JP2001137226A - 画像数設定方法および装置並びに放射線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １スキャンで得た複数スライス分のスキャン
データから所望数の画像を生成するための操作性の良い
画像数設定方法および装置、並びに、そのような画像数
設定装置を備えた放射線断層撮影装置を実現する。 【解決手段】 同時に獲得した複数スライス分の透過放
射線信号に基づいて断層像を生成するにあたり、生成す
る断層像の数の候補を示し、その中から操作者に選択さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像数設定方法お
よび装置並びに放射線断層撮影装置に関し、特に、同時
に獲得した複数スライス分の透過放射線信号に基づいて
断層像を生成するための画像数設定方法および装置、並
びに、そのような画像数設定装置を備えた放射線断層撮
影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線を用いた放射線断層撮影装置すなわ
ちＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｔｏｍｏｇｒ
ａｐｈｙ）装置では、Ｘ線照射・検出装置を用いて撮影
対象について透過Ｘ線信号を獲得し、この透過Ｘ線信号
に基づいて撮影対象の断層像を生成（再構成）する。

【０００３】Ｘ線照射装置は、撮影断面を包含する広が
り（幅）を持ちそれに垂直な方向に厚みを持つＸ線ビー
ム（ｂｅａｍ）を照射し、Ｘ線検出装置は、複数のＸ線
検出素子をアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置した多チャン
ネル（ｃｈａｎｎｅｌ）のＸ線検出器でＸ線ビームを検
出する。Ｘ線検出素子のアレイは２次元マトリクス（ｍ
ａｔｒｉｘ）を構成する。マトリクスサイズ（ｍａｔｒ
ｉｘ ｓｉｚｅ）は、Ｘ線ビームの幅の方向で例えば数
百程度、Ｘ線ビームの厚みの方向で例えば十数程度であ
る。

【０００４】Ｘ線照射・検出装置を撮影対象の周りで回
転（スキャン：ｓｃａｎ）させて、撮影対象の周囲の複
数のビュー（ｖｉｅｗ）方向でそれぞれＸ線による投影
を求め、それら投影に基づいてコンピュータ（ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒ）により断層像を再構成する。

【０００５】Ｘ線検出素子のアレイが２次元マトリクス
になっていることにより、投影データ（ｄａｔａ）は複
数スライス分が同時に得られる。それらをそれぞれ再構
成処理することにより複数スライスの断層像を得ること
ができる。各断層像は所定の単位スライス厚を有する。

【０００６】これら断層像につきスライスが隣接するも
のを適宜数ずつ加算平均することにより、スライス厚を
増した断層像を得る。スライス厚を増した断層像は、ス
ライス厚が薄い断層像を元にしたものであるから、いわ
ゆるパーシャルボリューム（ｐａｒｔｉａｌ ｖｏｌｕ
ｍｅ）の影響が低減する利点がある。また、加算平均に
より画像のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ
ｒａｔｉｏ）が向上する利点がある。

【０００７】例えば、複数の断層像をすべて加算平均す
ることにより、スライス厚が最大の断層像が１つ得られ
る。また、複数の断層像を半数ずつ加算平均することに
より、スライス厚を最大値の１／２にした断層像が２つ
得られる。また、複数の断層像を四半数ずつ加算平均す
ることにより、スライス厚を最大値の１／４にした断層
像が４つ得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、１スキ
ャンで得た複数スライス分のスキャンデータから所望の
数の画像を生成する場合は、得ようとする画像数に適合
する加算数を指定することになるが、画像数を直接指定
するのではないので操作性が悪かった。

【０００９】そこで、本発明の課題は、１スキャンで得
た複数スライス分のスキャンデータから所望数の画像を
生成するための操作性の良い画像数設定方法および装
置、並びに、そのような画像数設定装置を備えた放射線
断層撮影装置を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
するための１つの観点での発明は、同時に獲得した複数
スライス分の透過放射線信号に基づいて断層像を生成す
るにあたり、前記生成する断層像の数の候補を示してそ
の中から操作者に選択させることを特徴とする画像数設
定方法である。

【００１１】この観点での発明では、生成する断層像の
数の候補を示してその中から操作者に選択させる。これ
により、生成する画像数を直接指定することができるの
で操作性が向上する。

【００１２】（２）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、同時に獲得した複数スライス分の透過放
射線信号に基づいて断層像を生成する放射線断層撮影装
置用の画像数設定装置であって、前記生成する断層像の
数の候補を表示する表示手段と、前記候補について操作
者による選択を可能にする選択手段とを具備することを
特徴とする画像数設定装置である。

【００１３】この観点での発明では、生成する断層像の
数の候補を表示手段で表示して、その中から選択手段に
より操作者に選択させる。これにより、生成する画像数
を直接指定することができるので操作性が向上する。

【００１４】（３）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、複数スライス分の透過放射線信号を同時
に獲得する信号獲得手段と、前記獲得した透過放射線信
号に基づいて生成する断層像の数を設定する画像数設定
手段と、前記獲得した透過放射線信号および前記設定し
た数に基づいて断層像を生成する画像生成手段とを具備
することを特徴とする放射線断層撮影装置である。

【００１５】この観点での発明では、複数スライス分の
透過放射線信号に基づいて画像生成手段が生成する断層
像の数の候補を表示手段で表示して、その中から選択手
段により操作者に選択させる。これにより、生成する画
像数を直接指定することができるので操作性が向上す
る。

【００１６】（４）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、複数スライス分の透過放射線信号を同時
に獲得し、前記獲得した透過放射線信号に基づいて生成
する断層像の数を設定し、前記獲得した透過放射線信号
および前記設定した数に基づいて断層像を生成すること
を特徴とする放射線断層撮影方法である。

【００１７】この観点での発明では、複数スライス分の
透過放射線信号に基づいて生成する断層像の数の候補を
示して、その中から操作者に選択させる。これにより、
生成する画像数を直接指定することができるので操作性
が向上する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置のブロ
ック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の
形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装
置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作
によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示
される。

【００１９】図１に示すように、本装置は、信号獲得部
２、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４および信号処理部６
を備えている。信号獲得部２は、本発明における信号獲
得手段の実施の形態の一例である。信号獲得部２はいわ
ゆるガントリ（ｇａｎｔｒｙ）に相当する。信号処理部
６はいわゆるオペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ ｃｏｎｓ
ｏｌｅ）に相当する。

【００２０】信号獲得部２はＸ線管２０を有する。Ｘ線
管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ
（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２２により例えば扇状のＸ線
ビームすなわちファンビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）とな
るように成形され、検出器アレイ２４に照射される。検
出器アレイ２４は、扇状のＸ線ビームの幅および厚みの
方向にアレイ状に配列された複数のＸ線検出素子を有す
る。検出器アレイ２４の構成については後にあらためて
説明する。

【００２１】Ｘ線管２０、コリメータ２２および検出器
アレイ２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。Ｘ線照
射・検出装置については、後にあらためて説明する。検
出器アレイ２４にはデータ収集部２６が接続されてい
る。データ収集部２６は検出器アレイ２４の個々のＸ線
検出素子の検出データを収集する。

【００２２】Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コン
トローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御さ
れる。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接
続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、
コリメータコントローラ３０によって制御される。な
お、コリメータ２２とコリメータコントローラ３０との
接続関係については図示を省略する。

【００２３】以上のＸ線管２０からコリメータコントロ
ーラ３０までのものが、信号獲得部２の回転部３４に搭
載されている。回転部３４の回転は、回転コントローラ
３６によって制御される。なお、回転部３４と回転コン
トローラ３６との接続関係については図示を省略する。

【００２４】撮影テーブル４は、図示しない撮影対象を
信号獲得部２のＸ線照射空間に搬入および搬出するよう
になっている。撮影対象とＸ線照射空間との関係につい
ては後にあらためて説明する。

【００２５】信号処理部６はデータ処理装置６０を有す
る。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。データ処理装置
６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
６２が接続されている。制御インタフェース６２には、
信号獲得部２と撮影テーブル４が接続されている。デー
タ処理装置６０は制御インタフェース６２を通じて信号
獲得部２および撮影テーブル４を制御する。

【００２６】信号獲得部２内のデータ収集部２６、Ｘ線
コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および
回転コントローラ３６が制御インタフェース６２を通じ
て制御される。なお、それら各部と制御インタフェース
６２との個別の接続については図示を省略する。

【００２７】データ処理装置６０には、また、データ収
集バッファ６４が接続されている。データ収集バッファ
６４には、信号獲得部２のデータ収集部２６が接続され
ている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ
収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力さ
れる。

【００２８】データ処理装置６０は、データ収集バッフ
ァ６４を通じて収集した複数ビューのプロジェクション
データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例
えばフィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔ
ｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等が用
いられる。データ処理装置６０は、本発明における画像
生成手段の実施の形態の一例である。

【００２９】データ処理装置６０には、また、記憶装置
６６が接続されている。記憶装置６６は、各種のデータ
や再構成画像およびプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を
記憶する。データ処理装置６０には、また、表示装置６
８および操作装置７０がそれぞれ接続され、それらを通
じての操作者によるインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃ
ｔｉｖｅ）な操作を可能にしている。表示装置６８およ
び操作装置７０からなる部分は、本発明における画像数
設定手段の実施の形態の一例である。

【００３０】表示装置６８は、データ処理装置６０から
出力される再構成画像やその他の情報を表示する。表示
装置６８は、本発明における表示手段の実施の形態の一
例である。表示装置６８は例えばグラフィックディスプ
レー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等により実現
される。

【００３１】操作装置７０は、操作者によって操作さ
れ、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力す
る。操作装置７０は、本発明における選択手段の実施の
形態の一例である。操作装置７０は、例えばマウス（ｍ
ｉｃｅ）やトラックボール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）等
のポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖ
ｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等の
操作卓により実現される。

【００３２】操作装置７０は、また、表示装置６８にＧ
ＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａ
ｃｅ）で表示されたバーチャルキーボード（ｖｉｒｔｕ
ａｌｋｅｙｂｏａｒｄ）で実現しても良い。バーチャル
キーボードはポインティングデバイスを用いて操作され
る。あるいは、タッチパネル（ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅ
ｌ）で操作するようにしても良い。

【００３３】図２に、検出器アレイ２４の模式的構成を
示す。同図に示すように、検出器アレイ２４は、多数の
Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）を２次元配列した多チャンネ
ルのＸ線検出器となっている。Ｘ線検出素子２４（ｉ
ｋ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面
を形成する。

【００３４】ここで、ｉはチャンネル番号であり例えば
ｉ＝１〜１０００である。ｋは列番号であり例えばｋ＝
１〜４である。Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）は、列番号ｋ
が同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。な
お、検出器アレイ２４は４列に限るものではない。以
下、４列の例で説明するが４以外の複数の列についても
同様になる。

【００３５】Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）は、例えばシン
チレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオ
ード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって
構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカ
ドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線
検出素子、あるいは、キセノン（Ｘｅ）ガスを利用した
電離箱型のＸ線検出素子であって良い。

【００３６】図３に、Ｘ線照射・検出装置におけるＸ線
管２０とコリメータ２２と検出器アレイ２４の相互関係
を示す。なお、図３の（ａ）は信号獲得部２の正面から
見た状態を示す図、（ｂ）は側面から見た状態を示す図
である。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射された
Ｘ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４００
となるように成形され、検出器アレイ２４に照射され
る。

【００３７】図３の（ａ）では、扇状のＸ線ビーム４０
０の広がりすなわちＸ線ビーム４００の幅を示す。Ｘ線
ビーム４００の幅方向は、検出器アレイ２４におけるチ
ャンネルの配列方向（ｉ方向）に一致する。（ｂ）では
Ｘ線ビーム４００の厚みを示す。Ｘ線ビーム４００の厚
み方向は、検出器アレイ２４における列の並設方向（ｋ
方向）に一致する。

【００３８】このようなＸ線ビーム４００の扇面に体軸
を交差させて、例えば図４に示すように、撮影テーブル
４に載置された撮影対象８がＸ線照射空間に搬入され
る。信号獲得部２は、内部にＸ線照射・検出装置を収容
した筒状の構造を持つ。

【００３９】Ｘ線照射空間は、信号獲得部２の筒状構造
の内側空間に形成される。Ｘ線ビーム４００によってス
ライスされた撮影対象８の像が検出器アレイ２４に投影
される。検出器アレイ２４によって、撮影対象８を透過
したＸ線が検出される。検出器アレイ２４が４列構成に
なっていることにより、４スライス分の投影が一挙に得
られる。各スライスの厚みはｔｈである。Ｘ線照射・検
出装置を撮影対象８の体軸の周りで回転させて、複数の
ビュー方向でそれぞれＸ線による投影を求める。

【００４０】本装置の動作を説明する。図５に、本装置
の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すよう
に、ステップ（ｓｔｅｐ）９１２で、操作者が操作装置
７０を通じてスキャン計画を入力する。スキャン計画に
は、スキャン時間、スキャン範囲、Ｘ線照射条件等に加
えて、１スキャンのデータから再構成する画像数が含ま
れる。

【００４１】スキャン計画の入力は、例えば表示装置６
８に表示された入力画面によって行われる。入力画面に
は画像数指定用として例えば図６に示すように、３つの
押しボタン（ｂｕｔｔｏｎ）を模擬したＧＵＩが表示さ
れる。このＧＵＩは本発明における選択キーの実施の形
態の一例である。３つの押しボタンは画像数を表す数字
をそれぞれの表面に表示している。

【００４２】数字１は１つの画像を得ることを意味す
る。これはまた４スライス分の断層像を全部加算平均す
ることを意味する。数字２は２つの画像を得ることを意
味する。これはまた４スライス分の断層像を隣接する２
スライスずつ加算平均することを意味する。数字４は４
つの画像を得ることを意味する。これはまた４スライス
分の断層像を個々に画像化することを意味する。

【００４３】操作者はポインティングデバイス等により
所望の数を指定する。これによって必要とする画像の数
を直接指定することができる。すなわち、所望の画像数
にするために何枚ずつ加算しなければならないかを考え
ることなく、必要な画像数だけを指定すればよいので、
きわめて操作性がよい。

【００４４】本装置は、入力されたスキャン計画に従
い、操作者の操作およびデータ処理装置６０による制御
の下で動作する。ステップ９１４ではスキャン位置決め
を行う。すなわち、操作者が操作装置７０を操作して撮
影テーブル４を移動させ、撮像対象８の撮像部位の中心
をＸ線照射・検出装置の回転の中心（アイソセンタ：ｉ
ｓｏｃｅｎｔｅｒ）に一致させる。

【００４５】このようなスキャン位置決めを行った後に
ステップ９１６でスキャンを行う。すなわち、Ｘ線照射
・検出装置を撮像対象８の周囲で回転させて、１回転当
たり例えば１０００ビューの投影データをデータ収集バ
ッファ６４に収集する。

【００４６】スキャン後あるいはスキャンに並行して、
ステップ９１８でデータ補正を行う。データ補正には例
えばＸ線強度補正、チャンネル感度補正、温度補正等が
含まれる。これによって４スライス分の補正済みのデー
タが得られる。

【００４７】これら４スライス分のデータについて、ス
テップ９２０において、指定画像数に応じた加算平均を
行う。すなわち、指定画像数が１の場合は４スライス分
のデータを全加算平均し、２の場合は半数ずつを加算平
均し、４の場合は加算平均を行わない。

【００４８】加算平均済みのデータに基づいて、ステッ
プ９２２で画像再構成を行う。画像再構成は例えばフィ
ルタード・バックプロジェクション法等により行われ
る。これによって断層像が再構成される。なお、加算平
均は、ステップ９１８で行う代わりに、ここで再構成し
た画像について行うようにしても良いのはもちろんであ
る。

【００４９】次に、ステップ９２４で画像表示を行う。
これによって、例えば図７に示すような画像が表示装置
６８で表示される。同図の（ａ）は画像数が１の場合、
（ｂ）は画像数が２の場合、（ｃ）は画像数が４の場合
である。（ｂ），（ｃ）に示すように画像が複数の場合
は、それらを一挙に表示する代わりに順次に表示するよ
うにしても良い。

【００５０】以上、放射線としてＸ線を用いた例で説明
したが、放射線はＸ線に限るものではなく、例えばγ線
等の他の種類の放射線であっても良い。ただし、現時点
では、Ｘ線がその発生、検出および制御等に関し実用的
な手段が最も充実している点で好ましい。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、１スキャンで得た複数スライス分のスキャンデー
タから所望数の画像を生成するための操作性の良い画像
数設定方法および装置、並びに、そのような画像数設定
装置を備えた放射線断層撮影装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】図１に示した装置における検出器アレイの模式
図である。

【図３】図１に示した装置におけるＸ線照射・検出装置
の模式図である。

【図４】図１に示した装置におけるＸ線照射・検出装置
の模式図である。

【図５】図１に示した装置の動作のフロー図である。

【図６】図１に示した装置における画像数指定用バーチ
ャルキーの外観図である。

【図７】図１に示した装置が表示する画像の模式図であ
る。

【符号の説明】 ２ 信号獲得部 ４ 撮影テーブル ６ 信号処理部 ８ 撮影対象 ２０ Ｘ線管 ２２ コリメータ ２４ 検出器アレイ ２６ データ収集部 ２８ Ｘ線コントローラ ３０ コリメータコントローラ ３４ 回転部 ３６ 回転コントローラ ６０ データ処理装置 ６２ 制御インタフェース ６４ データ収集バッファ ６６ 記憶装置 ６８ 表示装置 ７０ 操作装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA08 CA16 FF31 FG04

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同時に獲得した複数スライス分の透過放
   射線信号に基づいて断層像を生成するにあたり、 前記生成する断層像の数の候補を示してその中から操作
   者に選択させる、ことを特徴とする画像数設定方法。
2. 【請求項２】 前記透過放射線信号が透過Ｘ線信号であ
   る、ことを特徴とする請求項１に記載の画像数設定方
   法。
3. 【請求項３】 同時に獲得した複数スライス分の透過放
   射線信号に基づいて断層像を生成する放射線断層撮影装
   置用の画像数設定装置であって、 前記生成する断層像の数の候補を表示する表示手段と、 前記候補について操作者による選択を可能にする選択手
   段と、を具備することを特徴とする画像数設定装置。
4. 【請求項４】 前記表示手段はグラフィックディスプレ
   ーを利用し、 前記選択手段はポインティングデバイスを利用する、こ
   とを特徴とする請求項３に記載の画像数設定装置。
5. 【請求項５】 前記表示手段は複数の候補を同時に表示
   する、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載
   の画像数設定装置。
6. 【請求項６】 前記選択手段は前記候補と対をなす選択
   キーを有する、ことを特徴とする請求項５に記載の画像
   数設定装置。
7. 【請求項７】 前記透過放射線信号が透過Ｘ線信号であ
   る、ことを特徴とする請求項３ないし請求項６のうちの
   いずれか１つに記載の画像数設定装置。
8. 【請求項８】 複数スライス分の透過放射線信号を同時
   に獲得する信号獲得手段と、 前記獲得した透過放射線信号に基づいて生成する断層像
   の数を設定する画像数設定手段と、 前記獲得した透過放射線信号および前記設定した数に基
   づいて断層像を生成する画像生成手段と、を具備するこ
   とを特徴とする放射線断層撮影装置。
9. 【請求項９】 前記画像数設定手段は、 前記生成する断層像の数の候補を表示する表示手段と、 前記候補について操作者による選択を可能にする選択手
   段と、を有することを特徴とする請求項８に記載の放射
   線断層撮影装置。
10. 【請求項１０】 前記表示手段はグラフィックディスプ
    レーを利用し、 前記選択手段はポインティングデバイスを利用する、こ
    とを特徴とする請求項９に記載の放射線断層撮影装置。
11. 【請求項１１】 前記表示手段は複数の候補を同時に表
    示する、ことを特徴とする請求項９または請求項１０に
    記載の放射線断層撮影装置。
12. 【請求項１２】 前記選択手段は前記候補と対をなす選
    択キーを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の
    放射線断層撮影装置。
13. 【請求項１３】 前記透過放射線信号が透過Ｘ線信号で
    ある、ことを特徴とする請求項８ないし請求項１２のう
    ちのいずれか１つに記載の放射線断層撮影装置。