JP4653303B2

JP4653303B2 - Computed tomography equipment

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Publication number: JP4653303B2
Application number: JP2000394363A
Authority: JP
Inventors: 昌快津雪
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002191593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断層画像をリアルタイムに表示できるコンピュータ断層撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から被検体の体内の肺等の腫瘍に対する経皮針生検に用いられる経皮針、あるいは治療に用いられるカテーテル等の挿入の際に、ガイドとして、Ｘ線透視装置が用いられている。Ｘ線透視装置とは、被検体に対して所定の方向からＸ線を照射して透視像を得るものであり、表示をリアルタイムに行うことが可能である。
【０００３】
しかし、Ｘ線透視装置を用いて、針やカテーテル等の挿入を行う場合、針等の挿入方向のうちＸ線透視装置の透視方向と一致する方向の挿入状態は、その判別に熟練を要し、このため、これを回避するためには、生検針等の挿入方向が限定されるという問題があった。また、Ｘ線透視装置では小腫瘤等は判別できないという問題があった。
【０００４】
そこで、被検体の多方向の投影データを再構成演算して、被検体の断層画像を求めることにより、小腫瘤等、ほとんど全ての病変をも撮像することができるコンピュータ断層撮影装置を用いてガイドを行う方法（以下ＣＴ透視と呼ぶ）が発展してきた。ここで、このＣＴ透視による方法を用いて、透視された画像の表示例を図１９に示す。なお、図１９は、被検体に経皮針Ｎが挿入された状態を示している。
【０００５】
従来、再構成された画像が表示される画面S上には、３つの再構成画像B₁乃至B₃が表されており、画面左側を先頭にB₁画像、中央にB₂画像、右側にB₃画像の順で、被検体の体軸方向と略垂直な面の断層画像（アキシャル画像）が表示されている。なお、各画像上に示されているQ₁はコンピュータ断層撮影装置における関心領域、Q₂は腫瘍や血種などの経被針を挿入すべき領域（以下ターゲットと呼ぶ）を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のコンピュータ断層撮影装置を用いて３つのアキシャル画像よるガイドのもとに経皮針生検などを行う場合には次のような問題があった。
それは、針やカテーテルが表示されているアキシャル画像のみでは、針等の挿入方向によっては、挿入状態を判別しにくいという問題である。
【０００７】
通常、針等の挿入方向は、必ずしもアキシャル画像に垂直な方向とは限らず、針等を挿入した長さとアキシャル画像上に表示される長さとが異なる場合がある。
これを、被検体の一部を示した概念図である図２０を用いて説明する。なお、図２０における太線は針を示しており、二重線はアキシャル画像B₂上に写る針の状態を示している。
【０００８】
このように、アキシャル画像に対し、ある角度をもって被検体に針を挿入した場合、針上の２点P₁、P₂を基準に考えると、針が挿入された長さ、つまりP₁からP₂までの長さは、画面B₂上では短めに表示されることが分かる。
このため、操作者は、アキシャル画面上に表示される画像を観察しながら、頭の中で経験等に基づいて、正確な挿入状態を想像することにより、どのような角度で針やカテーテルが挿入されているかを知り得ており、これは操作者にとって多大な負担となっていた。
【０００９】
また、針等の挿入を行う場合以外にも、心臓の動き、造影剤の流れを観察する場合など、リアルタイムでアキシャルやサジタル画像とは異なる方向から断層画像を観察したいという要望は大きい。
そこで、本発明は上記課題を解決し、被検体への針やカテーテルなどの挿入状態等を的確に観察できるコンピュータ断層撮影装置を提供することを目的する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、検出素子が２次元に配列された２次元検出器によって被検体の投影データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集と並行して前記投影データに基づき断層画像を再構成する第１の再構成手段と、前記２次元検出器の複数列の検出素子によって得られた投影データに基づき、前記第１の再構成手段によって再構成される断層画像と平行でない断層画像を前記データ収集と並行して再構成する第２の再構成手段と、前記データ収集と並行して前記第１の再構成手段によって再構成された断層画像および前記第２の再構成手段によって再構成された断層画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第１の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のコンピュータ断層撮影装置の概略構成を示すシステム構成図である。図１において、第１の実施の形態のコンピュータ断層撮影装置１０は、システム制御部１１、操作部１２、架台・寝台制御部１３、寝台１５、Ｘ線制御装置１７、高電圧発生装置１９、Ｘ線ビーム発生源２１、検出器２３、回転架台２５、データ収集部２７、表示部３３を有している。このコンピュータ断層撮影装置１０は、Ｘ線ビーム発生源２１を被検体の回りに回転させながらＸ線ビームを曝射させるものである。
操作部１２は、マウス、キーボード等、操作者が必要な情報を入力するためのものであり、観察したいスライス（注目スライス）を選択したり、スライス厚を選択したり、Ｘ線条件、再構成条件、補正データ等の各種のパラメータを入力する。また、システム制御部１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）等から構成され、Ｘ線制御部１７、架台・寝台制御部１３の制御や、データ収集部２７から出力された投影データに基づいて画像の再構成等を行う。なお、システム制御部１１の詳しい構成に関しては後述する。
Ｘ線制御装置１７は、システム制御部１１により出力されたＸ線ビーム発生制御信号に基づき、高電圧発生装置１９による高電圧発生のタイミングを制御する。高電圧発生装置１９は、Ｘ線ビームを曝射させるための高電圧をＸ線制御部１７からの制御信号に従ってＸ線ビーム発生源２１に供給する。
【００１３】
Ｘ線ビーム発生源２１は、高電圧発生装置１９から供給された高電圧によってスライス方向に厚みを持った扇状のＸ線ビームを被検体に向けて多方向から曝射する。
一方、架台・寝台制御部１３は、システム制御部１１により出力された架台、寝台制御信号に基づき回転架台２５を回転させると共に、寝台１５の移動制御を行う。回転架台２５は、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とを保持する。回転架台２５は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。また、検出器２３は、Ｘ線を検出する検出素子が２次元方向に複数配列されたもので、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射され被検体を透過したＸ線を検出する。
【００１４】
データ収集部２７は、システム制御部１１により出力されたデータ収集制御信号に基づき被検体の複数スライスの投影データを同時に収集して出力する。
また、表示部３３は、再構成部３２で再構成された被検体の複数の断層画像及びその他の情報等をモニタ上に表示する。
【００１５】
ここで、上述のシステム制御部１１についてブロック図である図２を参照して詳しく説明する。
システム制御部１１には、ホストコントローラとしてＣＰＵ２２が設けられ、コントロールバス２４とデータバス２６とがこのＣＰＵ２２に接続されている。
【００１６】
ＣＰＵ２２はクロック回路を内蔵し、このクロック回路からのクロックを用いて各部の動作及び時間を管理し、またこのクロックを共通クロックとしてシステム制御部１１内の各部に供給するようになっている。
コントロールバス２４は、主に制御信号を伝達するバスであり、ＣＰＵ２２に加え、前処理部２８、ディスクインターフェース（ディスクＩ／Ｆ）３０、再構成部３２、表示メモリ３４、撮影制御部３１が接続されている。
【００１７】
また、データバス２６は、主に画像データを伝送するバスであり、ＣＰＵ２２に加え、前処理部２８、ディスクＩ／Ｆ３０、再構成部３２、表示メモリ３４、メモリ３６が接続される。なお、ディスクＩ／Ｆ３０には大容量記憶装置としての磁気ディスク装置３８が接続されている。
【００１８】
また、システム制御部１１内部と外部との接続に関しては、前処理部２８に、データ収集部２７が接続され、コントロールバス２４に操作部１２が、撮影制御部３１には、Ｘ線制御部１７および架台・寝台制御部１３が、表示メモリ３４には表示部３３がそれぞれ接続されている。
次に、上記構成を有するコンピュータ断層撮影装置の動作について図１、図２を参照して説明する。
【００１９】
操作者は、コンピュータ断層撮影装置１０を起動後、撮影に必要な情報を操作部１２を介して入力する。この撮影に必要な情報とは、撮影領域などの撮影に関する情報に限らず、例えば、被検体に関する情報（被検体の名前、性別等の個人情報）を含むものであっても良い。
操作者によって入力された前記情報は、コントロールバス２４を介して、ＣＰＵ２２でそれぞれ情報の種類によって選別され、各機器の制御に関する情報のみ撮影制御部３１に入力される。撮影制御部３１では、撮影に関する情報が、より具体的な制御信号に変換され、架台・寝台制御部１３およびＸ線制御装置１７を介して、それぞれ寝台１５および回転架台２５の制御、高電圧発生装置１９の制御が行われる。なお、ここで、入力された被検体に関する情報に関しては、図示しないメモリ等に蓄積され、撮影終了後に、撮影された画像と共に保存される。
【００２０】
高電圧発生装置１９には、Ｘ線ビーム発生源２１が接続されており、Ｘ線ビーム発生源２１より、寝台１５上に配置された被検体の関心領域Q₁にＸ線が照射され、Q₁を透過したＸ線は、検出器２３により検出される。
検出器２３により検出された投影データは、データ収集部２７を介して、システム制御部１１内の前処理部２８に入力される。
【００２１】
入力されたデータは、前処理部２８で、キャリブレーション等の前処理を受けた後、生データとしてデータバス２６を介して、読み書き可能なＤＲＡＭ等であるメモリ３６に一旦書き込まれ、さらにここから読み出されて再構成部３２に送られる。再構成部３２は、アキシャル用再構成部３２ａで被検体のアキシャル画像の再構成が行われ、またサジタル用再構成部３２ｂでは、サジタル画像の再構成が行われる。これは例えば特開平７−３２３０２７３号に開示されているように、データ収集と並行して再構成を行う「ＣＴ透視」である。
再構成された断層画像データは、読み書き可能なＤＲＡＭ等の表示用メモリ３４に一旦書き込まれ、さらにここから表示部３３に読み出され、断層画像として表示される。なお、表示部３３には、アキシャル画像とサジタル画像が同時にリアルタイムに表示される。また、この断層画像データは、操作者の必要に応じて、表示用メモリ３４から読み出され、ディスクＩ／Ｆ３０を介して磁気ディスク装置３８に格納される。
【００２２】
ここで、表示部３３に表示される画像について、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は、被検体Ｐに経皮針Ｎを挿入した際の概念図であり、また、図４は表示部３３に表示される画面である。また、図３中のＺ方向は被検体のアキシャル面と略垂直な方向、Ｘ方向はコロナル面と略垂直な方向、Ｙ方向はサジタル面と略垂直な方向とする。また、画面Ｓ上には、上側の領域に３つのアキシャル画像A₁乃至A₃、下側の領域には、サジタル画像A₄が示されている。
点線で示された関心領域Q₁内の腫瘍や血種などのターゲットQ₂に経皮針Ｎを挿入した場合、従来例では、図１９に示されたように、アキシャル画像アキシャル画像B₁乃至B₃が表示されていたのに対し、本実施の形態においては、新たにサジタル画像A₄が表示される。
【００２３】
このサジタル画像A₄およびアキシャル画像A₁乃至A₃の領域の設定方法は、例えば、図５に示すようなスキャノ画像を予め取得しておき、この画像上でアキシャル画像およびサジタル画像設定用枠５０を被検体の任意の位置に移動させる。この画像設定用枠５０は、アキシャル画像およびサジタル画像を同時に設定できるもので、点線部分はサジタル画像A₄として再構成される領域であり、また点線部分の中央部に位置する３つの斜線領域は、それぞれのアキシャル画像A₁乃至A₃として再構成される領域を示している。図５のように、画像設定用枠５０を設定した場合（設定に際してはマウス等により枠の一部をドラッグアンドドロップ等行う）、この画像設定用枠５０で示された点線内の領域がサジタル用再構成部３２ｂにおいて再構成され、図４のサジタル画像A₄として表示され、またアキシャル画像A₁乃至A₃は、画像設定用枠５０のうち斜線で示された略円柱の領域がアキシャル用再構成部３２ａにおいて再構成される。なお、この画像設定用枠５０は、サジタル画像設定用の点線部分と、アキシャル画像設定用の斜線部分が一体化しており、従って、アキシャル画像とサジタル画像を同時に設定することができる。
【００２４】
また、アキシャル画像とサジタル画像の位置関係は、アキシャル画像の略中心をサジタル画像が通るように設定されている。なお、この位置関係は図４ではそれぞれの画像上に示された点線（断面の境界）で示されている。なお、アキシャル画像およびサジタル画像の図５における紙面と垂直方向への位置は、初期値として、検出器２３の回転軸がアキシャル画像の中心となるように設定されているが、これに関しては、例えば前記回転軸からどちら側の方向（図５における紙面手前あるいは奥の方向）にどの程度移動させるかを入力することにより変更が可能である。
【００２５】
また、ここで、アキシャル画像およびサジタル画像に用いられる投影データについて、図６を参照して詳しく説明する。図６は、例えば２５６×２５６個の検出素子が縦横に配列された検出器２３をＸ線ビーム発生源２１側から見た図であり、点線はターゲットQ₂を示している。
ここで、３つのアキシャル画像A₁乃至A₃に関しては、例えば、検出器２３のうち中央部分の９列の検出素子（斜線で示されている）から出力される投影データを用いて再構成を行う。この場合、９列の検出素子のうち、３列ずつを１つの組として、計３つの組による信号を用いる。すなわち、９列の検出素子から出力された投影データを３列ずつでまとめて用いて画像の再構成を行う。これにより、アキシャル画像を３つ求めることができる。
【００２６】
一方、サジタル画像A₄に関しては、検出器２３の全列の検出素子から出力された投影データを、各列別々のデータとしてサジタル画像A₄に必要な部分だけ画像再構成を行う。このように、各列別々に再構成を行うと、特に列方向（Ｚ方向）分解能を向上することが可能である。
なお、本実施の形態ではサジタル画像とアキシャル画像の再構成は、サジタル用再構成部３２ｂおよびアキシャル用再構成部３２ａで別々に行っているが、一方の画像再構成において作成される画像データの一部または全部を、他方の画像再構成の際に用いるようにしても良い。
【００２７】
例えば、アキシャル画像A₁乃至A₃の再構成を行った場合に作成される画像データの一部をサジタル画像の再構成に用いることが考えられる。
これを、図７および図８を参照して説明する。なお、図７は、検出器２３を側面から見た側面図であり、図８はアキシャル画像およびサジタル画像を作成する際のフローチャートである。
図７において、上述のようにアキシャル画像の再構成とサジタル画像の再構成を別途独立に行う場合には、それぞれ検出器から出力された投影データは、それぞれ別々に再構成部３２ａ、３２ｂに入力される。この場合の再構成は、アキシャル画像は、上述したように３列の投影データを加算平均等により１組とし、バックプロジェクションを行い、再構成を行う。また、サジタル画像は各列ごとに投影データをバックプロジェクションし、再構成を行った。つまり、斜線の領域における投影データは、それぞれの再構成で別に使用されたことになる。
【００２８】
一方、アキシャル画像の再構成を行った場合に作成される画像データの一部をサジタル画像の再構成に用いる場合には、図７に示すA₁乃至A₃の領域の投影データに関しては、まず各列別々に投影データがバックプロジェクションされる。（図８においてステップ８１）
また、これと並行して、サジタル画像で用いられる投影データのうちA₄'で示される領域の投影データ（上記アキシャル画像のバックプロジェクションで用いられた投影データ以外の投影データ）について、サジタル画像に必要な画素のみバックプロジェクションが行われる。（ステップ８４）
【００２９】
アキシャル画像に関しては、上述のように、３つの投影データを１つの組として用いる場合には、このままでは１つの投影データを１つの組として再構成される、つまり９つの列の投影データからは、アキシャル画像が９つ作成されることになるため、これを３つのアキシャル画像を画素ごとに加算平均し、１つのアキシャル画像とする。つまり、９つのアキシャル画像から３つのアキシャル画像を作成し（ステップ８２）、作成されたアキシャル画像を表示する。（ステップ８３）
また、サジタル画像に関しては、A₄'の領域の画像データは、ステップ８４ですでにバックプロジェクションされ、またA₄'以外の領域については、アキシャル画像のバックプロジェクションにおけるステップ８１で必要な画像データがそろっている。
【００３０】
つまり、サジタル画像に関しては、領域ごと（A₄'とA₄'以外）について用いる画像データが異なることになり、この画像データを領域ごとに並べてサジタル画像を作成し（ステップ８５）、作成されたサジタル画像を表示する。（ステップ８６）
これにより、アキシャルおよびサジタル画像を別々に再構成する場合に比べ、バックプロジェクション等の計算が少なくなり、再構成部にかかる負担を軽減することができる。
【００３１】
また、さらにアキシャル画像とサジタル画像で用いられる列の数を同じとする、例えば、アキシャル画像だけでなくサジタル画像でも３つの列を１つの組として画像の再構成を行うとすると、３列の投影データをまとめて１つの組とした後で、再構成を行うことができるため、ステップ８１における加算平均処理なども必要なくなり、さらに再構成部にかかる負担を軽減することが可能である。
なお、上述の例では、アキシャル画像の一部をサジタル画像の再構成に用いたが、反対にサジタル画像の一部をアキシャル画像として用いても良い。
また、なお、検出素子の数に関して特に限定されるものではなく、さらに１次元検出器を用いた場合でも、ヘリカルスキャン等を行うことにより、被検体の３次元の領域を撮影できるものであれば適応が可能である。
【００３２】
また、さらに、サジタル画像で表される被検体の領域（図５における画像設定用枠５０の点線部分）が、アキシャル画像で表される被検体の領域（図５における画像設定用枠５０の斜線部分）よりも狭い領域であっても良く、例えば、アキシャル画像A₂およびA₃で表される領域のみサジタル画像A₄の再構成を行う設定としても良い。
以上説明したのように、本実施の形態では、被検体のアキシャル画像に加え、サジタル画像をリアルタイムで表示させることにより、操作者は、経皮針などを被検体に挿入する際、診断をスムーズに行うことが可能である。
【００３３】
なお、ここにおいては、２つの異なる断層画像として、アキシャル画像とサジタル画像を用いて説明したが、特に異なる方向から見た断層画像を複数有するものであれば、その方向を限定するものではなく、例えばアキシャル画像とオブリーク画像の組み合わせも考えられる。
次に、本発明による第１の実施の形態における第１の変形例について説明する。第１の変形例は、第１の実施の形態と異なり、サジタル画像とアキシャル画像を別々に設定できるものである。
本変形例において、表示部３３で表示されるサジタル画像を図９を参照して説明する。図９に示される画像は、図５と同様、予め取得しておいたスキャノ画像であり、このスキャノ画像上には、サジタル画像設定用枠５１およびアキシャル画像設定用枠５２が表示されている。
【００３４】
操作者は、このそれぞれの画像設定用枠５１、５２をそれぞれ所定の位置に設定する。なお、設定に関しては第１の実施の形態と同様マウス等により行う。
設定された枠内のそれぞれの領域は、アキシャル用再構成部３２ａおよびサジタル用再構成部３２ｂにおいて再構成され、第１の実施の形態と同様、図４のように表示される。
【００３５】
また、アキシャル画像とサジタル画像の位置関係は、図９における紙面と平行な方向のみならず、紙面と垂直な方向へも別々に設定可能である。
また、さらに、上述のそれぞれの枠は、拡大縮小が可能である。つまり、被検体の広い領域をサジタル画像で観察し、細かい部分をアキシャル画像で観察する場合には、サジタル用設定枠５１をマウス等で広げ、アキシャル用設定枠５２を狭めると良い。なお、広げられる最大の大きさについては、それぞれの再構成を行う再構成部３２ａおよび３２ｂの計算能力等を考慮して決定すれば良い。
【００３６】
また、画面上には、サジタル画像A₄に加え、スキャノ画像全体を表示させても良い。この場合、図１０に示すような画面が表示される。
つまり、スキャノ画像上で指定したサジタル画像設定用枠５１内のみ、リアルタイム再構成が行われ、その他の部分は、全体を把握するため図示しないメモリ等に予め記憶されているスキャノ画像のまま表示されることになる。
【００３７】
このように、サジタル画像設定用枠５１外の領域をスキャノ画像として表示した場合、サジタル画像設定用枠５１内の領域がリアルタイムに表示されている際にも、より広い被検体の範囲を観察することができる。
なお、このスキャノ画像上で、それぞれの画像設定用枠５１、５２を随時変更できる構成としても良い。
【００３８】
また、なお、サジタル画像以外の画像に関しては、第１の実施の形態と同様、図４に示された画像が表示されるものとする。
次に、本発明による第１の実施の形態における第２の変形例について説明する。第２の変形例は、図４における画像A₄が表示される領域に、任意の角度を有する断面画像（オブリーク画像）が表示されるものである。なお、この時点におけるアキシャル画像は、静止画像であっても良い。
【００３９】
任意の角度の断面画像を設定する方法としては、まず、アキシャル画像A₁乃至A₃が表示された状態で、操作部１２から任意の断面を設定する指示を入力する。
前記指示が入力されると、アキシャル画像A₂上に図１１に示すようなポイント４１ａ（クロスの実線で示されている）が表示される。操作者は、このポイント４１ａの中心点を表示させたい断面画像の必要な一点に設定する。なお、本変形例では、特にターゲットQ₂にポイント４１ａを合わせた場合が示されている。
【００４０】
ポイント４１ａを設定したら、次に断面角度の設定を行う。本変形例において、断面角度の設定とは、アキシャル画像に垂直な面のうち、任意の角度の面の断面を設定することで、ポイント４１ａを中心に３６０度回転可能なライン４２ａを用いて行う。この状態は、図１２に示されている。操作者は、図１２を観察しながら、任意の断面角度を操作部１２を用いて設定する。
ここで、例えばポイントの位置をアキシャル画像上の（X₁,Y₁）、断面角度をaと考えると、このアキシャル画像上のライン４２ａは、y=ax+Y₁-aX₁という式で表すことができ、任意の断面を設定することが可能であることが分かる。
【００４１】
これを、システム制御部１１の動作を示したフローチャートである図１３を参照して説明する。
システム制御部１１において、まず従来と同様に、ステップ１２０において、ＣＰＵ２２からの制御によって、被検体のアキシャル画像を表示部３３に表示する。
【００４２】
次に、ステップ１２１において、操作者はこの状態でアキシャル画像以外の画像を表示する場合のみ、操作部１２からその表示をする命令を入力する。
この信号はＣＰＵ２２で認識され、ステップ１２２において、表示部３３に表示されているアキシャル画像上に上述のポイント４１ａを表示する。
【００４３】
操作者がこのポイント４１ａを任意の位置に設定すると、ステップ１２３において、このポイントの位置をＣＰＵ２２で認識し、このポイントを通るライン４２ａを表示部３３に表示する。
さらに操作者によって、このライン４２ａの決定が行われると、このライン４２ａから角度が求められ（ステップ１２４）、その角度の断面を表示部３３に表示する。（ステップ１２５）
【００４４】
また、このような断面角度の設定方法の他にも、図１４に示すように、ポイント４１ｂ、４１ｃの２点を用いて設定することも考えられる。この方法は、ポイント４１ｂ、４１ｃの２点をそれぞれアキシャル画像の異なる位置に設定する方法である。２点のポイントをそれぞれ設定した後は、ポイント間を結ぶライン４２ｂが、図１５に示されるように自動的に設定される。この場合にも、２点のポイントの座標からライン４２ｂを求めることが可能である。なお、この場合、２点のポイントうち少なくとも１つのポイントを動かすことにより、任意にライン４２ｂの角度を変えることが可能である。
以上が、断面設定の際の動作であるが、この動作に用いられる操作部１２としては、マウスおよびキーボード等であっても良いが、特に断面を設定しやすい入力装置を用いると良い。
【００４５】
この入力装置は、例えば、図１６および図１７に示されるように、所定の部分を装置表面と平行な面に対して回転させることにより動作するダイヤル式のものが考えられ、キーボードあるいは表示部３３等の一部に設けられているものである。なお、図１６はこの入力装置の正面図、図１７は側面断面図である。
ここで、この入力装置４３について図１６を中心にして説明すると、入力装置４３は中央部に、略円柱状のダイヤル４４を有し、ダイヤル４４は略円形の稼動枠４５内を紙面と平行な方向Ａ（一例が実線矢印で示されている）に自由自在に移動することができる。また、ダイヤル４４は、略中央部分を中心として円周方向に回転可能であり、さらに紙面と垂直方向に移動することも可能である。なお、円周方向については点線矢印Ｃで、紙面と垂直な方向については図１７において実線矢印Ｂで示されている。また、ダイヤル４４は更にその中央部に略直方体の凸部４６を有しており、この凸部４６はダイヤル４４と一体化している。
【００４６】
また、ダイヤル４４には、ドーナツ状のリング５１がダイヤル４４の円周に沿って円柱の略中央部分にはめ込まれている。このリング５１は、ダイヤル４４と方向Ａおよび方向Ｂに関して連動するものであるが、方向Ｃに関しては、ダイヤル４４のみ回転し、後述する弾性リング５０との摩擦力により、リング５１は回転しない構造となっている。
【００４７】
一方、稼動枠４５の奥側（図１７において下方向）には、リング５１が方向Ａ、方向Ｂに移動可能なように溝が設けてあり、リング５１は、稼動枠４５により上から押さえられることにより、この溝から外れないような構造となっている。なお、リング５１を外部に取り出すには、ネジ５２を外すことにより、稼動枠４５が外れ、リング５１を上部から押さえこむものがなくなるため、修理等の場合にも取り出すことができる。
また、リング５１の奥側には、側面断面がＬ字形状でありゴム等の弾性体から構成される弾性リング５０が設けられており、その弾性力でリング５１を図１７に示す状態（以下定常状態という）に保つ役割を有している。
【００４８】
また、ダイヤル４４には、その側面にダイヤル４４の方向Ｃへの回転状態を検知する４７ａが設けられており、稼動枠４５の側面に設けられた４７ｂと対になって作用するものである。なお、この回転検知手段４７は、例えば、４７ａがＬＥＤ、４７ｂを受光素子とし、ダイヤル４４の円周上に１つ設けられたＬＥＤ４７ａが発光しており、これを稼動枠４５の円周上に適度な間隔で設けられた受光素子４７ｂで受光することにより、その回転を検知するものである。ただし、ここで回転検知手段４７は、回転を検知できるなら、いずれの手段であってもかまわない。
【００４９】
また、同様にリング５１の側面には、ダイヤル４４の方向Ａへの移動状態を検知する４８ａが設けられており、稼動枠４５の下部側面に設けられた４７ｂと対になって作用するものである。
さらに、ダイヤル４４の下部には、ダイヤル４４の方向Ｂへの移動状態を検知する４９ａが設けられており、入力装置４３の底部に設けられた４７ｂと対になって作用するものである。
【００５０】
操作者は、ダイヤル４４に設けられた凸部４６を握り、例えば図１１に示された画像を元に、ダイヤル４４をＡ方向に動かすことにより、ダイヤル４４の動きと連動しているポイント４１ａを任意の位置に移動させる。
ポイント４１ａの位置がアキシャル画像上で適当な位置にきた後、ダイヤル４４をＢ方向に押圧する。このＢ方向の押圧は、マウスを用いた場合のいわゆるクリックと同じ作用を有するもので、この押圧によりポイント４１ａの位置が確定する。なお、ダイヤル４４は操作者が押圧を止めると、弾性リング５０で自動的に定常状態に戻る仕組みとなっており、また確定したポイント４１ａの位置を解除したい場合には、ダイヤル４４をＢ方向に所定の時間内に２回の押圧（いわゆるダブルクリック）するとよい。
【００５１】
次に、図１１の断面の角度を設定する場合には、操作者は凸部４６を握った状態のまま、凸部４６をＣ方向に回転させることにより、回転運動と連動しているライン４２ａを任意の角度に回転させる。なお、ライン４２ａの角度は凸部４６の傾斜角と一致している。
ライン４２ａの角度がアキシャル画像上で適当な角度となった後、ポイントの設定と同様、ダイヤル４４をＢ方向に押圧し、ライン４２ａの角度を確定する。
【００５２】
以上、入力装置４３の詳細について説明したが、ダイヤル式の角度調整を行うものであれば、特に上記形状に特化するものではない。
また、本変形例では、アキシャル画像に加え、操作者の指示に応じて、任意の角度の断面画像をリアルタイムに表示させることが可能であるため、経皮針などの挿入角度に応じた断面の設定が可能となる。
【００５３】
なお、この断面角度の設定に、入力装置４３を用いると、操作者は凸部４６を握ったままで設定することができ、より操作性が向上するものである。なお、この入力装置４３は、ＣＴ透視に限らず、１つの断層画像上で他の角度の断層画像を設定するものであれば、使用することができる。
また、本変形例では、断面を設定する画像（ポイントやラインなどが表示された画像）として、３つのアキシャル画像のうち中央に位置する画像（図４においてはA2画像）としたが、その他のアキシャル画像A₀またはA₃としても良いし、上記３つのアキシャル画像A₁乃至A₃以外に断面設定用の別のアキシャル画像を設けても良い。
【００５４】
この場合、例えば、表示部３３には、図１８のような画面が表示される。図１８には、６つの画像が２行３列で表示され、アキシャル画像を観察するC1乃至C3が上段の１行に並んで表示され、下段の１行に左側から断面設定用のC4画像、設定された断面が表示されたC5画像、およびスキャンの状態を示す情報、例えば、透視中であるとの情報等を表したC6画像が表示される。
なお、観察用のアキシャル画像（C1乃至C3）以外に断面設定用アキシャル画像を設けた場合、上段の３つのアキシャル画像（C1乃至C3）上および設定された断面画像（C5）上には、ポイント、ラインなどが表示されないため、操作者は、断面設定のための表示を気にすることなく、アキシャル画像および設定した断面の画像を見ることができ、より集中して、経皮針Ｎの挿入が観察することが可能である。
【００５５】
また、本変形例では、断面角度の設定方法として、１つのポイントを設定した後、そのポイントを通過するラインの角度を設定する例、および２つのポイントをそれぞれ１つずつ設定する例の２つの例を示したが、断面角度の設定は上記方法に限定されるものではない。
なお、上記実施の形態および変形例では、アキシャル画像およびアキシャル画像と直交する面の画像を表示する説明を行ったが、画像の方向は特に限定されず、少なくとも２方向からの断面を表示できる構成であればよく、さらに、アキシャル画像上で曲線上に示される断面、つまり曲面を表示させることも可能である。この場合には、３つ以上ポイントをアキシャル画像上に決め、これを結ぶ、あるいはこれに近似して曲面を求めてもよいし、入力装置から直接曲面の式を入力しても、断面の設定は可能である。
【００５６】
曲面の断面を設定可能とすると、例えば、カテーテルなど非直線形の挿入体を被検体に挿入する際に、その挿入体の曲がり具合に合わせて、表示される曲面を設定することにより、その挿入体の挿入状態を的確に表示することができ、非常に効果的である。
また、アキシャル画像およびこれと直交する面の画像は、同一画面上で同時に表示されるものとしたが、再構成などの計算量に応じて、切り換えて表示できるものであってもよい。つまり、アキシャル画像から必要に応じてこれと直交する面の画像に切り換えられる構成であってもよい。
【００５７】
またさらに、変形例同士の組み合わせも可能である。例えば、第１の変形例のように画像として表示される被検体の領域を狭く限定し、かつ第２の変形例のように任意の断面角度を設定できるようにすることも可能である。
また、上記実施の形態では、Ｘ線管からのＸ線照射によるＸ線ＣＴ装置について説明したが、核医学診断装置等における断層撮影装置、いわゆるＳＰＥＣＴ等であってもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、少なくとも２つの異なる方向から見た断層画像を同一画面上でリアルタイムに表示する際、再構成される被検体の領域を限定し、あるいは任意の角度の断面を表示させることにより、被検体への針やカテーテルなどの挿入状態を的確に観察することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態におけるコンピュータ断層撮影装置概略構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態におけるシステム制御部のブロック図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態における経皮針の挿入を説明した概念図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態における表示部に表示される画面である。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態におけるスキャノ画像である。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態における検出器の上面図である。
【図７】本発明に係る第１の実施の形態における検出器の側面図である。
【図８】本発明に係る第１の実施の形態におけるシステム制御部の動作を示したフローチャート図である。
【図９】本発明に係る第１の実施の形態の第１の変形例におけるスキャノ画像である。
【図１０】本発明に係る第１の実施の形態における表示部に表示される画面である。
【図１１】本発明に係る第１の実施の形態の第２の変形例における表示部に表示される画面のうちアキシャル画像が示された部分図である。
【図１２】本発明に係る第１の実施の形態の第２の変形例における表示部に表示される画面のうちアキシャル画像が示された部分図である。
【図１３】本発明に係る第１の実施の形態の第２の変形例におけるシステム制御部の動作を示したフローチャート図である
【図１４】本発明に係る第１の実施の形態の第２の変形例における表示部に表示される画面のうちアキシャル画像が示された部分図である。
【図１５】本発明に係る第１の実施の形態の第２の変形例における表示部に表示される画面のうちアキシャル画像が示された部分図である。
【図１６】本発明に係る第１の実施の形態における入力装置の上面図である。
【図１７】本発明に係る第１の実施の形態における入力装置の側面断面図である。
【図１８】本発明に係る第１の実施の形態における表示部に表示される画面である。
【図１９】従来例における表示部に表示される画面である。
【図２０】従来例における被検体の一部を示した概念図である。
【符号の説明】
１１システム制御部
１２操作部
１３架台・寝台制御部
１５寝台
１７Ｘ線制御装置
１９高電圧発生装置
２１Ｘ線ビーム発生源
２２ＣＰＵ
２３検出器
２４コントロールバス
２５回転架台
２６データバス
２７データ収集部
２８前処理部
３０ディスクインターフェース（ディスクＩ／Ｆ）
３１撮影制御部
３２再構成部
３３表示部
３４表示メモリ
３６メモリ
３８磁気ディスク装置
４１ａポイント
４１ｂポイント
４１ｃポイント
４２ａライン
４２ｂライン
４３入力装置
４４ダイヤル
４５稼動枠
４６凸部
４７回転検出手段
４８移動検出手段
４９移動検出手段
５０弾性リング
５１リング
Ｎ経皮針
Ｐ被検体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a computed tomography apparatus capable of displaying a tomographic image in real time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an X-ray fluoroscopic device has been used as a guide when inserting a percutaneous needle used for a percutaneous needle biopsy for a tumor such as a lung in the body of a subject or a catheter used for treatment. An X-ray fluoroscopic apparatus is a device that obtains a fluoroscopic image by irradiating a subject with X-rays from a predetermined direction, and can perform display in real time.
[0003]
However, when inserting a needle, a catheter, or the like using an X-ray fluoroscopy device, the insertion state in the direction that coincides with the fluoroscopy direction of the X-ray fluoroscopy device among the insertion directions of the needle, etc. requires skill to determine. For this reason, in order to avoid this, there is a problem that the insertion direction of the biopsy needle or the like is limited. In addition, there has been a problem that small tumors and the like cannot be identified with an X-ray fluoroscopic apparatus.
[0004]
Therefore, reconstruction is performed on multi-directional projection data of the subject, and a tomographic image of the subject is obtained to obtain a guide using a computer tomography apparatus capable of imaging almost all lesions such as small tumors. The method of performing (hereinafter referred to as CT fluoroscopy) has been developed. Here, FIG. 19 shows a display example of a fluoroscopic image using this CT fluoroscopic method. FIG. 19 shows a state in which the percutaneous needle N is inserted into the subject.
[0005]
Conventionally, three reconstructed images B are displayed on the screen S on which the reconstructed images are displayed. ₁ Thru B _Three Is displayed, B on the left side of the screen ₁ Image, B in the center ₂ Image, B on the right _Three In the order of the images, a tomographic image (axial image) of a plane substantially perpendicular to the body axis direction of the subject is displayed. In addition, Q shown on each image ₁ Is the area of interest in computed tomography, Q ₂ Indicates an area (hereinafter referred to as a target) into which a transneedle such as a tumor or blood type should be inserted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a percutaneous needle biopsy or the like is performed under the guide of three axial images using the conventional computed tomography apparatus as described above, there are the following problems.
This is a problem that it is difficult to determine the insertion state only with an axial image on which a needle or a catheter is displayed depending on the insertion direction of the needle or the like.
[0007]
Usually, the insertion direction of a needle or the like is not necessarily a direction perpendicular to the axial image, and the length in which the needle or the like is inserted may be different from the length displayed on the axial image.
This will be described with reference to FIG. 20, which is a conceptual diagram showing a part of the subject. Note that the thick line in FIG. 20 indicates the needle, and the double line indicates the axial image B. ₂ The state of the needle shown above is shown.
[0008]
Thus, when the needle is inserted into the subject at a certain angle with respect to the axial image, two points P on the needle ₁ , P ₂ The length of the needle inserted, that is, P ₁ To P ₂ Up to the length of screen B ₂ It can be seen that it is displayed short on the top.
For this reason, the operator inserts the needle or catheter at any angle by observing the image displayed on the axial screen and imagining an accurate insertion state based on experience in the head. This has been a great burden on the operator.
[0009]
In addition to the case of inserting a needle or the like, there is a great demand for observing a tomographic image from a direction different from an axial or sagittal image in real time, such as when observing the movement of the heart or the flow of contrast medium.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a computer tomography apparatus that solves the above-described problems and can accurately observe the insertion state of a needle, a catheter, and the like into a subject.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 By a two-dimensional detector in which detector elements are arranged in two dimensions Subject Throw Data collection means for collecting shadow data, and based on the projection data in parallel with the data collection; Cutting First reconstruction means for reconstructing a layer image; Obtained by multiple rows of detector elements of the two-dimensional detector A tomographic image reconstructed by the first reconstruction means based on the projection data; Not parallel Tomographic image In parallel with the data collection Second reconstruction means to reconstruct, tomographic images reconstructed by the first reconstruction means in parallel with the data collection, and tomographic images reconstructed by the second reconstruction means are displayed. Display means.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of the computed tomography apparatus according to the first embodiment of the present invention. 1, the computed tomography apparatus 10 according to the first embodiment includes a system control unit 11, an operation unit 12, a gantry / bed control unit 13, a bed 15, an X-ray control device 17, a high voltage generation device 19, and an X A line beam generation source 21, a detector 23, a rotary mount 25, a data collection unit 27, and a display unit 33 are included. The computed tomography apparatus 10 exposes an X-ray beam while rotating an X-ray beam generation source 21 around a subject.
The operation unit 12 is for inputting information necessary for the operator, such as a mouse and a keyboard. The operation unit 12 selects a slice to be observed (target slice), selects a slice thickness, X-ray conditions, and reconstruction. Input various parameters such as conditions and correction data. The system control unit 11 includes a central processing unit (CPU) and the like. The system control unit 11 controls the X-ray control unit 17 and the gantry / bed control unit 13 and the projection data output from the data collection unit 27. Perform reconfiguration, etc. The detailed configuration of the system control unit 11 will be described later.
The X-ray controller 17 controls the timing of high voltage generation by the high voltage generator 19 based on the X-ray beam generation control signal output by the system controller 11. The high voltage generator 19 supplies a high voltage for exposing the X-ray beam to the X-ray beam generation source 21 in accordance with a control signal from the X-ray controller 17.
[0013]
The X-ray beam generation source 21 emits a fan-shaped X-ray beam having a thickness in the slicing direction toward the subject from multiple directions by the high voltage supplied from the high voltage generator 19.
On the other hand, the gantry / bed control section 13 rotates the gantry 25 based on the gantry / bed control signal output by the system control section 11 and controls the movement of the bed 15. The rotary mount 25 holds the X-ray beam generation source 21 and the detector 23. The rotating gantry 25 is rotated around a rotation axis passing through an intermediate point between the X-ray beam generation source 21 and the detector 23 by a gantry rotating mechanism (not shown). The detector 23 includes a plurality of detection elements that detect X-rays arranged in a two-dimensional direction, and detects X-rays that are exposed from the X-ray beam generation source 21 and transmitted through the subject.
[0014]
The data collection unit 27 simultaneously collects and outputs projection data of a plurality of slices of the subject based on the data collection control signal output by the system control unit 11.
The display unit 33 displays a plurality of tomographic images of the subject reconstructed by the reconstruction unit 32 and other information on the monitor.
[0015]
Here, the system control unit 11 will be described in detail with reference to FIG. 2 which is a block diagram.
The system control unit 11 is provided with a CPU 22 as a host controller, and a control bus 24 and a data bus 26 are connected to the CPU 22.
[0016]
The CPU 22 has a built-in clock circuit, manages the operation and time of each unit using the clock from this clock circuit, and supplies this clock to each unit in the system control unit 11 as a common clock.
The control bus 24 is a bus that mainly transmits control signals. In addition to the CPU 22, a pre-processing unit 28, a disk interface (disk I / F) 30, a reconstruction unit 32, a display memory 34, and a photographing control unit 31 are connected. Has been.
[0017]
The data bus 26 is a bus that mainly transmits image data. In addition to the CPU 22, a preprocessing unit 28, a disk I / F 30, a reconstruction unit 32, a display memory 34, and a memory 36 are connected. The disk I / F 30 is connected to a magnetic disk device 38 as a mass storage device.
[0018]
Further, regarding the connection between the inside and outside of the system control unit 11, the data collection unit 27 is connected to the preprocessing unit 28, the operation unit 12 is connected to the control bus 24, and the X-ray control unit 17 is connected to the imaging control unit 31. The gantry / bed control unit 13 and the display memory 34 are connected to the display unit 33, respectively.
Next, the operation of the computed tomography apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0019]
The operator inputs information necessary for imaging through the operation unit 12 after starting the computed tomography apparatus 10. The information necessary for imaging is not limited to information related to imaging such as an imaging area, but may include information related to the subject (personal information such as the name and sex of the subject).
The information input by the operator is sorted by the type of information by the CPU 22 via the control bus 24, and only information relating to control of each device is input to the imaging control unit 31. In the imaging control unit 31, information related to imaging is converted into a more specific control signal, and control of the bed 15 and the rotary platform 25 and generation of a high voltage are performed via the platform / bed control unit 13 and the X-ray control device 17, respectively. The device 19 is controlled. Here, the input information on the subject is stored in a memory (not shown) or the like, and is stored together with the photographed image after the photographing is completed.
[0020]
An X-ray beam generation source 21 is connected to the high-voltage generator 19, and the region of interest Q of the subject placed on the bed 15 is connected from the X-ray beam generation source 21. ₁ Is irradiated with X-rays and Q ₁ The X-rays transmitted through are detected by the detector 23.
The projection data detected by the detector 23 is input to the preprocessing unit 28 in the system control unit 11 via the data collection unit 27.
[0021]
The input data is subjected to preprocessing such as calibration in the preprocessing unit 28, and then temporarily written as raw data in a memory 36 such as a readable / writable DRAM via the data bus 26. It is read out and sent to the reconstruction unit 32. In the reconstruction unit 32, the axial reconstruction unit 32a reconstructs the axial image of the subject, and the sagittal reconstruction unit 32b reconstructs the sagittal image. This is “CT fluoroscopy” in which reconstruction is performed in parallel with data collection, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-3230273.
The reconstructed tomographic image data is temporarily written in a display memory 34 such as a readable / writable DRAM, and then read out from the display unit 33 to be displayed as a tomographic image. The display unit 33 displays the axial image and the sagittal image simultaneously in real time. The tomographic image data is read from the display memory 34 as required by the operator and stored in the magnetic disk device 38 via the disk I / F 30.
[0022]
Here, the image displayed on the display part 33 is demonstrated with reference to FIG.3 and FIG.4. FIG. 3 is a conceptual diagram when the percutaneous needle N is inserted into the subject P. FIG. 4 is a screen displayed on the display unit 33. In FIG. 3, the Z direction is a direction substantially perpendicular to the axial surface of the subject, the X direction is a direction substantially perpendicular to the coronal surface, and the Y direction is a direction substantially perpendicular to the sagittal surface. On the screen S, three axial images A are displayed in the upper area. ₁ To A _Three In the lower area, the sagittal image A _Four It is shown.
Region of interest Q indicated by dotted line ₁ Target Q such as tumor and blood type ₂ In the conventional example, when the percutaneous needle N is inserted into the axial image, as shown in FIG. ₁ Thru B _Three In the present embodiment, a new sagittal image A is displayed. _Four Is displayed.
[0023]
This sagittal image A _Four And axial image A ₁ To A _Three For example, a scanogram as shown in FIG. 5 is acquired in advance, and the axial image and sagittal image setting frame 50 is moved to an arbitrary position on the subject. The image setting frame 50 can set an axial image and a sagittal image at the same time. _Four The three hatched areas located at the center of the dotted line are respectively the axial images A. ₁ To A _Three As shown in FIG. As shown in FIG. 5, when the image setting frame 50 is set (when setting, a part of the frame is dragged and dropped with a mouse or the like), the area within the dotted line indicated by the image setting frame 50 is sagittal. 4 for the sagittal image A shown in FIG. _Four Is also displayed as an axial image A ₁ To A _Three In the image setting frame 50, a substantially cylindrical region indicated by diagonal lines is reconstructed in the axial reconstruction unit 32a. In this image setting frame 50, a dotted line portion for setting a sagittal image and a hatched portion for setting an axial image are integrated, so that an axial image and a sagittal image can be set simultaneously.
[0024]
The positional relationship between the axial image and the sagittal image is set so that the sagittal image passes through the approximate center of the axial image. In addition, this positional relationship is shown by the dotted line (cross-sectional boundary) shown on each image in FIG. The position of the axial image and the sagittal image in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 5 is set so that the rotation axis of the detector 23 is the center of the axial image as an initial value. The change can be made by inputting how much is moved from the rotation axis in which direction (front side or back direction in FIG. 5).
[0025]
Here, projection data used for the axial image and the sagittal image will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a view of the detector 23 in which, for example, 256 × 256 detection elements are arranged vertically and horizontally, as viewed from the X-ray beam generation source 21 side, and the dotted line indicates the target Q. ₂ Is shown.
Here, three axial images A ₁ To A _Three For example, reconstruction is performed using projection data output from nine rows of detection elements (shown by diagonal lines) in the central portion of the detector 23. In this case, out of the nine rows of detection elements, three rows are used as one set, and signals from a total of three sets are used. That is, image reconstruction is performed using projection data output from nine rows of detection elements in groups of three. Thereby, three axial images can be obtained.
[0026]
Meanwhile, sagittal image A _Four , The projection data output from the detection elements of all the rows of the detector 23 is used as data for each row as a sagittal image A. _Four The image is reconstructed only for the necessary part. As described above, when reconstruction is performed for each column separately, it is possible to improve the resolution in the column direction (Z direction) in particular.
In the present embodiment, the sagittal image and the axial image are reconstructed separately by the sagittal reconstruction unit 32b and the axial reconstruction unit 32a. A part or all of them may be used for the other image reconstruction.
[0027]
For example, axial image A ₁ To A _Three It is conceivable to use a part of the image data created when the reconstruction is performed for the reconstruction of the sagittal image.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a side view of the detector 23 as viewed from the side, and FIG. 8 is a flowchart for creating an axial image and a sagittal image.
In FIG. 7, when the reconstruction of the axial image and the reconstruction of the sagittal image are separately performed as described above, the projection data output from the detectors are separately input to the reconstruction units 32a and 32b, respectively. Is done. In this case, reconstruction is performed on the axial image by combining the three rows of projection data into one set by addition averaging or the like, as described above, and performing back projection. In addition, the sagittal image was reconstructed by back projecting projection data for each column. That is, the projection data in the shaded area is used separately in each reconstruction.
[0028]
On the other hand, when a part of the image data created when the axial image is reconstructed is used for the sagittal image reconstruction, A shown in FIG. ₁ To A _Three With respect to the projection data of the area, projection data is first backprojected separately for each column. (Step 81 in FIG. 8)
In parallel with this, A of the projection data used in the sagittal image _Four With respect to the projection data in the region indicated by '(projection data other than the projection data used in the back projection of the axial image), back projection is performed only on the pixels necessary for the sagittal image. (Step 84)
[0029]
As for the axial image, as described above, when three projection data are used as one set, one projection data is reconstructed as one set as it is, that is, from nine columns of projection data, Since nine axial images are created, the three axial images are added and averaged for each pixel to obtain one axial image. That is, three axial images are created from the nine axial images (step 82), and the created axial images are displayed. (Step 83)
For sagittal images, A _Four The image data in the region 'has already been backprojected in step 84 and _Four For areas other than ', the image data necessary in step 81 in the back projection of the axial image is available.
[0030]
That is, for sagittal images, each region (A _Four 'And A _Four The image data used for “other than“ ′ ”is different, and this image data is arranged for each region to create a sagittal image (step 85), and the created sagittal image is displayed. (Step 86)
Thereby, compared with the case where an axial image and a sagittal image are reconstructed separately, calculation such as back projection is reduced, and the burden on the reconstruction unit can be reduced.
[0031]
In addition, if the number of columns used in the axial image and the sagittal image is the same, for example, if the image is reconstructed as a set of three columns not only in the axial image but also in the sagittal image, three columns are projected. Since the reconstruction can be performed after the data is combined into one set, the addition averaging process in step 81 is not necessary, and the burden on the reconstruction unit can be reduced.
In the above-described example, a part of the axial image is used for the reconstruction of the sagittal image. Conversely, a part of the sagittal image may be used as the axial image.
In addition, the number of detection elements is not particularly limited, and even if a one-dimensional detector is used, it is possible as long as a three-dimensional region of the subject can be imaged by performing a helical scan or the like. Adaptation is possible.
[0032]
Further, the subject region represented by the sagittal image (the dotted line portion of the image setting frame 50 in FIG. 5) is the subject region represented by the axial image (the oblique line of the image setting frame 50 in FIG. 5). The area may be narrower than (part), for example, the axial image A ₂ And A _Three Sagittal image A only in the area represented by _Four It is good also as a setting which performs reconfiguration | reconstruction.
As described above, in the present embodiment, the sagittal image is displayed in real time in addition to the axial image of the subject, so that the operator can smoothly diagnose when inserting a percutaneous needle or the like into the subject. Can be done.
[0033]
In addition, although it demonstrated using an axial image and a sagittal image as two different tomographic images here, the direction will not be limited if it has two or more tomographic images especially seen from different directions, For example, a combination of an axial image and an oblique image is also conceivable.
Next, a first modification of the first embodiment according to the present invention will be described. The first modification is different from the first embodiment in that a sagittal image and an axial image can be set separately.
In this modification, a sagittal image displayed on the display unit 33 will be described with reference to FIG. The image shown in FIG. 9 is a scano image acquired in advance as in FIG. 5, and a sagittal image setting frame 51 and an axial image setting frame 52 are displayed on the scano image.
[0034]
The operator sets the image setting frames 51 and 52 at predetermined positions. The setting is performed by using a mouse or the like as in the first embodiment.
The respective areas within the set frame are reconstructed by the axial reconstruction unit 32a and the sagittal reconstruction unit 32b, and are displayed as shown in FIG. 4 as in the first embodiment.
[0035]
Further, the positional relationship between the axial image and the sagittal image can be set not only in the direction parallel to the paper surface in FIG. 9 but also in the direction perpendicular to the paper surface.
Furthermore, each frame described above can be enlarged or reduced. That is, when observing a wide area of the subject with a sagittal image and observing a fine portion with an axial image, it is preferable to widen the sagittal setting frame 51 with a mouse or the like and narrow the axial setting frame 52. Note that the maximum size that can be expanded may be determined in consideration of the calculation capability of the reconfiguration units 32a and 32b that perform the respective reconfigurations.
[0036]
Also, on the screen, sagittal image A _Four In addition, the entire scano image may be displayed. In this case, a screen as shown in FIG. 10 is displayed.
In other words, real-time reconstruction is performed only within the sagittal image setting frame 51 designated on the scanogram, and the other portions are displayed as scanograms stored in advance in a memory (not shown) to grasp the whole. Will be.
[0037]
As described above, when a region outside the sagittal image setting frame 51 is displayed as a scanogram, a wider range of the subject is observed even when the region within the sagittal image setting frame 51 is displayed in real time. be able to.
In addition, it is good also as a structure which can change each image setting frame 51 and 52 at any time on this scano image.
[0038]
In addition, as for the image other than the sagittal image, the image shown in FIG. 4 is displayed as in the first embodiment.
Next, a second modification of the first embodiment according to the present invention will be described. The second modification is the image A in FIG. _Four A cross-sectional image (oblique image) having an arbitrary angle is displayed in a region where is displayed. Note that the axial image at this point may be a still image.
[0039]
As a method of setting a cross-sectional image at an arbitrary angle, first, the axial image A ₁ To A _Three Is displayed, an instruction to set an arbitrary cross section is input from the operation unit 12.
When the instruction is input, the axial image A ₂ A point 41a (shown by a solid line of a cross) as shown in FIG. 11 is displayed above. The operator sets the center point of the point 41a to a necessary one point of the cross-sectional image to be displayed. In this modification, the target Q ₂ The case where the point 41a is matched with is shown.
[0040]
Once the point 41a is set, the section angle is set next. In this modification, the setting of the cross-sectional angle is performed using a line 42a that can be rotated 360 degrees around the point 41a by setting a cross section of a surface at an arbitrary angle among the surfaces perpendicular to the axial image. . This state is shown in FIG. The operator sets an arbitrary cross-sectional angle using the operation unit 12 while observing FIG.
Here, for example, the position of the point on the axial image (X ₁ , Y ₁ ) If the cross-sectional angle is a, the line 42a on this axial image is y = ax + Y ₁ -aX ₁ It can be expressed by the following equation, and it is understood that an arbitrary cross section can be set.
[0041]
This will be described with reference to FIG. 13 which is a flowchart showing the operation of the system control unit 11.
In the system control unit 11, first, in the same manner as in the past, in step 120, the axial image of the subject is displayed on the display unit 33 under the control of the CPU 22.
[0042]
Next, in step 121, the operator inputs a command to display the image from the operation unit 12 only when displaying an image other than the axial image in this state.
This signal is recognized by the CPU 22, and the point 41 a described above is displayed on the axial image displayed on the display unit 33 in step 122.
[0043]
When the operator sets the point 41a to an arbitrary position, in step 123, the CPU 22 recognizes the position of the point and displays a line 42a passing through the point on the display unit 33.
Further, when the operator determines the line 42a, an angle is obtained from the line 42a (step 124), and a cross section of the angle is displayed on the display unit 33. (Step 125)
[0044]
In addition to such a method for setting the cross-sectional angle, it is also conceivable to set using two points 41b and 41c as shown in FIG. This method is a method of setting two points 41b and 41c at different positions in the axial image. After setting the two points, the line 42b connecting the points is automatically set as shown in FIG. Also in this case, the line 42b can be obtained from the coordinates of the two points. In this case, it is possible to arbitrarily change the angle of the line 42b by moving at least one of the two points.
The above is the operation for setting the cross section. The operation unit 12 used for this operation may be a mouse, a keyboard, or the like, but it is particularly preferable to use an input device that easily sets the cross section.
[0045]
As this input device, for example, as shown in FIGS. 16 and 17, a dial type device that operates by rotating a predetermined portion with respect to a plane parallel to the surface of the device is conceivable. Etc. are provided in a part. 16 is a front view of the input device, and FIG. 17 is a side sectional view.
Here, the input device 43 will be described with reference to FIG. 16. The input device 43 has a substantially cylindrical dial 44 at the center, and the dial 44 is disposed in a substantially circular working frame 45 parallel to the paper surface. It can move freely in direction A (an example is indicated by a solid arrow). The dial 44 can be rotated in the circumferential direction about the substantially central portion, and can be moved in a direction perpendicular to the paper surface. The circumferential direction is indicated by a dotted arrow C, and the direction perpendicular to the paper surface is indicated by a solid arrow B in FIG. Further, the dial 44 further has a substantially rectangular parallelepiped convex portion 46 at the center thereof, and the convex portion 46 is integrated with the dial 44.
[0046]
In addition, a donut-shaped ring 51 is fitted into the dial 44 along the circumference of the dial 44 at a substantially central portion of the cylinder. The ring 51 is interlocked with the dial 44 in the directions A and B. However, with respect to the direction C, only the dial 44 rotates, and the ring 51 does not rotate due to frictional force with the elastic ring 50 described later. It has become.
[0047]
On the other hand, a groove is provided on the back side of the operating frame 45 (downward in FIG. 17) so that the ring 51 can move in the direction A and the direction B, and the ring 51 is pressed from above by the operating frame 45. Therefore, the structure does not come out of the groove. To remove the ring 51 to the outside, the operating frame 45 is removed by removing the screw 52, and there is no need to hold the ring 51 from the upper portion.
Further, an elastic ring 50 having an L-shaped side surface cross section and made of an elastic body such as rubber is provided on the inner side of the ring 51, and the ring 51 is shown in FIG. It has a role of maintaining a steady state).
[0048]
Further, the dial 44 is provided with a 47a on its side surface to detect the rotational state of the dial 44 in the direction C, and acts as a pair with the 47b provided on the side surface of the operating frame 45. The rotation detection means 47 includes, for example, 47a as an LED, 47b as a light receiving element, and one LED 47a provided on the circumference of the dial 44 emits light, which is placed on the circumference of the operating frame 45. The rotation is detected by receiving light with the light receiving elements 47b provided at appropriate intervals. However, the rotation detection means 47 may be any means as long as it can detect rotation.
[0049]
Similarly, the side surface of the ring 51 is provided with 48a for detecting the movement state of the dial 44 in the direction A, and acts in a pair with 47b provided on the lower side surface of the operating frame 45. is there.
Further, a lower part of the dial 44 is provided with 49a for detecting the movement state of the dial 44 in the direction B, and acts as a pair with 47b provided at the bottom of the input device 43.
[0050]
The operator grasps the convex portion 46 provided on the dial 44 and moves the dial 44 in the direction A based on the image shown in FIG. Move to any position.
After the position of the point 41a reaches an appropriate position on the axial image, the dial 44 is pressed in the B direction. This pressing in the B direction has the same effect as a so-called click when a mouse is used, and the position of the point 41a is determined by this pressing. When the operator stops pressing the dial 44, the elastic ring 50 automatically returns to the steady state, and when the position of the confirmed point 41a is to be released, the dial 44 is moved in the B direction. It is good to press twice (so-called double click) within a predetermined time.
[0051]
Next, when setting the angle of the cross section of FIG. 11, the operator holds the convex portion 46 and rotates the convex portion 46 in the C direction, so that the line 42 a interlocked with the rotational motion is obtained. Rotate to any angle. Note that the angle of the line 42 a coincides with the inclination angle of the convex portion 46.
After the angle of the line 42a becomes an appropriate angle on the axial image, the dial 44 is pressed in the B direction to determine the angle of the line 42a, as in the point setting.
[0052]
Although the details of the input device 43 have been described above, the input device 43 is not particularly limited to the above shape as long as the dial type angle adjustment is performed.
In addition, in this modification, in addition to the axial image, a cross-sectional image at an arbitrary angle can be displayed in real time in accordance with an operator's instruction. Setting is possible.
[0053]
If the input device 43 is used for setting the cross-sectional angle, the operator can set the convex portion 46 while holding it, and the operability is further improved. The input device 43 is not limited to CT fluoroscopy, and can be used as long as it sets a tomographic image at another angle on one tomographic image.
In this modification, the image for setting a cross section (image displaying points, lines, etc.) is the image (A2 image in FIG. 4) located at the center of the three axial images. Axial image A ₀ Or A _Three Or the above three axial images A ₁ To A _Three In addition, another axial image for setting the cross section may be provided.
[0054]
In this case, for example, a screen as shown in FIG. In FIG. 18, six images are displayed in two rows and three columns, and C1 to C3 for observing the axial image are displayed side by side in the upper row, and a C4 image for cross-section setting is displayed in the lower row from the left side. A C5 image in which the set cross section is displayed, and information indicating a scan state, for example, a C6 image representing information indicating that fluoroscopy is being performed are displayed.
In addition, when a cross-section setting axial image is provided in addition to the observational axial images (C1 to C3), points are displayed on the upper three axial images (C1 to C3) and on the set cross-sectional image (C5). Since the line and the like are not displayed, the operator can view the axial image and the set cross-sectional image without worrying about the display for setting the cross-section, and can insert the percutaneous needle N more intensively. Can be observed.
[0055]
Moreover, in this modification, after setting one point, the example of setting the angle of the line which passes the point, and the example of setting two points one each as a setting method of a cross-sectional angle Although an example has been shown, the setting of the cross-sectional angle is not limited to the above method.
In the above-described embodiment and modification, the description has been given of displaying the axial image and the image of the plane orthogonal to the axial image. However, the direction of the image is not particularly limited, and a configuration capable of displaying a cross section from at least two directions. Further, it is also possible to display a cross section shown on a curved line on the axial image, that is, a curved surface. In this case, it is possible to determine three or more points on an axial image and connect or approximate the same to obtain a curved surface, or to input a curved surface expression directly from the input device and set the cross section. Is possible.
[0056]
When a curved section can be set, for example, when a non-linear insert such as a catheter is inserted into a subject, the insertion is performed by setting the curved surface to be displayed according to the bending state of the insert. The insertion state of the body can be accurately displayed, which is very effective.
In addition, the axial image and the image orthogonal to the axial image are displayed simultaneously on the same screen. However, the axial image and the image perpendicular to the axial image may be switched and displayed according to the calculation amount such as reconstruction. That is, a configuration in which an axial image is switched to an image on a plane orthogonal to the axial image as necessary may be used.
[0057]
Furthermore, combinations of modifications are possible. For example, it is possible to limit the area of the subject displayed as an image narrowly as in the first modification and to set an arbitrary cross-sectional angle as in the second modification.
In the above embodiment, an X-ray CT apparatus using X-ray irradiation from an X-ray tube has been described. However, a tomography apparatus such as a nuclear medicine diagnosis apparatus, so-called SPECT or the like may be used.
[0058]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when tomographic images viewed from at least two different directions are displayed in real time on the same screen, the region of the subject to be reconstructed is limited or arbitrary By displaying an angle cross section, it is possible to accurately observe the insertion state of a needle, a catheter, or the like into the subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of a computed tomography apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a system control unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating insertion of a percutaneous needle in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a screen displayed on the display unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a scano image according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a top view of the detector in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a side view of the detector in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the system control unit in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 9 is a scano image in the first modification of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 10 is a screen displayed on the display unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a partial view showing an axial image in the screen displayed on the display unit in the second modification of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 12 is a partial view showing an axial image in the screen displayed on the display unit in the second modification of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the system control unit in a second modification of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 14 is a partial view showing an axial image in the screen displayed on the display unit in the second modification of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 15 is a partial view showing an axial image in the screen displayed on the display unit in the second modification of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 16 is a top view of the input device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 17 is a side cross-sectional view of the input device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 18 is a screen displayed on the display unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a screen displayed on a display unit in a conventional example.
FIG. 20 is a conceptual diagram showing a part of a subject in a conventional example.
[Explanation of symbols]
11 System controller
12 Operation unit
13 Stand / bed control section
15 sleeper
17 X-ray controller
19 High voltage generator
21 X-ray beam source
22 CPU
23 Detector
24 Control bus
25 Rotating base
26 Data bus
27 Data collection unit
28 Pre-processing section
30 Disk interface (Disk I / F)
31 Shooting control unit
32 Reconstruction part
33 Display
34 Display memory
36 memory
38 Magnetic disk drive
41a points
41b points
41c points
42a line
42b line
43 Input device
44 dial
45 working frame
46 Convex
47 Rotation detection means
48 Movement detection means
49 Movement detection means
50 Elastic ring
51 rings
N Percutaneous needle
P subject

Claims

A data acquisition means for collecting projection shadow data of the object by a two-dimensional detector detecting elements arranged in a two-dimensional,
A first reconstruction means for reconstructing the based-out sectional layer image on the projection data in parallel with the data collection,
A tomographic image that is not parallel to the tomographic image reconstructed by the first reconstructing means is reconstructed in parallel with the data collection based on projection data obtained by a plurality of rows of detecting elements of the two-dimensional detector. A second reconstruction means;
Display means for displaying the tomographic image reconstructed by the first reconstruction means and the tomographic image reconstructed by the second reconstruction means in parallel with the data collection;
A computer tomography apparatus comprising:

2. The computed tomography apparatus according to claim 1 , further comprising dial-type angle adjusting means for adjusting an angle of the second image with respect to the first tomographic image .

The computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the first reconstruction unit reconstructs a plurality of tomographic images substantially parallel to the subject.

The tomographic image reconstructed by the first reconstructing means is orthogonal to the tomographic image reconstructed by the second reconstructing means. Computer tomography equipment.

5. The computed tomography apparatus according to claim 4, wherein the tomographic image reconstructed by the first reconstructing means is an axial image of the subject.

2. The computed tomography according to claim 1, wherein the second reconstruction unit reconstructs an image using at least a part of the image data created by the first reconstruction unit. apparatus.

The display means displays an image representing a positional relationship between a tomographic image reconstructed by the first reconstructing means and a tomographic image reconstructed by the second reconstructing means. The computed tomography apparatus according to 1.

The image representing the positional relationship is a tomographic image reconstructed by the first reconstructing means, and the tomographic image reconstructed by the first reconstructing means is used by the second reconstructing means. 8. The computed tomography apparatus according to claim 7, wherein means for indicating a position of a reconstructed tomographic image is displayed.

The image representing the positional relationship is a scanogram of the subject,
8. The computed tomography apparatus according to claim 7, wherein means for indicating a position of a tomographic image reconstructed by the first and second reconstruction means is displayed on the scanogram.

10. The computed tomography apparatus according to claim 9, wherein the means for indicating the position of the tomographic image can set the position of the tomographic image reconstructed by the first and second reconstructing means.

11. The computed tomography apparatus according to claim 10, wherein the means for indicating the position of the tomographic image can simultaneously set the position of the tomographic image reconstructed by the first and second reconstructing means.

11. The computed tomography apparatus according to claim 10, wherein the means for indicating the position of the tomographic image can set the position of the tomographic image reconstructed by the first and second reconstruction means.

The computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the second reconstruction unit reconstructs a curved tomographic image.

The computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the second reconstruction unit reconstructs the entire tomographic image in parallel with the data collection.

2. The computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the tomographic image reconstructed by the first reconstruction unit and the tomographic image reconstructed by the second reconstruction unit are displayed in real time. .

The first reconstruction means reconstructs a tomographic image using projection data obtained from a plurality of columns of the two-dimensional detector in a collective manner,
6. The computed tomography apparatus according to claim 5, wherein the second reconstruction unit reconstructs a tomographic image using projection data obtained from the two-dimensional detector as separate data for each column.