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Title:
X-RAY CT APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069489
Kind Code:
A1
Abstract:
An X-ray CT apparatus is provided with an X-ray tube electric current modulation pattern calculation means that calculates an X-ray tube electric current modulation pattern based on a three-dimensional model of an examinee calculated on the basis of a scanogram image of the examinee, a starting-up shape acquisition means that acquires a starting-up shape of CT values of a predetermined portion of the examinee or CT value time differences, a time contrast curve estimate means that estimates a time contrast curve indicative of a time sequential change of contrast in a diagnostic portion of the examinee at each slice position at a scan time based on the acquired starting-up shape of the CT values or CT value time differences, an examinee three-dimensional model modification means that modifies the three-dimensional model of the examinee based on the estimated time contrast curve, and an X-ray tube electric current modulation pattern modification means that modifies the X-ray tube electric current modulation pattern based on the modified three-dimensional model of the examinee.

Inventors:
SUGAYA YOSHIAKI (JP)
GOTO TAIGA (JP)
HIROKAWA KOICHI (JP)
MIYAZAKI OSAMU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/070843
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 17, 2008
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI MEDICAL CORP (JP)
SUGAYA YOSHIAKI (JP)
GOTO TAIGA (JP)
HIROKAWA KOICHI (JP)
MIYAZAKI OSAMU (JP)
International Classes:
A61B6/03
Foreign References:
JP2001178713A2001-07-03
JP2003245275A2003-09-02
Other References:
HIROKAWA K. ET AL.: "CT Satsuei Senryo Saitekika Gijutsu no Kaihatsu", MEDIX, vol. 44, 10 March 2006 (2006-03-10), pages 35 - 39
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Claims:
 被検体の周囲を回転しながらX線を照射するX線源と、前記被検体を挟んで前記X線源と対向して配置され前記被検体を透過したX線量を検出するX線検出器と、前記検出されたX線量に基づき前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、前記断層像を表示する表示手段と、を具備するX線CT装置において、
 前記被検体のスキャノグラム画像に基づいて算出された前記被検体の三次元モデルに基づいてX線管電流変調パターンを算出するX線管電流変調パターン算出手段と、前記被検体に造影剤を注入した後、前記被検体の所定部位におけるCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得する立ち上がり形状取得手段と、
 前記取得されたCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状に基づいて、スキャン時の各スライス位置について前記被検体の診断部位におけるコントラストの時系列的変化を示す時間コントラスト曲線を予測する時間コントラスト曲線予測手段と、
 前記予測された時間コントラスト曲線に基づいて、前記被検体の三次元モデルを修正する被検体三次元モデル修正手段と、
 前記修正された被検体三次元モデルに基づいて、前記X線管電流変調パターンを修正するX線管電流変調パターン修正手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置。
 前記立ち上がり形状取得手段は、前記被検体の診断部位の上流位置においてモニタリングスキャンを行って前記CT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状を取得することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
 前記時間コントラスト曲線予測手段は、前記時間コントラスト曲線の標準データを保持し、前記X線の照射条件または前記被検体に関する情報の少なくともいずれかに基づいて前記時間コントラスト曲線の標準データを変形し、前記時間コントラスト曲線を予測することを特徴とする請求項1または2いずれかに記載のX線CT装置。
 前記X線管電流変調パターン算出手段または前記X線管電流変調パターン修正手段は、設定された画質目標値に基づいて前記X線管電流変調パターンを算出または修正することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線CT装置。
 前記X線管電流変調パターン算出手段または前記X線管電流変調パターン修正手段は、前記X線源に印加されるX線管電圧に基づいてX線管電流値振幅またはX線管電流値最大値を決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のX線CT装置。
Description:
X線CT装置

 本発明は、X線CT装置に関する。詳細には 画質及び被曝線量を考慮してスキャン中のX 線管電流を制御するX線CT装置に関する。

 X線CT装置は、ファンビーム(扇形ビーム) るいはコーンビーム(円錐形または角錐形ビ ム)のX線を被検体に照射し、被検体を透過 たX線強度に関する情報である投影データを 得し、この投影データに基づいて被検体内 のX線吸収係数の分布情報を画像化する装置 である。

 X線CT装置は、離散的なX線管位置(ビュー) おいて投影データを取得する。X線管1回転 たりのビュー数は、通常、数百から数千に ぶ。X線CT装置は、被検体の周囲でX線管を回 させながらX線を照射することによりスキャ ンを行って、1枚の断層像(CT画像)を再構成す ために必要なビュー数の投影データを取得 る。

 X線CT装置のスキャン条件として、X線管電 流が一定の場合、X線の照射角度や照射部位 よっては線量過多や線量不足になることが る。これに対して、被検体のX線透過データ スキャン中にリアルタイムに測定すること X線管電流を制御し、被曝量抑制及び画質向 上を図るX線CT装置が提案されている(例えば [特許文献1]参照。)。

 また、スキャノグラム投影データから被 体の楕円断面モデルを算出し、楕円断面の 積及び縦横比からX線管電流値を算出するX CT装置が提案されている(例えば、[特許文献2 ]参照)。

 また、造影検査において被検体の体重や 影剤の注入量及び濃度の情報を考慮して被 体断面モデルを補正するX線CT装置が提案さ ている(例えば、[特許文献3]参照。)。

特開平10-309271号公報

特開2001-043993号公報

特開2005-305026号公報

 しかしながら、[特許文献1]のX線CT装置は X線管の回転中に被検体透過後のX線出力を 出するので、実際のX線管電流制御は数ビュ 分前のX線出力に追従することになるという 問題点がある。[特許文献2]のX線CT装置では、 楕円断面モデルが予め与えられるので、[特 文献1]のX線CT装置と比較して、照射角度や照 射部位によらず時相の遅れなくX線管電流が 御される。しかしながら、X線管電圧が異な ば照射X線量が異なるが、[特許文献1]及び[ 許文献2]には、X線管電圧に応じてX線管電流 調パターンを算出することについては具体 記載がない。

 また、X線CT装置の造影検査では診断部位( 撮影対象部位)の濃度(CT値)は、経時変化する [特許文献3]のX線CT装置は、被検体に造影剤 注入する前に、造影剤に関する事前情報に づいて被検体断面モデルを補正するので、 際に造影剤を注入した後における被検体の 断部位の濃度変化(CT値変化)に関する情報を 被検体断面モデルの補正に反映することがで きず、最適なX線管電流変調パターンを取得 ることが困難であるという問題点がある。

 本発明は、以上の問題点に鑑みてなされ ものであり、造影検査におけるX線吸収係数 の経時変化に対応して、画質向上と被曝量抑 制を両立できるX線CT装置を提供することを目 的とする。

 前述した目的を達成するために本発明は 被検体の周囲を回転しながらX線を照射する X線源と、前記被検体を挟んで前記X線源と対 して配置され前記被検体を透過したX線量を 検出するX線検出器と、前記検出されたX線量 基づき前記被検体の断層像を再構成する画 再構成手段と、前記断層像を表示する表示 段と、を具備するX線CT装置において、前記 検体のスキャノグラム画像に基づいて算出 れた前記被検体の三次元モデルに基づいてX 線管電流変調パターンを算出するX線管電流 調パターン算出手段と、前記被検体に造影 を注入した後、前記被検体の所定部位にお るCT値またはCT値時間差分の立ち上がり形状 取得する立ち上がり形状取得手段と、前記 得されたCT値またはCT値時間差分の立ち上が り形状に基づいて、スキャン時の各スライス 位置について前記被検体の診断部位における コントラストの時系列的変化を示す時間コン トラスト曲線を予測する時間コントラスト曲 線予測手段と、前記予測された時間コントラ スト曲線に基づいて、前記被検体の三次元モ デルを修正する被検体三次元モデル修正手段 と、前記修正された被検体三次元モデルに基 づいて、前記X線管電流変調パターンを修正 るX線管電流変調パターン修正手段と、を具 することを特徴とするX線CT装置である。

 本発明のX線CT装置は、被検体に造影剤を 入した後、診断部位の上流側の位置でモニ リングスキャンを行ってCT値の経時変化を 測し、CT値あるいはCT値時間差分の立ち上が 形状に基づいて、スキャン時の各スライス 置について時間コントラスト曲線を予測し 予測された時間コントラスト曲線に基づい 、被検体三次元モデルを修正し、修正され 被検体三次元モデルに基づいて、X線管電流 変調パターンを修正し、診断部位の造影スキ ャンを実行する。

 これにより、X線CT装置は、造影剤によるX 線吸収係数の経時変化を考慮して適正なX線 電流変調パターンを設定可能であり、X線CT 置の造影検査において画質の向上及び被曝 の抑制を実現することができる。

 また、時間コントラスト曲線の標準デー を保持し、X線の照射条件や被検体に関する 情報に基づいて時間コントラスト曲線の標準 データを変形し、時間コントラスト曲線を予 測するようにしてもよい。X線の照射条件は 例えば、X線源に印加されるX線管電圧やスキ ャンプロトコルである。被検体に関する情報 は、例えば、体格や体重等の身体情報である 。これにより、モニタリングスキャンを行う ことなく時間コントラスト曲線を予測するこ とができる。

 また、X線源に印加されるX線管電圧に基 いてX線管電流値振幅やX線管電流値最大値を 決定してもよい。これにより、X線管電圧に じて適正なX線管電流変調パターンを算出す ことができる。

 本発明によれば、造影検査におけるX線吸 収係数の経時変化に対応して、画質向上と被 曝量抑制を両立できるX線CT装置を提供するこ とができる。

X線CT装置1の全体構成を示す外観図 X線CT装置1のブロック図 X線CT装置1の動作を示すフローチャート 時間濃度曲線31及び時間コントラスト 線32を示すグラフ 被検体三次元モデル41の修正を示す図 X線管電流変調パターンの算出の詳細を 示すフローチャート 被検体6の被検体三次元モデル41に対す X線管10の初期位置及び回転方向を示す図 被検体三次元モデル41における透過長 X線管位相角との関係を示す図 X線管電圧に応じたX線管電流変調パタ ンを示す図

符号の説明

 1 X線CT装置、2 ガントリ、3 被検体テー ル、4 操作卓、5 天板、6 被検体、7 表示 置、8 操作装置、10 X線管(X線源)、11 高電 発生装置、12 スリップリング、13 コリメ タ、14 X線検出器、15 データ収集回路、16  台駆動部、17 駆動フレーム、18 X線管電圧 X線管電流測定装置、20 システム制御装置 21 テーブル制御装置、22 天板駆動装置、23 画像再構成装置、24 記憶装置、25 スキャン 計画装置、26 TDC・TCC予測装置、27 造影剤注 制御装置、28 露光制御装置、29 被検体三 元モデル算出・修正装置、30 X線管電流変調 パターン算出・修正装置、31 時間濃度曲線(T DC)、32 時間コントラスト曲線(TCC)、41 被検 三次元モデル、41-1 被検体三次元モデル(修 前)、41-2 被検体三次元モデル(修正後)、51 52 X線管電流変調パターン

 以下添付図面を参照しながら、本発明の 適な実施形態について詳細に説明する。尚 以下の説明及び添付図面において、同一の 能構成を有する構成要素については、同一 符号を付することにより重複説明を省略す ことにする。

 (1.X線CT装置1の構成) 
 最初に、図1及び図2を参照しながら、X線CT 置1の構成について説明する。 
 図1は、X線CT装置1の全体構成を示す外観図 ある。 
 図2は、X線CT装置1のブロック図である。

 尚、本実施形態ではX線管が1つの場合に いて説明するが、本発明は多線源型のX線CT 置にも適用可能である。また、X線CT装置は 被検体全体をカバーするワイドファンビー を照射しつつX線管とX線検出器とが一体とな り回転する回転-回転方式(Rotate-Rotate方式)や 電子ビームを電気的に偏向させながらター ット電極に当てる電子ビーム走査方式(Scannin g Electron Beam方式)や、その他の方式のものが あるが、本発明はいずれの方式のX線CT装置に も適用可能である。

 X線CT装置1は、ガントリ2、被検体テーブ 3、操作卓4、被検体テーブル3に設けられる 板5、表示装置7、操作装置8から構成される X線CT装置1は、被検体テーブル3上の天板5に 定された被検体6をガントリ2内に搬入してス キャンすることにより、被検体6内部のX線吸 係数分布情報を取得する。

 ガントリ2は、X線管10、高電圧発生装置11 スリップリング12、コリメータ13、X線検出 14、データ収集回路15、架台駆動部16、駆動 レーム17、X線管電圧・X線管電流測定装置18 ら構成される。

 X線管10は、X線源であり被検体6にX線を照 するものである。X線を照射するために、高 電圧発生装置11からスリップリング12を経由 てX線管10に電力が供給され、X線管10から断 的あるいは連続的にX線が放射される。X線管 10に印加及び供給されるX線管電圧及びX線管 流は、X線管電圧・X線管電流測定装置18によ て常時測定される。高電圧発生装置11は、X 管電圧・X線管電流測定装置18による測定結 に基づいてX線管10に印加及び供給されるX線 管電圧及びX線管電流を制御する。

 コリメータ13は、X線管10から放射されたX線 コーンビーム(円錐形または角錐形ビーム) のX線として被検体6に照射させるものである 。 
 X線検出器14は、X線管10から放射されて被検 6を透過したX線を検出するものである。 
 データ収集回路15は、X線検出器14に接続さ 、X線検出器14の個々のX線検出素子の検出デ タを収集するものである。

 駆動フレーム17には、X線管10、コリメー 13、X線検出器14、データ収集回路15が設けら る。駆動フレーム17は、システム制御装置20 によって制御される架台駆動部16から伝達さ る駆動力によって回転させられる。尚、高 圧発生装置11とX線管電圧・X線管電流測定装 置18は、駆動フレーム17に設けてもよい。

 被検体テーブル3は、天板5、テーブル制御 置21、天板駆動装置22から構成される。 
 テーブル制御装置21は、天板駆動装置22を制 御して天板5の高さ及び天板5の前後動の制御 行うものである。これにより、被検体6がガ ントリ2のX線照射空間に搬入及び搬出される

 操作卓4は、表示装置7、操作装置8、シス ム制御装置20、画像再構成装置23、記憶装置 24、スキャン計画装置25、TDC・TCC予測装置26、 造影剤注入制御装置27、露光制御装置28、被 体三次元モデル算出・修正装置29、X線管電 変調パターン算出・修正装置30から構成され る。

 表示装置7は、システム制御装置20に接続さ 、画像再構成装置23から出力される再構成 像やシステム制御装置20が取り扱う種々の情 報を表示するものである。 
 操作装置8は、システム制御装置20に接続さ 、操作者によって各種の指示や情報をシス ム制御装置20に入力するものである。操作 は、表示装置7及び操作装置8を使用して対話 的にX線CT装置を操作する。

 システム制御装置20は、ガントリ2及び被 体テーブル3に接続される。システム制御装 置20は、ガントリ2内の高電圧発生装置11、コ メータ制御装置(図示しない)、データ収集 路15、X線検出器14を制御し、また、被検体テ ーブル3内のテーブル制御装置21を制御するも のである。

 画像再構成装置23は、システム制御装置20 の制御によってガントリ2内のデータ収集回 15が収集したデータが入力され、スキャノグ ラム撮影時には、データ収集回路15が収集し スキャノグラム投影データを用いてスキャ グラム画像を作成し、スキャン時には、デ タ収集回路15が収集した複数ビューの投影 ータを用いて断層像を再構成するものであ 。

 記憶装置24は、システム制御装置20に接続 され、画像再構成装置23において作成された キャノグラム画像及び再構成された断層像 各種データ、X線CT装置の機能を実現するた のプログラムが格納される。

 スキャン計画装置25は、システム制御装 20に接続され、操作装置8から入力された指 と記憶装置24から読み出されたスキャノグラ ム画像とを用いて、操作者がスキャン条件の 事前計画を作成するものである。具体的には 、記憶装置24から読み出されたスキャノグラ 画像が表示装置7に表示され、操作者は、表 示されたスキャノグラム画像上で操作装置8 用いてスライス位置を指定して、スキャン のスライス位置の設定を行う。設定された ライス位置に関する情報は、記憶装置24に保 存され、スキャン計画装置25によってX線制御 条件の計画にも用いられる。予めスキャノグ ラム撮影が実施された被検体に対して最適な X線制御を行う機能については、種々の公知 技術を用いることができる。露光制御装置28 は、スキャン中のX線管電流を制御するもの ある。

 TDC・TCC予測装置26は、予め入力されてい 被検体の体格や体重等の情報やモニタリン スキャンによって得られた情報に基づいて 診断部位の時間濃度曲線(Time Density Curve:TDC) 及び時間コントラスト曲線(Time Contrast Curve:T CC)を予測するものである。TDC・TCC予測装置26 は、造影剤を適切に注入する造影剤注入制 装置27が接続される。尚、時間濃度曲線及 時間コントラスト曲線については後述する

 被検体三次元モデル算出・修正装置29は スキャノグラム撮影によって取得されたス ャノグラム投影データに基づいて被検体三 元モデルを算出したり、予測された時間コ トラスト曲線に基づいて被検体三次元モデ を修正するものである。

 X線管電流変調パターン算出・修正装置30 、被検体三次元モデルに基づいてX線管電流 変調パターンを算出したり、修正された被検 体三次元モデルに基づいてX線管電流変調パ ーンを修正するものである。

 X線管10から放射されたX線は、コリメータ 13によってX線照射範囲が制御され、ファンビ ーム(扇形ビーム)やコーンビーム(円錐形ビー ムまたは角錐形ビーム)のX線とされて被検体6 に照射される。操作者が設定したスキャン範 囲は、天板駆動装置22及びテーブル制御装置2 1によって天板5の位置を制御することによっ 調節される。

 被検体6を透過したX線は、X線検出器14に って検出される。一般的にX線検出器14は、 ルチスライスX線CT装置の場合、体軸方向に2~ 数百列、体幅方向に数百~1000チャネルのX線検 出素子を配列した曲面構造を有する。X線検 器14で電気信号に変換された検出データは、 DAS(Data Acquisition System)と呼ばれるデータ収集 回路15に伝送されてA/D変換され、システム制 装置20の制御によって記憶装置24に蓄積され る。

 画像再構成装置23は、蓄積された収集デ タに基づいて断層像の再構成を行い、表示 置7は、再構成された断層像を表示する。ス ャノグラム撮影の際には、データ収集回路1 5が取得した被検体6の投影データを用いて画 再構成装置23においてスキャノグラム画像 作成され、スキャノグラム撮影の後のメイ スキャン(本撮影)の際には、データ収集回路 15が取得した複数ビューの投影データを用い 画像再構成装置23において断層像の再構成 行われる。画像再構成装置23によって作成さ れたスキャノグラム画像や再構成された断層 像は、記憶装置24に格納される。

 (2.X線CT装置1の動作) 
 次に、図3を参照しながら、X線CT装置1の動 について説明する。 
 図3は、X線CT装置1の動作を示すフローチャ トである。

 X線CT装置1は、被検体6のスキャノグラム 影を行い、スキャノグラム投影データを取 してスキャノグラム画像を作成する(ステッ 101)。スキャノグラム撮影の手順は、スキャ ンの手順と基本的に同様である。X線CT装置1 、X線管10を回転させずに被検体6に対して1方 向(例えば、背面から正面)にX線を照射してX 検出器14によってスキャノグラム投影データ を取得する。X線CT装置1は、スキャノグラム 影データをシステム制御装置20を介して画像 再構成装置23に送ってスキャノグラム画像を 成し表示装置7に表示する。このスキャノグ ラム画像は、例えば、背面から正面に透過す るX線像を1方向から見たものである。

 操作者は、スキャノグラム画像に基づい 、操作装置8を用いてスキャン領域及びスキ ャン条件を設定する(ステップ102)。スキャン 域は、スキャン時における被検体6のスライ ス位置、スキャン開始位置、スキャン終了位 置を示す。スキャン条件は、例えば、天板5 移動ピッチ、スキャン時間、X線コリメーシ ン条件、再構成フィルター関数の種類、視 サイズである。X線CT装置1は、設定されたス キャン領域及びスキャン条件を記憶装置24に 存する。

 X線CT装置1は、設定されたスキャン領域及 びスキャン条件を用いてスキャン計画装置25 よって、被検体6の断層像撮影範囲に対応し たスライス位置[z]を決定する。尚、スキャン 開始位置及びスキャン終了位置は、それぞれ 、一連のスキャンで得られる最初の断層像の スライス位置[z]、最後の断層像のスライス位 置[z]を示す。

 X線CT装置1は、スキャン計画装置25によっ スキャノグラム投影データを解析し、被検 三次元モデルを算出する(ステップ104)。被 体三次元モデルは、例えば、スライス位置[z ]に対応する被検体6の各断面を水と等価なX線 吸収係数を有する楕円断面として近似したも のである。

 X線CT装置1は、ステップ104の処理で算出し た被検体三次元モデルに基づいて、X線管電 変調パターンを算出する(ステップ105)。尚、 X線管電流変調パターンの算出については、 6~図9を用いて後述する。

 操作者は、スキャノグラム画像に基づいて 操作装置8を用いてモニタリングスキャンに おけるスライス位置[z m ]を設定する(ステップ106)。モニタリングスキ ャンにおけるスライス位置は、診断部位の位 置に対してスキャン方向上流側に設定される 。例えば、スキャン対象の診断部位が肝臓で ある場合には、モニタリングスキャン対象は 、腹部大動脈である。

 X線CT装置1は、造影剤注入制御装置27によ て被検体6に造影剤を注入する(ステップ107) X線CT装置1は、モニタリングスキャンを実行 する(ステップ108)。モニタリングスキャンで 、X線CT装置1は、モニタリングスキャンによ って取得した画像情報に基づいて、後述する ように時間濃度曲線(Time Density Curve:TDC)及び 間コントラスト曲線(Time Contrast Curve:TCC)を 測する(ステップ109)。X線CT装置1は、ステッ 109の処理で予測された時間コントラスト曲 に基づいて、ステップ104の処理で算出され 被検体三次元モデルを修正する(ステップ110 )。

 図4は、モニタリングスキャンのスライス位 置[z m ]における時間濃度曲線31及び時間コントラス ト曲線32を示すグラフである。縦軸は、CT値[H U(z m ,T)]あるいはCT値時間差分[δHU(z m ,T)]を示す。横軸は、被検体6に造影剤を注入 てからの経過時間[T]を示す。

 被検体6に造影剤を注入すると時間経過に 伴いX線吸収係数が増減する。時間濃度曲線31 は、造影開始からの診断部位(例えば、肝臓 質部)におけるCT値の時間変化を示す。時間 ントラスト曲線32は、時間濃度曲線31全体に いて造影剤の到着前の濃度を各時間につい 差分したものであり、診断部位の造影効果 示す。

 X線CT装置1は、モニタリングスキャンによっ て測定されるCT値あるいはCT値時間差分が所 の閾値(閾値33あるいは閾値34)を超えた時点( 点35[T m ])、すわなち、造影剤注入によるCT値あるい CT値時間差分の立ち上がりを検出すると、こ のCT値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形 に基づいて時間濃度曲線31を予測する。具体 的には、操作者は、予め、被検体の体格や体 重等の被検体情報や、造影剤濃度、造影剤注 入速度、造影剤注入時間、造影剤注入量等の 造影剤情報をX線CT装置1に入力する。X線CT装 1は、これらの被検体情報や造影剤情報及びC T値あるいはCT値時間差分の立ち上がり形状に 基づいて、時間濃度曲線31をシミュレーショ する。

 尚、時間コントラスト曲線32については 時間濃度曲線31と同様にシミュレーションし てもよいし、時間濃度曲線31の時間差分から 間コントラスト曲線32を算出してもよい。 た、時間濃度曲線31及び時間コントラスト曲 線32のシミュレーションに関しては、公知の 術(例えば、Aortic and hepatic contrast medium en hancement at CT:Part I. Prediction with a computer m odel.Radiology 1998;207:647-655.参照。)を用いるこ ができる。

 図5は、被検体三次元モデル41の修正を示す である。 
 被検体三次元モデル41-1は、ステップ104の処 理で算出された被検体三次元モデルである。 被検体三次元モデル41-2は、ステップ110の処 で修正された被検体三次元モデルである。

 X線CT装置1は、ステップ102の処理で設定され た天板5の移動ピッチ、スキャン開始位置及 スキャン終了位置、スキャン時間に関する 報を記憶装置24から読み出し、造影剤を注入 してからの経過時間[T]とスキャン時における 各スライス位置[z]とを対応づける。 
 X線CT装置1は、ステップ109の処理で予測され た時間コントラスト曲線32に基づいて、スキ ン時に関して経過時間[T]におけるスライス 置[z]のCT値時間差分[δHU(z,T)]を算出する。X CT装置1は、このCT値時間差分を用いて被検体 三次元モデル41を修正する。具体的には、X線 CT装置1は、[数1]に従って被検体三次元モデル 41-1を被検体三次元モデル41-2に修正する。

 但し、
 x_dia(z):被検体三次元モデル41-1の長軸43-1の さ、
 y_dia(z):被検体三次元モデル41-1の短軸44-1の さ、
 x_dia(z)_δHU(z,T):修正後の被検体三次元モデル 41-2の長軸4
3-2の長さ、
 y_dia(z)_δHU(z,T):修正後の被検体三次元モデル 41-2の短軸4
4-2の長さ、
 m:比例定数、
 である。尚、比例定数[m]は補正のための係 であり、診断部位毎に固有の値を記憶装置2 4に格納してもよい。

 図3に戻り、X線CT装置1は、ステップ110の 理で修正した被検体三次元モデルに基づい 、ステップ105の処理で算出したX線管電流変 パターンを修正する(ステップ111)。具体的 は、X線CT装置1は、[数2]に従ってスキャン時 関して経過時間[T]のスライス位置[z]におけ X線管電流減弱係数[modu_ratio(z,T)]を修正する X線管電流減弱係数は、X線透過長差に応じ スライス位置における最大X線管電流値から X線管電流減弱割合を示す。

 但し、μ kV :X線管電圧毎に設定される定数、である。

 定数μ kV は、被検体三次元モデルが水等価の三次元モ デルである場合、設定されたX線管電圧条件 のX線実効エネルギーで決定される水のX線吸 収係数である。X線実効エネルギーは、予め 測してもよいし、シミュレーションによっ 算出可能である。各X線管電圧でのX線実効エ ネルギーを種々のサイズにおける被検体モデ ルおよび材質に応じて測定し、X線実効エネ ギー毎のX線吸収係数を記憶装置24に格納し もよい。

 X線CT装置1は、ステップ111の処理で修正さ れたX線管電流変調パターンに基づいて、診 部位のスキャンを実行し、造影剤を注入し 被検体6の断層像を表示装置7に表示する(ス ップ112)。

 以上の過程を経て、X線CT装置1は、スキャ ノグラム投影データを解析して被検体三次元 モデルを算出し、この被検体三次元モデルに 基づいてX線管電流変調パターンを算出する X線CT装置1は、被検体6に造影剤を注入した後 、診断部位の上流側の位置でモニタリングス キャンを行ってCT値あるいはCT値時間差分の ち上がり形状を取得する。X線CT装置1は、取 されたCT値あるいはCT値時間差分の立ち上が り形状に基づいて、時間濃度曲線31あるいは 間コントラスト曲線32を予測する。X線CT装 1は、予測された時間コントラスト曲線32に づいて、スキャン時の各スライス位置にお る被検体三次元モデルを修正し、修正され 被検体三次元モデルに基づいて、X線管電流 調パターンを修正し、診断部位の造影スキ ンを実行する。

 具体的には、後述する[数3]~[数8]のx_dia(z) びy_dia(z)及びmodu_ratio(z)に代えて、それぞれ [数1]及び[数2]のx_dia(z)_δHU(z,T)及びy_dia(z)_δHU (z,T)及びmodu_ratio(z,T)を用いて演算を行うこと より、被検体三次元モデル及びX線管電流変 調パターンの修正が行われる。

 このように、X線CT装置1は、造影剤による X線吸収係数の経時変化を考慮して適正なX線 電流変調パターンを設定可能であり、X線CT 置の造影検査において画質の向上及び被曝 の抑制を実現することができる。

 尚、上述の実施形態では、被検体6への造 影剤注入後にモニタリングスキャンを行って 時間コントラスト曲線32を予測するものとし 説明したが、予め、例えば、被検体6の標準 的な体格の者についてのデータを求めておい た所望の時間コントラスト曲線32を設定して 憶装置24に格納してもよい。これにより、 ニタリングスキャンを行うことなく時間コ トラスト曲線を予測することができる。ま 、被検体6の体格や体重等の被検体情報、ス ャンプロトコルやX線管電圧等のスキャン条 件を考慮して予測された時間コントラスト曲 線32を適宜変更してもよい。

 (3.X線管電流変調パターンの算出)
 次に、図6を参照しながら、X線管電流変調 ターンの算出(図3のステップ105)について説 する。 
 図6は、X線管電流変調パターンの算出の詳 を示すフローチャートである。

 操作者は、操作装置8を用いて画質目標と して画像SD目標値(画像ノイズ目標値)を入力 る(ステップ201)。X線CT装置1は、入力された 像ノイズ目標値を記憶装置24に保存する。

 X線CT装置1は、画像SD目標値に基づいて、X 線管電流変調パターンを算出する(ステップ20 2)。尚、X線管電流変調パターンの具体的な算 出式([数3]~[数6])については、後述する。

 X線CT装置1は、ステップ202の処理で算出さ れたX線管電流変調パターンに基づいてスラ ス位置[z]毎に画像SD予測値を算出する(後述 る[数3]の説明を参照)(ステップ203)。X線CT装 1は、画像SD目標値と画像SD予測値との乖離量 が所定範囲内(例えば、5%未満)でない場合に (ステップ204のNO)、フィードバック処理を行 て比例定数[k](後述する[数4]の説明を参照) 適宜修正する。

 X線CT装置1は、X線管電流変調パターンに づいて、被曝線量予測値を算出する(ステッ 205)。被曝線量予測値の算出については、公 知の技術(例えば、特開2006-116137号公報[0059]~[0 062]参照。)を用いることができる。

 X線CT装置1は、算出された画像SD予測値及 被曝線量予測値を表示装置7に表示する(ス ップ206)。操作者は、表示装置7に表示された 被曝線量予測値と画像SD予測値とを確認し、 曝線量と画質とのバランスが適正であるか かを判断する(ステップ207)。操作者が適正 あると判断した場合には(ステップ207のYES)、 X線CT装置1は、図3のステップ106からの処理に 行する。操作者が適正でないと判断した場 には(ステップ207のNO)、操作者は再度画像SD 標値を入力して、X線CT装置1はステップ201か らの処理を繰り返す。

 以上の過程を経て、CT装置1は、スキャン に入力された画像SD目標値に適したX線管電 変調パターンを算出し、算出されたX線管電 流変調パターンに基づいて画像SD予測値及び 曝線量予測値を算出して表示する。操作者 、画像SD予測値及び被曝線量予測値のバラ スが適正でないと判断した場合には、再度 画像SD目標値を入力し、CT装置1は、改めて入 力された画像SD目標値に適したX線管電流変調 パターンを算出する。このX線管電流変調パ ーンは記憶装置24に格納され、スキャン時に 被検体6の診断部位に応じてシステム制御装 20によって順次呼び出され、露光制御装置28 介してスキャン中のX線管電流が制御される 。

 このように、X線CT装置1は、スキャン前に 入力された画像SD目標値に適したX線管電流変 調パターンを決定するので、画質と被曝線量 のバランスを最適化した上でスキャンを実行 することができる。

 尚、図6のステップ202の処理は、図3のス ップ111のX線管電流変調パターンの修正処理 相当する。この場合には、[数3]~[数8]のx_dia( z)及びy_dia(z)及びmodu_ratio(z)に代えて、それぞ 、[数1]及び[数2]のx_dia(z)_δHU(z,T)及びy_dia(z)_ HU(z,T)及びmodu_ratio(z,T)を用いて演算が行われ 。

 (4.X線管電流変調パターン算出式)
 図7は、被検体6の被検体三次元モデル41に対 するX線管10の初期位置及び回転方向を示す図 である。 
 X線CT装置1は、図6のステップ202の処理にお て、[数3]~[数6]に従ってX線管電流変調パター ンを算出する。

 スライス位置[z]における画像SD目標値[SD_t gt(z)]を満たすX線管電流値[mA_opt(z)]は、[数3]で 表される。

 但し、
 mA_opt(z):X線管電流値、
 mA_ref(z):基準X線管電流値、
 SD_pred(z):画像SD予測値、
 SD_tgt(z):画像SD目標値、
 である。

 尚、画像SD予測値の2乗は、画像SD分散予 値である。画像SD分散予測値は、基準X線管 流値を用いて算出可能である。画像SD分散予 測値の算出については、公知の技術(例えば 特開2006-116137号公報[0052][0053]参照。)を用い ことができる。

 スライス位置[z]におけるX線管電流値最大 値[mA_max(z)]は、X線管10が被検体三次元モデル4 1の長軸方向に位置する時のX線管電流値であ 、[数4]で表される。

 但し、k:比例定数、である。

 比例定数[k]の初期値は、予め記憶装置24 格納される。尚、図6のステップ202~ステップ 204に示すように、被検体三次元モデル41の形 によりフィードバック処理を行って比例定 [k]を適宜修正することが望ましいが、ステ プ203~ステップ204の処理は省略しても特段問 題はない。

 スライス位置[z]において、X線管10が被検 三次元モデル41に対してX線管位相角[θ]に位 置する時のX線管電流値[mA(θ,z)]は、[数5]で表 れる。

 但し、
 modu_ratio(z):X線管電流減弱係数、
 x_dia(z)≧y_dia(z)の時、ψ=0、
 x_dia(z)<y_dia(z)の時、ψ=90、
 x_dia(z)及びy_dia(z):被検体三次元モデル41の長 軸あるいは短軸方向のX線透過長、である。

 X線管電流減弱係数[modu_ratio(z)]は、X線透 長差に応じてスライス位置[z]における最大X 管電流値からのX線管電流減弱割合を示し、 [数6]で表される。

 但し、μ kV :X線管電圧毎に設定される定数、である。理 的には0<modu_ratio(z)≦1、が成立するが、予 め、閾値[modu_ratio_thr]を設定し、X線管電流減 割合を任意に設定することも可能である。 の場合、modu_ratio_thr<modu_ratio(z)≦1、とな 。

 図8は、被検体三次元モデル41における透過 とX線管位相角との関係を示す図である。
 [数5]及び[数6]では、被検体三次元モデル41 長軸あるいは短軸方向のX線透過長を用いた 、[数7]及び[数8]に示すように、X線管位相角 [θ]に応じたX線透過長を用いてもよい。[数5] び[数6]を用いても実用上十分な精度でX線管 電流変調パターンを算出可能であるが、これ に代えて、[数7]及び[数8]を用いることにより 、ビュー毎に最適なX線管電流減弱割合を設 することができる。

 

 但し、
 modu_ratio(z,θ):X線管位相角[θ]におけるX線管 流減弱係数、
 x_dia(z,θ):X線管位相角[θ]の方向における、 検体三次元モデル41のX線透過長、
 y_dia(z,θ):X線管位相角[θ]の方向と直交する 向における、被検体三次元モデル41のX線透 長、である。

 また、理論的には0<modu_ratio(z,θ)≦1、が 成立するが、予め、閾値[modu_ratio_thr]を設定 、X線管電流減弱割合を任意に設定すること 可能である。この場合、modu_ratio_thr<modu_ra tio(z,θ)≦1、となる。

 (5.X線管電圧に応じたX線管電流変調パター の算出)
 図9は、X線管電圧に応じたX線管電流変調パ ーンを示す図である。図9は、X線管電圧が 化した場合におけるスライス位置[z]におけ X線管位相角[θ]とX線管電流値[mA(z)]との関係 示す。

 X線CT装置1は、上述の[数3]~[数6]に従って、X 管電圧57[kV1]>X線管電圧58[kV2]の場合には、 X線管電流値振幅53[mA_amp(z) kV1 ]<X線管電流値振幅54[mA_amp(z) kV2 ]、X線管電流値最大値55[mA_max(z) kV1 ]<X線管電流値最大値56[mA_max(z) kV2 ]、として、X線管電圧57[kV1]についてのX線管 流変調パターン57及びX線管電圧58[kV2]につい のX線管電流変調パターン58を算出する。

 このように、X線CT装置1は、X線管電圧に じて適正なX線管電流変調パターンを算出す ことができる。

 (6.その他)
 上述の実施形態では、X線CT装置1が1つのX線 10を備える場合について説明したが、X線CT 置1が複数のX線管10を備える場合にも適用可 である。X線CT装置1が複数のX線管10を備える 場合には、各X線管10について、X線管電流変 パターンの算出及び修正を行えばよい。

 以上、本発明に係るX線CT装置の好適な実 形態について説明したが、本発明はかかる に限定されない。当業者であれば、本願で 示した技術的思想の範疇内において、各種 変更例または修正例に想到し得ることは明 かであり、それらについても当然に本発明 技術的範囲に属するものと了解される。