JP2002186612A - X線ct装置 - Google Patents
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- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/548—Remote control of the apparatus or devices
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Abstract
ラフィカルな設定入力を可能とすることを課題とする。 【解決手段】 被検体を挟んでX線管とX線検出器アレ
イとが相対向し、予め被検体をスキャンし、蓄積した投
影データを再利用して被検体のCT断層像を再構成可能
とするX線CT装置において、再構成パラメータを入力
する入力手段12と、入力手段12で指定された被検体
の投影データに基づき所要ビュー角のスカウト像に相当
するスカウト像データを生成するスカウト像データ生成
手段1と、前記生成されたスカウト像データを再構成パ
ラメータ設定用の表示画面13bに表示する表示制御手
段2とを備える。
Description
し、更に詳しくは被検体を挟んでX線管とX線検出器ア
レイとが相対向し、予め被検体をスキャンし、蓄積した
投影データを再利用して被検体のCT断層像を再構成可
能とするX線CT装置に関する。
ペクティブリコン(Prospective Recon.)とレトロリコン
(Retro. Recon.)とがある。プロスペクティブリコンで
はスキャン直前に設定した再構成条件(スライス位置,
スライス厚,再構成アルゴリズム等)に従ってそのスキ
ャン直後に画像再構成を行い、レトロリコンではスキャ
ン後に設定した再構成条件に従って改めて画像再構成を
行う。本発明はこのレトロリコンの改良に関する。
キャン直前に撮影した被検体のスカウト像(2次元レン
トゲン画像に相当)をコンソールに表示すると共に、オ
ペレータはこのスカウト像に重ねて表示されたカットラ
イン(スキャン位置/スライス位置等)を参照(確認/
変更等)することで、スキャン条件(スキャン位置,管
電圧kV,管電流mA等)やプロスペクティブリコン条
件(スライス位置,スライス厚等)のグラフィカルな設
定入力を可能としていた。
リコンに際しては上記のようなスカウト像の表示は行わ
れず、このためレトロリコン条件の設定入力に不便を来
たしていた。
れたもので、その目的とする所は、レトロリコン条件の
グラフィカルな設定入力を可能とするX線CT装置を提
供することにある。
の構成により解決される。即ち、本発明(1)のX線C
T装置は、被検体を挟んでX線管とX線検出器アレイと
が相対向し、予め被検体をスキャンし、蓄積した投影デ
ータを再利用して被検体のCT断層像を再構成可能とす
るX線CT装置において、再構成パラメータを入力する
入力手段12と、入力手段12で指定された被検体の投
影データに基づき所要ビュー角のスカウト像に相当する
スカウト像データを生成するスカウト像データ生成手段
1と、前記生成されたスカウト像データを再構成パラメ
ータ設定用の表示画面13bに表示する表示制御手段2
とを備えるものである。
スカウト像を参照したグラフィカルな操作によりレトロ
リコンパラメータを容易かつ適正に設定できる。
本発明(1)において、スカウト像データ生成手段1
は、所要ビュー角及び又はその対向ビュー角の投影デー
タを使用してスカウト像データを生成する。
データを使用する場合には、所要ビュー角及びその対向
ビュー角の投影データを使用することで、被検体の体軸
方向に密なスカウト像データを容易に生成できる。
上記本発明(2)において、スカウト像データ生成手段
1は、所要ビュー角近傍のビュー角及び又はその対向ビ
ュー角近傍のビュー角の投影データを加えてスカウト像
データを生成する。
ゲンデータ)を生成する目的からすると、所要ビュー角
の投影データは元より、所要ビュー角から多少ずれた近
傍ビュー角の投影データであっても、被検体の所要ビュ
ー角における透視映像(特に被検体輪郭部の透視映像)
を良く表している。しかも、特にヘリカルスキャンされ
た投影データを使用する場合は、僅かなビュー角の相違
であってもその区間に投影データは体軸方向にずれてい
るから、これらの投影データを加えることで被検体の体
軸方向に一層密なスカウト像データを生成できる。対向
ビュー角近傍の投影データについても同様である。
上記本発明(2)又は(3)において、スカウト像デー
タ生成手段1は、中間位置の投影データを体軸方向に隣
接する同一及び又は対向ビュー角の複数の投影データを
使用したデータ補間演算により生成する。従って、被検
体の体軸方向に滑らかなスカウト像データを生成でき
る。
体を挟んでX線管とX線検出器アレイとが相対向し、予
め被検体をスキャンし、蓄積した投影データを再利用し
て被検体のCT断層像を再構成可能とするX線CT装置
において、再構成パラメータを入力する入力手段12
と、入力手段12で指定された被検体の再構成データを
所要ビュー角の断層面で切り出してスカウト像相当のデ
ータを生成するスカウト像データ生成手段1と、前記生
成されたスカウト像データを再構成パラメータ設定用の
表示画面13bに表示する表示制御手段2とを備えるも
のである。
断層像データ)を所要ビュー角の断層面(体軸と平行な
面)で切り出したものは、被検体の断面視形状(特に輪
郭部分の形状)の特徴を良く表している。そこで、これ
をスカウト像相当のデータとして使用する。この場合
に、特に3次元の再構成データが存在する場合は、正確
な断面視像を表示できる。
本発明(1)又は(5)において、スカウト像データ生
成手段1は、入力手段12で指定された被検体のスカウ
ト撮影データが存在する場合は、該スカウト撮影データ
をスカウト像データとして生成する。既存のスカウト撮
影データを利用すれば処理は極めて簡単である。
好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通
して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
部構成図で、該装置はX線ファンビームXLFBにより
被検体100のアキシャル/ヘリカルスキャン・読取等
を行う走査ガントリ部30と、被検体100を載せて体
軸CLbの方向に移動させる撮影テーブル20と、オペ
レータが操作する遠隔の操作コンソール部10とを備え
る。
陽極型のX線管、40AはX線制御部、50はX線の曝
射範囲(主に体軸CLb方向)の制限を行うコリメー
タ、50Aはコリメータ制御部、90はチャネルCH方
向に並ぶ多数(n=1000程度)のX線検出器が体軸
CLb方向の例えば4列L1〜L4に配列されているX
線検出器アレイ(マルチディテクタ)、91はX線検出
器アレイ90の検出信号に基づき被検体100の投影デ
ータg1(X,θ)〜g4(X,θ)を生成し、収集する
データ収集部(DAS)、30Aは走査ガントリ(X線
撮影系)を被検体100の体軸CLbの周り回転させる
回転制御部である。
線CT装置の主制御・処理(スキャン制御,CT断層像
の再構成処理、本発明によるレトロリコン処理等)を行
う中央処理装置、11aはそのCPU、11bはCPU
11aが使用するRAM,ROM等からなる主メモリ
(MM)、12はキーボードやマウス等を含む指令やデ
ータの入力装置、13はスキャン計画,リコン計画及び
画像再構成されたCT断層像等を表示するための表示装
置(CRT)、14はCPU11aと走査ガントリ部3
0及び撮影テーブル20との間で各種制御信号CSやモ
ニタ信号MSのやり取りを行う制御インタフェース、1
5はデータ収集部91からの投影データを一時的に蓄積
するデータ収集バッファ、16はデータ収集バッファ1
5からの投影データRAD(スカウト像データを含む)
や画像再構成されたイメージデータIMDを蓄積・格納
すると共に、X線CT装置の運用に必要な各種アプリケ
ーションプログラムや各種演算/補正用のデータファイ
ル等を格納している二次記憶装置(ハードディスク装置
等)である。
ァンビームXLFBは被検体100を透過してX線検出
器アレイ90の検出列L1〜L4に一斉に入射する。デ
ータ収集部91はX線検出器アレイ90の各検出出力に
対応する投影データg1(X,θ)〜g4(X,θ)を生
成し、これらをデータ収集バッファ15に格納する。こ
こで、XはX線検出器アレイ90の検出チャネル1〜
n、θは体軸の回りのビュー角を表す。更に、走査ガン
トリが僅かに回転した各ビュー角θで上記同様の投影を
行い、こうして走査ガントリ1回転分の投影データを収
集・蓄積する。また同時に、アキシャル/ヘリカルスキ
ャン方式に従って撮影テーブル20を被検体100の体
軸方向に間欠的/連続的に移動させ、こうして被検体1
00の所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄
積する。そして、CPU11aは、上記全スキャンの終
了後、又はスキャン実行に追従(並行)して、得られた
投影データに基づき被検体100のCT断層像を再構成
(プロスペクティブリコン)し、これを表示装置13に
表示する。また、上記スキャン/再構成されたデータを
再利用して被検体のCT断層像を再構成(レトロリコ
ン)することも可能である。以下、動作を詳細に説明す
る。
のフローチャートである。好ましくは、事前に被検体1
00のスカウトスキャンを行った後、この処理に入る。
ステップS11では、続く被検体100のアキシャル/
ヘリカルスキャンのためのスキャンパラメータを設定す
る。
ータ入力処理のイメージを示す。事前のスカウトスキャ
ンの終了後、表示画面13Aには続くアキシャル/ヘリ
カルスキャンのためのスキャン設定画面13aが表示さ
れ、オペレータは、必要なスキャンパラメータをマウス
でクリック入力又はキー入力する。イメージQの取得の
ための一例のスキャン計画は以下の通りである。
スキャン 体軸上のスキャン開始位置[Start Loc]=Z1 体軸上のスキャン終了位置[End Loc]=Z10 スキャン枚数[NO.of Images]=10枚 被検体のスライス厚[Thick]=2mm スキャンタイム[Sec]=1秒/ガントリ1回転 X線管の管電圧[kV]=120kV X線管の管電流[mA]=280mA 更に、このスキャン設定画面上で操作者が[Show Locali
zer]アイコンをクリックすると、表示画面13Aのイメ
ージ表示エリア13bには図示のような被検体100の
スカウト像100Aが表示され、その上に各スライス位
置を示す線(カットライン)が重ねて表示される。図の
実太線はスキャンの開始及び終了位置、また点線は中間
の各スライス位置を夫々表す。オペレータはイメージ表
示エリア13b上のスカウト像100Aを見ることで、
カットライン等を確認し、かつ必要ならマウスやキーボ
ードにより変更可能である。
面13a上のプロスペクティブリコン「P−RECO
N」タグをクリックすることで、プロスペクティブリコ
ンパラメータ(再構成するスライス位置,スライス厚,
再構成アルゴリズム,イメージフィルタ等)を設定入力
可能である。
ONFIRM」ボタンの入力を待ち、やがて、「CON
FIRM」ボタンが入力されると、ステップS13では
上記設定されたスキャンパラメータに従って被検体10
0のスキャン制御を行う。ステップS14では被検体1
00の投影データを収集・蓄積する。ステップS15で
は所要撮影領域のスキャン完了か否かを判別し、完了で
ない場合はステップS13に戻る。こうして、やがてス
キャン完了すると、ステップS16ではプロスペクティ
ブリコンパラメータに従って被検体100のX線CT断
層像を再構成する。ステップS17では得られたX線C
T断層像を表示装置13に表示する。なお、このプロス
ペクティブリコン処理及びその再構成データの表示は上
記スキャン制御の進行と並行して行っても良い。そし
て、上記得られたスカウト像データ、スキャンされた投
影データ、再構成されたCT断層像データ等は二次記憶
装置16に保存される。
のフローチャートである。オぺレータがレトロリコンを
実行したい場合は、表示画面13a上のレトロリコン
「R−RECON」タグをクリックし、かつ所望のイメ
ージ番号(例えばイメージH)を入力する。これによ
り、図5の処理に入力する。
スカウト撮影データが有るか否かを判別し、ある場合は
ディスク16からイメージHのスカウト撮影データを読
み出し、後述のステップS25に進む。一般に、胸部や
腹部等の広範囲なスキャンを行う場合は事前にスカウト
像を撮影するが、頭部などの狭い範囲をスキャンする場
合はスカウト像を撮影しないことが多い。
合はイメージHの再構成データ又は投影データ(スキャ
ンデータ)からスカウト撮影データに相当するスカウト
像データを作成する。即ち、ステップS22ではイメー
ジHの再構成データが有るか否かを判別し、有る場合は
ステップS23で当該再構成データからスカウト像デー
タを生成する。また、無い場合はステップS24でイメ
ージHの投影データからスカウト像データを生成する。
以下、スカウト像データの生成方法を詳細に説明する。
データ生成処理のイメージ図(1)〜(3)で、図7は
被検体の再構成データからスカウト像データを生成する
場合を示している。複数の小スライスピッチSPで再構
成された再構成データが存在する場合は、これらを体
(z)軸方向の各スライス位置対応に重ね合わせること
で図示のような実質3次元のイメージ画像が得られる。
これを、例えば体軸CLbを含むようなy−z平面(ビ
ュー角90°)で切り出すと、X線CT値の2次元集合
からなる被検体100の断面視画像データ100Bが得
られる。この画像は本来のスカウト(レントゲン)像と
は異なるが、レトロリコン情報を設定入力するために必
要なグラフィカル情報(特に被検体輪郭部の情報)を十
分に含んでいる。従って、簡単な画像の切り出し処理に
よりスカウト像相当のスカウト像データ100Bが得ら
れる。
で切り出せば被検体正面からのスカウト像データ100
Bが得られる。また、図示の如く、3次元イメージの再
構成データが存在する場合も有り、この場合も上記同様
にして所望ビュー角のスカウト像データ100Bを切り
出せる。
データを生成する場合を示し、図8(A)は被検体10
0をマルチディテクタ90でヘリカルスキャンした時の
側面図を示す。図において、X線管40から曝射された
X線ファンビームXLFBは被検体100を透過してX
線検出器アレイ90に一斉に入射し、各検出列L1〜L
4から対応する投影データg1(X,θ)〜g4(X,
θ)が得られる。ここで、XはX線検出器アレイ90の
検出チャネル1〜nを表し、θは走査ガントリのビュー
角を表す。
スキャンでは走査ガントリ(X線撮影系40,90等)
を体軸CLbの周りに回転させると共に、撮影テーブル
20をz軸と反対方向に連続して移動させることで、得
られるスキャン軌跡は図示の如く螺旋状となる。図は検
出列L1〜L4のヘリカルスキャン軌跡を示しており、
実線はビュー角θ=0°〜180°(紙面手前側)の軌
跡に対応し、点線はビュー角θ=180°〜360°
(紙面裏側)の軌跡に対応する。
ト像データを生成する場合は、ビュー角90°の各投影
データg1(X,90°)〜g4(X,90°)と、その
対向ビュー角270°の各投影データg1(X,270
°)〜g4(X,270°)をそのまま使用できる。な
お、以下の説明では、対向ビュー角270°の投影デー
タg1(X,270°)〜g4(X,270°)を検出列
データC1〜C4と呼び、またビュー角90°の投影デ
ータg1(X,90°)〜g4(X,90°)を検出列デ
ータC5〜C9とも呼ぶ。このように、まずは所要ビュ
ー角と、その対向ビュー角の各検出列データC1〜C9
を抽出することにより、体軸方向に比較的密なスカウト
像データ100Bを生成できる。
続している。そこで、好ましくは、各検出列データC1
〜C9の間を埋めるような各投影データをデータ補間演
算により生成する。図8(B)に上記図8(A)の一部
をz軸方向に拡大した一部拡大図を示す。図において、
今、ビュー角90°における中間列H1の投影データの
生成は、例えばz軸方向に隣り合う2列分の検出列デー
タC6,C7を使用して、各チャネルデータXj(j=
1〜n)毎のz軸方向の距離a,bに応じた重み付けデ
ータ補間演算により求められる。例えば、検出チャネル
Xjの両投影データをg2(Xj,90°)=A,g3(X
j,90°)=Bとすると、中間列H1の投影データH
1jは、 H1j=A+{a/(a+b)}*(B−A) により求まる。ここで、距離a=0の時はH1j=A、
また距離b=0の時はH1 j=Bとなり、これらの中間位
置では輝度がAからBに向かって滑らかに推移する。他
の検出列間でも同様である。また同様にして、対向ビュ
ー角270°の各検出列データC1〜C4の間もデータ
補間できる。
270°との境界部における中間列H2の各投影データ
は、同じくz軸方向に隣り合う2列分の検出列データC
5,C6を使用して、各チャネルデータXi,Xj毎のz
軸方向の距離に応じた重み付けデータ補間演算により求
められる。但し、この場合のチャネル番号i,jは体軸
CLbを中心として対称の位置にある。即ち、例えばi
=1の時、j=n、i=n/2の時、j=n/2、i=
nの時、j=1である。
スカウト像データを生成する場合は、ビュー角0°の投
影データg1(X,0°)〜g4(X,0°)と、その対
向ビュー角180°の投影データg1(X,180°)
〜g4(X,180°)とを使用して上同様にスカウト
像データを生成できる。他の任意ビュー角についてのス
カウト像データも同様に生成できる。
ー角及び又はその対向ビュー角近傍のビュー角の各投影
データを加えてスカウト像データを生成可能である。以
下、これを具体的に説明する。
た場合の正面図で、ここでは、ビュー角90°における
X線管40とX線検出器アレイ90の関係を実線で示
し、かつその近傍ビュー角(90°+α)/(90°−
β)における同関係を点線/破線で夫々示す。図におい
て、今、ビュー角90°の投影データ分布に着目する
と、被検体100の体軸CLbを透過した投影データo
を中心としてその上下両側には被検体100の両端部
P,Qを透過した投影データp,qまでが展開してい
る。この内の被検体両端部P,Qに各対応する投影デー
タp,qは被検体の輪郭部の形状を良く表しており、よ
ってレトロリコンパラメータを設定入力する際の重要な
グラフィック情報となり得る。
°−β)の投影データ分布に着目すると、上記同様にし
て体軸CLbを透過した投影データo’の上下には被検
体の略両端部P,Qを透過した投影データp’,q’ま
でが、また体軸CLbを透過した投影データo”の上下
には同じく略両端部P,Qを透過した投影データp”,
q”までが夫々展開している。この内の略両端部P,Q
に各対応する投影データp’,p”,q’,q"は被検
体の輪郭部の形状を良く表しており、しかも、図示の如
く、被検体の両端部P,Qの透視映像はビュー角90°
と、その近傍ビュー角(90°+α)/(90°−β)
との間でかなり類似している。従って、ビュー角90°
のみならず,その近傍ビュー角(90°+α)/(90
°−β)の投影データ(特に被検体輪郭部のデータ)
も、レトロリコンパラメータを設定入力する際の重要な
グラフィック情報となり得る。
た場合の側面図を示す。今、ビュー角90°の検出列デ
ータC5に着目すると、ヘリカルスキャンではビュー角
の僅かな相違+α,−βであってもこの区間内にディテ
クタ90の位置はz軸方向に変位しており、この変位は
ヘリカルピッチHPが大きいほど大きい。これにより、
検出列データC5のz軸方向の前後には検出列データC
5”,C5’が得られ,このうちの少なくとも被検体両
端部における投影データ(p”,p,p’)(q",
q,q’)はよく類似している。
ビュー角90°の近傍のビュー角(90°+α),(9
0°−β)及び又はその対向ビュー角270°の近傍の
ビュー角(270°+α),(270°−β)の各投影
データを考慮に加えてスカウト像データを生成する。例
えば各検出列データC5”,C5’を夫々図の矢印方向
にオフセットさせて使用する。
した又は生成されたスカウト像データ100A/100
Bを表示部13のイメージ表示エリア13bに表示す
る。ステップS26ではオペレータがレトロリコンパラ
メータを設定する。
ラメータ入力処理のイメージを示す。頭部イメージHの
レトロリコンのための一例の計画は以下の通りである。
を見ることで、上記スキャン計画で述べたと同様にして
レトロリコン計画を設定し、かつ必要なら重ねて表示さ
れているカットラインを操作(変更)・確認可能であ
る。
装置への適用例を述べたが、本発明は産業用X線CT装
置にも適用できる。
が、これに限らない。他にも例えば各抽出投影データか
ら得られるy−z平面上のスカウト象データに対して公
知の様々な2次元画像処理(2次元の中間画素予測処
理,2次元画素のフィルタ処理等)を施すことにより全
体として滑らかなスカウト象データを生成できる。この
点は、再構成データ(X線CT値)から生成するスカウ
ト像データについても同様である。
スカウト像データを対応するスカウト撮影データ,投影
データ又は再構成データから生成したが、これに限らな
い。各部分領域につき異なる方法(異なる種類の蓄積デ
ータ)で生成したスカウト像データを合成して全領域の
スカウト像データを生成しても良い。従って、様々な形
態の蓄積データの有効利用となると共に、より大きな被
検体領域を参照してのレトロリコン計画を可能とする。
ンで得られた投影データからスカウト像データを生成し
たが、アキシャルスキャンで得られた投影データから生
成しても良い。
述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構
成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行え
ることは言うまでもない。
リコン計画の際に所要のスカウト像を表示できるので、
オペレータはスカウト像を参照するグラフィカルな操作
に基づきリコンパラメータを容易かつ適正に設定でき
る。
ある。
ャートである。
理のイメージ図である。
ャートである。
力処理のイメージ図である。
イメージ図(1)である。
イメージ図(2)である。
イメージ図(3)である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被検体を挟んでX線管とX線検出器アレ
イとが相対向し、予め被検体をスキャンし、蓄積した投
影データを再利用して被検体のCT断層像を再構成可能
とするX線CT装置において、 再構成パラメータを入力する入力手段と、 入力手段で指定された被検体の投影データに基づき所要
ビュー角のスカウト像に相当するスカウト像データを生
成するスカウト像データ生成手段と、 前記生成されたスカウト像データを再構成パラメータ設
定用の表示画面に表示する表示制御手段とを備えること
を特徴とするX線CT装置。 - 【請求項2】 スカウト像データ生成手段は、所要ビュ
ー角及び又はその対向ビュー角の投影データを使用して
スカウト像データを生成することを特徴とする請求項1
に記載のX線CT装置。 - 【請求項3】 スカウト像データ生成手段は、所要ビュ
ー角近傍のビュー角及び又はその対向ビュー角近傍のビ
ュー角の投影データを加えてスカウト像データを生成す
ることを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 - 【請求項4】 スカウト像データ生成手段は、中間位置
の投影データを体軸方向に隣接する同一及び又は対向ビ
ュー角の複数の投影データを使用したデータ補間演算に
より生成することを特徴とする請求項2又は3に記載の
X線CT装置。 - 【請求項5】 被検体を挟んでX線管とX線検出器アレ
イとが相対向し、予め被検体をスキャンし、蓄積した投
影データを再利用して被検体のCT断層像を再構成可能
とするX線CT装置において、 再構成パラメータを入力する入力手段と、 入力手段で指定された被検体の再構成データを所要ビュ
ー角の断層面で切り出してスカウト像相当のデータを生
成するスカウト像データ生成手段と、 前記生成されたスカウト像データを再構成パラメータ設
定用の表示画面に表示する表示制御手段とを備えること
を特徴とするX線CT装置。 - 【請求項6】 スカウト像データ生成手段は、入力手段
で指定された被検体のスカウト撮影データが存在する場
合は、該スカウト撮影データをスカウト像データとして
生成することを特徴とする請求項1又は5に記載のX線
CT装置。
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