JP2013169358A - X線ct装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記憶部は、被検体の呼吸の周期を示す周期情報と、前記呼吸における所定の時相を示す時相情報とをあらかじめ記憶する。収集部は、前記被検体をX線でスキャンして、データを収集する。制御部は、前記時相情報に基づき前記収集部によるスキャンを開始させる。さらに制御部は、前記周期情報に基づく周期で前記収集部にスキャンを反復的に実行させる。画像生成部は、前記スキャンにより収集されたデータに基づいて、前記被検体の画像を反復的に生成する。
【選択図】図1
Description
図1〜図5を参照して、第1実施形態におけるX線CT装置1の構成について説明する。図1は、第1実施形態にかかるX線CT装置のブロック図である。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、本実施形態においては、これらを同一視する場合がある。
図1に示すように、X線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置20と、コンソール装置30とを含んで構成されている。
架台装置10は、被検体Eに対してX線を曝射し、被検体Eを透過した当該X線の検出データを収集する装置である。架台装置10は、X線発生部11と、X線検出部12と、回転体13と、高電圧発生部14と、架台駆動部17と、X線絞り部16と、絞り駆動部15と、データ収集部18とを有する。
寝台装置20は、撮影対象の被検体Eを載置・移動させる装置である。寝台装置20は、寝台装置20と寝台駆動部22とを備えている。寝台装置30は、被検体Eを載置するための寝台天板23と、寝台天板23を支持する基台24とを備えている。寝台天板23は、寝台駆動部22によって被検体Eの体軸方向および体軸方向に直交する方向に移動することが可能となっている。すなわち、寝台駆動部22は、被検体Eが載置された寝台天板23を、回転体13の開口部13aに対して挿抜させることができる。基台24は、寝台駆動部22によって寝台天板23を上下方向(被検体Eの体軸方向と直交する方向)に移動させることが可能となっている。なお、寝台装置20において寝台天板23を含まない構成を用いることも可能である。すなわち、寝台装置20に対して架台装置10を移動させる構成も本実施形態のX線CT装置に含まれる。
コンソール装置30は、X線CT装置1に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置30は、架台装置10によって収集された検出データから被検体Eの内部形態を表すCT画像データ(断層画像データやボリュームデータ)を再構成する機能等を有している。コンソール装置30は、入力部31と、表示部32と、条件設定部33と、スキャン制御部33と、設定部34、処理部35と、記憶部36と、表示制御部37と、主制御部38とを含んで構成されている。
入力部31は、コンソール装置30に対する各種操作を行う入力デバイスとして用いられる。入力部31は、例えばキーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。また、入力部31として、表示部32に表示されたGUI(Graphical User Interface)を用いることも可能である。
2を制御する。
表示部32は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。表示部32には、各種X線CT画像が表示される。例えば、表示部32の表示画面には、断層画像やボリュームレンダリング画像、MPR画像等が表示される。また、表示部32には、MPR画像に対応するビューイングボックスを表示してもよい。
スキャン制御部33、設定部34、処理部35、表示制御部37および主制御部38は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの図示しない処理装置と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)や、又はHDD(Hard Disc Drive)などの図示しない記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、各部の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。CPUなどの処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。
スキャン制御部33は、X線スキャンに関する各種動作を制御する。スキャン制御部33は、主制御部38を介して入力部31等から受けたスキャン開始の指示を受け、架台装置10によるスキャンを開始する。つまり、あらかじめ設定されたX線照射条件、視野、撮影範囲、スキャンモード、スライス厚によって、高電圧発生部14、架台駆動部17、絞り駆動部15、寝台駆動部22等を制御する。
処理部35は、架台装置10(データ収集部18)から送信された検出データに対して各種処理を実行する。処理部35は、前処理部35aと、再構成処理部35bと、画像生成部35cとを含んで構成されている。
次に、第1実施形態にかかる設定部34について図2および図3を参照して説明する。図2は、第1実施形態にかかる設定部34の概略構成を示すブロック図である。また図3は、呼吸モニタ40によりモニタされた被検体の呼吸波形の一例およびスキャンのタイミングの一例を概念的に示す概念図である。図2に示すように、設定部34は、I/F(Interface)34a、呼吸波形生成部34b、タイミング生成部34cを含んで構成される。
記憶部36は、RAMやROM等の半導体記憶装置によって構成される。記憶部36は、検出データや投影データ、あるいはX線CT画像データ等を記憶する。表示制御部37は、画像表示に関する各種制御を行う。例えば、上述の各種X線CT画像データの表示指示に基づき、記憶部36から当該画像データを受け、所定のフォーマットにより表示する。また、表示制御部37は、上述した各種設定画面の画像データを受け、所定のフォーマットにより表示する。
次に、図4および図5を参照して、本実施形態にかかるX線CT装置1の動作について説明する。図4は、第1実施形態にかかるX線CT装置1の動作の概要を示すフローチャートである。図5は、第1実施形態にかかるX線CT装置1の動作の概要を示すフローチャートである。ここでは、スキャンタイミング設定情報の設定およびスキャノグラムの生成を経て、タイミング生成部34cによるスキャン開始の指示、架台装置10による間欠的なスキャンおよびスキャンの終了までについて説明する。
スキャンを開始するにあたり、X線CT装置1は、スキャノグラムを生成する。すなわち、あらかじめ設定されたスキャン条件に基づいてスキャン制御部33が架台装置10の高電圧発生部14、架台駆動部17、絞り駆動部15および寝台駆動部22等を制御してスキャノグラムの撮影をする。例えば、スキャン制御部33は、寝台駆動部22を制御して寝台天板23と架台装置10の位置を相対的に変位させ、結果的に被検体をスキャン位置へ移動させる。また、スキャン制御部33は架台駆動部17を制御し、回転体13を移動させる。またスキャン制御部33は、高電圧発生部14を制御し、単一のX線投影角度によって被検体をスキャンする。データ収集部18は被検体を透過したX線に基づいて検出データを収集する。この収集データは、コンソール装置30に送られる。コンソール装置30が受けた収集データに基づいて、処理部35がスキャノグラムを生成する。
表示制御部37は、スキャノグラムおよび記憶部36から読み出した所定のフォーマットに基づいて、スキャン範囲設定画面を生成し、表示部32に表示させる。スキャン範囲設定画面上で、ユーザー等により入力部31を介してスキャン範囲が設定される。このようにスキャン範囲設定画面上で、各スキャン範囲(例えば、ROI:Region of Interest)が設定されると、表示制御部37から主制御部38を介して記憶部36に当該スキャン範囲を記憶させる。
I/F34aは、呼吸モニタ40から、呼吸モニタ信号を受ける。呼吸波形生成部34bは、I/F34aが受けた呼吸モニタ信号に基づき、図3に示すような呼吸波形を生成する。
ユーザーが、入力部31等により表示部32に表示された呼吸波形の表示画面上で、任意の位相を指定すると、主制御部38を介して指定情報がタイミング生成部34cに送られる。
タイミング生成部34cは、指定情報を受ける。また、タイミング生成部34cは指定情報に基づき、指定された位相(例えば吸気レベルの最大値)をそれぞれ特定する。これにより、指定された位相(例えば吸気のピーク)の間隔を特定する。さらにタイミング生成部34cは、この間隔に基づいてX線の照射の周期情報を生成する。
タイミング生成部34cは、呼吸波形における吸気(または呼気)レベルの変動が所定の範囲内に収まるような時間を照射時間情報として設定する。
タイミング生成部34cは、呼吸波形から現在の呼吸における時相を示す時相情報を生成する。さらにタイミング生成部34cは、時相情報および指定情報に基づき、X線の照射の開始タイミング、すなわち、スキャン開始の指示を生成する。
スキャン制御部33は、主制御部38を介してスキャン開始の指示を受け、架台装置10の高電圧発生部14、架台駆動部17、絞り駆動部15および寝台駆動部22等を制御してスキャンをさせる。
スキャン制御部33は、スキャン設定情報(照射時間情報)に基づき、照射時間情報に基づく照射時間が経過したか判断する。スキャン制御部33は経過していないと判断した場合(S09;No)は、この処理を繰り返す。
スキャン制御部33は照射時間が経過したと判断した場合(S09;Yes)は、X線発生部11を制御してX線の照射を一旦停止させる。
スキャン制御部33は、スキャンを中断すると、スキャン設定情報(周期情報)に基づき、前回の照射の開始から起算して、次のX線照射の開始の時間になったかを判断する。スキャン制御部33は所定時間が経過するまで(S11;No)、この処理を繰り返す。
スキャン制御部33は次のX線照射の開始の時間になったと判断した場合(S11;Yes)は、X線発生部11を制御してX線の照射を再開させる。
架台装置10の主制御部38は、入力部31を介したスキャンの完了指示があったかを判断する。主制御部38は、当該指示が未だ入力されていない時点では(S13;No)、上記S08〜S13の工程を繰り返す。つまり、X線CT装置1はスキャンを継続する。これに対し、当該指示が入力された場合(S13;Yes)、X線CT装置1はスキャンを停止する。
上述した第1実施形態にかかるX線CT装置1の作用および効果について説明する。
次に、第2実施形態にかかるX線CT装置1について図6を参照して説明する。図6は、第2実施形態にかかる設定部34の概略を示す概略ブロック図である。第2実施形態においては、第1実施形態と比較して、設定部34の処理等が異なる。またこれらの相違に応じた各部の動作や処理内容も異なる場合がある。その他の部分は第1実施形態にかかるX線CT装置1と同様である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
第2実施形態にかかるX線CT装置1においては、設定部34において判断部34dをさらに備える。判断部34dは、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較してズレがあるかを判断する。ここで、第1の呼吸波形は、スキャン設定情報の基礎となった呼吸波形を示す。他方の第2の呼吸波形は、タイミング生成部34cによりスキャン開始の指示がなされた後に順次生成された呼吸波形それぞれを示す。判断部34dは、判断の結果を表示する。
呼吸波形生成部34bは、タイミング生成部34cによるスキャン開始の指示の後も、継続して、I/F34aが受けた呼吸モニタ信号に基づき、図3に示すような呼吸波形を生成する。
判断部34dは、スキャン開始の指示後に、呼吸波形生成部34bから第2の呼吸波形を受ける。また、記憶部36から第1の呼吸波形を読み出す。また、判断部34dは第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較する。さらに判断部34dは、この比較の結果を表示する。比較の結果とは、ズレ量の数値情報または、ズレの割合である。あるいは判断部34dが、X線CT画像の表示と並行して第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを重ねて表示してもよい。
上述した第2実施形態にかかるX線CT装置1の作用および効果について説明する。
次に、第3実施形態にかかるX線CT装置1について図7を参照して説明する。第3実施形態においては、第1実施形態と比較して、設定部34の処理等が異なる。またこれらの相違に応じた各部の動作や処理内容も異なる場合がある。その他の部分は第2実施形態にかかるX線CT装置1と同様である。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。
第3実施形態にかかるX線CT装置1においては、設定部34において判断部34dをさらに備える。判断部34dは、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較してズレがあるかを判断する。ここで、第1の呼吸波形は、スキャン設定情報の基礎となった呼吸波形を示す。他方の第2の呼吸波形は、タイミング生成部34cによりスキャン開始の指示がなされた後に順次生成された呼吸波形それぞれを示す。判断部34dは、判断の結果として、あらかじめ設定された閾値を超えた場合、または閾値に到達した場合に架台装置10によるスキャンを停止させる。
呼吸波形生成部34bは、タイミング生成部34cによるスキャン開始の指示の後も、継続して、I/F34aが受けた呼吸モニタ信号に基づき、図3に示すような呼吸波形を生成する。
<判断部>
判断部34dは、スキャン開始の指示後に、呼吸波形生成部34bから第2の呼吸波形を受ける。また、記憶部36から第1の呼吸波形を読み出す。判断部34dは第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較する。また、判断部34dは、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とのズレ量の閾値を記憶している。さらに判断部34dこの閾値に基づき、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とのずれ量が閾値に到達したか、あるいは閾値を超えているかを判断する。判断部34dは、この条件を達成していると判断した場合は、主制御部38にスキャン停止の指示を送る。主制御部38は当該指示に基づき架台装置10におけるスキャンを停止させる。例えば、X線発生部11、架台駆動部17、絞り駆動部15の動作を停止させる。
次に、図7を参照して、本実施形態にかかるX線CT装置1の動作について説明する。図7は、第3実施形態にかかるX線CT装置1の動作の概要を示すフローチャートである。ここでは、スキャンタイミング設定情報の設定、スキャノグラムの生成、呼吸波形生成部34bによるスキャン開始の指示については、第1実施形態と同様であるため、説明を割愛する。したがって、間欠的なスキャン開始からスキャンの完了までについて説明する。
スキャン制御部33は、主制御部38を介してスキャン開始の指示を受け、架台装置10の高電圧発生部14、架台駆動部17、絞り駆動部15および寝台駆動部22等を制御してスキャンをさせる。
スキャン制御部33は、スキャン設定情報(照射時間情報)に基づき、照射時間情報に基づく照射時間が経過したか判断する。スキャン制御部33は経過していないと判断した場合(S32;No)は、この処理を繰り返す。
スキャン制御部33は照射時間が経過したと判断した場合(S32;Yes)は、X線発生部11を制御してX線の照射を一旦停止させる。
スキャン制御部33は、スキャンを中断すると、スキャン設定情報(周期情報)に基づき、前回の照射の開始から起算して、次のX線照射の開始の時間になったかを判断する。スキャン制御部33は所定時間が経過するまで(S34;No)、この処理を繰り返す。
スキャン制御部33は次のX線照射の開始の時間になったと判断した場合(S34;Yes)は、X線発生部11を制御してX線の照射を再開させる。
判断部34dは、記憶部36から第1の呼吸波形を読み出し、第2の呼吸波形とを比較する。
また、判断部34dは、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とのズレ量が閾値に到達したか、あるいは閾値を超えているかを判断する。判断部34dは、この条件を達成していないと判断した場合(S37;No)は、S32〜S37の処理を繰り返す。つまり、X線CT装置1はスキャンを継続する。これに対し、判断部34dは、この条件を達成していると判断した場合(S37;Yes)は、主制御部38にスキャン停止の指示を送る。主制御部38は当該指示に基づき架台装置10におけるスキャンを停止させる。例えば、X線発生部11、架台駆動部17、絞り駆動部15の動作を停止させる。なお、上記S36およびS37の処理については、便宜上S35の後に説明したが、S31のスキャン開始以降、S35の間に行われてもよい。また、本実施形態においても他の実施形態のようにスキャン停止の指示を受けてスキャンが停止される場合もある。
上述した第3実施形態にかかるX線CT装置1の作用および効果について説明する。
次に、第3実施形態にかかるX線CT装置1の変形例について説明する。第3実施形態にかかるX線CT装置1では、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較し、比較の結果、すなわち、第1の呼吸波形が閾値を超えていれば、架台装置10によるスキャンを停止させる構成である。しかしながら、このような構成に限られず、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とのズレ量が閾値を超えているときに、あらかじめ設定された指定情報(任意の呼吸位相)を読み出し、第2の呼吸波形から、指定情報に基づく任意の呼吸位相(最大呼気等)を特定してもよい。さらに、それによってスキャンの周期情報を取得してもよい。
次に、第4実施形態にかかるX線CT装置1について図8を参照して説明する。図8は、第4実施形態にかかるX線CT装置1の概略を示す概略ブロック図である。第4実施形態においては、第1実施形態と比較して、コンソール30の構成等が異なる。またこれらの相違に応じた各部の動作や処理内容も異なる場合がある。その他の部分は第2実施形態にかかるX線CT装置1と同様である。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。
第4施形態にかかるX線CT装置1においては、本実施形態のコンソール30においてスピーカ等の出力部39を備えている。また、判断部34dは、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較してズレがあるかを判断する。判断部34dは、判断の結果として、あらかじめ設定された閾値を超えた場合、または閾値に到達した場合、主制御部38を介してガイド音声を出力部39に出力させる。
呼吸波形生成部34bは、タイミング生成部34cによるスキャン開始の指示の後も、継続して、I/F34aが受けた呼吸モニタ信号に基づき、図3に示すような呼吸波形を生成する。
判断部34dは、スキャン開始の指示後に、呼吸波形生成部34bから第2の呼吸波形を受ける。また、記憶部36から第1の呼吸波形を読み出す。判断部34dは第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とを比較する。また、判断部34dは、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とのずれ量の閾値を記憶している。さらに判断部34dこの閾値に基づき、第1の呼吸波形と第2の呼吸波形とのズレ量が閾値に到達したか、あるいは閾値を超えているかを判断する。判断部34dは、この条件を達成していると判断した場合は、主制御部38にガイド音声の出力指示を送る。主制御部38は当該指示に基づき出力部39におけるガイド音声を出力させる。
出力部39は、呼吸指示のためのガイド音声を出力する。例えば、主制御部38は、被検体に対して所定の深さの呼吸を行うように促すガイド音声を記憶部36から読み出して出力部39に出力させる。例えば通常の呼吸(安静時の呼吸)や深呼吸等の異なる深さの呼吸を音声により意識的に促す。
上述した第4実施形態にかかるX線CT装置1の作用および効果について説明する。
10 架台装置
11 X線発生部
12 X線検出部
13 回転体
14 高電圧発生部
15 絞り駆動部
16 X線絞り部
17 架台駆動部
18 データ収集部
20 寝台装置
22 寝台駆動部
23 寝台天板
24 基台
30 コンソール装置
31 入力部
32 表示部
33 スキャン制御部
34 設定部
34a I/F
34b 呼吸波形生成部
34c タイミング生成部
34d 判断部
35 処理部
35a 前処理部
35b 再構成処理部
35c 画像生成部
36 記憶部
37 表示制御部
38 主制御部
39 出力部
Claims (9)
- 被検体の呼吸の周期を示す周期情報と、前記呼吸における所定の時相を示す時相情報とをあらかじめ記憶する記憶部と、
前記被検体をX線でスキャンして、データを収集する収集部と、
前記時相情報に基づき前記収集部によるスキャンを開始させ、かつ前記周期情報に基づく周期で前記収集部にスキャンを反復的に実行させる制御部と、
前記スキャンにより収集されたデータに基づいて、前記被検体の画像を反復的に生成する画像生成部と、を備えた
ことを特徴とするX線CT装置。 - 前記時相情報に示す時相は最大呼気における時相である
ことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記時相情報に示す時相は最大吸気における時相である
ことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記時相情報に示す時相は最大呼気と最大吸気との中間における時相である
ことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記収集部のスキャンと並行して新たな周期情報を取得する取得部と、
前記記憶部に記憶された前記周期情報と、前記新たな周期情報との差があらかじめ設定された範囲内にあるか判断する判断部と、を備えた
ことを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 - 前記画像と共に前記差を表示する表示部を備えた
ことを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。 - 前記判断部により前記差が前記範囲内にないと判断されたことに応じ、前記制御部は、前記収集部のスキャンを停止させる
ことを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。 - 前記判断部により前記差が前記範囲内にないと判断されたことに応じ、
前記制御部は、前記新たな周期における所定の時相に基づき、前記収集部によるスキャンを実行させる
ことを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。 - 出力部をさらに備え
前記記憶部は、前記被検体の呼吸を調整するためのガイド音声情報をさらに記憶し、
前記判断部により、前記差が前記範囲内にないと判断されたことに応じ、前記制御部は、前記出力部を制御して、前記ガイド音声情報に基づく音声を出力させる
ことを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021145448A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 株式会社サーキュラス | 注入システム、データ作成方法、及びデータ作成プログラム |
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2012
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