JP2004236915A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】任意の位置で任意の実効エネルギーの画像が再構成可能で、組織コントラスト、弁別能の高いＸ線ＣＴ装置が得る。また、要求に応じて時間分解能とエネルギー分解能を制御可能とする。
【解決手段】Ｘ線を発生するＸ線源、被検体を透過したＸ線を検出する２次元のＸ線検出器、患者ベットを有し、Ｘ線源は患者ベットの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるＸ線ＣＴ装置において、被写体照射するＸ線のエネルギー特性をスライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺旋スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのＸ線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能とした。
【選択図】 図１
【解決手段】Ｘ線を発生するＸ線源、被検体を透過したＸ線を検出する２次元のＸ線検出器、患者ベットを有し、Ｘ線源は患者ベットの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるＸ線ＣＴ装置において、被写体照射するＸ線のエネルギー特性をスライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺旋スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのＸ線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において組織分別能を高めることを可能としたＸ線ＣＴ装置を提供するもので、特に、マルチスライス螺旋ＣＴで任意のエネルギー画像を得ることを可能にする。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置が開発されて以来、近年まで検査時間の短縮が一貫して試みられてきた。広範囲のスライス撮影においては、テーブルを移動しながら撮影するらせん走査型ＣＴの出現によって、大幅な検査時間の短縮がなされた。さらには、一度に複数スライス位置の投影データを計測できるマルチスライス型のらせん走査ＣＴによって、薄いスライスでの検査時間が短縮され、体軸方向とスライス断面内の分解能がほぼ等しい「等方分解能」が実用的なレベルに近づいてきた。また、マルチスライスＣＴにおける同時計測スライス数は今後増加し、体軸方向分解能も完全な「等方分解能」を実現する方向に向かっている。
【０００３】
しかし、同時計測列数増加や、体軸方向に検出器面積を広げることでスループットや心電同期撮影における時間分解能向上するが、組織分別能においては考慮されていないのが現状である。同一断面を連続撮影するダイナミック検査等で血流情報を元にした機能画像の取得も行われているが、組織分解能においてはＭＲＩに大きく劣っており、Ｘ線ＣＴ装置としては形態診断が主な役割となっている。
例えば、マルチスライス螺旋ＣＴにおいて分解能を向上する方法があるが（［特許文献１］参照）、組織分解能としてはより高いものが求められている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００１−１４５６２３号公報
【０００５】
医用Ｘ線ＣＴ装置では、一般的に８０から１４０ｋＶの管電圧を設定できるようになっている。管電圧は被曝や濃度分解能等の観点から一種類を選択して用い、Ｃｕ等の付加フィルタの有無によっても変わるが、例えば実効エネルギーは５０ｋｅＶ程度の多色Ｘ線となる。理想的には単色Ｘ線で撮影すれば良いが、放射光を用いた大掛かりなものとなり、広く普及させるのは難しい。一方、従来型のＸ線診断装置や、骨粗鬆症の診断等で用いる骨密度測定装置では２つの異なるエネルギーのＸ線を用いた撮影も試みられている。これは、各組織のＸ線吸収係数はＸ線エネルギーに依存していることと、散乱線は非常にエネルギーが低いために差分をとることで散乱線を除去でき、組織コントラストが向上することを狙ったものである。骨密度測定装置でも、公知のＤＥＸＡ（Ｄｕａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｘ−ｒａｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｒｙ）法などでは、２つの異なるエネルギーのＸ線を照射し、それらの差から骨密度を測定し、組織定量が実現されている。Ｘ線ＣＴ装置においても、基準物質を被写体と同時に撮影して骨塩定量を試みられていたが、専用の骨密度測定装置の出現で現在はほとんど実施されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のＸ線ＣＴ装置で不足していた組織コントラスト、弁別能を高めるもので、画像診断機器としての利用価値を向上できるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、Ｘ線を発生するＸ線源、被検体を透過したＸ線を検出する２次元のＸ線検出器、患者ベットを有し、Ｘ線源は患者ベットの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるＸ線ＣＴ装置において、被写体照射するＸ線のエネルギー特性をスライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺旋スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのＸ線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能とした。
さらに、上記において、エネルギー分解能を犠牲に、体軸方向分解能を向上させることを可能とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
装置の構成
図１に本発明におけるＣＴ装置の一実施例を示した。本ＣＴ装置はファンビームＣＴ装置で、Ｘ線源と焦点を指向する円弧状の検出器が被検体を挟んで互いに対向する位置に配置されている。Ｘ線源１０１からのＸ線はエネルギー変更手段として、例えば、付加フィルタ１１０を介して、扇状のＸ線ビームを形成し、被検体の撮影断面に照射される。被検体により減弱した透過Ｘ線を回転しながら計測することで撮影動作は行われる。回転中の計測動作は０．１から０．５度程度の角度間隔で行われ、合計で１０００回程度の投影データを取得する。検出器１０３は多数の検出素子で構成され、それぞれの素子の出力が計測回路（ＤＡＳ）１０４によってデジタルデータとして収集され、計測角度毎に素子数分のデータ（ビュー）を構成する。さらに、計測データは送受信器間を結ぶ伝送路経由でホストコンピュータに伝送され、画像処理装置によって検出素子の特性補正、線質補正やログ変換などの前処理を施された後、フィルタ補正逆投影法などの公知のアルゴリズムによって断層像として再構成される。
【０００９】
付加フィルタ
図２は計測系を示した図である。同図に示したように、本実施例のＣＴ装置ではエネルギー変更手段として、例えば、体軸方向に厚さが変化する傾斜型の付加フィルタ１１０を搭載した。このような付加フィルタを透過した場合、検出素子に入射するＸ線の実効エネルギーは図４に示したように厚さに応じて変化する。また、図４では（ａ）に傾斜型以外に、階段状に厚さが変化するフィルタも示した。階段型の場合は、段差位置と検出素子境界位置がＸ線経路として一致している必要があるが、位置合わせが難しくなると考えられるため、連続的に変化する形状とした方が望ましい。傾斜型にしても階段型にしても、（ｂ）に示したように実効エネルギーが異なるＸ線が入射される。
【００１０】
撮影の流れ
本実施例のＣＴ装置では螺旋スキャンが可能となっている。螺旋スキャンはスループットが高く実用性の高い優れた撮影方法である。また、本実施例のＣＴ装置では体軸方向に複数の検出素子を備えたマルチスライスＣＴ装置である。マルチスライスＣＴ装置の特徴は、シングルスライスに比べ薄いスライスでの計測スループットが向上できる。さらに、もう一つの特徴としては、螺旋ピッチＰ（ここでは、回転中心におけるＸ線ビームの厚さと１回転当たりのテーブル送りの比と定義する）を小さく、Ｐ＜１とすることで同じスライス位置を複数回冗長に計測できる点である。本実施例のＣＴ装置では、この特長を活かし、一例としてＰ＝０．２５でスキャンを可能とした。Ｐ＝０．２５で撮影した場合、４回転で検出器の体軸方向長さだけテーブルが移動する。すなわち、体軸方向に３／４オーバーラップした冗長な計測を行う。図３は、例えば、Ｐ＝０．２５時、同一投影角のデータの計測位置と入射Ｘ線の実効エネルギーの関係を示した。同図から明らかなように、図中の体軸方向位置Ｚで４種類の異なるエネルギーのＸ線によるデータが得られることが判る。これは、１回の螺旋スキャンでマルチエネルギー計測が可能となったことを意味する。
【００１１】
計測したデータは体軸方向の補間処理を施すことで所望のＺ位置の投影データが求められる。この場合、各実効エネルギーごとに補間処理を施せばエネルギー分解能は最も高くなり、例えば、図中Ａ，Ｂから補間すれば実効エネルギーＥ１のデータが、Ｃ，Ｄから補間すればＥ２のデータが得られる。ここでＢ，Ｃから補間すればエネルギー分解能を犠牲にするが体軸方向分解能を向上させることができる。また、Ｅ１とＥ２の差分など任意のエネルギー間のエネルギーサブトラクション画像も容易に得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、任意の位置で任意の実効エネルギーの画像、エネルギーサブトラクション画像が再構成可能で、組織分解能の高いＸ線ＣＴ装置が実現できる。また、要求に応じて時間分解能とエネルギー分解能を制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＣＴ装置の構成の一実施例を示した図。
【図２】傾斜型の付加フィルタを含んだスライス方向へのエネルギー変換手段の構成を示した図。
【図３】Ｐ＝０．２５時の同一投影角のデータの計測位置と入射Ｘ線の実効エネルギーの関係を示した図。
【図４】傾斜型と階段型側面のフィルタを示す図、及び傾斜型と階段型側面のフィルタを使用した場合の検出素子列と入射Ｘ線の実効エネルギーの関係を示す図。
【符号の説明】
１０１・・・Ｘ線管
１０２・・・高電圧発生装置
１０３・・・検出器
１０４・・・ＤＡＳ
１０６・・・回転盤
１１０・・・エネルギー変更手段（フィルタ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において組織分別能を高めることを可能としたＸ線ＣＴ装置を提供するもので、特に、マルチスライス螺旋ＣＴで任意のエネルギー画像を得ることを可能にする。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置が開発されて以来、近年まで検査時間の短縮が一貫して試みられてきた。広範囲のスライス撮影においては、テーブルを移動しながら撮影するらせん走査型ＣＴの出現によって、大幅な検査時間の短縮がなされた。さらには、一度に複数スライス位置の投影データを計測できるマルチスライス型のらせん走査ＣＴによって、薄いスライスでの検査時間が短縮され、体軸方向とスライス断面内の分解能がほぼ等しい「等方分解能」が実用的なレベルに近づいてきた。また、マルチスライスＣＴにおける同時計測スライス数は今後増加し、体軸方向分解能も完全な「等方分解能」を実現する方向に向かっている。
【０００３】
しかし、同時計測列数増加や、体軸方向に検出器面積を広げることでスループットや心電同期撮影における時間分解能向上するが、組織分別能においては考慮されていないのが現状である。同一断面を連続撮影するダイナミック検査等で血流情報を元にした機能画像の取得も行われているが、組織分解能においてはＭＲＩに大きく劣っており、Ｘ線ＣＴ装置としては形態診断が主な役割となっている。
例えば、マルチスライス螺旋ＣＴにおいて分解能を向上する方法があるが（［特許文献１］参照）、組織分解能としてはより高いものが求められている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００１−１４５６２３号公報
【０００５】
医用Ｘ線ＣＴ装置では、一般的に８０から１４０ｋＶの管電圧を設定できるようになっている。管電圧は被曝や濃度分解能等の観点から一種類を選択して用い、Ｃｕ等の付加フィルタの有無によっても変わるが、例えば実効エネルギーは５０ｋｅＶ程度の多色Ｘ線となる。理想的には単色Ｘ線で撮影すれば良いが、放射光を用いた大掛かりなものとなり、広く普及させるのは難しい。一方、従来型のＸ線診断装置や、骨粗鬆症の診断等で用いる骨密度測定装置では２つの異なるエネルギーのＸ線を用いた撮影も試みられている。これは、各組織のＸ線吸収係数はＸ線エネルギーに依存していることと、散乱線は非常にエネルギーが低いために差分をとることで散乱線を除去でき、組織コントラストが向上することを狙ったものである。骨密度測定装置でも、公知のＤＥＸＡ（Ｄｕａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｘ−ｒａｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｒｙ）法などでは、２つの異なるエネルギーのＸ線を照射し、それらの差から骨密度を測定し、組織定量が実現されている。Ｘ線ＣＴ装置においても、基準物質を被写体と同時に撮影して骨塩定量を試みられていたが、専用の骨密度測定装置の出現で現在はほとんど実施されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のＸ線ＣＴ装置で不足していた組織コントラスト、弁別能を高めるもので、画像診断機器としての利用価値を向上できるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、Ｘ線を発生するＸ線源、被検体を透過したＸ線を検出する２次元のＸ線検出器、患者ベットを有し、Ｘ線源は患者ベットの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるＸ線ＣＴ装置において、被写体照射するＸ線のエネルギー特性をスライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺旋スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのＸ線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能とした。
さらに、上記において、エネルギー分解能を犠牲に、体軸方向分解能を向上させることを可能とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
装置の構成
図１に本発明におけるＣＴ装置の一実施例を示した。本ＣＴ装置はファンビームＣＴ装置で、Ｘ線源と焦点を指向する円弧状の検出器が被検体を挟んで互いに対向する位置に配置されている。Ｘ線源１０１からのＸ線はエネルギー変更手段として、例えば、付加フィルタ１１０を介して、扇状のＸ線ビームを形成し、被検体の撮影断面に照射される。被検体により減弱した透過Ｘ線を回転しながら計測することで撮影動作は行われる。回転中の計測動作は０．１から０．５度程度の角度間隔で行われ、合計で１０００回程度の投影データを取得する。検出器１０３は多数の検出素子で構成され、それぞれの素子の出力が計測回路（ＤＡＳ）１０４によってデジタルデータとして収集され、計測角度毎に素子数分のデータ（ビュー）を構成する。さらに、計測データは送受信器間を結ぶ伝送路経由でホストコンピュータに伝送され、画像処理装置によって検出素子の特性補正、線質補正やログ変換などの前処理を施された後、フィルタ補正逆投影法などの公知のアルゴリズムによって断層像として再構成される。
【０００９】
付加フィルタ
図２は計測系を示した図である。同図に示したように、本実施例のＣＴ装置ではエネルギー変更手段として、例えば、体軸方向に厚さが変化する傾斜型の付加フィルタ１１０を搭載した。このような付加フィルタを透過した場合、検出素子に入射するＸ線の実効エネルギーは図４に示したように厚さに応じて変化する。また、図４では（ａ）に傾斜型以外に、階段状に厚さが変化するフィルタも示した。階段型の場合は、段差位置と検出素子境界位置がＸ線経路として一致している必要があるが、位置合わせが難しくなると考えられるため、連続的に変化する形状とした方が望ましい。傾斜型にしても階段型にしても、（ｂ）に示したように実効エネルギーが異なるＸ線が入射される。
【００１０】
撮影の流れ
本実施例のＣＴ装置では螺旋スキャンが可能となっている。螺旋スキャンはスループットが高く実用性の高い優れた撮影方法である。また、本実施例のＣＴ装置では体軸方向に複数の検出素子を備えたマルチスライスＣＴ装置である。マルチスライスＣＴ装置の特徴は、シングルスライスに比べ薄いスライスでの計測スループットが向上できる。さらに、もう一つの特徴としては、螺旋ピッチＰ（ここでは、回転中心におけるＸ線ビームの厚さと１回転当たりのテーブル送りの比と定義する）を小さく、Ｐ＜１とすることで同じスライス位置を複数回冗長に計測できる点である。本実施例のＣＴ装置では、この特長を活かし、一例としてＰ＝０．２５でスキャンを可能とした。Ｐ＝０．２５で撮影した場合、４回転で検出器の体軸方向長さだけテーブルが移動する。すなわち、体軸方向に３／４オーバーラップした冗長な計測を行う。図３は、例えば、Ｐ＝０．２５時、同一投影角のデータの計測位置と入射Ｘ線の実効エネルギーの関係を示した。同図から明らかなように、図中の体軸方向位置Ｚで４種類の異なるエネルギーのＸ線によるデータが得られることが判る。これは、１回の螺旋スキャンでマルチエネルギー計測が可能となったことを意味する。
【００１１】
計測したデータは体軸方向の補間処理を施すことで所望のＺ位置の投影データが求められる。この場合、各実効エネルギーごとに補間処理を施せばエネルギー分解能は最も高くなり、例えば、図中Ａ，Ｂから補間すれば実効エネルギーＥ１のデータが、Ｃ，Ｄから補間すればＥ２のデータが得られる。ここでＢ，Ｃから補間すればエネルギー分解能を犠牲にするが体軸方向分解能を向上させることができる。また、Ｅ１とＥ２の差分など任意のエネルギー間のエネルギーサブトラクション画像も容易に得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、任意の位置で任意の実効エネルギーの画像、エネルギーサブトラクション画像が再構成可能で、組織分解能の高いＸ線ＣＴ装置が実現できる。また、要求に応じて時間分解能とエネルギー分解能を制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＣＴ装置の構成の一実施例を示した図。
【図２】傾斜型の付加フィルタを含んだスライス方向へのエネルギー変換手段の構成を示した図。
【図３】Ｐ＝０．２５時の同一投影角のデータの計測位置と入射Ｘ線の実効エネルギーの関係を示した図。
【図４】傾斜型と階段型側面のフィルタを示す図、及び傾斜型と階段型側面のフィルタを使用した場合の検出素子列と入射Ｘ線の実効エネルギーの関係を示す図。
【符号の説明】
１０１・・・Ｘ線管
１０２・・・高電圧発生装置
１０３・・・検出器
１０４・・・ＤＡＳ
１０６・・・回転盤
１１０・・・エネルギー変更手段（フィルタ）
Claims (3)
- Ｘ線を発生するＸ線源、被検体を透過したＸ線を検出する２次元のＸ線検出器、患者ベットを有し、Ｘ線源は患者ベットの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるＸ線ＣＴ装置において、被写体に照射するＸ線のエネルギー特性をスライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺旋スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのＸ線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能としたＸ線ＣＴ装置。
- 上記エネルギー変更手段は、付加フィルタであることを特徴とする請求項１のＸ線ＣＴ装置。
- エネルギー分解能を犠牲に、体軸方向分解能を向上させることを可能とした請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003030428A JP2004236915A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003030428A JP2004236915A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004236915A true JP2004236915A (ja) | 2004-08-26 |
| JP2004236915A5 JP2004236915A5 (ja) | 2006-03-09 |
Family
ID=32957319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003030428A Pending JP2004236915A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004236915A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006187453A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Ｘ線ｃｔ装置 |
| WO2010061003A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-03 | Planmed Oy | Medical radiography in 3d |
| KR20130103821A (ko) | 2009-07-30 | 2013-09-24 | 야스시 나가무네 | 화상촬영장치 및 화상촬영방법 |
| CN105161392A (zh) * | 2007-01-26 | 2015-12-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 由与阳极板相同的材料制成的光谱保持足跟效应补偿过滤器 |
-
2003
- 2003-02-07 JP JP2003030428A patent/JP2004236915A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006187453A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Ｘ線ｃｔ装置 |
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| US8693623B2 (en) | 2008-11-28 | 2014-04-08 | Planmed Oy | Medical radiography in 3D |
| KR20130103821A (ko) | 2009-07-30 | 2013-09-24 | 야스시 나가무네 | 화상촬영장치 및 화상촬영방법 |
| US8836795B2 (en) | 2009-07-30 | 2014-09-16 | Yasushi Nagamune | Image capturing device and image capturing method |
| US8854472B1 (en) | 2009-07-30 | 2014-10-07 | Yasushi Nagamune | Imagine capturing device and image capturing method |
| KR20160093737A (ko) | 2009-07-30 | 2016-08-08 | 야스시 나가무네 | 화상촬영장치 및 화상촬영방법 |
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