JP7062514B2 - X-ray CT device and X-ray tube control device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線CT装置、およびX線管制御装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray CT device and an X-ray tube control device.
従来、X線を被検体に照射してスキャンすることで断層像を得るX線CT装置が知られている。X線CT装置において、X線管で異常放電が発生した等の原因によって、一時的なエラーが生じる場合がある。これに関連し、被検体を移動させながらスキャンするヘリカルスキャンを実行する場合に、エラーの影響を低減することについて開示されている。しかしながら、従来の技術では、被検体を停止させた状態でX線によりスキャンを行う場合、エラーが生じていた期間の検出データを補完する際に、X線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することができない場合があった。 Conventionally, an X-ray CT device that obtains a tomographic image by irradiating a subject with X-rays and scanning the subject is known. In the X-ray CT device, a temporary error may occur due to a cause such as an abnormal discharge occurring in the X-ray tube. In this regard, it is disclosed to reduce the effects of errors when performing a helical scan that scans while moving the subject. However, in the conventional technique, when scanning with X-rays while the subject is stopped, when supplementing the detection data during the period in which the error occurred, the scanning can be performed promptly while reducing the exposure to X-rays. In some cases it could not be completed.
本発明が解決しようとする課題は、エラーが生じていた期間の検出データを補完する際に、X線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することである。 The problem to be solved by the present invention is to promptly complete the scan while reducing the exposure to X-rays when supplementing the detection data during the period in which the error occurred.
実施形態に係るX線CT装置は、X線管と、X線検出器と、特定部と、制御部とを備える。X線管は、回転フレームによって支持され、回転しながら回転中心に向けてX線を照射する。X線検出器は、前記X線管により照射され、被検体を通過したX線の強度を検出する。特定部は、前記X線管の照射にエラーが生じたことを検知し、前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲を特定する。制御部は、前記X線管の照射にエラーが生じたことが前記特定部により検知された場合、前記X線管にX線の照射を継続させ、前記継続させた後、既に前記X線検出器により前記検出データが取得された回転角度の範囲において前記X線管にX線の照射を停止させ、前記停止させた後、前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲において前記X線管にX線の照射を行わせるエラー制御を行う。 The X-ray CT apparatus according to the embodiment includes an X-ray tube, an X-ray detector, a specific unit, and a control unit. The X-ray tube is supported by a rotating frame and irradiates X-rays toward the center of rotation while rotating. The X-ray detector detects the intensity of X-rays irradiated by the X-ray tube and passed through the subject. The specific unit detects that an error has occurred in the irradiation of the X-ray tube, and specifies the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs. When the specific unit detects that an error has occurred in the irradiation of the X-ray tube, the control unit continues the irradiation of the X-ray tube with the X-ray tube, and after the continuation, the X-ray detection has already been performed. The X-ray tube is stopped from irradiating X-rays in the range of the rotation angle at which the detection data is acquired by the device, and after the stop, in the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs. Error control is performed so that the X-ray tube is irradiated with X-rays.
以下、実施形態のX線CT装置、およびX線管制御装置を、図面を参照して説明する。X線CT装置は、被検体の内部をX線によってスキャン(撮影)し、三次元のCT画像データや断面像などを生成する装置である。以下の説明では、被検体は、寝台装置の天板に乗せられた状態で回転フレームの内側(回転中心)に導入されてスキャンされるものとするが、適宜注釈するように、X線CT装置の態様としては種々の変形が可能である。 Hereinafter, the X-ray CT device and the X-ray tube control device of the embodiment will be described with reference to the drawings. The X-ray CT device is a device that scans (photographs) the inside of a subject with X-rays and generates three-dimensional CT image data, a cross-sectional image, and the like. In the following description, it is assumed that the subject is introduced into the inside of the rotating frame (center of rotation) and scanned while being placed on the top plate of the bed device, but as appropriately noted, the X-ray CT device. Various modifications are possible as the embodiment of the above.
[構成]
図1は、実施形態に係るX線CT(Computed Tomography:コンピュータ断層診断)装置1の構成図である。X線CT装置1は、例えば、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。図1では、説明の都合上、架台装置10をZ軸方向から見た図とX軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置10は一つである。実施形態では、非チルト状態での回転フレーム17の回転軸または寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をX軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をY軸方向とそれぞれ定義する。
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray CT (Computed Tomography)
架台装置10は、例えば、X線管11と、ウェッジ12と、コリメータ13と、X線高電圧装置14と、X線検出器15と、データ収集システム(以下、DAS:Data Acquisition System)16と、回転フレーム17と、制御装置18とを有する。
The
X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生させる。X線管11は、真空管を含む。例えば、X線管11は、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管である。
The
ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するX線を減衰させる。ウェッジ12は、ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。ウェッジ12は、例えば、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したものである。
The
コリメータ13は、ウェッジ12を透過したX線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ13は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、X線の照射範囲を絞り込む。コリメータ13は、X線絞りと呼ばれる場合もある。
The
X線高電圧装置14は、例えば、高電圧発生装置と、X線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器(トランス)および整流器などを含む電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生させる。X線制御装置は、X線管11に発生させるべきX線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。X線高電圧装置14は、回転フレーム17に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(不図示)の側に設けられてもよい。また、X線高電圧装置14は、エラー検知機能14Aを有する。これについては後述する。
The X-ray
X線検出器15は、X線管11が発生させ、被検体Pを通過して入射したX線の強度を検出する。X線検出器15は、検出したX線の強度に応じた電気信号(光信号などでもよい)をDAS18に出力する。X線検出器15は、例えば、複数のX線検出素子列を有する。複数のX線検出素子列のそれぞれは、X線管11の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたものである。複数のX線検出素子列は、スライス方向(列方向、row方向)に配列される。
The
X線検出器15は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するX線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのX線が入射する面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ(一次元コリメータまたは二次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー:PMT)等の光センサを有する。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。X線検出器15は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもかまわない。
The
DAS16は、例えば、増幅器と、積分器と、A/D変換器とを有する。増幅器は、X線検出器15の各X線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間(後述)に亘って積分する。A/D変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。DAS16は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置40に出力する。検出データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたX線強度のデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム17の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム17の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、X線管11の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。DAS16は、ビューの切り替わりを、制御装置18から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、全周囲分(360度分)の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、半周囲分(180度分)の検出データを収集する。
The
回転フレーム17は、X線管11、ウェッジ12、およびコリメータ13と、X線検出器15とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム17は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Pを中心として回転自在に支持される。回転フレーム17は、更にDAS16を支持する。DAS16が出力する検出データは、回転フレーム17に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から、光通信によって、架台装置10の非回転部分(例えば固定フレーム)に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置40に転送される。なお、回転フレーム17から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム17は、X線管11などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。
The rotating
X線CT装置1は、例えば、X線管11とX線検出器15の双方が回転フレーム17によって支持されて被検体Pの周囲を回転するRotate/Rotate-TypeのX線CT装置(第3世代CT)であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のX線検出素子が固定フレームに固定され、X線管11が被検体Pの周囲を回転するStationary/Rotate-TypwnoX線CT装置(第4世代CT)であってもよい。
The
制御装置18は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。制御装置18は、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェース43からの入力信号を受け付けて、架台装置10および寝台装置30の動作を制御する。例えば、制御装置18は、回転フレーム17を回転させたり、架台装置10をチルトさせたり、寝台装置30の天板33を移動させたりする。架台装置10をチルトさせる場合、制御装置18は、入力インターフェース43に入力された傾斜角度(チルト角度)に基づいて、Z軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム17を回転させる。制御装置18は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム17の回転角度を把握している。また、制御装置18は、回転フレーム17の回転角度を随時、スキャン制御機能55に提供する。制御装置18は、架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。また、制御装置18の処理回路は、特定機能18Aを有する。これについては後述する。
The
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置して移動させ、架台装置10の回転フレーム17の内部に導入する装置である。寝台装置30は、例えば、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを有する。基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(Y軸方向)に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置32は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を、支持フレーム34に沿って、天板33の長手方向(Z軸方向)に移動させる。天板33は、被検体Pが載置される板状の部材である。
The
寝台駆動装置32は、天板33だけでなく、支持フレーム34を天板33の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置10がZ軸方向に移動可能であり、架台装置10の移動によって回転フレーム17が被検体Pの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置10と天板33の双方が移動可能な構成であってもよい。また、X線CT装置1は、被検体Pが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、X線CT装置1は、寝台装置30に代えて被検体支持機構を有し、架台装置10は、回転フレーム17を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。
The
コンソール装置40は、例えば、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路50とを有する。実施形態では、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。
The
メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像データ、CT画像データ等を記憶する。これらのデータは、メモリ41ではなく(或いはメモリ41に加えて)、X線CT装置1が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。
The
ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者による各種操作を受け付けるGUI(Graphical User Interface)画像等を表示する。ディスプレイ42は、例えば、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)であってもよい。
The
入力インターフェース43は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路50に出力する。例えば、入力インターフェース43は、検出データまたは投影データ(後述)を収集する際の収集条件、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件などの入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)により実現されてもよい。
The
処理回路50は、X線CT装置1の全体の動作を制御する。処理回路50は、例えば、システム制御機能51、前処理機能52、再構成処理機能53、画像処理機能54、スキャン制御機能55、表示制御機能56などを実行する。これらの構成要素は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めメモリ41などの非一過性の記憶装置に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な非一過性の記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
The
コンソール装置40または処理回路50が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路50は、コンソール装置40が有する構成ではなく、コンソール装置40と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのX線CT装置と接続されたワークステーション、或いは、複数のX線CT装置に接続され、以下に説明する処理回路50と同等の処理を一括して実行する装置(例えばクラウドサーバ)である。
Each component of the
システム制御機能51は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路50の各種機能を制御する。
The
前処理機能52は、DAS16により出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを生成し、生成した投影データをメモリ41に記憶させる。
The
再構成処理機能53は、前処理機能52によって生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って、CT画像データを生成し、生成したCT画像データをメモリ41に記憶させる。
The
画像処理機能54は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、CT画像データを公知の方法により、三次元画像データや任意断面の断面像データに変換する。三次元画像データへの変換は、前処理機能52によって行われてもよい。
The
スキャン制御機能55は、X線高電圧装置14、DAS16、制御装置18、および寝台駆動装置32に指示することで、架台装置10における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能55は、位置決め画像を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。スキャン制御機能55は、「制御部」の一例である。
The
上記構成により、X線CT装置1は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュートなどの態様で被検体Pのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板33を移動させながら回転フレーム17を回転させて被検体Pをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板33を静止させた状態で回転フレーム17を回転させて被検体Pを円軌道でスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンを実行する。ステップアンドシュートとは、天板33の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。
With the above configuration, the
図2は、実施形態に係るX線CT装置1において実行されるスキャン完了までの処理の概要を示すフローチャートである。なお、本フローチャートに示す処理については適宜、順序の変更や追加、削除などが可能である。
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the processing up to the completion of scanning executed by the
まず、X線CT装置1のシステム制御機能51は、インターフェース画面をディスプレイ42に表示させながら、入力インターフェース43に対する患者情報(被検体Pの情報)の入力を受け付ける(ステップS100)。次に、システム制御機能51は、入力インターフェース43に対する対象部位の選択を受け付ける(ステップS102)。例えば、ディスプレイ42には、対象部位を選択するためのグラフィック領域が表示され、利用者は、グラフィック領域のいずれかを選択することで対象部位を指定する。次に、システム制御機能51は、入力インターフェース43に対するスキャン態様の選択を受け付ける(ステップS104)。次に、システム制御機能51は、入力インターフェース43に対する各種パラメータの入力を受け付ける(ステップS106)。
First, the
次に、システム制御機能51は、位置決め用のスキャノ画像の撮影を行うようにスキャン制御機能55に指示する(ステップS108)。スキャン制御機能55は、例えば、天板33を固定した状態で被検体Pを二方向から撮影するように、X線高電圧装置14および制御装置18に指示する。二方向とは、例えば、図1におけるX方向とY方向である。
Next, the
次に、システム制御機能51は、スキャノ画像をディスプレイ42に表示させながら、入力インターフェース43に対するスキャン計画の設定入力を受け付ける(ステップS110)。例えば、システム制御機能51は、スキャン位置の設定や架台装置10のチルト角の設定入力を受け付ける。
Next, the
次に、システム制御機能51は、スキャンを実行するようにスキャン制御機能55に指示する(ステップS112)。スキャンが完了すると、本フローチャートの処理が終了する。
Next, the
[エラー制御]
以下、エラー制御について説明する。エラー制御は、スキャンが実行される間、例えば、X線高電圧装置14のエラー検知機能14A、制御装置18の特定機能18A、およびスキャン制御機能55が協働することで実行される。上記構成において、X線管11によるX線の照射においては、種々のエラー(異常)を生じる場合がある。エラーには、異常放電(スピッツとも称される)や瞬間的な停電による瞬間停止などがある。これらのエラーが生じると、エラーが生じていた間に取得された検出データ(ビュー)の精度が不十分になり、これをそのまま再構成処理に使用すると、断面像に特定のアーティファクトが発生する可能性がある。これに対し時間的または位置的に隣接する検出結果に基づいてエラーが生じたビューを補正することも想定されるが、エラーの程度によっては十分に補正することができない可能性もあり得る。そこで、実施形態のX線CT装置1では、以下のようにエラー制御を行う。
[Error control]
The error control will be described below. The error control is executed while the scan is executed, for example, the
エラー検知機能14Aには、X線管11の電圧、電流、温度などを検出するセンサが接続されている。エラー検知機能14Aは、センサの出力値を参照し、例えば、X線管11の電圧またはX線管11に流れる電流の時間的変化に基づいて、X線管11によるX線の照射にエラーが生じたことを検知する。例えば、エラー検知機能14Aは、所定時間あたりの電圧または電流の変化量が所定値以上である場合、エラーが生じたことを検知する。エラー検知機能14Aは、エラーが生じたことを検知すると、エラー通知信号を特定機能18Aに出力する。
A sensor for detecting the voltage, current, temperature, etc. of the
特定機能18Aは、エラー通知信号を受信した期間と、回転フレーム17の回転角度(換言するとX線管11の回転角度)とを照合し、エラーが生じたときのビューを特定する。ビューは、X線管11の回転角度に対応するものであるため、係る処理は、エラーが生じたときのX線管11の回転角度の範囲を特定する処理に他ならない。特定機能18Aは、エラーが生じたときのビューを示す情報(例えばビュー番号)を、スキャン制御機能55に出力する。特定機能18Aは、「特定部」の一例である。
The
なお、特定機能18Aは、X線高電圧装置14の機能であってもよい。この場合、制御装置18は、随時、或いはX線高電圧装置14からの要求に応じX線管11の回転角度の情報をX線高電圧装置14に提供する。X線高電圧装置14は、エラー検知機能14Aによりエラーが生じたことを検知したタイミングと、制御装置18から提供される回転角度の情報とに基づいて、エラーが生じたときのビューを特定し、例えばビュー番号をスキャン制御機能55に出力する。
The
スキャン制御機能55は、エラーが生じたときのビュー番号を取得すると、ビュー番号に対応するX線管11の回転角度を特定する。そして、エラーが生じた後、(1)X線管11にX線の照射を継続させ、(2)継続させた後、既に正常な(エラーでない)ビュー(検出データ)が取得された回転角度の範囲においてX線管11にX線の照射を停止させ、(3)停止させた後、エラーが生じたときのX線管11の回転角度の範囲においてX線管11にX線の照射を行わせる。
When the
図3は、スキャン制御機能55による処理の内容について説明するための図である。図中、大矢印はスキャンの進行を示している。図3の例では、X線管11の回転角度が第1回転角度にある状態でスキャンが開始され、第2回転角度から第3回転角度に至るまでエラーが検知された。この場合、スキャン制御機能55は、X線管11が一回転して回転角度が第1回転角度に至るまで、X線管11にX線の照射を継続させる。次に、スキャン制御機能55は、既に正常なビュー(検出データ)が取得されている第1回転角度から第2回転角度までの間、X線管11にX線の照射を停止させ、次に、第2回転角度から第3回転角度までの間、X線管11にX線の照射を行わせる。なお、図3の例では、回転フレーム17は時計回りに回転するものとしているが、反時計回りに回転してもよい。
FIG. 3 is a diagram for explaining the content of processing by the
以下、比較例との比較について説明する。図4は、比較例の装置による処理の内容について説明するための図である。図4の例において、エラーが検知されたX線管11の回転角度は、図3の例と同様、第2回転角度から第3回転角度までの範囲である。この場合、比較例の装置では、第3回転角度から一回転して第1回転角度に至り、更に第2回転角度に至るまで、X線管11にX線の照射を停止させ、第2回転角度に至ってからX線管11にX線の照射を再開させる。この場合、ちょうどX線管11が2回転しなければスキャンが完了せず、実施形態の制御に比して時間がかかってしまう。なお、全くX線管11にX線の照射を停止させずに2回転分のスキャンをすれば、正常なビュー(検出データ)が取得できることになるが、この場合、X線の被曝が増加してしまう。これらより、実施形態のX線CT装置1によれば、エラーが生じていた期間のビュー(検出データ)を補完する際に、X線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することができる。
Hereinafter, comparison with a comparative example will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the content of processing by the apparatus of the comparative example. In the example of FIG. 4, the rotation angle of the
スキャン制御機能55は、エラー制御を実行するか否かを、X線CT装置1の作動モードによって切り替えてもよい。図5は、スキャン制御機能55により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート(その1)である。本フローチャートの処理は、例えば、スキャンが開始される前に実行される。
The
まず、スキャン制御機能55は、スキャンの開始までに入力インターフェース43に対して入力された情報を参照し、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であるか否かを判定する(ステップS200)。モーションアーティファクションの大きい部位とは、例えば、心臓や横隔膜である。スキャン制御機能55は、例えば、メモリ41に記憶されたモーションアーティファクションの大きい部位の一覧情報を参照し、対象部位が一覧情報に掲載されていない部位である場合に、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であると判定する。この逆に、モーションアーティファクションの小さい部位の一覧情報がメモリ41に記憶され、スキャン制御機能55は、対象部位が一覧情報に掲載されている部位である場合に、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であると判定してもよい。対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位でない場合、スキャン制御機能55は、エラー制御を実施しないことを決定する(ステップS206)。
First, the
対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であると判定した場合、スキャン制御機能55は、これから実行するスキャンの態様がヘリカルスキャンであるか否かを判定する(ステップS202)。これから実行するスキャンの態様がヘリカルスキャンでない場合、スキャン制御機能55は、エラー制御を実施することを決定する(ステップS204)。一方、これから実行するスキャンの態様がヘリカルスキャンである場合、スキャン制御機能55は、エラー制御を実施しないことを決定する(ステップS206)。
When it is determined that the target portion is a portion having a small motion artifact, the
このように、スキャン制御機能55は、対象部位がモーションアーティファクションの小さい部位であることを条件に、エラー制御を行う。モーションアーティファクションの大きい部位は、心電同期撮影を行う必要があったりするため、1回転でスキャンが完了しない場合も多く、上記説明したエラー制御よりも細かい制御が必要となるからである。係る制御によって、実施形態のX線CT装置1は、必要な場面に限定してエラー制御を行うことができる。
As described above, the
また、スキャン制御機能55は、X線CT装置1がヘリカルスキャンを行う場合、エラー制御を行わない。ヘリカルスキャンはらせん状に被検体Pをスキャンする態様であるため、上記説明したエラー制御を好適に適用するのが困難である。係る制御によって、実施形態のX線CT装置1は、必要な場面に限定してエラー制御を行うことができる。
Further, the
図6は、スキャン制御機能55により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート(その2)である。本フローチャートチャートの処理は、エラー制御を実施することが決定された後、スキャンの開始と共に開始される。また、開始時におけるX線管11の回転角度が第1回転角度であることを前提とする。
FIG. 6 is a flowchart (No. 2) showing an example of the flow of processing executed by the
まず、スキャン制御機能55は、特定機能18Aから、エラーが生じたときのビュー番号の通知があったか否かを判定する(ステップS300)。エラーが生じたときのビュー番号の通知が無い場合、スキャン制御機能55は、X線管11の回転角度が第1回転角度に到達したか否かを判定する(ステップS302)。X線管11の回転角度が第1回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能55は、本フローチャートの処理を終了し、スキャンを完了させる。
First, the
エラーが生じたときのビュー番号の通知があったと判定した場合、スキャン制御機能55は、X線管11の回転角度が第1回転角度に到達したか否かを判定する(ステップS304)。X線管11の回転角度が第1回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能55は、X線管11にX線照射を停止させるように、X線高電圧装置14に指示する(ステップS306)。なお、通知において、X線管11の回転角度が第2回転角度から第3回転角度の範囲内でエラーがあったことを示す内容が通知されたものとする。
When it is determined that the view number has been notified when an error has occurred, the
次に、スキャン制御機能55は、X線管11の回転角度が第2回転角度に到達したか否かを判定する(ステップS308)。X線管11の回転角度が第2回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能55は、X線管11にX線照射を再開させるように、X線高電圧装置14に指示する(ステップS310)。
Next, the
次に、スキャン制御機能55は、X線管11の回転角度が第3回転角度に到達したか否かを判定する(ステップS312)。X線管11の回転角度が第3回転角度に到達したと判定した場合、スキャン制御機能55は、本フローチャートの処理を終了し、スキャンを完了させる。
Next, the
上記実施形態において、少なくとも特定機能18Aとスキャン制御機能を合わせたものが、「X線管制御装置」の一例である。
In the above embodiment, at least a combination of the
上記実施形態では、フルスキャン時のエラー制御について説明したが、エラー制御はハーフスキャンにも同様に適用することができる。 In the above embodiment, the error control at the time of full scan has been described, but the error control can be similarly applied to the half scan.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、回転フレーム17によって支持され、回転しながら回転中心に向けてX線を照射するX線管11と、X線管11により照射され、被検体を通過したX線の強度を検出するX線検出器15と、X線管11によるX線の照射にエラーが生じたことを検知し、エラーが生じたときのX線管11の回転角度の範囲を特定する特定機能18Aと、エラーが生じたときのX線管11の回転角度の範囲が特定機能18Aにより特定された場合、X線管11にX線の照射を継続させ、継続させた後、既にX線検出器15によりエラーでない検出データが取得された回転角度の範囲においてX線管11にX線の照射を停止させ、停止させた後、エラーが生じたときのX線管11の回転角度の範囲においてX線管にX線の照射を行わせるエラー制御を行うスキャン制御機能55と、を備えることにより、エラーが生じていた期間の検出データを補完する際に、X線による被曝を低減しつつ速やかにスキャンを完了することができる。
According to at least one embodiment described above, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
1 X線CT装置
10 架台装置
11 X線管
14 X線高電圧装置
14A エラー検知機能
15 X線検出器
16 DAS
17 回転フレーム
18 制御装置
18A 特定機能
40 コンソール装置
50 処理回路
55 スキャン制御機能
1
17
Claims (4)
前記X線管により照射され、被検体を通過したX線の強度を検出するX線検出器と、
前記X線管によるX線の照射にエラーが生じたことを検知し、前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲を特定する特定部と、
前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲が前記特定部により特定された場合、
前記X線管にX線の照射を継続させ、
前記継続させた後、既に前記X線検出器によりエラーでない検出データが取得された回転角度の範囲において前記X線管にX線の照射を停止させ、
前記停止させた後、前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲において前記X線管にX線の照射を行わせる、
エラー制御を行う制御部と、
を備えるX線CT装置。 An X-ray tube that is supported by a rotating frame and irradiates X-rays toward the center of rotation while rotating.
An X-ray detector that detects the intensity of X-rays that have passed through the subject and are irradiated by the X-ray tube.
A specific unit that detects that an error has occurred in the irradiation of X-rays by the X-ray tube and specifies the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs.
When the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs is specified by the specific part,
The X-ray tube is continuously irradiated with X-rays, and the X-ray tube is continuously irradiated with X-rays.
After the continuation, the X-ray tube is stopped to be irradiated with X-rays within the range of the rotation angle at which the detection data that is not an error has already been acquired by the X-ray detector.
After the stop, the X-ray tube is irradiated with X-rays within the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs.
A control unit that controls errors and
X-ray CT device.
前記制御部は、前記対象の部位が、モーションアーチファクトの影響が小さい部位である場合に、前記エラー制御を行う、
請求項1記載のX線CT装置。 Further provided with a reception unit that receives input of information regarding a target site that irradiates the X-ray and collects the detection data.
The control unit performs the error control when the target portion is a portion to which the influence of the motion artifact is small.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1または2記載のX線CT装置。 The control unit does not perform the error control when the X-ray CT device performs a helical scan.
The X-ray CT apparatus according to claim 1 or 2.
前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲が前記特定部により特定された場合、、
前記X線管にX線の照射を継続させ、
前記継続させた後、既に前記X線検出器によりエラーでない検出データが取得された回転角度の範囲において前記X線管にX線の照射を停止させ、
前記停止させた後、前記エラーが生じたときの前記X線管の回転角度の範囲において前記X線管にX線の照射を行わせるエラー制御を行う制御部と、
を備えるX線管制御装置。 An X-ray tube supported by a rotating frame and irradiating X-rays toward the center of rotation while rotating, and an X-ray detector that detects the intensity of X-rays irradiated by the X-ray tube and passed through the subject. The X-ray CT device has a specific unit that detects that an error has occurred in the irradiation of X-rays by the X-ray tube and specifies the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs.
When the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs is specified by the specific part,
The X-ray tube is continuously irradiated with X-rays, and the X-ray tube is continuously irradiated with X-rays.
After the continuation, the X-ray tube is stopped to be irradiated with X-rays within the range of the rotation angle at which the detection data that is not an error has already been acquired by the X-ray detector.
After the stop, a control unit that performs error control for causing the X-ray tube to irradiate X-rays within the range of the rotation angle of the X-ray tube when the error occurs, and a control unit.
X-ray tube control device.
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