JP4840148B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
X線CT装置の検出光学系は、X線源と、当該X線源に対向するように配置されるX線検出器とからなる。X線検出器には、イメージインテンシファイア(以下、IIと略す)とCCDカメラとを組み合わせたものが一般に用いられている。最近では、IIとCCDカメラとを組み合わせたX線検出器に代えて、フラットパネルX線検出器を使用したものも利用されている。そしてX線源とX線検出器との間に、被写体を載置するとともにX線光軸に直交する回転軸で回転させるための回転テーブルを備えている。
したがって、所望の画像を得るまでに手間がかかるとともに、内部構造が重なって画像表示された透視X線画像から想像して位置を調整することになり、直感的な操作が困難であるという問題があった。
また、試し撮り画像として画面表示される第一断層画像と第二断層画像は、異なる2面が選択されればよいが、互いに直交する2面であることが好ましい。例えば、水平な方向の水平断層画像と回転軸と平行な方向の縦(垂直)断層画像との2面の組み合わせを表示するようにしてもよい。
少なくとも2方向から写すためのカメラの個数は、1つでも2つ以上でもよい。カメラが1つの場合は、2方向からの外観画像を得るために被写体を載置したテーブルを回転して2方向から撮影すればよい。カメラが2つの場合は、互いに異なる方向に配置すればよく、例えば1つはテーブル上方の天井部分、1つはテーブルの側方に配置すればよい。カメラが3つの場合には、たとえば直交する3軸方向に配置すればよく、ひとつはテーブル上方の天井部分、残り二つはテーブル側方に直交するように配置すればよい。さらに多くのカメラを用いることで、同時にさまざまな方向から被写体を観察することができ、3次元的に位置を把握することが容易になる。
上記発明において、試し撮り画像が表示されている状態で、CT撮像領域演算部はテーブルの移動に連動してCT撮像可能領域を算出し、試し撮り画像に重畳して表示されるCT撮像可能領域を更新するようにすればよい。
これによれば、テーブルを移動すると、連動してCT撮像可能領域が変化するので、断層像の撮像範囲を直感的に把握でき、また、所望の画像を得るためのテーブル移動の操作方向を直感的に把握することができる。
これによれば、画面表示される断層画像または外観画像の方向とテーブルの移動方向との対応が容易になるので、テーブルを移動する際に、操作方向を直感的に把握することができる。
図1aは、本発明の一実施形態であるX線CT装置の構成を示すブロック図であり、図1bは、図1aに示すAの範囲の詳細図である。X線CT装置1は、X線源11とX線検出器12とを有するX線測定光学系13と、被写体を載置するテーブル14と、テーブル駆動機構16と、X線検出器駆動機構15と、X線CT装置1全体の制御を行う制御系(コンピュータ)20とにより構成される。
X線検出器12は、x方向への並進移動ととともに、y方向にも併進移動が可能となるように形成されている。X線検出器12をx方向に移動させることで、X線源11とX線検出器12との距離SIDを調整することができる(SID軸調整という)。SID軸調整によりSIDを小さくすると、拡大率が下がり、IIが透視用X線を検出する検出感度が向上する。一方、SIDを大きくすると、拡大率が上がり、IIが透視用X線を検出する検出感度が低下することになる。
また、X線検出器12をy方向に移動させることで、回転中心を検出器の端に寄せて撮像する「オフセットスキャン」(後述)を実行することができる(II−y軸調整という)。
テーブル14の下部部材14bをx方向に移動させることで、X線源11と測定対象物との距離SODを調整することができる(SOD軸調整という)。SOD軸調整によりSODを小さくすると、拡大率が上がり、一方、SODを大きくすると、拡大率が下がる。
また、下部部材をz方向に移動させることで、撮像部分の高さの調整を行うことができる(z軸調整という)。
X線検出器駆動機構15は、X線検出器12を移動させるための駆動モータを備える。なお、X線検出器駆動機構15の制御も、コンピュータ20の駆動信号発生部36(後述する)から出力された駆動信号が与えられることによって実行される。
また、CPU21が処理する機能をブロック化して説明すると、透視X線画像作成部31と、CT撮影実行部34と、再構成演算部35と、駆動信号発生部36と、試し撮り画像表示部37と、CT撮像領域演算部38とを有する。また、メモリ25は、X線透過データを記憶する透過データ記憶領域(透過データ記憶部)41と、位置データ記憶領域42と、断層像データ記憶領域43とを有する。
すなわち、「CT撮像可能領域」は、X線検出器12、X線源11、上部板状体14a及び中部板状体14cの位置関係から、幾何学計算により、テーブル14の回転軸を中心とした回転体領域(例えば円柱)として算出される。例えば、図2(a)は、X線検出器12、X線源11、上部板状体14a及び中部板状体14cの位置関係から算出されたCT撮像可能領域27の一例を示す平面図であり、図2(b)はその側面図である。図2の配置は「オフセットスキャン」と呼ばれる配置であり、X線検出器12を原点位置(X線源11とX線検出器12とが真正面に対向している初期位置)からy方向に移動した結果、X線源11とX線検出器12の中心と結ぶ線上からテーブル14の回転軸(θ軸)が外れた状態にしてある。
また、図3(a)は、X線検出器12、X線源11、上部板状体14a及び中部板状体14cの位置関係から算出されたCT撮像可能領域27の他の一例を示す平面図であり、図3(b)は、その側面図である。図3の配置は「ノーマルスキャン」と呼ばれる配置であり、X線検出器12は原点位置にあり、X線源11とX線検出器12の中心と結ぶ線と、テーブル14の回転軸とが交差する状態にしてある。
図2のオフセットスキャン、図3のノーマルスキャンのいずれの配置でも、テーブル14の回転軸を中心とした回転体領域が、CT撮像可能領域27(撮像視野FOV)となるので、この領域を簡単な幾何学計算により求める。このようにして求めたCT撮像可能領域27が位置データ記憶領域42に記憶される。
まず、ステップS101の処理において、テーブル14上に、被写体を載置する。
次に、ステップS103の処理において、操作パネル22aやマウス22bによるテーブル14又はX線検出器12の移動の入力操作によって、被写体の全領域を写し出す透視X線画像26が得られるようにテーブル14又はX線検出器12を移動させて、xt、zt、θx、θy、xi、yiの調整(すなわちSOD軸、z軸、θx軸/θy軸、SID軸、II−y軸の調整)を行う。例えば、図5の左側に示すような被写体の正面方向の全体像が写る透視X線画像26となるように、テーブル14及び/又はX線検出器12を移動させる。このとき、モニタ画面23aには、透視X線画像26のみが画像表示されている(すなわち図5の右側の断層画像は得られていない)。
次に、ステップS106の処理において、試し撮り画像表示部37は、モニタ画面23aに、試し撮り画像24として、被写体の第一断層画像24a、第二断層画像24b及び第三断層画像24cの画像表示を行う。例えば、図7の右側に示すように、xy平面に平行である被写体の第一断層画像24a(水平断層画像)と、xy平面に垂直である被写体の第二断層画像24b(縦断層画像)と、xy平面及び第二断層画像24bに垂直である被写体の第三断層画像24c(第二縦断層画像)との画像表示を行う。このとき、第一断層画像24a、第二断層画像24b及び第三断層画像24c上には、CT撮像可能領域27の画像表示は行われていない。
このように、試し撮り画像24として表示される複数の断層画像上に、それぞれCT撮像可能領域27が重畳されて画像表示されるので、現時点におけるX線源11、X線検出器12及びテーブル14の位置関係により、被写体の目的領域の断層画像が得られるか否かを直感的に把握することができる。
次に、ステップS111の処理において、試し撮り画像表示部37は、新たに記憶された拡大断層画像を、モニタ画面23aに表示する。この拡大断層画像は、目的領域を写す所望の断層画像である。但し、結果的に所望の拡大断層画像になっていないときは、改めて試し撮り画像として、S106以降S111までの処理が繰り返すことになる。
ステップS111の処理で所望の断層画像を得た場合には、本フローチャートを終了させることになる。
図8aは、本発明の他の一実施形態であるX線CT装置の構成を示すブロック図であり、図8bは、図8aに示すBの範囲の詳細図である。本実施形態では、試し撮り画像として、3方向からの外観画像を表示する。なお、図8a、図8bにおいて、図1a、図1bと同じものは同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。
カメラ画像作成部53は、カメラ撮影を開始する入力操作によって、例えば図10に示すような被写体の第一外観像54a(平面視像)、第二外観像54b(側方視像)、及び、第三外観像54c(第一外観像および第二外観像と直交する方向の側方視像)を撮影する制御を行うものである。
具体的には、まずカメラ51により第一外観像54aを写し、続いて駆動信号発生部36から駆動信号を発生して中部板状体14cを回転し、x方向(X線光軸方向)から見たときの外観が写るように中部板状体14cの方向を調整してカメラ52により第二外観像54bを写し、さらに駆動信号を発生して中部板状体14cを回転し、y方向から見たときの外観が写るように中部板状体14cの方向を調整してカメラ52により第三外観像54cを写す。撮影後は、テーブル14を、第一外観像を写したときの状態に戻す。そして、写し撮った3面の外観像データを、外観像データ記憶領域44に記憶させる。
図10は、これら3つの外観像データを並べて表示した状態を示す図である。xy平面に平行である被写体の第一外観画像54a(水平外観画像)と、xy平面に垂直である被写体の第二外観画像54b(x方向から見た外観画像)と、xy平面及び第二外観画像54bに垂直である被写体の第三外観画像54c(y方向から見た外観画像)との画像表示を行う。
このように、試し撮り画像54上に、CT撮像可能領域27が重畳されて画像表示されるので、現在のX線源11、X線検出器12及び回転テーブル14の位置関係が、所望の断層画像を得る上で適正な位置であるか否かを把握することができ、必要に応じて、さらなる入力操作により所望の位置にテーブル14又はX線検出器12を近づけるように入力操作することができる。
まず、ステップS201の処理において、テーブル14上に、被写体を載置する。
次に、ステップS203の処理において、操作パネル22aやマウス22bによるテーブル14又はX線検出器12の移動の入力操作を行い、被写体の全領域が写し出される透視X線画像26が得られるように、xt、zt、θx、θy、xi、yiの調整を行う。例えば、図5の左側に示すような被写体の正面方向の全体像が写る透視X線画像26となるように、テーブル14又はX線検出器12を移動させる。このとき、モニタ画面23aには、透視X線画像26のみが画像表示されている(すなわち図5の右側には外観画像は得られていない)。
次に、ステップS205の処理においてそれぞれの外観像を外観データ記憶領域44に蓄積する。
次に、ステップS206の処理において、試し撮り画像表示部37は、モニタ画面23aに被写体の第一外観画像54a(水平外観画像)、第二外観画像54b(x方向から見た外観画像)及び第三外観画像54c(y方向から見た外観画像)の画像表示を行う(図10参照)。
このとき、第一外観画像54a、第二外観画像54b及び第三外観画像54c上には、CT撮像可能領域27の画像表示は行われていない。
これにより、試し撮り画像54(第一外観画像54a、第二外観画像54b、第三外観画像54c)上に、CT撮像可能領域27が重畳されて画像表示されるので、現在のX線源11、X線検出器12及びテーブル14の位置関係が適正であるか否か、つまり被写体の目的領域の断層像が得られるか否かを直感的に把握することができ、必要に応じて、テーブル14又はX線検出器12を移動させる。
次に、ステップS211の処理において、試し撮り画像表示部37は、記憶された拡大断層画像を、モニタ画面23aに表示する。この拡大断層画像は、目的領域を写す所望の断層画像であるが、結果的に所望の拡大断層画像が写されていないときは、改めて試し撮り画像として、S208以降S211の処理が繰り返されることになる。
そして、ステップS211の処理で、所望の断層画像を得た場合には、本フローチャートを終了させることになる。
11: X線源
12: X線検出器
13: X線測定光学系
14: テーブル
16: テーブル駆動機構
20: 制御系(コンピュータ)
21: CPU
22: 入力装置
23: 表示装置
24: 試し撮り画像
25: メモリ
26: 透視X線画像
27: CT撮像可能領域
31: 透視X線画像作成部
35: 再構成演算部
37: 試し撮り画像表示部
38: CT撮像領域演算部
41: 透過データ記憶部
44: 外観データ記憶領域
51、52: カメラ
53: カメラ画像作成部
Claims (3)
- 被写体の透視X線像を撮影するX線検出器と当該X線検出器に向けて透視用X線を照射するX線源とを有するX線測定光学系と、
X線源とX線検出器との間に配置され、被写体を載置した状態で、X線光軸と同一方向であるx方向、X線光軸と直交する方向の回転軸と同一方向であるz方向を含む並進移動、および、回転軸を中心とした回転移動が可能なテーブルと、
駆動信号を作成するために入力操作される入力装置と、
駆動信号に基づいてテーブルを回転移動および並進移動させるテーブル駆動機構と、
前記テーブルを回転移動させつつ被写体の透視X線像を撮影することによりCT撮影を実行するCT撮影実行部と、
CT撮影により得られた被写体のX線透過データを記憶する透過データ記憶部と、
前記X線透過データを用いて、被写体の断層画像を再構成する再構成演算部と、
画像表示が行われる表示装置とを備えるX線CT装置であって、
再構成により作成された前記被写体のz方向に垂直なxy平面に平行である水平断層画像と、xy平面に垂直である縦断層画像とを含む少なくとも二面の断層画像を試し撮り画像として画像表示を行う試し撮り画像表示部と、
前記試し撮り画像より拡大した拡大撮影をする場合に、前記X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係に基づいて、CT撮像可能領域を算出し、当該CT撮像可能領域を前記水平断層画像と前記縦断層画像とを含む少なくとも二面の試し撮り画像に重畳して画像表示を行うCT撮像領域演算部とを備えたことを特徴とするX線CT装置。 - 前記試し撮り画像表示部は、さらに、xy平面並びに縦断層画像に垂直である被写体の第二縦断層画像を試し撮り画像として画像表示を行うとともに、前記CT撮像領域演算部は第二縦断層画像にもCT撮像可能領域を重畳して画像表示を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 試し撮り画像が表示されている状態で、CT撮像領域演算部はテーブルの移動に連動してCT撮像可能領域を算出し、試し撮り画像に重畳して表示されるCT撮像可能領域を更新することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のX線CT装置。
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