Ｘ線ＣＴ装置
【課題】Ｘ線照射出力を所望の投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝線量が低減される領域について、その被曝線量の低減度を直接的に知ることを可能にする。
【解決手段】Ｘ線管の管電流をｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmにおいて所定のレベルより低くするスキャンにより被曝低減がなされる扇領域５０５について、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの角度幅ΔθとｍＡ低減率αとを基にその被曝低減率βを推定し、その被曝低減率βに関する情報５０８を表示する。
【解決手段】Ｘ線管の管電流をｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmにおいて所定のレベルより低くするスキャンにより被曝低減がなされる扇領域５０５について、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの角度幅ΔθとｍＡ低減率αとを基にその被曝低減率βを推定し、その被曝低減率βに関する情報５０８を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体をＸ線ＣＴスキャン（scan）する際に、Ｘ線照射出力を変調して被検体の一部のＸ線被曝線量を低減するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体をＸ線ＣＴスキャンする際に、体軸方向の所定の範囲における所定の投影角度範囲（スキャンの回転方向における範囲）において、Ｘ線照射出力を通常レベルよりも小さくすることにより、被検体の一部、例えば体表面近くに存在する放射線感受性の高い部位の被曝線量を低減するＸ線ＣＴ装置が提案されている（例えば、特許文献１、要約等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
上記のＸ線ＣＴ装置では、通常、スキャン計画時において、Ｘ線照射出力を低減する投影角度範囲とその低減度を、操作者の操作に応じて設定したり、操作者に向けて表示したりすることが想定される。
【０００５】
一方、操作者の関心は、上記投影角度範囲に対するＸ線照射出力の低減度よりも、その投影角度範囲で規定される部分的な領域に対する被曝線量の低減度にある場合が多い。
【０００６】
しかしながら、被検体の被曝線量の推定・算出については、従来、ＣＴＤＩ値やＤＬＰ値など、被検体のスライス面全体を単位にした算出手法が用いられている。すなわち、所定の投影角度範囲で規定される部分的な特定領域に対する被曝線量の算定手法は確立されていない。そのため、操作者は、その特定領域に対する被曝線量の低減度を直接的には知ることができず、Ｘ線照射出力が低減される投影角度範囲とその低減度とから、自身の経験を基に推測している。
【０００７】
このような事情により、Ｘ線照射出力を所望の投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝線量が低減される領域について、その被曝線量の低減度を直接的に知ることができるＸ線ＣＴ装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点の発明は、被検体をスキャンする際に、所望の体軸方向範囲における所望の投影角度範囲において、Ｘ線照射出力を所定のレベルから所望の出力低減度で低減するＸ線ＣＴ装置であって、前記投影角度範囲の角度幅と前記出力低減度とに基づいて、撮像視野を表す円領域の円周上における前記投影角度範囲に対応する円弧と該円領域の中心とを含む扇領域に対する被曝低減度を推定する推定手段と、前記推定された被曝低減度を表す情報を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００９】
第２の観点の発明は、前記推定手段が、１回転分の角度に対する前記角度幅の割合と前記出力低減度とを乗算して成る値に基づいて、前記被曝低減度を推定する上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第３の観点の発明は、前記表示手段が、前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像と前記被曝低減度を表す画像とを対応付けて表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第４の観点の発明は、前記表示手段が、前記扇領域を表す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
第５の観点の発明は、前記表示手段が、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１３】
第６の観点の発明は、前記表示手段が、投影角度を示す軸上で前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する上記第１の観点、第２の観点または第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第７の観点の発明は、前記表示手段が、前記被検体の予備的なスキャンにより得られた、前記体軸方向範囲内のスライスの断層像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
第８の観点の発明は、前記表示手段が、被曝線量測定用のファントムを表すファントム像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
第９の観点の発明は、前記表示手段が、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像と、前記被検体の体軸方向における前記被曝低減度または該被曝低減度によって定まる被曝度の変化を幾何学的に示す画像とを表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
第１０の観点の発明は、前記表示手段が、横軸を投影角度とし、縦軸を前記扇領域の被曝度とする座標空間において、前記投影角度範囲の開始および終了の投影角度に対応するそれぞれの位置に縦長の図形を表す画像を表示するとともに、前記被曝度の推定値に対応する位置に横長の図形を表す画像を表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
第１１の観点の発明は、前記表示手段により表示された画像に対する操作者による変更または操作を受け付け、該画像の変更または操作に基づいて、前記投影角度範囲および前記出力低減度のうち少なくとも一方を調整する調整手段をさらに備えている上記第３の観点から第１０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１２の観点の発明は、前記所定のレベルが、ＣＴ自動露出機構により決定される上記第１の観点から第１１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】
ここで、「投影角度」とは、Ｘ線管のＸ線焦点の回転角度位置であり、ビュー（view）角度あるいはガントリ（gantry）角度ともいう。
【００２１】
また、「所定のレベル」とは、被検体の一部のＸ線被曝量を意図的に低減させるような条件を含まないスキャン条件によるＸ線照射出力のレベルである。例えば、スキャン計画時に通常設定されるＸ線管の管電圧および管電流により定まるＸ線照射出力や、ＣＴ自動露出機構により決定される体軸方向の各位置における各投影角度でのＸ線照射出力などである。なお、上記被検体の一部は、例えば、放射線感受性の高い部位であり、具体的には、眼球、甲状腺、乳腺などが考えられる。
【００２２】
「範囲を幾何学的に示す画像」とは、その範囲が視覚的に分かるように表現された画像であり、例えば、その範囲の境界位置に設けられる補助線、矢印、その範囲を覆うように設けられる網掛けなどを考えることができる。
【００２３】
なお、Ｘ線照射出力は、Ｘ線管の管電圧が一定である場合には、Ｘ線管の管電流に依存する。
【００２４】
ここで、「撮像視野」とは、Ｘ線源とＸ線検出器とを含むデータ（data）収集系の幾何学的な構造に基づいて定まる画像再構成可能な領域であり、いわゆるＳＦＯＶ（Scan Field Of View）である。
【００２５】
ここで、「スカウト像」とは、主にスキャン計画に用いられる画像であり、本スキャンの前に行われる予備的なスキャンによって得られる画像である。「予備的なスキャン」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た状態で、被検体および走査ガントリの少なくとも一方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（beam）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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線照射出力を所望の投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝線量が低減される領域について、Ｘ線照射出力を低減する投影角度範囲の角度幅とその出力低減度とを基にその被曝線量の低減度を推定し、その被曝線量の低減度に関する情報を表示するので、その被曝線量の低減度を直接的に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図３】本スキャンｚ方向範囲の設定例を示す図である。
【図４】ｍＡ低減ｚ方向範囲の設定例を示す図である。
【図５】ｍＡ低減投影角度範囲を説明するための図である。
【図６】撮影部位とｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率との対応関係の一例を示す図である。
【図７】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第一例を示す図である。
【図８】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第二例を示す図である。
【図９】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第三例を示す図である。
【図１０】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第四例を示す図である。
【図１１】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第五例を示す図である。
【図１２】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第六例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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２０とを具備している。
【００３１】
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）やデータなどを記憶する記憶装置７とを具備している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
なお、中央処理装置３およびモニタ６は、本発明における表示手段の一例である。また、中央処理装置３は、本発明における調整手段および推定手段の一例である。
【００３５】
これより、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。
【００３６】
図２は、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ステップ（step）Ｓ１では、操作者の操作に応じて撮影部位の選択を行う。撮影部位の選択候補としては、例えば、頭部、首部、胸部、腰腹部、脚部等が考えられる。
【００３８】
ステップＳ２では、被検体４０の予備的なスキャンを行って被検体の投影データである予備スキャンデータを収集し、この予備スキャンデータを基にスカウト像を生成する。予備的なスキャンとしては、例えば、Ｘ線管２１を被検体４０の真上、真下、真横等に位置させて、Ｘ線管２１を被検体４０に対してｚ方向に相対移動させながらＸ線８１を照射し、投影データを収集する方法が考えられる。また例えば、本スキャンより低線量のＸ線を用いて被検体４０のヘリカルスキャンを行って投影データを収集する方法が考えられる。なお、本例では、後者の方法を採用し、スカウト像として、少なくとも被検体４０の正面像を表す画像を再構成する。
【００３９】
ステップＳ３では、いわゆるＣＴ自動露出機構により、予備スキャンデータに基づいて本スキャン時における管電流の変調曲線（以下、ｍＡ曲線という）を求める。本例では、被検体の各ｚ位置での断層像を所望のノイズレベル（ＳＤ値）で得ることができるよう、本スキャン時に、Ｘ線管２１の管電流を、Ｘ線管２１のｚ方向位置またはｚ方向位置および投影角度位置に応じて変化させる。ｍＡ曲線は、このような管電流の変調を行う場合における、管電流のｚ方向またはｚ方向および投影角度方向における変調曲線である。本例では、Ｘ線管２１の管電流を変調させるが、もちろん固定値であってもよい。なお、ｍＡ曲線は、本発明における「所定のレベル」の一例である。
【００４０】
ステップＳ４では、本スキャンを行うｚ方向の範囲（以下、本スキャンｚ方向範囲という）を設定する。
【００４１】
図３に、本スキャンｚ方向範囲の設定例を示す。例えば、図３に示すように、スキャン計画画面６１を表示する。スキャン計画画面６１には、被検体４０の正面像を表すスカウト像４１を表示する。操作者は、スカウト像４１上で本スキャンのｚ方向開始位置とｚ方向終了位置とを指定することにより、本スキャンｚ方向範囲Δｚ_scanを設定する。
【００４２】
ステップＳ５では、本スキャン時にＸ線管２１の管電流をｍＡ曲線のレベルから低減するｚ方向の範囲（以下、ｍＡ低減ｚ方向範囲という）を設定する。
【００４３】
図４に、ｍＡ低減ｚ方向範囲の設定例を示す。例えば、図４に示すように、スカウト像４１上には、略矩形状である第１の図形５０１が半透明に表示される。第１の図形５０１が占めるｚ方向の範囲は、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmを表している。操作者は、その第１の図形５０１のｚ方向の位置および範囲を調整することにより、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmを設定する。ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmは、例えば、放射線感受性の高い部位を覆うように設定する。図４に示す例では、撮影部位は胸部であり、放射線感受性の高い乳腺部分を覆うようにｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmが設定されている。
【００４４】
ステップＳ６では、本スキャン時にＸ線管２１の管電流を低減する投影角度範囲（以下、ｍＡ低減投影角度範囲という）と、管電流を低減する時のｍＡ曲線に対する管電流の低減率（以下、ｍＡ低減率という）とを読み出す。
【００４５】
図５に、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを説明するための図を示す。ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmは、図５に示すように、ｍＡ低減開始投影角度θｓからｍＡ低減終了投影角度θｅまでの範囲である。Ｘ線管２１は、本スキャン時に、被検体４０の周りをその円軌道２１ｃに沿って回転する。Ｘ線管２１が、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odm内に位置し、かつ、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odm内に位置するとき、その管電流を、設定されているｍＡ低減率αで低減する。
【００４６】
本例では、撮影部位ごとに、その撮影部位に含まれる放射線感受性の高い部位の位置や大きさ等を考慮して、撮影部位と、その撮影部位に適したｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率との対応関係を予め求め、記憶させておく。そして、当該対応関係を参照し、選択された撮影部位に応じたｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率を読み出す。
【００４７】
図６に、撮影部位とｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率との対応関係の一例を示す。この例では、例えば、撮影部位として胸部が選択された場合、Ｘ線管２１が被検体４０の真上に位置するときを投影角度０°として、ｍＡ低減開始投影角度θｓ＝−７５°、ｍＡ低減終了投影角度θｅ＝＋７５°、ｍＡ低減率α＝３０％が読み出される。
【００４８】
ステップＳ７では、撮像視野ＳＦＯＶのうち、Ｘ線管２１の管電流の低減により主に被曝低減が成される領域（以下、被曝低減領域という）に対する被曝低減率を推定する。
【００４９】
図５に示すように、被曝低減領域は、撮像視野ＳＦＯＶを表す円領域の円周上でｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmに対応する円弧５０３と、アイソセンタ（iso-center）ＩＳＯに対応するその円領域の中心５０４とを含む扇領域５０５として定めることができる。
【００５０】
被曝低減領域に対する被曝低減率βは、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの角度幅Δθと、ｍＡ低減率αとに基づいて推定することができる。本例では、次式に従って、被曝低減率βの推定値を算出する。
【００５１】
β＝ａ０・α＋ａ１・Δθ／３６０°＋ａ２・α・Δθ／３６０° …（数式１）
ここで、βは被曝低減率、ａ０，ａ１，ａ２は係数、αはｍＡ低減率、ΔθはｍＡ低減投影角度範囲Ｒｚ_odmの角度幅である。
【００５２】
この式は、次のような考えに基づいて導き出されたものである。ある個所での被曝線量（ＣＴＤＩ値）は、Ｘ線管２１の管電流とＸ線８１の照射時間との積に比例する。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの角度幅Δθは、Ｘ線８１の線量が低減された照射時間に比例する。そうすると、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmに対応する円弧５０３とアイソセンタＩＳＯに対応する円領域の中心５０４とで規定される扇領域５０５となる被曝低減領域では、その被曝低減分を、ｍＡ低減率αと角度幅Δθの２つの因子を用いて表現することができる。これら２つの因子による項のうち、被曝低減率への寄与率が高いと考えられる項だけを残して簡略化すると、上記の数式が得られる。
【００５３】
なお、係数ａ０，ａ１，ａ２の値は、プローブ等による線量の実測値と上記の数式による線量の計算値との比較に基づくフィッティング（fitting）の状況によって異なる。経験的には、それぞれ、−１００００＜ａ０＜＋１００００、−１００００＜ａ１＜＋１００００、０＜ａ２＜１０の値を取る。なお、これまでの実験やシミュレーション等からすると、被曝低減率βは、ｍＡ低減率αと角度幅Δθとを乗算して成る値を含む項による寄与率が大きいことが分かっている。そこで、簡易的には、係数ａ０，ａ１をゼロとしてもよい。これにより、より簡易的に被曝低減率βを求めることができる。
【００５４】
ステップＳ８では、被曝低減領域に対する被曝低減率の推定値に関する情報（以下、被曝低減率情報という）を表示する。
【００５５】
図７に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第一例を示す。第一例に係るスキャン計画画面６１では、被検体４０のスカウト像４１と、ｍＡ低減ｚ方向範囲Δｚ_odmを表す第１の図形５０１とを重ねて表示する。また、その横には、撮像視野（ＳＦＯＶ）を円領域５０２で表し、ｍＡ低減投影角度範囲Δθ_odmをその円領域５０２の円周上の円弧５０３で表し、被曝低減領域をその円領域５０２のうちの扇領域５０５で表した第１の画像５０６と、被検体４０の断層像を模した模擬断層像５０７とを重ねて表示する。さらに、被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８を、被曝低減領域を表す扇領域５０５の近傍に表示する。被曝低減領域を表す扇領域５０５は、その被曝低減領域に対する被曝低減率βの大きさに応じた色で表示される。スキャン計画画面６１には、図７に示すように、被曝低減率とその色との対応関係を示す案内図５０９が表示されている。本例では、被曝低減率として取り得る数値範囲を複数の範囲に分け、案内図５０９は、被曝低減率の各範囲の代表値とその範囲に対応する色で着色されたブロックとを対応付けて並べた構成である。本例では、被曝低減率として取り得る０〜２５％を５％刻みで５つの範囲に分け、各範囲の代表値を５％，１０％，１５％，２０％，２５％とし、それぞれの範囲に対応する色を、緑，青，橙，黄，桃としている。
【００５６】
なお、被曝低減領域を表す扇領域５０５は、その被曝低減率βの推定値に応じてその模様を変えて表示するようにしてもよい。
【００５７】
操作者は、このようなスキャン計画画面を見ることで、現時点で設定されている被曝低減領域の場所と、その領域に対して推定される被曝低減率とを把握することができ、被曝低減に関して所望の設定が成されているかを確認することができる。
【００５８】
ステップＳ９では、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmおよびｍＡ低減率αを調整する。この調整は、スキャン計画画面６１に表示されている画像をグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）にて操作・変更することにより行われる。
【００５９】
操作者は、被曝低減領域を表す扇領域５０５の輪郭を形成する直線５０５ａ，５０５ｂの角度位置を変更することにより、ｍＡ低減開始投影角度θｓおよびｍＡ低減終了投影角度θｅを調整する。また、操作者は、案内図５０９において、所望の被曝低減率のブロックを押下して選択する。すると、現時点での被曝低減領域に対する被曝低減率βがその選択された被曝低減率となるよう、数式１を基にｍＡ低減率が逆算して求められる。そして、求められたｍＡ低減率がｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmにおけるｍＡ低減率αとして設定される。被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８も新たな情報に更新される。
【００６０】
ステップＳ１０では、スキャン条件の確定を行う。操作者が、確定操作を行うと、現時点で設定されている、本スキャンｚ方向範囲Ｒｚ_scan、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odm、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odm、ｍＡ低減率αなどを含むスキャン条件が確定する。スキャン条件を再調整したい場合には、ステップＳ４に戻る。
【００６１】
ステップＳ１１では、確定したスキャン条件に従って、ｍＡ低減付きの本スキャンを実行する。
【００６２】
ステップＳ１２では、本スキャンによって得られた被検体の断層像を表示する。
【００６３】
本例によれば、Ｘ線管２１の管電流をｍＡ低減投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝低減がなされる領域について、ｍＡ低減投影角度範囲の角度幅とｍＡ低減率とを基にその被曝低減率を推定し、その被曝低減率に関する情報を表示するので、その被曝低減率を直接的に知ることができる。また、操作者は、関心の高い被曝低減率をベースに、ｍＡ低減率を間接的に調整することができる。
【００６４】
（第二実施形態）
図８に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第二例を示す。第二例に係るスキャン計画画面６２では、スカウト像４１と、第１の図形５０１と、案内図５０９とを表示する。第１の図形５０１は、案内図５０９が示している被曝低減率と色との対応関係に基づき、被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値に応じた色で表示される。案内図５０９が占める横方向の範囲は、投影角度θと対応している。案内図５０９上には、ｍＡ低減開始投影角度θｓに対応する縦長の第１の補助線５１１と、ｍＡ低減終了投影角度θｅに対応する縦長の第２の補助線５１２とが表示されている。つまり、第１の図形５０１の色で被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値を大よそ知ることができ、また、第１および第２の補助線５１１，５１２の位置により、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを把握することができる。
【００６５】
ｍＡ低減率αの調整は、案内図５０９において、所望の被曝低減率のブロックを押下して選択することで間接的に行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、第１および第２の補助線５１１，５１２の位置を変更することで行うことができる。
【００６６】
本例によれば、第一例と同様に、被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値と、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmとを容易に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より関心の高い被曝低減率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００６７】
（第三実施形態）
図９に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第三例を示す。本例では、被検体４０の予備スキャンデータを基に、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odm内のスライスＳＬ１の実断層像５１３を再構成する。第三例に係るスキャン計画画面６３では、その実断層像５１３と、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを撮像視野ＳＦＯＶの円領域５０２における円周上の円弧５０３で表した第１の画像５０６とを重ねて表示する。また、被曝低減領域を表す扇領域５０５の近傍にまたはその上に重ねて、被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８を表示する。
【００６８】
ｍＡ低減率αの調整は、被曝低減率情報を、所望の被曝低減率に書き換えることで間接的に行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、扇領域５０５の輪郭を形成する第１および第２の直線５０５ａ，５０５ｂの角度位置を変更することで行うことができる。
【００６９】
本例によれば、被検体４０と、設定されているｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmとの位置関係を正確に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より関心の高い被曝低減率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００７０】
（第四実施形態）
図１０に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第四例を示す。第四例に係るスキャン計画画面６４では、被曝線量測定用のＣＴＤＩファントムを表すファントム像５１４と、ｍＡ低減投影角度範囲を撮像視野ＳＦＯＶの円領域５０２における円周上の円弧５０３で表し、被曝低減領域をその円領域５０２における扇領域５０５で表した第１の画像５０６とを重ねて表示する。また、被曝低減領域を表す扇領域５０５の近傍にまたはその上に重ねて、被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８を表示する。
【００７１】
ｍＡ低減率αの調整は、テキスト情報５０８を、所望の被曝低減率に書き換えることで行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、扇領域５０５の輪郭を形成する第１および第２の直線５０５ａ，５０５ｂの角度位置を変更することで行うことができる。
【００７２】
本例によれば、ファントムを用いて被曝線量を測定している状況を想像しながら、被曝低減領域Ｑに対する被曝低減率βを把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率を、より関心の高い被曝低減率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００７３】
（第五実施形態）
図１１に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第五例を示す。第五例に係るスキャン計画画面６５では、スカウト像４１と、第１の図形５０１と、ｚ方向における被曝率γの変化を幾何学的に示すグラフ５１５とを、ｚ方向の座標を共通にして表示する。被曝率γは、Ｘ線管２１の管電流を低減しない場合、すなわち、ここではｍＡ曲線の通りに変調させた場合の被曝線量を１００％とするものである。つまり、被曝率γ＝１００％−被曝低減率βである。
【００７４】
ｍＡ低減率αの調整は、グラフ５１５を変更することで間接的に行うことができる。
【００７５】
本例によれば、ｚ方向において、被検体４０のどの範囲がどの程度の被曝率でスキャンされるかを直感的に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より感心の高い被曝率をベースに調整することができる。
【００７６】
（第六実施形態）
図１２に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第六例を示す。第六例に係るスキャン計画画面６６では、横軸を投影角度θ、縦軸を被曝率γとする座標空間５２０において、ｍＡ低減開始投影角度θｓに対応する座標に縦長に配される第１のバー５１６と、ｍＡ低減終了投影角度θｅに対応する座標に縦長に配される第２のバー５１７と、第１および第２のバーの間に、被曝率γに対応する座標に横長に配される第３のバー５１８とを表示する。
【００７７】
ｍＡ低減率αの調整は、第３のバー５１８を縦方向にスライドさせることで間接的に行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、第１および第２のバー５１６，５１７を横方向にスライドさせることで行うことができる。
【００７８】
本例によれば、これらの第１〜第３のバーを見るだけで、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmおよび被曝率γを直感的に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より感心の高い被曝率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００７９】
なお、発明の実施形態は、上記に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
【００８０】
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】
【００８１】
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
４１ スカウト像
５０１ 第１の図形
５０２ 円領域
５０３ 円弧
５０４ 円領域の中心
５０５ 扇領域
５０５ａ 第１の直線
５０５ｂ 第２の直線
５０６ 第１の画像
５０７ 模擬断層像
５０８ テキスト情報
５０９ 案内図
５１１ 第１の補助線
５１２ 第２の補助線
５１３ 実断層像
５１４ ファントム像
５１５ グラフ
５１６ 第１のバー
５１７ 第２のバー
５１８ 第３のバー
６１ 第一例に係るスキャン計画画面
６２ 第二例に係るスキャン計画画面
６３ 第三例に係るスキャン計画画面
６４ 第四例に係るスキャン計画画面
６５ 第五例に係るスキャン計画画面
６６ 第六例に係るスキャン計画画面
８１ Ｘ線
１００ Ｘ線ＣＴ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体をＸ線ＣＴスキャン（scan）する際に、Ｘ線照射出力を変調して被検体の一部のＸ線被曝線量を低減するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体をＸ線ＣＴスキャンする際に、体軸方向の所定の範囲における所定の投影角度範囲（スキャンの回転方向における範囲）において、Ｘ線照射出力を通常レベルよりも小さくすることにより、被検体の一部、例えば体表面近くに存在する放射線感受性の高い部位の被曝線量を低減するＸ線ＣＴ装置が提案されている（例えば、特許文献１、要約等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
上記のＸ線ＣＴ装置では、通常、スキャン計画時において、Ｘ線照射出力を低減する投影角度範囲とその低減度を、操作者の操作に応じて設定したり、操作者に向けて表示したりすることが想定される。
【０００５】
一方、操作者の関心は、上記投影角度範囲に対するＸ線照射出力の低減度よりも、その投影角度範囲で規定される部分的な領域に対する被曝線量の低減度にある場合が多い。
【０００６】
しかしながら、被検体の被曝線量の推定・算出については、従来、ＣＴＤＩ値やＤＬＰ値など、被検体のスライス面全体を単位にした算出手法が用いられている。すなわち、所定の投影角度範囲で規定される部分的な特定領域に対する被曝線量の算定手法は確立されていない。そのため、操作者は、その特定領域に対する被曝線量の低減度を直接的には知ることができず、Ｘ線照射出力が低減される投影角度範囲とその低減度とから、自身の経験を基に推測している。
【０００７】
このような事情により、Ｘ線照射出力を所望の投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝線量が低減される領域について、その被曝線量の低減度を直接的に知ることができるＸ線ＣＴ装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点の発明は、被検体をスキャンする際に、所望の体軸方向範囲における所望の投影角度範囲において、Ｘ線照射出力を所定のレベルから所望の出力低減度で低減するＸ線ＣＴ装置であって、前記投影角度範囲の角度幅と前記出力低減度とに基づいて、撮像視野を表す円領域の円周上における前記投影角度範囲に対応する円弧と該円領域の中心とを含む扇領域に対する被曝低減度を推定する推定手段と、前記推定された被曝低減度を表す情報を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００９】
第２の観点の発明は、前記推定手段が、１回転分の角度に対する前記角度幅の割合と前記出力低減度とを乗算して成る値に基づいて、前記被曝低減度を推定する上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第３の観点の発明は、前記表示手段が、前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像と前記被曝低減度を表す画像とを対応付けて表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第４の観点の発明は、前記表示手段が、前記扇領域を表す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
第５の観点の発明は、前記表示手段が、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１３】
第６の観点の発明は、前記表示手段が、投影角度を示す軸上で前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する上記第１の観点、第２の観点または第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第７の観点の発明は、前記表示手段が、前記被検体の予備的なスキャンにより得られた、前記体軸方向範囲内のスライスの断層像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
第８の観点の発明は、前記表示手段が、被曝線量測定用のファントムを表すファントム像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
第９の観点の発明は、前記表示手段が、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像と、前記被検体の体軸方向における前記被曝低減度または該被曝低減度によって定まる被曝度の変化を幾何学的に示す画像とを表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
第１０の観点の発明は、前記表示手段が、横軸を投影角度とし、縦軸を前記扇領域の被曝度とする座標空間において、前記投影角度範囲の開始および終了の投影角度に対応するそれぞれの位置に縦長の図形を表す画像を表示するとともに、前記被曝度の推定値に対応する位置に横長の図形を表す画像を表示する上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
第１１の観点の発明は、前記表示手段により表示された画像に対する操作者による変更または操作を受け付け、該画像の変更または操作に基づいて、前記投影角度範囲および前記出力低減度のうち少なくとも一方を調整する調整手段をさらに備えている上記第３の観点から第１０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１２の観点の発明は、前記所定のレベルが、ＣＴ自動露出機構により決定される上記第１の観点から第１１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】
ここで、「投影角度」とは、Ｘ線管のＸ線焦点の回転角度位置であり、ビュー（view）角度あるいはガントリ（gantry）角度ともいう。
【００２１】
また、「所定のレベル」とは、被検体の一部のＸ線被曝量を意図的に低減させるような条件を含まないスキャン条件によるＸ線照射出力のレベルである。例えば、スキャン計画時に通常設定されるＸ線管の管電圧および管電流により定まるＸ線照射出力や、ＣＴ自動露出機構により決定される体軸方向の各位置における各投影角度でのＸ線照射出力などである。なお、上記被検体の一部は、例えば、放射線感受性の高い部位であり、具体的には、眼球、甲状腺、乳腺などが考えられる。
【００２２】
「範囲を幾何学的に示す画像」とは、その範囲が視覚的に分かるように表現された画像であり、例えば、その範囲の境界位置に設けられる補助線、矢印、その範囲を覆うように設けられる網掛けなどを考えることができる。
【００２３】
なお、Ｘ線照射出力は、Ｘ線管の管電圧が一定である場合には、Ｘ線管の管電流に依存する。
【００２４】
ここで、「撮像視野」とは、Ｘ線源とＸ線検出器とを含むデータ（data）収集系の幾何学的な構造に基づいて定まる画像再構成可能な領域であり、いわゆるＳＦＯＶ（Scan Field Of View）である。
【００２５】
ここで、「スカウト像」とは、主にスキャン計画に用いられる画像であり、本スキャンの前に行われる予備的なスキャンによって得られる画像である。「予備的なスキャン」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た状態で、被検体および走査ガントリの少なくとも一方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（beam）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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線照射出力を所望の投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝線量が低減される領域について、Ｘ線照射出力を低減する投影角度範囲の角度幅とその出力低減度とを基にその被曝線量の低減度を推定し、その被曝線量の低減度に関する情報を表示するので、その被曝線量の低減度を直接的に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフローチャート（flow chart）である。
【図３】本スキャンｚ方向範囲の設定例を示す図である。
【図４】ｍＡ低減ｚ方向範囲の設定例を示す図である。
【図５】ｍＡ低減投影角度範囲を説明するための図である。
【図６】撮影部位とｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率との対応関係の一例を示す図である。
【図７】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第一例を示す図である。
【図８】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第二例を示す図である。
【図９】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第三例を示す図である。
【図１０】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第四例を示す図である。
【図１１】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第五例を示す図である。
【図１２】被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第六例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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２０とを具備している。
【００３１】
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）やデータなどを記憶する記憶装置７とを具備している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
なお、中央処理装置３およびモニタ６は、本発明における表示手段の一例である。また、中央処理装置３は、本発明における調整手段および推定手段の一例である。
【００３５】
これより、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。
【００３６】
図２は、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ステップ（step）Ｓ１では、操作者の操作に応じて撮影部位の選択を行う。撮影部位の選択候補としては、例えば、頭部、首部、胸部、腰腹部、脚部等が考えられる。
【００３８】
ステップＳ２では、被検体４０の予備的なスキャンを行って被検体の投影データである予備スキャンデータを収集し、この予備スキャンデータを基にスカウト像を生成する。予備的なスキャンとしては、例えば、Ｘ線管２１を被検体４０の真上、真下、真横等に位置させて、Ｘ線管２１を被検体４０に対してｚ方向に相対移動させながらＸ線８１を照射し、投影データを収集する方法が考えられる。また例えば、本スキャンより低線量のＸ線を用いて被検体４０のヘリカルスキャンを行って投影データを収集する方法が考えられる。なお、本例では、後者の方法を採用し、スカウト像として、少なくとも被検体４０の正面像を表す画像を再構成する。
【００３９】
ステップＳ３では、いわゆるＣＴ自動露出機構により、予備スキャンデータに基づいて本スキャン時における管電流の変調曲線（以下、ｍＡ曲線という）を求める。本例では、被検体の各ｚ位置での断層像を所望のノイズレベル（ＳＤ値）で得ることができるよう、本スキャン時に、Ｘ線管２１の管電流を、Ｘ線管２１のｚ方向位置またはｚ方向位置および投影角度位置に応じて変化させる。ｍＡ曲線は、このような管電流の変調を行う場合における、管電流のｚ方向またはｚ方向および投影角度方向における変調曲線である。本例では、Ｘ線管２１の管電流を変調させるが、もちろん固定値であってもよい。なお、ｍＡ曲線は、本発明における「所定のレベル」の一例である。
【００４０】
ステップＳ４では、本スキャンを行うｚ方向の範囲（以下、本スキャンｚ方向範囲という）を設定する。
【００４１】
図３に、本スキャンｚ方向範囲の設定例を示す。例えば、図３に示すように、スキャン計画画面６１を表示する。スキャン計画画面６１には、被検体４０の正面像を表すスカウト像４１を表示する。操作者は、スカウト像４１上で本スキャンのｚ方向開始位置とｚ方向終了位置とを指定することにより、本スキャンｚ方向範囲Δｚ_scanを設定する。
【００４２】
ステップＳ５では、本スキャン時にＸ線管２１の管電流をｍＡ曲線のレベルから低減するｚ方向の範囲（以下、ｍＡ低減ｚ方向範囲という）を設定する。
【００４３】
図４に、ｍＡ低減ｚ方向範囲の設定例を示す。例えば、図４に示すように、スカウト像４１上には、略矩形状である第１の図形５０１が半透明に表示される。第１の図形５０１が占めるｚ方向の範囲は、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmを表している。操作者は、その第１の図形５０１のｚ方向の位置および範囲を調整することにより、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmを設定する。ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmは、例えば、放射線感受性の高い部位を覆うように設定する。図４に示す例では、撮影部位は胸部であり、放射線感受性の高い乳腺部分を覆うようにｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odmが設定されている。
【００４４】
ステップＳ６では、本スキャン時にＸ線管２１の管電流を低減する投影角度範囲（以下、ｍＡ低減投影角度範囲という）と、管電流を低減する時のｍＡ曲線に対する管電流の低減率（以下、ｍＡ低減率という）とを読み出す。
【００４５】
図５に、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを説明するための図を示す。ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmは、図５に示すように、ｍＡ低減開始投影角度θｓからｍＡ低減終了投影角度θｅまでの範囲である。Ｘ線管２１は、本スキャン時に、被検体４０の周りをその円軌道２１ｃに沿って回転する。Ｘ線管２１が、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odm内に位置し、かつ、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odm内に位置するとき、その管電流を、設定されているｍＡ低減率αで低減する。
【００４６】
本例では、撮影部位ごとに、その撮影部位に含まれる放射線感受性の高い部位の位置や大きさ等を考慮して、撮影部位と、その撮影部位に適したｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率との対応関係を予め求め、記憶させておく。そして、当該対応関係を参照し、選択された撮影部位に応じたｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率を読み出す。
【００４７】
図６に、撮影部位とｍＡ低減投影角度範囲およびｍＡ低減率との対応関係の一例を示す。この例では、例えば、撮影部位として胸部が選択された場合、Ｘ線管２１が被検体４０の真上に位置するときを投影角度０°として、ｍＡ低減開始投影角度θｓ＝−７５°、ｍＡ低減終了投影角度θｅ＝＋７５°、ｍＡ低減率α＝３０％が読み出される。
【００４８】
ステップＳ７では、撮像視野ＳＦＯＶのうち、Ｘ線管２１の管電流の低減により主に被曝低減が成される領域（以下、被曝低減領域という）に対する被曝低減率を推定する。
【００４９】
図５に示すように、被曝低減領域は、撮像視野ＳＦＯＶを表す円領域の円周上でｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmに対応する円弧５０３と、アイソセンタ（iso-center）ＩＳＯに対応するその円領域の中心５０４とを含む扇領域５０５として定めることができる。
【００５０】
被曝低減領域に対する被曝低減率βは、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの角度幅Δθと、ｍＡ低減率αとに基づいて推定することができる。本例では、次式に従って、被曝低減率βの推定値を算出する。
【００５１】
β＝ａ０・α＋ａ１・Δθ／３６０°＋ａ２・α・Δθ／３６０° …（数式１）
ここで、βは被曝低減率、ａ０，ａ１，ａ２は係数、αはｍＡ低減率、ΔθはｍＡ低減投影角度範囲Ｒｚ_odmの角度幅である。
【００５２】
この式は、次のような考えに基づいて導き出されたものである。ある個所での被曝線量（ＣＴＤＩ値）は、Ｘ線管２１の管電流とＸ線８１の照射時間との積に比例する。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの角度幅Δθは、Ｘ線８１の線量が低減された照射時間に比例する。そうすると、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmに対応する円弧５０３とアイソセンタＩＳＯに対応する円領域の中心５０４とで規定される扇領域５０５となる被曝低減領域では、その被曝低減分を、ｍＡ低減率αと角度幅Δθの２つの因子を用いて表現することができる。これら２つの因子による項のうち、被曝低減率への寄与率が高いと考えられる項だけを残して簡略化すると、上記の数式が得られる。
【００５３】
なお、係数ａ０，ａ１，ａ２の値は、プローブ等による線量の実測値と上記の数式による線量の計算値との比較に基づくフィッティング（fitting）の状況によって異なる。経験的には、それぞれ、−１００００＜ａ０＜＋１００００、−１００００＜ａ１＜＋１００００、０＜ａ２＜１０の値を取る。なお、これまでの実験やシミュレーション等からすると、被曝低減率βは、ｍＡ低減率αと角度幅Δθとを乗算して成る値を含む項による寄与率が大きいことが分かっている。そこで、簡易的には、係数ａ０，ａ１をゼロとしてもよい。これにより、より簡易的に被曝低減率βを求めることができる。
【００５４】
ステップＳ８では、被曝低減領域に対する被曝低減率の推定値に関する情報（以下、被曝低減率情報という）を表示する。
【００５５】
図７に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第一例を示す。第一例に係るスキャン計画画面６１では、被検体４０のスカウト像４１と、ｍＡ低減ｚ方向範囲Δｚ_odmを表す第１の図形５０１とを重ねて表示する。また、その横には、撮像視野（ＳＦＯＶ）を円領域５０２で表し、ｍＡ低減投影角度範囲Δθ_odmをその円領域５０２の円周上の円弧５０３で表し、被曝低減領域をその円領域５０２のうちの扇領域５０５で表した第１の画像５０６と、被検体４０の断層像を模した模擬断層像５０７とを重ねて表示する。さらに、被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８を、被曝低減領域を表す扇領域５０５の近傍に表示する。被曝低減領域を表す扇領域５０５は、その被曝低減領域に対する被曝低減率βの大きさに応じた色で表示される。スキャン計画画面６１には、図７に示すように、被曝低減率とその色との対応関係を示す案内図５０９が表示されている。本例では、被曝低減率として取り得る数値範囲を複数の範囲に分け、案内図５０９は、被曝低減率の各範囲の代表値とその範囲に対応する色で着色されたブロックとを対応付けて並べた構成である。本例では、被曝低減率として取り得る０〜２５％を５％刻みで５つの範囲に分け、各範囲の代表値を５％，１０％，１５％，２０％，２５％とし、それぞれの範囲に対応する色を、緑，青，橙，黄，桃としている。
【００５６】
なお、被曝低減領域を表す扇領域５０５は、その被曝低減率βの推定値に応じてその模様を変えて表示するようにしてもよい。
【００５７】
操作者は、このようなスキャン計画画面を見ることで、現時点で設定されている被曝低減領域の場所と、その領域に対して推定される被曝低減率とを把握することができ、被曝低減に関して所望の設定が成されているかを確認することができる。
【００５８】
ステップＳ９では、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmおよびｍＡ低減率αを調整する。この調整は、スキャン計画画面６１に表示されている画像をグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）にて操作・変更することにより行われる。
【００５９】
操作者は、被曝低減領域を表す扇領域５０５の輪郭を形成する直線５０５ａ，５０５ｂの角度位置を変更することにより、ｍＡ低減開始投影角度θｓおよびｍＡ低減終了投影角度θｅを調整する。また、操作者は、案内図５０９において、所望の被曝低減率のブロックを押下して選択する。すると、現時点での被曝低減領域に対する被曝低減率βがその選択された被曝低減率となるよう、数式１を基にｍＡ低減率が逆算して求められる。そして、求められたｍＡ低減率がｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmにおけるｍＡ低減率αとして設定される。被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８も新たな情報に更新される。
【００６０】
ステップＳ１０では、スキャン条件の確定を行う。操作者が、確定操作を行うと、現時点で設定されている、本スキャンｚ方向範囲Ｒｚ_scan、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odm、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odm、ｍＡ低減率αなどを含むスキャン条件が確定する。スキャン条件を再調整したい場合には、ステップＳ４に戻る。
【００６１】
ステップＳ１１では、確定したスキャン条件に従って、ｍＡ低減付きの本スキャンを実行する。
【００６２】
ステップＳ１２では、本スキャンによって得られた被検体の断層像を表示する。
【００６３】
本例によれば、Ｘ線管２１の管電流をｍＡ低減投影角度範囲において所定のレベルより低くするスキャンにより被曝低減がなされる領域について、ｍＡ低減投影角度範囲の角度幅とｍＡ低減率とを基にその被曝低減率を推定し、その被曝低減率に関する情報を表示するので、その被曝低減率を直接的に知ることができる。また、操作者は、関心の高い被曝低減率をベースに、ｍＡ低減率を間接的に調整することができる。
【００６４】
（第二実施形態）
図８に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第二例を示す。第二例に係るスキャン計画画面６２では、スカウト像４１と、第１の図形５０１と、案内図５０９とを表示する。第１の図形５０１は、案内図５０９が示している被曝低減率と色との対応関係に基づき、被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値に応じた色で表示される。案内図５０９が占める横方向の範囲は、投影角度θと対応している。案内図５０９上には、ｍＡ低減開始投影角度θｓに対応する縦長の第１の補助線５１１と、ｍＡ低減終了投影角度θｅに対応する縦長の第２の補助線５１２とが表示されている。つまり、第１の図形５０１の色で被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値を大よそ知ることができ、また、第１および第２の補助線５１１，５１２の位置により、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを把握することができる。
【００６５】
ｍＡ低減率αの調整は、案内図５０９において、所望の被曝低減率のブロックを押下して選択することで間接的に行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、第１および第２の補助線５１１，５１２の位置を変更することで行うことができる。
【００６６】
本例によれば、第一例と同様に、被曝低減領域に対する被曝低減率βの推定値と、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmとを容易に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より関心の高い被曝低減率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００６７】
（第三実施形態）
図９に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第三例を示す。本例では、被検体４０の予備スキャンデータを基に、ｍＡ低減ｚ方向範囲Ｒｚ_odm内のスライスＳＬ１の実断層像５１３を再構成する。第三例に係るスキャン計画画面６３では、その実断層像５１３と、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを撮像視野ＳＦＯＶの円領域５０２における円周上の円弧５０３で表した第１の画像５０６とを重ねて表示する。また、被曝低減領域を表す扇領域５０５の近傍にまたはその上に重ねて、被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８を表示する。
【００６８】
ｍＡ低減率αの調整は、被曝低減率情報を、所望の被曝低減率に書き換えることで間接的に行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、扇領域５０５の輪郭を形成する第１および第２の直線５０５ａ，５０５ｂの角度位置を変更することで行うことができる。
【００６９】
本例によれば、被検体４０と、設定されているｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmとの位置関係を正確に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より関心の高い被曝低減率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００７０】
（第四実施形態）
図１０に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第四例を示す。第四例に係るスキャン計画画面６４では、被曝線量測定用のＣＴＤＩファントムを表すファントム像５１４と、ｍＡ低減投影角度範囲を撮像視野ＳＦＯＶの円領域５０２における円周上の円弧５０３で表し、被曝低減領域をその円領域５０２における扇領域５０５で表した第１の画像５０６とを重ねて表示する。また、被曝低減領域を表す扇領域５０５の近傍にまたはその上に重ねて、被曝低減率βの推定値を示すテキスト情報５０８を表示する。
【００７１】
ｍＡ低減率αの調整は、テキスト情報５０８を、所望の被曝低減率に書き換えることで行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、扇領域５０５の輪郭を形成する第１および第２の直線５０５ａ，５０５ｂの角度位置を変更することで行うことができる。
【００７２】
本例によれば、ファントムを用いて被曝線量を測定している状況を想像しながら、被曝低減領域Ｑに対する被曝低減率βを把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率を、より関心の高い被曝低減率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００７３】
（第五実施形態）
図１１に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第五例を示す。第五例に係るスキャン計画画面６５では、スカウト像４１と、第１の図形５０１と、ｚ方向における被曝率γの変化を幾何学的に示すグラフ５１５とを、ｚ方向の座標を共通にして表示する。被曝率γは、Ｘ線管２１の管電流を低減しない場合、すなわち、ここではｍＡ曲線の通りに変調させた場合の被曝線量を１００％とするものである。つまり、被曝率γ＝１００％−被曝低減率βである。
【００７４】
ｍＡ低減率αの調整は、グラフ５１５を変更することで間接的に行うことができる。
【００７５】
本例によれば、ｚ方向において、被検体４０のどの範囲がどの程度の被曝率でスキャンされるかを直感的に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より感心の高い被曝率をベースに調整することができる。
【００７６】
（第六実施形態）
図１２に、被曝低減率情報が表示されたスキャン計画画面の第六例を示す。第六例に係るスキャン計画画面６６では、横軸を投影角度θ、縦軸を被曝率γとする座標空間５２０において、ｍＡ低減開始投影角度θｓに対応する座標に縦長に配される第１のバー５１６と、ｍＡ低減終了投影角度θｅに対応する座標に縦長に配される第２のバー５１７と、第１および第２のバーの間に、被曝率γに対応する座標に横長に配される第３のバー５１８とを表示する。
【００７７】
ｍＡ低減率αの調整は、第３のバー５１８を縦方向にスライドさせることで間接的に行うことができる。また、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmの調整は、第１および第２のバー５１６，５１７を横方向にスライドさせることで行うことができる。
【００７８】
本例によれば、これらの第１〜第３のバーを見るだけで、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmおよび被曝率γを直感的に把握することができる。また、そのような把握をしながら、ｍＡ低減率αを、より感心の高い被曝率をベースに調整したり、ｍＡ低減投影角度範囲Ｒθ_odmを調整したりすることができる。
【００７９】
なお、発明の実施形態は、上記に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
【００８０】
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】
【００８１】
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
４１ スカウト像
５０１ 第１の図形
５０２ 円領域
５０３ 円弧
５０４ 円領域の中心
５０５ 扇領域
５０５ａ 第１の直線
５０５ｂ 第２の直線
５０６ 第１の画像
５０７ 模擬断層像
５０８ テキスト情報
５０９ 案内図
５１１ 第１の補助線
５１２ 第２の補助線
５１３ 実断層像
５１４ ファントム像
５１５ グラフ
５１６ 第１のバー
５１７ 第２のバー
５１８ 第３のバー
６１ 第一例に係るスキャン計画画面
６２ 第二例に係るスキャン計画画面
６３ 第三例に係るスキャン計画画面
６４ 第四例に係るスキャン計画画面
６５ 第五例に係るスキャン計画画面
６６ 第六例に係るスキャン計画画面
８１ Ｘ線
１００ Ｘ線ＣＴ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体をスキャンする際に、所望の体軸方向範囲における所望の投影角度範囲において、Ｘ線照射出力を所定のレベルから所望の出力低減度で低減するＸ線ＣＴ装置であって、
前記投影角度範囲の角度幅と前記出力低減度とに基づいて、撮像視野を表す円領域の円周上における前記投影角度範囲に対応する円弧と該円領域の中心とを含む扇領域に対する被曝低減度を推定する推定手段と、
前記推定された被曝低減度を表す情報を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記推定手段は、１回転分の角度に対する前記角度幅の割合と前記出力低減度とを乗算して成る値に基づいて、前記被曝低減度を推定する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像と前記被曝低減度を表す画像とを対応付けて表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記扇領域を表す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記表示手段は、投影角度を示す軸上で前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する請求項１、請求項２または請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記被検体の予備的なスキャンにより得られた、前記体軸方向範囲内のスライスの断層像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記表示手段は、被曝線量測定用のファントムを表すファントム像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像と、前記被検体の体軸方向における前記被曝低減度または該被曝低減度によって定まる被曝度の変化を幾何学的に示す画像とを表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記表示手段は、横軸を投影角度とし、縦軸を前記扇領域の被曝度とする座標空間において、前記投影角度範囲の開始および終了の投影角度に対応するそれぞれの位置に縦長の図形を表す画像を表示するとともに、前記被曝度の推定値に対応する位置に横長の図形を表す画像を表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記表示手段により表示された画像に対する操作者による変更または操作を受け付け、該画像の変更または操作に基づいて、前記投影角度範囲および前記出力低減度のうち少なくとも一方を調整する調整手段をさらに備えている請求項３から請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記所定のレベルは、ＣＴ自動露出機構により決定される請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１】
被検体をスキャンする際に、所望の体軸方向範囲における所望の投影角度範囲において、Ｘ線照射出力を所定のレベルから所望の出力低減度で低減するＸ線ＣＴ装置であって、
前記投影角度範囲の角度幅と前記出力低減度とに基づいて、撮像視野を表す円領域の円周上における前記投影角度範囲に対応する円弧と該円領域の中心とを含む扇領域に対する被曝低減度を推定する推定手段と、
前記推定された被曝低減度を表す情報を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記推定手段は、１回転分の角度に対する前記角度幅の割合と前記出力低減度とを乗算して成る値に基づいて、前記被曝低減度を推定する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像と前記被曝低減度を表す画像とを対応付けて表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記扇領域を表す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記表示手段は、投影角度を示す軸上で前記投影角度範囲を幾何学的に示す画像を、前記被曝低減度の大きさに応じた色または模様で表示する請求項１、請求項２または請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記被検体の予備的なスキャンにより得られた、前記体軸方向範囲内のスライスの断層像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記表示手段は、被曝線量測定用のファントムを表すファントム像と、前記扇領域を表す画像とを重ねて表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記被検体の予備的なスキャンにより得られたスカウト像上で前記体軸方向範囲を幾何学的に示す画像と、前記被検体の体軸方向における前記被曝低減度または該被曝低減度によって定まる被曝度の変化を幾何学的に示す画像とを表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記表示手段は、横軸を投影角度とし、縦軸を前記扇領域の被曝度とする座標空間において、前記投影角度範囲の開始および終了の投影角度に対応するそれぞれの位置に縦長の図形を表す画像を表示するとともに、前記被曝度の推定値に対応する位置に横長の図形を表す画像を表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記表示手段により表示された画像に対する操作者による変更または操作を受け付け、該画像の変更または操作に基づいて、前記投影角度範囲および前記出力低減度のうち少なくとも一方を調整する調整手段をさらに備えている請求項３から請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記所定のレベルは、ＣＴ自動露出機構により決定される請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４５１２６（Ｐ２０１２−２４５１２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８５４０（Ｐ２０１１−１１８５４０）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【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２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【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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