Ｘ線ＣＴ装置
【課題】 被検体の放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定する。
【解決手段】 被検体の体軸方向における所定の位置または範囲ＤＡと、当該所定の位置または範囲ＤＡをＸ線ＣＴスキャンするときにＸ線管の管電流を設定値よりも低減する所定の投影角度ＰＡの範囲とをスキャン条件として設定できるようにする。また、スカウト画像ＳＧと、スカウト画像ＳＧ上における上記所定の位置または範囲ＤＡに対応する位置または範囲を示す情報ＨＣとを対応付けてモニタに表示する。
【解決手段】 被検体の体軸方向における所定の位置または範囲ＤＡと、当該所定の位置または範囲ＤＡをＸ線ＣＴスキャンするときにＸ線管の管電流を設定値よりも低減する所定の投影角度ＰＡの範囲とをスキャン条件として設定できるようにする。また、スカウト画像ＳＧと、スカウト画像ＳＧ上における上記所定の位置または範囲ＤＡに対応する位置または範囲を示す情報ＨＣとを対応付けてモニタに表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置（X-ray Computed Tomography System）のユーザインタフェース（user interface）に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体をＸ線ＣＴスキャン（scan）する際に、被検体に照射するＸ線ビーム（X-ray beam）の線量を被検体の体軸方向やスキャンの回転方向において変調するＸ線ＣＴ装置が知られている（例えば、特許文献１、要約等参照）。このようなＸ線ＣＴ装置によれば、再構成画像の画質と被検体の被曝線量とのバランス（balance）を、被検体の形状に合わせて最適化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０１８０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被検体の体軸方向に設定するスキャン範囲の中に放射線感受性の高い部位が含まれる場合には、この部位の被曝線量を極力抑える必要がある。
【０００５】
そのためには、例えば、放射線感受性の高い部位が含まれる範囲をスキャンする際に、照射するＸ線ビームの線量を変調させる方法を用いることが考えられる。
【０００６】
しかし、Ｘ線管の管電流を変調する従来のＸ線ＣＴ装置は、再構成画像の画質と被検体の被曝線量とのバランスを、被検体の形状に合わせて最適化することを目的として設計される。そのため、被検体のうち放射線感受性の高い部位を被曝低減するようなスキャン条件を、的確に効率よく設定することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点では、本発明は、被検体の画像と、該被検体の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、該情報と対応付けて、前記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェース（graphical user interface）と、前記グラフィカルユーザインタフェースを介して入力された投影角度とＸ線ビームの線量との関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンするスキャン手段とを備えているＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００９】
ここで、「所定の位置または範囲を示す情報」は、例えば、被検体の画像に座標やイメージ番号（image number）などが付されている場合には、前記所定の位置または範囲を示す座標やイメージ番号などとすることができる。
【００１０】
なお、Ｘ線管の管電圧を一定にする場合には、Ｘ線管の管電流を増減することによりＸ線ビームの線量を増減することができる。
【００１１】
第２の観点では、本発明は、前記被検体の画像が、前記被検体をスカウトスキャン（scout scan）して得られた画像、前記被検体をＸ線ＣＴスキャンして得られた画像、または、前記被検体を光学式撮影装置にて撮影して得られた画像である上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
「スカウトスキャン」は、スキャン計画に用いる画像を取得するために、本スキャン前に行われるスキャンである。「スカウトスキャン」としては、例えば、Ｘ線管の回転角度位置すなわち投影角度を一定にして被検体または走査ガントリを体軸方向に移動させながら、本スキャンよりも低線量のＸ線ビームを被検体に照射して投影データを収集するスキャンを考えることができる。また例えば、本スキャンよりも非常に低い線量のＸ線ビームによるヘリカルスキャン（helical scan）を考えることができる。
【００１３】
「被検体をＸ線ＣＴスキャンして得られた画像」としては、例えば、過去の検査時や今回のスキャンの直前に実施された本スキャンにより得られた画像を考えることができる。
【００１４】
また、「光学式撮影装置にて撮影して得られた画像」としては、例えば、被検体からの反射光を受光して画像を生成するデジタルカメラ（digital camera）などにより得られた画像を考えることができる。
【００１５】
なお、これらの画像は、２次元画像であってもよいし、３次元画像であってもよい。
【００１６】
第３の観点では、本発明は、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記所定の位置または範囲を示す図形を、前記被検体の画像に重ねてまたは該被検体の画像の近傍に表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
「図形」としては、例えば、補助線、矢印、枠、網掛けなどを考えることができる。
【００１８】
第４の観点では、本発明は、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記入力された関係に係る所定の投影角度の範囲が円周上の円弧で表される図形をさらに表示する上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１９】
第５の観点では、本発明は、前記入力された関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第１の被曝予測線量を算出する被曝予測線量算出手段をさらに備えており、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記第１の被曝予測線量をさらに表示する上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２０】
第６の観点では、本発明は、前記被曝予測線量算出手段が、前記入力された関係とは異なる、投影角度とＸ線ビームの線量との所定の関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第２の被曝予測線量をさらに算出しており、前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記第２の被曝予測線量、または前記第１の被曝予測線量と前記第２の被曝予測線量との差分をさらに表示する上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２１】
第７の観点では、本発明は、前記被曝予測線量算出手段が、前記被検体の空間的な各位置の被曝予測線量を算出しており、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記各位置の被曝予測線量に基づいて、前記被検体の被曝予測線量のスライス（slice）断面方向における分布図をさらに表示する上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２２】
第８の観点では、本発明は、前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた情報に基づいて、前記被検体の空間的な各位置の被曝線量を算出する被曝線量算出手段をさらに備えており、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記各位置の被曝線量のスライス断面方向における分布図をさらに表示する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２３】
第９の観点では、本発明は、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた断層画像と、該断層画像に対応する被検体部分の被曝線量の分布図とを重ねて表示する上記第８の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置が、被検体の画像と、被検体の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、この情報と対応付けて、上記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェースを備えているので、被検体をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を、当該関係が適用されるスキャン位置を直感的に把握しながら設定することができる。これにより、放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第一実施形態のＸ線ＣＴ装置に係る処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図３】スカウトスキャンを説明するための図である。
【図４】モニタ（monitor）に表示されるスキャン計画画面の一例を示す図である。
【図５】管電流低減設定ウィンドウ（window）が開いた状態のスキャン計画画面の一例を示す図である。
【図６】断層画像とその断層に対応する被曝線量の分布との表示例を示す図である。
【図７】第二実施形態によるスキャン計画画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２８】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。
【００２９】
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するためのデータ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６と、プログラム（program）やデータ（data）などを記憶する記憶装置７とを具備している。
【００３０】
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Ｂに入れ出しするクレードル（cradle）１２を具備している。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。
【００３１】
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Ｘｂをコリメート（collimate）して整形するコリメータ（collimator）２３と、被検体４０を透過したＸ線ビームＸｂ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ＤＡＳ（Data Acquisition System）（データ収集装置ともいう）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を具備する。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。
【００３２】
なお、中央処理装置３は、本発明におけるグラフィカルユーザインタフェース、被曝予測線量算出手段および被曝線量算出手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。また、走査ガントリ２０は、本発明におけるスキャン手段の一例である。
【００３３】
これより、第一実施形態のＸ線ＣＴ装置に係る処理の流れについて説明する。
【００３４】
図２は、第一実施形態のＸ線ＣＴ装置に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
ステップ（step）Ｓ１では、被検体４０をスカウトスキャンして被検体４０のスカウト画像を取得する。スカウトスキャンとは、例えば回転部１５を静止させ、被検体４０が載置されたクレードル１２をｚ方向に水平移動させながらＸ線管２１からＸ線ビームを被検体４０に照射して、被検体４０の投影データを得、この投影データを基に被検体４０の透視像であるスカウト画像を得るものである。これにより、被検体４０をｘ方向やｙ方向などの一方向に投影したスカウト画像が得られる。なお、超低線量のＸ線ビームＸｂによるヘリカルスキャンを行って得られた被検体４０のＣＴボリュームデータ（volume data）である３次元画像、あるいはこの３次元画像をｘ方向やｙ方向に投影した画像をスカウト画像として取得してもよい。なお、このようなスカウト画像の代わりに、過去の検査時に同被検体４０をスキャンして得られた３次元画像やその投影画像、Ｘ線を用いず、光学式撮影装置で被検体４０を撮影して得られた画像などを取得してもよい。すなわち、このステップで準備すべき画像は、次のステップのスキャン計画に用いることができる画像であればいずれの画像であってもよい。
【００３６】
ここでは、図３に示すように、Ｘ線管２１を被検体４０の真上にあたる投影角度０°に位置させての第１のスカウトスキャンと、Ｘ線管２１を被検体４０の真横にあたる投影角度９０°に位置させての第２のスカウトスキャンとを行い、二種類のスカウト画像を得る。
【００３７】
ステップＳ２では、管電流低減を含むスキャン計画の設定を行う。スキャン計画は、モニタ６に表示されるスキャン計画画面において行われる。
【００３８】
図４は、モニタに表示されるスキャン計画画面の一例を示す図である。スキャン計画画面５１内には、「開始位置」欄６１、「終了位置」欄６２、「スライス厚」欄６３、「管電圧」欄６４、および「管電流」欄６５が表示される。「開始位置」欄６１および「終了位置」欄６２は、スキャンの開始位置および終了位置を入力する欄である。「スライス厚」欄６３は、スキャンにおけるスライス厚を入力する欄である。「管電圧」欄６４および「管電流」欄６５は、スキャン時にＸ線管２１に与える管電圧および管電流を入力する欄である。また、スキャン計画画面内には、イメージエリア（image area）６６があり、ここにステップＳ１にて取得されたスカウト画像の１つが表示される。操作者はこのイメージエリア６６に表示されたスカウト画像８１を見ながらスキャン計画を進めてゆく。
【００３９】
「開始位置」欄６１および「終了位置」欄６２に値が入力されると、この入力値を基に、イメージエリア６６のスカウト画像８１上に、スキャン開始位置を示す線Ｚａとスキャン終了位置を示す線Ｚｂとを表示する。さらに「スライス厚」欄６３に値が入力されると、この入力値を基に、画像化される断層画像の各スライスの中心位置であるイメージ位置をそれぞれ計算し、線Ｚａ−Ｚｂ区間内にこれらのイメージ位置を示す線Ｚｉを表示する。
【００４０】
ここで、スカウト画像８１上のあるイメージ位置を示す線Ｚｉが画面上のポインタ６７で指定されると、この指定を基に、スキャン計画画面５１上に管電流低減設定ウィンドウを開いて表示する。操作者は、この管電流低減設定ウィンドウにおいて、スキャンの開始位置から終了位置までの間のどの範囲のスキャンのどの投影角度に対して、管電流をどの程度低減するかを設定する。
【００４１】
なお、ポインタ６７で指定する位置は、被検体４０における放射線感受性の高い部位、例えば水晶体を含む眼球４１、甲状腺４２、乳腺４３などと交差するイメージ位置およびその近傍のイメージ位置とする。
【００４２】
以下、被曝低減設定ウィンドウにおける設定・表示について説明する。
【００４３】
図５は、被曝低減設定ウィンドウが開いた状態のスキャン計画画面の一例を示す図である。このスキャン計画画面５２上に開いた被曝低減設定ウィンドウ６８内には、「被曝低減スキャン範囲」欄６９、「管電流基準値」欄７０、「管電流低減設定」欄７１、「被曝予測線量」欄７２が表示される。また、被曝低減設定ウィンドウ６８内には、「管電流低減設定」欄７１における設定内容を表す円状グラフ（graph）７３と、被曝予測線量のスライス断面方向の分布図７５も表示される。
【００４４】
「被曝低減スキャン範囲」欄６９は、被曝を低減するスキャン、すなわち管電流を低減するスキャンの開始位置および終了位置を設定・表示する欄である。これら開始位置および終了位置は、被曝低減設定ウィンドウ６８を開くときに選択されたイメージ位置を初期設定とする。そして、この欄６８に表示された増減ボタンが押下されると、これら開始位置および終了位置を増減して設定値を変更する。スキャン計画画面５２のスカウト画像８１上には、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲を示す表示がなされる。本例では、この範囲を網掛け７６で表示する。そして、管電流を低減するスキャン範囲の設定値が変更されると、その表示をほぼリアルタイム（real time）で更新する。これにより、操作者は、管電流を低減するスキャン範囲が、被検体４０のどの範囲と対応して設定されているかを直感的に理解することができる。
【００４５】
なお、本例では、管電流を低減する範囲をスキャンの範囲で設定しているが、別の設定方法として、例えば管電流を低減する範囲に含まれるイメージ位置を設定するようにしてもよい。
【００４６】
「管電流基準値」欄７０は、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲のスキャンを行う時にＸ線管２１に与える管電流の基準値を設定・表示する欄である。この管電流の基準値は、スキャン計画画面５１の「管電流」欄６５において入力された管電流を初期設定とする。ただし、自動露出機構を使用する場合には、この機構により設定された管電流を初期設定とする。そして、この「管電流基準値」欄７０に表示された増減ボタンが押下されると、この管電流の基準値を増減して設定値を変更する。
【００４７】
「管電流低減設定」欄７１は、スキャンにおける投影角度と、その投影角度における管電流の基準値からの低減率との対応関係を設定・表示する欄である。この対応関係の初期設定は自由に変えることができるが、本例では最も標準的な対応関係を初期設定とする。例えば、投影角度−３０°〜＋３０°の範囲に対して低減率５０％、＋３０°〜＋７０°の範囲と投影角度＋２９０°〜＋３３０°の範囲に対して低減率３０％、投影角度＋７０°〜＋２９０°の範囲に対して低減率０％とする。この欄７１に表示された増減ボタン（button）が押下されると、これら各投影角度の範囲と管電流の低減率とを増減して設定値を変更する。
【００４８】
なお、本例では、所定の投影角度について管電流を基準値から低減することを想定しているが、所定の投影角度について管電流を基準値から増大させることができるようにしてもよい。例えば管電流を低減すべき投影角度とは反対側の投影角度において、管電流を逆に増大させるようにすれば、放射線感受性の高い部位への被曝低減を実現しつつ、画像再構成に用いる投影データあたりのＸ線ビームＸｂの線量を稼いで、再構成画像の画像ノイズをより低減することができる。
【００４９】
「被曝予測線量」欄７２は、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲内の被検体部分について、スキャン時の被曝予測線量を表示する欄である。
【００５０】
まず、対象となる被検体部分の３次元的な各位置について被曝予測線量を公知の計算方法により算出する。その後、その総和を算出する。被曝予測線量は、管電流低減設定無しの場合と、管電流低減設定有りの場合の二通りについて算出し、それぞれ表示する。これにより、操作者は、管電流低減設定による被曝低減の効果を定量的に確認することができる。
【００５１】
なお、被曝予測線量は、例えば、事前に取得しておいたファントム（phantom）の計測データと「管電流低減設定」欄７１における設定内容とを基にシミュレート（simulate）して算出する。ファントムの計測データの代わりに、またはこれに加えて、被検体４０のスカウト画像、被検体４０の過去に取得された断層画像、あるいはモデルデータ（model data）などを用いてシミュレートしてもよい。精度の高いシミュレートの方法としては、例えば、ＥＧＳ４やＧＥＡＮＴ４などのシミュレーションプログラムに採用されているモンテカルロ法による物理計算法を考えることができる。これらの方法は、高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＫ）やスタンフォード線形加速器センター（ＳＬＡＣ）等により開発されたものである。これらの方法では、Ｘ線レベルの電磁波を粒子として考え、その粒子一個一個の軌跡を物理法則に則って粒子の行き先を計算する。そして体内に残ったと判断すれば、残った地点でのその粒子が持つエネルギーが最終的な吸収エネルギーとなり、これを数百万〜数億繰り返し計算させて、統計して答えを出す。
【００５２】
円状グラフ７３は、「管電流低減設定」欄７１において設定された、投影角度の範囲とその範囲における管電流の低減率との対応関係を視覚的に表すグラフである。この円状グラフ７３は、投影角度を円周上の位置で表し、投影角度の各範囲をその円周上の円弧で表す。「管電流低減設定」欄７１において設定された投影角度の各範囲には、それぞれ色が割り当てられており、円状グラフ７３における投影角度の各範囲を表す円弧は、その範囲に割り当てられた色で表示する。そして、「管電流低減設定」欄７１における投影角度の範囲の設定値が変更されると、円状グラフ７３の表示をほぼリアルタイムで更新する。また、投影角度の範囲間の境界に対応する円状グラフ７３の円弧間の境界７４は、画面５２上のポインタ６７を用いて移動させることができ、この境界７４の移動に連動して、「管電流低減設定」欄７１において設定される投影角度の範囲間の境界も変更する。これにより、操作者は、投影角度の範囲とその範囲における管電流の低減率との対応関係を、直感的に設定し、また理解することができる。
【００５３】
被曝予測線量のスライス断面方向の分布図７５は、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲内の被検体部分に対する３次元的な被曝予測線量のスライス断面方向での分布図である。この分布図７５は、先に算出された、管電流低減設定有りの場合の３次元的な被曝予測線量を基に作成する。この分布図７５では、例えば各位置での被曝予測線量をその値の大きさに応じた色調で表すカラー（color）表示とする。これにより、操作者は、被検体４０の被曝低減が空間的にどのようになされるかを直感的に確認することができる。
【００５４】
なお、被曝予測線量は、より簡易的に、予め幾つかの設定条件でシミュレートした結果を求めて用意しておき、今回の設定条件に最も近いと判断されるシミュレーション結果を被曝予測線量として近似的に求めてもよい。また、被曝予測線量のスライス断面方向の分布図７５についても、より簡易的に、予め求めておいたシミュレーション結果に対応した分布図を幾つか用意しておき、今回の設定条件を基に近似的に求めたシミュレーション結果に対応した分布図を、上記の分布図７５として求めてもよい。
【００５５】
以上が、被曝低減設定ウィンドウ６８における設定・表示の説明であるが、設定されたスキャン範囲の中で複数の位置または範囲について管電流低減設定を行いたい場合には、上述の設定処理をその範囲の数だけ繰り返し行う。
【００５６】
ステップＳ３では、ステップＳ２のスキャン計画によって設定された、管電流低減を含むスキャン条件に従ってスキャンを実施し、被検体４０の投影データを収集する。
【００５７】
ステップＳ４では、収集された投影データを基に画像再構成し、被検体４０の断層画像を得る。
【００５８】
ステップＳ５では、被検体４０のスカウト画像８１、設定されたスキャン条件、投影データなどを基に、被検体４０の３次元的な各位置の被曝線量を表す３次元被曝線量データを生成する。具体的には、例えば投影角度とその投影角度にて照射されたＸ線ビームの線量（管電圧および管電流）、走査ガントリ２０の撮影空間における中心部の被曝線量ＣＴＤＩcenterおよび周辺部の被曝線量ＣＴＤＩperiなどを基に、被検体４０の３次元的な各位置での被曝線量を算出する。
【００５９】
生成された被検体４０の３次元被曝線量データは、記憶装置７に記憶されるとともに、Ｘ線ＣＴ装置１００に接続された不図示のデータベースに送られ保存される。その他ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＵＳＢメモリなどの記憶媒体に記憶してもよい。なお、データベース（database）は、これまでに生成された、被検体４０の３次元被曝線量データを被検体別にすべて保存し管理している。
【００６０】
ステップＳ６では、再構成された断層画像とその断層に対応する被曝線量の分布図とをモニタ６に表示する。
【００６１】
図６は、断層画像とその断層に対応する被曝線量の分布図との表示例を示す図である。例えば、被検体４０の複数のスライスについて、図６に示すように、スライスＳＬ１〜ＳＬ３の断層画像８２ａ〜８４ａ、これらの断層画像８２ａ〜８４ａの断層に対応する被曝線量のスライス断面方向の分布図８２ｂ〜８４ｂとを並べて表示する。さらには、断層画像８２ａ〜８４ａと被曝線量の分布図８２ｂ〜８４ｂとの重ね合せ画像８２ｃ〜８４ｃ、断層画像像８２ａ〜８４ａと被曝線量を臓器ごとに実効線量で表した分布図との重ね合せ画像像８２ｄ〜８４ｄを表示してもよい。このように断層画像と被曝線量の分布図とを重ね合せて表示すれば、関心のある臓器の被曝線量を直接的に確認することができる。
【００６２】
なお、被曝線量の分布図の表示は、例えば被曝線量の違いを色調の違いで表すカラー分布表示が好適である。
【００６３】
また、臓器ごとの実効線量は、例えば、断層画像のＣＴ値を基にその断層に含まれる各臓器を特定し、特定された臓器ごとに、臓器の被曝線量にその臓器に固有の組織荷重係数を乗算して求める。各臓器の組織荷重係数は国際放射線防護委員会（ＩＣＲＰ）により定義されている。
【００６４】
また、被曝線量は、今回の撮影による被曝線量だけでなく、これまでの過去の撮影分も累積加算して表すようにしてもよい。例えば、上記データベースから被検体４０に係る過去の撮影分の３次元被曝線量データを読み出して、これと今回の撮影分の３次元被曝線量データとを累積加算し、３次元総被曝線量データを求める。そして、この３次元総被曝線量データを基に、対象となる断層画像の断層に対応する被曝線量の分布を求める。
【００６５】
また、被曝線量を算出する対象は、断層画像に限らず、被検体４０の所定の臓器としてもよい。例えば、撮影によって得られた被検体４０のＣＴボリュームデータを基に、被検体４０のＣＴ画像を３Ｄ表示あるいはＭＰＲ表示する。操作者は、これらの表示面上で対象臓器を含む３次元領域を指定する。指定された３次元領域における各画素のＣＴ値を基に対象臓器を抽出する。そして、抽出された対象臓器の被曝線量を、３次元被曝線量データに基づいて算出する。
【００６６】
このような第一実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体４０の画像と、被検体４０の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、この情報と対応付けて、上記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームＸｂの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェースを備えているので、被検体４０をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームＸｂの線量との関係を、当該関係が適用されるスキャン位置を直感的に把握しながら設定することができる。これにより、放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定することができる。
【００６７】
また、第一実施形態によれば、被検体４０の３次元被曝量データを生成、保存、管理するので、次にスキャンを実施する際に、それまでの被曝線量から適正な被曝線量の管理を行うことが出来る。なお、このような被検体４０の３次元被曝量データを生成、保存、管理は、Ｘ線ＣＴ装置のみならず、ＰＥＴ（Positron
Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed
Tomography）装置など、被曝を伴う他の撮影装置においても適用可能である。
【００６８】
また、第一実施形態によれば、スキャン実施後に被曝線量の分布図を表示するので、スキャン実施による被検体４０の被曝の程度を空間的に把握することができる。そして、所望の被曝低減を行うことができたかを確認することができる。
【００６９】
（第二実施形態）
第二実施形態では、「管電流低減設定」欄７１の設定内容を予め幾つかプリセットしておき、これを利用して管電流低減の設定を行う。
【００７０】
図７は、第二実施形態によるスキャン計画画面の一例を示す図である。第二実施形態では、スキャンにおける投影角度の範囲とその範囲における管電流の低減率との対応関係のプリセット（preset）を予め幾つか用意する。そして、例えば図７に示すように、それぞれのプリセットをアイコン（icon）化（７７〜７９）してスキャン計画画面５３に含めて表示させておく。被曝低減設定のプリセットは、放射線感受性の高い部位の種類ごとに適したプリセットを用意しておくとよい。例えば、水晶体などの被曝低減に適したプリセットとして、投影角度の範囲−５０°〜＋５０°に対して管電流の低減率を−３０％とするプリセットを用意する。また例えば、甲状腺などの被曝低減に適したプリセットとして、投影角度の範囲−３０°〜＋３０°に対して管電流の低減率を−５０％とするプリセットを用意する。
【００７１】
操作者は、まず、ポインタ６７で上記アイコン７７〜７９のいずれかを押下することにより所望の管電流低減設定のプリセットを選択する。次に、スカウト画像８１上でそのプリセットを適用したいスキャンの範囲をポインタ６７で枠などを描いて指定する。すると、先に選択した管電流低減設定のプリセットが、指定したスキャンの範囲に適用される。図７の例では、アイコン７７を押下して水晶体に適したプリセットを選択し、スカウト画像８１上で水晶体を含む眼球４１を囲むように枠７７ｋを描いてこのプリセットを適用する範囲を指定している。また、アイコン７８を押下して甲状腺に適したプリセットを選択し、スカウト画像８１上で甲状腺４２を囲むように枠７８ｋを描いてこのプリセットを適用する範囲を指定している。また、アイコン７９を押下して乳腺に適したプリセットを選択し、スカウト画像８１上で乳腺４３を囲むように枠７９ｋを描いてこのプリセットを適用する範囲を指定している。なお、適用された管電流低減設定は、マニュアル（manual）で調整することができるようにしておく。
【００７２】
このような第二実施形態によれば、管電流低減設定を予め幾つかプリセットしておき、これを利用して管電流低減の設定を行うので、管電流低減を含むスキャン条件の設定を効率的に行うことができる。
【００７３】
なお、本例では、管電流低減設定のプリセットを選択した後に、管電流を低減するスキャンの範囲を指定しているが、逆に、管電流を低減するスキャンの範囲を指定した後に、管電流低減設定のプリセットを選択するようにしてもよい。
【００７４】
また、本例では、管電流低減設定のプリセットの選択と、これを適用するスキャンの範囲の指定とは、操作者により行われているが、これを自動で行えるようにしてもよい。例えば、スカウト画像などのスキャン計画に用いる被検体の画像における輪郭形状や画素値を基に解析処理して、水晶体が含まれる眼球、甲状腺が含まれる首、乳腺が含まれる胸部など放射線感受性の高い部位を含む範囲を特定し、その組織の種類別に対応付けされた最適な管電流低減設定のプリセットを適用するようにしてもよい。これにより、操作者の負担が軽減される。
【００７５】
また、第一実施形態にて説明した被曝予測線量のシミュレーション（simulation）を、スキャン計画時以外のときにも行うことができるようにするとよい。この場合には、管電流低減設定ウィンドウを開いて条件の設定・表示を可能にし、ファントムやサンプル（sample）のデータなどを基に被曝予測線量のシミュレーションを行い、算出値や分布図も表示する。これにより、操作者は、実際のスキャン計画を行う前に、被曝予測線量のシミュレーションを行って、放射線感受性の高い部位の種類別に用意すべきプリセットや好みのプリセットを検討し、設定しておくことができる。
【００７６】
なお、上記の各実施形態では、放射線感受性の高い部位の被曝線量を低減するために、スキャンにおける投影角度に応じてＸ線管２１の管電流を変化させているが、別の方法により実現させてもよい。例えば、投影角度に応じてＸ線管２１の管電圧を変化させてもよい。また例えば、Ｘ線ビームＸｂの経路上にＸ線吸収率が可変のフィルタを設置し、このフィルタを制御してＸ線ビームＸｂの線量を変化させてもよい。
【００７７】
また、上記の実施形態は、いずれもＸ線ＣＴ装置に係るものであるが、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴまたはＳＰＥＣＴとを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
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
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 ＤＡＳ
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
１００ Ｘ線ＣＴ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置（X-ray Computed Tomography System）のユーザインタフェース（user interface）に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体をＸ線ＣＴスキャン（scan）する際に、被検体に照射するＸ線ビーム（X-ray beam）の線量を被検体の体軸方向やスキャンの回転方向において変調するＸ線ＣＴ装置が知られている（例えば、特許文献１、要約等参照）。このようなＸ線ＣＴ装置によれば、再構成画像の画質と被検体の被曝線量とのバランス（balance）を、被検体の形状に合わせて最適化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０１８０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被検体の体軸方向に設定するスキャン範囲の中に放射線感受性の高い部位が含まれる場合には、この部位の被曝線量を極力抑える必要がある。
【０００５】
そのためには、例えば、放射線感受性の高い部位が含まれる範囲をスキャンする際に、照射するＸ線ビームの線量を変調させる方法を用いることが考えられる。
【０００６】
しかし、Ｘ線管の管電流を変調する従来のＸ線ＣＴ装置は、再構成画像の画質と被検体の被曝線量とのバランスを、被検体の形状に合わせて最適化することを目的として設計される。そのため、被検体のうち放射線感受性の高い部位を被曝低減するようなスキャン条件を、的確に効率よく設定することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点では、本発明は、被検体の画像と、該被検体の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、該情報と対応付けて、前記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェース（graphical user interface）と、前記グラフィカルユーザインタフェースを介して入力された投影角度とＸ線ビームの線量との関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンするスキャン手段とを備えているＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００９】
ここで、「所定の位置または範囲を示す情報」は、例えば、被検体の画像に座標やイメージ番号（image number）などが付されている場合には、前記所定の位置または範囲を示す座標やイメージ番号などとすることができる。
【００１０】
なお、Ｘ線管の管電圧を一定にする場合には、Ｘ線管の管電流を増減することによりＸ線ビームの線量を増減することができる。
【００１１】
第２の観点では、本発明は、前記被検体の画像が、前記被検体をスカウトスキャン（scout scan）して得られた画像、前記被検体をＸ線ＣＴスキャンして得られた画像、または、前記被検体を光学式撮影装置にて撮影して得られた画像である上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
「スカウトスキャン」は、スキャン計画に用いる画像を取得するために、本スキャン前に行われるスキャンである。「スカウトスキャン」としては、例えば、Ｘ線管の回転角度位置すなわち投影角度を一定にして被検体または走査ガントリを体軸方向に移動させながら、本スキャンよりも低線量のＸ線ビームを被検体に照射して投影データを収集するスキャンを考えることができる。また例えば、本スキャンよりも非常に低い線量のＸ線ビームによるヘリカルスキャン（helical scan）を考えることができる。
【００１３】
「被検体をＸ線ＣＴスキャンして得られた画像」としては、例えば、過去の検査時や今回のスキャンの直前に実施された本スキャンにより得られた画像を考えることができる。
【００１４】
また、「光学式撮影装置にて撮影して得られた画像」としては、例えば、被検体からの反射光を受光して画像を生成するデジタルカメラ（digital camera）などにより得られた画像を考えることができる。
【００１５】
なお、これらの画像は、２次元画像であってもよいし、３次元画像であってもよい。
【００１６】
第３の観点では、本発明は、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記所定の位置または範囲を示す図形を、前記被検体の画像に重ねてまたは該被検体の画像の近傍に表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
「図形」としては、例えば、補助線、矢印、枠、網掛けなどを考えることができる。
【００１８】
第４の観点では、本発明は、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記入力された関係に係る所定の投影角度の範囲が円周上の円弧で表される図形をさらに表示する上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１９】
第５の観点では、本発明は、前記入力された関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第１の被曝予測線量を算出する被曝予測線量算出手段をさらに備えており、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記第１の被曝予測線量をさらに表示する上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２０】
第６の観点では、本発明は、前記被曝予測線量算出手段が、前記入力された関係とは異なる、投影角度とＸ線ビームの線量との所定の関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第２の被曝予測線量をさらに算出しており、前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記第２の被曝予測線量、または前記第１の被曝予測線量と前記第２の被曝予測線量との差分をさらに表示する上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２１】
第７の観点では、本発明は、前記被曝予測線量算出手段が、前記被検体の空間的な各位置の被曝予測線量を算出しており、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記各位置の被曝予測線量に基づいて、前記被検体の被曝予測線量のスライス（slice）断面方向における分布図をさらに表示する上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２２】
第８の観点では、本発明は、前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた情報に基づいて、前記被検体の空間的な各位置の被曝線量を算出する被曝線量算出手段をさらに備えており、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記各位置の被曝線量のスライス断面方向における分布図をさらに表示する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２３】
第９の観点では、本発明は、前記グラフィカルユーザインタフェースが、前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた断層画像と、該断層画像に対応する被検体部分の被曝線量の分布図とを重ねて表示する上記第８の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置が、被検体の画像と、被検体の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、この情報と対応付けて、上記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェースを備えているので、被検体をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を、当該関係が適用されるスキャン位置を直感的に把握しながら設定することができる。これにより、放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第一実施形態のＸ線ＣＴ装置に係る処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図３】スカウトスキャンを説明するための図である。
【図４】モニタ（monitor）に表示されるスキャン計画画面の一例を示す図である。
【図５】管電流低減設定ウィンドウ（window）が開いた状態のスキャン計画画面の一例を示す図である。
【図６】断層画像とその断層に対応する被曝線量の分布との表示例を示す図である。
【図７】第二実施形態によるスキャン計画画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２８】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。
【００２９】
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するためのデータ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６と、プログラム（program）やデータ（data）などを記憶する記憶装置７とを具備している。
【００３０】
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Ｂに入れ出しするクレードル（cradle）１２を具備している。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。
【００３１】
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Ｘｂをコリメート（collimate）して整形するコリメータ（collimator）２３と、被検体４０を透過したＸ線ビームＸｂ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ＤＡＳ（Data Acquisition System）（データ収集装置ともいう）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を具備する。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。
【００３２】
なお、中央処理装置３は、本発明におけるグラフィカルユーザインタフェース、被曝予測線量算出手段および被曝線量算出手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。また、走査ガントリ２０は、本発明におけるスキャン手段の一例である。
【００３３】
これより、第一実施形態のＸ線ＣＴ装置に係る処理の流れについて説明する。
【００３４】
図２は、第一実施形態のＸ線ＣＴ装置に係る処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
ステップ（step）Ｓ１では、被検体４０をスカウトスキャンして被検体４０のスカウト画像を取得する。スカウトスキャンとは、例えば回転部１５を静止させ、被検体４０が載置されたクレードル１２をｚ方向に水平移動させながらＸ線管２１からＸ線ビームを被検体４０に照射して、被検体４０の投影データを得、この投影データを基に被検体４０の透視像であるスカウト画像を得るものである。これにより、被検体４０をｘ方向やｙ方向などの一方向に投影したスカウト画像が得られる。なお、超低線量のＸ線ビームＸｂによるヘリカルスキャンを行って得られた被検体４０のＣＴボリュームデータ（volume data）である３次元画像、あるいはこの３次元画像をｘ方向やｙ方向に投影した画像をスカウト画像として取得してもよい。なお、このようなスカウト画像の代わりに、過去の検査時に同被検体４０をスキャンして得られた３次元画像やその投影画像、Ｘ線を用いず、光学式撮影装置で被検体４０を撮影して得られた画像などを取得してもよい。すなわち、このステップで準備すべき画像は、次のステップのスキャン計画に用いることができる画像であればいずれの画像であってもよい。
【００３６】
ここでは、図３に示すように、Ｘ線管２１を被検体４０の真上にあたる投影角度０°に位置させての第１のスカウトスキャンと、Ｘ線管２１を被検体４０の真横にあたる投影角度９０°に位置させての第２のスカウトスキャンとを行い、二種類のスカウト画像を得る。
【００３７】
ステップＳ２では、管電流低減を含むスキャン計画の設定を行う。スキャン計画は、モニタ６に表示されるスキャン計画画面において行われる。
【００３８】
図４は、モニタに表示されるスキャン計画画面の一例を示す図である。スキャン計画画面５１内には、「開始位置」欄６１、「終了位置」欄６２、「スライス厚」欄６３、「管電圧」欄６４、および「管電流」欄６５が表示される。「開始位置」欄６１および「終了位置」欄６２は、スキャンの開始位置および終了位置を入力する欄である。「スライス厚」欄６３は、スキャンにおけるスライス厚を入力する欄である。「管電圧」欄６４および「管電流」欄６５は、スキャン時にＸ線管２１に与える管電圧および管電流を入力する欄である。また、スキャン計画画面内には、イメージエリア（image area）６６があり、ここにステップＳ１にて取得されたスカウト画像の１つが表示される。操作者はこのイメージエリア６６に表示されたスカウト画像８１を見ながらスキャン計画を進めてゆく。
【００３９】
「開始位置」欄６１および「終了位置」欄６２に値が入力されると、この入力値を基に、イメージエリア６６のスカウト画像８１上に、スキャン開始位置を示す線Ｚａとスキャン終了位置を示す線Ｚｂとを表示する。さらに「スライス厚」欄６３に値が入力されると、この入力値を基に、画像化される断層画像の各スライスの中心位置であるイメージ位置をそれぞれ計算し、線Ｚａ−Ｚｂ区間内にこれらのイメージ位置を示す線Ｚｉを表示する。
【００４０】
ここで、スカウト画像８１上のあるイメージ位置を示す線Ｚｉが画面上のポインタ６７で指定されると、この指定を基に、スキャン計画画面５１上に管電流低減設定ウィンドウを開いて表示する。操作者は、この管電流低減設定ウィンドウにおいて、スキャンの開始位置から終了位置までの間のどの範囲のスキャンのどの投影角度に対して、管電流をどの程度低減するかを設定する。
【００４１】
なお、ポインタ６７で指定する位置は、被検体４０における放射線感受性の高い部位、例えば水晶体を含む眼球４１、甲状腺４２、乳腺４３などと交差するイメージ位置およびその近傍のイメージ位置とする。
【００４２】
以下、被曝低減設定ウィンドウにおける設定・表示について説明する。
【００４３】
図５は、被曝低減設定ウィンドウが開いた状態のスキャン計画画面の一例を示す図である。このスキャン計画画面５２上に開いた被曝低減設定ウィンドウ６８内には、「被曝低減スキャン範囲」欄６９、「管電流基準値」欄７０、「管電流低減設定」欄７１、「被曝予測線量」欄７２が表示される。また、被曝低減設定ウィンドウ６８内には、「管電流低減設定」欄７１における設定内容を表す円状グラフ（graph）７３と、被曝予測線量のスライス断面方向の分布図７５も表示される。
【００４４】
「被曝低減スキャン範囲」欄６９は、被曝を低減するスキャン、すなわち管電流を低減するスキャンの開始位置および終了位置を設定・表示する欄である。これら開始位置および終了位置は、被曝低減設定ウィンドウ６８を開くときに選択されたイメージ位置を初期設定とする。そして、この欄６８に表示された増減ボタンが押下されると、これら開始位置および終了位置を増減して設定値を変更する。スキャン計画画面５２のスカウト画像８１上には、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲を示す表示がなされる。本例では、この範囲を網掛け７６で表示する。そして、管電流を低減するスキャン範囲の設定値が変更されると、その表示をほぼリアルタイム（real time）で更新する。これにより、操作者は、管電流を低減するスキャン範囲が、被検体４０のどの範囲と対応して設定されているかを直感的に理解することができる。
【００４５】
なお、本例では、管電流を低減する範囲をスキャンの範囲で設定しているが、別の設定方法として、例えば管電流を低減する範囲に含まれるイメージ位置を設定するようにしてもよい。
【００４６】
「管電流基準値」欄７０は、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲のスキャンを行う時にＸ線管２１に与える管電流の基準値を設定・表示する欄である。この管電流の基準値は、スキャン計画画面５１の「管電流」欄６５において入力された管電流を初期設定とする。ただし、自動露出機構を使用する場合には、この機構により設定された管電流を初期設定とする。そして、この「管電流基準値」欄７０に表示された増減ボタンが押下されると、この管電流の基準値を増減して設定値を変更する。
【００４７】
「管電流低減設定」欄７１は、スキャンにおける投影角度と、その投影角度における管電流の基準値からの低減率との対応関係を設定・表示する欄である。この対応関係の初期設定は自由に変えることができるが、本例では最も標準的な対応関係を初期設定とする。例えば、投影角度−３０°〜＋３０°の範囲に対して低減率５０％、＋３０°〜＋７０°の範囲と投影角度＋２９０°〜＋３３０°の範囲に対して低減率３０％、投影角度＋７０°〜＋２９０°の範囲に対して低減率０％とする。この欄７１に表示された増減ボタン（button）が押下されると、これら各投影角度の範囲と管電流の低減率とを増減して設定値を変更する。
【００４８】
なお、本例では、所定の投影角度について管電流を基準値から低減することを想定しているが、所定の投影角度について管電流を基準値から増大させることができるようにしてもよい。例えば管電流を低減すべき投影角度とは反対側の投影角度において、管電流を逆に増大させるようにすれば、放射線感受性の高い部位への被曝低減を実現しつつ、画像再構成に用いる投影データあたりのＸ線ビームＸｂの線量を稼いで、再構成画像の画像ノイズをより低減することができる。
【００４９】
「被曝予測線量」欄７２は、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲内の被検体部分について、スキャン時の被曝予測線量を表示する欄である。
【００５０】
まず、対象となる被検体部分の３次元的な各位置について被曝予測線量を公知の計算方法により算出する。その後、その総和を算出する。被曝予測線量は、管電流低減設定無しの場合と、管電流低減設定有りの場合の二通りについて算出し、それぞれ表示する。これにより、操作者は、管電流低減設定による被曝低減の効果を定量的に確認することができる。
【００５１】
なお、被曝予測線量は、例えば、事前に取得しておいたファントム（phantom）の計測データと「管電流低減設定」欄７１における設定内容とを基にシミュレート（simulate）して算出する。ファントムの計測データの代わりに、またはこれに加えて、被検体４０のスカウト画像、被検体４０の過去に取得された断層画像、あるいはモデルデータ（model data）などを用いてシミュレートしてもよい。精度の高いシミュレートの方法としては、例えば、ＥＧＳ４やＧＥＡＮＴ４などのシミュレーションプログラムに採用されているモンテカルロ法による物理計算法を考えることができる。これらの方法は、高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＫ）やスタンフォード線形加速器センター（ＳＬＡＣ）等により開発されたものである。これらの方法では、Ｘ線レベルの電磁波を粒子として考え、その粒子一個一個の軌跡を物理法則に則って粒子の行き先を計算する。そして体内に残ったと判断すれば、残った地点でのその粒子が持つエネルギーが最終的な吸収エネルギーとなり、これを数百万〜数億繰り返し計算させて、統計して答えを出す。
【００５２】
円状グラフ７３は、「管電流低減設定」欄７１において設定された、投影角度の範囲とその範囲における管電流の低減率との対応関係を視覚的に表すグラフである。この円状グラフ７３は、投影角度を円周上の位置で表し、投影角度の各範囲をその円周上の円弧で表す。「管電流低減設定」欄７１において設定された投影角度の各範囲には、それぞれ色が割り当てられており、円状グラフ７３における投影角度の各範囲を表す円弧は、その範囲に割り当てられた色で表示する。そして、「管電流低減設定」欄７１における投影角度の範囲の設定値が変更されると、円状グラフ７３の表示をほぼリアルタイムで更新する。また、投影角度の範囲間の境界に対応する円状グラフ７３の円弧間の境界７４は、画面５２上のポインタ６７を用いて移動させることができ、この境界７４の移動に連動して、「管電流低減設定」欄７１において設定される投影角度の範囲間の境界も変更する。これにより、操作者は、投影角度の範囲とその範囲における管電流の低減率との対応関係を、直感的に設定し、また理解することができる。
【００５３】
被曝予測線量のスライス断面方向の分布図７５は、「被曝低減スキャン範囲」欄６９において設定された範囲内の被検体部分に対する３次元的な被曝予測線量のスライス断面方向での分布図である。この分布図７５は、先に算出された、管電流低減設定有りの場合の３次元的な被曝予測線量を基に作成する。この分布図７５では、例えば各位置での被曝予測線量をその値の大きさに応じた色調で表すカラー（color）表示とする。これにより、操作者は、被検体４０の被曝低減が空間的にどのようになされるかを直感的に確認することができる。
【００５４】
なお、被曝予測線量は、より簡易的に、予め幾つかの設定条件でシミュレートした結果を求めて用意しておき、今回の設定条件に最も近いと判断されるシミュレーション結果を被曝予測線量として近似的に求めてもよい。また、被曝予測線量のスライス断面方向の分布図７５についても、より簡易的に、予め求めておいたシミュレーション結果に対応した分布図を幾つか用意しておき、今回の設定条件を基に近似的に求めたシミュレーション結果に対応した分布図を、上記の分布図７５として求めてもよい。
【００５５】
以上が、被曝低減設定ウィンドウ６８における設定・表示の説明であるが、設定されたスキャン範囲の中で複数の位置または範囲について管電流低減設定を行いたい場合には、上述の設定処理をその範囲の数だけ繰り返し行う。
【００５６】
ステップＳ３では、ステップＳ２のスキャン計画によって設定された、管電流低減を含むスキャン条件に従ってスキャンを実施し、被検体４０の投影データを収集する。
【００５７】
ステップＳ４では、収集された投影データを基に画像再構成し、被検体４０の断層画像を得る。
【００５８】
ステップＳ５では、被検体４０のスカウト画像８１、設定されたスキャン条件、投影データなどを基に、被検体４０の３次元的な各位置の被曝線量を表す３次元被曝線量データを生成する。具体的には、例えば投影角度とその投影角度にて照射されたＸ線ビームの線量（管電圧および管電流）、走査ガントリ２０の撮影空間における中心部の被曝線量ＣＴＤＩcenterおよび周辺部の被曝線量ＣＴＤＩperiなどを基に、被検体４０の３次元的な各位置での被曝線量を算出する。
【００５９】
生成された被検体４０の３次元被曝線量データは、記憶装置７に記憶されるとともに、Ｘ線ＣＴ装置１００に接続された不図示のデータベースに送られ保存される。その他ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＵＳＢメモリなどの記憶媒体に記憶してもよい。なお、データベース（database）は、これまでに生成された、被検体４０の３次元被曝線量データを被検体別にすべて保存し管理している。
【００６０】
ステップＳ６では、再構成された断層画像とその断層に対応する被曝線量の分布図とをモニタ６に表示する。
【００６１】
図６は、断層画像とその断層に対応する被曝線量の分布図との表示例を示す図である。例えば、被検体４０の複数のスライスについて、図６に示すように、スライスＳＬ１〜ＳＬ３の断層画像８２ａ〜８４ａ、これらの断層画像８２ａ〜８４ａの断層に対応する被曝線量のスライス断面方向の分布図８２ｂ〜８４ｂとを並べて表示する。さらには、断層画像８２ａ〜８４ａと被曝線量の分布図８２ｂ〜８４ｂとの重ね合せ画像８２ｃ〜８４ｃ、断層画像像８２ａ〜８４ａと被曝線量を臓器ごとに実効線量で表した分布図との重ね合せ画像像８２ｄ〜８４ｄを表示してもよい。このように断層画像と被曝線量の分布図とを重ね合せて表示すれば、関心のある臓器の被曝線量を直接的に確認することができる。
【００６２】
なお、被曝線量の分布図の表示は、例えば被曝線量の違いを色調の違いで表すカラー分布表示が好適である。
【００６３】
また、臓器ごとの実効線量は、例えば、断層画像のＣＴ値を基にその断層に含まれる各臓器を特定し、特定された臓器ごとに、臓器の被曝線量にその臓器に固有の組織荷重係数を乗算して求める。各臓器の組織荷重係数は国際放射線防護委員会（ＩＣＲＰ）により定義されている。
【００６４】
また、被曝線量は、今回の撮影による被曝線量だけでなく、これまでの過去の撮影分も累積加算して表すようにしてもよい。例えば、上記データベースから被検体４０に係る過去の撮影分の３次元被曝線量データを読み出して、これと今回の撮影分の３次元被曝線量データとを累積加算し、３次元総被曝線量データを求める。そして、この３次元総被曝線量データを基に、対象となる断層画像の断層に対応する被曝線量の分布を求める。
【００６５】
また、被曝線量を算出する対象は、断層画像に限らず、被検体４０の所定の臓器としてもよい。例えば、撮影によって得られた被検体４０のＣＴボリュームデータを基に、被検体４０のＣＴ画像を３Ｄ表示あるいはＭＰＲ表示する。操作者は、これらの表示面上で対象臓器を含む３次元領域を指定する。指定された３次元領域における各画素のＣＴ値を基に対象臓器を抽出する。そして、抽出された対象臓器の被曝線量を、３次元被曝線量データに基づいて算出する。
【００６６】
このような第一実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体４０の画像と、被検体４０の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、この情報と対応付けて、上記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームＸｂの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェースを備えているので、被検体４０をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームＸｂの線量との関係を、当該関係が適用されるスキャン位置を直感的に把握しながら設定することができる。これにより、放射線感受性の高い部位を被曝低減するスキャン条件を的確に効率よく設定することができる。
【００６７】
また、第一実施形態によれば、被検体４０の３次元被曝量データを生成、保存、管理するので、次にスキャンを実施する際に、それまでの被曝線量から適正な被曝線量の管理を行うことが出来る。なお、このような被検体４０の３次元被曝量データを生成、保存、管理は、Ｘ線ＣＴ装置のみならず、ＰＥＴ（Positron
Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed
Tomography）装置など、被曝を伴う他の撮影装置においても適用可能である。
【００６８】
また、第一実施形態によれば、スキャン実施後に被曝線量の分布図を表示するので、スキャン実施による被検体４０の被曝の程度を空間的に把握することができる。そして、所望の被曝低減を行うことができたかを確認することができる。
【００６９】
（第二実施形態）
第二実施形態では、「管電流低減設定」欄７１の設定内容を予め幾つかプリセットしておき、これを利用して管電流低減の設定を行う。
【００７０】
図７は、第二実施形態によるスキャン計画画面の一例を示す図である。第二実施形態では、スキャンにおける投影角度の範囲とその範囲における管電流の低減率との対応関係のプリセット（preset）を予め幾つか用意する。そして、例えば図７に示すように、それぞれのプリセットをアイコン（icon）化（７７〜７９）してスキャン計画画面５３に含めて表示させておく。被曝低減設定のプリセットは、放射線感受性の高い部位の種類ごとに適したプリセットを用意しておくとよい。例えば、水晶体などの被曝低減に適したプリセットとして、投影角度の範囲−５０°〜＋５０°に対して管電流の低減率を−３０％とするプリセットを用意する。また例えば、甲状腺などの被曝低減に適したプリセットとして、投影角度の範囲−３０°〜＋３０°に対して管電流の低減率を−５０％とするプリセットを用意する。
【００７１】
操作者は、まず、ポインタ６７で上記アイコン７７〜７９のいずれかを押下することにより所望の管電流低減設定のプリセットを選択する。次に、スカウト画像８１上でそのプリセットを適用したいスキャンの範囲をポインタ６７で枠などを描いて指定する。すると、先に選択した管電流低減設定のプリセットが、指定したスキャンの範囲に適用される。図７の例では、アイコン７７を押下して水晶体に適したプリセットを選択し、スカウト画像８１上で水晶体を含む眼球４１を囲むように枠７７ｋを描いてこのプリセットを適用する範囲を指定している。また、アイコン７８を押下して甲状腺に適したプリセットを選択し、スカウト画像８１上で甲状腺４２を囲むように枠７８ｋを描いてこのプリセットを適用する範囲を指定している。また、アイコン７９を押下して乳腺に適したプリセットを選択し、スカウト画像８１上で乳腺４３を囲むように枠７９ｋを描いてこのプリセットを適用する範囲を指定している。なお、適用された管電流低減設定は、マニュアル（manual）で調整することができるようにしておく。
【００７２】
このような第二実施形態によれば、管電流低減設定を予め幾つかプリセットしておき、これを利用して管電流低減の設定を行うので、管電流低減を含むスキャン条件の設定を効率的に行うことができる。
【００７３】
なお、本例では、管電流低減設定のプリセットを選択した後に、管電流を低減するスキャンの範囲を指定しているが、逆に、管電流を低減するスキャンの範囲を指定した後に、管電流低減設定のプリセットを選択するようにしてもよい。
【００７４】
また、本例では、管電流低減設定のプリセットの選択と、これを適用するスキャンの範囲の指定とは、操作者により行われているが、これを自動で行えるようにしてもよい。例えば、スカウト画像などのスキャン計画に用いる被検体の画像における輪郭形状や画素値を基に解析処理して、水晶体が含まれる眼球、甲状腺が含まれる首、乳腺が含まれる胸部など放射線感受性の高い部位を含む範囲を特定し、その組織の種類別に対応付けされた最適な管電流低減設定のプリセットを適用するようにしてもよい。これにより、操作者の負担が軽減される。
【００７５】
また、第一実施形態にて説明した被曝予測線量のシミュレーション（simulation）を、スキャン計画時以外のときにも行うことができるようにするとよい。この場合には、管電流低減設定ウィンドウを開いて条件の設定・表示を可能にし、ファントムやサンプル（sample）のデータなどを基に被曝予測線量のシミュレーションを行い、算出値や分布図も表示する。これにより、操作者は、実際のスキャン計画を行う前に、被曝予測線量のシミュレーションを行って、放射線感受性の高い部位の種類別に用意すべきプリセットや好みのプリセットを検討し、設定しておくことができる。
【００７６】
なお、上記の各実施形態では、放射線感受性の高い部位の被曝線量を低減するために、スキャンにおける投影角度に応じてＸ線管２１の管電流を変化させているが、別の方法により実現させてもよい。例えば、投影角度に応じてＸ線管２１の管電圧を変化させてもよい。また例えば、Ｘ線ビームＸｂの経路上にＸ線吸収率が可変のフィルタを設置し、このフィルタを制御してＸ線ビームＸｂの線量を変化させてもよい。
【００７７】
また、上記の実施形態は、いずれもＸ線ＣＴ装置に係るものであるが、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴまたはＳＰＥＣＴとを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
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
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 ＤＡＳ
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
１００ Ｘ線ＣＴ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の画像と、該被検体の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、該情報と対応付けて、前記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェースと、
前記グラフィカルユーザインタフェースを介して入力された投影角度とＸ線ビームの線量との関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンするスキャン手段とを備えているＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記被検体の画像は、前記被検体をスカウトスキャンして得られた画像、前記被検体をＸ線ＣＴスキャンして得られた画像、または、前記被検体を光学式撮影装置にて撮影して得られた画像である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記所定の位置または範囲を示す図形を、前記被検体の画像に重ねてまたは該被検体の画像の近傍に表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記入力された関係に係る所定の投影角度の範囲が円周上の円弧で表される図形をさらに表示する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記入力された関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第１の被曝予測線量を算出する被曝予測線量算出手段をさらに備えており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記第１の被曝予測線量をさらに表示する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記被曝予測線量算出手段は、前記入力された関係とは異なる、投影角度とＸ線ビームの線量との所定の関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第２の被曝予測線量をさらに算出しており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記第２の被曝予測線量、または前記第１の被曝予測線量と前記第２の被曝予測線量との差分をさらに表示する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記被曝予測線量算出手段は、前記被検体の空間的な各位置の被曝予測線量を算出しており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記各位置の被曝予測線量に基づいて、前記被検体の被曝予測線量のスライス断面方向における分布図をさらに表示する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた情報に基づいて、前記被検体の空間的な各位置の被曝線量を算出する被曝線量算出手段をさらに備えており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記各位置の被曝線量のスライス断面方向における分布図をさらに表示する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた断層画像と、該断層画像に対応する被検体部分の被曝線量の分布図とを重ねて表示する請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１】
被検体の画像と、該被検体の体軸方向における所定の位置または範囲を示す情報とを対応付けて表示するとともに、該情報と対応付けて、前記所定の位置または範囲をＸ線ＣＴスキャンするときの投影角度とＸ線ビームの線量との関係を入力する操作を支援するグラフィカルユーザインタフェースと、
前記グラフィカルユーザインタフェースを介して入力された投影角度とＸ線ビームの線量との関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンするスキャン手段とを備えているＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記被検体の画像は、前記被検体をスカウトスキャンして得られた画像、前記被検体をＸ線ＣＴスキャンして得られた画像、または、前記被検体を光学式撮影装置にて撮影して得られた画像である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記所定の位置または範囲を示す図形を、前記被検体の画像に重ねてまたは該被検体の画像の近傍に表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記入力された関係に係る所定の投影角度の範囲が円周上の円弧で表される図形をさらに表示する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記入力された関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第１の被曝予測線量を算出する被曝予測線量算出手段をさらに備えており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記第１の被曝予測線量をさらに表示する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記被曝予測線量算出手段は、前記入力された関係とは異なる、投影角度とＸ線ビームの線量との所定の関係に基づいてＸ線ＣＴスキャンした場合における前記被検体の第２の被曝予測線量をさらに算出しており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記第２の被曝予測線量、または前記第１の被曝予測線量と前記第２の被曝予測線量との差分をさらに表示する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記被曝予測線量算出手段は、前記被検体の空間的な各位置の被曝予測線量を算出しており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記各位置の被曝予測線量に基づいて、前記被検体の被曝予測線量のスライス断面方向における分布図をさらに表示する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた情報に基づいて、前記被検体の空間的な各位置の被曝線量を算出する被曝線量算出手段をさらに備えており、
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記各位置の被曝線量のスライス断面方向における分布図をさらに表示する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記グラフィカルユーザインタフェースは、前記入力された関係に基づくＸ線ＣＴスキャンにより得られた断層画像と、該断層画像に対応する被検体部分の被曝線量の分布図とを重ねて表示する請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２６９０４８（Ｐ２０１０−２６９０４８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２４９２０（Ｐ２００９−１２４９２０）
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【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２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【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）】
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