JP2011130847A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線CT装置に係り、特に、撮影を行う架台の移動が可能なX線CT装置に関する。 The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to an X-ray CT apparatus capable of moving a gantry for imaging.
X線CT装置は、被検体の撮影により生成される画像データを提供するものであり、診断や治療等の医療行為に重要な役割を果たしている。このX線CT装置は、寝台に支持された天板上に載置される被検体に対してX線を照射するX線照射部及び被検体を透過したX線を検出するX線検出部を有する架台を備えている。この架台は円筒状の開口部を有し、架台内に収容された被検体の周りをX線照射部及びX線検出部が回転しながら、被検体にX線を照射すると共に被検体を透過したX線を検出して撮影を行う。そして、X線CT装置には、架台を例えばレール等の走行面上を移動させる架台移動部を備えた架台移動型X線CT装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 An X-ray CT apparatus provides image data generated by imaging a subject, and plays an important role in medical practices such as diagnosis and treatment. This X-ray CT apparatus includes an X-ray irradiator that irradiates an object placed on a top plate supported by a bed and an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the object. A gantry is provided. The gantry has a cylindrical opening, and the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit rotate around the subject accommodated in the gantry, and the subject is irradiated with X-rays and transmitted through the subject. The detected X-ray is detected and imaging is performed. As an X-ray CT apparatus, a gantry moving X-ray CT apparatus including a gantry moving unit that moves the gantry on a traveling surface such as a rail is known (for example, see Patent Document 1).
架台移動型のX線CT装置では、被検体の病変部に放射線を照射して治療を行う放射線治療装置と組み合わせて用いられることがある。この場合、寝台及び放射線治療装置が所定の位置に配置され、架台を移動して天板上に載置された被検体の撮影が行われる。そして、撮影により得られた画像データに基づいて、撮影が行われた後の天板を放射線治療装置の方向に移動することにより被検体の位置決めを行った後、病変部に放射線を照射する。 The gantry moving X-ray CT apparatus may be used in combination with a radiotherapy apparatus that performs treatment by irradiating a lesion on a subject with radiation. In this case, the bed and the radiotherapy apparatus are arranged at predetermined positions, and the subject placed on the top is moved by moving the gantry. Then, based on the image data obtained by imaging, the subject is positioned by moving the top plate after the imaging is performed in the direction of the radiotherapy apparatus, and then the irradiated portion is irradiated with radiation.
しかしながら、架台が移動する走行面は、平坦度を物理的に求めているにも拘らず例えば1mmから2mm程度の凹凸を有するため、最近の空間分解能が向上したX線CT装置では、撮影位置における架台の上下方向への位置ずれにより、画像データにぶれを生じる。これにより、放射線治療における被検体の不要な部位への被曝が増大する恐れがあるため、細心の注意が必要とされる。 However, since the traveling surface on which the gantry moves has unevenness of about 1 mm to 2 mm, for example, although the flatness is physically required, in recent X-ray CT apparatuses with improved spatial resolution, The image data is blurred due to the vertical displacement of the gantry. As a result, there is a possibility that the exposure of the subject to the unnecessary part in the radiotherapy may increase, and therefore, careful attention is required.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、画像データのぶれを防ぐことができるX線CT装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of preventing blurring of image data.
上記問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、天板上に載置された被検体にX線を照射し、前記被検体を透過したX線を検出して撮影を行う架台と、前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記画像データ生成手段により生成された画像データを補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problem, an X-ray CT apparatus according to a first aspect of the present invention irradiates a subject placed on a top plate with X-rays and detects X-rays transmitted through the subject. A gantry that performs photographing, image data generating means for generating image data based on photographing on the gantry, gantry moving means for moving the gantry in the longitudinal direction of the top plate, and the gantry moving means. Position detecting means for detecting the position of the gantry, and correction means for correcting the image data generated by the image data generating means based on the position information of the gantry in the vertical direction detected by the position detecting means. It is characterized by comprising.
また、請求項3に係る本発明のX線CT装置は、天板上に載置された被検体にX線を照射し、前記被検体を透過したX線を検出して撮影を行う架台と、前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記架台を上下方向の基準位置へ移動する上下移動手段とを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an X-ray CT apparatus according to the present invention, comprising: a gantry that irradiates a subject placed on a top plate with X-rays, detects X-rays transmitted through the subject, and performs imaging. Image data generating means for generating image data based on photographing on the gantry, gantry moving means for moving the gantry in the longitudinal direction of the top plate, and positions of the gantry moved by the gantry moving means. A position detecting means for detecting; and a vertical moving means for moving the gantry to a reference position in the vertical direction on the basis of position information in the vertical direction of the gantry detected by the position detecting means. To do.
本発明によれば、撮影位置における架台の上下方向の位置を検出し、検出した位置に基づいて補正することにより、画像データのぶれを防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent blurring of image data by detecting the vertical position of the gantry at the photographing position and correcting based on the detected position.
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係るX線CT装置の構成を示したブロック図である。このX線CT装置100は、被検体Pが載置される寝台部20と、寝台部20上に載置された被検体PにX線を照射し、被検体Pを透過したX線を検出して撮影を行う移動可能に配置された架台10と、架台10における撮影により、画像データを生成する画像データ生成部30とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. The X-ray CT apparatus 100 irradiates the
また、X線CT装置100は、架台10を寝台部20の長手方向に移動する架台移動部40と、架台10の移動方向における位置(第1の位置)及びこの位置の上下方向における位置(第2の位置)を検出する位置検出部50と、位置検出部50で検出された位置の情報に基づいて画像データ生成部30で生成された画像データを補正する補正部60とを備えている。
In addition, the X-ray CT apparatus 100 includes a gantry moving unit 40 that moves the
更に、X線CT装置100は、補正部60で補正された画像データを表示する表示部70と、寝台部20及び架台10を操作するための入力を行う操作部80と、操作部80から入力された入力情報に基づいて、寝台部20、架台10、画像データ生成部30、架台移動部40、位置検出部50、及び補正部60を制御するシステム制御部90とを備えている。
Furthermore, the X-ray CT apparatus 100 includes a
図2は、寝台部20と架台10の配置及び寝台部20の構成を示した図である。この寝台部20は、ホームポジションの架台10から離間して配置され、被検体Pが載置される天板21、及び天板21を移動可能に支持する寝台22を備えている。そして、寝台22は、天板21を長手方向に移動する長手移動機構、上下方向に移動する上下移動機構、及び図示しない放射線治療装置の方向へ回転移動する回転機構を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of the
図1に示した架台10は、被検体Pの撮影を行う撮影部位を収容する円筒状の開口部11と、この開口部11内に収容された被検体Pの撮影部位にX線を照射するX線照射部12と、X線照射部12に高電圧を供給する高電圧発生部13と、X線照射部12から照射されたX線を検出するX線検出部14と、X線検出部14で検出された検出信号を収集して投影データを生成するデータ収集部15とを備えている。
The
また、架台10は、データ収集部15で生成された投影データを画像データ生成部30に出力するための例えば光を利用して送受信する送信部及び受信部を有するデータ伝送部16と、X線照射部12、高電圧発生部13、X線検出部14、データ収集部15、及びデータ伝送部16の送信部を支持する回転フレーム17と、回転フレーム17を開口部11の中心に位置する撮影中心18を中心として回転する回転機構19とを備えている。
Further, the
X線照射部12はX線管を有し、高電圧発生部13から供給される高電圧によりX線を発生し、発生したX線を回転フレーム17の回転により回転しながら、開口部11内の被検体Pに照射する。また、X線検出部14はX線検出素子を有し、X線照射部12からのX線照射により被検体Pを透過したX線を検出して電気信号に変換し、変換した検出信号を増幅してデータ収集部15に出力する。
The X-ray irradiation unit 12 includes an X-ray tube, generates X-rays by the high voltage supplied from the high voltage generation unit 13, and rotates the generated X-rays by the rotation of the rotating frame 17, while in the
データ収集部15は、X線検出部14からの検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、回転フレーム17の所定の回転角度毎に収集して1ビューの投影データを生成し、生成した投影データをデータ伝送部16に出力する。また、データ伝送部16は、データ収集部15からの投影データを画像データ生成部30に出力する。
The
画像データ生成部30は、架台10のデータ伝送部16から出力された投影データを保存する記憶部及びこの記憶部に保存された複数ビューの投影データを再構成して画像データを生成する再構成部を備えている。そして、生成した画像データを補正部60に出力する。
The image
架台移動部40は、寝台部20とホームポジションの架台10間に配置されたガイドレール、このガイドレールに平行に配置されたネジ軸、架台10に配置されたネジ軸に係合するボールネジナット及びこのボールネジナットを回転するモータ等の各ユニットにより構成される移動機構41と、この移動機構41を駆動制御する機構制御部42とを備えている。そして、モータでボールネジナットを回転させることにより、架台10をガイドレールに沿って、ホームポジションから天板21の長手方向へ移動して、天板21上に載置された被検体Pの撮影部位が開口部11内に収容された撮影位置で停止する。
The gantry moving unit 40 includes a guide rail disposed between the
位置検出部50は、第1の位置を検出する位置センサを有する。そして、例えばホームポジションにおける架台10を基準位置として、架台移動部40の移動機構41に配置された例えばエンコーダ等の位置センサを用いて、基準位置から架台10の移動方向に移動した第1の位置を検出する。また、第1の位置における架台10の基準位置から上下方向に移動した第2の位置を検出する。
The
(図3)
図3は、第2の位置を検出する検出方法の一例を説明するための図である。先ず、ホームポジションにおける架台10と寝台部20間に、架台10の撮影中心18を通るワイヤを、セオドライ等を利用して水平に張る。そして、操作部80から第2の位置情報を収集する操作が行われると、架台10は、ホームポジションから移動しながら、架台移動部40により移動可能な範囲Rのワイヤを撮影する。この撮影により画像データ生成部30は、範囲Rの画像データを生成し、生成した画像データを位置検出部50に出力する。
(Figure 3)
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a detection method for detecting the second position. First, a wire passing through the
位置検出部50は、ホームポジションにおける架台10の例えば撮影中心18を含む領域を撮影領域として生成された2次元の画像データを基準として、範囲Rの第1の位置で撮影中心18を含む領域を撮影領域として生成された2次元の画像データから第2の位置を検出する。ここでは、基準とする画像データの中心にワイヤに対応するワイヤデータが位置し、第1の位置で生成されたワイヤデータの画像データ中心から上下方向に移動した位置に基づいて、第1の位置における架台10の第2の位置を検出する。
The
そして、範囲Rを移動した架台10の第1の位置及びこの位置における第2の位置の情報を補正部60に出力する。また、操作部80から撮影を行うための架台10を撮影位置へ移動する操作が行われると、撮影位置における第1の位置の情報を補正部60に出力する。
Then, the information on the first position of the
補正部60は、第2の位置情報の収集操作に応じて、位置検出部50から出力される第1及び第2の位置の情報を保存する記憶回路60aを有する。そして、記憶回路60aに保存した第1及び第2の位置情報、並びに位置検出部50から出力される撮影位置における架台10の第1の位置の情報に基づいて、架台10の基準位置に対して上下方向へずれた距離を算出し、算出した距離に基づいて架台10の基準位置に対する上下方向へのずれによる画像データ生成部30から出力された画像データの上下方向へのぶれを補正する。
The correction unit 60 includes a
表示部70は、液晶パネルやCRTなどのモニタを備え、補正部60で補正された画像データ等を表示する。
The
操作部80は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には各種スイッチなどを備えたインターラクティブなインターフェースであり、寝台部20の天板21や架台10を移動する操作等、被検体Pの撮影に関る様々な入力操作を行う。
The
システム制御部90は、CPUと記憶回路を備え、操作部80からの操作により入力された入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、架台10における回転フレーム17の回転、投影データの生成、画像データの生成、及び表示や、天板21や架台10の移動に関する制御などシステム全体の制御を行う。そして、架台10を移動させながら、被検体Pの撮影を行わせる。また、架台10を停止させて、被検体Pの撮影を行わせる。
The
以下、図1乃至図7を参照して、X線CT装置100の動作の一例を説明する。図4は、X線CT装置100の動作を示すフローチャートである。また、図5は、架台10の撮影中心18の軌道の一例を示す図である。また、図6は、画像データ生成部30で生成された画像データの一例を示す図である。また、図7は、補正部60で補正された画像データの一例を示す図である。
Hereinafter, an example of the operation of the X-ray CT apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the X-ray CT apparatus 100. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the trajectory of the
図4において、補正部60の記憶回路60aには、架台10の移動可能な範囲Rにおける第1及び第2の位置情報が保存されている。寝台部20の天板21は被検体Pの乗降が容易な高さである乗降位置で停止し、架台10はホームポジションで停止している。そして、被検体Pが天板21上に載置された後、操作部80から被検体Pの撮影を行うために天板21を移動する操作が行われると、X線CT装置100は動作を開始する(ステップS1)。
In FIG. 4, the
システム制御部90は、寝台部20、架台10、画像データ生成部30、架台移動部40、位置検出部50、及び補正部60に撮影を指示する。寝台部20の寝台22は、天板21を乗降位置から被検体Pの撮影部位の中心がホームポジションの架台10の撮影中心18の高さになるまで上に移動した後、架台10方向へ移動して、被検体Pの撮影が可能な撮影位置で停止する(ステップS2)。
The
操作部80から撮影のために架台10を天板21の方向へ移動する操作が行われると、架台移動部40の移動機構41は、架台10をホームポジションから天板21方向へ移動して、天板21上に載置された被検体Pの撮影部位が開口部11内に収容される撮影位置で停止する(ステップS3)。
When an operation for moving the
操作部80から撮影を行う操作が行われると、架台10のX線照射部12は、高電圧発生部13から供給される高電圧によりX線を発生し、発生したX線を回転フレーム17の回転により回転しながら、被検体Pの撮影部位に照射する。X線検出部14は、X線照射部12からのX線照射により被検体Pの撮影部位及び天板21を透過したX線を検出してその検出信号をデータ収集部15に出力する。データ収集部15は、X線検出部14からの検出信号から投影データを生成し、生成した投影データをデータ伝送部16に出力する。データ伝送部16は、データ収集部15からの投影データを画像データ生成部30に出力する。画像データ生成部30は、架台10のデータ伝送部16から出力された投影データを再構成して画像データを生成し、生成した画像データを補正部60に出力する(ステップS4)。
When an operation for performing imaging is performed from the
図5は、画像データ生成部30で生成された画像データの一例を示した図である。この画像データ31は、被検体Pの撮影部位に対応する被検体データ32、この被検体データ32の下に位置する天板21に対応する天板データ33、及び被検体データ32及び天板データ33を包囲する開口部11内の空気に対応する空気データ34により構成される。そして、この画像データ31の画像中心311が架台10の撮影中心18に対応している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the image data generated by the image
補正部60は、記憶回路60aに保存した第1及び第2の位置情報、並びに位置検出部50から出力される撮影位置へ移動した架台10の第1の位置の情報に基づいて、撮影位置における架台10の基準位置に対して上下方向へずれた距離を算出し、算出した距離に基づいて架台10の基準位置に対して上下方向へぶれた画像データ31を補正する(図4のステップS5)。
Based on the first and second position information stored in the
次に、補正部60で補正される画像データ31の補正について説明する。
図6は、架台10の移動方向における撮影中心18の軌道の一例を示した図である。この架台10は、ホームポジションと寝台部20の寝台22近傍間である範囲Rを天板21の長手方向である矢印L1及びこのL1方向とは反対方向である矢印L2方向へ移動する。また、範囲Rを移動する架台10の撮影中心18は、曲線で表される軌道181上を通る。
Next, correction of the image data 31 corrected by the correction unit 60 will be described.
FIG. 6 is a diagram showing an example of the trajectory of the
この軌道181は、補正部60の記憶回路60aに保存された第1及び第2の位置情報を、基準位置における架台10の撮影中心18を通る天板21の長手方向に延びた水平なX軸及びこのX軸に直交する鉛直線方向に延びたY軸の2次元座標軸上にプロットすることにより表され、移動機構41の図示しない例えば床に配置されたガイドレールの平坦度に対応している。なお、ガイドレールを天井に配置し、架台10を天井吊りにして移動させるように実施してもよい。
The trajectory 181 is a horizontal X-axis extending from the first and second position information stored in the
ここで、被検体Pの撮影部位が図6に破線で示した例えば頭部断面であると、撮影部位における撮影中心18は、X軸から距離D下方にずれているため、画像データ生成部30で生成された画像データ31は、距離Dに応じた距離上方へぶれていることになる。従って、補正部60では、上方へぶれた画像データ31の例えば被検体データ32及び天板データ33を下方へ移動して補正する。
Here, if the imaging region of the subject P is, for example, a head section indicated by a broken line in FIG. 6, the
このように、記憶回路60aに範囲Rにおける架台10の第1及び第2の位置情報を記憶回路60aに保存し、位置検出部50からの撮影位置における架台10の第1の位置の情報に基づいて、撮影位置における架台10の基準位置に対して下方へずれた距離Dを算出することができる。
In this way, the first and second position information of the
図7は、補正部60で補正された画像データを示した図である。この画像データ31aは、図5に示した画像データ31に含まれる被検体データ32及び天板データ33が下方へ距離Dに応じた距離D1下方へ移動した被検体データ32a及び天板データ33aを含んでいる。
FIG. 7 is a diagram showing the image data corrected by the correction unit 60. The
このように、算出した距離Dに応じた距離D1移動することにより、上方にぶれた画像データ31を補正することができる。この補正により、画像データのぶれを防ぐことができる。 Thus, by moving the distance D1 according to the calculated distance D, it is possible to correct the image data 31 blurred upward. This correction can prevent image data from being blurred.
撮影の終了後、架台移動部40は、架台10を撮影位置から移動し、ホームポジションで停止する(ステップS6)。そして、システム制御部90が、寝台部20、架台10、画像データ生成部30、架台移動部40、位置検出部50、及び補正部60を停止させることにより、X線CT装置100は撮影の動作を終了する(ステップS7)。
After the photographing is finished, the gantry moving unit 40 moves the
撮影終了後、補正された画像データ31aに基づいて、撮影が行われた後の天板21を放射線治療装置の方向に移動して被検体Pの位置決めを行った後、被検体Pの放射線治療が行われる。
After the imaging is completed, the subject P is positioned by moving the
以上述べた本発明の実施例によれば、架台10の移動可能な範囲Rにおける移動方向及び上下方向の第1及び第2の位置を検出することができる。そして、検出した範囲Rにおける第1及び第2の位置情報及び撮影位置における架台10の第1の位置情報に基づいて、撮影位置における架台10の基準位置に対して上下方向にずれた距離を算出し、算出した距離に基づいてぶれた画像データ31を補正することができる。これにより、画像データのぶれを防ぐことができるため、被検体Pの病変部以外への不要な被曝を低減することができる。
According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to detect the first and second positions in the moving direction and the vertical direction in the movable range R of the
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、架台10の移動可能な範囲Rにおける移動方向及び上下方向の第1及び第2の位置を検出し、検出した第1及び第2の位置の情報に基づいて、撮影位置で架台10が基準位置に対して上下方向にずれている場合にその架台10を基準位置へ移動する上下移動機構を設けるように実施してもよい。これにより、画像データのぶれを防ぐことができるため、被検体Pの病変部以外への不要な被曝を低減することができる。
In addition, this invention is not limited to the said Example, The 1st and 2nd position which detected the 1st and 2nd position of the moving direction and the up-down direction in the movable range R of the
P 被検体
10 架台
11 開口部
12 X線照射部
13 高電圧発生部
14 X線検出部
15 データ収集部
16 データ伝送部
17 回転フレーム
18 撮影中心
19 回転機構
20 寝台部
21 天板
22 寝台
30 画像データ生成部
40 架台移動部
41 移動機構
42 機構制御部
50 位置検出部
60 補正部
60a 記憶回路
70 表示部
80 操作部
90 システム制御
100 X線CT装置
P subject 10
Claims (3)
前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、
前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記画像データ生成手段により生成された画像データを補正する補正手段とを
備えたことを特徴とするX線CT装置。 A gantry that irradiates a subject placed on a top plate with X-rays, detects X-rays transmitted through the subject, and performs imaging;
Image data generating means for generating image data on the basis of photographing on the mount;
A platform moving means for moving the platform in the longitudinal direction of the top plate;
Position detecting means for detecting the position of the gantry moved by the gantry moving means;
An X-ray CT apparatus comprising: correction means for correcting image data generated by the image data generation means based on position information in the vertical direction of the gantry detected by the position detection means .
前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、
前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記架台を上下方向の基準位置へ移動する上下移動手段とを
備えたことを特徴とするX線CT装置。 A gantry that irradiates a subject placed on a top plate with X-rays, detects X-rays transmitted through the subject, and performs imaging;
Image data generating means for generating image data on the basis of photographing on the mount;
A platform moving means for moving the platform in the longitudinal direction of the top plate;
Position detecting means for detecting the position of the gantry moved by the gantry moving means;
An X-ray CT apparatus comprising: vertical movement means for moving the gantry to a vertical reference position based on position information in the vertical direction of the gantry detected by the position detection means.
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