JP4619704B2 - X-ray computed tomography system - Google Patents

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Description

本発明は、被検体の関心領域にX線の照射野を制限するX線コンピュータ断層撮影装置に関する。   The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus that limits an X-ray irradiation field to a region of interest of a subject.

関心領域に制限してX線を照射することは、被曝低減に最も効果的な方法の一つである。しかし、この方法では再構成画像にアーチファクトが必然的に生じる。これは、あるビューの投影データセットには、関心領域外の一部分の情報が含まれているが、その部分の情報は他のビューの投影データセットには含まれないことを原因として起こる。   Irradiating X-rays limited to the region of interest is one of the most effective methods for reducing exposure. However, this method inevitably causes artifacts in the reconstructed image. This occurs because the projection data set of one view includes a part of information outside the region of interest, but the information of the part is not included in the projection data set of another view.

特許文献1、2では、関心領域外の部分のデータを、事前に計測したデータで補充することにより、アーチファクトの発生を抑制している。   In Patent Documents 1 and 2, the occurrence of artifacts is suppressed by supplementing data outside the region of interest with data measured in advance.

しかし、データ取得時刻の違いは、体動アーチファクトを発生させる。従って画質劣化防止と被曝低減との両立をはかることが困難であった。
特開平10−248835号公報 特開平11−28202号公報
However, the difference in data acquisition time causes body movement artifacts. Therefore, it has been difficult to achieve both the prevention of image quality deterioration and the reduction of exposure.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-248835 Japanese Patent Laid-Open No. 11-28202

本発明の目的は、画質劣化防止と被曝低減との両立をはかることができる。   An object of the present invention is to achieve both prevention of image quality deterioration and reduction of exposure.

本発明に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、X線を発生するX線管と、前記被検体を透過したX線を検出して投影データを発生する多チャンネル型のX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器とを被検体の周囲を回転可能に支持する回転機構と、被検体内の関心領域に比較的高線量でX線を照射し、前記関心領域以外の領域に比較的低線量でX線を照射するため、移動可能に設けられる半透過性コリメータ板と、前記X線管の回転中に比較的高線量でX線を照射する範囲と比較的低線量でX線を照射する範囲とを動的に変化させるために前記半透過性コリメータ板の位置を制御するコリメータ制御部と、比較的高線量のX線線量を検出する第1リファレンス検出器と、比較的低線量のX線線量を検出する第2リファレンス検出器と、前記コリメータ制御部により制御される前記半透過性コリメータ板の位置により、前記比較的高線量でX線を照射する範囲に対応する前記X線検出器の第1のチャンネルと前記比較的低線量でX線を照射する範囲に対応する前記X線検出器の第2のチャンネルとを区別し、前記第1のチャンネルの投影データを前記第1リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正し、前記第2のチャンネルの投影データを前記第2リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正するデータ補正部と、前記第1リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正された投影データと、前記第2リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正された投影データに基づいて画像データを再構成する画像再構成部とを具備する。 X-ray computer tomography apparatus according to the present invention, the X-ray tube for generating X-rays, said a multichannel X-ray detector which detects X-rays transmitted through the object and generates projection data, wherein A rotating mechanism that supports the X-ray tube and the X-ray detector so as to be rotatable around the subject, and a region of interest in the subject is irradiated with X-rays at a relatively high dose, and the region other than the region of interest is irradiated. In order to irradiate X-rays at a relatively low dose, a translucent collimator plate that is movably provided, a range in which X-rays are irradiated at a relatively high dose during rotation of the X-ray tube, and X at a relatively low dose A collimator controller that controls the position of the semi-transmissive collimator plate to dynamically change the range of irradiation of the radiation, a first reference detector that detects a relatively high dose of X-ray, A second reference detector for detecting a low-dose X-ray dose; Depending on the position of the semi-transmissive collimator plate controlled by a collimator controller, the first channel of the X-ray detector corresponding to the range of the X-ray irradiation with the relatively high dose and the X with the relatively low dose Distinguishing from the second channel of the X-ray detector corresponding to the irradiation range of the X-ray, and correcting the projection data of the first channel based on the X-ray dose detected by the first reference detector And a data correction unit for correcting the projection data of the second channel based on the X-ray dose detected by the second reference detector, and the X-ray dose detected by the first reference detector. and projection data corrected on the basis, an image reconstruction unit which reconstructs image data on the basis of the corrected projection data based on the dose of X-rays detected by said second reference detector Comprising.

本発明によれば、画質劣化防止と被曝低減との両立をはかることができる。   According to the present invention, both image quality deterioration prevention and exposure reduction can be achieved.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。周知のとおり、X線コンピュータ断層撮影装置には、X線管と放射線検出器とが1体として被検体の周囲を回転する回転/回転(ROTATE/ROTATE)タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、X線管のみが被検体の周囲を回転する固定/回転(STATIONARY/ROTATE)タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転/回転タイプとして説明する。また、1スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲1周、約360°分の投影データが、またハーフスキャン法でも180°+ビュー角分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式にも本発明を適用可能である。ここでは、ハーフスキャン法を例に説明する。また、入射X線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。X線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As is well known, the X-ray computed tomography apparatus has a rotation / rotation (ROTATE / ROTATE) type in which an X-ray tube and a radiation detector are rotated as one body, and a large number of detection elements in a ring shape. There are various types such as a fixed / rotation (STATIONARY / ROTATE) type in which only the X-ray tube rotates around the subject, and the present invention can be applied to any type. Here, the rotation / rotation type that currently occupies the mainstream will be described. In addition, to reconstruct one slice of tomographic image data, projection data for about 360 ° around the periphery of the subject is required, and projection data for 180 ° + view angle is also required in the half scan method. . The present invention can be applied to any reconstruction method. Here, the half scan method will be described as an example. In addition, the mechanism for converting incident X-rays into electric charges is based on an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator, and the light is further converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode. The generation of electron-hole pairs in semiconductors and their transfer to the electrode, that is, the direct conversion type utilizing a photoconductive phenomenon, is the mainstream. Any of these methods may be adopted as the X-ray detection element.

(第1実施形態)
図1は第1実施例に係るX線コンピュータ断層撮影装置の主要部の構成を示している。X線管11は、多チャンネル型のX線検出器13とともに図示しないリング状の回転フレームに搭載される。X線管11には、被検体PへのX線照射野を制限するための上部コリメータ15が取り付けられる。図2、図3に示すように、上部コリメータ15は、X線管11から発生されるX線を透過しない性質、つまりX線を完全に遮蔽する性質を有する典型的には4枚のコリメータ板33,35,37,39を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of the main part of an X-ray computed tomography apparatus according to the first embodiment. The X-ray tube 11 is mounted on a ring-shaped rotating frame (not shown) together with the multi-channel X-ray detector 13. An upper collimator 15 for limiting the X-ray irradiation field to the subject P is attached to the X-ray tube 11. As shown in FIGS. 2 and 3, the upper collimator 15 typically has four collimator plates having the property of not transmitting X-rays generated from the X-ray tube 11, that is, the property of completely shielding the X-rays. 33, 35, 37, 39 are provided.

上部コリメータ15は、4枚のコリメータ板33,35,37,39とともに、X線管11から発生されるX線の一部を透過する性質(半透過性)を有する典型的には2枚のコリメータ板41,43を備える。X線透過率を、入射するX線の線量Iinに対する透過X線の線量Ioutの比率(Iout/Iin)と定義するとき、4枚のコリメータ板33,35,37,39は、ゼロ又はその近似値を示すX線透過率を有する。一方、2枚のコリメータ板41,43は、4枚のコリメータ板33,35,37,39のX線透過率より高いX線透過率を有する。   The upper collimator 15 typically has two collimator plates 33, 35, 37, and 39 and has a property of transmitting a part of X-rays generated from the X-ray tube 11 (semi-transmissive). Collimator plates 41 and 43 are provided. When the X-ray transmittance is defined as the ratio (Iout / Iin) of the transmitted X-ray dose Iout to the incident X-ray dose Iin, the four collimator plates 33, 35, 37, and 39 are zero or an approximation thereof. It has an X-ray transmittance indicating a value. On the other hand, the two collimator plates 41 and 43 have an X-ray transmittance higher than that of the four collimator plates 33, 35, 37 and 39.

4枚のコリメータ板33,35,37,39は、ゼロ又はその近似値のX線透過率を得るために必要な厚さを有する典型的には鉛又は鉛を含む合金で構成される。一方、半透過性の2枚のコリメータ板41,43は、鉛より減弱係数の低い例えばMoで構成される。しかし、半透過性の2枚のコリメータ板41,43は、コリメータ板33,35,37,39と同じ鉛又は鉛を含む合金で構成されてもよい。この場合、コリメータ板41,43は、コリメータ板33,35,37,39より薄い。   The four collimator plates 33, 35, 37, 39 are typically made of lead or an alloy containing lead having a thickness necessary to obtain zero or an approximate value of the X-ray transmittance. On the other hand, the two semi-transmissive collimator plates 41 and 43 are made of, for example, Mo having a lower attenuation coefficient than lead. However, the two semi-transmissive collimator plates 41 and 43 may be made of the same lead or an alloy containing lead as the collimator plates 33, 35, 37 and 39. In this case, the collimator plates 41 and 43 are thinner than the collimator plates 33, 35, 37 and 39.

コリメータ板33,35は、スライス方向(Z)に関してそれぞれ個別に移動可能に支持される。コリメータ板33,35によりスライス方向のX線の幅(スライス厚)が決定される。コリメータ板37,39はチャンネル方向(X)に関してそれぞれ個別に移動可能に支持される。コリメータ板37,39によりチャンネル方向のX線の広がり角度(ファン角)αが決定される。   The collimator plates 33 and 35 are supported so as to be individually movable with respect to the slice direction (Z). The collimator plates 33 and 35 determine the X-ray width (slice thickness) in the slice direction. The collimator plates 37 and 39 are supported so as to be individually movable with respect to the channel direction (X). The collimator plates 37 and 39 determine the X-ray spread angle (fan angle) α in the channel direction.

なお、典型的には、コリメータ板37,39はX線検出器13の全幅に対応して全開されている。上部コリメータ15は、コリメータ板37,39を備えていなくても良い。   Typically, the collimator plates 37 and 39 are fully opened corresponding to the full width of the X-ray detector 13. The upper collimator 15 may not include the collimator plates 37 and 39.

半透過性のコリメータ板41,43はチャンネル方向(X)に関してそれぞれ個別に移動可能に支持される。また、半透過性のコリメータ板41,43の移動は、コリメータ板37,39の移動に対して完全に独立している。半透過性のコリメータ板41,43により、比較的高線量のX線の広がり角度βが決定される。比較的高線量範囲の両側は、半透過性のコリメータ板41,43により減衰された比較的低線量のX線が被検体に照射される。高線量範囲の角度幅β及び、Y軸に対する高線量範囲の中心線の交差角(照射角)はコリメータ板41,43各々の位置により決まる。   The semi-transmissive collimator plates 41 and 43 are supported so as to be individually movable with respect to the channel direction (X). Further, the movement of the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 is completely independent of the movement of the collimator plates 37 and 39. The spread angle β of the relatively high dose X-ray is determined by the semi-transmissive collimator plates 41 and 43. On both sides of the relatively high dose range, the subject is irradiated with a relatively low dose of X-rays attenuated by the semi-transmissive collimator plates 41 and 43. The angle width β of the high dose range and the crossing angle (irradiation angle) of the center line of the high dose range with respect to the Y axis are determined by the positions of the collimator plates 41 and 43, respectively.

X線管11からのX線はコリメータ板33,35,37,39で完全に遮蔽される。従って、X線はコリメータ板33,35,37,39により形成された矩形の開口を通過して被検体Pを照らす。そのX線照射範囲の一部範囲のX線は、半透過性コリメータ板41,43により減衰され、低線量で照射される。X線照射範囲の残りの範囲のX線は、半透過性コリメータ板41,43を透過しないので、高線量で照射される。   X-rays from the X-ray tube 11 are completely shielded by the collimator plates 33, 35, 37 and 39. Therefore, the X-rays pass through the rectangular opening formed by the collimator plates 33, 35, 37, and 39 and illuminate the subject P. X-rays in a part of the X-ray irradiation range are attenuated by the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 and irradiated with a low dose. Since the X-rays in the remaining range of the X-ray irradiation range do not pass through the semi-transmissive collimator plates 41 and 43, they are irradiated with a high dose.

上部コリメータ15には、第1、第2の参照検出器17,19が設けられている。第1参照検出器17は、X線管11とコリメータ板33,35,37,39,41,43との間に配置される。第1参照検出器17により高線量範囲のX線の照射線量が検出される。第2参照検出器19は、コリメータ板41又は43と被検体との間に配置される。第2参照検出器19により低線量範囲のX線の照射線量が検出される。   The upper collimator 15 is provided with first and second reference detectors 17 and 19. The first reference detector 17 is disposed between the X-ray tube 11 and the collimator plates 33, 35, 37, 39, 41, 43. The first reference detector 17 detects the X-ray irradiation dose in the high dose range. The second reference detector 19 is disposed between the collimator plate 41 or 43 and the subject. The second reference detector 19 detects the X-ray irradiation dose in the low dose range.

図1に戻る。一般的にDAS(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集部21は、検出器13からチャンネルごとに出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換して、データ(生データ)を出力する。対数変換部22は、ロウデータ(raw data)を、対数変換する。データ補正部23は、第1、第2の参照検出器17,19の出力に基づいて、対数変換されたロウデータを補正する。この補正は、周知の通り、X線線量の変動に起因するデータの変動を軽減するために、実際に検出したX線線量に従ってデータを規格化する処理である。データ補正部23では、第1の参照検出器17の出力に基づいて、高線量範囲に対応するチャンネルのデータが補正され、第2の参照検出器19の出力に基づいて、低線量範囲に対応するチャンネルのデータが補正される。それにより、X線線量の相違に起因するデータ値の相違を是正することができる。高線量範囲に対応するチャンネルと、低線量範囲に対応するチャンネルとは、コリメータ制御部31により制御される半透過性コリメータ板41,43のそれぞれの位置により区別されることができる。画像再構成部25は、補正されたデータに基づいて画像データを再構成する。画像は表示部27の画面に表示される。入力デバイス29は、キーボードと、マウス等のポインティングデバイスとを有し、主に、表示された画像上に関心領域(ROI)を設定するために設けられている。コリメータ制御部31は、上部コリメータ15を制御して、コリメータ板33,35,37,39,41,43の位置を調整する。特に、コリメータ制御部31は、設定された関心領域(ROI)に従って、X線管11の角度と半透過性のコリメータ板41,43の位置との関係を決定するとともに、決定した関係に従ってX線管11の回転中にコリメータ板41,43の位置を動的に変化させる。   Returning to FIG. A data acquisition unit 21 generally called a DAS (data acquisition system) converts a signal output from the detector 13 for each channel into a voltage signal, amplifies it, converts it into a digital signal, and converts it into a data signal. (Raw data) is output. The logarithmic conversion unit 22 performs logarithmic conversion on raw data. The data correction unit 23 corrects the logarithmically converted row data based on the outputs of the first and second reference detectors 17 and 19. As is well known, this correction is a process of normalizing data in accordance with the actually detected X-ray dose in order to reduce the data change caused by the X-ray dose fluctuation. The data correction unit 23 corrects the data of the channel corresponding to the high dose range based on the output of the first reference detector 17 and corresponds to the low dose range based on the output of the second reference detector 19. Channel data to be corrected is corrected. Thereby, the difference in the data value caused by the difference in the X-ray dose can be corrected. The channel corresponding to the high dose range and the channel corresponding to the low dose range can be distinguished by the respective positions of the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 controlled by the collimator control unit 31. The image reconstruction unit 25 reconstructs image data based on the corrected data. The image is displayed on the screen of the display unit 27. The input device 29 has a keyboard and a pointing device such as a mouse, and is mainly provided for setting a region of interest (ROI) on a displayed image. The collimator control unit 31 controls the upper collimator 15 to adjust the positions of the collimator plates 33, 35, 37, 39, 41, 43. In particular, the collimator control unit 31 determines the relationship between the angle of the X-ray tube 11 and the positions of the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 according to the set region of interest (ROI), and X-rays according to the determined relationship. During the rotation of the tube 11, the positions of the collimator plates 41 and 43 are dynamically changed.

次に、本実施形態の動作を説明する。図4に示すように、まず、スキャノグラムが撮影される(S1)。周知のとおり、X線管11が特定角度で固定される。天板が被検体とともに連続移動される。X線が連続的に発生され、透過X線が繰り返し検出される。それによりスキャノグラムが撮影される。スキャノグラムは図5(a)に示すように表示部27に表示される。入力デバイス29から入力された操作者の指令に従って、スキャノグラム上で所望のスライスが設定される。設定されたスライスに対してプレスキャンが実行される(S2)。プレスキャンでは、コリメータ制御部31の制御により、チャンネル方向に関するコリメータ板37,39,41,43は全開され、スライス方向に関するコリメータ板33,35の位置はプレスキャン用の所定のスライス厚に応じて調整される。スライス位置で天板が停止され、X線管11が回転される。X線が連続的に発生され、透過X線が繰り返し検出される。それにより多方向の投影データが収集される。多方向の投影データに基づいて画像データ(断層画像データ)が再構成され、図5(b)に示すように表示部27に表示される。断層画像上で関心領域(ROI)が入力デバイス29を介して設定される(S3)。関心領域(ROI)は、断面内の所望の部位を収容するように楕円、多角形又は任意形状に設定される。   Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 4, a scanogram is first photographed (S1). As is well known, the X-ray tube 11 is fixed at a specific angle. The top is moved continuously with the subject. X-rays are continuously generated and transmitted X-rays are repeatedly detected. As a result, a scanogram is taken. The scanogram is displayed on the display unit 27 as shown in FIG. A desired slice is set on the scanogram in accordance with an operator command input from the input device 29. A pre-scan is executed on the set slice (S2). In the pre-scan, the collimator control unit 31 controls the collimator plates 37, 39, 41, and 43 with respect to the channel direction to be fully opened, and the positions of the collimator plates 33 and 35 with respect to the slice direction correspond to a predetermined slice thickness for pre-scan. Adjusted. The top plate is stopped at the slice position, and the X-ray tube 11 is rotated. X-rays are continuously generated and transmitted X-rays are repeatedly detected. Thereby, multidirectional projection data is collected. Image data (tomographic image data) is reconstructed based on the multi-directional projection data and displayed on the display unit 27 as shown in FIG. A region of interest (ROI) is set on the tomographic image via the input device 29 (S3). The region of interest (ROI) is set to an ellipse, a polygon, or an arbitrary shape so as to accommodate a desired part in the cross section.

コリメータ制御部31では、図1に示すように、設定された関心領域(ROI)にX線の高線量範囲が限定されるように、半透過性のコリメータ板41,43の位置がX線管11の角度ごと、例えば5°ごとに計算される。この計算結果に従って本スキャン(S5)で半透過性のコリメータ板41,43の位置がX線管11の回転に伴って動的に変化される。それにより、関心領域(ROI)にはX線が高線量で照射され、関心領域(ROI)以外の部位にはX線が低線量で照射される。   In the collimator controller 31, as shown in FIG. 1, the positions of the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 are set to the X-ray tube so that the X-ray high dose range is limited to the set region of interest (ROI). It is calculated every 11 angles, for example every 5 °. According to this calculation result, the positions of the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 are dynamically changed in accordance with the rotation of the X-ray tube 11 in the main scan (S5). Accordingly, the region of interest (ROI) is irradiated with X-rays at a high dose, and the region other than the region of interest (ROI) is irradiated with X-rays at a low dose.

本スキャンによりデータ収集部21で収集されたデータは、対数変換部22を経由してデータ補正部23に送られる。データ補正部23では、半透過性のコリメータ板41,43の位置に基づいて、X線管11の角度ごとに高線量領域に対応するチャンネルと、低線量領域に対応するチャンネルとを特定する(S6)。データ補正部23では、第1の参照検出器17の出力に基づいて、高線量範囲に対応するチャンネルのデータが補正され、第2の参照検出器19の出力に基づいて、低線量範囲に対応するチャンネルのデータが補正される(S7)。それにより、X線線量に対するデータの依存性は軽減され、データは規格化される。   Data collected by the data collection unit 21 by the main scan is sent to the data correction unit 23 via the logarithmic conversion unit 22. The data correction unit 23 specifies a channel corresponding to the high dose region and a channel corresponding to the low dose region for each angle of the X-ray tube 11 based on the positions of the semi-transmissive collimator plates 41 and 43 ( S6). The data correction unit 23 corrects the data of the channel corresponding to the high dose range based on the output of the first reference detector 17 and corresponds to the low dose range based on the output of the second reference detector 19. The data of the channel to be corrected is corrected (S7). Thereby, the dependence of the data on the X-ray dose is reduced and the data is normalized.

補正された高線量範囲のデータと低線量範囲のデータとに基づいて画像再構成部25により画像データが再構成され(S8)、表示部27の画面に表示される。   Based on the corrected high dose range data and low dose range data, the image reconstruction unit 25 reconstructs the image data (S8) and displays it on the screen of the display unit 27.

本実施形態でよれば、関心領域以外の部位には低線量でX線が照射されるので、関心領域以外の部位を含めて高線量でX線が照射される場合に比べて、被曝低減を図ることができる。また、関心領域のデータは高線量のX線で収集し、また関心領域以外の部位のデータは低線量のX線により関心領域のデータと並行して収集するので、画質の劣化を防止することができる。   According to this embodiment, X-rays are irradiated at a low dose to a part other than the region of interest, so that the exposure can be reduced compared to a case where X-rays are irradiated at a high dose including the part other than the region of interest. Can be planned. In addition, data on the region of interest is collected with high-dose X-rays, and data on regions other than the region of interest is collected with low-dose X-rays in parallel with the data on the region of interest, thus preventing image quality degradation. Can do.

(第2実施形態)
上記第1実施形態と同様の効果は、2管球システムで実現することができる。図6に示すように、例えば90°シフトした位置に第1、第2のX線管11−1,11−2が設けられる。それぞれに対向する位置に第1、第2のX線検出器13−1,13−2が設けられる。第1、第2のX線管11−1,11−2には、それぞれ上部コリメータ15−1,15−2が取り付けられる。上部コリメータ15−1,15−2は、図7に示すように、遮蔽性を有する4枚のコリメータ板33,35,37,39から構成される。半透過性のコリメータ板は装備されていない。上部コリメータ15−1,15−2それぞれの開口は、コリメータ制御部47により完全に個別に制御され得る。第1、第2のX線検出器13−1,13−2にはデータ収集部21−1,21−2をそれぞれ経由してデータ補正部45が接続する。データ補正部45は、上部コリメータ15−1,15−2に取り付けられている図示しない参照検出器の出力に従ってデータを補正(線量補正)する。
(Second Embodiment)
The effect similar to the said 1st Embodiment is realizable with a 2-tube system. As shown in FIG. 6, for example, first and second X-ray tubes 11-1 and 11-2 are provided at positions shifted by 90 °. First and second X-ray detectors 13-1 and 13-2 are provided at positions facing each other. Upper collimators 15-1 and 15-2 are attached to the first and second X-ray tubes 11-1 and 11-2, respectively. As shown in FIG. 7, the upper collimators 15-1 and 15-2 include four collimator plates 33, 35, 37, and 39 having shielding properties. A semi-permeable collimator plate is not provided. The openings of the upper collimators 15-1 and 15-2 can be completely individually controlled by the collimator control unit 47. A data correction unit 45 is connected to the first and second X-ray detectors 13-1 and 13-2 via data collection units 21-1 and 21-2, respectively. The data correction unit 45 corrects data (dose correction) according to the output of a reference detector (not shown) attached to the upper collimators 15-1 and 15-2.

第1実施形態と同様に、スキャノグラム撮影及びプレスキャンが実行され、その断層画像上で関心領域(ROI)が入力デバイス29を介して設定される。コリメータ制御部47では、設定された関心領域(ROI)に限定して第1X線管11−1からのX線が照射されるように、X線管11の角度ごと、例えば5°ごとに上部コリメータ15−1の開口とその中心位置とを計算する。一方、コリメータ制御部47では、設定された関心領域(ROI)を含めて全域に第2X線管11−2からのX線が照射されるように、上部コリメータ15−2を全開する。   Similar to the first embodiment, scanogram imaging and pre-scanning are executed, and a region of interest (ROI) is set on the tomographic image via the input device 29. In the collimator control unit 47, the X-ray tube 11-1 is irradiated with the X-ray from the first X-ray tube 11-1 only for the set region of interest (ROI). The opening of the collimator 15-1 and its center position are calculated. On the other hand, the collimator control unit 47 fully opens the upper collimator 15-2 so that the entire region including the set region of interest (ROI) is irradiated with X-rays from the second X-ray tube 11-2.

本スキャンでは、上部コリメータ15−1の開口とその中心位置とが第1X線管11−1の回転に伴って動的に変化される。他方の上部コリメータ15−2は、第2X線管11−2の回転に関わらず、チャンネル方向に関して全開で固定される。本スキャンでは、第1X線管11−1からは比較的高線量でX線が発生される。第2X線管11−2からは比較的低線量でX線が発生される。本スキャンによりデータ収集部21−1,21−2で収集されたデータは、データ補正部45において、それぞれの参照検出器の出力に従って補正(線量補正)される。   In the main scan, the opening of the upper collimator 15-1 and the center position thereof are dynamically changed as the first X-ray tube 11-1 rotates. The other upper collimator 15-2 is fixed fully open in the channel direction regardless of the rotation of the second X-ray tube 11-2. In the main scan, X-rays are generated at a relatively high dose from the first X-ray tube 11-1. X-rays are generated from the second X-ray tube 11-2 at a relatively low dose. Data collected by the data collection units 21-1 and 21-2 by the main scan is corrected (dose correction) in the data correction unit 45 according to the output of each reference detector.

第1X線検出器13−1から出力されるデータは、関心領域以内に対応するチャンネルで有効で、関心領域外に対応するチャンネルは無効、つまり被検体の減衰情報(吸収係数情報)を含んでいない。関心領域外に対応するチャンネルのデータは、第2X線検出器13−2からデータ収集部21−2を経由して出力され、データ補正部45で線量補正を受けたデータで補填される。補填により全チャンネルにわたる一揃いの投影データが生成され、そのデータに基づいて画像再構成部25により画像データが再構成され、表示部27の画面に表示される。   The data output from the first X-ray detector 13-1 is valid for the channel corresponding to the region of interest, and the channel corresponding to the region outside the region of interest is invalid, that is, includes attenuation information (absorption coefficient information) of the subject. Not in. The data of the channel corresponding to the outside of the region of interest is output from the second X-ray detector 13-2 via the data collection unit 21-2, and is supplemented with the data subjected to dose correction by the data correction unit 45. A set of projection data over all channels is generated by the compensation, and the image data is reconstructed by the image reconstruction unit 25 based on the data and displayed on the screen of the display unit 27.

本実施形態でよれば、関心領域以外の部位には低線量でX線が照射されるので、関心領域以外の部位を含めて高線量でX線が照射される場合に比べて、被曝低減を図ることができる。また、関心領域のデータは高線量のX線で収集し、また関心領域以外の部位のデータは低線量のX線により関心領域のデータと並行して収集するので、画質の劣化を防止することができる。   According to this embodiment, X-rays are irradiated at a low dose to a part other than the region of interest, so that the exposure can be reduced compared to a case where X-rays are irradiated at a high dose including the part other than the region of interest. Can be planned. In addition, data on the region of interest is collected with high-dose X-rays, and data on regions other than the region of interest is collected with low-dose X-rays in parallel with the data on the region of interest, thus preventing image quality degradation. Can do.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

例えば、第1,第2実施形態では、関心領域以外のチャンネルのデータは、関心領域のデータの収集と並行して低線量のX線で収集したデータが使われている。それにより、画質劣化防止を効果的に奏するものである。しかし、画質劣化防止が重大ではない局面では、高線量のX線を使って関心領域のデータだけを収集し、関心領域以外にはX線を照射しないでそのチャンネルのデータは収集しないで、関心領域以外のチャンネルのデータを、検査部位と同じ部位に関する標準的なサンプルデータにより補填するようにしてもよい。   For example, in the first and second embodiments, the data collected by the low-dose X-rays is used for the data of the channel other than the region of interest in parallel with the collection of the data of the region of interest. This effectively prevents image quality degradation. However, when the prevention of image quality deterioration is not critical, only high-dose X-rays are used to collect only the data of the region of interest, and X-rays are not irradiated outside the region of interest, and the channel data is not collected. You may make it supplement the data of the channels other than an area | region with the standard sample data regarding the same site | part as a test | inspection site | part.

本発明の第1実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成図。1 is a configuration diagram of an X-ray computed tomography apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 図1の上部コリメータの斜視図。The perspective view of the upper collimator of FIG. 図1の上部コリメータの断面図。Sectional drawing of the upper collimator of FIG. 第1実施形態の動作手順を示す図。The figure which shows the operation | movement procedure of 1st Embodiment. 図4のS3のROI設定時の画面例を示す図。The figure which shows the example of a screen at the time of ROI setting of S3 of FIG. 本発明の第2実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成図。The block diagram of the X-ray computed tomography apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図6の上部コリメータの斜視図。The perspective view of the upper collimator of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…X線管、13…X線検出器、15…上部コリメータ、17…第1リファレンス検出器、19…第2リファレンス検出器、21…データ収集部、22…対数変換部、23…データ補正部、25…画像再構成部、27…表示部、29…入力デバイス、31…コリメータ制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... X-ray tube, 13 ... X-ray detector, 15 ... Upper collimator, 17 ... 1st reference detector, 19 ... 2nd reference detector, 21 ... Data collection part, 22 ... Logarithmic conversion part, 23 ... Data correction 25, an image reconstruction unit, 27, a display unit, 29, an input device, 31 ... a collimator control unit.

Claims (1)

X線を発生するX線管と、
前記被検体を透過したX線を検出して投影データを発生する多チャンネル型のX線検出器と、
前記X線管と前記X線検出器とを被検体の周囲を回転可能に支持する回転機構と、
被検体内の関心領域に比較的高線量でX線を照射し、前記関心領域以外の領域に比較的低線量でX線を照射するため、移動可能に設けられる半透過性コリメータ板と、
前記X線管の回転中に比較的高線量でX線を照射する範囲と比較的低線量でX線を照射する範囲とを動的に変化させるために前記半透過性コリメータ板の位置を制御するコリメータ制御部と、
比較的高線量のX線線量を検出する第1リファレンス検出器と、
比較的低線量のX線線量を検出する第2リファレンス検出器と、
前記コリメータ制御部により制御される前記半透過性コリメータ板の位置により、前記比較的高線量でX線を照射する範囲に対応する前記X線検出器の第1のチャンネルと前記比較的低線量でX線を照射する範囲に対応する前記X線検出器の第2のチャンネルとを区別し、前記第1のチャンネルの投影データを前記第1リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正し、前記第2のチャンネルの投影データを前記第2リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正するデータ補正部と、
前記第1リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正された投影データと、前記第2リファレンス検出器で検出されたX線の線量に基づいて補正された投影データに基づいて画像データを再構成する画像再構成部とを具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray tube that generates X-rays;
A multi-channel X-ray detector that detects projection X-rays and generates projection data; and
A rotation mechanism that supports the X-ray tube and the X-ray detector so as to be rotatable around a subject;
A translucent collimator plate movably provided to irradiate a region of interest in the subject with a relatively high dose of X-rays and irradiate a region other than the region of interest with a relatively low dose of X-rays ;
The position of the semi-transmissive collimator plate is controlled in order to dynamically change the range in which the X-ray is irradiated with a relatively high dose and the range in which the X-ray is irradiated with a relatively low dose during rotation of the X-ray tube. A collimator control unit ,
A first reference detector for detecting a relatively high dose of X-ray;
A second reference detector for detecting a relatively low dose of X-ray;
Depending on the position of the semi-transmissive collimator plate controlled by the collimator control unit, the first channel of the X-ray detector corresponding to the range of the X-ray irradiation with the relatively high dose and the relatively low dose. The second channel of the X-ray detector corresponding to the X-ray irradiation range is distinguished, and the projection data of the first channel is based on the X-ray dose detected by the first reference detector. A data correction unit that corrects and corrects the projection data of the second channel based on the X-ray dose detected by the second reference detector;
And projection data corrected based on the dose of X-rays detected by said first reference detector, on the basis of the corrected projection data based on the dose of X-rays detected by said second reference detector An X-ray computed tomography apparatus comprising: an image reconstruction unit configured to reconstruct image data.
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