JP2824042B2 - X線ct装置 - Google Patents

X線ct装置

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JP2824042B2
JP2824042B2 JP8101381A JP10138196A JP2824042B2 JP 2824042 B2 JP2824042 B2 JP 2824042B2 JP 8101381 A JP8101381 A JP 8101381A JP 10138196 A JP10138196 A JP 10138196A JP 2824042 B2 JP2824042 B2 JP 2824042B2
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rays
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宮崎  靖
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はら旋スキャンを行う
X線CT装置に関する。 【0002】 【従来の技術】ら旋スキャンを行ったX線CT装置の従
来例には、「ディジタル画像処理の医用機器への応用と
問題点」(技研センタ主催のセミナー「医用画像のディ
ジタル信号処理技術とその臨床応用への問題点」での発
表論文。昭和56年10月26日。堀場勇夫著。II42
〜II44ページ)(従来例Aと称す)、及び特開昭59
−111738号(従来例Bと称す)がある。従来例A
は、ら旋スキャンCT装置の原理を示す文献であり、X
線源を被検体の囲りに回転させること、この回転と共に
被検体を体軸方向に移動させることの2つの特徴を持つ
ら旋スキャンの原理を開示する。更に、従来例Aは、こ
のら旋スキャンで収集したデータを再構成する旨を開示
する。かくして、ら旋スキャンによるX線CT装置の原
理が記載されたことになる。 【0003】従来例Bは、従来例Aと同様にら旋スキャ
ンX線CT装置を開示する。更に従来例Bは、ら旋スキ
ャンで収集したデータからの再構成法及びアーチファク
ト低減法を各種開示する。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従来例A、B共に、ら
旋スキャンを行う時の、X線源と、被検体搭載ベッドと
の制御機構についての具体的な記載はない。従来例Aは
原理的なものである故に当然であるが、従来例Bにおい
ても、ベッドが連続的に移動すること、ベッドの周囲を
X線源がX線検出器と対向して回転すること、の記載が
あるのみである(特開昭59−111738号公報2
頁、右上欄17行〜2頁、左下欄8行)。ベッド移動、
対向回転といっても、それぞれが勝手に独立に制御され
ているのであれば、何時から計測するか、何時終了する
かといった実際のら旋スキャンを実現するためには、複
雑な制御シーケンスが不可欠である。 【0005】本発明の目的は、ら旋スキャン計測を簡便
に且つ確実に行えるX線CT装置を提供するものであ
る。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、X線を発生さ
せるためのX線発生装置と、被検体を透過してきたX線
を検出するためのX線検出器と、患者ベッドを有し、X
線発生装置とX線検出器が対向して配置され、その位置
関係を保ったまま被検体の周りを回転し多数の角度から
X線ビームを照射し、走査するX線CT装置において、
X線発生装置を搭載するフレームは連続回転可能で、患
者ベッドはX線発生装置の回転面と垂直方向に連続移動
可能で、かつ、X線発生装置の回転の速度に関連づけて
移動可能で、患者ベッドを移動しながら走査することに
よって、被検体をら旋状に走査することになり、ら旋状
の走査開始点と終了点とを結ぶ任意の断面の再構成画像
を得ることを特徴とするX線CT装置を開示する。更に
本発明は、X線を発生させるためのX線発生装置と、被
検体を透過してきたX線を検出するためのX線検出器
と、患者ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対
向して配置され、その位置関係を保ったまま被検体の周
りを回転し多数の角度からX線ビームを照射し、走査す
るX線CT装置において、定められたら旋走査範囲に対
応するベッド位置でのデータ収集を行い得るように、ベ
ッドの移動制御、X線源の回転制御を行うようにしたX
線CT装置を開示する。更に本発明は、定められたら旋
走査範囲に対応するベッド位置で、データ収集を行い得
るように、X線曝射制御を行うようにしたX線CT装置
を開示する。更に本発明は、X線を発生させるためのX
線発生装置と、被検体を透過してきたX線を検出するた
めのX線検出器と、患者ベッドを有し、X線発生装置と
X線検出器が対向して配置され、その位置関係を保った
まま被検体の周りを回転し多数の角度からX線ビームを
照射し、走査するX線CT装置において、定められたら
旋走査範囲に対応するベッド位置でのデータ収集を行い
得るように、ベッドの移動制御、X線源の回転制御、X
線曝射制御を行うと共に、これらの制御の少なくとも一
部には、ベッドの位置の情報、X線源の回転の情報を利
用するものとしたX線CT装置を開示する。更に本発明
は、X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
T装置において、ベッドの移動可能範囲の中の一部に任
意のら旋走査範囲を定め、このら旋走査範囲に対応する
ベッド位置で、データ収集を行い得るように、ベッドの
移動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行うよう
にしたX線CT装置を開示する。更に本発明は、X線を
発生させるためのX線発生装置と、被検体を透過してき
たX線を検出するためのX線検出器と、患者ベッドを有
し、X線発生装置とX線検出器が対向して配置され、そ
の位置関係を保ったまま被検体の周りを回転し多数の角
度からX線ビームを照射し、走査するX線CT装置にお
いて、ベッドの移動可能範囲の中の一部に任意のら旋走
査範囲を定め、このら旋走査範囲に対応するベッド位置
で、データ収集を行い得るように、ベッドの移動制御、
X線源の回転制御、X線曝射制御を行うようにすると共
に、これらの制御の少なくとも一部には、ベッドの位置
の情報、X線源の回転の情報を利用するものとしたX線
CT装置を開示する。更に本発明は、X線を発生させる
ためのX線発生装置と、被検体を透過してきたX線を検
出するためのX線検出器と、患者ベッドを有し、X線発
生装置とX線検出器が対向して配置され、その位置関係
を保ったまま被検体の周りを回転し多数の角度からX線
ビームを照射し、走査するX線CT装置において、定め
られたら旋走査範囲に対応するベッド位置で、データ収
集を行い得るように、ベッドの移動制御、X線源の回転
制御、X線曝射制御を行うようにすると共に、上記収集
したデータに基づきら旋走査範囲内の任意の断面で再構
成像を得るようにしたX線CT装置を開示する。更に本
発明は、X線を発生させるためのX線発生装置と、被検
体を透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、
患者ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向し
て配置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを
回転し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX
線CT装置において、ベッドの移動可能範囲の中の一部
に任意のら旋走査範囲を定め、このら旋走査範囲に対応
するベッド位置で、データ収集を行い得るように、ベッ
ドの移動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行う
ようにすると共に、上記収集したデータに基づきら旋走
査範囲内の任意の断面で再構成像を得るようにしたX線
CT装置を開示する。 【0007】本発明は、X線を発生させるためのX線発
生装置と、被検体を透過してきたX線を検出するための
X線検出器と、患者ベッドを有し、X線発生装置とX線
検出器が対向して配置され、その位置関係を保ったまま
被検体の周りを回転し多数の角度からX線ビームを照射
し、走査するX線CT装置において、所定のら旋走査範
囲に対するベッド位置と、X線管の回転位置の情報を関
連づけることにより、再構成に使われるデータを収集
し、前記情報を関連づけて再構成するようにしたことを
特微とするX線CT装置を開示する。更に本発明は、ベ
ッド位置とX線管の回転位置の情報の関連づけは、ら旋
走査範囲で定まる位置に基づくことを特徴とするX線C
T装置を開示する。更に本発明は、ベッド位置とX線管
の回転位置の情報の関連づけは、それぞれの速度に基づ
くことを特徴とするX線CT装置を開示する。更に本発
明は、X線を発生させるためのX線源と、被検体を透過
してきたX線を検出するための多チャンネルのX線検出
器と、患者ベッドを有し、X線源とX線検出器が対向し
て配置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを
回転し多数の角度から扇状のX線ビームを照射し、走査
しX線計測を行うX線CT装置において、X線源とX線
検出器の回転及び患者ベッドのX線源の回転面と垂直方
向への移動を、それぞれ定められた一定の速度で行い、
患者ベッドを移動しながら走査することによって、被検
体をら旋状に走査し、ら旋状走査の開始点と終了点とを
結ぶ任意の断層面の再構成画像を得ると共に、前記ら旋
走査は、ベッド位置を検出する手段と、投影角度を検出
する手段からの各信号により制御され且つ前記各信号に
基いて前記患者ベッドの移動と前記X線源と前記X線検
出器の回転及びX線の照射の少なくとも2つが同期して
制御されることを特徴とするX線CT装置を開示する。
更に本発明は、扇状ビームX線を被検体へ円周の多方向
から順次照射するX線源と、被検体を透過した前記多方
向からのX線を検出する多素子X線検出器と、前記被検
体を前記X線源とX線検出器との間へ移動する患者ベッ
ドとを有し、前記扇状ビームX線を前記被検体の周囲に
回転させて多数の角度においてX線透過データを計測し
て再構成画像を演算により求めるX線CT装置におい
て、前記扇状ビームX線の回転と前記患者ベッドの移動
とをそれぞれ定められた一定の速度で行いながら走査す
ることによって、被検体をら旋状に走査し、ら旋状走査
の開始点と終了点とを結ぶ間の任意の位置の断層面の再
構成画像を得ると共に、前記ら旋走査は、ベッド位置を
検出する手段と、投影角度を検出する手段からの各信号
により制御され且つ前記各信号に基いて前記患者ベッド
の移動と前記X線源との回転及びX線の照射の少なくと
も2つが同期して制御されることを特徴とするX線CT
装置を開示する。 【0008】 【発明の実施の形態】図2はR−R方式CT装置の外観
図である。X線CT装置は、X線管装置(X線発生装
置)1と、X線検出器2、X線管用高電圧発生器(図示
せず)、患者ベッド3より成る。X線管装置1とX線検
出器2とは互いにベッド3上の被検体を挟んで対向した
位置関係にある。この対向した位置関係のもとで、X線
管装置1とX線検出器2とは、連続回転させる。連続回
転のために、X線管装置1への高電圧装置からの高電圧
は、スリップリングを介して給電させた。この回転速度
は後述の図5の正弦波軌跡からわかるように一定速度で
ある。 【0009】X線管装置1とX線検出器2とはフレーム
に一体的に搭載させた。フレーム(回転スキャナ)にス
リップリング機構をつけて高電圧を給電させる。 【0010】患者ベッド3は、スキャナの回転面に垂直
な方向(矢印)に一定速度で移動できる。患者ベッド3
の移動とX線管装置1によるX線の曝射とX線管装置1
の回転とは互いに同期させる。ここで同期の一例として
は、例えば後述の図7の例に示すように、R1とR2との
区間においてスキャナの回転速度と患者ベッドの移動速
度とが各々定まった一定速度で動き、且つこの間におい
てX線が次々に又は連続的に曝射されるということを意
味する。こうした三者の同期がとれたことで、ら旋スキ
ャンによる走査及びら旋スキャン計測が簡便且つ確実に
可能になる。更に、X線スキャナの定速回転、及び患者
ベッドの定速移動を実現するには、各々図に示すような
所定の速度パターンによる制御を行う。 【0011】患者ベッド及びX線管装置1が同期制御さ
れて、それぞれで定まる一定速度で移動及び回転するこ
とにより、ら旋スキャンでの収集データの管理が容易と
なる利点を持つ。もし、患者ベッドの移動及びX線管装
置1の回転がそれぞれ一定でないと、後述する補間処理
での係数a、bの設定も容易でなく、同一投影角の2つ
のデータの抽出も容易でない。 【0012】今、スキャナは、ある固定された回転面で
連続して、且つ高速で回転させる。このとき、患者ベッ
ド3を図3に示すように一定速度でガントリ開口部4に
挿入し、所望の断層面Fを含む範囲(即ち図3に示した
走査範囲W0のこと)で走査する。 【0013】ここで、走査範囲W0とは再構成のために
必要な計測区間(撮影区間と同義)であり、所望の断層
面Fとはその走査範囲から得られるスライス面のことで
あり、この断層面Fの幅の中で種々のスライス面が設定
される。ここでスライス面とは図5の断層面S(Xn
の如き任意に選択する面であり、この面に沿って再構成
像を算出することになる。図で走査範囲W0は、Bと
B′とで定まる範囲であり、所望の断層面FとはCと
C′とで定まる範囲である。Bが走査範囲W0の走査開
始位置を示す開始点、B′がその走査終了位置を示す終
了点、Cが所望の断層面Fの開始点、C′がその終了点
である。更に、AとA′とを結ぶ区間が走査範囲W0
りも広く設定されたベッド移動区間であり、Aが患者ベ
ッドの移動開始点、A′が患者ベッドの移動停止点であ
る。AとBとを結ぶ区間は患者ベッドが移動開始として
定速移動になるまでに必要充分な時間であり、B′と
A′とを結ぶ区間は定速移動から減速して停止するまで
の時間である。かくして、走査範囲W0では、患者ベッ
ドの定速移動が確保され、X線スキャンも定速回転がな
され、この区間W0で、X線を曝射することでCTら旋
スキャン計測を実行できる。 【0014】走査範囲W0の開始点Bから所望の断層面
Fの開始点Cまでの区間、及び所望の断層面Fの終了点
C′から走査範囲W0の終了点B′までの区間は、補間
のために使用するデータ計測区間である。こうした補間
のために余分にデータを計測することで所望の断層面F
でのCT断層像を得ることができる。 【0015】こうした走査に先立って、走査のための位
置決めを行う。位置決めのためには、当然に所望の断層
面Fを定め、走査範囲W0を定めることが必要である。
所望の断層面Fと走査範囲W0とは互いに一義的に定ま
るものであることは明らかであり、実際上、どちらか一
方を定めればよい。走査範囲W0を定めれば、A、B、
C、A′、B′、C′の各位置が得られる。そこで、A
をベッド移動開始点とし、定速移動になるBを走査範囲
0の開始点とし、Cを所望の断層面Fの開始点とし、
C′を所望の断層面Fの終了点とし、B′を走査範囲W
0の終了点とし、A′を患者ベッドの停止点とするよう
に位置付けを行う。この後で位置Aから患者ベッドの移
動を開始する。 【0016】このように、位置決めには、所望の断層面
F又はこれに対応する走査範囲W0を与え、所望の断層
面Fの開始点C(位置6)に対して、ある距離aだけ離
れた位置に位置Aがくるように、CとAとを与える。A
とBとの区間即ち、距離(a−b)の区間がスキャナ及
び患者ベッドが定速になるまでの区間である。更に、B
とCとの区間が、患者ベッドが移動する方向での補間を
用いて投影データを得るための、余分に計測する区間で
あることは前述した。患者ベッドが最終断層面C′(位
置7)を距離bだけ過ぎたB′面まで達するとX線の曝
射は停止され、患者ベッドは減速しA′面で停止する。
この様に、患者ベッドを走査中に走査範囲W0で定速移
動することによって、静止した被検体から見て、走査範
囲W0の区間中には図4(イ)に示すようにら旋状に走
査される。この際のX線管装置の被検体に対する片方向
スキャンによる軌跡を図5に示す。 【0017】以上の走査範囲の設定及び各位置のA、
B、C、A′、B′、C′の設定、及びその後のこの位
置決めを利用しての患者ベッドの制御、X線曝射の制御
は、後述する図11で行われる。 【0018】ら旋状走査によって得た投影データ(以
後、ら旋データと呼ぶ)は、図4に示すように、スキャ
ナを被検体の囲りにら旋状に回転させ走査した場合に得
られる投影データと等価である。 【0019】ら旋データSRは投影角β、及び被検体の
体軸方向の位置Xとで決定される。ここで走査開始時の
位置X0、スキャナが1回転する間にベッド(及び被検
体)が移動する距離をDとする。被検体位置Xnでのス
ライス面(断層面)S(Xn)の断層像を再構成するに
は、投影データR(β、Xn)(但し、β=0゜〜36
0゜)が必要である。そしてら旋データSRから所望断
層面S(Xn)の投影データR(β、Xn)を補間によっ
て求め、その投影データから画像再構成する。 【0020】断層像を求めるには、その断層面における
投影データR(β、Xn)(但し、β=0゜〜360
゜)を求めればよい。ら旋データを一般式で示すと以下
となる。 【数1】SR=(βi、Xj) 但し、投影角βiは0゜≦βi≦360゜の範囲の値であ
り、位置Xjは、X0≦Xj≦Xeを満足する任意の一点で
ある。X0は走査開始位置、Xeは走査終了位置である。
投影角βiは図5の縦軸のX線管高さに相当する。 【0021】そこで、片方向スキャンにあっては、Xj
=Xnの位置Xnのスライス面S(Xn)における、投影
角βiでの投影データ 【数2】R(βi、Xn) は、Xnの前後1回転分(±D)の区間(即ち、Xn−D
<Xn<Xn+Dの区間)のデータを利用すること、及び
同じ投影角βiのら旋データから投影角R(βi、Xn
を補間によって求めること、によって算出する。この補
間は、2点線形補間であり、例えば図5に示す投影角β
1でみるに、投影角β1と一致する、Xnの前後位置は
g、Xmであり、その時の投影データはSR(β1
g)、SR(β1、Xm)であり、且つXgとXnとの距
離bはb=Xn−Xg、XmとXnとの距離aはa=Xm
nである故に、補間式は(数3)となる。 【数3】R(β1、Xn)= {SR(β1、Xg)×a+
SR(β1、Xm)×b}/(a+b) この処理をXnを固定したままで、0゜≦βi≦360゜
の360゜全方向(全投影角)について行えば、位置X
nの投影データが得られる。 【0022】片方向スキャンでのX線CT装置の実施の
形態を図1に示す。X線CT装置は、X線発生装置1、
X線検出器2、データ収集回路2A、バッファメモリ1
2、補間回路13、フィルタ補正回路14、逆投影演算
回路15、CRT16より成る。 X線発生装置1…フ
ァン状X線ビームを発生する。 X線検出器2…透過ファン状X線ビームの検出を行う多
チャンネル検出素子より成る。 データ収集回路2A…多チャンネルの検出器2の検出値
を取り込みプリアンプ、AD変換等の処理を行い、ら旋
投影データSRを得る。 【0023】2次元バッファ…i×jのアドレスを持つ
バッファである。ら旋投影データSRを格納する。即
ち、このバッファ12は投影番号i、スキャナ回転数番
号(何回転目か)jで決定づけられる。更にスキャナ1
回転における投影数をpp,スキャナの回転総数(何ス
キャンしたか)をJCとすると、ら旋データSRのパラ
メータは、この2次元配列の引数i,jによって次のよ
うに求められる。 【数4】投影角βi=β0+(i−1)×Δθ 位置Xij=X0+(j−1)×D+(i−1)×ΔD ただし、 【数5】Δθ=360゜/pp ΔD=D/pp となる。 【0024】補間回路13…位置Xnが指定されると、
nにおける投影データR(βi、Xn)を補間によって
作成する。即ち、ら旋投影データSRを投影データRに
変換する。 【0025】フィルタ補正回路14…ぼけ補正を行う。
フィルタ関数は、ぼけ補正の内容によって決まる。 逆投影演算回路15…フィルタ補正回路14のフィルタ
リング後の出力を逆投影する。これによって断層像を得
る。 CRT16…断層像の表示を行う。 【0026】動作を説明する。X線発生装置1とX線検
出器2とは予め定められた平面上を連続的に回転してい
る。この状態で被検体を乗せたベッド3が一定速度で前
進する。前進の過程で被検体にX線発生装置1からのX
線が曝射される。この曝射は、ら旋状走査によってなさ
れたものとなる。ら旋状走査によって得る透過X線は、
X線検出器2で検出され、データ収集回路2Aで各種の
前処理及びAD変換される。かくして、ら旋データSR
を得る。このら旋データSRは引数i,jをアドレスと
する2次元バッファ12に格納される。被検体の測定範
囲全域にわたって、同様にら旋データSRを得、2次元
バッファ12に格納する。 【0027】2次元バッファ12にら旋データが埋まっ
た後に、補間回路13はら旋データSRから所望断層面
の投影データRを得る。即ち、位置Xnを指定して所望
断層面を特定化し、位置Xnにおける投影データR
(i,Xn)を作成する。具体的には、(数4),(数
5)から明らかなように、ら旋データSRの被検体の体
軸方向のサンプル位置を横軸に、投影番号iを縦軸にと
ると、図6の関係となる。従って、投影データR(i,
n)は、次の式で求めることができる。 【数6】R(i,Xn)={SR(i,m)×a+SR
(i,m+1)×b}/(a+b) 【0028】次に、得られた投影データR(i,Xn
は、フィルタ補正回路14でぼけ補正処理を受ける。ぼ
け補正処理後の投影データは逆投影演算回路15で逆投
影処理され、位置Xnにおける断層像を得る。CRT1
6が断層像を表示する。 【0029】以上の片方向スキャンに代わって往復両方
向スキャンを行って、そこから補間処理で再構成像を得
ようとする本発明の実施の形態を述べる。患者ベッドを
一方向だけでなく逆方向にも移動し、図3のB面から
B′面まで走査させる。この際、往路方向(順方向)移
動の軌跡9と復路方向(逆方向)移動の軌跡8が交差す
る様に走査を行うと、被検体は図4(ロ)に示す様に走
査される。断層像を1枚だけ得る場合を図7(イ)、
(ロ)により説明する。 【0030】図7(イ)はスキャナ回転速度16、患者
ベッド移動速度17及びX線パルス18の関係をタイム
・チャートで示したものである。図7(ロ)より、1枚
の断層像を得るために必要な180゜(あるいはそれ以
上)の走査9を順方向について行い、スキャナがさらに
180゜回転するまで患者ベッドの移動・X線の曝射を
休止させ、180゜位相をずらした後(こうすることに
よって、順方向の軌跡と逆方向の軌跡が交差する)、逆
方向に180゜(あるいはそれ以上)の走査8を行う
と、被検体に対するX線管装置の軌跡9は図7(ロ)に
示す様になる。ただし、破線部は、患者ベッドの移動・
曝射を休止してスキャナのみ回転していることを表わ
す。 【0031】このように走査した場合、投影データは患
者ベッドが順方向に移動している時の投影データと、逆
方向に移動している時の投影データとの補間によって求
める。また、片方向スキャンでは、どの断層面でも補間
による誤差は同じ条件であったが、両方向スキャンでは
交点を含み、ベッド移動方向に対し垂直な面が最も補間
による誤差が少ない。そこで、図7(ロ)に示した走査
をした場合、断層面19を求める。 【0032】図8において、(イ)は上からの、(ロ)
は横からの軌跡の投影である。図7(ロ)における断層
面19は図8の面Sに対応する。面Sの断層像を求める
には、面S上での投影データを求めればよい。そこで、
同じ投影角βをもつ投影データP1,P2を考える。P
1は順方向、P2は逆方向移動時の投影データである。
P1,P2からは面S上の投影データPが求められる。
投影データP(i,j)は線形補間を用いれば、 【数7】 P(i,j)=(P1(i,j)+P2(i,j))/2 i=1,2,…CN CN:全チャンネル数 j=1,2,…NP NP:全ビュー数 と求まる。この処理を0≦β≦180゜について行う
と、前半の半走査の投影データが得られる。得られた1
80゜分の投影データから1枚の断層像を求め、このデ
ータをぼけ補正し逆投影すれば、所望の断層像が得られ
る。 【0033】尚、図9にはこの両方向スキャンでの図6
対応図を示す。ら旋データの被検体の体軸方向のサンプ
ル位置を横軸に、投影番号を縦軸にとってある。図6と
対比する。図6ではスライス位置Xnに対し、その両側
の2つの軌跡L1とL2とから再構成像を得る。図9で
は、その両側の軌跡L3とL4とから再構成像を得る。L
1とL2とは位置Xnの両側に完全に分離されており、そ
の体軸方向幅も大きい。即ち、再構成像を得るのにその
幅の大きい体軸方向の位置から補間で求める必要があ
る。一方、図9では、軌跡L3とL4とはXnでクロス
し、L3とL4との体軸方向の幅も小さい。即ち、スライ
ス位置Xnにより近い位置のデータで再構成が可能にな
る。この結果、再構成画像の信頼性が高まる。 【0034】以上の実施の形態では得られた180゜分
の投影データから1枚の断層像を求めたが、他の実施の
形態として360゜分の投影データを求め断層像を求め
る方法を述べる。図10において、360゜分の投影デ
ータを求めるには、順・逆方向共360゜の走査が必要
となる。実施の形態2の範囲を0゜〜180゜とする
と、本実施の形態では−90゜〜280゜の範囲で走査
が必要となる。前半の半走査は最初の実施の形態と同様
に求められ、後半の半走査は図10(イ)に示すQ1,
Q2から同様にQが求められ、得られた全投影データか
ら1枚の断層像が再構成できる。ただし、この第2の実
施の形態では後半の半走査を求める場合、補間に用いる
投影データが距離的に遠く離れてしまい、前半の半走査
を求める場合と比べ、補間による誤差が大きくなる点を
考えなければならない。しかし、片方向スキャンに比し
ては誤差は少ない。 【0035】図11は本発明の制御系統図を示す。X線
制御部101は、高圧発生器110を制御して高圧電圧
の発生を行わせる。いわゆるX線の曝射制御である。回
転フレーム制御部102は、X線管装置(X線発生器)
とX線検出器とを対向して連続回転させる制御だけでは
なく、投影角も加味した制御が可能で、任意に投影角を
制御できる。ベッド移動制御部103は、ベッド移動方
向、速度を制御する。ただし、走査最中は一定速度であ
る。 【0036】システム制御部内の同期化装置100は、
ベッド位置検出器113からの位置情報と、投影角検出
器114からの投影角情報を用いて、X線制御部10
1、回転フレーム制御器102、ベッド移動制御部10
3の同期をとる。 【0037】具体的には、各実施の形態において、予め
指定されたスライス位置が 【数8】Xn=Xs+3(D/4)+n(D/2) ここで、n=0、1、2、3、……になるように、走査
開始位置Xsを決定する。ただし、Dはベッド移動スピ
ード及び回転フレームの回転スピードによって決定され
る。また、順方向走査終了時の位置Xe、及び投影角θe
を記憶しておき、逆方向走査の開始位置がXe、開始投
影角がθe+180゜になるように、システムを制御す
る。ここで、(数8)を往復動に関してみるに、図9に
示したことから以下のようになる。順方向サンプル点と
逆方向サンプル点との交点は、(D/2)間隔で発生す
る。Xn点のデータを補間で求めるためには、Xn点の前
後、(D/2)間のサンプルデータが必要とする。Xn
−Xs=(D/4)のときは、XsからXnへの領域のデ
ータが不足(半分しかない)するため、補間データが不
足し、画像再構成ができない。そのために、Xn−Xs
3(D/4)以降のものについて有効となる。ここで、
n−Xs=(D/4)は、n=−1のとき、Xn−Xs
3(D/4)はn=0に対応する。 【0038】第3世代(R−R方式)CT装置におい
て、投影データから断層像を再構成するアルゴリズムと
しては、検出された扇状ビームデータをそのまま逆投影
するダイレクト法と、扇状ビームデータを並行ビームデ
ータに変換してから逆投影するアレンジ法などが知られ
ているが、本発明はそれらのアルゴリズムや世代によら
ず、例えばコーンビームを利用したら旋スキャンや電子
走査形等種々の適用ができ、効果を発揮する。 【0039】更に、補間法としては、線形補間の他に2
次、3次等の高次補間(数スライス分)も可能である。 【0040】 【発明の効果】本発明によれば、回転スキャナとベッド
との同期制御を達成でき、ら旋スキャン計測を簡便、確
実に実行できることになった。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のCT装置の実施の形態図である。 【図2】R−R方式CT装置の外観図である。 【図3】片方向スキャンの説明図である。 【図4】片方向スキャンと両方向スキャンの説明図であ
る。 【図5】回転位置とら旋データとの関係図である。 【図6】位置と投影番号との関係図である。 【図7】本発明の実施の形態でのタイムチャート及び軌
跡を示す図である。 【図8】本発明の実施の形態での軌跡を示す図である。 【図9】本発明の両方向スキャンでの位置と投影番号と
の関係図である。 【図10】本発明の他の実施の形態の説明図である。 【図11】本発明のシステム構成図である。 【符号の説明】 1 X線管装置 2 X線検出器

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、X線発生装置を搭載するフレームは連
    続回転可能で、患者ベッドはX線発生装置の回転面と垂
    直方向に連続移動可能で、かつ、X線発生装置の回転の
    速度に関連づけて移動可能で、患者ベッドを移動しなが
    ら走査することによって、被検体をら旋状に走査するこ
    とになり、ら旋状の走査開始点と終了点とを結ぶ任意の
    断面の再構成画像を得ることを特徴とするX線CT装
    置。 2.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、定められたら旋走査範囲に対応するベ
    ッド位置でのデータ収集を行い得るように、ベッドの移
    動制御、X線源の回転制御を行うようにしたX線CT装
    置。 3.前記定められたら旋走査範囲に対応するベッド位置
    で、データ収集を行い得るように、X線曝射制御を行う
    ようにした請求項2記載のX線CT装置。 4.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、定められたら旋走査範囲に対応するベ
    ッド位置でのデータ収集を行い得るように、ベッドの移
    動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行うと共
    に、これらの制御の少なくとも一部には、ベッドの位置
    の情報、X線源の回転の情報を利用するものとしたX線
    CT装置。 5.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、ベッドの移動可能範囲の中の一部に任
    意のら旋走査範囲を定め、このら旋走査範囲に対応する
    ベッド位置で、データ収集を行い得るように、ベッドの
    移動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行うよう
    にしたX線CT装置。 6.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、ベッドの移動可能範囲の中の一部に任
    意のら旋走査範囲を定め、このら旋走査範囲に対応する
    ベット位置で、データ収集を行い得るように、ベッドの
    移動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行うよう
    にすると共に、これらの制御の少なくとも一部には、ベ
    ッドの位置の情報、X線源の回転の情報を利用するもの
    としたX線CT装置。 7.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、定められたら旋走査範囲に対応するベ
    ッド位置で、データ収集を行い得るように、ベッドの移
    動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行うように
    すると共に、上記収集したデータに基づきら旋走査範囲
    内の任意の断面で再構成像を得るようにしたX線CT装
    置。 8.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、ベッドの移動可能範囲の中の一部に任
    意のら旋走査範囲を定め、このら旋走査範囲に対応する
    ベッド位置で、データ収集を行い得るように、ベッドの
    移動制御、X線源の回転制御、X線曝射制御を行うよう
    にすると共に、上記収集したデータに基づきら旋走査範
    囲内の任意の断面で再構成像を得るようにしたX線CT
    装置。 9.X線を発生させるためのX線発生装置と、被検体を
    透過してきたX線を検出するためのX線検出器と、患者
    ベッドを有し、X線発生装置とX線検出器が対向して配
    置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを回転
    し多数の角度からX線ビームを照射し、走査するX線C
    T装置において、所定のら旋走査範囲に対するベッド位
    置と、X線管の回転位置の情報を関連づけることによ
    り、再構成に使われるデータを収集し、前記情報を関連
    づけて再構成するようにしたことを特徴とするX線CT
    装置。 10.上記ベッド位置とX線管の回転位置の情報の関連
    づけは、ら旋走車範囲で定まる位置に基づくことを特徴
    とする請求項9記載のX線CT装置。 11.上記ベッド位置とX線管の回転位置の情報の関連
    づけは、それぞれの速度に基づくことを特徴とする請求
    項9記載のX線CT装置。 12.X線を発生させるためのX線源と、被検体を透過
    してきたX線を検出するための多チャンネルのX線検出
    器と、患者ベッドを有し、X線源とX線検出器が対向し
    て配置され、その位置関係を保ったまま被検体の周りを
    回転し多数の角度から扇状のX線ビームを照射し、走査
    しX線計測を行うX線CT装置において、X線源とX線
    検出器の回転及び患者ベッドのX線源の回転面と垂直方
    向への移動を、それぞれ定められた一定の速度で行い、
    患者ベッドを移動しながら走査することによって、被検
    体をら旋状に走査し、ら旋状走査の開始点と終了点とを
    結ぶ任意の断層面の再構成画像を得ると共に、 前記ら
    旋走査は、ベッド位置を検出する手段と、投影角度を検
    出する手段からの各信号により制御され且つ前記各信号
    に基いて前記患者ベッドの移動と前記X線源と前記X線
    検出器の回転及びX線の照射の少なくとも2つが同期し
    て制御されることを特徴とするX線CT装置。 13.扇状ビームX線を被検体へ円周の多方向から順次
    照射するX線源と、被検体を透過した前記多方向からの
    X線を検出する多素子X線検出器と、前記被検体を前記
    X線源とX線検出器との間へ移動する患者ベッドとを有
    し、前記扇状ビームX線を前記被検体の周囲に回転させ
    て多数の角度においてX線透過データを計測して再構成
    画像を演算により求めるX線CT装置において、前記扇
    状ビームX線の回転と前記患者ベッドの移動とをそれぞ
    れ定められた一定の速度で行いながら走査することによ
    って、被検体をら旋状に走査し、ら旋状走査の開始点と
    終了点とを結ぶ間の任意の位置の断層面の再構成画像を
    得ると共に、前記ら旋走査は、ベッド位置を検出する手
    段と、投影角度を検出する手段からの各信号により制御
    され且つ前記各信号に基いて前記患者ベッドの移動と前
    記X線源との回転及びX線の照射の少なくとも2つが同
    期して制御されることを特徴とするX線CT装置。
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