JP4363629B2 - X-ray CT system - Google Patents

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Description

この発明は、被検体のX線被爆線量を低減させるフィルタ(filter)を有するX線CT装置に関する。   The present invention relates to an X-ray CT apparatus having a filter that reduces the X-ray exposure dose of a subject.

近年、コーン(cone)状のX線ビーム(beam)を発生させ、このX線源と対向する位置に2次元的に固体撮像素子が配列されるVCT(VolumeCT)が用いられるようになった。このVCTを用いた撮像では、前記2次元配列の短尺方向をなすスライス(slice)方向で、複数スライスの画像情報を一度に取得し、撮影効率の向上とともに、画質の向上が計られる。   In recent years, a VCT (Volume CT) in which a cone-shaped X-ray beam is generated and a solid-state imaging device is two-dimensionally arranged at a position facing the X-ray source has come to be used. In imaging using this VCT, image information of a plurality of slices is acquired at once in the slice direction that forms the short direction of the two-dimensional array, and the image quality is improved along with the improvement of imaging efficiency.

ここで、透過X線を用いた被検体の撮像では、撮像部位ごとに必要とされるX線線量が異なる。このため、アクリル(acryl)あるいは銅等のX線を減弱させる材料からなるフィルタが、X線源と被検体の間に設けられ、過大なX線の被爆から被検体の撮像部位が保護される。特に、固体撮像素子の長尺方向をなすチャネル方向に線量を調節するフィルタは、ボータイフィルタ(bowtie filter)と呼ばれ、X線源と被検体の間に配設される。
特開昭52―110582号公報、(第4〜6頁、第1および3図)
Here, in imaging of a subject using transmitted X-rays, the X-ray dose required for each imaging region is different. For this reason, a filter made of a material that attenuates X-rays such as acrylic or copper is provided between the X-ray source and the subject, and the imaging site of the subject is protected from excessive X-ray exposure. . In particular, a filter that adjusts the dose in the channel direction that is the longitudinal direction of the solid-state imaging device is called a bowtie filter and is disposed between the X-ray source and the subject.
JP-A-52-110582, (pages 4-6, FIGS. 1 and 3)

しかしながら、上記背景技術によれば、スライスごとに、被検体の被爆X線線量を変化させることができなかった。すなわち、ボータイフィルタは、スライス方向に同一形状を有する固定形状のフィルタで、この方向では、全く同一のX線源弱効果を有し、被検体の被爆線量も同一のものとなった。   However, according to the background art described above, the X-ray dose of the subject could not be changed for each slice. That is, the bow-tie filter is a fixed-shaped filter having the same shape in the slice direction, and has exactly the same X-ray source weakening effect in this direction, and the exposure dose of the subject is the same.

特に、VCTを用いた撮像では、スライス方向に幅を持ったマルチスライス(multislice)の撮像を行うので、この幅を持った撮像範囲には、異なる撮像部位が存在し、被爆線量を軽減できる最適な線量が撮像部位ごとに異なる。この様な場合に、スライス方向に同一形状を有するフィルタを用いることは、撮影部位によっては、必要以上のX線を照射する要因となる。さらに、ヘリカルスキャン(helical scan)で行われる、被検体をスライス方向に移動しつつ行う撮像では、スライス方向に撮像部位がダイナミック(dynamic)に変化し、固定式のフィルタを用いた場合には、撮像部位ごとの最適な被爆線量を維持することに困難が伴う。   In particular, in imaging using VCT, since imaging of a multi-slice having a width in the slice direction is performed, there are different imaging parts in the imaging range having this width, and the optimal exposure dose can be reduced. The appropriate dose differs for each imaging region. In such a case, using a filter having the same shape in the slice direction may cause more than necessary X-rays to be irradiated depending on the imaging region. Furthermore, in imaging performed while moving the subject in the slice direction, which is performed in a helical scan, the imaging region changes dynamically in the slice direction, and when a fixed filter is used, It is difficult to maintain an optimal exposure dose for each imaging region.

これらのことから、スライス方向を含めて、被検体に照射するX線量をダイナミックに変化させることができるフィルタを有するX線CT装置をいかに実現するかが重要となる。   For these reasons, it is important how to realize an X-ray CT apparatus having a filter capable of dynamically changing the X-ray dose irradiated to the subject including the slice direction.

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、スライス方向を含めて、被検体に照射するX線量をダイナミックに変化させることができるフィルタを有するX線CT装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the background art. An X-ray CT apparatus having a filter capable of dynamically changing an X-ray dose irradiated to a subject including a slice direction. The purpose is to provide.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の観点の発明にかかるX線CT装置は、コーン状のX線ビームを照射するX線管と、前記X線ビームの照射方向と概ね直交する面上に2次元配列される、前記X線ビームを検出する検出素子と、前記X線管の前記検出素子側の近傍に配設される、前記X線ビームを減弱させる複数のブロックからなるフィルタ部と、前記ブロックを、前記照射方向と概ね直交する方向に移動する移動手段と、前記移動のブロック位置を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an X-ray CT apparatus according to a first aspect of the invention includes an X-ray tube that irradiates a cone-shaped X-ray beam, an irradiation direction of the X-ray beam, and A detection element for detecting the X-ray beam, two-dimensionally arranged on a substantially orthogonal plane, and a plurality of blocks disposed near the detection element side of the X-ray tube for attenuating the X-ray beam A filter unit comprising: a moving unit that moves the block in a direction substantially orthogonal to the irradiation direction; and a control unit that controls a block position of the movement.

この第1の観点による発明によれば、X線管により、コーン状のX線ビームを照射し、X線ビームの照射方向と概ね直交する面上に2次元配列される検出素子により、X線ビームを検出し、X線管の検出素子側の近傍に配設される複数のブロックからなるフィルタ部により、X線ビームを減弱させ、このブロックを、移動手段により、照射方向と概ね直交する方向に移動し、制御手段により、移動のブロック位置を制御することとしているので、ブロックによるX線の減弱効果を、被検体の撮像部位ごとに、必要とされる最も大きいものとし、ひいては、被検体のX線被爆線量を、被検体の撮像部位ごとに、最も低いものとする。   According to the first aspect of the invention, the X-ray tube emits a cone-shaped X-ray beam, and the X-ray is detected by the detection elements that are two-dimensionally arranged on a plane substantially orthogonal to the X-ray beam irradiation direction. The beam is detected, and the X-ray beam is attenuated by a filter unit composed of a plurality of blocks arranged in the vicinity of the detection element side of the X-ray tube, and this block is moved in a direction substantially orthogonal to the irradiation direction. Therefore, the block position of the movement is controlled by the control means, so that the X-ray attenuation effect by the block is set to be the largest required for each imaging region of the subject, and the subject X-ray exposure dose for each imaging region of the subject is the lowest.

また、第2の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記ブロックが、前記照射方向に複数層配列されることを特徴とする。   The X-ray CT apparatus according to the invention of the second aspect is characterized in that a plurality of layers of the blocks are arranged in the irradiation direction.

この第2の観点の発明によれば、ブロックは、照射方向の厚みを変化させ、被検体に照射されるX線線量を、制御する。   According to the invention of the second aspect, the block controls the X-ray dose irradiated to the subject by changing the thickness in the irradiation direction.

また、第3の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記ブロックが、前記2次元配列の短尺をなすスライス方向に複数層配列されることを特徴とする。   The X-ray CT apparatus according to the invention of the third aspect is characterized in that the blocks are arranged in a plurality of layers in a slice direction forming a short length of the two-dimensional arrangement.

この第3の観点の発明によれば、ブロックは、スライス方向のブロック位置ごとに、被検体に照射されるX線線量を制御する。   According to the invention of the third aspect, the block controls the X-ray dose irradiated to the subject for each block position in the slice direction.

また、第4の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記ブロックが、前記2次元配列の長尺をなすチャネル方向に2つ配列されることを特徴とする。   An X-ray CT apparatus according to the invention of a fourth aspect is characterized in that two of the blocks are arranged in a channel direction that forms the length of the two-dimensional array.

この第4の観点の発明によれば、ブロックは、中心近傍で減弱が大きい概ね左右対称の被検体では、ブロックを中心から左右対称の位置に移動することで、最適なX線被爆線量とする。   According to the fourth aspect of the invention, in the case of a generally symmetrical object whose attenuation is large in the vicinity of the center, the block is moved to the symmetrical position from the center to obtain an optimal X-ray exposure dose. .

また、第5の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記ブロックが、直方体の形状を有することを特徴とする。   The X-ray CT apparatus according to the invention of the fifth aspect is characterized in that the block has a rectangular parallelepiped shape.

この第5の観点の発明によれば、ブロックを隙間なく配置し、コンパクトで効率の良いものとする。   According to the fifth aspect of the invention, the blocks are arranged without gaps, and are compact and efficient.

また、第6の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記フィルタ部が、前記スライス方向および前記照射方向に層をなすブロックを囲む筒状の支持枠を備えることを特徴とする。   The X-ray CT apparatus according to the sixth aspect of the invention is characterized in that the filter unit includes a cylindrical support frame that surrounds a block forming a layer in the slice direction and the irradiation direction.

この第6の観点の発明によれば、フィルタ部は、筒状の支持枠により、スライス方向および照射方向に層をなすブロックを囲むこととしているので、ブロックをチャネル方向にスライド可能な状態で固定する。   According to the sixth aspect of the invention, since the filter unit surrounds the block forming a layer in the slice direction and the irradiation direction by the cylindrical support frame, the block is fixed in a slidable state in the channel direction. To do.

また、第7の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記移動手段が、前記ブロックと接続されたシャフトを備えることを特徴とする。   The X-ray CT apparatus according to the seventh aspect of the invention is characterized in that the moving means includes a shaft connected to the block.

この第7の観点の発明によれば、移動手段は、シャフトにより、ブロックと接続されているので、ブロックをチャネル方向の目的とする位置に移動する。   According to the seventh aspect of the invention, since the moving means is connected to the block by the shaft, the moving means moves the block to a target position in the channel direction.

また、第8の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記支持枠が、前記移動手段を内蔵するケースの外枠に固定されることを特徴とする。   The X-ray CT apparatus according to the invention of the eighth aspect is characterized in that the support frame is fixed to an outer frame of a case containing the moving means.

この第8の観点の発明によれば、移動手段とフィルタ部が所定の位置関係にあり、ブロックの位置制御を正確に行う。   According to the eighth aspect of the invention, the moving means and the filter unit are in a predetermined positional relationship, and block position control is accurately performed.

また、第9の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記制御手段が、前記X線管および前記検出素子の間に配置される被検体のスカウトスキャンから、前記被検体の吸収X線線量の異なる撮像部位ごとに、前記被検体のX線被爆線量を減少させるブロック位置を算定する第1の算定手段を備えることを特徴とする。   Further, in the X-ray CT apparatus according to the invention of the ninth aspect, the control means causes the absorbed X-ray dose of the subject from a scout scan of the subject arranged between the X-ray tube and the detection element. And a first calculating means for calculating a block position for reducing the X-ray exposure dose of the subject for each of different imaging sites.

この第9の観点の発明によれば、制御手段は、第1の算定手段により、X線管および検出素子の間に配置される被検体のスカウトスキャンから、被検体の吸収X線線量の異なる撮像部位ごとに、被検体のX線被爆線量を減少させるブロック位置を算定することとしているので、被検体の撮像部位ごとに、X線被爆線量を最小にする最適なブロック位置を求める。   According to the ninth aspect of the invention, the control means differs in the absorbed X-ray dose of the subject from the scout scan of the subject arranged between the X-ray tube and the detection element by the first calculation means. Since the block position for reducing the X-ray exposure dose of the subject is calculated for each imaging region, an optimal block position that minimizes the X-ray exposure dose is obtained for each imaging region of the subject.

また、第10の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記制御手段が、前記X線管および前記検出素子の間に配置される被検体の投影データを用いて画像再構成を行う際の、前記スライス方向の投影データの前記画像再構成に対する寄与率に基づいて、前記被検体のX線被爆線量を減少させるブロック位置を算定する第2の算定手段を備えることを特徴とする。   In the X-ray CT apparatus according to the invention of the tenth aspect, the control means performs image reconstruction using projection data of a subject arranged between the X-ray tube and the detection element. And second calculation means for calculating a block position for reducing the X-ray exposure dose of the subject based on a contribution rate of the projection data in the slice direction to the image reconstruction.

この第10の観点の発明によれば、制御手段は、第2の算定手段により、X線管および検出素子の間に配置される被検体の投影データを用いて画像再構成を行う際の、スライス方向の投影データの画像再構成に対する寄与率に基づいて、被検体のX線被爆線量を減少させるブロック位置を算定することとしているので、寄与率の小さいスライス方向端部では、被検体の被爆線量を少なくする。   According to the tenth aspect of the invention, the control means uses the second calculation means to perform image reconstruction using the projection data of the subject arranged between the X-ray tube and the detection element. Based on the contribution rate of the projection data in the slice direction to the image reconstruction, the block position for reducing the X-ray exposure dose of the subject is calculated. Reduce the dose.

また、第11の観点の発明にかかるX線CT装置は、前記制御手段が、前記被検体の位置を移動しつつ撮像を行う際に、前記ブロック位置を、前記位置ごとに前記算定の結果と一致させることを特徴とする。   In the X-ray CT apparatus according to the invention of the eleventh aspect, when the control means performs imaging while moving the position of the subject, the block position is set as the result of the calculation for each position. It is characterized by matching.

この第11の観点の発明によれば、撮像の最中に被検体を移動させても、常に移動位置において、X線被爆線量を最も低減させるブロック位置にする。   According to the eleventh aspect of the present invention, even when the subject is moved during imaging, the block position where the X-ray exposure dose is reduced most is always set at the moving position.

以上説明したように、本発明によれば、ブロックによるX線の減弱効果を、被検体のX線吸収線量が異なる撮像部位ごとに異なるものとし、ひいては、被検体のX線被爆線量を、大きな画質の劣化を伴わない最小のものとし、異なる撮像部位を含む撮像あるいは撮像部位が移動するダイナミックな撮像において、被検体のX線被爆線量を低減し、より安全なものとすることができる。   As described above, according to the present invention, the X-ray attenuation effect of the block is different for each imaging region where the X-ray absorbed dose of the subject is different, and as a result, the X-ray exposure dose of the subject is increased. It is possible to reduce the X-ray exposure dose of the subject and make it safer in imaging including a different imaging region or dynamic imaging in which the imaging region moves, while minimizing the image quality without deterioration.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるX線CT装置の最良な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態1にかかるX線CT装置の全体構成について説明する。図1は、X線CT装置のブロック(block)図を示す。図1に示すように、本装置は、走査ガントリ(gantry)2および操作コンソール(console)6を有する。
Exemplary embodiments of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
(Embodiment 1)
First, the overall configuration of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 shows a block diagram of an X-ray CT apparatus. As shown in FIG. 1, the apparatus has a scanning gantry 2 and an operation console 6.

走査ガントリ2は、X線管20を有する。X線管20から放射されるX線は、コリメータ(collimator)22により、例えばコーン(cone)状のX線ビーム(beam)となるように成形され、被検体1を透過して、X線検出器24に照射される。なお、コリメータ22は、コリメータコントローラ30により開口部が制御され、コーンビームの幅が調整される。   The scanning gantry 2 has an X-ray tube 20. X-rays radiated from the X-ray tube 20 are shaped by a collimator 22 into, for example, a cone-shaped X-ray beam (beam), and pass through the subject 1 to detect X-rays. The device 24 is irradiated. Note that the opening of the collimator 22 is controlled by the collimator controller 30 to adjust the width of the cone beam.

フィルタ部21は、コリメータ22と被検体1の間に配設され、アクリルあるいは銅等のX線を減弱させる材料を用いて構成される。そして、これら材料を透過するX線ビームの強度を、透過方向の材料厚さを制御することにより、変化させ、被検体1の被爆線量を低減する。なお、フィルタ部21は、制御部をなすフィルタコントローラ31により、フィルタ部21を構成する材料の厚みを制御する。   The filter unit 21 is disposed between the collimator 22 and the subject 1 and is configured using a material that attenuates X-rays such as acrylic or copper. And the intensity | strength of the X-ray beam which permeate | transmits these materials is changed by controlling the material thickness of a permeation | transmission direction, and the exposure dose of the subject 1 is reduced. In addition, the filter part 21 controls the thickness of the material which comprises the filter part 21 by the filter controller 31 which makes | forms a control part.

X線検出器24は、照射方向と直交するコーンビームX線の広がり方向に2次元的に配列される複数のX線検出素子を有する。X線検出器24は、複数のX線検出素子をマトリックス状に配列し、このマトリックスの長尺をなすチャネル(channel)方向に、例えば912個のX線検出素子が配列される多チャネル構成とし、また、このマトリックスの短尺方向をなすスライス方向に、例えば16個のX線検出素子が配列される多列の構成となっている。   The X-ray detector 24 has a plurality of X-ray detection elements that are two-dimensionally arranged in the spreading direction of the cone beam X-rays orthogonal to the irradiation direction. The X-ray detector 24 has a multi-channel configuration in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in a matrix, and, for example, 912 X-ray detection elements are arranged in a channel direction that forms the length of the matrix. Moreover, for example, 16 X-ray detection elements are arranged in a slice direction which is a short direction of the matrix.

X線検出器24は、全体として、円筒凹面状に湾曲したX線入射面を形成する。X線検出器24は、例えばカドミウム・テルル(CdTe)等を利用した半導体X線検出素子が用いられる。   The X-ray detector 24 as a whole forms an X-ray incident surface curved in a cylindrical concave shape. As the X-ray detector 24, for example, a semiconductor X-ray detection element using cadmium tellurium (CdTe) or the like is used.

X線検出器24は、データ収集部26が接続される。データ収集部26は、X線検出器24の個々のX線検出素子の検出データを収集する。X線管20からのX線の照射は、X線コントローラ(controller)28によって制御される。なお、X線管20とX線コントローラ28との接続関係、コリメータ22とコリメータコントローラ30との接続関係およびフィルタ部21とフィルタコントローラ31の接続関係については、図示を省略する。   A data collection unit 26 is connected to the X-ray detector 24. The data collection unit 26 collects detection data of individual X-ray detection elements of the X-ray detector 24. X-ray irradiation from the X-ray tube 20 is controlled by an X-ray controller 28. Note that the connection relationship between the X-ray tube 20 and the X-ray controller 28, the connection relationship between the collimator 22 and the collimator controller 30, and the connection relationship between the filter unit 21 and the filter controller 31 are not shown.

以上の、X線管20からフィルタコントローラ31までのものが、走査ガントリ2の回転部34に搭載されている。ここで、被検体1あるいはファントムは、回転部34の中心に位置するボア(bore)29内のテーブル(table)上に載置される。回転部34は、回転コントローラ36により制御されつつ回転し、X線管20からX線を爆射し、X線検出器24において被検体1あるいはファントムの透過X線を、投影情報として検出する。なお、回転部34と回転コントローラ36との接続関係については図示を省略する。   The above-described components from the X-ray tube 20 to the filter controller 31 are mounted on the rotating unit 34 of the scanning gantry 2. Here, the subject 1 or the phantom is placed on a table in a bore 29 located at the center of the rotating unit 34. The rotating unit 34 rotates while being controlled by the rotation controller 36, and bombards X-rays from the X-ray tube 20, and the X-ray detector 24 detects the transmitted X-rays of the subject 1 or the phantom as projection information. The connection relationship between the rotating unit 34 and the rotation controller 36 is not shown.

また、図1中に記載されたxyz座標軸は、後述する図面中のxyz座標軸と共通の座標軸を形成し、相互の位置関係を例示する。ここで、テーブル上に載置された被検体1は、z軸方向の移動によりボア29内に搬送される。回転部34は、xy軸により形成される平面内を回転するが、走査ガントリ2がチルト(tilt)される場合には、xy平面から傾きを持って回転する。   Moreover, the xyz coordinate axes described in FIG. 1 form a coordinate axis common to the xyz coordinate axes in the drawings described later, and illustrate the mutual positional relationship. Here, the subject 1 placed on the table is transported into the bore 29 by movement in the z-axis direction. The rotating unit 34 rotates in a plane formed by the xy axes, but rotates with an inclination from the xy plane when the scanning gantry 2 is tilted.

操作コンソール6は制御処理装置60を有する。制御処理装置60は、例えばコンピュータ等によって構成される。制御処理装置60には、制御インタフェース(interface)62が接続されている。制御インタフェース62には、走査ガントリ2が接続されている。制御処理装置60は、制御インタフェース62を通じて走査ガントリ2を制御する。   The operation console 6 has a control processing device 60. The control processing device 60 is configured by a computer or the like, for example. A control interface (interface) 62 is connected to the control processing device 60. The scanning gantry 2 is connected to the control interface 62. The control processing device 60 controls the scanning gantry 2 through the control interface 62.

走査ガントリ2内のデータ収集部26、X線コントローラ28、コリメータコントローラ30、フィルタコントローラ31および回転コントローラ36が制御インタフェース62を通じて制御される。なお、これら各部と制御インタフェース62との個別の接続については図示を省略する。また、制御処理装置60は、フィルタコントローラ30と共にフィルタ部21の制御手段をなす。   The data collection unit 26, the X-ray controller 28, the collimator controller 30, the filter controller 31 and the rotation controller 36 in the scanning gantry 2 are controlled through the control interface 62. The individual connections between these units and the control interface 62 are not shown. In addition, the control processing device 60 forms a control unit for the filter unit 21 together with the filter controller 30.

制御処理装置60は、また、データ収集バッファ(buffer)64と接続されている。データ収集バッファ64には、走査ガントリ2のデータ収集部26が接続されている。データ収集部26で収集されたデータがデータ収集バッファ64を通じて制御処理装置60に入力される。   The control processing device 60 is also connected to a data collection buffer 64. A data collection unit 26 of the scanning gantry 2 is connected to the data collection buffer 64. Data collected by the data collection unit 26 is input to the control processing device 60 through the data collection buffer 64.

制御処理装置60は、データ収集バッファ64を通じて収集した複数スライスの透過X線信号すなわち投影情報を用いて画像再構成を行う。制御処理装置60には、また記憶装置66が接続されている。記憶装置66は、データ収集バッファ64に収集された投影情報や再構成された断層画像情報および本装置の機能を実現するためのプログラム(program)等を記憶する。   The control processing device 60 performs image reconstruction using transmission X-ray signals of a plurality of slices acquired through the data acquisition buffer 64, that is, projection information. A storage device 66 is also connected to the control processing device 60. The storage device 66 stores projection information collected in the data collection buffer 64, reconstructed tomographic image information, a program (program) for realizing the functions of the present device, and the like.

制御処理装置60は、また、表示装置68と操作装置70がそれぞれ接続されている。表示装置68は、制御処理装置60から出力される断層画像情報あるいはスキャン情報を表示する。操作装置70は、オペレータによって操作され、各種の指示や情報等を制御処理装置60に入力する。オペレータは表示装置68および操作装置70を使用して本装置を操作する。   The control processing device 60 is also connected to a display device 68 and an operation device 70. The display device 68 displays tomographic image information or scan information output from the control processing device 60. The operation device 70 is operated by an operator and inputs various instructions and information to the control processing device 60. The operator uses the display device 68 and the operation device 70 to operate the device.

つづいて、図2を用いて、フィルタ部21を中心とするX線の照射および検出部分を詳しく説明する。図2は、フィルタ部21および関連するX線の照射および検出部分を示す図である。フィルタ部21は、一次フィルタ23、ブロック部130、支持枠120および移動手段121を含む。ここで、移動手段121は、フィルタコントローラ31により制御される。また、図2に示す、X線管20、コリメータ22、フィルタ部21およびX線検出器24等は、回転部34の一部をなし、相互位置が固定された状態で、走査ガントリ2内を回転する。   Next, the X-ray irradiation and detection part centering on the filter unit 21 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the filter unit 21 and related X-ray irradiation and detection portions. The filter unit 21 includes a primary filter 23, a block unit 130, a support frame 120, and moving means 121. Here, the moving means 121 is controlled by the filter controller 31. Further, the X-ray tube 20, the collimator 22, the filter unit 21, the X-ray detector 24, and the like shown in FIG. 2 form a part of the rotating unit 34, and in the scanning gantry 2 with their mutual positions fixed. Rotate.

一次フィルタ23は、コリメータ22の近傍に配設されるアルミニウム(Al)あるいは銅(Cu)等の厚さ数mmの薄い板からなり、主として不測の事態による被検体1の過大なX線被爆を防止する。   The primary filter 23 is made of a thin plate having a thickness of several millimeters such as aluminum (Al) or copper (Cu) disposed in the vicinity of the collimator 22 and mainly prevents excessive X-ray exposure of the subject 1 due to unforeseen circumstances. To prevent.

ブロック部130は、アクリルあるいは銅等の複数ブロックからなる。これらブロックは、直方体の形状を有し、支持枠120内に隙間無く嵌め込まれる。そして、X線検出器24のチャネル方向にのみスライド可能となっている。また、これらブロックは、X線管20から照射されるX線ビームを中心にして、チャネル方向に左右対称の対をなして存在する。また同様に、これらブロックを支持する支持枠120および移動手段121も左右に対をなして存在する。なお、この部分は、従来ボータイフィルタと称されている。   The block unit 130 is composed of a plurality of blocks such as acrylic or copper. These blocks have a rectangular parallelepiped shape and are fitted into the support frame 120 without a gap. And it can slide only in the channel direction of the X-ray detector 24. Further, these blocks exist in a pair symmetrical with respect to the channel direction around the X-ray beam irradiated from the X-ray tube 20. Similarly, the support frame 120 and the moving means 121 that support these blocks also exist in pairs on the left and right. This portion is conventionally called a bowtie filter.

また、支持枠120は、ブロック部130と同様に、移動手段121のケースを囲む様にして移動手段121に固定される。移動手段121内部には、ブロックと同数のモータが配設されており、これらモータは、シャフトにより各ブロックと接続される。そして、これらモータの駆動により、ブロックは、チャネル方向の任意の位置に移動される。なお、モータは、フィルタコントローラ31により個別に制御される。また、ブロック部130および移動手段121は、共通の支持枠120を有するので、ブロック位置を変化させる際に、チャネル方向からずれた揺れ等の振動が防止される。   In addition, the support frame 120 is fixed to the moving unit 121 so as to surround the case of the moving unit 121, similarly to the block unit 130. Inside the moving means 121, the same number of motors as the blocks are arranged, and these motors are connected to each block by a shaft. Then, by driving these motors, the block is moved to an arbitrary position in the channel direction. The motors are individually controlled by the filter controller 31. Moreover, since the block part 130 and the moving means 121 have the common support frame 120, when changing a block position, vibrations, such as a shift | offset | difference shifted from the channel direction, are prevented.

また、X線管20から発生されるX線ビームは、コリメータ22の開口部の制御により、チャネル方向さらには回転部34の回転面と直交するスライス方向のビーム幅が制御される。その後、スライス方向に所定の幅を有するX線ビームは、ブロック部130を透過して部分的に減弱された後に、図示しない被検体1を透過し、チャネル方向およびスライス方向に2次元的に検出素子が配列されるX線検出器24で検出される。   Further, the beam width of the X-ray beam generated from the X-ray tube 20 is controlled in the channel direction and also in the slice direction orthogonal to the rotation surface of the rotation unit 34 by controlling the opening of the collimator 22. After that, an X-ray beam having a predetermined width in the slice direction is transmitted through the block 130 and partially attenuated, and then transmitted through the subject 1 (not shown) to be detected two-dimensionally in the channel direction and the slice direction. It is detected by an X-ray detector 24 in which elements are arranged.

また、図2では、ブロック部130は、スライス方向および照射方向が、4×4のブロックから構成されているが、これは図を分かり易くするための一例であり、例えばX線検出器24が、スライス方向に16列の検出素子を有する場合には、スライス方向に16個のブロックを備えるのが好ましい。さらに、ブロック部130の照射方向に、より多くのブロックを積層させ、被検体1の被爆線量の最適化を、より精密に行うこともできる。   In FIG. 2, the block unit 130 is composed of 4 × 4 blocks in the slice direction and the irradiation direction. This is an example for easy understanding of the drawing. For example, the X-ray detector 24 includes In the case of having 16 rows of detection elements in the slice direction, it is preferable to provide 16 blocks in the slice direction. Furthermore, it is possible to stack more blocks in the irradiation direction of the block unit 130 and optimize the exposure dose of the subject 1 more precisely.

つぎに、ブロック部130の動作について、図3および図4を用いて説明する。ブロック部130は、被検体1の撮像部位に応じて、ダイナミックにブロック位置を変化させる。一例として、図3に示した位置の被検体1を撮像する場合を示す。   Next, the operation of the block unit 130 will be described with reference to FIGS. The block unit 130 dynamically changes the block position according to the imaging region of the subject 1. As an example, a case where the subject 1 at the position shown in FIG. 3 is imaged is shown.

図3は、撮像を行う際の、被検体1、X線管20およびフィルタ部21の位置関係を示した図である。X線管20から発生されたX線ビームは、スライス方向に拡がりを有し、被検体1の胸部および腹部をともに含む境界領域の撮像を行う。ここで、胸部領域は、内部に胸腔を有し、X線の減弱が小さく、腹部領域は、内部に各種臓器が存在し、X線の減弱が大きい。従って、腹部領域と同じ線量のX線を胸部領域に照射することは、被検体1にとって過大なX線被爆となる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship among the subject 1, the X-ray tube 20, and the filter unit 21 when performing imaging. The X-ray beam generated from the X-ray tube 20 expands in the slice direction, and images a boundary region including both the chest and abdomen of the subject 1. Here, the chest region has a chest cavity inside and X-ray attenuation is small, and the abdominal region has various organs inside and X-ray attenuation is large. Therefore, irradiating the chest region with the same dose of X-rays as the abdominal region results in excessive X-ray exposure for the subject 1.

図4は、図3で示される位置に被検体1が配設された場合の、ブロック部130の各ブロックの位置を示す図である。なお、これら各ブロックは、移動手段121により、図示する位置に移動される。この際、まず、オペレータにより、操作コンソール6から、撮影部位情報が入力される。一方、制御処理装置60には、撮影部位ごとに、被検体1の被爆線量を軽減するブロック位置情報が予め登録されている。そして、制御処理装置60は、撮影部位情報および登録されたブロック位置情報から、スライス方向のブロック位置ごとに、撮影部位を特定し、各ブロック位置の決定およびフィルタコントローラ31を介しての設定を行う。   FIG. 4 is a diagram illustrating the position of each block of the block unit 130 when the subject 1 is disposed at the position illustrated in FIG. 3. Each of these blocks is moved to the illustrated position by the moving means 121. At this time, first, imaging part information is input from the operation console 6 by the operator. On the other hand, in the control processing device 60, block position information for reducing the exposure dose of the subject 1 is registered in advance for each imaging region. Then, the control processing device 60 specifies an imaging region for each block position in the slice direction from the imaging region information and the registered block position information, determines each block position, and performs setting via the filter controller 31. .

図4(A)は、ブロック部130全体のブロック位置を示す図である。ブロックごとにチャネル方向の位置が設定される。また、図4(B)は、スライス方向のS4面のブロック配置のみを取り出して図示したものである。図3に示す様に、S1およびS2面は、胸部に照射されるX線が透過し、S3およびS4面は、腹部に照射されるX線が透過する。従って、S1およびS2面は、同一部位として同様のブロック断面を有し、また、S3およびS4面も同様である。   FIG. 4A is a diagram showing the block position of the entire block unit 130. The position in the channel direction is set for each block. FIG. 4B shows only the block arrangement on the S4 plane in the slice direction. As shown in FIG. 3, the X-rays irradiated to the chest are transmitted through the surfaces S1 and S2, and the X-rays applied to the abdomen are transmitted through the surfaces S3 and S4. Accordingly, the S1 and S2 surfaces have the same block cross section as the same part, and the S3 and S4 surfaces are the same.

また、S1およびS2面は、胸部に照射されるX線が透過するので、図4(A)に示す様に、照射方向に厚みがありX線の減弱が大きく、S3およびS4面は、腹部に照射されるX線が透過するので、図4(B)に示す様に、照射方向に薄くなっておりX線の減弱が小さくなる。   In addition, since the X-rays irradiated to the chest are transmitted through the S1 and S2 planes, as shown in FIG. 4A, the irradiation direction is thick and the attenuation of the X-rays is large. The S3 and S4 planes are As shown in FIG. 4B, the X-rays are thin in the irradiation direction and the attenuation of the X-rays is small.

図4(C)は、一例として、ブロック部130中心位置におけるスライス方向断面を図示したものである。胸部領域に対応するS1およびS2面は、照射方向に2つのブロックからなるのでX線の減弱が大きく、腹部領域に対応するS3およびS4面は、照射方向に1つのブロックからなるのでX線の減弱が小さくなっている。   FIG. 4C illustrates a cross section in the slice direction at the center position of the block unit 130 as an example. The S1 and S2 planes corresponding to the chest region are composed of two blocks in the irradiation direction, so the attenuation of X-rays is large. The S3 and S4 planes corresponding to the abdominal region are composed of one block in the irradiation direction, so The attenuation is small.

上述してきたように、本実施の形態1では、フィルタ部21のブロック部130を、チャネル方向に2分割し、スライス方向およびX線が入射する照射方向に積層される複数の直方体ブロックから構成し、チャネル方向へブロックを移動させることにより、特にスライス方向でブロック部130の透過X線線量が異なるものとしているので、被検体1の撮像範囲に吸収X線線量の異なる複数の部位を含む際に、前記部位ごとに被爆線量を低減し、画質の大きな劣化を伴わず被検体1の全被爆線量を軽減することができる。   As described above, in the first embodiment, the block unit 130 of the filter unit 21 is configured by a plurality of rectangular parallelepiped blocks that are divided into two in the channel direction and stacked in the slice direction and the irradiation direction in which X-rays are incident. By moving the block in the channel direction, the transmitted X-ray dose of the block unit 130 is particularly different in the slice direction. Therefore, when the imaging range of the subject 1 includes a plurality of parts having different absorbed X-ray doses The exposure dose can be reduced for each part, and the total exposure dose of the subject 1 can be reduced without significant deterioration in image quality.

また、本実施の形態1では、ブロック部130は、同一形状を有する多数のブロックの積層構造を有しているが、スライス方向に形状の異なる複数ブロックおよびこれらの移動手段を用いることにより、同様の被爆線量低減フィルタを簡易に構成することもできる。
(実施の形態2)
ところで、上記実施の形態1では、胸部領域および腹部領域の吸収X線線量の違いにより、スライス方向に最適化されたブロック位置を決定し、総合的な被爆線量を軽減させたが、画像再構成を行う際の寄与率の違いから、スライス方向のブロック位置を決定し、被検体1の被爆線量を軽減することもできる。そこで本実施の形態2では、画像再構成を行う際の寄与率の違いから、スライス方向のブロック位置を決定する場合を示すことにする。
In the first embodiment, the block unit 130 has a stacked structure of a large number of blocks having the same shape. However, by using a plurality of blocks having different shapes in the slicing direction and these moving means, the same is achieved. The exposure dose reduction filter can be easily configured.
(Embodiment 2)
By the way, in Embodiment 1 described above, the block position optimized in the slice direction is determined based on the difference in absorbed X-ray dose between the chest region and the abdominal region, and the total exposure dose is reduced. The block position in the slice direction can be determined from the difference in the contribution rate when performing the measurement, and the exposure dose of the subject 1 can be reduced. Therefore, the second embodiment shows a case where the block position in the slice direction is determined from the difference in contribution rate when performing image reconstruction.

ここで、X線CT装置は、図1に示した走査ガントリ2および操作コンソール6を備えており、さらにフィルタ部21は、図2に示したものと全く同様であるので詳細な説明を省略する。   Here, the X-ray CT apparatus includes the scanning gantry 2 and the operation console 6 shown in FIG. 1, and the filter unit 21 is exactly the same as that shown in FIG. .

ここで、一例としてヘリカルスキャンを行う場合を示す。ヘリカルスキャンでは、回転部34は連続回転を行い、同時にクレードル上の被検体1を、所定の速さでもって移動し、撮像を行う。この際、制御処理装置60で行われる画像再構成を、図5に模式的に示した。   Here, the case where helical scanning is performed is shown as an example. In the helical scan, the rotating unit 34 continuously rotates, and simultaneously moves the subject 1 on the cradle at a predetermined speed to perform imaging. At this time, the image reconstruction performed by the control processing device 60 is schematically shown in FIG.

図5は、制御処理装置60で行われる画像再構成を示す図である。なお、X線検出器24は、スライス方向に4スライスのX線検出素子を有する場合を例示している。このヘリカルスキャンでは、各スライスごとのヘリカルデータD1〜D4を取得する。そして、制御処理装置60は、特定位置のサイノグラムS1を、これらヘリカルデータD1〜D4から、この特定位置近傍のヘリカルデータD1〜D4を切り出し、補間関数f等を用いて生成する。   FIG. 5 is a diagram illustrating image reconstruction performed by the control processing device 60. In addition, the X-ray detector 24 has illustrated the case where it has an X-ray detection element of 4 slices in the slice direction. In this helical scan, helical data D1 to D4 for each slice are acquired. Then, the control processing device 60 generates the sinogram S1 at the specific position from the helical data D1 to D4 by cutting out the helical data D1 to D4 in the vicinity of the specific position and using the interpolation function f or the like.

S1=f(k1*D1,k2*D2、・・、k4*D4)
ここで、k1、・・・、k4は、ヘリカルデータD1〜D4の寄与率である。その後、サイノグラムS1からフィルタードバックプロジェクション(Filtered Back Projection)等を用いて、画像データの再構成を行う。
S1 = f (k1 * D1, k2 * D2,..., K4 * D4)
Here, k1,..., K4 are contribution rates of the helical data D1 to D4. Thereafter, the image data is reconstructed from the sinogram S1 using a filtered back projection (Filtered Back Projection) or the like.

図6(A)に、この寄与率k1、・・・、k4の物理的な意味を示す。図6(A)は、スライス方向の、X線管20およびX線検出器24の相対位置を示している。ここで、X線管20は、概ねX線検出器24の中心上方に位置し、補間により求める撮像断面は、スライス2および3の中間に位置する。従って、X線検出器24のスライス方向端部に位置するスライス1および4のデータD1および4は、補間により求める撮像断面から傾いた断面の画像情報を含むものとなり、誤差が大きくなる。   FIG. 6A shows the physical meaning of the contribution ratios k1,..., K4. FIG. 6A shows the relative positions of the X-ray tube 20 and the X-ray detector 24 in the slice direction. Here, the X-ray tube 20 is positioned approximately above the center of the X-ray detector 24, and the imaging cross section obtained by interpolation is positioned between the slices 2 and 3. Accordingly, the data D1 and 4 of the slices 1 and 4 located at the end of the X-ray detector 24 in the slice direction include image information of a cross section inclined from the imaging cross section obtained by interpolation, and an error increases.

これにより、補間関数fを用いて撮像断面を求める際に、スライスごとの断面の傾きに応じて、重み付けを行い、より高い確度の画像情報の取得が行われる。図6の例では、スライス2および3が最も補間される断層面に近いので、最も高い寄与率を有し、スライス1および4が最も補間される断層面から傾いているので、最も低い寄与率を有する。なお、寄与率は、補間方法、スライス数および傾きの大きさ等を考慮し、最適なものが実験的に選定される。   As a result, when an imaging section is obtained using the interpolation function f, weighting is performed according to the inclination of the section for each slice, and image information with higher accuracy is acquired. In the example of FIG. 6, slices 2 and 3 have the highest contribution because they are closest to the interpolated tomographic plane, and slices 1 and 4 are tilted from the most interpolated tomographic plane, so the lowest contribution is achieved. Have Note that the optimum contribution rate is experimentally selected in consideration of the interpolation method, the number of slices, the magnitude of the inclination, and the like.

ここで、寄与率の小さなスライスでは、照射されるX線線量を低減しても、画質劣化の度合いが小さく、従って、効果的に被爆線量を軽減することができる。制御処理装置60は、照射方向のブロックの厚さが、概ね寄与率の逆数に比例する様に、ブロック位置の設定を行う。図6(B)に、スライス数が4つの場合のブロック部130の中心におけるスライス方向の断面の一例を示す。X線検出器24のスライス3および4に相当する中心近傍では、照射方向のブロック厚みは薄く、透過X線線量は増大し、スライス1および4に相当する端部では、照射方向のブロック厚みは厚く、透過X線線量は減少する。   Here, in a slice with a small contribution rate, even if the X-ray dose to be irradiated is reduced, the degree of image quality deterioration is small, and therefore the exposure dose can be effectively reduced. The control processing device 60 sets the block position so that the thickness of the block in the irradiation direction is substantially proportional to the reciprocal of the contribution rate. FIG. 6B shows an example of a cross section in the slice direction at the center of the block portion 130 when the number of slices is four. In the vicinity of the center corresponding to the slices 3 and 4 of the X-ray detector 24, the block thickness in the irradiation direction is thin, the transmitted X-ray dose increases, and at the end corresponding to the slices 1 and 4, the block thickness in the irradiation direction is Thicker, the transmitted X-ray dose is reduced.

上述してきたように、本実施の形態2では、寄与率の小さいブロック部130のスライス方向端部のブロック厚さを薄くすることとしているので、寄与率の小さいスライス方向端部を透過するX線を減弱させ、大きな画質の劣化を生じることなく、被検体1の被爆線量を、軽減することができる。
(実施の形態3)
ところで、上記実施の形態1では、予め設定される胸部領域あるいは腹部領域等の撮像部位ごとのブロック位置を、オペレータが入力する撮影情報から選択し、スライス方向に撮影部位ごとに被爆X線線量が最小化されたブロック位置を設定し、総合的な被爆線量を低減させたが、この撮影部位ごとのブロック位置を、スカウトスキャン(scout scan)で取得される被検体1の投影情報およびこの投影情報に含まれるプロジェクション長情報に基づいて、自動的に決定することもできる。そこで、本実施の形態3では、スカウトスキャンで取得される画像情報から、ブロック位置を決定する場合を示すことにする。
As described above, in the second embodiment, the block thickness at the end portion in the slice direction of the block portion 130 with a small contribution rate is thinned, so that the X-ray that passes through the end portion in the slice direction with a small contribution rate is used. The exposure dose of the subject 1 can be reduced without causing large deterioration in image quality.
(Embodiment 3)
By the way, in the first embodiment, a block position for each imaging region such as a chest region or abdominal region that is set in advance is selected from imaging information input by the operator, and the X-ray dose is determined for each imaging region in the slice direction. Although the minimized block position is set and the total radiation dose is reduced, the projection position of the subject 1 obtained by a scout scan and the projection information is obtained for the block position for each imaging region. Can be automatically determined based on the projection length information included in. Therefore, the third embodiment shows a case where the block position is determined from the image information acquired by the scout scan.

ここで、X線CT装置は、図1に示した走査ガントリ2および操作コンソール6を有しており、さらにフィルタ部21は、図2に示したものと全く同様であるので詳細な説明を省略する。   Here, the X-ray CT apparatus has the scanning gantry 2 and the operation console 6 shown in FIG. 1, and the filter unit 21 is exactly the same as that shown in FIG. To do.

図7は、本実施の形態3にかかる制御処理装置60の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、被検体1をテーブルに載置する(ステップS701)。そして、被検体1のスカウトスキャンを行う(ステップS702)。図8(A)に、このスカウトスキャンを示す。撮影テーブル4に載置された被検体1は、z軸方向に移動され、また、X線管20は、回転せず固定のままとし、被検体1のスキャンを行う範囲で被検体1の投影情報を取得する。   FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the control processing device 60 according to the third embodiment. First, the operator places the subject 1 on the table (step S701). Then, a scout scan of the subject 1 is performed (step S702). FIG. 8A shows this scout scan. The subject 1 placed on the imaging table 4 is moved in the z-axis direction, and the X-ray tube 20 remains fixed without rotating, and the subject 1 is projected within a range where the subject 1 is scanned. Get information.

その後、オペレータは、撮影モードの選択を行う(ステップS703)。この選択では、フィルタ部21のブロックを固定配置とする高感度モード、あるいはブロック位置をテーブル位置と同期して配列し直す被爆低減モードが選択される。特に、テーブルが連続的に移動するヘリカルスキャン等の場合には、スキャン中に撮像部位が移動するので、被爆低減モードが好ましい。   Thereafter, the operator selects a shooting mode (step S703). In this selection, a high sensitivity mode in which the blocks of the filter unit 21 are fixedly arranged, or an exposure reduction mode in which the block positions are rearranged in synchronization with the table positions are selected. In particular, in the case of a helical scan or the like in which the table moves continuously, the imaging region moves during the scan, so the exposure reduction mode is preferable.

その後、制御処理装置60は、被爆低減モードが選択されたかどうかを判定し(ステップS704)、被爆低減モードが選択されない場合には(ステップS704否定)、フィルタ部21のブロックの初期設定を行う(ステップS705)。この初期設定では、例えば、胸部あるいは腹部等で定められたブロック配置が、フィルタコントローラ31により設定される。そして、ブロック配置は固定のまま、スキャンが行われ(ステップS706)、データが収集される。   Thereafter, the control processing device 60 determines whether or not the exposure reduction mode is selected (step S704), and when the exposure reduction mode is not selected (No at step S704), the block of the filter unit 21 is initialized (step S704). Step S705). In this initial setting, for example, the block arrangement determined by the chest or abdomen is set by the filter controller 31. Then, scanning is performed with the block arrangement fixed (step S706), and data is collected.

また、制御処理装置60は、被爆低減モードが選択された場合には(ステップS704肯定)、ステップS702のスカウトスキャンで取得された投影画像情報から、被検体1の撮影範囲のプロジェクション長情報を求める(ステップS707)。ここで、プロジェクション長情報は、X線検出素子で検出されるX線強度から、被検体1の組織部分のX線線吸収係数を概ね一定と考えて対数変換により算出される量で、被検体1内部の組織部分におけるX線の透過長さを現す。   Further, when the exposure reduction mode is selected (Yes at Step S704), the control processing device 60 obtains projection length information of the imaging range of the subject 1 from the projection image information acquired by the scout scan of Step S702. (Step S707). Here, the projection length information is an amount calculated by logarithmic conversion from the X-ray intensity detected by the X-ray detection element, assuming that the X-ray absorption coefficient of the tissue portion of the subject 1 is substantially constant. 1 represents the transmission length of X-rays in the internal tissue part.

図8(B)は、図8(A)に示される被検体1のスカウトスキャンにより取得されるプロジェクション長情報の一例である。図8(B)は、横軸にテーブル位置、縦軸にプロジェクション長を現し、横軸のテーブル位置は、図8(A)に示す、被検体1が載置されたテーブルの位置に対応している。   FIG. 8B is an example of projection length information acquired by the scout scan of the subject 1 shown in FIG. FIG. 8B shows the table position on the horizontal axis and the projection length on the vertical axis, and the table position on the horizontal axis corresponds to the position of the table on which the subject 1 is placed as shown in FIG. ing.

図8(B)に示す投影情報から取得されるプロジェクション長は、被検体1の胸部に対応するテーブル位置では、胸腔を含むのでプロジェクション長は、小さなものとなり、被検体1の腹部に対応するテーブル位置では、臓器が密に詰まっているので、プロジェクション長は、大きなものとなる。   The projection length acquired from the projection information shown in FIG. 8B includes the chest cavity at the table position corresponding to the chest of the subject 1, so the projection length is small, and the table corresponding to the abdomen of the subject 1. In position, the organs are densely packed, so the projection length is large.

図7に戻り、制御処理装置60は、ステップS707で求めたプロジェクション長情報から、テーブル位置ごとのブロック配列を決定する(ステップS708)。この決定では、図8(C)に示したプロジェクション長とフィルタ厚みの相関テーブルが用いられる。この図は、予め実験により求められ、プロジェクション長とフィルタ厚みは概ね反比例の関係にある。そして、プロジェクション長が短い場合には、被検体1内部でのX線の減弱が小さいので、より厚みのあるフィルタを用いる。そして、厚みのあるフィルタは、照射X線を減弱させ、画質の大きな低下を伴うことなく、被検体1の被爆線量を軽減することができる。   Returning to FIG. 7, the control processing device 60 determines a block arrangement for each table position from the projection length information obtained in step S707 (step S708). In this determination, the correlation table between the projection length and the filter thickness shown in FIG. 8C is used. This figure is obtained in advance by experiment, and the projection length and the filter thickness are in an inversely proportional relationship. When the projection length is short, the attenuation of X-rays in the subject 1 is small, so a thicker filter is used. The thick filter attenuates the irradiated X-rays and can reduce the exposure dose of the subject 1 without greatly degrading the image quality.

図8(D)は、図8(B)および(C)から求まる、被検体1が載置されたテーブル位置ごとの最適なフィルタ厚みを示したものである。ここで、図8(D)の横軸に示すテーブル位置は、図8(B)の横軸と同一の座標軸をなす。図8(D)では、被検体1の胸部に対応するテーブル位置では、プロジェクション長が小さいので厚いフィルタが用いられ、被検体1の腹部に対応するテーブル位置では、プロジェクション長が大きいので薄いフィルタが用いられる。   FIG. 8D shows the optimum filter thickness for each table position on which the subject 1 is placed, which is obtained from FIGS. 8B and 8C. Here, the table position shown on the horizontal axis of FIG. 8D forms the same coordinate axis as the horizontal axis of FIG. In FIG. 8D, a thick filter is used at the table position corresponding to the chest of the subject 1 because the projection length is small, and a thin filter is used at the table position corresponding to the abdomen of the subject 1 because the projection length is large. Used.

また、図8(D)は、テーブル位置に対応するスライス方向のフィルタ厚みを示したが、同様に、X線検出器24のチャネル方向のフィルタ厚みも、チャネル方向のプロジェクション長から求めることもできる。   FIG. 8D shows the filter thickness in the slice direction corresponding to the table position. Similarly, the filter thickness in the channel direction of the X-ray detector 24 can be obtained from the projection length in the channel direction. .

図7に戻り、制御処理装置60は、ブロック部130に対して初期設定を行う(ステップS709)。ここでは、スキャン開始時のテーブル位置およびステップS708で求めたテーブル位置ごとのフィルタ厚み情報に基づいて、フィルタコントローラ31が、チャネル方向にブロックを移動し、スライス方向およびチャネル方向に渡って、所定のフィルタ厚みを有するブロック部130を形成する。   Returning to FIG. 7, the control processing device 60 performs initial setting for the block unit 130 (step S <b> 709). Here, based on the table position at the start of scanning and the filter thickness information for each table position obtained in step S708, the filter controller 31 moves the block in the channel direction, and performs predetermined processing over the slice direction and the channel direction. A block portion 130 having a filter thickness is formed.

その後、制御処理装置60は、スキャンを開始する(ステップS710)。そして、制御処理装置60は、テーブルが移動したかどうかを判定し(ステップS711)、テーブルが移動していない場合には(ステップS711否定)、そのままデータ収集を行い(ステップS713)、テーブルが移動した場合には(ステップS711肯定)、移動した位置に対応するフィルタ厚みを有する様に、ブロック部130を再配置し(ステップS712)、その後でステップS713のデータ収集を行う。   Thereafter, the control processing device 60 starts scanning (step S710). Then, the control processing device 60 determines whether or not the table has moved (step S711). If the table has not moved (No at step S711), data is collected as it is (step S713), and the table is moved. If so (Yes in step S711), the block unit 130 is rearranged so as to have a filter thickness corresponding to the moved position (step S712), and then data collection in step S713 is performed.

その後、制御処理装置60は、データ収集が終了したかどうかを判定し(ステップS714)、データ収集が終了していない場合には(ステップS714否定)、ステップS711に移行し、テーブル移動の確認を行う。また、データ収集が終了した場合には(ステップS714肯定)、本処理を終了する。   Thereafter, the control processing device 60 determines whether or not the data collection has ended (step S714). If the data collection has not ended (No at step S714), the control processing device 60 proceeds to step S711 and confirms the table movement. Do. If the data collection is completed (Yes at step S714), the process is terminated.

上述してきたように、本実施の形態3では、スカウトスキャンにより、被検体1の撮影範囲のプロジェクション長情報を求め、このプロジェクション長情報からテーブル位置ごとのフィルタ厚みを決定し、スキャンの際に、テーブル位置の変化に応じて、フィルタ厚みを自動制御することとしているので、ヘリカルスキャン等を用いて胸部および腹部の撮影を行う場合のように、大きくプロジェクション長が異なる被検体1の複数部位を、テーブルを連続的に移動して撮影する際に、被爆線量が最も低くなるフィルタ厚みにダイナミックに変化させ、スキャン中の被爆線量を、大きな画質劣化を伴うこと無く低減することができる。   As described above, in Embodiment 3, the projection length information of the imaging range of the subject 1 is obtained by scout scanning, the filter thickness for each table position is determined from this projection length information, and at the time of scanning, Since the filter thickness is automatically controlled according to the change in the table position, a plurality of portions of the subject 1 having greatly different projection lengths as in the case of photographing the chest and abdomen using a helical scan or the like, When the table is continuously moved and imaged, the filter thickness can be dynamically changed to the lowest exposure dose, and the exposure dose during scanning can be reduced without significant image quality degradation.

また、本実施の形態3では、フィルタ部21は、図2に示したブロック部130および移動手段121を有するものとしたが、ブロック部130およびコリメータ22間に設けられる一次フィルタ23の厚さおよび位置を、フィルタコントローラ31により、可変とし、被検体1の被爆線量を低減することもできる。なお、この際、上述と同様のスカウトスキャンにより取得したプロジェクション長情報を用いた自動制御を行うこともできる。   In the third embodiment, the filter unit 21 includes the block unit 130 and the moving unit 121 illustrated in FIG. 2, but the thickness of the primary filter 23 provided between the block unit 130 and the collimator 22 and The position can be made variable by the filter controller 31, and the exposure dose of the subject 1 can be reduced. At this time, automatic control using projection length information acquired by a scout scan similar to the above can also be performed.

X線CT装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of a X-ray CT apparatus. 実施の形態1のフィルタ部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a filter unit according to the first embodiment. 実施の形態1の被検体撮像位置を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a subject imaging position according to the first embodiment. 実施の形態1のブロック部の動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of a block unit according to the first embodiment. 実施の形態2のデータ処理を模式的に示す図である。6 is a diagram schematically illustrating data processing according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2のブロック部の配置を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement of block units according to the second embodiment. 実施の形態3のブロック位置を決定する処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating processing for determining a block position according to the third embodiment. 実施の形態3の処理を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing the processing of the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 被検体
2 走査ガントリ
4 撮影テーブル
6 操作コンソール
20 X線管
21 フィルタ部
22 コリメータ
23 一次フィルタ
24 X線検出器
26 データ収集部
28 X線コントローラ
29 ボア
30 コリメータコントローラ
31 フィルタコントローラ
34 回転部
36 回転コントローラ
60 制御処理装置
62 制御インタフェース
64 データ収集バッファ
66 記憶装置
68 表示装置
70 操作装置
120 支持枠
121 移動手段
130 ブロック部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 2 Scanning gantry 4 Imaging table 6 Operation console 20 X-ray tube 21 Filter part 22 Collimator 23 Primary filter 24 X-ray detector 26 Data acquisition part 28 X-ray controller 29 Bore 30 Collimator controller 31 Filter controller 34 Rotation part 36 Rotation Controller 60 Control processing device 62 Control interface 64 Data collection buffer 66 Storage device 68 Display device 70 Operation device 120 Support frame 121 Moving means 130 Block section

Claims (9)

コーン状のX線ビームを照射するX線管と、
前記X線ビームの照射方向と概ね直交する面上に、撮影する被検体の体軸方向であるスライス方向及びそれに直交するチャネル方向に2次元配列される、前記X線ビームを検出する検出素子と、
前記X線管の前記検出素子側の近傍に配設される、前記照射方向及び前記スライス方向に積層されたX線ビームを減弱させる複数のブロックを含むフィルタ部と、
前記複数のブロックそれぞれを前記照射方向と概ね直交する方向に移動する移動手段と、
前記フィルタ部が前記被検体の体軸方向における撮影位置に応じたX線の減弱となるような前記ブロックの配置となるように、前記移動手段におけるブロックの移動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするX線CT装置。
An X-ray tube that emits a cone-shaped X-ray beam;
A detection element for detecting the X-ray beam, which is two-dimensionally arranged in a slice direction, which is a body axis direction of a subject to be imaged, and in a channel direction orthogonal thereto, on a plane substantially orthogonal to the irradiation direction of the X-ray beam; ,
A filter unit including a plurality of blocks disposed near the detection element side of the X-ray tube to attenuate the X-ray beams stacked in the irradiation direction and the slice direction ;
Moving means for moving each of the plurality of blocks in a direction substantially orthogonal to the irradiation direction;
Control means for controlling the movement of the block in the moving means so that the filter unit has an arrangement of the block so as to attenuate X-rays according to the imaging position in the body axis direction of the subject ;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記ブロックは、前記2次元配列の長尺をなすチャネル方向に2つ配列されることを特徴とする請求項に記載のX線CT装置。 The block, X-rays CT apparatus according to claim 1, characterized in that the two sequences in the channel direction of the elongate said two-dimensional array. 前記ブロックは、直方体の形状を有することを特徴とする請求項1または2に記載のX線CT装置。 The block, X-rays CT apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has a rectangular parallelepiped shape. 前記フィルタ部は、前記スライス方向および前記照射方向に積層されたブロックを囲む、筒状の支持枠を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のX線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 1 , wherein the filter unit includes a cylindrical support frame that surrounds blocks stacked in the slice direction and the irradiation direction. 前記移動手段は、前記ブロックと接続されたシャフトを備えることを特徴とする請求項1ないしに記載のX線CT装置。 It said moving means, X-rays CT apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a shaft connected to the block. 前記支持枠は、前記移動手段を内蔵するケースの外枠に固定されることを特徴とする請求項4または5に記載のX線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 4 , wherein the support frame is fixed to an outer frame of a case in which the moving unit is built. 前記制御手段は、前記X線管および前記検出素子の間に配置される被検体のスカウトスキャンから、前記被検体の吸収X線線量の異なる撮像部位ごとに、前記被検体のX線被爆線量を減少させるブロック位置を算定する第1の算定手段を備えることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載のX線CT装置。 The control means calculates an X-ray exposure dose of the subject for each imaging region having a different absorbed X-ray dose of the subject from a scout scan of the subject disposed between the X-ray tube and the detection element. X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a first calculating means for calculating the block position to reduce. 前記制御手段は、前記X線管および前記検出素子の間に配置される被検体の投影データを用いて画像再構成を行う際の、前記スライス方向の投影データの前記画像再構成に対する寄与率に基づいて、前記被検体のX線被爆線量を減少させるブロック位置を算定する第2の算定手段を備えることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載のX線CT装置。 The control means determines the contribution ratio of the projection data in the slice direction to the image reconstruction when performing image reconstruction using projection data of a subject arranged between the X-ray tube and the detection element. based on the X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a second calculating means for calculating the block position to reduce the X-ray exposure dose of the subject. 前記制御手段は、前記被検体の体軸方向の位置を移動しつつ撮像を行う際に、前記ブロック位置を、前記位置ごとに前記算定の結果と一致させることを特徴とする請求項6または7に記載のX線CT装置。 Said control means, said in performing imaging while moving the body axis direction of the position of the subject, according to claim 6 or 7 the block position, and wherein the match the result of the calculation for each of the positions X-ray CT apparatus described in 1.
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