JP2018031759A

JP2018031759A - Ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2018031759A
Application number: JP2016178038A
Authority: JP
Inventors: 智哉木村; Tomoya Kimura
Original assignee: Toshiba IT and Control Systems Corp
Current assignee: Toshiba IT and Control Systems Corp
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-01

Abstract

【課題】内部機器や被検体の損傷を避けるＣＴ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線源１とＸ線検出器２と、Ｘ線検出器２をｘ軸方向に移動させる検出器移動機構と、被検体３を載置して回転軸Ｃを中心として回転手段により回転する回転テーブル５と、回転の多数の方向で検出された透過像から被検体３の断層像を再構成するＣＴ装置において、被検体３の外観形状を三次元的に取得する三次元スキャナ４を有することを特徴とするＣＴ装置。【選択図】図１

Description

本発明は被検体の断層像を撮像するコンピュータ断層撮影装置（以下、ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と呼ぶ）に関する。

図６は一般的なＣＴ装置の平面図で、図７は同様に一般的なＣＴ装置の正面図である。Ｘ線源１（放射線源）と二次元の撮像領域を持つＸ線検出器２（放射線検出手段）との間に被検体３を載置するテーブル５が配置されている。被検体３の断層像を生成するときは、Ｘ線源１から被検体３に向けて円錐状のＸ線ビームＢ（放射線）を照射すると共に、Ｘ線光軸Ｌと直交し、回転軸Ｃを中心とするテーブル５を回転手段６により回転させ、被検体３の複数の異なる角度方向から透過するＸ線ビームＢをＸ線検出器２で検出し、複数の角度方向からの透過像を収集する操作を行う。これをスキャンと呼ぶ。情報処理部１１は、たとえば、汎用のワークステーション等の計算機が用いられ、ＣＰＵ、主メモリ、記録ディスク、機構制御用ボード、キーボード、マウス、モニタで構成されている。スキャンにより収集された透過像は再構成手段１２により画像再構成と呼ばれる演算を行い、被検体３の三次元画像（多数の断層像）を生成することができる。通常、断層像の再構成演算には、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ（ＦｉｌｔｅｒｅｄＢａｃｋＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法）が用いられている。

テーブル５の回転軸Ｃはテーブル移動機構８と検出器移動機構９のそれぞれのｘ軸方向の移動により、Ｘ線焦点Ｆと回転軸Ｃの距離（以下、ＦＣＤ（ＦｏｃｕｓｔｏｒｏｔａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒＤｉｓｔａｎｃｅ）と呼ぶ）及びＸ線焦点ＦとＸ線検出器２の距離（以下、ＦＤＤ（ＦｏｃｕｓｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒＤｉｓｔａｎｃｅ）と呼ぶ）を、それぞれ連続的に変更することができる。これにより幾何倍率（＝ＦＤＤ／ＦＣＤ）を変更することができるので、被検体３の大きさやスキャン目的に応じて適切な撮影範囲に変更することができる。

被検体３のスキャンする部位を上下方向へ移動するために、テーブル昇降機構７は、テーブル５をｚ軸方向に移動させることができる。

一般的なＣＴ装置では、回転軸ＣがＸ線焦点Ｆに近づくほど、前記幾何倍率が大きくなり、一般にスキャンした断層像の分解能は向上する。

特開２００２−３１０９４３号公報

より良い分解能の画像を撮影する場合に、被検体３を載せたテーブル５をＸ線源１に可能な限り近づけてスキャンする必要がある。

このとき、被検体３を載せたテーブル５の位置設定は操作者に任せられており、被検体３の形状によりＸ線源１の構造体と接触をおこさない限界領域の把握は困難であるという問題点があり、従来は目視により被検体３とＸ線源１が接触を起こさないかどうかを確認していた。

本発明は、このような問題点に鑑みて、テーブル５に載置した被検体３の外観形状を取得し、接触する可能性がある領域をスキャンの前に予め把握し、テーブル５の動作範囲を制限することで、内部機器（たとえば、Ｘ線源１やＸ線検出器２）や被検体３の損傷を避けるＣＴ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、実施形態のＣＴ装置は、テーブル上に載置された被検体に向けて放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、前記放射線と交差する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段６と、前記回転の多数の方向で検出された透過像から前記被検体の断層像を再構成する再構成手段１２を有するＣＴ装置において、前記被検体の外観形状を三次元的に取得する外観形状取得手段を有することを要旨とする。

本発明によれば、被検体や装置に損傷を与えることが無く、安全に幾何倍率の高い高分解能な画像を得ることができる。

本発明の実施形態に係るＣＴ装置の幾何配置を平面で示した模式図。本発明の実施形態に係るＣＴ装置の幾何配置を正面で示した模式図。被検体外観例を示した模式図。被検体回転軌跡例を示した模式図。Ｘ線源と被検体の回転軌跡が接触しない領域を示した模式図。一般的なＣＴ装置の幾何配置を平面で示した模式図。一般的なＣＴ装置の幾何配置を正面で示した模式図。

本発明の実施形態にかかるＣＴ装置について図を用いて説明する。以下の説明において、前述と同一部分には同一符号を用いて説明を省略し、類似部分には類似記号を用いて説明する。

＜本発明の実施形態＞
本発明の実施形態をＣＴ装置を例にして説明する。図１は本発明の実施形態に係るＣＴ装置の幾何配置を平面で示した模式図を示す。また、図２は本発明の実施形態に係るＣＴ装置の幾何配置を正面で示した模式図を示す。

図１と図２に示すように、実施形態に係るＣＴ装置はＸ線源１と、Ｘ線検出器２と、Ｘ線検出器２をｘ軸方向に移動させる検出器移動機構９と、被検体３を載置して回転軸Ｃを中心として回転手段６により回転するテーブル５と、テーブル５を昇降動作させるテーブル昇降機構７と、テーブル５をｘ軸方向に移動させるテーブル移動機構８と、被検体３の外観形状を取得する三次元スキャナ４（外観形状取得手段）とを備えている。

図３（ａ）は実施形態に係る、被検体３を平面で示した模式図を示す。図３（ｂ）は被検体３を正面で示した模式図を示す。図３（ｃ）は被検体３を側面で示した模式図を示す。図３（ｄ）は被検体３を鳥瞰で示した模式図を示す。

図４（ａ）は実施形態に係る、被検体３をテーブル５に載置し、テーブル５を３６０°回転させた際の被検体３の回転軌跡１０を正面で示した模式図を示す。また、図４（ｂ）は本発明の実施形態に係る、被検体３をテーブル５に載置し、テーブル５を３６０°回転させた際の被検体３の回転軌跡１０を鳥瞰で示した模式図を示す。

図５（ａ）と図５（ｂ）は実施形態に係る、被検体３をテーブル５に載置し、テーブル５を３６０°回転させたときの被検体３が描く包絡体積の回転軌跡１０が、Ｘ線源１に接触しない範囲でＸ線源１に最も近づけた際の配置例を示す。

高い幾何倍率でスキャンをするためには、ＦＣＤを極力短くすることが必要である。スキャンの際には、被検体３を回転手段６で回転させるため、図４（ｂ）で示す被検体３の回転軌跡１０とＸ線源１が接触しないようにしなければならない。

図５（ａ）で示すように、被検体３の下部側は上部側に比べ回転軌跡が大きいため、接触しないようにＦＣＤを大きくする必要がある。

図５（ｂ）で示すように、被検体３の上部側は、下部側に比べ回転軌跡が小さいため、接触しないＦＣＤを小さくすることができる。

このように被検体３の形状により、スキャンできる最大の幾何倍率は被検体３の部位ごとに変わるが、操作者がこの接触を起こさないための最小ＦＣＤを把握して、操作を行うことは非常に困難である。

テーブル５に載置した被検体３の外観形状を取得する機能を持つ三次元スキャナ４はテーブル５の側面もしくは側面上方かつ、前記内部機構のｙ軸方向の中間付近に固定配置されている。これによって外観形状を取得する際に被検体３と前記内部機構とが接触する可能性を排除することができ、安全に外観形状の取得を行うことができる。また、三次元スキャナ４は、テーブル昇降機構７もしくはテーブル移動機構８に固定されていても良い。

スキャンを行う前に、回転手段６により被検体３を回転させて、三次元スキャナ４により回転軸Ｃを中心とする被検体３の全周の外観形状を取得し、その被検体３の回転軸Ｃを中心とした回転軌跡１０の情報を情報処理部１１が有する接触領域把握手段１３により取得する（たとえば図４（ｂ）参照）。なお、三次元スキャナ４は同様の機能を持つ別の手段であっても良い。

この回転軌跡１０と前記内部機器が接触する可能性がある領域では、テーブル昇降機構７またはテーブル移動機構８または検出器移動機構９またはテーブル５の動作範囲を情報処理部１１が有するテーブル動作制限手段１４により自動的に制限する。

これにより、操作者は、スキャンを行う前に予め被検体３の外観形状を取得することができ、被検体３と内部機器との接触する可能性がある領域を確認することができ、被検体３と内部機器の接触を防止し、被検体３と前記内部機器の損傷を防止することができる。したがって、操作者は被検体３や前記内部機器に損傷を与えることが無く、安全に幾何倍率の高い高分解能な画像を得ることができる。

Ｆ…Ｘ線焦点、Ｂ…Ｘ線ビーム、Ｌ…Ｘ線光軸、Ｃ…回転軸、１…Ｘ線源、２…Ｘ線検出器、３…被検体、４…三次元スキャナ、５…テーブル、６…回転手段、７…テーブル昇降機構、８…テーブル移動機構、９…検出器移動機構、１０…被検体３が描く包絡体積の回転軌跡、１１…情報処理部、１２…再構成手段、１３…接触領域把握手段、１４…テーブル動作制限手段

Claims

テーブル上に載置された被検体に向けて放射線を放射する放射線源と、
前記被検体を透過した放射線を検出して透過像として出力する放射線検出手段と、
前記放射線と交差する回転軸に対し前記テーブルと前記放射線とを相対的に回転させる回転手段と、
前記回転の多数の方向で検出された透過像から前記被検体の断層像を再構成する再構成手段を有するＣＴ装置において、
前記被検体の外観形状を三次元的に取得する外観形状取得手段を有することを特徴とするＣＴ装置。
請求項１に記載のＣＴ装置において、
前記外観形状取得手段により取得した前記被検体の外観形状をもとに、前記ＣＴ装置の内部機器と前記被検体とが物理的接触を起こす領域を把握する接触領域把握手段を有するＣＴ装置。
請求項１または請求項２に記載のＣＴ装置において、
前記被検体が前記内部機器と物理的接触を起こす領域での前記テーブルの動作範囲を制限するテーブル動作制限手段を有するＣＴ装置。