JP2010284303A - X-ray ct apparatus, and control program for generating image data - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線CT装置及び画像データ生成用制御プログラムに係り、特に、ヘリカルスキャン方式によって被検体の複数スライス断面における画像データを短時間で収集することが可能なX線CT装置及び画像データ生成用制御プログラムに関する。 The present invention relates to an X-ray CT apparatus and an image data generation control program, and in particular, an X-ray CT apparatus and image data capable of collecting image data in a plurality of slice sections of a subject in a short time by a helical scan method. The present invention relates to a generation control program.
X線CT装置は、被検体の周囲でX線管及びX線検出器を高速回転させながら前記被検体に対してX線を照射し、複数の方向から収集された投影データを再構成処理することにより体内の画像データを生成する画像診断装置である。初期のX線CT装置では、投影データの収集や画像データの生成に比較的多くの時間を要していたため、例えば、体軸方向に対して設定された複数のスライス断面における投影データを順次収集して複数の画像データを生成する場合、検査対象部位の呼吸性移動に起因する画質劣化を防止するために前記スライス断面の投影データを収集する度に所定期間の「息止め」が被検体に要求され、この「息止め」が被検体にとって大きな負担となっていた。 The X-ray CT apparatus irradiates the subject with X-rays while rotating the X-ray tube and the X-ray detector at high speed around the subject, and reconstructs projection data collected from a plurality of directions. This is an image diagnostic apparatus for generating in-vivo image data. In the early X-ray CT apparatus, since it took a relatively long time to collect projection data and generate image data, for example, projection data in a plurality of slice sections set in the body axis direction is collected sequentially. When a plurality of image data is generated, “breath-holding” for a predetermined period is applied to the subject every time the projection data of the slice cross section is collected in order to prevent image quality deterioration due to respiratory movement of the examination target region. This “breath-holding” was a great burden on the subject.
このような問題点を解決するために、近年、X線管及びX線検出器を被検体の周囲で連続的に高速回転させた状態で被検体を載置した天板を体軸方向へ移動させることによりX線管及びX線検出器を被検体に対して螺旋状に移動させる、所謂、ヘリカルスキャン方式が開発された(例えば、特許文献1参照。)。このヘリカルスキャン方式の開発とX線検出器及び再構成処理部の高速化/高性能化により、呼吸性移動の影響が少ない良質な画像データを短時間で収集することが可能となった。このため、検査効率が飛躍的に向上し、検査における被検体の負荷が大幅に軽減された。 In order to solve such problems, in recent years, the top plate on which the subject is placed is moved in the body axis direction while the X-ray tube and the X-ray detector are continuously rotated around the subject at a high speed. Thus, a so-called helical scan method has been developed in which the X-ray tube and the X-ray detector are moved in a spiral manner with respect to the subject (for example, see Patent Document 1). The development of this helical scan system and the high speed / high performance of the X-ray detector and reconstruction processing unit have made it possible to collect high-quality image data that is less affected by respiratory movement in a short time. For this reason, the examination efficiency has been dramatically improved, and the load on the subject in the examination has been greatly reduced.
上述の特許文献1に記載されたヘリカルスキャン方式のX線CT装置により、体軸方向における複数の画像データを極めて短時間で収集することが可能となった。しかしながら、例えば、集団検診のように、被検体の広範囲な領域に対して所定枚数の画像データを比較的粗い画像データ間隔で収集するような場合には、投影データの収集が不要な領域に対しても同様のX線照射が連続的に行なわれるため、被検体に対し必要以上のX線が照射されるという問題点を有していた。
The helical scan X-ray CT apparatus described in
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘリカルスキャン方式が適用されたCT撮影において所定間隔で予め設定されたスライス断面の各々における画像データの生成に必要な投影データの収集領域幅が画像データ間隔(即ち、スライス断面の間隔)より小さい場合、被検体に対するX線照射を間欠的に行なって前記画像データの生成に必要な投影データのみを選択的に収集することにより被検体に対するX線被曝量を低減することが可能なX線CT装置及び画像データ生成用制御プログラムを提供することにある The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is necessary for generating image data in each slice cross section set in advance at predetermined intervals in CT imaging to which the helical scan method is applied. When the collection area width of the projection data is smaller than the image data interval (that is, the slice section interval), only the projection data necessary for generating the image data is selectively collected by intermittently irradiating the subject with X-rays. An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus and an image data generation control program capable of reducing the X-ray exposure dose to the subject.
上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明のX線CT装置は、体軸方向へ移動する被検体の周囲でX線管及びX線検出器を高速回転させながら前記被検体に対しX線を照射して得られた投影データに基づいて前記体軸方向に複数の画像データを生成するヘリカルスキャン方式のX線CT装置において、前記体軸方向における前記画像データの間隔を含む撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、前記撮影条件に基づいて前記画像データの生成に必要な投影データの収集領域を算出する収集領域算出手段と、前記撮影条件及び前記投影データの収集領域に基づいてX線照射条件を設定する照射条件設定手段と、前記X線照射条件に基づいて前記被検体に対しX線を照射する前記X線管を有したX線発生手段と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを収集する前記X線検出器を有した投影データ収集手段と、前記投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、前記収集領域算出手段によって算出された前記画像データの各々を生成する際に必要な前記投影データの前記体軸方向における収集領域幅が前記画像データの間隔より小さい場合、前記照射条件設定手段は、前記X線発生手段によるX線照射を間歇的に行なうことにより前記投影データの収集領域における投影データの選択的な収集を可能にする前記X線照射条件を設定することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, an X-ray CT apparatus according to the present invention according to
又、請求項6に係る本発明の画像データ生成用制御プログラムは、体軸方向へ移動する被検体の周囲でX線管及びX線検出器を高速回転させながら前記被検体に対しX線を照射して得られた投影データに基づいて前記体軸方向に複数の画像データを生成するヘリカルスキャン方式のX線CT装置に対し、前記体軸方向における前記画像データの間隔を含む撮影条件を設定する撮影条件設定機能と、前記撮影条件に基づいて前記画像データの生成に必要な投影データの収集領域を算出する収集領域算出機能と、前記収集領域算出機能によって算出された前記画像データの各々を生成する際に必要な前記投影データの前記体軸方向における収集領域幅と前記画像データの間隔を比較する比較機能と、前記比較機能の比較結果、前記撮影条件及び前記投影データの収集領域に基づき、前記被検体に対するX線照射を間歇的に行なうことにより前記投影データの収集領域における投影データの選択的な収集を可能にする低被曝線量撮影モードのX線照射条件を設定する照射条件設定機能と、前記X線照射条件に基づいて前記被検体に対しX線を照射するX線発生機能と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを収集する投影データ収集機能と、前記投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成機能を実行させることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a control program for generating image data according to the present invention, wherein X-rays are emitted to the subject while rotating the X-ray tube and the X-ray detector at high speed around the subject moving in the body axis direction. For the helical scan X-ray CT apparatus that generates a plurality of image data in the body axis direction based on the projection data obtained by irradiation, imaging conditions including the interval of the image data in the body axis direction are set. Each of the imaging condition setting function, a collection area calculation function for calculating a collection area of projection data necessary for generating the image data based on the imaging condition, and the image data calculated by the collection area calculation function. A comparison function for comparing the collection area width of the projection data necessary for generation in the body axis direction and the interval between the image data, a comparison result of the comparison function, the imaging condition, and the previous X-ray irradiation conditions in a low-dose imaging mode that enables selective collection of projection data in the projection data collection region by intermittently performing X-ray irradiation on the subject based on the projection data collection region An irradiation condition setting function for setting the X-ray, an X-ray generation function for irradiating the subject with X-rays based on the X-ray irradiation condition, and detecting X-rays transmitted through the subject and collecting projection data A projection data collection function and an image data generation function for processing the projection data to generate image data are executed.
本発明によれば、ヘリカルスキャン方式が適用されたCT撮影において所定間隔で予め設定されたスライス断面の各々における画像データの生成に必要な投影データの収集領域幅が画像データ間隔より小さい場合、被検体に対するX線照射を間欠的に行なって前記画像データの生成に必要な投影データのみを選択的に収集することにより被検体に対するX線被曝量を低減することが可能となる。このため、安全なヘリカルスキャン方式のX線CT撮影を行なうことができる。 According to the present invention, in the case of CT imaging to which the helical scan method is applied, when the projection data collection area width required for generating image data in each slice cross-section set in advance at a predetermined interval is smaller than the image data interval, It is possible to reduce the amount of X-ray exposure to the subject by intermittently performing X-ray irradiation on the sample and selectively collecting only the projection data necessary for generating the image data. Therefore, safe helical scan X-ray CT imaging can be performed.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、本発明の実施例につき図1乃至図4を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施例では、ヘリカルスキャン方式を適用した当該被検体のCT撮影に先立って設定された撮影条件に基づき、体軸方向に所定間隔で配置されたスライス断面の画像データの各々を生成する際に必要な投影データの収集領域を算出する。そして、体軸方向における投影データの収集領域幅が画像データ間隔より小さい場合、天板と共に体軸方向へ所定速度で移動する前記被検体の周囲でX線管及びX線検出器を高速回転させながらX線照射を間欠的に行なうことにより前記投影データ収集領域における投影データを選択的に収集し、これらの投影データ収集領域から収集した投影データを再構成処理して前記スライス断面における低被曝線量撮影モードの画像データを生成する。 In this embodiment, when generating each image data of slice sections arranged at predetermined intervals in the body axis direction based on the imaging conditions set prior to CT imaging of the subject to which the helical scan method is applied. The necessary projection data collection area is calculated. When the projection data collection area width in the body axis direction is smaller than the image data interval, the X-ray tube and the X-ray detector are rotated at high speed around the subject moving at a predetermined speed in the body axis direction together with the top plate. While the X-ray irradiation is intermittently performed, the projection data in the projection data collection area is selectively collected, and the projection data collected from the projection data collection area is reconstructed to reduce the exposure dose in the slice cross section. Image data in shooting mode is generated.
尚、以下に示す本発明の実施例では、複数個のX線検出素子が1次元配列されたX線検出器を用いて体軸方向に設定された複数からなる投影データ収集領域の投影データを収集する場合について述べるが、2次元配列されたX線検出器を用いて上述の投影データを収集しても構わない。 In the embodiment of the present invention described below, projection data in a plurality of projection data collection areas set in the body axis direction using an X-ray detector in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in a one-dimensional manner is used. Although the case of collecting will be described, the above-mentioned projection data may be collected using a two-dimensionally arranged X-ray detector.
(装置の構成)
図1は、本実施例におけるX線CT装置の全体構成を示すブロック図であり、このX線CT装置100は、後述の入力部10から供給される撮影モード選択情報や撮影条件、更には、収集領域算出部11から供給される投影データ収集領域の情報等に基づいてX線照射条件を設定し照射制御信号を生成する照射条件設定部1と、この照射条件設定部1から供給される照射制御信号に従って被検体150に対しX線を照射するX線発生部2と、被検体150を透過したX線を検出して投影データを収集する投影データ収集部3と、投影データ収集部3が収集した投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成部4と、画像データ生成部4が生成した画像データを表示する表示部5を備えている。
(Device configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment. The
又、X線CT装置100は、X線発生部2及び投影データ収集部3の一部を搭載し被検体150の周囲にて所定速度で高速回転する架台回転部6と、図示しない寝台の上面にスライド可能に設けられ被検体150を載置してその診断対象部位を体軸方向へ所定速度で移動する天板8と、入力部10から供給される撮影条件に基づき天板8の移動や架台回転部6の高速回転を行なう移動機構部9を備え、更に、撮影モードの選択、撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部10と、入力部10から供給される撮影条件に基づいて投影データの収集領域を算出する収集領域算出部11と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部12を備えている。
In addition, the
尚、上述の入力部10において設定される撮影条件には画像データ収集条件と画像再構成条件が含まれている。そして、画像データ収集条件として、撮影位置(画像データが生成されるスライス断面の位置)、画像データ間隔、画像データ数、画像データ厚、管電圧及び管電流、架台回転部6の回転速度、天板8の移動速度等があり、再構成条件として、再構成方式、再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ等がある。
Note that the imaging conditions set in the
図2は、上述の画像データ収集条件を示しており、被検体150の体軸方向(z方向)に画像データ間隔Δdで設定された撮影位置z1乃至zNの各々において画像データ厚Iwを有する画像データS1乃至SNを生成する場合、撮影位置z1乃至zN、画像データ間隔Δd、画像データ数N、画像データ厚Iw等が入力部10において設定される。
FIG. 2 shows the above-described image data collection conditions, and an image having an image data thickness Iw at each of the imaging positions z1 to zN set at the image data interval Δd in the body axis direction (z direction) of the
尚、図2の実線で示した領域A1乃至ANは、収集領域算出部11において算出される低被曝線量撮影モードの投影データ収集領域を示しており、破線で示した領域B0は、通常撮影モードの投影データ収集領域を示している。そして、画像データS1乃至SNの生成に必要な投影データが収集される収集領域幅Δhを有した低被曝線量撮影モードの投影データ収集領域A1乃至AN及び収集領域幅ΔHを有した通常撮影モードの投影データ収集領域B0は、入力部10から供給される上述の画像データ収集条件に基づいて算出される。
In addition, areas A1 to AN indicated by solid lines in FIG. 2 indicate projection data collection areas in the low exposure dose imaging mode calculated by the acquisition
次に、X線CT装置100が備える上述の各ユニットの構成と機能につき更に詳しく説明する。
Next, the configuration and function of each of the units included in the
図1に示す照射条件設定部1は、入力部10からシステム制御部12を介して供給される撮影モード選択信号及び画像データ収集条件と収集領域算出部11からシステム制御部12を介して供給される投影データ収集領域の算出結果に基づいてX線照射条件を設定し、このX線照射条件に基づいて生成した照射制御信号をX線発生部2へ供給する。例えば、入力部10において低被曝線量撮影モードが選択された場合、照射条件設定部1は、収集領域算出部11から供給される投影データ収集領域の算出結果を受信し、この投影データ収集領域の情報に基づいて低被曝線量撮影モードのX線照射条件を設定する。
The irradiation
図3は、上述の投影データ収集領域に基づいて設定された低被曝線量撮影モードのX線照射条件を模式的に示したものである。但し、この図3では、説明を簡単にするために後述するX線発生部2のX線管21及び投影データ収集部3のX線検出器31が被検体150の体軸方向(z方向)へ移動する場合について示しているが、実際には、被検体150を載置した図示しない天板が体軸方向(−z方向)へ移動することによって被検体150の所定領域に対するX線照射が行なわれる。
FIG. 3 schematically shows the X-ray irradiation conditions in the low exposure dose imaging mode set based on the above-described projection data collection area. However, in FIG. 3, the
即ち、被検体150に対しX線管21及びX線検出器31をz方向へ相対的に移動させることにより画像データ間隔Δdで設定された撮影位置z1乃至zNにて画像データ厚Iwを有する画像データS1乃至SNを生成する場合、図3(a)に示すような画像データS1乃至SNの生成に必要な投影データ収集領域[zn1−zn2](zn1=zn−Δh/2、zn2=zn+Δh/2、n=1乃至N)の算出結果が収集領域算出部11からシステム制御部12を介して供給される。
That is, by moving the
そして、照射条件設定部1は、収集領域算出部11から供給される上述の投影データ収集領域の情報及び画像データ収集条件として入力部10から供給される天板8の体軸方向(−z方向)に対する移動速度Vt(図3では、X線管21及びX線検出器31の体軸方向(z方向)に対する相対的な移動速度)に基づいて図3(b)に示すようなX線の照射期間[tn1−tn2](n=1乃至N)を設定する。但し、tn1及びtn2は、移動速度Vtを有するX線管21及びX線検出器31が図3(a)のzn1及びzn2を通過する時刻であり、撮影位置Znにおける照射区間Δτhは、Δτh=tn2−tn1=Δh/Vtにより、又、照射繰り返し周期Δτdは、Δτd=Δd/Vtによって決定される。尚、照射期間[tn1−tn2](n=1乃至N)における低被曝線量撮影モードの管電圧及び管電流は、入力部10から供給される画像データ収集条件によって設定される。
The irradiation
一方、入力部10において通常撮影モードが選択された場合、照射条件設定部1は、収集領域算出部11から供給される投影データ収集領域の算出結果を受信し、この投影データ収集領域に基づいて通常撮影モードのX線照射条件を設定する。
On the other hand, when the normal imaging mode is selected in the
図4は、上述の投影データ収集領域に基づいて設定された通常撮影モードのX線照射条件を模式的に示したものであり、この場合も、説明を簡単にするためにX線発生部2のX線管21及び投影データ収集部3のX線検出器31を被検体150の体軸方向(z方向)へ速度Vtで相対的に移動させ、通常撮影モードの投影データ収集領域B0にて収集された投影データを用いて撮影位置z1乃至zNにおける画像データS1乃至SNを生成する場合について示している。
FIG. 4 schematically shows the X-ray irradiation conditions in the normal imaging mode set based on the above-described projection data collection area. In this case as well, the
この場合、図4(a)に示すような画像データS1乃至SNの生成に必要な通常撮影モードの投影データ収集領域[z01−z02](z01=z11=z1−Δh/2、z02=zN2=zN+Δh/2)の情報が収集領域算出部11からシステム制御部12を介して供給される。そして、照射条件設定部1は、収集領域算出部11から供給される上述の投影データ収集領域及び入力部10から供給される天板8の移動速度Vtに基づいて図4(b)に示すようなX線の照射期間[t01−t02]を設定する。
In this case, the projection data collection area [z01−z02] (z01 = z11 = z1−Δh / 2, z02 = zN2 =) in the normal photographing mode necessary for generating the image data S1 to SN as shown in FIG. Information on zN + Δh / 2) is supplied from the collection
但し、t01及びt02は、被検体150に対して相対的な移動速度Vtを有するX線管21及びX線検出器31が図4(a)のz01及びz02を通過する時刻であり、照射区間ΔτHは、ΔτH=t02−t01=ΔH/Vtによって決定される。又、照射期間[t01−t02]における通常撮影モードの管電圧及び管電流は、入力部10から供給される画像データ収集条件によって設定される。尚、通常撮影モードの管電圧及び管電流と低被曝線量撮影モードの管電圧及び管電流は等しく設定してもよいが、夫々独立に設定しても構わない。
However, t01 and t02 are times when the
次いで、照射条件設定部1は、上述のX線照射条件に基づいて低被曝線量撮影モードあるいは通常撮影モードの照射制御信号を生成し、X線発生部2の高電圧発生器22へ供給することによってX線管21から被検体150へ照射されるX線の照射強度や照射タイミングを制御する。
Next, the irradiation
図1へ戻って、X線発生部2は、被検体150に対してX線を照射するX線管21と、X線管21の陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生する高電圧発生器22と、X線管21から放射されたX線の被検体150に対する照射範囲を制御するX線絞り器23と、高電圧発生器22が発生した高電圧を架台回転部6に設けられたX線管21へ供給するスリップリング24を備えている。
Returning to FIG. 1, the
X線管21は、X線を発生する真空管であり、低被曝線量撮影モード及び通常撮影モードの照射制御信号に従って高電圧発生器22から供給される高電圧によって加速した電子をタングステンターゲットに衝突させてX線を放射する。X線絞り器23は、X線管21と被検体150の間に設けられ、X線管21から放射されたX線を所定の照射範囲に絞り込む機能と被検体150に対するX線の照射強度分布を設定する機能を有している。例えば、X線管21から放射されたX線ビームを撮影領域に対応したコーンビーム状あるいはファンビーム状のX線ビームに成形する。
The
一方、投影データ収集部3は、被検体150を透過したX線を検出するX線検出器31と、X線検出器31から出力された複数チャンネルの検出信号(投影データ)に対して電流/電圧変換とA/D変換を行なうデータ収集ユニット(以下、DAS(Data Acquisition System)ユニットと呼ぶ。)32と、DASユニット32の出力信号に対してパラレル/シリアル変換、電気/光/電気変換及びシリアル/パラレル変換を行なうデータ伝送回路33を備えている。
On the other hand, the projection
投影データ収集部3のX線検出器31は、例えば、1次元配列された図示しない複数個のX線検出素子を備え、このX線検出素子の各々は、例えば、X線を光に変換するシンチレータと光を電気信号に変換するフォトダイオードによって構成されている。そして、これらのX線検出素子は、X線管21の焦点を中心とした円弧に沿って架台回転部6に取り付けられている。
The
一方、DASユニット32は、X線検出器31から供給された投影データに対して電流/電圧変換とA/D変換を行なう。そして、データ伝送回路33は、図示しないパラレル/シリアル変換器と電気/光/電気変換器とシリアル/パラレル変換器を有し、DASユニット32から出力された投影データは、架台回転部6に取り付けられた前記パラレル/シリアル変換器において時系列的な1チャンネルの投影データに変換され、前記電気/光/電気変換器を用いた光通信により架台固定部7に取り付けられた前記シリアル/パラレル変換器に供給される。
On the other hand, the
次いで、前記シリアル/パラレル変換器において、1チャンネルの投影データは複数チャンネルの投影データに戻されて画像データ生成部4の投影データ記憶部41に保存される。尚、このデータ伝送方法は、架台回転部6に設けられた投影データ収集部3と架台固定部7の外部に設けられた画像データ生成部4の間の信号伝送が可能であれば他の方法に替えることが可能であり、例えば、既に述べたスリップリング等のデバイスを使用しても構わない。
Next, in the serial / parallel converter, the projection data of one channel is returned to the projection data of a plurality of channels and stored in the projection data storage unit 41 of the image
そして、X線発生部2のX線管21及びX線絞り器23と上述の投影データ収集部3は、被検体150を挟むように対向して架台回転部6に装着され、移動機構部9により被検体150の体軸方向(z方向)に平行な軸を回転中心として、例えば、1回転/秒乃至2回転/秒で高速回転する。
The
次に、画像データ生成部4は、投影データ記憶部41及び再構成処理部42を備え、低被曝線量撮影モードのCT撮影にて収集された投影データ収集領域[z11−z12]乃至[zN1−zN2]の投影データあるいは通常撮影モードのCT撮影にて収集された投影データ収集領域[z01−z02]の投影データを再構成処理して画像データを生成する機能を有している。
Next, the image
即ち、投影データ記憶部41には、被検体150の周囲における架台回転部6の高速回転と天板8の体軸方向への移動を同時に行なうヘリカルスキャン方式にて収集された低被曝線量撮影モードの投影データあるいは通常撮影モードの投影データが架台回転部6の回転角度情報や天板8の位置情報を付帯情報として保存される。
That is, in the projection data storage unit 41, a low dose imaging mode collected by a helical scan method that simultaneously performs high-speed rotation of the
一方、再構成処理部42は、演算回路と画像再構成に必要な各種の再構成処理プログラムが予め保管されているプログラム保管回路(何れも図示せず)を備えている。前記演算回路は、入力部10からシステム制御部12を介して供給される画像データ収集条件の画像データ厚Iw及び画像再構成条件の情報を受信し、前記画像再構成条件に対応する再構成処理プログラムを前記プログラム保管回路から読み出す。そして、投影データ記憶部41から読み出した投影データを前記再構成処理プログラムを用いて再構成処理することにより画像データ厚Iwを有した低被曝線量撮影モードあるいは通常撮影モードの画像データS1乃至SNを生成する。
On the other hand, the
表示部5は、表示データ生成部51及びモニタ52を備えている。表示データ生成部51は、画像データ生成部4において生成された低被曝線量撮影モードあるいは通常撮影モードの画像データS1乃至SNを所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成しモニタ52に表示する。
The display unit 5 includes a display
次に、移動機構部9は、天板・架台移動機構部91と機構制御部92を備えている。天板・架台移動機構部91は、機構制御部92から供給される架台回転制御信号及び天板移動制御信号に従ってX線管21及びX線検出器31が搭載された架台回転部6を被検体150の周囲にて速度Vrで高速回転させ、更に、天板8を被検体150の体軸方向へ速度Vtでスライド移動させる。
Next, the moving
一方、機構制御部92は、図示しない制御回路と移動条件記憶回路を備え、前記移動条件記憶回路には、入力部10にて設定された通常撮影モード及び低被曝線量撮影モードの画像データ収集条件における架台回転部6の回転速度Vr及び天板8の移動速度Vtが保存される。そして、前記制御回路は、前記移動条件記憶回路から読み出した上述の移動情報に基づいて架台回転制御信号及び天板移動制御信号を生成し、得られたこれらの制御信号を天板・架台移動機構部91へ供給することにより低被曝線量撮影モードあるいは通常撮影モードにおける架台回転部6の回転や天板8の移動を行なう。
On the other hand, the
入力部10は、表示パネルやキーボード、各種スイッチ、マウス等の入力デバイスを備え、表示部5と組み合わせて用いることによりインターラクティブなインターフェースを形成している。そして、通常撮影モード及び低被曝線量撮影モードにおける画像データ収集条件や再構成条件等の撮影条件を設定する撮影条件設定機能101や通常撮影モードあるいは低被曝線量撮影モードを選択する撮影モード選択機能102を有し、更に、被検体情報の入力、画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。
The
一方、収集領域算出部11は、入力部10からシステム制御部12を介して供給される画像データ収集条件の画像データ数N、画像データ間隔Δd、撮影位置z1乃至zN、画像データ厚Iw、天板8の移動速度Vt及び架台回転部6の回転速度Vrに基づき、画像データS1乃至SNを生成する際に必要な収集領域幅Δhを有する低被曝線量撮影モードの投影データ収集領域[zn1−zn2](n=1乃至N)と収集領域幅ΔHを有する通常撮影モードの投影データ収集領域[z01−z02]を算出する。
On the other hand, the collection
システム制御部12は、入力部10から供給される上述の入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて照射条件制御部1、投影データ収集部3、画像データ生成部4、移動機構部9をはじめとする各ユニットを統括的に制御し、低被曝線量撮影モード及び通常撮影モードにおける画像データの生成と表示を行なう。
The
又、収集領域算出部11から供給される低被曝線量撮影モードの収集領域幅Δhと入力部10から供給される画像データ収集条件の画像データ間隔Δdとの比較を行なう機能を有している。
Further, it has a function of comparing the collection area width Δh in the low exposure dose imaging mode supplied from the collection
(画像データの収集手順)
次に、本実施例における画像データの収集手順につき図5のフローチャートを用いて説明する。
(Image data collection procedure)
Next, the image data collection procedure in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
X線CT装置100の操作者は、画像データの収集に先立ち入力部10において被検体情報を入力し、更に、低被曝線量撮影モード及び通常撮影モードにおける画像データ収集条件(即ち、撮影位置z1乃至zN、画像データ間隔Δd、画像データ数N、画像データ厚Iw、管電圧及び管電流、架台回転部6の回転速度Vr、天板8の移動速度Vt)や画像再構成条件(即ち、再構成方式、再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ)等の撮影条件を設定する。そして、設定されたこれらの撮影条件は、システム制御部12を介して照射条件設定部1、画像データ生成部4、移動機構部9及び収集領域算出部11へ供給される(図5のステップS1)。
The operator of the
入力部10における撮影条件の設定が終了したならば、操作者は、被検体150を天板8に載置し、最初の撮影位置(z=z1)が架台回転部6の撮影野に配置されるように天板8を体軸方向へ移動させる。
When the setting of the imaging conditions in the
一方、収集領域算出部11は、入力部10からシステム制御部12を介して供給された画像データ収集条件の画像データ数N、画像データ間隔Δd、撮影位置z1乃至zN、画像データ厚Iw、天板8の移動速度Vt及び架台回転部6の回転速度Vr等に基づいて画像データS1乃至SNを生成する際に必要な低被曝線量撮影モードの投影データ収集領域[zn1−zn2](n=1乃至N)及び収集領域幅Δhと通常撮影モードの投影データ収集領域[z01−z02]及び収集領域幅ΔHを算出し、収集領域幅Δhの算出結果をシステム制御部12へ供給する(図5のステップS2)。
On the other hand, the collection
収集領域算出部11から低被曝線量撮影モードにおける収集領域幅Δhの算出結果を受信したシステム制御部12は、既に入力部10から供給されている画像データ間隔Δdと上述の収集領域幅Δhとを比較する。そして、Δd>Δhの場合、その比較結果を入力部10の表示パネルあるいは表示部5のモニタ52に表示し(図5のステップS3)、前記比較結果を観察した操作者は、入力部10において低被曝線量撮影モードあるいは通常撮影モードの何れかを選択する(図5のステップS4)。
The
上述のステップS4において、低被曝線量撮影モードが選択された場合、システム制御部12を介して低被曝線量撮影モードの選択情報を受信した照射条件設定部1は、上述のステップ1において入力部10から供給された画像データ収集条件の天板移動速度Vtと収集領域算出部11から供給される投影データ収集領域[zn1−zn2](n=1乃至N)に基づき、照射期間[tn1−tn2](n=1乃至N)において間歇的なX線照射を行なう低被爆線量撮影モードのX線照射条件を設定する(図5のステップS5)。そして、このX線照射条件に基づいて照射制御信号を生成しX線発生部2の高電圧発生器22へ供給する。
In the above-described step S4, when the low exposure dose imaging mode is selected, the irradiation
一方、低被曝線量撮影モードの選択情報を入力部10から受信したシステム制御部12は、移動機構部9の機構制御部92に対して移動指示信号を供給し、この移動指示信号を受信した移動機構制御部92は、上述のステップS1において入力部10から供給された画像データ収集条件の架台回転速度Vr及び天板移動速度Vtに基づいて架台回転制御信号及び天板移動制御信号を生成する。そして、これらの制御信号を天板・架台移動機構部91へ供給することにより架台回転部6及び天板8を所定の方向へ所定の速度で移動させる。
On the other hand, the
一方、照射条件設定部1から低被曝線量撮影モードの照射制御信号が供給されたX線発生部2の高電圧発生器22は、X線照射に必要な電力(管電圧及び管電流)を図3に示した照射期間[tn1−tn2](n=1乃至N)において供給し、この電力の供給を受けたX線管21は、被検体150に対してX線を照射する。
On the other hand, the
X線管21から照射され被検体150を透過したX線は、投影データ収集部3のX線検出器31によって検出される。即ち、被検体150を透過したX線は、X線検出器31において透過線量に比例した電荷(電流)信号に変換され、この電流信号は、DASユニット32に供給されて電流/電圧変換とA/D変換が行なわれ投影データが生成される。
X-rays irradiated from the
この投影データは、架台回転部6に装着されたデータ伝送回路33の送信部に送られて光信号に変換され、空中を介して架台固定部7に取りつけられたデータ伝送回路33の受信部にて受信される。そして、受信された投影データは、その付帯情報である天板8の位置情報や架台回転部6の回転角度情報等と共に画像データ生成部4の投影データ記憶部41に保存される。即ち、投影データ記憶部41には、照射期間[tn1−tn2](n=1乃至N)の各々において収集された投影データが保存される(図5のステップS6)。
This projection data is sent to the transmission unit of the
一方、画像データ生成部4の再構成処理部42は、投影データ記憶部41から読み出した投影データを入力部10からシステム制御部12を介して供給された画像データ収集条件の画像データ厚Iw及び画像再構成条件に基づいて再構成処理し画像データ厚Iwを有した低被曝線量撮影モードの画像データS1乃至SNを生成する。即ち、撮影位置z1乃至zNにおける画像データS1乃至SNは、照射期間[tn1−tn2](n=1乃至N)において収集された投影データ収集領域[zn1−zn2](n=1乃至N)の投影データを再構成処理することによって生成される(図5のステップS9)。
On the other hand, the
そして、表示部5の表示データ生成部51は、画像データ生成部4の再構成処理部42から供給された低被曝線量撮影モードの画像データS1乃至SNを所定の表示フォーマットに変換してモニタ52に表示する(図5のステップS10)。
Then, the display
一方、上述のステップS4において、通常撮影モードが選択された場合、システム制御部12を介して通常撮影モードの選択情報を受信した照射条件設定部1は上述のステップ1において入力部10から供給された画像データ収集条件の天板移動速度Vtと収集領域算出部11から供給される投影データ収集領域[z01−z02]の算出結果に基づき、照射期間[t01−t02]において連続的なX線照射を行なう通常撮影モードのX線照射条件を設定する(図5のステップS7)。そして、このX線照射条件に基づいて照射制御信号を生成しX線発生部2の高電圧発生器22へ供給する。
On the other hand, when the normal shooting mode is selected in step S4 described above, the irradiation
一方、通常撮影モードの選択情報を入力部10から受信したシステム制御部12は、移動機構部9の機構制御部92に対して移動指示信号を供給し、この移動指示信号を受信した移動機構制御部92は、上述のステップS1において入力部10から供給された画像データ収集条件の架台回転速度Vr及び天板移動速度Vtに基づいて架台回転制御信号及び天板移動制御信号を生成する。そして、これらの制御信号を天板・架台移動機構部91へ供給することにより架台回転部6及び天板8を所定の方向へ所定の速度で移動させる。
On the other hand, the
一方、照射条件設定部1から通常撮影モードの照射制御信号が供給されたX線発生部2の高電圧発生器22は、X線照射に必要な電力(管電圧及び管電流)を図4に示した照射期間[t01−t02]において供給し、この電力の供給を受けたX線管21は、被検体150に対してX線を照射する。そして、上述のステップS6と同様の手順により照射期間[t01−t02]にて収集された投影データは画像データ生成部4の投影データ記憶部41に保存される(図5のステップS8)。
On the other hand, the
次いで、画像データ生成部4の再構成処理部42は、低被曝線量撮影モードの場合と同様にして、投影データ記憶部41から読み出した投影データを再構成処理して通常撮影モードの画像データS1乃至SNを生成し、表示部5のモニタ52に表示する。この場合、照射期間[t01−t02]において連続的に収集された投影データ収集領域[z01−z02]の投影データの中から領域[zn1−zn2](n=1乃至N)の投影データを抽出し、これらの投影データを再構成処理することにより画像データS1乃至SNの生成を行なう(図5のステップS9乃至ステップS10)。
Next, the
尚、ステップS2において算出された投影データの収集領域幅Δhが画像データ間隔Δdより大きい場合、上述のステップS7乃至ステップS10を実行することによって通常撮影モードにおける画像データS1乃至SNの生成と表示を行なう(図5のステップS7乃至ステップS10)。 When the projection data collection area width Δh calculated in step S2 is larger than the image data interval Δd, the above-described steps S7 to S10 are executed to generate and display the image data S1 to SN in the normal photographing mode. (Steps S7 to S10 in FIG. 5).
以上述べた本発明の実施例によれば、ヘリカルスキャン方式が適用されたCT撮影において所定間隔で予め設定されたスライス断面の各々における画像データの生成に必要な投影データの収集領域幅が画像データ間隔より小さい場合、被検体に対するX線照射を間欠的に行なって前記画像データの生成に必要な投影データのみを選択的に収集することにより被検体に対するX線被曝量を低減することが可能となる。このため、安全なヘリカルスキャン方式のX線CT撮影を行なうことができる。 According to the embodiment of the present invention described above, the projection data collection area width required for generating image data in each of slice slices preset at predetermined intervals in CT imaging to which the helical scan method is applied is the image data. When the interval is smaller than the interval, it is possible to reduce the X-ray exposure dose to the subject by intermittently performing X-ray irradiation on the subject and selectively collecting only the projection data necessary for generating the image data. Become. Therefore, safe helical scan X-ray CT imaging can be performed.
特に、集団検診のように、被検体の広範囲な領域に対して所定枚数の画像データを比較的粗い画像データ間隔で収集するような場合、本実施例において示した間欠的なX線照射を適用することにより被曝線量を大幅に低減することができる。 In particular, when collecting a predetermined number of image data at a relatively coarse image data interval over a wide area of a subject, such as a mass examination, the intermittent X-ray irradiation shown in this embodiment is applied. By doing so, the exposure dose can be greatly reduced.
又、低被曝線量撮影モード及び通常撮影モードの選択は、画像データ間隔と投影データ収集領域幅との比較結果が報知された操作者によって行なわれるため、CT撮影の環境に最適な撮影モードを臨機応変に選択することができる。 In addition, the selection of the low-dose imaging mode and the normal imaging mode is performed by an operator who has been notified of the comparison result between the image data interval and the projection data collection area width, so that an imaging mode optimal for the CT imaging environment is used as an opportunity. You can choose as you like.
更に、上述の実施例によれば、ヘリカルスキャン方式が適用された通常撮影モードのCT撮影と同様にして、広範囲の投影データを短時間で収集することができるため呼吸性移動等の影響を受けない良質な画像データを収集することができ、従って、診断精度や診断効率を向上させることができる。 Furthermore, according to the above-described embodiment, a wide range of projection data can be collected in a short time in the same manner as the CT imaging in the normal imaging mode to which the helical scan method is applied, and therefore, it is affected by respiratory movement and the like. High quality image data can be collected, and thus diagnostic accuracy and diagnostic efficiency can be improved.
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、通常撮影モードにおける天板8の移動速度と低被曝線量撮影モードにおける天板8の移動速度は等しく設定する場合について述べたが、各々独立に設定しても構わない。特に、低被曝線量撮影モードでは、X線の非照射期間における移動速度を照射期間における移動速度より速くすることにより、投影データの収集に要する時間を短縮することができる。
As mentioned above, although the Example of this invention has been described, this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can change and implement. For example, in the above-described embodiment, the case where the moving speed of the
又、通常撮影モードの管電圧及び管電流と低被曝線量撮影モードの管電圧及び管電流も等しく設定する場合について述べたが、異なる管電圧及び管電流を設定してもよい。 Moreover, although the case where the tube voltage and tube current in the normal imaging mode and the tube voltage and tube current in the low exposure dose imaging mode are set to be equal has been described, different tube voltages and tube currents may be set.
一方、上述の実施例では、複数個のX線検出素子が1次元配列されたX線検出器を用いて体軸方向に設定された複数からなる投影データ収集領域の投影データを収集する場合について述べたが、2次元配列されたX線検出器を用いて上述の投影データを収集してもよい。 On the other hand, in the above-described embodiment, a case where projection data in a plurality of projection data collection areas set in the body axis direction is collected using an X-ray detector in which a plurality of X-ray detection elements are arranged one-dimensionally. As described above, the above-described projection data may be collected using a two-dimensionally arranged X-ray detector.
又、システム制御部12において低被曝線量撮影モードの収集領域幅Δhと画像データ間隔Δdとの比較を行なう場合について述べたが、これらの比較を行なう比較部を独立に設けてもよい。
Further, although the case where the
更に、上述の実施例では、低被曝線量撮影モードの収集領域幅Δhが画像データ間隔Δdより小さい場合、照射条件設定部1は、入力部10から供給される撮影モード選択情報に基づいて低被曝線量撮影モードのX線照射条件を設定する場合について述べたが、システム制御部12あるいは上述の比較部から直接供給される比較結果に基づいて低被曝線量撮影モードのX線照射条件を自動設定しても構わない。
Furthermore, in the above-described embodiment, when the collection area width Δh in the low exposure dose imaging mode is smaller than the image data interval Δd, the irradiation
1…照射条件設定部
2…X線発生部
21…X線管
22…高電圧発生器
23…X線絞り器
24…スリップリング
3…投影データ収集部
31…X線検出器
32…DASユニット
33…データ伝送回路
4…画像データ生成部
41…投影データ記憶部
42…再構成処理部
5…表示部
51…表示データ生成部
52…モニタ
6…架台回転部
7…架台固定部
8…天板
9…移動機構部
91…天板・架台移動機構部
92…機構制御部
10…入力部
101…撮影条件設定機能
102…撮影モード選択機能
11…収集領域算出部
12…システム制御部
100…X線CT装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記体軸方向における前記画像データの間隔を含む撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
前記撮影条件に基づいて前記画像データの生成に必要な投影データの収集領域を算出する収集領域算出手段と、
前記撮影条件及び前記投影データの収集領域に基づいてX線照射条件を設定する照射条件設定手段と、
前記X線照射条件に基づいて前記被検体に対しX線を照射する前記X線管を有したX線発生手段と、
前記被検体を透過したX線を検出して投影データを収集する前記X線検出器を有した投影データ収集手段と、
前記投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、
前記収集領域算出手段によって算出された前記画像データの各々を生成する際に必要な前記投影データの前記体軸方向における収集領域幅が前記画像データの間隔より小さい場合、前記照射条件設定手段は、前記X線発生手段によるX線照射を間歇的に行なうことにより前記投影データの収集領域における投影データの選択的な収集を可能にする前記X線照射条件を設定することを特徴とするX線CT装置。 Based on projection data obtained by irradiating the subject with X-rays while rotating the X-ray tube and the X-ray detector at a high speed around the subject moving in the body axis direction, a plurality of items in the body axis direction are provided. In a helical scan X-ray CT apparatus that generates image data,
Photographing condition setting means for setting photographing conditions including an interval of the image data in the body axis direction;
A collection area calculation means for calculating a collection area of projection data necessary for generating the image data based on the photographing conditions;
An irradiation condition setting means for setting an X-ray irradiation condition based on the imaging condition and the collection area of the projection data;
X-ray generation means having the X-ray tube for irradiating the subject with X-rays based on the X-ray irradiation conditions;
A projection data collecting means having the X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject and collecting projection data;
Image data generating means for processing the projection data to generate image data,
When the collection area width in the body axis direction of the projection data necessary for generating each of the image data calculated by the collection area calculation means is smaller than the interval of the image data, the irradiation condition setting means, The X-ray CT is characterized in that the X-ray irradiation conditions for enabling selective collection of projection data in the projection data collection region are set by intermittently performing X-ray irradiation by the X-ray generation means. apparatus.
前記体軸方向における前記画像データの間隔を含む撮影条件を設定する撮影条件設定機能と、
前記撮影条件に基づいて前記画像データの生成に必要な投影データの収集領域を算出する収集領域算出機能と、
前記収集領域算出機能によって算出された前記画像データの各々を生成する際に必要な前記投影データの前記体軸方向における収集領域幅と前記画像データの間隔を比較する比較機能と、
前記比較機能の比較結果、前記撮影条件及び前記投影データの収集領域に基づき、前記被検体に対するX線照射を間歇的に行なうことにより前記投影データの収集領域における投影データの選択的な収集を可能にする低被曝線量撮影モードのX線照射条件を設定する照射条件設定機能と、
前記X線照射条件に基づいて前記被検体に対しX線を照射するX線発生機能と、
前記被検体を透過したX線を検出して投影データを収集する投影データ収集機能と、
前記投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成機能を
実行させることを特徴とする画像データ生成用制御プログラム。 Based on projection data obtained by irradiating the subject with X-rays while rotating the X-ray tube and the X-ray detector at a high speed around the subject moving in the body axis direction, a plurality of items in the body axis direction are provided. For the helical scan X-ray CT system that generates image data,
A shooting condition setting function for setting shooting conditions including an interval of the image data in the body axis direction;
A collection area calculation function for calculating a collection area of projection data necessary for generating the image data based on the imaging conditions;
A comparison function for comparing the collection area width in the body axis direction of the projection data necessary for generating each of the image data calculated by the collection area calculation function and the interval of the image data;
Based on the comparison result of the comparison function, the imaging conditions, and the projection data collection area, X-ray irradiation is intermittently performed on the subject, thereby enabling selective collection of projection data in the projection data collection area. An irradiation condition setting function for setting an X-ray irradiation condition in a low exposure dose imaging mode;
An X-ray generation function for irradiating the subject with X-rays based on the X-ray irradiation conditions;
A projection data collection function for detecting X-rays transmitted through the subject and collecting projection data;
An image data generation control program for executing an image data generation function for processing the projection data to generate image data.
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