放射線断層撮影装置およびプログラム
【課題】放射線断層撮影装置によるスキャンにおいて、被検体の体表面近くの放射線感受性の高い部位の被曝低減などを目的として、所定のビュー角度範囲だけ放射線出力を通常より小さくする放射線出力変調を行う際に、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行えるようにする。
【解決手段】被検体の体軸方向において指定された所望の第１の範囲ＤＲと、第１の範囲ＤＲに放射線出力変調を受けた放射線が照射されるように、かつ、スキャンの特性を考慮して決定された放射線出力変調の条件にしたがって放射線出力変調を行った場合に、放射線出力変調の効果が実質的に及ぶと予想される、第１の範囲ＤＲとは異なる第２の範囲ＥＲとを表示する。これにより、意図しない被曝低減が把握できる。
【解決手段】被検体の体軸方向において指定された所望の第１の範囲ＤＲと、第１の範囲ＤＲに放射線出力変調を受けた放射線が照射されるように、かつ、スキャンの特性を考慮して決定された放射線出力変調の条件にしたがって放射線出力変調を行った場合に、放射線出力変調の効果が実質的に及ぶと予想される、第１の範囲ＤＲとは異なる第２の範囲ＥＲとを表示する。これにより、意図しない被曝低減が把握できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のビュー（view）角度範囲において放射線出力レベル（level）を小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置およびそのためのプログラム（program）に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体に対するスキャン（scan）の少なくとも一部において、所定のビュー角度範囲だけ放射線出力レベルを通常レベルより小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置が知られている（特許文献１、要約等参照）。
【０００３】
このような放射線断層撮影装置によれば、被検体の体表面近くにある放射線感受性の高い部位などの被曝を局所的に低減することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２１５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放射線出力変調を行う場合には、通常、操作者が、被検体の体軸方向において、被曝低減を求める所望の範囲を指定し、放射線出力変調を受けた放射線がこの指定された所望の範囲に照射されるよう、放射線出力変調条件を設定する。
【０００６】
放射線出力変調を受けた放射線が照射される範囲には、被曝低減効果が生じるが、その副作用として、画質の劣化も起こる。
【０００７】
そのため、放射線出力変調条件は、放射線出力変調を受けた放射線が、指定された所望の範囲にだけ照射されるように設定するのが理想的である。
【０００８】
しかしながら、実際には、実施されるスキャンの特性によって制約が生じ、放射線出力変調条件が理想的に設定できない場合がある。
【０００９】
例えば、実施されるスキャンがアキシャルスキャン（axial scan）である場合には、放射線出力変調はアキシャルスキャン単位で行うしかない。そのため、当初の放射線ビーム（beam）幅の設定を優先したい場合には、放射線出力変調を受けた放射線が照射される範囲は、アキシャルスキャン範囲単位に限定されてしまい、指定された所望の範囲に一致させることが難しい。
【００１０】
また例えば、実施されるスキャンがヘリカルスキャン（helical scan）である場合には、被検体の体軸方向に所定の幅を有する放射線が、その体軸方向に対して螺旋回転しながら連続的に移動する。そのため、指定された所望の範囲に照射される放射線すべてに対して放射線出力変調を行おうとすると、放射線出力変調を受けた放射線が照射される範囲は、その所望の範囲よりも拡大されることになる。
【００１１】
このように、スキャンの特性による制約により、放射線出力変調の効果が実際に及ぶ範囲が、操作者の意図したものと違ってしまう場合がある。この場合に、その状況が不明であると、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことができない。
【００１２】
このような事情により、スキャンにおいて放射線出力変調を行う際に、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことが可能となる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の観点の発明は、
被検体に対するスキャンの少なくとも一部において、放射線源が第１のビュー角度範囲に位置しているときの放射線出力レベルを、前記第１のビュー角度範囲とは異なる第２のビュー角度範囲に位置しているときよりも小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置であって、
前記被検体の体軸方向において指定された所望の第１の範囲と、該第１の範囲に前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるように、かつ、前記スキャンの特性に基づいて決定された放射線出力変調の条件にしたがって前記放射線出力変調を行った場合に、前記放射線出力変調の効果が実質的に及ぶと予想される、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲とを同時に表示するよう、表示手段を制御する表示制御手段を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
【００１４】
なお、「放射線出力変調の効果が実質的に及ぶ」には、放射線出力変調の効果が、実際際に及ぶ、あるいは、実効的に及ぶことが含まれる。
【００１５】
第２の観点の発明は、
前記スキャンが、１または複数のアキシャルスキャンであり、
前記１または複数のアキシャルスキャンのうち前記第１の範囲に対応する１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１６】
第３の観点の発明は、
前記スキャンが、アキシャルスキャン範囲が前記体軸方向に連続的に並ぶ複数のアキシャルスキャンであり、
前記放射線出力変調を行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン位置と放射線ビーム幅とを決定することにより、前記条件を決定する決定手段であって、前記放射線ビーム幅を候補の中から選択する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１７】
第４の観点の発明は、
前記決定手段が、前記放射線ビーム幅を、前記スキャンのスキャン条件として指定された所望の幅以下で選択する上記第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１８】
第５の観点の発明は、
前記決定手段が、前記放射線ビーム幅を、前記放射線出力変調を行うアキシャルスキャンの数が最小となるように選択する上記第３の観点または第４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１９】
第６の観点の発明は、
前記スキャンが、ヘリカルスキャンであって、前記被検体のスキャン位置の制御において誤差が生じるものであり、
前記第１の範囲を含み、かつ該第１の範囲の幅に所定の長さを加えた幅を有する範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２０】
第７の観点の発明は、
前記所定の長さが、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である上記第６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２１】
第８の観点の発明は、
前記スキャンが、ヘリカルスキャンであり、
前記第１の範囲よりその両端側にそれぞれ、スキャン条件として指定された所望の放射線ビーム幅の半分の距離ずつ拡大した範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２２】
第９の観点の発明は、
前記表示制御手段が、前記第１および第２の範囲を、前記被検体を表す画像上に表示するよう制御する上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２３】
第１０の観点の発明は、
コンピュータ（computer）を、上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置における表示制御手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【００２４】
ここで、「ビュー角度」とは、放射線源の回転角度位置を規定するものであり、ガントリ（gantry）角度ともいう。
【００２５】
また、「放射線出力変調条件」は、例えば、被検体の体軸方向における放射線源の位置または範囲とし、放射線源がこの位置または範囲に位置してスキャンを行うときに放射線出力変調を行うようにすることができる。
【００２６】
また、「アキシャルスキャン範囲」とは、放射線源の回転軸すなわちアイソセンタ（iso-center）軸上において、アキシャルスキャンによって放射線が照射される範囲である。
【００２７】
また、「放射線ビーム幅」とは、アイソセンタ軸上における放射線ビームの幅である。スキャンがアキシャルスキャンの場合には、アキシャルスキャン範囲の幅と放射線ビーム幅とは等しくなる。
【００２８】
また、「アキシャルスキャン」には、シネスキャン（cine scan）なども含まれ、「ヘリカルスキャン」には、可変ピッチヘリカルスキャンやシャトルスキャン（shuttle scan）なども含まれる。
【発明の効果】
【００２９】
上記観点の発明によれば、被検体に対するスキャンの少なくとも一部において放射線出力変調を行う際に、被曝低減を求めて指定された所望の第１の範囲と、実際に放射線出力変調を行った場合に放射線出力変調の効果が及ぶと予想される、第１の範囲とは異なる第２の範囲とを共に表示するので、意図しない被曝低減範囲を知ることができ、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発明の実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態によるＸ線ＣＴ装置におけるスキャンの実行に係る部分の機能ブロック（block）図である。
【図３】第１例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図４】第１例におけるスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図５】第１例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【図６】第２例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図７】第２例における当初のスキャン条件を示す図である。
【図８】第２例における組換え後のスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図９】第２例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【図１０】第３例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図１１】第３例におけるスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図１２】第３例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【図１３】第４例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図１４】第４例におけるスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図１５】第４例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、発明の実施形態について説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１、撮影テーブル（table）１０、および走査ガントリ２０を備えている。
【００３３】
操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体の撮影を行うための各部の制御や画像を生成もしくは再構成するためのデータ（data）処理などを行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置７とを備えている。
【００３４】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部に搬送するクレードル（cradle）１２を備えている。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の水平直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００３５】
走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線ビーム８１をコリメート（collimate）してＸ線ビーム幅を変化させるコリメータ（collimator）２３と、被検体４０を透過したＸ線ビーム８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するデータ収集装置（ＤＡＳ；Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載されている。本体部２０ａは、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を備えている。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。
【００３６】
図２は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置におけるスキャン計画処理に係る部分の機能ブロック図である。本実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、図２に示すように、スキャン条件設定部１０１、被曝低減希望範囲指定部１０２、Ｘ線出力変調条件決定部（決定手段）１０３、および表示制御部（表示制御手段）１０４を備えている。
【００３７】
スキャン条件設定部１０１は、操作者の操作に応じて、１検査分のスキャン条件を設定する。本例では、スキャン条件として、被検体の姿勢、撮影部位、ｚ方向におけるスキャン範囲、Ｘ線ビーム幅、スキャンモード（scan mode）などを設定する。
【００３８】
「被検体の姿勢」は、仰向け、うつ伏せ、右横向き、左横向きなどの中から選択することにより設定する。「撮影部位」は、頭部、胸部、腹・腰部などの中から選択することにより設定する。スキャンモードは、アキシャルモードまたはヘリカルモードを選択することにより設定する。スキャン範囲は、被検体４０のスカウト画像上でグラフィカル（graphical）に設定する。
【００３９】
なお、本例では、「被検体の姿勢」および「撮影部位」を設定すると、被曝低減の対象となる部位の種類と位置が予測され、Ｘ線出力変調においてＸ線出力を通常レベルより小さいレベルに低減するビュー角度範囲ＶＲと、このときのＸ線出力低減率ｋとが自動決定される。例えば、「被検体の姿勢」が“仰向け”である場合、「撮影部位」が“胸部”であれば、ビュー角度範囲ＶＲは、Ｘ線管が最上となる角度位置０度を中心として、±90度の範囲（被検体の正面側１８０度分）であり、Ｘ線出力低減率ｋは、５０％である。
【００４０】
Ｘ線出力低減率ｋは、管電圧一定下では、管電流低減率となる。ＣＴ自動露出機構によりＸ線出力の変調曲線を求めた場合には、この変調曲線に沿ったＸ線出力が、通常レベルとなる。Ｘ線出力低減率ｋは、操作者の操作に応じて、所望の低減率を設定してもよい。
【００４１】
被曝低減希望範囲指定部１０２は、操作者の操作に応じて、ｚ方向において被曝低減を求める所望の被曝低減希望範囲（第１の範囲）を指定する。例えば、操作者が、モニタ６の画面において、被検体４０のスカウト画像上でグラフィカルに所望の範囲を入力し、入力された範囲を被曝低減希望範囲ＤＲとして指定する。
【００４２】
Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、指定された被曝低減希望範囲ＤＲに、Ｘ線出力変調を受けたＸ線が照射されるように、かつ、スキャンの特性を考慮して、Ｘ線出力変調条件を決定する。ここでは、Ｘ線焦点がｚ方向における所定の位置または範囲に位置しているときにＸ線出力変調を行うものとし、この所定の位置や範囲をＸ線出力変調条件として決定するものとする。
【００４３】
表示制御部１０４は、指定された被曝低減希望範囲ＤＲと、決定されたＸ線出力変調条件でＸ線出力変調を行った場合に、Ｘ線出力変調の効果が実際に、実質的に、または実効的に及ぶと予想される、被曝低減希望範囲ＤＲとは異なる被曝低減予想範囲ＥＲとを共に表示するよう、モニタ６を制御する。例えば、被検体４０のスカウト画像上で、被曝低減希望範囲ＤＲと被曝低減予想範囲ＥＲとを同時に表示する。
【００４４】
以下、これら各部による動作例について説明する。
【００４５】
（第１例）
本例では、スキャンモードは、アキシャルモードである。すなわち、１検査分のスキャンは、１または複数のアキシャルスキャンである。
【００４６】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、１検査分としての上記１または複数のアキシャルスキャンのうち、被曝低減希望範囲ＤＲに対応する１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲に、Ｘ線出力変調を受けたＸ線が照射されるよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００４７】
図３および図４に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。なお、図４中のＺ軸（ＩＣ）は、アイソセンタ軸である。
【００４８】
本例において、撮影部位は、被検体４０の胸部である。スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１からＺ２までの第１のスキャン範囲と、座標Ｚ３から座標Ｚ４までの第２のスキャン範囲とが設定されている。また、これら２つのスキャン範囲に対しては、アキシャルスキャン範囲がｚ方向に並んだ２つのアキシャルスキャンＡ１、Ａ２によりそれぞれスキャンが行われるよう設定されている。アキシャルスキャンＡ１，Ａ２のＸ線ビーム幅ｄは、それぞれ、第１の幅ｄ１（１６０ｍｍ）、第２の幅ｄ２（１２０ｍｍ）である。
【００４９】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。本例では、被曝低減希望範囲ＤＲは、上記の第１のスキャン範囲に含まれている。
【００５０】
被曝低減希望範囲ＤＲの両端は、アキシャルスキャンＡ１やＡ２におけるアキシャルスキャン範囲のいずれか２つの端と一致していない。しかしながら、ここでは、Ｘ線ビーム幅ｄの設定を優先し、変更しない場合を想定する。この場合、Ｘ線出力変調は、これらアキシャルスキャンＡ１，Ａ２のうちのいずれかのアキシャルスキャンにおいて行うしかない。
【００５１】
そこで、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、アキシャルスキャン範囲が被曝低減希望範囲ＤＲに最も近いアキシャルスキャンＡ１においてＸ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００５２】
この場合、Ｘ線出力変調の効果が及ぶと予想される被曝低減予想範囲ＥＲは、図４に示すように、アキシャルスキャンＡ１のアキシャルスキャン範囲と一致することになる。
【００５３】
図５に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲと被曝低減予想範囲ＥＲとの表示例を示す。ここでは、被曝低減希望範囲ＤＲをｚ方向の幅で表す被曝低減希望領域ＤＳと、被曝低減予想範囲ＥＲと被曝低減希望範囲ＤＲとの差分ＦＲをｚ方向の幅で表す差分領域ＦＳとを表示させるようにしている。このようすると、被曝低減希望範囲ＤＲ、被曝低減予想範囲ＥＲ、およびこれらの差分ＦＲが、それぞれ明瞭で分かり易い。また、これらの表示は、高被曝の印象を与えないように、赤黄系の色を避け、青緑系の色を用いて行う方が好ましい。
【００５４】
（第２例）
本例では、スキャンモードは、アキシャルモードである。また、１検査分のスキャンは、アキシャルスキャン範囲がｚ方向に連続的に並ぶ複数のアキシャルスキャンである。
【００５５】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、被曝低減希望範囲ＤＲをほぼカバーするように、Ｘ線出力変調を行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン位置とＸ線ビーム幅とを決定する。ただし、各アキシャルスキャンのＸ線ビーム幅ｄは、予め定められた複数の候補の中からそれぞれ選択することにより決定するものとする。複数の候補は、例えば、第１の幅ｄ１（１６０ｍｍ）、第２の幅ｄ２（１２０ｍｍ）、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）、第４の幅ｄ４（４０ｍｍ）、および第５の幅ｄ５（２０ｍｍ）とする。また、ここでは、撮影時間と画質とのバランスを取るため、各アキシャルスキャンのＸ線ビーム幅ｄは、スキャン条件として設定されたＸ線ビーム幅以下で決定するとともに、アキシャルスキャン位置およびＸ線ビーム幅は、アキシャルスキャンの位置の数、すなわちアキシャルスキャンの回数が最小となるように決定する。なお、ここでは、スキャン条件として設定されたＸ線ビーム幅は、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）とする。
【００５６】
図６および図７に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。
【００５７】
本例において、撮影部位は、被検体４０の胸部である。スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１から座標Ｚ４までの範囲が設定されている。また、このスキャン範囲に対しては、当初、アキシャルスキャン範囲がｚ方向に連続的に並んだ４つのアキシャルスキャンＡ１〜Ａ４によりスキャンが行われるよう設定されている。アキシャルスキャンＡ１〜Ａ４のＸ線ビーム幅ｄは、すべて同じであり、それぞれ第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）である。
【００５８】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。本例では、被曝低減希望範囲ＤＲは、アキシャルスキャンＡ１およびＡ２のアキシャルスキャン範囲の境界をまたいでいる。なお、被曝低減希望範囲ＤＲの幅は、９０ｍｍ程度である。
【００５９】
図７に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲの両端は、アキシャルスキャンＡ１〜Ａ４におけるアキシャルスキャン範囲のうちいずれか２つの端と一致していない。しかしながら、ここでは、上述の通り、アキシャルスキャンのスキャン位置やＸ線ビーム幅ｄの設定は変更可能であるが、Ｘ線ビーム幅ｄは、決められた候補の中からしか選択できない場合を想定している。この場合、Ｘ線出力変調を受けたＸ線が、被曝低減希望範囲ＤＲに照射されるよう、Ｘ線出力変調を行うアキシャルスキャンのアキシャルスキャン位置と上記候補からの選択によるＸ線ビーム幅とを決定するしかない。
【００６０】
そこで、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、まず、スキャン範囲に対して行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうちいずれか２つが、被曝低減希望範囲ＤＲの両端に近づくように、各アキシャルスキャンのアキシャルスキャン位置およびＸ線ビーム幅を組み直す。このとき、Ｘ線ビーム幅ｄは、上記候補の中から、設定された所望のＸ線ビーム幅である第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）以下で極力大きいものをできるだけ多く選択してゆくことにする。すなわち、第３の幅（８０ｍｍ）、第４の幅（４０ｍｍ）、第５の幅（２０ｍｍ）の順に、できるだけ数が多くなるようにＸ線ビーム幅を選択してゆく。そして、組み直されたアキシャルスキャンのうち被曝低減希望範囲ＤＲに対応するものに、Ｘ線出力変調を行わせるよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００６１】
図８に、組み直された後の各アキシャルスキャンの設定例を示す。本例では、スキャン範囲に対して、アキシャルスキャンＡ１′〜Ａ６′が設定されている。被曝低減希望範囲ＤＲに対応するアキシャルスキャンは、アキシャルスキャンＡ２′およびＡ３′であり、これらのアキシャルスキャンにおいてＸ線出力変調が行われる。
【００６２】
各アキシャルスキャンのＸ線ビーム幅ｄは、決められた候補の中からしか選択できないので、被曝低減希望範囲ＤＲと、Ｘ線出力変調を行うアキシャルスキャンのアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲とは、完全に一致しないことが多い。本例でも、被曝低減希望範囲ＤＲの幅が９０ｍｍ程度であり、選択可能なＸ線ビーム幅は、第３の幅（８０ｍｍ）、第４の幅（４０ｍｍ）、および第５の幅（２０ｍｍ）であるから、完全には一致しない。
【００６３】
本例においては、Ｘ線出力変調の効果が及ぶと予想される被曝低減予想範囲ＥＲは、図８に示すように、アキシャルスキャンＡ２′，Ａ３′のそれぞれのアキシャルスキャン範囲を加算した範囲と一致することになる。
【００６４】
図９に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲと被曝低減予想範囲ＥＲとの表示例を示す。
【００６５】
（第３例）
本例では、スキャンモードは、ヘリカルモードである。ここでは、Ｘ線出力変調の効果が実効的に及ぶ範囲を、Ｘ線出力変調が行われた時点におけるＸ線焦点の位置の範囲とし、この範囲を被曝低減予想範囲ＥＲとする。また、ヘリカルスキャンにおいては、被検体４０の荷重により、クレードル１２がその移動時に駆動系に対して僅かに滑り、スキャン位置の制御において誤差が生じる場合を想定する。
【００６６】
図１０および図１１に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。
【００６７】
本例において、撮影部位は、被検体４０の胸部である。スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１から座標Ｚ４までの範囲が設定されている。また、このスキャン範囲に対しては、Ｘ線管２１のＸ線焦点がこのスキャン範囲に位置しているときにＸ線を照射するヘリカルスキャンＨ１が行われるように設定されている。ヘリカルスキャンＨ１のＸ線ビーム幅ｄは、第１の幅ｄ３（８０ｍｍ）である。ヘリカルピッチｈｐは１とする。
【００６８】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。
【００６９】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、スキャン位置の制御に誤差が含まれない場合には、Ｘ線出力変調を受けたＸ線ビームのうちｚ方向の中心のＸ線が、被曝低減希望範囲ＤＲに照射されるように、Ｘ線出力変調条件を決定することを基本とする。すなわち、Ｘ線管２１のＸ線焦点が、被曝低減希望範囲ＤＲに位置しているときに、Ｘ線出力変調を行うことを基本として考える。
【００７０】
しかし、実際には、僅かながらスキャン位置の制御に誤差が含まれる。そこで、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、スキャン位置の制御に誤差が生じることを考慮して、図１１に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲよりも少しだけ拡大した範囲に、Ｘ線焦点が位置しているとき、Ｘ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を設定する。例えば、被曝低減希望範囲ＤＲを含み、かつ、この被曝低減希望範囲ＤＲの幅に所定の長さを加えた幅を有する範囲に、Ｘ線焦点が位置しているとき、Ｘ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００７１】
ここでは、被検体４０の重さによるクレードルの加速移動時の滑りを考慮して、被曝低減希望範囲ＤＲの端のうち、より遅くＸ線が照射される側を外側に所定の長さｄａだけ拡大した範囲を、Ｘ線出力変調を行うＸ線焦点の位置の範囲とする。所定の長さｄａは、例えば１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、より現実的な長さとしては４〜５ｍｍ程度である。
【００７２】
この場合、被曝低減予想範囲ＥＲは、図１１に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲよりも、所定の長さｄａ分だけ拡大された範囲となる。
【００７３】
図１２に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲおよび被曝低減予想範囲ＥＲの表示例を示す。
【００７４】
（第４例）
本例では、スキャンモードは、ヘリカルモードである。ここでは、Ｘ線出力変調の効果が実効的に及ぶ範囲を、Ｘ線出力変調が行われた時点におけるＸ線焦点の位置の範囲とし、この範囲を被曝低減予想範囲ＥＲとする。
【００７５】
図１３および図１４に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。
【００７６】
本例において、撮影部位は、胸部である。スキャン範囲は、スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１から座標Ｚ４までの範囲が設定されている。また、このスキャン範囲に対しては、Ｘ線管２１のＸ線焦点がこのスキャン範囲に位置しているときにＸ線を照射するヘリカルスキャンＨ１が行われるように設定されている。ヘリカルスキャンＨ１のＸ線ビーム幅ｄは、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）である。ヘリカルピッチｈｐは１とする。
【００７７】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。
【００７８】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、被曝低減希望範囲ＤＲに照射されるＸ線すべてがＸ線出力変調を受けるようにＸ線出力変調条件を決定する。すなわち、被曝低減希望範囲ＤＲよりも両端側に、それぞれ、設定されたＸ線ビーム幅の半分の距離ずつ拡大した範囲に、Ｘ線出力変調を受けたＸ線ビームのうちｚ方向の中心のＸ線が照射されるよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。これは、Ｘ線焦点が、当該範囲に位置しているときに、Ｘ線出力変調を行うことに等しい。
【００７９】
ここでは、Ｘ線ビーム幅ｄは、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）が設定されているので、図１４に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲの両端からそれぞれｄ３／２（４０ｍｍ）ずつ拡大した範囲に、Ｘ線管２１のＸ線焦点が位置しているとき、Ｘ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００８０】
この場合、被曝低減予想範囲ＥＲは、図１４に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲからそれぞれｄ３／２（４０ｍｍ）ずつ拡大された範囲となる。
【００８１】
図１５に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲおよび被曝低減予想範囲ＥＲの表示例を示す。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、被検体に対するスキャンの少なくとも一部においてＸ線出力変調を行う際に、被曝低減を求めて指定された所望の被曝低減希望範囲ＤＲと、スキャンの特性による制約を受けて決定されたＸ線出力変調条件に従ってＸ線出力変調を行った場合に、Ｘ線出力変調の効果が実際に、実質的に、または実効的に及ぶと予想される、被曝低減希望範囲ＤＲとは異なる被曝低減予想範囲ＥＲとを共に表示するので、意図しない被曝低減範囲を知ることができ、被検体４０の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことが可能となる。
【００８３】
なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【００８４】
例えば、コンピュータを、上記の表示制御部１０４として機能させるためのプログラムもまた、発明の一実施形態である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ（表示手段）
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線コントローラ
２３ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２５ データ収集装置
２６ 回転部コントローラ
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
４０ 被検体
４１ スカウト像
８１ Ｘ線
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０１ スキャン条件設定部
１０２ 被曝低減希望範囲指定部
１０３ Ｘ線変調条件決定部（決定手段）
１０４ 表示制御部（表示制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のビュー（view）角度範囲において放射線出力レベル（level）を小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置およびそのためのプログラム（program）に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体に対するスキャン（scan）の少なくとも一部において、所定のビュー角度範囲だけ放射線出力レベルを通常レベルより小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置が知られている（特許文献１、要約等参照）。
【０００３】
このような放射線断層撮影装置によれば、被検体の体表面近くにある放射線感受性の高い部位などの被曝を局所的に低減することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２１５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放射線出力変調を行う場合には、通常、操作者が、被検体の体軸方向において、被曝低減を求める所望の範囲を指定し、放射線出力変調を受けた放射線がこの指定された所望の範囲に照射されるよう、放射線出力変調条件を設定する。
【０００６】
放射線出力変調を受けた放射線が照射される範囲には、被曝低減効果が生じるが、その副作用として、画質の劣化も起こる。
【０００７】
そのため、放射線出力変調条件は、放射線出力変調を受けた放射線が、指定された所望の範囲にだけ照射されるように設定するのが理想的である。
【０００８】
しかしながら、実際には、実施されるスキャンの特性によって制約が生じ、放射線出力変調条件が理想的に設定できない場合がある。
【０００９】
例えば、実施されるスキャンがアキシャルスキャン（axial scan）である場合には、放射線出力変調はアキシャルスキャン単位で行うしかない。そのため、当初の放射線ビーム（beam）幅の設定を優先したい場合には、放射線出力変調を受けた放射線が照射される範囲は、アキシャルスキャン範囲単位に限定されてしまい、指定された所望の範囲に一致させることが難しい。
【００１０】
また例えば、実施されるスキャンがヘリカルスキャン（helical scan）である場合には、被検体の体軸方向に所定の幅を有する放射線が、その体軸方向に対して螺旋回転しながら連続的に移動する。そのため、指定された所望の範囲に照射される放射線すべてに対して放射線出力変調を行おうとすると、放射線出力変調を受けた放射線が照射される範囲は、その所望の範囲よりも拡大されることになる。
【００１１】
このように、スキャンの特性による制約により、放射線出力変調の効果が実際に及ぶ範囲が、操作者の意図したものと違ってしまう場合がある。この場合に、その状況が不明であると、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことができない。
【００１２】
このような事情により、スキャンにおいて放射線出力変調を行う際に、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことが可能となる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の観点の発明は、
被検体に対するスキャンの少なくとも一部において、放射線源が第１のビュー角度範囲に位置しているときの放射線出力レベルを、前記第１のビュー角度範囲とは異なる第２のビュー角度範囲に位置しているときよりも小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置であって、
前記被検体の体軸方向において指定された所望の第１の範囲と、該第１の範囲に前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるように、かつ、前記スキャンの特性に基づいて決定された放射線出力変調の条件にしたがって前記放射線出力変調を行った場合に、前記放射線出力変調の効果が実質的に及ぶと予想される、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲とを同時に表示するよう、表示手段を制御する表示制御手段を備えた放射線断層撮影装置を提供する。
【００１４】
なお、「放射線出力変調の効果が実質的に及ぶ」には、放射線出力変調の効果が、実際際に及ぶ、あるいは、実効的に及ぶことが含まれる。
【００１５】
第２の観点の発明は、
前記スキャンが、１または複数のアキシャルスキャンであり、
前記１または複数のアキシャルスキャンのうち前記第１の範囲に対応する１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１６】
第３の観点の発明は、
前記スキャンが、アキシャルスキャン範囲が前記体軸方向に連続的に並ぶ複数のアキシャルスキャンであり、
前記放射線出力変調を行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン位置と放射線ビーム幅とを決定することにより、前記条件を決定する決定手段であって、前記放射線ビーム幅を候補の中から選択する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１７】
第４の観点の発明は、
前記決定手段が、前記放射線ビーム幅を、前記スキャンのスキャン条件として指定された所望の幅以下で選択する上記第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１８】
第５の観点の発明は、
前記決定手段が、前記放射線ビーム幅を、前記放射線出力変調を行うアキシャルスキャンの数が最小となるように選択する上記第３の観点または第４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００１９】
第６の観点の発明は、
前記スキャンが、ヘリカルスキャンであって、前記被検体のスキャン位置の制御において誤差が生じるものであり、
前記第１の範囲を含み、かつ該第１の範囲の幅に所定の長さを加えた幅を有する範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２０】
第７の観点の発明は、
前記所定の長さが、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である上記第６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２１】
第８の観点の発明は、
前記スキャンが、ヘリカルスキャンであり、
前記第１の範囲よりその両端側にそれぞれ、スキャン条件として指定された所望の放射線ビーム幅の半分の距離ずつ拡大した範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２２】
第９の観点の発明は、
前記表示制御手段が、前記第１および第２の範囲を、前記被検体を表す画像上に表示するよう制御する上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
【００２３】
第１０の観点の発明は、
コンピュータ（computer）を、上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置における表示制御手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【００２４】
ここで、「ビュー角度」とは、放射線源の回転角度位置を規定するものであり、ガントリ（gantry）角度ともいう。
【００２５】
また、「放射線出力変調条件」は、例えば、被検体の体軸方向における放射線源の位置または範囲とし、放射線源がこの位置または範囲に位置してスキャンを行うときに放射線出力変調を行うようにすることができる。
【００２６】
また、「アキシャルスキャン範囲」とは、放射線源の回転軸すなわちアイソセンタ（iso-center）軸上において、アキシャルスキャンによって放射線が照射される範囲である。
【００２７】
また、「放射線ビーム幅」とは、アイソセンタ軸上における放射線ビームの幅である。スキャンがアキシャルスキャンの場合には、アキシャルスキャン範囲の幅と放射線ビーム幅とは等しくなる。
【００２８】
また、「アキシャルスキャン」には、シネスキャン（cine scan）なども含まれ、「ヘリカルスキャン」には、可変ピッチヘリカルスキャンやシャトルスキャン（shuttle scan）なども含まれる。
【発明の効果】
【００２９】
上記観点の発明によれば、被検体に対するスキャンの少なくとも一部において放射線出力変調を行う際に、被曝低減を求めて指定された所望の第１の範囲と、実際に放射線出力変調を行った場合に放射線出力変調の効果が及ぶと予想される、第１の範囲とは異なる第２の範囲とを共に表示するので、意図しない被曝低減範囲を知ることができ、被検体の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発明の実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態によるＸ線ＣＴ装置におけるスキャンの実行に係る部分の機能ブロック（block）図である。
【図３】第１例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図４】第１例におけるスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図５】第１例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【図６】第２例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図７】第２例における当初のスキャン条件を示す図である。
【図８】第２例における組換え後のスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図９】第２例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【図１０】第３例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図１１】第３例におけるスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図１２】第３例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【図１３】第４例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す図である。
【図１４】第４例におけるスキャン条件およびＸ線出力変調条件を示す図である。
【図１５】第４例における被曝低減希望範囲および被曝低減予想範囲の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、発明の実施形態について説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１、撮影テーブル（table）１０、および走査ガントリ２０を備えている。
【００３３】
操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、被検体の撮影を行うための各部の制御や画像を生成もしくは再構成するためのデータ（data）処理などを行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置７とを備えている。
【００３４】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部に搬送するクレードル（cradle）１２を備えている。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の水平直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００３５】
走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線ビーム８１をコリメート（collimate）してＸ線ビーム幅を変化させるコリメータ（collimator）２３と、被検体４０を透過したＸ線ビーム８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するデータ収集装置（ＤＡＳ；Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載されている。本体部２０ａは、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を備えている。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。
【００３６】
図２は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置におけるスキャン計画処理に係る部分の機能ブロック図である。本実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、図２に示すように、スキャン条件設定部１０１、被曝低減希望範囲指定部１０２、Ｘ線出力変調条件決定部（決定手段）１０３、および表示制御部（表示制御手段）１０４を備えている。
【００３７】
スキャン条件設定部１０１は、操作者の操作に応じて、１検査分のスキャン条件を設定する。本例では、スキャン条件として、被検体の姿勢、撮影部位、ｚ方向におけるスキャン範囲、Ｘ線ビーム幅、スキャンモード（scan mode）などを設定する。
【００３８】
「被検体の姿勢」は、仰向け、うつ伏せ、右横向き、左横向きなどの中から選択することにより設定する。「撮影部位」は、頭部、胸部、腹・腰部などの中から選択することにより設定する。スキャンモードは、アキシャルモードまたはヘリカルモードを選択することにより設定する。スキャン範囲は、被検体４０のスカウト画像上でグラフィカル（graphical）に設定する。
【００３９】
なお、本例では、「被検体の姿勢」および「撮影部位」を設定すると、被曝低減の対象となる部位の種類と位置が予測され、Ｘ線出力変調においてＸ線出力を通常レベルより小さいレベルに低減するビュー角度範囲ＶＲと、このときのＸ線出力低減率ｋとが自動決定される。例えば、「被検体の姿勢」が“仰向け”である場合、「撮影部位」が“胸部”であれば、ビュー角度範囲ＶＲは、Ｘ線管が最上となる角度位置０度を中心として、±90度の範囲（被検体の正面側１８０度分）であり、Ｘ線出力低減率ｋは、５０％である。
【００４０】
Ｘ線出力低減率ｋは、管電圧一定下では、管電流低減率となる。ＣＴ自動露出機構によりＸ線出力の変調曲線を求めた場合には、この変調曲線に沿ったＸ線出力が、通常レベルとなる。Ｘ線出力低減率ｋは、操作者の操作に応じて、所望の低減率を設定してもよい。
【００４１】
被曝低減希望範囲指定部１０２は、操作者の操作に応じて、ｚ方向において被曝低減を求める所望の被曝低減希望範囲（第１の範囲）を指定する。例えば、操作者が、モニタ６の画面において、被検体４０のスカウト画像上でグラフィカルに所望の範囲を入力し、入力された範囲を被曝低減希望範囲ＤＲとして指定する。
【００４２】
Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、指定された被曝低減希望範囲ＤＲに、Ｘ線出力変調を受けたＸ線が照射されるように、かつ、スキャンの特性を考慮して、Ｘ線出力変調条件を決定する。ここでは、Ｘ線焦点がｚ方向における所定の位置または範囲に位置しているときにＸ線出力変調を行うものとし、この所定の位置や範囲をＸ線出力変調条件として決定するものとする。
【００４３】
表示制御部１０４は、指定された被曝低減希望範囲ＤＲと、決定されたＸ線出力変調条件でＸ線出力変調を行った場合に、Ｘ線出力変調の効果が実際に、実質的に、または実効的に及ぶと予想される、被曝低減希望範囲ＤＲとは異なる被曝低減予想範囲ＥＲとを共に表示するよう、モニタ６を制御する。例えば、被検体４０のスカウト画像上で、被曝低減希望範囲ＤＲと被曝低減予想範囲ＥＲとを同時に表示する。
【００４４】
以下、これら各部による動作例について説明する。
【００４５】
（第１例）
本例では、スキャンモードは、アキシャルモードである。すなわち、１検査分のスキャンは、１または複数のアキシャルスキャンである。
【００４６】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、１検査分としての上記１または複数のアキシャルスキャンのうち、被曝低減希望範囲ＤＲに対応する１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲に、Ｘ線出力変調を受けたＸ線が照射されるよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００４７】
図３および図４に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。なお、図４中のＺ軸（ＩＣ）は、アイソセンタ軸である。
【００４８】
本例において、撮影部位は、被検体４０の胸部である。スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１からＺ２までの第１のスキャン範囲と、座標Ｚ３から座標Ｚ４までの第２のスキャン範囲とが設定されている。また、これら２つのスキャン範囲に対しては、アキシャルスキャン範囲がｚ方向に並んだ２つのアキシャルスキャンＡ１、Ａ２によりそれぞれスキャンが行われるよう設定されている。アキシャルスキャンＡ１，Ａ２のＸ線ビーム幅ｄは、それぞれ、第１の幅ｄ１（１６０ｍｍ）、第２の幅ｄ２（１２０ｍｍ）である。
【００４９】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。本例では、被曝低減希望範囲ＤＲは、上記の第１のスキャン範囲に含まれている。
【００５０】
被曝低減希望範囲ＤＲの両端は、アキシャルスキャンＡ１やＡ２におけるアキシャルスキャン範囲のいずれか２つの端と一致していない。しかしながら、ここでは、Ｘ線ビーム幅ｄの設定を優先し、変更しない場合を想定する。この場合、Ｘ線出力変調は、これらアキシャルスキャンＡ１，Ａ２のうちのいずれかのアキシャルスキャンにおいて行うしかない。
【００５１】
そこで、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、アキシャルスキャン範囲が被曝低減希望範囲ＤＲに最も近いアキシャルスキャンＡ１においてＸ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００５２】
この場合、Ｘ線出力変調の効果が及ぶと予想される被曝低減予想範囲ＥＲは、図４に示すように、アキシャルスキャンＡ１のアキシャルスキャン範囲と一致することになる。
【００５３】
図５に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲと被曝低減予想範囲ＥＲとの表示例を示す。ここでは、被曝低減希望範囲ＤＲをｚ方向の幅で表す被曝低減希望領域ＤＳと、被曝低減予想範囲ＥＲと被曝低減希望範囲ＤＲとの差分ＦＲをｚ方向の幅で表す差分領域ＦＳとを表示させるようにしている。このようすると、被曝低減希望範囲ＤＲ、被曝低減予想範囲ＥＲ、およびこれらの差分ＦＲが、それぞれ明瞭で分かり易い。また、これらの表示は、高被曝の印象を与えないように、赤黄系の色を避け、青緑系の色を用いて行う方が好ましい。
【００５４】
（第２例）
本例では、スキャンモードは、アキシャルモードである。また、１検査分のスキャンは、アキシャルスキャン範囲がｚ方向に連続的に並ぶ複数のアキシャルスキャンである。
【００５５】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、被曝低減希望範囲ＤＲをほぼカバーするように、Ｘ線出力変調を行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン位置とＸ線ビーム幅とを決定する。ただし、各アキシャルスキャンのＸ線ビーム幅ｄは、予め定められた複数の候補の中からそれぞれ選択することにより決定するものとする。複数の候補は、例えば、第１の幅ｄ１（１６０ｍｍ）、第２の幅ｄ２（１２０ｍｍ）、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）、第４の幅ｄ４（４０ｍｍ）、および第５の幅ｄ５（２０ｍｍ）とする。また、ここでは、撮影時間と画質とのバランスを取るため、各アキシャルスキャンのＸ線ビーム幅ｄは、スキャン条件として設定されたＸ線ビーム幅以下で決定するとともに、アキシャルスキャン位置およびＸ線ビーム幅は、アキシャルスキャンの位置の数、すなわちアキシャルスキャンの回数が最小となるように決定する。なお、ここでは、スキャン条件として設定されたＸ線ビーム幅は、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）とする。
【００５６】
図６および図７に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。
【００５７】
本例において、撮影部位は、被検体４０の胸部である。スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１から座標Ｚ４までの範囲が設定されている。また、このスキャン範囲に対しては、当初、アキシャルスキャン範囲がｚ方向に連続的に並んだ４つのアキシャルスキャンＡ１〜Ａ４によりスキャンが行われるよう設定されている。アキシャルスキャンＡ１〜Ａ４のＸ線ビーム幅ｄは、すべて同じであり、それぞれ第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）である。
【００５８】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。本例では、被曝低減希望範囲ＤＲは、アキシャルスキャンＡ１およびＡ２のアキシャルスキャン範囲の境界をまたいでいる。なお、被曝低減希望範囲ＤＲの幅は、９０ｍｍ程度である。
【００５９】
図７に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲの両端は、アキシャルスキャンＡ１〜Ａ４におけるアキシャルスキャン範囲のうちいずれか２つの端と一致していない。しかしながら、ここでは、上述の通り、アキシャルスキャンのスキャン位置やＸ線ビーム幅ｄの設定は変更可能であるが、Ｘ線ビーム幅ｄは、決められた候補の中からしか選択できない場合を想定している。この場合、Ｘ線出力変調を受けたＸ線が、被曝低減希望範囲ＤＲに照射されるよう、Ｘ線出力変調を行うアキシャルスキャンのアキシャルスキャン位置と上記候補からの選択によるＸ線ビーム幅とを決定するしかない。
【００６０】
そこで、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、まず、スキャン範囲に対して行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうちいずれか２つが、被曝低減希望範囲ＤＲの両端に近づくように、各アキシャルスキャンのアキシャルスキャン位置およびＸ線ビーム幅を組み直す。このとき、Ｘ線ビーム幅ｄは、上記候補の中から、設定された所望のＸ線ビーム幅である第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）以下で極力大きいものをできるだけ多く選択してゆくことにする。すなわち、第３の幅（８０ｍｍ）、第４の幅（４０ｍｍ）、第５の幅（２０ｍｍ）の順に、できるだけ数が多くなるようにＸ線ビーム幅を選択してゆく。そして、組み直されたアキシャルスキャンのうち被曝低減希望範囲ＤＲに対応するものに、Ｘ線出力変調を行わせるよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００６１】
図８に、組み直された後の各アキシャルスキャンの設定例を示す。本例では、スキャン範囲に対して、アキシャルスキャンＡ１′〜Ａ６′が設定されている。被曝低減希望範囲ＤＲに対応するアキシャルスキャンは、アキシャルスキャンＡ２′およびＡ３′であり、これらのアキシャルスキャンにおいてＸ線出力変調が行われる。
【００６２】
各アキシャルスキャンのＸ線ビーム幅ｄは、決められた候補の中からしか選択できないので、被曝低減希望範囲ＤＲと、Ｘ線出力変調を行うアキシャルスキャンのアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲とは、完全に一致しないことが多い。本例でも、被曝低減希望範囲ＤＲの幅が９０ｍｍ程度であり、選択可能なＸ線ビーム幅は、第３の幅（８０ｍｍ）、第４の幅（４０ｍｍ）、および第５の幅（２０ｍｍ）であるから、完全には一致しない。
【００６３】
本例においては、Ｘ線出力変調の効果が及ぶと予想される被曝低減予想範囲ＥＲは、図８に示すように、アキシャルスキャンＡ２′，Ａ３′のそれぞれのアキシャルスキャン範囲を加算した範囲と一致することになる。
【００６４】
図９に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲと被曝低減予想範囲ＥＲとの表示例を示す。
【００６５】
（第３例）
本例では、スキャンモードは、ヘリカルモードである。ここでは、Ｘ線出力変調の効果が実効的に及ぶ範囲を、Ｘ線出力変調が行われた時点におけるＸ線焦点の位置の範囲とし、この範囲を被曝低減予想範囲ＥＲとする。また、ヘリカルスキャンにおいては、被検体４０の荷重により、クレードル１２がその移動時に駆動系に対して僅かに滑り、スキャン位置の制御において誤差が生じる場合を想定する。
【００６６】
図１０および図１１に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。
【００６７】
本例において、撮影部位は、被検体４０の胸部である。スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１から座標Ｚ４までの範囲が設定されている。また、このスキャン範囲に対しては、Ｘ線管２１のＸ線焦点がこのスキャン範囲に位置しているときにＸ線を照射するヘリカルスキャンＨ１が行われるように設定されている。ヘリカルスキャンＨ１のＸ線ビーム幅ｄは、第１の幅ｄ３（８０ｍｍ）である。ヘリカルピッチｈｐは１とする。
【００６８】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。
【００６９】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、スキャン位置の制御に誤差が含まれない場合には、Ｘ線出力変調を受けたＸ線ビームのうちｚ方向の中心のＸ線が、被曝低減希望範囲ＤＲに照射されるように、Ｘ線出力変調条件を決定することを基本とする。すなわち、Ｘ線管２１のＸ線焦点が、被曝低減希望範囲ＤＲに位置しているときに、Ｘ線出力変調を行うことを基本として考える。
【００７０】
しかし、実際には、僅かながらスキャン位置の制御に誤差が含まれる。そこで、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、スキャン位置の制御に誤差が生じることを考慮して、図１１に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲよりも少しだけ拡大した範囲に、Ｘ線焦点が位置しているとき、Ｘ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を設定する。例えば、被曝低減希望範囲ＤＲを含み、かつ、この被曝低減希望範囲ＤＲの幅に所定の長さを加えた幅を有する範囲に、Ｘ線焦点が位置しているとき、Ｘ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００７１】
ここでは、被検体４０の重さによるクレードルの加速移動時の滑りを考慮して、被曝低減希望範囲ＤＲの端のうち、より遅くＸ線が照射される側を外側に所定の長さｄａだけ拡大した範囲を、Ｘ線出力変調を行うＸ線焦点の位置の範囲とする。所定の長さｄａは、例えば１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、より現実的な長さとしては４〜５ｍｍ程度である。
【００７２】
この場合、被曝低減予想範囲ＥＲは、図１１に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲよりも、所定の長さｄａ分だけ拡大された範囲となる。
【００７３】
図１２に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲおよび被曝低減予想範囲ＥＲの表示例を示す。
【００７４】
（第４例）
本例では、スキャンモードは、ヘリカルモードである。ここでは、Ｘ線出力変調の効果が実効的に及ぶ範囲を、Ｘ線出力変調が行われた時点におけるＸ線焦点の位置の範囲とし、この範囲を被曝低減予想範囲ＥＲとする。
【００７５】
図１３および図１４に、本例におけるスキャン範囲および被曝低減希望範囲の設定例を示す。
【００７６】
本例において、撮影部位は、胸部である。スキャン範囲は、スキャン範囲は、スカウト画像４１上で、座標Ｚ１から座標Ｚ４までの範囲が設定されている。また、このスキャン範囲に対しては、Ｘ線管２１のＸ線焦点がこのスキャン範囲に位置しているときにＸ線を照射するヘリカルスキャンＨ１が行われるように設定されている。ヘリカルスキャンＨ１のＸ線ビーム幅ｄは、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）である。ヘリカルピッチｈｐは１とする。
【００７７】
被曝低減希望範囲ＤＲは、放射線感受性の高い部位である乳房（乳腺）を覆うように設定されている。
【００７８】
本例において、Ｘ線出力変調条件決定部１０３は、被曝低減希望範囲ＤＲに照射されるＸ線すべてがＸ線出力変調を受けるようにＸ線出力変調条件を決定する。すなわち、被曝低減希望範囲ＤＲよりも両端側に、それぞれ、設定されたＸ線ビーム幅の半分の距離ずつ拡大した範囲に、Ｘ線出力変調を受けたＸ線ビームのうちｚ方向の中心のＸ線が照射されるよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。これは、Ｘ線焦点が、当該範囲に位置しているときに、Ｘ線出力変調を行うことに等しい。
【００７９】
ここでは、Ｘ線ビーム幅ｄは、第３の幅ｄ３（８０ｍｍ）が設定されているので、図１４に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲの両端からそれぞれｄ３／２（４０ｍｍ）ずつ拡大した範囲に、Ｘ線管２１のＸ線焦点が位置しているとき、Ｘ線出力変調を行うよう、Ｘ線出力変調条件を決定する。
【００８０】
この場合、被曝低減予想範囲ＥＲは、図１４に示すように、被曝低減希望範囲ＤＲからそれぞれｄ３／２（４０ｍｍ）ずつ拡大された範囲となる。
【００８１】
図１５に、本例における被曝低減希望範囲ＤＲおよび被曝低減予想範囲ＥＲの表示例を示す。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、被検体に対するスキャンの少なくとも一部においてＸ線出力変調を行う際に、被曝低減を求めて指定された所望の被曝低減希望範囲ＤＲと、スキャンの特性による制約を受けて決定されたＸ線出力変調条件に従ってＸ線出力変調を行った場合に、Ｘ線出力変調の効果が実際に、実質的に、または実効的に及ぶと予想される、被曝低減希望範囲ＤＲとは異なる被曝低減予想範囲ＥＲとを共に表示するので、意図しない被曝低減範囲を知ることができ、被検体４０の被曝評価や画像の画質評価を適正に行うことが可能となる。
【００８３】
なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【００８４】
例えば、コンピュータを、上記の表示制御部１０４として機能させるためのプログラムもまた、発明の一実施形態である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ（表示手段）
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線コントローラ
２３ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２５ データ収集装置
２６ 回転部コントローラ
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
４０ 被検体
４１ スカウト像
８１ Ｘ線
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０１ スキャン条件設定部
１０２ 被曝低減希望範囲指定部
１０３ Ｘ線変調条件決定部（決定手段）
１０４ 表示制御部（表示制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対するスキャンの少なくとも一部において、放射線源が第１のビュー角度範囲に位置しているときの放射線出力レベルを、前記第１のビュー角度範囲とは異なる第２のビュー角度範囲に位置しているときよりも小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置であって、
前記被検体の体軸方向において指定された所望の第１の範囲と、該第１の範囲に前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるように、かつ、前記スキャンの特性に基づいて決定された放射線出力変調の条件にしたがって前記放射線出力変調を行った場合に、前記放射線出力変調の効果が実質的に及ぶと予想される、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲とを同時に表示するよう、表示手段を制御する表示制御手段を備えた放射線断層撮影装置。
【請求項２】
前記スキャンは、１または複数のアキシャルスキャンであり、
前記１または複数のアキシャルスキャンのうち前記第１の範囲に対応する１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項３】
前記スキャンは、アキシャルスキャン範囲が前記体軸方向に連続的に並ぶ複数のアキシャルスキャンであり、
前記放射線出力変調を行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン位置と放射線ビーム幅とを決定することにより、前記条件を決定する決定手段であって、前記放射線ビーム幅を候補の中から選択する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記放射線ビーム幅を、前記スキャンのスキャン条件として指定された所望の幅以下で選択する請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記放射線ビーム幅を、前記放射線出力変調を行うアキシャルスキャンの数が最小となるように選択する請求項３または請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項６】
前記スキャンは、ヘリカルスキャンであって、前記被検体のスキャン位置の制御において誤差が生じるものであり、
前記第１の範囲を含み、かつ該第１の範囲の幅に所定の長さを加えた幅を有する範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
前記所定の長さは、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である請求項６に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項８】
前記スキャンは、ヘリカルスキャンであり、
前記第１の範囲よりその両端側にそれぞれ、スキャン条件として指定された所望の放射線ビーム幅の半分の距離ずつ拡大した範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項９】
前記表示制御手段は、前記第１および第２の範囲を、前記被検体を表す画像上に表示するよう制御する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置における表示制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
被検体に対するスキャンの少なくとも一部において、放射線源が第１のビュー角度範囲に位置しているときの放射線出力レベルを、前記第１のビュー角度範囲とは異なる第２のビュー角度範囲に位置しているときよりも小さくする放射線出力変調を行う放射線断層撮影装置であって、
前記被検体の体軸方向において指定された所望の第１の範囲と、該第１の範囲に前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるように、かつ、前記スキャンの特性に基づいて決定された放射線出力変調の条件にしたがって前記放射線出力変調を行った場合に、前記放射線出力変調の効果が実質的に及ぶと予想される、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲とを同時に表示するよう、表示手段を制御する表示制御手段を備えた放射線断層撮影装置。
【請求項２】
前記スキャンは、１または複数のアキシャルスキャンであり、
前記１または複数のアキシャルスキャンのうち前記第１の範囲に対応する１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン範囲の端のうち最も外側の２つの端を両端とする範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項３】
前記スキャンは、アキシャルスキャン範囲が前記体軸方向に連続的に並ぶ複数のアキシャルスキャンであり、
前記放射線出力変調を行う１または複数のアキシャルスキャンにおけるアキシャルスキャン位置と放射線ビーム幅とを決定することにより、前記条件を決定する決定手段であって、前記放射線ビーム幅を候補の中から選択する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記放射線ビーム幅を、前記スキャンのスキャン条件として指定された所望の幅以下で選択する請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記放射線ビーム幅を、前記放射線出力変調を行うアキシャルスキャンの数が最小となるように選択する請求項３または請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項６】
前記スキャンは、ヘリカルスキャンであって、前記被検体のスキャン位置の制御において誤差が生じるものであり、
前記第１の範囲を含み、かつ該第１の範囲の幅に所定の長さを加えた幅を有する範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
前記所定の長さは、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である請求項６に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項８】
前記スキャンは、ヘリカルスキャンであり、
前記第１の範囲よりその両端側にそれぞれ、スキャン条件として指定された所望の放射線ビーム幅の半分の距離ずつ拡大した範囲に、前記放射線出力変調を受けた放射線ビームの前記体軸方向における中心の放射線が照射されるよう、前記条件を決定する決定手段をさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項９】
前記表示制御手段は、前記第１および第２の範囲を、前記被検体を表す画像上に表示するよう制御する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置における表示制御手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１１１２７２（Ｐ２０１３−１１１２７２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０４８１（Ｐ２０１１−２６０４８１）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]