JP4408975B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、特に、複数の検出器列を有するいわゆるマルチスライスＣＴに使用されるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、扇状のＸ線ビーム（ファンビーム）を発生するＸ線ビーム発生源と、ファン状あるいは直線状に多数のチャンネルの検出素子を１列に並べた検出器とを有するシングルスライスＣＴが主流である。
【０００３】
このＸ線ビーム発生源と検出器とを被検体の周囲に回転させ、被検体を通過したＸ線強度データ（投影データと称する）を収集し、この投影データに基づいて被検体の断層画像を再構成している。
【０００４】
また、従来のシングルスライスＣＴを用いて、図８に示すように、被検体５１をスキャン開始位置からスキャン終了位置までヘリカルスキャンした場合には、ヘリカルスキャン後に、術者は、以下に説明するような第１の確認方法または第２の確認方法によって、データ収集が正常に行なわれたことの確認、あるいは、意図した撮影領域が確実に撮影されたことを確認していた。
【０００５】
まず、第１の確認方法では、図９（ａ）に示すように、Ｘ線ビーム発生源が１回転目の１スライス目の画像５３ａ，５３ｂを表示し、次に、図９（ｂ）に示すように、Ｘ線ビーム発生源がＮ回転目のＮスライス目の画像５３ｃ，５３ｄを表示させ、この２枚のスライスの画像を見て、１スライス目からＮスライス目までのデータ収集及び撮影領域の確認を終了していた。
【０００６】
次に、第２の確認方法では、１スライス目の画像から順次Ｎスライス目までの画像を表示して、１スライスからＮスライスまでのＮ枚の画像を確認していた。しかしながら、この確認が終了するまで術者は、被検体を寝台から降ろすことができなかった。
【０００７】
一方、被検体の体軸方向（スライス方向）にも複数列配列された２次元検出器を有するマルチスライスＣＴも提案されている。この２次元検出器を用いて、Ｘ線源の１回転により複数スライス分の投影データを収集し、被検体の複数の断層画像（ボリュームデータ）を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の第１の確認方法及び第２の確認方法をマルチスライスＣＴに適用すると、次のような課題が発生する。
【０００９】
まず、第１の確認方法の場合には、Ｍ列の検出器列を持つ２次元検出器を用いて、図１０に示すように、最初にＸ線ビーム発生源が１回転目で検出器列が１列目のスライスの画像を得る。次に、Ｘ線ビーム発生源がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目のスライスの画像を得て、これら２枚の画像を見て撮影領域等を確認することになる。
【００１０】
この場合、スキャン開始位置とスキャン終了位置とを確認することができるが、検出器列が１列目では、スキャン開始からスキャン終了まで正常にデータ収集されているかどうか確認できず、また、検出器列が２列目から（Ｍ−１）列目では、正常にデータ収集を行っているかどうかを確認できなかった。
【００１１】
また、第２の確認方法の場合には、データ収集及び撮影領域等の確認は十分に行えるが、検出器列はＭ列となる。このため、スキャンにかかる時間は、シングルスライスに比較して１／Ｍに短縮されているのに（スキャンする領域、架台回転速度、架台回転当たりの寝台移動量がシングルスライスＣＴと同じとした場合）、確認すべき画像枚数を減らすことができなかった。
【００１２】
すなわち、通常のスキャンよりも、画像再構成に時間がかかるため、マルチスライスＣＴ化したメリットが十分に発揮されていなかった。
【００１３】
本発明の目的は、マルチスライスＣＴにおいてヘリカルスキャン後に、迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成とした。本発明は、Ｘ線源を被検体の回りに連続回転させるとともに被検体を体軸方向に移動させて被検体をヘリカルスキャンする制御手段と、前記Ｘ線源の各回転毎に被検体の体軸方向に配列された複数列の検出器から被検体の複数スライスの投影データを収集する収集手段と、前記ヘリカルスキャンを終了した後に前記収集手段により収集された被検体の投影データに対して所定スライス数毎に加算処理を施し被検体の複数の加算投影データを得る加算手段と、一回の前記ヘリカルスキャンに対して、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が開始回転目で且つ前記ヘリカルスキャンの開始位置に対応する１スライスにおける被検体の断層画像を再構成するとともに、前記加算手段で得られた複数の加算投影データに基づき複数の加算断層画像を再構成する再構成手段と、この再構成手段で得られた複数の加算断層画像を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、Ｘ線源を被検体の回りに連続回転させるとともに被検体を体軸方向に移動させて被検体をヘリカルスキャンする制御手段と、前記Ｘ線源の各回転毎に被検体の体軸方向に配列された複数列の検出器から被検体の複数スライスの投影データを収集する収集手段と、前記ヘリカルスキャンを終了した後に前記収集手段により収集された被検体の投影データに対して所定スライス数毎に加算処理を施し被検体の複数の加算投影データを得る加算手段と、一回の前記ヘリカルスキャンに対して、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が終了回転目で且つ前記ヘリカルスキャンの終了位置に対応する１スライスにおける被検体の断層画像を再構成するとともに、前記加算手段で得られた複数の加算投影データに基づき複数の加算断層画像を再構成する再構成手段と、この再構成手段で得られた複数の加算断層画像を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＸ線ＣＴ装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。以下に述べるＸ線ＣＴ装置は、ヘリカルスキャン直後に複数の検出器列分の投影データを束ねる（スタック）加算平均処理を施して画像再構成を行い、収集されたデータの情報を欠くことなく、画像再構成数を減らすことを特徴とする。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。図１において、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１０は、システム制御部１１、操作部１２、架台・寝台制御部１３、寝台移動部１５、Ｘ線制御装置１７、高電圧発生装置１９、Ｘ線ビーム発生源２１、検出器２３、回転架台２５、データ収集部２７、収集データ記憶装置２９、加算平均部３１、画像再構成部４５、表示部４７を有している。
【００２６】
このＸ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線ビーム発生源２１を被検体の回りに回転させながらＸ線ビームを曝射させるとともに、被検体をスライス方向に移動させて、被検体を螺旋状にスキャンする（ヘリカルスキャン）ものである。
【００２７】
システム制御部１１は、図示しいない入力装置を用いて入力されたスライス厚、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寝台移動量等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部１３に対して出力する。システム制御部１１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１７に対して出力する。
【００２８】
システム制御部１１は、Ｘ線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集部２７に対して出力する。システム制御部１１は、データ収集のためのデータ収集制御信号をデータ収集部２７に対して出力する。システム制御部１１は、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に被検体の複数スライス分の投影データを加算平均処理するための加算平均制御信号を加算平均部３１に対して出力する。
【００２９】
架台・寝台制御部１３は、システム制御部１１により出力された架台、寝台制御信号に基づき回転架台２５を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部１５に対して出力する。寝台移動部１５は、架台・寝台制御部１３により出力された寝台移動信号に基づき、回転架台２５の１回転当たりの寝台１５ａの移動量を求め、この移動量で寝台１５ａを移動させる。この寝台１５ａは、スライス方向に移動するようになっている。
【００３０】
Ｘ線制御装置１７は、システム制御部１１により出力されたＸ線ビーム発生制御信号に基づき、高電圧発生装置１９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１９は、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２１に供給する。
【００３１】
Ｘ線ビーム発生源２１は、高電圧発生装置１９から供給された高電圧によってスライス方向に厚みを持った扇状のＸ線ビームを被検体に向けて多方向から曝射する。検出器２３は、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射され、被検体を透過したＸ線ビームを検出する。
【００３２】
図２は、検出器２３を３次元的に表した図である。検出器２３は、多チャンネルの検出素子を有し且つスライス方向に複数配列された２次元検出器からなる。各列については、従来のシングルスライスＣＴ用検出器と同様に１，０００チャンネル程度の検出器がＸ線ビーム発生源２１の焦点を中心として円弧状に配置される。
【００３３】
このタイプのＣＴは、いわゆる第３世代（Ｒ／Ｒ方式）と称される。なお、回転架台２５としては、このタイプに限定されず、３６０°にわたって検出器が被検体の周囲に配列され、Ｘ線ビーム発生源２１のみが回転するいわゆる第４世代（Ｒ／Ｓ方式）でもよい。また、検出器に加えてＸ線ビーム発生源２１も３６０°にわたって被検体の周囲に配置されるいわゆる第５世代（Ｓ／Ｓ方式）でもよい。
【００３４】
回転架台２５は、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とを保持する。また、回転架台２５は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。
【００３５】
これにより、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との対向配置を保ちながら、Ｘ線ビーム発生源２１及び検出器２３が被検体の周囲を連続回転し、寝台１５ａを所定速度で体軸方向へ移動させるので、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に被検体の複数スライスの投影データを収集できる。
【００３６】
データ収集部２７は、システム制御部１１により出力されたデータ収集制御信号に基づき、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に被検体の複数スライスの投影データを収集して出力する。
【００３７】
収集データ記憶装置２９は、データ収集部２７によって収集された各回転毎の被検体の複数スライスの投影データを記憶する。加算平均部３１は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、Ｎ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データを得る。
【００３８】
画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成する。また、画像再構成部４５は、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データに基づきＮ／Ｍ回転目の加算平均画像（加算平均断層画像）を再構成する。
【００３９】
さらに、画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出して、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成する。表示部４７は、画像再構成部４５により再構成された被検体の断層画像をモニタ上に表示する。
【００４０】
次に、このように構成された第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
まず、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とが、被検体の周囲を連続回転するとともに、寝台１５ａを所定速度でスライス方向に移動させていく。すなわち、図３に示すように、被検体５１をスライス方向にヘリカルスキャンする（ステップＳ１１）。
【００４２】
また、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの撮影領域において、被検体５１をヘリカルスキャンした様子を図４に示す。図４からもわかるように、スキャン開始位置ＳＴからスキャン終了位置ＦＨまでの撮影領域において、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転する毎に例えば、４スライス分の投影データが収集され、同様なデータ収集処理がＮ／Ｍ回転目まで繰り返し行なわれる。
【００４３】
この場合、データ収集部２７が、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に、被検体の複数スライスの投影データを４列の検出器２３から収集する。例えば、データ収集部２７は、各回転毎に被検体の４スライスの投影データを４列からなる検出器２３から収集する。
【００４４】
そして、スキャン開始からスキャン終了までの撮影領域内でＸ線ビーム発生源２１の各回転毎に収集された被検体の複数スライスの投影データは、収集データ記憶装置２９に記憶される（ステップＳ１３）。
【００４５】
さらに、画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ１５）。これによって、１回転目で検出器列が１列目の画像を確認することができる。
【００４６】
次に、加算平均部３１は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、Ｎ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データを得る（ステップＳ１７）。
【００４７】
さらに、画像再構成部４５は、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データに基づき、１枚の加算平均画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ１９）。すなわち、画像再構成したＮ／Ｍ回転目の加算平均画像１枚を見れば確認終了となる。
【００４８】
具体例を示すと、加算平均部３１は、例えば、２ｍｍスライスの４スライス分の投影データを加算平均し、８ｍｍスライスの１枚分の加算平均投影データを得て、画像再構成部４５は、加算平均部３１により得られた１枚分の加算平均投影データにより８ｍｍスライスの１枚分の加算平均画像を再構成する。
【００４９】
従って、画像再構成数を減らすことができ、これによって、術者は画像を見やすくなる。また、加算平均画像には検出器列が１列目から４列目までの４スライス分の画像が含まれているから、加算平均画像を確認することで、検出器列が１列目では、スキャン開始からスキャン終了まで正常にデータ収集されたことを確認でき、また、検出器列が２列目から（Ｍ−１）列目では、正常にデータ収集を行っていることを確認できる。
【００５０】
しかし、加算平均画像のみでは、スキャン開始位置及びスキャン終了位置がわかりにくい場合には、前述した２枚の画像を表示した後、画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出する。
【００５１】
そして、画像再構成部４５は、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ２１）。これにより、術者は、スキャン開始位置及びスキャン終了位置を容易に確認することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明のＸ線ＣＴ装置の第２の実施の形態を説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置に対して、加算平均部３１ａ、及び画像再構成部４５ａの構成が異なることを特徴とする。
【００５３】
なお、図６において、図１に示す各部と同一部分には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
加算平均部３１ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に、検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、各回転毎に検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、各回転毎の加算平均投影データを得る。
【００５５】
画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成する。また、画像再構成部４５ａは、各回転毎の加算平均投影データに基づきＮ／Ｍ枚の加算平均画像を再構成する。
【００５６】
さらに、画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出して、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成する。表示部４７は、画像再構成部４５ａにより再構成された被検体の断層画像をモニタ上に表示する。
【００５７】
次に、このように構成された第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
まず、被検体５１をヘリカルスキャンし（ステップＳ３１）、スキャン開始からスキャン終了までの投影データを収集データ記憶装置２９に記憶させる（ステップＳ３３）。
【００５９】
そして、画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ３５）。
【００６０】
次に、加算平均部３１ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１の１回転目からＮ／Ｍ回転目までの各回転毎に、検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、各回転毎に検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、各回転毎の加算平均投影データを得る（ステップＳ３７）。
【００６１】
さらに、画像再構成部４５ａは、各回転毎の加算平均投影データに基づきＮ／Ｍ枚の加算平均画像を再構成して表示させる（ステップＳ３９）。この場合、画像再構成したＮ／Ｍ枚の加算平均画像を見ればよい。
【００６２】
すなわち、収集されたデータの情報を欠くことなく、画像再構成数を大幅に減らすことができるため、ヘリカルスキャン後に迅速にデータ収集の正常終了を確認することができる。
【００６３】
さらに、画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出して、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ４１）。
【００６４】
このように、ヘリカルスキャンしたときに、Ｘ線ビーム発生源２１の１回転目では、ヘリカルスキャンのスキャン開始位置における１スライスの画像を表示した後、１回転目の検出器列分の投影データを加算平均した加算平均画像を表示し、２回転目から最後のＮ／Ｍ回転目まで、検出器列分の投影データを加算平均した加算平均画像を表示し、その後、ヘリカルスキャンのスキャン終了位置における１スライスの画像を表示する。
【００６５】
これにより、術者は、（Ｎ／Ｍ＋２枚）の画像を見るだけで、全てのデータ収集が正常に終了したことを迅速に且つ容易に確認することができる。また、スキャン開始位置及びスキャン終了位置も容易に確認することができる。
【００６６】
なお、本発明は前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態に限定されるものではない。第１の実施の形態及び第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置では、加算平均すべき検出器列数は、検出器２３自体が持っている列数としたが、加算平均すべき検出器列数は、検出器２３自体が持っている列数に限定されるものではない。検出器２３自体が持っている列数の内の例えば、２列ずつ、３列ずつあるいは、Ｍ／２列ずつ等任意に加算平均すべき列数を変更しても、画像再構成数を減らすことができるため、ヘリカルスキャン後に迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができる。
【００６７】
また、Ｘ線ビーム発生源２１の１回転以上分、例えば２回転分に相当する検出器列が２Ｍ列分の投影データを加算平均して加算平均投影データを得ても良い。この場合にも、画像再構成数を減らすことができるため、ヘリカルスキャン後に迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができる。
【００６８】
また、本特許の変形としてリアルタイムは、欠けるものの、先に全スライス分再構成して表示する時に画像を加算平均して表示しても良い。この場合、再構成枚数は減らすことはできないが、術者が確認する画像枚数は、減らすことができる。このほか、本発明は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるのは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、マルチスライスＣＴにおいてヘリカルスキャン後に、迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。
【図２】複数列の検出器列を持つ２次元検出器を示す図である。
【図３】２次元検出器で被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【図４】スキャン開始位置からスキャン終了位置までの撮影領域において被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【図５】第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。
【図７】第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】シングルスライスＣＴを用いて被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【図９】シングルスライスＣＴを用いたときＸ線ビーム発生源が１回転目のスライスの画像とＮ回転目のスライスの画像とを示す図である。
【図１０】マルチスライスＣＴを用いて被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【符号の説明】
１０…Ｘ線ＣＴ装置、１１…システム制御部、１３…架台・寝台制御部、１５…寝台移動部、１５ａ…寝台、１７…Ｘ線制御装置、１９…高電圧発生装置、２１…Ｘ線ビーム発生源、２３…検出器、２５…回転架台、２７…データ収集部、２９…収集データ記憶装置、３１…加算平均部、４５…画像再構成部、４７…表示部、５１…被検体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、特に、複数の検出器列を有するいわゆるマルチスライスＣＴに使用されるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、扇状のＸ線ビーム（ファンビーム）を発生するＸ線ビーム発生源と、ファン状あるいは直線状に多数のチャンネルの検出素子を１列に並べた検出器とを有するシングルスライスＣＴが主流である。
【０００３】
このＸ線ビーム発生源と検出器とを被検体の周囲に回転させ、被検体を通過したＸ線強度データ（投影データと称する）を収集し、この投影データに基づいて被検体の断層画像を再構成している。
【０００４】
また、従来のシングルスライスＣＴを用いて、図８に示すように、被検体５１をスキャン開始位置からスキャン終了位置までヘリカルスキャンした場合には、ヘリカルスキャン後に、術者は、以下に説明するような第１の確認方法または第２の確認方法によって、データ収集が正常に行なわれたことの確認、あるいは、意図した撮影領域が確実に撮影されたことを確認していた。
【０００５】
まず、第１の確認方法では、図９（ａ）に示すように、Ｘ線ビーム発生源が１回転目の１スライス目の画像５３ａ，５３ｂを表示し、次に、図９（ｂ）に示すように、Ｘ線ビーム発生源がＮ回転目のＮスライス目の画像５３ｃ，５３ｄを表示させ、この２枚のスライスの画像を見て、１スライス目からＮスライス目までのデータ収集及び撮影領域の確認を終了していた。
【０００６】
次に、第２の確認方法では、１スライス目の画像から順次Ｎスライス目までの画像を表示して、１スライスからＮスライスまでのＮ枚の画像を確認していた。しかしながら、この確認が終了するまで術者は、被検体を寝台から降ろすことができなかった。
【０００７】
一方、被検体の体軸方向（スライス方向）にも複数列配列された２次元検出器を有するマルチスライスＣＴも提案されている。この２次元検出器を用いて、Ｘ線源の１回転により複数スライス分の投影データを収集し、被検体の複数の断層画像（ボリュームデータ）を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の第１の確認方法及び第２の確認方法をマルチスライスＣＴに適用すると、次のような課題が発生する。
【０００９】
まず、第１の確認方法の場合には、Ｍ列の検出器列を持つ２次元検出器を用いて、図１０に示すように、最初にＸ線ビーム発生源が１回転目で検出器列が１列目のスライスの画像を得る。次に、Ｘ線ビーム発生源がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目のスライスの画像を得て、これら２枚の画像を見て撮影領域等を確認することになる。
【００１０】
この場合、スキャン開始位置とスキャン終了位置とを確認することができるが、検出器列が１列目では、スキャン開始からスキャン終了まで正常にデータ収集されているかどうか確認できず、また、検出器列が２列目から（Ｍ−１）列目では、正常にデータ収集を行っているかどうかを確認できなかった。
【００１１】
また、第２の確認方法の場合には、データ収集及び撮影領域等の確認は十分に行えるが、検出器列はＭ列となる。このため、スキャンにかかる時間は、シングルスライスに比較して１／Ｍに短縮されているのに（スキャンする領域、架台回転速度、架台回転当たりの寝台移動量がシングルスライスＣＴと同じとした場合）、確認すべき画像枚数を減らすことができなかった。
【００１２】
すなわち、通常のスキャンよりも、画像再構成に時間がかかるため、マルチスライスＣＴ化したメリットが十分に発揮されていなかった。
【００１３】
本発明の目的は、マルチスライスＣＴにおいてヘリカルスキャン後に、迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成とした。本発明は、Ｘ線源を被検体の回りに連続回転させるとともに被検体を体軸方向に移動させて被検体をヘリカルスキャンする制御手段と、前記Ｘ線源の各回転毎に被検体の体軸方向に配列された複数列の検出器から被検体の複数スライスの投影データを収集する収集手段と、前記ヘリカルスキャンを終了した後に前記収集手段により収集された被検体の投影データに対して所定スライス数毎に加算処理を施し被検体の複数の加算投影データを得る加算手段と、一回の前記ヘリカルスキャンに対して、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が開始回転目で且つ前記ヘリカルスキャンの開始位置に対応する１スライスにおける被検体の断層画像を再構成するとともに、前記加算手段で得られた複数の加算投影データに基づき複数の加算断層画像を再構成する再構成手段と、この再構成手段で得られた複数の加算断層画像を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、Ｘ線源を被検体の回りに連続回転させるとともに被検体を体軸方向に移動させて被検体をヘリカルスキャンする制御手段と、前記Ｘ線源の各回転毎に被検体の体軸方向に配列された複数列の検出器から被検体の複数スライスの投影データを収集する収集手段と、前記ヘリカルスキャンを終了した後に前記収集手段により収集された被検体の投影データに対して所定スライス数毎に加算処理を施し被検体の複数の加算投影データを得る加算手段と、一回の前記ヘリカルスキャンに対して、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が終了回転目で且つ前記ヘリカルスキャンの終了位置に対応する１スライスにおける被検体の断層画像を再構成するとともに、前記加算手段で得られた複数の加算投影データに基づき複数の加算断層画像を再構成する再構成手段と、この再構成手段で得られた複数の加算断層画像を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＸ線ＣＴ装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。以下に述べるＸ線ＣＴ装置は、ヘリカルスキャン直後に複数の検出器列分の投影データを束ねる（スタック）加算平均処理を施して画像再構成を行い、収集されたデータの情報を欠くことなく、画像再構成数を減らすことを特徴とする。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。図１において、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１０は、システム制御部１１、操作部１２、架台・寝台制御部１３、寝台移動部１５、Ｘ線制御装置１７、高電圧発生装置１９、Ｘ線ビーム発生源２１、検出器２３、回転架台２５、データ収集部２７、収集データ記憶装置２９、加算平均部３１、画像再構成部４５、表示部４７を有している。
【００２６】
このＸ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線ビーム発生源２１を被検体の回りに回転させながらＸ線ビームを曝射させるとともに、被検体をスライス方向に移動させて、被検体を螺旋状にスキャンする（ヘリカルスキャン）ものである。
【００２７】
システム制御部１１は、図示しいない入力装置を用いて入力されたスライス厚、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寝台移動量等を架台・寝台制御信号として架台・寝台制御部１３に対して出力する。システム制御部１１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１７に対して出力する。
【００２８】
システム制御部１１は、Ｘ線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集部２７に対して出力する。システム制御部１１は、データ収集のためのデータ収集制御信号をデータ収集部２７に対して出力する。システム制御部１１は、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に被検体の複数スライス分の投影データを加算平均処理するための加算平均制御信号を加算平均部３１に対して出力する。
【００２９】
架台・寝台制御部１３は、システム制御部１１により出力された架台、寝台制御信号に基づき回転架台２５を回転させると共に、寝台移動信号を寝台移動部１５に対して出力する。寝台移動部１５は、架台・寝台制御部１３により出力された寝台移動信号に基づき、回転架台２５の１回転当たりの寝台１５ａの移動量を求め、この移動量で寝台１５ａを移動させる。この寝台１５ａは、スライス方向に移動するようになっている。
【００３０】
Ｘ線制御装置１７は、システム制御部１１により出力されたＸ線ビーム発生制御信号に基づき、高電圧発生装置１９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１９は、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２１に供給する。
【００３１】
Ｘ線ビーム発生源２１は、高電圧発生装置１９から供給された高電圧によってスライス方向に厚みを持った扇状のＸ線ビームを被検体に向けて多方向から曝射する。検出器２３は、Ｘ線ビーム発生源２１から曝射され、被検体を透過したＸ線ビームを検出する。
【００３２】
図２は、検出器２３を３次元的に表した図である。検出器２３は、多チャンネルの検出素子を有し且つスライス方向に複数配列された２次元検出器からなる。各列については、従来のシングルスライスＣＴ用検出器と同様に１，０００チャンネル程度の検出器がＸ線ビーム発生源２１の焦点を中心として円弧状に配置される。
【００３３】
このタイプのＣＴは、いわゆる第３世代（Ｒ／Ｒ方式）と称される。なお、回転架台２５としては、このタイプに限定されず、３６０°にわたって検出器が被検体の周囲に配列され、Ｘ線ビーム発生源２１のみが回転するいわゆる第４世代（Ｒ／Ｓ方式）でもよい。また、検出器に加えてＸ線ビーム発生源２１も３６０°にわたって被検体の周囲に配置されるいわゆる第５世代（Ｓ／Ｓ方式）でもよい。
【００３４】
回転架台２５は、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とを保持する。また、回転架台２５は、図示しない架台回転機構により、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との中間点を通る回転軸を中心にして回転される。
【００３５】
これにより、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３との対向配置を保ちながら、Ｘ線ビーム発生源２１及び検出器２３が被検体の周囲を連続回転し、寝台１５ａを所定速度で体軸方向へ移動させるので、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に被検体の複数スライスの投影データを収集できる。
【００３６】
データ収集部２７は、システム制御部１１により出力されたデータ収集制御信号に基づき、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に被検体の複数スライスの投影データを収集して出力する。
【００３７】
収集データ記憶装置２９は、データ収集部２７によって収集された各回転毎の被検体の複数スライスの投影データを記憶する。加算平均部３１は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、Ｎ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データを得る。
【００３８】
画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成する。また、画像再構成部４５は、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データに基づきＮ／Ｍ回転目の加算平均画像（加算平均断層画像）を再構成する。
【００３９】
さらに、画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出して、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成する。表示部４７は、画像再構成部４５により再構成された被検体の断層画像をモニタ上に表示する。
【００４０】
次に、このように構成された第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
まず、Ｘ線ビーム発生源２１と検出器２３とが、被検体の周囲を連続回転するとともに、寝台１５ａを所定速度でスライス方向に移動させていく。すなわち、図３に示すように、被検体５１をスライス方向にヘリカルスキャンする（ステップＳ１１）。
【００４２】
また、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの撮影領域において、被検体５１をヘリカルスキャンした様子を図４に示す。図４からもわかるように、スキャン開始位置ＳＴからスキャン終了位置ＦＨまでの撮影領域において、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転する毎に例えば、４スライス分の投影データが収集され、同様なデータ収集処理がＮ／Ｍ回転目まで繰り返し行なわれる。
【００４３】
この場合、データ収集部２７が、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に、被検体の複数スライスの投影データを４列の検出器２３から収集する。例えば、データ収集部２７は、各回転毎に被検体の４スライスの投影データを４列からなる検出器２３から収集する。
【００４４】
そして、スキャン開始からスキャン終了までの撮影領域内でＸ線ビーム発生源２１の各回転毎に収集された被検体の複数スライスの投影データは、収集データ記憶装置２９に記憶される（ステップＳ１３）。
【００４５】
さらに、画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ１５）。これによって、１回転目で検出器列が１列目の画像を確認することができる。
【００４６】
次に、加算平均部３１は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、Ｎ／Ｍ回転目で検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データを得る（ステップＳ１７）。
【００４７】
さらに、画像再構成部４５は、Ｎ／Ｍ回転目の加算平均投影データに基づき、１枚の加算平均画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ１９）。すなわち、画像再構成したＮ／Ｍ回転目の加算平均画像１枚を見れば確認終了となる。
【００４８】
具体例を示すと、加算平均部３１は、例えば、２ｍｍスライスの４スライス分の投影データを加算平均し、８ｍｍスライスの１枚分の加算平均投影データを得て、画像再構成部４５は、加算平均部３１により得られた１枚分の加算平均投影データにより８ｍｍスライスの１枚分の加算平均画像を再構成する。
【００４９】
従って、画像再構成数を減らすことができ、これによって、術者は画像を見やすくなる。また、加算平均画像には検出器列が１列目から４列目までの４スライス分の画像が含まれているから、加算平均画像を確認することで、検出器列が１列目では、スキャン開始からスキャン終了まで正常にデータ収集されたことを確認でき、また、検出器列が２列目から（Ｍ−１）列目では、正常にデータ収集を行っていることを確認できる。
【００５０】
しかし、加算平均画像のみでは、スキャン開始位置及びスキャン終了位置がわかりにくい場合には、前述した２枚の画像を表示した後、画像再構成部４５は、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出する。
【００５１】
そして、画像再構成部４５は、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ２１）。これにより、術者は、スキャン開始位置及びスキャン終了位置を容易に確認することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明のＸ線ＣＴ装置の第２の実施の形態を説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置に対して、加算平均部３１ａ、及び画像再構成部４５ａの構成が異なることを特徴とする。
【００５３】
なお、図６において、図１に示す各部と同一部分には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
加算平均部３１ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１の各回転毎に、検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、各回転毎に検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、各回転毎の加算平均投影データを得る。
【００５５】
画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成する。また、画像再構成部４５ａは、各回転毎の加算平均投影データに基づきＮ／Ｍ枚の加算平均画像を再構成する。
【００５６】
さらに、画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出して、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成する。表示部４７は、画像再構成部４５ａにより再構成された被検体の断層画像をモニタ上に表示する。
【００５７】
次に、このように構成された第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
まず、被検体５１をヘリカルスキャンし（ステップＳ３１）、スキャン開始からスキャン終了までの投影データを収集データ記憶装置２９に記憶させる（ステップＳ３３）。
【００５９】
そして、画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１が１回転目で検出器列が１列目の投影データを抽出して、その投影データに基づき１回転目で検出器列が１列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ３５）。
【００６０】
次に、加算平均部３１ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１の１回転目からＮ／Ｍ回転目までの各回転毎に、検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを抽出して、各回転毎に検出器列が１列目〜Ｍ列目の投影データを加算平均し、各回転毎の加算平均投影データを得る（ステップＳ３７）。
【００６１】
さらに、画像再構成部４５ａは、各回転毎の加算平均投影データに基づきＮ／Ｍ枚の加算平均画像を再構成して表示させる（ステップＳ３９）。この場合、画像再構成したＮ／Ｍ枚の加算平均画像を見ればよい。
【００６２】
すなわち、収集されたデータの情報を欠くことなく、画像再構成数を大幅に減らすことができるため、ヘリカルスキャン後に迅速にデータ収集の正常終了を確認することができる。
【００６３】
さらに、画像再構成部４５ａは、収集データ記憶装置２９に記憶された投影データの中から、Ｘ線ビーム発生源２１がＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の投影データを抽出して、その投影データに基づきＮ／Ｍ回転目で検出器列がＭ列目の画像を再構成して表示部４７に表示させる（ステップＳ４１）。
【００６４】
このように、ヘリカルスキャンしたときに、Ｘ線ビーム発生源２１の１回転目では、ヘリカルスキャンのスキャン開始位置における１スライスの画像を表示した後、１回転目の検出器列分の投影データを加算平均した加算平均画像を表示し、２回転目から最後のＮ／Ｍ回転目まで、検出器列分の投影データを加算平均した加算平均画像を表示し、その後、ヘリカルスキャンのスキャン終了位置における１スライスの画像を表示する。
【００６５】
これにより、術者は、（Ｎ／Ｍ＋２枚）の画像を見るだけで、全てのデータ収集が正常に終了したことを迅速に且つ容易に確認することができる。また、スキャン開始位置及びスキャン終了位置も容易に確認することができる。
【００６６】
なお、本発明は前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態に限定されるものではない。第１の実施の形態及び第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置では、加算平均すべき検出器列数は、検出器２３自体が持っている列数としたが、加算平均すべき検出器列数は、検出器２３自体が持っている列数に限定されるものではない。検出器２３自体が持っている列数の内の例えば、２列ずつ、３列ずつあるいは、Ｍ／２列ずつ等任意に加算平均すべき列数を変更しても、画像再構成数を減らすことができるため、ヘリカルスキャン後に迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができる。
【００６７】
また、Ｘ線ビーム発生源２１の１回転以上分、例えば２回転分に相当する検出器列が２Ｍ列分の投影データを加算平均して加算平均投影データを得ても良い。この場合にも、画像再構成数を減らすことができるため、ヘリカルスキャン後に迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができる。
【００６８】
また、本特許の変形としてリアルタイムは、欠けるものの、先に全スライス分再構成して表示する時に画像を加算平均して表示しても良い。この場合、再構成枚数は減らすことはできないが、術者が確認する画像枚数は、減らすことができる。このほか、本発明は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるのは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、マルチスライスＣＴにおいてヘリカルスキャン後に、迅速に撮影領域及びデータ収集の正常終了を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。
【図２】複数列の検出器列を持つ２次元検出器を示す図である。
【図３】２次元検出器で被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【図４】スキャン開始位置からスキャン終了位置までの撮影領域において被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【図５】第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すシステム構成図である。
【図７】第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】シングルスライスＣＴを用いて被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【図９】シングルスライスＣＴを用いたときＸ線ビーム発生源が１回転目のスライスの画像とＮ回転目のスライスの画像とを示す図である。
【図１０】マルチスライスＣＴを用いて被検体をヘリカルスキャンした様子を示す図である。
【符号の説明】
１０…Ｘ線ＣＴ装置、１１…システム制御部、１３…架台・寝台制御部、１５…寝台移動部、１５ａ…寝台、１７…Ｘ線制御装置、１９…高電圧発生装置、２１…Ｘ線ビーム発生源、２３…検出器、２５…回転架台、２７…データ収集部、２９…収集データ記憶装置、３１…加算平均部、４５…画像再構成部、４７…表示部、５１…被検体。
Claims (4)
- Ｘ線源を被検体の回りに連続回転させるとともに被検体を体軸方向に移動させて被検体をヘリカルスキャンする制御手段と、
前記Ｘ線源の各回転毎に被検体の体軸方向に配列された複数列の検出器から被検体の複数スライスの投影データを収集する収集手段と、
前記ヘリカルスキャンを終了した後に前記収集手段により収集された被検体の投影データに対して所定スライス数毎に加算処理を施し被検体の複数の加算投影データを得る加算手段と、
一回の前記ヘリカルスキャンに対して、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が開始回転目で且つ前記ヘリカルスキャンの開始位置に対応する１スライスにおける被検体の断層画像を再構成するとともに、前記加算手段で得られた複数の加算投影データに基づき複数の加算断層画像を再構成する再構成手段と、
この再構成手段で得られた複数の加算断層画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - Ｘ線源を被検体の回りに連続回転させるとともに被検体を体軸方向に移動させて被検体をヘリカルスキャンする制御手段と、
前記Ｘ線源の各回転毎に被検体の体軸方向に配列された複数列の検出器から被検体の複数スライスの投影データを収集する収集手段と、
前記ヘリカルスキャンを終了した後に前記収集手段により収集された被検体の投影データに対して所定スライス数毎に加算処理を施し被検体の複数の加算投影データを得る加算手段と、
一回の前記ヘリカルスキャンに対して、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が終了回転目で且つ前記ヘリカルスキャンの終了位置に対応する１スライスにおける被検体の断層画像を再構成するとともに、前記加算手段で得られた複数の加算投影データに基づき複数の加算断層画像を再構成する再構成手段と、
この再構成手段で得られた複数の加算断層画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 前記加算手段は、前記Ｘ線源の各回転毎に前記収集手段により収集された前記被検体の複数スライスの投影データに対して加算処理を施し前記Ｘ線源の各回転毎の被検体の加算投影データを得ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記加算手段は、前記収集手段で収集された被検体の投影データに基づき前記Ｘ線源が終了回転目の被検体の複数スライスの投影データに対して加算処理を施し前記Ｘ線源が終了回転目の被検体の加算投影データを得ることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
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