JP4421237B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Description
本発明は、X線コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置と称する。)に係り、
透視像を得るX線TV装置の機能をも備えたX線CT装置に関する。
The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus),
The present invention relates to an X-ray CT apparatus having a function of an X-ray TV apparatus for obtaining a fluoroscopic image.
第3世代と称される公知のX線CT装置は、被検体を間にして、X線管と多チャンネル
のX線検出素子を列状に備えるX線検出器とを対向配置し、これらを、被検体の周りに3
60°に亘って回転させながら、X線管からX線ビームを被検体へ照射し、被検体を透過
したX線量をX線検出器により投影データとして計測し、このデータを基にコンピュータ
を用いて画像再構成処理することによって、被検体の断層像を得ている。
A known X-ray CT apparatus referred to as a third generation has an X-ray tube and a multi-channel X-ray detection element arranged in a row with a subject in between, and these are arranged oppositely. , 3 around the subject
While rotating through 60 °, the subject is irradiated with an X-ray beam from the X-ray tube, the X-ray dose transmitted through the subject is measured as projection data by an X-ray detector, and a computer is used based on this data. The tomographic image of the subject is obtained by performing image reconstruction processing.
このように、X線CT装置では通常断層像しか得ることができないが、例えば、手術中
などにおいては、断層像とともに被検体の関心部位全体の透視像も必要とされる場合があ
り、そのために手術室にX線CT装置とX線TV装置とを配置することが試みられた。し
かしながら、手術室にはスペースの制約があり、これら大型の2種類の医療用画像診断装
置を設置することが困難なことが多い。
As described above, the X-ray CT apparatus can usually obtain only a tomographic image. However, for example, during surgery, a fluoroscopic image of the entire region of interest of the subject may be required together with the tomographic image. Attempts have been made to place an X-ray CT apparatus and an X-ray TV apparatus in the operating room. However, space is limited in the operating room, and it is often difficult to install these two types of large medical image diagnostic apparatuses.
そこで、X線管に対峙するように2次元のX線検出器を配置し、この2次元のX線検出
器により透視像を得るとともに、同じ2次元のX線検出器から投影データを得て、断層像
や立体像なども再構成することを可能とするX線CT装置が提案された(例えば特許文献
1参照。)。これにより、1台の装置で、透視像と断層像とが得られるので、手術室のス
ペースが有効に活用されることになる。加えて、このX線CT装置では、架台に90度の
間隔をおいて2個のX線管を配置することにより、2方向の透視像を得て、例えば経皮針
生検を行う場合の針やカテーテルの誘導を容易にしていた。
Therefore, a two-dimensional X-ray detector is arranged so as to face the X-ray tube, a fluoroscopic image is obtained by this two-dimensional X-ray detector, and projection data is obtained from the same two-dimensional X-ray detector. An X-ray CT apparatus that can reconstruct a tomographic image, a stereoscopic image, and the like has been proposed (see, for example, Patent Document 1). As a result, a fluoroscopic image and a tomographic image can be obtained with a single apparatus, so that the space in the operating room is effectively utilized. In addition, in this X-ray CT apparatus, two X-ray tubes are arranged on a gantry at an interval of 90 degrees to obtain a fluoroscopic image in two directions, for example, a needle for performing a percutaneous needle biopsy And facilitated catheter guidance.
また、X線CT装置のX線検出器に対応する位置に、X線フィルムカセッテまたはX線
平面検出器を配置できるようにしたX線CT装置も提案された(例えば特許文献2参照。
)。この装置は、透視像を得ようとする場合は、X線フィルムカセッテまたはX線平面検
出器を所定位置にセットする必要があり、断層像を得る場合にはX線ビームを扇形状に整
形し、また透視像を得る場合はX線ビームを錐形状に整形するように、コリメータをセッ
トするものである。
). This device requires that the X-ray film cassette or X-ray flat panel detector be set at a predetermined position when obtaining a fluoroscopic image, and when obtaining a tomographic image, the X-ray beam is shaped into a fan shape. When obtaining a fluoroscopic image, a collimator is set so that the X-ray beam is shaped into a cone shape.
しかしながら、特許文献1に記載されたものは、二次元のX線検出器が湾曲しているこ
とにより、透視像は湾曲して歪んだ画像になるという難点があった。また特許文献2に記
載のものは、透視像を得るに際して、X線フィルムカセッテまたはX線平面検出器を所定
位置にセットする煩わしさがあり、リアルタイム性に欠ける難点があった。
However, the technique disclosed in
ところで近時、例えば800チャンネルのX線検出素子が例えば256列マトリクス状
に配列されているX線検出器によって、同時に多数スライスの断層撮影を実行する所謂マ
ルチスライス型のX線CT装置が実用化されるようになって来ており、これほどの列数を
備えたX線検出器によれば、関心部位全体の透視範囲をカバーすることが可能である。
Recently, for example, a so-called multi-slice X-ray CT apparatus has been put into practical use in which tomographic imaging of a large number of slices is simultaneously performed by an X-ray detector in which, for example, 800-channel X-ray detection elements are arranged in a matrix of 256 columns, for example. According to the X-ray detector having such a number of columns, it is possible to cover the fluoroscopic range of the entire region of interest.
このような状況を踏まえて本発明は、多チャンネルのX線検出素子を複数列備えるX線
検出器を面検出器として捉えて、歪のない透視像を得るとともに、同じX線検出器からの
投影データによって断層像をも形成することのできるX線CT装置を提供することを目的
としてなされたものである。
Based on such a situation, the present invention regards an X-ray detector having a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements as a surface detector to obtain a perspective image without distortion, and from the same X-ray detector. The present invention has been made for the purpose of providing an X-ray CT apparatus capable of forming a tomographic image by using projection data.
上述の課題を解決するため、被検体を間にして、X線発生手段と列状に配列された多チャンネルのX線検出素子を複数列備えるX線検出手段とを、前記被検体の体軸周りに回転可能に対向配置し、前記被検体の周囲から照射したX線の前記被検体を透過したX線量を投影データとして計測するX線CT装置において、前記対向配置された前記X線発生手段と前記X線検出手段とを、前記体軸周りの回転における所望の角度位置に停止させるための位置調整手段と、前記X線発生手段の前記体軸周りの回転における角度位置を視認可能とする位置表示手段と、を具備したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem , an X-ray generation unit and an X-ray detection unit including a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements arranged in a row with a subject in between are disposed on the body axis of the subject. In the X-ray CT apparatus, which is disposed so as to be capable of rotating around, and measures the X-ray dose transmitted through the subject as X-rays irradiated from the periphery of the subject as projection data, the X-ray generating means disposed oppositely Position adjustment means for stopping the X-ray detection means at a desired angular position in the rotation around the body axis, and the angular position in the rotation around the body axis of the X-ray generation means can be visually recognized. And a position display means .
本発明によれば、被検体の体軸方向に対して所望の方向にX線発生手段とX線検出手段とを停止させて透視像を得ることができ、この透視像を観察することによって、例えば経皮針生検を行う際のカテーテルの挿入を正確にガイドすることができる。According to the present invention, a fluoroscopic image can be obtained by stopping the X-ray generation means and the X-ray detection means in a desired direction with respect to the body axis direction of the subject, and by observing the fluoroscopic image, For example, the insertion of a catheter when performing a percutaneous needle biopsy can be accurately guided.
以下、本発明に係るX線CT装置の一実施の形態について、図1ないし図6を参照して
詳細に説明する。
Hereinafter, an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本発明に係るX線CT装置の一実施の形態について、その概略構成を示した系
統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention.
図1に示されているように、本発明に係るX線CT装置は、架台1に、被検体Pへ向け
てX線を照射するX線管2と、被検体Pを間にしてX線管2に対向配置され、被検体Pを
透過したX線量を検出するX線検出器4が設けられており、これらは、架台1とともに回
転するように構成されている。なお、X線管2には、高電圧発生部5によって管電圧、管
電流が与えられるが、その値は後述するCTモードと透視モードとに応じて適宜変更され
る。
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to the present invention includes an
また、架台1は、回転駆動部6によって所定方向へ連続的に回転駆動され、または所定
位置を基準として所望の角度毎に正方向あるいは逆方向へ回転するように制御される。そ
して、対向して配置されているX線管2とX線検出器4との間の空間に、被検体Pを載せ
て位置させる寝台天板7が設けられており、この寝台天板7を被検体Pの体軸方向(前後
方向)に水平に移動させ、あるいは体軸方向に対して左右方向(幅方向)へ移動させ、更
には上下方向へ移動させる寝台駆動部8が設けられている。
Further, the
X線検出器4は、図2に平面的な模式図として概要を示すように、例えば800チャン
ネルのX線検出素子が、X線管2から照射されるX線ビームの広がりに合わせて一列に配
列されたもの(C1〜C800)が、スライス方向(すなわち、被検体Pの体軸方向)に
並列に例えば256列(S1〜S256)配列されて構成され、所謂マルチスライス対応
のものとなっている。そして、X線検出器4の出力側にはモード切替器9が設けられてお
り、モード切替器9は、後述するCTモードと透視モードとの切替えに応じて、X線検出
器4の出力を選択的に供給するデータ収集部10と透視像生成部11に接続されている。
As shown schematically in FIG. 2 as a schematic plan view, the
データ収集部10の後段には、データ収集部10で収集した透過データを基に断層画像
を再構成する画像再構成部12と、再構成された断層画像を表示する表示部13などが備
えられている。また、透視像生成部11で生成された透視像も表示部13へ供給され表示
される。なお表示部13には例えば複数のテレビモニタのような表示装置が備えられてお
り、断層画像と透視像とが別々の表示装置に表示される。
Subsequent to the
そして、これらX線CT装置を構成する各ユニットを、有機的に制御する中枢的な機能
を果たすコンピユータやメモリ等を有するシステム制御部15と、システム制御部15に
対して操作者が、各種設定値や指示事項などを入力するための操作部16が設けられてい
る。この操作部16には、操作内容などを図や文字で表示したり表示項目に指で触れて操
作したりすることのできるタッチパネル17や、透視モード時にX線管2の位置を表示す
るX線管位置表示器18も備えられている。
A
次に、上記のように構成された本実施の形態に係るX線CT装置の作用について説明す
る。
Next, the operation of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described.
先ず操作者は、X線CT装置を、断層画像を得るCTモードとして使用するのか、或い
はX線テレビのように透視像を得るための透視モードとして使用するのかに応じて、操作
部16のモード切替スイッチ(図示せず)を操作して、CTモードと透視モードとの切替
えを実施する。これにより、CTモードを選択した場合には、X線検出器4の出力をデー
タ収集部10へ供給するように、システム制御部15を介してモード切替器9が切替えら
れる。さらに、システム制御部15は、X線管2への高電圧の印加条件を、CT撮影に適
した例えば120kV、300mAとなるように高電圧発生部5を制御し、さらに、架台
1を所定方向へ連続的に例えば0.5秒/回転の速度で駆動させるように回転駆動部6を
制御する。このようなCT撮影時の動作は、通常のX線CT装置と同様なのでその説明は
省略する。
First, depending on whether the operator uses the X-ray CT apparatus as a CT mode for obtaining a tomographic image or as a fluoroscopic mode for obtaining a fluoroscopic image like an X-ray television, the mode of the
一方、操作部16のモード切替スイッチ(図示せず)によって透視モードが選択された
場合には、X線検出器4の出力を透視像生成部11へ供給するように、システム制御部1
5を介してモード切替器9が切替えられる。同時に、高電圧発生部5に対しては透視撮影
に適した例えば120kV、100mAをX線管2へ印加するように設定を変更し、さら
に回転駆動部6に対しては連続回転を停止して、例えばX線管2が被検体Pの真上にある
位置を基準として、正方向あるいは逆方向へ架台1を所定角度づつ回転させるように制御
手段を変更する。
On the other hand, when the fluoroscopic mode is selected by a mode selector switch (not shown) of the
The
さて、透視モードに設定された場合には、システム制御部15は回転駆動部6を駆動し
て、X線管2を被検体Pの真上の基準位置で一旦停止させる。また、操作者は、被検体P
を所望の撮影位置となるように、寝台駆動部8により寝台天板7を前後、上下、左右に移
動させて位置決めを実施する。さらに、被検体Pに対するX線管2とX線検出器4の対向
位置(被検体Pの体軸に対するX線の照射角度)を設定する。これらの位置決めなどの設
定は、操作部16に設けられているタッチパネル17を操作して行われる。なお、タッチ
パネル17の一例の概要を図3(a)に示してある。
When the fluoroscopic mode is set, the
Is positioned by moving the couch top 7 back and forth, up and down, and left and right by the couch driving unit 8 so that the desired shooting position is obtained. Further, a position where the
すなわち、図3(a)において符号17aはX線管2の位置操作部を示し、これを図3
(b)に拡大して示してあるとおり、管球マークMに操作者の指先を当て、これを表示さ
れている軌道上を所望の位置までなぞることにより、その情報がシステム制御部15へ伝
達され、システム制御部15は回転駆動部6を駆動して、指定された位置にX線管2が来
るように架台1を回転させる。なお、矢印で示すように、正方向、逆方向への移動が可能
である。
That is, in FIG. 3 (a),
As shown enlarged in (b), the operator's fingertip is applied to the tube mark M, and the information is transmitted to the
また、図3(a)において符号17bは、寝台天板7を幅方向へ移動させるための操作
部を示し、表示されている矢印を操作者の指先で所望の方向へなぞることにより、その情
報がシステム制御部15へ伝達され、システム制御部15は寝台駆動部7を駆動して、被
検体Pが指定された位置にくるように寝台天板7を移動させる。同様に、符号17cは、
寝台天板7を前後方向、上下方向へ移動させるための操作部を示し、表示されている矢印
を操作者の指先で所望の方向へなぞることにより、その情報がシステム制御部15へ伝達
され、システム制御部15は寝台駆動部7を駆動して、寝台天板7を前後方向、上下方向
へ駆動して被検体Pを指定された位置に置く。
Further, in FIG. 3A,
An operation unit for moving the
被検体Pの位置と撮影方向が決まると、操作者は操作部16の撮影ボタン(図示せず)
を押して透視撮影を開始させる。よって、高電圧発生部5からX線管2へ透視撮影に適し
た例えば120kV、100mAが印加され、X線管2から被検体Pへ向けてX線が照射
される。なお、図4は、X線管4から照射されX線検出器4のX線入射面へ入射するX線
束の様子を示したもので、X線はX線検出器4のX線入射面の大きさに図示しないコリメ
ータなどによって整形される。
When the position of the subject P and the imaging direction are determined, the operator selects an imaging button (not shown) on the
Press to start fluoroscopy. Therefore, for example, 120 kV and 100 mA suitable for fluoroscopic imaging are applied from the
ところで、X線検出器4は図2には平面的な模式図として示したが、実際には図4に示
すように、X線管2の焦点(X線源F)から各X線検出素子までの距離が一定になるよう
に、X線検出器4のX線入射面は湾曲している。そのため、X線検出器4の検出データを
そのまま使用して被検体Pの透視像として表示すると歪んだ像となる。そこで透視像生成
部11では、X線検出器4からのデータを受けて、図5に示すように、X線源FとX線検
出器4の中心を結ぶX線パスLoに直交する面Soまたはその面Soに平行な面に再投影
する処理を施し、その再投影処理した画像を透視像として表示部13に表示する。ここで
面Soは、架台1の回転中心Oを通る面である。その他に透視像生成部11では、画像レ
ートが例えば30フレーム/秒程度となるように、サンプリング期間やフレームの加算を
調整する。
By the way, although the
さて、架台1は通常カバーに覆われているので、X線管2がどの位置にあるのかを外部
から確認することは困難である。しかし、被検体Pの体軸に対するX線の照射角度を設定
して透視像を撮影するに当っては、X線管2がどの位置にあるのかを操作者が確認できる
ようにするのが望ましい。そこで本実施の形態では、架台1に設けられているエンコーダ
ーからの信号によって、X線管2の位置を簡易的に表示する図6に示すようなX線管位置
表示部18が操作部16に設けられている。ここで図中18aは、X線管2の現在の停止
位置を示しているマークである。このX線管位置表示部18は、図3(b)に示したX線
管2の位置操作部17aと共用して、操作によって停止したX線管2の位置にマーク18
aを点灯させるようにしてもよい。
Now, since the
You may make it light a.
本発明は、上述の実施例1として説明した発明の実施の形態に限定されることなく、種
々の形態として実施が可能なことは言うまでもない。例えばX線管2の位置を示す手段と
しては、架台1を覆っている架台カバーの、被検体Pを挿入するための貫通孔の周りに、
例えば15度毎にLEDを配置しておき、架台1に設けられているエンコーダーからの信
号によって、停止したX線管2の位置にほぼ対応するLEDを点灯させるようにしてもよ
く、このようにすればX線管2のおおよその位置を表示することができる。なおこのLE
Dは、必ずしも貫通孔の全周に設ける必要はなく、寝台天板4の上方約180度の範囲に
設けてあるだけでもよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment of the invention described as the first embodiment and can be implemented in various forms. For example, as a means for indicating the position of the
For example, an LED may be arranged every 15 degrees, and an LED substantially corresponding to the position of the stopped
D does not necessarily have to be provided on the entire circumference of the through-hole, and may be provided in a range of about 180 degrees above the
さらに、架台1を覆っている架台カバーの、被検体Pを挿入するための貫通孔の周りを
、一部だけ透明または半透明にしておいて、内部のX線管2が外部から直接見えるように
してもよい。このようにすれば、特段の表示器を設けることなく、X線管2の位置を外部
から直接視認することができる。このとき、X線管2自体にLEDその他の発光体を設け
ておけば、架台カバーに覆われている内部のX線管2が透明または半透明部分を通して外
部からさらに容易に観察することができる。
Further, the
なお、X線管2は通常外囲器に収納されているので、本明細書においてX線管2が見え
るとかX線管2自体とか表現している言葉には、外囲器に収納されているX線管2をも含
むものである。
In addition, since the
1 架台
2 X線管
4 X線検出器
5 高電圧発生部
6 回転駆動部
7 寝台天板
8 寝台駆動部
9 モード切替器
10 データ収集部
11 透視像生成部
12 画像再構成部
13 表示部
15 システム制御部
16 操作部
17 タッチパネル
18 X線管位置表示部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記対向配置された前記X線発生手段と前記X線検出手段とを、前記体軸周りの回転における所望の角度位置に停止させるための位置調整手段と、
X線CT装置の操作部に設けられ、前記X線発生手段の前記体軸周りの回転における角度位置を視認可能とする位置表示手段と、
を具備したことを特徴とするX線CT装置。 An X-ray generation means and an X-ray detection means having a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements arranged in a row are arranged opposite to each other so as to be rotatable around the body axis of the subject with the subject in between. In the X-ray CT apparatus for measuring, as projection data, the X-ray dose transmitted through the subject of the X-rays irradiated from around the subject,
Position adjusting means for stopping the X-ray generation means and the X-ray detection means arranged opposite to each other at a desired angular position in rotation around the body axis;
A position display unit provided in an operation unit of the X-ray CT apparatus, and enabling visual recognition of an angular position in rotation around the body axis of the X-ray generation unit;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記対向配置された前記X線発生手段と前記X線検出手段とを、前記体軸周りの回転における所望の角度位置に停止させるための位置調整手段と、
前記X線発生手段および前記X線検出手段を収納する架台カバーの、被検体挿入位置の周りに所定角度毎に設けた発光部材からなり、前記X線発生手段の前記体軸周りの回転における角度位置を視認可能とする位置表示手段と、
を具備したことを特徴とするX線CT装置。 An X-ray generation means and an X-ray detection means having a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements arranged in a row are arranged opposite to each other so as to be rotatable around the body axis of the subject with the subject in between. In the X-ray CT apparatus for measuring, as projection data, the X-ray dose transmitted through the subject of the X-rays irradiated from around the subject,
Position adjusting means for stopping the X-ray generation means and the X-ray detection means arranged opposite to each other at a desired angular position in rotation around the body axis;
The gantry cover that houses the X-ray generation means and the X-ray detection means is formed of a light emitting member provided at predetermined angles around the subject insertion position, and the angle of rotation of the X-ray generation means about the body axis Position display means for making the position visible,
An X-ray CT apparatus comprising:
前記対向配置された前記X線発生手段と前記X線検出手段とを、前記体軸周りの回転における所望の角度位置に停止させるための位置調整手段と、
前記X線発生手段の回転軌道に沿って、前記X線発生手段および前記X線検出手段を収納する架台カバーの少なくとも一部を透明または半透明にすることにより、前記X線発生手段の前記体軸周りの回転における角度位置を視認可能とする位置表示手段と、
を具備したことを特徴とするX線CT装置。 An X-ray generation means and an X-ray detection means having a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements arranged in a row are arranged opposite to each other so as to be rotatable around the body axis of the subject with the subject in between. In the X-ray CT apparatus for measuring, as projection data, the X-ray dose transmitted through the subject of the X-rays irradiated from around the subject,
Position adjusting means for stopping the X-ray generation means and the X-ray detection means arranged opposite to each other at a desired angular position in rotation around the body axis;
The body of the X-ray generation means is made transparent or semi-transparent along at least a part of the gantry cover that houses the X-ray generation means and the X-ray detection means along the rotation trajectory of the X-ray generation means. Position display means for enabling visual recognition of the angular position in rotation around the axis;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記X線検出手段の検出信号に基づき、前記X線発生手段とその回転中心とを結ぶX線パスに対して直交する面のX線像を生成する透視像生成手段を具備したことを特徴とする請求項1乃至4に記載のX線CT装置。 The X-ray detection means includes the X-ray detection element disposed along a curved X-ray incident surface,
And a fluoroscopic image generating means for generating an X-ray image of a plane orthogonal to an X-ray path connecting the X-ray generating means and the center of rotation based on a detection signal of the X-ray detecting means. The X-ray CT apparatus according to claim 1 .
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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