JP4454087B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関し、特に断層像を得たい領域として被検体に対し関心領域を設定し、この関心領域以外へのＸ線の照射を抑制することで低被曝化を可能とするＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、医療などにおいて既に広く用いられており、様々な利用方法が開発されている。例えば最近では、病巣の組織検査や治療を行うに際して、Ｘ線ＣＴ装置による画像（被検体の断層像）をリアルタイム的に表示し、これを例えば穿刺のガイドとするＣＴ透視技法が行われている。このようなＸ線ＣＴ装置の利用法は、病巣の組織検査や治療のための時間を短縮し、また検査や治療の精度を向上させるものとして有効視されている。しかしその一方で、画像をリアルタイム的に表示するために、Ｘ線ＣＴ装置においてＸ線源を連続的に回転させながら被検体から投影データを複数回連続的に得る必要があり、それ故に被曝Ｘ線量が増大するという問題を招くことになる。
【０００３】
この被曝Ｘ線量の増大を防止するについては、スキャン中にＸ線源の管電流を抑制するなどの技術が提案されているが、これによる被曝Ｘ線量の低減は１０％程度に過ぎない。そこで例えば特開平１１−２８２０１号公報や特開平１１−２８２０２号公報に開示されるような技術が新たに開発されている。この技術は、断層像を得たい領域として被検体に対し関心領域を設定し、この関心領域以外へのＸ線の照射を極力抑制する、つまりＸ線の照射を関心領域に制限した関心領域スキャンを行うことで低被曝化を可能とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
関心領域スキャンに関する概念図を図３に示す。図３に見られるように、関心領域スキャンとは、患者（被検体）に設定した特定の関心領域Ｅのみをスキャンできるようにするべく、スキャンニングのためのＸ線源１の回転中に、コリメータないしはチャンネルコリメータなどと呼ばれることもある遮蔽手段２で減弱させることにより、Ｘ線をチャンネル方向で絞り、Ｘ線が関心領域Ｅ以外に照射されるのを抑制する手法である。すなわちこの関心領域スキャン法によると、例えばＣＴ透視下の生検などで腫瘍付近のみを観察しながら手技を行う場合を例にとれば、その腫瘍付近を関心領域とし、この部位だけに制限するようにＸ線を照射してスキャンすることになり、それ以外の部位へのＸ線照射は極力抑制される。このような関心領域スキャンは、生検のＩＶＲ手技以外にも例えば再検査で左の肺のみの画像が必要な場合にも用いることができるものであり、患者や術者が受けるＸ線被曝量を著しく低減させることができる。
【０００５】
関心領域スキャンによる投影データの例を図４に示す。図に見られるように、投影データは、通常の強度のＸ線によるデータが入り込むチャンネルと、遮蔽手段で減弱されたＸ線によるデータが入り込むチャンネルがあり、両者の境界には急激な変化を伴っている。すなわち関心領域のみをスキャンできるようにするために、スキャンニングのためのＸ線源の回転中に、鉛などのＸ線高吸収体が用いられる遮蔽手段により、関心領域以外に対してＸ線を大幅に減弱させることから、関心領域の内外で投影データに急激な変化が起きている。
【０００６】
このような関心領域スキャンで得られた投影データを補正せずに再構成すると、再構成画像上には強い直線的なストリーク状のアーチファクトが発生する。これを模式的に示したのが図５である。図５にその例を示すように、実際にスキャンした関心領域の内側までアーチファクトが入り込み、このために関心領域の画像が診断能の低い画像となってしまう。また関心領域の内外で投影データにあまりにも大きな変化があると、再構成処理によって関心領域の内部にＣＴ値が落ち込み、シェーディングと呼ばれる現象も生じる。このような診断能の低下をもたらす画像の劣化を防止する対策として、特開平１１−２８２０２号公報では、埋め込み補正を提案している。すなわち関心領域スキャンに先立って通常のスキャン、つまりＸ線の照射範囲を制限しないスキャンを行い、この事前の通常スキャンで得られた投影データを、関心領域スキャンの際に欠落する関心領域外の投影データとして埋め込む補正を行うことで、画質の低下を防止するようにしている。この埋め込み補正を模式的に示すと図６のようになる。
【０００７】
このような埋め込み補正を行うことにより、アーチファクトなどの少ない高画質の画像を得ることができる。しかし埋め込み補正を行うには事前に通常スキャンを行う必要があり、この通常スキャンによる投影データを補正のためにだけしか使用しない場合であれば、それだけ余分な被曝を患者が受けることになるし、余分な準備時間を必要とすることにもなる。また埋め込み補正のための処理が画像再構成処理に追加されることになることから、画像の表示までの時間が従来よりも長くなってしまう。
【０００８】
本発明は、従来の関心領域スキャン法に対する以上のような知見に基づいてなされたものであり、事前の通常スキャンにより被検体に余分な被曝を与えたり、また画像再構成処理時間が長くなる原因となる、埋め込み補正を行わなくとも診断能に優れた画像を関心領域スキャンにおいて得ることのできるＸ線ＣＴ装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的のために本発明では、断層像を得たい領域として被検体に対し設定される関心領域以外へのＸ線の照射を抑制するようにされており、そのために前記関心領域以外へのＸ線を吸収により減弱する遮蔽手段が設けられているＸ線ＣＴ装置において、前記遮蔽手段のＸ線減弱部が鉛よりもＸ線吸収係数の低い物質で形成されていることを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記Ｘ線ＣＴ装置において移動平均補正手段を備えており、関心領域を透過した投影データと関心領域外を透過した投影データとの境界を移動平均処理により滑らかにする補正を施せるようにされていることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記Ｘ線ＣＴ装置においてフィルタ処理手段を備えており、関心領域を透過した投影データと関心領域外を透過した投影データとの境界をフィルタ処理により滑らかにする補正を施せるようにされていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明によるＸ線ＣＴ装置は、その基本的構成において、上記の特開平１１−２８２０１号公報や特開平１１−２８２０２号公報に開示されるＸ線ＣＴ装置のそれと同様とするのが通常である。すなわち本発明によるＸ線ＣＴ装置は、図３を利用して説明すると、被検体に対して設定する関心領域Ｅのみをスキャンできるように、つまりＸ線が関心領域Ｅ以外に照射されるのを抑制するように、Ｘ線をチャンネル方向で絞る遮蔽手段２を備えている。また被検体に対して関心領域Ｅを設定するための関心領域設定手段も備え、さらにＸ線源１を連続的に回転させることで被検体から投影データを複数回連続的に得るための連続スキャンを可能とするスキャン制御系も備えることになるが、これらの関心領域設定手段やスキャン制御系には特開平１１−２８２０１号公報や特開平１１−２８２０２号公報に開示されるそれと同様なものを用いることができる。
【００１３】
本発明の特徴は、遮蔽手段２に、従来の関心領域スキャン式のＸ線ＣＴ装置で遮蔽手段に用いられていた鉛のようなＸ線の高吸収体に比べて、例えば銅や鉄あるいはアルミニュームなどのように、そのＸ線吸収係数が低い物質を用いることである。すなわち遮蔽手段２において実際にＸ線の減弱・遮蔽に機能する部分（Ｘ線減弱部）にＸ線吸収係数が少なくとも鉛よりも低い物質を用いることで、関心領域の内外で投影データに一定以上の変化を生じないようにし、上記した埋め込み補正のような補正を行わなくとも診断能に優れた画像を得られるようにすることである。つまり関心領域の内外での投影データの差を、埋め込み補正のような補正を行わなくとも十分に診断などに適する画像を得られるようなレベルに止めることができるような減弱能を遮蔽手段２に与えるということである。
【００１４】
そのような減弱能を有する遮蔽手段２を用いた関心領域スキャンにおける投影データの例は図１に示すようになる。この程度の変化レベルであれば、何らの補正も施さずに画像の再構成を行っても、上記で図５に関して説明したような強いストリーク状のアーチファクトが関心領域の内側まで入り込むことはなく、図２に示すような、診断などに十分に適する高画質な画像を得ることができる。この場合でも関心領域外の画像は信頼性が低くて診断などに用いることはできないが、関心領域スキャン法の目的からして、関心領域について十分な画像が得られれば足り、実用上では何らの問題もない。
【００１５】
このように遮蔽手段２におけるＸ線の減弱能を低くすることにより、無補正で関心領域に関し高画質画像を得られるようにすることには以下のような利点がある。すなわち従来の関心領域スキャン法における埋め込み補正に伴う事前の通常スキャンによる余分な被曝を避けることができ、それだけ被曝Ｘ線量を低減できる。また埋め込み補正のための演算処理による演算負荷の増大を招かないで済み、それだけ画像表示までの時間を短縮することができる。このことは関心領域スキャンにより低被曝化を図ることが特に有用であるリアルタイム表示の実効性をより高めるために有効である。
【００１６】
ここで、遮蔽手段２におけるＸ線の減弱能を低くすることには、そうしない場合に比べて、関心領域外へのＸ線照射量を制限して患者や術者への被曝線量を低減させるという点に関して後退するという意味が若干ある。しかしながら、このことを考慮しても、事前の通常スキャンを行わなくて済み、通常スキャンによる被曝を避けることで被曝Ｘ線量を減らせること、また通常スキャンによる余分な準備時間を不要とすることができること、それに画像表示までの時間を短縮してリアルタイム表示の実効性を高めることができることなどから、本発明は関心領域スキャン法に対してきわめて有意な改善をもたらすものであると言える。
【００１７】
遮蔽手段２におけるＸ線の減弱能を低くする本発明の構成は、以上のように無補正での画像再構成を可能とするものであるが、必要に応じて簡易な補正を加えるようにしもよい。その補正としては、例えば移動平均処理により関心領域の内外の境界、つまり関心領域を透過した投影データと関心領域外を透過した投影データとの境界を滑らかにする補正を挙げることができる。このような補正を可能とするＸ線ＣＴ装置は移動平均補正手段を備えることになる。また例えば画像データ処理に関してよく知られているフィルタ処理により関心領域の内外の境界にスムージングを施すことも簡易な補正として有効である。このような補正を可能とするＸ線ＣＴ装置はスムージング用のフィルタ処理手段を備えることになる。これらの簡易な補正は、再構成画像の画質をさらに向上させる上で有用であり、しかも従来の埋め込み補正に比べて、それに必要とする演算負荷が格段に小さくて済み、したがって埋め込み補正を用いる従来の関心領域スキャン法において問題であった、画像表示までの時間が長くなるという欠点を効果的に解消することもできる。
【００１８】
ここで、Ｘ線ＣＴ装置にはＸ線検出器が単列で設けられる単列検出器型とＸ線検出器がスライス方向で複数列に設けられる複列検出器型があるが、本発明はこれらの何れにも適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、関心領域スキャン式のＸ線ＣＴ装置について、事前の通常スキャンにより被検体に余分な被曝を与えたり、また画像再構成処理時間が長くなる原因となる、埋め込み補正を行わなくとも診断能に優れた画像を得ることが可能となり、関心領域スキャン法の有用性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置で関心領域スキャンを行った場合の投影データの一形状例を示す図である。
【図２】本発明によるＸ線ＣＴ装置で関心領域スキャンを行った場合の無補正再構成画像の一例を模式化して示す図である。
【図３】関心領域スキャンの概念図である。
【図４】従来のＸ線ＣＴ装置で関心領域スキャンを行った場合の投影データの一形状例を示す図である。
【図５】従来のＸ線ＣＴ装置で関心領域スキャンを行った場合の無補正再構成画像の一例を模式化して示す図である。
【図６】埋め込み補正についての説明図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線源
２ 遮蔽手段
Ｅ 関心領域

Claims (3)

1. 被検体の断層像を取得する領域に対し関心領域を設定する手段と、
   該設定された関心領域外の領域へのＸ線照射を、鉛よりもＸ線吸収係数の低い物質で形成されるＸ線減弱部材により減弱する手段と、
   該減弱された関心領域外で得られた投影データと、前記関心領域で得られた投影データとにより前記被検体の断層像を再構成する手段と、
   を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記関心領域の投影データと前記関心領域外の投影データとの境界を移動平均処理又はフィルタ処理の何れかによって補正する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記減弱する手段が銅、鉄、アルミニュームのうちの少なくとも一つで形成されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

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