JP2007236446A - Tomographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、医療分野や、非破壊検査,RI(Radio isotope)検査などの工業分野などに用いられる断層撮影装置に係り、特に、照射源に対して放射線の照射条件を設定する技術に関する。 The present invention relates to a tomography apparatus used in the medical field, industrial fields such as non-destructive inspection and RI (Radio isotope) inspection, and more particularly to a technique for setting radiation irradiation conditions for an irradiation source.
従来、この種の装置として、被検体の体軸周りにX線管およびX線検出器を回転させるX線CT(Computed Tomography)装置がある。X線CT装置では、被検体に照射する放射線を低減させて、被検体のX線被曝を低減させるための機構として、CT−AEC(Auto Exposure Control:自動照射制御機構)がある。この機構は、X線CT装置による断層撮影の事前にX線を照射してスカウト画像を取得して、そのスカウト画像からX線吸収の密度マップを取得して、それに基づいて断層撮影のためのX線照射を適切に制御するものである(例えば、特許文献1〜5参照)。なお、スカウト画像は、特許文献1ではスキャノ像、特許文献2ではスカウト像、特許文献3では平面透視画像、特許文献4ではスカウト画像、特許文献5ではスキャノ像である。
しかしながら、これらのCT−AEC機構で用いられるスカウト画像を取得するためにX線照射を行っており、スカウト画像の収集自体においてX線被曝が生じる。そこで、かかるX線被曝をも低減させることが可能な構成が望まれる。 However, X-ray irradiation is performed in order to acquire scout images used in these CT-AEC mechanisms, and X-ray exposure occurs in the collection of scout images. Therefore, a configuration capable of reducing such X-ray exposure is desired.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線による被曝を低減させることができる断層撮影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a tomographic apparatus that can reduce exposure to radiation.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、放射線を被検体に照射する照射源と、前記被検体に照射されて透過された前記放射線を検出する放射線検出手段と、照射源に対して放射線の照射条件を設定する照射条件設定手段とを備え、照射条件設定手段で設定された照射条件の下において放射線検出手段で検出される投影データの一群より断層画像を取得する断層撮影装置であって、被検体からの光を受光する受光手段を備え、受光手段からの被検体に関する光学像に基づいて照射条件設定手段は照射条件を設定することを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, an irradiation source that irradiates a subject with radiation, a radiation detection unit that detects the radiation that has been irradiated and transmitted through the subject, and an irradiation condition setting unit that sets irradiation conditions for the irradiation source A tomography apparatus for obtaining a tomographic image from a group of projection data detected by the radiation detection means under the irradiation condition set by the irradiation condition setting means, and receiving the light from the subject The irradiation condition setting means sets the irradiation condition based on the optical image relating to the subject from the light receiving means.
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、被検体からの光を受光する受光手段を備えている。断層撮影を行う前に、受光手段は被検体からの光を受光し、その受光手段からの被検体に関する光学像に基づいて照射条件設定手段は照射条件を設定する。このように照射条件設定手段で設定された照射条件の下において、放射線検出手段で検出される投影データの一群より断層画像を取得する。つまり、従来の放射線照射で得られた画像(すなわちスカウト画像)の代わりに、受光手段からの被検体に関する光学像を用いて、断層撮影のための照射条件を設定するので、従来のように照射条件の設定のための画像(スカウト画像)を取得するために放射線を照射する必要はなく、その分だけ放射線による被曝を低減させることができる。 [Operation / Effect] According to the first aspect of the present invention, the light receiving means for receiving the light from the subject is provided. Prior to tomography, the light receiving means receives light from the subject, and the irradiation condition setting means sets the irradiation conditions based on the optical image relating to the subject from the light receiving means. Thus, a tomographic image is acquired from a group of projection data detected by the radiation detection means under the irradiation conditions set by the irradiation condition setting means. In other words, instead of an image obtained by conventional radiation irradiation (ie, a scout image), the irradiation condition for tomography is set using an optical image related to the subject from the light receiving means. There is no need to irradiate radiation in order to acquire an image (scout image) for setting the conditions, and exposure by radiation can be reduced by that much.
上述した発明において、光の一例は赤外線であって、光の他の一例は可視光線である。赤外線の場合には、受光手段は、被検体から発生した熱輻射による赤外線を受光する(請求項2に記載の発明)。したがって、光を照射する光源が不要である。なお、断層撮影装置は、光を被検体に照射する光源を備え、受光手段は、被検体に照射されて到達した光を受光するように構成してもよい(請求項3に記載の発明)。可視光線の場合には、上述した光源は、可視光線を被検体に照射して、受光手段は、被検体に照射されて到達した可視光線を受光する(請求項4に記載の発明)。 In the above-described invention, an example of light is infrared, and another example of light is visible light. In the case of infrared rays, the light receiving means receives infrared rays due to thermal radiation generated from the subject (the invention according to claim 2). Therefore, a light source for irradiating light is unnecessary. Note that the tomography apparatus may include a light source that irradiates the subject with light, and the light receiving means may be configured to receive the light that has been irradiated and reached the subject (the invention according to claim 3). . In the case of visible light, the above-described light source irradiates the subject with visible light, and the light receiving means receives the visible light that has reached the subject after being irradiated (the invention according to claim 4).
上述したこれらの発明において、受光手段からの被検体に関する光学像に基づいて被検体の厚みである体厚を求める体厚導出手段を備え、照射条件設定手段は、体厚に基づいて照射条件を設定してもよい(請求項5に記載の発明)。かかる体厚導出手段を備えた場合には、照射条件設定手段は、体厚に基づいて照射量の増減を設定する(請求項6に記載の発明)。例えば、体厚が薄ければ照射量を少なくして、体厚が厚ければ照射量を多くする。 In these inventions described above, there is provided body thickness deriving means for obtaining a body thickness that is the thickness of the subject based on an optical image relating to the subject from the light receiving means, and the irradiation condition setting means determines the irradiation condition based on the body thickness. It may be set (the invention according to claim 5). When the body thickness deriving unit is provided, the irradiation condition setting unit sets the increase or decrease of the irradiation amount based on the body thickness (the invention according to claim 6). For example, if the body thickness is thin, the irradiation amount is decreased, and if the body thickness is thick, the irradiation amount is increased.
この発明に係る断層撮影によれば、断層撮影を行う前に、受光手段は被検体からの光を受光し、その受光手段からの被検体に関する光学像に基づいて照射条件設定手段は照射条件を設定するので、従来のように照射条件の設定のための画像(すなわちスカウト画像)を取得するために放射線を照射する必要はなく、その分だけ放射線による被曝を低減させることができる。 According to the tomography according to the present invention, before the tomography is performed, the light receiving unit receives light from the subject, and the irradiation condition setting unit determines the irradiation condition based on the optical image related to the subject from the light receiving unit. Since the setting is performed, it is not necessary to irradiate the radiation to acquire the image for setting the irradiation condition (that is, the scout image) as in the prior art, and the exposure by the radiation can be reduced correspondingly.
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図1は、実施例1に係るX線CT装置の概略斜視図であり、図2は、実施例1に係るX線CT装置の側面図およびブロック図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a side view and a block diagram of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment.
X線CT装置は、図1に示すように、可視光線照射用ガントリ1とX線照射用ガントリ2と天板3とを備えている。天板3についてはベッド状に構成されている。可視光線照射用ガントリ1とX線照射用ガントリ2とは、互いに近接して配設されているとともに、天板3を図中の矢印方向に進出させたときに、天板3に載置された被検体M(図2を参照)が可視光線照射用ガントリ1の開口部11,X線照射用ガントリ2の開口部21の順に通るように配設されている。なお、天板3は、図2に示すように被検体Mを載置し、上下に昇降移動、被検体Mの体軸Zに沿って平行移動するように構成されている。したがって、可視光線照射用ガントリ1を通過することでX線の照射条件の設定のための画像(光学像)が取得され、その後にX線照射用ガントリ2を通過することでX線の照射条件の下における断層画像が取得される。なお、可視光線が天板3によって遮蔽されないように、透光性を有する透明な部材で天板3を構成するのが好ましい。
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus includes a visible
その他にも、X線CT装置は、天板駆動部4と体厚導出部5と照射条件設定部6とメモリ部7とコントローラ8と入力部9と出力部10とを備えている。天板駆動部4は、天板3の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
In addition, the X-ray CT apparatus includes a top
体厚導出部5は、後述する受光機構13からの被検体Mに関する光学像(本実施例1では可視光線の陰影)に基づいて被検体Mの厚みである体厚を求める。照射条件設定部6は、体厚に基づいてX線の照射量の増減を設定することでX線の照射条件を設定する。例えば、図6や図7に示すように、体厚hが薄ければX線強度Fを弱くしてX線の照射量を少なくして、体厚hが厚ければX線強度Fを強くして照射量を多くする。体厚導出部5は、この発明における体厚導出手段に相当し、照射条件設定部6は、この発明における照射条件設定手段に相当する。
The body
メモリ部7は、RAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体で構成されている。後述する実施例2も含めて本実施例1では、メモリ部7は相関関係メモリ部7aの領域を有している。この相関関係メモリ部7aには、図6や図7に示すような体厚hとX線強度Fとの相関関係を予め記憶している。
The memory unit 7 is composed of a storage medium represented by a RAM (Random-Access Memory) or the like. In the first embodiment including the second embodiment described later, the memory unit 7 has an area of the
コントローラ8は、可視光線照射用ガントリ1やX線照射用ガントリ2内の各構成や、天板駆動部4や照射条件設定部6などを統括制御する。コントローラ8は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。なお、後述する実施例2も含めて本実施例1ではコントローラ8は、メモリ部7の相関関係メモリ部7aに予め記憶された上述した体厚hとX線強度Fとの相関関係に基づいて、照射条件設定部6を介して照射条件におけるX線の照射量の増減を設定するように制御する。
The
入力部9は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ8に送り込む。入力部9は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部10はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
The input unit 9 sends data and commands input by the operator to the
可視光線照射用ガントリ1は、上述したように開口部11を有しており、可視光投光機構12と受光機構13とを備えている。可視光投光機構12および受光機構13は、被検体Mを挟んで互いに対向配置されており、可視光線照射用ガントリ1内に埋設されている。ただし、可視光投光機構12および受光機構13付近には、可視光投光機構12から照射された可視光線が被検体Mに照射できて、かつ受光機構13が受光できるように、可視光線照射用ガントリ1の壁部に可視光線用の通過口あるいは透明な窓口をそれぞれ設ける。可視光投光機構12は、この発明における光源に相当し、受光機構13は、この発明における受光手段に相当する。
The visible
互いに対向関係を維持させたまま可視光投光機構12と受光機構13とを可視光線照射用ガントリ1内で被検体Mの体軸Z周りに回転させる。可視光投光機構12から被検体Mに照射されて到達した可視光線を受光機構13が受光して被検体Mに関する光学像を出力する。この光学像を上述した体厚導出部5に送り込む。
The visible
X線照射用ガントリ2は、上述したように開口部21を有しており、X線管22とX線検出器23とを備えている。X線管22およびX線検出器23は、被検体Mを挟んで互いに対向配置されており、X線照射用ガントリ2内に埋設されている。X線検出器23を構成する多数個の検出素子は被検体Mの体軸Z周りに扇状に並ぶ。なお、X線検出器23は、扇状に並んだ多数列の検出素子列からなるマルチ・ディテクタであってもよいし、1つの検出素子列からなるシングル・ディテクタであってもよい。X線管22は、この発明における放射線検出手段に相当し、X線検出器23は、この発明における放射線検出手段に相当する。
The
互いに対向関係を維持させたままX線管22とX線検出器23とをX線照射用ガントリ2内で被検体Mの体軸Z周りに回転させる。X線管22から照射されて被検体Mを透過したX線をX線検出器23が検出して電気信号に出力する。この電気信号は投影データである。この投影データを再構成して、CT用の断層画像を求める。
The
このようにしてX線管22からX線を照射してX線検出器23が検出して断層画像を求める断層撮影が行われる。断層撮影を行う場合には、照射条件設定部6で設定された照射条件の下においてX線管22からX線を照射して、X線検出器23で検出される投影データの一群より断層画像を取得する。
In this way, tomography is performed in which X-rays are emitted from the
実際には、可視光線照射用ガントリ1およびX線照射用ガントリ2は、一体化して構成されている。図1に示すように、フレームf(図中の二点鎖線を参照)内で可視光線照射用ガントリ1およびX線照射用ガントリ2を配設して一体化している。
Actually, the visible
次に、可視光線を被検体Mに照射する場合での光学像について図3を参照して説明する。図3は、可視光線を被検体Mに照射して受光機構13が受光した場合を模式的に表した図である。本実施例1の場合には、可視光線が被検体Mに向けて照射されるので、被検体Mに照射される部分では可視光線は被検体Mによって遮蔽されて、被検体Mの輪郭が可視光線の陰影13Mとして受光機構13の受光面13Aに投影される。この陰影13Mが被検体Mに関する光学像に相当する。
Next, an optical image when the subject M is irradiated with visible light will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a case where the subject M is irradiated with visible light and the
次に、可視光線およびX線の投影角度の関係、並びに体厚との関係について、図4および図5を参照して説明する。図4(a)は、可視光線の投影角度が0°のときの照射状況を模式的に表した図であり、図4(b)は、可視光線の投影角度が0°のときの陰影13Mでの体厚hを模式的に表した図であり、図4(c)は、X線の投影角度が270°のときの照射状況を模式的に表した図であり、図4(d)は、X線の投影角度が270°のときの断層画像での体厚hを模式的に表した図である。また、図5(a)は、可視光線の投影角度が90°のときの照射状況を模式的に表した図であり、図5(b)は、可視光線の投影角度が90°のときの陰影13Mでの体厚hを模式的に表した図であり、図5(c)は、X線の投影角度が0°のときの照射状況を模式的に表した図であり、図5(d)は、X線の投影角度が0°のときの断層画像での体厚hを模式的に表した図である。図4、図5では被検体Mを人体として説明する。
Next, the relationship between the projection angles of visible light and X-rays and the relationship with the body thickness will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4A is a diagram schematically showing an irradiation state when the projection angle of visible light is 0 °, and FIG. 4B is a
ここで、所定の座標軸と可視光線あるいはX線の中心軸とのなす角度を「投影角度」あるいは「回転角度」とする。本明細書では、投影角度(回転角度)に用いられる所定の座標軸として鉛直軸を用いることにする。したがって、鉛直軸と中心軸とのなす角度を「投影角度」あるいは「回転角度」とする。つまり、中心軸と鉛直軸とが平行の場合には投影角度は0°または180°となり、中心軸と水平軸とが平行(すなわち中心軸と鉛直軸とが直交)の場合には投影角度は90°または270°となる。 Here, an angle formed between a predetermined coordinate axis and the central axis of visible light or X-ray is referred to as “projection angle” or “rotation angle”. In the present specification, a vertical axis is used as a predetermined coordinate axis used for the projection angle (rotation angle). Therefore, the angle formed by the vertical axis and the central axis is referred to as “projection angle” or “rotation angle”. That is, when the central axis and the vertical axis are parallel, the projection angle is 0 ° or 180 °, and when the central axis and the horizontal axis are parallel (that is, the central axis and the vertical axis are orthogonal), the projection angle is 90 ° or 270 °.
図4(a)に示すように、投影角度が0°のときに可視光線を照射すると、図4(b)に示すように、そのときの陰影13Mは鉛直方向からの投影像となって、その体厚hは被検体Mの肩幅である。一方、図4(c)に示すように、投影角度が270°(−90°)のときにX線を照射すると、図4(d)に示すように、X線は被検体Mの肩を透過して、その透過幅であるパス長が被検体Mの肩幅となって、図4(b)の可視光線の投影角度が0°のときの陰影13Mでの体厚hと等しくなる。なお、投影角度が90°のときにX線を照射した場合でも、可視光線の投影角度が0°のときの陰影13Mでの体厚hとパス長は等しくなる。
As shown in FIG. 4 (a), when visible light is irradiated when the projection angle is 0 °, as shown in FIG. 4 (b), the
したがって、投影角度が0°で可視光線を被検体Mに照射して、体厚hが被検体Mの肩幅のときの陰影13Mを取得すれば、体厚hが被検体Mの肩幅のときのX線強度F、さらにはそのX線強度のときのX線の照射量を照射条件として照射条件設定部6は設定して、その照射条件の下で投影角度が±90°でX線を被検体Mに照射して断層画像を取得することが可能である。
Therefore, if the subject M is irradiated with visible light at a projection angle of 0 ° and the
また、図5(a)に示すように、投影角度が90°のときに可視光線を照射すると、図5(b)に示すように、そのときの陰影13Mは水平方向からの投影像となって、その体厚hは被検体Mの腹部あるいは頭部の厚みである。一方、図5(c)に示すように、投影角度が0°のときにX線を照射すると、図5(d)に示すように、X線は被検体Mの腹部あるいは頭部を透過して、その透過幅であるパス長が被検体Mの腹部あるいは頭部の厚みとなって、図5(b)の可視光線の投影角度が90°のときの陰影13Mでの体厚hと等しくなる。なお、投影角度が180°のときにX線を照射した場合でも、可視光線の投影角度が90°のときの陰影13Mでの体厚hとパス長は等しくなる。
As shown in FIG. 5A, when visible light is irradiated when the projection angle is 90 °, the
したがって、投影角度が90°で可視光線を被検体Mに照射して、体厚hが被検体Mの腹部あるいは頭部の厚みのときの陰影13Mを取得すれば、体厚hが被検体Mの腹部あるいは頭部の厚みのときのX線強度F、さらにはそのX線強度のときのX線の照射量を照射条件として照射条件設定部6は設定して、その照射条件の下で投影角度が0°、180°でX線を被検体Mに照射して断層画像を取得することが可能である。
Accordingly, if the subject M is irradiated with visible light at a projection angle of 90 ° and the
以上をまとめると、可視光線の投影角度(回転角度)をαとした場合には、αが上述した0°や90°以外の一般の投影角度(0°〜360°)であっても、投影角度αで可視光線を被検体Mに照射して、そのときの体厚hでの陰影13Mを取得すれば、その体厚hでのX線強度F、さらにはそのX線強度のときのX線の照射量を照射条件として照射条件設定部6は設定して、その照射条件の下で投影角度(α±90°)でX線を被検体Mに照射して断層画像を取得することが可能である。
In summary, when the projection angle (rotation angle) of visible light is α, the projection is performed even if α is a general projection angle (0 ° to 360 °) other than 0 ° or 90 ° described above. If the subject M is irradiated with visible light at an angle α and a
本実施例1のように、天板1を移動させて断層撮影を行うヘリカルスキャンを行う場合には、ある断層位置をAとすると、以下のように制御するのが好ましい。すなわち、最初に断層位置Aが可視光線照射用ガントリ1を通過したときに投影角度αで可視光線を被検体Mに照射して、その後に断層位置AがX線照射用ガントリ2を通過したときに投影角度(α±90°)でX線を被検体Mに照射するように、天板1の移動速度や、可視光投光機構12および受光機構13の回転速度や、X線管22およびX線検出器23の回転速度などを制御する。このように制御することで、1回のヘリカルスキャンで可視光線の照射による陰影13MやX線の照射による断層画像を取得することができる。もちろん、可視光線の照射・X線の照射と2回に照射を分けてヘリカルスキャンを行ってもよいし、可視光線やX線の投影角度を上述したような角度で制御せずに各々の照射で行ってもよい。
As in the first embodiment, when performing a helical scan in which tomography is performed by moving the
次に、体厚hとX線強度Fとの相関関係について、図6、図7を参照して説明する。図6は、体厚hとX線強度Fとの線形な相関関係を模式的に表したグラフであり、図7は、体厚hとX線強度Fとの非線形な相関関係を模式的に表したグラフである。 Next, the correlation between the body thickness h and the X-ray intensity F will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a graph schematically showing a linear correlation between the body thickness h and the X-ray intensity F, and FIG. 7 schematically shows a non-linear correlation between the body thickness h and the X-ray intensity F. It is a represented graph.
図6、図7に示すように、横軸に体厚hをとるとともに、縦軸にX線強度Fをとる。断層撮影よりも事前に(被検体の形状に模したボディ用の)ファントムを用意して、各々の体厚のときのX線強度Fを測定する。このとき、断層画像のS/N比などを考慮して断層画像の画質に悪影響を及ぼさない範囲で最小となるX線強度Fを求め、そのときの体厚hとを対応付ける。線形の場合には図6のようになり、非線形の場合には、図7(a)あるいは図7(b)のようになる。図6、図7に示すように、体厚hが薄ければX線強度Fを弱くしてX線の照射量を少なくして、体厚hが厚ければX線強度Fを強くして照射量を多くする。 As shown in FIGS. 6 and 7, the horizontal axis represents the body thickness h, and the vertical axis represents the X-ray intensity F. A phantom (for a body imitating the shape of the subject) is prepared in advance of tomography, and the X-ray intensity F at each body thickness is measured. At this time, in consideration of the S / N ratio of the tomographic image and the like, the X-ray intensity F that is the minimum within a range that does not adversely affect the image quality of the tomographic image is obtained, and the body thickness h at that time is associated. In the case of linearity, it becomes as shown in FIG. 6, and in the case of non-linearity, it becomes as shown in FIG. 7 (a) or FIG. 7 (b). As shown in FIGS. 6 and 7, if the body thickness h is thin, the X-ray intensity F is decreased to reduce the X-ray irradiation amount, and if the body thickness h is thick, the X-ray intensity F is increased. Increase the dose.
また、同じ体厚hであっても断層位置によってはX線の吸収率が異なり、X線強度Fを吸収率に応じて変える場合には、吸収率を考慮して相関関係を求めればよい。具体的には、吸収率の異なるファントムをそれぞれ用意して、同様にX線強度Fを求め、そのときの体厚hとをファントム毎に対応付ける。そして、断層撮影を行う場合には、撮影の対象となる部位に応じて、その部位の吸収率にもっとも近い吸収率での相関関係を選択して、その選択された相関関係に基づいて照射条件設定部6はその吸収率での体厚hに基づくX線の照射量を設定すればよい。例えば肺の場合には空気を多く含んでいるのでX線が透過しやすく吸収率が小さい。この場合には、X線の照射量を少なくする。逆に腹部の場合には臓器などを含んでいるのでX線が透過しにくく吸収率が大きい。この場合には、X線の照射量を多くする
Further, even when the body thickness h is the same, the X-ray absorption rate differs depending on the tomographic position, and when the X-ray intensity F is changed according to the absorption rate, the correlation may be obtained in consideration of the absorption rate. Specifically, phantoms having different absorption rates are prepared, the X-ray intensity F is similarly obtained, and the body thickness h at that time is associated with each phantom. When performing tomography, a correlation with an absorption rate closest to the absorption rate of the part is selected according to the part to be imaged, and irradiation conditions are selected based on the selected correlation. The
図6あるいは図7に基づいて、陰影13Mでの体厚hに対応したX線強度Fを求め、照射条件設定部6はX線の照射量を設定する。この設定された照射量である照射条件の下においてX線管22からX線を照射して、X線検出器23で検出される投影データの一群より断層画像を取得する。
Based on FIG. 6 or FIG. 7, the X-ray intensity F corresponding to the body thickness h in the
次に、本実施例1での可視光線の照射による陰影13MやX線の照射による断層画像の取得の流れについて、図8を参照して説明する。図8は、実施例1での可視光線の照射による陰影13MやX線の照射による断層画像の取得の流れを示したフローチャートである。
Next, the flow of acquisition of a tomographic image by irradiation with a
(ステップS1)天板の移動
被検体Mを天板1に載置した状態で、天板1を可視光線照射用ガントリ1からX線照射用ガントリ2の方向に向かって移動させる。この天板1の移動はステップS2以降でも行われる。
(Step S <b> 1) Movement of the top plate With the subject M placed on the
(ステップS2)可視光線の照射
投影角度αで可視光線を可視光投光機構12から被検体Mに照射し、受光面13Aに到達した陰影13Mを受光機構13は求める。実際には、可視光投光機構12および受光機構13が被検体Mの体軸Z周りに回転するので、投影角度αが0°〜360°(あるいはC型アームによる断層撮影の場合には0°〜180°)のときの陰影Mがそれぞれ求められる。
(Step S2) Irradiation of Visible Light The
(ステップS3)体厚の導出
体厚導出部5は陰影13Mに基づいて陰影13Mでの体厚hを求める。
(Step S3) Derivation of body thickness The body
(ステップS4)照射量の増減の設定
照射条件設定部6はその体厚hに基づいてX線の照射量の増減を設定することでX線の照射条件を設定する。
(Step S4) Setting of Increase / Decrease of Irradiation Dose The irradiation
(ステップS5)X線の照射
ステップS2〜S4の間でも、天板1は可視光線照射用ガントリ1からX線照射用ガントリ2の方向に向かって移動している。ステップS4で設定された照射条件の下で、投影角度(α±90°)でX線をX線管22から被検体Mに照射して断層撮影を行う。実際には、X線管22およびX線検出器23が被検体Mの体軸Z周りに回転するので、投影角度(α±90°)が0°〜360°(あるいはC型アームによる断層撮影の場合には0°〜180°)のときの断層画像がそれぞれ求められる。
(Step S5) X-ray irradiation The
(ステップS6)所定の撮影範囲に達したか?
予め設定された所定の撮影範囲に天板1が達したか否かを判断する。達していなければステップS2に戻って、ステップS2〜S6を繰り返して行うことで、陰影13Mや断層画像を引き続いて取得して、達していれば一連の陰影13Mや断層画像の取得を終了する。
(Step S6) Has the predetermined shooting range been reached?
It is determined whether or not the
上述した本実施例1に係るX線CT装置によれば、被検体Mからの光を受光する受光機構13を備えている。断層撮影を行う前に、受光機構13は被検体Mからの光を受光し、その受光機構13からの被検体Mに関する光学像(本実施例1では可視光線の陰影13M)に基づいて照射条件設定部6は照射条件を設定する。このように照射条件設定部6で設定された照射条件の下において、X線検出器23で検出される投影データの一群より断層画像を取得する。つまり、従来のX線照射で得られた画像(すなわちスカウト画像)の代わりに、受光機構13からの被検体Mに関する光学像を用いて、断層撮影のための照射条件を設定するので、従来のように照射条件の設定のための画像(スカウト画像)を取得するためにX線を照射する必要はなく、その分だけX線による被曝を低減させることができる。
The X-ray CT apparatus according to the first embodiment described above includes the
本実施例1では、光として可視光線を使用している。したがって、本実施例1に係るX線CT装置は、可視光線を被検体Mに照射する可視光投光機構12を備え、受光機構13は、被検体Mに照射されて到達した可視光線を受光するように構成されている。
In the first embodiment, visible light is used as light. Therefore, the X-ray CT apparatus according to the first embodiment includes the visible
また、後述する実施例2も含めて、本実施例1に係るX線CT装置は、受光機構13からの被検体Mに関する光学像に基づいて被検体Mの厚みである体厚hを求める体厚導出部5を備え、照射条件設定部6は、体厚hに基づいて照射条件を設定している。具体的には、照射条件設定部6は、体厚hに基づいて照射量の増減を設定する。例えば、図6、図7に示すように、体厚hが薄ければX線の照射量を少なくして、体厚hが厚ければX線の照射量を多くする。
Further, the X-ray CT apparatus according to the first embodiment including the second embodiment to be described later calculates the body thickness h that is the thickness of the subject M based on the optical image related to the subject M from the
次に、図面を参照してこの発明の実施例2を説明する。
図9は、実施例2に係るX線CT装置の側面図およびブロック図である。実施例1と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略する。
Next,
FIG. 9 is a side view and a block diagram of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment. The parts common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施例2では、X線CT装置は、実施例1の可視光線照射用ガントリ1の代わりに、赤外線用ガントリ15を備えている。上述した実施例1と同様に、図9に示すように、赤外線用ガントリ15とX線照射用ガントリ2とは、互いに近接して配設されているとともに、天板3を図中の矢印方向に進出させたときに、天板3に載置された被検体Mが赤外線用ガントリ15の開口部16,X線照射用ガントリ2の開口部21の順に通るように配設されている。
In the second embodiment, the X-ray CT apparatus includes an
天板3や天板駆動部4や体厚導出部5や照射条件設定部6やメモリ部7やコントローラ8や入力部9や出力部10については、上述した実施例1と同じなので、その説明を省略する。
Since the
赤外線用ガントリ15は、上述したように開口部16を有しており、赤外線モニタ17を備えている。赤外線モニタ17は、被検体Mから発生した熱輻射による赤外線を受光する。赤外線モニタ17を赤外線用ガントリ15内で被検体Mの体軸Z周りで回転させる。赤外線モニタ17は、この発明における受光手段に相当する。
The
次に、赤外線を受光した場合での光学像について図10を参照して説明する。図10は、赤外線モニタ17が受光した場合を模式的に表した図である。本実施例2の場合には、被検体Mから発生した熱輻射による赤外線を受光するので、熱輻射による被検体Mの温度分布像17Mとして赤外線モニタ17の受光面(モニタ面)17Aに投影される。この温度分布像17Mがこの発明における被検体に関する光学像に相当する。このとき、温度分布像17Mの幅が体厚hになる。
Next, an optical image when infrared rays are received will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a case where the
上述した実施例1と同様に、最初に断層位置Aが赤外線用ガントリ15を通過したときに投影角度αで赤外線モニタ17が赤外線を受光して、その後に断層位置AがX線照射用ガントリ2を通過したときに投影角度(α±90°)でX線を被検体Mに照射するように、天板1の移動速度や、赤外線モニタ17の回転速度や、X線管22およびX線検出器23の回転速度などを制御するのが好ましい。なお、本実施例2の場合には、投影角度αに用いられる中心軸を、天板1の中心点と赤外線モニタ17の受光面17Aでの中心点とを結んだ軸とする。体厚hとX線強度Fとの相関関係については、上述した実施例1と同じなので、その説明を省略する。
As in the first embodiment, when the tomographic position A first passes through the
次に、本実施例2での赤外線の受光による温度分布像17MやX線の照射による断層画像の取得の流れについて、図11を参照して説明する。図11は、実施例2での赤外線の受光による温度分布像17MやX線の照射による断層画像の取得の流れを示したフローチャートである。
Next, the flow of acquiring the
(ステップS11)天板の移動
実施例1のステップS1での天板の移動と同じなので、その説明を省略する。
(Step S11) Movement of the top plate Since it is the same as the movement of the top plate in step S1 of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(ステップS12)赤外線の受光
被検体Mから発生した熱輻射による赤外線を投影角度αで赤外線モニタ17は受光して、熱輻射による被検体Mの温度分布像17Mを求める。実際には、赤外線モニタ17が被検体Mの体軸Z周りで回転するので、投影角度αが0°〜360°(あるいはC型アームによる断層撮影の場合には0°〜180°)のときの温度分布像17Mがそれぞれ求められる。
(Step S12) Infrared light reception The
(ステップS13)体厚の導出
実施例1のステップS3での体厚の導出と同じなので、その説明を省略する。
(Step S13) Derivation of body thickness Since this is the same as the derivation of body thickness in step S3 of Example 1, the description thereof is omitted.
(ステップS14)照射量の増減の設定
実施例1のステップS4での照射量の増減の設定と同じなので、その説明を省略する。
(Step S14) Setting of Increase / Decrease of Irradiation Dose Since it is the same as the setting of increase / decrease of irradiation dose in Step S4 of Example 1, the description thereof is omitted.
(ステップS15)X線の照射
実施例1のステップS5でのX線の照射と同じなので、その説明を省略する。
(Step S15) X-ray irradiation Since it is the same as the X-ray irradiation in step S5 of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(ステップS16)所定の撮影範囲に達したか?
実施例1のステップS6での所定の撮影範囲に達したか?と同じなので、その説明を省略する。
(Step S16) Has the predetermined shooting range been reached?
Has the predetermined shooting range in step S6 of Example 1 been reached? The explanation is omitted because it is the same.
上述した本実施例2に係るX線CT装置によれば、断層撮影を行う前に、赤外線モニタ17は被検体Mからの光を受光し、その赤外線モニタ17からの被検体Mに関する光学像(本実施例2では温度分布像17M)に基づいて照射条件設定部6は照射条件を設定するので、従来のように照射条件の設定のための画像(すなわちスカウト画像)を取得するためにX線を照射する必要はなく、その分だけX線による被曝を低減させることができる。
According to the X-ray CT apparatus according to the second embodiment described above, before performing tomography, the
本実施例2では、光として赤外線を使用している。赤外線の場合には、赤外線モニタ17は、被検体Mから発生した熱輻射による赤外線を受光する。したがって、本実施例2に係るX線CT装置は、上述した実施例1のような光を照射する光源(実施例1では可視光投光機構12)が不要である。
In the second embodiment, infrared light is used as light. In the case of infrared rays, the
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した各実施例では、放射線としてX線を例に採って説明したが、この発明は、X線以外の放射線(例えばγ線)による断層撮影にも適用することができる。 (1) In each of the embodiments described above, X-rays have been described as examples of radiation. However, the present invention can also be applied to tomography using radiation other than X-rays (for example, γ-rays).
(2)上述した各実施例では、X線管22およびX線検出器23を収容するX線照射用ガントリ2を備え、そのX線照射用ガントリ2の開口部11に被検体Mを進入させて、X線照射用ガントリ2内でX線管22およびX線検出器23を被検体Mの体軸Z周りに回転させて断層撮影を行ったが、Cの形状に湾曲されたC型アームによってX線管22およびX線検出器23を被検体Mの体軸Z周りに回転させて断層撮影を行ってもよい。
(2) In each of the above-described embodiments, the
(3)上述した各実施例では、天板1を移動させて断層撮影を行うヘリカルスキャンを例に採って説明したが、所定の断層位置に固定して断層撮影を行う撮影態様に例示されるように、撮影態様については特に限定されない。
(3) In each of the above-described embodiments, the helical scan in which tomography is performed by moving the
(4)上述した実施例1では、可視光線照射用ガントリ1とX線照射用ガントリ2とを1つずつ備え、上述した実施例2では、赤外線用ガントリ15とX線照射用ガントリ2とを1つずつ備えたが、ガントリの配設態様や個数については特に限定されない。例えば、図12に示すように、可視光線照射用ガントリ1(または赤外線用ガントリ15)を2つ備え、2つの可視光線照射用ガントリ1(または赤外線用ガントリ15)でX線照射用ガントリ2を挟み込んで配設してもよい。図12では、図面から見て図中の右方向に天板1を移動させる場合には、左端の可視光線照射用ガントリ1(または赤外線用ガントリ15)で光を受光して光学像を求めた後に、中央のX線照射用ガントリ2で断層画像を求める。図中の左方向に天板1を移動させる場合には、右端の可視光線照射用ガントリ1(または赤外線用ガントリ15)で光を受光して光学像を求めた後に、中央のX線照射用ガントリ2で断層画像を求める。
(4) In the first embodiment described above, the visible
(5)上述した実施例1では光として可視光線を例に採って説明し、上述した実施例2では光として赤外線を例に採って説明したが、可視光線や赤外線以外の光にも適用することができる。 (5) In the above-described first embodiment, description has been made by taking visible light as an example, and in the above-described second embodiment, infrared has been described as an example, but the present invention is also applicable to light other than visible light and infrared light. be able to.
(6)図13に示すように、レーザーを照射するレーザー光源18と、そのレーザーを検出することで受光するレーザー検出器19とを備えた断層撮影装置にも適用することができる。図13では、レーザー検出器19として透過型光センサを用いる。すなわち、レーザーが被検体Mによって遮蔽された場合には、レーザー光源18に対して対向位置にあるレーザー検出器19にレーザーが到達しておらず、被検体Mが存在するとレーザー検出器19は検出する。逆に、レーザーがレーザー検出器19に到達した場合には、被検体Mが存在しないとしてレーザー検出器19は検出する。図13のように、レーザー検出器19が1つの受光素子からなる場合には、被検体Mの存在しない一方の端部から他方の端部にまで、レーザー光源18およびレーザー検出器19を受光面に対して平行に移動させて走査を行う。走査後、被検体Mによって遮蔽されずにレーザー検出器19に到達したとき、および被検体Mによって遮蔽されたときのレーザー検出器19から出力された電気信号を走査方向に並べれば光学像として出力されることになる。また、被検体Mによって遮蔽された部分の走査範囲が被検体Mの体厚hになるので、各実施例のような体厚導出部5は必要でなく、レーザー検出器19からの検出結果のみで体厚hを求めることができる。レーザー光源18は、この発明における光源に相当し、レーザー検出器19は、この発明における受光手段に相当する。
(6) As shown in FIG. 13, the present invention can also be applied to a tomography apparatus including a
(7)上述した変形例(6)では、レーザー検出器19が1つの受光素子からなる場合を例に採って説明したが、図14に示すように、レーザーが光学系(図示省略)によって扇状に拡がって照射される場合には、レーザー検出器19を複数の受光素子で構成すればよい。
(7) In the modified example (6) described above, the case where the
(8)上述した変形例(6)では、レーザー検出器19は透過型光センサであったが、反射型光センサであってもよい。この場合には、レーザー検出器19を投光素子と受光素子とで構成して、レーザー光源18の代わりに上述した投光素子を用いる。投光素子から照射されたレーザーが被検体Mによって反射された場合には、投光素子と同じ側にある受光素子に反射光が到達するので、被検体Mが存在するとレーザー検出器19は検出する。逆に、投光素子から照射されたレーザーが受光素子に到達しない場合には、被検体Mが存在しないとしてレーザー検出器19は検出する。
(8) In the modification (6) described above, the
5 … 体厚導出部
6 … 照射条件設定部
12 … 可視光投光機構
13 … 受光機構
13M … 陰影
17 … 赤外線モニタ
17M … 温度分布像
22 … X線管
23 … X線検出器
M … 被検体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
6. The tomography apparatus according to claim 5, wherein the irradiation condition setting means sets an increase / decrease in the dose based on the body thickness.
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