JP2004344540A - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、医療用のX線診断装置に関し、とくにコーン状のX線ビームによるCT画像撮影機能を有するX線診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
被検体(被検者)に向けてコーン状にX線ビームを照射し、被検体を透過したX線ビームを面状のX線検出器で受ける医療用X線診断装置として、X線透視装置やX線血管造影装置などが知られている。一方、X線CT装置では、平面的に扇型に広がるX線ビームを被検体に照射し、被検体を照射したX線ビームを線状のX線検出器で受ける。
【0003】
コーン状X線ビームを用いるX線透視装置やX線血管造影装置などにおいて、X線照射器と検出器とをC型アームなどに取り付けて回転させ、各方向からのデータを収集し画像再構成処理を行ってCT画像を得ることも従来より行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコーン状X線ビームを用いるX線診断装置でCT画像を撮影する場合、スキャン(回転)中のX線変動を影響を受け、正確なデータの収集ができず、再構成画像が不正確なものとなってしまうという問題があった。
【0005】
これは、X線変動を検出して補正するための補正用検出器を取り付けることが難しかったからである。すなわち、X線CT装置の場合は、X線管から照射されるX線ビームを平面的に絞って扇型に広がるようにするので、絞って遮蔽してしまうX線ビームを受けるように補正用検出器を設けることができる。ところが、コーン状X線ビームを照射する場合には、X線管からのX線ビームをほとんど絞らずにそのまま照射するため、絞って遮蔽してしまうX線ビームを利用するということができないからである。
【0006】
この発明は、上記に鑑み、X線ビームを絞らない場合でも補正用検出器によりX線変動をとらえ、これによってその変動分を補正し、正確なデータを得て正確なX線CT画像を得るように改善した、X線診断装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明によるX線診断装置においては、被検体へ向けてコーン状X線ビームを照射するX線照射器と、該X線照射器から被検体へ向けて照射されるコーン状X線ビームが透過するよう取り付けられた透過型線量計と、被検体を透過したコーン状X線ビームを受ける面状のX線検出器と、これらX線照射器、透過型線量計およびX線検出器を一体に、被検体の周囲に少なくとも180°回転させる回転装置と、この回転の各角度ごとに上記X線検出器および上記透過型線量計よりデータ収集するデータ収集装置と、収集したデータから画像再構成処理を行う画像再構成処理装置と、再構成された画像を表示する画像表示装置とが備えられることが特徴となっている。
【0008】
X線照射器から被検体へ向けて照射されるコーン状Xビームが透過型線量計を透過して被検体へと向かうよう構成されることにより、この透過型線量計によって被検体に照射するX線の線量が計測される。そして、回転の各角度ごとにこの照射線量が計測されてデータとして収集されるので、照射線量の変動があってもそれを補正することができる。その結果、再構成された画像のCT値を正確なものとすることができる。照射線量を計測する線量計は、透過型であって、実際に被検体に照射するX線の線量を計測する。そのため、絞り装置によって絞られ、被検体に照射することのないX線を検出するよう補正用の検出器を設ける必要がなくなり、ほとんど絞ることなくコーン状のX線ビームを照射する場合にも、被検体に照射するX線の線量を計測し、その変動を補正することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1において、被検者10はベッドの天板に横たえられており、この被検者10を挟むようにX線管21と、FPD24とが対向配置される。ここでFPDは、フラット・パネル・ディテクタつまり平面パネル型X線検出器であり、入射したX線を直接電気信号に変換する半導体からなる2次元的なX線検出器である。なお、FPDの代わりにX線イメージインテンシファイアとCCDカメラとを組み合わせたものを使用することもできる。X線管21にはX線絞り装置22が取り付けられ、所定の広がりをもつコーン状のX線ビームを被検者10に向けて照射することができるようにされている。さらに透過型線量計23が取り付けられ、この透過型線量計23を通ってコーン状X線ビームが被検者10に照射されるようにされている。
【0010】
これらX線管10、X線絞り装置22および透過型線量計23はC型アーム25の一端に、FPD24は他端にそれぞれ保持されている。C型アーム25は保持装置26によって保持され、この保持装置26はスタンド27に取り付けられている。この保持装置26によって、C型アーム25はスタンド27に対して、矢印で示すように、C型アーム25の円弧方向の少なくとも180°の回転や、その円弧の半径方向の水平軸回りの回転や、前後方向・上下方向直線移動など、あらゆる方向での移動・回転が可能となっている。そしてスタンド27内には、X線管21に高電圧電力を供給する電源装置が納められている。
【0011】
この例では、キャビネット32内に画像再構成装置34、データ収集装置35、制御装置36などが収められており、その側面にはX線条件等を設定するためのスイッチなどが備えられた操作パネル33が取り付けられている。さらにこのキャビネット32の上には画像モニター装置31が置かれている。このキャビネット32とスタンド27とはケーブルで接続されていて、保持装置26に命令を与えてC型アーム25を駆動してC型アーム25の円弧に沿った少なくとも180°の回転を行う。これによってX線管21、FPD24等が被検者10の周囲に回転させられる。この回転中、X線管21からX線絞り装置22、透過型線量計23を経てコーン状X線ビームが被検者10に向けて照射され、被検者10を透過したX線ビームがFPD24に入射する。
【0012】
こうして各回転角度ごとに透過型線量計23およびFPD24からデータが得られ、これらのデータが各回転角度ごとにデータ収集装置35に収集される。これら収集されたデータが画像再構成装置34により画像再構成処理され、再構成されたCT画像が画像モニター装置31で表示される。
【0013】
透過型線量計23は、たとえば図2のように構成されている。2枚の透明合成樹脂板41、41のそれぞれの片面に透明導電膜をエッチング等で形成し、それらの導電膜が対面するように保持板44、44等で保持する。両導電膜に高電圧を印加し、一方の透明導電膜を透明集電極42、他方の透明導電膜を透明高圧電極43として、電離箱X線検出器を形成する。X線ビームがたとえば図の上方から下方へ(あるいはその逆の方向へ)と2枚の透明合成樹脂板41、41を透過すると、電離箱X線検出器の原理により、X線強度を検出することができる。
【0014】
ここで、CT画像はそれぞれの画素の値がCT値で表された画像であり、そのCT値は下記の(1)式で定義されている。
CT値=1000(μ−μw)/μw …(1)
μは画像の各ボクセルの線吸収係数であり、μwは水の線吸収係数である。
【0015】
線吸収係数μの物体を、X線ビームが透過し、その透過長さがLで、入射X線強度がIo、透過X線強度がIであったとすると、IとIoとの関係はつぎの(2)式で表される。
I=Io exp(−μL) …(2)
よって、
μ=ln(Io/I)/L …(3)
となる。
【0016】
Ioが変動しないとすれば、これをあらかじめ求めておくことにより、FPD24でIを検出するだけで正確なμを求めることができるが、IoつまりX線管21から被検者10に向けて照射するX線の強度が変動する場合には(3)式で求めたμの値は不正確なものとなる。ここでは、このIoが透過型線量計23によって検出されているので、その変動分で基準のIoを補正するか検出したIoを用いることによって、正確なμの値を求めることができ、正確なCT画像を得ることができる。
【0017】
なお、透過型線量計23において透明合成樹脂板41,41と透明電極42,43を用いたので、光もこれらを透過する。そこで、X線焦点と同じ位置に焦点を持つ光源を配置してそこからの光をX線絞り装置22および透過型線量計23を経て被検者10に向けて照射するよう構成し、その光の照射によって、X線照射野を表すように構成することもできる。
【0018】
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で具体的な構成等は種々に変更可能である。たとえば被検者10に対してX線ビームを照射するX線照射器は図示のものに限らないし、X線照射器とFPD24等の被検者10を透過したX線を検出する検出器等を被検者10の周囲に回転させる回転装置も図示のようなC型アーム25を回転させるものに限定されない。X線照射器と被検者10を透過したX線を検出する検出器等を円形の回転フレームに取り付けて回転フレームを回転させることでこれらX線照射器等を回転させるようにしてもよい。また、透過型線量計23は図2のように構成したがこれ以外の構成をとることも可能である。たとえば、透明集電極42と透明高圧電極43は透明合成樹脂板41、41のほぼ全面に設けて、透過するコーン状X線ビームの全体が透過するようにしているが、これらの電極42,43は透過するコーン状X線ビームの中央部付近にのみ比較的小さな面積のものとして形成することもできる。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のX線診断装置によれば、コーン状X線ビームを被検体に対して照射し、その被検体を透過したX線ビームを面状のX線検出器で検出してデータを収集し、そのデータを画像再構成処理してCT画像を得る場合に、透過型線量計を透過させてからX線ビームを被検体に照射することにより、照射するX線強度の変動をとらえて正確なCT値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図2】同実施形態の透過型線量計を詳しく示す断面図。
【符号の説明】
10 被検者
21 X線管
22 X線絞り装置
23 透過型線量計
24 FPD
25 C型アーム
26 保持装置
27 スタンド
31 画像モニター装置
32 キャビネット
33 操作パネル
34 画像再構成装置
35 データ収集装置
36 制御装置
41 透明合成樹脂板
42 透明集電極
43 透明高圧電極
44 保持板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a medical X-ray diagnostic apparatus, and more particularly to an X-ray diagnostic apparatus having a CT image capturing function using a cone-shaped X-ray beam.
[0002]
[Prior art]
An X-ray fluoroscope as a medical X-ray diagnostic apparatus that irradiates a subject (subject) with an X-ray beam in a cone shape and receives an X-ray beam transmitted through the subject with a planar X-ray detector And X-ray angiography devices are known. On the other hand, the X-ray CT apparatus irradiates the subject with an X-ray beam that spreads in a fan shape in a plane, and receives the X-ray beam irradiated on the subject with a linear X-ray detector.
[0003]
In an X-ray fluoroscope or X-ray angiography system using a cone-shaped X-ray beam, an X-ray irradiator and a detector are attached to a C-arm and rotated to collect data from each direction and reconstruct an image. Conventionally, processing is performed to obtain a CT image.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a CT image is taken with a conventional X-ray diagnostic apparatus using a cone-shaped X-ray beam, accurate data cannot be collected due to the influence of X-ray fluctuations during scanning (rotation), and a reconstructed image is There was a problem that it would be incorrect.
[0005]
This is because it was difficult to attach a correction detector for detecting and correcting X-ray fluctuations. That is, in the case of an X-ray CT apparatus, the X-ray beam emitted from the X-ray tube is narrowed down in a plane so as to spread in a fan shape. A detector can be provided. However, when irradiating a cone-shaped X-ray beam, the X-ray beam from the X-ray tube is irradiated as it is without being narrowed down. Therefore, it is not possible to use an X-ray beam that is narrowed down and blocked. is there.
[0006]
In view of the above, the present invention captures X-ray fluctuations using a correction detector even when the X-ray beam is not focused, thereby correcting the fluctuations, obtaining accurate data, and obtaining an accurate X-ray CT image. It is an object of the present invention to provide an X-ray diagnostic apparatus improved as described above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention, an X-ray irradiator that irradiates a cone-shaped X-ray beam to a subject, and an X-ray irradiator that irradiates the subject from the X-ray irradiator. Transmission dosimeter mounted to transmit a cone-shaped X-ray beam, a planar X-ray detector for receiving a cone-shaped X-ray beam transmitted through a subject, these X-ray irradiators, and transmission-type dosimeters And a rotation device for integrally rotating the X-ray detector around the subject by at least 180 °, a data collection device for collecting data from the X-ray detector and the transmission dosimeter for each angle of this rotation, It is characterized by comprising an image reconstruction processing device for performing image reconstruction processing from collected data, and an image display device for displaying a reconstructed image.
[0008]
Since the cone-shaped X-ray emitted from the X-ray irradiator toward the subject is transmitted through the transmission dosimeter and directed toward the subject, the X-ray irradiated onto the subject by the transmission dosimeter is used. The dose of the line is measured. Then, the irradiation dose is measured for each rotation angle and collected as data, so that even if the irradiation dose fluctuates, it can be corrected. As a result, the CT value of the reconstructed image can be made accurate. The dosimeter for measuring the irradiation dose is of a transmission type, and measures the dose of X-rays actually applied to the subject. Therefore, it is not necessary to provide a detector for correction so as to detect X-rays that are not irradiated on the subject, which is stopped down by the stop device, and even when irradiating a cone-shaped X-ray beam with almost no stop, It is possible to measure the dose of X-rays radiated to the subject and correct the fluctuation.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, a
[0010]
The
[0011]
In this example, an image reconstructing device 34, a
[0012]
Thus, data is obtained from the transmission dosimeter 23 and the
[0013]
The transmission dosimeter 23 is configured, for example, as shown in FIG. A transparent conductive film is formed on one surface of each of the two transparent
[0014]
Here, the CT image is an image in which each pixel value is represented by a CT value, and the CT value is defined by the following equation (1).
CT value = 1000 (μ-μw) / μw (1)
μ is the linear absorption coefficient of each voxel in the image, and μw is the linear absorption coefficient of water.
[0015]
If an X-ray beam is transmitted through an object having a linear absorption coefficient μ, the transmission length is L, the incident X-ray intensity is Io, and the transmitted X-ray intensity is I, the relationship between I and Io is as follows. 2) It is expressed by the equation.
I = Io exp (−μL) (2)
Therefore,
μ = ln (Io / I) / L (3)
It becomes.
[0016]
Assuming that Io does not fluctuate, by obtaining this in advance, an accurate μ can be obtained only by detecting I with the
[0017]
Since the transparent
[0018]
In addition, specific configurations and the like can be variously changed without departing from the spirit of the present invention. For example, the X-ray irradiator that irradiates the subject 10 with an X-ray beam is not limited to the illustrated one, and an X-ray irradiator and a detector such as an
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the X-ray diagnostic apparatus of the present invention, a subject is irradiated with a cone-shaped X-ray beam, and the X-ray beam transmitted through the subject is detected by a planar X-ray detector. When collecting CT data and reconstructing the data to obtain a CT image, the X-ray intensity of the irradiated X-ray intensity is irradiated by irradiating the subject with an X-ray beam after passing through a transmission dosimeter. An accurate CT value can be obtained by capturing the fluctuation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the transmission dosimeter of the embodiment in detail.
[Explanation of symbols]
10
25 C-type arm 26
Claims (1)
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- 2003-05-26 JP JP2003147098A patent/JP2004344540A/en active Pending
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