JP4406106B2 - X-ray CT system - Google Patents

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    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の体軸方向にも広がりを有する円錐または角錐状のX線ビーム(以下、コーンビームと称する)、及びこれを受容する2次元状の検出器を有してヘリカルスキャンを行うことが可能なX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の被検体の断層面の撮影に使用するX線CT装置(以下、CTと略記する)のスキャン方式等について簡単に説明する。
(1)2つのスキャン方式(コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャン)
CTの代表的な2種のスキャン方式について説明する。第1のスキャン方式は、図3(A)に示すコンベンショナルスキャンである。
この方式は、被検体Pの目的とする断面(例えば、断面A)の周囲を1回転するスキャン方式である。複数の断面(例えば、断面Aと断面B)の画像を得たい場合は、先ず断面Aの周囲を1回転しながらデータ収集し、その後、被検体Pを載せた寝台、或いはX線焦点と検出器を移動して、断面Bを回転面にもってくる。その後、断面Aと同様に断面Bの周囲を1回転しながらデータ収集する。従って、コンベンショナルスキャン方式は、撮影範囲が被検体の体軸方向(Z軸方向)に広い場合、および目的とする断面が多い場合には、撮影時間が長くなる。
第2のスキャン方式は、図3(B)に示すヘリカルスキャンである。この方式は、X線焦点と検出器とを連続的に回転させながら、その回転と同期させて寝台を被検体Pの体軸方向に移動させてデータ収集する。X線焦点の軌跡が被検体Pの周囲を螺旋状にスキャンする。このスキャン方式によると、広範囲を高速にスキャンできる。ここで、座標系を図4に示すように定義する。XY面がコンベンショナルスキャンでスキャンする断面A,Bに相当し、Z軸方向は被検体Pの体軸方向であり、前述のシングルスライスCTではスライス方向と称される方向である。
【0003】
(2)マルチスライスCT
さて、高精細に広範囲を高速に撮影したいという要求から、図5(A),(B),(C)に示すように、検出器列を2列,4列,8列、或いはさらに多数列備えるマルチスライスCTシステムが提案されている。
ところで、マルチスライスCTにてコンベンショナルスキャンを行なう時は、使用する検出器列数を診断の要求に応じて適宜切換えて撮影を行なうことは知られている。例えば、体軸方向に100列を有する検出器を備えたCTの場合を考えると、集団検診等において肺野全体の様に広い範囲を撮影して異常所見の有無のみを診断する場合は、患者の息止め可能時間を考慮すればできるだけ短時間に撮影を終えるべきであり、そのために検出器列全て(100列)を用いて撮影は行われる。また、ある特定の狭い範囲に限定し該範囲の緻密な診断を必要とされる場合は、検出器列の中心部における例えば20列に制限するようX線を照射しそして該20列からデータ収集することで撮影は行なわれる。
ここで、体軸方向に狭い範囲の撮影の場合に使用する検出器列数を制限するのは、被検体への無駄な被曝を防ぐ目的の他にコーンビームを用いることによるアーチファクトの影響を少なくする目的もある。
【0004】
すなわち、コーンビームを用いて得る2次元検出器からの投影データに基づいて再構成をする場合、スライス位置の中心では図6(A)の通り投影データが体軸に垂直であるので何等問題なく再構成できるが、このスライス中心から体軸方向に離れる位置ほど図6(B)に示すように投影データが交差するようになる。しかもこの角度は中心からのずれに比例して大きくなる。
そのため、コーンビームを用いたCTにおける再構成は数学的に難しい問題になり何等かの近似をして再構成を行うが、中心から離れたスライス位置では精度が悪くなるのは否めずこれがアーチファクトを生じる要因となっている。そこで、体軸方向に狭い範囲の撮影の場合には使用する検出器列数を制限し、アーチファクトの影響を少なくするものである。
【発明が解決しようとする課題】
広範囲を高精細かつ高速に撮影したいという要求から、上述のようなマルチスライスCTにてヘリカルスキャンを行うことも知られており、特許も多数出願されている。例えば、特開平4−224736号公報「CT装置」荒舘博、南部恭二郎(90年12月25日出願)などがある。
このようなマルチスライスCTでヘリカルスキャンを行う場合、新たな問題が生じている。それは、体軸方向に比較的広い幅にコーン角を設定したX線ビームでヘリカルスキャンを行い再構成すると、得られる断層像の画質が低下するというものである。これは、ヘリカルスキャン特有の補間演算を行うことに起因する。
【0005】
すなわち、ヘリカルスキャンの場合は得られる投影データ系列が被検体の体軸方向へ螺旋軌道を描いていく関係上、所望とするスライス位置上の投影データは唯一つしかない。よって、そのスライス位置に近くてかつその投影角度と同一角度もしくはその対向角度における複数の投影データから補間演算を行って該スライス位置上の投影データを各投影角度毎に生成し、これら算出された投影データによって断層像が再構成されることがよく知られている。
この補間演算を上記公知の特許出願に示されるようなマルチスライスCTで考えた場合、指定されたスライス位置に含まれる全ての検出器列から得る投影データを用いて再構成されるが、各列の検出素子間に機械的配置上および/または検出特性にばらつきがあると、そのばらつきが再構成された断層像の画質に悪影響を与えるものと考えられる。
したがって、再構成に寄与する検出素子が多ければ多いほど、換言すれば体軸方向の使用列数が多いほど上記ばらつきによる誤差の影響が大きくなり、ひいては画質低下につながってしまう。また、撮影完了後にこの好ましくない画質に気がついても、それを修正するには撮影をやり直すことが必要となり、被検体にとっては無駄な被曝になってしまい、かつ検査の長時間化を招くという欠点を内在する。
【0006】
しかしながら、これまで我々出願人が知る限りマルチスライスCTでヘリカルスキャンを行うにあたり、この画質低下に着目した既出特許や公知文献は存在していないのが実状である。
そこで、本発明においては上記事情を鑑みてなされたもので、マルチスライスCTでヘリカルスキャンを行う際に生じ得る画質低下を、操作者が意識せずとも抑制し得るX線CT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】
前記課題を解決するために請求項1記載の発明は、X線を被検体に向けて放射するX線発生手段と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを得る複数の検出素子が2次元的に配列されている検出手段と、前記X線発生手段が前記被検体の周囲をスキャンするにあたり、被検体をその体軸方向への移動なしでスキャンを行う通常スキャン、または体軸方向への移動を伴ってスキャンを行うヘリカルスキャンのいずれかを行い得るスキャン制御手段と、このスキャン制御手段におけるスキャン態様のいずれかを選択するスキャン選択手段と、所望とするスライス数を任意に設定し得るスライス数設定手段と、前記スキャン選択手段にてヘリカルスキャンが選択された際に前記スライス数設定手段にて任意に設定し得る最大スライス数に対し、前記通常スキャンの際に設定し得る最大スライス数よりも少ないスライス数とするよう制限を与えるスライス数制限手段とを具備することを特徴とするものである。
次に、請求項3記載の発明は、X線を被検体に向けて放射するX線発生手段と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを得る複数の検出素子が2次元的に配列されている検出手段と、前記X線発生手段が前記被検体の周囲をスキャンするにあたり、被検体をその体軸方向への移動なしでスキャンを行う通常スキャン、または体軸方向への移動を伴ってスキャンを行うヘリカルスキャンのいずれかを行い得るスキャン制御手段と、前記通常スキャンに対応した第1の標準スライス数値及びヘリカルスキャンに対応した前記第1の標準スライス数値よりは少ない第2の標準スライス数値を予め記憶する記憶手段と、前記スキャン制御手段におけるスキャン態様のいずれかを選択するスキャン選択手段と、このスキャン選択手段にて選択されたスキャン態様に応じて前記記憶手段に記憶された第1もしくは第2の標準スライス数値を適用してスキャンを行うことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るX線CT装置を実施形態により説明する。なお、X線CT装置には、X線管とX線検出器とが1体として被検体Pの周囲を回転するROTATE/ROTATEタイプ、リング状にアレイされた多数の検出素子が固定され、X線管のみが被検体Pの周囲を回転するSTATIONARY/ROTATEタイプ、或いは被検体Pの周囲を取り囲むターゲット上で電子ビームをスキャンさせるSTATIONARY/STATIONARYタイプ等様々なタイプがあり、いずれにおいても本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めているROTATE/ROTATE-TYPEとして説明する。
また、1枚の断層像を再構成するには、被検体Pの周囲1周、約360度分の投影データの1セットが、またハーフスキャン法でも21度〜240度程度分の投影データの1セットが必要とされる。いずれの方式にも本発明を適用可能であるが、ここでは、一般的な前者の約360度分の投影データセットから1枚の断層像を再構成するものとして説明する。
図1は本実施形態例を適用したX線CT装置のシステム構成図を示している。
図1に示すように、X線CT装置1は、入力部2と、システム制御部3と、架台・寝台制御部4と、寝台移動部5と、プリコリメータ制御部6と、プリコリメータCと、X線制御装置7と、高電圧発生装置8と、X線ビーム発生源9と、検出素子が2次元配列された検出器10と、回転架台11と、データ収集部12と、補間処理部13と、画像再構成部14と、表示部15とを備えている。
【0009】
システム制御部3は、入力部2を用いて入力された通常スキャンもしくはヘリカルスキャンのいずれであるかの選択信号および設定されたスライス数信号を受容し、ヘリカルスキャンが選択された際は、スライス厚、回転速度等のヘリカルスキャン条件の内、回転速度とスライス厚とファン角度等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部4に対して出力する。
なお、このシステム制御部3には、スキャン形態としてヘリカルスキャンが選択された場合に、入力部2にて設定される最大スライス数を検出器10の体軸方向幅(列数)よりも少なく制限するスライス数制限部3aが設けられている。具体的には、検出器10が体軸方向に100列有するとすればこのスライス数制限部3aでは術者が選択し得る最大列数を50列と例えば半分に制限するものである。ここで、スライス数制限部3aは使用する検出器列は中央付近となるようプリコリメータC及びデータ収集部12の列数制限を行う。このようにすればコーンビームの中心軸からの広がり角が抑制され、投影データの中心からのずれ量を小さくしてアーチファクトの影響を少なくする。
また、システム制御部3は、X線ビーム発生を制御するX線ビーム発生制御信号をX線制御装置7に対して出力し、X線ビームの検出タイミングを示す検出制御信号をデータ収集部12に対して出力する。
【0010】
更に、システム制御部3は、入力部2で設定されたスライス数に基づく検出素子列からのデータを収集すべくデータ収集制御信号をデータ収集部12に対して出力し、補間方法を示す補間制御信号を補間処理部13に対して出力する。
架台・寝台制御部4は、システム制御部3により出力された架台・寝台制御信号を基に回転架台11を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部5に対して出力する。
寝台移動部5は、架台・寝台制御部4により出力された寝台移動信号を基に、例えばヘリカルスキャンが選択された際には回転架台11の1回転当りの寝台Tの移動量を求め、この移動量で寝台Tを移動させる。
プリコリメータ制御部6は、X線ビーム発生源9の照射口付近に設けられたプリコリメータCの体軸方向における開口幅を制御する。
X線制御装置7は、システム制御部3により出力されたX線ビーム発生制御信号を基に、高電圧発生装置8による高電圧発生のタイミングを制御する。
高電圧発生装置8は、X線ビーム発生源9からX線ビームを曝射させるための高電圧をX線制御部17からの制御信号に従ってX線ビーム発生源9に供給する。X線ビーム発生源9は、高電圧発生装置8から供給された高電圧によってコーン形状のX線ビームを曝射する。
【0011】
回転架台11は、X線ビーム発生源9と検出器10とを保持する。また、回転架台11は、図示しない架台回転機構により、X線ビーム発生源9と検出器10との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。
データ収集部12は、検出器10により検出されたX線ビーム(実際には検出信号)を、システム制御部3により出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。補間処理部13は、データ収集部12によって収集されたX線ビームを基に、目的のスライス位置のX線ビームを補間する。
画像再構成部14は、補間処理部13により補間されたX線ビームを基に、画像再構成する。表示部15は、画像再構成部14により再構成された画像を図示しないモニタ上に表示する。
つぎに、上記の実施形態例の動作を、図1及びこの動作フローチャートを表す図2をも参照に入れて説明する。なお、収集し得る最大列数は100列との仮定で以下説明する。
まず術者は、入力部2からスキャンのための諸条件、例えば通常スキャンかもしくはヘリカルスキャンかのスキャン形態、スライス厚、スライス数、スライスピッチ、スキャン範囲及び被検体サイズ等を入力する。………………(S1)
次に、この入力された諸条件をシステム制御部3が受容し、入力されたスキャン形態がヘリカルスキャンかどうかを判断する。………………………(S2)
上記ステップS2にて、ヘリカルスキャンであるとされた場合は、スライス数制限部3aに記憶された制限値50列を設定可能な最大値とする。…(S3)
次に、術者は所望とする列数を設定する。………………………………(S4)
上記ステップS4で設定された値が50列以下かどうか比較する……(S5)
上記ステップS5の比較で50列以下の場合、プリコリメータCの開度及びデータ収集制御信号を設定列数に合致するよう制御する。…………………(S6)
スキャンを開始する。…………………………………………………………(S7)
なお、上記ステップS5にて、設定列数が50を越えた場合はステップS4へ戻り、術者は所望とする列数を設定し直す。
【0012】
上記ステップS2にて、スキャン形態がヘリカルではない通常スキャンであった場合、術者は検出器が有する最大列数である100列を越えない範囲で所望とする列数を設定する。…………………………………………………………(S8)
上記ステップS8で設定された設定列数に合致するように、プリコリメータCの開度及びデータ収集制御信号を制御する。…………………………………(S9)
スキャンを開始する。………………………………………………………(S1)
スキャンによって得られる投影データはデータ収集部12を介して補間処理部13に入力され、ヘリカル特有の補間演算を行なって所望スライス位置における投影データを生成する。その後、補間投影データ及び実際の検出投影データは画像再構成部14に入力され、断層像が形成されて表示部15に表示されて診断に供する。
このような実施形態により、術者がヘリカルスキャンを選択した場合、選択し得る最大スライス数が検出器が有する最大列数の半分に自動的に設定されるため、コーンビームの体軸方向における広がり角が小さくなることから、各再構成に寄与する体軸方向の検出素子の使用列数が少なくなり、各検出素子による誤差の影響が抑制される。よって、たとえヘリカルスキャンであろうと得られる断層像の画質低下は抑えられる。
【0013】
また、これに伴って当然ながらプリコリメータも設定スライス数のみに照射されるよう絞られるため、被検体Pに対する無駄な被曝を防ぐことができる。さらに、撮影のやり直しも防止できることからも無駄な被曝は防止でき、かつ検査の長時間化も防ぐこととなる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、ヘリカルスキャン時の設定し得る最大スライス数を検出器10が有する列数の半分としたが、これに限定されない。ヘリカルスキャン時の画質を考慮して検出器が有する列数の1/3とか1/4など、より少なくすればさらに画質向上が望める。これは要求される診断形態によって予め設定しておけばよい。
また、上記実施形態では設定し得るスライス数の上限値を抑制する方法を述べたが、スキャン形態毎に標準的なスライス数値を予めプリセットしておいてもよい。例えば、通常スキャンは100列使用が、またヘリカルスキャンは30列使用がデフォルト値として設定されている等。この方法では、診断部位に応じてスキャン条件がパターン化されている場合において、術者がスキャン形態を特に意識せずとも画質の低下が抑制された断層像を得る事ができ、かつ使い勝手が良い。
【0014】
さらに、上記実施形態では設定スライス数に応じてプリコリメータCを絞ることのみ説明したが、検出器10と被検体Pとの間に検出器10に入射するX線をさらに絞るポストコリメータを備える形式のX線CT装置であれば、このポストコリメータもプリコリメータCと同様に設定スライス数に応じた開度制御対象としてもよい。
【0015】
【発明の効果】
以上記載した本発明によれば、マルチスライスCTでヘリカルスキャンを行う際に生じ得る画質低下を、操作者が意識せずとも抑制し得るという優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るX線CT装置の構成を示すブロック図。
【図2】図1の実施形態例における処理の流れを説明するフローチャート図。
【図3】コンベンショナルスキャンとヘリカルスキャンの概念図。
【図4】CTスキャンにあたっての座標系を説明するための図。
【図5】マルチスライスCTの概念図。
【図6】180度離れた投影角度の投影データの交差角度を示す図。
【符号の説明】
2…入力部
3…システム制御部
3a…スライス数制限部
9…X線ビーム発生源
10…検出器
P…被検体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a cone or pyramid-shaped X-ray beam (hereinafter referred to as a cone beam) having a spread in the body axis direction of a subject, and a two-dimensional detector for receiving the X-ray beam. The present invention relates to an X-ray CT apparatus that can be used.
[0002]
[Prior art]
A scanning method of a conventional X-ray CT apparatus (hereinafter abbreviated as CT) used for imaging a tomographic plane of a subject will be briefly described.
(1) Two scanning methods (conventional scan and helical scan)
Two typical CT scanning methods will be described. The first scan method is a conventional scan shown in FIG.
This method is a scanning method in which the periphery of the target cross section (eg, cross section A) of the subject P is rotated once. In order to obtain images of a plurality of cross sections (for example, cross section A and cross section B), first, data is collected while rotating around the cross section A, and then a bed on which the subject P is placed or an X-ray focus and detection. Move the vessel to bring the section B to the plane of rotation. Thereafter, data is collected while rotating around the section B in the same manner as the section A. Therefore, in the conventional scanning method, when the imaging range is wide in the body axis direction (Z-axis direction) of the subject and when there are many target cross sections, the imaging time becomes long.
The second scan method is a helical scan shown in FIG. In this method, while the X-ray focal point and the detector are continuously rotated, data is collected by moving the bed in the body axis direction of the subject P in synchronization with the rotation. The locus of the X-ray focal point scans around the subject P in a spiral shape. According to this scanning method, a wide range can be scanned at high speed. Here, a coordinate system is defined as shown in FIG. The XY plane corresponds to the cross sections A and B scanned by the conventional scan, the Z-axis direction is the body axis direction of the subject P, and the direction referred to as the slice direction in the single slice CT described above.
[0003]
(2) Multi-slice CT
Now, in order to capture a wide range at a high speed with high definition, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, two, four, eight, or even more detector rows are arranged. A multi-slice CT system is proposed.
By the way, when performing a conventional scan in multi-slice CT, it is known to perform imaging by appropriately switching the number of detector rows to be used in accordance with a diagnosis request. For example, considering the case of CT equipped with a detector having 100 rows in the body axis direction, when examining a wide range like the whole lung field and diagnosing only the presence or absence of abnormal findings in group examinations, etc. In consideration of the possible breath-holding time, the imaging should be completed in as short a time as possible. For this purpose, imaging is performed using all the detector rows (100 rows). In addition, when it is limited to a specific narrow range and precise diagnosis of the range is required, X-ray irradiation is performed so as to limit the number of rows to, for example, 20 in the center of the detector row, and data is collected from the 20 rows. By doing so, shooting is performed.
Here, limiting the number of detector rows used for imaging in a narrow range in the body axis direction reduces the influence of artifacts caused by using a cone beam in addition to the purpose of preventing unnecessary exposure to the subject. There is also a purpose.
[0004]
That is, when reconstruction is performed based on projection data from a two-dimensional detector obtained using a cone beam, the projection data is perpendicular to the body axis at the center of the slice position as shown in FIG. Although it can be reconfigured, the projection data intersects as shown in FIG. 6B as the position is farther from the slice center in the body axis direction. Moreover, this angle increases in proportion to the deviation from the center.
Therefore, reconstruction in CT using a cone beam is a mathematically difficult problem, and reconstruction is performed by approximating something. However, it cannot be denied that accuracy deteriorates at a slice position far from the center, which causes artifacts. It is a factor that arises. Therefore, in the case of photographing in a narrow range in the body axis direction, the number of detector rows used is limited to reduce the influence of artifacts.
[Problems to be solved by the invention]
In order to capture a wide range with high definition and high speed, it is also known to perform helical scanning by the multi-slice CT as described above, and many patents have been filed. For example, JP-A-4-224736, “CT apparatus” Hiroshi Aratsuki, Shinjiro Nanbu (filed on Dec. 25, 1990), and the like.
When helical scanning is performed with such multi-slice CT, a new problem arises. That is, when the helical scan is performed with an X-ray beam having a cone angle set to a relatively wide width in the body axis direction and reconstructed, the image quality of the obtained tomographic image is lowered. This is caused by performing an interpolation calculation specific to the helical scan.
[0005]
That is, in the case of the helical scan, there is only one projection data on the desired slice position because the obtained projection data series draws a spiral trajectory in the body axis direction of the subject. Therefore, by performing an interpolation operation from a plurality of projection data close to the slice position and at the same angle as the projection angle or at the opposite angle, projection data on the slice position is generated for each projection angle. It is well known that a tomographic image is reconstructed from projection data.
When this interpolation operation is considered in multi-slice CT as shown in the above-mentioned known patent application, reconstruction is performed using projection data obtained from all detector rows included in a specified slice position. If there is a variation in mechanical arrangement and / or detection characteristics between the detection elements, it is considered that the variation adversely affects the image quality of the reconstructed tomographic image.
Therefore, the more detection elements that contribute to reconstruction, in other words, the greater the number of columns used in the body axis direction, the greater the effect of errors due to the above-described variations, leading to lower image quality. In addition, even if you notice this undesirable image quality after completion of imaging, it is necessary to redo the imaging to correct it, resulting in useless exposure for the subject and a long examination time. Is inherent.
[0006]
However, as far as we know, no patents or publicly known documents that focus on this degradation in image quality exist when performing helical scanning with multi-slice CT.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an X-ray CT apparatus that can suppress image quality degradation that may occur when performing helical scanning with multi-slice CT without the operator being aware of it. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an X-ray generation unit that emits X-rays toward a subject, and a plurality of detections that obtain projection data by detecting the X-rays that have passed through the subject. When the detection means in which the elements are two-dimensionally arranged and the X-ray generation means scan the periphery of the subject, a normal scan that scans the subject without moving in the body axis direction, or a body Scan control means that can perform any one of helical scans that perform scanning with movement in the axial direction, scan selection means that selects one of the scan modes in this scan control means, and any desired number of slices and a slice number setting means capable of setting, the maximum number of slices that can be set arbitrarily by the number of slices setting means when the helical scan is selected by the scan selection means And it is characterized in that it comprises a number of slices limiting means for providing a limit to less number of slices than the maximum number of slices that can be set during the normal scan.
Next, in the invention described in claim 3, the X-ray generating means for emitting X-rays toward the subject and the plurality of detection elements for obtaining projection data by detecting the X-rays transmitted through the subject are two-dimensional. When the detection means and the X-ray generation means that are arranged in a scanning manner scan the periphery of the subject, a normal scan in which the subject is scanned without moving in the body axis direction, or in the body axis direction Scan control means capable of performing any one of helical scans that perform scanning with movement, a first standard slice value corresponding to the normal scan, and a second smaller than the first standard slice value corresponding to the helical scan Storage means for storing the standard slice numerical value in advance, scan selection means for selecting one of scan modes in the scan control means, and selection by this scan selection means By applying the first or second standard slices values stored in the storage means in accordance with a scan mode that is characterized in carrying out the scanning.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the X-ray CT apparatus according to the present invention will be described below. In the X-ray CT apparatus, an X-ray tube and an X-ray detector are combined into a single ROTATE / ROTATE type rotating around the subject P, and a large number of detection elements arranged in a ring shape are fixed. There are various types such as the STATIONARY / ROTATE type in which only the tube is rotated around the subject P, or the STATIONARY / STATIONARY type in which the electron beam is scanned on the target surrounding the subject P. Applicable. Here, it is described as ROTATE / ROTATE-TYPE, which currently occupies the mainstream.
In addition, in order to reconstruct one tomographic image, one set of projection data for about 360 degrees around the subject P, and projection data for about 21 degrees to 240 degrees by the half scan method. One set is required. Although the present invention can be applied to any of the methods, here, description will be made assuming that one tomographic image is reconstructed from the projection data set of about 360 degrees of the general former.
FIG. 1 shows a system configuration diagram of an X-ray CT apparatus to which this embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 includes an input unit 2, a system control unit 3, a gantry / bed control unit 4, a bed moving unit 5, a precollimator control unit 6, and a precollimator C. An X-ray control device 7, a high voltage generator 8, an X-ray beam generation source 9, a detector 10 in which detection elements are two-dimensionally arranged, a rotating mount 11, a data collection unit 12, and an interpolation processing unit 13, an image reconstruction unit 14, and a display unit 15.
[0009]
The system control unit 3 receives a selection signal indicating whether it is a normal scan or a helical scan and a set slice number signal input using the input unit 2, and when the helical scan is selected, the slice thickness Among the helical scan conditions such as the rotation speed, the rotation speed, slice thickness, fan angle and the like are output to the gantry / bed control unit 4 as a gantry / bed control signal.
The system control unit 3 limits the maximum number of slices set by the input unit 2 to be smaller than the body axis direction width (number of columns) of the detector 10 when helical scan is selected as the scan mode. The number-of-slices limiting unit 3a is provided. Specifically, if the detector 10 has 100 columns in the body axis direction, the slice number limiting unit 3a limits the maximum number of columns that can be selected by the operator to 50 columns, for example, half. Here, the slice number restriction unit 3a restricts the number of columns of the pre-collimator C and the data collection unit 12 so that the detector row to be used is near the center. In this way, the spread angle of the cone beam from the central axis is suppressed, the amount of deviation from the center of the projection data is reduced, and the influence of artifacts is reduced.
Further, the system control unit 3 outputs an X-ray beam generation control signal for controlling the X-ray beam generation to the X-ray control device 7, and sends a detection control signal indicating the detection timing of the X-ray beam to the data collection unit 12. Output.
[0010]
Further, the system control unit 3 outputs a data collection control signal to the data collection unit 12 to collect data from the detection element array based on the number of slices set by the input unit 2, and performs interpolation control indicating an interpolation method. The signal is output to the interpolation processing unit 13.
The gantry / bed control section 4 rotates the rotating gantry 11 based on the gantry / bed control signal output by the system control section 3 and outputs a bed movement signal to the bed movement section 5.
The couch moving unit 5 obtains the movement amount of the couch T per rotation of the rotating gantry 11 based on the couch moving signal output by the gantry / couch controller 4 when, for example, a helical scan is selected. The bed T is moved by the amount of movement.
The pre-collimator control unit 6 controls the opening width in the body axis direction of the pre-collimator C provided near the irradiation port of the X-ray beam generation source 9.
The X-ray controller 7 controls the timing of high voltage generation by the high voltage generator 8 based on the X-ray beam generation control signal output by the system controller 3.
The high voltage generator 8 supplies a high voltage for exposing the X-ray beam from the X-ray beam generation source 9 to the X-ray beam generation source 9 in accordance with a control signal from the X-ray control unit 17. The X-ray beam generation source 9 emits a cone-shaped X-ray beam by the high voltage supplied from the high voltage generator 8.
[0011]
The rotating gantry 11 holds the X-ray beam generation source 9 and the detector 10. The rotating gantry 11 is rotated around a rotation axis passing through an intermediate point between the X-ray beam generation source 9 and the detector 10 by a gantry rotating mechanism (not shown).
The data collection unit 12 collects the X-ray beam (actually a detection signal) detected by the detector 10 in correspondence with the data collection control signal output by the system control unit 3. The interpolation processing unit 13 interpolates the X-ray beam at the target slice position based on the X-ray beam collected by the data collection unit 12.
The image reconstruction unit 14 reconstructs an image based on the X-ray beam interpolated by the interpolation processing unit 13. The display unit 15 displays the image reconstructed by the image reconstruction unit 14 on a monitor (not shown).
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 showing the operation flowchart. The maximum number of columns that can be collected will be described below on the assumption that 100 columns.
First, the surgeon inputs various conditions for scanning, for example, a scan form of normal scan or helical scan, slice thickness, number of slices, slice pitch, scan range, and subject size. ……………… (S1)
Next, the system control unit 3 receives the input various conditions, and determines whether the input scan form is a helical scan. ……………………… (S2)
If it is determined in step S2 that the helical scan is performed, the limit value 50 sequence stored in the slice number limiting unit 3a is set as the maximum value that can be set. ... (S3)
Next, the surgeon sets the desired number of columns. ……………………………… (S4)
Compare whether the value set in step S4 is 50 columns or less (S5)
If the number of columns is 50 or less in the comparison in step S5, the opening of the pre-collimator C and the data collection control signal are controlled to match the number of columns set. ………………… (S6)
Start scanning. ………………………………………………………… (S7)
If the number of set columns exceeds 50 in step S5, the process returns to step S4, and the surgeon resets the desired number of columns.
[0012]
In step S2, if the scan form is a normal scan that is not helical, the operator sets the desired number of columns within a range that does not exceed 100 columns, which is the maximum number of columns that the detector has. ………………………………………………………… (S8)
The opening degree of the pre-collimator C and the data collection control signal are controlled so as to match the number of columns set in step S8. ………………………………… (S9)
Start scanning. ……………………………………………………… (S1)
Projection data obtained by scanning is input to the interpolation processing unit 13 via the data collecting unit 12, and a helical-specific interpolation operation is performed to generate projection data at a desired slice position. Thereafter, the interpolated projection data and the actual detected projection data are input to the image reconstruction unit 14 and a tomographic image is formed and displayed on the display unit 15 for diagnosis.
According to such an embodiment, when the operator selects a helical scan, the maximum number of slices that can be selected is automatically set to half of the maximum number of columns that the detector has, so that the cone beam spreads in the body axis direction. Since the angle is reduced, the number of rows of detection elements used in the body axis direction that contribute to each reconstruction is reduced, and the influence of errors caused by the detection elements is suppressed. Therefore, the deterioration of the image quality of the tomographic image obtained even in the helical scan can be suppressed.
[0013]
Further, as a matter of course, the pre-collimator is narrowed down so as to irradiate only the set number of slices, so that unnecessary exposure to the subject P can be prevented. Further, since it is possible to prevent re-shooting, it is possible to prevent unnecessary exposure and to prevent the inspection from taking a long time.
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of invention, it can change and implement variously.
For example, the maximum number of slices that can be set during the helical scan is half the number of columns of the detector 10, but the present invention is not limited to this. Considering the image quality at the time of helical scanning, the image quality can be further improved by reducing the number of columns such as 1/3 or 1/4 of the number of detectors. This may be set in advance according to the required diagnostic form.
In the above embodiment, the method of suppressing the upper limit value of the number of slices that can be set is described. However, a standard slice value may be preset for each scan mode. For example, the default value is set to use 100 rows for normal scan, and use 30 rows for helical scan. In this method, when the scanning conditions are patterned according to the diagnostic site, the operator can obtain a tomographic image in which the deterioration of the image quality is suppressed without being particularly conscious of the scanning form, and is easy to use. .
[0014]
Furthermore, in the above-described embodiment, only the pre-collimator C is reduced according to the set number of slices. However, the post-collimator is further provided between the detector 10 and the subject P to further reduce the X-rays incident on the detector 10. If the X-ray CT apparatus is used, this post-collimator may be subject to opening degree control according to the set number of slices, similarly to the pre-collimator C.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, it is possible to achieve an excellent effect that image quality degradation that may occur when performing helical scanning with multi-slice CT can be suppressed without the operator being aware of it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a processing flow in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a conceptual diagram of conventional scanning and helical scanning.
FIG. 4 is a diagram for explaining a coordinate system for CT scanning.
FIG. 5 is a conceptual diagram of multi-slice CT.
FIG. 6 is a diagram showing an intersection angle of projection data at projection angles that are 180 degrees apart.
[Explanation of symbols]
2 ... Input unit 3 ... System control unit 3a ... Slice number limiting unit 9 ... X-ray beam generation source 10 ... Detector P ... Subject

Claims (3)

X線を被検体に向けて放射するX線発生手段と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを得る複数の検出素子が2次元的に配列されている検出手段と、前記X線発生手段が前記被検体の周囲をスキャンするにあたり、被検体をその体軸方向への移動なしでスキャンを行う通常スキャン、または体軸方向への移動を伴ってスキャンを行うヘリカルスキャンのいずれかを行い得るスキャン制御手段と、このスキャン制御手段におけるスキャン態様のいずれかを選択するスキャン選択手段と、所望とするスライス数を任意に設定し得るスライス数設定手段と、前記スキャン選択手段にてヘリカルスキャンが選択された際に前記スライス数設定手段にて任意に設定し得る最大スライス数に対し、前記通常スキャンの際に設定し得る最大スライス数よりも少ないスライス数とするよう制限を与えるスライス数制限手段とを具備することを特徴とするX線CT装置。X-ray generation means that emits X-rays toward the subject, detection means in which a plurality of detection elements for obtaining projection data by detecting X-rays transmitted through the subject are two-dimensionally arranged, and When the X-ray generation means scans the periphery of the subject, either a normal scan in which the subject is scanned without moving in the body axis direction or a helical scan in which the scan is performed with movement in the body axis direction A scan control means capable of performing the above, a scan selection means for selecting one of the scan modes in the scan control means, a slice number setting means capable of arbitrarily setting the desired number of slices, and the scan selection means maximum Sula helical scan against the maximum number of slices that can be set arbitrarily by the number of slices setting means when selected, it may set the time of the normal scan X-ray CT apparatus characterized by comprising a number of slices limiting means for providing a limit to less number of slices than the scan number. X線を被検体に向けて放射するX線の体軸方向の開口幅を任意に制限するプリコリメータをさらに備え、前記スライス数制限手段は、使用する検出器列が中央付近となるよう少なくとも前記プリコリメータの開口幅の制御を行う請求項1記載のX線CT装置。    A pre-collimator that arbitrarily limits the opening width in the body axis direction of the X-rays that radiate the X-rays toward the subject; and the slice number limiting means includes at least the detector row to be used near the center. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the opening width of the pre-collimator is controlled. X線を被検体に向けて放射するX線発生手段と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを得る複数の検出素子が2次元的に配列されている検出手段と、前記X線発生手段が前記被検体の周囲をスキャンするにあたり、被検体をその体軸方向への移動なしでスキャンを行う通常スキャン、または体軸方向への移動を伴ってスキャンを行うヘリカルスキャンのいずれかを行い得るスキャン制御手段と、前記通常スキャンに対応した第1の標準スライス数値及びヘリカルスキャンに対応した前記第1の標準スライス数値よりは少ない第2の標準スライス数値を予め記憶する記憶手段と、前記スキャン制御手段におけるスキャン態様のいずれかを選択するスキャン選択手段と、このスキャン選択手段にて選択されたスキャン態様に応じて前記記憶手段に記憶された第1もしくは第2の標準スライス数値を適用してスキャンを行うことを特徴とするX線CT装置。X-ray generation means that emits X-rays toward the subject, detection means in which a plurality of detection elements for obtaining projection data by detecting X-rays transmitted through the subject are two-dimensionally arranged, and When the X-ray generation means scans the periphery of the subject, either a normal scan in which the subject is scanned without moving in the body axis direction or a helical scan in which the scan is performed with movement in the body axis direction Scan control means capable of performing the above, storage means for preliminarily storing a first standard slice value corresponding to the normal scan and a second standard slice value smaller than the first standard slice value corresponding to the helical scan; A scan selection means for selecting one of the scan modes in the scan control means, and a scan mode selected in accordance with the scan mode selected by the scan selection means. By applying the first or second standard slices values stored in the storage means X-ray CT apparatus characterized by performing a scan.
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