the detection element 12a, the detection element 12b, the detection element 12c, and the detection element 12d have been described, the number of multiple detection elements corresponding to the
また、例えば、DAS18は、X線検出器12において、チャネル方向に沿って配列された複数の検出素子(検出素子列)によって検出されるX線の信号を、ビューごとに逐次収集する。或いは、DAS18は、X線検出器12において、列方向に沿って配列された複数の検出素子(検出素子列)によって検出されるX線の信号を、ビューごとに逐次収集する。この場合、X線CT装置1は、例えば、X線検出器12における検出素子列と同数のDAS18を備える。
Also, for example, the
以下では、X線検出器12において、1つのDAS18に対応する複数の検出素子を、検出素子群とも記載する。即ち、X線検出器12は、検出素子群を1又は複数有する。また、X線CT装置1は、検出素子群によって検出されるX線の信号をビューごとに逐次収集するDAS18を、1又は複数備える。
Below, in the
DAS18が生成したデータは、回転フレーム13に設けられた発光ダイオード(Light Emitting Diode: 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、固定フレーム等。図1での図示は省略している)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、コンソール装置40へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム13を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム13から架台装置10の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。
The data generated by the
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、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を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を、天板33の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向に移動してもよい。
The
コンソール装置40は、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44とを有する。なお、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又はコンソール装置40の各構成要素の一部が含まれてもよい。
The
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、投影データや再構成画像データを記憶する。また、例えば、メモリ41は、X線CT装置1に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ41は、X線CT装置1とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)により実現されることとしてもよい。
The
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44によって生成された画像データを表示したり、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を表示したりする。例えば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。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本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
The
入力インターフェース43は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像データを再構成する際の再構成条件、CT画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、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本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース43は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置40とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路44へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース43の例に含まれる。
The input interface 43 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electrical signals, and outputs the electrical signals to the
処理回路44は、X線CT装置1全体の動作を制御する。なお、処理回路44は、コンソール装置40に含まれる場合に限られない。例えば、処理回路44は、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行なう統合サーバに含まれてもよい。
A
例えば、処理回路44は、システム制御機能441、前処理機能442、生成機能443及び出力機能444を実行する。なお、システム制御機能441は、制御部の一例である。例えば、処理回路44は、メモリ41からシステム制御機能441に相当するプログラムを読み出して実行することにより、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路44の各種機能を制御する。
For example, processing
また、システム制御機能441は、X線CT装置1を制御して、位置決め撮影を実行する。例えば、システム制御機能441は、X線管11の位置を所定の回転角度に固定し、天板33をZ方向に移動させながらX線管11よりX線を被検体Pに照射することで、位置決め撮影を実行する。また、処理回路44は、メモリ41から生成機能443に相当するプログラムを読み出して実行することにより、位置決め撮影により収集されたX線の信号に基づいて、位置決め画像データを生成する。なお、位置決め画像データは、スキャノ画像データやスカウト画像データと呼ばれる場合もある。
The
また、システム制御機能441は、X線CT装置1を制御して、本スキャンを実行する。例えば、システム制御機能441は、位置決め画像データに基づいて、本スキャンのスキャン条件(例えば、スキャン範囲や管電流等)を設定する。次に、システム制御機能441は、寝台駆動装置32を制御することにより、被検体Pを架台装置10の撮影口内へ移動させる。また、システム制御機能441は、コリメータ17の開口度及び位置を調整する。また、システム制御機能441は、制御装置15を制御することにより回転部を回転させる。
Also, the
また、システム制御機能441は、X線高電圧装置14を制御することにより、X線管11へ高電圧を供給させる。これにより、X線管11は、被検体Pに対し照射するX線を発生する。ここで、システム制御機能441は、デュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を実行する。即ち、システム制御機能441は、X線管11が発生するX線のエネルギーを、1又は複数のビューごとに変化させる。例えば、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧を制御することにより、X線管11が発生するX線のエネルギーを変化させる。なお、システム制御機能441によるX線のエネルギーの制御については後述する。
Also, the
システム制御機能441によって本スキャンが実行される間、DAS18は、複数の検出素子によって検出されるX線の信号をビューごとに逐次収集し、検出データを生成する。また、処理回路44は、メモリ41から前処理機能442に相当するプログラムを読み出して実行することにより、DAS18から出力された検出データに対し前処理を施す。例えば、前処理機能442は、DAS18から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施す。なお、前処理を施した後のデータについては生データとも記載する。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データを総称して、投影データとも記載する。
While the main scan is executed by the
また、生成機能443は、補正後の生データに基づいてCT画像データを生成する。具体的には、生成機能443は、補正後の生データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。また、生成機能443は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作等に基づいて、生成したCT画像データを、公知の方法により任意断面の断層像データや3次元画像データに変換する。また、生成機能443は、変換した断層像データや3次元画像データをメモリ41に記憶させる。
Also, the
また、処理回路44は、メモリ41から出力機能444に相当するプログラムを読み出して実行することにより、断層像データや3次元画像データ、CT画像データ等を出力する。例えば、処理回路44は、断層像データや3次元画像データをディスプレイ42に表示させる。また、例えば、処理回路44は、断層像データや3次元画像データ、CT画像データを、X線CT装置1とネットワークを介して接続された外部装置(例えば、画像データを保管するサーバ装置等)に出力する。
Further, the
図1に示すX線CT装置1においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ41へ記憶されている。処理回路44は、メモリ41からプログラムを読み出して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44は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、図1においては、システム制御機能441、前処理機能442、生成機能443及び出力機能444の各処理機能が単一の処理回路44によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路44は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路44が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
In the
以上、X線CT装置1の構成の一例について説明した。かかる構成の下、X線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を可能にする。具体的には、X線CT装置1におけるDAS18は、X線検出器12における複数の検出素子によって検出されるX線の信号を、ビューごとに逐次収集する。また、X線CT装置1におけるシステム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが、1又は複数のビューごとに検出素子間で一定となるように、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。以下、第1の実施形態に係るX線CT装置1が行う処理について詳細に説明する。
An example of the configuration of the
なお、本実施形態では、一例として、デュアルエナジー収集を行なう場合について説明する。また、本実施形態では、一例として、X線CT装置1が複数のDAS18を備え、DAS18の各々が、列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121・・・検出素子12m・・・検出素子12n)によって検出されるX線の信号を逐次収集する場合について説明する。
In addition, in this embodiment, the case where dual energy collection is performed will be described as an example. Further, in the present embodiment, as an example, the
また、複数の検出素子のうち、複数のDAS18のそれぞれによって実質的に同時にX線の信号が収集される複数の検出素子121については、第1の検出素子グループとも記載する。また、複数の検出素子のうち、複数のDAS18のそれぞれによって実質的に同時にX線の信号が収集される複数の検出素子12nについては、第nの検出素子グループとも記載する。nは2以上の整数である。
Among the plurality of detection elements, the plurality of
CTスキャンにおいて、X線管11は、システム制御機能441による制御の下、X線検出器12と対向した状態で回転しながら、X線を発生する。この際、X線検出器12における検出素子は、被検体Pを透過したX線を検出する。また、DAS18は、検出素子によって検出されるX線の信号を収集する。
In CT scanning, the
以下、DAS18による信号の収集、及び、システム制御機能441によるX線のエネルギーの制御について、図2を用いて説明する。図2において、横軸は列方向に対応し、縦軸は時間に対応する。図2に示すエネルギーE1及びエネルギーE2は、X線の発生時におけるエネルギーである。なお、エネルギーE1とエネルギーE2とは異なる値である。また、図2に示すX線照射時間は、各検出素子が、X線の照射を受けている時間を示す。なお、図2は、第1の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
Signal collection by the
図2に示すように、DAS18は、n個の検出素子によって検出されるX線のn個の信号を、ビューごとに逐次収集する。具体的には、DAS18は、時間As11から時間Ae11までの間、X線の信号を逐次収集する。また、DAS18は、次のビューにおいて、時間As12から時間Ae12までの間、X線の信号を逐次収集する。また、DAS18は、次のビューにおいて、時間As13から時間Ae13までの間、X線の信号を逐次収集する。
As shown in FIG. 2,
より具体的には、DAS18は、時間As11において、列方向に沿って配列されたn個の検出素子のうち、検出素子121にて積分された電荷を読み出して増幅し、A/D変換を行なう。即ち、DAS18は、時間As11において、検出素子121によって検出されたX線の信号を収集する。更に、DAS18は、時間As11以降、検出素子12m等の各検出素子によって検出されたX線の信号を逐次収集する。そして、DAS18は、時間Ae11において、検出素子12nによって検出されたX線の信号を収集する。
More specifically, at time As11, the
上述したように、DAS18は、時間As11から時間Ae11までの間、X線の信号の収集を行なう。例えば、DAS18は、時間As11から時間Ae11までの間、いずれかの検出素子から電荷の読み出しを行なう。或いは、DAS18は、時間As11から時間Ae11までの間、いずれかの検出素子の増幅処理を行なう。或いは、DAS18は、時間As11から時間Ae11までの間、いずれかの検出素子のA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、図2に示すように、DAS18がX線の信号の収集を行なっている間(時間As11から時間Ae11までの間)、X線の発生を停止させる。
As described above,
また、時間Ae11以後の時間Is11において、システム制御機能441は、エネルギーE1のX線を発生させる。そして、システム制御機能441は、時間Is11から時間Ie11までの間、エネルギーE1のX線を発生させた後、X線の発生を停止させる。例えば、システム制御機能441は、時間Is11から時間Ie11までの間、エネルギーE1のパルスX線を発生させる。即ち、システム制御機能441は、DAS18がX線の信号の収集を行なっていない間、パルス状のX線を発生させる。例えば、システム制御機能441は、DAS18がA/D変換を行なっていない間、パルス状のX線を発生させる。
Also, at time Is11 after time Ae11, the
例えば、システム制御機能441は、スキャン開始に先立って、DAS18による信号収集のタイミングを取得する。一例を挙げると、システム制御機能441は、DAS18による信号収集のタイミングとして、図2の時間As11、時間Ae11、時間As12、時間Ae12、時間As13及び時間Ae13等の時間情報を取得する。別の例を挙げると、システム制御機能441は、DAS18による信号収集のタイミングとして、1つのビューにおいてDAS18がX線の信号の収集を行なう時間の長さ(時間As11~時間Ae11の長さ等)と、X線の信号の収集を行なう周期(時間As11~時間As12の長さ等)とを取得する。そして、システム制御機能441は、DAS18による信号収集のタイミングに応じてX線を発生させ、又は、X線の発生を停止させる。
For example, the
次に、DAS18は、時間Ie11以後の時間As12から、時間Ae12までの間、X線の信号の収集を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がX線の信号の収集を行なっている間(時間As12から時間Ae12までの間)、X線の発生を停止させる。例えば、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線の発生を停止させる。また、時間Ae12以後の時間Is12において、システム制御機能441は、エネルギーE2のX線を発生させる。例えば、システム制御機能441は、X線の発生を停止させている間(例えば、時間Ie11から時間Is12までの間)に、X線管11から発生させるX線のエネルギーの設定を、エネルギーE1からエネルギーE2へと変更する。また、システム制御機能441は、X線高電圧装置14を制御し、変更後の設定に応じた管電圧をX線管11に印加させる。そして、X線管11は、時間Is12において、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間Is12から時間Ie12までの間、エネルギーE2のX線を発生させた後、X線の発生を停止させる。更に、DAS18は、時間Ie12以後の時間As13から、時間Ae13までの間、いずれかの検出素子のA/D変換を行なう。
Next, the
図2に示したように、システム制御機能441は、ビューごとに、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線の発生を停止させる。換言すると、システム制御機能441は、全検出素子(検出素子121・・・検出素子12m・・・検出素子12n)が同一ビューとしての電荷を積分している期間のみ、X線を発生させる。これにより、各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが、ビューごとに検出素子間で一定となる。
As shown in FIG. 2,
例えば、時間As11~時間Ae12に対応するビュー(ビューV11)において、時間As11から時間Is11までの間、及び、時間Ie11から時間Ae12までの間は、X線の発生が停止しており、複数の検出素子のいずれもX線の照射を受けていない。一方、時間Is11から時間Ie11までの間は、複数の検出素子のいずれもがエネルギーE1のX線の照射を受けている。 For example, in the view (view V11) corresponding to time As11 to time Ae12, generation of X-rays is stopped from time As11 to time Is11 and from time Ie11 to time Ae12. None of the detector elements are exposed to X-rays. On the other hand, from time Is11 to time Ie11, all of the plurality of detection elements are irradiated with X-rays of energy E1.
この場合、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、いずれの検出素子においても、X線照射時間(時間Is11からIe11までの時間)と、エネルギーE1との積となる。即ち、ビューV11において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 In this case, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is the product of the X-ray irradiation time (the time from Is11 to Ie11) and the energy E1 in any of the detection elements. Become. That is, in view V11, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant among the detection elements.
同様に、時間As12~時間Ae13に対応するビュー(以下、ビューV12)において、時間As12から時間Is12までの間、及び、時間Ie12から時間Ae13までの間は、X線の発生が停止しており、複数の検出素子のいずれもX線の照射を受けていない。一方、時間Is12から時間Ie12までの間は、複数の検出素子のいずれもがエネルギーE2のX線の照射を受けている。 Similarly, in the view corresponding to time As12 to time Ae13 (hereinafter referred to as view V12), generation of X-rays is stopped from time As12 to time Is12 and from time Ie12 to time Ae13. , none of the plurality of detector elements is irradiated with X-rays. On the other hand, from time Is12 to time Ie12, all of the plurality of detection elements are irradiated with X-rays of energy E2.
この場合、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、いずれの検出素子においても、X線照射時間(時間Is12からIe12までの時間)と、エネルギーE2との積となる。即ち、ビューV12において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 In this case, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is the product of the X-ray irradiation time (the time from Is12 to Ie12) and the energy E2 in any detection element. Become. That is, in the view V12, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant among the detection elements.
図2に示したように、システム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーがビューごとに検出素子間で一定となるようにしつつ、X線のエネルギーをビューごとに変化させる。例えば、システム制御機能441は、図2に示すように、エネルギーE1のX線又はエネルギーE2のX線をビューごとに発生させる。即ち、図2に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 2, the
更に、DAS18は、デュアルエナジー収集したX線の信号に基づいて検出データを生成し、生成した検出データを処理回路44に出力する。次に、前処理機能442は、検出データに対して、前処理を施す。また、生成機能443は、前処理が施された投影データに基づいてCT画像データを生成するとともに、物質ごとにX線の吸収特性が異なることを利用して、被検体Pに含まれる物質の種類、原子番号、密度等を弁別する処理(以下、弁別処理と記載する)を実行する。なお、弁別処理については、外部装置が行うこととしてもよい。例えば、出力機能444は、投影データ(前処理を施す前の検出データ、又は、前処理を施した後の生データ)を、X線CT装置1とネットワークを介して接続された外部装置に出力し、この外部装置が弁別処理を実行する場合であってもよい。
Further, the
なお、図2においては、時間Ie11と時間As12とを同程度の時間として示すが、時間Ie11は、時間As12より前の時間であってもよい。また、図2においては、時間Is12と時間Ae12とを同程度の時間として示すが、時間Is12は、時間Ae12より後の時間であってもよい。例えば、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間よりも長い期間、X線の発生を停止させることとしてもよい。また、システム制御機能441は、X線の発生を停止させることに代えて、コリメータ17を制御することにより、X線検出器12に照射されるX線を遮蔽してもよい。即ち、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線検出器12へのX線の照射を停止させる。
In FIG. 2, time Ie11 and time As12 are shown as approximately the same time, but time Ie11 may be earlier than time As12. Also, in FIG. 2, the time Is12 and the time Ae12 are shown to be approximately the same, but the time Is12 may be a time later than the time Ae12. For example,
また、システム制御機能441は、X線の照射が停止した後も、検出素子において入射したX線による残存成分が検出され得ることを考慮して、DAS18がA/D変換を開始するよりも前から、X線検出器12へのX線の照射を停止させることとしてもよい。この場合、システム制御機能441は、まず、検出素子において入射したX線による残存成分が検出される時間の長さを取得する。
In addition, the
例えば、X線検出器12が間接変換型の検出器である場合、X線検出器12は、X線を光に変換するシンチレータと、変換された光を検出するフォトダイオードとを有する。ここで、X線が照射されている間、フォトダイオード内において発生した電荷が内部のトラップ準位に捕捉される場合がある。そして、X線の照射が停止した後、トラップ準位に捕捉されていた電荷が、入射したX線の残存成分として検出される場合がある。
For example, if the
一例を挙げると、システム制御機能441は、キャリブレーションにおいて、X線の照射が停止した後、検出素子において入射したX線による残存成分が検出される時間の長さL1を計測し、計測した長さL1をメモリ41に格納する。また、システム制御機能441は、スキャン開始に先立って、メモリ41から時間の長さL1を取得する。そして、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間に加えて、DAS18がA/D変換を開始するより時間の長さL1以上前の時点から、DAS18がA/D変換を開始するまでの間についても、X線の照射を停止させる。
For example, in calibration, the
図2では、ビューごとに、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線検出器12へのX線の照射を停止させ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い。例えば、システム制御機能441は、図3に示すように、ビューごとに、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線検出器12へのX線の照射を停止させ、又は、X線のエネルギーを一定に維持することとしてもよい。なお、図3は、第1の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
In FIG. 2, the X-ray irradiation to the
例えば、DAS18は、時間As21から時間Ae21までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As21から時間Ae21までの間)、X線の発生を停止させる。
For example, the
また、時間Ae21以後の時間Is21において、システム制御機能441は、エネルギーE1のX線を発生させる。次に、DAS18は、時間As22から時間Ae22までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As22から時間Ae22までの間)、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。
Also, at time Is21 after time Ae21, the
次に、システム制御機能441は、時間As23以前の時間Ie21において、エネルギーE1のX線の発生を停止させる。即ち、システム制御機能441は、時間Is21から時間Ie21までの間、エネルギーE1のX線を発生させる。次に、DAS18は、時間As23から時間Ae23までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As23から時間Ae23までの間)、X線の発生を停止させる。
Next, the
ここで、時間As21~時間Ae22に対応するビュー(以下、ビューV21)において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。例えば、ビューV21において、検出素子121によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、X線照射時間(時間Is21からAs22までの時間)と、エネルギーE1との積となる。一方で、検出素子12nによって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、X線照射時間(時間Is21からAe22までの時間)と、エネルギーE1との積となる。ここで、時間Is21からAs22までの時間と時間Is21からAe22までの時間とでは長さが異なるため、検出素子121によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーと検出素子12nによって検出されるX線の発生時におけるエネルギーとは異なる値となる。同様に、時間As22~時間Ae23に対応するビュー(以下、ビューV22)においても、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。
Here, in a view corresponding to time As21 to time Ae22 (hereinafter referred to as view V21), the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is not constant among the detection elements. For example, in view V21, the energy at the time of generation of X-rays detected by the
しかしながら、図3において、2つのビュー(ビューV21及びビューV22)について見ると、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 However, when looking at two views (view V21 and view V22) in FIG. 3, the energy at the time of generation of the X-rays detected by each of the plurality of detector elements is constant among the detector elements.
例えば、検出素子121によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、ビューV21においては時間Is21から時間As22までの時間とエネルギーE1との積であり、ビューV22においては時間As22から時間Ie21までの時間とエネルギーE1との積である。従って、2つのビュー(ビューV21及びビューV22)において、検出素子121によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、時間Is21から時間Ie21までの時間とエネルギーE1との積と等しい。
For example, the energy at the time of generation of the X-ray detected by the
同様に、2つのビュー(ビューV21及びビューV22)において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、いずれの検出素子においても、時間Is21から時間Ie21までの時間とエネルギーE1との積となる。即ち、2つのビュー(ビューV21及びビューV22)において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 Similarly, in the two views (view V21 and view V22), the energy at the time of generation of the X-ray detected by each of the plurality of detector elements is the time from time Is21 to time Ie21 and It is the product of energy E1. That is, in two views (view V21 and view V22), the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant between the detection elements.
次に、システム制御機能441は、時間Ae23以後の時間Is22において、エネルギーE2のX線を発生させる。また、DAS18は、時間As24から時間Ae24までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As25から時間Ae25までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As26から時間Ae26までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As24から時間Ae24までの間、時間As25から時間Ae25までの間、及び、時間As26から時間Ae26までの間)、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。
Next, the
次に、システム制御機能441は、時間As27以前の時間Ie22において、エネルギーE2のX線の発生を停止させる。即ち、システム制御機能441は、時間Is22から時間Ie22までの間、エネルギーE2のX線を発生させる。次に、DAS18は、時間As27から時間Ae27までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As27から時間Ae27までの間)、X線の発生を停止させる。
Next, the
以下、時間As23~時間Ae24に対応するビューを、ビューV23とする。また、時間As24~時間Ae25に対応するビューを、ビューV24とする。また、時間As25~時間Ae26に対応するビューを、ビューV25とする。また、時間As26~時間Ae27に対応するビューを、ビューV26とする。図3に示すように、ビューV23において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。また、ビューV26において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。 Hereinafter, the view corresponding to time As23 to time Ae24 will be referred to as view V23. A view corresponding to time As24 to time Ae25 is assumed to be view V24. A view corresponding to time As25 to time Ae26 is assumed to be view V25. A view corresponding to time As26 to time Ae27 is assumed to be view V26. As shown in FIG. 3, in view V23, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detector elements is not constant among the detector elements. In view V26, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is not constant among the detection elements.
しかしながら、図3において、4つのビュー(ビューV23、ビューV24、ビューV25及びビューV26)について見ると、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。具体的には、この4つのビューにおいて、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、いずれの検出素子においても、時間Is22から時間Ie22までの時間とエネルギーE2との積となる。即ち、この4つのビューにおいて、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 However, when looking at the four views (view V23, view V24, view V25 and view V26) in FIG. It has become. Specifically, in these four views, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detector elements is the time from time Is22 to time Ie22 and the energy E2 at any detector element. product. That is, in these four views, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detector elements is constant among the detector elements.
図3に示したように、システム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが複数のビューごとに検出素子間で一定となるようにしつつ、X線のエネルギーを複数のビューごとに変化させる。例えば、システム制御機能441は、ビューV21及びビューV22においてはエネルギーE1のX線を発生させ、ビューV23、ビューV24、ビューV25及びビューV26においてはエネルギーE2のX線を発生させる。
As shown in FIG. 3, the
例えば、DAS18は、複数の検出素子の各々によって検出されたX線の発生時におけるエネルギーが検出素子間で一定となるように、X線の信号を複数のビューごとに加算処理して、検出データを生成する。或いは、DAS18は、ビューごとに収集したX線の信号に基づいて、検出データを生成する。この場合は、処理回路44又は弁別処理を実行する外部装置が、弁別処理の前処理として、複数の検出素子の各々によって検出されたX線の発生時におけるエネルギーが検出素子間で一定となるように、X線の信号を複数のビューごとに加算処理する。即ち、図3に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
For example, the
図3では、各検出素子における積分タイミングのずれが小さい場合について説明した。これにより、図3では、1つのビューにおいてDAS18によるA/D変換が終了した後、次のビューにおいてDAS18によるA/D変換が開始するまでに、一定の時間(例えば、時間Ae21から時間As22までの時間)が生じている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
In FIG. 3, the case where the difference in integration timing in each detection element is small has been described. As a result, in FIG. 3, after the A/D conversion by the
即ち、各検出素子における積分タイミングのずれは、図3に示す場合より大きくてもよい。例えば、DAS18は、図4に示すように、1つのビューにおいてA/D変換を終了した後、時間を置かずに、次のビューにおいてA/D変換を開始する。なお、図4は、第1の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
That is, the difference in integration timing in each detection element may be larger than in the case shown in FIG. For example, after the
例えば、DAS18は、時間As31から時間Ae31までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As31から時間Ae31までの間)、X線の発生を停止させる。
For example, the
また、時間Ae31と同時の時間Is31において、システム制御機能441は、エネルギーE1のX線を発生させる。また、DAS18は、時間Ae31及び時間Is31と同時の時間As32から、時間Ae32までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As32から時間Ae32までの間)、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。
Also, at time Is31, which is the same as time Ae31, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae32と同時の時間Ie31において、エネルギーE1のX線の発生を停止させる。即ち、システム制御機能441は、時間Is31から時間Ie31までの間、エネルギーE1のX線を発生させる。また、DAS18は、時間Ae32及び時間Ie31と同時の時間As33から、時間Ae33までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As33から時間Ae33までの間)、X線の発生を停止させる。
Next, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae33と同時の時間Is32において、エネルギーE2のX線を発生させる。また、DAS18は、時間Ae33及び時間Is32と同時の時間As34から、時間Ae34までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間Ae34と同時の時間As35から、時間Ae35までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間Ae35と同時の時間As36から、時間Ae36までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As34から時間Ae36までの間)、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。
Next, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae36と同時の時間Ie32において、エネルギーE2のX線の発生を停止させる。即ち、システム制御機能441は、時間Is32から時間Ie32までの間、エネルギーE2のX線を発生させる。次に、DAS18は、時間Ae36及び時間Ie32と同時の時間As37から、時間Ae37までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間(時間As37から時間Ae37までの間)、X線の発生を停止させる。
Next, the
以下、時間As31~時間Ae32に対応するビューを、ビューV31とする。また、時間As32~時間Ae33に対応するビューを、ビューV32とする。また、時間As33~時間Ae34に対応するビューを、ビューV33とする。また、時間As34~時間Ae35に対応するビューを、ビューV34とする。また、時間As35~時間Ae36に対応するビューを、ビューV35とする。また、時間As36~時間Ae37に対応するビューを、ビューV36とする。図4に示すように、ビューV31において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。同様に、ビューV32において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。同様に、ビューV33において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。同様に、ビューV36において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっていない。 Hereinafter, the view corresponding to time As31 to time Ae32 will be referred to as view V31. A view corresponding to time As32 to time Ae33 is assumed to be view V32. A view corresponding to time As33 to time Ae34 is assumed to be view V33. A view corresponding to time As34 to time Ae35 is assumed to be view V34. A view corresponding to time As35 to time Ae36 is assumed to be view V35. A view corresponding to time As36 to time Ae37 is assumed to be view V36. As shown in FIG. 4, in view V31, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detector elements is not constant among the detector elements. Similarly, in view V32, the energies at the time of generation of the X-rays detected by each of the plurality of detector elements are not constant among the detector elements. Similarly, in view V33, the energy at the time of generation of the X-rays detected by each of the multiple detector elements is not constant among the detector elements. Similarly, in view V36, the energies at the time of generation of the X-rays detected by each of the plurality of detector elements are not constant among the detector elements.
しかしながら、図4において、2つのビュー(ビューV31及びビューV32)について見ると、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。同様に、4つのビュー(ビューV33、ビューV34、ビューV35及びビューV36)について見ると、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 However, when looking at two views (view V31 and view V32) in FIG. 4, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detector elements is constant among the detector elements. Similarly, looking at the four views (view V33, view V34, view V35 and view V36), the energy at the time of generation of the X-rays detected by each of the plurality of detector elements is constant among the detector elements. there is
図4に示したように、システム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが複数のビューごとに検出素子間で一定となるようにしつつ、X線のエネルギーを複数のビューごとに変化させる。例えば、システム制御機能441は、ビューV31及びビューV32においてはエネルギーE1のX線を発生させ、ビューV33、ビューV34、ビューV35及びビューV36においてはエネルギーE2のX線を発生させる。即ち、システム制御機能441は、各検出素子における積分タイミングのずれが大きい場合でも、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 4, the
次に、X線CT装置1による処理の手順の一例を、図5を用いて説明する。図5は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップS101、ステップS102、ステップS103、ステップS104、ステップS105、ステップS106、ステップS107、ステップS108及びステップS109は、システム制御機能441に対応するステップである。
Next, an example of the procedure of processing by the
まず、処理回路44は、スキャン開始に先立って、DAS18によるA/D変換のタイミングを取得する(ステップS101)。次に、処理回路44は、操作者からスキャン開始の指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS102)。ここで、スキャン開始の指示を受け付けない場合(ステップS102否定)、処理回路44は、待機状態となる。
First, the
一方で、スキャン開始の指示を受け付けた場合(ステップS102肯定)、処理回路44は、回転部を被検体Pの周囲で回転させるとともに、X線高電圧装置14を制御してX線管11へ高電圧を供給させ、X線を照射させる(ステップS103)。例えば、処理回路44は、エネルギーE1又はエネルギーE2のX線を、被検体Pに対して照射させる。
On the other hand, if an instruction to start scanning has been received (Yes at step S102), the
次に、処理回路44は、X線の照射を停止させるか否かを判定する(ステップS104)。例えば、処理回路44は、ステップS101にて取得したA/D変換のタイミングに基づいて、DAS18がA/D変換を開始するよりも前に、X線の照射を停止させるか否かを判定する。例えば、処理回路44は、ステップS104の判定処理を、1つのビューにつき1回実行する。
Next, the
X線の照射を停止させないと判定した場合(ステップS104否定)、処理回路44は、再度ステップS103に移行し、X線の照射を継続する。即ち、処理回路44は、X線のエネルギーを一定に維持する。一方で、X線の照射を停止させると判定した場合(ステップS104肯定)、処理回路44は、X線の照射を停止させる(ステップS105)。ここで、処理回路44は、スキャンを終了するか否かを判定する(ステップS106)。
If it is determined not to stop X-ray irradiation (No at step S104), the
スキャンを終了しない場合(ステップS106否定)、処理回路44は、X線のエネルギーを変化させるか否かを判定する(ステップS107)。X線のエネルギーを変化させる場合(ステップS107肯定)、処理回路44は、X線管11から発生させるX線のエネルギーの設定を変更する(ステップS108)。X線のエネルギーを変化させない場合(ステップS107否定)、又は、ステップS108の後、処理回路44は、X線の照射を開始するか否かを判定する(ステップS109)。ここで、X線の照射を開始しないと判定した場合(ステップS109否定)、処理回路44は、待機状態となる。一方で、X線の照射を開始すると判定した場合(ステップS109肯定)、処理回路44は、再度ステップS103に移行し、設定に応じた管電圧をX線管11に印加させて、X線を照射させる。ここで、ステップS107にてX線のエネルギーを変化させると判定していた場合、処理回路44は、前のビューと異なるエネルギーのX線を照射させることとなる。一方で、ステップS107にてX線のエネルギーを変化させないと判定していた場合、処理回路44は、前のビューと同じエネルギーのX線を照射させることとなる。また、スキャンを終了すると判定した場合(ステップS107肯定)、処理回路44は、処理を終了する。
If the scan is not to end (No at step S106), the
上述したように、第1の実施形態によれば、X線管11は、X線を発生する。また、X線検出器12は、X線を検出する複数の検出素子から成る検出素子群を1又は複数有する。DAS18は、複数の検出素子によって検出されるX線の信号を、ビューごとに逐次収集する。システム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが、1又は複数のビューごとに検出素子間で一定となるように、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。従って、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
即ち、システム制御機能441は、被検体Pに照射されるX線のエネルギーを周期的に変化させるとともに、1又は連続する複数のビューに関する検出データを収集する間に、被検体Pに照射されるX線のエネルギーの平均が、第1~第nの検出素子グループの間で実質的に等しくなるように、X線管11を制御する。これにより、X線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
That is, the
なお、X線のエネルギーの平均が実質的に等しくなるとは、平均が等しくなるケースに加えて、平均にある程度の差が生じるケースを含むことをいう。例えば、ハードウェア又はソフトウェアに関する技術的な制約により、第1~第nの検出素子グループの間でのX線のエネルギーの平均を常に等しくすることが困難なケースが想定される。また、例えば、第1~第nの検出素子グループの間でのX線のエネルギーの平均を意図的に変化させる制御を行なうケースも想定される。このように、第1~第nの検出素子グループの間でのX線のエネルギーの平均に差が生じるケースも、X線のエネルギーの平均が実質的に等しくなる制御に包含される。 It should be noted that the fact that the averages of the X-ray energies are substantially equal includes not only cases where the averages are equal but also cases where the averages differ to some extent. For example, there may be cases where it is difficult to always equalize the average X-ray energies among the first to n-th detection element groups due to technical restrictions on hardware or software. Further, for example, a case is assumed in which control is performed to intentionally change the average energy of X-rays among the first to n-th detection element groups. In this way, even when there is a difference in the average X-ray energies among the first to n-th detection element groups, the control for making the average X-ray energies substantially equal is included.
なお、同時収集方式のDASを用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することも可能である。例えば、図6に示すように、同時収集方式のDASを用いることにより、n個の検出素子(検出素子121・・・検出素子12m・・・検出素子12n)からX線の信号を同時収集して、各検出素子の積分時間内での同一エネルギーでのX線照射時間を一定とすることができる。即ち、n個のDASを用いて、n個の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーを、検出素子間で一定とすることが可能である。なお、図6は、第1の実施形態に係る同時収集方式のDASについて説明するための図である。
It should be noted that it is also possible to perform dual energy collection by a fast switching method using a simultaneous collection DAS. For example, as shown in FIG. 6, X-ray signals are simultaneously collected from n detection elements (
しかしながら、上述したように、同時収集方式のDASを用いる場合、X線検出器12の検出素子数に応じた数のDASが必要となる。例えば、X線検出器12が、チャネル方向に「1000個」、列方向に「200個」の検出素子を有する場合、同時収集方式のDASが「200000個」必要となる。更に、DASの数が多くなると、DASにおける増幅器やA/D変換器のみならず、DASと検出素子とを接続する導線の数も増加し、回路が大規模化する。この結果、同時収集方式のDASを用いる場合、コストが増加し、或いは、スペースの制約によって実装が困難となる。
However, as described above, when using the simultaneous acquisition DAS, the number of DASs corresponding to the number of detection elements of the
これに対して、X線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を可能にする。例えば、1つのDAS18が、列方向に沿って配列された複数の検出素子(1列分の検出素子)によって検出されるX線の信号を逐次収集する場合、X線CT装置1は、X線検出器12における列数(チャネル方向の検出素子数)のDAS18を備えればよいこととなる。一例を挙げると、X線検出器12が、チャネル方向に「1000個」、列方向に「200個」の検出素子を有する場合、X線CT装置1は、DAS18を「1000個」備えればよいこととなる。従って、X線CT装置1は、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を可能にしつつも、逐次収集方式のDAS18を用いることによって回路を小規模に抑え、コストを低減することができる。
On the other hand, the
また、図4に示したように、システム制御機能441は、各検出素子における積分タイミングのずれが大きい場合でも、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。ここで、各検出素子における積分タイミングのずれが大きい場合とは、例えば、1つのDAS18と接続される検出素子数が多い場合等である。従って、システム制御機能441は、1つのDAS18に多くの検出素子を接続し、回路をより小規模に抑える場合においても、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
In addition, as shown in FIG. 4, the
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、X線の照射を停止させる前後でX線のエネルギーを変化させることにより、X線のエネルギーをビューごとに変化させる場合について説明した。例えば、図2、図3及び図4においては、エネルギーE1のX線を照射し、X線の照射を停止させた後、エネルギーE2のX線を照射する場合について説明した。これに対し、第2の実施形態では、X線を照射しながら、X線のエネルギーを変化させることにより、X線のエネルギーをビューごとに変化させる場合について説明する。
(Second embodiment)
In the above-described first embodiment, a case has been described in which the X-ray energy is changed for each view by changing the X-ray energy before and after the X-ray irradiation is stopped. For example, in FIGS. 2, 3, and 4, the case where X-rays with energy E1 are emitted, X-rays with energy E2 is emitted after the X-rays are stopped, is described. On the other hand, in the second embodiment, a case will be described in which the energy of X-rays is changed for each view by changing the energy of X-rays while irradiating X-rays.
第2の実施形態に係るX線CT装置1は、図1に示したX線CT装置1と同様の構成を有し、システム制御機能441による処理の一部が相違する。以下、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。
The
例えば、システム制御機能441は、図7に示すように、X線を照射しながら、エネルギーE1とエネルギーE2との間で、X線のエネルギーを変化させる。ここで、図7は、第2の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
For example, the
例えば、DAS18は、時間As41から時間Ae41までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As42から時間Ae42までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。以下では、時間As41~時間Ae42に対応するビューを、ビューV41とする。なお、ビューV41は、第1のビューの一例である。
For example, the
また、システム制御機能441は、時間Ae42以後の時間Cs41から、時間As43以前の時間Ce41までの間に、X線のエネルギーを、エネルギーE1からエネルギーE2へと変化させる。即ち、システム制御機能441は、ビューV41においてDAS18がA/D変換を終了した後、次のビューV42(時間As42~時間Ae43に対応するビュー)においてDAS18がA/D変換を開始するまでの間に、X線のエネルギーを変化させる。なお、ビューV42は、第2のビューの一例である。
Also, the
次に、DAS18は、時間As43から時間Ae43までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As44から時間Ae44までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As45から時間Ae45までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As46から時間Ae46までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。なお、時間As45~時間Ae46に対応するビュー(ビューV45)は、第3のビューの一例である。
Next, the
図7に示すように、時間As41~時間Ae42に対応するビュー(ビューV41)においては、エネルギーE1のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。即ち、ビューV41において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。同様に、時間As43~時間Ae44に対応するビュー(ビューV43)、時間As44~時間Ae45に対応するビュー(ビューV44)、及び、ビューV45において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、ビューごとに検出素子間で一定となっている。即ち、図7に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 7, in the view (view V41) corresponding to time As41 to time Ae42, the X-ray irradiation time of X-ray irradiation with energy E1 is constant for each detector element. That is, in view V41, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant among the detection elements. Similarly, in the view (view V43) corresponding to time As43 to time Ae44, the view (view V44) corresponding to time As44 to time Ae45, and the view V45, X-rays detected by each of the plurality of detection elements The energy at generation is constant between detector elements from view to view. That is, by changing the X-ray energy as shown in FIG. 7, the
なお、X線のエネルギーを変化させるための所要時間によっては、第1のビューにおいてDAS18がA/D変換を終了した後、次のビューにおいてDAS18がA/D変換を開始するまでの間に、X線のエネルギーの変化が完了しない場合も考えられる。この場合、システム制御機能441は、図8に示すように、1のビューにおいてDAS18がA/D変換を終了した後、次のビューより後のビューにおいてDAS18がA/D変換を開始するまでの間に、X線のエネルギーを変化させる。なお、図8は、第2の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
Depending on the time required to change the X-ray energy, after the
例えば、DAS18は、時間As51から時間Ae51までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As52から時間Ae52までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。以下では、時間As51~時間Ae52に対応するビューを、ビューV51とする。なお、ビューV51は、第1のビューの一例である。
For example, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae52以後の時間Cs51において、X線のエネルギーを、エネルギーE1からエネルギーE2に向けて変化させ始める。次に、DAS18は、時間As53から時間Ae53までの間、逐次にA/D変換を行なう。そして、DAS18は、時間As54以前の時間Ce51において、X線のエネルギーを、エネルギーE2まで変化させる。即ち、システム制御機能441は、ビューV51においてDAS18がA/D変換を終了した後、次のビューV52(時間As52~時間Ae53に対応するビュー)より後のビューV53(時間As53~時間Ae54に対応するビュー)においてDAS18がA/D変換を開始するまでの間に、X線のエネルギーを変化させる。なお、ビューV53は、第2のビューの一例である。
Next, the
次に、DAS18は、時間As54から時間Ae54までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As55から時間Ae55までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。なお、時間As54~時間Ae55に対応するビュー(ビューV54)は、第3のビューの一例である。
Next,
図8に示すように、時間As51~時間Ae52に対応するビュー(ビューV51)においては、エネルギーE1のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。即ち、ビューV51において複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。同様に、ビューV54においても、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、ビューごとに検出素子間で一定となっている。即ち、図8に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 8, in the view (view V51) corresponding to time As51 to time Ae52, the X-ray irradiation time of X-rays with energy E1 is constant for each detector element. That is, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements in the view V51 is constant among the detection elements. Similarly, in view V54, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detector elements is constant among the detector elements for each view. That is, by changing the X-ray energy as shown in FIG. 8, the
図8においては、エネルギーE1のX線を用いて信号を収集するビュー(ビューV51など)と、エネルギーE2のX線を用いて信号を収集するビュー(ビューV54など)とをそれぞれ1つずつ繰り返す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い。例えば、システム制御機能441は、図9に示すように、エネルギーE1のX線を用いて信号を収集するビューと、エネルギーE2のX線を用いて信号を収集する2つのビューとを繰り返すようにしてもよい。なお、図9は、第2の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
In FIG. 8, a view (such as view V51) in which signals are acquired using X-rays of energy E1 and a view (such as view V54) in which signals are acquired using X-rays of energy E2 are repeated one by one. explained the case. However, embodiments are not so limited. For example, as shown in FIG. 9, the
例えば、DAS18は、時間As61から時間Ae61までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As62から時間Ae62までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。以下では、時間As61~時間Ae62に対応するビューを、ビューV61とする。なお、ビューV61は、第1のビューの一例である。
For example, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae62以後の時間Cs61において、X線のエネルギーを、エネルギーE1からエネルギーE2に向けて変化させ始める。次に、DAS18は、時間As63から時間Ae63までの間、逐次にA/D変換を行なう。そして、DAS18は、時間As64以前の時間Ce61において、X線のエネルギーを、エネルギーE2まで変化させる。即ち、システム制御機能441は、ビューV61においてDAS18がA/D変換を終了した後、次のビューV62(時間As62~時間Ae63に対応するビュー)より後のビューV63(時間As63~時間Ae64に対応するビュー)においてDAS18がA/D変換を開始するまでの間に、X線のエネルギーを変化させる。なお、ビューV63は、第2のビューの一例である。
Next, the
次に、DAS18は、時間As64から時間Ae64までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As65から時間Ae65までの間、逐次にA/D変換を行なう。また、DAS18は、時間As66から時間Ae66までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。なお、時間As65~時間Ae66に対応するビュー(ビューV65)は、第3のビューの一例である。
Next,
図9に示すように、時間As61~時間Ae62に対応するビュー(ビューV61)においては、エネルギーE1のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。即ち、ビューV61において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。同様に、時間As64~時間Ae65に対応するビュー(ビューV64)、及び、ビューV65においても、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、ビューごとに検出素子間で一定となっている。即ち、図9に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 9, in the view (view V61) corresponding to time As61 to time Ae62, the X-ray irradiation time of X-rays with energy E1 is constant for each detector element. That is, in view V61, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant among the detection elements. Similarly, in the view corresponding to time As64 to time Ae65 (view V64) and view V65, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is is constant. That is, by changing the X-ray energy as shown in FIG. 9, the
更に、システム制御機能441は、エネルギーE1のX線を用いて信号を収集するビューと、エネルギーE2のX線を用いて信号を収集するビューとの数を変更することにより、エネルギーごとのデータの精度の差を小さくすることができる。即ち、高いエネルギーのX線を用いて信号を収集するビュー(以下、高エネルギーのビュー)において、収集される投影データは高画質となり、データが高精度で得られる。一方で、低いエネルギーのX線を用いて信号を収集するビュー(以下、低エネルギーのビュー)では、データの精度が相対的に低くなる。
Furthermore, the
これに対し、システム制御機能441は、低エネルギーのビューの数を高エネルギーのビューの数より多くすることにより、低エネルギーのビューに対応する投影データの精度を、高エネルギーのビューに対応する投影データの精度に近づけることができる。例えば、エネルギーE2よりエネルギーE1の方が高い場合、システム制御機能441は、図9に示すように、エネルギーE1のX線を用いて信号を収集するビューと、エネルギーE2のX線を用いて信号を収集する2つのビューとを繰り返すことにより、エネルギーE1に対応する投影データとエネルギーE2に対応する投影データとで、精度の差を小さくすることができる。
On the other hand, the
即ち、システム制御機能441は、エネルギーの高低に応じてビューの数を増減することで、エネルギーの高低に応じて生じるデータ精度の差を小さくすることができる。システム制御機能441は、図2や図3、図4、図7等の制御においても同様に、エネルギーの高低に応じてビューの数を増減してもよい。
That is, the
上述したように、第2の実施形態に係るシステム制御機能441は、第1のビューにおいてDAS18がA/D変換を終了した後、第1のビューより後の第2のビューにおいてDAS18がA/D変換を開始するまでの間に、X線のエネルギーを変化させる。また、システム制御機能441は、第2のビューから、第2のビューより後の第3のビューまでの複数のビューにおいて、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを一定に維持する。従って、第2の実施形態に係るX線CT装置1は、X線を照射しながらX線のエネルギーを変化させて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As described above, after the
ここで、X線管11によるX線の発生は、一般に、X線管11への管電圧の供給を停止した瞬間に停止するものではない。従って、X線検出器12へのX線の照射を停止させるためには、X線のカットオフが必要になる場合がある。例えば、システム制御機能441は、管電圧の供給が停止してからX線の発生が停止するまでの時間を考慮してX線管11の管電圧制御を行なったり、コリメータ17によるX線の遮蔽を行なったりして、X線をカットオフし、X線検出器12へのX線の照射を停止させる。
Here, the generation of X-rays by the
これに対し、第2の実施形態に係るシステム制御機能441は、X線を照射しながらX線のエネルギーを変化させる。従って、システム制御機能441は、X線のカットオフを行なうことなく、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
On the other hand, the
(第3の実施形態)
上述した第1~第2の実施形態では、1つのビューの中ではエネルギーE1又はエネルギーE2のいずれか一方のX線を用いることにより、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーを検出素子間で一定とする場合について説明した。これに対し、第3の実施形態では、1つのビューの中でX線のエネルギーを変化させ、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーを検出素子間で一定とする場合について説明する。
(Third embodiment)
In the above-described first and second embodiments, by using X-rays with either energy E1 or energy E2 in one view, when X-rays detected by each of the plurality of detection elements are generated The case where the energy at is constant among the detection elements has been described. On the other hand, in the third embodiment, the X-ray energy is changed in one view, and the energy at the time of generation of the X-rays detected by each of the plurality of detection elements is made constant among the detection elements. A case will be described.
第3の実施形態に係るX線CT装置1は、図1に示したX線CT装置1と同様の構成を有し、システム制御機能441による処理の一部が相違する。以下、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。
The
例えば、DAS18は、図10に示すように、時間As71から時間Ae71までの間、逐次にA/D変換を行なう。次に、DAS18は、時間As72から時間Ae72までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。なお、図10は、第3の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。以下では、時間As71~時間Ae72に対応するビューを、ビューV71とする。なお、ビューV71は、第1のビューの一例である。
For example, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae72以後の時間Cs71から時間Ce71までの間に、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1へと変化させる。次に、システム制御機能441は、時間Ce71から時間Cs72までの間、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。次に、システム制御機能441は、時間Cs72から、時間As73以前の時間Ce72までの間に、X線のエネルギーを、エネルギーE1からエネルギーE2へと変化させる。次に、DAS18は、時間As73から時間Ae73までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。以下では、時間As72~時間Ae73に対応するビューを、ビューV72とする。なお、ビューV72は、第2のビューの一例である。
Next, the
図10に示したように、システム制御機能441は、時間Ae72の後、時間As73までの間において、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1に変化させた後、エネルギーE1からエネルギーE2に変化させる。即ち、システム制御機能441は、ビューV71においてDAS18がA/D変換を終了した後、ビューV71の次のビューV72においてDAS18がA/D変換を開始するまでの間において、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1に変化させた後、エネルギーE1からエネルギーE2に変化させる。これにより、各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが、ビューごとに検出素子間で一定となる。
As shown in FIG. 10, the
まず、ビューV71においては、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。即ち、ビューV71において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 First, in the view V71, the X-ray irradiation time during which X-rays of energy E2 are irradiated is constant for each detection element. That is, in view V71, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant among the detection elements.
次に、ビューV72において、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。具体的には、ビューV72において、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、いずれの検出素子においても、DAS18がA/D変換を行なう時間の長さ(時間As73から時間Ae73までの時間の長さ)に等しい。或いは、時間Ae72から時間Cs71までのタイムラグ又は時間Ce72から時間As73までのタイムラグがある場合、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、いずれの検出素子においても、DAS18がA/D変換を行なう時間の長さと、これらタイムラグとの和に等しい。
Next, in view V72, the irradiation time of X-rays with energy E2 is constant for each detector element. Specifically, in the view V72, the X-ray irradiation time of X-rays with energy E2 is the length of time for the
また、X線のエネルギーが変化している間(時間Cs71から時間Ce71までの時間、及び、時間Cs72から時間Ce72までの時間)は、複数の検出素子のいずれもがX線の照射を受けている。また、時間Ce71から時間Cs72までの時間は、複数の検出素子のいずれもがエネルギーE1のX線の照射を受けている。以上より、ビューV72において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 In addition, while the X-ray energy is changing (the time from time Cs71 to time Ce71 and the time from time Cs72 to time Ce72), none of the plurality of detection elements receives X-ray irradiation. there is Moreover, during the time from time Ce71 to time Cs72, all of the plurality of detection elements are irradiated with X-rays of energy E1. As described above, in view V72, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant among the detection elements.
図10に示したように、システム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーがビューごとに検出素子間で一定となるようにしつつ、X線のエネルギーをビューごとに変化させる。即ち、図10に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 10, the
図10では、第1のビューにおいてDAS18がA/D変換を終了した後、第1のビューの次のビューにおいてDAS18がA/D変換を開始するまでの間において、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1に変化させた後、エネルギーE1からエネルギーE2に変化させ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い。
In FIG. 10, after the
例えば、システム制御機能441は、図11に示すように、第1のビューにおいてDAS18がA/D変換を終了した後、第1のビューの次のビューより後のビューにおいてDAS18がA/D変換を開始するまでの間において、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1に変化させた後、エネルギーE1からエネルギーE2に変化させてもよい。なお、図11は、第3の実施形態に係るX線のエネルギーの制御について説明するための図である。
For example, as shown in FIG. 11, after the
例えば、DAS18は、図11に示すように、時間As81から時間Ae81までの間、逐次にA/D変換を行なう。次に、DAS18は、時間As82から時間Ae82までの間、逐次にA/D変換を行なう。次に、DAS18は、時間As83から時間Ae83までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。以下では、時間As81~時間Ae82に対応するビューを、ビューV81とする。また、時間As82~時間Ae83に対応するビューを、ビューV82とする。なお、ビューV82は、第1のビューの一例である。
For example, the
次に、システム制御機能441は、時間Ae83以後の時間Cs81から時間Ce81までの間に、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1へと変化させる。
次に、DAS18は、時間As84から時間Ae84までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、時間Ce81から時間Cs82までの間、X線のエネルギーを、エネルギーE1のまま一定に維持する。以下では、時間As83~時間Ae84に対応するビューを、ビューV83とする。
Next, the
Next,
次に、システム制御機能441は、時間Cs82から、時間As85以前の時間Ce82までの間に、X線のエネルギーを、エネルギーE1からエネルギーE2へと変化させる。次に、DAS18は、時間As85から時間Ae85までの間、逐次にA/D変換を行なう。ここで、システム制御機能441は、少なくともDAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間、X線のエネルギーを、エネルギーE2のまま一定に維持する。以下では、時間As84~時間Ae85に対応するビューを、ビューV84とする。なお、ビューV84は、第2のビューの一例である。
Next, the
図10に示したように、システム制御機能441は、時間Ae83の後、時間As85までの間において、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1に変化させた後、エネルギーE1からエネルギーE2に変化させる。即ち、システム制御機能441は、ビューV82においてDAS18がA/D変換を終了した後、ビューV82の後のビューV84においてDAS18がA/D変換を開始するまでの間において、X線のエネルギーを、エネルギーE2からエネルギーE1に変化させた後、エネルギーE1からエネルギーE2に変化させる。これにより、各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが、ビューごとに検出素子間で一定となる。
As shown in FIG. 10, the
まず、ビューV81においては、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。同様に、ビューV82においては、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。即ち、ビューV81及びビューV82において、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、ビューごとに検出素子間で一定となっている。 First, in the view V81, the X-ray irradiation time during which X-rays of energy E2 are irradiated is constant for each detection element. Similarly, in view V82, the X-ray irradiation time of X-rays with energy E2 is constant for each detector element. That is, in the views V81 and V82, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant between the detection elements for each view.
次に、ビューV83及びビューV84の2つのビューについて見ると、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、各検出素子で一定となっている。具体的には、この2つのビューにおいて、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、いずれの検出素子においても、DAS18がA/D変換を行なう時間の長さに等しい。或いは、時間Ae83から時間Cs81までのタイムラグ又は時間Ce82から時間As85までのタイムラグがある場合、エネルギーE2のX線の照射を受けたX線照射時間は、いずれの検出素子においても、DAS18がA/D変換を行なう時間の長さと、これらタイムラグとの和に等しい。
Next, looking at the two views, view V83 and view V84, the X-ray irradiation time of X-rays with energy E2 is constant for each detector element. Specifically, in these two views, the X-ray exposure time of exposure to X-rays of energy E2 is equal to the length of time during which the
また、X線のエネルギーが変化している間(時間Cs81から時間Ce81までの時間、及び、時間Cs82から時間Ce82までの時間)は、複数の検出素子のいずれもがX線の照射を受けている。また、時間Ce81から時間Cs82までの時間は、複数の検出素子のいずれもがエネルギーE1のX線の照射を受けている。以上より、ビューV83及びビューV84の2つのビューにおいて、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。 In addition, while the X-ray energy is changing (the time from time Cs81 to time Ce81 and the time from time Cs82 to time Ce82), none of the plurality of detection elements receive X-ray irradiation. there is Moreover, during the time from time Ce81 to time Cs82, all of the plurality of detection elements are irradiated with X-rays of energy E1. As described above, in the two views of view V83 and view V84, the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the plurality of detection elements is constant between the detection elements.
図11に示したように、システム制御機能441は、複数の検出素子の各々によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーが、1又は複数のビューごとに検出素子間で一定となるようにしつつ、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。即ち、図11に示すようにX線のエネルギーを変化させることで、システム制御機能441は、逐次収集方式のDAS18を用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集を実行することができる。
As shown in FIG. 11, the
(第4の実施形態)
これまで第1~第3の実施形態について説明したが、上述した第1~第3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。
(Fourth embodiment)
Although the first to third embodiments have been described so far, various different modes other than the above-described first to third embodiments may be implemented.
上述した第1~第3の実施形態では、DAS18がX線の信号の収集を行なっている間の例として、DAS18がいずれかの検出素子のA/D変換を行なっている間について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、システム制御機能441は、DAS18がX線の信号の収集を行なっている間として、DAS18がいずれかの検出素子から電荷の読み出しを行なっている間や、DAS18がいずれかの検出素子の増幅処理を行なっている間を使用して、X線のエネルギーを制御してもよい。一例を挙げると、システム制御機能441は、ビューごとに、少なくともDAS18がいずれかの検出素子から電荷の読み出しを行なっている間、X線検出器12へのX線の照射を停止させる。別の例を挙げると、システム制御機能441は、ビューごとに、少なくともDAS18がいずれかの検出素子の増幅処理を行なっている間、X線検出器12へのX線の照射を停止させる。
In the above-described first to third embodiments, as an example of the period during which the
また、上述した第1~第3の実施形態では、デュアルエナジー収集を行なう場合について説明したが、3種類以上の異なるエネルギーのX線を使用して、マルチエナジー収集を行う場合であってもよい。例えば、システム制御機能441は、少なくともDAS18がX線の信号の収集を行なっている間、X線検出器12へのX線の照射を停止させるとともに、エネルギーE1のX線、エネルギーE2のX線、又は、エネルギーE1及びエネルギーE2と異なるエネルギーE3のX線を、ビューごとに発生させる。これにより、システム制御機能441は、3種類の異なるエネルギーのX線を使用して、高速スイッチング方式によるマルチエナジー収集を実行することができる。
Further, in the first to third embodiments described above, the case of performing dual energy acquisition has been described, but it is also possible to perform multi-energy acquisition using X-rays of three or more different energies. . For example, the
また、上述した第1~第3の実施形態では、X線CT装置1の例として、一管球型のX線CT装置について説明した。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、X線CT装置1は、X線管と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装置であってもよい。
Further, in the first to third embodiments described above, a single-tube type X-ray CT apparatus has been described as an example of the
例えば、X線CT装置1は、第1のX線管及び第1のX線検出器のペアと、第2のX線管及び第2のX線検出器のペアとを有する。また、X線CT装置1は、第1のX線検出器における複数の検出素子によって検出されるX線の信号をビューごとに逐次収集する第1のDASと、第2のX線検出器における複数の検出素子によって検出されるX線の信号をビューごとに逐次収集する第2のDASとを有する。
For example, the
この場合、システム制御機能441は、例えば、少なくとも第1のDASがX線の信号の収集を行なっている間、第1のX線検出器へのX線の照射を停止させるとともに、エネルギーE1のX線、又は、エネルギーE2のX線を、ビューごとに発生させる。また、システム制御機能441は、少なくとも第2のDASがX線の信号の収集を行なっている間、第2のX線検出器へのX線の照射を停止させるとともに、エネルギーE3のX線、又は、エネルギーE1、エネルギーE2及びエネルギーE3と異なるエネルギーE4のX線を、ビューごとに発生させる。これにより、システム制御機能441は、4種類の異なるエネルギーのX線を使用して、高速スイッチング方式によるマルチエナジー収集を実行することができる。
In this case, the
(第5の実施形態)
逐次収集方式のDASを用いて高速スイッチングによるDE収集又はME収集を実行する場合、同時収集方式のDASを用いて高速スイッチングによるDE収集又はME収集を実行する場合と比較して、X線管に供給する管電圧値を切り替えるための許容時間が短くなりやすい。これにより、逐次収集方式のDASを用いて高速スイッチングによるDE収集又はME収集を実行する場合、設定可能な撮影条件(管電圧値や管電流値等)が制限される場合がある。
(Fifth embodiment)
When DE acquisition or ME acquisition is performed by high-speed switching using a sequential acquisition DAS, the X-ray tube requires more time than when DE acquisition or ME acquisition is performed by high-speed switching using a simultaneous acquisition DAS. The allowable time for switching the supplied tube voltage value tends to be short. As a result, when DE acquisition or ME acquisition is performed by high-speed switching using a sequential acquisition DAS, the imaging conditions (tube voltage value, tube current value, etc.) that can be set may be limited.
そこで、第5の実施形態に係るX線CT装置1は、以下で説明する処理により、逐次収集方式のDASを用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を実行する場合において、撮影条件の自由度を向上させる。
Therefore, the
例えば、第5の実施形態に係るX線CT装置1における処理回路44は、図12に示すように、調整機能445及び設定機能446を更に実行する。なお、調整機能445は、調整部の一例である。また、設定機能446は、設定部の一例である。
For example, the
例えば、処理回路44は、メモリ41からシステム制御機能441に相当するプログラムを読み出して実行することにより、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路44の各種機能を制御する。
For example, the
また、システム制御機能441は、X線CT装置1を制御して、位置決め撮影を実行する。例えば、システム制御機能441は、X線管11の位置を所定の回転角度に固定し、天板33をZ方向に移動させながらX線管11よりX線を被検体Pに照射することで、位置決め撮影を実行する。また、処理回路44は、メモリ41から生成機能443に相当するプログラムを読み出して実行することにより、位置決め撮影により収集されたX線の信号に基づいて、位置決め画像データを生成する。なお、位置決め画像データは、スキャノ画像データやスカウト画像データと呼ばれる場合もある。
The
また、システム制御機能441は、X線CT装置1を制御して、本スキャンを実行する。なお、本スキャンについては、単に撮影とも記載する。例えば、システム制御機能441は、X線高電圧装置14を制御することにより、X線管11に高電圧を供給する。これにより、X線管11は、被検体Pに対し照射するX線を発生する。ここで、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線管11が発生するX線のエネルギーを、1又は複数のビューごとに変化させる。即ち、システム制御機能441は、高速スイッチングによるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を実行する。なお、システム制御機能441によるX線のエネルギーの制御については後述する。また、システム制御機能441は、寝台駆動装置32を制御することにより、被検体Pを架台装置10の撮影口内へ移動させる。また、システム制御機能441は、コリメータ17の開口度及び位置を調整する。また、システム制御機能441は、制御装置15を制御することにより回転部を回転させる。
Also, the
また、例えば、処理回路44は、メモリ41から調整機能445に相当するプログラムを読み出して実行することにより、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。また、例えば、処理回路44は、メモリ41から設定機能446に相当するプログラムを読み出して実行することにより、撮影条件を設定する。なお、許容時間の制御、及び、撮影条件の設定については後述する。
Also, for example, the
システム制御機能441によって撮影が実行される間、DAS18は、X線検出器12における検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集し、検出データを生成する。また、処理回路44は、メモリ41から前処理機能442に相当するプログラムを読み出して実行することにより、DAS18から出力された検出データに対し前処理を施す。例えば、前処理機能442は、DAS18から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、チャン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施す。なお、前処理を施した後のデータについては生データとも記載する。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データを総称して、投影データとも記載する。
While imaging is performed by the
また、生成機能443は、補正後の生データに基づいてCT画像データを生成する。具体的には、生成機能443は、補正後の生データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。また、生成機能443は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作等に基づいて、生成したCT画像データを、公知の方法により表示用のCT画像(任意断面の断層像データや3次元画像データ等)に変換する。また、生成機能443は、変換した表示用のCT画像をメモリ41に記憶させる。
Also, the
また、処理回路44は、メモリ41から出力機能444に相当するプログラムを読み出して実行することにより、断層像データや3次元画像データ、CT画像データ等を出力する。例えば、処理回路44は、断層像データや3次元画像データをディスプレイ42に表示させる。また、例えば、処理回路44は、断層像データや3次元画像データ、CT画像データを、X線CT装置1とネットワークを介して接続された外部装置(例えば、画像データを保管するサーバ装置等)に出力する。
Further, the
図12に示すX線CT装置1においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ41へ記憶されている。処理回路44は、メモリ41からプログラムを読み出して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44は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
In the
なお、図12においては、システム制御機能441、調整機能445、設定機能446、前処理機能442、生成機能443及び出力機能444の各処理機能が単一の処理回路44によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路44は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路44が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
Note that FIG. 12 shows a case where the processing functions of the
次に、逐次収集方式のDAS18について説明する。図13Aは、第5の実施形態に係る逐次収集方式のDAS18の一例を示す図である。図13Aにおいては、DAS18が、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する場合について説明する。この場合、X線CT装置1は、例えば、図13Aに示すDAS18を、X線検出器12におけるチャンネル数と同数備える。一例を挙げると、X線検出器12におけるチャンネル数が「c」である場合において、X線CT装置1は、図13Bに示すように、DAS181からDAS18cまでのc個のDAS18を備える。なお、図13Bに示すDAS181、DAS182、DAS183、DAS184、DAS185、DAS186及びDAS18cは、DAS18の一例である。また、図13Bは、第5の実施形態に係る逐次収集方式のDAS18の一例を示す図である。
Next, the
なお、図13Aにおいては、n個の検出素子のうち、DAS18に1番目に近い位置の検出素子を検出素子121とし、DAS18に2番目に近い位置の検出素子を検出素子122とする。同様に、図13Aにおいては、DAS18にn番目に近い位置の検出素子(即ち、DAS18から最も遠い位置の検出素子)を検出素子12nとする。
In FIG. 13A, the detecting element closest to the
例えば、DAS18は、検出素子121~検出素子12nの各々とスイッチを介して接続され、X線管11がX線を発生させている間、検出素子121~検出素子12nによって検出されたX線の信号を逐次収集する。具体的には、まず、DAS18は、検出素子121との接続をオンにして、検出素子121にて積分された電荷をX線の信号として読み出す。次に、DAS18は、検出素子121との接続をオフにするとともに、検出素子122との接続をオンにし、検出素子122にて積分された電荷をX線の信号として読み出す。なお、DAS18との接続がオフとなることにより、検出素子121では、電荷の積分が開始される。同様に、DAS18は、検出素子12nまでの各検出素子について、各検出素子にて積分された電荷をX線の信号として逐次読み出す。
For example, the
一例を挙げると、DAS18は、検出素子121~検出素子12nから成る検出素子群から、1つのビューにおいて、n個の信号を逐次収集する。同様に、DAS18は、次のビューにおいて、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。なお、ビューごとにX線の信号を逐次収集する場合について説明したが、DAS18は、複数のビューごとにX線の信号を逐次収集してもよい。
As an example, the
また、検出素子121から検出素子12nに向けて順に読み出しを行なう場合について説明したが、読み出しの順序はこれに限定されるものではない。例えば、DAS18は、検出素子12nに積分された電荷を最初に読み出し、検出素子121に向けて順に読み出しを行なうこととしてもよい。
Also, although the case where the reading is performed in order from the detecting
また、例えば、DAS18は、n個の検出素子のうち中途の検出素子に積分された電荷を最初に読み出し、検出素子121及び検出素子12nに向けて順に読み出しを行なうこととしてもよい。即ち、DAS18は、X線検出器12の中央から外側に向けて、順に読み出しを行なうこととしてもよい。
Further, for example, the
一例を挙げると、「n」が偶数である場合において、DAS18は、DAS18に(n/2)番目に近い位置の検出素子に積分された電荷を最初に読み出す。次に、DAS18は、DAS18に((n/2)-1)番目に近い位置の検出素子に積分された電荷を読み出す。次に、DAS18は、DAS18に((n/2)+1)番目に近い位置の検出素子に積分された電荷を読み出す。次に、DAS18は、DAS18に((n/2)-2)番目に近い位置の検出素子に積分された電荷を読み出す。同様に、DAS18は、検出素子121及び検出素子12nまでの各検出素子について、各検出素子にて積分された電荷をX線の信号として逐次読み出す。
As an example, when “n” is an even number, the
また、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子から成る検出素子群からX線の信号を逐次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い。例えば、DAS18は、X線検出器12のチャンネル方向に沿って配列された複数の検出素子から成る検出素子群からX線の信号を逐次収集する場合であってもよい。この場合、X線CT装置1は、DAS18を、例えば、X線検出器12における列数と同数備える。また、例えば、DAS18は、X線検出器12の全検出素子から成る検出素子群からX線の信号を逐次収集する場合であってもよい。この場合、X線CT装置1は、DAS18を、例えば、1つのみ備える。即ち、X線検出器12は、検出素子群を1又は複数有する。また、X線CT装置1は、検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集するDAS18を、1又は複数備える。
Also, a case has been described in which X-ray signals are successively collected from the detector element group consisting of n detector elements arranged along the column direction of the
以上、X線CT装置1の構成の一例について説明した。かかる構成の下、X線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を実行する場合において、撮影条件の自由度を向上させる。
An example of the configuration of the
具体的には、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。即ち、システム制御機能441は、高速スイッチングによるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を実行する。また、DAS18は、X線検出器12における検出素子群ごとに、X線の信号を逐次収集する。また、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整して管電圧値の切り替えの許容時間を制御することにより、撮影条件の自由度を向上させる。
Specifically, the
以下、第5の実施形態に係るX線CT装置1が行う処理について詳細に説明する。なお、本実施形態では一例として、デュアルエナジー収集を行なう場合について説明する。また、本実施形態では一例として、X線CT装置1が複数のDAS18を備え、DAS18の各々が、列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)と接続されている場合について説明する。
Processing performed by the
まず、図14を用いて、DAS18を用いたデュアルエナジー収集の一例について説明する。図14は、第5の実施形態に係る逐次収集方式のDAS18を用いたデュアルエナジー収集の一例を示す図である。図14において、横軸は時間に対応し、縦軸はX線検出器12における列方向に対応する。また、図14に示すエネルギーE1及びエネルギーE2は、X線の発生時におけるエネルギーである。なお、エネルギーE1とエネルギーE2とは異なる値である。以下では一例として、エネルギーE2よりエネルギーE1が高エネルギーである場合について説明する。
First, an example of dual energy collection using the
撮影を実行する際、システム制御機能441は、回転部を回転させながら、X線管11に高電圧を供給してX線を発生させる。例えば、システム制御機能441は、少なくとも時間T111から時間T114までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T114から時間T115までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から、第1の管電圧値V1より低い第2の管電圧値V2へと切り替える。
When performing imaging, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T115から時間T118までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T118から時間T119までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T119から時間T122までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T122から時間T123までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替える。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T123から時間T126までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T126から時間T127までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。
Next, the
上述したように、図14に示す場合、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを2ビューごとに切り替える。この際、X線検出器12における検出素子は、被検体Pを透過したX線を検出する。また、複数のDAS18は、それぞれ、n個の検出素子から成る検出素子群からの信号を逐次収集する。
As described above, in the case shown in FIG. 14, the
具体的には、DAS18は、時間T111から時間T112までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T113から時間T114までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T115から時間T116までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T117から時間T118までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T119から時間T120までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T121から時間T122までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T123から時間T124までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T125から時間T126までの間、検出素子群からn個の信号を逐次収集する。
Specifically, the
より具体的には、DAS18は、時間T111において、列方向に沿って配列されたn個の検出素子のうち、検出素子121にて積分された電荷を読み出して増幅し、A/D変換を行なう。即ち、DAS18は、時間T111において、検出素子121によって検出されたX線の信号を収集する。更に、DAS18は、時間T111以降、各検出素子によって検出されたX線の信号を逐次収集する。そして、DAS18は、時間T112において、検出素子12nによって検出されたX線の信号を収集する。
More specifically, at time T111, the
次に、DAS18は、時間T113から時間T114までの間、検出素子121から検出素子12nまでの各検出素子から、X線の信号を逐次収集する。ここで、検出素子121から検出素子12nまでの各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。
Next, the
例えば、時間T113において検出素子121により検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、時間T111から時間T113までの時間と、エネルギーE1との積である。また、時間T114において検出素子12nにより検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、時間T112から時間T114までの時間と、エネルギーE1との積である。ここで、図14に示すように、時間T111から時間T113までの時間と、時間T112から時間T114までの時間とは同じであるから、検出素子121及び検出素子12nによって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは検出素子間で一定となる。
For example, the energy at the time of generation of the X-ray detected by the
次のビュー(時間T115~時間T118に対応するビュー)においても同様に、検出素子121から検出素子12nまでの各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。例えば、時間T117において検出素子121により検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、時間T115から時間T117までの時間と、エネルギーE2との積である。また、時間T118において検出素子12nにより検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、時間T116から時間T118までの時間と、エネルギーE2との積である。ここで、図14に示すように、時間T115から時間T117までの時間と、時間T116から時間T118までの時間とは同じであるから、検出素子121及び検出素子12nによって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは検出素子間で一定となる。
Similarly, in the next view (view corresponding to time T115 to time T118), the energy at the time of generation of X-rays detected by each of the
ここで、上述したように、時間T115~時間T118に対応するビューにおいてX線の発生時におけるエネルギーを検出素子間で一定とするには、図14に示した時間T114から時間T115までの期間のうちに、X線の発生時におけるエネルギーを、エネルギーE1からエネルギーE2まで変化させておく必要がある。即ち、システム制御機能441は、時間T114から時間T115までの期間に、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へ切り替える必要がある。なお、時間T114から時間T115までの期間のように、管電圧値の切り替えに許容できる時間については、許容時間とも記載する。また、図14に示すように、n個の検出素子から成る検出素子群から信号を逐次収集する場合における許容時間については、許容時間Lnとも記載する。
Here, as described above, in order to make the energy of the X-ray generation constant between the detecting elements in the view corresponding to time T115 to time T118, the period from time T114 to time T115 shown in FIG. In the meantime, it is necessary to change the energy of X-ray generation from energy E1 to energy E2. That is, the
時間T119~時間T122に対応するビューにおいても同様に、X線の発生時におけるエネルギーを検出素子間で一定とするには、許容時間(時間T118から時間T119までの期間)のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へ切り替える必要がある。時間T123~時間T126に対応するビューにおいても同様に、X線の発生時におけるエネルギーを検出素子間で一定とするには、許容時間(時間T122から時間T123までの期間)のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へ切り替える必要がある。
Similarly, in the view corresponding to time T119 to time T122, in order to make the energy of X-ray generation constant between the detection elements, X-ray It is necessary to switch the tube voltage value supplied to the
ここで、逐次収集方式のDAS18を用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合、同時収集方式のDASを用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合と比較して、許容時間が短くなりやすい。なお、以下では、同時収集方式のDASを、DAS18aと記載する。
Here, when performing dual energy collection by high-speed switching using the
例えば、同時収集方式のDAS18aを用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合、システム制御機能441は、少なくとも図15に示す時間T211から時間T212までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T212から時間T213までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替える。なお、図15は、第5の実施形態に係る同時収集方式のDAS18aを用いたデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
For example, when performing dual energy acquisition by high-speed switching using the DAS 18a of the simultaneous acquisition method, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T213から時間T214までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T214から時間T215までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T215から時間T216までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T216から時間T217までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替える。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T217から時間T218までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T218から時間T219までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。
Next, the
図15に示したように、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを2ビューごとに切り替える。この際、X線検出器12における検出素子は、被検体Pを透過したX線を検出する。ここで、同時収集方式のDAS18aは、検出素子ごとに設けられ、対応する検出素子からの信号を収集する。例えば、検出素子121から検出素子12nまでのn個の検出素子に対しては、同時収集方式のDAS18aがn個設けられる。そして、n個のDAS18aは、n個の検出素子からの信号を同時収集する。
As shown in FIG. 15, the
具体的には、図15に示す場合、時間T211~時間T212に対応するビューにおいて、n個のDAS18aは、n個の検出素子からの信号を、時間T211から時間T212まで同時収集する。また、時間T213~時間T214に対応するビューにおいて、n個のDAS18aは、n個の検出素子からの信号を、時間T213から時間T214まで同時収集する。また、時間T215~時間T216に対応するビューにおいて、n個のDAS18aは、n個の検出素子からの信号を、時間T215から時間T216まで同時収集する。また、時間T217~時間T218に対応するビューにおいて、n個のDAS18aは、n個の検出素子からの信号を、時間T217から時間T218まで同時収集する。 Specifically, in the case shown in FIG. 15, in the view corresponding to time T211 to time T212, n DASs 18a simultaneously acquire signals from n detector elements from time T211 to time T212. Also, in the view corresponding to time T213 to time T214, n DAS 18a simultaneously acquire signals from n detector elements from time T213 to time T214. Also, in the view corresponding to time T215 to time T216, n DAS 18a simultaneously acquire signals from n detector elements from time T215 to time T216. Also, in the view corresponding to time T217 to time T218, n DAS 18a simultaneously acquire signals from n detector elements from time T217 to time T218.
ここで、検出素子121から検出素子12nまでの各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、検出素子間で一定となっている。例えば、時間T211~時間T212に対応するビューにおいてn個の検出素子により検出されるX線の発生時におけるエネルギーは、いずれの検出素子においても、時間T211から時間T212までの時間とエネルギーE1との積であり、一定である。
Here, the energy at the time of generation of X-rays detected by the
図15に示す場合においても、システム制御機能441は、許容時間のうちにX線のエネルギーを変化させておく必要がある。例えば、システム制御機能441は、時間T212から時間T213までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へ切り替える。また、システム制御機能441は、時間T214から時間T215までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へ切り替える。また、システム制御機能441は、時間T216から時間T217までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へ切り替える。また、システム制御機能441は、時間T218から時間T219までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へ切り替える。
Even in the case shown in FIG. 15, the
図14及び図15に示したように、逐次収集方式のDAS18を用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合、同時収集方式のDAS18aを用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合よりも許容時間が短くなる。即ち、逐次収集方式のDAS18を用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合、各検出素子から信号を収集するタイミングに時間差が生じ、この時間差の分だけ許容時間が短くなる。
As shown in FIGS. 14 and 15, when performing dual energy collection by high-speed switching using the sequential
ここで、許容時間が短くなることにより、設定可能な撮影条件が制限される場合がある。例えば、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差が大きいほど、管電圧値の切り替えには長い時間を要する。即ち、許容時間が短くなることにより、設定可能な管電圧値が制限される場合がある。 Here, when the allowable time is shortened, there are cases where the imaging conditions that can be set are limited. For example, the larger the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2, the longer it takes to switch the tube voltage values. That is, the settable tube voltage value may be limited due to the shortened allowable time.
また、管電圧値を低下させるためにはX線管の陰極(フィラメント)から電子を流出させる必要があるが、管電流値が小さいほど電子の移動は遅く、管電圧値の低下に長い時間を要する。即ち、許容時間が短くなることにより、設定可能な管電流値の下限が制限される場合がある。また、管電圧値を上昇させるためにはX線管の陰極に電子を蓄積させる必要があるが、管電流値が大きいほど陰極から流出する電子も多く、管電圧値の上昇に長い時間を要する。即ち、許容時間が短くなることにより、設定可能な管電流値の上限が制限される場合がある。 Also, in order to lower the tube voltage value, it is necessary to drain electrons from the cathode (filament) of the X-ray tube. need. That is, the lower limit of the tube current value that can be set may be limited due to the shortening of the allowable time. In addition, electrons must be accumulated in the cathode of the X-ray tube in order to increase the tube voltage value. . That is, the upper limit of the settable tube current value may be limited due to the shortening of the allowable time.
そこで、調整機能445は、逐次収集方式のDAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することによって許容時間を制御し、更には撮影条件の自由度を向上させる。以下、調整機能445による許容時間の制御について、図16を用いて説明する。図16は、第5の実施形態に係る逐次収集方式のDAS18を用いたデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
Therefore, the
図16に示す場合、システム制御機能441は、少なくとも時間T311から時間T314までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T314から時間T315までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替える。
In the case shown in FIG. 16, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T315から時間T318までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T318から時間T319までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T319から時間T322までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T322から時間T323までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替える。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T323から時間T326までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。また、システム制御機能441は、時間T326から時間T327までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。
Next, the
また、図16に示すように、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。即ち、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を、「n」から「m」まで減少させる。そして、DAS18は、m個の検出素子から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する。
Also, as shown in FIG. 16, the
具体的には、DAS18は、時間T311から時間T312までの間、検出素子121から検出素子12mまでのm個の検出素子から成る検出素子群から、m個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T313から時間T314までの間、検出素子群からのm個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T315から時間T316までの間、検出素子群からm個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T317から時間T318までの間、検出素子群からm個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T319から時間T320までの間、検出素子群からm個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T321から時間T322までの間、検出素子群からm個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T323から時間T324までの間、検出素子群からm個の信号を逐次収集する。また、DAS18は、時間T325から時間T326までの間、検出素子群からm個の信号を逐次収集する。
Specifically, the
図16において、検出素子121から検出素子12mまでの各検出素子によって検出されるX線の発生時におけるエネルギーを検出素子間で一定とするためには、システム制御機能441は、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間での管電圧値の切り替えを、許容時間のうちに完了する必要がある。なお、図16に示すように、m個の検出素子から成る検出素子群から信号を逐次収集する場合における許容時間については、許容時間Lmとも記載する。
In FIG. 16, in order to make the energy of the X-rays detected by the
具体的には、システム制御機能441は、時間T314から時間T315までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へ切り替える必要がある。また、システム制御機能441は、時間T318から時間T319までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へ切り替える必要がある。また、システム制御機能441は、時間T322から時間T323までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へ切り替える必要がある。また、システム制御機能441は、時間T326から時間T327までの期間のうちに、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へ切り替える必要がある。
Specifically, the
ここで、図16に示す許容時間Lmは、図14に示した許容時間Lnよりも長いものとなっている。これは、1つのDAS18が信号の逐次収集を行なう検出素子の数を「n」から「m」まで減らしたことで、各検出素子から信号を収集するタイミングの時間差が小さくなるためである。具体的には、図16に示す許容時間Lmは、(n-m)個の検出素子から信号を逐次収集するために要する時間の分、図14に示した許容時間Lnよりも長いものとなっている。従って、「m」が小さいほど、許容時間Lmは長くなる。即ち、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することにより、許容時間を制御することができる。
Here, the allowable time Lm shown in FIG. 16 is longer than the allowable time Ln shown in FIG. This is because the number of detection elements for which one
なお、図16では、調整機能445により検出素子群の列数が「m」に調整された場合において、DAS18が、検出素子121から検出素子12mまでのm個の検出素子からX線の信号を逐次収集する場合について説明した。即ち、図16では、DAS18に1番目に近い位置の検出素子121からm個分の検出素子について、X線の信号を逐次収集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い。例えば、DAS18は、DAS18から最も遠い位置の検出素子12nからm個分の検出素子について、X線の信号を逐次収集してもよい。
In FIG. 16, when the number of columns of the detection element group is adjusted to "m" by the
また、例えば、DAS18は、X線検出器12の中央におけるm個分の検出素子について、信号を逐次収集してもよい。一例を挙げると、「n」及び「m」が偶数である場合、DAS18は、DAS18に((n-m)/2)番目に近い位置の検出素子から、DAS18に((n+m)/2)番目に近い位置の検出素子までのm個分の検出素子について、X線の信号を逐次収集する。この場合、X線CT装置1が備える複数のDAS18は、X線検出器12の全領域(図17にてドットのパターンで示す領域)のうち、m個分の検出素子に対応する中央領域(図17にて斜線のパターンで示す領域)から、X線の信号を逐次収集する。ここで、システム制御機能441は、X線検出器12のうち図17にて斜線のパターンで示す領域にのみX線が照射されるように、コリメータ17の開口度及び位置を調整することとしてもよい。なお、図17は、第5の実施形態に係る検出素子群の列数の調整について説明するための図である。
Also, for example, the
上述したように、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することにより、管電圧値の切り替えの許容時間を制御することができる。更に、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、撮影条件を設定する。ここで、調整機能445は、許容時間を制御することによって、設定機能446が撮影条件を設定する際の自由度を向上させることができる。
As described above, the
例えば、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、X線管11の管電流値を設定する。以下、管電流値の設定の一例について、図18A、図18B及び図18Cを用いて説明する。図18A、図18B及び図18Cは、第5の実施形態に係る管電流値の設定について説明するための図である。なお、図18A、図18B及び図18Cの横軸は時間を示し、縦軸は管電圧値を示す。
For example, the
まず、図18Aについて説明する。図18Aは、管電流値が「700mA」であり、第1の管電圧値V1が「140kV」であり、第2の管電圧値V2が「80kV」である場合において、管電圧値の上昇及び下降のそれぞれに要する時間を示す。図18Aにおいては、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。また、図18Aにおいては、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることも可能である。 First, FIG. 18A will be described. FIG. 18A shows the increase in tube voltage value and the The time required for each descent is indicated. In FIG. 18A, the tube voltage value can be increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln when the number of columns of the detection element group is "n". It is possible. In FIG. 18A, it is also possible to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln.
また、図18Bは、管電流値が「500mA」であり、第1の管電圧値V1が「140kV」であり、第2の管電圧値V2が「80kV」である場合において、管電圧値の上昇及び下降のそれぞれに要する時間を示す。即ち、図18Bは、図18Aと比較して管電流値が小さい場合を示す。従って、図18Bにおいては、図18Aの場合と比較して、管電圧値の上昇に要する時間は短くなっており、管電圧値の下降に要する時間は長くなっている。 Further, FIG. 18B shows the tube voltage value when the tube current value is "500 mA", the first tube voltage value V1 is "140 kV", and the second tube voltage value V2 is "80 kV". It shows the time required for each of the ascent and descent. That is, FIG. 18B shows a case where the tube current value is smaller than that in FIG. 18A. Therefore, in FIG. 18B, the time required for the tube voltage value to rise is shorter and the time required for the tube voltage value to drop is longer than in the case of FIG. 18A.
図18Bにおいては、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。しかしながら、図18Bにおいては、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。 In FIG. 18B, the tube voltage value can be increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln when the number of columns of the detection element group is "n". It is possible. However, in FIG. 18B, the tube voltage value cannot be decreased from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln.
また、図18Bにおいては、検出素子群の列数を「m」に調整した場合の許容時間Lmのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。更に、図18Bにおいては、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることも可能である。即ち、調整機能445が許容時間を制御することによって、設定機能446は、撮影条件として管電流値「500mA」を選択することが可能となっている。
In FIG. 18B, the tube voltage value is increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Lm when the number of rows of the detection element group is adjusted to "m". It is possible to Furthermore, in FIG. 18B, it is also possible to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Lm. That is, the
また、図18Cは、管電流値が「300mA」であり、第1の管電圧値V1が「140kV」であり、第2の管電圧値V2が「80kV」である場合において、管電圧値の上昇及び下降のそれぞれに要する時間を示す。即ち、図18Cは、図18Bと比較して管電流値が更に小さい場合を示す。従って、図18Cにおいては、図18Bの場合と比較して、管電圧値の上昇に要する時間は更に短くなっており、管電圧値の下降に要する時間は更に長くなっている。 FIG. 18C shows the tube voltage value when the tube current value is "300 mA", the first tube voltage value V1 is "140 kV", and the second tube voltage value V2 is "80 kV". It shows the time required for each of the ascent and descent. That is, FIG. 18C shows a case where the tube current value is even smaller than that in FIG. 18B. Therefore, in FIG. 18C, the time required for the tube voltage value to rise is shorter and the time required for the tube voltage value to drop is longer than in the case of FIG. 18B.
図18Cにおいては、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。しかしながら、図18Cにおいては、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。 In FIG. 18C, the tube voltage value can be increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln when the number of columns of the detection element group is "n". It is possible. However, in FIG. 18C, the tube voltage value cannot be decreased from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln.
また、図18Cにおいては、検出素子群の列数を「m」に調整した場合の許容時間Lmのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。更に、図18Cにおいては、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることも可能である。即ち、調整機能445が許容時間を制御することによって、設定機能446は、撮影条件として管電流値「300mA」を選択することが可能となっている。
In FIG. 18C, the tube voltage value is increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Lm when the number of rows of the detection element group is adjusted to "m". It is possible to Furthermore, in FIG. 18C, it is possible to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Lm. That is, the
なお、図18Cに示したように、管電流値が「300mA」の場合、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させるために要する時間と、許容時間Lmとが略同じ長さになっている。ここで、管電流値を「300mA」から更に低下させると、管電圧値の下降に要する時間は更に長くなる。従って、管電流値を「300mA」から更に低下させると、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることができなくなる。 As shown in FIG. 18C, when the tube current value is "300 mA", the time required to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 and the allowable time Lm has approximately the same length. Here, if the tube current value is further decreased from "300 mA", the time required for the tube voltage value to decrease becomes even longer. Therefore, if the tube current value is further decreased from "300 mA", the tube voltage value cannot be decreased from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Lm.
そこで、設定機能446は、管電流値として、「300mA」以上の値を設定する。即ち、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、選択可能な管電流値の下限を設定し、設定した下限を上回るように、X線管11の管電流値を設定する。
Therefore, the
ここで、設定機能446は、X線管11の管電流値を新規に設定してもよいし、予め設定されたプリセット条件を変更することによって管電流値を設定してもよい。例えば、管電流値を新規に設定する場合、設定機能446は、選択可能な管電流値の下限をディスプレイ42に表示させるとともに、操作者から管電流値の入力操作を受け付ける。そして、下限を上回る値が操作者により入力された場合、設定機能446は、入力された値をX線管11の管電流値として設定する。
Here, the
また、例えば、プリセット条件を変更することによって管電流値を設定する場合、設定機能446は、プリセット条件をディスプレイ42に表示させるとともに、操作者からプリセット条件の変更操作を受け付ける。ここで、設定機能446は、プリセット条件の変更操作を、選択可能な管電流値の下限を下回らない範囲において受け付ける。そして、設定機能446は、操作者により変更されたプリセット条件を、X線管11の管電流値として設定する。
Further, for example, when the tube current value is set by changing the preset conditions, the
同様に、管電流値が大きくなると管電圧値の上昇に要する時間は長くなるため、検出素子群の列数を「m」に調整した場合の許容時間Lmのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることができなくなる可能性がある。そこで、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、選択可能な管電流値の上限を設定し、設定した上限を下回るように、X線管11の管電流値を設定することとしてもよい。
Similarly, as the tube current value increases, the time required for the tube voltage value to rise increases. from the tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1. Therefore, the
次に、撮影条件としてX線管11に供給する管電圧値を設定する場合について、図19A及び図19Bを用いて説明する。図19A及び図19Bは、第5の実施形態に係る管電圧値の設定について説明するための図である。なお、図19A及び図19Bの横軸は時間を示し、縦軸は管電圧値を示す。
Next, a case of setting the tube voltage value supplied to the
まず、図19Aについて説明する。図19Aは、管電流値が「500mA」であり、第1の管電圧値V1が「150kV」であり、第2の管電圧値V2が「70kV」である場合において、管電圧値の上昇及び下降のそれぞれに要する時間を示す。即ち、図19Aは、図18Bと比較して、第1の管電圧値V1が高く、第2の管電圧値V2が低い場合を示す。 First, FIG. 19A will be described. FIG. 19A shows the increase in tube voltage value and the The time required for each descent is indicated. That is, FIG. 19A shows a case where the first tube voltage value V1 is higher and the second tube voltage value V2 is lower than in FIG. 18B.
即ち、図19Aは、図18Bと比較して、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差が大きい場合を示す。具体的には、図18Bにおいて第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差は「60kV」であり、図19Aにおいて第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差は「80kV」である。従って、図19Aにおいては、図18Bの場合と比較して、管電圧値の上昇に要する時間、及び、管電圧値の下降に要する時間がいずれも長くなっている。 That is, FIG. 19A shows a case where the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is large compared to FIG. 18B. Specifically, the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is "60 kV" in FIG. 18B, and the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 in FIG. The voltage difference between the tube voltage value V2 is "80 kV". Therefore, in FIG. 19A, both the time required for the tube voltage value to rise and the time required for the tube voltage value to drop are longer than in the case of FIG. 18B.
図19Aにおいては、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。しかしながら、図19Aにおいては、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。 In FIG. 19A, the tube voltage value can be increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln when the number of columns of the detection element group is "n". It is possible. However, in FIG. 19A, the tube voltage value cannot be lowered from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln.
また、図19Aにおいては、検出素子群の列数を「m」に調整した場合の許容時間Lmのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。更に、図19Aにおいては、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることも可能である。即ち、調整機能445が許容時間を制御することによって、設定機能446は、第1の管電圧値として「150kV」を選択し、第2の管電圧値として「70kV」を選択することが可能となっている。即ち、調整機能445が許容時間を制御することによって、設定機能446は、X線管11に供給する管電圧値として、「150kV」と「70kV」との組み合わせを選択することが可能となっている。
Further, in FIG. 19A, the tube voltage value is increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Lm when the number of rows of the detection element group is adjusted to "m". It is possible to Furthermore, in FIG. 19A, it is also possible to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Lm. That is, the
また、図19Bは、管電流値が「500mA」であり、第1の管電圧値V1が「160kV」であり、第2の管電圧値V2が「60kV」である場合において、管電圧値の上昇及び下降のそれぞれに要する時間を示す。即ち、図19Bは、図19Aと比較して、第1の管電圧値V1が更に高く、第2の管電圧値V2が更に低い場合を示す。 Further, FIG. 19B shows the tube voltage value when the tube current value is "500 mA", the first tube voltage value V1 is "160 kV", and the second tube voltage value V2 is "60 kV". It shows the time required for each of the ascent and descent. That is, FIG. 19B shows a case where the first tube voltage value V1 is higher and the second tube voltage value V2 is lower than in FIG. 19A.
即ち、図19Bは、図19Aと比較して、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差が更に大きい場合を示す。具体的には、図19Bにおいて第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差は「100kV」である。従って、図19Bにおいては、図19Aの場合と比較して、管電圧値の上昇に要する時間、及び、管電圧値の下降に要する時間がいずれも長くなっている。 That is, FIG. 19B shows a case where the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is larger than that in FIG. 19A. Specifically, in FIG. 19B, the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is "100 kV". Therefore, in FIG. 19B, both the time required for the tube voltage value to rise and the time required for the tube voltage value to drop are longer than in the case of FIG. 19A.
図19Bにおいては、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。しかしながら、図19Bにおいては、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。 In FIG. 19B, it is possible to increase the tube voltage value from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln when the number of columns of the detection element group is "n". It is possible. However, in FIG. 19B, the tube voltage value cannot be lowered from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln.
また、図19Bにおいては、検出素子群の列数を「m」に調整した場合の許容時間Lmのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。更に、図19Bにおいては、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることも可能である。即ち、調整機能445が許容時間を制御することによって、設定機能446は、第1の管電圧値として「160kV」を選択し、第2の管電圧値として「60kV」を選択することが可能となっている。即ち、調整機能445が許容時間を制御することによって、設定機能446は、X線管11に供給する管電圧値として、「160kV」と「60kV」との組み合わせを選択することが可能となっている。
In FIG. 19B, the tube voltage value is increased from the second tube voltage value V2 to the first tube voltage value V1 within the allowable time Lm when the number of rows of the detection element group is adjusted to "m". It is possible to Furthermore, in FIG. 19B, it is possible to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Lm. That is, the
なお、図19Bに示したように、第1の管電圧値が「160kV」であり、第2の管電圧値が「60kV」である場合、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させるために要する時間と、許容時間Lmとが略同じ長さになっている。ここで、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差を「100kV」から更に大きくすると、管電圧値の下降に要する時間は更に長くなる。従って、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差を「100kV」から更に大きくすると、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることができなくなる。 As shown in FIG. 19B, when the first tube voltage value is "160 kV" and the second tube voltage value is "60 kV", the tube voltage value is changed from the first tube voltage value V1 to the 2 and the allowable time Lm are approximately the same length. Here, if the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is further increased from "100 kV", the time required for the tube voltage value to drop becomes even longer. Therefore, if the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is further increased from "100 kV", the tube voltage value will increase to the first tube voltage value V1 within the allowable time Lm. to the second tube voltage value V2.
そこで、設定機能446は、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差が「100kV」を超えない範囲において、管電圧値を設定する。即ち、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差の上限を設定し、設定した上限を下回るように、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2を設定する。
Therefore, the
ここで、設定機能446は、管電圧値を新規に設定してもよいし、予め設定されたプリセット条件を変更することによって管電圧値を設定してもよい。例えば、管電圧値を新規に設定する場合、設定機能446は、選択可能な電圧差の上限をディスプレイ42に表示させるとともに、操作者から第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2の入力操作を受け付ける。そして、入力された第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差が上限を下回っている場合、設定機能446は、入力された値をX線管11に供給する管電圧値として設定する。
Here, the
また、例えば、プリセット条件を変更することによって管電圧値を設定する場合、設定機能446は、プリセット条件をディスプレイ42に表示させるとともに、操作者からプリセット条件の変更操作を受け付ける。ここで、設定機能446は、プリセット条件の変更操作を、選択可能な電圧差の上限を上回らない範囲において受け付ける。そして、設定機能446は、操作者により変更されたプリセット条件を、X線管11の管電圧値として設定する。
Further, for example, when the tube voltage value is set by changing the preset conditions, the
なお、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差のみならず、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2の大きさも、管電圧値の下降に要する時間に影響する場合がある。一例を挙げると、図19Bに示したように、第1の管電圧値V1が「160kV」であり、第2の管電圧値V2が「60kV」である場合、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させるために要する時間と、許容時間Lmとは略同じ長さである。ここで、例えば、第1の管電圧値V1を「150kV」とし、第2の管電圧値V2が「50kV」とする場合、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差は「100kV」のままであるものの、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2が小さくなることで、管電圧値の下降に要する時間は長くなる。従って、第1の管電圧値V1を「150kV」とし、第2の管電圧値V2が「50kV」とする場合、許容時間Lmのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることができなくなる可能性がある。 Note that not only the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2, but also the magnitudes of the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 are the tube voltage values. May affect the time it takes to descend. For example, as shown in FIG. 19B, when the first tube voltage value V1 is "160 kV" and the second tube voltage value V2 is "60 kV", the tube voltage value is set to the first tube voltage value. The time required for decreasing the voltage value V1 to the second tube voltage value V2 and the allowable time Lm are substantially the same length. Here, for example, when the first tube voltage value V1 is "150 kV" and the second tube voltage value V2 is "50 kV", the difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is Although the voltage difference between them remains "100 kV", the decrease in the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 lengthens the time required for the tube voltage value to drop. Therefore, when the first tube voltage value V1 is "150 kV" and the second tube voltage value V2 is "50 kV", the tube voltage value is changed from the first tube voltage value V1 to the second 2 tube voltage value V2.
そこで、設定機能446は、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間の電圧差のみならず、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2の大きさに基づいて、X線管11に供給する管電圧値を設定することとしてもよい。例えば、設定機能446は、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との組み合わせごとに、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで管電圧値を下降させるために要する時間を定めたテーブルを事前に取得して、メモリ41に格納する。そして、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間とメモリ41に格納されたテーブルとに基づいて、許容時間内に管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることが可能となるように、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2を設定する。
Therefore, the
設定機能446により撮影条件が設定された後、システム制御機能441は、設定された撮影条件に従って撮影を実行する。例えば、システム制御機能441は、設定された撮影条件に従ってX線管11に高電圧を供給することにより、X線を発生させる。ここで、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間で切り替えることにより、X線のエネルギーをビューごとに変化させる。また、システム制御機能441は、寝台駆動装置32を制御して、被検体Pを架台装置10の撮影口内へ移動させる。また、システム制御機能441は、コリメータ17の開口度及び位置を調整する。また、システム制御機能441は、制御装置15を制御することにより回転部を回転させる。
After the imaging conditions are set by the
ここで、X線検出器12における各検出素子は、被検体Pを透過したX線を検出する。
また、X線CT装置1が備える複数のDAS18は、検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集する。例えば、複数のDAS18は、調整機能445により調整された列数の検出素子から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する。
Here, each detection element in the
In addition, the plurality of
例えば、調整機能445によって列数が「n」に調整された場合、各DAS18は、検出素子121から検出素子12nまでのn個の検出素子から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する。即ち、列数が「n」に調整された場合、X線CT装置1が備える複数のDAS18は、X線検出器12の全領域(例えば、図17にてドットのパターンで示した領域)から、X線の信号を逐次収集する。
For example, when the number of columns is adjusted to "n" by the
また、例えば、調整機能445によって列数が「m」に調整された場合、各DAS18は、検出素子121から検出素子12mまでのm個の検出素子から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する。即ち、列数が「m」に調整された場合、X線CT装置1が備える複数のDAS18は、X線検出器12の一部領域(例えば、図17にて斜線のパターンで示した領域)から、X線の信号を逐次収集する。
Further, for example, when the number of columns is adjusted to "m" by the
また、前処理機能442は、DAS18から出力された検出データに対し前処理を施す。また、生成機能443は、前処理が施された投影データに基づいてCT画像データを生成するとともに、物質ごとにX線の吸収特性が異なることを利用して、被検体Pに含まれる物質の種類、原子番号、密度等を弁別する処理(以下、弁別処理と記載する)を実行する。なお、弁別処理については、外部装置が行うこととしてもよい。例えば、出力機能444は、投影データ(前処理を施す前の検出データ、又は、前処理を施した後の生データ)を、X線CT装置1とネットワークを介して接続された外部装置に出力し、この外部装置が弁別処理を実行する場合であってもよい。また、出力機能444は、生成機能443によって生成されたCT画像データ、及び、弁別処理の結果を出力する。例えば、出力機能444は、CT画像データに基づく表示用のCT画像や、CT画像上に弁別処理の結果を示した画像をディスプレイ42に表示させる。また、例えば、出力機能444は、CT画像データ等の各種のデータを外部装置に出力する。
A
なお、これまで、DAS18が、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)と接続されて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い。例えば、X線検出器12のチャンネル方向に沿ってj個の検出素子(検出素子221~検出素子22j)が配列されている場合において、DAS18は、検出素子221から検出素子22jまでのj個の検出素子と接続されてもよい。この場合、X線CT装置1は、DAS18を、例えば、X線検出器12における列数と同数備える。また、この場合、調整機能445は、例えば、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群のチャンネル数を調整する。
The case where the
例えば、調整機能445によってチャンネル数が「j」に調整された場合、各DAS18は、検出素子221から検出素子22jまでのj個の検出素子から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する。即ち、列数が「j」に調整された場合、X線CT装置1が備える複数のDAS18は、X線検出器12の全領域(例えば、図20にてドットのパターンで示す領域)から、X線の信号を逐次収集する。なお、図20は、第5の実施形態に係る検出素子群のチャンネル数の調整について説明するための図である。
For example, when the number of channels is adjusted to "j" by the
また、例えば、チャンネル数が「j」よりも少ない「k」に調整された場合、各DAS18は、k個の検出素子から成る検出素子群から、X線の信号を逐次収集する。即ち、列数が「k」に調整された場合、X線CT装置1が備える複数のDAS18は、X線検出器12の一部領域(例えば、図20にて斜線のパターンで示す領域)から、X線の信号を逐次収集する。
Also, for example, when the number of channels is adjusted to "k", which is less than "j", each
また、これまで、各DAS18がX線検出器12における1列分の検出素子からX線の信号を逐次収集する場合、及び、各DAS18がX線検出器12における1チャンネル分の検出素子からX線の信号を逐次収集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い。例えば、各DAS18が、X線検出器12における複数列分の検出素子から、X線の信号を逐次収集する場合であってもよい。また、例えば、各DAS18が、X線検出器12における複数チャンネル分の検出素子から、X線の信号を逐次収集する場合であってもよい。また、1つのDAS18が、X線検出器12における全検出素子からX線の信号を逐次収集する場合であってもよい。また、この場合、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の両方を調整する場合であってもよい。
Also, until now, each
また、これまで、X線のエネルギーをビューごとに変化させ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い。即ち、システム制御機能441は、X線のエネルギーを複数のビューごとに変化させてもよい。
Also, the case where the X-ray energy is changed for each view has been described so far. However, embodiments are not so limited. That is, the
例えば、システム制御機能441は、図21に示すように、X線のエネルギーを複数のビューごとに変化させる。具体的には、システム制御機能441は、少なくとも時間T411から時間T412までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。即ち、システム制御機能441は、2つのビューに亘ってエネルギーE1のX線を発生させる。なお、図21は、第5の実施形態に係る逐次収集方式のDAS18を用いたデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
For example, the
次に、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替える。ここで、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数が「n」である場合、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間は、時間T413から時間T414までの期間である。一方で、調整機能445によって検出素子群の列数が「m」に調整されている場合、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間は、時間T412から時間T414までの期間である。
Next, the
次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T414から時間T415までの間、第2の管電圧値V2をX線管11に供給して、エネルギーE2のX線を発生させる。次に、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替える。ここで、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数が「n」である場合、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間は、時間T416から時間T417までの期間である。一方で、調整機能445によって検出素子群の列数が「m」に調整されている場合、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間は、時間T415から時間T417までの期間である。次に、システム制御機能441は、少なくとも時間T417から時間T418までの間、第1の管電圧値V1をX線管11に供給して、エネルギーE1のX線を発生させる。
Next, the
図21に示したように、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」から「m」まで減らすことによって、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2へと切り替えるための許容時間を、「時間T413から時間T414までの期間」から「時間T412から時間T414までの期間」まで延長する。また、調整機能445は、検出素子群の列数を「n」から「m」まで減らすことによって、第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1へと切り替えるための許容時間を、「時間T416から時間T417までの期間」から「時間T415から時間T417までの期間」まで延長する。即ち、システム制御機能441がX線のエネルギーを複数のビューごとに変化させる場合においても、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することによって、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御することができる。
As shown in FIG. 21, the
また、これまで、図17及び図20に示したように、X線の信号を収集する領域をX線検出器12上で変化させることにより、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方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い。例えば、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう際の束ね条件を調整することにより、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することとしてもよい。
17 and 20, by changing the area on the
一例を挙げると、DAS18が、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)と接続されている場合において、調整機能445は、列方向に隣接する2個の検出素子ごとに信号を束ね処理して収集するように、束ね条件を調整する。これにより、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を、実質的に「n/2」まで減少させることができる。
For example, when the
次に、X線CT装置1による処理の手順の一例を、図22を用いて説明する。図22は、第5の実施形態に係るX線CT装置1の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
Next, an example of the procedure of processing by the
ステップS201は、調整機能445に対応するステップである。ステップS202は、設定機能446に対応するステップである。ステップS203及びステップS208は、システム制御機能441に対応するステップである。ステップS204は、前処理機能442に対応するステップである。ステップS205は、生成機能443に対応するステップである。ステップS206及びステップS207は、出力機能444に対応するステップである。
Step S<b>201 is a step corresponding to the
まず、処理回路44は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する(ステップS201)。次に、処理回路44は、制御後の許容時間に基づいて、管電流値や管電圧値等の撮影条件を設定する(ステップS202)。
First, the
次に、処理回路44は、ステップS202にて設定した撮影条件に従ってX線管11からX線を発生させ、被検体Pに照射させる(ステップS203)。この際、処理回路44は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、DAS18は、ステップS201にて列数及びチャンネル数の少なくとも一方が調整された検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集して、検出データを生成する。また、処理回路44は、DAS18から出力された検出データに対して前処理を施す(ステップS204)。また、処理回路44は、前処理後のデータ(生データ)に基づいてCT画像データを生成する(ステップS205)。
Next, the
ここで、処理回路44は、CT画像の表示を行なうか否かを判定する(ステップS206)。操作者から表示の指示を受け付けた場合等、CT画像の表示を行なう場合には(ステップS206肯定)、処理回路44は、CT画像データに基づいて表示用のCT画像を生成し、生成したCT画像をディスプレイ42に表示させる(ステップS207)。一方で、CT画像の表示を行なわない場合(ステップS206否定)、又は、ステップS207の後、処理回路44は、撮影を終了するか否かを判定する(ステップS208)。追加の撮影がある場合等、撮影を終了しない場合には(ステップS208否定)、処理回路44は、再度ステップS201に移行する。一方で、撮影を終了すると判定した場合(ステップS208肯定)、処理回路44は、処理を終了する。
Here, the
上述したように、第5の実施形態によれば、X線管11は、X線を発生する。また、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線管11が発生するX線のエネルギーを、1又は複数のビューごとに変化させる。また、X線検出器12は、被検体Pを透過したX線を検出する検出素子を複数有する。また、DAS18は、X線検出器12における検出素子群ごとに、X線の信号を逐次収集する。また、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。従って、第5の実施形態に係るX線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合において、撮影条件の自由度を向上させることができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the
また、上述したように、第5の実施形態によれば、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、X線管11の管電流値を設定する。例えば、設定機能446は、調整機能445によって延長された許容時間に基づいて、より低い管電流値を設定する。従って、第5の実施形態に係るX線CT装置1は、より低被曝の条件での撮影を可能とすることができる。また、例えば、設定機能446は、調整機能445によって延長された許容時間に基づいて、より高い管電流値を設定する。従って、第5の実施形態に係るX線CT装置1は、より高画質の条件での撮影を可能とすることができる。
Also, as described above, according to the fifth embodiment, the
また、上述したように、第5の実施形態によれば、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、X線管11に供給する管電圧値を設定する。例えば、設定機能446は、調整機能445によって延長された許容時間に基づいて、第1の管電圧値及び第2の管電圧値としてより電圧差の大きい組み合わせを設定する。従って、第5の実施形態に係るX線CT装置1は、よりエネルギー差の大きい条件下でデュアルエナジー収集を実行し、弁別処理の解析能を向上させることができる。
Also, as described above, according to the fifth embodiment, the
なお、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を減らすことにより、生成機能443により再構成されるCT画像データの画質を向上させることができる。即ち、検出素子群の列数が少ない場合、システム制御機能441はコーン角が小さいX線を用いて撮影を実行することができるため、再構成されるCT画像データの画質が向上する。
Note that the adjusting
(第6の実施形態)
上述した第5の実施形態では、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、撮影条件を設定する場合について説明した。これに対して、第6の実施形態では、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて、許容時間を制御する場合について説明する。
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment described above, a case has been described in which the imaging conditions are set based on the allowable time after control by the
第6の実施形態に係るX線CT装置1は、図12に示したX線CT装置1と同様の構成を有し、システム制御機能441による処理の一部が相違する。以下、第5の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図12と同一の符号を付し、説明を省略する。
The
まず、設定機能446は、管電流値や管電圧値等の撮影条件を設定する。例えば、設定機能446は、入力インターフェース43を介して、操作者から撮影条件の入力操作を受け付けることにより、撮影条件を設定する。また、例えば、設定機能446は、位置決め撮影により収集された位置決め画像データに基づいて、撮影条件を自動で設定する。また、例えば、設定機能446は、予め設定されたプリセット条件を撮影条件として設定する。
First, the
例えば、デュアルエナジー収集による情報が重要である場合、設定機能446は、第1の管電圧値及び第2の管電圧値として、電圧差の大きい組み合わせを設定する。また、例えば、被検体Pの被曝量を低減したい場合、設定機能446は、管電流値を小さい値に設定する。また、例えば、高画質のCT画像データを収集したい場合、設定機能446は、管電流値を大きい値に設定する。
For example, if information from dual energy collection is important, the
次に、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。なお、本実施形態では、複数のDAS18が、ぞれぞれ、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)と接続されている場合を一例として説明する。
Next, the
例えば、設定機能446は、撮影条件として、管電流値「700mA」、第1の管電圧値V1「140kV」、及び、第2の管電圧値V2「80kV」を設定する。この場合、図18Aに示したように、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。また、図18Aに示したように、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることも可能である。従って、この場合、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」に調整する。
For example, the
また、例えば、設定機能446は、撮影条件として、管電流値「500mA」、第1の管電圧値V1「140kV」、及び、第2の管電圧値V2「80kV」を設定する。この場合、図18Bに示したように、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。
Also, for example, the
しかしながら、図18Bに示したように、管電流値が「500mA」の場合、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。従って、この場合、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」より小さい数に調整する。例えば、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n/2」に調整する。
However, as shown in FIG. 18B, when the tube current value is "500 mA", the tube voltage value can be decreased from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln. can't. Therefore, in this case,
また、例えば、設定機能446は、撮影条件として、管電流値「300mA」、第1の管電圧値V1「140kV」、及び、第2の管電圧値V2「80kV」を設定する。この場合、図18Cに示したように、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。
Also, for example, the
しかしながら、図18Cに示したように、管電流値が「300mA」の場合、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。また、管電流値が「300mA」の場合において管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させるためには、管電流値が「500mA」の場合よりも長い時間を要する。従って、この場合、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を、「n/2」より小さい数に調整する。例えば、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n/4」に調整する。
However, as shown in FIG. 18C, when the tube current value is "300 mA", the tube voltage value can be lowered from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln. can't. Further, when the tube current value is "300 mA", in order to decrease the tube voltage value from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2, it takes a longer time than when the tube current value is "500 mA". It takes time. Therefore, in this case, the
また、例えば、設定機能446は、撮影条件として、管電流値「500mA」、第1の管電圧値V1「150kV」、及び、第2の管電圧値V2「70kV」を設定する。この場合、図19Aに示したように、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。
Also, for example, the
しかしながら、図19Aに示したように、管電圧値V1「150kV」且つ第2の管電圧値V2「70kV」の場合、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。従って、この場合、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」より小さい数に調整する。例えば、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n/2」に調整する。
However, as shown in FIG. 19A, when the tube voltage value V1 is "150 kV" and the second tube voltage value V2 is "70 kV", the tube voltage value is changed from the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln. It cannot be lowered to the second tube voltage value V2. Therefore, in this case,
また、例えば、設定機能446は、撮影条件として、管電流値「500mA」、第1の管電圧値V1「160kV」、及び、第2の管電圧値V2「60kV」を設定する。この場合、図19Bに示したように、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第2の管電圧値V2から第1の管電圧値V1まで上昇させることが可能である。
Also, for example, the
しかしながら、図19Bに示したように、管電圧値V1「160kV」且つ第2の管電圧値V2「60kV」の場合、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることはできない。また、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との電圧差が「100kV」の場合において管電圧値を変化させるためには、電圧差が「80kV」の場合よりも長い時間を要する。従って、この場合、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を、「n/2」より小さい数に調整する。例えば、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n/4」に調整する。
However, as shown in FIG. 19B, when the tube voltage value V1 is "160 kV" and the second tube voltage value V2 is "60 kV", the tube voltage value is changed from the first tube voltage value V1 within the allowable time Ln. It cannot be lowered to the second tube voltage value V2. Further, in order to change the tube voltage value when the voltage difference between the first tube voltage value V1 and the second tube voltage value V2 is "100 kV", a longer time than when the voltage difference is "80 kV" is required. requires. Therefore, in this case, the
上述したように、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することができる。一例を挙げると、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件を、撮影条件と検出素子群の列数との対応関係を定めたテーブルと比較することによって、検出素子群の列数を調整する。
As described above, the
例えば、調整機能445は、まず、撮影条件と検出素子群の列数との対応関係を定めたテーブルとして図23に示すテーブルを事前に取得し、メモリ41に格納する。なお、図23に示すテーブルの縦軸はkV差(電圧差)を示し、横軸は管電流値を示す。また、調整機能445は、設定機能446により撮影条件が設定された際、メモリ41からテーブルを読み出して、設定された撮影条件と比較する。これにより、調整機能445は、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。なお、図23は、第6の実施形態に係る許容時間の制御の一例について説明するための図である。
For example, the
例えば、撮影条件として、管電流値「700mA」、第1の管電圧値V1「140kV」、及び、第2の管電圧値V2「80kV」が設定された場合、調整機能445は、まず、電圧差「60kV」を算出する。次に、調整機能445は、管電流値「700mA」及び電圧差「60kV」を図23のテーブルに照らして、列数「n」を取得する。そして、調整機能445は、取得した列数「n」に従ってDAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整し、許容時間を制御する。
For example, when the tube current value “700 mA”, the first tube voltage value V1 “140 kV”, and the second tube voltage value V2 “80 kV” are set as the imaging conditions, the
同様に、管電流値が「700mA」であり、電圧差が「80kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/2」を取得する。また、管電流値が「700mA」であり、電圧差が「100kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/2」を取得する。また、管電流値が「500mA」であり、電圧差が「60kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/2」を取得する。また、管電流値が「500mA」であり、電圧差が「80kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/2」を取得する。また、管電流値が「500mA」であり、電圧差が「100kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/4」を取得する。また、管電流値が「300mA」であり、電圧差が「60kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/4」を取得する。また、管電流値が「300mA」であり、電圧差が「80kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/4」を取得する。また、管電流値が「300mA」であり、電圧差が「100kV」である場合、調整機能445は、図23のテーブルに基づいて列数「n/4」を取得する。そして、調整機能445は、取得した列数に従ってDAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整し、許容時間を制御する。
Similarly, when the tube current value is "700 mA" and the voltage difference is "80 kV", the
別の例を挙げると、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件から検出素子群の列数を算出する。例えば、調整機能445は、まず、設定された管電流値、第1の管電圧値V1及び、第2の管電圧値V2に基づいて、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで管電圧値を下降させるために要する時間を算出する。そして、調整機能445は、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで管電圧値を下降させるために要する時間よりも許容時間が長くなるように、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。例えば、調整機能445は、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで管電圧値を下降させるために要する時間よりも許容時間が長くなる範囲において、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を最大化する。
To give another example, the
次に、X線CT装置1による処理の手順の一例を、図24を用いて説明する。図24は、第6の実施形態に係るX線CT装置1の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
Next, an example of the procedure of processing by the
ステップS301は、設定機能446に対応するステップである。ステップS302は、調整機能445に対応するステップである。ステップS303及びステップS308は、システム制御機能441に対応するステップである。ステップS304は、前処理機能442に対応するステップである。ステップS305は、生成機能443に対応するステップである。ステップS306及びステップS307は、出力機能444に対応するステップである。
Step S<b>301 is a step corresponding to the
まず、処理回路44は、撮影条件を設定する(ステップS301)。例えば、処理回路44は、入力インターフェース43を介して操作者から撮影条件の入力操作を受け付けることにより、操作者が所望する撮影条件を設定する。次に、処理回路44は、設定した撮影条件に基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する(ステップS302)。
First, the
次に、処理回路44は、ステップS301にて設定した撮影条件に従ってX線管11からX線を発生させ、被検体Pに照射させる(ステップS303)。この際、処理回路44は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、DAS18は、ステップS302にて列数及びチャンネル数の少なくとも一方が調整された検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集して、検出データを生成する。また、処理回路44は、DAS18から出力された検出データに対して前処理を施す(ステップS304)。また、処理回路44は、前処理後のデータ(生データ)に基づいてCT画像データを生成する(ステップS305)。
Next, the
ここで、処理回路44は、CT画像の表示を行なうか否かを判定する(ステップS306)。操作者から表示の指示を受け付けた場合等、CT画像の表示を行なう場合には(ステップS306肯定)、処理回路44は、CT画像データに基づいて表示用のCT画像を生成し、生成したCT画像をディスプレイ42に表示させる(ステップS307)。一方で、CT画像の表示を行なわない場合(ステップS306否定)、又は、ステップS307の後、処理回路44は、撮影を終了するか否かを判定する(ステップS308)。追加の撮影がある場合等、撮影を終了しない場合には(ステップS308否定)、処理回路44は、再度ステップS301に移行する。一方で、撮影を終了すると判定した場合(ステップS308肯定)、処理回路44は、処理を終了する。
Here, the
上述したように、第6の実施形態に係る設定機能446は、撮影条件を設定する。また、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、許容時間を制御する。従って、第6の実施形態に係るX線CT装置1は、逐次収集方式のDAS18を用いて高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する場合において、撮影条件の自由度を向上させることができる。即ち、X線CT装置1は、管電圧値の切り替えが許容時間内に完了するように制御しつつも、撮影条件の設定を最初に行なうことで、撮影条件の自由度を向上させることができる。
As described above, the
(第7の実施形態)
上述した第5の実施形態では、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて撮影条件を設定する場合について説明した。これに対し、第7の実施形態では、許容時間のみならず、撮影時間を更に考慮して、撮影条件の設定を行なう場合について説明する。
(Seventh embodiment)
In the fifth embodiment described above, a case has been described in which the imaging conditions are set based on the allowable time after control by the
第7の実施形態に係るX線CT装置1は、図12に示したX線CT装置1と同様の構成を有し、システム制御機能441による処理の一部が相違する。以下、第5の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図12と同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本実施形態では、複数のDAS18が、ぞれぞれ、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)と接続されている場合を一例として説明する。
The
まず、調整機能445は、被検体Pの撮影における撮影範囲を取得する。例えば、調整機能445は、入力インターフェース43を介して操作者から撮影範囲の入力操作を受け付けることにより、撮影範囲を取得する。また、例えば、調整機能445は、位置決め撮影により収集された位置決め画像データに基づいて、撮影範囲を自動取得する。また、例えば、調整機能445は、ネットワークを介して、RIS(Radiology Information System)やHIS(Hospital Information System)等のシステムから撮影範囲を自動取得する。例えば、調整機能445は、撮影範囲として、被検体Pの体軸方向の長さを取得する。
First, the
また、調整機能445は、被検体Pに対する撮影における所定の撮影時間を取得する。ここで、所定の撮影時間は、例えば、被検体Pに対する撮影において設定可能な撮影時間の上限値である。例えば、被検体Pの胸部や腹部に対する撮影において、被検体Pは、撮影が完了するまでの間、息止めを行なう。この場合、調整機能445は、所定の撮影時間として、被検体Pの息止め可能時間を取得する。
Further, the
例えば、調整機能445は、被検体Pに応じた息止め可能時間の入力操作を操作者から受け付けることにより、息止め可能時間を取得する。また、例えば、調整機能445は、息止め可能時間として、予め設定されたプリセット値を取得する。また、例えば、調整機能445は、被検体Pの患者情報(病状や年齢、体格等)をRISやHIS等のシステムから取得し、患者情報に基づいて被検体Pの息止め可能時間を設定する。例えば、調整機能445は、被検体Pが肺に疾患を有する場合には息止め可能時間を「5秒」に設定し、被検体Pが肺に疾患を有しない場合には息止め可能時間を「10秒」に設定する。
For example, the adjusting
次に、調整機能445は、撮影範囲に基づいて、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整する。以下では一例として、図25に示すように、撮影範囲が「500mm」であり、所定の撮影時間が「10秒」である場合について説明する。なお、図25は、第7の実施形態に係る許容時間の制御の一例について説明するための図である。
Next, the adjusting
例えば、調整機能445は、位置決め画像データを参照した操作者から図26に示す範囲Aを設定する操作を受け付けて、範囲Aの長さ「500mm」を撮影範囲として取得する。また、調整機能445は、範囲Aが胸部を含んでいることから、所定の撮影時間として、被検体Pの息止め可能時間を取得する。なお、図26は、第7の実施形態に係る許容時間の制御の一例について説明するための図である。
For example, the
次に、調整機能445は、撮影範囲に基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数に応じた撮影時間を算出する。例えば、調整機能445は、図25に示すように、撮影範囲「500mm」に基づいて、列数「n」に応じた撮影時間「6.25秒」を算出する。また、例えば、調整機能445は、撮影範囲「500mm」に基づいて、列数「n/2」に応じた撮影時間「12.5秒」を算出する。また、例えば、調整機能445は、撮影範囲「500mm」に基づいて、列数「n/4」に応じた撮影時間「25秒」を算出する。
Next, the
一例を挙げると、調整機能445は、まず、検出素子群の列数に応じて、被検体Pにおける撮影対象領域の列方向の幅を算出する。次に、調整機能445は、撮影対象領域の列方向の幅とビームピッチとに基づいて、X線CT装置1の回転部が1回転する間に架台装置10に対して被検体Pが移動する量を算出する。なお、ビームピッチは、回転部が1回転する間に架台装置10に対して被検体Pが移動する量と、被検体Pにおける撮影対象領域の列方向の幅との比を示す設定値である。次に、調整機能445は、撮影範囲を、回転部が1回転する間に架台装置10に対して被検体Pが移動する量と回転部の回転速度との積により除算することで、検出素子群の列数に応じた撮影時間を算出する。
For example, the
次に、調整機能445は、列数に応じた撮影時間と所定の撮影時間とを比較して、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数を特定する。なお、以下では、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数を、列数の候補と記載する。即ち、調整機能445は、列数に応じた撮影時間と所定の撮影時間との比較により、列数の候補を特定する。
Next, the
例えば、図25において、列数「n/2」に応じた撮影時間は「12.5秒」であり、列数「n/4」に応じた撮影時間は「25秒」である。即ち、列数「n/2」に応じた撮影時間、及び、列数「n/4」に応じた撮影時間は、所定の撮影時間「10秒」を超過している。換言すると、検出素子群の列数を「n/2」又は「n/4」とする場合、撮影を完了するまでに、所定の撮影時間「10秒」より長い時間を要する。従って、調整機能445は、「n/2」及び「n/4」を、列数の候補として特定しない。
For example, in FIG. 25, the imaging time corresponding to the number of columns "n/2" is "12.5 seconds", and the imaging time corresponding to the number of columns "n/4" is "25 seconds". That is, the shooting time corresponding to the number of columns "n/2" and the shooting time corresponding to the number of columns "n/4" exceed the predetermined shooting time "10 seconds". In other words, when the number of rows of the detection element group is "n/2" or "n/4", it takes longer than the predetermined imaging time of "10 seconds" to complete the imaging. Therefore, the
また、図25において、列数「n」に応じた撮影時間は「6.25秒」である。即ち、列数「n」に応じた撮影時間は、所定の撮影時間「10秒」より短い。換言すると、検出素子群の列数を「n」とする場合、所定の撮影時間「10秒」のうちに撮影を完了することができる。従って、調整機能445は、「n」を、列数の候補として特定する。
Also, in FIG. 25, the shooting time corresponding to the number of columns "n" is "6.25 seconds". That is, the shooting time corresponding to the number of columns "n" is shorter than the predetermined shooting time "10 seconds". In other words, when the number of rows of the detection element group is "n", the imaging can be completed within the predetermined imaging time of "10 seconds". Therefore, the
なお、列数の候補が1つである場合、調整機能445は、列数の候補に従って、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。例えば、図25に示す場合、調整機能445は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」に調整する。また、列数の候補が複数ある場合、調整機能445は、いずれかの候補を選択する操作を操作者から受け付け、選択された列数の候補に従って、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。
Note that if there is one candidate for the number of columns, the
上述したように、調整機能445は、撮影範囲に基づいて、列数に応じた撮影時間を算出する。また、調整機能445は、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数を、列数の候補として特定する。また、調整機能445は、列数の候補に基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。即ち、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。また、調整機能445は、検出素子群の列数を調整することによって、高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する際にX線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。
As described above, the
なお、図25に示した場合において所定の撮影時間が「5秒」である場合等には、検出素子群の列数を「n」とする場合、検出素子群の列数を「n/2」とする場合、及び、検出素子群の列数を「n/4」とする場合のいずれにおいても、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間「10秒」を超過している。即ち、調整機能445は、列数の候補を特定できない場合がある。
In the case shown in FIG. 25, when the predetermined imaging time is "5 seconds", the number of columns of the detection element group is set to "n", and the number of columns of the detection element group is set to "n/2". ” and the case where the number of columns of the detection element group is set to “n/4”, the imaging time corresponding to the number of columns exceeds the predetermined imaging time of “10 seconds”. In other words, the
この場合、調整機能445は、例えば、撮影のピッチを調整する。ここで、撮影のピッチとは、例えば、ビームピッチやヘリカルピッチである。なお、ビームピッチは、X線CT装置1の回転部が1回転する間に架台装置10に対して被検体Pが移動する量と、被検体Pにおける撮影対象領域の列方向の幅との比である。また、ヘリカルピッチは、X線CT装置1の回転部が1回転する間に架台装置10に対して被検体Pが移動する量と、被検体Pにおける撮影対象領域において検出素子1列分に相当する幅(コリメーション幅)との比である。なお、X線CT装置1の回転部が1回転する間に架台装置10に対して被検体Pが移動する量は、例えば、撮影中における天板33の移動速度により調整される。本実施形態では、ビームピッチを調整する場合を一例として説明する。
In this case, the
例えば、列数の候補を特定できない場合、調整機能445は、ビームピッチが増加するように、天板の移動速度等を調整する。また、調整機能445は、調整後のビームピッチに基づいて、列数に応じた撮影時間を再算出する。ここで、ビームピッチが増加したことによって、調整機能445は、列数に応じた撮影時間としてより短い時間を再算出することとなる。
For example, if no candidates for the number of rows can be identified, the
例えば、調整機能445は、列数「n」に応じた撮影時間として、「6.25秒」より短い時間を算出する。また、調整機能445は、列数「n/2」に応じた撮影時間として、「12.5秒」より短い時間を算出する。また、調整機能445は、列数「n/4」に応じた撮影時間として、「25秒」より短い時間を算出する。これにより、調整機能445は、所定の撮影時間が「5秒」である場合等においても列数の候補を少なくとも1つ特定して、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することができる。即ち、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数と、撮影のピッチとを調整する。
For example, the
更に、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間に基づいて、撮影条件を設定する。例えば、設定機能446は、管電流値、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2の組み合わせごとに、第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで管電圧値を下降させるために要する時間を定めたテーブルを事前に取得して、メモリ41に格納する。そして、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間とメモリ41に格納されたテーブルとに基づいて、管電流値、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2を設定する。具体的には、設定機能446は、調整機能445による制御後の許容時間内に、X線管11に供給する管電圧値を第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間で切り替えることが可能となるように、管電流値、第1の管電圧値V1及び第2の管電圧値V2を設定する。
Furthermore, the
例えば、図18B及び図18Cに示したように、第1の管電圧値V1が「140kV」であり、第2の管電圧値V2が「80kV」である場合において、管電流値を「500mA」又は「300mA」に設定すると、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることができない。一方で、図18Aに示したように、管電流値を「700mA」に設定する場合には、許容時間Lnのうちに、管電圧値を第1の管電圧値V1から第2の管電圧値V2まで下降させることが可能である。そこで、設定機能446は、検出素子群の列数が「n」に調整された場合、X線管の管電流値として「700mA」を設定する。
For example, as shown in FIGS. 18B and 18C, when the first tube voltage value V1 is "140 kV" and the second tube voltage value V2 is "80 kV", the tube current value is set to "500 mA". Alternatively, when set to "300 mA", the tube voltage value is decreased from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value V2 within the allowable time Ln when the number of rows of the detection element group is "n". I can't let you. On the other hand, as shown in FIG. 18A, when the tube current value is set to "700 mA", the tube voltage value is changed from the first tube voltage value V1 to the second tube voltage value within the allowable time Ln. It is possible to go down to V2. Therefore, the
なお、これまで、図26に示す範囲Aの長さ「500mm」を撮影範囲として取得する場合について説明したが、調整機能445は、範囲Bや範囲Cの長さを撮影範囲として取得する場合においても同様に、検出素子群の列数を調整することができる。 In the above description, the case where the length of range A shown in FIG. Similarly, the number of columns of the detection element group can be adjusted.
例えば、調整機能445は、位置決め画像データを参照した操作者から図26に示す範囲Bを設定する操作を受け付けて、範囲Bの長さ「300mm」を撮影範囲として取得する。ここで、調整機能445は、図27に示すように、撮影範囲「300mm」に基づいて、所定の撮影時間「10秒」で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n/2」に調整する。なお、図27は、第7の実施形態に係る許容時間の制御の一例について説明するための図である。
For example, the
なお、撮影範囲が「300mm」の場合において列数「n」に応じた撮影時間は、「7.5秒」の半分の「3.75秒」となる。即ち、撮影範囲が「300mm」の場合、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数(列数の候補)が、「n」及び「n/2」の2つ存在する。この場合、調整機能445は、いずれかの候補を選択する操作を操作者から受け付ける。例えば、操作者は、撮影条件の自由度を優先する場合には「n/2」を選択する。また、操作者は、撮影時間の短縮を優先する場合には「n」を選択する。なお、図27は、2つの列数の候補のうち、「n/2」が選択された場合を示す。
Note that when the imaging range is "300 mm", the imaging time corresponding to the number of columns "n" is "3.75 seconds" which is half of "7.5 seconds". That is, when the imaging range is "300 mm", there are two row numbers (candidates for row numbers) where the imaging time corresponding to the row number is shorter than the predetermined imaging time, "n" and "n/2". . In this case, the
また、例えば、調整機能445は、位置決め画像データを参照した操作者から図26に示す範囲Cを設定する操作を受け付けて、範囲Cの長さ「200mm」を撮影範囲として取得する。ここで、調整機能445は、図27に示すように、撮影範囲「200mm」に基づいて、所定の撮影時間「10秒」で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n/4」に調整する。
Also, for example, the
なお、撮影範囲が「200mm」の場合において、列数「n/2」に応じた撮影時間は「10秒」の半分の「5秒」となり、列数「n」に応じた撮影時間は「10秒」の1/4の「2.5秒」となる。即ち、撮影範囲が「200mm」の場合、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数(列数の候補)が、「n」、「n/2」及び「n/4」の3つ存在する。従って、調整機能445は、いずれかの候補を選択する操作を操作者から受け付ける。なお、図27は、3つの列数の候補のうち、「n/4」が選択された場合を示す。
When the shooting range is "200 mm", the shooting time corresponding to the number of columns "n/2" is "5 seconds" which is half of "10 seconds", and the shooting time corresponding to the number of columns "n" is " 1/4 of "10 seconds" is "2.5 seconds". That is, when the imaging range is "200 mm", the number of columns (candidates for the number of columns) for which the imaging time corresponding to the number of columns is shorter than the predetermined imaging time is "n", "n/2", and "n/4". ” exists. Therefore, the
次に、第7の実施形態に係るX線CT装置1による処理の手順の一例を、図28を用いて説明する。図28は、第7の実施形態に係るX線CT装置1の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
Next, an example of the procedure of processing by the
ステップS401、ステップS402、ステップS403、ステップS404、ステップS405、ステップS406、ステップS407及びステップS408は、調整機能445に対応するステップである。ステップS409は、設定機能446に対応するステップである。ステップS410及びステップS415は、システム制御機能441に対応するステップである。ステップS411は、前処理機能442に対応するステップである。ステップS412は、生成機能443に対応するステップである。ステップS413及びステップS414は、出力機能444に対応するステップである。
Steps S401 , S402 , S403 , S404 , S405 , S406 , S407 and S408 are steps corresponding to the
まず、処理回路44は、所定の撮影時間を取得する(ステップS401)。また、処理回路44は、撮影範囲を取得する(ステップS402)。次に、処理回路44は、撮影範囲に基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数に応じた撮影時間を算出する(ステップS403)。例えば、処理回路44は、列数「n」、「n/2」及び「n/4」のそれぞれについて、撮影範囲の撮影を完了するために要する撮影時間を算出する。
First, the
ここで、処理回路44は、所定の撮影時間、及び、列数に応じた撮影時間に基づいて、列数の候補を特定したか否かを判定する(ステップS404)。列数の候補を1つも特定しなかった場合(ステップS404否定)、処理回路44は、ビームピッチを調整して(ステップS405)、再度ステップS403に移行する。
Here, the
一方で、列数の候補を少なくとも1つ特定した場合(ステップS404肯定)、処理回路44は、列数の候補が複数あるか否かを判定する(ステップS406)。ここで、列数の候補が複数ある場合(ステップS406肯定)、処理回路44は、操作者から列数の候補のいずれかを選択する操作を受け付ける(ステップS407)。
On the other hand, if at least one candidate for the number of columns is specified (Yes at step S404), the
一方で、所定の撮影時間で撮影範囲の撮影を完了することができる列数が「n」のみである場合等、列数の候補が複数ない場合(ステップS406否定)、或いは、ステップS407の後、処理回路44は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することによって、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する(ステップS408)。また、処理回路44は、制御後の許容時間に基づいて、管電流値や管電圧値等の撮影条件を設定する(ステップS409)。
On the other hand, when there are not a plurality of candidates for the number of columns, such as when the number of columns that can complete the imaging of the imaging range in the predetermined imaging time is only "n" (No in step S406), or after step S407 , the
次に、処理回路44は、ステップS409にて設定した撮影条件に従ってX線管11からX線を発生させ、被検体Pに照射させる(ステップS410)。この際、処理回路44は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、DAS18は、ステップS408にて列数が調整された検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集して、検出データを生成する。また、処理回路44は、DAS18から出力された検出データに対して前処理を施す(ステップS411)。また、処理回路44は、前処理後のデータ(生データ)に基づいてCT画像データを生成する(ステップS412)。
Next, the
ここで、処理回路44は、CT画像の表示を行なうか否かを判定する(ステップS413)。操作者から表示の指示を受け付けた場合等、CT画像の表示を行なう場合には(ステップS413肯定)、処理回路44は、CT画像データに基づいて表示用のCT画像を生成し、生成したCT画像をディスプレイ42に表示させる(ステップS414)。一方で、CT画像の表示を行なわない場合(ステップS413否定)、又は、ステップS414の後、処理回路44は、撮影を終了するか否かを判定する(ステップS415)。追加の撮影がある場合等、撮影を終了しない場合には(ステップS415否定)、処理回路44は、再度ステップS402に移行する。一方で、撮影を終了すると判定した場合(ステップS415肯定)、処理回路44は、処理を終了する。
Here, processing
なお、撮影を終了しない場合(ステップS415否定)、処理回路44は、ステップS401に移行することとしてもよい。即ち、処理回路44は、撮影ごとに所定の撮影時間を取得してもよい。また、この場合、ステップS401は、ステップS404より前の任意のタイミングで行なうことができる。
It should be noted that if the photographing is not to be ended (No at step S415), the
上述したように、第7の実施形態に係る調整機能445は、撮影範囲に基づいて、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。具体的には、調整機能445は、撮影範囲に基づいて列数に応じた撮影時間を算出し、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数を列数の候補として特定し、列数の候補に基づいてDAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。従って、第7の実施形態に係るX線CT装置1は、撮影条件の自由度を向上させるとともに管電圧値の切り替えが許容時間内に完了するように制御し、更には、所定の撮影時間で撮影を完了させることができる。
As described above, the
また、上述したように、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影範囲の撮影を完了することができる列数(列数の候補)を特定できない場合、撮影のピッチを調整する。即ち、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数と、撮影のピッチとを調整する。従って、第7の実施形態に係るX線CT装置1は、撮影範囲が広い場合等においても、撮影のピッチの調整により、所定の撮影時間で撮影を完了させることができる。
Further, as described above, the adjusting
(第8の実施形態)
上述した第6の実施形態では、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、許容時間を制御する場合について説明した。これに対し、第8の実施形態では、撮影条件のみならず、撮影時間を更に考慮して、許容時間の制御を行なう場合について説明する。
(Eighth embodiment)
In the sixth embodiment described above, based on the imaging conditions set by the
第8の実施形態に係るX線CT装置1は、図12に示したX線CT装置1と同様の構成を有し、システム制御機能441による処理の一部が相違する。以下、第5の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図12と同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本実施形態では、複数のDAS18が、ぞれぞれ、X線検出器12の列方向に沿って配列されたn個の検出素子(検出素子121~検出素子12n)と接続されている場合を一例として説明する。
The
まず、調整機能445は、被検体Pの撮影における撮影範囲を取得する。例えば、調整機能445は、入力インターフェース43を介して操作者から撮影範囲の入力操作を受け付けることにより、撮影範囲を取得する。また、例えば、調整機能445は、位置決め撮影により収集された位置決め画像データに基づいて、撮影範囲を自動取得する。また、例えば、調整機能445は、ネットワークを介して、RISやHIS等のシステムから撮影範囲を自動取得する。以下では一例として、図29に示すように、撮影範囲が「500mm」である場合について説明する。図29は、第8の実施形態に係る許容時間の制御の一例について説明するための図である。
First, the
また、調整機能445は、被検体Pに対する撮影における所定の撮影時間を取得する。例えば、調整機能445は、被検体Pに応じた息止め可能時間の入力操作を操作者から受け付けることにより、所定の撮影時間を取得する。また、例えば、調整機能445は、所定の撮影時間として、予め設定されたプリセット値を取得する。また、例えば、調整機能445は、所定の撮影時間として、患者情報に基づく被検体Pの息止め可能時間を取得する。以下では一例として、図29に示すように、所定の撮影時間が「10秒」である場合について説明する。
Further, the
また、設定機能446は、管電流値や管電圧値等の撮影条件を設定する。例えば、設定機能446は、入力インターフェース43を介して、操作者から撮影条件の入力操作を受け付けることにより、撮影条件を設定する。また、例えば、設定機能446は、位置決め撮影により収集された位置決め画像データに基づいて、撮影条件を自動で設定する。また、例えば、設定機能446は、予め設定されたプリセット条件を撮影条件として設定する。以下では一例として、図29に示すように、撮影条件として、管電流値「500mA」、第1の管電圧値V1「140kV」及び第2の管電圧値V2「80kV」が設定された場合について説明する。
A
次に、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて、選択可能な列数を特定する。例えば、調整機能445は、まず、DAS18がX線の信号の収集を行なう検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間、検出素子群の列数を「n/2」とする場合の許容時間、及び、検出素子群の列数を「n/4」とする場合の許容時間を取得する。かかる許容時間は、例えば、事前に計測されて、検出素子群の列数に対応付けてメモリ41に格納される。次に、調整機能445は、取得した複数の許容時間のそれぞれについて、許容時間内に、管電圧値を第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間で切り替えることが可能であるか否かを判定する。
Next, the
以下では、検出素子群の列数を「n」とする場合の許容時間内に、管電圧値を第1の管電圧値V1「140kV」と第2の管電圧値V2「80kV」との間で切り替えることが可能であるものとする。また、以下では、検出素子群の列数を「n/2」とする場合の許容時間内に、管電圧値を第1の管電圧値V1「140kV」と第2の管電圧値V2「80kV」との間で切り替えることが可能であるものとする。また、以下では、検出素子群の列数を「n/4」とする場合の許容時間内に、管電圧値を第1の管電圧値V1「140kV」と第2の管電圧値V2「80kV」との間で切り替えることが可能でないものとする。この場合、調整機能445は、選択可能な列数として、図29に示すように、「n」及び「n/2」を特定する。
Below, the tube voltage value is set between the first tube voltage value V1 “140 kV” and the second tube voltage value V2 “80 kV” within the allowable time when the number of columns of the detection element group is “n”. It is assumed that it is possible to switch with Further, in the following description, the tube voltage value is changed to the first tube voltage value V1 of 140 kV and the second tube voltage value V2 of 80 kV within the allowable time when the number of columns of the detection element group is set to "n/2". ” shall be possible to switch between. Further, in the following description, the tube voltage value is changed from the first tube voltage value V1 of "140 kV" to the second tube voltage value V2 of "80 kV" within the allowable time when the number of columns of the detection element group is "n/4". ” shall not be possible to switch between In this case, the
次に、調整機能445は、選択可能な列数と撮影範囲とに基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数に応じた撮影時間を算出する。例えば、調整機能445は、図29に示すように、選択可能な列数「n」と撮影範囲「500mm」とに基づいて、列数「n」に応じた撮影時間「6.25秒」を算出する。また、調整機能445は、選択可能な列数「n/2」と撮影範囲「500mm」とに基づいて、列数「n/2」に応じた撮影時間「12.5秒」を算出する。
Next, the
次に、調整機能445は、列数に応じた撮影時間と、所定の撮影時間との比較により、列数の候補を特定する。例えば、図29において、列数「n/2」に応じた撮影時間は「12.5秒」である。即ち、列数「n/2」に応じた撮影時間は、所定の撮影時間「10秒」を超過している。従って、調整機能445は、列数「n/2」を、列数の候補として特定しない。
Next, the
また、図29において、列数「n」に応じた撮影時間は「6.25秒」である。即ち、列数「n」に応じた撮影時間は、所定の撮影時間「10秒」より短い。従って、調整機能445は、列数「n」を、列数の候補として特定する。なお、列数の候補が1つである場合、調整機能445は、列数の候補に従って、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。また、列数の候補が複数ある場合、調整機能445は、いずれかの候補を選択する操作を操作者から受け付け、選択された列数の候補に従って検出素子群の列数を調整する。
Also, in FIG. 29, the imaging time corresponding to the number of columns "n" is "6.25 seconds". That is, the shooting time corresponding to the number of columns "n" is shorter than the predetermined shooting time "10 seconds". Therefore, the
上述したように、調整機能445は、所定の撮影時間に基づいて列数の候補を特定し、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。即ち、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。また、調整機能445は、検出素子群の列数を調整することによって、高速スイッチングによるデュアルエナジー収集を実行する際にX線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。
As described above, the
なお、図29に示した場合において所定の撮影時間が「5秒」である場合等には、検出素子群の列数を「n」とする場合及び検出素子群の列数を「n/2」とする場合のいずれにおいても、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間「10秒」を超過している。即ち、調整機能445は、列数の候補を特定できない場合がある。この場合、調整機能445は、撮影のピッチ(ビームピッチやヘリカルピッチ等)を調整する。なお、本実施形態では、ビームピッチを調整する場合を一例として説明する。
In the case shown in FIG. 29, when the predetermined imaging time is "5 seconds", the number of columns of the detection element group is set to "n" and the number of columns of the detection element group is set to "n/2". , the imaging time corresponding to the number of columns exceeds the predetermined imaging time of "10 seconds". In other words, the
例えば、列数の候補を特定できない場合、調整機能445は、ビームピッチが増加するように、天板の移動速度等を調整する。また、調整機能445は、調整後のビームピッチに基づいて、列数に応じた撮影時間を再算出する。ここで、ビームピッチが増加したことによって、調整機能445は、列数に応じた撮影時間としてより短い時間を再算出することとなる。
For example, if no candidates for the number of rows can be identified, the
例えば、調整機能445は、列数「n」に応じた撮影時間として、「6.25秒」より短い時間を算出する。また、調整機能445は、列数「n/2」に応じた撮影時間として、「12.5秒」より短い時間を算出する。これにより、調整機能445は、所定の撮影時間が「5秒」である場合等においても列数の候補を少なくとも1つ特定して、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することができる。即ち、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数と、撮影のピッチとを調整する。
For example, the
なお、ビームピッチを増加させることで、収集されるCT画像データの画質が低下する可能性がある。従って、CT画像データの画質が重要である場合、調整機能445は、撮影条件の変更等により、ビームピッチの増加を回避してもよい。一方で、デュアルエナジー収集による情報が重要である場合や撮影の低被曝化が重要である場合等、設定されている撮影条件が重要である場合、調整機能445は、ビームピッチを増加させることにより、撮影条件を維持する。
It should be noted that increasing the beam pitch may degrade the quality of the acquired CT image data. Therefore, when the image quality of CT image data is important, the
次に、第8の実施形態に係るX線CT装置1による処理の手順の一例を、図30を用いて説明する。図30は、第8の実施形態に係るX線CT装置1の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
Next, an example of the procedure of processing by the
ステップS501、ステップS502、ステップS504、ステップS505ステップS506、ステップS507、ステップS508、ステップS509及びステップS510は、調整機能445に対応するステップである。ステップS503は、設定機能446に対応するステップである。ステップS511及びステップS516は、システム制御機能441に対応するステップである。ステップS512は、前処理機能442に対応するステップである。ステップS513は、生成機能443に対応するステップである。ステップS514及びステップS515は、出力機能444に対応するステップである。
Steps S 501 , S 502 , S 504 , S 505 , S 506 , S 507 , S 508 , S 509 and S 510 are steps corresponding to
まず、処理回路44は、所定の撮影時間を取得する(ステップS501)。また、処理回路44は、撮影範囲を取得する(ステップS502)。なお、ステップS502は、ステップS505より前の任意のタイミングで行なうことができる。また、処理回路44は、撮影条件を設定する(ステップS503)。例えば、処理回路44は、入力インターフェース43を介して操作者から撮影条件の入力操作を受け付けることにより、操作者が所望する撮影条件を設定する。
First, the
また、処理回路44は、ステップS503にて取得した撮影条件に基づいて、選択可能な列数を特定する(ステップS504)。例えば、処理回路44は、許容時間内に管電圧値の切り替えが可能であるか否かに基づいて、列数「n」及び「n/2」を、選択可能な列数として特定する。
The
また、処理回路44は、ステップS502にて取得した撮影範囲に基づいて、特定した列数のそれぞれについて、列数に応じた撮影時間を算出する(ステップS505)。例えば、処理回路44は、列数「n」及び「n/2」のそれぞれについて、撮影範囲の撮影を完了するために要する撮影時間を算出する。
Further, the
ここで、処理回路44は、所定の撮影時間、及び、列数に応じた撮影時間に基づいて、列数の候補を特定したか否かを判定する(ステップS506)。列数の候補を1つも特定しなかった場合(ステップS506否定)、処理回路44は、ビームピッチを調整して(ステップS507)、再度ステップS505に移行する。
Here, the
一方で、列数の候補を少なくとも1つ特定した場合(ステップS506肯定)、処理回路44は、列数の候補が複数であるか否かを判定する(ステップS508)。ここで、列数の候補が複数ある場合(ステップS508肯定)、処理回路44は、操作者から列数の候補のいずれかを選択する操作を受け付ける(ステップS509)。
On the other hand, if at least one candidate for the number of columns is specified (Yes at step S506), the
所定の撮影時間で撮影範囲の撮影を完了することができる列数が「n」のみである場合等、列数の候補が複数ない場合(ステップS508否定)、或いは、ステップS509の後、処理回路44は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整することによって、X線管11に供給する管電圧値の切り替えの許容時間を制御する(ステップS510)。
When there are not a plurality of candidates for the number of columns (No at step S508), such as when the number of columns that can complete imaging of the imaging range in a predetermined imaging time is only "n", or after step S509, the
次に、処理回路44は、ステップS503にて設定した撮影条件に従ってX線管11からX線を発生させ、被検体Pに照射させる(ステップS511)。この際、処理回路44は、X線管11に供給する管電圧値を切り替えることにより、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、DAS18は、ステップS510にて列数が調整された検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集して、検出データを生成する。また、処理回路44は、DAS18から出力された検出データに対して前処理を施す(ステップS512)。また、処理回路44は、前処理後のデータ(生データ)に基づいてCT画像データを生成する(ステップS513)。
Next, the
ここで、処理回路44は、CT画像の表示を行なうか否かを判定する(ステップS514)。操作者から表示の指示を受け付けた場合等、CT画像の表示を行なう場合には(ステップS514肯定)、処理回路44は、CT画像データに基づいて表示用のCT画像を生成し、生成したCT画像をディスプレイ42に表示させる(ステップS515)。一方で、CT画像の表示を行なわない場合(ステップS514否定)、又は、ステップS515の後、処理回路44は、撮影を終了するか否かを判定する(ステップS516)。追加の撮影がある場合等、撮影を終了しない場合には(ステップS516否定)、処理回路44は、再度ステップS502に移行する。一方で、撮影を終了すると判定した場合(ステップS516肯定)、処理回路44は、処理を終了する。
Here, processing
なお、撮影を終了しない場合(ステップS516否定)、処理回路44は、ステップS501に移行することとしてもよい。即ち、処理回路44は、撮影ごとに所定の撮影時間を取得してもよい。また、この場合、ステップS501は、ステップS506より前の任意のタイミングで行なうことができる。
It should be noted that if the photographing is not to be ended (No at step S516), the
上述したように、第8の実施形態に係るX線CT装置1は、撮影範囲に基づいて、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。具体的には、設定機能446は、撮影条件を設定する。また、調整機能445は、設定機能446により設定された撮影条件に基づいて選択可能な列数を特定し、特定した列数と撮影範囲とに基づいて列数に応じた撮影時間を算出し、列数に応じた撮影時間が所定の撮影時間より短くなる列数を列数の候補として特定し、列数の候補に基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数を調整する。従って、第8の実施形態に係るX線CT装置1は、撮影条件の設定を最初に行なうことで撮影条件の自由度を向上させるとともに管電圧値の切り替えが許容時間内に完了するように制御し、更には、所定の撮影時間で撮影を完了させることができる。
As described above, in the
また、上述したように、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影範囲の撮影を完了することができる列数(列数の候補)を特定できない場合、撮影のピッチを調整する。即ち、調整機能445は、所定の撮影時間で撮影が完了するように、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数と、撮影のピッチとを調整する。従って、第8の実施形態に係るX線CT装置1は、撮影範囲が広い場合や、撮影時間が長くなりやすい撮影条件が設定された場合等においても、撮影のピッチの調整により、所定の撮影時間で撮影を完了させることができる。
Further, as described above, the adjusting
(第9の実施形態)
これまで第5~第8の実施形態について説明したが、上述した第5~第8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。
(Ninth embodiment)
Although the fifth to eighth embodiments have been described so far, various different forms may be implemented other than the fifth to eighth embodiments described above.
上述した第5~第8の実施形態では、X線CT装置1の処理回路44が、調整機能445を備え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い。例えば、X線CT装置1とネットワークを介して接続された外部装置が、調整機能445に相当する機能を有してもよい。
In the fifth to eighth embodiments described above, cases where the
例えば、X線CT装置1は、図31に示すように、ネットワークNWを介して、撮影計画装置5と接続される。撮影計画装置5は、例えば、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。なお、図31は、第9の実施形態に係る撮影計画装置5の構成の一例を示すブロック図である。
For example, the
なお、ネットワークNWを介して接続可能であれば、X線CT装置1及び撮影計画装置5が設置される場所は任意である。例えば、撮影計画装置5は、X線CT装置1と異なる病院に設置されてもよい。即ち、ネットワークNWは、院内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークでもよい。また、図31においてはX線CT装置1を1つ示すが、撮影計画装置5は、複数のX線CT装置1と接続されてもよい。
Note that the location where the
図31に示すように、撮影計画装置5は、入力インターフェース51と、ディスプレイ52と、メモリ53と、処理回路54とを有する。
As shown in FIG. 31, the
入力インターフェース51は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路54に出力する。例えば、入力インターフェース51は、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、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース51は、撮影計画装置5本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース51は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、撮影計画装置5とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路54へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース51の例に含まれる。
The input interface 51 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electrical signals, and outputs the electrical signals to the processing circuit 54 . For example, the input interface 51 includes a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, a touch pad that performs input operations by touching an operation surface, a touch screen that integrates a display screen and a touch pad, and an optical sensor. It is realized by the used non-contact input circuit, voice input circuit, or the like. Note that the input interface 51 may be composed of a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the
ディスプレイ52は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ52は、入力インターフェース51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を表示する。例えば、ディスプレイ52は、液晶ディスプレイやCRTディスプレイである。ディスプレイ52は、デスクトップ型でもよいし、撮影計画装置5本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
The display 52 displays various information. For example, the display 52 displays a GUI for receiving various instructions, various settings, etc. from the operator via the input interface 51 . For example, display 52 is a liquid crystal display or a CRT display. The display 52 may be of a desktop type, or may be configured by a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the main body of the
メモリ53は、例えば、RAM、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。例えば、メモリ53は、撮影計画装置5に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ53は、撮影計画装置5とネットワークNWを介して接続されたサーバ群(クラウド)により実現されることとしてもよい。
The memory 53 is implemented by, for example, a RAM, a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. For example, the memory 53 stores programs for the circuits included in the
処理回路54は、調整機能541及び通知機能542を実行することで、撮影計画装置5全体の動作を制御する。ここで、調整機能541は、調整部の一例である。また、通知機能542は、通知部の一例である。
The processing circuit 54 controls the overall operation of the
図31に示す撮影計画装置5においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ53へ記憶されている。処理回路54は、メモリ53からプログラムを読み出して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54は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
In the
なお、図31においては、調整機能541及び通知機能542の各処理機能が単一の処理回路54によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路54は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路54が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
Note that FIG. 31 shows a case where each processing function of the
例えば、処理回路54は、調整機能541に対応するプログラムをメモリ53から読み出して実行することにより、X線CT装置1のDAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、X線管11に供給される管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。また、処理回路54は、通知機能542に対応するプログラムをメモリ53から読み出して実行することにより、調整機能541による調整結果をX線CT装置1に通知する。なお、図31に示す場合、X線CT装置1は、調整機能445を有しないこととしてもよい。
For example, the processing circuit 54 reads out a program corresponding to the
例えば、調整機能541は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、X線管11に供給される管電圧値の切り替えの許容時間を制御し、通知機能542は、調整機能541による調整結果をX線CT装置1に通知する。例えば、通知機能542は、調整機能541による制御後の許容時間をX線CT装置1に通知する。この場合、X線CT装置1の設定機能446は、通知された許容時間に基づいて、撮影条件を設定する。或いは、調整機能541は、制御後の許容時間に基づいて撮影条件を設定してもよい。この場合、通知機能542は、調整機能541により設定された撮影条件をX線CT装置1に通知する。
For example, the
即ち、通知機能542は、調整機能541による調整結果として、調整機能541による制御後の許容時間、又は、撮影条件をX線CT装置1に通知する。なお、調整機能541が撮影条件を設定する場合、X線CT装置1は設定機能446を有しないこととしてもよい。
That is, the
別の例を挙げると、調整機能541は、ネットワークNWを介して、X線CT装置1の設定機能446が設定した撮影条件を取得する。或いは、調整機能541は、撮影条件を設定する。次に、調整機能541は、撮影条件に基づいて、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、X線管11に供給される管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。次に、通知機能542は、調整機能541による調整結果をX線CT装置1に通知する。ここで、撮影条件を設定機能446が設定していた場合、通知機能542は、調整機能541による制御後の許容時間をX線CT装置1に通知する。また、撮影条件を調整機能541が設定していた場合、通知機能542は、調整機能541による制御後の許容時間と、設定された撮影条件とをX線CT装置1に通知する。
To give another example, the adjusting
即ち、通知機能542は、調整機能541による調整結果として、調整機能541による制御後の許容時間、又は、調整機能541による制御後の制御後の許容時間及び撮影条件をX線CT装置1に通知する。なお、調整機能541が撮影条件を設定する場合、X線CT装置1は設定機能446を有しないこととしてもよい。
That is, the
また、上述した第5~第8の実施形態では、デュアルエナジー収集を行なう場合について説明したが、3種類以上の異なるエネルギーのX線を使用して、マルチエナジー収集を行う場合であってもよい。例えば、システム制御機能441は、X線管11に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V1、第2の管電圧値V2、及び、第2の管電圧値V2より低い第3の管電圧値V3の間で切り替えることで、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、調整機能445又は調整機能541は、DAS18が信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、第1の管電圧値V1と第2の管電圧値V2との間での管電圧値の切り替えの許容時間、及び、第2の管電圧値V2と第3の管電圧値V3との間での管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。
Further, in the fifth to eighth embodiments described above, the case of performing dual energy acquisition has been described, but it is also possible to perform multi-energy acquisition using X-rays of three or more different energies. . For example, the
また、上述した第5~第8の実施形態では、X線CT装置1の例として、一管球型のX線CT装置について説明した。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、X線CT装置1は、X線管と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装置であってもよい。
Further, in the fifth to eighth embodiments described above, a single-tube type X-ray CT apparatus has been described as an example of the
例えば、X線CT装置1は、第1のX線管及び第1のX線検出器のペアと、第2のX線管及び第2のX線検出器のペアとを有する。また、X線CT装置1は、第1のX線検出器における検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集する第1のDASと、第2のX線検出器における検出素子群ごとにX線の信号を逐次収集する第2のDASとを有する。
For example, the
この場合、システム制御機能441は、例えば、第1のX線管に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V11と第2の管電圧値V12との間で切り替えることで、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、調整機能445又は調整機能541は、第1のDASが信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、第1の管電圧値V11と第2の管電圧値V12との間での管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。また、システム制御機能441は、第2のX線管に供給する管電圧値を、第1の管電圧値V21と第2の管電圧値V22との間で切り替えることで、X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる。また、調整機能445又は調整機能541は、第2のDASが信号の収集を行なう検出素子群の列数及びチャンネル数の少なくとも一方を調整することによって、第1の管電圧値V21と第2の管電圧値V22との間での管電圧値の切り替えの許容時間を制御する。これにより、システム制御機能441は、4種類の異なるエネルギーのX線を使用して、高速スイッチングによるマルチエナジー収集を実行することができる。
In this case, the
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、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、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 Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは、メモリ41又はメモリ53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。
The term "processor" used in the above description includes, for example, a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (e.g., a simple programmable logic device ( Circuits such as Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA)). The processor implements its functions by reading and executing programs stored in the
なお、図1及び図12においては、単一のメモリ41が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。また、図31においては、単一のメモリ53が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ41を分散して配置するとともに、処理回路44が個別のメモリ41から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、例えば、複数のメモリ53を分散して配置するとともに、処理回路54が個別のメモリ53から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ41又はメモリ53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。
1 and 12, it is assumed that the
また、処理回路44及び処理回路54は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路44は、メモリ41から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、X線CT装置1とネットワークNWを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図1及び図12に示す各機能を実現する。また、例えば、処理回路54は、メモリ53から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、撮影計画装置5とネットワークNWを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図31に示す各機能を実現する。
Moreover, the
上述した実施形態に係る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。即ち、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、その全部又は一部を、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又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、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うる。 Each component of each device according to the above-described embodiments is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the specific form of distribution/integration of each device is not limited to the illustrated one, and all or part of them can be functionally or physically distributed/integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. Furthermore, all or any part of each processing function performed by each device can be implemented by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or implemented as hardware based on wired logic.
また、上述した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。 Moreover, the control method described in the above embodiments can be realized by executing a control program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a work station. This control program can be distributed via a network such as the Internet. In addition, this control program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD-ROM, MO, DVD, etc., and can be executed by being read from the recording medium by a computer.
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、逐次収集方式のDASを用いて、高速スイッチング方式によるデュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を可能にすることができる。 According to at least one embodiment described above, a sequential acquisition DAS can be used to enable fast switching dual energy acquisition or multi-energy acquisition.
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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 X線CT装置
11 X線管
12 X線検出器
18 DAS
44 処理回路
441 システム制御機能
442 前処理機能
443 生成機能
444 出力機能
445 調整機能
446 設定機能
1
44
Claims (20)
被検体を透過したX線を検出し、当該検出により発生した電荷を蓄積する、第1~第n(nは2以上の整数)の検出素子グループを有するX線検出部と、
前記第1~前記第nの検出素子グループで蓄積された電荷を、前記第1の検出素子グループから順に、グループ単位で読み出す処理を繰り返すことで、ビュー毎の検出データを収集する収集部と、
前記被検体に照射されるX線のエネルギーを周期的に変化させるとともに、1又は連続する複数のビューに関する検出データを収集する間に、前記被検体に照射されるX線のエネルギーの平均が、前記検出素子グループ間で実質的に等しくなるように前記X線発生部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、第1のビューにおいて前記収集部が前記電荷の読み出しを終了した後、当該第1のビューより後の第2のビューにおいて前記収集部が前記電荷の読み出しを開始するまでの間に、前記X線のエネルギーを変化させる、X線CT装置。 an X-ray generator that generates X-rays;
an X-ray detection unit having first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) detection element groups for detecting X-rays transmitted through a subject and accumulating charges generated by the detection;
a collection unit that collects detection data for each view by repeating a process of reading charges accumulated in the first to n-th detection element groups in order from the first detection element group in group units;
While periodically varying the energy of the X-rays irradiating the subject and collecting detection data for one or a plurality of consecutive views, the average energy of the X-rays irradiating the subject is: a control unit that controls the X-ray generation unit so that the detection element groups are substantially equal;
with
After the collection unit finishes reading the charge in a first view, the control unit controls the time period until the collection unit starts reading the charge in a second view after the first view. (2) an X-ray CT apparatus that changes the energy of the X-rays ;
被検体を透過したX線を検出し、当該検出により発生した電荷を蓄積する、第1~第n(nは2以上の整数)の検出素子グループを有するX線検出部と、an X-ray detection unit having first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) detection element groups for detecting X-rays transmitted through a subject and accumulating charges generated by the detection;
前記第1~前記第nの検出素子グループで蓄積された電荷を、前記第1の検出素子グループから順に、グループ単位で読み出す処理を繰り返すことで、ビュー毎の検出データを収集する収集部と、a collection unit that collects detection data for each view by repeating a process of reading charges accumulated in the first to n-th detection element groups in order from the first detection element group in group units;
前記被検体に照射されるX線のエネルギーを周期的に変化させるとともに、1又は連続する複数のビューに関する検出データを収集する間に、前記被検体に照射されるX線のエネルギーの平均が、前記検出素子グループ間で実質的に等しくなるように前記X線発生部を制御する制御部と、While periodically varying the energy of the X-rays irradiating the subject and collecting detection data for one or a plurality of consecutive views, the average energy of the X-rays irradiating the subject is: a control unit that controls the X-ray generation unit so that the detection element groups are substantially equal;
を備え、with
前記制御部は、第1のビューにおいて前記収集部が前記電荷の読み出しを終了した後、当該第1のビューより後の第2のビューにおいて前記収集部が前記電荷の読み出しを開始するまでの間において、前記X線のエネルギーを、第1のエネルギーから第2のエネルギーに変化させた後、前記第2のエネルギーから前記第1のエネルギーに変化させる、X線CT装置。After the collection unit finishes reading the charge in a first view, the control unit controls the time period until the collection unit starts reading the charge in a second view after the first view. 2, wherein the energy of the X-ray is changed from the first energy to the second energy and then changed from the second energy to the first energy.
前記収集部は、前記第1~前記第nの検出素子グループのうち前記第1~第m(mは2以上且つn以下の整数)の検出素子グループで蓄積された電荷を、前記第1の検出素子グループから順に、グループ単位で読み出す処理を繰り返すことで、ビュー毎の検出データを収集し、
前記制御部は、前記管電圧を周期的に切り替えるとともに、前記第1のビューにおいて前記収集部が前記電荷の読み出しを終了した後、前記第2のビューにおいて前記収集部が前記電荷の読み出しを開始するまでの間の期間であって、前記mに応じた長さの期間である許容時間内に、前記管電圧の切り替えを行なう、請求項1に記載のX線CT装置。 The X-ray generator generates X-rays with energy corresponding to the applied tube voltage,
The collecting unit collects charges accumulated in the first to m-th (m is an integer equal to or more than n and equal to or less than n) detection element groups among the first to n-th detection element groups to the first detection element group. Detected data for each view is collected by repeating the process of reading in units of groups in order from the detection element group,
The control unit periodically switches the tube voltage, and after the collection unit finishes reading the charges in the first view, the collection unit starts reading the charges in the second view. 2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein switching of said tube voltage is performed within a permissible time, which is a period of time until said switching and is a period of length corresponding to said m .
前記調整部は、前記設定部により設定された前記撮影条件に基づいて、前記列数及び前記チャンネル数の少なくとも一方を調整して前記mを調整することによって、前記許容時間を制御する、請求項6に記載のX線CT装置。 further comprising a setting unit for setting shooting conditions,
The adjustment unit controls the allowable time by adjusting at least one of the number of columns and the number of channels based on the imaging conditions set by the setting unit to adjust the m . 7. The X-ray CT apparatus according to 6 .
前記制御部は、前記X線発生部に供給する前記管電圧を、前記第1の管電圧と前記第2の管電圧との間で切り替えることにより、前記X線のエネルギーを1又は複数のビューごとに変化させる、請求項13に記載のX線CT装置。 The setting unit sets a first tube voltage and a second tube voltage as the tube voltages to be supplied to the X-ray generation unit,
The control unit switches the tube voltage supplied to the X-ray generation unit between the first tube voltage and the second tube voltage, thereby changing the energy of the X-rays to one or more views. 14. The X-ray CT apparatus according to claim 13 , which is changed every time.
前記調整部は、前記設定部により設定された前記撮影条件に基づいて選択可能な列数を特定し、特定した列数と前記撮影範囲とに基づいて列数に応じた撮影時間を算出し、算出した撮影時間が前記所定の撮影時間より短くなる列数を列数の候補として特定し、当該候補に基づいて、前記収集部が前記電荷の読み出しを行なう前記検出素子群の列数を調整する、請求項15に記載のX線CT装置。 further comprising a setting unit for setting shooting conditions,
The adjustment unit identifies the number of selectable columns based on the imaging conditions set by the setting unit, calculates the imaging time corresponding to the number of columns based on the identified number of columns and the imaging range, The number of columns for which the calculated imaging time is shorter than the predetermined imaging time is specified as a candidate for the number of columns, and the collection unit adjusts the number of columns of the detection element group from which the charges are read based on the candidates. 16. The X-ray CT apparatus according to claim 15 .
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