JP3466678B2 - X-ray CT scanner - Google Patents

X-ray CT scanner

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JP3466678B2
JP3466678B2 JP27383393A JP27383393A JP3466678B2 JP 3466678 B2 JP3466678 B2 JP 3466678B2 JP 27383393 A JP27383393 A JP 27383393A JP 27383393 A JP27383393 A JP 27383393A JP 3466678 B2 JP3466678 B2 JP 3466678B2
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ray
scan
tube
output
subject
Prior art date
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JPH07124152A (en
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茂 田中
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Toshiba Corp
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被検体の断層像を撮影
するX線CTスキャナに係り、特にヘリカルスキャンを
実施する際の被検体透過後のX線量を一定にする技術に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT scanner for taking a tomographic image of a subject, and more particularly to a technique for making the X-ray dose constant after passing through the subject when performing a helical scan.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、X線CTスキャナが多く用いられている。X線C
Tスキャナは、X線管とX線検出器とが対向配置された
撮影領域内に被検体を侵入させ、X線管からX線ビーム
を照射して被検体透過後のX線をX線検出器にて収集す
る。そして、この操作をX線の照射角度を変更しながら
繰り返して各方向からの測定データを得、各測定データ
に畳み込み、逆投影等の処理を加えてCT画像を再構成
するものである。
2. Description of the Related Art In recent years, X-ray CT scanners are widely used as medical diagnostic apparatuses are being developed. X-ray C
The T-scanner causes a subject to enter an imaging region where an X-ray tube and an X-ray detector are arranged to face each other, irradiates an X-ray beam from the X-ray tube, and detects X-rays after passing through the subject. Collect in a container. Then, this operation is repeated while changing the X-ray irradiation angle to obtain measurement data from each direction, convolve each measurement data, and perform processing such as backprojection to reconstruct the CT image.

【0003】このようなX線CTスキャナにおいて、昨
今ではX線管、X線検出器を回転させるとともに被検体
を体軸方向に移動させることにより螺旋軌道を描く、い
わゆるヘリカルスキャンが多く採用されている。従来に
おいてヘリカルスキャンを実行する際には、1回のスキ
ャン実行中のスキャン条件(管電圧、管電流等)は同一
とされている。つまり、スキャン中に管電圧や管電流を
変更する制御は行なわれていない。従って、X線の照射
角度や照射部位に応じて線量が過多となったり、線量不
足となることがある。
In such an X-ray CT scanner, a so-called helical scan has recently been adopted, which draws a spiral trajectory by rotating an X-ray tube and an X-ray detector and moving an object in a body axis direction. There is. Conventionally, when a helical scan is executed, the scan conditions (tube voltage, tube current, etc.) during one scan are the same. That is, control for changing the tube voltage or the tube current is not performed during the scan. Therefore, the dose may be excessive or insufficient depending on the X-ray irradiation angle and the irradiation site.

【0004】例えば、図8に示すように被検体101の
胸部を符号102に示す軌道でヘリカルスキャンを実行
する際に、体軸方向の部位P1とP2とではX線透過率
が同一とは限らず、両方の部位P1,P2において最適
なX線量とすることは、管電圧、管電流一定の基では困
難である。これは、体軸方向のみでなく体径方向につい
ても同様のことが言える。
For example, as shown in FIG. 8, when performing a helical scan on the chest of the subject 101 along the trajectory indicated by reference numeral 102, the X-ray transmissivity is not always the same at the parts P1 and P2 in the body axis direction. However, it is difficult to set the optimum X-ray dose in both parts P1 and P2 under a constant tube voltage and tube current. This can be said not only in the body axis direction but also in the body radial direction.

【0005】図10は被検体101の胸部断面を模式的
に示す図であり、θ1,θ2はX線管の角度位置を示し
ている。また、図9はX線管の角度位置に対する透過X
線量を示す特性図であり、同図から明らかなように、被
検体厚の大きい角度θ1では透過X線量は小さく、被検
体厚の小さい角度θ2では透過X線量は大きい(ダイナ
ミックレンジR1)。つまり、角度θ1の近傍では線量
が不足し、角度θ2の近傍では線量が過多となってしま
う。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a cross section of the chest of the subject 101, where θ1 and θ2 indicate angular positions of the X-ray tube. Further, FIG. 9 shows the transmission X with respect to the angular position of the X-ray tube.
It is a characteristic diagram showing a dose, and as is clear from the figure, the transmitted X-ray dose is small at the angle θ1 where the subject thickness is large, and the transmitted X-ray amount is large at the angle θ2 where the subject thickness is small (dynamic range R1). That is, the dose is insufficient near the angle θ1, and the dose is excessive near the angle θ2.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
けるX線CTスキャナにおいては、被検体の各部位やX
線管の角度位置に応じて線量が過大となったり不足した
りするので、患者に不必要な被曝をあたえたり、線量不
足による画質の低下が発生する等の欠点があった。
As described above, in the conventional X-ray CT scanner, each part of the subject and the X-ray CT scanner are examined.
Since the dose becomes excessive or insufficient depending on the angular position of the ray tube, there are drawbacks such as giving unnecessary exposure to the patient and degrading image quality due to insufficient dose.

【0007】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、ヘ
リカルスキャン時に常に最適なX線量とすることのでき
るX線CTスキャナを提供することにある。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide an X-ray CT scanner capable of always obtaining an optimum X-ray dose during helical scanning. It is in.

【0008】上記目的を達成するため本発明は、被検体
を載せるための天板を当該被検体の体軸方向に移動可能
とした寝台と、前記被検体の周囲を回転しながらX線を
曝射するX線管及び前記被検体を透過したX線を検出す
るX線検出器を有するガントリを有し、前記X線源の回
転中に前記被検体を体軸方向に移動させることにより前
記被検体に対してヘリカルスキャンを行うX線CTスキ
ャナにおいて、前記X線検出器の出力データを収集する
データ収集部と、前記ガントリ内に前記被検体を送り込
むと共に、前記X線管及び前記X線検出器を固定させた
状態で前記X線管からX線を曝射するスキャノ像撮影に
おいて、前記データ収集部で収集された出力データに基
づいてスキャノ像を形成するスキャノ像形成手段と、前
記スキャノ像上で、前記ヘリカルスキャンを実行するス
キャン範囲を設定するためのスキャン範囲設定手段と、
前記スキャノ像撮影において前記データ収集部で収集さ
れた出力データに基づき、前記スキャン範囲における前
記体軸方向の前記X線源の出力特性が、前記スキャノ像
撮影において得られた前記体軸方向における前記X線検
出器の出力特性とほぼ対称的になるような、前記ヘリカ
ルスキャン時のスキャン範囲の管電流値を決定するスキ
ャン条件決定手段と、このスキャン条件決定手段におい
て決定された管電流値に従って、前記スキャン範囲設定
手段にて設定されたスキャン範囲をヘリカルスキャンす
る時の前記X線源へ供給される管電流を調整するスキャ
ン制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a bed in which a top plate on which a subject is placed is movable in the body axis direction of the subject, and an X-ray is exposed while rotating around the subject. A gantry having an X-ray tube that emits light and an X-ray detector that detects X-rays that have passed through the subject is provided, and the subject is moved by moving the subject in the body axis direction during rotation of the X-ray source. In an X-ray CT scanner that performs a helical scan on a specimen, a data collecting unit that collects output data of the X-ray detector, the subject to be fed into the gantry, the X-ray tube, and the X-ray detection. Image capturing means for irradiating X-rays from the X-ray tube with the vessel fixed, a scano image forming means for forming a scano image on the basis of output data collected by the data collecting section, and the scano image forming means. Above A scan range setting means for setting the scan range to perform the helical scan,
Collected by the data collection unit in the scanogram imaging.
Based on the output data obtained,
The output characteristic of the X-ray source in the body axis direction is determined by the scanout image.
The X-ray examination in the body axis direction obtained by radiography
The helicopter that is almost symmetrical with the output characteristics of the output device
Scan to determine the tube current value in the scan range
A catcher down condition determining means, in accordance with the tube current value determined in the scan condition determining means, the tube current supplied to the X-ray source at the time of helical scan the set scan range in the scan range setting means And a scan control means for adjusting.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、スキャノ像撮影において収集
された出力データに基づき、スキャン範囲における体軸
方向の前記X線源の出力特性が、スキャノ像撮影におい
て得られた体軸方向におけるX線検出器の出力特性とほ
ぼ対称的になるような、ヘリカルスキャン時のスキャン
範囲の管電流値を決定し、決定された管電流値に従っ
て、ヘリカルスキャン範囲の管電流を調整する。これに
より、被検体の撮影位置によらず不必要な被曝を防止す
ることができ、かつ、画像のS/N比を向上させること
ができる。
According to the present invention , the collection is performed in the scanning of the scanogram.
Body axis in the scan range based on the output data
The output characteristics of the X-ray source in the direction of
The output characteristics of the X-ray detector in the body axis direction obtained by
Scan at the time of helical scan so that it becomes almost symmetrical
The tube current value in the range is determined, and the tube current in the helical scan range is adjusted according to the determined tube current value. As a result, unnecessary exposure can be prevented regardless of the imaging position of the subject, and the S / N ratio of the image can be improved.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2は本発明に係る一般的なX線CTスキャナの
構成を示す斜視図である。同図に示すガントリ21内に
は、被検体3に向けてX線を曝射するためのX線管1と
このX線管1とは対向配置されるX線検出器(図では示
されていない)が配設されている。そして、寝台22の
天板2上に載置された被検体3を所定の速度で体軸方向
に移動させながら前記X線管1とX線検出器との対を符
号24に示す矢印に沿って回転させながらスキャンを実
施すれば符号25に示す如くのヘリカルスキャン軌道が
得られ、周知の技術であるヘリカルスキャン法が実行可
能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a general X-ray CT scanner according to the present invention. In the gantry 21 shown in the figure, an X-ray tube 1 for irradiating the subject 3 with X-rays and an X-ray detector (shown in the figure) arranged opposite to the X-ray tube 1. Is not provided). Then, while moving the subject 3 placed on the top plate 2 of the bed 22 in the body axis direction at a predetermined speed, the pair of the X-ray tube 1 and the X-ray detector is indicated by the arrow 24. If the scanning is performed while rotating with the rotation, a helical scan trajectory as shown by reference numeral 25 can be obtained, and the known helical scan method can be executed.

【0013】図3は、図2に示したX線CTスキャナの
画像処理系を示すブロック図であり、天板2上に載置さ
れた被検体3を挟んで、X線管1とX線検出器4とが相
対峙して配置されている。X線検出器4の出力側はデー
タ収集部5と接続されており、該データ収集部5では、
X線の曝射により被検体3を透過した透過X線量を検出
するX線検出器4の出力データを収集し、これをディジ
タル値に変換して出力する。また、X線管1の出力側に
は補償用の検出器14が取付けられ、この出力はデータ
収集部5、システム制御部8に接続される。
FIG. 3 is a block diagram showing the image processing system of the X-ray CT scanner shown in FIG. 2, in which the X-ray tube 1 and the X-ray tube are sandwiched by the subject 3 placed on the top plate 2. The detector 4 and the detector 4 are arranged to face each other. The output side of the X-ray detector 4 is connected to the data collecting unit 5, and in the data collecting unit 5,
Output data of the X-ray detector 4 that detects the transmitted X-ray dose that has passed through the subject 3 by X-ray irradiation is collected, converted into a digital value, and output. Further, a detector 14 for compensation is attached to the output side of the X-ray tube 1, and this output is connected to the data acquisition unit 5 and the system control unit 8.

【0014】システム制御部8は、中央制御部9からの
指令を受けてX線制御部6、機構制御部7及びデータ収
集部5に動作タイミング信号を出力し、かつ、補償用検
出器14の出力信号に基づいてX線を曝射する際の管電
圧、管電流をX線制御部6に出力するものである。
The system control unit 8 receives an instruction from the central control unit 9 and outputs an operation timing signal to the X-ray control unit 6, the mechanism control unit 7 and the data acquisition unit 5, and the compensating detector 14 operates. The tube voltage and the tube current when irradiating the X-ray based on the output signal are output to the X-ray controller 6.

【0015】機構制御部7は、天板2を移動量を制御し
ながら水平移動させるとともに、位置情報をシステムの
制御部8に出力する。
The mechanism controller 7 horizontally moves the top 2 while controlling the amount of movement, and outputs position information to the controller 8 of the system.

【0016】中央制御部9は、データ収集部5にて収集
されたデータからスライス画像、スキャノ像を形成する
とともに、システム制御部8にスキャン制御信号を出力
する。また、表示部10は得られたスライス画像やスキ
ャノ像を表示するものであり、入力部11は適宜入力デ
ータをインプットするものである。
The central control unit 9 forms a slice image and a scanogram from the data collected by the data collection unit 5, and outputs a scan control signal to the system control unit 8. The display unit 10 is for displaying the obtained slice image or scan image, and the input unit 11 is for inputting input data as appropriate.

【0017】図1は、中央制御部9の内部構成を詳細に
示すブロック図であり、スライス像再構成手段91と、
スキャノ像形成手段92と、スキャン範囲記憶手段93
と、スキャン条件決定手段94と、スキャン制御手段9
5及び画像処理手段96から構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal construction of the central control unit 9 in detail.
Scano image forming means 92 and scan range storing means 93
Scan condition determining means 94 and scan control means 9
5 and image processing means 96.

【0018】スライス像再構成手段91は、X線管1と
X線検出器4との対を被検体3の周囲で回動させ、かつ
天板2を移動させながらX線を曝射して得られるヘリカ
ルスキャンデータを基にスライス像を再構成する。
The slice image reconstructing means 91 irradiates X-rays while rotating the pair of the X-ray tube 1 and the X-ray detector 4 around the subject 3 and moving the top plate 2. A slice image is reconstructed based on the obtained helical scan data.

【0019】スキャノ像形成手段92は、X線管1とX
線検出器の位置を固定させたまま、被検体3の体軸方向
に天板2を移動させ、この移動に同期して曝射されたX
線の透過データを基にスキャノ像を形成する。
The scano image forming means 92 includes an X-ray tube 1 and an X-ray tube 1.
With the position of the line detector fixed, the top plate 2 is moved in the body axis direction of the subject 3, and the X-rays exposed in synchronization with this movement.
A scanogram is formed based on the transmission data of the line.

【0020】スキャン範囲記憶手段93は、前記形成さ
れたスキャノ像を基にスキャン範囲を設定する。例え
ば、被検体3の胸部を撮影する際には胸部に対応するス
キャノ像の部分をスキャン範囲として設定する。
The scan range storage means 93 sets a scan range based on the formed scanogram. For example, when the chest of the subject 3 is imaged, the portion of the scanogram corresponding to the chest is set as the scan range.

【0021】スキャン条件決定手段94は、入力部11
よりの条件設定及びスキャノ像撮影データに基づいてヘ
リカルスキャン撮影におけるスキャン条件を決定する。
ここで、スキャン条件として、X線管1の管電圧、管電
流が挙げられる。
The scanning condition determining means 94 includes an input unit 11
The scan condition in the helical scan photographing is determined based on the condition setting and the scanograph photographing data.
Here, the scanning conditions include the tube voltage and the tube current of the X-ray tube 1.

【0022】スキャン制御手段95は、スキャン条件決
定手段94、及びスキャン範囲記憶手段93の各出力信
号に基づいてヘリカルスキャンの実行を制御する。
The scan control means 95 controls the execution of the helical scan based on the output signals of the scan condition determination means 94 and the scan range storage means 93.

【0023】画像処理手段96は、スライス像再構成手
段91にて作成されたスライス像を取込んで適宜の画像
処理を行なうものである。
The image processing means 96 takes in the slice image created by the slice image reconstructing means 91 and performs appropriate image processing.

【0024】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、天板2上に被検体3を載置し、機構制御部7の制
御によって被検体3を図2に示すガントリ21内に送り
込み、X線管1及びX線検出器4を固定させた状態でX
線を曝射する。そして、収集されたデータはスキャノ像
形成手段92に供給され、システム制御部8から与えら
れる天板2の移動量に基づいてスキャノ像が形成され
る。その後、このスキャノ像は表示部10にて表示され
る。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, the subject 3 is placed on the top plate 2, and the subject 3 is fed into the gantry 21 shown in FIG. 2 under the control of the mechanism controller 7 to fix the X-ray tube 1 and the X-ray detector 4. X in the state
Expose the line. Then, the collected data is supplied to the scano image forming means 92, and a scano image is formed based on the amount of movement of the tabletop 2 given from the system controller 8. Then, this scanogram is displayed on the display unit 10.

【0025】そして、このスキャノ像から例えば図4に
示す如くの特性曲線が得られる。
Then, a characteristic curve as shown in FIG. 4, for example, is obtained from this scanogram.

【0026】図4(a)は天板2の移動方向距離に対す
るX線検出器4の出力値を示す特性図であり、被検体胸
部のデータを示している。同図から明らかなように、中
央部で検出器出力が小さく、側部で検出器出力が大き
い。即ち、中央部でX線量が不足し、側部でX線量は過
多となることが理解できる。
FIG. 4A is a characteristic diagram showing the output value of the X-ray detector 4 with respect to the moving direction distance of the top 2, and shows the data of the chest of the subject. As is clear from the figure, the detector output is small in the central part and large in the side part. That is, it can be understood that the X-ray dose is insufficient in the central portion and the X-ray dose is excessive in the side portions.

【0027】従って、実際にヘリカルスキャンを実行
し、スライス画像を撮影する際には図4(b)に示す如
くの検出器出力とは対称的な特性を持つX線管出力を与
えれば、X線検出器4の出力は略一定となり、線量過
多、線量不足を解消することができる。そこで、スキャ
ン条件決定手段94では、X線管1の出力が図4(b)
の特性曲線となるようなX線管電圧、管電流を決定す
る。通常、管電圧はスキャン中に変更することはできな
いので、予め好適な値に設定し、スキャン中は管電流を
調整することで図4(b)に示す如くの特性を得るよう
にする。
Therefore, when the helical scan is actually executed and the slice image is photographed, if an X-ray tube output having a characteristic symmetrical to the detector output as shown in FIG. The output of the line detector 4 becomes substantially constant, and it is possible to eliminate an excessive dose and an insufficient dose. Therefore, in the scan condition determining means 94, the output of the X-ray tube 1 is shown in FIG.
The X-ray tube voltage and tube current are determined so as to obtain the characteristic curve of. Normally, the tube voltage cannot be changed during scanning, so it is set to a suitable value in advance, and the tube current is adjusted during scanning to obtain the characteristics shown in FIG. 4B.

【0028】こうして、スキャン制御手段95ではスキ
ャン条件決定手段にて決められた条件で管電圧、管電流
の制御信号を出力し、これによってX線管1の出力が制
御され、ヘリカルスキャン時に収集されるX線検出器4
のデータが略一定とされる。この際、補償用検出器14
にて収集されるX線管1出力後のX線量を用いてデータ
収集部5にて収集されるデータを予め補正しておけばよ
い。
In this way, the scan control means 95 outputs the control signals for the tube voltage and the tube current under the conditions determined by the scan condition determining means, whereby the output of the X-ray tube 1 is controlled and collected during the helical scan. X-ray detector 4
The data of is almost constant. At this time, the compensation detector 14
The data collected by the data collecting unit 5 may be corrected in advance using the X-ray dose after the output of the X-ray tube 1 collected in.

【0029】こうして、ヘリカルスキャンデータが収集
されるとスライス像再構成手段91にてスライス画像が
再構成され、画像処理手段にて画像化された後表示部1
0にて画面表示されるのである。
In this way, when the helical scan data is collected, the slice image reconstructing means 91 reconstructs the slice image and the image processing means converts it into an image.
0 is displayed on the screen.

【0030】このようにして、本実施例では、スキャノ
データを用いて被検体3の体軸方向のX線検出器出力を
求め、実際にヘリカルスキャンを行なう際にはこのX線
検出器出力値に基づいて、X線検出器出力が略一定とな
るようにX線管の出力値を制御する。このため、被検体
の撮影部位に応じてX線量が過多となったり不足したり
することはなく、画質が向上し、かつ不必要な被曝を与
えることはなくなる。
In this way, in this embodiment, the X-ray detector output in the body axis direction of the subject 3 is obtained using the scano data, and this X-ray detector output is actually used when performing helical scanning. Based on the value, the output value of the X-ray tube is controlled so that the X-ray detector output becomes substantially constant. Therefore, the X-ray dose does not become excessive or insufficient depending on the imaging region of the subject, the image quality is improved, and unnecessary exposure is not given.

【0031】また天板移動方向に対するスキャノデータ
があまり変化しない場合、即ち、図4(a)に示す特性
図の変化が小さい場合には、ヘリカルスキャン中にスキ
ャン条件を変更せず、平均値に近い一定のX線を曝射す
れば同様の効果を得ることができる。
When the scano data with respect to the moving direction of the tabletop does not change much, that is, when the change in the characteristic diagram shown in FIG. 4A is small, the scan condition is not changed during the helical scan, and the average value is not changed. Similar effects can be obtained by irradiating a constant X-ray close to

【0032】図5は本発明の第2実施例に係るX線CT
スキャナの中央制御部9の構成を示すブロック図であ
る。同図に示すように、この実施例では図1に示した実
施例と比較して、記憶手段97及び平均透過線量演算手
段98がデータ収集部5の出力側に配置された点で異な
る。
FIG. 5 shows an X-ray CT according to the second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a central control unit 9 of the scanner. FIG. As shown in the figure, this embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the storage means 97 and the average transmission dose calculating means 98 are arranged on the output side of the data collecting section 5.

【0033】記憶手段97は、データ収集部5で収集さ
れたデータを一旦記憶するものであり、記憶されたデー
タは読出されてスライス像再構成手段91、スキャノ像
形成手段92及びスキャン条件決定手段94に出力され
る。
The storage means 97 temporarily stores the data collected by the data collecting section 5, and the stored data is read out and the slice image reconstructing means 91, the scano image forming means 92 and the scanning condition determining means are read. It is output to 94.

【0034】平均透過線量演算手段98は、記憶手段9
7に記憶されたデータのうち一部を取出し、この平均値
を演算する。例えば、図3に示すX線検出器4が800
チャネルを有している場合に、この中央部の400チャ
ネル(図中斜線部分)にて収集されたデータを取出し、
この平均値を求める。そして、求められた平均値データ
はシステム制御部8へ出力される。
The average transmitted dose calculation means 98 is the storage means 9
A part of the data stored in 7 is taken out, and this average value is calculated. For example, the X-ray detector 4 shown in FIG.
If you have a channel, take out the data collected in this central 400 channels (the shaded area in the figure),
This average value is calculated. Then, the obtained average value data is output to the system control unit 8.

【0035】そして、第2実施例では平均透過線量が一
定となるようにX線管1の角度位置に応じたX線出力値
を求める。以下、詳細な動作について説明する。
Then, in the second embodiment, the X-ray output value corresponding to the angular position of the X-ray tube 1 is obtained so that the average transmission dose becomes constant. The detailed operation will be described below.

【0036】図6はX線のプロジェクション角度を示す
説明図であり、X線管が所定角度づつ図中矢印方向に回
転しながら被検体3に対してプロジェクションを行な
う。即ち、プロジェクション角度θn-1 ,θn ,θn+1
の順に、順次X線管及びX線検出器の位置が変化しなが
ら被検体3にX線を曝射する(同時に寝台も移動す
る)。
FIG. 6 is an explanatory view showing the projection angle of the X-ray, and the X-ray tube performs projection on the subject 3 while rotating by a predetermined angle in the direction of the arrow in the figure. That is, the projection angles θ n-1 , θ n , and θ n + 1
In this order, the X-ray is irradiated to the subject 3 while the positions of the X-ray tube and the X-ray detector are sequentially changed (the bed is also moved at the same time).

【0037】そして、図5に示す平均透過線量演算手段
98にて求められる角度θn-1 方向の平均透過線量及び
角度θn-1 の位置で補償用検出器14にて検出されたX
線量を基に、システム制御部8では角度θn 方向の平均
透過X線量が角度θn-1 方向の平均透過X線量と等しく
なるようにX線管制御部6を制御する。つまり、補償用
検出器14の出力値を用いることにより実際にX線管1
が曝射するX線量を知ることができるので、角度方向で
平均透過X線量が等しくなるように正確にX線管制御部
6を制御することができる。
Then, X detected by the compensation detector 14 at the position of the average transmission dose and the angle θ n-1 in the direction of the angle θ n-1 obtained by the average transmission dose calculation means 98 shown in FIG.
Based on dose, controls the X-ray tube controller 6 so that the average transmission X-ray dose of the system controller 8, the angle theta n direction is equal to the average transmission X-ray amount of the angle theta n-1 direction. That is, by using the output value of the compensation detector 14, the X-ray tube 1 is actually
Since it is possible to know the X-ray dose to be emitted by the X-ray tube, it is possible to accurately control the X-ray tube control unit 6 so that the average transmitted X-ray dose becomes equal in the angular direction.

【0038】こうして、ヘリカルスキャンを実施する際
に各プロジェクション方向で平均透過X線量が等しくな
るよう制御が行なわれるので、プロジェクション方向に
応じてX線量が過多となったりX線量が不足するという
不具合はなくなる。
In this way, when the helical scan is performed, the control is performed so that the average transmitted X-ray dose becomes equal in each projection direction, so that there is a problem that the X-ray dose becomes excessive or the X-ray dose becomes insufficient depending on the projection direction. Disappear.

【0039】また、補償用検出器14を用いなくてもX
線管1が曝射するX線量は、X線管1に与える電流値に
よりシミュレーション可能であるので、このシミュレー
ション結果を用いても同様の制御は可能である。また、
平均透過X線量を、全検出チャネルである800チャネ
ルのうち中央部の400チャネルの出力を用いて求める
理由は、X線管1が回転することにより側部のチャネル
は被検体3を透過せずにX線管からの出力がそのまま検
出されることがあるので、この検出データを平均値算出
に用いないようにするためである。つまり、平均値算出
に使用するチャネル数は中央部の400チャネルに限定
されるものではなく、撮影対象部位の大きさに応じて例
えば300乃至500チャネルの如く種々の変更が可能
である。
Even if the compensating detector 14 is not used, X
Since the X-ray dose emitted by the X-ray tube 1 can be simulated by the current value given to the X-ray tube 1, similar control can be performed using this simulation result. Also,
The reason why the average transmitted X-ray dose is obtained by using the output of the central 400 channels out of the 800 channels that are all detection channels is that the side channels do not pass through the subject 3 due to the rotation of the X-ray tube 1. Since the output from the X-ray tube may be detected as it is, this detection data is not used for the average value calculation. That is, the number of channels used for calculating the average value is not limited to 400 channels in the central portion, and various changes such as 300 to 500 channels can be made according to the size of the region to be imaged.

【0040】次に、この実施例の制御方法では、被検体
3内に例えば金属片等の高X線減衰物質が存在する場合
には、理論上では被検体3に曝射するX線量は無限大と
なる。つまり、図7に示すように角度θ2の位置に高X
線減衰物質が存在すると、平均透過X線量は著しく低下
し、次のプロジェクション角度θ3についてはこの低下
した透過X線量を復元しようとするために過大なX線が
X線管1から曝射されることになり、その結果、透過X
線量は角度θ3の位置にてT1に示す如くの突出部がで
きてしまう。そこで、このような不具合を解決するため
曝射するX線量に上限値を定め、それ以上の値とならな
いようにX線管制御部6の出力電流を制御すればよい。
また、必要により下限値を定めて制御することも有効な
場合もある。
Next, in the control method of this embodiment, when a high X-ray attenuating substance such as a metal piece exists in the subject 3, theoretically, the X-ray dose to the subject 3 is infinite. It becomes big. That is, as shown in FIG.
In the presence of the line-attenuating substance, the average transmission X-ray dose significantly decreases, and for the next projection angle θ3, excessive X-rays are emitted from the X-ray tube 1 in order to restore the reduced transmission X-ray dose. As a result, the transmission X
The dose causes a protrusion as shown by T1 at the position of the angle θ3. Therefore, in order to solve such a problem, an upper limit value is set for the X-ray dose to be exposed, and the output current of the X-ray tube control unit 6 may be controlled so as not to exceed the upper limit value.
In some cases, it may be effective to set a lower limit value and perform control as necessary.

【0041】このようにして、第2実施例では、ヘリカ
ルスキャンを実施する際に、各プロジェクション方向で
平均透過X線量が略一定となるようX線管1から曝射さ
れるX線量が制御されるので、従来例の図9にて示した
ようにプロジェクション角度による透過X線量の変化が
大きくなることはなく、X線量が過多となったりX線量
が不足するなどといった不具合は解消される。これによ
り、データ収集部5のダイナミックレンジを小さくする
ことができ、また、画質の向上を図ることができる。
As described above, in the second embodiment, when performing the helical scan, the X-ray dose emitted from the X-ray tube 1 is controlled so that the average transmitted X-ray dose becomes substantially constant in each projection direction. Therefore, as shown in FIG. 9 of the conventional example, the change in the transmitted X-ray dose due to the projection angle does not increase, and the problems such as excessive X-ray dose and insufficient X-ray dose are eliminated. As a result, the dynamic range of the data collection unit 5 can be reduced and the image quality can be improved.

【0042】なお、X線管1の管電流の初期値は予めプ
リセットされた値を用いてもよいし、スキャノ像を撮影
した場合にはスキャノデータに基づいて管電流を決定し
ても良い。また、プロジェクション角度毎の管電流制御
と体軸方向のスキャノ像を用いた管電流制御、即ち、第
1実施例と第2実施例とを組み合わせた制御を行なうこ
とも可能である。
The initial value of the tube current of the X-ray tube 1 may be a preset value, or the tube current may be determined based on the scano data when a scano image is taken. . It is also possible to perform tube current control for each projection angle and tube current control using a scanogram in the body axis direction, that is, control that combines the first embodiment and the second embodiment.

【0043】また、本実施例ではX線管、X線検出器が
対向して回転するいわゆる第3世代のX線CTスキャナ
について説明したが、本発明はこれに限定されず第4世
代のX線CTスキャナ等にも適用できることは自明であ
る。
In the present embodiment, the so-called third generation X-ray CT scanner in which the X-ray tube and the X-ray detector face each other has been described, but the present invention is not limited to this and the fourth generation X-ray CT scanner is not limited thereto. It is obvious that it can be applied to a line CT scanner or the like.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、被
検体の撮影位置によらず不必要な被曝を防止することが
でき、かつ、画像のS/N比を向上させることができ
る。
As described in detail above, according to the present invention, unnecessary exposure can be prevented regardless of the imaging position of the subject, and the S / N ratio of the image can be improved. .

【0045】[0045]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るX線CTスキャナの主要部である
中央制御部の第1実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a central control unit which is a main part of an X-ray CT scanner according to the present invention.

【図2】X線CTスキャナを用いてヘリカルスキャンを
行なう動作を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of performing a helical scan using an X-ray CT scanner.

【図3】X線CTスキャナの制御系統を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of an X-ray CT scanner.

【図4】天板移動方向に対するX線検出器出力の分布及
びX線管出力を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an X-ray detector output distribution and an X-ray tube output with respect to a moving direction of a tabletop.

【図5】本発明の第2実施例に係る中央制御部の構成を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a central control unit according to a second embodiment of the present invention.

【図6】被検体に対してプロジェクション方向を順次切
換える状況を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a situation in which the projection direction is sequentially switched for the subject.

【図7】X線管出力に上限値を設定することにより、X
線量の急激な変化を防止する状況を示す説明図である。
FIG. 7 shows that X-ray tube output can be set by setting an upper limit value.
It is explanatory drawing which shows the condition which prevents a rapid change of a dose.

【図8】ヘリカルスキャン軌道を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a helical scan trajectory.

【図9】X線管の角度位置(プロジェクション角度)に
対する透過X線量の変化を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing changes in the transmitted X-ray dose with respect to the angular position (projection angle) of the X-ray tube.

【図10】被検体に対するプロジェクション角度を示す
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a projection angle with respect to a subject.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 X線管 2 天板 3 被検体 4 X線検出器 5 データ収集部 8 システム制御部 9 中央制御部 14 補償用検出器 21 ガントリ 91 スライス像再構成手段 92 スキャノ像形成手段 93 スキャン範囲記憶手段 94 スキャン条件決定手段 95 スキャン制御手段 97 記憶手段 98 平均透過線量演算手段 1 X-ray tube 2 Top plate 3 subject 4 X-ray detector 5 Data collection department 8 System control unit 9 Central control unit 14 Compensation detector 21 Gantry 91 Slice image reconstruction means 92 Scano image forming means 93 scan range storage means 94 Scan condition determining means 95 Scan control means 97 storage means 98 Average Transmission Dose Calculation Means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−224646(JP,A) 特開 平1−293844(JP,A) 特開 平5−192323(JP,A) 特開 平4−297241(JP,A) 特開 平3−103229(JP,A) 特開 平2−121635(JP,A) 特開 昭61−52860(JP,A) 特開 平4−150839(JP,A) 実開 平6−38915(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 6/00 - 6/14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-224646 (JP, A) JP-A-1-293844 (JP, A) JP-A-5-192323 (JP, A) JP-A-4- 297241 (JP, A) JP 3-103229 (JP, A) JP 2-121635 (JP, A) JP 61-52860 (JP, A) JP 4-150839 (JP, A) Actual Kaihei 6-38915 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 6/00-6/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体を載せるための天板を当該被検体
の体軸方向に移動可能とした寝台と、前記被検体の周囲
を回転しながらX線を曝射するX線管及び前記被検体を
透過したX線を検出するX線検出器を有するガントリを
有し、前記X線源の回転中に前記被検体を体軸方向に移
動させることにより前記被検体に対してヘリカルスキャ
ンを行うX線CTスキャナにおいて、 前記X線検出器の出力データを収集するデータ収集部
と、 前記ガントリ内に前記被検体を送り込むと共に、前記X
線管及び前記X線検出器を固定させた状態で前記X線管
からX線を曝射するスキャノ像撮影において、前記デー
タ収集部で収集された出力データに基づいてスキャノ像
を形成するスキャノ像形成手段と、 前記スキャノ像上で、前記ヘリカルスキャンを実行する
スキャン範囲を設定するためのスキャン範囲設定手段
と、前記スキャノ像撮影において前記データ収集部で収集さ
れた出力データに基づき、前記スキャン範囲における前
記体軸方向の前記X線源の出力特性が、前記スキャノ像
撮影において得られた前記体軸方向における前記X線検
出器の出力特性とほぼ対称的になるような、前記ヘリカ
ルスキャン時のスキャン範囲の管電流値を決定するスキ
ャン条件決定手段と、 このスキャン条件決定手段において決定された管電流値
に従って、前記スキャン範囲設定手段にて設定されたス
キャン範囲をヘリカルスキャンする時の前記X線源へ供
給される管電流を調整するスキャン制御手段とを備えた
ことを特徴とするX線CTスキャナ。
1. A bed in which a top plate on which a subject is placed is movable in the body axis direction of the subject, an X-ray tube for irradiating X-rays while rotating around the subject, and the subject. A gantry having an X-ray detector that detects X-rays that have passed through the sample is provided, and a helical scan is performed on the sample by moving the sample in the body axis direction while the X-ray source is rotating. In an X-ray CT scanner, a data collecting unit that collects output data of the X-ray detector, the subject to be sent into the gantry, and the X-ray CT
A scanogram for forming a scanogram on the basis of output data collected by the data collecting section in scanogram imaging in which X-rays are radiated from the X-ray tube with the X-ray detector and the X-ray detector fixed. and forming means, on the scanogram, the scanning range setting means for setting the scan range to perform the helical scan, the collection of by the data acquisition unit in the scanogram imaging
Based on the output data obtained,
The output characteristic of the X-ray source in the body axis direction is determined by the scanout image.
The X-ray examination in the body axis direction obtained by radiography
The helicopter that is almost symmetrical with the output characteristics of the output device
Scan to determine the tube current value in the scan range
A catcher down condition determining means, in accordance with the tube current value determined in the scan condition determining means, the tube current supplied to the X-ray source at the time of helical scan the set scan range in the scan range setting means An X-ray CT scanner comprising a scan control unit for adjusting.
【請求項2】 前記スキャン条件決定手段は、前記スキ
ャノ像撮影によって前記データ収集部で収集された出力
データの体軸方向の変化が小さい範囲は、前記管電流値
を変更しないことを特徴とする請求項1記載のX線CT
スキャナ。
2. The scan condition determining means does not change the tube current value in a range in which the output data collected by the data acquisition unit by the scanogram imaging has a small change in the body axis direction. X-ray CT according to claim 1.
Scanner.
【請求項3】 前記スキャン条件決定手段は、未曝射の
X線管の角度位置より前の、既曝射のX線管の角度位置
における前記X線検出器の出力値に基づいて、前記未曝
射のX線管の角度位置の管電流値を決定することを特徴
とする請求項1又は請求項2記載のX線CTスキャナ。
3. The scanning condition determining means, based on the output value of the X-ray detector at the angular position of the exposed X-ray tube before the angular position of the unexposed X-ray tube. The X-ray CT scanner according to claim 1 or 2, wherein a tube current value at an angular position of the unexposed X-ray tube is determined.
【請求項4】 前記スキャン条件決定手段は、前記スキ
ャノ像撮影において収集された出力データ及び前記既曝
射のX線管の角度位置における前記X線検出器の出力値
に基づいて、前記未曝射のX線管の角度位置の管電流値
を決定することを特徴とする請求項3記載のX線CTス
キャナ。
4. The scanning condition determining means, based on the output data collected in the scanogram imaging and the output value of the X-ray detector at the angular position of the exposed X-ray tube, the unexposed area. 4. The X-ray CT scanner according to claim 3, wherein a tube current value at an angular position of the X-ray tube for irradiation is determined.
【請求項5】 前記スキャン条件決定手段は、前記X線
管の管電流の初期値を、前記前記スキャノ撮影において
収集された出力データに基づいて決定することを特徴と
する請求項4記載のX線CTスキャナ。
5. The X according to claim 4, wherein the scan condition determining means determines an initial value of a tube current of the X-ray tube based on output data collected in the scanography. Line CT scanner.
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