JP2006158690A - Radiation ct apparatus and method for controlling radiation of radiation ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体に照射する放射線強度を調整可能な放射線CT装置及び放射線CT装置の放射線制御方法に関する。 The present invention relates to a radiation CT apparatus capable of adjusting the intensity of radiation applied to a subject and a radiation control method for the radiation CT apparatus.
X線CT装置等の放射線CT装置においては、放射線の強度を増大させることにより画質が向上する一方で、被検体への被曝が増大することが知られている。つまり、放射線の強度の増減に関し、画質向上と被曝低減とはトレードオフの関係にあり、必要な画質に応じて放射線の強度を増減させることが望ましい。 In a radiation CT apparatus such as an X-ray CT apparatus, it is known that the exposure to a subject increases while the image quality is improved by increasing the intensity of radiation. That is, regarding the increase / decrease in the intensity of radiation, there is a trade-off relationship between improvement in image quality and reduction in exposure, and it is desirable to increase / decrease the intensity of radiation according to the required image quality.
この問題に対する技術として、心拍に同期してX線の強度を増減させるX線CT装置が知られている(例えば特許文献1)。この技術では、例えば拍動が安定する特定の位相においてのみX線の強度を増加させて投影データを収集することにより、被曝を低減しつつ、当該位相における心臓の画像を高画質で得ることができる。 As a technique for solving this problem, an X-ray CT apparatus that increases or decreases the intensity of X-rays in synchronization with a heartbeat is known (for example, Patent Document 1). With this technology, for example, by increasing the intensity of X-rays only in a specific phase where pulsation is stable and collecting projection data, it is possible to obtain a high-quality image of the heart in that phase while reducing exposure. it can.
また、被検体の断層の構造、形状は不均一であるとともに、被検体の体軸方向の位置によっても当該断層の構造、形状が異なるため、被検体に対するX線の照射角度及び被検体の体軸方向の位置により被検体のX線吸収率は異なる。そこで、被検体とX線源との体軸方向周りの相対角度又は体軸方向の相対位置に応じてX線の強度を増減させる技術も提案されている(例えば特許文献2)。
しかし、心拍に同期してX線を放射する技術では、体軸方向又は体軸周りの回転方向における被検体とX線源との相対位置に基づく被曝低減については考慮されていない。従って、拍運の特定の位相における断層像を得る場合に、被検体とX線源との相対位置によっては無駄な被曝が生じている。一方、被検体とX線源との相対位置に基づいて管電流を変調させる技術は、一般にスライス面全体の断層像を得ることを目的としており、心臓等の特定の部位の運動に応じて管電流を変調させることはない。つまり、時間によって変化する被検体の状態に応じた被曝低減と、被検体の構造、形状等の空間的な特徴に応じた被曝低減とは両立していない。 However, the technique of emitting X-rays in synchronization with the heartbeat does not consider the reduction of exposure based on the relative position between the subject and the X-ray source in the body axis direction or the rotation direction around the body axis. Therefore, when obtaining a tomographic image at a specific phase of pulsation, useless exposure occurs depending on the relative position between the subject and the X-ray source. On the other hand, the technique of modulating the tube current based on the relative position between the subject and the X-ray source is generally intended to obtain a tomographic image of the entire slice plane, and the tube is adapted to the movement of a specific part such as the heart. It does not modulate the current. That is, the exposure reduction according to the state of the subject that changes with time and the exposure reduction according to the spatial characteristics such as the structure and shape of the subject are not compatible.
本発明の目的は、被検体の状態及び特徴に応じた被曝低減が可能な放射線CT装置及び放射線CT装置の放射線制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radiation CT apparatus and a radiation control method for the radiation CT apparatus that can reduce exposure according to the state and characteristics of the subject.
本発明の第1の観点の放射線CT装置は、被検体に放射線を照射する放射線源を備え、前記被検体の体軸周りに前記放射線源を回転させる走査ガントリと、前記被検体が載置されるクレードルを備え、前記クレードルを前記被検体の体軸方向へ移動させるテーブルと、前記被検体の周期的な運動を検出する体動検出手段と、前記被検体に対する前記放射線源の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記被検体に対する前記放射線源の前記体軸方向の位置を検出する体軸方向位置検出手段と、前記回転位置検出手段及び前記体軸方向位置検出手段のうち少なくともいずれか一方により検出された位置と、前記体動検出手段により検出された周期的な運動の位相とに基づいて前記放射線源の管電流を変調させる変調手段と、を備える。 A radiation CT apparatus according to a first aspect of the present invention includes a radiation source that irradiates a subject with radiation, a scanning gantry that rotates the radiation source around a body axis of the subject, and the subject is placed thereon. A table for moving the cradle in the body axis direction of the subject, body motion detecting means for detecting a periodic motion of the subject, and detecting a rotational position of the radiation source relative to the subject. At least one of a rotational position detecting means, a body axis direction position detecting means for detecting the position of the radiation source in the body axis direction with respect to the subject, the rotational position detecting means, and the body axis direction position detecting means. Modulation means for modulating the tube current of the radiation source on the basis of the position detected by one of them and the phase of the periodic movement detected by the body movement detection means.
好適には、前記変調手段は、前記周期的な運動の特定の位相において前記放射線源の管電流が増減するように前記管電流を変調させる。 Preferably, the modulation means modulates the tube current so that the tube current of the radiation source increases or decreases in a specific phase of the periodic motion.
好適には、前記変調手段は、前記回転位置検出手段及び前記体軸方向位置検出手段のうち少なくともいずれか一方により検出された位置が予め定められた所定範囲にあるときに前記管電流が増加又は減少するように前記管電流を変調させる。 Preferably, the modulation means increases the tube current when the position detected by at least one of the rotational position detection means and the body axis direction position detection means is within a predetermined range. The tube current is modulated so as to decrease.
好適には、前記変調手段は、前記周期的な運動の位相に応じて増減する第1の目標管電流と、前記検出された位置の変化に応じて増減する第2の目標管電流とを特定し、前記第1及び第2の目標管電流に基づいて第3の目標管電流を特定し、前記管電流が前記第3の目標管電流になるように前記管電流を変調させる。例えば、第1の目標管電流及び第2の目標管電流の相加平均、相乗平均、和、積、論理積、最大値、最小値、fitting等の種々の方法により第3の目標管電流を特定してよい。 Preferably, the modulation means identifies a first target tube current that increases or decreases in accordance with the phase of the periodic motion, and a second target tube current that increases or decreases in response to the change in the detected position. Then, a third target tube current is specified based on the first and second target tube currents, and the tube current is modulated so that the tube current becomes the third target tube current. For example, the third target tube current is obtained by various methods such as arithmetic average, geometric mean, sum, product, logical product, maximum value, minimum value, fitting, etc. of the first target tube current and the second target tube current. May be specified.
本発明の第2の観点の放射線CT装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、前記放射線源を前記被検体に対して相対移動させる移動手段と、前記放射線源により照射される放射線の強度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記被検体の所定状態を基準とする時間の経過と前記放射線源の前記被検体に対する相対位置の変化とに応じて前記放射線の強度を変化させるように前記放射線の強度を制御する。 A radiation CT apparatus according to a second aspect of the present invention includes a radiation source that irradiates a subject with radiation, a moving unit that moves the radiation source relative to the subject, and a radiation source that is irradiated by the radiation source. Control means for controlling the intensity, wherein the control means is adapted to the intensity of the radiation according to the passage of time based on a predetermined state of the subject and a change in the relative position of the radiation source with respect to the subject. The intensity of the radiation is controlled so as to change.
好適には、前記放射線源は前記被検体の周期的な運動をする所定部位に放射線を照射し、前記所定状態を基準とする時間は前記周期的運動の位相である。 Preferably, the radiation source irradiates a predetermined part of the subject that moves periodically, and the time based on the predetermined state is a phase of the periodic movement.
好適には、前記移動手段は、前記被検体の所定の軸周りに前記放射線源を前記被検体に対して相対的に回転させる回転移動手段と、前記所定の軸の方向へ前記放射線源を前記被検体に対して相対的に移動させる直線移動手段と、を備え、前記制御手段は、前記被検体に対する前記放射線源の回転位置及び前記軸方向への相対位置の少なくともいずれか一方の変化に応じて前記放射線源の強度を変化させるように前記放射線源の強度を制御する Preferably, the moving means includes a rotary moving means for rotating the radiation source relative to the subject around a predetermined axis of the subject, and the radiation source in the direction of the predetermined axis. Linear movement means that moves relative to the subject, and the control means responds to a change in at least one of a rotational position of the radiation source relative to the subject and a relative position in the axial direction. And controlling the intensity of the radiation source so as to change the intensity of the radiation source.
好適には、前記制御手段は、前記所定状態を基準とする時間の経過に応じて増減する第1の目標放射線強度及び前記相対位置の変化に応じて増減する第2の目標放射線強度に基づいて特定される第3の目標放射線強度になるように、前記放射線の強度を制御する。例えば、第1の目標放射線強度及び第2の目標放射線強度の相加平均、相乗平均、和、積、論理積、最大値、最小値、fitting等の種々の方法により第3の目標放射線強度を特定してよい。 Preferably, the control means is based on a first target radiation intensity that increases / decreases with the passage of time based on the predetermined state and a second target radiation intensity that increases / decreases with a change in the relative position. The intensity of the radiation is controlled so as to be the third target radiation intensity specified. For example, the third target radiation intensity is obtained by various methods such as arithmetic average, geometric mean, sum, product, logical product, maximum value, minimum value, fitting, and the like of the first target radiation intensity and the second target radiation intensity. May be specified.
本発明の放射線CT装置の放射線制御方法は、被検体に対して放射線源を相対移動させつつ複数位置で前記被検体の投影データを収集して画像を再構成する放射線CT装置の前記放射線源の放射線強度を制御する放射線制御方法であって、前記被検体の所定状態を基準とする時間の経過と前記放射線源の前記被検体に対する相対位置の変化とに応じて前記放射線の強度を変化させる。 According to the radiation control method of the radiation CT apparatus of the present invention, the radiation source of the radiation CT apparatus that reconstructs an image by collecting projection data of the subject at a plurality of positions while moving the radiation source relative to the subject. A radiation control method for controlling radiation intensity, wherein the radiation intensity is changed in accordance with a lapse of time based on a predetermined state of the subject and a change in a relative position of the radiation source with respect to the subject.
本発明によれば、被検体の特定の状態における断層像を得る場合に被曝を低減できる。 According to the present invention, exposure can be reduced when obtaining a tomographic image of a subject in a specific state.
図1は、本発明の実施形態に係る放射線CT装置としてのX線CT装置1の全体構成を示すブロック図である。X線CT装置1は、いわゆるヘリカルスキャンにより複数のビュー方向からの被検体の投影データを収集し、当該投影データに基づいて画像再構成を行うCT装置として構成されている。なお、本発明はノンヘリカルスキャンのX線CT装置にも適用可能である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an
X線CT装置1は、走査ガントリ2と、操作コンソール3と、撮影テーブル4と、体動検出部(心電計)5とを備えている。
The X-ray
走査ガントリ2は、放射線源としてのX線管20と、X線管20からの放射線を整形するコリメータ22と、X線管20からのX線を検出し、検出したX線量に応じた電気信号を出力するX線検出器23と、X線検出器23の出力した電気信号に基づいて投影データを収集するデータ収集部(DAS)24と、X線管20を駆動制御するX線管コントローラ25と、コリメータ22を駆動制御するコリメータコントローラ26とを備えている。さらに走査ガントリ2は、X線管20及びX線検出器23を有し、これらと一体的に回転する回転部27と、回転部27を駆動制御する回転コントローラ28とを備えている。走査ガントリ2は、被検体が搬入されるボア29を備え、X線管20とX線検出器23とがそのボア(空洞部)29を挟んで対向配置されている。X線管コントローラ25は、例えば中央処理装置30からの制御信号に基づいてX線管20の管電流(mA)を制御することにより、X線管20の照射するX線の強度を調整する。回転部27は回転コントローラ28を介して中央処理装置30からの制御信号に基づいて駆動制御される。
The
操作コンソール3は、操作者の入力を受け付ける入力装置31と、入力装置31や走査ガントリ2等の各種装置からの信号に基づいて、データ収集部24の収集した投影データに基づく画像再構成処理等の各種処理を実行する中央処理装置30と、中央処理装置30により再構成されたCT画像を表示する表示装置32と、中央処理装置30の処理に供されるプログラム、データ及びX線CT画像を記憶する記憶装置7とを備えている。
The operation console 3 includes an
撮影テーブル4は、被検体を乗せて走査ガントリ2のボア29に出し入れされるクレードル41を備えている。クレードル41は、例えば撮影テーブル4に内蔵された不図示のサーボモータにより駆動され、当該サーボモータは不図示のサーボアンプを介して中央処理装置30からの制御信号に基づいて制御される。
The imaging table 4 includes a
体動検出手段5は、例えば心電計により構成され、被検体の拍動に応じた検出信号を中央処理装置30に出力する。
The body motion detection means 5 is constituted by an electrocardiograph, for example, and outputs a detection signal corresponding to the pulsation of the subject to the
中央処理装置30は、被検体に対するX線管20の回転位置を特定(検出)する回転位置特定部30aと、被検体に対するX線管20の体軸方向の位置を特定(検出)する体軸方向位置特定部30bとを備えている。
The
回転位置特定部30aは回転部27の回転位置を特定可能に構成される。例えば中央処理装置30により指示される回転コントローラ28の制御量により回転部27の回転位置を特定(検出)可能に構成される。あるいは、回転部27の回転位置を検出して回転位置特定部30aに検出結果を出力する検出部がX線CT装置1に設けられる。なお、被検体のクレードル41上の向きが特定されれば、回転部27の回転位置と、被検体に対するX線管20の相対位置とは相互に変換可能であるから、回転部27の回転位置を特定可能である回転位置特定部30aは、被検体に対するX線管20の回転位置を特定可能であることに他ならない。従って、以下において、回転部27の回転位置と、被検体に対するX線管20の相対位置とを特に区別せずに述べる場合がある。
The rotational
体軸方向位置特定部30bは、例えば以下のように構成される。体軸方向位置特定部30bは、クレードル41と被検体との相対位置を特定する情報を取得可能に構成される。被検体とクレードル41との相対位置は、例えばいわゆるスカウト画像と呼ばれる、X線CT装置1によりクレードル41上の被検体を一方向から撮像した画像の取得により特定される。また、体軸方向位置特定部30bは、クレードル41の位置を特定可能に構成される。例えば中央処理装置30により指示される撮影テーブル4の制御量によりクレードル41の位置を特定(検出)可能に構成される。あるいは、クレードル41の位置を検出して検出結果を体軸方向位置特定部30bに出力する検出部がX線CT装置1に設けられる。そして、体軸方向位置特定部30bは、被検体とクレードル41との相対位置及びクレードル41の位置から、被検体とX線管20との相対位置を特定する。なお、被検体とクレードル41との相対位置が特定されれば、クレードル41の位置の特定は、被検体に対するX線管20の位置の特定に他ならないから、以下において、クレードル41の位置と、被検体に対するX線管20の相対位置とを特に区別せずに述べる場合がある。
The body axis direction
上記の構成において、中央処理装置30及びX線管コントローラ25は、調整手段又は制御手段として機能し、回転部27は回転移動手段として機能し、撮影テーブル10は直線移動手段として機能する。
In the above configuration, the
図2に示すように、クレードル41は被検体Hを載置して被検体の体軸方向(z軸方向)に移動する。これにより、被検体HとX線管20との体軸方向の相対位置は変化する。一方、被検体HとX線管20との体軸方向への相対移動に伴って、X線管20及びX線検出器23は体軸周りに回転する。従って、X線管20は被検体Hに対して螺旋状に移動し、体軸方向の複数位置及び体軸周りの複数のビュー方向において被検体にX線Bを照射する。そして、各位置又は各時刻におけるX線Bの強度は、X線管コントローラ25を介して中央処理装置30によりX線管20の管電流(mA)が制御されることにより、適宜な値に調整される。
As shown in FIG. 2, the
図3は、中央処理装置30及びX線管コントローラ25による管電流の制御方法を示す概念図である。中央処理装置30は、被検体Hの心拍に基づく目標管電流mAt、被検体HとX線管20との体軸方向の相対位置に基づく目標管電流mAz、被検体HとX線管20との体軸周りの回転位置(管球角度)に基づく目標管電流mAθをそれぞれ特定し(ステップS1〜S3)、これら各目標管電流に基づいて、実際の目標管電流mAaを特定する(ステップS4)。そして、X線管20の管電流を実際の目標管電流mAaにするようにX線管コントローラ25に指示信号を出力する(ステップS5)。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a tube current control method by the
以下では、各ステップS1〜S4について詳述する。 Below, each step S1-S4 is explained in full detail.
図4は、被検体の心拍に基づいて目標管電流mAtを特定する(ステップS1)方法を示している。図4(a)は、拍動と目標管電流mAtとの対応関係を示す図であり、横軸は時間、上段のグラフの縦軸は心電計5の信号強度、下段のグラフの縦軸は管電流である。
FIG. 4 shows a method of specifying the target tube current mAt based on the heartbeat of the subject (step S1). FIG. 4A is a diagram showing a correspondence relationship between pulsation and target tube current mAt, the horizontal axis is time, the vertical axis of the upper graph is the signal intensity of the
心拍運動による体動信号は1周期内に収縮期と拡張期とを有し、図4では4周期分の体動信号を示している。これに対して、実線で示される目標管電流mAtは、心拍運動に同期して値が増減するように設定される。例えば、心拍運動が比較的安定する安定期にX線の強度を強くするように設定される。図4では、心電計5の信号強度がピークとなってからt1後に所定の時間間隔Tcだけ目標管電流mAtを比較的大きい値のmAtHとし、他の時間では比較的小さい値のmAtLとする例を示している。
The body motion signal due to the heartbeat motion has a systole and a diastole within one cycle, and FIG. 4 shows body motion signals for four cycles. On the other hand, the target tube current mAt indicated by the solid line is set such that the value increases or decreases in synchronization with the heartbeat motion. For example, the intensity of X-rays is set to be increased in a stable period in which heartbeat movement is relatively stable. In FIG. 4, the target tube current mAt is set to a relatively large value attH for a predetermined time interval Tc after t1 after the signal intensity of the
図4(b)は、図4(a)において目標管電流mAtが大きく設定される時間間隔Tcのタイミングを体軸方向の位置に換算して示す図であり、横軸は体軸方向の位置、縦軸は体軸に直交する方向(図2のy軸方向)の位置である。楕円で示すHcは、周期的な運動をする所定部位としての心臓の形状を模式的に示している。図4(b)の各位置z0〜z3は、図4(a)の各時間間隔Tcの中間位置に相当する。 FIG. 4B is a diagram showing the timing of the time interval Tc at which the target tube current mAt is set large in FIG. 4A converted into a position in the body axis direction, and the horizontal axis is the position in the body axis direction. The vertical axis is the position in the direction perpendicular to the body axis (y-axis direction in FIG. 2). Hc indicated by an ellipse schematically shows the shape of the heart as a predetermined part that performs periodic exercise. Each position z0 to z3 in FIG. 4B corresponds to an intermediate position of each time interval Tc in FIG.
上述のようにX線CT装置1はヘリカルスキャン式のCT装置により構成されており、時間経過とともにX線管20は、被検体Hに対して体軸方向に沿って移動する。従って、心拍に同期して一定の周期で目標管電流を大きくすることは、図4(b)に示すように、心臓Hcの体軸方向の各位置z0〜z3において目標管電流を大きくすることに相当する。なお、ノンヘリカルスキャンにおいても、各位置z0〜z3でスキャンする際に、信号強度のピークからt1後においてスキャンすれば、図4(a)及び図4(b)と同様に、時間間隔Tcの位置は体軸方向の位置に換算される。
As described above, the
図5は、被検体HとX線管20との体軸方向の相対位置に基づいて目標管電流mAzを特定する(ステップS2)方法を示している。上段のグラフは目標管電流mAzを示す図であり、横軸は体軸方向の位置、縦軸は管電流である。下段の図は、被検体Hの心臓Hc、背骨Hb、肋骨Hrを模式的に示すものであり、横軸は体軸方向の位置、縦軸はy方向(図2参照)の位置である。上段及び下段の横軸のスケールは一致している。
FIG. 5 shows a method of specifying the target tube current mAz based on the relative position of the subject H and the
被検体Hの各部位のX線吸収量は背骨Hb及び肋骨Hrが心臓Hcに比較して高い。従って、背骨Hb及び肋骨Hrの存在する断層において画質を向上しつつ、被曝を低減するためには、背骨Hb及び肋骨Hrの存在する体軸方向の位置においてはX線の強度を比較的大きく、他の位置では比較的小さくすることが望ましい。そこで、実線で示す目標管電流mAzは肋骨Hr等の位置に応じて増減するように設定される。 The amount of X-ray absorption at each part of the subject H is higher in the spine Hb and rib Hr than in the heart Hc. Therefore, in order to reduce the exposure while improving the image quality in the fault where the spine Hb and the rib Hr exist, the X-ray intensity is relatively large at the position in the body axis direction where the spine Hb and the rib Hr exist, It is desirable to make it relatively small at other positions. Therefore, the target tube current mAz indicated by the solid line is set so as to increase or decrease according to the position of the rib Hr or the like.
なお、このような被検体の体軸方向に対する目標管電流mAzの設定には適宜の技術を用いてよい。例えば、いわゆるスカウト画像と呼ばれる被検体の画像を予め取得しておき、当該画像に基づいて、ユーザが操作コンソール3を介して体軸方向の位置に対して目標管電流mAzを設定して記憶装置33に記憶させ、中央演算装置30が被検体HとX線管20との体軸方向の相対位置に基づいて記憶装置33に記憶された管電流mAzを適宜読み出して特定してよい。
An appropriate technique may be used for setting the target tube current mAz with respect to the body axis direction of the subject. For example, an image of a subject called a so-called scout image is acquired in advance, and a user sets a target tube current mAz with respect to a position in the body axis direction via the operation console 3 based on the image, and a
図6は、管球角度に基づく目標管電流mAθを特定する(ステップS3)方法を示している。図6(a)は、被検体Hの周りにX線管20が回転しながらX線を照射する様子を示している。被検体Hを体軸方向に見た場合、被検体Hの断面は異方性を有しているために管球角度によって被検体HのX線吸収量は異なる。例えば、θ0、θ2の位置とθ1、θ3の位置とでは、θ1、θ3の位置の方がX線の透過距離が長いために、X線の吸収量は多い。そこで、図6(b)に示すように、θ0、θ2の位置ではX線の強度を比較的低く、θ1、θ3の位置ではX線の強度を比較的大きくすれば、被曝量を低減しつつ画質の向上を図ることができる。
FIG. 6 shows a method of specifying the target tube current mAθ based on the tube angle (step S3). FIG. 6A shows a state in which the
なお、このような管球角度に基づく目標管電流mAθの設定には適宜の技術を用いてよい。例えば、2以上のビュー方向からスカウト画像を予め取得しておき、当該画像に基づいて被検体の楕円率を特定し、当該楕円率に基づいて管球角度に対して目標管電流mAθを設定する。スカウト画像に基づく楕円率の特定や楕円率に基づく管球角度に対する目標管電流mAθの設定は、ユーザが操作コンソール3を介して行ってもよいし、中央演算装置30が所定の計算式やデータテーブルに基づいて算出してもよい。
An appropriate technique may be used for setting the target tube current mAθ based on such a tube angle. For example, scout images are acquired in advance from two or more view directions, the ellipticity of the subject is specified based on the images, and the target tube current mAθ is set with respect to the tube angle based on the ellipticity. . The specification of the ellipticity based on the scout image and the setting of the target tube current mAθ with respect to the tube angle based on the ellipticity may be performed by the user via the operation console 3, or the
図7は、体軸方向の位置に基づく目標管電流mAzと、管球角度に基づく目標管電流mAθとに基づいて、目標管電流mApを特定する方法を示しており、横軸は体軸方向の位置、縦軸は管電流である。目標管電流mApは最終的な目標管電流mAaを特定する(ステップS4)過程で特定される。ただし、目標管電流mApを特定せずに、目標管電流mAt、mAz、mAθから直接に目標管電流mAaを特定してもよい。 FIG. 7 shows a method for specifying the target tube current mAp based on the target tube current mAz based on the position in the body axis direction and the target tube current mAθ based on the tube angle, and the horizontal axis represents the body axis direction. The vertical axis represents the tube current. The target tube current mAp is specified in the process of specifying the final target tube current mAa (step S4). However, the target tube current mAa may be specified directly from the target tube currents mAt, mAz, and mAθ without specifying the target tube current mAp.
目標管電流mApは、目標管電流mAz及びmAθのうち一方の管電流に対して他方の管電流の増減を反映させることにより特定される。例えば、以下の式により特定される。 The target tube current mAp is specified by reflecting the increase or decrease of the other tube current with respect to one tube current of the target tube currents mAz and mAθ. For example, it is specified by the following formula.
mAp=mAz×mAθ/mAθ_max (1) mAp = mAz × mAθ / mAθ_max (1)
この計算式は目標管電流mAzと目標管電流mAθとの積を、目標管電流mAθの最大値mAθ_maxで除したものである。この計算式によれば、図7のように、目標管電流mAzを包絡線として目標管電流mAθの増減に伴って増減するmApが算出される。なお、mAθ_maxに代えて適宜な値を乗じてよいし、適宜な値を加えて補正してもよい。 This calculation formula is obtained by dividing the product of the target tube current mAz and the target tube current mAθ by the maximum value mAθ_max of the target tube current mAθ. According to this calculation formula, as shown in FIG. 7, mAp that increases or decreases with the increase or decrease of the target tube current mAθ is calculated with the target tube current mAz as an envelope. Instead of mAθ_max, an appropriate value may be multiplied, or an appropriate value may be added for correction.
図8は、目標管電流mAt、mAz、mAθから目標管電流mAaを特定する方法を示している。グラフG1、G2、G3のそれぞれの横軸は時間、被検体Hに対するX線管20の体軸方向の位置、管球角度であるが、これらを相互に換算したときに横軸の位置が互いに一致するようにスケールを調整して示している。従って、グラフG4の横軸は、時間、体軸方向の位置、管球角度のいずれと捉えてもよい。縦軸は管電流である。
FIG. 8 shows a method for specifying the target tube current mAa from the target tube currents mAt, mAz, and mAθ. The horizontal axes of the graphs G1, G2, and G3 are time, the position in the body axis direction of the
目標管電流mAaは、目標管電流mAa及びmApのうち一方の管電流に対して他方の管電流の増減を反映させることにより特定される。例えば、以下の式により特定される。 The target tube current mAa is specified by reflecting the increase or decrease of the other tube current with respect to one tube current of the target tube currents mAa and mAp. For example, it is specified by the following formula.
mAa=mAp×mAt/mAt_max (2) mAa = mAp × mAt / mAt_max (2)
この計算式は目標管電流mApと目標管電流mAtとの積を、目標管電流mAtの最大値mAt_maxで除したものである。この計算式によれば、目標管電流mApを包絡線として目標管電流mAtの増減に伴って増減する目標管電流mAaが算出される。なお、mApを(1)式により計算すれば、図8のように、目標管電流mAaは目標管電流mAzを包絡線として目標管電流mAt、mAθの増減に伴って増減する。なお、mAt_maxに代えて適宜な値を乗じてよいし、適宜な値を加えて補正してもよい。また、(2)式に(1)式を代入した演算式を用いるなどし、mApを特定せずにmAt、mAz、mAθからmAaを直接算出してもよい。 This calculation formula is obtained by dividing the product of the target tube current mAp and the target tube current mAt by the maximum value mAt_max of the target tube current mAt. According to this calculation formula, the target tube current mAa that increases or decreases as the target tube current mAt increases or decreases is calculated using the target tube current mAp as an envelope. If mAp is calculated by equation (1), as shown in FIG. 8, the target tube current mAa increases and decreases with the increase and decrease of the target tube currents mAt and mAθ using the target tube current mAz as an envelope. It should be noted that instead of mAt_max, an appropriate value may be multiplied, or an appropriate value may be added for correction. Further, mAa may be directly calculated from mAt, mAz, and mAθ without specifying mAp by using an arithmetic expression obtained by substituting Expression (1) for Expression (2).
目標管電流mAaを算出する際には、各目標管電流mAt、mAz、mAθは、同一時点(同一位置)でのものである必要がある。同一時点の各目標管電流はスキャン開始前、あるいはスキャン開始後に適宜な方法で特定してよい。例えば、スキャン開始前に、クレードル41の初期位置及び搬送速度、回転部27の初期位置及び回転速度、クレードル41及び回転部27の移動開始時期と心拍のタイミングとの相互関係等の各種の値から、図8の横軸のように、各目標管電流を変化させるパラメータ(時間、体軸方向位置、管球角度)を互いに同一のスケールに換算し、同一時点の各目標管電流を特定してよい。この場合、当該特定はユーザが行ってもよいし、中央演算装置30が行ってもよい。また、スキャン中に、中央演算処理30が現時点での心拍の位相、体軸方向の位置、管球角度を特定し、当該特定した値に対応する各目標管電流をそれぞれ特定することにより、図8のように各目標管電流を変化させるパラメータを同一スケールに換算することなく、同一時点の各目標管電流を特定してもよい。
When calculating the target tube current mAa, each target tube current mAt, mAz, mAθ needs to be at the same time point (same position). Each target tube current at the same time point may be specified by an appropriate method before the start of scanning or after the start of scanning. For example, before the start of scanning, from various values such as the initial position and conveyance speed of the
以上の実施形態によれば、体動の心拍に同期して管電流を変調させるとともに、X線管20と被検体Hとの相対位置に基づいて管電流を変調させるため、心拍運動の特定の位相における断層画像を高画質で得つつ、被曝を低減することができる。さらに、体動の心拍に基づく目標管電流と、X線管20と被検体Hとの相対位置に基づく目標管電流との積に基づいて実際の目標管電流を特定するため、簡便な方法で適切に管電流を変調させることができる。
According to the above embodiment, since the tube current is modulated in synchronization with the heartbeat of the body motion and the tube current is modulated based on the relative position between the
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.
X線CT装置は、ヘリカルスキャン式のものに限定されず、ノンヘリカルスキャンであってもよい。ノンヘリカルスキャンの場合も、体軸方向への移動中にX線が照射されないことを除き、ヘリカルスキャンと同様に、目標管電流mAt、mAz、mAθを特定し、これらの積に基づいて最終的な目標管電流mAaを特定することができる。また、検出器は、検出素子がチャンネル方向に一列に配列されたシングルディテクト型のものでもよいし、チャンネル方向に直交する方向(列方向)にも検出素子が配列されたマルチディテクタ型のものでもよい。 The X-ray CT apparatus is not limited to the helical scan type, and may be a non-helical scan. In the case of non-helical scan, the target tube currents mAt, mAz, and mAθ are specified as in the helical scan except that X-rays are not irradiated during movement in the body axis direction, and the final results are based on these products. A target tube current mAa can be specified. The detector may be a single detector type in which detection elements are arranged in a line in the channel direction, or a multi-detector type in which detection elements are arranged in a direction orthogonal to the channel direction (column direction). Good.
放射線の強度の制御は適宜な方法で行ってよく、管電流の制御に限定されない。例えば、放射線強度を決定する制御変数として管電圧を利用し、管電流と同様に、管電圧を体軸方向の位置等の各種パラメータに依存して特定してもよい。 The control of the radiation intensity may be performed by an appropriate method, and is not limited to the control of the tube current. For example, the tube voltage may be used as a control variable for determining the radiation intensity, and the tube voltage may be specified depending on various parameters such as the position in the body axis direction, similar to the tube current.
第1の目標管電流と、第2の目標管電流とを特定し、前記第1及び第2の目標管電流の積に基づいて第3の目標管電流を特定し、前記管電流が前記第3の目標管電流になるように前記管電流を変調させるという処理には、直接的に管電流について第1、第2、第3の目標管電流を特定する場合のみならず、管電流に比例する各種の制御量あるいは放射線強度そのものについて、第1、第2、第3の制御量又は放射線強度を特定する場合、すなわち、間接的に第1、第2、第3の目標管電流を特定する場合も含む。 A first target tube current and a second target tube current are specified, a third target tube current is specified based on a product of the first and second target tube currents, and the tube current is In the process of modulating the tube current so that the target tube current is 3, not only when the first, second and third target tube currents are directly specified for the tube current, but also in proportion to the tube current. When specifying the first, second and third control amounts or radiation intensity for various control amounts or radiation intensity itself, that is, indirectly specifying the first, second and third target tube currents Including cases.
被検体の所定状態を基準とする時間は、時間経過に伴って被検体に照射される放射線の強度を変調させることにより、適宜な画質を得つつ被曝を抑制できるものであれば、あらゆるものを含む。例えば、造影剤を投与してからの経過時間であってもよい。また、被検体の部位の周期的な運動も、心臓の収縮運動に限られず、例えば、肺の周期的な運動(呼吸運動)であってもよい。 The time based on the predetermined state of the subject can be any time as long as exposure can be suppressed while obtaining an appropriate image quality by modulating the intensity of radiation irradiated to the subject over time. Including. For example, it may be the elapsed time since administration of the contrast agent. Further, the periodic motion of the subject region is not limited to the contraction motion of the heart, and may be, for example, the periodic motion of the lung (respiration motion).
20…X線管、H…被検体、23…X線検出器、2…走査ガントリ、41…クレードル、4…撮影テーブル、5…体動検出手段、30a…回転位置特定手段、30b…体軸方向位置特定手段、30,25…変調手段。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記被検体が載置されるクレードルを備え、前記クレードルを前記被検体の体軸方向へ移動させるテーブルと、
前記被検体の周期的な運動を検出する体動検出手段と、
前記被検体に対する前記放射線源の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記被検体に対する前記放射線源の前記体軸方向の位置を検出する体軸方向位置検出手段と、
前記回転位置検出手段及び前記体軸方向位置検出手段のうち少なくともいずれか一方により検出された位置と、前記体動検出手段により検出された周期的な運動の位相とに基づいて前記放射線源の管電流を変調させる変調手段と、
を備える放射線CT装置。 A scanning gantry comprising a radiation source for irradiating the subject with radiation, and rotating the radiation source around a body axis of the subject;
A cradle on which the subject is placed; a table for moving the cradle in the body axis direction of the subject;
Body motion detecting means for detecting a periodic motion of the subject;
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the radiation source relative to the subject;
Body axis direction position detecting means for detecting the position of the radiation source in the body axis direction relative to the subject;
The tube of the radiation source based on the position detected by at least one of the rotational position detecting means and the body axis direction position detecting means and the phase of the periodic motion detected by the body motion detecting means. Modulation means for modulating the current;
A radiation CT apparatus comprising:
請求項1に記載の放射線CT装置。 The radiation CT apparatus according to claim 1, wherein the modulation unit modulates the tube current so that the tube current of the radiation source increases or decreases in a specific phase of the periodic motion.
請求項1又は2に記載の放射線CT装置。 The modulating means is configured to increase or decrease the tube current when the position detected by at least one of the rotational position detecting means and the body axis direction position detecting means is within a predetermined range. The radiation CT apparatus according to claim 1, wherein the tube current is modulated.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射線CT装置。 The modulation means identifies a first target tube current that increases or decreases according to the phase of the periodic motion, and a second target tube current that increases or decreases according to a change in the detected position. The third target tube current is specified based on the first and second target tube currents, and the tube current is modulated so that the tube current becomes the third target tube current. The radiation CT apparatus according to item 1.
前記放射線源を前記被検体に対して相対移動させる移動手段と、
前記放射線源により照射される放射線の強度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記被検体の所定状態を基準とする時間の経過と前記放射線源の前記被検体に対する相対位置の変化とに応じて前記放射線の強度を変化させるように前記放射線の強度を制御する
放射線CT装置。 A radiation source for irradiating the subject with radiation;
Moving means for moving the radiation source relative to the subject;
Control means for controlling the intensity of radiation emitted by the radiation source;
With
The control means controls the intensity of the radiation so as to change the intensity of the radiation in accordance with a lapse of time based on a predetermined state of the subject and a change in a relative position of the radiation source with respect to the subject. Radiation CT device.
前記所定状態を基準とする時間は前記周期的運動の位相である
請求項5に記載の放射線CT装置。 The radiation source irradiates a predetermined site that periodically moves the subject,
The radiation CT apparatus according to claim 5, wherein the time based on the predetermined state is a phase of the periodic motion.
前記被検体の所定の軸周りに前記放射線源を前記被検体に対して相対的に回転させる回転移動手段と、
前記所定の軸の方向へ前記放射線源を前記被検体に対して相対的に移動させる直線移動手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記被検体に対する前記放射線源の回転位置及び前記軸方向への相対位置の少なくともいずれか一方の変化に応じて前記放射線源の強度を変化させるように前記放射線源の強度を制御する
請求項5又は6に記載の放射線CT装置。 The moving means is
Rotational movement means for rotating the radiation source relative to the subject around a predetermined axis of the subject;
Linear moving means for moving the radiation source relative to the subject in the direction of the predetermined axis;
With
The control means controls the intensity of the radiation source so as to change the intensity of the radiation source according to a change in at least one of a rotational position of the radiation source with respect to the subject and a relative position in the axial direction. The radiation CT apparatus according to claim 5 or 6.
請求項5〜7のいずれか1項に記載の放射線CT装置。 The control means is specified based on a first target radiation intensity that increases or decreases with the passage of time based on the predetermined state and a second target radiation intensity that increases or decreases with a change in the relative position. The radiation CT apparatus according to claim 5, wherein the intensity of the radiation is controlled so that a target radiation intensity of 3 is obtained.
前記被検体の所定状態を基準とする時間の経過と前記放射線源の前記被検体に対する相対位置の変化とに応じて前記放射線の強度を変化させる
放射線CT装置の放射線制御方法。
A radiation control method for controlling the radiation intensity of the radiation source of a radiation CT apparatus for reconstructing an image by collecting projection data of the subject at a plurality of positions while moving the radiation source relative to the subject,
A radiation control method for a radiation CT apparatus, wherein the radiation intensity is changed in accordance with a lapse of time based on a predetermined state of the subject and a change in a relative position of the radiation source with respect to the subject.
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