JP4160137B2

JP4160137B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JP4160137B2
Application number: JP26867697A
Authority: JP
Inventors: 博明宮崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: JPH11104120A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
体軸方向に複数列に分割された検出器を有するマルチスライス検出器を備え、投影データ収集中における寝台の移動を伴わないコンベンショナルスキャンを行い、収集した投影データを用いて画像を再構成して表示するＸ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体軸方向に１列の検出器を持つ、シングルスライスＣＴでは、基本スライス厚は、被写体に照射するＸ線の幅で決まる。図７は、このようなシングルスライスＣＴシステムの概略を示す図である。基本スライス厚を決めるＸ線の幅は、Ｘ線管球と被写体の間におかれたスリットと呼ぶコリメータにより制御される。必要なスライス厚に応じて、このスリットが開閉することにより様々な厚さのＸ線ビームを得ることができ、当該Ｘ線ビームは被写体を透過した後、検出器に入射する。これを投影データとしてデータ収集し、再構成を行えば、必要とするスライス厚の画像を得ることができる。
【０００３】
体軸方向に複数列の検出器を持ったマルチスライスＣＴでは、検出器の体軸方向の幅によって、基本スライス厚が決まっている。図２はマルチスライスＣＴシステムの概念を示す図である。ここで、検出器の幅は、システムとして固定であり、撮影者が変更することは出来ないため、基本スライス厚は固定である。また、１度に収集できる検出器の列数が限られているため、１回転で投影データを収集できる幅には限界がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
列幅、列数が固定のマルチスライスＣＴでコンベンショナルスキャンを行うとき、画像の厚さによっては、１回転のデータの組み合わせからでは画像が再構成できない場合がある。また、複数回転のスキャンをしたとき、撮影しなくてもよい領域にＸ線が曝射され、被検体に不要な被爆を与えてしまう恐れがある。
【０００５】
また、画像の比較やデータ収集を再現しようとするとき、同じスライス厚の画像でも検出器の基本スライス幅が何種類か選択できるため操作者が混乱してしまうという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、スキャン領域及び必要な画像の厚さを指定するという簡明な操作のみによって適切にスキャンを行い得るＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置は次のように構成されている。
（１）基本スライス厚を有する検出器列が複数配置されて成るマルチスライス検出器によってマルチスライススキャンを行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、被検体に照射されるＸ線の幅を制御するコリメータを含み、指定スキャン領域及び必要な画像の厚さに基づいて、データ収集に用いる前記検出器列の列数を制御する制御手段を具備し、前記指定スキャン領域に等しい領域をスキャンするために前記マルチスライス検出器を複数回回転し、前記指定スキャン領域が前記基本スライス厚と前記検出器列の配置数との積の整数倍でない場合に、前記指定スキャン領域を超える領域の被曝を前記コリメータにより回避し、前記マルチスライス検出器の最後の回転の際に使用する検出器列の列数が前回の回転よりも少なくなるように前記制御手段により制御を行うことを特徴とする。
（２）前記検出器列の一の回転によって得られたデータの組み合わせでは必要な厚さの画像が得られない場合に、当該データと、他の回転によって収集されたデータとの組み合わせに基づいて画像を再構成することを特徴とする。
（３）前記検出器列の各々によって収集されたデータを体軸方向に束ねて使用する場合に、体軸方向における画像の表示ピッチを、前記基本スライス厚に等しくさせることを特徴とする。
（４）前記体軸方向へのデータの束ねは、新たなデータの差分に基づくことを特徴とする。
（５）前記基本スライス厚及び前記検出器列の列数を表示画像に対応付けて表示する手段をさらに具備することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴの概略構成を示すブロック図である。同図に示すように本実施形態のＸ線ＣＴは、Ｘ線管１、Ｘ線制御・高電圧発生装置２、放射線検出器３、データ収集装置４、データ記憶装置５、画像再構成装置６、架台・寝台７、架台・寝台駆動制御装置８、操作部９、画像表示部１０、画像処理装置１１、画像記憶装置１２、ＣＰＵ１３によって構成されている。
【０００９】
Ｘ線管１はＸ線制御・高電圧発生装置２からの制御により図示しない被検体に向けてＸ線を照射する。被検体は架台・寝台７に載置される。放射線検出器３は被検体を透過した後の透過Ｘ線を検出する。なお、Ｘ線管１と放射線検出器３とは被検体を挟んで対向配置されており、スキャン時においては、対向状態を保ったまま一体となって被検体の周囲を回転可能な如く設けられている。
【００１０】
データ収集装置４は放射線検出器３からの検出器出力を元に被検体の投影データを生成し、これを画像再構成装置６に送る。一方で被検体の投影データはデータ記憶装置５によって記憶保持される。
【００１１】
画像再構成装置６は送られてきた投影データに対し所定の再構成演算処理を行い、これにより被検体の所定スライス位置における断層像を再構成するものである。再構成された被検体の断層像は画像記憶装置１２によって記憶保持されるとともに、画像処理装置１１により所定の画像処理が施された後、画像表示部１０によって表示される。
【００１２】
操作部９はＣＰＵ１３を介して操作者からの所定の操作入力を本装置に与えるものである。なお、ＣＰＵ１３は本装置の全体の動作を司るものである。
図２は、マルチスライスＣＴの概念を説明するための図である。同図に示すように放射線検出器３は、円周方向（チャネル）に沿って複数の検出素子３１が配列されて成る検出素子列が、体軸方向（セグメント）に、複数、配置されることによって構成されている。
【００１３】
図３は、検出器の体軸方向の幅が２ｍｍ、列数４のシステムでのスキャンの一例を示す図である。実線の枠が１回転でデータを収集できる幅を示す。理解の一助として偶数回目の回転によるデータ収集の幅には、ハッチングを施してある。点線の区切りが１列分のスライス厚である。１回転で基本スライス厚２ｍｍのデータを４列分ほど収集できることを表している。４０ｍｍの領域をスキャンするには５回転が必要となり、１０ｍｍの画像を再構成するときには１回転目の４列全てと、２回転目の１列目のデータが使用されることが分かる。
【００１４】
本実施形態は、指定スキャン領域及び必要な画像の厚さに基づいて、検出器列の列数及び検出器の回転数を制御する手段を備えている。
たとえば、撮影者がスキャン領域を４０ｍｍ、スライス厚を１０ｍｍに指定すると、自動的にスキャン領域が５分割（４０ｍｍ／１０ｍｍから求まる）され、スキャンが行われるとともに、４枚の画像が表示される。
【００１５】
なお、ここでは画像スライス厚が１０ｍｍであるとしているが、これと同時にデータを収集したときの検出器の基本スライス幅が２ｍｍであることを表示することが望ましい。すなわち、同じ画像スライス厚１０ｍｍであっても、マルチスライス検出器で収集する場合にあっては、基本スライス幅２ｍｍ×５列分の収集や、１ｍｍ×１０列分の収集など、複数の条件が設定できる。そこで、一意に画像を指定するために、データを収集した条件を同時に表示する。
【００１６】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、スキャン領域が８ｍｍ（２ｍｍ×４列）の整数倍ではないときのスキャン例を示す図である。４列で３回転データを収集すると２４ｍｍの領域のデータを収集することとなり、不必要な領域を被曝させることになる。そこで本実施形態では、自動的に最後の１回転を２列でデータ収集する。
【００１７】
図５は、本実施形態における画像表示方法の一例を示す図である。データは、基本的に２ｍｍ単位で収集しているので１０ｍｍ厚の画像を表示するときであっても体軸方向の２ｍｍのピッチで表示させることが出来、より精密な観察が可能となる。また、さらに精密な観察が要求されれば、８／６／４／２ｍｍ厚の画像を表示させることも可能である。
【００１８】
なお、この場合のように、１枚目と２枚目で束ねるデータに重なりがあるときは、新たに５枚分加算するのではなく、前後１枚づつの差分を計算する。これにより計算量を軽減できる。
【００１９】
図６はこのような精密な観察を行う場合における本装置の処理の流れを示すフローチャートである。
先ずステップＳ１においてスキャノグラム撮影を実施し、ステップＳ２においてスライス厚の指定を行う。ここでは２／４／６／８／１０ｍｍのいずれかのスライス厚を指定可能である。次にステップＳ３においてスキャン領域を指定する。ここでは基本スライス厚（本例では２ｍｍ）の倍数を指定可能である。
【００２０】
続いてステップＳ４においては、ステップＳ２において指定されたスライス厚が２／４／６／８ｍｍのうちのいずれかであるか（言い替えると１０ｍｍが指定されていないこと）を判定し、ＹＥＳの場合はステップＳ５以降の処理を行い、ＮＯの場合はステップＳ６以降の処理を行う。
【００２１】
先ずステップＳ５においては、スキャン領域が８ｍｍ以内であるか否かを判定してスキャンを実行する。すなわち、スキャン領域が８ｍｍ以内であれば１／２／３／４列で１回転（ステップＳ７）としてスキャンを行い、８ｍｍ以上であればスライス厚に応じた列数で複数回転（ステップＳ８）させてスキャンを行う。
【００２２】
ステップＳ７あるいはステップＳ８の何れかのスキャンを行った後、ステップＳ９においては、指定スライス数分の断層像を表示する。
一方、ステップＳ６においては、スキャン領域が８ｍｍの倍数であるか否かを判定してスキャンを実行する。すなわち、スキャン領域が８ｍｍの倍数である場合は検出器列を４列として複数回転（ステップＳ１０）させてスキャンを行い、スキャン領域が８ｍｍの倍数でない場合は、１／２／３／４列の組み合わせとして複数回転（ステップＳ１１）させてスキャンを行う。
【００２３】
ステップＳ１０あるいはステップＳ１１の何れかのスキャンを行った後はステップＳ１２に移行し、ここでは２ｍｍピッチによる表示を行うか否かを判定する。
【００２４】
２ｍｍピッチによる表示を行う場合は、スキャンした領域の全領域にわたって２ｍｍのピッチで画像を再構成し、観察者により指示された位置において束ね表示する（ステップＳ１３）。
【００２５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。例えば、上記第１及び第２実施形態では、検出器の基本スライス厚が２ｍｍ（固定）であるとして説明したが、検出器の列数が固定であり、基本スライス厚が段階的に可変であるシステムについても同様に本発明を適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置においては、１回転のデータ収集では得られないスライス厚の画像を適切に得ることができるようになる。また、スキャン領域によって装置が許容する最大幅でスキャンを行った場合、不要なデータが収集されることがなく、被検体への被爆量を軽減できる。
【００２７】
また、基本スライス厚よりも厚い画像を表示しているときであっても、基本スライス厚のピッチで画像を表示させることで、より精密な観察が出来るようになる。また、基本スライス厚の倍数の厚さの画像を再構成し、表示することが出来る。
【００２８】
また、表示している画像と対応づけてマルチスライスＣＴ特有のデータ収集条件を表示させることで、一意に画像を特定することができ、これにより、他の画像との比較が容易になり、再検査や経時変化の観察等の時に表示中の画像のデータ収集を容易に再現することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態に係るマルチスライス検出器の概念を示す図。
【図３】マルチスライス検出器による第１のスキャン法を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るマルチスライス検出器による第２のスキャン法を示す図。
【図５】マルチスライス検出器を用いたシステムでの収集データの表示方法。
【図６】マルチスライスＣＴ装置で検査をする場合のフローチャートの一例。
【図７】本発明の従来例に係るシングルスライス検出器によるスキャンの概念を示す図。
【図８】本発明の従来例に係るマルチスライス検出器によるスキャンの概念を示す図。
【符号の説明】
１…Ｘ線管
２…Ｘ線制御・高電圧発生装置
３…放射線検出器
４…データ収集装置
５…データ記憶装置
６…画像再構成装置
７…架台・寝台
８…架台・寝台駆動制御装置
９…操作部
１０…画像表示部
１１…画像処理装置
１２…画像記憶装置
１３…ＣＰＵ

Claims

基本スライス厚を有する検出器列が複数配置されて成るマルチスライス検出器によってマルチスライススキャンを行うＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
被検体に照射されるＸ線の幅を制御するコリメータを含み、指定スキャン領域及び必要な画像の厚さに基づいて、データ収集に用いる前記検出器列の列数を制御する制御手段を具備し、
前記指定スキャン領域に等しい領域をスキャンするために前記マルチスライス検出器を複数回回転し、前記指定スキャン領域が前記基本スライス厚と前記検出器列の配置数との積の整数倍でない場合に、前記指定スキャン領域を超える領域の被曝を前記コリメータにより回避し、前記マルチスライス検出器の最後の回転の際に使用する検出器列の列数が前回の回転よりも少なくなるように前記制御手段により制御を行うことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記検出器列の一の回転によって得られたデータの組み合わせでは必要な厚さの画像が得られない場合に、当該データと、他の回転によって収集されたデータとの組み合わせに基づいて画像を再構成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記検出器列の各々によって収集されたデータを体軸方向に束ねて使用する場合に、体軸方向における画像の表示ピッチを、前記基本スライス厚に等しくさせることを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記体軸方向へのデータの束ねは、新たなデータの差分に基づくことを特徴とする請求項３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記基本スライス厚及び前記検出器列の列数を表示画像に対応付けて表示する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。