JP3313397B2 - X線ct装置 - Google Patents

X線ct装置

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JP3313397B2 JP12895192A JP12895192A JP3313397B2 JP 3313397 B2 JP3313397 B2 JP 3313397B2 JP 12895192 A JP12895192 A JP 12895192A JP 12895192 A JP12895192 A JP 12895192A JP 3313397 B2 JP3313397 B2 JP 3313397B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元スキャンを行い
3次元ボリュームデータを収集しこの3次元ボリューム
データを再構成処理に供することにより所望のスライス
面のスライス像を得るX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】このようなX線CT装置は、第3世代
(R/R方式)であれば、扇状に広がるファンビームX
線をパルス的に曝射するX線源およびこのX線源と撮影
域を介して対峙して配置され、被検体を透過したX線を
検出する複数のX線検出素子を並設して成る多チャンネ
ル型のX線検出器と、直線移動可能な天板を備える寝台
とを有していて、X線源およびX線検出器を被検体の周
囲を回転させながら、この回転スキャンに同期させて天
板を間欠的または連続的に被検体の体軸方向に沿って駆
動しそのスキャン位置を移動させて3次元スキャンを行
い、被検体の3次元実空間についての多方向の投影デー
タ(以下「3次元ボリュームデータ」という)を収集
し、この3次元ボリュームデータを再構成処理に供する
ことで所望のスライス面のスライス像を得ることができ
る。
【0003】図7は、この従来のX線CT装置を用いた
場合の検査開始からスライス像の生成までの検査作業の
一般的な流れを示した図である。この検査作業は、ま
ず、外部投光器からスケールの入ったスポット光を被検
体に投影し、この位置から目測によって被検体の概略位
置を決定する被検体位置決め作業S11から開始する。被
検体の位置が決まると、3次元スキャンに先立ってスキ
ャノグラムの撮影が行われる(S12)。スキャノグラム
とは、スキャン範囲、スライスピッチおよびスライス角
度等の項目を含むスキャン計画の立案やスライス面の設
定の際に参照される投影像であり、X線源およびX線検
出器の回転を停止し且つこれらを被検体の体軸方向に沿
って移動しながら収集される。そして、このスキャノグ
ラムを参照してスキャン計画が決定されると(S13)、
このスキャン計画にしたがって3次元スキャンが実行さ
れ3次元ボリュームデータが収集される(S14)。3次
元ボリュームデータの収集が終了すると、スライス像の
生成作業が開始される。まず、スキャノグラムを参照し
て所望の位置、所望の方向にスライス面を指定すると
(S15)、3次元ボリュームデータの中の当該スライス
面のスライス像の生成に必要な投影データが再構成処理
に供され、当該スライス面に関するスライス像が生成さ
れ(S16)、診断に供される。他の位置、方向のスライ
ス像が必要な場合には上記作業S15,S16を繰り返す。
【0004】このようにスキャノグラムは検査作業にお
いてスキャン計画の立案やスライス面の設定等に非常に
有効であるが、このスキャノグラムを得るための撮影作
業を必要とするためこれにより被検体が受ける被曝量の
点、検査時間および被検体の拘束時間が長時間化する点
において問題である。また、一回のスキャノグラム撮影
で得られるスキャノグラムは一方向一枚であるため、複
数方向のスキャノグラムが必要な場合にはこのスキャノ
グラム撮影を何度か繰り返さなければならず、上記問題
はさらに増大する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に対処すべくなされたもので、その目的は、3次元ス
キャンにより収集する3次元ボリュームデータを用いて
スキャノグラムを作成することにより、スキャノグラム
撮影作業を必要としないX線CT装置を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、X線を曝射す
るX線源とX線を検出するX線検出器とを用いて前記被
検体のボリュームデータを収集し、収集されたボリュー
ムデータに基づいて断層像を再構成するX線CT装置に
おいて、スキャノグラム生成のための投影面を任意の角
度位置に設定するための設定手段と、前記ボリュームデ
ータの中から、前記設定された投影面に対応する前記X
線源の複数の位置において収集したデータからスキャノ
グラムを生成する生成手段と、この生成手段により生成
されたスキャノグラムを表示する表示手段と、この表示
手段に表示されるスキャノグラム上で設定されたスライ
スの断層像を再構成する再構成手段と、前記投影面を設
定するために、前記被検体を模した3次元モデルと前記
投影面を示すマークとを前記表示手段に表示させる手段
と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明によれば、ボリュームデータ収集とは別
にスキャノグラム撮影を行う必要がないため、スキャノ
グラム撮影により被検体が受けていた被曝量、検査時間
及び被検体の拘束時間の問題を解決することができる。
また、被検体に対して任意の方向でスキャノグラムを生
成することができ、スキャノグラムをスライスの位置決
めだけでなく、カテーテルの挿入位置確認や診断読影等
にまでその用途を拡大することができる。さらに、本発
明によれば、被検体を模した3次元モデルを投影面を示
すマークとともに表示させることにより、直感的に投影
面を所望の向きに設定することができる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明によるX線CT
装置の第1の実施例を説明する。図1は第1の実施例装
置の画像生成処理装置の構成を示すブロック図である。
本実施例装置はこの画像生成処理装置と投影データ収集
装置とからなり、投影データ収集装置は3次元スキャン
を実施し3次元ボリュームデータを収集するための装置
であって、画像生成処理部は投影データ収集装置から供
給される3次元ボリュームデータを加工しスライス像や
スキャノグラム(投影像)を作成するための装置であ
る。
【0009】投影データ収集装置は、3次元ボリューム
データを収集するために必要な主にX線CT装置の構造
的要素からなる装置であって、例えば第3世代(R/R
方式)であれば、扇状に広がるファンビームX線をパル
ス的に曝射するX線源およびこのX線源と撮影域を介し
て対峙して配置され、被検体を透過したX線を検出する
複数のX線検出素子を一次元に配設して成る多チャンネ
ル型のX線検出器や、スライド可能な天板を備える寝台
や、スキャン範囲、スライスピッチおよびスライス角度
等の項目を含むスキャン計画を入力しこのスキャン計画
にしたがってX線源およびX線検出器の回転および天板
のスライド等可動部分のシーケンス制御を行うためのコ
ンソールボックス等を具備する。なお、3次元スキャン
とは、3次元空間に関するデータを収集するためのスキ
ャンであって、例えば、図2に示すような螺旋状の動き
により連続撮影を行うヘリカルスキャン、または現在ス
キャン方式の主流を占めているスキャン面毎に撮影を間
欠的に繰り返すマルチスライススキャンや、コーン状に
広がるX線を曝射するX線源および複数のX線検出素子
を2次元的に配設して成る2次元アレイX線検出器を用
いて行うコーンビームスキャン等のスキャン方式があ
り、いずれの方式を採用するものであってもよい。なお
ここではヘリカルスキャンの場合のスキャノグラムの生
成について説明するが、マルチスライススキャンであっ
てもスキャノグラムの生成方法はヘリカルスキャンと基
本的に同一である。
【0010】画像生成処理装置は、CPU1に対し、デ
ータ/制御バス9を介して、投影データ収集装置から供
給される3次元ボリュームデータを記憶するための磁気
テープ、磁気ディスク、光ディスク等の記憶媒体を備え
てなるメモリ2と、メモリ2内の3次元ボリュームデー
タを再構成処理に供しスライス像を作成する再構成処理
手段3と、画像コントローラ4とが接続されていて、画
像コントローラ4にはイメージメモリ5とCRT(陰極
線管)ディスプレイが接続されている。図3(a)はメ
モリ2のメモリ空間におけるデータ配列を模式的に示す
図であり、3次元ボリュームデータはメモリ空間に、1
スキャン(1回転)毎にまとめられ、且つnチャンネル
分の各投影データ列Tが各サンプリング角度順に配列さ
れて記憶される。
【0011】さらに、同様に、バス9を介して、本実施
例の特徴的な構成要素である投影面設定手段7と、スキ
ャノグラム生成手段8とがCPU1に接続されている。
投影面設定手段7は、図4に示すような被検体を模した
円柱状の3次元モデルMおよびスキャノグラム生成のた
めの投影面TPを含むモデル空間像を作成し表示する。
この投影面TPは、図示しないマウスやトラックボール
等の入力装置を操作することにより、矢印で示すように
3次元モデルMの周縁に沿って回転することができるよ
うになっている。なお、図4に示す角度θは、スキャン
開始位置に対応する基準ラインL0 と、投影面TPの位
置を示すラインL(投影面TPと3次元モデルMとの接
点D−3次元モデルMの断面中心Cを結ぶライン)との
角度であり、この角度情報がスキャノグラム生成手段8
に供給される。このモデル空間は実空間に対応している
ので、モデル空間内で投影面TPを設定することにより
所望のスキャノグラムを容易に得ることができる。
【0012】スキャノグラム生成手段8は、投影面設定
手段7から供給される角度情報に基づいて、メモリ2か
ら必要な投影データ列Tを選択的に抽出し、これを2次
元面上に配列してスキャノグラムを生成する。図3は投
影データ列Tの選択およびスキャノグラムの生成を模式
的に示す図である。すなわちスキャノグラム生成手段8
は、図3(a)に示すように、当該角度情報に基づいて
メモリ空間の各スキャンの角度θの位置に保持されてい
る投影データ列T11,T21,T31…、および当該角度θ
から180度の位置に保持されている投影データ列T1
2,T22…を選択し、図3(b)に示すように、これら
投影データ列T11,T21,T31…と、チャンネル配列を
反転した投影データ列T12,T22…を実空間の各位置関
係に応じて配列することによりスキャノグラムSGを生
成する。このスキャノグラムSGは、画像コントローラ
4に供給されスライス面の位置を示すカーソルと共にC
RTディスプレイ6に表示される。なお、スキャノグラ
ムの表示方法は、一枚のスキャノグラムを単一表示して
もよいし、図5に示すように複数種類のスキャノグラム
のマルチ表示、ここでは側面方向から見たサイドビュー
スキャノグラムSVと正面方向から投影したトップビュ
ースキャノグラムTVとのマルチ表示等適宜変更すれば
よい。
【0013】以上のように本実施例装置は、3次元スキ
ャンにより得られる3次元ボリュームデータからスキャ
ノグラムを生成するので、スキャノ撮影作業を必要とし
ないため、図6に示すように検査作業の流れ簡易にする
ことができる。すなわち、検査作業は、まず、外部投光
器からスケールの入ったスポット光を被検体に投影し、
この投影位置から目測によって被検体の天板上の位置を
決定すると共にスキャン範囲やスライスピッチおよびス
ライス角度等の項目を含むスキャン計画の設定を行う
(S1 )。被検体位置決めおよびスキャン計画の設定が
完了すると、そのスキャン計画にしたがって3次元スキ
ャンを実行し、3次元ボリュームデータを収集する(S
2 )。
【0014】この3次元ボリュームデータの収集が完了
すると、スキャノグラムの生成作業を開始する。すなわ
ち、投影面設定手段7を起動して、図4に示すモデル空
間像をCRTディスプレイ6に表示させ、マウスやトラ
ックボール等の入力装置を操作して所望の位置に投影面
TPを設定すると(S3 )、角度情報がスキャノグラム
生成手段8に供給されこの角度情報に基づいてメモリ2
から必要な投影データ列が選択的に抽出され、この投影
データ列が再配列されスキャノグラムが生成される(S
4 )。なお、上記作業S3 ,S4 を再度実行し投影面T
Pを再設定すれば容易に他の方向のスキャノグラムを得
ることができ、図5に示すようなマルチ表示に対応する
ことができる。
【0015】そして、従来と同様に、このスキャノグラ
ムを参照しながら所望の位置にスライス面を指定するこ
とにより(S5 )、当該スライス面に関して再構成処理
がなされスライス像が生成され、CRTディスプレイ6
に表示され(S6 )、診断に供することができる。
【0016】以上のように、本実施例によれば従来のよ
うにスキャノグラム撮影を行うことなく、3次元スキャ
ンで収集した3次元ボリュームデータからスキャノグラ
ムが得られるから、スキャノグラム撮影の必要性がなく
なり、被曝量、被検体の拘束時間および検査時間の問題
を解決することができる。なお本発明は上述した実施例
に限定されることなく、種々変形して実施可能である。
例えば、スキャノグラム生成手段に各種画像処理、例え
ば補間処理手段を付加し、3次元ボリュームデータから
選択した投影データについて補間処理を施して平滑なス
キャノグラムを生成するようにしてもよい。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、ボリュームデータ収集
とは別にスキャノグラム撮影を行う必要がないため、ス
キャノグラム撮影により被検体が受けていた被曝量、検
査時間及び被検体の拘束時間の問題を解決することがで
きる。また、被検体に対して任意の方向でスキャノグラ
ムを生成することができ、スキャノグラムをスライスの
位置決めだけでなく、カテーテルの挿入位置確認や診断
読影等にまでその用途を拡大することができる。さら
に、本発明によれば、被検体を模した3次元モデルを投
影面を示すマークとともに表示させることにより、直感
的に投影面を所望の向きに設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図2】3次元スキャンの一例としてヘリカルスキャン
を説明する図。
【図3】図1に示すスキャノグラム生成手段によるスキ
ャノグラム生成方法を説明する図。
【図4】図1に示す投影面設定手段により作成されCR
Tディスプレイに表示されるモデル空間の一例を示す
図。
【図5】スキャノグラムの表示例を示す図。
【図6】本実施例装置による検査作業の流れを示す図。
【図7】従来のX線CT装置による検査作業の流れを示
す図。
【符号の説明】
1…CPU、2…メモリ、3…再構成処理手段、4…画
像コントローラ、5…イメージメモリ、6…CRTディ
スプレイ、7…投影面設定手段、8…スキャノグラム生
成手段、9…データ/制御バス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−67851(JP,A) 特開 昭61−100234(JP,A) 特開 平4−183446(JP,A) 特開 平2−60795(JP,A) 特開 平4−38935(JP,A) 特開 平4−71540(JP,A) 特開 昭63−84527(JP,A) 工藤博幸 斎藤恒雄,円錐ビーム投影 を用いた3次元ヘリカルスキャンCT, 画像工学コンファレンス論文集,第21 巻,p.165−168 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 6/00 - 6/14 JICSTファイル(JOIS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を曝射するX線源とX線を検出する
    X線検出器とを用いて前記被検体のボリュームデータを
    収集し、収集されたボリュームデータに基づいて断層像
    を再構成するX線CT装置において、 前記ボリュームデータの中から、任意の投影面に対応す
    る前記X線源の複数の位置において収集したデータから
    スキャノグラムを生成する生成手段と、 この生成手段により生成されたスキャノグラムを表示す
    る表示手段と、 前記表示手段に表示されるスキャノグラム上で設定され
    たスライスの断層像を再構成する再構成手段と、前記投影面を任意の角度位置に設定する操作を支援する
    ために、前記被検体を模した3次元モデルを前記投影面
    を示すマークとともに前記表示手段に表示させる手段
    と、 を備えたことを特徴とするX線CT装置。
  2. 【請求項2】 前記3次元モデルは円柱形状を有し、前
    記投影面を示すマークは前記3次元モデルの周縁に沿っ
    て回転するように制御されることを特徴とする請求項1
    記載のX線CT装置。
  3. 【請求項3】 前記表示手段は、位置の異なる複数の投
    影面に対応する複数のスキャノグラムをマルチ表示する
    ことを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。
  4. 【請求項4】 前記ボリュームデータは、コーン状に広
    がるX線を曝射する前記X線源と複数のX線検出素子が
    2次元的に配列された前記X線検出器とを用いて収集さ
    れることを特徴とする請求項1記載のX線CT装置。
JP12895192A 1992-05-21 1992-05-21 X線ct装置 Expired - Lifetime JP3313397B2 (ja)

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工藤博幸 斎藤恒雄,円錐ビーム投影を用いた3次元ヘリカルスキャンCT,画像工学コンファレンス論文集,第21巻,p.165−168

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