JP3562414B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、X線CT装置に係り、特に、撮影条件を設定してから、X線を曝射するまでの待ち時間を低減させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にX線CT装置は、X線を発生させるX線管と、被検体を移動させる天板と、X線を検知するX線検知器を備えている。また、装置周辺部にはX線管にX線を発生させるための電圧電源と、管電圧及び管電流を設定するX線制御部がある。さらに、天板上の被検体を移動させるための天板移動制御部と、X線管とX線検知器を被検体を挟んで、移動(回転も含む)させるための撮像系移動制御部がある。
【0003】
従来、X線CT装置で被検体を撮影するには、X線を発生させるための撮影条件(管電圧、管電流、天板の移動速度、X線管とX線検知器の移動速度等)を設定してから、撮影を行っている。詳述すると、オペレータが撮影条件をマウス、キーボード、タッチパネル等の操作部から入力して、撮影条件が設定される。そして、その操作部から制御部(X線制御部、天板移動制御部、撮像系移動制御部)を介して、X線CT装置が撮影を開始する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のX線CT装置の場合には、次のような問題がある。
即ち、設定されるX線の撮影条件によっては、X線を曝射するまでの待ち時間が長くなることがある、という欠点がある。その原因として、一つには、X線管内の陽極(ターゲット)部(以下、適宜「ターゲット部」と略記)に、X線の撮影条件によっては、過大な温度上昇を招くことである。もう一つには、X線の撮影条件によっては、画質の低下を招き、期待していた画像が得られないことである。
【0005】
先ず、ターゲット部に、X線の撮影条件によっては、過大な温度上昇を招くこと、について説明する。
被検体を走査するときにおいて、特に、X線管とX線検知器が被検体の体軸周りに回転しながら、天板上の被検体が体軸方向に移動して走査(ヘリキャルスキャン又はらせん走査)するときにおいて、X線の曝射時間が長くなるので、ターゲット部は熱くなりやすい。従って、X線の撮影条件によっては、ターゲット部に過大な温度上昇を招くことになる。その結果、ターゲット部のダメージを緩和するために、撮影前にターゲット部を冷却する必要が出てきて、冷却待ち時間が生じてくる。
【0006】
これまで、冷却待ち時間を低減させるために、ターゲット部を回転させたり、X線管の周辺に絶縁油を循環させてターゲット部を冷却するといった工夫もされてきた。しかし、ターゲット部に供給されるエネルギーの99%以上が熱に変換されることから、冷却待ち時間を大幅に低減させるまでに至っていない。
【0007】
また、冷却待ち時間を低減させる別の簡易な方法として、X線の撮影条件を緩和する方法がある。例えば、管電圧や管電流を下げたり、天板の移動速度やX線管とX線検知器の移動速度を速めたり、被検体の走査領域を狭めたりすることによって、ターゲット部の温度上昇を抑えて、冷却待ち時間を低減することができる。しかし、X線の撮影条件を緩和したとしても、冷却待ち時間が生じてくる可能性もある。
【0008】
続いて、X線の撮影条件によっては、期待していた画像が得られないこと、について説明する。
冷却待ち時間を低減させるために、X線の撮影条件を緩和すると、緩和することによって、画質の低下を招き、期待していた画像が得られないことがでてくる。画像の結果次第では、撮り直しの可能性もある。またX線の撮影条件を緩和しない場合でも、X線を曝射してデータを撮り終わるまで、画像の結果は判らないので、画像の良否の判断は即座に決められない。X線の撮影条件を緩和する場合と同様に、撮り直しの可能性もある。
【0009】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、撮影条件を設定してから、X線を曝射するまでの待ち時間を低減させるX線CT装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係るX線CT装置は、上記課題を解決するために、
被検体の体軸周りから被検体に向けてX線を照射するX線管と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、このエックス線検出器からの検出信号に基づき被検体の断層像を再構成する画像再構成手段とを備えたX線CT装置において、(a)CT撮影の撮影条件を入力設定する撮影条件設定手段と、(b)CT撮影前のX線管の熱蓄積情報を過去のCT撮影の履歴に基づき求めて記憶している熱蓄積情報記憶手段と、(c)熱蓄積情報記憶手段に記憶された熱蓄積情報と、撮影条件設定手段によって入力設定された撮影条件とに基づき、次にCT撮影を行うまでの待ち時間を求めて、待ち時間が必要であるか否かを判定する待ち時間判定手段と、(d)待ち時間が必要であると判定された場合に、前記求められた待ち時間よりも、さらに待ち時間が短くなる複数種類の候補撮影条件を定め、これらの候補撮影条件の待ち時間をそれぞれ求める待ち時間導出手段と、(e)前記入力設定された撮影条件とそのときの待ち時間、および複数種類の候補撮影条件とそれぞれの待ち時間を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のX線CT装置において、(f)様々の撮影条件に対応する参照断層画像を記憶する参照断層画像記憶手段を備え、前記複数種類の候補撮影条件に対応する参照断層画像を前記参照断層画像記憶手段から読み出し、これらの参照断層画像を各候補撮影条件と対応付けて前記表示手段に表示することを特徴とする。
【0012】
【作用】
請求項1に記載の発明の作用について説明する。
CT撮影を行うにあたり、オペレータは撮影条件設定手段によってCT撮影の撮影条件を入力設定する。撮影条件としては、例えばX線菅の管電圧や管電流、X線の曝射時間などがある。これらの撮影条件は待ち時間判定手段に与えられる。一方、熱蓄積情報記憶手段には、CT撮影前のX線管の熱蓄積情報が記憶されている。X線管の熱蓄積情報は、X線管に蓄積されている熱量に関連している。待ち時間判定手段は、X線管の熱蓄積情報と、入力設定された撮影条件とに基づいて、次にCT撮影を行うまでの待ち時間を求め、待ち時間が必要であるか否かの判定を行う。即ち、これから行うとするCT撮影の撮影条件から、X線曝射によってX線管に発生する熱量を予測する。予測した熱量と、CT撮影前に蓄積されているX線管の熱蓄積情報とから、入力設定された撮影条件でX線曝射を行った場合に、X線管に蓄積される熱量を予測する。その熱量がX線管の熱蓄積許容量を超えていれば、X線管を冷却するための待ち時間が必要であると判断する。待ち時間の具体的な長さは、予め知られているX線管の冷却特性から求める。待ち時間が必要であると判定された場合、待ち時間導出手段は、待ち時間が短くなる複数種類の候補撮影条件を定め、これらの候補撮影条件の待ち時間をそれぞれ求める。表示手段は、入力設定された撮影条件と、そのときの待ち時間、および待ち時間導出手段で得られた複数種類の候補撮影条件と、各々の待ち時間を表示する。オペレータは、表示された複数種類の撮影条件の中から、各々の待ち時間を勘案することによって適当な撮影条件を選択し、次のCT撮影の撮影条件として確定する。
【0013】
請求項2に記載の発明によれば、複数種類の候補撮影条件が定められると、各撮影条件に対応する参照断層画像が参照断層画像記憶手段から読み出されて、各候補撮影条件に対応付けて表示手段に表示される。オペレータは、表示された各参照断層画像を見ることにより、各候補撮影条件でCT撮影を行った場合の画質の程度も予測して、適当な候補撮影条件を選択する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るX線CT装置の実施例を図面を参照しながら詳しく説明する。
図1は、実施例に係るX線CT装置の要部構成をあらわすブロック図である。図2は、撮影条件が確定するまでの流れを示す、フローチャートである。図3は、冷却曲線F(t)を使って冷却待ち時間を求める方法を示した図である。また、図4は、実施例での熱情報一覧表示部13の表示例である。
【0015】
実施例のX線CT装置は、図1に示すように、X線ビームBを照射するX線管1と、被検体Pを移動させる天板2と、被検体Pを透過したX線ビームBを検知するX線検知器3とを備えている。X線検知器3は、天板2上の被検体Pを挟んで、X線管1と対向させた形で備わっている。また、X線管1とX線検知器3を被検体Pの体軸Z(図1の紙面に対して垂直に延びる方向)の周りに回転させるための撮像系移動制御部4が備わっている。そして、X線管1とX線検知器3は対向したまま、一体となって回転するように構成されている。
【0016】
天板2は天板移動制御部5によって、体軸Z方向、上下方向、及び左右方向に移動する。また、X線管1にX線ビームBを発生させるためのX線発生用電圧電源6と、このX線発生用電圧電源6に、管電圧V及び管電流Iを設定するX線制御部7が備わっている。
【0017】
また、撮像系移動制御部4、天板移動制御部5、及びX線制御部7を統括する、演算部8(CPU:中央演算処理部も含む)を含めた制御部9と、この制御部9を操作するためのマウス、キーボード、タッチパネル等の操作部10が備わっている。この操作部10の入力操作で、撮影条件の入力設定や、熱蓄積情報の表示、画像データの読み出し及び書き込み、組み合わせ条件の選択等、本発明に係るCT撮影をオペレータが行う。操作部10は本発明における撮影条件設定手段に相当する。
【0018】
撮影条件用メモリ11は、入力設定されたX線管1の撮影条件、及び過去に撮影した撮影条件を格納して、制御部9により書き込み及び読み出しが行われる。演算部8は、その撮影条件用メモリ11から読み出した撮影条件に基づいて、X線管1の熱蓄積情報を求めて、熱蓄積情報用メモリ12に書き込んで、記憶させる。そしてX線管1の撮影条件と熱蓄積情報より算出された冷却待ち時間も、X線管1の熱蓄積情報の一部として、熱蓄積情報用メモリ12に書き込まれる。熱蓄積情報用メモリ12は、本発明における熱蓄積情報記憶手段に相当する。前記冷却待ち時間と、撮影条件が、熱情報一覧表示部(メニュー)13に一覧表示される。本実施例では熱蓄積情報として、X線を照射するときに発生する消費電力、熱蓄積量、熱蓄積許容量、冷却曲線上の時刻及び冷却待ち時間等を算出している。また本明細書では、X線管1が蓄積している熱量を熱蓄積量、X線管1が蓄積できる最大の熱量を熱蓄積許容量と定義付ける。なお、冷却待ち時間等の算出方法及び熱情報一覧表示部13については、後で詳述する。
【0019】
データ収集手段(DAS)14は、被検体Pの周りからX線ビームBが照射されるのに伴って、X線検知器3で検出される透過X線検出データを収集する機能を備えている。データ収集手段(DAS)14によって収集された透過X線検出データは画像再構成部15に与えられる。画像再構成部15は、これらの検出データに基づき断層画像を再構成する。再構成された断層画像データは制御部9によって、画像用メモリ16に書き込まれる。また、画像用メモリ16に収納された画像データは、操作部10の入力操作により、読み出されて、画像表示部(モニタ)17に表示される。
【0020】
続いて、以上に説明した構成を有するX線CT装置において、実際に撮影を行うまでの一連の動作を、図2のフローチャートを参照して説明する。
【0021】
〔ステップS1〕マウス、キーボード、タッチパネル等の操作部10による入力操作で、オペレータがX線の撮影条件の入力設定を行う。撮影条件としては、X線管1の管電圧及び管電流などがある。なお、撮影条件の詳細は後述する。
【0022】
〔ステップS2〕過去にCT撮影を行った履歴に基づき、CT撮影前のX線管1の熱蓄積量を求めて、熱蓄積情報用メモリ12に書き込む。熱蓄積情報用メモリ12に格納されたX線管1の熱蓄積量と、設定された撮影条件に基づき、次に撮影を行うまでの冷却待ち時間を算出する。冷却待ち時間の算出及び判定は、本発明における待ち時間判定手段の機能に相当する。なお、冷却待ち判定が必要でないと判定すれば、そのままの撮影条件で、ステップS8に跳ぶ。次に冷却待ち時間等の算出方法について述べる。
【0023】
本明細書では時間の変化に伴って、熱蓄積許容量に対する熱蓄積量の比(以下、適宜「熱蓄積量の比」と略記)、または熱蓄積量が変化する関数の曲線を、冷却曲線と定義付ける。図3の冷却曲線F(t)は、熱蓄積量の比を時間の関数として表したものである。また、熱蓄積量が熱蓄積許容量を超えるとき、即ち熱蓄積量の比がF(t)>1となるとき、ターゲット部のダメージを防止するために、冷却待ち時間が生じることになる。なお、図3の横軸の時間は冷却曲線上の時刻であって、実際の時刻ではないことを前提として、説明を行う。
【0024】
図3に示すように、X線を曝射する直前の時刻、即ち冷却曲線上の現在時刻をt1とすると、そのときの熱蓄積量の比はF(t1)となる(図3中の▲1▼)。入力設定された曝射条件が管電圧V1、管電流I1、曝射時間T1のとき、消費電力はV1×I1×T1となる。その消費電力V1×I1×T1の例えば99%が、曝射によってX線管1に発生する熱量として変換される。その時の熱量の比をQ1とすると、曝射直後の熱蓄積量の比はF(t1)+Q1となる(図3中の▲2▼)。もしF(t1)+Q1≦1なら、X線を上記の条件の下で曝射しても、冷却待ち時間は発生しない。また撮影条件が管電圧V2、管電流I2、曝射時間T2のとき、その時の熱量の比をQ2とすると、曝射直後の熱蓄積量の比はF(t1)+Q2となる(図3中の▲3▼)。もしF(t1)+Q2>1なら、X線を上記の条件の下で曝射しようとすると、冷却待ち時間が発生する。もしX線を上記の条件の下で曝射した場合、曝射によってX線管1に発生した熱量の比と熱蓄積量の比はF(t1)+Q2からF(t2)+Q2=1になるまで冷却しなければならない。即ち冷却曲線上ではF(t1)からF(t2)まで、つまり1−Q2まで冷却しなければならない。またそのときの冷却曲線上の時刻はt2である。またその冷却曲線上の時刻t1の状態から冷却をすると、熱蓄積量の比は冷却曲線に沿って下がる。F(t)=F(t2)の場合、冷却待ち時間はt2−t1の絶対値となる(図3中の▲4▼)。なお、X線曝射を行わずに放置している間も冷却され続ける。次に、再び図2のフローチャートに戻り、図4を交えながら説明をする。
【0025】
〔ステップS3〕冷却待ち判定が必要であると判定すれば、入力設定した撮影条件より算出された冷却待ち時間が短くなるような、複数種類の候補撮影条件を演算部8から定める。候補撮影条件としては、入力設定された例えば、管電圧や管電流を少し下げたり、曝射時間を少し短くした撮影条件が設定される。そしてこれらの候補撮影条件の冷却待ち時間をそれぞれ求めて、熱蓄積情報用メモリ12に書き込む。前記の候補撮影条件の設定及びこれらの冷却待ち時間の算出は、本発明における待ち時間導出手段の機能に相当する。
【0026】
〔ステップS4〕そして入力設定された撮影条件と、そのときの冷却待ち時間、および複数種類の候補撮影条件とそれぞれの冷却待ち時間が、熱情報一覧表示部(メニュー)13に一覧表示される。この一覧表示は、本発明における表示手段の機能に相当する。
【0027】
図4は、実施例での熱情報一覧表示部13の表示例である。図4の設定撮影条件一覧13aは、入力設定された撮影条件を一覧表示したものである。設定撮影条件一覧13aに表示されている『管電圧』と『管電流』は、X線発生用電圧電源6の管電圧V及び管電流Iを示す。『速度』はX線管1とX線検知器3の回転速度、実施例では一回転当たりの時間(秒)を示す。なお、本明細書では一回転当たりの時間を回転速度と定義付ける。『撮像領域』は被検体Pを撮影する領域を示す。『厚さ』はX線ビーム幅を示し、『送り比』は『厚さ』に対する、X線管1とX線検知器3の1回転当たりの天板2の移動距離の比である。従って『送り比』と『厚さ』の積は、X線管1とX線検知器3が1周したときの天板2の移動距離である。図4の設定撮影条件一覧13aに示している設定条件では、『送り比』が1.0〔/回転〕、『厚さ』が5〔mm〕より、1回転当たりの天板2の移動距離は1.0×5〔mm/回転〕である。『速度』が1.5〔sec/回転〕より、1秒当たりの天板2の移動距離は、即ち天板2の移動速度は1.0×5÷1.5〔mm/sec〕である。『撮像領域』が300〔mm〕より、曝射時間は300÷(1.0÷5×1.5)〔sec〕、即ち90〔sec〕となる。従って設定撮影条件一覧13aに示している設定条件では、『管電圧』120〔kV〕、『管電流』250〔mA〕、曝射時間90〔sec〕となる。
【0028】
また図4の候補撮影条件一覧13bは、入力設定された撮影条件とそのときの冷却待ち時間、および複数種類の候補撮影条件とそれぞれの冷却待ち時間を表示したものである。候補撮影条件一覧13bに示すように、『送り比』と『管電流』を組み合わせとして選択して、冷却待ち時間が短くなる複数の候補条件を、それぞれ縦と横に並べて、冷却待ち時間を表示させている。この場合、『送り比』は高いほうに、『管電流』は低いほうに、順に候補条件を並べている。なお、このとき他のパラメータ、即ち『管電圧』、『速度』、『撮像領域』及び『厚さ』は入力設定の条件と同じ値である。また図4の候補撮影条件一覧13bでは『送り比』と『管電流』を組み合わせ条件として選択しているが、他のパラメータを組み合わせ条件として、任意に選択することもできる。なお、2つの任意の組み合わせ以外にも、1つまたは3つ以上のパラメータの組み合わせに対応付けて待ち時間を表示するようにしてもよい。
【0029】
また図4の候補撮影条件一覧13bに、冷却待ち時間欄13cと撮影開始可能欄13dが表示される。冷却待ち時間欄13cは、冷却待ち時間が発生する条件のときに表示される。例えば図4の冷却待ち時間欄13cが示すように、『冷却待ち時間』が表示される。撮影開始可能欄13dは、冷却待ち時間が発生しない条件のとき、例えば図4の撮影開始可能欄13dが示すように、『可能条件』と表示される。
【0030】
〔ステップS5〕操作部10により、一覧表示された撮影条件、即ち入力設定された撮影条件を含む候補撮影条件の中から適当な撮影条件を選択する。例えば図4の候補撮影条件一覧13bに示すように、入力設定の撮影条件が、『送り比』が1.0〔/回転〕、『管電流』が250〔mA〕では、冷却待ち時間は9分20秒である。上記の条件より、例えば、『送り比』が1.1〔/回転〕で、『管電流』が240〔mA〕に変更すると、5分00秒にまで短縮できる。また、『送り比』が1.2〔/回転〕で、『管電流』が230〔mA〕に変更すると、撮影開始可能欄13dに示すように、冷却待ち時間が生じることなく撮影できる。以上のステップS1からステップS5より、CT撮影前のX線管の熱蓄積情報と入力設定された撮影条件により、冷却待ち時間が必要か否かの判定が、予め撮影する前に判ることになる。従って、冷却待ち時間が生じる場合は、撮影条件を変更することで、冷却待ち時間を短縮或いは無くすことができる。
【0031】
〔ステップS6〕画像用メモリ16には、様々な撮影条件に対応した参照断層画像の画像データが予め画像データが収納されている。例えば、予め様々な撮影条件でファントム(Phantom) を撮影して送られた画像データを画像用メモリ16に書き込んで格納する。または、普段から頻繁に撮影されるであろう標準的な被検体Pの要所を、画像用メモリ16に書き込んで格納する。例えば、被検体Pが人の場合、頭や腰部等の画像データを、予め様々な撮影条件に応じて格納する。
【0032】
図2のフローチャートでは、入力設定された撮影条件を含む候補撮影条件に対応する参照断層画像の画像データを、操作部10の入力操作によって読み出す。これらの読み出された参照断層画像を各候補撮影条件と対応付けて、画像表示部(モニタ)17に表示する。この画像用メモリ16は本発明における参照断層画像記憶手段に相当する。
【0033】
上記のように各候補撮影条件に対応付けて参照断層画像を表示することにより、X線を曝射する前に、各撮影条件で得られる画質の程度を考慮して、適当な撮影条件を容易に決めることができる。なお、本実施例では、撮影条件と冷却待ち時間を一覧表示させた熱情報一覧表示部13と、撮影条件とそれらに対応する参照断層画像を一覧表示させた画像表示部17を、別々に備えたが、これら2つの機能を兼ね備えた1つの表示手段としてまとめることも可能である。
【0034】
〔ステップS7〕画像表示部17に表示された参照断層画像が、期待していた画質になっているか否かを、オペレータが判断する。期待している画質になっていると判断した場合は、選択した撮影条件で確定して撮影開始をする。期待している画質になっていない、または撮り直しを要するような画質になっていると判断した場合は、別の撮影条件に変更できるように、ステップS5に戻る。
【0035】
〔ステップS8〕一方、ステップS2で、冷却待ち判定が必要でないと判定すれば、オペレータは入力設定された撮影条件に対応した参照断層画像を、画像表示部17に表示させるか否かを選択する。もしその撮影条件に対応した参照断層画像を画像表示部17に表示させる場合は、ステップS6に跳ぶ。もしその参照断層画像を画像表示部17に表示させない場合は、その入力設定された撮影条件で確定して撮影を開始する。
【0036】
以上のステップにより、上述の実施例装置では、入力設定された撮影条件で撮影しようとすると冷却待ち時間が必要である場合、待ち時間が短くなる複数種類の候補撮影条件と、各々の待ち時間が表示され、入力設定された撮影条件から適当な候補撮影条件に変更することにより、冷却待ち時間を短縮或いは無くすことができる。一方でX線を曝射して撮影を開始する前に、予め入力設定された撮影条件を含む候補撮影条件に対応した、参照断層画像を参照することによって、撮影条件を決めることができる。従って、画質の低下を招き、期待していた画像が得られないことと、画像の結果次第で、撮り直しを行なうことを、予め防ぐことができる。これにより、X線を曝射するまでの無駄な待ち時間を無くすことができる。以上より、X線曝射前に予め待ち時間が短縮或いは待ち時間が発生しないX線の撮影条件を求めることができる。従って撮影条件を設定してから、X線を曝射するまでの待ち時間を低減させることができる。また経験の浅いオペレータの場合でも、撮影条件を容易に設定することができる。
【0037】
なお、経験の深いオペレータの場合、候補撮影条件に対応した参照断層画像を表示させなくても、経験則から、候補撮影条件に対応した冷却待ち時間のみで、適当な撮影条件を決めることができる。従って、この発明において、必ずしも参照断層画像を表示させなくてもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項1の発明に係るX線CT装置によれば、X線を曝射して撮影を開始する前に、待ち時間が必要か否かの判定をして、待ち時間が必要である場合は、待ち時間が短くなる複数種類の候補撮影条件と、各々の待ち時間を表示して、オペレータに選択させるようにしているので、X線を曝射するまでの待ち時間を低減させることができる。
【0039】
請求項2の発明に係るX線CT装置によれば、複数種類の候補撮影条件に対応付けて参照断層画像をも表示しているので、参照断層画像を見ることにより選択した撮影条件で撮影した場合の画質を予測できる。従って、待ち時間を短縮させる撮影条件の設定を容易に行うことができるとともに、不適切な撮影条件を設定したことによる撮り直しも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るX線CT装置の要部構成をあらわすブロック図である。
【図2】撮影条件条件を確定するまでの流れを示すフローチャートである。
【図3】冷却曲線F(t)を使って冷却待ち時間を算出する手法の説明に供する図である。
【図4】実施例での熱情報一覧表示部の表示例を示す図である。
【符号の説明】
1 …X線管
2 …天板
3 …X線検知器
4 …撮像系移動制御部
5 …天板移動制御部
6 …X線発生用電圧電源
7 …X線制御部
8 …演算部
9 …制御部
10 …操作部
11 …撮影条件用メモリ
12 …熱蓄積情報用メモリ
13 …熱情報一覧表示部
13a …設定撮影条件一覧
13b …候補撮影条件一覧
13c …冷却待ち時間欄
13d …撮影開始可能欄
14 …データ収集手段
15 …画像再構成部
16 …画像用メモリ
17 …画像表示部
B …X線ビーム
P …被検体
Z …体軸
F(t) …冷却曲線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to a technique for reducing a waiting time from setting an imaging condition to emitting X-rays.
[0002]
[Prior art]
Generally, an X-ray CT apparatus includes an X-ray tube that generates X-rays, a top board that moves a subject, and an X-ray detector that detects X-rays. In addition, a voltage power supply for generating X-rays in the X-ray tube and an X-ray control unit for setting a tube voltage and a tube current are provided in the peripheral portion of the apparatus. Further, a top movement control unit for moving the subject on the top and an imaging system movement control unit for moving (including rotation) the X-ray tube and the X-ray detector across the subject are provided. is there.
[0003]
Conventionally, to image a subject with an X-ray CT apparatus, imaging conditions for generating X-rays (tube voltage, tube current, moving speed of a top plate, moving speed of an X-ray tube and an X-ray detector, and the like). After setting, shooting is performed. More specifically, an operator inputs a shooting condition from an operation unit such as a mouse, a keyboard, and a touch panel, and sets the shooting condition. Then, the X-ray CT apparatus starts imaging from the operation unit via the control unit (X-ray control unit, tabletop movement control unit, imaging system movement control unit).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional X-ray CT apparatus has the following problems.
In other words, there is a disadvantage that the waiting time until X-ray irradiation may be long depending on the set X-ray imaging conditions. One of the causes is that an excessive temperature rise is caused in an anode (target) portion (hereinafter, abbreviated as “target portion”) in an X-ray tube depending on X-ray imaging conditions. Another is that, depending on the X-ray imaging conditions, the image quality is reduced, and an expected image cannot be obtained.
[0005]
First, a description will be given of a case where an excessive temperature rise is caused in the target portion depending on the X-ray imaging conditions.
When scanning an object, in particular, while the X-ray tube and the X-ray detector rotate around the body axis of the object, the object on the tabletop moves in the body axis direction and scans (helical scan or When performing (spiral scanning), the target portion is likely to become hot because the X-ray exposure time becomes long. Therefore, depending on the X-ray imaging conditions, the temperature of the target portion may be excessively increased. As a result, it is necessary to cool the target portion before photographing in order to alleviate the damage to the target portion, and a cooling waiting time occurs.
[0006]
Heretofore, in order to reduce the cooling waiting time, various measures have been taken such as rotating the target portion or circulating insulating oil around the X-ray tube to cool the target portion. However, since 99% or more of the energy supplied to the target portion is converted to heat, the cooling waiting time has not been reduced significantly.
[0007]
Another simple method for reducing the cooling waiting time is to relax the X-ray imaging conditions. For example, by lowering the tube voltage or the tube current, increasing the moving speed of the top plate, the moving speed of the X-ray tube and the X-ray detector, or narrowing the scanning area of the subject, the temperature of the target section can be increased. The cooling waiting time can be reduced. However, even if the X-ray imaging conditions are relaxed, a cooling wait time may occur.
[0008]
Next, the fact that an expected image cannot be obtained depending on the X-ray imaging conditions will be described.
If the X-ray imaging conditions are relaxed in order to reduce the cooling waiting time, the image quality is lowered by relaxing the conditions, and an expected image may not be obtained. Depending on the result of the image, there is a possibility of retaking. Even if the X-ray imaging conditions are not relaxed, the result of the image is not known until the X-ray exposure is completed and the data is captured, so that the quality of the image cannot be determined immediately. As in the case where the X-ray imaging conditions are relaxed, there is also a possibility of re-imaging.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an X-ray CT apparatus that reduces the waiting time from setting imaging conditions to emitting X-rays.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An X-ray CT apparatus according to the first aspect of the present invention
An X-ray tube for irradiating the subject with X-rays from around the body axis of the subject, an X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject, and a subject based on a detection signal from the X-ray detector. An X-ray CT apparatus comprising image reconstruction means for reconstructing a tomographic image of (a): (a) an imaging condition setting means for inputting and setting imaging conditions for CT imaging; Heat accumulation information storage means for obtaining and storing heat accumulation information based on past CT imaging history; (c) heat accumulation information stored in the heat accumulation information storage means; A waiting time until the next CT imaging is performed based on the obtained imaging conditions, and a waiting time determining means for determining whether the waiting time is required; and (d) determining that the waiting time is required. The waiting time is more than Waiting time deriving means for determining a plurality of types of candidate photographing conditions for shortening the waiting time and calculating the waiting times of the candidate photographing conditions, respectively; (e) the photographing conditions set and the waiting time at that time; It is characterized by comprising display means for displaying the types of candidate shooting conditions and the respective waiting times.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the X-ray CT apparatus according to the first aspect, further comprising: (f) reference tomographic image storage means for storing reference tomographic images corresponding to various imaging conditions; Reference tomographic images corresponding to the imaging conditions are read from the reference tomographic image storage means, and these reference tomographic images are displayed on the display means in association with each of the candidate imaging conditions.
[0012]
[Action]
The operation of the first aspect will be described.
When performing CT imaging, the operator inputs and sets the imaging conditions for CT imaging using the imaging condition setting means. The imaging conditions include, for example, tube voltage and tube current of the X-ray tube, X-ray irradiation time, and the like. These photographing conditions are given to the waiting time determining means. On the other hand, the heat storage information storage means stores heat storage information of the X-ray tube before CT imaging. The heat storage information of the X-ray tube is related to the amount of heat stored in the X-ray tube. The waiting time determining means obtains a waiting time until the next CT imaging is performed based on the heat accumulation information of the X-ray tube and the input and set imaging conditions, and determines whether the waiting time is necessary. I do. That is, the amount of heat generated in the X-ray tube by X-ray exposure is predicted from the imaging conditions of CT imaging to be performed. From the predicted heat quantity and the heat accumulation information of the X-ray tube accumulated before CT imaging, the amount of heat accumulated in the X-ray tube when X-ray irradiation is performed under the input and set imaging conditions is predicted. I do. If the amount of heat exceeds the allowable heat storage amount of the X-ray tube, it is determined that a waiting time for cooling the X-ray tube is necessary. The specific length of the waiting time is obtained from a known cooling characteristic of the X-ray tube. When it is determined that the waiting time is necessary, the waiting time deriving unit determines a plurality of types of candidate photographing conditions for which the waiting time is short, and obtains the waiting time of each of the candidate photographing conditions. The display means displays the input and set photographing conditions, the waiting time at that time, a plurality of types of candidate photographing conditions obtained by the waiting time deriving means, and the respective waiting times. The operator selects an appropriate imaging condition from the displayed plurality of types of imaging conditions by considering each waiting time, and determines it as the imaging condition for the next CT imaging.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, when a plurality of types of candidate imaging conditions are determined, reference tomographic images corresponding to the respective imaging conditions are read out from the reference tomographic image storage means and associated with each candidate imaging condition. Is displayed on the display means. By looking at each displayed reference tomographic image, the operator also predicts the degree of image quality when CT imaging is performed under each candidate imaging condition, and selects an appropriate candidate imaging condition.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the X-ray CT apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of the X-ray CT apparatus according to the embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing a flow until the photographing conditions are determined. FIG. 3 is a diagram illustrating a method of calculating the cooling waiting time using the cooling curve F (t). FIG. 4 is a display example of the heat information
[0015]
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to the embodiment includes an
[0016]
The
[0017]
Further, a control unit 9 including an arithmetic unit 8 (including a CPU: central processing unit), which controls the imaging system movement control unit 4, the top board
[0018]
The imaging condition memory 11 stores the input and set imaging conditions of the
[0019]
The data collecting means (DAS) 14 has a function of collecting transmitted X-ray detection data detected by the
[0020]
Next, a series of operations until actually taking an image in the X-ray CT apparatus having the configuration described above will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0021]
[Step S1] With an input operation using the
[0022]
[Step S2] The amount of heat accumulated in the
[0023]
In the present specification, a curve of a function in which the ratio of the amount of heat accumulation to the allowable amount of heat accumulation (hereinafter abbreviated as “ratio of the amount of heat accumulation” as appropriate) or a function of changing the amount of heat accumulation with time is referred to as a cooling curve Is defined. The cooling curve F (t) in FIG. 3 shows the ratio of the heat accumulation amount as a function of time. When the heat storage amount exceeds the heat storage allowable amount, that is, when the ratio of the heat storage amounts is F (t)> 1, a cooling waiting time is required to prevent damage to the target portion. The description on the assumption that the time on the horizontal axis in FIG. 3 is a time on the cooling curve and not an actual time.
[0024]
As shown in FIG. 3, the time immediately before the exposure to X-rays, that is, the current time on the cooling curve and t 1, the ratio of the heat storage amount at that time becomes F (t 1) (in Fig. 3 (1)). When the set irradiation conditions are the tube voltage V 1 , the tube current I 1 , and the irradiation time T 1 , the power consumption is V 1 × I 1 × T 1 . For example, 99% of the power consumption V 1 × I 1 × T 1 is converted as the amount of heat generated in the
[0025]
[Step S3] If it is determined that the cooling waiting determination is necessary, the
[0026]
[Step S4] Then, the input photographing conditions, the cooling waiting time at that time, and a plurality of types of candidate photographing conditions and the respective cooling waiting times are listed in the heat information list display section (menu) 13. This list display corresponds to the function of the display means in the present invention.
[0027]
FIG. 4 is a display example of the heat information
[0028]
In addition, the candidate
[0029]
Further, a cooling waiting time column 13c and a photographing
[0030]
[Step S5] The
[0031]
[Step S6] Image data of reference tomographic images corresponding to various imaging conditions is stored in the image memory 16 in advance. For example, image data transmitted by photographing a phantom (Phantom) under various photographing conditions in advance is written and stored in the image memory 16. Alternatively, the key points of the standard subject P, which will be frequently photographed from usual, are written and stored in the image memory 16. For example, when the subject P is a person, image data of the head, the waist, and the like are stored in advance according to various imaging conditions.
[0032]
In the flowchart of FIG. 2, the image data of the reference tomographic image corresponding to the candidate imaging condition including the input and set imaging condition is read out by the input operation of the
[0033]
By displaying the reference tomographic image in association with each of the candidate imaging conditions as described above, it is possible to easily determine an appropriate imaging condition in consideration of the image quality obtained in each imaging condition before X-ray irradiation. You can decide. In the present embodiment, a thermal information
[0034]
[Step S7] The operator determines whether the reference tomographic image displayed on the
[0035]
[Step S8] On the other hand, if it is determined in step S2 that the cooling waiting determination is not necessary, the operator selects whether or not to display the reference tomographic image corresponding to the input and set imaging condition on the
[0036]
According to the above-described steps, in the above-described embodiment apparatus, if a cooling waiting time is required to perform shooting under the input and set shooting conditions, a plurality of types of candidate shooting conditions that reduce the waiting time, and each waiting time By changing the displayed and input and set photographing conditions to appropriate candidate photographing conditions, the cooling waiting time can be reduced or eliminated. On the other hand, before starting the imaging by exposing the X-rays, the imaging conditions can be determined by referring to the reference tomographic image corresponding to the candidate imaging conditions including the imaging conditions set in advance. Therefore, it is possible to prevent in advance that the expected image cannot be obtained due to deterioration of the image quality and that re-taking is performed depending on the result of the image. As a result, it is possible to eliminate unnecessary waiting time until X-ray irradiation. As described above, it is possible to obtain an X-ray imaging condition in which the waiting time is reduced or the waiting time is not generated before the X-ray irradiation. Therefore, it is possible to reduce the waiting time from setting the imaging conditions to irradiating X-rays. Further, even in the case of an inexperienced operator, the photographing conditions can be easily set.
[0037]
In the case of an experienced operator, an appropriate imaging condition can be determined based on only the cooling waiting time corresponding to the candidate imaging condition from an empirical rule without displaying the reference tomographic image corresponding to the candidate imaging condition. . Therefore, in the present invention, it is not always necessary to display the reference tomographic image.
[0038]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the X-ray CT apparatus according to the first aspect of the present invention, it is determined whether or not a waiting time is required before starting the X-ray exposure and imaging. If a waiting time is required, a plurality of types of candidate imaging conditions that shorten the waiting time and the respective waiting times are displayed so that the operator can select one of them. Time can be reduced.
[0039]
According to the X-ray CT apparatus according to the second aspect of the present invention, since the reference tomographic image is also displayed in association with the plurality of types of candidate imaging conditions, the image was captured under the selected imaging condition by viewing the reference tomographic image. The image quality in the case can be predicted. Therefore, it is possible to easily set the photographing conditions for shortening the waiting time, and to prevent re-shooting due to setting of inappropriate photographing conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow until a photographing condition is determined.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of calculating a cooling waiting time using a cooling curve F (t).
FIG. 4 is a diagram illustrating a display example of a heat information list display unit in the embodiment.
[Explanation of symbols]
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