JP4489577B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線ＣＴ（Ｃomputed Ｔomography）装置に関し、さらに詳しくは、透視検査（Ｆluoroscopy）時の術者のＸ線被曝量を低減することと高い画像品質のイメージを得ることとを両立可能にしたＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置で透視検査を行う時は、図９に示すように、Ｘ線管球１ｂとＸ線検出器２ａとを回転してデータを収集しイメージを生成しながら、術者が被検体Ｋに生検針Ｎを穿刺している。

図１０にハッチングで示した領域は、Ｘ線管球１ｂとＸ線検出器２ａとが１回転する間にＸ線が通過する空間である。図１０から判るように、Ｘ線が通過する空間に術者の手ｈが入っており、術者がＸ線被曝する問題点がある。
このＸ線被曝量を小さくするためには、Ｘ線照射量を低照射量にすればよいが、そうすると、ＳＮ比の良いデータを収集できなくなり、イメージの画像品質が低下する別の問題点を生じる。
そこで、この発明の目的は、透視検査時の術者のＸ線被曝量を低減することと高い画像品質のイメージを得ることとを両立可能にしたＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

第１の観点では、この発明は、スリップリングを用い、被検体の周りにＸ線管球を回転させながらＸ線検出器およびデータ収集装置でデータを収集し、それらデータに対して再構成演算を施してイメージを生成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管球が１回転する間の角度範囲を設定し、Ｘ線管球がその設定した角度範囲にあるときにはその角度範囲にないときに比べてＸ線照射量を少なくするＸ線照射量制御手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。

第２の観点では、この発明は、第１の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線管、Ｘ線検出器及びデータ収集装置をガントリの回転部分に設け、前記ガントリにおける回転部分と非回転部分との電気的接続を前記スリップリングを用いて行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。

第３の観点では、この発明は、第１の観点又は第２の観点のＸ線ＣＴ装置を穿刺における透視検査に用いることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。

第４の観点では、この発明は、第３の観点のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線照射量制御手段は、前記穿刺において術者の手がある部分を含むように前記角度範囲を設定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。

第５の観点では、この発明は、第１の観点から第４の観点までのいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線照射量制御手段は、Ｘ線管球から照射されたＸ線のコリメータのアパーチャを閉じることによりＸ線照射量を“０”にしてＸ線照射量を少なくすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。

この発明のＸ線ＣＴ装置によれば、術者の手にＸ線が直接照射される時のＸ線照射量を低くすると共にＸ線照射量が高くなる時には被検体の陰になって術者の手にＸ線が直接照射されないようにすることが出来るから、術者のＸ線被曝量を低減することが出来る。そして、データを収集する時にはＸ線照射量を高くすることが出来るから、ＳＮ比の良いデータを収集でき、高い画像品質のイメージを得ることが出来る。

以下、図に示すこの発明の実施形態に基づいてこの発明をさらに詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。

図１は、この発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す要部構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、ガントリ１０と、オペレータコンソール２０とを具備している。
前記ガントリ１０は、Ｘ線を被検体（図５のＫ）に照射するためのＸ線ジェネレータ１ａおよびＸ線管球１ｂと、被検体を透過したＸ線を検出しデータを収集するＸ線検出器２ａおよびデータ収集装置２ｂと、Ｘ線が通過する空間を光で示すレファレンスライト３ａおよびライトドライバ３ｂと、前記Ｘ線ジェネレータ１ａおよび前記ライトドライバ３ｂを制御する制御装置４と、回転部分と非回転部分の間の電気的接続を行うスリップリング５と、前記オペレータコンソール２０との通信を行うガントリプロセッサ６とを具備している。
前記オペレータコンソール２０は、前記データからイメージ（断層像）を再構成する再構成処理装置と、前記データやイメージなどを記憶する記憶装置と、イメージやメッセージを表示する画像表示装置と、操作者がコマンドやパラメータなどを入力するための入力装置と、全体的な制御を行うＣＰＵとを具備している。

図２は、ガントリ１０でデータ収集を行う手順を示すフロー図である。
ステップＳ１では、操作者は、オペレータコンソール２０から透視検査のスキャンプロトコルを設定する。

ステップＳ２では、操作者は、オペレータコンソール２０からＸ線照射のオフ範囲（φ１，φ２）を設定する。
ステップＳ３では、ガントリ１０における回転部分の回転を開始する。
ステップＳ４では、Ｘ線管球角度φが前記オフ範囲（φ１，φ２）か否かを判定し、前記オフ範囲（φ１，φ２）ならステップＳ５へ進み、そうでないならステップＳ６へ進む。
ステップＳ５では、レファレンスライト３ａをオフにする。そして、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ６では、レファレンスライト３ａをオンにする。そして、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、操作者は、穿刺時の自分の手の位置にレファレンスライト３ａの光が当るか否かをチェックし、もし当たるなら前記ステップＳ２へ戻ってオフ範囲（φ１，φ２）の設定をやり直し、当たらないなら現在のオフ範囲（φ１，φ２）が適正なので、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、スキャンを開始する。すなわち、被検体の周りにガントリ１０の回転部分を回転させながらデータを収集する。
ステップＳ９では、Ｘ線管球角度φが前記オフ範囲（φ１，φ２）か否かを判定し、前記オフ範囲（φ１，φ２）ならステップＳ１０へ進み、そうでないならステップＳ１１へ進む。
ステップＳ１０では、Ｘ線管電流を“０”にして、Ｘ線をオフにする。次に、レファレンスライト３ａをオフにする。さらに、この時に収集したデータについてのデータ有効フラグを“０”にする。そして、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１１では、所定のＸ線管電流（例えば２００ｍＡ）を流して、Ｘ線をオンにする。次に、レファレンスライト３ａをオンにする。さらに、この時に収集したデータについてのデータ有効フラグを“１”にする。そして、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、この時に収集したデータをオペレータコンソール２０へ転送する。
ステップＳ１３では、スキャン完了が指示されたか否かを判定し、指示されていなければ前記ステップＳ９に戻ってスキャンを継続し、指示されていれば処理を終了する。

図３は、Ｘ線管球角度φがオフ範囲（φ１，φ２）の時のＸ線管球１ｂおよびレファレンスライト３ａの状態を示し、Ｘ線管球１ｂからはＸ線が放射されず、レファレンスライト３ａからは光が放射されていない。
図４は、Ｘ線管球角度φがオフ範囲（φ１，φ２）から外れた時のＸ線管球１ｂおよびレファレンスライト３ａの状態を示し、Ｘ線管球１ｂからはＸ線が放射され、レファレンスライト３ａからは光が放射されている。
図５にハッチングで示した領域は、Ｘ線管球１ｂとＸ線検出器２ａとが１回転する間にＸ線が通過する空間である。図５から判るように、Ｘ線が通過しない空間がある。このＸ線が通過しない空間は、レファレンスライト３ａの光も通過しない。そこで、術者は、レファレンスライト３ａの光が当らないような位置に自分の手を維持しながら、被検体Ｋに生検針Ｎを穿刺すれば、Ｘ線被曝を容易に避けることが出来る。

図６は、オペレータコンソール２０でイメージ生成を行う手順を示すフロー図である。
ステップＲ１では、ガントリ１０から転送されてきたデータを記憶装置から取り出す。
ステップＲ２では、当該データのデータ有効フラグが“１”か判定する。“１”ならばステップＲ３へ進み、“０”ならばステップＲ４へ進む。
ステップＲ３では、ハーフスキャンの再構成処理に当該データを用いる。なお、ハーフスキャンの再構成処理とは、Ｘ線管球が半回転以上，１回転未満の間に収集したデータから画像を再構成する処理である。これに対して、Ｘ線管球が１回転以上する間に収集したデータから画像を再構成する処理をフルスキャンの再構成処理という。
ステップＲ４では、データが終りか判定し、終りでないなら前記ステップＲ１に戻り、終りならステップＲ５へ進む。
ステップＲ５では、生成したイメージを表示し、処理を終了する。

以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、レファレンスライト３ａの光が当らない場所に術者が手を位置させて穿刺を行うことで、容易にＸ線被曝を避けることができる。また、オフ範囲（φ１，φ２）以外ではＸ線照射量は比較的高照射量になるから、ＳＮ比の良いデータを収集でき、高い画像品質のイメージを得ることが出来る。

他の実施例としては、図２のステップＳ５，Ｓ６でのＸ線のオン／オフをコリメータのアパーチャの開閉により行うものが挙げられる。
また、図８に示すように、Ｘ線管電流の最大値（図８では２００ｍＡ）とその時の角度φｘおよびＸ線管電流の最小値（図８では６０ｍＡ）とその時の角度φｎを操作者が設定すると、それらの設定点を通るような関数（例えば三角関数）により滑らかにＸ線管電流を変化させるものが挙げられる。この場合には、フルスキャンの再構成処理を用いることが出来る。

この発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示す要部構成図である。 図１に示すガントリにおけるデータ収集処理の手順を示すフロー図である。 Ｘ線管球角度がオフ範囲にある時のＸ線管球およびレファレンスライトの状態を示す説明図である。 Ｘ線管球角度がオン範囲にある時のＸ線管球およびレファレンスライトの状態を示す説明図である。 図１のＸ線ＣＴ装置においてＸ線管球とＸ線検出器とが１回転する間にＸ線が通過する空間の説明図である。 図１に示すオペレータコンソールにおけるイメージ生成処理の手順を示すフロー図である。 Ｘ線管球角度に応じたＸ線管電流の変化を示すグラフである。 Ｘ線管球角度に応じたＸ線管電流の変化を示す別のグラフである。 Ｘ線管球とＸ線検出器の回転の説明図である。 従来のＸ線ＣＴ装置においてＸ線管球とＸ線検出器とが１回転する間にＸ線が通過する空間の説明図である。

符号の説明

１００ Ｘ線ＣＴ装置
１ｂ Ｘ線管球
２ａ Ｘ線検出器
２ｂ データ収集装置
３ａ レファレンスライト
１０ ガントリ
２０ オペレータコンソール
ｈ 術者の手
Ｎ 生検針
Ｋ 被検体

Claims (8)

1. Ｘ線管球と、前記Ｘ線管球から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器において検出したＸ線のデータを収集するデータ収集手段とを有し、被検体の周りに前記Ｘ線管球を回転させながら、被検体に照射されたＸ線のデータを収集するスキャンを行うスキャン手段と、
   前記Ｘ線のデータに基づいて再構成演算を施してイメージを生成する再構成手段と、
   操作者の入力操作に基づき前記Ｘ線管球が１回転する間の一つの角度範囲を設定し、前記スキャンの開始から完了までの間において、前記設定した角度範囲にある前記Ｘ線管球からの前記被検体に対するＸ線の照射を、前記角度範囲に前記被検体の穿刺のために挿入される術者の手の被曝量が他の角度範囲における被曝量に対し小さくなるようにオフにし、前記他の角度範囲にある前記Ｘ線管球からの前記被検体に対するＸ線の照射をオンとするＸ線照射量制御手段と
   を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記角度範囲は、前記Ｘ線管球が一回転する間にＸ線が通過する空間に前記被検体の穿刺のために挿入される術者の手が、直接Ｘ線に照射される範囲を含む角度範囲であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記Ｘ線照射量制御手段は、Ｘ線管電流を“０”とすることにより、前記Ｘ線の照射をオフにし、Ｘ線管電流を所定の値とすることにより、前記Ｘ線の照射をオンとすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記Ｘ線照射量制御手段は、前記Ｘ線管球から照射されたＸ線のコリメータのアパーチャを閉じることにより前記Ｘ線の照射をオフにし、前記アパーチャを開くことにより前記Ｘ線の照射をオンとすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記データ収集手段は、前記設定した角度範囲のデータを前記再構成演算に用いないデータとし、前記他の角度範囲のデータを前記再構成演算に用いるデータとすることを判定可能なデータとして収集することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記データ収集手段は、前記データにデータが有効か否かを識別するフラグをたてることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. Ｘ線管球と、前記Ｘ線管球から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器において検出したＸ線のデータを収集するデータ収集手段とを有し、被検体の周りに前記Ｘ線管球を回転させながら、被検体に照射されたＸ線のデータを収集するスキャンを行うスキャン手段と、
   前記Ｘ線のデータに基づいて再構成演算を施してイメージを生成する再構成手段と、
   操作者の入力操作に基づき前記Ｘ線管球が１回転する間の一つの角度範囲を設定し、前記スキャンの開始から完了までの間において、前記設定した角度範囲にある前記Ｘ線管球からの前記被検体に対するＸ線の照射を、前記角度範囲に前記被検体の穿刺のために挿入される術者の手の被曝量が他の角度範囲における被曝量に対し小さくなるような照射量とし、前記他の角度範囲にある前記Ｘ線管球からの前記被検体に対するＸ線の照射を前記設定した角度範囲における照射量に対し高照射量とするＸ線照射量制御手段と
   を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
8. 前記角度範囲は、前記Ｘ線管球が一回転する間にＸ線が通過する空間に、前記被検体の穿刺のために挿入される術者の手が、直接Ｘ線に照射される範囲を含む角度範囲であることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。

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