JP2014226475A - X-ray computed tomography apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、X線コンピュータ断層撮影装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus.
X線CT(computed tomography)において、X線管とX線検出器とを複数周に亘って回転させながら繰り返しスキャンを実行する方式が知られている。このスキャン方式は、ダイナミックスキャンと呼ばれている。X線コンピュータ断層撮影装置は、X線管とX線検出器とが対向配置された回転フレームを搭載している。X線検出器は、2次元状に配列された複数のX線検出素子を装備している。各X線検出素子は、X線管からのX線を検出し、検出されたX線の強度に応じた電気信号を発生する。発生された電気信号は、X線検出器に接続されたデータ収集部によりデジタルデータ(生データ)に変換される。 In X-ray CT (computed tomography), a method is known in which scanning is repeatedly performed while rotating an X-ray tube and an X-ray detector over a plurality of turns. This scanning method is called dynamic scanning. The X-ray computed tomography apparatus is equipped with a rotating frame in which an X-ray tube and an X-ray detector are arranged to face each other. The X-ray detector is equipped with a plurality of X-ray detection elements arranged two-dimensionally. Each X-ray detection element detects X-rays from the X-ray tube and generates an electrical signal corresponding to the detected X-ray intensity. The generated electrical signal is converted into digital data (raw data) by a data collection unit connected to the X-ray detector.
図9は、回転角度0度を曝射開始角度とする1周回スキャンにおける生データの実空間位置毎の総データ量を、4スキャン段階に分けて模擬的に示す図である。図9の(a)は、1周回スキャン開始時(X線管の回転角度0度)を示し、図9の(b)は、1周回スキャンの途中(回転角度45度)を示し、図9の(c)は、1周回スキャンの途中(回転角度135度)を示し、図9の(d)は、1周回スキャン停止時(回転角度225度)を示しているものとする。なお、1周回スキャンは、1ボリューム分のボリュームデータの再構成に必要な生データを収集するためのスキャンである。図9に係る1周回スキャンの曝射角度範囲は、0度から225度までに規定されている。図9の○は、X線検出素子が通過する実空間上の位置(実空間位置)に対応する。○の中の数字は、デジタルデータの総データ量を表現している。○に対応する実空間位置に配置されたX線検出素子によりX線が検出される毎に、当該○の中の数字に1が加算される。なお、各X線検出素子について、一回のサンプリング期間において収集されるデジタルデータのデータ量は「1」であるとする。 FIG. 9 is a diagram schematically showing the total amount of data for each real space position of the raw data in one round scan in which the rotation angle is 0 degree and the exposure start angle, divided into four scan stages. 9A shows the start of one round scan (X-ray tube rotation angle 0 degree), FIG. 9B shows the middle of one round scan (rotation angle 45 degrees), and FIG. (C) in the middle of one-round scanning (rotation angle of 135 degrees) and (d) in FIG. 9 indicate that one-round scanning is stopped (rotation angle of 225 degrees). The one-round scan is a scan for collecting raw data necessary for reconstructing volume data for one volume. The exposure angle range of one round scan according to FIG. 9 is defined from 0 degrees to 225 degrees. A circle in FIG. 9 corresponds to a position in real space (real space position) through which the X-ray detection element passes. The numbers in ○ represent the total amount of digital data. Each time an X-ray is detected by an X-ray detection element arranged at a real space position corresponding to ◯, 1 is added to the number in the ◯. For each X-ray detection element, the amount of digital data collected in one sampling period is “1”.
図10は、図9の1周回スキャンにおいて収集される生データの総データ量のグラフを示す図である。図10の縦軸はデータ量に規定され、横軸は実空間位置に規定されている。図10に示すように、1周回スキャンにおいて収集される実空間位置毎のデータ量は、実空間位置に応じて異なる。従って各周回スキャンに係るX線照射開始角度が同一角度に設定されている場合、ダイナミックスキャン全体に亘る総データ量の実空間位置に応じた偏りが累積してしまう。なお、上記の説明においては、便宜的に、1周回スキャンの曝射角度範囲が240度である場合を例に挙げたが、360度等の他の角度範囲であっても実空間位置に応じた総データ量の偏りが生じてしまう。 FIG. 10 is a diagram showing a graph of the total data amount of the raw data collected in the one round scan of FIG. The vertical axis in FIG. 10 is defined by the data amount, and the horizontal axis is defined by the real space position. As shown in FIG. 10, the amount of data for each real space position collected in one round scan varies depending on the real space position. Therefore, when the X-ray irradiation start angles related to the respective round scans are set to the same angle, the bias corresponding to the real space position of the total data amount over the entire dynamic scan is accumulated. In the above description, for the sake of convenience, the case where the exposure angle range of one round scan is 240 degrees is taken as an example. However, even in other angle ranges such as 360 degrees, it depends on the real space position. The total amount of data will be biased.
目的は、X線管を複数周回転させながらスキャンを実行するX線コンピュータ断層撮影装置において、スキャン時において収集されたデジタルデータの実空間位置毎の総データ量の偏りを防止することを実現する。 An object is to realize an X-ray computed tomography apparatus that performs scanning while rotating an X-ray tube a plurality of times to prevent a deviation in the total amount of data for each real space position of digital data collected at the time of scanning. .
本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、X線を発生するX線管と、前記X線管からX線を発生するために前記X線管に印加される高電圧を発生する高電圧発生部と、前記X線管からのX線を検出する複数の検出素子を装備するX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器とを回転軸回りに回転可能に支持する支持機構と、前記X線管と前記X線検出器とを前記回転軸回りに回転するための動力を発生する回転駆動部と、前記検出素子各々から電気信号を読み出してX線の減弱を表現するデジタルデータを収集する収集部と、前記X線管と前記X線検出器とを前記回転軸回りに繰り返し回転させながら被検体をX線でスキャンするために前記高電圧発生部と前記回転駆動部とを制御する架台制御部と、を具備するX線コンピュータ断層撮影装置であって、前記架台制御部は、前記X線管と前記X線検出器とを前記回転軸回りに複数周に亘って回転させるスキャン方式において、前記複数周に亘って取集されたデジタルデータの実空間位置毎の総データ量が実空間位置に依らず略均一になるように、前記X線管の回転角度に応じてX線の曝射と停止とを切り替える、ことを特徴とする。 The X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment includes an X-ray tube that generates X-rays and a high voltage that generates a high voltage applied to the X-ray tube to generate X-rays from the X-ray tube. A generator, an X-ray detector equipped with a plurality of detection elements for detecting X-rays from the X-ray tube, and a support for rotatably supporting the X-ray tube and the X-ray detector around a rotation axis A mechanism, a rotation driving unit that generates power for rotating the X-ray tube and the X-ray detector around the rotation axis, and an electric signal read from each of the detection elements to express attenuation of the X-ray A high voltage generator and a rotation drive unit for scanning a subject with X-rays while rotating a collection unit for collecting digital data, the X-ray tube and the X-ray detector around the rotation axis repeatedly. X-ray computer comprising a gantry control unit for controlling In the scanning method in which the X-ray tube and the X-ray detector are rotated around the rotation axis over a plurality of turns, the gantry controller is collected over the plurality of turns. Switching between X-ray exposure and stop according to the rotation angle of the X-ray tube so that the total amount of digital data for each real space position becomes substantially uniform regardless of the real space position. And
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるX線コンピュータ断層撮影装置を説明する。 The X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置1の構成を示す図である。図1に示すように、X線コンピュータ断層撮影装置1は、架台10とコンソール50とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed
架台10は、回転フレーム11を装備している。回転フレーム11は、互いに対向して配置されたX線管13とX線検出器15とを搭載している。回転フレーム11の開口の内部には、FOV(field of view)が設定される。FOVに被検体(患者)Pの撮像領域が含まれるように天板17が位置決めされる。回転フレーム11は、回転駆動部19に接続されている。回転駆動部19は、架台制御部21による制御に従って、回転フレーム11を回転軸R回りに一定の角速度で回転する。回転駆動部19は、例えば、回転フレーム11を回転するための動力を発生するモータを有している。回転駆動部19にはロータリーエンコーダ等の角度検出器23が取り付けられている。角度検出器23は、回転フレーム11が一定角度回転する毎に電気パルス信号(以下、角度信号と呼ぶ)を繰り返し発生する。角度信号は、架台制御部21に供給される。
The
回転フレーム11の回転軸回りの回転角度に関し、X線管13が最上部に位置する場合を回転角度0度とし、X線管13が最下部に位置する場合を回転角度180度とする。
Regarding the rotation angle of the
X線管13は、高電圧発生器25からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてX線を発生する。具体的には、X線管は、陽極と陰極とを装備している。陽極と陰極との間には、高電圧発生器25により高電圧が印加される。陰極には、高電圧発生器25からのフィラメント電流が供給される。フィラメント電流の供給を受けて熱せられた陰極からは電子(熱電子)が放出される。熱電子は、陽極と陰極との間に印加された高電圧により陽極に向けて飛翔し陽極に衝突する。この衝突によりX線が発生する。陽極と陰極との間にバイアス電極が設けられている。高電圧発生器25は、陰極から放出される熱電子の陽極への衝突を阻止するためにバイアス電圧をバイアス電極に印加する。陽極に衝突する熱電子数は、陰極電位に対する電位をバイアス電圧により調整することにより変化する。すなわち、高電圧発生器25は、バイアス電圧の2種の電圧値を交互に切り替えることにより、X線管からのX線のON(曝射)とOFF(曝射の停止)と切り替えることができる。
The
X線検出器15は、X線管13から発生されたX線を検出する。X線検出器15は、2次元状に配列された複数のX線検出素子を搭載する。例えば、複数のX線検出素子は、回転フレーム11の回転軸Rを中心とした円弧に沿って配列される。この円弧に沿うX線検出素子の配列方向はチャンネル方向と呼ばれる。チャンネル方向に沿って配列された複数のX線検出素子は、X線検出素子列と呼ばれる。複数のX線検出素子列は、回転軸Rに沿う列方向に沿って配列される。各X線検出素子は、X線管13から発生されたX線を検出し、検出されたX線の強度に応じた電気信号を生成する。生成された電気信号は、データ収集部(DAS)27に供給される。
The
データ収集部27は、架台制御部21による制御に従って、X線検出器15を介して電気信号をビュー(view)毎に収集する。ビューは、回転軸R周りの回転フレーム11の回転角度に対応する。また、信号処理的には、ビューは、回転フレーム11の回転時におけるデータのサンプリング点に対応する。データ収集部27は、収集されたアナログの電気信号をデジタルデータに変換する。デジタルデータは、被検体によるX線の減弱を表現するデータである。デジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、伝送部29により所定ビュー毎にコンソール50に供給される。
The
架台制御部21は、コンソール50内のシステム制御部63による指示に従って、架台10に搭載された各種機器の制御を統括する制御基板を有する。架台制御部21は、回転駆動部19、高電圧発生器25、及びデータ収集部27を制御する。具体的には、所定の角速度で回転フレーム11が回転するように回転駆動部19を制御する。架台制御部21は、既定のX線条件に応じたX線がX線管13から発生されるように高電圧発生器25を制御する。架台制御部21は、ビュー毎に生データを収集するようにデータ収集部27を制御する。また、架台制御部21は、角度検出器23からの角度信号に基づいて回転フレーム11の回転角度、すなわち、X線管13の回転角度を算出する。ダイナミックスキャン方式において架台制御部21は、X線管13が所定の回転角度に到達したことに同期して、X線管13からのX線の曝射と停止とを切り替えるために高電圧発生器25を制御する。
The
コンソール50は、前処理部51、再構成部53、表示部55、操作部57、記憶部59、スキャン条件決定部61、及びシステム制御部63を備える。前処理部51は、伝送部29から伝送された生データに対数変換や感度補正等の前処理を施す。前処理が施された生データは、投影データと呼ばれる。再構成部53は、投影データに基づいて被検体に関する画像データを再構成する。表示部55は、再構成部53により発生された画像データを表示機器に表示する。操作部57は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。記憶部59は、生データや投影データ、画像データを記憶する。また、記憶部59は、制御プログラムを記憶している。スキャン条件決定部61は、ダイナミックスキャン方式に係るスキャン条件を決定する。システム制御部63は、記憶部59に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。
The console 50 includes a
以下、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置のダイナミックスキャン方式について説明する。 Hereinafter, a dynamic scan method of the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment will be described.
まず、図2、図3、図9、及び図10を参照しながら、本実施形態に係るダイナミックスキャンの概要について説明する。図2は、回転角度180度を曝射開始角度とする1周回スキャンにおける生データの実空間位置毎の総データ量を、4スキャン段階に分けて模擬的に示す図である。図2に係る1周回スキャンの角度範囲は、180度から405度(45度)までに規定されている。図2の(a)は、曝射開始時(回転角度180度)を示し、図2の(b)は、スキャン途中(回転角度270度)を示し、図2の(c)は、スキャン途中(回転角度315度)を示し、図2の(d)は、スキャン終了時(回転角度45度)を示しているものとする。図3は、図2の1周回スキャンにおいて収集される生データの総データ量のグラフを示す図である。図3の縦軸はデータ量に規定され、横軸は実空間位置に規定されている。なお、図3における実空間位置と図における実空間位置とは空間的に同一である。また、図2の○は、図9と同様、X線検出素子が通過する実空間上の位置(実空間位置)に対応し、○の中の数字は、デジタルデータの総データ量を表現している。図2及び3に示すように、位置Bと位置Cとに係る生データ量は、位置Aと位置Dとに係る生データ量に比して少ない。一方、曝射開始角度が0度の場合、図9及び図10に示すように、位置Aと位置Dとに係る生データ量は、位置Bと位置Cとに係る生データ量に比して多い。このように曝射開始角度が0度の場合と180度の場合とを比較すればわかるように、曝射開始角度に応じて生データのデータ量が少ない実空間位置が異なる。 First, an overview of dynamic scanning according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 3, 9, and 10. FIG. 2 is a diagram schematically showing the total data amount for each real space position of the raw data in one round scan with the rotation angle of 180 degrees as the exposure start angle divided into four scan stages. The angle range of one round scan according to FIG. 2 is defined from 180 degrees to 405 degrees (45 degrees). 2A shows the start of exposure (rotation angle 180 degrees), FIG. 2B shows the middle of scanning (rotation angle 270 degrees), and FIG. 2C shows the middle of scanning. (Rotation angle 315 degrees) is shown, and (d) in FIG. 2 shows the end of scanning (rotation angle 45 degrees). FIG. 3 is a diagram showing a graph of the total data amount of raw data collected in the one round scan of FIG. The vertical axis in FIG. 3 is defined by the data amount, and the horizontal axis is defined by the real space position. In addition, the real space position in FIG. 3 and the real space position in the figure are spatially identical. 2 corresponds to the position (real space position) in the real space through which the X-ray detection element passes, as in FIG. 9, and the number in the circle represents the total amount of digital data. ing. As shown in FIGS. 2 and 3, the raw data amount related to the position B and the position C is smaller than the raw data amount related to the position A and the position D. On the other hand, when the exposure start angle is 0 degree, as shown in FIGS. 9 and 10, the raw data amount related to the position A and the position D is smaller than the raw data amount related to the position B and the position C. Many. As can be seen from the comparison between the case where the exposure start angle is 0 degrees and the case where the exposure start angle is 180 degrees, the real space position where the amount of raw data is small differs depending on the exposure start angle.
図4は、図10に示すような曝射開始角度が0度の場合の周回スキャンにおいて収集される生データの総データ量と、図3に示すような曝射開始角度が180度の場合の周回スキャンにおいて収集される生データの総データ量との合計のグラフを示す図である。図4に示すように、総データ量の合計は、実空間位置に依らず均一となる。架台制御部21は、複数周に亘って周回スキャンを繰り返すダイナミックスキャンにおいて、所定回数の周回スキャン毎に曝射開始角度を変更することにより、ダイナミックスキャン時において収集された生データの実空間位置毎の総データ量の偏りを防止する。
4 shows the total amount of raw data collected in the round scan when the exposure start angle is 0 degree as shown in FIG. 10 and the case where the exposure start angle is 180 degrees as shown in FIG. It is a figure which shows the graph of the sum total with the total data amount of the raw data collected in a round scan. As shown in FIG. 4, the total of the total data amount is uniform regardless of the real space position. The
まずは、スキャン条件決定部61によるスキャン条件の決定について説明する。スキャン条件は、例えば、曝射開始角度や曝射角度範囲、周回スキャン数である。曝射角度範囲は、曝射開始角度は、周回スキャン毎に決定される。曝射開始角度の決定方法は、後で詳細に説明する。1周回スキャンの角度範囲、すなわち、1周回スキャンにおけるX線曝射の開始角度から停止角度までの角度範囲である。スキャン条件決定部61は、例えば、ユーザによる操作部57を介した指示に従って曝射角度範囲を決定する。周回スキャン数は、ダイナミックスキャンに含まれる周回スキャンの総数である。スキャン条件決定部61は、ダイナミックスキャンのスキャン時間等のスキャン条件に基づいて自動的に決定しても良いし、ユーザにより操作部57を介した指示に従って決定しても良い。決定されたスキャン条件は、記憶部59に記憶される。
First, determination of scan conditions by the scan condition determination unit 61 will be described. The scan conditions are, for example, an exposure start angle, an exposure angle range, and the number of round scans. In the exposure angle range, the exposure start angle is determined for each round scan. A method for determining the exposure start angle will be described later in detail. This is an angle range of one round scan, that is, an angle range from the start angle to the stop angle of X-ray exposure in one round scan. For example, the scan condition determination unit 61 determines the exposure angle range in accordance with an instruction from the user via the
スキャン条件決定部61による曝射開始角度の決定について説明する。スキャン条件決定部61は、ダイナミックスキャン時において収集された生データの実空間位置毎の総データ量の偏りが低減するように複数の周回スキャンの曝射開始角度を決定する。より具体的には、スキャン条件決定部61は、周回スキャン数に応じて各周回スキャンにおける曝射開始角度を決定する。曝射開始角度の決定ルールには大きく分けて2種類ある。 The determination of the exposure start angle by the scan condition determination unit 61 will be described. The scan condition determination unit 61 determines the exposure start angle of a plurality of round scans so as to reduce the bias of the total data amount for each real space position of the raw data collected during the dynamic scan. More specifically, the scan condition determination unit 61 determines the exposure start angle in each round scan according to the number of round scans. There are roughly two types of rules for determining the exposure start angle.
1番目の決定ルールは、各周回スキャンにおいて曝射開始角度が0度から360度の角度範囲内で等間隔に分散するように複数の周回スキャンの曝射開始角度を決定するものである。換言すれば、周回スキャン数で360度を等分して得られた値に曝射開始角度を設定する方法である。例えば、スキャン条件決定部61は、周回スキャン数がmである場合、n回目の周回スキャンに係る曝射開始角度θm,nを以下の(1)式に従って決定する。ただし、mは1以上の整数であり、nは1≦n≦mを満たす整数である。また、θm,1は1回目のスキャンの曝射開始角度である。角度θm,1は、ユーザにより操作部57を介して個別に指定されると良い。また、角度θm,1は、プリセットとして予め設定されていても良い。
The first determination rule is to determine the exposure start angles of a plurality of orbital scans so that the exposure start angles are distributed at equal intervals within an angular range of 0 to 360 degrees in each orbital scan. In other words, the exposure start angle is set to a value obtained by equally dividing 360 degrees by the number of round scans. For example, when the number of circular scans is m, the scan condition determining unit 61 determines the exposure start angle θm, n related to the nth circular scan according to the following equation (1). However, m is an integer greater than or equal to 1, and n is an integer which satisfy |
θm,n=(360°/m)・(n−1)+m,1 …(1)
図5は、ダイナミックスキャンにおけるX線の曝射期間と停止期間とを周回スキャン毎に示す図であり、スキャン条件決定部61により1番目の決定ルールに従って決定される曝射開始角度を明示した図である。なお、図5においてダイナミックスキャンは、4回の周回スキャンにより構成され、曝射角度範囲は360度であり、1回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,1は0度であるものとする。この場合、2回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,2は90度であり、3回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,3は180度であり、4回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,4は270度である。
θm, n = (360 ° / m) · (n−1) + m, 1 (1)
FIG. 5 is a diagram showing an X-ray exposure period and a stop period in the dynamic scan for each round scan, and is a diagram clearly showing the exposure start angle determined by the scan condition determination unit 61 according to the first determination rule. It is. In FIG. 5, it is assumed that the dynamic scan includes four round scans, the exposure angle range is 360 degrees, and the exposure start angle θ4,1 of the first round scan is 0 degrees. In this case, the exposure start angle θ4,2 of the second round scan is 90 degrees, the exposure start angle θ4,3 of the third round scan is 180 degrees, and the exposure start of the fourth round scan is started. The angle θ4,4 is 270 degrees.
図5のダイナミックスキャンに係る架台制御部21の動作について簡単に説明する。架台制御部21は、回転フレーム11を回転し、X線管13がθ4,1=0度に到達したことを契機として高電圧発生器25とデータ収集部27とを制御し、1回目の周回スキャンを開始する(図5のa)。スキャンは、スキャン条件決定部61により決定された曝射角度範囲だけ行われる。X線管13が曝射角度範囲だけ回転されたことを契機として(図5の場合、X線管13が0度に到達したことを契機として)、架台制御部21は、高電圧発生器25とデータ収集部27とを制御し、X線の曝射を停止し、生データの収集を停止する(図5のb)。そしてX線管13が2回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,2=90度に到達したことを契機として架台制御部21は2回目の周回スキャンを開始する(図5のc)。X線管13が曝射角度範囲だけ回転されたことを契機として(図5の場合、X線管13が90度に到達したことを契機として)、架台制御部21は、高電圧発生器25とデータ収集部27とを制御し、X線の曝射を停止し、生データの収集を停止する(図5のd)。そしてX線管13が3回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,3=180度に到達したことを契機として架台制御部21は3回目の周回スキャンを開始する(図5のe)。X線管13が曝射角度範囲だけ回転されたことを契機として(図5の場合、X線管13が180度に到達したことを契機として)、架台制御部21は、高電圧発生器25とデータ収集部27とを制御し、X線の曝射を停止し、生データの収集を停止する(図5のf)。そしてX線管13が4回目の周回スキャンの曝射開始角度θ4,4=270度に到達したことを契機として架台制御部21は4回目の周回スキャンを開始する(図5のc)。X線管13が曝射角度範囲だけ回転されたことを契機として(図5の場合、X線管13が270度に到達したことを契機として)、架台制御部21は、回転駆動部19と高電圧発生器25とデータ収集部27とを制御し、ダイナミックスキャンを終了する。
The operation of the
2番目の決定ルールは、周回スキャン数に応じて決定される複数の曝射開始角度を所定周回毎に順番に繰り返し用いる方法である。これら複数の曝射開始角度の総数は、周回スキャン数の1以外の約数である。まずスキャン条件決定部61は、周回スキャン数に基づいて周回スキャン数の約数を決定する。複数の約数が存在する場合、スキャン条件決定部61は、予め決定されたルールに従って複数の約数のうちの何れか一つの約数に決定する。この予め決定されたルールとしては、複数の約数のうちの、一番大きい約数や一番小さ約数に決定する等である。また、スキャン条件決定部61は、ユーザにより操作部57を介して指定された任意の一つの約数に決定しても良い。スキャン条件決定部61は、決定された約数で360度を等分することにより、各周回スキャンにおけるX線曝射角度を決定する。換言すれば、約数は等分数であるといえる。具体的には、スキャン条件決定部61は、決定された約数がDである場合、n回目の周回スキャンに係る曝射開始角度θD,nを以下の(2)式に従って決定する。ただし、nは1≦n≦Dを満たす整数である。
The second determination rule is a method in which a plurality of exposure start angles determined according to the number of round scans are repeatedly used in order for each predetermined round. The total number of these exposure start angles is a divisor other than 1 for the number of round scans. First, the scan condition determination unit 61 determines a divisor of the number of round scans based on the number of round scans. When there are a plurality of divisors, the scan condition determining unit 61 determines any one of the plurality of divisors according to a predetermined rule. The predetermined rule is to determine the largest divisor or the smallest divisor among a plurality of divisors. Further, the scan condition determining unit 61 may determine an arbitrary divisor specified by the user via the
θD,n=(360°/D)・(n−1)+θD,1 …(2)
図6は、ダイナミックスキャンにおけるX線の曝射期間と停止期間とを周回スキャン毎に示す図であり、スキャン条件決定部61により2番目の決定ルールに従って決定される曝射開始角度を明示した図である。図6においてダイナミックスキャンは、4回の周回スキャンにより構成され、曝射角度範囲は360度であり、約数Dは2であり、1回目のスキャンの曝射開始角度θ2,1は0度であるものとする。この場合、2回目の周回スキャンの曝射開始角度θ2,2は180度であり、3回目の周回スキャンの曝射開始角度θ2,3は360度(0度)であり、4回目の周回スキャンの曝射開始角度θ2,4は540度(180度)である。図6に例示されているダイナミックスキャンにおける架台制御部21の動作は、図5に例示されているダイナミックスキャンにおける架台制御部21の動作と曝射開始角度が異なるだけであるので説明は省略する。
θD, n = (360 ° / D) · (n−1) + θD, 1 (2)
FIG. 6 is a diagram showing an X-ray exposure period and a stop period in a dynamic scan for each round scan, and is a diagram clearly showing an exposure start angle determined by the scan condition determination unit 61 according to the second determination rule. It is. In FIG. 6, the dynamic scan is composed of four round scans, the exposure angle range is 360 degrees, the divisor D is 2, and the exposure start angle θ2,1 of the first scan is 0 degrees. It shall be. In this case, the exposure start angle θ2,2 of the second round scan is 180 degrees, the exposure start angle θ2,3 of the third round scan is 360 degrees (0 degree), and the fourth round scan The exposure start angle θ2,4 is 540 degrees (180 degrees). The operation of the
なお上記の2番目の決定ルールにおいてスキャン条件決定部61は、1周回スキャン毎に曝射開始角度が順番に切り替わるように、複数の曝射開始角度の順番を決定していた。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。2番目の決定ルールの変形例においてスキャン条件決定部61は、同一のX線照射開始角度の周回スキャンが連続的に行われるように、複数の曝射開始角度の順番を決定しても良い。 In the second determination rule, the scan condition determination unit 61 determines the order of a plurality of exposure start angles so that the exposure start angles are switched in order for each round scan. However, this embodiment is not limited to this. In a modification of the second determination rule, the scan condition determination unit 61 may determine the order of the plurality of exposure start angles so that the round scans with the same X-ray irradiation start angle are continuously performed.
図7は、ダイナミックスキャンにおけるX線の曝射期間と停止期間とを周回スキャン毎に示す図であり、スキャン条件決定部61により2番目の決定ルールの変形例に従って決定される曝射開始角度を明示した図である。なお、図7においてダイナミックスキャンは、4回の周回スキャンにより構成され、曝射角度範囲は360度であり、約数Dは2であり、1回目のスキャンの曝射開始角度θ2,1は0度であるものとする。この場合、2回目の周回スキャンの曝射開始角度θ2,2は0度であり、3回目の周回スキャンの曝射開始角度θ2,3は180度であり、4回目の周回スキャンの曝射開始角度θ2,4は180度である。図7に例示されているダイナミックスキャンにおける架台制御部21の動作は、図5に例示されているダイナミックスキャンにおける架台制御部21の動作と曝射開始角度が異なるだけであるので説明は省略する。
FIG. 7 is a diagram showing an X-ray exposure period and a stop period in the dynamic scan for each round scan, and shows the exposure start angle determined by the scan condition determination unit 61 according to the modification of the second determination rule. FIG. In FIG. 7, the dynamic scan is composed of four round scans, the exposure angle range is 360 degrees, the divisor D is 2, and the exposure start angle θ2,1 of the first scan is 0. Suppose that it is a degree. In this case, the exposure start angle θ2,2 of the second round scan is 0 degree, the exposure start angle θ2,3 of the third round scan is 180 degrees, and the exposure start of the fourth round scan is started. The angle θ2,4 is 180 degrees. The operation of the
この上記の1番目の決定ルール、2番目の決定ルール、又は2番目の決定ルールの変形例により、スキャン条件決定部61は、ダイナミックスキャン時において収集された生データの実空間位置毎の総データ量の偏りが低減するように複数の周回スキャンの曝射開始角度を決定する。決定ルールは、1番目の決定ルール、2番目の決定ルール、又は2番目の決定ルールの変形例の中からユーザにより操作部57を介して設定可能である。
By the modified example of the first determination rule, the second determination rule, or the second determination rule, the scan condition determination unit 61 can calculate the total data for each real space position of the raw data collected during the dynamic scan. The exposure start angle of a plurality of orbital scans is determined so that the amount deviation is reduced. The decision rule can be set by the user via the
次に、本実施形態に係る架台制御部21の制御のもとに行われるダイナミックスキャンの動作例について説明する。図8は、本実施形態に係る架台制御部21の制御の下に行われるダイナミックスキャンの典型的な流れを示す図である。
Next, an example of dynamic scan operation performed under the control of the
図8に示すように、操作部57等を介してダイナミックスキャンの開始指示がなされたことを契機としてシステム制御部63は、架台制御部21にダイナミックスキャンの開始信号を供給する。また、システム制御部63は、ダイナミックスキャンのスキャン条件に関するデータを架台制御部21に送信する。
As shown in FIG. 8, the
開始信号の供給を受けて架台制御部21は、まず、回転駆動部19を制御し、回転フレーム11を既定の角速度で回転させる(ステップS1)。架台制御部21は、角度検出器からの角度信号に基づいてX線管13の回転角度の算出を開始する(ステップS2)。ステップS2以後、架台制御部21は、角度検出器23からの角度信号に基づいてX線管13の回転角度を繰り返し算出する。そして架台制御部21は、X線管13が既定の1回目の周回スキャンの曝射開始角度に到達することを待機している。架台制御部21は、X線管13が1回目の周回スキャンの曝射開始角度に到達したことを契機として1回転目の周回スキャンを開始する(ステップS3)。具体的には、架台制御部21は、高電圧発生器25を制御してX線管13からX線を繰り返し曝射させる。X線管13から発生されたX線は、被検体を透過しX線検出器15により検出される。架台制御部21は、データ収集部27を制御してX線検出器15を介して生データをビュー毎に収集させる。
Upon receiving the start signal, the
1回転目の周回スキャンが開始されると架台制御部21は、1回転目の周回スキャンを終了させるか否か、すなわち、1回転目の周回スキャンの開始時から既定の曝射角度範囲だけX線管13が回転したか否かを繰り返し判定する(ステップS4)。例えば、架台制御部21は、1回目の周回スキャンの曝射開始角度から現在のX線管13の回転角度を角度信号に基づいて即時的に算出し、1回目の周回スキャンの曝射開始角度に既定の曝射角度範囲を加えた角度にX線管13が到達したか否かを判定する。到達していない場合、周回スキャンが終了していない、すなわち、X線管13が既定の曝射角度範囲だけ回転していないことを意味する。一方、到達した場合、周回スキャンが終了した、すなわち、X線管13が既定の曝射角度範囲だけ回転したことを意味する。あるいは、架台制御部21は、1回転目のスキャンの開始からの経過時間を計測し、計測された経過時間が曝射角度範囲だけX線管13が回転するのに要する時間に到達するか否かを判定する。到達していない場合、周回スキャンが終了していない、すなわち、X線管13が既定の曝射角度範囲だけ回転していないことを意味する。一方、到達した場合、周回スキャンが終了した、すなわち、X線管13が既定の曝射角度範囲だけ回転したことを意味する。
When the first round scan is started, the
1回転目の周回スキャンを終了させると判定した場合、架台制御部21は、1回転目の周回スキャンを終了させる(ステップS5)。ステップS5において架台制御部21は、具体的には、高電圧発生器25を制御してX線管13からのX線の曝射を停止させ、データ収集部27を制御して生データの収集を停止させる。なお、周回スキャンを終了させる場合においても架台制御部21は、回転駆動部19を制御して回転フレーム11を回転させている。
When it is determined that the first round scan is to be ended, the
次に架台制御部21は、ダイナミックスキャンを終了させるか否かを判定する(ステップS6)。ステップS6において架台制御部21は、ダイナミックスキャンの開始からの周回スキャンの実施回数が予め設定された周回スキャン数に到達したか否かを判定する。到達していな場合、ダイナミクスキャンを継続させることを意味し、到達した場合、ダイナミクスキャンを終了することを意味する。
Next, the
ダイナミックスキャンを終了させないと判定した場合(ステップS6:NO)、架台制御部21は、次の周回スキャンを開始させるか否か、すなわち、X線管13の回転角度が次の周回スキャンの曝射開始角度に到達したか否かを判定する(ステップS7)。架台制御部21は、次の1周回スキャンの曝射開始角度にX線管13が到達したことを契機として、再び周回スキャンを開始する(ステップS3)。
If it is determined not to end the dynamic scan (step S6: NO), the
このようにして架台制御部21は、ダイナミックスキャンを終了すると判定するまで、ステップS3〜ステップS7を繰り返す。そしてステップS6においてダイナミックスキャンを終了すると判定した場合(ステップS6:YES)、架台制御部21は、ダイナミックスキャンを終了すると判定した場合、架台制御部21は、高電圧発生器25を制御してX線管13からのX線の曝射を終了させ、データ収集部27を制御して生データの収集を終了させ、回転駆動部19を制御して回転フレーム11の回転を終了させる。
In this way, the
これにより本実施形態に係るダイナミックスキャンが終了する。 Thereby, the dynamic scan according to the present embodiment is completed.
かくして本実施形態によれば、X線管13を複数周回転させながらダイナミックスキャンを実行するX線コンピュータ断層撮影装置1において、ダイナミックスキャン時において収集された生データの実空間位置毎の総データ量の偏りを防止することが実現する。
Thus, according to the present embodiment, in the X-ray computed
なお、上記の説明においては、ダイナミックスキャン中における天板17については特に言及しなかった。本実施形態においては、ダイナミックスキャン中、天板17が静止している場合にも、天板17が回転軸Rに沿って移動する場合にも適用可能である。 In the above description, the top plate 17 during the dynamic scan is not particularly mentioned. The present embodiment can be applied to the case where the top plate 17 is stationary during the dynamic scan and the case where the top plate 17 moves along the rotation axis R.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…X線コンピュータ断層撮影装置、10…架台、11…回転フレーム、13…X線管、15…X線検出器、17…天板、19…回転駆動部、21…架台制御部、23…角度検出器、25…高電圧発生器、27…データ収集部、29…伝送部、50…コンソール、51…前処理部、53…再構成部、55…表示部、57…操作部、59…記憶部、61…スキャン条件決定部、63…システム制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記X線管からX線を発生するために前記X線管に印加される高電圧を発生する高電圧発生部と、
前記X線管からのX線を検出する複数の検出素子を装備するX線検出器と、
前記X線管と前記X線検出器とを回転軸回りに回転可能に支持する支持機構と、
前記X線管と前記X線検出器とを前記回転軸回りに回転するための動力を発生する回転駆動部と、
前記検出素子各々から電気信号を読み出してX線の減弱を表現するデジタルデータを収集する収集部と、
前記X線管と前記X線検出器とを前記回転軸回りに繰り返し回転させながら被検体をX線で繰り返しスキャンするために前記高電圧発生部と前記回転駆動部とを制御する架台制御部と、
を具備するX線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記架台制御部は、前記X線管と前記X線検出器とを前記回転軸回りに複数周に亘って回転させるスキャン方式において、前記複数周に亘って取集されたデジタルデータの実空間位置毎の総データ量が実空間位置に依らず略均一になるように、前記X線管の回転角度に応じてX線の曝射と停止とを切り替える、
ことを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。 An X-ray tube that generates X-rays;
A high voltage generator for generating a high voltage applied to the X-ray tube to generate X-rays from the X-ray tube;
An X-ray detector equipped with a plurality of detection elements for detecting X-rays from the X-ray tube;
A support mechanism for supporting the X-ray tube and the X-ray detector so as to be rotatable around a rotation axis;
A rotation drive unit that generates power for rotating the X-ray tube and the X-ray detector around the rotation axis;
A collection unit that reads out an electrical signal from each of the detection elements and collects digital data representing attenuation of X-rays;
A gantry control unit that controls the high voltage generation unit and the rotation drive unit to repeatedly scan the subject with X-rays while repeatedly rotating the X-ray tube and the X-ray detector around the rotation axis; ,
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
The gantry control unit is configured to rotate the X-ray tube and the X-ray detector around the rotation axis over a plurality of turns in a real space position of digital data collected over the turns. Switching between X-ray exposure and stop according to the rotation angle of the X-ray tube so that the total amount of data for each is substantially uniform regardless of the real space position,
An X-ray computed tomography apparatus characterized by that.
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WO2016171462A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | 주식회사바텍 | X-ray irradiating device including motion sensor and x-ray imaging method using same |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016171462A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | 주식회사바텍 | X-ray irradiating device including motion sensor and x-ray imaging method using same |
KR20160124515A (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-28 | 주식회사바텍 | X-ray generating device having motionsensor and method for x-ray imaging using the same |
CN107735029A (en) * | 2015-04-20 | 2018-02-23 | 韩国威泰有限公司 | X-ray bombardment equipment including motion sensor and the x-ray imaging method using the equipment |
US20180132813A1 (en) * | 2015-04-20 | 2018-05-17 | Vatech Co., Ltd. | X-ray irradiating device including motion sensor and x-ray imaging method using same |
US10610189B2 (en) | 2015-04-20 | 2020-04-07 | Vatech Co., Ltd. | X-ray irradiating device including motion sensor and X-ray imaging method using same |
CN107735029B (en) * | 2015-04-20 | 2021-09-14 | 韩国威泰有限公司 | X-ray irradiation apparatus including motion sensor and X-ray imaging method using the same |
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