JP2019030410A - X-ray CT apparatus and X-ray CT system - Google Patents

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Abstract

To provide an X-ray CT apparatus and an X-ray CT system, capable of executing a wide volume scan under the condition of respiration synchronization, the wide volume scan having been executed under the condition of breath holding, by shortening a waiting time between scan operation and bed driving operation.SOLUTION: An X-ray CT apparatus, according to an embodiment, capable of executing a wide volume scan in which a subject is not moved during a scan and the subject's position is moved during an inter-scan pause time, the X-ray CT apparatus comprising: a console to which a scan condition is input; an imaging unit for executing the scan; a drive unit for moving the subject's position; and a control unit that when receiving input of scan start from the console, directly controls the imaging unit and the drive unit without using the console to control execution of the wide volume scan.SELECTED DRAWING: Figure 5

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.

特開2013−153832号公報JP 2013-153832 A

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.

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。1 is a conceptual configuration diagram illustrating an example of an X-ray CT system according to an embodiment. 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。The sequence diagram explaining the control of the conventional wide volume scan with a breath hold. 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。The timing chart explaining the conventional wide volume scan with breath holding. 実施形態に係るX線CTシステムの動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the X-ray CT system which concerns on embodiment. 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説明するタイミングチャート。The timing chart explaining the wide volume scan by breath synchronization in the X-ray CT system concerning an embodiment. 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。The sequence diagram explaining control of the wide volume scan by breath synchronization in the X-ray CT system concerning an embodiment. 実施形態に係るX線CTシステムにおける、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。The timing chart explaining the wide volume scan with breath holding in the X-ray CT system concerning an embodiment. 実施形態に係るX線CTシステムにおける、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。The sequence diagram explaining control of the wide volume scan with breath holding in the X-ray CT system which concerns on embodiment. 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1の変形例を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining the 1st modification in the case of performing the wide volume scan by breath synchronization in the X-ray CT system concerning an embodiment. 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。The timing chart explaining the 2nd modification in the case of performing the wide volume scan by respiratory synchronization in the X-ray CT system which concerns on embodiment.

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 X-ray CT system 100 in FIG. 1 includes an X-ray CT apparatus 1 and a respiration sensor 20.

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 respiratory sensor 20 is a biological sensor that collects the respiratory cycle of the subject P. The respiration sensor 20 may be a pressure sensor that is wound around the chest abdomen of the subject P and collects pressure changes in the chest according to the respiration motion of the subject P. Further, the respiration sensor 20 may be a non-contact sensor that collects the respiration cycle of the subject P by measuring the displacement amount of the body surface of the subject P using infrared rays or a camera.

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 respiration sensor 20 is not limited to a pressure sensor or a non-contact sensor. For example, it may be a flow sensor that is mounted so as to cover the mouth and nose of the subject P and measures the flow rate and volume of the subject in exhalation and inspiration.

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-ray CT apparatus 1 includes a Rotate / Rotate-Type (third generation CT) in which an X-ray tube and an X-ray detector are integrally rotated around a subject, and a large number of X-rays arrayed in a ring shape. There are various types such as Stationary / Rotate-Type (fourth generation CT) in which the line detection element is fixed and only the X-ray tube rotates around the subject, and any type is applicable to the present embodiment. In the following description, an example in which the third generation Rotate / Rotate-Type is adopted as the X-ray CT apparatus 1 according to the present embodiment will be shown.

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 CT apparatus 1 includes a gantry device 10, a couch device 30, and a console device 40. The gantry device 10 and the couch device 30 are installed in an examination room. The gantry device 10 generates X-ray detection data (transmission data) related to the subject P placed on the couch device 30. On the other hand, the console apparatus 40 is installed in a control room adjacent to the examination room, and generates and displays a reconstructed image by generating projection data based on the detection data.

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 gantry device 10 includes an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a rotating frame 13 having an opening 19 in which an imaging region is inherent, an X-ray high voltage device 14, a control device 15, a wedge 16, a collimator 17, and a data collection circuit. (DAS: Data Acquisition System) 18 is provided.

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 X-ray tube 11 is a vacuum tube that irradiates thermionic electrons from a cathode (filament) to an anode (target) when a high voltage is applied from the X-ray high voltage device 14. In the present embodiment, the single tube X-ray CT apparatus is a so-called multi-tube X-ray CT apparatus in which a plurality of pairs of X-ray tubes and X-ray detectors are mounted on a rotating ring. Is also applicable.

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-ray tube 11. For example, instead of the X-ray tube 11, a focus coil that converges an electron beam generated from an electron gun, a deflection coil that electromagnetically deflects, and an electron beam that surrounds the half circumference of the subject P collides to generate X-rays. X-rays may be generated by a fifth generation method including a target ring.

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 X-ray detector 12 detects X-rays irradiated from the X-ray tube 11 and passed through the subject P, and outputs an electrical signal corresponding to the X-ray dose to the DAS 18. The X-ray detector 12 includes, for example, a plurality of X-ray detection element arrays in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in the channel direction along one arc around the focal point of the X-ray tube. For example, the X-ray detector 12 has a structure in which a plurality of X-ray detection element arrays in which a plurality of X-ray detection elements are arrayed in the channel direction are arrayed in the slice direction (column direction, row direction).

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 X-ray detector 12 is an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and an optical sensor array, for example. The scintillator array has a plurality of scintillators, and the scintillator has a scintillator crystal that outputs a photon amount of light corresponding to the incident X-ray dose. The grid has an X-ray shielding plate that is disposed on the surface of the scintillator array on the X-ray incident side and has a function of absorbing scattered X-rays. The optical sensor array has a function of converting into an electrical signal corresponding to the amount of light from the scintillator, and includes, for example, an optical sensor such as a photomultiplier tube (PMT).

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 X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts incident X-rays into electrical signals.

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 frame 13 is an annular frame that supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 opposite to each other and rotates the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 by a control device 15 described later. In addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12, the rotating frame 13 further includes and supports an X-ray high voltage device 14 and a DAS 18.

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 DAS 18 is obtained by transmitting a photodiode provided on a non-rotating portion of the gantry 10, for example, a fixed frame (not shown) by optical communication from a transmitter having a light emitting diode (LED) provided on the rotating frame 13. And transmitted to the console device 40. The detection data transmission method from the rotating frame 13 to the non-rotating portion of the gantry device 10 is not limited to the optical communication described above, and any method may be adopted as long as it is a non-contact type data transmission. A fixed frame (not shown) is a frame that rotatably supports the rotating frame 13.

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-ray CT apparatus 1 rotates the rotating frame 13 that supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other around the subject P, so that the entire circumference of the subject P can be obtained. That is, 360 ° detection data of the subject P is collected. The CT image reconstruction method is not limited to the full scan reconstruction method using 360 ° detection data. For example, a half reconstruction method in which a CT image is reconstructed based on detection data corresponding to a half circumference (180 °) + fan angle may be used.

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 high voltage device 14 has an electric circuit such as a transformer and a rectifier. The X-ray high voltage device 14 controls the output voltage in accordance with the X-ray irradiated by the X-ray tube 11 and the high-voltage generator having a function of generating a high voltage to be applied to the X-ray tube 11. It has a control device. The high voltage generator may be a transformer system or an inverter system. The X-ray high voltage device 14 may be provided on the rotating frame 13 described later, or may be provided on the fixed frame side of the gantry device 10.

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 control device 15 includes a processing circuit 151 and a driving mechanism such as a memory (not shown), a motor, and an actuator.

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 processing circuit 151 of the control device 15 may be configured by dedicated hardware, or may be configured to realize various functions described later by software processing by a built-in processor. Here, as an example, a case where the processing circuit 151 realizes various functions by software processing by a processor will be described.

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 processing circuit 151 reads out a program stored in a memory (not shown) or a program directly incorporated in the processor of the processing circuit 151, and implements each function by executing the program.

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 processing circuit 151 may be configured by a single processor or a combination of a plurality of independent processors. In the latter case, a plurality of memories respectively corresponding to a plurality of processors may be provided, and a program executed by each processor may be stored in a memory corresponding to the processor. As another example, a configuration in which one memory collectively stores programs corresponding to functions of a plurality of processors may be employed.

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 control device 15 comprehensively controls the entire scanning operation. For example, control for tilting the gantry device 10 is performed. The tilt control of the gantry device 10 is controlled by the control device 15 about the axis parallel to the X-axis direction based on the tilt angle (tilt angle) information input by the input interface attached to the gantry device 10. It is realized by rotating.

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 X-ray CT apparatus 1 is defined as follows. The rotation axis of the rotating frame 13 in the non-tilt state or the direction parallel to the longitudinal direction of the top plate 33 of the bed apparatus 30 is parallel to the z-axis direction and the short direction of the top plate 33 and is orthogonal to the z-axis direction. An axial direction perpendicular to the vertical direction is orthogonal to the x-axis direction, the z-axis direction, and the x-axis direction, and an axial direction horizontal to the vertical direction is a y-axis direction.

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 control device 15 controls the angle of the X-ray tube 11, the wedge 16 and the collimator 17 described later, based on the imaging conditions input from the console device 40 and the input interface attached to the gantry device 10.

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 processing circuit 151 of the control device 15 realizes the direct control function 152. The direct control function 152 is a function realized by executing a program stored in the memory of the control device 15 by the processor of the processing circuit 151.

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 direct control function 152 directly controls the operation of the gantry device 10 and the couch device 30 in the wide volume scan without using the console device 40. That is, the direct control function 152 executes control for rotating the rotating frame 13 in response to an input signal and control for operating the bed apparatus 30 and the top board 33 without waiting for an instruction from the console apparatus 40. Control of the gantry device 10 and the couch device 30 by the direct control function 152 will be described in detail with reference to FIGS.

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 wedge 16 is a filter for adjusting the X-ray dose irradiated from the X-ray tube 11. Specifically, the wedge 16 transmits and attenuates the X-rays irradiated from the X-ray tube 11 so that the X-rays irradiated from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter. For example, the wedge 16 (wedge filter, bow-tie filter) is a filter obtained by processing aluminum so as to have a predetermined target angle and a predetermined thickness.

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 collimator 17 is a lead plate or the like for narrowing the irradiation range of X-rays transmitted through the wedge 16, and forms a slit by a combination of a plurality of lead plates or the like.

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 X-ray detector 12 and an A / D converter that converts the electric signal into a digital signal. And generate detection data. The detection data generated by the DAS 18 is transferred to the console device 40.

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 couch device 30 is a device that places and moves the subject P to be scanned, and includes a base 31, a couch driving device 32, a top plate 33, and a support frame 34.

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 base 31 is a housing that supports the support frame 34 so as to be movable in the vertical direction (y-axis direction). The couch driving device 32 is a motor or actuator that moves the top plate 33 on which the subject P is placed in the long axis direction (z-axis direction) of the top plate 33. The top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate on which the subject P is placed.

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 couch driving device 32 may move the support frame 34 in the long axis direction (z-axis direction) of the top plate 33 in addition to the top plate 33. Further, the bed driving device 32 may be moved together with the base 31 of the bed device 30. When the present invention is applied to standing CT, a method of moving a patient moving mechanism corresponding to the top board 33 may be used. In addition, when performing photographing with relative change in the positional relationship between the imaging system of the gantry device 10 and the top board 33, such as helical scanning for scanning or scanning for positioning, the relative change in the positional relationship is performed. May be performed by driving the top plate 33, may be performed by running a fixed frame of the gantry device 10, or may be performed by combining them.

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 console device 40 includes a memory 41, a display 42, an input interface 43, and a processing circuit 44. In the following description, it is assumed that the console device 40 executes all functions with a single console, but these functions may be executed by a plurality of consoles.

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 memory 41 includes a recording medium that can be read by a processor, such as a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, and an optical disk.

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 X-ray CT apparatus 1 may be stored in the memory 41. The projection data and reconstructed image data generated by the X-ray CT apparatus 1 are stored in an external storage device such as an image server that can be connected to the X-ray CT apparatus 1 via a network such as a LAN (Local Area Network). May be. Similarly, some or all of the programs and data in the recording medium of the memory 41 may be downloaded by communication via a network, or may be given to the memory 41 via a portable storage medium such as an optical disk. Good.

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 display 42 displays various information. For example, the display 42 outputs a medical image (CT image) generated by the processing circuit 44, a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from the user, and the like. For example, the display 42 is a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, or the like.

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 input interface 43 receives various input operations from the user, converts the received input operations into electrical signals, and outputs them to the processing circuit 44. For example, the input interface 43 receives setting information such as a collection condition when collecting projection data, a reconstruction condition when reconstructing a CT image, and an image processing condition when image processing a CT image from the user. For example, the input interface 43 is realized by an input device such as a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, or a joystick.

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 processing circuit 44 controls the overall operation of the X-ray CT apparatus 1. In addition, the processing circuit 44 implements an image generation function 441 and a determination function 442. The processing circuit 44 of the console device 40 has the same configuration as the processing circuit 151 of the control device 15.

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 processing circuit 44 may be executed by an integrated server other than the console device 40. An integrated server is a computer that collectively processes detection data acquired in a plurality of modalities. Here, the server is a computer having a memory and a processor and providing its own functions and data to a client computer via a network. The server may be configured from a plurality of physical servers as virtual servers, or may be a cloud server provided outside the facility and connectable to the console device 40 via a wide area network.

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 processing circuit 44 performs preprocessing such as correction processing on the detection data output from the data collection circuit 14, and reconstructs the detection data after the preprocessing to generate CT image data. Execute. Further, the image generation function 411 executes image processing for generating CT image data tomographic image data or three-dimensional image data of an arbitrary cross section by a known method.

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 determination function 442 determines whether to execute the wide volume scan with breath holding or under respiratory synchronization based on the respiratory cycle of the subject P collected in advance by the respiratory sensor 20. A method for determining whether the wide volume scan in the determination function 442 is executed with breath holding or with respiratory synchronization will be described in detail with reference to FIG.

(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 X-ray CT apparatus 1 and the X-ray CT system 100 in which the CPU of the control device executes the bed operation and the scanning operation without using the console device. In the X-ray CT apparatus 1 and the X-ray CT system 100 according to the present embodiment, when the first scan S <b> 1 is completed, the CPU 15 of the control apparatus transmits a notification signal of the bed operation instruction directly to the bed apparatus 30, and the bed is set. Operation B1 is executed. Thereby, the waiting time between the scanning operation and the bed operation can be minimized. Hereinafter, a method of controlling the scanning operation and the bed operation without using the console device is referred to as direct control.

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 X-ray CT system 100 according to the embodiment. Hereinafter, according to the step number of the flowchart of FIG. 4, the operation | movement of the determination method of the respiration synchronous scan or the breath holding scan in the X-ray CT system 100 which concerns on embodiment is demonstrated.

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 determination function 442 of the console device 40 acquires a respiratory signal of the subject P collected in advance. Here, “preliminarily” means before the start of the wide volume scan.

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 console device 40 analyzes the respiratory cycle obtained from the respiratory signal of the subject P, and specifies the respiratory stable period T2. The stable respiratory period is determined based on a plurality of parameters such as whether the waveform indicating the respiratory cycle of the subject P matches an arbitrary waveform or whether the amplitude is within a predetermined threshold.

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 respiratory sensor 20. In that case, the determination function 422 may specify the respiratory stabilization period T <b> 2 based on the length of the gate signal from the respiratory sensor 20. Note that the gate signal output from the respiration sensor 20 may be a pulse signal for notifying the start of the respiration stable period. In this case, the determination function 422 may specify a predetermined time between the pulse signals as the respiratory stable period. In addition, since the prior art should just use the identification method of a respiratory stable period, detailed description is abbreviate | omitted.

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 direct control function 152 of the control circuit 15, the total time T1 is the time required for the scan operation and the time required for the bed operation. Is equal to the total time.

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 X-ray CT system 100 according to the embodiment. The timing chart of FIG. 5 shows a respiratory signal, a gate signal, a scanning operation, and a bed operation from the top. FIG. 5 shows a timing chart of a wide volume scan including three scans and two bed movements, as in FIG.

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 console device 40, the CPU of the control device 15, the gantry device 10, and the couch device 30 from the left.

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 console device 40 transmits scan information and bed operation information to the CPU of the gantry device 15. The scan information includes setup information and setting information in the wide volume scan. The setting information in the wide volume scan includes, for example, control information in the wide volume scan such as the number of scans and the number of bed movements. The couch movement information includes table top movement information such as a position to move the table top 33 on which the subject P is placed and a table top movement speed.

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 gantry device 15 sets up the gantry device 10 when receiving the scan information and the bed operation information. The setup here is the same as described above. When the setup is completed, the CPU of the gantry device 15 transmits a setup completion notification to the console device 40.

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 console device 40 receives the setup completion notification, the user can press the scan start button. When the user presses the scan start button, a scan start notification signal is transmitted from the console device 40 to the CPU of the control device 15.

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 control device 15 enters a gate signal waiting state. When receiving the gate signal from the respiration sensor 20, the CPU of the control device 15 transmits a scan instruction notification signal to the gantry device 10. When the gantry device 10 receives a scan instruction from the CPU of the control device 15, the gantry device 10 executes the first scan S1.

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 control device 15 determines the completion of the first scan S1, and transmits a notification signal for the couch operation instruction to the couch device 30 at the timing when the first scan S1 is completed. Note that the operation of transmitting a bed operation instruction notification signal to the bed apparatus 30 without using the console apparatus 40 after the completion of the first scan S1 is realized by the direct control function 151 of the control apparatus 15.

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 bed apparatus 30 receives the bed operation instruction notification signal, the bed apparatus 30 executes the bed operation B1. When the bed operation B <b> 1 is completed, the bed apparatus 30 transmits a bed status notification to the CPU of the control apparatus 15.

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 control device 15 enters a gate signal waiting state. The operation of causing the CPU of the control device 15 to immediately shift to the gate signal waiting state after the bed operation B1 is completed is realized by the direct control function 151.

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 direct control function 151 repeats scanning and couch movement for the number of scans and couch movements included in the scan information. If the number of scans is N, the number of bed movements is N-1 times. That is, the direct control function 151 alternately performs scanning N times and bed movement N-1 times alternately.

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 control device 15 transmits a couch operation end notification to the console device 40. That is, after the N-th scan is completed, a bed operation end notification is transmitted to the console device 40.

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 X-ray CT system 100 according to the embodiment. FIG. 7 shows an example of a wide volume scan in which three scans and two bed operations are executed during the breath holding period, as in FIG. 3 showing a timing chart of a conventional wide volume scan. 7 is different from FIG. 3 in that there is no bed operation waiting time W1 and scan operation waiting time W2 by direct control.

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 X-ray CT system 100 according to the embodiment. FIG. 8 shows the console device 40, the CPU of the control device 15, the gantry device 10, and the couch device 30 from the left, similarly to FIG. 6 showing a sequence diagram of a wide volume scan under respiratory synchronization. Hereinafter, only a different part from FIG. 6 is demonstrated and description of the overlapping operation | movement is abbreviate | omitted.

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 console device 40 to the CPU of the control device 15, the CPU of the control device 15 waits for a breath holding start instruction. When the user issues a breath holding start instruction to the subject P and the breath holding is started, the CPU of the control device 15 transmits a scan instruction notification signal to the gantry device 10.

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 console device 40. The breath holding start timing may be determined by the respiration sensor 20, and each unit of the X-ray CT system 100 may be configured so that the CPU of the control device 15 receives a breath holding start notification signal from the respiration sensor 20.

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 control device 15 transmits a scan instruction notification signal to the gantry device 10. Similar to the sequence L2 in FIG. 6, the direct control function 152 repeats the scan and the couch movement by the number of scans and the couch movement included in the scan information. When the Nth scan is completed, the user issues a breath holding end instruction to the subject P, and the wide volume scan with the breath holding ends.

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 X-ray CT system 100 according to the present embodiment, since the scanning operation and the bed operation can be directly executed without using the console device 40, the scanning operation and the bed operation can be completed in a shorter time than before. . Therefore, the case where a wide volume can be performed under free breathing increases. In addition, even with a wide volume under breath hold, the breath hold period can be shorter than with a conventional wide volume scan by non-direct control, so the burden on the subject can be reduced.

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 X-ray CT system 100 according to the embodiment. FIG. 9 shows an example of a timing chart of a wide volume scan in breath synchronization as in the timing chart of FIG. In FIG. 9, the major difference from FIG. 5 is that the scan start timing is not immediately after the start of the respiratory stable period.

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 X-ray CT apparatus 1 so that a predetermined waiting time may be provided and scanning may be started after the bed operation is completed. The tabletop 33 may be shaken by the bed operation. When scanning is performed in a state where the top plate 33 on which the subject P is placed is shaken, the acquired image data is affected by the shake of the top plate 33. Therefore, a scan may be started with a predetermined waiting time after completion of the bed operation so that the influence of the shaking of the top board 33 can be ignored. Therefore, the “predetermined waiting time” here is a time until the shaking of the top board 33 is settled to such an extent that the scanning is not affected.

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 top board 33 does not appear in the image data. However, the method of reducing the shaking of the top plate 33 is not limited to a method of providing a predetermined waiting time. For example, the shaking of the couchtop 33 can be reduced by reducing the speed at which the couch is moved during the couch operation.

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 top board 33 accompanying the bed operation can be minimized. In addition, when the time obtained by subtracting the total time T1 of the time required for the scanning operation and the time required for the bed operation from the time T2 in the respiratory stabilization period is longer than a predetermined time, the X-ray CT apparatus is configured to reduce the moving speed of the bed. Each part of 1 may be constituted.

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 X-ray CT apparatus 1 and the X-ray CT system 100 of at least one of the embodiments described above, the waiting time between the scanning operation and the bed driving operation is shortened, so that the wide area that has been executed with the breath-holding function. Volume scan can be executed under respiratory synchronization.

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 gantry device 10 is an example of an imaging unit described in the claims. The bed driving device 32 is an example of a driving unit described in the claims. The console device 40 is an example of a console recited in the claims. The direct control function 152 of the processing circuit 151 of the control device 15 is an example of a control unit described in the claims. The determination function 442 of the processing circuit 44 is an example of a determination unit described in the claims.

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 SYMBOLS 100 ... X-ray CT system 1 ... X-ray CT apparatus 20 ... Respiration sensor 15 ... Control apparatus 152 ... Direct control function 442 ... Determination function

Claims (10)

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:
前記ワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行可能か、息止めで実行可能かを予め取得した前記被検体の呼吸周期に基づいて判定する判定部を更に備え、
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.
前記判定部は、前記被検体の呼吸周期における呼吸安定期の時間が、1回のスキャンの所要時間と1回の位置移動の所要時間との合計時間よりも短い場合、前記ワイドボリュームスキャンを息止めで実行すると判定し、前記被検体の呼吸周期における呼吸安定期の時間が、1回のスキャンの所要時間と1回の位置移動の所要時間との合計時間以上の場合、前記ワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行すると判定する、
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.
前記制御部は、前記ワイドボリュームスキャンを前記呼吸同期下で実行する場合、前記被検体の呼吸周期における呼吸安定期の時間内に、1回のスキャンと1回の位置移動とが完了するように前記撮像部及び前記駆動部を制御する、
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.
前記判定部は、前記被検体の呼吸周期における呼吸安定期の時間が1回のスキャンの所要時間よりも短い場合、前記ワイドボリュームスキャンを息止めで実行すると判定し、前記被検体の呼吸周期における呼吸安定期の時間が1回のスキャンの所要時間よりも長い場合、前記ワイドボリュームスキャンを呼吸同期下で実行すると判定する、
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.
前記制御部は、前記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、次のスキャンが開始されるまでに前記被検体の位置移動が完了するよう、前記駆動部を制御する、
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.
前記制御部は、前記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、前のスキャンが完了してから次のスキャンが開始されるまでの時間から前記被検体の位置移動の所要時間を差し引いた時間が所定の閾値より大きい場合、寝台移動速度を所定の速度よりも遅くする、
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.
前記制御部は、呼吸安定期において前記被検体の呼吸が最も安定する期間に前記スキャンを実行する、
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.
前記制御部は、前記ワイドボリュームスキャンを息止めで実行する場合、息止め期間内に、前記スキャン及び前記被検体の位置移動を交互に実行し、前記息止め期間内に、所定の回数のスキャンが完了するように制御する、
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.
被検体の呼吸周期を収集し、前記被検体の呼吸安定期を他の装置に通知する呼吸センサと、
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.
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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

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