X射線ct裝置以及拍攝方法
【專利摘要】為了提供一種在體軸方向上變寬且有角度地照射X射線的情況下，能夠針對動態(tài)變化的X射線照射區(qū)域求出最佳的X射線劑量，可靠地進(jìn)行照射的X射線CT裝置等，X射線CT裝置(1)使X射線照射區(qū)域(201)在拍攝過程中針對每個視角動態(tài)地變化，系統(tǒng)控制裝置(124)根據(jù)各視角的X射線照射區(qū)域(201)的位置，使用于計(jì)算最佳管電流的解析線(300)的位置在拍攝過程中變化來求出最佳的照射X射線劑量，例如在多層CT中的螺旋掃描等的拍攝開始附近或結(jié)束附近，X射線照射區(qū)域位于向X射線源的切片位置和體軸方向偏離的位置的情況下，能夠?qū)υ揦射線照射區(qū)域求出適當(dāng)?shù)恼丈鋁射線劑量。
【專利說明】
X射線CT裝置以及拍攝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種X射線CT裝置以及拍攝方法，詳細(xì)來說，涉及多層CT裝置中的X射線劑量的最佳化。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線CT裝置(Computed Tomography)是如下的裝置:在使X射線源與X射線檢測器相對配置的狀態(tài)下在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)，從多個旋轉(zhuǎn)角度方向(視角)照射X射線并針對每個視角檢測透射了被檢體的X射線，根據(jù)檢測出的投影數(shù)據(jù)生成被檢體的斷層像。在專利文獻(xiàn)I中公開了如下的技術(shù):在通過多層CT裝置(具備多列X射線檢測器的X射線CT裝置)執(zhí)行螺旋掃描時的拍攝開始附近和結(jié)束附近動態(tài)地控制準(zhǔn)直單元，實(shí)質(zhì)上僅對用于圖像重構(gòu)的檢查對象物的范圍照射X射線，由此減少輻射量。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-145621號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，在上述的專利文獻(xiàn)I中沒有考慮針對拍攝過程中動態(tài)變化的X射線照射區(qū)域照射的適當(dāng)?shù)腦射線劑量。此外，也沒有考慮以與拍攝時設(shè)定的條件不同的圖像重構(gòu)條件重構(gòu)圖像的、所謂的后期重構(gòu)，不明確如何計(jì)算出X射線照射區(qū)域。并且，用于針對計(jì)算出的X射線照射區(qū)域可靠地照射X射線的準(zhǔn)直器的控制方法也不明確。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的是提供一種在體軸方向上變寬而有角度地照射X射線的情況下，能夠針對動態(tài)變化的X射線照射區(qū)域求出最佳的X射線劑量，可靠地進(jìn)行照射的X射線CT裝置等。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第I發(fā)明提供一種X射線CT裝置，其特征在于，具備:X射線源，其向被檢體照射X射線;準(zhǔn)直器，其限制從上述X射線源照射的X射線的照射范圍;X射線檢測器，其與上述X射線源相對地配置，檢測透射了上述被檢體的X射線;旋轉(zhuǎn)盤，其搭載上述X射線源和上述X射線檢測器，在上述被檢體的周圍旋轉(zhuǎn);床，其對X射線照射區(qū)域搬入和搬出上述被檢體;圖像重構(gòu)裝置，其根據(jù)由上述X射線檢測器檢測出的透射X射線劑量，重構(gòu)上述被檢體的圖像;顯示裝置，其顯示由上述圖像重構(gòu)裝置重構(gòu)的圖像;X射線照射區(qū)域計(jì)算部，其根據(jù)檢查條件計(jì)算每個視角的體軸方向的X射線照射區(qū)域;X射線劑量計(jì)算部，其與由上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的X射線照射區(qū)域?qū)?yīng)地計(jì)算每個上述視角的照射X射線劑量；以及控制部，其控制拍攝，使得對由上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的每個視角的X射線照射區(qū)域分別照射由上述X射線劑量計(jì)算部計(jì)算出的照射X射線劑量。
[0011]此外，第2發(fā)明提供一種拍攝方法，其特征在于，X射線CT裝置的控制裝置執(zhí)行包含如下步驟的處理:第I步驟，根據(jù)檢查條件計(jì)算每個視角的體軸方向的X射線照射區(qū)域;第2步驟，與在上述第I步驟中計(jì)算出的X射線照射區(qū)域?qū)?yīng)地計(jì)算每個上述視角的照射X射線劑量；以及第3步驟，控制拍攝，以便對在上述第I步驟中計(jì)算出的每個視角的X射線照射區(qū)域分別照射在上述第2步驟中計(jì)算出的照射X射線劑量。
[0012]發(fā)明效果
[0013]通過本發(fā)明，能夠提供一種在體軸方向上變寬而有角度地照射X射線的情況下，能夠針對動態(tài)變化的X射線照射區(qū)域求出最佳的X射線劑量，可靠地進(jìn)行照射的X射線CT裝置等。
【附圖說明】
[0014]圖1是X射線CT裝置I的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是X射線CT裝置I的功能結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是表示第I實(shí)施方式的X射線CT裝置I執(zhí)行的拍攝/圖像重構(gòu)處理的整體流程的流程圖。
[0017]圖4是多層CT中的X射線照射區(qū)域201的狀態(tài)迀移圖。
[0018]圖5是表示X射線照射區(qū)域(照射列數(shù)n(t))的時間變化的圖表。
[0019]圖6是說明由FOV引起的X射線照射區(qū)域201的不同的圖。
[0020]圖7是說明由切片厚度引起的X射線照射區(qū)域201的不同的圖。
[0021]圖8是為了計(jì)算最佳管電流值I(t)_i而設(shè)定的解析線300的狀態(tài)迀移圖。
[0022]圖9是表示第I最佳管電流值計(jì)算處理步驟的流程圖。
[0023]圖10是表示第2最佳管電流值計(jì)算處理步驟的流程圖。
[0024]圖11是說明本發(fā)明的效果的圖。
[0025]圖12是說明與準(zhǔn)直器厚度對應(yīng)的準(zhǔn)直器位置的計(jì)算例的圖。
[0026]圖13是說明與X射線分布的膨脹對應(yīng)的準(zhǔn)直器位置的計(jì)算例的圖。
[0027]圖14是用于說明相當(dāng)于半影半值寬度的列數(shù)n_d0Se(t)的圖。
[0028]圖15是表示相當(dāng)于半影半值寬度的列數(shù)n_d0Se(t)的時間變化的圖表。
[0029]圖16是用于說明第I實(shí)施方式的輻射劑量降低效果的圖。
[0030]圖17是用戶界面部50(顯示畫面)的一例。
[0031]圖18是第2實(shí)施方式中的解析線320的設(shè)定例。
[0032]圖19是比較地示出X射線照射區(qū)域的時間變化的圖。圖19(A)表示轉(zhuǎn)數(shù)多的情況，圖19(B)表示轉(zhuǎn)數(shù)少的情況。
[0033]圖20是拍攝結(jié)束附近的X射線照射區(qū)域201、解析線300的狀態(tài)迀移圖。
[0034]圖21是轉(zhuǎn)數(shù)少時的X射線照射區(qū)域201、X射線遮蔽區(qū)域202以及準(zhǔn)直器的位置的狀態(tài)迀移圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0036][第I實(shí)施方式]
[0037]首先，參照圖1對本發(fā)明的X射線CT裝置I的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0038]如圖1所示，X射線CT裝置I具備掃描機(jī)架部100、床105以及操作臺120。掃描機(jī)架部100是對被檢體照射X射線，并且檢測透射了被檢體的X射線的裝置。操作臺120是控制掃描機(jī)架部100的各部，并且取得通過掃描機(jī)架部100測量出的透射X射線數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像生成的裝置。床105是承載被檢體，將被檢體搬入/搬出掃描機(jī)架部100的X射線照射范圍的裝置。
[0039]掃描機(jī)架部100具備:X射線源101、旋轉(zhuǎn)盤102、準(zhǔn)直單元103、X射線檢測器106、數(shù)據(jù)收集裝置107、機(jī)架控制裝置108、床控制裝置109、X射線控制裝置110以及準(zhǔn)直器控制裝置 111。
[0040]操作臺120具備輸入裝置121、圖像重構(gòu)裝置122、存儲裝置123、系統(tǒng)控制裝置124以及顯示裝置125。
[0041]在掃描機(jī)架部100的旋轉(zhuǎn)盤102上設(shè)置開口部104，經(jīng)由開口部104相對地配置X射線源101與X射線檢測器106。向開口部104插入承載于床105上的被檢體。旋轉(zhuǎn)盤102通過從旋轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置經(jīng)由驅(qū)動傳遞系統(tǒng)傳遞的驅(qū)動力來在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)。通過機(jī)架控制裝置108控制旋轉(zhuǎn)盤驅(qū)動裝置。
[0042]X射線源101被X射線控制裝置110控制，連續(xù)或斷續(xù)地照射預(yù)定強(qiáng)度的X射線。X射線控制裝置110按照由操作臺120的系統(tǒng)控制裝置124決定的X射線源電壓和X射線源電流，控制向X射線源1I施加或供給的X射線源電壓和X射線源電流。
[0043 ]在X射線源1I的X射線照射口設(shè)置準(zhǔn)直單元103。準(zhǔn)直單元103具備限制從X射線源101照射的X射線的照射范圍的機(jī)構(gòu)即準(zhǔn)直器、調(diào)整X射線的劑量分布的X射線補(bǔ)償濾波器。通過準(zhǔn)直器控制裝置111控制準(zhǔn)直器的動作。
[0044]準(zhǔn)直器控制裝置111是控制準(zhǔn)直器1的動作，控制從X射線源1I照射的X射線的照射范圍的裝置。
[0045]從X射線源101照射，通過準(zhǔn)直單元103并透射了被檢體的X射線入射到X射線檢測器 106。
[0046]X射線檢測器106例如是在旋轉(zhuǎn)方向(通道方向)上例如排列1000個左右的由閃爍體和光電二極管的組合構(gòu)成的X射線檢測元件群，在旋轉(zhuǎn)軸方向(切片方向)上例如排列I?320個左右的由閃爍體和光電二極管的組合構(gòu)成的X射線檢測元件群的裝置。隔著被檢體與X射線源101相對地配置X射線檢測器106 J射線檢測器106檢測出從X射線源101照射并透射了被檢體的X射線劑量，輸出到數(shù)據(jù)收集裝置107。
[0047]數(shù)據(jù)收集裝置107收集由X射線檢測器106的各個X射線檢測元件檢測出的X射線劑量，變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，作為透射X射線數(shù)據(jù)依次輸出到操作臺120的圖像重構(gòu)裝置122。
[0048]圖像重構(gòu)裝置122取得從數(shù)據(jù)收集裝置107輸入的透射X射線數(shù)據(jù)，進(jìn)行對數(shù)變換、靈敏度修正等預(yù)處理來生成重構(gòu)所需要的投影數(shù)據(jù)。此外，圖像重構(gòu)裝置122使用投影數(shù)據(jù)重構(gòu)掃描圖像、斷層像等圖像。此外，圖像重構(gòu)裝置122生成堆疊重構(gòu)的各切片的斷層像而成的體數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制裝置124將由圖像重構(gòu)裝置122生成的投影數(shù)據(jù)、掃描圖像、斷層像以及體數(shù)據(jù)等顯示在顯示裝置125中，并且存儲在存儲裝置123中。
[0049]系統(tǒng)控制裝置124是具備CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、R0M(Read Only Memory，只讀存儲器)、RAM (Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲器)等的計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)控制裝置124是控制操作臺120和掃描機(jī)架部100的各部的裝置。
[0050]此外，系統(tǒng)控制裝置124按照圖3所示的處理步驟進(jìn)行拍攝/圖像重構(gòu)處理。在后面敘述拍攝/圖像重構(gòu)處理的細(xì)節(jié)。
[0051]存儲裝置123是存儲由數(shù)據(jù)收集裝置107收集的數(shù)據(jù)和由圖像重構(gòu)裝置122生成的圖像數(shù)據(jù)等的裝置，具體是硬盤驅(qū)動器等數(shù)據(jù)記錄裝置。在存儲裝置123中，除了上述的透射X射線數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)外，還預(yù)先存儲用于實(shí)現(xiàn)X射線CT裝置I的功能的程序、數(shù)據(jù)等。
[0052]顯示裝置125與系統(tǒng)控制裝置124連接，該顯示裝置125由液晶面板、CRT監(jiān)視器等顯示器裝置和用于與顯示器裝置協(xié)作地執(zhí)行顯示處理的邏輯電路構(gòu)成。顯示裝置125顯示從圖像重構(gòu)裝置122輸出的被檢體圖像以及系統(tǒng)控制裝置124處理的各種信息。
[0053]輸入裝置121是用于輸入被檢體姓名、檢查日期時間、檢查條件等的裝置，具體由鍵盤、鼠標(biāo)等指點(diǎn)設(shè)備和各種開關(guān)按鈕等構(gòu)成。輸入裝置121將操作者輸入的各種指示、信息輸出到系統(tǒng)控制裝置124。操作者使用顯示裝置125和輸入裝置121，以對話方式操作X射線CT裝置I。也可以將輸入裝置121設(shè)為與顯示裝置125的顯示畫面一體地構(gòu)成的觸摸面板式輸入裝置。
[0054]接著，參照圖2說明X射線CT裝置I的功能結(jié)構(gòu)。
[0055]如圖2所示，本發(fā)明的X射線CT裝置I的系統(tǒng)控制裝置124具有X射線照射區(qū)域計(jì)算部130、X射線劑量計(jì)算部131、準(zhǔn)直器控制量計(jì)算部132和控制部133。
[0056]X射線照射區(qū)域計(jì)算部130根據(jù)檢查條件計(jì)算每個視角的體軸方向的X射線照射區(qū)域。檢查條件包括拍攝條件和重構(gòu)條件，既可以由操作者經(jīng)由輸入裝置121直接輸入各種參數(shù)，也可以由系統(tǒng)控制裝置124決定。拍攝條件包括光束寬度、螺距、管電壓、目標(biāo)圖像噪聲等參數(shù)。此外，重構(gòu)條件包括重構(gòu)濾波器、切片厚度、F0V(Field Of View，視野)等參數(shù)。另夕卜，假定重構(gòu)條件包括“拍攝時的重構(gòu)條件”和后期重構(gòu)(post reconstruct 1n)條件。后期重構(gòu)條件是在保存所取得的投影數(shù)據(jù)，之后進(jìn)行重構(gòu)處理的情況下所使用的重構(gòu)條件。體軸方向的X射線照射區(qū)域是在多列的X射線檢測器1 6中照射X射線的列數(shù)(體軸方向的列數(shù))。以下，有時也將體軸方向的X射線照射區(qū)域稱為X射線照射列數(shù)n(t)。對每個視角，即從拍攝開始起的每個經(jīng)過時間計(jì)算出體軸方向的X射線照射區(qū)域。例如，假定在螺旋掃描中使X射線照射列數(shù)n(t)根據(jù)體軸方向位置和視角(從拍攝開始起的經(jīng)過時間)動態(tài)地變化。在以下的說明中，作為適當(dāng)?shù)囊焕龑β菪龗呙柽M(jìn)行說明，但也可以對軸位掃描應(yīng)用本發(fā)明。
[0057]將由X射線照射區(qū)域計(jì)算部130計(jì)算出的每個視角的體軸方向的X射線照射區(qū)域(X射線照射列數(shù))通知給X射線劑量計(jì)算部131和準(zhǔn)直器控制量計(jì)算部132。
[0058]X射線劑量計(jì)算部131對應(yīng)于X射線照射區(qū)域計(jì)算部130計(jì)算出的體軸方向的X射線照射區(qū)域，計(jì)算出每個視角的X射線劑量。在以下的說明中，假設(shè)作為照射X射線劑量求出管電流值。在后面敘述X射線劑量計(jì)算部131進(jìn)行的X射線劑量計(jì)算處理的細(xì)節(jié)。將X射線劑量計(jì)算部131計(jì)算出的X射線劑量(管電流值)通知給X射線控制裝置110。
[0059]準(zhǔn)直器控制量計(jì)算部132計(jì)算出用于針對X射線照射區(qū)域計(jì)算部130計(jì)算出的X射線照射區(qū)域照射X射線的準(zhǔn)直器10的控制量。具體地，根據(jù)X射線照射區(qū)域求出X射線遮蔽區(qū)域，計(jì)算出與X射線遮蔽區(qū)域?qū)?yīng)的準(zhǔn)直器10的控制量(位置)。在后面敘述準(zhǔn)直器控制量計(jì)算處理。將計(jì)算出的準(zhǔn)直器10的控制量(位置)通知給準(zhǔn)直器控制裝置111。準(zhǔn)直器控制裝置111根據(jù)準(zhǔn)直器控制量調(diào)整準(zhǔn)直器10的位置。
[0060]控制部133控制拍攝，使得對X射線照射區(qū)域計(jì)算部130計(jì)算出的每個視角的X射線照射區(qū)域分別照射X射線劑量計(jì)算部131計(jì)算出的照射X射線劑量。即，按照X射線劑量計(jì)算部131計(jì)算出的X射線劑量(管電流)和準(zhǔn)直器控制量計(jì)算部132計(jì)算出的準(zhǔn)直器控制量，在每個視角使照射X射線劑量、準(zhǔn)直器10的位置變化。
[0061]系統(tǒng)控制裝置124向X射線控制裝置110指示X射線劑量計(jì)算部131計(jì)算出的X射線劑量(管電流)，向準(zhǔn)直器控制裝置111指示準(zhǔn)直器控制量計(jì)算部132計(jì)算出的準(zhǔn)直器控制量，由此控制基于控制部133的拍攝。
[0062]接著，參照圖3的流程圖，對X射線CT裝置I中的拍攝/圖像重構(gòu)處理的流程進(jìn)行說明。
[0063]X射線CT裝置I的系統(tǒng)控制裝置124按照圖3的流程圖所示的步驟執(zhí)行拍攝/圖像重構(gòu)處理。系統(tǒng)控制裝置124從存儲裝置123讀出與拍攝/圖像重構(gòu)處理相關(guān)的程序和數(shù)據(jù)，并根據(jù)該程序和數(shù)據(jù)執(zhí)行處理。
[0064]在以下的說明中，對多層CT中的螺旋掃描進(jìn)行說明。
[0065](步驟SlOl)
[0066]操作者進(jìn)行定位拍攝即掃描圖(scanogram)拍攝。在掃描圖拍攝中，一般一邊以某視角固定X射線源101，一邊照射細(xì)的光束寬度的X射線，在體軸方向上收集相對于床105垂直的斷面的投影數(shù)據(jù)。并不限定X射線源101的視角，代表性的有將X射線源101固定為O度方向或180度方向并透視的PA掃描圖、固定為90度方向或270度方向并透視的LAT掃描圖。
[0067](步驟S102)
[0068]操作者經(jīng)由輸入裝置121設(shè)定檢查條件。檢查條件包括圖像重構(gòu)范圍、光束寬度、螺距、切片厚度、F0V(Field Of View，視野)、管電壓、目標(biāo)圖像噪聲等(包括拍攝條件和重構(gòu)條件)。
[0069](步驟S103)
[0070]根據(jù)操作者設(shè)定的拍攝條件，系統(tǒng)控制裝置124在從拍攝開始時刻起t旋轉(zhuǎn)后計(jì)算出圖像重構(gòu)所需要的X射線照射列數(shù)n(t)。在后面敘述步驟S103的處理細(xì)節(jié)。
[0071](步驟S104)
[0072]根據(jù)在步驟S103中計(jì)算出的X射線照射列數(shù)n(t)，系統(tǒng)控制裝置124計(jì)算出從拍攝開始時刻起t旋轉(zhuǎn)后的X射線源101的體軸方向的位置Z(t)的最佳的管電流I(t)。在后面敘述步驟S104的處理細(xì)節(jié)。
[0073](步驟S105)
[0074]根據(jù)在步驟S103中計(jì)算出的X射線照射列數(shù)n(t)，計(jì)算出拍攝開始附近、拍攝結(jié)束附近的準(zhǔn)直器位置L(t)(準(zhǔn)直器控制量)。在后面敘述步驟S105的處理細(xì)節(jié)。
[0075](步驟S106)
[0076]系統(tǒng)控制裝置124根據(jù)通過步驟S103?步驟S105的處理求出的X射線照射列數(shù)、最佳管電流以及準(zhǔn)直器控制量，計(jì)算出輻射劑量。在后面敘述步驟SI 06的處理細(xì)節(jié)。
[0077](步驟S107)
[0078]作為用戶界面，系統(tǒng)控制裝置124優(yōu)選將X射線照射區(qū)域的時間變化、照射X射線劑量的時間變化、以及福射劑量等中的任意一個以上顯示在顯示裝置125中。
[0079]具體地，顯示在步驟S104中計(jì)算出的最佳管電流值I (t)、在步驟S106中計(jì)算出的照射劑量等。具體地，優(yōu)選顯示管電流I(t)的時間變化圖表(圖11(B))、本影的X射線照射列數(shù)的時間變化圖表(圖5等)、相當(dāng)于后述的半影半值寬度的列數(shù)的時間變化圖表(圖15)、輻射劑量的體軸方向的時間變化圖表(圖16)、輻射范圍的時間變化圖表、管電流的體軸方向平均值、輻射劑量的累計(jì)值、X射線照射區(qū)域201的狀態(tài)迀移圖(圖8等)等中的任意I個以上。
[0080]X射線源101的切片位置與時間對應(yīng)地被唯一決定，因此，上述各圖表的橫軸也可以不以時間，而是以X射線源101的切片位置表現(xiàn)。此外，為了容易獲知切片位置與各參數(shù)值的對比，也可以如圖1l(A)所示那樣重疊地顯示掃描圖圖像和圖表。
[0081]此外，為了視覺確認(rèn)本發(fā)明的劑量最佳化效果，可以如圖1l(B)所示那樣以比較現(xiàn)有的最佳管電流與本發(fā)明的最佳管電流的方式顯示。此外，為了視覺確認(rèn)準(zhǔn)直器控制引起的輻射效果，既可以如圖15所示那樣以比較準(zhǔn)直器固定時的半影半值寬度與進(jìn)行準(zhǔn)直器控制時的半影半值寬度的方式顯示，也可以如圖16所示那樣以比較輻射劑量的方式顯示。
[0082]此外，作為用戶界面，如圖17所示的顯示畫面50那樣，系統(tǒng)控制裝置124優(yōu)選顯示操作畫面50，該操作畫面50具備顯示與拍攝有關(guān)的各種圖表的圖表顯示區(qū)域53和輸入許可或不許可在圖表顯示區(qū)域53所顯示的內(nèi)容中的拍攝的指示的輸入部(“確認(rèn)”按鈕51和“重新設(shè)定條件”按鈕52)。
[0083](步驟S108)
[0084]操作者參照在步驟S107中顯示的X射線劑量、輻射劑量等顯示內(nèi)容，判斷是否以所設(shè)定的檢查條件進(jìn)行掃描。判斷為適于掃描的條件的情況下，經(jīng)由輸入裝置121輸入“適當(dāng)”指示(步驟S108;適當(dāng))，向步驟S109前進(jìn)。判斷為不適于掃描的檢查條件的情況下，經(jīng)由輸入裝置121輸入“不適當(dāng)”指示(步驟S108;不適當(dāng))，返回到步驟S102，重新設(shè)定檢查條件。
[0085]例如，也可以在圖17所示的用戶界面50的畫面上進(jìn)行上述的“適當(dāng)”和“不適當(dāng)”的輸入。若按下“確認(rèn)”按鈕51，輸入許可拍攝的指示(步驟S108;適當(dāng))，則系統(tǒng)控制裝置124以所設(shè)定的檢查條件開始拍攝。另一方面，若按下“重新設(shè)定條件”按鈕52，輸入不許可拍攝的指示(步驟S108;不適當(dāng))，則移動至步驟S102的檢查條件的重新設(shè)定。
[0086](步驟S109)
[0087]系統(tǒng)控制裝置124—邊按照在步驟S105計(jì)算出的準(zhǔn)直器位置L(t)控制準(zhǔn)直器10，一邊進(jìn)行基于在步驟S104計(jì)算出的最佳管電流I(t)的X射線照射，進(jìn)行螺旋掃描。
[0088](步驟S110)
[0089]圖像重構(gòu)裝置122使用通過步驟S109的掃描得到的投影數(shù)據(jù)和“拍攝時的重構(gòu)條件”來進(jìn)行圖像重構(gòu)處理。系統(tǒng)控制裝置124將重構(gòu)的圖像存儲于存儲裝置123，并且顯示于顯示裝置125。
[0090](步驟Slll)
[0091]系統(tǒng)控制裝置124按照操作者的指示進(jìn)行后期重構(gòu)。后期重構(gòu)是調(diào)用存儲于存儲裝置123的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)后期重構(gòu)條件重構(gòu)圖像的處理。后期重構(gòu)條件可以利用與步驟SllO的圖像重構(gòu)時所使用的“拍攝時的重構(gòu)條件”不同的條件。
[0092]接著，使用圖4?圖7說明圖3的步驟S103的X射線照射列數(shù)n(t)的計(jì)算處理。系統(tǒng)控制裝置124(X射線照射區(qū)域計(jì)算部130)根據(jù)光束寬度、螺距等檢查條件決定從拍攝開始時刻起t旋轉(zhuǎn)后圖像重構(gòu)所需要的X射線照射列數(shù)n(t)。
[0093]圖4是表示在拍攝開始附近，為了生成在步驟S102中操作者設(shè)定的圖像重構(gòu)區(qū)域200的開頭圖像位置204處的開頭圖像，隨時間經(jīng)過示出了需要X射線照射的X射線照射區(qū)域201、不需要X射線照射的X射線遮蔽區(qū)域202的圖。如圖4所示，X射線源101和X射線檢測器106的體軸方向的位置被固定，床105以床速度V向圖4的左側(cè)移動的情況下，需要從X射線檢測器106的右側(cè)的列(設(shè)為開頭側(cè)的列)開始逐漸增加X射線照射列數(shù)，擴(kuò)大X射線照射區(qū)域201。
[0094]將圖像重構(gòu)區(qū)域200的有效視野設(shè)為F0V。例如，為了直到FOV邊緣為止生成圖像，在圖4的狀態(tài)l(t = tl)需要向開頭圖像位置204上的離X射線源101最遠(yuǎn)的位置50照射X射線。此外，在圖4的狀態(tài)3(t = t3)需要向開頭圖像位置204上的離X射線源101最近的位置51照射X射線。將所關(guān)注的位置在位置50和位置51間切換時的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為t = t2。
[0095]將X射線照射列數(shù)n(t)與相當(dāng)于光束寬度的X射線檢測器106全部列數(shù)N—致時的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為t = t4。以下，考慮t0<t2<t4的情況。將拍攝開始時刻t = t0所需要的照射列數(shù)設(shè)為n(t0)。將從X射線源101至旋轉(zhuǎn)中心203的距離設(shè)為S0D(Sorce Object Distanc，源對象距離)，將螺距設(shè)為HP (He I i ca I Pi tch)時，可以通過以下的2個階段的式(I)、式(2)表示從拍攝開始起t旋轉(zhuǎn)后需要X射線照射的X射線照射列數(shù)n(t)。
[0096]t0彡t<t2的情況下:
[0097]n(t)=n(tO)+SOD/(SOD+FOV/2) XHPXt ---(I)
[0098]t2<t<t4 的情況下:
[0099]η(t)= η(12)+SOD/(S0D-F0V/2)X HP X(t-t2)...(2)
[0100]其中，尤其依賴于逆投影相位寬度、切片厚度來決定t2、n(t0)。
[0101]在圖4中，為了簡便，示出了t= t2時向相當(dāng)于光束寬度的X射線檢測器106的全部列數(shù)N的剛好一半的列照射X射線的情況(n(t2)=N/2)，但一般并不限定于n(t2)=N/2。將每單位轉(zhuǎn)數(shù)而增加的X射線照射列數(shù)設(shè)為A η時，Δ n可以使用Δ n = n(t+l) —n(t)和上述的式(I)、式(2)來表示為以下的式(3)、式(4)。
[0102]t0彡t彡t2的情況下:
[0103]Δη = SOD/(S0D+F0V/2) XHP ---(3)
[0104]t2<t<t4 的情況下:
[0105]Δη = SOD/ (S0D-F0V/2) HP ---(4)
[0106]圖5表示從拍攝開始t= tO = 0至拍攝結(jié)束t = T為止的X射線照射列數(shù)n(t)的時間變化圖表(n(t)圖表)的例子。另外，也可以在步驟S107的顯示處理中顯示圖5的n(t)圖表。通過顯示圖5這樣的n(t)圖表，操作者在步驟S108的檢查條件的判斷中容易判斷所設(shè)定的檢查條件是否恰當(dāng)。
[0107]在此，關(guān)注FOV和切片厚度。
[0108]圖6是表示由FOV引起的X射線照射列數(shù)n(t)的不同的圖。如圖6所示，與(A)FOV小的情況相比(B)FOV越大，則t旋轉(zhuǎn)后需要的X射線照射列數(shù)n(t)變得越多。
[0109]圖7是表示由切片厚度引起的X射線照射列數(shù)η⑴的不同的圖。如圖7所示，即使圖像重構(gòu)區(qū)域200內(nèi)的開頭圖像位置204相同，與(A)切片厚度薄的情況相比(B)切片厚度越厚，則t旋轉(zhuǎn)后需要的X射線照射列數(shù)n(t)變得越多。這樣，由于n(t)依存于FOV和切片厚度，因此表示為11(1?0￥、5)。
[0110]一般，有時操作者在步驟S109的掃描結(jié)束后改變包含F(xiàn)OV或切片厚度的檢查條件，以其他條件重新生成圖像(步驟Slll的后期重構(gòu))。后期重構(gòu)不重新掃描，而是基于通過掃描取得的投影數(shù)據(jù)，以判斷為診斷所必要的重構(gòu)條件重新生成圖像的功能。例如，有時擴(kuò)大想要觀察的病變來進(jìn)行重新生成，或?yàn)榱擞^察遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的病變而移動圖像的中心坐標(biāo)并進(jìn)行重新生成，或?yàn)榱耸咕植矿w積效應(yīng)(partial volume effect)變小而以薄的切片厚度進(jìn)行重新生成，或?yàn)榱私档蛨D像噪聲而以厚的切片厚度進(jìn)行重新生成。
[0111]將操作者作為“拍攝時的重構(gòu)條件”在掃描時設(shè)定的F0V、切片厚度分別稱為掃描F0V(F0V_scan)、掃描切片厚度(S_scan)，將作為后期重構(gòu)條件在后期重構(gòu)時設(shè)定的F0V、切片厚度稱為重構(gòu)F0V(F0V_recon)、重構(gòu)切片厚度(S_recon)。假定以最適合于得到掃描F0V、掃描切片厚度的圖像的X射線照射列數(shù)n(t，F(xiàn)0V_Scan，S_Scan)進(jìn)行了掃描。此時，操作者能夠以最小限的輻射劑量取得掃描FOV、掃描切片厚度的圖像。
[0112]但是，在后期重構(gòu)中，想要重新生成？0￥_代(3011>?0￥_80&11、3_代(3011>3_80&11的圖像的情況下，圖像重構(gòu)需要比掃描時取得的n(t，F(xiàn)0V_Scan，S_Scan)列的投影數(shù)據(jù)多的n(t，F(xiàn)0V_recon，S_recon)列的投影數(shù)據(jù)。因掃描時沒有取得n( t，F(xiàn)0V_recon，S_recon)列的量的投影數(shù)據(jù)，因此得到重構(gòu)F0V、重構(gòu)切片厚度的圖像所需要列的投影數(shù)據(jù)不足，在開頭圖像附近或末尾圖像附近無法得到后期重構(gòu)條件的圖像。為了在開頭圖像附近或末尾圖像附近得到F0V_recon >F0V_scan、S_recon > S_scan的圖像，必須重新掃描被檢體，向被檢體的福射會增加。
[0113]因此，應(yīng)鑒于后期重構(gòu)條件決定X射線照射列數(shù)n(t)。例如在步驟S102的檢查條件設(shè)定中，與掃描F0V、掃描切片厚度不同地，操作者可以預(yù)先設(shè)定有可能在后期重構(gòu)中設(shè)定的重構(gòu)FOV、重構(gòu)切片厚度。在該情況下，系統(tǒng)控制裝置124使用掃描FOV和重構(gòu)FOV中較大的F0V，此外，系統(tǒng)控制裝置124使用掃描切片厚度和重構(gòu)切片厚度中較厚的切片厚度來計(jì)算出X射線照射列數(shù)n(t)。
[0114]或者，系統(tǒng)控制裝置124也可以使用最大F0V(F0V_max)、最厚切片厚度(S_max)來計(jì)算出X射線照射列數(shù)n (t，F(xiàn)0V_max，S_max)。在該情況下，操作者可以省去設(shè)定重構(gòu)FOV、重構(gòu)切片厚度的麻煩，在后期重構(gòu)中可以生成所謂的重構(gòu)條件的圖像。
[0115]此外，準(zhǔn)備了多種在準(zhǔn)直單元103內(nèi)調(diào)整通道方向的X射線分布的X射線補(bǔ)償濾波器的情況下，也可以使FOVjnax根據(jù)作為檢查條件之一的X射線補(bǔ)償濾波器的選擇而變化。
[0116]如上所述，若考慮重構(gòu)FOV和重構(gòu)切片厚度來計(jì)算出X射線照射列數(shù)n(t)，如后述的步驟S105所示那樣控制準(zhǔn)直器10，則在拍攝開始附近/結(jié)束附近，與不使X射線照射列數(shù)η(t)變動的現(xiàn)有的掃描相比減少X射線劑量，并且能夠與以往同樣地操作者以所希望的任意條件進(jìn)行后期重構(gòu)，在后期重構(gòu)中能夠避免無法生成開頭圖像附近、末尾圖像附近的圖像的情況。
[0117]另外，在上述的說明中，代表性地對F0V、切片厚度進(jìn)行了說明，但若具有FOV中心坐標(biāo)、重構(gòu)函數(shù)、Z方向的濾波處理等“拍攝時的重構(gòu)條件”和后期重構(gòu)條件中對圖像重構(gòu)起作用的列的范圍不同的參數(shù)，則當(dāng)然也可以與FOV或切片厚度的例子同樣地進(jìn)行考慮。
[0118]另外，在步驟S103中既可以如上所述地根據(jù)步驟S102的檢查條件計(jì)算出n(t)，也可以對每個檢查條件預(yù)先計(jì)算出n(t)并保存至系統(tǒng)控制裝置124中，根據(jù)步驟S102的檢查條件從系統(tǒng)控制裝置124讀出n(t)。尤其，若預(yù)先計(jì)算出t0、t2、t4、n(t0)、n(t2)、Δ η等成為點(diǎn)的值并保存到系統(tǒng)控制裝置124中，則能夠簡單地對任意的轉(zhuǎn)數(shù)t計(jì)算出n(t)，能夠縮短計(jì)算時間。
[0119]接著，使用圖8?圖10說明步驟S104的最佳管電流I(t)的計(jì)算處理。已知適當(dāng)?shù)乜刂葡虮粰z體的X射線照射量以便維持操作者所希望的畫質(zhì)的技術(shù)(AutO ExposureControI，自動曝光控制:AEC)。平衡良好地最佳化有折中關(guān)系的劑量和畫質(zhì)的技術(shù)，作為畫質(zhì)指標(biāo)使用圖像噪聲或CNR(Contrast-to_Noise Rat1，對比噪聲比)。
[0120]將拍攝開始時刻起t旋轉(zhuǎn)后的X射線源101的體軸方向的位置設(shè)為Z(t)。在以往的AEC中，利用切片位置Z(t)或以切片位置Z(t)為中心的區(qū)域的掃描圖的投影數(shù)據(jù)或像素值等計(jì)算出X射線源101位于Z(t)時的最佳管電流I(t)。但是，在用于圖像重構(gòu)的X射線照射區(qū)域201在拍攝中動態(tài)地變化的情況下，切片位置Z(t)的最佳管電流并不一定是針對X射線照射區(qū)域201最佳的管電流。因此，從X射線照射區(qū)域201中選擇出用于計(jì)算最佳管電流的切片位置，計(jì)算出X射線照射區(qū)域201中的最佳管電流I(t)。
[0121 ]在X射線源101位于Z( t)時，向X射線檢測器106照射n( t)列的量的X射線。此時，依次將照射X射線的各檢測器列的旋轉(zhuǎn)中心的切片位置設(shè)為Z(t)_i(i = l、2、3、…、n(t))。
[0122]圖8表示拍攝開始附近的X射線照射區(qū)域201、X射線遮蔽區(qū)域202、切片位置Z(t)_i(i = l、2、3、…、n(t))的時間經(jīng)過。將Z(t)_l側(cè)設(shè)為開頭側(cè)的列，將Z(t)_n(t)側(cè)設(shè)為末尾側(cè)的列。
[0123]在第I實(shí)施方式的X射線CT裝置I中，為了計(jì)算管電流，對切片位置Z(t)_i(i= 1、2、
3、…、n(t))設(shè)定解析線300。如圖8所示，將解析線300設(shè)為相對于床105(體軸)垂直。在步驟SlOl的掃描圖拍攝處理中，設(shè)成沿著解析線300取得掃描圖數(shù)據(jù)。
[0124]圖9表示第I最佳管電流I(t)的計(jì)算處理步驟。
[0125]在第I最佳管電流I(t)的計(jì)算處理中，系統(tǒng)控制裝置124首先計(jì)算出切片位置Z(t)_i的最佳管電流I(t)_i(步驟S201)。例如，系統(tǒng)控制裝置124使用切片位置Z(t)_i的解析線300上的掃描圖投影數(shù)據(jù)，生成位置Z(t)_i的被攝體的垂直斷面模型，預(yù)測圖像噪聲，分別計(jì)算出各切片位置Z(t)_i(i = l、2、3、…、n(t))的最佳管電流I(t)_i(i = l、2、3、…、η
(t))o
[0126]系統(tǒng)控制裝置124使用在步驟S201中計(jì)算出的I(t )」，計(jì)算出X射線照射區(qū)域201的最佳管電流I(t)。例如，如以下的式(5)所示那樣，將各列的I(t)_i(i = l、2、3、…、n(t))的平均值設(shè)為最佳管電流K t)(步驟S202)。
[0127]I(t)=(I(t)_l+I(t)_2+."+I(t)_n(t))/n(t) ---(5)
[0128]此外，也可以不將平均值，而是將各列的I(t)_i的最大值或最小值設(shè)為最佳管電流I (t)。在將I (t )」的最大值設(shè)為最佳管電流I (t)的情況下，能夠?qū)射線照射區(qū)域201充分確保X射線劑量，能夠避免相對于操作者要求的畫質(zhì)劑量不足的情況。另一方面，在將I(t)_i的最小值設(shè)為最佳管電流I(t)的情況下，能夠在維持最低限的畫質(zhì)的同時，優(yōu)先使針對X射線照射區(qū)域201的輻射降低。如上所述地將平均值設(shè)為最佳管電流I(t)的情況下，能夠以平均的X射線劑量進(jìn)行掃描，因此可以平衡良好地進(jìn)行輻射降低和畫質(zhì)維持的雙方。
[0129]選擇平均值、最大值、最小值中的哪個，既可以默認(rèn)設(shè)定，也可以由操作者選擇。此夕卜，也可以與檢查目的、檢查對象對應(yīng)地顯示/選擇推薦的選擇項(xiàng)。
[0130]圖10表示第2最佳管電流I(t)的計(jì)算處理步驟。
[0131]在第2最佳管電流I(t)的計(jì)算處理中，系統(tǒng)控制裝置124從切片位置Z(t)_i中計(jì)算出代表性的切片位置Z(t)_on(步驟S301)。例如，如以下的式(6)所示那樣，將Z(t)_i(i = l、
2、3、…、n(t))的平均值設(shè)為代表切片位置Z(t)_on。
[0132]Z(t)_on = (Z(t)_l+Z(t)_2+---+Z(t)_n(t) )/n(t) ---(6)
[0133]此外，也可以不將平均值，而是將各列的Z(t)_i的最大值或最小值，S卩X射線照射區(qū)域201內(nèi)的開頭切片位置Z(t)j或末尾切片位置Z(t)_n(t)設(shè)為代表切片位置Z(t)_on。或者，也可以將操作者指定的任意的切片位置Z(t)_i設(shè)為代表切片位置Z(t)_on?；蛘撸€可以將相對于Z(t)_i(i = l、2、3、...、n(t))的平均值向開頭側(cè)的列方向或末尾側(cè)的列方向偏移了某一定距離的切片位置設(shè)為代表切片位置Z(t)_on。
[0134]接著，系統(tǒng)控制裝置124計(jì)算出代表切片位置Z(t)_on的最佳管電流I(t)(步驟S302)。例如，使用位置Z(t)_on的解析線300上的掃描圖投影數(shù)據(jù)，生成位置Z(t)_on的被攝體的垂直斷面模型，預(yù)測圖像噪聲，計(jì)算出切片位置Z(t)_on的最佳管電流I(t)。
[0135]圖10所示的第2最佳管電流計(jì)算處理與圖9所示的第I最佳管電流計(jì)算處理相比，根據(jù)切片位置Z計(jì)算出最佳管電流I的處理進(jìn)行I次即可，因此能夠縮短計(jì)算時間。
[0136]如以上所述，本發(fā)明的X射線CT裝置I使X射線照射區(qū)域201在拍攝中在每個視角變化，并且針對各X射線照射區(qū)域201求出最佳的照射X射線劑量。由此，例如在多層CT中的螺旋掃描等的拍攝開始附近或結(jié)束附近，X射線照射區(qū)域位于在體軸方向上與X射線源的切片位置偏移的位置的情況下，可以針對該X射線照射區(qū)域求出恰當(dāng)?shù)恼丈鋁射線劑量。尤其，本發(fā)明的特征在于，根據(jù)X射線照射區(qū)域201使最佳管電流計(jì)算中所使用的解析線300的位置在拍攝中變化。由此，例如在多列的X射線檢測器中光束寬度變寬，圖像重構(gòu)區(qū)域200的開頭圖像位置204或末尾圖像位置205位于體軸方向上陡峭的部位，解析線300位置的最佳管電流與X射線源位置(切片位置Z(t))的以往的最佳管電流有較大不同的情況下，本發(fā)明的劑量最佳化的效果變高。若通過列數(shù)更多的檢測器進(jìn)行更寬的光束寬度的拍攝，則解析線300的位置與切片位置Z(t)的位置的差更容易變大，因此本發(fā)明的劑量最佳化效果變高。
[0137]使用圖11說明本發(fā)明的效果。在圖11中示出了在拍攝開始附近，圖像重構(gòu)區(qū)域200的開頭圖像位置204位于被檢體206的肩部，為了生成肩部圖像從頭部向肩部開始拍攝的情況。
[0138]圖1l(A)示出了拍攝開始附近的X射線源101、圖像重構(gòu)區(qū)域200、開頭圖像位置204的位置關(guān)系、X射線照射區(qū)域201、x射線遮蔽區(qū)域202。圖1l(B)示出了從拍攝開始到拍攝結(jié)束為止的切片位置Z(t)的最佳管電流I(t)的時間變化圖表。在圖1l(B)的圖表中，將橫軸設(shè)為從拍攝開始時刻起的轉(zhuǎn)數(shù)t，但也可以根據(jù)時間唯一地決定X射線源101的切片位置，因此橫軸也可以不是轉(zhuǎn)數(shù)而是時間或X射線源101的切片位置。
[0139]圖1l(B)的虛線曲線207表示使用了以往的AEC時的最佳管電流，圖1l(B)的實(shí)線曲線208是使用了本發(fā)明的最佳管電流計(jì)算處理(圖3的步驟S103、步驟S104)時的最佳管電流。然而，在“拍攝開始附近60和拍攝結(jié)束附近61”以外，曲線207和曲線208重疊。
[0140]在以往的AEC中，始終使用X射線源101的切片位置的解析線300來計(jì)算出最佳管電流。在圖1l(A)中，X射線源101的切片位置為從X射線照射區(qū)域201完全偏離的位置，X射線照射區(qū)域201和計(jì)算最佳管電流位置偏離。并且，在頭部和肩部X射線的衰減量有較大不同，若將在X射線源101的位置的頭部附近計(jì)算出的最佳管電流照射到X射線照射區(qū)域201內(nèi)的肩部附近，則有可能針對肩部的劑量不足，開頭圖像位置204附近的圖像的畫質(zhì)劣化。因此，若使用本發(fā)明的最佳管電流計(jì)算處理，則可以向位于相對于X射線源101向體軸方向偏離的位置的X射線照射區(qū)域201也照射最佳的管電流。因此，在拍攝開始附近60或拍攝結(jié)束附近61，不會劑量不足或劑量過剩，恰當(dāng)?shù)鼐S持開頭圖像位置204附近的圖像或末尾圖像位置205附近的圖像的畫質(zhì)。
[0141]另外，也可以在圖3的步驟S107中顯示圖1l(B)的管電流圖表。通過顯示圖1l(B)那樣的管電流圖表，操作者在步驟S108中容易判斷拍攝條件是否恰當(dāng)。
[0142]接著，參照圖8、圖12、圖13說明圖3的步驟S105中的準(zhǔn)直器位置計(jì)算處理。步驟S105中的準(zhǔn)直器位置計(jì)算處理是計(jì)算用于向在圖3的步驟S103的X射線照射列數(shù)計(jì)算處理中計(jì)算出的照射列數(shù)n(t)可靠地照射X射線的準(zhǔn)直器位置的處理。
[0143]例如，準(zhǔn)直單元103內(nèi)的準(zhǔn)直器10具有平板形狀的左側(cè)準(zhǔn)直器1L和右側(cè)準(zhǔn)直器10R，將準(zhǔn)直器控制裝置111設(shè)為在拍攝過程中能夠在體軸方向上獨(dú)立地控制左側(cè)準(zhǔn)直器1L和右側(cè)準(zhǔn)直器1R的結(jié)構(gòu)。假定由鉛等X射線吸收系數(shù)高的遮蔽板形成了準(zhǔn)直器10。另夕卜，以下說明的處理并不限定于如上所述分別獨(dú)立地控制左側(cè)準(zhǔn)直器1L和右側(cè)準(zhǔn)直器1R的情況，也可以應(yīng)用于為了設(shè)為更簡單的機(jī)構(gòu)而一體地控制的構(gòu)造。此外，左側(cè)準(zhǔn)直器1L和右側(cè)準(zhǔn)直器1R既可以在體軸方向上移動，也可以向垂直方向或通道方向移動。準(zhǔn)直器10的形狀并不限定于平板形狀，也可以是圓弧狀或球狀。準(zhǔn)直器10的數(shù)量并不限定于2個。
[0144]圖8表示拍攝開始附近的準(zhǔn)直器10的動作和時間經(jīng)過。床105向圖8的左側(cè)前進(jìn)的情況下，需要向左側(cè)打開左側(cè)的準(zhǔn)直器1L以便向X射線照射區(qū)域201可靠地照射X射線。
[0145]首先，考慮從X射線源101放射的X射線源的焦點(diǎn)20在體軸方向的寬度。一般，X射線源101的焦點(diǎn)20具有通道方向和體軸方向的寬度，將體軸方向的寬度設(shè)為L_Focal。焦點(diǎn)20在體軸方向變寬，因此向X射線檢測器106入射的X射線具有本影和半影。優(yōu)選向重構(gòu)所需要的X射線照射列數(shù)n(t)可靠地入射X射線的本影。因?yàn)榕c本影相比，X射線的半影的X射線劑量較少，在生成圖像方面X射線劑量不足，導(dǎo)致圖像噪聲下降等畫質(zhì)劣化。作為檢查條件之一可選擇焦點(diǎn)大小的情況下，也可以根據(jù)焦點(diǎn)大小的選擇使L_Focal的值變化。
[0146]圖12示出了用于向X射線照射列數(shù)n(t)照射X射線的本影的、X射線源的焦點(diǎn)20、準(zhǔn)直器10的位置關(guān)系、照射本影的區(qū)域210、照射半影的區(qū)域211。
[0147]以下，說明在拍攝開始附近，從X射線照射開始起t旋轉(zhuǎn)后，用于向X射線照射列數(shù)η(t)照射X射線的本影的準(zhǔn)直器10的位置的計(jì)算方法。尤其，在此關(guān)注圖12所示的左側(cè)準(zhǔn)直器1L的右側(cè)側(cè)面1L—PlaneR，將1L—PlaneR相對于焦點(diǎn)20的中心軸212的體軸方向的距離設(shè)為L(t)。
[0148]首先，考慮準(zhǔn)直器1的垂直方向的厚度對X射線照射范圍(本影)的影響。例如，在圖12(A)的配置中，根據(jù)左側(cè)準(zhǔn)直器1L的右側(cè)側(cè)面1L—PlaneR的上端的位置決定X射線的本影的照射范圍210。此外，在圖12(B)的配置中，根據(jù)左側(cè)準(zhǔn)直器1L的右側(cè)側(cè)面1L-PlaneR的下端的位置決定X射線的本影的照射范圍210。將上端和下端切換時的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為t= t_change，將X射線檢測器106的I元件的旋轉(zhuǎn)中心處的體軸方向長度設(shè)為D時，t_change是滿足以下的式(7)的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0149]n(t_change) XD = NXD/2+L_Focal/2 ---(7)
[0150]將從焦點(diǎn)20至準(zhǔn)直器10的上表面的垂直方向的距離設(shè)為Lc_Upper，將從焦點(diǎn)20至準(zhǔn)直器10的下表面的垂直方向的距離設(shè)為Lc_l0Wer時，系統(tǒng)控制裝置124以滿足以下的式
(8)、式(9)的方式控制左側(cè)準(zhǔn)直器1L的位置即可。
[0151]t<t_change 的情況下:
[0152]L(t) = (NXD/2+L_Focal/2-n(t) XD) XLc_upper/S0D_L_Focal/2 ---(8)
[0153]
[0154]t_change小于t的情況下:
[0155]L(t) = (NXD/2+L_Focal/2-n(t) XD) XLc_lower/S0D-L_Focal/2 ---(9)
[0156]
[0157]將每單位轉(zhuǎn)數(shù)的L(t)的移動距離設(shè)為AL時，使用AL = L(t+l)_L(t)和An = n(t+I )_n(t)，用以下的式(10)、式(11)表現(xiàn)AL。
[0158]t<t_change 的情況下:
[0159]Δ L = -Δ nXDXLc_upper/S0D ---(10)
[0160]t_change小于t的情況下:
[0161]Δ L = -A nXDXLc_lower/S0D ---(Il)
[0162]t0、t2、t4與式(7)所示的轉(zhuǎn)數(shù)t_change的前后關(guān)系依存于L_Focal的長度、逆投影相位寬度等，但假定t0<t_change<t2的情況下，可以將式(3)和式(4)的An代入到式(10)和式(11)來求出準(zhǔn)直器速度Vc (t)。
[0163]t(Xt<t_change 的情況下:
[0164]Vc (t) = V X Lc_upper/ (S0D+F0V/2) ---(12)
[0165]t_change<t^it2 的情況下:
[0166]Vc (t) = V X Lc_l ower/ (S0D+F0V/2) ---(13)
[0167]t2<t<t4 的情況下:
[0168]Vc (t) = V X Lc_l ower/ (S0D-F0V/2) ---(14)
[0169]其中，在上述的式(12)?式(14)中使用了床速度V = HPXD。
[0170]若以滿足式(8)、式(9)表示的位置L(t)的方式控制準(zhǔn)直器1L，則能夠使X射線的本影可靠地入射到X射線照射列數(shù)n(t)。
[0171]不正確地考慮焦點(diǎn)20的擴(kuò)展寬度，想要假定焦點(diǎn)20為點(diǎn)狀而控制準(zhǔn)直器10時，在X射線照射區(qū)域201的端部的列附近，有可能不照射本影210而缺少圖像重構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)?？紤]焦點(diǎn)20的擴(kuò)展寬度來控制準(zhǔn)直器10是重要的。
[0172]此外，不正確地考慮準(zhǔn)直器10的上下的端點(diǎn)地控制準(zhǔn)直器10時，必要的X射線透射準(zhǔn)直器1L的一部分，因此有可能缺少圖像重構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)。尤其作為準(zhǔn)直器10的材質(zhì)使用廉價的鐵或銅的合金的情況下，為了提高向X射線遮蔽區(qū)域202的遮蔽效果需要增加準(zhǔn)直器10的厚度，因此考慮準(zhǔn)直器10的厚度來控制準(zhǔn)直器10是重要的。
[0173]如以上說明的那樣，嚴(yán)格考慮焦點(diǎn)在體軸方向的擴(kuò)展寬度和準(zhǔn)直器10在垂直方向的厚度來計(jì)算出準(zhǔn)直器位置L(t)，由此能夠向X射線照射區(qū)域201可靠地照射X射線的本影。
[0174]進(jìn)一步地，在通道方向上使用平板形狀的準(zhǔn)直器10，并且從焦點(diǎn)20觀察X射線檢測器106的檢測器面為凹狀地彎曲的形狀的情況下，優(yōu)選考慮X射線分布。
[0175]圖13是用于說明X射線分布的圖。圖13(A)是從床105觀察旋轉(zhuǎn)圓盤102的圖。圖13(B)是從焦點(diǎn)20觀察X射線檢測器106的圖。
[0176]在以圖13(A)那樣的配置設(shè)置焦點(diǎn)20、平板形狀的準(zhǔn)直器10、凹狀地彎曲的形狀的X射線檢測器106的情況下，向X射線檢測器的檢測器面入射的X射線分布如圖13(B)所示。如圖13(B)所示，從焦點(diǎn)20觀察可知，成為與通道方向的兩端部相比，中央部膨脹的形狀的X射線分布。
[0177]在上述的式(8)?式(14)中，使用從焦點(diǎn)20至準(zhǔn)直器下表面為止的垂直方向的距離Lc_loWer計(jì)算出準(zhǔn)直器位置，使得對通道方向中央部照射X射線的本影。此時，如圖13(B)所示，對通道方向的中央部到Z(t)_n(t)為止照射本影以便滿足必要列數(shù)n(t)，但針對從焦點(diǎn)20到準(zhǔn)直器下表面為止的距離較長的通道方向兩端部，未照射本影到Z(t)_n(t)為止，缺少圖像重構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)。
[0178]因此，從焦點(diǎn)20觀察成為中央部比通道方向的兩端部膨脹的形狀的X射線分布的情況下，系統(tǒng)控制裝置124將上述式(8)?式(14)中的Lc_lower替換為Lc_lower/cos9后計(jì)算即可。其中，Θ為通道方向的檢測器的最大開度角的一半。
[0179]這樣通過僅考慮X射線分布的膨脹，即使在使用平板形狀的準(zhǔn)直器10和彎曲成凹狀的X射線檢測器106的情況下，也可以使X射線的本影以滿足X射線照射列數(shù)n(t)的方式入射到通道方向的所有檢測器元件。
[0180]另外，如使用平板形狀的準(zhǔn)直器10和平面狀的X射線檢測器106的情況，或使用成為與X射線檢測器106的凹狀相似的彎曲形狀的準(zhǔn)直器10的情況等那樣，從X射線源101觀察X射線分布不成為膨脹的形狀的情況下，不需要進(jìn)行上述的考慮。
[0181]另外，在步驟S105中既可以如上所述地對每個檢查條件根據(jù)X射線照射列數(shù)n(t)和系統(tǒng)的參數(shù)(焦點(diǎn)大小L_Focal、準(zhǔn)直器10的厚度、通道方向開角Θ、Χ射線檢測器的I個元件的體軸方向長度D等)來計(jì)算L(t)，也可以預(yù)先對每個檢查條件計(jì)算出L(t)并保存到系統(tǒng)控制裝置124中，根據(jù)步驟S102的檢查條件從系統(tǒng)控制裝置124讀出L(t)。尤其，若預(yù)先計(jì)算出tO、t_change、t2、t4、L(tO)、L(t_change)、L(t2)、Δ L等成為點(diǎn)的值并保存到系統(tǒng)控制裝置124中，則能夠簡單地對任意的轉(zhuǎn)數(shù)t計(jì)算出L(t)，能夠縮短計(jì)算時間。
[0182]接著，參照圖14?圖16說明圖3的步驟S106的輻射劑量的計(jì)算處理。在步驟S106中不僅計(jì)算出輻射劑量R(t)，還可以計(jì)算出拍攝范圍整體的輻射劑量的累計(jì)值R、輻射范圍W(t)作為與輻射相關(guān)的信息。
[0183]向被攝體的X射線照射量不僅要考慮本影，還需要考慮半影的X射線分布。圖14表示t旋轉(zhuǎn)后的體軸方向的X射線劑量分布。如圖14的實(shí)線220那樣，假定X射線劑量相對于體軸方向梯形地分布。t旋轉(zhuǎn)后的X射線劑量與梯形分布220的面積(體軸方向累計(jì)值)成正比。假定將半影的X射線劑量成為本影的X射線劑量的半值的列數(shù)(以下，稱作半影半值寬度)設(shè)Sn_dose(t)，則梯形分布220的面積等于使用11_(1086(1:)的長方形分布221的面積ai^dose(t)等于假定焦點(diǎn)擴(kuò)展寬度1^_?0(^1 = 0而計(jì)算出的t旋轉(zhuǎn)后的X射線照射列數(shù)。
[0184]如上所述，若考慮準(zhǔn)直器10的垂直方向的厚度，則有在左側(cè)準(zhǔn)直器1L的右側(cè)側(cè)面1L — PlaneR的上端決定X射線的半影半值寬度的情況和在左側(cè)準(zhǔn)直器1L的右側(cè)側(cè)面1L—PlaneR的下端決定X射線的半影半值寬度的情況。若將上端和下端切換時的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為t = t_change_dose，則 t_change_dose 是滿足以下的式(15)的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0185]L(t_change_dose) =0 ---(15)
[0186]此外，若將本影照射到全部列數(shù)N時的半影半值寬度設(shè)SN_d0Se，則N_d0Se滿足以下的式(16)。
[0187]N_dosexD
[0188]= ((NXD_L_Focal) XLc_1wer/SOD+L_Focal) XS0D/Lc_lower---(16)
[0189]
[0190]—般，用式(17)、式(18)表不n_dose(t)。
[0191]t<t_change_dose 的情況下:
[0192]n_dose(t) = (N_dose XD/2~L(t) X S0D/Lc_upper)/D ---(17)
[0193]t_change_dose<t 的情況下:
[0194]n_dose(t) = (N_dose XD/2~L(t) X S0D/Lc_lower)/D ---(18)
[0195]若將每單位轉(zhuǎn)數(shù)增加的相當(dāng)于半影半值寬度的列數(shù)設(shè)為Arudose^liArudosdi用 Δ n_dose = n_dose(t+l) —n_dose(t)和么1^ = 1^(七+1)—1^(1:)，以以下的式(19)、式(20)表不O
[0196]t<t_change_dose 的情況下:
[0197]Δ n_dose = - Δ LX S0D/Lc_upper/D ---(19)
[0198]t_change_dose<t 的情況下:
[0199]Δ n_dose = - Δ LX S0D/Lc_lower/D ---(20)
[0200]在此，L_Focal^0時，t_change_dose^it_change0
[°201 ] tO與通過式(15)表示的轉(zhuǎn)數(shù)t_change_dose的前后關(guān)系依存于逆投影相位寬度等，但假定tO<t_change_dose^t_change<t2<t4的情況下，將式(10)和式(11)的 AL、式
(3)和式⑷的Δη代入到式(19)和式(20)，可以通過以下的式(21)?(24)來表示。
[0202]tCKt^it_change_dose的情況下:
[0203]An_dose = S0D/(S0D+F0V/2) XHP ---(21)
[0204]t_change_dose<t^it_change的情況下:
[0205]Δ n_dose = S0D/(S0D+F0V/2) XHPXLc_upper/Lc_lower---(22)
[0206]
[0207]t_change<t^it2 的情況下:
[0208]An_dose = S0D/(S0D+F0V/2) XHP ---(23)
[0209]t2<t<t4 的情況下:
[0210]An_dose = S0D/(S0D-F0V/2) XHP ---(24)
[0211]圖15表示拍攝開始附近6(^^n_dose(t)的時間變化圖表的例子。圖15的虛線230為拍攝中固定了準(zhǔn)直器10的現(xiàn)有拍攝中的半影半值寬度，不依賴于t，Sn_dose(t) =N_dose。另一方面，圖15的實(shí)線231為拍攝中動態(tài)地控制準(zhǔn)直器10的本發(fā)明的半影半值寬度。
[0212]另外，在步驟S106中既可以如上所述地對每個檢查條件根據(jù)準(zhǔn)直器10的位置L(t)計(jì)算出n_dose(t)，也可以預(yù)先對每個檢查條件計(jì)算出11_(10 86(1:)并保存至系統(tǒng)控制裝置124中，根據(jù)步驟S102的檢查條件從系統(tǒng)控制裝置124讀出n_doSe(t)。尤其，若預(yù)先計(jì)算出tO、t_change_dose、t_change、t2、t4、n_dose(tO)、n_dose(t_change_dose)、n_dose(t_change)、n_dose(t2)、Δ n_dose等成為點(diǎn)的值并保存到系統(tǒng)控制裝置124中，則能夠簡單地對任意的轉(zhuǎn)數(shù)t計(jì)算出n_dose(t)，能夠縮短計(jì)算時間。
[0213]t旋轉(zhuǎn)后的輻射劑量與半影半值寬度n_d0Se(t)和管電流I(t)的積成正比。將比例系數(shù)設(shè)為k時，可以用以下的式(25)表示t旋轉(zhuǎn)后的輻射劑量R(t)。
[0214]R(t) = kXn_dose(t) X I(t) ---(25)
[0215]圖16表示輻射劑量R(t)的時間變化圖表的例子。
[0216]圖16的虛線240是現(xiàn)有拍攝中的輻射劑量R_past(t)，是使用圖1l(B)的虛線曲線207所示的現(xiàn)有的最佳管電流I_past(t)通過以下的式(26)計(jì)算而得的結(jié)果。
[0217]R_past(t) =kXN_dose X I_past(t) ---(26)
[0218]另一方面，圖16的實(shí)線241是使用通過本發(fā)明的最佳管電流計(jì)算處理(圖3的步驟S104)計(jì)算出的最佳管電流I(t)，用上述的式(25)計(jì)算而得的結(jié)果。然而，在“拍攝開始附近60和拍攝結(jié)束附近61”以外，曲線240和曲線241重疊。在拍攝開始附近60、拍攝結(jié)束附近61，n_d0Se(t)<N_d0Se，因此輻射減少，并且通過對X射線照射區(qū)域照射最佳管電流I(t)恰當(dāng)?shù)鼐S持畫質(zhì)。
[0219]用以下的式(27)表示拍攝范圍整體的輻射劑量的累計(jì)值R，作為從拍攝開始時刻t=to至拍攝結(jié)束時刻t = T為止的R(t)的累計(jì)值。
[0220]R = kX/(n_dose(t) X I(t))dt ---(27)
[0221]另外，也可以在圖3的步驟S107的顯示處理中顯示圖15所示的半影半值寬度n_doSe(t)圖表、圖16所示的輻射劑量R(t)圖表、輻射劑量的累計(jì)值R。通過顯示這些，操作者在圖3的步驟S108的檢查條件確認(rèn)處理中容易判斷檢查條件是否恰當(dāng)。此外，如圖17所示，也可以一并顯示圖15所示的半影半值寬度n_doSe(t)圖表和圖16所示的輻射劑量R(t)圖表。也可以將橫軸的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為切片位置。
[0222]此外，也可以通過以下的式(28)，計(jì)算出旋轉(zhuǎn)中心的半影的全寬的長度，即輻射被檢體的體軸方向的范圍W( t)。
[0223]ff(t) = (n(t)+2X (n_dose(t)-n(t))) XD ---(28)
[0224]在圖3的步驟S107中，也可以顯示輻射范圍W(t)的時間變化或切片位置變化。也可以一并顯示通過步驟SlOl得到的掃描圖圖像和輻射范圍W(t)。想要避開水晶體等放射線敏感性高的部位的輻射地決定檢查條件的情況下，顯示輻射范圍w(t)對判斷步驟S108的檢查條件是否恰當(dāng)是重要的。
[0225]如以上說明的那樣，在第I實(shí)施方式的X射線CT裝置1(多層CT)中，系統(tǒng)控制裝置124執(zhí)行螺旋掃描。系統(tǒng)控制裝置124可以對每個視角計(jì)算出滿足檢查條件的X射線照射區(qū)域，對計(jì)算出的X射線照射區(qū)域動態(tài)變化地設(shè)定用于計(jì)算每個視角的最佳的管電流量的解析線300的位置，根據(jù)解析線300上的解析結(jié)果，適當(dāng)?shù)乜刂圃诟饕暯且丈涞腦射線劑量。由此，尤其在拍攝開始附近60、拍攝結(jié)束附近61能夠降低對圖像重構(gòu)不起作用的無效輻射，適當(dāng)?shù)鼐S持開頭圖像附近/末尾圖像附近的圖像的畫質(zhì)。
[0226]此外，動態(tài)地控制準(zhǔn)直器10以便對計(jì)算出的X射線照射區(qū)域可靠地照射X射線，因此能夠適當(dāng)?shù)乜刂茖τ?jì)算出的X射線照射區(qū)域照射的X射線劑量。
[0227]并且，考慮后期重構(gòu)條件計(jì)算出X射線照射區(qū)域，由此即使在后期重構(gòu)時比掃描時的重構(gòu)條件例如FOV大的情況或切片厚度大的情況下，X射線劑量也不會不足，能夠適當(dāng)?shù)鼐S持圖像的畫質(zhì)。
[0228]另外，在以上的說明中重點(diǎn)示出了在拍攝開始附近60床向圖4、圖8的左側(cè)移動的情況，但在拍攝結(jié)束附近61或床105的移動方向反向的情況下，同樣地考慮即可。尤其，在第3實(shí)施方式中，在后面敘述拍攝結(jié)束附近61。
[0229]此外，在上述的說明中，將X射線照射列數(shù)n(t)、最佳管電流I(t)、準(zhǔn)直器10的位置L (t)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)數(shù)t的函數(shù)，但這些也可以通過旋轉(zhuǎn)角度(視角)的函數(shù)，或床105的體軸方向的位置的函數(shù)等來表現(xiàn)。
[0230][第2實(shí)施方式]
[0231]以下，參照圖18對本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0232]與第I實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，最佳管電流I(t)的計(jì)算處理(圖3的步驟S104)。以下，僅對不同點(diǎn)進(jìn)行說明，而省略相同點(diǎn)的說明。
[0233]在計(jì)算最佳管電流I(t)時的斷面模型生成中，在第I實(shí)施方式中使用了相對于體軸垂直的斷面(圖8的解析線300)。這是因?yàn)閽呙鑸D的數(shù)據(jù)表示各切片位置的垂直斷面上的衰減量，因此是簡便且妥當(dāng)?shù)姆椒?。然而，在垂直斷面與X射線實(shí)際透射的具有錐角的路徑之間產(chǎn)生錐角量的誤差。尤其，在光束寬度較寬的情況、拍攝在體軸方向上變化大的被攝體的情況下，垂直斷面的衰減量與實(shí)際X射線的衰減量的差值變大，有可能發(fā)生X射線劑量的過量或不足。因此，在第2實(shí)施方式中，考慮X射線的錐角來計(jì)算出最佳管電流I(t)。
[0234]在LAT掃描圖中，在垂直方向上配置了X射線檢測器106的通道，因此在垂直方向上以檢測器通道數(shù)量的區(qū)域與檢測器通道之間的間隔對投影數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。第2實(shí)施方式的系統(tǒng)控制裝置124(X射線劑量計(jì)算部131)在某切片位置Z(t)_i設(shè)定具有從焦點(diǎn)向檢測器入射的角度的解析線320。系統(tǒng)控制裝置124(X射線劑量計(jì)算部131)收集相當(dāng)于解析線320上的切片位置和檢測器通道的數(shù)據(jù)，生成切片位置Z(t)_i的投影數(shù)據(jù)。
[0235]在第I實(shí)施方式中，切片位置Z(t)_i的投影數(shù)據(jù)為切片位置Z(t)_i的掃描圖投影數(shù)據(jù)本身，與此相對，該第2實(shí)施方式的特征在于，部分地使用切片位置Z(t)_i以外的切片位置的掃描圖投影數(shù)據(jù)，生成切片位置Z(t)_i的投影數(shù)據(jù)。由此，能夠生成相對于體軸方向具有角度的解析線320上的斷面模型，可以使用該斷面模型來計(jì)算出考慮了X射線的入射方向的最佳的管電流I(t)。
[0236]該第2實(shí)施方式的最佳管電流的計(jì)算方法尤其在X射線照射區(qū)域201包含錐角大的列的情況下有效，在錐角變大的多列的X射線檢測器中光束寬度越大越有效。
[0237][第3實(shí)施方式]
[0238]以下，參照圖19?圖22對本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0239]與第1、第2實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，考慮在X射線照射列數(shù)n(t)的計(jì)算處理(圖3的步驟S103)、最佳管電流I(t)的計(jì)算處理(圖3的步驟S104)、以及準(zhǔn)直器位置的計(jì)算處理(圖3的步驟S105)中轉(zhuǎn)數(shù)較少的情況，即圖像重構(gòu)區(qū)域200的范圍(圖像重構(gòu)范圍)設(shè)定得短的情況。以下，僅對與第1、第2實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，而省略相同點(diǎn)的說明。
[0240]在第1、第2實(shí)施方式中說明了拍攝開始附近的準(zhǔn)直器控制轉(zhuǎn)數(shù)充分多，經(jīng)過圖8所示的t = t4的“狀態(tài)4”的全開狀態(tài)后，轉(zhuǎn)移到拍攝結(jié)束附近的準(zhǔn)直器控制的情況。另一方面，在轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，對考慮了拍攝開始和拍攝結(jié)束雙方的X射線照射區(qū)域計(jì)算出最佳管電流，同時考慮拍攝開始的準(zhǔn)直器控制和拍攝結(jié)束的準(zhǔn)直器控制，由此能夠以適當(dāng)?shù)墓茈娏骱洼椛鋭┝窟M(jìn)行拍攝。以下說明即使在轉(zhuǎn)數(shù)少，圖像重構(gòu)區(qū)域短的情況下，也對X射線照射區(qū)域計(jì)算出最佳的管電流，減少拍攝開始附近/結(jié)束附近的無效輻射的同時生成圖像的準(zhǔn)直器控制方法。
[0241]首先，對X射線照射列數(shù)的計(jì)算處理(圖3的步驟S103)進(jìn)行說明。圖19是表示X射線照射列數(shù)n(t)的時間變化的圖表，(A)表示轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況，圖19(B)表示轉(zhuǎn)數(shù)少的情況。
[0242]在轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下，如圖19(A)所示，經(jīng)過拍攝開始附近60的X射線照射列數(shù)增加至全部列數(shù)N的時刻t = t4后，與拍攝開始附近60對稱地計(jì)算出拍攝結(jié)束附近61的X射線照射列數(shù)即可，拍攝結(jié)束附近61的X射線照射列數(shù)隨著時間減少。圖8示出了轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下的拍攝開始附近60的X射線照射區(qū)域201、X射線遮蔽區(qū)域202的時間經(jīng)過。圖20示出了轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下的拍攝結(jié)束附近61的X射線照射區(qū)域201、X射線遮蔽區(qū)域202的時間經(jīng)過。另一方面，在全部轉(zhuǎn)數(shù)T少的情況下，如圖19(B)所示，成為T一t4<t4，產(chǎn)生拍攝開始附近60與拍攝結(jié)束附近61重疊的區(qū)間。
[0243]t4表示為了重構(gòu)圖像重構(gòu)區(qū)域200的開頭圖像而需要末尾側(cè)的列的時刻，T一 t4表示為了重構(gòu)圖像重構(gòu)區(qū)域200的末尾圖像而不需要開頭側(cè)的列的時刻。因此，t = T一t4以后，可以開始在拍攝開始側(cè)和拍攝結(jié)束側(cè)都不需要的開頭側(cè)的列的遮蔽。T 一 t4<t<t4的期間，拍攝開始側(cè)的照射列數(shù)增加速度和拍攝結(jié)束側(cè)的照射列數(shù)減少速度一致地消除，因此照射列數(shù)n(t)的值是固定的。在圖19(B)中，將該固定值表示為n(T/2)。
[0244]圖21是在轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，表示X射線照射區(qū)域201、Χ射線遮蔽區(qū)域202的圖。狀態(tài)2?狀態(tài)4(T-t4彡t<t4)的期間為相當(dāng)于光束寬度的X射線檢測器106的全部列數(shù)N中的兩側(cè)的列被遮蔽的狀態(tài)。
[0245]考慮開頭圖像側(cè)的圖像重構(gòu)，在t旋轉(zhuǎn)后需要X射線照射的X射線照射列數(shù)設(shè)為n_start(t)，考慮末尾圖像側(cè)的圖像重構(gòu)，在t旋轉(zhuǎn)后需要X射線照射的X射線照射列數(shù)設(shè)為n_end(t)時，使n_start(t)表現(xiàn)為用式(I)、式(2)表示的n(t)?？梢杂檬?29)、式(30)表示n_end(t)ο
[0246]T_t4彡t彡T_t2的情況下:
[0247]n_end(t)= η(12)+SOD/(S0D-F0V/2)X HP X(T-t2-t)---(29)
[0248]
[0249]T_t2<t<T 的情況下:
[0250]n_end(t)= η(tO)+SOD/(S0D+F0V/2)X HP X(T-t)---(30)
[0251]
[0252]用從在開頭圖像側(cè)需要的照射列數(shù)n_start(t)減去在末尾圖像側(cè)不需要的列數(shù)N-n_end(t)而得的列數(shù)n_start(t#Pn_end(t)的和表示T-t4<t<t4的X射線照射列數(shù)，因此轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下的X射線照射列數(shù)n(t)可以用以下的式(31)、式(32)、式(33)表示。
[0253]T0<t<T-t4 的情況下:
[0254]n(t) =n_start(t) ---(31)
[0255]T_t4彡t<t4的情況下:
[0256]n(t) =n_start(t)-(N-n_end(t))
[0257]= 2 X η(t2)+SOD/(S0D-F0V/2)X HP X(T_2 X t2)-N
[0258]=n(T/2) ---(32)
[0259]t4彡t<T的情況下:
[0260]n(t) =n_end(t) ---(33)
[0261]接著，對最佳管電流I(t)的計(jì)算處理(圖3的步驟S104)進(jìn)行說明。
[0262]在轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下，根據(jù)圖8、圖20所示的切片位置2(仂_1(1= 1，2，3^..!!(t))的解析線300，如步驟S104所示那樣計(jì)算出最佳管電流。在轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下，在拍攝開始附近60的tO彡t彡t4中，末尾切片位置Z(t)_n(t)相對于X射線源101的位置Z(t)變化，但開頭切片位置Z(t)_l相對于z(t)固定。此外，在轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下，在拍攝結(jié)束附近61的T一 t4彡t彡T中，開頭切片位置Z(t) j相對于Z(t)變化，但末尾切片位置Z(t)_n(t)相對于z(t)固定。
[0263]另一方面，在轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，根據(jù)圖21所示的切片位置Z(t)_i(i= l，2，3，…η(t))的解析線300，如步驟S104所示那樣計(jì)算出最佳管電流。轉(zhuǎn)數(shù)少的情況的特征在于，在T 一 t4彡t<t4中，開頭切片位置Z(t)_l和末尾切片位置Z(t)_n(t)雙方相對于Z(t)變化。
[0264]接著，對準(zhǔn)直器位置的計(jì)算處理(圖3的步驟S105)進(jìn)行說明。首先，與第I實(shí)施方式同樣地，考慮在拍攝過程中在體軸方向上可獨(dú)立地控制左側(cè)準(zhǔn)直器10L、右側(cè)準(zhǔn)直器1R的準(zhǔn)直器10。圖21表示左側(cè)準(zhǔn)直器10L、右側(cè)準(zhǔn)直器1R的位置。到t = t4為止，使左側(cè)準(zhǔn)直器1L與圖8所示的轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下的拍攝開始附近60的左側(cè)準(zhǔn)直器1L同樣地動作，t =T 一 t4以后使右側(cè)準(zhǔn)直器1R與圖20所示的轉(zhuǎn)數(shù)充分多的情況下的拍攝結(jié)束附近61的右側(cè)準(zhǔn)直器1R同樣地動作。
[0265]轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，在拍攝開始附近的左側(cè)準(zhǔn)直器1L的動作停止為止，未必需要使拍攝結(jié)束附近的右側(cè)準(zhǔn)直器1R的動作維持停止。T一t4<t<t4的期間，使左側(cè)準(zhǔn)直器1L和右側(cè)準(zhǔn)直器1R同時恰當(dāng)?shù)貏幼鳎纱思词乖谵D(zhuǎn)數(shù)少的情況下也能夠以最小限的輻射，進(jìn)行向圖像重構(gòu)所需要的全部列的照射。
[0266]此外，根據(jù)準(zhǔn)直器10的機(jī)構(gòu)的不同，準(zhǔn)直器位置的計(jì)算方法不同。
[0267]說明不是如上述的準(zhǔn)直器10那樣能獨(dú)立地控制左側(cè)準(zhǔn)直器1L和右側(cè)準(zhǔn)直器10R，而是具備能夠一體地控制左側(cè)準(zhǔn)直器和右側(cè)準(zhǔn)直器的機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)直器的情況。
[0268]拍攝過程中在體軸方向上能夠一體地控制的準(zhǔn)直器，左側(cè)準(zhǔn)直器與右側(cè)準(zhǔn)直器之間的開口寬度是固定的。在準(zhǔn)直器以外，另外配置預(yù)準(zhǔn)直器。為了遮蔽光束寬度外側(cè)的X射線而使用預(yù)準(zhǔn)直器。
[0269]能夠一體地控制左右準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器的情況下，使用左側(cè)準(zhǔn)直器和右側(cè)準(zhǔn)直器中的某一方的準(zhǔn)直片來進(jìn)行X射線遮蔽，以便至少滿足圖21所示的向X射線照射區(qū)域201的X射線照射。
[0270]例如，在準(zhǔn)直器中，將輻射抑制成最小限是如下的控制:到t= T/2為止，使左側(cè)準(zhǔn)直器動作以使其成為與圖8所示的拍攝開始附近60的左側(cè)準(zhǔn)直器1L相同的準(zhǔn)直器位置，在t = T/2，瞬時將使用于X射線遮蔽的準(zhǔn)直片從左側(cè)準(zhǔn)直器切換到右側(cè)準(zhǔn)直器，在t = T/2以后，使右側(cè)準(zhǔn)直器動作以使其成為與圖20所示的拍攝結(jié)束附近61的右側(cè)準(zhǔn)直器1R相同的準(zhǔn)直器位置。
[0271]能夠一體地控制的準(zhǔn)直器不需要分開控制左右準(zhǔn)直器，在轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，也能夠以簡單的結(jié)構(gòu)、簡單的控制來減少輻射。
[0272]如以上說明的那樣，在轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，一起考慮拍攝開始附近和拍攝結(jié)束附近來控制最佳管電流的計(jì)算和準(zhǔn)直器，由此不論能夠獨(dú)立控制的準(zhǔn)直器還是能夠一體地控制的準(zhǔn)直器，都能夠?qū)⑤椛湟种瞥勺钚∠?，并且能夠以最佳的X射線劑量生成圖像重構(gòu)區(qū)域200內(nèi)的必要的圖像。與在拍攝過程中不使準(zhǔn)直器移動地固定地進(jìn)行掃描的情況，或準(zhǔn)直器一方的準(zhǔn)直片的動作結(jié)束后開始另一方的準(zhǔn)直片的動作的情況相比，得到充分高的輻射降低效果。
[0273]例如在兒童的拍攝等圖像重構(gòu)區(qū)域200短的情況下，該第3實(shí)施方式有效。此外，在螺旋掃描中，在I張圖像中產(chǎn)生了偶發(fā)的偽影或不良的情況下，以與前后圖像完全相同的條件重新拍攝圖像的情況下有效。此外，在隨訪或術(shù)后的經(jīng)過觀察等中，關(guān)注部位的范圍狹窄，并且為了與過去的圖像進(jìn)行比較，想要以與過去的圖像相同的條件拍攝圖像的情況下有效。此外，光束寬度廣的拍攝條件能夠以短的拍攝時間進(jìn)行廣范圍的拍攝，因此被檢者的呼吸停止時間少即可，成為臨床所優(yōu)選的條件。越是光束寬度廣的拍攝條件，越能夠以少的轉(zhuǎn)數(shù)滿足一定拍攝范圍，因此需要進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)少的情況的適當(dāng)?shù)奶幚?。通過本實(shí)施例，即使在轉(zhuǎn)數(shù)少的情況下，也能夠以適當(dāng)?shù)淖罴压茈娏骱洼椛鋭┝窟M(jìn)行拍攝。
[0274]以上，說明了本發(fā)明的X射線CT裝置的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式。另外，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請所公開的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，顯然能夠想到各種變形例或修正例，這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
[0275]符號說明
[0276]IX射線CT裝置、100掃描機(jī)架部、10IX射線源、102旋轉(zhuǎn)盤、103準(zhǔn)直單元、106X射線檢測器、111準(zhǔn)直器控制裝置、120操作臺、121輸入裝置、122圖像重構(gòu)裝置、123存儲裝置、124系統(tǒng)控制裝置、125顯示裝置、130X射線照射區(qū)域計(jì)算部、131X射線劑量計(jì)算部、132準(zhǔn)直器控制量計(jì)算部、133控制部、10、10L、1R準(zhǔn)直器、20X射線源的焦點(diǎn)、60拍攝開始附近、61拍攝結(jié)束附近、200圖像重構(gòu)區(qū)域、20IX射線照射區(qū)域、202X射線遮蔽區(qū)域、300、320解析線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備: X射線源，其向被檢體照射X射線； 準(zhǔn)直器，其限制從上述X射線源照射的X射線的照射范圍； X射線檢測器，其與上述X射線源相對地配置，檢測透射了上述被檢體的X射線； 旋轉(zhuǎn)盤，其搭載上述X射線源和上述X射線檢測器，在上述被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)； 床，其對X射線照射區(qū)域搬入和搬出上述被檢體； 圖像重構(gòu)裝置，其根據(jù)由上述X射線檢測器檢測出的透射X射線劑量，重構(gòu)上述被檢體的圖像； 顯示裝置，其顯示由上述圖像重構(gòu)裝置重構(gòu)的圖像； X射線照射區(qū)域計(jì)算部，其根據(jù)檢查條件計(jì)算每個視角的體軸方向的X射線照射區(qū)域； X射線劑量計(jì)算部，其與由上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的X射線照射區(qū)域?qū)?yīng)地計(jì)算每個上述視角的照射X射線劑量;以及 控制部，其控制拍攝，使得對由上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的每個視角的X射線照射區(qū)域分別照射由上述X射線劑量計(jì)算部計(jì)算出的照射X射線劑量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述X射線照射區(qū)域包括從上述X射線源的位置向體軸方向偏移的位置，上述X射線劑量計(jì)算部在上述X射線照射區(qū)域內(nèi)設(shè)定用于決定上述照射X射線劑量的解析線，根據(jù)所設(shè)定的解析線上的解析結(jié)果計(jì)算上述照射X射線劑量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于， 相對于上述體軸方向垂直地設(shè)定上述解析線。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于， 根據(jù)上述X射線照射區(qū)域的各位置的X射線的入射角度設(shè)定上述解析線。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述X射線劑量計(jì)算部針對每個視角在上述X射線照射區(qū)域內(nèi)設(shè)定多條解析線，對每條解析線計(jì)算照射X射線劑量的候補(bǔ)，將計(jì)算出的照射X射線劑量的候補(bǔ)的平均值、最大值以及最小值中的任意一個設(shè)為上述視角的照射X射線劑量。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述X射線劑量計(jì)算部針對每個視角在上述X射線照射區(qū)域內(nèi)的代表性的切片位置設(shè)定上述解析線，計(jì)算所設(shè)定的解析線上的照射X射線劑量，并將該照射X射線劑量設(shè)為上述視角的照射X射線劑量。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部和上述X射線劑量計(jì)算部在螺旋掃描的拍攝開始附近或拍攝結(jié)束附近的任意一方或雙方進(jìn)行上述X射線照射區(qū)域的計(jì)算和上述照射X射線劑量的計(jì)笪并O8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部根據(jù)上述檢查條件中的圖像重構(gòu)條件，計(jì)算上述X射線照射區(qū)域。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 該X射線CT裝置具備:檢查條件設(shè)定部，其設(shè)定與拍攝時進(jìn)行的圖像重構(gòu)的重構(gòu)條件不同的后期重構(gòu)條件作為上述檢查條件， 上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部根據(jù)上述拍攝時的重構(gòu)條件和上述后期重構(gòu)條件，計(jì)算上述X射線照射區(qū)域。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 該X射線CT裝置還具備:準(zhǔn)直器控制部，其按照上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的X射線照射區(qū)域的每個視角的變化控制上述準(zhǔn)直器，使得將X射線的本影照射到上述X射線照射區(qū)域。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述準(zhǔn)直器控制部還根據(jù)包含上述X射線源的焦點(diǎn)大小、上述準(zhǔn)直器的厚度以及入射到上述X射線檢測器的X射線的通道方向開度角中的任意I個以上的參數(shù)來控制上述準(zhǔn)直器。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 該X射線CT裝置具備:輻射劑量計(jì)算部，其根據(jù)上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的X射線照射區(qū)域和上述X射線劑量計(jì)算部計(jì)算出的照射X射線劑量，計(jì)算輻射劑量;以及 用戶界面部，其在上述顯示裝置中顯示上述X射線照射區(qū)域的時間變化、上述X射線照射區(qū)域的切片位置變化、上述照射X射線劑量的時間變化、上述照射X射線劑量的切片位置變化、上述輻射劑量的時間變化以及上述輻射劑量的切片位置變化中的任意一個以上。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT裝置，其特征在于， 該X射線CT裝置還具備:輻射范圍計(jì)算部，其根據(jù)上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算出的X射線照射區(qū)域，計(jì)算輻射范圍， 上述用戶界面部顯示上述輻射范圍的時間變化或上述輻射范圍的切片位置變化。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT裝置，其特征在于， 上述用戶界面部以比較的方式顯示在上述X射線劑量計(jì)算部中計(jì)算出的照射X射線劑量的時間變化或切片位置變化、以及在上述X射線源的切片位置計(jì)算出的照射X射線劑量的時間變化或切片位置變化。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT裝置，其特征在于， 該X射線CT裝置還具備:輸入部，其輸入用于許可或不許可上述用戶界面部的顯示內(nèi)容中的拍攝的指不， 若通過上述輸入部輸入許可拍攝的指示，則上述控制部開始拍攝，若通過上述輸入部輸入不許可拍攝的指示，則上述控制部轉(zhuǎn)移到上述檢查條件的重新設(shè)定。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 根據(jù)上述檢查條件中的轉(zhuǎn)數(shù)或圖像重構(gòu)范圍的設(shè)定，考慮螺旋掃描的拍攝開始附近和拍攝結(jié)束附近的雙方，上述X射線照射區(qū)域計(jì)算部計(jì)算上述X射線照射區(qū)域，上述X射線劑量計(jì)算部計(jì)算照射X射線劑量。17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于， 在上述準(zhǔn)直器具有多個準(zhǔn)直片的情況下，上述準(zhǔn)直器控制部還根據(jù)上述檢查條件中的轉(zhuǎn)數(shù)或圖像重構(gòu)范圍的設(shè)定，同時控制上述多個準(zhǔn)直片。18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于， 該X射線CT裝置還具備:輻射劑量計(jì)算部，其根據(jù)上述準(zhǔn)直器控制部計(jì)算出的準(zhǔn)直器位置和上述X射線劑量計(jì)算部計(jì)算出的照射X射線劑量，計(jì)算輻射劑量;以及 用戶界面部，其在上述顯示裝置中顯示上述X射線照射區(qū)域的時間變化、上述X射線照射區(qū)域的切片位置變化、上述照射X射線劑量的時間變化、上述照射X射線劑量的切片位置變化、上述輻射劑量的時間變化以及上述輻射劑量的切片位置變化中的任意一個以上。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 與上述被檢體的體軸方向的位置無關(guān)地維持通過上述圖像重構(gòu)裝置重構(gòu)的圖像的畫質(zhì)。20.一種拍攝方法，其特征在于， X射線CT裝置的控制裝置執(zhí)行包含如下步驟的處理: 第I步驟，根據(jù)檢查條件計(jì)算每個視角的體軸方向的X射線照射區(qū)域； 第2步驟，與在上述第I步驟中計(jì)算出的X射線照射區(qū)域?qū)?yīng)地計(jì)算每個上述視角的照射X射線劑量;以及 第3步驟，控制拍攝，以便對在上述第I步驟中計(jì)算出的每個視角的X射線照射區(qū)域分別照射在上述第2步驟中計(jì)算出的照射X射線劑量。
【文檔編號】A61B6/03GK106028938SQ201580010291
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年3月25日
【發(fā)明人】田中佳奈, 廣川浩, 廣川浩一, 熊谷幸夫
【申請人】株式會社日立制作所