JP2005066037A

JP2005066037A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2005066037A
Application number: JP2003300307A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Tsuyuki; 昌快津雪
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-25
Also published as: JP4421237B2

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ装置によって、リアルタイムに歪の少ない透視像を得る。
【解決手段】被検体Ｐを間にして、Ｘ線管２と列状に配列された多チャンネルのＸ線検
出素子を複数列備えるＸ線検出器４とを対向配置し、被検体の周囲から照射したＸ線の被
検体を透過したＸ線量を投影データとして計測するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器の
検出信号に基づき、被検体を透過したＸ線パスに対して直交する面ＳｏのＸ線像を生成す
る透視像生成手段を具備した。
これにより、本来の断層像を得るほかに歪の少ない平面的な透視像をリアルタイムに得
ることができる。よって、スペースに制約のある手術室などおいて、大型の２種類の医療
用画像診断装置を設置することなく、手術の支援に大きく寄与できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と称する。）に係り、
透視像を得るＸ線ＴＶ装置の機能をも備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

第３世代と称される公知のＸ線ＣＴ装置は、被検体を間にして、Ｘ線管と多チャンネル
のＸ線検出素子を列状に備えるＸ線検出器とを対向配置し、これらを、被検体の周りに３
６０°に亘って回転させながら、Ｘ線管からＸ線ビームを被検体へ照射し、被検体を透過
したＸ線量をＸ線検出器により投影データとして計測し、このデータを基にコンピュータ
を用いて画像再構成処理することによって、被検体の断層像を得ている。

このように、Ｘ線ＣＴ装置では通常断層像しか得ることができないが、例えば、手術中
などにおいては、断層像とともに被検体の関心部位全体の透視像も必要とされる場合があ
り、そのために手術室にＸ線ＣＴ装置とＸ線ＴＶ装置とを配置することが試みられた。し
かしながら、手術室にはスペースの制約があり、これら大型の２種類の医療用画像診断装
置を設置することが困難なことが多い。

そこで、Ｘ線管に対峙するように２次元のＸ線検出器を配置し、この２次元のＸ線検出
器により透視像を得るとともに、同じ２次元のＸ線検出器から投影データを得て、断層像
や立体像なども再構成することを可能とするＸ線ＣＴ装置が提案された（例えば特許文献
１参照。）。これにより、１台の装置で、透視像と断層像とが得られるので、手術室のス
ペースが有効に活用されることになる。加えて、このＸ線ＣＴ装置では、架台に９０度の
間隔をおいて２個のＸ線管を配置することにより、２方向の透視像を得て、例えば経皮針
生検を行う場合の針やカテーテルの誘導を容易にしていた。

また、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器に対応する位置に、Ｘ線フィルムカセッテまたはＸ線
平面検出器を配置できるようにしたＸ線ＣＴ装置も提案された（例えば特許文献２参照。
）。この装置は、透視像を得ようとする場合は、Ｘ線フィルムカセッテまたはＸ線平面検
出器を所定位置にセットする必要があり、断層像を得る場合にはＸ線ビームを扇形状に整
形し、また透視像を得る場合はＸ線ビームを錐形状に整形するように、コリメータをセッ
トするものである。
特開平７−２３１８８８号公報（第３−４頁、図１）特開平１１−１４６８７４号公報（第４頁、図１）

しかしながら、特許文献１に記載されたものは、二次元のＸ線検出器が湾曲しているこ
とにより、透視像は湾曲して歪んだ画像になるという難点があった。また特許文献２に記
載のものは、透視像を得るに際して、Ｘ線フィルムカセッテまたはＸ線平面検出器を所定
位置にセットする煩わしさがあり、リアルタイム性に欠ける難点があった。

ところで近時、例えば８００チャンネルのＸ線検出素子が例えば２５６列マトリクス状
に配列されているＸ線検出器によって、同時に多数スライスの断層撮影を実行する所謂マ
ルチスライス型のＸ線ＣＴ装置が実用化されるようになって来ており、これほどの列数を
備えたＸ線検出器によれば、関心部位全体の透視範囲をカバーすることが可能である。

このような状況を踏まえて本発明は、多チャンネルのＸ線検出素子を複数列備えるＸ線
検出器を面検出器として捉えて、歪のない透視像を得るとともに、同じＸ線検出器からの
投影データによって断層像をも形成することのできるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的
としてなされたものである。

上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体を間にして、Ｘ線発生手
段と列状に配列された多チャンネルのＸ線検出素子を複数列備えるＸ線検出手段とを対向
配置し、前記被検体の周囲から照射したＸ線の前記被検体を透過したＸ線量を投影データ
として計測するＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づき、前記Ｘ線
発生手段とその回転中心とを結ぶＸ線パスに対して直交する面のＸ線像を生成する透視像
生成手段を具備したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記透視像
生成手段により生成されるＸ線パスに対して直交する面のＸ線像は、前記Ｘ線発生手段と
前記Ｘ線検出手段とを、前記被検体の体軸方向に対して所望の角度に停止させた状態のも
のであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、被検体を間にして、Ｘ線発生手段と列状に配列された
多チャンネルのＸ線検出素子を複数列備えるＸ線検出手段とを対向配置し、前記被検体の
周囲から照射したＸ線の前記被検体を透過したＸ線量を投影データとして計測するＸ線Ｃ
Ｔ装置において、前記対向配置された前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段とを、前記被
検体の体軸方向に対して所望の角度位置に停止させるための位置調整手段を具備したこと
を特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線発
生手段の前記被検体の体軸方向に対する角度位置を視認可能とする位置表示手段を具備し
たことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記位置表
示手段は、Ｘ線ＣＴ装置の操作部に設けられていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記位置表示
手段は、前記Ｘ線発生手段および前記Ｘ線検出手段を収納する架台カバーの、被検体挿入
位置の周りに所定角度毎に設けた発光部材から成ることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記位置表示
手段は、前記Ｘ線発生手段の回転軌道に沿って、前記Ｘ線発生手段および前記Ｘ線検出手
段を収納する架台カバーの少なくとも一部を透明または半透明にしたものであることを特
徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線発
生手段に外部から視認可能な発光部材を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決するための手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載
する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置により本来の断層像を得るほかに、Ｘ線
ＴＶ装置と同様に平面的な透視像をリアルタイムに得ることができる。また、透視像は、
Ｘ線パスに対して直交する面の像であるため、歪の少ないものとなる。よって、スペース
に制約のある手術室などおいて、大型の２種類の医療用画像診断装置を設置することなく
、手術の支援に大きく寄与することができる。

請求項２に記載の発明によれば、所望の方向の透視像が得られ、例えば経皮針生検を行
う際のカテーテルの挿入を正確にガイドすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、被検体の体軸方向に対して所望の方向にＸ線発生手段
とＸ線検出手段とを停止させて透視像を得ることができ、この透視像を観察することによ
って、例えば経皮針生検を行う際のカテーテルの挿入を正確にガイドすることができる。

請求項４ないし請求項８に記載の発明によれば、通常カバーに覆われていて外部から見
ることのできないＸ線管の位置を容易に確認することができ、所望の撮影位置を素早く決
定して透視像を得ることにより、手術を安全に、かつ迅速に実施することに寄与すること
ができる。

以下、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施の形態について、図１ないし図６を参照して
詳細に説明する。

図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施の形態について、その概略構成を示した系
統図である。

図１に示されているように、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、架台１に、被検体Ｐへ向け
てＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｐを間にしてＸ線管２に対向配置され、被検体Ｐを
透過したＸ線量を検出するＸ線検出器４が設けられており、これらは、架台１とともに回
転するように構成されている。なお、Ｘ線管２には、高電圧発生部５によって管電圧、管
電流が与えられるが、その値は後述するＣＴモードと透視モードとに応じて適宜変更され
る。

また、架台１は、回転駆動部６によって所定方向へ連続的に回転駆動され、または所定
位置を基準として所望の角度毎に正方向あるいは逆方向へ回転するように制御される。そ
して、対向して配置されているＸ線管２とＸ線検出器４との間の空間に、被検体Ｐを載せ
て位置させる寝台天板７が設けられており、この寝台天板７を被検体Ｐの体軸方向（前後
方向）に水平に移動させ、あるいは体軸方向に対して左右方向（幅方向）へ移動させ、更
には上下方向へ移動させる寝台駆動部８が設けられている。

Ｘ線検出器４は、図２に平面的な模式図として概要を示すように、例えば８００チャン
ネルのＸ線検出素子が、Ｘ線管２から照射されるＸ線ビームの広がりに合わせて一列に配
列されたもの（Ｃ１〜Ｃ８００）が、スライス方向（すなわち、被検体Ｐの体軸方向）に
並列に例えば２５６列（Ｓ１〜Ｓ２５６）配列されて構成され、所謂マルチスライス対応
のものとなっている。そして、Ｘ線検出器４の出力側にはモード切替器９が設けられてお
り、モード切替器９は、後述するＣＴモードと透視モードとの切替えに応じて、Ｘ線検出
器４の出力を選択的に供給するデータ収集部１０と透視像生成部１１に接続されている。

データ収集部１０の後段には、データ収集部１０で収集した透過データを基に断層画像
を再構成する画像再構成部１２と、再構成された断層画像を表示する表示部１３などが備
えられている。また、透視像生成部１１で生成された透視像も表示部１３へ供給され表示
される。なお表示部１３には例えば複数のテレビモニタのような表示装置が備えられてお
り、断層画像と透視像とが別々の表示装置に表示される。

そして、これらＸ線ＣＴ装置を構成する各ユニットを、有機的に制御する中枢的な機能
を果たすコンピユータやメモリ等を有するシステム制御部１５と、システム制御部１５に
対して操作者が、各種設定値や指示事項などを入力するための操作部１６が設けられてい
る。この操作部１６には、操作内容などを図や文字で表示したり表示項目に指で触れて操
作したりすることのできるタッチパネル１７や、透視モード時にＸ線管２の位置を表示す
るＸ線管位置表示器１８も備えられている。

次に、上記のように構成された本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の作用について説明す
る。

先ず操作者は、Ｘ線ＣＴ装置を、断層画像を得るＣＴモードとして使用するのか、或い
はＸ線テレビのように透視像を得るための透視モードとして使用するのかに応じて、操作
部１６のモード切替スイッチ（図示せず）を操作して、ＣＴモードと透視モードとの切替
えを実施する。これにより、ＣＴモードを選択した場合には、Ｘ線検出器４の出力をデー
タ収集部１０へ供給するように、システム制御部１５を介してモード切替器９が切替えら
れる。さらに、システム制御部１５は、Ｘ線管２への高電圧の印加条件を、ＣＴ撮影に適
した例えば１２０ｋＶ、３００ｍＡとなるように高電圧発生部５を制御し、さらに、架台
１を所定方向へ連続的に例えば０．５秒／回転の速度で駆動させるように回転駆動部６を
制御する。このようなＣＴ撮影時の動作は、通常のＸ線ＣＴ装置と同様なのでその説明は
省略する。

一方、操作部１６のモード切替スイッチ（図示せず）によって透視モードが選択された
場合には、Ｘ線検出器４の出力を透視像生成部１１へ供給するように、システム制御部１
５を介してモード切替器９が切替えられる。同時に、高電圧発生部５に対しては透視撮影
に適した例えば１２０ｋＶ、１００ｍＡをＸ線管２へ印加するように設定を変更し、さら
に回転駆動部６に対しては連続回転を停止して、例えばＸ線管２が被検体Ｐの真上にある
位置を基準として、正方向あるいは逆方向へ架台１を所定角度づつ回転させるように制御
手段を変更する。

さて、透視モードに設定された場合には、システム制御部１５は回転駆動部６を駆動し
て、Ｘ線管２を被検体Ｐの真上の基準位置で一旦停止させる。また、操作者は、被検体Ｐ
を所望の撮影位置となるように、寝台駆動部８により寝台天板７を前後、上下、左右に移
動させて位置決めを実施する。さらに、被検体Ｐに対するＸ線管２とＸ線検出器４の対向
位置（被検体Ｐの体軸に対するＸ線の照射角度）を設定する。これらの位置決めなどの設
定は、操作部１６に設けられているタッチパネル１７を操作して行われる。なお、タッチ
パネル１７の一例の概要を図３（ａ）に示してある。

すなわち、図３（ａ）において符号１７ａはＸ線管２の位置操作部を示し、これを図３
（ｂ）に拡大して示してあるとおり、管球マークＭに操作者の指先を当て、これを表示さ
れている軌道上を所望の位置までなぞることにより、その情報がシステム制御部１５へ伝
達され、システム制御部１５は回転駆動部６を駆動して、指定された位置にＸ線管２が来
るように架台１を回転させる。なお、矢印で示すように、正方向、逆方向への移動が可能
である。

また、図３（ａ）において符号１７ｂは、寝台天板７を幅方向へ移動させるための操作
部を示し、表示されている矢印を操作者の指先で所望の方向へなぞることにより、その情
報がシステム制御部１５へ伝達され、システム制御部１５は寝台駆動部７を駆動して、被
検体Ｐが指定された位置にくるように寝台天板７を移動させる。同様に、符号１７ｃは、
寝台天板７を前後方向、上下方向へ移動させるための操作部を示し、表示されている矢印
を操作者の指先で所望の方向へなぞることにより、その情報がシステム制御部１５へ伝達
され、システム制御部１５は寝台駆動部７を駆動して、寝台天板７を前後方向、上下方向
へ駆動して被検体Ｐを指定された位置に置く。

被検体Ｐの位置と撮影方向が決まると、操作者は操作部１６の撮影ボタン（図示せず）
を押して透視撮影を開始させる。よって、高電圧発生部５からＸ線管２へ透視撮影に適し
た例えば１２０ｋＶ、１００ｍＡが印加され、Ｘ線管２から被検体Ｐへ向けてＸ線が照射
される。なお、図４は、Ｘ線管４から照射されＸ線検出器４のＸ線入射面へ入射するＸ線
束の様子を示したもので、Ｘ線はＸ線検出器４のＸ線入射面の大きさに図示しないコリメ
ータなどによって整形される。

ところで、Ｘ線検出器４は図２には平面的な模式図として示したが、実際には図４に示
すように、Ｘ線管２の焦点（Ｘ線源Ｆ）から各Ｘ線検出素子までの距離が一定になるよう
に、Ｘ線検出器４のＸ線入射面は湾曲している。そのため、Ｘ線検出器４の検出データを
そのまま使用して被検体Ｐの透視像として表示すると歪んだ像となる。そこで透視像生成
部１１では、Ｘ線検出器４からのデータを受けて、図５に示すように、Ｘ線源ＦとＸ線検
出器４の中心を結ぶＸ線パスＬｏに直交する面Ｓｏまたはその面Ｓｏに平行な面に再投影
する処理を施し、その再投影処理した画像を透視像として表示部１３に表示する。ここで
面Ｓｏは、架台１の回転中心Ｏを通る面である。その他に透視像生成部１１では、画像レ
ートが例えば３０フレーム／秒程度となるように、サンプリング期間やフレームの加算を
調整する。

さて、架台１は通常カバーに覆われているので、Ｘ線管２がどの位置にあるのかを外部
から確認することは困難である。しかし、被検体Ｐの体軸に対するＸ線の照射角度を設定
して透視像を撮影するに当っては、Ｘ線管２がどの位置にあるのかを操作者が確認できる
ようにするのが望ましい。そこで本実施の形態では、架台１に設けられているエンコーダ
ーからの信号によって、Ｘ線管２の位置を簡易的に表示する図６に示すようなＸ線管位置
表示部１８が操作部１６に設けられている。ここで図中１８ａは、Ｘ線管２の現在の停止
位置を示しているマークである。このＸ線管位置表示部１８は、図３（ｂ）に示したＸ線
管２の位置操作部１７ａと共用して、操作によって停止したＸ線管２の位置にマーク１８
ａを点灯させるようにしてもよい。

本発明は、上述の実施例１として説明した発明の実施の形態に限定されることなく、種
々の形態として実施が可能なことは言うまでもない。例えばＸ線管２の位置を示す手段と
しては、架台１を覆っている架台カバーの、被検体Ｐを挿入するための貫通孔の周りに、
例えば１５度毎にＬＥＤを配置しておき、架台１に設けられているエンコーダーからの信
号によって、停止したＸ線管２の位置にほぼ対応するＬＥＤを点灯させるようにしてもよ
く、このようにすればＸ線管２のおおよその位置を表示することができる。なおこのＬＥ
Ｄは、必ずしも貫通孔の全周に設ける必要はなく、寝台天板４の上方約１８０度の範囲に
設けてあるだけでもよい。

さらに、架台１を覆っている架台カバーの、被検体Ｐを挿入するための貫通孔の周りを
、一部だけ透明または半透明にしておいて、内部のＸ線管２が外部から直接見えるように
してもよい。このようにすれば、特段の表示器を設けることなく、Ｘ線管２の位置を外部
から直接視認することができる。このとき、Ｘ線管２自体にＬＥＤその他の発光体を設け
ておけば、架台カバーに覆われている内部のＸ線管２が透明または半透明部分を通して外
部からさらに容易に観察することができる。

なお、Ｘ線管２は通常外囲器に収納されているので、本明細書においてＸ線管２が見え
るとかＸ線管２自体とか表現している言葉には、外囲器に収納されているＸ線管２をも含
むものである。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示した系統図である。（実施例１）Ｘ線検出器の一例の概略を示した平面的な模式図である。（実施例１）操作部の要部を示した説明図である。（実施例１）Ｘ線管から照射されＸ線検出器のＸ線入射面へ入射するＸ線束の様子を説明するために示した説明図である。透視像として再投影処理する面を説明するために示した説明図である。（実施例１）Ｘ線管の位置を表示するための手段を示した説明図である。（実施例１）

符号の説明

１架台
２Ｘ線管
４Ｘ線検出器
５高電圧発生部
６回転駆動部
７寝台天板
８寝台駆動部
９モード切替器
１０データ収集部
１１透視像生成部
１２画像再構成部
１３表示部
１５システム制御部
１６操作部
１７タッチパネル
１８Ｘ線管位置表示部

Claims

被検体を間にして、Ｘ線発生手段と列状に配列された多チャンネルのＸ線検出素子を複数
列備えるＸ線検出手段とを対向配置し、前記被検体の周囲から照射したＸ線の前記被検体
を透過したＸ線量を投影データとして計測するＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線検出手段の検出信号に基づき、前記Ｘ線発生手段とその回転中心とを結ぶＸ線
パスに対して直交する面のＸ線像を生成する透視像生成手段を具備したことを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置。
前記透視像生成手段により生成されるＸ線パスに対して直交する面のＸ線像は、前記Ｘ線
発生手段と前記Ｘ線検出手段とを、前記被検体の体軸方向に対して所望の角度に停止させ
た状態のものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
被検体を間にして、Ｘ線発生手段と列状に配列された多チャンネルのＸ線検出素子を複数
列備えるＸ線検出手段とを対向配置し、前記被検体の周囲から照射したＸ線の前記被検体
を透過したＸ線量を投影データとして計測するＸ線ＣＴ装置において、
前記対向配置された前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段とを、前記被検体の体軸方向
に対して所望の角度位置に停止させるための位置調整手段を具備したことを特徴とするＸ
線ＣＴ装置。
前記Ｘ線発生手段の前記被検体の体軸方向に対する角度位置を視認可能とする位置表示手
段を具備したことを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置表示手段は、Ｘ線ＣＴ装置の操作部に設けられていることを特徴とする請求項４
に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置表示手段は、前記Ｘ線発生手段および前記Ｘ線検出手段を収納する架台カバーの
、被検体挿入位置の周りに所定角度毎に設けた発光部材から成ることを特徴とする請求項
４に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記位置表示手段は、前記Ｘ線発生手段の回転軌道に沿って、前記Ｘ線発生手段および前
記Ｘ線検出手段を収納する架台カバーの少なくとも一部を透明または半透明にしたもので
あることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線発生手段に外部から視認可能な発光部材を設けたことを特徴とする請求項７に記
載のＸ線ＣＴ装置。