JP4535600B2 - Collimator tracking control method and X-ray CT apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コリメータ追従制御方法およびX線CT(Computed Tomography)装置に関し、さらに詳しくは、コリメータとマルチX線検出器の相対位置が変動しないように且つ参照チャネルへ入射するX線が被検体に遮られた場合でも不適正にならないようにコリメータを追従制御することが出来るコリメータ追従制御方法およびX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は、X線管、コリメータおよびツインX線検出器を示す模式図である。
第1検出器列27Aは、第1チャネル27A1から第Nチャネル27ANまでのN個のチャネルと、第1チャネル27Aの外側に配設された左参照チャネル27ALと、第Nチャネル27ANの外側に配設された右参照チャネル27ARとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
同様に、第2検出器列27Bも、第1チャネルから第NチャネルまでのN個のチャネルと、第1チャネルの外側に配設された左参照チャネル27BLと、第Nチャネルの外側に配設された右参照チャネル27BRとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
【0003】
前記参照チャネル27AL,27AR,27BLおよび27BRの出力は、種々の補正に利用される。これら参照チャネル27AL,27AR,27BLおよび27BRを検出器列27A,27Bの端に配設しているのは、それらへ入射するX線を被検体に遮られないためである。
【0004】
X線管21から出射されたX線Ioは、コリメータ23のアパーチャSを通ることで偏平なX線ビームXrとなり、ツインX線検出器27の第1検出器列27Aおよび第2検出器列27Bに入射する。
境界仮想線Poは、X線ビームXrのうちで第1検出器列27Aに入射する分と第2検出器列27Bに入射する分の境界を示す仮想の線である。
X線管21およびツインX線検出器27の少なくとも一方が回転する時の回転中心であるアイソセンタICにおけるX線ビームXrの幅を、X線ビーム幅Xoという。また、X線ビーム幅Xoのうちで第1検出器列27Aに入射する分の幅を、第1スライス厚d1という。また、第2検出器列27Bに入射する分の幅を、第2スライス厚d2という。
【0005】
第1スライス厚d1と第2スライス厚d2とは、コリメータ23とツインX線検出器27の相対位置およびアパーチャSの開口幅により規定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
コリメータ23とツインX線検出器27の相対位置は、スキャン中、変動しないように維持される必要がある。このためには、参照チャネル27AL,27ARの出力合計値と27BL,27BRの出力合計値の比が、スキャン中、変動せずに目標値になるように、コリメータ23の位置を追従制御すればよい。
【0007】
ところが、アイソセンタICに対する被検体の位置が適正でないと、図7の(a)に示すように或る位置で参照チャネル27AL,27AR,27BLおよび27BRへ入射するX線が被検体Kに遮られていなくても、図7の(b)に示す半回転した位置で参照チャネル27AL,27AR,27BLおよび27BRへ入射するX線が被検体Kに遮られる場合がある。この場合、参照チャネル27AL,27AR,27BL,27BRの出力に基づく追従制御は不適正になってしまい、相対位置の誤差が逆に大きくなってしまうことがある問題点がある。
【0008】
そこで、本発明の目的は、コリメータとマルチX線検出器の相対位置が変動しないように且つ参照チャネルへ入射するX線が被検体に遮られた場合でも不適正にならないようにコリメータを追従制御することが出来るコリメータ追従制御方法およびX線CT装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、(1)多数のチャネルが並ぶ検出器列を複数列備えたマルチX線検出器の第1端の検出器列の一端または両端の1または複数のチャネルを第1参照チャネルとし、前記マルチX線検出器の第2端の検出器列の一端または両端の1または複数のチャネルを第2参照チャネルとし、アイソセンタの回りにX線管およびマルチX線検出器の少なくとも一方が回転した時に第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御し、(2)第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった時に上記追従制御を停止し、(3)追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する、ことを特徴とするコリメータ追従制御方法を提供する。
上記第1の観点によるコリメータ追従制御方法では、上記(1)により、コリメータとマルチX線検出器の相対位置が変動しないように、コリメータを追従制御する。
また、上記(2)により、相対位置の誤差が追従制御により逆に大きくなってしまうことを防止する。すなわち、参照チャネルへ入射するX線の経路に被検体が入ってくる状況にあり且つ第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった場合に追従制御を継続していると、相対位置の誤差が大きくなってしまいかねないので、追従制御を停止する。なお、第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の和が減少傾向でない場合は、参照チャネルへ入射するX線の経路に被検体が入ってくる状況でないので、追従制御を継続しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を停止しない。また、第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値より小さければ、追従制御を継続しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を停止しない。
また、上記(3)により、コリメータの追従制御を再開する。すなわち、第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値より小さければ、追従制御を再開しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を再開する。
再開用閾値は、ハンチングを避けるため、停止用閾値よりも小さくする。
【0010】
第2の観点では、本発明は、上記構成のコリメータ追従制御方法において、前記(3)の代わりに、(3)追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する、ことを特徴とするコリメータ追従制御方法を提供する。
上記第2の観点によるコリメータ追従制御方法では、第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値より小さければ、追従制御を再開しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を再開する。また、或る位置で参照チャネルへ入射するX線が被検体に遮られても、半回転した位置では遮られない位置に戻る場合が多いため、追従制御の停止から半回転した位置では、追従制御を再開する。
【0011】
第3の観点では、本発明は、上記構成のコリメータ追従制御方法において、追従制御の開始から第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは上記追従制御を停止しないことを特徴とするコリメータ追従制御方法を提供する。
追従制御を開始した時は、参照チャネルへ入射するX線が被検体に遮られていなくても、第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になる場合がある。この場合には、追従制御を停止すべきでない。
そこで、上記第3の観点によるコリメータ追従制御方法では、追従制御の開始から第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは追従制御を停止しない。
判別開始用閾値は、追従制御の効果が得られるまで最初の追従制御を中断させないため、停止用閾値よりも小さくする。
【0012】
第4の観点では、本発明は、多数のチャネルが並ぶ検出器列を複数列備えたマルチX線検出器を有するX線CT装置であって、(1)マルチX線検出器の第1端の検出器列の一端または両端の1または複数のチャネルを第1参照チャネルとし、前記マルチX線検出器の第2端の検出器列の一端または両端の1または複数のチャネルを第2参照チャネルとし、アイソセンタの回りにX線管およびマルチX線検出器の少なくとも一方が回転した時に第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御する追従制御手段と、(2)第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になり且つ第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の和が減少傾向にある時に上記追従制御を停止する追従制御停止手段と、(3)追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する追従制御再開手段と、を具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第4の観点によるX線CT装置では、上記第1の観点によるコリメータ追従制御方法を好適に実施できる。
【0013】
第5の観点では、本発明は、上記構成のX線CT装置において、前記追従制御再開手段の代わりに、追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する追従制御再開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。
上記第5の観点によるX線CT装置では、上記第2の観点によるコリメータ追従制御方法を好適に実施できる。
【0014】
第6の観点では、本発明は、上記構成のX線CT装置において、前記記追従制御停止手段は、追従制御の開始から第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは追従制御を停止しないことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第6の観点によるX線CT装置では、上記第3の観点によるコリメータ追従制御方法を好適に実施できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置100のブロック図である。
このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
【0017】
前記コンソール1は、操作者の指示入力や情報入力などの受け付ける入力装置2と、スキャン処理や各種補正処理や画像再構成処理や本発明に係るコリメータ追従制御処理などを実行する中央処理装置3と、制御信号などを前記撮影テーブル10や前記走査ガントリ20とやり取りする制御インターフェース4と、走査ガントリ20で取得したデータを収集するデータ収集バッファ5と、前記データから再構成したX線画像を表示するCRT6と、プログラムやデータやX線画像を記憶する記憶装置7とを具備している。
【0018】
前記走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、コリメータコントローラ24と、アイソセンタ(図2のIC)の周りにX線管21などを回転させる回転コントローラ26と、2列の検出器列を有するツインX線検出器27とを具備している。
【0019】
図2は、X線管21、コリメータ23およびツインX線検出器27を示す模式図である。
X線管21から出射されたX線Ioは、コリメータ23のアパーチャSを通ることで偏平なX線ビームXrとなり、ツインX線検出器27の第1検出器列27Aおよび第2検出器列27Bに入射する。
前記コリメータ23のアパーチャSの開口幅や位置は、前記中央処理装置3の指令に基づいて前記コリメータコントローラ24が調整する。
境界仮想線Poは、X線ビームXrのうちで第1検出器列27Aに入射する分と第2検出器列27Bに入射する分の境界を示す仮想の線である。
アイソセンタICにおけるX線ビームXrの幅をX線ビーム幅Xoという。また、X線ビーム幅Xoのうちで第1検出器列27Aに入射する分の幅が第1スライス厚d1であり、第2検出器列27Bに入射する分の幅が第2スライス厚d2である。
【0020】
第1検出器列27Aは、第1チャネル27A1から第Nチャネル27ANまでのN個のチャネルと、第1チャネル27Aの外側に配設された第1検出器列左参照チャネル27ALと、第Nチャネル27ANの外側に配設された第1検出器列右参照チャネル27ARとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
同様に、第2検出器列27Bは、第1チャネルから第NチャネルまでのN個のチャネルと、第1チャネルの外側に配設された第2検出器列左参照チャネル27BLと、第Nチャネルの外側に配設された第2検出器列右参照チャネル27BRとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
【0021】
図3は、本発明の一実施形態にかかるコリメータ追従制御処理のフロー図である。このコリメータ追従制御処理は、スキャン開始と同時に起動される。
【0022】
ステップS1では、アイソセンタICの回りにX線管21およびツインX線検出器27が回転した時に第1検出器列参照チャネル27AL,27ARと第2検出器列参照チャネル27BL,27BRの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータ23の位置を追従制御する。
具体的には、例えば、第1検出器列参照チャネル27AL,27ARの出力の和をAとし、第2検出器列参照チャネル27BL,27BRの出力の和をBとし、比A/Bの目標値をαとするとき、
Δ=(A−αB)/(A+αB)
が“0”%になるようにコリメータ23の位置を追従制御する。
なお、目標値αは、第1スライス厚d1と第2スライス厚d2の比で決まり、
α=d1/d2
である。
【0023】
ステップS2では、スキャン終了ならコリメータ追従制御処理を終了し、スキャン終了でないならステップS3へ進む。
ステップS3では、第1検出器列参照チャネル27AL,27ARと第2検出器列参照チャネル27BL,27BRの出力の差が判別開始用閾値以下になるまではコリメータ追従制御処理を継続し、判別開始用閾値以下になるとステップS4へ進む。
具体的には、例えば、判別開始用閾値を“5”%とするとき、
|A−αB|/(A+αB)≦0.05
ならステップS4へ進み、そうでないなら前記ステップS2に戻る。
【0024】
ステップS4では、第1検出器列参照チャネル27AL,27ARと第2検出器列参照チャネル27BL,27BRの出力の和(A+B)が減少傾向にないならステップS5へ進み、減少傾向にあるならステップS6へ進む。
具体的には、例えば、現ビューからその過去15ビューまでの和(A+B)の総和を、現ビューの1つ前からその過去15ビューまでの和(A+B)の総和で割り、その商が“1以下”でないならステップS5へ進み、“1以下”ならステップS6へ進む。
【0025】
ステップS5では、スキャン終了ならコリメータ追従制御処理を終了し、スキャン終了でないなら前記ステップS4に戻る。
【0026】
ステップS6では、第1検出器列参照チャネル27AL,27ARと第2検出器列参照チャネル27BL,27BRの出力の差が停止用閾値以上でないなら前記ステップS5に戻り、停止用閾値以上ならステップS7へ進む。
具体的には、例えば、停止用閾値を“10”%とするとき、
|A−αB|/(A+αB)≧0.10
でないなら前記ステップS5に戻り、そうならステップS7へ進む。
ステップS7では、追従制御を停止する。
【0027】
ステップS8では、第1検出器列参照チャネル27AL,27ARと第2検出器列参照チャネル27BL,27BRの出力の差が再開用閾値以下ならステップS9へ進み、再開用閾値以下でないならステップS10へ進む。
具体的には、例えば、再開用閾値を“5”%とするとき、
|A−αB|/(A+αB)≦0.05
ならステップS9へ進み、そうでないならステップS10へ進む。
【0028】
ステップS9では、追従制御を再開する。そして、前記ステップS4に戻る。
【0029】
ステップS10では、追従制御を停止した位置から半回転したかチェックし、半回転したなら前記ステップS9に戻り、半回転してないならステップS11へ進む。
【0030】
ステップS11では、スキャン終了ならコリメータ追従制御処理を終了し、スキャン終了でないなら前記ステップS8に戻る。
【0031】
図4は、上記コリメータ追従制御処理の経過例を示すタイムチャートである。
スキャン開始すなわち追従制御開始から|A−αB|/(A+αB)が判別開始用閾値以下になるまでは、追従制御が継続される。
|A−αB|/(A+αB)が判別開始用閾値以下になると判別動作すなわちステップS4〜S6の動作を開始する。
Σ(A+αB)が減少傾向にあり且つ|A−αB|/(A+αB)が停止用閾値以上になると、追従制御が停止される。
|A−αB|/(A+αB)が再開用閾値以下になると、追従制御が再開される。
【0032】
図5は、上記コリメータ追従制御処理の別の経過例を示すタイムチャートである。
スキャン開始すなわち追従制御開始から|A−αB|/(A+αB)が判別開始用閾値以下になるまでは、追従制御が継続される。
|A−αB|/(A+αB)が判別開始用閾値以下になると判別動作すなわちステップS4〜S6の動作を開始する。
Σ(A+αB)が減少傾向にあり且つ|A−αB|/(A+αB)が停止用閾値以上になると、追従制御が停止される。
追従制御を停止した位置から半回転したなら、追従制御が再開される。
【0033】
以上のX線CT装置100によれば、コリメータ23とツインX線検出器27の相対位置すなわちX線ビームXrとツインX線検出器27の相対位置が変動しないように、且つ、参照チャネル27AL,27AR,27BL,27BRへ入射するX線が被検体Kに遮られた場合でも不適正にならないように、コリメータ23を追従制御することが出来る。
【0034】
なお、3以上の検出器列を有するX線検出器を用いた場合でも、X線ビームXrの幅方向の両端に当たる2つの検出器列について上記と同様にコリメータ追従制御処理を実施すれば、本発明を適用することが出来る。
【0035】
【発明の効果】
本発明のコリメータ追従制御方法およびX線CT装置によれば、コリメータとマルチX線検出器の相対位置が変動しないように且つ参照チャネルへ入射するX線が被検体に遮られた場合でも不適正にならないようにコリメータを追従制御することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるX線CT装置のブロック図である。
【図2】X線管、コリメータおよびツインX線検出器を示す模式図である。
【図3】本発明の一実施形態にかかるコリメータ追従制御処理を示すフロー図である。
【図4】コリメータ追従制御処理の経過例を示すタイムチャートである。
【図5】コリメータ追従制御処理の別の経過例を示すタイムチャートである。
【図6】X線管、コリメータおよびツインX線検出器を示す模式図である。
【図7】X線管およびX線検出器の回転位置によって参照チャネルへ入射するX線が被検体に遮られる場合を示す説明図である。
【符号の説明】
3 中央処理装置
4 制御インターフェース
20 走査ガントリ
21 X線管
23 コリメータ
24 コリメータコントローラ
27 ツインX線検出器
27A 第1検出器列
27AL 第1検出器列左参照チャネル
27AR 第1検出器列右参照チャネル
27B 第2検出器列
27BL 第2検出器列左参照チャネル
27BR 第2検出器列右参照チャネル
100 X線CT装置
S アパーチャ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a collimator tracking control method and an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus. More specifically, the present invention relates to X-rays incident on a reference channel so that the relative positions of a collimator and a multi-X-ray detector do not fluctuate. The present invention relates to a collimator tracking control method and an X-ray CT apparatus that can perform tracking control of a collimator so as not to be inappropriate even when blocked.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a schematic diagram showing an X-ray tube, a collimator, and a twin X-ray detector.
The first detector row 27A includes N channels from the first channel 27A1 to the Nth channel 27AN, a left reference channel 27AL arranged outside the first channel 27A, and an outside of the Nth channel 27AN. The right reference channel 27AR is provided, and these channels are arranged in an arc shape.
Similarly, the
[0003]
The outputs of the reference channels 27AL, 27AR, 27BL and 27BR are used for various corrections. The reason why these reference channels 27AL, 27AR, 27BL, and 27BR are arranged at the ends of the
[0004]
The X-ray Io emitted from the X-ray tube 21 passes through the aperture S of the
The boundary virtual line Po is a virtual line indicating the boundary of the X-ray beam Xr that is incident on the first detector row 27A and the portion that is incident on the
The width of the X-ray beam Xr in the isocenter IC that is the rotation center when at least one of the X-ray tube 21 and the
[0005]
The first slice thickness d1 and the second slice thickness d2 are defined by the relative positions of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The relative positions of the
[0007]
However, if the position of the subject relative to the isocenter IC is not appropriate, the subject K blocks X-rays incident on the reference channels 27AL, 27AR, 27BL, and 27BR at a certain position as shown in FIG. Even if it is not, X-rays incident on the reference channels 27AL, 27AR, 27BL, and 27BR at the half-rotated position shown in FIG. In this case, the follow-up control based on the outputs of the reference channels 27AL, 27AR, 27BL, and 27BR becomes inappropriate, and there is a problem that the relative position error may increase.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to follow-up control the collimator so that the relative position between the collimator and the multi-X-ray detector does not fluctuate and the X-ray incident on the reference channel is not improper even when the subject is obstructed. Another object of the present invention is to provide a collimator tracking control method and an X-ray CT apparatus that can perform the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In a first aspect, the present invention provides (1) one or more channels at one end or both ends of a detector row at the first end of a multi-X-ray detector having a plurality of rows of detector rows in which a large number of channels are arranged. As a first reference channel, one or a plurality of channels at one or both ends of the detector row at the second end of the multi-X-ray detector is used as a second reference channel, and an X-ray tube and a multi-X-ray detector around the isocenter When at least one of the first and second reference channels rotates, the position of the collimator is controlled to follow the target value without changing the output ratio of the first reference channel and the second reference channel, and (2) the first reference channel and the second reference The follow-up control is stopped when the sum of the channel outputs tends to decrease and the difference between the output of the first reference channel and the second reference channel exceeds the stop threshold, and (3) the follow-up control is stopped. The first reference channel in the state Le and the difference between the output of the second reference channels resumes the tracking control when it becomes below resume threshold, providing a collimator tracking control method characterized by.
In the collimator tracking control method according to the first aspect, tracking control of the collimator is performed by (1) so that the relative position of the collimator and the multi-X-ray detector does not fluctuate.
Further, the above (2) prevents the relative position error from becoming larger due to the follow-up control. That is, the tracking control is continued when the subject enters the X-ray path incident on the reference channel and the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel exceeds the stop threshold. If so, the error in the relative position may increase, and the follow-up control is stopped. If the sum of the outputs of the first reference channel and the second reference channel does not tend to decrease, the subject does not enter the X-ray path incident on the reference channel. The tracking error is not stopped because the position error does not increase. Further, if the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is smaller than the stop threshold, the error in the relative position does not increase even if the follow-up control is continued, so the follow-up control is not stopped.
Further, the follow-up control of the collimator is restarted by the above (3). That is, if the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is smaller than the restart threshold, the error in the relative position does not increase even when the tracking control is restarted, and the tracking control is restarted.
The restart threshold is made smaller than the stop threshold to avoid hunting.
[0010]
According to a second aspect, the present invention provides a collimator tracking control method configured as described above, wherein instead of (3), (3) the outputs of the first reference channel and the second reference channel in a state where tracking control is stopped. A collimator follow-up control method is provided, wherein the follow-up control is restarted when the difference between the values becomes equal to or less than a restart threshold value or when the follow-up control is half-turned from stopping.
In the collimator tracking control method according to the second aspect, if the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is smaller than the restart threshold, the error in the relative position does not increase even when tracking control is restarted. Resume control. In addition, even if X-rays incident on the reference channel at a certain position are blocked by the subject, they often return to a position where they are not blocked at the half-turned position. Resume control.
[0011]
According to a third aspect, in the collimator tracking control method having the above configuration, the present invention provides the tracking control from the start of tracking control until the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or less than a determination start threshold. A collimator follow-up control method characterized by not stopping is provided.
When the tracking control is started, the sum of the outputs of the first reference channel and the second reference channel tends to decrease even if the X-ray incident on the reference channel is not blocked by the subject, and the first reference channel The output difference of the second reference channel may be equal to or greater than the stop threshold value. In this case, the follow-up control should not be stopped.
Therefore, in the collimator tracking control method according to the third aspect, the tracking control is not stopped until the difference between the output of the first reference channel and the second reference channel becomes equal to or less than the threshold value for determination start from the start of the tracking control.
The discrimination start threshold value is set to be smaller than the stop threshold value so that the first follow-up control is not interrupted until the follow-up control effect is obtained.
[0012]
In a fourth aspect, the present invention is an X-ray CT apparatus having a multi-X-ray detector having a plurality of detector rows in which a large number of channels are arranged, and (1) a first end of the multi-X-ray detector. One or a plurality of channels at one or both ends of the detector row of the multi-ray detector are used as a first reference channel, and one or a plurality of channels at one or both ends of the detector row at the second end of the multi-X-ray detector are a second reference channel. And the position of the collimator so that the ratio of the output of the first reference channel and the second reference channel does not change and becomes a target value when at least one of the X-ray tube and the multi-X-ray detector rotates around the isocenter. (2) The difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or greater than the stop threshold value, and the sum of the outputs of the first reference channel and the second reference channel tends to decrease. Sometimes following above Follow-up control stop means for stopping control, and (3) the follow-up control is resumed when the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or less than the restart threshold value in the state where the follow-up control is stopped. An X-ray CT apparatus comprising: a tracking control restarting unit.
In the X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, the collimator tracking control method according to the first aspect can be suitably implemented.
[0013]
In a fifth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus having the above-described configuration, in which the difference between outputs of the first reference channel and the second reference channel is stopped in a state where tracking control is stopped instead of the tracking control restarting means. There is provided an X-ray CT apparatus comprising a follow-up control resuming means for resuming the follow-up control when is less than a restart threshold or when the follow-up control is half-turned from stopping.
In the X-ray CT apparatus according to the fifth aspect, the collimator tracking control method according to the second aspect can be suitably implemented.
[0014]
In a sixth aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus having the above-described configuration, wherein the tracking control stop means determines that a difference between outputs of the first reference channel and the second reference channel from the start of tracking control is a threshold value for determining start. Provided is an X-ray CT apparatus characterized in that tracking control is not stopped until the following occurs.
In the X-ray CT apparatus according to the sixth aspect, the collimator tracking control method according to the third aspect can be suitably implemented.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
[0016]
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray CT apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
The X-ray CT apparatus 100 includes an
[0017]
The
[0018]
The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an
[0019]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the X-ray tube 21, the
The X-ray Io emitted from the X-ray tube 21 passes through the aperture S of the
The collimator controller 24 adjusts the opening width and position of the aperture S of the
The boundary virtual line Po is a virtual line indicating the boundary of the X-ray beam Xr that is incident on the first detector row 27A and the portion that is incident on the
The width of the X-ray beam Xr in the isocenter IC is referred to as an X-ray beam width Xo. Further, of the X-ray beam width Xo, the width incident on the first detector row 27A is the first slice thickness d1, and the width incident on the
[0020]
The first detector row 27A includes N channels from the first channel 27A1 to the Nth channel 27AN, a first detector row left reference channel 27AL disposed outside the first channel 27A, and an Nth channel. The first detector row right reference channel 27AR is arranged outside the 27AN, and these channels are arranged in an arc.
Similarly, the
[0021]
FIG. 3 is a flowchart of the collimator tracking control process according to the embodiment of the present invention. This collimator tracking control process is activated simultaneously with the start of scanning.
[0022]
In step S1, when the X-ray tube 21 and the
Specifically, for example, the sum of the outputs of the first detector array reference channels 27AL and 27AR is A, the sum of the outputs of the second detector array reference channels 27BL and 27BR is B, and the target value of the ratio A / B Is α
Δ = (A−αB) / (A + αB)
Is controlled to follow the position of the
The target value α is determined by the ratio of the first slice thickness d1 and the second slice thickness d2,
α = d1 / d2
It is.
[0023]
In step S2, the collimator tracking control process is terminated if the scan is completed, and the process proceeds to step S3 if the scan is not completed.
In step S3, the collimator follow-up control process is continued until the difference between the outputs of the first detector array reference channels 27AL and 27AR and the second detector array reference channels 27BL and 27BR becomes equal to or less than the determination start threshold value. If it is equal to or less than the threshold, the process proceeds to step S4.
Specifically, for example, when the threshold value for starting discrimination is “5”%,
| A−αB | / (A + αB) ≦ 0.05
If so, the process proceeds to step S4. If not, the process returns to step S2.
[0024]
In step S4, if the sum (A + B) of the outputs of the first detector array reference channels 27AL and 27AR and the second detector array reference channels 27BL and 27BR is not decreasing, the process proceeds to step S5, and if it is decreasing, step S6 is performed. Proceed to
Specifically, for example, the sum of the sum (A + B) from the current view to the past 15 views is divided by the sum of the sum (A + B) from the previous view to the past 15 views, and the quotient is “ If it is not "1 or less", the process proceeds to step S5, and if "1 or less", the process proceeds to step S6.
[0025]
In step S5, the collimator tracking control process is terminated if the scan is completed, and the process returns to step S4 if the scan is not completed.
[0026]
In step S6, if the difference between the outputs of the first detector array reference channels 27AL and 27AR and the second detector array reference channels 27BL and 27BR is not equal to or greater than the stop threshold value, the process returns to step S5. move on.
Specifically, for example, when the stop threshold is “10”%,
| A−αB | / (A + αB) ≧ 0.10
If not, the process returns to step S5, and if so, the process proceeds to step S7.
In step S7, the follow-up control is stopped.
[0027]
In step S8, if the difference between the outputs of the first detector array reference channels 27AL, 27AR and the second detector array reference channels 27BL, 27BR is less than or equal to the restart threshold value, the process proceeds to step S9. If not, the process proceeds to step S10. .
Specifically, for example, when the restart threshold is set to “5”%,
| A−αB | / (A + αB) ≦ 0.05
If so, the process proceeds to step S9, and if not, the process proceeds to step S10.
[0028]
In step S9, the follow-up control is resumed. Then, the process returns to step S4.
[0029]
In step S10, it is checked whether the follow-up control has been half-rotated from the position where it has been stopped. If half-rotation has occurred, the process returns to step S9. If not, the process proceeds to step S11.
[0030]
In step S11, the collimator tracking control process is terminated if the scan is completed, and the process returns to step S8 if the scan is not completed.
[0031]
FIG. 4 is a time chart showing an example of the progress of the collimator tracking control process.
The tracking control is continued until | A−αB | / (A + αB) becomes equal to or less than the discrimination start threshold from the start of the scan, that is, the tracking control.
When | A−αB | / (A + αB) is equal to or less than the threshold value for determination start, the determination operation, that is, the operations in steps S4 to S6, is started.
When Σ (A + αB) tends to decrease and | A−αB | / (A + αB) becomes equal to or greater than the stop threshold value, the follow-up control is stopped.
When | A−αB | / (A + αB) is equal to or less than the restart threshold, the tracking control is restarted.
[0032]
FIG. 5 is a time chart showing another example of the collimator tracking control process.
The tracking control is continued until | A−αB | / (A + αB) becomes equal to or less than the discrimination start threshold from the start of the scan, that is, the tracking control.
When | A−αB | / (A + αB) is equal to or less than the threshold value for determination start, the determination operation, that is, the operations in steps S4 to S6, is started.
When Σ (A + αB) tends to decrease and | A−αB | / (A + αB) becomes equal to or greater than the stop threshold value, the follow-up control is stopped.
If the halfway rotation is made from the position where the tracking control is stopped, the tracking control is resumed.
[0033]
According to the X-ray CT apparatus 100 described above, the relative position between the
[0034]
Even when an X-ray detector having three or more detector rows is used, if the collimator follow-up control process is performed in the same manner as described above for two detector rows corresponding to both ends of the X-ray beam Xr in the width direction, The invention can be applied.
[0035]
【The invention's effect】
According to the collimator tracking control method and the X-ray CT apparatus of the present invention, the relative position between the collimator and the multi-X-ray detector does not fluctuate, and even when X-rays incident on the reference channel are blocked by the subject. The collimator can be tracked and controlled so as not to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an X-ray tube, a collimator, and a twin X-ray detector.
FIG. 3 is a flowchart showing collimator tracking control processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a time chart showing an example of the progress of a collimator tracking control process.
FIG. 5 is a time chart showing another example of the collimator tracking control process.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an X-ray tube, a collimator, and a twin X-ray detector.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a case where X-rays incident on a reference channel are blocked by a subject depending on the rotational positions of an X-ray tube and an X-ray detector.
[Explanation of symbols]
3 Central Processing Unit 4 Control Interface 20 Scanning Gantry 21
Claims (6)
(2)第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった時に上記追従制御を停止し、
(3)追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する、
ことを特徴とするコリメータ追従制御方法。(1) One or a plurality of channels at one end or both ends of a first detector row of a multi-X-ray detector having a plurality of detector rows in which a large number of channels are arranged are used as a first reference channel, and the multi-X-rays One or more channels at one or both ends of the detector row at the second end of the detector are used as the second reference channel, and the first reference is made when at least one of the X-ray tube and the multi-X-ray detector rotates around the isocenter. Follow-up control of the collimator position so that the ratio of the output of the channel and the second reference channel does not change and becomes the target value,
(2) The follow-up control is stopped when the sum of the outputs of the first reference channel and the second reference channel tends to decrease and the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or greater than the stop threshold. ,
(3) When the follow-up control is stopped, the follow-up control is resumed when the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or less than the restart threshold.
A collimator tracking control method characterized by the above.
(3)追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する、
ことを特徴とするコリメータ追従制御方法。In the collimator tracking control method according to claim 1, instead of (3),
(3) The tracking control is restarted when the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or less than the restart threshold value or when the tracking control is stopped by a half rotation.
A collimator tracking control method characterized by the above.
(1)マルチX線検出器の第1端の検出器列の一端または両端の1または複数のチャネルを第1参照チャネルとし、前記マルチX線検出器の第2端の検出器列の一端または両端の1または複数のチャネルを第2参照チャネルとし、アイソセンタの回りにX線管およびマルチX線検出器の少なくとも一方が回転した時に第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御する追従制御手段と、
(2)第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった時に上記追従制御を停止する追従制御停止手段と、
(3)追従制御を停止している状態で第1参照チャネルと第2参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する追従制御再開手段と、
を具備したことを特徴とするX線CT装置。An X-ray CT apparatus having a multi-X-ray detector having a plurality of detector rows in which a large number of channels are arranged,
(1) One or a plurality of channels at one end or both ends of the detector row at the first end of the multi X-ray detector is used as a first reference channel, and one end of the detector row at the second end of the multi X-ray detector or One or more channels at both ends are used as the second reference channel, and when at least one of the X-ray tube and the multi-X-ray detector rotates around the isocenter, the output ratio of the first reference channel and the second reference channel varies. Follow-up control means for following-controlling the position of the collimator so that the target value is reached,
(2) The follow-up control is stopped when the sum of the outputs of the first reference channel and the second reference channel tends to decrease and the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or greater than the stop threshold. Following control stop means;
(3) Follow-up control restarting means for restarting the follow-up control when the difference between the outputs of the first reference channel and the second reference channel is equal to or less than the restart threshold value in a state in which the follow-up control is stopped;
An X-ray CT apparatus comprising:
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