JP2019030410A - X-ray CT apparatus and X-ray CT system - Google Patents
X-ray CT apparatus and X-ray CT system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019030410A JP2019030410A JP2017152329A JP2017152329A JP2019030410A JP 2019030410 A JP2019030410 A JP 2019030410A JP 2017152329 A JP2017152329 A JP 2017152329A JP 2017152329 A JP2017152329 A JP 2017152329A JP 2019030410 A JP2019030410 A JP 2019030410A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scan
- ray
- respiratory
- subject
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 claims abstract description 43
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 84
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 35
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 9
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 66
- 230000006870 function Effects 0.000 description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 18
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008518 non respiratory effect Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は、X線CT装置及びX線CTシステムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus and an X-ray CT system.
X線CT(Computed Tomography)装置は、X線源を被検体の周りに高速で回転させる回転撮像により被検体の3次元画像を収集可能なモダリティである。 An X-ray CT (Computed Tomography) apparatus is a modality capable of collecting a three-dimensional image of a subject by rotating imaging in which an X-ray source is rotated around the subject at high speed.
X線CT装置における撮像には様々なスキャン方法がある。例えば、ヘリカルスキャンは、回転撮像(スキャン)と同時に被検体が載置された寝台を移動させる撮像方法である。このヘリカルスキャンに対して、スキャン中は被検体を動かさず、スキャン間休止時間の内に被検体を移動させる非ヘリカルスキャンがある。 There are various scanning methods for imaging in an X-ray CT apparatus. For example, the helical scan is an imaging method in which a bed on which a subject is placed is moved simultaneously with rotational imaging (scanning). In contrast to this helical scan, there is a non-helical scan that does not move the subject during the scan and moves the subject within the inter-scan pause time.
非ヘリカルスキャンは、X線CT装置において従来から行われている撮像方法であることから、コンベンショナルスキャン(conventional scan)と呼ばれる。また、コンベンショナルスキャンには、ワイドボリュームスキャンやステップ&シュートスキャンが含まれる。 The non-helical scan is an imaging method conventionally performed in the X-ray CT apparatus, and thus is called a conventional scan. The conventional scan includes a wide volume scan and a step & shoot scan.
ワイドボリュームスキャンもヘリカルスキャンと同様に広範囲を撮像する撮像方法である。ヘリカルスキャンは、被検体を連続的に撮像するため、体動によるアーティファクトが問題となり、画像再構成過程において様々な補間処理が必要となる。一方、ワイドボリュームスキャンは、短時間でスキャンを実行できるため、体動による影響が比較的少ない。 The wide volume scan is also an imaging method for imaging a wide range like the helical scan. In the helical scan, since the subject is continuously imaged, artifacts due to body movement become a problem, and various interpolation processes are required in the image reconstruction process. On the other hand, wide volume scans can be executed in a short time, and are therefore less affected by body movements.
ワイドボリュームスキャンは、1回の回転撮像(180度+αの角度又は360度)で一括に撮像できない範囲の撮像に用いられる。ワイドボリュームスキャンでは、1回の回転撮像における撮像領域を一部重複させて、回転撮像のたびに被検体の位置をずらして撮像することで、1回の回転撮像では撮像できない撮像範囲を撮像できる。 The wide volume scan is used for imaging in a range in which images cannot be collectively captured by one rotation imaging (180 ° + α angle or 360 °). In the wide volume scan, an imaging range that cannot be captured by one rotation imaging can be captured by overlapping a part of the imaging area in one rotation imaging and shifting the position of the subject for each rotation imaging. .
肺などの臓器は、呼吸により周期的にその形状が変動する。したがって、X線CT装置における撮像では、被検体が呼吸を止め、呼吸による臓器の変形や移動がおこらない状態でスキャンが実行される。 The shape of an organ such as the lung periodically changes due to respiration. Therefore, in imaging with the X-ray CT apparatus, the scan is executed in a state where the subject stops breathing and the organ is not deformed or moved by breathing.
しかしながら、このような息止めスキャンは、被検体への負担が大きいため、自由呼吸下で実行可能な呼吸同期スキャンによる撮像が求められている。呼吸同期スキャンは、被検体の呼吸周期が安定している期間に撮像を実行する撮像方法のことである。呼吸が安定している期間は、例えば、被検体の呼気の終末期から次の呼吸を開始する吸気の開始期までの期間である。以下の説明では、呼吸が安定している期間のことを呼吸安定期と称する。 However, since such a breath-hold scan places a heavy burden on the subject, imaging by a breath-synchronized scan that can be performed under free breathing is required. The respiratory synchronization scan is an imaging method in which imaging is performed during a period when the respiratory cycle of the subject is stable. The period in which the respiration is stable is, for example, a period from the end of expiration of the subject to the start of inspiration for starting the next respiration. In the following description, a period in which respiration is stable is referred to as a respiration stable period.
ワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行する場合、呼吸安定期に1回の回転撮像を実行した後、次の呼吸安定期までに寝台を移動させなければならない。しかしながら、従来のX線CT装置では、スキャン動作と寝台駆動動作との間に待ち時間があり、ワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行できない場合があった。 When the wide volume scan is executed under respiratory synchronization, the bed must be moved by the next stable respiratory period after performing one rotation imaging in the stable respiratory period. However, in the conventional X-ray CT apparatus, there is a waiting time between the scanning operation and the bed driving operation, and there is a case where the wide volume scan cannot be executed under respiratory synchronization.
本発明が解決しようとする課題は、スキャン動作と寝台駆動動作との間の待ち時間を短くすることで、息止めで実行していたワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行可能とするX線CT装置及びX線CTシステムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to reduce the waiting time between the scanning operation and the bed driving operation, so that a wide volume scan that has been executed by breath holding can be executed under respiratory synchronization. An apparatus and an X-ray CT system are provided.
実施形態に係るX線CT装置は、スキャン中は被検体を動かさず、スキャン間休止時間の内に前記被検体の位置を移動させるワイドボリュームスキャンを実行可能なX線CT装置であって、スキャン条件が入力されるコンソールと、前記スキャンを実行する撮像部と、前記被検体の位置を移動させる駆動部と、前記コンソールからスキャン開始の入力を受け付けると、前記撮像部と前記駆動部とを前記コンソールを介さずに直接的に制御し、前記ワイドボリュームスキャンの実行を制御する制御部と、を備える。 An X-ray CT apparatus according to an embodiment is an X-ray CT apparatus capable of performing a wide volume scan that moves a position of the subject within a pause time between scans without moving the subject during the scan. A console to which conditions are input, an imaging unit that executes the scan, a drive unit that moves the position of the subject, and an input of scan start from the console, the imaging unit and the drive unit are A control unit that directly controls without using a console and controls execution of the wide volume scan.
以下、実施形態のX線CT装置及びX線CTシステムを図面を参照して説明する。 Hereinafter, an X-ray CT apparatus and an X-ray CT system of an embodiment will be described with reference to the drawings.
(1)構成
図1は、実施形態に係るX線CTシステムの一例を示す概念的な構成図である。図1のX線CTシステム100は、X線CT装置1及び呼吸センサ20を備える。
(1) Configuration FIG. 1 is a conceptual configuration diagram illustrating an example of an X-ray CT system according to an embodiment. The
呼吸センサ20は、被検体Pの呼吸周期を収集する生体センサである。呼吸センサ20は、被検体Pの胸腹部に巻きつけて装着され、被検体Pの呼吸運動に応じた胸部の圧力変化を収集する圧力センサであってもよい。また、呼吸センサ20は、赤外線やカメラなどを用いて被検体Pの体表の変位量を測定することで、被検体Pの呼吸周期を収集する非接触センサであってもよい。
The
なお、呼吸センサ20は、圧力センサや非接触センサには限定されない。例えば、被検体Pの口及び鼻を覆うように装着され、被検体の呼気や吸気における流量や体積を測定する流量センサであってもよい。
The
また、X線CT装置1には、X線管とX線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate-Type(第3世代CT)、リング状にアレイされた多数のX線検出素子が固定され、X線管のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate-Type(第4世代CT)等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。以下の説明では、本実施形態に係るX線CT装置1として第3世代のRotate/Rotate−Typeを採用する場合の例を示す。
The
X線CT装置1は、架台装置10、寝台装置30及びコンソール装置40を有する。架台装置10及び寝台装置30は、検査室に設置される。架台装置10は、寝台装置30に載置された被検体Pに関するX線の検出データ(透過データ)を生成する。一方、コンソール装置40は、検査室に隣接する制御室に設置され、検出データに基づいて投影データを生成することで、再構成画像の生成及び表示を行う。
The X-ray
架台装置10は、X線管11、X線検出器12、撮像領域が内在する開口部19を有する回転フレーム13、X線高電圧装置14、制御装置15、ウェッジ16、コリメータ17及びデータ収集回路(DAS:Data Acquisition System)18を備える。
The
X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射する真空管である。なお、本実施形態においては、一管球型のX線CT装置にも、X線管とX線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のX線CT装置にも適用可能である。
The
なお、X線を発生させるハードウェアは、X線管11には限定されない。例えば、X線管11に替えて、電子銃から発生した電子ビームを収束させるフォーカスコイル、電磁偏向させる偏向コイル、被検体Pの半周を囲い偏向した電子ビームが衝突することによってX線を発生させるターゲットリングを含む第5世代方式によりX線を発生させてもよい。
Note that hardware that generates X-rays is not limited to the
X線検出器12は、X線管11から照射され、被検体Pを通過したX線を検出し、当該X線量に対応した電気信号をDAS18へと出力する。X線検出器12は、例えば、X線管の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向、row方向)に複数配列された構造を有する。
The
また、X線検出器12は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー、Photo Multiplier Tube:PMT)等の光センサを有する。
The
なお、X線検出器12は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
Note that the
回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを対向支持し、後述する制御装置15によってX線管11とX線検出器12とを回転させる円環状のフレームである。なお、回転フレーム13は、X線管11及びX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やDAS18を更に備えて支持する。
The rotating
なお、DAS18が生成した検出データは、回転フレーム13に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置10の非回転部分、例えば図示しない固定フレームに設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40へと転送される。なお、回転フレーム13から架台装置10の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。また、図示しない固定フレームは回転フレーム13を回転可能に支持するフレームである。
The detection data generated by the
このように、X線CT装置1は、X線管11とX線検出器12とを対向させて支持する回転フレーム13を被検体Pの周りに回転させることで、被検体Pの周囲一周分、即ち、被検体Pの360°分の検出データを収集する。なお、CT画像の再構成方式は、360°分の検出データを用いるフルスキャン再構成方式には限定されない。例えば、半周(180°)+ファン角度分の検出データに基づいてCT画像を再構成するハーフ再構成方式であってもよい。
As described above, the
X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有する。また、X線高電圧装置14は、X線管11に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置及びX線管11が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置を有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、X線高電圧装置14は、後述する回転フレーム13に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム側に設けられても構わない。
The X-ray
制御装置15は、処理回路151及び不図示のメモリ、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有する。
The
制御装置15の処理回路151は、専用のハードウェアで構成してもよいし、内蔵のプロセッサによるソフトウェア処理で後述する各種機能を実現するように構成してもよい。ここでは一例として、処理回路151がプロセッサによるソフトウェア処理によって各種機能を実現する場合について説明する。
The
なお、上記説明におけるプロセッサとは、専用又は汎用のCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA:Field Programmable Gate Array)などの回路を意味する。上記プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス(SPLD:Simple Programmable Logic Device)、複合プログラマブル論理デバイス(CPLD:Complex Programmable Logic Device)などが挙げられる。処理回路151は、不図示のメモリに記憶されたプログラム又は処理回路151のプロセッサ内に直接組み込まれたプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することで各機能を実現する。
The processor in the above description is a dedicated or general-purpose CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), application specific integrated circuit (ASIC), programmable logic device, and field programmable gate array. It means a circuit such as (FPGA: Field Programmable Gate Array). Examples of the programmable logic device include a simple programmable logic device (SPLD) and a complex programmable logic device (CPLD). The
また、処理回路151は、単一のプロセッサによって構成されてもよいし、複数の独立したプロセッサの組合せによって構成されてもよい。後者の場合、複数のプロセッサにそれぞれ対応する複数のメモリが設けられると共に、各プロセッサにより実行されるプログラムが当該プロセッサに対応するメモリに記憶される構成でもよい。別の例としては、1個のメモリが複数のプロセッサの各機能に対応するプログラムを一括的に記憶する構成でもよい。
The
制御装置15は、スキャン動作全体を統括的に制御する。例えば、架台装置10をチルトさせる制御を行う。なお、架台装置10をチルトさせる制御は、架台装置10に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置15がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させることによって実現される。
The
なお、ここでは一例として、X線CT装置1の装置座標系を以下のように定義する。非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向と平行な方向をz軸方向、天板33の短手方向と平行であって、z軸方向に直交し、鉛直方向に垂直である軸方向をx軸方向、z軸方向及びx軸方向に直交し、鉛直方向に水平である軸方向をy軸方向とする。
Here, as an example, the apparatus coordinate system of the
また、制御装置15は、コンソール装置40や架台装置10に取り付けられた入力インターフェースから入力された撮像条件に基づいて、X線管11の角度や後述のウェッジ16及びコリメータ17を制御する。
Further, the
また、制御装置15の処理回路151は、ダイレクト制御機能152を実現する。ダイレクト制御機能152は、制御装置15のメモリに記憶されたプログラムが処理回路151のプロセッサによって実行されることで実現される機能である。
Further, the
ダイレクト制御機能152は、ワイドボリュームスキャンにおける架台装置10及び寝台装置30における動作をコンソール装置40を介さずに直接的に制御する。即ち、ダイレクト制御機能152は、入力信号を受けて回転フレーム13を回転させる制御や、寝台装置30及び天板33を動作させる制御を、コンソール装置40からの指示を待たずに実行する。ダイレクト制御機能152による架台装置10及び寝台装置30の制御については後述の図5乃至図10で詳細に説明する。
The
ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線が予め定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ16(ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow−tie filter))は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。
The
コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組合せによってスリットを形成する。
The
DAS18(Data Acquisition System)は、X線検出器12の各X線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを有し、検出データを生成する。DAS18が生成した検出データは、コンソール装置40へと転送される。
The DAS 18 (Data Acquisition System) includes an amplifier that performs amplification processing on an electric signal output from each X-ray detection element of the
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31、寝台駆動装置32、天板33及び支持フレーム34を備える。
The
基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(y軸方向)に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を天板33の長軸方向(z軸方向)に移動するモータ或いはアクチュエータである。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。
The
なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向(z軸方向)に移動してもよい。また、寝台駆動装置32は、寝台装置30の基台31ごと移動させてもよい。本発明を立位CTに応用する場合、天板33に相当する患者移動機構を移動する方式であってもよい。また、ヘリカルスキャン撮影や位置決め等のためのスキャノ撮影等、架台装置10の撮像系と天板33の位置関係の相対的な変更を伴う撮影を実行する場合は、当該位置関係の相対的な変更は天板33の駆動によって行われてもよいし、架台装置10の固定フレームの走行によって行われてもよく、またそれらの複合によって行われてもよい。
The
コンソール装置40は、メモリ41、ディスプレイ42、入力インターフェース43及び処理回路44を有する。なお、以下の説明では、コンソール装置40が単一のコンソールで全ての機能を実行するものとするが、これらの機能は、複数のコンソールが実行してもよい。
The
メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。
The
X線CT装置1が生成した投影データや再構成画像データは、メモリ41に記憶されてもよい。また、X線CT装置1が生成した投影データや再構成画像データは、LAN(Local Area Network)などのネットワークを介してX線CT装置1と接続可能な画像サーバなどの外部記憶装置に記憶されてもよい。同様に、メモリ41の記録媒体内のプログラム及びデータの一部又は全部は、ネットワークを介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介してメモリ41に与えられてもよい。
Projection data and reconstructed image data generated by the
ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成された医用画像(CT画像)や、ユーザからの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。例えば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイイ、OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ等である。
The
入力インターフェース43は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像を画像処理する際の画像処理条件等の設定情報をユーザから受け付ける。例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等の入力デバイスにより実現される。
The
処理回路44は、X線CT装置1の全体の動作を制御する。また、処理回路44は、画像生成機能441及び判定機能442を実現する。コンソール装置40の処理回路44は、制御装置15の処理回路151と同様の構成である。
The
なお、処理回路44で実行される各機能は、コンソール装置40以外の統合サーバで実行されてもよい。統合サーバとは、複数のモダリティにおいて取得された検出データを一括して処理するコンピュータである。ここで、サーバとは、メモリ及びプロセッサを有し、ネットワークを介してクライアントコンピュータに対し自身の持つ機能やデータを提供するコンピュータである。また、サーバは、仮想サーバとして複数の物理サーバから構成されてもよいし、施設外に設けられ、コンソール装置40と広域ネットワークを介して接続可能なクラウドサーバであってもよい。
Each function executed by the
処理回路44の画像生成機能411は、データ収集回路14から出力された検出データに対して補正処理などの前処理を実行し、前処理後の検出データを再構成処理してCT画像データの生成を実行する。更に、画像生成機能411は、CT画像データを公知の方法により任意断面の断層像データや3次元画像データを生成する画像処理を実行する。
The image generation function 411 of the
判定機能442は、呼吸センサ20により事前に収集された被検体Pの呼吸周期に基づいて、ワイドボリュームスキャンを息止めで実行するか、呼吸同期下で実行するかを判定する。判定機能442におけるワイドボリュームスキャンを息止めで実行するか、呼吸同期で実行するかの判定方法については、後述の図4で詳細に説明する。
The
(2)動作
まず、図2及び図3を用いて、従来のワイドボリュームスキャンにおけるスキャン動作と寝台駆動動作との間の待ち時間について説明する。
(2) Operation First, a waiting time between a scanning operation and a bed driving operation in a conventional wide volume scan will be described with reference to FIGS.
図2は、従来の息止めを伴うワイドボリュームスキャンの制御を説明するシーケンス図である。従来の息止めを伴うワイドボリュームスキャンでは、被検体を動かさず回転撮像(スキャン)を実行し、非スキャン時に寝台を動かす動作を被検体の息止め期間中に複数回実行する撮像方法である。例えば、息止め期間中に3回の回転撮像を実行する場合、第1のスキャン動作、第1の寝台動作、第2のスキャン動作、第2の寝台動作、第3のスキャン動作の順に架台装置及び寝台装置の制御が実行される。 FIG. 2 is a sequence diagram for explaining control of a conventional wide volume scan with breath holding. The conventional wide volume scan with breath holding is an imaging method in which rotating imaging (scanning) is performed without moving the subject, and the operation of moving the bed during non-scanning is executed a plurality of times during the breath holding period of the subject. For example, when three rotation imaging is performed during the breath-holding period, the gantry device is in the order of the first scan operation, the first bed operation, the second scan operation, the second bed operation, and the third scan operation. And the control of the bed apparatus is executed.
図2は、左から従来のX線CT装置のコンソール装置、制御装置のCPU、架台装置、寝台装置をそれぞれ示している。以下、図2を参照しつつ、従来の息止めを伴うワイドボリュームスキャンにおける各装置の動作を説明する。 FIG. 2 shows a console device of a conventional X-ray CT apparatus, a CPU of a control device, a gantry device, and a bed device from the left. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operation of each apparatus in a conventional wide volume scan with breath holding will be described.
コンソール装置の入力インターフェースからユーザが撮像条件が入力し、入力された撮像条件でスキャンを実行することが確定すると、コンソール装置は、制御装置のCPUにセットアップ情報を送信する。セットアップ情報には、撮像条件に含まれるX線管の角度、ウェッジやコリメータの設定などが含まれる。 When the user inputs imaging conditions from the input interface of the console apparatus and it is determined that scanning is performed with the input imaging conditions, the console apparatus transmits setup information to the CPU of the control apparatus. The setup information includes the angle of the X-ray tube included in the imaging conditions, settings of wedges and collimators, and the like.
コンソール装置からセットアップ情報を受信すると、制御装置のCPUは、X線管、ウェッジやコリメータなどの架台内の装置を動作させ、架台装置のセットアップを行う。セットアップとは、スキャン実行の準備のことである。ここでスキャン実行の準備とは、スキャン実行時の動作が回転フレームの回転及びX線を曝射する動作のみとなるよう、X線曝射直前の状態にスキャン実行に関連する各装置の位置や設定を整えておくことである。 When the setup information is received from the console device, the CPU of the control device operates devices in the gantry such as an X-ray tube, a wedge and a collimator to set up the gantry device. Setup refers to preparation for scan execution. Here, preparation for scan execution refers to the position of each device related to scan execution in the state immediately before X-ray exposure so that the operation at the time of scan execution is only rotation of the rotating frame and X-ray exposure. It is to prepare the setting.
制御装置のCPUは、架台装置のセットアップが完了すると、セットアップ完了通知をコンソール装置に送信する。コンソールは、制御装置のCPUからセットアップ完了通知を受信すると、スキャン開始可能である旨をユーザに通知する。例えば、コンソール装置は、スキャン開始ボタンを点灯させたり、押下可能に制御したりすることで、スキャン開始可能である旨をユーザに通知する。 When the setup of the gantry device is completed, the CPU of the control device transmits a setup completion notification to the console device. When the console receives a setup completion notification from the CPU of the control device, the console notifies the user that scanning can be started. For example, the console device notifies the user that scanning can be started by turning on a scan start button or controlling the button so that it can be pressed.
ユーザは、被検体に息止め指示を行い、息止めが開始されたらスキャン開始ボタンを押下する。スキャン開始ボタンが押下されると、スキャン開始の通知信号がコンソール装置から制御装置のCPUに送信される。制御装置のCPUは、コンソール装置からスキャン開始の通知信号を受信すると、スキャン指示の通知信号を架台装置に送信する。架台装置は、制御装置のCPUからスキャン指示の通知信号を受信すると第1のスキャンを実行する。 The user instructs the subject to hold his / her breath, and when the breath holding is started, presses the scan start button. When the scan start button is pressed, a scan start notification signal is transmitted from the console device to the CPU of the control device. When receiving the scan start notification signal from the console device, the CPU of the control device transmits a scan instruction notification signal to the gantry device. When the gantry device receives the scan instruction notification signal from the CPU of the control device, the gantry device executes the first scan.
制御装置のCPUは、第1のスキャンが完了したタイミングでコンソール装置にスキャン終了通知を送信する。なお、制御装置のCPUは、スキャンが完了するタイミングをスキャン所要時間に基づいて判断する。スキャン所要時間は、コンソール装置からのセットアップ情報に含まれてもよいし、コンソールからのスキャン開始の通知信号に含まれてもよい。また、スキャン所要時間は、制御装置のメモリに予め記憶されていてもよい。 The CPU of the control device transmits a scan end notification to the console device at the timing when the first scan is completed. Note that the CPU of the control device determines the timing for completing the scan based on the time required for the scan. The time required for scanning may be included in setup information from the console device, or may be included in a scan start notification signal from the console. Further, the scan required time may be stored in advance in the memory of the control device.
コンソール装置は、スキャン完了通知を制御装置のCPUから受信すると、寝台動作情報及び寝台動作開始の通知信号を制御装置のCPUに送信する。寝台動作情報には、被検体が載置された天板を移動させる位置、移動速度などの天板移動情報が含まれる。 When the console device receives the scan completion notification from the CPU of the control device, the console device transmits the bed operation information and a notification signal of the start of the bed operation to the CPU of the control device. The couch motion information includes top plate movement information such as the position and movement speed at which the top plate on which the subject is placed is moved.
このように、第1のスキャンS1が完了してから寝台動作B1の開始までに制御装置のCPUとコンソール装置との間で信号のやり取りが発生するため、第1のスキャンS1が完了してから寝台動作B1の開始までに待ち時間が発生する。以下、スキャンが完了してから寝台動作の開始までの時間を寝台動作待ち時間W1と称する。 Thus, since the exchange of signals occurs between the CPU of the control device and the console device between the completion of the first scan S1 and the start of the bed operation B1, the first scan S1 is completed. A waiting time occurs before the start of the bed operation B1. Hereinafter, the time from the completion of the scan to the start of the bed operation is referred to as a bed operation waiting time W1.
制御装置のCPUは、寝台動作情報及び寝台動作開始の通知信号を受信すると、寝台動作情報に従って寝台動作を実行する。制御装置のCPUは、寝台装置の寝台駆動装置を制御することで、被検体が載置された天板の位置を寝台動作情報に規定された位置まで移動させる。 When the CPU of the control device receives the bed operation information and the bed operation start notification signal, the CPU executes the bed operation according to the bed operation information. The CPU of the control device controls the bed driving device of the bed apparatus to move the position of the top plate on which the subject is placed to the position specified in the bed movement information.
寝台装置は、寝台動作が完了すると、寝台ステータス通知を制御装置のCPUに送信する。寝台ステータス通知には、寝台動作後の天板の位置情報などの寝台動作時の動作ログ情報が含まれる。 When the couch operation is completed, the couch device transmits a couch status notification to the CPU of the control device. The bed status notification includes operation log information at the time of the bed movement such as the position information of the top board after the bed movement.
制御装置のCPUは、寝台装置から寝台ステータス情報を受信すると、寝台動作終了通知をコンソール装置に送信する。コンソール装置は、第2のスキャンS2のスキャン開始の通知信号を制御装置のCPUに送信する。 When receiving the couch status information from the couch device, the CPU of the control device transmits a couch operation end notification to the console device. The console device transmits a scan start notification signal of the second scan S2 to the CPU of the control device.
このように、寝台動作B1が完了した後、寝台装置及び制御装置のCPU、制御装置のCPU及びコンソール装置が信号のやり取りを行うため、第2のスキャンS2開始までに待ち時間が発生する。以下、寝台動作完了からスキャン開始までの時間をスキャン動作待ち時間W2と称する。 Thus, after the bed operation B1 is completed, the CPU of the bed device and the control device, the CPU of the control device, and the console device exchange signals, so that a waiting time is generated before the second scan S2 starts. Hereinafter, the time from the completion of the bed operation to the start of scanning is referred to as a scanning operation waiting time W2.
図3は、従来の息止めを伴うワイドボリュームスキャンを説明するタイミングチャートである。図3は、息止め中に3回の回転撮像と2回の寝台移動とを実行する場合のスキャン動作及び寝台動作のタイミングチャートを示している。 FIG. 3 is a timing chart illustrating a conventional wide volume scan with breath holding. FIG. 3 shows a timing chart of the scanning operation and the bed operation when performing the three rotation imaging and the two bed movements while holding the breath.
図3の最上段は、被検体の呼吸信号を示している。呼吸信号において、息止め開始から息止め終了までの期間は、息止め期間を示している。図3の中段は、スキャン動作を示している。スキャン動作を示すグラフでは、矩形波で示すタイミングにおいてスキャンが実行され、息止め期間中に3回のスキャンを実行する例を示している。図3の下段は、寝台動作を示している。寝台動作では、息止め期間中に2回の寝台移動を実行する例を示している。 The uppermost part of FIG. 3 shows the respiratory signal of the subject. In the respiration signal, the period from the start of breath holding to the end of breath holding indicates the breath holding period. The middle part of FIG. 3 shows a scanning operation. The graph showing the scan operation shows an example in which the scan is executed at the timing indicated by the rectangular wave and three scans are executed during the breath holding period. The lower part of FIG. 3 shows the bed operation. In the bed operation, an example is shown in which the bed movement is executed twice during the breath holding period.
なお、寝台動作におけるグラフの傾きは、寝台移動速度を示している。即ち、寝台動作を示すグラフにおいて、右上がりの傾きは寝台の加速を示し、右下がりの傾きは寝台の減速を示している。なお、寝台動作B1及びB2は、第1のスキャンS1と第2のスキャンS2との間及び第2のスキャンS1と第3のスキャンS3との間に夫々実行される。 Note that the slope of the graph in the bed operation indicates the bed moving speed. That is, in the graph showing the bed operation, an upward slope indicates a bed acceleration, and a downward slope indicates a bed deceleration. Note that the bed operations B1 and B2 are executed between the first scan S1 and the second scan S2 and between the second scan S1 and the third scan S3, respectively.
被検体により息止めが開始されると、第1のスキャンS1が実行される。その後、寝台動作待ち時間W1の後に寝台動作B1が開始される。寝台動作B1が完了すると、スキャン動作待ち時間W2の後に第2のスキャンS2が開始される。同様に、第2のスキャンS2が完了すると、寝台動作待ち時間W1の後に、寝台動作B2が開始し、寝台動作B2が完了すると、スキャン動作待ち時間W2の後に第3のスキャンS2が開始される。 When breath holding is started by the subject, the first scan S1 is executed. Thereafter, the bed operation B1 is started after the bed operation waiting time W1. When the bed operation B1 is completed, the second scan S2 is started after the scan operation waiting time W2. Similarly, when the second scan S2 is completed, the bed operation B2 starts after the bed operation waiting time W1, and when the bed operation B2 is completed, the third scan S2 is started after the scan operation waiting time W2. .
このように、従来のワイドボリュームスキャンにおいては、寝台動作の直前及びスキャン動作の直前に、制御装置のCPUとコンソール装置との間で信号のやり取りが生じることで、それぞれの動作の実行前に待ち時間が発生する。待ち時間は、装置間の信号の通信時間に加えて、コンソール装置での寝台動作情報の生成時間や読み出し時間などの信号の処理時間を含む。したがって、1つの動作が実行されるまでに装置間で信号のやり取りが複数回発生すると、待ち時間はその分長くなる。 As described above, in the conventional wide volume scan, signals are exchanged between the CPU of the control device and the console device immediately before the bed operation and immediately before the scan operation, so that waiting is performed before each operation is executed. Time occurs. The waiting time includes signal processing time such as generation time and reading time of bed operation information in the console device in addition to signal communication time between devices. Therefore, if a signal is exchanged a plurality of times between apparatuses before one operation is executed, the waiting time is increased accordingly.
図3のように、息止め期間中に複数のスキャンを実行する場合、寝台動作待ち時間W1とスキャン動作待ち時間W2の発生により、ワイドボリュームスキャン全体の所要時間が長くなるのに伴い息止め時間も長くなる。 As shown in FIG. 3, when a plurality of scans are executed during the breath holding period, the time required for the entire wide volume scan becomes longer due to the generation of the bed operation waiting time W1 and the scanning operation waiting time W2. Also gets longer.
このように、息止め撮像は被検体への負担が大きいため、自由呼吸下での撮像が求められている。図2及び図3に示すように、従来は、スキャン動作と寝台動作との間の待ち時間により呼吸同期スキャンを選択できない場合があった。 Thus, since breath-hold imaging places a heavy burden on the subject, imaging under free breathing is required. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, conventionally, there is a case where the breath synchronization scan cannot be selected due to the waiting time between the scan operation and the bed operation.
具体的には、従来のワイドボリュームスキャンを呼吸同期スキャンで実行するには、第1のスキャンと寝台動作B1とが、少なくとも次の呼吸安定期までに完了していなければならない。しかしながら、従来のコンソール装置を介した制御では、スキャン動作と寝台動作との間の待ち時間分、第1のスキャン開始から寝台動作B1終了までの時間が長くなる。そのため、被検体の呼吸周期や呼吸安定期の長さによっては、呼吸同期スキャンを選択できない場合があった。 Specifically, in order to execute the conventional wide volume scan by the respiratory synchronization scan, the first scan and the bed operation B1 must be completed at least by the next respiratory stable period. However, in the control via the conventional console device, the time from the start of the first scan to the end of the bed operation B1 is increased by the waiting time between the scan operation and the bed operation. Therefore, depending on the respiratory cycle of the subject and the length of the stable breathing period, the respiratory synchronization scan may not be selected.
そこで、本発明者は、コンソール装置を介さずに制御装置のCPUが寝台動作及びスキャン動作を実行するX線CT装置1及びX線CTシステム100の着想に至った。本実施形態に係るX線CT装置1及びX線CTシステム100においては、第1のスキャンS1が完了すると制御装置のCPU15が寝台装置30に直接的に寝台動作指示の通知信号を送信し、寝台動作B1を実行する。これにより、スキャン動作と寝台動作との間の待ち時間を最小限に抑えることができる。以下、スキャン動作及び寝台動作をコンソール装置を介さずに制御する方法をダイレクト制御と称する。
Therefore, the present inventor has come up with the idea of the
このダイレクト制御を用いることで、従来よりも呼吸同期スキャンを適用できる場合が増加する。まず、図4のフローチャートを用いて、本実施形態に係るワイドボリュームスキャンにおける呼吸同期スキャン又は息止めスキャンの判定方法の動作を説明する。その後、図5乃至図8を参照しつつ本実施形態に係るダイレクト制御によるワイドボリュームスキャンの動作を説明する。 By using this direct control, the number of cases in which a respiratory synchronization scan can be applied is increased. First, the operation of the determination method of the breath synchronization scan or the breath holding scan in the wide volume scan according to the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. Thereafter, the operation of wide volume scanning by direct control according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4は、実施形態に係るX線CTシステム100の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図4のフローチャートのステップ番号に従って、実施形態に係るX線CTシステム100における、呼吸同期スキャン又は息止めスキャンの判定方法の動作を説明する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップS101において、コンソール装置40の判定機能442は、予め収集された被検体Pの呼吸信号を取得する。ここで、「予め」とは、ワイドボリュームスキャンの開始前のことである。
In step S <b> 101, the
ステップS102において、コンソール装置40の判定機能422は、被検体Pの呼吸信号から得られる呼吸周期を解析し、呼吸安定期間T2を特定する。呼吸安定期は、例えば、被検体Pの呼吸周期を示す波形が任意の波形に一致するかや、振幅が所定の閾値以内かなどの複数のパラメータに基づいて判定される。
In step S102, the determination function 422 of the
また、呼吸安定期は、呼吸センサ20により判定されてもよい。その場合、判定機能422は、呼吸センサ20からのゲート信号の長さに基づいて呼吸安定期間T2を特定してもよい。なお、呼吸センサ20が出力するゲート信号は、呼吸安定期間の開始を通知するパルス信号の場合もある。この場合、判定機能422は、パルス信号間の所定の時間を呼吸安定期として特定してもよい。なお、呼吸安定期の特定方法は従来技術を用いればよいので詳細な説明は省略する。
Further, the respiratory stable period may be determined by the
判定機能422は、更に、ダイレクト制御におけるスキャン時間と寝台移動時間との合計時間T1を算出する。合計時間T1は、スキャン開始から寝台移動完了までの時間である。ダイレクト制御では、制御回路15のダイレクト制御機能152により、スキャン完了後又は寝台動作完了後にすぐに次の動作が実行されるため、合計時間T1は、スキャン動作の所要時間と寝台動作の所要時間とを合計した時間に等しい。
The determination function 422 further calculates a total time T1 of the scan time and bed movement time in the direct control. The total time T1 is the time from the start of scanning to the completion of bed movement. In the direct control, since the next operation is executed immediately after the scan is completed or the bed operation is completed by the
呼吸安定期間T2が合計時間T1よりも短い場合、ステップS102のNOに分岐し、ステップS103において、判定機能422は、ワイドボリュームスキャンを息止めスキャンで実行すると判定する。 If the respiratory stabilization period T2 is shorter than the total time T1, the process branches to NO in step S102, and in step S103, the determination function 422 determines to execute the wide volume scan by the breath holding scan.
一方、呼吸安定期間T2が合計時間T1以上の場合、ステップS102のYESに分岐し、ステップS104において、判定機能422は、ワイドボリュームスキャンを呼吸同期スキャンで実行すると判定する。 On the other hand, if the respiratory stabilization period T2 is equal to or greater than the total time T1, the process branches to YES in step S102. In step S104, the determination function 422 determines that the wide volume scan is to be executed in the respiratory synchronization scan.
図5は、実施形態に係るX線CTシステム100における、呼吸同期でのワイドボリュームスキャンを説明するタイミングチャートである。図5のタイミングチャートは、上から、呼吸信号、ゲート信号、スキャン動作、寝台動作を示している。図5は、図3と同様に、3回のスキャンと2回の寝台移動とを含むワイドボリュームスキャンのタイミングチャートを示している。
FIG. 5 is a timing chart for explaining a wide volume scan in breath synchronization in the
ゲート信号のグラフにおいて左から一番目のゲート信号の立ち上がりと同時に第1のスキャンS1が実行される。また、第1のスキャンS1が完了した直後に寝台動作B1が実行される。図5の例では、第1のスキャンS1と寝台動作B1との合計時間T1は、ゲート信号の長さにより示される呼吸安定期間T2に一致する。 In the gate signal graph, the first scan S1 is executed simultaneously with the rise of the first gate signal from the left. Further, the bed operation B1 is performed immediately after the first scan S1 is completed. In the example of FIG. 5, the total time T1 of the first scan S1 and the bed operation B1 coincides with the respiratory stabilization period T2 indicated by the length of the gate signal.
次の呼吸安定期間において、第2のスキャンS2と寝台動作B2が実行され、最右側の呼吸安定期間において、第3のスキャンが実行され、ワイドボリュームスキャンが完了する。 In the next respiratory stability period, the second scan S2 and the bed operation B2 are executed, and in the rightmost respiratory stability period, the third scan is executed, and the wide volume scan is completed.
図6は、実施形態に係るX線CTシステムにおける、呼吸同期でのワイドボリュームスキャンの制御を説明するシーケンス図である。図6は、左から、コンソール装置40、制御装置15のCPU、架台装置10、寝台装置30を示す。
FIG. 6 is a sequence diagram for explaining the control of the wide volume scan in the respiratory synchronization in the X-ray CT system according to the embodiment. FIG. 6 shows the
まず、コンソール装置40は、スキャン情報及び寝台動作情報を架台装置15のCPUに送信する。スキャン情報は、セットアップ情報とワイドボリュームスキャンにおける設定情報とを含む。ワイドボリュームスキャンにおける設定情報とは、例えば、スキャン回数や寝台移動回数などのワイドボリュームスキャンにおける制御情報を含む。寝台動作情報には、被検体Pが載置された天板33を移動させる位置、天板移動速度などの天板移動情報が含まれる。
First, the
架台装置15のCPUは、スキャン情報及び寝台動作情報を受信すると、架台装置10をセットアップする。ここでのセットアップは、前述同様である。セットアップが完了すると、架台装置15のCPUは、コンソール装置40にセットアップ完了通知を送信する。
The CPU of the
コンソール装置40がセットアップ完了通知を受信すると、ユーザは、スキャン開始ボタンを押下できる。ユーザがスキャン開始ボタンを押下すると、コンソール装置40から制御装置15のCPUにスキャン開始の通知信号が送信される。
When the
制御装置15のCPUは、スキャン開始の通知信号を受信すると、ゲート信号待ち状態となる。制御装置15のCPUは、呼吸センサ20からゲート信号を受信すると、架台装置10にスキャン指示の通知信号を送信する。架台装置10は、制御装置15のCPUからスキャン指示を受信すると第1のスキャンS1を実行する。
When receiving the scan start notification signal, the CPU of the
制御装置15のCPUは、第1のスキャンS1の完了を判定し、第1のスキャンS1が完了するタイミングで、寝台動作指示の通知信号を寝台装置30に送信する。なお、第1のスキャンS1完了後にコンソール装置40を介さず寝台装置30に寝台動作指示の通知信号を送信する動作は、制御装置15のダイレクト制御機能151により実現される。
The CPU of the
寝台装置30は、寝台動作指示の通知信号を受信すると、寝台動作B1を実行する。寝台動作B1が完了すると、寝台装置30は、寝台ステータス通知を制御装置15のCPUに送信する。
When the
制御装置15のCPUは、寝台ステータス通知を受信すると、ゲート信号待ち状態となる。寝台動作B1が完了後、制御装置15のCPUをすぐにゲート信号待ち状態に移行させる動作は、ダイレクト制御機能151により実現される。
When receiving the couch status notification, the CPU of the
このように、ダイレクト制御では、シーケンスL2に示された動作が繰り返し実行される。具体的には、ダイレクト制御機能151は、スキャン情報に含まれるスキャン回数と寝台移動回数分スキャンと寝台移動とを繰り返す。スキャン回数をN回とすると、寝台移動回数はN−1回である。即ち、ダイレクト制御機能151は、スキャンをN回と寝台移動をN−1回とを交互に実行する。
Thus, in the direct control, the operation shown in the sequence L2 is repeatedly executed. Specifically, the
スキャン情報に含まれるスキャン回数分のスキャン動作と寝台移動回数分の寝台動作とが実行されると、制御装置15のCPUは、コンソール装置40に寝台動作終了通知を送信する。即ち、N回目のスキャンが完了した後、寝台動作終了通知がコンソール装置40に送信される。
When a scan operation for the number of scans included in the scan information and a bed operation for the number of bed movements are executed, the CPU of the
以上が呼吸同期下でのワイドボリュームスキャンのダイレクト制御の説明である。以下、息止めスキャンにおけるワイドボリュームスキャンにおけるダイレクト制御を説明する。 The above is the explanation of the direct control of the wide volume scan under the respiratory synchronization. Hereinafter, direct control in the wide volume scan in the breath holding scan will be described.
図7は、実施形態に係るX線CTシステム100における、息止めを伴うワイドボリュームスキャンを説明するタイミングチャートである。図7は、従来のワイドボリュームスキャンのタイミングチャートを示す図3と同様に息止め期間中に3回のスキャンと2回の寝台動作とを実行するワイドボリュームスキャンの例を示している。図7において、図3と異なる点は、ダイレクト制御により、寝台動作待ち時間W1及びスキャン動作待ち時間W2がない点にある。
FIG. 7 is a timing chart illustrating a wide volume scan with breath holding in the
具体的には、第1のスキャンS1の完了後直ぐに寝台動作B1が実行される。同様に、寝台動作B1の完了後すぐに第2のスキャンS2が開始される。このように、ダイレクト制御では、動作間の待ち時間を短縮できるため、息止め期間を従来よりも短縮することができる。 Specifically, the bed operation B1 is executed immediately after the completion of the first scan S1. Similarly, the second scan S2 is started immediately after completion of the bed operation B1. Thus, in direct control, the waiting time between operations can be shortened, so that the breath holding period can be shortened as compared with the prior art.
図8は、実施形態に係るX線CTシステム100における、息止めを伴うワイドボリュームスキャンの制御を説明するシーケンス図である。図8は、呼吸同期下のワイドボリュームスキャンのシーケンス図を示す図6と同様に、左から、コンソール装置40、制御装置15のCPU、架台装置10、寝台装置30を示す。以下、図6と異なる部分のみを説明し、重複する動作の説明を省略する。
FIG. 8 is a sequence diagram for explaining the control of the wide volume scan with breath holding in the
コンソール装置40から制御装置15のCPUにスキャン開始の通知信号が送信されると、制御装置15のCPUは息止め開始指示待ち状態になる。ユーザが被検体Pに息止め開始指示を出し、息止めが開始されたら、制御装置15のCPUはスキャン指示の通知信号を架台装置10に送信する。
When a notification signal for starting scanning is transmitted from the
なお、被検体Pの息止め開始タイミングは、呼吸周期に基づいてユーザが判断し、コンソール装置40の入力インターフェースを介して入力されてもよい。また、息止め開始タイミングは、呼吸センサ20で判定され、制御装置15のCPUが呼吸センサ20から息止め開始の通知信号を受信するよう、X線CTシステム100の各部を構成してもよい。
Note that the breath holding start timing of the subject P may be determined by the user based on the breathing cycle and may be input via the input interface of the
息止めが開始されると、制御装置15のCPUは、スキャン指示の通知信号を架台装置10に送信する。図6のシーケンスL2同様に、スキャン情報に含まれるスキャン回数と寝台移動回数分、ダイレクト制御機能152は、スキャンと寝台移動とを繰り返す。N回目のスキャンが完了したら、ユーザは、被検体Pに息止め終了指示を出し、息止めを伴うワイドボリュームスキャンが終了する。
When breath holding is started, the CPU of the
このように、本実施形態に係るX線CTシステム100によれば、コンソール装置40を介さずに直接スキャン動作及び寝台動作を実行できるため、従来よりも短い時間でスキャン動作及び寝台動作を完了できる。したがって、自由呼吸下でワイドボリュームを実行できるケースが増加する。また、息止め下でのワイドボリュームであっても、従来の非ダイレクト制御によるワイドボリュームスキャンよりも息止め期間が短くて済むため、被検体の負担を軽減することができる。
As described above, according to the
以上では、スキャン動作の所要時間と寝台動作の所要時間との合計時間T1が呼吸安定期の時間T2以下の場合、呼吸同期スキャンを実行する場合を説明した。しかしながら、呼吸同期スキャンの実行は、スキャン動作の所要時間と寝台動作の所要時間との合計時間T1が呼吸安定期の時間T2以下の場合には限定されない。例えば、寝台動作は呼吸安定期以外の期間に実行されてもよい。 The case where the respiratory synchronization scan is executed when the total time T1 of the time required for the scan operation and the time required for the bed operation is equal to or less than the time T2 in the respiratory stability period has been described above. However, the execution of the respiratory synchronization scan is not limited to the case where the total time T1 of the time required for the scan operation and the time required for the bed operation is equal to or less than the time T2 of the respiratory stable period. For example, the bed operation may be executed in a period other than the respiratory stable period.
図9は、実施形態に係るX線CTシステム100における、呼吸同期でのワイドボリュームスキャンを実行する場合の第1の変形例を説明するタイミングチャートである。図9は、図5のタイミングチャート同様、呼吸同期でのワイドボリュームスキャンのタイミングチャートの例を示している。図9において、図5との大きな差異は、スキャン開始タイミングが呼吸安定期開始直後ではない点である。
FIG. 9 is a timing chart for explaining a first modification in the case where a wide volume scan is performed in respiratory synchronization in the
呼吸安定期には、最も呼吸が安定している期間の前後の期間が含まれる場合がある。例えば、最も呼吸が安定している期間がゲート信号の中央の期間であった場合、呼吸安定期間の開始直後にスキャンを実行するよりも、中央の期間にスキャンを実行した方がより呼吸の影響の少ない画像データを得ることができる。 The respiratory stable period may include periods before and after the period when the respiratory is most stable. For example, if the period during which breathing is most stable is the middle period of the gate signal, performing a scan during the middle period has a greater effect on breathing than performing a scan immediately after the start of the breathing stabilization period. Less image data can be obtained.
一方で、寝台動作は、次のスキャン開始前までに完了していればよいため、呼吸安定期間内に完了していなくてもよい。例えば、寝台動作は、呼吸安定期以外の期間に実行されてもよい。以下の説明では、呼吸安定期以外の期間を非呼吸安定期間と称する。 On the other hand, the bed operation need only be completed before the start of the next scan, and thus may not be completed within the respiratory stability period. For example, the bed operation may be executed in a period other than the respiratory stable period. In the following description, a period other than the respiratory stable period is referred to as a non-respiratory stable period.
図9は、呼吸安定期の中央の期間でスキャンを実行し、その後、呼吸安定期間の後半から非呼吸安定期の前半にかけて寝台移動を実行する例を示している。このように、呼吸安定期内にスキャン動作のみを完了させ、次のスキャンまでに寝台動作を完了させる場合、呼吸同期下でワイドボリュームスキャンを実行可能なケースはより増加する。 FIG. 9 shows an example in which a scan is executed in the middle period of the respiratory stability period, and then the bed movement is executed from the second half of the respiratory stability period to the first half of the non-respiratory stability period. As described above, when only the scanning operation is completed within the respiratory stable period and the bed operation is completed by the next scanning, the number of cases where the wide volume scanning can be performed under the respiratory synchronization is further increased.
なお、以上では、スキャン完了直後に寝台動作が開始される例を示したが、寝台動作は、スキャン完了後、所定の時間経過後に実行されてもよい。例えば、スキャン完了後に所定の待ち時間を設けてもよい。 In the above, an example in which the bed operation is started immediately after the completion of scanning has been described, but the bed operation may be executed after a predetermined time has elapsed after the completion of scanning. For example, a predetermined waiting time may be provided after the scan is completed.
また、寝台動作完了後、所定の待ち時間を設けてスキャンを開始するようX線CT装置1の各部を構成してもよい。寝台動作により天板33の揺れが発生する場合がある。被検体Pが載置された天板33が揺れた状態でスキャンを実行した場合、取得された画像データは、天板33の揺れによる影響を受けてしまう。そこで、天板33の揺れによる影響が無視できるよう、寝台動作完了後、所定の待ち時間を設けてスキャンを開始してもよい。したがって、ここでの「所定の待ち時間」は、スキャンに影響を与えない程度に天板33の揺れが収まるまでの時間のことである。
Moreover, you may comprise each part of the
なお、上述では、天板33の揺れによる影響が画像データに現れないよう、寝台動作完了後、所定の待ち時間を設けてスキャンを開始する場合を説明した。しかしながら、天板33の揺れを軽減する方法は、所定の待ち時間を設ける方法には限定されない。例えば、寝台動作において寝台を動かす速度を遅くすることで、天板33の揺れを軽減することができる。
In the above description, a case has been described in which scanning is started with a predetermined waiting time after completion of the bed operation so that the influence of shaking of the
図10は、実施形態に係るX線CTシステムにおける、呼吸同期でのワイドボリュームスキャンを実行する場合の第2の変形例を説明するタイミングチャートである。図9と異なる点は、寝台の移動速度である。図10は、寝台移動開始時及び減速時の速度を図9よりも遅くし、かつ、一定の速度で移動させる期間を設けた例を示している。 FIG. 10 is a timing chart for explaining a second modification in the case where a wide volume scan is performed in respiratory synchronization in the X-ray CT system according to the embodiment. A difference from FIG. 9 is the moving speed of the bed. FIG. 10 shows an example in which the speed at the start of bed movement and the speed at the time of deceleration is slower than that in FIG. 9 and a period for moving at a constant speed is provided.
このように、寝台の移動速度を遅くすることで、寝台の移動時間は長くなるが、寝台動作に伴う天板33の揺れによる影響を最小限に抑えることができる。また、呼吸安定期の時間T2からスキャン動作の所要時間と寝台動作の所要時間との合計時間T1を差し引いた時間が所定の時間よりも長い場合、寝台の移動速度を遅くするようX線CT装置1の各部を構成してもよい。
As described above, by slowing down the bed moving speed, the bed moving time becomes longer, but the influence of the shaking of the
なお、図9及び図10で説明した変形例は、ダイレクト制御を適用しない従来の呼吸同期スキャンにおいても適用可能である。 Note that the modification examples described with reference to FIGS. 9 and 10 can also be applied to a conventional respiratory synchronization scan that does not apply direct control.
以上述べた少なくともひとつの実施形態のX線CT装置1及びX線CTシステム100によれば、スキャン動作と寝台駆動動作との間の待ち時間を短くすることで、息止めで実行していたワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行することが可能となる。
According to the
請求項の用語と実施形態との対応関係は、例えば以下の通りである。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。 The correspondence relationship between the terms in the claims and the embodiments is, for example, as follows. In addition, the correspondence shown below is one interpretation shown for reference, and does not limit the present invention.
架台装置10は請求項記載の撮像部の一例である。寝台駆動装置32は、請求項記載の駆動部の一例である。コンソール装置40は、請求項記載のコンソールの一例である。制御装置15の処理回路151のダイレクト制御機能152は請求項記載の制御部の一例である。処理回路44の判定機能442は請求項記載の判定部の一例である。
The
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同様に、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 embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100…X線CTシステム
1…X線CT装置
20…呼吸センサ
15…制御装置
152…ダイレクト制御機能
442…判定機能
DESCRIPTION OF
Claims (10)
スキャン条件が入力されるコンソールと、
前記スキャンを実行する撮像部と、
前記被検体の位置を移動させる駆動部と、
前記コンソールからスキャン開始の入力を受け付けると、前記撮像部と前記駆動部とを前記コンソールを介さずに直接的に制御し、前記ワイドボリュームスキャンの実行を制御する制御部と、
を備えるX線CT装置。 An X-ray CT apparatus capable of performing a wide volume scan that moves the position of the subject within a pause between scans without moving the subject during the scan,
A console where scan conditions are entered,
An imaging unit that performs the scan;
A drive unit for moving the position of the subject;
When receiving a scan start input from the console, the control unit directly controls the imaging unit and the drive unit without going through the console, and controls the execution of the wide volume scan;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記制御部は、前記判定部での判定結果に基づいて前記ワイドボリュームスキャンを実行する、
請求項1に記載のX線CT装置。 It further includes a determination unit that determines whether the wide volume scan can be executed under breath synchronization or whether it can be executed with breath holding based on the respiratory cycle of the subject acquired in advance.
The control unit executes the wide volume scan based on a determination result in the determination unit.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項2に記載のX線CT装置。 The determination unit breathes the wide volume scan when the time of the respiratory stable period in the respiratory cycle of the subject is shorter than the total time of the time required for one scan and the time required for one position movement. If the time of the respiratory stabilization period in the respiratory cycle of the subject is equal to or longer than the total time of the time required for one scan and the time required for one position movement, the wide volume scan is performed. It is determined to execute under respiratory synchronization,
The X-ray CT apparatus according to claim 2.
請求項3に記載のX線CT装置。 When executing the wide-volume scan under the respiratory synchronization, the control unit completes one scan and one position movement within the time of the respiratory stable period in the respiratory cycle of the subject. Controlling the imaging unit and the driving unit;
The X-ray CT apparatus according to claim 3.
請求項2に記載のX線CT装置。 The determination unit determines that the wide volume scan is to be executed by holding the breath when the time of the respiratory stabilization period in the respiratory cycle of the subject is shorter than the time required for one scan, and in the respiratory cycle of the subject If the time of the respiratory stabilization period is longer than the time required for one scan, it is determined that the wide volume scan is performed under respiratory synchronization.
The X-ray CT apparatus according to claim 2.
請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載のX線CT装置。 The control unit controls the drive unit so that the position movement of the subject is completed before the next scan is started when the wide volume scan is performed under respiratory synchronization.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 2 to 5.
請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載のX線CT装置。 The controller, when executing the wide volume scan under respiratory synchronization, a time obtained by subtracting the time required to move the position of the subject from the time from the completion of the previous scan to the start of the next scan Is greater than a predetermined threshold, the bed moving speed is made slower than the predetermined speed.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 2 to 6.
請求項4乃至請求項7のいずれか1項に記載のX線CT装置。 The control unit executes the scan in a period in which the breathing of the subject is most stable in the respiratory stable period.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 4 to 7.
請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載のX線CT装置。 When executing the wide volume scan with breath holding, the control unit alternately executes the scan and the position movement of the subject within the breath holding period, and performs a predetermined number of scans within the breath holding period. Control to complete,
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 3 to 5.
スキャン条件が入力されるコンソールと、
スキャンを実行する撮像部と、
前記被検体の位置を移動させる駆動部と、
前記コンソールからスキャン開始の入力を受け付けた後、前記呼吸センサから前記呼吸安定期を示す通知を受け付けると、前記撮像部と前記駆動部とを前記コンソールを介さずに直接的に制御し、ワイドボリュームスキャンの実行を制御する制御部と、
を備えるX線CTシステム。 A respiratory sensor that collects the respiratory cycle of the subject and notifies the respiratory stability period of the subject to another device;
A console where scan conditions are entered,
An imaging unit for performing a scan;
A drive unit for moving the position of the subject;
After receiving a scan start input from the console and receiving a notification indicating the respiratory stability period from the respiratory sensor, the imaging unit and the drive unit are directly controlled without going through the console. A control unit for controlling the execution of the scan;
X-ray CT system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017152329A JP2019030410A (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | X-ray CT apparatus and X-ray CT system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017152329A JP2019030410A (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | X-ray CT apparatus and X-ray CT system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019030410A true JP2019030410A (en) | 2019-02-28 |
Family
ID=65522519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017152329A Pending JP2019030410A (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | X-ray CT apparatus and X-ray CT system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019030410A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3882921A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-22 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Systems and methods for medical imaging |
CN114052767A (en) * | 2022-01-14 | 2022-02-18 | 常州复睿特生物科技有限公司 | Lung cancer molecular marker detection device |
-
2017
- 2017-08-07 JP JP2017152329A patent/JP2019030410A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3882921A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-22 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Systems and methods for medical imaging |
CN114052767A (en) * | 2022-01-14 | 2022-02-18 | 常州复睿特生物科技有限公司 | Lung cancer molecular marker detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8184768B2 (en) | X-ray CT apparatus and method for controlling X-ray tube | |
US20160073974A1 (en) | Medical image diagnosis apparatus and control method | |
JP6283875B2 (en) | Medical image processing apparatus, X-ray diagnostic apparatus, and X-ray computed tomography apparatus | |
JP2009125250A (en) | X-ray ct equipment | |
US20110243298A1 (en) | Method and apparatus for x-ray ct imaging | |
JP2019030410A (en) | X-ray CT apparatus and X-ray CT system | |
US20060291614A1 (en) | Radiographic apparatus | |
JP7325943B2 (en) | MEDICAL IMAGE DIAGNOSTIC SYSTEM AND PARAMETER SELECTION METHOD | |
JP7418950B2 (en) | X-ray CT device, imaging planning device, and X-ray CT imaging method | |
US10806418B2 (en) | X-ray CT apparatus and imaging condition calculating method | |
JP7237741B2 (en) | Medical diagnostic imaging equipment | |
JP7170469B2 (en) | X-ray CT device | |
JP5405284B2 (en) | Medical diagnostic imaging equipment | |
JP6449383B2 (en) | Medical image processing apparatus and X-ray diagnostic apparatus | |
US20220409162A1 (en) | X-ray ct apparatus, x-ray ct apparatus control method, and storage medium | |
JP7098292B2 (en) | X-ray CT device | |
JP7118744B2 (en) | X-ray CT apparatus and imaging condition calculation method | |
JP7223572B2 (en) | X-ray CT device | |
JP7399780B2 (en) | Medical image diagnostic equipment | |
JP7094747B2 (en) | X-ray CT device and scan planning device | |
JP7062514B2 (en) | X-ray CT device and X-ray tube control device | |
JP7224880B2 (en) | X-ray equipment | |
JP7140566B2 (en) | X-ray CT device and imaging planning device | |
JP2019180609A (en) | X-ray ct apparatus | |
JP2022071921A (en) | X-ray ct apparatus |