JP2006084433A - コーンビームｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 素早いレスポンスのもとにオペレータが透過放射線量の適否を直感的に把握することのできるコーンビームＣＴ装置を提供する。
【解決手段】 放射線エリアセンサ２の出力に基づく被写体Ｗの放射線透過像を表示するとともに、その放射線透過像上のスライス面に直交する方向で、あらかじめ設定されたラインＬＶ１，ＬＶ２、あるいは同方向で任意に設定できるラインＬＶ３に沿ったラインプロファイルＰ１〜Ｐ３を算出して表示する。各ライン、ＬＶ１〜ＬＶ３を放射線透過像上での回転軸Ｒに沿った位置や端部など、放射線の透過しにくい位置や透過しやすい位置などの特異位置としておけば、多数の断層像を再構成する場合にも直感的に放射線量の適否を判断することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コーンビーム状の放射線を発生する放射線源と放射線エリアセンサの間に被写体を配置し、放射線源と放射線エリアセンサの対と被写体とを相対回転させつつ取り込んだ被写体の放射線透過データを用いて、複数枚の被写体の断層像を再構成するコーンビームＣＴ装置に関する。

コーンビームＣＴ装置においては、一般に、図４にその概略構成を模式的に示すように、コーンビーム状のＸ線等の放射線を発生する放射線源３１と放射線エリアセンサ３２とを対向配置し、これらの間に被写体Ｗを保持する保持部３３を設けた構成を採り、被写体Ｗに放射線を照射しつつ、放射線源３１と放射線エリアセンサ３２の対と、被写体Ｗとを回転軸Ｒの回りに相対回転させ、微小回転角度ごとに被写体Ｗの放射線透過データを採取する。そして、このようにして収集した放射線透過データを用いて、回転軸Ｒに直交する複数の面にそれぞれ沿った複数の断層像を再構成する（例えば特許文献１参照）。

なお、回転軸Ｒの回りの相対回転は、保持部３３を回転テーブルとして被写体Ｗを回転させるほか、放射線源３１と放射線エリアセンサ３２の対を被写体Ｗの回りに回転させる構成もある。

ところで、このようなコーンビームＣＴ装置をはじめとする断層撮像装置においては、偽像の少ないきれいな断層像を撮像するためには、被写体のあらゆる方向において放射線が被写体を完全に透過しており、同時に被写体のあらゆる方向において放射線センサの各チャンネル（画素）への入力信号がオーバーロード（サチュレート）していないことが必要である。このようなことが満足しているか否かのチェックは、従来、図４に例示するように、放射線エリアセンサ３２の各画素のうち、ＬＨ１，ＬＨ２等で示すように、あらかじめ設定されて固定された位置、もしくは任意に設定可能な位置における、スライス面に沿った方向へのラインプロファイルを用い、これらのラインプロファイル中において放射線の入射量が規定値以下の画素がないか否か、あるいはオーバーロードしている画素がないか否かをチェックし、いずれかがある場合には放射線源からの放射線強度を加減する等の設定変更を行ったうえで、ＣＴ撮像動作、つまり放射線透過データの採取動作を行っている。
特開２００２−３６５３３９号公報

ところで、以上のようなスライス面に沿ったラインプロファイルによる従来のチェック方法によると、放射線エリアセンサ３２への全ての画素入力を用いて多数枚の断層像を再構成するコーンビームＣＴ装置では、チェックできないスライス面が生じる。つまり、例えばラインＬＨ１とＬＨ２の間のスライス面に沿った断層像については、その断層像上のいかなる部位についても透過線量のチェックがなされておらず、照射放射線量の適否が判然としない。これを回避するために、放射線エリアセンサ３２においてスライス面に沿った全てのラインにおける画素データを取得して、これらの全てのラインプロファイルを計算・表示するといった手法も考えられるが、扱うデータ量が多すぎるため、レスポンスが悪くなるうえ、直感的に透過放射線量の適否を判断するためのデータ表示とはなり得ない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、素早いレスポンスのもとにオペレータが透過放射線量の適否を直感的に把握することのできるコーンビームＣＴ装置の提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明のコーンビームＣＴ装置は、コーンビーム状の放射線を発生する放射線源と、その放射線源に対向配置された放射線エリアセンサと、これらの間に配置された被写体保持部を備えるとともに、その被写体保持部と、上記放射線源および放射線エリアセンサの対とを相対回転させつつ、微小回転角度ごとに取り込んだ被写体の放射線透過データを用いて、上記相対回転の中心軸に直交するスライス面に沿った複数枚の被写体の断層像を再構成する再構成演算手段を備えたコーンビームＣＴ装置において、上記放射線エリアセンサの出力に基づく被写体の放射線透過像を表示する表示手段と、その表示された被写体の放射線透過像上のスライス面に直交する方向で、かつ、あらかじめ設定されているライン、もしくは、上記方向で、かつ、当該放射線透過像上で任意に指定されたラインに沿ったラインプロファイルを算出して表示する演算手段を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、上記演算手段を、上記被写体を放射線源と放射線エリアセンサの対に対して相対回転させたとき、その回転角度ごとに上記ラインに沿ったラインプロファイルを刻々と算出して表示する構成とすること（請求項２）が好ましい。

本発明は、図１にその基本概念図を示すように、放射線源１からのコーンビーム状の放射線が被写体Ｗを透過したものを検出する放射線エリアセンサ２の出力に基づく、被写体Ｗの放射線透過像を表示するとともに、その放射線透過像上でスライス面に直交し、かつ、あらかじめ設定されているラインＬＶ１、あるいは任意に指定されたラインＬＶ２に沿ったラインプロファイルを表示することにより、課題を解決しようとするものである。

すなわち、スライス面に直交するラインＬＶ１，ＬＶ２に沿った画素データは、再構成される断層像上に必ず反映される。そこで、透過像上の特異位置に対応するライン、例えば最も放射線が透過しにくい回転中心軸に沿ったラインや、放射線が最も透過しやすいエリアセンサの端部に沿ったライン、更には被写体上に存在する特異な部位を通るライン等、におけるラインプロファイルを算出して表示すれば、放射線量の適否を直感的に把握することができる。

そして、このような放射線透過量のチェックに際して、請求項２に係る発明のように、被写体と、放射線源および放射線エリアセンサの対を相対回転させたとき、その回転角度ごとにラインプロファイルを刻々と算出（更新）して表示すれば、例えば基板を立てた状態で回転させるなど、回転角度により放射線透過量が大きく変化する被写体にも対処することができる。

本発明によれば、ＣＴ撮像前に放射線透過量が適切か否かのチェックを、断層像のスライス面に直交する方向に沿ったあらかじめ設定されているライン、あるいは任意に指定可能なライン上のラインプロファイルの表示を見て行うことができ、多数枚の断層像について、放射線透過量の適否を直感的に把握することができる。

また、請求項２に係る発明のように、被写体を回転させたときに、各ラインプロファイルを刻々と算出して表示に供すれば、回路基板などの放射線透過方向によって放射線透過量が大きく変化する被写体に対しても、上記の作用効果を奏することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図２は本発明の実施の形態の構成図であり、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

Ｘ線源１に対向してＸ線エリアセンサ２が配置されており、これらの間に被写体Ｗを搭載して回転を与えるための回転ステージ３が配置されている。この回転ステージ３は、Ｘ線源１からのＸ線光軸に沿うｘ軸方向に直交するｚ軸方向の回転軸Ｒを中心とした回転が与えられる。なお、この回転ステージ３はステージ移動機構４によって互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸方向に移動させることができるようになっている。

Ｘ線源１は高電圧発生装置１０から供給される管電圧、管電流に応じたＸ線を発生し、この高電圧発生装置１０はＸ線コントローラ１１によって制御される。また、回転ステージ３およびステージ移動機構４は、ステージコントローラ１２から供給される駆動信号によって駆動制御される。これらのＸ線コントローラ１１およびステージコントローラ１２は、演算制御装置１３の制御下に置かれている。

演算制御装置１３は、実際にはコンピュータとその周辺機器を主体として構成され、インストールされているプログラムに従った機能を実現するのであるが、図２では、説明の便宜上、プログラムが有している機能ごとにブロック図で示しており、ＣＴ画像再構成演算部１３ａと、前記したＸ線コントローラ１１等を制御する制御部１３ｂのほか、後述するラインプロファイル演算部１３ｃを含んでいる。この演算制御装置１３には、被写体Ｗの断層像や後述する被写体ＷのＸ線透過像並びにラインプロファイルを表示するための表示器１４と、各種指令等を入力するための操作部１５が接続されている。

Ｘ線エリアセンサ２の出力、つまり被写体ＷのＸ線透過データは演算制御装置１３に取り込まれる。ＣＴ撮像に際しては、３６０°分のＸ線透過データが揃った後にＣＴ画像再構成演算部１３ａによる断層像の演算に供される。

一方、ＣＴ撮像に先立ち、Ｘ線透過量の適否をチェックする際には、ラインプロファイル演算部１３ｃに取り込まれ、このラインプロファイル演算部１３ｃでは、以下に示す動作によりＸ線透過量が適正であるか否かをオペレータが判断するためのラインプロファイルを演算して表示器１４に表示する。

すなわち、ＣＴ撮像前に被写体Ｗに照射しているＸ線量の適否をチェックする旨の指令を与えると、図３に例示するように、表示器１４に被写体ＷのＸ線透過像が表示されるとともに、そのＸ線透過像上に、スライス面に直交する方向（回転軸Ｒに平行な方向）に伸びる、あらかじめ設定されているラインＬＶ１，ＬＶ２が表示される。この例では、最もＸ線が透過しにくい部位をチェックすべく被写体Ｗの回転軸Ｒに沿ったラインＬＶ１と、Ｘ線が最も透過しやすい場所をチェックすべく被写体ＷのＸ線透視像の右端部近傍のラインＬＶ２が設定されている。そして、これらの各ラインＬＶ１，ＬＶ２におけるラインプロファイルＰ１，Ｐ２が併せて表示される。また、これらに加えて、被写体ＷのＸ線透過像上でオペレータが任意に設定することのできる、例えば被写体Ｗ上の特異点等を通るラインＬＶ３が表示され、そのラインプロファイルＰ３も併せて表示される。なお、このラインＬＶ３の位置設定は操作部１５の操作により行うことができる。

このようなスライス面に直交する方向に沿い、かつ、それぞれに特徴的なラインＬＶ１〜ＬＶ３におけるラインプロファイルＰ１〜Ｐ３のそれぞれが、許容レベル範囲に収まっているか否かにより、オペレータは直感的にＸ線量が適正であるか否かを直感的に判断することができ、線量が適切でない場合には操作部１５を操作してＸ線コントローラ１１によるＸ線条件の設定変更を行い、線量の適切化を図ることができる。

また、被写体Ｗがこの例に示すような回路基板等、Ｘ線の透過量が回転角度により大きく変化する場合には、回転ステージ３を回転させる。そして、この回転に対応して、ラインプロファイル演算部１３ｃでは、その刻々の回転位置での各ラインＬＶ１〜ＬＶ３のラインプロファイルＰ１〜Ｐ３を演算して表示する。これにより、全ての回転角度においてＸ線透過量のチェックを行うことができる。

なお、以上の実施の形態においては、Ｘ線源１とＸ線エリアセンサ２の対を固定し、これらの間で回転ステージ３により被写体Ｗを回転させる場合の例を示したが、被写体Ｗの回りにＸ線源１とＸ線エリアセンサ２の対を回転させるタイプのＣＴ装置にも本発明を等しく適用し得ることは勿論である。

本発明の基本概念図である。 本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 本発明の実施の形態においてＸ線透過量の適否をチェックする際の表示器１４の表示例を示す図である。 従来のコーンビームＣＴ装置における放射線量の適否をチェックする際に用いられているラインプロファイルの取得位置の説明図である。

符号の説明

１ Ｘ線源
２ Ｘ線エリアセンサ
３ 回転ステージ
４ ステージ移動機構
１０ 高電圧発生装置
１１ Ｘ線コントローラ
１２ ステージコントローラ
１３ 演算制御装置
１３ａ ＣＴ画像再構成演算部
１３ｂ 制御部
１３ｃ ラインプロファイル演算部
１４ 表示器
１５ 操作部
ＬＶ１，ＬＶ２，ＬＶ３ ライン
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ラインプロファイル
Ｗ 被写体

Claims (2)

1. コーンビーム状の放射線を発生する放射線源と、その放射線源に対向配置された放射線エリアセンサと、これらの間に配置された被写体保持部を備えるとともに、その被写体保持部と、上記放射線源および放射線エリアセンサの対とを相対回転させつつ、微小回転角度ごとに取り込んだ被写体の放射線透過データを用いて、上記相対回転の中心軸に直交するスライス面に沿った複数枚の被写体の断層像を再構成する再構成演算手段を備えたコーンビームＣＴ装置において、
   上記放射線エリアセンサの出力に基づく被写体の放射線透過像を表示する表示手段と、その表示された被写体の放射線透過像上のスライス面に直交する方向で、かつ、あらかじめ設定されているライン、もしくは、上記方向で、かつ、当該放射線透過像上で任意に指定されたラインに沿ったラインプロファイルを算出して表示する演算手段を備えていることを特徴とするコーンビームＣＴ装置。
2. 上記演算手段が、上記被写体を放射線源と放射線エリアセンサの対に対して相対回転させたとき、その回転角度ごとに上記ラインに沿ったラインプロファイルを刻々と算出して表示することを特徴とする請求項１に記載のコーンビームＣＴ装置。

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